(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力する光出力部と、
前記光を、対象物である眼球に照射する照射光と、前記照射光の経路とは異なる経路であって前記照射光の経路と距離の等しい経路へ出力する参照光とに分岐する分岐部と、
前記眼球に入射した前記照射光の反射光と前記参照光とを干渉させた干渉光を受光する受光部と、
光学系において配置されたレンズのうち計測対象である眼球に最も近い位置の共用レンズであって物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系とで共用される前記共用レンズに入射する前記照射光が当該レンズの幅方向に走査されるよう前記照射光の光線方向を変更する走査部と、
前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズを通って前記眼球に対して照射する前記照射光であって前記走査によって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射した後に前記眼球側に出力される前記照射光の光線それぞれが、前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズと前記眼球の間の空間上で光軸と平行となる前記物体側テレセントリック光学系と、
前記走査による前記照射光の光線それぞれが光軸と平行となって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射し当該レンズを通って前記眼球に対して照射される前記照射光の光線それぞれが前記眼球の瞳孔位置に入射する前記像側テレセントリック光学系と、
前記物体側テレセントリック光学系への前記照射光の入射と前記像側テレセントリック光学系への前記照射光の入射とを切り替える光学系切替部と、
を備えることを特徴とする眼球計測装置。
【請求項２】
前記物体側テレセントリック光学系は前記共用レンズを含む奇数個のレンズが光軸上に配置され、
前記像側テレセントリック光学系は前記共用レンズを含む偶数個のレンズが光軸上に配置され、
前記物体側テレセントリック光学系と前記像側テレセントリック光学系とにおける前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズと当該各光学系におけるその他の共用のレンズとを備え、
前記光学系切替部は、前記物体側テレセントリック光学系及び前記像側テレセントリック光学系を構成する前記共用レンズと、当該共用レンズ以外のレンズとを、前記照射光が通過するよう当該照射光の方向を切り替えることにより、前記物体側テレセントリック光学系への前記照射光の入射と前記像側テレセントリック光学系への前記照射光の入射とを切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の眼球計測装置。
【請求項３】
前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズは、前記物体側テレセントリック光学系を構成するレンズとなる場合において当該レンズを通過する前記照射光の焦点が前記眼球の前眼領域の所定位置に合う位置に配置されており、
前記物体側テレセントリック光学系及び前記像側テレセントリック光学系を構成する各レンズは、前記照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズの前記光源側の一方のレンズの後側焦点距離が示す位置と他方のレンズの前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されるとともに、照射光の光線方向を変更するための走査部を構成する走査ミラー鏡面の走査前後における３次元空間内不変動位置が前記物体側テレセントリック光学系における光軸上に一致するように走査ミラーが配置されるとともに、照射光の光線方向を変更するための走査部を構成する走査ミラー鏡面の走査前後における３次元空間内不変動位置が前記像側テレセントリック光学系における光軸上に一致するように走査ミラーが配置されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の眼球計測装置。
【請求項４】
前記受光部の受光した干渉光に基づいて情報処理を行う情報処理装置を備え、
当該情報処理装置は前記受光部の受光した前記干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布に基づいて前記眼球における所定範囲の長さを算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の眼球計測装置。
【請求項５】
前記情報処理装置は、
前記像側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際に前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布から後眼領域における黄斑部中心窩を特定し、当該黄斑部中心窩の特定した時点における前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、その直後に前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替える要求を出力し、その結果、前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際の前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、それら各光学系について記憶した反射光強度分布に基づいて前記眼球の角膜前面から前記黄斑部中心窩までの長さを算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の眼球計測装置。
【請求項６】
前記受光部の受光した干渉光に基づいて情報処理を行う情報処理装置を備え、
当該情報処理装置は前記走査部が変更した前記照射光の光線方向毎に前記受光部の受光した前記干渉光に基づく眼球の奥行き方向の反射光強度分布を取得し、当該反射光強度分布に基づいて前記眼球の画像を生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の眼球計測装置。
【請求項７】
前記情報処理装置は、前記光学系切替部が前記物体側テレセントリック光学系を構成する各レンズへ前記照射光が入射されるよう切り替えた場合の前記眼球の画像が示す前眼領域の断層画像と、前記光学系切替部が前記像側テレセントリック光学系を構成するレンズへ前記照射光が入射されるよう切り替えた場合の前記眼球の画像が示す後眼領域の断層画像とを繋ぎ合わせた眼球の断層画像を生成する
ことを特徴とする請求項６に記載の眼球計測装置。
【請求項８】
前記レンズは焦点固定レンズであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の眼球計測装置。
【請求項９】
光出力部が光を出力し、
分岐部が、前記光を、対象物である眼球に照射する照射光と、前記照射光の経路とは異なる経路であって前記照射光の経路と距離の等しい経路へ出力する参照光とに分岐し、
受光部が、前記眼球に入射した前記照射光の反射光と前記参照光とを干渉させた干渉光を受光し、
走査部が、光学系において配置されたレンズのうち計測対象である眼球に最も近い位置の共用レンズであって物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系とで共用される前記共用レンズに入射する前記照射光が当該レンズの幅方向に走査されるよう前記照射光の光線方向を変更し、
光学系切替部が、前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズを通って前記眼球に対して照射する前記照射光であって前記走査によって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射した後に前記眼球側に出力される前記照射光の光線それぞれが前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズと前記眼球の間の空間上で光軸と平行となる前記物体側テレセントリック光学系と、前記走査による前記照射光の光線それぞれが光軸と平行となって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射し当該レンズを通って前記眼球に対して照射される前記照射光の光線それぞれが前記眼球の瞳孔位置に入射する前記像側テレセントリック光学系と、の各光学系のうちの、前記物体側テレセントリック光学系への前記照射光の入射と前記像側テレセントリック光学系への前記照射光の入射とを切り替える
ことを特徴とする眼球計測方法。
【請求項１０】
情報処理装置が前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布に基づいて前記眼球における所定範囲の長さを算出する
ことを特徴とする請求項９に記載の眼球計測方法。
【請求項１１】
前記情報処理装置は、
前記像側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際に前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布から後眼領域における黄斑部中心窩を特定し、当該黄斑部中心窩の特定した時点における前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、その直後に前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替える要求を出力し、その結果、前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際の前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、それら各光学系について記憶した反射光強度分布に基づいて前記眼球の角膜前面から前記黄斑部中心窩までの長さを算出する
