説明

眼科撮影装置

【課題】 往復走査における画像のずれを軽減し、良好な眼画像を得る。
【解決手段】 光源から発せられた少なくとも一部の光を測定光として被検眼上で走査させる光走査手段と、その反射光を含む光を受光する受光手段と、を有し、被検眼の所定部位の眼画像を撮像するための撮像光学系と、光走査手段の駆動を制御し、被検眼上で測定光を所定方向に関して往復走査させ、往復走査中に受光手段から出力される出力信号から所定の走査領域に対応する受光信号を取得して眼画像を形成する制御手段と、受光信号が受光手段から出力される際の往路走査と復路走査での時間的なずれを考慮した受光信号の信号取得条件を記憶する記憶手段と、制御手段は、記憶手段によって記憶された信号取得条件を用いて所定の走査領域に対応する受光信号を得て、眼画像を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被検眼の所定部位の画像を撮影する眼科撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
光走査部(例えば、ガルバノミラー)を用いて眼底上で測定光を走査し、眼底像を得る眼底撮影装置として、眼底断層像撮影装置(例えば、光断層干渉計(Optical Coherence Tomography:OCT))や眼底正面像撮影装置(例えば、走査型検眼装置(Scanning Laser Opthalmoscope:SLO))などが知られている。また、同様にして前眼部を撮像する装置も知られている。
【0003】
例えば、眼の正面像を得る装置は、主走査方向に関して光ビームを被検眼上で走査すると共に、副走査方向に関して光ビームを被検眼上で走査することによって、被検眼上で光ビームを二次元的に走査する。そして、その反射光を検出することにより正面像を得る。
【0004】
また、眼の断層像を得る装置は、被検眼上で測定光を所定方向に走査する。その反射光に基づく干渉光を検出することにより、走査方向に関する断層像を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−29467号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来装置において、例えば、1フレームの眼底正面像を取得する際、主走査方向に関しては、往路の一方向での走査線の信号を並べることにより眼底正面像を取得していた。そのため、光走査部(例えば、ガルバノミラー)の駆動によって1つの走査線を取得してから、次の走査線を取得するために光走査部をもとの駆動位置に戻すのに時間がかかっていた。
【0007】
そこで、本発明者らは、主走査方向に関して往路方向と復路方向における走査を連続的に交互に行い、眼底正面像を取得したところ、往路方向と復路方向では走査部の動作にずれが生じ、所定の走査領域に対応する受光信号が出力されるタイミングが往路と復路でずれてしまうことが分かった(図3参照)。
【0008】
このため、往路と復路とでは、異なった領域から走査線の信号が取得されてしまい、往路方向における走査線と復路方向における走査線の信号を並べて表示する際に、走査線間にずれが生じる(例えば、図4参照)。また、断層像の取得においても、類似の問題が生じることが分かった。
【0009】
本発明は、上記問題点を鑑み、往復走査における画像のずれを軽減し、良好な眼画像を得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】
【0010】
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。
【0011】
(1) 光源から発せられた少なくとも一部の光を測定光として被検眼上で走査させる光走査手段と、その反射光を含む光を受光する受光手段と、を有し、被検眼の所定部位の眼画像を撮像するための撮像光学系と、光走査手段の駆動を制御し、被検眼上で前記測定光を所定方向に関して往復走査させ、前記往復走査中に前記受光手段から出力される出力信号から所定の走査領域に対応する受光信号を取得して眼画像を形成する制御手段と、前記受光信号が前記受光手段から出力される際の往路走査と復路走査での時間的なずれを考慮した前記受光信号の信号取得条件を記憶する記憶手段と、前記制御手段は、前記記憶手段によって記憶された信号取得条件を用いて所定の走査領域に対応する受光信号を得て、眼画像を形成することを特徴とする。
(2) 前記撮像光学系は、光源から出射された光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検眼に導き,参照光を参照光学系に導いた後、前記被検眼から反射された測定光と参照光との干渉状態を受光手段により検出する干渉光学系であって、被検眼の所定部位の断層画像を撮像するための干渉光学系である(1)の眼科撮影装置。
(3) 光走査手段は、測定光を主走査方向に走査する第1光スキャナと、測定光を副走査方向に走査する第2光スキャナを有し、前記制御手段は、第1光スキャナの駆動を制御して、主走査方向に関して測定光を往復走査させると共に、第2光スキャナの駆動を制御して、測定光を副走査方向に走査させることにより,被検眼上で二次元的に測定光を走査させ、XY方向に関する二次元正面画像又は三次元断層像を形成する(1)〜(2)の眼科撮影装置。
