JP2008237724A - 光画像計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検眼を光ビームで走査する方式の光画像計測装置を用いた計測において、被検眼が走査の軌跡を追従することを防止できる技術を提供する。
【解決手段】眼底観察装置１は、低コヒーレンス光Ｌ０を信号光ＬＳと参照光ＬＲに分け、被検眼Ｅを経由した信号光ＬＳと参照ミラー１７４を経由した参照光ＬＲを重畳させて干渉光ＬＣを生成して検出し、この検出結果を基にＯＣＴ画像を形成する。制御部２１０は、走査ユニット１４１を制御して信号光ＬＳを螺旋状の軌跡（走査線Ｓ）に沿って走査させることで、被検眼Ｅを螺旋の中心ＳＥの方向に固視させる。また、制御部２１０は、信号光ＬＳの走査の軌跡以外の可視情報を呈示して被検眼Ｅを固視させることもできる。
【選択図】図５

Description

この発明は、被検眼を光ビームで走査し、その反射光を用いて被検眼の画像を形成する光画像計測装置に関する。

近年、レーザ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光画像計測技術が注目を集めている。この光画像計測技術は、Ｘ線ＣＴ装置のような人体に対する侵襲性を持たないことから、特に医療分野における応用の展開が期待されている。

特許文献１には、測定腕が回転式転向鏡（ガルバノミラー）により物体を走査し、参照腕に参照ミラーが設置されており、さらにその出口では、計測腕及び参照腕からの光束の干渉によって現れる光の強度が分光器で分析もされるという干渉器が利用されていて、参照腕には参照光光束位相を不連続な値で段階的に変える装置が設けられた構成の光画像計測装置が開示されている。

特許文献１の光画像計測装置は、いわゆる「フーリエドメインＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」の手法を用いるものである。すなわち、被測定物体に対して低コヒーレンス光のビームを照射し、その反射光のスペクトル強度分布を取得し、それをフーリエ変換することにより、被測定物体の深度方向（ｚ方向）の形態を画像化するものである。

更に、特許文献１に記載の光画像計測装置は、光ビーム（信号光）を走査するガルバノミラーを備え、それにより被測定物体の所望の測定対象領域の画像を形成できるようになっている。なお、この光画像計測装置においては、ｚ方向に直交する１方向（ｘ方向）にのみ光ビームを走査するようになっているので、形成される画像は、光ビームの走査方向（ｘ方向）に沿った深度方向（ｚ方向）の２次元断層画像となる。

また、特許文献２には、信号光を水平方向及び垂直方向に走査することにより水平方向の２次元断層画像を複数形成し、これら複数の断層画像に基づいて測定範囲の３次元の断層情報を取得して画像化する技術が開示されている。この３次元画像化としては、たとえば、複数の断層画像を垂直方向に並べて表示させる方法や（スタックデータなどと呼ばれる）、複数の断層画像にレンダリング処理を施して３次元画像を形成する方法などが考えられる。

また、特許文献３には、このような光画像計測装置を眼科分野に適用した構成が開示されている。

特開平１１−３２５８４９号公報 特開２００２−１３９４２１号公報 特開２００３−５４３号公報

従来の光画像計測装置を眼科分野に適用すると、次のような問題が生じることがある。すなわち、光画像計測装置による計測では、近赤外領域の中心波長を有する低コヒーレンス光が使用されるが、この低コヒーレンス光には可視光成分も含まれているため、被検者が走査の軌跡を眼で追ってしまい、確度の良い画像を取得できないことがある。たとえば、特許文献２のように信号光を走査する場合、垂直方向に移動する線状の像が視認されることから、被検眼が垂直方向に動いてしまうことが多々あった。

この発明は、このような問題を解決するためになされたもので、被検眼を光ビームで走査する方式の光画像計測装置を用いた計測において、被検眼が走査の軌跡を追従することを防止できる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼を経由した前記信号光と参照物体を経由した前記参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、前記生成された干渉光を検出する検出手段と、前記被検眼に対する前記信号光の照射位置を走査する走査手段と、を有し、前記検出手段による検出結果に基づいて前記被検眼の画像を形成する光画像計測装置であって、前記走査手段により前記信号光が走査されるときに前記被検眼を固視させるための固視情報を前記被検眼の眼底に投影する投影手段を備えることを特徴とする光画像計測装置である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記投影手段は、前記走査手段を制御し、前記被検眼の視線を所定方向に誘導するように前記信号光を走査させる制御手段を含む、ことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記制御手段は、渦巻き状の軌跡に沿って前記信号光を走査させる、ことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記投影手段は、前記信号光の走査の軌跡以外の可視情報を前記固視情報として投影する、ことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光画像計測装置であって、前記投影手段は、前記眼底に対する前記可視情報の投影位置を移動させる、ことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光画像計測装置であって、前記投影手段は、前記被検眼の視線を所定方向に誘導するように前記可視情報の投影位置を移動させる、ことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の光画像計測装置であって、前記投影手段は、少なくとも前記被検眼の視野中心に向かう方向に前記可視情報を移動させる、ことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記投影手段は、前記可視情報を表示する表示手段と、前記表示された可視情報を前記眼底に投影させる投影光学系とを含む、
ことを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記投影手段は、光源と、前記光源から出力された光を前記可視情報として前記眼底に投影する投影光学系とを含む、ことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項２又は請求項６に記載の光画像計測装置であって、前記走査手段により前記信号光が走査される前に前記被検眼に固視標を投影する固視標投影手段を更に備え、前記投影手段は、前記所定方向として前記固視標の投影位置と同じ方向に、前記被検眼を誘導するように前記固視情報を投影する、ことを特徴とする。

この発明によれば、被検眼を光ビームで走査する方式の光画像計測装置を用いた計測において、走査手段により信号光が走査されるとき、つまり計測を実施しているときに、固視情報を眼底に投影して被検眼を固視させることができるので、被検眼が走査の軌跡を追従することを防止できる。

この発明に係る光画像計測装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

この発明に係る光画像計測装置は、眼科分野において使用されるものである。この発明は、特に、被検眼を光ビームで走査する方式の光画像計測装置に関するもので、光ビームの走査時に被検者が視認する情報に工夫を施すことにより、被検眼が走査の軌跡を追従しないようにするものである。

［装置構成］
まず、この発明に係る光画像計測装置の実施形態の構成について図１〜図５を参照しながら説明する。ここで、図１は、この発明に係る光画像計測装置としての機能を有する眼底観察装置１の全体構成の一例を表している。図２は、眼底カメラユニット１Ａ内の走査ユニット１４１の構成の一例を表している。図３は、ＯＣＴユニット１５０の構成の一例を表している。図４は、演算制御装置２００のハードウェア構成の一例を表している。図５は、眼底観察装置１の制御系の構成の一例を表している。

［全体構成］
眼底観察装置１は、図１に示すように、眼底カメラユニット１Ａ、ＯＣＴユニット１５０及び演算制御装置２００を含んで構成される。眼底カメラユニット１Ａは、眼底表面の２次元画像を撮影する従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有している。ＯＣＴユニット１５０は、光画像計測装置として機能する光学系を格納している。演算制御装置２００は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。

ＯＣＴユニット１５０には、接続線１５２の一端が取り付けられている。接続線１５２の他端には、接続線１５２を眼底カメラユニット１Ａに接続するコネクタ部１５１が取り付けられている。接続線１５２の内部には光ファイバが導通されている。このように、ＯＣＴユニット１５０と眼底カメラユニット１Ａは、接続線１５２を介して光学的に接続されている。

