JP6494385B2 - 光画像撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、光画像撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる光画像撮像装置及びその制御方法に関するものである。

生活習慣病や失明原因の上位を占める疾病の早期診療を目的として、眼部の検査が広く行われている。眼部の検査に用いられる眼科装置として、共焦点レーザー顕微鏡の原理を利用した眼科装置である走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）がある。走査型レーザー検眼鏡は、測定光であるレーザーを眼底に対してラスタースキャンを行い、その戻り光の強度から平面画像を高分解能かつ高速に得る装置（以下、ＳＬＯ装置）である。

近年、ＳＬＯ装置において測定光のビーム径を大きくし、測定光の眼底上でのスポットを微小にすることにより、分解能を向上させた眼底の平面画像を取得することが可能になってきた。しかしながら、眼底の平面画像の取得において、測定光のビーム径の大径化に伴い被検眼にて発生する、測定光やその戻り光の収差による平面画像のＳＮ比及び分解能が低下する。

これらの低下には、被検眼にて発生する測定光やその戻り光の収差を波面センサでリアルタイムに測定し、波面補正デバイスで被検眼による収差を補正して対処している。このような波面補償デバイス等の補償光学系を有する補償光学ＳＬＯ装置（以下、ＡＯＳＬＯ装置）が開発され、高分解能の平面画像の取得を可能にしている。

高分解能の平面画像を取得する場合、上述したような共焦点光学系において、測定光のビーム径の大径化が行われる。しかし、画像を取得する眼底の部位・組織によっては、非共焦点の光学系をその一部に導入することで、平面画像のＳＮ比の向上を図ることが行われている。

非特許文献１においては、取得する平面画像（血管画像）のＳＮ比を向上させる構成が開示されている。即ち、眼底からの戻り光をその結像面上で、２つに分割し、分割した光をそれぞれの光センサに入射させ検出する。そして、各光センサからの各々の信号を演算（差分）して、網膜の画像化を行うＡＯＳＬＯ装置が開示されている。

特許文献１においては、微小な生体物質を画像化する構成が開示されている。即ち、眼底のさまざまな部位・組織における高分解能の平面画像を取得する場合、眼底からの戻り光を受光する光センサに付帯するピンホールの形状を変更することが開示されている。

特開２００９−９５６３２号公報

Ｓｕｌａｉ ｅｔ ａｌ．；"Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｔｉｎａｌ ｖａｓｃｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｎｏｎｃｏｎｆｏｃａｌ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｌｉｇｈｔ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ"，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ，Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．３，ｐｐ．５６９−５７９，２０１４．

上述のＡＯＳＬＯ装置は、補償光学系を用いて高分解能・高ＳＮ比の平面画像を取得することが可能とされている。

しかしながら、非特許文献１に記載の構成では、眼底からの戻り光を受光する２つの光センサでは一次元（例えば横方向）の差分情報に限られている。そのため、縦方向の変化量を強調することが出来ず、例えば真横に走る血管の輪郭強調ができず、改善の余地を残している。

また、特許文献１に記載の構成では、非特許文献１に開示されている戻り光を分割する構成を有しておらず、機能面において改善の余地を残している。

本発明は、上記課題に鑑み、眼底の高分解能・高ＳＮ比の平面画像を撮像し、所望の方向の輪郭を強調した画像の抽出が可能となる装置を提供することを目的とする。

本発明の光画像撮像装置は、光源からの測定光を測定光路を介して被検査物に照射することにより得られる戻り光を、複数の光に分岐する分岐手段と、前記複数の光の強度をそれぞれ測定する受光手段と、前記光の強度に基づいて生成する画像の信号成分の割合を変更する変更手段と、前記変更された信号成分を用いた演算により画像を生成する生成手段と、を有する。

本発明によれば、所望の方向の輪郭を強調した画像を得ることができる。

実施形態１におけるＳＬＯ装置の外観構成を示す図である。 実施形態１におけるＳＬＯ装置の光学系の構成を示す図である。 実施形態１におけるＳＬＯ装置の測定光の波長分布を示す図である。 実施形態１における撮像手順を示すフローチャートである。 実施形態１における制御ソフト画面の構成を示す図である。 実施形態１における画像閲覧ソフト画面の構成を示す図である。 実施形態１における分岐部の構成を示す図である。 実施形態１における受光部の構成を示す図である。 実施形態１における受光部の構成を示す図である。 実施形態１における画像の表示例を示す図である。 実施形態２における受光部の構成を示す図である。 実施形態２における受光部の構成を示す図である。 実施形態２における分岐部の構成を示す図である。 実施形態２における画像の表示例を示す図である。

本発明を実施するための形態を、以下の通り詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は特許請求の範囲に関わる本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

［実施形態１］
本発明の実施形態１について説明する。

実施形態１においては、光画像撮像装置として、本発明を適用したＡＯＳＬＯ装置について説明する。ＡＯＳＬＯ装置は、補償光学系を備え、眼底の高分解能の平面画像（ＡＯＳＬＯ像）の撮像を行う装置である。また、この装置においては、ＡＯＳＬＯ像の取得を補助するために、広画角の平面画像（ＷＦＳＬＯ像）の撮像を行うＷＦＳＬＯ装置、測定光の入射位置を把握するための前眼部観察装置、および撮像箇所を調整するために視線を誘導する固視灯表示装置が付随している。

