JP6814062B2 - 眼科装置 - Google Patents

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Description

本発明は、眼科装置に関する。
眼科装置には、被検眼の画像を得るための眼科撮影装置と、被検眼の特性を測定するための眼科測定装置とが含まれる。
眼科撮影装置の例として、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography、OCT)を用いて断層像を得る光干渉断層計、眼底を撮影する眼底カメラ、共焦点光学系を用いたレーザー走査により眼底像を得る走査型レーザー検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope、SLO)などがある。
また、眼科測定装置の例として、被検眼の屈折特性を測定する眼屈折検査装置(レフラクトメータ、ケラトメータ)、眼圧計、角膜の特性(角膜厚、細胞分布等)を得るスペキュラーマイクロスコープ、ハルトマン−シャックセンサを用いて被検眼の収差情報を得るウェーブフロントアナライザなどがある。
眼科検査においては、検査の精度や確度の観点から、装置光学系と被検眼との間の位置合わせが極めて重要である。この位置合わせはアライメントと呼ばれる。アライメントには、被検眼の軸に対して装置光学系の光軸を一致させる動作(XYアライメント)と、被検眼と装置光学系との間の距離を所定距離に合わせる動作(Zアライメント)とが含まれる。
アライメントには様々な手法がある。典型的な手法として、角膜に光を投射し、その反射像(プルキンエ像)を検出してアライメントを行う手法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
また、近年実現された手法として、前眼部を異なる方向から撮影して得られた2以上の撮影画像を解析して被検眼の3次元位置を特定し、この3次元位置に基づいてXYアライメントとZアライメントの双方を行う手法がある(例えば、特許文献2を参照)。
特開平10−024019号公報 特開2013−248376号公報
このような従来のアライメント手法では、眼科装置にアライメント用の光学系を設ける必要がある。しかし、眼科装置には高精度のアライメントが要求される一方で構成の簡素化が求められている。特にポータブルタイプの眼科装置には、光学系の小型化が要求されている。
また、従来のアライメント手法では、被検眼と光学系との近接を検知することができず、安全性等の観点からアライメントの高精度化に限界があるという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、眼科装置のアライメントの新たな手法を提供することにある。
実施形態に係る眼科装置の第1態様は、対物レンズを含み、光コヒーレンストモグラフィを用いて被検者の顔の前面の少なくとも一部を含む領域を前記対物レンズを介してスキャンすることによりデータを収集するための光学系と、被検眼と前記光学系とを相対的に、かつ、3次元的に移動する駆動部と、前記光学系により収集された前記データに基づいて、前記領域の少なくとも一部の3次元位置を特定する解析部と、前記対物レンズの3次元形状情報をあらかじめ記憶する記憶部と、前記解析部により特定された前記3次元位置に基づいて前記被検眼と前記光学系との相対的な移動量を求める算出部と、前記3次元位置と前記記憶部に記憶された前記3次元形状情報とに基づいて、前記移動量だけ相対移動された後の前記被検眼と前記光学系とが所定の距離以内に近接するか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に応じて、前記3次元位置に基づいて前記駆動部を制御することにより前記被検眼と前記光学系とを相対移動させる制御部とを含む。
また、実施形態に係る眼科装置の第2態様では、第1態様において、前記制御部は、前記判定部により近接しないと判定されたとき、前記3次元位置に基づいて、前記光学系の光軸を前記被検眼の軸に合わせるように、かつ、前記被検眼に対する前記光学系の距離が所定の作動距離になるように前記駆動部を制御してもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第3態様は、第1態様又は第2態様において、前記被検眼と前記光学系との近接を報知する報知部を含み、前記制御部は、前記判定部により近接すると判定されたとき、前記報知部に前記近接を報知させてもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第4態様では、第1態様〜第3態様のいずれかにおいて、前記制御部は、前記判定部により近接すると判定されたとき、前記駆動部による前記被検眼と前記光学系との相対的な移動を抑制してもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第5態様では、第1態様〜第4態様のいずれかにおいて、前記制御部は、前記判定部により近接すると判定されたとき、前記駆動部を制御することにより前記被検眼と前記光学系とが接触しない所定位置に前記被検眼と前記光学系とを相対移動させてもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第6態様は、第1態様〜第5態様のいずれかにおいて、前記被検眼と前記対物レンズとの距離に応じて前記3次元位置を補正する補正部を含み、前記判定部は、前記3次元形状情報と前記補正部により補正された3次元位置の分布とに基づいて、近接するか否かを判定し、前記制御部は、前記判定部による判定結果に応じて、前記補正部により補正された3次元位置に基づいて前記駆動部を制御することにより前記被検眼と前記光学系とを相対移動させてもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第7態様は、第1態様〜第6態様のいずれかにおいて、前記光学系は、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光を前記被検眼に照射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系を含み、前記解析部は、前記干渉光学系により検出された前記干渉光の検出結果に基づいて前記3次元位置を特定してもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第8態様では、第7態様において、前記制御部は、前記対物レンズの位置と、前記参照光の光路長と前記測定光の光路長とが一致するゼロ位置と、前記3次元位置とに基づいて前記光学系の光軸方向に前記被検眼と前記光学系とを相対移動させてもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第9態様では、第8態様において、前記制御部は、前記対物レンズの位置と前記ゼロ位置との間の第1距離と、前記干渉光の検出結果における前記ゼロ位置に相当する位置と前記3次元位置との間の第2距離とに基づいて、前記光軸方向に前記被検眼と前記光学系とを相対移動させてもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第10態様では、第9態様において、前記制御部は、前記第1距離と前記第2距離との和が所定の作動距離になるように前記被検眼と前記光学系とを相対移動させてもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第11態様は、第9態様又は第10態様において、前記干渉光学系は、前記参照光の光路長と前記測定光の光路長とを相対的に変更する光路長変更部を含み、前記光路長変更部により変更された前記参照光の光路と前記測定光の光路との光路長差に基づいて前記第1距離を特定する距離特定部を含んでもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第12態様は、第11態様において、前記光路長変更部は、前記参照光の光路又は前記測定光の光路に配置され、当該光路に沿って移動可能なコーナーキューブを含んでもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第13態様では、第11態様又は第12態様において、前記記憶部は、前記光路長差に対応する情報と前記第1距離とを関連付けた対応情報をあらかじめ記憶し、前記距離特定部は、前記記憶部に記憶された前記対応情報に基づいて前記第1距離を特定してもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第14態様は、第1態様〜第13態様のいずれかにおいて、前記顔を支持する支持部を含み、前記駆動部は、前記支持部と前記光学系とを相対的に移動してもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第15態様では、第1態様〜第14態様のいずれかにおいて、前記光学系は、角膜、瞼、鼻、又は頬を含む領域をスキャンしてもよい。
なお、上記した複数の請求項に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。
実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略図である。 実施形態に係る眼科装置が実行する処理を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 実施形態に係る眼科装置の動作例を表すフローチャートである。 実施形態に係る眼科装置の動作例を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作例を表すフローチャートである。 実施形態に係る眼科装置の動作例を表すフローチャートである。
この発明に係る眼科装置の実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書において引用された文献の記載内容や任意の公知技術を、以下の実施形態に援用することが可能である。
実施形態に係る眼科装置は、OCTを用いた光干渉断層計の機能を備え、被検眼の光学的な検査に用いられる。このような眼科装置には、光干渉断層計の機能を備えた眼科撮影装置と眼科測定装置とが含まれる。眼科撮影装置としては、光干渉断層計の他に、眼底カメラ、走査型レーザー検眼鏡、スリットランプなどがある。また、眼科測定装置としては、眼屈折検査装置、眼圧計、スペキュラーマイクロスコープ、ウェーブフロントアナライザなどがある。以下の実施形態では、光干渉断層計の機能と眼底カメラの機能とを備えた眼科装置を例に説明する。しかしながら、光干渉断層計の機能だけを備えた眼科装置や、光干渉断層計の機能と眼底カメラ以外の任意の機能(眼科撮影装置や眼科測定装置の任意の機能)とを備え眼科装置にこの発明を適用することが可能である。
この明細書において、OCTによって取得された情報(信号)をOCT情報(OCT信号)と総称し、OCTによって取得される画像をOCT画像と総称することがある。また、OCT画像を形成するための計測動作をOCT計測と呼ぶことがある。また、眼科装置に収容されている光学系を装置光学系と表記することがある。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。
