JP6438211B2 - 眼科装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、測定光を被検眼の眼底上や前眼上で走査し、眼底や前眼を撮像する眼科装置及び該眼科装置の制御方法に関する。

現在、光学機器を用いた眼科用機器として、様々なものが使用されている。中でも、光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ、以下ＯＣＴ装置と記す）や共焦点レーザ走査検眼鏡（ＳＬＯ、以下ＳＬＯ装置と記す）が知られている。これら装置は、測定光を被検眼の眼底上や前眼上で走査し、被検眼から反射された光を撮像することで、眼底や前眼部の画像を高解像度で取得可能である。このため、これら装置は、眼科用機器として必要不可欠な装置になりつつある。

ＯＣＴ装置やＳＬＯ装置では、測定光を走査する手段として、ガルバノスキャナなどが用いられる。ガルバノスキャナは、回転軸に固定されたミラーと、回転軸を回転駆動するアクチュエータと、アクチュエータを駆動するドライバから構成される。スキャナを駆動するときには、ドライバに対して駆動指令位置を指令し、駆動させる。撮像する手段として、アバランシェ・フォトダイオード（以下、ＡＰＤと記述する）やリニアセンサなどが用いられる。被検眼からの反射光を撮像するときには、センサに対して同期信号を入力し、撮像させる。この撮像は、スキャナの駆動に同期させて行われる。

例えば、ＯＣＴ装置には、被検眼を水平方向に走査するスキャナと、垂直方向に走査するスキャナの２つのスキャナが備えられている。この様な構成にて１枚の断層像を得るためには、副走査方向のスキャナは駆動させずに、１ライン分、主走査方向のスキャナを駆動させる。また、３次元の画像を得るためには、１ライン分の主走査が終わるごとに、副走査方向のスキャナを駆動させ、副走査方向にずらしていき、所定のライン分、主走査を繰り返す。このとき、主走査の駆動開始タイミングに同期させて、撮像を開始させ、所定のＡスキャン（被検眼上の一点における深さ方向の情報）回数分撮像を終えると、撮像を停止させる。

特開２０１２−２１３４９０号公報

しかし、実際のスキャナの駆動では、スキャナに対して駆動指令を出してから、スキャナの実際の駆動位置が指令位置に到達するまでに遅延がある。そのため、スキャナの駆動開始タイミングと撮像開始タイミングとを同じにすると、所望の位置とずれた位置で撮像される。その結果、取得画像は位置ずれが発生する。これに対しては、スキャナに対して駆動指令を出してから一定時間待ち、撮像を開始すれば、所望の位置で撮像できる。しかし、スキャナの個体差や環境変化や経時変化により、この遅延時間は変化する。そのため、位置ずれの発生を定常的に抑制することが望まれる。

特許文献１では、往復走査したときの往路方向動作と復路方向動作の動作ずれを考慮して撮像する装置が開示されている。しかし、当該装置においては、駆動指令を出してから実際に動き出すまでの遅延時間が考慮されていない。

このような画像の位置ずれは、医師による画像診断の妨げになるだけでなく、誤って病変部と認識してしまい、結果として誤診に繋がる恐れがある。

上記の課題に鑑み、本発明は、スキャナに対して指令してから、実際の駆動位置が指令位置に到達するまでの遅延時間を考慮したタイミングで撮像し、位置ずれの少ない画像を取得することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明の一態様に係る眼科装置は、
測定光を被検眼上において走査する光走査手段と、
前記被検眼から反射された光を受光する受光手段から受光信号を取得する取得手段と、
前記光走査手段の駆動位置を指令する指令手段と、
前記光走査手段の現在位置を検出する位置検出手段と、
前記指令手段が指令してから前記現在位置が前記指令された駆動位置となるまでの駆動遅延時間を測定する測定手段と、を有し、
前記取得手段は前記駆動遅延時間に基づくタイミングで前記受光信号の取得を開始することを特徴とする。

本発明によれば、スキャナに対して指令してから、実際の駆動位置が指令位置に到達するまでの遅延時間を考慮したタイミングで撮像し、位置ずれの少ない画像を取得することができる。

本発明の、実施例でのＯＣＴ・ＳＬＯ装置の構成図である。 図１に例示する実施例でのＯＣＴ光学系ユニットの構成を示す図である。 図１に示す実施例での制御システムの構成を示すブロック図である。 スキャナの駆動指令と現在位置との関係について説明する図である。 従来のスキャナの駆動指令と得られる断層像とを説明する図である。 断層像スキャンでのスキャナの動作と得られる像との関係を説明する図である。 往路スキャンでのスキャナの動作と得られる像との関係を説明する図である。 往復スキャンでのスキャナの動作と得られる像との関係を説明する図である。 実施例１でのスキャナの駆動遅延時間測定方法を説明する図である。 実施例１でのセンサ撮像タイミングを説明する図である。 実施例２でのセンサ撮像タイミングを説明する図である。 実施例３でのスキャナの駆動タイミングと、センサの撮像タイミングとを説明する図である。

以下に、本発明の実施例に係る眼科撮像装置の詳細について、図面に基づいて詳細に説明する。

まず該眼科撮像装置として、以下に述べるＳＬＯ及びＯＣＴの機能が備わった装置の一例を図１に示す。

＜ＳＬＯユニット＞
まず、ＳＬＯユニットについて、図１を用いて説明する。
レーザ光源１０１には、半導体レーザやＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）を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用いられる。本実施例においては、波長７８０ｎｍの半導体レーザを用いる。

