JP6494198B2 - 眼底撮像装置、収差補正方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、眼底撮像装置、収差補正方法及びプログラムに関する。

近年、眼科用の撮像装置として、ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：走査レーザ検眼鏡）や、低コヒーレンス光の干渉を利用したイメージング装置が開発されている。これらの撮像装置は、眼底に２次元的にレーザ光を照射し、その反射光を受光して画像化する。
低コヒーレンス光の干渉を利用したイメージング装置は、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光干渉断層装置又は光干渉断層法）と呼ばれ、特に、眼底又はその近傍の断層像を得る目的で用いられている。ＯＣＴの種類としては、ＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：タイムドメイン法）や、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：スペクトラルドメイン法）等を含め、種々のものが開発されてきている。このような眼科用の撮像装置は、近年において、照射レーザの高ＮＡ化等によってさらなる高解像度化が進められている。

しかしながら、眼底を撮像する場合には、角膜や水晶体等の眼の光学組織を通して撮像をしなければならない。そのため、高解像度化が進むに連れて、これら角膜や水晶体の収差が撮像画像の画質に大きく影響するようになってきた。
そこで、眼の収差を測定し、その収差を補正する補償光学（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ：ＡＯ）機能を光学系に組み込んだ、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴの研究が進められている。非特許文献１に、ＡＯ−ＯＣＴの例が示されている。これらＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴは、一般的にはシャックハルトマン波面センサー方式によって眼の波面を測定する。シャックハルトマン波面センサー方式とは、眼に測定光を入射し、その反射光を、マイクロレンズアレイを通してＣＣＤカメラに受光することによって波面を測定するものである。測定した波面を補正するように可変形状ミラーや、空間位相変調器を駆動し、それらを通して眼底の撮像を行うことにより、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴは高解像度な撮像が可能となる。

眼科装置に用いるＡＯにおいては、一般的に波面センサーで測定した収差をＺｅｒｎｉｋｅ関数のような関数でモデル化し、その関数を用いて波面補正器の補正量を計算する。複雑な形状を補正するためには、多くの次数を持つ関数で収差をモデル化して補正量を算出し、波面補正器を制御する必要がある。
しかし、補正量を算出することは非常に計算負荷が高く、計算時間の増大が大きな問題となっている。この問題を解決する技術として、特許文献１には、病気の経過観察を行うために定期的に患部の観察を行う際に、過去の撮影時の補正値を利用する技術が開示されている。
また、特許文献２には、診断等に必要な撮影画像を過不足なく取得すべく、被検眼の眼底の複数の領域を順番に撮影する技術が開示されている。

特開２０１２−２３５８３４号公報 特開２０１２−２１３５１３号公報

Ｙ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１０，１５Ｍａｙ２００６

ここで、ＡＯを用いる眼科撮像装置において、被検眼の撮像対象の複数の領域を順番に撮影する場合には、撮影を複数回行う必要がある。このとき、撮影する領域が異なると収差も異なるため、撮影毎に収差補正を行う必要がある。このため、眼科医療の効率を向上させるためには、収差補正に要する時間を少しでも短縮することが求められている。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、ＡＯを用いる眼底撮像装置において、眼の収差補正に要する時間を短縮することを目的とする。

そこで、本発明に係る眼底撮像装置の一つは、被検眼の眼底に対して測定光を走査する走査光学系と、前記眼底を撮像するための複数の撮像モードであって、前記眼底の第１の領域群の設定情報に対応する第１の撮影モードと、前記眼底の第２の領域群の設定情報に対応する第２の撮影モードとを含む前記複数の撮影モードの何れかを設定する設定手段と、前記設定された撮像モードに対応する設定情報を用いて前記走査光学系が制御されることにより、前記眼底の複数の領域を順番に連続して撮像する撮像手段と、前記複数の領域のうち収差補正値が既に算出されている算出済領域であって、かつ前記複数の領域のうち収差補正値の算出の対象となる対象領域を基準として定まる近接領域内に存在する算出済領域を、参照領域として決定する領域決定手段と、前記近接領域内に前記参照領域が存在する場合に、前記参照領域の収差補正値を、前記対象領域の収差補正値の初期値として決定し、前記近接領域内に前記参照領域が存在しない場合に、予め定められた値を、前記対象領域の収差補正値の初期値として決定する初期値決定手段と、前記対象領域の収差を測定する測定手段と、前記対象領域の収差補正を行う収差補正手段と、前記収差補正手段に収差補正を行わせる第１の制御及び第２の制御であって、前記初期値に関する情報を用いて前記収差補正手段の前記第１の制御を実行し、前記第１の制御を実行した後に前記測定された収差に関する情報を用いて、前記収差補正手段の前記第２の制御を実行する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ＡＯを用いる眼底撮像装置において、眼の収差補正に要する時間を短縮することができる。

