JP2016106962A - 眼科装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 固視灯を提示する位置を変更した場合に、被検眼の虹彩等によるケラレを低減しつつ、撮像までの時間を短くして被検者の負担を軽減すること。【解決手段】 眼科装置が、被検眼を照明する光学系を含む筺体を移動する移動手段と、移動手段を用いて被検眼に対して追尾を行う追尾手段と、被検眼に対する固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、追尾手段を制御し且つ被検眼が固視灯提示手段により変更された位置を固視した場合に光学系の光軸が被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように移動手段を制御する制御手段と、を有する。【選択図】 図６

Description

本発明は、被検眼に対して追尾を行う追尾手段を有する眼科装置及びその制御方法に関する。

共焦点レーザー顕微鏡の原理を利用した眼科装置である走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）は、測定光であるレーザーを眼底に対してラスタースキャンを行い、その戻り光の強度から平面画像を高分解能かつ高速に得る装置である。以下、このような平面画像を撮像する装置をＳＬＯ装置と記す。

近年、ＳＬＯ装置において測定光のビーム径を大きくすることにより、分解能を向上させた眼底の平面画像を取得することが可能になってきた。しかし、測定光のビーム径の大径化に伴い、眼底の平面画像の取得において、被検眼の収差による平面画像のＳＮ比及び分解能の低下が問題になってきた。

それを解決するために、被検眼の収差を波面センサでリアルタイムに測定し、被検眼にて発生する測定光やその戻り光の収差を波面補正デバイスで補正する補償光学（ＡＯ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ）系を有する補償光学ＳＬＯ（ＡＯ−ＳＬＯ）装置が開発された。ＡＯ−ＳＬＯ装置は、高分解能な平面画像の取得が可能であり、眼底の毛細血管や視細胞を観察することができ、さらには動画で撮像することによって血管内の血流の動態を観察することができる。

ここで、ＳＬＯ装置等の眼科装置では、被検眼の瞳孔に対して装置本体を位置合わせする必要がある。このとき、被検眼を撮像中において被検者の顔や被検眼が動いた場合に、被検眼の瞳孔の位置を追尾する瞳追尾が、特許文献１に開示されている。

また、被検眼の眼底の撮像する位置を変えるために固視灯を提示する位置を変更すると、被検者の眼球が回転する。このとき、被検眼の虹彩等のよるケラレ（照明光の眼底への入射が遮られること）が生じる可能性がある。このケラレを防止するために、固視灯を提示する位置に応じて、眼底撮影光学系の光軸が瞳孔中心近傍を通過するように装置本体を移動させることが、特許文献２に開示されている。

特表２０１４−５１２２３９号公報 特開平１０−２９５６４５号公報

ここで、追尾を行いながら固視灯を提示する位置を変更する場合を考える。固視灯を提示する位置を変更する指示から実際に被検眼の固視位置が移動するまでに時間のずれがある。このとき、この時間のずれの間に、眼底撮影光学系の光軸が瞳孔中心近傍を通過するように装置本体が移動される可能性がある。すなわち、被検眼の固視位置がまだ移動していないにもかかわらず、装置本体が瞳孔から離れるように移動してしまうため、被検眼と装置本体の光軸との位置関係がずれてしまう。このため、追尾により装置本体が元の位置に戻ろうとする。

そこで、被検眼の固視位置の移動が完了した後に、眼底撮影光学系の光軸が瞳孔中心近傍を通過するように装置本体が移動されるように制御する手法が考えられる。この手法では、被検眼の固視位置の移動が完了した後すぐに撮像できないため、撮像までの時間が長くなり、結果として被検者に負担がかかってしまう。

本発明の目的の一つは、固視灯を提示する位置を変更した場合に、被検眼の虹彩等によるケラレを低減しつつ、撮像までの時間を短くして被検者の負担を軽減することである。

本発明に係る眼科装置の一つは、
被検眼に対して固視灯を提示する固視灯提示手段と、
前記被検眼を照明する光学系を含む筺体を移動する移動手段と、
前記移動手段を用いて前記被検眼に対して追尾を行う追尾手段と、
前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段を制御し且つ前記被検眼が前記変更された位置を固視した場合に前記光学系の光軸が前記被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように前記移動手段を制御する制御手段と、を有する。

また、本発明に係る眼科装置の制御方法の一つは、
被検眼に対して固視灯を提示する固視灯提示手段と、前記被検眼を照明する光学系を含む筺体を移動する移動手段と、前記移動手段を用いて前記被検眼に対して追尾を行う追尾手段とを有する眼科装置の制御方法であって、
前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段を制御し且つ前記被検眼が前記変更された位置を固視した場合に前記光学系の光軸が前記被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように前記移動手段を制御する工程を有する。

本発明の一つによれば、固視灯を提示する位置を変更した場合に、被検眼の虹彩等によるケラレを低減しつつ、撮像までの時間を短くして被検者の負担を軽減することができる。

第一の実施形態におけるＡＯ−ＳＬＯ装置の全体構成の模式図 第一の実施形態におけるＡＯ−ＳＬＯ装置の固視灯を説明する模式図 第一の実施形態におけるＡＯ−ＳＬＯ装置の画像の取得方法を説明する模式図 第一の実施形態におけるスプリットプリズムを説明する模式図 第一の実施形態における前眼部画像による被検眼への位置合わせを説明する模式図 第一の実施形態におけるＡＯ−ＳＬＯ装置の被検眼への位置合わせ手順の動作フロー概略図 第一の実施形態における固視灯の点灯位置と瞳孔中心との関係を説明する模式図 第二の実施形態におけるＷＦ−ＳＬＯ装置の全体構成の模式図 第二の実施形態におけるＷＦ−ＳＬＯ装置の被検眼への位置合わせ手順の動作フロー概略図 第二の実施形態における前眼部画像の模式図

