光断層像撮影装置
【課題】 モニタ上に動画表示される断層画像の視認性を向上させる。
【解決手段】 測定光束と参照光束による干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系と、前記測定光束の進行方向を変える光スキャナと、測定光束と参照光束の光路差を調整するために駆動部により移動される光路長可変部材と、前記受光素子からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を得る画像形成手段と、表示手段と、前記光路長可変部材を移動させると共に、前記画像形成手段によって取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する制御手段と、を備える光断層像撮影装置において、前記受光素子からの出力信号に基づいて、取得された断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出し、随時取得された断層画像が前記表示領域内の所定位置に表示されるように、前記断層画像の表示位置を補正する。
【解決手段】 測定光束と参照光束による干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系と、前記測定光束の進行方向を変える光スキャナと、測定光束と参照光束の光路差を調整するために駆動部により移動される光路長可変部材と、前記受光素子からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を得る画像形成手段と、表示手段と、前記光路長可変部材を移動させると共に、前記画像形成手段によって取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する制御手段と、を備える光断層像撮影装置において、前記受光素子からの出力信号に基づいて、取得された断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出し、随時取得された断層画像が前記表示領域内の所定位置に表示されるように、前記断層画像の表示位置を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検物で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系を持ち、被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）が知られている。このような装置は、例えば、眼球や皮膚などの生体の断層像を得るために使用される。
【０００３】
このような装置において、撮影中に被検物が動いても、表示モニタ上の所定位置に断層画像が表示されるように、測定光と参照光との光路差を随時変更する装置が開示されている（特許文献１参照）。なお、光路差の変更には、モータの駆動によって光路長可変部材（例えば、参照ミラー）を移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような構成の場合、呼吸や体の微妙な振動によって被検物が動いた場合、参照ミラーの位置が絶えず調整されることになり、逆に断層画像が見づらくなる。また、参照ミラーを移動させる際のモータの振動によって、モニタ上の断層画像にブレが生じる可能性もありうる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑み、モニタ上に動画表示される断層画像の視認性を向上できる眼科撮影装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００８】
（１） 光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検物で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系と、
前記測定光束の光路中に配置され，被検物上で横断方向に前記測定光束を走査させるために前記測定光束の進行方向を変える光スキャナと、
前記測定光束又は前記参照光束の光路中に配置され、測定光束と参照光束の光路差を調整するために駆動部により移動される光路長可変部材と、
前記受光素子からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を得る画像形成手段と、
表示手段と、
前記駆動部の駆動を制御し，前記光路長可変部材を移動させると共に、前記表示手段を制御し，前記画像形成手段によって取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する制御手段と、
を備える光断層像撮影装置において、
前記受光素子からの出力信号に基づいて、前記画像形成手段によって取得された断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出手段を備え、
前記制御手段は、前記表示手段の表示を制御し、前記画像形成手段によって随時取得された断層画像が前記表示領域内の所定位置に表示されるように、検出された位置ずれ情報に基づいて前記断層画像の表示位置を補正することを特徴とする。
（２） （１）の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記駆動部の駆動を制御し、検出される前記位置ずれ情報が所定の許容範囲内に収まるように前記光路長可変部材の位置を調整することを特徴とする。
（３） （２）の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記表示手段の表示制御による前記断層画像の表示位置の補正と，前記駆動部の駆動制御による前記光路長可変部材の位置調整と，を同期させることを特徴とする。
（４） （３）の光断層像撮影装置において、
前記干渉光学系は、測定光束を被検眼の所定部位に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検眼の所定部位で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系であって、
前記画像形成手段は、前記受光素子からの出力信号に基づいて被検眼の所定部位の断層像を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モニタ上に動画表示される断層画像の視認性を向上できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る光断層像撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、以下の説明においては、眼科撮影装置の一つである眼底撮影装置を例にとって説明する。なお、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をＺ方向（光軸Ｌ１方向）、水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向として説明する。
【００１１】
図１において、その光学系は、被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得るための干渉光学系（以下、ＯＣＴ光学系とする）２００と、赤外光を用いて被検眼の眼底を照明し観察するためのＳＬＯ眼底像を取得するスキャニングレーザオフサルモスコープ（ＳＬＯ）光学系３００と、に大別される。なお、上記各光学系は、光源から出射した少なくとも一部の光を被検者眼の所定部位に向けて投光する投光光学系と、被検者眼の所定部位からの反射光を受光素子で受光する受光光学系と、を有し、被検者眼の撮影画像を得るための撮影光学系として用いられる。なお、ＯＣＴ光学系２００には、スペクトラル・ドメイン型のＯＣＴ光学系が使用されている（もちろん、タイムドメイン型（ＴＤ−ＯＣＴ）、スウィプト・ソース・ドメイン型（ＳＳ−ＯＣＴ）でもよい）。なお、干渉光学系２００及びＳＬＯ光学系３００は、図に無き筐体に内蔵されている。また、その筐体は、周知のアライメント用移動機構（手動又は電動）により、被検者眼Ｅに対して三次元的に移動される。
【００１２】
なお、４０は光分割部材としてのダイクロイックミラーであり、ＯＣＴ光学系２００に用いられる測定光源２７から発せられる測定光（例えば、λ＝８４０ｎｍ付近）を反射し、ＳＬＯ光学系３００に用いられる光出射部６１から発せられるレーザ光（光源２７とは異なる波長の光 例えば、λ＝７８０ｎｍ付近）を透過する特性を有する。この場合、ダイクロイックミラー４０は、ＯＣＴ光学系２００の測定光軸Ｌ２とＳＬＯ光学系３００の測定光軸Ｌ１とを同軸にする。
【００１３】