第１の実施形態に係る眼底撮像装置を示す図である。 反射型液晶光変調器の模式図である。 波面補正デバイスの断面図である。 撮像する様子を示す図である。 液晶ディスプレイの拡大図である。 ガルバノスキャナーを示す図である。 波面センサーの模式図である。 ＣＣＤセンサーを示す図である。 球面収差を持つ波面の測定結果の模式図である。 制御部を示す図である。 撮像処理を示すフローチャートである。 被検眼の撮像領域を示す図である。 収差補正処理における詳細な処理を示すフローチャートである。 収差補正回数と収差量の関係を示す図である。 第２の実施形態にかかる撮像処理を示すフローチャートである。 撮像領域を示す図である。 撮像モード毎の撮像領域を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。但し、本発明は、以下の実施形態の構成によって何ら限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る眼底撮像装置を示す図である。なお、本実施形態に係る眼底撮像装置は、検査対象である被検査物を眼とし、眼で発生する収差を補償光学系で補正し、眼底を撮像するものである。
図１において、１０１は光源であり、波長８４０ｎｍのＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）を用いた。光源１０１の波長は特に制限されるものではないが、眼底撮像用としては被検者の眩しさの軽減と解像度維持のために、８００〜１５００ｎｍ程度が好適に用いられる。本実施形態においてはＳＬＤ光源を用いたが、その他にレーザ等も用いられる。本実施形態では眼底撮像と波面測定のための光源を共用しているが、それぞれを別光源とし、光路の途中で合波する構成としても良い。

光源１０１から照射された光は、単一モード光ファイバー１０２を通って、コリメータ１０３により、平行光線（測定光１０５）として照射される。照射された測定光１０５はビームスプリッタからなる光分割部１０４を透過し、補償光学の光学系に導光される。
補償光学系は、光分割部１０６、波面センサー１１５、波面補正デバイス１０８及び、それらに導光するための反射ミラー１０７−１〜４から構成される。ここで、反射ミラー１０７−１〜４は、少なくとも眼１１１の瞳と波面センサー１１５、波面補正デバイス１０８とが光学的に共役関係になるように設置されている。また、光分割部１０６として、本実施形態ではビームスプリッタを用いた。

光分割部１０６を透過した測定光１０５は、反射ミラー１０７−１と１０７−２で反射されて波面補正デバイス１０８に入射する。波面補正デバイス１０８で反射された測定光１０５は、反射ミラー１０７−３に出射される。
本実施形態では、波面補正デバイス１０８として液晶素子を用いた空間位相変調器を用いた。図２は、反射型液晶光変調器の模式図である。本変調器は、ベース部１２２とカバー１２３に挟まれた空間に液晶分子１２５が封入されている構造となっている。ベース部１２２は、複数の画素電極１２４を有し、カバー１２３は、不図示の透明な対向電極を有している。電極間に電圧を印加していない場合には、液晶分子は１２５−１のような配向をしており、電圧を印加すると１２５−２のような配向状態に遷移し、入射光に対する屈折率が変化する。

各画素電極の電圧を制御して各画素の屈折率を変化させることにより、空間的な位相変調が可能となる。例えば入射光１２６が本変調器に入射した場合、液晶分子１２５−２を通過する光は液晶分子１２５−１を通過する光よりも位相が遅れ、結果として図中１２７で示すような波面を形成する。
一般的に反射型液晶光変調器は、数万〜数十万個の画素から構成されている。また、液晶光変調器は偏光特性を有するため、入射光の偏光を調整するための偏光素子を具備することもある。

波面補正デバイス１０８の他の例としては、可変形状ミラーがある。可変形状ミラーとは、局所的に光の反射方向を変えることができるものであり、様々な方式のものが実用化されている。その一例として、他の波面補正デバイス１０８の断面を図３に示す。波面補正デバイス１０８は、入射光を反射する変形可能な膜状のミラー面１２９と、ベース部１２８と、これらに挟まれて配置されたアクチュエータ１３０と、ミラー面１２９を周囲から支持する不図示の支持部から構成されている。
アクチュエータ１３０の動作原理としては、静電力や磁気力、圧電効果を利用したものがあり、動作原理によってアクチュエータ１３０の構成は異なる。アクチュエータ１３０はベース部１２８上に二次元的に複数配列されていて、それらを選択的に駆動することにより、ミラー面１２９を自在に変形できるようになっている。一般的に可変形状ミラーは数十〜数百のアクチュエータで構成されている。

図１において、反射ミラー１０７−３、４で反射された光は、走査光学系１０９によって、１次元又は２次元に走査される。本実施形態では走査光学系１０９に主走査用（眼底水平方向）と副走査用（眼底垂直方向）として２つのガルバノスキャナーを用いた。より高速な撮像のために、走査光学系１０９の主走査用に共振スキャナーを用いることもある。走査光学系１０９内の各スキャナーを光学的な共役状態にするために、各スキャナーの間にミラーやレンズといった光学素子を用いる装置構成の場合もある。
図４は、眼底撮像装置が、被検眼の眼底を分割して撮像する様子を示す図である。１６１は眼底の２次元画像であり、１６２は黄斑、１６３は視神経乳頭である。１６４は眼底１６１を格子状に分割した状態を表したもので、水平方向、垂直方向にはそれぞれａ〜ｐ、１〜１６のアドレスが割り振られており、眼底は１６×１６の２５６個に分割されて領域毎に撮像される。更に、格子一つは、走査光学系１０９により、主走査方向、副走査方向それぞれに、３μｍ角の画素２５６×２５６に分割されて読み取られる。撮像領域の指定は、後述するコントローラに接続されたマウスやキーボードを用いて行うことになる。

図１に戻り、走査光学系１０９で走査された測定光１０５は、接眼レンズ１１０−１及び１１０−２を通して眼１１１に照射される。１２２は、眼のレンズに相当する水晶体である。眼１１１に照射された測定光は眼底で反射又は散乱される。接眼レンズ１１０−１及び１１０−２の位置を調整することによって、眼１１１の視度にあわせて最適な照射を行うことが可能となる。ここでは、接眼部にレンズを用いたが、球面ミラー等で構成しても良い。
１１９はビームスプリッタである光分光器、１２０は固視灯である。ビームスプリッタ１１９は、被検眼に対して固視灯１２０からの光を、測定光１０５と共に被検眼に導くものである。固視灯１２０は、被検者に対して視線をどこに向けるかを指示するためのもので、液晶ディスプレイ、ＬＥＤを平面に格子状に並べたもの等で構成される。