本実施形態では、被検査物である被検眼による光学収差を空間光変調器を用いて補正した平面画像を取得するＡＯＳＬＯ装置が構成され、被検眼の視度や、被検眼による光学収差によらず良好な眼底の平面画像が得られる。

なお、高分解能の平面画像を撮像するために、補償光学系を備えているが、高解像度を実現できる光学系の構成であれば、補償光学系を備えていなくても良い。

＜ＡＯＳＬＯ装置の外観構成＞
図１を用いて、まず、本実施形態におけるＡＯＳＬＯ装置１０１の外観構成について説明する。図１において、（ａ）はＡＯＳＬＯ装置１０１を上から見た図、（ｂ）は横から見た図である。

ＡＯＳＬＯ装置１０１は、光学系を内蔵するヘッド部１０２、ヘッド部１０２を水平垂直方向に移動させるステージ部１０３、被検者の顔を載せて位置を調整する顔受け部１０４、操作画面等を表示する液晶モニター１０５、およびＡＯＳＬＯ装置１０１全体を制御する制御ＰＣ１０６からなる。

ステージ部１０３上に設置されたヘッド部１０２は、ジョイスティック１０７を倒すことによって水平方向（（ａ）において紙面に平行な方向）に、回転させることによって垂直方向（（ａ）において紙面に垂直な方向）に移動できる。顔受け部１０４は、顎を乗せる顎受け１０８と電動ステージによって顎受け１０８を移動させる顎受け駆動部１０９からなる。

＜光学系の構成＞
図２を用いて、ヘッド部１０２に内蔵される光学系について説明する。

光源２０１−１から出射した光は、光カプラー２３１によって参照光２０５と測定光２０６−１とに分割される。測定光２０６−１は、シングルモードファイバー２３０−４、空間光変調器２５９、ＸＹスキャナ２１９−１、ダイクロイックミラー２７０−１等を介して観察対象の被検査物である被検眼２０７を照射する。２５６は固視灯であり、固視灯２５６からの光束２５７は、観察対象の被検査物である被検眼２０７の固視あるいは回旋を促す役割を有する。

測定光２０６−１は、被検眼２０７によって反射あるいは散乱された戻り光２０８となり、測定光路を逆行し、ビームスプリッタ２５８−３で反射されて、受光部７００に入射される。受光部７００を構成するディテクター７０４−１〜５（図８、図９参照）は、戻り光２０８の光強度を電圧信号に変換して出力し、その信号を用いて、被検眼２０７の眼底の平面画像が生成される。本実施形態では、光学系の全体を主にレンズを用いた屈折光学系を用いて構成しているが、レンズの代わりに球面ミラーを用いた反射光学系によっても構成しても良い。

また、収差補正デバイスとして反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器や、可変形状ミラーを用いても構成しても良い。

＜ＡＯＳＬＯ部の光源＞
光源２０１−１の周辺について説明する。光源２０１−１は、代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）光源である。波長は８４０ｎｍバンド幅５０ｎｍである。スペックルノイズの少ない平面画像を取得するために低コヒーレント光源を選択している。また、光源の種類は、ＳＬＤ光源を選択したが低コヒーレント光が出射できれば良くＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源等も用いることができる。

また、波長は眼を測定することを考慮すると、近赤外光が適する。さらに、波長は得られる平面画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８４０ｎｍとする。観察対象の測定部位によっては他の波長を選んでも良い。

光源２０１−１から出射された光は、シングルモードファイバー２３０−１と光カプラー２３１とを介して、参照光２０５と測定光２０６−１とに９０：１０の割合で分割される。２５３−２、２５３−４は偏光コントローラである。

＜ＡＯＳＬＯ部の参照光路＞
参照光２０５の参照光路について説明する。

光カプラー２３１によって分割された参照光２０５は、光ファイバー２３０−２を介して、光量測定装置２６４に入射される。光量測定装置２６４は参照光２０５の光量を測定することにより、測定光２０６−１の光量をモニターする用途に用いられる。

＜ＡＯＳＬＯ部の測定光路＞
測定光２０６−１の測定光路について説明する。

光カプラー２３１によって分割された測定光２０６−１は、シングルモードファイバー２３０−４を介してレンズ２３５−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。

測定光２０６−１は、ビームスプリッタ２５８−３、２５８−１を通過し、レンズ２３５−５〜６を通過し、空間光変調器２５９に照射される。

空間光変調器２５９は、ドライバ部２８１内の空間光変調器駆動ドライバ２８８を介して、制御ＰＣ１０６から制御される。

測定光２０６−１は、空間光変調器２５９にて変調され、レンズ２３５−７〜８を通過し、ＸＹスキャナ２１９−１のミラーに照射される。簡単のため、ＸＹスキャナ２１９−１は一つのミラーとして図には記したが、実際にはＸスキャナとＹスキャナとの２枚のミラーが近接して配置され、網膜２２７上を光軸に垂直な方向に測定光２０６−１をラスタースキャンするものである。また、測定光２０６−１の中心がＸＹスキャナ２１９−１の各ミラーの回転中心と一致するように、ＸＹスキャナ２１９−１の各ミラーは調整されている。