まず、ダイクロイックミラー４０の反射側に設けられたＯＣＴ光学系２００の構成について説明する。ＯＣＴ光学系２００は、光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検眼の所定部位（前眼部又は眼底）に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検眼の所定部位で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる。
【００１４】
２７はＯＣＴ光学系２００の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントな光を発するＯＣＴ光源であり、例えばＳＬＤ光源等が用いられる。ＯＣＴ光源２７には、例えば、中心波長８４０ｎｍで５０ｎｍの帯域を持つ光源が用いられる。２６は光分割部材と光結合部材としての役割を兼用するファイバーカップラーである。ＯＣＴ光源２７から発せられた光は、導光路としての光ファイバ３８ａを介して、ファイバーカップラー２６によって参照光と測定光とに分割される。測定光は光ファイバ３８ｂを介して被検眼Ｅへと向かい、参照光は光ファイバ３８ｃを介して参照ミラー３１へと向かう。
【００１５】
測定光を被検眼Ｅへ向けて出射する光路には、測定光を出射する光ファイバ３８ｂの端部３９ｂ、コリメートレンズ２２、被検眼眼底に対するフォーカス調整のため被検眼の屈折誤差に合わせて光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ２４、走査駆動機構５１の駆動により眼底上でＸＹ方向に測定光を走査させることが可能な２つのガルバノミラーの組み合せからなる走査部２３と、が配置されている。ダイクロイックミラー４０及び対物レンズ１０は、ＯＣＴ光学系２００からのＯＣＴ測定光を被検眼眼底へと導光する導光光学系としての役割を有する。なお、本実施形態の走査部２３では、２つのガルバノミラーによって測定光の反射角度を任意に調整することにより、眼底上に走査させる測定光の走査方向を任意に設定できるような構成となっている。よって、被検眼眼底の任意の領域の断層画像を得ることが可能となる。なお、光ファイバ３８ｂの端部３９ｂは、被検眼眼底と共役となるように配置される。また、走査部２３の２つのガルバノミラーは、被検眼瞳孔と略共役な位置に配置される。
【００１６】
上記ガルバノミラー及び走査駆動機構５１は、測定光束の光路中に配置され，被検眼の所定部位上で横断方向（ＸＹ方向）に測定光束を走査させるために測定光束の進行方向を変える光スキャナ（光走査部）として用いられる。光スキャナには、ミラーの他、光の進行（偏向）方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等が用いられる。
【００１７】
光ファイバ３８ｂの端部３９ｂから出射した測定光は、コリメートレンズ２２によってコリメートされた後、フォーカシングレンズ２４を介して、走査部２３に達し、２つのガルバノミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、走査部２３で反射された測定光は、ダイクロイックミラー４０で反射された後、ダイクロイックミラー９１及び対物レンズ１０を介して、被検眼眼底に集光される。
【００１８】
そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ１０及びダイクロイックミラー９１を介して、ダイクロイックミラー４０で反射し、ＯＣＴ光学系２００に向かい、走査部２３の２つのガルバノミラー、フォーカシングレンズ２４、及びコリメートレンズ２２を介して、光ファイバ３８ｂの端部３９ｂに入射する。端部３９ｂに入射した測定光は、光ファイバ３８ｂ、ファイバーカップラー２６、光ファイバ３８ｄを介して、光ファイバ３８ｄの端部８４ａに達する。
【００１９】
一方、参照光を参照ミラー３１に向けて出射する光路には、参照光を出射する光ファイバ３８ｃの端部３９ｃ、コリメータレンズ２９、参照ミラー３１が配置されている。参照ミラー３１は、参照光の光路長を変化させるべく、参照ミラー駆動機構５０により光軸方向に移動可能な構成となっている。この場合、参照ミラー３１は、光路長可変部材として用いられる。
【００２０】
光ファイバー３８ｃの端部３９ｃから出射した参照光は、コリメータレンズ２９で平行光束とされ、参照ミラー３１で反射された後、コリメータレンズ２９により集光されて光ファイバ３８ｃの端部３９ｃに入射する。端部３９ｃに入射した参照光は、光ファイバ３８ｃを介して、ファイバーカップラー２６に達する。
【００２１】
そして、光源２７から発せられた光によって前述のように生成される参照光と被検眼眼底に照射された測定光による眼底反射光は、ファイバーカップラー２６にて合成され干渉光とされた後、光ファイバ３８ｄを通じて端部８４ａから出射される。８００は周波数毎の干渉信号を得るために干渉光を周波数成分に分光する分光光学系８００（スペクトロメータ部）であり、コリメータレンズ８０、グレーティング（回折格子）８１、集光レンズ８２、受光素子８３にて構成されている。受光素子８３は、赤外域に感度を有する一次元素子（ラインセンサ）を用いている。
【００２２】
ここで、端部８４ａから出射された干渉光は、コリメータレンズ８０にて平行光とされた後、グレーティング８１にて周波数成分に分光される。そして、周波数成分に分光された干渉光は、集光レンズ８２を介して、受光素子８３の受光面に集光する。これにより、受光素子８３上で干渉縞のスペクトル情報が記録される。そして、そのスペクトル情報が制御部７０へと入力され、フーリエ変換を用いて解析することで、被験者眼の深さ方向における情報（Ａスキャン信号）が計測可能となる。ここで、制御部７０は、走査部２３により測定光を眼底上で所定の横断方向に走査することにより断層画像を取得できる。例えば、Ｘ方向もしくはＹ方向に走査することにより、被検眼眼底のＸＺ面もしくはＹＺ面における断層画像を取得できる（なお、本実施形態においては、このように測定光を眼底に対して１次元走査し、断層画像を得る方式をＢスキャンとする）。なお、取得された断層画像は、制御部７０に接続されたメモリ７２に記憶される。さらに、測定光をＸＹ方向に２次元的に走査することにより、被検眼眼底の３次元画像を取得することも可能である。なお、本実施形態におけるＯＣＴ画像の取得は、走査部２３に設けられた２つのガルバノミラーによって行われる。
【００２３】
次に、ダイクロイックミラー４０の透過方向に配置されたＳＬＯ光学系（共焦点光学系）３００について説明する。ＳＬＯ光学系３００は、被検眼眼底を照明する照明光学系と、該照明光学系によって照明された眼底反射光を受光素子により受光する受光光学系とに大別され、受光素子から出力される受光信号に基づいて被検眼眼底の正面画像を得る。
【００２４】
光出射部６１は、赤外域の波長の光（例えば、λ＝７８０ｎｍ）を発する第１の光源（ＳＬＯ光源）６１ａと可視域の波長の光（例えば、λ＝６３０ｎｍ）を発する第２の光源（固視光源）６１ｂ、ミラー６９、ダイクロイックミラー１０１とを有する。なお、第１の光源６１ａと第２の光源６１ｂには、輝度が高く、指向性の高い光を発する光源（レーザダイオード光源、ＳＬＤ光源、等）が用いられる。第１の光源６１ａを出射した赤外光は、ダイクロイックミラー１０１を透過し、コリメートレンズ６５を介してビームスプリッタ６２に進む。第２の光源６１ｂを出射した可視光は、ミラー６９にて折り曲げられた後、ダイクロイックミラー１０１にて反射して第１の光源６１ａから出射した光と同軸とされる。第１の光源６１ａは観察用の正面眼底画像を得るために用いられ、第２の光源６１ｂは被検眼の視線方向を誘導させるために用いられる。
【００２５】
光出射部６１から発せられるレーザ光を被検眼Ｅに向けて出射する光路には、コリメートレンズ６５、被検眼の屈折誤差に合わせて光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ６３、走査駆動機構５２の駆動により眼底上でＸＹ方向に測定光を高速で走査させることが可能なガルバノミラーとポリゴンミラーとの組み合せからなる走査部６４、対物レンズ１０が配置されている。また、走査部６４のガルバノミラー及びポリゴンミラーの反射面は、被検眼瞳孔と略共役な位置に配置される。
【００２６】
また、光出射部６１とフォーカシングレンズ６３との間には、ビームスプリッタ６２が配置されている。そして、ビームスプリッタ６２の反射方向には、共焦点光学系を構成するための集光レンズ６６と、眼底に共役な位置に置かれる共焦点開口６７と、ＳＬＯ用受光素子６８とが設けられている。
【００２７】
ここで、光出射部６１から発せられたレーザ光（測定光、又は固視光束）は、コリメートレンズ６２を介してビームスプリッタ６２を透過した後、フォーカシングレンズ６３を介して、走査部６４に達し、ガルバノミラー及びポリゴンミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、走査部６４で反射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー４０を透過した後、ダイクロイックミラー９１及び対物レンズ１０を介して、被検眼眼底に集光される。
