眼底观察装置的制作方法

专利名称：眼底观察装置的制作方法
技术领域：
本发明关于用于观察受检眼的眼底状态的眼底观察装置。
背景技术：
作为眼底观察装置，先前以来广泛使用眼底相机。图13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。)。另外，所谓“观察”，至少包含观察眼底的拍摄图像的情形(另外，也可以包含通过肉眼而进行的眼底观察)。
首先，参照图13，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13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15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16，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、倍率可变透镜124、中继透镜125、拍摄透镜126、快速复原反射镜片(quick returnmirror)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。
倍率可变透镜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拍摄眠底图像时，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底观察装置。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号公报中所揭示的眼底观察装置，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)。这样的眼底观察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，一般称之为傅立叶领域(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)。
在形成三维图像的场合，沿着多数条扫描线执行B扫描，并在藉此获得的多数个断层图像中实施补差处理等，以产生三维图像数据。此三元图像数据与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。
不限于眼科，在整个医疗领域中，要广泛地实施持续观察，以诊断伤病的进行状况和治疗效果等。持续观察是经过预定期间，进行多数次的检查，比较其检查结果，进行诊断。在持续观察中，很多是经过预定期间，取得患部等受到瞩目的图像，通过比较该图像，确认瞩目部位的时间性变化。
在使用图像的持续观察中，有必要多次取得同一部位的图像，但是在使用旧有的眼底观察装置的眼底检查中，取得同一部位的图像是困难的。也就是说，在各检查日时取得同一部位的图像上，受检眼E必须将视线固定在同一方向，但这是困难的。另外，因为眼球运动与血流等的脉动，受检眼的方向也可能会改变，所以也是难以取得同一部位的图像的原因。
特别是，在对利用光图像计测装置所取得的眼底的断层图像进行比较的场合，这些断层图像是否相当于眼底的同一部位(同一断面)，是很难从图像来判断。另外，要再次取得与在过去取得断层图像相同断面的断层图像也是困难的。因为这些理由，进行有效且效率地眼底持续观察是困难的。

发明内容
本发明的目的即是要解决以上所述的问题，提供一种眼底观察装置，其可以有效地且效率地进行使用眼底断层图像的持续观察。
为达上述目的，本发明第一特征是一种眼底观察装置，其特征在于包括图像形成元件，包括第一图像形成元件，基于光学取得的数据，形成受检眼的眼底的表面的二维图像；和第二图像形成元件，基于通过光学扫描取得的数据，形成眼底的断层图像；位置信息产生元件，对几乎同时形成的二维图像和前述断层图像，产生位置信息，以显示在二维图像的断层图像的位置；以及图像处理元件，基于对先前几乎同时形成的二维图像和前述断层图像的产生的前述位置信息、之后几乎同时形成的二维图像和前述断层图像的产生的前述位置信息，将先前的断层图像和之后的断层图像进行定位。
另外，本发明的第二特征是在于包括图像形成元件，基于通过光学扫描取得的数据，形成受检眼的眼底的断层图像；位置信息产生元件，基于产生的断层图像，产生深度信息，以显示断层图像在深度方向的位置；以及图像处理元件，基于关于先前形成的断层图像的深度信息和关于之后形成的断层图像的深度信息，将先前断层图像和之后断层图像，在深度方向进行定位。
另外，本发明的第三特征是一种眼底观察装置，其特征在于包括图像形成元件，基于通过光学扫描取得的数据，形成受检眼的眼底的断层图像；积算图像产生元件，对在相异检查日时形成的第一断层图像和第二断层图像的每一个，在深度方向进行积算，以产生第一积算图像与第二积算图像；积算图像位移演算元件，对产生的第一积算图像和第二积算图像的位移进行演算；以及图像位置变更元件，基于前述演算的位移，对第一断层图像和第二断层图像的在眼底的表面方向进行定位。
发明效果本发明的眼底观察装置具备图像形成元件，其包括形成受检眼的眼底的表面的二维图像的第一图像形成元件，和形成眼底的断层图像的第二图像形成元件；位置信息产生元件，对几乎同时形成的眼底的二维图像和断层图像，产生位置信息，以显示在上述二维图像的断层图像的位置；以及图像处理元件，基于对先前几乎同时形成的二维图像和断层图像而产生的位置信息、和之后几乎同时形成的二维图像和断层图像而产生的位置信息，将先前的断层图像和之后的断层图像进行定位。以此方式，根据本发明的话，检查日时相异的先前断层图像和之后断层图像的定位可以较佳地进行。
另外，本发明的眼底观察装置具备形成受检眼的眼底的断层图像的图像形成元件；位置信息产生元件，基于产生的断层图像，产生深度信息，以显示前述断层图像在深度方向的位置；以及图像处理元件，基于关于先前形成的断层图像的深度信息和关于之后形成的断层图像的深度信息，将先前断层图像和之后断层图像，在前述深度方向进行定位。以此方式，根据本发明的话，因为检查日时相异的先前断层图像和之后断层图像在深度方向的定位可以较佳地进行，所以可以有效地且效率地进行使用眼底Ef断层图像的持续观察。
另外，本发明的眼底观察装置具备图像形成元件，形成受检眼的眼底的断层图像；积算图像产生元件，对在相异检查日时形成的第一断层图像和第二断层图像的每一个，在深度方向进行积算，以产生第一积算图像与第二积算图像；积算图像位移演算元件，对产生的第一积算图像和第二积算图像的位移进行演算；以及图像位置变更元件，基于演算的位移，对第一断层图像和第二断层图像在前述眼底的表面方向进行定位。以此方式，根据本发明的话，因为检查日时相异的第一积算图像和第二积算图像在眼底的深度方向的定位可以较佳地进行，所以可以有效地且效率地进行使用眼底Ef断层图像的持续观察。


