JP6934747B2 - 眼科装置、及びその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、眼科装置、及びその制御方法に関する。

近年、レーザー光源等からの光ビームを用いて被測定物体の表面形態や内部形態を表す画像を形成するＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が注目を集めている。ＯＣＴは、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）のような人体に対する侵襲性を持たないことから、特に医療分野や生物学分野における応用の展開が期待されている。例えば眼科分野においては、眼底や角膜を画像化したり被検眼の光学的な特性を測定したりする装置が実用化されている。

このようなＯＣＴを用いた眼科装置の計測対象は生体眼である。生体眼は、体動や眼球運動や拍動などによって常に動いている。従って、ＯＣＴ計測中にも被検眼は動いている。例えば、測定光の進行方向（被検眼の奥行方向、深さ方向）に被検眼が移動すると、ＯＣＴ計測による画像化範囲（フレーム）の端に注目部位が描出されたり、場合によっては注目部位がフレームから外れてしまったりする。

そこで、眼科装置では、ＯＣＴ計測を行う前に、被検眼の注目部位がフレーム内の好適な位置に描出されるように、被検眼に合わせて参照光の光路長と測定光の光路長との差が調整される（例えば、特許文献１〜特許文献５）。この光路長差の調整には、被検眼の断層像の深度方向において輝度値が最大になる位置（干渉光の検出強度が最大になる位置）などが用いられる。このような輝度値が最大になる位置として、被検眼の網膜色素上皮（Ｒｅｔｉｎａｌ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｅｐｉｔｈｅｌｉｕｍ：ＲＰＥ）に相当する位置などがある。

特開２００７−１８５２４４号公報 特開２００７−２１５７３３号公報 特開２０１４−２００６７８号公報 特開２０１４−２００６７９号公報 特開２０１４−２００６８０号公報

ところで、近年、ＯＣＴを用いた眼科装置には、眼軸長などの被検眼の構造を表すパラメータを一度に測定したり被検眼の広い範囲を画像化したりするため、被検眼の奥行方向に広い範囲でＯＣＴ計測が可能なことが求められている。

しかしながら、ＯＣＴ計測の深さレンジと計測精度とはトレードオフの関係にあり、広い範囲でＯＣＴ計測を行うと、被検眼の網膜色素上皮などの網膜の層領域の特定が困難になる場合がある。このような場合、ＯＣＴ計測を行う前に、参照光の光路長と測定光の光路長との差を適正に変更することができず、被検眼の画像に注目部位が描出されなかったり所望のパラメータ自体を計測できなかったりすることがある。

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、ＯＣＴ計測の深さレンジが広くなった場合であっても、適正な位置で被検眼の注目部位を画像化したり計測したりすることが可能な眼科装置、及びその制御方法を提供することにある。

実施形態の第１の態様に係る眼科装置は、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と、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と、前記干渉光学系による前記干渉光の検出結果に基づいて前記干渉光学系の光軸方向の輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成部と、前記輝度プロファイルにおける前記光軸方向の輝度値の変化に基づいて前記光路長変更部を制御する制御部と、を含む。

また、実施形態の第２態様に係る眼科装置は、第１態様において、前記干渉光学系による前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の断層像を形成する画像形成部を含み、前記干渉光学系は、前記光軸方向に交差するスキャン方向に前記測定光を偏向する光スキャナを含み、前記輝度プロファイル生成部は、前記断層像における前記光軸方向の複数の位置それぞれについて前記スキャン方向に輝度値を積算することにより前記輝度プロファイルを生成してもよい。

また、実施形態の第３態様に係る眼科装置は、第１態様又は第２態様において、前記輝度値の変化に基づいて前記被検眼の最深領域の前記光軸方向における位置を特定する特定部を含み、前記制御部は、前記特定部により特定された前記位置に基づいて前記光路長変更部を制御してもよい。

また、実施形態の第４態様に係る眼科装置では、第３態様において、前記特定部は、所定の変化方向における前記輝度値の変化量の絶対値が最大である位置を前記最深領域の位置として特定してもよい。

また、実施形態の第５態様に係る眼科装置では、第３態様又は第４態様において、前記制御部は、画像のフレームの所定の範囲内に前記最深領域が描出されるように前記光路長変更部を制御してもよい。

また、実施形態の第６態様に係る眼科装置は、第１態様〜第５態様のいずれかにおいて、前記輝度プロファイルにおいて前記光軸方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求める演算部を含み、前記制御部は、前記演算部により求められた差分を前記輝度値の変化として求め、求められた前記差分に基づいて前記光路長変更部を制御してもよい。

また、実施形態の第７態様に係る眼科装置では、第１態様〜第６態様のいずれかにおいて、前記光路長変更部は、前記参照光の光路に配置され、前記参照光の光路に沿って移動可能な参照ミラーと、前記参照光の光路に沿って前記参照ミラーを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させてもよい。

また、実施形態の第８態様に係る眼科装置では、第１態様〜第７態様のいずれかにおいて、前記干渉光学系は、前記測定光で前記被検眼を反復的にスキャンし、前記制御部は、前記輝度値の変化に基づいて前記光路長変更部を反復的に制御してもよい。