ことを特徴とする請求項１０に記載の眼球計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼球計測装置、眼球計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科医療において光の干渉を用いて眼内の情報を得る装置に、光干渉断層画像化装置（Optical Coherence Tomography：以下、ＯＣＴ装置と称する）や光干渉式眼軸長測定装置（以下、単に眼軸長測定装置と称する）がある。これらの装置では、光の干渉を用いて、例えば角膜前面の位置や角膜後面の位置など、眼球における層の位置（基準となる位置からの距離）を、眼球に光を照射することで測定する。ＯＣＴ装置としては、前眼領域と呼ばれる角膜前面から水晶体前面までの部分の断層像を撮像する装置や、後眼領域（眼底近傍の領域）と呼ばれる網膜の断層像を撮像する装置が製品化されている。
また、眼軸長測定装置において、角膜前面から網膜までの距離を測定するための幾つかの技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の干渉測定装置は、試料である眼球の干渉測定装置が記載されている。当該干渉測定装置は、眼球に入射する測定ビームが通過する測定ビーム経路と、測定ビームに重ね合わされ、その測定ビームと干渉させられる参照ビームが通過する第１の参照ビーム経路とを含む短コヒーレンス干渉計装置を具備している。また当該干渉計装置は光経路長が該第１の参照ビーム経路の光経路長とは異なる少なくとも１つの第２の参照ビーム経路であって、該経路長差が、試料である眼球の深さ方向に離間した２つの試料領域の距離に従って選択される、少なくとも１つの第２の参照ビーム経路を具備する。さらに干渉計装置は、測定ビームと参照ビームとが重ね合わされたビームから、該参照ビーム経路の該経路長差を考慮して、フーリエ・スペクトル分析によって該試料領域間の該距離を決定する制御デバイスを具備する。特許文献１ではこのような構成を具備することにより、従来よりも眼球における深さ方向の広い測定領域部分の当該部分長を高速に測定する技術であることが記載されている。
【０００４】
また特許文献２には、眼球について高い測定速度及び広い測定領域を計測することを目的とする周波数領域ＯＣＴの技術が開示されている。当該特許文献２の周波数ＯＣＴは、対象物に照射される光を出力する波長可変光源と、対象物で反射された光を受光するフォトダイオードと、波長可変光源が出力した光を対象物である眼球に照射される照射光と当該照射光とは異なる経路でフォトダイオードに到達する参照光とに分岐させる光ファイバーカプラーを備えている。また特許文献２の周波数ＯＣＴは、可動に設置された反射材を具備して光ファイバーカプラーからフォトダイオードまでの照射光の経路の少なくとも一部を切り替えるスキャナーミラーと、レンズを具備してスキャナーミラーが切り替える経路に応じて照射光を対象物における異なる位置で集光させる光学系を備えている。さらに当該周波数ＯＣＴは、フォトダイオードが受光した光における照射光と参照光との干渉に基づいて、対象物である眼球の複数個所について基準位置との距離を示す情報を取得するコンピュータＰＣとを備えている。
【０００５】
また特許文献３には、被測定物体である生体眼の少なくとも第１の深度帯と第２の深度帯の断層画像をそれぞれ形成する光画像計測装置が開示されている。当該光画像計測装置は、光源からの光を信号光と参照光とに分割する分割手段、参照光の光路長を少なくとも第１の深度帯と第２の深度帯の何れかに対応した光路長に切り替える切替え手段を備える。また特許文献３の光画像計測装置は、対物レンズと合焦レンズとを含み、第１の深度帯に信号光を集光させる光学系と、光学系に挿脱自在に配置され、被測定物体である生体眼と対物レンズとを規定の作動距離に位置させた状態で光学系に挿入されると、第２の深度帯に信号光を集光させる深度帯切替えレンズを備えている。さらに当該光画像計測装置は、切替え手段により第２の深度帯に対応する光路長へ切り替えたときに、深度帯切替えレンズを光学系に挿入させる制御手段、被測定物体である生体眼から反射して光学系を経た信号光と切替え手段で切り替えられた光路長の光路を経た参照光とを干渉させることで干渉光を生成する干渉光生成手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５１４９１９６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６１６１０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５８２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上述の特許文献１〜３には、それぞれ眼球の複数の深度帯（測定領域）のＯＣＴ画像の生成に関する技術や、眼球の複数個所について基準位置との距離の計測に関する技術が開示されている。このような眼球の計測を行う装置において、眼球の計測の精度をさらに高めた技術が求められている。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決することのできる眼球計測装置、眼球計測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、眼球計測装置は、光を出力する光出力部と、前記光を、対象物である眼球に照射する照射光と、前記照射光の経路とは異なる経路であって前記照射光の経路と距離の等しい経路へ出力する参照光とに分岐する分岐部と、前記眼球に入射した前記照射光の反射光と前記参照光とを干渉させた干渉光を受光する受光部と、光学系において配置されたレンズのうち計測対象である眼球に最も近い位置の共用レンズであって物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系とで共用される前記共用レンズに入射する前記照射光が当該レンズの幅方向に走査されるよう前記照射光の光線方向を変更する走査部と、前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズを通って前記眼球に対して照射する前記照射光であって前記走査によって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射した後に前記眼球側に出力される前記照射光の光線それぞれが、前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズと前記眼球の間の空間上で光軸と平行となる前記物体側テレセントリック光学系と、前記走査による前記照射光の光線それぞれが光軸と平行となって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射し当該レンズを通って前記眼球に対して照射される前記照射光の光線それぞれが前記眼球の瞳孔位置に入射する前記像側テレセントリック光学系と、前記物体側テレセントリック光学系への前記照射光の入射と前記像側テレセントリック光学系への前記照射光の入射とを切り替える光学系切替部と、を備える。
【００１０】
また本発明の第２の態様によれば、前記眼球計測装置は、前記物体側テレセントリック光学系は前記共用レンズを含む奇数個のレンズが光軸上に配置され、前記像側テレセントリック光学系は前記共用レンズを含む偶数個のレンズが光軸上に配置され、前記物体側テレセントリック光学系と前記像側テレセントリック光学系とにおける前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズと当該各光学系におけるその他の共用のレンズとを備え、前記光学系切替部は、前記物体側テレセントリック光学系及び前記像側テレセントリック光学系を構成する前記共用レンズと、当該共用レンズ以外のレンズとを、前記照射光が通過するよう当該照射光の方向を切り替えることにより、前記物体側テレセントリック光学系への前記照射光の入射と前記像側テレセントリック光学系への前記照射光の入射とを切り替える。
【００１１】
また本発明の第３の態様によれば、前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズは、前記物体側テレセントリック光学系を構成するレンズとなる場合において当該レンズを通過する前記照射光の焦点が前記眼球の前眼領域の所定位置に合う位置に配置されており、前記物体側テレセントリック光学系及び前記像側テレセントリック光学系を構成する各レンズは、前記照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズの前記光源側の一方のレンズの後側焦点距離が示す位置と他方のレンズの前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されるとともに、照射光の光線方向を変更するための走査部を構成する走査ミラー鏡面の走査前後における３次元空間内不変動位置が前記物体側テレセントリック光学系における光軸上に一致するように走査ミラーが配置されるとともに、照射光の光線方向を変更するための走査部を構成する走査ミラー鏡面の走査前後における３次元空間内不変動位置が前記像側テレセントリック光学系における光軸上に一致するように走査ミラーが配置されている。
