JP6464565B2 - 眼底撮影装置 - Google Patents

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被検眼の眼底を撮影するための眼底撮影装置に関する。
従来、被検眼の断層画像を非侵襲で撮影することができる眼科装置として、低コヒーレント光等を用いた眼科用光干渉断層計(Optical Coherence Tomography: OCT)が、知られている。
また、上記OCTと眼底カメラとの複合装置が提案されている(特許文献1、2参照)。ところで、特許文献2には、対物レンズよりも外側に複数のカメラを設け、被検眼前眼部を斜め方向から撮像することによって被検眼に対するアライメントを行う装置が提案されている。カメラからの検出結果に基づいて、被検眼に対する装置の位置が検出され、自動アライメントが行われる。
特開2013−056274号公報 特開2013−248376号公報
しかしながら、特許文献2のような前眼部観察系の場合、被検眼を斜めに観察するので、被検眼の位置を検出することが技術的に難しい。したがって、被検眼が動いた場合、被検眼の位置を検出できず、自動アライメントが作動しない場合がありうる。
本発明は、上記問題点を鑑み、被検眼に対するアライメントをスムーズに行うことができる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。
被検眼の眼前に配置された対物レンズと、
開口部とミラー部を有するホールミラーと、
前記ホールミラーのミラー部及び前記対物レンズを介して被検眼眼底を可視光と赤外光により照明するための眼底照明光学系と、
前記ホールミラーの開口部を介して、前記可視光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影し、前記赤外光により照明された被検眼眼底の正面画像を観察するための眼底撮影光学系と、
測定光を被検眼眼底上で走査するための走査部を備え、前記対物レンズを介して被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて得るためのOCT光学系と、
前記対物レンズを介して、前眼部照明光源によって照明された被検眼の前眼部観察像を観察するための前眼部観察光学系と、
前記対物レンズと前記ホールミラーとの間に配置され、前記眼底照明光学系及び前記眼底撮影光学系が共用する第1光軸と、前記OCT光学系と前記前眼部観察光学系が共用する第2光軸とを同軸にする第1の波長分離部材であって、前記赤外光を少なくとも透過させ、前記測定光と前記前眼部照明光源による光を反射する第1の波長分離部材と、
前記第1の波長分離部材と前記走査部との間に配置され、前記OCT光学系の光軸と前記前眼部観察光学系の光軸とを同軸にして前記第2光軸を形成させるための第2の波長分離部材と、
を備えることを特徴とする。
本実施例に係る眼底撮影装置の外観を示す概略図である。 本実施例に係る眼底撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。 本実施例に係る表示部に表示される画面の一例を示す図である。 撮像素子に撮像された前眼部像が表示部に表示されたときの例である。 撮像素子に撮像された眼底画像が表示部に表示されたときの例である。 本実施例に係る制御系を示すブロック図である。 被検眼に対するアライメント検出について説明する図である。 本実施形態に係る眼底撮影装置の光学系の波長特性の一例を示す図である。
本発明の典型的な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をZ方向(光軸L1方向)、奥行き方向に垂直(被検者の顔面と同一平面)な平面上の水平方向成分をX方向、鉛直方向成分をY方向として説明する。
<概要>
<光学系>
本装置1は、対物レンズ25と、孔あきミラー(ホールミラー)22と、眼底照明光学系(以下、照明光学系)10と、眼底撮影光学系(以下、撮影光学系)30と、干渉光学系(OCT光学系)200と、を主に備える(図2参照)。
対物レンズ25は、例えば、被検眼の眼前に配置されてもよい。孔あきミラー22は、例えば、開口部22aと、ミラー部22bと、を備えてもよい。開口部22aは、ミラー部22bの中心に形成されてもよいし、偏心した位置に配置されてもよい。開口部22aは、実際の開口が形成された構成であってもよいし、光透過性を有するガラス板であってもよいし、眼底照明光学系10の照明光による眼底からの光を透過する波長選択特性を有する構成であってもよい。
照明光学系10は、例えば、孔あきミラーのミラー部22b及び対物レンズ25を介して被検眼眼底Efを照明光により照明するために設けられてもよい。照明光は、可視光、赤外光の少なくともいずれかであってもよい。照明光学系10は、眼底Efを可視光により照明するための可視照明光学系と、眼底Efを赤外光により照明するための赤外照明光学系と、を備えてもよい。照明光学系10は、撮影光源14と、観察光源11と、を備え、撮影光源14、観察光源11の少なくともいずれの照明光により眼底Efを照明するために設けられてもよい。撮影光源14としては、例えば、可視光を発するフラッシュランプ、LEDが用いられてもよい、観察光源11としては、例えば、赤外光を発するハロゲンランプ。赤外LEDが用いられてもよい。
撮影光学系30は、孔あきミラー22の開口部22aを介して、照明光学系10の照明光により照明された眼底Efの正面画像を撮影するために設けられてもよい。撮影光学系30は、可視光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための可視撮影光学系と、赤外光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための赤外撮影光学系と、を備えてもよい。撮影光学系30は、眼底と共役な位置に配置され、眼底からの反射光を受光する二次元撮像素子35(撮影用撮像素子)を備えてもよい。撮影光学系30は、フォーカシングレンズ32と、二次元撮像素子35と、を備えてもよい。フォーカシングレンズ32は、被検眼に対するフォーカスを調整するために光軸方向に移動される。撮影光学系30は、眼底と共役な位置に配置され、眼底からの反射光を受光する二次元撮像素子38(観察用撮像素子)を備えてもよい。なお、撮影用の撮像素子と観察用の撮像素子とが同一の撮像素子によって形成される構成であってもよい。
撮影光学系30は、眼底を静止画として撮影するための第1の撮像素子(例えば、二次元撮像素子35)と、眼底を動画にて観察するための第2の撮像素子(例えば、二次元撮像素子38)と、をそれぞれ備えてもよい。ここで、第2の撮像素子には、第1の撮像素子とは異なる撮像素子が用いられる。
干渉光学系(OCT光学系)200は、対物レンズ25を介して被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて得るために設けられてもよい。
より詳細には、干渉光学系200は、光源102と、検出器120と、走査部108と、を主に備える。検出器120は、被検眼Eに照射された測定光と参照光との干渉状態を検出する。測定光は、光源102から出射され、測定光路を通って眼底Efに導かれる。参照光は、光源102から出射され、参照光路を通って検出器120に導かれる。
走査部108は、測定光路に配置され、測定光を被検眼E上で走査する。走査部108は、測定光を被検眼E上で繰り返し走査してもよい。
本装置1は、走査部108の各走査位置での検出器120からの検出信号に基づいて被検眼Eの断層画像を得ることができる。
<前眼部観察光学系>
本装置1において、前眼部正面像を観察するための前眼部観察光学系60が設けられてもよい。前眼部観察光学系60は、対物レンズ25を介して、前眼部照明光源58によって照明された被検眼の前眼部観察像を観察するために設けられてもよい。前眼部観察光学系60は、例えば、前眼部からの反射光を集光するためのリレーレンズ64と、前眼部と共役な位置に配置され、前眼部からの反射光を受光する二次元撮像素子65と、を備えてもよい。前眼部照明光源58としては、例えば、赤外光源が用いられてもよい。
<波長分離部材を用いた眼底カメラ光学系への前眼部観察光学系とOCT光学系の結合>
第1の波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー24)は、照明光学系10及び撮影光学系30が共用する第1光軸L1と、干渉光学系200及び前眼部観察光学系60が共用する第2光軸L2と、を同軸にするために設けられる。第1の波長分離部材は、対物レンズ25と孔あきミラー22との間に配置されてもよい。
第2の波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー61)は、OCT光学系の光軸L3と前眼部観察光学系60の光軸L4とを同軸にして第2光軸L2を形成させるために設けられる。
