JP5727197B2 - 波面補償付眼底撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼の波面収差を補正した状態で被検眼の眼底像を撮影する波面補償付眼底撮影装置に関する。

シャックハルトマンセンサーなどの波面センサを用いて眼の波面収差を検出し、その検出結果に基づいて波面補償デバイスを制御し、波面補償後の眼底画像を細胞レベルで撮影する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような装置は、被検眼と装置との位置合わせの完了後、眼の波面収差の検出と、その検出結果に基づく波面補償制御を繰り返し行う。

特表２００１−５０７２５８号公報

しかしながら、位置あわせの完了後において、被検眼の固視状態が十分に保持されず、良好な眼底画像が得られない場合がある。図４（ａ）は、固視がずれた状態の波面センサの受光結果を示す例である。例えば、波面センサ上には、波面補償デバイスによる波面補償領域３２が設定されており、ハルトマン像３１が形成されていない領域Ｓにおいては、波面の状態が検出されない。このように波面測定データの一部が欠損している場合（図４（ａ）参照）、波面全体の情報が得られないため、波面補正領域における波面収差が適正に測定されない。そして、このような状態で得られた検出結果に基づいて波面補償制御が行われた場合、波面補償デバイスは誤った収差補償量にて制御されてしまう。

そして、波面測定データの欠損が解消されたとしても、誤った収差補償量で制御された波面補償デバイスを適正な制御状態に戻すには時間が必要であり、良好な眼底像の観察を再開するまでに多くの時間（例えば、約３秒）を要していた。

本発明は、上記問題点を鑑み、波面収差が補正された状態の良好な眼底画像を撮影できる波面補償付眼底撮影装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 被検眼眼底からの反射光を受光して眼底像を撮像する眼底撮像光学系と、前記眼底撮像光学系の光路中に配置され、入射光の波面を制御して被検眼の波面収差を補償する波面補償デバイスと、被検眼眼底に向けて測定光を投光し、その眼底からの反射光を波面センサにより検出する波面収差検出光学系と、前記波面センサ上に設定された前記波面補償デバイスの補償可能領域と前記波面センサによる眼底反射光束の検出領域とのずれ情報を検出する検出手段と、前記波面センサからの検出信号に基づく被検者眼の波面収差の検出と、その検出結果に基づく前記波面補償デバイスの制御とを繰り返すフィードバック制御を行う制御手段であって、前記検出手段により検出されるずれ情報が許容範囲内を外れた場合に、フィードバック制御を一時的に停止させ、前記ずれ情報が許容範囲内に復帰した場合にフィードバック制御を再開させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼底撮影装置において、眼底撮像光学系により連続的に撮像される眼底像を動画として出力する表示手段を備えることを特徴とする。
（３） （１）又は（２）の眼底撮影装置において、さらに、前記ずれ情報が許容範囲内に収まるように前記検出光学系と被検眼との位置関係を相対的に調整する位置調整手段を備えることを特徴とする。
（４） （１）〜（３）のいずれかの眼底撮影装置において、前記制御手段は、フィードバック制御を停止させるとき、前記波面収差補償デバイスによる収差補償量を，前記ずれ情報が許容範囲内を外れた前の収差補償量で保持することを特徴とする。
（５） （１）〜（４）のいずれかの眼底撮影装置において、前記波面補償デバイスの波面制御情報を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記ずれ情報が許容範囲内に収まっている場合の波面制御情報を前記記憶手段に記憶させ、前記ずれ情報が許容範囲内に復帰した場合、前記波面補償デバイスの波面制御情報を前記波面補償デバイスへ反映させることを特徴とする。
（６） 被検眼眼底からの反射光を受光して眼底像を撮像する眼底撮像光学系と、
前記眼底撮像光学系の光路中に配置され、入射光の波面を制御して被検眼の波面収差を補償する波面補償デバイスと、
被検眼眼底に向けて測定光を投光し、その眼底からの反射光を波面センサにより検出する波面収差検出光学系と、
前記波面センサからの検出信号に基づく被検者眼の波面収差の検出と、その検出結果に基づく前記波面補償デバイスの制御とを繰り返すフィードバック制御を行う制御手段であって、前記フィードバック制御を介して取得された波面制御情報を記憶手段に記憶させ、予め前記記憶手段に記憶された前記波面制御情報にて波面補償デバイスを制御した後、前記フィードバック制御を再開させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明は、上記問題点を鑑み、波面収差が補正された状態の良好な眼底画像を撮影できる。

本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態の眼底撮影装置の外観図を示しており、本装置は、基台２１と、基台２１に取り付けられた顔支持ユニット２０と、基台２１の上に移動可能に設けられたモーター等からなる駆動機構５０５と、駆動機構５０５の上に後述する光学系を収納する撮影部５００を備える。駆動機構５０５は、図無きジョイスティック等の操作により、基台２１上を左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動される。

