JP2022059765A - 眼科装置、眼科装置の制御方法、及プログラム - Google Patents
眼科装置、眼科装置の制御方法、及プログラム Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は眼科装置、眼科装置の制御方法、及びプログラムに関する。
現在、レーザ光を走査して被検査物を撮影する走査レーザ検眼鏡(SLO:Scanning Laser Ophthalmoscope)を用いた装置(以下、これをSLO装置と称する)が実用化されている。SLO装置は特に眼科の分野において好適に使用され、例えば被検眼の眼底表面の画像を高解像度で撮影することができる。SLO装置において、光源から出射されたレーザ光は、ガルバノミラー等により被検眼の眼底上を走査するように照射される。レーザ光の被検眼からの反射光は、穴開きミラー等によりレーザ光の光路と分離され、受光素子へ導かれる。受光素子で反射光の強度を検出することによって、被検眼眼底の二次元表面画像を得ることができる。
従来は、SLO装置に用いるレーザ光として一つの波長域の光が用いられ、例えば被検眼の眼底についても単色の画像を得ることが多かった。しかしながら、近年は波長域の異なる複数のレーザ光を用いたSLO装置も実用化されている。特に、例えば特許文献1に開示されるような、光の3原色である赤、緑、及び青色のレーザ光を用いることで通常の眼底カメラで撮影するようなカラー画像を取得する装置が実用化されてきている。このようなSLO装置では、各々の色のレーザ光で被検眼眼底をラスター走査し、1フレームの赤、緑、及び青色の眼底画像を得、これら画像を合成して1フレームの眼底の疑似カラー画像を得ている。レーザ光のビーム径が小さいことから広画角の画像が得られるSLO装置は、更に疑似カラー画像が得られるようになったことから、医療現場への浸透が進んできている。
日本生理人類学会誌 Vol.23,No.2 2018,63-67
照明学会誌 第94巻 第11号 743-746
通常、人間の眼は、周囲の明るさに応じて眼に入る光の量を調整するために、入射光の強度に応じて瞳孔径を大小変化させる対光反射反応を示す。この瞳孔の対光反射反応は、一般的に200ミリ秒から300ミリ秒程度の時間で生じ、例えば光が照射された被検眼はこの時間の経過後に縮瞳し始めることが知られている。このため、特許文献1に開示されているように各色のレーザ光を順次眼底に照射し、その反射光の信号を取得する場合、明るい光を感じた被検眼は、対光反射反応により縮瞳を始めてしまう。即ち、眼底の撮影時間が眼の縮瞳し始める時間よりも長い場合は、縮瞳の影響を受ける可能性がある。特に、疑似カラー画像の取得に際しては、3色分の1フレームの画像を取得することを要するため、撮影時間が長くなりその可能性が大きくなる。
本発明は上記課題を鑑みたものであって、縮瞳の影響を低減して疑似カラー画像を取得することが可能となる眼科装置、眼科装置の制御方法、及びプログラムを提供することをその目的の一つとする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る眼科装置は、
合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光であって、被検眼に入射させた際に対光反射反応による縮瞳率が各々異なる波長域のレーザ光を個別に出射する光出力部と、
前記個別に出射されたレーザ光で被検眼を走査する光走査部と、
前記複数のレーザ光の内の第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して前記被検眼が縮瞳した状態で、前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率のレーザ光、又は前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率の次に小さい第2の縮瞳率のレーザ光で、前記光走査部が前記被検眼を走査できるように前記光出力部を制御する波長切替え部と、
を備える。
合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光であって、被検眼に入射させた際に対光反射反応による縮瞳率が各々異なる波長域のレーザ光を個別に出射する光出力部と、
前記個別に出射されたレーザ光で被検眼を走査する光走査部と、
前記複数のレーザ光の内の第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して前記被検眼が縮瞳した状態で、前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率のレーザ光、又は前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率の次に小さい第2の縮瞳率のレーザ光で、前記光走査部が前記被検眼を走査できるように前記光出力部を制御する波長切替え部と、
を備える。
本発明の一つによれば、縮瞳の影響を低減して疑似カラー画像を取得することが可能となる。
被検眼の縮瞳は、上述した対光反射反応を起こす光が被検眼に入射してから、200~300msecで始まる。非特許文献1又は2でも述べられるように、光の波長及び強度によってこの対光反射反応の強さは異なる。即ち、被検眼に入射する光の強度が強いほど瞳孔の収縮率(以下縮瞳率と称する)が大きく、強度が弱いと縮瞳率が小さい。また、傾向として、赤色の光に対しては縮瞳率が小さく、緑から水色にかけての波長(約540-460nm)の光に対して縮瞳率が大きい。更に、青色の光に対してはこの中間の縮瞳率となる。
後述する実施例では、この生理的な瞳孔の収縮反応の特性を活かして疑似カラー画像を得るSLO装置について詳述する。具体的には、3色のレーザ光の内、縮瞳率の最も小さい色(波長域)のレーザ光を最初の撮影に用い、最も縮瞳率の大きい色(波長)のレーザを最後に用いて撮影を行う。レーザ光が入射した場合、光反射反応により一定の時間経過後に瞳孔は収縮するが、縮瞳率のより大きなレーザ光の入射がなく且つ同じレーザ光が入射した状態のままであれば、瞳孔は該レーザ光に対応した縮瞳率で一旦収縮した状態を変化させない。このため、例えば同一のレーザ光で必要とするフレーム数の眼底画像を得ようとした場合、連続的にこのフレーム数の眼底画像を得るのであれば更に縮瞳するということは生じない。
なお、非特許文献2で述べるように、縮瞳率が大きい緑色の光と縮瞳率が小さい赤色の光との比較であっても、入射光の強度が赤色の光の方が十分に大きい場合は、縮瞳率は赤色の方が大きくなることがある。例えば眼底画像を得ようとした場合、眼底で反射した反射光が縮瞳の影響を受け瞳孔によってケラレ、受光量のロスが生じて取得する画像が暗くなる、もしくは画像取得できない場合が発生する。即ち、縮瞳の影響により撮影がうまくいかないことがある。これに対処するために、レーザ光の光量を変化させることも考えられるが、このような光量の変更(増大化)は縮瞳率の増大化を招く。このため、実際の診断等においては、患者の負担を考慮した各々のレーザ光の最適強度とその場合の縮瞳率とを予め患者情報として備えておき、最適強度のレーザ光に対応した縮瞳率の大小に応じてレーザ光の照射順を決めるとよい。以下に述べる実施例では、レーザ光における波長及び強度の各々に対する被検眼の対光反射反応の特性を合わせ、トータルの影響を踏まえての各色のレーザ光の照射順を定めている。
例えば、同じ光強度の赤色(波長670nm)、緑色(波長530nm)、及び青色(波長430nm)の3色のレーザ光を用いて眼底を撮影する場合について述べる。この場合、一般的な対光反射反応に準じて、撮影の順序は、対光反射反応による瞳孔の収縮率の小さい順に、赤色、青色、緑色の順番でレーザ光を同じ光強度で照射して眼底の撮影を行う。
より詳細には、実施例1では、赤色のレーザ光で1枚の眼底画像を撮影した後にレーザ光を青色のレーザ光に切り替える。そして、青色のレーザ光で1枚の眼底画像を撮影した後にレーザを緑色のレーザ光に切り替える。最後に、緑色のレーザ光で1枚の眼底画像を撮影する。光強度が同一の場合、瞳孔の縮瞳率は波長にのみ依存する。上述したように、緑色のレーザ光は最も縮瞳率が大きくなり瞳孔が小さくなるが、このような順序で各色の眼底画像を得ることで、瞳孔の収縮率の影響を低減しつつ3色の眼底画像を得ることができる。なお、以下の実施例において、縮瞳率が小さいとは、縮瞳による瞳孔の収縮が小さく、瞳孔がある程度以上の開度を維持できることを意味し、縮瞳率が大きいとは、縮瞳による瞳孔の収縮が大きく、瞳孔の開度が小さくなることを意味する。
ここで、各色の眼底画像を各々1枚撮影するために要する時間が約200msecと仮定する。この場合、赤色での撮影後の瞳孔の縮瞳率が約30%となり、青色での撮影後は約60%となり、緑色での撮影後は約80%となる。なお、ここで述べる縮瞳率は、瞳孔が最大に開いた状態を0%とし、最小に閉じた状態を100%として考える。通常、縮瞳し瞳孔が閉じた状態では、瞳孔径は凡そ2mm程度となる。瞳孔が開いた状態の瞳孔径を5mmと仮定すると、80%の縮瞳率の場合、収縮後の瞳孔径は約2.6mmとなる。もし、眼底に照射するレーザ光の瞳でのビーム径がΦ3mmであったとすると、ビームのケラレが生じて得られた眼底画像の輝度が低下し、画像が暗くなってしまう。そのため最後の緑色での撮影は、緑色のレーザ光が眼底に照射されてから縮瞳が開始する200msecまでの間に撮影を終了することが好ましい。このような撮影条件を満たすことにより、縮瞳率0%で赤色眼底画像を得、縮瞳率30%で青色眼底画像を得、縮瞳率60%で緑色眼底画像を得、縮瞳の影響による輝度の低下を低減した眼底の撮影が可能となる。
また、実施例2では、赤色の波長域のレーザ光により所定数のフレームの眼底画像を最初に得、その後、青色の波長域のレーザ光、及び緑色の波長域のレーザ光による所定数のフレームの眼底画像を順次得ている。このような撮影方法とすることで、例えば赤色眼底画像については、最初の1フレームは縮瞳率0%で取得でき、以降のフレームは常に縮瞳率30%で取得できる。青色眼底画像については、最初の1フレームは縮瞳率30%で取得でき、以降のフレームは常に縮瞳率60%で取得できる。また、緑色眼底画像については、最初の1フレームは縮瞳率60%で取得でき、以降のフレームは常に縮瞳率80%で取得できる。従来のようにランダムで各色のレーザ光を被検眼に照射した場合、例えば緑色眼底画像を最初に得ようとすると、緑色レーザ光に対する対光反射反応によって瞳孔径は約2.6mmに収縮してしまう。その結果、縮瞳が回復するまで、赤色及び青色のレーザ光においては、瞳孔径2.6mmの状態で眼底画像の撮影を行わなければならない。上述した順序で各色の眼底画像を所定数のフレーム分取得することによって、各色の眼底画像の取得に際し、縮瞳の影響による輝度の低下を各色について最も低減した状態での取得が可能となる。また、レーザ光の切替え回数が少ないことから光強度を各色毎に変化させたとしても装置負担が小さく、光強度の補償によって更に輝度低下を低減することも可能となる。
以下に、上述した事項を反映させた本発明の例示的な実施例について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する寸法、材料、形状、及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可能である。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。
[実施例1]
