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。実施形態に係る眼科装置は、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は、例えば、眼科撮影装置及び眼科測定装置の少なくとも一方を含む。眼科撮影装置の例として、光干渉断層計、眼底カメラ、走査型レーザ検眼鏡などがある。眼科測定装置の例として、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、眼科装置は、光干渉断層計と眼底カメラとの複合機である。しかし、他の眼科装置に同様の構成を適用することも可能である。なお、この明細書にて引用された文献に開示された技術を含む任意の公知技術を、実施形態に組み合わせることができる。
以下の実施形態では、低コヒーレンス光源と分光器が搭載された、いわゆるスペクトラルドメイン(Spectral Domain)タイプの光干渉断層計について説明する。しかし、実施形態に適用可能なOCTのタイプはスペクトラルドメインタイプに限定されない。例えば、スウェプトソースタイプの光干渉断層計に同様の構成を適用することができる。
ここで、スウェプトソース(Swept Source)OCTとは、被測定物体に投射される光の波長を走査(波長掃引)し、各波長の光の反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を順次に検出してスペクトル強度分布を取得し、それに対してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の形態を画像化する手法である。典型的なスウェプトソースOCTでは、光源は波長可変光源であり、光検出器はバランスドフォトダイオードである。
〈構成〉
図1に例示された眼科装置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、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、各種の情報処理を実行するプロセッサを含む。
なお、「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))等の回路を意味する。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コンピュータ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。
〈眼底カメラユニット2〉
図1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Ea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Ea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、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。
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と額当てが設けられている。顎受け及び額当ては、図5A及び図5Bに示す支持部440に相当する。なお、図5A及び図5Bにおいて、符号410は、光学系駆動部2A等の駆動系や、演算制御回路が格納されたベースを示す。また、符号420は、ベース410上に設けられた、光学系が格納された筐体を示す。また、符号430は、筐体420の前面に突出して設けられた、対物レンズ22が収容されたレンズ収容部を示す。
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が設けられている。照明光学系10は眼底Efに照明光を投射する。撮影光学系30は、この照明光の戻り光を撮像装置(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からの信号光を眼底Efに導くとともに、眼底Efを経由した信号光をOCTユニット100に導く。
照明光学系10には、被検眼Eの所定部位での反射に起因するノイズ光の混入を防止するための絞りが設けられている。本例では、特許文献3と同様に、水晶体前面絞り23fと、水晶体後面絞り23rと、角膜絞り23cとが設けられている。水晶体前面絞り23fは、被検眼Eに入射して眼底Efに向かう光束と、眼底Efで反射して被検眼Eから出射する光束とを、水晶体の前面(角膜側の面)において空間的に分離することにより、入射光束の水晶体前面での反射光が撮影光学系30に入射しないようにするための絞りである。また、水晶体前面絞り23fは、虹彩に投射された入射光束に起因するフレアを防止するための絞りである。水晶体後面絞り23rは、同様に、水晶体の後面(網膜側の面)での反射光が撮影光学系30に入射しないようにするための絞りである。角膜絞り23cは、角膜での反射光が撮影光学系30に入射しないようにするための絞りである。
水晶体前面絞り23f、水晶体後面絞り23r、及び角膜絞り23cのそれぞれには、リング状(環形)の開口が形成されている。水晶体前面絞り23fの例を図2に示す。水晶体前面絞り23fは、例えば、遮光性を有する材料で形成された板状部材であり、光が通過可能なリング状開口23tを備える。リング状開口23tは、例えば、リング状の貫通孔、又は、透明の材料で形成されたリング状板状部材である。他の例において、水晶体前面絞り23fは、透光性を有する材料で形成された板状部材であり、リング状開口23tを除く領域に遮光性を付与する表面処理が施されている。リング状開口23tの内側に設けられた円板状の遮光領域と、リング状開口23tの外側に設けられたリング状の遮光領域とは、水晶体表面上において対応する遮光領域に投射される光束を遮断するよう作用する。水晶体前面絞り23fの構成はこれらの例に限定されない。水晶体後面絞り23r及び角膜絞り23cも、図2と同様の構成を有する。
水晶体前面絞り23fは、リング状開口23tの内側の円板状遮光領域の中心が照明光学系10の光軸上に位置するように配置される。水晶体後面絞り23r及び角膜絞り23cも同様である。
水晶体前面絞り23f、水晶体後面絞り23r、及び角膜絞り23cの位置関係は、標準的な眼における角膜、水晶体前面及び水晶体後面の位置関係に応じて設計される。例えば、光学的共役関係を考慮し、角膜絞り23cと水晶体前面絞り23fとの間の光学的距離は前房深度の標準値に合わせて設計され、水晶体前面絞り23fと水晶体後面絞り23rとの間の光学的距離は水晶体厚の標準値に合わせて設計される。標準値は、例えば、模型眼の値、臨床的に得られた値、又は、統計的に得られた値である。前房深度の標準値は、例えば、3.0ミリメートル、又は3.1ミリメートル等に設定される。水晶体厚の標準値は、例えば、3.5ミリメートル、又は3.6ミリメートル等に設定される。
被検眼Eの前房深度及び水晶体厚の双方が標準値に近い場合、アライメントが合っている状態では、実質的に、被検眼Eの角膜と光学的に共役な位置に角膜絞り23cが配置され、被検眼Eの水晶体前面と光学的に共役な位置に水晶体前面絞り23fが配置され、被検眼Eの水晶体後面と光学的に共役な位置に水晶体後面絞り23rが配置される。
一方、被検眼Eの前房深度及び水晶体厚の少なくとも一方が標準値から外れている場合、水晶体前面絞り23f、水晶体後面絞り23r、及び角膜絞り23cのうちのいずれかが、対応部位に対して光学的に共役な位置から外れる。例えば、被検眼Eの前房深度と標準値との差が大きい場合、角膜を基準にアライメントすると、少なくとも水晶体前面絞り23fが共役位置から外れる。また、被検眼Eの前房深度と標準値との差が大きい場合、瞳孔(水晶体前面)を基準にアライメントすると、少なくとも角膜絞り23cが共役位置から外れる。
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り、水晶体前面絞り23fに投射される。投射された観察照明光の一部が、水晶体前面絞り23fのリング状開口23tを通過する。水晶体前面絞り23fを通過した観察照明光は、水晶体後面絞り23rに投射される。投射された観察照明光の一部が、水晶体後面絞り23rのリング状開口(23t)を通過する。水晶体後面絞り23rを通過した観察照明光は、ミラー16により反射され、リレーレンズ17、リレーレンズ18、絞り19及びリレーレンズ20を経由し、角膜絞り23cに投射される。投射された観察照明光の一部が、角膜絞り23cのリング状開口(23t)を通過する。角膜絞り23cを通過した観察照明光は、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。
眼底Efに投射された観察照明光の戻り光は、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、合焦レンズ31を経由し、ミラー32により反射される。更に、この戻り光は、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戻り光を検出する。表示装置3には、CCDイメージセンサ35により検出された戻り光に基づく画像(観察画像)が表示される。なお、撮影光学系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Eaの観察画像が表示される。観察画像は、前眼部Eaを被検者の正面から撮影して得られる正面画像の一例である。
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に投射される。眼底Efに投射された撮影照明光の戻り光は、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により検出された戻り光に基づく画像(撮影画像)が表示される。撮影光源15としてLEDを用いることも可能である。なお、CCDイメージセンサ38が近赤外光に感度を有し、且つ、動画の撮影が可能である場合には、近赤外による観察画像をイメージセンサ38にて取得することも可能である。この場合、ハーフミラー33、結像レンズ34、及びCCDイメージセンサ35は設けられていなくてよい。
LCD(Liquid Crystal Display)39は、裏面側に設けられたバックライト等により照明され、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、合焦レンズ31を経由し、孔開きミラー21の孔部を通過し、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に対する固視標の投影方向、つまり被検眼Eの固視位置を変更できる。それにより、被検眼Eを回旋させることができる。
被検眼Eに固視標を投影する手段はこれには限定されない。例えば、複数のLEDを配列してなるLED群を設け、これらLEDを選択的に点灯させることにより固視位置を変更することができる。また、移動可能な1つ以上のLEDを設けることにより固視位置を変更することも可能である。
眼底カメラユニット2には、被検眼Eの前眼部Ea(角膜)にアライメント光束を投射するための光束投射光学系50が設けられている。光束投射光学系50は、プルキンエ像を得るための光束を前眼部Eaに投射する。光束投射光学系50は、アライメント光源51を含む。アライメント光源51は、例えばLEDであり、対物レンズ22の焦点位置近傍又はそれと光学的に共役な位置に配置されている。
