JP6437024B2 - 眼科撮影装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
被検眼の眼底からの測定光と参照光との干渉光の検出により被検眼の眼底の断層画像を取得するための光学系であって前記測定光を導光するための測定光路を少なくとも含む前記光学系を備える撮像部と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との相対位置を検出する検出手段と、
測定光と参照光の光路長差を調整するために前記光学系に配置された光学部材を前記断層画像が取得されるように駆動させる光路長差調整、前記光学系に配置されたフォーカス用光学部材を被検眼の眼底に対する合焦位置に駆動させるフォーカス調整、の少なくともいずれかの調整を前記検出手段による検出結果に基づいて開始する制御手段と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との位置関係を相対的に調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、前記光路長差調整、前記フォーカス調整、の少なくともいずれかの調整の実行中に、前記検出手段による検出結果に基づいて前記調整手段の駆動を制御して、被検眼の前眼部に対して前記撮像部がトラッキングするように、前記撮像部と被検眼の前眼部との相対的な位置関係を調整する。
初めに、図1に基づき、アライメントのための前眼部撮像部、及びアライメントについて説明する。この実施形態における座標は、眼軸方向をZ、眼底画像に対し水平方向をX、垂直方向をYとする。前眼部照明用LED120により前眼部は照明され、前眼部はビームスプリッタ116、前眼部フォーカスレンズ117により前眼部カメラ119に結像され前眼部の像を得る、この像は、図3のCPU301に入力される。
図1に基づき、眼底観察のための装置であるSLO(Scanning Laser Opthalmoscope)の説明を行う。レーザ光源101は、半導体レーザやSLD光源(Super Luminescent Diode)が好適に用いることができる。用いる波長は、眼底観察として被検者の眩しさの軽減と分解能維持のために、700nm〜1000nmの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施の形態においては、波長780nmの半導体レーザを用いる、また制御電圧により光量を変化させることもできる。レーザ光源101から出射されたレーザ光はコリメータレンズ102により平行ビームになり、中央に穴の開いた穴あきミラー103の穴を通りSLO―Xスキャナ104、SLO―Yスキャナ105を通る。さらにビームスプリッタ106、接眼レンズ(対物レンズ)107を通り、被検眼108に入射する。
次に、OCTユニット111を図2を用いて説明する。OCTユニット111は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、被検眼108を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成してこれを分光した信号を出力する。検出信号は分光されCPU301に入力される。CPU301は、この検出信号を解析して眼底の断層画像や3次元画像を形成する。
さらにOCTのスキャン機構を図1を用いて説明する。OCTユニット111からの信号光はコリメータレンズ112により平行ビームになりOCT―Xスキャナ113、OCT―Yスキャナ114を通る。次にミラー115、ビームスプリッタ106で反射され、接眼レンズ(対物レンズ)107を通り、被検眼108に入射する。被検眼108に入射したビームは、SLOと同様に、眼底で反射散乱され、同一光路をたどり、OCTユニット111まで戻る。
次に、撮像装置10を制御する制御装置20について、図3を用いて説明する。中央演算装置(CPU)301は、表示機302、主記憶装置303(RAM)、図4に示すフローチャートに記載の処理を実行させるためのプログラムを記憶した記憶装置304(ROM)、に接続されている。またCPU301は1次元センサインターフェイス306と、APDインターフェイス307と、D/Aコンバータ314とに接続されている。1次センサインターフェイス306は、OCTの出力である1次元センサのデータを受ける。APDインターフェイス307は、SLOの出力であるAPDのデータを受ける。D/Aコンバータ314は、SLOの光源の強度をコントロールする電圧を作る。さらにスキャナコントロールとしてのSLOスキャナ制御回路308、OCTスキャナ制御回路311に接続されている。
アライメントの方法は、前眼部カメラの像から瞳を検出し、瞳の中心が画像の中心に来るように、ステージX,Yをステージ駆動制御回路321により駆動することでアライメントをとることができる。またZ方向は、またレンズ117付近にイメージスプリットプリズム118が配置されておりこのことにより、ステージ駆動制御回路321によりY方向に駆動させ焦点を合わせることで調整することができる。
SLOの撮像のための処理を以下に述べる。
OCTの撮像のための処理を以下に述べる。
図6に表示機302に表示される操作画面の例を示す。この図において601は前眼部の像、602は自動アライメント調整の開始ボタン、603はSLOで撮影された眼底像、604は手動のフォーカス調整するスクロールバーである。また605は自動フォーカス調整開始ボタン、606はOCTにより撮影された網膜の断層像、609は手動コヒーレンスゲート調整スクロールバーである。さらに608は自動フォーカス開始ボタン、609はプリスキャン開始ボタン、610はOCT撮影ボタン、611は撮影モード切替ボタンである。
