JP2017104762A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

【課題】眼底の傾きを算出する技術を得る。
【解決手段】ＯＣＴを用いて眼底の傾きを算出する。また、光学系の眼底共役位置に配置されたピンホールを移動させて高コントラストの眼底画像を得る。ここで、ピンホールの位置と眼底の傾きには特定の関係がある。この特定の関係は、直交するＸ軸およびＹ軸の方向における眼底の傾きを（θ，Φ）、Ｘ軸の方向および前記Ｙ軸の方向におけるピンホールの位置を（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）、ピンホールと眼底との間の光学的な距離をＬ、ピンホールと眼底との間の光学倍率をαとした場合に、Ｘ_ｐ＝αＬtan(θ)，Ｙ_ｐ＝αＬtan(Φ)である。
【選択図】図１１

Description

本発明は、眼底の検査を行う眼科装置に関する。

眼底の検査を行なう装置として、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ:Scanning Laser Ophthalmoscope）が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、眼球構造の個人差に起因する眼底反射光の波面の乱れを補償する補償光学系を備えた走査型レーザー検眼鏡も知られている。この補償光学系を備えた走査型レーザー検眼鏡は、補償光学走査型レーザー検眼鏡（ＡＯ−ＳＬＯ:Adaptive Optics Scanning Laser Ophthalmoscope）と呼ばれている。走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ）では、光学系の眼底共役位置にピンホール（光学絞り）を配置し、鮮明な反射光の検出が得られるようにしている。

特開昭６２−１１７５２４号公報

ところで、走査型レーザー検眼鏡の光学設計は、標準的と見なせる眼底モデルに基づいて行われている。しかしながら、眼底の状態には個人差があり、実際の被検眼の眼底が標準眼底モデルの眼底に対して傾斜している場合がある。この場合、反射光の光軸が傾き、眼底からの反射光にピンホールを通過できない成分が生じる。この結果、ピンホールを通過する反射光の光量が減少し、観察像の画質が損なわれる。この現象は、眼底に凹凸がある場合にも生じる。このような背景において、本発明は、眼底の傾きを算出す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、ＯＣＴから眼底の傾きを算出する算出部を備える眼科装置である。

請求項２に記載の発明は、眼底に測定光を照射する測定光照射手段と、前記測定光の前記眼底からの戻り光を検出する戻り光検出手段と、前記戻り光の光路上に配置されたピンホールとを備え、前記ピンホールの位置と当該眼底の傾きには特定の関係がある眼科装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、直交するＸ軸およびＹ軸の方向における前記眼底の傾きを（θ，Φ）、前記Ｘ軸の方向および前記Ｙ軸の方向における前記ピンホールの位置を（Ｘ _ｐ ,Ｙ _ｐ ）、前記ピンホールと前記眼底との間の光学的な距離をＬ、前記ピンホールと前記眼底との間の光学倍率をαとした場合に、前記特定の関係は、Ｘ _ｐ ＝αＬtan(θ)，Ｙ _ｐ ＝αＬtan(Φ)であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記（θ，Φ）と前記（Ｘ _ｐ ,Ｙ _ｐ ）の関係が予め求められていることを特徴とする。

本発明によれば、眼底の傾きを算出する技術が得られる。

実施形態の光学系を示す概念図である。 ピンホールの駆動構造の一例を示す概念図である。 実施形態のブロック図である。 実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。 眼底の層構造を示すモデル図である。 ピンホールの位置と眼底の傾きとの関係を示す図である。 実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。 コントラストの異なる複数の眼底画像を示す図である。 実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態の光学系を示す概念図である。 実施形態のブロック図である。

１．第１の実施形態
（構成）
以下、発明を利用した眼科装置の一例を説明する。図１には、検出光の波面補正を行う補償光学系を備えた補償光学走査型レーザー検眼鏡（ＡＯ−ＳＬＯ）の光学系の一例が示されている。図中の×印は、被検眼２００の眼底（網膜）２０１と共役となる位置（眼底共役位置）を示している。

図１には、光学系１００が示されている。光学系１００は、光源１０１を備えている。光源１０１は、例えば波長８４０ｎｍの光を発するスーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）である。光源１０１の波長としては、波長５００ｎｍ〜１５００ｎｍが採用可能である。光源１０１としては、レーザーダイオード（ＬＤ）やレーザードリブンライトソース（ＬＤＬＳ）等を用いることもできる。

光源１０１には、レーザー光を導く光ファイバ１０２が接続されている。光ファイバ１０２の先には、光ファイバ１０２から出射したレーザー光を平行光にするためのレンズ１０３が配置されている。レンズ１０３から出射したレーザー光は、光源１０１からの光の光量と形状を調整する照明絞り１０４で光が調整され、偏光ビームスプリッタ１０５に入射し、そこを透過する。偏光ビームスプリッタ１０５は、眼底からの反射光を後述する波面検出部１０６に導くために配置されている。

波面検出部１０６は、シャックハルトマンセンサーとして機能する部分であり、ハルトマン撮像装置１０７と、その手前のレンズアレイ１０８を有している。レンズアレイ１０８は、小さなレンズを４×４や５×５等の格子状に配列したもので、入射光を多数の光束に分割しそれぞれ集光する。レンズアレイ１０８の焦点がハルトマン撮像素子１０７により撮像される。ハルトマン撮像素子１０７は、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサにより構成されている。ハルトマン撮像素子１０７に撮像されたレンズアレイ１０８の各レンズの集光位置を解析することで、レンズアレイ１０８に入射した光の波面収差を知ることができる。すなわち、レンズアレイ１０８を介して被検眼２００の眼底２０１からの反射光を観察することで、被検眼の波面の乱れを知ることができる。

