JP2017124055A - 眼科計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲にピントを合わせてＯＣＴを行うことが可能な眼科計測装置を提供する。【解決手段】実施形態は、ＯＣＴを用いて被検眼のデータを収集する眼科計測装置であって、第１光学系、光スキャナ、変換部材、第２光学系、及び第１光路結合部材を備える。第１光学系は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、対物レンズを介して被検眼に測定光を照射し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する。光スキャナは、被検眼を測定光でスキャンする。変換部材は、測定光の光路において光スキャナよりも光源側の位置に設けられ、被検眼に向かう測定光をベッセル型ビームに変換する。第２光学系は、対物レンズを介して被検眼を撮影する。第１光路結合部材は、測定光の光路において光スキャナよりも対物レンズ側の位置に設けられ、測定光の光路と第２光学系の光路とを結合する。【選択図】図１

Description

本発明は、眼科計測装置に関する。

近年、眼科分野における光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）の活用が進んでいる。例えば、従来からのＢモード画像や３次元画像の取得だけでなく、Ｃモード画像やシャドウグラムなどの正面画像（ｅｎ−ｆａｃｅ画像）の取得や、血管造影撮影や、血流計測などにも利用範囲が広がっている。

焦点深度を拡張するためにベッセルビームをＯＣＴに適用することが知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照）。ベッセルビームとは、伝搬軸を回転対称軸とした円錐面の波面を有するビームであり、半径方向における光強度分布がベッセル関数の二乗で表現される。なお、真のベッセルビームを生成するには無限のエネルギーが必要とされるため、実用上はこれに類似したビームが使用される。本明細書では、ベッセルビームに類似したビームをベッセル型ビームと呼ぶことにする。ベッセル型ビームは、例えば、コリメートされたガウシアンビームにアキシコンレンズ（円錐レンズ）を作用させることによって生成される。

国際公開第２０１２／１２７８８０号

Kye-Sung Lee and Jannick P. Rolland, "Bessel beam spectral-domain high-resolutionoptical coherence tomography with micro-opticaxicon providing extended focusing range", OPTICS LETTERS, Vol. 33, No. 15, August 1, 2008, p.1696-p.1698

眼科分野では、前眼部（角膜等）や後眼部（硝子体、網膜、脈絡膜、強膜等）に代表される様々な部位の検査・撮影にＯＣＴが使用される。従来の眼科用ＯＣＴ装置は焦点深度が浅いため、部位毎に個別に計測を行う必要があった。例えば、前眼部から後眼部までの全範囲にピントを合わせてＯＣＴを行うことはできず、前眼部にピントを合わせたＯＣＴと後眼部にピントを合わせたＯＣＴとを順次に行っていた。また、従来の眼科用ＯＣＴには、血管等の散乱体の背後にある組織のデータを取得できないという問題もあった。

本発明の目的の一つは、広範囲にピントを合わせてＯＣＴを行うことが可能な眼科計測装置を提供することにある。

実施形態は、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）を用いて被検眼のデータを収集する眼科計測装置であって、第１光学系、光スキャナ、変換部材、第２光学系、及び第１光路結合部材を備える。第１光学系は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、対物レンズを介して被検眼に測定光を照射し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する。光スキャナは、被検眼を測定光でスキャンする。変換部材は、測定光の光路において光スキャナよりも光源側の位置に設けられ、被検眼に向かう測定光をベッセル型ビームに変換する。第２光学系は、対物レンズを介して被検眼を撮影する。第１光路結合部材は、測定光の光路において光スキャナよりも対物レンズ側の位置に設けられ、測定光の光路と第２光学系の光路とを結合する。

実施形態によれば、広範囲にピントを合わせてＯＣＴを行うことが可能である。

実施形態に係る眼科計測装置の構成の一例を表す概略図。 実施形態に係る眼科計測装置の構成の一例を表す概略図。 実施形態に係る眼科計測装置の構成の一例を表す概略図。

本発明の典型的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態の眼科計測装置は、少なくともＯＣＴを実行する機能を備えた眼科装置である。以下、スウェプトソースＯＣＴと眼底カメラとを組み合わせた眼科計測装置について説明するが、実施形態はこれに限定されない。例えば、ＯＣＴの種別はスウェプトソースＯＣＴには限定されず、スペクトラルドメインＯＣＴ等であってもよい。ここで、スウェプトソースＯＣＴは、波長掃引型（波長走査型）光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検物からの測定光の戻り光を参照光と干渉させて干渉光を生成し、この干渉光をバランスドフォトダイオード等で検出し、波長の掃引及び測定光のスキャンに応じて収集された検出データにフーリエ変換等を施して画像を形成する手法である。スペクトラルドメインＯＣＴは、低コヒーレンス光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検物からの測定光の戻り光を参照光と干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル分布を分光器で検出し、検出されたスペクトル分布にフーリエ変換等を施して画像を形成する手法である。

実施形態は、眼底カメラのような被検眼の写真（デジタル写真）を取得する機能を備えていてもいなくてもよい。また、眼底カメラの代わりに、走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）や、スリットランプ顕微鏡や、前眼部撮影カメラや、手術用顕微鏡などが設けられてもよい。なお、眼底写真は、眼底の観察やスキャンエリアの設定やトラッキングなどに利用可能である。また、実施形態は、前眼部のデジタル写真等を取得する機能を備えてもよい。