実施形態の第９態様に係る眼科装置の制御方法は、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検出ステップと、前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の深さ方向の輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成ステップと、前記輝度プロファイルにおける前記深さ方向の輝度値の変化に基づいて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差変更ステップと、を含む。

また、実施形態の第１０態様に係る眼科装置の制御方法は、第９態様において、前記輝度値の変化に基づいて前記被検眼の最深領域の前記深さ方向の位置を特定する特定ステップを含み、前記光路長差変更ステップでは、前記深さ方向の位置に基づいて、画像のフレームの所定の範囲内に前記最深領域が描出されるように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してもよい。

本発明によれば、ＯＣＴ計測の深さレンジが広くなった場合であっても、適正な位置で被検眼の注目部位を画像化したり計測したりすることが可能な眼科装置、及びその制御方法を提供することができるようになる。

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。 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。 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。 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。 実施形態に係る眼科装置の動作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の一例を示すフロー図である。 実施形態に係る眼科装置の動作の一例を示すフロー図である。

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、少なくともＯＣＴを実行する機能を備え、被測定物体に対してＯＣＴを実行することにより被測定物体に関する情報を取得することが可能な計測装置である。以下、実施形態に係る眼科装置が、被測定物体としての生体眼に対してＯＣＴを実行することにより生体眼を画像化する場合について説明するが、実施形態はこれに限定されない。例えば、実施形態に係る眼科装置は、生体眼に対してＯＣＴを実行することにより眼軸長など生体眼の眼内距離を計測可能であってよい。

実施形態に係る眼科装置は、フーリエドメインＯＣＴと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し、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して画像を形成する手法である。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。

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、前眼部撮影カメラや、手術用顕微鏡や、光凝固装置などが設けられてもよい。この明細書では、ＯＣＴによる計測を「ＯＣＴ計測」と総称し、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」と表記し、参照光の光路を「参照光路」と表記することがある。

［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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

フォーカス光学系６０は、照明光学系１０の光路に沿って移動可能である。撮影合焦レンズ３１は、フォーカス光学系６０の移動に連動して撮影光学系３０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。

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。反射棒６７の反射面により反射された光は、リレーレンズ２０を経由し、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により屈折されて一対のスプリット視標光として被検眼Ｅに照射される。

被検眼Ｅの瞳孔を通過した一対のスプリット視標光は、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに到達する。一対のスプリット視標光の眼底反射光は、瞳孔を通過し、照明光の眼底反射光束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（一対のスプリット視標像）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、一対のスプリット視標像の位置を解析してフォーカス光学系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）。フォーカス光学系６０の移動に連動して撮影合焦レンズ３１を移動することにより、眼底像はＣＣＤイメージセンサ３５の撮像面に結像する。また、一対のスプリット視標像を視認しつつ手動で（後述の操作部２４２に対する操作で）ピント合わせを行ってもよい。

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。フォーカス視標光は、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。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により取得された一対の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。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により取得された一対の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フォーカス光学系６０が照明光路に沿って移動されるとこれに連動して撮影合焦レンズ３１が撮影光軸に沿って移動する。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一対のスプリット視標像が２つに分離するため、一対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、一対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。

ダイクロイックミラー４６は、眼底撮影用の光路から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、眼底撮影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。

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。

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。

光スキャナ４２は、例えば、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に略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。

ＯＣＴ合焦レンズ４３は、測定光ＬＳの光路（干渉光学系の光軸）に沿って移動可能である。

〔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。

光源ユニット１０１は、一般的なスウェプトソースタイプの眼科装置と同様に、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、光路長変更部１１４に導かれる。光路長変更部１１４は、図２に示す矢印の方向に移動可能とされ、参照光ＬＲの光路長を変更する。この移動により参照光ＬＲの光路の長さが変更される。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１１４は、例えばコーナーキューブと、これを移動する移動機構とを含んで構成される。この場合、光路長変更部１１４のコーナーキューブは、コリメータ１１１により平行光束とされた参照光ＬＲの進行方向を逆方向に折り返す。コーナーキューブに入射する参照光ＬＲの光路と、コーナーキューブから出射する参照光ＬＲの光路とは平行である。

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光路長変更部１１４の双方が設けられている。しかしながら、光路長変更部４１及び１１４の一方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、参照光路長と測定光路長との差を変更することも可能である。

光路長変更部１１４を経由した参照光ＬＲは、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。

コリメータ１１１と光路長変更部１１４との間の参照光路、及びコリメータ１１６と光路長変更部１１４との間の参照光路の少なくとも一方には、光路長補正部材が配置されていてもよい。光路長補正部材は、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。

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に導かれてそ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によりに導かれ、コリメータレンズユニット４０により平行光束とされる。平行光束にされた測定光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、波長掃引型光源により所定の波長範囲内で掃引（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。

〔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画像を形成する。ＯＣＴ画像を形成するための演算処理は、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の制御系の構成について図３及び図４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。

（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３に示すように、主制御部２１１は、眼底カメラユニット２のレンズ駆動部３１Ａ及び４３Ａ、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、光学系駆動部１Ａを制御する。更に、主制御部２１１は、ＯＣＴユニット１００の光源ユニット１０１、光路長変更部１１４、検出器１２５、及びＤＡＱ１３０などを制御する。