図５は、固視灯１２０を構成する液晶ディスプレイ１４１の拡大図である。図５（ａ）に示すように、液晶ディスプレイ１４１上には１４２で示されるような十字形が点灯される。被検者に、十字形１４２の交点を見てもらうことにより、被検眼の動きを停止させることができる。また、十字形１４２の点灯位置を、液晶ディスプレイ１４１上で上下左右に移動させることにより、被検者の視線をコントロールし、被検眼の所望の領域を観察することが可能となる。固視灯１２０の液晶ディスプレイ１４１上には、眼底の撮像したい領域対して対象の位置に十字形１４２が点灯されることになる。図５（ａ）は眼底の中央上側領域を撮像したい場合に点灯された十字形１４２の状態を示している。
また、他の例としては、固視灯１２０は、図５（ｂ）に示すように中心に十字形１４２を表示する。そして、被検者が常に正面を固視した状態で、主走査用ガルバノスキャナー、副走査用ガルバノスキャナーの回転角度の中心を変更することにより、眼１１１の中心から外れた領域を撮像することも可能である。

図６は、ガルバノスキャナーを示す図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ガルバノスキャナーのミラー１０９１の回転範囲を変更することにより、入射光１０９２に対する反射光１０９３のスキャン角度が変更され、眼底の撮像領域が変更されることになる。
眼１１１の網膜から反射又は散乱された反射光は、入射した時の経路を逆向きに進行し、光分割部１０６によって一部は波面センサー１１５に反射され、光線の波面を測定するために用いられる。

図７は、波面センサー１１５の模式図である。波面センサー１１５としてシャックハルトマンセンサーを用いた。１３１は波面を測定する光線であり、マイクロレンズアレイ１３２を通して、ＣＣＤセンサー１３３上の焦点面１３４に集光される。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ'で示す位置から見た様子を示す図である。図７（ｂ）は、マイクロレンズアレイ１３２が、複数のマイクロレンズ１３５から構成されている様子を示したものである。光線１３１は、各マイクロレンズ１３５を通してＣＣＤセンサー１３３上に集光される。このため、光線１３１は、マイクロレンズ１３５の個数分のスポットに分割されて集光される。
図８は、ＣＣＤセンサー１３３を示す図である。各マイクロレンズを通過した光線はスポット１３６に集光される。そして、この各スポット１３６の位置から、入射した光線の波面が計算される。

図９（ａ）は、球面収差を持つ波面の測定結果の模式図である。光線１３１は、１３７で示すような波面で形成されている。光線１３１はマイクロレンズアレイ１３２によって、波面の局所的な垂線方向の位置に集光される。この場合のＣＣＤセンサー１３３の集光状態を図９（ｂ）に示す。光線１３１が球面収差を持つため、スポット１３６は中央部に偏った状態で集光される。この位置を計算することによって、光線１３１の波面が検出できる。本実施形態では波面センサーにシャックハルトマンセンサーを用いたが、それに限定されるものではなく、曲率センサーのような他の波面測定手段や、結像させた点像から逆計算で求めるような方法を用いても良い。

図１において、光分割部１０６を透過した反射光は光分割部１０４によって一部が反射され、コリメータ１１２、光ファイバー１１３を通して光強度センサー１１４に導光される。光強度センサー１１４で光は電気信号に変換され、制御部１１７によって眼底画像として画像に構成されて、ディスプレイ１１８に表示される。
波面センサー１１５は、補償光学制御部１１６に接続され、受光した波面を補償光学制御部１１６に伝える。波面補正デバイス１０８も補償光学制御部１１６に接続されており、補償光学制御部１１６から指示された変調を行う。補償光学制御部１１６は、波面センサー１１５によって取得された波面を、収差のない波面へと補正するような変調量（補正量）を計算し、波面補正デバイス１０８に波面を補正するように変調するように指令する。波面の測定と波面補正デバイスへの指示は繰り返し処理され、常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。

本実施形態では、測定した波面をＺｅｒｎｉｋｅ関数にモデル化して各次数にかかる係数を算出し、その係数を元に波面補正デバイス１０８の変調量を算出する。変調量の算出において、補償光学制御部１１６は、波面補正デバイスがＺｅｒｎｉｋｅ各次数の形状を形成するための基準変調量を元に、測定された全てのＺｅｒｎｉｋｅ次数の係数に関して基準変調量を乗算する。補償光学制御部１１６は、さらにそれらすべてを積算することによって最終的な変調量を得る。
また、本実施形態では波面補正デバイス１０８として画素数６００×６００の反射型液晶空間位相変調器を用いたので、３６００００画素それぞれの変調量を上記の算出方法に従って算出する。例えばＺｅｒｎｉｋｅ関数の１次〜４次までの係数を用いた計算を行う場合には、Ｚ１−１，Ｚ１＋１，Ｚ２−２，Ｚ２−０，Ｚ２＋２，Ｚ３−３，Ｚ３−１，Ｚ３＋１，Ｚ３＋３，Ｚ４−４，Ｚ４−２，Ｚ４−０，Ｚ４＋２，Ｚ４＋４の１４の係数に関して基準変調量との乗算を、上記３６００００画素に対して行う。
また、Ｚｅｒｎｉｋｅ関数の１次〜６次までの係数を用いた計算を行う場合には、Ｚ１−１，Ｚ１＋１，Ｚ２−２，Ｚ２−０，Ｚ２＋２，Ｚ３−３，Ｚ３−１，Ｚ３＋１，Ｚ３＋３，Ｚ４−４，Ｚ４−２，Ｚ４−０，Ｚ４＋２，Ｚ４＋４，Ｚ５−５，Ｚ５−３，Ｚ５−１，５＋１，Ｚ５＋３，Ｚ５＋５，Ｚ６−６，Ｚ６−４，Ｚ６−２，Ｚ６−０，Ｚ６＋２，Ｚ６＋４，Ｚ６＋６の２７の係数に関して基準変調量との乗算を、上記３６００００画素に対して行う。