なお、前述の波長分離部材は、平板状のダイクロイックミラーであってもよいし、ダイクロイックプリズムであってもよい。
上記のような構成によれば、例えば、眼底の正面像(例えば、カラー眼底画像)を撮像する際、並びに眼底の断層像を撮像する際、それぞれ前眼部正面像を用いてアライメントを行うことができる。したがって、眼底カメラとOCTの複合装置において、被検眼に対するアライメントをスムーズに行うことができる。
別の側面では、眼底カメラとOCTとの複合装置において、お互いの機能を損なうことなく、前眼部観察光学系が設けられる。したがって、眼底カメラとOCTの双方において好適な撮影が可能となると共に、被検眼に対するアライメントをスムーズに行うことができる。
また、ダイクロイックミラー24による軸ずれに気付きやすい。例えば、撮影光学系30を用いた眼に対する位置合わせが完了した場合(例えば、ワーキングドットWが使用されうる)において、前眼部観察像上のアライメント指標が基準位置に対してずれているとき、干渉光学系200も軸ずれしていることが認識される。したがって、メンテナンスをスムーズに行うことができる。
以下に、波長分離部材の波長選択特性の第一例を示す。例えば、干渉光学系200の光源102(測定光源)として、λ=800nm〜900nmの間に中心波長(例えば、λ=840nm、λ=870nm、λ=880nm等)を持つ光を出射する光源が用いられてもよい。なお、中心波長に対するハンド幅としては、例えば、中心波長に対して±30〜60nmの波長帯域を持つ光源が用いられてもよい。もちろん、さらに広帯域の光源が用いられてもよい。下記実施例では、光源102として、λ=840nm〜920nmが出射波長である光源が用いられる。
さらに、前眼部照明光源58としては、λ=900nm〜1000nmの間に中心波長を持つ光(より好ましくは、λ=940nm〜1000nm)を出射する光源が用いられてもよい。この場合、前眼部照明光源58は、光源102の出射波長よりも長い波長帯域に中心波長が設定されてもよい。
照明光学系10に用いられる照明光源として、λ=750nm〜800nmの間に中心波長(より好ましくは、λ=770nm〜790nm)を持つ光を出射する観察光源11と、λ=750nmよりも短い可視域の光を出射する撮影光源14と、が用いられてもよい。観察光源11は、光源102の出射波長よりも短い波長帯域に中心波長が設定されてもよい。下記実施例では、観察光源11として、λ=750nm〜800nmが出射波長である光源が用いられる。撮影光源14は、λ=400nmから700nmまでの波長領域を含む光(下記実施例では、λ=400nmから750nm)を出射する光源であってもよい。各光源から出射された光は、所定の波長をカットするカットフィルタを介して波長帯域が制限されてもよい。
第1の波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー24)は、例えば、λ=760〜840nmの間にカットオン波長が設定され、観察光源11による眼底観察光を少なくとも透過させ、干渉光学系100の光源102による測定光と、前眼部照明光源58による光とを反射する波長選択特性を有する。この場合、第1の波長分離部材は、観察光源11による眼底観察光の大部分を透過させ、光源102による測定光の大部分と、前眼部照明光源58による光の大部分を反射する構成を含むことはいうまでもない。なお、光の大部分としては、光全体の90%以上が考えられる。
第2の波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー61)は、例えば、λ=900〜1000nm(好ましくは、λ=930nm〜970)の間にカットオン波長(あるいはカットオフ波長)が設定され、干渉光学系200の光源102による測定光と、前眼部照明光源58による前眼部観察光と、を分割させる波長選択特性を有する。第2の波長分離部材は、測定光を透過し、前眼部観察光を反射してもよいし、測定光を反射し、前眼部観察光を透過してもよい。この場合、干渉光学系200の光源102による測定光の大部分と、前眼部照明光源58による前眼部観察光の大部分と、を分割させる構成を含むことはいうまでもない。
上記のような構成によれば、干渉光学系200の光源102(測定光源)として、λ=750nm〜900nm(より好ましくは、λ=800nm〜900nm)の間の波長帯域を用いた場合であっても、眼底撮影及び眼底観察に加えて、前眼部観察を良好に行うことができる。
なお、第1の波長分離部材は、さらに、撮影光源14による眼底撮影光を透過する波長特性を備えてもよい。その代わりとして、第1の波長分離部材は、撮影光源14による眼底撮影時において、撮影光学系30の光路から離脱されてもよい。
上記光学系において、さらに、前眼部と共役な位置(例えば、孔あきミラー22の開口部22a)に配置される指標光源55(アライメント光源)が設けられてもよい。指標光源55は、装置筐体の光学系内部に配置されてもよい。指標光源55は、被検眼の前眼部で反射された後、二次元撮像素子35(観察用撮像素子)に受光される。二次元撮像素子35に受光されたアライメント指標(いわゆるワーキングドットW)は、検者によって観察され、被検眼に対するアライメントの微調整に用いられる。
指標光源55としては、例えば、観察光源11よりも中心波長が長く、干渉光学系200の光源102よりも中心波長が短い光を出射する光源が用いられる。より好ましくは、λ=780nm〜815nmの間に中心波長を持つ光を出射する光源が用いられる。
そこで、第1の波長分離部材は、指標光源55による光を透過する波長特性を備えてもよい。第1の波長分離部材に関して、より好ましくは、λ=780nm〜815nmの間にカットオン波長が設定される。
また、上記光学系において、さらに、フォーカス指標(例えば、スプリット指標)を眼底に投影するためのフォーカス指標投影光学系(以下、投影光学系)40が設けられてもよい。フォーカス指標は、被検眼に対するフォーカスを手動又は自動で調整するために用いられる。投影光学系40としては、例えば、観察光源11と同程度の中心波長を持つ光を出射する光源が用いられる(例えば、λ=765nm〜785nmの間に中心波長が設定される)。そこで、第1の波長分離部材は、フォーカス指標による光を透過する波長特性を備えてもよい。
上記光学系において、さらに、アライメント指標投影光学系(以下、投影光学系)50が設けられてもよい。投影光学系50は、対物レンズ25の外側から被検眼前眼部に向けてアライメント指標を投影する。アライメント指標は、前眼部観察光学系60によって撮像され、前眼部像を用いた自動アライメント又は手動アライメントに用いられる。投影光学系50としては、例えば、前眼部照明光源75と同程度の中心波長を持つ光を出射する光源が用いられる(例えば、λ=900nm〜1000nmの間に中心波長が設定される)。そこで、第1の波長分離部材は、アライメント指標を透過する波長特性を備えてもよい。
なお、前述の指標光源55、投影光学系40、投影光学系50に関して、少なくともいずれかが装置の光学系に配置された構成であってもよい。これらの全てが装置の光学系に配置された構成であってもよい。
以下に、波長分離部材の波長選択特性の第二例を示す。例えば、干渉光学系200の光源102(測定光源)として、λ=1000nm〜1350nmの間に中心波長(より好ましくは、λ=1050〜1300nm)を持つ光を出射する光源が用いられてもよい。光源102は、波長掃引光源であって、干渉光学系200としてSS−OCT光学系が用いられてもよい。なお、中心波長に対するハンド幅としては、例えば、中心波長に対して±30〜60nmの波長帯域を持つ光源が用いられてもよい。もちろん、さらに広帯域の光源が用いられてもよい。
さらに、前眼部照明光源58としては、λ=900nm〜1000nmの間に中心波長を持つ光(より好ましくは、λ=940nm〜1000nm)を出射する光源が用いられてもよい。この場合、前眼部照明光源58は、光源102の出射波長よりも短い波長帯域に中心波長が設定されてもよい。
照明光源として、λ=750nm〜900nm(より好ましくは、λ=800nm〜900nm)の間に中心波長を持つ光を出射する観察光源11と、λ=750nmよりも短い可視域の光を出射する撮影光源14と、が用いられてもよい。より詳細には、撮影光源14は、λ=400nmから700nmまでの可視領域を含む光(下記実施例では、λ=400nmから750nm)を出射する光源であってもよい。各光源から出射された光は、所定の波長をカットするカットフィルタを介して波長帯域が制限されてもよい。
ダイクロイックミラー(第1)24は、例えば、λ=760〜900nmの間にカットオン波長が設定され、観察光源11による眼底観察光を少なくとも透過させ、干渉光学系100の光源102による測定光と、前眼部照明光源58による光を反射する波長選択特性を有する。