(4) 前記制御手段は、第1方向の走査中において,第1の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第1のトリガ信号を発し、第1のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第1の走査線として取得する一方、前記記憶手段は、前記受光信号の信号取得条件として,第2方向の走査中において第2の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第2のトリガ信号の発生タイミングを、前記時間的ずれを考慮して記憶し、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された第2のトリガ信号の発生タイミングを用いて、第2方向の走査中において第2のトリガ信号を発し、第2のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第2の走査線として取得する(1)〜(3)の眼科撮影装置。
(5) 前記制御手段は、測定光を第1方向に走査させるための光走査手段の駆動開始時に第1の駆動開始信号を発した後、第1の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第1のトリガ信号を発し、第1のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第1の走査線として取得する一方、前記記憶手段は、前記受光信号の信号取得条件として,測定光を第2方向に走査させるための光走査手段の駆動開始時に発せられる第2の駆動開始信号の発生タイミングを、前記時間的ずれを考慮して記憶し、前記記憶手段に記憶された前記第2の駆動開始信号の発生タイミングを用いて、第2の駆動開始信号を発した後、第2の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第2のトリガ信号を発し、第2のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第2の走査線として取得する(1)〜(3)の眼科撮影装置。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、往復走査における画像のずれを軽減し、良好な眼画像を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
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。また、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)、奥行き方向に垂直な平面上の水平方向成分をX方向、鉛直方向成分をY方向として説明する。
【0014】
図1において、干渉光学系(OCT光学系)200と、固視標投影ユニット300と、を備える。干渉光学系(OCT光学系)200は、光源から出射された光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検者眼に導き,参照光を参照光学系に導いた後、前記被検眼から反射された測定光と参照光との干渉状態を受光手段により検出する。干渉光学系200は、測定光学系200aと参照光光学系200bを含む。
【0015】
干渉光学系200は、例えば、参照光と測定光による干渉光を周波数(波長)毎に分光し,分光された干渉光を受光手段(本実施形態においては、1次元受光素子)に受光させる分光光学系800を有する。また、ダイクロイックミラー40は、OCT光学系200の測定光として用いられる波長成分の光を反射し、固視標投影ユニット300に用いられる波長成分の光を透過する特性を有する。
【0016】
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。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と、ポラライザ33を介して参照ミラー31へと向かう。
【0017】
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、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、走査部23と、リレーレンズ22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。
【0018】
走査部23は、OCT光源27から発せられた少なくとも一部の光を測定光として眼底上で走査させる。本実施形態においては、走査部23は、眼底上でX方向(主走査線方向)に測定光を走査させるための第1光スキャナ(ガルバノミラー23a)と眼底上でY方向(副走査線方向)に測定光を走査させるための第2光スキャナ(ガルバノミラー23b)の組み合わせから構成されている。そして、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れる(図2参照)。なお、ガルバノミラー23a、23bは、略瞳共役位置に配置される。
【0019】