Ｘスキャナは測定光２０６−１を紙面に平行な方向に走査するスキャナであり、共振型スキャナを用いている。共振型スキャナの駆動周波数は約７．９ｋＨｚである。また、Ｙスキャナは、測定光２０６−１を紙面に垂直な方向に走査するスキャナであり、ガルバノスキャナを用いている。ガルバノスキャナの駆動波形はのこぎり波であり、周波数は３２Ｈｚ、デューティ比は８４％である。Ｙスキャナの駆動周波数は、ＡＯＳＬＯ像の撮像のフレームレートを決定する重要なパラメータである。

ＸＹスキャナ２１９−１は、ドライバ部２８１内の光スキャナ駆動ドライバ２８２を介して、制御ＰＣ１０６から制御される。

レンズ２３５−９〜１０は、網膜２２７を測定光２０６−１で走査するための光学系であり、測定光２０６−１を被検眼２０７の瞳孔中心を支点として、網膜２２７をスキャンする役割がある。

測定光２０６−１のビーム径は４ｍｍであるが、より高分解能な光画像を取得するためにビーム径はより大きくしても良い。

２１７−１は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、付随するレンズ２３５−１０の位置を動かし、フォーカス位置を調整することができる。

電動ステージ２１７−１は、ドライバ部２８１内の電動ステージ駆動ドライバ２８３を介して、制御ＰＣ１０６から制御される。

レンズ２３５−１０の位置を調整することで、被検眼２０７の網膜２２７の所定の層に測定光２０６−１を合焦させ、網膜２２７を観察、撮像することが可能になる。また、被検眼２０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。

測定光２０６−１が被検眼２０７に入射すると、網膜２２７からの反射や散乱により戻り光２０８となり、受光部７００へ入射する。詳細については後述するが、入射した戻り光２０８は分岐部によって分岐されてディテクター７０４−１〜５にそれぞれ照射される。ディテクター７０４−１〜５は、例えば高速・高感度な光センサであるＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）やＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）が用いられる。

＜受光部＞
図７〜図９を用いて受光部７００の構成について説明する。

受光部７００に入射した戻り光２０８は、レンズによる結像面に配置された分岐部７１１の中心部により、その一部の光は反射してディテクター７０４−１へ照射される。分岐部７１１により反射された一部の光を除く光の更に一部の光は、分岐部７１１を透過して、レンズによる結像面に配置された四角錐プリズム７０６によって４分割されて、ディテクター７０４−２、７０４−３、７０４−４、７０４−５へそれぞれ照射される（図９参照）。

図７（ａ）に分岐部７１１を示す。図に示したように分岐部７１１は、中心部に反射領域７１４、反射領域７１４の外側の部分に透過領域７１２、遮光するための遮光領域７１３を形成したパターン７１５を１パターンとした複数のパターンを有している。そして、分岐部７１１を回転させることにより１つのパターンが選択され、選択されたパターンの中心部が戻り光２０８の光軸中心に位置するように配置される。

分岐部７１１のパターン７１５の中心部の反射領域７１４で反射された光７０８は、ディテクター７０４−１に入射する。パターン７１５の透過領域７１２を通過した光７０９は、その結像面に配置された四角錐プリズム７０６によって４分割され、ディテクター７０４−２、７０４−３、７０４−４、７０４−５へそれぞれ入射する。ディテクター７０４−２、７０４−３はそれぞれＸスキャナ２１９−２の走査方向と同軸上に配置され、ディテクター７０４−４、７０４−５はＹスキャナ２１９−２の走査方向と同軸上に配置される。

分岐部７１１は、分岐部７１１が戻り光２０８の光軸に対して斜めに配置されたときに、選択されたパターンの形状が光軸方向から見て円形になるような楕円形状のパターンを持っている。尚、簡単のため図においては各パターンを円形で示してある。また、分岐部７１１は、パターン選択制御部２８９を介して、制御ＰＣ１０６から１つのパターンが選択されるように制御される。

中心部の反射領域７１４の径が小さいパターンが選択されると、ディテクター７０４−１の出力に基づいて生成される共焦点画像（ＡＯＳＬＯ像）は、光軸方向の分解能が上がるが焦点深度が狭まる。中心部の反射領域７１４の径を大きくすると光軸方向の分解能が下がり、焦点深度が広がる。また、ディテクター７０４−２〜５の各出力に基づいて生成される非共焦点画像は、反射領域７１４の径が小さく外側の透過領域７１２が大きいパターンが選択されると、各ディテクターが検出する信号強度が上がるため、生成する差分画像（非共焦点画像）の信号対雑音比（ＳＮ比）が大きくなる。中心部の反射領域７１４の径が大きく外側の透過領域７１２が小さいパターンが選択されると信号強度が下がるため信号対雑音比は小さくなる。

このため観察画像に応じて適切なパターンを選択することで、撮像する画像の分解能や信号対雑音比が良好になるように調整することができる。分岐部７１１は図７（ａ）に示すように円形に配置された複数のパターンを形成した板を機械的に回転させてパターンを選択できる構成である。あるいは、図７（ｂ）のように１列に並んで配置された複数のパターンを機械的にスライドさせて選択できる構成でも良く、受光部７００での戻り光を分割する構成はここに記載されている限りではない。