【００２８】
そして、眼底で反射したレーザ光（測定光）は、対物レンズ１０、ダイクロイックミラー９１、走査部６４のガルバノミラー及びポリゴンミラー、フォーカシングレンズ６３を経て、ビームスプリッタ６２にて反射される。その後、集光レンズ６６にて集光された後、共焦点開口６７を介して、受光素子６８によって検出される。そして、受光素子６８にて検出された受光信号は制御部７０へと入力される。制御部７０は受光素子６８にて得られた受光信号に基づいて被検眼眼底の正面画像を取得する。取得された正面画像はメモリ７２に記憶される。なお、ＳＬＯ画像の取得は、走査部６４に設けられたガルバノミラーによるレーザ光の縦方向の走査（副走査）とポリゴンミラーによるレーザ光の横方向の走査（主走査）によって行われる。
【００２９】
＜アライメント指標投影光学系＞
赤外光源１５１を持ち、被検者眼にアライメント指標を投影するための投影光学系１５０は、装置筐体に設けられた検査窓（覗き窓）の外側に配置され、眼Ｅの斜め前方（対物レンズ１０）から指標を投影する。
【００３０】
＜前眼部観察光学系＞
眼Ｅを撮像し前眼部像を得るために配置された観察光学系９０は、対物レンズ１０、ダイクロイックミラー９１、結像レンズ９５、二次元撮像素子（二次元受光素子）９７を備える。ダイクロイックミラー９１は、赤外光源１５１から発せられた波長の光を反射し、他の光を透過する特性を有している。
【００３１】
赤外光源１５１による前眼部反射光及びアライメント光束は、対物レンズ１０を介してダイクロイックミラー９１によって反射された後、結像レンズ９５を介して二次元撮像素子９７により受光される。二次元撮像素子９７の出力は制御部７０に送信され、モニタ７５には二次元撮像素子９７によって撮像された前眼部像が表示される。
【００３２】
なお、制御部７０は、表示モニタ７５に接続され、その表示画像を制御する。また、制御部７０には、メモリ（記憶部）７２、各種操作を行うための操作部７４、走査駆動機構５１、走査駆動機構５２、参照ミラー駆動機構５０、フォーカシングレンズ６３を光軸方向に移動させるための第１駆動機構６３ａ、フォーカシングレンズ２４を光軸方向に移動させるための第２駆動機構２４ａ、等が接続されている。なお、モニタ７５は、アライメント観察用と撮影画像観察用で別でもよいし、もちろん一つの共用モニタであってもよい。
【００３３】
次に、本装置の動作の概要について説明する。制御部７０は、受光素子８３からの出力信号に基づいて眼底の断層画像を形成させると共に、受光素子６８からの出力信号に基づいて眼底の正面画像を形成する（図２参照）。また、制御部７０は、駆動機構５０の駆動を制御し，参照ミラー３１を移動させると共に、モニタ７５を制御し、取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する（図２参照）。
【００３４】
制御部７０は、受光素子６８からの出力信号に基づいて、断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出する（図３、図４参照）。なお、例えば、得られた断層画像に基づいて位置ずれが検出されても良いし、画像形成前のある走査位置におけるＡスキャン信号に基づいて位置ずれが検出されても良い。
【００３５】
そして、制御部７０は、モニタ７５の表示を制御し、随時取得された断層画像がモニタ７５の表示領域内の所定位置（例えば、深さ方向における中心位置Ｃ）に表示されるように、検出された位置ずれ情報に基づいて断層画像の表示位置を補正する（図３、図５参照）。なお、前述の所定位置は、中心位置に限るものではなく、任意に設定可能である（例えば、表示領域１０２の上方）。ただし、断層画像が十分に表示される位置である必要がある。さらに、前述の所定位置は、検者によって操作される操作部７４からの操作信号に基づいて変更されるようにしてもよい。
【００３６】
表示位置を補正する場合、制御部７０は、検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、駆動機構５０の駆動を制御し、検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲内に収まるように参照ミラー３１の位置を調整してもよい（図３参照）。
【００３７】
また、制御部７０は、検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、モニタ７５の表示制御による断層画像の表示位置の補正と，駆動機構５０の駆動制御による参照ミラー３１の位置調整と，を同期させてもよい。
【００３８】
次に、本装置の動作の詳細な具体例について説明する。検者は、図示なき固視灯を注視するように被験者に指示した後、眼底に対するアライメントを行う。そして、図２に示すように、ＳＬＯ眼底像がモニタ７５上のＳＬＯ画像表示領域１０１に表示されるようになると、予め設定される走査パターンに基づきＯＣＴ光学系２００によってＯＣＴ画像が取得され、モニタ７５上のＯＣＴ画像表示領域１０２に表示される。
【００３９】
この場合、制御部７０は、受光素子８３から出力される受光信号に基づいて駆動機構５０の駆動を制御し、眼底断層画像が取得されるように測定光と参照光との光路差を調整する。そして、参照ミラー３１は、被検眼の眼軸長の違いに対応した所定の移動範囲内で移動される。
【００４０】
制御部７０は、深さ方向の撮影範囲（例えば、２ｍｍ）に対応する所定のステップで、参照ミラー３１を移動させる。そして、制御部７０は、各位置にて取得される画像に対し深さ方向の走査線を設定し、その走査線上における輝度分布を得る。そして、眼底断層像に対応する輝度分布（例えば、急激な輝度の立ち上がりが持った輝度分布）が得られると、モニタ７５上の表示領域１０２に眼底断層像が映し出された状態となる。
【００４１】
次に、制御部７０は、所定のフレームレートにて取得される眼底断層像が表示領域１０２の中心位置Ｃに常に表示されるように、画像処理及び参照ミラーの移動による表示位置調整を連続的に行う。
【００４２】
＜画像処理＞
ここで、制御部７０は、取得される断層画像に基づいて深さ方向における断層画像の位置ずれを検出し、その検出結果に基づいてモニタ７５上の眼底断層像の所定部位（例えば、網膜色素上皮）が所定位置（例えば、中心位置Ｃ）に表示されるようにモニタ７５の表示を制御する。
【００４３】
＜参照ミラーの移動＞
また、制御部７０は、検出される位置ずれが大きい場合、検出される位置ずれ検出結果に基づいて駆動機構５０の駆動を制御し、位置ずれが所定の許容範囲内となるように、参照ミラー５０を移動させる。
【００４４】
図３は、眼底断層像の表示位置調整の具体例について説明するためのフローチャートである。まず、制御部７０は、図４に示すように、眼底断層像上において深さ方向（Ａスキャン方向）に走査する走査線を設定し、走査線上における輝度分布Ｌを得る。そして、輝度分布Ｌから深さ方向における輝度値が最大値（以下、最大輝度値と省略する）となる位置を検出し、その位置をピーク位置Ｐと設定する。なお、基準位置Ｂは、断層画像の深さ方向における中心位置であり、モニタ７５上の表示領域１０２の中央位置Ｃに対応する。
【００４５】
ここで、制御部７０は、取得される輝度分布Ｌに基づいて撮影画像のピーク位置Ｐと基準位置Ｂとのずれ量ΔＤを検出する。このとき、ずれ量ΔＤの検出と調整は、ピクセル単位（画素単位）で行われる。
【００４６】
＜参照ミラーの移動＞
次に、制御部７０は、検出されたずれ量ΔＤが所定の許容範囲Ｄ１を満たすか否かを判定し、その判定結果に基づいて光路長を調整する。制御部７０は、検出されたずれ量ΔＤが許容範囲Ｄ１より大きい場合、ずれ量が少なくなる方向へ参照ミラー３１を移動させる。これにより、表示領域１０２上における眼底断層像の表示位置が調整される。なお、検出されたずれ量ΔＤが許容範囲Ｄ１より小さい場合、制御部７０は、参照ミラー３１を移動させない。
【００４７】
＜画像処理＞
また、光路長調整と同期して、制御部７０は、検出されたずれ量ΔＤが１ピクセル以上である場合（ずれが検出された場合）に、撮影画像を画像処理により移動させた状態でモニタ７５に眼底断層像を表示する。
【００４８】
図４は、取得された断層画像データと表示領域１０２と位置関係が仮想的に示されている。図４（ａ）は、画像処理前の状態を示す図であり、図４（ｂ）は、画像処理後の状態を示す図である。
【００４９】
画像処理を行う場合、撮影画像（ＤＬ）を画像処理によりずれ量ΔＤ分だけ基準位置Ｂ方向に移動させ（図４（ｂ）参照）、基準位置Ｂとピーク位置Ｐを一致させた状態とする。そして、制御部７０は、画像処理後の撮影画像を表示領域１０２に表示する（図５参照）。これにより、眼底断層像の取得位置（ピーク位置）が基準位置Ｂに対してずれた状態で取得されても、その表示位置が調整され、モニタ７５上の眼底断層像の所定部位が表示領域１０２の中心位置Ｃに表示される。