図1から図8を用いて。本発明の実施例1に係る眼科装置、及びその制御方法について説明する。なお、以下では、眼科装置の一例としてSLO装置を例示している。しかし、以下で述べるように、疑似カラー画像を得るために各波長域のレーザ光で被検査物を走査し、得られた各色画像を合成する眼科装置であれば、本発明の適用対象となり得る。例えば、走査型顕微鏡も、このような眼科装置に含み得る。また、撮影対象として被検眼の眼底を例示しているが、レーザ光を走査することで疑似カラー画像を得ることが可能であれば、撮影対象は被検眼の眼底に限られず、被検眼のその他の部位等も撮影対象とすることができる。
図1から図8を用いて。本発明の実施例1に係る眼科装置、及びその制御方法について説明する。なお、以下では、眼科装置の一例としてSLO装置を例示している。しかし、以下で述べるように、疑似カラー画像を得るために各波長域のレーザ光で被検査物を走査し、得られた各色画像を合成する眼科装置であれば、本発明の適用対象となり得る。例えば、走査型顕微鏡も、このような眼科装置に含み得る。また、撮影対象として被検眼の眼底を例示しているが、レーザ光を走査することで疑似カラー画像を得ることが可能であれば、撮影対象は被検眼の眼底に限られず、被検眼のその他の部位等も撮影対象とすることができる。
本実施例では、一枚の画像(以下1フレームと称する)を撮影する毎にレーザ光の波長を切り替えてこれを被検眼眼底上に照射し、該眼底上を走査して順次各色の眼底画像を取得する。この時各色の1フレームに要する撮影時間は、レーザ光を被検眼が感じてから縮瞳が始まるまでに要する時間といわれている300msecよりも短くしている。また、一般的に知られる縮瞳率の小さな順で照射するレーザ光の順番が決定されている。これにより、縮瞳の影響を低減して各色の眼底画像を取得することができる。以下に、本実施例について詳述する。
<装置の光学構成>
本実施例に係る眼科装置の一例であるSLO装置の光学構成について、図1の模式図を用いて説明する。本実施例に係るSLO装置は、光出力部100、眼底観察部、内部固視灯部、及び前眼撮影部300を備える。
本実施例に係る眼科装置の一例であるSLO装置の光学構成について、図1の模式図を用いて説明する。本実施例に係るSLO装置は、光出力部100、眼底観察部、内部固視灯部、及び前眼撮影部300を備える。
光出力部100には、レーザ光を出力する4つの光源が配置される。具体的には、赤外レーザ光源101IR、赤色レーザ光源101R、緑色レーザ光源101G、及び青色レーザ光源101Bが配置される。赤外レーザ光源101IRは、赤外の波長域のレーザ光(以下赤外レーザ光と称する)を出力する。赤色レーザ光源101Rは、赤色の波長域のレーザ光(以下赤色レーザ光と称する)を出力する。緑色レーザ光源101Gは、緑色の波長域のレーザ光(以下緑色レーザ光と称する)を出力する。青色レーザ光源101Bは、青色の波長域のレーザ光(以下青色レーザ光と称する)を出力する。
各レーザ光源には、出射されたレーザ光を平行光とするコリメータレンズが付随している。即ち、赤外レーザ光源101IR、赤色レーザ光源101R、緑色レーザ光源101G、及び青色レーザ光源101Bの各々に対して、コリメータレンズ103IR,103R,103G,103Bが配置される。また、出射された各々のレーザ光を同一光路に導くために、反射ミラー102IRと、波長分岐ミラー102R,102G,102Bとが各々の光源に対応して配置される。
反射ミラー102IRは、赤外レーザ光源101IRに対応して配置され、赤外レーザ光の光路を折り曲げる。波長分岐ミラー102Rは、赤色レーザ光を反射し、赤外レーザ光を透過する。波長分岐ミラー102Gは、緑色レーザ光を反射し、赤外レーザ光及び赤色レーザ光を透過する。波長分岐ミラー102Bは、赤外、赤色及び緑色レーザ光を反射し、青色レーザ光を透過する。以上の構成を備えることにより、光出力部100は、各々の波長域が異なる4種類のレーザ光を出射することが可能となる。
なお、光出力部100内の構成は例示であって、波長分岐ミラーの配置等は適宜変更できる。また、本実施例では各色に対応したレーザ光源を配することとしているが、用いるレーザ光源の数や種類はここでの例示に限られない。例えば、光出力部100からは、合成により疑似カラー画像が得られるように、少なくとも2種類の異なる波長域のレーザ光を出射できればよく、更には単一の波長可変レーザ光源を配置することもできる。また、各光源の配置も図示した例に限られず、光出力部に許容されるスペースの大きさを勘案する等、配置や光路の構成を適宜変更することができる。
光出力部100から出射したレーザ光の光路上には、波長分岐ミラー2、穴開きミラー3、フォーカスレンズ4、光走査部5、レンズ6、反射ミラー7、波長分岐ミラー8、及び対物レンズ9が配置される。穴開きミラー3の反射方向には、受光部200が配置される。これら光学部材等によって、本実施例に係るSLO装置における、眼底観察部が構成される。光走査部5は、光軸方向に隣接して配置(タンデム配置)された互いに直交するX、Y方向にレーザ光をそれぞれ走査するXスキャナ及びYスキャナを備える。本実施例では、Xスキャナとしてポリゴンミラーを適用し、Yスキャナとしてガルバノミラーが適用される。なお、レーザ光を走査させる構成はこれらに限られず、後述した走査速度が得られれば、共振ミラー等、他の公知の光走査デバイスを用いてもよい。
光出力部100から出射したレーザ光は、波長分岐ミラー2で反射し、穴開きミラー3の光軸上に設けられた穴を通過し、フォーカスレンズ4、光走査部5、及びレンズ6を経て反射ミラー7に至る。反射ミラー7で反射されたレーザ光は、波長分岐ミラー8で更に反射され、対物レンズ9を通り、被検眼Eの眼底Efに達する。
眼底Efで反射されたレーザ光は、眼底入射時と同一の光路を戻り、穴開きミラー3の周辺部分で反射される。穴開きミラー3で反射されたレーザ光の光路上には、受光部200が配置される。受光部200には、レンズ201、絞り203、波長カットフィルタ204及び、APD(Avalanche Photo Diode)等の受光素子202が配置される。なお、受光素子202にはPMT(Photomultiplier Tube)又はMPPC(Multi-Pixel Photon Counter)等を適用することもできる。また、波長カットフィルタ204は、後述する固視灯光源IFから出射される可視光の波長域の光を遮断し、それ以外の図1に示した各光源から出射される光の波長域の光を透過する特性を有する。
内部固視灯部は、波長分岐ミラー2の透過方向に配置され、固視灯光源IFとコリメータレンズ10とを備える。固視灯光源IFは、光出力部100から出力される光とは異なる可視波長の固視光を発生させる。本実施例において、固視灯光源IFには、例えば中心波長590nmのLED光源を用いているが、LD光源等を適用してもよい。固視灯光源IFから出射した固視光は、コリメータレンズ10を経て波長分岐ミラー2を透過し、眼底観察部のレーザ光の光路に出射される。波長分岐ミラー2を透過した固視光は、穴開きミラー3の光軸上に構成された穴を通過し、光出力部100からのレーザ光と同様の光路で被検眼Eの眼底Efに達する。被検者は、光走査部5の走査タイミングと同期して点滅する固視灯光源IFからの固視光から構成される固指標を見つめることで、固視を促される。
対物レンズ9の周りには、前眼部照明光源303a,303bが配置される。これらの光源により照明された被検眼Eの前眼部の像は、対物レンズ9を通り、波長分岐ミラー8を透過する。波長分岐ミラー8の透過方向には、レンズ301と撮像素子302が配置される。これらは、前眼撮影部300を構成する。波長分岐ミラー8を透過した前眼部の像は、レンズ301により二次元の撮像素子302の撮像面に結像する。
なお、上述した光出力部100、眼底観察部、内部固視灯部、及び前眼撮影部の配置は例示であって、その配置はここで説明したものに限られない。例えば個々の波長分岐ミラーの透過方向と反射方向とのいずれにどの構成を配置するかは、装置設計時の要請により適宜変更可能である。
<装置の制御部>
次に、図1に示した構成のSLO装置を制御する制御部について、図2の模式図を用いて説明する。本SLO装置を制御する制御部50は、波長切替え部51、光走査制御部52、画像生成部53、合成処理部54、表示制御部55、記憶部56等を備える。また、制御部50は、光出力部100、フォーカスレンズ4、光走査部5、固視灯光源IF、受光部200、前眼撮影部300、前眼部照明光源303a,303b等と接続される。また、制御部50には、表示部400、眼底観察部を被検眼Eに対して相対的に駆動する駆動部60、撮影データ、撮影条件、被検者に関する情報等を記憶するメモリ70等も接続される。波長切替え部51は、光出力部100に設けられた各光源のオンオフを制御することにより、該光出力部100から出射されるレーザ光の波長域を切替える。光走査制御部52は、光走査部5の各スキャナの動作を制御して、光出力部100からの出射光の眼底上での走査位置等を制御する。画像生成部53は、受光素子202や撮像素子302の出力に基づいて画像を生成する。合成処理部54は、後述する3つの波長域のレーザ光より得た画像の合成処理を行う。表示制御部55は、表示部400を制御して、該表示部400に種々の画像や装置の制御を行う画面等を表示させる。記憶部56は、制御部50が取得した各種データや画像生成部53等が生成した画像を記憶する。また、該記憶部56は、疑似カラー眼底画像生成の際の走査パターン等を記憶することもできる。
次に、図1に示した構成のSLO装置を制御する制御部について、図2の模式図を用いて説明する。本SLO装置を制御する制御部50は、波長切替え部51、光走査制御部52、画像生成部53、合成処理部54、表示制御部55、記憶部56等を備える。また、制御部50は、光出力部100、フォーカスレンズ4、光走査部5、固視灯光源IF、受光部200、前眼撮影部300、前眼部照明光源303a,303b等と接続される。また、制御部50には、表示部400、眼底観察部を被検眼Eに対して相対的に駆動する駆動部60、撮影データ、撮影条件、被検者に関する情報等を記憶するメモリ70等も接続される。波長切替え部51は、光出力部100に設けられた各光源のオンオフを制御することにより、該光出力部100から出射されるレーザ光の波長域を切替える。光走査制御部52は、光走査部5の各スキャナの動作を制御して、光出力部100からの出射光の眼底上での走査位置等を制御する。画像生成部53は、受光素子202や撮像素子302の出力に基づいて画像を生成する。合成処理部54は、後述する3つの波長域のレーザ光より得た画像の合成処理を行う。表示制御部55は、表示部400を制御して、該表示部400に種々の画像や装置の制御を行う画面等を表示させる。記憶部56は、制御部50が取得した各種データや画像生成部53等が生成した画像を記憶する。また、該記憶部56は、疑似カラー眼底画像生成の際の走査パターン等を記憶することもできる。
<撮影シーケンス>
次に、図1に示した構成のSLO装置を用いて、被検眼Eの眼底Efの疑似カラー画像を撮影する方法について、図3のフローチャート及び図4に例示する表示画面を用いて説明する。図4は、例えばLCD等のモニタによって構成される表示部400の表示画面の一例を示している。本実施例では、表示画面には、前眼表示領域401、眼底表示領域402、フォーカス調整ボタン404、撮影ボタン405等が設けられている。
次に、図1に示した構成のSLO装置を用いて、被検眼Eの眼底Efの疑似カラー画像を撮影する方法について、図3のフローチャート及び図4に例示する表示画面を用いて説明する。図4は、例えばLCD等のモニタによって構成される表示部400の表示画面の一例を示している。本実施例では、表示画面には、前眼表示領域401、眼底表示領域402、フォーカス調整ボタン404、撮影ボタン405等が設けられている。
