この発明に係る光画像計測装置の実施形� ��の一例について、図面を参照しながら詳細� ��説明する。この実施形態では、眼科分野に� ��いて使用され、生体眼のOCT画像を取得する� ��置について説明する。生体眼は、固視微動� ��の眼球運動や心臓の拍動などにより常時動� ��ている。なお、生体眼以外の被測定物体(特 に動きを伴うもの)のOCT画像を取得する場合� �ついても、同様の構成により同様の効果を� �ることが可能である。

 この実施形態では、フーリエドメインタ� ��プの手法を適用する構成について詳しく説� ��する。特に、この実施形態では、特許文献5 に開示された装置とほぼ同様の構成を具備す る光画像計測装置を取り上げる。なお、他の 構成を適用する場合においても、この実施形 態と同様の構成を適用することで同様の作用 及び効果が得られる。たとえば、スウェプト ソースタイプのように信号光を走査(スキャ� �)して計測を行う任意のタイプのOCT技術に対� ��て、この実施形態に係る構成を適用するこ� ��が可能である。また、フルフィールドタイ� ��のように信号光をスキャンしないタイプのO CT技術に対して、この実施形態に係る構成を� ��用することも可能である。

[構成]
 光画像計測装置1は、図1に示すように、眼� �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、従来の眼底カメラとほぼ同様の� ��学系を有する。眼底カメラは、眼底を撮影� ��て2次元画像を取得する装置である。また、 眼底カメラは、眼底血管の形態の撮影に利用 される。OCTユニット150は、被検眼のOCT画像を 取得するための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� ��付けられている。接続線152の他端には、接� ��線152を眼底カメラユニット1Aに接続するコ� �クタ部151が取り付けられている。接続線152� �内部には光ファイバ152aが導通されている(図 4を参照)。OCTユニット150と眼底カメラユニッ� ��1Aは、接続線152を介して光学的に接続され� �いる。演算制御装置200は、眼底カメラユニ� �ト1A及びOCTユニット150のそれぞれと、電気信 号を伝達する通信線を介して接続されている 。

〔眼底カメラユニット〕
 眼底カメラユニット1Aは、眼底表面の形態� �表す2次元画像を形成するための光学系を有� ��る。ここで、眼底表面の2次元画像には、眼 底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)などが� ��まれる。

 眼底カメラユニット1Aには、従来の眼底� �メラと同様に、照明光学系100と撮影光学系12 0が設けられている。照明光学系100は眼底Efに 照明光を照射する。撮影光学系120は、この照 明光の眼底反射光を撮像装置10、12に導く。� �た、撮影光学系120は、OCTユニット150からの� �号光を被検眼Eに導くとともに、被検眼Eを経 由した信号光をOCTユニット150に導く。

 照明光学系100は、従来の眼底カメラと同� ��に、観察光源101、コンデンサレンズ102、撮� ��光源103、コンデンサレンズ104、エキサイタ� ��ィルタ105及び106、リング透光板107(リングス リット107a)、ミラー108、LCD(Liquid Crystal Display )109、照明絞り110、リレーレンズ111、孔開き� �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� �の可視領域の波長を含む照明光を出力する� �撮影光源103は、たとえば約700nm~800nmの範囲の 近赤外領域の波長を含む照明光を出力する。 この近赤外光は、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。

 観察光源101から出力された照明光は、コ� ��デンサレンズ102、104、(エキサイタフィルタ 105又は106、)リング透光板107、ミラー108、LCD10 9、照明絞り110、リレーレンズ111を介して孔� �きミラー112に到達する。更に、この照明光� �、孔開きミラー112により反射され、対物レ� �ズ113を介して被検眼Eに入射して眼底Efを照� �する。一方、撮影光源103から出力された照� �光は、コンデンサレンズ104から対物レンズ11 3までを経由して被検眼Eに入射して眼底Efを� �明する。

 撮影光学系120は、対物レンズ113、孔開き� ��ラー112(の孔部112a)、撮影絞り121、バリアフ� ��ルタ122及び123、変倍レンズ124、リレーレン� ��125、撮影レンズ126、ダイクロイックミラー1 34、フィールドレンズ(視野レンズ)128、ハー� �ミラー135、リレーレンズ131、ダイクロイッ� �ミラー136、撮影レンズ133、撮像装置10、反射 ミラー137、撮影レンズ138、撮像装置12、レン� ��139及びLCD140を含んで構成される。撮影光学� ��120は、従来の眼底カメラとほぼ同様の構成� ��有する。

 ダイクロイックミラー134は、照明光学系1 00からの照明光の眼底反射光(約400nm~800nmの範� ��に含まれる波長を有する)を反射する。また 、ダイクロイックミラー134は、OCTユニット150 からの信号光LS(たとえば約800nm~900nmの範囲に� ��まれる波長を有する;図4を参照)を透過させ� ��。

 ダイクロイックミラー136は、観察光源101� ��らの照明光の眼底反射光を透過させる。ま� ��、ダイクロイックミラー136は、撮影光源103� ��らの照明光の眼底反射光を反射する。

 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、ハーフミラー135� ��より反射され、フィールドレンズ128を経由� ��てダイクロイックミラー136に反射される。� ��に、この光は、撮影レンズ126、リレーレン� ��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、眼底Efに内部固視標が� ��影される。

 LCD140による内部固視標の表示位置を変更� ��ることにより、被検眼Eの固視方向を変更す ることができる。被検眼Eの固視方向として� �、たとえば従来の眼底カメラと同様に、眼� �Efの黄斑部を中心とする画像を取得するため の固視方向や、視神経乳頭を中心とする画像 を取得するための固視方向や、黄斑部と視神 経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像を 取得するための固視方向などがある。

 撮像装置10には、撮像素子10aが内蔵され� �いる。撮像装置10は、特に近赤外領域の波長 の光を検出可能である。つまり、撮像装置10� ��、近赤外光を検出する赤外線テレビカメラ� ��して機能する。撮像装置10は、近赤外光を� �出して映像信号を出力する。撮像素子10aは� �たとえば、CCD(Charge Coupled Devices)やCMOS(Complem entary Metal Oxide Semiconductor)等の任意の撮像素 子(エリアセンサ)である。

 撮像装置12には、撮像素子12aが内蔵され� �いる。撮像装置12は、特に可視領域の波長の 光を検出可能である。つまり、撮像装置12は� ��可視光を検出するテレビカメラとして機能� ��る。撮像装置12は、可視光を検出して映像� �号を出力する。撮像素子12aは、撮像素子10a� �同様に、任意の撮像素子(エリアセンサ)によ り構成される。

 タッチパネルモニタ11は、各撮像素子10a� �12aからの映像信号に基づいて眼底画像Ef″を 表示する。また、この映像信号は演算制御装 置200に送られる。

 眼底カメラユニット1Aには、走査ユニッ� �141とレンズ142とが設けられている。走査ユ� �ット141は、OCTユニット150から出力される信� �光LSの被検眼E(たとえば眼底Ef)に対する照射� ��置を走査する。走査ユニット141は、この発� ��の「走査手段」の一例である。

 走査ユニット141は、図1に示すxy平面上に� ��いて信号光LSを走査する。そのために、走� �ユニット141には、たとえば、x方向への走査� ��のガルバノミラーと、y方向への走査用のガ ルバノミラーとが設けられている。

 変倍レンズ124とリレーレンズ125との間の� ��路上には、ハーフミラー190が斜設されてい� ��。ハーフミラー190は、図2(A)に示すアライメ ント光学系190Aの光路と撮影光学系120の光路(� ��影光路)とを合成するように作用する。アラ イメント光学系190Aは、被検眼Eに対する光学� ��の位置合わせに用いられるアライメント輝� ��を被検眼Eに投影するための光学系である。

 このアライメント輝点は、被検眼Eの角膜 Ecの頂点位置(角膜頂点)を光学系100、120の光� �に一致させるアライメント(図1に示すxy方向� ��アライメント)と、被検眼Eと光学系100、120� �の間の距離(図1のz方向;ワーキングディスタ� ��ス(working distance);被検眼Eの角膜Ec(角膜頂点) と対物レンズ113との間の距離)のアライメン� �との双方に用いられる(たとえば特開平11-4808 号公報を参照)。

