JP2016049367A - 眼科撮影装置 - Google Patents
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以下、眼科撮影装置の第1実施形態についての概要を図面に基づいて説明する。第1実施形態の眼科撮影装置(図1参照)1は、例えば、正面撮影光学系(例えば、撮影光学系30)と、OCT光学系(例えば、OCT光学系200)と、制御部(例えば、制御部70)と、を主に備える(図2参照)。正面撮影光学系は、例えば、第1フォーカス用光学部材(例えば、フォーカシングレンズ32)と、受光素子(例えば、撮像素子35、観察用撮像素子38)を備える。第1フォーカス用光学部材は、例えば、第1駆動部(例えば、駆動部49)によって光軸方向に移動される。受光素子は、例えば、第1フォーカス用光学部材を介して眼底からの反射光を受光する。正面撮影光学系は、例えば、受光素子からの出力信号に基づいて被検眼眼底の正面画像を取得する。
以下、眼科撮影装置の第2実施形態についての概要を説明する。第2実施形態の眼科撮影装置(図1参照)1は、例えば、正面撮影光学系(例えば、撮影光学系30)と、OCT光学系(例えば、OCT光学系200)と、制御部(例えば、制御部70)を主に備える。正面撮影光学系およびOCT光学系は、第1実施形態と同様の構成が利用できる。制御部は、例えば、第1実施形態で説明した第1オートフォーカス制御と第2オートフォーカス制御とを独立して実行できる。これによって、正面撮影光学系のオートフォーカスとOCT光学系のオートフォーカスが独立して実行されるので、各光学系の最適化をスムーズに行うことができる。
以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。図1〜図10は本実施例に係る眼科撮影装置の構成について説明する図である。なお、本実施例においては、被検者眼(眼E)の軸方向をZ方向、水平方向をX方向、鉛直方向をY方向として説明する。眼底の表面方向をXY方向として考えてもよい。
図2に示すように、本実施例の光学系は、照明光学系10、撮影光学系(正面撮影光学系)30、干渉光学系(以下、OCT光学系ともいう)200を主に備える。撮影光学系30は、眼底を可視光によって撮影(例えば、無散瞳状態)することによって赤外眼底画像、カラー眼底画像等を得るための眼底カメラ光学系として用いられる。OCT光学系200は、被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得る。さらに、光学系は、フォーカス指標投影光学系40、アライメント指標投影光学系50、前眼部観察光学系60を備えてもよい。
照明光学系10は、例えば、観察照明光学系と撮影照明光学系を有する。撮影照明光学系は、光源14、コンデンサレンズ15、リングスリット17、リレーレンズ18、ミラー19、黒点板20、リレーレンズ21、孔あきミラー22、対物レンズ25を主に備える。撮影光源14は、フラッシュランプ等であってもよい。黒点板20は、中心部に黒点を有する。
撮影光学系(正面撮影光学系)30は、例えば、対物レンズ25、撮影絞り31、フォーカシングレンズ32、結像レンズ33、撮像素子35が主に配置されている。撮影絞り31は、孔あきミラー22の開口近傍に位置する。フォーカシングレンズ32は、光軸方向に移動可能である。撮像素子35は、例えば、可視域に感度を有する撮影に利用可能である。撮影絞り31は、例えば、対物レンズ25に関して被検眼Eの瞳孔と略共役な位置に配置されている。フォーカシングレンズ32は、例えば、モータを備える移動機構49により光軸方向に移動される。
フォーカス指標投影光学系40は、赤外光源41、スリット指標板42、2つの偏角プリズム43、投影レンズ47、照明光学系10の光路に斜設されたスポットミラー44を主に備える。2つの偏角プリズム43は、スリット視標板42に取り付けられる。スポットミラー44は、照明光学系10の光路に斜設される。また、スポットミラー44はレバー45の先端に固着されている。スポットミラー44は、通常は光軸に斜設されるが、撮影前の所定のタイミングで、ロータリソレノイド46の軸の回転により、光路外に退避させられる。
アライメント指標投影光学系50は、被検眼Eに対して、アライメント用指標光束を投影する。アライメント指標投影光学系50には、図2における左下の点線内の図に示すように、撮影光軸L1を中心として同心円上に45度間隔で赤外光源が複数個配置されている。本実施例における眼科撮影装置は、第1視標投影光学系(0度、及び180)と、第2視標投影光学系と、を主に備える。