【００５０】
このとき、画像の移動により生じたスペースＳは、表示画像の全体的な背景の色と同調され表示される。また、ずれ量がない場合には、画像位置の調整を行わず、メモリ７２に取り込み、モニタ７５に動画像を表示していく。
【００５１】
上記のようにして、制御部７０は、断層画像を逐次メモリ７２に取り込み、表示位置調整を１フレーム毎に時系列的に行い、位置調整後の画像をモニタ７５に表示していく。そして、最初の画像位置調整以降、画像の位置に変化があった場合には、上記の調整方法と同様に、フレーム毎に連続的に補正を行い、モニタ７５上に動画表示する。
【００５２】
なお、本実施形態においては、許容範囲Ｄ１として、例えば、５０ピクセルを設定している。これは、画像データを縦横５１２ピクセルに設定した場合の１／１０に相当する。また、参照ミラー３１は、１フレームの眼底断層画像を得る間に、最大でＤ２（例えば、１０ピクセル程度）移動させることが可能である。そこで、制御部７０は、許容範囲Ｄ１の限界位置からのずれ量がＤ２以上ある場合には、１フレームでＤ２移動させながら、段階的に移動させていく。また、許容範囲Ｄ１の限界位置からのずれ量がＤ２より小さい場合には、そのずれ量ΔＤ分だけを移動させる。
【００５３】
なお、眼底断層像が動画表示された状態において、検者が所望する走査位置／パターンが設定され、所定のトリガ信号が出力されると、制御部７０は、設定された走査位置／パターンに基づいて断層画像を取得し、取得された画像データをメモリ７２に記憶する。また、制御部７０は、これに合わせて、ＳＬＯ光学系３００によって取得される眼底正面像をメモリ７２に記憶する。
【００５４】
以上のように、画像処理による表示位置調整をフレーム毎に行うことにより、呼吸や体の微妙な振動による断層画像の揺れを抑制し、所定の表示位置において断層動画像を安定して表示させることが可能となる。また、モータの振動による断層画像のブレを回避できる。よって、被検眼が動いてもモニタ７５上の眼底断層像は、ぶれなく、所定位置から動かないように見える。
【００５５】
さらに、位置ずれ量が所定の許容範囲より大きい場合において、位置ずれ量が所定の許容範囲内に収まるように参照ミラーを移動させることにより、被検眼眼底の大きな位置ずれに対応できる。例えば、固視位置を変更させて観察位置を変更しながら断層像を得るような場合、もしくは被検者の額が図示なき額当てに対して動いたような場合、断層画像が表示画面から外れて、光路長を再調整する手間を回避できる。また、所定の表示領域に収まる程度の被検眼の移動であっても、参照ミラーを移動させることで、ほぼ一定の感度にて断層画像を表示させることができる。
【００５６】
なお、上記記載の光路長調整の際における許容範囲Ｄ１を設定したことについて、光路長の調整によりずれ量を完全に無くすには、常に参照ミラー３１を移動させなければならず、困難であるため、所定の許容範囲Ｄ１を設定することで、参照ミラーが移動し続けることを防ぐこととした。
【００５７】
なお、所定の許容範囲Ｄ１について、干渉光の揺らぎ、ノイズ、被検者の呼吸などによる断層像の微動に対応する位置ずれ量が許容範囲内に収まり、これを超える位置ずれ（例えば、額当てに対して額が動いたとき）については許容範囲から外れるような許容範囲が好ましい。これにより、断層像が微動しても参照ミラー３１は移動されず、微動を超える位置ずれ量が検出されたとき、参照ミラー３１が移動される。
【００５８】
また、所定の許容範囲Ｄ１について、所定位置から外れても断層像全体が十分に観察できる程度の位置ずれ量が許容範囲内に収まり、これを超える位置ずれについては許容範囲から外れるような許容範囲であってもよい。
【００５９】
また、所定の許容範囲Ｄ１について、表示領域１０２から眼底断層像が外れる程度の大きな位置ずれ量が検出されたときのみ、参照ミラー３１が移動されるような許容範囲であってもよい。
【００６０】
なお、以上の説明においては、眼底断層像が最初に取得されるまでの光路長の調整を自動的に行うものとしたが、これに限るものではなく、モニタ７５を目視する検者操作に基づいて光路長が調整されるようにしてもよい。また、検出されるずれ量Ｄが所定の許容範囲Ｄ１から外れた場合、モニタ７５を目視する検者操作に基づいて光路長が調整されるようにしてもよい。
【００６１】
なお、以上の説明においては、所定の表示領域に対して画像処理により断層画像を移動させるものとしたが、これに限るものではない。例えば、断層画像の画像データにおいて、所定の表示領域に出力する画像抽出領域を変更するようにしてもよい。
【００６２】
なお、本実施例においては、断層画像の位置ずれを検出する手法として、輝度分布によるピーク値と基準位置とのずれを比較することにより位置ずれを検出したが、これに限るものではなく、例えば、種々の画像処理手法（各種相関関数を用いる方法、フーリエ変換を利用する方法、特徴点のマッチングに基づく方法）を用いることが可能である。この場合、例えば、位置ずれがない断層画像を基準画像とされ、基準画像に対する位置ずれ量が求められる。
【００６３】
なお、上記構成においては、測定光と参照光の光路差を調整するために参照光の光路中に光路長可変部材が配置されたが、これに限るものではなく、測定光の光路中に光路長可変部材が配置されてもよい。例えば、コリメータレンズ２２及び光ファイバー３９ｂの端部が光軸方向に移動される。
【００６４】
なお、ＯＣＴの原理を応用した光干渉光学系を用いて被検眼の所定部位の断層像（例えば、前眼部断層像）を撮影する眼科撮影装置であれば、本発明の適用は可能である。
【００６５】
また、眼科撮影装置への適用に限るものではなく、眼以外の生体（例えば、皮膚、血管）、もしくは生体以外の試料、等の断層像を撮影する光断層像撮影装置においても、本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態の眼科撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。
【図２】眼底正面像と眼底断層像がモニタに表示された場合の図である。
【図３】眼底断層像の表示位置の調整について説明するフローチャートである。
【図４】断層画像データと表示領域との位置関係を仮想的に示す概念図である。
【図５】眼底正面像と画像処理後の眼底断層像がモニタに表示された場合の図である。
【符号の説明】
【００６７】
２３ 走査部
２４ フォーカシングレンズ
２４ａ 駆動機構
３１ 参照ミラー（光路長可変部材）
５０ 駆動機構
５１ 走査駆動機構
７０ 制御部
７５ モニタ
９０ 前眼部観察光学系
９７ 撮像素子
１５１ 赤外光源
２００ 干渉光学系（ＯＣＴ光学系）
３００ ＳＬＯ光学系
８００ 分光光学系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検物で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系を持ち、被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）が知られている。このような装置は、例えば、眼球や皮膚などの生体の断層像を得るために使用される。
【０００３】
このような装置において、撮影中に被検物が動いても、表示モニタ上の所定位置に断層画像が表示されるように、測定光と参照光との光路差を随時変更する装置が開示されている（特許文献１参照）。なお、光路差の変更には、モータの駆動によって光路長可変部材（例えば、参照ミラー）を移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような構成の場合、呼吸や体の微妙な振動によって被検物が動いた場合、参照ミラーの位置が絶えず調整されることになり、逆に断層画像が見づらくなる。また、参照ミラーを移動させる際のモータの振動によって、モニタ上の断層画像にブレが生じる可能性もありうる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑み、モニタ上に動画表示される断層画像の視認性を向上できる眼科撮影装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００８】
（１） 光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検物で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系と、
前記測定光束の光路中に配置され，被検物上で横断方向に前記測定光束を走査させるために前記測定光束の進行方向を変える光スキャナと、
前記測定光束又は前記参照光束の光路中に配置され、測定光束と参照光束の光路差を調整するために駆動部により移動される光路長可変部材と、
