特許 6558756 アタッチメント、撮像装置及び撮像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6558756

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】アタッチメント、撮像装置及び撮像方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20190805BHJP

   A61B 3/12 20060101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   A61B3/10 300

   A61B3/10ZDM

   A61B3/12

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-201411(P2015-201411)

(22)【出願日】2015年10月9日

(65)【公開番号】特開2017-70647(P2017-70647A)

(43)【公開日】2017年4月13日

【審査請求日】2018年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】504258527

【氏名又は名称】国立大学法人 鹿児島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100162259

【弁理士】

【氏名又は名称】末富 孝典

(74)【代理人】

【識別番号】100133592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100168114

【弁理士】

【氏名又は名称】山中 生太

(72)【発明者】

【氏名】坂本 泰二

(72)【発明者】

【氏名】園田 祥三

【審査官】 冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０８４９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０００２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２０４２０８０（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 特表２０１３−５４０５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３１７９８９６（ＣＮ，Ａ）

【文献】 実開平０４−１３３８０３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３／００ − ３／１８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検者の眼底を位置決めする位置決め部と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長毎にそれぞれ撮像する共焦点レーザ走査型光学系と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底の位置を回転中心として、前記共焦点レーザ走査型光学系を、前記被検者から見て左右の方向に回転させる回転軸と、
を備える撮像装置に取り付けられるアタッチメントであって、
前記位置決め部に固定される固定部と、
前記共焦点レーザ走査型光学系の回転に伴って回転し、前記回転軸を中心とする前記被検者の正面方向に対する前記共焦点レーザ走査型光学系の回転角度を調整可能に前記固定部と係止する係止部と、
を備えるアタッチメント。

【請求項2】

前記固定部には、
前記回転軸を中心とする前記共焦点レーザ走査型光学系の回転方向に沿って複数の穴部が設けられ、
前記係止部は、凸部を備え、
前記凸部が前記複数の穴部のいずれかに挿入されることにより、前記被検者の正面方向に対する前記共焦点レーザ走査型光学系の回転角度が決定される、
請求項１に記載のアタッチメント。

【請求項3】

前記係止部は、
前記共焦点レーザ走査型光学系に接続される接続部材と、
前記接続部材に一端が接続された弾性部材と、
を備え、
前記凸部は、前記弾性部材の他端に接続され、前記弾性部材の変形により、前記各穴部に対して進入及び退避可能である、
請求項２に記載のアタッチメント。

【請求項4】

被検者の眼底を位置決めする位置決め部と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長別にそれぞれ撮像する共焦点レーザ走査型光学系と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底の位置を回転中心として、前記共焦点レーザ走査型光学系を、前記被検者から見て左右の方向に回転させる回転軸と、
前記共焦点レーザ走査型光学系に固定され、前記回転軸を中心とする、前記被検者の正面方向に対する前記共焦点レーザ走査型光学系の回転角度を調整可能な角度調整部と、
前記角度調整部で調整された前記被検者の正面方向に対して前記被検者から見て右側に所定の角度を成す回転位置にある前記共焦点レーザ走査型光学系により撮像された前記被検者の眼底画像と、前記角度調整部で調整された前記被検者の正面方向に対して前記被検者から見て左側に所定の角度を成す回転位置にある前記共焦点レーザ走査型光学系により撮像された前記被検者の眼底画像と、を用いて、前記被検者の３次元の眼底画像を作成する画像処理部と、
を備える撮像装置。

【請求項5】

被検者の眼底の位置を回転中心として、前記被検者の正面方向に対して前記被検者から見て左右の方向に共焦点レーザ走査型光学系を回動させる回動機構が、前記被検者から見て右側又は左側の一方に所定の角度を成す第１の回転位置に位置させる第１のステップと、
前記第１の回転位置に位置する前記共焦点レーザ走査型光学系が、前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長別にそれぞれ撮像する第２のステップと、
前記回動機構が、前記共焦点レーザ走査型光学系を、前記被検者から見て右側又は左側の他方に前記被検者の正面方向に対して所定の角度を成す第２の回転位置に位置させる第３のステップと、
前記第２の回転位置に位置する前記共焦点レーザ走査型光学系が、前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長別にそれぞれ撮像する第４のステップと、
前記第２のステップで撮像された前記各波長のレーザ光による画像と、前記第４のステップで撮像された前記各波長のレーザ光による画像とを用いて、前記被検者の３次元の眼底画像を作成する第５のステップと、
を含む撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アタッチメント、撮像装置及び撮像方法に関する。