図２は、本実施形態の眼底撮影装置の光学系を示した模式図である。本実施形態の眼底撮影装置は、大別して、眼底撮像光学系１００と、波面収差検出光学系（以下、収差検出光学系と記載する。）１１０と、収差補償ユニット１０，７２と、第２撮影ユニット２００と、トラッキング用ユニット（位置検出部）３００と、を備える。眼底撮像光学系１００は、被検眼Ｅの眼底からの反射光を受光して被検眼の眼底像を撮像する。波面収差検出光学系は、波面センサ７３を有し、被検眼眼底に測定光を投光し、その眼底からの反射光を波面センサ７３にて指標パターン像として受光する。収差補償ユニット１０，７２は、被検眼の収差を補正するために眼底撮像光学系１００に配置される。第２撮影ユニット２００は、眼底撮像光学系１００で得られる眼底画像（以下、第１眼底画像と記す）の撮影位置を指定するための眼底の観察画像（以下、第２眼底画像と記す）を得る。トラッキング用ユニット３００は、撮影される被検眼Ｅの固視微動等による位置ずれの経時変化を検出し、移動位置情報を得る。

ここで、眼底撮像光学系１００は、被検眼Ｅの眼底を高解像度（高分解能）・高倍率で撮影する。また、収差補償ユニットは、被検眼の低次収差（視度：例えば、球面度数）を補正するための視度補正部１０と、被検眼の高次収差を補正するための高次収差補償部（波面補償デバイス）７２と、に大別される。

眼底撮像光学系１００は、被検眼Ｅに照明光（照明光束）を照射し眼底を２次元的に照明する第１照明光学系１００ａと、眼底に照射された照明光の反射光（反射光束）を受光して第１眼底画像を得るための第１撮影光学系１００ｂと、収差補償部７２と、を備える。眼底撮像光学系１００は、例えば、共焦点光学系を用いた走査型レーザ検眼鏡の構成とされる。

第１照明光学系１００ａは、眼底を照明するための照明光を出射する光源１（第１光源），照明光（スポット光）を眼底上で２次元的に走査する走査部１５を有する。光源１は、被検眼に視認されにくい近赤外域の照明光を出射する。本実施形態では光源１は、波長８４０ｎｍのＳＬＤ（Super Luminescent Diode）光源が用いられる。なお、光源としては、収束性の高い特性を持つスポット光を出射するものであればよく、例えば、半導体レーザ等であってもよい。

はじめに、第１照明光学系１００ａを説明する。光源１から眼底に到るまでの光路には、レンズ２、ビームスプリッタ３、偏光板４、レンズ５、ビームスプリッタ７１、レンズ６、波面補償デバイス７２、レンズ７、ビームスプリッタ７５が配置される。そしてさらに、レンズ８、走査部１５、レンズ９、２次元状に走査される照明光の走査位置を補正するための偏向部４００、２枚のプリズムからなる視度補正部１０、レンズ１１、第２撮影ユニット２００等の光路を第１照明光学系と略同軸にするビームスプリッタ９０が配置される。なお、ビームスプリッタ３は、本実施形態では、ハーフミラーとされている。

光源１から出射された照明光は、レンズ２により平行光とされた後、ビームスプリッタ３を介し、本実施形態では偏光板４によりＳ偏光成分のみの光束とされる。偏光板４を経た照明光は、レンズ５により一旦集光し、ビームスプリッタ７１を介してレンズ６により平行光束とされ、波面補償デバイス７２に入射する。波面補償デバイス７２にて反射した照明光は、レンズ７、レンズ８によりリレーされ、走査部１５に向かう。

走査部１５は、照明光を眼底上で２次元的に走査する構成とされ、ここでは、図示するように、眼底でＸＹ方向に照明光を走査する。本実施形態では、照明光を眼底にて水平方向（Ｘ方向）に偏向させ走査するための偏向部材となるレゾナントミラーと、水平方向の走査方向に対して垂直方向（Ｙ方向）に偏向させ走査するための偏向部材となるガルバノミラーと、各ミラーを駆動する駆動部を備える。走査部１５を経た照明光は、レンズ９にて再び集光される。偏向部４００は、走査部１５を経た照明光を水平方向及び垂直方向に対して所定量だけさらに偏向させる役目を持ち、本実施形態では２枚のガルバノミラーにより構成されている。偏向部４００を経た照明光は、視度補正部１０、レンズ１１、ビームスプリッタ９０を経て被検眼Ｅの眼底に集光し、走査部１５によって眼底上を２次元的に走査することとなる。なお、視度補正部１０は、駆動部１０ａを有し、一方のプリズムが図示する矢印方向に移動することにより、光路長を変えることができ、視度補正の役目を果たしている。なお、視度補正部１０は、駆動部と、駆動部の駆動によって光軸方向に移動可能なレンズからなる構成であってもよい。また、ビームスプリッタ９０は、本実施形態ではダイクロイックミラーであり、後述する第２撮影ユニット２００、及びトラッキング用ユニット３００からの光束を反射させ、光源１及び後述する光源７６からの光束を透過させる特性を持つ。なお、光源１及び光源７６の出射端と被検眼Ｅとは共役とされている。このようにして、照明光を眼底に２次元的に照射する第１照明光学系が形成される。