前記受光素子からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を得る画像形成手段と、
表示手段と、
前記駆動部の駆動を制御し，前記光路長可変部材を移動させると共に、前記表示手段を制御し，前記画像形成手段によって取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する制御手段と、
を備える光断層像撮影装置において、
前記受光素子からの出力信号に基づいて、前記画像形成手段によって取得された断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出手段を備え、
前記制御手段は、前記表示手段の表示を制御し、前記画像形成手段によって随時取得された断層画像が前記表示領域内の所定位置に表示されるように、検出された位置ずれ情報に基づいて前記断層画像の表示位置を補正することを特徴とする。
（２） （１）の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記駆動部の駆動を制御し、検出される前記位置ずれ情報が所定の許容範囲内に収まるように前記光路長可変部材の位置を調整することを特徴とする。
（３） （２）の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記表示手段の表示制御による前記断層画像の表示位置の補正と，前記駆動部の駆動制御による前記光路長可変部材の位置調整と，を同期させることを特徴とする。
（４） （３）の光断層像撮影装置において、
前記干渉光学系は、測定光束を被検眼の所定部位に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検眼の所定部位で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系であって、
前記画像形成手段は、前記受光素子からの出力信号に基づいて被検眼の所定部位の断層像を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モニタ上に動画表示される断層画像の視認性を向上できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る光断層像撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、以下の説明においては、眼科撮影装置の一つである眼底撮影装置を例にとって説明する。なお、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をＺ方向（光軸Ｌ１方向）、水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向として説明する。
【００１１】
図１において、その光学系は、被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得るための干渉光学系（以下、ＯＣＴ光学系とする）２００と、赤外光を用いて被検眼の眼底を照明し観察するためのＳＬＯ眼底像を取得するスキャニングレーザオフサルモスコープ（ＳＬＯ）光学系３００と、に大別される。なお、上記各光学系は、光源から出射した少なくとも一部の光を被検者眼の所定部位に向けて投光する投光光学系と、被検者眼の所定部位からの反射光を受光素子で受光する受光光学系と、を有し、被検者眼の撮影画像を得るための撮影光学系として用いられる。なお、ＯＣＴ光学系２００には、スペクトラル・ドメイン型のＯＣＴ光学系が使用されている（もちろん、タイムドメイン型（ＴＤ−ＯＣＴ）、スウィプト・ソース・ドメイン型（ＳＳ−ＯＣＴ）でもよい）。なお、干渉光学系２００及びＳＬＯ光学系３００は、図に無き筐体に内蔵されている。また、その筐体は、周知のアライメント用移動機構（手動又は電動）により、被検者眼Ｅに対して三次元的に移動される。
【００１２】
なお、４０は光分割部材としてのダイクロイックミラーであり、ＯＣＴ光学系２００に用いられる測定光源２７から発せられる測定光（例えば、λ＝８４０ｎｍ付近）を反射し、ＳＬＯ光学系３００に用いられる光出射部６１から発せられるレーザ光（光源２７とは異なる波長の光 例えば、λ＝７８０ｎｍ付近）を透過する特性を有する。この場合、ダイクロイックミラー４０は、ＯＣＴ光学系２００の測定光軸Ｌ２とＳＬＯ光学系３００の測定光軸Ｌ１とを同軸にする。
【００１３】
まず、ダイクロイックミラー４０の反射側に設けられたＯＣＴ光学系２００の構成について説明する。ＯＣＴ光学系２００は、光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検眼の所定部位（前眼部又は眼底）に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検眼の所定部位で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる。
【００１４】
２７はＯＣＴ光学系２００の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントな光を発するＯＣＴ光源であり、例えばＳＬＤ光源等が用いられる。ＯＣＴ光源２７には、例えば、中心波長８４０ｎｍで５０ｎｍの帯域を持つ光源が用いられる。２６は光分割部材と光結合部材としての役割を兼用するファイバーカップラーである。ＯＣＴ光源２７から発せられた光は、導光路としての光ファイバ３８ａを介して、ファイバーカップラー２６によって参照光と測定光とに分割される。測定光は光ファイバ３８ｂを介して被検眼Ｅへと向かい、参照光は光ファイバ３８ｃを介して参照ミラー３１へと向かう。
【００１５】
測定光を被検眼Ｅへ向けて出射する光路には、測定光を出射する光ファイバ３８ｂの端部３９ｂ、コリメートレンズ２２、被検眼眼底に対するフォーカス調整のため被検眼の屈折誤差に合わせて光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ２４、走査駆動機構５１の駆動により眼底上でＸＹ方向に測定光を走査させることが可能な２つのガルバノミラーの組み合せからなる走査部２３と、が配置されている。ダイクロイックミラー４０及び対物レンズ１０は、ＯＣＴ光学系２００からのＯＣＴ測定光を被検眼眼底へと導光する導光光学系としての役割を有する。なお、本実施形態の走査部２３では、２つのガルバノミラーによって測定光の反射角度を任意に調整することにより、眼底上に走査させる測定光の走査方向を任意に設定できるような構成となっている。よって、被検眼眼底の任意の領域の断層画像を得ることが可能となる。なお、光ファイバ３８ｂの端部３９ｂは、被検眼眼底と共役となるように配置される。また、走査部２３の２つのガルバノミラーは、被検眼瞳孔と略共役な位置に配置される。
【００１６】
上記ガルバノミラー及び走査駆動機構５１は、測定光束の光路中に配置され，被検眼の所定部位上で横断方向（ＸＹ方向）に測定光束を走査させるために測定光束の進行方向を変える光スキャナ（光走査部）として用いられる。光スキャナには、ミラーの他、光の進行（偏向）方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等が用いられる。
【００１７】
光ファイバ３８ｂの端部３９ｂから出射した測定光は、コリメートレンズ２２によってコリメートされた後、フォーカシングレンズ２４を介して、走査部２３に達し、２つのガルバノミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、走査部２３で反射された測定光は、ダイクロイックミラー４０で反射された後、ダイクロイックミラー９１及び対物レンズ１０を介して、被検眼眼底に集光される。
【００１８】
そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ１０及びダイクロイックミラー９１を介して、ダイクロイックミラー４０で反射し、ＯＣＴ光学系２００に向かい、走査部２３の２つのガルバノミラー、フォーカシングレンズ２４、及びコリメートレンズ２２を介して、光ファイバ３８ｂの端部３９ｂに入射する。端部３９ｂに入射した測定光は、光ファイバ３８ｂ、ファイバーカップラー２６、光ファイバ３８ｄを介して、光ファイバ３８ｄの端部８４ａに達する。
【００１９】
一方、参照光を参照ミラー３１に向けて出射する光路には、参照光を出射する光ファイバ３８ｃの端部３９ｃ、コリメータレンズ２９、参照ミラー３１が配置されている。参照ミラー３１は、参照光の光路長を変化させるべく、参照ミラー駆動機構５０により光軸方向に移動可能な構成となっている。この場合、参照ミラー３１は、光路長可変部材として用いられる。
【００２０】
光ファイバー３８ｃの端部３９ｃから出射した参照光は、コリメータレンズ２９で平行光束とされ、参照ミラー３１で反射された後、コリメータレンズ２９により集光されて光ファイバ３８ｃの端部３９ｃに入射する。端部３９ｃに入射した参照光は、光ファイバ３８ｃを介して、ファイバーカップラー２６に達する。