【背景技術】

【0002】

眼底画像を撮像し、その画像を用いて眼底の診断を行うことが従来から行われている。可視光により撮像された２次元の眼底画像しかなかった時代には、その画像を用いて２次元的に眼底の状態を把握し、診断を行うことを余儀なくされていた。しかしながら、眼底の診断をより正確に行うには、眼底の奥行き方向にその状態を把握できるような画像が得られるようにするのが望ましい。

【0003】

そこで、近年、眼底の奥行き方向に沿った画像を撮像する撮像装置が開発されている。光干渉技術を用いた網膜光干渉断層計や、特定波長のレーザ光を用いて特定の層の眼底画像を描出するスキャニングレーザオフタルモスコープ（ＳＬＯ）である。網膜光干渉断層計やＳＬＯを用いれば、眼底における様々な層の画像を取得し、奥行き方向の網膜の解像力を向上することができるので、可視光により撮像された眼底画像に比べ、より正確な診断を行うことができるようになる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２９４６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ＳＬＯ等により撮像された眼底画像は、あくまで２次元画像である。２次元の眼底画像を用いて網膜の各層の組織を切り分けて診断するには、相当な熟練度が要求される。

【0006】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、診断する者の熟練度に関わらず、より正確に眼底の診断を行うことができるアタッチメント、撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るアタッチメントは、
被検者の眼底を位置決めする位置決め部と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長毎にそれぞれ撮像する共焦点レーザ走査型光学系と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底の位置を回転中心として、前記共焦点レーザ走査型光学系を、前記被検者から見て左右の方向に回転させる回転軸と、
を備える撮像装置に取り付けられるアタッチメントであって、
前記位置決め部に固定される固定部と、
前記共焦点レーザ走査型光学系の回転に伴って回転し、前記回転軸を中心とする前記被検者の正面方向に対する前記共焦点レーザ走査型光学系の回転角度を調整可能に前記固定部と係止する係止部と、
を備える。

【0008】

前記固定部には、
前記回転軸を中心とする前記共焦点レーザ走査型光学系の回転方向に沿って複数の穴部が設けられ、
前記係止部は、凸部を備え、
前記凸部が前記複数の穴部のいずれかに挿入されることにより、前記被検者の正面方向に対する前記共焦点レーザ走査型光学系の回転角度が決定される、
こととしてもよい。

【0009】

前記係止部は、
前記共焦点レーザ走査型光学系に接続される接続部材と、
前記接続部材に一端が接続された弾性部材と、
を備え、
前記凸部は、前記弾性部材の他端に接続され、前記弾性部材の変形により、前記各穴部に対して進入及び退避可能である、
こととしてもよい。

【0010】

本発明の第２の観点に係る撮像装置は、
被検者の眼底を位置決めする位置決め部と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長別にそれぞれ撮像する共焦点レーザ走査型光学系と、
前記位置決め部で位置決めされた前記被検者の眼底の位置を回転中心として、前記共焦点レーザ走査型光学系を、前記被検者から見て左右の方向に回転させる回転軸と、
前記共焦点レーザ走査型光学系に固定され、前記回転軸を中心とする、前記被検者の正面方向に対する前記共焦点レーザ走査型光学系の回転角度を調整可能な角度調整部と、
前記角度調整部で調整された前記被検者の正面方向に対して前記被検者から見て右側に所定の角度を成す回転位置にある前記共焦点レーザ走査型光学系により撮像された前記被検者の眼底画像と、前記角度調整部で調整された前記被検者の正面方向に対して前記被検者から見て左側に所定の角度を成す回転位置にある前記共焦点レーザ走査型光学系により撮像された前記被検者の眼底画像と、を用いて、前記被検者の３次元の眼底画像を作成する画像処理部と、
を備える。

【0011】

本発明の第３の観点に係る撮像方法は、
被検者の眼底の位置を回転中心として、前記被検者の正面方向に対して前記被検者から見て左右の方向に共焦点レーザ走査型光学系を回動させる回動機構が、前記被検者から見て右側又は左側の一方に所定の角度を成す第１の回転位置に位置させる第１のステップと、
前記第１の回転位置に位置する前記共焦点レーザ走査型光学系が、前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長別にそれぞれ撮像する第２のステップと、
前記回動機構が、前記共焦点レーザ走査型光学系を、前記被検者から見て右側又は左側の他方に前記被検者の正面方向に対して所定の角度を成す第２の回転位置に位置させる第３のステップと、
前記第２の回転位置に位置する前記共焦点レーザ走査型光学系が、前記被検者の眼底に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、前記眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像を波長別にそれぞれ撮像する第４のステップと、
前記第２のステップで撮像された前記各波長のレーザ光による画像と、前記第４のステップで撮像された前記各波長のレーザ光による画像とを用いて、前記被検者の３次元の眼底画像を作成する第５のステップと、
を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、被検者の正面方向に対して被検者から見て右側に所定の角度を成す回転位置にある共焦点レーザ走査型光学系により撮像された眼底の複数の層それぞれの眼底画像と、被検者の正面方向に対して被検者から見て左側に所定の角度を成す回転位置にある共焦点レーザ走査型光学系により撮像された眼底の複数の層それぞれの眼底画像とを得ることができる。これらの画像は、視差があり、かつ、異なる層をそれぞれ撮像した眼底画像であるので、これらの画像の視差を利用して、奥行きのある３次元の眼底画像を作成することができる。３次元の眼底画像を用いれば、眼底における網膜の各層の組織を区別して診断し易くなるので、診断する者の熟練度に関わらず、より正確に眼底の診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図１の共焦点レーザ走査型光学系の構成を示す光路図である。