〔眼底カメラユニットの構成〕
眼底カメラユニット１Ａは、光学的に取得されるデータ（撮像装置１０、１２により検出されるデータ）に基づいて被検眼の眼底の表面の２次元画像を形成するために用いられる。ここで、眼底の表面の２次元画像とは、眼底の表面を撮影したカラー画像やモノクロ画像、更には蛍光画像（フルオレセイン蛍光画像、インドシアニングリーン蛍光画像等）などを表す。眼底カメラユニット１Ａは、従来の眼底カメラと同様に、眼底Ｅｆを照明する照明光学系１００と、この照明光の眼底反射光を撮像装置１０に導く撮影光学系１２０とを備えている。

なお、詳細は後述するが、撮影光学系１２０における撮像装置１０は、近赤外領域の波長を有する照明光を検出する。また、撮影光学系１２０には、可視領域の波長を有する照明光を検出する撮像装置１２が別途設けられている。更に、撮影光学系１２０は、ＯＣＴユニット１５０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１５０に導くように作用する。

照明光学系１００は、観察光源１０１、コンデンサレンズ１０２、撮影光源１０３、コンデンサレンズ１０４、エキサイタフィルタ１０５及び１０６、リング透光板１０７、ミラー１０８、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１０９、照明絞り１１０、リレーレンズ１１１、孔開きミラー１１２、対物レンズ１１３を含んで構成される。

観察光源１０１は、たとえば約４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲に含まれる可視領域の波長の照明光を出力する。また、撮影光源１０３は、たとえば約７００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に含まれる近赤外領域の波長の照明光を出力する。撮影光源１０３から出力される近赤外光は、ＯＣＴユニット１５０で使用する光の波長よりも短く設定されている（後述）。

また、撮影光学系１２０は、対物レンズ１１３、孔開きミラー１１２（の孔部１１２ａ）、撮影絞り１２１、バリアフィルタ１２２及び１２３、変倍レンズ１２４、リレーレンズ１２５、撮影レンズ１２６、ダイクロイックミラー１３４、フィールドレンズ（視野レンズ）１２８、ハーフミラー１３５、リレーレンズ１３１、ダイクロイックミラー１３６、撮影レンズ１３３、撮像装置１０（撮像素子１０ａ）、反射ミラー１３７、撮影レンズ１３８、撮影装置１２（撮像素子１２ａ）、レンズ１３９及びＬＣＤ１４０を含んで構成される。

更に、撮影光学系１２０には、ダイクロイックミラー１３４、ハーフミラー１３５、ダイクロイックミラー１３６、反射ミラー１３７、撮影レンズ１３８、レンズ１３９及びＬＣＤ１４０が設けられている。

ダイクロイックミラー１３４は、照明光学系１００からの照明光の眼底反射光（約４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する）を反射するとともに、ＯＣＴユニット１５０からの信号光ＬＳ（たとえば約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する；後述）を透過させるように構成されている。

また、ダイクロイックミラー１３６は、照明光学系１００からの可視領域の波長を有する照明光（観察光源１０１から出力される波長約４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光）を透過させるとともに、近赤外領域の波長を有する照明光（撮影光源１０３から出力される波長約７００ｎｍ〜８００ｎｍの近赤外光）を反射するように構成されている。

ＬＣＤ１４０は、被検眼Ｅを固視させるための固視標（内部固視標）を表示する。ＬＣＤ１４０からの光は、レンズ１３９により集光された後に、ハーフミラー１３５により反射され、フィールドレンズ１２８を経由してダイクロイックミラー１３６に反射される。更に、この光は、撮影レンズ１２６、リレーレンズ１２５、変倍レンズ１２４、孔開きミラー１１２（の孔部１１２ａ）、対物レンズ１１３等を経由して、被検眼Ｅに入射する。それにより、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに内部固視標が投影される。

ＬＣＤ１４０は、この発明の「固視標投影手段」の例である。なお、固視標投影手段は、眼底カメラユニット１Ａの筐体の外部から固視標を投影させる外部固視標であってもよい。

また、ＬＣＤ１４０は、所定の可視情報を表示する。可視情報は、眼底Ｅｆの断層画像の計測を行っているときに、信号光ＬＳの軌跡を被検眼Ｅが追わないようにするためのものである。

可視情報の特徴を説明する。可視情報は、その目的から、画像計測中に視認される信号光ＬＳの軌跡よりも視認し易い情報であることが望ましい。すなわち、信号光ＬＳの軌跡よりも視認し易い可視情報を適用すれば、被検者は、画像計測中に可視情報を視認する可能性が高くなり、その結果として、信号光ＬＳの軌跡を眼で追わなくなる。

可視情報の「視認し易さ」を実現する手法としては、たとえば次のような例がある：（１）信号光ＬＳの軌跡よりも明るく可視情報を呈示する；（２）信号光ＬＳの軌跡と異なる色、好ましくは当該軌跡よりも目立つ色で可視情報を呈示する；（３）被検眼Ｅに一点を凝視させるように作用する静的な可視情報を呈示する（４）信号光ＬＳの軌跡と独立に形状や位置等の形態が変化する動的な可視情報を呈示する；（５）信号光ＬＳの軌跡と連動して形態が変化する動的な可視情報を呈示する。

可視情報の具体例を説明する。（１）の例としては、たとえば事前に信号光ＬＳの軌跡の明るさを測定し、この測定結果よりも明るい可視情報をＬＣＤ１４０に表示させる。このような可視情報は、たとえば次のようにして決定できる。まず、対物レンズ１１３の前に光検出器を設置する。次に、後述の低コヒーレンス光源１６０を点灯させ、出力された低コヒーレンス光を光検出器で検出し、その受光光量（基準光量）を記録する。続いて、ＬＣＤ１４０に可視情報を表示させ、その光を光検出器で検出して受光光量を取得する。そして、この受光光量が基準光量よりも大きいか判定する。ＬＣＤ１４０が表示する可視情報の明るさを調整し、可視情報の受光光量が基準光量よりも大きくなるようにする。このとき、可視情報の受光光量が基準光量よりも十分に大きくなるように、ＬＣＤ１４０に表示される可視情報の明るさを設定することが望ましい。なお、被検眼の縮瞳の問題を考慮すると、被検眼が小瞳孔の場合には、可視情報を点滅させるなど明るさによらない目立たせ方を適用することが望ましい。

（２）の例を説明する。低コヒーレンス光は、後述のように近赤外領域を主とする広帯域光である。よって、信号光ＬＳの軌跡は、黒色の背景中の赤色で視認される。可視情報の色は、たとえば色相や彩度や明度を勘案し、黒色の背景中で赤色よりも目立つ色に設定することができる。（２）の場合においても、信号光ＬＳの軌跡よりも可視情報を明るく呈示することが望ましい。

（３）の例を説明する。この可視情報は、被検眼Ｅに一点を凝視させるように作用する静的な情報である。静的とは、形状や位置等を変化させないこと、言い換えると、呈示中は常に同じ形態であることを意味する。このような可視情報としては、たとえば、奥行を表現した画像等からなる視標であって、その奥行の最も奥の位置を凝視させるように作用する視標がある。また、同心円状に配列された複数の円からなる可視情報を用いることもできる。この可視情報では、被検眼Ｅは同心円の中心を凝視することになる。また、螺旋状の視標などを用いることも可能である。