図3はガルバノミラー23aの駆動状態について説明する図である。走査駆動機構51が駆動されると、ガルバノミラー23aの移動が初期位置X1から開始される。移動開始後、ガルバノミラー23aは所定の速度となるまで加速され、一定の方向(往路方向)に駆動される。そして、ガルバノミラー23aが所定の停止位置X2まで駆動されると、ガルバノミラー23aの移動が一時的に停止される。このとき、停止位置X2が近くなると、ガルバノミラー23aの速度は、移動停止に備えて減速される。停止位置X2にてガルバノミラー23aが停止されると、次いで、逆方向(復路方向)へ向けて、ガルバノミラー23aの移動が開始される。ガルバノミラー23aは、往路方向への移動時と同様に、所定の速度となるまで加速され、所定の速度にて移動される。そして、ガルバノミラー23aが初期位置X1まで移動されると、ガルバノミラー23aの移動が一時的に停止される。このとき、初期位置X1が近くなると、ガルバノミラー23aの速度は移動の停止に備えて減速される。なお、初期位置X1と停止位置X2は、予め、ガルバノミラー23aがそれぞれ所定の角度となる位置にて設定されている。往復方向の走査を行う際には、この動作が繰り返し行われる。
【0020】
ガルバノミラー23bは、走査駆動機構51により、初期位置より移動を開始する。移動開始後、ガルバノミラー23bは所定の速度となるまで加速され、一定の方向(往路方向)に駆動される。そして、ガルバノミラー23aが所定の停止位置まで駆動されると、ガルバノミラー23bの移動が一時的に停止される。このとき、停止位置が近くなると、ガルバノミラー23bの速度は移動の停止に備えて減速される。そして、ガルバノミラー23bは、停止位置から初期位置へと戻され、次の走査に備えられる。
【0021】
なお、本実施形態においては、Y方向の走査に関して、一方向の走査を行う構成としたがこれに限定されない。例えば、Y方向の走査に関してもX方向と同様に往復方向の両方向にて走査を行ってもよい。
【0022】
光ファイバ38bの端部39bから出射した測定光は、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、リレーレンズ22を介して、ダイクロイックミラー40で反射された後、対物レンズ10を介して、被検眼眼底に集光される。
【0023】
そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ10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、リレーレンズ22、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。
【0024】
一方、参照光を参照ミラー31に向けて出射する光路には、偏光方向を調整するポラライザ33、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。ポラライザ33は、参照光の偏光方向を変化させるべく、ポラライザ駆動機構34により、回転移動可能な構成となっている。また、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。
【0025】
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中に設けられたポラライザ33、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。
【0026】
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。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)は、コリメータレンズ80、グレーティングミラー(回折格子)81、集光レンズ82、受光素子83を有する。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。
【0027】
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、グレーティングミラー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像を取得できる。すなわち、被検眼の眼底像を撮像する。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面における断層像(眼底断層像)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一次元走査し、断層像を得る方式をBスキャンとする)。なお、取得された眼底断層像は、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方向に二次元的に走査することにより、被検眼眼底の三次元画像を取得することも可能である。
【0028】
眼底正面像を得る場合、制御部70は、走査部23を用いて測定光を眼底Ef上でXY方向に二次元走査させる。そして、制御部70は、XY各点について受光素子83から出力される受光信号に基づいて正面像を取得する。例えば、制御部70は、XY各点について受光素子83から出力される干渉信号のスペクトル強度を積算することにより、正面画像化する。もちろん、正面像を取得する手法は、これに限定されない。
【0029】
次に、固視標投影ユニット300について説明する。固視標投影ユニット300は、眼Eの視線方向を誘導するための光学系を有する。投影ユニット300は、眼Eに呈示する固視標を有し、複数の方向に眼Eを誘導できる。
【0030】