【図3】網膜における３つの波長のレーザ光の反射の様子を示す模式図である。

【図4】図２の共焦点レーザ走査型光学系の撮像素子で撮像される画像を示す模式図である。

【図5】撮像装置の一部を上から見た図である。

【図6】共焦点レーザ走査型光学系を回転させて視差の異なる画像を撮像する様子を示す模式図である。

【図7】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、アタッチメントの構成を示す図である。

【図8】アタッチメントの固定部が位置決め部に固定された状態を示す斜視図である。

【図9】回転角度を調整する様子を示す図である。

【図10】撮像方法のフローチャートである。

【図11】３次元の眼底画像の作成処理のフローチャートである。

【図12】左右の位置での撮像により得られる各層の画像を示す模式図である。

【図13】３次元の眼底画像の作成処理を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0015】

本実施の形態に係る撮像装置は、被検者の３次元の眼底画像を作成する。図１に示すように、撮像装置１００は、位置決め部１０と、共焦点レーザ走査型光学系２０と、回転部３０と、画像処理部４０と、メガネ５０と、を備える。

【0016】

位置決め部１０は、主として、撮像装置１００全体を支持する土台と、その土台の上方に延びるフレームとで構築されている。位置決め部１０は、被検者の眼底を位置決めするために設けられている。位置決め部１０は、頭部当接部１０Ａと、顎部当接部１０Ｂとを有している。頭部当接部１０Ａに被検者の頭部が当接し、顎部当接部１０Ｂに被検者の顎部が当接することにより、被検者の頭部が固定される。

【0017】

被検者の頭部が固定されると、図２に示すように、被検者の眼球６０（具体的には瞳孔６２及び眼底６１）が、共焦点レーザ走査型光学系２０の光軸ＡＸ２上に配置されるようになり、被検者の眼底６１が、焦点レーザ走査型光学系２０で撮像可能な位置に位置決めされる。

【0018】

共焦点レーザ走査型光学系２０は、位置決め部１０で位置決めされた被検者の眼底６１に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、眼底６１で反射された各波長のレーザ光による画像を波長毎にそれぞれ撮像する。

【0019】

図２に示すように、共焦点レーザ走査型光学系２０は、レーザ光源１と、絞り２と、ビームスプリッタ３と、走査部４と、対物光学系５と、絞り６と、撮像素子７と、を備える。図２では、上述のように、被検者の頭部が位置決め部１０により固定され、被検者の眼球６０の光軸ＡＸ１と、共焦点レーザ走査型光学系２０の対物光学系５の光軸ＡＸ２とが、略一致しているものとして説明を行う。

【0020】

レーザ光源１は、長波長（例えば赤外光、赤色の波長帯域であるがこれに制限されない）のレーザ光源と、前述の長波長より短い中波長（例えば緑色に対応する波長帯域であるがこれに制限されない）のレーザ光源と、前述の中波長より短い短波長（例えば緑青、青色に対応する波長帯域であるがこれに制限されない）のレーザ光源と、を備える。レーザ光源１は、３つのレーザ光源からそれぞれ出射された３つの波長のレーザ光を含むレーザ光束を出射する。

【0021】

絞り２は、ピンホールの開口を有する。絞り２は、レーザ光源１から出射されたレーザ光束を入射し、その開口を通過したレーザ光束だけを通過させる。

【0022】

ビームスプリッタ３は、入射した光の一部を反射し、残りを透過する。すなわち、ビームスプリッタ３は、絞り２を通過したレーザ光束の一部をそのまま透過させる。

【0023】

走査部４は、ガルバノミラー等で構成されている。走査部４は、ビームスプリッタ３を通過したレーザ光束を２次元走査する。より具体的には、走査部４は、ガルバノミラー等を揺動させ、レーザ光束の出射方向を２次元的に周期的に変化させる。