ディテクター７０４−１〜５で得られたそれぞれの電圧信号は、制御ＰＣ１０６内のＡＤボード２７６−１にてデジタル値に変換され、制御ＰＣ１０６に入力される。

ディテクター７０４−２、７０４−３、７０４−４、７０４−５に照射されたある時点の光から得た電圧信号のデジタル値をそれぞれＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄとする。（１）式および（２）式からＸ方向の信号成分およびＹ方向の信号成分である微分値Ｉａｂおよび微分値Ｉｃｄを演算により取得する。
Ｉａｂ＝（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｉａ＋Ｉｂ） ・・・（１）
Ｉｃｄ＝（Ｉｃ−Ｉｄ）／（Ｉｃ＋Ｉｄ） ・・・（２）
Ｘ方向およびＹ方向の信号成分である微分値ＩａｂおよびＩｃｄによって生成した画像を用いて、輪郭強調した画像を取得することができる。

また、非共焦点画像を生成するための受光部の構成としてディテクターの数を４つとしてＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄを取得する構成を説明した。別な構成として、四角錐プリズムの分割点に対して線対称にディテクターを２つ配置し、四角錐プリズムとディテクターを光７０９の光軸に対して回転させる構成とすることで、Ｉａｂの値と回転角度θの情報を取得する構成としても良い。

＜ＷＦＳＬＯ部全体＞
ＷＦＳＬＯ部について図２を用いて説明する。ＷＦＳＬＯ部は基本的にＡＯＳＬＯ部と同様の構成となっている。そのため重複する部分については説明を省略する。

光源２０１−２から出射した光は、レンズ２３５−２、レンズ２３５−１１〜１４、ＸＹスキャナ２１９−２、ダイクロイックミラー２７０−１〜３等を介して観察対象である被検眼２０７を照射する。光源２０１−２は、ＡＯＳＬＯ部と同様にＳＬＤ光源である。波長は９２０ｎｍバンド幅２０ｎｍである。

＜ＷＦＳＬＯ部の測定光路＞
測定光２０６−２の測定光路について説明する。光源２０１−２から射出された測定光２０６−２は、レンズ２３５−２、レンズ２３５−１１〜１４、ＸＹスキャナ２１９−２、ダイクロイックミラー２７０−１等を介して観察対象の被検査物である被検眼２０７に照射される。

ＸＹスキャナ２１９−２の構成要素であるＸスキャナは、測定光２０６−２を紙面に平行な方向に走査するスキャナであり、共振型スキャナを用いている。その駆動周波数は約３．９ｋＨｚである。また、Ｙスキャナは測定光２０６−２を紙面に垂直な方向に走査するスキャナであり、ガルバノスキャナを用いている。その駆動波形はのこぎり波であり、周波数は１５Ｈｚ、デューティ比は８４％である。Ｙスキャナの駆動周波数は、ＷＦＳＬＯ像のフレームレートを決定する重要なパラメータである。

測定光２０６−２のビーム径は１ｍｍであるが、より高分解能な光画像を取得するために、ビーム径をより大きくしても良い。

測定光２０６−２は、被検眼２０７に入射すると網膜２２７からの反射や散乱により戻り光２０８’となる。戻り光２０８’は、ダイクロイックミラー２７０−１〜３、レンズ２３５−１３〜１４、レンズ２３５−２〜４、ＸＹスキャナ２１９−２、ビームスプリッタ２５８−２等を介してディテクター２３８−２に入射する。ディテクター２３８−２で検出された戻り光２０８’の電圧信号に基づき制御ＰＣ１０６がＷＦＳＬＯ像を生成する。

＜ビーコン部の説明＞
次に、被検眼２０７にて発生する収差を測定するためのビーコン部について説明する。

光源２０１−３から射出された測定光２０６−３は、レンズ２３５−１５〜１６、ダイクロイックミラー２７０−４等を介して観察対象である被検眼２０７に照射される。

測定光２０６−３は、角膜２２６からの反射を避けるために、被検眼２０７の角膜中心から偏心して入射される。測定光２０１−３の戻り光２０８’’の一部は、ダイクロイックミラー２５８−１、ピンホール２９８を介して、波面センサ２５５に入射され、被検眼２０７で発生する戻り光２０８の収差が測定される。ピンホール２９８は、戻り光２０８’’以外の不要光を遮光する目的で設置されている。波面センサ２５５は、制御ＰＣ１０６に電気的に接続されている。波面センサ２５５は、シャックハルトマン方式の波面センサであり、測定レンジは−１０Ｄ〜＋５Ｄとなっている。波面センサ２５５で得られた収差情報は、制御ＰＣ１０６でツェルニケ多項式を用いて表現され、これは被検眼２０７による収差を示している。ツェルニケ多項式はチルト（傾き）の項、デフォーカスの項、アスティグマ（非点収差）の項、コマの項、トリフォイルの項等からなる。なお、光源２０１−３の中心波長は７６０ｎｍ、波長幅は２０ｎｍである。

角膜２２６とＸＹスキャナ２１９−１と波面センサ２５５と空間光変調器２５９とは、光学的に共役になるようレンズ２３５−５〜１０等が配置されている。そのため、波面センサ２５５は、被検眼２０７による収差を測定することが可能になっている。また、空間光変調器２５９は被検眼２０７による収差を補正することが可能になっている。

＜固視灯部＞
固視灯２５６は、発光型のディスプレイモジュールからなり表示面（□２７ｍｍ、１２８×１２８画素）をＸＹ平面に有し、液晶、有機ＥＬ、ＬＥＤアレイ等を用いる。被検眼２０７が、固視灯２５６からの光束２５７を注視することで、被検眼２０７の固視あるいは回旋が促される。固視灯２５６の表示面には、例えば図２（ｂ）に示すように、任意の点灯位置２６５に十字のパターンが点滅して表示される。