眼の収差の大部分を占めるのは、近視や遠視、乱視といった低次の収差であるが、それ以外に眼の光学系の微小な凹凸や涙液層の乱れに起因するより高次の収差が存在する。眼の収差をＺｅｒｎｉｋｅ関数系で表現する場合、近視、遠視や乱視であるＺｅｒｎｉｋｅ２次関数が大部分を占め、Ｚｅｒｎｉｋｅ３次関数やＺｅｒｎｉｋｅ４次関数が若干含まれ、さらにはＺｅｒｎｉｋｅ５次や６次といった高次の関数がわずかに含まれる。光学系の一部に被検眼が含まれていることで光学系が不確定な状態であるため、一般的に１回の収差測定と補正では低い収差の波面に到達することは困難で、収差測定と補正を繰り返して撮像可能な収差まで補正が行われる。

眼底撮像装置は、制御部１１７で制御される。図１０は、制御部１１７を示す図である。図１０に示すように、制御部１１７は、ＣＰＵ１５２、Ｉ／Ｏ制御部１５３、メモリ１５４で構成されている。ＣＰＵ１５２、プログラムに従って、眼底撮像装置を制御する。メモリ１５４には、眼底撮像装置で撮像した被検者の眼の収差情報が、被検眼の撮像領域毎に格納されている。具体的には、図４の１６５で示したような撮像領域のアドレス（ｆ，６）、更にその領域を撮像した時の補正値が格納される。Ｉ／Ｏ制御部１５３は、ＣＰＵ１５２からの命令に従って、不図示のマウス、キーボード、バーコードリーダ、走査光学系１０９、補償光学制御部１１６、制御部１１７等を駆動する。また、Ｉ／Ｏ制御部１５３は、通信制御する。
なお、後述する眼底撮像装置の機能や処理は、ＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。

図１１は、眼底撮像装置による撮像処理を示すフローチャートである。まず、検者は、図示しないマウス、キーボード、更にはバーコードリーダ等を用い、被検者に対する被検眼の複数の撮像領域と、各撮像領域の撮像順番と、各撮像領域の繰り返し撮像枚数と、を指定する。これに対し、Ｓ１０１において、ＣＰＵ１５２は、撮像対象の撮像領域、撮像順番及び撮像枚数の指定を受け付ける。
眼底撮像装置は、同一領域を複数回撮像し、画像を重ね合わせることにより鮮明な画像を形成すべく、指定された撮像枚数に対応する回数の撮像が終了するまで、同一領域を連続で撮像する。図１２は、被検眼の撮像領域を示す図である。図１２は、１番から８番まで撮像順番の、８か所の撮像領域が指定されたことを示している。撮像が開始されると順次１番から８番の領域が自動的に撮像される。

図１１に戻り、Ｓ１０１の後、Ｓ１０２において、補償光学制御部１１６は、収差補正を行う。図１３は、収差補正処理（Ｓ１０２）における詳細な処理を示すフローチャートである。Ｓ２０１において、補償光学制御部１１６は、Ｓ１０１において指定された複数の撮影領域の中の１つの撮影領域を収差補正処理の対象領域として選択する。次に、Ｓ２０２において、補償光学制御部１１６は、Ｚｅｒｎｉｋｅ関数にモデル化して各次数にかかる係数、すなわち初期値を、対象領域の収差補正値としてセットする。初期補正値は「０」とするが、波面補正デバイス１０８、その他光学系部材に固有の収差が存在する場合は、それらの収差を補正する値でもよい。
次に、Ｓ２０３において、補償光学制御部１１６は、Ｓ２０１でセットされた収差補正値に応じて波面補正デバイス１０８を駆動し、対象領域の収差を補正する。次に、Ｓ２０４において、補償光学制御部１１６は、波面センサー１１５で収差量を測定する。次に、Ｓ２０５において、補償光学制御部１１６は、測定された収差量が基準値未満か否かを判断する。ここで、基準値は、メモリ１５４等に予め設定されているものとする。

補償光学制御部１１６は、収差量が基準値以上の場合には（Ｓ２０５でＮｏ）、処理をＳ２０６へ進める。Ｓ２０６において、補償光学制御部１１６は、収差量を補正するような変調量（補正量）を算出する。次に、Ｓ２０７において、補償光学制御部１１６は、Ｚｅｒｎｉｋｅ関数にモデル化して各次数にかかる係数を、収差補正値として算出し、これを補償光学制御部１１６にセットする。補償光学制御部１１６は、収差量が基準値よりも小さくなるまで、Ｓ２０３〜Ｓ２０７の工程を繰り返す。補償光学制御部１１６は、収差量が基準値よりも小さくなると（Ｓ２０５でＹｅｓ）、処理をＳ２０８へ進める。
Ｓ２０８において、補償光学制御部１１６は、撮像許可状態とする。次に、Ｓ２０９において、補償光学制御部１１６は、対象領域の領域ＩＤに対応付けて、撮像領域の位置を示す位置情報と、収差補正値とをメモリ１５４等に記録する。