アライメント光源51から出力されたアライメント光束は、ダイクロイックフィルタ52により反射される。ダイクロイックフィルタ52は、リレーレンズ45とダイクロイックミラー46との間に配置され、アライメント光源51からの光路と、OCTユニット100からの信号光の光路とを合成している。ダイクロイックフィルタ52は、アライメント光束を反射し、且つ、OCT計測のための信号光を透過させるような特性を有する。
ダイクロイックフィルタ52により反射されたアライメント光束は、信号光の光路に沿って進行し、ダイクロイックミラー46により反射され、対物レンズ22を経由して前眼部Eaに投射される。それにより、前眼部Eaにプルキンエ像が形成される。
光束投射光学系50が設けられる位置は図1に示す構成には限定されない。例えば、孔開きミラー21と合焦レンズ31との間にダイクロイックフィルタを配置し、ダイクロイックフィルタにより撮影光学系30の光路から分岐された光路にアライメント光源を設けることができる。
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。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。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を通過し、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、角膜絞り23cのリング状開口(23t)を通過し、孔開きミラー21に反射され、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、眼底Efに投射された照明光の戻り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と、アライメント光束に用いられる波長帯の光とを反射し、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、ガルバノスキャナ42と、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む。
ガルバノスキャナ42は、OCT計測用の光路を通過する光(信号光LS)の進行方向を変更する。それにより、眼底Efを信号光LSで走査することができる。ガルバノスキャナ42は、例えば、信号光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む。それにより、信号光LSをxy平面上の任意の方向に走査することができる。
眼底カメラユニット2には前眼部カメラ300が設けられている。前眼部カメラ300は、前眼部Eaを異なる方向から撮影する。この実施形態では、眼底カメラユニット2の被検者側の面に2台のカメラが設けられている(図5Aに示す前眼部カメラ300A及び300Bを参照)。また、前眼部カメラ300A及び300Bはそれぞれ、図1及び図5Aに示すように、照明光学系10の光路及び撮影光学系30の光路の双方から外れた位置に設けられている。以下、2台の前眼部カメラ300A及び300Bをまとめて符号300で表すことがある。
この実施形態では、2台の前眼部カメラ300A及び300Bが設けられているが、この発明における前眼部カメラの個数は2以上の任意の個数である。後述の演算処理を考慮すると、異なる2方向から前眼部を撮影可能な構成であれば十分である。
また、この実施形態では、照明光学系10及び撮影光学系30とは別個に前眼部カメラ300を設けているが、少なくとも撮影光学系30を用いて同様の前眼部撮影を行うことができる。つまり、2以上の前眼部カメラのうちの1つは、撮影光学系30を含んでいてよい。いずれにしても、この実施形態は、異なる2(以上の)方向から前眼部Eaを撮影可能に構成されていればよい。
前眼部Eaを照明するための構成が設けられていてもよい。この構成には、例えば、1以上の光源が含まれる。典型的には、2以上の前眼部カメラのそれぞれの近傍に少なくとも1つの光源(赤外光源等)を設けることができる。この実施形態では、例えば、前眼部カメラ300Aの上方近傍に設けられた光源及び下方近傍に設けられた光源と、前眼部カメラ300Bの上方近傍に設けられた光源及び下方近傍に設けられた光源とが含まれていてよい。
2以上の前眼部カメラは、異なる2以上の方向から実質的に同時に前眼部Eaを撮影することができる。「実質的に同時」とは、例えば、2以上の前眼部カメラによる撮影において、眼球運動を無視できる程度の撮影タイミングのズレを許容することを示す。それにより、被検眼Eが実質的に同じ位置(向き)にあるときの画像を2以上の前眼部カメラによって取得することができる。
また、2以上の前眼部カメラによる撮影は動画撮影でも静止画撮影でもよい。動画撮影の場合、撮影開始タイミングを合わせるよう制御したり、フレームレートや各フレームの撮影タイミングを制御したりすることにより、上記のような実質的に同時の前眼部撮影を実現することができる。一方、静止画撮影の場合、撮影タイミングを合わせるよう制御することにより、これを実現することができる。
〈OCTユニット100〉
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、眼底Ef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、従来のスペクトラルドメインタイプの光干渉断層計と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、眼底Efに信号光を投射し、眼底Efに投射された信号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、この干渉光を分光してそのスペクトル成分を検出するように構成されている。光学系による検出結果(検出信号)は演算制御ユニット200に送られる。
なお、スウェプトソースタイプの光干渉断層計の場合には、低コヒーレンス光源を出力する光源の代わりに波長掃引光源が設けられ、且つ、分光器の代わりにバランスドフォトダイオード等の光検出器が設けられる。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は広帯域の低コヒーレンス光L0を出力する。低コヒーレンス光L0は、例えば、近赤外領域の波長帯(約800nm〜900nm程度)を含み、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する。なお、人眼では視認できない波長帯、例えば1040〜1060nm程度の中心波長を有する近赤外光を低コヒーレンス光L0として用いてもよい。
光源ユニット101は、スーパールミネセントダイオード(Super Luminescent Diode:SLD)や、LEDや、SOA(Semiconductor Optical Amplifier)等の光出力デバイスを含む。
光源ユニット101から出力された低コヒーレンス光L0は、光ファイバ102によりファイバカプラ103に導かれて信号光LSと参照光LRに分割される。
参照光LRは、光ファイバ104により導かれて光減衰器(アッテネータ)105に到達する。光減衰器105は、公知の技術を用いて、演算制御ユニット200の制御の下、光ファイバ104に導かれる参照光LRの光量を自動で調整する。光減衰器105により光量が調整された参照光LRは、光ファイバ104により導かれて偏波調整器(偏波コントローラ)106に到達する。偏波調整器106は、例えば、ループ状にされた光ファイバ104に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ104内を導かれる参照光LRの偏光状態を調整する装置である。なお、偏波調整器106の構成はこれに限定されるものではなく、任意の公知技術を用いることが可能である。偏波調整器106により偏光状態が調整された参照光LRは、ファイバカプラ109に到達する。
ファイバカプラ103により生成された信号光LSは、光ファイバ107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。更に、信号光LSは、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42、合焦レンズ43、ミラー44、リレーレンズ45、及びダイクロイックフィルタ52を経由してダイクロイックミラー46に到達する。そして、信号光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により屈折されて眼底Efに投射される。信号光LSは、眼底Efの様々な深さ位置において散乱・反射される。眼底Efによる信号光LSの後方散乱光(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103に導かれ、光ファイバ108を経由してファイバカプラ109に到達する。
ファイバカプラ109は、信号光LSの後方散乱光と、光ファイバ104を経由した参照光LRとを干渉させる。これにより生成された干渉光LCは、光ファイバ110により導かれて出射端111から出射される。更に、干渉光LCは、コリメータレンズ112により平行光束とされ、回折格子113によりスペクトル分解され、集光レンズ114により集光されて光検出器115の受光面に投影される。なお、図3に示す回折格子113は透過型であるが、例えば反射型の回折格子など、他の形態の分光素子を用いることも可能である。
光検出器115は、例えばラインセンサであり、分光された干渉光LCの複数のスペクトル成分を検出してそれぞれを電荷に変換する。光検出器115は、電荷を蓄積して検出信号を生成し、これを演算制御ユニット200に送る。
この実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、例えばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。また、CCDイメージセンサに代えて、他の形態のイメージセンサ、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどを用いることが可能である。
〈演算制御ユニット200〉
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、光検出器115から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスペクトラルドメインタイプの光干渉断層計と同様である。
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、眼底EfのOCT画像を表示装置3に表示させる。
また、眼底カメラユニット2の制御として、演算制御ユニット200は、観察光源11、撮影光源15、アライメント光源51、及びLED61のそれぞれの動作制御や、LCD39の動作制御や、合焦レンズ31及び43の移動制御や、反射棒67の移動制御や、フォーカス光学系60の移動制御や、光路長変更部41の移動制御や、ガルバノスキャナ42の動作制御や、前眼部カメラ300の動作制御などを行う。前眼部を照明するための光源(前眼部照明光源:前述)が設けられている場合、演算制御ユニット200は、前眼部照明光源の動作制御を行う。