ダイクロイックミラー(第2)61は、例えば、λ=950nm〜1050nmの間にカットオン波長(あるいはカットオフ波長)が設定され、干渉光学系100の光源102による測定光と、前眼部照明光源58による前眼部観察光と、を分割させる波長選択特性を有する。ダイクロイックミラー61は、測定光を透過し、前眼部観察光を反射してもよいし、測定光を反射し、前眼部観察光を透過してもよい。
上記構成によれば、眼底観察光としてλ=800nm〜900nmの波長帯域を用いることができるので、被検眼への負担を軽減できる。
<カットフィルタ>
前眼部観察光学系60は、ダイクロイックミラー61より下流側の光路に、干渉光学系200の測定光に対応する波長帯域の光をカットするカットフィルタが設けられてもよい。カットフィルタによって、干渉光学系200の測定光をカットできるので、前眼部観察を好適に行うことができる。
カットフィルタは、例えば、ダイクロイックミラー61と二次元撮像素子65との間に配置される。なお、カットフィルタは、例えば、第2のダイクロイックミラーと二次元撮像素子との間に配置されたリレーレンズ64にコーティングされてもよい。また、リレーレンズ64とは別に配置されてもよい。
なお、撮影光学系30においても、干渉光学系200の測定光に対応する波長帯域の光をカットするカットフィルタが設けられてもよい。
<蛍光撮影機能>
本装置において、被検眼眼底からの蛍光による蛍光眼底画像を取得する構成が設けられてもよい。エキサイタフィルタEXは、照明光学系10の光路に挿脱可能に配置され、撮影光源14からの光から蛍光励起光を透過させ、蛍光励起光以外の波長の光をカットする波長選択特性を持つ。エキサイタフィルタEXは、例えば、撮影光源14から孔あきミラー22の間に設けられ、挿脱機構Aの駆動によって挿入・退避される。
バリアフィルタBAは、撮影光学系30の光路に挿脱可能に配置され、蛍光励起光によって励起された眼底からの蛍光を透過させ、蛍光以外の他の波長の光をカットする波長選択特性を持つ。バリアフィルタBAは、例えば、孔あきミラー22から撮像素子35の間に設けられ、挿脱機構Bによって挿入・退避される。より好ましくは、眼底観察への影響を回避するために、ダイクロイックミラー37と二次元撮像素子35との間に設けられてもよい。
エキサイタフィルタEX及びバリアフィルタBAは、被検眼からの自発蛍光による眼底蛍光画像を撮影するための波長選択特性が設定されていてもよい。つまり、エキサイタフィルタEX及びバリアフィルタBAは、被検者に蛍光剤を静注しない条件において使用されてもよく、特定の波長を用いて眼底を励起することによって自発的に発せられる蛍光成分を光学的に抽出するためのフィルタであってもよい。
自発蛍光撮影を行うためのフィルタとしては、例えば、緑色光を励起光として用い、眼底からの赤色光の蛍光を得るためのフィルタが用いられる。そこで、エキサイタフィルタEXは、緑色光(例えば、λ=500〜600nmの帯域の光)を透過し、他の光を遮断する波長選択特性であってもよく、バリアフィルタBAは、赤色光(例えば、λ=625〜760nmの帯域の光)を透過し、他の光を遮断する波長選択特性であってもよい。なお、エキサイタフィルタEXは、緑色光(例えば、λ=500〜600nmの帯域の光)と、λ=800nm以上の帯域の光とを透過し、他の光を遮断する波長選択特性であってもよい。これは、撮影光源14の出射波長には、結果的に、λ=800nm以上の帯域の光が含まれておらず、励起光以外の光は、被検眼に照射されないからである。
また、エキサイタフィルタEXとして、緑色光を透過するフィルタに限定されない。例えば、エキサイタフィルタEXは、青色光を透過し、他の光を遮断する波長選択特性であってもよい。また、エキサイタフィルタを設ける代わりに、励起光を発する撮影光源を設けるようにしてもよい。
さらに、バリアフィルタBAは、赤色光(例えば、λ=625〜760nmの帯域の光)を透過し、他の光を遮断する波長選択特性であってもよい。なお、自発蛍光撮影を行うためのフィルタとしては、上記フィルタに限定されない。例えば、バリアフィルタBAは、赤色成分よりも短波長の光(例えば、黄色光)も含めて透過し、他の光を遮断するようにしてもよい。例えば、バリアフィルタBAは、赤色成分よりも長波長の光(例えば、近赤外光)も含めて透過し、他の光を遮断するようにしてもよい。
バリアフィルタBAは、λ=700nmよりも短い波長帯域(例えば、λ=625〜700nm)である第1の光(第1の蛍光)と、λ=700nmよりも長く、かつ、観察光源11による眼底観察光よりも波長が短い波長帯域(例えば、λ=700〜750nm)である第2の光(第2の蛍光)と、を含む眼底Efからの蛍光を透過する波長選択特性であってもよい。
<カラー撮影用のバリアフィルタ>
なお、蛍光撮影用のバリアフィルタ(第1のバリアフィルタ)BAとは別に、被検眼眼底をカラー撮影する際に光路に挿入される第2のバリアフィルタBAが設けられてもよい。第2のバリアフィルタBAは、撮影光学系30の光路に挿脱可能に配置され、撮影光源14による眼底反射光において、カラー撮影に必要な可視帯域の光(例えば、赤青緑を含む可視帯域の光)を透過し、カラー撮影に不要な光(例えば、赤外帯域の光)をカットする波長選択特性を持つ。第2のバリアフィルタBAは、蛍光撮影用のバリアフィルタBAよりも透過する波長帯域の上限が短く設定される。例えば、第1のバリアフィルタの透過波長の上限が、λ=750nmに設定され、第2バリアフィルタの透過波長の上限が、λ=700nmに設定さる。
上記構成によれば、蛍光撮影時において第1のバリアフィルタが選択的に光路に挿入され、カラー撮影時において第2のバリアフィルタが選択的に光路に挿入される。その結果、蛍光眼底画像と、カラー眼底画像とがそれぞれ良好に撮影される。
<蛍光撮影を考慮した波長分離部材>
撮影光学系30には、撮影光学系30の光路に配置され、撮影光学系30の光路を、第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)が設けられてもよい。
第1の撮影光路は、撮影光源11による眼底からの反射光及び蛍光を第1の撮像素子(例えば、二次元撮像素子35)に導くための光路であって、第2の撮影光路は、観察光源11による眼底からの反射光を第2の撮像素子(例えば、二次元撮像素子38)に導くための光路であってもよい。
第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、撮影光源14による眼底反射光、及び前述の第1の光と第2の光を含む蛍光を第1の撮像素子(例えば、二次元撮像素子35)に導き、観察光源11による眼底観察光を第2の撮像素子(例えば、二次元撮像素子38)に導くように波長選択特性が設定されていてもよい。
より詳細には、第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、撮影光源14による眼底反射光、及び前述の第1の光と第2の光を含む蛍光を透過し、観察光源11による眼底観察光を反射する波長選択特性を備えてもよい。この場合、第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、撮影光源14による眼底反射光の大部分、及び前述の第1の光と第2の光を含む蛍光の大部分を透過し、観察光源11による眼底観察光の大部分を反射する構成を含むことはいうまでもない。なお、光の大部分としては、光全体の90%以上が考えられる。
第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、撮影光源14による眼底反射光、及び第1の光と第2の光を含む蛍光を反射し、観察光源11による眼底観察光を透過する波長選択特性を備えてもよい。
第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、撮影光源14による眼底反射光の大部分、及び前述の第1の光と第2の光を含む蛍光の大部分を反射し、観察光源11による眼底観察光の大部分を透過する構成を含むことはいうまでもない。なお、光の大部分としては、光全体の90%以上が考えられる。
この場合、干渉光学系200の光源102としてλ=800nm〜900nmの間に中心波長を持つ光を出射する光源が用いられ、撮影光源14として、前述の第1の光と第2の光とを含む可視域の光を出射する撮影光源が用いられ、観察光源11として、λ=750nm〜800nmの間に中心波長を持つ光を出射する観察光源が用いられる。
第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、λ=725〜775nmの間にカットオン波長(あるいはカットオフ波長)が設定され、撮影光源14による眼底反射光、及び前述の第1の光と第2の光を含む蛍光を第1の撮像素子に導き、観察光源11による眼底観察光を第2の撮像素子に導くように波長選択特性が設定されてもよい。