〈構成〉
図１に示すように、眼科計測装置１は、眼底カメラユニット２、ＯＣＴユニット１００及び演算制御ユニット２００を含む。眼底カメラユニット２には、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系が設けられている。ＯＣＴユニット１００には、ＯＣＴを実行するための光学系や機構が設けられている。演算制御ユニット２００はプロセッサを含む。被検者の顔を支持するための顎受けや額当てが、眼底カメラユニット２に対向する位置に設けられている。

本明細書において「プロセッサ」は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））等の回路を意味する。プロセッサは、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。

〈眼底カメラユニット２〉
眼底カメラユニット２には、被検眼Ｅの眼底Ｅｆを撮影するための光学系や機構が設けられている。眼底Ｅｆを撮影して得られる画像（眼底像、眼底写真等と呼ばれる）には、観察画像や撮影画像がある。観察画像は、例えば、近赤外光を用いた動画撮影により得られる。撮影画像は、例えば、可視フラッシュ光を用いて得られるカラー画像若しくはモノクロ画像、又は近赤外フラッシュ光を用いて得られるモノクロ画像である。眼底カメラユニット２は、フルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能であってよい。

眼底カメラユニット２は、照明光学系１０と撮影光学系３０とを含む。照明光学系１０は被検眼Ｅに照明光を照射する。撮影光学系３０は、被検眼Ｅからの照明光の戻り光を検出する。ＯＣＴユニット１００からの測定光は、眼底カメラユニット２内の光路を通じて被検眼Ｅに導かれ、その戻り光は、同じ光路を通じてＯＣＴユニット１００に導かれる。

照明光学系１０の観察光源１１は、例えばハロゲンランプ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。観察光源１１から出力された光（観察照明光）は、曲面状の反射面を有する反射ミラー１２により反射され、集光レンズ１３を経由し、可視カットフィルタ１４を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源１５の近傍にて一旦集束し、ミラー１６により反射され、リレーレンズ１７、１８、絞り１９及びリレーレンズ２０を経由する。そして、観察照明光は、孔開きミラー２１の周辺部（孔部の周囲の領域）にて反射され、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて被検眼Ｅ（特に眼底Ｅｆ）を照明する。

被検眼Ｅからの観察照明光の戻り光は、対物レンズ２２により屈折され、ダイクロイックミラー４６を透過し、孔開きミラー２１の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー５５を透過し、撮影合焦レンズ３１を経由し、ミラー３２により反射される。更に、この戻り光は、ハーフミラー３３Ａを透過し、ダイクロイックミラー３３により反射され、集光レンズ３４によりＣＣＤイメージセンサ３５の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ３５は、例えば所定のフレームレートで戻り光を検出する。なお、撮影光学系３０のピントが眼底Ｅｆに合っている場合には眼底Ｅｆの観察画像が得られ、ピントが前眼部に合っている場合には前眼部の観察画像が得られる。

撮影光源１５は、例えば、キセノンランプ又はＬＥＤを含む可視光源である。撮影光源１５から出力された光（撮影照明光）は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Ｅｆに照射される。被検眼Ｅからの撮影照明光の戻り光は、観察照明光の戻り光と同じ経路を通ってダイクロイックミラー３３まで導かれ、ダイクロイックミラー３３を透過し、ミラー３６により反射され、集光レンズ３７によりＣＣＤイメージセンサ３８の受光面に結像される。

ＬＣＤ３９は、被検眼Ｅを固視させるための固視標を表示する。ＬＣＤ３９から出力された光束（固視光束）は、その一部がハーフミラー３３Ａにて反射され、ミラー３２に反射され、撮影合焦レンズ３１及びダイクロイックミラー５５を経由し、孔開きミラー２１の孔部を通過する。孔開きミラー２１の孔部を通過した固視光束は、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて眼底Ｅｆに投射される。ＬＣＤ３９の画面における固視標の表示位置を変更することにより被検眼Ｅの固視位置を変更できる。なお、ＬＣＤ３９の代わりに、複数のＬＥＤが２次元的に配列されたマトリクスＬＥＤや、光源と可変絞り（液晶絞り等）との組み合わせなどを、固視光束生成手段として用いることができる。

眼底カメラユニット２にはアライメント光学系５０とフォーカス光学系６０が設けられている。アライメント光学系５０は、被検眼Ｅに対する光学系のアライメントに用いられるアライメント指標を生成する。フォーカス光学系６０は、被検眼Ｅに対するフォーカス調整に用いられるスプリット指標を生成する。

アライメント光学系５０のＬＥＤ５１から出力されたアライメント光は、絞り５２及び５３並びにリレーレンズ５４を経由し、ダイクロイックミラー５５により反射され、孔開きミラー２１の孔部を通過する。孔開きミラー２１の孔部を通過した光は、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により被検眼Ｅに投射される。

アライメント光の角膜反射光は、対物レンズ２２、ダイクロイックミラー４６及び上記孔部を経由し、その一部がダイクロイックミラー５５を透過し、撮影合焦レンズ３１を通過し、ミラー３２により反射され、ハーフミラー３３Ａを透過し、ダイクロイックミラー３３に反射され、集光レンズ３４によりＣＣＤイメージセンサ３５の受光面に投影される。ＣＣＤイメージセンサ３５による受光像（アライメント指標像）に基づき、従来と同様のマニュアルアライメントやオートアライメントを行うことができる。