例えば、固視標投影ユニット300は、可視光を発する可視光源を有し、視標の呈示位置を二次元的に変更させる。これにより、視線方向が変更され、結果的に撮像部位が変更される。例えば、撮影光軸と同方向から固視標が呈示されると、眼底の中心部が撮像部位として設定される。また、撮影光軸に対して固視標が上方に呈示されると、眼底の上部が撮像部位として設定される。すなわち、撮影光軸に対する視標の位置に応じて撮影部位が変更される。
【0031】
固視標投影ユニット300としては、例えば、マトリクス状に配列されたLEDの点灯位置により固視位置を調整する構成、光源からの光を光スキャナを用いて走査させ、光源の点灯制御により固視位置を調整する構成、等、種々の構成が考えられる。また、投影ユニット300は、内部固視灯タイプであってもよいし、外部固視灯タイプであってもよい。
【0032】
また、制御部70には、表示モニタ75、メモリ72、コントロール部74、参照ミラー駆動機構50、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駆動機構24a、ポラライザ駆動機構34、等が接続されている。
【0033】
以上のような構成を備える装置において、その制御動作について説明する。検者は、固視標投影ユニット300の固視標を注視するように被検者に指示した後、図示無き前眼部観察用カメラで撮影される前眼部観察像をモニタ75で見ながら、被検眼の瞳孔中心に測定光軸がくるように、図示無きジョイスティックを用いて、アライメント操作を行う。
【0034】
次いで、最適化を行うことによって、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようにする。なお、本実施形態において、最適化の制御は、光路長調整、フォーカス調整、偏光状態の調整(ポラライザ調整)、の制御である。
【0035】
検者により、コントロール部74に配置された最適化開始スイッチ(Optimizeスイッチ)74aが押されると、制御部70は、最適化制御を開始するためのトリガ信号を発し、最適化の制御動作を開始する。制御部70は、第1自動光路長調整(自動粗光路長調整)を行う。制御部70は、第1自動光路長調整が完了すると、次いで、フォーカス調整を行う。フォーカス調整が完了すると、制御部70は、参照ミラー31をフォーカス調整によって取得された断層画像に基づいて、移動させる第2自動光路長調整を行う。制御部70は、第2自動光路長調整が完了すると、次いで、ポラライザ調整を行う。
【0036】
以上のようにして、最適化の制御が完了されることにより、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようになる。
【0037】
そして、制御部70は、走査部23の駆動を制御し、眼底上で測定光を所定方向に関して往復走査させ、往復走査中に受光素子83から出力される出力信号から所定の走査領域に対応する受光信号を取得して眼底像を形成する。
【0038】
ここで、本実施形態に係る眼底断層像(以下、断層像と記載する)及び眼底正面像(以下、正面像と記載する)の取得手法の一例を示す。制御部70は、受光素子83によって検出されたスペクトルデータを処理し、画像処理により断層像及び正面像を形成させる。断層像と正面像は、同時に取得されてもよいし、交互に取得されてもよいし、順次取得されてもよい。すなわち、スペクトルデータは、断層像及び正面像の少なくともいずれかの取得に用いられる。なお、取得された断層像及び眼底像は、動画像又は静止画像としてモニタ75に表示される。
【0039】
例えば、正面像を取得する場合、制御部70は、走査部23の駆動を制御させることにより、測定光を眼底上で走査させる。そして、制御部70は、1フレーム分の正面像を構築するため、複数の走査線の信号をY方向に並べていく。このとき、正面像を形成する各走査線の信号取得は、Y方向への走査に加えて、X方向における往路方向及び復路方向の走査により取得される。
【0040】
以下より具体的に、1フレームの正面像を構築するための走査部23の駆動手順について説明する。図2に示すように、制御部70は、駆動機構51の駆動により、ガルバノミラー23aを移動させ、X方向において往路方向の走査を行い、走査線A1の信号を取得する。往路方向の1ラインの走査が終了すると、制御部70は、ガルバノミラー23bを移動させ、走査位置をY方向の下方(次の位置)に移動させる。そして、ガルバノミラー23aを移動させ、復路方向の走査を行い、走査線B1の信号を取得する。復路方向の1ラインの走査が終了すると、制御部70は、ガルバノミラー23bを移動させ、走査位置をY方向の下方に移動させる。そして、再び往路方向の走査を行い、走査線A2の信号を取得する。以上のような走査部23の動作を繰り返し行うことにより、1フレームの正面像の構築を行う。なお、1フレームの正面像を構築するための走査線の総数は、予め設定されている(例えば、256×256の走査線により構築される)。そして、ガルバノミラー23a及びガルバノミラー23bの駆動が制御され、設定された走査線数が取得されると、次フレームの正面像取得のために、ガルバノミラー23bは初期位置に戻される。
【0041】
本実施形態において、往路方向及び復路方向における走査線の信号の取得は、例えば、制御部70により出力されるトリガ信号に基づいて行われている。すなわち、走査線の信号取得は、制御部70によって、往路方向の走査時における走査線の信号取得を開始するための第1のトリガ信号と復路方向の走査時における走査線の信号取得を開始するための第2のトリガ信号が出力されることのより行われる。
【0042】