【0024】

対物光学系５は、対物レンズを含むオートフォーカス可能な屈折光学系である。対物光学系５は、走査部４で２次元走査されたレーザ光束を被検者の瞳孔６２に入射させる。瞳孔６２に入射したレーザ光束は、被検者の眼底６１に導かれる。走査部４による２次元走査により、レーザ光束は、眼底６１の矩形領域Ｓで２次元走査される。

【0025】

レーザ光束の一部は、眼底６１で反射して、瞳孔６２から外部に出射して、再び対物光学系５に入射し、戻りレーザ光束となる。絞り２と、対物光学系５の合焦面とは、共役の関係にある。

【0026】

絞り６には、対物光学系５、走査部４を通過し、ビームスプリッタ３で反射された戻りレーザ光束が入射する。絞り６は、ピンホール状の開口部を有する。絞り６は、その開口を通過したレーザ光束を通過させる。絞り６と対物光学系５の合焦面とは、共役の関係にある。これにより、絞り６は、対物光学系５の合焦点以外で反射した戻りレーザ光（点線）を遮蔽し、対物光学系５の合焦点で反射した戻りレーザ光束（実線）だけを通過させる。

【0027】

撮像素子７は、例えばＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ又はＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサであり、２次元の撮像面を有する。撮像素子７の撮像面には、絞り６を通過した戻りレーザ光束が入射する。

【0028】

上述のように、眼底６１に到達するレーザ光束は、走査部４によって２次元走査されているため、眼底６１に照射されたレーザ光束は、眼底６１の矩形領域Ｓ全体に走査されるようになる。また、撮像素子７の撮像面は、対物光学系５の合焦面と共役の関係にある。したがって、撮像素子７には、被検者の眼底６１の矩形領域Ｓの像が結像する。したがって、その像が撮像素子７で撮像される。

【0029】

ここで、前述の通り、眼底６１に照射されるレーザ光束には、長波長のレーザ光、緑色に相当する中波長のレーザ光、及び短波長のレーザ光が含まれている。

【0030】

図３に示すように、長波長のレーザ光Ｒは、眼底６１にある網膜の最奥層６１Ａまで進み、最奥層６１Ａで反射する。また、中波長のレーザ光Ｇは、眼底６１にある網膜の中間層６１Ｂまで進み、中間層６１Ｂで反射する。また、短波長のレーザ光Ｂは、眼底６１にある網膜の最上層６１Ｃで反射する。

【0031】

さらに、対物光学系５は、オートフォーカスにより、合焦面を最奥層６１Ａ、中間層６１Ｂ、最上層６１Ｃにそれぞれ合わせることが可能である。撮像素子７は、合焦面が最奥層６１Ａに合っているときの画像と、合焦面が中間層６１Ｂに合っているときの画像と、合焦面が最上層６１Ｃに合っているときの画像とを、それぞれ撮像する。共焦点レーザ走査型光学系２０は、対物光学系５のオートフォーカスで合焦面を動かしつつ、撮像素子７で３つの画像を撮像するように不図示のコントローラにより制御される。この結果、撮像素子７の撮像により得られるのは、図４に示すように、最奥層６１Ａの画像ＩＲと、中間層６１Ｂの画像ＩＧと、最上層６１Ｃの画像ＩＢとなる。

【0032】

図５に示すように、回転部３０は、回転軸３１を有している。回転軸３１の回転中心をＯとする。この回転中心Ｏは、位置決め部１０で位置決めされた被検者の眼球６０（眼底６１）の真下（−Ｚ側）に位置するように設定されている。また、回転部３０は、位置決め部１０に対して回転軸３１を中心に回転可能な回転部３２と、回転部３２から延びる回転アーム３３とを備える。この構成により、回転部３０は、位置決め部１０で位置決めされた被検者の眼底の位置を回転中心として、共焦点レーザ走査型光学系２０を、被検者から見て左右に回転可能である。

【0033】

このような構成を有することにより、例えば、図６に示すように、被検者の眼底６１の位置Ｏを中心として、被検者の正面方向、すなわち被検者の瞳孔６２の光軸ＡＸ２を基準として共焦点レーザ走査型光学系２０を所定の角度αだけ左右に回転させ、眼底画像を撮像することができる。この左右に回転させたときに得られる２つの眼底画像は、左右に視差のある画像となる。また、左右それぞれの眼底画像は、奥行きの異なる３つの眼底画像を含む。したがって、これらの眼底画像を画像処理することにより、３次元の眼底画像を作成することができる。

