JP2010131060A

JP2010131060A - 眼の計測装置、眼の計測方法およびプログラム

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Publication number: JP2010131060A
Application number: JP2008307454A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Yamaguchi; 達夫山口; Toshibumi Mihashi; 俊文三橋
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: JP5349928B2

Abstract

【課題】簡単な構成で多層構造を有する網膜の任意の層の画像観察を行える技術を提供する。
【解決手段】多層構造を有する網膜を構成する任意の層の観察を行う際に、目的とする層の観察に適した開口の形状を有する照明絞りとして照明絞り１０７ａ〜１０７ｃの何れかが選択される。そして選択された照明絞りを介して眼底への照明を行う。これにより、多層構造を有する網膜に含まれる一つの層の観察を高いコントラストで行うことができる。また、最上層と最下層の層を観察する場合の最適条件を利用することで、網膜の厚さを算出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、眼の測定装置、眼の計測方法およびプログラムに関する。

眼の観察を行う装置として、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１には、眼底の観察を行う装置において、被検眼の収差の影響を排除するために、補償光学素子を配置し、この補償光学素子の補正量を収差情報に基づいて微調整することで、収差の影響を低減した眼底の観察を行う技術が記載されている。

ところで、医学的な見地から網膜に含まれる層の状態を観察したい場合がある。網膜は、多層構造をしているので、観察したい層の画像情報を選択的に得ることが必要となる。

特開２００４―３２９２８２号公報

本発明は、簡単な構成で多層構造を有する網膜の任意の層の画像観察を行える技術を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検眼の眼底の観察のために前記眼底の所定の範囲を光束で照明する照明光学系と、前記照明光学系で照明された範囲から反射された前記光束を受光し観察を行う観察光学系と、開口の形状の異なる複数の開口絞り手段と、前記複数の開口絞り手段の一つを、前記照明光学系の光路中における前記被検眼の瞳と共役な位置またはその近傍の位置とする選択を行う選択手段とを備えることを特徴とする眼の計測装置である。

請求項１に記載の発明によれば、開口絞り手段により網膜に入射する照明光の入射角度分布が調整される。ここで入射角度分布というのは、網膜に入射する照明光のビームの光軸に垂直な断面方向に入射する光線の入射角度の分布である。この入射角度分布を変えることで、網膜の積層方向における反射光の強度が強くなる部分は変化する。すなわち、開口絞り手段を換え、網膜に入射する照明光の入射角度分布を変更することで、反射光の強度が強くなる部分の最表面層からの距離が変化する。

また、各層には、層を構成する組織の形態に違いがあり、その形態に適した入射角度分布の光線を照射することで、より反射光のコントラストを明瞭に得ることができる。この組織の形態に適した照明の入射角度分布は、開口絞りの開口の寸法や形状を選択することで得ることができる。

請求項１に記載の発明は、これらの原理を用いることで、網膜に含まれる観察したい層の画像の選択的な観察が可能となる。具体的にいうと、網膜の表層に近い部分の層の観察、網膜の厚みの中央付近の層の観察、網膜の深い部分（奧にある部分）の層の観察といった選択を開口絞り手段の変更により行うことができる。

請求項１に記載の発明において、異なる開口の形状というのは、開口絞り手段に設けられた開口を全体として見た場合の違いのことである。よって、例えば複数の開口が形成されており、一つの開口に着目した場合、形状は同じであるが、その数が違う場合は、異なる開口の形状となる。また、開口の寸法が異なる場合も異なる開口の形状となる。

請求項２に記載の発明は、被検眼の眼底に波面測定のための第１光束を照明する第１照明光学系と、前記眼底から反射される前記第１光束を微小レンズの集合体であるハルトマン板を介して受光することにより、眼の波面収差を測定する波面収差測定光学系と、可動する微小ミラーの集合体であるアダブティブオプティクスを備え、波面収差測定光学系による測定結果に基づき、波面収差を補正する波面収差補正系と、観察のために眼底の所定範囲を第２光束で照明する第２照明光学系と、前記第２照明光学系で照明された範囲から反射された前記第２光束を、前記波面収差補正系を介して受光し観察を行う観察光学系と、前記波面収差に基づき、波面収差の補正量を演算する波面補正量演算部と、開口の形状の異なる複数の開口絞り手段と、前記複数の開口絞り手段の一つを、前記第２照明光学系の光路中における前記被検眼の瞳と共役な位置またはその近傍の位置とする選択を行う選択手段とを備えることを特徴とする眼の計測装置である。