また、以下の実施形態では、波長掃引型光源とバランスドフォトダイオードなどが搭載された、いわゆるスウェプトソース(Swept Source)タイプのOCTを用いた光干渉断層計について説明する。しかしながら、スウェプトソース以外のタイプ、例えばスペクトラルドメインタイプ、インファスタイプのOCTの手法を用いた光干渉断層計に対してこの発明を適用することも可能である。なお、スペクトラルドメインOCTとは、低コヒーレンス光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検物からの測定光の戻り光を参照光と干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル分布を分光器で検出し、検出されたスペクトル分布にフーリエ変換等を施して画像を形成する手法である。また、インファス(en−face)OCTとは、所定のビーム径を有する光を被測定物体に照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光の成分を解析することにより、光の進行方向に直交する断面における被測定物体の画像を形成する手法であり、フルフィールド(full−field)タイプとも呼ばれる。
以下では、装置光学系の光軸方向をz方向(前後方向)とし、装置光学系の光軸に直交する水平方向をx方向(左右方向)とし、装置光学系の光軸に直交する垂直方向をy方向(上下方向)とする。
[構成]
実施形態に係る眼科装置1は、被検眼を検査するための光学系(装置光学系)が収容されている。図1A及び図1Bに示すように、眼科装置1は、ベース410と、ベース410上に設けられた筐体420と、ベース410に対して3次元的に(xyz方向に)移動可能なレンズ収容部430とを含む。ベース410には、後述の光学系の駆動部等の駆動系や、演算制御回路が格納されている。筐体420には、上記の光学系が格納されている。レンズ収容部430は、筐体420の前面に突出して設けられ、後述の対物レンズ22が収容されている。なお、図1A及び図2Aに示すレンズ収容部430は、筐体420の前面に突出しないように設けられていてもよい。筐体420及びレンズ収容部430の少なくとも一方が、ベース410に対して移動可能に構成されていてよい。
眼科装置1には、ベース410に固定され、被検者の顔を支持するための顎受けと額当てが設けられている。顎受け及び額当ては、図1A及び図1Bに示す支持部440に相当する。
図2に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100及び演算制御ユニット200を含んで構成される。眼底カメラユニット2は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。OCTユニット100には、眼底のOCT画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。
〔眼底カメラユニット〕
図2に示す眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efの表面形態を表す2次元画像(眼底像)を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、例えば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。なお、被検眼Eの前眼部に光学系のピントが合っている場合、眼底カメラユニット2は前眼部の観察画像を取得することができる。撮影画像は、例えば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、または近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。眼底カメラユニット2は、これら以外の画像、例えばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
眼底カメラユニット2には、照明光学系10と撮影光学系30とが設けられている。照明光学系10は眼底Efに照明光を照射する。撮影光学系30は、この照明光の眼底反射光を撮像装置(CCDイメージセンサ(単にCCDと呼ぶことがある)35、38。)に導く。また、撮影光学系30は、OCTユニット100からの測定光を被検眼E(眼底Ef又は前眼部)に導くとともに、被検眼Eを経由した測定光をOCTユニット100に導く。
照明光学系10の観察光源11は、例えばハロゲンランプにより構成される。観察光源11から出力された光(観察照明光)は、曲面状の反射面を有する反射ミラー12により反射され、集光レンズ13を経由し、可視カットフィルタ14を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源15の近傍にて一旦集束し、ミラー16により反射され、リレーレンズ17、18、絞り19及びリレーレンズ20を経由する。そして、観察照明光は、孔開きミラー21の周辺部(孔部の周囲の領域)にて反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efを照明する。なお、観察光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いることも可能である。
観察照明光の眼底反射光は、対物レンズ22により屈折され、ダイクロイックミラー46を透過し、孔開きミラー21の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー55を透過し、撮影合焦レンズ31を経由し、ミラー32により反射される。更に、この眼底反射光は、ハーフミラー39Aを透過し、ダイクロイックミラー33により反射され、集光レンズ34によりCCDイメージセンサ35の受光面に結像される。CCDイメージセンサ35は、例えば所定のフレームレートで眼底反射光を検出する。表示装置3には、CCDイメージセンサ35により検出された眼底反射光に基づく画像(観察画像)が表示される。なお、撮影光学系30のピントが前眼部に合わせられている場合、被検眼Eの前眼部の観察画像が表示される。
撮影光源15は、例えばキセノンランプにより構成される。撮影光源15から出力された光(撮影照明光)は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Efに照射される。撮影照明光の眼底反射光は、観察照明光のそれと同様の経路を通ってダイクロイックミラー33まで導かれ、ダイクロイックミラー33を透過し、ミラー36により反射され、集光レンズ37によりCCDイメージセンサ38の受光面に結像される。表示装置3には、CCDイメージセンサ38により検出された眼底反射光に基づく画像(撮影画像)が表示される。なお、観察画像を表示する表示装置3と撮影画像を表示する表示装置3は、同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、被検眼Eを赤外光で照明して同様の撮影を行う場合には、赤外の撮影画像が表示される。また、撮影光源としてLEDを用いることも可能である。
LCD(Liquid Crystal Display)39は、固視標や視力測定用指標を表示する。固視標は被検眼Eを固視させるための指標であり、眼底撮影時やOCT計測時などに使用される。
LCD39から出力された光は、その一部がハーフミラー39Aにて反射され、ミラー32に反射され、撮影合焦レンズ31及びダイクロイックミラー55を経由し、孔開きミラー21の孔部を通過する。孔開きミラー21の孔部を通過した光は、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投影される。
LCD39の画面上における固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Eの固視位置を変更できる。被検眼Eの固視位置としては、例えば従来の眼底カメラと同様の画像を取得するための位置がある。このような画像には、眼底Efの黄斑部を中心とする画像や、視神経乳頭を中心とする画像や、黄斑部と視神経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像などがある。また、固視標の表示位置を任意に変更することも可能である。
更に、眼底カメラユニット2には、従来の眼底カメラと同様にフォーカス光学系60が設けられている。アライメント光学系50は、被検眼Eに対する装置光学系の位置合わせ(アライメント)を行うための指標(アライメント指標)を生成する。フォーカス光学系60は、眼底Efに対してフォーカス(ピント)を合わせるための指標(スプリット指標)を生成する。
アライメント光学系50のLED51から出力された光(アライメント光)は、絞り52、53及びリレーレンズ54を経由してダイクロイックミラー55により反射され、孔開きミラー21の孔部を通過する。孔開きミラー21の孔部を通過した光は、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により被検眼Eの角膜に投影される。
アライメント光の角膜反射光は、対物レンズ22、ダイクロイックミラー46及び上記孔部を経由し、その一部がダイクロイックミラー55を透過し、撮影合焦レンズ31を通過し、ミラー32により反射され、ハーフミラー39Aを透過する。ハーフミラー39Aを透過した光は、ダイクロイックミラー33に反射され、集光レンズ34によりCCDイメージセンサ35の受光面に投影される。CCDイメージセンサ35による受光像(アライメント指標)は、観察画像とともに表示装置3に表示される。ユーザは、従来の眼底カメラと同様の操作を行ってアライメントを実施する。また、演算制御ユニット200がアライメント指標の位置を解析して光学系を移動させることによりアライメントを行ってもよい(オートアライメント機能)。なお、この実施形態では、後述のようにOCT情報を用いてオートアライメントを実行することができるので、アライメント指標を用いたオートアライメントが可能なことは必須な事項ではない。ただし、OCT情報を用いたオートアライメントが成功しなかったときにアライメント指標を用いたオートアライメントを行えるように構成することが可能である。また、OCT情報を用いたオートアライメントとアライメント指標を用いたオートアライメントとを選択的に使用できるように構成してもよい。
フォーカス調整を行う際には、照明光学系10の光路上に反射棒67の反射面が斜設される。フォーカス光学系60のLED61から出力された光(フォーカス光)は、リレーレンズ62を通過し、スプリット指標板63により2つの光束に分離され、二孔絞り64を通過する。二孔絞り64を通過した光は、ミラー65に反射され、集光レンズ66により反射棒67の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ20を経由し、孔開きミラー21により反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投影される。
