专利名称：眼科装置的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种眼科装置，其可以对在受检眼眼内的距离进行量测。
背景技术：
一般，利用超音波和利用光的方法被使用作为提供于在受检眼眼内的距离(例如眼轴长度)的量测的眼科装置。对于利用超音波的方法，例如下述的专利文献1所揭示。另外，关于利用光的方法，揭示于专利文献2。
在利用超音波的方法中，为了使超音波探针和受检眼的角膜接触(更正确的是通过液体或胶状超音波媒介，使其间接地接触)而进行量测，会有对受检者的精神与身体产生负担的问题。更者，因为在量测前必须要对受检眼进行消毒，有在作业上要花时间的问题，而对受检者也会有使负担变大的问题。另一方面，在利用光的方法中，因为对受检眼以非接触方式进行量测，与超音波的情形相较下，对受检者的负担小，另外也有不需要进行消毒等作业的优点。
在此，对与“实施发明的较佳型态”中所说明的作为本发明的眼科装置相关的先前技术，进行说明。此装置是融合眼底相机和应用OCT(OpticalCoherence Tomography)技术的装置(称之为光图像计测装置，光相干断层扫瞄等)而构成的。
图14表示先前普通眼底相机的外观结构的一例，图14表示内设在其中的光学系统结构的一例(例如，参照日本专利特开2004-350849号公报)。首先，参照图14，对先前的眼底相机1000的外观结构进行说明。该眼底相机1000具备台架3，该台架3以可在前后左右方向(水平方向)滑动的方式搭载于基座2上。在该台架3上，设置有检查者用以进行各种操作的操作面板及控制杆4。
检查者通过操作控制杆4，而能够使台架3在基座2上进行三维的自由移动。在控制杆4的顶部，配置有要求执行眼底拍摄时而按下的操作按钮4a。
在基座2上立设有支柱5，并且在该支柱5上，设置有用于载置被检查者的颚部的颚托6、及作为用以发出使受检眼E视线固定视的光源的外部视线固定视灯7。
在台架3上，搭载有容置存储眼底相机1000的各种光学系统与或控制系统的本体部8。另外，控制系统可以设在基座2或台架3的内部等中，也可以设在连接于眼底相机1000的电脑等的外部装置中。
在本体部8的受检眼E侧(图14的纸面的左方向)，设有与受检眼E相对向而配置的物镜部8A。又，在本体部8的检查者这一侧(图14的纸面的右方向)，设有用肉眼观察受检眼E的眼底的目镜部8b。
而且，本体部8上设置有用以拍摄受检眼E眼底的静止图像照相机9；及用以拍摄眼底的静止图像或动态图像的电视摄像机等摄像装置10。静止图像照相机9及摄像装置10可安装或脱离于本体部8。
静止图像照相机9，根据检查的目的或拍摄图像的保存方法等各种条件，可以适当使用搭载有CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semicondutor，互补金属氧化半导体)等摄像元件的数码相机(digital camera)、胶片相机(film camera)、一次成像相机(instant camera)等。在本体部8设有安装部8c，该安装部8c用于以可更换的方式安装这样的静止图像照相机9。
静止图像照像机9或摄像装置10为数码摄像方式的场合，可将该些摄影的眼底图像之影像数据，传送到与眼底相机1000连接的计算机等，在显示器上显示与观察眼底图像。又，可将图像数据传送到与眼底相机1000连接的图像记录装置，并数据库化，可用于作为制作电子病历的电子数据。
另外，在本体部8的检查者设有触摸屏11。该触摸屏11上显示根据从(数字方式的)静止图像照相机9或摄像装置10输出的图像信号而制作的受检眼E的眼底像。而且，在触摸屏11上，使以其画面中央为原点的二维坐标系重叠显示在眼底像上。当检查者在画面上触摸所要的位置时，显示与该触摸位置对应的坐标值。
接着，参照图15，说明眼底相机1000的光学系统的结构进行。眼底相机1000中设有照亮受检眼E的眼底Ef的照明光学系统100；以及将该照明光的眼底反射光引导向目镜部8b、静止图像照相机9、摄像装置10的拍摄光学系统120。
照明光学系统100包含观察光源101、聚光镜102、拍摄光源103、聚光镜104、激发滤光片105及106、环形透光板107、镜片108、液晶显示器109、照明光圈110、中继透镜111、开孔镜片112、物镜113而构成。
观察光源101，例如用卤素灯构成，发出观察眼底用的固定光(连续光)。聚光镜102为用以将观察光源发出的固定光(观察照明光)聚光，并使该观察照明光大致均匀地照射到受检眼底的光学元件。
拍摄光源103，例如由氙气灯构成，是在对眼底Ef进行拍摄时进行闪光的拍摄光源。聚光镜104是用以将拍摄光源103所发出的闪光(拍摄照明光)聚光，并使拍摄照明光均匀地照射到眼底Ef的光学元件。
激发滤光片105、106是在对眼底Ef的眼底像进行荧光拍摄时所使用的滤光片。激发滤光片105、106分别通过螺线管(solenoid)等驱动机构(未图示)而可插拔地设置在光路上。激发滤光片105在FAG(荧光素荧光造影)拍摄时配置在光路上。另一方面，激发滤光片106在ICG(靛青绿荧光造影)拍摄时配置在光路上。另外，在进行彩色拍摄时，激发滤光片105、106一同从光路上退出。
环形透光板107具备环形透光部107a，该环形透光部107a配置在与受检眼E的瞳孔共轭的位置上，并以照明光学系统100的光轴为中心。镜片108使观察光源101或拍摄光源103所发出的照明光，向拍摄光学系统120的光轴方向反射。液晶显示器109显示用以进行受检眼E的视线固定的视线固定标(未图示)。
照明光圈110是为了防闪等而阻挡一部分照明光的光圈构件。该照明光圈110可以在照明光学系统100的光轴方向上移动，因此，可以调整眼底Ef的照明区域。
开孔镜片112是将照明光学系统100的光轴与拍摄光学系统120的光轴合成的光学元件。在开孔镜片112的中心区域开有孔部112a。照明光学系统100的光轴与拍摄光学系统120的光轴在该孔部112a的大致中心位置交叉。物镜113设在本体部8的物镜部8a内。
具有这样的结构的照明光学系统100，是以下面所述的形态照亮眼底Ef。首先，在观察眼底时，点亮观察光源101，输出观察照明光。该观察照明光经过聚光镜102、104而照射环形透光板107，(此时，激发滤光片105、106从光路上退出)。通过环形透光板107的环形透光部107a的光由镜片108所反射，且经过液晶显示器109、照明光圈110及中继透镜111，并由开孔镜片112反射。由开孔镜片112反射的观察照明光沿拍摄光学系统120的光轴方向进行，经物镜113聚焦而射入受检眼E，照亮眼底Ef。
此时，由于环形透光板107配置在与受检眼E的瞳孔共轭的位置上，因此在瞳孔上形成射入受检眼E的观察照明光的环状像。观察照明光的眼底反射光，通过瞳孔上的环形像的中心暗部而从受检眼E射出。如此，可防止射入受检眼E的观察照明光，对眼底反射光的影响。
另一方面，在拍摄眼底Ef时，拍摄光源103进行闪光，且拍摄照明光通过同样的路径而照射到眼底Ef。当进行荧光拍摄时，根据是进行FAG拍摄还是进行ICG拍摄，而使激发滤光片105或106选择性地配置在光路上。
其次，说明拍摄光学系统120，拍摄光学系统120包含物镜113、开孔镜片112(的孔部112a)、拍摄光圈121、阻挡滤光片122及123、对焦透镜124、中继透镜125、拍摄透镜126、快速复原反射镜片(quick return mirror)127及拍摄媒体9a而构成。另外，拍摄媒体9a是静止图像照相机9的拍摄媒体(CCD、相机胶卷、一次成像胶卷等)。
通过瞳孔上的环状像的中心暗部而从受检眼E射出的照明光的眼底反射光，通过开孔镜片112的孔部112a而入射拍摄光圈121。开孔镜片112的是反射照明光的角膜反射光，并且不使角膜反射光混入到射入拍摄光圈121的眼底反射光中。以此，可抑制观察图像或拍摄图像上产生闪烁(flare)。
拍摄光圈121是形成有大小不同的多个圆形透光部的板状构件。多个透光部构成光圈值(F值)不同的光圈，通过未图示的驱动机构，选择性地将一个透光部配置在光路上。
阻挡滤光片122、123通过螺线管等的驱动机构(未图示)而可插拔地设置在光路上。在进行FAG拍摄时，使阻挡滤光片122配置在光路上，在进行ICG拍摄时，使阻挡滤光片123插在光路上。而且，在进行彩色拍摄时，阻挡滤光片122、123一同从光路上退出。
对焦透镜124可以通过未图示的驱动机构而在拍摄光学系统120的光轴方向上移动。以此，可以变更观察倍率或拍摄倍率，并可以进行眼底像的聚焦等。拍摄透镜126是使来自受检眼E的眼底反射光在拍摄媒体9a上成像的透镜。