このような波長選択特性によれば、λ=700nmよりも短い第1の光(いわゆる可視光)と、λ=700nmよりも長く、観察光源による眼底観察光よりも波長が短い第2の光(いわゆる赤外光)とを含む眼底蛍光による蛍光画像を撮影できる。その結果として、OCTとの複合装置であっても、良好な蛍光画像を取得できる。例えば、自発蛍光撮影においては、λ=700nmより長い波長成分においてもリポフスチン反応が生じているので、これを取り込むことによって臨床的に有用な自発蛍光画像を取得できる。また、眼底からの自発蛍光の光量は、微弱であり、λ=700nmよりも短い第1の光に加えて、λ=700nmよりも長い第2の光を取り込むことによって、蛍光画像の光量不足を補うことができる。
より好ましくは、第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、λ=700nmの光の少なくとも90%以上を第1の撮像素子(例えば、二次元撮像素子35)に導くと共に、λ=750nmの光の少なくとも70%以上を遮断するように波長選択特性が設定されている。これによって、λ=700nmよりも長い波長の光を十分に抽出できると共に、観察光源による眼底観察光を良好に遮断できる(図8参照)。
さらに好ましくは、第1の撮影光路と第2の撮影光路に分岐させるための波長分離部材(例えば、ダイクロイックミラー37)は、λ=720nmの光の少なくとも90%以上を第1の撮像素子(例えば、二次元撮像素子35)に導くと共に、λ=750nmの光の少なくとも70%以上を遮断するように波長選択特性が設定されている。これによって、λ=700nmよりも長い波長の光を十分に抽出できると共に、観察光源による眼底観察光を良好に遮断できる(図8参照)。
<蛍光撮影モード>
本装置において、例えば、被検眼眼底のカラー正面画像を得るためのカラー撮影モードと、被検眼眼底の蛍光正面画像を得るための蛍光撮影モード、のいずれかを設定するためのモード設定スイッチが設けられてもよい。蛍光撮影モードに設定された場合、制御部70は、眼底撮影時において、エキサイタフィルタEX及びバリアフィルタBAをそれぞれ光路に挿入させると共に、撮影光源14を発光させる。
撮影光源14からの可視光は、エキサイタフィルタEXによって蛍光励起光に制限され、蛍光励起光によって被検眼が照明される。励起光による眼底からの反射光自体は、バリアフィルタBAによって遮断される。ここで、造影剤又は自発蛍光による蛍光が眼底から発せられる。眼底からの蛍光は、対物レンズ25〜ダイクロイックミラー37を介してバリアフィルタBAを通過する。これによって、蛍光光束による蛍光眼底画像が撮像される。撮像された蛍光画像は、メモリ72に記憶されると共に、表示部75に表示される。
自発蛍光撮影の場合、例えば、緑色を主成分とする蛍光励起光によって、眼底組織に含まれるリポフスチンによる蛍光が眼底から発せられる。これによって、蛍光光束による自発蛍光眼底画像が撮像される。
<実施例>
本実施例の装置本体部1は、図1(a)に示すように、例えば、基台4と、撮影部3と、顔支持ユニット5と、操作部74と、を主に備える。撮影部3は、後述する光学系を収納してもよい。撮影部3は、被検眼Eに対して3次元方向(XYZ)に移動可能に設けられてもよい。顔支持ユニット5は、被検者の顔を支持するために基台4に固設されてもよい。
撮影部3は、XYZ駆動部6により、眼Eに対して左右方向、上下方向(Y方向)及び前後方向に相対的に移動されてもよい。なお、撮影部3は、さらに、基台4に対する移動台2の移動によって、左右眼に対して左右方向(X方向)及び前後(作動距離)方向(Z方向)に移動されてもよい。
ジョイスティック74aは、眼Eに対して撮影部3を移動させるために検者によって操作される操作部材として用いられる。もちろん、ジョイスティック74aに限定されず、他の操作部材(例えば、タッチパネル、トラックボール等)であってもよい。
例えば、操作部は、検者からの操作信号を一旦、制御部70に送信する。この場合、制御部70は、後述するパーソナル・コンピュータ90に操作信号を送ってもよい。例えば、パーソナル・コンピュータ90は、操作信号に応じた制御信号を制御部70に送る。そして、例えば、制御部は、制御信号を受け取ると、制御信号に基づいて各種制御を行う。
例えば、ジョイスティック74aの操作によって、移動台2が被検眼に対して移動される。また、回転ノブ74bを回転操作することにより、XYZ駆動部6がY駆動し撮影部3がY方向に移動される。なお、移動台2を設けず、ジョイスティック74aが操作されたとき、XYZ駆動部6によって撮影部3が被検眼に対して移動される構成であってもよい。
なお、撮影部3には、例えば、表示部75が設けられてもよい(例えば、検者側)。表示部75は、例えば、眼底観察像、眼底撮影像、及び前眼部観察像等を表示してもよい。
また、本実施例の装置本体部1は、パーソナル・コンピュータ(以下、PC)90と接続されている。PC90には、例えば、表示部95、操作部材(キーボード96、マウス97等)が接続されてもよい。
図2に示すように、本実施例の光学系は、照明光学系10、撮影光学系30、干渉光学系200(以下、OCT光学系ともいう)200を主に備える。さらに、光学系は、フォーカス指標投影光学系40、アライメント指標投影光学系50、前眼部観察光学系60を備えてもよい。照明光学系10及び撮影光学系30は、眼底を可視光によって撮影(例えば、無散瞳状態)することによってカラー眼底画像を得るための眼底カメラ光学系100として用いられる。撮影光学系30は、被検眼の眼底画像を撮像する。OCT光学系200は、被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得る。
<眼底カメラ光学系>
以下、眼底カメラ光学系100の光学配置の一例を示す。
<照明光学系>
照明光学系10は、例えば、観察照明光学系と撮影照明光学系を有する。撮影照明光学系は、撮影光源14、コンデンサレンズ15、リングスリット17、リレーレンズ18、ミラー19、黒点板20、リレーレンズ21、孔あきミラー22、対物レンズ25を主に備える。撮影光源14は、フラッシュランプ、LED等であってもよい。黒点板20は、中心部に黒点を有する。撮影光源14は、例えば、被検眼の眼底を可視域の光によって撮影するために用いられる。
また、観察照明光学系は、観察光源11、赤外フィルタ12、コンデンサレンズ13、ダイクロイックミラー16、リングスリット17から対物レンズ25までの光学系を主に備える。観察光源11は、ハロゲンランプ、LED等であってもよい。観察光源11は、例えば、被検眼の眼底を近赤外域の光によって観察するために用いられる。赤外フィルタ12は、波長750nm以上の近赤外光を透過し、750nmよりも短い波長帯域の光をカットするために設けられている。ダイクロックミラー16は、コンデンサレンズ13とリングスリット17との間に配置される。また、ダイクロイックミラー16は、観察光源11から
の光を反射し撮影光源14からの光を透過する特性を持つ。なお、観察光源11と撮影光源14は、同じ光軸上に直列的に配置された構成であってもよい。
<撮影光学系>
撮影光学系30は、例えば、対物レンズ25、撮影絞り31、フォーカシングレンズ32、結像レンズ33、撮像素子35が主に配置されている。撮影絞り31は、孔あきミラー22の開口近傍に位置する。フォーカシングレンズ32は、光軸方向に移動可能である。撮像素子35は、可視域に感度を有する撮影に利用可能である。撮影絞り31は対物レンズ25に関して被検眼Eの瞳孔と略共役な位置に配置されている。フォーカシングレンズ32は、モータを備える移動機構49により光軸方向に移動される。
また、結像レンズ33と撮像素子35の間には、赤外光及び可視光の一部を反射し、可視光の大部分を透過する特性を有するダイクロイックミラー37が配置される。ダイクロイックミラー37の反射方向には、赤外域に感度を有する観察用撮像素子38が配置されている。なお、ダイクロイックミラー34の代わりに、跳ね上げミラーが用いられても良い。跳ね上げミラーは、例えば、眼底観察時に光路に挿入され、眼底撮影時に光路から退避される。
また、対物レンズ25と孔あきミラー22の間には、光路分岐部材としての挿脱可能なダイクロイックミラー(波長選択性ミラー)24が斜設されている。ダイクロイックミラー24は、OCT測定光の波長光、及びアライメント指標投影光学系50及び前眼部照明光源58の波長光(例えば、中心波長940nm)を反射する。また、ダイクロイックミラー24は、眼底観察用照明の波長光の光源波長(例えば、中心波長780nm)を含む波長800nm以下を透過する特性を有する。撮影時には、ダイクロイックミラー24は挿脱機構66により連動して跳ね上げられ、光路外に退避する。挿脱機構66は、ソレノイドとカム等により構成することができる。
また、ダイクロイックミラー24の撮像素子35側には、挿脱機構66の駆動により光路補正ガラス28が跳ね上げ可能に配置されている。光路挿入時には、光路補正ガラス28は、ダイクロイックミラー24によってシフトされた光軸L1の位置を補正する役割を持つ。
