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(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】
(24)【登録日】2022-06-27
(45)【発行日】2022-07-05
(54)【発明の名称】眼科装置
(51)【国際特許分類】
   A61B 3/10 20060101AFI20220628BHJP
【FI】
A61B3/10 100
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2021052605
(22)【出願日】2021-03-26
(62)【分割の表示】P 2017036466の分割
【原出願日】2017-02-28
(65)【公開番号】P2021094457
(43)【公開日】2021-06-24
【審査請求日】2021-04-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000220343
【氏名又は名称】株式会社トプコン
(74)【代理人】
【識別番号】100124626
【弁理士】
【氏名又は名称】榎並 智和
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 僚一
(72)【発明者】
【氏名】三野 聡大
(72)【発明者】
【氏名】山口 達夫
【審査官】田辺 正樹
(56)【参考文献】
【文献】特開2016-209577(JP,A)
【文献】特開2009-294205(JP,A)
【文献】特開2011-024842(JP,A)
【文献】特表2015-519095(JP,A)
【文献】特開平06-003599(JP,A)
【文献】特開2010-131060(JP,A)
【文献】米国特許第05975697(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B3/00-3/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スウェプトソースOCTにより被検眼のデータを取得する眼科装置であって、
波長掃引型光源からの光に基づいて生成された測定光としての光ビームを用いて被検眼をスキャンすることによりデータを収集するデータ収集部と、
前記光ビームのサイズを変更するビームサイズ変更部と、
前記ビームサイズ変更によりサイズが変更された前記光ビームを用いて前記データ収集部により収集されたデータに基づいて前記被検眼の断層像を取得する取得部と、
前記断層像における深度方向の画素値を積算することにより評価値を算出する評価部と、
前記評価値が小さいほど前記光ビームのビーム径が小さくなるように前記ビームサイズ変更部を制御する制御部と、
を含む眼科装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記ビームサイズ変更部による前記光ビームのサイズの変更制御に連係して前記波長掃引型光源からの光の光量を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記評価値が第1輝度に対応した第1評価値のとき前記光ビームのサイズが第1サイズになるように前記ビームサイズ変更部を制御し、前記評価値が前記第1輝度より低い第2輝度に対応した第2評価値のとき前記光ビームのサイズが前記第1サイズより小さい第2サイズになるように前記ビームサイズ変更部を制御する
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。
【請求項4】
前記光ビームの光路に配置され、前記光路に沿って移動可能な合焦レンズと、
前記合焦レンズを前記光路に沿って移動する移動機構と、
を含み、
前記制御部は、前記移動機構を制御することにより前記光ビームの焦点位置を所定の位置に変更した後に、前記ビームサイズ変更部の制御を行う
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。
【請求項5】
前記ビームサイズ変更部は、
絞りと、
前記光ビームの光路に対して前記絞りを挿脱する挿脱機構と、
を含む
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。
【請求項6】
前記データ収集部は、
光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光を前記光ビームとして被検眼に入射させ、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と、
前記測定光を平行光束にするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズにより平行光束とされた前記測定光を偏向する光スキャナと、
を含み、
前記挿脱機構は、前記コリメータレンズと前記光スキャナとの間の前記測定光の光路に対して前記絞りを挿脱する
ことを特徴とする請求項5に記載の眼科装置。
【請求項7】
前記ビームサイズ変更部は、前記光ビームの光路に配置されたバリフォーカルレンズ又はズームレンズを含み、
前記制御部は、前記バリフォーカルレンズ又は前記ズームレンズを制御する
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。
【請求項8】
前記データ収集部は、
光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光を前記光ビームとして被検眼に入射させ、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と、
前記測定光を偏向する光スキャナと、
を含み、
前記バリフォーカルレンズ又は前記ズームレンズは、前記光源と前記光スキャナとの間に配置されている
ことを特徴とする請求項7に記載の眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、眼科装置に関する。
【背景技術】
【0002】
眼科分野において画像診断は重要な位置を占め、近年では走査型レーザー検眼鏡(SLO)や光干渉断層計の活用が進んでいる。SLOは、共焦点光学系を利用して微弱な光ビームで眼底を高速でスキャンすることにより画像を形成する装置であり、眼疾患のスクリーニングや診断に利用されている。光干渉断層計は、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)と呼ばれる技術を応用した光計測装置であり、眼底の2次元領域や3次元領域をスキャンすることにより断面像や3次元画像や機能画像を形成する。また、光干渉断層計は角膜等の画像化にも用いられる。
【0003】