請求項２に記載の発明によれば、収差の影響を排除しつつ、且つ、開口絞り手段の選択による任意の厚み位置における層の画像観察を行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記複数の開口絞り手段は、前記被検眼の網膜を構成する層に対応して用意されていることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、観察する層に合わせて、開口絞り手段の開口の形状を用意することで、開口絞り手段を変更しての観察する層の選択を行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記観察光学系に配置され、前記観察光学系の光軸上を移動することで前記観察光学系の焦点の位置を調整するレンズと、前記被検眼の網膜を構成する第１の層を観察する場合の前記レンズの前記光軸上における位置と、前記網膜を構成する第２の層を観察する場合の前記レンズの前記光軸上における位置とに基づいて、前記網膜の厚さの寸法を算出する算出手段とを更に備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、レンズの光軸上における位置の情報から網膜の厚みの寸法を算出することができる。撮像対象の層が変更されると、焦点を調整する上記レンズの光軸上における位置も変わる。ここで、観察対象の層として網膜の最表面と最深面の２層を選択すると、この２層の間の距離と上記レンズの光軸上における最適位置のズレとの間には、相関関係が見られる。そこで、この相関関係を予め取得しておくことで、最表面と最深面との間の距離を算出することができ、この情報から網膜の厚さ寸法を知ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記複数の開口絞り手段には、開口が長手形状を有する第１の開口絞り手段が含まれ、前記第１の開口絞り手段を光軸の方向を軸として回転させる回転手段を更に備えることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、繊維組織のような長手形状を有する組織を含んだ層の観察において、より高い撮像コントラスト（つまり鮮明な画像）を得ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、選択は、観察光学系が観察する画像のコントラストに基づいて決定されることを特徴とする。請求項６に記載の発明によれば、開口絞り手段の選択が、撮像した画像のコントラストに基づいて行われる。すなわち、開口絞り手段を変更すると、撮像しようとする層の画像のコントラストが変化する。この現象を利用し、撮像しようとする層の画像のコントラストが最良となる開口絞り手段を選択することで、目的とする層を高いコントラストで撮像できる。

請求項７に記載の発明は、第１の層および第２の層を含む層構造を有する網膜を備えた眼の計測方法であって、前記第１の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第１の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射し、前記第２の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記第１の開口絞り手段の開口の形状と異なる開口の形状であって、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第２の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射することを特徴とする眼の計測方法である。請求項７に記載の発明によれば、層構造を有する網膜の異なる厚み方向に位置する層の観察を開口絞り手段の変更により選択することができる。

請求項８に記載の発明は、第１の層および第２の層を含む層構造を有する網膜を備えた眼の計測を制御するコンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記第１の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第１の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射する制御を行わせ、前記第２の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記第１の開口絞り手段の開口の形状と異なる開口の形状であって、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第２の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射する制御を行わせることを特徴とするプログラムである。請求項８に記載の発明によれば、層構造を有する網膜の異なる厚み方向に位置する層の観察を行うための制御を行うコンピュータを動作させるためのプログラムが提供される。

本発明によれば、光学系に挿入する開口絞りの種類を選択するという簡単な構成により、多層構造を有する網膜の任意の層の画像観察を行える技術が提供される。

（１）第１の実施形態
（全体の構成）
図１は、本発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。図１には、計測対象となる眼（被検眼と称する）１０１の眼底１０１ａを観察する機能を有する眼の計測装置１００が示されている。眼の計測装置１００は、眼底１０１ａにある網膜を構成する層の画像観察および網膜の厚さの計測を行う装置である。

眼の計測装置１００は、被検眼１０１の装置に対する位置を合わせるための機構（アライメント機構）として、前眼部照明光源１０２、ダイクロイックミラー１０３、対物レンズ１０４、ダイクロイックミラー１０５、および前眼部撮像素子１０６を備えている。

前眼部照明光源１０２は、ＬＥＤにより構成され、遠赤外光（波長９５０ｎｍ）を被検眼１０１に照射する。ダイクロイックミラー１０３は、被検眼１０１から反射された上記波長９５０ｎｍの遠赤外光を透過する。また、ダイクロイックミラー１０３は、波長８４０ｎｍの光を反射し、４００〜６５０ｎｍの光を５０％透過し、５０％反射する。対物レンズ１０４は、後述する前眼部撮像素子１０６を被検眼の瞳（虹彩）と共役な位置におくための対物レンズである。

ダイクロイックミラー１０５は、対物レンズ１０４からの光の内、波長９５０ｎｍの光を図の下方向に反射し、波長４００〜６５０ｎｍの光を透過する。前眼部撮像素子１０６は、ダイクロイックミラー１０５で図の下方向に反射された波長９５０ｍｍの光により構成される画像を撮像するＣＣＤ素子（あるいはＣＭＯＳイメージセンサ）である。

