JP5324839B2 - 光画像計測装置 - Google Patents

Description

この発明は、光ビームを用いて被測定物体の表面形態や内部形態を表す画像を形成する光画像計測装置に関する。

近年、レーザ光源等からの光ビームを用いて被測定物体の表面形態や内部形態を表す画像を形成する光画像計測技術が注目を集めている。光画像計測技術は、Ｘ線ＣＴ装置のような人体に対する侵襲性を持たないことから、医療分野や生物学分野における応用の展開が特に期待されている。

特許文献１には、光画像計測技術を適用した装置が開示されている。この装置は、測定腕が回転式転向鏡（ガルバノミラー）により物体を走査し、参照腕に参照ミラーが設置されており、その出口に計測腕及び参照腕からの光束の干渉光の強度を分光器で分析する干渉器が設けられている。更に、参照腕は、参照光光束位相を不連続な値で段階的に変えるように構成されている。

特許文献１の装置は、いわゆる「フーリエドメインＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」の手法を用いるものである。すなわち、被測定物体に対して低コヒーレンス光のビームを照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル強度分布を取得してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の深度方向（ｚ方向）の形態を画像化するものである。

更に、特許文献１に記載の装置は、光ビーム（信号光）を走査するガルバノミラーを備え、それにより被測定物体の所望の測定対象領域の画像を形成するようになっている。この装置においては、ｚ方向に直交する１方向（ｘ方向）にのみ光ビームを走査するように構成されているので、この装置により形成される画像は、光ビームの走査方向（ｘ方向）に沿った深度方向（ｚ方向）の２次元断層画像となる。

特許文献２には、信号光を水平方向及び垂直方向に走査することにより水平方向の２次元断層画像を複数形成し、これら複数の断層画像に基づいて測定範囲の３次元の断層情報を取得して画像化する技術が開示されている。この３次元画像化としては、たとえば、複数の断層画像を垂直方向に並べて表示させる方法や（スタックデータなどと呼ばれる）、複数の断層画像にレンダリング処理を施して３次元画像を形成する方法などが考えられる。

特許文献３、４には、他のタイプの光画像計測装置が開示されている。特許文献３には、被測定物体に照射される光の波長を走査し、各波長の光の反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光に基づいてスペクトル強度分布を取得し、それに対してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の形態を画像化する光画像計測装置が記載されている。このような光画像計測装置は、スウェプトソース（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ）タイプなどと呼ばれる。

また、特許文献４には、所定のビーム径を有する光を被測定物体に照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光の成分を解析することにより、光の進行方向に直交する断面における被測定物体の画像を形成する光画像計測装置が記載されている。このような光画像計測装置は、フルフィールド（ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ）タイプ、或いはエンフェイス（ｅｎ−ｆａｃｅ）タイプなどと呼ばれる。

特許文献５には、ＯＣＴ技術を眼科分野に適用した構成が開示されている。なお、光画像計測装置が眼科分野に応用される以前には、眼底カメラ等の眼科撮影装置が利用されていた（たとえば特許文献６を参照）。

ＯＣＴ技術を用いた眼底撮影装置は、眼底を前方から撮影するだけの眼底カメラと比較して、眼底の断層画像や３次元画像を取得できるという利点がある。そのため、診断精度の向上や病変の早期発見への寄与が期待されている。

特開平１１−３２５８４９号公報 特開２００２−１３９４２１号公報 特開２００７−２４６７７号公報 特開２００６−１５３８３８号公報 特開２００８−７３０９９公報 特開平９−２７６２３２号公報

光画像計測装置により取得される画像（ＯＣＴ画像：断層画像、３次元画像等）は、被測定物体（又はその一部）の各種物理量の計測に用いられる。たとえば眼科分野においては、病変部のサイズや隅角などの物理量の計測に利用されている。

しかしながら、従来の光画像計測装置では、一枚のＯＣＴ画像に描写された対象物の物理量を計測することはできるが、複数のＯＣＴ画像に亘って描写された対象物の物理量を高い確度で計測することは困難である。

たとえば、従来の光画像計測装置によれば、一枚のＯＣＴ画像中の二点間の距離については計測できたが、第１のＯＣＴ画像中の一点と第２のＯＣＴ画像中の一点との間の距離を高い確度で計測することは難しかった。特に、生体眼のように静止状態にない被測定物体については、第１のＯＣＴ画像と第２のＯＣＴ画像の取得タイミングにズレが生じるので、計測確度が低下する可能性が高かった。

このように、従来の光画像計測装置では、一枚のＯＣＴ画像で描写可能な比較的狭い範囲における物理量の計測は容易であったが、これを超える比較的広い範囲における物理量を高い確度で計測することは困難であった。

この発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的は、被測定物体の異なる部位を描写する複数のＯＣＴ画像を基に被測定物体の物理量を高い確度で計測可能な光画像計測装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源からの光を信号光と参照光とに分割し、前記参照光の光路を光路長の異なる複数の光路に分割することで前記参照光を複数の参照光に分割し、前記複数の光路をそれぞれ経由した前記複数の参照光と被測定物体を経由した前記信号光とを干渉させて、前記被測定物体の複数の深度位置のそれぞれにおける形態を反映した干渉光を生成する光学系と、前記生成された干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、前記生成された検出信号に基づいて、前記複数の深度位置における前記被測定物体の形態を表す複数の断層画像をそれぞれ形成する画像形成手段と、前記複数の断層画像を解析して前記被測定物体の所定の物理量を求める解析手段と、を備え、前記解析手段は、前記所定の物理量として、前記複数の断層画像のうちの一の断層画像中の位置と他の断層画像中の位置との間の距離を求める、ことを特徴とする光画像計測装置である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記光学系は、前記光源からの光から分割された参照光を前記複数の参照光に分割するビームスプリッタと、前記複数の参照光のそれぞれの光路に設けられた参照ミラーとを含み、前記ビームスプリッタは、前記参照ミラーによりそれぞれ反射された前記複数の参照光を合成し、前記光学系は、前記合成された前記複数の参照光を前記信号光に干渉させて前記干渉光を生成する、ことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記光学系は、前記光源からの光から分割された参照光の一部分の光路長を延長する光学部材と、前記光学部材により光路長が延長された前記参照光の一部分と、前記参照光の他の部分とを反射する参照ミラーとを含み、前記参照ミラーにより反射された前記参照光を前記信号光に干渉させて前記干渉光を生成する、ことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記被測定物体は生体眼であり、前記複数の参照光は、前記生体眼の網膜に対応する光路長を有する第１の光路を経由する第１の参照光と、前記生体眼の角膜に対応する光路長を有する第２の光路を経由する第２の参照光とを含み、前記画像形成手段は、前記第１の参照光と前記網膜で反射された前記信号光との干渉成分に相当する第１の信号成分を前記検出信号から抽出して前記網膜の形態を表す第１の断層画像を前記一の断層画像として形成し、かつ、前記第２の参照光と前記角膜で反射された前記信号光との干渉成分に相当する第２の信号成分を前記検出信号から抽出して前記角膜の形態を表す第２の断層画像を前記他の断層画像として形成し、前記解析手段は、前記第１及び前記第２の断層画像を解析して、前記生体眼の角膜網膜間距離を求める、ことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光画像計測装置であって、前記第１の光路と前記第２の光路とは、角膜網膜間距離の標準値に略等しい光路長差を有し、前記解析手段は、予め記憶された眼球光学情報に含まれる眼球光学系の屈折率の値で前記標準値を除算し、その商の値と前記第１及び前記第２の断層画像とに基づいて前記角膜網膜間距離を求める、ことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の光画像計測装置であって、前記解析手段は、前記所定の物理量として、前記求められた角膜網膜間距離に基づいて前記生体眼の眼球光学系の倍率を求める倍率演算手段を含む、ことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光画像計測装置であって、前記倍率演算手段は、予め記憶された眼球光学情報に含まれる眼球光学系の光学情報と、前記求められた角膜網膜間距離とに基づいて前記倍率を求める、ことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光画像計測装置であって、前記眼球光学情報は、角膜の前後面のそれぞれの曲率半径、角膜の厚さ、角膜の屈折率、水晶体の前後面のそれぞれの曲率半径、水晶体の厚さ、水晶体の屈折率、硝子体の屈折率、及び、角膜前面と水晶体後面との間の距離を表す前眼部距離のそれぞれの値を含み、前記倍率演算手段は、前記角膜網膜間距離から前記前眼部距離の値を減算して水晶体後面と網膜表面との間の距離を表す後眼部距離を算出し、前記眼球光学情報及び前記後眼部距離とに基づいて眼球モデルを形成し、前記眼球モデルに基づいて前記倍率を求める、ことを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光画像計測装置であって、前記生体眼に対して前記光学系を位置合わせするアライメント手段を更に備え、前記解析手段は、前記位置合わせが行われた後に前記光学系により生成された干渉光に基づく前記第２の断層画像のフレーム内における位置を特定し、該特定された位置に基づいて前記生体眼の角膜曲率半径を求める角膜曲率半径演算手段を含み、前記倍率演算手段は、前記眼球光学情報に含まれる角膜の曲率半径の値の代わりに、前記求められた角膜曲率半径に基づいて前記眼球モデルを形成する、ことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の光画像計測装置であって、前記生体眼に対して前記光学系を位置合わせするアライメント手段を更に備え、前記解析手段は、前記位置合わせが行われた後に前記光学系により干渉光が生成されたときの前記第２の光路の光路長に基づいて前記生体眼の角膜曲率半径を求める角膜曲率半径演算手段を含み、前記倍率演算手段は、前記眼球光学情報に含まれる角膜の曲率半径の値の代わりに、前記求められた角膜曲率半径に基づいて前記眼球モデルを形成する、ことを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記光学系は、前記生体眼に対する前記信号光の照射位置を走査する走査手段を含み、前記解析手段は、前記眼球モデル及び前記求められた倍率に基づいて、前記網膜の所定位置に前記信号光を照射させるような前記走査手段による前記信号光の走査態様を特定する特定手段を含み、前記光学系は、新たな低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記特定された走査態様に基づき前記走査手段により当該新たな信号光を走査しつつ、前記第１の光路を経由した当該新たな参照光と前記網膜を経由した当該新たな信号光とを干渉させて新たな干渉光を生成し、前記検出手段は、前記新たな干渉光を検出して新たな検出信号を生成し、前記画像形成手段は、前記新たな検出信号に基づいて、前記網膜の新たな断層画像を形成する、ことを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光画像計測装置であって、前記特定手段は、前記眼球モデル及び前記求められた倍率に基づく光線追跡演算を行うことにより、前記眼球モデルの網膜の前記所定位置に信号光が照射されるような前記走査態様を特定する、ことを特徴とする。

また、請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の光画像計測装置であって、前記特定手段は、前記網膜の視神経乳頭中心を中心とし所定半径を有する円形の軌跡に沿って前記信号光の照射位置を走査させるための前記走査態様を特定する、ことを特徴とする。

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１１に記載の光画像計測装置であって、前記解析手段は、前記新たな断層画像に基づいて前記生体眼の網膜厚を求める、ことを特徴とする。