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概略结构图。
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OCT单元的结构的一例的概略结构图。
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是表示本发明的眼底观察装置较佳的实施形态的动作的一个例子的流程图。
图11是表示利用本发明的眼底观察装置而显示的图像的一个例子的示意图。
图12是表示本发明的眼底观察装置较佳的实施形态的动作的一个例子的流程图。
图13是表示先前的眼底观察装置(眼底相机)的外观结构的一例的概略侧面图。
图14是表示先前的眼底观察装置(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底观察装置详细说明。又，对于与先前同样的构成部分，用与图13、图14同样符号。
首先，参照图1-图7，对本实施形态的眼底观察装置的结构进行说明。图1表示本实施形态的眼底观察装置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。图3表示OCT单元150的结构。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，眼底观察装置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13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、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(Liquicl 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16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、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5)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。
OCT单元的结构接着，参照图3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LO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。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LO，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，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、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(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、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的旋转动作进行控制。
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 DiskDriver)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5-7，对具有如上所述结构的眼底观察装置1的控制系统的结构进行说明。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。在图7所示的方块图中，记载演算控制装置200的详细结构。
眼底观察装置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的行进方向上移动等等。
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，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CCD 184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7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13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13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310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的排列形态的一例。
如图8(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8(B)所示，预先设定有多个(n个)，扫描点Ri1-Rin。
为了执行图8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，使低相干光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、…、R1(n-1)、R1n，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。这里的各断层图像G1-Gm的图像数据相当于图7的图像数据Ga等(后述)。
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7一面说明关于演算控制装置200的详细结构。在此，说明演算控制装置200的控制部210和图像处理部230的结构。
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以及位置信息产生部214。