レンズ駆動部３１Ａは、主制御部２１１からの制御を受け、撮影光学系３０の光軸に沿って撮影合焦レンズ３１を移動させる。レンズ駆動部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、主制御部２１１からの制御を受けたレンズ駆動部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レンズ駆動部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。

レンズ駆動部４３Ａは、主制御部２１１からの制御を受け、ＯＣＴユニット１００における干渉光学系の光軸（測定光の光路）に沿ってＯＣＴ合焦レンズ４３を移動させる。レンズ駆動部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、主制御部２１１からの制御を受けたレンズ駆動部４３ＡがＯＣＴ合焦レンズ４３を移動することにより、測定光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レンズ駆動部４３Ａが干渉光学系の光軸に沿ってＯＣＴ合焦レンズ４３を移動するようにしてもよい。

主制御部２１１は、ＣＣＤ３５の露光時間（電荷蓄積時間）、感度、フレームレート等を制御することが可能である。主制御部２１１は、ＣＣＤ３８の露光時間、感度、フレームレート等を制御することが可能である。

主制御部２１１は、ＬＣＤ３９に対して固視標や視力測定用視標の表示制御を行うことが可能である。それにより、被検眼Ｅに呈示される視標の切り替えや視標の種別の変更が可能になる。また、ＬＣＤ３９における視標の表示位置を変更することにより、被検眼Ｅに対する視標呈示位置を変更することが可能である。

主制御部２１１は、光路長変更部４１を制御することにより、参照光ＬＲの光路長と測定光ＬＳの光路長との差を相対的に変更することが可能である。主制御部２１１は、被検眼Ｅの対象部位がＯＣＴ画像のフレーム内における所定の範囲に描出されるように光路長変更部４１を制御する。具体的には、主制御部２１１は、被検眼Ｅの対象部位がＯＣＴ画像のフレーム内における所定のｚ位置（深さ方向の位置）に描出されるように光路長変更部４１を制御することが可能である。

主制御部２１１は、光スキャナ４２を制御することにより被検眼Ｅの眼底Ｅｆにおける測定光ＬＳの走査位置を変更することが可能である。

光学系駆動部１Ａは、眼科装置１に設けられた光学系（図１及び図２に示す光学系）を３次元的に移動する。光学系駆動部１Ａは、主制御部２１１からの制御を受け、光学系を移動する。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。

主制御部２１１は、光源ユニット１０１を制御することにより、光Ｌ０の点灯と消灯の切り替えや、光Ｌ０の光量の変更などを制御することが可能である。

主制御部２１１は、光路長変更部１１４を制御することにより、参照光ＬＲの光路長と測定光ＬＳの光路長との差を相対的に変更することが可能である。主制御部２１１は、被検眼Ｅの対象部位がＯＣＴ画像のフレーム内における所定の範囲に描出されるように光路長変更部１１４を制御する。具体的には、主制御部２１１は、被検眼Ｅの対象部位がＯＣＴ画像のフレーム内における所定のｚ位置に描出されるように光路長変更部１１４を制御することが可能である。主制御部２１１は、光路長変更部４１及び１１４の少なくとも一方を制御することにより、参照光ＬＲの光路長と測定光ＬＳの光路長との差を相対的に変更することが可能である。以下では、主制御部２１１は、光路長変更部１１４だけを制御することにより測定光ＬＳと参照光ＬＲとの光路長差調整を行うものとして説明するが、光路長変更部４１だけを制御することにより参照光ＬＲと測定光ＬＳとの光路長差調整を行ってもよい。

このような主制御部２１１による光路長差調整は、ＯＣＴ計測により得られた干渉光の検出結果から生成されたｚ方向の輝度プロファイルに基づいて行われる。この実施形態において、ｚ方向の輝度プロファイルは、ｚ方向の複数の位置に対応した複数の輝度値の配列データである。輝度プロファイルは、ｚ方向の複数の位置に対応した複数の輝度値が配列されたデータであってもよいし、当該複数の輝度値の変化を表すデータであってもよい。このような輝度プロファイルは、被検眼Ｅの断層像（Ａスキャン画像又はＢスキャン画像）から生成される。輝度プロファイルは、検出器１２５による検出結果から生成されてもよい。主制御部２１１は、輝度プロファイルにおけるｚ方向の輝度値の変化（変化方向、変化量）に基づいて光路長差調整を行う。具体的には、ｚ方向の輝度値の変化に基づいて被検眼Ｅの注目部位を特定し、特定された注目部位がフレーム内の所定のｚ位置に描出されるように光路長差調整が行われる。注目部位として、例えば眼底Ｅｆの最深領域（眼底Ｅｆの像の最深領域、眼底ＥｆにおいてＯＣＴ計測が可能な最大のｚ位置を含む領域）などがある。

被検眼Ｅの断層像を反復的に取得し、取得された断層像から輝度プロファイルを生成し、生成された輝度プロファイルに基づいて光路長差調整を反復的に行うことにより、所望の注目部位が所定のｚ位置に描出された状態を維持することが可能である。

主制御部２１１は、検出器１２５の露光時間（電荷蓄積時間）、感度、フレームレート等を制御することが可能である。また、主制御部２１１は、ＤＡＱ１３０を制御することが可能である。

（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制御情報等のデータが記憶されている。

（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の断層像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。

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。

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。

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、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。