観察光源11を発した光束は、赤外フィルタ12により赤外光束とされ、コンデンサレンズ13、ダイクロイックミラー16により反射されてリングスリット17を照明する。そして、リングスリット17を透過した光は、リレーレンズ18、ミラー19、黒点板20、リレーレンズ21を経て孔あきミラー22に達する。孔あきミラー22で反射された光は、補正ガラス28、ダイクロイックミラー24を透過し、対物レンズ25により被検眼Eの瞳孔付近で一旦収束した後、拡散して被検眼眼底部を照明する。
また、眼底からの反射光は、対物レンズ25、ダイクロイックミラー24、補正ガラス28、孔あきミラー22の開口部、撮影絞り31、フォーカシングレンズ32、結像レンズ33、ダイクロイックミラー37、を介して撮像素子38に結像する。なお、撮像素子38は、眼底と共役位置に配置されている。なお、撮像素子38の出力は制御部70に入力され、制御部70は、撮像素子38によって撮像される被検眼の眼底観察画像(眼底正面観察画像)82を表示部75に表示する(図3参照)。
また、撮影光源14から発した光束は、コンデンサレンズ15を介して、ダイクロイックミラー16を透過する。その後、眼底観察用の照明光と同様の光路を経て、眼底は可視光により照明される。そして、眼底からの反射光は対物レンズ25、孔あきミラー22の開口部、撮影絞り31、フォーカシングレンズ32、結像レンズ33を経て、撮像素子35に結像する。
<フォーカス指標投影光学系>
フォーカス指標投影光学系40は、赤外光源41、スリット指標板42、2つの偏角プリズム43、投影レンズ47、照明光学系10の光路に斜設されたスポットミラー44を主に備える。2つの偏角プリズム43は、スリット視標板42に取り付けられる。スポットミラー44は、照明光学系10の光路に斜設される。また、スポットミラー44はレバー45の先端に固着されている。スポットミラー44は、通常は光軸に斜設されるが、撮影前の所定のタイミングで、ロータリソレノイド46の軸の回転により、光路外に退避させられる。
なお、スポットミラー44は被検眼Eの眼底と共役な位置に配置される。光源41、スリット指標板42、偏角プリズム43、投影レンズ47、スポットミラー44及びレバー45は、フォーカシングレンズ32と連動して移動機構49により光軸方向に移動される。また、フォーカス指標投影光学系40のスリット指標板42の光束は、偏角プリズム43及び投影レンズ47を介してスポットミラー44により反射された後、リレーレンズ21、孔あきミラー22、ダイクロイックミラー24、対物レンズ25を経て被検眼Eの眼底に投影される。眼底へのフォーカスが合っていないとき、指標像S1・S2は、ずれ方向及びずれ量に応じて分離された状態で眼底上に投影される。一方、フォーカスが合っているときには、指標像S1・S2は、合致した状態で眼底上に投影される(図5参照)。そして、指標像S1・S2は、撮像素子38によって眼底像と共に撮像される。
<アライメント指標投影光学系>
アライメント用指標光束を投影するアライメント指標投影光学系50には、図2における左上の点線内の図に示すように、撮影光軸L1を中心として同心円上に45度間隔で赤外光源が複数個配置されている。本実施例における眼科撮影装置は、第1視標投影光学系(0度、及び180)と、第2視標投影光学系と、を主に備える。第1視標投影光学系は、赤外光源51とコリメーティングレンズ52を持つ。第2視標投影光学系は、第1指標投影光学系とは異なる位置に配置され、6つの赤外光源53を持つ。赤外光源51は、撮影光軸L1を通る垂直平面を挟んで左右対称に配置される。この場合、第1指標投影光学系は被検眼Eの角膜に無限遠の指標を左右方向から投影する。第2指標投影光学系は被検眼Eの角膜に有限遠の指標を上下方向もしくは斜め方向から投影する構成となっている。なお、図2の本図には、便宜上、第1指標投影光学系(0度、及び180度)と、第2指標投影光学系の一部のみ(45度、135度)が図示されている。
<前眼部観察光学系>
被検眼の前眼部を撮像する前眼部観察(撮影)光学系60は、ダイクロイックミラー24の反射側に、ダイクロイックミラー61、絞り63、リレーレンズ64、二次元撮像素子(受光素子:以下、撮像素子65と省略する場合あり)65を主に備える。撮像素子65は、赤外域の感度を持つ。また、撮像素子65はアライメント指標検出用の撮像手段を兼ね、赤外光を発する前眼部照明光源58により照明された前眼部とアライメント指標が撮像される。前眼部照明光源58により照明された前眼部は、対物レンズ25、ダイクロイックミラー24及びダイクロイックミラー61からリレーレンズ64の光学系を介して撮像素子65により受光される。また、アライメント指標投影光学系50が持つ光源から発せられたアライメント光束は被検眼角膜に投影される。その角膜反射像は対物レンズ25〜リレーレンズ64を介して撮像素子65に受光(投影)される。
二次元撮像素子65の出力は制御部70に入力され、図4に示すように表示部75には、二次元撮像素子65によって撮像された前眼部像が表示される。なお、前眼部観察光学系60は、被検眼に対する装置本体のアライメント状態を検出するための検出光学系を兼用する。
なお、孔あきミラー22の穴周辺には、被検者眼の角膜上に光学アライメント指標(ワーキングドットW)を形成するための赤外光源(本実施例では、2つだが、これに限定されない)55が配置されている。なお、光源55には、孔あきミラー22の近傍位置に端面が配置される光ファイバに、赤外光を導く構成でも良い。なお、光源55による角膜反射光は、被検者眼Eと撮影部3(装置本体)との作動距離が適切となったときに、撮像素子38の撮像面上に結像される。これにより、検者はモニタ8に眼底像が表示された状態で、光源55により形成されるワーキングドットを用いてアライメントの微調整を行えるようになる。
<OCT光学系>
図2に戻る。OCT光学系200は、いわゆる眼科用光干渉断層計(OCT:Optical coherence tomography)の装置構成を持ち、眼Eの断層像を撮像する。OCT光学系200は、測定光源102から出射された光をカップラー(光分割器)104によって測定光(試料光)と参照光に分割する。そして、OCT光学系200は、測定光を眼Eの眼底Efに導き,また、参照光を参照光学系110に導く。測定光は、コリメータレンズ123、フォーカスレンズ124を介し、走査部108に達し、例えば、2つのガルバノミラーの駆動によって反射方向が変えられる。そして、走査部108で反射された測定光は、ダイクロイックミラー24で反射された後、対物レンズ25を介して、被検眼眼底に集光される。その後、眼底Efによって反射された測定光と,参照光との合成による干渉光が、検出器(受光素子)120に受光される。
検出器120は、測定光と参照光との干渉状態を検出する。フーリエドメインOCTの場合では、干渉光のスペクトル強度が検出器120によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって所定範囲における深さプロファイル(Aスキャン信号)が取得される。例えば、Spectral-domain OCT(SD−OCT)、Swept-source OCT(SS−OCT)が挙げられる。Spectral-domain OCT(SD−OCT)の場合、例えば、光源102として広帯域光源が用いられ、検出器120として分光器(スペクトロメータ)が用いられる。Swept-source OCTの場合、例えば、光源102として波長可変光源が用いられ、検出器120として単一のフォトダイオードが用いられる(平衡検出を行ってもよい)。また、Time-domain OCT(TD−OCT)であってもよい。
走査部108は、測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で走査させる。例えば、走査部108は、眼底上で二次元的(XY方向(横断方向))に測定光を走査させる。走査部108は、瞳孔と略共役な位置に配置される。走査部108は、例えば、2つのガルバノミラーであり、その反射角度が駆動部151によって任意に調整される。
これにより、光源102から出射された光束はその反射(進行)方向が変化され、眼底上で任意の方向に走査される。これにより、眼底Ef上における撮像位置が変更される。走査部108としては、光を偏向させる構成であればよい。例えば、反射ミラー(ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ)の他、光の進行(偏向)方向を変化させる音響光学素子(AOM)等が用いられる。
参照光学系110は、眼底Efでの測定光の反射によって取得される反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系110は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであってもよい。
参照光学系110は、参照光路中の光学部材を移動させることにより、測定光と参照光との光路長差を変更してもよい。例えば、参照ミラー131が光軸方向に移動される。光路長差を変更するための構成は、測定光学系の測定光路中に配置されてもよい。