本実施形態に係る眼科装置は、被検眼を照明する照明光学系を含む筺体を移動する移動手段を有する。ここで、照明光学系は、光源やレンズ等が配置された光路から成る光学系のことである。また、筺体は、照明光学系の一部を共用（兼用）し、照明光学系により照明した被検眼からの戻り光を用いて被検眼を撮像する撮像光学系を含むことが好ましい。なお、本実施形態に係る眼科装置は、眼科撮像装置である必要はなく、例えば、被検眼の眼屈折力を測定する装置や被検眼の眼圧を計測する装置であっても良い。また、本実施形態に係る眼科装置は、解像度が比較的高くなることから、被検眼に照射する測定光を走査する走査手段を有する走査型の撮像装置である方が好ましいが、眼底カメラのように２次元センサで一括して被検眼を撮像する眼科撮像装置であっても良い。

また、本実施形態に係る眼科装置は、移動手段を用いて被検眼に対して追尾を行う追尾手段を有する。追尾手段は、例えば、被検眼の前眼部を用いて取得された被検眼の位置ずれが補正されるように、移動手段を移動させる。ここで、追尾手段は、被検眼の瞳孔を追尾することから、瞳追尾手段とも呼ぶ。

そして、本実施形態に係る眼科装置は、被検眼に対する固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、追尾手段を制御し且つ被検眼が固視灯提示手段により変更された位置を固視した場合に光学系の光軸が被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように移動手段を制御する制御手段を有する。ここで、被検眼に対する固視灯を提示する位置の変更の指示は、検者による手動指示の場合でも良いし、固視灯を提示する位置を連続的に変更しながら複数の位置で撮影するような自動指示の場合でも良い。これにより、固視灯を提示する位置を変更した場合に、被検眼の虹彩等によるケラレを低減しつつ、撮像までの時間を短くして被検者の負担を軽減することができる。

ここで、瞳孔の所定位置は、瞳孔の中心近傍が好ましいが、これに限らない。例えば、白内障の被検眼で、瞳孔の中心に混濁が有る場合には、光学系の光軸を瞳孔の中心からずらした方が良い場合がある。このため、瞳孔の所定位置は、検者が手動で入力した位置や装置が自動的に混濁を避けるように決定した位置であっても良い。

また、追尾手段の制御は、固視灯を提示する位置の変更に基づいて、追尾手段による被検眼に対する追尾を中断（休止）することが好ましい。また、追尾手段の制御は、移動手段を制御した後に追尾手段による被検眼に対する追尾を再開することが好ましい。これにより、被検眼の固視位置がまだ移動していないにもかかわらず、筺体が被検眼の瞳孔から離れるように移動したとしても、追尾により筺体が元の位置に戻ろうとすることを防止することができる。なお、固視灯を提示する位置の変更に基づいて、追尾手段による被検眼に対する追尾を終了（停止）しても良い。このとき、被検眼が固視灯提示手段により変更された位置を固視した後すぐに被検眼を撮影（計測）すれば良い。以下、本実施形態について図面を用いて詳述する。

［第一の実施形態：ＡＯ−ＳＬＯ装置］
まず、第一の実施形態に係る眼科装置の一例であるＡＯ−ＳＬＯ装置について図面を用いて説明する。このＡＯ−ＳＬＯ装置は、補償光学系を備え、眼底の高分解能の平面画像（ＡＯ−ＳＬＯ像）の撮像を行う装置である。また、ＡＯ−ＳＬＯ像の取得を補助する目的で、広画角の平面画像（ＷＦ−ＳＬＯ像）の撮像を行うＷＦ−ＳＬＯ装置が付随している。本実施形態では、被検眼の光学収差を、空間光変調器を用いて補正して平面画像を取得するＡＯ−ＳＬＯ装置が構成され、被検眼の視度や光学収差によらず良好な平面画像が得られるようにされている。

＜装置全体＞
図１を用いて、まず、本実施形態における眼科装置の一例であるＡＯ−ＳＬＯ装置１０９の概略構成について、具体的に説明する。ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９は、筺体に覆われたＡＯ−ＳＬＯ本体１１０と、制御手段としてのパソコン１６０と、ドライバ部１８１とから成る。そして、ＡＯ−ＳＬＯ本体１１０は、ＡＯ−ＳＬＯ像を取得するＡＯ−ＳＬＯ部１９５と、ＡＯ−ＳＬＯ像よりも広域のＳＬＯ像（ＷＦ−ＳＬＯ像）を取得するＷＦ−ＳＬＯ部１９６と、それらを被検眼１２０に対して電動で被検眼への位置合わせを行う本体電動ステージ部１９７から成る。なお、ＡＯ−ＳＬＯ像は、ＷＦ−ＳＬＯ像よりも高解像度の画像である。