（４）の例を説明する。この可視情報は、信号光ＬＳの軌跡と独立に形状や位置等の形態が変化する動的な情報である。動的とは、形状や位置等が変化することを意味する。このような可視情報としては、たとえば、被検眼Ｅの視線を所定方向に誘導するように位置や形状が変化する視標を用いることができる。ここで、所定方向とは、たとえば眼底Ｅｆの注目領域の画像を取得するために被検眼Ｅの視線を向けさせる方向である。この方向は、たとえば、計測前における内部固視標等による固視方向と同じである。このような可視情報の呈示例としては、上記所定方向の位置を取り囲むように視標を呈示する方法がある。この視標は、たとえば円形や矩形などの任意の形状であってよい。また、可視情報の他の呈示例として、上記所定方向に収束していくような視標を呈示することもできる。この視標は、たとえば径が次第に小さく変化していく同心円状の視標などがある。また、回転する螺旋状の視標などを用いることも可能である。また、点滅する視標などを用いることも可能である。

（５）の例を説明する。この可視情報は、信号光ＬＳの軌跡と連動して形態が変化する動的な情報である。このような可視情報としては、次のようなものを用いることができる。たとえば上記特許文献２の場合、信号光ＬＳの軌跡は、横方向に延びる線が縦方向に移動するように、又は、縦方向に延びる線が横方向に移動するように視認される。この場合、当該軌跡と同じ形状の可視情報（つまり縦方向又は横方向に延びる線）を、当該軌跡と逆方向に移動させつつ呈示することができる。このとき、被検眼Ｅの視野中心（内部固視標等による固視位置）を挟み、当該軌跡に対して常に対称に位置するように可視情報を移動させることが望ましい。

撮像素子１０ａは、テレビカメラ等の撮像装置１０に内蔵されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子であり、特に、近赤外領域の波長の光を検出する。つまり、撮像装置１０は、近赤外光を検出する赤外線テレビカメラである。撮像装置１０は、近赤外光を検出した結果として映像信号を出力する。

タッチパネルモニタ１１は、この映像信号に基づいて、眼底Ｅｆの表面の２次元画像（眼底画像Ｅｆ′）を表示する。また、この映像信号は演算制御装置２００に送られ、ディスプレイ（後述）に眼底画像が表示される。

なお、撮像装置１０による眼底撮影時には、たとえば照明光学系１００の撮影光源１０３から出力される近赤外領域の波長を有する照明光が用いられる。

一方、撮像素子１２ａは、テレビカメラ等の撮像装置１２に内蔵されたＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子であり、特に、可視領域の波長の光を検出する。つまり、撮像装置１２は、可視光を検出するテレビカメラである。撮像装置１２は、可視光を検出した結果として映像信号を出力する。

タッチパネルモニタ１１は、この映像信号に基づいて、眼底Ｅｆの表面の２次元画像（眼底画像Ｅｆ′）を表示する。また、この映像信号は演算制御装置２００に送られ、ディスプレイ（後述）に眼底画像が表示される。

なお、撮像装置１２による眼底撮影時には、たとえば照明光学系１００の観察光源１０１から出力される可視領域の波長を有する照明光が用いられる。

眼底カメラユニット１Ａには、走査ユニット１４１とレンズ１４２とが設けられている。走査ユニット１４１は、ＯＣＴユニット１５０から出力される光（信号光ＬＳ；後述）の眼底Ｅｆに対する照射位置を走査するための構成を具備する。走査ユニット１４１は、この発明の「走査手段」の一例である。

レンズ１４２は、ＯＣＴユニット１５０から接続線１５２を通じて導光された信号光ＬＳを平行な光束にして走査ユニット１４１に入射させる。また、レンズ１４２は、走査ユニット１４１を経由してきた信号光ＬＳの眼底反射光を集束させる。

図２に、走査ユニット１４１の構成の一例を示す。走査ユニット１４１は、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂと、反射ミラー１４１Ｃ、１４１Ｄとを含んで構成されている。

ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂは、それぞれ回動軸１４１ａ、１４１ｂを中心に回動可能に配設された反射ミラーである。各ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂは、後述の駆動機構（図５に示すミラー駆動機構２４１、２４２）によって回動軸１４１ａ、１４１ｂを中心にそれぞれ回動される。それにより、各ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの反射面（信号光ＬＳを反射する面）の向きが変更される。

回動軸１４１ａ、１４１ｂは、互いに直交して配設されている。図２においては、ガルバノミラー１４１Ａの回動軸１４１ａは、紙面に対して平行方向に配設されている。また、ガルバノミラー１４１Ｂの回動軸１４１ｂは、紙面に対して直交する方向に配設されている。

すなわち、ガルバノミラー１４１Ｂは、図２中の両側矢印に示す方向に回動可能に構成され、ガルバノミラー１４１Ａは、当該両側矢印に対して直交する方向に回動可能に構成されている。それにより、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂは、信号光ＬＳの反射方向を互いに直交する方向に変更するようにそれぞれ作用する。図１、図２から分かるように、ガルバノミラー１４１Ａを回動させると信号光ＬＳはｘ方向に走査され、ガルバノミラー１４１Ｂを回動させると信号光ＬＳはｙ方向に走査される。

ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂにより反射された信号光ＬＳは、反射ミラー１４１Ｃ、１４１Ｄにより反射され、ガルバノミラー１４１Ａに入射したときと同じ向きに進行するようになっている。

なお、接続線１５２の内部の光ファイバ１５２ａの端面１５２ｂは、レンズ１４２に対峙して配設される。端面１５２ｂから出射された信号光ＬＳは、レンズ１４２に向かってビーム径を拡大しつつ進行し、レンズ１４２によって平行な光束とされる。逆に、眼底Ｅｆを経由した信号光ＬＳは、レンズ１４２により端面１５２ｂに向けて集束されて光ファイバ１５２ａに入射する。

〔ＯＣＴユニットの構成〕
次に、ＯＣＴユニット１５０の構成について図３を参照しつつ説明する。ＯＣＴユニット１５０は、光学的に取得されるデータ（後述のＣＣＤ１８４により検出されるデータ）に基づいて眼底の断層画像を形成するための装置である。

ＯＣＴユニット１５０は、従来の光画像計測装置とほぼ同様の光学系を備えている。すなわち、ＯＣＴユニット１５０は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、被検眼を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成してこれを検出する。この検出結果（検出信号）は演算制御装置２００に入力される。演算制御装置２００は、この検出信号を解析して被検眼の断層画像を形成する。

低コヒーレンス光源１６０は、低コヒーレンス光Ｌ０を出力するスーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ：Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｉｏｄｅ）等の広帯域光源により構成される。低コヒーレンス光Ｌ０は、たとえば、近赤外領域の波長の光を含み、かつ、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光とされる。

低コヒーレンス光Ｌ０は、眼底カメラユニット１Ａの照明光（波長約４００ｎｍ〜８００ｎｍ）よりも長い波長、たとえば約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する。

低コヒーレンス光源１６０から出力された低コヒーレンス光Ｌ０は、光ファイバ１６１を通じて光カプラ１６２に導かれる。光ファイバ１６１は、たとえばシングルモードファイバないしはＰＭファイバ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｆｉｂｅｒ；偏波面保持ファイバ）等によって構成されている。光カプラ１６２は、低コヒーレンス光Ｌ０を参照光ＬＲと信号光ＬＳとに分割する。

なお、光カプラ１６２は、光を分割する手段（スプリッタ；ｓｐｌｉｔｔｅｒ）、及び、光を重畳する手段（カプラ；ｃｏｕｐｌｅｒ）の双方として作用するものであるが、ここでは慣用的に「光カプラ」と称することにする。

光カプラ１６２により生成された参照光ＬＲは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６３により導光されてファイバ端面から出射される。更に、参照光ＬＲは、コリメータレンズ１７１により平行光束とされた後に、ガラスブロック１７２及び濃度フィルタ１７３を経由し、参照ミラー１７４により反射される。参照ミラー１７４は、この発明の「参照物体」の例である。