【0034】

なお、図６に示すように、立体感のある正確な３次元画像を作成するためには、共焦点レーザ走査型光学系２０の左右の回転角度は同一の角度αである必要がある。最適な角度αは、症例に応じて異なるため、角度αとして複数の異なる角度を設定できるようにしておくのが望ましい。

【0035】

図１に戻り、画像処理部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、記憶装置、通信インターフェイス、操作入力部及び表示ディスプレイ等を有し、画像処理を行うコンピュータである。ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを実行することにより、画像処理部４０の機能が実現される。

【0036】

画像処理部４０と、共焦点レーザ走査型光学系２０との間は、通信線７０で接続されている。共焦点レーザ走査型光学系２０の撮像素子７で撮像された画像は、通信線７０を介して画像処理部４０へ送られる。通信線７０は、有線となっているが、通信線７０の代わりに、共焦点レーザ走査型光学系２０と、画像処理部４０との間で無線通信が行われるようにしてもよい。

【0037】

画像処理部４０は、共焦点レーザ走査型光学系２０で撮像された眼底画像を用いて、眼底画像を立体表示するための３次元画像を作成する。

【0038】

メガネ５０は、画像処理部４０の画面に表示された眼底画像を、立体画像として見せるための立体表示メガネである。このようなメガネ５０には、様々な方式のものを採用することができる。例えば、画像処理部４０の表示画面に、左眼用の画像と右眼用の画像とを短い周期で交互に表示するとともに、メガネ５０では、右眼又は左眼の一方を同じ周期で交互に遮蔽したり開いたりすることにより、左眼側が開いたときは左眼用の画像を表示し、右眼側が開いたときは右眼用の画像を表示することにより、３次元立体表示を行うようにすることができる。

【0039】

また、メガネ５０の他の方式として偏向方式を採用することもできる。例えば、画像処理部４０の表示画面に表示される左眼用の画像の光と右眼用の画像の光を偏向方向が異なる直線偏光の光とし、メガネ５０側では、左眼のレンズと、右眼のレンズとを、偏向方向が異なる偏向フィルタを有するものとし、左眼には、左眼用の画像を見せ、右眼には右眼用の画像を見せて、３次元立体表示を行う。

【0040】

３次元の表示方式としては、他の方式を用いても良い。メガネ５０を用いない方式を採用するようにしてもよい。

【0041】

上述のように、立体感のある正確な３次元画像を正確に再現するためには、共焦点レーザ走査型光学系２０の左右の回転角度は同一の角度αである必要がある。そこで、本実施の形態では、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、撮像装置１００に共焦点レーザ走査型光学系２０の回転角度を調整するアタッチメント８０が取り付けられる。このアタッチメント８０は、固定部８０Ａと、係止部８０Ｂという２つの部分に分かれている。

【0042】

固定部８０Ａは、図８に示すように、位置決め部１０に固定される。固定部８０Ａには、図７（Ａ）に示すように、回転中心Ｏを中心とする、位置決め部１０に対する共焦点レーザ走査型光学系２０の回転方向に沿って複数の穴部８１が設けられている。また、固定部８０Ａには、位置決め部１０に固定されるための矩形状の凹部８２が設けられている。図８には、固定部８０Ａが位置決め部１０に固定された様子が示されている。図８に示すように、凹部８２が位置決め部１０の矩形状の柱（回転部３０と接続される部分の柱）に嵌め込まれることにより、固定部８０Ａが位置決め部１０に固定されている。

【0043】

係止部８０Ｂは、図９に示すように、回転アーム３３の根元に固定される。図７（Ｂ）に示すように、係止部８０Ｂは、接続部材８３と、弾性部材８４と、凸部８５と、を備える。接続部材８３は、回転アーム３３に固定される。これにより、係止部８０Ｂは、共焦点レーザ走査型光学系２０の回転に伴って回転する。

【0044】

弾性部材８４は、接続部材８３に一端が接続されている。凸部８５は、弾性部材８４の他端に接続されており、図９に示すように、弾性部材８４を手で撓ませて変形させることにより、固定部８０Ａの各穴部８１に対して進入及び退避可能である。このようにして、係止部８０Ｂは、回転軸３１を中心とする、位置決め部１０と共焦点レーザ走査型光学系２０との相対回転角度を調整可能に固定部８０Ａと係止する。

【0045】

次に、本発明の一実施の形態に係る撮像装置１００を用いた３次元の眼底画像の作成方法について説明する。

【0046】

図１０に示すように、まず、アタッチメント８０（固定部８０Ａ及び係止部８０Ｂ）を、撮像装置１００に設置する（ステップＳ１）。例えば、図８及び図９に示すように、固定部８０Ａが、位置決め部１０に取り付けられ、係止部８０Ｂが、回転アーム３３に取り付けられることによって、アタッチメント８０が設置される。