また、OCTユニット100の制御として、演算制御ユニット200は、光源ユニット101の動作制御や、光減衰器105の動作制御や、偏波調整器106の動作制御や、光検出器115の動作制御などを行う。
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、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、例えばOCT画像を形成するための回路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。
眼底カメラユニット2、表示装置3、OCTユニット100及び演算制御ユニット200は、一体的に(つまり単一の筺体内に)構成されていてもよいし、2つ以上の筐体に別れて構成されていてもよい。
〈制御系〉
眼科装置1の制御系の構成について図4A及び図4Bを参照しつつ説明する。
〈制御部210〉
眼科装置1の制御系は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、例えば、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む。制御部210には、主制御部211と、記憶部212と、光学系位置取得部213とが設けられている。
〈主制御部211〉
主制御部211は、前述した各種の動作制御を行う。合焦レンズ31の移動制御では、主制御部211は、図示しない合焦駆動部を制御して合焦レンズ31を光軸方向に移動させる。それにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。同様に、合焦レンズ43の移動制御では、主制御部211は、図示しない合焦駆動部を制御して合焦レンズ43を光軸方向に移動させる。それにより、信号光の光路を形成する光学系の合焦位置が変更される。
主制御部211は、光学系駆動部2Aを制御することにより、眼底カメラユニット2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、オートアライメントやトラッキングにおいて実行される。トラッキングは、装置光学系の位置を眼球運動に追従させることにより、アライメント(及びピント)が合った好適な位置関係を維持する機能である。
この実施形態において、前眼部カメラ300は、眼底カメラユニット2の筐体に設けられている。よって、主制御部211は、光学系駆動部2Aを制御することにより、前眼部カメラ300を移動させることができる。また、2以上の前眼部カメラ300をそれぞれ独立に移動させることが可能な撮影移動部を設けることができる。例えば、撮影移動部は、それぞれの前眼部カメラ300に対して設けられた駆動機構(アクチュエータ、動力伝達機構等)を含んでいてよい。或いは、撮影移動部は、単一のアクチュエータにより発生された動力を前眼部カメラ300毎に設けられた動力伝達機構によって伝達することにより、2以上の前眼部カメラ300を移動させるように構成されていてもよい。
主制御部211は、記憶部212にデータを書き込む処理や、記憶部212からデータを読み出す処理を行う。また、主制御部211は、ユーザインターフェイス240の制御を行う。
〈記憶部212〉
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コンピュータプログラムやデータが記憶されている。
記憶部212には、図示しない収差情報が予め記憶されている。収差情報には、各前眼部カメラ300について、それに搭載された光学系の影響により撮影画像に発生する歪曲収差に関する情報が記録されている。ここで、前眼部カメラ300に搭載された光学系には、例えばレンズ等の歪曲収差を発生させる光学素子が含まれている。収差情報は、これらの光学素子が撮影画像に与える歪みを定量化したパラメータと言える。
収差情報の生成方法の例を説明する。前眼部カメラ300の器差(歪曲収差の差異)を考慮して各前眼部カメラ300について次のような測定が行われる。作業者は、所定の基準点を準備する。基準点とは、歪曲収差の検出に用いられる撮影ターゲットである。作業者は、基準点と前眼部カメラ300との相対位置を変更しつつ複数回の撮影を行う。それにより、異なる方向から撮影された基準点の複数の撮影画像が得られる。作業者は、取得された複数の撮影画像をコンピュータで解析することにより、この前眼部カメラ300の収差情報を生成する。なお、この解析処理を行うコンピュータは、データ処理部230であってもよいし、それ以外の任意のコンピュータ(製品出荷前の検査用コンピュータ、メンテナンス用コンピュータ等)のであってもよい。
収差情報を生成するための解析処理には、例えば以下の工程が含まれる:
各撮影画像から基準点に相当する画像領域を抽出する抽出工程;
各撮影画像における基準点に相当する画像領域の分布状態(座標)を算出する分布状態算出工程;
得られた分布状態に基づいて歪曲収差を表すパラメータを算出する歪曲収差算出工程;
得られたパラメータに基づいて歪曲収差を補正するための係数を算出する補正係数算出工程。
なお、光学系が画像に与える歪曲収差に関連するパラメータとしては、主点距離、主点位置(縦方向、横方向)、レンズのディストーション(放射方向、接線方向)などがある。収差情報は、各前眼部カメラ300の識別情報と、これに対応する補正係数とを関連付けた情報(例えばテーブル情報)として構成される。このようにして生成された収差情報は、主制御部211によって記憶部212に格納される。このような収差情報の生成及びこれに基づく収差補正は、カメラのキャリブレーション(Calibration)などと呼ばれる。
〈光学系位置取得部213〉
光学系位置取得部213は、眼科装置1に搭載されたデータ取得光学系の現在位置を取得する。データ取得光学系とは、被検眼Eのデータを光学的に取得するための光学系である。眼科装置1(眼底カメラと光干渉断層計の複合機)のデータ取得光学系は、被検眼E(眼底Ef、前眼部Ea等)の画像を取得するための構成を含む。
例えば、光学系位置取得部213は、光学系駆動部2Aの移動制御の内容を表す情報を主制御部211から受けて、データ取得光学系の現在位置を取得する。この処理の具体例を説明する。主制御部211は、所定のタイミング(装置起動時、患者情報入力時など)で光学系駆動部2Aを制御して、データ取得光学系を所定の初期位置に移動させる。それ以降、主制御部211は、光学系駆動部2Aが制御される度に、その制御内容を記録する。それにより、制御内容の履歴が得られる。光学系位置取得部213は、この履歴を参照して現在までの制御内容を取得し、この制御内容に基づいてデータ取得光学系の現在位置を求める。
また、主制御部211が光学系駆動部2Aを制御する度にその制御内容を光学系位置取得部213に送信し、光学系位置取得部213が当該制御内容を受ける度にデータ取得光学系の現在位置を逐次求めるようにしてもよい。
他の例において、光学系位置取得部213は、データ取得光学系の位置を検知する位置センサを含む。
主制御部211は、光学系位置取得部213により取得された現在位置と、データ処理部230により決定された移動目標位置とに基づいて、光学系駆動部2Aを制御することができる。それにより、データ取得光学系を移動目標位置に移動させることができる。具体的には、主制御部211は、現在位置と移動目標位置との差分を求める。この差分値は、例えば、現在位置を始点とし、移動目標位置を終点とするベクトル値である。このベクトル値は、例えば、xyz座標系で表現される3次元ベクトル値である。
〈画像形成部220〉
画像形成部220は、光検出器115からの検出信号に基づいて、眼底Efの断層像の画像データを形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、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る。他のタイプの光干渉断層計の場合、画像形成部220は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
画像形成部220はプロセッサを含む。なお、「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。
〈データ処理部230〉
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画像処理や解析処理を施す。例えば、データ処理部230は、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)に対して画像処理や解析処理を施す。更に、データ処理部230は、前眼部カメラ300により取得された画像に対して画像処理や解析処理を施す。データ処理部230はプロセッサを含む。
データ処理部230は、角膜を基準としてアライメントを行うための第1アライメント情報を取得する機能(角膜アライメント機能)と、瞳孔を基準としてアライメントを行うための第2アライメント情報を取得する機能(瞳孔アライメント機能)と、第1アライメント情報及び第2アライメント情報に基づいてデータ取得光学系の移動目標位置を決定する機能(位置決定機能)とを持つ。
これら機能を実現するために、例示的なデータ処理部230は次の要素を含む。角膜アライメント機能を実現するための構成は、プルキンエ像特定部2321と第1位置算出部2322とを少なくとも含み、画像補正部231を任意的に含んでもよい。瞳孔アライメント機能を実現するための要素は、瞳孔中心特定部2331と第2位置算出部2332とを少なくとも含み、画像補正部231を任意的に含んでもよい。位置決定機能を実現するための構成は、移動目標位置決定部235を含む。移動目標位置とは、アライメントにおけるデータ取得光学系の移動先を表す位置である。
更に、データ処理部230は、被検眼Eの瞳孔の大きさを表す情報を取得するための機能を持つ。この機能を実現するための構成は、瞳孔サイズ算出部234を少なくとも含み、画像補正部231を任意的に含んでもよい。瞳孔の大きさ(瞳孔サイズ)は、例えば、瞳孔径、瞳孔面積、及び瞳孔周囲長のいずれかを含む。移動目標位置決定部235は、瞳孔サイズ算出部234により算出された瞳孔サイズに基づいて移動目標位置を決定することができる。また、移動目標位置決定部235は、被検眼Eの固視の状態に基づいて移動目標位置を決定することができる。
〈画像補正部231〉
画像補正部231は、前眼部カメラ300により得られた撮影画像の歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報に基づいて補正する。この処理は、例えば、歪曲収差を補正するための補正係数に基づく公知の画像処理技術によって実行される。なお、前眼部カメラ300の光学系が撮影画像に与える歪曲収差が十分に小さい場合などには、収差情報及び画像補正部231が設けられていなくてよい。
画像補正部231により補正された撮影画像は、プルキンエ像特定部2321、瞳孔中心特定部2331、及び瞳孔サイズ算出部234のうちの少なくとも1つに送られる。例えば、主制御部211は、画像補正部231により補正された撮影画像の送信先を、動作モードや処理フェーズに応じて切り替えることができる。