快速复原反射镜片127设置成可以通过未图示的驱动机构而绕着旋转轴127a进行旋转。当以静止图像照相机9进行眼底Ef的拍摄时，将斜设在光路上的快速复原反射镜片127向上方掀起，从而将眼底反射光引导向拍摄媒体9a。另一方面，当通过摄像装置10进行眼底拍摄时或通过检查者的肉眼进行眼底观察时，快速复原反射镜片127斜设配置在光路上，从而使眼底反射光朝向上方反射。
拍摄光学系统120中更设有用以对由快速复原反射镜片127所反射的眼底反射光进行导向的向场透镜(视场透镜)128、切换镜片129、目镜130、中继透镜131、反射镜片132、拍摄透镜133及摄像元件10a。摄像元件10a是内设于摄像装置10中的CCD等摄像元件。在触摸屏11上，显示由摄像元件10a所拍摄的眼底图像Ef′。
切换镜片129与快速复原反射镜片127同样，能够以旋转轴129a为中心而旋转。该切换镜片129在通过肉眼进行观察时斜设在光路上，从而反射眼底反射光而将其引导向接目镜130。
另外，在使用摄像装置10拍摄眼底图像时，切换镜片129从光路退出，将眼底反射光导向摄像元件10a。在此场合，眼底反射光经过中继透镜131从镜片132反射，由拍摄透镜133在摄像元件10a上成像。
此种眼底相机1000，是用以观察眼底Ef的表面，即观察视网膜的状态的眼科装置。换言之，眼底相机1000，为从受检眼E的角膜方向所见的眼底Ef的二维眼底像的拍摄装置。另一方面，在视网膜的深层存在称为脉络膜或巩膜的组织，希望有观察该些深层组织的状态的技术，而近来观察该些深层组织的装置之实用化已有进步(例如参照日本专利特开2003-543号公报，特开2005-241464号公报)。
在日本专利特开2003-543号公报、特开2005-241464号公报中所揭示的光图像计测装置，是应用了所谓的OCT(Optical Coherence Tomography，光学相干断层成像)技术的光图像计测装置(也称为光学相干断层成像装置等)。这样的眼科装置是将低相干光分成两部分，将其中一部分(信号光)引导向眼底，将另一部分(参照光)引导向预定的参照物体，并且，对将经过眼底的信号光与由参照物体所反射的参照光重叠而获得的干涉光进行检测并解析，借此可以形成眼底表面乃至深层组织的断层图像。另外，光图像计测装置可以基于多数个断层图像，形成眼底的三维图像。另外，日本专利特开2003-543号公报所记载的光图像计测装置，一般称为傅立叶领域(Fourier domain)OCT等。
傅立叶领域OCT是通过扫描信号光并照射眼底，形成断层图像，其具有沿着扫描线的深度方向的断面。这种信号光的扫描称之为B扫描(例如参照非专利文件1NEDO workshop“人体之“窗”，从眼底观察(诊断)体内”-----驱使最新光学技术的生活习惯并的极早期诊断机器开发-----，举办日2005年4月25日)，互联网URLhttp//www.nedo.go.jp/informations/koubo/170627_2/besshi3.pdf)。
另外，在形成眼底的三维图像的场合，沿着多数条扫描线执行B扫描，在藉此得到的多数个断层图像实施补插处理，产生三维图像数据。此三维图像数据与X射线CT装置等的医疗用图像诊断装置相同，被称之为立体数据(volume data)或立体像素(voxel)等，是一种在排列成三维的各立体像素中分配图素数据(明亮、浓淡、颜色等的数据，亮度值或RGB等)的形态的图像数据。三维图像是显示出将立体数据加以绘制(rendering)而得到的、从预定视线方向来看的仿真三维图像。
受检眼的眼轴长度是例如使用在通过白内障手术而插入受检眼的眼内透镜(IOLintraocular lens)的定位等，需要要求高的量测精度。在利用超音波的眼轴长度量测中，因为超音波的波长是比较长的，与利用光的场合相较下，量测精度变低(因为会产生量测波的波长或以上的量测误差)。因此，在眼轴长度量测等的眼内的距离量测较佳是考虑使用光学的方法来进行。
发明内容
有鉴于以上所描述的事情，本发明的目的在于提供一种眼科装置，其可以通过新的光学方法，进行在眼内的距离量测。
为了达成上述目的，本发明提供一种眼科装置，其特征在于包括输出低相干光的光源、干涉光产生元件、检测元件对准元件以及眼内距离演算元件。干涉光产生元件将前述输出的低相干光分割成向受检眼的眼底的信号光和向参照物体的参照光，同时通过信号光路，使照射到受检眼并在眼底反射的信号光，以及通过参照光路并在前述参照物体反射的参照光进行重迭，产生干涉光。检测元件接受前述产生的干涉光，输出检测信号。对准元件进行形成前述信号光路的光学系统的相对于受检眼的对准。眼内距离演算元件基于前述信号光路的光路长、前述参照光路的光路长、受检眼和前述光学系统之间的前述对准的距离以及前述输出的检测信号，对前述信号光入射到受检眼的位置以及前述信号光在眼底反射的位置之间的眼内距离，进行演算。
发明效果本发明的眼科装置具备输出低相干光的光源；干涉光产生元件，将前述输出的低相干光分割成向受检眼的眼底的信号光和向参照物体的参照光，同时通过信号光路，使照射到受检眼并在眼底反射的信号光，以及通过参照光路并在前述参照物体反射的参照光进行重迭，产生干涉光；以及检测元件，接受前述产生的干涉光，输出检测信号。另外，设置对准元件，进行形成前述信号光路的光学系统的相对于受检眼的对准。另外，更具备眼内距离演算元件，其基于前述信号光路的光路长、前述参照光路的光路长、受检眼和前述光学系统之间的前述对准的距离以及前述输出的检测信号，对前述信号光入射到受检眼的位置以及前述信号光在眼底反射的位置之间的眼内距离，进行演算。
如此，根据本发明的眼科装置的话，可以通过与先前技术相异的光学方法，来进行在受检眼眼内的距离量测。
图1是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态的整体结构的一例的概略结构图。
图2是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态中内设在眼底相机单元内的对准光学系统的结构的一例的概略结构图。
图3是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态的对准动作的一个例子的概略图。
图4是表示本发明的眼底观察装置较佳的实施形态中内设在眼底相机单元内的扫描单元的结构的一例的概略结构图。
图5是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态中OCT单元的结构的一例的概略结构图。
图6是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态中演算控制装置的硬件结构的一例的概略方块图。
图7是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态的控制系统结构的一例的概略方块图。
图8是表示本发明的眼科装置中操作面板的外观结构的一个例子的示意图。
图9是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态中演算控制装置的控制系统结构的一例的概略方块图。
图10是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态的信号光的扫描形态的一例的概略图。图10(A)表示从信号光相对于受检眼的入射侧观察眼底时的信号光的扫描形态的一例。而且，图10(B)表示各扫描线上扫描点的排列形态的一例。
图11是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态的信号光的扫描形态、以及沿着各扫描线而形成的断层图像形态的一例的概略图。
图12是表示本发明的眼科装置较佳的实施形态的动作的一个例子的流程图。
图13是表示概略图，用来说明根据本发明的眼科装置较佳实施形态的变化例的眼内距离的演算态样。
图14是表示先前的眼科装置(眼底相机)的外观结构的一例的概略侧面图。
图15是表示先前的眼科装置(眼底相机)的内部结构(光学系统的结构)的一例的概略图。
具体实施例方式
以下参照图式对本发明实施形态的一例的眼科装置进行详细说明。又，对于与先前技术同样的构成部分，用与图14、图15同样符号。
首先，参考图1至图9，说明本实施例的眼科装置的结构。图1表示本实施例眼科装置1的全体结构的一个例子。图2表示此眼科装置的对准光学系统的结构的一个例子。图3表示使用此对准光学系统的对准动作的一个例子。图4表示该眼科装置1的眼底相机单元1A的扫描单元141的结构的一个例子。图5表示此眼科装置1的OCT单元150的结构的一个例子。图6表示此眼科装置1的演算控制装置200的硬件结构的一个例子。图7表示眼科装置1的控制系统的结构的一个例子。图8表示眼底相机单元1A中所设置的操作面板3a的结构的一个例子。图9表示演算控制装置200的控制系统的结构的一个例子。