フォーカス光の眼底反射光は、アライメント光の角膜反射光と同様の経路を通ってCCDイメージセンサ35により検出される。CCDイメージセンサ35による受光像(スプリット指標)は、観察画像とともに表示装置3に表示される。演算制御ユニット200は、従来と同様に、スプリット指標の位置を解析して撮影合焦レンズ31及びフォーカス光学系60を移動させてピント合わせを行う(オートフォーカス機能)。また、スプリット指標を視認しつつ手動でピント合わせを行ってもよい。
ダイクロイックミラー46は、眼底撮影用の光路からOCT計測用の光路を分岐させている。ダイクロイックミラー46は、OCT計測に用いられる波長帯の光を反射し、眼底撮影用の光を透過させる。このOCT計測用の光路には、OCTユニット100側から順に、コリメータレンズユニット40と、光路長変更部41と、光スキャナ42と、OCT合焦レンズ43と、ミラー44と、リレーレンズ45とが設けられている。
光路長変更部41は、図1に示す矢印の方向に移動可能とされ、OCT計測用の光路(測定光の光路)の光路長を変更する。この光路長の変更は、被検眼Eの眼軸長に応じた光路長の補正や、干渉状態の調整や、OCT画像に描出される部位の移動などに利用される。光路長変更部41は、例えばコーナーキューブと、これを移動する移動機構(後述の移動機構41A)とを含んで構成される。
光スキャナ42は、OCT計測用の光路を通過する光(測定光LS)の進行方向を変更する。それにより、眼底Ef又は前眼部を測定光LSで走査することができる。光スキャナ42は、例えば、測定光LSをx方向に走査するガルバノミラーと、y方向に走査するガルバノミラーと、これらを独立に駆動する機構とを含んで構成される。それにより、測定光LSをxy平面上の任意の方向に走査することができる。
〔OCTユニット〕
図3を参照しつつOCTユニット100の構成の一例を説明する。OCTユニット100には、被検者の顔の前面の少なくとも一部を含む領域のOCT画像を取得するための光学系が設けられている。当該領域は、被検眼E(例えば角膜)を含む被検眼Eの周辺領域であってよい。当該周辺領域には、被検者の瞼、鼻、又は頬を含む領域であってよい。この光学系は、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、波長掃引型(波長走査型)光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する干渉光学系である。干渉光学系による干渉光の検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す干渉信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
なお、スペクトラルドメインタイプのOCT装置の場合には、波長掃引光源の代わりに低コヒーレンス光源を出力する光源が設けられるとともに、干渉光をスペクトル分解する光学部材が設けられる。一般に、OCTユニット100の構成については、OCTのタイプに応じた公知の技術を任意に適用することができる。
光源ユニット101は、一般的なスウェプトソースタイプのOCT装置と同様に、出射光の波長を掃引(走査)可能な波長掃引型(波長走査型)光源を含んで構成される。波長掃引型光源は、共振器を含むレーザー光源を含んで構成される。光源ユニット101は、人眼では視認できない近赤外の波長帯において、出力波長を時間的に変化させる。
光源ユニット101から出力された光L0は、光ファイバ102により偏波コントローラ103に導かれてその偏光状態が調整される。偏波コントローラ103は、例えばループ状にされた光ファイバ102に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ102内を導かれる光L0の偏光状態を調整する。
偏波コントローラ103により偏光状態が調整された光L0は、光ファイバ104によりファイバカプラ105に導かれて測定光LSと参照光LRとに分割される。
参照光LRは、光ファイバ110によりコリメータ111に導かれて平行光束となる。平行光束となった参照光LRは、光路長補正部材112および分散補償部材113を経由し、コーナーキューブ114に導かれる。光路長補正部材112は、参照光LRの光路長(光学距離)と測定光LSの光路長とを合わせるための遅延手段として作用する。分散補償部材113は、参照光LRと測定光LSとの間の分散特性を合わせるための分散補償手段として作用する。
コーナーキューブ114は、コリメータ111により平行光束となった参照光LRの進行方向を逆方向に折り返す。コーナーキューブ114に入射する参照光LRの光路と、コーナーキューブ114から出射する参照光LRの光路とは平行である。また、コーナーキューブ114は、参照光LRの入射光路および出射光路に沿う方向に移動可能とされている。この移動により参照光LRの光路の長さが変更される。
なお、図2及び図3に示す構成においては、測定光LSの光路(測定光路、測定アーム)の長さを変更するための光路長変更部41と、参照光LRの光路(参照光路、参照アーム)の長さを変更するためのコーナーキューブ114の双方が設けられている。しかしながら、コーナーキューブ114だけが設けられていてもよい。また、これら以外の光学部材を用いて、測定光路と参照光路との光路長差を変更することも可能である。
コーナーキューブ114を経由した参照光LRは、分散補償部材113および光路長補正部材112を経由し、コリメータ116によって平行光束から集束光束に変換されて光ファイバ117に入射する。光ファイバ117に入射した参照光LRは、偏波コントローラ118に導かれて参照光LRの偏光状態が調整される。
偏波コントローラ118は、例えば、偏波コントローラ103と同様の構成を有する。偏波コントローラ118により偏光状態が調整された参照光LRは、光ファイバ119によりアッテネータ120に導かれて、演算制御ユニット200の制御の下で光量が調整される。アッテネータ120により光量が調整された参照光LRは、光ファイバ121によりファイバカプラ122に導かれる。
一方、ファイバカプラ105により生成された測定光LSは、光ファイバ127により導かれ、コリメータレンズユニット40により平行光束とされる。平行光束とされた測定光LSは、光路長変更部41、光スキャナ42、OCT合焦レンズ43、ミラー44及びリレーレンズ45を経由してダイクロイックミラー46に導かれる。ダイクロイックミラー46に導かれてきた測定光LSは、ダイクロイックミラー46により反射され、対物レンズ22により屈折されて被検眼Eに照射される。測定光LSは、被検眼Eの様々な深さ位置において散乱(反射を含む)される。このような後方散乱光を含む測定光LSの戻り光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ105に導かれ、光ファイバ128を経由してファイバカプラ122に到達する。
ファイバカプラ122は、光ファイバ128を介して入射された測定光LSと、光ファイバ121を介して入射された参照光LRとを合成して(干渉させて)干渉光を生成する。ファイバカプラ122は、所定の分岐比(例えば1:1)で、測定光LSと参照光LRとの干渉光を分岐することにより、一対の干渉光LCを生成する。ファイバカプラ122から出射した一対の干渉光LCは、それぞれ光ファイバ123、124により検出器125に導かれる。
検出器125は、例えば一対の干渉光LCをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを有し、これらによる検出結果の差分を出力するバランスドフォトダイオード(Balanced Photo Diode)である。検出器125は、その検出結果(干渉信号)をDAQ(Data Acquisition System)130に送る。DAQ130には、光源ユニット101からクロックKCが供給される。クロックKCは、光源ユニット101において、設定された波長範囲(波長掃引幅)内で波長掃引型光源により掃引(走査)される各波長の出力タイミングに同期して生成される。光源ユニット101は、例えば、各出力波長の光L0を分岐することにより得られた2つの分岐光の一方を光学的に遅延させた後、これらの合成光を検出した結果に基づいてクロックKCを生成する。DAQ130は、クロックKCに基づき、検出器125の検出結果をサンプリングする。DAQ130は、サンプリングされた検出器125の検出結果を演算制御ユニット200に送る。また、計測範囲(撮影範囲)が変更された場合に対応するため、サンプリングタイミングが変更可能であってもよい。なお、DAQ130は、クロックKCを用いることなく検出器125の検出結果を取得するようにしてもよい。演算制御ユニット200は、例えば一連の波長走査毎に(Aライン毎に)、検出器125により得られた検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことにより、各Aラインにおける反射強度プロファイルを形成する。更に、演算制御ユニット200は、各Aラインの反射強度プロファイルを画像化することにより画像データを形成することができる。
被検眼Eの撮影や計測の前に、眼科装置1は、公知の方法で装置光学系(干渉光学系)の光軸に直交する方向にアライメント(XYアライメント)を行った後、当該光軸の方向にアライメント(Zアライメント)を行うことが可能である。
眼科装置1には、対物レンズ22の3次元形状を表す3次元形状情報があらかじめ記憶されている。Zアライメントを行う場合、眼科装置1は、OCTユニット100を用いて被検者の顔の前面の少なくとも一部を含む領域(スキャン領域)をスキャンすることにより当該領域の少なくとも一部の3次元形状を表す3次元OCT情報を取得する。眼科装置1は、対物レンズ22を含む光学系の少なくとも一部の形状を表すオブジェクトとスキャン領域の形状を表すオブジェクトとが所定の基準位置を原点とする仮想的な3次元座標系に配置されたオブジェクト空間(仮想的な3次元空間)においてオブジェクト同士の位置関係を特定し、特定された位置関係に基づいて被検眼Eと装置光学系とを相対移動させる。スキャン領域の形状を表すオブジェクトは、取得された3次元OCT情報に基づいて生成される。当該領域に被検眼Eが含まれる場合、眼科装置1は、特定された位置関係に基づいて被検眼Eと装置光学系とを相対移動させる。当該領域に被検眼Eが含まれない場合、眼科装置1は、特定された位置関係に基づいて被検者の顔の当該領域と装置光学系とを相対移動させることが可能である。
以下、眼科装置1は、被検眼Eの角膜と装置光学系とを相対移動させることで装置光学系の光軸方向のアライメントを行うものとする。すなわち、眼科装置1は、被検眼Eの角膜を含む被検眼Eの周辺領域をスキャンして3次元OCT情報を取得し、取得された3次元OCT情報から被検眼Eの周辺領域(スキャン領域)の形状を表すスキャン対象オブジェクトを生成する。更に、眼科装置1は、生成されたスキャン対象オブジェクトと対物レンズ22の形状を表す対物レンズオブジェクトとが配置されたオブジェクト空間において被検眼Eの周辺領域と対物レンズ22との位置関係を特定する。眼科装置1は、特定された位置関係を用いて被検眼Eの角膜と装置光学系とを相対移動させる。
図4に、実施形態に係る眼科装置1におけるZアライメントの説明図を示す。図4において、図2及び図3と同様の部分に同一符号を付し、適宜説明を省略する。