【００１２】
また本発明の第４の態様によれば、前記眼球計測装置は、前記受光部の受光した干渉光に基づいて情報処理を行う情報処理装置を備え、当該情報処理装置は前記受光部の受光した前記干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布に基づいて前記眼球における所定範囲の長さを算出する。
【００１３】
また本発明の第５の態様によれば、前記眼球計測装置において、前記情報処理装置は、前記像側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際に前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布から後眼領域における黄斑部中心窩を特定し、当該黄斑部中心窩の特定した時点における前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、その直後に前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替える要求を出力し、その結果、前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際の前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、それら各光学系について記憶した反射光強度分布に基づいて前記眼球の角膜前面から前記黄斑部中心窩までの長さを算出する。
【００１４】
また本発明の第６の態様によれば、前記眼球計測装置は、前記受光部の受光した干渉光に基づいて情報処理を行う情報処理装置を備え、当該情報処理装置は前記走査部が変更した前記照射光の光線方向毎に前記受光部の受光した前記干渉光に基づく眼球の奥行き方向の反射光強度分布を取得し、当該反射光強度分布に基づいて前記眼球の画像を生成する。
【００１５】
また本発明の第７の態様によれば、前記情報処理装置は、前記光学系切替部が前記物体側テレセントリック光学系を構成する各レンズへ前記照射光が入射されるよう切り替えた場合の前記眼球の画像が示す前眼領域の断層画像と、前記光学系切替部が前記像側テレセントリック光学系を構成するレンズへ前記照射光が入射されるよう切り替えた場合の前記眼球の画像が示す後眼領域の断層画像とを繋ぎ合わせた眼球の断層画像を生成する。
【００１６】
また本発明の第９の態様によれば、眼球計測方法は、光出力部が光を出力し、分岐部が、前記光を、対象物である眼球に照射する照射光と、前記照射光の経路とは異なる経路であって前記照射光の経路と距離の等しい経路へ出力する参照光とに分岐し、受光部が、前記眼球に入射した前記照射光の反射光と前記参照光とを干渉させた干渉光を受光し、走査部が、光学系において配置されたレンズのうち計測対象である眼球に最も近い位置の共用レンズであって物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系とで共用される前記共用レンズに入射する前記照射光が当該レンズの幅方向に走査されるよう前記照射光の光線方向を変更し、光学系切替部が、前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズを通って前記眼球に対して照射する前記照射光であって前記走査によって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射した後に前記眼球側に出力される前記照射光の光線それぞれが前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズと前記眼球の間の空間上で光軸と平行となる前記物体側テレセントリック光学系と、前記走査による前記照射光の光線それぞれが光軸と平行となって前記眼球に最も近い位置の前記共用レンズの異なる位置に入射し当該レンズを通って前記眼球に対して照射される前記照射光の光線それぞれが前記眼球の瞳孔位置に入射する前記像側テレセントリック光学系と、の各光学系のうちの、前記物体側テレセントリック光学系への前記照射光の入射と前記像側テレセントリック光学系への前記照射光の入射とを切り替える。
【００１７】
また本発明の第９の態様によれば、眼球計測方法は、光出力部が光を出力し、分岐部が、前記光を、対象物である眼球に照射する照射光と、前記照射光の経路とは異なる経路であって前記照射光の経路と距離の等しい経路へ出力する参照光とに分岐し、受光部が、前記眼球に入射した前記照射光の反射光と前記参照光とを干渉させた干渉光を受光し、走査部が、光学系において配置されたレンズのうち計測対象である眼球に最も近い位置の共用のレンズに入射する前記照射光が当該レンズの幅方向に走査されるよう前記照射光の光線方向を変更し、光学系切替部が、前記眼球に最も近い位置の共用のレンズを通って前記眼球に対して照射する前記照射光であって前記走査によって前記眼球に最も近い位置の共用のレンズの異なる位置に入射した後に前記眼球側に出力される前記照射光の光線それぞれが前記眼球に最も近い位置の共用のレンズと前記眼球の間の空間上で光軸と平行となる物体側テレセントリック光学系と、前記走査による前記照射光の光線それぞれが光軸と平行となって前記眼球に最も近い位置の共用のレンズの異なる位置に入射し当該レンズを通って前記眼球に対して照射される前記照射光の光線それぞれが前記眼球の瞳孔位置に入射する像側テレセントリック光学系と、の各光学系のうちの、前記物体側テレセントリック光学系への前記照射光の入射と前記像側テレセントリック光学系への前記照射光の入射とを切り替える。
【００１８】
また本発明の第１０の態様によれば、前記眼球計測方法は、情報処理装置が前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布に基づいて前記眼球における所定範囲の長さを算出する。
【００１９】
また本発明の第１１の態様によれば、前記眼球計測方法において、前記情報処理装置は、前記像側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際に前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布から後眼領域における黄斑部中心窩を特定し、当該黄斑部中心窩の特定した時点における前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、その直後に前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替える要求を出力し、その結果、前記物体側テレセントリック光学系へ前記照射光が入射するよう切り替えられた際の前記受光部の受光した干渉光に基づく前記眼球の奥行き方向の反射光強度分布を記憶し、それら各光学系について記憶した反射光強度分布に基づいて前記眼球の角膜前面から前記黄斑部中心窩までの長さを算出する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、眼球の計測を行う装置において、眼球の計測の精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態における眼球計測装置の機能構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における前眼領域の測定用の光学系を示す図である。
【図３】同実施形態における後眼領域の測定用の光学系を示す図である。
【図４】同実施形態における光学ユニットの装置構成の例を示す概略構成図である。
【図５】同実施形態における光源装置が出力する光の周波数の例を示すグラフである。
【図６】同実施形態の照射光路側プローブ部における照射光の経路の第１の例を示す説明図である。
【図７】同実施形態の照射光路側プローブ部における照射光の経路の第２の例を示す説明図である。
【図８】同実施形態の参照光路側プローブ部における参照光の経路の例を示す説明図である。
【図９】同実施形態における照射光の光路長と参照光の光路長との関係を示す説明図である。
【図１０】同実施形態における制御・処理ユニットの機能構成の例を示す概略ブロック図である。
【図１１】同実施形態における距離情報取得部が行う処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１２】同実施形態における画像生成部が生成する、前眼領域の奥行き方向の全範囲にわたる断層画像の例と後眼領域の断層画像の例とを示す説明図である。
【図１３】同実施形態においてデータに示される角膜前面と網膜との位置関係を示す説明図である。
【図１４】照射光路側プローブ部の第１の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。
【図１５】照射光路側プローブ部の第１の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。
【図１６】照射光路側プローブ部の第２の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。
【図１７】照射光路側プローブ部の第２の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。
【図１８】照射光路側プローブ部の第３の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。
【図１９】照射光路側プローブ部の第３の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。
【図２０】照射光路側プローブ部の第３の変形例における、照射光の経路の第３の例を示す説明図である。