例えば、往路方向の走査線の信号を取得する場合、制御部70は、ガルバノミラー23aを移動させる制御信号内において、所定のタイミングにて、第1のトリガ信号を出力する。この場合、制御部70は、往路方向への駆動信号が駆動機構51に出力されたタイミング(図3点A参照)を基準として、第1の所定時間T1経過後に第1のトリガ信号Tr1を発する。そして、第1のトリガ信号Tr1の出力をトリガとして、制御部70は、走査線の信号の取得を始める。そして、所定の時間T3経過後、走査線の信号の取得を停止する。なお、走査線の信号の取得時間T3は、予め設定されており、設定された時間だけ信号の取得が行われる。このようにして、往路方向の走査線の信号を取得する。
【0043】
また、復路方向の走査線の信号を取得する場合、制御部70は、ガルバノミラー23aを移動させる制御信号内において、所定のタイミングにて、第2のトリガ信号Tr2を出力する。この場合、制御部70は、復路方向への駆動信号が駆動機構51に出力されたタイミング(図3点B参照)を基準として、第2の所定時間T2経過後に第2のトリガ信号Tr2を発する。そして、第2のトリガ信号Tr2の出力をトリガとして、制御部70は、走査線の信号の取得を始める。そして、所定の時間T3経過後、走査線の信号の取得を停止する。このようにして、復路方向の走査線の信号を取得する。
【0044】
ここで、より具体的に、X方向の往復走査を連続的に行った場合の走査線の信号取得動作について説明する。図3は、X方向において、連続的に往復方向に走査した場合のガルバノミラー23aの制御について示した図である(横軸:時間、縦軸:走査部の位置)。
【0045】
図3の実線部は、制御部70がガルバノミラー23aに対して出力する制御信号を示している。制御部70は、駆動機構51の駆動を制御し、ガルバノミラー23aを初期位置から所定の停止位置まで一定の方向(往路方向)に移動させる。次いで、制御部70は、駆動機構51の駆動を制御し、移動方向を逆方向に変更させるために一時的にガルバノミラー23aを停止させる。そして、駆動機構51の駆動を制御し、ガルバノミラー23aを逆方向に移動させる。制御部70は、上記のような制御を行うための制御信号を駆動機構51に出力し、ガルバノミラー23aの角度を調整する。
【0046】
図3の点線部は、制御部70により、上記に説明した図3の実線部の制御信号を出力した場合の実際のガルバノミラー23aの移動曲線を示している。
【0047】
実線部と点線部を比較した場合に、ガルバノミラー23aを移動させるために出力される制御信号と、実際に行われる移動動作は異なる。そのため、制御部70が往路と復路で同様の制御信号の出力を行った場合、ガルバノミラー23aの位置が第2のトリガ信号Tr2出力時に、実際に予定していた位置X3とは異なった位置X4にあることになる。すなわち、往路方向への移動と復路方向への移動を連続的に行った場合、ガルバノミラー23aの動作にずれが生じる。本発明者らの実験では、往路方向においては、ほぼ制御信号に沿ってミラーが駆動され、復路方向においては、制御信号に対するミラー位置のずれが大きくなった。
【0048】
実際に行われる移動動作が異なる原因は、例えば、同じ駆動信号を駆動機構51に印加した場合であっても、往路方向での動作と復路方向での動作が若干異なること、駆動機構51や走査部23に個体差があることが考えられる。
【0049】
そして、例えば、ガルバノミラー23aの移動に遅れが生じた場合に、復路の第2のトリガ信号Tr2が出力される際に、予定されていた走査開始位置X3までガルバノミラー23aが到達していないため、異なる位置X4にて走査線の取得を開始してしまう。(図3参照)。そのため、往路方向における走査位置と復路方向における走査位置にずれが生じ、往路の走査位置と復路の走査位置とでは、異なる領域の走査線の信号を取得してしまう。
【0050】
このようなことは、走査線の信号より、正面像を取得する場合に影響する。正面像を構築するため、X方向において、往路方向の走査時における走査位置と復路方向の走査時における走査位置とを同様の領域とする必要がある。
【0051】
図4は、取得される正面像の例を示した図である。図4(a)は、制御信号と実際に行われる移動動作が一致していない場合に取得される正面像の例を示している(T1=T2の場合)。
【0052】
駆動機構51への制御信号と,実際に行われるミラー23aの動作が一致していない場合には、往路方向における走査と復路方向における走査で走査線の信号取得を開始する時間が異なるため、X方向において走査線の信号が取得される領域は異なる。そして、これにより、正面像の取得を行った場合には、図4(a)に示すように、往路方向の走査における走査位置と復路方向の走査における走査位置とが異なるため、正面像内にずれが生じる。
【0053】
以上のように、正面像を構築する場合には、これらの往路方向と復路方向の各走査線の信号を並べて処理することになるため、図4(a)に示すように正面像内で走査線間のずれが生じる。このため、制御部70は、往路方向の走査線と復路方向の走査線間のずれを補正し、走査線を重ね合わせ処理することにより、正面像内にずれの無い正面像を取得する。
【0054】
以下、正面像内の走査線間のずれ補正方法について説明する。
【0055】
概して、所定の走査領域に対応する受光信号が受光素子83から出力される際の往路走査と復路走査での時間的なずれ(タイムラグ)を考慮した受光信号の信号取得条件をメモリ72に記憶させておく。そして、制御部70は、メモリ72によって記憶された信号取得条件を用いて所定の走査領域に対応する受光信号を得て、眼画像を形成することにより、ずれ補正を行う。