フォーカス光学系６０は、撮影光学系３０の光路（撮影光路）に沿った撮影合焦レンズ３１の移動に連動して、照明光学系１０の光路（照明光路）に沿って移動される。反射棒６７は、照明光路に対して挿脱可能である。

フォーカス調整を行う際には、反射棒６７の反射面が照明光路に斜設される。ＬＥＤ６１から出力されたフォーカス光は、リレーレンズ６２を通過し、スプリット視標板６３により２つの光束に分離され、二孔絞り６４を通過し、ミラー６５により反射され、集光レンズ６６により反射棒６７の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ２０を経由し、孔開きミラー２１に反射され、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて眼底Ｅｆに投射される。

フォーカス光の眼底反射光は、アライメント光の角膜反射光と同じ経路を通ってＣＣＤイメージセンサ３５により検出される。ＣＣＤイメージセンサ３５による受光像（スプリット指標像）に基づき、従来と同様のマニュアルアライメントやオートアライメントを行うことができる。

撮影光学系３０は、視度補正レンズ７０及び７１を含む。視度補正レンズ７０及び７１は、孔開きミラー２１とダイクロイックミラー５５との間の撮影光路に選択的に挿入可能である。視度補正レンズ７０は、強度遠視を補正するためのプラス（＋）レンズであり、例えば＋２０Ｄ（ディオプター）の凸レンズである。視度補正レンズ７１は、強度近視を補正するためのマイナス（−）レンズであり、例えば−２０Ｄの凹レンズである。視度補正レンズ７０及び７１は、例えばターレット板に装着されている。ターレット板には、視度補正レンズ７０及び７１のいずれも適用しない場合のための孔部が形成されている。

ダイクロイックミラー４６は、眼底撮影用の光路とＯＣＴ用の光路（測定光路、測定アーム）とを合成する。ダイクロイックミラー４６は、ＯＣＴに用いられる波長帯の光（測定光ＬＳ）を反射し、眼底撮影用の光を透過させる。測定アームには、ＯＣＴユニット１００側から順に、光束制限部材８０、コリメータレンズユニット４０、光束変換部材８１、レンズ８２、光路長変更部４１、光スキャナ４２、ＯＣＴ合焦レンズ４３、ミラー４４、及びリレーレンズ４５が設けられている。

光束制限部材８０は、ＯＣＴユニット１００から延びる光ファイバ１２７の眼底カメラユニット２側の端面１２７ａ又はその近傍位置に設けられている。光束制限部材８０は、被検眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光のビームサイズ（ビーム径、ビーム断面積）を制限する。本例では、コリメータレンズユニット４０により端面１２７ａに向けて集光された戻り光のビームサイズを制限するために光束制限部材８０が設けられている。光束制限部材８０は、例えば絞りである。

光束制限部材８０を通過するビームサイズは一定でもよいし可変でもよい。前者の場合には例えば固定絞りが用いられ、後者の場合には例えば可変絞りや液晶絞りが用いられる。後者の場合、光束制限部材８０（可変絞り、液晶絞り等）は、後述の制御部２１０によって制御される。制御部２１０は、例えば、被検眼Ｅの計測部位（特に注目する部位等）や焦点深度等の所定のファクタに応じて光束制限範囲（絞りの開口サイズ等）を変更することができる。また、例えば予備的なＯＣＴ計測により得られるリアルタイム画像を観察しながらユーザが任意に光束制限範囲を調整することができる。或いは、予備的なＯＣＴ計測により得られるリアルタイムデータ（信号、画像等）を解析することによって光束制限範囲を調整するように構成することも可能である。

光ファイバ１２７の端面１２７ａ（測定光ＬＳの戻り光の入射口）を十分小さく形成することによって、端面１２７ａに光束制限機能を付与することができる。この場合、光束制限部材を別途に設ける必要はない。

コリメータレンズユニット４０は、光ファイバ１２７の端面１２７ａから出射して光束制限部材８０を通過した測定光ＬＳを平行光束に変換する作用と、被検眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光を集束して（光束制限部材８０を介して）端面１２７ａに入射させる作用とを奏する。

光束変換部材８１は、被検眼Ｅに向かう測定光ＬＳをベッセル型ビームに変換する。ここで、コリメータレンズユニット４０から出射して光束変換部材８１に入射する測定光ＬＳは、例えば、実質的にガウシアン（ガウス型）ビームであるとする。ガウシアンビームは、ビーム断面における光強度分布がガウス分布になっているビームである。この場合、光束変換部材８１としてアキシコンレンズを用いることができる。

光束変換部材８１の構成はこれには限定されず、例えば、リング開口（リングスリット）とレンズとを組み合わせた構成や、回折素子（空間位相変調器、アキシコンゾーンプレート等）によって、ベッセル型ビームを生成することが可能である。

元の測定光ＬＳのビーム特性はガウシアンビームには限定されず、例えばトップハット型ビーム等の任意のビーム特性の測定光ＬＳを用いることができる。光束変換部材８１は、測定光ＬＳのビーム特性に応じた構成を備えていてよい。

光束変換部材８１は、被検眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光に対し、上記とは逆の変換を施すよう構成されていてよい。また、被検眼Ｅに向かう測定光ＬＳのみが光束変換部材８１を通過し、その戻り光は光束変換部材８１を迂回するように構成することも可能である。なお、光束変換部材８１は、測定アームにおいて光スキャナ４２よりもＯＣＴユニット１００側（光源ユニット１０１側）に設けられており、例えば、被検眼Ｅからの戻り光（例えば眼底Ｅｆからの戻り光）が再度集光される位置に配置される。