Zアライメントには、例えば、対物レンズ22の被検眼E側の表面と被検眼Eの角膜(例えば角膜頂点)との相対位置が用いられる。具体的には、眼科装置1は、オブジェクト空間において特定された対物レンズオブジェクトとスキャン対象オブジェクトとの相対位置(位置関係)から対物レンズ22の表面と角膜との間のz方向の距離を特定する。眼科装置1は、特定された距離が所定の作動距離となるようにz方向に被検眼Eと光学系とを相対移動させることによりZアライメンを行う。
この実施形態では、対物レンズ22と被検眼Eの角膜との間の距離をより正確に特定するために、図4に示すように、対物レンズ22の被検眼E側の表面と被検眼Eの角膜との間に所定の中間点Zrが設けられる。それにより、当該相対位置を、対物レンズ22の被検眼E側の表面と中間点Zrとの第1相対位置と、中間点Zrと被検眼Eの角膜との第2相対位置とにより特定することが可能になる。中間点Zrは、第2相対位置がOCT情報により特定できるように設けられる。具体的には、中間点Zrとして、干渉光学系において参照光LRの光路長と測定光LSの光路長とが一致する位置(直流成分の位置)が用いられる。以下、このような干渉光学系において参照光LRの光路長と測定光LSの光路長とが一致する位置をゼロ位置(OCTゼロ位置)と表記する。
この場合、第1相対位置から求められる距離LLは、干渉光学系における参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差により特定することが可能である。光路長差は、光路長変更部の状態(モニタ値等)、又はこれらに対する制御内容から特定することが可能である。光路長変更部の状態には、測定光LSの光路長を変更する光路長変更部41を構成するコーナーキューブの位置、又は参照光LRの光路長を変更する光路長変更部に含まれるコーナーキューブ114の位置などがある。
また、第2相対位置から求められる距離Lzdは、OCT情報を解析してゼロ位置に対する角膜に相当する位置から特定することが可能である。例えば、OCT情報としてのOCT画像IMGから中間点Zrとしてのゼロ位置に対する角膜に相当する領域の深さ方向の位置zdを特定する。従って、ゼロ位置と角膜との間の距離Lzdは、位置zdから一意に求められる。眼科装置1は、距離(LL+Lzd)が対物レンズ22の作動距離となるようにz方向に被検眼Eと装置光学系とを相対移動させることによりZアライメンを行うことができる。
例えば、オブジェクト空間において、対物レンズ22の被検眼E側の表面の位置と、被検眼Eの角膜の位置と、中間点Zrの位置とが特定される。眼科装置1は、オブジェクト空間において特定されたこれらの位置から距離(LL+Lzd)を求めることが可能である。
なお、眼科装置1は、別途に設けられた撮影手段(又は検知手段)により対物レンズ22の表面の位置と被検眼Eの角膜頂点の位置とを特定し、特定された2つの位置から距離LLを求めるようにしてもよい。
〔演算制御ユニット〕
演算制御ユニット200の構成について説明する。演算制御ユニット200は、検出器125から入力される干渉信号を解析して被検眼EのOCT画像を形成したり、被検眼Eの眼内距離を算出したりする。OCT画像を形成するための演算処理や眼内距離を算出するための処理は、従来のスウェプトソースタイプの眼科装置と同様である。
また、演算制御ユニット200は、眼底カメラユニット2、表示装置3及びOCTユニット100の各部を制御する。例えば演算制御ユニット200は、被検眼EのOCT画像や眼内距離の算出結果などを表示装置3に表示させる。
演算制御ユニット200は、例えば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科装置1を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニット200は、各種の回路基板、例えばOCT画像を形成するための回路基板を備えていてもよい。また、演算制御ユニット200は、キーボードやマウス等の操作デバイス(入力デバイス)や、LCD等の表示デバイスを備えていてもよい。
〔制御系〕
眼科装置1の制御系(処理系)の構成について図5及び図6を参照しつつ説明する。なお、図5においては、眼科装置1のいくつかの構成要素が省略されており、この実施形態を説明するために特に必要な構成要素が選択的に示されている。
(制御部)
演算制御ユニット200は、制御部210と、画像形成部220と、データ処理部230とを含む。制御部210は、例えば、マイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部210には、主制御部211と記憶部212とが設けられている。
(主制御部)
主制御部211は前述の各種制御を行う。特に、図5に示すように、主制御部211は、眼底カメラユニット2の移動機構31A、41A及び43A、CCDイメージセンサ35及び38、LCD39、及び光スキャナ42を制御する。また、主制御部211は、OCTユニット100の光源ユニット101、移動機構114A、検出器125及びDAQ130などを制御する。
移動機構31Aは、撮影光学系30の光軸に沿って撮影合焦レンズ31を移動する。移動機構31Aには、撮影合焦レンズ31を保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。それにより、制御部210からの制御を受けた移動機構31Aが撮影合焦レンズ31を移動することにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。なお、手動又はユーザの操作部242に対する操作により移動機構31Aが撮影光学系30の光軸に沿って撮影合焦レンズ31を移動するようにしてもよい。
移動機構41Aは、光路長変更部41を構成するコーナーキューブを測定光LSの光路に沿って移動する。移動機構41Aには、コーナーキューブを保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。それにより、制御部210からの制御を受けた移動機構41Aがコーナーキューブを移動することにより、測定光LSの光路長が変更される。なお、手動又はユーザの操作部242に対する操作により移動機構41Aが測定光LSの光路に沿ってコーナーキューブを移動するようにしてもよい。
移動機構43Aは、測定光LSの光路に沿ってOCT合焦レンズ43を移動する。移動機構43Aには、OCT合焦レンズ43を保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。それにより、制御部210からの制御を受けた移動機構43AがOCT合焦レンズ43を移動することにより、測定光LSの合焦位置が変更される。なお、手動又はユーザの操作部242に対する操作により移動機構43Aが測定光LSの光路に沿ってOCT合焦レンズ43を移動するようにしてもよい。
光学系駆動部1Aは、図2及び図3に示す装置光学系を3次元的(x方向、y方向、及びz方向)に移動する移動機構を駆動する。この移動機構には、装置光学系を保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。主制御部211は、光学系駆動部1Aを制御して、眼科装置1に設けられた光学系を3次元的に移動させることができる。この制御は、アライメントやトラッキングにおいて用いられる。トラッキングとは、被検眼Eの運動に合わせて装置光学系を移動させるものである。トラッキングを行う場合には、事前にアライメントとピント合わせが実行される。トラッキングは、被検眼Eを動画撮影して得られる画像に基づき被検眼Eの位置や向きに合わせて装置光学系をリアルタイムで移動させることにより、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持する機能である。
移動機構114Aは、参照光路に設けられたコーナーキューブ114を移動する。移動機構114Aには、コーナーキューブ114を保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。それにより、参照光LRの光路長が変更される。なお、手動又はユーザの操作部242に対する操作により移動機構114Aが参照光路に沿ってコーナーキューブ114を移動するようにしてもよい。
(記憶部)
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、例えば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼の眼内距離データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼科装置1を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
この実施形態では、記憶部212は、対物レンズ22を含む光学系の少なくとも一部の3次元形状を表す形状情報212aと、図4の距離LLを特定するための対応情報212bとをあらかじめ記憶する。
形状情報212aは、対物レンズ22を含む光学系の少なくとも一部を表すオブジェクトを形成するための情報である。この実施形態では、形状情報212aは、少なくとも対物レンズ22のオブジェクトを形成するための情報を含む。この場合、形状情報212aは、例えば、対物レンズ22をモデリングすることにより生成され、ポリゴンなどのプリミティブでオブジェクトを形成するための情報である。形成情報212aは、スプライン曲線、ベジェ曲線、NURBS(Non−Uniform Rational Basis Spline)曲線などで定義される自由曲面でオブジェクトを形成するための情報であってもよい。
対応情報212bは、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差に対応する情報と、対物レンズ22の位置とゼロ位置との間の距離とをあらかじめ関連付けた情報である。ここでは、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差に対応する情報として、光路長変更部41を構成するコーナーキューブの位置や、コーナーキューブ114の位置などがある。例えば、主制御部211は、移動機構41A又は移動機構114Aに対する制御内容から光路長変更部41を構成するコーナーキューブの位置や、コーナーキューブ114の位置を特定する。光路長変更部41を構成するコーナーキューブの位置や、コーナーキューブ114の位置は、これらを検知する検知手段から取得してもよい。また、主制御部211は、移動機構41A又は移動機構114Aに対してアクセスして取得された情報から光路長変更部41を構成するコーナーキューブの位置や、コーナーキューブ114の位置を特定してもよい。対応情報212bは、データ処理部230内に記憶されていてもよい。
(画像形成部)
画像形成部220は、検出器125(DAQ130)からの干渉信号に基づいて被検眼Eの断層像の画像データを形成する。すなわち、画像形成部220は、干渉光学系による干渉光LCの検出結果に基づいて被検眼Eの画像データを形成する。この処理には、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。このようにして取得される画像データは、複数のAラインにおける反射強度プロファイルを画像化することにより形成された一群の画像データを含むデータセットである。
