(57)【要約】【課題】従来技術よりも高い精度で眼球内の血管を流れる血流の方向と速さの情報を取得する技術を提供する。【解決手段】眼底１０１ａの複数の位置からの反射光を受光素子アレイ１２０で検出し、各反射光強度の空間的および時間的な相関関係に基づいて、眼底１０１ａの血管を流れる血液の方向と速さに関する情報を取得する。また血管とそれ以外の部分の移動情報を取得することで、眼底１０１ａの動きの影響を排除しての血流のベクトル情報を得ることができる。【選択図】図１
2010110371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼底に照明を行う照明手段と、
前記眼底の異なる複数の位置それぞれからの複数の反射光を個別に検出する検出手段と、
前記複数の位置の位置関係と、前記複数の反射光の時間的な強度変化とに基づいて、前記複数の位置における対象物の動きを算出する算出手段と
を備えることを特徴とする眼の計測装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記対象物の動きから前記眼底の前記検出手段に対する相対的な動きを算出することを特徴とする請求項１に記載の眼の計測装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記複数の反射光間の時間的な強度変化の相関関係に基づいて、前記眼底に対して相対的に動く部分に関する情報と、前記眼底に対して相対的に動かない部分に関する情報とを算出することを特徴とする請求項１に記載の眼の計測装置。
【請求項４】
前記対象物は血流と血流以外の部分であり、
前記算出手段は、
前記血流の前記検出手段に対する相対的な移動に関する第１の移動情報の算出と、
前記血流以外の部分の前記検出手段に対する相対的な移動に関する第２の移動情報の算出と、
前記第１の移動情報と前記第２の移動情報とに基づく前記血流の前記眼底に対する相対的な移動に関する第３の移動情報の算出と
を行うことを特徴とする請求項１に記載の眼の計測装置。
【請求項５】
前記照明手段は、前記眼底に対して複数の光束を投影し、
前記複数の反射光は、前記複数の光束の反射光であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の眼の計測装置。
【請求項６】
前記複数の反射光の検出を、時間差をおいて複数の領域で行う制御を実行する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の眼の計測装置。
【請求項７】
眼底に照明を行う照明ステップと、
前記眼底の異なる複数の位置それぞれからの複数の反射光を個別に検出する検出ステップと、
前記複数の位置の位置関係と、前記複数の反射光の時間的な強度変化とに基づいて、前記複数の位置における対象物の動きを算出する算出ステップと
を備えることを特徴とする眼の計測方法。
【請求項８】
コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
コンピュータに、
眼底に照明を行う照明ステップと、
前記眼底の異なる複数の位置それぞれからの複数の反射光を個別に検出する検出ステップと、
前記複数の位置の位置関係と、前記複数の反射光の時間的な強度変化とに基づいて、前記複数の位置における対象物の動きを算出する算出ステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼の測定装置、眼の計測方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼の観察を行う装置として、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１には、眼底の観察を行う装置において、被検眼の収差の影響を排除するために、補償光学素子を配置し、この補償光学素子の補正量を収差情報に基づいて微調整することで、収差の影響を低減した眼底の観察を行う技術が記載されている。
【０００３】
ところで、医学的な見地から眼底の血管を流れる血流の状態を知りたい場合がある。眼底の血流の情報を取得する方法としては、撮像した眼底の血管の撮像画像を観察する方法がある。しかしながら、血管の撮像画像の観察から血流の情報を取得する方法は、精度に欠ける。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４―３２９２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術よりも高い精度で眼底の血管を流れる血流の速さと方向の情報（つまり速度ベクトルの情報）を取得する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、眼底に照明を行う照明手段と、前記眼底の異なる複数の位置それぞれからの複数の反射光を個別に検出する検出手段と、前記複数の位置の位置関係と、前記複数の反射光の時間的な強度変化とに基づいて、前記複数の位置における対象物の動きを算出する算出手段とを備えることを特徴とする眼の計測装置である。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、眼底の複数の位置からの反射光のそれぞれを受光素子アレイ等で検出し、各反射光の強度の空間的および時間的な相関関係に基づいて、眼底の血管を流れる血液等の対象物の方向と速さに関する情報を取得することができる。ここで複数の反射光の個別な検出は、各反射光の情報を分離して取得できればよい。具体的には、マトリクス受光素子アレイ（例えばＣＣＤ素子）を用いて異なる空間位置におけるものを同時に行ってもよいし、検出タイミングをずらし、時間軸上においてずれた時間位置において個別に行ってもよい。また両者を組み合わせておこなってもよい。複数の位置としては、２点以上で可能であるが、同一直線上にない３点以上の位置を選択することが望ましい。