この発明に係る光画像計測装置は、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、更に、この参照光を複数の参照光に分割する。更に、この発明に係る光画像計測装置は、これら複数の光路をそれぞれ経由した参照光と被測定物体を経由した信号光とを干渉させて、被測定物体の複数の深度位置のそれぞれにおける形態を反映した干渉光を生成し、この干渉光の検出結果に基づいて被測定物体の複数の断層画像を形成する。そして、この発明に係る光画像計測装置は、これら複数の断層画像を解析して被測定物体の所定の物理量を求める。

このように作用する光画像計測装置によれば、被測定物体の複数の部位の計測を同時に実行できるので、これら複数の部位の断層画像（ＯＣＴ画像）に描写された被測定物体の物理量を高い確度で計測することが可能である。

この発明に係る光画像計測装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施形態では、眼科分野において使用され、生体眼のＯＣＴ画像を取得する装置について説明する。生体眼は、固視微動等の眼球運動や心臓の拍動などにより常時動いている。なお、生体眼以外の被測定物体（特に動きを伴うもの）のＯＣＴ画像を取得する場合についても、同様の構成により同様の効果を得ることが可能である。

この実施形態では、フーリエドメインタイプの手法を適用する構成について詳しく説明する。特に、この実施形態では、特許文献５に開示された装置とほぼ同様の構成を具備する光画像計測装置を取り上げる。なお、他の構成を適用する場合においても、この実施形態と同様の構成を適用することで同様の作用及び効果が得られる。たとえば、スウェプトソースタイプのように信号光を走査（スキャン）して計測を行う任意のタイプのＯＣＴ技術に対して、この実施形態に係る構成を適用することが可能である。また、フルフィールドタイプのように信号光をスキャンしないタイプのＯＣＴ技術に対して、この実施形態に係る構成を適用することも可能である。

［構成］
光画像計測装置１は、図１に示すように、眼底カメラユニット１Ａ、ＯＣＴユニット１５０及び演算制御装置２００を含んで構成される。眼底カメラユニット１Ａは、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。眼底カメラは、眼底を撮影して２次元画像を取得する装置である。また、眼底カメラは、眼底血管の形態の撮影に利用される。ＯＣＴユニット１５０は、被検眼のＯＣＴ画像を取得するための光学系を格納している。演算制御装置２００は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。

ＯＣＴユニット１５０には、接続線１５２の一端が取り付けられている。接続線１５２の他端には、接続線１５２を眼底カメラユニット１Ａに接続するコネクタ部１５１が取り付けられている。接続線１５２の内部には光ファイバ１５２ａが導通されている（図４を参照）。ＯＣＴユニット１５０と眼底カメラユニット１Ａは、接続線１５２を介して光学的に接続されている。演算制御装置２００は、眼底カメラユニット１Ａ及びＯＣＴユニット１５０のそれぞれと、電気信号を伝達する通信線を介して接続されている。

〔眼底カメラユニット〕
眼底カメラユニット１Ａは、眼底表面の形態を表す２次元画像を形成するための光学系を有する。ここで、眼底表面の２次元画像には、眼底表面を撮影したカラー画像やモノクロ画像、更には蛍光画像（フルオレセイン蛍光画像、インドシアニングリーン蛍光画像等）などが含まれる。

眼底カメラユニット１Ａには、従来の眼底カメラと同様に、照明光学系１００と撮影光学系１２０が設けられている。照明光学系１００は眼底Ｅｆに照明光を照射する。撮影光学系１２０は、この照明光の眼底反射光を撮像装置１０、１２に導く。また、撮影光学系１２０は、ＯＣＴユニット１５０からの信号光を被検眼Ｅに導くとともに、被検眼Ｅを経由した信号光をＯＣＴユニット１５０に導く。

照明光学系１００は、従来の眼底カメラと同様に、観察光源１０１、コンデンサレンズ１０２、撮影光源１０３、コンデンサレンズ１０４、エキサイタフィルタ１０５及び１０６、リング透光板１０７（リングスリット１０７ａ）、ミラー１０８、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１０９、照明絞り１１０、リレーレンズ１１１、孔開きミラー１１２、対物レンズ１１３を含んで構成される。

観察光源１０１は、たとえば約４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の可視領域の波長を含む照明光を出力する。撮影光源１０３は、たとえば約７００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の近赤外領域の波長を含む照明光を出力する。この近赤外光は、ＯＣＴユニット１５０で使用する光の波長よりも短く設定されている。

観察光源１０１から出力された照明光は、コンデンサレンズ１０２、１０４、（エキサイタフィルタ１０５又は１０６、）リング透光板１０７、ミラー１０８、ＬＣＤ１０９、照明絞り１１０、リレーレンズ１１１を介して孔開きミラー１１２に到達する。更に、この照明光は、孔開きミラー１１２により反射され、対物レンズ１１３を介して被検眼Ｅに入射して眼底Ｅｆを照明する。一方、撮影光源１０３から出力された照明光は、コンデンサレンズ１０４から対物レンズ１１３までを経由して被検眼Ｅに入射して眼底Ｅｆを照明する。

撮影光学系１２０は、対物レンズ１１３、孔開きミラー１１２（の孔部１１２ａ）、撮影絞り１２１、バリアフィルタ１２２及び１２３、変倍レンズ１２４、リレーレンズ１２５、撮影レンズ１２６、ダイクロイックミラー１３４、フィールドレンズ（視野レンズ）１２８、ハーフミラー１３５、リレーレンズ１３１、ダイクロイックミラー１３６、撮影レンズ１３３、撮像装置１０、反射ミラー１３７、撮影レンズ１３８、撮像装置１２、レンズ１３９及びＬＣＤ１４０を含んで構成される。撮影光学系１２０は、従来の眼底カメラとほぼ同様の構成を有する。

ダイクロイックミラー１３４は、照明光学系１００からの照明光の眼底反射光（約４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する）を反射する。また、ダイクロイックミラー１３４は、ＯＣＴユニット１５０からの信号光ＬＳ（たとえば約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する；図４を参照）を透過させる。

ダイクロイックミラー１３６は、観察光源１０１からの照明光の眼底反射光を透過させる。また、ダイクロイックミラー１３６は、撮影光源１０３からの照明光の眼底反射光を反射する。

ＬＣＤ１４０は、被検眼Ｅを固視させるための固視標（内部固視標）を表示する。ＬＣＤ１４０からの光は、レンズ１３９により集光され、ハーフミラー１３５により反射され、フィールドレンズ１２８を経由してダイクロイックミラー１３６に反射される。更に、この光は、撮影レンズ１２６、リレーレンズ１２５、変倍レンズ１２４、孔開きミラー１１２（の孔部１１２ａ）、対物レンズ１１３等を経由して被検眼Ｅに入射する。それにより、眼底Ｅｆに内部固視標が投影される。

ＬＣＤ１４０による内部固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Ｅの固視方向を変更することができる。被検眼Ｅの固視方向としては、たとえば従来の眼底カメラと同様に、眼底Ｅｆの黄斑部を中心とする画像を取得するための固視方向や、視神経乳頭を中心とする画像を取得するための固視方向や、黄斑部と視神経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像を取得するための固視方向などがある。

撮像装置１０には、撮像素子１０ａが内蔵されている。撮像装置１０は、特に近赤外領域の波長の光を検出可能である。つまり、撮像装置１０は、近赤外光を検出する赤外線テレビカメラとして機能する。撮像装置１０は、近赤外光を検出して映像信号を出力する。撮像素子１０ａは、たとえば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の任意の撮像素子（エリアセンサ）である。

撮像装置１２には、撮像素子１２ａが内蔵されている。撮像装置１２は、特に可視領域の波長の光を検出可能である。つまり、撮像装置１２は、可視光を検出するテレビカメラとして機能する。撮像装置１２は、可視光を検出して映像信号を出力する。撮像素子１２ａは、撮像素子１０ａと同様に、任意の撮像素子（エリアセンサ）により構成される。

タッチパネルモニタ１１は、各撮像素子１０ａ、１２ａからの映像信号に基づいて眼底画像Ｅｆ′を表示する。また、この映像信号は演算制御装置２００に送られる。

眼底カメラユニット１Ａには、走査ユニット１４１とレンズ１４２とが設けられている。走査ユニット１４１は、ＯＣＴユニット１５０から出力される信号光ＬＳの被検眼Ｅ（たとえば眼底Ｅｆ）に対する照射位置を走査する。走査ユニット１４１は、この発明の「走査手段」の一例である。

走査ユニット１４１は、図１に示すｘｙ平面上において信号光ＬＳを走査する。そのために、走査ユニット１４１には、たとえば、ｘ方向への走査用のガルバノミラーと、ｙ方向への走査用のガルバノミラーとが設けられている。

変倍レンズ１２４とリレーレンズ１２５との間の光路上には、ハーフミラー１９０が斜設されている。ハーフミラー１９０は、図２（Ａ）に示すアライメント光学系１９０Ａの光路と撮影光学系１２０の光路（撮影光路）とを合成するように作用する。アライメント光学系１９０Ａは、被検眼Ｅに対する光学系の位置合わせに用いられるアライメント輝点を被検眼Ｅに投影するための光学系である。

このアライメント輝点は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃの頂点位置（角膜頂点）を光学系１００、１２０の光軸に一致させるアライメント（図１に示すｘｙ方向のアライメント）と、被検眼Ｅと光学系１００、１２０との間の距離（図１のｚ方向；ワーキングディスタンス（ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ）；被検眼Ｅの角膜Ｅｃ（角膜頂点）と対物レンズ１１３との間の距離）のアライメントとの双方に用いられる（たとえば特開平１１−４８０８号公報を参照）。

アライメント光学系１９０Ａは、図２（Ａ）に示すように、ハーフミラー１９０とともに、アライメント光源１９０ａ、ライトガイド１９０ｂ、反射ミラー１９０ｃ、２孔絞り１９０ｄ及びリレーレンズ１９０ｅを含んで構成されている。アライメント光源１９０ａは、たとえば、近赤外領域の光（アライメント光）を出力するＬＥＤ等の光源を含んで構成される。

２孔絞り１９０ｄは、図２（Ｂ）に示すように、二つの孔部１９０ｄ１、１９０ｄ２を有している。孔部１９０ｄ１、１９０ｄ２は、たとえば円盤状の２孔絞り１９０ｄの中心位置１９０ｄ３に対して対称な位置に形成されている。２孔絞り１９０ｄは、その中心位置１９０ｄ３がアライメント光学系１９０Ａの光軸上に位置するようにして配設される。

ライトガイド１９０ｂの射出端１９０βから出射したアライメント光は、反射ミラー１９０ｃにより反射されて２孔絞り１９０ｄに導かれる。２孔絞り１９０ｄの孔部１９０ｄ１、１９０ｄ２を通過したアライメント光（の一部）は、リレーレンズ１９０ｅを経由し、ハーフミラー１９０により反射されて孔空きミラー１１２に導かれる。このとき、リレーレンズ１９０ｅは、ライトガイド１９０ｂの射出端１９０βの像を孔空きミラー１１２の孔部１１２ａの中央位置（撮影光学系１２０の光軸上の位置）に中間結像させる。孔空きミラー１１２の孔部１１２ａを通過したアライメント光は、対物レンズ１１３を介して被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投影される。