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。該ビームはさらにビームスプリッタ１０６、接眼レンズ１０７を通り、被検眼１０８に入射する。

なお、以後の説明において、実施例における座標系として、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。

被検眼１０８に入射したビームは、被検眼１０８の眼底に点状のビームとして照射される。このビームが、被検眼１０８の眼底で反射あるいは散乱され、同一光路をたどり、穴あきミラー１０３まで戻る。この反射あるいは散乱された光は、穴あきミラー１０３によって反射され、レンズ１０９を経由しＡＰＤ１１０に受光され、眼底の点の反射散乱強度に比例した信号が得られる。

さらに、ＳＬＯ―Ｘスキャナ１０４とＳＬＯ―Ｙスキャナ１０５とをラスタースキャンすることにより、得られ反射散乱強度に応じ、眼底の２次元像を得ることができる。

＜ＯＣＴユニット＞
次に、本実施例におけるＯＣＴユニットについて、図１と図２を用いて説明する。
ＯＣＴ光学系１１５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て得られた信号を出力する。

低コヒーレンス光源２０１は低コヒーレンス光を出力する広帯域光源により構成され、広帯域光源としては本実施例においては、低コヒーレンスであるＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）を用いている。低コヒーレンス光は、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コヒーレンス長を有する光であり、たとえば約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する。

低コヒーレンス光源２０１から出力された低コヒーレンス光は、光ファイバ２０２を通じて光カプラ２０３に導入される。光ファイバ２０２は、通常シングルモードファイバで構成される。光カプラ２０３は、低コヒーレンス光を参照光と信号光とに分割する。

光カプラ２０３により生成された参照光は、光ファイバ２０４により導光されてコリメータレンズ２０５により平行光束とされた後に、参照光と、観察光との分散の特性を合わせるための分散補償手段としてのガラスブロック２０６を経由し、参照ミラー２０７により反射される。反射された参照光は同じ光路を通り、光ファイバ２０４に入射される。

また、参照ミラー２０７は参照光の進行方向に可動となっている。これにより、被検眼１０８の眼軸長や接眼レンズ１０７と被検眼１０８の距離などによる、参照光と観察光の 距離を合わせることが可能となっている。

一方、光カプラ２０３により生成された測定光は、ファイバ２０８により後述する図１のＯＣＴユニットのスキャナ、接眼部に送られる。

ＯＣＴ光学系１１５からの測定光はコリメータレンズ１１４により平行ビームになり、その後ＯＣＴ―Ｘスキャナ１１３、ＯＣＴ―Ｙスキャナ１１２を通る。当該ビームは、次にミラー１１１、ビームスプリッタ１０６で反射され、接眼レンズ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光学系１１５まで戻る。

戻った被検眼からの反射光は、ファイバ２０８に再入力され、光カプラ２０３に導入された反射光は、参照光と干渉して合波光を形成する。該合波光は光ファイバ２０９を通り、コリメータレンズ２１０に平行光となった後、回折格子２１１で分光され、レンズ２１２によりリニアセンサ２１３上に結像される。リニアセンサ２１３にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどを用いることができる。このことにより、リニアセンサ２１３からは、干渉光を分光した信号を得ることができる。当該リニアセンサ２１３或いは前述したＡＰＤ１１０に例示される構成は、本発明において、被検眼から反射された光を受光し且つ受光信号を取得する取得手段を構成する。

さらに、ＯＣＴ―Ｘスキャナ１１３、ＯＣＴ―Ｙスキャナ１１２を、ラスタースキャンを行うことにより、眼底の断層画像や３次元画像を得ることができる。

ここで、ＳＬＯ―Ｘスキャナ１０４、ＳＬＯ―Ｙスキャナ１０５、ＯＣＴ―Ｘスキャナ１１３、ＯＣＴ―Ｙスキャナ１１２は、それぞれ、回転軸に固定されたミラーと、回転軸を回転駆動するアクチュエータと、回転位置を検出するロータリーエンコーダで構成されている。また、これらスキャナに例示される構成は、本発明において測定光を被検眼上において走査する光走査手段を構成する。

＜制御部＞
次に、制御部について、図３を用いて説明する。
中央演算装置（ＣＰＵ）３０１は、表示装置３０２、主記憶装置３０３（ＲＡＭ）、プログラム記憶装置３０４（ＲＯＭ）、ＳＬＯスキャナ制御部３０５、ＯＣＴスキャナ制御部３１１に接続されている。

ＳＬＯスキャナ制御部３０５は、ＣＰＵ３０１からの指令により、ＳＬＯスキャナドライバ（Ｘ）３０８、及びＳＬＯスキャナドライバ（Ｙ）３０９によりＳＬＯのスキャナの駆動制御を行う。ＣＰＵ３０１は、ＳＬＯスキャナ位置検出部３１０から、ＳＬＯ測定光のスキャン位置を知ることができる。なお、ＳＬＯスキャナ位置検出部３１０は上述したロータリーエンコーダの出力に基づいてＳＬＯスキャナの位置（ＳＬＯ測定光のスキャン位置）を検出することが可能である。また、ＡＰＤの撮像タイミングを制御するＡＰＤ撮像制御部３０６、及びＡＰＤデータを受けるＡＰＤデータ受信部３０７が接続されている。