より詳細には、参照光学系110は、例えば、コリメータレンズ129、参照ミラー131、参照ミラー駆動部150を主に備える。参照ミラー駆動部150は、参照光路中に配置され、参照光の光路長を変化させるべく、光軸方向に移動可能な構成になっている。光を参照ミラー131により反射することにより再度カップラー104に戻し、検出器120に導く。他の例としては、参照光学系110は、透過光学系(例えば、光ファイバー)によって形成され、カップラー104からの光を戻さず透過させることにより検出器120へと導く。
<制御部>
続いて、本実施例の制御系について図6を用いて説明する。図6に示すように、本実施例の制御部70には、前眼部観察用の撮像素子65と、赤外眼底観察用の撮像素子38と、表示部75と、操作部74、USB2.0規格のHUB71と、各光源(図は略す)、各種アクチュエータ(図は略す)等が接続される。USB2.0HUB71には、装置本体部1に内蔵された撮像素子35と、PC(パーソナルコンピュータ)90が接続される。
PC90は、プロセッサとしてのCPU91、操作入力部(例えば、マウス、キーボード等)、記憶手段としてのメモリ(不揮発性メモリ)72、表示部95、を備える。CPU91は、装置本体部1の制御を司ってもよい。メモリ72は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュROM、PC90に着脱可能に装着されるUSBメモリ、外部サーバー等がメモリ72として使用されうる。メモリ72には、装置本体部(眼科撮影装置)1による正面画像および断層画像の撮影を制御するための撮影制御プログラムが記憶されている。
また、メモリ72には、PC90が眼科解析装置として使用されるための眼科解析プログラムが記憶されている。つまり、PC90は、眼科解析装置を兼用してもよい。また、メモリ72には、走査ラインにおける断層像(OCTデータ)、三次元断層像(三次元OCTデータ)、眼底正面像、断層像の撮影位置の情報等、撮影に関する各種情報が記憶される。操作入力部には、検者による各種操作指示が入力される。
PC90には、本装置本体部1に内蔵されるOCT撮影用の検出器(例えば、ラインCCD等)120がUSB3.0ポート79a,79bを経由してUSB信号線で接続される。このように、本実施例においては、装置本体部1とPC90は、2本のUSB信号線76,77によって互いに接続される。
また、制御部70は、撮像素子65に撮像された前眼部観察画像81からアライメント指標を検出処理してもよい。制御部70は、撮像素子65の撮影信号に基づいて被検眼に対する装置本体部1のアライメント偏位量を検出してもよい。
また、制御部70は、図4の前眼部像観察画面(図5の眼底観察画面に表示させてもよい)に示すように、アライメント基準となるレチクルLTを表示部75の画面上の所定位置に電子的に形成して表示させてもよい。また、制御部70は、検出されたアライメント偏位量に基づいてレチクルLTとの相対距離が変化されるようにアライメント指標A1の表示を制御してもよい。
制御部70は、撮像素子65によって撮像された前眼部観察画像と、撮像素子38によって撮像された前眼部観察画像及び赤外眼底観察画像を本体の表示部75に表示する。
また、制御部70は、前眼部観察画像及び眼底観察画像を、HUB71、USB2.0ポート78a、78b経由でPC90へストリーミング出力をする。PC90は、ストリーミング出力された前眼部観察画像、眼底観察画像82をそれぞれ、PC90の表示部95上に表示する。前眼部観察画像及び眼底観察画像は、表示部95上にライブ画像(例えば、ライブ正面画像)として同時に表示されてもよい(図3の前眼部観察画像81、眼底観察画像82、)。
一方、撮像素子35によるカラー眼底画像の撮影は、制御部70からのトリガ信号に基づいて行われる。カラー眼底画像も、HUB71とUSB2.0ポート78a,78b経由で制御部70及びPC90へ出力され、表示部75またはPC90の表示部95上に表示される。
さらに、検出器120はUSB3.0ポート79a,79bを経由してPC90へ接続される。検出器120からの受光信号は、PC90へ入力される。PC90(より詳しくは、PC90のプロセッサ(例えば、CPU))は、検出器120からの受光信号を演算処理することによって断層画像83を生成する。
例えば、フーリエドメインOCT(例えば、スペクトルドメインOCT)の場合、PC90は、検出器120から出力される各波長での干渉信号を含むスペクトル信号を処理する。PC90は、スペクトル信号を処理して被検眼の内部情報(例えば、深さ方向に関する被検眼のデータ(深さ情報))を得る。より詳細には、スペクトル信号(スペクトルデータ)は、波長λの関数として書き換えられ、波数k(=2π/λ)に関して等間隔な関数I(k)に変換される。PC90は、波数k空間でのスペクトル信号をフーリエ変換することにより深さ(Z)領域における信号分布を得る。
さらに、PC90は、測定光の走査等によって異なる位置で得られた内部情報を並べて被検眼の情報(例えば、断層画像)を得てもよい。PC90は、得られた結果をメモリ72に記憶する。PC90は、得られた結果を表示部95に表示してもよい。
装置本体部1は、PC90からのレリーズ信号により、あらかじめ設定されたスキャンパターンにて撮影を行う。PC90は、各々の撮影信号を処理し、PC90の表示部95上へ画像結果を出力する。
この時、検出器120は、検出された検出信号をPC90へ出力する。PC90は、検出器120からの出力から断層画像を生成する。
PC90は、USB2.0ポート78b,78a、HUB71を経由して、生成した断層画像を装置本体部1へ転送する。制御部70は、転送された断層画像83を表示部75に表示する(例えば、断層画像83参照)。なお、検出器120からの出力信号に基づいてPC90によってOCT正面画像が生成され、表示部75或いは表示部95上にOCT正面画像が表示されてもよい。
本実施例において、検者は、装置本体部1に配設された表示部75を見ながら、OCTの撮影設定、アライメント、オプティマイズ等の各設定または位置合わせを行うことができる(詳細は後述する)。従って、検者は、図1(b)に示すように、異なる位置に配置された装置本体部1の表示部75とPC90側の表示部95を、交互に確認する手間を省くことができる。また、被検者の瞼を開いて撮影を行う場合、検者は、PC90の表示部95を確認しながら行うより、表示部75を確認しながら行う方が開瞼作業を行い易い場合がある。
さらに、断層画像83、眼底画像82、前眼部観察画像81等が表示部75とPC90の表示部95の両方に表示されていることによって、検者は、装置本体部1を用いて操作するか、PC90を用いて操作するかを好みに合わせて選択することができる。また、表示部75とPC90の表示部95の両方に各種撮影画像が表示されるため、画像を観察できる画面が増え、複数人で画像を確認することが容易になる。
また、PC90の表示部95によって画像を観察する検者と、装置本体部1で撮影を行う検者とに分かれて測定を行う場合、撮影を行う検者は、表示部75にて撮影した断層画像83を確認し、上手く撮影できなかったときは、撮影をやり直すことができる。このため、表示部95を観察する検者が、撮影を行う検者に測定のやり直しを告げることが少なくなる。
以上のように、装置本体部1の表示部75と、PC90の表示部95の両方に断層画像83を表示させることによって、装置本体部1は、検者の好みに合わせた撮影方法に適応できる。
前述のカラー眼底撮影も同様である。カラー眼底撮影された結果は、PC90に入力されるだけでなく、プレビュー結果等の画像情報を、USB2.0ポート78b,78a、HUB71を経由して装置本体に転送し、装置本体部1の表示部75上にカラー眼底画像を表示できてもよい。これによって、検者は、カラー眼底画像を見るために装置本体部1とPC90を交互に確認する手間を省くことができる。また、カラー眼底撮影画像を見ながら装置本体部1を操作する場合、コンピュータ側の表示部95を覗く必要がなく、表示部75を確認すればよいので、検者の負担が低減される。
<制御動作>
以上のような構成を備える装置において、その制御動作の一例について説明する。制御部70は、例えば、撮像素子65からの撮像画像、撮像素子38からの撮像画像、及びPC90からのOCT画像を合成し、観察画面として表示部75の画面上に表示してもよい。観察画面には、図3に示すように、ライブの前眼部観察画像81、ライブの眼底観察画像82、ライブの断層画像(以下、ライブ断層画像ともいう)が同時に表示されてもよい。
断層画像83はPC90からUSB2.0ポート78b,78aを経由して制御部70に出力され、表示部75に表示される。本実施形態においては、表示部75の中央部に眼底画像82、右上部に前眼部観察画像81、右下部に断層画像83がそれぞれ表示されるがこれに限定されない。検者は、これらの画像を表示部75で確認しながら装置本体部1の操作を行う。