ハルトマン撮像素子１０７が撮像した画像は、後述する図３の演算部２０３に送られ、そこで被検眼の波面の乱れが解析される。なお、解析された被検眼の波面の乱れに基づく制御信号（フィードバック信号）が、図３の制御部２０６から後述するデフォーマブルミラー１１１に送られる。

波面検出部１０６の手前には、レンズアレイ１０８に入射する光束を整えるレンズ系１０９が配置されている。偏光ビームスプリッタ１０５の被検眼２００の側には、ハーフミラー１１０が配置されている。ハーフミラー１１０は、反射率１０％で透過率９０％の物が利用されている。

ハーフミラー１１０の被検眼２００の側には、波面補正素子であるデフォーマブルミラー１１１が配置されている。デフォーマブルミラー１１１は、波面補正を行うための可変形鏡である。デフォーマブルミラー１１１は、複数のアクチュエータによって表面の形状を変形させることが可能なミラーである。

デフォーマブルミラー１１１は、ハルトマン撮像素子１０７が撮像した画像の解析結果に基づく制御信号により駆動される。すなわち、ハルトマン撮像素子１０７が撮像した画像から被検眼に波面の乱れ（波面の歪み）がある場合、その乱れを減少させるようにデフォーマブルミラー１１１の表面形状の変形が行なわれる。波面補正素子はデフォーマブルミラーに限定されず、空間位相変調器やバイモルフミラー等を用いることもできる。

デフォーマブルミラー１１１で反射された検出光（眼底反射光）の一部は、ハーフミラー１１０を透過し、眼底反射光検出器１１２に向かう。眼底反射光検出器１１２は、被検眼２００の眼底２０１からの微弱な反射光を検出する光検出素子であり、例えば光電子増倍管やＡＰＤ（アバランシュ・フォトダイオード）により構成されている。眼底反射光検出器１１２の前には、共焦点絞りとして機能するピンホール１１３が配置されている。ピンホール１１３の前には、ピンホール１１３の部分に眼底からの反射光が集光するように光を集光するレンズ１１４が配置されている。

ピンホール１１３は、光軸に垂直なＸ―Ｙ平面内で移動が可能な構造とされている。ピンホールの移動は、モータにより行われる。なお、ピンホール１１３を更に光軸方向に移動できるようにしてもよい。この場合、ピンホール１１３は、三次元的な平行移動が可能となる。

図２にピンホール１１３の駆動機構の一例を示す。図２には、ピンホール（光学絞り孔）１１３が形成されたピンホール形成板２２１が示されている。ピンホール形成板２２１は、駆動部２２５を備えた超音波モータ２２４によってＹ軸方向に駆動され移動する。超音波モータ２２４および駆動部２２５は、可動部材２２３に固定されている。可動部材２２３は、駆動部２２７を備えた超音波モータ２２６によってＸ軸方向において駆動され移動する。超音波モータ２２６は、装置の筐体に固定される支持体２２８に固定されている。この構造によれば、超音波モータ２２４および２２６によって、ピンホール１１３は、Ｘ−Ｙ平面内において変位し、指定された位置に移動する。

図１に戻り、デフォーマブルミラー１１１の被検眼２００の側には、光束を整えるためのレンズ系１３１を間において、垂直方向スキャナ１１５が配置されている。被検眼２００の眼底２０１には、光源１０１からのレーザー光が走査されながら照射される。垂直方向スキャナ１１５は、その傾きが可変可能なミラーであり、その傾きが制御されることで、上記照射光の走査における垂直方向の走査が行なわれる。

垂直方向スキャナ１１５の被検眼２００の側には、レンズ系１３２を介して水平方向スキャナ１１６が配置されている。水平方向スキャナ１１６は、その傾きが可変可能なミラーであり、その傾きが制御されることで、上記照射光の走査における水平方向の走査が行なわれる。デフォーマブルミラー１１１、垂直方向スキャナ１１５、水平方向スキャナ１１６は共に、そのミラー面が被検眼の瞳と共役関係をなすように配置されている。

水平方向スキャナ１１６の被検眼２００の側には、レンズ１３３を介して、視度補正機構１１７が配置されている。視度補正機構１１７は、レーザー光を眼底２０１上に略点像として照射するように調整する。視度補正機構１１７は、くの字形状の視度補正ミラー１１８，１１９を備えている。視度補正ミラー１１９を視度補正ミラー１１８に対して相対的に遠近させることで、眼底２０１に光学系１００の焦点がくるように調整が行われる。

視度には、個人差や個体差があるが、この視度に違いがあっても、視度補正ミラー１１９の位置を動かすことで、眼底２０１に光学系１００の焦点がくるように、つまり眼底２０１上に照射光が略点像として集光して照射されるように、調整が行われる。なお、視度補正機構１１７において、被検眼の瞳は無限遠と共役関係にある為、視度補正ミラー１１９の移動によって光学系内の瞳共役関係は変動しない。

視度補正機構１１７の被検眼２００の側には、レンズ系１２０を介して、ダイクロイックミラー１２１，１２２が配置され、更に対物レンズ１２３が配置されている。対物レンズ１２３は、収差を抑えるために複数のレンズを組み合わせた構造を有している（勿論、１枚のレンズで構成されていてもよい）。

ダイクロイックミラー１２１は、光源１０１からの光を反射し、赤外光源１２７が照射する赤外光を透過する。例えば、ダイクロイックミラー１２１は、光源１０１からの波長８４０ｎｍの光を反射し、赤外光源１２７から照射され、被検眼２００の前眼部で反射された波長９５０ｎｍの光を透過する。ダイクロイックミラー１２１を透過した前眼部反射光は、レンズ１２３を介してＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラによって構成された前眼部撮像素子１２４で検出される。

