JP2020099500A - 眼科撮影装置、該眼科撮影装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】眼底上のデータ取得位置間隔を維持したまま短い時間で撮影が可能な眼科撮影装置を提供する。【解決手段】光源と、光源が発した光より得た測定光を被検眼に照射する照射手段と、測定光の被検眼からの戻り光と測定光に対応する参照光との干渉光を受光する受光手段と、受光手段から、所定の空間密度且つ所定の繰り返し時間で干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、取得された干渉信号に基づいて、被検眼の断層画像を生成可能な生成手段と、を備える眼科撮影装置に、被検眼から得られる情報を取得する情報取得手段と、少なくとも、所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で干渉信号を取得する第1の制御モードと、所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、取得された情報に基づいて選択するモード選択手段を配する。【選択図】 図4
Description
本発明は、被検眼を撮影する眼科撮影装置、該眼科撮影装置の制御方法、およびプログラムに関する。
被検眼(例えば、眼底、前眼部、等)の断層画像が非侵襲で得られる眼科撮影装置として、低コヒーレント光を用いた光断層干渉計(Optical Coherence Tomography:以下OCT)が知られている。このようなOCTでは、例えば、測定光を眼底上で1次元走査させながら、OCT光学系を用いて被検眼の深さ方向の情報を得ることにより、断層画像を得ている。OCTは、タイムドメインOCT(Time domain OCT)とフーリエドメインOCT(Fourier domein OCT)の2種に大別されている。更に、フーリエドメインOCTには、スペクトラルドメインOCT(SD−OCT)とスウェプトソースOCT(SS−OCT)とがある。これらフーリエドメインOCTは、光源から出射される広い波長帯域の光を利用し、光を分光して信号取得を行うものである。分光器により光を空間的に分光するものはSD−OCT、時間的に異なる波長の光を発する波長掃引光源を用いて光を時間的に分光するものはSS−OCTと呼ばれている。
一般的に、OCTの撮影では断層画像の取得にある程度の時間を要する。特に、被検眼の固視が安定しない場合、良好なデータを取得できるまで撮影が続くため、撮影時間が長くなる傾向がある。そのため被検者が負担を感じる場合がある。そこで、例えば特許文献1では、被検眼の固視が安定しない場合に、データの取得位置の間隔を広くして撮影時間を短くする技術が開示されている。しかし、OCTを用いて眼底の正面画像を観察する場合等、眼底上のデータ取得位置間隔を狭くした高精細な画像取得が要求され、データ取得間隔を維持しなければならないことも考えられる。
以上の状況に鑑みて、本発明はその目的の一つとして、眼底上のデータ取得位置間隔を維持したまま短い時間で撮影が可能な、OCTに例示される眼科撮影装置を提供する。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る眼科撮影装置は、
光源と、
前記光源が発した光より得た測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から、所定の空間密度、且つ所定の繰り返し時間で干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、
前記被検眼から得られる情報を取得する情報取得手段と、
少なくとも、前記所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記所定の空間密度を維持して前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択するモード選択手段と、
を備えることを特徴とする。
光源と、
前記光源が発した光より得た測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から、所定の空間密度、且つ所定の繰り返し時間で干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、
前記被検眼から得られる情報を取得する情報取得手段と、
少なくとも、前記所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記所定の空間密度を維持して前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択するモード選択手段と、
を備えることを特徴とする。
本発明の目的の一つによれば、眼底上のデータ取得位置間隔を維持したまま短い時間で撮影が可能な、OCTに例示される眼科撮影装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、および構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。
[実施形態1]
本実施形態では、例えば眼底の移動量に応じて、Aスキャン時間が異なる複数の制御モードのいずれかを選択する手段を有するSD―OCTを、眼科撮影装置として例示する。本実施形態によれば、固視が安定しない被検眼に対しても、眼底上で所定の空間密度、即ち所定のデータ取得位置間隔を維持したままでAスキャンを実行し、短時間での眼底撮影を可能とする。具体的には、被検眼に照射する測定光の波長帯域を変更し、所定の空間密度を維持した状態で、撮影時間を短縮する。
本実施形態では、例えば眼底の移動量に応じて、Aスキャン時間が異なる複数の制御モードのいずれかを選択する手段を有するSD―OCTを、眼科撮影装置として例示する。本実施形態によれば、固視が安定しない被検眼に対しても、眼底上で所定の空間密度、即ち所定のデータ取得位置間隔を維持したままでAスキャンを実行し、短時間での眼底撮影を可能とする。具体的には、被検眼に照射する測定光の波長帯域を変更し、所定の空間密度を維持した状態で、撮影時間を短縮する。
以下に、図1〜図5を参照して、本実施形態1について説明する。図1は、SD−OCTを含む、実施形態1に係る眼科撮影装置の概略構成を模式的に示している。また、図2は、図1に示す眼科撮影装置10の概略的な機能構成を示す機能ブロック図である。更に、図3は、眼科撮影装置10において眼底のプレビュー表示を行う際の表示画面の一例を示している。
<眼科撮影装置の概略構成>
図1に示すように、本実施形態に係る眼科撮影装置10は、SD−OCTとして、光学ヘッド部100、分光器150、制御装置200、およびモニタ300を備える。以下、図1および図2を参照して、光学ヘッド部100、分光器150、および制御装置200の構成を順に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る眼科撮影装置10は、SD−OCTとして、光学ヘッド部100、分光器150、制御装置200、およびモニタ300を備える。以下、図1および図2を参照して、光学ヘッド部100、分光器150、および制御装置200の構成を順に説明する。
<光学ヘッド部100および分光器150の構成>
光学ヘッド部100は、被検眼Eの前眼部Eaや、被検眼Eの眼底Erの2次元像および断層画像を撮像するための測定光学系を内蔵している。以下、光学ヘッド部100の内部に配置される構成について説明する。
光学ヘッド部100は、被検眼Eの前眼部Eaや、被検眼Eの眼底Erの2次元像および断層画像を撮像するための測定光学系を内蔵している。以下、光学ヘッド部100の内部に配置される構成について説明する。
光学ヘッド部100における被検眼Eに対向する位置に、対物レンズ101−1が設置されている。対物レンズ101−1の光軸上には、第1ダイクロイックミラー102および第2ダイクロイックミラー103が配置され、これらによって被検眼からの光路が分岐される。即ち、被検眼からの光路は、これら光学部材により、OCT光学系の測定光路L1、眼底観察光路と固視灯光路L2、および前眼観察光路L3に波長帯域ごとに分岐される。
より詳細には、第1ダイクロイックミラー102の透過方向に前眼観察光路L3が配置され、反射方向に第2ダイクロイックミラー103が配置される。第2ダイクロイックミラー103の透過方向に測定光路L1が配置され、反射方向に眼底観察光路と固視灯光路L2が配置される。なお、これら光路の配置は例示であって、各々のダイクロイックミラーの透過方向および反射方向に配置される光路は適宜入れ替えることができる。
光路L2は、更に第3ダイクロイックミラー118によって、眼底観察用のAPD(アバランシェフォトダイオード)115に至る光路と、固視灯116へ至る光路とに、波長帯域ごとに分岐される。光路L2上には、第2ダイクロイックミラー103より順に、レンズ101−2、Xスキャナ117−1、Yスキャナ117−2、レンズ111,112、および第3ダイクロイックミラー118が配置される。レンズ111は、固視灯および眼底観察用の合焦調整のため、モータ等からなるフォーカス駆動手段171(図2参照)によって、図中矢印にて示す光軸方向に駆動される。第3ダイクロイックミラー118の透過方向に配置されるAPD115は、不図示の眼底観察用照明光源が発する照明光の波長、具体的には780nm付近に感度を持つ。一方、第3ダイクロイックミラー118の反射方向に配置される固視灯116は、可視光を発生して被検者の固視を促す。
照明光用の走査部を構成するXスキャナ117−1およびYスキャナ117−2は、上述した照明光を、各々被検眼Eの眼底Er上で、主走査方向と、該主走査方向と交差する副走査方向とに走査する。レンズ101−2は、Xスキャナ117−1とYスキャナ117−2の中心位置付近を焦点位置として配置されている。なお、本実施形態では、例えばXスキャナ117−1は、共振型のミラーで構成されているが、ポリゴンミラーで構成されていてもよい。これらスキャナは、走査速度等の要求される走査条件に応じて、適宜変更することができる。また、走査部として、MEMS等の任意の方向に光を走査可能な単一のスキャナを用いてもよい。Xスキャナ117−1とYスキャナ117−2の中心位置付近と、被検眼Eの瞳の位置は光学的に共役関係となるように構成されている。
また、APD(アバランシェフォトダイオード)115は、シングルディテクターであり、眼底Erから散乱・反射され戻ってきた光を検出する。第3ダイクロイックミラー118は、穴あきミラーや、中空のミラーが蒸着されたプリズムであり、照明光と、眼底Erからの戻り光とを分離する。
前眼観察光路L3には、第1ダイクロイックミラー102から順に、レンズ141、および前眼観察用の赤外線CCD142が配置されている。この赤外線CCD142は、不図示の前眼観察用照明光の波長、具体的には970nm付近に感度を持つ。
測定光路L1は、前述の通りOCT光学系を成しており、被検眼の眼底Erの断層画像を撮像するために使用される。より具体的には断層画像を形成するための干渉信号を得るために使用される。OCT光学系は、第2ダイクロイックミラー103より順に配置される、レンズ101−3、ミラー121、走査部、およびレンズ123,124を有する。走査部は、測定光を被検眼の眼底Er上で走査するために機能するOCTXスキャナ122−1と、OCTYスキャナ122−2とを含む。OCTXスキャナ122−1およびOCTYスキャナ122−2は、その中心位置付近がレンズ101−3の焦点位置となるように配置され、該中心位置付近と被検眼Eの瞳の位置とは光学的な共役関係となっている。なお、本実施形態では、OCTXスキャナ122−1およびOCTYスキャナ122−2として、ガルバノスキャナ又は共振スキャナを用いることとしている。しかし、走査速度等の要求される走査条件に応じて、適宜変更することができる。また、走査部として、MEMS等の任意の方向に光を走査可能な単一のスキャナを用いてもよい。
レンズ123,124のうちのレンズ123は、測定光の眼底Erへの合焦調整のため、モータ等からなるフォーカス駆動手段171(図2参照)によって、図中矢印にて示す光軸方向に駆動される。レンズ124の被検眼E側とは逆の側には、後述する光ファイバ125−2の出射端部が配置される。後述する光源130の出射光から得られる測定光は該光ファイバ125−2の出射端部から出射され、レンズ124に入射する。レンズ124の合焦調整によって、被検眼Eの眼底Erに光源130の像を結像させることができ、また眼底Erからの戻り光を光ファイバ125−2に効率良く戻すことができる。