 アライメント光学系190Aは、図2(A)に示す� �うに、ハーフミラー190とともに、アライメ� �ト光源190a、ライトガイド190b、反射ミラー190 c、2孔絞り190d及びリレーレンズ190eを含んで� �成されている。アライメント光源190aは、た� ��えば、近赤外領域の光(アライメント光)を� �力するLED等の光源を含んで構成される。

 2孔絞り190dは、図2(B)に示すように、二つ� ��孔部190d1、190d2を有している。孔部190d1、190d 2は、たとえば円盤状の2孔絞り190dの中心位置 190d3に対して対称な位置に形成されている。2 孔絞り190dは、その中心位置190d3がアライメン ト光学系190Aの光軸上に位置するようにして� �設される。

 ライトガイド190bの射出端190βから出射し� ��アライメント光は、反射ミラー190cにより反 射されて2孔絞り190dに導かれる。2孔絞り190d� �孔部190d1、190d2を通過したアライメント光(の 一部)は、リレーレンズ190eを経由し、ハーフ� ��ラー190により反射されて孔開きミラー112に� ��かれる。このとき、リレーレンズ190eは、ラ イトガイド190bの射出端190βの像を孔開きミラ ー112の孔部112aの中央位置(撮影光学系120の光� ��上の位置)に中間結像させる。孔開きミラー 112の孔部112aを通過したアライメント光は、� �物レンズ113を介して被検眼Eの角膜Ecに投影� �れる。

 ここで、被検眼Eと眼底カメラユニット1A( 対物レンズ113)との位置関係が適正である場� �、すなわち、被検眼Eと眼底カメラユニット1 Aとの間の距離(ワーキングディスタンス)が適 正であり、かつ、眼底カメラユニット1Aの光� ��系の光軸と被検眼Eの眼軸とが(ほぼ)一致し� ��いる場合、2孔絞り190dにより形成される二� �の光束(アライメント光束)は、角膜頂点と角 膜曲率中心との中間位置においてそれぞれ結 像するようにして被検眼Eに投影される。

 二つのアライメント光束(アライメント光 )の角膜反射光は、撮影光学系120を介して、� �とえば撮像素子10aにより受光される。撮像� �子10aによる撮影画像は、タッチパネルモニ� �11や演算制御装置200のディスプレイ(後述)等� ��表示デバイスに表示される。このときのア� ��イメント光の表示態様を図3に示す。

 図3中の符号Sは括弧形状を有するスケー� �を表し、符号P1、P2は二つのアライメント光� ��の受光像(アライメント輝点)を表す。なお� �スケールSは、その中心位置が撮影光学系120� ��光軸に一致するようにしてディスプレイ等� ��表示される。

 被検眼Eの位置と眼底カメラユニット1Aの� ��置とが上下方向(y方向)や左右方向(x方向)に� ��れている場合、図3(A)に示すように、アライ メント輝点P1、P2は、スケールSに対して上下� ��向や左右方向にずれた位置に表示される。� ��た、ワーキングディスタンスが適正でない� ��合には、アライメント輝点P1、P2は、それぞ れ別々の位置に表示される。

 一方、被検眼Eと眼底カメラユニット1Aと� ��xy方向の位置が一致しており、かつ、ワー� �ングディスタンスが適正である場合、アラ� �メント輝点P1、P2は、図3(B)に示すように、互 いに重なった状態でスケールS内に表示され� �。検者は、アライメント輝点P1、P2が互いに� ��なるように、かつ、それらがスケールS内に 表示されるように、被検眼Eと眼底カメラユ� �ット1Aとの位置関係を調整することにより、 アライメントを実施する。ここで、被検眼E� �眼底カメラユニット1Aとの位置関係の調整は 、たとえば従来の眼底カメラと同様に、眼底 カメラユニット1Aの光学系を可動テーブル上� ��て移動させることにより行われる。

 アライメント光学系190A、及び、アライメ ント光を被検眼Eに導くため撮影光学系120の� �学素子は、この発明の「アライメント手段� �の一例を構成するものである。

〔OCTユニット〕
 OCTユニット150の構成について図4を参照しつ つ説明する。OCTユニット150は、従来のフーリ エドメインタイプの光画像計測装置と同様の 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干渉させて干渉光を生 成する光学系と、この干渉光を検出する検出 手段とを備えている。干渉光の検出結果(検� �信号)は演算制御装置200に送られる。

 低コヒーレンス光源160は、広帯域の低コ� ��ーレンス光L0を出力する広帯域光源である� �この広帯域光源としては、たとえば、スー� �ールミネセントダイオード(Super Luminescent Di ode:SLD)や、発光ダイオード(Light Emitting Diode:L ED)などを用いることができる。

 低コヒーレンス光L0は、たとえば、近赤� �領域の波長の光を含み、かつ、数十マイク� �メートル程度の時間的コヒーレンス長を有� �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の範囲の波長を含ん� ��いる。

 低コヒーレンス光源160から出力された低� ��ヒーレンス光L0は、光ファイバ161を通じて� �カプラ162に導かれる。光ファイバ161は、た� �えばシングルモードファイバやPMファイバ(Po larization maintaining fiber;偏波面保持ファイバ)� ��により構成される。

 光カプラ162は、低コヒーレンス光L0を参� �光LRと信号光LSとに分割する。なお、光カプ� ��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� ��方の作用を有するが、ここでは慣用的に「� ��カプラ」と称する。

 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� �バ163により導光されてそのファイバ端面か� �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、ガラスブロ ック172及び濃度フィルタ173を経由する。

 単一の参照物体(参照ミラー)を具備する� �来の光画像計測装置と異なり、この実施形� �に係る光画像計測装置1には複数(二つ)の参� �ミラー174a、174bが設けられている。

 各参照ミラー174a、174bは、後述の駆動機� �(図5を参照)により、それぞれ第1、第2の参照 光LRa、LRbの進行方向(図4に示す両側矢印方向) に移動される。それにより、被検眼Eの眼軸� �やワーキングディスタンスなどに応じて、� �1、第2の参照光LRa、LRbの光路長を確保できる 。また、各参照ミラー174a、174bを移動させる� ��とにより、被検眼Eの様々な深度位置の計測 が可能になる。

 参照ミラー174aを介する光路を第1の光路� �呼び、参照ミラー174bを介する光路を第2の光 路と呼ぶ。参照ミラー174a、174bは、第1の光路 の光路長と第2の光路の光路長とが異なるよ� �に配置される。すなわち、参照ミラー174a、1 74bは、ビームスプリッタ175に対する距離が互 いに異なるように配置される。たとえば、第 1の光路と第2の光路との光路長差は、角膜と� ��膜との間の距離(角膜網膜間距離)にほぼ等� �くなるように配置される。この角膜網膜間� �離としては、たとえば、Gullstrand模型眼から� ��られる眼軸長の値や、多数の被検眼の検査� ��果を統計的に処理して得られた値(平均値等 )など、角膜と網膜との間の距離の標準値を� �いることが可能である。なお、角膜網膜間� �離は、深度方向(z方向)に沿った距離である� �要はなく、深度方向に対して傾斜した方向� �沿った距離であってもよい(たとえば信号光L Sの進行方向に沿った距離であってもよい)。

 濃度フィルタ173を透過した参照光LRは、� �ームスプリッタ175により第1の参照光LRaと第2 の参照光LRbに分割される。ビームスプリッタ 175は、たとえばハーフミラーにより構成され る。ビームスプリッタ175により生成された第 1の参照光LRaは、(第1の)参照ミラー174aにより� ��射されてビームスプリッタ175に戻ってくる� ��他方、ビームスプリッタ175により生成され� ��第2の参照光LRbは、(第2の)参照ミラー174bに� �り反射されてビームスプリッタ175に戻って� �る。ビームスプリッタ175は、それぞれ戻っ� �きた参照光LRa、LRbを合成する。

 ビームスプリッタ175により生成された参� ��光LRa、LRbの合成光(これも参照光LRと呼ぶこ� ��にする)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。

 なお、ガラスブロック172と濃度フィルタ1 73は、参照光LRと信号光LSの光路長(光学的距� �)を合わせるための遅延手段として作用する� ��また、ガラスブロック172と濃度フィルタ173� ��、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する。

 また、濃度フィルタ173は、参照光LRの光� �を減少させる減光フィルタとして作用する� �濃度フィルタ173は、たとえば、回転型のND(Ne utral Density)フィルタにより構成される。濃度 フィルタ173は、図示しない駆動機構によって 回転駆動されて、干渉光LCの生成に寄与する� ��照光LRの光量を変更する。

