光图像计测装置的制作方法

专利名称：光图像计测装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种光图像计测装置，将光束照射到被测定物体上，使用 其反射光或穿透光，形成被测定物的表面形态。
背景技术：
近年来，使用激光光源等的光束来形成显示被测定物体表面形态与内部型态的光图像计测技术备受瞩目。此光图像计测技术因为不像X射线CT 装置般的对人体有侵袭性，所以受期望能在医疗领域的应用开展。特开平11-325849号公报(专利文件l)揭示一种光图像计测装置，其结 构为测定臂通过旋转式转向镜(检流计镜)对物体进行扫描，在参照臂上 设置参照镜，而更在其出口处，利用干涉仪，将来自计测臂和参照臂的光 束的干涉而呈现的光的强度以分光仪进行分析，并在参照臂设置装置以不 连续的值阶段地改变参照光光束的相位。专利文件1的光图像计测装置是使用以德国专利申请案公开第 DE4309056A号说明书(专利文件2)为基本技术，即所谓的傅立叶OCT (Fourier Domain Optical Coherence Tomography)的手法。也才尤是i兑，只t 被测定物体照射低相干光，取得其反射光的频谱强度分布，在其该分布做 傅立叶变换，藉此将被测定物体的深度方向(z方向)的形态图像化。再者，专利文件1记载的光图像计测装置具备扫瞄光束(信号光)的检 流计镜，藉此可以形成被测定物体所要的测定对象区域的图像。另外，在此 光图像计测装置中，因为仅在与z方向垂直的一个方向(x方向)对光束进行 扫描，形成的图像会成为沿着光束扫描方向(x方向)且在深度方向(z方向) 的二维剖面图像。另外，日本专利申请公开第特开2003-543号公报(专利文件3)揭示将 这种光图像计测装置应用在眼科领域的架构。光图像计测装置是对与参照臂长度(参照光的光路径长)约略相同的深 度进行计测，并且形成图像。因此，为了取得所需要的深度位置的图像，必 须要在与该深度位置相对应的位置上配置参照镜。此参照镜的定位，即在深 度方向的计测位置的定位，若是以使用低相干光来看，必须要精密地进行。另外，在光图像计测装置中，在与参照光光路径长一致的深度位置(z 方向的原点)的计测感度是最好的。随着越远离该原点，计测感度会降低。 由此观点来看也可以知道在深度方向的计测位置的定位是需要精密度。
但是，旧有的光图像计测装置的问题是不容易进行在此被测定物体深 度方向的计测位置的定位。发明内容本发明是为了要解决上述的问题，提供一种光图像计测装置，可以容 易地进行被测定物体深度方向的计测位置的定位。为达成上面叙述，本发明的第一观点是提供一种光图像计测装置，其包括光源、干涉光产生元件、变更元件、检测元件、图像形成装置、分析 元件及控制元件。光源输出低相干光。干涉光产生元件将输出的低相干光 分割成导向被测定物体的信号光以及导向参照物体的参照光，并使经由被 测定物体的信号光和经由参照物体的参照光重叠，以产生干涉光。变更元 件改变信号光和参照光的光路径长度差。检测元件检测产生的干涉光。图 像形成装置基于检测元件的检测结果形成图像。分析元件分析形成的图像， 计算出图像的信号水平或相对于信号水平的噪声比，判断信号水平或相对 于信号水平的噪声比是否超过临界值。控制元件控制变更元件，在通过分析元件判断为信号水平或相对于信号水平的噪声比超过临界值时，改变光 路径长度差。另夕卜，本发明的第二观点是提供一种光图像计测装置，其包括光源、干 涉光产生元件、变更元件、检测元件、图像形成装置、及控制元件。光源 输出低相干光。干涉光产生元件将输出的低相干光分割成导向被测定物体 的信号光以及导向参照物体的参照光，并使经由被测定物体的信号光和经 由参照物体的参照光重叠，以产生干涉光。变更元件改变信号光和参照光 的光路径长度差。检测元件检测产生的干涉光。图像形成装置基于检测元 件的检测结果，在预定的图框内形成图像。控制元件控制变更元件，改变 光路径长度差，以使得将在形成的图像上的与被测定物体的预定深度位置 相当的部分图像，配置在预定的图框内的指定位置。发明效果本发明的结构因为是变更信号光与参照光的光路径长度差，以使图像 的信号水平或对信号水平的噪音水平比超过临界值，故可以自动地取得包含被测定物体的图像。因此，根据本发明的话，可以容易地进行在被测定 物体深度方向的计测位置的定位。另外，本发明因为变更信号光与参照光的光路径长度差，以使与被测 定物体的预定深度位置相当的部分图像被配置在图框内的特定位置，所以 可以自动地取得图像，而该图像是被测定物体的图像被配置在图框内的特 定位置附近。因此，根据本发明的话，可以容易地进行在被测定物体深度
方向的计测位置的定位。


图1是表示本发明的眼底观察装置较佳的实施形态的整体结构的一例 的扭无略结构图。图2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3是表示本发明的眼底观察装置较佳的实施形态中0CT单元的结构 的一例的相克略结构图。图4是表示本发明的眼底观察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5是表示本发明的眼底观察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6是表示本发明的眼底观察装置中操作面板的外观结构的一个例子 的示意图。图7是表示本发明的眼底观察装置较佳的实施形态中演算控制装置的 功能结构的一例的概略方块图。图8是表示本发明的眼底观察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IO(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9是表示本发明的眼底观察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10是表示用来说明本发明眼底观察装置的较佳实施型态的使用形态 的一个例子的流程图。图11是表示用来说明本发明眼底观察装置的较佳实施型态的使用形态 的具体例的概略说明图。图12是表示用来说明本发明眼底观察装置的较佳实施型态的使用形态 的具体例的概略说明图。图13是表示用来说明本发明眼底观察装置的较佳实施型态的使用形态 的具体例的概略说明图。
具体实施方式