ここで、被検眼Ｅと眼底カメラユニット１Ａ（対物レンズ１１３）との位置関係が適正である場合、すなわち、被検眼Ｅと眼底カメラユニット１Ａとの間の距離（ワーキングディスタンス）が適正であり、かつ、眼底カメラユニット１Ａの光学系の光軸と被検眼Ｅの眼軸とが（ほぼ）一致している場合、２孔絞り１９０ｄにより形成される二つの光束（アライメント光束）は、角膜頂点と角膜曲率中心との中間位置においてそれぞれ結像するようにして被検眼Ｅに投影される。

二つのアライメント光束（アライメント光）の角膜反射光は、撮影光学系１２０を介して、たとえば撮像素子１０ａにより受光される。撮像素子１０ａによる撮影画像は、タッチパネルモニタ１１や演算制御装置２００のディスプレイ（後述）等の表示デバイスに表示される。このときのアライメント光の表示態様を図３に示す。

図３中の符号Ｓは括弧形状を有するスケールを表し、符号Ｐ１、Ｐ２は二つのアライメント光束の受光像（アライメント輝点）を表す。なお、スケールＳは、その中心位置が撮影光学系１２０の光軸に一致するようにしてディスプレイ等に表示される。

被検眼Ｅの位置と眼底カメラユニット１Ａの位置とが上下方向（ｙ方向）や左右方向（ｘ方向）にずれている場合、図３（Ａ）に示すように、アライメント輝点Ｐ１、Ｐ２は、スケールＳに対して上下方向や左右方向にずれた位置に表示される。また、ワーキングディスタンスが適正でない場合には、アライメント輝点Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ別々の位置に表示される。

一方、被検眼Ｅと眼底カメラユニット１Ａとのｘｙ方向の位置が一致しており、かつ、ワーキングディスタンスが適正である場合、アライメント輝点Ｐ１、Ｐ２は、図３（Ｂ）に示すように、互いに重なった状態でスケールＳ内に表示される。検者は、アライメント輝点Ｐ１、Ｐ２が互いに重なるように、かつ、それらがスケールＳ内に表示されるように、被検眼Ｅと眼底カメラユニット１Ａとの位置関係を調整することにより、アライメントを実施する。ここで、被検眼Ｅと眼底カメラユニット１Ａとの位置関係の調整は、たとえば従来の眼底カメラと同様に、眼底カメラユニット１Ａの光学系を可動テーブル上にて移動させることにより行われる。

アライメント光学系１９０Ａ、及び、アライメント光を被検眼Ｅに導くため撮影光学系１２０の光学素子は、この発明の「アライメント手段」の一例を構成するものである。

〔ＯＣＴユニット〕
ＯＣＴユニット１５０の構成について図４を参照しつつ説明する。ＯＣＴユニット１５０は、従来のフーリエドメインタイプの光画像計測装置と同様の光学系を備えている。すなわち、ＯＣＴユニット１５０は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、被検眼を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成する光学系と、この干渉光を検出する検出手段とを備えている。干渉光の検出結果（検出信号）は演算制御装置２００に送られる。

低コヒーレンス光源１６０は、広帯域の低コヒーレンス光Ｌ０を出力する広帯域光源である。この広帯域光源としては、たとえば、スーパールミネセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ：ＳＬＤ）や、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）などを用いることができる。

低コヒーレンス光Ｌ０は、たとえば、近赤外領域の波長の光を含み、かつ、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する。低コヒーレンス光Ｌ０は、眼底カメラユニット１Ａの照明光（波長約４００ｎｍ〜８００ｎｍ）よりも長い波長、たとえば約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の波長を含んでいる。

低コヒーレンス光源１６０から出力された低コヒーレンス光Ｌ０は、光ファイバ１６１を通じて光カプラ１６２に導かれる。光ファイバ１６１は、たとえばシングルモードファイバやＰＭファイバ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｆｉｂｅｒ；偏波面保持ファイバ）等により構成される。

光カプラ１６２は、低コヒーレンス光Ｌ０を参照光ＬＲと信号光ＬＳとに分割する。なお、光カプラ１６２は、光を分割する手段（スプリッタ；ｓｐｌｉｔｔｅｒ）、及び、光を重畳する手段（カプラ；ｃｏｕｐｌｅｒ）の双方の作用を有するが、ここでは慣用的に「光カプラ」と称する。

光カプラ１６２により生成された参照光ＬＲは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６３により導光されてそのファイバ端面から出射される。更に、参照光ＬＲは、コリメータレンズ１７１により平行光束とされ、ガラスブロック１７２及び濃度フィルタ１７３を経由する。

単一の参照物体（参照ミラー）を具備する従来の光画像計測装置と異なり、この実施形態に係る光画像計測装置１には複数（二つ）の参照ミラー１７４ａ、１７４ｂが設けられている。

各参照ミラー１７４ａ、１７４ｂは、後述の駆動機構（図５を参照）により、それぞれ第１、第２の参照光ＬＲａ、ＬＲｂの進行方向（図４に示す両側矢印方向）に移動される。それにより、被検眼Ｅの眼軸長やワーキングディスタンスなどに応じて、第１、第２の参照光ＬＲａ、ＬＲｂの光路長を確保できる。また、各参照ミラー１７４ａ、１７４ｂを移動させることにより、被検眼Ｅの様々な深度位置の計測が可能になる。

参照ミラー１７４ａを介する光路を第１の光路と呼び、参照ミラー１７４ｂを介する光路を第２の光路と呼ぶ。参照ミラー１７４ａ、１７４ｂは、第１の光路の光路長と第２の光路の光路長とが異なるように配置される。すなわち、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂは、ビームスプリッタ１７５に対する距離が互いに異なるように配置される。たとえば、第１の光路と第２の光路との光路長差は、角膜と網膜との間の距離（角膜網膜間距離）にほぼ等しくなるように配置される。この角膜網膜間距離としては、たとえば、Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄ模型眼から得られる眼軸長の値や、多数の被検眼の検査結果を統計的に処理して得られた値（平均値等）など、角膜と網膜との間の距離の標準値を用いることが可能である。なお、角膜網膜間距離は、深度方向（ｚ方向）に沿った距離である必要はなく、深度方向に対して傾斜した方向に沿った距離であってもよい（たとえば信号光ＬＳの進行方向に沿った距離であってもよい）。

濃度フィルタ１７３を透過した参照光ＬＲは、ビームスプリッタ１７５により第１の参照光ＬＲａと第２の参照光ＬＲｂに分割される。ビームスプリッタ１７５は、たとえばハーフミラーにより構成される。ビームスプリッタ１７５により生成された第１の参照光ＬＲａは、（第１の）参照ミラー１７４ａにより反射されてビームスプリッタ１７５に戻ってくる。他方、ビームスプリッタ１７５により生成された第２の参照光ＬＲｂは、（第２の）参照ミラー１７４ｂにより反射されてビームスプリッタ１７５に戻ってくる。ビームスプリッタ１７５は、それぞれ戻ってきた参照光ＬＲａ、ＬＲｂを合成する。

ビームスプリッタ１７５により生成された参照光ＬＲａ、ＬＲｂの合成光（これも参照光ＬＲと呼ぶことにする）は、再び濃度フィルタ１７３及びガラスブロック１７２を経由し、コリメータレンズ１７１によって光ファイバ１６３のファイバ端面に集光され、光ファイバ１６３を通じて光カプラ１６２に導かれる。

なお、ガラスブロック１７２と濃度フィルタ１７３は、参照光ＬＲと信号光ＬＳの光路長（光学的距離）を合わせるための遅延手段として作用する。また、ガラスブロック１７２と濃度フィルタ１７３は、参照光ＬＲと信号光ＬＳの分散特性を合わせるための分散補償手段として作用する。

また、濃度フィルタ１７３は、参照光ＬＲの光量を減少させる減光フィルタとして作用する。濃度フィルタ１７３は、たとえば、回転型のＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタにより構成される。濃度フィルタ１７３は、図示しない駆動機構によって回転駆動されて、干渉光ＬＣの生成に寄与する参照光ＬＲの光量を変更する。

他方、光カプラ１６２により生成された信号光ＬＳは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６４により接続線１５２の端部まで導光される。ここで、光ファイバ１６４と光ファイバ１５２ａは、単一の光ファイバから形成されていてもよいし、各々の端面同士を接合するなどして一体的に形成されていてもよい。

信号光ＬＳは、光ファイバ１５２ａにより導光されて眼底カメラユニット１Ａに案内される。更に、信号光ＬＳは、レンズ１４２、走査ユニット１４１、ダイクロイックミラー１３４、撮影レンズ１２６、リレーレンズ１２５、ハーフミラー１９０、変倍レンズ１２４、撮影絞り１２１、孔開きミラー１１２の孔部１１２ａ、対物レンズ１１３を経由して被検眼Ｅに照射される。なお、信号光ＬＳを被検眼Ｅに照射させる際には、バリアフィルタ１２２、１２３は事前に光路から退避される。このとき、ハーフミラー１９０も光路から退避させてもよい。

被検眼Ｅに入射した信号光ＬＳは、被検眼Ｅの様々な部位にて反射される。たとえば、信号光ＬＳは、角膜Ｅｃ、水晶体、眼底Ｅｆなどにおいて反射される。このとき、信号光ＬＳは、角膜Ｅｃや眼底Ｅｆの前面で反射されるだけでなく、その深部の屈折率境界において散乱される。たとえば、信号光ＬＳは、角膜Ｅｃの前面だけでなく、角膜Ｅｃの後面や角膜細胞の層の境界などにおいても反射される。また、信号光ＬＳは、眼底Ｅｆの前面面（網膜表面）だけでなく、網膜を構成する細胞層の境界や、網膜と脈絡膜との境界などにおいても反射される。また、信号光ＬＳは、水晶体の前面だけでなく後面においても反射される。したがって、被検眼Ｅを経由した信号光ＬＳは、被検眼Ｅの様々な部位の前面や後面の形態を反映する情報と、その深層組織の屈折率境界における後方散乱の状態を反映する情報とを含んでいる。

被検眼Ｅを経由した信号光ＬＳは、被検眼Ｅに向かう信号光ＬＳと同じ経路を逆方向に案内されて光ファイバ１５２ａの端面に集光される。更に、この信号光ＬＳは、光ファイバ１５２ａを通じてＯＣＴユニット１５０に入射し、光ファイバ１６４を通じて光カプラ１６２に戻ってくる。

光カプラ１６２は、被検眼Ｅを経由して戻ってきた信号光ＬＳと、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂにより反射されて戻ってきた参照光ＬＲとを干渉させて干渉光ＬＣを生成する。干渉光ＬＣは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６５を通じてスペクトロメータ１８０に導かれる。

スペクトロメータ（分光計）１８０は、干渉光ＬＣのスペクトル成分を検出する。スペクトロメータ１８０は、コリメータレンズ１８１、回折格子１８２、結像レンズ１８３、ＣＣＤ１８４を含んで構成される。回折格子１８２は、透過型でも反射型でもよい。また、ＣＣＤ１８４に代えて、ＣＭＯＳ等の他の光検出素子（ラインセンサやエリアセンサ）を用いることも可能である。