画質を向上させるために、同じパターンでのスキャンを複数回繰り返して収集された複数のデータセットを重ね合わせる(加算平均する)ことができる。
また、画像形成部220は、撮影合焦レンズ31を通過した被検眼Eからの2以上のスプリット視標の戻り光に基づいてCCD35により検出された画像信号から、2以上のスプリット視標像が描出された画像を形成することが可能である。なお、当該2以上のスプリット視標像が描出された画像の形成は、主制御部211により行われてもよい。
画像形成部220は、例えば、前述の回路基板を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。また、被検眼Eの部位とその画像とを同一視することもある。
(データ処理部)
データ処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種のデータ処理(画像処理)や解析処理を施す。例えば、データ処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行する。また、データ処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。
データ処理部230は、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行することにより、被検眼Eのボリュームデータ(ボクセルデータ)を形成することができる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、データ処理部230は、このボリュームデータに対してレンダリング処理を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な3次元画像を形成する。
データ処理部230は、オブジェクト空間に所望のオブジェクトを配置し、公知のオブジェクト処理によりオブジェクト同士の位置関係を特定することができる。
データ処理部230は、オブジェクト処理部231と、解析部232と、距離特定部233と、補正部234と、移動量算出部235と、判定部236とを含む。
オブジェクト処理部231は、形成情報212aに基づいてオブジェクトを形成し、形成されたオブジェクトをオブジェクト空間に配置する。オブジェクト空間は、例えば、装置光学系の光軸上の所定の位置を原点とする仮想的な3次元座標系により定義される空間である。オブジェクト処理部231は、オブジェクト空間に配置された2以上のオブジェクトの相対位置、距離などを特定したり、オブジェクト空間内でオブジェクトを移動したり、当該2以上のオブジェクトの近接(衝突)を判定したりすることができる。
解析部232は、検出器125により得られた干渉信号に基づいて、被検者の顔の前面の少なくとも一部(例えば、瞳孔、角膜)を含む領域(スキャン領域)に相当する3次元位置を特定する。具体的には、解析部232は、当該干渉信号に基づいて形成された3次元OCT情報からスキャン領域の3次元位置を特定する。解析部232は、当該干渉信号に基づいて画像形成部220により形成されたOCT画像からxy平面における位置を特定することも可能である。例えば、解析部232は、装置光学系の光軸方向についてOCT画像を解析することによりゼロ位置に相当する位置と角膜に相当する領域の位置とを特定する。なお、解析部232は、当該干渉信号から直接的に各種の位置を特定するようにしてもよい。
距離特定部233は、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差に基づいて、対物レンズ22の位置とゼロ位置との間のz方向の距離LLを特定する。具体的には、距離特定部233は、主制御部211により取得された上記の光路長差に対応する情報を受け、当該情報に基づいて対応情報212bを参照することにより距離LLを特定する。例えば、距離特定部233は、対応情報212bにおいて上記の光路長差に対応する情報に関連付けられた距離を距離LLとして特定する。また、距離特定部233は、対応情報212bにおいて上記の光路長差に最も近い光路長差に対応する情報に関連付けられた距離を距離LLとして特定してもよい。或いは、距離特定部233は、対応情報212bにおいて上記の光路長差に近い2以上の光路長差に対応する情報に関連付けられた2以上の距離を補間することにより距離LLを特定してもよい。
更に、距離特定部233は、3次元OCT情報からゼロ位置と被検眼Eの角膜との間の距離Lzdを特定し、距離(LL+Lzd)を対物レンズ・角膜間距離として求めることが可能である。
補正部234は、距離特定部233により特定された対物レンズ・角膜間距離に基づいてスキャン領域の形状(位置の分布)を補正し、補正後のスキャン領域の形状を表すオブジェクトを形成する。例えば、補正部234は、オブジェクト空間に配置された対物レンズオブジェクトを通過する光線を追跡し、当該光線に交差するスキャン対象オブジェクトを構成する面の形状を対物レンズ・角膜間距離に応じて補正する。それにより、測定光LSの光学系が少なくとも被検眼Eの側において非テレセントリック光学系である場合(例えば被検眼Eの眼底観察を行う場合)でも、光軸外についても正確な3次元形状に基づいて対物レンズオブジェクトとスキャン対象オブジェクトとの位置関係(特に衝突)を特定することが可能になる。
移動量算出部235は、x方向、y方向及びz方向について被検眼Eと装置光学系との相対移動量を算出する。具体的には、移動量算出部235は、x方向及びy方向において被検眼Eの角膜頂点位置と対物レンズ22の光軸とが一致するように被検眼Eと装置光学系とのx方向の相対移動量及びy方向の相対移動量を算出する。また、移動量算出部235は、距離特定部233により特定された対物レンズ・角膜間距離が対物レンズ22の作動距離になるようにz方向の相対移動量を算出する。
判定部236は、解析部232により特定されたスキャン領域の3次元位置と形状情報212aとに基づいて、移動量算出部235により算出された移動量だけ相対移動された後の被検眼Eと装置光学系とが近接(衝突)するか否かを判定する。判定部236は、相対移動後の被検眼Eと装置光学系とが所定の距離以内に近接すると判定されたとき被検眼Eと装置光学系が衝突すると判定することができる。
データ処理部230は、干渉光学系による2以上の干渉光LCの検出データに基づいて被検眼Eの1以上の眼内距離を算出してもよい。データ処理部230は、検出データに含まれる当該2つの干渉光に基づく2つの干渉信号の位置の間隔に基づいて被検眼Eの眼内距離を算出する。このようなデータ処理部230は、角膜厚、前房深度、水晶体厚、眼軸長などを算出することが可能である。
データ処理部230は、眼底像とOCT画像との位置合わせを行うことができる。眼底像とOCT画像とが並行して取得される場合には、双方の光学系が同軸であることから、(ほぼ)同時に取得された眼底像とOCT画像とを、撮影光学系30の光軸を基準として位置合わせすることができる。また、眼底像とOCT画像との取得タイミングに関わらず、OCT画像のうち眼底Efの相当する画像領域の少なくとも一部をxy平面に投影して得られる正面画像と、眼底像との位置合わせをすることにより、そのOCT画像とその眼底像とを位置合わせすることも可能である。この位置合わせ手法は、眼底像取得用の光学系とOCT用の光学系とが同軸でない場合においても適用可能である。また、双方の光学系が同軸でない場合であっても、双方の光学系の相対的な位置関係が既知であれば、この相対位置関係を参照して同軸の場合と同様の位置合わせを実行することが可能である。
以上のように機能するデータ処理部230は、例えば、マイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。
(ユーザインターフェイス)
ユーザインターフェイス240には、表示部241と操作部242とが含まれる。表示部241は、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部242は、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部242には、眼科装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。また、表示部241は、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
なお、表示部241と操作部242は、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。例えばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部242は、このタッチパネルとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部242に対する操作内容は、電気信号として制御部210に入力される。また、表示部241に表示されたグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)と、操作部242とを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。
報知部300は、制御部210からの制御を受け各種情報を報知する。報知部300は、相対移動後の被検眼Eと装置光学系との衝突(干渉)や、所定の距離以内の近接などを報知する。また、報知部300は、上記の衝突や近接を回避するために被検眼Eと装置光学系との相対移動の抑制(禁止)や相対移動量の制限などを報知するようにしてもよい。このような報知部300は、画像出力や音出力や光出力などにより上記の報知を行うことができる。報知部300の機能は、表示部241により実現されてもよい。この実施形態では、文字や画像や色などで上記の報知内容に対応した画像情報を表示部241に表示させる。
図2及び図3に示す光学系のうち少なくともOCTユニット100に含まれる光学系は、実施形態に係る「光学系」の一例である。光学系駆動部1Aは、実施形態に係る「駆動部」の一例である。形状情報212aは、実施形態に係る「3次元形状情報」の一例である。移動量算出部235は、実施形態に係る「算出部」の一例である。OCTユニット100に含まれる光学系は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する「干渉光学系」の一例である。対物レンズ22の被検眼E側の表面と中間点Zrとの間の距離は、実施形態に係る「第1距離」の一例である。中間点Zrと被検眼Eの角膜と間の距離は、実施形態に係る「第2距離」の一例である。
[動作例]
眼科装置1の動作について説明する。眼科装置1の動作例を図7〜図10に示す。まず、実施形態に係るアライメントを行う前に対応情報の登録が行われ、登録された対応情報を用いて上述のアライメントが行われる。
図7に、実施形態に係る眼科装置1の動作例のフロー図を示す。図7は、対応情報の登録処理の動作例を表す。この登録処理は、眼科装置1の出荷時や、出荷後に所定時間毎に行われてよい。
(S1)