 他方、光カプラ162により生成された信号� ��LSは、シングルモードファイバ等からなる� �ファイバ164により接続線152の端部まで導光� �れる。ここで、光ファイバ164と光ファイバ15 2aは、単一の光ファイバから形成されていて� ��よいし、各々の端面同士を接合するなどし� ��一体的に形成されていてもよい。

 信号光LSは、光ファイバ152aにより導光さ� ��て眼底カメラユニット1Aに案内される。更� �、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、ハーフミラー190、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� ��。なお、信号光LSを被検眼Eに照射させる際� ��は、バリアフィルタ122、123は事前に光路か� ��退避される。このとき、ハーフミラー190も� ��路から退避させてもよい。

 被検眼Eに入射した信号光LSは、被検眼Eの 様々な部位にて反射される。たとえば、信号 光LSは、角膜Ec、水晶体、眼底Efなどにおいて 反射される。このとき、信号光LSは、角膜Ec� �眼底Efの前面で反射されるだけでなく、その 深部の屈折率境界において散乱される。たと えば、信号光LSは、角膜Ecの前面だけでなく� �角膜Ecの後面や角膜細胞の層の境界などにお いても反射される。また、信号光LSは、眼底E fの前面面(網膜表面)だけでなく、網膜を構成 する細胞層の境界や、網膜と脈絡膜との境界 などにおいても反射される。また、信号光LS� ��、水晶体の前面だけでなく後面においても� ��射される。したがって、被検眼Eを経由した 信号光LSは、被検眼Eの様々な部位の前面や後 面の形態を反映する情報と、その深層組織の 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。

 被検眼Eを経由した信号光LSは、被検眼Eに 向かう信号光LSと同じ経路を逆方向に案内さ� ��て光ファイバ152aの端面に集光される。更に 、この信号光LSは、光ファイバ152a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174a、174bにより� �射されて戻ってきた参照光LRとを干渉させて 干渉光LCを生成する。干渉光LCは、シングル� �ードファイバ等からなる光ファイバ165を通� �てスペクトロメータ180に導かれる。

 スペクトロメータ(分光計)180は、干渉光LC のスペクトル成分を検出する。スペクトロメ ータ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、透過型でも反射型でもよい。 また、CCD184に代えて、CMOS等の他の光検出素� �(ラインセンサやエリアセンサ)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� �、コリメータレンズ181により平行光束とさ� �、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1 83によってCCD184の撮像面上に結像される。CCD1 84は、分光された干渉光LCの各スペクトル成� �を検出して電荷に変換する。CCD184は、この� �荷を蓄積して検出信号を生成する。更に、CC D184は、この検出信号を演算制御装置200に送� �。スペクトロメータ180(特にCCD184)は、この発 明の「検出手段」の一例である。

 なお、この実施形態ではマイケルソン型� ��干渉計を採用しているが、たとえばマッハ� ��ェンダー型など任意のタイプの干渉計を適� ��に採用することが可能である。

〔演算制御装置〕
 演算制御装置200の構成について説明する。� ��算制御装置200は、CCD184から入力される検出� ��号を解析して被検眼EのOCT画像を形成する。 OCT画像の形成対象部位としては、眼底Ef、角� ��Ec、水晶体などがある。OCT画像を形成する� �めの演算処理は、従来のフーリエドメイン� �イプの光画像計測装置と同様である。

 また、演算制御装置200は、眼底カメラユ� ��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� �制御装置200は、観察光源101や撮影光源103に� �る照明光の出力制御、エキサイタフィルタ10 5、106やバリアフィルタ122、123の光路上への� �入/退避動作の制御、LCD140等の表示装置の動� ��制御、アライメント光源190aの点灯/消灯の� �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� ��制御装置200は、走査ユニット141を制御して� ��号光LSを走査させる。

 また、OCTユニット150の制御として、演算� ��御装置200は、低コヒーレンス光源160による� ��コヒーレンス光L0の出力制御、各参照ミラ� �174a、174b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� �御、CCD184による電荷蓄積時間や電荷蓄積タ� �ミングや信号送信タイミングの制御などを� �う。

 演算制御装置200は、従来のコンピュータ� ��同様に、マイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハ� ��ドディスクドライブ、キーボード、マウス� ��ディスプレイ、通信インターフェイスなど� ��含んで構成される。ハードディスクドライ� ��には、光画像計測装置1を制御するためのコ ンピュータプログラムが記憶されている。ま た、演算制御装置200は、CCD184からの検出信号 に基づいてOCT画像を形成する専用の回路基板 を備えていてもよい。

〔制御系〕
 光画像計測装置1の制御系の構成について図 5を参照しつつ説明する。

 光画像計測装置1には参照ミラー駆動機構 176a、176bが設けられている。参照ミラー駆動� ��構176aは、参照光LRaの進行方向に沿って参照 ミラー174aを移動させる。参照ミラー駆動機� �176bは、参照光LRbの進行方向に沿って参照ミ� ��ー174bを移動させる。

 各参照ミラー駆動機構176a、176bは、アク� �ュエータと伝達機構とを含んで構成される� �アクチュエータは、たとえばパルスモータ� �より構成され、演算制御装置200(主制御部211) からのパルス信号を受けて、そのパルス数に 応じた駆動力を発生する。伝達機構は、たと えばギア等を含んで構成され、アクチュエー タにより発生された駆動力を参照ミラー174a� �174bに伝達する。このように、各参照ミラー1 74a、174bは、演算制御装置200の制御の下に動� �する。

(制御部)
 光画像計測装置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、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、 RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信イン ターフェイス等を含んで構成される。

 制御部210には、主制御部211と記憶部212が� ��けられている。主制御部211は、前述した各� ��の制御を行う。また、主制御部211は、記憶� ��212にデータを書き込む処理や、記憶部212か� ��データを読み出す処理を行う。

 また、主制御部211は、各参照ミラー駆動� ��構176a、176bを制御して、参照ミラー174a、174b を移動させる。なお、主制御部211は、参照ミ ラー駆動機構176a、176bをそれぞれ独立に制御� ��てもよいし、双方を連動して制御してもよ� ��。この連動制御は、たとえば参照光LRa、LRb� ��光路長差が常に等しくされる場合などに適� ��可能である。連動制御のみを行う場合には� ��単一の参照ミラー駆動機構によって双方の� ��照ミラー174a、174bを移動させるように構成� �きる。

 記憶部212は、各種のデータを記憶する。� ��憶部212に記憶されるデータとしては、たと� ��ば、OCT画像の画像データ、眼底画像Ef″の� �像データ、被検眼情報などがある。被検眼� �報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情 報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に� �する情報を含む。

 記憶部212には眼球光学情報212aが予め記憶 される。眼球光学情報212aは、眼球光学系に� �する情報を含んでいる。たとえば、眼球光� �情報212aには、眼球光学系の光学情報が含ま� ��る。

 眼球光学系は、角膜、水晶体、硝子体な� ��を含んで構成される。眼球光学情報212aには 、角膜に関する情報として、角膜の前面(表� �)及び後面のそれぞれの曲率半径、角膜の厚� ��、角膜の屈折率などが含まれる。また、眼� ��光学情報212aには、水晶体に関する情報とし て、水晶体の前面及び後面のそれぞれの曲率 半径、水晶体の厚さ、水晶体の屈折率などの 情報が含まれる。また、眼球光学情報212aに� �、硝子体の屈折率など、水晶体に関する情� �も含まれる。また、眼球光学情報212aには、� ��球光学系の構造に関する情報も含まれる。� ��球光学系の構造に関する情報としては、眼� ��長、前眼部距離などの距離に関する情報が� ��る。前眼部距離とは、角膜前面と水晶体後� ��との間の距離を表すものとする。また、眼� ��光学系の構造に関する情報としては、眼球� ��学系の構成要素の位置情報や、光学的な特� ��点(主点、焦点等)の位置情報や、眼球光学� �の屈折力情報などが含まれていてもよい。

 眼球光学情報212aに含まれる各種の値は、 標準的な値(標準値)であってもよいし、被検� ��を実際に検査して得られた値(測定値)であ� �てもよい。標準値としては、たとえば、グ� �ストランド(Gullstrand)模型眼の値などを用い� �ことが可能である。また、複数の被検眼の� �査結果に基づいて統計的に算出された値を� �準値として用いることも可能である。一方� �測定値としては、各被検眼の検査結果を個� �に用いることができる。この場合、各検査� �果は、被検眼(被検者)の識別情報に関連付け て記憶、管理される。