図４に示すように、データ処理部２３０には、輝度プロファイル生成部２３１と、演算部２３２と、特定部２３３とが設けられている。

輝度プロファイル生成部２３１は、被検眼Ｅの断層像からｚ方向の輝度プロファイルを生成する。演算部２３２は、輝度プロファイル生成部２３１により生成された輝度プロファイルにおけるｚ方向の輝度値の変化（変化方向、変化量）を求める。特定部２３３は、演算部２３２により求められたｚ方向の輝度値の変化に基づいて被検眼Ｅの注目部位のｚ方向の位置を特定する。実施形態に係る特定部２３３は、眼底Ｅｆの最深領域のｚ方向の位置を特定することが可能である。

輝度プロファイル生成部２３１は、例えば、検出器１２５により得られたＡスキャンの検出結果に基づいて生成されたＡスキャン画像における複数のｚ位置の輝度値から輝度プロファイルを生成することが可能である。また、輝度プロファイル生成部２３１は、例えば、検出器１２５による検出結果に基づいて生成されたＢスキャン画像における複数のｚ位置の輝度値について、Ａスキャン方向に交差する交差方向（例えば、ｘ方向又はｙ方向）に統計値を求めることにより輝度プロファイルを生成することが可能である。ここで、統計値は、公知の統計処理により得られた値を意味する。この実施形態に係る統計値には、積算値、平均値などがある。

或いは、輝度プロファイル生成部２３１は、検出器１２５による干渉光の検出結果から直接的にｚ方向の輝度プロファイルを生成してもよい。輝度プロファイル生成部２３１は、例えば、検出器１２５により得られたＡスキャンの検出結果を解析して複数のｚ位置における反射光強度を求め、求められた反射光強度に対応した輝度値を割り当てることにより輝度プロファイルを生成する。また、輝度プロファイル生成部２３１は、例えば、眼底Ｅｆにおける交差方向の複数の走査位置について検出器１２５により得られたＡスキャンの検出結果を解析して各Ａラインの複数のｚ位置における反射光強度を求め、求められた反射光強度に対応した輝度値を割り当て、複数のｚ位置の輝度値について当該交差方向に統計値を求めることにより輝度プロファイルを生成してもよい。

以下では、輝度プロファイル生成部２３１は、積算部２３１１を含むものとする。積算部２３１１は、画像形成部２２０により形成されたＢスキャン画像における複数のｚ位置についてＡスキャン方向と交差する方向に輝度値を積算して輝度値の積算値を求める。すなわち、輝度プロファイル生成部２３１は、ＯＣＴを実行することにより得られたＢスキャン画像における複数のｚ位置について輝度値の積算値が配列された輝度プロファイルを生成する。

演算部２３２は、輝度プロファイル生成部２３１により生成された輝度プロファイルにおけるｚ方向の輝度値の変化を求める。演算部２３２は、ｚ方向の輝度値の変化方向とその変化量を求めることが可能である。例えば、演算部２３２は、取得された輝度プロファイルにおいてｚ方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求めることによりｚ方向の輝度値の変化方向とその変化量とを求める。変化方向は、求められた差分値の符号（＋、−）に対応する。変化量は、求められた差分値の絶対値に対応する。また、例えば、演算部２３２は、取得された輝度プロファイルに基づいてｚ位置の変化に対応する輝度値の変化の割合を求めることにより輝度値の変化方向とその変化量とを特定してもよい。変化方向は、求められた割合の符号に対応する。変化量は、求められた割合の絶対値に対応する。

以下では、演算部２３２は、差分算出部２３２１を含むものとする。差分算出部２３２１は、輝度プロファイルにおいてｚ方向に隣接する２つの輝度値の差分を求める。すなわち、演算部２３２は、輝度プロファイルにおいてｚ方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求めることによりｚ方向の輝度値の変化方向とその変化量とを求める。

図５に、実施形態に係る輝度プロファイルの説明図を示す。図５は、縦方向に深さ方向（ｚ方向）を表し、横方向にｚ方向に交差するｘｙスキャン方向（ｘｙ平面上のスキャン方向）を表す。

輝度プロファイル生成部２３１は、画像形成部２２０により形成されたＢスキャン画像ＩＭＧ１が取得されると、複数のｚ位置について深さ方向（ｚ方向）に交差する方向（図５ではｘｙスキャン方向）に輝度値を積算することにより輝度プロファイルを生成する。図５に示すように、輝度プロファイル生成部２３１は、ｚ位置ｚ０についてｘｙスキャン方向にＢスキャン画像ＩＭＧ１の各画素の輝度値を積算して輝度値Ｌａ０を求め、ｚ位置ｚ１（ｚ０＜ｚ１）についてｘｙスキャン方向にＢスキャン画像ＩＭＧ１の各画素の輝度値を積算して輝度値Ｌａ１を求め、・・・、ｚ位置ｚＮ（ｚ１＜・・・＜ｚＮ）についてｘｙスキャン方向にＢスキャン画像ＩＭＧ１の各画素の輝度値を積算して輝度値ＬａＮを求める。