次に、光源130の周辺について説明する。光源130は代表的な低コヒーレント光源であるSLD(Super Luminescent Diode)である。中心波長は約850nm、波長バンド幅は約100nmである。ここで、バンド幅は、得られる断層画像の光軸方向の分解能に影響するため、重要なパラメータである。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。中心波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適切である。また、中心波長は得られる断層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い。双方の理由から、本実施形態では、中心波長850nmの光を出射する測定光源を用いることとした。
本実施形態において、光源130は出射光の波長分布を変更可能とされる。波長分布の変更は、例えば、光源130を異なる波長分布を持つ複数の光源から構成し、各々の光源の出力光量を制御することにより、行うことができる。例えば、光源130が低波長側に対応する光源と高波長側に対応する光源とからなる場合、高波長側の光源を停止させ、低波長側の光源のみを用いることで、波長帯域が半分の光が得られる。なお、光源130の波長帯域の分布制御に関しては後述する。
次に、光源130からの光路と参照光学系、分光器150の構成について説明する。光源130、光カプラー125、光ファイバ125−1〜4、レンズ131、分散補償用ガラス132、参照ミラー133、および分光器150によってマイケルソン干渉系が構成されている。光ファイバ125−1〜4は、光カプラー125に接続されて一体化しているシングルモードの光ファイバである。
光源130から出射された光は光ファイバ125−1を通じ、光カプラー125を介して光ファイバ125−2側の測定光と、光ファイバ125−3側の参照光とに分割される。測定光は前述のOCT光学系を構成する測定光路L1を通じ、観察対象である被検眼Eの眼底Erに照射される。照射された測定光は、網膜による反射や散乱により同じ光路を通じて光カプラー125に到達する。
一方、参照光は光ファイバ125−3を介して参照光学系に導かれる。参照光学系は、レンズ131、分散補償用ガラス132、および参照ミラー133を有する。参照光は、レンズ131、分散補償用ガラス132を介して参照ミラー133に到達し反射される。そして、同じ光路を戻り、光カプラー125に到達する。光カプラー125によって、測定光と参照光とが合波され干渉光となる。ここで、測定光の光路長と参照光の光路長とがほぼ同一となったときに干渉が生じる。参照ミラー133は、ミラー駆動手段173(図2参照)に制御されるモータおよび駆動機構によって、図中矢印で示す光軸方向に位置を調整可能に保持される。干渉光は光ファイバ125−4を介して分光器150に導かれる。
分光器150は、レンズ151、回折格子152、レンズ153、およびラインセンサ154を備えている。光ファイバ125−4から出射された干渉光はレンズ151を介して略平行光とされた後、回折格子152で分光され、レンズ153によってラインセンサ154に結像される。ラインセンサ154は複数の読み取り画素、すなわち受光エレメントが1列に並んだ構成になっており、所定のクロックに応じて、サンプリング部210(図2参照)が全画素を一括で読み出すことができる。また、読取り画素を限定することも可能である。読取り画素が少ないほど短時間でサンプリングを行うことができ、フレームレートを上げることができる。
なお、本実施形態においてラインセンサ154は光学ヘッド部100と別に配置されているが、光学ヘッド部100に設けられていてもよい。更に、OCT光学系では、分割手段としてカプラーを使用したファイバ光学系を用いているが、コリメータとビームスプリッタを使用した空間光学系を用いてもよい。また、OCT光学系の構成は、上述した構成に限られず、OCT光学系に含まれる構成の一部をOCT光学系と別体の構成としてもよい。更に、OCT光学系の干渉計としてマイケルソン型干渉計の構成を用いているが、干渉計の構成はこれに限られない。例えば、OCT光学系の干渉計はマッハツェンダー型干渉計の構成を有していてもよい。
以上の構成を有する光学ヘッド部100は、更にヘッド駆動手段140を備えている。ヘッド駆動手段140は、不図示の3つのモータから構成されており、光学ヘッド部100を被検眼Eに対して3次元(X、Y、Z)方向に移動可能となるように構成されている。これにより、被検眼Eに対する光学ヘッド部100のアライメントが可能となっている。
<制御装置200の構成>
次に、本実施形態に係る眼科撮影装置10の概略的な機能構成について、機能ブロック図である図2を参照して説明する。制御装置200は、光学ヘッド部100および分光器150の各部と接続されてこれらを制御すると共に、後述する断層画像等を生成する処理を行う。OCT光学系では、上述したように、合焦用のレンズ111,123、光路L2に配置されるスキャナと測定光路L1に配置されるOCTスキャナ、および参照ミラー133を駆動することを要する。OCT光学系では、これらの駆動手段として、フォーカス駆動手段171、スキャナ駆動手段172、ミラー駆動手段173、および上述したヘッド駆動手段140が設けられている。また、OCT光学系に設けられた光源130は、分光器150に設けられたラインセンサ154とともに後述する制御部230に接続される。
次に、本実施形態に係る眼科撮影装置10の概略的な機能構成について、機能ブロック図である図2を参照して説明する。制御装置200は、光学ヘッド部100および分光器150の各部と接続されてこれらを制御すると共に、後述する断層画像等を生成する処理を行う。OCT光学系では、上述したように、合焦用のレンズ111,123、光路L2に配置されるスキャナと測定光路L1に配置されるOCTスキャナ、および参照ミラー133を駆動することを要する。OCT光学系では、これらの駆動手段として、フォーカス駆動手段171、スキャナ駆動手段172、ミラー駆動手段173、および上述したヘッド駆動手段140が設けられている。また、OCT光学系に設けられた光源130は、分光器150に設けられたラインセンサ154とともに後述する制御部230に接続される。
制御装置200は、サンプリング部210、メモリ220、および制御部230が設けられている。サンプリング部210は、DAQボード(Data AcQuisition ボード)等で構成される。サンプリング部210は、OCT光学系のラインセンサ154からの出力信号を受け取り、該出力信号をサンプリングして干渉信号を生成し、制御部230に送る。メモリ220は、制御部230に接続されており、光源130の波長帯域情報、患者情報、干渉信号、および断層画像等を記憶できる。また、メモリ220は、制御部230で実行する処理を実現するためのプログラム等を記憶することもできる。
制御部230には、取得部231、駆動制御部232、トラッキング制御部233、光源制御部234、およびモード選択部235が設けられている。取得部231は、サンプリング部210から被検眼Eの断層の情報を含む干渉信号を取得する。また、取得部231は、干渉信号に対して高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理を用いて周波数解析を行う。そして、断層の情報を輝度値や濃度値に変換した干渉データとして生成し、該干渉データに基づいて被検眼Eの断層画像を生成・取得することができる。この際、取得部231は、干渉信号に関連付けて記憶されたOCTXスキャナ122−1およびOCTYスキャナ122−2の駆動位置に基づいて断層の情報を並べて、断層画像を生成することができる。更に、取得部231は光学ヘッド部100内の赤外線CCD142と接続されており、被検眼Eの前眼部Eaの観察画像を生成可能に構成されている。また、取得部231は、光学ヘッド部100内のAPD115とも接続されており、被検眼Eの眼底Erの観察画像を生成可能に構成されている。取得部231により生成された被検眼Eの前眼部観察画像、眼底観察画像、および断層画像は、後述するように制御部230に接続されたモニタ300に表示可能とされる。
駆動制御部232は、OCT光学系の光源130、ラインセンサ154、フォーカス駆動手段171、スキャナ駆動手段172、ミラー駆動手段173、およびヘッド駆動手段140等に接続され、これらを制御することができる。駆動制御部232の制御に従って、フォーカス駆動手段171はフォーカスレンズであるレンズ111,123を駆動し、スキャナ駆動手段172はスキャナ117−1,117−2,122−1,122−2を駆動する。また、駆動制御部232の制御に従って、ミラー駆動手段173は参照ミラー133を光軸方向に駆動し、所謂C−Gateの調整を可能とする。
また、駆動制御部232の制御に従って、ヘッド駆動手段140は光学ヘッド部100をX,Y,Zの3軸方向に駆動し、被検眼Eと光学ヘッド部100とのアライメントを実行する。なお、制御部230には、モニタ300および例えばマウス等のポインティングデバイスにより構成される入力部400が接続されている。モニタ300は、取得部231から出力される各種画像や被検者の情報等を表示する。入力部400は、ユーザが制御装置200への各種入力を行う際の入力手段として機能する。トラッキング制御部233は、後述するトラッキングのための眼底Erの移動量の検出および測定光の走査位置の修正のための情報の生成を行う。生成された情報は、メモリ220に記憶される。光源制御部234は後述する光源130の出力波長帯域の変更等の制御を実行し、モード選択部235は後述するトラッキング制御部233から得られた情報に基づいて撮影モードの選択を実行する。
なお、制御装置200は汎用のコンピュータ又は眼科撮影装置10専用のコンピュータとして構成することができる。制御部230の各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の演算装置によって実行されるソフトウェアモジュールによって構成されてよい。また、制御部230の各構成要素は、ASIC等の特定の機能を果たす回路等によって構成されてもよい。また、メモリ220は任意のメモリや光学ディスク等の任意の記憶媒体等によって構成されてよい。また、ここでは光学ヘッド部100、制御装置200、およびモニタ300等が別体とされたものを例示しているが、これらの全て或いは各部が部分的に一体化してもよい。
次に、図3を参照して、モニタ300の表示画面において測定時に表示されるプレビューの一例について説明する。被検眼Eから取得部231が取得した各々の画像は、前眼部表示部312、眼底表示部313、断層画像表示部315,316に表示される。また、眼底表示部313内には、検者が設定可能な断層画像測定ライン314が表示されている。図3の例では、断層画像測定ライン314が縦横交差ラインで表示されており、断層画像表示部315が縦の測定ラインに、断層画像表示部316が横の測定ラインに各々対応した位置より取得した断層画像を表示する。更に図3には検者が操作可能なマウスポインタ311、断層像の深さ位置を変更するC−GATE調整バー319も配置されている。なお、実際の測定画面では測定光の焦点位置を調整する不図示のフォーカス位置調整手段等も配置されている。マウスポインタ311、C−GATE調整バー319、およびフォーカス位置調整手段は、上述した入力部400を構成する。
<断層画像の撮影方法>
次に本実施形態に係る眼科撮影装置10を用いた被検眼Eの断層画像の撮影方法を説明する。撮影に先立ち、まず検者は被検者を眼科撮影装置10の前に着座させる。検者は、その状態で、入力部400を介してヘッド駆動手段140の3次元(X、Y、Z)方向への駆動を実行させ、モニタ300上の前眼部表示部312に被検眼Eの瞳孔の一部が表示されるように光学ヘッド部100を移動させる。
次に本実施形態に係る眼科撮影装置10を用いた被検眼Eの断層画像の撮影方法を説明する。撮影に先立ち、まず検者は被検者を眼科撮影装置10の前に着座させる。検者は、その状態で、入力部400を介してヘッド駆動手段140の3次元(X、Y、Z)方向への駆動を実行させ、モニタ300上の前眼部表示部312に被検眼Eの瞳孔の一部が表示されるように光学ヘッド部100を移動させる。