同一直線上にない３点以上の位置を選択することで、対象物の移動情報（ベクトル情報）を精度よく算出することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記算出手段は、前記対象物の動きから前記眼底の前記検出手段に対する相対的な動きを算出することを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、眼底の測定系に対する相対的な動きを検出できる。この検出結果を利用することで、例えば、眼底の動きの影響を受けずに眼底内の血管内を流れる血液の速度（速さと方向）を知ることができる。また、請求項２に記載の発明を利用することで、眼底の動きをキャンセルしての眼底撮像等を行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記算出手段は、前記複数の反射光間の時間的な強度変化の相関関係に基づいて、前記眼底に対して相対的に動く部分に関する情報と、前記眼底に対して相対的に動かない部分に関する情報とを算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、眼底の動きと、眼底に対して相対的に動く部分の動き（例えば血液の動き）との計測を行うことができる。以下この原理を簡単に説明する。眼底には、眼底と一体であり眼底に対して相対的に動かない部分（第１の部分）と、血管中の血液のように眼底に対して相対的に動く部分（第２の部分）とが含まれる。眼底が動いた場合、複数の第１の部分は、相対的な位置関係を保ったままで眼底と一体となって動く。この際、第２の部分は、眼底の動きに追従すると共に、眼底に対しても動く。
【００１１】
したがって、複数の反射光の時間的な強度変化の相関関係を解析することで、第１の部分の計測系に対する移動量と、第２の部分の計測系に対する移動量とを算出できる。この際、第２の部分の計測系に対する移動量には、第１の部分（つまり眼底）の移動量が含まれている。そこで、第１の部分の移動量に関する情報を利用して、第２の部分の移動量に関する情報から第１の部分の移動量に関する情報を除くことで、第２の部分の眼底に対する相対的な移動量に関する情報を算出することができる。すなわち、眼底の動きの影響を排除しての血液の移動量（血流の速さ）と移動方向を算出することができる。
【００１２】
ここでは、第２の部分として血液の場合を例に挙げ説明を行ったが、眼底に対して相対的に動く部分としては、血管の伸縮や硝子体の流動を挙げることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記対象物は血流と血流以外の部分であり、前記算出手段は、前記血流の前記検出手段に対する相対的な移動に関する第１の移動情報の算出と、前記血流以外の部分の前記検出手段に対する相対的な移動に関する第２の移動情報の算出と、前記第１の移動情報と前記第２の移動情報とに基づく前記血流の前記眼底に対する相対的な移動に関する第３の移動情報の算出とを行うことを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、眼底の動きに影響されず眼底の血管を流れる血液の速さと方向に関する情報を得ることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記照明手段は、前記眼底に対して複数の光束を投影し、前記複数の反射光は、前記複数の光束の反射光であることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、眼底に複数の光束を投影することで、眼底の異なる複数の位置それぞれからの反射光を得ることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記複数の反射光の検出を、時間差をおいて複数の領域で行う制御を実行する制御手段を更に備えることを特徴とする。請求項６に記載の発明によれば、複数の反射光の検出を１単位として、走査しながらの計測が行われる。これにより、広範囲の計測を行える。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、眼底に照明を行う照明ステップと、前記眼底の異なる複数の位置それぞれからの複数の反射光を個別に検出する検出ステップと、前記複数の位置の位置関係と、前記複数の反射光の時間的な強度変化とに基づいて、前記複数の位置における対象物の動きを算出する算出ステップとを備えることを特徴とする眼の計測方法である。請求項８に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明を方法の発明として把握した発明が提供される。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、コンピュータに、眼底に照明を行う照明ステップと、前記眼底の異なる複数の位置それぞれからの複数の反射光を個別に検出する検出ステップと、前記複数の位置の位置関係と、前記複数の反射光の時間的な強度変化とに基づいて、前記複数の位置における対象物の動きを算出する算出ステップとを実行させることを特徴とするプログラムである。請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明をコンピュータ制御により実現するためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、従来技術よりも高い精度で眼底の血管を流れる血流の速さと方向の情報（つまり速度ベクトルの情報）を取得する技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（１）第１の実施形態
（全体の構成）
図１は、本発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。図１には、計測対象となる眼（被検眼と称する）１０１の眼底１０１ａを観察する機能を有する眼の計測装置１００が示されている。この例では、眼底（網膜）１０１ａの血管中を流れる血液の速度（速さと方向）に関する情報を計測する装置の一例を説明する。
【００２０】
被検眼１０１の装置に対する位置を合わせるための機構として、眼の計測装置１００は、前眼部照明光源１０２、ダイクロイックミラー１０３、対物レンズ１０４、ダイクロイックミラー１０５、および前眼部撮像素子１０６を備えている。