(画像形成部)
 画像形成部220は、撮像装置10、12からの映像 信号を受けて眼底画像Ef″の画像データを形� ��する。

 また、画像形成部220は、CCD184からの検出� ��号に基づいて眼底Efの断層画像の画像デー� �を形成する。この処理には、従来のフーリ� �ドメインタイプのOCT技術と同様に、ノイズ� �去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fouri er Transform)などの処理が含まれている。

 画像形成部220は、たとえば、前述のマイ� ��ロプロセッサ、回路基板、通信インターフ� ��イス等を含んで構成される。なお、この明� ��書では、「画像データ」と、それに基づい� ��呈示される「画像」とを同一視することが� ��る。

(干渉成分抽出部)
 画像形成部220には干渉成分抽出部221が設け� ��れている。干渉成分抽出部221は、深度位置( z方向の位置)が異なる被検眼Eの複数の部位を 同時に計測するときに動作する。

 被検眼Eの複数部位の同時計測について説 明する。光画像計測装置1は二つの参照ミラ� �174a、174bを備えている。これら参照ミラー174 a、174bは、前述のように、所定の光路長差を� ��成するように配置される。したがって、干� ��光LCは、この光路長差に対応する距離だけ� �度方向に離れた、被検眼Eの二つの部位のそ� ��ぞれの形態を表す情報(干渉成分)を含んで� �る。よって、CCD184から出力される検出信号� �は、これら二つの部位のそれぞれに相当す� �信号成分が含まれている。

 たとえば、参照ミラー174a、174がそれぞれ 眼底Ef、角膜Ecに対応する位置に配置されて� �る場合、つまり光路長差が角膜網膜間距離� �ほぼ等しい場合、CCD184から出力される検出� �号には、眼底Ef(網膜)に相当する信号成分と� ��角膜Ecに相当する信号成分とが含まれてい� �。

 なお、「参照ミラー174aが眼底Efに対応す� ��位置に配置されている」とは、光カプラ162� ��ら参照ミラー174aまでの光学的距離と、光カ プラ162から眼底Efまでの距離とが(ほぼ)等し� �ことを意味する。参照ミラー174bと角膜Ecに� �いても同様である。光画像計測装置1は、低� ��ヒーレンス光L0を用いた干渉光LCを生成する ので、各参照ミラー174a、174bに対応する被検� ��Eの部位の画像を選択的に形成するように機 能するものである。

 干渉成分抽出部221は、CCD184から出力され� ��検出信号から二つの信号成分を抽出する。� ��の処理の例を説明する。検出信号は、眼底E fに相当する信号成分(眼底成分)と、角膜Ecに� ��当する信号成分(角膜成分)とを含んでいる� �眼底成分と角膜成分は、検出信号において� �互いに異なる周波数成分(周波数帯)を成して いる。すなわち、検出信号は、眼底成分を構 成する周波数成分と、角膜成分を構成する周 波数成分とを重ね合わせた信号である(その� �、ノイズも含まれる)。

 干渉成分抽出部221は、(必要に応じてノイ ズを除去した後、)検出信号に含まれる様々� �周波数成分を抽出する。この処理は、たと� �ば任意の周波数分解処理により行われる。� �に、干渉成分抽出部221は、抽出された複数� �周波数成分のうちから、眼底成分と角膜成� �を選択する。この処理は、たとえば、事前� �計測を行って決定した周波数成分を選択す� �ことにより実行できる。また、眼底成分と� �膜成分以外はノイズに起因する周波数成分� �あることを考慮し、抽出された複数の周波� �成分のうちから、信号強度の強い周波数成� �を選択するようにしてもよい。

 眼底成分と角膜成分が抽出されると、画� ��形成部220は、眼底成分に基づいて眼底Efの� �層画像を形成するとともに、角膜成分に基� �いて角膜Ecの断層画像を形成する。

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

 また、画像処理部230は、画像形成部220に� ��り形成された断層画像の間の画素を補間す� ��補間処理等を実行することにより、眼底Ef� �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� �座標系により画素の位置が定義された画像� �ータを意味する。3次元画像の画像データと� ��ては、3次元的に配列されたボクセルからな る画像データがある。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� �ュームレンダリングやMIP(Maximum Intensity Proje ction:最大値投影)など)を施して、特定の視線� ��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。表示部240等の表示デバイ スには、この擬似的な3次元画像が表示され� �。

 また、3次元画像の画像データとして、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3次元的に配列� �せることで得られる画像データである。す� �わち、スタックデータは、元々個別の2次元� ��標系により定義されていた複数の断層画像� ��、一つの3次元座標系により表現する(つま� �一つの3次元空間に埋め込む)ことにより得ら れる画像データである。

 画像処理部230は、たとえば、前述のマイ� ��ロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクド� ��イブ、回路基板等を含んで構成される。

(解析処理部)
 画像処理部230には解析処理部231が設けられ� ��いる。解析処理部231は、被検眼Eの複数部位 の同時計測により取得された複数の断層画像 を解析することにより、被検眼Eの所定の物� �量を求める。また、解析処理部231は、求め� �れた被検眼Eの物理量に基づいて、信号光LS� �走査態様を特定する。

 なお、物理量(physical quantity)とは、一般� �、物理系の性質を表現し、その測定法や大� �さの単位が規定された量を意味する。物理� �の例としては、質量、長さ、体積、圧力、� �間、エネルギーなどがある。特にこの実施� �態において物理量とは、物体(被検眼E)に固� �であり、かつ、客観的に測定可能な量、及� �その量を用いて算出できる量を意味する。� �の実施形態では、所定の物理量として、被� �眼Eの眼内距離、倍率、角膜曲率半径(角膜曲 率)、網膜厚などを取り扱う場合について特� �詳しく説明する。

 解析処理部231には、眼内距離演算部232、� ��率演算部233、走査態様特定部234及び角膜曲� ��演算部235が設けられている。なお、眼球光� ��情報212aに含まれている角膜曲率半径の値を 利用する場合や、当該被検眼Eの角膜曲率半� �の実測値を利用する場合などには、角膜曲� �演算部235を設ける必要はない。

(眼内距離演算部)
 眼内距離演算部232は、被検眼Eの複数の断層 画像のうちの一の断層画像中の位置と他の断 層画像中の位置との間の距離を求める。特に 、この実施形態では、眼内距離演算部232は、 眼底Efの断層画像(眼底断層画像)と角膜Ecの断 層画像(角膜断層画像)を解析して、被検眼Eの 角膜網膜間距離を求める。以下、眼内距離演 算部232が実行する処理の例を説明する。

 なお、眼内距離演算部232は、角膜網膜間� ��離以外にも、被検眼Eの任意の眼内距離を求 めることが可能である。ここで、眼内距離に は、被検眼Eの内部の二点間の距離、被検眼E� ��表面の一点と内部の一点との間の距離、及� ��、被検眼Eの表面の二点間の距離が含まれる ものとする。

 さて、眼内距離演算部232は、まず、眼底� ��層画像と角膜断層画像とを取得するための� ��時計測が実行されたときの、参照光LRaと参� ��光LRbとの光路長差を取得する。この光路長� ��は、たとえば、二つの参照ミラー174a、174b� �位置から取得することができる。

 なお、前述したように、同時計測時には� ��参照ミラー174a、174bの光路長差は、角膜網� �間距離(眼軸長等)の標準値にほぼ等しくなる ように設定することができる。この場合、眼 内距離演算部232により取得される光路長差は 角膜網膜間距離の標準値となる。

 光路長差の他の取得方法として、同時計� ��時における各参照ミラー174a、174bの位置に� �づいて光路長差を求めることもできる。各� �照ミラー174a、176bの位置は、たとえば、主制 御部211から各参照ミラー駆動機構176a、176bに� ��られたパルス信号のパルス数を基に取得す� ��ことができる。また、各参照ミラー174a、174 bの位置を位置センサで検出するようにして� �よい。

 参照光LRa、LRbの光路長差を取得した眼内� ��離演算部232は、この光路長差の値を、眼球� ��学系の屈折率で除算する。この屈折率とし� ��は、たとえば眼球光学情報212aに記録された 値(標準値、測定値)を用いることが可能であ� ��。この演算により、光路長差で表現された� ��学的距離が、空間的な距離に変換される。