前眼部照明光源１０２から照射され、被検眼１０１で反射された波長９５０ｎｍの反射光は、ダイクロイックミラー１０３を透過し、対物レンズ１０４を介してダイクロイックミラー１０５で図の下方向に反射され、前眼部撮像素子１０６により撮像される。この撮像素子１０６により撮像される画像には、被検眼１０１の瞳（虹彩）が写っており、それが光学系の中心にくるように装置側または被検眼者側の位置の調整が、図示省略した調整機構により調整される。

図１には、照明絞り１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、および視野絞り１０８を備えた照明系１０が示されている。照明絞り１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃは、開口絞り手段の一例であり、後述する光源１（１１２）から発せられ、瞳に入射する照明光（波長６００〜６５０ｎｍ）の入射角度分布を決める絞りである。この例では、照明絞りとして、符号１０７ａ、１０７ｂおよび１０７ｃにより示される３つの照明絞りを用意している。これら３つの照明絞りは、その中の一つが適宜選択され、光軸上の被検眼の瞳と共役の位置またはその近傍に配置される。この動作は、各照明絞りを移動させる図示しない移動機構により行われる。すなわち、図示しない移動機構により、各照明絞りは、光軸上への移動、光軸上からの退避が可能な構成とされている。照明絞りの形状は、観察する網膜の層の位置または組織の形態に応じた形状を有している。具体的な照明絞りの形状については、後述する。照明絞りの数は、図示する３つに限定されず、観察する層の数や組織の形態に合わせて複数が用意される。

ここで、照明絞り１０７ｃは、中心軸１１を軸とし回転させることが可能な構成とされている。この回転は、モータを用いた図示省略した駆動機構により可能とされている。

視野絞り１０８は、後述する光源１（１１２）からの光が眼底１０１ａにある網膜を照明する際に、照明する範囲を制限するための絞りで、網膜と共役な位置に配置されている。

視野絞り１０８の光源１（１１２）側には、ディオプター調整レンズ１０９、ハーフミラー１１０、波長選択フィルター１１１、光源１（１１２）、ミラー１１３および固視標１１４が配置されている。

ディオプター調整レンズ１０９は、被検眼１０１の眼底１０１ａと固視標１１４とが共役な位置となるように光軸方向に移動する。言い替えると、ディオプター調整レンズ１０９は、被検眼１０１の屈折度に応じて、光軸上を移動する。この移動は、図示省略したモータによって行われる。固視標１１４は、被検眼１０１が見つめる標的である。固視標１１４は、図示しない照明機構により、波長４００〜６５０ｎｍ程度の光で照明される（あるいは発光する）。

ハーフミラー１１０は、入射した光の５０％を反射し、５０％を透過する。波長選択フィルター１１１は、波長６００〜６５０ｎｍの光を透過し、それ以外の波長を反射または吸収する。波長選択フィルター１１１により、眼底に波長６００〜６５０ｎｍの光の照射が行われる。光源１（１１２）は、眼底１０１ａにある網膜を照明するための光源である。この例では、光源１（１１２）としてキセノンランプが採用されている。光源１（１１２）としては、発生する波長帯域幅の広いものが好ましい。キセノンランプ以外にスーパールミネッセンスダイオードを光源１（１１２）として利用可能である。

次に、眼底１０１ａの網膜を観察する光学系について説明する。図１には、網膜観察系１２０が示されている。網膜観察系１２０は、網膜撮像素子１２１とフォーカス用レンズ１２２を備えている。網膜撮像素子１２１は、光源１（１１２）からの波長６００〜６５０ｎｍの光で照明された網膜からの反射光を受光し、像を作るための撮像素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。フォーカス用レンズ１２２は、網膜から反射した波長６００〜６５０ｎｍの光を網膜撮像素子１２１に結像させるためのレンズである。フォーカス用レンズ１２２は、図示省略した移動機構により、光軸方向に移動可能であり、この光軸方向における移動が行われることで、網膜から反射した光を網膜撮像素子１２１に結像させるための調整が行われる。

網膜観察系１２０の前には、ミラー１２３が配置されている。ミラー１２３は、穴が形成されたミラーであって、被検眼１０１の瞳と共役な位置に置かれている。ミラー１２３は、レンズ群や角膜からのノイズを軽減する機能を有している。

光源１（１１２）から発せられ、波長選択フィルター１１１を通過した波長６００〜６５０ｎｍの照明光は、ダイクロイックミラー１０３を光量の５０％が透過し、眼底１０１ａに照射される。眼底１０１ａからの反射光は、ダイクロイックミラー１０３で光量の５０％が図の下方に反射され、途中の光学系を介して、網膜撮像素子１２１で検出される。