以下参照图式对本发明的光图像计测装置的一例进行详细说明。 装置结构 首先，参照图1-图7说明本发明的光图像计测装置的实施例的结构。图l表示具有本发明光图像计测装置功能的眼底观察装置1的整体结构的一个例子。图2表示眼底相机单元1A内的扫描单元141的结构的一个例子。图 3表示OCT单元150的结构的一个例子。图4表示演算控制装置200的硬件 结构的一个例子。图5表示眼底观察装置1的控制系统的结构的一个例子。 图6表示设置在眼底相机单元1A的操作面板3a的结构的一个例子。图7 表示演算控制装置200的控制系统结构的一个例子。整体结构如图1所示，本实施例的眼底观察装置1的结构是包含眼底相机单元 1A、 OCT单元150以及演算控制装置200。眼底相才几单元1A具有与旧有眼 底相机大约相同结构的光学系统，以拍摄眼底表面的二维图像。OCT单元 150置放作为光图像计测装置之功能的光学系统。演算控制装置200具备计 算器，以进行各种演算处理和控制处理。连接线152的一端安装在OCT单元150上。该连接线152的另一端上 安装有连接眼底相机单元1A的连接部151。在连接线152的内部导通有光 纤。0CT单元150与眼底相机单元1A经过连接线152而光学性连接。眼底相机单元的结构眼底相机单元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36所示 先前的眼底相机1000大致相同的外观结构。在此，"眼底的表面二维图像" 是表示拍摄眼底表面的彩色图像和黑白图像、更有荧光图像(荧光黄荧光 图像、碘氰绿荧光图像)等。而且，眼底相机单元1A与图37所示先前的 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no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uo 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0CT单元。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1(M、激发滤光片105及106、环形透光板107、镜片108、液晶显示 器109、照明光圏110、中继透镜lll、开孔镜片112、物镜113而构成。观察光源101输出包含波长例如约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输出包含波长例如约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、倍率可变透镜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 (Uquicl Crystal 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37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400rim-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。另夕卜，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的可一见光)，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显示有为了使受检验E的视线固定的视线固定标(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、倍率可变透镜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为检测近红 外光的红外线电视相机)。该摄像装置IO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为检测可 见光的电视相机)。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。眼底相机单元U中设有扫描单元141及透镜142。扫描单元141具备 如下结构，即，对OCT单元150输出的光(信号光，后述)的对眼底Ef的照 射位置进行扫描。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2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4竟(galvanometer mirror) 141A、 141B以及反射4竟片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 转的反射镜。各检流计镜14U、 141B通过后述的驱动机构(图5所示的镜 片驱动机构241、 242)，分别以旋转轴141a、 141b为中心而旋转，分别变 更其反射面(把信号光LS反射的面)的方向，即检流计镜141A、 141B的位置。:旋转轴141a、141b以相互正交的方式而配"i殳。在图2中，^r流计4竟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4企流计镜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， 从图1、图2可以明白，当使检流计镜141A旋转，信号光LS在x方向上扫 描，而当使检流计镜141B旋转，信号光LS在y方向上扫描。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。0CT单元的结构接着，参照图3说明0CT单元150的结构。如同图所示，OCT单元l50