整体结构如图1所示，眼科装置1包含作为眼底相机而发挥功能的眼底相机单元1A、存储光图像计测装置(OCT装置)的光学系统的OCT单元150、执行各种控制处理等的电脑200而构成。
连接线152的一端安装在OCT单元150上有。该连接线152的另一端上安装有连接部151。该连接部151安装在图15所示的安装部8c。而且，在连接线152的内部导通有光纤。OCT单元150与眼底相机单元1A经过连接线152而光学性连接。对于OCT单元150的详细结构，以下一边参照图3一边进行说明。
眼底相机单元的结构首先，参照图1至图4说明眼底相机单元1A。眼底相机单元1A是一种基于光学方式取得数据(摄像装置10、12检测出的数据)，形成受检眼的眼底的表面二维图像的装置，具有与图14所示先前的眼底相机1000大致相同的外观结构。而且，眼底相机单元1A与图14示先前的光学系统同样具备照明光学系统100，对受检眼E的眼底Ef进行照明；以及拍摄光学系统120，将该照明光的眼底反射光引导向摄像装置10。
另外，在后面会详述，但是在本实施形态的拍摄光学系统120的摄像装置10，为检测具有近红外区域的波长的照明光。在该拍摄光学系统120中，另外设有照明光摄像装置12，用以检测具有可视光区域的波长的照明光。而且，该拍摄光学系统120将由OCT单元150发出的信号光引导到眼底Ef，并且将经过眼底Ef的信号光引导到OCT单元。
照明光学系统100与先前同样，包含观察光源101、聚光镜102、拍摄光源103、聚光镜104、激发滤光片105及106、环形透光板107、镜片108、液晶显示器109、照明光圈110、中继透镜111、开孔镜片112、物镜113而构成。
观察光源101输出包含波长约400nm～700nm的范围的可视区域的照明光。该观察光源101相当于本发明的“可视光源”的一例。另外，该拍摄光源103输出包含波长约700nm～800nm的范围的近红外区域的照明光。该拍摄光源103输出的近红外光，设定成较在OCT单元150使用的光的波长短(后面再述)。
拍摄光学系统120包含物镜113、开孔镜片112(的孔部112a)、拍摄光圈121、阻挡滤光片122及123、对焦透镜124、中继透镜125、拍摄透镜126、分色镜134、向场透镜(视场透镜)128、半反射镜135、中继透镜131、分色镜136、拍摄透镜133、摄像装置10(摄像元件10a)、反射镜片137、拍摄透镜138、摄像装置12(摄像元件12a)、透镜139、及LCD(LiquiclCrystal Display，液晶显示器)而构成。
在本实施形态的拍摄光学系统120，与图15所示的先前的拍摄光学系统120不同，设有分色镜134、半反射镜片125、分色镜136、反射镜片137、拍摄透镜139及LCD140。
分色镜134为用以反射照明光学系统100发出的照明光的眼底反射光(包含波长约400nm～800nm的范围)，并且为可供由OCT单元的信号光(包含波长约800nm～900n范围，后述)透过的构造。
另外，分色镜136，可透过由照明光学系统100输出的具有可视区域的波长的照明光(由观察光源101输出的波长约400nm～700nm的可视光)，并可反射具有近红外区域的波长的照明光(由拍摄光源103输出的波长约700nm～800nm的近红外光)。
在LCD 140有显示内部视线固定标等。由该LCD 140发出的光经透镜139聚光的后，由半反射镜135反射，通过向场透镜128反射到分色镜136。然后，通过拍摄透镜126、中继透镜125、对焦透镜124、开孔镜片112(的孔部112a)、物镜113等，射入受检眼E。由此，该视线固定标等投影到受检眼E的眼底Ef。
摄像元件10a为内藏在电视相机等的摄像装置10的CCD或CMOS等的摄像元件，特别是检测近红外区域的波长的光(即摄像装置10为对近红外光领域的光具有感度的红外线电视相机)。该摄像装置10输出图像讯号，作为检测近红外光的结果。触摸屏11依据该图像讯号显示眼底Ef的表面的二维图像(眼底图像Ef’)。另外，该图像讯号被送到演算控制装置200，在其显示器(后述)显示眼底图像。又，使用该摄像装置10拍摄眼底时，可利用由照明光学系统100的拍摄光源103输出的近红外区域波长的照明光。
另一方面，摄像元件12a为内藏在电视相机等摄像装置12的CCD或MOS等的摄像元件，特别是检测可视光区域波长的光(即摄像装置12为对可见领域的光具有感度的电视相机)。该摄像装置12输出图像讯号，作为检测可视光的结果。该触膜屏11依据该图像讯号显示眼底Ef的表面的二维图像(眼底图像Ef’)。另外，该图像讯号被送到演算控制装置200，在其显示器(后述)显示眼底图像。又，使用该摄像装置12拍摄眼底时，可利用从照明光系统100的观察光源101输出的可视光区域波长的照明光。
本实施形态中的拍摄光学系统120中设有扫描单元141及透镜142。扫描单元141具备如下结构，即，在眼底Ef上扫描从OCT单元150所输出的光(信号光LS，后述)。
透镜142使来自OCT单元150的信号光LS通过连接线152，引导成为平行光束，并将其射入扫描单元141。而且，透镜142的作用为使经过扫描单元141而来的信号光LS的眼底反射光聚焦。
图4中表示扫描单元141的具体结构的一例。扫描单元141包含检流计镜(galvanometer mirror)141A、141B以及反射镜片141C、141D而构成。
检流计镜141A、141B设为可以分别以旋转轴141a、141b为中心而旋转。旋转轴141a、141b以相互正交的方式而配设。在图2中，检流计镜141A的旋转轴141a配设为平行于该图的纸面，且检流计镜141B的旋转轴141b配设为垂直于该图的纸面。即，检流计镜141B可以向图2中的两侧箭头所示方向旋转，检流计镜141A可以向正交于该两侧箭头的方向旋转。以此，该一对检流计镜141A、141B分别发挥作用，使信号光LS的反射方向变更为相互正交的方向。另外，检流计镜141A、141B的各个旋转动作是通过下述镜驱动机构(参考图7)而驱动。
由检流计镜141A、141B所反射的信号光LS，向与由反射镜片141C、141D所反射而入射至检流计镜141A时相同的方向行进。
另外，如上所述，连接线152的内部导通有光纤152a，该光纤152a的端面152b是与透镜142相对而配设。从该端面152b所射出的信号光LS朝向透镜142使束径逐渐放大而行进，但通过该透镜142而成为平行光束。相反，信号光LS的眼底反射光通过该透镜142而朝向端面152b聚焦。
半反射镜190倾斜设置于对焦透镜124和中继透镜125之间的光路上。此半反射镜190的作用是将如图2A所示的对准光学系统190A的光路和摄像光学系统120的光路(摄像光路)进行合成。此对准光学系统190A相当于本发明的「对准元件」的一个例子，所以是将使用在相对于受检眼E的光学系统的定位的对准亮点，投影到受检眼E的光学系统。
此对准亮点是使用于使受检眼E的角膜顶点与光学系统100、120的光轴一致的对准(图1所示的xy方向的对准)以及受检眼E和光学系统100、120之间的距离(图1的z轴；走行距离(working distance))的对准双方(例如，参照特开平11-4808号公报)。
如图2A所示，对准光学系统190A以包含半反射镜190、例如输出近红外光等的光(对准光)的LED等所构成的对准光源190a、导光体190b、反射镜190c、双孔光圈190d以及中继透镜190e而构成。
双孔光圈190d如图2B所示，具有两个孔部190d1、190d2。孔部190d1、190d2例如是形成在相对于例如园盘状的双孔光圈190d的中心位置190d3的对称位置上。双孔光圈190d配设成该中心位置190d3是位在对准光学系统190A的光轴上。
从导光体190b的射出端190β射出的对准光被反射镜190c反射，导入到双孔光圈190d。通过双孔光圈190d的孔部190d1、190d2的对准光(的一部份)经由中继透镜190e，被半反射镜190反射，导入开孔镜片112。此时，中继透镜190e使导光体190b的射出端190β的像，在开孔镜片112的孔部112a的中央位置(拍摄光学系统120的光轴上的位置)上，进行中间成像。通过开孔镜片112的孔部112a的对准光通过物镜113，被投影到受检眼E的角膜上。