另外，在图像处理部230，设置有扫描区域位移演算部231、固定视线位置位移演算部232、深度位置位移演算部233、积算(accumulation orintegration)图像产生部234、积算图像位移演算部235以及图像位置变更部236。此图像处理部230相当于本发明的“图像处理元件”的一个例子。
主控制部主控制部211架构成包含微处理器201等，进行眼底观察装置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(例如符号212a、212b所示的图像数据)和断层图像的图像数据(例如Ga、Gb所示的图像数据)。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的图像数据的读取处理是，通过主控制部211而执行的。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。
还有，眼底图像的图像数据212a与断层图像的图像数据Ga是做成几乎同时取得。还有，眼底图像的图像数据212b与断层图像的图像数据Gb是做成几乎同时取得。在此，所谓的“几乎同时(大致同时)取得”是指例如双方的图像数据是同时取得的，或者是在取得其中一方的图像数据后，马上取得另一方的图像数据，或者是在一连串的检查程序中双方图像数据取得的场合等，双方的图像数据是几乎没有时间差地被取得。相反地，图像数据212a等与图像数据212b等，例如是其所取得的检查日时是不同的等等，一方的图像数据取得后，间隔相当的时间才取得另一方的图像数据。
信息记忆部在信息记忆部213中，记忆有位置信息(例如符号213a、213b所示的信息)。此位置信息是在关于几乎同时取得的眼底Ef的表面的二维图像(眼底图像)与段层图像中，显示在此眼底图像的该断层图像的位置的信息。
更详细明关于此位置信息。在摄像装置10的摄像元件10a的摄像面上，预先定义了二维的XY坐标系(未图示)。在由此摄像装置10所拍摄的眼底图像上，基于该XY坐标系，设定了二维坐标。此XY坐标系是如图1所示，定义成与xyz坐标系的x坐标与y坐标所构成的平面互相平行的平面。在此，两个坐标系的坐标尺度(scale，单位距离的长度)可以相等，也可以不同。另外，两个坐标系的坐标轴方向可以是一致，也可以不一致。
一般而言，在两个坐标系的坐标轴的尺度与方向不同的场合时，可以通过平行移动和旋转移动，使坐标轴的方向一致，并且可以通过放大/缩小坐标轴的单位距离的长度，使尺度一致(亦即，可以进行等化坐标转换)。
另外，如图1所示，在与xy平面(XY平面)正交的方向上，将眼底Ef的深度方向的正方向定义为z坐标(Z坐标，未图示)。z坐标与Z坐标也是可以有相同的尺度，也可以有相异的尺度。以下，XYZ坐标系与xyz坐标系均将对应的各坐标轴的方向设成一致，而各坐标轴的尺度也设成一致。
信息记忆部213所记忆的各位置信息中例如包括扫描区域信息、固定视线位置信息以及深度信息中的至少其中一个。另外，本发明的位置信息并没有一定要包含上述信息的其中一个，它可以包含显示在眼底图像的断层图像的位置的任意信息。
扫描区域信息是将在断层图像取得时信号光LS所扫描的区域(扫描区域)以xy坐标系来表现的信息。关于信号光的扫描区域，其一个例子是如图8所例示。在该图所示的扫描态样中，如前所述，扫描光LS在主扫描方向(与x轴平行的方向)和副扫描方向(与y轴平行的方向)上进行扫描，形成矩形状的扫描区域R。对应该扫描区域R的扫描区域信息，例如(x1≤x≤x2，y1≤y≤y2)一般，可以主扫描方向的范围与副扫描方向的范围来表示。
另外，信号光LS的扫描区域的形状并不局限在矩形，例如信号光在以同心圆或螺旋状进行扫描时，形成圆形的扫描区域。此情形的扫描区域信息可以例如以圆形的扫描区域的中心坐标(x0，y0)和半径r来表示。
固定视线信息是将在断层图像取得时的对内部固定视线标的眼底Ef的投影位置以xy坐标系来表现的信息。此固定视线信息可以通过投影在眼底Ef的内部固定视线标的如中心位置的坐标值(xf，yf)来显示。
另外，固定视线信息并不只限定在将投影在眼底Ef的内部固定视线标的实际投影位置，直接以xy坐标系来表现的信息。例如，可以将在LCD 140的内部固定视线标的显示位置(定义在LCD 140的表面上、以二维坐标系表现的坐标值)，变换成xy坐标系的坐标值而得到的信息，使用做为固定视线信息。在此，内部固定视线标因为是显示在LCD 140上，通过摄影光学系统120，投影在眼底Ef上，所以在其眼底Ef的投影位置可以基于在LCD 140的显示位置、摄影光学系统120的光学数据、眼底Ef的z方向的对准位置，来进行演算。
深度信息是显示在眼底Ef的断层图像的位置(z坐标值)的信息；换言之，显示出相对于眼底Ef的表面(眼底图像的摄影对象)的眼底图像的深度方向的位置的信息。
眼底Ef具有网膜、脉络膜与强膜。做为深度信息，可以使用在相当于这些膜的任何一个所包含的特定层的图像的断层图像中，z方向的位置。例如，可以在相当于网膜的网膜色素上皮层(或网膜色素上皮层和脉络膜的边界)的图像，采用其断层图像中z方向的位置做为深度信息。在此，网膜色素上皮层是可以良好地反射信号光LS的层，因为在断层图像中是被比较清晰地描绘出来，所以可以适当地使用做为深度信息的基准。
另外，在包含是神经乳突的断层图像中，例如，可以使用在相当于是神经乳突的凹部的底部的断层图像中、z方向的位置(z坐标值)，做为深度信息。
位置信息产生部位置信息产生部214因为进行产生前述的位置信息的处理，相当于本发明的“位置信息产生元件”的一个例子。接着，分别说明产生扫描区域信息的处理、产生固定视线位置信息的处理以及产生深度信息的处理。
首先，说明产生扫描区域信息的处理。信号光LS的扫描区域是在取得眼底Ef的断层图像前，由用户操作操作部240B等来指定的。此作业是使眼底Ef的观察图像显示在显示部240A上，并通过鼠标进行拖曳与卸下(track and dop)操作来执行，以围出该观察图像上的所需的区域。例如，设定以连结开始鼠标的拖曳操作的位置以及进行卸下操作的位置的直线，做为对角线的矩形扫描区域。
位置信息产生部214基于眼底Ef的观察图像上所指定的扫描区域，产生在眼底Ef的眼底图像(摄影图像)和断层图像约同时取得时的扫描区域信息。此时，观察图像被显示时的受检眼E的固定视线位置，是与眼地图像和断层图像被取得时的固定视线位置相同。