【0047】

続いて、被検者の頭部を、位置決め部１０に固定する（ステップＳ２）。具体的には、頭部当接部１０Ａに被検者の頭部（前側）を当接し、顎部当接部１０Ｂに、被検者の顎部を当接させることにより、被検者の頭部を固定する。この結果、被検者の眼底６１が、共焦点レーザ走査型光学系２０の撮像位置に固定される。

【0048】

続いて、共焦点レーザ走査型光学系２０の回転調整（右）を行う（ステップＳ３）。具体的には、固定部８０Ａと係止部８０Ｂとの係止を解除し、被検者の眼底６１の位置を回転中心Ｏとして、共焦点レーザ走査型光学系２０を、被検者から見て右側の方向に回転させる。そして、共焦点レーザ走査型光学系２０が、被検者の正面方向に対して右側に角度αを成す回転位置（第１の回転位置）に来たところで、係止部８０Ｂを固定部８０Ａに係止し、共焦点レーザ走査型光学系２０を位置決めする（図６参照）。

【0049】

続いて、第１の回転位置に位置する共焦点レーザ走査型光学系２０が、被検者の眼底６１に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、眼底６１で反射された各波長のレーザ光により結像される画像をそれぞれ撮像する（ステップＳ４）。撮像により得られた画像は、それぞれ通信線７０を介して画像処理部４０へ送られる。

【0050】

続いて、共焦点レーザ走査型光学系２０の回転調整（左）を行う（ステップＳ５）。より具体的には、固定部８０Ａと係止部８０Ｂとの係止を解除し、被検者の眼底６１の位置を回転中心Ｏとして、共焦点レーザ走査型光学系２０を、被検者から見て左側の方向に回転させる。そして、共焦点レーザ走査型光学系２０が、被検者の正面方向に対して被検者から見て左側に角度αを成す第２の回転位置に来たところで、係止部８０Ｂを固定部８０Ａに係止し、共焦点レーザ走査型光学系２０を位置決めする（図６参照）。

【0051】

第２の回転位置に位置する共焦点レーザ走査型光学系２０が、被検者の眼底６１に複数の異なる波長のレーザ光を照射し、眼底で反射された各波長のレーザ光により結像される画像をそれぞれ撮像する（ステップＳ６）。撮像により得られた画像は、それぞれ通信線７０を介して画像処理部４０へ送られる。

【0052】

続いて、画像処理部４０は、右側の回転位置で撮像された各波長のレーザ光による画像と、左側の回転位置で撮像された各波長のレーザ光による画像とに基づいて、被検者の３次元の眼底画像を作成し、画像の３次元化を行う（ステップＳ７）。

【0053】

この画像の３次元化においては、図１１に示すように、画像処理部４０は、まず、画像の着色を行う（ステップＳ１１）。これにより、左右の網膜の最奥層６１Ａの画像には、赤色が付与され、左右の網膜の中間層６１Ｂの画像には、緑色が付与され、左右の網膜の最上層６１Ｃの画像には、青色が付与される。

【0054】

これにより、図１２に示すように、左側の回転位置で撮像された、最奥層６１Ａの赤色の画像ＩＲＬ、中間層６１Ｂの緑色の画像ＩＧＬ、最上層６１Ｃの青色の画像ＩＢＬが得られる。また、右側の回転位置で撮像された、最奥層６１Ａの赤色の画像ＩＲＲ、中間層６１Ｂの緑色の画像ＩＧＲ、最上層６１Ｃの青色の画像ＩＢＲが得られる。すなわち、計６枚の画像が得られる。

【0055】

続いて、画像処理部４０は、３次元画像を構成する上での各画像の補正を行う（ステップＳ１２）。図１３に示すように、３次元画像を見る者（診断者）の左眼の位置をＬＥとし、右眼の位置をＲＥとする。診断者の左眼の位置ＲＥは、共焦点レーザ走査型光学系２０の右側の回転位置に対応するため、診断者の左眼には、右側の回転位置で撮像された画像ＩＲＲ、ＩＧＲ、ＩＢＲが見えるように３次元画像が作成される。また、診断者の右眼の位置ＲＥは、共焦点レーザ走査型光学系２０の左側の回転位置に対応するため、診断者の右眼には、左側の回転位置で撮像された画像ＩＲＬ、ＩＧＬ、ＩＢＬが見えるように３次元画像が作成される。