次に、第１撮影光学系１００ｂを説明する。第１撮影光学系１００は、第１照明光学系１００ａにて説明したビームスプリッタ９０からビームスプリッタ３までの光路を共通とし、さらにレンズ５１、眼底と共役な位置に置かれるピンホール板５２、集光レンズ５３、受光素子５４を含む。なお、本実施形態では、受光素子５４はＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）が用いられている。

光源１から出射された照明光における眼底からの反射光は、前述した第１照明光学系１００ａを逆に辿り、偏光板４にてＳ偏光の光だけ透過された後、ビームスプリッタ３により一部の光束が反射される。この反射光は、レンズ５１を介してピンホール板５２のピンホールに焦点を結ぶ。ピンホールにて焦点を結んだ反射光は、レンズ５３を経て受光素子５４に受光される。なお、照明光の一部は角膜上で反射されるが、ピンホール板５２により大部分が除去され、角膜反射の画像への悪影響が低減される。このため、受光素子５４は、角膜反射の影響を抑えて、眼底からの反射光を受光できる。なお、ビームスプリッタ３は、ホールミラーとされてもよい。この場合、ホールミラーのホールは、角膜反射光を第１撮影光学系１００ｂに入射することを抑制する。

このようにして、第１撮影光学系１００ｂが形成される。第１撮影光学系１００ｂで受光された処理された画像が第１眼底画像となる。なお、第１撮影ユニット１００で取得する眼底画像（眼底像）の画角が所定の角度となるように走査部１５におけるミラーの振れ角（揺動角度）を定める。ここでは、眼底の所定の範囲を高倍率で観察、撮影する（ここでは、細胞レベルでの観察等をする）ために、画角を１度〜５度程度とする。本実施形態では、１．５度とする。被検眼の視度等にもよるが、第１眼底画像の撮影範囲は、５００μｍ角程度とされる。

次に、第２撮影ユニット２００を説明する。第２撮影ユニットは、第１撮影ユニットの画角よりも広画角の眼底画像（第２眼底画像）を取得するためのユニットであり、取得される第２眼底画像は、前述した狭画角の第１眼底画像を得るための位置指定、及び位置確認用の画像として用いられる。このような第２眼底画像を取得するための第２撮影ユニット２００は、被検眼Ｅの眼底画像を観察用として広画角（例えば２０度〜６０度程度）でリアルタイムに取得できればよい。したがって第２撮影ユニット２００は、既存の眼底カメラの観察・撮影光学系や走査型レーザー検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope：ＳＬＯ）の光学系、及び制御系を用いることができる。

次に、収差検出光学系１１０について説明する。前述のように、収差検出光学系１１０は、一部の光学素子を第１照明光学系１００ａの光路上に持ち、第１照明光学系１００ａと光路を一部共用している。収差検出光学系１１０は、波面センサ７３、偏光板７４、光源７６、レンズ７７、偏光板７８、レンズ７９、を含み、第１照明光学系の光路上に置かれるビームスプリッタ７１からビームスプリッタ９０までの光学部材を共用することにより構成されている。なお、波面センサ７３は、例えば、多数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイと、マイクロレンズアレイを透過した光束を受光させるための二次元撮像素子７３ａ（２次元受光素子）からなる。また、収差検出用光源（第３光源）である光源７６は、光源１と異なる赤外域の光を発する光源とされる。本実施形態では光源７６は波長７８０ｎｍのレーザ光を出射するレーザダイオードを用いている。光源７６から出射したレーザ光は、レンズ７７により平行光束とされ、偏光板７８により光源１からの照明光と直交する偏光方向（Ｐ偏光）とされ、ビームスプリッタ７５により第１照明光学系の光路に導かれる。なお、レンズ７、８の間に眼底共役位置があり、光源７６の出射端はこの眼底共役位置と共役な関係とされる。なお、ビームスプリッタ７５は、本実施形態ではハーフミラーとされている。偏光板７８は、眼底へと照射される第３光源の光を所定の偏光方向とする役割を持ち、波面補償部が備える第１偏光手段の役割を持つ。