接着，说明以鼠标的拖曳与卸下操作来进行扫描区域的指定时，扫描区域信息的产生处理的一个具体例子。当扫描区域指定后，拖曳开始位置的x坐标值与y坐标值以及卸下位置的x坐标值与y坐标值，由用户接口240输入到控制部210，并传送到位置信息产生部214。若以(x1，y1)为拖曳开始位置的坐标，以(x2，y2)为卸下位置的坐标，位置信息产生部214便产生由眼底图像上的区域(x1≤x≤x2，y1≤y≤y2)所构成的扫描区域信息。
接着，说明产生固定视线位置信息的处理。受检眼E的固定视线位置是在取得眼底Ef的断层图像之前，用户操作操作面板3a的固定视线标切换开关309，或者固定视线标位置调整开关310，或者固定视线标尺寸切换开关311等，来进行指定。
当通过内部固定视线标指定受检眼E的固定视线位置，位置信息产生部214求得投影在眼底Ef的内部固定视线标的例如中心位置的坐标值(xf，yf)，做为固定视线位置信息。此时，通过分析内部固定视线标锁投影的观察图像(摄影前)与眼底图像(摄影后)，可以求得目标的坐标值，并且可以基于LCD 140上所显示的内部固定视线标的显示位置，演算出目标的坐标值。
接着，说明产生深度信息的处理。在取得眼底Ef的断层图像后，该断层图像的图像数据输入到位置信息产生部214。位置信息产生部分析该图像数据，抽取出例如相当于网膜色素上皮层的部分，并且对在此断层图像的该抽出部分的z坐标值进行演算，做为目标的深度信息。
在此，对提供于断层图像的形成的数据进行分析，例如表示在各深度位置的干涉光LC的检测强度分布的数据，以替代分析图像数据，可以求得检测强度变成峰值的深度位置的z坐标值，以做为深度信息。
以上述方式产生的位置信息与对应的眼底图像的图像数据和断层图像的图像数据相关连，并记忆在信息记忆部213中。
扫描区域位移演算部扫描区域位移演算部231是基于两个扫描区域信息的各自所示的信号光LS的扫描区域的坐标，演算出该两个坐标(在xy方向)的位移。当以(x1≤x≤x2，y1≤y≤y2)做为对应于取得第一断层图像时的扫描区域R的扫描区域信息中所显示的坐标，并且以(x1’≤x≤x2’，y1’≤y≤y2’)做为对应于取得第二断层图像时的扫描区域R’(未图标)的扫描区域信息中所显示的坐标时，扫描区域位移演算部231例如分别演算x方向的位移Δx(min)＝x1-x1’以及Δx(max)＝x2-x2’，以及y方向的位移Δy(min)＝y1-y1’以及Δy(max)＝y2-y2’。
在此，在扫描区域R、R’的x方向的长度相等的场合(也就是x2-x1＝x2’-x1’)，仅计算出Δx＝x1-x1’(或x2-x2’)做为x方向的位移就很充分。同样地，在扫描区域R、R’的y方向的长度相等的场合(也就是y2-y1＝y2’-y1’)，仅计算出Δy＝y1-y1’(或y2-y2’)做为y方向的位移就很充分。此扫描区域位移演算部231相当于本发明的“位移演算元件”的一个例子。
固定视线位置位移演算部固定视线位置位移演算部232是基于两个固定视线位置信息的各自所示的内部固定视线标的对眼底Ef的投影位置的坐标，对这两个坐标(在xy方向)的位移进行演算。以(xf，yf)做为对应于第一断层图像的固定视线位置信息所显示的内部固定视线标的投影位置的坐标，以(xf’，yf’)做为对应于第二断层图像的固定视线位置信息所显示的内部固定视线标的投影位置的坐标，固定视线位置位移演算部232分别演算这两个坐标的x方向的位移Δxf＝xf-xf’和y方向的位移Δyf＝yf-yf’。此定视线位置位移演算部232相当于本发明的“位移演算元件”的一个例子。
深度位置位移演算部深度位置位移演算部233是基于两个深度信息的各自深度位置的坐标，演算出该两个坐标(在深度方向，即在z方向)的位移。当以z做为显示对应第一断层图像的深度信息的坐标，并且以z’做为显示对应第二断层图像的深度信息的坐标，深度位置位移演算部233对这两个坐标的位移Δz＝z-z’进行演算。
积算图像产生部积算图像产生部234是将图像形成部220所形成的断层图像在深度方向做积算，产生一维图像(积算图像)。亦即，将构成断层图像的各深度方向的图像Gij在深度方向进行积算，形成点状的图像。各点状图像是显示出在成为其依据的深度方向的图像Gij的位置上、深度方向的积算亮度。在此，“在深度方向的积算”意味者将在深度方向的图像的各深度位置的亮度值，投影在深度方向上的演算处理。
对通过信号光LS的一连串扫描而获得的各断层图像，执行上述的处理，藉此与眼底图像(表面的二维图像)相同，得到表示在该扫描区域的眼底Ef的表面型态的图像。此外，关于积算图像，本发明的发明人在日本专利申请案特愿2005-337628中有详细的记载。此积算图像产生部234相当于本发明的“积算图像产生元件”的一个例子。
积算图像位移演算部积算图像位移演算部235是基于依据第一、第二断层图像(群)的两个积算图像，对这些积算图像在xy方向的位移进行演算。积算图像是形成在与取得成为其依据的断层图像时的信号光LS的扫描区域相同的xy坐标范围内。积算图像位移演算部235是根据对应于各积算图像的扫描区域的坐标(例如参考扫描区域信息而取得)，利用与扫描区域位移演算部231相同的要领，对两个积算图像的位移进行演算。
做为演算两个积算图像的处理的其它构成例子，也可以演算其位移，使两个积算图像间的相关为最高。另外，从两个积算图像分别抽取出特征点，再演算这些特征点的位移，藉此可以求得两个积算图像的位移。此积算图像位移演算部235相当于本发明的“积算图像位移演算元件”的一个例子。
图像位置变更部图像位置变更部236基于扫描区域位移演算部231、固定视线位置位移演算部232、深度位置位移演算部233、积算图像位移演算部235所输入的位移信息，变更断层图像(群)的位置，通过此方式，进行两个断层图像(群)的定位。此图像位置变更部236相当于本发明的“图像位置变更元件”的一个例子。
接着，分别说明基于扫描区域位移演算部231所输入的位移的图像定位处理、基于固定视线位置位移演算部232所输入的位移的图像定位处理、基于深度位置位移演算部233所输入的位移的图像定位处理、基于积算图像位移演算部235所输入的位移的图像定位处理。另外，也说明利用图像位置变更部236的断层图像(群)的详细定位处理。
首先，说明基于从扫描区域位移演算部231输入的位移的图像定位处理。图像位置变更部236基于从扫描区域位移演算部231输入的两个断层图像(群)的x方向的位移Δx＝x1-x1’(或x2-x2’)以及y方向的位移Δy＝y1-y1’(或y2-y2’)，使这两个断层图像(群)的至少其中之一往x方向和y方向移动，通过此方式，对双方的断层图像的x方向和y方向分别进行定位。例如，使第二断层图像往x方向移动Δx并且往y方向移动Δy，藉此执行将第二断层图像的位置定位到第一断层图像的位置。