ダイクロイックミラー１２２は、光源１０１からの光および赤外光源１２７から被検眼２００の前眼部に照射され、そこで反射された赤外光を反射し、後述する固視標１２６からの光を透過する。例えば、ダイクロイックミラー１２２は、光源１０１からの波長８４０ｎｍの光および赤外光源１２７からの波長９５０ｎｍの光を反射し、後述する固視標１２６からの波長４００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の光を透過する。

固視標１２６は、被検眼２００の向き（視線）を固定させるための視認目標である。固視標１２６は、被検眼２００が視認できる波長の光（４００ｎｍ〜６００ｎｍ程度）を発光するフィルムや有機ＥＬ素子により構成され、光軸に垂直な方向に提示位置を移動可能とされている。固視標１２６の提示位置を移動させることで、被検眼２００の視線の方向を意図する方向に誘導することができる。

固視標１２６の手前には、ディオプター調整レンズ１２５が配置されている。ディオプターレンズ調整１２５は、被検眼２００の屈折度数に対応して光軸上を移動する。ディオプターレンズ調整１２５は、主に被検眼２０１の網膜（眼底２０１）と固視標１２６とが共役な位置になるように光軸上で移動する。

（制御系の構成）
図３（Ａ）には、図１の眼科装置の制御系のブロック図が示されている。図３において、入力部２２０には、図示しない入力装置からの入力操作情報が入力される。入力装置は、キーボード装置、ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェース）を用いたもの、タッチパネルディスプレイを用いたもの等が利用可能である。また近年、ＧＵＩを利用可能な各種の携帯型情報処理端末が利用されているが、これら携帯型情報処理端末を利用して各種の操作を行い、その操作内容を入力部２２０で受け付ける構成も可能である。この例では、図１の装置を操作するユーザにより、眼底２０１の傾きを指定するデータが入力部２２０に入力される。また、入力部２２０を用いて当該眼科装置に対するユーザの各種の操作が行われる。

演算部２０３は、各種の演算機能およびインターフェース機能を有したマイコンにより構成されている。図３（Ｂ）には、演算部２０３を機能ブロックとして把握した場合の構成が示されている。図３（Ｂ）に示す各機能部は、ＣＰＵの演算により所定の機能を発揮するようにソフトウェア的に構成されていてもよいし、専用のハードウェアにより構成されていてもよい。図３（Ｂ）において、スキャン処理部３１１は、眼底２０１への照射光（測定光）のスキャンを行うための処理を行う。ピンホール位置算出部３１２は、眼底の傾斜角度に係る情報に基づいてピンホール１１３の位置を決める処理を行う。

ピンホール検索位置設定部３１３は、ピンホール１１３の位置を決める処理において、候補となる複数のピンホール位置を設定する処理を行う。画像選択部３１４は、複数得られた眼底画像の中から最も画質の高い画像を選択する。この例では、画質を評価する指標としてコントラストを採用する。コントラストを評価する方法としては、例えば、格子状の区切られた複数の領域における明暗の差の積算値を算出し、この値が最大の画像を選択する方法等が挙げられる。画質を評価する方法としては、より鮮明であることを評価する方法、より微細であること（情報量が多いこと）を評価する方法等がある。また、コントラストを含めて複数の評価方法を組み合わせて画質の良否を評価する方法もある。

画像処理部３１５は、眼底画像の画像化に係る処理を行う。眼底反射光検出器１１２の出力は、ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）２０２でデジタル信号に変換され、演算部２０３に送られる。ここで、眼底２０１（図１参照）へは、光源１０１からの光が走査されつつ照射されるが、この際の照射点は、垂直方向スキャナ１１５と水平方向スキャナ１１６によって決められる。ここで、スキャン動作は、スキャン処理部３１１で決められるので、ある瞬間における照射点の位置は、演算部２０３の側で判明している。そこで、ＡＤＣ２０２の出力をスキャン位置に対応させて割り当て画像の濃淡に変換することで、眼底の画像を得ることができる。この処理が画像処理部３１５で行われる。

波面検出部３１６は、ハルトマン撮像素子１０７が撮像した画像の解析を行い、波面の状態を検出する。波面補正処理部３１７は、デフォーマブルミラー１１１で行わる波面補正に必要な処理を行う。

その他、演算部２０３では、光源１０１のＯＮ／ＯＦＦ制御のための演算、ディオプター調整レンズ１２５の位置を決めるための演算が行われる。演算部２０３の少なくとも一部を専用のハードウェアで構成することもできる。例えば、画像処理に係り処理を専用のハードウェアで行うような構成も可能である。

表示部２０４は、図１の眼科装置を操作するにあたって必要な各種の表示、および演算部２０３で得られた眼底画像の表示を行う。メモリ２０５は、演算部２０３で行う演算に必要な各種の情報および演算部２０３で行う演算の手順を決めるプログラムが格納されている。また、メモリ２０５には、得られた眼底画像の画像データが格納される。

制御部２０６は、演算部２０３における演算の結果に基づき、スキャン動作の制御、光源１０１の制御、デフォーマブルミラー１１１の制御、視度補正ミラー１１９の位置制御、ディオプター調整レンズ１２５の位置制御、およびピンホール１１３の位置制御を行うための制御信号を生成する。

垂直方向スキャン駆動部２０７は、垂直方向スキャナ１１５を動かすためのモータとその駆動回路を備えている。水平方向スキャン駆動部２０８は、水平方向スキャナ１１６を動かすためのモータとその駆動回路を備えている。視度補正ミラー駆動部２０９は、視度補正ミラー１１９の光軸上における位置を決めるモータとその駆動回路を備えている。ディオプター調整レンズ駆動部２１０は、ディオプター調整レンズ１２５の光軸上の位置を決めるモータおよびその駆動回路を備えている。