眼底の撮影が開始されると、制御部50は、フローをステップS300に移行させる。ステップS300では、例えば不図示のモード選択ボタンを介して入力された操作者の指示に応じて、制御部50が、カラー撮影モードを選択する。なお、本実施例に係るSLO装置では、疑似カラー画像を得るカラー撮影モードと、赤外レーザ光を用いて眼底画像を撮影する赤外撮影モードとが設けられている。ステップS300において、制御部50がカラー撮影モードを選択すると、制御部50は、フローをステップS301に移行させ、眼底の撮影が開始される。
ステップS301では、前眼撮影部300の撮像素子302の出力から、画像生成部53が被検眼Eの前眼部画像を生成する。生成された前眼部画像は、表示制御部55によって、表示部400の前眼表示領域401に表示される。具体的には、被検眼EがSLO装置の前に配置された後、制御部50は、前眼部照明光源303a,303bを点灯させる。これによって、被検眼Eの前眼部は、前眼部照明光源303a,303bの発した光により照明される。このように照明された前眼部の像は、対物レンズ9を通り、波長分岐ミラー8を透過し、レンズ301により撮像素子302の撮像面に結像する。撮像素子302からの映像信号は、画像生成部53に入力される。画像生成部53は、映像信号をデジタルデータにリアルタイムに変換し、前眼部画像を生成する。そして、表示制御部55は、生成した前眼部画像を前眼表示領域401に表示させる。前眼部画像が取得されると、制御部50は、フローをステップS302に移行させる。
本SLO装置を構成する上述した光学系は、不図示のステージ上に配置されている。該ステージは、ステージ内に配置された駆動部60によって、光学系が被検眼Eに対して上下左右前後方向に移動するように駆動される。制御部50は、駆動部60を制御し、光学系を被検眼Eに対して駆動し、位置合わせ等の処理を実行する。また、図1において破線で示す光学系の光軸は、撮像素子302の撮像面の中心と一致するように調整されている。このため、前眼撮影部300で撮影された前眼部画像の瞳孔中心と撮像中心との偏心量が、被検眼EとSLO装置の光学系光軸との偏心量に相当する。
ステップS302では、被検眼Eの瞳孔中心と上述した光学系の光軸とが一致するように、該光学系の位置調整が行われる。具体的には、制御部50は、被検眼Eの前眼部画像のうちの特に虹彩の模様によって被検眼Eの偏心及びフォーカスの状態を判定する。そして、制御部50は、瞳孔中心と光学系の光軸とが一致し、合焦状態が得られるように駆動部60を制御して光学系と被検眼Eとの相対位置を調整する。より詳細には、虹彩の模様のコントラストが最も高くなるように、光学系の光軸方向の位置調整を行う。これにより、制御部50は、虹彩と同一面である被検眼Eの瞳孔と光学系の対物レンズ9との距離(ワーキングディスタンス)を一定に保つことができる。操作者は、前眼表示領域401に表示される前眼部画像により光軸偏心を確認することができる。被検眼Eと光学系の光軸との位置合わせが終了すると、制御部50は、フローをステップS303に移行させる。
ステップS303では、被検眼Eのアライメント用の眼底画像(以下、これを眼底観察画像と称する)を生成し、表示部400の眼底表示領域402にこれを表示する。具体的には、ステップS302における位置調整によって瞳孔中心と撮像中心との偏心量が所定の値以下になると、波長切替え部51は、赤外レーザ光源101IRを点灯する。この時、赤色レーザ光源101R、緑色レーザ光源101G、及び青色レーザ光源101Bは消灯している。赤外レーザ光源101IRから出射される赤外レーザ光(以下、これを観察光と称する)は、コリメータレンズ103IRにより平行光に変換され、光出力部100から出射される。その後、観察光は、波長分岐ミラー2を反射し、穴開きミラー3の穴を通過し、フォーカスレンズ4を透過し、光走査部5を介してレンズ6を透過する。更に、レンズ6を透過した観察光は、反射ミラー7を反射し、波長分岐ミラー8を反射し、対物レンズ9を経て被検眼Eの瞳孔より入射して眼底Efに至る。その際、該観察光は、光走査部5のXスキャナ及びYスキャナの動作によって眼底Ef上で二次元走査される。
観察光は、眼底Efの網膜を構成する層で反射・散乱され、戻り光として入射時と同一の光路を戻る。該戻り光は、穴開きミラー3の周辺部分で反射され、レンズ201を透過し、絞り203を通過し、波長カットフィルタ204を透過して、受光素子202に導かれる。受光素子202から出力される光強度信号は、不図示のA/D変換器でデジタル信号にリアルタイムに変換された後、制御部50に入力される。画像生成部53は、入力されたデジタル信号から眼底観察画像を生成する。そして、表示制御部55は、生成した眼底観察画像を、表示部400の眼底表示領域402に表示させる。操作者は、この眼底観察画像を確認し、該眼底観察画像が最も明るくなるように表示部400のフォーカス調整ボタン404を操作してフォーカス調整を行う。なお、フォーカス調整は、眼底観察画像のコントラスト等に基づいて、制御部50が自動で行うこともできる。例えばフォーカス調整後に一定時間経過する等、フォーカス調整が終了したと判定すると、制御部50はフローをステップS304に移行させる。
ステップS304では、制御部50は、内部固視標の点灯位置を調整する。具体的には、ステップS303における眼底画像生成と表示の後、制御部50は、固視灯光源IFを点灯し、内部固視標の表示を開始する。固視灯光源IFから出射した光は、コリメータレンズ10により平行光に変換され、波長分岐ミラー2を透過し、観察光と同じ光路を経て被検眼Eの眼底Efに至る。
眼底Ef上の内部固視標の表示位置に対応して、表示制御部55は、眼底表示領域402上に×マーク403を表示する。操作者は、×マーク403の表示位置を操作することによって被検者の固視を促して眼底上で撮影したい所望の位置を指定する。制御部50は、操作者が指定した位置に応じて固視灯光源IFの点灯タイミングを制御し、内部固視標を操作者の指定した位置に表示させる。これにより被検者の固視を促すことができ、眼底の所望の位置を観察することが可能となる。例えば×マーク403の操作後に所定の時間が経過する等、眼底の所望の位置が眼底表示領域402の略中心に表示された状態となったと判定すると、制御部50は、フローをステップS305に移行させる。
なお、このとき、受光部200の受光素子202の前に配置された波長カットフィルタ204は、固視灯光源IFから出射される光の波長の光を遮断する。これにより、眼底観察画像に、内部固視標の光がノイズとして映り込むことを防いでいる。また、本実施例において、波長カットフィルタ204は、絞り203と受光素子202との間の光路に配置されている。これにより、波長カットフィルタ204の配置誤差が絞り203を透過する光量に影響することを抑えている。
ステップS305では、表示部400の撮影ボタン405の押下げを入力として、眼底画像の撮影が実行される。眼底画像の撮影フローの詳細は後述する。これにより撮影された眼底画像は、記憶部56に記憶される。眼底画像が撮影されると、制御部50は、フローをステップS306に移行させる。
ステップS306では、表示制御部55によって、ステップS305で得られた眼底の疑似カラー画像が表示部400に表示される。なお、取得した疑似カラー画像は、眼底表示領域402に表示してもよいし、疑似カラー画像用の表示領域を眼底表示領域402とは別に設け、ここに表示させてもよい。なお、ステップS301からステップS304の処理は、上述した例では連続して行うこととしているが、これら処理は平行して行ってもよい。
例えば、前眼部画像の生成及び位置調整と眼底観察画像の生成及び内部固視標の位置調整とを平行して行うことができる。この場合、観察光に用いられる赤外レーザ光源101IRと内部固視標の表示に用いられる固視灯光源IFとを点灯し、赤色レーザ光源101R、緑色レーザ光源101G、及び青色レーザ光源101Bを消灯しておく。また、内部固視標の提示に用いる光の波長は、眼底観察に用いるレーザ光の波長と異ならせている。波長カットフィルタ204が内部固視標に用いられる波長の光のみを遮断する特性を有することから、内部固視標の光が眼底観察画像にノイズとして混入することを防ぐことができる。
<眼底画像撮影シーケンス>
次に、ステップS305において実行される、眼底画像の撮影フローの詳細について、図5のフローチャート及び図6のタイミングチャートを用いて説明する。図6は、1フレームの眼底の疑似カラー画像を生成する際の、赤外レーザ光、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光の眼底への照射時間をタイミングチャートとして示している。
次に、ステップS305において実行される、眼底画像の撮影フローの詳細について、図5のフローチャート及び図6のタイミングチャートを用いて説明する。図6は、1フレームの眼底の疑似カラー画像を生成する際の、赤外レーザ光、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光の眼底への照射時間をタイミングチャートとして示している。
疑似カラー画像の撮影開始前は、観察光が眼底に照射され、表示部400には眼底観察画像が表示されている。制御部50は、撮影ボタン405が押下されたことを検出すると撮影を開始してフローをステップS501に移行させる。図6では、赤外レーザ光(IRと表記)が連続したオン状態からオフ状態に変わることが示されている。
ステップS501では、波長切替え部51は、赤外レーザ光源101IRを消灯させて観察光の被検眼Eへの照射を停止する。また、光走査制御部52は、光出力部100の出射光による眼底上の走査開始位置が、眼底画像の撮影開始位置となるように光走査部5を制御する。なお、観察光の消灯及び走査開始位置への移動のタイミングはここで述べた例に限られず、撮影条件等に応じて任意でよい。例えば、撮影ボタン405が押下されたことを検出した直後でもよいし、撮影ボタン405が押下された後の観察光による1フレーム分の走査が終わった後でもよい。なお、本明細書において述べる1フレームとは、例えば観察光を走査開始位置から走査終了位置まで一回走査することで得られるような、眼底画像1枚を構成する輝度情報を指す。赤外レーザ光源101IRが消灯すると、制御部50は、フローをステップS502に移行させる。
ステップS502では、波長切替え部51は、赤色レーザ光源101Rを点灯させる。より詳細には、波長切替え部51は、走査開始位置が上述した撮影開始位置とされたことを検出したら、赤色レーザ光源101Rを点灯させる。なお、この位置の検出は、例えばXスキャナとYスキャナとの走査角度に基づいて得ることができる。また、波長切替え部51は、その際に赤色レーザ光源101R以外のレーザ光源が点灯していたら、これらを消灯させる。赤色レーザ光源101Rが点灯すると、制御部50はフローをステップS503に移行させる。
ステップS503では、光走査制御部52は、光走査部5を制御し、赤色レーザ光による1フレーム分の走査を行う。図6では、赤色レーザ光(REDと表記)が1フレーム分オンされた状態として示されている。これにより、被検眼Eの眼底Efの撮影開始位置から始まる1フレームに対応する眼底上の領域が赤色レーザ光により走査される。受光部200には、この赤色レーザ光の眼底からの戻り光が導かれる。そして、この戻り光に応じ受光部200から出力される光強度信号は、デジタル信号に変換された後、制御部50に入力される。これによって、画像生成部53は、赤色レーザ光における1フレーム分のデジタル信号を取得する。赤色レーザ光による1フレーム分のデジタル信号が取得されると、制御部50は、波長切替え部51に赤色レーザ光源101Rを消灯させ、フローをステップS504に移行させる。