【００２１】
そして、光源２７から発せられた光によって前述のように生成される参照光と被検眼眼底に照射された測定光による眼底反射光は、ファイバーカップラー２６にて合成され干渉光とされた後、光ファイバ３８ｄを通じて端部８４ａから出射される。８００は周波数毎の干渉信号を得るために干渉光を周波数成分に分光する分光光学系８００（スペクトロメータ部）であり、コリメータレンズ８０、グレーティング（回折格子）８１、集光レンズ８２、受光素子８３にて構成されている。受光素子８３は、赤外域に感度を有する一次元素子（ラインセンサ）を用いている。
【００２２】
ここで、端部８４ａから出射された干渉光は、コリメータレンズ８０にて平行光とされた後、グレーティング８１にて周波数成分に分光される。そして、周波数成分に分光された干渉光は、集光レンズ８２を介して、受光素子８３の受光面に集光する。これにより、受光素子８３上で干渉縞のスペクトル情報が記録される。そして、そのスペクトル情報が制御部７０へと入力され、フーリエ変換を用いて解析することで、被験者眼の深さ方向における情報（Ａスキャン信号）が計測可能となる。ここで、制御部７０は、走査部２３により測定光を眼底上で所定の横断方向に走査することにより断層画像を取得できる。例えば、Ｘ方向もしくはＹ方向に走査することにより、被検眼眼底のＸＺ面もしくはＹＺ面における断層画像を取得できる（なお、本実施形態においては、このように測定光を眼底に対して１次元走査し、断層画像を得る方式をＢスキャンとする）。なお、取得された断層画像は、制御部７０に接続されたメモリ７２に記憶される。さらに、測定光をＸＹ方向に２次元的に走査することにより、被検眼眼底の３次元画像を取得することも可能である。なお、本実施形態におけるＯＣＴ画像の取得は、走査部２３に設けられた２つのガルバノミラーによって行われる。
【００２３】
次に、ダイクロイックミラー４０の透過方向に配置されたＳＬＯ光学系（共焦点光学系）３００について説明する。ＳＬＯ光学系３００は、被検眼眼底を照明する照明光学系と、該照明光学系によって照明された眼底反射光を受光素子により受光する受光光学系とに大別され、受光素子から出力される受光信号に基づいて被検眼眼底の正面画像を得る。
【００２４】
光出射部６１は、赤外域の波長の光（例えば、λ＝７８０ｎｍ）を発する第１の光源（ＳＬＯ光源）６１ａと可視域の波長の光（例えば、λ＝６３０ｎｍ）を発する第２の光源（固視光源）６１ｂ、ミラー６９、ダイクロイックミラー１０１とを有する。なお、第１の光源６１ａと第２の光源６１ｂには、輝度が高く、指向性の高い光を発する光源（レーザダイオード光源、ＳＬＤ光源、等）が用いられる。第１の光源６１ａを出射した赤外光は、ダイクロイックミラー１０１を透過し、コリメートレンズ６５を介してビームスプリッタ６２に進む。第２の光源６１ｂを出射した可視光は、ミラー６９にて折り曲げられた後、ダイクロイックミラー１０１にて反射して第１の光源６１ａから出射した光と同軸とされる。第１の光源６１ａは観察用の正面眼底画像を得るために用いられ、第２の光源６１ｂは被検眼の視線方向を誘導させるために用いられる。
【００２５】
光出射部６１から発せられるレーザ光を被検眼Ｅに向けて出射する光路には、コリメートレンズ６５、被検眼の屈折誤差に合わせて光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ６３、走査駆動機構５２の駆動により眼底上でＸＹ方向に測定光を高速で走査させることが可能なガルバノミラーとポリゴンミラーとの組み合せからなる走査部６４、対物レンズ１０が配置されている。また、走査部６４のガルバノミラー及びポリゴンミラーの反射面は、被検眼瞳孔と略共役な位置に配置される。
【００２６】
また、光出射部６１とフォーカシングレンズ６３との間には、ビームスプリッタ６２が配置されている。そして、ビームスプリッタ６２の反射方向には、共焦点光学系を構成するための集光レンズ６６と、眼底に共役な位置に置かれる共焦点開口６７と、ＳＬＯ用受光素子６８とが設けられている。
【００２７】
ここで、光出射部６１から発せられたレーザ光（測定光、又は固視光束）は、コリメートレンズ６２を介してビームスプリッタ６２を透過した後、フォーカシングレンズ６３を介して、走査部６４に達し、ガルバノミラー及びポリゴンミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、走査部６４で反射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー４０を透過した後、ダイクロイックミラー９１及び対物レンズ１０を介して、被検眼眼底に集光される。
【００２８】
そして、眼底で反射したレーザ光（測定光）は、対物レンズ１０、ダイクロイックミラー９１、走査部６４のガルバノミラー及びポリゴンミラー、フォーカシングレンズ６３を経て、ビームスプリッタ６２にて反射される。その後、集光レンズ６６にて集光された後、共焦点開口６７を介して、受光素子６８によって検出される。そして、受光素子６８にて検出された受光信号は制御部７０へと入力される。制御部７０は受光素子６８にて得られた受光信号に基づいて被検眼眼底の正面画像を取得する。取得された正面画像はメモリ７２に記憶される。なお、ＳＬＯ画像の取得は、走査部６４に設けられたガルバノミラーによるレーザ光の縦方向の走査（副走査）とポリゴンミラーによるレーザ光の横方向の走査（主走査）によって行われる。
【００２９】
＜アライメント指標投影光学系＞
赤外光源１５１を持ち、被検者眼にアライメント指標を投影するための投影光学系１５０は、装置筐体に設けられた検査窓（覗き窓）の外側に配置され、眼Ｅの斜め前方（対物レンズ１０）から指標を投影する。
【００３０】
＜前眼部観察光学系＞
眼Ｅを撮像し前眼部像を得るために配置された観察光学系９０は、対物レンズ１０、ダイクロイックミラー９１、結像レンズ９５、二次元撮像素子（二次元受光素子）９７を備える。ダイクロイックミラー９１は、赤外光源１５１から発せられた波長の光を反射し、他の光を透過する特性を有している。
【００３１】
赤外光源１５１による前眼部反射光及びアライメント光束は、対物レンズ１０を介してダイクロイックミラー９１によって反射された後、結像レンズ９５を介して二次元撮像素子９７により受光される。二次元撮像素子９７の出力は制御部７０に送信され、モニタ７５には二次元撮像素子９７によって撮像された前眼部像が表示される。
【００３２】
なお、制御部７０は、表示モニタ７５に接続され、その表示画像を制御する。また、制御部７０には、メモリ（記憶部）７２、各種操作を行うための操作部７４、走査駆動機構５１、走査駆動機構５２、参照ミラー駆動機構５０、フォーカシングレンズ６３を光軸方向に移動させるための第１駆動機構６３ａ、フォーカシングレンズ２４を光軸方向に移動させるための第２駆動機構２４ａ、等が接続されている。なお、モニタ７５は、アライメント観察用と撮影画像観察用で別でもよいし、もちろん一つの共用モニタであってもよい。
【００３３】
次に、本装置の動作の概要について説明する。制御部７０は、受光素子８３からの出力信号に基づいて眼底の断層画像を形成させると共に、受光素子６８からの出力信号に基づいて眼底の正面画像を形成する（図２参照）。また、制御部７０は、駆動機構５０の駆動を制御し，参照ミラー３１を移動させると共に、モニタ７５を制御し、取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する（図２参照）。
【００３４】
制御部７０は、受光素子６８からの出力信号に基づいて、断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出する（図３、図４参照）。なお、例えば、得られた断層画像に基づいて位置ずれが検出されても良いし、画像形成前のある走査位置におけるＡスキャン信号に基づいて位置ずれが検出されても良い。
【００３５】
そして、制御部７０は、モニタ７５の表示を制御し、随時取得された断層画像がモニタ７５の表示領域内の所定位置（例えば、深さ方向における中心位置Ｃ）に表示されるように、検出された位置ずれ情報に基づいて断層画像の表示位置を補正する（図３、図５参照）。なお、前述の所定位置は、中心位置に限るものではなく、任意に設定可能である（例えば、表示領域１０２の上方）。ただし、断層画像が十分に表示される位置である必要がある。さらに、前述の所定位置は、検者によって操作される操作部７４からの操作信号に基づいて変更されるようにしてもよい。
【００３６】
表示位置を補正する場合、制御部７０は、検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、駆動機構５０の駆動を制御し、検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲内に収まるように参照ミラー３１の位置を調整してもよい（図３参照）。