 続いて、眼内距離演算部232は、求められ� ��空間的な距離と、眼底断層画像及び角膜断� ��画像とに基づいて、被検眼Eの角膜網膜間距 離を求める。この演算処理について以下に説 明する。

 上記の空間的な距離は、眼底断層画像と� ��膜断層画像との間の距離にほぼ等しい。す� ��わち、上記の空間的な距離は、眼底断層画� ��が描写されるフレーム中の所定位置(たとえ ばフレームの上端)と、角膜断層画像が描写� �れるフレーム中の所定位置(前者と同じ位置) との深度方向における間隔にほぼ等しい。こ の関係を考慮することにより、双方の断層画 像を同じ座標系(特にz座標)で表現することが 可能となる。

 眼内距離演算部232は、眼底断層画像を解� ��して内境界膜(網膜表面)に相当する画像領� �(内境界膜領域)を特定するとともに、角膜断 層画像を解析して角膜表面に相当する画像領 域(角膜表面領域)を特定する。この処理は、� ��来と同様に、断層画像を構成する画素の画� ��値(輝度値)に基づく閾値処理やフィルタ処� �を行うことにより実行できる。なお、眼底� �層画像や角膜断層画像を表示させ、この表� �画像上にオペレータが手作業で内境界膜領� �や角膜表面領域を指定するようにしてもよ� �(以下の処理についても同様である)。

 次に、眼内距離演算部232は、たとえば、� ��境界膜領域中の一点(たとえば視神経乳頭中 心や黄斑中心等の特徴点)を特定する。この� �理は、内境界膜領域の形状を解析して特徴� �(窪みの中心位置等)を特定することにより実 行できる。

 続いて、眼内距離演算部232は、内境界膜� ��域中の上記の一点と同じx座標値(及び/又はy 座標値)を有する、角膜表面領域中の一点を� �定する。なお、内境界膜領域中の上記一点� �照射された信号光LSの軌跡が、眼底カメラユ ニット1Aの光学系の光軸に対して傾斜してい� ��場合(信号光LSの走査によりこのような場合� ��ある)、当該軌跡と交差する角膜表面領域中 の一点を特定するようにしてもよい。

 そして、眼内距離演算部232は、双方の断� ��画像を表現する上記座標系を参照し、内境� ��膜領域中の上記一点の座標値と、角膜表面� ��域中の上記一点の座標値とに基づいて、こ� ��ら二点間の距離を演算する。一例として、� ��内距離演算部232は、これら二点のz座標値の 差を演算することにより、これら二点の間の 距離を求める。なお、二点がz方向に延びる� �線上に配置されない場合には、xyz座標系に� �ける距離を求める一般的な演算式(三つの座� ��軸のそれぞれの座標値の差の二乗和の平方� ��)を用いて二点間距離を算出することができ る。以上の処理により、被検眼Eの二つの断� �画像から角膜網膜間距離が得られる。取得� �れた角膜網膜間距離(眼内距離)は、倍率演算 部233に送られる。

 なお、上記処理例では、内境界膜領域中� ��一点を特定した後に、角膜表面領域中の一� ��を特定するようになっているが、これとは� ��のプロセスを実行することも可能である。� ��とえば、まず、角膜頂点に相当する一点を� ��膜表面領域中から特定し、それから、この� ��点に対応する内境界膜領域中の一点を特定� ��るようにしてもよい。

(倍率演算部)
 倍率演算部233は、眼内距離演算部232により� ��められた角膜網膜間距離に基づいて、被検� ��Eの眼球光学系の倍率を求める。倍率演算部 233は、この発明の「倍率演算手段」の一例で ある。以下、倍率演算部233が実行する処理の 例を説明する。

 倍率演算部233は、たとえば、記憶部212に� ��憶された眼球光学情報212aに含まれる眼球光 学系の光学情報と、眼内距離演算部232により 得られた角膜網膜間距離とに基づいて、被検 眼Eの眼球光学系の倍率を求めることができ� �。

 眼球光学情報212aには、前述のように、角 膜の前後面のそれぞれの曲率半径、角膜の厚 さ、角膜の屈折率、水晶体の前後面のそれぞ れの曲率半径、水晶体の厚さ、水晶体の屈折 率、硝子体の屈折率、前眼部距離(角膜前面� �水晶体後面との間の距離)など、眼球光学系� ��各種の光学情報が含まれている。

 倍率演算部233は、まず、眼内距離演算部2 32により得られた角膜網膜間距離から前眼部� ��離の値を減算して、水晶体後面と網膜表面� ��の間の距離(後眼部距離)算出する。

 次に、倍率演算部233は、算出された後眼� ��距離と、眼球光学情報212aとに基づいて眼球 モデルを形成する。ここで、眼球光学情報212 aが標準値(Gullstrand模型眼などの値)を含んで� �ても、少なくとも後眼部距離は当該被検眼E� ��反映した値である。したがって、形成され� ��眼球モデルは、当該被検眼Eを反映したもの となる。なお、眼球光学情報212aに多くの測� �値が含まれる方が、当該被検眼Eを反映する� ��合いが高まることは言うまでもない。

 眼球モデルとは、たとえば模型眼のよう� ��、眼球やその構成部位の形態や性質を表す� ��連の物理量の集合である。眼球モデルは、� ��のような物理量の単なる集合(リスト等)で� �ってもよいし、これら物理量に基づいて眼� �を画像化したものであってもよい。

 倍率演算部233は、形成された眼球モデル� ��基づいて眼球光学系の倍率を求める。求め� ��れた倍率の値は、当該被検眼Eの眼球光学系 の倍率として用いられる。倍率を求める処理 は、たとえば、一般的な光線追跡演算により 、被検眼Eに入射する単位長さの像を眼底Ef(� �膜表面)に投影したときの当該像の投影像の� ��さを求め、更に、この投影像の長さと単位� ��さとの比を演算することにより行われる。� ��お、光線追跡演算

(走査態様特定部)
 走査態様特定部234は、求められた倍率と上� ��眼球モデルとに基づいて、被検眼Eの網膜の 所定位置に信号光LSを照射させるような、走� ��ユニット141による信号光LSの走査態様を特� �する。走査態様特定部234は、この発明の「� �定手段」の一例である。

 走査態様特定部234が実行する処理の例を� ��明する。以下の処理例では、視神経乳頭中� ��を中心とし所定半径を有する円形の軌跡に� ��って信号光LSの照射位置を走査させる場合� �ついて特に詳しく説明する。この場合、眼� �距離演算部232は、内境界膜領域中の視神経� �頭中心に相当する一点と、角膜断層画像中� �一点との間の角膜網膜間距離を求めること� �望ましい(前述)。

 走査態様特定部234は、たとえば光線追跡� ��算を行うことにより、信号光LSの目的の走� �態様を求める。この光線追跡演算では、た� �えば、眼球モデルと倍率に基づいて、眼球� �デルの網膜における上記円形の軌跡上の各� �置について、当該位置に信号光LSが照射され るような、眼球モデルに対する信号光LSの入� ��軌跡(眼軸や光学系光軸に対する入射角度な ど)が求められる。すなわち、この光線追跡� �算は、眼球モデルの網膜の所定位置をター� �ットとし、このターゲット位置に信号光LSが 照射されるような信号光LSの入射軌跡を逆算� ��るものである。

 更に、走査態様特定部234は、特定された� ��査態様を実現するような走査ユニット141の� ��作態様を求める。この処理では、たとえば� ��特定された入射軌跡に沿って信号光LSを伝� �させるような、走査ユニット141内のガルバ� �ミラーの向きが求められる。なお、ガルバ� �ミラーの向きと信号光LSの伝播軌跡との関係 は、予め求められたものを記憶しておいても よい。また、上記と同様の光線追跡演算(眼� �カメラユニット1Aの光学系を加味して行う)� �より、目的の軌跡に沿って信号光LSが伝播す るようなガルバノミラーの向きを逆算するよ うにしてもよい。

(角膜曲率演算部)
 角膜曲率演算部235は、被検眼Eの角膜曲率半 径(又は角膜曲率)を求める。なお、角膜曲率� ��径と角膜曲率は、それぞれ他方の逆数であ� ��ので、一方が求まれば他方も求まる。角膜� ��率演算部235は、この発明の「角膜曲率半径� ��算手段」の一例である。以下、角膜曲率演� ��部235が実行する処理の例を説明する。