また、このとき、固視灯光源IFは、操作者が指定した位置に応じて内部固視標を表示するように点灯タイミングが制御されている。具体的には、赤色レーザ光により1フレーム分の走査が行われている間赤色レーザ光源101Rが点灯し続けるのに対し、固視灯光源IFはより短い周期でオンオフを繰り返す。そして、このオンオフによって、操作者が指定した位置に内部固視標を表示する。ただし、被検眼Eの眼底Efで反射された内部固視灯標は、波長カットフィルタ204で受光素子202に対して遮断され、該受光素子202では赤色レーザ光の戻り光のみが受光される。これにより、赤色レーザ光による撮影画像に、内部固視標の光がノイズとして映り込むことを防止できる。また、撮影用のレーザ光の波長と異なる波長の光で固視標を表示しているため、撮影中における固視標の視認性を向上させるのに有利になる。
なお、本実施例において、この赤色レーザ光源101Rの点灯から走査終了し消灯するまでに要する時間はおおよそ240msecに設定されている。なお、本実施例では、Xスキャナとして14面を有するポリゴンミラーを用いている。レーザ光の走査に際して、該ポリゴンミラーを約36000rpmの速度で回転させてX方向に走査し、Y方向に2048ラインを走査することによって、この撮影速度を実現することができる。これにより、赤色レーザ光が入射したことによる被検眼Eの対光反射反応による縮瞳は、該赤色レーザによる走査中には生じず、縮瞳率0%の状態での赤色眼底画像の取得が可能となる。
ステップS504では、波長切替え部51は、青色レーザ光源101Bを点灯させる。より詳細には、波長切替え部51は、赤色レーザ光による1フレーム分の走査が完了したら、赤色レーザ光源101Rを消灯する。また、光走査制御部52は、出射光の照射位置が赤色レーザ光の照射位置と同じ位置となるように光走査部5を制御する。そして、波長切替え部51は、出射光の照射位置が走査開始位置に移動したことを検出したら、青色レーザ光源101Bを点灯する。青色レーザ光源101Bが点灯すると、制御部50は、フローをステップS505に移行させる。
ステップS505では、光走査制御部52は、光走査部5を制御し、青色レーザ光による1フレーム分の走査を行う。図6では、青色レーザ光(BLUEと表記)が1フレーム分オンされた状態として示されている。これにより、被検眼Eの眼底Efに青色レーザ光が照射され、赤色レーザ光で走査済みの1フレームだけが、青色レーザ光により走査される。受光部200には、この青色レーザ光の眼底からの戻り光が導かれる。そして、この戻り光に応じ受光部200から出力される光強度信号は、デジタル信号に変換された後、制御部50に入力される。これによって、画像生成部53は、青色レーザ光における1フレーム分のデジタル信号を取得する。青色レーザ光による1フレーム分のデジタル信号が取得されると、制御部50は、波長切替え部51に青色レーザ光源101Bを消灯させ、フローをステップS506に移行させる。
また、このとき、固視灯光源IFは、操作者が指定した位置に応じて内部固視標を表示するように点灯タイミングが制御されている。具体的には、青色レーザ光により1フレーム分の走査が行われている間青色レーザ光源101Bが点灯し続けるのに対し、固視灯光源IFはより短い周期でオンオフを繰り返す。そして、このオンオフによって、操作者が指定した位置に内部固視標を表示する。ただし、被検眼Eの眼底Efで反射された内部固視灯標は、波長カットフィルタ204で受光素子202に対して遮断され、該受光素子202では青色レーザ光の戻り光のみが受光される。これにより、青色レーザ光による撮影画像に、内部固視標の光がノイズとして映り込むことを防止できる。また、撮影用のレーザ光の波長と異なる波長の光で固視標を表示しているため、撮影中における固視標の視認性を向上させるのに有利になる。
なお、本実施例において、この青色レーザ光源101Bの点灯から走査終了し消灯するまでに要する時間は、赤色レーザ光源101Rの時と同様でおおよそ240msecに設定されている。青色レーザ光の被検眼Eへの入射の開始時は、赤色レーザ光の入射の開始時から、赤色レーザ光の走査時間240msecとレーザ光の照射位置の移動に要した時間しか経過していない。よって、この時、被検眼Eにおいて生じる対光反射反応は先の赤色レーザ光の入射に対応したものであり、被検眼Eは最小でも30%の縮瞳率で瞳孔が収縮した状態にある。これにより、青色レーザ光が入射したことによる被検眼Eの対光反射による縮瞳は、該青色レーザによる走査中には生じず、最小縮瞳率30%の状態での青色眼底画像の取得が可能となる。
ステップS506では、波長切替え部51は、緑色レーザ光源101Gを点灯させる。より詳細には、波長切替え部51は、青色レーザ光による1フレーム分の走査が完了したら、青色レーザ光源101Bを消灯する。また、光走査制御部52は、出射光の照射位置が青色レーザ光の照射位置と同じ位置となるように光走査部5を制御する。そして、波長切替え部51は、出射光の照射位置が走査開始位置に移動したことを検出したら、緑色レーザ光源101Gを点灯する。緑色レーザ光源101Gが点灯すると、制御部50は、フローをステップS507に移行させる。
ステップS507では、光走査制御部52は、光走査部5を制御し、緑色レーザ光による1フレーム分の走査を行う。図6では、緑色レーザ光(GREENと表記)が1フレーム分オンされた状態として示されている。これにより、被検眼Eの眼底Efに緑色レーザ光が照射され、赤色レーザ光及び青色レーザ光で走査済みの1フレームだけが、緑色レーザ光により走査される。受光部200には、この緑色レーザ光の眼底からの戻り光が導かれる。そして、この戻り光に応じ受光部200から出力される光強度信号は、デジタル信号に変換された後、制御部50に入力される。これによって、画像生成部53は、緑色レーザ光における1フレーム分のデジタル信号を取得する。緑色レーザ光による1フレーム分のデジタル信号が取得されると、制御部50は、波長切替え部51に緑色レーザ光源101Gを消灯させ、フローをステップS508に移行させる。
また、このとき、固視灯光源IFは、操作者が指定した位置に応じて内部固視標を表示するように点灯タイミングが制御されている。具体的には、緑色レーザ光により1フレーム分の走査が行われている間緑色レーザ光源101Gが点灯し続けるのに対し、固視灯光源IFはより短い周期でオンオフを繰り返す。そして、このオンオフによって、操作者が指定した位置に内部固視標を表示する。ただし、被検眼Eの眼底Efで反射された内部固視灯標は、波長カットフィルタ204で受光素子202に対して遮断され、該受光素子202では緑色レーザ光の戻り光のみが受光される。これにより、緑色レーザ光による撮影画像に、内部固視標の光がノイズとして映り込むことを防止できる。また、撮影用のレーザ光の波長と異なる波長の光で固視標を表示しているため、撮影中における固視標の視認性を向上させるのに有利になる。
なお、本実施例において、この緑色レーザ光源101Gの点灯から走査終了し消灯するまでに要する時間は、赤色レーザ光源101R及び青色レーザ光源101Bの時と同様でおおよそ240msecに設定されている。緑色レーザ光の被検眼Eへの入射の開始時は、青色レーザ光の入射の開始時から、青色レーザ光の走査時間240msecとレーザ光の照射位置の移動に要した時間しか経過していない。よって、この時、被検眼Eにおいて生じる対光反射反応は先の青色レーザ光の入射に対応したものであり、被検眼Eは最小でも60%の縮瞳率で瞳孔が収縮した状態にある。これにより、緑色レーザ光が入射したことによる被検眼Eの対光反射による縮瞳は、該緑色レーザによる走査中には生じず、最小でも縮瞳率60%の状態での緑色眼底画像の取得が可能となる。
以上のステップS502~ステップS507の処理を行うことで、制御部50は、同じ撮影位置1フレーム分の赤色レーザ光でのデジタル信号、緑色レーザ光でのデジタル信号、及び青色レーザ光でのデジタル信号を取得できる。また、複数の波長域のレーザ光を被検眼Eの眼底Efに照射する撮影方法において、各々のレーザ光において最も縮瞳率を低減した状態で各色の眼底画像を取得することができる。
なお、本実施例1では、1枚の眼底の疑似カラー画像について、縮瞳の影響を低減して好適な画像を取得することとしている。しかし、実際の検査等においては、複数の疑似カラー画像の取得が求められる場合も考えられる。ステップS508では、画像生成部53により、所定数のフレームだけ赤、青及び緑各々の色の眼底画像(以下RGB眼底画像と称する)が取得できたかどうかが判断される。制御部50は、所定のフレーム数のRGB眼底画像が取得できたと判断されると、フローを移行させて撮影を終了する。撮影終了後、波長切替え部51は、赤外レーザ光源101IRを点灯し、観察光による眼底の走査が再開される。なお、このとき撮影するフレーム数は、撮影前に予め操作者の入力により設定されてもよいし、撮影された画像を処理した結果のコントラスト等の画質評価指標から定めてもよい。また所定のフレーム数のRGB眼底画像が取得されていないと判断された場合には、制御部50は、フローをステップS502に戻して、RGB眼底画像の取得を繰り返す。この場合、ステップS507で緑色レーザ光が被検眼に入射しており、対光反射反応によって瞳孔は縮瞳率80%の状態にある。よって、ステップS502以降の処理を繰り返す場合には、瞳孔が縮瞳状態から回復する(散瞳する)時間を空けることが好ましい。
本実施例では、撮影終了後、画像生成部53は、赤色レーザ光で取得した所定数のフレーム分のデジタル信号から所定数の赤色眼底画像を生成する。また、同様に、画像生成部53は、緑色レーザ光で得た所定数のフレーム分のデジタル信号から所定数の緑色眼底画像を生成し、青色レーザ光で取得した所定数のフレーム分のデジタル信号から所定数の青色眼底画像を生成する。合成処理部54は、生成された赤色眼底画像、緑色眼底画像、及び青色眼底画像を合成処理し、3色からなる疑似カラー眼底画像を生成する。また、各色の眼底画像を合成処理する際に、各々の色の眼底画像間での位置ずれ補正を行ってもよい。位置ずれ補正の方法は後述する。
なお、疑似カラー眼底画像を生成するタイミングは、上述したように撮影終了後でなくてもよい。例えば、各色のレーザ光により画像生成部53が1フレーム分の3色のデジタル信号を取得した時点で、この1フレームに対応した疑似カラー眼底画像を生成してもよい。
なお、本実施例では、赤色、青色、及び緑色レーザ光源は、各々同一光量で被検眼に照射している。そして、同一光量での対光反射反応による瞳孔の縮瞳率の小さい波長域のレーザ光から大きい波長域のレーザ光となる順序で撮影を実施している。しかしながら、レーザ光の照射順序は本実施例に限られない。
縮瞳率は、患者の性別、年齢、人種等によって異なり、一般的には相対的に赤色の波長域の光に対する縮瞳率は小さく、青色の波長域の光に対する縮瞳率はこれより大きく、緑色の波長域の光に対する縮瞳率はさらに大きい。そして、青色及び緑色の波長域の光に対する縮瞳率の差は小さく、被検眼によっては大小が逆転する場合もある。また、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光それぞれを眼底に照射した時の反射光の強さは異なり、例えば青色レーザ光の眼底からの反射率が低く、青色眼底画像は暗くなりやすい。よって、青色レーザ光による撮影時には、該青色レーザ光の光量を予め大きくしておくことが好ましい。縮瞳率は、被検眼に入射する光の波長と同様に、光量に対しても影響を受けることから、このような光量調整を行った場合、青色レーザ光に対する縮瞳率が緑色レーザ光に対する縮瞳率よりも大きくなる場合も生じえる。本実施例は、縮瞳率の小さい波長域のレーザ光から順に、被検眼に照射することとしている。即ち、実際にレーザ光を被検眼Eに照射する順は、これら波長と光量とを勘案し、実際に瞳孔の縮瞳率が小さいレーザ光から順に行うことが好ましい。例えば被検眼に照射するレーザ光の光量を各波長域で異ならせた場合、上述した赤、青、及び緑の順に限られない。実際に各色のレーザ光が被検眼に照射された場合の縮瞳率に応じて、この順を赤、緑及び青に変えてもよい。