〈プルキンエ像特定部2321〉
主制御部211は、光束投射光学系50のアライメント光源51を点灯させる。それにより、前眼部Eaにアライメント光束が投射され、プルキンエ像が形成される。プルキンエ像は、角膜曲率半径の2分の1の距離だけ角膜頂点から軸方向(z方向)に偏位した位置に形成される。標準的な生体眼では、角膜曲率は7.8〜8.0ミリメートル程度であり、プルキンエ像は角膜頂点から網膜側に3.9〜4.0ミリメートル程度偏位した位置に形成される。このように、プルキンエ像の位置は、角膜を基準とした位置の典型的な例である。
アライメント光束が投射されている前眼部Eaは、2つの前眼部カメラ300によって実質的に同時に撮影される。2つの前眼部カメラ300により実質的に同時に取得された2つの撮影画像は、必要に応じて画像補正部231による補正を受け、プルキンエ像特定部2321に入力される。
プルキンエ像特定部2321は、2つの撮影画像のそれぞれを解析することでプルキンエ像(プルキンエ像に相当する画像領域)を特定する。この特定処理は、例えば従来と同様に、プルキンエ像に相当する輝点(高輝度の画素)を探索するための、画素値に関する閾値処理を含む。それにより、プルキンエ像に相当する撮影画像中の画像領域が特定される。
プルキンエ像特定部2321は、プルキンエ像に相当する画像領域における代表点の位置を求めることができる。代表点は、例えば、当該画像領域の中心点又は重心点であってよい。この場合、プルキンエ像特定部2321は、例えば、当該画像領域の周縁の近似円又は近似楕円を求め、近似円又は近似楕円の中心又は重心を求めることができる。
プルキンエ像特定部2321により取得された処理結果は、第1位置算出部2322に入力される。
〈第1位置算出部2322〉
第1位置算出部2322は、プルキンエ像特定部2321から入力された情報に基づいて、角膜を基準とした位置(第1位置)を求める。第1位置は、プルキンエ像特定部2321により特定されたプルキンエ像の位置を表す。第1位置は、少なくともx方向の位置(x座標値)及びy方向の位置(y座標値)を含んでよく、更にz方向の位置(z座標値)を含んでもよい。
前述したように、プルキンエ像特定部2321は、実質的に同時に取得された2つの撮影画像のそれぞれからプルキンエ像を特定する。例示的な2つの撮影画像(前眼部像)の概略を図6に示す。撮影画像400Aは前眼部カメラ300Aにより取得された前眼部像であり、撮影画像400Bは前眼部カメラ300Bにより取得された前眼部像である。ここで、撮影画像400A及び400Bは、画像補正部231により補正された前眼部像であってよい。
撮影画像400Aは、前眼部Eaを斜め方向から撮影して得られた画像である。撮影画像400Aには、瞳孔領域401Aとプルキンエ像402Aとが描出されている。プルキンエ像特定部2321は、撮影画像400A内のプルキンエ像402Aを特定する。
同様に、撮影画像400Bは、撮影画像400Aとは異なる斜め方向から前眼部Eaを撮影して得られた画像である。撮影画像400Bには、瞳孔領域401Bとプルキンエ像402Bとが描出されている。プルキンエ像特定部2321は、撮影画像400B内のプルキンエ像402Bを特定する。
撮影画像400A及び400Bは、対物レンズ22の光軸と異なる方向からの撮影により取得された画像である。また、xyアライメントが実質的に合っているとき、図6に示すように、プルキンエ像402A及び402Bは対物レンズ22の光軸上に形成される。
前眼部カメラ300A及び300Bの見込角(対物レンズ22の光軸に対する角度)が既知であり、撮影倍率も既知であるから、撮影画像400A内のプルキンエ像402Aの位置と撮影画像400B内のプルキンエ像402Bの位置とに基づいて、眼科装置1(前眼部カメラ300A及び300B)に対する前眼部Eaに形成されたプルキンエ像の相対位置(実空間における3次元位置)を求めることができる。
また、撮影画像400A内における瞳孔領域401Aとプルキンエ像402Aとの相対位置(ズレ量)と、撮影画像400B内における瞳孔領域401Bとプルキンエ像402Bとの相対位置(ズレ量)とに基づいて、被検眼Eの瞳孔と前眼部Eaに形成されたプルキンエ像との間の相対位置を求めることができる。
以上に例示した相対位置の算出は、例えば、瞳孔中心位置の演算(後述)と同様の原理で行うことができる。
第1位置算出部2322により取得された処理結果(第1位置、第1アライメント情報)は、移動目標位置決定部235に入力される。
〈瞳孔中心特定部2331〉
瞳孔中心特定部2331は、(画像補正部231により歪曲収差が補正された)各撮影画像を解析することで、前眼部Eaの所定の特徴点に相当する当該撮影画像中の位置を特定する。この実施形態では、被検眼Eの瞳孔中心が特定される。なお、瞳孔中心として、瞳孔の重心を求めてもよい。また、瞳孔中心(瞳孔重心)以外の特徴点を特定するように構成することもできる。
まず、瞳孔中心特定部2331は、撮影画像の画素値(輝度値など)の分布に基づいて、被検眼Eの瞳孔に相当する画像領域(瞳孔領域)を特定する。一般に瞳孔は他の部位よりも低い輝度で表現されるので、低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定することができる。このとき、瞳孔の形状を考慮して瞳孔領域を特定するようにしてもよい。つまり、略円形かつ低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定するように構成することができる。
次に、瞳孔中心特定部2331は、特定された瞳孔領域の中心位置を特定する。上記のように瞳孔は略円形であるので、瞳孔領域の輪郭を特定し、この輪郭の近似楕円の中心位置を特定し、これを瞳孔中心とすることができる。また、瞳孔領域の重心を求め、この重心位置を瞳孔中心としてもよい。
なお、他の特徴点が適用される場合であっても、上記と同様に撮影画像の画素値の分布に基づいて当該特徴点の位置を特定することが可能である。
〈第2位置算出部2332〉
第2位置算出部2332は、2つの前眼部カメラ300の位置(及び撮影倍率)と、瞳孔中心特定部2331により特定された2つの撮影画像中の瞳孔中心の位置とに基づいて、瞳孔を基準とした位置(第2位置)を求める。第2位置は、例えば、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置である。第2位置を求めるための処理について図7A及び図7Bを参照しつつ説明する。
図7Aは、被検眼Eと前眼部カメラ300A及び300Bとの間の位置関係を示す上面図である。図7Bは、被検眼Eと前眼部カメラ300A及び300Bとの間の位置関係を示す側面図である。2つの前眼部カメラ300A及び300Bの間の距離(基線長)を「B」で表す。2つの前眼部カメラ300A及び300Bの基線と、被検眼Eの瞳孔中心Pとの間の距離(撮影距離)を「H」で表す。各前眼部カメラ300A及び300Bと、その画面平面との間の距離(画面距離)を「f」で表す。
このような配置状態において、前眼部カメラ300A及び300Bによる撮影画像の分解能は次式で表される。ここで、Δpは画素分解能を表す。
xy方向の分解能(平面分解能):Δxy=H×Δp/f
z方向の分解能(奥行き分解能):Δz=H×H×Δp/(B×f)
第2位置算出部2332は、2つの前眼部カメラ300A及び300Bの位置(既知である)と、2つの撮影画像において瞳孔中心Pに相当する位置とに対して、図7A及び図7Bに示す配置関係を考慮した公知の三角法を適用することにより、瞳孔中心Pの3次元位置を算出する。
第2位置算出部2332により取得された処理結果(第2位置、第2アライメント情報)は、移動目標位置決定部235に入力される。
〈瞳孔サイズ算出部234〉
瞳孔サイズ算出部234は、被検眼Eの瞳孔サイズを表す情報を取得する。例えば、瞳孔サイズ算出部234は、被検眼Eの前眼部Eaを撮影して取得された画像に基づいて瞳孔サイズを算出する。そのために、瞳孔サイズ算出部234は、照明光学系10及び撮影光学系30により取得された前眼部像、前眼部カメラ300により取得された前眼部像、及び、他の眼科装置により取得された前眼部像のうちの少なくとも1つを解析することができる。
瞳孔サイズ算出部234は、例えば、瞳孔中心特定部2331と同様にして瞳孔領域を特定する処理と、この瞳孔領域の周縁(輪郭)を特定する処理とを実行する。瞳孔サイズ算出部234は、瞳孔領域の周縁を閉曲線(円、楕円等)で近似する処理を実行してもよい。
典型的な例において、瞳孔サイズ算出部234は、瞳孔領域の周縁又はその近似閉曲線の径を算出する処理を実行することができる。この径は、例えば、近似円の直径、又は、近似楕円の長径及び/又は短径であってよい。或いは、この径は、近似閉曲線について算出された複数の径の最大値、最小値、平均値、中央値等であってよい。
他の例において、瞳孔サイズ算出部234は、瞳孔領域の面積を算出する処理を実行することができる。或いは、瞳孔サイズ算出部234は、瞳孔領域の周縁の近似閉曲線によって囲まれた領域の面積を算出する処理を実行することができる。
瞳孔サイズ算出部234が実行する処理は、ここに例示した処理に限定されない。例えば、図7A及び図7B等に示すように、前眼部カメラ300A及び300Bが前眼部Eaを斜めから見込む場合、瞳孔サイズ算出部234は、前眼部カメラ300A及び300Bの撮影倍率と見込み角度とに基づいて、径の値や面積の値を補正することができる。また、被検眼Eの瞳孔サイズの測定結果が電子カルテシステム等の医療データベースに保存されている場合、眼科装置1は、この医療データベースから被検眼Eの瞳孔サイズを取得することができる。
瞳孔サイズ算出部234により取得された処理結果(瞳孔サイズ情報)は、移動目標位置決定部235に入力される。
〈移動目標位置決定部235〉
移動目標位置決定部235は、第1位置算出部2322により取得された処理結果と、第2位置算出部2332により取得された処理結果とに基づいて、データ取得光学系の移動目標位置を決定する。
第1位置算出部2322により取得された処理結果は、例えば、角膜を基準に測定された被検眼Eの位置(第1位置)を含む第1アライメント情報、又は、第1位置から求められた情報を含む第1アライメント情報であってよい。第1位置から求められた情報の例として、データ取得光学系の現在位置と第1位置との間の相対位置や、任意の位置に対する第1位置の相対位置がある。
第2位置算出部2332により取得された処理結果は、例えば、瞳孔を基準に測定された被検眼Eの位置(第2位置)を含む第2アライメント情報、又は、第2位置から求められた情報を含む第2アライメント情報であってよい。第2位置から求められた情報の例として、データ取得光学系の現在位置と第2位置との間の相対位置や、任意の位置に対する第2位置の相対位置がある。
1つの例において、移動目標位置決定部235は、所定の条件が満足されたときに、第1アライメント情報と第2アライメント情報とに基づく移動目標位置の決定を行うように構成されてよい。換言すると、第1アライメント情報と第2アライメント情報とに基づく移動目標位置の決定を行うためのトリガーとなる条件を予め設定することができる。