まず、対物レンズ22から既知の所定距離DTだけ離れた位置に測定用試料(光学部材)を配置する。測定用試料の例として、反射ミラーなどがある。主制御部211は、OCTユニット100等を制御して測定用試料に対してOCTスキャンを実行し、OCT情報を取得させる。具体的には、主制御部211は、光源ユニット101をオンにし、光スキャナ42を制御することにより光源ユニット101からの光L0に基づく測定光LSで被検眼Eのスキャンを開始させる。例えば、画像形成部220は、上記のように、検出器125による干渉光の検出結果に基づいてOCT情報としてOCT画像を形成する。
(S2)
主制御部211は、S1において取得されたOCT情報から測定用試料が所定の計測範囲(撮影範囲)内に含まれているか否かを解析部232に解析させる。例えば、解析部232は、測定用試料から反射された測定光LSの戻り光の強度の位置が所定の範囲内に含まれるか否かを判定することにより、測定用試料が計測範囲内に含まれているか否かを判定することができる。測定用試料が所定の計測範囲内に含まれていると判定されたとき(S2:Y)、眼科装置1の動作はS4に移行する。測定用試料が所定の計測範囲内に含まれていないと判定されたとき(S2:N)、眼科装置1の動作はS3に移行する。
(S3)
S1において取得されたOCT情報から測定用試料が所定の計測範囲内に含まれていないと判定されたとき(S2:N)、主制御部211は、移動機構41A又は移動機構114Aを制御することにより参照光LRの光路長又は測定光LSの光路長を変更する。それにより、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差が変更され、OCT情報における測定用試料から反射された測定光LSの戻り光の位置がz方向に変化する。例えば、OCT情報がOCT画像である場合、OCT画像に描出される測定用試料に相当する領域の位置がz方向に変化する。その後、眼科装置1の動作はS1に移行する。
(S4)
S1において取得されたOCT情報から測定用試料が所定の計測範囲内に含まれていると判定されたとき(S2:Y)、主制御部211は、S1において取得されたOCT情報に基づいて被検眼Eの角膜に相当する領域の位置を解析部232に特定させる。解析部232は、当該領域の深さ方向の位置を特定し、ゼロ位置を基準とした当該位置の深さ(z方向の距離)を求める。
(S5)
続いて、主制御部211は、S1の距離DTからS4において特定された深さに対応した距離を減算し、対物レンズ・ゼロ位置間距離を距離特定部233に算出させる。例えば、距離特定部233は、形状情報212aを参照して、対物レンズ22の3次元形状に基づいて対物レンズ・ゼロ位置間距離を補正し、補正後の値を対物レンズ・ゼロ位置間距離として出力してもよい。
(S6)
主制御部211は、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差に対応した情報として現在のコーナーキューブ(光路長変更部41を構成するコーナーキューブ、又はコーナーキューブ114)の位置を参照する。主制御部211は、上記のように、移動機構41A又は移動機構114Aに対する制御内容から光路長変更部41を構成するコーナーキューブの位置や、コーナーキューブ114の位置を特定することが可能である。
(S7)
主制御部211は、S5において求められた対物レンズ・ゼロ位置間距離とS6において特定されたコーナーキューブの位置とを関連付けて対応情報を生成し、対応情報212bとして記憶部212に保存する。
(S8)
主制御部211は、次の光路長があるか否かを判定する。次の光路長があると判定されたとき(S8:Y)、眼科装置1の動作はS9に移行する。次の光路長がないと判定されたとき(S8:N)、眼科装置1の動作は終了する(エンド)。
(S9)
次の光路長があると判定されたとき(S8:Y)、主制御部211は、移動機構41A又は移動機構114Aを制御することにより、あらかじめ決められた光路長差となるように参照光LRの光路長又は測定光LSの光路長を変更する。その後、眼科装置1の動作はS1に移行する。
以上のように、複数の光路長差MT、MT、MT、・・・と対物レンズ・ゼロ位置間距離LL、LL、LL、・・・とを関連付けた対応情報212bが記憶部212に登録される(図8参照)。
なお、複数の既知の所定距離(S1参照)のそれぞれについて、対応情報を登録してもよい。この場合、後述のアライメントを行う際に、複数の対応情報から1つの対応情報を選択し、選択された対応情報を用いて対物レンズ・ゼロ位置間距離を特定することができる。また、複数の対応情報から1つの対物レンズ・ゼロ位置換距離を特定するようにしてもよい。それにより、光路長差から対物レンズ・ゼロ位置間距離を高精度に特定することができるようになる。
図8に示すような対応情報212bが記憶部212に保存されると、眼科装置1は、任意のタイミングでアライメントを実行することができる。
図9及び図10に、実施形態に係る眼科装置1におけるアライメントの動作例のフロー図を示す。
(S20)
主制御部211は、光学系駆動部1Aを制御することにより光学系を初期位置に移動させる。初期位置には、被検眼Eと対物レンズ22との間の距離が対物レンズ22の作動距離に対して十分大きくなるような位置であってよい。それにより、被検眼Eを含む広い領域からアライメント目標位置(角膜位置)の特定が容易になる。
この実施形態では、オブジェクト処理部231は、形状情報212aに基づいて対物レンズ22の3次元形状を表す対物レンズオブジェクトを形成すると共に、スキャン領域の3次元形状を表すスキャン対象オブジェクトを形成する。オブジェクト処理部231は、上記のあらかじめ決められた初期位置に対応するオブジェクト空間内の位置にオブジェクトを配置する。
(S21)
次に、主制御部211は、被検眼Eの周辺部位を撮影光学系30に撮影させ、被検眼Eの平面画像を取得させる。S21において取得される平面画像は、OCTユニット100を用いて取得されたOCT情報から生成されたxy平面画像や、プロジェクション画像などであってもよい。
(S22)
主制御部211は、S21において取得された平面画像から特徴部位を解析部232に特定させる。特徴部位には、角膜(瞳孔)などがある。例えば、解析部232は、公知の手法により角膜領域を特定する。
(S23)
主制御部211は、特定された角膜領域から角膜の中心がS21において取得された平面画像の中心(光軸の位置)となるように被検眼Eと装置光学系とのxy方向の相対移動量を移動量算出部235に算出させる。主制御部211は、移動量算出部235により算出された相対移動量に基づいて光学系駆動部1Aを制御することにより、角膜の中心がS21において取得された平面画像の中心(光軸の位置)となるようにxy方向に光学系を移動させる(XYアライメント)。なお、オブジェクト処理部231は、S23の光学系に追従するようにオブジェクト空間内で対応するオブジェクトを移動させる。
(S24)
続いて、主制御部211は、光源ユニット101をオンにし、光スキャナ42を制御することにより光源ユニット101からの光L0に基づく測定光LSで被検眼Eのスキャンを開始させる。オブジェクト処理部231は、新たに取得されたOCT情報に基づいて新たなスキャン対象オブジェクトを形成し、S23において移動された位置に当該新たなスキャン対象オブジェクトを配置する。
(S25)
主制御部211は、S24において取得されたOCT情報から被検眼Eの角膜に相当する領域が所定の計測範囲(撮影範囲)内に含まれているか否かを解析部232に解析させる。例えば、解析部232は、被検眼Eの角膜から反射された測定光LSの戻り光の強度の位置が所定の範囲内に含まれるか否かを判定することにより、角膜に相当する領域が計測範囲内に含まれているか否かを判定することができる。被検眼Eの角膜に相当する領域が所定の計測範囲内に含まれていると判定されたとき(S25:Y)、眼科装置1の動作はS27に移行する。被検眼Eの角膜に相当する領域が所定の計測範囲内に含まれていないと判定されたとき(S25:N)、眼科装置1の動作はS26に移行する。
(S26)
S24において取得されたOCT情報から被検眼Eの角膜に相当する領域が所定の計測範囲内に含まれていないと判定されたとき(S25:N)、主制御部211は、移動機構41A又は移動機構114Aを制御することにより参照光LRの光路長又は測定光LSの光路長を変更する。それにより、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差が変更され、OCT情報における被検眼Eの角膜から反射された測定光LSの戻り光の位置がz方向に変化する。例えば、OCT情報がOCT画像である場合、OCT画像に描出される被検眼Eの角膜に相当する領域の位置がz方向に変化する。その後、眼科装置1の動作はS24に移行する。
(S27)
S24において取得されたOCT情報から被検眼Eの角膜に相当する領域が所定の計測範囲内に含まれていると判定されたとき(S25:Y)、主制御部211は、S24において取得されたOCT情報に基づいて被検眼Eの角膜に相当する領域の位置を解析部232に特定させる。解析部232は、当該領域の深さ方向の位置を特定し、ゼロ位置を基準とした当該位置の深さ(z方向の距離)を求める。
(S28)
続いて、主制御部211は、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差に対応した情報として現在のコーナーキューブ(光路長変更部41を構成するコーナーキューブ、又はコーナーキューブ114)の位置に基づいて対応情報212bを参照する。
(S29)
主制御部211は、対応情報212bから対物レンズ・ゼロ位置間距離を距離特定部233に特定させる。距離特定部233は、特定された対物レンズ・ゼロ位置間距離と、S27において特定された深さに対応した距離とを加算することにより、対物レンズ22の被検眼E側の表面と被検眼Eの角膜の間の距離である対物レンズ・角膜間距離を算出する。
(S30)
主制御部211は、S29において算出された対物レンズ・角膜間距離と対物レンズ22の作動距離とを比較する。
(S31)
主制御部211は、対物レンズ・角膜間距離と対物レンズ22の作動距離との差分を求め、当該差分が所定の目標値以下であるか否かを判定する。この目標値は、Zアライメントのずれ量の許容値に対応する。差分が目標値以下であると判定されたとき(S31:Y)、眼科装置1の動作は終了する(エンド)。
なお、差分が目標値以下であると判定されたとき(S31:Y)、主制御部211は、被検眼Eと装置光学系との相対的位置関係の調整が完了したと判断し、測定光LSのピント位置や偏光状態などOCT撮影系の調整を行うようにしてもよい。OCT撮影系の調整を行う場合、主制御部211は、被検眼Eに対してOCTスキャンを実行してOCT画像を形成させつつ、関心領域の画像のコントラストが最大となるように光路長変更部41やOCTユニット100の各部を制御することができる。例えば、主制御部211は、コーナーキューブ(光路長変更部41を構成するコーナーキューブ、又はコーナーキューブ114)の位置を移動させて光路長差を調整したり、移動機構31Aにより撮影合焦レンズ31を移動させたり、偏波コントローラ103、118を制御することにより偏光状態を変更させたりする。
S31において差分が目標値以下ではないと判定されたとき(S31:N)、眼科装置1の動作はS32に移行する。
(S32)