演算部２３２は、輝度プロファイル生成部２３１により生成された輝度プロファイルにおいてｚ方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求めることにより、図５に示すような差分プロファイルを生成する。図５において、演算部２３２は、ｚ位置ｚ０に対応する輝度値Ｌａ０とｚ位置ｚ１に対応する輝度値Ｌａ１との差分値Ｄ０（＝Ｌａ０−Ｌａ１）を求め、ｚ位置ｚ１に対応する輝度値Ｌａ１とｚ位置ｚ２に対応する輝度値Ｌａ２との差分値Ｄ１（＝Ｌａ１−Ｌａ０）を求め、・・・、ｚ位置ｚ（Ｎ−１）に対応する輝度値Ｌａ（Ｎ−１）とｚ位置ｚＮに対応する輝度値ＬａＮとの差分値Ｄ（Ｎ−１）（＝ＬａＮ−Ｌａ（Ｎ−１））を求める。

特定部２３３は、図５に示すように演算部２３２により求められたｚ方向の輝度値の変化を表す差分プロファイルに基づいて、被検眼Ｅの所定部位のｚ方向の位置を特定する。

図６に、実施形態に係る差分プロファイルの説明図を示す。図６は、演算部２３２により求められた差分値を縦軸に表し、深さ位置を横軸に表す。図６において、図５に示す深さ位置に対応する差分値については同一符号で示されている。図６において、図５の図示の便宜上、白い画素の輝度値より黒い画素の輝度値の方が高いものとする。

特定部２３３は、所定の変化方向における輝度値の変化量の絶対値が最大である位置を最深領域の位置として特定する。特定部２３３は、演算部２３２により求められた差分プロファイルに基づいて、所定の変化方向に対応する符号を有する差分値に対応する深さ位置を特定する。続いて、特定部２３３は、上記の符号を有する差分値のうち絶対値が最大の深さ位置を被検眼Ｅの最深領域の位置として特定する。

例えば、図５及び図６に示す場合、符号が「＋」の領域は、輝度値が高い画素（黒い画素）から輝度値が低い画素（白い画素）に変化する領域であることを表し、符号が「−」の領域は、輝度値が低い画素から輝度値が高い画素に変化する領域であることを表す。従って、図５及び図６に示すｚ位置Ｐｚ１が被検眼Ｅの最深領域に含まれる位置として特定される。

なお、特定部２３３は、注目部位に対応する輝度値の変化の仕方に応じて差分プロファイル又は輝度プロファイルを解析して、当該注目部位のｚ位置を特定することが可能である。例えば、特定部２３３は、浅いｚ位置から順番に差分プロファイルを探索し、最初に符号が「−」で閾値以上の差分値の絶対値であるｚ位置Ｐｚ０を、被検眼Ｅにおいて最も浅い領域の位置として特定することができる。

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。

図７及び図８に、実施形態に係る眼科装置１の動作説明図を示す。図７は、参照光ＬＲと測定光ＬＳとの光路長差調整を行う前にフレーム内に描出された眼底Ｅｆの断層像の一例を表す。図８は、参照光ＬＲと測定光ＬＳとの光路長差調整を行った後にフレーム内に描出された眼底Ｅｆの断層像の一例を表す。

例えば、図７に示すような描出位置に被検眼Ｅの最深領域（例えば、ＲＰＥなどの眼底Ｅｆの深層領域）が描出された断層像が取得されたものとする。このとき、輝度プロファイル生成部２３１は、上記のように輝度プロファイルを生成する（図５）。演算部２３２は、上記のように、輝度プロファイルにおいてｚ方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求めることにより、差分プロファイルを生成する（図５）。特定部２３３は、上記のように、被検眼Ｅの最深領域の位置を特定する。

制御部２１０は、特定部２３３により特定された被検眼Ｅの最深領域がフレーム内の所定のｚ位置に描出されるように光路長変更部１１４を制御することにより、参照光ＬＲの光路長と測定光ＬＳの光路長とを相対的に変更する。例えば、記憶部２１２には、所定の基準ｚ位置に対する複数の最深領域のｚ位置それぞれに参照光ＬＲと測定長ＬＳとの光路長差調整量が関連付けられた制御情報があらかじめ記憶されている。所定の基準ｚ位置として、参照光ＬＲの光路長が測定光ＬＳの光路長に等しいゼロディレイ位置などがある。制御部２１０は、特定部２３３により特定された被検眼Ｅの最深領域のｚ位置を取得すると、記憶部２１２に記憶された制御情報を参照し、当該ｚ位置に関連付けられた光路長調整量を決定し、決定された光路長調整量に基づいて光路長変更部１１４を制御する。それにより、図８に示すように被検眼Ｅの最深領域がフレーム内の所定のｚ位置に描出される断層像が取得される。

なお、記憶部２１２には、所定の基準ｚ位置に対する複数の最深領域のｚ位置それぞれに光路長変更部１１４に対する制御内容が関連付けられた制御情報があらかじめ記憶されていてもよい。この場合、制御部２１０は、特定部２３３により特定された被検眼Ｅの最深領域のｚ位置を取得すると、記憶部２１２に記憶された制御情報を参照し、当該ｚ位置に関連付けられた制御内容に基づいて光路長変更部１１４を制御する。

図２に示す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。光路長変更部１１４のコーナーキューブは、実施形態に係る「参照ミラー」の一例である。光路長変更部１１４のコーナーキューブを移動する移動機構は、実施形態に係る「移動機構」の一例である。