OCT撮影ボタン610を押しOCTを撮影する。また、フォーカス、コヒーレンスゲートが正しくないと判断した場合は、それぞれの手動の調整スクロールバーにより調整を行う。
次に、ステップS704を行う。図12を見ると、撮影にもっとも時間のかからない順番は3−4−1−2で、調整に必要な総時間は111秒であることが分かる。次に、ステップS705を行う。撮影をモード3、モード4、モード1、モード2の順番に実行する。
また第3の実施例においても、第一の撮影モードが設定された後、撮影モードに応じた調整が開始され、調整完了前に撮影モードが変更される場合が考えられる。この場合制御装置1300の調整判定部1303は、ステップS1402の眼の変更の判定に加えて、例えば図14のどのステップまで調整が進んでいるかを判定する。眼が変更されていない場合であって、ステップS1403、ステップS1404の処理中または完了後である場合には、そのままステップS1405以下の処理を続ける。粗調整が済んでいない場合にはこれを完了させる必要があるからである。ステップS1405のフォーカス微調整の最中または完了後に撮影モードが変更された場合には、CPU1301の指示によりSLOスキャナ制御回路308がステップS1405のフォーカス微調整をやり直す。その後はステップS1406以下の処理を続ける。フォーカスの粗調整が済んでいるため、微調整のみ行えば良いからである。ステップS1406のCG粗調整中に撮影モードが変更された場合には、CG粗調整を完了後、ステップS1408及びステップS1409の微調整を行う。ステップS1407のCG粗調整の完了後に撮影モードが変更された場合には、ステップS1408以下の処理を進める。
10 撮像装置
20 制御装置
301 CPU
3011 選択部
3012 判定部
308 SLOスキャナ制御回路
311 OCTスキャナ制御回路
321 ステージ駆動制御回路
1300 制御装置
1301 CPU
1302 モード変更部
1303 調整判定部
1304 完了判定部
1305 NDF制御回路
1306 偏光制御回路
Claims (14)
- 被検眼の眼底からの測定光と参照光との干渉光の検出により被検眼の眼底の断層画像を取得するための光学系であって前記測定光を導光するための測定光路を少なくとも含む前記光学系を備える撮像部と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との相対位置を検出する検出手段と、
測定光と参照光の光路長差を調整するために前記光学系に配置された光学部材を前記断層画像が取得されるように駆動させる光路長差調整、前記光学系に配置されたフォーカス用光学部材を被検眼の眼底に対する合焦位置に駆動させるフォーカス調整、の少なくともいずれかの調整を前記検出手段による検出結果に基づいて開始する制御手段と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との位置関係を相対的に調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、前記光路長差調整、前記フォーカス調整、の少なくともいずれかの調整の実行中に、前記検出手段による検出結果に基づいて前記調整手段の駆動を制御して、被検眼の前眼部に対して前記撮像部がトラッキングするように、前記撮像部と被検眼の前眼部との相対的な位置関係を調整することを特徴とする眼科撮影装置。 - 測定光を照射した被検眼の眼底からの戻り光と前記測定光に対応する参照光との干渉光を用いて前記眼底の断層画像を取得するための光学系であって前記測定光を導光するための測定光路を少なくとも含む前記光学系を備える撮像部と、
前記撮像部と前記被検眼の前眼部との相対位置を検出する検出手段と、
前記測定光と前記参照光との光路長差を調整する光路長差調整と前記光学系に配置されたフォーカス用光学部材を前記眼底に対する合焦位置に駆動させるフォーカス調整との少なくともいずれかの調整を前記検出手段による検出結果に基づいて開始し、前記光路長差調整と前記フォーカス調整との少なくともいずれかの調整の実行中に前記検出手段による検出結果に基づいて前記前眼部に対して前記撮像部がトラッキングするように前記撮像部と前記前眼部との相対的な位置関係を調整する制御手段と、
を有することを特徴とする眼科撮影装置。 - 前記制御手段は、前記撮像部と前記前眼部との相対位置が調整された後に、前記光路長差調整、前記フォーカス調整、の少なくともいずれかの調整を開始することを特徴とする請求項1または2に記載の眼科撮影装置。
- 前記制御手段は、前記前眼部に対して前記撮像部によるトラッキングの実行中に、前記眼底の断層画像が得られるように前記光路長差調整を実行することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。
- 測定光を照射した被検眼の眼底からの戻り光と前記測定光に対応する参照光との干渉光を用いて前記眼底の断層画像を取得するための光学系であって前記測定光を導光するための測定光路を少なくとも含む前記光学系を備える撮像部と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との相対位置を検出する検出手段と、
前記測定光と前記参照光との光路長差を調整する光路長差調整と前記光学系に配置されたフォーカス用光学部材を前記眼底に対する合焦位置に駆動させるフォーカス調整との少なくともいずれかの調整の実行中に、前記検出手段による検出結果に基づいて前記前眼部に対して前記撮像部がトラッキングするように前記撮像部と前記前眼部との相対的な位置関係を調整する制御手段と、を有することを特徴とする眼科撮影装置。 - 前記撮像部は、