S31において差分が目標値以下ではないと判定されたとき(S31:N)、主制御部211は、差分と目標値との差から被検眼Eの角膜と装置光学系とのz方向の相対移動量を移動量算出部235に算出させる。
(S33)
主制御部211は、S29において算出された対物レンズ・角膜間距離に基づいて、S24においてオブジェクト空間に配置されたスキャン対象オブジェクトの3次元形状を補正部234に補正させる。
(S34)
主制御部211は、S27において特定された角膜の位置と形状情報212aとに基づいて、S33において算出された移動量だけ相対移動された後の被検眼Eと装置光学系(対物レンズ22)とが衝突するか否かを判定部236に判定させる。判定部236は、被検眼Eの角膜と対物レンズ22とが所定の距離以内に近接したか否かを判定することにより、被検眼Eと装置光学系とが衝突するか否かを判定する。
(S35)
被検眼Eと装置光学系が衝突すると判定されたとき(S35:Y)、眼科装置1の動作はS37に移行する。被検眼Eと装置光学系が衝突しないと判定されたとき(S35:N)、眼科装置1の動作はS36に移行する。
(S36)
S35において被検眼Eと装置光学系が衝突しないと判定されたとき(S35:N)、主制御部211は、光学系駆動部1Aを制御することによりS32で算出された相対移動量だけ装置光学系をz方向に移動させる。それにより、装置光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する装置光学系の距離が対物レンズ22の作動距離になるように駆動部が制御される。その後、眼科装置1の動作はS24に移行する。
(S37)
S35において被検眼Eと装置光学系が衝突すると判定されたとき(S35:Y)、主制御部211は、オブジェクト空間に配置された対物レンズオブジェクトとスキャン対象オブジェクトとの位置関係に基づいて更に接近させることが可能か否かを判定部236に判定させる。例えば、判定部236は、対物レンズオブジェクトとスキャン対象オブジェクトとの最短距離が所定の距離DT1以下であると判定されたとき、被検眼Eと装置光学系を更に接近させることが不可能であると判定する。被検眼Eと装置光学系を更に接近させることが可能であると判定されたとき(S37:Y)、眼科装置1の動作はS38に移行する。被検眼Eと装置光学系を更に接近させることが不可能であると判定されたとき(S37:N)、眼科装置1の動作はS40に移行する。
(S38)
S37において被検眼Eと装置光学系を更に接近させることが可能であると判定されたとき(S37:Y)、主制御部211は、被検眼Eと装置光学系を更に接近させる旨を報知部300に報知させる。S38では、被検眼Eと装置光学系が衝突する可能性があるが、可能な限り被検眼Eと装置光学系を近接させる旨の報知が行われる。
(S39)
主制御部211は、対物レンズオブジェクトとスキャン対象オブジェクトとの最短距離と、あらかじめ決められた所定の距離DT2(DT1>DT2>0)と差分に対応した移動量だけ装置光学系をz方向に移動させる。その後、眼科装置1の動作はS24に移行する。
(S40)
S37において被検眼Eと装置光学系を更に接近させることが不可能であると判定されたとき(S37:N)、主制御部211は、被検眼Eと装置光学系を更に接近させることができない旨を報知部300に報知させる。その後、眼科装置1の動作は終了する(エンド)。
なお、S35において被検眼Eと装置光学系が衝突すると判定されたとき(S35:Y)、主制御部211は、被検眼Eと装置光学系が衝突する可能性がある旨を報知部300に報知させてもよい。しかしながら、図10のS37のように更に接近が可能であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて被検眼Eと装置光学系を更に接近させることにより、可能な限りOCT計測を行うことができるようになる。
また、S35において被検眼Eと装置光学系が衝突すると判定されたとき(S35:Y)、主制御部211は、光学系駆動部1Aによる被検眼と装置光学系との相対的な移動を抑制(禁止)してもよい。
[効果]
実施形態に係る眼科装置の効果について説明する。
実施形態に係る眼科装置(1)は、光学系(OCTユニット100に含まれる光学系と測定光が経由する光学系)と、駆動部(光学系駆動部1A)と、解析部(232)と、記憶部(210)と、算出部(移動量算出部235)と、判定部(236)と、制御部(210、主制御部211)とを含む。光学系は、対物レンズ(22)を含み、光コヒーレンストモグラフィを用いて被検者の顔の前面の少なくとも一部を含む領域を対物レンズを介してスキャンすることによりデータを収集するために用いられる。駆動部は、被検眼(E)と光学系とを相対的に、かつ、3次元的に移動する。解析部は、光学系により収集されたデータに基づいて、上記の領域の少なくとも一部の3次元位置(角膜に相当する位置)を特定する。記憶部は、対物レンズの3次元形状情報(形状情報212a)をあらかじめ記憶する。算出部は、解析部により特定された3次元位置に基づいて被検眼と光学系との相対的な移動量を求める。判定部は、3次元位置と記憶部に記憶された3次元形状情報とに基づいて、上記の移動量だけ相対移動された後の被検眼と光学系とが所定の距離以内に近接するか否かを判定する。制御部は、判定部による判定結果に応じて、3次元位置に基づいて駆動部を制御することにより被検眼と光学系とを相対移動させる。
このような構成によれば、OCTを用いて被検者の顔の前面の少なくとも一部を含む領域をスキャンして収集されたデータに基づいて、当該領域の少なくとも一部に相当する3次元位置を特定し、特定された3次元位置と対物レンズの3次元形状とに基づいて被検眼と光学系とが所定の距離以内に近接するか否かを判定し、その判定結果に応じて、3次元位置に基づいて駆動部を制御することにより被検眼と光学系とを相対移動させるようにしたので、OCTにより得られた情報を用いて光学系の光軸の方向のアライメントを実行することが可能になる。それにより、アライメント専用の光学系を設ける必要がなくなり、眼科装置の小型化が可能になる。また、被検者の顔の前面と装置との位置関係も把握することができるので、安全性を確保しつつ被検者と光学系との位置の調整を行うことが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、判定部により近接しないと判定されたとき、3次元位置に基づいて、光学系の光軸を被検眼の軸に合わせるように、かつ、被検眼に対する光学系の距離が所定の作動距離(対物レンズ22の作動距離)になるように駆動部を制御してもよい。
このような構成によれば、アライメント専用の光学系を設けることなくOCTにより得られた情報だけで光学系の光軸の方向のアライメントと当該光軸に直交する方向のアライメントを行うことが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置は、被検眼と光学系との近接を報知する報知部(300)を含み、制御部は、判定部により近接すると判定されたとき、報知部に近接を報知させてもよい。
このような構成によれば、被検眼と光学系の近接を報知させるようにしたので、安全性を確保しつつ従来よりも高い精度で被検者と光学系とのアライメントを行うことが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、判定部により近接すると判定されたとき、駆動部による被検眼と光学系との相対的な移動を抑制してもよい。
このような構成によれば、駆動部による被検眼と光学系との相対的な移動を抑制するようにしたので、被検者の安全性を確保することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、判定部により近接すると判定されたとき、駆動部を制御することにより被検眼と光学系とが接触しない所定位置に被検眼と光学系とを相対移動させてもよい。
ここで、所定位置は、光学系の光軸が対物レンズの光軸に近く、かつ、対物レンズと被検眼(例えば角膜領域)との間の距離が対物レンズの作動距離に近い位置であってよい。このような構成によれば、被検者の安全性を確保しつつ、何度も計測を行うことなく被検眼のスキャンデータを取得することができる。
また、実施形態に係る眼科装置は、被検眼と対物レンズとの距離に応じて3次元位置を補正する補正部(234)を含み、判定部は、3次元形状情報と補正部により補正された3次元位置の分布(形状)とに基づいて、近接するか否かを判定し、制御部は、判定部による判定結果に応じて、補正部により補正された3次元位置に基づいて駆動部を制御することにより被検眼と光学系とを相対移動させてもよい。
このような構成によれば、測定光の光学系が少なくとも被検眼の側において非テレセントリック光学系である場合でも、光軸外についても正確な3次元形状に基づいて対物レンズと被検眼との位置関係を特定し、特定された位置関係に基づいて高精度なアライメントを行うことが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、光学系は、干渉光学系を含んでもよい。干渉光学系は、光源(光源ユニット101)からの光(L0)を参照光(LR)と測定光(LS)とに分割し、測定光を被検眼に照射し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光(LC)を検出する。解析部は、干渉光学系により検出された干渉光の検出結果に基づいて3次元位置を特定してもよい。
このような構成によれば、干渉光学系における干渉光の検出結果に基づいてスキャン領域の3次元位置を特定するようにしたので、アライメント専用の光学系を設けることなくOCTにより得られた3次元情報だけでアライメントを行うことが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、対物レンズの位置と、参照光の光路長と測定光の光路長とが一致するゼロ位置と、3次元位置とに基づいて光学系の光軸方向に被検眼と光学系とを相対移動させてもよい。
このような構成によれば、対物レンズの位置と、干渉光学系における干渉光の検出結果に基づく3次元位置と、参照光の光路長と測定光の光路長とが一致するゼロ位置(直流成分の位置)とを用いてアライメントを行うことができるため、アライメント専用の光学系を設けることなく光学系の光軸の方向のアライメントを実行することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、対物レンズの位置とゼロ位置との間の第1距離と、干渉光の検出結果におけるゼロ位置に相当する位置と3次元位置との間の第2距離とに基づいて、光軸方向に被検眼と光学系とを相対移動させてもよい。
このような構成によれば、第1距離と、OCTによって得られた情報から特定が可能な第2距離とを用いてアライメントを行うようにしたので、アライメント専用の光学系を設けることなく光学系の光軸の方向のアライメントを実行することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、第1距離と第2距離との和が所定の作動距離(対物レンズ22の作動距離)になるように被検眼と光学系とを相対移動させてもよい。