ＯＣＴスキャナ制御部３１１は、ＣＰＵからの指令により、ＯＣＴスキャナドライバ（Ｘ）３１５、ＯＣＴスキャナドライバ（Ｙ）３１４によりＯＣＴスキャナの駆動制御を行う。ＣＰＵは、ＯＣＴスキャナ位置検出部３１６から、ＯＣＴ測定光のスキャン位置を知ることができる。具体的には、ＯＣＴスキャナ位置検出部３１６は上述したロータリーエンコーダの出力に基づいてＯＣＴスキャナの位置（ＯＣＴ測定光のスキャン位置）を検出することが可能である。また、ＯＣＴの出力であるリニアセンサの撮像タイミングを制御するリニアセンサ撮像制御部３１２、及びリニアセンサデータを受けるリニアセンサデータ受信部３１３が接続されている。

以上の構成により、ＳＬＯのＡＰＤ信号と、ＯＣＴの分光されたリニアセンサ信号は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眼底画像を形成する。また、 ＣＰＵ３０１は、プログラム記憶装置３０４に格納したプログラムにより、以下の制御処理フローを実行することにより、装置の制御を実行する。

＜ＳＬＯ処理＞
ＳＬＯの撮像のための処理を以下に説明する。
ＳＬＯスキャナ制御部３０５に既定Ｙスキャン中心位置、スキャンスピード、Ｙ方向のスキャン幅、撮像画素数を設定する。このことによりＳＬＯのビームは網膜上をスキャンする。この時、ＡＰＤからは、網膜の反射、散乱強度に比例した信号が出力され、ＡＰＤデータ受信部３０７を通してＣＰＵ３０１に入力される。

ＣＰＵ３０１はＳＬＯスキャナ制御回路からのスキャナ位置にＡＰＤの信号強度を重ねることで、網膜像を得ることができ、この像を表示装置３０２に表示することで、網膜像を表示することができる。

＜ＯＣＴ処理＞
ＯＣＴの撮像のための処理を以下に説明する。
ＣＰＵ３０１はＯＣＴスキャナ制御回路３１１に対し、Ｘ、Ｙスキャン中心位置、スキャンスピード、Ｘ、Ｙ方向のスキャン幅、主走査方向、撮像Ａ−スキャン数を設定する。このことにより、ＯＣＴユニットからの信号光は網膜上をスキャンする。この時、ＯＣＴ光学系１１５のリニアセンサ２１３の出力はリニアセンサデータ受信部３１３を通しＣＰＵ３０１に入力される。
ＣＰＵ３０１はプログラム記憶装置３０４のプログラムに従い、主記憶装置３０３上で、周波数、波数変換ＦＦＴなどの処理を行い、網膜の深さ方向の情報を得る。この情報と、ＯＣＴスキャナ制御部３１１の位置情報から、網膜の断層像や３次元像を得ることができ、この像を表示装置３０２に表示することで、これらの像を表示することができる。また、ラスタースキャンしたときに得られる、眼底面各位置での断層像の輝度値を用いて、ＳＬＯで取得できる画像と同様の２次元の眼底画像を取得することもできる。そのため、以降は、ＯＣＴ撮像装置での実施例を説明する。

＜スキャナの駆動方法と撮像方法＞
スキャナの駆動方法と撮像方法について以下で説明する。
図４（ａ）はスキャナの駆動指令に対応する位置波形である駆動指令位置波形Ｐ１と、撮像のトリガ信号である同期信号波形Ｓ１を示している。ＯＣＴスキャナドライバＸ３１４及びＯＣＴスキャナドライバＹ３１５は、各々ＯＣＴ―Ｘスキャナ１１３、ＯＣＴ―Ｙスキャナ１１２に対して駆動位置を指令する。そのタイミングに同期させて、リニアセンサ撮像制御部３１２は、リニアセンサ２１３に対して同期信号を送信開始し、撮像を開始させる。所定のＡスキャン（被検眼上の一点における深さ方向の情報）回数分撮像を終えると、撮像を停止させる。すなわち、リニアセンサ撮像制御部３１２は、同期信号をリニアセンサ２１３に送信することでリニアセンサ２１３の出力を読み出す。また異なる観点からは、リニアセンサ２１３は同期信号に基づいて受光光量に基づく値を出力する。なお、ＡＰＤ撮像制御部３０６についても同期信号に基づいてＡＰＤ１１０の出力を読み出すことが可能である。

図４（ｂ）は、前述したスキャナの駆動指令位置波形と現在のスキャナの位置を示す現在位置波形との関係を示している。実線は駆動指令位置波形Ｐ２で、破線は現在位置波形Ｐ３である。現在位置波形は、スキャナに備わった、ロータリーエンコーダ等で取得できる。当該ロータリーエンコーダに例示される構成は、本発明において、光走査手段たるスキャナの現在位置を検出する位置検出手段に対応する。スキャナドライバがスキャナに対して駆動位置を指令してから、スキャナの現在位置が指令位置に到達するまでに遅延がある。この遅延時間Ｔ１は、アクチュエータの性能、制御方法やチューニング具合によって差があり、１００〜３００μｓ程度である。なお、筆者たちは、この遅延時間Ｔ１は、スキャナの動作保証速度範囲内では、駆動速度が異なっていても、ほぼ一定であることを確認している。