前記測定光路に配置され、前記被検眼の眼底において前記測定光を走査する走査手段と、
前記測定光路に配置され、前記走査手段からの前記測定光を前記被検眼に照射するための対物レンズと、
前記被検眼の眼底画像を取得するための眼底撮像用の光学系であって前記対物レンズを共通とする前記眼底撮像用の光学系と、
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記検出手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて前記前眼部の位置ずれを検出し、前記眼底画像に基づいて前記眼底の位置ずれを検出し、
前記制御手段は、前記前眼部の位置ずれに基づいて前記撮像部と前記前眼部との相対的な位置関係を調整しながら、前記眼底の位置ずれに基づいて前記走査手段を制御することを特徴とする請求項6に記載の眼科撮影装置。 - 前記制御手段は、前記前眼部の位置ずれに基づいて前記撮像部と前記前眼部との相対的な位置関係を調整しながら、前記眼底画像に基づくフォーカス調整、前記干渉光の検出結果に基づく前記光路長差調整、前記干渉光の検出結果に基づく前記参照光と前記測定光との強度の比率の調整、前記干渉光の検出結果に基づく前記参照光と前記測定光との偏光状態の差の調整、の少なくともいずれかの調整を開始することを特徴とする請求項7に記載の眼科撮影装置。
- 前記撮像部は、前記前眼部の画像を取得するための前眼部撮像用の光学系を更に備え、
前記検出手段は、前記前眼部の画像に基づいて前記相対位置を検出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。 - 前記光路長差調整のための光学部材は、前記参照光を導光するための参照光路に配置されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。
- 被検眼の眼底からの測定光と参照光との干渉光の検出により被検眼の眼底の断層画像を取得するための光学系であって前記測定光を導光するための測定光路を少なくとも含む前記光学系を備える撮像部と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との相対位置を検出する検出手段と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との位置関係を相対的に調整する調整手段と、
を有する眼科撮影装置の制御方法であって、
測定光と参照光の光路長差を調整するために前記光学系に配置された光学部材を前記断層画像が取得されるように駆動させる光路長差調整、前記光学系に配置されたフォーカス用光学部材を被検眼の眼底に対する合焦位置に駆動させるフォーカス調整、の少なくともいずれかの調整を前記検出手段による検出結果に基づいて開始する工程と、
前記光路長差調整、前記フォーカス調整、の少なくともいずれかの調整の実行中に、前記検出手段による検出結果に基づいて前記調整手段の駆動を制御して、被検眼の前眼部に対して前記撮像部がトラッキングするように、前記撮像部と被検眼の前眼部との相対的な位置関係を調整する工程と、
を有することを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。 - 測定光を照射した被検眼の眼底からの戻り光と前記測定光に対応する参照光との干渉光を用いて前記眼底の断層画像を取得するための光学系であって前記測定光を導光するための測定光路を少なくとも含む前記光学系を備える撮像部と、
前記撮像部と前記被検眼の前眼部との相対位置を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする眼科撮影装置の制御方法であって、
前記測定光と前記参照光との光路長差を調整する光路長差調整と前記光学系に配置されたフォーカス用光学部材を前記眼底に対する合焦位置に駆動させるフォーカス調整との少なくともいずれかの調整を前記検出手段による検出結果に基づいて開始する工程と、
前記光路長差調整と前記フォーカス調整との少なくともいずれかの調整の実行中に前記検出手段による検出結果に基づいて前記前眼部に対して前記撮像部がトラッキングするように前記撮像部と前記前眼部との相対的な位置関係を調整する工程と、
を有することを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。 - 測定光を照射した被検眼の眼底からの戻り光と前記測定光に対応する参照光との干渉光を用いて前記眼底の断層画像を取得するための光学系であって前記測定光を導光するための測定光路を少なくとも含む前記光学系を備える撮像部と、
前記撮像部と被検眼の前眼部との相対位置を検出する検出手段と、
を有する眼科撮影装置の制御方法であって、
前記測定光と前記参照光との光路長差を調整する光路長差調整と前記光学系に配置されたフォーカス用光学部材を前記眼底に対する合焦位置に駆動させるフォーカス調整との少なくともいずれかの調整の実行中に、前記検出手段による検出結果に基づいて前記前眼部に対して前記撮像部がトラッキングするように前記撮像部と前記前眼部との相対的な位置関係を調整する工程を有することを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。 - 請求項11乃至13のいずれか1項に記載の眼科撮影装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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