另外，在扫描区域R、R’的x方向的长度不相等的情况(亦即，x2-x1≠x2’-x1’)下，可以例如基于x方向的位移Δx(min)＝x1-x1’和Δx(max)＝x2-x2’，使各扫描区域R、R’两者的x方向的中心点一致，来移动两个断层图像(群)的至少其中之一。同样地，在扫描区域R、R’的y方向的长度不相等的情况(亦即，y2-y1≠y2’-y1’)下，可以例如基于y方向的位移Δy(min)＝y1-y1’和Δy(max)＝y2-y2’，使各扫描区域R、R’两者的y方向的中心点一致，来移动两个断层图像(群)的至少其中之一。
接着，说明基于从固定视线位置位移演算部232所输入的位移的图像定位处理。图像位置变更部236基于在取得从固定视线位移演算部232所输入的两个断层图像(群)时、内部固定视线标的对眼底Ef的投影位置的x方向位移Δxf＝xf-xf’和y方向位移Δyf＝yf-yf’，使这两个断层图像(群)的至少其中之一往x方向和y方向移动，藉此对两方断层图像的x方向和y方向分别进行定位。例如，使第二断层图像往x方向移动Δxf且往y方向移动Δyf，藉以执行将第二断层图像的位置定位到第一断层图像的位置。
接着，说明基于从深度位置位移演算部233输入的位移而进行的图像定位处理。图像位置变更部236基于深度位置位移演算部233所输入的两个断层图像的深度位置的坐标位移Δz＝z-z’，进行该两个断层图像(群)的深度方向(z方向)的定位。例如，通过使第二断层图像在z方向移动Δz，执行将第二断层图像的位置定位到第一断层图像的位置。
接着，说明基于从积算图像位移演算部235输入的位移而进行的图像定位处理。图像位置变更部236依据基于从积算图像位移演算部235输入的两个断层图像(群)的两个积算图像在xy方向的位移(与扫描区域的位移相同，以Δx、Δy表示)，使此两个断层图像(群)的其中之一在x方向和y方向上移动，藉此对双方的断层图像的x方向和y方向分别进行定位。例如，使第二断层图像案x方向上移动Δx并且在y方向移动Δy，藉以执行将第二断层图像的位置定位到第一断层图像的位置。另外，当双方的积算图像的区域不同时，与基于扫描区域的位移的情况相同，使x方向、y方向的中点一致等来进行定位。
最后，说明断层图像(群)的详细定位处理。图像位置变更部236针对两个眼底图像(Ef的表面的二维图像)，进行位移的演算，以使其相关为最高，并且基于该位移进行该两个眼底图像的定位。另外，从两个眼底图像分别抽出特征点，对该些特征点的位移进行演算，并且基于该位移进行该两个眼底图像的定位。再者，使用该两个眼底图像的定位结果，进行与该两个眼底图像几乎同时取得的两个断层图像的x方向和y方向的定位。
例如基于扫描区域位移演算部231(或固定视线位置位移演算部232、深度位置位移演算部233或积算图像位移演算部235)所输入的位移信息而进行定位后，执行上述基于眼底图像定位的断层图像的定位，藉此可以更详细地进行两个断层图像(群)的定位。
动作参照图10至图12，说明具有上述构成的眼底观察装置1。这些图是显示在眼疾病患的持续观察中，比较不同检查日时所取得的图像时，眼底观察装置1的动作的一个例子。此流程图所示的动作是相当于使用位置信息进行图像定位的场合。另外，后面会在说明使用积算图像来进行图像定位的情形。
使用位置信息的图像定位处理首先，参照图10和图11，说明关于使用位置信息的图像定位处理。一开始，在第一检查日取得眼底Ef的眼底图像和断层图像(断层图像群，以下相同)(S1)。取得的眼底图像的图像数据212a和断层图像的图像数据Ga分别记忆在图像记忆部212(S2)。另外，眼底观察装置1在连接到LAN等的网络上的场合下，也可以将图像数据212a和Ga保存在该网络上的数据库。
位置信息产生部214基于图像取得前所设定的信息(信号光LS的扫描区域R的指定信息、固定视线位置的指定信息等)和基于取得的图像信息，产生位置信息213a(S3)。产生的位置信息213a是记忆在信息记忆部213(S4)。
在此，做为xy方向的图像定位用的位置信息，如果有产生扫描区域信息和固定视线位置信息中的任何一个的话，便已经很足够，但是在此使以产生双方的信息来说明。另外，也产生做为z方向的图像定位用的位置信息的深度信息。
在从第一检查日时起经过预定时间(例如数日、数周、数月、数年等)后的第二检查日时，取得眼底Ef的眼底图像和断层图像(断层图像群，以下相同)(S5)。取得的眼底图像的图像数据212b和断层图像的图像数据Gb分别记忆在图像记忆部212(S6)。
当进行为了开始眼底Ef的图像比较的预定操作时，从信息记忆部213读出位置信息213a、213b各自的扫描区域信息和固定视线位置信息，并且将显示基于这两个扫描区域信息的两个扫描区域的图像以及显示这两个固定视线位置信息的内部固定视线标的投影位置的图像，分别重迭在眼底图像Ef’并使其显示(S10)。
另外，主控制部211从图像记忆部212读出断层图像的图像数据Gb(或图像数据Ga)，并且在显示部240A上显示出基于该图像数据的断层图像Gb。此断层图像Gb(Ga)与眼底图像212b(212a)并列显示于显示部240A上。
图11表示通过步骤S9、S10、S11显示在显示部240A的画面的一个例子。如同图所示，在显示部240A显示画面上设置有显示出眼底Ef的表面的二维图像(眼底图像212b)等的眼底图像显示部240a和显示出眼底Ef的断层图像Gb的断层图像显示部240b。
通过步骤S9，在眼底图像显示部240a显示眼底图像Ef’。另外，通过步骤S10，在第一检查日时取得断层图像时的扫描区域(显示该区域的图像)R以及在第二检查日时取得断层图像时的扫描区域(显示该区域的图像)R’，重迭到眼底图像Ef，并且显示。再者，通过步骤S10，在第一检查日时的内部固定视线标的投影位置(显示该位置的图像)F以及在第二检查日时的内部固定视线标的投影位置(显示该位置的图像)F’，重迭到眼底图像Ef’，并且显示。
扫描区域R、R’以及投影位置F、F’是基于分别对应的扫描区域信息或固定视线位置信息所示的坐标而显示的。在此，扫描区域R’和投影位置F’，与显示的眼底图像Ef’相同，为在第二检查日时图像取得时所产生的，所以相对于此眼底图像Ef’上的第二检查日时的断层图像Gb的位置(也就是扫描区域的位置和内部固定视线标的投影位置)是直接显示。
另一方面，扫描区域R和投影位置F是在与显示的眼底图像Ef’相异的第一检查日时，图像取得时所产生的。因此，在第一、第二检查日时的检查，指定做为扫描区域的图像区域的偏移、内部固定视线的投影位置的偏移(也就是眼底图像被拍摄的眼底Ef的区域的偏移)、相对于受检眼E的装置的对准偏移等等，有可能会产生在检查时的各种条件的偏移。另外，即使这些条件一致，在受检眼E无法被固定视线标固定视线等的场合下，在被拍摄做为眼底图像的眼底Ef的区域也可能会产生偏移。