そのため、スキャナドライバがスキャナに対して駆動位置に関する指令を発する駆動指令開始タイミングと、リニアセンサ２１３が撮像を開始する撮像開始タイミングと、を同じタイミングにすると、所望の位置とずれた位置での眼底像が撮像される（図５（ａ））。その結果、例えば、図５（ｂ）の断層像Ｉ１を取得しようとしたとき、その画像に対して位置ずれが発生した断層像Ｉ２が取得されてしまう。

なお、図５（ａ）の駆動位置波形Ｐ５は、駆動中すべて等速に駆動しているが、実際には、等速になるまでの加速領域と、停止するまでの減速領域がある。駆動開始から駆動停止まですべて撮像すると、加速領域と減速領域での１Ａ−スキャンあたりのスキャナ駆動量は、等速領域での駆動量に対して異なるため、取得画像の両端に歪みが発生する可能性がある。その歪みを抑制するために、加速領域と減速領域を除いた等速領域のみ撮像することもできる。しかし、加速領域と減速領域が長い場合、その分、長い距離駆動させる必要があり、撮像フレームレートが落ちる。例えば、１２ｍｍの長さを７０ｋＨｚの撮像サンプリングレートで１２８Ａ−スキャンした場合、加速領域と減速領域の時間は、４００ｕｓ程度ある。そして、１２ｍｍ×１０ｍｍのサイズを１２８Ａ−スキャンで９６本スキャンする場合、フレームレートは、２．４ｆｐｓから１．７ｆｐｓに落ちてしまう。よって、取得画像の画質とフレームレートはトレードオフの関係にあり、取得したい画像の条件により、どちらの方法を用いるか選択する。

以降は、説明の簡略化のため、駆動開始から駆動停止まですべて撮像する場合の例で説明する。

位置ずれが発生した断層像Ｉ２が取得されてしまう現象に対して、従来は、駆動位置を指令してから、遅延時間Ｔ２分、待ち時間をおいたタイミングで、撮像を開始させている。この待ち時間は、製品開発時の検討結果から固定値として決められていた。

しかしながら、アクチュエータのチューニング具合は、個体ごとにばらつきがある。また、起動後の装置の温度変化、出荷後に装置が設置された環境変化や経時変化により、アクチュエータの動作特性が変化する。よって、遅延時間Ｔ２は、個体や環境変化や経時変化により、異なってしまう。つまり、遅延時間Ｔ２は変化する。そのため、待ち時間を固定値にすると、取得画像に位置ずれが発生してしまう。

例えば、副走査方向のスキャナは駆動させずに、主走査方向のスキャナを駆動させ、眼底上で測定光を走査させる場合を考える。（図６（ａ））。図中実線で示される矢印Ｉ３は、スキャンの軌跡を示す。図６（ｂ）に、そのときの駆動指令位置波形Ｐ６、現在位置波形Ｐ７を示す。待ち時間Ｔ４に対して、遅延時間Ｔ５が長い場合、スキャナが駆動開始する前から撮像を開始し、駆動停止する前に撮像を停止する（撮像時間はＴ６の範囲）。その結果、得られた断層像を図６（ｃ）に示す。図６（ｃ）のように眼底の撮像したい範囲の断層像Ｉ４に対してずれた撮像範囲Ｒ２の断層像Ｉ５が取得されてしまう。この例の場合、表示された像の左端は、駆動停止の状態で撮像されるため、同じ画素値が水平方向並んだ画像が表示され、像の右端は撮像したい範囲の途中までしか撮像できないため、途中で切れた画像が表示される。

また、前述したように、眼底像の撮像では、スキャナを副走査方向にずらしながら、往路方向の主走査を繰り返す（ラスタースキャン図７（ａ））。図中実線で示される矢印Ｉ６は撮像中のスキャンの軌跡を示す。そのときの眼底面上各位置での断層像の輝度値を用いて、２次元の眼底画像が取得できる。図７（ｂ）に、そのときの駆動指令位置波形Ｐ８、現在位置波形Ｐ９を示す。待ち時間Ｔ７に対して、遅延時間Ｔ９が長い場合、スキャナが駆動開始する前から撮像を開始し、駆動停止する前に撮像を停止する（撮像時間はＴ８の範囲）。その結果、輝度値を取得のために得られた眼底像を図７（ｃ）に示す。図７（ｃ）のように眼底の撮像したい範囲Ｉ７の像に対してずれた撮像範囲Ｒ３の眼底像Ｉ８が取得されてしまう。従って、眼底像についても、断層像のときと同様に、左端が同じ画素値が水平方向に並んだ画像が表示され、右端が途中で切れた画像が表示される。例えば、７０ｋＨｚの撮像サンプリングレートの場合、待ち時間に対して、遅延時間が６０ｕｓ長いと、取得画像上で４ｐｉｘｅｌ程度の位置ずれが発生してしまう。１２ｍｍの長さを１２８Ａ−スキャンする場合、撮像位置が眼底面上で４００ｕｍずれていることに相当する。

なお、図７に示すように往路方向に主走査を繰り返す場合、スキャナは１ライン分の主走査を終えると、次の主走査を行うために、主走査方向のスキャナをもとの駆動開始位置に戻す。このとき、主走査で駆動した距離以上に駆動させる必要があるため、時間がかかってしまう。これが、撮像フレームレートが低くなる原因になっている。