例えば、移動目標位置決定部235は、第1アライメント情報と第2アライメント情報とを比較する処理と、その比較結果が既定条件を満足するか否か判定する処理とを実行するように構成される。そして、比較結果が既定条件を満足すると判定されたときに、移動目標位置決定部235は、第1アライメント情報と第2アライメント情報とに基づく移動目標位置の決定を行うように構成される。
第1アライメント情報が、角膜を基準として取得された第1位置(プルキンエ像の位置)を含み、且つ、第2アライメント情報が、瞳孔を基準として取得された第2位置(瞳孔中心の位置)を含む場合において、第1アライメント情報と第2アライメント情報とを比較する処理として、移動目標位置決定部235は、第1位置と第2位置との差を算出することができる。
この差分処理は、x方向における第1位置と第2位置との差を算出する処理と、y方向における第1位置と第2位置との差を算出する処理とを含んでよい。x方向における第1位置と第2位置との差を算出する処理は、例えば、第1位置のx座標値から第2位置のx座標値を減算する処理、第2位置のx座標値から第1位置のx座標値を減算する処理、及び、所定のx座標値(基準x座標値)に対する第1位置のx座標値の差分と基準x座標値に対する第2位置のx座標値の差分とを求める処理のうちのいずれかを含んでよい。y方向における第1位置と第2位置との差を算出する処理も同様であってよい。
第1位置と第2位置の双方がz方向における位置(z座標値)を含む場合、この差分処理は、z方向における第1位置と第2位置との差を算出する処理を含んでよい。z方向における第1位置と第2位置との差を算出する処理は、x方向における第1位置と第2位置との差を算出する処理と同様に実行されてよい。
第1アライメント情報と第2アライメント情報とを比較する処理の後、移動目標位置決定部235は、その比較結果が既定条件を満足するか否か判定する処理を実行することができる。第1位置と第2位置との差が算出された場合、移動目標位置決定部235は、算出された差を既定の閾値と比較する。閾値は、例えば、臨床的に及び/又は理論的に設定されてよい。
閾値と比較される上記の差は、第1位置と第2位置との間の1次元的な差、2次元的な差、及び、3次元的な差のうちのいずれかであってよい。1次元的な差は、x方向における差、y方向における差、z方向における差、及び、任意方向における差のいずれかであってよい。2次元的な差は、xy面における差、yz面における差、zx面における差、及び、任意の面における差のいずれかであってよい。3次元的な差は、xyz座標系により定義される差である。
x方向における差(絶対値)の閾値をdx(dx>0)とし、y方向における差(絶対値)の閾値をdy(dy>0)とする。ここで、dxとdyとは等しくてもよいし、等しくなくてもよい。閾値dx及びdyの単位は、例えばミリメートルである。
x方向における1次元的な差を比較する場合の1つの例において、移動目標位置決定部235は、第1位置Uのx座標値Uxと第2位置Vのx座標値Vxとの差Δx=abs(Ux−Vx)を算出する。更に、移動目標位置決定部235は、算出された差Δxと閾値dxとを比較する。このとき、移動目標位置決定部235は、差Δxと閾値dxとが条件「Δx>dx」を満足するか判定するように構成されてよい。xy面内の任意方向における1次元的な差を比較する場合にも、同様の処理を実行することができる。
xy面における2次元的な差を比較する場合の1つの例において、移動目標位置決定部235は、第1位置Uのx座標値Ux及びy座標値Uyと、第2位置Vのx座標値Vx及びy座標値Vyとに基づいて、xy面における第1位置Uと第2位置Vとの間の距離Dxy=√[(Ux−Vx)^2+(Uy−Vy)^2]を算出する。更に、移動目標位置決定部235は、算出された距離Dxyと既定の閾値dxyとを比較する。このとき、移動目標位置決定部235は、距離Dxyと閾値dxyとが条件「Dxy>dxy」を満足するか判定するように構成されてよい。
z方向における差(絶対値)の閾値をdz(dz>0)とする。1つの例において、前述したように、標準的な生体眼の前房深度が約3.0ミリメートルであり、標準的な生体眼では角膜頂点から網膜側に約4.0ミリメートル偏位した位置にプルキンエ像が形成されることを考慮すると、z方向における差の閾値をdz=1±ε(例えば0<ε<1)と表すことができる。ここで、右辺の第1項の「1」は、プルキンエ像が形成される位置と、前房深度により近似される角膜−瞳孔間距離との差を表す。この閾値dzの単位はミリメートルである。
z方向における1次元的な差を比較する場合の1つの例において、移動目標位置決定部235は、第1位置Uのz座標値Uzと第2位置Vのz座標値Vzとの差Δz=abs(Uz−Vz)を算出する。更に、移動目標位置決定部235は、算出された差Δzと閾値dzとを比較する。このとき、移動目標位置決定部235は、差Δzと閾値dzとが条件「Δz>dz」を満足するか判定するように構成されてよい。
3次元的な差を比較する場合の1つの例において、移動目標位置決定部235は、第1位置Uの3次元座標値(Ux、Uy、Uz)と、第2位置Vの3次元座標値(Vx、Vy、Vz)とに基づいて、xyz座標系により定義される3次元空間における第1位置Uと第2位置Vとの間の距離Dxyz=√[(Ux−Vx)^2+(Uy−Vy)^2+(Uz−Vz)^2]を算出する。更に、移動目標位置決定部235は、算出された距離Dxyzと既定の閾値dxyzとを比較する。このとき、移動目標位置決定部235は、距離Dxyzと閾値dxyzとが条件「Dxyz>dxyz」を満足するか判定するように構成されてよい。
第1位置と第2位置との差が閾値よりも大きいと判定されたとき、移動目標位置決定部235は、第1位置及び第2位置に基づいて移動目標位置を決定することができる。例えば、移動目標位置決定部235は、第1位置と第2位置との間の位置を求め、この位置に基づいて移動目標位置を決定することができる。
典型的には、第1位置と第2位置との間の位置に基づいて移動目標位置を設定することができる。1つの例において、第1位置と第2位置との中間位置(第1位置と第2位置とを結ぶ線分の中点)に基づいて移動目標位置を設定することができる。他の例において、この中間位置から第1位置の側又は第2位置の側に偏位した位置に基づいて移動目標位置を設定することができる。例えば、角膜での反射を考慮して、中間位置から第1位置の側(角膜側)に偏位した位置に移動目標位置を設定することができる。
眼科装置1は、被検眼Eの瞳孔サイズに応じてアライメントのモードを切り替えることができる。この実施形態では、被検眼Eの瞳孔サイズを表す情報は、瞳孔サイズ算出部234により、又は、医療データベースから、提供される。
1つの例において、移動目標位置決定部235は、被検眼Eの瞳孔サイズが既定閾値以下であるか判定することができる。この処理は、被検眼Eが小瞳孔眼であるか否かの判定であってよく、例えば臨床的に得られた閾値が予め設定される。瞳孔サイズが閾値以下であると判定されたとき、移動目標位置決定部235は、第2アライメント情報に対応する位置(瞳孔を基準とする第2位置)に基づいて移動目標位置を決定することができる。例えば、瞳孔サイズが閾値以下であると判定されたとき、眼科装置1は、第2アライメント情報に基づくモードでアライメントを実行する。
移動目標位置決定部235は、被検眼Eの回旋状態(固視位置)に応じてアライメントのモードを切り替えることができる。この実施形態では、固視標の提示状態に基づいてアライメントのモードが切り替えられる。なお、被検眼Eの前眼部Eaを撮影して取得される前眼部像を解析することによって回旋状態を求めることも可能である。
1つの例において、主制御部211は、被検眼Eを所定角度以上回旋させるための固視標を適用するようにLCD39を制御したとき、所定の制御信号を移動目標位置決定部235に送る。この制御信号を受けた移動目標位置決定部235は、第1アライメント情報に対応する位置(プルキンエ像の位置)に基づいて移動目標位置を決定することができる。例えば、被検眼Eを所定角度以上回旋させるための固視標が適用されているとき、又は、前眼部像に基づいて被検眼Eが所定角度以上回旋されていると判断されたとき、眼科装置1は、第1アライメント情報に基づくモードでアライメントを実行する。
移動目標位置決定部235により決定された移動目標位置は制御部210に送られる。制御部210は、この移動目標位置に基づいて光学系駆動部2Aを制御する。
データ処理部230は、例えば、プロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ等を含む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記した処理をプロセッサに実行させるコンピュータプログラムが予め格納されている。
〈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を含む。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む。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。例えば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部242は、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。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。
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む。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。
ユーザインターフェイス240の少なくとも一部が眼科装置1の外部に設けられていてよい。例えば、他の実施形態において、眼科装置は、表示デバイスを含まず、且つ、外部の表示デバイスに信号を送信可能に構成されてよい。
〈動作〉
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8A及び図8Bに示す。なお、被検者の患者情報(患者ID、患者氏名等)の入力や、検査種別(検査モード)の選択などは事前に行われる。
(S1:アライメント光源を点灯する)
主制御部211は、アライメント光源51を点灯する。それにより、アライメント光束が前眼部Eaに投射される。
(S2:前眼部カメラでの撮影を開始する)
主制御部211は、前眼部カメラ300A及び300Bを用いた前眼部Eaの撮影を開始させる。眼科装置1が前眼部照明光源を備えている場合、主制御部211は、前眼部照明光源を点灯させるための制御も行う。
前眼部カメラ300A及び300Bのそれぞれは、所定の時間間隔で画像取得を繰り返し、取得された画像を逐次に制御部210に送る。主制御部211は、前眼部カメラ300A及び300Bにより実質的に同時に取得された一対の前眼部像を、データ処理部230に逐次に送る。
データ処理部230は、逐次に入力される一対の前眼部像に対し、以下のような処理を逐次に適用する。任意的ではあるが、画像補正部231は、前眼部像の歪みを収差情報に基づいて補正することができる。
(S3:プルキンエ像を検出する)
プルキンエ像特定部2321は、プルキンエ像を特定するために、(歪みが補正された)前眼部像を解析する。
(S4:プルキンエ像の検出に成功したか?)