【図２１】照射光路側プローブ部の第３の変形例における、参照光の経路の第１の例を示す説明図である。
【図２２】照射光路側プローブ部の第３の変形例における、参照光の経路の第２の例を示す説明図である。
【図２３】照射光路側プローブ部の第４の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。
【図２４】照射光路側プローブ部の第４の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。
【図２５】本発明の一実施形態による眼球計測装置の外観を示す図である。
【図２６】本発明の一実施形態による眼軸長算出処理の処理フローを示す図である。
【図２７】本発明の一実施形態による眼球計測装置の表示例を示す図である。
【図２８】眼球の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の一実施形態における眼球計測装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、眼球計測装置１は、光学ユニット１００と制御・処理ユニット２００とを具備する。
【００２３】
眼球計測装置１は、測定対象物に光を照射し、測定対象物からの反射光に基づいて、測定対象物における部分の位置（基準となる位置からの光学的距離）を検出する。特に、眼球計測装置１は、測定対象物の例である眼球について、例えば角膜前面や角膜後面など層の位置を検出して画像化し、これにより眼球の断層像を生成する。また、眼球計測装置１は、測定対象物の例である眼球について、例えば角膜前面の位置と、網膜の位置とを検出し、角膜前面と網膜との距離を算出することで眼軸長を検出する。なお、以下では、測定対象物が眼球である場合を例に説明するが、眼球計測装置１は眼球に限らず光を透過し照射光を反射する対象物であればどのようなものでも計測することができる。
光学ユニット１００は、眼球に光を照射し、眼球から反射や散乱などで戻った反射光（戻り光とも呼ぶ）と後述する参照光とを合波して得られる干渉光を電気信号に変換する。
【００２４】
制御・処理ユニット２００は、後述するようにモードに応じて光学ユニット１００を制御する。そして、制御・処理ユニット２００は、光学ユニット１００が取得した電気信号に基づいて、例えば角膜前面や角膜後面など、眼球における層の位置を測定する。特に、制御・処理ユニット２００は、眼球における角膜、水晶体、網膜などの各層構造の、光の進行方向における位置を測定する。つまり制御・処理ユニット２００は、眼球の角膜前面から水晶体後面付近までを前眼、網膜付近を後眼としたときに前眼から後眼に向かう方向の基準位置からの各位置を測定する。なお制御・処理ユニット２００は、当該位置だけでなく、各位置情報から層厚や長さを算出するようにしてもよい。さらに制御・処理ユニット２００は眼球の奥行方向と垂直な方向についての長さ（例えば隅角間距離）や表面曲率、隅角などを生成した断層像やその断層像を生成するためのデータを用いて算出するようにしてもよい。眼球の前眼領域および後眼領域の定義は様々であるが、ここでは眼球の角膜前面から水晶体後面付近までを前眼領域、網膜付近を後眼領域と呼ぶこととする。当該前眼領域の範囲の定義や後眼領域の範囲の定義は一例であって変更されてもよい。また以下では、眼球に入射した光の進行方向を、奥行き方向と称する。
制御・処理ユニット２００は、さらに、前眼領域における眼球の角膜と水晶体によって網膜付近で結像した光（照射光の反射光や散乱光などを含む戻り光）と参照光とを干渉させた干渉光を計測した結果による情報に基づいて、網膜の断層の画像化や、基準位置からの眼軸長の算出を行う。
また制御・処理ユニット２００は眼球の前眼領域と後眼領域の３次元立体画像（３次元のボリュームデータ）を生成することができる。また制御・処理ユニット２００はさらに、前眼領域における３次元のボリュームデータから、各表面（角膜前面、角膜後面、水晶体前面、水晶体後面）のトポグラフィーを生成することができる。
【００２５】
（本発明の原理）
図２は本発明の一実施形態による前眼領域の測定用の光学系を示す図である。
図２で示す光学ユニット１００の光学系には当該光学系の光軸Ｘ上に走査ミラーＭ１（走査部）が設けられている。当該光学系において光束の太さがほぼ一定なコリメート光Ｈが走査ミラーＭ１の中心（走査ミラーＭ１の鏡面の角度変更前後における３次元空間内の不変動位置）に入射する。当該コリメート光Ｈは走査ミラーＭ１において反射しレンズＬ１に入射する。なお走査ミラーＭ１はレンズＬ１の位置Ｐ２から距離ｆａ１離れた位置Ｐ１に配置されて光学系を構成している。当該ｆａ１はレンズＬ１の焦点距離（前側焦点距離ｆａ１）である。つまり、レンズＬ１の入射瞳の中心は、走査ミラーＭ１の中心と一致している。またコリメート光ＨはレンズＬ１から眼球Ｅへ入射する。当該図２で示す光学系において構成されるレンズの個数はレンズＬ１の１個である場合の例を示している。レンズＬ１から眼球Ｅへ入射する照射光はレンズＬ１の位置Ｐ２から焦点距離ｆｂ１（後側焦点距離ｆｂ１）離れた位置Ｐ３において焦点を結ぶ。光軸Ｘ上におけるこのような走査ミラーＭ１、レンズＬ１の配置により、レンズＬ１から眼球Ｅに向けて照射される照射光は、走査ミラーＭ１の鏡面の角度を変化させたとしても光学系の光軸Ｘに対して平行に入射する。言い換えると照射光は、レンズＬ１に正対した眼球Ｅにおける特定位置（ここでは虹彩位置）の垂直面に対して直交して入射する。よってこの図２で示す光学系は、物体側テレセントリック光学系である。なおレンズＬ１は図２においては物体側テレセントリックレンズである。図２で示す物体側テレセントリック光学系は、眼球Ｅに最も近い位置のレンズＬ１を通って眼球Ｅに対して照射する照射光であって、走査によってレンズＬ１の異なる位置に入射した後に眼球Ｅ側に出力される照射光の光線それぞれが、レンズＬ１と眼球Ｅの間の空間上で光学系の光軸Ｘに平行となっている。
【００２６】
なお物体側テレセントリック光学系は、同一光軸Ｘ上に奇数個のレンズを配置して構成することができる。図２においては１つのレンズＬ１を配置した場合の物体側テレセントリック光学系を示しているが、例えば物体側テレセントリック光学系は、物体側テレセントリック用の第１レンズ、物体側テレセントリック用の第２レンズ、物体側テレセントリック用の第３レンズの３つのレンズが光軸Ｘ上にこの順序で配置されていてもよい。当該物体側テレセントリック光学系において眼球Ｅに最も近い位置の第３レンズは、当該第３レンズを通過する照射光の焦点が眼球Ｅの前眼領域の所定位置（虹彩位置など）に合う位置に配置されている。また物体側テレセントリック光学系を構成する奇数個のレンズが３つ以上である場合には照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズの光源側の一方のレンズの後側焦点距離が示す位置と他方のレンズの前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。
【００２７】
例えば、レンズが第１〜第５レンズの５つのレンズである場合には照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズのうち第１レンズと第２レンズのうち光源側の一方のレンズ（第１レンズ）の後側焦点距離ｆｂ１が示す位置と他方のレンズ（第２レンズ）の前側焦点距離ｆａ２が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。またレンズが第１〜第５レンズの５つのレンズである場合には照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズのうち第２レンズと第３レンズにおいて、光源側の一方のレンズ（第２レンズ）の後側焦点距離ｆｂ２が示す位置と他方のレンズ（第３レンズ）の前側焦点距離ｆａ３が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。またレンズが第１〜第５レンズの５つのレンズである場合に、同様に、５つの各レンズのうち第３レンズと第４レンズにおいて、光源側の一方のレンズ（第３レンズ）の後側焦点距離ｆｂ３が示す位置と他方のレンズ（第４レンズ）の前側焦点距離ｆａ４が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。また同様に、５つの各レンズのうち第４レンズと第５レンズにおいて、光源側の一方のレンズ（第４レンズ）の後側焦点距離ｆｂ４が示す位置と他方のレンズ（第５レンズ）の前側焦点距離ｆａ５が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。また当該第５レンズは、該第５レンズを通過する照射光の焦点が眼球Ｅの前眼領域の所定位置（虹彩位置など）に合う位置に配置されている。
【００２８】
また当該物体側テレセントリック光学系では、照射光の光路を変更するための走査部を構成する走査ミラーＭ１の鏡面角度の変更前後における３次元空間内の不変動位置（例えば走査ミラーの中心）が、当該物体側テレセントリック光学系における光軸Ｘ上に一致するように当該走査ミラーＭ１が配置される。
なお図２の例では１つの走査ミラーのみ示しているが、物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘ上の他の一つまたは複数の位置に走査ミラーが配置されていてよい。ここで、実際には走査ミラーは交差する二軸のそれぞれの軸を中心に回転する二枚のミラーから構成されている。またはＭｅｍｓミラーのようにミラー１枚で直交する二軸の各軸を中心に回転する走査が可能なミラーであってもよい。直交する二軸のそれぞれの軸を中心に回転する二枚のミラーから走査ミラーが構成される場合には、例えば図２の例であればレンズＬ１の入射瞳の位置が二枚の走査ミラーの中心同士を結んだ直線上の中点に合うように各ミラーが配置されていなければならない。