レンズ８２は、光束変換部材８１により生成されたベッセル型ビームを伝搬させる。測定アームを構成する要素群の配置は、例えば、ベッセル型ビームの発生位置（光束変換部材８１の焦点の位置）と光スキャナ４２の位置とが、レンズ８２の焦点と瞳の関係になるように設計されている。

光路長変更部４１は、図１に示す矢印の方向に移動可能とされ、ＯＣＴ用の光路の光路長を変更する。この光路長の変更は、被検眼Ｅの眼軸長に応じた光路長の補正や、干渉状態の調整などに利用される。光路長変更部４１は、例えばコーナーキューブと、これを移動する機構とを含む。

光スキャナ４２は、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置に配置される。光スキャナ４２は、ＯＣＴ用の光路を通過する測定光ＬＳの進行方向を変更する。それにより、被検眼Ｅが測定光ＬＳでスキャンされる。光スキャナ４２は、ｘｙ平面の任意方向に測定光ＬＳを偏向可能であり、例えば、測定光ＬＳをｘ方向に偏向するガルバノミラーと、ｙ方向に偏向するガルバノミラーとを含む。

ＯＣＴ合焦レンズ４３は、測定光ＬＳの焦点位置を変更するために光軸に沿って移動される。なお、本実施形態ではベッセル型ビームを測定光ＬＳとして用いるので、測定光ＬＳの焦点深度が拡大される。例えば、典型的な実施形態では、ガウシアンビームの場合の数十倍程度に焦点深度が拡大される。焦点深度が十分に拡大される実施形態においては、ＯＣＴ合焦レンズ４３を設ける必要はない。

ベッセル型ビームを用いたＯＣＴと、他の特性のビーム（ガウシアンビーム、トップハット型ビーム等）を用いたＯＣＴとを選択的に適用できる場合、ベッセル型ビームを用いたＯＣＴが行われるときにはＯＣＴ合焦レンズ４３を測定アームから退避し、他の特性のビームを用いたＯＣＴが行われるときにはＯＣＴ合焦レンズ４３を測定アームに挿入することが可能である。このとき、ビームの特性とＯＣＴ合焦レンズ４３の有無とを予め対応付けておき、ビームの特性の設定（又はＯＣＴ合焦レンズ４３の有無の設定）に基づいてＯＣＴ合焦レンズ４３の有無（又はビームの特性）を制御することが可能である。例えば、光束変換部材８１（並びに、光束制限部材８０及び／又はレンズ８２）の有／無と、ＯＣＴ合焦レンズ４３の無／有とを予め対応付け、光束変換部材８１（並びに、光束制限部材８０及び／又はレンズ８２）とＯＣＴ合焦レンズ４３とを互いに排他的に測定アームに配置するように制御を行うことが可能である。

〈ＯＣＴユニット１００〉
図２に例示するように、ＯＣＴユニット１００には、被検眼ＥのＯＣＴを実行するための光学系が設けられている。この光学系の構成は、従来のスウェプトソースＯＣＴと同様である。すなわち、この光学系は、波長掃引型（波長走査型）光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Ｅからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する干渉光学系を含む。干渉光学系により得られる検出結果（検出信号）は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、演算制御ユニット２００に送られる。

光源ユニット１０１は、一般的なスウェプトソースＯＣＴと同様に、出射光の波長を高速で変化させる波長掃引型（波長走査型）光源を含む。波長掃引型光源は、例えば、近赤外レーザ光源である。

光源ユニット１０１から出力された光Ｌ０は、光ファイバ１０２により偏波コントローラ１０３に導かれてその偏光状態が調整される。更に、光Ｌ０は、光ファイバ１０４によりファイバカプラ１０５に導かれて測定光ＬＳと参照光ＬＲとに分割される。

参照光ＬＲは、光ファイバ１１０によりコリメータ１１１に導かれて平行光束に変換され、光路長補正部材１１２及び分散補償部材１１３を経由し、コーナーキューブ１１４に導かれる。光路長補正部材１１２は、参照光ＬＲの光路長と測定光ＬＳの光路長とを合わせるよう作用する。分散補償部材１１３は、参照光ＬＲと測定光ＬＳとの間の分散特性を合わせるよう作用する。

コーナーキューブ１１４は、入射した参照光ＬＲの進行方向を逆方向に折り返す。コーナーキューブ１１４に対する参照光ＬＲの入射方向と出射方向は互いに平行である。コーナーキューブ１１４は、参照光ＬＲの入射方向に移動可能であり、それにより参照光ＬＲの光路長が変更される。

図１及び図２に示す構成では、測定光ＬＳの光路（測定アーム）の長さを変更するための光路長変更部４１と、参照光ＬＲの光路（参照光路、参照アーム）の長さを変更するためのコーナーキューブ１１４の双方が設けられているが、光路長変更部４１とコーナーキューブ１１４のいずれか一方のみが設けられてもよい。また、これら以外の光学部材を用いて、測定光路長と参照光路長との差を変更することも可能である。