このため、実際の診断等においては、患者の負担を考慮した各々のレーザ光の最適強度とその場合の縮瞳率とを予め患者情報として備えておき、最適強度のレーザ光に対応した縮瞳率の大小に応じてレーザ光の照射順を決めるとよい。具体的には、疑似カラー画像を合成するための適当な輝度の赤色、青色、及び緑色の眼底画像各々を得るための各レーザ光の光量と、該光量のレーザ光を被検眼に入射させた際の縮瞳率とを予め得ておく。これらレーザ光、各々の光量、及び対応する縮瞳率からなる縮瞳率に関する情報は、患者情報として例えばメモリ70や記憶部56において記憶させておくとよい。即ち、被検眼毎についてのレーザ光の波長域と光量との縮瞳率に対する関係を示すテーブルを予め設けておくとよい。なお、このテーブルには、一般的な波長域と縮瞳率に関する情報、例えば通常の赤色、青色、及び緑色のレーザ光の入射順序とする情報や、ノーマティブデータベースとして記憶される人種、性別等に基づく縮瞳率に関する情報等を含むことができる。疑似カラー画像生成時には、表示部400に表示される患者情報の入力画面から患者のIDナンバーを選択する処理が通常なされるが、当該処理によって、この縮瞳率に関する情報が制御部50に取得されることとなる。制御部50は、記憶部56からの縮瞳率に関する情報の入力、若しくは表示部400を介した操作者による照射順序の入力等の指示に応じて、縮瞳率の小さい順に応じたレーザ光の入射順序を決定する。また、デフォルトで決定されている順序とする場合には、通常のカラー撮影モードの選択が、上述した順序での各色のレーザ光の照射を実行する旨の指示となる。制御部50は、このような照射順序に関する指示を受け付けたとして、これを波長切替え部51に入力する。波長切替え部51は、各色のレーザ光の照射順序をこの指示に応じて実行する。このようにして制御部50により決定された照射順序に従うように、光出力部100からのレーザ光の射出を制御する。
例えば縮瞳した被検眼の眼底を撮影する場合、眼底で反射した反射光が縮瞳の影響を受け瞳孔によってケラレ、受光量のロスが生じる。このような場合、取得する眼底画像が暗くなる、もしくは画像取得できない場合が発生し得る。SLO装置で用いるレーザ光のビーム径は通常の瞳孔径と比較して小さいが、縮瞳している場合にはその影響を完全に排除することが容易ではない場合も生じえる。特に、被検眼に白内障がある場合など、水晶体の混濁を避けてビームを被検眼に入射するなどすることがある。このように、必ずしも瞳孔中心にビームを入射できない場合には、縮瞳の影響はより表れやすくなる。本実施例によれば、例えば緑色眼底画像の取得の際であっても、その走査の前に用いた青色レーザ光に対する縮瞳率で緑色レーザ光による操作を可能としている。
以上の制御を行うことにより、3色のレーザ光を順次被検眼に照射して眼底画像等を得る眼科装置において、該3色のレーザ光をランダムに照射する場合と比べて、眼底からの反射光の縮瞳によるケラレの影響を低減できる。よって、疑似カラー画像の撮影時において、該3色のレーザ光の照射による縮瞳の影響による画像の暗化を低減し、より好適な疑似カラー画像を取得することができる。
<位置ずれ補正>
次に、3色のレーザ光の照射により得た赤、青、及び緑色の眼底画像を合成する際に行う眼底画像の位置ずれ補正について、図7の概略図を用いて説明する。なお、本実施例では、位置ずれ補正の際に、眼底画像における特徴的な部分(以下、これを特徴点と称する)を抽出ている。そして、各画像における特徴点が一致するようにずれ量を求め、該ずれ量に基づいて画像をシフトさせることで、各画像の位置ずれを補正している。図7に示す例では、特徴点として視神経乳頭を用いることとしている。なお、ここで述べる位置ずれ補正の方法は例示であって、例えば回転や拡縮を伴った公知の種々の補正方法を用いることもできる。
次に、3色のレーザ光の照射により得た赤、青、及び緑色の眼底画像を合成する際に行う眼底画像の位置ずれ補正について、図7の概略図を用いて説明する。なお、本実施例では、位置ずれ補正の際に、眼底画像における特徴的な部分(以下、これを特徴点と称する)を抽出ている。そして、各画像における特徴点が一致するようにずれ量を求め、該ずれ量に基づいて画像をシフトさせることで、各画像の位置ずれを補正している。図7に示す例では、特徴点として視神経乳頭を用いることとしている。なお、ここで述べる位置ずれ補正の方法は例示であって、例えば回転や拡縮を伴った公知の種々の補正方法を用いることもできる。
制御部50は、上述したステップS303の処理を行うことによって、眼底観察画像を取得している。合成処理部54は、公知の画像処理方法によってこの眼底観察画像における視神経乳頭を抽出する。そして眼底観察画像に対して設けた座標系における抽出した視神経乳頭の位置を求め、これをDir=(Xir,Yir)とする。合成処理部54は、例えばDirを求めた眼底観察画像の取得直後から連続的に取得した赤色眼底画像、緑色眼底画像、及び青色眼底画像と、該眼底観察画像との間での位置ずれを求める。
より詳細には、合成処理部54は、赤色眼底画像の視神経乳頭の位置を、該赤色眼底画像に対して設けた座標系におけるDr=(Xr,Yr)とする。この場合、眼底観察画像との赤色眼底画像との間の位置ずれ量(ΔXr,ΔYr)は、ΔXr=Xr-Xir、ΔYr=Yr-Yirとなる。即ち、この位置ずれ量ΔXr,ΔYrを補正するための位置ずれ補正量は(ΔXr,ΔYr)となる。同様に、緑色眼底画像の視神経乳頭位置をDg=(Xg,Yg)とすると、眼底観察画像との位置ずれ量は、ΔXg=Xg-Xir、ΔYg=Yg-Yirとなり、位置ずれ補正量は(ΔXg,ΔYg)となる。また、同様に、青色眼底画像の視神経乳頭位置をDb=(Xb,Yb)とすると、眼底観察画像との位置ずれ量は、ΔXb=Xb-Xir、ΔYb=Yb-Yirとなり、位置ずれ補正量は(ΔXb,ΔYb)となる。
合成処理部54は、求めた各位置ずれ補正量(ΔXr,ΔYr)、(ΔXg,ΔYg)、及び(ΔXb,ΔYb)をそれぞれ赤色眼底画像、緑色眼底画像、及び青色眼底画像に適用して位置ずれ補正を行う。位置ずれ補正後にこれら3色の眼底画像を重ね合わせることで、1フレームの眼底の疑似カラー画像が生成される。
なお、本実施例では、撮影終了後に取得した画像の位置ずれ補正を行い、補正後の画像を合成している。しかし、撮影終了後ではなく、撮影時にリアルタイムで位置ずれ補正を行うこともできる。この場合、例えばステップS501の直前に取得した眼底観察画像とステップS503で取得した赤色眼底画像との位置ずれ量(ΔXr,ΔYr)に基づいて、次の青色眼底画像の取得を行うこととなる。具体的には、ステップS505で実行される1フレームの撮影の際の撮影開始位置を、位置ずれ量(ΔXr,ΔYr)だけずらし、この状態で青色眼底画像の撮影を実行する。更に、緑色眼底画像の撮影時には、ステップS503で取得した赤色眼底画像の位置ずれ量と、ステップS505で取得した青色眼底画像の位置ずれ量(ΔXb, ΔYb)とに基づいて、撮影開始位置が決定される。このような処理を実行することにより、撮影後に位置ずれ補正を行う量を小さくすることが可能になる。このような処理を実行した場合、大きな位置ずれがないため、3色の画像を合成する領域が広くすることができ、上述した実施例の場合と比較して、広範囲の眼底の疑似カラー画像を生成することができる。
<倍率色収差補正>
フォーカスレンズ4等のレンズを用いて合焦する場合、光の波長に応じて屈折率が異なることから、例えば3色のレーザ光はフォーカスレンズ4に対して各々異なる位置に合焦点を結ぶ軸上色収差を有する。このため、利用する波長によって撮影倍率が変化して、疑似カラー画像の周辺部では画像の赤や青がぼやけるといった倍率色収差が生じる。上述した位置ずれ補正を実施する際に、この倍率色収差を補正する処理を併せて行ってもよい。
フォーカスレンズ4等のレンズを用いて合焦する場合、光の波長に応じて屈折率が異なることから、例えば3色のレーザ光はフォーカスレンズ4に対して各々異なる位置に合焦点を結ぶ軸上色収差を有する。このため、利用する波長によって撮影倍率が変化して、疑似カラー画像の周辺部では画像の赤や青がぼやけるといった倍率色収差が生じる。上述した位置ずれ補正を実施する際に、この倍率色収差を補正する処理を併せて行ってもよい。
倍率色収差について、図8を参照して説明する。図8において、実線は青色の光により得た像を示し、破線は赤色の光により得た像を示す。基本的には、図8に示すように光軸を中心として波長によって倍率が変化し、その変化率はほぼ線形と考えてよい。そのため、詳細な位置合わせを実施しようとすると、例えば、赤色眼底画像と青色眼底画像では倍率が異なっており、中心を合わせると画角の端で位置ずれが生じる。そのため、この倍率色収差を補正した後に、位置合わせを実施することでより正確な位置合わせを実施することができ、眼底の鮮明な疑似カラー画像を得ることが可能となる。
<軸上色収差補正>
上述したように、波長の異なる複数のレーザ光は各々合焦位置が異なることから、ステップS503,S505,S507での各色の撮影において、各々最適なフォーカス位置で撮影することがさらに好ましい。しかし、本実施例の様に3色の眼底画像を撮影するために、非常に広い範囲の波長帯域でフォーカスを合わせる必要がある。しかし、装置の構成上、屈折光学系ですべての波長帯域について同一点で合焦状態を得るようにすることは、軸上色収差の影響から非常に困難である。そのため、各色の撮影において、光を走査する前に、フォーカスレンズ4を最適なフォーカス位置に合わせた後に、レーザ光の走査を開始してデジタルデータを取得することが好ましい。
上述したように、波長の異なる複数のレーザ光は各々合焦位置が異なることから、ステップS503,S505,S507での各色の撮影において、各々最適なフォーカス位置で撮影することがさらに好ましい。しかし、本実施例の様に3色の眼底画像を撮影するために、非常に広い範囲の波長帯域でフォーカスを合わせる必要がある。しかし、装置の構成上、屈折光学系ですべての波長帯域について同一点で合焦状態を得るようにすることは、軸上色収差の影響から非常に困難である。そのため、各色の撮影において、光を走査する前に、フォーカスレンズ4を最適なフォーカス位置に合わせた後に、レーザ光の走査を開始してデジタルデータを取得することが好ましい。
具体的には、赤外レーザ光である観察光を用いた眼底観察時にフォーカスを合わる。この時は、眼底観察画像を表示部400の眼底表示領域402に表示し、その表示された画像を眼で観察して合わせる方法でもよい。また、得られた画像の輝度値が最大となるように自動制御を行ってもよい。この場合、記憶部56には、赤外レーザ光でのフォーカスレンズ4の合焦位置と、その他の3色のレーザ光各々での最適な合焦位置との関係が記憶されており、走査するレーザ光の切替えに応じて駆動部60が合焦位置を変えることとなる。これにより、軸上色収差を補正しつつ各色の眼底画像を得ることが可能となる。
[実施例2]
実施例1では、異なる3つの波長域のレーザ光を各々用い、1フレーム分の走査を行う毎にレーザ光の波長域を切替えることで3色の眼底画像を得ている。しかし、赤色、青色、緑色、赤色、青色、緑色、…の順で複数フレームの撮影を行うと、1回目の緑色のフレームの撮影において、瞳孔が収縮し、小さくなる。この場合、2回目の赤色の撮影時に瞳孔がまだ収縮しており、瞳孔によるレーザ光のケラレの発生の可能性が高くなってしまう。これに対して、本実施例では、同一色のレーザ光による所定数のフレームの撮影を行った後にレーザ光の波長域の切替えを行うこととしている。