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。此OCT单元150具备与旧有的光图像计测装置大致相同的光学系统。 亦即OCT单元150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， 以产生千涉光；以及将检测结果的信号输出到演算控制装置200的元件。 演算控制装置200分析此信号，形成被测定物体(目艮底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, super luminescent diode)或发光二极管(LED, 1 ight-emi 11 ing diode)等的 宽带光源所构成。该低相干光LO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。《氐相干光LO具有比眼底相才几单元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。从低相干光源160所输出的低相千光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。光耦合器 162将该低相干光源L0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l"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。另外，密度滤光片173也发挥使参照光光量减少的减光滤光片的作用， 例如由旋转型ND(Neutral Density)滤光片构成。此密度滤光片173通过包 含马达等的驱动装置的驱动机构(后述的密度滤光片驱动机构2"，参照图 5),而被旋转驱动，藉此发挥使参照光LR的光量减少的作用。以此，可以 变更对干涉光LC产生有贡献的参照光LR的光量。又，参照镜174为可沿参照光LR的进行方向(图3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，通过移动参照镜174,可以取得眼底Ef的任意深度位置的图像。 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5)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0CT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、倍率可变透镜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。另外，使信号光LS入射到受检眼E时，阻挡滤 光片122、 123分别事先从光路中退出。入射受检眼E的信号光LS在眼底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。因此，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的眼底反射光向眼底相机单元1A的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使经由眼底Ef而回来的该信号光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。另外，本实施形态中是采用了迈克尔逊型干涉仪(Michelson interferometer), ^旦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。另外，本发明的"干涉光产生元件例如以包含光耦 合器162、信号光LS光路上的光学部材(也就是配置在光耦合器162和眼底 Ef之间的光学部材)以及参照光LR的光路上的光学部材(也就是说配置在光 耦合器162和参照镜174之间的光学部材)而构成，特别是以包含具备光耦 合器162、光纤163和参照镜174的干涉仪而构成。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 CCD1S4。
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(光谙分解)。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。CCD184作为本发 明的";险测元件"的一个例子而发挥功能。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 理对从OCT单元150的分光仪180的CCD 154所输入的检测信号进行分析， 形成受检眼E的眼底Ef的断层图像。此时的分析方法与旧有的傅立叶领域 OCT方法是相同的。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 圏110的移动控制(光圈值的控制)、拍摄光圈121的光圈值的控制、倍率 可变透镜124的移动控制(倍率的控制)的控制等。而且，演算控制装置 200对扫描单元141内的检流计镜141A、 141B的动作(反射面方向的变更 度作)进行控制。另一方面，OCT单元150的控制，例如是进行^4目干光源160的低相干 光的输出控制、参照镜174的旋转动作(参照光LR的光量的减少量变更动 作)的控制、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)、R雄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 U/F)2G9。这些各个部分是通过总线200a而连接。微处理器201是由包含CPU (Central Processing Unit,中央处理单 元)或MPU (Micro Processing Unit,微处理单元)等所构成，并将存储在 硬盘驱动器204中的控制程序204a展开到RAM 202上，以此在本发明中执 行特征性动作。 而且，微处理器201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 209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是作为眼底观察装置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，其显示由眼底 观察装置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，眼底观察装置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、用于眼科纟企查的 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4妻口才几构而构成。图像形成板2 08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0CT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i殳备，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，藉此可以在眼底观察 装置1中执行本发明的动作。