瞳孔の表示が確認された後、検者からの指示に応じ或いは自動的に、制御装置200は、光路L2を通じた眼底Erの二次元観察画像の取得動作を開始する。具体的には、制御装置200は、APD115から取得部231に入力される、眼底Erからの反射光に基づく信号の取得を開始する。眼底Erは、Xスキャナ117−1およびYスキャナ117−2によって、眼底観察用の照明光で二次元的に継続して走査されている。そのため、APD115から入力される反射光を定期的に合成することで、定期的に眼底Erの観察画像を得ることができる。得られた眼底観察画像は眼底表示部313に表示される。
検者は眼底表示部313に表示される眼底Erの画像を観察し、断層画像測定ライン314を用いて断層画像を所望する部位の指定を行う。また断層画像を取得する深さ位置を変更するC−GATE調整バー319を操作し、断層画像表示部315および316に表示された例えば網膜の断層動画像を表示画面内の所望の位置に移動させる。測定部位の指定が終了すると、検者はモニタ300上に配置された測定開始ボタン317を操作して断層画像の撮影を開始する。制御装置200は、撮影開始の指示に従い、ラインセンサ154から出力される干渉光に基づく信号をサンプリング部210により定期的にサンプリングし、取得した信号を元に記録用の断層画像の生成を開始する。
ここでラインセンサ154の各素子から出力される信号は、回折格子152で分光された周波数毎の信号である。上述したように、取得部231は、サンプリング部210を介して取得した信号をFFT処理し、眼底Er上のある一点における深さ方向の情報を算出する。深さ方向の情報は、例えば深さ方向に並ぶ輝度値の列からなるデータ群として算出される。この眼底Er上のある一点における深さ方向の情報を生成する処理を、Aスキャンと呼ぶ。ここで、OCTXスキャナ122−1とOCTYスキャナ122−2の少なくともいずれか一方を駆動することによって、眼底Erに照射される測定光を任意の軌跡で走査することができる。制御装置200は、この任意の軌跡による走査を一回行う間に取得される一連の複数のAスキャンを一枚の二次元画像に束ねること(以後、Bスキャン)により、眼底Er上の任意の軌跡(走査線)における断層画像を生成する。この断層画像を2次元Bスキャン画像とも称し、この2次元Bスキャン画像を取得する際の任意の軌跡をBスキャンラインと称する。
制御装置200は、眼底Er上での上述した任意の軌跡による測定光の走査を複数回繰り返してもよい。同じ軌跡(同じ位置を意味する)での走査を複数回行った場合、眼底Er上の任意の軌跡における複数枚の断層画像を得ることができる。例えば、制御装置200は、OCTXスキャナ122−1のみを駆動させてX方向の走査を反復実行し、眼底Erの同一走査線上における複数の断層画像を生成する。取得部231は、それら複数枚の断層画像を加算平均処理することにより、高画質な一枚の断層画像を生成することもできる。或いは、OCTXスキャナ122−1とOCTYスキャナ122−2との少なくともいずれか一方を駆動制御することによって、前述の任意の軌跡よる走査をXY方向にずらしながら測定光の走査を行うこともできる。例えば、X方向の測定光による走査を一定間隔でY方向にずらしながら複数回行うことで、眼底Er上の矩形領域全体を覆う複数枚の断層画像を生成できる。取得部231は、それら複数枚の断層画像を合成することで眼底Erの3次元情報を生成できる。
取得部231は、この3次元情報に対して深さ方向の平均値やメディアン値等を算出し、眼底Erの正面画像を得ることもできる。具体的は、取得部231は、算出された平均値やメディアン値、更には深さ方向に並ぶ輝度値の代表値をAスキャンの実行位置(眼底上に設定した2次元座標系)に再配列することで、眼底の正面画像を生成する。即ち、取得部231は、干渉信号を用いて、断層画像や正面画像といった可視化された被検眼の情報を生成する。
これらのOCTXスキャナ122−1とOCTYスキャナ122−2とによる走査パターンは、不図示のスキャンパターン選択ボタンの押下により、任意に切り替え可能である。なお、眼底Er上で隣り合った所定部位のAスキャンを行う際の、Aスキャンの空間的な密度をAスキャン密度と呼ぶ。即ち、走査パターンによって定まる所定の空間密度がAスキャン密度である。Aスキャン密度は、Aスキャンによるデータ取得位置の間隔の広狭を規定する指標となる。また、1回のAスキャンに要する時間をAスキャン時間と呼ぶ。即ち、ラインセンサ154が干渉光を繰り返し受光する際の繰り返し時間がAスキャン時間である。
<トラッキング>
被検眼Eは撮影中に固視微動等によって動いてしまうことがある。そのため、制御部230に設けられるトラッキング制御部233は、撮影中に生成した眼底観察画像から眼底Erの移動量を検出し、眼底トラッキングを行う。眼底トラッキングに際しては、撮影開始時に取得した眼底観察画像を参照用観察画像とし、撮影中に取得した眼底観察画像と該参照用観察画像の比較を行う。具体的には眼底観察画像上の着目領域について、両画像間での二次元(X、Y)方向の変位量を検出することによって、眼底Erの二次元(X、Y)方向の移動量を算出する。なお、眼底Erの移動量或いは変位量を求める方法として、公知の他の方法を用いることもできる。
被検眼Eは撮影中に固視微動等によって動いてしまうことがある。そのため、制御部230に設けられるトラッキング制御部233は、撮影中に生成した眼底観察画像から眼底Erの移動量を検出し、眼底トラッキングを行う。眼底トラッキングに際しては、撮影開始時に取得した眼底観察画像を参照用観察画像とし、撮影中に取得した眼底観察画像と該参照用観察画像の比較を行う。具体的には眼底観察画像上の着目領域について、両画像間での二次元(X、Y)方向の変位量を検出することによって、眼底Erの二次元(X、Y)方向の移動量を算出する。なお、眼底Erの移動量或いは変位量を求める方法として、公知の他の方法を用いることもできる。
駆動制御部232は、トラッキング制御部233が算出した移動量等に基づいて、OCTXスキャナ122−1およびOCTYスキャナ122−2による測定光の走査位置を補正する。これにより、撮影中に眼底が移動した場合であっても、眼底上の所望の位置を撮影することができる。
ただし、眼底Erが移動してから走査位置を補正するまでの間に走査された部分から得た断層画像は、所望の位置からずれた位置の断層画像となってしまう。また、撮影中に被検眼Eの瞬きが発生した場合には、瞬きの間に取得した断層画像は所望の断層画像ではない。そのため、制御装置200は通常の撮影のための走査終了後に、必要に応じて再走査を行う。具体的には、走査位置の補正を行う直前の位置、および瞬きがあった際に走査されるべき位置について再走査が行われる。
なお、本実施形態において、被検眼の瞬きがあったかどうかの判断は、眼底観察画像の着目領域の検出結果に基づいて行う。具体的には、着目領域を検出できなかった場合に瞬きがあったと判断する。また、再走査中に再び被検眼の移動や瞬きがあった場合には更に対応する位置に対する再走査を行う。このようにして、所望の位置の断層画像が取得できるまで再走査を繰り返す。このように再走査して得られた断層画像を元の断層画像と置き換えることによって、より好適な断層画像を得ることができる。なお、ここでは、取得する対象を断層画像としている。しかし取得対象は断層画像に限られず、干渉信号、干渉信号に何らかの処理を施して画像化する際に用いる輝度値等のデータ群であってもよく、メモリ220に記憶されたこれをデータ群であってもよい。従って、ここで述べた断層画像は、これら諸データを含む断層データの一態様として把握される。また、ここでは、眼底観察画像における着目領域を用いて、被検眼の瞬きの有無や生成される画像の適否を判断して再走査の要否を決定している。しかし、プレビュー表示するために取得されている断層データ(断層画像)、或いは該断層データより生成する眼底正面画像の適否を判断して、その結果により再走査の要否を決定してもよい。この場合、例えば断層画像において、眼の構造上特定の輝度値を有する画素が連続する部分において、不連続性が生じた場合に適切な画像が得られていないと判断できる。しかし、画像の適否の判断はこの例に限られず、他の公知の方法に準じてもよい。
上述した再走査の回数が増えると撮影時間が長くなり、被検者の負担が増えてしまう。特に、固視が安定しない被検者や瞬きが多い被検者の場合は再走査の回数が増えるため、撮影時間が長くなりやすい。しかし、被検者の負担軽減を優先して再走査の回数に上限を定めると、断層画像の位置ずれや欠損が残ってしまう。本実施形態では、以下に述べるように、一断層画像(一Bスキャン画像)の取得に要する時間を短縮し、固視が安定しない被検者や瞬きが多い被検者についての短時間での撮影を実行可能とする。
<ラインセンサと光源出力波長の関係>
図4は、OCTの分光器で用いられるラインセンサと、撮影時に該ラインセンサに入射する干渉光との関係を模式的に表している。図4(a)は通常の撮影時での関係を表した図であり、複数の読み取り画素が一列に並ぶラインセンサ402に対して、波長帯域whで各波長での平均光強度がh1の干渉光401が入射する状態を模式的に示している。干渉光401は、ラインセンサ402(154)の左側が短波長、右側が長波長になるように回折格子152によって分光されて入射する。黒く塗りつぶされているラインセンサ402内の読み取り画素の全ては、干渉光の読み取りを行っている。ラインセンサ402に入射した干渉光401は全て読み取られ、信号処理されて一Aスキャンにおける断層画像となる。
図4は、OCTの分光器で用いられるラインセンサと、撮影時に該ラインセンサに入射する干渉光との関係を模式的に表している。図4(a)は通常の撮影時での関係を表した図であり、複数の読み取り画素が一列に並ぶラインセンサ402に対して、波長帯域whで各波長での平均光強度がh1の干渉光401が入射する状態を模式的に示している。干渉光401は、ラインセンサ402(154)の左側が短波長、右側が長波長になるように回折格子152によって分光されて入射する。黒く塗りつぶされているラインセンサ402内の読み取り画素の全ては、干渉光の読み取りを行っている。ラインセンサ402に入射した干渉光401は全て読み取られ、信号処理されて一Aスキャンにおける断層画像となる。
これに対し、図4(b)はラインセンサの読取り画素を少なくした場合におけるラインセンサと干渉光との関係を模式的に表している。ラインセンサ404において、図4(a)と同様に黒く塗りつぶされた画素は干渉光の読み取りを行い、白い画素は読み取りを行わない画素を表している。干渉光403はラインセンサ404に入射するが、読み取り画素に入射する短波長側の干渉光のみが読み取られ、信号処理されて断層画像となる。図4(b)に示す態様は読み取り画素が少ないため、図4(a)に示す態様よりも一Aスキャンにおけるサンプリング時間が短くなる。即ち、図4(a)に示した場合よりもAスキャン時間が短くなる。一方で、信号処理される波長帯域が狭いため、得られる断層画像の深さ方向の分解能は図4(a)に示す態様にて撮影される断層画像よりも低くなる。
図4(c)は、図4(b)に示した読み取り画素の設定において、光源の出力波長帯域を変更した場合のラインセンサと干渉光との関係を模式的に示している。図4(b)ではラインセンサによって読み取られない干渉光は活用されておらず、実質的に撮影になんら寄与していない。このため、図4(c)に示す例では、光源の出力波長帯域を使用している読み取り画素に対応させることとして、干渉光405は短波長側のみで得られている。
ここで、眼科撮影装置においては、眼底Erに入射できる光量は安全上の観点から制限されている。また、断層画像のS/N比は、眼底Erに入射させる測定光の光強度を強くすることで改善される。従って、干渉光403と同じ光量であっても、干渉光405のように長波長側を出力せず、短波長側の光量を増加させることで、ラインセンサ406で読み取る光量を図4(b)に示した場合に比べて大きくすることができる。例えば、図4(b)に示す干渉光の最大光強度をh1、総光量をP1とし、図4(c)に示す干渉光の最大光強度をh2、総光量をP2とする。この場合、h2>h1とすると同時に、P1≧P2とすることができる。即ち、被検眼に入射させる測定光の総光量を大きくすることなく、個々の読み取り画素で読み取る光量を大きくすることができる。従って、ラインセンサで読み取る光量を大きくすることにより、得られる断層画像のS/N比を図4(b)の場合に比べて改善することができる。また、この場合に要するAスキャン時間は、図4(b)の場合と変わらない。