【００２９】
ここで、物体側テレセントリック光学系を構成する奇数個のレンズが３つ以上である場合の例を用いてさらに詳細に説明する。上記したようにレンズの焦点距離のうちコリメートされた光線（コリメート光Ｈ）の光源側の焦点距離を前側焦点距離と呼び、当該光線の眼球Ｅ側の焦点距離を後側焦点距離と呼ぶこととする。そして例えば第１レンズＬ１ａ，第２レンズＬ１ｂ，第３レンズＬ１ｃの３つ（奇数個）のレンズが光学系の光軸Ｘ上にＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃの順に直列に配置される場合を想定する。するとこの物体側テレセントリック光学系は、第１レンズＬ１ａから後側焦点距離ｆｂ１離れた位置と第２レンズＬ１ｂから当該レンズＬ１ｂの前側焦点距離ｆａ２離れた位置とが一致するように第１レンズＬ１ａ，第２レンズＬ１ｂが配置される。さらに、第２レンズＬ１ｂから後側焦点距離ｆｂ２離れた位置と第３レンズＬ１ｃから当該レンズＬ１ｃの前側焦点距離ｆａ３離れた位置とが一致するように第３レンズＬ１ｂが配置される。そしてコリメート光Ｈが第１レンズＬ１ａへ入射し、第１レンズＬ１ａから出力された照射光は第１当該レンズＬ１ａから当該第１レンズの後側焦点距離ｆｂ１離れた位置において焦点を結び、当該焦点の位置から第２レンズＬ１ｂの前側焦点距離ｆａ２離れた位置に配置された当該第２レンズＬ１ｂに入射する。第２レンズＬ１ｂを抜けた照射光は光束の太さがほぼ一定なコリメート光Ｈであり第３レンズＬ１ｃに入射する。そして第３レンズＬ１ｃを抜けた光はその第３レンズＬ１ｃの後側焦点距離ｆｂ３離れた位置（焦点位置）において焦点を結ぶ。第３レンズＬ１ｃは当該第３レンズＬ１ｃの後側焦点距離ｆｂ３離れた位置に眼球Ｅの前眼領域の所定位置（例えば虹彩断面に合う位置）が合うように配置調整されている。また当該物体側テレセントリック光学系では、例えば、第１レンズＬ１ａの前側焦点距離ｆａ１離れた当該光学系の光軸Ｘ上に、走査ミラーＭ１の中心（走査ミラーＭ２の鏡面の角度変更前後における３次元空間内の不変動位置）が一致するようそれら第１レンズＬ１ａと走査ミラーＭ１とが配置される。
【００３０】
図２の説明に戻ると、当該図２において走査ミラーＭ１は、上下左右に角度を変更できるように構成されている。そうすると図２で示す光学系は物体側テレセントリックな光学系のため、レンズＬ１の各位置から眼球Ｅに向けて出力された照射光は眼球Ｅの上下左右の幅範囲全体に亘って物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘに平行に入射する。ここで眼球Ｅの構造は曲面を有する。したがって物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘに平行な各光線のうち眼球Ｅの表面の前面中央部分（瞳部分）に入射した光線の基準位置からの距離は短く、各光線のうち眼球Ｅの隅角（ｇ１，ｇ２）部分に入射した光線の基準位置からの距離は長くなる。よってそれら瞳部分や隅角部分に照射される照射光の光線の基準位置（例えばＰ２）からの光線距離は、実際の空間上の基準位置からの距離に等しい。したがって、眼球Ｅの生体組織の各点で散乱および反射した照射光の戻り光と参照光との干渉光においては、それら生体組織までの基準位置からの距離に応じたより正確な情報が含まれることとなり、当該干渉光を受光した眼球計測装置１（ＯＣＴ装置）でのＯＣＴ画像生成処理において、眼球Ｅの構造に基づいた精度の高い断層画像生成を行うことができる。
【００３１】
一方で照射光が物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘに平行に入射しない場合には、眼球Ｅにおける各曲面の光線到達点までの基準位置（例えばＰ２）からの距離が、実際の基準位置からの距離と比較して異なってしまうため、干渉光にはそれら生体組織までの基準位置からの距離に応じたより正確な情報が含まれず、得られたＯＣＴ画像は歪んでしまう。歪むとは、例えばＯＣＴ画像処理において眼球計測装置１が眼球Ｅの断層画像を生成する場合には、実際の角膜曲面の曲率とは異なる曲率の角膜曲面を表した眼の断層画像を生成してしまう。したがって眼球計測装置１では眼球Ｅの前眼領域を計測する場合には、図２で示すような物体側テレセントリックな光学系を用いる。
【００３２】
また眼球計測装置１では眼球Ｅの前眼領域を計測するにあたり隅角ｇ１から隅角ｇ２の距離が十分に収まる程度の広い範囲（１６ｍｍ程度）の画像を撮影できることが医療用の眼球計測装置１として必要である。このような広い範囲の歪みなく精度の高い画像を撮影することで広範囲で高度な診断や治療を行うことができる。したがって、図２で示すような物体側テレセントリック光学系において最も眼球Ｅに近い位置に配置されたレンズＬ１は、実質的に開口に制限のない焦点固定レンズを用いる。特許文献２では焦点可変レンズを用いた光学系が記載されているが、当該焦点可変レンズはレンズの精度を高めるためには技術的に開口が最大でも８ｍｍ程度であるため、焦点可変レンズを図２で示すレンズＬ１として用いても、隅角ｇ１，ｇ２の眼球幅方向の距離が十分に収まる程度の広い範囲に各光線を光学系の光軸Ｘと平行に入射させるよう構成できず、これにより眼球Ｅの曲面などの構造を高精度に反映した上でさらに撮像範囲が十分な画像を生成することはできない。
【００３３】
図３は本発明の一実施形態による後眼領域の測定用の光学系を示す図である。
図２で示したような物体側テレセントリック光学系により照射光を照射した場合、その照射光は、虹彩による光の遮断により著しく減衰し眼球Ｅ深部まで到達しない。これにより物体側テレセントリック光学系のみを用いた場合には眼球計測装置１は精度の高い後眼領域の計測を行うことができない。よって後眼領域を精度高く計測するために眼球計測装置１の光学ユニット１００は、図３に示すような像側テレセントリック光学系を用いて眼球の瞳孔が光学系の出射瞳となるように像側テレセントリック光学系の光軸Ｙ上に、像側テレセントリック用第１レンズＬ２や第２レンズＬ３や走査ミラーＭ２を設ける。これにより図３で示す眼球計測装置１は、網膜等の後眼領域まで強度の高い照射光を入射させることができ、結果として反射光の強度が高まり、精度の高い画像を生成することができる。
【００３４】
図３で示すように後眼領域の測定用の像側テレセントリック光学系は、走査ミラーＭ２と、像側テレセントリック用第１レンズＬ２及び像側テレセントリック用第２レンズＬ３の偶数個のレンズが像側テレセントリック光学系の光軸Ｙ上に設けられている。そして、像側テレセントリック光学系を構成する偶数個の各レンズＬ２，Ｌ３において、当該各レンズの光源側のレンズＬ２の後側焦点距離ｆｂ２が示す位置と他方のレンズＬ３の前側焦点距離ｆａ３が示す位置とが一致するようそれら各レンズＬ２，Ｌ３が配置されている。なお像側テレセントリック光学系は偶数個のレンズによって構成することができる。この場合、像側テレセントリック光学系は、照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズの光源側の一方のレンズの後側焦点距離が示す位置と他方のレンズの前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置される。また像側テレセントリック光学系においても、照射光の光路を変更するための走査部を構成する走査ミラーＭ２の鏡面角度の変更前後における３次元空間内の不変動位置（例えば走査ミラーの中心）が、当該物体側テレセントリック光学系における光軸Ｙ上に一致するように当該走査ミラーＭ２が配置されている。
【００３５】
例えば、レンズが像側テレセントリック用の第１〜第４レンズの４つのレンズである場合に照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズのうち照射光の光源から順に第１レンズと第２レンズとすると、光源側の一方のレンズ（第１レンズ）の後側焦点距離が示す位置と他方のレンズ（第２レンズ）の前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。またレンズが第１〜第４レンズの４つのレンズである場合に照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズのうち第２レンズと第３レンズにおいて、光源側の一方のレンズ（第２レンズ）の後側焦点距離が示す位置と他方のレンズ（第３レンズ）の前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。またレンズが第１〜第４レンズの４つのレンズである場合に照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズのうち第３レンズと第４レンズにおいて、光源側の一方のレンズ（第３レンズ）の後側焦点距離が示す位置と他方のレンズ（第４レンズ）の前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されている。またまた第１レンズの前側焦点距離が離れた当該光学系の光軸Ｙ上位置に、走査ミラーの中心（走査ミラーの鏡面の角度変更前後における３次元空間内の不変動位置）が一致するようそれら第１レンズと走査ミラーとが配置される。
なお図３の例では１つの走査ミラーのみ示しているが、像側テレセントリック光学系の光軸Ｙ上の他の一つまたは複数の位置に走査ミラーが配置されていてよい。
【００３６】