控制系统的结构接着，参照图5-7，说明眼底观察装置1的控制系统。在图5所示的方块图中，特别记载在眼底观察装置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6记载设置在眼底相机1A的操作面板3a结构 的一个例子。图7记载演算控制装置200的详细结构。控制部眼底观察装置1的控制系统是以演算图5所示的控制装置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 各种控制。尤其是，关于眼底相机单元U，控制部210执行镜片驱动机构 241、 242的控制，从而变更检流计镜141A、 141B的位置，以及利用内部固 定视线标的显示动作的控制等等。另外，关于OCT单元150，控制部210低相干光源160和CCD 184的控 制、使密度滤光片173旋转的密度滤光片驱动机构244的控制、使参照镜在此!参照镜驱动机构是作为^发明"、区动元;牛"的一个例子而发挥功能。另外，控制部210是作为本发明"控制元件"的一个例子而发 挥功能。而且，控制部210执行如下控制将由眼底观察装置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EP )、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，并列显示在用户接口 (UI) 240的显示部240A上，该些图像可分 别在显示器204A上显示，也可以并排同时显示。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CCD 184 的检测信号，形成眼底Ef的断层图像的图像数据的处理。特别是，在基于来自OCT单元150的检测信号的图像形成处理中，图 像形成部220在预定的图框内形成断层图像。在此，所谓图框是指图像的 形成范围的框。在显示图像时，该图框内所形成的图像被显示出来。当使眼底相机单元1A在x方向和y方向上移动时，该图框内形成的图 像会在眼底Ef的表面方向上有变化。另外，当使参照镜174移动时，也就 是说改变参照光LR的光路径长度时，该图框内形成的图像的深度位置会改
变。通过适当地调整这种眼底相机1A的位置以及参照镜174的位置，可以将眼底Ef的所需的位置和深度的图像形成在该图框内。图像形成部220以包含图像形成板208和通信接口 209等而构成。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 (OCT图像形成板208b)作为本发明的"图像形成元 件"而发挥功能。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 施各种图像处理和分析处理的装置。例如，图像处理部230进行依据基于 OCT单元150的检测信号的断层图像，形成眼底Ef的三维图像的图像数据 的处理，或进行图像的亮度补正与色散补正等的各种补正处理。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(volumn data)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 ^j"jt匕体凄H居进^f亍纟会制(rendering)(立体纟会制或MIP(Maximum Intensity Projection: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。再者，在图像处理部230中设置分析部231。分析部231因为进行分析 处理，以进行在眼底Ef的深度方向上的记测位置的定位，所以作为本发明 的"分析元件"的一个例子而发挥功能。分析部231中包含信号水平计算 部231、信号水平判断部233、图像位置指定部234以及移动距离计算部235。 以下，说明各部232-235。信号水平计算部信号水平计算部232分析通过图像形成部220的OCT图像形成板208b 所形成的图像(OCT图像)，计算出此0CT图像的信号水平。可以使用任何公 知的方法来作为图像的信号水平的演算方法。另外，作为信号水平的计算 对象等的OCT图像可以是二维的断层图像，也可以是一维的深度方向的图 像(后述)。另外，信号水平意味者OCT图像的图像数据中所包含的信号成 分的强度，是从OCT图像的图像数据去除噪声成分(的至少一部分)后所得 到的的成分的强度。此信号成分是反映眼底Ef的形态的成分。信号水平判断部信号水平判断部233将由信号水平计算部232计算出的信号水平的数 值以及预定的临界值做比较，并且判断他们的大小关系。此临界值是预先设定的，并存储在硬盘动器204a等。 图像位置指定部图像位置指定部234对通过信号水平判断部233判断为信号水平超过 临界值的OCT图像进行分析，求取在前述图框的预定部分图像的位置。此 部分图像例如是相当于眼底Ef的预定深度位置的图像。作为此深度位置， 例如可以是在构成眼底Ef的多数个层(神经纤维层、视细胞层、网膜色素 上皮层等)中，使用OCT图像中像素值(亮度值等)最大的层。另外，通过图像指定部234指定的部分图像并不限定在上所述的例子， 也可以是相当于构成眼底Ef的多数层中的任意层的图像。另外，也可以将 相当于眼底Ef的表面的图像区域指定作为上述的部分图像。移动距离计算部移动距离计算部235基于图像位置指定不234所指定的部分图像的位 置，计算出参照镜174的移动距离。更具体地来说明的话，移动距离计算部235首先对由图像位置指定部 234所得的在图框内的部分图像的位置以及图框内的指定位置之间的位移 进行计算。此指定位置是预先设定作为图框内的预定深度位置。另外，此指 定位置是设定在对于取得OCT图像的计测中，计测感度较为良好的图框内 的位置。