 前述のように、光画像計測装置1は、アラ イメント輝点P1、P2を用いて、被検眼Eに対す� ��光学系の位置合わせを行うことができる(図 2、図3を参照)。ワーキングディスタンス)が� �正であり、かつ、光学系の光軸と被検眼Eの� ��軸とが一致された状態において、アライメ� ��ト輝点P1、P2を形成する二つのアライメント 光束は、角膜頂点と角膜曲率中心との中間位 置においてそれぞれ結像する。なお、ワーキ ングディスタンスは、角膜頂点と光学系との 間の距離である。

 角膜曲率演算部235は、このようなアライ� ��ントの特徴を利用して角膜曲率半径を求め� ��。そのために、アライメントが適正な状態� ��つまり、二つのアライメント輝点P1、P2が重 なった状態で同時計測を行って眼底断層画像 と角膜断層画像を形成する。

 角膜曲率演算部235は、角膜断層画像のフ� ��ーム内における、たとえば角膜表面に相当� ��る画像の位置(特に角膜頂点に相当する位置 )を求める。なお、眼内距離演算部232により� �膜表面領域(角膜頂点に相当する位置)が特定 されている場合には、この特定結果を利用す ることができる。そして、角膜曲率演算部235 は、求められた角膜表面の画像位置の所定位 置(後述)からの変位に基づいて被検眼Eの角膜 曲率半径を演算する。

 角膜曲率演算部235の他の動作例を説明す� ��。上記と同様に適正なアライメント状態に� ��いて実施された同時計測における参照ミラ� ��174b(角膜用)の位置を求める。眼内距離演算� ��232が実行する処理において既に参照ミラー1 74bが取得されている場合には、これを利用す ることができる。そして、角膜曲率演算部235 は、求められた参照ミラー174bの位置の所定� �置(後述)からの変位に基づいて被検眼Eの角� �曲率半径を演算する。

 角膜曲率演算部235が実行する処理の具体� ��を説明する。この処理例では、事前に模型� ��の計測を行い、その結果を利用して角膜曲� ��半径を求める。模型眼の角膜曲率半径(角膜 前面の曲率半径)を8mmとする。

 事前計測では、まず、眼底カメラユニッ� ��1Aの光学系を、この模型眼にアライメント� �る。次に、模型眼の角膜を計測するための� �置に参照ミラー174bを配置させ、OCTユニット1 50を動作させて模型眼の角膜の計測を行う。� ��に、この計測結果に基づいて、模型眼の角� ��の断層画像を形成する。そして、この断層� ��像のフレーム内における角膜表面に相当す� ��画像の位置(基準位置と呼ぶ)を求める。こ� �基準位置は、模型眼の角膜曲率半径の値と� �もに、たとえば記憶部212に記憶される。以� �で、事前計測は終了となる。

 実際の計測(眼底Efと角膜Ecの同時計測)で� ��、前述のように、被検眼Eに対して光学系を アライメントし、眼底Efを計測するための位� ��に参照ミラー174aを配置させるとともに、角 膜Ecを計測するための位置に参照ミラー174bを 配置させる。そして、OCTユニット150を動作さ せ、眼底Efと角膜Ecの同時計測を行う。更に� �この計測結果に基づいて、眼底断層画像と� �膜断層画像を形成する。

 角膜曲率演算部235は、この角膜断層画像� ��フレーム内における、角膜表面に相当する� ��像の位置を求める。更に、角膜曲率演算部2 35は、事前計測で得られた基準位置に対する� ��求められた角膜表面の画像位置の変位を求� ��る。そして、角膜曲率演算部235は、この変� ��の値を2倍し、その積に8mm(模型眼の角膜曲� �半径)を加算することにより、被検眼Eの角膜 曲率半径を求める。なお、被検眼Eの屈折力� �考慮する場合には、測定値を利用してもよ� �し、光学系のレンズ位置(変倍レンズ124等の� ��置)に基づいて求めるようにしてもよい。参 照ミラー174bの位置に基づいて角膜曲率半径� �求める処理も同様に実行できる。

(表示部、操作部)
 表示部240は、ディスプレイを含んで構成さ� ��る。操作部250は、キーボードやマウス等の� ��力デバイスや操作デバイスを含んで構成さ� ��る。又、操作部250には、光画像計測装置1の 筐体や外部に設けられた各種のボタンやキー が含まれていてもよい。

 なお、表示部240と操作部250は、それぞれ� ��別のデバイスとして構成される必要はない� ��たとえばタッチパネル方式のLCDのように、� ��示部240と操作部250とが一体化されたデバイ� ��を用いることも可能である。

〔信号光の走査及びOCT画像について〕
 ここで、信号光LSの走査及びOCT画像につい� �説明しておく。

 光画像計測装置1による信号光LSの走査態� ��としては、たとえば、水平スキャン、垂直� ��キャン、十字スキャン、放射スキャン、円� ��キャン、同心円スキャン、螺旋スキャンな� ��がある。これらの走査態様は、眼底の観察� ��位、解析対象(網膜厚など)、走査に要する� �間、走査の精密さなどを考慮して適宜に選� �的に使用される。

 水平スキャンは、信号光LSを水平方向(x方 向)に走査させるものである。水平スキャン� �は、垂直方向(y方向)に配列された複数の水� �方向に延びる走査線に沿って信号光LSを走査 させる態様も含まれる。この態様においては 、走査線の間隔を任意に設定することが可能 である。走査線の間隔を十分に狭くすること により、前述の3次元画像を形成することが� �きる(3次元スキャン)。垂直スキャンについ� �も同様である。

 十字スキャンは、互いに直交する2本の直 線状の軌跡(直線軌跡)からなる十字型の軌跡� ��沿って信号光LSを走査するものである。放� �スキャンは、所定の角度を介して配列され� �複数の直線軌跡からなる放射状の軌跡に沿� �て信号光LSを走査するものである。なお、十 字スキャンは放射スキャンの一例である。

 円スキャンは、円形状の軌跡に沿って信� ��光LSを走査させるものである。同心円スキ� �ンは、所定の中心位置の周りに同心円状に� �列された複数の円形状の軌跡に沿って信号� �LSを走査させるものである。円スキャンは同 心円スキャンの特殊例と考えられる。螺旋ス キャンは、螺旋状の軌跡に沿って信号光LSを� ��査するものである。

 走査ユニット141は、前述のような構成に� ��り、信号光LSをx方向及びy方向にそれぞれ独 立に走査できるので、xy面上の任意の軌跡に� ��って信号光LSを走査することが可能である� �それにより、上記のような各種の走査態様� �実現できる。

 上記のような態様で信号光LSを走査する� �とにより、走査線(走査軌跡)に沿った深度方 向の断層画像を形成することができる。また 、特に走査線の間隔が狭い場合には、前述の 3次元画像を形成することができる。

[動作]
 光画像計測装置1の動作について説明する。 図6に示すフローチャートは、光画像計測装� �1の動作の一例を表す。なお、眼球光学情報2 12aは既に記憶部212に記憶されているものとす る。また、前述の事前計測における模型眼の 角膜曲率半径の値と、角膜表面の画像の基準 位置とは、既に記憶部212に記憶されているも のとする。

 まず、被検眼Eに対する光学系のアライメ ントを行う(S1)。アライメントは、図3に示す� ��うに、アライメント輝点P1、P2を被検眼Eに� �影してその状態を観察しつつ眼底カメラユ� �ット1Aの位置を調整することにより行う。

 次に、参照ミラー174aを眼底Efに対応する� ��置に配置させるとともに、参照ミラー174bを 角膜Ecに対応する位置に配置させる(S2)。前述 のように、参照ミラー174a、174bは、角膜網膜� ��距離の標準値に等しい光路長差を参照光LRa� ��LRbに与えるような位置に配置される。特に� ��参照ミラー174aは、眼底Efの所定部位(たとえ ば網膜表面)の画像が明瞭になる位置に配置� �れ、参照ミラー174bは、角膜Ecの所定部位(た� ��えば角膜表面)の画像が明瞭になる位置に配 置される。参照ミラー174a、174bの移動動作は� ��操作部250を用いて手作業で行うようにして� ��よいし、検出信号やそれを加工した信号に� ��づいて主制御部211が制御するようにしても� ��い。