被検眼Eの前眼部を撮像する前眼部観察(撮影)光学系60は、ダイクロイックミラー24の反射側に、ダイクロイックミラー61、絞り63、リレーレンズ64、二次元撮像素子(受光素子:以下、撮像素子65と省略する場合あり)65を主に備える。撮像素子65は、赤外域の感度を持つ。また、撮像素子65はアライメント指標検出用の撮像手段を兼ね、赤外光を発する前眼部照明光源58により照明された前眼部とアライメント指標が撮像される。前眼部照明光源58により照明された前眼部は、対物レンズ25、ダイクロイックミラー24及びダイクロイックミラー61からリレーレンズ64の光学系を介して撮像素子65により受光される。また、アライメント指標投影光学系50が持つ光源から発せられたアライメント光束は被検眼角膜に投影される。その角膜反射像は対物レンズ25〜リレーレンズ64を介して撮像素子65に受光(投影)される。
図2に戻る。OCT光学系200は、いわゆる眼科用光干渉断層計(OCT:Optical coherence tomography)の装置構成を持ち、眼Eの断層像を撮像する。OCT光学系200は、測定光源102から出射された光をカップラー(光分割器)104によって測定光と参照光に分割する。そして、OCT光学系200は、測定光を眼Eの眼底Efに導き,また、参照光を参照光学系110に導く。測定光は、コリメータレンズ123、フォーカスレンズ124を介し、走査部108に達し、例えば、2つのガルバノミラーの駆動によって反射方向が変えられる。そして、走査部108で反射された測定光は、リレーレンズ109を介して、ダイクロイックミラー24で反射された後、対物レンズ25を介して、被検眼眼底に集光される。その後、眼底Efによって反射された測定光と,参照光との合成による干渉光を検出器(受光素子)120に受光させる。
続いて、本実施例の制御系について説明する。本実施例の制御部70には、前眼部観察用の撮像素子65と、赤外眼底観察用の撮像素子38と、表示部75と、操作部74と、各光源と、各種駆動部と、撮像素子35と、PC90とが接続される。なお、煩雑化を避けるため、図2において、撮像素子65、各光源、各種駆動部と、制御部70との接続を示す線は省略する。
以上のような構成を備える装置において、その制御動作について説明する。ここで、制御部70は、OCT光学系200及び撮影光学系30を駆動制御してOCT画像及び赤外眼底像の各画像を1フレーム毎に取得する。制御部70は、モニタ75を表示制御し、モニタ75上のOCT画像及び赤外眼底像を随時更新する。なお、検者の設定によらない最初のOCT画像の取得位置として、例えば、赤外眼底像の中心位置を基準とした走査位置(例えば、X方向)が設定されている。
図6は、本実施例に係る最適化制御の一例について説明する図である。概して、制御部70は、初期化の制御として、参照ミラー131とフォーカシングレンズ124の位置を初期位置に設定する。初期化完了後、制御部70は、設定した初期位置から参照ミラー131を一方向に所定ステップで移動させ、第1光路長調整を行う(第1自動光路長調整)。なお、既に眼底の断層画像が取得できている場合は、初期化、第1光路長調整等を行わなくてもよい。
本実施例において、第1自動光路長調整、ポラライザ調整は、断層画像の信号強度を検出することによって行われる。以下の説明では、信号強度を示す指標として所定の評価値Bが用いられる。
初めに、制御部70は、初期化の制御を行う。初期化の制御は、参照ミラー131とフォーカシングレンズ124の位置を初期位置(移動開始位置)に移動させる。
第1自動光路長調整(自動粗光路長調整)について説明する。制御部70は、駆動機構150の駆動を制御して参照ミラー131を移動させると共に、参照ミラー131の各位置にて検出器120から出力される出力信号に基づいて、眼底断層像が取得される位置に参照ミラー131を移動させる。
制御部70は、第1自動光路長調整(自動粗光路長調整)と並行して、合焦位置の検出及び検出結果に基づくレンズ32の移動を行う。制御部70は、フォーカス調整の制御を開始するためのトリガ信号を発し、撮影光学系30のフォーカス調整を開始する。
第1フォーカス制御が終了すると、制御部70は、第1フォーカス制御が成功したか失敗したかどうか判定する。例えば、上記のような指標像S1・S2を用いてフォーカスを行った場合、被検者眼が小瞳孔である場合、眼底周辺位置の撮影(周辺撮影)を行う場合、虹彩等によって撮影光束の一部が遮光される(ケラレる)可能性があり得る。その結果として、眼底に投影される指標像S1・S2の一方が欠けてしまうことで、指標像S1・S2を用いた合焦操作ができなくなってしまう場合がある。また、上記のような指標像S1・S2を用いた場合だけでなく、他の合焦手法を用いた場合でも、被検眼の混濁等によって撮影光学系30の合焦情報が取得できない可能性が考えられる。
第1フォーカス制御が失敗と判定された場合、制御部70は、OCT光学系200によって取得される断層画像に基づいてOCT光学系200の合焦位置情報を取得し、フォーカシングレンズ124を合焦位置に移動させる(第2フォーカス制御)。
制御部70は、フォーカシングレンズ124が合焦位置に移動されると、第2自動光路長調整を開始する。制御部70は、受光素子83から出力される出力信号に基づいて、第1自動光路長調整によって調整された位置から参照ミラー131の位置を再調整する。