一般に、光学的計測装置の分解能(横分解能)δは、δ=0.61λ/NA(ここで、λは光の波長を示し、NAは対物レンズの開口数を示す)で表される。よって、計測に用いられるビームの径(像側の開口数)が大きいほど分解能が高くなる。つまり、ビーム径が大きいほど計測精度や画質が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2016-54854号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
計測に用いられるビームの径を大きくすると、フォーカス位置ではSNR(Signal-to-Noise Ratio)が向上するのに対し、デフォーカス位置では分解能が低下する。しかしながら、従来の光学的計測装置では、対物レンズ又は被検眼に入射するビーム径を大きく変更することができないため、被検眼の状態によっては好適な計測結果を取得することができない場合があった。
【0006】
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、被検眼の状態にかかわらず好適な計測結果を得ることが可能な眼科装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態に係る眼科装置の第1態様は、スウェプトソースOCTにより被検眼のデータを取得する眼科装置であって、波長掃引型光源からの光に基づいて生成された測定光としての光ビームを用いて被検眼をスキャンすることによりデータを収集するデータ収集部と、前記光ビームのサイズを変更するビームサイズ変更部と、前記ビームサイズ変更によりサイズが変更された前記光ビームを用いて前記データ収集部により収集されたデータに基づいて前記被検眼の断層像を取得する取得部と、前記断層像における深度方向の画素値を積算することにより評価値を算出する評価部と、前記評価値が小さいほど前記光ビームのビーム径が小さくなるように前記ビームサイズ変更部を制御する制御部と、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、前記ビームサイズ変更部による前記光ビームのサイズの変更制御に連係して前記波長掃引型光源からの光の光量を制御してもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第3態様では、第1態様又は第2態様において、前記制御部は、前記評価値が第1輝度に対応した第1評価値のとき前記光ビームのサイズが第1サイズになるように前記ビームサイズ変更部を制御し、前記評価値が前記第1輝度より低い第2輝度に対応した第2評価値のとき前記光ビームのサイズが前記第1サイズより小さい第2サイズになるように前記ビームサイズ変更部を制御してもよい。
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、前記光ビームの光路に配置され、前記光路に沿って移動可能な合焦レンズと、前記合焦レンズを前記光路に沿って移動する移動機構と、を含み、前記制御部は、前記移動機構を制御することにより前記光ビームの焦点位置を所定の位置に変更した後に、前記ビームサイズ変更部の制御を行ってもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第5態様は、第1態様~第4態様において、前記ビームサイズ変更部は、絞りと、前記光ビームの光路に対して前記絞りを挿脱する挿脱機構と、を含んでもよい。
また、実施形態に係る眼科装置の第6態様は、第5態様において、前記データ収集部は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光を前記光ビームとして被検眼に入射させ、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と、前記測定光を平行光束にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズにより平行光束とされた前記測定光を偏向する光スキャナと、を含み、前記挿脱機構は、前記コリメータレンズと前記光スキャナとの間の前記測定光の光路に対して前記絞りを挿脱してもよい。
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、前記ビームサイズ変更部は、前記光ビームの光路に配置されたバリフォーカルレンズ又はズームレンズを含み、前記制御部は、前記バリフォーカルレンズ又は前記ズームレンズを制御してもよい。
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、前記データ収集部は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光を前記光ビームとして被検眼に入射させ、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と、前記測定光を偏向する光スキャナと、を含み、前記バリフォーカルレンズ又は前記ズームレンズは、前記光源と前記光スキャナとの間に配置されていてもよい。
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。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、被検眼の状態にかかわらず好適な計測結果を得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。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
図2】第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
図3】第1実施形態に係る眼科装置の制御系の構成の一例を示す概略図である。
図4】第1実施形態に係る眼科装置の動作例を示すフロー図である。
図5】第2実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
図6A】第2実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
図6B】第2実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
図7】第2実施形態に係る眼科装置の制御系の構成の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
実施形態に係る眼科装置は、少なくともOCTを実行する機能を備え、被測定物体としての被検眼に対してOCTを実行することにより被検眼に関する情報を取得する光学的計測装置である。被検眼に関する情報には、断層像や、眼軸長などの被検眼の眼内距離などがあるが、実施形態はこれらに限定されるものではない。実施形態に係る眼科装置は、後述のフーリエドメインOCTを実行するための光学系を備え、被検眼又は対物レンズに入射する測定光のビーム径(ビームサイズ、光束径、入射光束径、測定光LSの進行方向に直交する方向の径)を変更することが可能である。例えば、眼科装置は、OCTを実行することにより得られた被検眼のデータ(スキャンデータ)に基づいて測定光のビーム径を変更したり、ユーザにより指定されたビーム径になるように測定光のビーム径を変更したりすることが可能である。眼科装置は、変更されたビーム径を有する測定光を用いてスキャンして収集されたデータに基づいて被検眼に関する情報を取得する。