【0056】

左眼用の画像は、画像ＩＲＲ、ＩＧＲ、ＩＢＲを合成して作成される。図１３に示すように、画像ＩＲＲは、例えば、最奥層６１Ａの画像ＩＲを構成するように配置されなければならない。また、画像ＩＧＲは、中間層６１Ｂの画像ＩＧを構成するように配置されなければならない。また、画像ＩＢＲは、最上層６１Ｃの画像ＩＢを構成するように配置されなければならない。したがって、画像ＩＲＲは、画像ＩＧＲよりも、左側に位置をシフトして画像ＩＧＲと合成され、画像ＩＢＲは、画像ＩＧＲよりも、右側に位置をシフトして画像ＩＧＲと合成される。すなわち、画像ＩＲＲ、ＩＧＲ、ＩＢＲは、それぞれ左右に位置ずれした状態で合成される。

【0057】

同様に、右眼用の画像は、画像ＩＲＬ、ＩＧＬ、ＩＢＬを合成して作成される。図１３に示すように、画像ＩＲＬは、例えば、最奥層６１Ａの画像ＩＲを構成するように配置されなければならず、画像ＩＧＬは、中間層６１Ｂの画像ＩＧを構成するように配置されなければならない。画像ＩＢＬは、最上層６１Ｃの画像ＩＢを構成するように配置されなければならない。したがって、画像ＩＲＬは、画像ＩＧＬよりも、右側に位置をシフトして画像ＩＧＬと合成され、画像ＩＢＬは、画像ＩＧＬよりも、左側に位置をシフトして画像ＩＧＲと合成される。すなわち、画像ＩＲＬ、ＩＧＬ、ＩＢＬは、それぞれ左右に位置ずれした状態で合成される。

【0058】

なお、図１３では、画像ＩＲＲ、ＩＧＲ、ＩＢＲ及び画像ＩＲＬ、ＩＧＬ、ＩＢＬの位置を、診断者から見て画像ＩＲの位置よりも後方としたが、これは図面の錯綜を避けるための措置であり、実際には、画像ＩＧの位置が、画像処理部４０の表示画面の位置に対応するため、画像ＩＲＲ、ＩＧＲ、ＩＢＲ及び画像ＩＲＬ、ＩＧＬ、ＩＢＬの位置ずれ補正は、画像ＩＧの位置を基準として行われる。

【0059】

画像ＩＲＲ、ＩＧＲ、ＩＢＲ及び画像ＩＲＬ、ＩＧＬ、ＩＢＬの位置ずれ量については、大きければ大きいほど、３次元の眼底画像の奥行きを広くすることができる。

【0060】

続いて、画像処理部４０は、３次元画像化を行う（ステップＳ１３）。より具体的には、画像処理部４０は、求められた位置ずれ量で各画像が補正され合成された左眼、右眼用の画像を、画像処理部４０の表示画面に表示される１組の３次元画像データとして生成する。

【0061】

ステップＳ１３実行後、図１０に戻り、ステップＳ７が終了する。

【0062】

診断は、このようにしてステップＳ１３で作成された３次元の眼底画像が画像処理部４０の表示画面に表示されることにより行われる。診断者は、メガネ５０をかけて、表示画面に表示された３次元の眼底画像を見る。メガネ５０には、例えば、偏向方式とシャッタ方式のものがあるが、画像処理部４０の表示画面には、その方式に応じた画面が表示され、青色の画像（最上層６１Ｃの画像）が画面より手前に見えるように、緑色の画像が画面上に見えるように、又は、赤色の画像が画面より奥側に見えるような３次元表示がなされる。

【0063】

このような３次元表示により、例えば、糖尿病網膜症や、網膜静脈閉塞症などの診断が可能になる。このような３次元表示によれば、例えば糖尿病網膜症の場合、青色、緑色の網膜浮腫領域が前方に浮き出るように強調表示されるようになり、加齢黄斑変性における網膜色素上皮剥離などが、網膜下層に存在する隆起に見える様に強調表示されるので、診断が容易になる。

【0064】

なお、本実施の形態では、被検者から見て共焦点レーザ走査型光学系２０を右側に回転させて撮像を行った後、左側に回転させて撮像を行ったが、逆の順番で撮像を行っても良い。

【0065】

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、被検者の正面方向に対して被検者から見て右側に角度αを成す回転位置にある共焦点レーザ走査型光学系２０により撮像された眼底の複数の層それぞれに対応する眼底画像と、被検者の正面方向に対して被検者から見て左側に角度αを成す回転位置にある共焦点レーザ走査型光学系２０により撮像された眼底の複数の層それぞれに対応する眼底画像とを得ることができる。

【0066】

これらの画像は、視差があり、かつ、異なる層をそれぞれ撮像した眼底画像であるので、これらの画像の視差等を利用して、奥行きのある３次元の眼底画像を作成することができる。３次元の眼底画像を用いれば、その眼底における網膜の各層組織を奥行き方向に区別し、各層を独立して診断し易くなるので、熟練度を伴わなくても、客観的で正確に眼底の診断を行うことができる。