スペクトロメータ１８０に入射した干渉光ＬＣは、コリメータレンズ１８１により平行光束とされ、回折格子１８２によって分光（スペクトル分解）される。分光された干渉光ＬＣは、結像レンズ１８３によってＣＣＤ１８４の撮像面上に結像される。ＣＣＤ１８４は、分光された干渉光ＬＣの各スペクトル成分を検出して電荷に変換する。ＣＣＤ１８４は、この電荷を蓄積して検出信号を生成する。更に、ＣＣＤ１８４は、この検出信号を演算制御装置２００に送る。スペクトロメータ１８０（特にＣＣＤ１８４）は、この発明の「検出手段」の一例である。

なお、この実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。

〔演算制御装置〕
演算制御装置２００の構成について説明する。演算制御装置２００は、ＣＣＤ１８４から入力される検出信号を解析して被検眼ＥのＯＣＴ画像を形成する。ＯＣＴ画像の形成対象部位としては、眼底Ｅｆ、角膜Ｅｃ、水晶体などがある。ＯＣＴ画像を形成するための演算処理は、従来のフーリエドメインタイプの光画像計測装置と同様である。

また、演算制御装置２００は、眼底カメラユニット１Ａ及びＯＣＴユニット１５０の各部を制御する。

眼底カメラユニット１Ａの制御として、演算制御装置２００は、観察光源１０１や撮影光源１０３による照明光の出力制御、エキサイタフィルタ１０５、１０６やバリアフィルタ１２２、１２３の光路上への挿入／退避動作の制御、ＬＣＤ１４０等の表示装置の動作制御、アライメント光源１９０ａの点灯／消灯の制御、照明絞り１１０の移動制御（絞り値の制御）、撮影絞り１２１の絞り値の制御、変倍レンズ１２４の移動制御（倍率の制御）などを行う。更に、演算制御装置２００は、走査ユニット１４１を制御して信号光ＬＳを走査させる。

また、ＯＣＴユニット１５０の制御として、演算制御装置２００は、低コヒーレンス光源１６０による低コヒーレンス光Ｌ０の出力制御、各参照ミラー１７４ａ、１７４ｂの移動制御、濃度フィルタ１７３の回転動作（参照光ＬＲの光量の減少量の変更動作）の制御、ＣＣＤ１８４による電荷蓄積時間や電荷蓄積タイミングや信号送信タイミングの制御などを行う。

演算制御装置２００は、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、キーボード、マウス、ディスプレイ、通信インターフェイスなどを含んで構成される。ハードディスクドライブには、光画像計測装置１を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。また、演算制御装置２００は、ＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいてＯＣＴ画像を形成する専用の回路基板を備えていてもよい。

〔制御系〕
光画像計測装置１の制御系の構成について図５を参照しつつ説明する。

光画像計測装置１には参照ミラー駆動機構１７６ａ、１７６ｂが設けられている。参照ミラー駆動機構１７６ａは、参照光ＬＲａの進行方向に沿って参照ミラー１７４ａを移動させる。参照ミラー駆動機構１７６ｂは、参照光ＬＲｂの進行方向に沿って参照ミラー１７４ｂを移動させる。

各参照ミラー駆動機構１７６ａ、１７６ｂは、アクチュエータと伝達機構とを含んで構成される。アクチュエータは、たとえばパルスモータにより構成され、演算制御装置２００（主制御部２１１）からのパルス信号を受けて、そのパルス数に応じた駆動力を発生する。伝達機構は、たとえばギア等を含んで構成され、アクチュエータにより発生された駆動力を参照ミラー１７４ａ、１７４ｂに伝達する。このように、各参照ミラー１７４ａ、１７４ｂは、演算制御装置２００の制御の下に動作する。

（制御部）
光画像計測装置１の制御系は、演算制御装置２００の制御部２１０を中心に構成される。制御部２１０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。

制御部２１０には、主制御部２１１と記憶部２１２が設けられている。主制御部２１１は、前述した各種の制御を行う。また、主制御部２１１は、記憶部２１２にデータを書き込む処理や、記憶部２１２からデータを読み出す処理を行う。

また、主制御部２１１は、各参照ミラー駆動機構１７６ａ、１７６ｂを制御して、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂを移動させる。なお、主制御部２１１は、参照ミラー駆動機構１７６ａ、１７６ｂをそれぞれ独立に制御してもよいし、双方を連動して制御してもよい。この連動制御は、たとえば参照光ＬＲａ、ＬＲｂの光路長差が常に等しくされる場合などに適用可能である。連動制御のみを行う場合には、単一の参照ミラー駆動機構によって双方の参照ミラー１７４ａ、１７４ｂを移動させるように構成できる。

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、たとえば、ＯＣＴ画像の画像データ、眼底画像Ｅｆ′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に関する情報や、左眼／右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。

記憶部２１２には眼球光学情報２１２ａが予め記憶される。眼球光学情報２１２ａは、眼球光学系に関する情報を含んでいる。たとえば、眼球光学情報２１２ａには、眼球光学系の光学情報が含まれる。

眼球光学系は、角膜、水晶体、硝子体などを含んで構成される。眼球光学情報２１２ａには、角膜に関する情報として、角膜の前面（表面）及び後面のそれぞれの曲率半径、角膜の厚さ、角膜の屈折率などが含まれる。また、眼球光学情報２１２ａには、水晶体に関する情報として、水晶体の前面及び後面のそれぞれの曲率半径、水晶体の厚さ、水晶体の屈折率などの情報が含まれる。また、眼球光学情報２１２ａには、硝子体の屈折率など、水晶体に関する情報も含まれる。また、眼球光学情報２１２ａには、眼球光学系の構造に関する情報も含まれる。眼球光学系の構造に関する情報としては、眼軸長、前眼部距離などの距離に関する情報がある。前眼部距離とは、角膜前面と水晶体後面との間の距離を表すものとする。また、眼球光学系の構造に関する情報としては、眼球光学系の構成要素の位置情報や、光学的な特徴点（主点、焦点等）の位置情報や、眼球光学系の屈折力情報などが含まれていてもよい。

眼球光学情報２１２ａに含まれる各種の値は、標準的な値（標準値）であってもよいし、被検眼を実際に検査して得られた値（測定値）であってもよい。標準値としては、たとえば、グルストランド（Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄ）模型眼の値などを用いることが可能である。また、複数の被検眼の検査結果に基づいて統計的に算出された値を標準値として用いることも可能である。一方、測定値としては、各被検眼の検査結果を個別に用いることができる。この場合、各検査結果は、被検眼（被検者）の識別情報に関連付けて記憶、管理される。

（画像形成部）
画像形成部２２０は、撮像装置１０、１２からの映像信号を受けて眼底画像Ｅｆ′の画像データを形成する。

また、画像形成部２２０は、ＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいて眼底Ｅｆの断層画像の画像データを形成する。この処理には、従来のフーリエドメインタイプのＯＣＴ技術と同様に、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの処理が含まれている。

画像形成部２２０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、回路基板、通信インターフェイス等を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づいて呈示される「画像」とを同一視することがある。

（干渉成分抽出部）
画像形成部２２０には干渉成分抽出部２２１が設けられている。干渉成分抽出部２２１は、深度位置（ｚ方向の位置）が異なる被検眼Ｅの複数の部位を同時に計測するときに動作する。

被検眼Ｅの複数部位の同時計測について説明する。光画像計測装置１は二つの参照ミラー１７４ａ、１７４ｂを備えている。これら参照ミラー１７４ａ、１７４ｂは、前述のように、所定の光路長差を形成するように配置される。したがって、干渉光ＬＣは、この光路長差に対応する距離だけ深度方向に離れた、被検眼Ｅの二つの部位のそれぞれの形態を表す情報（干渉成分）を含んでいる。よって、ＣＣＤ１８４から出力される検出信号には、これら二つの部位のそれぞれに相当する信号成分が含まれている。

たとえば、参照ミラー１７４ａ、１７４がそれぞれ眼底Ｅｆ、角膜Ｅｃに対応する位置に配置されている場合、つまり光路長差が角膜網膜間距離にほぼ等しい場合、ＣＣＤ１８４から出力される検出信号には、眼底Ｅｆ（網膜）に相当する信号成分と、角膜Ｅｃに相当する信号成分とが含まれている。

なお、「参照ミラー１７４ａが眼底Ｅｆに対応する位置に配置されている」とは、光カプラ１６２から参照ミラー１７４ａまでの光学的距離と、光カプラ１６２から眼底Ｅｆまでの距離とが（ほぼ）等しいことを意味する。参照ミラー１７４ｂと角膜Ｅｃについても同様である。光画像計測装置１は、低コヒーレンス光Ｌ０を用いた干渉光ＬＣを生成するので、各参照ミラー１７４ａ、１７４ｂに対応する被検眼Ｅの部位の画像を選択的に形成するように機能するものである。

干渉成分抽出部２２１は、ＣＣＤ１８４から出力された検出信号から二つの信号成分を抽出する。この処理の例を説明する。検出信号は、眼底Ｅｆに相当する信号成分（眼底成分）と、角膜Ｅｃに相当する信号成分（角膜成分）とを含んでいる。眼底成分と角膜成分は、検出信号において、互いに異なる周波数成分（周波数帯）を成している。すなわち、検出信号は、眼底成分を構成する周波数成分と、角膜成分を構成する周波数成分とを重ね合わせた信号である（その他、ノイズも含まれる）。

干渉成分抽出部２２１は、（必要に応じてノイズを除去した後、）検出信号に含まれる様々な周波数成分を抽出する。この処理は、たとえば任意の周波数分解処理により行われる。更に、干渉成分抽出部２２１は、抽出された複数の周波数成分のうちから、眼底成分と角膜成分を選択する。この処理は、たとえば、事前に計測を行って決定した周波数成分を選択することにより実行できる。また、眼底成分と角膜成分以外はノイズに起因する周波数成分であることを考慮し、抽出された複数の周波数成分のうちから、信号強度の強い周波数成分を選択するようにしてもよい。

眼底成分と角膜成分が抽出されると、画像形成部２２０は、眼底成分に基づいて眼底Ｅｆの断層画像を形成するとともに、角膜成分に基づいて角膜Ｅｃの断層画像を形成する。

（画像処理部）
画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部２３０は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理などを実行する。

また、画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された断層画像の間の画素を補間する補間処理等を実行することにより、眼底Ｅｆの３次元画像の画像データを形成する。

なお、３次元画像の画像データとは、３次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。３次元画像の画像データとしては、３次元的に配列されたボクセルからなる画像データがある。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、画像処理部２３０は、このボリュームデータに対してレンダリング処理（ボリュームレンダリングやＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：最大値投影）など）を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な３次元画像の画像データを形成する。表示部２４０等の表示デバイスには、この擬似的な３次元画像が表示される。