【0012】
実施形態に係る眼科装置は、フーリエドメインOCTと前眼部撮影機能を有する眼底カメラとを組み合わせた眼科装置である。この眼科装置は、スウェプトソースOCTを実行する機能を備えているが、実施形態はこれに限定されない。例えば、OCTの種別はスウェプトソースOCTには限定されず、スペクトラルドメインOCT等であってもよい。スウェプトソースOCT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、被測定物体を経由した測定光の戻り光を参照光と干渉させて干渉光を生成し、この干渉光をバランスドフォトダイオード等で検出する手法である。波長の掃引及び測定光のスキャンに応じて収集された検出データにフーリエ変換等を施すことにより画像を形成することが可能である。スペクトラルドメインOCT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、被測定物体を経由した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する手法である。検出されたスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことにより画像を形成することが可能である。
【0013】
実施形態に係る眼科装置には、眼底カメラの代わりに、走査型レーザー検眼鏡(SLO)や、スリットランプ顕微鏡や、手術用顕微鏡や、光凝固装置などが設けられてもよい。以下、この明細書では、OCTによって取得される画像をOCT画像と総称し、測定光の光路を測定光路と表記することがある。
【0014】
<第1実施形態>
第1実施形態に係る眼科装置は、被検眼に対してOCTを実行することにより取得されたスキャンデータに基づいて測定光のビーム径を変更し、変更されたビーム径を有する測定光を用いて被検眼に関する情報を取得する。
【0015】
[構成]
図1に示すように、実施形態に係る眼科装置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を含む。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、OCTを実行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プロセッサを具備している。
【0016】
本明細書において「プロセッサ」は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array))等を含む処理回路を意味する。プロセッサは、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。
【0017】
〔眼底カメラユニット〕
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。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、又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。
【0018】
眼底カメラユニット2には、被検者の顔を支持するための顎受けや額当てが設けられている。更に、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。
【0019】
照明光学系10の観察光源11は、例えばハロゲンランプ又はLED(Light Emitting Diode)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。
【0020】
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33A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。以下、撮影光学系30は、主として被検眼Eの眼底像を取得する場合について説明するが、眼底像と同様に被検眼Eの前眼部像を取得することが可能である。
【0021】
撮影光源15は、例えばキセノンランプ又はLED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。
【0022】
LCD(Liquid Crystal Display)39は、固視標や視力測定用視標を表示する。固視標は被検眼Eを固視させるための視標であり、眼底撮影時やOCT計測時などに使用される。
【0023】
LCD39から出力された光は、その一部がハーフミラー33A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に照射される。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。
【0024】
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アライメント光学系50とフォーカス光学系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)を行うための視標(アライメント視標)を生成する。フォーカス光学系60は、被検眼Eに対してフォーカス(ピント)を合わせるための視標(スプリット視標)を生成する。
【0025】
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の角膜に照射される。
【0026】
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を通過する。撮影合焦レンズ31を通過した角膜反射光は、ミラー32により反射され、ハーフミラー33Aを透過し、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(アライメント視標)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がアライメント視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)。
【0027】
フォーカス光学系60は、撮影光学系30の光路に沿った撮影合焦レンズ31の移動に連動して、照明光学系10の光路に沿って移動可能である。フォーカス光学系60の反射棒67は、照明光路に対して挿脱可能である。
【0028】
フォーカス調整を行う際には、照明光路上に反射棒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、スプリット視標板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により反射され、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に照射される。