実施例1では、異なる3つの波長域のレーザ光を各々用い、1フレーム分の走査を行う毎にレーザ光の波長域を切替えることで3色の眼底画像を得ている。しかし、赤色、青色、緑色、赤色、青色、緑色、…の順で複数フレームの撮影を行うと、1回目の緑色のフレームの撮影において、瞳孔が収縮し、小さくなる。この場合、2回目の赤色の撮影時に瞳孔がまだ収縮しており、瞳孔によるレーザ光のケラレの発生の可能性が高くなってしまう。これに対して、本実施例では、同一色のレーザ光による所定数のフレームの撮影を行った後にレーザ光の波長域の切替えを行うこととしている。
以下、図9及び図10を参照して、本発明の実施例2について説明する。図9は、本実施例に係る眼底画像の撮影フローの詳細を示すフローチャートである。また、図10は、同一色のレーザ光を用いて複数フレームを連続的に撮影する場合についての各レーザ光の照射時間のタイミングチャートを示している。なお、本実施例2に係るSLO装置の光学構成、制御部及び被検眼Eの眼底Efを撮影する方法は、実施例1において説明した光学構成、制御部及び撮影方法と同様であるため、ここでの詳述は省略する。
<眼底画像撮影シーケンス>
実際の疑似カラー画像の撮影においては、図3で示した処理が実行され、ステップS304において撮影ボタン405が押下されたことが検出されると撮影が開始され、制御部50は、フローをステップS901に移行させる。ステップS901では、波長切替え部51は、赤外レーザ光源101IRを消灯させて観察光の被検眼Eへの照射を停止する。また、光走査制御部52は、光出力部100の出射光による眼底上の走査開始位置が、眼底画像の撮影開始位置となるように光走査部5を制御する。赤外レーザ光源101IRが消灯すると、制御部50は、フローをステップS902に移行させる。図10では、赤外レーザ光(IRと表記)が連続したオン状態からオフ状態に変わることが示されている。
実際の疑似カラー画像の撮影においては、図3で示した処理が実行され、ステップS304において撮影ボタン405が押下されたことが検出されると撮影が開始され、制御部50は、フローをステップS901に移行させる。ステップS901では、波長切替え部51は、赤外レーザ光源101IRを消灯させて観察光の被検眼Eへの照射を停止する。また、光走査制御部52は、光出力部100の出射光による眼底上の走査開始位置が、眼底画像の撮影開始位置となるように光走査部5を制御する。赤外レーザ光源101IRが消灯すると、制御部50は、フローをステップS902に移行させる。図10では、赤外レーザ光(IRと表記)が連続したオン状態からオフ状態に変わることが示されている。
ステップS902では、波長切替え部51は、赤色レーザ光源101Rを点灯させる。より詳細には、波長切替え部51は、走査開始位置が上述した撮影開始位置とされたことを検出したら、赤色レーザ光源101Rを点灯させる。なお、この位置の検出は、例えばXスキャナとYスキャナとの走査角度に基づいて得ることができる。また、波長切替え部51は、その際に赤色レーザ光源101R以外のレーザ光源が点灯していたら、これらを消灯させる。赤色レーザ光源101Rが点灯すると、制御部50は、フローをステップS903に移行させる。
ステップS903では、光走査制御部52は、光走査部5を制御し、赤色レーザ光による所定数のフレーム分の走査を行う。なお、本実施例では、所定数として2フレームの画像を取得することとしている。図10では、赤色レーザ光(REDと表記)が1フレーム分オンされた後、撮影開始位置にレーザ光の照射位置に戻るまでの間オフされ、その後更に2フレーム目分がオンされた状態として示されている。
これにより、被検眼Eの眼底Efの撮影開始位置から始まる1フレームに対応する眼底上の領域が赤色レーザ光により2回走査される。受光部200には、この赤色レーザ光の眼底からの戻り光が導かれる。そして、この戻り光に応じ受光部200から出力される光強度信号は、デジタル信号に変換された後、制御部50に入力される。これによって、画像生成部53は、赤色レーザ光における2フレーム分のデジタル信号を取得する。赤色レーザ光による2フレーム分のデジタル信号が取得されると、制御部50は、波長切替え部51に赤色レーザ光源101Rを消灯させ、フローをステップS904に移行させる。
なお、本実施例において、固内部固指標の表示態様、及び波長カットフィルタ204の使用態様については、上述した実施例1の場合と同様であるためここでの説明は省略する。また、本実施例において、この赤色レーザ光源101Rの点灯から1フレーム分の走査が終了し、更に消灯するまでに要する時間はおおよそ240msecに設定されている。なお、本実施例では、Xスキャナとして14面を有するポリゴンミラーを用いている。レーザ光の走査に際して、該ポリゴンミラーを約36000rpmの速度で回転させてX方向に走査し、Y方向に2048ラインを走査することによって、この撮影速度を実現することができる。
実施例1の場合と同様に、赤色レーザ光が入射したことによる被検眼Eの対光反射反応による縮瞳は、該赤色レーザによる1フレーム目の走査中には生じず、縮瞳率0%の状態での赤色眼底画像の取得が可能となる。また、赤色レーザ光の被検眼Eへの2フレーム目の入射の開始時は、赤色レーザ光の入射の開始時から、赤色レーザ光の走査時間240msecとレーザ光の照射位置の移動に要した時間が経過している。このため、被検眼Eは赤色レーザ光への対光反射反応によって縮瞳率30%まで縮瞳している。よって、2フレーム目の撮影時には、被検眼Eは、先の赤色レーザ光の入射に対応して縮瞳率30%で瞳孔が収縮した状態となる。本実施例では所定数を2フレームとしているが、それ以上の例えば4フレームや5フレームの光強度信号を得る場合、これらはすべて縮瞳率30%の状態で得られることとなる。
また、本実施例では、1フレーム目から2フレーム目の走査において、照射位置が撮影開始位置に戻る際に赤色レーザ光が被検眼Eに照射されないように、一旦レーザ光の照射をオフすることとしている。レーザ光の眼底への照射は被検眼Eに対する負担となるが、このようなオフ期間を設けることによって、眼底Efに対するレーザ光の不要な照射をなくし、被検眼Eの負担の軽減を図ることができる。
ステップS904では、波長切替え部51は、青色レーザ光源101Bを点灯させる。より詳細には、波長切替え部51は、赤色レーザ光による2フレーム分の走査が完了したら、赤色レーザ光源101Rを消灯する。また、光走査制御部52は、出射光の照射位置が赤色レーザ光の照射位置と同じ位置となるように光走査部5を制御する。そして、波長切替え部51は、出射光の照射位置が走査開始位置に移動したことを検出したら、青色レーザ光源101Bを点灯する。青色レーザ光源101Bが点灯すると、制御部50は、フローをステップS905に移行させる。
ステップS905では、光走査制御部52は、光走査部5を制御し、青色レーザ光による所定数のフレーム分の走査を行う。本実施例では、上述した赤色レーザ光の場合と同様に、所定数として2フレームの画像を取得することとしている。図10では、青色レーザ光(BLUEと表記)が1フレーム分オンされた後、撮影開始位置にレーザ光の照射位置が戻るまでの間オフされ、その後更に2フレーム目分がオンされた状態として示されている。
これにより、被検眼Eの眼底Efの撮影位置から始まる1フレームに対応し、上述した赤色レーザ光により走査された眼底上の領域が青色レーザ光により2回走査される。受光部200には、この青色レーザ光の眼底からの戻り光が導かれる。そして、この戻り光に応じ受光部200から出力される光強度信号は、デジタル信号に変換された後、制御部50に入力される。これによって、画像生成部53は、青色レーザ光における2フレーム分のデジタル信号を取得する。青色レーザ光による2フレーム分のデジタル信号が取得されると、制御部50は、波長切替え部51に青色レーザ光源101Bを消灯させ、フローをステップS906に移行させる。
ステップS906では、波長切替え部51は、緑色レーザ光源101Gを点灯させる。より詳細には、波長切替え部51は、青色レーザ光による2フレーム分の走査が完了したら、青色レーザ光源101Bを消灯する。また、光走査制御部52は、出射光の照射位置が青色レーザ光の照射位置と同じ位置となるように光走査部5を制御する。そして、波長切替え部51は、出射光の照射位置が走査開始位置に移動したことを検出したら、緑色レーザ光源101Gを点灯する。緑色レーザ光源101Gが点灯すると、制御部50は、フローをステップS907に移行させる。
ステップS907では、光走査制御部52は、光走査部5を制御し、緑色レーザ光による所定数のフレーム分の走査を行う。本実施例では、上述した赤色及び青色レーザ光の場合と同様に、所定数として2フレームの画像を取得することとしている。図10では、緑色レーザ光(GREENと表記)が1フレーム分オンされた後、撮影開始位置にレーザ光の照射位置が戻るまでの間オフされ、その後更に2フレーム目分がオンされた状態として示されている。
これにより、被検眼Eの眼底Efの撮影位置から始まる1フレームに対応し、上述した赤色及び青色レーザ光により走査された眼底上の領域が緑色レーザ光により2回走査される。受光部200には、この緑色レーザ光の眼底からの戻り光が導かれる。そして、この戻り光に応じ受光部200から出力される光強度信号は、デジタル信号に変換された後、制御部50に入力される。これによって、画像生成部53は、緑色レーザ光における2フレーム分のデジタル信号を取得する。緑色レーザ光による2フレーム分のデジタル信号が取得されると、制御部50は、波長切替え部51に緑色レーザ光源101Gを消灯させ、フローをステップS908に移行させる。
以上のステップS902~ステップS907の処理を行うことで、制御部50は、同じ撮影位置の2フレーム分の赤色レーザ光でのデジタル信号、緑色レーザ光でのデジタル信号、及び青色レーザ光でのデジタル信号を取得できる。
ステップS908では、画像生成部53により、撮影において予定していたフレーム数だけ赤、青及び緑各々の色の眼底画像(以下RGB眼底画像と称する)が取得できたかどうかが判断される。制御部50は、予定のフレーム数のRGB眼底画像が取得できたと判断されると、フローを移行させて撮影を終了する。撮影終了後、波長切替え部51は、赤外レーザ光源101IRを点灯し、観察光による眼底の走査が再開される。なお、このとき撮影するフレーム数は、撮影前に予め操作者の入力により設定されてもよいし、撮影された画像を処理した結果のコントラスト等の画質評価指標から定めてもよい。また予定のフレーム数のRGB眼底画像が取得されていないと判断された場合には、制御部50は、フローをステップS902に戻して、RGB眼底画像の取得を繰り返す。
本実施例では、撮影終了後、画像生成部53は、赤色レーザ光で取得した予定のフレーム数分のデジタル信号から予定数の赤色眼底画像を生成する。また、同様に、画像生成部53は、緑色レーザ光で得た予定のフレーム数分のデジタル信号から予定数の緑色眼底画像を生成し、青色レーザ光で取得した予定のフレーム数分のデジタル信号から予定数の青色眼底画像を生成する。合成処理部54は、生成された赤色眼底画像、緑色眼底画像、及び青色眼底画像を合成処理し、3色からなる疑似カラー眼底画像を生成する。また、各色の眼底画像を合成処理する際に、各々の色の眼底画像間での位置ずれ補正等を行ってもよい。位置ずれ補正等の方法は実施例1で述べた方法と同様であるため、ここでの記載は省略する。