コーナーキューブ１１４を経由した参照光ＬＲは、分散補償部材１１３及び光路長補正部材１１２を経由し、コリメータ１１６によって平行光束から集束光束に変換され、光ファイバ１１７に入射する。光ファイバ１１７に入射した参照光ＬＲは、偏波コントローラ１１８に導かれてその偏光状態が調整され、光ファイバ１１９によりアッテネータ１２０に導かれて光量が調整され、光ファイバ１２１によりファイバカプラ１２２に導かれる。

一方、ファイバカプラ１０５により生成された測定光ＬＳは、光ファイバ１２７に導かれて端面１２７ａから出射する。端面１２７ａから出射した測定光ＬＳは、光束制限部材８０を介してコリメータレンズユニット４０に到達し、平行光束に変換される。更に、平行光束となった測定光ＬＳは、光束変換部材８１に入射してベッセル型ビームに変換され、レンズ８２を介して光路長変換部４１に到達する。そして、測定光ＬＳは、光スキャナ４２、ＯＣＴ合焦レンズ４３、ミラー４４及びリレーレンズ４５を経由し、ダイクロイックミラー４６により反射され、対物レンズ２２により屈折されて被検眼Ｅに入射する。測定光ＬＳは、被検眼Ｅの様々な深さ位置において散乱・反射される。被検眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してコリメータレンズユニット４０に到達し、集束光に変換される。集束光となった戻り光は、光束制限部材８０によりビームサイズが制限されて端面１２７ａから光ファイバ１２７に入射する。更に、測定光ＬＳの戻り光は、光ファイバ１２７を通じてファイバカプラ１０５に導かれ、光ファイバ１２８を通じてファイバカプラ１２２に到達する。

ファイバカプラ１２２は、光ファイバ１２８を介して入射された測定光ＬＳと、光ファイバ１２１を介して入射された参照光ＬＲとを合成して（干渉させて）干渉光を生成する。ファイバカプラ１２２は、所定の分岐比（例えば１：１）で干渉光を分岐することにより、一対の干渉光ＬＣを生成する。一対の干渉光ＬＣは、それぞれ光ファイバ１２３及び１２４を通じて検出器１２５に導かれる。

検出器１２５は、例えばバランスドフォトダイオード（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）である。バランスドフォトダイオードは、一対の干渉光ＬＣをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを有し、これらによる検出結果の差分を出力する。検出器１２５は、その検出結果（検出信号）をＤＡＱ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）１３０に送る。

ＤＡＱ１３０には、光源ユニット１０１からクロックＫＣが供給される。クロックＫＣは、光源ユニット１０１において、波長掃引型光源により所定の波長範囲内で掃引される各波長の出力タイミングに同期して生成される。光源ユニット１０１は、例えば、各出力波長の光Ｌ０を分岐することにより得られた２つの分岐光の一方を光学的に遅延させた後、これらの合成光を検出した結果に基づいてクロックＫＣを生成する。ＤＡＱ１３０は、検出器１２５から入力される検出信号をクロックＫＣに基づきサンプリングする。ＤＡＱ１３０は、検出器１２５からの検出信号のサンプリング結果を演算制御ユニット２００に送る。

〈演算制御ユニット２００〉
演算制御ユニット２００は、眼底カメラユニット２、表示装置３及びＯＣＴユニット１００の各部を制御する。また、演算制御ユニット２００は、各種の演算処理を実行する。例えば、演算制御ユニット２００は、一連の波長走査毎に（Ａライン毎に）、検出器１２５により得られた検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等の信号処理を施すことにより、各Ａラインにおける反射強度プロファイルを形成する。更に、演算制御ユニット２００は、各Ａラインの反射強度プロファイルを画像化することにより画像データを形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースＯＣＴと同様である。

演算制御ユニット２００は、例えば、プロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には各種コンピュータプログラムが格納されている。演算制御ユニット２００は、操作デバイス、入力デバイス、表示デバイスなどを含んでよい。

〈制御系〉
眼科計測装置１の制御系の構成例を図３に示す。

〈制御部２１０〉
制御部２１０は、眼科計測装置１の各部を制御する。制御部２１０はプロセッサを含む。制御部２１０には、主制御部２１１と記憶部２１２とが設けられている。

〈主制御部２１１〉
主制御部２１１は各種の制御を行う。例えば、主制御部２１１は、撮影合焦レンズ３１、ＣＣＤ（イメージセンサ）３５及び３８、ＬＣＤ３９、光路長変更部４１、光スキャナ４２、ＯＣＴ合焦レンズ４３、フォーカス光学系６０、反射棒６７、光源ユニット１０１、参照駆動部１１４Ａ、検出器１２５、ＤＡＱ１３０などを制御する。参照駆動部１１４Ａは、参照光路に設けられたコーナーキューブ１１４を移動させる。それにより、参照光路の長さが変更される。

更に、主制御部２１１は、光束制限部材８０、光束変換部材８１及びレンズ８２の少なくとも１つの制御を行うことができる。光束制限部材８０の制御の例として、測定アームに対する光束制限部材８０の挿入／退避や、光束制限範囲の変更などがある。光束変換部材８１の制御の例として、測定アームに対する光束変換部材８１の挿入／退避や、２以上の光束変換部材の選択的配置などがある。レンズ８２の制御の例として、測定アームに対するレンズ８２の挿入／退避、２以上のレンズ（レンズ群）の選択的配置などがある。