図１において、ミラー１２３の前には、波面収差補正系１３０が示されている。波面収差補正系１３０は、ディオプター調整ミラー装置１３１、レンズ１３２および波面補正素子１３３を備えている。ディオプター調整ミラー１３１は、被検眼１０１の屈折度に応じて、光軸方向に移動し、網膜撮像素子１２１と被検眼１０１の網膜とが共役な位置となるように調整を行う。レンズ１３２は、波面補正素子１３３からの光を集光し、また波面補正素子１３３に入射する光を平行光とする。

波面補正素子１３３は、後述するハルトマン像撮像素子１４３からの信号に基づいて計算された補正量に基づいて、ハルトマン像撮像素子１４１が検出した収差を光学的に補正する。この収差の補正は、微少部分が動的な変形をするミラーであるディフォーマブルミラーにより行われる。同様な機能は、液晶型空間光変調器により行うこともできる。

波面収差補正系のダイクロイックミラー１０３側には、対物レンズ１３５とレンズ１３６が配置されている。

図１には、波面収差測定系１４０が示されている。波面収差測定系１４０は、偏光ビームスプリッタ１４１、レンズアレイ１４２、ハルトマン像撮像素子１４３、光源２（１４４）、および絞り１４５を備えている。また、波面収差測定系１４０の前には、レンズ１３８と、波長８４０ｎｍの光を反射し、波長６００〜６５０ｎｍの光を透過するダイクロイックミラー１３７が配置されている。

偏光ビームスプリッタ１４１は、入射した光の偏光成分の違いによる反射または透過を行う（例えば、ｐ偏光を透過し、ｓ偏光を反射する）。レンズアレイ１４２は、微小レンズの集合体であるハルトマン板の一例であり、光源２（３１５）から眼底１０１ａに入射される波長８４０ｎｍの光の反射光の光束を少なくとも１６本に分割するレンズアレイ構造を有している。ハルトマン像撮像素子１４３は、レンズアレイ１４２が焦点を結ぶ位置に配置され、レンズアレイ１４２によって作られる少なくとも１６個の点像を撮像するＣＣＤ素子（またはＣＭＯＳイメージセンサ）を備えている。

光源２（１４４）は、波面を測定するための照明を網膜に行うための波長８４０ｎｍの光を発するスーパールミネッセンスダイオードである。光源２（１４４）は、眼底１０１ａの部分に位置する網膜と共役な位置に配置されている。光源２（１４４）は、可干渉距離が長く、空間的なコヒーレンシーの高いものが望ましい。光源２（１４４）からの照明光は、絞り１４５を介して照射される。

（照明絞りの一例）
図２は、照明絞りの一例を示す。図２には、図１にも示す照明絞り１０７ａ、１０７ｂおよび１０７ｃを正面から見た状態が示されている。照明絞り１０７ａは、中央に穴が形成された開口の形状を有し、照明絞り１０７ｂは、幅のある円周状に開口が形成されたリング形状を有し、照明絞り１０７ｃは、中心からオフセットした位置に形成された長方形の開口を有し、中心を軸として回転可能な構造とされている。

以下、図２に示すような形状の照明絞りを用いる意義を説明する。まず網膜を構成する層について説明する。人間の網膜は、厚さ１００〜５００μｍ程度であり、光入射側から、神経繊維層、神経節細胞層、視細胞層、網膜色素上皮といった層構造を有している（その他細かい分類もあるが、ここでは観測可能な主要な層について述べる）。神経繊維層は、文字通り繊維状（ファイバー状）を有している。他の層は、積層方向から見て各層に応じた大きさの粒状を有している。

例えば、神経繊維層は、繊維状を有しているので、その繊維の延在方向に沿った方向に長手形状を有するビーム断面の照明光を当てた場合、積層方向の他の層からの反射光よりも強い光を反射する。この状態は、照明絞り１０７ｃの様な形状の絞りを用い、その長手方向を合わせることで実現できる。他の層の場合は、図２の１０７ａや１０７ｂの開口形状の絞りを用いることで、特定の層の像を優先的に浮かび上がらせて観察することができる。なお、特定の層の像を優先的に浮かび上がらせて観察する場合、絞りの選択だけではなく、図１のフォーカス用レンズ１２２の光軸方向における位置を調整し、目的とする像が浮かび上がり易い状態とする必要がある。

図３は、照明絞りを用いることによる照明光の入射角度分布の状態の例を示す概念図である。図３（Ａ）には、図２に示す照明絞り１０７ａを用いた場合が概念的に示され、図３（Ｂ）には、図２に示す照明絞り１０７ｂを用いた場合が概念的に示されている。