ビームスプリッタ７５により反射したレーザ光は、第１照明光学系１００ａの光路を経て被検眼Ｅの眼底に集光される。眼底で反射されたレーザ光は、第１照明光学系１００ａの各光学部材を経て波面補償デバイス７２にて反射し、ビームスプリッタ７１により第１照明光学系１００ａの光路から外れ、レンズ７９、Ｓ偏光成分のみを通す偏光板７４を経て波面センサ７３へと導かれる。偏光板７４は、波面補償部に備えられた第２偏光手段であり、眼底へと照射される第３光源の光が持つ偏光方向（Ｐ偏光光）を遮断し、この偏光方向に直交する偏光方向（Ｓ偏光光）を透過し、波面センサ７３へと導光する役割を持つ。なお、ビームスプリッタ７１は、光源１の波長の光（８４０ｎｍ）を透過し、収差検出用の光源７６の波長の光（７８０ｎｍ）を反射する特性とされる。従って、波面センサ７３では、照射したレーザ光の眼底での散乱光のうちＳ偏光成分を持つ光が検出される。このようにして、角膜や光学素子で反射される光が波面センサ７３に検出されることを抑制している。また、走査部１５、波面補償デバイス７２の反射面、及び波面センサ７３のマイクロレンズアレイは、被検眼の瞳と略共役とされる。また、波面センサ７３の受光面は被検眼Ｅの眼底と略共役とされる。波面センサ７３には、低次収差及び高次収差を含む波面収差が検出できる素子、例えば、ハルトマンシャック検出器や光強度の変化を検出する波面曲率センサ等を用いる。

また、波面補償デバイス７２は、例えば、液晶空間光変調器とし、反射型のＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を用いるものとしている。そして、波面補償デバイス７２は、眼底撮像光学系１００の光路中に配置され、入射光の波面を制御して被検眼の波面収差を補償する。なお、波面補償デバイス７２は、光源１からの照明光（Ｓ偏光光）、照明光の眼底での反射光（Ｓ偏光光）、波面収差検出用光の反射光（Ｓ偏光成分）等の所定の直線偏光（Ｓ偏光）に対して収差を補償することが可能な向きに配置される。これにより、波面補償デバイス７２は、入射する光のＳ偏光成分を変調できる。また、波面補償デバイス７２は、その液晶層内の液晶分子の配列方向が入射する反射光の偏光面と略平行であり、さらに、液晶分子が液晶層への印加電圧の変化に応じて回転する所定の面が、波面補償デバイス７２に対する眼底からの反射光の入射光軸及び反射光軸と、波面補償デバイス７２が持つミラー層の法線と、を含む平面に対して略平行になるように、配置されている。

なお、本実施例においては、波面補償デバイス７２は、液晶変調素子とし、反射型のＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を用いるものとしているが、これに限るものではない。反射型の波面補償デバイスであればよい。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の一形態であるデフォーマブルミラーを用いてもよい。また、反射型の波面補償デバイスではなく、眼底からの反射光を透過させて波面収差を補償するような透過型の波面補償デバイスを用いることもできる。

なお、以上の説明では、収差検出用光源として、第１光源とは異なる波長の照明光を出射する光源を用いたが、第１光源を収差検出用光源として用いてもよい。

なお、以上説明した本実施形態では、波面センサ及び波面補償デバイスを被検眼の瞳共役としたが、被検眼の前眼部の所定部位と略共役な位置であればよく、例えば、角膜共役であってもよい。

次に、眼底撮影装置の制御系を説明する。図３は、本実施形態の眼底撮影装置の制御系を示したブロック図である。装置全体の制御を行う制御部８０には、光源１、駆動機構５０５、走査部１５、受光素子５４、波面補償デバイス７２、波面センサ７３、光源７６、第２撮影ユニット２００、トラッキング用ユニット３００、偏向部４００、偏向部４１０、視度補正部１０、が接続される。また、記憶部８１、コントロール部８２、画像処理部８３、モニタ８５、が接続される。

画像処理部８３は受光素子５４、第２撮影ユニット２００にて受光した信号に基づきモニタ８５に画角の異なる被検眼眼底の画像、つまり、第１眼底画像及び第２眼底画像を形成する。記憶部８１には種々の設定情報や撮影画像が保存される。なお、モニタ８５には、例えば、外部のパ−ソナルコンピューターのモニタや装置に備えられているモニタが考えられる。モニタ８５には、所定のフレームレートにて更新される眼底画像（第１眼底画像、及び第２眼底画像）が表示される。フレームレートとしては、例えば、１０〜１００Ｈｚとされる。このようにして、動画として眼底画像が表示される。本実施形態では、制御部８０は、モニタ８５の表示制御部８０、偏向部４００、４１０の駆動制御部８０、光源１、７６等の出射制御部８０の機能を兼ねる。

なお、波面補償デバイス７２を制御する場合、波面センサ７３で検出された波面収差に基づいて、波面補償デバイス７２が制御され、光源７６の反射光のＳ偏光成分と共に、光源１から出射される照明光とその反射光の高次収差が取り除かれる。このようにして、光源１から出射された照明光とその反射光が持つ収差が取り除かれる。言い換えると、被検眼Ｅの高次収差が取り除かれた（波面補償された）高解像度の第１眼底画像が得られることとなる。この場合、視度補正部１０によって低次収差が補正される。