前眼部像からプルキンエ像が検出された場合(例えば、一対の前眼部像の双方からプルキンエ像が検出された場合)(S4:Yes)、処理はステップS5に移行する。この場合、プルキンエ像特定部2321は、プルキンエ像に相当する画像領域における代表点の位置を求めることができる。
前眼部像からプルキンエ像が検出されなかった場合(例えば、一対の前眼部像の少なくとも一方からプルキンエ像が検出されなかった場合)(S4:No)、処理はステップS10に移行する。
(S5:角膜アライメントを実行する)
ステップS4において前眼部像からプルキンエ像が検出された場合(S4:Yes)、第1位置算出部2322は、検出されたプルキンエ像に基づいて、角膜を基準とした被検眼Eの位置(第1位置)を求める。本例では、第1位置算出部2322は、一対の前眼部像から検出された一対のプルキンエ像に基づいて、プルキンエ像の3次元位置(x座標値、y座標値、z座標値)を求めることができる。
主制御部211は、第1位置算出部2322により求められたプルキンエ像のx座標値及びy座標値に対応する位置に、対物レンズ22の光軸(照明光学系10の光軸、撮影光学系30の光軸、及び、信号光LSを導く光学系の光軸)を配置するように、光学系駆動部2Aを制御する。これは、角膜を基準としたxyアライメントに相当する。
更に、任意的ではあるが、主制御部211は、第1位置算出部2322により求められたプルキンエ像のz座標値から、予め設定された作動距離だけ離れた位置に、対物レンズ22(照明光学系10、撮影光学系30、及び、信号光LSを導く光学系)を配置するように、光学系駆動部2Aを制御することができる。これは、角膜を基準としたzアライメントに相当する。
(S6:角膜アライメントが完了したか?)
ステップS5の角膜アライメントが完了するまで、ステップS3〜S6が繰り返し実行される。ステップS5の角膜アライメントが完了したとき(プルキンエ像のx座標値及びy座標値に対応する位置に対物レンズ22の光軸が配置されたとき)(S6:Yes)、処理はステップS20に移行する。
(S10:瞳孔領域を検出する)
前眼部像からプルキンエ像が検出されなかった場合(S4:No)、瞳孔中心特定部2331は、瞳孔領域を検出するために、(歪みが補正された)前眼部像を解析する。
(S11:瞳孔領域の検出に成功したか?)
前眼部像から瞳孔領域が検出された場合(例えば、一対の前眼部像の双方から瞳孔領域が検出された場合)(S11:Yes)、処理はステップS12に移行する。この場合、瞳孔中心特定部2331は、瞳孔中心に相当する位置(画素)を求めることができる。
前眼部像から瞳孔領域が検出されなかった場合(例えば、一対の前眼部像の少なくとも一方から瞳孔領域が検出されなかった場合)(S11:No)、処理はステップS13に移行する。
(S12:瞳孔アライメントを行う)
前眼部像から瞳孔領域が検出された場合(S11:Yes)、第2位置算出部2332は、検出された瞳孔領域(瞳孔中心)に基づいて、瞳孔を基準とした被検眼Eの位置(第2位置)を求める。本例では、第2位置算出部2332は、一対の前眼部像から検出された一対の瞳孔領域(一対の瞳孔中心)に基づいて、瞳孔中心の3次元位置(x座標値、y座標値、z座標値)を求めることができる。
主制御部211は、第2位置算出部2332により求められた瞳孔中心のx座標値及びy座標値に対応する位置に、対物レンズ22の光軸を配置し、且つ、この瞳孔中心のz座標値から、予め設定された作動距離だけ離れた位置に、対物レンズ22を配置するように、光学系駆動部2Aを制御する。これは、瞳孔を基準としたxyzアライメントに相当する。瞳孔アライメントが完了すると、処理はステップS3に戻る。
(S13:手動アライメントを行う)
前眼部像から瞳孔領域が検出されなかった場合(S11:No)、アライメントモードが手動アライメントモードに切り替わる。手動アライメントモードでは、主制御部211は、前眼部カメラ300A及び/又は300Bにより取得される前眼部像、又は、観察光学系10及び撮影光学系30により取得される前眼部Eaの観察画像が、表示部241にリアルタイムで動画として表示される。ユーザは、データ取得光学系を移動するために、操作部242を操作する。このとき、主制御部211は、操作部242から入力される操作信号に応じて光学系駆動部2Aを制御する。手動アライメントが完了すると、処理はステップS3に戻る。
(S20:瞳孔の位置を検出する)
ステップS5の角膜アライメントが完了すると(S6:Yes)、瞳孔中心特定部2331及び第2位置算出部2332は、角膜アライメントの完了後に取得された一対の前眼部像を解析することで、瞳孔中心の3次元位置を求める。このとき、プルキンエ像特定部2321及び第1位置算出部2322が、角膜アライメントの完了後に取得された一対の前眼部像を解析することで、プルキンエ像の3次元位置を求めてもよい。
(S21:プルキンエ像と瞳孔との相対位置を演算する)
移動目標位置決定部235は、角膜アライメントの完了後におけるプルキンエ像と瞳孔中心との間の相対位置を求める。求められる相対位置は、例えば、x方向における相対位置(x座標値の差)、y方向における相対位置(y座標値の差)、及び、z方向における相対位置(z座標値の差)を含む。
(S22:相対位置が許容範囲内であるか?)