次に、Ｓ２１０において、補償光学制御部１１６は、指定されたすべての撮像領域に対する収差補正値の記録が終了したか否かを判断する。補償光学制御部１１６は、すべての撮像領域に対する収差補正値の記録が終了した場合には（Ｓ２１０でＹｅｓ）、収差補正処理（Ｓ１０２）を終了する。
補償光学制御部１１６は、未処理の撮像領域が存在する場合には（Ｓ２１０でＮｏ）、処理をＳ２１１へ進める。Ｓ２１１において、補償光学制御部１１６は、撮像許可を解除する。次に、Ｓ２１２において、補償光学制御部１１６は、ユーザから収差量の再測定指示を受け付けたか否かを判断する。補償光学制御部１１６は、再測定指示を受け付けなかった場合には（Ｓ２１２でＮｏ）、処理をＳ２１３へ進める。補償光学制御部１１６は、撮像領域の再測定指示を受け付けた場合には（Ｓ２１２でＹｅｓ）、処理をＳ２０３に進める。この場合、補償光学制御部１１６は、再度収差測定を行い、より適切な収差補正値を得る。

Ｓ２１３において、補償光学制御部１１６は、対象領域を未処理の撮像領域に変更する。このとき、補償光学制御部１１６は、メモリ１５４等に収差補正値が記録されていない撮像領域を未処理の撮像領域として特定する。次に、Ｓ２１４において、補償光学制御部１１６は、新たな対象領域の近接領域内に、既に収差補正値が算出されている撮像領域が存在するか否かを判定する。ここで、近接領域は、対象領域の位置を基準として定める領域である。本実施形態においては、対象領域を中心とし、上下左右に５×５領域分の領域を近接領域とする。例えば、図４に示すように指定された領域１６５のアドレスが（ｆ，６）の場合、近接領域は、アドレス（ｄ，４），（ｈ，４），（ｄ，８），（ｈ，８）の領域で囲まれた領域１６６となる。なお、近接領域は、例えばメモリ１５４に予め設定されているものとする。以降において、既に収差補正値が算出されている撮像領域を算出済領域と称することとする。
補償光学制御部１１６は、メモリ１５４において、近接領域内のアドレスに対応付けられている収差補正値が記録されている場合に、算出済領域が存在すると判断する。補償光学制御部１１６は、近接領域内に算出済領域が存在する場合には（Ｓ２１４でＹｅｓ）、処理をＳ２１５へ進める。補償光学制御部１１６は、近接領域内に算出済領域が存在しない場合には（Ｓ２１４でＮｏ）、処理をＳ２０３へ進める。

Ｓ２１５において、補償光学制御部１１６は、近接領域内に存在する算出済領域のうち、処理対象の撮像領域に最も近い位置に存在する算出済領域を参照領域として決定する。そして、補償光学制御部１１６は、参照領域の収差補正値を、対象領域の収差補正値の初期値として決定し、これを対象領域の収差補正値としてセットする。ここで、Ｓ２１５の処理は、算出済領域と対象領域の間の距離に基づいて、参照領域を決定する参照領域決定処理の一例であり、また、対象領域の収差補正値の初期値を決定する初期値決定処理の一例である。
次に、Ｓ２１６において、補償光学制御部１１６は、撮像領域の変更、即ち主走査用ガルバノスキャナー、副走査用ガルバノスキャナーの回転角度の中心の変更が終了したか否かを判断する。補償光学制御部１１６は、対象領域の変更が終了するまで待機し（Ｓ２１６，Ｓ２１７）、対象領域の変更が終了した場合には（Ｓ２１６でＹｅｓ）、処理をＳ２０３へ進める。

このように、本実施形態の補償光学制御部１１６は、対象領域の変更が終了するまで収差補正動作を行わない。これは、領域移動中に測定される収差量と次に処理対象となる撮像領域の収差量に著しい差異がある場合、撮像領域変更中に収差補動作を実施すると、収差補正に要する時間が長くなってしまう可能性があるからである。
以上のように、Ｓ２０３〜Ｓ２１７の処理を繰り返すことにより、指定されたすべての撮像領域の収差補正が完了する。なお、Ｓ２１５、Ｓ２１５の処理の後のＳ２０３〜Ｓ２０７の処理は、算出済領域の収差補正値に基づいて、対象領域の収差補正値を算出する、補償光学制御部１１６による処理は、算出処理の一例である。

図１１に戻り、Ｓ１０２の処理の後、Ｓ１０３において、ＣＰＵ１５２は、Ｓ１０１において指定された、第１の撮像領域を処理対象の撮像領域、すなわち対象領域として選択する。ここで、第１の撮像領域は、Ｓ１０１において指定された撮像領域のうち、１番目の撮像順番が指定された撮像領域である。次に、Ｓ１０４において、ＣＰＵ１５２は、対象領域の撮像準備を行う。ＣＰＵ１５２は、具体的には、図５（ｂ）のように固視灯１２０を構成する液晶ディスプレイ１４１の中央に十字形１４２を点灯させる。被検者が十字形１４２を固視することにより、図１２の１番の領域の撮像準備が完了する。
本実施形態では、眼底撮像装置は、前述したように固視灯１２０に点灯する十字形１４２の位置を中央に固定する。そして、眼底撮像装置は、被検者が撮像期間中ずっと正面を固視した状態において、主走査用ガルバノスキャナー、副走査用ガルバノスキャナーの回転角度の中心を変更することにより、指定された撮像領域を順次撮像する。