なお、本実施例では所定のフレーム数を2とし、2枚の画像の取得を繰り返すことで予定の枚数の疑似カラー画像を得ることとしている。しかし、所定の数=予定の数としてもよい。また、疑似カラー眼底画像を生成するタイミングは、上述したように撮影終了後でなくてもよい。例えば、各色のレーザ光により画像生成部53が所定数(本実施例では2フレーム)のフレーム分の3色のデジタル信号を取得した時点で、この2フレームに対応した疑似カラー眼底画像を生成してもよい。また、この2フレームの画像を加算平均する等し、より画質の良い1フレームの画像を生成し、これを用いて1枚の疑似カラー画像を得てもよい。
本実施例では、青色レーザ光が入射したことによる被検眼Eの対光反射反応による縮瞳は、該青色レーザによる1フレーム目の走査中には生じない。この時は、赤色レーザ光による縮瞳が生じた状態にあり、縮瞳率30%の状態での青色眼底画像が取得できる。また、青色レーザ光の被検眼Eへの2フレーム目の入射の開始時は、青色レーザ光の入射の開始時から、青色レーザ光の走査時間240msecとレーザ光の照射位置の移動に要した時間が経過している。このため、被検眼Eは青色レーザ光への対光反射反応によって縮瞳率60%まで縮瞳している。よって、2フレーム目の撮影時には、被検眼Eは、先の青色レーザ光の入射に対応して縮瞳率60%で瞳孔が収縮した状態となる。本実施例では所定数を2フレームとしているが、それ以上の例えば4フレームや5フレームの光強度信号を得る場合、これらはすべて縮瞳率60%の状態で得られることとなる。
また、緑色レーザ光が入射したことによる被検眼Eの対光反射反応による縮瞳は、該緑色レーザによる1フレーム目の走査中には生じない。この時は、青色レーザ光による縮瞳が生じた状態にあり、縮瞳率60%の状態での緑色眼底画像が取得できる。また、緑色レーザ光の被検眼Eへの2フレーム目の入射の開始時は、緑色レーザ光の入射の開始時から、緑色レーザ光の走査時間240msecとレーザ光の照射位置の移動に要した時間が経過している。このため、被検眼Eは緑色レーザ光への対光反射反応によって縮瞳率80%まで縮瞳している。よって、2フレーム目の撮影時には、被検眼Eは、先の緑色レーザ光の入射に対応して縮瞳率80%で瞳孔が収縮した状態となる。本実施例では所定数を2フレームとしているが、それ以上の例えば4フレームや5フレームの光強度信号を得る場合、これらはすべて縮瞳率80%の状態で得られることとなる。
なお、本実施例2では、2フレームの赤色、青色、及び緑色の眼底画像を各々取得し、これらを合成して得られる2枚の眼底の疑似カラー画像について、縮瞳の影響を低減して好適な画像を取得することとしている。しかし、実際の検査等においては、より多数枚の疑似カラー画像の取得が求められる場合も考えられる。この場合、ステップS907で緑色レーザ光が被検眼に入射しており、対光反射反応によって瞳孔は縮瞳率80%の状態にある。よって、ステップS902以降の処理を繰り返す場合には、瞳孔が縮瞳状態から回復する時間を空けることが好ましい。
また、多数枚の疑似カラー画像を取得しようとした場合、上述した2フレーム(所定の数)をこの多数枚にあわせてもよい。この場合、合成に際しては、各々の色の眼底画像において、各々取得順に応じて眼底画像を組み合わせてもよく、類似度の高い眼底画像を組み合わせて疑似カラー画像を合成してもよい。また、より多い眼底画像を取得しておき、類似度の高い組み合わせとなるように画像選択を行ってもよい。更には例えば複数の赤色眼底画像、青色眼底画像、及び緑色眼底画像を用いて各色の加算平均画像を生成し、これらを用いて疑似カラー画像を合成してもより。このような処理を行うことでノイズを低減し、より画質のよい疑似カラー画像を取得することができる。
以上に述べたように、上述した実施例1或いは2に係る眼科装置は、光出力部100、光走査部5、及び波長切替え部51を備える。光出力部100は、合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光を個別に出射する。上述した実施例では、赤色光の波長域、青色光の波長域、及び緑色光の波長域の3つの波長域のレーザ光を出射している。これら3つのレーザ光は、被検眼Eに入射させた際に生じる対光反射反応による縮瞳率が各々異なる。光走査部5は、光走査制御部(走査制御部)52により、個別に出射されたレーザ光で被検眼Eを走査するように制御される。実施例1及び2では、複数のレーザ光の内の第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して被検眼Eが縮瞳した状態で、該レーザ光の次に小さい第2の縮瞳率のレーザ光で、光走査部5が被検眼E(眼底Ef)を走査できるように、波長切替え部51が光出力部100を制御する。実施例は、第1の縮瞳率のレーザ光として例えば赤色レーザ光を用い、第2の縮瞳率のレーザ光として青色レーザ光が用いられる。なお、第1の縮瞳率のレーザ光として例えば青色レーザ光を適用し、第2の縮瞳率のレーザ光として緑色レーザ光を適用することもできる。実施例2では、更に、複数のレーザ光の内の第1の縮瞳率のレーザ光(例えば赤色レーザ光)の照射に対応して被検眼Eが縮瞳した状態で、該赤色レーザ光で光走査部5が被検眼E(眼底Ef)を走査できるように、波長切替え部51が光出力部100を制御する。
実施例1又は2では、波長切替え部51は、第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して被検眼Eが縮瞳した状態で、第1の縮瞳率の次に小さい第2の縮瞳率のレーザ光での走査ができるように光出力部100を制御する。この場合、光走査制御部52は、第2の縮瞳率のレーザ光の入射により被検眼Eが縮瞳を開始する前に、1フレーム分の光強度信号を取得するための走査が終了するように光走査部5を制御する。実施例2では更に、波長切替え部51は、第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して被検眼Eが縮瞳した状態で、該第1の縮瞳率のレーザ光で光走査部5が被検眼Eを走査できるように光出力部100を制御する。そしてこの場合、光走査制御部52は、複数フレーム分の光強度信号を取得するための走査を行う(実施例2では2フレーム)ように光走査部5を制御する。
複数のレーザ光は、第1の波長域のレーザ光と、該第1の波長域とは異なる第2の波長域のレーザ光と、該第1の波長域及び該第2の波長域とは異なる第3の波長域のレーザ光と、を含む。実施例では、第1の波長域のレーザ光として赤色レーザ光を、第2の波長域のレーザ光として青色レーザ光を、第3のレーザ光として緑色レーザ光を用いている。波長切替え部51は、赤色レーザ光と、青色レーザ光と、緑色レーザ光との内の被検眼Eの縮瞳率が小さいレーザ光から順に被検眼Eに照射されるように、光出力部100を制御する。このような制御を行うことで、眼底の走査開始時から疑似カラー画像生成用の最後の眼底画像を縮瞳率の最も大きなレーザを光を用いて取得することにより縮瞳が生じるまでの時間を遅らせることができる。
上述した眼科装置は、更に合成処理部54を備える。該合成処理部54は、第1の画像(例えば赤色眼底画像)と、第2の画像(例えば青色眼底画像)と、第3の画像(例えば緑色眼底画像)とを用いて疑似カラー場像を生成する。第1の画像は、第1の波長域のレーザ光(赤色レーザ光)を用いて得られる光強度信号に基づいて生成される。第2の画像は、第2の波長域のレーザ光(青色レーザ光)を用いて得られる光強度信号に基づいて生成される。第3の画像は、第3の波長域のレーザ光(緑色レーザ光)を用いて得られる光強度信号に基づいて生成される。また、合成処理部54は、疑似カラー画像の生成のために、第1の画像、第2の画像、及び第3の画像を位置合わせする。なお、合成処理部54は、これら画像を位置合わせする前に、第1の波長域、第2の波長域、及び第3の波長域の各レーザ光に応じた倍率色収差の補正を行うことができる。また、眼科装置は、赤色レーザ光、青色レーザ光、及び緑色レーザ光の各々を被検眼の撮影部位に合焦させ、軸上色収差を補正する合焦光学系を更に備えることができる。上述した実施例では、フォーカスレンズ4が合焦光学系として例示されているが、波長の異なる光線の合焦位置を適宜修正可能であれば、該合焦光学系の態様は単一のレンズに限られない。
上述した実施例では、第1の波長域は赤色光の波長域であり、第2の波長域は青色光の波長域であり、第3の波長域は緑色光の波長域としている。また、これら波長域のレーザ光の光量が略等しい場合、第1の縮瞳率のレーザ光は第1の波長域のレーザ光であり、第2の縮瞳率のレーザ光は第2の波長域のレーザ光であり、第3の波長域のレーザ光の縮瞳率は第2の縮瞳率よりも大きくなる。なお、第1の縮瞳率のレーザ光が赤色レーザ光である場合、青色レーザ光の光量が緑色レーザ光の光量よりも大きい場合には、第2の縮瞳率のレーザ光を緑色レーザ光とし青色レーザ光の縮瞳率を第2の縮瞳率よりも大きくすることもできる。更に、青色レーザ光の光量を赤色レーザ光の光量よりも大きくし、緑色レーザ光の光量を青色レーザ光よりも大きくした場合には、縮瞳率を波長域の順と逆とすることもできる。このように、光量調整を各色のレーザ光に対して行うことで、眼底の疑似カラー画像内で生じる明暗の輝度差を抑制することができる。
なお、上述した眼科装置は、被検眼に照射したレーザ光への対光反射反応による縮瞳が始まる前に該レーザ光による1フレーム分の光強度信号を取得する態様とすることもできる。この場合、該眼科装置は、光出力部100と、光走査部5と、光走査制御部(走査制御部)52とを備える。光出力部100は、合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光を、波長切替え部51により波長域を切替えることで個別に出射する。光走査部5は、個別に出射されたレーザ光で被検眼Eを走査する。光走査制御部52は、個別に出射されたレーザ光の入射により被検眼Eが縮瞳を開始する前に、1フレーム分の光強度信号を取得するための走査が終了するように光走査部5を制御する。なお、実施例1及び2において、光走査部5は、1フレーム分の光強度信号を取得するための走査が300msec以内(対光反射反応が生じる平均的な時間以内、実施例では240msec)で終了するように制御されることが好ましい。
なお、記憶部56は、レーザ光の波長域及び被検眼に入射する際のレーザ光の光量を用いて、予め被検眼に応じて生成された縮瞳率のテーブルを有するとよい。波長切替え部51は、該テーブルに基づいて行われるレーザ光の被検眼Eへの入射順序に関する指示を受付ける。このようなテーブルに基づく指示により照射順序が決められることによって、被検眼によらずに縮瞳の影響を低減した各色の眼底画像を得ることが可能となる。
また、上述した眼科装置は、疑似カラー画像を表示部400に表示させる表示制御部55を更に備えることができる。この場合、該表示制御部55は、疑似カラー画像の合成に用いない波長域のレーザ光を用いて得られる光強度信号に基づく観察画像を、表示部400に表示させることができる。光出力部100は、疑似カラー画像の合成に用いない波長域のレーザ光を出射可能とされる。実施例1及び2では、この合成に用いない波長域のレーザ光の一例として、赤外の波長域のレーザ光を用いている。しかし、合成に用いない波長域のレーザ光としては、被検眼Eの縮瞳が略生じない波長域のレーザ光であればよい。なお、ここで縮瞳が略生じないとは、縮瞳しないか、縮瞳したとしても上述した3色の波長域等、可視波長域のレーザ光の照射により生じる縮瞳と比較して、その影響が眼底撮影において無視できるレベルの縮瞳率である場合をいう。
以上の制御を行うことにより、3色のレーザ光を順次被検眼に照射して眼底画像等を得る眼科装置において、該3色のレーザ光をランダムに照射する場合と比べて、眼底からの反射光の縮瞳によるケラレの影響を低減できる。よって、疑似カラー画像の撮影時において、該3色のレーザ光の照射による縮瞳の影響による画像の暗化を低減し、より好適な疑似カラー画像を取得することができる。