【0029】
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(スプリット視標像)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、スプリット視標像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、スプリット視標像を視認しつつ手動でピント合わせを行ってもよい。
【0030】
反射棒67は、被検眼Eの眼底Efと光学的に略共役な照明光路上の位置に挿入される。照明光学系10の光路に挿入されている反射棒67の反射面の位置は、スプリット視標板63と光学的に略共役な位置である。スプリット視標光束は、前述のように、二孔絞り64などの作用により2つに分離される。被検眼Eの眼底Efと反射棒67の反射面とが共役ではない場合、CCDイメージセンサ35により取得されたスプリット視標像は、例えば、左右方向に2つに分離して表示装置3に表示される。被検眼Eの眼底Efと反射棒67の反射面とが略共役である場合、CCDイメージセンサ35により取得されたスプリット視標像は、例えば、上下方向に一致して表示装置3に表示される。眼底Efとスプリット視標板63とが常に光学的に共役になるように撮影合焦レンズ31と連動してフォーカス光学系60が照明光学系10の光路に沿って移動される。眼底Efとスプリット視標板63とが共役になっていない場合にはスプリット視標像が2つに分離するため、2つのスプリット視標像が上下方向に一致するようにフォーカス光学系60を移動することにより、撮影合焦レンズ31の位置が求められる。なお、この実施形態では、2つのスプリット視標像が取得される場合について説明したが、3以上のスプリット視標像であってよい。
【0031】
ダイクロイックミラー46は、眼底計測用の光路からOCT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に用いられる波長帯の光を反射し、計測用の光を透過させる。このOCT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。
【0032】
コリメータレンズユニット40は、コリメータレンズを含む。コリメータレンズユニット40は、光ファイバによりOCTユニット100と光学的に接続されている。この光ファイバの出射端を臨む位置に、コリメータレンズユニット40のコリメータレンズが配置されている。コリメータレンズユニット40は、光ファイバの出射端から出射された測定光LS(後述)を平行光束にするとともに、被検眼Eからの測定光の戻り光を当該出射端に集光する。
【0033】
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用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、これを移動する機構とを含んで構成される。
【0034】
光スキャナ42は、被検眼Eの瞳孔と光学的に共役な位置に配置されている。光スキャナ42は、OCT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、被検眼Eを測定光LSでスキャンすることができる。光スキャナ42は、例えば、測定光LSをx方向にスキャンするガルバノミラーと、y方向にスキャン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スキャンすることができる。
【0035】
コリメータレンズユニット40と光スキャナ42との間の平行光の光路である測定光路に対して絞り80が挿脱される。絞り80は、測定光LSの光束を制限することにより測定光LSのビーム径を変更するビーム径変更部材である。このような絞り80は、例えば、光束通過領域と、光束通過領域の周囲に設けられた光束遮断領域とが設けられた平面部材を含んで構成される。ビーム径を大きくする場合には絞り80が測定光路から退避され、ビーム径を小さくする場合には絞り80が測定光路に配置される。ビーム径が大きい場合、測定光LSの集光位置ではSNRが大きくなるため、集光位置に相当する位置が明るく、集光位置から外れた位置に相当する位置が暗い断層像が取得される。これに対して、ビーム径が小さい場合、測定光LSの集光位置や集光位置から外れた位置であってもSNRの差が小さくなり、これらに相当する位置である程度均一に明るい断層像が取得される。それにより、断層像の深度方向の輝度値が小さいと判断される場合には、測定光のビーム径を小さくすることで、ビーム径を変更する前より均一に明るい断層像を取得することが可能になる。
【0036】
なお、図1は、絞り80の挿脱によりビーム径を変更する場合を表しているが、所定の回動軸を中心とする円周に沿って互いに領域サイズが異なる2以上の光束通過領域が形成され、各光束通過領域が測定光路に選択的に配置可能な平面部材を設けてもよい。この場合、当該平面部材を回動軸中心に回動させることで、測定光LSについて2以上の任意のビーム径を選択的に変更することができる。
【0037】
〔OCTユニット〕
OCTユニット100の構成の一例を図2に示す。OCTユニット100には、被検眼EのOCT画像を取得するための光学系が設けられている。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。
【0038】
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。後述の制御部からの制御を受け、波長掃引型光源の波長掃引周波数(波長掃引速度)及び波長掃引幅の少なくとも一方は変更可能である。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
なお、図1及び図2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、測定光路長と参照光路長との差を変更することも可能である。
【0044】
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に入射し、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。
【0045】
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。
【0046】
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。測定光路から絞り80が退避されている場合、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。測定光路に絞り80が配置されている場合、平行光束とされた測定光LSは、絞り80、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。