参照ミラー１７４により反射された参照光ＬＲは、再び濃度フィルタ１７３及びガラスブロック１７２を経由し、コリメータレンズ１７１によって光ファイバ１６３のファイバ端面に集光され、光ファイバ１６３を通じて光カプラ１６２に導かれる。

ここで、ガラスブロック１７２と濃度フィルタ１７３は、参照光ＬＲと信号光ＬＳの光路長（光学距離）を合わせるための遅延手段として、また参照光ＬＲと信号光ＬＳの分散特性を合わせるための分散補償手段として作用している。

また、濃度フィルタ１７３は、参照光の光量を減少させる減光フィルタとしても作用し、たとえば回転型のＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタによって構成される。濃度フィルタ１７３は、モータ等の駆動装置を含んで構成される駆動機構（後述の濃度フィルタ駆動機構２４４；図５参照）によって回転駆動されることで、参照光ＬＲの光量の減少量を変更させるように作用する。それにより、干渉光ＬＣの生成に寄与する参照光ＬＲの光量を変更させることができる。

また、参照ミラー１７４は、参照光ＬＲの進行方向（図３に示す両側矢印方向）に移動されるようになっている。それにより、被検眼Ｅの眼軸長やワーキングディスタンス（対物レンズ１１３と被検眼Ｅとの距離）などに応じた参照光ＬＲの光路長を確保できる。また、参照ミラー１７４を移動させることにより、眼底Ｅｆの任意の深度位置の画像を取得することが可能である。なお、参照ミラー１７４は、モータ等の駆動装置を含んで構成される駆動機構（後述の参照ミラー駆動機構２４３；図５参照）によって移動される。

一方、光カプラ１６２により生成された信号光ＬＳは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６４により接続線１５２の端部まで導光される。接続線１５２の内部には光ファイバ１５２ａが導通されている。なお、光ファイバ１６４と光ファイバ１５２ａは、単一の光ファイバから形成されていてもよいし、各々の端面同士を接合するなどして一体的に形成されていてもよい。いずれにしても、光ファイバ１６４、１５２ａは、眼底カメラユニット１ＡとＯＣＴユニット１５０との間で、信号光ＬＳを伝送可能に構成されていれば十分である。

信号光ＬＳは、接続線１５２内部を導光されて眼底カメラユニット１Ａに案内される。更に、信号光ＬＳは、レンズ１４２、走査ユニット１４１、ダイクロイックミラー１３４、撮影レンズ１２６、リレーレンズ１２５、変倍レンズ１２４、撮影絞り１２１、孔開きミラー１１２の孔部１１２ａ、対物レンズ１１３を経由して被検眼Ｅに照射される。なお、信号光ＬＳを被検眼Ｅに照射させるときには、バリアフィルタ１２２、１２３は、それぞれ事前に光路から退避される。

被検眼Ｅに入射した信号光ＬＳは、眼底Ｅｆ上にて結像し反射される。このとき、信号光ＬＳは、眼底Ｅｆの表面で反射されるだけでなく、眼底Ｅｆの深部領域にも到達して屈折率境界において散乱される。したがって、眼底Ｅｆを経由した信号光ＬＳは、眼底Ｅｆの表面形態を反映する情報と、眼底Ｅｆの深層組織の屈折率境界における後方散乱の状態を反映する情報とを含んでいる。この光を単に「信号光ＬＳの眼底反射光」と呼ぶことがある。

信号光ＬＳの眼底反射光は、眼底カメラユニット１Ａ内の上記経路を逆向きに進行して光ファイバ１５２ａの端面１５２ｂに集光され、光ファイバ１５２を通じてＯＣＴユニット１５０に入射し、光ファイバ１６４を通じて光カプラ１６２に戻ってくる。

光カプラ１６２は、被検眼Ｅを経由して戻ってきた信号光ＬＳと、参照ミラー１７４にて反射された参照光ＬＲとを重畳して干渉光ＬＣを生成する。生成された干渉光ＬＣは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６５を通じてスペクトロメータ１８０に導かれる。

なお、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、たと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。

なお、この発明の「干渉光生成手段」は、たとえば、光カプラ１６２と、信号光ＬＳの光路上の光学部材（つまり光カプラ１６２と被検眼Ｅとの間に配置された光学部材）と、参照光ＬＲの光路上の光学部材（つまり光カプラ１６２と参照ミラー１７４との間に配置された光学部材）とを含んで構成され、特に、光カプラ１６２、光ファイバ１６３、１６４及び参照ミラー１７４を具備する干渉計を含んで構成される。

スペクトロメータ（分光計）１８０は、コリメータレンズ１８１、回折格子１８２、結像レンズ１８３、ＣＣＤ１８４を含んで構成される。回折格子１８２は、光を透過させる透過型の回折格子であってもよいし、光を反射する反射型の回折格子であってもよい。また、ＣＣＤ１８４に代えて、ＣＭＯＳ等の他の光検出素子を用いることも可能である。

スペクトロメータ１８０に入射した干渉光ＬＣは、コリメータレンズ１８１により平行光束とされ、回折格子１８２によって分光（スペクトル分解）される。分光された干渉光ＬＣは、結像レンズ１８３によってＣＣＤ１８４の撮像面上に結像される。ＣＣＤ１８４は、分光された干渉光ＬＣの各スペクトルを検出して電気的な信号に変換し、この検出信号を演算制御装置２００に出力する。ＣＣＤ１８４は、この発明の「検出手段」の一例である。

〔演算制御装置の構成〕
次に、演算制御装置２００の構成について説明する。演算制御装置２００は、ＯＣＴユニット１５０のＣＣＤ１８４から入力される検出信号を解析して、眼底Ｅｆの断層画像を形成する。このときの解析手法は、従来のフーリエドメインＯＣＴの手法と同様である。

また、演算制御装置２００は、眼底カメラユニット１Ａの撮像装置１０、１２から出力される映像信号に基づいて眼底Ｅｆの表面の形態を示す２次元画像を形成する。

更に、演算制御装置２００は、眼底カメラユニット１Ａ及びＯＣＴユニット１５０の各部を制御する。

眼底カメラユニット１Ａの制御として、演算制御装置２００は、観察光源１０１や撮影光源１０３による照明光の出力制御、エキサイタフィルタ１０５、１０６やバリアフィルタ１２２、１２３の光路上への挿入／退避動作の制御、ＬＣＤ１４０等の表示装置の動作制御、照明絞り１１０の移動制御（絞り値の制御）、撮影絞り１２１の絞り値の制御、変倍レンズ１２４の移動制御（倍率の制御）などを行う。更に、演算制御装置２００は、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの動作制御を行う。

また、ＯＣＴユニット１５０の制御として、演算制御装置２００は、低コヒーレンス光源１６０による低コヒーレンス光Ｌ０の出力制御、参照ミラー１７４の移動制御、濃度フィルタ１７３の回転動作（参照光ＬＲの光量の減少量の変更動作）の制御、ＣＣＤ１８４の蓄積時間の制御などを行う。

このような演算制御装置２００のハードウェア構成について図４を参照しつつ説明する。

演算制御装置２００は、従来のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。具体的には、演算制御装置２００は、マイクロプロセッサ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０４、キーボード２０５、マウス２０６、ディスプレイ２０７、画像形成ボード２０８及び通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２０９を含んで構成される。これら各部は、バス２００ａにより接続されている。

マイクロプロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を含んで構成される。マイクロプロセッサ２０１は、ハードディスクドライブ２０４に格納された制御プログラム２０４ａをＲＡＭ２０２上に展開することで、この実施形態に特徴的な動作を実行する。

また、マイクロプロセッサ２０１は、前述した装置各部の制御や、各種の演算処理などを実行する。また、マイクロプロセッサ２０１は、キーボード２０５やマウス２０６からの操作信号を受け、その操作内容に応じて装置各部を制御する。更に、マイクロプロセッサ２０１は、ディスプレイ２０７による表示処理の制御や、通信インターフェイス２０９によるデータや信号の送受信処理の制御などを行う。

キーボード２０５、マウス２０６及びディスプレイ２０７は、眼底観察装置１のユーザインターフェイスとして使用される。キーボード２０５は、たとえば文字や数字等をタイピング入力するためのデバイスとして用いられる。マウス２０６は、ディスプレイ２０７の表示画面に対する各種入力操作を行うためのデバイスとして用いられる。

また、ディスプレイ２０７は、たとえばＬＣＤやＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ等の表示デバイスであり、眼底観察装置１により形成された眼底Ｅｆの画像などの各種の画像を表示したり、操作画面や設定画面などの各種の画面を表示したりする。

なお、眼底観察装置１のユーザインターフェイスは、このような構成に限定されるものではなく、たとえばトラックボール、ジョイスティック、タッチパネル式のＬＣＤ、眼科検査用のコントロールパネルなどを含んでいてもよい。ユーザインターフェイスとしては、情報を表示出力する機能と、情報を入力したり装置の操作を行ったりする機能とを具備する任意の構成を採用できる。

画像形成ボード２０８は、眼底Ｅｆの画像（画像データ）を形成する処理を行う専用の電子回路である。画像形成ボード２０８には、眼底画像形成ボード２０８ａとＯＣＴ画像形成ボード２０８ｂとが設けられている。

眼底画像形成ボード２０８ａは、撮像装置１０や撮像装置１２からの映像信号に基づいて眼底画像の画像データを形成する専用の電子回路である。

また、ＯＣＴ画像形成ボード２０８ｂは、ＯＣＴユニット１５０のＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいて眼底Ｅｆの断層画像の画像データを形成する専用の電子回路である。

このような画像形成ボード２０８を設けることにより、眼底画像や断層画像を形成する処理の処理速度を向上させることができる。

通信インターフェイス２０９は、マイクロプロセッサ２０１からの制御信号を、眼底カメラユニット１ＡやＯＣＴユニット１５０に送信する。また、通信インターフェイス２０９は、撮像装置１０、１２からの映像信号や、ＯＣＴユニット１５０のＣＣＤ１８４からの検出信号を受信して、画像形成ボード２０８に入力する。このとき、通信インターフェイス２０９は、撮像装置１０、１２からの映像信号を眼底画像形成ボード２０８ａに入力し、ＣＣＤ１８４からの検出信号をＯＣＴ画像形成ボード２０８ｂに入力するようになっている。

また、演算制御装置２００がＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やインターネット等の通信回線に接続されている場合には、ＬＡＮカード等のネットワークアダプタやモデム等の通信機器を通信インターフェイス２０９に具備させ、この通信回線を介してデータ通信を行えるように構成できる。この場合、制御プログラム２０４ａを格納するサーバを通信回線上に設置するとともに、演算制御装置２００を当該サーバのクライアント端末として構成することにより、眼底観察装置１を動作させることができる。

〔制御系の構成〕
次に、眼底観察装置１の制御系の構成について図５を参照しつつ説明する。

（制御部）
眼底観察装置１の制御系は、演算制御装置２００の制御部２１０を中心に構成される。制御部２１０は、マイクロプロセッサ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ハードディスクドライブ２０４（制御プログラム２０４ａ）、通信インターフェイス２０９等を含んで構成される。

制御部２１０は、制御プログラム２０４ａに基づいて動作するマイクロプロセッサ２０１により前述の制御を行う。制御部２１０は、この発明の「制御手段」の一例である。

特に、制御部２１０は、ミラー駆動機構２４１、２４２を制御してガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの位置を制御し、それにより、被検眼Ｅの視線を所定方向に誘導するように信号光ＬＳを走査させる。ここで、所定方向とは、たとえば前述したように、眼底Ｅｆの注目領域の眼底画像Ｅｆ′や断層画像を取得するために、被検眼Ｅの視線を向けさせる方向である。

また、制御部２１０は、低コヒーレンス光源１６０やＣＣＤ１８４の制御、濃度フィルタ１７３を回転させるための濃度フィルタ駆動機構２４４の制御、参照光ＬＲの進行方向に参照ミラー１７４を移動させるための参照ミラー駆動機構２４３の制御などを実行する。

また、制御部２１０は、眼底観察装置１により撮影される２種類の画像、すなわち眼底画像Ｅｆ′と断層画像とを、ユーザインターフェイス（ＵＩ）２４０の表示部２４０Ａに表示させる。これらの画像は、それぞれ別々に表示部２４０Ａにさせることもできるし、これらを並べて表示させることもできる。

（画像形成部）
画像形成部２２０は、撮像装置１０、１２からの映像信号に基づいて眼底画像Ｅｆ′の画像データを形成する。また、画像形成部２２０は、ＯＣＴユニット１５０のＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいて眼底Ｅｆの断層画像の画像データを形成する。

画像形成部２２０は、画像形成ボード２０８や通信インターフェイス２０９等を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像」と、それに対応する「画像データ」とを同一視することがある。

（画像処理部）
画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された画像の画像データに対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部２３０は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理などを実行する。

また、画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された断層画像に対し、断層画像間の画素を補間する補間処理等を施すことにより、眼底Ｅｆの３次元画像の画像データを形成する。

なお、３次元画像の画像データとは、３次元的に配列された複数のボクセルのそれぞれに画素値を付与して成る画像データである。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、画像処理部２３０は、このボリュームデータに対してレンダリング処理（ボリュームレンダリングやＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：最大値投影）など）を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な３次元画像の画像データを形成する。ディスプレイ２０７等の表示デバイスには、この画像データに基づく擬似的な３次元画像が表示される。

また、画像処理部２３０は、複数の断層画像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数の走査線に沿って得られた複数の断層画像を、走査線の位置関係に基づいて配列させることにより得られる画像データである。

以上のように動作する画像処理部２３０は、マイクロプロセッサ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ハードディスクドライブ２０４（制御プログラム２０４ａ）等を含んで構成されている。

（ユーザインターフェイス）
ユーザインターフェイス（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＵＩ）２４０には、表示部２４０Ａと操作部２４０Ｂが設けられている。表示部２４０Ａは、ディスプレイ２０７等の表示デバイスにより構成される。また、操作部２４０Ｂは、キーボード２０５やマウス２０６などの入力デバイスや操作デバイスにより構成される。

〔信号光の走査及び画像処理について〕
信号光ＬＳの走査は、前述のように、走査ユニット１４１のガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの反射面の向きを変更することで行う。制御部２１０は、ミラー駆動機構２４１、２４２をそれぞれ制御することで、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの反射面の向きをそれぞれ変更し、それにより信号光ＬＳを眼底Ｅｆ上において走査する。

ガルバノミラー１４１Ａの反射面の向きが変更されると、信号光ＬＳは、眼底Ｅｆ上において水平方向（図１のｘ方向）に走査される。一方、ガルバノミラー１４１Ａの反射面の向きが変更されると、信号光ＬＳは、眼底Ｅｆ上において垂直方向（図１のｙ方向）に走査される。また、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの双方の反射面の向きを同時に変更させることにより、ｘ方向とｙ方向とを合成した方向に信号光ＬＳを走査することができる。すなわち、これら２つのガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂを制御することにより、ｘｙ平面上の任意の方向に信号光ＬＳを走査することができる。