検者は、顔支持ユニット5に被検者の顔を支持させる。そして、検者は、図示無き固視標を注視するように被検者に指示する。初期段階では、ダイクロイックミラー24は撮影光学系30の光路に挿入されており、撮像素子65に撮像された前眼部像が表示部75に表示される。
検者は、上下左右方向のアライメント調整として、例えば、ジョイスティック74aを操作し、前眼部像が表示部75に現れるように撮影部3を左右上下に移動させる。前眼部像が表示部75に現れるようになると、図4に示すように、8つの指標像(第1のアライメント指標像)Ma〜Mhが現れるようになる。この場合、撮像素子65による撮像範囲としては、アライメント完了時点において、前眼部の瞳孔、虹彩、睫が含まれる程度の範囲が好ましい。
<アライメント検出及びXYZ方向に関する自動アライメント>
アライメント指標像Ma〜Mhが二次元撮像素子65に検出されると、制御部70は、自動アライメント制御を開始する。制御部70は、二次元撮像素子65から出力される撮像信号に基づいて被検眼に対する撮影部3のアライメント偏位量Δdを検出する。より具体的には、リング状に投影された指標像Ma〜Mhによって形成されるリング形状の中心のXY座標を略角膜中心として検出し、予め撮像素子65上に設定されたXY方向のアライメント基準位置O1(例えば、撮像素子65の撮像面と撮影光軸L1との交点)と角膜中心座標との偏位量Δdを求める(図7参照)。なお、画像処理により瞳孔中心を検出し、その座標位置と基準位置O1との偏位量によりアライメントずれが検出されるようにしてもよい。
そして、制御部70は、この偏位量Δdがアライメント完了の許容範囲Aに入るように、XYZ駆動部6の駆動制御による自動アライメントを作動する。偏位量Δdがアライメント完了の許容範囲Aに入り、その時間が一定時間(例えば、画像処理の10フレーム分又は0.3秒間等)継続しているか(アライメント条件Aを満足しているか)により、XY方向のアライメントの適否を判定する。
また、制御部70は、前述のように検出される無限遠の指標像Ma,Meの間隔と有限遠の指標像Mh,Mfの間隔とを比較することによりZ方向のアライメント偏位量を求める。この場合、制御部70は、撮影部3が作動距離方向にずれた場合に、前述の無限遠指標Ma,Meの間隔がほとんど変化しないのに対して、指標像Mh,Mfの像間隔が変化するという特性を利用して、被検眼に対する作動距離方向のアライメント偏位量を求める(詳しくは、特開平6−46999号参照)。
また、制御部70は、Z方向についても、Z方向のアライメント基準位置に対する偏位量を求め、その偏位量が、アライメントが完了したとされるアライメント許容範囲に入るように、XYZ駆動部6の駆動制御による自動アライメントを作動する。Z方向の偏位量がアライメント完了の許容範囲に一定時間入っているか(アライメント条件を満足しているか)により、Z方向のアライメントの適否を判定する。
前述したアライメント動作によって、XYZ方向のアライメント状態がアライメント完了の条件を満たしたら、制御部70はXYZ方向のアライメントが合致したと判定し、次のステップに移行する。
ここで、XYZ方向におけるアライメント偏位量Δdが許容範囲A1に入ったら、駆動部6の駆動を停止させると共に、アライメント完了信号を出力する。なお、アライメント完了後においても、制御部70は、偏位量Δdを随時検出しており、偏位量Δdが許容範囲A1を超えた場合、自動アライメントを再開する。すなわち、制御部70は、偏位量Δdが許容範囲A1を満たすように被検者眼に対して撮影部3を追尾させる制御(トラッキング)を行う。
<瞳孔径の判定>
アライメント完了後、制御部70は、被検眼の瞳孔状態の適否の判定を開始する。この場合、瞳孔径の適否は、撮像素子65による前眼部像から検出される瞳孔エッジが、所定の瞳孔判定エリアから外れているか否かで判定される。瞳孔判定エリアの大きさは、画像中心(撮影光軸中心)を基準に、眼底照明光束が通過可能な径(例えば、直径4mm)として設定されているものである。簡易的には、画像中心を基準に左右方向及び上下方向で検出される4点の瞳孔エッジを使用する。瞳孔エッジの点が瞳孔判定エリアよりも外にあれば、撮影時の照明光量が十分に確保される(詳しくは、本出願人による特開2005−160549号公報を参考にされたい)。なお、瞳孔径の適否判定は、撮影が実行されるまで継続され、その判定結果が表示部75上に表示される。
<フォーカス状態の検出/オートフォーカス>
また、撮像素子65を用いたアライメントが完了されると、制御部70は、被検眼の眼底に対するオートフォーカスを行う。図5は、撮像素子38で撮像される眼底像の例であり、眼底像の中心にフォーカス視標投影光学系40によるフォーカス指標像S1、S2が投影されている。ここで、フォーカス指標像S1,S2は、フォーカスが合っていないときには分離され、フォーカスが合っているときに一致して投影される。制御部70は、指標像S1,S2を画像処理により検出し、その分離情報を得る。そして、制御部70は、指標像S1,S2の分離情報を基に移動機構49の駆動を制御し、眼底に対するピントが合うようにレンズ32を移動させる。
<最適化制御>
アライメント完了信号が出力されると、制御部70は、最適化制御を開始するためのトリガ信号を発し、最適化の制御動作を開始する。制御部70は、最適化を行うことによって、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようにする。なお、本実施例において、最適化の制御は、光路長調整、フォーカス調整、偏光状態の調整(ポラライザ調整)、の制御である。なお、最適化の制御において、眼底に対する一定の許容条件を満たすことができればよく、最も適切な状態に調整する必要は必ずしもない。
最適化制御において、制御部70は、初期化の制御として、参照ミラー131とフォーカシングレンズ124の位置を初期位置に設定する。初期化完了後、制御部70は、設定した初期位置から参照ミラー131を一方向に所定ステップで移動させ、第1光路長調整を行う(第1自動光路長調整)。また、第1光路長調整と並行するように、制御部70は、前述の被検眼眼底に対する眼底カメラ光学系のフォーカス結果に基づいて、被検眼眼底に対する合焦位置情報(例えば、レンズ32の移動量)を取得する。合焦位置情報が取得されると、制御部70は、フォーカスシングレンズ124を合焦位置に移動させ、オートフォーカス調整(フォーカス調整)を行う。なお、合焦位置とは、観察画像として許容できる断層画像のコントラストを取得できる位置であればよく、必ずしも、フォーカス状態の最適位置である必要はない。
そして、フォーカス調整完了後、制御部70は、再度、参照ミラー131を光軸方向に移動させ、光路長の再調整(光路長の微調整)をする第2光路長調整を行う。第2光路長調整完了後、制御部70は、参照光の偏光状態を調節するためのポラライザ133を駆動させ、測定光の偏光状態を調整する(詳しくは、特願2012−56292号参照)。
以上のようにして、最適化の制御が完了されることにより、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようになる。そして、制御部70は、走査部108の駆動を制御し、眼底上で測定光を走査する。
検出器120によって検出された検出信号(スペクトルデータ)は、USB3.0ポート79a,79b(図6参照)を経由してPC90に送信される。PC90は、検出信号を受信し、検出信号を演算処理することによって断層画像83を生成する。
PC90は断層画像83を生成すると、断層画像83をUSB2.0ポート78b,78a及びHUB71を経由して、装置本体部1の制御部70に送信する。制御部70は、USB2.0ポート78b,78a及びHUB71を経由して、PC90から断層画像83を受信し、表示部75に表示する。図3に示すように、制御部70は、前眼部観察画像81と眼底観察画像82と断層画像83を表示部75に表示する。
検者は、リアルタイムで更新される断層画像83を確認し、Z方向のアライメントを調整する。例えば、表示枠内に断層画像83が収まるように、アライメントを調整してもよい。
もちろん、PC90は、生成した断層画像83を表示部90に表示してもよい。PC90は、生成した断層画像83をリアルタイムで表示部95に表示させてもよい。さらに、PC90は、断層画像83の他、前眼部観察画像81、眼底観察画像82をリアルタイムで表示部95に表示させてもよい。
なお、画像のフォーカス調整などを手動にて行う場合、検者は、調節ノブ74d等の操作によって調整を行うものと説明したが、これに限らない。例えば、検者は、タッチパネル機能を備えた表示部(例えば、表示部75)に対してタッチ操作をすることで、画像の調整を行ってもよい。
アライメント及び画質調整が完了されると、制御部70は、走査部108の駆動を制御し、眼底上で測定光を所定方向に関して走査させ、走査中に検出器120から出力される出力信号から所定の走査領域に対応する受光信号を取得して断層画像を形成する。