＜ＡＯ−ＳＬＯ部全体＞
まず、ＡＯ−ＳＬＯ部１９５全体について説明する。光源１０１−１から出射した光は光カプラー１３１によって参照光１０５と測定光１０６−１とに分割される。測定光１０６−１は、シングルモードファイバー１３０−４、収差補正手段の一例である空間光変調器１５９、ＸＹスキャナ１１９−１、ダイクロイックミラー１７０−２等を介して、観察対象である被検眼１２０に導かれる。１５６は固視灯提示手段の一例である固視灯表示器であり、固視灯表示器１５６からの光束１５７は被検眼１２０の固視を促す役割を有する。

また、被検眼１２０に近いところに、前眼部を観察するための赤外光を発する赤外ＬＥＤから成る前眼部照明１４０が配置されている。被検眼１２０の前眼部を照射し、虹彩１２１付近の像が、ダイクロイックミラー１７０−３、レンズ１３５−１６、スプリットプリズム１４１、レンズ１３５−１５を介して、前眼部観察カメラ１４２で撮像される。

測定光１０６−１は被検眼１２０によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となり、光路を逆行し、光カプラー１３１を介して、ディテクター１３８−１に入射される。ディテクター１３８−１は戻り光１０８の光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１２０の平面画像が構成される。

本実施形態では、光学系の全体を主にレンズを用いた屈折光学系を用いて、構成しているが、レンズの代わりに球面ミラーを用いた反射光学系によっても構成することができる。また、本実施形態では収差補正デバイスとして、反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器や可変形状ミラーを用いても構成することができる。

＜ＡＯ−ＳＬＯの光源＞
次に、光源１０１−１の周辺について説明する。光源１０１−１は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。波長は８３０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍである。ここでは、スペックルノイズの少ない平面画像を取得するために、低コヒーレント光源を選択している。また、光源の種類は、ここではＳＬＤを選択したが、低コヒーレント光が出射できればよく、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等も用いることができる。

また、波長は、眼を測定することから、近赤外光が適する。さらに波長は、得られる平面画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８３０ｎｍとした。観察対象の測定部位によっては、他の波長を選んでも良い。

光源１０１−１から出射された光は、シングルモードファイバー１３０−１と光カプラー１３１とを介して、参照光１０５と測定光１０６−１とに、９６：４の割合で分割される。１５３は偏光調整手段の一例である偏光コントローラである。

＜ＡＯ−ＳＬＯの参照光路＞
次に、参照光１０５の光路について説明する。光カプラー１３１によって分割された参照光１０５は光ファイバー１３０−２を介して、光量測定装置１６４に入射される。光量測定装置１６４は参照光１０５の光量を測定し、測定光１０６−１の光量をモニターする用途に用いられる。

＜ＡＯ−ＳＬＯの測定光路＞
次に、測定光１０６−１の光路について説明する。光カプラー１３１によって分割された測定光１０６−１は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。測定光１０６−１は、ビームスプリッタ１５８−１を通過し、レンズ１３５−５〜６を通過し、空間光変調器１５９に入射される。空間光変調器１５９はパソコン１６０からドライバ部１８１内の空間光変調器駆動ドライバ１８２を介して制御される。

次に、測定光１０６−１は、空間光変調器１５９にて変調され、レンズ１３５−７〜８を通過し、ＸＹスキャナ１１９−１のミラーに入射される。ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９−１は一つのミラーとして記したが、実際にはＸスキャナとＹスキャナとの２枚のミラーが近接して配置され、眼底１２２上を光軸に垂直な方向にラスタースキャンするものである。また、測定光１０６−１の中心はＸＹスキャナ１１９−１のミラーの回転中心と一致するように調整されている。

Ｘスキャナは測定光１０６−１を紙面に平行な方向に走査するスキャナであり、ここでは共振型スキャナを用いている。駆動周波数は約７．９ｋＨｚである。また、Ｙスキャナは測定光１０６−１を紙面に垂直な方向に走査するスキャナであり、ここではガルバノスキャナを用いている。駆動波形はのこぎり波、周波数は６４Ｈｚ、デューティ比は８１％である。Ｙスキャナの駆動周波数は、ＡＯ−ＳＬＯ像の撮像のフレームレートを決定する重要なパラメータである。

ここで、ＸＹスキャナ１１９−１はパソコン１６０からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８３を介して制御される。レンズ１３５−９〜１０は眼底１２２を走査するための光学系であり、測定光１０６を虹彩１２１の付近を支点として、眼底１２２を走査する役割がある。測定光１０６−１のビーム径は４ｍｍであるが、より高分解能な光画像を取得するために、ビーム径はより大きくしても良い。

また、１１７は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、付随するレンズ１３５−１０の位置を、調整することができる。電動ステージ１１７はパソコン１６０からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８４を介して制御される。レンズ１３５−１０の位置を調整することで、被検眼１２０の眼底１２２の所定の層に測定光１０６−１を合焦し、観察することが可能になる。また、被検眼１２０が屈折異常を有している場合にも対応できる。

測定光１０６−１は被検眼１２０に入射すると、眼底１２２からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、シングルモードファイバー１３０−３を介して、ディテクター１３８−１に到達する。ディテクター１３８−１は例えば高速・高感度な光センサであるＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）やＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）が用いられる。ここではＡＰＤを用いている。

戻り光１０８は、空間光変調器１５９で、再び変調される。また、ビームスプリッタ１５８−１にて分割される戻り光１０８の一部は、収差測定手段の一例である波面センサ１５５に入射され、被検眼１２０で発生する戻り光１０８の収差が測定される。波面センサ１５５はパソコン１６０に電気的に接続されている。