【0056】
制御部70は、往路方向の走査中において、第1の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第1のトリガ信号Tr1を発し、第1のトリガ信号Tr1が発せられてから所定時間T3経過するまでに受光素子83から出力される受光信号を第1の走査線として取得する。一方、メモリ72には、受光信号の信号取得条件として、復路方向の走査中において第2の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第2のトリガ信号Tr3の発生タイミングを時間的ずれΔTを考慮して記憶させておく。そして、制御部70は、メモリ72に記憶された第2のトリガ信号Tr3の発生タイミングを用いて、復路方向の走査中において第2のトリガ信号Tr3を発し、第2のトリガ信号Tr3が発せられてから所定時間T3経過するまでに受光素子83から出力される受光信号を第2の走査線として取得する(図3参照)。
【0057】
例えば、往路方向の走査によって取得される眼底上での走査線の位置(往路方向の走査位置)を基準として、往路方向の走査位置と復路方向の走査位置が一致されるように、往復方向におけるトリガ信号の出力タイミングを設定する。
【0058】
トリガ信号の出力タイミングを設定する方法としては、例えば、予め、眼球モデル(模型眼)を用いて往路方向と復路方向での走査位置のずれを検出し、ずれ量に基づいて、出力タイミングを設定する。
【0059】
以下、具体的に説明する。模型眼を往路方向と復路方向にて連続して走査し、各方向での走査線の信号を取得する。そして、取得された信号の中で、往路方向に対応する走査線の信号に基づいて、第1眼底正面像を取得する。また、取得された信号の中で、復路方向に対応する走査線の信号に基づいて、第2眼底正面像を取得する。そして、第1眼底正面像と第2眼底正面像との間のずれ量を検出する。ずれ量の検出は、例えば、模型眼眼底像の輝度分布を比較することにより行う。そして、模型眼眼底像間のずれ量が検出されると、検出されたずれ量を時間ΔTに換算する。
【0060】
そして、その時間ΔT分だけ、往復方向のトリガ信号の出力タイミングをずらして設定する。例えば、図3に示した第2トリガ信号の出力のタイミングをTr3に設定する。すなわち、第2トリガ信号の出力のタイミングをTr2からTr3へと変更する。この場合、制御部70は、図3の点B参照を基準として、第2の所定時間をT2=T1+ΔT(T1≠T2)として設定する。
【0061】
以上のように、予め、復路方向のトリガ信号の出力タイミングをずらして設定することにより、往路方向における走査位置と復路方向における走査位置を一致させることが可能となる。これにより、往路方向と復路方向の各走査線の信号に基づいて、正面像の取得を行っても、正面像内にずれが生じない。
【0062】
以下、上記のように、往路方向と復路方向の各走査線の信号に基づいて、1フレーム分の正面像を構築するための制御動作について説明する。制御部70は、往路方向の走査線の信号と復路方向の走査線信号を交互に並べる処理を行うことにより正面像を取得していく。
【0063】
例えば、制御部70は、図5に示すように、往路方向の走査にて取得された走査線の信号と往路方向の走査にて取得された走査線の信号を画像データとして、最上部から下方に向かって逐次並べていく。すなわち、最上部に往路方向の走査にて取得された走査線の画像データを表示し、復路方向の走査にて取得された走査線の画像データを先に表示した画像データの一段下の行に並べて表示する。
【0064】
より具体的には、往路方向の走査によって取得された走査線A1は正面像のM1位置に表示し、復路方向の走査によって取得された走査線B1は正面像のM2の位置に表示する。次いで得られた往路方向の走査によって取得された走査線A2を正面像のM3位置に表示する。以上のように、往路方向と復路方向の走査によって取得された走査線を逐次表示させていくことにより、1フレームの正面像が取得される。なお、復路方向の走査線の画像データを表示する際には、往路方向とは、逆方向から走査線の信号取得を行っているため、反転させ、表示させる。このようにすること、往路方向と復路方向との走査線の画像データの向きが一致される。
【0065】
以上のようにして、往路方向と復路方向の各走査線に基づいて、観察に適した正面像が取得される(図4(b)参照)。すなわち、制御部70は、ガルバノミラー23aの駆動を制御して、主走査方向に関して測定光を往復走査させると共に、ガルバノミラー23bの駆動を制御して、測定光を副走査方向に走査させることにより,被検眼上で二次元的に測定光を走査させ、XY方向に関する二次元正面画像又は三次元断層像を形成することができる。
【0066】
ここで、検者により、図示無き撮影スイッチが押されると、眼底断層像及び眼底正面像が撮影され、メモリ75に記憶される。
【0067】
なお、本実施形態においては、正面像を得る場合、XY各点について受光素子83からの干渉信号のスペクトル強度を積算することにより、正面画像化する構成としたがこれに限定されない。例えば、眼底Ef上で測定光がX−Y方向に二次元走査されたときの各走査位置(X、Y)に関し,スペクトルに含まれる干渉信号におけるゼロクロス点の数を検出し、その検出結果に基づいて被検物のX―Y方向に関する二次元画像を得ることも可能である(特願2011−44485号参照)。