【００２１】
前眼部照明光源１０２は、ＬＥＤにより構成され、遠赤外光（波長９５０ｎｍ）を被検眼１０１に照射する。ダイクロイックミラー１０３は、被検眼１０１から反射された上記波長９５０ｎｍの遠赤外光を透過する。また、ダイクロイックミラー１０３は、波長８４０ｎｍの光を反射し、４００〜６５０ｎｍの光を透過する。対物レンズ１０４は、後述する前眼部撮像素子１０６を被検眼の瞳（虹彩）と共役な位置におくための対物レンズである。
【００２２】
ダイクロイックミラー１０５は、対物レンズ１０４からの光の内、波長９５０ｎｍの光を図の下方向に反射し、波長４００〜６５０ｎｍの光を図の右方向に透過する。前眼部撮像素子１０６は、ダイクロイックミラー１０５で図の下方向に反射された波長９５０ｍｍの光により構成される画像を撮像するＣＣＤ素子（あるいはＣＭＯＳイメージセンサ）である。
【００２３】
前眼部照明光源１０２から照射され、被検眼１０１で反射された波長９５０ｎｍの反射光は、ダイクロイックミラー１０３を透過し、対物レンズ１０４を介してダイクロイックミラー１０５で図の下方向に反射され、前眼部撮像素子１０６により撮像される。この撮像素子１０６により撮像される画像には、被検眼１０１の瞳（虹彩）が写っており、それが光学系の中心にくるように装置側または被検眼者側の位置の調整が、図示省略した調整機構により調整される。
【００２４】
図１には、ディオプター調整レンズ１（１０７）と固視標１０８が示されている。固視標１０８は、被検眼１０１が見つめる標的である。ディオプター調整レンズ１（１０３）は、被検眼１０１の眼底１０１ａと固視標１０８とが共役な位置となるように光軸方向に移動する。この移動は、図示省略したモータによって行われる。
【００２５】
次に、眼底の血管を流れる血液の速度を計測する機構について説明する。図１には、眼底照明光源１１０、コリメートレンズ１１１、ハーフミラー１１２、光分割絞り１１３、レンズ１１４、垂直方向スキャンミラー１１５、水平方向スキャンミラー１１６、ディオプター調整レンズ２（１１７）、対物レンズ１１８、結像レンズ１１９および受光素子アレイ１２０を備えている。
【００２６】
眼底照明光源１１０は、眼底１０１ａを観察するための照明光を発する光源である。この例では、眼底照明光源１１０として波長８４０ｎｍの光を発するスーパールミネッセンスダイオードが用いられている。コリメートレンズ１１１は、眼底照明光源１１０からの光を平行光とする。ハーフミラー１１２は、入射した光の半分を透過し、半分を反射する。
【００２７】
光分割絞り１１３は、眼底１０１ａと共役な位置に置かれ、眼底照明光源１１０からの光束を４分割する孔が形成された光学絞りである。光分割絞り１１３が機能することで、眼底１０１ａ上に４本の光束が照射される。光分割絞り１１３の孔の大きさは、眼底照明光源１１０からの光が、眼底１０１ａ上で数μｍ径の光束となる寸法とされている。また隣接する孔の間隔は、眼底１０１ａ上において、隣接する光束間の間隔が１００μｍ以下となる寸法とされている。
【００２８】
レンズ１１４は、光分割絞り１１３から図の上方向に出射した光を平行光とし、また図の上方から光分割絞り１１３に入射する光を集光する。垂直方向スキャンミラー１１５は、光分割絞り１１３を通った眼底照明光源１１０からの光を眼底１０１ａ上で垂直方向に走査する機構を持ったミラーである。垂直方向スキャンミラー１１５は、被検眼１０１の瞳と共役な位置またはその近傍に配置されている。水平方向スキャンミラー１１６は、光分割絞り１１３を通った眼底照明光源１１０からの光を眼底１０１ａ上で水平方向に走査する機構を持ったミラーである。水平方向スキャンミラー１１６は、被検眼１０１の瞳と共役な位置またはその近傍に配置されている。これらスキャンミラーのそれぞれは、図示省略したモータによって角度が制御され、スキャン動作を行う。
【００２９】
ディオプター調整レンズ２（１１７）は、眼底１０１ａと受光素子アレイ１２０が共役な位置関係となるように光軸方向に移動可能なレンズである。この移動は、図示省略したモータによって行われる。対物レンズ１１８は、ディオプター調整レンズ２（１１７）からの光を平行光とし、またダイクロイックミラー１０３からの光を集光する。
【００３０】
結像レンズ１１９は、図の上方から光分割絞り１１３に入射し、ハーフミラー１１２で図の右方向に反射された光を集光し、受光素子アレイ１２０に導く。受光素子アレイ１２０は、少なくとも光分割絞り１１３の光分割用の絞り孔の数（この場合は４個）以上の画素数を有する受光素子である。この例では、受光素子アレイ１２０として数百万画素以上の画素数を有したＣＣＤ素子が採用されている。受光素子アレイ１２０としては、ＡＰＤアレイ（アバランシュフォトダイオードアレイ）、光電子倍増管、ＣＭＯＳイメージセンサ等を用いることができる。
【００３１】
（制御系の構成）
図２は、図１に示す眼の計測装置１００の制御系の一例を示すブロック図である。図２には、制御系１５０が示されている。制御系１５０は、演算部１５１、メモリ１５２、表示部１５３、制御部１５４、第１駆動部１５５、第２駆動部１５６、第３駆動部１５７、および第４駆動部１５８を備えている。
【００３２】
演算部１５１は、コンピュータとして機能し、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース機能を備えている。演算部１５１は、後述するフローチャートの処理を実行するための各種の演算を行う。また演算部１５１には、各種動作制御に必要な情報として、前眼部撮像素子１０６が撮像した画像情報、および受光素子アレイ１２０が取得した情報が入力される。メモリ１５２は、演算部１５１の外部記憶領域として機能する。表示部１５３は、眼底画像および眼の計測装置１００の操作に係る情報を表示するディスプレイである。制御部１５４は、演算部１５１で行われる演算の結果に基づいて、後述する各装置部分の動作を制御する制御信号を生成する。
【００３３】