因此，如图11所示，扫描区域R、R’显示在彼此相异的位置，投影位置F、F’显示在显示在彼此相异的位置，是很一般的。
另外，在第一、第二检查日时，取得多数个断层图像(即，断层图像群)的场合下，主控制部212将该断层图像Gb(Ga)中的其中一个显示在断层图像显示部240b。任意的断层图像可以被选择做为显示的断层图像，例如是包含扫描开始位置RS的断面的断层图像、或者是在副扫描方向(y方向)，位在中间的断面的断层图像等等。
主控制部211从信息记忆部213读出位置信息213a、213b，传送到图像处理部230，同时从图像记忆部212，读出眼底图像的图像数据212a、212b和断层图像的图像数据Ga、Gb，传送到图像处理部230。
扫描区域位移演算部231基于位置信息213a、213b各自的扫描区域信息所示的信号光LS的扫描区域的坐标，演算该两个坐标(在xy方向)的位移(S12)。
另外，固定视线位置位移演算部232基于位置信息213a、213b各自的固定视线位置信息所显示的内部固定视线标对眼底Ef的投影位置的坐标，演算该两个坐标(在xy方向)的位移(S13)。
再者，深度位置位移演算部233基于位置信息213a、213b各自的深度信息所示的深度位置的坐标，演算该两个坐标(在z方向)的位移(S14)。在步骤S12至S14分别演算出的位移，输入到图像位置变更部236。
图像位置变更部236基于在步骤S12演算的扫描区域的坐标的位移，使第一检查日时的断层图像Ga及/或第二检查日时的断层图像Gb在x方向和y方向上移动，执行此两个断层图像的xy方向的定位(S15)。
另外，图像位置变更部236基于步骤S13所演算的内部固定视线标的投影位置的坐标的位移，使第一检查日时的断层图像Ga及/或第二检查日时的断层图像Gb在x方向和y方向上移动，执行此两个断层图像的xy方向的定位(S16)。
另外，图像位置变更部236基于步骤S14所演算的断层图像的深度位置的位移，使第一检查日时的断层图像Ga及/或第二检查日时的断层图像Gb在z方向上移动，执行此两个断层图像的z方向(深度方向)的定位(S17)。
再者，图像位置变更部236基于眼底图像的图像数据212a、212b，以这两个眼底图像的相关为最高的方式，演算其位移，并且依据该位移，进行两个眼底图像的定位；使用此定位的结果，进行断层图像Ga、Gb的xy方向的定位(S18)。以上，结束了使用位置信息的断层图像的定位处理。
主控制部211可以基于该定位结果，变更在眼底图像显示部240a的扫描区域的图像R、R’以及内部固定视线标的投影位置F、F’的显示位置，通过该显示位置的变更，扫描区域R、R’几乎显示在相同的位置上，投影位置F、F’也几乎显示在相同的位置。这意味着在第一检查日时的断层图像(群)Ga和在第二检查日时的断层图像(群)Gb以被定位。
使用积算图像的图像定位处理接着，参照图12，说明使用积算图像的图像定位处理。首先，与使用位置信息的定位处理相同，在第一检查日时取得眼底Ef的眼底图像和断层图像(断层图像群，以下相同)(S21)，并将该眼底图像的图像数据212a和断层图像的图像数据Ga记忆在图像记忆部212(S22)。
另外，在从第一检查日时经过预定期间后的第二检查日时，取得眼底Ef的眼底图像和断层图像(断层图像群，以下相同)(S23)，并将该眼底图像的图像数据212b和断层图像的图像数据Gb记忆在图像记忆部212(S24)。
另外，在各第一检查日时与第二检查日时，产生用来显示取得断层图像时的信号光LS的扫描区域的信息(前述的扫描区域信息)，并预先记忆在信息记忆部213。
主控制部211对应预定的操作，从图像记忆部212读出眼底图像的图像数据212b(或图像数据212a)，并且将基于信息记忆部213的眼底图像Ef’显示在显示部240A(S25)，同时从信息记忆部213读出扫描区域信息，使显示第一、第二检查日时的扫描区域的图像与眼底图像Ef’重迭并显示(S26)。再者，主控制部211从图像记忆部212读取断层图像的图像数据Gb(或图像数据Ga)，并且将基于该图像数据的断层图像Gb显示在显示部240A(S27)。利用步骤S25-S27的图像的显示态样，例如与前述图11是相同的。
另外，主控制部211从图像记忆部212读出眼底图像的图像数据212a、212b和断层图像的图像数据Ga、Gb，传送到图像处理部230。积算图像产生部234在深度方向对各个断层图像的图像数据Ga、Gb进行积算，分别产生对应于第一检查日时的积算图像和对应于第二检查日时的积算图像(S28)。积算图像位移演算部235演算对应于第一、第二检查日时的积算图像在xy方向的位移(S29)。
接着，图像位置变更部236基于演算的积算图像的位移，进行断层图像Ga、Gb在xy方向的定位。
再者，图像位置变更部236以眼底图像212a、212b的相关为最高的方式，演算其位移，并且依据该位移，进行两个眼底图像的定位(S31)。以上所述，结束使用积算图像的断层图像的定位处理。与在使用位置信息的定位的情况相同，主控制部211可以变更在眼底图像显示部240a的扫描区域的图像R、R’的显示位置。
另外，因为上述利用积算图像的定位是在xy方向的定位，所以希望利用与使用位置信息的定位处理的情况相同的深度信息，进行z方向的定位，进行断层图像Ga、Gb的三维定位。
定位结果的利用例以上说明的断层图像的定位结果是可以在眼底Ef的持续观察中，以下面的方式来利用。
第一利用例首先，说明利用断层图像的定位结果的图像显示态样的一个例子。在此，在第一、第二检查日时，取得各自m枚的断层图像(即，断层图像群)。属于在第一检查日时的断层图像群的m枚断层图像以符号Ga1-Gam表示，属于在第二检查日时的断层图像群的m枚断层图像以符号Gb1-Gbm表示。另外，即使属于两个断层图像群的断层图像群的枚树不同，也可以下面相同的方式进行处理。
利用图像位置变更部236的处理是对在第一检查日时的断层图像Ga1-Gam以及在第二检查日时的断层图像Gb1-Gbm的定位。在此，相邻的断层图像的间隔设定成相等。换句话说，对各i＝1-m-1，当断层图像Gai与断层图像Ga(i+1)的间隔以Δda表示，断层图像Gbi与断层图像Gb(i+1)的间隔以Δdb表示，设定成Δda＝Δdb。
此时，断层图像Ga1-Gam和断层图像Gb1-Gbm通过图像位置变更部236，对各i＝1-m，进行断层图像Gai和断层图像Gbi的定位。