固視灯２５６からの光束２５７は、レンズ２３５−１７〜１８、ダイクロイックミラー２７０−１〜３を介して網膜２２７に照射される。また、レンズ２３５−１７、１８は、固視灯２５６の表示面と網膜２２７とが光学的に共役になるよう配置される。また、固視灯２５６は、ドライバ部２８１内の固視灯駆動ドライバ２８４を介して、制御ＰＣ１０６から制御される。

＜前眼部観察部＞
前眼部観察部について説明する。

前眼部照明光源２０１−４から出射された光は、被検眼２０７を照射し、その反射光がダイクロイックミラー２０７−１、２、４、レンズ２３５−１９、２０を介してＣＣＤカメラ２６０に入射する。光源２０１−４は、中心波長７４０ｎｍのＬＥＤである。

＜フォーカス、シャッター、乱視補正＞
以上のように、ヘッド部１０２に内蔵される光学系は、ＡＯＳＬＯ部、ＷＦＳＬＯ部、ビーコン部、固視灯部、前眼部観察部からなる。この中でＡＯＳＬＯ部、ＷＦＳＬＯ部、ビーコン部、固視灯部は、それぞれ個別に電動ステージ２１７−１〜４を持ち、４つの電動ステージを連動させて動かすことでフォーカス位置を調整している。ただし、個別にフォーカス位置を調整したい場合には、個別に電動ステージを動かすことで調整可能である。

また、ＡＯＳＬＯ部、ＷＦＳＬＯ部、ビーコン部はそれぞれシャッター（不図示）を備え、シャッターの開閉により個別に被検眼２０７に測定光を入射させるか否かを制御できる。ここではシャッターを用いたが、光源２０１−１〜３を直接ＯＮ／ＯＦＦすることにより、制御することもできる。同様に、前眼部観察部、固視灯部についても、光源２０１−４および固視灯２５６のＯＮ／ＯＦＦにより制御可能である。

また、レンズ２３５−１０は交換可能になっており、被検眼２０７による収差（屈折異常）に合わせて球面レンズやシリンドリカルレンズを用いることができる。また１個のレンズに限らず、複数のレンズを組み合わせて設置することも可能である。

＜波長＞
ＡＯＳＬＯ部、ＷＦＳＬＯ部、ビーコン部、固視灯部、前眼部観察部に用いられている光源の波長分布を図３に示す。それぞれの光をダイクロイックミラー２７０−１〜４で分けるために、それぞれ異なる波長帯になるようにしている。なお、図３は各光源の波長の違いを示すものであり、その強度およびスペクトル形状を規定するものではない。

＜画像化＞
撮像画像の生成について説明する。

ディテクター７０４−１〜５に照射された光は、それぞれ光の強度に応じた電圧信号に変換される。ディテクター７０４−１〜５で得られた電圧信号は、制御ＰＣ１０６内のＡＤボード２７６−１でデジタル値に変換される。そして、制御ＰＣ１０６にて、ＸＹスキャナ２１９−１の動作や駆動周波数と同期したデータ処理が行われ、ＡＯＳＬＯ像（共焦点画像及び非共焦点画像）が生成される。ＡＤボード２７６−１の取り込み速度は１５ＭＨｚである。同様に、ディテクター２３８−２で得られた電圧信号は、制御ＰＣ１０６内のＡＤボード２７６−２にてデジタル値に変換され、ＷＦＳＬＯ像が生成される。

＜制御ソフト画面＞
図５を用いて、液晶モニター１０５に表示される制御ソフト画面について説明する。図５において、各符号はそれぞれ次のように対応する。
５０１は、撮像開始を指示するための実行ボタン
５０２は、処理終了を指示するためのＳＴＯＰボタン
５０３は、顎受け部の微調整を指示するための電動ステージボタン
５０４は、フォーカスを調整するためのフォーカス調整ボタン
５０５は、ＷＦＳＬＯ像の撮像開始を指示するためのＷＦＳＬＯ撮像ボタン
５０６は、収差の測定開始を指示するための収差測定ボタン
５０７は、ＡＯＳＬＯ像の撮像開始を指示するためのＡＯＳＬＯ撮像ボタン
５１１は、収差量の値が表示される収差補正表示部
５１２は、前眼部画像が表示される前眼部表示部
５１３は、固視灯２５６の点灯位置を指示するための固視灯位置表示部
５１４は、波面センサ２５５で検出されたハルトマン像が表示される波面センサ表示部
５１５は、ＷＦＳＬＯ像が表示されるＷＦＳＬＯ表示部
５１６は、ディテクター２３８−２の出力信号の強度が表示されるＷＦＳＬＯ強度表示部
５１７は、ＷＦＳＬＯ像の記録を指示するためのＷＦＳＬＯ記録ボタン
５１８は、ＡＯＳＬＯ像が表示されるＡＯＳＬＯ表示部
５１９は、ディテクター７０４−１の出力信号の強度が表示されるＡＯＳＬＯ強度表示部
５２０は、ＡＯＳＬＯ像の記録を指示するためのＡＯＳＬＯ記録ボタン
５２１は、自動フォーカスを指示するための自動フォーカスボタン
５２２は、収差補正の開始を指示するための収差補正ボタン
５２３は、設定されている撮像条件の変更を指示するための撮像条件設定ボタン
５２４は、撮像するＡＯＳＬＯ像の深さの調整を指示するための深さ調整ボタン
６０６は、非共焦点画像の輪郭強調モードを指示するための輪郭強調モードボタン
＜画像閲覧ソフト画面＞
図６を用いて、液晶モニター１０５に表示される画像閲覧ソフト画面について説明する。図６において、各符号はそれぞれ次のように対応する。
６０１は、共焦点画像が表示される共焦点画像表示部
６０２は、処理対象の画像を指定するための画像番号選択部
６０３は、表示された共焦点画像と非共焦点画像の画質を調整するための画質調整部
６０４は、輪郭を強調する角度を調整するための角度調整部６０５の調整範囲
６０５は、輪郭強調する角度を変化させるための角度調整部
６０６は、輪郭強調モードを指示するための輪郭強調モードボタン
６１１は、非共焦点画像が表示される非共焦点画像表示部
６１２は、分岐部７１１のパターンの変更を指示するための焦点深度調整部
＜撮像手順＞
本実施形態のＡＯＳＬＯ装置における撮像手順について図４〜５を用いて説明する。