假设此图框内的指定位置的深度方向(z方向)的坐标设定为z0,部分 图像的指定位置的坐标值设定为z的话，移动距离计算部235计算出位移 .△z = z - z0。此方法例如在部分图像为一维图像的场合，和构成二维部 分图像的各像素的z坐标值为相同的场合等，是有效的。另一方面，在部分图像为二维图像且包含相异z坐标值的像素的场合， 应用上面的方法是困难的。另外，在部分图像包含多数个一维图像的场合， 也难以应用上述方法。在此，对于这些场合，可以应用以下的方法来求得 位移Az。首先，求取指定的部分图像中的指定图像的z坐标值zl，并且以该z 坐标值zl作为该部分图像的z坐标值。之后，计算zl—z0,以此演算结 果最为位移Az。另外，作为上述指定像素例如可以使用z坐标值为最大的 像素和最小的像素、z坐标值为中间(最大和最小的中间)的像素、在与深度 方向垂直的方向上作为中心的像素等。作为其它方法，可以是将构成部分图像的多数像素的z坐标值的平均 值，定义作为该部分图像的z坐标值。例如，在考虑由多数个一维图像(后 述的深度方向的图像)构成的部分图像的场合，可以在各一维像素中指定像 素值最大的像素，并将指定的多数像素的Z坐标值平均值定义作为该部分 图4象的Z坐标^直。当以上所述方式计算出位移A z，移动距离计算部2 35计算出与该位移 △ z相对应的参照镜174的移动距离。在图框中的z方向的距离是在眼底 Ef的深度方向(z方向)上预先对应付上的。移动距离计算部235基于这种 距离的对应关系，计算出在图框中与位移Az相对应的眼底Ef的深度方向 的距离。在光图像计测装置中，可以取得与从光耦合器162到参照镜174 为止的光学距离几乎相等的眼底Ef深度距离的图像。因此，参照镜174的 移动距离等于移动距离计算部235所计算出来的眼底Ef的深度距离。进行以上动作的图像处理部230是由包含微处理器201、 R歲202、 ROM 203、硬盘驱动器204 (控制程序204a)等而构成。用户接口用户接口 (User Interface, UI ) 240设置显示部240A和才乘作部240B。 显示部240A由显示器207等的显示装置所构成，并且作为本发明的"显示 元件"的一个例子而发挥作用。另外，操作部240B由由键盘205和鼠标206 等的输入装置和操作装置所构成的。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36所示，此操 作面板3a是配设在眼底相机单元1A的架台上。操作面板3a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指示 的操作部。通过设置这种操作面板3a >也可以和操作旧有的眼底摄影机时相同的 要领，进行取得眼底图像Ef，的操作和取得断层图像双方的操作。如图6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4建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3丄2。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。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。另 外，使该列像亮线投影到受检眼E的结构(列像亮线投影部)例如是置放在 眼底相机单元1A内(图1中省略)。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是让的颚托(未显示)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4定(向下的三角形)。当操作顎托切换键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会控制低相千光源160而使低相干光LO 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24OA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 倍率可变透镜驱动机构，使倍率可变透镜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24GA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4建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或各图像摄影事先设定。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4定。在此固定视线标位置调整切换^t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4定。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^L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21Q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的冲全测信号的 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的位置(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l的y方向)上扫描信号光LS。而且， 同时变更^r流计4竟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4壬意方向上扫描信号光LS。图8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8 (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8(B) 表示眼底Ef上的各扫描线上扫描点(进行图像计测的位置；信号光LS的照 射位置)的排列形态的一例。如图8 U)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Rl-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8 (B)所示，预先设定有多个(n个)扫描点 Ril-Rin。