このような構成によれば、アライメント専用の光学系を設けることなく、光学系の光軸の方向のアライメントを実行することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、干渉光学系は、参照光の光路長と測定光の光路長とを相対的に変更する光路長変更部(41、又はコーナーキューブ114を含む光路長変更部)を含み、光路長変更部により変更された参照光の光路と測定光の光路との光路長差に基づいて第1距離を特定する距離特定部(233)を含んでもよい。
このような構成によれば、参照光の光路と測定光の光路との光路長差に基づいて第1距離を特定するようにしたので、アライメント専用の光学系を設けることなく、OCTを用いて取得された情報だけで光学系の光軸方向のアライメントを実行することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、光路長変更部は、参照光の光路又は測定光の光路に配置され、当該光路に沿って移動可能なコーナーキューブを含んでもよい。
このような構成によれば、OCTにより得られた情報を用いて光学系の光軸の方向のアライメントが可能な眼科装置の構成及び制御の簡素化を図ることができる。
また、実施形態に係る眼科装置は、光路長差に対応する情報と第1距離とを関連付けた対応情報(212b)をあらかじめ記憶する記憶部(212)を含み、距離特定部は、記憶部に記憶された対応情報に基づいて第1距離を特定してもよい。
このような構成によれば、アライメント専用の光学系を設けることなく、光学系の光軸の方向の高精度なアライメントが可能な眼科装置を提供することができるようになる。
また、実施形態に係る眼科装置は、顔を支持する支持部(440)を含み、駆動部は、支持部と光学系とを相対的に移動してもよい。
このような構成によれば、OCTにより得られた情報を用いて、支持部に支持された被検者の顔と光学系とをその方向について高精度なアライメントを実行することが可能な眼科装置を提供することができるようになる。
また、実施形態に係る眼科装置では、光学系は、角膜、瞼、鼻、又は頬を含む領域をスキャンしてもよい。
このような構成によれば、OCTにより得られた情報を用いて、被検者の角膜、瞼、鼻、又は頬を含む領域と光学系とのアライメントを実行することが可能になる。
<変形例>
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加等)を適宜に施すことが可能である。
上記の実施形態において、コーナーキューブの位置を変更することにより、参照光LRの光路と測定光LSの光路との光路長差を変更しているが、この光路長差を変更する手法はこれに限定されるものではない。例えば、被検眼Eに対して眼底カメラユニット2やOCTユニット100を移動させて測定光LSの光路長を変更することにより当該光路長差を変更するようにしてもよい。
また、安全性が確保される場合には、被検者の顔などをz方向に移動させることにより光路長差を変更することも可能である。例えば、主制御部211の制御を受けて少なくともz方向に支持部440を移動する顎受け駆動部を設けてもよい。顎受け駆動部は、xy方向にも移動可能であってよい。
また、上記の実施形態におけるS34において、スキャン対象オブジェクトの形状を補正することなく、対物レンズオブジェクトとスキャン対象オブジェクトとの位置関係に基づいて衝突判定を行うようにしてもよい。これは、測定光LSの光学系が少なくとも被検眼Eの側においてテレセントリック光学系である場合(例えば被検眼Eの前眼部観察を行う場合)に有効である。なお、被検眼Eの観察部位に応じて、対物レンズ・角膜間距離に基づくスキャン対象オブジェクトの形状補正を選択的に行うようにしてもよい。例えば、眼底観察を行う場合には当該形状補正を行い、前眼部観察を行う場合には当該形状補正を行わないようにしてもよい。
上記の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、例えば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク(CD−ROM/DVD−RAM/DVD−ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードディスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)などを用いることが可能である。
また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
1 眼科装置
2 眼底カメラユニット
1A 光学系駆動部
10 照明光学系
30 撮影光学系
31 合焦レンズ
41 光路長変更部
41A、114A 移動機構
42 光スキャナ
100 OCTユニット
114 コーナーキューブ
200 演算制御ユニット
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
212a 形状情報
212b 対応情報
220 画像形成部
230 データ処理部
231 オブジェクト処理部
232 解析部
233 距離特定部
234 補正部
235 移動量算出部
236 判定部
240 ユーザインターフェイス
241 表示部
242 操作部
300 報知部
410 ベース
420 筐体
430 レンズ収容部
440 支持部
E 被検眼
LS 測定光
LR 参照光
LC 干渉光

Claims (15)

  1. 対物レンズを含み、光コヒーレンストモグラフィを用いて被検者の顔の前面の少なくとも一部を含む領域を前記対物レンズを介してスキャンすることによりデータを収集するための光学系と、
    被検眼と前記光学系とを相対的に、かつ、3次元的に移動する駆動部と、
    前記光学系により収集された前記データに基づいて、前記領域の少なくとも一部の3次元位置を特定する解析部と、
    前記対物レンズの3次元形状情報をあらかじめ記憶する記憶部と、
    前記解析部により特定された前記3次元位置に基づいて前記被検眼と前記光学系との相対的な移動量を求める算出部と、
    前記3次元位置と前記記憶部に記憶された前記3次元形状情報とに基づいて、前記移動量だけ相対移動された後の前記被検眼と前記光学系とが所定の距離以内に近接するか否かを判定する判定部と、
    前記判定部による判定結果に応じて、前記3次元位置に基づいて前記駆動部を制御することにより前記被検眼と前記光学系とを相対移動させる制御部と、
    を含む眼科装置。
  2. 前記制御部は、前記判定部により近接しないと判定されたとき、前記3次元位置に基づいて、前記光学系の光軸を前記被検眼の軸に合わせるように、かつ、前記被検眼に対する前記光学系の距離が所定の作動距離になるように前記駆動部を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。
  3. 前記被検眼と前記光学系との近接を報知する報知部を含み、
    前記制御部は、前記判定部により近接すると判定されたとき、前記報知部に前記近接を報知させる
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の眼科装置。
  4. 前記制御部は、前記判定部により近接すると判定されたとき、前記駆動部による前記被検眼と前記光学系との相対的な移動を抑制する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の眼科装置。
  5. 前記制御部は、前記判定部により近接すると判定されたとき、前記駆動部を制御することにより前記被検眼と前記光学系とが接触しない所定位置に前記被検眼と前記光学系とを相対移動させる
    ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼科装置。
  6. 前記被検眼と前記対物レンズとの距離に応じて前記3次元位置を補正する補正部を含み、
    前記判定部は、前記3次元形状情報と前記補正部により補正された3次元位置の分布とに基づいて、近接するか否かを判定し、
    前記制御部は、前記判定部による判定結果に応じて、前記補正部により補正された3次元位置に基づいて前記駆動部を制御することにより前記被検眼と前記光学系とを相対移動させる
    ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の眼科装置。
  7. 前記光学系は、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光を前記被検眼に照射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系を含み、
    前記解析部は、前記干渉光学系により検出された前記干渉光の検出結果に基づいて前記3次元位置を特定する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の眼科装置。
  8. 前記制御部は、前記対物レンズの位置と、前記参照光の光路長と前記測定光の光路長とが一致するゼロ位置と、前記3次元位置とに基づいて前記光学系の光軸方向に前記被検眼と前記光学系とを相対移動させる
    ことを特徴とする請求項7に記載の眼科装置。
  9. 前記制御部は、前記対物レンズの位置と前記ゼロ位置との間の第1距離と、前記干渉光の検出結果における前記ゼロ位置に相当する位置と前記3次元位置との間の第2距離とに基づいて、前記光軸方向に前記被検眼と前記光学系とを相対移動させる
    ことを特徴とする請求項8に記載の眼科装置。
  10. 前記制御部は、前記第1距離と前記第2距離との和が所定の作動距離になるように前記被検眼と前記光学系とを相対移動させる
    ことを特徴とする請求項9に記載の眼科装置。
  11. 前記干渉光学系は、前記参照光の光路長と前記測定光の光路長とを相対的に変更する光路長変更部を含み、
    前記光路長変更部により変更された前記参照光の光路と前記測定光の光路との光路長差に基づいて前記第1距離を特定する距離特定部を含む
    ことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の眼科装置。
  12. 前記光路長変更部は、前記参照光の光路又は前記測定光の光路に配置され、当該光路に沿って移動可能なコーナーキューブを含む
    ことを特徴とする請求項11に記載の眼科装置。
  13. 前記記憶部は、前記光路長差に対応する情報と前記第1距離とを関連付けた対応情報をあらかじめ記憶し、
    前記距離特定部は、前記記憶部に記憶された前記対応情報に基づいて前記第1距離を特定する
    ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の眼科装置。
  14. 前記顔を支持する支持部を含み、
    前記駆動部は、前記支持部と前記光学系とを相対的に移動する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の眼科装置。
  15. 前記光学系は、角膜、瞼、鼻、又は頬を含む領域をスキャンする
    ことを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれか一項に記載の眼科装置。
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