【0047】
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。
【0048】
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。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。
【0049】
〔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。
【0050】
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画像を表示装置3に表示させる。
【0051】
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。
【0052】
〔制御系〕
眼科装置1の制御系(処理系)の構成について図3を参照しつつ説明する。なお、図3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。
【0053】
(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。
【0054】
(主制御部)
主制御部211は前述の各種制御を行う。特に、図3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、挿脱機構80A、CCDイメージセンサ35及び38、LCD39、光路長変更部41、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。
【0055】
眼科装置1は、被検眼Eをスキャンすることにより得られたスキャンデータに応じて、被検眼E(又は対物レンズ22)に入射する測定光LSのビーム径を変更することが可能である。ビーム径の選択(指定)は、主制御部211により行われてもよいし、ユーザが後述の操作部242を操作することにより行われてもよい。主制御部211によりビーム径が選択される場合、前回と同じビーム径が選択されたり、被検者や被検眼の計測部位や診断目的に応じて選択されたりしてもよい。
【0056】
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。
【0057】
挿脱機構80Aは、コリメータレンズユニット40と光スキャナ42との間の測定光路に対して絞り80を挿脱する。挿脱機構80Aには、絞り80を保持する保持部材と、この保持部材を測定光路に対して挿脱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、制御部210からの制御を受けた挿脱機構80Aが測定光路に対して絞り80を挿脱することにより、測定光LSのビーム径が変更される。なお、手動又はユーザの操作部242に対する操作により挿脱機構80Aが測定光路に対して絞り80を挿脱するようにしてもよい。上記のように、絞り80が回動軸を中心とする円周に沿って2以上の光束通過領域が形成された平面部材を含む場合、挿脱機構80Aに代えて回動機構が設けられる。この場合、制御部210からの制御を受けた回動機構が回動軸を中心に回動されることで2以上の光束通過領が選択的に測定光路に配置されることにより、測定光LSのビーム径が変更される。
【0058】
なお、主制御部211は、図示しない光学系駆動部を制御して、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。
【0059】
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、参照光路の長さが変更される。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。
【0060】
(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、眼科装置1の動作モード、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。
【0061】
(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眼底Efや前眼部などの被検眼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(被検眼E内における各測定光LSの経路)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。
【0062】
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。
【0063】
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。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。
【0064】
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。
【0065】
(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。
【0066】
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。
【0067】
データ処理部230は、評価部231と、眼内距離算出部232とを含む。
【0068】
評価部231は、干渉光学系による干渉光LCの品質を評価する。干渉光LCの品質は、干渉光LCの検出結果(検出信号、検出データ、干渉信号)のSNRや、当該検出結果に基づいて画像形成部220により形成された画像の画質に対応する。この実施形態では、評価部231は、干渉光LCの検出結果に基づいて形成された被検眼Eの断層像の画質を評価する。具体的には、評価部231は、取得された被検眼Eの断層像における深度方向のSNR(又はコントラスト)を評価する。例えば、評価部231は、当該断層像における深度方向の画素値(輝度値)を積算することにより評価値を求める。
【0069】
また、評価部231は、操作部242に対するユーザの操作内容に基づいて指定された領域をスキャンすることにより得られた干渉光LCの品質を評価することが可能である。この場合、評価部231は、当該領域をスキャンして生成された干渉光LCの検出結果に基づいて形成された被検眼Eの断層像の画質を評価する。
【0070】
眼内距離算出部232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する。眼内距離算出部232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。このような眼内距離算出部232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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