在此，当受检眼E和眼底相机单元1A(物镜113)的位置关系为适当的场合时，亦即受检眼E和眼底相机单元1A(物镜113)之间的距离为适当的，且眼底相机单元1A的光学系统的光轴和受检眼E的眼轴(角膜顶点位置)是(几乎)一致的时候，由双孔光圈190d所形成的两个光束(对准光束)投影到受检眼E，以在角膜顶点和角膜曲率中心的中间位置分别成像。
两个对准光束(对准光)的角膜反射光通过摄像光学系统120，被摄像元件10a接收。摄像元件10a产生的摄像图像显示在触摸屏11和演算控制装置200的显示器(后述)等的显示器上。此时的对准光的显示态样如图3所示。
图3中的符号S表示具有括号形状的尺标(scale)，符号P1、P2表示两个对准光述的受光像(对准亮点)。还有，尺标S是以其中心位置与摄像光学系统120的光轴一致的方式，显示在触摸屏11上。
受检眼E的位置和眼底相机单元1A的位置在上下方向(y方向)或左右方向(X方向)偏移的情形下，如图3A所示，对准亮点P1、P2是显示在相对于尺标S向上下方向或左右方向偏移的位置上。另外，在走行距离不适当的场合下，对准亮点P1、P2分别显示在个别的位置上。
另一方面，在受检眼E和眼底相机单元1A的xy方向的位置是一致的，而且走行距离为适当的场合时，对准亮点P1、P2则如图3B所示，以彼此重迭的状态，显示在尺标S内。检测者以使对准亮点P1、P2彼此重迭的方式，并且使其显示在尺标S内的方式，对受检眼E和眼底相机单元1A的位置关系进行调整，藉此进行对准。
OCT单元的结构接着，参照图5说明OCT单元150的结构。如同图所示，OCT单元150是一种装置，其基于利用光学扫描所取得的数据(利用后述的CCD检测出的数据)，形成前述眼底的断层图像，为与旧有的光图像计测装置大致相同的光学系统，亦即具备干涉计，将从光源输出的光分割成参照光和信号光，将经过参照物体的参照光和经过被测定物体(眼底Ef)的信号光进行重叠，以产生干涉光；以及将作为检测该干涉光的结果的信号输出到演算控制装置200的元件。演算控制装置分析此信号，形成被测定物体(眼底Ef)的图像。
低相干光源160是由输出低相干光L0的超级发光二极管(SLD，superluminescent diode)或发光二极管(LED，light-emitting diode)等的宽带光源所构成。该低相干光L0例如具有近红外区域的波长，并且具有数十微米左右的时间性相干长度的光。从该低相干光源160输出的低相干光LO，具有比眼底相机单元1A的照明光(波长约400nm～800nm)更长的波长，例如含有约800nm～900nm范围的波长。该低相干光源160相当于本发明的“光源”的一例。
从低相干光源160所输出的低相干光L0，例如通过由单模光缆(single-mode fiber)或极化保持光纤(polarization maintaining fiber)所构成的光纤161，被引导向光耦合器(coupler)162，由该光耦合器162将该低相干光源LO分割为参照光LR与信号光LS。
另外，光耦合器162具有光分割元件(分光器)及光重叠的元件(耦合器)双方的功能，但惯用名叫“光耦合器”。
从光耦合器162发生的参照光LR，被由单模光纤等构成的光纤163引导，从光纤端面射出，所射出的参照光LR通过准直透镜171，成为平行光束后，经过玻璃块172及密度滤光片173，并由参照镜片174(参照物体)而反射。
由参照镜片174所反射的参照光LR再次经过密度滤光片173及玻璃块172，并通过准直透镜171而在光纤163的光纤端面上聚光。所聚光的参照光LR通过光纤163而被引导向光耦合器162。
另外，玻璃块172及密度滤光片173，是作为用以使参照光LR与信号光LS的光路长度(光学距离)一致的延迟元件而发挥作用，而且作为用以使参照光LR与信号光LS的色散特性一致的元件而发挥作用。
又，参照镜174为可沿参照光LR的进行方向(图5所示的箭头方向)移动的构造。因此，能够对应受检眼E的眼轴长度，确保参照光LR的光路长度。另外，参照镜174的移动可利用含有电动等的驱动装置的驱动机构(后述的参照镜片驱动机构243，参照图7)进行。
另一方面，从光耦合器162发生的信号光LS，由单模光纤等构成的光纤164引导至连接线152的端部。在连接线152的内部导通有光纤152a。此处，光纤164与光纤152a可以由单一的光纤而构成，而且，也可以是将各个端面接合而一体形成的光纤。总的，光纤164、152a只要可以在眼底相机单元1A与OCT单元150的间传送信号光LS即可。
信号光LS在连接线152内部被引导而被导向眼底相机单元1A。而且，信号光LS经过透镜142、扫描单元141、分色镜134、拍摄透镜126、中继透镜125、对焦透镜124、拍摄光圈121、开孔镜片112的孔部112a与物镜113，而入射受检眼E(此时，如下所述，阻挡滤光片122、123分别从光路中退出)。
入射受检眼E的信号光LS在眼底(视网膜)Ef上成像并反射。此时，信号光LS不仅被眼底Ef的表面反射，也到达眼底Ef的深部区域并在折射率边界上产生散射。以此，信号光LS的眼底反射光成为包含反映眼底Ef的表面形态的信息、及反映在深部组织的折射率边界的背后散射(backscattering)的状态的信息的光。将该光简称为“信号光LS的眼底反射光”。
信号光LS的眼底反射光向上述路径的相反方向行进，在光纤152a的端面152b上聚光，通过该光纤152而入射至OCT单元150，并通过光纤164而返回到光耦合器162。光耦合器162使该信号光LS与由参照镜片174所反射的参照光LR重叠，产生干涉光LC。所产生的干涉光LC通过单摸光纤等构成的光纤165，被引导向分光仪180。
此处，本发明的“干涉光产生元件”由至少包含光耦合器162、光纤163、164与参照镜片174的干涉仪所构成。另外，本实施形态中是采用了迈克尔逊型干涉仪(Michelson interferometer)，但也可以适当采用例如马赫-曾德(Mach-Zehnder)型等任意类型的干涉仪。
分光仪(spectrometer)180包含准直透镜181、衍射光栅182、成像透镜183与CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)184而构成。本实施形态的衍射光栅182是透过型衍射光栅，但当然也可以使用反射型衍射光栅。而且，当然也可以应用其它光检测元件(检测机构)来代替CCD184。如上述的光检测元件为相当本发明的“检测装置”的一例。
入射至分光仪180的干涉光LC通过准直透镜181而成为平行光束之后，被衍射光栅182分光(光谱分解)。所分光的干涉光LC通过成像透镜183而在CCD184的摄像面上成像。CCD184接收该干涉光LC并将其转换为电气检测信号，且将该检测信号输出到演算控制装置200中。
演算控制装置的构造其次，说明演算控制装置200的构造。演算控制装置200进行以下处理分析由OCT单元150的分光仪180的CCD184输入的检测信号，形成受检眼E的眼底Ef的断层图像。此时的分析方法与先前的傅立叶区域OCT的方法相同。
另外，演算控制装置200进行以下处理依据由眼底相机单元1A的摄像装置10、12输出的图像信号，形成眼底Ef的表面(网膜)形态的二维图像(的图像数据)。
而且，演算控制装置200执行眼底相机单元1A的各部分的控制、以及OCT单元150的各部分的控制。
作为眼底相机单元1A的控制，例如进行观察光源101或拍摄光源103的照明光的输出控制、激发滤光片105、106或阻挡滤光片122、123在光路上的插入/退出动作的控制、液晶显示器140的显示动作的控制、照明光圈110的移动控制(光圈值的控制)、拍摄光圈121的光圈值的控制、对焦透镜124的移动控制的控制等、对准光源190a点亮和熄灭动作的控制、对扫描单元141内的检流计镜141A、141B的旋转动作等进行控制。
另一方面，OCT单元150的控制，是进行低相干光源160的低相干光的输出控制、参照镜174的移动控制、CCD184的蓄积时间的控制等。
参照图4，对如上所述发挥作用的演算控制装置200的硬件结构进行说明。演算控制装置200具备与先前的电脑同样的硬件结构。具体而言，包含微处理器201(CPU，MPU等)、RAM 202、ROM 203、硬盘驱动器(HDD，Hard Disk Driver)204、键盘205、鼠标206、显示器207、图像形成板208及通信接口(I/F)209。这些各个部分是通过总线200a而连接。
微处理器201将存储在硬盘驱动器204中的控制程序204a展开到RAM202上，以此在本发明中执行特征性动作。
而且，CPU201执行上述装置各部分的控制、或各种运算处理等。而且，执行与来自键盘205或鼠标206的操作信号对应的装置各个部分的控制、显示器207的显示处理的控制、通信接口208的各种数据或控制信号等的发送接收处理的控制等。