［動作例］
実施形態に係る眼科装置１の動作について説明する。以下では、被検眼Ｅの注目部位が眼底Ｅｆの断層像における最深領域であるものとする。

図９に、実施形態に係る眼科装置１の動作の一例を示す。図９は、被検眼ＥのＯＣＴ画像と眼底画像とを取得する場合の動作例のフロー図を表す。

（Ｓ１）
まず、主制御部２１１は、撮影光学系３０を制御して被検眼Ｅの前眼部を撮影することにより前眼部像を取得する。

（Ｓ２）
主制御部２１１は、Ｓ１において取得された前眼部像に基づいて、上記の光学系駆動部１Ａを制御することにより光学系を３次元的に移動して、被検眼Ｅに対する光学系の位置合わせを行う（ｘ方向、ｙ方向、及びｘ方向とｙ方向の双方に直交するｚ方向）。

（Ｓ３）
主制御部２１１は、あらかじめ決められた初期位置が走査位置になるように光スキャナ４２をセットする。

（Ｓ４）
主制御部２１１は、光源ユニット１０１をオンにして、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の眼底Ｅｆのスキャンを開始させる。画像形成部２２０は、検出器１２５による干渉光の検出結果に基づいて眼底ＥｆのＯＣＴ画像を形成する。

（Ｓ５）
主制御部２１１は、撮影光学系３０により得られた前眼部像から網膜のフォーカス方向のアライメントを行う。それにより、ＯＣＴユニット１００が備える光学系の光軸方向における位置の微調整が可能になる。

（Ｓ６）
主制御部２１１は、被検眼Ｅの注目部位のフレーム内の描出位置の調整を開始させる。Ｓ６以降から、被検眼Ｅの断層像が反復的に取得され、取得された断層像から輝度プロファイルが生成され、生成された輝度プロファイルに基づいて光路長差調整が反復的に行われる。それにより、被検眼Ｅの注目部位が所定のｚ位置に描出された状態が維持される。Ｓ６の詳細については、後述する。

（Ｓ７）
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、ＯＣＴユニット１００が備える光学系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となるようにレンズ駆動部４３Ａを制御してＯＣＴ合焦レンズ４３を光軸方向に移動することにより光学系の焦点位置を変更する。

（Ｓ８）
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の眼底Ｅｆのスキャンを開始させる。画像形成部２２０は、検出器１２５による干渉光の検出結果に基づいて眼底ＥｆのＯＣＴ画像を形成する。Ｓ８では、図８に示すように、被検眼Ｅの最深領域がフレーム内の所定のｚ位置に描出されたＯＣＴ画像が取得される。

（Ｓ９）
主制御部２１１は、撮影光学系３０を制御して被検眼Ｅの眼底Ｅｆを撮影することにより眼底画像を取得する。以上で、眼科装置１の動作は終了する（エンド）。

図１０に、図９のＳ６の動作例のフロー図を示す。

（Ｓ２１）
図９のＳ６において、被検眼Ｅの注目部位のフレーム内の描出位置の調整が開始されると、主制御部２１１は、図５に示すように輝度プロファイルを輝度プロファイル生成部２３１に生成させる。輝度プロファイル生成部２３１は、Ｓ４や反復的な測定光ＬＳのスキャンにおける検出ステップにおいて事前に得られた干渉光の検出結果に基づいて生成されたＯＣＴ画像を取得する。輝度プロファイル生成部２３１は、取得されたＯＣＴ画像における複数のｚ位置についてｘｙスキャン方向に輝度値を積算することにより輝度プロファイルを生成する（輝度プロファイル生成ステップ）。

（Ｓ２２）
次に、主制御部２１１は、図５に示すように、Ｓ２１において生成された輝度プロファイルにおいてｚ方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求めることにより演算部２３２に差分プロファイルを生成させる。

（Ｓ２３）
主制御部２１１は、上記のように被検眼Ｅの最深領域のｚ位置を特定部２３３に特定させる。特定部２３３は、Ｓ２２において生成された差分プロファイルに基づいて、例えば符号が「＋」の差分値のうち絶対値が最大の深さ位置を被検眼Ｅの最深領域のｚ位置として特定する（特定ステップ）。

（Ｓ２４）
主制御部２１１は、記憶部２１２に記憶された制御情報を参照し、Ｓ２３において特定された被検眼Ｅの最深領域のｚ位置に関連付けられた制御内容を取得し、取得された制御内容に基づいて参照光ＬＲと測定光ＬＳとの光路長差調整量を決定する。

（Ｓ２５）
主制御部２１１は、Ｓ２４において決定された光路長差調整量に基づいて光路長変更部１１４を制御して、被検眼Ｅの最深領域がフレーム内の所定のｚ位置に描出されるように参照光ＬＲと測定光ＬＳとの光路長差を変更する（光路長差変更ステップ）。例えば、測定光ＬＳで被検眼Ｅの眼底Ｅｆのスキャンを反復的に行い、断層像が取得されたときにＳ２１〜Ｓ２５を実行して光路長差調整を反復的に行うことが可能である。