(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。
【0074】
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。
【0075】
OCTユニット100から光スキャナ42を経由して対物レンズ22に至るまでの光学系は、実施形態に係る「データ収集部」の一例である。絞り80及び挿脱機構80Aは、実施形態に係る「ビームサイズ変更部」の一例である。画像形成部220又はデータ処理部230は、実施形態に係る「取得部」の一例である。OCTユニット100に含まれる光学系は、実施形態に係る「干渉光学系」の一例である。操作部242は、実施形態に係る「指定部」の一例である。
【0076】
[動作例]
第1実施形態に係る眼科装置1の動作について説明する。
【0077】
図4に、第1実施形態に係る眼科装置1の動作の一例を示す。
【0078】
(S1)
まず、主制御部211は、挿脱機構80Aを制御して測定光路から絞り80を退避させる。それにより、測定光LSのビーム径は第1ビーム径(初期ビーム径)に設定される。主制御部211は、例えば操作部242に対するユーザの操作内容に基づいてアライメント光学系50により被検眼Eにアライメント視標を投影させ、その後、撮影光学系30を制御することにより被検眼Eの前眼部が描出された前眼部像を取得させる。
【0079】
(S2)
次に、主制御部211は、公知の手法で、S1において取得された前眼部像に基づいて図示しない光学系駆動部を制御することにより被検眼Eに対する装置光学系の位置合わせを行う(x方向、y方向及びz方向)。
【0080】
(S3)
主制御部211は、光スキャナ42をあらかじめ決められた初期位置にセットする。
【0081】
(S4)
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、主制御部211からの制御を受け、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被検眼E(例えば、眼底Ef)のOCT画像(断層像)を形成する。
【0082】
(S5)
主制御部211は、検出器125により得られた干渉光の検出信号に基づいて測定光LSの焦点位置を変更する。主制御部211は、例えば、所定の干渉光の検出信号の振幅が最大になるように移動機構43Dを制御することにより測定光LSの焦点位置を変更する。
【0083】
(S6)
続いて、主制御部211は、xy平面における所定の走査位置について検出器125により検出された干渉光LCの検出結果に対応した検出信号の深度方向のSNRを評価部231に評価させる。例えば、主制御部211は、S5において焦点位置が変更された測定光LSを用いて再びOCTスキャンを開始させ、取得された被検眼Eの断層像又はS4において取得された被検眼Eの断層像における深度方向の画素値を積算した評価値を評価部231に算出させる。主制御部211は、求められた評価値(すなわち、OCTスキャンにより得られたスキャンデータ)に基づいて測定光LSのビーム径を変更する。
【0084】
主制御部211は、干渉光LCの検出結果のSNRが低いほど測定光LSのビーム径を小さくするように制御することが可能である。例えば、主制御部211は、評価値が第1輝度に対応した第1評価値のとき、測定光LSのビーム径がビーム径D2(第1サイズ)になるようにビームサイズ変更部を制御する。また、主制御部211は、評価値が第1輝度より低い第2輝度に対応した第2評価値のとき、測定光LSのビーム径がビーム径D1(D1<D2、第2サイズ)になるようにビームサイズ変更部を制御する。
【0085】
更に、主制御部211は、求められた評価値(第1実施形態では輝度)が最大になるように挿脱機構80Aを制御することにより測定光LSのビーム径を変更することが可能である。例えば、主制御部211は、断層像の取得と、評価値の算出と、評価値の評価と、ビーム径の変更とを繰り返すことにより、評価値が最大になるように測定光LSのビーム径を変更する。測定光LSのビーム径が第1ビーム径(初期ビーム径)のとき評価値が最大である場合、測定光LSのビーム径は変更されない。
【0086】
また、主制御部211は、求められた評価値があらかじめ決められた目標値以上になるように挿脱機構80Aを制御することにより測定光LSのビーム径を変更することが可能である。目標値は、事前の計測に基づいて決定され、変更可能な値であってよい。
【0087】
(S7)
主制御部211は、再び、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、主制御部211は、検出器125による干渉光の検出結果に基づいて被検眼EのOCT画像を画像形成部220に形成させる。また、主制御部211は、眼底Ef又は前眼部における所定の眼内距離を眼内距離算出部232に算出させるようにしてもよい。例えば、主制御部211は、検出器125による干渉光の検出結果に基づいて、角膜厚、前房深度、水晶体厚及び眼軸長の少なくとも1つを眼内距離算出部232に算出させる。
【0088】
(S8)
続いて、主制御部211は、次のOCT計測を行うか否かを判定する。主制御部211は、操作部242に対するユーザの操作内容に基づいて、次のOCT計測を行うか否かを判定することができる。次のOCT計測を行うと判定されたとき(S8:N)、眼科装置1の動作はS1に移行する。次のOCT計測を行わないと判定されたとき(S8:Y)、眼科装置1の動作は終了する(エンド)。
【0089】
なお、図4では、OCT画像中における1つの代表位置の評価結果に基づいて測定光LSのビーム径を変更する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、OCT画像がx方向、y方向及びz方向の少なくとも1つの方向に分割された2以上の領域それぞれの代表位置の評価結果に基づいて測定光LSのビーム径を変更し、領域毎にビーム径が変更された測定光LSを用いてOCTスキャンを実行するようにしてもよい。また、例えば、xy平面における走査位置ごとに評価値を求め、走査位置ごとに測定光LSのビーム径を変更するようにしてもよい。
【0090】
以上説明したように、第1実施形態によれば、OCTスキャンにより取得された被検眼Eのスキャンデータに応じて測定光LSのビーム径(被検眼E又は対物レンズ22への入射光束径)を変更することができる。それにより、被検者や被検眼の計測部位の状態にかかわらずSNRを向上させることが可能になる。例えば、被検眼Eの眼底面の状態や、被検眼Eの眼軸長や、被検眼Eが強度近視眼であるか否かにかかわらず、好適な計測結果を取得することが可能になる。特に、第1実施形態によれば、深度方向の各画素の輝度値を積算した評価値に基づいて測定光LSの光束を変更するようにしたので、測定光LSの集光位置にかかわらず均一な明るさの断層像を取得することができる。