また、３次元画像の画像データとして、複数の断層画像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数の走査線に沿って得られた複数の断層画像を、走査線の位置関係に基づいて３次元的に配列させることで得られる画像データである。すなわち、スタックデータは、元々個別の２次元座標系により定義されていた複数の断層画像を、一つの３次元座標系により表現する（つまり一つの３次元空間に埋め込む）ことにより得られる画像データである。

画像処理部２３０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。

（解析処理部）
画像処理部２３０には解析処理部２３１が設けられている。解析処理部２３１は、被検眼Ｅの複数部位の同時計測により取得された複数の断層画像を解析することにより、被検眼Ｅの所定の物理量を求める。また、解析処理部２３１は、求められた被検眼Ｅの物理量に基づいて、信号光ＬＳの走査態様を特定する。

なお、物理量（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｑｕａｎｔｉｔｙ）とは、一般に、物理系の性質を表現し、その測定法や大きさの単位が規定された量を意味する。物理量の例としては、質量、長さ、体積、圧力、時間、エネルギーなどがある。特にこの実施形態において物理量とは、物体（被検眼Ｅ）に固有であり、かつ、客観的に測定可能な量、及びその量を用いて算出できる量を意味する。この実施形態では、所定の物理量として、被検眼Ｅの眼内距離、倍率、角膜曲率半径（角膜曲率）、網膜厚などを取り扱う場合について特に詳しく説明する。

解析処理部２３１には、眼内距離演算部２３２、倍率演算部２３３、走査態様特定部２３４及び角膜曲率演算部２３５が設けられている。なお、眼球光学情報２１２ａに含まれている角膜曲率半径の値を利用する場合や、当該被検眼Ｅの角膜曲率半径の実測値を利用する場合などには、角膜曲率演算部２３５を設ける必要はない。

（眼内距離演算部）
眼内距離演算部２３２は、被検眼Ｅの複数の断層画像のうちの一の断層画像中の位置と他の断層画像中の位置との間の距離を求める。特に、この実施形態では、眼内距離演算部２３２は、眼底Ｅｆの断層画像（眼底断層画像）と角膜Ｅｃの断層画像（角膜断層画像）を解析して、被検眼Ｅの角膜網膜間距離を求める。以下、眼内距離演算部２３２が実行する処理の例を説明する。

なお、眼内距離演算部２３２は、角膜網膜間距離以外にも、被検眼Ｅの任意の眼内距離を求めることが可能である。ここで、眼内距離には、被検眼Ｅの内部の二点間の距離、被検眼Ｅの表面の一点と内部の一点との間の距離、及び、被検眼Ｅの表面の二点間の距離が含まれるものとする。

さて、眼内距離演算部２３２は、まず、眼底断層画像と角膜断層画像とを取得するための同時計測が実行されたときの、参照光ＬＲａと参照光ＬＲｂとの光路長差を取得する。この光路長差は、たとえば、二つの参照ミラー１７４ａ、１７４ｂの位置から取得することができる。

なお、前述したように、同時計測時には、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂの光路長差は、角膜網膜間距離（眼軸長等）の標準値にほぼ等しくなるように設定することができる。この場合、眼内距離演算部２３２により取得される光路長差は角膜網膜間距離の標準値となる。

光路長差の他の取得方法として、同時計測時における各参照ミラー１７４ａ、１７４ｂの位置に基づいて光路長差を求めることもできる。各参照ミラー１７４ａ、１７６ｂの位置は、たとえば、主制御部２１１から各参照ミラー駆動機構１７６ａ、１７６ｂに送られたパルス信号のパルス数を基に取得することができる。また、各参照ミラー１７４ａ、１７４ｂの位置を位置センサで検出するようにしてもよい。

参照光ＬＲａ、ＬＲｂの光路長差を取得した眼内距離演算部２３２は、この光路長差の値を、眼球光学系の屈折率で除算する。この屈折率としては、たとえば眼球光学情報２１２ａに記録された値（標準値、測定値）を用いることが可能である。この演算により、光路長差で表現された光学的距離が、空間的な距離に変換される。

続いて、眼内距離演算部２３２は、求められた空間的な距離と、眼底断層画像及び角膜断層画像とに基づいて、被検眼Ｅの角膜網膜間距離を求める。この演算処理について以下に説明する。

上記の空間的な距離は、眼底断層画像と角膜断層画像との間の距離にほぼ等しい。すなわち、上記の空間的な距離は、眼底断層画像が描写されるフレーム中の所定位置（たとえばフレームの上端）と、角膜断層画像が描写されるフレーム中の所定位置（前者と同じ位置）との深度方向における間隔にほぼ等しい。この関係を考慮することにより、双方の断層画像を同じ座標系（特にｚ座標）で表現することが可能となる。

眼内距離演算部２３２は、眼底断層画像を解析して内境界膜（網膜表面）に相当する画像領域（内境界膜領域）を特定するとともに、角膜断層画像を解析して角膜表面に相当する画像領域（角膜表面領域）を特定する。この処理は、従来と同様に、断層画像を構成する画素の画素値（輝度値）に基づく閾値処理やフィルタ処理を行うことにより実行できる。なお、眼底断層画像や角膜断層画像を表示させ、この表示画像上にオペレータが手作業で内境界膜領域や角膜表面領域を指定するようにしてもよい（以下の処理についても同様である）。

次に、眼内距離演算部２３２は、たとえば、内境界膜領域中の一点（たとえば視神経乳頭中心や黄斑中心等の特徴点）を特定する。この処理は、内境界膜領域の形状を解析して特徴点（窪みの中心位置等）を特定することにより実行できる。

続いて、眼内距離演算部２３２は、内境界膜領域中の上記の一点と同じｘ座標値（及び／又はｙ座標値）を有する、角膜表面領域中の一点を特定する。なお、内境界膜領域中の上記一点に照射された信号光ＬＳの軌跡が、眼底カメラユニット１Ａの光学系の光軸に対して傾斜している場合（信号光ＬＳの走査によりこのような場合がある）、当該軌跡と交差する角膜表面領域中の一点を特定するようにしてもよい。

そして、眼内距離演算部２３２は、双方の断層画像を表現する上記座標系を参照し、内境界膜領域中の上記一点の座標値と、角膜表面領域中の上記一点の座標値とに基づいて、これら二点間の距離を演算する。一例として、眼内距離演算部２３２は、これら二点のｚ座標値の差を演算することにより、これら二点の間の距離を求める。なお、二点がｚ方向に延びる直線上に配置されない場合には、ｘｙｚ座標系における距離を求める一般的な演算式（三つの座標軸のそれぞれの座標値の差の二乗和の平方根）を用いて二点間距離を算出することができる。以上の処理により、被検眼Ｅの二つの断層画像から角膜網膜間距離が得られる。取得された角膜網膜間距離（眼内距離）は、倍率演算部２３３に送られる。

なお、上記処理例では、内境界膜領域中の一点を特定した後に、角膜表面領域中の一点を特定するようになっているが、これとは逆のプロセスを実行することも可能である。っとえば、まず、角膜頂点に相当する一点を角膜表面領域中から特定し、それから、この一点に対応する内境界膜領域中の一点を特定するようにしてもよい。

（倍率演算部）
倍率演算部２３３は、眼内距離演算部２３２により求められた角膜網膜間距離に基づいて、被検眼Ｅの眼球光学系の倍率を求める。倍率演算部２３３は、この発明の「倍率演算手段」の一例である。以下、倍率演算部２３３が実行する処理の例を説明する。

倍率演算部２３３は、たとえば、記憶部２１２に記憶された眼球光学情報２１２ａに含まれる眼球光学系の光学情報と、眼内距離演算部２３２により得られた角膜網膜間距離とに基づいて、被検眼Ｅの眼球光学系の倍率を求めることができる。

眼球光学情報２１２ａには、前述のように、角膜の前後面のそれぞれの曲率半径、角膜の厚さ、角膜の屈折率、水晶体の前後面のそれぞれの曲率半径、水晶体の厚さ、水晶体の屈折率、硝子体の屈折率、前眼部距離（角膜前面と水晶体後面との間の距離）など、眼球光学系の各種の光学情報が含まれている。

倍率演算部２３３は、まず、眼内距離演算部２３２により得られた角膜網膜間距離から前眼部距離の値を減算して、水晶体後面と網膜表面との間の距離（後眼部距離）算出する。

次に、倍率演算部２３３は、算出された後眼部距離と、眼球光学情報２１２ａとに基づいて眼球モデルを形成する。ここで、眼球光学情報２１２ａが標準値（Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄ模型眼などの値）を含んでいても、少なくとも後眼部距離は当該被検眼Ｅを反映した値である。したがって、形成される眼球モデルは、当該被検眼Ｅを反映したものとなる。なお、眼球光学情報２１２ａに多くの測定値が含まれる方が、当該被検眼Ｅを反映する度合いが高まることは言うまでもない。

眼球モデルとは、たとえば模型眼のように、眼球やその構成部位の形態や性質を表す一連の物理量の集合である。眼球モデルは、このような物理量の単なる集合（リスト等）であってもよいし、これら物理量に基づいて眼球を画像化したものであってもよい。

倍率演算部２３３は、形成された眼球モデルに基づいて眼球光学系の倍率を求める。求められた倍率の値は、当該被検眼Ｅの眼球光学系の倍率として用いられる。倍率を求める処理は、たとえば、一般的な光線追跡演算により、被検眼Ｅに入射する単位長さの像を眼底Ｅｆ（網膜表面）に投影したときの当該像の投影像の長さを求め、更に、この投影像の長さと単位長さとの比を演算することにより行われる。なお、光線追跡演算

（走査態様特定部）
走査態様特定部２３４は、求められた倍率と上記眼球モデルとに基づいて、被検眼Ｅの網膜の所定位置に信号光ＬＳを照射させるような、走査ユニット１４１による信号光ＬＳの走査態様を特定する。走査態様特定部２３４は、この発明の「特定手段」の一例である。

走査態様特定部２３４が実行する処理の例を説明する。以下の処理例では、視神経乳頭中心を中心とし所定半径を有する円形の軌跡に沿って信号光ＬＳの照射位置を走査させる場合について特に詳しく説明する。この場合、眼内距離演算部２３２は、内境界膜領域中の視神経乳頭中心に相当する一点と、角膜断層画像中の一点との間の角膜網膜間距離を求めることが望ましい（前述）。

走査態様特定部２３４は、たとえば光線追跡演算を行うことにより、信号光ＬＳの目的の走査態様を求める。この光線追跡演算では、たとえば、眼球モデルと倍率に基づいて、眼球モデルの網膜における上記円形の軌跡上の各位置について、当該位置に信号光ＬＳが照射されるような、眼球モデルに対する信号光ＬＳの入射軌跡（眼軸や光学系光軸に対する入射角度など）が求められる。すなわち、この光線追跡演算は、眼球モデルの網膜の所定位置をターゲットとし、このターゲット位置に信号光ＬＳが照射されるような信号光ＬＳの入射軌跡を逆算するものである。