また図３で示すように像側テレセントリック光学系は、走査ミラーＭ２の走査によって像側テレセントリック用第１レンズＬ２を抜けた照射光のそれぞれは像側テレセントリック光学系の光軸Ｙと平行となって当該レンズＬ２から当該レンズＬ２の後側焦点距離ｆｂ２離れた一次結像面Ｎ１で焦点を結ぶ。また走査による各照射光はその一次結像面Ｎ１から像側テレセントリック用第２レンズＬ３の前側焦点距離ｆａ３離れた位置に配置された当該レンズＬ３の異なる位置に入射する。そして当該レンズＬ３を通って眼球Ｅに対して照射される照射光それぞれは、眼球の瞳孔位置に入射する。当該瞳孔位置に入射する各照射光はコリメート光Ｈである。そしてそのコリメート光Ｈは眼球Ｅの水晶体Ｃの焦点距離である眼球の後眼領域の網膜近傍付近の焦点位置Ｐ４で焦点を結ぶ。この過程において照射光は眼球生体内の各組織において反射および散乱する。
【００３７】
図３から解るように、凸レンズであるレンズＬ３のレンズ面における外縁領域から出射した照射光（例えば図中Ｈ１やＨ２）は角度を持って眼球の瞳孔から入射する。これにより当該照射光の眼球後眼領域において焦点を結ぶ範囲Ｓは、照射光が像側テレセントリック光学系の光軸Ｙと平行に眼球生体内に入射した場合と比べて広い範囲となる。なお図２で示す物体側テレセントリックな光学系では瞳孔以外の領域に入射したコリメート光Ｈは虹彩に遮られて瞳孔の範囲の領域を通る照射光しか眼球生体内に入射しない。図３のレンズＬ３は図２で説明した実質的に開口に制限のない焦点固定レンズであり、開口を大きくすることができる。よって照射光が幅の広いＬ３の外周から出射して角度を持って眼球の瞳孔に入射することにより、眼球後眼領域で焦点を結ぶ位置の範囲の領域Ｓは広くなる。また開口に制限のない焦点固定レンズにより集光した光が瞳孔から入射するため、入射した光量が多くなる。よってその照射光の反射光を用いることにより後眼領域の幅広い情報を含む干渉光を用いてＯＣＴ画像を生成するので、眼球計測装置１は、広い領域の後眼領域を精度高く撮像することができる。
【００３８】
本発明の眼球計測装置１は、上述の物体側テレセントリックな光学系と、像側テレセントリックな光学系の両方の光学系を有し、それら各光学系において、当該光学系それぞれにおける各レンズのうちの一部が共用するように構成されている。
具体的には、眼球計測装置１は、眼球Ｅに最も近い位置のレンズを物体側テレセントリックな光学系と、像側テレセントリックな光学系の両方の光学系で共用する。また眼球計測装置１は、物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系とにおける眼球Ｅに最も近い位置の共用のレンズと、当該各光学系で共用するその他の共用のレンズとを備える。そして眼球計測装置１は、それら共用レンズで構成される像側テレセントリック光学系に照射光が通過するような当該照射光の方向の切替と、それら共用レンズに他のレンズを加えたレンズ群で構成される物体側テレセントリック光学系に照射光が通過するような当該照射光の方向の切替とを行う。例えば眼球計測装置１は第１から第３の順に物体側テレセントリック光学系の光軸上に配置された３つのレンズ群で構成され、像側テレセントリックに切り替える場合には像側テレセントリック光学系の光軸上に配置された第１レンズと第３レンズの２つのレンズに照射光が通るように制御し、物体側テレセントリック光学系に切り替える場合には第１から第３の３つのレンズに照射光が通るように制御する。
または眼球計測装置１は、それら共用レンズで構成される物体側テレセントリック光学系に照射光が通過するような当該照射光の方向の切替と、それら共用レンズに他のレンズを加えたレンズ群で構成される像側テレセントリック光学系に照射光が通過するような当該照射光の方向の切替とを行うようにしてもよい。この場合例えば眼球計測装置１は第１から第４の順に配置された４つのレンズ群で構成され、像側テレセントリックに切り替える場合には像側テレセントリック光学系の光軸上に配置された第１から第４レンズの４つのレンズに照射光が通るように制御し、物体側テレセントリック光学系に切り替える場合には物体側テレセントリック光学系の光軸上に配置された第１レンズ、第３レンズ、第４レンズの３つのレンズに照射光が通るように制御する。
以下本発明の実施形態による眼球計測装置１の具体例について説明する。
【００３９】
（第一の実施形態）
図４は、眼球計測装置１を構成する光学ユニット１００の概略構成図である。同図において、光学ユニット１００は、光源装置１１０と干渉計１２０と光検出器１９０とを具備する。
干渉計１２０は、光カプラ１２１、１３２、１４１および１５１と、偏光調整器１３１と、照射光路側プローブ部３００と、参照光路側プローブ部４００とを具備する。光カプラ１２１と偏光調整器１３１、偏光調整器１３１と光カプラ１３２、光カプラ１３２と照射光路側プローブ部３００、光カプラ１３２と光カプラ１５１が、それぞれ光ファイバで接続されて照射光路Ｗ１を構成している。また、光カプラ１２１と光カプラ１４１、光カプラ１４１と参照光路側プローブ部４００、光カプラ１４１と光カプラ１５１が、それぞれ光ファイバで接続されて参照光路Ｗ２を構成している。
【００４０】
光源装置１１０は、光出力部の例に該当し、眼球に照射される光を出力する。なお、以下では、光源装置１１０が、波長可変にレーザ光を出力するレーザ光源であり、眼球計測装置１がＳＳ−ＯＣＴ（Swept Source OCT）の方式で眼球の各部の位置を測定する場合を例に説明する。しかしながら眼球計測装置１に適用可能なＯＣＴの方式はＳＳ−ＯＣＴに限らない。例えば、光源装置１１０が、スーパールミネッセントダイオード（Super Luminescent Diode；SLD）を含んで構成され、眼球計測装置１が、ＳＤ−ＯＣＴ（Spectral-domain OCT）の方式で眼球の各部の位置を測定するようにしてもよい。
【００４１】
図５は、光源装置１１０が出力する光の周波数の例を示すグラフである。同図の横軸は時刻を示し、縦軸は、周波数を示す。光源装置１１０は、ＳＳ−ＯＣＴの方式により、図５に示されるように周波数の変化するレーザ光を出力する。例えばＳＳ−ＯＣＴの方式によれば光源装置１１０は、図５の時刻Ｔ１からＴ２までの区間に示されるように、レーザ光の周波数を増加させる。光源装置１１０が光の周波数を変化させることで、眼球生体内の奥行き方向の各位置の情報を得ることができる。
また、図５に示されるように、光源装置１１０は、周波数の変化するレーザ光を繰り返し出力する。光源装置１１０によるこの繰り返しのレーザ光の出力は、断層画像を得るためのスキャンや、誤差低減のための、眼球の同一箇所に対する複数回の測定に用いられる。
【００４２】
干渉計１２０は、光源装置１１０からの光を照射光と参照光とに分割し、それぞれ照射光路Ｗ１、参照光路Ｗ２を経由させた後、合波して干渉を生じさせる。
具体的には、光源装置１１０から出力された光は、光ファイバを介して光カプラ１２１へ入力される。光カプラ１２１は、光源装置１１０からの光を、照射光と参照光とに分割する。そして、光カプラ１２１は、照射光を照射光路Ｗ１へ出力し、参照光を参照光路Ｗ２へ出力する。光カプラ１２１は、分岐部の例に該当する。
【００４３】
照射光路Ｗ１へ出力された照射光は、光ファイバを介して偏光調整器１３１へ入力される。偏光調整器１３１は、照射光（照射光の反射光や散乱光を含む戻り光）と参照光とが合波した際に干渉光の振幅が大きくなるように、照射光の偏光状態を調整する。
偏光調整器１３１が偏光状態を調整した照射光は、光ファイバを介して光カプラ１３２へ出力される。光カプラ１３２は、偏光調整器１３１からの照射光を、光ファイバを介して照射光路側プローブ部３００へ出力する。照射光路側プローブ部３００は、光カプラ１３２からの照射光を眼球に照射するための光学系へ出力し、眼球にて反射や後方散乱した照射光の戻り光を受光して、光ファイバを介して光カプラ１３２へ出力する。
照射光路側プローブ部３００からの照射光の戻り光を受けた光カプラ１３２は、当該照射光を、光ファイバを介して光カプラ１５１へ出力する。
【００４４】
一方、参照光路Ｗ２へ出力された参照光は、光ファイバを介して光カプラ１４１へ入力される。光カプラ１４１は、光カプラ１２１からの参照光を、光ファイバを介して参照光路側プローブ部４００へ出力する。参照光路側プローブ部４００は、光カプラ１４１からの参照光をミラー（鏡）で反射させて、光ファイバを介して光カプラ１４１へ出力する。
ミラーは反射材の例に該当する。参照光路側プローブ部４００からの参照光を受けた光カプラ１４１は、当該参照光を、光ファイバを介して光カプラ１５１へ出力する。
【００４５】
光カプラ１５１は、光カプラ１３２からの照射光の戻り光と、光カプラ１４１からの参照光とを合波する。この合波によって干渉が生じる。光カプラ１５１は、合波された光を、光ファイバを介して光検出器１９０へ出力する。なお光カプラ１２１で分岐した照射光が計測対象の眼球に照射されその戻り光が光カプラ１５１に到達するまでの経路と、光カプラ１２１で分岐した参照光が参照光路側プローブ部４００にて反射して光カプラ１５１に到達するまでの経路の経路長は等しく設定されている。
光検出器１９０は、光カプラ１５１からの合波された光を受光して電気信号に変換する。光検出器１９０は、得られた電気信号を制御・処理ユニット２００へ出力する。光検出器１９０は受光部の例に該当する。
【００４６】