ここで、虹彩１２１とＸＹスキャナ１１９−１と波面センサ１５５と空間光変調器１５９とは光学的に共役になるよう、レンズ１３５−５〜１０等が配置されている。そのため、波面センサ１５５は被検眼１２０の収差を測定することが可能になっている。また、空間光変調器１５９は被検眼１２０の収差を補正することが可能になっている。さらに、波面センサの測定結果による得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１２０で発生する収差を補正し、より高分解能の平面画像の取得を可能にしている。

なお、レンズ１３５−１０は球面レンズであるが、被検眼１２０の収差（屈折異常）によっては、球面レンズの代わりにシリンドリカルレンズを用いても良い。また、新たなレンズを測定光１０６−１の光路に追加しても良い。

また、ここでは、測定光１０６−１を用いて、波面センサ１５５を用いた収差の測定を行っているが、収差の測定のために他の光源を用いても良い。また、収差の測定のために他の光路を構成しても良い。例えば、レンズ１３５−１０とダイクロイックミラー１７０−３の間から、別のビームスプリッタを用いて、収差の測定のための光を入射することもできる。

固視灯表示器１５６は発光型のディスプレイモジュールからなり、表示面（□２７ｍｍ、１２８×１２８画素）をｙｚ平面に有する。ここでは、液晶、有機ＥＬ、ＬＥＤアレイ等を用いることができる。被検眼１２０に固視灯表示器１５６からの光束１５７を注視させることで、被検眼１２０の固視が促される。固視灯表示器１５６の表示面には、例えば図２に示すように、任意の点灯位置に十字のパターン１６５が点滅して表示される。

固視灯表示器１５６からの光束１５７はレンズ１３５−１３〜１４、ダイクロイックミラー１７０−２、レンズ１３５−１０等を介して、眼底１２２に導かれる。また、レンズ１３５−１０、１３、１４は固視灯表示器１５６の表示面と眼底１２２とが光学的に共役になるよう配置される。また、固視灯表示器１５６はパソコン１６０からドライバ部１８１内の固視灯駆動ドライバ１８５を介して制御される。これにより、被検眼に対して固視灯を提示する位置を変更することができる。

＜ＡＯ−ＳＬＯの測定系＞
次に、測定系の構成について説明する。

ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９は、眼底１２２からの戻り光１０８の強度から構成される平面画像（ＡＯ−ＳＬＯ像）を取得することができる。

眼底１２２にて反射や散乱された光である戻り光１０８は、レンズ１３５−４〜１０、空間光変調器１５９、光カプラー１３１等を介してディテクター１３８−１に入射され、光の強度が電圧に変換される。

ディテクター１３８−１で得られた電圧信号は、パソコン１６０内のＡＤボード１７６にてデジタル値に変換され、パソコン１６０にてＸＹスキャナ１１９−１の動作や駆動周波数と同期したデータ処理が行われ、平面画像が形成される。ここで、ＡＤボード１７６の取り込み速度は１５ＭＨｚである。

また、ビームスプリッタ１５８−１にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。波面センサ１５５はシャックハルトマン方式の波面センサであり、測定レンジは−１Ｄ〜＋１Ｄとなっており、測定レンジが狭く、測定精度が高い仕様となっている。

得られた収差はツェルニケ多項式を用いて表現され、これは被検眼１２０の収差を示している。ツェルニケ多項式は、チルト（傾き）の項、デフォーカス（ｄｅｆｏｃｕｓ）の項、アスティグマ（非点収差）の項、コマの項、トリフォイルの項等からなる。

＜ＡＯ−ＳＬＯ像の取得方法＞
次に、平面画像（ＡＯ−ＳＬＯ像）の取得方法について図３（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。

ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９のパソコン１６０が、ＸＹスキャナ１１９−１を制御し、ディテクター１３８−１で戻り光１０８の強度を取得することで、眼底１２２の平面画像を取得することができる。ここでは、眼底１２２の平面画像（光軸に垂直な面）の取得方法について説明する。

図３（Ａ）は被検眼１２０の模式図であり、ＳＬＯ装置１０９によって観察されている様子を示している。図３（Ａ）に示すように、測定光１０６−１は角膜１２３を通して、眼底１２２に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８となり、ディテクター１３８−１に到達する。

さらに、図３（Ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９−１をｘ方向に駆動しながら、戻り光１０８の強度を検出すれば、各ｘ軸の位置毎の情報を得ることができる。

さらに、図３（Ｃ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸とＹ軸とを同時に駆動し、眼底１２２のある撮像範囲１９２に対して、測定光１０６−１を軌跡１９３のように、ラスタースキャンしながら戻り光１０８の強度を検出する。すると、戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち平面画像１７７（図３（Ｄ））である。

測定光１０６−１は、左上の点Ｓから、右下の点Ｅに向かってスキャンされ、その間の戻り光１０８の強度が平面画像１７７の構成に用いられる。点Ｅから点Ｓへの軌跡１９３は次の平面画像１７７の撮像のための準備である。スキャンにかかる時間は、図中の軌跡１９３に対して、Ｓ→Ｅが８１％、Ｅ→Ｓが１９％であり、この比は上述のＹスキャナの駆動波形のデューティ比に基づいている。また、図３（Ｃ）では簡単のため、軌跡１９３におけるｘ方向のスキャン回数を少なめに記している。