键盘205、鼠标206及显示器207是作为眼科装置1的用户接口而使用的。键盘205是作为用以键入字符或数字等的设备而使用。鼠标206是作为用以对显示器207的显示画面进行各种输入操作的设备。
而且，显示器207是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)或CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)等任意的显示设备，其显示由眼科装置1所形成的眼底Ef的图像，或显示各种操作画面或设定画面等。
另外，眼科装置1的用户接口并不限定于这样的结构，也可以使用例如轨迹球(track ball)、控制杆、触摸面板式LCD、用于眼科检查的控制面板等具备显示输出各种信息的功能以及输入各种信息的功能的任意用户接口机构而构成。
图像形成板208为处理形成受检眼E的眼底Ef的图像(图像数据)的专用电子电路。在该图像形成板208设有眼底图像形成板208a及OCT图像形成板208b。眼底图像形成板208a的动作，为依据眼底相机单元1A的摄像装置10，或摄像装置12的图像信号形成眼底图像的图像数据的专用电子电路。又，OCT图像形成板208b的动作为依据OCT单元150的分光仪180的CCD184的检测信号形成眼底Ef的断层图像的图像数据的专用电子电路。因设有上述的图像形成板208，可提高形成眼底图像和断层图像的图像数据的处理的处理速度。
通信接口209进行以下处理将来自微处理器201的控制信号发送到眼底相机单元1A或OCT单元150。另外，通信接口209进行以下处理接收由眼底相机单元1A的摄像装置10、12输出的图像信号，或从OCT单元150的CCD 184输出的检测信号，进行对图像形成板208的输入等。此时，通信接口209的动作为将从摄像装置10、12的图像信号输入眼底图像形成板208a，将从CCD184的检测信号输入OCT图像形成板208b。
而且，当演算控制装置200连接于LAN(Local Area Network，局域网)或互联网等网络时，在通信接口209中可以具备局域网卡等网络适配器(network adapter)或调制解调器(modem)等通信设备，并能够经过该网络而进行数据通信。此时，可以设置用于存储控制程序204a的服务器，并且，将演算控制装置200构成为该服务器的客户终端。
控制系统的结构参照图7-9，对具有如上所述结构的眼科装置1的控制系统的结构进行说明。在图7所示的方块图中，特别记载在眼科装置1具备的结构中关于本发明的动作和处理相关的部分。另外，在图8记载设置在眼底相机1A的操作面板3a结构的一个例子。在图9所示的方块图中，记载演算控制装置200的详细结构。
眼科装置1的控制系统是以演算控制装置200的控制部210为中心而构成的。控制部210包含CPU 201、RAM 202、ROM 203、硬盘驱动器204(控制程序204a)、通信接口209而构成。
控制部210通过根据控制程序204a而动作的微处理器201，执行上述控制处理。尤其是，执行眼底相机单元1A的镜片驱动机构241、242的控制，从而能够使检流计镜141A、141B分别独立动作，或者是执行参照镜片驱动机构243的控制，而使参照镜片174在参照光LR的行进方向上移动，或者对准光源190a的动作(点亮/熄灭)控制等等。
而且，控制部210执行如下控制将由眼科装置1所拍摄的两种图像，即，通过眼底相机单元1A所获得的眼底Ef表面的二维图像(眼底图像Ef)、以及基于由OCT单元150所获得的检测信号而形成的眼底Ef的断层图像(或基于断层图像而形成的三维图像)，并列显示在用户接口240的显示器207上。该些眼底图像，可分别在显示器207显示，也可以并排同时显示。另外，关于控制部200的详细结构，后面会基于图7来说明。
图像形成部图像形成部220为进行依据眼底相机单元1A的摄像装置10、12的图像信号，形成眼底图像的图像数据的处理，以及依据OCT单元150的CCD184的检测信号，形成眼底图像的图像数据的处理。图像形成部220为包含图像形成板208的结构。图像形成部220相当于本发明的“图像形成装置”的一个例子。另外，“图像”以及与其对应的“图像数据”也有视作相同的情况。
图像形成部220与眼底相机单元1A和OCT单元150一起够成本发明的「图像形成元件」的一个例子。在此，为了取得眼底Ef的表面二维图像的眼底相机单元1A的各部分和图像形成部220是相当于本发明的「第一图像形成元件」。另外，为了取得眼底Ef的断层图像的眼底相机单元1A的各部分、OCT单元150和图像形成部220是相当于本发明的「第二图像形成元件」。
图像处理部图像处理部230为进行对图像形成部220形成的图像的图像数据，实施各种图像处理的装置。例如，进行依据由OCT单元150的检测信号，依据眼底Ef的断层图像，形成眼底Ef的三维图像的图像数据的处理，或进行眼底图像的亮度调整等各种修正处理等。
在此，所谓的三维图像的图像数据是将排列成三维的多数个立体像素(voxel)分别赋予像素值而构成的一种图像数据，也称为立体数据(volumndata)或voxel数据等等。在显示基于立体数据的图像时，图像处理部230对此体数据进行绘制(rendering)(立体绘制或MIP(Maximum IntensityProjection最大值投影))，形成从特定视线方向观看时的仿真三维图像的图像数据。基于此图像数据的仿真三维图像则显示在显示器207等的显示装置上。
用户接口如图9所示，用户接口(User Interface，UI)240具备由显示器207等的显示装置所构成的显示部240A、以及由键盘205或鼠标206等操作设备所构成的操作部240B。
操作面板对眼底相机单元1A的操作面板3a进行说明。例如如图14所示，此操作面板3a是配设在眼底相机单元1A的架台上。本实施例的操作面板3a与在背景技术段落中所说明的旧有结构不同，其设置有为了取得眼底Ef的表面二维图像而使用于操作要求的输入的操作部；以及为了取得眼底Ef的断层图像而使用于操作输入的操作部(旧有结构只有前者的操作部)。通过此方式，也可以和操作旧有的眼底摄影机时相同的要领，进行对OCT的操作。
如图8所示，在本实施例的操作面板3a，设置有菜单切换键301、裂像(split)切换键302、摄影光量切换键303、观察光量切换键304、颚托切换键305、摄影切换键306、焦段切换键307、图像替换切换键308、固定视线标替换切换键309、固定视线标位置调整切换键310、固定视线标尺寸替换切换键311以及模式替换旋钮312。按键菜单切换键301是一种切换键，其用来操作以显示用户为了选择指定各种菜单(摄影眼底Ef的表面二维图像或断层图像等时的摄影菜单，为了进行各种设定输入的设定菜单等等)的预定菜单画面。当操作此菜单切换键301，其操作信号输入到控制部210。控制部210对应此操作信号的输入，使菜单显示在触摸屏11或显示部240A。另外，在眼底相机单元1A上设置控制部(未图标)，也可以使该控制部将菜单画面显示在触摸屏11上。
分割切换键302是用在切换对焦用的裂像亮线(参照如特开平9-66031等，也称为裂像视标或裂像标记等)的点亮与熄灭的切换。另外，为了使此裂像亮线投影在受检眼的E的结构(裂像亮线投影部)，例如是放置在眼底相机单元1A内(在图1中被省略)。当操作分割切换键302时，该操作信号输入到控制部210(或眼底相机单元1A内的上述控制部，以下也相同)。控制部210对应该操作信号的输入，控制裂像亮线投影部，使裂像亮线投影到受检眼E。
摄影光量切换键303是一种切换键，其操作用来对应受检眼E的状态(例如水晶体的混浊度等)等，调整摄影光源103的输出光量(摄影光量)。在此摄影光量切换键303设有为了增加摄影光量的摄影光量增加切换键“+”、为了减少摄影光量的摄影光量减少切换键“-”以及为了将摄影光量设定在预定的初期值(内设值)的复位切换键(中央按钮)。当操作摄影光量切换键303的其中一个，该操作信号输入到控制部210。控制部210对应该输入的操作信号，控制摄影光源103，调整摄影光量。
观察光量切换键304是一种切换键，被操作用来调整观察光源101的输出光量(观察光量)。在此观察光量切换键304设有例如为了调整观察光源101的输出光量(观察光量)的观察光量增加切换键“+”和为了减少观察光量的观察光量减少切换键“-”。当操作观察光量切换键304的其中一个，该操作信号输入到控制部210。控制部210对应所输入的操作信号，控制观察光源101，调整观察光量。