第１駆動部１５５は、制御部１５４からの制御信号に基づいて、ディオプター調整レンズ１（１０７）の光軸方向の位置調整を行う図示省略したモータを駆動する。第２駆動部１５６は、制御部１５４からの制御信号に基づいて、ディオプター調整レンズ２（１１７）の光軸方向の位置調整を行う図示省略したモータを駆動する。第３駆動部１５７は、水平方向スキャンミラー１１６のスキャン動作を行うための図示省略したモータを駆動する。第４駆動部１５８は、垂直方向スキャンミラー１１５のスキャン動作を行うための図示省略したモータを駆動する。
【００３４】
また制御部１５４は、固視標１０８を視認し易くするための照明機構（図示省略）のＯＮ／ＯＦＦ制御、前眼部照明発光源のＯＮ／ＯＦＦ制御、眼底照明光源１１０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御信号を出力する。図２の例示では、演算部１５１と制御部１５４を分けて記載しているが、両者の機能を備えた集積回路を用いて、両者が一体とされた構成も可能である。
【００３５】
（計測動作の一例）
以下、図１および図２に示す装置を用いた眼底における血流の速度を計測する動作の一例を説明する。図３は、この計測動作を行うための動作手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図２に示す演算部１５１において実行される。このフローチャートを実行するためのプログラムは、演算部１５１内の記憶領域に記憶されており、実行時に演算部のＲＡＭ領域に読み出されて実行される。
【００３６】
処理が開始されると（ステップＳ２０１）、まずディオプターレンズ１（１０７）等の移動可能な部分の位置を原点に移動させる（ステップＳ２０２）。ついで、前眼部撮像素子１０６が撮像した画像に基づいて被検眼１０１の光学系に対する相対的な位置合わせが行われる（ステップＳ２０２）。その後、被検眼１０１の屈折度に応じたディオプターレンズ１（１０７）およびディオプターレンズ２（１１７）の位置の調整が行われる（ステップＳ２０４）。この際、ディオプターレンズ１（１０７）の位置の調整により、眼底１０１ａと固視標１０８とが光学的に共役な位置とされる調整が行われる。また、ディオプターレンズ２（１１７）の位置の調整により、眼底１０１ａと受光素子アレイ１２０とが光学的に共役な位置とされる調整が行われる。
【００３７】
次に、水平方向スキャンミラー１１６と垂直方向スキャンミラー１１５の位置を原点に移動させ（ステップＳ２０５）、眼底照明光源１１０を発光させる（ステップＳ２０６）。眼底照明光源１１０からの波長８４０ｎｍの光は、光分割絞り１１３で４本の光束とされ、それがダイクロイックミラー１０３で被検眼１０１の方向に反射される。この際、眼底１０１ａには、４本の光束が照射される。この４本の光束の反射光は、行きと逆の経路を辿ってハーフミラー１１２に至り、そこで一部が反射されて受光素子アレイ１２０で検出される。
【００３８】
この際、垂直方向スキャンミラー１１５および水平方向スキャンミラー１１６を動かすことで、この４本の光束の組を反射する眼底１０１ａの部分をずらしながら走査することができる。
【００３９】
この例では、水平方向スキャンミラー１１６と垂直方向スキャンミラー１１５のスキャン動作を行い、眼底１０１ａの所定領域を走査させつつ眼底１０１ａからの反射光を受光素子アレイ１２０で検出し、その情報をメモリ１５２に蓄積する（ステップＳ２０７）。この走査は、眼底の画像を再現する画素情報を取得するために行われる。
【００４０】
次に、眼底照明光源１１０を消灯し（ステップＳ２０８）、メモリ１５２に蓄積させた受光素子アレイ１２０が検出した眼底からの反射光の情報に基づく演算を行い、眼底像の構築処理が行われる（ステップＳ２０９）。そして得られた眼底像（撮像画像）が表示部１５３に表示される。
【００４１】
次に、表示された眼底像の中から計測を行う血管の部分を選択し、そこに狙いを付ける。この操作は、表示部１５３に表示された眼底像を操作者が見ながらＧＵＩを用いて行われる。このＧＵＩの内容については、一般的な表示画像を用いての操作および処理と同じであるので説明は省略する。また、このＧＵＩを実現する構成に関する図面上における記載も図示省略する。図４には、得られた眼底像の中から領域４０の部分を選択する場合の例が模式的に示されている。
【００４２】
そして狙いが付けられた部分に４本の光束が照射されるように垂直方向スキャンミラー１１５と水平方向スキャンミラー１１６が動かされ（ステップＳ２１０）、その後、眼底照明光源１１０の発光が行われ（ステップＳ２１１）、４本の光束の上記選択した（狙いを付けた）領域への照射が行われる。この４本の光束の眼底１０１ａからの反射光が、受光素子アレイ１２０において検出され、その検出信号が演算部１５１において取得される（ステップＳ２１２）。
【００４３】
そしてステップＳ２１２において取得された受光素子アレイ１２０からの検出信号に基づいて、計測対象の物体（この場合は血液）の流れる方向と速さ（つまり速度）に関する情報の演算が行われる（ステップＳ２１３）。この演算の詳細な一例については後述する。
【００４４】
血液の速度情報を得たら、それをメモリ１５２に保存し（ステップＳ２１４）、処理を終了する（ステップＳ２１５）。
【００４５】
（２）第２の実施形態
（構成）
図５は、本発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。図２に示す装置の基本的な原理は、実施形態１と同じである。以下、図１に示す実施形態１と異なる部分について説明する。図５には、眼の計測装置２００が示されている。眼の計測装置２００が図１に示す眼の計測装置と異なるのは、ダイクロイックミラー１３０、照明絞り１３１、視野絞り１３２、ハーフミラー１３３、眼底撮像素子１３４、結像レンズ１３５、ハーフミラー１３６、およびミラー１３７を備えている点である。また、図５に示す構成では、眼底照明光源１１０の位置が図１に示す構成の場合と異なっている。
【００４６】
ダイクロイックミラー１３０は、眼底照明光源１１０からの波長８４０ｎｍの光を５０％反射し、５０％透過すると共に、波長４００〜６５０ｎｍ、波長９５０ｎｍの光を透過する。照明絞り１３１は、被検眼１０１の瞳（虹彩）と共役な位置かその近傍におかれ、眼底照明光源１１０から角膜への照明範囲および光量を制限する。視野絞り１３２は、眼底１０１ａと共役な位置かその近傍におかれ、眼底照明光源１１０からの眼底１０１ａへの照明範囲を制限する。