＜指標パターン像と補償可能領域の説明＞
図４は、波面センサ７３上の指標パターン像と補償可能領域の具体例について説明する図である。図５はモニタ８５の画面上に表示された収差補償画面４０を示した図である。収差補償画面４０には、波面センサ７３の二次元撮像素子７３ａに受光された指標パターン像（本実施例においては、ハルトマン像とし、以下、ハルトマン像と記載する）と、収差補償の補正度合をグラフィック表示した収差補償グラフィック４１と、が表示されている。

ハルトマン像（ドットパターン像）３１は、波面センサ７３上に受光された複数の点像３１ａの集まりを示す。レンズアレイを通過した眼底反射光は、波面センサ７３の二次元撮像素子７３ａに受光され、ハルトマン像として撮像される。そして、ハルトマン像３１は、モニタ８５上に表示される。なお、波面センサ７３によって点像３１ａが検出された領域では、収差検出が可能である。

円３２は、二次元撮像素子７３ａ上において、波面補償デバイス７２によって収差補償可能な領域を仮想的に示したものである。そして、円３２に対応するグラフィックが、モニタ８５上のハルトマン像に重合されて表示される。

そして、円３２の外周、領域、波面センサ７３上におけるその位置情報が予め記憶部８１に設定されている。これらは、キャリブレーション又はシミュレーションなどにより予め求めておけばよい。なお、波面補償デバイス７２において、補償可能領域は、入射光全体の内、ある一部の領域（例えば、瞳孔上における直径４ｍｍ領域）の光束に制限される。このため、他の入射光については、受光素子５４に向けて反射されるが、波面は補償されない。

ここで、収差補償は、波面センサ７３による収差検出結果に基づいて行われる。すなわち、円３２の領域内においてハルトマン像３１が形成された領域では、波面の状態が検出可能である（図４（ｂ）参照）。一方、円３２の領域内において、ハルトマン像３１が形成されていない領域Ｓにおいては、波面の状態が検出されない。ここで、波面データの一部が欠損している場合、波面全体の情報が得られないため、波面補正領域における波面収差が適正に測定されない（図４（ａ）参照）。よって、図５（ａ）に示すように、収差補償が実行されても、収差補償グラフィック４１に示されるように適正に収差が除去されない。

＜動作説明＞
以上のような構成の眼底撮影装置において、その動作を説明する。検者により、初めに、モニタ８５の画面上に表示された図示無き前眼部画像を観察しながら、図無きジョイスティック等の操作により、撮影部５００の位置調整を行い、粗くアライメントを行う。また、検者は、被検者が図示無き固視標を固視するように指示する。アライメントが完了し、検者により図示無き測定スイッチが選択されると、制御部８０により、視度補正部１０を用いて視度補正が行われ、次いで、収差補償に必要な波面検出を行う。

次に、制御部８０は、波面センサ７３上に設定された波面補償デバイス７２の補償可能領域（例えば、円３２）と波面センサ７３による眼底反射光束（例えば、ハルトマン像３１）の検出領域とのずれ情報を検出（取得）する。そして、制御部８０は、検出結果に基づいて駆動機構５０５を駆動させ、撮影部５００の位置調整を行い、そのずれ情報が許容範囲内に収まるように撮影部５００を移動させる。

例えば、初めに、制御部８０は、波面センサ７３で受光されたハルトマン像３１の内で最も外側で受光された点像位置を順に検出していきハルトマン像外周３１ｂの位置情報を検出する。これにより、ハルトマン像３１の検出領域が求められる。

次いで、制御部８０は、ハルトマン像外周３１ｂの位置情報と円３２（収差補償可能領域）の位置情報を比較して、その比較結果に基づいて波面測定領域が収差補償可能領域を許容範囲以上満たしているかを判定する。

より具体的には、制御部８０は、ハルトマン像外周３１ｂに囲まれた領域（点線参照）と円３２に囲まれた領域を比較する。ここで、制御部８０は、円３２の成す領域がハルトマン像外周３１ｂの成す領域内に収まっている場合には、十分である（ＯＫ）と判定する（図４（ｂ）参照）。また、制御部８０は、円３２の成す領域が外周３１ｂの成す領域内に収まっていない場合には、不十分である（ＮＧ）と判定する（図４（ａ）参照）。そして、不十分である（ＮＧ）と判定した場合、ずれ情報が許容範囲内に収まるように撮影部５００を移動させ、円３２の成す領域がハルトマン像外周３１ｂの成す領域内に収まるように位置を調節する。これにより、図５（ｂ）に示されるように、収差補償が実行された場合、収差グラフィック４１に示されるように、適正に収差が除去される。

なお、上記判定において、指標パターン像が補償可能領域を１００％満たしていなくてもよく、一定の精度にて波面収差が測定されればよい（例えば、９５％の領域）。そして、判定結果にてずれが検出された場合、制御部８０は、駆動機構５０５を駆動させ、補償可能領域内におけるある許容範囲（例えば、一定の割合以上）を超えて指標パターン像が受光されるように、撮影部５００を移動させる。