为了执行图8所示的扫描，控制部210首先控制;f企流计镜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Rl上的扫描开始位 置RS(扫描点Rll)。接着，控制部210控制低相干光源160,使低相干光 LO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，使低相千光LO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、…、Rl (n-l)、 Rln， 一边在各扫描点上使低相干光LO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Rl的最后的扫描点Rln上的计测结束时，控制部HO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mx n个扫描点Rij ( i =1-m， j = 1-n )的m x n个才佥测信号。以下，将对应于扫描点Ri j的^r测信 号表示为Dij。如上所述的扫描点的移动与低相干光LO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(眼底Ef 的断层图像)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4企测信号Dij， 形成在该扫描点Ri j的眼底Ef的深度方向(图1所示z方向)的图像。图9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Ril-Rin的位置信息(上述扫描位置信息)，决定 各扫描点Ril-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ra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9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Ri j上深度方向的图像。使用型态说明具有以上所述结构的眼底观察装置1。图IO所示的流程图是表示
眼底观察装置1的使用型态的一个例子。此流程图所示的使用形态是要达 到在眼底Ef深度方向上的计测位置的定位自动化。步骤1首先，控制部21G控制参照镜驱动机构243，将参照镜174配置在预定 的初期位置(S1)。此初期位置是预先设定的。在此实施例中，使参照镜174 移动到参照光LR的光路径长度为最短的位置。也就是说，在参照镜174的 可移动范围内，将参照镜174配置在最靠近光耦合器162侧的位置。步骤2接着，进行取得OCT图像的计测(S2)。以下说明此处理的具体例子。 首先，控制部210控制低相干光源160以输出低相干光LO，同时控制镜片 驱动机构241、 242以扫描信号光LS。经过参照镜174的参照光LR以及经 过眼底Ef的信号光LS通过光耦合器而重叠，并产生干涉光LC。干涉光LC 被绕射光栅182分光，并且各频谱被CCD 184检测出来。CCD 184将检测信 号传送到演算控制装置200。例如对一个扫描线Ri来进行这样的处理(也就 是说对n个扫描点Ril - Rin进行该处理)。步骤3接着，图像形成部220基于从CCD 184所输入的检测信号形成OCT图 像(S3)。此时，通过进行例如下面的处理，能够达到缩短处理时间。首先，图像形成部220从由CCD 184输入的n个检测信号中，取出在 预定个数的扫描点的检测信号。另外，被取出的检测信号的数目是预先决 定的，例如设定在10个左右。其次，图像形成部220基于取出的各检测信号，形成深度方向的图像 Gij (0CT图像)。藉此，获得预定个数的深度方向的图像。步骤4接着，信号水平计算部232计算通过图像形成部220所形成的OCT图 像的信号水平(S4)。此时，信号水平计算部232例如计算出步骤3所形成 的各深度方向的图像的信号水平。步骤5接着，信号水平判断部233判断信号水平计算部232计算出的信号水 平是否超过临界值(S5)。此时，信号水平判断部233例如对步骤4计算出 的各深度方向的图像信号水平判断是否超过临界值，当所有深度方向的图 像的信号水平超过临界值时，判断为"Y"。另外，也可以是当多数个深度 方向的图像中有预定个数的信号水平超过临界值时，判断为"Y"。在此，信号水平超过临界值是相当于在该OCT图像的图框内包含眼底 Ef的断层图像。另一方面，信号水平在临界值以下是意味着在该OCT图像 的图框内不包含眼底Ef的断层图像。另外，即使在该OCT图像的图框内包 含眼底Ef的断层图像的场合，该断层图像是否配置在图框内的适当位置(例 如计测感度良好的位置)，在此阶段还是不明确。步骤6在步骤5信号水平被判断为临界值以下的场合(S5， N),控制部210控 制参照镜驱动机构243,使参照镜174移动特定距离(S6)。此特定距离是预 先设定的。在此实施例，因为参照光LR的光路径长度为最短的位置是参照镜174 的初期位置(参照步骤1),参照镜174被移动而使参照光LR的光路径长度 延长特定距离。当参照镜174延长特定距离时，回到步骤S2，再度执行到步骤5为止 的处理。通过此方式，到步骤5的判断结果为 "Y"为止，反复地进行步 骤2至步骤5。换句话说，在0CT图像的图框内出现眼底Ef的断层图像为 止，以每次特定距离的方式来变更参照光LR的光路径长度。步骤7当判断在步骤5信号水平超过临界值时(S5， Y),图像位置指定部234 对在各0CT图像中预定部分图像的图框的位置进行指定(S7)。步骤8接着，移动距离计算部235基于在步骤7指定的部分图像的图框内的 位置，计算出参照镜174的移动距离(S8)。步骤9控制部210以步骤8计算出的移动距离移动参照镜174 (S9)。藉此， 与该部分图像相当的眼底Ef的深度位置\以及图框内的指定位置成为一致。步骤10步骤9的参照镜174的移动一结束，控制部210控制低相千光源160 以及镜片驱动机构241、 242等，进行眼底Ef的OCT图像(断层图像)的计