【0091】
なお、第1実施形態において、測定光路に対する絞り80の挿脱制御に連係して波長掃引型光源が発する光の光量を制御するようにしてもよい。例えば、測定光路に絞り80が挿入されたときに光量を増加させ、測定光路から絞り80が退避されたとき光量を減少させることで、被検眼に対する安全性を確保しつつSNRを向上させることができる。
【0092】
<第2実施形態>
第1実施形態では、測定光路に対して絞り80を挿脱することにより測定光LSのビーム径を変更する場合について説明したが、実施形態に係る眼科装置の構成はこれに限定されるものではない。例えば、測定光LSの光束を制限することなく測定光LSのビーム径を変更することが可能である。以下では、第2実施形態に係る眼科装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
【0093】
図5に、第2実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を示す。図5において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【0094】
第2実施形態に係る眼科装置1aの光学系の構成が第1実施形態に係る眼科装置1の光学系の構成と異なる点は、絞り80が取り除かれた点と、コリメータレンズユニット40に代えてバリフォーカルレンズ90が設けられた点である。バリフォーカルレンズ90は、焦点距離(すなわち画角)を変更する可変焦点レンズである。
【0095】
図6A及び図6Bに、図5のバリフォーカルレンズ90の構成例を示す。図6Aは、測定光LSのビーム径が小さいビーム径D1に設定された状態のバリフォーカルレンズ90の光学系の構成例を表したものである。図6Bは、測定光LSのビーム径が大きいビーム径D2に設定された状態のバリフォーカルレンズ90の光学系の構成例を表したものである。図6A及び図6Bにおいて、図5と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【0096】
バリフォーカルレンズ90は、レンズ91、92、93を含む。レンズ92は、光軸方向に移動可能である。レンズ92は、図示しない移動機構により光軸方向に移動される。レンズ91はメニスカスレンズであってよい。レンズ92は平凹レンズであってよい。レンズ93は、凸レンズであってよい。光ファイバ127の出射端を臨む位置に、バリフォーカルレンズ90が配置されている。具体的には、バリフォーカルレンズ90は、その焦点位置が光ファイバ127の出射端に一致するように配置されている。バリフォーカルレンズ90は、光ファイバ127の出射端から出射された測定光LSを平行光束にするとともに、被検眼Eからの測定光の戻り光を当該出射端に集光する。
【0097】
測定光LSのビーム径を小さくする場合、レンズ92をレンズ91側に移動することにより測定光LSのビーム径D1が設定される(図6A)。測定光LSのビーム径を大きくする場合、レンズ92をレンズ93側に移動することにより測定光LSのビーム径D2が設定される(図6B)。
【0098】
図7に、第2実施形態に係る眼科装置1aの制御系の構成例のブロック図を示す。図7において、図3と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【0099】
第2実施形態に係る眼科装置1aの制御系が第1実施形態に係る眼科装置1の制御系と異なる点は、演算制御ユニット200に代えて演算制御ユニット200aが設けられた点と、挿脱機構80Aに対する制御に代えて移動機構92Aに対する制御を行う点である。演算制御ユニット200aは、制御部210aと、画像形成部220と、データ処理部230とを含む。制御部210aが制御部210と異なる点は、挿脱機構80Aに対する制御に代えて移動機構92Aに対する制御を行うようにした点である。制御部210aは、主制御部211aと、記憶部212aとを含む。
【0100】
移動機構92Aには、レンズ92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、レンズ91、92の間の光学的距離と、レンズ92、93の間の光学的距離とが変更される。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92Aが光軸方向にレンズ92を移動するようにしてもよい。
【0101】
第2実施形態に係る眼科装置1aの動作は、図4に示す第1実施形態に係る眼科装置1の動作と略同様である。第2実施形態に係る眼科装置1aは、S3において図6Aに示すようにレンズ92を移動することにより測定光LSのビーム径を小さいビーム径に変更する。また、眼科装置1aは、S5において図6Bに示すようにレンズ92を移動することにより測定光LSのビーム径を大きいビーム径に変更する。
【0102】
なお、第2実施形態において、バリフォーカルレンズに代えてズームレンズが設けられてもよい。ズームレンズの構成は公知であるため、詳細な説明を省略する。この場合、制御部210aは、ズームレンズを制御することにより測定光LSのビーム径を変更することが可能である。
【0103】
以上説明したように、第2実施形態によれば、被検眼Eのスキャンデータに応じてバリフォーカルレンズを制御することにより測定光LSのビーム径を変更するようにしたので、光量を低下させることなく好適なOCT計測結果を取得することが可能になる。
【0104】
[効果]
実施形態に係る眼科装置の効果について説明する。
【0105】
実施形態に係る眼科装置(1、1a)は、データ収集部(OCTユニット100から光スキャナ42を経由して対物レンズ22に至るまでの光学系)と、ビームサイズ変更部(絞り80及び挿脱機構80A)と、取得部(画像形成部220又はデータ処理部230)とを含む。データ収集部は、光ビーム(測定光LS)を用いて被検眼(E)をスキャンすることによりデータを収集する。ビームサイズ変更部は、光ビームのサイズ(ビーム径、光束径、入射光束径、光学系の光軸に直交する方向の径)を変更する。取得部は、ビームサイズ変更によりサイズが変更された光ビームを用いてデータ収集部により収集されたデータに基づいて被検眼に関するデータ(被検眼の画像、眼内距離等の計測結果)を取得する。
【0106】
このような構成によれば、光ビームのサイズを変更可能とし、変更された光ビームを用いて被検眼をスキャンすることによりデータを収集し、被検眼に関するデータを取得するようにしたので、ビーム径が固定されている場合に比べてスキャン結果のSNRを向上させ、好適な計測結果を取得することが可能になる。
【0107】
また、実施形態に係る眼科装置は、データ収集部により収集されたデータに基づいてビームサイズ変更部を制御する制御部(210、主制御部211)を含んでもよい。
【0108】
このような構成によれば、被検眼の状態にかかわらずスキャン結果のSNRを向上させることが可能になる。