そのため、撮像フレームレートを上げるために、往路方向に主走査を終えると、副走査方向にのみ駆動し、次に復路方向に主走査を行うことを、連続的に交互に行う、往復スキャンを行うことができる。図８（ａ）にその際の眼底上でのスキャン様式を実線の矢印Ｉ９にて示す。また、図８（ｂ）に、そのときの駆動指令位置波形Ｐ１０、現在位置波形Ｐ１１を示す。往路スキャンで、待ち時間Ｔ１０に対して、遅延時間Ｔ１２が長い場合、撮像時間Ｔ１１の間に撮像範囲Ｒ４の範囲が撮像される。また、復路スキャンで、待ち時間Ｔ１３に対して、遅延時間Ｔ１５が長い場合、撮像時間Ｔ１４の間に撮像範囲Ｒ５の範囲が撮像される。その結果、図８（ｃ）のように、取得したい眼底画像Ｉ１０に対して、往路スキャンで撮像される範囲と、復路スキャンで撮像される範囲がずれた画像Ｉ１１が取得されてしまう。この例の場合、往路スキャンで取得されたライン画像は、左端が同じ画素値が水平方向に並び、右端が途中で切れた、画像が表示される。復路スキャンで取得されたライン画像は、左端が途中で切れて、右端が同じ画素値が水平方向に並んだ、画像が表示される。その結果、往路のみのスキャン時より、位置ずれが目立った眼底画像が取得される。

このような画像の位置ずれは、医師による画像診断の妨げになるだけでなく、誤って病変部と認識してしまい、結果として誤診に繋がる恐れがある。

＜実施例１＞
本実施例では、被検眼撮像前に、スキャナに対して駆動位置を指令してから、スキャナの現在位置が当該指令位置に到達するまでにかかる時間を遅延撮像時間或いは遅延時間として測定する。そして、被検眼撮像時には、その遅延時間を考慮した、或いは遅延時間に基づいた撮像タイミングで、撮像即ち受光信号の取得を開始する。

まず、遅延時間の測定方法として、
（Ｉ）ある所定位置に到達するごとに測定する方法と、
（ＩＩ）ある一定時間ごとに測定する方法と、
について説明する。

まず、（Ｉ）の方法について、図９（ａ）を用いて説明する。ＣＰＵ３０１は、ＯＣＴスキャナ制御部３１１に対して、測定する走査方向と、測定位置を設定し、遅延時間測定用のスキャンを実施するように命令する。ここでは、例として、測定時の走査方向として往路方向、測定位置としてＭＰ１が設定されているとする。すると、ＯＣＴスキャナ制御部３１１は、ＯＣＴスキャナドライバＸ３１４及びＯＣＴスキャナドライバＹ３１５各々に対して、例えば、図９に示す速度Ｖ１のスキャンパターンの指令位置となるように、スキャナに対しての指令の発信を開始する。なお、当該指令位置は、スキャナの駆動時において、ドライバによって指令された位置であって、当該スキャナが位置する当該指令に応じた駆動位置を示す。また、同時にＯＣＴスキャナ位置検出部３１６は、スキャナから受信し続けている現在位置を、逐次的にＯＣＴスキャナ制御部３１１に対して、送信し続ける。そして、ＯＣＴスキャナ制御部３１１は、現在位置が測定位置ＭＰ１に到達したことを検知し、そのときの指令位置ＭＰ２をＣＰＵ３０１に送信する。すなわち、ＣＰＵ３０１は指令位置ＭＰ２と現在位置ＭＰ１とを取得する。なお、ＭＰ１は例えば主走査方向のスキャン範囲における略中心である。このようにＭＰ１を設定することにより加速領域および減速領域を極力避けて遅延時間を求めることが可能となる。なお、ＭＰ１の位置は主走査方向のスキャン範囲における略中心に限定されるものではなく、任意の位置とすることが可能である。なお、本実施例ではＭＰ１の一か所のみで遅延時間を測定しているが、これに限定されるものではなく、複数個所において遅延時間を測定して平均をとることとしもよい。

次に、ＣＰＵ３０１は、指令位置ＭＰ２と現在位置ＭＰ１を用いて、以下の式を用いて、スキャナの駆動遅延時間Ｔ１６を計算する。
Ｔ１６＝（ＭＰ２−ＭＰ１）／Ｖ１ −（１）
この計算結果をこのスキャンの遅延時間として、主記憶装置３０３に記憶する。

図９（ａ）のように、所定の回数分、スキャンを繰り返し、走査ごとの遅延時間を主記憶装置３０３に記録していく。測定が終わると、それらの平均値を計算し、主記憶装置３０３に、被検眼撮像に用いる遅延時間としてその計算結果を記憶する。ここでは、現在位置を監視し、現在位置が測定位置ＭＰ１に到達したときに、そのときの指令位値ＭＰ２をＣＰＵ３０１に送信する例を示したが、指令位置を監視し、測定位置に指令位置が到達したときの現在位置をＣＰＵ３０１に送信するようにしてもよい。

次に、（ＩＩ）の方法について、図９（ｂ）を用いて、説明する。ＣＰＵ３０１は、ＯＣＴスキャナ制御部３１１に対して、測定する時間間隔ΔＴ１を設定する。
次にＣＰＵ３０１は、（Ｉ）の方法と同様に、測定用のスキャンと、現在位置の取得とを行う。そして、時間間隔ΔＴ１ごとに、ＯＣＴスキャナ制御部３１１は、指令位置と現在位置を、ＣＰＵ３０１に送信する。そして、（Ｉ）の方法と同様に（１）式を用いて、遅延時間を計算する。このとき、図９（ｂ）の×印に示すような、スキャナが等速駆動していない領域で測定したデータは、有効なデータでないため、破棄し、利用しない。そして、所定の回数、有効な測定データが得られるまで、スキャンを繰り返す。