更に、走査態様特定部２３４は、特定された走査態様を実現するような走査ユニット１４１の動作態様を求める。この処理では、たとえば、特定された入射軌跡に沿って信号光ＬＳを伝播させるような、走査ユニット１４１内のガルバノミラーの向きが求められる。なお、ガルバノミラーの向きと信号光ＬＳの伝播軌跡との関係は、予め求められたものを記憶しておいてもよい。また、上記と同様の光線追跡演算（眼底カメラユニット１Ａの光学系を加味して行う）により、目的の軌跡に沿って信号光ＬＳが伝播するようなガルバノミラーの向きを逆算するようにしてもよい。

（角膜曲率演算部）
角膜曲率演算部２３５は、被検眼Ｅの角膜曲率半径（又は角膜曲率）を求める。なお、角膜曲率半径と角膜曲率は、それぞれ他方の逆数であるので、一方が求まれば他方も求まる。角膜曲率演算部２３５は、この発明の「角膜曲率半径演算手段」の一例である。以下、角膜曲率演算部２３５が実行する処理の例を説明する。

前述のように、光画像計測装置１は、アライメント輝点Ｐ１、Ｐ２を用いて、被検眼Ｅに対する光学系の位置合わせを行うことができる（図２、図３を参照）。ワーキングディスタンス）が適正であり、かつ、光学系の光軸と被検眼Ｅの眼軸とが一致された状態において、アライメント輝点Ｐ１、Ｐ２を形成する二つのアライメント光束は、角膜頂点と角膜曲率中心との中間位置においてそれぞれ結像する。なお、ワーキングディスタンスは、角膜頂点と光学系との間の距離である。

角膜曲率演算部２３５は、このようなアライメントの特徴を利用して角膜曲率半径を求める。そのために、アライメントが適正な状態、つまり、二つのアライメント輝点Ｐ１、Ｐ２が重なった状態で同時計測を行って眼底断層画像と角膜断層画像を形成する。

角膜曲率演算部２３５は、角膜断層画像のフレーム内における、たとえば角膜表面に相当する画像の位置（特に角膜頂点に相当する位置）を求める。なお、眼内距離演算部２３２により角膜表面領域（角膜頂点に相当する位置）が特定されている場合には、この特定結果を利用することができる。そして、角膜曲率演算部２３５は、求められた角膜表面の画像位置の所定位置（後述）からの変位に基づいて被検眼Ｅの角膜曲率半径を演算する。

角膜曲率演算部２３５の他の動作例を説明する。上記と同様に適正なアライメント状態において実施された同時計測における参照ミラー１７４ｂ（角膜用）の位置を求める。眼内距離演算部２３２が実行する処理において既に参照ミラー１７４ｂが取得されている場合には、これを利用することができる。そして、角膜曲率演算部２３５は、求められた参照ミラー１７４ｂの位置の所定位置（後述）からの変位に基づいて被検眼Ｅの角膜曲率半径を演算する。

角膜曲率演算部２３５が実行する処理の具体例を説明する。この処理例では、事前に模型眼の計測を行い、その結果を利用して角膜曲率半径を求める。模型眼の角膜曲率半径（角膜前面の曲率半径）を８ｍｍとする。

事前計測では、まず、眼底カメラユニット１Ａの光学系を、この模型眼にアライメントする。次に、模型眼の角膜を計測するための位置に参照ミラー１７４ｂを配置させ、ＯＣＴユニット１５０を動作させて模型眼の角膜の計測を行う。更に、この計測結果に基づいて、模型眼の角膜の断層画像を形成する。そして、この断層画像のフレーム内における角膜表面に相当する画像の位置（基準位置と呼ぶ）を求める。この基準位置は、模型眼の角膜曲率半径の値とともに、たとえば記憶部２１２に記憶される。以上で、事前計測は終了となる。

実際の計測（眼底Ｅｆと角膜Ｅｃの同時計測）では、前述のように、被検眼Ｅに対して光学系をアライメントし、眼底Ｅｆを計測するための位置に参照ミラー１７４ａを配置させるとともに、角膜Ｅｃを計測するための位置に参照ミラー１７４ｂを配置させる。そして、ＯＣＴユニット１５０を動作させ、眼底Ｅｆと角膜Ｅｃの同時計測を行う。更に、この計測結果に基づいて、眼底断層画像と角膜断層画像を形成する。

角膜曲率演算部２３５は、この角膜断層画像のフレーム内における、角膜表面に相当する画像の位置を求める。更に、角膜曲率演算部２３５は、事前計測で得られた基準位置に対する、求められた角膜表面の画像位置の変位を求める。そして、角膜曲率演算部２３５は、この変位の値を２倍し、その積に８ｍｍ（模型眼の角膜曲率半径）を加算することにより、被検眼Ｅの角膜曲率半径を求める。なお、被検眼Ｅの屈折力を考慮する場合には、測定値を利用してもよいし、光学系のレンズ位置（変倍レンズ１２４等の位置）に基づいて求めるようにしてもよい。参照ミラー１７４ｂの位置に基づいて角膜曲率半径を求める処理も同様に実行できる。

（表示部、操作部）
表示部２４０は、ディスプレイを含んで構成される。操作部２５０は、キーボードやマウス等の入力デバイスや操作デバイスを含んで構成される。又、操作部２５０には、光画像計測装置１の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。

なお、表示部２４０と操作部２５０は、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。たとえばタッチパネル方式のＬＣＤのように、表示部２４０と操作部２５０とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。

〔信号光の走査及びＯＣＴ画像について〕
ここで、信号光ＬＳの走査及びＯＣＴ画像について説明しておく。

光画像計測装置１による信号光ＬＳの走査態様としては、たとえば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋スキャンなどがある。これらの走査態様は、眼底の観察部位、解析対象（網膜厚など）、走査に要する時間、走査の精密さなどを考慮して適宜に選択的に使用される。

水平スキャンは、信号光ＬＳを水平方向（ｘ方向）に走査させるものである。水平スキャンには、垂直方向（ｙ方向）に配列された複数の水平方向に延びる走査線に沿って信号光ＬＳを走査させる態様も含まれる。この態様においては、走査線の間隔を任意に設定することが可能である。走査線の間隔を十分に狭くすることにより、前述の３次元画像を形成することができる（３次元スキャン）。垂直スキャンについても同様である。

十字スキャンは、互いに直交する２本の直線状の軌跡（直線軌跡）からなる十字型の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査するものである。放射スキャンは、所定の角度を介して配列された複数の直線軌跡からなる放射状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査するものである。なお、十字スキャンは放射スキャンの一例である。

円スキャンは、円形状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査させるものである。同心円スキャンは、所定の中心位置の周りに同心円状に配列された複数の円形状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査させるものである。円スキャンは同心円スキャンの特殊例と考えられる。螺旋スキャンは、螺旋状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査するものである。

走査ユニット１４１は、前述のような構成により、信号光ＬＳをｘ方向及びｙ方向にそれぞれ独立に走査できるので、ｘｙ面上の任意の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査することが可能である。それにより、上記のような各種の走査態様を実現できる。

上記のような態様で信号光ＬＳを走査することにより、走査線（走査軌跡）に沿った深度方向の断層画像を形成することができる。また、特に走査線の間隔が狭い場合には、前述の３次元画像を形成することができる。

［動作］
光画像計測装置１の動作について説明する。図６に示すフローチャートは、光画像計測装置１の動作の一例を表す。なお、眼球光学情報２１２ａは既に記憶部２１２に記憶されているものとする。また、前述の事前計測における模型眼の角膜曲率半径の値と、角膜表面の画像の基準位置とは、既に記憶部２１２に記憶されているものとする。

まず、被検眼Ｅに対する光学系のアライメントを行う（Ｓ１）。アライメントは、図３に示すように、アライメント輝点Ｐ１、Ｐ２を被検眼Ｅに投影してその状態を観察しつつ眼底カメラユニット１Ａの位置を調整することにより行う。

次に、参照ミラー１７４ａを眼底Ｅｆに対応する位置に配置させるとともに、参照ミラー１７４ｂを角膜Ｅｃに対応する位置に配置させる（Ｓ２）。前述のように、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂは、角膜網膜間距離の標準値に等しい光路長差を参照光ＬＲａ、ＬＲｂに与えるような位置に配置される。特に、参照ミラー１７４ａは、眼底Ｅｆの所定部位（たとえば網膜表面）の画像が明瞭になる位置に配置され、参照ミラー１７４ｂは、角膜Ｅｃの所定部位（たとえば角膜表面）の画像が明瞭になる位置に配置される。参照ミラー１７４ａ、１７４ｂの移動動作は、操作部２５０を用いて手作業で行うようにしてもよいし、検出信号やそれを加工した信号に基づいて主制御部２１１が制御するようにしてもよい。

参照ミラー１７４ａ、１７４ｂが目的の位置に配置されたら、主制御部２１１は、低コヒーレンス光源１６０、走査ユニット１４１、ＣＣＤ１８４等を制御し、眼底Ｅｆと角膜Ｅｃの同時計測を実行させる（Ｓ３）。この同時計測は、たとえば操作部２５０を用いた開始要求に対応して開始される。また、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂの移動動作の完了に対応して自動的に同時計測を開始するようにしてもよい。なお、同時計測の際には、必要に応じて、内部固視標により被検眼Ｅを固視させる。

干渉成分抽出部２２１は、検出信号から眼底成分と角膜成分を抽出する（Ｓ４）。画像形成部２２０は、この眼底成分に基づいて眼底Ｅｆの断層画像を形成するとともに、この角膜成分に基づいて角膜Ｅｃの断層画像を形成する（Ｓ５）。これら断層画像を形成する順序は任意である。また、双方の画像の形成処理を並行して行ってもよい。

画像形成部２２０は、眼底断層画像と角膜断層画像を制御部２１０に送る。主制御部２１１は、眼底断層画像と角膜断層画像を画像処理部２３０に送る。また、主制御部２１１は、記憶部２１２から読み出して眼球光学情報２１２ａを画像処理部２３０に送る。また、記憶部２１２は、画像処理部２３０により参照される各種情報（前述）を記憶部２１２から読み出して画像処理部２３０に送る。

また、主制御部２１１は、眼底断層画像と角膜断層画像を表示部２４０に表示させてもよい。このときの表示態様の例を図７に示す。主制御部２１１は、眼底断層画像Ｇｆと角膜断層画像Ｇｃを表示部２４０の表示画面（の一部領域）２４０Ａに表示させる。

この標示態様では、眼底断層画像Ｇｆと角膜断層画像Ｇｃは深度方向に並べて配置される。このとき、断層画像Ｇｆ、Ｇｃを同じ倍率で表示させてもよいし、異なる倍率で表示させてもよい。また、断層画像Ｇｆ、Ｇｃの表示間隔は、実際の間隔（たとえば角膜網膜間距離の標準値）に合わせてもよいし、そうでなくてもよい。

断層画像Ｇｆ、Ｇｃを取得するための同時計測は、視神経乳頭の画像を取得するための固視方向に被検眼Ｅを固視させて実施される。眼底断層画像Ｇｆは、眼底Ｅｆの視神経乳頭Ｄの近傍を描写している。符号Ｍｓは、網膜表面（内境界膜）に相当する画像領域を表している（内境界膜領域）。符号Ｃｆは、角膜表面（角膜前面）に相当する画像領域を表している（角膜表面領域）。符号Ｃｂは、角膜後面に相当する画像領域を表している。