図６は、照射光路側プローブ部３００における照射光の経路の第１の例を示す説明図である。同図は、前眼領域の情報を取得するモードにおける、照射光の経路の例を示している。なお、以下では、光の経路を光路とも称する。図６で示す照射光路側プローブ部３００を構成する光学系は上述の物体側テレセントリック光学系である。この物体側テレセントリック光学系では、第１レンズ３１０（上記のレンズＬ１ａに相当）、第２レンズ３１３（上記のレンズＬ１ｂに相当）、第３レンズ３１８（上記のレンズＬ１ｃに相当）の奇数個のレンズが物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘ上に配置されている。第１レンズ３１０、第２レンズ３１３、第３レンズ３１８は焦点固定レンズである。第１レンズ３１０から後側焦点距離ｆｂ１離れた位置Ｐａと第２レンズ３１３から当該第２レンズ３１３の前側焦点距離ｆａ２離れた位置Ｐａとが一致するように各第１レンズ３１０，第２レンズ３１３が物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘ上に配置される。さらに、第２レンズ３１３から後側焦点距離ｆｂ２離れた位置と第３レンズ３１８から当該第３レンズ３１８の前側焦点距離ｆａ３離れた位置とが位置において一致するように第３レンズ３１８が配置される。そしてコリメート光である照射光が第１レンズ３１０へ入射し、第１レンズ３１０から出力された照射光は当該第１レンズ３１０から当該第１レンズ３１０の後側焦点距離ｆｂ１離れた位置Ｐａにおいて焦点を結び、当該焦点の位置Ｐａから第２レンズ３１３の前側焦点距離ｆａ２離れた位置に配置された当該第２レンズ３１３に入射する。また第２レンズ３１３を抜けた照射光は光束の太さがほぼ一定なコリメート光であり第３レンズ３１８に入射する。そして第３レンズ３１８を抜けた照射光はその第３レンズ３１８の後側焦点距離ｆｂ３離れた位置Ｐｂ（焦点位置）において焦点を結ぶ。第３レンズ３１８は当該第３レンズ３１８の後側焦点距離ｆｂ３離れた位置に眼球Ｅの前眼領域の所定位置（例えば虹彩断面に合う位置Ｐｂ）が合うように配置されている。
【００４７】
図６で示す光学系では、光ファイバを通って照射光路側プローブ部３００に入った照射光は、コリメータレンズ３０１でコリメート光として空気中に射出される。射出された照射光は、第１可動ミラー３０２、分散補償プリズム３０３、第１固定ミラー３０４、第２可動ミラー３０８を経てガルバノミラー３０９に至る。
ガルバノミラー３０９は、照射光で眼球Ｅを走査（Scan）するためのミラーであり、照射光が各レンズを通って眼球Ｅに照射される範囲で当該照射光を眼球Ｅに対して上下左右（照射光の眼球Ｅ入射直前の進行方向に対して直角方向）に走査されるように動かす。
【００４８】
ガルバノミラー３０９で向きを調整された、コリメート光となっている照射光は、第１レンズ３１０によって第３可動ミラー３１１の先の後側焦点距離ｆｂ１離れた位置Ｐａで一旦焦点を結ぶ。そして、照射光は、第２固定ミラー３１２を経て第２レンズ３１３によって再びコリメート光となり、第３固定ミラー３１４および３１５と、第４可動ミラー３１７とを経て第３レンズ３１８に至る。
第３レンズ３１８を通った照射光は、ダイクロイックミラー３１９を経て眼球Ｅに照射される。ここで、照射光は第３レンズ３１８によって集光され、眼球Ｅの前眼領域である角膜部分または水晶体前面部分の位置Ｐｂで焦点を結ぶ。なお図６で示す光学系は物体側テレセントリック光学系であるため、走査によって第３レンズ３１８の異なる位置に入射した後に眼球Ｅ側に出力される照射光の光線それぞれが、第３レンズ３１８と眼球Ｅの間の空間上で物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘと平行となっている。眼球Ｅに照射された照射光は、眼球Ｅにて反射し、散乱し、また、吸収される。眼球Ｅにて反射した照射光や後方散乱した照射光（戻り光）は、進んできた光路を逆進し、コリメータレンズ３０１を経て光カプラ１３２（図４）へ戻り、光カプラ１５１に出力される。そして当該照射光は、光カプラ１５１で参照光と合波される。合波にて得られた干渉光が光検出器１９０へ出力される。
【００４９】
図６で示す物体側テレセントリック光学系において、第３レンズ３１８の各位置から眼球Ｅに向けて出力された照射光の光線は眼球Ｅの上下左右の幅範囲全体に亘って物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘと平行に入射する。ここで眼球Ｅの構造は曲面を有する。したがって各光線のうち眼球Ｅの表面の前面中央部分（瞳部分）に入射した光線の基準位置からの距離は短く、各光線のうち眼球Ｅの隅角（ｇ１，ｇ２）部分に入射した光線の基準位置からの距離は長くなる。よってそれら瞳部分や隅角部分に照射される照射光の基準位置からの光線距離は、実際の空間上の基準位置からの距離に等しい。したがって、眼球Ｅの生体組織の各点で散乱および反射した照射光の戻り光と参照光との干渉光においては、それら生体組織までの基準位置からの距離に応じたより正確な情報が含まれることとなり、当該干渉光を受光した眼球計測装置１でのＳＳ−ＯＣＴ画像生成処理において、眼球Ｅの構造に基づいた精度の高い断層画像生成を行うことができる。
また上述したように物体側テレセントリック光学系を構成する奇数個の各レンズは実質的に開口に制限のない焦点固定レンズである。よって本実施形態による眼球計測装置１は光量の多い反射光に基づく参照光との干渉光に基づいて、隅角ｇ１から隅角ｇ２までの距離が十分に収まる程度の広い範囲の画像を精度高く撮影することができる。
【００５０】
ここで、第１〜第４可動ミラー３０２、３０８、３１１、３１７は、いずれも、前眼領域の断層画像を生成するために照射光が眼球Ｅに照射される間、可動ミラー自らの向きを固定されている。第１〜第４可動ミラー３０２、３０８、３１１、３１７の組み合わせは、経路切替部（光学系切替部）の例に該当する。眼球計測装置１は前眼領域計測モードと後眼領域計測モードの２つのモードのうちの何れか一方に切り替える際に可動ミラーの向きを変化させることで、照射光の経路を変化させる。
【００５１】
眼球計測装置１の用いる２つの上記モードのうち、前眼領域計測モードは前眼領域の情報を取得（計測）するモードである。また後眼領域計測モードは後眼領域の情報を取得（計測）するモードである。前眼領域計測モードは眼球計測装置１に備わる光学系のうち物体側テレセントリック光学系を用いるモードであり、後眼領域計測モードは像側テレセントリック光学系を用いるモードである。
眼球計測装置１は、断層画像を生成する際、モードを前眼領域計測モードまたは後眼領域計測モードに切り替えることで角膜前面から網膜までの情報のうちの前眼領域と後眼領域の各領域の情報を対応するモードで取得し、角膜前面から網膜での一連の断層画像を生成する。また、眼球計測装置１は、眼軸長を測定する際、モードを前眼領域計測モードまたは後眼領域計測モードに切り替えて角膜前面から網膜までの情報のうちの前眼領域と後眼領域の各領域の情報を対応するモードで取得し、角膜前面から網膜までの距離を示す眼軸長や、その他の基準位置からの眼球Ｅ内部の所定位置までの長さを算出する。以下では、画像を生成することを撮像と称する。
【００５２】
なお、モードの切替が自動で行われるようにしてもよいし、手動で行われるようにしてもよい。例えば制御・処理ユニット２００に備わる光学ユニット制御部２１０がモードの切り替えを自動で行い、制御・処理ユニット２００に備わる信号処理部２４０が、前眼領域についての処理と後眼領域についての処理とを続けて行う。これにより信号処理部２４０は、前眼領域から後眼領域まで眼球Ｅの深さ方向全体の情報、例えば眼球Ｅの奥行き方向の反射光強度分布の情報を高速に取得し得る。これにより本実施形態による眼球計測装置１は、例えば被測定者の動作などの誤差を低減させることができ、測定精度を高めることができる。
【００５３】
また、第１〜第３レンズ３１０、３１３、３１８の組み合わせは、集光部の例に該当し、照射光を眼球Ｅにて集光させる（焦点を結ばせる）。そして、光学系切替部として構成される第１〜第４可動ミラー３０２、３０８、３１１および３１７が照射光の経路を変化させることで光学系が切り替わり、他の光学系によって照射光が眼球Ｅ内において焦点を結ぶ位置（特に、眼球Ｅにおける奥行き方向の位置）が変化する。
なお、分散補償プリズム３０３は、照射光の分散を補償するために設けられている。また、ダイクロイックミラー３１９は、近赤外光を反射し、可視光を透過するミラーである。ダイクロイックミラー３１９は、可視光カメラで眼球Ｅ表面の画像を取得する目的、または固視灯などを透過で利用する目的で設置されている。
【００５４】
図７は、照射光路側プローブ部３００における照射光の経路の第２の例を示す説明図である。同図は、後眼領域計測モードにおける、照射光の経路の例を示す。
図７の例では、第１可動ミラー３０２、第２可動ミラー３０８の向きが、いずれも図６の場合と異なっており、照射光は、分散補償プリズム３０３および第１固定ミラー３０４を経由する代わりに、第４固定ミラー３０６および第５固定ミラー３０７を経由している。
また、図７の例では、第３可動ミラー３１１、第４可動ミラー３１７の向きが、いずれも図６の場合と異なっており、照射光は、第３可動ミラー３１１、第２固定ミラー３１２、第２レンズ３１３、第３固定ミラー３１４、第６固定ミラー３１５、第４可動ミラー３１７と、を経由する代わりに、第３可動ミラー３１１から第７固定ミラー３１６、第４可動ミラー３１７を経由している。
【００５５】
図７の例では、照射光が経由するレンズの数が図６の場合と異なっており、これによって、照射光が眼球Ｅにおいて焦点を結ぶ位置が異なっている。
具体的には、図６の例では、照射光が第１レンズ３１０、第２レンズ３１３および第３レンズ３１８の３つのレンズ（奇数個のレンズ）を経由するのに対し、図７の例では、照射光は、第１レンズ３１０（上述の図３で示したレンズＬ２に相当）および第３レンズ３１８（上述の図３で示したレンズＬ３に相当）の２つのレンズ（偶数個のレンズ）を経由し、第２レンズ３１３は経由しない。図７で示す光学系は上述の像側テレセントリック光学系である。この像側テレセントリック光学系では、当該光学系を構成する偶数個の各第１レンズ３１０，第３レンズ３１８において、光源側の第１レンズ３１０の後側焦点距離ｆｂ１が示す位置と他方の第３レンズ３１８の前側焦点距離ｆａ３が示す位置とが図７の位置Ｐｃにおいて一致するようそれら第１レンズ３１０，第３レンズ３１８が配置されている。なお像側テレセントリック光学系は４つ以上の偶数個のレンズによって構成することができる。この場合、像側テレセントリック光学系は、照射光の光源側から順に隣り合って配置されている各レンズの光源側の一方のレンズの後側焦点距離が示す位置と他方のレンズの前側焦点距離が示す位置とが一致するようそれら各レンズが配置されるようにすればよい。