 参照ミラー174a、174bが目的の位置に配置� �れたら、主制御部211は、低コヒーレンス光� �160、走査ユニット141、CCD184等を制御し、眼� �Efと角膜Ecの同時計測を実行させる(S3)。この 同時計測は、たとえば操作部250を用いた開始 要求に対応して開始される。また、参照ミラ ー174a、174bの移動動作の完了に対応して自動� ��に同時計測を開始するようにしてもよい。� ��お、同時計測の際には、必要に応じて、内� ��固視標により被検眼Eを固視させる。

 干渉成分抽出部221は、検出信号から眼底� ��分と角膜成分を抽出する(S4)。画像形成部220 は、この眼底成分に基づいて眼底Efの断層画� ��を形成するとともに、この角膜成分に基づ� ��て角膜Ecの断層画像を形成する(S5)。これら� ��層画像を形成する順序は任意である。また� ��双方の画像の形成処理を並行して行っても� ��い。

 画像形成部220は、眼底断層画像と角膜断� ��画像を制御部210に送る。主制御部211は、眼� ��断層画像と角膜断層画像を画像処理部230に� ��る。また、主制御部211は、記憶部212から読� ��出して眼球光学情報212aを画像処理部230に送 る。また、記憶部212は、画像処理部230により 参照される各種情報(前述)を記憶部212から読� ��出して画像処理部230に送る。

 また、主制御部211は、眼底断層画像と角� ��断層画像を表示部240に表示させてもよい。� ��のときの表示態様の例を図7に示す。主制御 部211は、眼底断層画像Gfと角膜断層画像Gcを� �示部240の表示画面(の一部領域)240Aに表示さ� �る。

 この標示態様では、眼底断層画像Gfと角� �断層画像Gcは深度方向に並べて配置される。 このとき、断層画像Gf、Gcを同じ倍率で表示� �せてもよいし、異なる倍率で表示させても� �い。また、断層画像Gf、Gcの表示間隔は、実� ��の間隔(たとえば角膜網膜間距離の標準値)� �合わせてもよいし、そうでなくてもよい。

 断層画像Gf、Gcを取得するための同時計測 は、視神経乳頭の画像を取得するための固視 方向に被検眼Eを固視させて実施される。眼� �断層画像Gfは、眼底Efの視神経乳頭Dの近傍を 描写している。符号Msは、網膜表面(内境界膜 )に相当する画像領域を表している(内境界膜� ��域)。符号Cfは、角膜表面(角膜前面)に相当� �る画像領域を表している(角膜表面領域)。符 号Cbは、角膜後面に相当する画像領域を表し� ��いる。

 眼内距離演算部232は、眼底断層画像と角� ��断層画像を解析し、被検眼Eの角膜網膜間距 離を求める(S6)。図7に示す断層画像Gf、Gcにお いては、眼内距離演算部232は、角膜表面領域 Cf上の点Pc(角膜頂点の位置など)と、内境界膜 領域Ms上の点Pmとの間の距離Distを算出する。

 次に、倍率演算部233は、ステップ6で求め られた角膜網膜間距離と眼球光学情報212aに� �づいて、被検眼Eの眼球光学系の倍率を求め� ��(S7)。この処理は、前述のように眼球モデル を用いて行われる。

 続いて、走査態様特定部234は、ステップ7 で求められた倍率と上記眼球モデルとに基づ いて、被検眼Eの網膜の所定位置に信号光LSを 照射させるような信号光LSの走査態様を特定� ��る(S8)。この処理は、前述のように光線追跡 演算を用いて行われる。また、図7に示す断� �画像Gf、Gcが取得された場合、走査態様特定� ��234は、たとえば、視神経乳頭Dの中心位置を 中心とし、かつ所定半径を有する円形の軌跡 に沿って信号光LSの照射位置を走査させるた� ��の走査態様を特定する。特定された走査態� ��は、制御部210に送られる。

 主制御部211は、低コヒーレンス光源160、� ��査ユニット141、CCD184等を制御することによ� ��、次のような本計測を実行させる(S9)。すな わち、新たな低コヒーレンス光を出力させる とともに、この新たな低コヒーレンス光に基 づく新たな信号光を、ステップ8で特定され� �走査態様に基づいて走査させつつ、第1の光� ��を経由した新たな参照光と、網膜を経由し� ��新たな信号光とを干渉させて新たな干渉光� ��生成させる。

 CCD184は、この新たな干渉光を検出して新� ��な検出信号を出力する。更に、画像形成部2 20は、この新たな検出信号に基づいて、網膜( 眼底Ef)の新たな断層画像を形成する(S10)。こ� ��新たな断層画像は、たとえば、眼底Efの視� �経乳頭中心を中心とし、かつ所定半径を有� �る円形の軌跡に沿った断層画像である。ス� �ップ10で形成された眼底Efの断層画像は、た� ��えば記憶部212に記憶される。

 ところで、緑内障等の眼科疾患の診断に� ��いては、網膜厚を評価対象とすることがあ� ��。その場合、視神経乳頭中心を中心とする� ��径m1、m2、m3の3つの円形の軌跡に沿って計測 を行うことがある。半径m1、m2、m3は、それぞ れ、たとえば1.2mm、1.6mm、2.0mmに設定される。

 このような同心円状の軌跡を適用する場� ��、ステップ8において当該同心円状の軌跡を 設定し、これに基づいて新たな信号光を走査 する。そして、画像形成部220は、これら三つ の円形の軌跡のそれぞれに沿った断層画像を 形成し、更に、画像処理部230は、各断層画像 に基づいて網膜厚を計測する。

 網膜厚の正常範囲の情報を予め記憶して� ��る場合、画像処理部230は、計測された網膜� ��が正常範囲に含まれるか否かを判定する。� ��制御部211は、この判定結果を表示部240に表� ��させる。なお、このような網膜厚に関する� ��理については、たとえば特願2007-45831号に記 載されている。以上で、図7に示す動作の説� �を終了する。

 図8に示すフローチャートを参照し、光画 像計測装置1の動作例を説明する。図6に示す� ��作例は、角膜曲率半径の標準値を被検眼Eの 角膜曲率半径とみなして眼球光学系の倍率を 求めている。一方、図8に示す動作例では、� �検眼Eの角膜曲率半径を求めて倍率の演算を� ��う。

 まず、図6の動作例と同様に、被検眼Eに� �する光学系のアライメントを行い(S21)、参照 ミラー174a、174bを移動し(S22)、眼底Efと角膜Ec� ��同時計測を実行する(S23)。干渉成分抽出部22 1は、検出信号から眼底成分と角膜成分を抽� �する(S24)。画像形成部220は、抽出された二つ の信号成分に基づいて眼底断層画像と角膜断 層画像を形成する(S25)。

 眼内距離演算部232は、眼底断層画像と角� ��断層画像を解析し、被検眼Eの角膜網膜間距 離を求める(S26)。

 また、角膜曲率演算部235は、角膜断層画� ��に基づいて、被検眼Eの角膜曲率半径を求め る(S27)。前述のように、角膜断層画像の代わ� ��に、同時計測時の参照ミラー174bの位置、つ まり第2の参照光LRbの光路長に基づいて角膜� �率半径を求めてもよい。

 ステップ26の処理とステップ27の処理を実 行する順序は任意である。また、これらの処 理を並行して実行することも可能である。

 倍率演算部233は、ステップ26で求められ� �角膜網膜間距離と、ステップ27で求められた 角膜曲率半径と、眼球光学情報212aとに基づ� �て、被検眼Eの眼球光学系の倍率を求める(S28 )。

 走査態様特定部234は、ステップ28で求めら� �た倍率と眼球モデルとに基づいて、被検眼E� ��網膜の所定位置に信号光LSを照射させるよ� �な信号光LSの走査態様を特定する(S29)。
 主制御部211は、ステップ29で特定された走� �態様に基づいて信号光を走査させつつ、本� �測を実行させる(S30)。画像形成部220は、本計 測で得られた検出信号に基づいて、網膜(眼� �Ef)の新たな断層画像を形成する(S31)。以上で 、図8に示す動作の説明を終了する。