【００４７】
ハーフミラー１３３は、波長８４０ｎｍの光を反射し、波長４００〜６５０ｎｍの光を透過する。眼底撮像素子１３４は、眼底１０１ａの画像を撮像するＣＣＤ素子（あるいはＣＭＯＳイメージセンサ）である。結像レンズ１３５は、眼底撮像素子１３４の結像レンズである。ハーフミラー１３６は、波長８４０ｎｍの光を５０％反射し、５０％透過する。ミラー１３７は、受光素子アレイ１２０に眼底１０１ａからの反射光を導く。
【００４８】
この例では、眼底照明光源１１０からの眼底照明光の照射経路が、図１に示す場合の例と異なっている。すなわち、図５に示す例では、眼底照明光源１１０からの眼底照明光（波長８４０ｎｍ）は、視野絞り１３２、照明絞り１３１を介して、被検眼１０１に照射され、その眼底からの反射光の中のダイクロイックミラー１３０で図の下方に反射された成分が、眼底撮像素子１３４および受光素子アレイ１２０に送られる。
【００４９】
またこの例では、眼底照明光の照射経路に光分割絞り１１３を介在させず、眼底１０１ａへの眼底照明光の照明（照射）は、分割した光束ではなく、一様な照明光で行う点が図１に示す場合と異なっている。なお、受光素子アレイ１２０には、光分割絞り１１３を介して、分割された４本の光束が入射するので、得られる眼底１０１ａからの反射光の情報は、図１に示す構成の場合と同じである。また、この例では、眼底撮像素子１３４によって、眼底１０１ａの画像が撮像される点が、図１に示す構成の場合と異なっている。
【００５０】
なお、制御系の構成は、図２の場合と基本的に同じであるが、演算部１５１に眼底撮像素子１３４からの画像データが入力される点が図２の場合と異なっている。
【００５１】
（計測動作の一例）
本実施形態における計測動作は、図３に示す手順と基本的に同じである。ただし、ステップＳ２０７に相当する処理において、眼底撮像素子１３４が撮像した画像のデータが取得される点と、ステップＳ２０９において、眼底撮像素子１３４が撮像した画像の表示が行われる点とが図３に示す場合と異なる。
【００５２】
（３）第３の実施形態
（全体の構成）
図６は、本発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。本実施形態では、アダプティブ・オプティクス(Adaptive Optics)系を受光系に採用している。図６には、被検眼３０１の眼底３０１ａの計測を行う眼の計測装置３００が示されている。
【００５３】
眼の計測装置３００は、前眼部照明光源３０２、ダイクロイックミラー３０３、対物レンズ３０４、ダイクロイックミラー３０５および前眼部撮像素子３０６を備えている。前眼部照明光源３０２は、波長９５０ｎｍの近赤外光を被検眼３０１に照射するＬＥＤである。ダイクロイックミラー３０３は、波長４００〜６００ｎｍの光を透過し、波長６３０ｎｍの光（光源３（３０７）の光）を５０％透過、５０％反射し、光源１（３３０）からの波長６９０ｎｍの光および光源２（３１５）からの波長８４０ｎｍの光を反射する。また、ダイクロイックミラー３０３は、前眼部照明光源３０２からの波長９５０ｎｍの光を透過する。
【００５４】
対物レンズ３０４は、光源３（３０７）からの照明光を被検眼３０１に集光させ、また被検眼３０１からの反射光を前眼部撮像素子３０６に集光する。ダイクロイックミラー３０５は、波長４００〜６５０ｎｍの光を透過し、光源３（３０７）からの波長６３０ｎｍの光を透過し、前眼部照明光源３０２からの波長９５０ｎｍの光を反射する。前眼部撮像素子３０６は、被検眼３０１の瞳と共役な位置におかれた撮像素子で、ここではＣＣＤ素子が用いられている。
【００５５】
前眼部照明光源３０２から照射された波長９５０ｎｍの光は、被検眼３０１で反射され、ダイクロイックミラー３０３を図の右方向に透過し、ダイクロイックミラー３０５で図の下方向に反射されて前眼部撮像素子３０６に到る。前眼部撮像素子３０６が撮像した被検眼３０１の瞳の視野内の位置に基づいて、光学系と被検眼３０１の相対的な位置関係の調整が行われる。なお、この調整機構については図示省略されている。
【００５６】
図６には、光源３（３０７）、照明レンズ系３０８、ダイクロイックミラー３０９、ディオプター調整レンズ３１０、視野絞り３１１、および照明絞り３１２を備えている。光源３（３０７）は、波長６３０ｎｍの光を出力するレーザーダイオードである。照明レンズ系３０８は、眼底３０１ａ上において、光源３（３０７）からの光が０．５°以上の範囲を照明するようにビームを調整するレンズ系である。ダイクロイックミラー３０９は、波長６３０ｎｍの光を透過し、それ以外の波長の光を反射する。ディオプター調整レンズ３１０は、眼底３０１ａと固視標３１３とが光学的に共役な位置関係になるように、光軸上を移動する。視野絞り３１１は、図５の視野絞り１３２と同じ役割を有し、照明絞り３１２は、図５の照明絞り１３１と同じ役割を有する。固視標３１３は、図１に示す固視標１０８と同じである。
【００５７】
光源３（３０７）からの波長６３０ｎｍの光は、被検眼３０１に照射され、眼底３０１ａからの反射光の５０％が、ダイクロイックミラー３０３で図の下方に反射され、最終的に眼底撮像素子３２３で検出される。
【００５８】
図６には、光源２（３１５）、偏光ビームスプリッタ３１６、ダイクロイックミラー３１７、波面補正素子３１８、ディオプター調整ミラー装置３１９、および光学系３２０が示されている。
【００５９】
光源２（３１５）は、眼底３０１ａと共役な位置に配置された波長８４０ｎｍの光を発するスーパルミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）である。光源２（３１５）は、過干渉距離が長く、空間的コヒーレンシーの高いものが望ましい。偏光ビームスプリッタ３１６は、入射した光の偏光成分の違いによる反射または透過を行う（例えば、ｓ偏光を透過し、ｐ偏光を反射する）。ダイクロイックミラー３１７は、波長８４０ｎｍの光を反射し、波長６３０ｎｍおよび波長６９０ｎｍの光を透過する。