図６は、眼底Ｅｆの画像を形成するための信号光ＬＳの走査態様の一例を表している。図６（Ａ）は、信号光ＬＳが被検眼Ｅに入射する方向から眼底Ｅｆを見た（つまり図１の−ｚ方向から＋ｚ方向を見た）ときの、信号光ＬＳの走査態様の一例を表す。また、図６（Ｂ）は、眼底Ｅｆ上の各走査線における走査点（画像計測を行う位置）の配列態様の一例を表す。

図６（Ａ）に示すように、信号光ＬＳは、あらかじめ設定された矩形の走査領域Ｒ内を走査される。走査領域Ｒ内には、ｘ方向に複数（ｍ本）の走査線Ｒ１〜Ｒｍが設定されている。各走査線Ｒｉ（ｉ＝１〜ｍ）に沿って信号光ＬＳが走査されるときに、干渉光ＬＣの検出信号が生成されるようになっている。

各走査線Ｒｉの方向を「主走査方向」と呼び、それに直交する方向を「副走査方向」と呼ぶ。したがって、信号光ＬＳの主走査方向への走査は、ガルバノミラー１４１Ａの反射面の向きを変更することにより実行される。また、副走査方向への走査は、ガルバノミラー１４１Ｂの反射面の向きを変更することによって実行される。

各走査線Ｒｉ上には、図６（Ｂ）に示すように、複数（ｎ個）の走査点Ｒｉ１〜Ｒｉｎがあらかじめ設定されている。

図６に示す走査を実行するために、制御部２１０は、まず、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂを制御し、眼底Ｅｆに対する信号光ＬＳの入射目標を第１の走査線Ｒ１上の走査開始位置ＲＳ（走査点Ｒ１１）に設定する。続いて、制御部２１０は、低コヒーレンス光源１６０を制御し、低コヒーレンス光Ｌ０をフラッシュ発光させて、走査開始位置ＲＳに信号光ＬＳを入射させる。ＣＣＤ１８４は、この信号光ＬＳの走査開始位置ＲＳにおける眼底反射光に基づく干渉光ＬＣを受光し、検出信号を制御部２１０に出力する。

次に、制御部２１０は、ガルバノミラー１４１Ａを制御して、信号光ＬＳを主走査方向に走査して、その入射目標を走査点Ｒ１２に設定し、低コヒーレンス光Ｌ０をフラッシュ発光させて走査点Ｒ１２に信号光ＬＳを入射させる。ＣＣＤ１８４は、この信号光ＬＳの走査点Ｒ１２における眼底反射光に基づく干渉光ＬＣを受光し、検出信号を制御部２１０に出力する。

制御部２１０は、同様にして、信号光ＬＳの入射目標を走査点Ｒ１３、Ｒ１４、・・・、Ｒ１（ｎ−１）、Ｒ１ｎと順次移動させつつ、各走査点において低コヒーレンス光Ｌ０をフラッシュ発光させることにより、各走査点ごとの干渉光ＬＣに対応してＣＣＤ１８４から出力される検出信号を取得する。

第１の走査線Ｒ１の最後の走査点Ｒ１ｎにおける計測が終了したら、制御部２１０は、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂを同時に制御して、信号光ＬＳの入射目標を、線換え走査ｒに沿って第２の走査線Ｒ２の最初の走査点Ｒ２１まで移動させる。そして、この第２の走査線Ｒ２の各走査点Ｒ２ｊ（ｊ＝１〜ｎ）について前述の計測を行うことで、各走査点Ｒ２ｊに対応する検出信号をそれぞれ取得する。

同様に、第３の走査線Ｒ３、・・・・、第ｍ−１の走査線Ｒ（ｍ−１）、第ｍの走査線Ｒｍのそれぞれについて計測を行い、各走査点に対応する検出信号を取得する。なお、走査線Ｒｍ上の符号ＲＥは、走査点Ｒｍｎに対応する走査終了位置である。

それにより、制御部２１０は、走査領域Ｒ内のｍ×ｎ個の走査点Ｒｉｊ（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）に対応するｍ×ｎ個の検出信号を取得する。以下、走査点Ｒｉｊに対応する検出信号をＤｉｊと表すことがある。

以上のような走査点の移動と低コヒーレンス光Ｌ０の出力との連動制御は、たとえば、ミラー駆動機構２４１、２４２に対する制御信号の送信タイミングと、低コヒーレンス光源１６０に対する制御信号の送信タイミングとを互いに同期させることによって実現できる。

制御部２１０は、上述のように各ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂを動作させるときに、その動作内容を示す情報として走査線Ｒｉの位置や走査点Ｒｉｊの位置（ｘｙ座標系における座標）を記憶するようになっている。この記憶内容（走査位置情報）は、従来と同様に画像形成処理などにおいて用いられる。

次に、図６に示す信号光ＬＳの走査を実施した場合における画像処理の例を説明する。

画像形成部２２０は、各走査線Ｒｉ（主走査方向）に沿った眼底Ｅｆの断層画像を形成する。また、画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された断層画像に基づいて眼底Ｅｆの３次元画像を形成する。

画像形成部２２０による断層画像の形成処理は、従来と同様に、２段階の演算処理を含んで構成される。第１段階の演算処理においては、各走査点Ｒｉｊに対応する検出信号Ｄｉｊに基づいて、その走査点Ｒｉｊにおける眼底Ｅｆの深度方向（図１に示すｚ方向）の画像を形成する。

図７は、画像形成部２２０により形成される断層画像の態様を表している。第２段階の演算処理においては、各走査線Ｒｉについて、その上のｎ個の走査点Ｒｉ１〜Ｒｉｎにおける深度方向の画像に基づき、この走査線Ｒｉに沿った眼底Ｅｆの断層画像Ｇｉを形成する。このとき、画像形成部２２０は、各走査点Ｒｉ１〜Ｒｉｎの位置情報（前述の走査位置情報）を参照して各走査点Ｒｉ１〜Ｒｉｎの配列及び間隔を決定して、この走査線Ｒｉを形成するようになっている。以上の処理により、副走査方向（ｙ方向）の異なる位置におけるｍ個の断層画像Ｇ１〜Ｇｍが得られる。

次に、画像処理部２３０による眼底Ｅｆの３次元画像の形成処理について説明する。眼底Ｅｆの３次元画像は、上記の演算処理により得られたｍ個の断層画像に基づいて形成される。画像処理部２３０は、隣接する断層画像Ｇｉ、Ｇ（ｉ＋１）の間の画像を補間する公知の補間処理を行うなどして、眼底Ｅｆの３次元画像を形成する。

このとき、画像処理部２３０は、各走査線Ｒｉの位置情報を参照して各走査線Ｒｉの配列及び間隔を決定して、この３次元画像を形成するようになっている。この３次元画像には、各走査点Ｒｉｊの位置情報（前述の走査位置情報）と、深度方向の画像におけるｚ座標とに基づいて、３次元座標系（ｘ、ｙ、ｚ）が設定される。

また、画像処理部２３０は、この３次元画像に基づいて、主走査方向（ｘ方向）以外の任意方向の断面における眼底Ｅｆの断層画像を形成することができる。断面が指定されると、画像処理部２３０は、この指定断面上の各走査点（及び／又は補間された深度方向の画像）の位置を特定し、各特定位置における深度方向の画像（及び／又は補間された深度方向の画像）を３次元画像から抽出し、抽出された複数の深度方向の画像を配列させることにより当該指定断面における眼底Ｅｆの断層画像を形成する。