颚托切换键305是让图14所示的颚托6的位置进行移动的切换键。在颚托切换键305设置有例如使颚托6向上移动的向上移动切换键(向上的三角形)和使颚托向下移动的向下切换键(向下的三角形)。当操作颚托切换键305的其中一个，该操作信号输入到控制部210。控制部210对应该输入的操作信号，控制颚托移动机构(未图标)，使颚托6往上方或下方移动。
摄影切换键306是一种切换键，作为触发键(trigger switch)而操作，用来取得眼底Ef的表面二维图像或眼底Ef的断层图像。当摄影二维图像的菜单被选择时，若摄影切换键306被操作，接受该操作信号的控制部210会控制摄影光源103而使摄影照明光输出，同时基于从检测该眼底反射光的摄像装置10所输出的图像信号，使眼底Ef的表面二维图像显示在显示部240A或触摸屏11。另一方面，当取得断层图像的菜单被选择时，若摄影切换键306被操作，接受该操作信号的控制部210会控制低相干光源160而使低相干光L0输出，控制检流计镜141A、141B并使信号光LS扫描，同时基于检测干涉光LC的CCD 184所输出的检测信号，使图像形成部220(及图像处理部230)形成的眼底Ef断层图像显示在显示部240A或触摸屏11。
焦段切换键307是一种切换键，被操作用来变更眼底Ef的摄影时的画角(变焦倍率)。在每次操作此焦段切换键307时，例如交替地设定成摄影画角为45度和22.5度。当操作此焦段切换键307，接受该操作信号的控制部210控制未图标的对焦透镜驱动机构，使对焦透镜124在光轴方向上移动，以变更摄影画角。
图像切换键308是一种被操作用来切换显示图像的切换键。当眼底观察图像(来自摄像装置12的图像信号)显示在显示部240A或触摸屏11时，若操作图像切换键308，接受此操作信号的控制部210使眼底Ef的断层图像显示在显示部240A或触摸屏11。另一方面，当断层图像显示在显示部240A或触摸屏11时，若操作图像切换键308，接受此操作信号的控制部210使眼底观察图像显示在显示部240A或触摸屏11。
固定视线标替换切换键309是被操作用来对利用LCD的内部固定视线标的显示位置(即在眼底Ef的内部固定视线标的投影位置)进行切换的切换键。通过操作此固定视线标替换切换键309，使内部固定视线标的显示位置例如在“为了取得眼底中心的周边区域的图像的固定视线位置”、“为了取得黄斑的周边区域的图像的固定视线位置”、“为了取得视神经乳突的周边区域的图像的固定视线位置”之间做巡回替换。控制部210对应来自固定视线标替换切换键309的操作信号，使内部固定视线标显示在LCD 140的表面上的相异位置。另外，对应上述三个固定视线位置的内部固定视线标的显示位置是例如基于临床数据而预先设定的，或者是对每个受检眼E(眼底Ef的图像)事先设定。
固定视线标位置调整切换键310是被操作用来调整内部固定视线标的显示位置的切换键。在此固定视线标位置调整切换键上设置有使内部固定视线标的显示位置往上方移动的上方移动切换键、使往下方移动的下方移动切换键、使往左方移动的左方移动切换键、使往右方移动的右方移动切换键、使移动到预定初期位置(内设位置)的复位切换键。控制部210当接受到来自上述任一切换键的操作信号时，对应该操作信号控制LCD 140，藉此使内部固定视线标的显示位置移动。
固定视线标尺寸替换切换键311是被操作用来变更内部固定视线标的尺寸的切换键。当操作此固定视线标尺寸替换切换键311，接受该操作信号的控制部210变更显示在LCD 140上的内部固定视线标的显示尺寸。内部固定视线标的显示尺寸例如在“一般尺寸”和“加大尺寸”之间交互切换。藉此，变更投影在眼底Ef的固定视线标的投影像的尺寸。控制部210当接受到来自固定视线标尺寸替换切换键311的操作信号，对应该操作信号控制LCD 140，藉此变更内部固定视线标的显示尺寸。
模式替换旋钮312是一种被旋转操作、用以选择各种摄影模式(对眼底Ef的二维图像进行摄影的眼底摄影模式、进行信号光LS的B扫描的B扫描模式、使信号光LS进行三维扫描的三维扫描模式等等)的旋钮。另外，此模式替换旋钮312也可以选择再生模式，其用以对取得的眼底Ef二维图像或断层图像进行再生显示。另外，也可以选择摄影模式，控制成在信号光LS的扫描后立刻进行眼底摄影。进行上述各模式的控制是由控制部210执行。
以下，分别说明利用控制部210所进行的信号光LS的扫描的控制形态，以及利用图像形成部220与图像处理部230对OCT单元150的检测信号的处理状态。另外，对眼底相机单元1A的图像信号的图像形成部220等的处理，与先前的处理相同，故省略。
关于信号光的扫描信号光LS的扫描如上所述，是通过变更眼底相机单元1A的扫描单元141的检流计镜141A、141B的反射面的朝向而进行。控制部210分别控制镜片驱动机构241、242，以此分别变更检流计镜141A、141B的反射面的朝向，从而在眼底Ef上扫描信号光LS。
当变更检流计镜141A的反射面的朝向时，在眼底Ef的水平方向上(图1的x方向)扫描信号光LS。另一方面，当变更检流计镜141B的反射面的朝向时，在眼底Ef的垂直方向(图1的y方向)上扫描信号光LS。而且，同时变更检流计镜141A、141B两者的反射面的朝向，以此可以在将x方向与y方向合成的方向上扫描信号光LS。即，通过控制这两个检流计镜141A、141B，可以在xy平面上的任意方向上扫描信号光LS。
图10表示用以形成眼底Ef的图像的信号光LS的扫描形态的一例。图10(A)表示从信号光LS入射受检眼E的方向观察眼底Ef(也就是从图1的-z方向观察+z方向)时，信号光LS的扫描形态的一例。而且，图10(B)表示眼底Ef上的各扫描线上扫描点的排列形态的一例。
如图10(A)所示，在预先设定的矩形扫描区域R内扫描信号光LS。在该扫描区域R内，在x方向上设定有多条(m条)扫描线R1～Rm。当沿着各扫描线Ri(i＝1～m)扫描信号光LS时，产生干涉光LC的检测信号。
此处，将各扫描线Ri的方向称为“主扫描方向”，将与该方向正交的方向称为“副扫描方向”。因此，在主扫描方向上扫描信号光LS是通过变更检流计镜141A的反射面的朝向而进行，在副扫描方向上的扫描是通过变更检流计镜141B的反射面的朝向而进行。
在各扫描线Ri上，如图10(B)所示，预先设定有多个(n个)扫描点Ri1～Rin。
为了执行图10所示的扫描，控制部210首先控制检流计镜141A、141B，将对眼底Ef的信号光LS的入射目标设定为第1扫描线R1上的扫描开始位置RS(扫描点R11)。接着，控制部210控制低相干光源160，使低相干光L0闪光，并使信号光LS入射于扫描开始位置RS。CCD 184接收该信号光LS的扫描开始位置RS上因眼底反射光而来的干涉光LC，并将检测信号输出至控制部210。
接着，控制部210控制检流计镜141A，并在主扫描方向上扫描信号光LS，将该入射目标设定为扫描点R12，使低相干光L0闪光而使信号光LS入射到扫描点R12。CCD 184接收该信号光LS的扫描点R12上因眼底反射光而来的干涉光LC，并将检测信号输出至控制部210。
控制部210同样，一边将信号光LS的入射目标依次移动为扫描点R13、R14、...、R1(n-1)、R1n，一边在各扫描点上使低相干光L0闪光，以此获取与各扫描点的干涉光LC相对应地从CCD 184所输出的检测信号。
当第1扫描线R1的最后的扫描点R1n上的计测结束时，控制部210同时控制检流计镜141A、141B，使信号光LS的入射目标沿着换线扫描r而移动到第2扫描线R2最初的扫描点R21为止。而且，对该第2扫描线R2的各扫描点R2j(j＝1～n)进行上述计测，以此分别获取对应于各扫描点R2j的检测信号。
同样，分别对第3扫描线R3、...、第m-1扫描线R(m-1)、第m扫描线Rm进行计测，从而获取对应于各扫描点的检测信号。另外，扫描线Rm上的符号RE是对应于扫描点Rmn的扫描结束位置。
以此，控制部210获取对应于扫描区域R内的m×n个扫描点Rij(i＝1～m，j＝1～n)的m×n个检测信号。以下，将对应于扫描点Rij的检测信号表示为Dij。
如上所述的扫描点的移动与低相干光L0的输出的连动控制，例如，可以通过使控制信号相对于镜片驱动机构241、242的发送时序(timing)、与控制信号(输出要求信号)相对于低相干光源160的发送时序互相同步而实现。
当控制部210如上所述使各检流计镜141A、141B动作时，存储有各扫描线Ri的位置或各扫描点Rij的位置(xy坐标系中的坐标)，作为表示其动作内容的信息。该存储内容(扫描位置信息)与先前同样用于图像形成处理中。
关于图像形成处理以下，针对图像处理部220及图像形成处理部230的OCT图像有关的处理，说明其中之一例。