ピンホール駆動部２１１は、ピンホール１１３の光軸に垂直な面内での位置を決めるＸ軸モータとＹ軸駆動モータ（図２の高音波モータ２２６と２２４）、およびこれらモータの駆動回路を備えている。なお、ここでは、レンズやピンホールの位置を決める駆動源としてモータを用いる例を説明したが、モータの他に各種アクチュエータを用いることができる。

（動作例１）
動作例１では、眼底の傾斜情報を入力し、この入力値に基づいてピンホール１１３の位置を決める。図４は、動作例１の処理の手順を示すフローチャートである。図４の処理を実行するためのプログラムは、図３のメモリ２０５に格納されている。これは、図７および図９の処理を実行するためのプログラムについても同じである。

処理が開始されると、まず視度補正ミラー１１９等の可動させる部分の原点への移動が行われる（Ｓ３０１）。ここで原点は、標準被検眼模型を用いて予め基準となる位置として決められている。

次に、被検眼２００（図１参照）のアライメント（位置合わせが行われる）（ステップＳ３０２）。この処理では、前眼部撮像素子１２４が撮像した被検眼２００の瞳の画像を利用して、被検眼２００の瞳中心が光軸上にくるように被検眼２００の位置および装置の被検眼に対する位置の調整が行われる。

次に、ステップＳ３０３の処理を行う。この処理では、図１の光源１０１から光を眼底に照射し、その反射光を波面検出部１０６で検出し、被検眼２００の屈折度を測定する。この処理は、演算部２０３（図３参照）において、ハルトマン撮像素子１０７による検出データを解析することで行われる。そして、測定した屈折度に対応させてディオプター調整レンズ１２５と視度補正ミラー１１９を動かす。この処理は数回繰り返され、ディオプター調整レンズ１２５と視度補正ミラー１１９の位置が被検眼２００の屈折度に適合した位置となるようにする。

次に、眼底の傾斜に関する情報である眼底の傾斜角度（θ,Φ）が入力される（ステップＳ３０４）。この処理は、装置を操作しているユーザが行う。傾斜眼底の角度（θ，Φ）の値は、標準眼底モデルの眼底に対する眼底２０１の傾きである。（θ，Φ）の値は、予め断層干渉撮影装置（OCT=Optical Coherence Tomography）等の別の手段で調べておいたものが利用される。なおθは、後述するＸ−Ｙ平面におけるＸ軸方向における傾きであり、ΦはＹ軸方向における傾きである。

図５には、ＯＣＴ画像から眼底の層構造を抽出した概念図が示されている。図５には、傾斜した眼底の代表的な例が示されている。例えば、図５の画像から眼底の傾斜角の読み取りが行われる。

（θ，Φ）が入力されると、ピンホール１１３の位置（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）の算出がピンホール位置算出部３１２において行われ、ピンホール１１３の位置を原点の位置から（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）の位置に移動させる（ステップＳ３０５）。ここで、Ｘ―Ｙ座標系は、光軸に垂直な平面内で設定される。（θ，Φ）と（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）とは、ピンホール１１３と眼底２０１との間の光学的な距離（眼軸長）をＬ、光学倍率をαとして、図６に示す関係がある。なお、図６の関係から明らかなように、眼底２０１の傾きがない場合、すなわち被検眼２００の眼底２０１が標準眼底モデルと同じである場合、眼底の傾きはなく、θ＝０°，Φ＝０°であり、ピンホール１１３は移動せず（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）は原点の位置となる。なお、（θ，Φ）と（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）の関係を実験的に予め取得しておき、それを利用して（θ，Φ）から（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）を求めても良い。

ピンホール１１３の位置を決めた後、光源１０１からのレーザー光（測定光）を眼底２０１に走査しつつ照射する処理を開始する（ステップＳ３０６）。この際、垂直方向スキャナ１１５および水平方向スキャナ１１６を用いての照射光のスキャン（走査）が行われる。眼底２０１へのレーザー光の照射を開始したら、波面検出部１０６による検出光（眼底反射光）における波面収差の検出、およびデフォーマブルミラー１１１による波面補正を行う（ステップＳ３０７）。波面収差の検出は、波面検出部３１６で行われ、波面補正に係る演算は、波面補正処理部３１７において行われる。

レーザー光の照射を行いつつ反射光（検出光）を眼底反射光検出器１１２で検出したら、眼底反射光検出器１１２の出力に基づき画像処理部３１５において眼底画像の画像化が行われる（ステップＳ３０８）。次いで、得られた眼底画像がメモリ２０５に記憶される（ステップＳ３０９）。また当該画像は、表示部２０４に表示される（ステップＳ３１０）。

（動作例２）
動作例２では、ピンホール１１３の最適な位置を段階的に絞り込んでゆく処理の一例を説明する。図７は、動作例２の手順を示すフローチャートである。なお、図７において、図４と同じ処理の部分は、図４に関連して説明した処理の内容と同じである。

処理が開始されると、移動部の原点移動が行われ（ステップＳ５０１）、次いで広域におけるピンホール１１３の検索位置の設定がピンホール検索位置設定部３１３で行われる（ステップＳ５０２）。この処理では、例えば、図６の座標における３×３点や４×４点といった複数の格子点が検索位置として選択される。この選択は、例えば予め用意された３×３点，４×４点，５×５点といったメニューの中から利用者が選択することで行われる。