ここで、この平面画像１７７の大きさは７００×３５０μｍ、取得に要する時間は約１５．６ｍｓである。この時間はＹスキャナの駆動周波数に基づいている。

また、平面画像１７７中には、戻り光１０８の強度が比較的大きい視細胞群１７９が明るく、比較的小さい血管１７８が暗く描出される。また、血管１７８に白血球（不図示）が明るく描出される。

＜本体電動ステージ部＞
筺体に覆われたＡＯ−ＳＬＯ本体１１０を移動する移動手段の一例である本体電動ステージ部１９７は、それに固定されたＡＯ−ＳＬＯ部１９５とＷＦ−ＳＬＯ部１９６を、３個の電動モーターを用いてｘ、ｙ、ｚ方向に移動することを可能にしており、ドライバ部１８１内の本体電動ステージ駆動ドライバ１８６に接続されている。被検眼１２０への位置合わせを行うために、パソコン１６０から本体電動ステージ駆動ドライバ１８６を介して制御される。これらの、本体電動ステージ部１９７、本体電動ステージ駆動ドライバ１８６、パソコン１６０と、前眼部撮像手段の一例である前眼部観察カメラ１４２が、被検眼１２０の瞳孔を追尾する瞳追尾手段を構成している。

＜前眼部観察と被検眼への位置合わせ＞
ここでは、前眼部観察カメラ１４２による前眼部観察について説明する。

図４はスプリットプリズム１４１であり、（Ａ）は図１に示す向きと同じ側面図、（Ｂ）は正面図である。スプリットプリズム１４１は、ｙ方向（被検眼１２０の上下方向）の上側にｚ方向に傾斜をもつプリズム１４１ａ、下側に逆方向の傾斜をもつプリズム１４１ｂを有している。そして、図４（Ｂ）に示すように、裏面には円形のチャート１４１ｃが描かれている。スプリットプリズム１４１は、ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９の、被検眼１２０中の虹彩１２１へのｚ方向の位置合わせが適正になったときに、虹彩１２１とほぼ共役になる位置に配置されている。なお、スプリットプリズムの原理については、例えば、特開昭６１−１８５２４６号公報に記載されている。

前眼部観察カメラ１４２で撮像された前眼部画像を用いて、ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９の被検眼１２０への位置合わせが行われる。図５（Ａ）に示す、円形のチャート１４１ｃの画像１４３と被検眼１２０の瞳孔１４４が同心になるように、パソコン１６０は本体電動ステージ部１９７をｘｙ面内で移動、すなわちＡＯ−ＳＬＯ装置１０９を移動する。同時にＡＯ−ＳＬＯ装置１０９の、被検眼１２０中の虹彩１２１へのｚ方向の位置合わせを行う。図５（Ｂ）はＡＯ−ＳＬＯ装置１０９が虹彩１２１に近過ぎるケースで、画像の上半分が下半分に対して左にずれていて、図５（Ｃ）は遠過ぎるケースで、画像の上半分が下半分に対して右にずれている。図５（Ａ）は、位置合わせが合っていて、上下のずれが生じていない。パソコン１６０は、前眼部観察カメラ１４２で撮像された前眼部画像のずれの状態からｚ方向の虹彩１２１との距離を判断し、許容値内になるように本体電動ステージ部１９７をｘｙ面内で移動、すなわちＡＯ−ＳＬＯ本体１１０を移動する。ここでは、前眼部画像のずれの方向から単に遠近だけを判断して必要な方向に移動を制御しているが、ずれの方向と量から遠近と距離を判断・算出して移動を制御しても良い。

＜ＷＦ−ＳＬＯ部全体＞
次に、ＷＦ−ＳＬＯ部１９６全体について説明する。

ＷＦ−ＳＬＯ部１９６は補償光学系と参照光路を備えないことを除けば、基本的にＡＯ−ＳＬＯ部１９５と同様の構成となっている。重複する部分については説明を省略する。

光源１０１−２から出射した光はレンズ１３５−１１〜１２、ＸＹスキャナ１１９−２、ダイクロイックミラー１７０−１等を介して、観察対象である被検眼１２０に導かれる。

＜ＷＦ−ＳＬＯの光源＞
次に、光源１０１−２の周辺について説明する。光源１０１−２はＡＯ−ＳＬＯと同様にＳＬＤである。波長は９１０ｎｍ、バンド幅１０ｎｍである。ここでは、ＡＯ−ＳＬＯの光路とＷＦ−ＳＬＯの光路とをダイクロイックミラーを用いて分離するために、それぞれの光源の波長を異ならせている。

＜ＷＦ−ＳＬＯの測定光路＞
次に、測定光１０６−２の光路について説明する。光源１０１−２から射出された測定光１０６−２は、レンズ１３５−２、ＸＹスキャナ１１９−２、ダイクロイックミラー１７０−１等を介して、観察対象である被検眼１２０に導かれる。

ここで、ＸＹスキャナ１１９−２の構成要素であるＸスキャナは測定光１０６−２を紙面に平行な方向に走査するスキャナであり、ここでは共振型スキャナを用いている。駆動周波数は約３．９ｋＨｚである。また、Ｙスキャナは測定光１０６−２を紙面に垂直な方向に走査するスキャナであり、ここではガルバノスキャナを用いている。駆動波形はのこぎり波、周波数は３２Ｈｚ、デューティ比は８１％である。Ｙスキャナの駆動周波数は、ＷＦ−ＳＬＯ像のフレームレートを決定する重要なパラメータである。