(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。該コンピュータは、1又は複数のプロセッサー又は回路を有し、コンピュータが実行可能命令を読み出して実行するために、分離した複数のコンピュータ又は分離した複数のプロセッサー又は回路のネットワークを含みうる。プロセッサー又は回路は、中央演算処理装置(CPU)、マイクロプロセッシングユニット(MPU)、グラフィクスプロセッシングユニット(GPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートウェイ(FPGA)を含みうる。また、プロセッサー又は回路は、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、データフロープロセッサ(DFP)、又はニューラルプロセッシングユニット(NPU)を含みうる。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。該コンピュータは、1又は複数のプロセッサー又は回路を有し、コンピュータが実行可能命令を読み出して実行するために、分離した複数のコンピュータ又は分離した複数のプロセッサー又は回路のネットワークを含みうる。プロセッサー又は回路は、中央演算処理装置(CPU)、マイクロプロセッシングユニット(MPU)、グラフィクスプロセッシングユニット(GPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートウェイ(FPGA)を含みうる。また、プロセッサー又は回路は、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、データフロープロセッサ(DFP)、又はニューラルプロセッシングユニット(NPU)を含みうる。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。
50:制御部
51:波長切替え部
52:光走査制御部
53:画像生成部
54:合成処理部
100:光出力部
51:波長切替え部
52:光走査制御部
53:画像生成部
54:合成処理部
100:光出力部
Claims (20)
- 合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光であって、被検眼に入射させた際に対光反射反応による縮瞳率が各々異なる波長域のレーザ光を個別に出射する光出力部と、
前記個別に出射されたレーザ光で被検眼を走査する光走査部と、
前記複数のレーザ光の内の第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して前記被検眼が縮瞳した状態で、前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率のレーザ光、又は前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率の次に小さい第2の縮瞳率のレーザ光で、前記光走査部が前記被検眼を走査できるように前記光出力部を制御する波長切替え部と、
を備える眼科装置。 - 前記光走査部を制御する走査制御部を更に備え、
前記波長切替え部が、前記第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して前記被検眼が縮瞳した状態で、前記第1の縮瞳率の次に小さい第2の縮瞳率のレーザ光で前記光走査部が前記被検眼を走査できるように前記光出力部を制御した場合、前記走査制御部は、前記第2の縮瞳率のレーザ光の入射により前記被検眼が縮瞳を開始する前に、1フレーム分の光強度信号を取得するための走査が終了するように前記光走査部を制御する請求項1に記載の眼科装置。 - 前記光走査部を制御する走査制御部を更に備え、
前記波長切替え部が、第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して前記被検眼が縮瞳した状態で、前記第1の縮瞳率のレーザ光で前記光走査部が前記被検眼を走査できるように前記光出力部を制御した場合、前記走査制御部は、複数フレーム分の光強度信号を取得するための走査を行うように前記光走査部を制御する請求項1又は2に記載の眼科装置。 - 前記複数のレーザ光は、第1の波長域のレーザ光と、前記第1の波長域とは異なる第2の波長域のレーザ光と、前記第1の波長域及び前記第2の波長域とは異なる第3の波長域のレーザ光と、を含み、
前記波長切替え部は、前記第1の波長域のレーザ光と、前記第2の波長域のレーザ光と、前記第3の波長域のレーザ光との内の被検眼の縮瞳率が小さいレーザ光から順に前記被検眼に照射されるように、前記光出力部を制御する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 前記第1の波長域のレーザ光を用いて得られる光強度信号に基づいて生成された第1の画像と、前記第2の波長域のレーザ光を用いて得られる光強度信号に基づいて生成された第2の画像と、前記第3の波長域のレーザ光を用いて得られる光強度信号に基づいて生成された第3の画像と、を用いて前記疑似カラー画像を生成する合成処理部を更に備え、
前記合成処理部は、前記疑似カラー画像の生成のために、前記第1の画像、前記第2の画像、及び前記第3の画像を位置合わせする請求項4に記載の眼科装置。 - 前記合成処理部は、前記第1の画像、前記第2の画像、及び前記第3の画像を位置合わせする前に、前記第1の波長域、前記第2の波長域、及び前記第3の波長域に応じた倍率色収差の補正を行う請求項5に記載の眼科装置。
- 前記第1の波長域のレーザ光、前記第2の波長域のレーザ光、及び前記第3の波長域のレーザ光の各々を前記被検眼の撮影部位に合焦させる合焦光学系を更に備える請求項4乃至6のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記第1の波長域は赤色光の波長域であり、前記第2の波長域は青色光の波長域であり、前記第3の波長域は緑色光の波長域である請求項4乃至7のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記第1の縮瞳率のレーザ光は前記第1の波長域のレーザ光であり、前記第2の縮瞳率のレーザ光は前記第2の波長域のレーザ光であり、前記第3の波長域のレーザ光の縮瞳率は前記第2の縮瞳率よりも大きい請求項4乃至8のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記第1の波長域のレーザ光の光量と、前記第2の波長域のレーザ光の光量と、前記第3の波長域の光量とは略等しい請求項8に記載の眼科装置。
- 前記第1の縮瞳率のレーザ光は前記第1の波長域のレーザ光であり、前記第2の縮瞳率のレーザ光は前記第3の波長域のレーザ光であり、前記第2の波長域のレーザ光の光量は前記第3の波長域のレーザ光の光量よりも大きく、前記第2の波長域のレーザ光の縮瞳率は前記第2の縮瞳率よりも大きい請求項4乃至9のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記第2の波長域のレーザ光の光量は前記第1の波長域のレーザ光よりも大きく、前記第3の波長域のレーザ光の光量は前記第2の波長域のレーザ光よりも大きい請求項4乃至8のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光を、波長切替え部により波長域を切替えることで個別に出射する光出力部と、
前記個別に出射されたレーザ光で被検眼を走査する光走査部と、
前記個別に出射されたレーザ光の入射により前記被検眼が縮瞳を開始する前に、1フレーム分の光強度信号を取得するための走査が終了するように前記光走査部を制御する走査制御部と、
を備える眼科装置。 - 前記光走査部は、1フレーム分の光強度信号を取得するための走査が300msec以内で終了するように制御される請求項1乃至12のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記波長切替え部は、前記レーザ光の波長域及び前記被検眼に入射する際の前記レーザ光の光量を用いて予め前記被検眼に応じて生成された縮瞳率のテーブルに基づいて行われるレーザ光の前記被検眼への入射順序に関する指示を受付ける請求項1乃至14のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記疑似カラー画像を表示部に表示させる表示制御部を更に備え、
前記光出力部は、前記疑似カラー画像の合成に用いない波長域のレーザ光を出射可能であって、前記表示制御部は、前記合成に用いない波長域のレーザ光を用いて得られる光強度信号に基づく観察画像を前記表示部に表示させる請求項1乃至15のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 前記合成に用いない波長域のレーザ光は前記被検眼が縮瞳をしない波長域のレーザ光である請求項16に記載の眼科装置。
- 合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光であって、被検眼に入射させた際に対光反射反応による縮瞳率が各々異なる波長域のレーザ光を個別に出射する光出力部と、
前記個別に出射されたレーザ光で被検眼を走査する光走査部と、を備える眼科装置において、
前記複数のレーザ光の内の第1の縮瞳率のレーザ光の照射に対応して前記被検眼が縮瞳した状態で、前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率のレーザ光、又は前記複数のレーザ光の内の前記第1の縮瞳率の次に小さい第2の縮瞳率のレーザ光で、前記光走査部が前記被検眼を走査できるように前記光出力部を制御する眼科装置の制御方法。 - 合成することで疑似カラー画像を生成できる各々異なる波長域の複数のレーザ光を、波長切替え部により波長域を切替えることで個別に出射する光出力部と、
前記個別に出射されたレーザ光で被検眼を走査する光走査部と、を備える眼科装置において、
前記個別に出射されたレーザ光の入射により前記被検眼が縮瞳を開始する前に、1フレーム分の光強度信号を取得するための走査が終了するように前記光走査部を制御する眼科装置の制御方法。 - 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18又は19に記載の眼科装置の制御方法の各工程を実行させる、プログラム。
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JP2020167565A JP2022059765A (ja) | 2020-10-02 | 2020-10-02 | 眼科装置、眼科装置の制御方法、及プログラム |
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JP2020167565A Pending JP2022059765A (ja) | 2020-10-02 | 2020-10-02 | 眼科装置、眼科装置の制御方法、及プログラム |
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- 2020-10-02 JP JP2020167565A patent/JP2022059765A/ja active Pending
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