【0067】

本実施の形態に係るアタッチメント８０及び撮像装置１００を用いて予備実験を行った。この予備実験では、それぞれ得られた３次元の眼底画像を用いて複数の医師の診断結果が従来とどのように変化するかを調べた。より具体的には、日常診療で遭遇頻度が高い５つの疾患について、通常の２次元眼底画像と、本実施の形態に係るアタッチメント８０、撮像装置１００を用いて得られた３次元の眼底画像をそれぞれ用意する。そして、経験年数の異なる複数の医師が各画像を用いて診断を行い、その正答率を求めた。その結果、２次元画像では、正答率が７割程度であったのに対し、３次元の眼底画像を用いた場合には、正答率が９割に上昇した。この傾向は、特に、熟練度の低い若年の医師で差が顕著であった。

【0068】

このような共焦点レーザ走査型光学系２０により撮像結果と、網膜光干渉断層計（Optical Coherence Tomography）で撮像された網膜像とを組み合わせることにより、組織検査レベルの解像度で網膜を観察することも可能となる。

【0069】

また、この３次元の眼底画像を用いて患者に対して診断結果を説明するようにすれば、患者が診断結果を理解し易くなる。

【0070】

本実施の形態では、眼底画像を撮像する撮像装置１００の光学系として、共焦点レーザ走査型光学系２０を採用した。従来の眼底カメラは、フラッシュによる撮影を行っていたため、瞳孔径の違いが眼底に届く撮影光に大きく影響し、周辺部分が暗くなったりして診断が困難になるときもある。これに対して、共焦点レーザ走査型光学系２０は、レーザ光を用いているため、瞳孔径に影響されず、ピクセル単位で眼底画像を取得することができるうえ、共焦点方式により高コントラストな画像を得ることができるので、診断に好適である。

【0071】

本実施の形態に係るアタッチメント８０を用いることにより、誰でも、容易かつ安価に３次元の眼底画像を得ることができる。なお、アタッチメント８０は、上記実施の形態の形状のものには限られない。共焦点レーザ走査型光学系２０の角度を調整可能なアタッチメントであれば、形状は任意である。

【0072】

また、上記実施の形態では、対物光学系５の合焦点を眼底６１の奥行き方向に変化させて、最奥層６１Ａの画像、中間層６１Ｂの画像、最上層６１Ｃの画像を撮像したが、これには限られない。例えば、撮像素子７において、高波長の光だけを透過するフィルタと、中波長の光だけを透過するフィルタと、短波長の光だけを透過するフィルタとを用意し、これらのフィルタを用いて、高波長のレーザ光による画像、中波長のレーザ光による画像、短波長のレーザ光による画像を、別々の画像として撮像するようにしてもよい。

【0073】

また、３次元の眼底画像の生成を、撮像装置１００で行わず、撮像装置１００から左側の撮像画像と、右側の撮像画像データを抜き出して、パーソナルコンピュータ上の市販された３次元画像生成ソフトで、画像の３次元化を行うようにしてもよい。

【0074】

また、本実施の形態では、撮像装置１００にアタッチメント８０が設置される構成について説明したが、撮像装置１００が、共焦点レーザ走査型光学系２０に固定され、被検者の正面方向に対する共焦点レーザ走査型光学系２０の回転角度を調整可能な角度調節部を備えるようにしてもよい。

【0075】

その他、画像処理部４０のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。

【0076】

画像処理部４０の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する画像処理部４０を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで画像処理部４０を構成してもよい。

【0077】

画像処理部４０の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

【0078】

搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。

【0079】

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明は、眼底の診断、特に網膜の病変の診断に好適である。

【符号の説明】

【0081】

１ レーザ光源、２ 絞り、３ ビームスプリッタ、４ 走査部、５ 対物光学系、６ 絞り、７ 撮像素子、１０ 位置決め部、１０Ａ 頭部当接部、１０Ｂ 顎部当接部、２０ 共焦点レーザ走査型光学系、３０ 回転部、３１ 回転軸、３２ 回転部、３３ 回転アーム、４０ 画像処理部、５０ メガネ、６０ 眼球、６１Ａ 最奥層、６１Ｂ 中間層、６１Ｃ 最上層、６１ 眼底、６２ 瞳孔、７０ 通信線、８０ アタッチメント、８０Ａ 固定部、８０Ｂ 係止部、８１ 穴部、８２ 凹部、８３ 接続部材、８４ 弾性部材、８５ 凸部、１００ 撮像装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】