（Ｉ）の方法では、有効なデータしか測定しないため、測定用のスキャン実施時間は一定である。そして、リアルタイムに現在位置が測定位置に到達したかどうか監視する必要がある。一方、（ＩＩ）の方法では、有効なデータが所定回数取得できるまで、スキャンを繰り返すため、測定用のスキャン実施時間が長くなる可能性がある。しかし、リアルタイムに現在位置が測定位置に到達したかどうか監視する必要はない。

ここで、スキャナから取得される現在位置は、数十ｕｓごとに更新される。そのため、マイコン等のソフトウェアで、リアルタイムに現在位置を監視し、処理することが時間的に困難である。そのため、ＯＣＴスキャナ制御部３１１を回路等のハードウェアで実現する場合は、（Ｉ）の方法で実現し、ＯＣＴスキャナ制御部３１１をマイコン等のソフトウェアで実現する場合は、（ＩＩ）の方法で実現するのがよい。

図９では、往路方向のみ測定する例を示しているが、往復走査させて、往路走査での遅延時間と、復路走査での遅延時間を測定し、その平均値をとるようにしてもよい。

また、現在位置の値は、スキャナのエンコーダで保持された信号を、ＯＣＴスキャナ位置検知部３１６で受信したあと、ＯＣＴスキャナ制御部３１１で処理し、取得される。そのため、ＯＣＴスキャナ制御部３１１で取得した現在位置の値は、厳密には現在位置ではなく、エンコーダ取得時間ＴＥ前のスキャナの位置を表している。このエンコーダ取得時間ＴＥは６０ｕｓ程度である。そのため、厳密に、指令位置を指令してから、実際にスキャナがその位置に到達するまでの遅延時間ＴＤを求めるには、以下の式を用いて、（１）式で計算した遅延時間から、エンコーダ取得時間ＴＥを差し引く必要がある。なお、例えばエンコーダ取得時間ＴＥはエンコーダの仕様に依存する値であり、予め決まった値として本眼科装置はエンコーダ取得時間ＴＥを保持する。
ＴＤ＝Ｔ１６−ＴＥ −（２）
被検眼撮像時、遅延時間を考慮した、或いは該遅延時間に基づいた撮像タイミングで、撮像を開始する方法について、図１０を用いて説明する。図１０の実線は駆動指令位置波形Ｐ１６で、破線は現在位置波形Ｐ１７である。ＯＣＴスキャナ制御部３１１は、ＯＣＴスキャナドライバＸ３１４及びＯＣＴスキャナドライバＹ３１５の各々に駆動開始を指令したタイミングに対して、遅延時間Ｔ２０と同じ時間Ｔ１８待ったあと、リニアセンサ撮像制御部３１２に撮像開始を指令する。以上の方法を用いれば、取得画像の位置ずれを少なくできる。

また、一軸のみの遅延時間を測定する例を説明したが、ＯＣＴ―Ｘスキャナ１１３とＯＣＴ―Ｙスキャナ１１２とは独立したアクチュエータであり、特性には個体差がある。そのため、ＸとＹの二軸のそれぞれのスキャナの遅延時間を測定するのがよい。そのとき、測定時間短縮のために、二軸同時に測定することができる。

ＸとＹのスキャナの二軸に対して遅延時間を測定したときに、撮像時、どちらの遅延時間を用いるかについて、以下で説明する。ＯＣＴスキャンでは、眼底面に対して、Ｘ方向、もしくは、Ｙ方向のどちらかを主走査方向として、スキャンを行うことが多い。そのため、ＣＰＵ３０１は、実施するスキャンパターンが決まったときに、ＸとＹのうち、どちらの方向にて主走査を行うか判断する。そして、主走査を行うスキャナの遅延時間を、被検眼撮像時に用いる遅延時間として設定するのがよい。主走査を行うスキャナの遅延時間を用いることが良いのは主走査方向に光を走査して撮像を行うためである。

また、スキャナの駆動遅延時間の測定するタイミングは、当該眼科撮像装置の起動時、該被検眼を有する患者が変わった時、被検眼の左右眼の切替え時、撮像開始時である受光信号の取得開始時のうち、少なくとも一つのタイミングで実施する。

＜実施例２＞
実施例１では、被検眼撮像前に、遅延時間を測定するようにしたが、被検眼撮像時に走査するごとに、撮像開始位置を検知し、撮像開始するようにしてもよい。図１１を用いて、本実施例について説明する。ＣＰＵ３０１は、ＯＣＴスキャナ制御部３１１に対して、撮像開始位置ＩＰ１を設定する。撮像時、ＣＰＵ３０１は、ＯＣＴスキャナ制御部３１１に対して、スキャンを実施するように命令し、例えば、図１１に示すスキャンパターンを実行するための駆動指令の発信を開始する。また、同時にＯＣＴスキャナ位置検出部３１６は、ＯＣＴスキャナ制御部３１１に対して、現在位置を送信し続ける。そして、ＯＣＴスキャナ制御部３１１は、現在位置が撮像開始位置ＩＰ１に到達したことを検知し、リニアセンサ撮像制御部３１２に対して、撮像命令を出し、撮像を開始する。即ち、本実施例において、ＣＰＵ３０１は、光走査手段たるスキャナの走査位置が撮影開始位置ＩＰ１に到達したことを検知する撮像開始位置検知手段として機能するモジュール領域を有する。