次に、Ｓ１０５において、ＣＰＵ１５２は、補償光学制御部１１６により撮像許可状態とされているか否かを確認し、撮像許可状態となるまで待機する（Ｓ１０５，Ｓ１０６）。ＣＰＵ１５２は、撮像許可状態となると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、処理をＳ１０７へ進める。Ｓ１０７において、ＣＰＵ１５２は、対象領域の撮像制御を行う。これにより、Ｓ１０１において指定された枚数分の、対象領域の眼底画像が得られる。
次に、Ｓ１０８において、ＣＰＵ１５２は、撮像が行われていない未処理の撮像領域が存在するか否かを確認する。ＣＰＵ１５２は、未処理の撮像領域が存在する場合には（Ｓ１０８でＹｅｓ）、処理をＳ１０９へ進める。ＣＰＵ１５２は、すべての撮像領域の撮像が完了した場合には（Ｓ１０８でＮｏ）、処理を終了する。

Ｓ１０９において、ＣＰＵ１５２は、対象領域を、次の撮像順番の撮像領域に変更する。具体的には、ＣＰＵ１５２は、主走査用ガルバノスキャナー、副走査用ガルバノスキャナーの回転角度の中心を変更することにより、指定された撮像領域の撮像準備を行う。このとき、上述したように、撮像領域の変更中は、収差補正動作を停止する。そして、ＣＰＵ１５２は、Ｓ１０９の処理の後、処理をＳ１０４へ進める。以上のように、Ｓ１０４〜Ｓ１０９の処理を繰り返すことにより、指定されたすべての撮像領域の撮像が完了する。

例えば、図１２に示す１〜８番の撮像領域が指定されたとする。この場合、眼底撮像装置は、２番目の領域については、１番目の領域の収差補正値を初期値として収差補正を開始する。眼底撮像装置はまた、３番目の領域については、１番目の領域の収差補正値を初期値として収差補正を開始し、４番目の領域については、３番目の領域の収差補正値を初期値として収差補正を開始する。
眼底撮像装置はまた、５番目の領域については、１番目の領域の収差補正値を初期値として収差補正を開始し、６番目の領域については、２番目の領域の収差補正値を初期値として収差補正を開始する。眼底撮像装置はまた、７番目の領域については、１番目の領域の収差補正値を初期値として収差補正を開始し、８番目の領域については、７番目の領域の収差補正値を初期値として収差補正を開始する。

図１４は、収差補正回数と収差量の関係を表したグラフである。横軸が収差補正回数、すなわち図１２のフローチャートのＳ２０３〜Ｓ２０７のループの回数であり、収差補正に要する時間を表している。縦軸は、収差量を表している。１７３は、従来の方法で収差補正の状態を表す曲線であり、１７２は、本実施形態の差眼底撮像装置による収差補正の状態を表す曲線である。また、１７１は、Ｓ２０５で収差量の大きさを比較する基準値である。図１４に示すように、従来の方法では、補正処理の開始から補正時間ｂが経過した時点で撮像が開始されるのに対し、本実施形態にかかる収差補正においては、補正時間ａで撮像を開始することができる。

また、一般に制御量を目標値に収束させるクローズド制御では、制御ゲインを上げることで残差を小さくすることができ、また収束までの時間を短縮することができる。特に、制御を開始する際には、目標値に対しての残差が大きいため、この期間の制御ゲインを高くすることが収束の短時間化には有効である。これは残差の推移を急峻にすることに相当する。残差の推移が急峻とは、その推移に高い周波数成分を多く含むことを意味する。
一般にデバイスの応答性では、高い周波数成分は応答の遅れが大きく、これが１８０°を超えてしまうと、残差を減らすべき際に、逆に増やしてしまい、残差を収束させることができなくなってしまう。これに対し、本実施形態の眼底撮像装置は、初期の残差が小さい状態で収束制御を開始できるので、ここで述べた残差の推移の高周波成分での遅れの影響を受けにくく、制御ゲインを上げても発振しにくい状態が実現できる。さらに、眼底撮像装置は、この制御ゲインを大きくできることによって、収束までの時間を短時間化できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる眼底撮像装置は、撮像領域毎に収差補正と撮像とを連続して行う。図１５は、第２の実施形態にかかる眼底撮像装置による、撮像処理を示すフローチャートである。Ｓ３０１において、ＣＰＵ１５２は、撮像領域、撮像順番及び撮像枚数の指定を受け付ける。次に、Ｓ３０２において、ＣＰＵ１５２は、Ｓ３０１において指定された１番目の撮影領域を対象領域として選択する。次に、Ｓ３０３において、ＣＰＵ１５２は、対象領域の撮像準備を行う。次に、Ｓ３０４において、補償光学制御部１１６は、初期値を対象領域の収差補正値としてセットする。
なお、Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３，Ｓ３０４の処理は、それぞれ第１の実施形態におけるＳ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ２０２の処理と同様の処理である。