例えば、３×３点の場合、処理時間は短いが格子点間隔が相対的に大きいので精度が犠牲になる。他方で、５×５点の場合、処理時間は長くなるが格子点間隔が狭いので精度は高くなる。なお、格子点が設定される領域の形状は、正方形に限定されず、長方形、円形、楕円形、五角形、六角形等であってもよい。

次に、眼のアライメントが行われ（ステップＳ５０３）、更にディオプター測定と駆動部移動が行われる（ステップＳ５０４）。そして、ステップＳ５０２で設定した格子点の一つにピンホール１１３を移動させる（ステップＳ５０５）。

次に、測定光の走査を開始し（ステップＳ５０６）、また波面収差の測定と補正を行う（ステップＳ５０７）。次いで、検出光に基づく眼底画像の画像化を行い（ステップＳ５０８）、更に得られた画像をメモリ２０５（図３参照）に保存する（ステップＳ５０９）。

次に、他の検索位置が更にあるか否かの判定が行われ（ステップＳ５１０）、他の検索位置がある場合は、ステップＳ５０５以下の処理が再度行われ、他の検索位置がない場合は、ステップＳ５１１に進む。

ステップＳ５１１では、以下の処理が行われる。まず、ステップＳ５０２で設定したすべての格子点に対応した眼底画像が比較され、最もコントラストの高い眼底画像が選択される。例えば、ステップＳ５０２において、ピンホール１１３の検索位置として格子状の３×３点が選択された場合、９つの眼底画像が比較され、その中から最もコントラストの高い眼底画像が選択される。この処理は、画像選択部３１４で行われる。そして、最もコントラストが高い眼底画像が得られた場合のピンホール１１３の位置Ｐｂが取得される。Ｐｂは、図６における座標における位置として把握される。

図８には、３カ所の検索位置に対応した３枚の眼底画像(P=1,P=2,P=3)が示され、その中ら最もコントラストの大きいP=2の画像が選択される場合の例が示されている。

Ｐｂを取得したら、Ｐｂを中心とした領域において、３×３点や５×５点といった格子点を検索位置として設定する処理がピンホール位置算出部３１２において行われる（ステップＳ５１２）。この処理で設定される格子点は、Ｐｂ周辺の狭い領域において設定される。当然、ここでは、ステップＳ５０２における格子点よりも高密度に格子点が設定される。例えば、ステップＳ５０２において３×３の第１の格子点群が検索位置として設定された場合、ステップＳ５１２では、格子間隔を第１の格子点群の（１／３）とし、中心をＰｂの位置とした３×３の第２の格子点群を検索位置として設定する。

次に、ステップＳ５１２で設定された検索位置にピンホール１１３を移動させ（ステップＳ５１３）、測定光の走査を開始し（ステップＳ５１４）、更に波面収差の測定と波面の補正を行う（ステップＳ５１５）。そして、検出光に基づく眼底画像の画像化を行い（ステップＳ５１６）、その画像をメモリに記憶する（ステップＳ５１７）。

そして、ステップＳ５１２で設定された検索位置で未検索な検索位置が残っているか否かの判定が行われ（ステップＳ５１８）、未検索な検索位置がある場合はステップＳ５１３以下の処理が再度行われ、未検索な検索位置がない場合はステップ５１９に進む。

ステップＳ５１９では、ステップＳ５１２で設定した検索位置に対応して得られた眼底画像の比較が行われ、その中から最もコントラストの高い眼底画像が選択される。次に、ステップＳ５１９で選択された眼底画像が表示部２０４（図３参照）に表示され、さらにこの眼底画像の画像データがメモリ２０５に保存される（ステップＳ５２０）。これで一連の処理が終了する。

動作例２によれば、ピンホール１１３の位置を微動させて複数の眼底画像の取得を行い、更にその中から最も高コントラストの眼底画像を選ぶ処理を２段階に渡り行っている。つまり、最適なピンホールの位置を絞り込んでゆく処理を２段階に渡り段階的に行っている。この処理によれば、眼底の傾きに応じたピンホール１１３の適切な位置の探索が効率よく行えるのと同時に、その位置精度を高めることができる。

ここでは、ピンホール１１３の探索を２段階で行う例を説明したが、更に多段階に探索を行うことも可能である。また、ステップＳ５１１において、Ｐｂの取得は行わず、その時点で得られている眼底画像の中で最も高コントラストであった眼底画像を選択し、表示する処理を行ってもよい。この場合、更なるピンホール１１３の最適位置の探索は行われないが、処理時間を短縮することができる。

（動作例３）
動作例３では、眼底の傾斜を入力し、この入力値に基づいてピンホール１１３の検索範囲を設定し、この検索範囲において、更に最適なピンホール位置を検索する処理の一例を説明する。図９は、動作例３の処理の手順を示すフローチャートである。この動作では、処理が開始されると、まず移動部の原点移動が行われ（ステップＳ６０１）、次いで眼のアライメントが行われる（ステップＳ６０２）。

次に、ステップＳ３０３と同様の処理が行われ（ステップＳ６０３）、更に傾斜眼底の角度（θ,Φ）の入力が行われる（ステップＳ６０４）。（θ,Φ）が入力されると（θ,Φ）に対応したピンホール１１３の位置（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）が算出される（ステップＳ６０５）。（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）の算出は、図４のステップＳ３０５に関連して説明した方法（図６に示す関係）を用いてピンホール位置算出部３１２で行われる。

（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）を算出したら、（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）の周辺においてピンホール１１３の検索位置を設定する（ステップＳ６０６）。すなわち、（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）を得たら、その点を中心とした領域で３×３点や５×５点といった格子点を検索位置として設定する。この処理は、ピンホール検索位置設定部３１３において行われる。