図３に例示した構成においては、光束変換部材８１及びレンズ８２を測定アームに挿入する動作と、これらを測定アームから退避する動作とを行うための移動機構８４が設けられている。他の実施形態において、光束制限部材８０、光束変換部材８１及びレンズ８２を制御するための機構を個別に設けることが可能であり、更に一般的には、光束制限部材８０、光束変換部材８１及びレンズ８２を１以上の機構によって個別に又は任意の組み合わせとして制御するよう構成することが可能である。

〈記憶部２１２〉
記憶部２１２は各種のデータを記憶する。記憶部２１２に記憶されるデータとしては、例えば、ＯＣＴ画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者ＩＤや氏名などの被検者情報や、左眼／右眼の識別情報や、電子カルテ情報などを含む。

〈画像形成部２２０〉
画像形成部２２０は、ＤＡＱ１３０から入力された検出信号のサンプリング結果に基づいて、眼底Ｅｆの断面像の画像データを形成する。この処理には、従来のスウェプトソースＯＣＴと同様に、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの信号処理が含まれる。画像形成部２２０により形成される画像データは、スキャンラインに沿って配列された複数のＡライン（ｚ方向のライン）における反射強度プロファイルを画像化することにより形成された一群の画像データ（一群のＡスキャン像データ）を含むデータセットである。

画像形成部２２０は、例えば、プロセッサ及び専用回路基板の少なくともいずれかを含む。なお、本明細書では、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。また、被検眼Ｅの部位とそれを表す画像とを同一視することがある。

〈データ処理部２３０〉
データ処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された画像に対して画像処理や解析処理を施す。例えば、データ処理部２３０は、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行する。また、データ処理部２３０は、眼底カメラユニット２により得られた画像（眼底像、前眼部像等）に対して画像処理や解析処理を施す。データ処理部２３０は、例えば、プロセッサ及び専用回路基板の少なくともいずれかを含む。

データ処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された複数の断層像の間の画素を補間する補間処理を実行するなどして、眼底Ｅｆの３次元画像を形成することができる。３次元画像とは、３次元座標系により画素の位置が定義された画像である。３次元画像としては、複数のスキャンラインに沿う複数の断層像をスキャンラインの位置関係に基づいて３次元的に配列することで得られるスタックデータや、スタックデータの補間等を行って得られるボクセルデータ（ボリュームデータ）などがある。３次元画像にレンダリング（ボリュームレンダリング、ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：最大値投影）など）を施すことにより表示用画像が形成される。また、３次元画像に断面を設定し、それを表示することができる（多断面再構成：ＭＰＲ）。また、３次元画像の少なくとも一部をｚ方向（Ａライン方向、深さ方向）に投影することにより、プロジェクションデータやシャドウグラムが得られる。また、データ処理部２３０は、ＯＣＴ血管造影や血流計測に関する処理を実行することが可能である。

ベッセル型ビームを用いたＯＣＴと、他の特性のビーム（ガウシアンビーム、トップハット型ビーム等）を用いたＯＣＴとを選択的に適用できる場合において、データ処理部２３０は、ＯＣＴの種別（ビームの特性）に応じて異なる処理を実行することができる。

例えば、ガウシアンビームを用いたＯＣＴでは深さ方向の狭い範囲に焦点を合わせてスキャンが行われる。この範囲（前眼部、眼底など）は事前に設定されるので、データ処理部２３０は、設定された範囲（計測部位）に応じた所定の処理を実行する。例えば、前眼部のＯＣＴが行われた場合、データ処理部２３０は、角膜曲率分布を求める処理、前房深度を求める処理、隅角の角度を求める処理などを実行することができる。

一方、ベッセル型ビームを用いたＯＣＴでは、深さ方向の広い範囲に焦点を合わせてスキャンを行うことができる。データ処理部２３０は、ＯＣＴで取得されたデータ（信号、画像、解析結果等）を深さ位置が異なる２以上の部分データに分割し、各部分データに対して異なる処理を実行することができる。

データの分割は、例えば、被検眼Ｅの部位毎にデータを分割する処理（セグメンテーション）を含む。被検眼Ｅの角膜から眼底までの範囲のデータがまとめて取得された場合、データ処理部２３０は、このデータを、例えば、角膜に相当する部分データ、前房に相当する部分データ、水晶体に相当する部分データ、硝子体に相当する部分データ、網膜に相当する部分データ、脈絡膜に相当する部分データ、及び、強膜に相当する部分データに分割することができる。また、これらのサブ組織へのセグメンテーションも可能である（例えば、網膜の各層に応じたセグメンテーション）。

典型例として、データ処理部２３０は、これら部分データのそれぞれに対して次のような処理を適用することができる：角膜に相当する部分データを解析して、角膜曲率分布や隅角角度を求める；前房に相当する部分データを解析して、前房深度や隅角角度を求める；水晶体に相当する部分データを解析して、水晶体厚（分布）や混濁分布を求める；硝子体に相当する部分データを解析して、硝子体剥離の状態や硝子体ポケットの状態を求める；網膜に相当する部分データを解析して、網膜厚（分布）や、網膜神経節細胞層（ＲＮＦＬ）厚や、網膜神経節細胞層（ＧＣＬ）厚や、ドルーゼン分布や、視神経乳頭のサイズ・傾きや、血管の状態（分布、太さ等）や、血流情報（血流速度、血流量等）を求める；脈絡膜に相当する部分データを解析して、脈絡膜厚や、血管の状態や、血流情報を求める；強膜に相当する部分データを解析して、強膜の状態を求める。