【0068】
なお、本実施形態においては、模型眼を用いて、トリガ信号の出力タイミングを予め設定することにより、往路方向と復路方向における走査線間のずれを補正したが、これに限定されない。例えば、本走査を行う前に、被検者眼に対してプレ走査を行い、その結果より、トリガ信号の出力タイミングを設定するようにしてもよい。プレ走査を行う場合には、例えば、装置の電源を入れた際、最適化制御が完了した際等のタイミングで行うことが考えられる。
【0069】
なお、本実施形態においては、トリガ信号の出力タイミングを設定することにより、往復両方向の走査線間のずれを補正したが、これに限定されない。走査線間のずれが補正される構成であればよく、例えば、正面像を構築する際に画像処理によって、ずれ量を検出して補正する構成としてもよい。この場合、例えば、ずれ量の検出方法として、各走査線における特徴点(血管、乳頭、黄斑等)を検出し、特徴点に基づいてずれを検出していけばよい。
【0070】
なお、本実施形態においては、トリガ信号の出力タイミングを記憶することにより、往復両方向の走査線間のずれを補正したが、これに限定されない。概して、所定の走査領域に対応する受光信号が受光素子83から出力される際の往路走査と復路走査での時間的なずれを考慮した受光信号の信号取得条件を記憶すればよい。例えば、タイムラグを考慮して,走査部23の駆動開始時を調整するようにしてもよい。
【0071】
例えば、図7に示すように、制御部70は、測定光を往路方向に走査させるための走査部23の駆動開始時に第1の駆動開始信号Aを発した後、第1の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第1のトリガ信号Tr1を発し、第1のトリガ信号Tr1が発せられてから所定時間T3経過するまでに受光素子83から出力される受光信号を第1の走査線として取得する。一方、メモリ72には、受光信号の信号取得条件として,測定光を復路方向に走査させるための走査部23の駆動開始時に発せられる第2の駆動開始信号Bの発生タイミングを時間的ずれΔTを考慮して記憶させておく。そして、メモリ72に記憶された第2の駆動開始信号Bの発生タイミングを用いて、第2の駆動開始信号Bを発した後、第2の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第2のトリガ信号Tr3を発し、第2のトリガ信号Tr3が発せられてから所定時間T3経過するまでに受光素子83から出力される受光信号を第2の走査線として取得する。以上のような構成としても走査線間のずれの補正を行うことが可能である。
【0072】
なお、以上の説明においては、往路方向の走査を基準として、復路方向の走査ずれの補正を行う構成としたが、これに限定されない。例えば、復路方向の走査を基準として、往路方向の走査ずれを補正する構成としてもよい。もちろん、往路方向の走査及び復路方向の走査の両方向の補正を行い、走査ずれを補正する構成でもかまわない。
【0073】
また、以上の説明においては、眼底撮影装置を例にとって説明したが、これに限るものではなく、被検眼の所定部位の眼画像を撮影する眼科撮影装置であれば、本発明の適用が可能である。例えば、被検眼前眼部の断層画像を撮影する前眼部撮影装置においても本発明の適用が可能である。
【0074】
また、眼底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、等の被検物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。
【0075】
なお、本発明は、眼底正面像の撮影に限るものではなく、断層画像を取得する際にも用いることができる。この場合、本発明により、往路方向と復路方向の両方向からの走査を行っても、走査位置がずれることがなく、所定の領域における断層画像の動画像を取得することができる。
【0076】
例えば、本発明は、眼底上で測定光を二次元的に走査することにより三次元断層像を取得する場合においても適用可能であり、各断層像間のずれが軽減された三次元断層像を短時間で取得できる。
【0077】
また、本発明は、眼底上で測定光をライン状に往復させることにより、1回の往復走査で複数枚の断層像を取得する場合においても適用可能であり、例えば、各断層像間のずれが軽減された加算平均画像を短時間で取得できる。
【0078】
なお、本発明は、走査手段を備えた装置においても適用可能である。走査手段を備えた装置としたは、例えば、走査型検眼装置等が考えられる。
【0079】
なお、本実施形態においては、X方向の1ラインの走査が終了すると、制御部70は、ガルバノミラー23bを移動させ、走査位置をY方向の下方に移動させ、再び往路方向の走査を行い、走査線の信号を取得する構成としたがこれに限定されない。例えば、ガルバノミラー23aとガルバノミラー23bの移動を連続的に行う場合には、図6に示すように、往路方向における走査及び復路方向における走査は、斜め方向への行われていくことになる。
【0080】
なお、上記説明において、スペクトルメータを用いたスペクトルドメインOCTを例にとって説明したが、これに限定されない。例えば、波長可変光源を備えるSS−OCT(Swept source OCT)であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1】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。