検索位置を設定したら、そこにピンホール１１３を移動させ（ステップＳ６０７）、測定光の走査を開始する（ステップＳ６０８）。また、走査の開始と共に、波面収差の測定と波面の補正を行う（ステップＳ６０９）。そして、検出光に基づく眼底画像の画像化を行い（ステップＳ６１０）、その画像をメモリに記憶する（ステップＳ６１１）。

次に、ステップＳ６０６で設定された検索位置で未検索な検索位置が残っているか否かの判定が行われ（ステップＳ６１２）、未検索な検索位置がある場合はステップＳ６０７以下の処理が再度行われ、未検索な検索位置がない場合はステップ６１３に進む。

ステップＳ６１３では、ステップＳ６０６で設定した検索位置に対応して得られた眼底画像の比較が行われ、その中から最もコントラストの高い眼底画像が選択される。次に、ステップＳ６１３で選択された眼底画像が表示部２０４（図３参照）に表示され、さらにこの眼底画像の画像データがメモリ２０５に保存される（ステップＳ６１４）。これで一連の処理が終了する。

眼底の傾きのデータのみからピンホール１１３の位置を算出した場合、誤差が生じる可能性がある。動作例３によれば、計算値周辺での探索が行われるので、計算値に誤差があっても、より理想に近い位置にピンホール１１３を配置した場合の眼底画像を得ることができる。なお、ステップＳ６１３の後に、図７のステップＳ５１１以下の処理を行い、更に検索範囲を絞って最適なピンホール位置の検索精度を高めることもできる。

２．第２の実施形態
（構成）
図１０には、本実施形態の眼科装置の光学系が示されている。この例では、図１の構成に光断層干渉撮影装置(ＯＣＴ)の機能が追加されている。以下、図１と異なる部分について説明する。なお、特に説明しない部分は、図１と同じである。

図１０の構成では、ハーフミラー１１０とデフォーマブルミラー１１１との間にダイクロイックミラー７００が配置されている。ダイクロイックミラー７００は、光源１０１からの光を透過し、光源７０１からの光を反射する。例えば、光源１０１の波長として８４０ｎｍのものを採用し、光源７０１の波長として１０５０ｎｍのものを採用した場合、ダイクロイックミラー７００は、光源１０１からの波長８４０ｎｍの光を透過し、光源７０１からの波長１０５０ｎｍの光を反射する。

ＯＣＴ光学系は、光源７０１を備えている。光源７０１は、中心波長１０５０ｎｍの光を発光するスーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）である。光源７０１は、波長幅が広い光を発光するタイプのものが用いられている。光源７０１からの光は、光ファイバ７０２を介してファイバーカプラー７０３に導かれる。ファイバーカプラー７０３は、光ファイバの分岐と合成を行う光学デバイスである。

ファイバーカプラー７０３は、光源７０１からの光を光ファイバ７０４と７０７に分岐する。光ファイバ７０７に導かれた光源７０１の光は、ＯＣＴ測定光（照射光）として、レンズ７０８を介してダイクロイックミラー７００に至り、そこで反射されて被検眼２００に向かう。ダイクロイックミラー７００と眼底２０１との間におけるＯＣＴ測定光に係る光路は、光源１０１からの光と同じである。

被検眼２００の眼底２０１に照射されたＯＣＴ測定光は、眼底２０１で反射され、ＯＣＴ検出光としてＯＣＴ測定光と逆の経路をたどり、ダイクロイックミラー７００に至る。ダイクロイックミラー７００で反射されたＯＣＴ検出光は、レンズ７０８と光ファイバ７０７を経て、ファイバーカプラー７０３に至る。

他方で、ファイバーカプラー７０３で光ファイバ７０４に分岐された光源７０１からの光は、参照光としてレンズ７０５を介してミラー７０６に照射される。ミラー７０６で反射された参照光は、ファイバーカプラー７０３に戻り、光りファイバ７０７からのＯＣＴ検出光（眼底から反射した光源７０１からの光）と合成される。

ここで、ＯＣＴ検出光と参照光との光路長が同じになるように光路長が調整されており、ファイバーカプラー７０３で合成された参照光とＯＣＴ検出光とは干渉する。この干渉光は、光ファイバ７０９に導かれ、レンズ７１０を介してスペクトル分光器として機能する回折格子７１１に照射され、そこで反射される。

回折格子７１１で反射された参照光とＯＣＴ検出光との干渉光は、ラインセンサ７１２で検出される。ラインセンサ７１２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳイメージセンサで構成されており、その出力は、図１０の演算部２０３に送られる。演算部２０３は、後述する処理を行いＯＣＴ検出光に基づく眼底の断層画像の作成を行う。

（制御系の構成）
図１０は、図９に示す構成の眼科装置の制御系のブロック図である。まず、光断層干渉撮影装置(ＯＣＴ)の原理について簡単に説明する。時間的に低コヒーレンスである光を用いた場合、参照光路と測定光の光路長がほぼ等しいときに干渉信号が得られる。眼底のような多層構造の対象を測定する場合、異なる層からの反射光あるいは後方散乱した光は、光源波長幅内の異なる波長で干渉する。この干渉光の波長スペクトルをスペクトル分光器で取得し、スペクトル強度分布に対してフーリエ変換することで、実空間での深さに関する情報を得ることができる。

図１０の例では、ラインセンサ７１２の出力が演算部２０３に入力される。演算部２０３は、図３の場合の機能に加えて、光断層干渉撮影装置（ＯＣＴ）に係る演算、すなわち光の干渉を利用して眼底の断層構造の観察像を作成する処理も行う。この場合、演算部２０３は、層構造解析部３１８と傾斜角度算出部３１９を備えている。