＜波面検出開始/眼底撮影開始/フィードバック制御＞
撮影部５００の位置が調整された後、制御部８０は、円３２の成す領域がハルトマン像外周３１ｂの成す領域内に収まっているか判定をする。制御部８０は、円３２の成す領域がハルトマン像外周３１ｂの成す領域内に収まっている場合に、波面センサ７３の検出結果に基づいて被検眼Ｅの波面収差を検出するとともに、眼底撮像光学系１００による眼底撮影を開始する。

制御部８０は、その収差検出結果に基づいて、収差補償量を算出し、その算出結果を用いて、波面補償デバイス７２を制御し、波面収差を補償する。そして、制御部８０は、波面センサ７３から出力されるハルトマン像を新たに取得し、波面収差を検出する。そして、その収差検出結果に基づいて、収差補償量を算出し、その算出結果を用いて、波面補償デバイス７２を制御し、波面収差を補償する。以上のように、制御部８０は、収差検出と、その結果に基づく波面補償の制御と、を繰り返すフィードバック制御を行う。

例えば、ＬＣＯＳの場合、波面センサ７３による波面収差の検出と、この検出結果に基づくＬＣＯＳの位相パターンの算出と、この算出結果に基づくＬＣＯＳの各画素への電圧印加と、を含むループ処理において補償用位相パターンはフィードバック制御される。これにより、波面収差の検出に基づいてＬＣＯＳの液晶層の屈折率が随時変化され、眼底反射光の波面の歪みが補正される。

また、デフォーマブルミラーの場合、波面センサ７３による波面収差の検出と、この検出結果に基づくミラー形状の算出と、この算出結果に基づくデフォーマブルミラーの各駆動部への電圧印加と、を含むループ処理においてミラー全体の形状はフィードバック制御される。これにより、波面収差の検出に基づいて、ミラー全体の形状が随時変化され、眼底反射光の波面の歪みが補正される。

上記のフィードバック制御は、波面収差が補償される間に、同時に取得されている眼底動画像に反映される。すなわち、上記のように、フィードバック制御を行うことにより、眼底反射光の波面が補償されていくため、眼底動画像のぼけを減らすことができる。したがって、被検眼の固視状態や位置の変化によって、眼底撮影装置に対する被検眼の収差状態が変化しても、鮮明な眼底像を得ることができる。

なお、フィードバック制御は、撮影終了時まで行われる。また、フィードバック制御が行われ、眼底動画像を取得している間に、所定のトリガ信号が出力されると、そのときに取得された眼底の細胞像が動画像又は静止画像として記憶部８１に記憶される。

＜位置合わせ終了後の位置ずれ＞
ここで、位置合わせを調整した後においても、例えば、被検眼Ｅの固視状態が十分に保持できない等の理由により、被検眼Ｅと装置間で位置ずれが生じ、ずれ情報が許容範囲内から外れてしまうことがある。そのため、ずれ情報が許容範囲内から外れた場合には、制御部８０は、ずれ情報が許容範囲内に収まるように波面収差検出光学系１１０と被検眼Ｅとの位置関係を相対的に調整する。

＜フィードバック制御の一時停止＞
以下に、位置ずれが生じた場合の制御動作について、図６のフローチャートを用いて説明する。制御部８０は、上記のように波面補償動作が開始された後、ずれ情報が許容範囲内を外れた場合（例えば、外周３１ａ内から円３２が外れたことが検出された場合）、上記フィードバック制御を一時的に停止させる。そして、制御部８０は、波面補償デバイス７２による収差補償量を、ずれ情報が許容範囲内を外れる前（例えば、円３２が外れる前）の収差補正量で保持させる。また、制御部８０は、ずれ情報が許容範囲内に収まるように（例えば、円３２が外周３１ａ内に収まるように）アライメントの再調整を行う。

例えば、制御部８０は、円３２が外れた後の収差検出結果に基づく駆動信号を波面補償デバイス７２に送信せず、円３２が外周３１ａ内に収まっていたとき（外れる直前又はそれより前）の駆動信号を引き続き波面補償デバイス７２に出力する。そして、制御部８０は、円３２が外周３１ａ内に収まるまでは、同じ駆動信号にて波面補償デバイス７２を動作させる。なお、円３２が外れる前の収差検出結果が反映された補償量にて波面補償デバイス７２が動作されればよく、円３２が外れる前と同程度の駆動信号が印加されればよい。

ＬＣＯＳの場合、制御部８０は、ＬＣＯＳの各画素への電圧印加量を外周３１ａ内から円３２が外れる前の印加量のまま保持させ、ＬＣＯＳの屈折率を一定とすればよい。デフォーマブルミラーの場合、制御部８０は、同様に、各駆動部への電圧印加量を外周３１ａ内から円３２が外れる前の印加量のまま保持させ、ミラー全体の形状を一定とすればよい。