次に、Ｓ３０５において、補償光学制御部１１６は、Ｓ３０４でセットされた補正値に応じて波面補正デバイス１０８を駆動し、収差を補正する。次に、Ｓ３０６において、補償光学制御部１１６は、波面センサー１１５で収差量を測定する。次に、Ｓ３０７において、補償光学制御部１１６は、測定された収差量が基準値未満か否かを判断する。ここで、基準値は、メモリ１５４等に予め設定されているものとする。
補償光学制御部１１６は、収差量が基準値以上の場合には（Ｓ３０７でＮｏ）、処理をＳ３０８へ進める。Ｓ３０８において、補償光学制御部１１６は、収差量を補正するような変調量（補正量）を算出する。次に、Ｓ３０９において、補償光学制御部１１６は、Ｚｅｒｎｉｋｅ関数にモデル化して各次数にかかる係数を、収差補正値として算出し、これを補償光学制御部１１６にセットする。
なお、Ｓ３０５〜Ｓ３０９の処理は、それぞれ第１の実施形態に係るＳ２０３〜Ｓ２０７の処理と同様である。そして、第２の実施形態においては、補償光学制御部１１６は、Ｓ３０７において、収差量が基準値未満となった場合に処理をＳ３１０へ進める。

Ｓ３１０において、ＣＰＵ１５２は、対象領域の撮像制御を行う。これにより、Ｓ１０１において指定された枚数分の、対象領域の眼底画像が得られる。次に、Ｓ３１１において、補償光学制御部１１６は、対象領域の領域ＩＤに対応付けて、撮像領域の位置を示す位置情報と、収差補正値とをメモリ１５４に記録する。
次に、Ｓ３１２において、ＣＰＵ１５２は、撮像が行われていない未処理の撮像領域が存在するか否かを確認する。ＣＰＵ１５２は、未処理の撮像領域が存在する場合には（Ｓ３１２でＹｅｓ）、処理をＳ３１３へ進める。ＣＰＵ１５２は、すべての撮像領域の撮像が完了した場合には（Ｓ３１２でＮｏ）、処理を終了する。Ｓ３１３において、ＣＰＵ１５２は、対象領域を、次の撮像順番の撮像領域に変更する。次に、Ｓ３１４において、ＣＰＵ１５２は、変更後の撮像領域の撮像準備を行う。Ｓ３１０、Ｓ３１１、Ｓ３１３、Ｓ３１４の処理は、それぞれ第１の実施形態にかかるＳ１０７、Ｓ２０９、Ｓ１０８、Ｓ１０９の処理と同様である。

次に、Ｓ３１５において、補償光学制御部１１６は、新たな対象領域の近接領域内に、算出済領域が存在するか否かを判定する。補償光学制御部１１６は、近接領域内に算出済領域が存在する場合には（Ｓ３１５でＹｅｓ）、処理をＳ３１６へ進める。補償光学制御部１１６は、近接領域内に算出済領域が存在しない場合には（Ｓ３１５でＮｏ）、処理をＳ３０４へ進める。Ｓ３１６において、補償光学制御部１１６は、近接領域内に存在する算出済領域のうち、処理対象の撮像領域に最も近い位置に存在する算出済領域（対象領域との距離が最小となる算出済領域）を参照領域として決定する。そして、補償光学制御部１１６は、参照領域の収差補正値を、対象領域の収差補正値の初期値として決定し、これを対象領域の収差補正値としてセットする。
次に、Ｓ３１７において、補償光学制御部１１６は、撮像領域の変更が終了したか否かを判断する。補償光学制御部１１６は、対象領域の変更が終了するまで待機し（Ｓ３１７，Ｓ３１８）、対象領域の変更が終了した場合には（Ｓ３１７でＹｅｓ）、処理をＳ３０５へ進める。Ｓ３１５〜Ｓ３１８の処理は、それぞれ第１の実施形態にかかるＳ２１４〜Ｓ２１７の処理と同様である。

以上のように、Ｓ３０５〜Ｓ３１７の処理を繰り返すことにより、指定されたすべての撮像領域の収差補正及び撮像を順次行うことができる。なお、第２の実施形態に係る眼底撮像装置のこれ以外の構成及び処理は、第１の実施形態に係る眼底撮像装置の構成及び処理と同様である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る眼底撮像装置は、複数の算出済領域の収差補正値と、複数の算出済領域それぞれと対象領域の間の距離とに基づいて、対象領域の収差補正値の初期値を決定する。具体的には、眼底撮像装置は、各算出領域の収差補正値に距離に応じた重みを付与する。そして、眼底撮像装置は、距離に応じて重み付けされた、各算出済領域の収差補正値の和を、対象領域の収差補正値の初期値として算出する。
例えば、図１６（ａ）に示すように、対象領域が領域Ａであり、近接領域内に算出済領域として領域Ｂ、Ｃ、Ｄが存在するとする。ここで、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの収差補正値をａ、ｂ、ｃ、ｄとし、領域Ｂ、Ｃ、Ｄの領域Ａとの距離をそれぞれ、２、４、２とする。この場合、眼底撮像装置は、（式１）により領域Ａの収差補正値ａを算出する。
ａ＝ｂ／２＋ｃ／４＋ｄ／２ （式１）

また、眼底撮像装置は、図１６（ｂ）に示すように、領域Ｂ、Ｃ、Ｄが領域Ａに重なっている場合も距離に応じて補正値を算出すれば良い。
なお、第３の実施形態にかかる眼底撮像装置のこれ以外の構成及び処理は、他の実施形態に係る眼底撮像装置の構成及び処理と同様である。
また、他の例としては、眼底撮像装置は、直前に得られた算出済領域と対象領域の距離が閾値以上の場合には、複数の算出済領域それぞれの収差補正値に基づいて、対象領域の収差補正値の初期値を決定することとしてもよい。さらに、眼底撮像装置は、距離が閾値未満の場合には、直前の算出済領域の収差補正値を対象領域の収差補正値の初期値として決定し、これを対象領域の収差補正値の初期値として決定することとしてもよい。