図3は、表示部75に表示される表示画面の一例を示す図である。制御部70は、表示部75上に、前眼部観察光学系60によって取得された前眼部観察画像81、眼底観察画像82、断層画像83、ライン85を表示する。ライン85は、眼底観察画像82上における断層画像の測定位置(取得位置)を表す指標である。ライン85は、表示部75上の眼底観察画像82上に電気的に表示される。
本実施例では、検者が表示部75に、タッチ操作又はドラック操作を行うことによって、撮影条件の設定が可能な構成となっている。検者は、タッチ操作によって表示部75上の任意の位置を指定できる。
<スキャンラインの設定>
図3は、走査位置の設定について説明する図である。断層画像及び眼底観察画像82が表示部75に表示されたら、検者は、リアルタイムで観察される表示部75上の眼底観察画像82から検者の撮影したい断層画像の位置を設定する。ここで、検者は、タッチパネル式の表示部75を用いて、ドラッグ操作を行うことによって、眼底観察画像82に対してライン85を移動させていき、走査位置を設定する。なお、ラインがX方向となるように設定すれば、XZ面の断層画像の撮影が行われ、ライン85がY方向となるように設定すれば、YZ面の断層画像の撮影が行われるようになっている。また、ライン85を任意の形状(例えば、斜め方向や丸等)に設定できるようにしてもよい。
なお、本実施例において、装置本体部1に設けられたタッチパネル式の表示部75の操作を主に説明したが、これに限らない。装置本体部1の操作部74に設けられたジョイスティック74aまたは各種操作ボタンを操作することによっても、表示部75と同様に操作できてもよい。この場合も、例えば、操作部74からの操作信号は、制御部70を介してPCに送信され、PCは、操作信号に応じた制御信号を制御部70に送信するようにしてもよい。
検者によってライン85が眼底観察画像82に対して移動されると、制御部70は、随時走査位置の設定を行い、これに対応する走査位置の断層画像を取得する。そして、取得された断層画像を随時表示部75の表示画面上に表示する。また、制御部70は、表示部75から出力される操作信号に基づいて測定光の走査位置を変更すると共に、変更された走査位置に対応する表示位置にライン85を表示する。なお、ライン85の表示位置(表示部上における座標位置)と走査部108による測定光の走査位置との関係は、予め定まっているので、制御部70は、設定したライン85の表示位置に対応する走査範囲に対して測定光が走査されるように、走査部108の2つのガルバノミラーを適宜駆動制御する。
<断層画像の取得>
撮影条件の調整が完了した後、検者により、所望の位置にて、撮影開始スイッチ74cが操作されると、制御部70は、設定された走査位置に基づいてBスキャンによる断層画像の取得を行う。制御部70は、眼底観察画像82上に設定されたライン85の表示位置に基づいて、ライン85の位置に対応する眼底の断層画像が得られるように、走査部108を駆動させて測定光を走査させる。
PC90は、検出器120からの検出信号に基づいて断層画像の静止画を生成し、生成された静止画を装置本体部1に転送する。制御部70は、PC90から転送された断層画像の静止画を表示部75上に表示する。
例えば、制御部70は、表示部75に、図示無きOKボタンとNGボタンを表示させてもよい。検者は、表示部75に表示された断層画像83をメモリ72に保存する場合はOKボタンを押し、保存しない場合は、NGボタンを押す。制御部70は、OKボタンが押されると、断層画像83をメモリ72に記憶させる。一方、制御部70は、NGボタンが押されると、断層画像83の撮影をやり直すようにしてもよい。
このように、表示部75に断層画像83を表示させることで、検者は、撮影が適切に行われたかどうかを、PC90を扱うことなく判断できる。
断層画像が得られると、制御部70は、眼底カメラ光学系100によってカラー眼底画像82を取得するステップに移行する。検者は、表示部75に表示される眼底観察画像82を観察しながら、所望する状態で撮影できるように、アライメントとフォーカスの微調整を行う。そして、検者による撮影開始スイッチ74cの入力があると、撮影が実行される。制御部70は、撮影開始スイッチ74cによるトリガ信号に基づいて、挿脱機構66を駆動することによって、ダイクロイックミラー24を光路から離脱させると共に、撮影光源14を発光させる。
撮影光源14が発光されることによって、被検眼眼底は可視光によって照射される。眼底からの反射光は対物レンズ25、孔あきミラー22の開口部、撮影絞り31、フォーカシングレンズ32、結像レンズ33、ダイクロイックミラー37を通過し、2次元受光素子35に結像する。2次元受光素子35で撮影されたカラー眼底画像は、HUB71、及びUSB2.0ポート78a,78bを経由して、PC90に受信され、その後、メモリ72に記憶される。
PC90は、上記のように得られた断層画像、眼底画像の少なくともいずれかに対して解析処理を行い、解析結果を表示部95に表示する。PC90は、解析結果を表示部75に表示するようにしてもよい。
1 装置本体部
10 眼底照明光学系
22 ホールミラー
24 ダイクロイックミラー
25 対物レンズ
30 眼底撮影光学系
58 前眼部照明光源
60 前眼部観察光学系
61 ダイクロイックミラー
70 制御部
75 表示部
90 コンピュータ
95 表示部
102 測定光源
200 干渉光学系(OCT光学系)
EX エキサイタフィルタ
BA バリアフィルタ

Claims (4)

  1. 被検眼の眼前に配置された対物レンズと、
    開口部とミラー部を有するホールミラーと、
    前記ホールミラーのミラー部及び前記対物レンズを介して被検眼眼底を可視光と赤外光により照明するための眼底照明光学系と、
    前記ホールミラーの開口部を介して、前記可視光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影し、前記赤外光により照明された被検眼眼底の正面画像を観察するための眼底撮影光学系と、
    測定光を被検眼眼底上で走査するための走査部を備え、前記対物レンズを介して被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて得るためのOCT光学系と、
    前記対物レンズを介して、前眼部照明光源によって照明された被検眼の前眼部観察像を観察するための前眼部観察光学系と、
    前記対物レンズと前記ホールミラーとの間に配置され、前記眼底照明光学系及び前記眼底撮影光学系が共用する第1光軸と、前記OCT光学系と前記前眼部観察光学系が共用する第2光軸とを同軸にする第1の波長分離部材であって、前記赤外光を少なくとも透過させ、前記測定光と前記前眼部照明光源による光を反射する第1の波長分離部材と、
    前記第1の波長分離部材と前記走査部との間に配置され、前記OCT光学系の光軸と前記前眼部観察光学系の光軸とを同軸にして前記第2光軸を形成させるための第2の波長分離部材と、
    を備えることを特徴とする眼底撮影装置。
  2. 前記OCT光学系の測定光源としてλ=800nm〜900nmの間に中心波長を持つ光を出射する光源が用いられ、前記前眼部照明光源としてλ=900nm〜1000nmの間に中心波長を持つ光を出射する光源が用いられ、
    前記照明光学系の照明光源として、λ=750nm〜800nmの間に中心波長を持つ光を出射する観察光源と、λ=750nmよりも短い可視域の光を出射する撮影用光源と、が用いられ、
    第1の波長分離部材は、λ=760〜840nmにカットオン波長が設定され、前記観察光源による光を少なくとも透過させ、前記測定光源による光と前記前眼部照明光源による光を反射する波長特性を有することを特徴とする請求項1の眼底撮影装置。
  3. 前記OCT光学系の測定光源としてλ=1000nm〜1350nmの間に中心波長を持つ光を出射する光源が用いられ、前記前眼部照明光源としてλ=900nm〜1000nmの間に中心波長を持つ光を出射する光源が用いられ、
    前記照明光学系の照明光源として、λ=750nm〜900nmの間に中心波長を持つ光を出射する第1照明光源と、λ=750nmよりも短い可視域の光を出射する第2照明光源と、が用いられ、
    第1の波長分離部材は、λ=760〜900nmにカットオン波長が設定され、前記第1照明光源及び前記第2照明光源による光を透過させ、前記測定光源による光と前記前眼部照明光源による光を反射する波長特性を有することを特徴とする請求項1の眼底撮影装置。
  4. 前記前眼部観察光学系は、前記第2の波長分離部材より下流側の光路に、前記OCT光学系の測定光に対応する波長帯域の光をカットするカットフィルタを備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの眼底撮影装置。
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