（制御系の構成）
図４は、図１に示す眼の計測装置１００の制御系の一例を示すブロック図である。図４には、制御系３００が示されている。制御系３００は、演算部３０１を備えている。演算部３０１は、コンピュータとして機能し、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース機能、その他画像処理用の演算機能を備えている。演算部３０１は、後述するフローチャートの処理を実行するための各種の演算を行う。また演算部３０１には、各種動作制御に必要な情報として、前眼部撮像素子１０６が撮像した画像情報、および網膜撮像素子１２１が撮像した画像情報が入力される。

演算部３０１には、表示部３０２とメモリ３０３が接続されている。表示部３０２は、撮像した画像および眼の計測装置１００の操作に係る情報を表示するディスプレイである。メモリ３０３は、演算部３０１の外部記憶領域として機能する。制御系３００は、制御部３０４を備えている。制御部３０４は、演算部３０１において行われる演算の結果に基づいて、後述する各装置部分の動作を制御する制御信号を生成する。

すなわち、制御部３０４は、前眼部照明光源１０２のＯＮ／ＯＦＦを決める制御信号を出力する。制御部３０４は、第１駆動部３０５に制御信号を出力する。第１駆動部３０５は、ディオプター調整レンズ１０９の光軸方向の位置を決める図示しないモータを駆動する。つまり、制御部３０４からの制御信号により、ディオプター調整レンズ１０９の光軸上における位置の調整が行われる。

制御部３０４は、第２駆動部３０６に制御信号を出力する。第２駆動部３０６は、ディオプター調整ミラー１３１を光軸上で動かす図示しないモータを駆動する。つまり、制御部３０４からの制御信号により、ディオプター調整ミラー１３１の光軸上における位置の調整が行われる。制御部３０４は、光源１（１１２）および光源２（１４４）のＯＮ／ＯＦＦを決める制御信号を出力する。

制御部３０４は、第３駆動部３０７に制御信号を出力する。第３駆動部３０７は、照明絞り１０７ａ、１０７ｂおよび１０７ｃの中から選ばれた一つを、照明系１０の光軸上に移動させる図示省略したモータを駆動する。制御部３０４は、第４駆動部３０８に制御信号を出力する。第４駆動部３０８は、フォーカス用レンズ１２２の光軸上における位置を調整する図示しないモータを駆動する。制御部３０４は、第５駆動部３０９に制御信号を出力する。第５駆動部３０９は、照明絞り１０７ｃを回転させる図示しないモータを駆動する。

図４には、収差量測定補正量計算用演算装置３１０が配置されている。収差量測定補正量計算用演算装置３１０は、ハルトマン像検出素子１４３から検出信号を受け、波面の収差の情報を取得すると共に、この収差の情報に基づき、収差の影響を補正する補正量を算出し、それを波面補正素子制御装置３１１に出力する。この補正量に基づき、波面補正素子制御装置３１１は、波面補正素子１３３における収差をなくすための波面の補正を行う制御を行い、収差の影響を低減する。

なお、図４の例示では、演算部３０１と制御部３０４を分けて記載しているが、両者の機能を備えた集積回路や制御基板を用いて、両者が一体とされた構成も可能である。

（計測動作の一例）
以下、図１および図４に示す装置を用いた眼底１０１ａにある網膜の膜厚の計測または観察を行う場合の動作の一例を説明する。図５は、この際の動作を行うための動作手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図４に示す演算部３０１において実行される。このフローチャートを実行するためのプログラムは、演算部３０１内の記憶領域に記憶されており、実行時に演算部のＲＡＭ領域に読み出されて実行される。

以下説明する処理では、予めサンプルを用いた実計測により、下記表１に示すような観察する層、高コントラストが得られるフォーカス用レンズ１２２の位置、使用する照明絞りとの関係を調べておき、それを演算部３０１のメモリ領域やメモリ３０３に記憶しておく。なお表１におけるフォーカス用レンズの位置は、当該装置上で設定されている基準位置からの距離である。

処理が開始されると（ステップＳ５０１）、全て可動部部分の原点への移動が行われ（ステップＳ５０２）、更にフォーカス用レンズ（ＦＯ）１２２を基準位置に移動させる（ステップＳ５０３）。次に前眼部撮像素子１０６を用いた被検眼１０１の装置に対する位置合わせ（アライメント処理）を行う（ステップＳ５０４）。次いで、ステップＳ５０５に進み、ディオプター調整レンズ１０９の位置調整により、被検眼１０１の網膜と固視標とが共役となる位置関係となるように調整を行う。また、ディオプター調整ミラー１３１の調整により、被検眼１０１の網膜と網膜撮像素子１２１とが共役な位置関係になるように調整を行う。