移動目標位置決定部235は、ステップS21で求められた相対位置が、予め設定された許容範囲に含まれるか判定する。典型的な実施形態において、許容範囲は、前述した閾値dx、dy、dxy、dz等を用いて定義されてよく、且つ、判定処理は、前述した要領で実行されてよい。
相対位置が許容範囲に含まれると判定された場合(S22:Yes)、処理はステップS23に移行する。相対位置が許容範囲に含まれないと判定された場合(S22:No)、処理はステップS30に移行する。
(S23:フォーカス調整等を実行する)
プルキンエ像と瞳孔中心との間の相対位置が許容範囲に含まれると判定された場合(S22:Yes)、主制御部211は、撮影光学系30のフォーカス調整(合焦レンズ31の位置の調整)、信号光LSを導く光学系のフォーカス調整(合焦レンズ43の位置の調整)など、眼底OCT及び/又は眼底撮影のための所定の条件の調整を実行する。
(S24:眼底OCTを実行する)
主制御部211は、OCTユニット100、ガルバノスキャナ42等を制御することにより、眼底EfのOCTスキャンを実行する。それにより収集されたデータは、画像形成部220に送られる。画像形成部220は、収集されたデータに基づいて、眼底EfのOCT画像を形成する。主制御部211は、形成されたOCT画像を表示部241に表示させ、及び/又は、記憶部212に記憶させることができる。
(S25:眼底撮影を実行する)
主制御部211は、照明光学系10及び撮影光学系30を制御することにより、眼底Efのカラー撮影を実行する。主制御部211は、取得されたカラー眼底像を表示部241に表示させ、及び/又は、記憶部212に記憶させることができる。以上で、本動作に関する処理は終了となる。
(S30:移動目標位置を決定する)
ステップS22においてプルキンエ像と瞳孔中心との間の相対位置が許容範囲に含まれないと判定された場合(S22:No)、データ処理部230は、移動目標位置を決定するための所定の処理を実行する。
ステップS30において実行される処理の1つの例において、データ処理部230は、被検眼Eの瞳孔サイズを参照することができる。例えば、瞳孔サイズ算出部234は、(画像補正部231により歪みが補正された)前眼部像、又は、観察光学系10及び撮影光学系30により取得された前眼部像を解析することで、被検眼Eの瞳孔サイズを表す情報を求める。
移動目標位置決定部235は、被検眼Eの瞳孔サイズが既定閾値以下であるか判定する。すなわち、移動目標位置決定部235は、被検眼Eが小瞳孔眼であるか否か判定する。
被検眼Eが小瞳孔眼であると判定された場合、移動目標位置決定部235は、例えば、瞳孔を基準とした第2位置に基づいて移動目標位置を設定することができる。ここで、第2位置は、ステップS30よりも前のステップで取得された位置でもよいし、ステップS30において新たに取得された位置でもよい。また、移動目標位置は、例えば、第2位置と同じx座標値及びy座標値に相当する位置であり、且つ、第2位置から眼底Efと反対の方向(−z方向)に所定距離だけ偏位した位置である。この所定距離は、例えば、角膜−瞳孔間距離と所定の作動距離との和に相当する距離とされる。
被検眼Eが小瞳孔眼でないと判定された場合、移動目標位置決定部235は、例えば、角膜を基準とした第1位置と瞳孔を基準とした第2位置との間の位置(中間位置)に基づいて移動目標位置を設定することができる。ここで、第1位置は、ステップS30よりも前のステップで取得された位置でもよいし、ステップS30において新たに取得された位置でもよい。第2位置についても同様に、ステップS30よりも前のステップで取得された位置でもよいし、ステップS30において新たに取得された位置でもよい。また、移動目標位置は、例えば、中間位置と同じx座標値及びy座標値に相当する位置であり、且つ、中間位置から眼底Efと反対の方向(−z方向)に所定距離だけ偏位した位置である。この所定距離は、例えば、中間位置と角膜との間の距離と、作動距離との和に相当する距離とされる。
ステップS30において実行される処理の他の例において、データ処理部230は、被検眼Eの回旋状態を参照することができる。例えば、主制御部211は、被検眼Eの固視状態を表す情報をデータ処理部230に送る。
固視状態を表す情報は、例えば、前述した所定の制御信号、LCD39の制御内容を表す情報、又は、撮影部位を表す情報(撮影モードの設定情報等)などであってよい。移動目標位置決定部235は、主制御部211から入力された情報に基づいて、被検眼Eが所定角度以上回旋されているか否か判定する。
被検眼Eが所定角度以上回旋されていると判定された場合、移動目標位置決定部235は、例えば、角膜を基準とした第1位置に基づいて移動目標位置を設定することができる。ここで、第1位置は、ステップS30よりも前のステップで取得された位置でもよいし、ステップS30において新たに取得された位置でもよい。また、移動目標位置は、例えば、第1位置と同じx座標値及びy座標値に相当する位置であり、且つ、第1位置から眼底Efと反対の方向(−z方向)に所定の作動距離だけ偏位した位置である。
被検眼Eが所定角度以上回旋されていないと判定された場合、移動目標位置決定部235は、例えば、角膜を基準とした第1位置と瞳孔を基準とした第2位置との間の位置(中間位置)に基づいて移動目標位置を設定することができる。ここで、第1位置は、ステップS30よりも前のステップで取得された位置でもよいし、ステップS30において新たに取得された位置でもよい。第2位置についても同様に、ステップS30よりも前のステップで取得された位置でもよいし、ステップS30において新たに取得された位置でもよい。また、移動目標位置は、例えば、中間位置と同じx座標値及びy座標値に相当する位置であり、且つ、中間位置から眼底Efと反対の方向(−z方向)に所定距離だけ偏位した位置である。この所定距離は、例えば、中間位置と角膜との間の距離と、作動距離との和に相当する距離とされる。
被検眼Eの固視状態を表す情報を参照する代わりに、又は、被検眼Eの固視状態を表す情報の参照に加えて、被検眼Eの前眼部Eaを撮影して取得される前眼部像を参照することができる。この場合、データ処理部230は、前眼部像を解析することにより被検眼Eの向き(つまり被検眼Eの回旋角度)を特定する。この処理には、例えば、公知の視線検出技術が適用される。移動目標位置決定部235は、被検眼Eの回旋角度が所定角度以上であるか判定し、この判定の結果に応じて移動目標位置を設定することができる。
ステップS30にて決定された移動目標位置は制御部210に送られる。
(S31:補正アライメントを実行する)
主制御部211は、被検眼Eに対するデータ取得光学系のアライメント状態を補正するために、ステップS30で決定された移動目標位置に基づいて光学系駆動部2Aを制御する。それにより、ステップS30で決定された移動目標位置に、データ取得光学系が配置される。
このような補正アライメントが完了したら、処理はステップS23に移行する。ステップS23では、フォーカス調整等が実行される。次に、ステップS24では、眼底OCTが実行される。続いて、ステップS25では、眼底撮影が実行される。主制御部211は、OCT画像及び/又はカラー眼底像を表示部241に表示させることができる。また、主制御部211は、OCT画像及び/又はカラー眼底像を記憶部212に記憶させることができる。以上で、本動作に関する処理は終了となる。
〈作用・効果〉
実施形態に係る眼科装置の作用及び効果の幾つかについて説明する。
実施形態に係る眼科装置は、データ取得光学系と、2以上の撮影部と、第1アライメント部と、第2アライメント部と、位置決定部とを含む。
データ取得光学系は、被検眼のデータを取得するための構成を有する。眼科装置1では、照明光学系10、撮影光学系30、OCT光学系等が、データ取得光学系として機能する。
照明光学系10と撮影光学系30は、眼底Efや前眼部Eaのデジタル写真撮影を行うための構成を有する。典型的には、照明光学系10は、角膜に対応する第1絞り(角膜絞り23c)と、所定の眼内部位に対応する第2絞り(水晶体前面絞り23f、水晶体後面絞り23r)とを含む。ここで、第2絞りの個数は任意であり、例えば1つ又は2つであってよい。また、撮影光学系30は、照明光学系10により眼底Efに投射された照明光の戻り光を撮像素子(CCDイメージセンサ35、38)に導くように構成される。
OCT光学系は、眼底EfのOCTを行うための構成を有する。具体的には、OCT光学系は、信号光LSの光路(信号光路)を形成する光学系と、参照光LRの光路(参照光路)を形成する光学系とを含む。
データ取得光学系は、これらの例に限定されない。一般に、データ取得光学系は、任意の眼科撮影装置の光学系及び任意の眼科測定装置の光学系の少なくとも一方を含んでよい。
2以上の撮影部は、被検眼の前眼部を異なる方向から撮影するための構成を有する。眼科装置1では、前眼部カメラ300A及び300Bが2以上の撮影部として機能する。
第1アライメント部は、被検眼の角膜を基準としてデータ取得光学系のアライメントを行うための第1アライメント情報を取得するための構成を有する。
眼科装置1では、第1アライメント部は、2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像に基づいて第1アライメント情報を取得するように構成されてよい。
眼科装置1では、第1アライメント部は、プルキンエ像特定部2321と第1位置算出部2322とを含んでよい。本例では、第1アライメント情報は、第1位置算出部2322により取得された処理結果(第1位置)を含む。なお、第1アライメント部は、データ処理部230の他の要素を含んでよい。例えば、第1アライメント部は、画像補正部231を含んでもよい。
眼科装置1は、被検眼の角膜にアライメント光束を投射する光束投射光学系(50)を含んでよい。この場合、第1アライメント部は、アライメント光束が角膜に投射されているときに2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析することにより第1アライメント情報を生成することができる。
第2アライメント部は、2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像に基づいて、被検眼Eの瞳孔を基準としてデータ取得光学系のアライメントを行うための第2アライメント情報を取得するための構成を有する。
眼科装置1では、第2アライメント部は、瞳孔中心特定部2331と第2位置算出部2332とを含んでよい。本例では、第2アライメント情報は、第2位置算出部2332により取得された処理結果(第2位置)を含む。なお、第2アライメント部は、データ処理部230の他の要素を含んでよい。例えば、第2アライメント部は、画像補正部231を含んでもよい。