主控制部211接受此定位结果，产生以下作用对各i＝1-m，产生将第一检查日时的断层图像Gai和第二检查日时的断层图像Gbi附上关联的图像关联信息。产生的图像关联信息例如记忆在信息记忆部213。
在图11所示的显示部240A的显示画面上，显示有用来对断层图像显示部240b上显示的断层图像进行切换的未图标显示画面切换部(软键等所构成)。此关联图像切换部的操作例如是利用操作部的鼠标206的键撃操作。
显示画面切换部中设置有同一检查画面切换部，用以切换显示到在显示第一检查日时的断层图像Gai(或第二检查日时的断层图像Gbi)时，第一检查日时的其它断层图像Gaj(或第二检查日时的其它断层图像Gbj，j≠i)。当操作此同一检查图像切换部时，例如切换到下个断层图像Ga(i+1)的显示。另外，也可以做成例能够选择显示断层图像Ga1-Gam(或断层图像Gb1-Gbm)中所要的图像(具体而言，例如可应用于可选择地显示各断层图像的小图标等的结构)。
再者，在显示画面切换部社友关联图像切换部，用以切换显示为与显示的断层图像有关联的断层图像。亦即，显示第一检查日时的断层图像Gai(或第二检查日时的断层图像Gbi)的时候，当操作关联图像切换部时，切换成显示与此断层图像Gai有关联的第二检查日时的断层图像Gbi(或与断层图像Gbi有关联的第一检查日时的断层图像Gai)。
用户通过操作同一检查图像切换部，可以显示所要的断面的断层图像Gai(或断层图像Gbi)。再者，通过操作关联图像切换部，可以显示与此断层图像Gai(或断层图像Gbi)有关联的断层图像Gbi(或断层图像Gai)。另外，通过再次操作关联图像切换部，可以再次显示断层图像Gai。如上述方式，因为可以切换显示图像，交替显示约在相同断面的断层图像Gai和断层图像Gbi，所以可以容易地比较该断面位置的状态(例如网膜的厚度)的时间变化。
做为这种显示态样的变化，可以使多数个断层图像显示部240b并列显示，在其中之一显示断层图像Gai，同时在另外一个显示断层图像Gbi。进一步，也可以通过同一检查图像切换部，切换到其中之一的断层图像显示部240b所显示的断层图像，而与此相对应地，将与该断层图像有关联的断层图像显示在另一个断层图像显示部240b。
第二利用例接着，说明利用断层图像的定位结果的图像分析处理的一个例子。在持续观察中，有对与眼底状态有关的各种指标进行分析。做为此指标的一个例子，例如是网膜的厚度。网膜的厚度例如是通过对在断层图像的网膜表面的z坐标值和网膜色素上皮层的z坐标值的差进行演算而获得。
对各i＝1-m，将第一检查日时的断层图像Gai和第二检查日时的断层图像Gbi附上关联。此时，主控制部211基于各断层图像Gai，对在该断面位置的网膜厚度进行演算，同时基于各断层图像Gbi，对在该断面位置的网膜厚度进行演算。
再者，主控制部211对各断面位置(亦即各i＝1-m)，演算基于断层图像Gai的网膜厚度和基于断层图像Gbi的网膜厚度的差。通过此方式，便可以获得各个断面位置的网膜厚度的时间变化的分布。主控制部211可以将所得到的分布例如以渐进表现的图像(分布图像)，显示在显示部240b。用户通过观看此分布图像，可以容易地掌握到在眼底Ef的网膜厚度的时间变化的分布状态。
作用与效果针对上所述的眼底观察装置的作用和效果进行说明。眼底观察装置1针对在第一检查日时取得的眼底图像212a和断层图像Ga，产生用来显示在眼底图像212a的断层图像Ga的位置的位置信息213a，同时针对在第二检查日时取得的眼底图像212b和断层图像Gb，产生用来显示在眼底图像212b的断层图像Gb的位置的位置信息213b。接着，基于这些位置信息213a、213b，起以下作用进行第一检查日时的断层图像Ga和第二检查日时的断层图像Gb的定位。
更具体地来说，眼底观察装置1使用位置信息213a、213b中所包含的扫描区域信息和固定视线位置信息，起眼底Ef在表面方向(xy方向)的断层图像Ga、Gb的定位作用。另外，也可以基于各断层图像Ga、Gb的积算图像的定位结果，进行xy方向的定位。再者，使用位置信息213a、213b所包含的深度信息，起眼底Ef在深度方向(z方向)的断层图像Ga、Gb的定位作用。通过对这种定位处理的组合，可以进行三为的定位。
另外，进行第一检查日时的眼底图像212a和第二检查日时的眼底图像212b的定位，并且基于该结果，进行断层图像Ga、Gb在xy方向的详细定位。
如上所述，根据本实施例的眼底观察装置1，因为可以较佳地进行检查日时不同的眼底的断层图像Ga、Gb的定位，所以使用眼底Ef的断层图像的持续观察可以有效且效率地进行。
变形例以上详述的构造，只不过是本发明的眼底观察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。
上述实施例的眼底观察装置1是基于各扫描区域信息、固定视线位置信息、深度信息以及积算图像，来进行眼底的断层图像的定位，但是基于本发明该四个中的一个以上来进行定位的话，也是很充足的。
特别是，针对眼底在表面方向xy方向的定位，若基于扫描区域信息、固定视线位置信息、深度信息以及积算图像中的任何一个来进行的话，便十分足够。另外，在仅基于积算图像的场合，若仅具备光图像计测装置(OCT装置)的话，也是足够的。
眼底的断层图像的定位是将基于扫描区域信息、固定视线位置信息或积算图像信息的xy方向的定位以及基于深度方向的z方向的定位加以组合，进行x方向、y方向与z方向的三维定位，通过此方式，冀以提高定位的精确度。
在上述的实施例中，说明了已经取得的两个断层图像的定位处理，但是为了取得与过去检查(几乎)相同部位的断层图像，也可以应用上述实施例的结构。因此，例如基于在过去检查的固定视线位置信息，控制LCD 140，以使内部固定视线标显示在与过去检查相同的位置上，使受检眼固定视线在与过去检查相同的方向上。进一步，使目前的眼底图像显示，同时将显示基于在过去检查的扫描区域信息的扫描区域的图像，重迭到目前的眼底图像并显示。此时，对在过去检查的眼底图像和目前的眼底图像的位移进行演算(例如，以相关最高的方式，演算定位时的位移)，并使过去检查的扫描区域显示在对应该位移而移动的位置上。将此显示的扫描区域的位置指定为在本次检查的信号光LS的扫描区域。通过此方式，可以指定与过去检查相同的扫描区域。另外，眼底图像与扫描区域也不是一定要显示。
本发明的眼底观察装置具有眼底相机(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