なお、図７に示す画像Ｇｍｊは、走査線Ｒｍ上の走査点Ｒｍｊにおける深度方向（ｚ方向）の画像を表している。同様に、前述の第１段階の演算処理において形成される、各走査線Ｒｉ上の各走査点Ｒｉｊにおける深度方向の画像を、「画像Ｇｉｊ」と表す。

次に、前述した被検眼Ｅの視線を所定方向に誘導するための信号光ＬＳの走査について説明する。図８に示す螺旋状の走査線Ｓは、このような走査の軌跡を表している。走査線Ｓ上には、図６と同様に、複数の走査点があらかじめ設定されている。走査点の個数（つまり隣接する走査点の間隔）は、たとえばオペレータにより事前に設定される。

制御部２１０は、各走査点上に信号光ＬＳを照射させることにより、この螺旋状の走査を実行する。この実施形態では、走査線Ｓの最も外側の走査開始位置ＳＳから走査を開始する。更に、制御部２１０は、螺旋状の走査線Ｓに沿って内側に向かって信号光ＬＳの照射位置を回転させつつ走査を行う。そして、制御部２１０は、走査線Ｓの最も内側（螺旋の中心位置）の走査終了位置ＳＥにて走査を終了する。

走査終了位置ＳＥは、上記の所定方向、つまり眼底Ｅｆの注目領域の画像を取得するために被検眼Ｅの視線を向けさせる方向に設定されている。

［使用形態］
眼底観察装置１の使用形態について説明する。以下、眼底観察装置１の２つの使用形態を説明する。第１の使用形態では、螺旋状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査する場合の使用形態を説明する。第２の使用形態では、主走査方向及び副走査方向に信号光ＬＳを走査する場合の使用形態を説明する。第２の使用形態では、前述の可視情報が呈示される。

〔第１の使用形態〕
図９のフローチャートは、螺旋状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査する場合の使用形態の例を表している。

まず、被検眼Ｅを所定の計測位置（対物レンズ１１３に対峙した位置）に配置させ、眼底カメラユニット１Ａの光学系１００、１２０を被検眼Ｅに対してアライメントする（Ｓ１）。

アライメントが完了したら、オペレータは眼底カメラユニット１Ａを用いて眼底Ｅｆを観察し、眼底Ｅｆの計測領域を決定する（Ｓ２）。オペレータが操作部２４０Ｂを操作して固視位置を設定すると、制御部２１０は、ＬＣＤ１４０を制御し、設定された固視位置に応じた内部固視標を表示させる（Ｓ３）。被検眼Ｅが固視されたら内部固視標の表示を終了する。

オペレータが操作部２４０Ｂにより計測開始を要求すると（Ｓ４）、制御部２１０は、図８に示す螺旋状の走査線Ｓに沿って信号光ＬＳを走査させる。それにより、走査線Ｓ上の各走査点に対応する検出信号が得られる（Ｓ５）。各検出信号は、ＣＣＤ１８４から画像形成部２２０に入力される。

画像形成部２２０は、ＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいて、螺旋状の走査線Ｓに沿った眼底Ｅｆの断層画像を形成する（Ｓ６）。この処理は、図７の場合と同様にして行うことができる。

なお、画像処理部２３０は、必要に応じて、３次元画像を形成したり、任意の断面位置における断層画像を形成したりする。以上で、この使用形態の説明を終了する。

〔第２の使用形態〕
図１０のフローチャートは、主走査方向及び副走査方向に信号光ＬＳを走査しつつ可視情報を呈示する場合の使用形態の例を表している。なお、可視情報を呈示する場合、信号光ＬＳの走査態様は任意である。

まず、第１の使用形態と同様に、被検眼Ｅを所定の計測位置に配置させてアライメントを行い（Ｓ１１）、オペレータが眼底Ｅｆの計測領域を決定し（Ｓ１２）、被検眼Ｅを固視させる（Ｓ１３）。被検眼Ｅが固視されたら内部固視標の表示を終了する。

オペレータが計測開始を要求すると（Ｓ１４）、制御部２１０は、ＬＣＤ１４０を制御して可視情報を表示させるとともに（Ｓ１５）、走査線Ｒ１〜Ｒｍに沿って信号光ＬＳを走査させ、各走査点Ｒｉｊに対応する検出信号を取得する（Ｓ１６）。各検出信号は、ＣＣＤ１８４から画像形成部２２０に入力される。

画像形成部２２０は、ＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいて、各走査線Ｒｉに沿った眼底Ｅｆの断層画像Ｇｉを形成する（Ｓ１７）。

なお、画像処理部２３０は、必要に応じて、３次元画像を形成したり、任意の断面位置における断層画像を形成したりする。以上で、この使用形態の説明を終了する。

［作用・効果］
以上のような眼底観察装置１の作用及び効果について説明する。

眼底観察装置１は、被検眼を光ビームで走査し、その反射光を用いて被検眼の画像を形成する光画像計測装置として機能する。すなわち、眼底観察装置１は、低コヒーレンス光Ｌ０を信号光ＬＳと参照光ＬＲとに分割し、被検眼Ｅを経由した信号光ＬＳと参照ミラー１７４を経由した参照光ＬＲとを重畳させて干渉光ＬＣを生成する機能（干渉光生成手段）と、干渉光ＬＣを検出する機能（検出手段）と、被検眼Ｅに対する信号光ＬＳの照射位置を走査する機能（走査手段）とを備え、干渉光ＬＣの検出結果に基づいて被検眼Ｅの眼底Ｅｆの断層画像や３次元画像を形成する。

更に、眼底観察装置１は、走査手段を制御し、被検眼Ｅの視線を所定方向に誘導するように信号光ＬＳを走査させる機能（制御手段）を有する。この実施形態では、螺旋状の軌跡（走査線Ｓ）に沿って信号光ＬＳを走査することにより、被検眼Ｅの視線を螺旋の中心ＳＥに誘導することができる。ここで、螺旋の中心ＳＥの位置は、眼底Ｅｆの計測領域に応じて決定される。

このように被検眼Ｅの視線を誘導することで、被検眼Ｅが走査の軌跡を追従することを防止でき、確度の良い画像を取得できる。なお、このような走査を行ったときに視認される軌跡は、被検眼Ｅを固視させるように作用するものであり、この発明の「固視情報」の一例である。

また、眼底観察装置１は、上記と異なる固視情報を用いることができる。すなわち、信号光ＬＳの走査の軌跡以外の可視情報を固視情報として被検眼Ｅに投影することができる。

前述のように、可視情報には様々な種類がある。すなわち、（１）信号光ＬＳの軌跡よりも明るく呈示される可視情報；（２）信号光ＬＳの軌跡と異なる色で呈示される可視情報；（３）被検眼Ｅに一点を凝視させるように作用する静的な可視情報（４）信号光ＬＳの軌跡と独立に形態が変化する動的な可視情報；（５）信号光ＬＳの軌跡と連動して形態が変化する動的な可視情報、などがある。

（４）と（５）は、眼底Ｅｆに対する可視情報の投影位置を移動させるものであり、特に、被検眼Ｅの視線を所定方向に誘導するように作用する。また、（５）の例として前述したように、可視情報は、少なくとも被検眼Ｅの視野中心に向かう方向に移動される。