図４に撮像手順を示す。以下に、各工程について述べる。なお、特に明記が無い限り制御ＰＣ１０６から制御されているものである。

（工程１）装置を立ち上げ各種確認を行う。

操作者が制御ＰＣ１０６及びＡＯＳＬＯ装置の電源を入れると、装置内で測定用の制御ソフトが起動し、図５に示す制御ソフト画面を液晶モニター１０５に表示する。この状態で、被検者に顔を顔受け部１０４にセットしてもらう。

（工程２）前眼部画像を取得する。

操作者により制御ソフト画面の実行ボタン５０１が押されると、前眼部表示部５１２に、ＣＣＤカメラ２６０で撮像される前眼部の画像を表示する。前眼部表示部５１２の中央に瞳孔の中心が略正しい状態で表示されていない場合は、操作者はジョイスティック１０７を用いてヘッド部１０２を略正しい位置に動かす。さらに調整が必要な場合は、操作者は制御画面上の電動ステージボタン５０３を押し、顎受け駆動部１０９を微動させる。

（工程３）ＷＦＳＬＯ像を取得する。

略正しい状態で前眼部画像が表示された場合、ディテクター２３８−２で撮像されるＷＦＳＬＯ像を、ＷＦＳＬＯ表示部５１５に表示する。固視灯位置表示部５１３で固視灯を中央位置に設定し、被検眼２０７の視線を中心に誘導する。

次に、操作者はＷＦＳＬＯ強度表示部５１６を見ながら、フォーカス調整ボタン５０４を用いて調整を指示する。操作者はＷＦＳＬＯ強度表示部５１６に表示される信号強度が大きくなるように調整を指示する。ＷＦＳＬＯ強度表示部５１６には横軸時間、縦軸信号強度でＷＦＳＬＯ部のディテクター２３８−２で検出された信号強度を時系列に表示する。ここで、フォーカス調整ボタン５０の調整が指示されることで、レンズ２３５−１０、１４、１６、１８の位置を同時に移動させ、フォーカス位置を調整する。

ＷＦＳＬＯ表示部５１５にＷＦＳＬＯ像が鮮明に表示されたことを確認した操作者がＷＦＳＬＯ記録ボタン５１７を押すことに応じて、ＷＦＳＬＯデータを保存部（不図示）に保存する。

（工程４）ＡＯＳＬＯ像の取得位置を決定する。

操作者はＷＦＳＬＯ表示部５１５に表示されたＷＦＳＬＯ像を確認し、ＡＯＳＬＯ像を取得したい位置を後述の手段を用いて決める。その位置がＷＦＳＬＯ表示部５１５の中央にくるように被検眼２０７の視線を固視灯２５６を用いて誘導する。

ＡＯＳＬＯ像を取得する位置を決める手段は２通りある。一つは固視灯位置表示部５１３において固視灯の位置を操作者が指示する方法であり、指示された位置の固視灯を点灯する。もう一つはＷＦＳＬＯ表示部５１５において操作者が所望の位置を指示する方法である。ＷＦＳＬＯ表示部５１５上の画素と固視灯の位置を関連付けて記憶しており、指示に応じて固視灯の位置を自動的に移動し、視線を所望の位置に誘導する。

ＡＯＳＬＯ像を取得したい位置がＷＦＳＬＯ表示部５１５上中央に移動したのを確認した操作者からの指示に応じて、次の工程に移る。

（工程５）収差補正を行う。

操作者が収差測定ボタン５０６を押すと、ＷＦＳＬＯ測定光である測定光２０６−２を遮断し、光源２０１−３から射出されるビーコン光のシャッターを開いてビーコン光である測定光２０６−３を被検眼２０７に照射する。波面センサ表示部５１４に、波面センサ２５５で検出されたハルトマン像を表示する。このハルトマン像から演算された収差を、収差補正表示部５１１に表示する。収差はデフォーカス（ｄｅｆｏｃｕｓ）成分（μｍ単位）と、全ての収差量（μｍＲＭＳ単位）に分けて表示される。ここで、工程３において、ＡＯＳＬＯ測定光とビーコン光のフォーカスレンズであるレンズ２３５−１０、１６の位置が調整されているため、この工程で収差測定の準備ができている。具体的には、測定光２０６−３に対する戻り光２０８’’が、ピンホール２９８をけられることなく通過し、波面センサ２５５に到達する状態になっている。