眼内距離演算部２３２は、眼底断層画像と角膜断層画像を解析し、被検眼Ｅの角膜網膜間距離を求める（Ｓ６）。図７に示す断層画像Ｇｆ、Ｇｃにおいては、眼内距離演算部２３２は、角膜表面領域Ｃｆ上の点Ｐｃ（角膜頂点の位置など）と、内境界膜領域Ｍｓ上の点Ｐｍとの間の距離Ｄｉｓｔを算出する。

次に、倍率演算部２３３は、ステップ６で求められた角膜網膜間距離と眼球光学情報２１２ａに基づいて、被検眼Ｅの眼球光学系の倍率を求める（Ｓ７）。この処理は、前述のように眼球モデルを用いて行われる。

続いて、走査態様特定部２３４は、ステップ７で求められた倍率と上記眼球モデルとに基づいて、被検眼Ｅの網膜の所定位置に信号光ＬＳを照射させるような信号光ＬＳの走査態様を特定する（Ｓ８）。この処理は、前述のように光線追跡演算を用いて行われる。また、図７に示す断層画像Ｇｆ、Ｇｃが取得された場合、走査態様特定部２３４は、たとえば、視神経乳頭Ｄの中心位置を中心とし、かつ所定半径を有する円形の軌跡に沿って信号光ＬＳの照射位置を走査させるための走査態様を特定する。特定された走査態様は、制御部２１０に送られる。

主制御部２１１は、低コヒーレンス光源１６０、走査ユニット１４１、ＣＣＤ１８４等を制御することにより、次のような本計測を実行させる（Ｓ９）。すなわち、新たな低コヒーレンス光を出力させるとともに、この新たな低コヒーレンス光に基づく新たな信号光を、ステップ８で特定された走査態様に基づいて走査させつつ、第１の光路を経由した新たな参照光と、網膜を経由した新たな信号光とを干渉させて新たな干渉光を生成させる。

ＣＣＤ１８４は、この新たな干渉光を検出して新たな検出信号を出力する。更に、画像形成部２２０は、この新たな検出信号に基づいて、網膜（眼底Ｅｆ）の新たな断層画像を形成する（Ｓ１０）。この新たな断層画像は、たとえば、眼底Ｅｆの視神経乳頭中心を中心とし、かつ所定半径を有する円形の軌跡に沿った断層画像である。ステップ１０で形成された眼底Ｅｆの断層画像は、たとえば記憶部２１２に記憶される。

ところで、緑内障等の眼科疾患の診断においては、網膜厚を評価対象とすることがある。その場合、視神経乳頭中心を中心とする半径ｍ１、ｍ２、ｍ３の３つの円形の軌跡に沿って計測を行うことがある。半径ｍ１、ｍ２、ｍ３は、それぞれ、たとえば１．２ｍｍ、１．６ｍｍ、２．０ｍｍに設定される。

このような同心円状の軌跡を適用する場合、ステップ８において当該同心円状の軌跡を設定し、これに基づいて新たな信号光を走査する。そして、画像形成部２２０は、これら三つの円形の軌跡のそれぞれに沿った断層画像を形成し、更に、画像処理部２３０は、各断層画像に基づいて網膜厚を計測する。

網膜厚の正常範囲の情報を予め記憶している場合、画像処理部２３０は、計測された網膜厚が正常範囲に含まれるか否かを判定する。主制御部２１１は、この判定結果を表示部２４０に表示させる。なお、このような網膜厚に関する処理については、たとえば特願２００７−４５８３１号に記載されている。以上で、図７に示す動作の説明を終了する。

図８に示すフローチャートを参照し、光画像計測装置１の動作例を説明する。図６に示す動作例は、角膜曲率半径の標準値を被検眼Ｅの角膜曲率半径とみなして眼球光学系の倍率を求めている。一方、図８に示す動作例では、被検眼Ｅの角膜曲率半径を求めて倍率の演算を行う。

まず、図６の動作例と同様に、被検眼Ｅに対する光学系のアライメントを行い（Ｓ２１）、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂを移動し（Ｓ２２）、眼底Ｅｆと角膜Ｅｃの同時計測を実行する（Ｓ２３）。干渉成分抽出部２２１は、検出信号から眼底成分と角膜成分を抽出する（Ｓ２４）。画像形成部２２０は、抽出された二つの信号成分に基づいて眼底断層画像と角膜断層画像を形成する（Ｓ２５）。

眼内距離演算部２３２は、眼底断層画像と角膜断層画像を解析し、被検眼Ｅの角膜網膜間距離を求める（Ｓ２６）。

また、角膜曲率演算部２３５は、角膜断層画像に基づいて、被検眼Ｅの角膜曲率半径を求める（Ｓ２７）。前述のように、角膜断層画像の代わりに、同時計測時の参照ミラー１７４ｂの位置、つまり第２の参照光ＬＲｂの光路長に基づいて角膜曲率半径を求めてもよい。

ステップ２６の処理とステップ２７の処理を実行する順序は任意である。また、これらの処理を並行して実行することも可能である。

倍率演算部２３３は、ステップ２６で求められた角膜網膜間距離と、ステップ２７で求められた角膜曲率半径と、眼球光学情報２１２ａとに基づいて、被検眼Ｅの眼球光学系の倍率を求める（Ｓ２８）。

走査態様特定部２３４は、ステップ２８で求められた倍率と眼球モデルとに基づいて、被検眼Ｅの網膜の所定位置に信号光ＬＳを照射させるような信号光ＬＳの走査態様を特定する（Ｓ２９）。
主制御部２１１は、ステップ２９で特定された走査態様に基づいて信号光を走査させつつ、本計測を実行させる（Ｓ３０）。画像形成部２２０は、本計測で得られた検出信号に基づいて、網膜（眼底Ｅｆ）の新たな断層画像を形成する（Ｓ３１）。以上で、図８に示す動作の説明を終了する。

［作用・効果］
以上のような光画像計測装置１の作用及び効果について説明する。

光画像計測装置１は、次のように作用する。まず、光画像計測装置１は、低コヒーレンス光Ｌ０を信号光ＬＳと参照光ＬＲとに分割し、参照光ＬＲの光路を光路長の異なる二つの光路に分割することで参照光ＬＲを二つの参照光ＬＲａ、ＬＲｂに分割する。更に、光画像計測装置１は、これら二つの光路をそれぞれ経由した参照光ＬＲａ、ＬＲｂと被検眼Ｅを経由した信号光ＬＳとを干渉させて、被検眼Ｅの二つの深度位置（眼底Ｅｆ、角膜Ｅｃ）のそれぞれにおける形態を反映した干渉光ＬＣを生成し、この干渉光ＬＣを検出して検出信号を生成する。そして、光画像計測装置１は、この検出信号に基づいて眼底断層画像と角膜断層画像を形成し、これら断層画像を解析して被検眼Ｅの所定の物理量（角膜網膜間距離）を求める。

このように作用する光画像計測装置１によれば、被検眼Ｅの二つの部位（眼底Ｅｆ、角膜Ｅｃ）の計測を同時に実行することができるので、これら二つの部位の断層画像に描写された被検眼Ｅの物理量を高い確度で計測することが可能である。

また、光画像計測装置１は、被検眼Ｅの所定の物理量として求められた角膜網膜間距離に基づいて、被検眼Ｅの眼球光学系の倍率を求めるように作用する。この処理においては、角膜曲率半径の標準値や、被検眼Ｅの角膜曲率半径の測定値が使用される。また、この処理は、角膜網膜間距離や眼球光学情報２１２ａに基づいて眼球モデルを形成し、この眼球モデルに基づいて実行される。

また、光画像計測装置１は、被検眼Ｅに対する信号光ＬＳの照射位置を走査する走査ユニット１４１を備えている。更に、光画像計測装置１は、上記の眼球モデルと倍率に基づいて、網膜の所定位置に信号光を照射させるような信号光の走査態様を特定し、この走査態様に応じて信号光を走査して新たな眼底断層画像を形成するように作用する。

このような光画像計測装置１によれば、先に取得された眼底断層画像と角膜断層画像に基づいて被検眼Ｅの眼球光学系の倍率を推定し、この推定値や眼球モデルに基づいて網膜の所定位置の断層画像を取得することが可能である。

更に、光画像計測装置１は、この新たな断層画像に基づいて被検眼Ｅの網膜厚を求めることが可能である。それにより、網膜の所定位置における網膜厚を測定でき、たとえば網膜厚の評価を高い確度で行うことが可能となる。

すなわち、従来では、眼球光学系の倍率等の影響により、網膜の所定位置（たとえば、視神経乳頭中心を中心とし所定半径を有する円形の軌跡）に信号光を正確に照射することは困難であった。一方、この実施形態によれば、取得された倍率や眼球モデルに基づいて、信号光を目的の位置に高い確度で照射することができ、それにより、網膜厚を高い確度で評価することが可能である。

［変形例］
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。

所定の物理量は、角膜網膜間距離に限定されるものではない。たとえば、病変部のサイズ（面積、体積等）などを所定の物理量として求めることが可能である。

上記の実施形態では、被検眼Ｅの複数の断層画像を解析することにより、被検眼Ｅの所定の物理量を求めているが、断層画像の代わりに、ＣＣＤ１８４からの検出信号や、この検出信号を加工して得られる信号を解析することにより所定の物理量を求めることも可能である。

たとえば、検出信号から抽出された眼底成分と角膜成分をそれぞれＦＦＴして得られた信号に基づいて網膜表面と角膜前面の各位置（各座標値）を特定することにより、角膜網膜間距離を求めることが可能である。検出信号から断層画像を形成する処理が変わらない限り、検出信号と断層画像とを同一視できる。よって、この発明にいう「複数の断層画像を解析して被測定物体の所定の物理量を求める」には、当該変形例で説明した処理も含まれるものとする。

上記実施形態では、参照光ＬＲの光路を二つに分割し、被検眼Ｅの二つの部位を同時に計測しているが、参照光の光路を三つ以上に分割することにより被測定物体の三つ以上の部位を同時に計測するように構成することも可能である。

参照光ＬＲの光路を三つに分割する光学系の構成例を図９に示す。なお、図９は、図４に示す構成の一部を置換するものであり、この一部とは、参照光ＬＲの光路の濃度フィルタ１７３以降の構成である。

この構成例には、三つの参照ミラー１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃが設けられている。参照ミラー１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃは、参照ミラー駆動機構により、それぞれ図９に示す両側矢印方向に沿って移動される。

濃度フィルタ１７３を透過した参照光ＬＲは、ビームスプリッタ１７５ａにより二分割される。ビームスプリッタ１７５ａによる反射光（参照光ＬＲｂ）は、参照ミラー１７４ｂに導かれる。

ビームスプリッタ１７５ａを透過した光は、ビームスプリッタ１７５ｂにより二分割される。ビームスプリッタ１７５ｂによる反射光（参照光ＬＲｃ）は、参照ミラー１７４ｃに導かれる。ビームスプリッタ１７５ｂを透過した光（参照光ＬＲａ）は、参照ミラー１７４ａに導かれる。