【図2】OCT光学系によって取得される断層画像の一例を示す図である。
【図3】X方向において連続的に往復方向に走査した場合のガルバノミラーの制御について示した図である。
【図4】取得される正面像の例を示した図である
【図5】往路方向と復路方向の各走査線の信号に基づいて、正面像を構築するための制御動作について説明する図である。
【図6】往路方向における走査及び復路方向における走査の変容例を示す図である。
【図7】変容例を示す図である。
【符号の説明】
【0082】
23 走査部
23a ガルバノミラー
23b ガルバノミラー
51 走査駆動機構
70 制御部
72 メモリ
75 表示モニタ
83 受光素子
200 OCT光学系
300 固視標投影ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源から発せられた少なくとも一部の光を測定光として被検眼上で走査させる光走査手段と、その反射光を含む光を受光する受光手段と、を有し、被検眼の所定部位の眼画像を撮像するための撮像光学系と、
光走査手段の駆動を制御し、被検眼上で前記測定光を所定方向に関して往復走査させ、前記往復走査中に前記受光手段から出力される出力信号から所定の走査領域に対応する受光信号を取得して眼画像を形成する制御手段と、
前記受光信号が前記受光手段から出力される際の往路走査と復路走査での時間的なずれを考慮した前記受光信号の信号取得条件を記憶する記憶手段と、
前記制御手段は、前記記憶手段によって記憶された信号取得条件を用いて所定の走査領域に対応する受光信号を得て、眼画像を形成することを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項2】
前記撮像光学系は、光源から出射された光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検眼に導き,参照光を参照光学系に導いた後、前記被検眼から反射された測定光と参照光との干渉状態を受光手段により検出する干渉光学系であって、被検眼の所定部位の断層画像を撮像するための干渉光学系である請求項1の眼科撮影装置。
【請求項3】
光走査手段は、測定光を主走査方向に走査する第1光スキャナと、測定光を副走査方向に走査する第2光スキャナを有し、
前記制御手段は、第1光スキャナの駆動を制御して、主走査方向に関して測定光を往復走査させると共に、第2光スキャナの駆動を制御して、測定光を副走査方向に走査させることにより,被検眼上で二次元的に測定光を走査させ、XY方向に関する二次元正面画像又は三次元断層像を形成する請求項1〜2の眼科撮影装置。
【請求項4】
前記制御手段は、第1方向の走査中において,第1の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第1のトリガ信号を発し、第1のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第1の走査線として取得する一方、
前記記憶手段は、前記受光信号の信号取得条件として,第2方向の走査中において第2の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第2のトリガ信号の発生タイミングを、前記時間的ずれを考慮して記憶し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された第2のトリガ信号の発生タイミングを用いて、第2方向の走査中において第2のトリガ信号を発し、第2のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第2の走査線として取得する請求項1〜3の眼科撮影装置。
【請求項5】
前記制御手段は、測定光を第1方向に走査させるための光走査手段の駆動開始時に第1の駆動開始信号を発した後、第1の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第1のトリガ信号を発し、第1のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第1の走査線として取得する一方、
前記記憶手段は、前記受光信号の信号取得条件として,測定光を第2方向に走査させるための光走査手段の駆動開始時に発せられる第2の駆動開始信号の発生タイミングを、前記時間的ずれを考慮して記憶し、
前記記憶手段に記憶された前記第2の駆動開始信号の発生タイミングを用いて、第2の駆動開始信号を発した後、第2の走査線に対応する信号の取得を開始させるための第2のトリガ信号を発し、第2のトリガ信号が発せられてから所定時間経過するまでに前記受光手段から出力される受光信号を第2の走査線として取得する請求項1〜3の眼科撮影装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−213490(P2012−213490A)
【公開日】平成24年11月8日(2012.11.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−80448(P2011−80448)
【出願日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【出願人】(000135184)株式会社ニデック (745)
【Fターム(参考)】