なお、制御部８０は、円３２が外れた後においても、眼底撮像光学系１００を動作させることにより眼底の高倍率画像を連続的に取得し、取得される高倍率画像を動画像としてモニタ８５に随時出力する。

＜アライメントの再調整＞
また、制御部８０は、駆動機構５０５を制御し、円３２が外周３１ａ内に収まるように、撮影部５００を移動させる。なお、眼Ｅの固視状態によっては、自然にアライメントが適正な状態に復帰する場合もありうる。

＜フィードバック制御の再開＞
このようにしてアライメントが再調整され、円３２が外周３１ａ内に復帰したことが検出されると、制御部８０は、フィードバック制御を再開させるための復帰信号を出力する。ここで、制御部８０は、波面センサ７３によって波面収差を検出し、アライメント復帰後の収差検出結果に基づく駆動信号を波面補償デバイス７２に送る。そして、制御部８０は、円３２が外周３１ａ内に収まっている間は、波面センサ７３による収差検出／検出結果に基づく波面補償デバイス７２による波面補償の動作を繰り返す。これにより、リアルタイムで検出される収差検出結果が波面補償デバイス７２に反映され、ぼけの少ない良好な高倍率眼底像が取得される。

以上のように、フィードバック制御の開始後に位置ずれが生じた場合、フィードバック制御が一時的に停止されるため、位置ずれ発生時の収差検出結果に基づく波面補償が行われない。したがって、固視ずれ発生時の収差検出結果によって波面補償デバイス７２（例えば、ＬＣＯＳであれば屈折率、デフォーマブルミラーであればミラーの形状）が誤った収差補償量で動作されてしまうのが回避される。そして、位置ずれが調整された後、適正な波面補償に復帰するまでの時間が短縮される。

また、アライメント復帰後、前回のアライメント完了状態における波面補償デバイス７２の収差補償量から、収差補償のフィードバック制御が再開されるため、波面補償デバイス７２の駆動が少なくて済み、スムーズに良好な眼底画像が得られる。また、位置ずれが生じた場合においても、波面補償デバイス７２の制御状態が位置ずれ発生前のままで保持されているため、アライメントずれが微小であれば、円３２が外周３１ａから外れている状態であっても、ぼけの少ない良好な高倍率眼底像が継続的に取得される。

なお、フィードバック制御の再開後、再度アライメントずれが生じた場合、制御部８０は、同様に、フィードバック制御の停止、復帰動作を行えばよい。

なお、本実施例においては、制御部８０は、外周３１ａ内から円３２が外れる前の収差補償量にて波面補償デバイス７２の制御状態を保持したが、これに限るものでなく、波面収差が適正に検出された状態での検出結果に基づいてフォードバック制御が再開されればよい。

例えば、制御部８０は、ずれ情報が許容範囲内に収まっている場合の波面制御情報を記憶部８１に記憶させ、ずれ情報が許容範囲内に復帰した場合、波面補償デバイス７２の波面制御情報を波面補償デバイス７２へ反映させる。

具体的に説明すると、円３２が外周３１ｂ内に収まっている状態において、検者又は制御部８０が所定のトリガ信号を出力し、波面補償デバイス７２の収差補償量のデータを記憶部８１に記憶しておく。例えば、円３２が外周３１ｂに収まってから数秒経過後の波面補償デバイス７２の収差補償量が記憶部８１に保存される。また、常時、収差補償量が記憶部８１に記憶され、記憶させたデータの中から、収差補償量が任意に選択されるようにしてもよい。

その後、外周３１ａ内から円３２が外れた場合、制御部８０は、フィードバック制御を一時的に停止させ、再びハルトマン像３１内に円３２が収まるように撮影部５００を移動させる。そして、制御部８０は、アライメントが再調整され、復帰信号が出力されると、記憶部８１に予め保存していた波面補償デバイス７２の収差補償量のデータを呼び出し、それを用いて、波面補償デバイス７２を制御する。

なお、以上の説明において、検出光学系１１０と被検眼Ｅとの位置関係が相対的に調整される構成であればよい。例えば、ずれ情報が許容範囲内に収まるように顎台を眼Ｅに対して移動する構成であってもよい。また、検出光学系１１０の光路中に、測定光束の進行方向を変更する光偏向部を設け、光偏向部の駆動により位置関係が調整されてもよい。

なお、本実施例において、波面補償デバイス７２の補償可能領域と波面センサ７３による眼底反射光束の検出領域とのずれ情報を波面センサの出力信号に基づいて検出したが、これに限るものではない。例えば、前眼部観察系を設け、前眼部観察系によって検出されるアライメント検出結果と前述のずれ情報を予め対応づけておく。そして、アライメント検出結果に基づいて、ずれ情報が許容範囲内か否かを判定してもかまわない。また、前眼部観察カメラ上に補償可能領域が設定され、前眼部像から画像処理により瞳孔部分が抽出され、補償可能領域の位置情報と瞳孔外周の位置情報とが比較されることにより各領域間のずれが検出されてもよい。