图像处理部220执行沿着各扫描线Ri(主扫描方向)的眼底Ef的断层图像形成处理。另外，图像处理部230进行基于图像形成部220形成的断层图像的眼底Ef的三维图像的形成处理等。
图像形成部220的断层图像的形成处理与先前同样，包含两阶段的运算处理。在第1阶段的运算处理，根据对应于各扫描点Rij的检测信号Dij，形成在该扫描点Rij的眼底Ef的深度方向(图1所示z方向)的图像。
图11表示由图像处理部220所形成的断层图像(群)的形态。在第2阶段的运算处理，对于各扫描线Ri，根据其上的n个扫描点Ri1～Rin上的深度方向的图像，形成沿着该扫描线Ri的眼底Ef的断层图像Gi。此时，图像形成部220参照各扫描点Ri1～Rin的位置信息(上述扫描位置信息)，决定各扫描点Ri1～Rin的排列及间隔，并形成该扫描线Ri。经过以上的处理，可获得副扫描方向(y方向)上不同位置上的m个断层图像(断层图像群)G1～Gm。
接着，说明图像处理部230的眼底Ef的三维图像的形成处理。眼底Ef的三维图像是根据通过上述运算处理所获得的m个断层图像而形成。图像处理部220进行在邻接的断层图像Gi、G(i+1)之间内插图像的众所周知的内插处理等，从而形成眼底Ef的三维图像。
此时，图像处理部230参照各扫描线Ri的位置信息而决定各扫描线Ri的排列及间隔，从而形成该三维图像。该三维图像中，根据各扫描点Rij的位置信息(上述扫描位置信息)与深度方向的图像的z坐标，设定三维坐标系(x、y、z)。
而且，图像处理部230根据该三维图像，可以形成主扫描方向(x方向)以外的任意方向的剖面上眼底Ef的断层图像。当指定剖面时，图像处理部230确定该指定剖面上的各扫描点(及/或所内插的深度方向的图像)的位置，并从三维图像中抽取各确定位置上深度方向的图像(及/或所内插的深度方向的图像)，且通过将所抽取的多个深度方向的图像进行排列而形成该指定剖面上眼底Ef的断层图像。
另外，图11所示的图像Gmj表示扫描线Rm上的扫描点Rmj上深度方向(z方向)的图像。同样，可用“图像Gij”表示在上述第1阶段的运算处理中所形成的、各扫描线Ri上的各扫描点Rij上深度方向的图像。
演算控制装置的详细结构一面参照图9一面说明关于演算控制装置200的控制部210的详细结构。在控制部210，设置有主控制部211、图像记忆部212、信息记忆部213以及眼内距离演算部214。
主控制部主控制部211架构成包含微处理器201等，进行眼科装置1的各部分的控制(前述)。
图像记忆部图像记忆部212记忆图像形成部220所形成的眼底Ef的表面的二维图像(眼底图像)的图像数据。另外，也可以对基于断层图像的图像数据的数据进行记忆。该数据是将从CCD 184输入的检测信号(干涉光LC的光谱数据)进行傅立叶转换而得到的，其为表示对应眼底Ef深度的信号强度的数据。通过将每个深度的信号强度的数据(信号强度数据)进行图像化，形成断层图像的图像数据。
对图像记忆部212的图像数据的记忆处理以及从图像记忆部212的图像数据读出处理，是通过主控制部211而执行。图像记忆部212是以包含硬盘驱动器204等的记忆装置而构成的。
信息记忆部信息记忆部213是将提供给利用演算控制装置200的演算处理和控制处理的各种信息进行记忆，其以包含硬盘驱动器等的记忆装置而构成。在本实施例的信息记忆部213中，记忆有信号光路长信息213a、参照光路长信息213b以及对准位置信息213c。
信号光路长信息213a是表示信号光LS的光路(信号光路)的长度的信息。也就是说，表示从OCT单元150的光耦合器162，经过光纤164、连接线152内的光纤152a、透镜142、扫描单元141、分色镜134、摄像透镜126、中继透镜125、半反射镜190、对焦透镜124、摄像光圈121、开孔光圈112的孔部112a，到达物镜113的光路长度。信号光LS的光路长是根据眼科装置1的光学系统的设计来决定的。信号光路长信息213a是预先记忆在信息记忆部213中。
参照光路长信息213b表示参照光LR的光路(参照光路)的长度的信息。参照镜174示通过主控制部211的控制而移动。更具体的来说，主控制部211对参照镜驱动机构243传送对应于目标的移动距离的数目的驱动脉波。参照镜驱动机构243基于此驱动脉波使参照镜移动。
在此，参照镜片174是例如电源开启时，移动到预定的内建位置。另外，利用一个区动脉波的参照镜174的移动量是相等的。另外，从光耦合器162，经过光纤163、准直透镜171、玻璃块172和浓度滤镜173，到内建位置的参照镜174为止的参照光LR的光路长信息(内建光路长信息，未图标)是预先记忆在信息记忆部213。
主控制部211是基于传送到参照镜驱动机构243的驱动脉波的脉波数，同时基于该演算的位移值和内建光路长信息，对参照镜174移动后的参照光LR的光路长进行演算。演算结果记忆在信息记忆部213，作为参照光路长信息213b。参照光路长信息213b是在每次使参照镜174的位置移动时产生的。
另外，也可以做成以下的构成将检测参照镜174的位置的位置传感器设置在OCT单元150内，并且基于检测的参照镜174的位置，产生参照光路长信息213b。
对准位置信息213c是表示眼底相机单元1A内的光学系统100、120的对于受检眼E的对准结果的信息。当光学系统100、120相对于受检眼E而被对准在正确的位置时，受检眼E的角膜(顶点)和物镜113之间的距离(走行距离)是被记忆在信息记忆部213，做为对准位置信息213c。
受检眼E的角膜和物镜113之间的走行距离也可以常常是一定的，也可以在每次实施对准时才取得。在前者的场合，对准位置信息213c常常是一定的，预先记忆在信息记忆部213。另外，在后者的场合，走行距离例如是在对准中，基于在基座2滑动的架台3的移动量，通过控制部210来演算。
眼内距离演算部眼内距离演算部214基于信号光路长信息213a、参照光路长信息213b、对准位置信息213c、对应干涉光LC的检测并从CCD 184输入的检测信号(乃至基于此的信号强度数据)，对信号光LS入射到受检眼E的位置以及信号光LS在眼底Ef被反射的位置之间的距离(眼内距离)，进行演算。眼内距离演算部214相当于本发明的「眼内距离演算元件」的一个例子。
更具体地说明关于眼内距离演算部214的处理。信号光LS和参照光LR是基于低相干光L0而产生的。因此，包含在干涉光LC的成分中，信号强度最大的成分是，基于在对应于参照镜174的位置的眼底Ef的位置(深度)被反射的信号光的成分。
在此实施例中，参照镜174的位置是设定成眼底Ef的表面上的预定位置为对应于参照镜174的位置的眼底Ef的位置。通过此方式，在信号强度数据的成分(对应于眼底Ef深度的成分)中，基于在眼底Ef表面被反射的信号光LS的成分的强度为最大。
如上述讨论与从图1、图5可以明白，在信号光路的光路长ls、参照光的光路lr、走行距离w、以及从信号光LS入射到受检眼E的位置到在眼底Ef的信号光LS的反射位置(与参照镜174的位置相对应的位置)的眼内距离d之间，具有以下关系lr＝ls+w+d。因此，眼内距离d可以通过演算式d＝lr-ls-w来求得。
关于基于检测信号(或信号强度数据)的信号光LS的反射位置，眼内距离演算部214通过将信号光路长信息213a所示的光路长ls、参照光路长信息213b所示的光路长lr以及对准位置信息213c所示的走行距离w代入上述演算式，对该反射位置所对应的眼内距离d进行演算。
另外，在眼底相机单元1A的光学系统100、120的对于受检眼E的对准中，光学系统100、120的光轴与角膜顶点(大致)一致，并且和参照镜174的位置相对应的信号光LS的反射位置与眼底Ef表面(大致)一致时，通过眼内距离演算部214通过将信号光路长信息213a所示的光路长ls、参照光路长信息213b演算的眼内距离d与受检眼E的眼轴长度(大致)相等。
动作说明具有如上述结构的眼科装置1的动作。图12所示的流程图表示该眼科装置1的动作的一个例子。
首先，进行相对于受检眼E的眼底相机1A的光学系统100、120的对准(S1)。此对准是通过将对准光源190a点亮并且将对准亮点投影到受检眼E来进行的(如前述)。主控制部211将通过此对准而决定的走行距离记忆在信息记忆部213，做为对准位置信息213c(S2)。
接着，将参照镜174配置在与眼底Ef表面相对应的位置上(S3)。因此，例如驱动OCT单元150，实际地将眼底Ef的断层图像显示在显示部240A，调整参照镜174的位置，以使相当于眼底Ef表面的图像区域的强度(亮度)为最大。另外，也可以驱动OCT单元150，取得信号强度数据，调整参照镜174的位置，以使此信号强度数据的强度最大的深度成分与眼底Ef表面的位置一致。