なお、図4(a)において、説明の容易化のために、干渉光401は全ての波長帯域で略均一の光強度を有するものとして図示している。しかし、実際には波長によって強度レベルが相違しており、波長毎或いは波長領域毎に光強度を均一化するための補正を行い、その後に画像化のための信号処理を干渉信号に対して行っている。信号処理パラメータとして、この補正に用いられる補正値は、例えば図4(c)に示すように波長分布が変わるとこれに対応して変更することを要する。従って、メモリ220は使用波長帯域に応じた信号処理パラメータを予め記憶しておき、波長帯域の変更に応じて適宜対応する信号処理パラメータを選択し、これを用いた画像化の処理を行うことを要する。
<Aスキャン時間制御>
上述したように、測定時に用いる光の波長帯域を小さくし、且つラインセンサにおける読み取り画素数をこれにあわせて用いることでAスキャン時間を短縮できる。しかし、このような方法でAスキャン時間を短縮した場合、得られる断層画像の深さ方向の分解能は低くなってしまう。ここでは、被検眼から得られる情報、例えば移動量に応じて、基本的には通常の深さ方向の分解能にて断層画像の撮影を行い、被検者の負担が大きくなりそうな場合にはAスキャン時間を短縮して撮影を行う方法について説明する。
上述したように、測定時に用いる光の波長帯域を小さくし、且つラインセンサにおける読み取り画素数をこれにあわせて用いることでAスキャン時間を短縮できる。しかし、このような方法でAスキャン時間を短縮した場合、得られる断層画像の深さ方向の分解能は低くなってしまう。ここでは、被検眼から得られる情報、例えば移動量に応じて、基本的には通常の深さ方向の分解能にて断層画像の撮影を行い、被検者の負担が大きくなりそうな場合にはAスキャン時間を短縮して撮影を行う方法について説明する。
図5は被検眼の眼底Erの移動量に応じて撮影シーケンスを切り替える制御に関するフローチャートである。本実施形態において、被検眼Eと光学ヘッド部100とのアライメントが終了し、検者が測定開始ボタン317を操作すると、図5に示す撮影処理が開始される。
ステップS501では、トラッキング制御部233が、眼底画像から眼底Erの移動量を検出する。具体的には、上述した方法で、眼底Erの移動量や瞬きの検出を一定時間継続し、単位時間あたりの平均移動量や瞬き回数を算出する。瞬き回数は固定の係数を乗算して移動量に換算する。例えば、瞬き1回を移動量1mmに換算する。移動量の検出が終了すると、制御部230はフローをステップS502に移行させる。
ステップS502では、モード選択部235は算出した移動量が閾値以上か否かを判定する。具体的には、1秒あたりの移動量が1mm以上の場合に閾値以上と判断する。なお、閾値は他の値でもよいし、許容される撮影時間や被検者の負担に応じて任意に設定してもよい。或いは、所定範囲の断層画像を実際に撮影してその際の再走査の回数を基準としてもよく、予め患者情報として取得されている撮影時間等の撮影条件を基準としてもよい。また、撮影モードに応じて自動的に切り替えてもよい。例えば、撮影時間が長くなりやすい撮影モードでは閾値を低く設定することで、撮影時間を短くする制御モードが選択されやすくなる。
ステップS502で移動量が閾値未満と判定された場合、モード選択部235は通常のAスキャン時間で撮影を行うために、フローをステップS503に移行させる。即ち、通常のAスキャン時間での撮影を行うモード、ここでは第1の制御モードと称する撮影モードを選択する。第1の制御モードでは、サンプリング部210は図4(a)で説明した態様で干渉光のサンプリングを行う。具体的には、光源制御部234は、ステップS503で光源130の出力波長帯域を通常の値に設定する。即ち、光源130の出力可能な波長幅の光をそのまま出力する。ステップS503にて光源130の出力波長帯域が設定されると、続いてステップS504で駆動制御部232はラインセンサ154の読み取り画素を通常の値に設定する。即ち、ラインセンサ154の全ての画素を読み取り画素として設定する。
読み取り画素の設定終了後、ステップS505で駆動制御部232はスキャナ(122−1,122−2)を通常速度で駆動して、眼底Erの撮影を行う。なお、断層画像の撮影の詳細については上述しているためここでの説明は割愛する。断層画像の撮影中、トラッキング制御部233が眼底Erの移動や瞬きに応じて上述したトラッキングおよび再走査を行い、撮影を完了する。なお、以上の処理において、出力波長帯域の設定、読み取り画素の設定、および走査速度の設定は順次行うこととしているが、これらを全て或いは一部を並行して行ってもよい。
一方、ステップS502で移動量が閾値以上と判定された場合、モード選択部235はAスキャン時間が短い撮影を行うために、フローをステップS506に移行させる。即ち、Aスキャン時間を短縮して撮影を行うモード、ここでは第2の制御モードと称する撮影モードを選択する。第2の制御モードでは、サンプリング部210は図4(c)で説明した態様で干渉信号のサンプリングを行う。具体的には、光源制御部234は、ステップS506で光源130の出力波長帯域を小さい値に設定する。本実施形態では、出力波長帯域が部分的に重複するが中心波長が各々異なる複数の光源から構成された光源130を用いている。例えば、光源制御部234は、この光源130を構成する複数の光源のうち、出力波長が短い光源のみを点灯し、光源130の出力波長帯域をおよそ半分程度に設定する。その後、光源制御部234は光源130の出力を上げて、予め設定されている強度の光を出射させる。
ステップS506にて光源130の出力波長帯域が設定されると、続いてステップS507で、選択されたモードに応じて、駆動制御部232はラインセンサ154の読み取り画素数を小さい値に設定する。即ち、光源130で出力する波長帯域に合わせ、短波長側を受光する画素のみを読み取り画素として設定する。これにより、ラインセンサ154での干渉信号の読み取り時間を通常時のおよそ半分にすることができる。
読み取り画素の設定終了後、ステップS508で駆動制御部232はスキャナ(122−1,122−2)を速く駆動して、眼底Erの撮影を行う。本実施形態では、ラインセンサ154の読み取り時間、即ちAスキャン時間がおよそ半分であるため、Bスキャン中のスキャナ(例えばOCTXスキャナ122−1)の動作速度をおよそ2倍とする。これにより、眼底上のAスキャン密度を通常撮影時と同じ密度に維持した状態で、一Bスキャンに要する時間を1/2とすることができる。断層画像の撮影中、トラッキング制御部233が眼底Erの移動や瞬きに応じて上述したトラッキングおよび再走査を行い、撮影を完了する。なお、以上の処理において、出力波長帯域の設定、読み取り画素の設定、および走査速度の設定は順次行うこととしているが、これらを全て或いは一部を並行して行ってもよい。
以上の処理を行うことにより、スキャナを速く駆動することにより撮影時間が短くなるため、一Bスキャンに要する時間を短縮できる。その結果、一Bスキャンを行なう際に生じる固視微動や瞬きの回数が少なくなり、トラッキングや再走査の回数も少なくすることができる。即ち、再走査の回数が上限に達する確率を低くすることができる。従って、固視微動や瞬きの多い被検者であっても、断層画像の位置ずれや欠損を低減でき、またAスキャン密度を維持したまま短時間での撮影ができる。
一方で、Aスキャン時間を短くすると、上述したように断層画像の深さ方向の分解能が低下する。このため、Aスキャン時間を必要以上に短くすることは好ましくない。本実施形態のように固視微動や瞬きが少ない場合には通常の撮影を実行し、固視微動や瞬きが多い場合には撮影時間の短い撮影を実行することで、断層画像の位置ずれや欠損を低減しつつ適切な分解能での撮影が行える。
また、本実施形態では眼底の移動量に応じてAスキャン時間を変化させているが、Aスキャン時間の変化は他の条件に応じて行ってもよい。このような条件として、例えば、断層画像を観察する断層画像モードと、断層画像から生成した正面画像を観察する正面画像モードとが存在する場合がある。この場合、断層画像モードではAスキャン時間を長い維持しまま、正面画像モードではAスキャン時間を短くするように制御してもよい。断層画像モードでは深さ方向を重視した観察を行うことが多いため、Aスキャン時間を長くして深さ分解能を高くすることが好ましい。一方、正面画像モードでは深さ分解能よりもAスキャン密度や撮影時間を重視する場合があるため、Aスキャン時間が短いほうが好ましい。特に、被検眼の眼底の同一領域を繰り返し走査して血流を正面画像として可視化するOCTA(OCT Angiography)と呼ばれる技術では、繰り返し走査のために撮影時間が長くなる傾向があるためAスキャン時間が短いほうが好ましい。
また、上述した実施形態は、制御部230がAスキャン時間を自動で決定する制御について述べているが、検者がAスキャン時間を設定するようにしてもよい。この場合、検者は被検眼の固視微動や瞬き、或いは観察したい画像の種類に応じてモニタ300上に表示された不図示のボタン等を操作してAスキャン時間を短くできるようにするとよい。更に、被検眼の固視微動や瞬きが大きいとトラッキング制御部233が判断した場合に、モニタ300上のボタンを操作するよう検者に促すメッセージやマークを、制御部230がモニタ300に表示させてもよい。
また、図4(c)ではラインセンサ406の読み取り画素を短波長側のみに設定しているが、読み取り画素は長波長側のみ設定してもよいし、中央付近のみに設定してもよい。その場合、被検眼に入射させる光量に鑑みて、図4(c)と同様に読取り画素に合わせて光源の出力も切り替えることが好ましい。更に、1画素ごとに交互に読取ることで図4(a)と同じ波長帯域の光を用いてもよい。その場合、波長分解能が低下するため、得られる断層画像の深さ方向の撮像範囲が狭くなってしまう。従って、例えば図5のステップS501で眼底の移動量を検出する代わりに、眼底の網膜における注目領域の深さを検出し、その検出結果に基づいて読み取り画素の設定を制御してもよい。即ち、観察を望む網膜の深さ範囲に応じて、読み取り画素の設定を変更するとよい。
また、上述した第1の制御モードおよび第2の制御モードのほかに、更に第3の制御モードを有していてもよい。第3の制御モードとして、例えば、第1および第2の制御モードにおけるAスキャン密度に対し、より高解像度の断層画像や正面画像を生成するために、Aスキャン密度の高い制御モードが例示できる。また、第2の制御モードの撮影時間を更に短くするために、Aスキャン密度の低い制御モードを第3の制御モードとしてもよい。
また、本実施形態では、被検眼に入射させる測定光の波長帯域の変更を光源130の制御によって行うこととしている。しかし、波長帯域の変更方法はこの形態に限られない。例えば、光源130から出射された光における特定の波長領域の光のみを透過する波長板を光源130からの光路に配置し、この波長板の光路への挿脱等によって被検眼に入射する測定光の波長帯域を変更することとしてもよい。この波長板の挿脱等の制御は、例えば駆動制御部232によって行われるとよい。
上述したように、本実施形態に係る眼科撮影装置は、光源130、照射手段、受光手段(154)、干渉信号取得手段(210)、生成手段(231)、情報取得手段(231,233)、およびモード選択手段(235)を備える。照射手段は上述した測定光路L1上に配置される各要素から構成され、光源130が発した光より得た測定光を被検眼Eの2次元領域(Er)に照射する。測定光が照射された被検眼Eの眼底Erからの戻り光と、測定光に対応し、光源130が発した光より得た参照光とは、光カプラー125にて合波されて干渉光を生成する。ラインセンサ154より構成される受光手段は、この干渉光を受光する。サンプリング部210より構成される干渉信号取得手段は、2次元領域において所定の空間密度即ちデータ取得間隔で、且つ所定の繰り返し時間(Aスキャン時間)で干渉信号を取得する。取得部231により構成される生成手段は、取得された干渉信号に基づいて断層画像と正面画像とを生成可能とされる。断層画像は、測定光が照射された位置の断層に関する情報を含む。また、正面画像は、被検眼Eの眼底Erにおける、測定光の照射範囲である2次元領域に対応する2次元座標系に表示可能な態様で生成される。モード選択手段(モード選択部235)は、少なくとも第1の制御モードと第2の制御モードの2つのモードのいずれかを選択する。第1の制御モードは、所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で干渉信号を取得する。第2の制御モードは、所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で干渉信号を取得する。なお、ここで述べる空間密度とは、被検眼を測定光で走査して複数の干渉信号を取得する際の走査線に配置される干渉信号取得位置の、該走査線上での密度を意味する。従って、ここで述べる所定の空間密度は、一走査線上での干渉信号の取得位置の数を所定数として設定される。また、繰り返し時間とは、測定光の一の照射位置での干渉信号の取得を開始する時から次の照射位置での干渉信号の取得を開始する時までの、Aスキャンの繰り返し時間を意味する。従って、繰り返し時間を所定値とすることは、1Aスキャンに要する時間(測定光の各照射位置で干渉信号が取得される際に要する時間)を所定時間として設定し、その時間にてAスキャンを繰り返すことを意味する。なお、モード選択手段により実行されるこれら第1および第2のモードのいずれかを選択する工程を実行する眼科撮影装置の制御方法も、本発明の一態様を構成する。