〈ユーザインターフェイス２４０〉
ユーザインターフェイス２４０は表示部２４１と操作部２４２とを含む。表示部２４１は表示装置３を含む。操作部２４２は各種の操作デバイスや入力デバイスを含む。ユーザインターフェイス２４０は、例えばタッチパネルのような表示機能と操作機能とが一体となったデバイスを含んでいてもよい。ユーザインターフェイス２４０の少なくとも一部を含まない実施形態を構築することも可能である。例えば、表示デバイスは、眼科計測装置に接続された外部装置であってよい。

〈作用・効果〉
実施形態に係る眼科計測装置の作用及び効果について説明する。

実施形態の眼科計測装置は、ＯＣＴを用いて被検眼のデータを収集する。眼科計測装置は、第１光学系、光スキャナ、変換部材、第２光学系、及び第１光路結合部材を備える。第１光学系は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、対物レンズを介して被検眼に測定光を照射し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する。光スキャナは、被検眼を測定光でスキャンする。変換部材は、測定光の光路において光スキャナよりも光源側の位置に設けられ、被検眼に向かう測定光をベッセル型ビームに変換する。第２光学系は、対物レンズを介して被検眼を撮影する。第１光路結合部材は、測定光の光路において光スキャナよりも対物レンズ側の位置に設けられ、測定光の光路と第２光学系の光路とを結合する。

上記の例において、第１光学系は、ＯＣＴユニット１００に格納された光学系と測定アームを構成する光学系とを含み、ＯＣＴ光源１０１からの光を測定光ＬＳと参照光ＬＲとに分割し、対物レンズ２２を介して被検眼Ｅに測定光ＬＳを照射し、被検眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光と参照光ＬＲとの干渉光ＬＣを検出器１２５にて検出する。光スキャナは光スキャナ４２を含む。変換部材は、光束変換部材８１を含む。光束変換部材８１は、測定光ＬＳの光路（測定アーム）において光スキャナ４２よりも光源ユニット１０１側の位置に設けられ、被検眼Ｅに向かう測定光ＬＳをベッセル型ビームに変換する。第２光学系は、照明光学系１０と撮影光学系３０とを含み、対物レンズ２２を介して被検眼Ｅの撮影を行う。第１光路結合部材は、ダイクロイックミラー４６を含む。ダイクロイックミラー４６は、測定光ＬＳの光路（測定アーム）において光スキャナ４２よりも対物レンズ２２側の位置に設けられ、測定光ＬＳの光路と撮影光学系３０等の光路とを結合する。

このような眼科計測装置によれば、ベッセル型ビームを利用して被検眼のＯＣＴスキャンを行うことができる。更に、測定光の光路に結合された第２光学系によって眼底像や前眼部像を取得することができる。したがって、被検眼の広い範囲にピントを合わせてＯＣＴスキャンを行うことが可能である。なお、ＯＣＴの深さ分解能は光源の可干渉距離によって決まるため、ベッセル型ビームをＯＣＴに適用することにより、十分な深さ分解能と深い焦点深度の双方を実現することができる。

また、焦点深度が浅い従来の技術と比較し、要求される焦点位置調整の精度が低い。更に、例えば、角膜から眼底までの広い範囲にピントが合うように焦点深度を拡大すれば、焦点位置調整の必要すら無くなる。それにより、フォーカシングのための光学素子や機構が不要となる。また、計測部位を切り替えるための光学素子やアタッチメント（前眼部計測用の前置レンズ等）が不要となる。したがって、装置構成の簡易化を図ることが可能である。

また、ベッセル型ビームには、進行方向に位置する散乱体の背後に回り込む特性（自己回復性、自己修復性などと呼ばれる）がある。したがって、実施形態によれば、血管等の散乱体の背後にある組織のデータを取得することが可能である。

実施形態において、変換部材は、被検眼に向かう測定光をガウス型ビームからベッセル型ビームに変換するよう構成されてよい。この場合、眼科計測装置は、測定光の光路に変換部材が配置された第１状態と、測定光の光路から変換部材が退避された第２状態とを切り替える切替機構を更に備えていてよい。

上記の例において、被検眼Ｅに向かう測定光ＬＳをガウス型ビームからベッセル型ビームに変換するよう構成された光束変換部材８１を適用できる。更に、眼科計測装置１は、測定光ＬＳの光路（測定アーム）に光束変換部材８１が配置された第１状態と、測定アームから光束変換部材８１が退避された第２状態とを切り替える移動機構８４を備える。

このような構成によれば、ガウス型ビームによるＯＣＴとベッセル型ビームによるＯＣＴとを選択的に使用することができる。例えば、広範囲のスクリーニングにはベッセル型ビームを適用し、特定の疾患の経過観察にはガウス型ビームを適用することができる。

実施形態の眼科計測装置は、第１光学系（ＯＣＴ）により取得されたデータを処理する処理系を備えていてよい。処理系は、測定光の光路に変換部材が配置された第１状態のときに第１光学系（ＯＣＴ）により取得されたデータ又はその加工データのうち、被検眼の深さ方向の第１範囲に該当する第１部分データと、第２範囲に該当する第２部分データとに対して異なる処理を実行することができる。