ここで自動フォーカスボタン５２１が押されると、デフォーカスの値が小さくなるようにレンズ２３５−１０、１４、１６、１８の位置を調整する。

操作者が収差補正ボタン５２２を押すと、収差量が小さくなる方向に空間光変調器２５９を調整し、リアルタイムに収差量の値を表示する。収差量の値が事前に設定された閾値（０．０３μｍＲＭＳ）以下になると自動的にＡＯＳＬＯ撮像ボタン５０７が押された状態となり、次の工程に移動する。収差量の閾値は任意に設定できる。また、閾値以下にならない場合には、操作者が収差補正一時停止ボタン５０８を押し、収差補正を停止させたのち、ＡＯＳＬＯ測定ボタン５０７を押すことにより次の工程に移動させることもできる。

（工程６）ＡＯＳＬＯ像を取得する。

操作者がＡＯＳＬＯ撮像ボタン５０７を押すと、ビーコン光である測定光２０６−３を遮断し、ＡＯＳＬＯ測定光２０６−１のシャッターを開いて測定光２０６−１を被検眼２０７に照射する。ＡＯＳＬＯ表示部５１８に収差補正済みのＡＯＳＬＯ像を表示する。また、ＡＯＳＬＯ強度表示部５１９に、ＷＦＳＬＯ強度表示部５１６と同様に、ＡＯＳＬＯ部のディテクター７０４−１で検出された信号強度を時系列に表示する。

操作者は、信号強度が不十分な場合には、ＡＯＳＬＯ強度表示部５１９を見ながらフォーカス位置、顎受け位置を調整し、信号強度が大きくなるように調整を指示する。

また、操作者は、撮像条件設定ボタン５２３を使用することによって、撮像画角、フレームレート、撮像時間を指示することができる。

また、操作者は、深さ調整ボタン５２４を調整して、レンズ２３５−１０を移動させ、被検眼２０７の深さ方向の撮像範囲を調整することができる。具体的には、視細胞層や神経線維層や色素上皮層等の所望の層の像を取得させることができる。

ＡＯＳＬＯ表示部５１８にＡＯＳＬＯ像が鮮明に表示されたことを確認した操作者が、ＡＯＳＬＯ記録ボタン５２０を押したことに応じて、ＡＯＳＬＯデータを保存部へ保存する。その後、測定光２０６−１を遮断する。なお、操作者がＡＯＳＬＯ像の焦点深度を変えたい場合は、分岐部７１１のパターンの反射領域の大きさの変更するために焦点深度調整部６１２を切り替えることに応じて、分岐部７１１のパターンを変更し、再度ＡＯＳＬＯ像を撮像すれば良い。

（工程７）ＡＯＳＬＯ像の輪郭強調像を表示する。

輪郭強調モードボタン６０６（図５参照）が押されると、ＡＯＳＬＯ像を輪郭強調した画像の表示に切り替える。即ち、図５に示す表示から、図６に示す表示に切り替える。

操作者が図６における角度調整部６０５を回転させると、回転角度に応じてＡＯＳＬＯ像を輪郭強調する角度が変化する。
再度輪郭強調モードボタン６０６（図６参照）を押されると、通常のＡＯＳＬＯ像の表示に切り替える（図６から図５へ切り替える）。なお、操作者が輪郭強調した画像の焦点深度を変えたい場合は、分岐部７１１のパターンの透過領域の大きさが変わるようにパターンの変更を指示し、再度ＡＯＳＬＯ像を撮像すれば良い。

（工程８）次の動作を選択する。

撮像位置の変更を行う場合には工程４に、左右眼の切り替えを行う場合には工程２に戻る。撮像を終了する場合には、工程９に移動する。

（工程９）終了する。

ＳＴＯＰボタン５０２が押されると、処理を終了する。

＜画像の確認＞
次に、本実施形態のＡＯＳＬＯ装置において撮像したデータを画像化して確認する方法について図６を用いて説明する。

操作者からの指示に基づき、撮像した画像データを可視化する画像閲覧ソフトを起動し、図６に示す画像閲覧ソフト画面を液晶モニター１０５に表示する。

保存されたＷＦＳＬＯデータ、もしくはＡＯＳＬＯデータを読み込んで画像化することができる。

操作者は、画像番号選択部６０２への画像番号の入力等よって表示する画像を指定する。撮像時間順に画像番号が付けられて保存されている画像データから、指定された画像番号の画像データを保存部から読み出し、それぞれ共焦点画像表示部６０１と非共焦点画像表示部６１１に同時に表示する。

画質調整部６０３には、画像の明るさ、コントラスト、ガンマの調整を行うためのつまみがあり、左右にスライドさせることで共焦点画像表示部６０１と非共焦点画像表示部６１１に表示された画像の画質の調整を指示することができる。

非共焦点画像表示部６１１にはディテクター７０４−２〜５によって生成した眼底の輪郭強調画像を表示する。また、共焦点画像表示部６０１および非共焦点画像表示部６１１の表示は、輪郭強調モードボタン６０６によって、非共焦点画像と共焦点画像の表示を切り替える構成としても良い。