なお、以上の説明においては、眼底撮像光学系１００として、被検眼眼底と略共役な位置に配置された共焦点開口を介して被検眼眼底で反射した光束を受光して被検眼眼底の共焦点正面画像を撮影する共焦点光学系（ＳＬＯ光学系）を用いるものとしたが、これに限るものではない（例えば、特表２００１−５０７２５８号公報参照）。

例えば、被検眼眼底で反射した光束を二次元撮像素子により受光して被検眼の眼底正面画像を撮影する眼底カメラ光学系であってもよい。また、被検眼眼底で反射した光束と参照光による干渉光を受光して被検眼の断層画像を撮影する光干渉光学系（ＯＣＴ光学系）であってもよい。

本実施形態の眼底撮影装置の外観図を示した図である。 本実施形態の眼底撮影装置の光学系を示した模式図である。 本実施形態の眼底撮影装置の制御系を示したブロック図である。 波面センサ上の指標パターン像と補償可能領域の具体例について説明する図である。 モニタの画面上に表示された収差補償画面を示した図である。 位置ずれが生じた場合の制御動作を示すフローチャートである。

１ 光源
１０ 視度補正部
１５ 走査部
２０ 顔支持ユニット
２１ 基台
４０ 収差補償画面
５４ 受光素子
７２ 波面補償デバイス
７３ 波面センサ
７６ 光源
８０ 制御部
８１ 記憶部
８５ モニタ
１００ 眼底撮像光学系
１１０ 波面収差検出光学系
２００ 第２撮影ユニット
３００ トラッキング用ユニット
４００、４１０ 偏向部
５００ 撮影部
５０５ 駆動機構

Claims (6)

1. 被検眼眼底からの反射光を受光して眼底像を撮像する眼底撮像光学系と、
   前記眼底撮像光学系の光路中に配置され、入射光の波面を制御して被検眼の波面収差を補償する波面補償デバイスと、
   被検眼眼底に向けて測定光を投光し、その眼底からの反射光を波面センサにより検出する波面収差検出光学系と、
   前記波面センサ上に設定された前記波面補償デバイスの補償可能領域と前記波面センサによる眼底反射光束の検出領域とのずれ情報を検出する検出手段と、
   前記波面センサからの検出信号に基づく被検者眼の波面収差の検出と、その検出結果に基づく前記波面補償デバイスの制御とを繰り返すフィードバック制御を行う制御手段であって、前記検出手段により検出されるずれ情報が許容範囲内を外れた場合に、フィードバック制御を一時的に停止させ、前記ずれ情報が許容範囲内に復帰した場合にフィードバック制御を再開させる制御手段と、を備えることを特徴とする波面補償付眼底撮影装置。
2. 請求項１の眼底撮影装置において、
   眼底撮像光学系により連続的に撮像される眼底像を動画として出力する表示手段を備えることを特徴とする波面補償付眼底撮影装置。
3. 請求項１又は２の眼底撮影装置において、
   さらに、前記ずれ情報が許容範囲内に収まるように前記検出光学系と被検眼との位置関係を相対的に調整する位置調整手段を備えることを特徴とする波面補償付眼底撮影装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの眼底撮影装置において、
   前記制御手段は、フィードバック制御を停止させるとき、前記波面収差補償デバイスによる収差補償量を，前記ずれ情報が許容範囲内を外れた前の収差補償量で保持することを特徴とする波面補償付眼底撮影装置。
5. 請求項１〜４のいずれかの眼底撮影装置において、
   前記制御手段は、前記ずれ情報が許容範囲内に収まっている場合の波面制御情報を記憶手段に記憶させ、前記ずれ情報が許容範囲内に復帰した場合、前記波面補償デバイスの波面制御情報を前記波面補償デバイスへ反映させることを特徴とする波面補償付眼底撮影装置。
6. 被検眼眼底からの反射光を受光して眼底像を撮像する眼底撮像光学系と、
   前記眼底撮像光学系の光路中に配置され、入射光の波面を制御して被検眼の波面収差を補償する波面補償デバイスと、
   被検眼眼底に向けて測定光を投光し、その眼底からの反射光を波面センサにより検出する波面収差検出光学系と、
   前記波面センサからの検出信号に基づく被検者眼の波面収差の検出と、その検出結果に基づく前記波面補償デバイスの制御とを繰り返すフィードバック制御を行う制御手段であって、前記フィードバック制御を介して取得された波面制御情報を記憶手段に記憶させ、予め前記記憶手段に記憶された前記波面制御情報にて波面補償デバイスを制御した後、前記フィードバック制御を再開させる制御手段と、を備えることを特徴とする波面補償付眼底撮影装置。

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