すなわち、本実施形態では、分光器７１１で分光された干渉光がラインセンサ７１２で検出される。演算部２０３の層構造解析部３１８では、上述した原理に従ってデジタル信号処理により、眼底２０１の深さ方向の情報（網膜の層構造の情報）を解析する。この解析の結果に基づき、画像処理部３１５は、眼底の断層画像を作成する。この網膜の層構造に係る断層画像（ＯＣＴ画像）は、表示部２０４に送られ、またメモリ２０５に記憶される。また、傾斜角度算出部３１９は、得られた眼底の断層画像に基づき、眼底の傾斜角度（θ，Φ）の算出を行う。

（動作Ａ）
図４のステップＳ３０４の処理において、ＯＣＴ画像から得られた（θ，Φ）の値が用いられる。例えば、層構造解析部３１８においてＯＣＴ画像が解析され、図５に示すような層の構造が抽出される。そして、この抽出された層構造に基づき測定光のスキャン領域における（θ，Φ）の値が傾斜角度算出部３１９において算出される。他の処理は、図４の処理と同じである。

（動作Ｂ）
図９のステップＳ６０４の処理において、ＯＣＴ画像から得られた（θ，Φ）の値が用いられる。（θ，Φ）の値を求める処理の内容は、上記の（動作Ａ）の場合と同じである。他は、図９の処理と同じである。

３．第３の実施形態
図７のステップＳ５１０の後および／またはステップＳ５１８の後、つまりピンホール１１３に係る全ての検索位置に対応した複数の眼底画像が得られた段階において、得られた眼底画像の全てを表示部２０４の画面上に分割して表示してもよい。この場合、選択される眼底画像の候補をユーザが確認することができる。

なお、複数の眼底画像の分割表示の後に、コントラストが最大の眼底画像の選択処理（ステップＳ５１１，Ｓ５１９）が行われるが、複数の眼底画像が同時に分割表示されている状態において、ユーザに一つの眼底画像を選択させることもできる。この場合、ユーザの操作情報が入力部２２０に入力され、この入力に基づき拡大表示させたい眼底画像の選択、および選択された眼底画像の表示部２０４への表示が行われる。なお、これらの処理は、演算部２０３において行われる。

この例によれば、ユーザが好ましいと感じる画像を確認することができ、また選択することができる。

また、得られた眼底画像の全てを表示させず、明らかに画質（例えばコントラスト）が劣った眼底画像は表示させず、ユーザが選択する候補となる複数の眼底画像を分割表示するようにしてもよい。なお、ここで説明した全てのピンホール検索位置に対応した眼底画像が得られた段階において、得られた眼底画像の全て（またはその一部の複数）を表示部２０４の画面上に分割して表示する処理を図９のステップＳ６１２の後において行うことも可能である。

４．（その他１）
ピンホール１１３の移動を１次元方向に限定することもできる。この場合、眼底の傾きへの対応は限定的となるが、条件によってはある程度のコントラスト向上効果を得ることができる。

５．（その他２）
観察領域を４分割あるいは９分割と区切り、区分けされた狭い領域において、本明細書で開示する技術を適用することもできる。この場合、第１区画において最適なピンホールの位置での観察、第２区画において最適なピンホール位置での観察、といった制御が行われる。

６．（その他３）
図３，図７および図９の処理を実行するためのプログラムを適当な記憶媒体に格納し、そこから供給される形態としてもよい。また、これらのプログラムをサーバー等に格納し、適当な回線を介して図３に示す制御系に提供する形態も可能である。

７．（その他４）
図１には、眼底反射光検出器１１２の前の眼底共役位置に配置されたピンホール１１３を光軸に垂直な面内で移動可能な構造としたが、検出光の光路における他の眼底共役位置にピンホールを配置し、このピンホールを移動可能とする構造も可能である。この場合もピンホールを通過する検出光の光量が最大となるように調整されるので、結果的に鮮明な観察像を得ることができる。また、例えばレンズ系１０９の眼底共役位置にピンホールを配置した場合に、当該ピンホールを光軸に垂直な面内で移動可能とすることで、ハルトマン撮像素子１０７が検出する波面情報の精度を高めることができる。

８．（その他５）
ピンホール１１３を３次元的に移動可能とする構成も可能である。この場合、図７のステップＳ５０２やＳ５１２、図９のステップＳ６０６における検索位置の設定は、３次元空間内に設定された格子点において行われる。

本発明は、眼底を観察する技術に利用することができる。
（その他の開示内容）

以下、本明細書内で開示される構成について説明する。
第１の構成は、眼底に測定光を照射する測定光照射手段と、前記測定光の前記眼底からの反射光を検出する反射光検出手段と、前記反射光の光路における前記眼底と共役な位置に配置され、動くことが可能なピンホールとを備え、前記ピンホールを動かすことで前記反射光に基づく眼底画像の画質の低下を抑えることを特徴とする眼科装置である。

第１の構成によれば、眼底が標準眼の眼底に対して傾斜し、光軸が理想光軸から変位しても、眼底共役位置に配置されたピンホール（光学絞り）の位置を移動させることで、眼底の傾きに起因するピンホールを通過する検出光の減少を抑えることができる。

第２の構成は、第１の構成において、被検眼の光学的な歪を補償する補償光学系を備えることを特徴とする。まず、網膜の視細胞の観察といった細胞レベルの画像を得る場合、その前提として波面収差の影響を極力排除する必要がある。すなわち、視細胞レベルの観察を行う場合、波面補償を行い収差の影響を抑えておく必要がある。ここで、本発明で問題とする眼底の傾きの影響は、波面補償を行って収差の影響を抑え、さらに高画質を追及する際に顕在化する。つまり波面補償で収差の影響を抑えた場合に、眼底の傾きが画質を損なう要因として顕在化する。上記の構成によれば、波面補償が行われるので、ピンホールの位置の調整による画質の向上効果をより顕著に得ることができる。