なお、上述したように、眼科撮影装置は、被検眼Eから得られる情報を取得する情報取得手段を更に備える。この場合、モード選択部235は、取得された情報に基づいて、第1の制御モードと第2の制御モードとのいずれかを選択する。被検眼から得られる情報としては、例えば、上述した被検眼Eの移動量、再走査の回数、取得した画像の適否、トラッキングの適否、被検眼の過去の検査情報等、の撮影時間の長さに関連して被検眼から得られる情報を含む。被検眼に関する情報が眼底Erの移動量に関する場合、情報取得手段は被検眼Eの移動量を検出する手段としてのトラッキング制御部233を有する。モード選択部235は、検出された移動量に基づいて第1の制御モードと第2の制御モードとのいずれかを選択する。
或いは、上述した情報取得手段は、生成手段(231)が生成する画像の適否を判断する手段を有してもよい。この場合、例えば生成する画像は、眼底観察画像(正面画像)、断層画像(2次元Bスキャン画像)、および該断層画像を生成するデータを用いて生成される正面画像とのいずれかを含んでもよい。即ち、画像情報取得手段は、生成される画像が、画像生成のためのデータ取得に要する時間の長短に関する情報を取得することとなる。モード選択部235は、取得されたこの長短に関する情報に基づいて、第1の制御モードと第2の制御モードとのいずれかを選択する。
また、上述した眼科撮影装置は、測定光を眼底Er上の2次元領域で走査する走査手段(122−1,122−2)を制御する駆動制御手段(232)を更に備える。本実施形態では、駆動制御部232が駆動制御手段を構成し、OCTXスキャナ122−1およびOCTYスキャナ122−2が走査手段を構成する。駆動制御部232は、第2の制御モードにおいて走査手段が測定光を走査する速度が、第1の制御モードにおいて走査手段が測定光を走査する速度よりも速くなるように走査手段を制御する。
なお、本実施形態において、光源130は、所定の波長帯域の光を発する広帯域光源より構成される。ラインセンサ154は干渉光を波長成分毎に受光する複数の読み取り画素を有し、サンプリング部210は複数の読み取り画素の各々から波長成分毎の干渉信号を取得する。また、光源130は、第2の制御モードにおいて、所定の波長帯域の光である第1の波長帯域の光よりも狭い第2の波長帯域の光を発する。そして、サンプリング部210は、第2の制御モードにおいて、第2の波長帯域の光に対応する配置にある読み取り画素の各々から干渉信号を取得する。また、第2の制御モードにおいて、被検眼に照射する測定光の波長帯域を変更する際に、光源130は、第2の波長帯域の光の平均強度が第1の波長帯域の光の平均強度よりも大きく、第2の波長帯域の光の総光量が第1の波長帯域の光の総光量以下の光を発する。この光源130の波長帯域と光強度の制御は、光源制御部234により行われる。
なお、波長帯域の変更は、光源130自体の制御に限られない。例えば、第2の制御モードにおいて、所定の波長帯域の光である第1の波長帯域の光を、該第1の波長帯域の光よりも狭い第2の波長帯域の光に変換するフィルタを、被検眼Eと光源130との間に挿入してもよい。この場合においても、サンプリング部210は、第2の制御モードにおいて、第2の波長帯域の光に対応する配置にある読み取り画素の各々から、干渉信号を取得する。また、取得部231は、第1の制御モードにて取得された干渉信号を用いて断層画像を生成し、第2の制御モードにて取得された干渉信号を用いて正面画像を生成することができる。
また、上述した眼科撮影装置は、第1の制御モードと第2の制御モードとに加え、所定の空間密度とは異なる空間密度でサンプリング部210が干渉信号を取得する第3の制御モードを更に有してもよい。この場合、モード選択部235は、第3の制御モードを選択可能である。第3の制御モードには、より分解能が高く、撮影に時間のかかる断層画像の撮影を行うモードが例示できる。更にこの場合、取得部231は、第2の制御モードにて取得された干渉信号を用いて上述した正面画像を生成し、第3の制御モードにて取得された干渉信号を用いて被検眼の断層画像を生成する。
以上で説明したように、本実施形態によれば、眼底の移動量に応じてAスキャン時間の異なる複数の制御モードを切り替える。これにより、固視が安定しない被検眼に対しても眼底上のAスキャン密度を維持したまま短時間で撮影することができる。
[実施形態2]
本実施形態では、例えば再走査の回数に応じて、Aスキャン時間が異なる複数の制御モードのいずれかを選択する手段を有するSS−OCTを、眼科撮影装置として例示する。実施形態1では撮影前に何れの制御モードを実行すべきか判断するため、被検者の疲労等により撮影の途中で固視が不安定になった場合、その後の再走査の回数が増加して撮影時間が長くなる場合も有り得る。そのような場合には、撮影中に移動量を計算して、その計算結果に応じて制御モードを切り替える制御を追加してもよい。或いは、本実施形態のように、実際の撮影時における再走査の回数に応じて制御モードを切り替えることで、撮影時間を短くしてもよい。本実施形態によれば、固視が安定せず多くの再走査が必要な被検眼に対しても、空間密度を維持した状態で撮影時間を短縮できる。
本実施形態では、例えば再走査の回数に応じて、Aスキャン時間が異なる複数の制御モードのいずれかを選択する手段を有するSS−OCTを、眼科撮影装置として例示する。実施形態1では撮影前に何れの制御モードを実行すべきか判断するため、被検者の疲労等により撮影の途中で固視が不安定になった場合、その後の再走査の回数が増加して撮影時間が長くなる場合も有り得る。そのような場合には、撮影中に移動量を計算して、その計算結果に応じて制御モードを切り替える制御を追加してもよい。或いは、本実施形態のように、実際の撮影時における再走査の回数に応じて制御モードを切り替えることで、撮影時間を短くしてもよい。本実施形態によれば、固視が安定せず多くの再走査が必要な被検眼に対しても、空間密度を維持した状態で撮影時間を短縮できる。
<眼科撮影装置の概略構成>
以下に、図6〜図8を参照して、本実施形態2について説明する。図6は、SS−OCTを含む、実施形態2に係る眼科撮影装置の概略構成を模式的に示す。本実施形態2に係る眼科撮影装置60は、光学ヘッド部600、制御装置700、及びモニタ300を備える。また、図7は、図6に示す眼科撮影装置60の概略的な機能構成を示す機能ブロック図である。なお、本実施形態に係る眼科撮影装置における、実施形態1で述べた眼科撮影装置の諸構成と略同様の機能作用を得る構成については同一符号を付すこととし、ここでの説明を割愛する。また、以下では、実施形態1で説明した眼科撮影装置10と異なる構成について主に説明する。
以下に、図6〜図8を参照して、本実施形態2について説明する。図6は、SS−OCTを含む、実施形態2に係る眼科撮影装置の概略構成を模式的に示す。本実施形態2に係る眼科撮影装置60は、光学ヘッド部600、制御装置700、及びモニタ300を備える。また、図7は、図6に示す眼科撮影装置60の概略的な機能構成を示す機能ブロック図である。なお、本実施形態に係る眼科撮影装置における、実施形態1で述べた眼科撮影装置の諸構成と略同様の機能作用を得る構成については同一符号を付すこととし、ここでの説明を割愛する。また、以下では、実施形態1で説明した眼科撮影装置10と異なる構成について主に説明する。
本実施形態に係る眼科撮影装置は、実施形態1で用いた広帯域の光を発する光源130とは異なり、光源630として出力波長を掃引可能なレーザー光源を用いている。光源630は、950nmから1050nmの中で掃引幅を任意に制御することができる。光学ヘッド部600において、測定光は実施形態1と同様の光学素子が配置されるOCT光学系の測定光路L1を介して被検眼Eの眼底Erに至る。参照光学系は一対のミラー633からなる参照ミラーを含み、参照光は参照光路を往復するのではなく、このミラー633を経て、光ファイバ625を介して光カプラー602に導かれる。測定光の眼底Erからの戻り光と光ファイバ625を介した参照光とは、光カプラー602で合波され、干渉光として差動検出器603へ入射する。
光源630は不図示の等波数クロック生成手段を有し、該等波数クロック生成手段は干渉信号をサンプリングする際の基準となるクロック信号であるk−clockを出力する。差動検出器603から出力された干渉信号は、k−clockに従ってサンプリング部710(図7参照)によりサンプリングされる。k−clockは等波数間隔で干渉信号のサンプリングを行うためのクロック信号である。図7に示した制御部730に設けられた取得部731は、サンプリングした信号に対して信号処理および画像処理を行い、断層画像を生成する。
本実施形態では、光源630で掃引する波長帯域の幅(以下、波長掃引幅)を小さくすると、掃引時間およびk−clockのクロック数が小さくなる。即ち、波長掃引幅の減少によって一Aスキャンにおける干渉信号の取得数が減少し、得られる断層画像の深さ方向の分解能が低下するが、掃引に要する時間が短くなる。従って、一Aスキャンにおいて断層画像を取得するための時間を短くすることができる。即ち、波長掃引光源を用いた本実施形態に係る眼科撮影装置60においては、波長掃引幅を小さくすることで、Aスキャン時間を短縮し、固視微動等が多い被検眼においても、再走査による撮影時間の延長を低減することができる。
<Aスキャン時間制御>
上述したように、測定時に波長掃引幅を小さくし、少ないk−clock数にてサンプリングを行うことでAスキャン時間を短縮できる。しかし、このような方法でAスキャン時間を短縮した場合、得られる断層画像の深さ方向の分解能は低くなってしまう。ここでは、被検眼から得られる情報、例えば再走査の回数に基づいて、基本的には通常の深さ方向の分解能にて断層画像の撮影を行い、被検者の負担が大きくなりそうな場合にはAスキャン時間を短縮して撮影を行う方法について説明する。
上述したように、測定時に波長掃引幅を小さくし、少ないk−clock数にてサンプリングを行うことでAスキャン時間を短縮できる。しかし、このような方法でAスキャン時間を短縮した場合、得られる断層画像の深さ方向の分解能は低くなってしまう。ここでは、被検眼から得られる情報、例えば再走査の回数に基づいて、基本的には通常の深さ方向の分解能にて断層画像の撮影を行い、被検者の負担が大きくなりそうな場合にはAスキャン時間を短縮して撮影を行う方法について説明する。
図8は、再走査の回数に応じて撮影シーケンスを切り替える制御に関するフローチャートである。本実施形態において、被検眼Eと光学ヘッド部600とのアライメントが終了し、検者が測定開始ボタン317(図3参照)を操作すると、図8に示す撮影処理が開始される。
ステップS801では、制御部730は通常の断層画像の撮影を実行する。具体的には、例えばOCTYスキャナ122−2を停止させた状態でOCTXスキャナ122−1のみを動作させてBスキャンを行ない、所定回数のBスキャンが終了するとOCTYスキャナ122−2を動作させて次の位置でのBスキャンを開始する。また、その際に、上述したトラッキングの操作もあわせて行われる。
ステップS802では、トラッキング制御部733により、実施形態1で説明した方法と同様の方法、即ち眼底Erの移動量の閾値との比較に基づいて、同一軌跡での再走査が必要であるか否かが判断される。再走査が不要であれば、制御部730はフローを進め、撮影処理を完了する。再走査が必要と判断されると、制御部730はフローをステップS803に移行させる。