なお、実施形態に係る眼底撮像装置は、マウス等により複数の撮像領域の指定を個々に受け付けることとしたが、これに限定されるものではない。他の例としては、図１７に示すように、眼底撮像装置は、予め設定された撮像モードに応じて、撮像領域を自動的に設定してもよい。図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）は、それぞれ異なる撮像モードにおいて設定されている撮像領域を示す図である。このように、眼底撮像装置は、例えばメモリ１５４等に図１７に示す撮像モード毎の撮像領域の設定情報を記憶しているものとする。

また、他の例としては、制御部１１７は、補償光学制御部１１６として機能してもよい。すなわち、実施形態において説明した補償光学制御部１１６の処理を制御部１１７のＣＰＵ１５２が行ってもよい。

＜その他の実施形態＞
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する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又は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。

以上、上述した各実施形態によれば、ＡＯを用いる眼底撮像装置において、眼の収差補正に要する時間を短縮することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０１：光源
１０２：光ファイバー
１０４：光分割部
１０５：測定光
１０６：光分割部
１０８：波面補正デバイス
１０９：走査光学系
１１０：接眼レンズ
１１６：補償光学制御部
１１７：制御部
１１８：ディスプレイ
１１９：光分割部
１２０：固視灯
１２１：解像度変更部

Claims (8)

1. 被検眼の眼底に対して測定光を走査する走査光学系と、
   前記眼底を撮像するための複数の撮像モードであって、前記眼底の第１の領域群の設定情報に対応する第１の撮影モードと、前記眼底の第２の領域群の設定情報に対応する第２の撮影モードとを含む前記複数の撮影モードの何れかを設定する設定手段と、
   前記設定された撮像モードに対応する設定情報を用いて前記走査光学系が制御されることにより、前記眼底の複数の領域を順番に連続して撮像する撮像手段と、
   前記複数の領域のうち収差補正値が既に算出されている算出済領域であって、かつ前記複数の領域のうち収差補正値の算出の対象となる対象領域を基準として定まる近接領域内に存在する算出済領域を、参照領域として決定する領域決定手段と、
   前記近接領域内に前記参照領域が存在する場合に、前記参照領域の収差補正値を、前記対象領域の収差補正値の初期値として決定し、前記近接領域内に前記参照領域が存在しない場合に、予め定められた値を、前記対象領域の収差補正値の初期値として決定する初期値決定手段と、
   前記対象領域の収差を測定する測定手段と、
   前記対象領域の収差補正を行う収差補正手段と、
   前記収差補正手段に収差補正を行わせる第１の制御及び第２の制御であって、前記初期値に関する情報を用いて前記収差補正手段の前記第１の制御を実行し、前記第１の制御を実行した後に前記測定された収差に関する情報を用いて、前記収差補正手段の前記第２の制御を実行する制御手段と、
   を有することを特徴とする眼底撮像装置。
2. 前記初期値決定手段は、前記近接領域内に存在する算出済領域のうち、前記対象領域に最も近い位置に存在する算出済領域を、前記参照すべき算出済領域として決定することを特徴とする請求項１に記載の眼底撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記対象領域を変更する期間は前記収差補正を行わないように、前記収差補正手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼底撮像装置。
4. 前記撮像手段は、前記撮像モードに対応する同一の領域の撮像枚数に関する情報を用いて、前記複数の領域を前記順番に連続して撮像することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の眼底撮像装置。
5. 前記設定された撮像モードが異なる場合には、前記複数の領域の位置又は数が異なることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の眼底撮像装置。
6. 前記撮像手段は、前記設定手段により設定された撮影モードに対応する領域群に属する複数の領域の収差補正が行われた後で、前記複数の領域それぞれの収差補正の結果を用いて撮像を順に開始することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の眼底撮像装置。
7. 眼底撮像装置が実行する収差補正方法であって、
   前記眼底撮像装置の走査光学系が被検眼の眼底に対して測定光を走査する走査ステップと、
   前記眼底を撮像するための複数の撮像モードであって、前記眼底の第１の領域群の設定情報に対応する第１の撮影モードと、前記眼底の第２の領域群の設定情報に対応する第２の撮影モードとを含む前記複数の撮影モードの何れかを設定する設定ステップと、
   前記設定された撮像モードに対応する設定情報を用いて前記走査光学系が制御されることにより、前記眼底の複数の領域を順番に連続して撮像する撮像ステップと、
   前記複数の領域のうち収差補正値が既に算出されている算出済領域であって、かつ前記複数の領域のうち収差補正値の算出の対象となる対象領域を基準として定まる近接領域内に存在する算出済領域を、参照領域として決定する領域決定ステップと、
   前記近接領域内に前記参照領域が存在する場合に、前記参照領域の収差補正値を、前記対象領域の収差補正値の初期値として決定し、前記近接領域内に前記参照領域が存在しない場合に、予め定められた値を、前記対象領域の収差補正値の初期値として決定する初期値決定ステップと、
   前記対象領域の収差を測定する測定ステップと、
   収差補正手段に収差補正を行わせる第１の制御及び第２の制御であって、前記初期値に関する情報を用いて前記収差補正手段の前記第１の制御を実行し、前記第１の制御を実行した後に前記測定された収差に関する情報を用いて、前記収差補正手段の前記第２の制御を実行する制御ステップと
   を含むことを特徴とする収差補正方法。
8. コンピュータを、請求項１乃至６の何れか１項に記載の眼底撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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