ＸＹスキャナ１１９−２はパソコン１６０からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８７を介して制御される。

ここで、測定光１０６−２のビーム径は１ｍｍであるが、より高分解能な光画像を取得するために、ビーム径はより大きくしても良い。

測定光１０６−２は被検眼１２０に入射すると、眼底１２２からの反射や散乱により戻り光１０８となり、ダイクロイックミラー１７０−１、レンズ１３５−１、ＸＹスキャナ１１９−２、ビームスプリッタ１５８−２等を介して、ディテクター１３８−２に到達する。

＜ＷＦ−ＳＬＯ像の取得方法＞
次に、広域の平面画像（ＷＦ−ＳＬＯ像）の取得方法について説明する。

ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９のパソコン１６０が、ＸＹスキャナ１１９−２を制御し、ディテクター１３８−２で戻り光１０８の強度を取得することで、眼底１２２の広域の平面画像を取得することができる。眼底１２２の広域の平面画像（光軸に垂直な面）の取得方法はＡＯ−ＳＬＯ像の取得方法と同様なので、説明を省略する。

＜ＡＯ−ＳＬＯ像の取得手順＞
ここで、図６に示すパソコン１６０の動作フローを用いて、ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９での被検眼への位置合わせ手順について説明する。

検者がパソコン１６０の不図示の入力手段でＡＯ−ＳＬＯでの撮像手順を選択する。予め定められた、眼底の複数位置でのＡＯ−ＳＬＯ像を取得する撮像手順が選択肢として複数用意されている。さらに、検者から不図示の入力手段を介して撮像開始の入力があると、パソコン１６０はステップＳ１０１で、予め決めた標準的な位置に固視灯表示器１５６のパターンを点灯する。本実施形態では、視野の中央部にパターンを点灯する。

次にＳ１０２で、前眼部観察カメラ１４２で撮像された前眼部画像を用いて、ＡＯ−ＳＬＯ本体１１０を被検眼１０７に対する自動的な位置合わせ、すなわち瞳追尾を開始する。上述したように、瞳孔１４４に対してｘとｙ方向に位置合わせし、ｚ方向は虹彩１２１との距離を判断し、許容値内になるように本体電動ステージ部１９７をｘｙ面内で移動、すなわちＡＯ−ＳＬＯ本体１１０を移動する。この際に前眼部の動きをより正しく捉えるために、前眼部画像から算出される瞳孔中心の位置、虹彩との距離を、複数フレームの前眼部画像について平均して移動量を決める。ここでは３フレームを使用している。そしてこの後も中断あるいは終了するまでは、常に瞳追尾を続ける。これは、瞳孔を対象に、眼の動き、顔の動きを追尾することになる。

次にステップＳ１０３でｘ、ｙ、ｚ方向の位置合わせのずれが、あらかじめ設定した許容値内にあるかどうかを判定し、許容値内であれば（ＹＥＳ）、次のステップＳ１０４に進む。許容値内になければ（ＮＯ）、Ｓ１０３の判断を繰り返して位置合わせのずれが許容値になるのを待つ。すなわち、被検者が固視灯表示器１５６の点灯したパターンを固視するのを待つ。

ステップＳ１０４では瞳追尾を中断（一旦休止）する。図７（Ａ）に、位置合わせのずれが許容値内になったときの被検眼１２０の瞳孔中心１２４と注視線１２５を示す。１２６−１と１２６−２は、測定光１０６−１の中心軸の走査によって振れる範囲を示す。

ステップＳ１０５では、選択した撮像手順による固視灯表示器１５６の次のパターンの提示位置から以下の（１）式で算出される位置合わせ位置への、ＡＯ−ＳＬＯ本体１１０の移動を開始する。続けてステップＳ１０６で、固視灯駆動ドライバ１８５を介して固視灯表示器１５６を制御して、選択した撮像手順に応じた位置にパターンを点灯する。

図７（Ｂ）に、固視灯表示器１５６の点灯位置がｚ負方向、すなわち注視線がｘ正方向に動いた場合の注視線１２５を示す。１２６−１と１２６−２は図７（Ａ）と同様である。注視線１２５は回旋点１２７を中心に回転し、瞳孔中心１２４はｘ方向に距離ｄだけ移動する。この距離ｄは固視灯表示器１５６の点灯したパターン位置に応じた、標準的な眼での注視線の回転角θから、
ｄ［ｍｍ］＝｛（角膜前面〜回旋点）の距離−（角膜前面〜瞳孔面）の距離｝×ｓｉｎθ
＝（１３［ｍｍ］−３．６［ｍｍ］）×ｓｉｎθ
＝９．４［ｍｍ］×ｓｉｎθ （１）
で算出される。ここでは、算出されたｄの距離だけｘ方向に移動することになる。必要に応じてｙ方向にも移動し、またθが大きいときにはｚ方向への移動を行っても良い。

次にステップＳ１０７では、Ｓ１０５のＡＯ−ＳＬＯ本体１１０の移動が完了しているかどうか判断し、まだ（ＮＯ）であればＳ１０７を繰り返して待つ。完了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０８で瞳追尾を再開し、次にステップＳ１０９でＷＦ−ＳＬＯとＡＯ−ＳＬＯの撮像を行う。ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９は、ＷＦ−ＳＬＯ部１９６を用いて、測定光１０６−２を眼底１２２へ合焦をさせて、ＷＦ−ＳＬＯ像の撮像を行う。そして、合焦させた時の電動ステージ１１７の位置から、被検眼の視度を算出する。