【００３７】
また、制御部７０は、検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、モニタ７５の表示制御による断層画像の表示位置の補正と，駆動機構５０の駆動制御による参照ミラー３１の位置調整と，を同期させてもよい。
【００３８】
次に、本装置の動作の詳細な具体例について説明する。検者は、図示なき固視灯を注視するように被験者に指示した後、眼底に対するアライメントを行う。そして、図２に示すように、ＳＬＯ眼底像がモニタ７５上のＳＬＯ画像表示領域１０１に表示されるようになると、予め設定される走査パターンに基づきＯＣＴ光学系２００によってＯＣＴ画像が取得され、モニタ７５上のＯＣＴ画像表示領域１０２に表示される。
【００３９】
この場合、制御部７０は、受光素子８３から出力される受光信号に基づいて駆動機構５０の駆動を制御し、眼底断層画像が取得されるように測定光と参照光との光路差を調整する。そして、参照ミラー３１は、被検眼の眼軸長の違いに対応した所定の移動範囲内で移動される。
【００４０】
制御部７０は、深さ方向の撮影範囲（例えば、２ｍｍ）に対応する所定のステップで、参照ミラー３１を移動させる。そして、制御部７０は、各位置にて取得される画像に対し深さ方向の走査線を設定し、その走査線上における輝度分布を得る。そして、眼底断層像に対応する輝度分布（例えば、急激な輝度の立ち上がりが持った輝度分布）が得られると、モニタ７５上の表示領域１０２に眼底断層像が映し出された状態となる。
【００４１】
次に、制御部７０は、所定のフレームレートにて取得される眼底断層像が表示領域１０２の中心位置Ｃに常に表示されるように、画像処理及び参照ミラーの移動による表示位置調整を連続的に行う。
【００４２】
＜画像処理＞
ここで、制御部７０は、取得される断層画像に基づいて深さ方向における断層画像の位置ずれを検出し、その検出結果に基づいてモニタ７５上の眼底断層像の所定部位（例えば、網膜色素上皮）が所定位置（例えば、中心位置Ｃ）に表示されるようにモニタ７５の表示を制御する。
【００４３】
＜参照ミラーの移動＞
また、制御部７０は、検出される位置ずれが大きい場合、検出される位置ずれ検出結果に基づいて駆動機構５０の駆動を制御し、位置ずれが所定の許容範囲内となるように、参照ミラー５０を移動させる。
【００４４】
図３は、眼底断層像の表示位置調整の具体例について説明するためのフローチャートである。まず、制御部７０は、図４に示すように、眼底断層像上において深さ方向（Ａスキャン方向）に走査する走査線を設定し、走査線上における輝度分布Ｌを得る。そして、輝度分布Ｌから深さ方向における輝度値が最大値（以下、最大輝度値と省略する）となる位置を検出し、その位置をピーク位置Ｐと設定する。なお、基準位置Ｂは、断層画像の深さ方向における中心位置であり、モニタ７５上の表示領域１０２の中央位置Ｃに対応する。
【００４５】
ここで、制御部７０は、取得される輝度分布Ｌに基づいて撮影画像のピーク位置Ｐと基準位置Ｂとのずれ量ΔＤを検出する。このとき、ずれ量ΔＤの検出と調整は、ピクセル単位（画素単位）で行われる。
【００４６】
＜参照ミラーの移動＞
次に、制御部７０は、検出されたずれ量ΔＤが所定の許容範囲Ｄ１を満たすか否かを判定し、その判定結果に基づいて光路長を調整する。制御部７０は、検出されたずれ量ΔＤが許容範囲Ｄ１より大きい場合、ずれ量が少なくなる方向へ参照ミラー３１を移動させる。これにより、表示領域１０２上における眼底断層像の表示位置が調整される。なお、検出されたずれ量ΔＤが許容範囲Ｄ１より小さい場合、制御部７０は、参照ミラー３１を移動させない。
【００４７】
＜画像処理＞
また、光路長調整と同期して、制御部７０は、検出されたずれ量ΔＤが１ピクセル以上である場合（ずれが検出された場合）に、撮影画像を画像処理により移動させた状態でモニタ７５に眼底断層像を表示する。
【００４８】
図４は、取得された断層画像データと表示領域１０２と位置関係が仮想的に示されている。図４（ａ）は、画像処理前の状態を示す図であり、図４（ｂ）は、画像処理後の状態を示す図である。
【００４９】
画像処理を行う場合、撮影画像（ＤＬ）を画像処理によりずれ量ΔＤ分だけ基準位置Ｂ方向に移動させ（図４（ｂ）参照）、基準位置Ｂとピーク位置Ｐを一致させた状態とする。そして、制御部７０は、画像処理後の撮影画像を表示領域１０２に表示する（図５参照）。これにより、眼底断層像の取得位置（ピーク位置）が基準位置Ｂに対してずれた状態で取得されても、その表示位置が調整され、モニタ７５上の眼底断層像の所定部位が表示領域１０２の中心位置Ｃに表示される。
【００５０】
このとき、画像の移動により生じたスペースＳは、表示画像の全体的な背景の色と同調され表示される。また、ずれ量がない場合には、画像位置の調整を行わず、メモリ７２に取り込み、モニタ７５に動画像を表示していく。
【００５１】
上記のようにして、制御部７０は、断層画像を逐次メモリ７２に取り込み、表示位置調整を１フレーム毎に時系列的に行い、位置調整後の画像をモニタ７５に表示していく。そして、最初の画像位置調整以降、画像の位置に変化があった場合には、上記の調整方法と同様に、フレーム毎に連続的に補正を行い、モニタ７５上に動画表示する。
【００５２】
なお、本実施形態においては、許容範囲Ｄ１として、例えば、５０ピクセルを設定している。これは、画像データを縦横５１２ピクセルに設定した場合の１／１０に相当する。また、参照ミラー３１は、１フレームの眼底断層画像を得る間に、最大でＤ２（例えば、１０ピクセル程度）移動させることが可能である。そこで、制御部７０は、許容範囲Ｄ１の限界位置からのずれ量がＤ２以上ある場合には、１フレームでＤ２移動させながら、段階的に移動させていく。また、許容範囲Ｄ１の限界位置からのずれ量がＤ２より小さい場合には、そのずれ量ΔＤ分だけを移動させる。
【００５３】
なお、眼底断層像が動画表示された状態において、検者が所望する走査位置／パターンが設定され、所定のトリガ信号が出力されると、制御部７０は、設定された走査位置／パターンに基づいて断層画像を取得し、取得された画像データをメモリ７２に記憶する。また、制御部７０は、これに合わせて、ＳＬＯ光学系３００によって取得される眼底正面像をメモリ７２に記憶する。
【００５４】
以上のように、画像処理による表示位置調整をフレーム毎に行うことにより、呼吸や体の微妙な振動による断層画像の揺れを抑制し、所定の表示位置において断層動画像を安定して表示させることが可能となる。また、モータの振動による断層画像のブレを回避できる。よって、被検眼が動いてもモニタ７５上の眼底断層像は、ぶれなく、所定位置から動かないように見える。
【００５５】
さらに、位置ずれ量が所定の許容範囲より大きい場合において、位置ずれ量が所定の許容範囲内に収まるように参照ミラーを移動させることにより、被検眼眼底の大きな位置ずれに対応できる。例えば、固視位置を変更させて観察位置を変更しながら断層像を得るような場合、もしくは被検者の額が図示なき額当てに対して動いたような場合、断層画像が表示画面から外れて、光路長を再調整する手間を回避できる。また、所定の表示領域に収まる程度の被検眼の移動であっても、参照ミラーを移動させることで、ほぼ一定の感度にて断層画像を表示させることができる。
【００５６】
なお、上記記載の光路長調整の際における許容範囲Ｄ１を設定したことについて、光路長の調整によりずれ量を完全に無くすには、常に参照ミラー３１を移動させなければならず、困難であるため、所定の許容範囲Ｄ１を設定することで、参照ミラーが移動し続けることを防ぐこととした。
【００５７】
なお、所定の許容範囲Ｄ１について、干渉光の揺らぎ、ノイズ、被検者の呼吸などによる断層像の微動に対応する位置ずれ量が許容範囲内に収まり、これを超える位置ずれ（例えば、額当てに対して額が動いたとき）については許容範囲から外れるような許容範囲が好ましい。これにより、断層像が微動しても参照ミラー３１は移動されず、微動を超える位置ずれ量が検出されたとき、参照ミラー３１が移動される。
【００５８】
また、所定の許容範囲Ｄ１について、所定位置から外れても断層像全体が十分に観察できる程度の位置ずれ量が許容範囲内に収まり、これを超える位置ずれについては許容範囲から外れるような許容範囲であってもよい。
【００５９】
また、所定の許容範囲Ｄ１について、表示領域１０２から眼底断層像が外れる程度の大きな位置ずれ量が検出されたときのみ、参照ミラー３１が移動されるような許容範囲であってもよい。
【００６０】
なお、以上の説明においては、眼底断層像が最初に取得されるまでの光路長の調整を自動的に行うものとしたが、これに限るものではなく、モニタ７５を目視する検者操作に基づいて光路長が調整されるようにしてもよい。また、検出されるずれ量Ｄが所定の許容範囲Ｄ１から外れた場合、モニタ７５を目視する検者操作に基づいて光路長が調整されるようにしてもよい。