主控制部211演算与调整的参照镜174的位置相对应的参照光路的光路长(S4)，将此演算结果记忆在信息记忆部213，做为参照光路长信息213b(S5)。
接着，眼内距离演算部214将信号光路长信息213a所示的信号光路的光路长、参照光路长信息213b所示的参照光路的光路长、对准位置信息213c所示的走行距离代入上面的演算式中，对与通过步骤S3配置的参照镜174的位置相对应的眼内距离进行演算(S6)。
演算的眼内距离示通过主控制部211而记忆在信息记忆部213，同时显示在显示部240A上。另外，也可以将演算结果传送到该患者的电子病历，自动地记录在电子病历中。
作用与效果说明上述眼科装置1的作用与效果。此眼科装置1是将低相干光L0分割成信号光LS和参照光LR，并且将通过信号光路照射到受检眼E并且在眼底被反射的信号光LS以及通过参照光路在参照镜174反射的参照光LR进行重迭，产生干涉光LC，再将其检测出的装置。另外，眼科装置1具备对准元件，进行形成前述信号光路的光学系统的相对于受检眼的对准。接着，更有下面作用基于信号光路的光路长、参照光路的光路长、通过对准决定的走行距离以及干涉光LC的检测结果，对信号光LS入射到受检眼E的位置和信号光LS在眼底Ef表面反射的位置之间的眼内距离，进行演算。
根据上述的眼科装置1的话，可以通过光学方法，来进行在受检眼E的眼内距离的量测。另外，因为通过使用低相干光，可以高精度将参照镜174配置在与眼底Ef表面相对应的位置上，所以可以高精度进行眼内距离量测，还有，也不会像利用超音波来量测眼内距离(眼轴长度等)的场合一样，对受检者带来负担。
变形例以上详述的构造，只不过是本发明的眼科装置的一个较好的实施例。因此，在本发明的要旨的范围内，可适宜地实施任意的变形。
在上述实施例中，将参照镜174配置在与眼底Ef表面相对应的位置上，对从信号光LS的入射位置到在眼底Ef表面的反射位置为止的眼内距离(眼轴长度等)进行量测，但是并不局限在此种方式。例如，在将参照镜174配置在对应于与眼底Ef的表面离预定深度位置的位置上的场合，通过与上述实施例相同的处理，可以对从信号光LS的入射位置到该预定深度的位置为止的眼内距离进行量测。
图13表示利用本发明的眼科装置1的眼内距离(眼轴长度)的其它量测太样的一个例子。在实施同图所示的量测态样时，受检眼E的角膜Ec的曲率半径R(以及曲率中心C)可以设定平均初期值，进行量测。另外，曲率半径R也可以预先取得，例如通过角膜曲率計(kerotometer)]等的可以量测角膜的曲率半径的任意装置来取得。在此，本发明的眼科装置也可以具备测量曲率半径R的构成。取得的角膜曲率半径(曲率中心C)的信息是记忆在信息记忆部213。另外，图13中的符号O表示光学系统100、120的光轴。
在图13所示的例子中，当使用对准光学系统190A，进行相对于受检眼E的装置光学系统的对准时，对准光(束)AL是投影在与角膜Ec的曲率中心相离曲率半径R的1/2的位置P上(亦即，对准亮点(对准指针)投影在位置P上)，而不在角膜Ec的表面。在此场合，走行距离的实测值WD是取得做为物镜113的前面位置和位置P之间的距离。
此时，信号光路的光路长ls、参照光路的光路长lr、走行距离的实测值WD以及眼轴长度d之间具有以下的关系lr＝ls+WD+d-R/2。因此，眼轴长度d可以通过演算式d＝lr-ls-WD+R/2来求得。换句话说，来自CCD 184的检测信号所包含的成分中，与在眼底Ef的表面被反射的信号光LS的一部份相对应的成分的强度为最大的场合，眼内距离演算部214的作用是从参照光路的光路长ls分别减去信号光路的光路长ls和对准的距离(走行距离的实测值)WD，同时在该减算结果中加上曲率半径R的1/2，以演算受检眼E的眼轴长度d。
通过进行这种眼轴长度演算，可以进行考虑对准指针的投影位置的高精度眼轴长度量测。
另外，在眼内距离(眼轴长度)方面，一般有表示角膜顶点(图13中的符号Ect)和眼球后极(符号Efc)之间的距离的外眼轴长度，以及表示角膜顶点(符号Ect)和中心窝的网膜面(未图标)之间的距离的内眼轴长度。在本发明的眼科装置中，因为在眼底的内侧方向上可以取得具有解像度的断层图像，可以取得为了量测外眼轴长度的强膜信息以及为了量测内眼轴长度的中心窝的网膜面信息。更者，可以取得眼底任意层(视细胞层、网膜色素上皮层等等)的信息。因此，在眼内距离(眼轴长度)量测时，可以眼底的任意层作为基准，来量测眼内距离，可以进行更高精度的眼内距离量测。
为了以眼底任意层或位置作为基准，来量测眼内距离(眼轴长度)，可以设置指定元件，用来对二维或三维的眼底图像中所示的层或位置进行指定。作为此指定元件，可以例如是使用鼠标等的标示装置。
通过此方式，可以因应目的，对外眼轴长度和内眼轴长度进行选择性地(或两者)量测。另外，可以高精度来对以所要的层或位置为基准的眼内距离进行量测。另外，根据眼底的断层图像的话，因为可以掌握中心窝的位置，在一般使用的外眼轴长度和内眼轴长度的量测时，可以精确地且容易地对与中心窝的网膜面相对应的位置进行指定。
另外，也可做成下述构成分析眼底的断层图像，检测出眼底的预定层(预先设定)的位置，以该层为基准，求得眼内距离(眼轴长度)。
另外，在图13所示的例子中，通过对准用的光束AL是映在与角膜曲率中心离曲率半径的1/2的位置上而得到虚像，来进行对准。但是，此时，也可以架构成使用从夹着光轴O的多个方向上的对准光束AL的角膜反射光，求得角膜Ec的曲率半径R。
本发明的眼科装置具有眼底相机(单元)做为眼底表面的二维图像的形成装置，但是也可以架构成例如使用细缝灯(slit lamp，细缝灯显微镜装置)等的任意眼科装置，形成眼底表面的二维图像。
另外，在上述的实施形态，用图像形成部220(图像形成板208)进行眼底图像的形成处理，再用控制部210(微处理器201等)进行各种控制处理。但亦可用将该双方的处理用一台或多数台的计算机处理的构造。
权利要求
1.一种眼科装置，其特征在于包括光源，输出低相干光；干涉光产生元件，将前述输出的低相干光分割成向受检眼的眼底的信号光和向参照物体的参照光，同时通过信号光路，使照射到受检眼并在眼底反射的信号光，以及通过参照光路并在前述参照物体反射的参照光进行重迭，产生干涉光；检测元件，接受前述产生的干涉光，输出检测信号；对准元件，进行形成前述信号光路的光学系统的相对于受检眼的对准；以及眼内距离演算元件，基于前述信号光路的光路长、前述参照光路的光路长、受检眼和前述光学系统之间的前述对准的距离以及前述输出的检测信号，对前述信号光入射到受检眼的位置以及前述信号光在眼底反射的位置之间的眼内距离，进行演算。
2.如权利要求1所述的眼科装置，其特征在于前述眼内距离演算元件，在包含于前述检测信号的成分中，对应在眼底表面反射的前述信号光的一部分的成分的强度为最大的场合时，从前述参照光路的光路长分别减去前述信号光路的光路长和前述对准的距离，藉以对前述眼内距离的演算进行演算。
3.如权利要求2所述的眼科装置，其特征在于前述信号光入射到受检眼的位置是受检眼的角膜顶点的位置，前述眼内距离演算元件，对前述角膜顶点的位置和眼底表面的中心位置之间的眼轴长度进行演算。
4.如权利要求1所述的眼科装置，其特征在于前述对准元件将对准指针投影在与受检眼的角膜的曲率中心离区率半径的1/2的位置上，前述对准的距离是前述对准指针的投影位置和前述光学系统之间的距离，前述眼内距离演算元件，在包含于前述检测信号的成分中，对应在眼底表面反射的前述信号光的一部分的成分的强度为最大的场合时，从前述参照光路的光路长分别减去前述信号光路的光路长和前述对准的距离，同时在前述减算结果加上前述区率半径的1/2的距离，以演算受检眼的眼轴长度。
全文摘要
本发明是关于一种眼科装置，利用新的光学方法，进行在眼内的距离量测。眼科装置1将低相干光源(160)所输出的低相干光L0分割成信号光LS和参照光LR，将通过信号光路、照射到受检眼E而被眼底Ef反射的信号光LS以及通过参照光路并且被参照镜(174)反射的参照光LR进行重迭，而产生干涉光LC，再检测此干涉光LC。另外，具备对准元件，其进行形成前述信号光路的光学系统的相对于受检眼的对准。眼内距离演算部(214)，基于信号光路的光路长、对准后的走行距离、以及从CCD(184)输出的检测信号(乃至信号强度数据)，对信号光LS入射到受检眼E的位置以及信号光LS在眼底Ef反射的位置之间的眼内距离，进行演算。
文档编号A61B3/10GK101049229SQ20071009033
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月4日 优先权日2006年4月7日
发明者福间康文, 大塚浩之, 弓挂和彦 申请人:株式会社拓普康