【００６０】
波面補正素子３１８は、ハルトマン像撮像素子３２２からの信号に基づいて計算された補正量に基づいてハルトマン像撮像素子３２２が検出した収差を補正する。この収差の補正は、部分的に動的な変形をするミラーであるディフォーマブルミラーにより行われる。同様な機能は、液晶型空間光変調器により行うこともできる。
【００６１】
ディオプター調整ミラー装置３１９は、被検眼３０１の屈折度に応じて光軸方向に移動する移動機能が付いた一対のミラーにより構成され、受光素子アレイ（３３９）および光分割絞り（３３３）を眼底３０１ａと共役な位置とする調整を行う。光学系３２０は、光源１（３３０）および光源２（３１５）からの光を被検眼３０１に照射し、またその反射光を検出するレンズ系である。
【００６２】
図６には、レンズアレイ３２１とハルトマン像撮像素子３２２が示されている。レンズアレイ３２１は、光源２（３１５）から眼底３０１ａに入射された波長８４０ｎｍの光の反射光の光束を少なくとも１６本に分割する。ハルトマン撮像素子３２２は、レンズアレイ３２１が焦点を結ぶ位置に配置され、レンズアレイ３２１によって作られる少なくとも１６個の点像を撮像するＣＣＤ素子（またはＣＭＯＳイメージセンサ）を備えている。
【００６３】
図６には、眼底撮像素子３２３、ダイクロイックミラー３２４および像位置補正レンズ３２５が示されている。眼底撮像素子３２３は、眼底３０１ａと共役な位置におかれたＣＣＤ素子（またはＣＭＯＳイメージセンサ）である。眼底撮像素子３２３は、眼底３０１ａの像を撮像する。ダイクロイックミラー３２４は、光源３（３０７）から眼底３０１ａに照射され、眼底３０１ａから反射された波長６３０ｎｍの光を反射し、光源１（３３０）からの波長６９０ｎｍの光を透過する。
【００６４】
像位置補正レンズ３２５は、眼底撮像素子３２３で取得される眼底３０１ａの像が初期の位置から動いても、それを補正するように光軸と垂直な方向に移動する。像位置補正レンズ３２５の働きにより、眼底３０１ａの動きに影響を受けずに、眼底３０１ａの同じ部分の撮像が行われる。像位置補正レンズ３２５は、眼底撮像素子３２３が取得した画像に基づくフィードバック制御により、光軸に垂直な方向に微動する駆動機構（図示省略）によりその動きが制御される。
【００６５】
図６には、光源１（３３０）、コリメートレンズ３３１、ハーフミラー３３２、光分割絞り３３３、レンズ３３４、ミラー３３５、垂直方向スキャンミラー３３６、および水平方向スキャンミラー３３７が示されている。光源１（３３０）は、波長６９０ｎｍの発するスーパールミネッセンスダイオードである。光源１（３３０）は、受光素子アレイ３３９が受光する光の光源であり、眼底３０１ａを照明する光を発する。コリメータレンズ３３１は、光源１（３３０）からの光を平行光とする。
【００６６】
ハーフミラー３３２は、入射光の５０％を透過し、５０％を反射する。光分割絞り３３３は、図１の光分割絞り１１３と同じである。レンズ３３４は、光分割絞り３３３にビームを照射し、また光分割絞り３３３を通過した光をミラー３３５に導く。垂直方向スキャンミラー３３６は、図１の垂直方向スキャンミラー１１５と同じであり、水平方向スキャンミラー３３７は、図１の水平方向スキャンミラー１１６と同じである。
【００６７】
図６には、受光素子アレイ３３９と結像レンズ３３８が記載されている。受光素子アレイ３３９は、図１の受光素子アレイ１２０と同じである。結像レンズ３３８は、受光素子アレイ３３９への光を集光する。
【００６８】
（光路の説明）
光源１（３３０）から発生られた波長６９０ｎｍの光は、光分割絞り３３３で４本の光束に分割され、図示された光学系を介して、眼底３０１ａに照射される。この際、４本の光束が眼底３０１ａに照射される。この４本の光束の反射光は、行きと同じ経路を辿り、その一部がハーフミラー３３２で反射されて受光素子アレイ３３９に入射する。こうして、受光素子アレイ３３９において、眼底３０１ａの所定の領域からの４本の反射光束が検出される。
【００６９】
光源２（３１５）から発せられた波長８４０ｎｍの光は、偏光ビームスプリッタ３１６で一部の成分がダイクロイックミラー３１７の方向に反射され、そこで波面補正素子３１８の方向に反射され、眼底３０１ａに照射される。眼底３０１ａからの反射光の一部は、行きと逆の経路を辿り、偏光ビームスプリッタ３１６をその一部が透過し、レンズアレイ３２１を介してハルトマン撮像素子３２２で検出される。
【００７０】
光源３（３０７）から発せられた波長６３０ｎｍの光は、眼底３０１ａに照明される。この反射光の一部は、ダイクロイックミラー３０３で図の下方に反射され、ダイクロイックミラー３２４で反射されて眼底撮像素子３２３に到る。
【００７１】
（制御系の構成）
図７は、図６に示す眼の計測装置３００の制御系の概要を示すブロック図である。図７には、制御系４００が示されている。制御系４００は、演算部４０１、メモリ４０２、表示部４０３、制御部４０４、第１駆動部４０５、第２駆動部４０６、第３駆動部４０７、第４駆動部４０８、像位置移動演算部４０９、第５駆動部４１０、収差量測定補正量計算用演算装置４１１、および波面補正素子制御装置４１２を備えている。
【００７２】
演算部４０１は、コンピュータとして機能し、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース機能を備えている。演算部４０１は、後述するフローチャートの処理を実行するための各種の演算を行う。また演算部４０１には、各種動作制御に必要な情報として、前眼部撮像素子３０６が撮像した画像情報、受光素子アレイ３３９が検出した情報、眼底撮像素子３２３が検出した画像の情報、およびハルトマン撮像撮像素子３２２が撮像した画像の情報が入力される。
【００７３】
メモリ４０２は、演算部４０１の外部記憶領域である。表示部４０３は、眼底画像および計測装置３００の操作に係る情報を表示するディスプレイである。制御部４０４は、演算部４０１で行われる演算の結果に基づいて、後述する各装置部分の動作を制御する制御信号を生成する。
【００７４】