上記の例において、データ処理部２３０は、測定アームに光束変換部材８１が配置された第１状態のときにＯＣＴにより取得された検出データ（検出信号）又はそれを加工して得られたデータ（信号、画像、解析結果等）のうち、被検眼Ｅの深さ方向の第１範囲（例えば角膜）に該当する第１部分データと、第２範囲（例えば網膜）に該当する第２部分データとに対して異なる処理を実行することができる。

このような構成によれば、深さ方向の広い範囲にわたって取得されたデータの部分毎に（例えば、被検眼の部位毎に）適当な処理や所望の処理を施すことが可能である。

実施形態の眼科計測装置は、固視光学系と第２光路結合部材とを備えていてもよい。固視光学系は、被検眼に固視光束を照射する。第２光路結合部材は、測定光の光路において光スキャナよりも対物レンズ側の位置に設けられ、測定光の光路と固視光学系の光路とを結合する。

上記の例において、固視光学系は、ＬＣＤ３９と、これから出力された固視光束を被検眼Ｅに照射する光路を形成する光学素子群とを含む。第２光路結合部材は、ダイクロイックミラー４６を含む。ダイクロイックミラー４６は、測定アームにおいて光スキャナ４２よりも対物レンズ２２側の位置に設けられ、測定アームと固視光学系の光路とを結合する。なお、上記の例では、ダイクロイックミラー４６が第１光路結合部材と第２光路結合部材とを兼ねているが、第１光路結合部材と第２光路結合部材とは別々の光学部材であってもよい。

このような構成によれば、被検眼を固視させつつベッセル型ビームを用いてＯＣＴを行うことが可能である。

実施形態の眼科計測装置は、被検眼からの測定光の戻り光のビームサイズを制限する制限部材を備えていてよい。上記の例において、制限部材は、光束制限部材８０を含む。このような構成により、ビームサイズが好適に制御されたベッセル型ビームを用いてＯＣＴを行うことができる。

〈変形例〉
以上に説明した実施形態は本発明の一例に過ぎない。本発明を実施しようとする者は、本発明の要旨の範囲内における変形（省略、置換、付加等）を任意に施すことが可能である。

前眼部計測用レンズ（前眼部計測用レンズ群）又は後眼部計測用レンズ（後眼部計測用レンズ群）を設けることが可能である。このようなレンズは、アタッチメントとして構成されてもよいし、装置筐体（例えば眼底カメラユニット２）に格納されてもよい。前眼部計測用レンズは、前眼部のＯＣＴを行うときに測定アームに配置され、後眼部のＯＣＴを行うときに測定アームから退避される。後眼部計測用レンズは、後眼部のＯＣＴを行うときに測定アームに配置され、前眼部のＯＣＴを行うときに測定アームから退避される。

上記実施形態において、このような付加的レンズ（付加的レンズ群）は必要でないことについて説明した。しかし、例えば、ベッセル型ビームを用いたＯＣＴの焦点深度が比較的浅い場合や、焦点位置調整を高い精度で行いたい場合などにおいて、このような付加的レンズは有効と考えられる。

１ 眼科計測装置
１０ 照明光学系
２２ 対物レンズ
３０ 撮影光学系
４２ 光スキャナ
４６ ダイクロイックミラー
８１ 光束変換部材
１００ ＯＣＴユニット
１０１ 光源ユニット

Claims (6)

1. 光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）を用いて被検眼のデータを収集する眼科計測装置であって、
   光源からの光を測定光と参照光とに分割し、対物レンズを介して前記被検眼に前記測定光を照射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する第１光学系と、
   前記被検眼を前記測定光でスキャンするための光スキャナと、
   前記測定光の光路において前記光スキャナよりも前記光源側の位置に設けられ、前記被検眼に向かう前記測定光をベッセル型ビームに変換する変換部材と、
   前記対物レンズを介して前記被検眼を撮影する第２光学系と、
   前記測定光の光路において前記光スキャナよりも前記対物レンズ側の位置に設けられ、前記測定光の光路と前記第２光学系の光路とを結合する第１光路結合部材と
   を備える眼科計測装置。
2. 前記変換部材は、前記被検眼に向かう前記測定光をガウス型ビームからベッセル型ビームに変換し、
   前記測定光の光路に前記変換部材が配置された第１状態と該光路から前記変換部材が退避された第２状態とを切り替える切替機構を更に備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の眼科計測装置。
3. 前記第１光学系により取得されたデータを処理する処理系を更に備え、
   前記処理系は、前記第１状態のときに前記第１光学系により取得されたデータ又はその加工データのうち前記被検眼の深さ方向の第１範囲に該当する第１部分データと第２範囲に該当する第２部分データとに対して異なる処理を実行する
   ことを特徴とする請求項２に記載の眼科計測装置。
4. 前記被検眼に固視光束を照射する固視光学系と、
   前記測定光の光路において前記光スキャナよりも前記対物レンズ側の位置に設けられ、前記測定光の光路と前記固視光学系の光路とを結合する第２光路結合部材と
   を更に備える
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の眼科計測装置。
5. 前記被検眼からの前記測定光の戻り光のビームサイズを制限する制限部材を更に備える
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の眼科計測装置。
6. 前記被検眼の前眼部及び後眼部の一方のＯＣＴを行うときに前記測定光の光路に配置され、他方のＯＣＴを行うときに該光路から退避される１以上のレンズを更に備える
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の眼科計測装置。