【0109】
また、実施形態に係る眼科装置では、取得部は、上記のデータに基づいて被検眼の画像を形成する画像形成部(220)を含み、画像形成部により形成された画像の画質を評価する評価部(231)を含み、制御部は、評価部による評価結果に基づいてビームサイズ変更部を制御してもよい。
【0110】
このような構成によれば、光ビームを用いて被検眼をスキャンすることにより得られたデータに基づいて被検眼の画像を形成し、形成された画像の評価結果に基づいて光ビームのビーム径を変更するようにしたので、被検眼の状態にかかわらず高精細な被検眼の画像を取得することが可能になる。
【0111】
また、実施形態に係る眼科装置では、取得部は、光コヒーレンストモグラフィを用いて収集されたデータに基づいて被検眼の断層像を取得し、評価部は、断層像の輝度に対応した評価値を算出し、制御部は、評価部により算出された評価値に基づいて断層像の輝度が最大になるようにビームサイズ変更部を制御してもよい。
【0112】
このような構成によれば、被検眼の状態にかかわらず輝度が最適化された被検眼の高精細な断層像を取得することが可能になる。
【0113】
また、実施形態に係る眼科装置では、評価部は、断層像における光ビームの深度方向の画素値に基づいて評価値を算出してもよい。
【0114】
このような構成によれば、被検眼の状態にかかわらず光ビームの深度方向の輝度が最適化された被検眼の断層像を取得することが可能になる。
【0115】
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、評価値が第1輝度に対応した第1評価値のとき光ビームのサイズが第1サイズ(D2)になるようにビームサイズ変更部を制御し、評価値が第1輝度より低い第2輝度に対応した第2評価値のとき光ビームのサイズが第1サイズより小さい第2サイズ(D1)になるようにビームサイズ変更部を制御してもよい。
【0116】
このような構成によれば、輝度が低いほど、データを収集するための光ビームのビームサイズが小さくなるように制御するようにしたので、輝度にむらがある場合であっても被検眼についてある程度輝度が均一で、かつ、高画質の画像を得ることが可能になる。
【0117】
また、実施形態に係る眼科装置は、光ビームの光路に配置され、当該光路に沿って移動可能な合焦レンズ(OCT合焦レンズ43)と、合焦レンズを当該光路に沿って移動する移動機構(43A)と、を含み、制御部は、移動機構を制御することにより光ビームの焦点位置を所定の位置に変更した後に、ビームサイズ変更部の制御を行うことができる。
【0118】
このような構成によれば、光ビームのフォーカス調整後にビーム径を変更するようにしたので、光ビームの深度方向を高精度に評価することが可能になり、好適な計測結果を取得することが可能になる。
【0119】
また、実施形態に係る眼科装置は、光ビームのサイズを指定する指定部(操作部242)と、指定部により指定されたサイズになるようにビームサイズ変更部を制御する制御部(制御部210、主制御部211)と、を含んでもよい。
【0120】
このような構成によれば、指定部により指定されたサイズに光ビームを変更することで被検眼の状態に関わらず好適な計測結果を取得することが可能になる。
【0121】
また、実施形態に係る眼科装置では、ビームサイズ変更部は、絞り(80)と、光ビームの光路(測定光路)に対して絞りを挿脱する挿脱機構(80A)と、を含んでもよい。
【0122】
このような構成によれば、光ビームの光路に対して絞りを挿脱することにより光ビームのサイズを変更するようにしたので、簡素な構成で光ビームのサイズを変更することが可能になる。
【0123】
また、実施形態に係る眼科装置では、データ収集部は、光源(波長掃引型光源)からの光(L0)を測定光(LS)と参照光(LR)とに分割し、測定光を光ビームとして被検眼に入射させ、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光(LC)を検出する干渉光学系(OCTユニット100に含まれる光学系)と、測定光を平行光束にするコリメータレンズ(コリメータレンズユニット40)と、コリメータレンズにより平行光束とされた測定光を偏向する光スキャナ(42)と、を含み、挿脱機構は、コリメータレンズと光スキャナとの間の測定光の光路に対して絞りを挿脱してもよい。
【0124】
このような構成によれば、平行光束とされた測定光の光路に対して絞りを挿脱するようにしたので、簡素な構成、かつ、簡素な制御で測定光のビームサイズを変更することが可能になる。
【0125】
また、実施形態に係る眼科装置では、ビームサイズ変更部は、光ビームの光路に配置されたバリフォーカルレンズ(90)又はズームレンズを含み、制御部は、バリフォーカルレンズ又はズームレンズを制御してもよい。
【0126】
このような構成によれば、バリフォーカルレンズ又はズームレンズを用いて光ビームのサイズを変更するようにしたので、光源からの光の光量の低下を招くことなく光ビームのサイズを変更することが可能になる。
【0127】
また、実施形態に係る眼科装置では、データ収集部は、光源(波長掃引型光源)からの光(L0)を測定光(LS)と参照光(LR)とに分割し、測定光を光ビームとして被検眼に入射させ、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する干渉光学系(OCTユニット100に含まれる光学系)と、測定光を偏向する光スキャナ(42)と、を含み、バリフォーカルレンズ又はズームレンズは、光源と光スキャナとの間に配置されていてもよい。
【0128】
このような構成によれば、バリフォーカルレンズ又はズームレンズを用いて平行光束とされた測定光のビームサイズを変更するようにしたので、簡素な構成、かつ、簡素な制御で測定光のビームサイズを変更することが可能になる。
【0129】
<変形例>
以上に示された実施形態は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
【0130】
前述の実施形態又はその変形例において、実施形態に係る眼科装置における光学系の構成が図1及び図2に示す構成である場合について説明したが、光学系の構成はこれに限定されない。実施形態に係る光学系は、レーザー光を眼底における治療部位に照射するための光学系や、被検眼に固視させた状態で視標を移動させるための光学系などを備えていてもよい。
【符号の説明】
【0131】
1、1a 眼科装置
40 コリメータレンズユニット
42 光スキャナ
80 絞り
80A 挿脱機構
90 バリフォーカルレンズ
92A 移動機構
100 OCTユニット
200、200a 演算制御ユニット
210、210a 制御部
211、211a 主制御部
230 データ処理部
231 評価部
232 眼内距離算出部
220 画像形成部
242 操作部
E 被検眼
LC 干渉光
LR 参照光
LS 測定光
図1
図2
図3
図4
図5
図6A
図6B
図7