操作者は、非共焦点画像表示部６１１に表示された非共焦点画像の輪郭を強調する角度を調整するための角度調整部６０５は調整範囲６０４の円周上を３６０°回転する。（３）式より回転角度θに応じた値（ｘ，ｙ）を求め、Ｘ方向およびＹ方向の信号成分である微分値ＩａｂおよびＩｃｄに掛け合わせることで各々の信号の割合を変更する。そして変更して得た値Ｉａｄを画像化して表示することで角度調整部６０５の角度に応じた陰影の画像を表示する。Ｉａｄは（４）式を用いた演算によって得られる。
ｘ＝１ｃｏｓθ
ｙ＝ｌｓｉｎθ ・・・（３）
Ｉａｄ＝ｘＩａｂ＋ｙＩｃｄ ・・・（４）
上記Ｉａｄによって取得した視細胞画像６１０が角度調整部６０５の回転角度に応じて演算されて眼底画像を表示することにより、図１０のように例えば眼底の視細胞画像の陰影の向きを調整することができる。

ここで、角度調整部６０５に代わる角度調整用のインターフェースは機械的なボリュームの角度θを調整する方法でも良い。または、表示画像の中心から画像上を選択した点を結ぶ線と、画像の水平線とのなす角度をθとして角度を決定する方法でも良く、その調整手段はこの限りではない。

以上のように、ディテクター７０４−２〜５による４つの信号を用いる事で、任意の角度による陰影を持った画像表示を行うことができ、より自由度の高い詳細な観察画像を得る事が可能となる。

［実施形態２］
実施形態１において、４つのディテクターによる輪郭強調（陰影調整）について説明した。本実施形態２においては、２つのディテクターによる輪郭強調（陰影調整）について説明する。

図９に示した受光部７００の構成が、図１１に示すように三角柱の形状をしたナイフエッジプリズム７２０で２分割して受光ディテクター７０４−６と７０４−７で受光する構成とする。また、図１２に示すようにミラー７２１のエッジで２分割して受光ディテクター７０４−６と７０４−７で受光する構成としても良い。

これらの構成の場合、図７の分岐部７１１の構成は、図１３のような構成として受光ディテクター７０４−６と７０４−７に入射するように透過領域７１２を２分岐させる構成とする。

さらにこの場合、信号成分の強度を求める（１）式は前述の通りであり、（２）式が、Ｉｃｄ＝０となる。

また、この場合のモニター１０５には調整範囲６０４の代わりにスライダー調整範囲６０７で、下記の演算式のｘを調整指示が可能とする調整部６０８を設ける。
Ｉｃｄ＝ｘＩａｄ（−１≦ｘ≦＋１、ｘ≠０）
この調整部６０８によって係数ｘの調整を指示することで、図１４のようにｘ方向の陰影の割合を調整する構成としても良い。

以上のように、２つのディテクターによる構成とすることで、前述した４つのディテクターによる構成よりも簡易的な構成で、従来の輪郭強調の調整機構がない構成よりも自由度が高く詳細な観察画像の特徴を得る事が可能となる。

（その他の実施形態）
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

Claims (11)

1. 光源からの測定光を測定光路を介して被検査物に照射することにより得られる戻り光を、複数の光に分岐する分岐手段と、
   前記複数の光の強度をそれぞれ測定する受光手段と、
   前記光の強度に基づいて生成する画像の信号成分の割合を変更する変更手段と、
   前記変更された信号成分を用いた演算により画像を生成する生成手段と、
   を有することを特徴とする光画像撮像装置。
2. 角度を指定する指定手段を更に有し、
   前記変更手段は、前記指定された角度に基づいて前記信号成分の割合を変更することを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
3. 前記分岐される複数の光の大きさを指定する指定手段を更に有し、
   前記変更手段は、指定された大きさに応じて前記信号成分の
   割合を変更することを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
4. 前記分岐手段が、前記戻り光の中心部を分岐する第一の分岐部、前記中心部の外側の部分を複数に分岐する第二の分岐部とからなり、
   前記第一の分岐部は、前記複数の光の強度を変更できることを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
5. 前記第二の分岐部が、前記複数の光として２分割する構成を有することを特徴とする請求項４に記載の光画像撮像装置。
6. 前記第二の分岐部が、前記複数の光として４分割する構成を有することを特徴とする請求項４に記載の光画像撮像装置。
7. 角度を指定する指定手段を更に有し、
   前記指定された角度に基づいて、前記２分割した光の強度から生成する信号成分の割合を変更することを特徴とする請求項５に記載の光画像撮像装置。
8. 角度を指定する指定手段を更に有し、
   前記指定された角度に基づいて、前記４分割した光の強度から生成する信号成分の割合を変更することを特徴とする請求項６に記載の光画像撮像装置。
9. 前記生成手段により生成される画像は、眼底の非共焦点画像であることを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
10. 前記生成手段により生成される画像を表示する表示手段を更に有し、
    前記表示手段は、前記角度を指定するための画像を前記生成された画像と共に表示することを特徴とする請求項２に記載の光画像撮像装置。
11. 光源からの測定光を測定光路を介して被検査物に照射することにより得られる戻り光を、複数の光に分岐する分岐工程と、
    前記複数の光の強度をそれぞれ測定する受光工程と、
    前記光の強度に基づいて生成する画像の信号成分の割合を変更する変更工程と、
    前記変更された信号成分を用いた演算により画像を生成する生成工程と、
    を有することを特徴とする光画像撮像装置の制御方法。

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