ステップＳ１１０で、選択した撮像手順での固視灯のパターンのすべての提示位置での提示が完了したかどうかを判断し、まだ（ＮＯ）であればＳ１０４に戻って次の提示についてのステップを行い、完了していれば終了となる。

ＡＯ−ＳＬＯ装置１０９は図１に示すように多くの光学部品、光源、センサを含むために位置合わせの際に移動する重量が重く、固視灯のパターンの提示位置が大きく変わったときの位置合わせの際に素早く移動することが困難である。そこで、本実施形態のように提示する前に瞳追尾を中断して移動を行うことによって、より早く移動することが可能となり、次々に固視灯のパターンの提示位置を変えて撮像する場合に、全体の撮像時間を短縮することができる。

［第二の実施形態ＷＦ−ＳＬＯ装置］
以下、第二の実施形態に係る眼科装置の一例であるＷＦ−ＳＬＯ装置について図面を用いて説明する。図８を用いて、まず、本実施形態におけるＷＦ−ＳＬＯ装置１１１の概略構成について説明する。ＷＦ−ＳＬＯ装置１１１は、筺体に覆われたＷＦ−ＳＬＯ本体１１２と、制御手段としてのパソコン１６０と、ドライバ部１８１とから成る。そして、ＷＦ−ＳＬＯ本体１１２は、広域のＳＬＯ像（ＷＦ−ＳＬＯ像）を取得するＷＦ−ＳＬＯ部１９６と、それを被検眼１０７に対して電動で位置合わせを行う本体電動ステージ部１９７から成る。そして、ＷＦ−ＳＬＯ装置１１１は、すべて第一の実施形態に含まれる構成部材から成るので、説明は省略する。同じ構成部材は同じ符号になっている。

ここで、図９に示すパソコン１６０の動作フローを用いて、ＷＦ−ＳＬＯ装置１１１での位置合わせを用いた眼底画像の取得手順について説明する。ステップＳ１０１からＳ１０３は第一の実施形態と同じなので、説明を省略する。ステップＳ３で位置合わせのずれが許容値内であれば（ＹＥＳ）、Ｓ２００で眼底観察用にＷＦ−ＳＬＯの撮像を開始して、ステップＳ１０４に進み、第一の実施形態と同様、瞳追尾を中断（一旦休止）する。ステップＳ２０１は第一の実施形態のステップＳ１０５と装置名が異なるだけで、選択した撮像手順による固視灯表示器１５６の次のパターンの提示位置から算出される移動位置へのＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を開始する。続けてステップＳ１０６は、第一の実施形態と同じく、固視灯駆動ドライバ１８５を介して固視灯表示器１５６を制御して、選択した撮像手順に応じた位置にパターンを点灯する。ステップＳ２０２では、Ｓ１０６の後に前眼部画像の１フレーム分の画像が得られたら（ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に進む。まだ（ＮＯ）であれば、Ｓ２０２を繰り返して待機する。

図１０に前眼部観察カメラ１４２で撮像された前眼部画像の例を示す。ｘｙ座標の原点は、ステップＳ１０１で視野の中央部に固視灯表示器１５６のパターンを点灯したときの瞳孔１４４の中心である。点Ｄは、現在点灯している固視灯表示器１５６のパターンによって瞳孔１４４の中心が移動する先で、点Ｍは、ＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の被検眼１２０との位置合わせの際のＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の中心位置、すなわち、前眼部画像の中心である。点Ｐは現在、瞳孔１４４の中心がある位置を示す。

図９に戻り、ステップＳ２０３では、前眼部画像から瞳孔１４４の径、すなわち瞳孔径ＰＤを計測し、またその中心位置Ｐをｘｙ座標で表示する。ステップＳ２０４では、瞳孔１４４の中心Ｐが移動する先である図１０の点Ｄと、現在の画像中心である点Ｍの座標を求めた上、以下の（２）式が成り立つかどうかを判断する。すなわち、瞳孔１４４の中心が移動する先である点Ｄに対して、現在の瞳孔中心である点ＰがすでにＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動よりも先に近い位置にいるかどうかの判断である。
（Ｘ_Ｄ−Ｘ_Ｐ）^２＋（Ｙ_Ｄ−Ｙ_Ｐ）^２≦（Ｘ_Ｄ−Ｘ_Ｍ）^２＋（Ｙ_Ｄ−Ｙ_Ｍ）^２ （２）
（２）式が成り立つ場合（ＹＥＳ）はステップＳ２０６に進み、そのままＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を続ける。この場合は被検眼の固視位置の移動が順調に行われていると判断し、ＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を続ければ良く、短時間で被検眼の固視位置の移動とＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動が完了することが期待できる。一方、（２）式が成り立たない場合（ＮＯ）、すなわち被検眼の固視位置の移動が順調に行われていないと判断される場合はステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、以下の（３）式にしたがって、点Ｍが余裕をもって瞳孔１４４内にあるかどうかを判断し、（３）式が成り立つ場合（ＹＥＳ）、すなわち余裕をもって瞳孔１４４内にある場合はステップＳ２０６に進む。成り立たない場合（ＮＯ）はステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、移動位置へのＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を中断し、瞳追尾を再開する。本実施形態ではこの時点で眼底観察用にＷＦ−ＳＬＯの撮像が行われているので、点Ｍが余裕をもって瞳孔１４４内にない場合、測定光１０６−２の走査で振れる角度との兼ね合いで、その眼底像のケラレが大きくなる場合がある。ステップＳ２０５でその位置関係からケラレの程度を判断し、許容できない場合はステップＳ２０７でＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動から瞳追尾に切替えてケラレを減らすことができ、眼底を観察することが可能になる。大きなケラレが許容できる場合は、（３）式の右辺の値を大きくすれば良い。