第１駆動部４０５は、制御部４０４からの制御信号に基づいて、ディオプター調整レンズ３１０の光軸方向の位置調整を行う図示省略したモータを駆動する。第２駆動部４０６は、制御部４０４からの制御信号に基づいて、ディオプター調整ミラー装置３１９を動かす図示省略したモータを駆動する。第３駆動部４０７は、水平方向スキャンミラー３３７のスキャン動作を行うための図示省略したモータを駆動する。第４駆動部４０８は、垂直方向スキャンミラー３３６のスキャン動作を行うための図示省略したモータを駆動する。
【００７５】
像位置移動演算部４０９には、眼底撮像素子３２３が検出した眼底画像の情報を受け、眼底撮像素子３２３が撮像する視野と眼底３０１ａの撮像画像の相対位置関係が不変となるように、像位置補正レンズ３２５の位置の調整を行うための演算を行う。第５駆動部４１０は、像位置移動演算部４０９の演算結果に基づき、像位置補正レンズ３２５の位置制御を行う図示省略したモータを駆動する。
【００７６】
収差量測定補正量計算用演算装置４１１は、ハルトマン撮像素子３２２が検出した画像の情報を受け、波面補正素子３１８の制御を行うための演算を行う。この演算では、ハルトマン撮像素子３２２が撮像したマトリクス状に分布した点位置の画像データに基づき、収差の状態が算出され、さらにこの収差を抑える波面制御を行う制御データが算出される。この制御データに基づき、波面補正素子制御装置４１２が波面補正素子３１８の制御を行い、収差の影響が低減される。
【００７７】
（計測動作の一例）
以下、図６および図７に示す装置を用いた眼底における血流の速度を計測する動作の一例を説明する。図８は、この計測動作を行うための動作手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図７に示す演算部４０１において実行される。このフローチャートを実行するためのプログラムは、演算部４０１内の記憶領域に記憶されており、実行時に演算部のＲＡＭ領域に読み出されて実行される。
【００７８】
計測の動作が開始されると（ステップＳ３０１）、可動部の原点復帰動作が行われ（ステップＳ３０１）、次いで前眼部撮像素子３０６を用いた被検眼３０１の位置合わせが行われる（ステップＳ３０３）。さらにディオプター測定が行われてディオプター調整レンズ３１０とディオプター調整ミラー装置３１９を駆動するための調整が行われる（ステップＳ３０４）。
【００７９】
次に、ハルトマン撮像素子３２２の出力に基づき、波面補正素子３１８の制御が行われ、眼底撮像素子３２３（および受光素子アレイ３３９）が検出する画像の解像力の改善（波面収差補正）が行われる（ステップＳ３０５）。
【００８０】
次に、眼底撮像素子３２３が検出した画像に基づいて、位置補正レンズ３２５の位置の調整が開始され、検出画像の位置ズレ（例えば、眼球の動きによる位置ズレ）の補正処理が開始される（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０６が実行されることで、検出画像の眼底の動きに起因するブレが抑えられる。
【００８１】
この状態において、眼底撮像素子３２３が検出した画像に基づき、計測対象となる血管の位置の指定操作が行われる。この操作は、図示省略されている操作部が操作されることで装置に入力される（ステップＳ３０７）。この操作は、例えば、装置の操作者が表示部４０３に表示される眼底３０１ａの画像（例えば図４参照）を見ながらＧＵＩを用いて計測対象となる血管を指定することで行われる。
【００８２】
次に、受光素子アレイ３３９からの出力信号が取得され（ステップＳ３０８）、計測対象とされた血管中を流れる血流の速さと方向の計算が行われる（ステップＳ３０９）。ターゲットとした部分の血液の速さと方法を算出したら、そのデータを表示部４０３に表示すると共に、メモリ４０２に保存し（ステップＳ３１０）、処理を終了する（ステップＳ３１１）。
【００８３】
（４）第４の実施形態
以下、図３のステップＳ２１３または図８のステップＳ３０９において行われる演算の一例を説明する。図９は、眼底の一部を拡大した撮像画像を示す模式図である。図９には、眼底の血管５０１が示されている。この例では、血管５０１のターゲット点Ａ〜Ｄの４点に狙いを付け、そこに光源１（３３０）からの光束を光分割絞り３３３によって分割することで得た４本の光束を照射する。
【００８４】
この４点からの反射光強度の時間変化を計測した場合の一例を図１０に示す。図１０において、横軸は、時間であり、縦軸は、反射光の強度である。図示するように、血液の流れに起因して、反射光の強度は時間的に変化する。ここで、点Ａと点Ｃからの取得データには、相似で時間軸上の位置がずれた波形が示され、点Ｂと点Ｄから取得されたデータには、点Ａと点Ｃにおけるものと比較してピークの値は小さいが、やはり相似であるが時間軸上の位置のずれがほとんどない波形が示されている。なお、図１０の横軸（時間）と縦軸（反射光の強度）の値は、相対値である。
【００８５】
点Ａと点Ｃの反射光の時間変化に相関関係が見られるのは、点Ａと点Ｃを結ぶ方向に血液の流れがあるからである。また、点Ａにおける波形に対して、点Ｃにおける波形が時間的に遅れているのは、点Ａに位置した血流のある部分が、時間を経て、点Ｃに移動したことを示している。つまり、点Ａと点Ｃの反射光の時間変化の相関関係は、血液の流れが、点Ａから点Ｃの方向の成分を有していることを示している。
【００８６】
一方、点Ｂと点Ｄの反射光強度が点Ａと点Ｃにおけるものより小さいのは、前者が血管の中央近くであり、後者が血管の側壁近くであることによる。また、点Ｂの波形と点Ｄの波形との間に時間軸上の位置の違いがほとんどないのは、点Ｂと点Ｄを結ぶ方向の血液の流れがほとんどないことを示している。
【００８７】
以上の解析結果から、血液が点Ａと点Ｂを結ぶ方向において、点Ａから点Ｂの方向に向かって流れることが判明する。また、点Ａの波形と点Ｂの波形の位相遅れを定量的に評価することで、血液の流れる速さが分かる。こうして、点Ａ〜点Ｄの４点の反射光の強度を検出し、その時間的な変化を観察することで、血液の速度（速さと方向）に関する情報を取得することができる。このように、４つの点の中の２点の間における反射光の相関関係を評価することで、血液の流れる方向と速さを知ることができる。
【００８８】