[作用・効果]
 以上のような光画像計測装置1の作用及び効 果について説明する。

 光画像計測装置1は、次のように作用する 。まず、光画像計測装置1は、低コヒーレン� �光L0を信号光LSと参照光LRとに分割し、参照� �LRの光路を光路長の異なる二つの光路に分割 することで参照光LRを二つの参照光LRa、LRbに� ��割する。更に、光画像計測装置1は、これら 二つの光路をそれぞれ経由した参照光LRa、LRb と被検眼Eを経由した信号光LSとを干渉させて 、被検眼Eの二つの深度位置(眼底Ef、角膜Ec)� �それぞれにおける形態を反映した干渉光LCを 生成し、この干渉光LCを検出して検出信号を� ��成する。そして、光画像計測装置1は、この 検出信号に基づいて眼底断層画像と角膜断層 画像を形成し、これら断層画像を解析して被 検眼Eの所定の物理量(角膜網膜間距離)を求め る。

 このように作用する光画像計測装置1によ れば、被検眼Eの二つの部位(眼底Ef、角膜Ec)� �計測を同時に実行することができるので、� �れら二つの部位の断層画像に描写された被� �眼Eの物理量を高い確度で計測することが可� ��である。

 また、光画像計測装置1は、被検眼Eの所� �の物理量として求められた角膜網膜間距離� �基づいて、被検眼Eの眼球光学系の倍率を求� ��るように作用する。この処理においては、� ��膜曲率半径の標準値や、被検眼Eの角膜曲率 半径の測定値が使用される。また、この処理 は、角膜網膜間距離や眼球光学情報212aに基� �いて眼球モデルを形成し、この眼球モデル� �基づいて実行される。

 また、光画像計測装置1は、被検眼Eに対� �る信号光LSの照射位置を走査する走査ユニッ ト141を備えている。更に、光画像計測装置1� �、上記の眼球モデルと倍率に基づいて、網� �の所定位置に信号光を照射させるような信� �光の走査態様を特定し、この走査態様に応� �て信号光を走査して新たな眼底断層画像を� �成するように作用する。

 このような光画像計測装置1によれば、先 に取得された眼底断層画像と角膜断層画像に 基づいて被検眼Eの眼球光学系の倍率を推定� �、この推定値や眼球モデルに基づいて網膜� �所定位置の断層画像を取得することが可能� �ある。

 更に、光画像計測装置1は、この新たな断 層画像に基づいて被検眼Eの網膜厚を求める� �とが可能である。それにより、網膜の所定� �置における網膜厚を測定でき、たとえば網� �厚の評価を高い確度で行うことが可能とな� �。

 すなわち、従来では、眼球光学系の倍率� ��の影響により、網膜の所定位置(たとえば、 視神経乳頭中心を中心とし所定半径を有する 円形の軌跡)に信号光を正確に照射すること� �困難であった。一方、この実施形態によれ� �、取得された倍率や眼球モデルに基づいて� �信号光を目的の位置に高い確度で照射する� �とができ、それにより、網膜厚を高い確度� �評価することが可能である。

[変形例]
 以上に説明した構成は、この発明を好適に� ��施するための一例に過ぎない。この発明を� ��施しようとする者は、この発明の要旨の範� ��内における任意の変形を適宜に施すことが� ��能である。

 所定の物理量は、角膜網膜間距離に限定� ��れるものではない。たとえば、病変部のサ� ��ズ(面積、体積等)などを所定の物理量とし� �求めることが可能である。

 上記の実施形態では、被検眼Eの複数の断 層画像を解析することにより、被検眼Eの所� �の物理量を求めているが、断層画像の代わ� �に、CCD184からの検出信号や、この検出信号� �加工して得られる信号を解析することによ� �所定の物理量を求めることも可能である。

 たとえば、検出信号から抽出された眼底� ��分と角膜成分をそれぞれFFTして得られた信� ��に基づいて網膜表面と角膜前面の各位置(各 座標値)を特定することにより、角膜網膜間� �離を求めることが可能である。検出信号か� �断層画像を形成する処理が変わらない限り� �検出信号と断層画像とを同一視できる。よ� �て、この発明にいう「複数の断層画像を解� �して被測定物体の所定の物理量を求める」� �は、当該変形例で説明した処理も含まれる� �のとする。

 上記実施形態では、参照光LRの光路を二� �に分割し、被検眼Eの二つの部位を同時に計� ��しているが、参照光の光路を三つ以上に分� ��することにより被測定物体の三つ以上の部� ��を同時に計測するように構成することも可� ��である。

 参照光LRの光路を三つに分割する光学系� �構成例を図9に示す。なお、図9は、図4に示� �構成の一部を置換するものであり、この一� �とは、参照光LRの光路の濃度フィルタ173以降 の構成である。

 この構成例には、三つの参照ミラー174a、 174b、174cが設けられている。参照ミラー174a、 174b、174cは、参照ミラー駆動機構により、そ� ��ぞれ図9に示す両側矢印方向に沿って移動さ れる。

 濃度フィルタ173を透過した参照光LRは、� �ームスプリッタ175aにより二分割される。ビ� ��ムスプリッタ175aによる反射光(参照光LRb)は� ��参照ミラー174bに導かれる。

 ビームスプリッタ175aを透過した光は、ビ ームスプリッタ175bにより二分割される。ビ� �ムスプリッタ175bによる反射光(参照光LRc)は� �参照ミラー174cに導かれる。ビームスプリッ� ��175bを透過した光(参照光LRa)は、参照ミラー1 74aに導かれる。

 参照光LRa、LRb、LRcは、それぞれ、参照ミ� ��ー174a、174b、174cにより反射される。そして� ��これら参照光LRa、LRb、LRcは、ビームスプリ� ��タ175a、175bにより合成される(同じく参照光L Rと呼ぶ)。この参照光LRは、光カプラ162(図4を 参照)により信号光LSと重畳されて干渉光LCを� ��成する。この干渉光LCは、これら三つの光� �の光路長に対応する被検眼Eの三つの部位の� ��態を表す情報を含んでいる。

 スペクトロメータ180は、この干渉光LCの� �ペクトル成分を検出して検出信号を生成す� �。画像形成部220は、この検出信号から三つ� �信号成分を抽出し、各信号成分に基づいて� �検眼Eの三つの部位の断層画像を形成する。� ��析処理部231は、このような同時計測に基づ� ��三つの断層画像(のうちの少なくとも二つ)� �解析して所定の物理量を求める。参照光LRを 四つ以上に分割する場合についても同様であ る。

 参照光を分割するための構成は、上記実� ��形態のもの、つまりビームスプリッタを用� ��たものには限定されない。たとえば、参照� ��の一部分の光路長を延長する光学部材を用� ��て参照光を分割することが可能である。

 このような構成の例を図10に示す。光学� �材177は、OCTユニット150の内部の雰囲気(空気� ��)とは異なる屈折率を有する透光材料により 形成されている。光学部材177は、たとえばガ ラスブロックにより構成される。光学部材177 は、参照光LRの光路の一部、つまり参照光LR� �ビーム断面の一部領域のみを透過させる位� �に配置される。

 光学部材177を透過する参照光LRの一部(参� ��光LR1)は、光学部材177の影響により、光学部 材177を透過しない一部(参照光LR2)よりも光路� ��が長くなる。

 このような構成によっても、被検眼Eの複 数(二つ)の部位を同時計測することが可能で� ��る。

 なお、光路長の延長距離の異なる複数の� ��学部材を設けることにより、被検眼Eの三つ 以上の部位を同時計測することも可能である 。また、光路長の延長距離の異なる複数の光 学部材を選択的に光路上に配置させることに より、被検眼Eの様々な深度位置を選択的に� �時計測することが可能である。また、光路� �の延長距離を連続的に変更可能な光学部材� �設け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1 74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� �メラユニット1AやOCTユニット150を移動させて 信号光LSの光路長を変更することにより光路� ��差を変更することができる。また、特に被� ��定物体が生体部位でない場合などには、被� ��定物体を深度方向に移動させることにより� ��路長差を変更することも有効である。

 上記の実施形態におけるコンピュータプ� ��グラムを、コンピュータのドライブ装置に� ��って読み取り可能な任意の記録媒体に記憶� ��せることができる。この記録媒体としては� ��たとえば、光ディスク、光磁気ディスク(CD- ROM/DVD-RAM/DVD-ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードデ ィスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)� ��どを用いることが可能である。また、ハー� ��ディスクドライブやメモリ等の記憶装置に� ��憶させることも可能である。更に、インタ� ��ネットやLAN等のネットワークを通じてこの� ��ログラムを送受信することも可能である。