参照光ＬＲａ、ＬＲｂ、ＬＲｃは、それぞれ、参照ミラー１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃにより反射される。そして、これら参照光ＬＲａ、ＬＲｂ、ＬＲｃは、ビームスプリッタ１７５ａ、１７５ｂにより合成される（同じく参照光ＬＲと呼ぶ）。この参照光ＬＲは、光カプラ１６２（図４を参照）により信号光ＬＳと重畳されて干渉光ＬＣを生成する。この干渉光ＬＣは、これら三つの光路の光路長に対応する被検眼Ｅの三つの部位の形態を表す情報を含んでいる。

スペクトロメータ１８０は、この干渉光ＬＣのスペクトル成分を検出して検出信号を生成する。画像形成部２２０は、この検出信号から三つの信号成分を抽出し、各信号成分に基づいて被検眼Ｅの三つの部位の断層画像を形成する。解析処理部２３１は、このような同時計測に基づく三つの断層画像（のうちの少なくとも二つ）を解析して所定の物理量を求める。参照光ＬＲを四つ以上に分割する場合についても同様である。

参照光を分割するための構成は、上記実施形態のもの、つまりビームスプリッタを用いたものには限定されない。たとえば、参照光の一部分の光路長を延長する光学部材を用いて参照光を分割することが可能である。

このような構成の例を図１０に示す。光学部材１７７は、ＯＣＴユニット１５０の内部の雰囲気（空気等）とは異なる屈折率を有する透光材料により形成されている。光学部材１７７は、たとえばガラスブロックにより構成される。光学部材１７７は、参照光ＬＲの光路の一部、つまり参照光ＬＲのビーム断面の一部領域のみを透過させる位置に配置される。

光学部材１７７を透過する参照光ＬＲの一部（参照光ＬＲ１）は、光学部材１７７の影響により、光学部材１７７を透過しない一部（参照光ＬＲ２）よりも光路長が長くなる。

このような構成によっても、被検眼Ｅの複数（二つ）の部位を同時計測することが可能である。

なお、光路長の延長距離の異なる複数の光学部材を設けることにより、被検眼Ｅの三つ以上の部位を同時計測することも可能である。また、光路長の延長距離の異なる複数の光学部材を選択的に光路上に配置させることにより、被検眼Ｅの様々な深度位置を選択的に同時計測することが可能である。また、光路長の延長距離を連続的に変更可能な光学部材を設けることも可能である。

上記の実施形態においては、参照ミラー１７４の位置を変更して信号光ＬＳの光路と参照光ＬＲの光路との光路長差を変更しているが、光路長差を変更する手法はこれに限定されるものではない。たとえば、被検眼Ｅに対して眼底カメラユニット１ＡやＯＣＴユニット１５０を移動させて信号光ＬＳの光路長を変更することにより光路長差を変更することができる。また、特に被測定物体が生体部位でない場合などには、被測定物体を深度方向に移動させることにより光路長差を変更することも有効である。

上記の実施形態におけるコンピュータプログラムを、コンピュータのドライブ装置によって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、光ディスク、光磁気ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＭＯ等）、磁気記憶媒体（ハードディスク／フロッピー（登録商標）ディスク／ＺＩＰ等）などを用いることが可能である。また、ハードディスクドライブやメモリ等の記憶装置に記憶させることも可能である。更に、インターネットやＬＡＮ等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。

この発明に係る光画像計測装置の実施形態の全体構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態のアライメント光学系の構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態によるアライメント動作の一例を説明するための概略図である。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態におけるＯＣＴユニットの構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態の動作の一例を表すフローチャートである。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態による眼底断層画像及び角膜断層画像の表示態様の一例を表す概略図である。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態の動作の一例を表すフローチャートである。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態の変形例の光学系の構成の一例を表す概略図である。 この発明に係る光画像計測装置の実施形態の変形例の光学系の構成の一例を表す概略図である。

符号の説明

１ 光画像計測装置
１Ａ 眼底カメラユニット
１４１ 走査ユニット
１５０ ＯＣＴユニット
１６０ 低コヒーレンス光源
１７４ａ、１７４ｂ 参照ミラー
１７６ａ、１７６ｂ 参照ミラー駆動機構
１８０ スペクトロメータ
１８４ ＣＣＤ
１９０Ａ アライメント光学系
２００ 演算制御装置
２１０ 制御部
２１１ 主制御部
２１２ 記憶部
２１２ａ 眼球光学情報
２２０ 画像形成部
２２１ 干渉成分抽出部
２３０ 画像処理部
２３１ 解析処理部
２３２ 眼内距離演算部
２３３ 倍率演算部
２３４ 走査態様特定部
２３５ 角膜曲率演算部
２４０ 表示部
２５０ 操作部

Claims (14)

1. 光源からの光を信号光と参照光とに分割し、前記参照光の光路を光路長の異なる複数の光路に分割することで前記参照光を複数の参照光に分割し、前記複数の光路をそれぞれ経由した前記複数の参照光と被測定物体を経由した前記信号光とを干渉させて、前記被測定物体の複数の深度位置のそれぞれにおける形態を反映した干渉光を生成する光学系と、
   前記生成された干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、
   前記生成された検出信号に基づいて、前記複数の深度位置における前記被測定物体の形態を表す複数の断層画像をそれぞれ形成する画像形成手段と、
   前記複数の断層画像を解析して前記被測定物体の所定の物理量を求める解析手段と、
   を備え、
   前記解析手段は、前記所定の物理量として、前記複数の断層画像のうちの一の断層画像中の位置と他の断層画像中の位置との間の距離を求める、
   ことを特徴とする光画像計測装置。
2. 前記光学系は、前記光源からの光から分割された参照光を前記複数の参照光に分割するビームスプリッタと、前記複数の参照光のそれぞれの光路に設けられた参照ミラーとを含み、
   前記ビームスプリッタは、前記参照ミラーによりそれぞれ反射された前記複数の参照光を合成し、
   前記光学系は、前記合成された前記複数の参照光を前記信号光に干渉させて前記干渉光を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
3. 前記光学系は、前記光源からの光から分割された参照光の一部分の光路長を延長する光学部材と、前記光学部材により光路長が延長された前記参照光の一部分と、前記参照光の他の部分とを反射する参照ミラーとを含み、前記参照ミラーにより反射された前記参照光を前記信号光に干渉させて前記干渉光を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
4. 前記被測定物体は生体眼であり、
   前記複数の参照光は、前記生体眼の網膜に対応する光路長を有する第１の光路を経由する第１の参照光と、前記生体眼の角膜に対応する光路長を有する第２の光路を経由する第２の参照光とを含み、
   前記画像形成手段は、前記第１の参照光と前記網膜で反射された前記信号光との干渉成分に相当する第１の信号成分を前記検出信号から抽出して前記網膜の形態を表す第１の断層画像を前記一の断層画像として形成し、かつ、前記第２の参照光と前記角膜で反射された前記信号光との干渉成分に相当する第２の信号成分を前記検出信号から抽出して前記角膜の形態を表す第２の断層画像を前記他の断層画像として形成し、
   前記解析手段は、前記第１及び前記第２の断層画像を解析して、前記生体眼の角膜網膜間距離を求める、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
5. 前記第１の光路と前記第２の光路とは、角膜網膜間距離の標準値に略等しい光路長差を有し、
   前記解析手段は、予め記憶された眼球光学情報に含まれる眼球光学系の屈折率の値で前記標準値を除算し、その商の値と前記第１及び前記第２の断層画像とに基づいて前記角膜網膜間距離を求める、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光画像計測装置。
6. 前記解析手段は、前記所定の物理量として、前記求められた角膜網膜間距離に基づいて前記生体眼の眼球光学系の倍率を求める倍率演算手段を含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光画像計測装置。
7. 前記倍率演算手段は、予め記憶された眼球光学情報に含まれる眼球光学系の光学情報と、前記求められた角膜網膜間距離とに基づいて前記倍率を求める、
   ことを特徴とする請求項６に記載の光画像計測装置。
8. 前記眼球光学情報は、角膜の前後面のそれぞれの曲率半径、角膜の厚さ、角膜の屈折率、水晶体の前後面のそれぞれの曲率半径、水晶体の厚さ、水晶体の屈折率、硝子体の屈折率、及び、角膜前面と水晶体後面との間の距離を表す前眼部距離のそれぞれの値を含み、
   前記倍率演算手段は、前記角膜網膜間距離から前記前眼部距離の値を減算して水晶体後面と網膜表面との間の距離を表す後眼部距離を算出し、前記眼球光学情報及び前記後眼部距離とに基づいて眼球モデルを形成し、前記眼球モデルに基づいて前記倍率を求める、
   ことを特徴とする請求項７に記載の光画像計測装置。
9. 前記生体眼に対して前記光学系を位置合わせするアライメント手段を更に備え、
   前記解析手段は、前記位置合わせが行われた後に前記光学系により生成された干渉光に基づく前記第２の断層画像のフレーム内における位置を特定し、該特定された位置に基づいて前記生体眼の角膜曲率半径を求める角膜曲率半径演算手段を含み、
   前記倍率演算手段は、前記眼球光学情報に含まれる角膜の曲率半径の値の代わりに、前記求められた角膜曲率半径に基づいて前記眼球モデルを形成する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の光画像計測装置。
10. 前記生体眼に対して前記光学系を位置合わせするアライメント手段を更に備え、
    前記解析手段は、前記位置合わせが行われた後に前記光学系により干渉光が生成されたときの前記第２の光路の光路長に基づいて前記生体眼の角膜曲率半径を求める角膜曲率半径演算手段を含み、
    前記倍率演算手段は、前記眼球光学情報に含まれる角膜の曲率半径の値の代わりに、前記求められた角膜曲率半径に基づいて前記眼球モデルを形成する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の光画像計測装置。
11. 前記光学系は、前記生体眼に対する前記信号光の照射位置を走査する走査手段を含み、
    前記解析手段は、前記眼球モデル及び前記求められた倍率に基づいて、前記網膜の所定位置に前記信号光を照射させるような前記走査手段による前記信号光の走査態様を特定する特定手段を含み、
    前記光学系は、前記光源からの新たな光を信号光と参照光とに分割し、前記特定された走査態様に基づき前記走査手段により当該新たな信号光を走査しつつ、前記第１の光路を経由した当該新たな参照光と前記網膜を経由した当該新たな信号光とを干渉させて新たな干渉光を生成し、
    前記検出手段は、前記新たな干渉光を検出して新たな検出信号を生成し、
    前記画像形成手段は、前記新たな検出信号に基づいて、前記網膜の新たな断層画像を形成する、
    ことを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
12. 前記特定手段は、前記眼球モデル及び前記求められた倍率に基づく光線追跡演算を行うことにより、前記眼球モデルの網膜の前記所定位置に信号光が照射されるような前記走査態様を特定する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光画像計測装置。
13. 前記特定手段は、前記網膜の視神経乳頭中心を中心とし所定半径を有する円形の軌跡に沿って前記信号光の照射位置を走査させるための前記走査態様を特定する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光画像計測装置。
14. 前記解析手段は、前記新たな断層画像に基づいて前記生体眼の網膜厚を求める、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光画像計測装置。

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