ステップＳ５０５の後、網膜の膜厚の測定か、それとも網膜に含まれる網膜色素上皮層、視細胞層、神経節細胞層、神経繊維層から選ばれた一つの層の撮影か、が選択される（ステップＳ５０６）。ここで、網膜の膜厚であれば、ステップＳ５０７に進み、そうでなければステップＳ５１４に進む。

（網膜の厚さを測定する場合）
以下、ステップＳ５０７に進んだ場合（つまり網膜の厚さを測定する場合）の処理の手順を説明する。ステップＳ５０７に進むと、照明絞りとしてリング絞り（照明絞り１０７ｂ）を選択する処理が行われる。ここで、リング絞りを選択するのは、以下の理由による。まず、網膜の厚さを計測するのであるから、網膜の入射面付近にある神経繊維層と、網膜の最深部付近にある網膜色素上皮を選択的に観察する必要がある。この例では、神経繊維層と網膜色素上皮の両方を選択的に観察することができる照明絞りが照明絞り１０７ｂ（リング絞り）であることが実験的に分かっている。以上の理由により、ステップＳ５０７において、リング絞り（照明絞り１０７ｂ）が選択される。

次に、波面収差測定系１２０および波面収差補正系１３０を用いた波面の補正を行い、収差の影響を低減する（ステップＳ５０８）。すなわち、図１の波面収差測定計１４０が検出した収差の情報に基づき、図４の収差量測定補正量計算用演算装置３１０の機能により、補正量が算出され、それに基づき波面補正素子制御装置３１１から制御信号が波面補正素子１３３に出力され、波面補正素子１３３における波面の補正が行われる。なお、血液の脈動等により、眼球は常に揺らぐように動いているので、この処理は、観察を行っている期間中常に行われ、動的に収差の影響が補正される。

波面補正の後、神経繊維の画像を撮影するために、フォーカス用レンズ１２２を表１のＸ_nfの位置に移動させる（ステップＳ５０９）。Ｘ_nfは、予め取得されたサンプルデータに基づくレンズ位置であるので、被検眼１０１によって焦点が合う位置は、その位置の周辺となる（勿論、位置が合致する場合もあり得る）。そこで、網膜撮像素子１２１が撮影する画像のコントラストが画像処理ソフトウェアにより解析され、撮影している神経繊維像のコントラストが最良となるようにフォーカス用レンズ１２２をＸ_nfの位置を中心として微動させる（ステップＳ５１０）。ここで、最良な神経繊維像のコントラストが得られたフォーカス用レンズ１２２の位置をＸ_nFOとする。

次に、網膜色素上皮の画像を撮影するために、フォーカス用レンズ１２２を表１のＸ_rpeの位置に移動させる（ステップＳ５１１）。Ｘ_rpeは、予め取得されたサンプルデータに基づくレンズ位置であるので、被検眼１０１によって焦点が合う位置は、その周辺となる。そこで、網膜撮像素子１２１が撮影する画像のコントラストが画像処理ソフトウェアにより解析され、撮影している網膜色素上皮像のコントラストが最良となるようにフォーカス用レンズ１２２をＸ_rpeの位置を中心として微動させる（ステップＳ５１２）。ここで、最良な網膜色素上皮像のコントラストが得られたフォーカス用レンズ１２２の位置をＸ_nRPEとする。

Ｘ_nFOとＸ_nRPEとの差分は、網膜の入射面付近の層（神経繊維層）と最深部付近の層（網膜色素上皮）との間の距離（つまり網膜の厚さ寸法）に比例することが分かっている。そこでこの比例定数をαとすると、ステップＳ５１３に示す網膜の厚さが求められる。なお、αは、被検眼の違いによる偏差が小さいので、定数と見なすことができる。αは、予めサンプルを用いた測定により求めておいたものを利用する。

網膜の厚さを算出したら、結果を表示部３０２に表示すると共に、メモリ３０３に保存し（ステップＳ５１６）、処理を終了する（ステップＳ５１７）。

（特定の層の観察を行う場合）
次に、網膜に含まれる特定の層（この例では、網膜色素上皮層、視細胞層、神経節細胞層、神経繊維層から選ばれた一つの層）の観察（撮影）を行う場合の処理の例を説明する。まず、どこの層を撮影するかの選択が、図示省略した操作手段（例えば、表示３０２を用いたタッチパネルや入力用キーボード）が操作されることで行われる（ステップＳ５１４）。

（網膜色素上皮層の観察）
網膜色素上皮層が撮影対象として選択されると、ステップＳ５１５に進み、網膜色素上皮層の撮像時に高いコントラストが得られる照明絞りとして照明絞り１０７ｂ（リング絞り）が選択される。