なお、可視情報は、ＬＣＤ１４０（表示手段）に表示される。表示された可視情報は、レンズ１３９、ハーフミラー１３５、フィールドレンズ１２８、ダイクロイックミラー１３６、撮影レンズ１２６、リレーレンズ１２５、変倍レンズ１２４、孔開きミラー１１２（の孔部１１２ａ）、対物レンズ１１３を経由して被検眼Ｅに入射し、眼底Ｅｆに投影される。可視情報を眼底Ｅｆに投影させるこれらの光学素子は、この発明の「投影光学系」の例として作用する。

このような可視情報を眼底Ｅｆに投影させることにより、被検眼Ｅが走査の軌跡を追従することを防止して被検眼Ｅを固視させることができ、それにより確度の良い画像を取得できる。

［変形例］
以上に説明した構成は、この発明に係る光画像計測装置を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。

たとえば、被検眼に可視情報を投影する投影手段として、光源と投影光学系とを含む構成を適用できる。光源は、可視情報として利用される光を出力する。光源としては、たとえばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｉｏｄｅ）やレーザ光源やランプなどの任意の光源を用いることができる。また、光源は、１つ以上の任意の個数だけ設けることができる。投影光学系は、光源から出力された光を眼底に投影する光学系である。

このような投影手段の具体例を説明する。光源は、たとえば、信号光ＬＳの軌跡よりも明るい輝点を被検眼Ｅに呈示するための光を出力する。また、光源は、信号光ＬＳの軌跡と異なる色の輝点を被検眼Ｅに呈示するための光を出力する。このような輝点を可視情報として眼底Ｅｆに投影することにより、被検眼Ｅが走査の軌跡を追従することを防止でき、確度の良い画像を取得できる。なお、輝点は、ある程度の広がりを有していてもよい。

第２の例として、複数の光源を所定のパターンで配列させる。この配列パターンとしては、たとえば縦方向及び横方向にアレイ状に配列させることができる。複数の光源は、それぞれ制御手段（制御部２１０）の制御を受けて個別に点灯／消灯される。制御手段は、複数の光源のうちの１つ以上を適宜に点灯させ、１つ以上の輝点を眼底に投影させる。このような可視情報を眼底Ｅｆに投影することにより、被検眼Ｅが走査の軌跡を追従することを防止でき、確度の良い画像を取得できる。

第３の例では、モータ等を具備する駆動機構により光源を移動させる。光源は、特に、光の伝搬方向に対して直交する方向に移動させることが望ましい。また、光源の個数は任意である。光源が複数設けられる場合には、各光源を個別に移動させてもよいし、２つ以上をまとめて移動させてもよい。制御手段は、駆動機構を制御して光源を移動させる。それにより、眼底Ｅｆに対する輝点の投影位置が変化する。このような可視情報を投影することにより、被検眼Ｅが走査の軌跡を追従することを防止でき、確度の良い画像を取得できる。

上記の実施形態では、ＯＣＴ画像の計測を行う前に固視標投影手段を用いて被検眼Ｅを固視させているが、この発明に係る固視情報を計測時に表示させることにより、事前の固視を省略することができる。すなわち、計測時に固視情報を表示させることにより、事前に固視を実施しなくても計測中に被検眼Ｅを固視させられるからである。

また、ＯＣＴ画像の計測前に使用した固視標を計測中にも継続して呈示することにより、この固視標を固視情報として用いることも可能である。

上記の実施形態においては、参照ミラー１７４の位置を変更して信号光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、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。たとえば、被検眼Ｅに対して眼底カメラユニット１Ａ及びＯＣＴユニット１５０を一体的に移動させて信号光ＬＳの光路長を変更することにより光路長差を変更することができる。また、被測定物体を深度方向（ｚ方向）に移動させることにより光路長差を変更することもできる。

上記の実施形態で説明した眼底観察装置は、フーリエドメイン型の光画像計測装置を含んで構成されているが、たとえばスウェプトソース（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ）型など、光ビームで被検眼を走査する方式の任意の光画像計測装置に対し、この発明の構成を適用することが可能である。

また、上記の実施形態では、眼底のＯＣＴ画像を取得する装置について説明したが、たとえば角膜等の被検眼の他の部位のＯＣＴ画像を取得可能な装置に対しても上記実施形態の構成を適用することが可能である。

この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の全体構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態における眼底カメラユニットに内蔵される走査ユニットの構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態におけるＯＣＴユニットの構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態における演算制御装置のハードウェア構成の一例を表す概略ブロック図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の好適な実施形態による信号光の走査態様の一例を表す概略図である。図６（Ａ）は、被検眼に対する信号光の入射側から眼底を見たときの信号光の走査態様の一例を表している。また、図６（Ｂ）は、各走査線上の走査点の配列態様の一例を表している。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の好適な実施形態による信号光の走査態様、及び、各走査線に沿って形成される断層画像の態様の一例を表す概略図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態による信号光の走査態様の一例を表す概略図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の使用形態の一例を表すフローチャートである。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の使用形態の一例を表すフローチャートである。

符号の説明

１ 眼底観察装置（光画像計測装置）
１Ａ 眼底カメラユニット
１４０ ＬＣＤ
１４１ 走査ユニット
１４１Ａ、１４１Ｂ ガルバノミラー
１５０ ＯＣＴユニット
１６０ 低コヒーレンス光源
１６２ 光カプラ
１７４ 参照ミラー
１８０ スペクトロメータ
１８４ ＣＣＤ
２００ 演算制御装置
２０４ａ 制御プログラム
２１０ 制御部
２２０ 画像形成部
２３０ 画像処理部
２４０ ユーザインターフェイス
２４０Ａ 表示部
２４０Ｂ 操作部
２４１、２４２ ミラー駆動機構
Ｒｉ（ｉ＝１〜ｍ）、Ｓ 走査線
Ｅ 被検眼
Ｅｆ 眼底

Claims (10)

1. 低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼を経由した前記信号光と参照物体を経由した前記参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、
   前記生成された干渉光を検出する検出手段と、
   前記被検眼に対する前記信号光の照射位置を走査する走査手段と、
   を有し、前記検出手段による検出結果に基づいて前記被検眼の画像を形成する光画像計測装置であって、
   前記走査手段により前記信号光が走査されるときに前記被検眼を固視させるための固視情報を前記被検眼の眼底に投影する投影手段を備えることを特徴とする光画像計測装置。
2. 前記投影手段は、前記走査手段を制御し、前記被検眼の視線を所定方向に誘導するように前記信号光を走査させる制御手段を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
3. 前記制御手段は、渦巻き状の軌跡に沿って前記信号光を走査させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
4. 前記投影手段は、前記信号光の走査の軌跡以外の可視情報を前記固視情報として投影する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
5. 前記投影手段は、前記眼底に対する前記可視情報の投影位置を移動させる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光画像計測装置。
6. 前記投影手段は、前記被検眼の視線を所定方向に誘導するように前記可視情報の投影位置を移動させる、
   ことを特徴とする請求項５に記載の光画像計測装置。
7. 前記投影手段は、少なくとも前記被検眼の視野中心に向かう方向に前記可視情報を移動させる、
   ことを特徴とする請求項５に記載の光画像計測装置。
8. 前記投影手段は、前記可視情報を表示する表示手段と、前記表示された可視情報を前記眼底に投影させる投影光学系とを含む、
   ことを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
9. 前記投影手段は、光源と、前記光源から出力された光を前記可視情報として前記眼底に投影する投影光学系とを含む、
   ことを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
10. 前記走査手段により前記信号光が走査される前に前記被検眼に固視標を投影する固視標投影手段を更に備え、
    前記投影手段は、前記所定方向として前記固視標の投影位置と同じ方向に、前記被検眼を誘導するように前記固視情報を投影する、
    ことを特徴とする請求項２又は請求項６に記載の光画像計測装置。

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