［効果］
実施形態に係る眼科装置について説明する。

実施形態に係る眼科装置（１）は、干渉光学系（ＯＣＴユニット１００に含まれる光学系）と、光路長変更部（光路長変更部４１及び１１４の少なくとも一方）、輝度プロファイル生成部（２３１）と、制御部（２１０、主制御部２１１）とを含む。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（Ｅ）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。光路長変更部は、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。輝度プロファイル生成部は、干渉光学系による干渉光の検出結果に基づいて干渉光学系の光軸方向（ｚ方向、深さ方向）の輝度プロファイルを生成する。制御部は、輝度プロファイルにおける光軸方向の輝度値の変化（変化方向、変化量）に基づいて光路長変更部を制御する。

このような構成では、干渉光学系により参照光と被検眼を経由した測定光との干渉光の検出結果に基づいて当該干渉光学系の光軸方向の輝度プロファイルを生成し、生成された輝度プロファイルにおける光軸方向の輝度値の変化に基づいて、参照光と測定光との光路長差を変更する。それにより、ＯＣＴ画像において輝度値が最大となる部位等を特定する必要がなく、被検眼の注目部位の描出位置や計測可能位置を変更することができる。従って、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、被検眼の注目部位に対して描出位置や計測可能位置を変更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。その結果、ＯＣＴ計測の深さレンジが広くなった場合であっても、適正な位置で被検眼の注目部位を画像化したり計測したりすることが可能な眼科装置を提供することができる。例えば、いわゆるフルレンジでＯＣＴ計測を行った場合であっても、適正な位置で被検眼の注目部位を画像化したり計測したりすることできる。

また、実施形態にかかる眼科装置は、画像形成部（２２０）を含んでもよい。画像形成部は、干渉光学系による干渉光の検出結果に基づいて被検眼の断層像を形成する。干渉光学系は、光スキャナ（４２）を含んでもよい。光スキャナは、光軸方向に交差するスキャン方向（ｘｙスキャン方向）に測定光を偏向する。輝度プロファイル生成部は、断層像における上記の光軸方向の複数の位置（ｚ位置）それぞれについてスキャン方向に輝度値を積算することにより輝度プロファイルを生成することができる。

このような構成によれば、画像形成部により形成された断層像から輝度プロファイルを生成するようにしたので、被検眼の注目部位に対して描出位置や計測可能位置を容易に変更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は、特定部（２３３）を含んでもよい。特定部は、輝度プロファイルにおける輝度値の変化に基づいて被検眼の最深領域の光軸方向における位置を特定する。制御部は、特定部により特定された位置に基づいて光路長変更部を制御することができる。

このような構成によれば、輝度プロファイルにおける輝度値の変化に基づいて被検眼の最深領域の光軸方向における位置を特定するようにしたので、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、被検眼の最深領域に対して描出位置や計測可能位置を変更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、特定部は、所定の変化方向における輝度値の変化量の絶対値が最大である位置を最深領域の位置として特定してもよい。

このような構成によれば、輝度プロファイルにおいて所定の変化方向に変化量が絶対値が最大である位置を特定するようにしたので、簡素な処理で被検眼の最深領域を特定することが可能になる。それにより、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、簡素な処理で被検眼の最深領域に対して描出位置や計測可能位置を変更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、制御部は、画像のフレームの所定の範囲内に最深領域が描出されるように光路長変更部を制御してもよい。

このような構成によれば、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、画像のフレームの所望の位置に注目部位が描出されるＯＣＴ画像の取得が可能になる。

また、実施形態に係る眼科装置は、演算部（２３２）を含んでもよい。演算部は、輝度プロファイルにおいて光軸方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求める。制御部は、演算部により求められた差分を輝度値の変化として求め、求められた差分に基づいて光路長変更部を制御することができる。

このような構成によれば、簡素な差分値の算出により輝度値の変化を特定するようにしたので、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、簡素な処理で被検眼の注目部位に対して描出位置や計測可能位置を変更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、光路長変更部は、参照ミラー（コーナーキューブ）と、移動機構とを含んでもよい。参照ミラーは、参照光の光路に配置され、参照光の光路に沿って移動可能である。移動機構は、参照光の光路に沿って参照ミラーを移動する。制御部は、移動機構を制御することにより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させることができる。

このような構成によれば、簡素な構成及び制御で参照光路長を変更するようにしたので、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、被検眼の注目部位に対して描出位置や計測可能位置の変更が可能な眼科装置の構成及び制御を簡素化することができる。

また、実施形態に係る眼科装置では、干渉光学系は、測定光で被検眼を反復的にスキャンし、制御部は、上記の輝度値の変化に基づいて光路長変更部を反復的に制御してもよい。

このような構成によれば、被検眼の注目部位が所望の深さ位置に描出された状態を維持することが可能な眼科装置を提供することができる。

実施形態に係る眼科装置（眼科装置１）の制御方法は、検出ステップと、輝度プロファイル生成ステップと、光路長差変更ステップとを含む。検出ステップでは、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（Ｅ）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。輝度プロファイル生成ステップでは、干渉光の検出結果に基づいて被検眼の深さ方向（ｚ方向）の輝度プロファイルを生成する。光路長差変更ステップでは、輝度プロファイルにおける深さ方向の輝度値の変化（変化方向、変化量）に基づいて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。