次いで、フォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置をＸ_rpeとし（ステップＳ５１６）、ステップＳ５０８と同様な、波面収差測定系１２０および波面収差補正系１３０を用いた波面の補正を行い、収差の影響を低減する（ステップＳ５１３）。そして、網膜撮像素子１２１が撮影する画像のコントラストが画像処理ソフトウェアにより解析され、撮影している網膜色素上皮像のコントラストが最良となるようにフォーカス用レンズ１２２をＸ_rpeの位置を中心として微動させる（ステップＳ５１４）。最良のコントラストが得られたら、網膜撮像素子１２１を用いた撮影を行い（ステップＳ５１５）、撮影した画像を表示部３０２に表示すると共に、メモリ３０３に保存し（ステップＳ５１６）、処理を終了する（ステップＳ５１７）。図６は、網膜色素上皮層の観察画像の概要を示すスケッチ図である。上述したように照明絞りとして照明絞り１０７ｂを選択し、さらにフォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置を調整することで、多層構造を有する網膜に含まれる網膜色素上皮層を図６に示すように選択的に観察することができる。

（視細胞層の観察）
視細胞層が撮影対象として選択されると、ステップＳ５１７に進み、視細胞層の撮像時に高いコントラストが得られる照明絞りとして照明絞り１０７ａ（中心絞り）が選択される。次いで、フォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置をＸ_Phとする（ステップＳ５１８）。後は、ステップＳ５１３以下の処理を実行する。図７は、視細胞層の観察画像の概要を示すスケッチ図である。上述したように照明絞りとして照明絞り１０７ａを選択し、さらにフォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置を調整することで、多層構造を有する網膜に含まれる視細胞層を図７に示すように選択的に観察することができる。

（神経節細胞層の観察）
神経節細胞層が撮影対象として選択されると、ステップＳ５１９に進み、神経節細胞層の撮像時に高いコントラストが得られる照明絞りとして照明絞り１０７ｂ（リング絞り）が選択される。次いで、フォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置をＸ_gcとする（ステップＳ５２０）。後は、ステップＳ５１３以下の処理を実行する。

（神経繊維層の観察）
神経繊維層が撮影対象として選択されると、ステップＳ５２１に進み、神経繊維層の撮像時に高いコントラストが得られる照明絞りとして照明絞り１０７ｃ（偏心絞り）が選択される。次いで、フォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置をＸ_nfとする（ステップＳ５２２）。後は、ステップＳ５１３以下の処理を実行する。なお、この場合、ステップＳ５１４において、照明絞り１０７ｃを回転させる制御も行われ、神経繊維をより高いコントラストで観察できるように調整が行われる。

図８は、神経繊維層の観察画像の概要を示すスケッチ図である。図８（Ａ）は、照明絞り１０７ｃの回転角度位置が適当でない場合の観察像である。この場合、照明光の入射角度分布が、神経繊維層を観察するのに適当な分布でないので、神経繊維層からの反射光を明瞭に得ることができず、フォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置を調整しても図８（Ａ）に示すように観察される像は不明瞭なものとなる。

図８（Ｂ）は、照明絞り１０７ｃの回転角度位置が最適な位置である場合の観察像である。この場合、照明光の入射角度分布が、神経繊維層を観察するのに適した分布となるので、神経繊維層からの反射光を明瞭に得ることができる。このため、フォーカス用レンズ１２２の光軸上での位置を調整することで、図８（Ｂ）に示すような明瞭な観察像を得ることができる。

（２）第２の実施形態
第１の実施形態における任意の層の観察において、最初は、照明絞り１０７ａを用いて焦点を粗く合わせ、次に照明絞りを次々と切換ながら、コントラスが最良となる照明絞りを選択する方法を採用することもできる。なおこの際、照明絞りを選択する毎にフォーカス用レンズの位置を微調整し、コントラストが最大となるように調整する。この態様は、更に多くの種類の照明絞りを用意した場合に利用することもできる。

以下動作手順の一例を説明する。まず、照明絞り１０７ａを用いて、コントラストが最良となるようにフォーカス用レンズ１２２の光軸上の位置を微調整する。そして、コントラストが最大の状態をメモリに記憶する。そして同じ動作を各照明絞りにおいて実行し、各照明絞りにおける最良なコントラストの状態をそれぞれメモリに記憶する。そして、メモリに記憶されている複数のコントラストの状態から最も高いコントラストを有する像（つまり、最も明瞭な像）を選択し、その像を撮影した際の照明絞りを再度選択する。こうして、最も鮮明な像を得ることができる照明絞りが選択される。