以上が定性的な説明であるが、次に、定量的に血液の速度を算出する場合の一例を説明する。図１１は、血液の速度を算出する手順の一例を示す概念図である。図１１には、計算手順の計算式の一例も示されている。
【００８９】
計算方法の指針を簡単に説明する。まず、まず各点間の反射光強度の相関関係を求め、各点間の方向における血液の速度ベクトルを求める。各速度ベクトルは、血流を示すベクトルの成分であるから、それらから血流を示すベクトル（図１１のＶtotal）を求める。このベクトルの方向が血流の方向であり、その長さがこの血流の速さとなる。こうして、図９に示される血管５０１内を流れる血液の速さと方向に関する情報が算出される。
【００９０】
（５）第５の実施形態
次に、眼底の動きをキャンセルして、眼底に対する血液の動きだけを定量的に評価する場合の例を説明する。ここで例示する算出手順は、図３のステップＳ２１３または図８のステップＳ３０９において利用できる。
【００９１】
図１２は、眼底の一部を拡大した撮像した画像を模式的に示す模式図である。図１２には、眼底の血管５０２が示されている。この例では、血管５０２と、その周囲の血管でない眼底組織の部分に８個のターゲットを設定し、それらからの反射光を検出する。この反射光の検出は、第１〜第３の実施形態において、光分割絞りによる分割を８分割として行う。
【００９２】
この場合、血管の部分とそうでない部分との両方に計測点を設定し、それぞれの計測点の組に対して、実施形態４の場合の計算を行う。この計算により、血流のベクトルＶbloodと、血管でない眼底部分の移動速度を示すベクトルＶemとが得られる。
【００９３】
ここで、血流のベクトルＶbloodには、眼底の動きも含まれているので、ベクトルＶbloodとベクトルＶemの差を算出することで、眼底の動きに関するベクトル成分がキャンセルされ、眼底に対する血流ベクトルを算出することができる。つまり、本実施形態によれば、眼底の動きの影響を受けずに血管中を流れる血液の流れる方向と速さに関する情報を得ることができる。
【００９４】
（６）実施形態６
例えば、図１２に示す８点の計測点を同時に計測せずに、４点ずつ２回に分けて計測を行い。データを合成することで、８点の計測データを得ても良い。この場合、２回に分けた計測の時間間隔を勘案してデータの処理を行えばよい。同様の原理により、２点ずつ４回の計測も可能である。また、一点ずつ計測行い、時間差をおいて８点の計測を行っても良い。
【００９５】
（その他）
図１、図５および図６に示す例において、光分割絞り１２０を省いても良い。この場合、受光素子アレイの検出位置（検出画素）を特定のものとし、そこでデータを採取することで、眼底の複数点からの反射光の情報を取得することができる。また計測の対象は、血液以外に血管の伸縮や硝子体の流動であってもよい。図６に示す構成において、受光素子アレイ３３９が検出した情報に基づき、眼底の移動情報を算出し、それを用いて像位置補正レンズ３２５の位置制御を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、眼の計測を行う装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。
【図２】図１の計測装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】眼底像の一例を示す模式図である。
【図５】発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。
【図６】発明を利用した眼の計測装置の一例を示す概念図である。
【図７】図６の計測装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】図６の計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】眼底の血管像の一例を示す模式図である。
【図１０】眼底からの反射光強度の時間変化を示すグラフである。
【図１１】血液の速度を算出する手順の一例を示す概念図である。
【図１２】眼底の血管像の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００…眼の計測装置、１０１…被検眼、１０１ａ…眼底、１０２…前眼部照明光源、１０３…ダイクロイックミラー、１０４…対物レンズ、１０５…ダイクロイックミラー、１０６…前眼部撮像素子、１０７…ディオプター調整レンズ、１０８…固視標、１１０…眼底照明光源、１１１…コリメートレンズ、１１２…ハーフミラー、１１３…光分割絞り、１１４…レンズ、１１５…垂直方向スキャンミラー、１１６…水平方向スキャンミラー、１１７…ディオプター調整レンズ、１１８…対物レンズ、１１９…結像レンズ、１２０…受光素子アレイ、１３０…ダイクロイックミラー、１３１…照明絞り、１３２…視野絞り、１３３…ハーフミラー、１３４…眼底撮像素子、１３５…結像レンズ、１３６…ハーフミラー、３００…眼の計測装置、３０１…被検眼、３０１ａ…眼底、３０２…前眼部照明光源、３０３…ダイクロイックミラー、３０４…対物レンズ、３０５…ダイクロイックミラー、３０６…前眼部撮像素子、３０７…光源３、３０８…照明レンズ系、３０９…ダイクロイックミラー、３１０…ディオプター調整レンズ、３１１…視野絞り、３１２…照明絞り、３１３…固視標、３１５…光源２、３１６…偏光ビームスプリッタ、３１７…ダイクロイックミラー、３１８…波面補正素子、３１９…ディオプター調整ミラー装置、３２０…光学系、３２１…レンズアレイ、３２２…ハルトマン撮像素子、３２３…眼底撮像素子、３２４…ダイクロイックミラー、３２５…像位置補正レンズ、３３０…光源１、３３１…コリメートレンズ、３３２…ハーフミラー、３３３…光分割絞り、３３４…レンズ、３３５…ミラー、３３６…垂直方向スキャンミラー、３３７…水平方向スキャンミラー、３３８…結像レンズ、３３９…受光素子アレイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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