测(S10)。步骤1到步骤9的处理是为了取得眼底Ef的OCT图像的准备， 步骤10则是0CT图像的真正计测。以上结束本实施例的使用形态的说明。具体范例针对以上说明的眼底观察装置1的使用形态，参照图11-图13来说明 具体范例。在上述使用形态的步骤5的判断结果为"N"的场合，当取得0CT图像 时，获得如图11所示的OCT图像H1。此0CT图像H1是形成在图框F内， 但是图框F内并没有包含眼底Ef的断层图像。在此场合，因为与参照镜174 的位置相对应的深度位置是存在于玻璃体内，眼底Ef的断层图像并没有出 现在图框F内。另外，图11的符号F0是表示在参照镜174的移动距离的计算处理中 所说明的图框F内的指定位置。在图11所示的图框中，z坐标值'J、的 一侧(也 就是图11的纸面上方)的计测感度是良好的。这是因为如步骤1所说明一 般，参照镜174的初期位置是对应到z坐标值小的一侧。当在步骤5的判断结果为"Y"的场合取得OCT图像时，得到如图l2 所示的0CT图像H2。此OCT图像H2形成在图框F内，眼底Ef的断层图像 是包含在图框F内的z坐标值大的一侧(即图12的纸面下方)的区域。另夕卜， 图12的符号h是表示与前述像素值最大的部分图像相当的眼底Ef的层。图12所示的OCT图像H2包含眼底Ef的断层图像，但是此断层图像是 显示在计测感度不良的图框F内。在上述的使用形态，通过步骤7到步骤9 的处理，使断层图像显示在计测感度良好的图框F内的区域。也就是说，在步骤7，对与OCT图像H2的层h相当的部分图像的图框 F内的位置进行指定，在步骤8，计算出此层h的z坐标值和指定位置F0 的z坐标值之间的位移。求得参照镜l74的移动距离。之后，在步骤9，以 该移动距离使参照镜174移动。通过进行这样的处理，如图13所示的OCT图像H3 —般，将层h配置 在图框F内的指定位置FO,显示眼底Ef的断层图像。指定位置FO如前面 所述，是设定在计测感度良好的图框F内的位置。因此，与图12的0CT图 像H2的断层图像相较下，在0CT图像H3的断层图像被清楚地显示。作用、效果说明以上的眼底观察装置1的作用以及效果。眼底观察装置1是作为可计测眼底Ef的断层图像等的OCT图像的光图 像计测装置而发挥作用，计算出所形成的OCT图像的信号水平，判断该信 号水平是否超过临界值，同时当判断信号水平超过临界值时，变更参照镜 174的位置。冲艮据此眼底观察装置1的话，因为当所形成的OCT图像的信号水平大 于临界值时，变更参照镜174的位置，可以自动地取得在图框内包含眼底 Ef的断层图像的OCT图像。以此，根据眼底观察装置1的话，在眼底Ef (被 测定物体)的深度方向的计测位置的定位可以容易地进行。特别是，眼底观察装置1因为在眼底Ef的断层图像显示到图框F内为 止，会通过将参照光LR的光路径长度以特定距离依序从初期位置改变，探 求信号水平超过临界值的参照镜174的位置，所以可以确实地求得在眼底 Ef的深度方向的较佳计测位置。其次，目艮底观察装置1因为架构成变更参照镜174的位置，以将判断 为信号水平超过临界值的图像的预定部分图像配置在图框内的指定位置，所以可以容易地取得眼底Ef的断层图像被配置在图框内指定位置的附近区 域的OCT图像。通过将在OCT图像的计测中计测感度良好的位置设定作为 该指定位置，可以容易地取得眼底Ef的清晰断层图像。以上的作用和效果是对应到在初期阶段眼底Ef的断层图像没有包含在 图框内的场合。另一方面，在眼底Ef的断层图像包含在初期阶段的OCT图 像的图框内的场合等，在图框内包含眼底Ef的断层图像的场合，眼底观察 装置l具有以下特征。亦即，眼底观察装置1的功能是变更参照镜的位置， 以使与眼底Ef的预定深度位置相当的部分图像被配置在图框内的指定位 置。根据这种眼底观察装置1的话，因为可以容易地取的眼底Ef的断层图 像被配置在图框内指定位置的OCT图像，所以可以容易地进行在眼底Ef深 度方向的计测位置的定位。变化例以上说明的结构不过是实施本发明光图像计测装置的 一个较佳实施例 而已。因此，在本发明的旨趣内可以做任何适当的变化。例如，在上述实施例中，通过改变参照镜174的位置，来改变信号光 的光路和参照光的光路之间的差(光路长度差)，但是，变更光路长度差的 方法并不限定于此方式。例如，使眼底相机单元1A和0CT单元15Q—整体 地相对受检眼E移动，来改变信号光LS的光路径长度，藉此得以变更光路 长度差。另外，也可以通过使被测定物体在深度方向(z方向)移动，来改变 光路径长度差。 一般而言，可以应用改变信号光和参照光间的光路长度差 的任意结构，作为"变更元件"。另外，在上述实施例中，将参照光的光路径长度为最短的状态作为初 期状态，并探求信号水平超过临界值的状态，但是也可以例如将参照光的 光路径长度为最长的状态等的任意状态作为初期状态，并探求目的状态。
另外，在上述实施形态中， 一边阶^:地将参照光的光路径长度变长，一边探求信号水平超过临界值的状态，但是，也可以是阶段地将参照光的光 路径长度变短，并探求目的状态。其次，也可以是一边使参照光的光路径 长度变长变短，到达追求到目的状态为止。另外，取代改变参照光的光路径长度的方式有使信号光的光路径长度阶段地变长(或变短)以探求目的 状态，或者是使信号光的光路径长度变长变短，到达追求到目的状态为止。另外，在上述实施例中，基于OCT图像的信号水平，判断图框内的被 侧体物体的图像位置，但是也可以是基于相对于信号水平的噪声水平(S/N 比)，进行图像位置的判断。OCT图像的S/N比的演算是由分析部231 (分析元件)进行。另外，作 为S/N比的算法，可以使用公知的任意方法。另外，作为S/N比的计算对 象的OCT图像也可以是二维的断层图像，或也可以是一维的深度方向的图 像。因为考虑这种S/N比，可以达到图像位置的判断的精确度提升。特别 是，通过被测定物体和装置的状态等，OCT图像所包含的噪声较多的场合， 或者无法有效地去除噪声的场合，希望可以考虑S/N比。上述实施例所说明的眼底观察装置是以包含傅立叶领域型的OCT装置 来构成，但是也可以应用时间领域(time d。main)型的OCT装置。另外，时 间领域型的OCT装置例如有本案申请人的日本专利公开案特开2005-"l464 号公报等。另外，也可以使用扫查源(swept source)型等的其它任意型式 的OCT装置。关于程序说明控制本发明装置的程序。在上述实施例中，控制程序"化相当于 此程序。本程序为 一种控制光图像计测装置的计算器程序，而光图像计测装置 具有光源，输出低相干光；干涉光产生元件，将输出的低相干光分割成 导向被测定物体的信号光以及导向参照物体的参照光，并使经由被测定物体的信号光和经由参照物体的参照光重叠以产生干涉光；变更元件，改变 信号光和参照光的光路径长度差；检测元件，检测千涉光；图像形成装置， 基於该检测结果，形成图像。该程序的特征是作为分析手段使该光图像测 装置发挥功能，其中该分析手段是分析图像形成元件所形成的图像，计算 出该图像的信号水平或相对于信号水平的噪声比，判断该计算出的信号水 平或相对于信号水平的噪声比是否超过临界值；同时作为控制手段使该光 图像测装置发挥功能，其中该控制手段是控制变更元件，在通过分析手段 判断为信号水平或相对于信号水平的噪声比超过临界值的话，改变光路径