ステップS803では、モード選択部735は今までの再走査の回数がN回未満か否かを判断する。本実施形態では、Nは通常の再走査を行う上限値である。この値は、例えば3等の眼科撮影装置60が保持する固定値でもよいし、使用者が設定する値でもよい。また、スキャンモード等の設定や被検者に応じた異なる値でもよい。ステップS803において、今までの再走査の回数がN回未満であると判断されれば、モード選択部735は、第1の制御モードを選択してフローをステップS804に移行させる。ステップS804では、光源630およびサンプリング部710は通常の動作を行い、再走査、即ち実施形態1で述べた第1の制御モードによる再走査を行う。そして、フローはステップS802に戻り、再度再走査が必要か否か判断される。再走査が必要と判断されると上述したようにフローは再度ステップS803に進められ、再走査がN回を超えたか否かが判断される。まだ、N回を越えていないと判断された場合には、再走査の回数を1回増やし、フローをステップS804に進める。
ステップS803において、今までの再走査の回数がN回以上になったと判断されれば、モード選択部735はフローをステップS805に移行させる。ステップS805では、光源制御部734は光源630の掃引波長幅を小さくし、サンプリング部710が用いるk−clock数が少なくなった状態で、再走査、即ち実施形態1で述べた第2の制御モードによる再走査を行う。以上のステップS802〜ステップS805に行われる処理は、再走査回数がN回以上であることから、ステップS802で再走査が不要(終了)と判断されるまで繰り返される。
以上の処理を行うことにより、N回目以降の再走査では掃引波長幅を狭くすることで掃引に要する時間が短くなるため、一Bスキャンに要する時間を短縮できる。その結果、一Bスキャンを行なう際に生じる固視微動や瞬きが発生する確率が低くなり、ステップS802で再走査が必要と判断されにくくなる。そのため、撮影が短時間で終了しやすくなる。
なお、上述した実施形態では、上限値Nとして単一の値を用いた場合について説明した。しかし、上限値Nを複数保持することとしてもよい。この場合、例えば再走査の回数が増えるにつれて、段階的に掃引波長幅を狭くするとよい。また、上限値Nより大きい上限値Mを設けて、再走査がM回に達したら必ず撮影が終了するように制御してもよい。ここに例示した制御を行うことにより、固視微動等眼の移動量や微動回数の多い被検者であればより撮影時間が短くなり、被検者の負担は一定以上には増えなくなる。
更に、ステップS801の撮影における掃引波長幅と、ステップS804で再走査を実行する場合の掃引波長幅を異なる幅にしてもよい。更に、再走査回数に基づいて掃引波長幅を設定する制御とすることも可能であり、例えば再走査回数の関数として掃引波長幅を求めてもよい。
なお、上述したような再走査の制御を行った場合、再走査の回数によって深さ分解能の異なる複数の撮影画像が混ざった断層画像群が得られる。このような場合、深さ分解能が低い断層画像については、深さ方向に画素補間を行い、通常の走査時に得られる断層画像の画素数と同じ画素数の断層画像が得られるように画像処理を行ってもよい。また、図5或いは図8を用いて説明した撮影処理は、OCTの方式に依存せず、SD−OCTとSS−OCTのいずれにも適用可能である。
上述したように、本実施形態に係る眼科撮影装置において、実施形態1で述べた情報取得手段は、測定光が照射された特定の位置の干渉信号の再取得の回数を検出する手段として、トラッキング制御部733を有する。干渉信号の再取得とは、本実施形態における再走査を意味する。本実施形態において、モード選択部735は、検出された回数に基づいて第1の制御モードと第2の制御モードとのいずれかを選択する。
また、本実施形態において、光源630は、所定の繰り返し時間において波長を掃引する波長掃引光源より構成される。また、サンプリング部710より構成される干渉信号取得手段は、波長掃引される光を発する際に該光より生成される等波数クロックに応じて干渉信号の取得を行う。具体的には、第1の制御モードにおいて、光源630は第1の波長帯域において波長を掃引するととともに、サンプリング部710は第1の波長帯域に対応する等波数クロックに応じて干渉信号を取得する。また、第2の制御モードにおいて、光源630は第1の波長帯域よりも狭い第2の波長帯域において波長を掃引するとともに、サンプリング部710は第2の波長帯域に対応する等波数クロックに応じて干渉信号を取得する。
以上で説明したように、本実施形態によれば、再走査の回数に応じてAスキャン時間の異なる複数の制御モードを切り替える。これにより、固視が安定しない被検眼に対しても眼底上のAスキャン密度を維持したまま短時間で撮影することができる。
[実施形態2の変形例]
実施形態2では出力波長を掃引する波長掃引光源を用いたSS−OCTを含む眼科撮影装置について説明した。眼底Erを2次元走査する通常のSS−OCTでは、Aスキャンにより眼底の深さ方向の1次元のデータを取得している。そして、任意の方向にこのAスキャン位置を移動させることで2次元のデータを取得している(Bスキャン)。これに対し、測定光を線状(ライン状)に成形し、これを眼底Erに照射することで得られる線状の干渉光を、この干渉光に対応したラインセンサにて受光する形態がある。このような形態で線状の干渉光を得ることにより、2次元のデータ即ち一Bスキャンにより取得する断層画像に相当する断層画像を、測定光を走査することなく一括で得ることができる。本変形例では、OCTとしてこのような形態のLine−SS−OCTを用いる。
実施形態2では出力波長を掃引する波長掃引光源を用いたSS−OCTを含む眼科撮影装置について説明した。眼底Erを2次元走査する通常のSS−OCTでは、Aスキャンにより眼底の深さ方向の1次元のデータを取得している。そして、任意の方向にこのAスキャン位置を移動させることで2次元のデータを取得している(Bスキャン)。これに対し、測定光を線状(ライン状)に成形し、これを眼底Erに照射することで得られる線状の干渉光を、この干渉光に対応したラインセンサにて受光する形態がある。このような形態で線状の干渉光を得ることにより、2次元のデータ即ち一Bスキャンにより取得する断層画像に相当する断層画像を、測定光を走査することなく一括で得ることができる。本変形例では、OCTとしてこのような形態のLine−SS−OCTを用いる。
<眼科撮影装置の概略構成>
以下、図9および図10を参照して本変形例に係るLine−SS−OCTを含む眼科撮影装置について説明する。図9はLine−SS−OCTにおける光学ヘッド部900の概略構成を模式的に示す図であり、図10は本変形例に係る眼科撮影装置90の概略的な機能構成を示す機能ブロック図である。なお、本変形例に係る眼科撮影装置は図9に示す光学ヘッド900部と共に、実施形態1で述べた前眼部を観察する光学系、および眼底を観察する光学系を有するが、同様の構成であることからここでの図示および説明は割愛する。
以下、図9および図10を参照して本変形例に係るLine−SS−OCTを含む眼科撮影装置について説明する。図9はLine−SS−OCTにおける光学ヘッド部900の概略構成を模式的に示す図であり、図10は本変形例に係る眼科撮影装置90の概略的な機能構成を示す機能ブロック図である。なお、本変形例に係る眼科撮影装置は図9に示す光学ヘッド900部と共に、実施形態1で述べた前眼部を観察する光学系、および眼底を観察する光学系を有するが、同様の構成であることからここでの図示および説明は割愛する。
光学ヘッド900部には、波長掃引光源901、カプラー902、ライン像形成光学系910、測定光学系920、参照光学系930、ビームスプリッタ950、および撮像系960が設けられている。波長掃引光源901は、実施形態2の光源630と同様の波長掃引光源である。波長掃引光源901から出射された光は、光ファイバを介してカプラー902に入射し、カプラー902によって、測定光学系920に向かう測定光と参照光学系930に向かう参照光とに分割される。
測定光は、光ファイバを介してライン像形成光学系910へ導かれる。ライン像形成光学系910には、コリメータレンズ911、シリンドリカルレンズ912、レンズ913が設けられている。ライン像形成光学系910に入射した光は、コリメータレンズ911により平行光とされ、シリンドリカルレンズ912およびレンズ913を通って、平面914上にライン像を形成する。なお、図中、実線は紙面に垂直のサジタル方向において平面914上で集光する光線、破線は紙面に平行のタンジェンシャル方向において平面914上でコリメートされている光線を、それぞれ示している。
測定光は、ライン像形成光学系910から出射すると、ビームスプリッタ950を通過して測定光学系920へ導かれる。測定光学系920には、フォーカスレンズ921、絞り925、ガルバノミラー922、および対物レンズ系を形成するレンズ923,924が設けられている。
フォーカスレンズ921は、光学ヘッド900部に接続される制御装置1000(図10参照)によって制御されるフォーカス駆動手段971により図中矢印で示す光軸方向に駆動される。フォーカスレンズ921を駆動することにより、測定光を眼底Erに合焦できる。ここで、制御装置1000(駆動制御部1032)は、フォーカス駆動手段971を制御し、平面914と被検眼Eの眼底Erとが光学的に共役になるように、フォーカスレンズ921を光軸上で図中矢印方向に駆動させる。ガルバノミラー922は、被検眼Eの前眼部と略共役な位置に角度可変に配置され、制御装置1000(駆動制御部1032)によって制御されるガルバノ駆動手段972によって角度を変更するように駆動される。制御装置1000(駆動制御部1032)は、ガルバノ駆動手段972を制御し、ガルバノミラー922を駆動させることで、眼底上に導かれた測定光によるライン像を眼底上で走査することができる。
測定光学系920に入射した光は、フォーカスレンズ921および絞り925を通り、ガルバノミラー922により反射される。そして、レンズ923,924を介して被検眼Eに入射し、眼底Er上にライン像を形成する。眼底Erで反射・散乱した測定光は、測定光学系920を戻り光として戻った後、ビームスプリッタ950によって反射され、撮像系960へ導かれ、後述する平面961上に、戻り光のライン像を形成する。
一方、参照光は、光ファイバを介して参照光学系930に導かれる。参照光学系930には、コリメータレンズ931、NDフィルタ932、ミラー933,934、レトロリフレクタ935、シリンドリカルレンズ936、およびレンズ937が設けられている。NDフィルタ932は、通過する光の光量を所望の量に減衰させることができる。レトロリフレクタ935は、制御装置1000(駆動制御部1032)によって制御されるミラー駆動手段973により図中矢印で示す参照光の光軸方向に駆動され、参照光の光路長を調整することができる。制御装置1000(駆動制御部1032)は、ミラー駆動手段973を制御してレトロリフレクタ935を駆動することによって、測定光学系920と参照光学系930の光路長差を補正することができる。
参照光学系930に入射した参照光は、コリメータレンズ931により平行光とされ、NDフィルタ932を通過し所定光量に減衰される。その後、参照光はコリメートされた状態を保持したまま、ミラー933,934で反射され、レトロリフレクタ935で折り返され、ミラー934,933で反射される。更に、参照光はシリンドリカルレンズ936とレンズ937を通って、ビームスプリッタ950を透過した後に撮像系960へ導かれ、平面961上にライン像を形成する。
撮像系960には、リレーレンズ光学系のレンズ962,963、シリンドリカルレンズ964,965、およびラインセンサ966が設けられている。参照光と戻り光はビームスプリッタ950において合波され、平面961上で参照光と戻り光との各々のライン像が干渉する。その干渉したライン像が、リレー光学系のレンズ962,963、シリンドリカルレンズ964,965を介して、ラインセンサ966で受光される。ラインセンサ966は受光したライン像に基づいて出力信号を生成し、出力信号を制御装置1000に送る。ラインセンサ966は、例えば実施形態2における一Bスキャンで断層画像を取得する範囲において、各Aスキャン位置に対応するように、複数のAPD等の読み取り画素が配置されることで構成される。個々のAPDで得られる干渉信号を時間的に分光することで、干渉信号を得た位置での深さ方向の断層画像が得られる。即ち、干渉光のライン像を得た眼底Er上の位置の断層画像が、一括で取得できる。