位置決定部は、第1アライメント部により取得された第1アライメント情報と、第2アライメント部により取得された第2アライメント情報とに基づいて、データ取得光学系の移動目標位置を決定する。眼科装置1では、移動目標位置決定部235が位置決定部として機能する。
眼科装置1において、移動目標位置決定部235(位置決定部)は、第1アライメント情報と第2アライメント情報とを比較する処理を実行するように構成されてよい。更に、移動目標位置決定部235は、この比較処理の結果が既定条件を満足するときに、第1アライメント情報と第2アライメント情報とに基づく移動目標位置の決定を行うように構成されてよい。一方、比較処理の結果が既定条件を満足しないときには、移動目標位置決定部235は、所定の処理を実行して移動目標位置を決定することができる。
上記比較処理の一例として、角膜を基準に得られた被検眼の位置と瞳孔を基準に得られた位置との差を求めることができる。この場合、第1アライメント情報は、角膜を基準として取得された第1位置(プルキンエ像の位置等)を含み、且つ、第2アライメント情報は、瞳孔を基準として取得された第2位置(瞳孔中心の位置等)を含む。移動目標位置決定部235は、第1位置と第2位置との差を算出することができる。ここで、第1位置と第2位置との差は、例えば、少なくともxy方向における差を含み、z方向における差を任意的に含んでよい。更に、移動目標位置決定部235は、算出された差が既定閾値よりも大きいか否か判定することができる。そして、移動目標位置決定部235は、この差が既定閾値よりも大きいと判定されたときに、第1位置及び第2位置に基づく移動目標位置の決定を行うように制御される。
第1位置及び第2位置に基づいて移動目標位置を決定する処理の典型的な例として、眼科装置1の移動目標位置決定部235は、角膜を基準として取得された第1位置(プルキンエ像の位置等)と、瞳孔を基準として取得された第2位置(瞳孔中心の位置等)との間の位置を求め、この位置に基づいて移動目標位置を決定することができる。第1位置と第2位置との間の位置は、第1位置と第2位置とを結ぶ線分の中点の位置でもよいし、この中点から第1位置の側又は第2位置の側に偏位した位置でもよい。
なお、一般に、第1位置及び第2位置に基づく被検眼Eの位置は、第1位置と第2位置とを結ぶ線分の内分点には限定されず、第1位置又は第2位置であってもよいし、また、当該線分の外分点でもよい。更に、第1位置及び第2位置に基づく被検眼Eの位置は、第1位置と第2位置とを通過する直線上の位置には限定されず、当該直線から外れた位置であってもよい。
被検眼の瞳孔サイズに応じて移動目標位置を決定することができる。典型的には、第1アライメント情報と第2アライメント情報との比較の結果が既定条件を満足しないときに、この処理を適用することができる。本例が適用される場合、位置決定部は、被検眼の瞳孔サイズを表す情報を取得する瞳孔サイズ情報取得部を含む。瞳孔サイズ情報取得部により取得された情報に表された瞳孔サイズが既定閾値以下であるとき、位置決定部は、第2アライメント情報に対応する位置(瞳孔中心の位置等)に基づいて移動目標位置を決定することができる。それにより、被検眼が小瞳孔眼である場合において、被検眼のデータを取得するための光束が虹彩でケラレる可能性を低減することができる。
典型的な例において、瞳孔サイズ情報取得部は、被検眼の前眼部を撮影する前眼部撮影系と、前眼部撮影系により取得された前眼部像を解析して瞳孔サイズを算出する瞳孔サイズ算出部とを含む。
例えば、眼科装置1では、前眼部カメラ300A及び300Bの少なくとも一方を前眼部撮影系として用いることができる。或いは、眼科装置1では、照明光学系10及び撮影光学系30を前眼部撮影系として用いることができる。他の例として、前眼部のOCT計測を実行可能な眼科装置では、前眼部OCT機能を前眼部撮影系として用いることができる。
更に、眼科装置1では、データ処理部230に設けられた瞳孔サイズ算出部234が、前眼部カメラ300A及び300Bの少なくとも一方(又は、照明光学系10及び撮影光学系30)により取得された前眼部像を解析することで、被検眼Eの瞳孔サイズを算出することができる。なお、瞳孔サイズ情報取得部は、データ処理部230の他の要素を含んでよい。例えば、瞳孔サイズ情報取得部は、画像補正部231を含んでもよい。
被検眼の回旋状態に応じて移動目標位置を決定することができる。典型的には、第1アライメント情報と第2アライメント情報との比較の結果が既定条件を満足しないときに、この処理を適用することができる。本例が適用される場合、眼科装置は、被検眼を回旋させるための固視光を出力する固視光学系を含んでよい。中心固視位置から被検眼を回旋させるための固視光(例えば、中心固視位置から被検眼を所定角度以上回旋させるための固視光)が出力されているとき、位置決定部は、第1アライメント情報に対応する位置(プルキンエ像の位置等)に基づいて、移動目標位置を決定することができる。それにより、被検眼が回旋されている場合において、被検眼のデータを取得するための光束が角膜頂点から外れた位置に投射される可能性を低減することができる。なお、中心固視位置とは、例えば、固視光学系の光軸上の位置に対応する固視位置を示す。上記の実施形態では、LCD39の画面において光軸が交差する位置(画面中心位置)に固視標が表示されているときの固視位置が中心固視位置に相当する。また、上記の「中心固視位置から被検眼を回旋させるための固視光」は、例えば、LCD39の画面中心位置から所定距離(所定ピクセル数)以上離れた位置に表示された固視標から出力される光である。
実施形態に係る眼科装置は、位置決定部により決定された移動目標位置に基づくアライメント動作を行うことができる。アライメントの態様は、例えば、オートアライメント又はマニュアルアライメントであってよい。
オートアライメントが実行される場合、眼科装置は、データ取得光学系を移動する第1駆動部と、位置決定部により決定された移動目標位置に基づいて第1駆動部を制御する第1制御部とを含む。
眼科装置1では、光学系駆動部2Aが第1駆動部として機能し、主制御部211が第1制御部として機能する。
マニュアルアライメントが実行される場合、眼科装置は、位置決定部により決定された移動目標位置に基づく情報を表示手段に表示させる第2制御部と、操作部と、操作部を用いて行われた操作に応じてデータ取得光学系を移動する第2駆動部とを含む。表示手段は、眼科装置に含まれてもよいし、眼科装置に接続された外部ディスプレイでもよい。
眼科装置1では、主制御部211が第2制御部として機能し、操作部242が操作部として機能し、光学系駆動部2Aが第2駆動部として機能する。また、眼科装置1では、表示部241が表示手段として用いられる。
実施形態に係る眼科装置によれば、被検眼の角膜と瞳孔とが偏心している場合であっても、被検眼の角膜を基準として実際に測定された位置と被検眼の瞳孔を基準として実際に測定された位置との双方に基づいてデータ取得光学系の移動目標位置を決定し、この移動目標位置に基づきアライメントを行うことができる。したがって、角膜を基準にアライメントを行って虹彩により光束がケラレる可能性や、瞳孔を基準にアライメントを行って角膜反射に起因するノイズ光が混入する可能性を低減することができる。
また、実施形態に係る眼科装置によれば、角膜や水晶体に対応するリング状開口絞りを備えた眼科装置において、zアライメントの好適化を図ることができる。従来の眼科装置では、前房深度等の個人差により、角膜を基準にzアライメントを行ったときには、水晶体に対応する絞りがその機能を十分に発揮できず、逆に、瞳孔を基準にzアライメントを行ったときには、角膜に対応する絞りがその機能を十分に発揮できなかった。
これに対し、実施形態に係る眼科装置では、被検眼の角膜を基準として実際に測定された位置と被検眼の瞳孔を基準として実際に測定された位置との双方に基づいてアライメント(xyアライメント及びzアライメント)を行うことができる。したがって、前房深度等の個人差にかかわらず、被検眼の角膜の位置及び瞳孔の位置に基づいて好適にアライメントを行うことができるので、角膜に対応する絞り(角膜絞り23c等)の機能も、水晶体に対応する絞り(水晶体前面絞り23f、水晶体後面絞り23r等)の機能も、十分に発揮させることが可能である。
〈変形例〉
以上に説明した態様は、この発明を実施するための例に過ぎない。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ける任意の変形(省略、置換、付加等)を施すことが可能である。
上記の実施形態に係る眼科装置は、角膜を基準としたアライメントと瞳孔を基準としたアライメントとを実行可能であるが、この発明はこれに限定されない。一般に、実施形態に係る眼科装置は、角膜を基準としたアライメントと、被検眼の所定部位(角膜以外の部位)を基準としたアライメントとを実行可能に構成されてよい。所定部位は、上記の実施形態のように瞳孔でもよいし、瞳孔以外の部位(例えば虹彩)でもよい。また、所定部位は2以上の部位を含んでもよい。例えば、実施形態において、眼科装置は、角膜を基準としたアライメントと、瞳孔を基準としたアライメントと、虹彩を基準としたアライメントとを実行可能であってよい。この場合、瞳孔を基準としたアライメントと虹彩を基準としたアライメントとを選択的に行うように構成されてよい。
対物レンズ22のレンズ中心よりも下方(−y方向)に前眼部カメラ300A及び300B(2以上の撮影部)を配置することができる。それにより、前眼部カメラ300A及び300Bにより取得される撮影画像に被検者の瞼や睫毛が映り込む可能性を低減することができる。また、眼の窪み(眼窩)が深い被検者であっても、好適に前眼部撮影を行うことができる。
上記した態様においては、光路長変更部41の位置を変更することにより、信号光LSの光路と参照光LR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、参照光の光路に反射ミラー(参照ミラー)を配置し、この参照ミラーを参照光の進行方向に移動させて参照光の光路長を変更することによって、当該光路長差を変更することが可能である。また、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を移動させて信号光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。
上記した態様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コンピュータプログラムを送受信することも可能である。