长度差。根据本程序的话，因为是架构成当图像信号水平或相对于信号水平的 噪声比超过临界值时，来改变信号光和参照光的光路径长度差，所以可以 自动地取得包含被测定物体的图像。以此，根据本程序的话，可以容易地 进行在被测定物体的深度方向上的计测位置的定位。另外，本程序为一种控制光图像计测装置的计算器程序，而光图像计测装置具有光源，输出低相干光；干涉光产生元件，将输出的低相干光 分割成导向被测定物体的信号光以及导向参照物体的参照光，并使经由被 测定物体的信号光和经由参照物体的参照光重叠以产生干涉光；变更元件， 改变信号光和参照光的光路径长度差；检测元件，检测干涉光；图像形成 装置，基于该检测结果，在预定的图框内形成图像。该程序的特征是作为 控制手段使该光图像测装置发挥功能，其中该控制手段是控制变更元件，改 变光路径长度差，以使得与在通过图像形成元件而行程的图像上的被测定 物体的预定深度位置相当的部分图像，被配置在图框内的指定位置。根据本程序的话，因为架构成改变信号光和参照光的光路径长度差，以 使得与被测定物体的预定深度位置相当的部分图像被配置在图框内的指定 位置上，所以可以自动地取得被测定物体的图像被配置在图框内指定位置 的附近区域的图像。以此，根据本程序的话，可以容易地进行在被测定物 体的深度方向上的计测位置的定位。此程序可以记忆在可由计算器的驱动器装置读取的任意记忆媒体中。 例如，可以使用光盘、光磁性盘(CD-ROM/DVD-RAM/DVD-R0M/M0等)、磁性内存(硬盘/软盘(flo卯y，登录商标)/ZIP等)等的记忆媒体。另外'也可以记忆在硬盘驱动器和内存等的记忆装置。其次，可以通过互联网和LAN斗的网络传送此程序。
权利要求
1、一种光图像计测装置，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导向被测定物体的信号光以及导向参照物体的参照光，并使经由前述被测定物体的信号光和经由前述参照物体的参照光重叠，以产生干涉光；变更元件，改变前述信号光和前述参照光的光路径长度差；检测元件，检测前述产生的干涉光；图像形成装置，基于前述检测元件的检测结果，形成图像；分析元件，分析前述形成的图像，计算出前述图像的信号水平或相对于信号水平的噪声比，判断前述信号水平或相对于信号水平的噪声比是否超过临界值；及控制元件，控制前述变更元件，在通过分析元件判断为信号水平或相对于信号水平的噪声比超过前述临界值时，改变前述光路径长度差。
2、 根据权利要求1所述的光图像计测装置，其特征在于 前述控制元件在当通过前述分析元件判断为临界值以下时，以指定距离改变前述光路径长度差，前述分析元件在前述光路径长度差以指定距离改变后，计算出基于前 述检测出的干涉光的新图像的信号水平或相对于信号水平的噪声比，并判 断前述新的信号水平或相对于信号水平的噪声比是否超过前述临界值。
3、 根据权利要求1所述的光图像计测装置，其特征在于 前述图像形成元件是在预定的图框内形成图像，前述控制元件改变前述光路径长度差，以使得将与在被前述分析元件 判断为超过前述临界值的图像上的前述被测定物体的预定深度位置相当的 部分图像，配置在前述预定的图框内。
4、 根据权利要求1所述的光图像计测装置，其特征在于 前述分析元件对被前述分析元件判断为超过前述临界值的图像计型分析，求取在前述预定图框内的前述部分图像的位置，并且计算出该位置和 前述指定位置的位移，前述控制元件通过以与前述位移对应的距离来改变前述光路径长度 差，使前述部分图像配置在前述指定位置。
5、 根据权利要求l所述的光图像计测装置，其特征在于 前述参照物体为反射前述参照光的镜片，前述变更元件包含驱动元件，使前述镜片在前述参照光的行进方向上移动。
6、 一种光图像计测装置，其特征在于包括 光源，输出^f氐相干光；干涉光产生元件，将前述输出的低相干光分割成导向被测定物体的信 号光以及导向参照物体的参照光，并使经由前述^^皮测定物体的信号光和经 由前述参照物体的参照光重叠，以产生干涉光；变更元件，改变前述信号光和前述参照光的光路径长度差；检测元件，检测前述产生的干涉光；图像形成装置，基于前述检测元件的检测结果，在预定的图框内形成 图像；及控制元件，控制前述变更元件，改变前述光路径长度差，以使得将在 前述形成的图像上的与前述被测定物体的预定深度位置相当的部分图像， 配置在前述预定的图框内的指定位置。
7、 根据权利要求6所述的光图像计测装置，其特征在于 前述参照物体为反射前述参照光的镜片，前述变更元件包含驱动元件，使前述镜片在前述参照光的行进方向上 移动。
全文摘要
一种光图像计测装置，以容易地进行在被测定物体深度方向的计测位置的定位。眼底观察装置(光图像计测装置)(1)将低相干光(L0)分割成朝向眼底(Ef)的信号光(LS)以及朝向参照镜(174)的参照光(LR)，使经由眼底(Ef)的信号光(LS)和经由参照镜(174)的参照光(LR)两者重叠以产生干涉光(LC)，并检测该干涉光(LC)来形成OCT图像。分析部(231)计算出此OCT图像的信号水平，判断此信号水平是否超过临界值。控制部(210)控制参照镜驱动机构(243)，若分析部(231)判断信号水平超过临界值，变更参照镜(174)的位置。另外，控制部(210)变更参照镜(174)的位置，使与眼底(Ef)的预定深度位置相当的部分图像被配置在图框内的特定位置。
文档编号A61B3/00GK101209199SQ20071030226
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月24日 优先权日2006年12月26日
发明者冈田浩昭, 木川勉, 林健史, 福间康文, 田央 申请人:株式会社拓普康