制御部70は、第2自動光路長調整後に検出器120から出力される出力信号に基づき、ポラライザ133を駆動させ、偏光状態の調整を行う。
以下、図面を用いて第2実施例について説明する。第2実施例の眼科撮影装置は、第1実施例とは異なる制御で光学系のフォーカス調整を行う。構成については、第1実施例と同様のため、説明は省略し、各構成については第1実施例と同一の番号を用いる。
第2実施例のフォーカス制御は、図9に示すように、例えば、撮影光学系30のフォーカスとOCT光学系200のフォーカスをそれぞれ単独で調整する。すなわち、撮影光学系30とOCT光学系200のフォーカスは、互いの合焦位置情報に依存しない。
30 撮影光学系
32 フォーカシングレンズ
70 制御部
74 操作部
75 表示部
90 コンピュータ
95 表示部
120 検出器
124 フォーカシングレンズ
200 OCT光学系
Claims (9)
- 第1駆動部によって光軸方向に移動される第1フォーカス用光学部材と、前記第1フォーカス用光学部材を介して眼底からの反射光を受光するための受光素子と、を備え、前記受光素子からの出力信号に基づいて被検眼眼底の正面画像を取得するための正面撮像光学系と、
第2駆動部によって光軸方向に移動される第2フォーカス用光学部材を備え被検眼眼底に測定光を導くための測定光路と、参照光を生成するための参照光路と、測定光路を介して被検眼に導かれた測定光と参照光路からの参照光との干渉信号を含む検出信号を検出するための検出器と、を備え、前記検出器からの出力信号に基づいて被検眼眼底の断層画像を取得するためのOCT光学系と、
前記正面撮像光学系の眼底に対する合焦位置情報である第1の合焦位置情報を前記受光素子から出力される受光信号に基づいて取得し、第1フォーカス用光学部材及び前記第2フォーカス用光学部材を合焦位置に移動させる第1オートフォーカス制御と、
前記OCT光学系の眼底に対する合焦位置情報である第2の合焦位置情報を前記検出器からの出力信号に基づいて取得し、前記第2フォーカス用光学部材を合焦位置に移動させる第2オートフォーカス制御と、を実行可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第1オートフォーカス制御の成否を判定する判定手段を備え、先に第1オートフォーカス制御を実行すると共に、前記判定手段の判定結果に応じて前記第2オートフォーカス制御を実行することを特徴とする眼科撮影装置。 - 前記制御手段は、前記判定手段の判定結果において、成功と判定された場合、第2オートフォーカス制御を実行せず、失敗と判定された場合、第2オートフォーカス制御を実行することを特徴とする請求項1の眼科撮影装置。
- 前記正面撮像光学系には、被検眼眼底にフォーカス指標を投影するための指標投影光学系が設けられ、
前記制御手段は、前記第1オートフォーカス制御において、前記受光素子によって受光されたフォーカス指標に基づいて第1の合焦位置情報を取得することを特徴とする請求項1〜2のいずれかの眼科撮影装置。 - 前記判定手段は、前記フォーカス指標の位置が検出できた場合、前記第1オートフォーカス制御が成功と判定し、前記フォーカス指標の位置が検出できなかった場合、前記第1オートフォーカス制御が失敗であると判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかの眼科撮影装置。
- 前記制御手段は、前記第2オートフォーカス制御において、さらに、前記第1フォーカス用光学部材を合焦位置に移動させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの眼科撮影装置。
- 前記第1フォーカス用光学部材を光軸方向に移動させるための検者からの指示を受け付ける指示受付手段を備え、
前記制御手段は、前記指示受付手段からの指示信号に基づいて前記第1駆動部を前記第2駆動とは独立して駆動させることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの眼科撮影装置。 - 測定光と参照光との光路長差を調整するために測定光路又は参照光路に配置され、第3駆動部によって移動される光路長調整用光学部材を備え、
前記制御手段は、前記第1オートフォーカス制御又は第2オートフォーカス制御によって前記第2フォーカス用光学部材を移動させる前において、被検眼眼底の断層画像が取得される光路長調整用光学部材の位置を、前記検出器からの出力信号に基づいて探索することを特徴とする請求項1〜6のいずれかの眼科撮影装置。 - 第2オートフォーカス制御によって前記第2フォーカス用光学部材が合焦位置に移動された後、光路長調整用光学部材の位置を、前記検出器からの出力信号に基づいて再調整することを特徴とする請求項7の眼科撮影装置。
- 前記制御手段は、前記第1の合焦位置情報と前記第2の合焦位置情報とをそれぞれ独立して表示部に表示することを特徴とする請求項1〜7のいずれかの眼科撮影装置。
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