図10は、本変形例に係る眼科撮影装置90の概略的な機能構成を示す。光学ヘッド部900には制御装置1000が接続されており、実施形態2と同様に、制御装置1000にはモニタ300および入力部400が接続されている。光学ヘッド部900には、上述した光学部材等に加えて、フォーカス駆動手段971、ガルバノ駆動手段972、ミラー駆動手段973、ヘッド駆動手段140が設けられている。また、制御装置1000には、サンプリング部1010、メモリ220、および制御部1030が設けられている。サンプリング部1010は、DAQボード(Data AcQuisition ボード)等で構成され、光学ヘッド部900のラインセンサ966から出力信号を受け取り、出力信号をサンプリングして干渉信号を生成し、制御部1030に送る。制御部1030には、取得部1031、駆動制御部1032、トラッキング制御部1033、光源制御部1034、およびモード選択部1035が設けられている。
取得部1031は、サンプリング部1010からライン像に対応する被検眼Eの断層の情報を含む干渉信号を取得する。駆動制御部1032は、光学ヘッド部900の波長掃引光源901、ラインセンサ966、フォーカス駆動手段971、ガルバノ駆動手段972、ミラー駆動手段973、およびヘッド駆動手段140等に接続され、これらを制御する。駆動制御部1032の制御に従って、フォーカス駆動手段971はフォーカスレンズ921を駆動し、ガルバノ駆動手段972はガルバノミラー922を駆動する。また、駆動制御部1032の制御に従って、ミラー駆動手段973はレトロリフレクタ935を駆動し、ヘッド駆動手段140は光学ヘッド部900を含む光学ヘッドを駆動する。
トラッキング制御部1033は、実施形態1のトラッキング制御部233と同様に、眼底Erの移動量を検出する。そして、得られた移動量と閾値との比較を行い、後述する再走査や走査様式の変更を指示する情報を出力する。光源制御部1034は、実施形態2における光源制御部734と同様に、波長掃引光源901の波長掃引時の波長帯域や出射する光の強度を制御することができる。モード選択部1035は、波長掃引幅を通常の状態として撮影する第1の制御モードを実行するか、波長掃引幅を通常よりも狭くして撮影する第2の制御モードを実行するかの選択をする。
なお、制御装置1000は汎用又は眼科撮影装置90専用のコンピュータとして構成することができる。また、制御部1030の各構成要素は、CPUやMPU等の演算装置によって実行されるソフトウェアモジュールによって構成されてもよいし、ASIC等の特定の機能を果たす回路等によって構成されてもよい。また、メモリ220は任意のメモリや光学ディスク等の任意の記憶媒体等によって構成されてよい。
なお、ラインセンサ966からの出力信号は、ラインセンサ966の画素毎に、サンプリング部1010により、波長掃引光源901の1回の波長掃引に対応してサンプリングされる。これにより、サンプリング部1010は、1回の波長掃引に対応して、実施形態2の一Aスキャン時に得られる干渉信号群に対応する1つの干渉信号群を生成する。これにより、線状の干渉光の照射範囲の断層画像を生成する干渉信号群が一括で得られる。このように、一枚の断層画像を生成できる干渉信号群を得る操作を、ここでは、仮に一Bスキャンと称する。
また、サンプリング部1010は、次のガルバノ駆動位置に対応する画素毎に波長掃引光源901の次の波長掃引に対応したサンプリングにより次の干渉信号群を生成する。以降はこの繰り返しで干渉信号群が次々に生成される。サンプリング部1010で生成された干渉信号群は、メモリ220にガルバノ駆動位置とともに記憶される。取得部1031は、メモリ220に記憶された1つの干渉信号群を周波数解析し、これにより被検眼Eの眼底の2次元の断層画像を生成する。生成された複数の断層信号群を用いることで、3次元の断層ボリューム画像が得られる。制御部1030は、生成した各断層画像をモニタ300に表示することができる。なお、取得部1031が、複数の断層信号およびガルバノ駆動位置情報に基づいて、3次元の眼底ボリューム画像を生成し、制御部1030が眼底ボリューム画像をモニタ300に表示することもできる。
<時間制御>
本変形例のように、波長掃引光源901で掃引する波長帯域の幅(以下、波長掃引幅)を小さくすると、掃引時間およびk−clockのクロック数が小さくなる。そのため、得られる断層画像の深さ方向の分解能が低下するが、掃引に要する時間が短くなる。従って、一Bスキャンにおいて断層画像を取得するための時間を短くすることができる。即ち、波長掃引光源を用いた本実施形態に係る眼科撮影装置においては、波長掃引幅を小さくすることで、3次元ボリューム画像を生成するための干渉信号群の取得に要する時間を短縮する。これにより、固視微動等が多い被検眼においても、撮影時間の延長を低減することができる。
本変形例のように、波長掃引光源901で掃引する波長帯域の幅(以下、波長掃引幅)を小さくすると、掃引時間およびk−clockのクロック数が小さくなる。そのため、得られる断層画像の深さ方向の分解能が低下するが、掃引に要する時間が短くなる。従って、一Bスキャンにおいて断層画像を取得するための時間を短くすることができる。即ち、波長掃引光源を用いた本実施形態に係る眼科撮影装置においては、波長掃引幅を小さくすることで、3次元ボリューム画像を生成するための干渉信号群の取得に要する時間を短縮する。これにより、固視微動等が多い被検眼においても、撮影時間の延長を低減することができる。
ここで、本変形例にて実行される撮影シーケンスについて説明する。上述したように、本変形例では、一Bスキャンを一括で行ない、Bスキャンラインを順次移動させることで眼底Erの3次元ボリューム画像のための干渉信号群を生成する。トラッキング制御部1033は、この干渉信号群の生成時において、並行して眼底Erの移動量を計測し、実施形態1で述べた閾値との比較を行っている。そして、移動量が閾値を超えた場合には、その際のBスキャンラインの次のBスキャンラインが眼底Er上の所望の位置となる情報を、駆動制御部1032に出力する。
また、その際のBスキャンラインから得ている干渉信号群は、眼底Erが移動中に取得されていることから、画像生成には適さない干渉信号群である可能性が高い。このため、一連のBスキャンラインからの干渉信号の生成が終了した後、この移動量が大きい際のBスキャンラインについて、再走査を行う。なお、本変形例の場合、再走査の様式はこれに限られない。例えば、移動量が閾値を超えた場合にはその際のBスキャンラインの位置が眼底Er上の所望の位置になるようにガルバノ駆動手段972を動作させ、以降の干渉信号群の取得がその所望の位置からそのまま連続して行われることとしてもよい。
本変形例の場合、実施形態1の場合と同様に、眼底Erの移動量が上述した再走査の閾値を超えた場合に、光源制御部1034が波長掃引光源901の波長掃引幅を小さくする。そして、サンプリング部1010が用いるk−clock数が少なくなった状態で上述した再走査を行う。この場合、例えば同じBスキャンラインを続けて再走査する場合には、以降のBスキャンラインでは眼底の深さ方向の分解能がそれ以前のBスキャンラインの分解能とは異なってしまう。このような場合、深さ分解能が低い断層画像については、深さ方向に画素補間を行い、通常の走査時に得られる断層画像の画素数と同じ画素数の断層画像が得られるように画像処理を行ってもよい。また、実施形態2の場合と同様に、再走査の回数に基づいて、制御モードの変更を行うこととしてもよい。
また、更なる変形例として、波長掃引光源と2次元のエリアセンサと組み合わせて眼底を一括で撮影するFF−OCTに本発明を適用してもよい。この場合、一括撮影時において眼底Erの移動量を検出し、その移動量が閾値を超えた場合、或いは閾値を超えた回数が回数の閾値を超えた場合に、制御モードを第1から第2に変更するとよい。この変形例の場合であっても、光源の波長掃引幅を変えることで、眼底上のデータ取得位置間隔を維持したまま短い時間で撮影が可能となる。
上述したように、本変形例に係る眼科撮影装置では、波長掃引光源901を用いる。更に、本変形例において光学ヘッド部として構成される照射手段は、測定光および参照光を、眼底Er上において2次元領域を規定する1軸方向に延在する線状に、各々成形する光学系を有する。また、ラインセンサ966により構成される受光手段は、線状の測定光に対応して1軸方向に並ぶように配置される複数の読み取り画素を有する。各々の読み取り画素が上述した1軸の上の各位置(実施形態2のAスキャン位置に対応)からの干渉信号を取得することで、該1軸上での断層画像(Bスキャン画像)が一括で取得できる。
なお、上述したように、測定光を線状に成形してBスキャン画像を一括で取得する場合とは別に、測定光を面状に成形して、2次元平面の各Aスキャン位置から一括で干渉信号を取得することもできる。この場合、照射手段は、測定光および参照光を、眼底Er上の2次元領域に対応する面状に、各々成形する光学系を有するとよい。また、受光手段は、該2次元領域に対応して2次元に並ぶように配置される複数の読み取り画素を有するとよい。このような構成とすることにより、例えば波長掃引に要する時間が長くなった場合であっても、2次元平面に対応する2次元座標系の各Aスキャン位置から一括で干渉信号を取得でき、撮影時間を短縮して再走査が求められる可能性を低減できる。
また、本発明に係る眼科撮影装置は、その他の態様として、上述した光源、照射手段、受光手段と、干渉信号取得手段、生成手段、およびモード選択手段に加え、光源制御手段(光源制御部234)を備えてもよい。この場合、照射手段は、少なくとも第1の波長帯域の光、および該第1の波長帯域よりも狭い第2の波長帯域のいずれかの波長帯域で、光源が発した光より得た測定光を、被検眼に照射する。ここで、第1の波長帯域或いは第2の波長帯域で測定光を被検眼に照射する場合、測定光は実施形態1のように広帯域波長の光としてもよく、実施形態2のように波長掃引されてもよい。上述したように、モード選択手段は、少なくとも第1の制御モードと第2の制御モードとのいずれかを選択する。この場合、第1の制御モードでは、第1の波長帯域で所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で干渉信号を取得する。また、第2の制御モードでは、第2の波長帯域で所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で干渉信号を取得する。そして、光源制御部234は、第2の制御モードにおいて、第2の波長帯域の測定光の平均強度が第1の波長帯域の測定光の平均強度よりも大きく、第2の波長帯域の測定光の総光量が第1の波長帯域の測定光の総光量以下の光を発するように光源を制御する。
[その他の実施例]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
以上、実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、および本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施形態および変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
10:眼科撮影装置、 130:光源、 232:駆動制御部、 233:トラッキング制御部、 234:光源制御部、 235:モード選択部、 E:被検眼
Claims (25)
- 光源と、
前記光源が発した光より得た測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から、所定の空間密度、且つ所定の繰り返し時間で干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、
前記被検眼から得られる情報を取得する情報取得手段と、
少なくとも、前記所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記所定の空間密度を維持して前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択するモード選択手段と、
を備えることを特徴とする眼科撮影装置。 - 前記所定の空間密度とは異なる空間密度で前記干渉信号取得手段が前記干渉信号を取得する第3の制御モードを更に有し、