このときの撮像開始位置ＩＰ１には、撮像開始前の位置に対して、駆動が開始したと判断できる位置を設定する。スキャナを停止状態にさせていても、取得される位置は、数μｍばらつく。そのため、設定する位置は、駆動開始位置ＳＰ１に対して、静止位置で取得される位置変動値ΔＥ１を考慮した位置にする。例えば所定期間におけるスキャナの位置変動を統計処理することでΔＥ１が算出される。例えば、スキャナの位置変動の平均値や分散に基づいてΔＥ１が算出される。
ＩＰ１＝ＳＰ１＋ΔＥ１ −（３）
スキャンを開始し、ＯＣＴスキャナ制御部３１１が、現在位置が撮像開始位置ＩＰ１に到達したことを検知して、ラインセンサの撮像を開始する。以上の方法を用いれば、被検眼撮像前に遅延時間を測定しなくても、取得画像の位置ずれを少なくできる。

しかし、前述した通り、ＯＣＴスキャナ制御部３１１で取得した現在位置の値は、厳密には現在位置ではなく、エンコーダ取得時間ＴＥ前のスキャナの位置を表している。そのため、撮像したい位置と実際の撮像位置のずれが発生する可能性があり、取得画のずれの低減は、実施例１に対して劣る。起動時や撮像前に、遅延時間の測定をせずに、時間短縮を図りたい場合は、実施例２の方法を用いるのがよい。

＜実施例３＞
実施例１及び２では、撮像中（即ち受光信号の取得中）にＯＣＴ―Ｘスキャナ１１３、ＯＣＴ―Ｙスキャナ１１２のうち、どちらか片方の方向のスキャナのみを駆動する実施例を説明した。撮像中にＸとＹの両方向のスキャナを駆動し、ＸとＹ方向に対して、ななめ方向にスキャンする場合もある。例えば、ななめ方向のベクタースキャンや、往復スキャン時に副走査方向にずらす時間を節約するために斜め方向に往復走査を繰り返すスキャンや、角度を変えながら主走査を繰り返し、放射状にスキャンするラジアルスキャンなどがある。ここでは、Ｘ、Ｙ方向に対して、ななめ方向にスキャンした場合を考える。この様なスキャン様式について図１２（ａ）において実線の矢印Ｉ１２にて示す。

このとき、画像信号の取得中である撮像中にＯＣＴ―Ｘスキャナ１１３及びＯＣＴ―Ｙスキャナ１１２の両方のスキャナを動かすが、ＯＣＴ−Ｙスキャナ１１２の駆動遅延時間がＯＣＴ−Ｘスキャナ１１３の駆動遅延時間より長い場合のスキャナの位置波形は、図１２（ｂ）のようになる。指令開始後、Ｘ方向のスキャナのみが先に駆動し始める。Ｙ方向のスキャナの駆動遅延時間経過後、ＸとＹの両方向のスキャナが駆動する。そして、Ｘ方向のスキャナが先に停止し、しばらくＹ方向のスキャナのみが駆動してから、停止する。よって、ＸとＹの両方向のスキャナの駆動遅延時間が異なる場合、所望の位置とは異なるＩ１３のような軌跡をスキャンしていることになる。このとき、Ｘ方向のスキャナの遅延時間を待ち時間として用いると、Ｉ１４のような軌跡を撮像することになる。また、Ｙ方向のスキャナの遅延時間を待ち時間として用いると、Ｉ１５のような軌跡の撮像することになる。眼底観察像を見て、撮像したい軌跡を選択し、スキャンするようにしたとしても、一部異なる軌跡を撮像することになる。これは、診断の妨げとなるだけでなく、誤診に繋がる恐れもある。

ＸとＹの両方向のスキャナの駆動遅延時間が異なる場合でも、所望の軌跡の駆動と撮像ができ、取得画像の位置ずれを少なくできる方法について、図１２（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。まず、実施例１の（Ｉ）と（ＩＩ）の遅延時間測定方法により、ＣＰＵ３０１は、被検眼撮像前に、ＸとＹそれぞれの方向のスキャナの駆動遅延時間Ｔ２２とＴ２３を測定する。次に、ＸとＹのスキャナの遅延時間の大小比較と、差を計算する。そして、本実施例では遅延時間が短いほうのスキャナをＸ方向用であると判別し、遅延時間の差をＸ方向用のスキャナの駆動待ち時間Ｔ２４として主記憶装置３０３に記憶する。また、Ｙ方向用のスキャナの駆動時の遅延時間Ｔ２３を撮像開始待ち時間Ｔ２５として主記憶装置３０３に記憶する。

次に、図１２（ｂ）に示すようにＹのスキャナの駆動遅延時間がＸのスキャナの駆動遅延時間より長い場合の駆動開始タイミングと撮像開始タイミングの制御例について図１２（ｃ）を用いて説明する。まず、Ｙ方向用のスキャナに対して駆動指令の発信を開始する。そして、Ｘ方向のスキャナの駆動待ち時間Ｔ２４経過後、Ｘ方向のスキャナの駆動を開始する。すると、Ｘ方向用とＹ方向用の両スキャナが実際に駆動し始めるタイミングが一緒になり、所望の軌跡を駆動できるようになる。また、Ｙ方向用のスキャナの駆動を開始してから、撮像開始待ち時間Ｔ２５経過後、撮像を開始する。