1.一种眼底观察装置，其特征在于该眼底观察装置包括图像形成元件，包括第一图像形成元件，基于光学取得的数据，形成受检眼的眼底的表面的二维图像；和第二图像形成元件，基于通过光学扫描取得的数据，形成前述眼底的断层图像；位置信息产生元件，对几乎同时形成的上述二维图像和前述的断层图像，产生位置信息，以显示在上述二维图像的断层图像的位置；以及图像处理元件，基于对先前几乎同时形成的上述二维图像和前述断层图像的上述产生的前述位置信息、之后几乎同时形成的上述二维图像和前述断层图像的上述产生的前述位置信息，将先前的断层图像和之后的断层图像进行定位。
2.根据权利要求1所述的眼底观察装置，其特征在于前述第二图像形成元件更具备光源；干涉光产生元件，将前述光源输出的光分割成向前述眼底的信号光和向参照物体的参照光，同时使经过前述眼底的信号光和经过前述参照物体的参照光进行重迭，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；扫描元件，对前述眼底的前述信号光的入射位置，分别以预定的主扫描方向以及和前述主扫描方向垂直的副扫描方向进行扫描，其中对沿着前述主扫描方向的多数个前述入射位置，依据基于由经由前述入射位置的信号光和前述参照光产生的干涉光的前述检测信号，形成在上述入射位置的前述眼底的深度方向的图像，并且对每个前述多数个入射位置，基于前述形成的深度方向的图像，形成沿着前述主扫描方向的断层图像，藉此在沿着前述副扫描方向的两个或以上的位置分别形成前述断层图像，前述位置信息产生元件以在前述二维图像预先设定的二维坐标系统的坐标，表现在前述断层图像形成时通过前述扫描元件扫描前述信号光的区域，以做为前述位置信息，前述图像处理元件包含位移演算元件，对在前述两个或以上的前述先前断层图像形成时的前述各坐标以及在前述两个或以上的前述之后断层图像形成时的前述各坐标之间的位移，进行演算，并且基于前述演算的位移，进行前述先前断层图像和前述之后断层图像的在前述眼底的表面方向的定位。
3.根据权利要求1所述的眼底观察装置，其特征在于前述图像形成元件包括固定视线标投影元件，将使前述受检眼固定视线的固定视线标投影在前述眼底，前述位置信息产生元件将前述固定视线标的投影位置，以在前述二维图像上预先设定的二维坐标系统的坐标来表现，做为前述位置信息，以及前述图像处理元件包含位移演算元件，对前述先前断层图像形成时的前述坐标和前述之后断层图像形成时的前述坐标的位移，进行演算，并且基于前述演算的位移，对前述先前断层图像和前述之后断层图像，在前述眼底的表面方向，进行定位。
4.根据权利要求1所述的眼底观察装置，其特征在于前述位置信息产生元件基于前述第二图像形成元件所形成的断层图像，产生用来显示前述断层图像在深度方向的位置的深度信息，以做为前述位置信息，以及前述图像处理元件基于关于前述先前断层图像所产生的前述深度信息和关于前述之后断层图像所产生的前述深度信息，进行对前述先前断层图像和前述之后断层图像在前述深度方向的定位。
5.一种眼底观察装置，其特征在于图像形成元件，基于通过光学扫描取得的数据，形成受检眼的眼底的断层图像；位置信息产生元件，基于前述产生的断层图像，产生深度信息，以显示前述断层图像在深度方向的位置；以及图像处理元件，基于关于先前形成的上述断层图像的上述深度信息和关于之后形成的断层图像的前述深度信息，将前述先前断层图像和前述之后断层图像，在前述深度方向进行定位。
6.根据权利要求5所述的眼底观察装置，其特征在于前述深度信息包含将在通过前述图像形成元件而形成的断层图像的眼底的预定层的位置，以在前述断层图像上预先设定的坐标来表现的信息，以及前述图像处理元件使对应前述先前断层图像的前述坐标和对应前述之后断层图像的前述坐标一致，进行前述先前断层图像和前述之后断层图像在前述深度方向的定位。
7.一种眼底观察装置，其特征在于图像形成元件，基于通过光学扫描取得的数据，形成受检眼的眼底的断层图像；积算图像产生元件，对在相异检查日时形成的第一断层图像和第二断层图像的每一个，在深度方向进行积算，以产生第一积算图像与第二积算图像；积算图像位移演算元件，对前述产生的第一积算图像和第二积算图像的位移进行演算；以及图像位置变更元件，基于前述演算的位移，对前述第一断层图像和前述第二断层图像的在前述眼底的表面方向进行定位。
8.根据权利要求5所述的眼底观察装置，其特征在于前述图像形成元件更具备光源；干涉光产生元件，将前述光源输出的光分割成向前述眼底的信号光和向参照物体的参照光，同时使经过前述眼底的信号光和经过前述参照物体的参照光进行重迭，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；扫描元件，对前述眼底的前述信号光的入射位置，分别以预定的主扫描方向以及和前述主扫描方向垂直的副扫描方向进行扫描，其中对沿着前述主扫描方向的多数个前述入射位置，依据基于由経由前述入射位置的信号光和前述参照光产生的干涉光的前述检测信号，形成在上述入射位置的前述眼底的深度方向的图像，并且对每个前述多数个入射位置，基于前述形成的深度方向的图像，形成沿着前述主扫描方向的断层图像，藉此在沿着前述副扫描方向的两个或以上的位置分别形成前述断层图像，以及前述积算图像产生元件将前述两个或以上的前述第一断层图像分别在深度方向进行积算，产生前述第一积算图像，同时将前述两个或以上的前述第二断层图像分别在深度方向进行积算，产生前述第二积算图像。
9.根据权利要求5所述的眼底观察装置，其特征在于前述深度信息包含将在通过前述图像形成元件所形成的断层图像中眼底的预定层的位置，以在前述断层图像上预先设定的坐标来表现的信息，以及前述图像处理元件是使对应前述先前断层图像的前述坐标和对应前述之后断层图像的前述坐标一致，对前述先前断层图像和前述之后断层图像，进行在前述深度方向的定位。
全文摘要
提供一种有效且效率地进行使用眼底断层图像的持续观察的眼底观察装置。图像形成部形成眼底表面的二维图像(眼底图像)和眼底的断层图像。第一检查日时取得的眼底图像和断层图像以及第二检查日时取得的眼底图像和断层图像记忆在图像记忆部。位置信息产生部产生显示在眼底图像的断层图像位置的位置信息以及显示在眼底图像的断层图像位置的位置信息。产生的位置信息记忆在信息记忆部。图像处理部基于位置信息，进行断层图像定位。
文档编号G01B9/02GK101040777SQ200710088299
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月22日 优先权日2006年3月24日
发明者福间康文, 青木弘幸, 塚田央, 木川勉 申请人:株式会社拓普康