前記モード選択手段は、前記第3の制御モードを選択可能であることを特徴とする請求項1に記載の眼科撮影装置。 - 前記生成手段は、前記第2の制御モードにて取得された干渉信号を用いて正面画像を生成し、前記第3の制御モードにて取得された干渉信号を用いて前記被検眼の断層画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の眼科撮影装置。
- 前記所定の空間密度は、前記被検眼を前記測定光で走査して複数の前記干渉信号を取得する際の走査線において、該走査線に配置される干渉信号取得位置を所定数とすることで設定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。
- 前記所定の繰り返し時間は、前記測定光の各照射位置で干渉信号が取得される時間であって、該取得される時間を所定時間とすることで設定されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。
- 光源と、
前記光源が発した光より得た測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、
前記被検眼から得られる情報を取得する情報取得手段と、
少なくとも、第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択するモード選択手段と、
を備えることを特徴とする眼科撮影装置。 - 前記情報取得手段は、前記被検眼の移動量を検出して前記被検眼から得られる情報とする手段を有し、
前記モード選択手段は、前記検出された移動量に基づいて前記第1の制御モードと前記第2の制御モードとのいずれかを選択することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記情報取得手段は、前記測定光が照射された特定の位置の干渉信号の再取得の回数を検出して前記被検眼から得られる情報とする手段を有し、
前記モード選択手段は、前記検出された回数に基づいて前記第1の制御モードと前記第2の制御モードとのいずれかを選択することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記情報取得手段は、前記生成手段が生成する画像の適否を判断して前記被検眼から得られる情報とする手段を有し、
前記モード選択手段は、前記判断された適否に基づいて、前記第1の制御モードと前記第2の制御モードとのいずれかを選択することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記生成する画像は、正面画像、断層画像、および前記断層画像を生成するデータを用いて生成される正面画像との少なくともいずれかであることを特徴とする請求項9に記載の眼科撮影装置。
- 前記測定光で前記被検眼を走査する走査手段を制御する駆動制御手段を更に備え、
前記駆動制御手段は、前記第2の制御モードにおいて前記走査手段が前記測定光を走査する速度が、前記第1の制御モードにおいて前記走査手段が前記測定光を走査する速度よりも速くなるように前記走査手段を制御することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記光源は、前記第1の繰り返し時間および前記第2の繰り返し時間において波長を掃引する波長掃引光源であり、
前記干渉信号取得手段は、波長掃引される光を発する際に生成される等波数クロックに応じて前記干渉信号の取得を行うことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記第1の制御モードにおいて、前記光源は第1の波長帯域において波長を掃引するととともに前記干渉信号取得手段は前記第1の波長帯域に対応する等波数クロックに応じて前記干渉信号を取得し、
前記第2の制御モードにおいて、前記光源は前記第1の波長帯域よりも狭い第2の波長帯域において波長を掃引するとともに前記干渉信号取得手段は前記第2の波長帯域に対応する等波数クロックに応じて前記干渉信号を取得することを特徴とする請求項12に記載の眼科撮影装置。 - 前記照射手段は、前記測定光および前記参照光を、1軸方向に延在する線状に各々成形する光学系を有し、
前記受光手段は、前記線状に対応して前記1軸方向に並ぶように配置される複数の読み取り画素を有することを特徴とする請求項12又は13に記載の眼科撮影装置。 - 前記照射手段は、前記測定光および前記参照光を、面状に各々成形する光学系を有し、
前記受光手段は、成形された面に対応して2次元に並ぶように配置される複数の読み取り画素を有することを特徴とする請求項12又は13に記載の眼科撮影装置。 - 前記光源は、所定の波長帯域の光を発する広帯域光源であり、
前記受光手段は前記干渉光を波長成分毎に受光する複数の読み取り画素を有し、
前記干渉信号取得手段は、前記複数の読み取り画素の各々から、前記波長成分毎の前記干渉信号を取得することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記光源は、前記第2の制御モードにおいて、前記所定の波長帯域の光である第1の波長帯域の光よりも狭い第2の波長帯域の光を発し、
前記干渉信号取得手段は、前記第2の制御モードにおいて、前記第2の波長帯域の光に対応する配置にある読み取り画素の各々から、前記干渉信号を取得することを特徴とする請求項16に記載の眼科撮影装置。 - 前記第2の制御モードにおいて、前記被検眼と前記光源との間に挿入されて、前記所定の波長帯域の光である第1の波長帯域の光を、前記第1の波長帯域の光よりも狭い第2の波長帯域の光に変換するフィルタを更に備え、
前記干渉信号取得手段は、前記第2の制御モードにおいて、前記第2の波長帯域の光に対応する配置にある読み取り画素の各々から、前記干渉信号を取得することを特徴とする請求項16に記載の眼科撮影装置。 - 前記光源は、前記第2の制御モードにおいて、前記第2の波長帯域の光の平均強度が前記第1の波長帯域の光の平均強度よりも大きく、前記第2の波長帯域の光の総光量が前記第1の波長帯域の光の総光量以下の光を発することを特徴とする請求項13、17、および18のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。
- 前記生成手段は、前記第1の制御モードにて取得された干渉信号を用いて前記断層画像を生成し、前記第2の制御モードにて取得された干渉信号を用いて正面画像を生成することを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。
- 光源と、
少なくとも第1の波長帯域の光、および前記第1の波長帯域よりも狭い第2の波長帯域のいずれかで、前記光源が発した光より得た測定光を、被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から、所定の空間密度、且つ所定の繰り返し時間で干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、
少なくとも、前記第1の波長帯域で前記所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記第2の波長帯域で前記所定の空間密度を維持して前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択するモード選択手段と、
前記第2の制御モードにおいて、前記第2の波長帯域の測定光の平均強度が前記第1の波長帯域の測定光の平均強度よりも大きく、前記第2の波長帯域の測定光の総光量が前記第1の波長帯域の測定光の総光量以下の光を発するように前記光源を制御する光源制御手段と、
を備えることを特徴とする眼科撮影装置。 - 光源と、
前記光源が発した光より得た測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から、所定の空間密度、且つ所定の繰り返し時間で干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、を備えた眼科撮影装置の制御方法であって、
前記被検眼から得られる情報を取得する工程と、
少なくとも、前記所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記所定の空間密度を維持して前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択する工程を含むことを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。 - 光源と、
前記光源が発した光より得た測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、を備えた眼科撮影装置の制御方法であって、
前記被検眼から得られる情報を取得する工程と、
少なくとも、第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択する工程と、
を備えることを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。 - 光源と、
少なくとも第1の波長帯域の光、および前記第1の波長帯域よりも狭い第2の波長帯域のいずれかで、前記光源が発した光より得た測定光を、被検眼に照射する照射手段と、
前記測定光の前記被検眼からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光であって前記光源が発した光より得た参照光との干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段から、所定の空間密度、且つ所定の繰り返し時間で干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
前記取得された干渉信号に基づいて、前記被検眼の前記測定光が照射された位置の断層画像を生成可能な生成手段と、を備えた眼科撮影装置の制御方法であって、
少なくとも、前記第1の波長帯域で前記所定の空間密度を維持して第1の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第1の制御モードと、前記第2の波長帯域で前記所定の空間密度を維持して前記第1の繰り返し時間よりも短い第2の繰り返し時間で前記干渉信号を取得する第2の制御モードとのいずれかを、前記取得された情報に基づいて選択する工程と、
前記第2の制御モードにおいて、前記第2の波長帯域の測定光の平均強度が前記第1の波長帯域の測定光の平均強度よりも大きく、前記第2の波長帯域の測定光の総光量が前記第1の波長帯域の測定光の総光量以下の光を発するように前記光源を制御する工程と、
を含むことを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。 - プロセッサーによって実行されると、該プロセッサーに請求項22乃至24のいずれか1項に記載の眼科撮影装置の制御方法の各工程を実行させる、プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018239370A JP2020099500A (ja) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 眼科撮影装置、該眼科撮影装置の制御方法、およびプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018239370A JP2020099500A (ja) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 眼科撮影装置、該眼科撮影装置の制御方法、およびプログラム |
Publications (1)
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ID=71140313
Family Applications (1)
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JP2018239370A Pending JP2020099500A (ja) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 眼科撮影装置、該眼科撮影装置の制御方法、およびプログラム |
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