本発明は、眼の計測を行う装置に利用することができる。

発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。照明絞りの一例を示す正面図である。照明絞りの作用の一例を示す模式図である。図１の計測装置の制御系の構成を示すブロック図である。図１の計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。網膜色素上皮層の観察画像の概要を示すスケッチ図である。視細胞層の観察画像の概要を示すスケッチ図である。神経繊維層の観察画像の概要を示すスケッチ図である。

符号の説明

１１…中心軸、１００…眼の計測装置、１０１…被検眼、１０１ａ…眼底、１０２…前眼部照明光源、１０３…ダイクロイックミラー、１０４…対物レンズ、１０５…ダイクロイックミラー、１０６…前眼部撮像素子、１０７ａ…照明絞り（中心絞り）、１０７ｂ…照明絞り（リング絞り）、１０７ｃ…照明絞り（偏心しぼり）、１０８…視野絞り、１０９…ディオプター調整レンズ、１１０…ハーフミラー、１１１…波長選択ミラー、１１２…光源１、１１３…ミラー、１１４…固視標、１２０…網膜観察系、１２１…網膜撮像系、１２２…フォーカス用レンズ、１２３…ミラー、１３０…波面収差補正系、１３１…ディオプター調整ミラー、１３２…レンズ、１３３…波面補正素子、１３５…対物レンズ、１３６…レンズ、１３７…ダイクロイックミラー、１３８…レンズ、１４０…波面収差測定系、１４１…偏光ビームスプリッタ、１４２…レンズアレイ、１４３…ハルトマン像撮像素子、１４４…光源２、１４５…絞り。

Claims

被検眼の眼底の観察のために前記眼底の所定の範囲を光束で照明する照明光学系と、
前記照明光学系で照明された範囲から反射された前記光束を受光し観察を行う観察光学系と、
開口の形状の異なる複数の開口絞り手段と、
前記複数の開口絞り手段の一つを、前記照明光学系の光路中における前記被検眼の瞳と共役な位置またはその近傍の位置とする選択を行う選択手段と
を備えることを特徴とする眼の計測装置。
被検眼の眼底に波面測定のための第１光束を照明する第１照明光学系と、
前記眼底から反射される前記第１光束を微小レンズの集合体であるハルトマン板を介して受光することにより、眼の波面収差を測定する波面収差測定光学系と、
可動する微小ミラーの集合体であるアダブティブオプティクスを備え、波面収差測定光学系による測定結果に基づき、波面収差を補正する波面収差補正系と、
観察のために眼底の所定範囲を第２光束で照明する第２照明光学系と、
前記第２照明光学系で照明された範囲から反射された前記第２光束を、前記波面収差補正系を介して受光し観察を行う観察光学系と、
前記波面収差に基づき、波面収差の補正量を演算する波面補正量演算部と、
開口の形状の異なる複数の開口絞り手段と、
前記複数の開口絞り手段の一つを、前記第２照明光学系の光路中における前記被検眼の瞳と共役な位置またはその近傍の位置とする選択を行う選択手段と
を備えることを特徴とする眼の計測装置。
前記複数の開口絞り手段は、前記被検眼の網膜を構成する層に対応して用意されていることを特徴とする請求項１または２に記載の眼の計測装置。
前記観察光学系に配置され、前記観察光学系の光軸上を移動することで前記観察光学系の焦点の位置を調整するレンズと、
前記被検眼の網膜を構成する第１の層を観察する場合の前記レンズの前記光軸上における位置と、前記網膜を構成する第２の層を観察する場合の前記レンズの前記光軸上における位置とに基づいて、前記網膜の厚さの寸法を算出する算出手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の眼の計測装置。
前記複数の開口絞り手段には、開口が長手形状を有する第１の開口絞り手段が含まれ、
前記第１の開口絞り手段を光軸の方向を軸として回転させる回転手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の網膜の計測装置。
前記選択は、前記観察光学系が観察する画像のコントラストに基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の眼の計測装置。
第１の層および第２の層を含む層構造を有する網膜を備えた眼の計測方法であって、
前記第１の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第１の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射し、
前記第２の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記第１の開口絞り手段の開口の形状と異なる開口の形状であって、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第２の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射することを特徴とする眼の計測方法。
第１の層および第２の層を含む層構造を有する網膜を備えた眼の計測を制御するコンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記第１の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第１の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射する制御を行わせ、
前記第２の層の計測を行う際に、前記計測のための照明光を、前記第１の開口絞り手段の開口の形状と異なる開口の形状であって、前記照明光の光路における前記眼の瞳と共役な位置またはその近傍に配置した第２の開口絞り手段を介して前記網膜に対して照射する制御を行わせることを特徴とするプログラム。