そして、ステップＳ２０８で、瞳追尾を続けたまま、あらかじめ定めた規定時間を待って、ステップＳ２０９で瞳追尾を中断した上、ＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を再開し、再度ステップＳ２０３からを繰り返す。

ステップＳ２０６では、ＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を続けたまま、あらかじめ定めた規定時間を待って、ステップＳ２１０でＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動が完了しているかどうかを判断し、まだ（ＮＯ）であればＳ２０３からを繰り返す。完了していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２１１で瞳追尾を再開し、次にステップＳ２１２でＷＦ−ＳＬＯの撮像を行う。

ステップＳ２１３で、選択した撮像手順での固視灯のパターンのすべての提示位置での提示が完了したかどうかを判断し、まだ（ＮＯ）であればＳ１０４に戻って次の提示についてのステップを行い、完了していれば終了となる。Ｓ１０４に戻って次の提示についてのステップを行う際は、ステップＳ２０３でのｘｙ座標の原点は、固視灯表示器１５６の前回点灯したパターンの位置とする。

本実施形態では第一の実施形態と異なり、位置合わせの際に移動する重量は軽い。しかし、両者とも固視灯表示器１５６の点灯パターンの位置が変わったときに、被検者の固視がなかなか移動しないことや新しい位置が見つけられずに固視がふらつくことがある。本実施形態のように瞳追尾を中断してＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を行うことによって、次々に固視灯のパターンの提示位置を変えて撮像する場合に、全体の撮像時間を短縮することができる。

なお、図９の動作フローでは記載していないが、Ｓ２０３〜Ｓ２１０のステップは回数に制限を設けてある。被検者の顔が動いたり、被検者が固視できていない場合には、ＷＦ−ＳＬＯ本体１１２の移動を止めて、瞳追尾のみを作動させ、固視が安定したらＷＦ−ＳＬＯの撮像を行うようにしている。本実施形態では回数に制限を設けているが、時間に制限を設けても良い。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (11)

1. 被検眼に対して固視灯を提示する固視灯提示手段と、
   前記被検眼を照明する光学系を含む筺体を移動する移動手段と、
   前記移動手段を用いて前記被検眼に対して追尾を行う追尾手段と、
   前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段を制御し且つ前記被検眼が前記変更された位置を固視した場合に前記光学系の光軸が前記被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように前記移動手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする眼科装置。
2. 前記制御手段は、前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段による前記被検眼に対する追尾を中断し、前記移動手段を制御した後に前記追尾手段による前記被検眼に対する追尾を再開することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記被検眼の前眼部を撮像する前眼部撮像手段を更に有し、
   前記追尾手段は、前記前眼部の画像に基づいて前記被検眼に対する追尾を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の眼科装置。
4. 前記筺体は、前記光学系の一部を共用し、前記光学系により照明した前記被検眼からの戻り光を用いて前記被検眼を撮像する撮像光学系を含み、
   前記制御手段は、前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段を制御し且つ前記被検眼が前記変更された位置を固視した場合に前記撮像光学系の光軸が前記被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼科装置。
5. 前記被検眼に対して光学的に共役な位置に設けられ、前記光学系により照明した前記被検眼からの戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
   前記被検眼に対して光学的に共役な位置に設けられ、前記測定された収差に基づいて、測定光と前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光との少なくとも一つの収差を補正する収差補正手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科装置。
6. 前記被検眼の前眼部に対して光学的に共役な位置に設けられ、前記被検眼の眼底に対して測定光を走査する走査手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科装置。
7. 被検眼に対して固視灯を提示する固視灯提示手段と、前記被検眼を照明する光学系を含む筺体を移動する移動手段と、前記移動手段を用いて前記被検眼に対して追尾を行う追尾手段とを有する眼科装置の制御方法であって、
   前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段を制御し且つ前記被検眼が前記変更された位置を固視した場合に前記光学系の光軸が前記被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように前記移動手段を制御する工程を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。
8. 前記制御する工程では、前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段による前記被検眼に対する追尾を中断し、前記移動手段を制御した後に前記追尾手段による前記被検眼に対する追尾を再開することを特徴とする請求項７に記載の眼科装置の制御方法。
9. 前記被検眼の前眼部を撮像する工程と、
   前記追尾手段により前記前眼部の画像に基づいて前記被検眼に対する追尾を行う工程と、
   を更に有することを特徴とする請求項７または８に記載の眼科装置の制御方法。
10. 前記筺体は、前記光学系の一部を共用し、前記光学系により照明した前記被検眼からの戻り光を用いて前記被検眼を撮像する撮像光学系を含み、
    前記制御する工程では、前記固視灯を提示する位置の変更の指示に基づいて、前記追尾手段を制御し且つ前記被検眼が前記変更された位置を固視した場合に前記撮像光学系の光軸が前記被検眼の瞳孔の所定位置を通過するように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
11. 請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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