第３の構成は、第１または第２の構成において、前記眼底の傾きに応じた前記ピンホールの位置を算出するピンホール位置算出手段を備えることを特徴とする。眼底に傾きがあると、反射光の光軸が斜めになり、眼底からの反射光にピンホールを通過できない成分が生じる。このため、眼底の傾きが判れば、光軸の傾きを計算することができ、ピンホールを通過する成分を増やすことが可能である。

第４の構成は、第３の構成において、前記算出された前記ピンホールの位置を含む領域内において、前記ピンホールの複数の検索位置の候補を設定するピンホール検索位置設定部を備えることを特徴とする。

計算により得られた眼底共役位置は、実際には、数々の要因により誤差を含んでいる場合がある。第３の構成によれば、計算により得られた眼底共役位置を含む領域で探索用の複数の検索位置が設定される。この場合、上記の誤差があったとしても、計算された位置を含むある程度の広がりを持った範囲において候補となるピンホールの位置が複数設定されるので、上述した誤差による悪影響を抑えることができる。計算により得られた眼底共役位置を含む領域で設定される検索位置としては、計算により得られた眼底共役位置を中心とした３×３点、５×５点、３×５点といった格子状の点が挙げられる。

第５の構成は、第４の構成において、前記複数の検索位置に対応した複数の眼底画像の中から画質が最大となる眼底画像を選択する選択手段を備えることを特徴とする。この構成によれば、計算で得られた位置を含む領域で設定された複数のピンホールの検索位置のそれぞれにおいて眼底画像を得、その中から最も高画質の眼底画像を選ぶことで、上述した誤差による悪影響を抑えることができる。また第４の構成の検索位置候補の設定と第５の構成の最良の眼底画像の選択を繰り返すことで最良画質の位置にピンホールを移動させることが可能となる。

第６の構成は、第３〜第５の構成の何れか一つにおいて、光断層干渉撮影装置(ＯＣＴ)から得られた前記眼底の断層構造に基づいて前記眼底の傾きを算出する眼底傾斜角算出手段を備え、前記眼底傾斜角算出手段の出力に基づいて前記ピンホールの位置の算出が行われることを特徴とする。

第７の構成は、第１の構成において、前記ピンホールの複数の検索位置の候補を設定するピンホール検索位置設定部と、前記複数の検索位置に対応した複数の眼底画像の中から画質が最大となる眼底画像を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。第７の構成によれば、ピンホールの位置を複数設定し、そのそれぞれで眼底画像を得、その中から最も高画質の眼底画像を選ぶことで、眼底の傾きに係る情報がなくても眼底の傾きに起因する眼底画像の低下を抑えることができる。

第８の構成は、第４または第７の構成において、前記複数の検索位置に対応した複数の眼底画像の中の複数を分割表示する制御が行われることを特徴とする。第８の構成によれば、高画質の眼底画像の候補となる複数の眼底画像をユーザが確認することができる。

１００…光学系、１０１…光源、１０２…光ファイバ、１０３…レンズ、１０４…光学絞り、１０５…偏光ビームスプリッタ、１０６…波面検出部、１０７…ハルトマン撮像素子、１０８…ハルトマン板、１０９…レンズ系、１１０…ハーフミラー、１１１…デフォーマブルミラー、１１２…眼底反射光検出器、１１３…ピンホール（共焦点絞り）、１１４…レンズ、１１５…垂直方向スキャナ、１１６…水平方向スキャナ、１１７…視度補正機構、１１８…視度補正用ミラー、１１９…視度補正用ミラー、１２０…レンズ、１２１…ダイクロイックミラー、１２２…ダイクロイックミラー、１２３…対物レンズ、１２４…前眼部撮像素子、１２５…ディオプター調整レンズ、１２６…固視標、１２７…赤外光源、１３１…レンズ系、１３２…レンズ系、１３３…レンズ、１４０…眼底共役位置、２００…被検眼、２０１…眼底、２２１…ピンホール形成板、２２３…可動部財、２２４…モータ、２２５…駆動部、２２６…モータ、２２７…駆動部、２２８…支持体、７００…ダイクロイックミラー、７０１…光源、７０２…光ファイバ、７０３…ファイバーカプラー、７０４…光ファイバ、７０５…レンズ、７０６…ミラー、７０７…光ファイバ、７０８…レンズ、７０９…光ファイバ、７１０…レンズ、７１１…回折格子、７１２…ラインセンサ。

Claims (4)

1. ＯＣＴから眼底の傾きを算出する算出部を備える眼科装置。
2. 眼底に測定光を照射する測定光照射手段と、
   前記測定光の前記眼底からの戻り光を検出する戻り光検出手段と、
   前記戻り光の光路上に配置されたピンホールと
   を備え、
   前記ピンホールの位置と当該眼底の傾きには特定の関係がある眼科装置。
3. 直交するＸ軸およびＹ軸の方向における前記眼底の傾きを（θ，Φ）、
   前記Ｘ軸の方向および前記Ｙ軸の方向における前記ピンホールの位置を（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）、
   前記ピンホールと前記眼底との間の光学的な距離をＬ、
   前記ピンホールと前記眼底との間の光学倍率をαとした場合に、
   前記特定の関係は、Ｘ_ｐ＝αＬtan(θ)，Ｙ_ｐ＝αＬtan(Φ)である請求項２に記載の眼科装置。
4. 前記（θ，Φ）と前記（Ｘ_ｐ,Ｙ_ｐ）の関係が予め求められている請求項３に記載の眼科装置。

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