【００６１】
なお、以上の説明においては、所定の表示領域に対して画像処理により断層画像を移動させるものとしたが、これに限るものではない。例えば、断層画像の画像データにおいて、所定の表示領域に出力する画像抽出領域を変更するようにしてもよい。
【００６２】
なお、本実施例においては、断層画像の位置ずれを検出する手法として、輝度分布によるピーク値と基準位置とのずれを比較することにより位置ずれを検出したが、これに限るものではなく、例えば、種々の画像処理手法（各種相関関数を用いる方法、フーリエ変換を利用する方法、特徴点のマッチングに基づく方法）を用いることが可能である。この場合、例えば、位置ずれがない断層画像を基準画像とされ、基準画像に対する位置ずれ量が求められる。
【００６３】
なお、上記構成においては、測定光と参照光の光路差を調整するために参照光の光路中に光路長可変部材が配置されたが、これに限るものではなく、測定光の光路中に光路長可変部材が配置されてもよい。例えば、コリメータレンズ２２及び光ファイバー３９ｂの端部が光軸方向に移動される。
【００６４】
なお、ＯＣＴの原理を応用した光干渉光学系を用いて被検眼の所定部位の断層像（例えば、前眼部断層像）を撮影する眼科撮影装置であれば、本発明の適用は可能である。
【００６５】
また、眼科撮影装置への適用に限るものではなく、眼以外の生体（例えば、皮膚、血管）、もしくは生体以外の試料、等の断層像を撮影する光断層像撮影装置においても、本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態の眼科撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。
【図２】眼底正面像と眼底断層像がモニタに表示された場合の図である。
【図３】眼底断層像の表示位置の調整について説明するフローチャートである。
【図４】断層画像データと表示領域との位置関係を仮想的に示す概念図である。
【図５】眼底正面像と画像処理後の眼底断層像がモニタに表示された場合の図である。
【符号の説明】
【００６７】
２３ 走査部
２４ フォーカシングレンズ
２４ａ 駆動機構
３１ 参照ミラー（光路長可変部材）
５０ 駆動機構
５１ 走査駆動機構
７０ 制御部
７５ モニタ
９０ 前眼部観察光学系
９７ 撮像素子
１５１ 赤外光源
２００ 干渉光学系（ＯＣＴ光学系）
３００ ＳＬＯ光学系
８００ 分光光学系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検物で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系と、
前記測定光束の光路中に配置され，被検物上で横断方向に前記測定光束を走査させるために前記測定光束の進行方向を変える光スキャナと、
前記測定光束又は前記参照光束の光路中に配置され、測定光束と参照光束の光路差を調整するために駆動部により移動される光路長可変部材と、
前記受光素子からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を得る画像形成手段と、
表示手段と、
前記駆動部の駆動を制御し，前記光路長可変部材を移動させると共に、前記表示手段を制御し，前記画像形成手段によって取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する制御手段と、
を備える光断層像撮影装置において、
前記受光素子からの出力信号に基づいて、前記画像形成手段によって取得された断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出手段を備え、
前記制御手段は、前記表示手段の表示を制御し、前記画像形成手段によって随時取得された断層画像が前記表示領域内の所定位置に表示されるように、検出された位置ずれ情報に基づいて前記断層画像の表示位置を補正することを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項２】
請求項１の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記駆動部の駆動を制御し、検出される前記位置ずれ情報が所定の許容範囲内に収まるように前記光路長可変部材の位置を調整することを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項３】
請求項２の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記表示手段の表示制御による前記断層画像の表示位置の補正と，前記駆動部の駆動制御による前記光路長可変部材の位置調整と，を同期させることを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項４】
請求項３の光断層像撮影装置において、
前記干渉光学系は、測定光束を被検眼の所定部位に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検眼の所定部位で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系であって、
前記画像形成手段は、前記受光素子からの出力信号に基づいて被検眼の所定部位の断層像を得ることを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項１】
光源から出射された光束を測定光束と参照光束に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検物で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系と、
前記測定光束の光路中に配置され，被検物上で横断方向に前記測定光束を走査させるために前記測定光束の進行方向を変える光スキャナと、
前記測定光束又は前記参照光束の光路中に配置され、測定光束と参照光束の光路差を調整するために駆動部により移動される光路長可変部材と、
前記受光素子からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を得る画像形成手段と、
表示手段と、
前記駆動部の駆動を制御し，前記光路長可変部材を移動させると共に、前記表示手段を制御し，前記画像形成手段によって取得された断層画像を所定の表示領域内に表示する制御手段と、
を備える光断層像撮影装置において、
前記受光素子からの出力信号に基づいて、前記画像形成手段によって取得された断層画像の深さ方向における位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出手段を備え、
前記制御手段は、前記表示手段の表示を制御し、前記画像形成手段によって随時取得された断層画像が前記表示領域内の所定位置に表示されるように、検出された位置ずれ情報に基づいて前記断層画像の表示位置を補正することを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項２】
請求項１の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記駆動部の駆動を制御し、検出される前記位置ずれ情報が所定の許容範囲内に収まるように前記光路長可変部材の位置を調整することを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項３】
請求項２の光断層像撮影装置において、
前記制御手段は、前記位置ずれ情報検出手段によって検出される位置ずれ情報が所定の許容範囲より大きい場合、前記表示手段の表示制御による前記断層画像の表示位置の補正と，前記駆動部の駆動制御による前記光路長可変部材の位置調整と，を同期させることを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項４】
請求項３の光断層像撮影装置において、
前記干渉光学系は、測定光束を被検眼の所定部位に導き，参照光束を参照光学系に導いた後、被検眼の所定部位で反射した測定光束と参照光束との合成により得られる干渉光を受光素子に受光させる干渉光学系であって、
前記画像形成手段は、前記受光素子からの出力信号に基づいて被検眼の所定部位の断層像を得ることを特徴とする光断層像撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１７２８２２（Ｐ２０１１−１７２８２２Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４０５８６（Ｐ２０１０−４０５８６）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
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