このような構成では、干渉光学系により参照光と被検眼を経由した測定光との干渉光を検出し、その検出結果に基づいて当該干渉光学系の光軸方向の輝度プロファイルを生成し、生成された輝度プロファイルにおける光軸方向の輝度値の変化に基づいて、測定光と参照光との光路長差を変更する。それにより、ＯＣＴ画像において輝度値が最大となる部位等を特定することなく、被検眼の注目部位の描出位置や計測可能位置を変更することができる。従って、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、被検眼の注目部位に対して描出位置や計測可能位置を変更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。その結果、ＯＣＴ計測の深さレンジが広くなった場合であっても、適正な位置で被検眼の注目部位を画像化したり計測したりすることが可能になる。

また、実施形態に係る眼科装置の制御方法は、特定ステップを含んでもよい。特定ステップでは、輝度値の変化に基づいて被検眼の最深領域の深さ方向の位置を特定する。光路長差変更ステップでは、深さ方向の位置に基づいて、画像のフレームの所定の範囲内に最深領域が描出されるように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ことができる。

このような構成によれば、輝度プロファイルにおける輝度値の変化に基づいて被検眼の最深領域の深さ位置を特定し、特定された深さ位置に基づいて画像のフレームの所定の範囲内に最深領域が描出されるように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ようにしたので、ＯＣＴ計測の深さレンジを広くして計測精度が低下した場合でも、画像のフレームの所望の位置に被検眼の最深領域が描出されるＯＣＴ画像の取得が可能になる。

＜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。

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、たとえば、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。

１ 眼科装置
２ 眼底カメラユニット
４１、１１４ 光路長変更部
４２ 光スキャナ
１００ ＯＣＴユニット
２００ 演算制御ユニット
２１０ 制御部
２１１ 主制御部
２１２ 記憶部
２２０ 画像形成部
２３０ データ処理部
２３１ 輝度プロファイル生成部
２３２ 演算部
２３３ 特定部
２３１１ 積算部
２３２１ 差分算出部
Ｅ 被検眼
Ｅｆ 眼底
ＬＣ 干渉光
ＬＲ 参照光
ＬＳ 測定光

Claims (10)

1. 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と、
   前記干渉光学系による前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の断層像を形成する画像形成部と、
   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と、
   前記干渉光学系による前記干渉光の検出結果に基づいて前記干渉光学系の光軸方向の輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成部と、
   前記輝度プロファイルにおける前記光軸方向の輝度値の変化に基づいて前記光路長変更部を制御する制御部と、
   を含み、
   前記干渉光学系は、前記光軸方向に交差するスキャン方向に前記測定光を偏向する光スキャナを含み、
   前記輝度プロファイル生成部は、前記断層像における前記光軸方向の複数の位置それぞれについて前記スキャン方向に輝度値を積算することにより前記輝度プロファイルを生成する、眼科装置。
2. 前記輝度値の変化に基づいて前記被検眼の最深領域の前記光軸方向における位置を特定する特定部を含み、
   前記制御部は、前記特定部により特定された前記位置に基づいて前記光路長変更部を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記特定部は、所定の変化方向における前記輝度値の変化量の絶対値が最大である位置を前記最深領域の位置として特定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の眼科装置。
4. 前記制御部は、画像のフレームの所定の範囲内に前記最深領域が描出されるように前記光路長変更部を制御する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の眼科装置。
5. 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と、
   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と、
   前記干渉光学系による前記干渉光の検出結果に基づいて前記干渉光学系の光軸方向の輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成部と、
   前記輝度プロファイルにおける前記光軸方向の輝度値の変化に基づいて前記光路長変更部を制御する制御部と、
   前記輝度プロファイルにおいて前記光軸方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求める演算部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記演算部により求められた差分を前記輝度値の変化として求め、求められた前記差分に基づいて前記光路長変更部を制御する、眼科装置。
6. 前記光路長変更部は、
   前記参照光の光路に配置され、前記参照光の光路に沿って移動可能な参照ミラーと、
   前記参照光の光路に沿って前記参照ミラーを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. 前記干渉光学系は、前記測定光で前記被検眼を反復的にスキャンし、
   前記制御部は、前記輝度値の変化に基づいて前記光路長変更部を反復的に制御する
   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。
8. 光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光の進行方向に交差するスキャン方向に前記測定光を偏向して被検眼に照射し、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検出ステップと、
   前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の断層像を形成する画像形成ステップと、
   前記断層像における前記進行方向の複数の位置それぞれについて前記スキャン方向に輝度値を積算することにより前記被検眼の深さ方向の輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成ステップと、
   前記輝度プロファイルにおける前記深さ方向の輝度値の変化に基づいて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差変更ステップと、
   を含む、眼科装置の制御方法。
9. 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検出ステップと、
   前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の深さ方向の輝度プロファイルを生成する輝度プロファイル生成ステップと、
   前記輝度プロファイルにおいて前記深さ方向に隣接する２つの輝度値の差分を順次に求め、求められた差分を前記輝度値の変化として求め、求められた前記差分に基づいて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差変更ステップと、
   を含む眼科装置の制御方法。
10. 前記輝度値の変化に基づいて前記被検眼の最深領域の前記深さ方向の位置を特定する特定ステップを含み、
    前記光路長差変更ステップでは、前記深さ方向の位置に基づいて、画像のフレームの所定の範囲内に前記最深領域が描出されるように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
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の眼科装置の制御方法。

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