以上の方法により、ＸとＹの両方向用のスキャナの駆動遅延時間が異なっていたとしても、所望の軌跡の駆動と撮像ができ、取得画像の位置ずれを少なくできる。

他に、工場出荷時と、撮像前に測定したスキャナの遅延時間が、環境や温度による影響以上に大きく変化した場合は、スキャナの異常が考えられる。

そして、遅延時間が大きく異なっていた場合、スキャナのリニアリティ等の他の動作特性の異常も発生している可能性があるため、ユーザーに異常を知らせることが必要である。しかし、本件の方法を適用すると、遅延時間が大きく変化しても、取得画像の画素ずれを少なくできるため、取得画像から異常を検知することが困難である。また、スキャナの他の動作特性の異常も、取得画像からは、スキャナの異常なのか、被検眼の病部なのか、判別することが困難である。

そのために、撮像前に測定したスキャナの遅延時間が、所定の範囲に対して、大きく変化していた場合即ち所定の範囲外の場合には、ＣＰＵ３０１はスキャナのエラーを検知することとすれば良い。この場合、ＣＰＵ３０１は表示機３０２にエラーメッセージを表示させ、ユーザーにスキャナの異常を知らせるようにする。例えば、上記の所定の範囲は、個体差を考慮した出荷時の遅延時間規格値に対して、マージンをもった範囲にする。マージンとしては、環境試験で得られた変化量をもとに決めるのがよい。このような構成において、ＣＰＵ３０１及び表示機３０２は、エラーを通知するエラー通知手段に対応する。

（その他の実施例）
上記実施例においては主にＯＣＴに係るスキャナの遅延時間の測定について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＳＬＯに係るスキャナに対して本発明を適用することとしてもよい。
なお、本発明は眼底のみならず前眼に対しても適用可能である。また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Ｐ１６ スキャナの駆動指令位置波形
Ｐ１７ スキャナの現在位置波形
Ｔ１８ センサによる撮像開始までの待ち時間
Ｔ１９ センサによる撮像時間
Ｔ２０ スキャナに対して駆動指令してから実際に駆動するまでの遅延時間
Ｒ６ 撮像範囲

Claims (7)

1. 測定光を被検眼上において走査する光走査手段と、
   前記被検眼から反射された光を受光する受光手段から受光信号を取得する取得手段と、
   前記光走査手段の駆動位置を指令する指令手段と、
   前記光走査手段の現在位置を検出する位置検出手段と、
   前記指令手段が指令してから前記現在位置が前記指令された駆動位置となるまでの駆動遅延時間を測定する測定手段と、を有し、
   前記取得手段は前記駆動遅延時間に基づくタイミングで前記受光信号の取得を開始することを特徴とする眼科装置。
2. 前記光走査手段は、前記測定光を前記被検眼上において走査する第一の光走査手段と、前記第一の光走査手段とは異なる方向に前記測定光を走査する第二の光走査手段とを有し、
   前記受光信号の取得中に前記第一の光走査手段と前記第二の光走査手段とのうちいずれか一方のみを走査する場合、前記受光信号の取得の開始のタイミングが基づく前記駆動遅延時間は、前記第一の光走査手段の駆動遅延時間と前記第二の光走査手段の駆動遅延時間のうち、前記受光信号の取得中に走査する光走査手段の駆動遅延時間であることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記光走査手段は、前記測定光を前記被検眼上において走査する第一の光走査手段と、前記第一の光走査手段とは異なる方向に前記測定光を走査する第二の光走査手段とを有し、
   前記受光信号の取得中に前記第一の光走査手段と前記第二の光走査手段との両方を駆動する場合、前記指令手段は、前記第一の光走査手段と前記第二の光走査手段のうち、前記駆動遅延時間が短い光走査手段への指令開始タイミングを、前記駆動遅延時間が長い光走査手段への指令開始タイミングに対して遅らせて、
   前記受光信号の取得の開始のタイミングが基づく前記駆動遅延時間は、前記第一の光走査手段と前記第二の光走査手段のうち、前記駆動遅延時間が長い光走査手段の駆動遅延時間であることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
4. 前記測定手段は、前記眼科装置の起動時、前記被検眼の患者が変わった時、前記被検眼の左右眼の切替え時、又は、前記受光信号の取得開始時の少なくともいずれかの時に、前記駆動遅延時間を測定することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の眼科装置。
5. 前記駆動遅延時間が所定の範囲外であれば、エラーを通知するエラー通知手段を更に有することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の眼科装置。
6. 測定光を被検眼上において走査する光走査手段と、
   前記被検眼から反射された光を受光する受光手段から受光信号を取得する取得手段と、
   前記光走査手段の駆動位置を指令する指令手段と、
   前記光走査手段の現在位置を検出する位置検出手段と、を有する眼科装置において、
   前記指令手段が指令してから前記現在位置が前記指令された駆動位置となるまでの駆動遅延時間を測定する工程と、
   前記測定された駆動遅延時間に基づくタイミングで前記取得手段が前記受光信号の取得を開始する工程と、を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。
7. 請求項６に記載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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