【００５６】
図７の例において、ガルバノミラー３０９で反射されて第１レンズ３１０に至った、コリメート光である照射光は、第１レンズ３１０を経由して第３可動ミラー３１１、第７固定ミラー３１６および第３可動ミラー３１７を経由するうちに一旦焦点を結んだ後、レンズ３１８に至る。照射光は、レンズ３１８によって再びコリメート光となり、眼球Ｅの角膜と水晶体によって後眼領域（例えば、網膜表面）で焦点を結ぶ。より詳細に説明すると図７で示すように像側テレセントリック光学系は、ガルバノミラー３０９（図３の走査ミラーＭ２に相当）の走査によって第１レンズ３１０を抜けた照射光のそれぞれは光軸Ｙに対して光線が平行となって当該第１レンズ３１０から当該第１レンズ３１０の後側焦点距離ｆｂ１離れた一次結像面Ｎ１で焦点を結ぶ。また走査による各照射光はその一次結像面Ｎ１（位置Ｐｃに一致）から第３レンズ３１８の前側焦点距離ｆａ３離れた位置に配置された当該第３レンズ３１８の異なる位置に入射する。そして当該第３レンズ３１８を通って眼球Ｅに対して照射される照射光それぞれは、位置調整された眼球Ｅの瞳孔位置に入射する。当該瞳孔位置に入射する照射光は光束の太さのほぼ一定なコリメート光である。そしてそのコリメート光は眼球Ｅの角膜と水晶体によって眼球Ｅの後眼領域である網膜付近の焦点位置Ｐｄで焦点を結ぶ。この過程において照射光は眼球Ｅ生体内の各組織において反射および散乱する。
【００５７】
上述の像側テレセントリック光学系では、図３で説明したように第３レンズ３１８のレンズ面における外縁領域から出射した照射光は角度を持って眼球Ｅの瞳孔から入射する。これにより当該照射光の眼球後眼領域において焦点を結ぶ範囲は、照射光が像側テレセントリック光学系の光軸Ｙと平行に眼球生体内に入射した場合と比べて広い範囲となる。上述したように眼球Ｅに最も近い位置の第３レンズ３１８は実質的に開口に制限のない焦点固定レンズである。よって照射光が幅の広い第３レンズ３１８の外周から出射して角度を持って眼球Ｅの瞳孔に入射することにより、眼球後眼領域で焦点を結ぶ位置の範囲は広くなる。また開口に制限のない焦点固定レンズである第３レンズ３１８により集光した光が瞳孔から入射するため、入射した光量が多くなる。よってその照射光の強度の高い反射光を用いることにより後眼領域の幅広い情報を含む干渉光を用いてＯＣＴ画像を生成するので、眼球計測装置１は、広い領域の後眼領域を精度高く撮像することができる。
【００５８】
また、図７の光学系では、照射光の経路長が図６の光学系と異なる。つまり図７で示す像側テレセントリック光学系と図６で示す物体側テレセントリック光学系とでは、コリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光学的な長さが異なる。ここで上述したように本実施形態による眼球計測装置１では参照光の経路長と照射光の経路長とが等しくなるよう設定している。また眼球計測装置１は、像側テレセントリック光学系の場合には眼球Ｅにおける焦点が後眼領域の網膜付近に位置し、物体側テレセントリック光学系の場合には眼球Ｅにおける焦点が前眼領域の虹彩付近に位置するよう設計されている。したがって眼球計測装置１において像側テレセントリック光学系におけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光学的な長さを、前眼領域の焦点位置から後眼領域の焦点位置までの距離（つまり眼軸長）分短くすることで、各光学系における照射光の経路長と参照光の経路長とを一致させることができる。
【００５９】
図８は、参照光路側プローブ部４００における参照光の経路の例を示す説明図である。
同図の例において、光ファイバを通って参照光路側プローブ部４００に入った参照光は、偏光調整器４０１を経由し、コリメータレンズ４０２でコリメート光になって空気中に射出される。射出された参照光は、分散補償プリズム４０３を経由してレンズ４０４に至る。レンズ４０４で集光された参照光は、固定ミラー４０５の位置で焦点を結び、固定ミラー４０５にて反射される。固定ミラー４０５で反射した参照光は、進んできた光路を逆進し、コリメータレンズ４０２を経て光カプラ１４１（図４）へ戻り、光カプラ１５１で照射光と合波される。
なお、分散補償プリズム４０３は、照射光が眼球Ｅを通る際に生じる光の屈折率による分散を補正するために設置されている。
【００６０】
図９は、照射光の光路長と参照光の光路長との関係を示す説明図である。同図（Ａ）は、前眼領域計測モード（物体側テレセントリック光学系）での照射光路のうち、コリメータレンズ３０１から眼球Ｅの焦点位置までの光学的距離Ｌ１１を示している。同図（Ａ）の例では、照射光は眼球Ｅの角膜の位置（前眼領域の所定の位置）で焦点を結んでおり、コリメータレンズ３０１と焦点位置との光学的距離がＬ１１となるよう予め調整されている。
【００６１】
一方、図９（Ｂ）は、参照光路のうち、コリメータレンズ４０２と固定ミラー４０５との光学的距離を示している。ここで、振幅の大きい干渉光を得るために、照射光の光路長と参照光の光路長とが等しくなっている必要がある。
かかる光路長の関係を得るために、本実施形態による眼球計測装置１では、光カプラ１２１からコリメータレンズ３０１までの光学的な長さ（光学的距離）と、光カプラ１２１からコリメータレンズ４０２までの光学的な長さとが同じになっている。さらに、コリメータレンズ３０１から光カプラ１５１までの光学的な長さと、コリメータレンズ４０２から光カプラ１５１までの光学的な長さとが同じになっている。そして、図９（Ｂ）に示されるように、コリメータレンズ４０２と固定ミラー４０５との光学的距離が、同図（Ａ）におけるコリメータレンズ３０１と焦点位置との光学的距離Ｌ１１と同じ長さ（Ｌ１１）となるよう予め調整されている。
【００６２】
また、図９（Ｃ）は、後眼領域計測モード（像側テレセントリック光学系）での照射光路のうち、コリメータレンズ３０１から眼球Ｅの焦点位置までの距離を示している。同図（Ｃ）の例では、照射光は眼球Ｅの網膜の位置で焦点を結んでおり、コリメータレンズ３０１と焦点位置との光学的距離が、同図（Ｂ）におけるコリメータレンズ４０２と固定ミラー４０５との光学的距離Ｌ１１と同じ長さ（Ｌ１１）となっている。
これにより、後眼領域計測モードにおいても前眼領域計測モードの場合と同じく、照射光の光路長と参照光の光路長とが等しくなり、振幅の大きい干渉波を得られる。
図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示される各経路長の関係にするために、後眼領域計測モード（像側テレセントリック光学系）におけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長を、前眼領域計測モードにおけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長よりも距離Ｌ１２（眼軸長分）短くする。例えば、前眼領域計測モードにおけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長から、後眼領域計測モードにおけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長を減算した差Ｌ１２が、一般的な眼軸長の２０ミリメートル（ｍｍ）以上４０ミリメートル以下の範囲になるように調整する。
【００６３】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるような、前眼領域計測モードにおける照射光の光路長と参照光の光路長との一致は、眼球計測装置１の設計および製造において光ファイバの長さや各部の設置位置を調整することで行われる。
一方、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示されるような、後眼領域計測モードにおける照射光の光路長と参照光の光路長との一致は、第４固定ミラー３０６および第５固定ミラー３０７（図７）の位置を調整することで行われる。当該調整のために、第４固定ミラー３０６および第５固定ミラー３０７は、移動ステージ３０５に設けられている。移動ステージ３０５は、図７に矢印で示す方向に移動可能であり、これにより、第１可動ミラー３０２と第４固定ミラー３０６との距離、および、第５固定ミラー３０７と第２可動ミラー３０８との距離を調整することができる。例えば、眼球計測装置１の製造者が、移動ステージ３０５の位置を予め調整しておく。
【００６４】
図１０は、制御・処理ユニット２００の機能構成の例を示す概略ブロック図である。同図において、制御・処理ユニット２００は、光学ユニット制御部２１０と、アンプ２２０と、Ａ／Ｄコンバータ２３０と、信号処理部２４０と、出力部２５０とを具備する。信号処理部２４０は、距離情報取得部２４１と、画像生成部２４２と、眼軸長算出部２４３とを具備する。
光学ユニット制御部２１０は、光学ユニット１００を制御する。特に、光学ユニット制御部２１０は、光源装置１１０が光を出力するタイミングを指示する信号を出力する。あるいは、光源装置１１０から光の出力タイミングが送信される場合、光学ユニット制御部２１０は、このタイミング情報を信号処理部２４０に出力する。また、光学ユニット制御部２１０は、モード切替の際、第１可動ミラー３０２のドライバに対して、第１可動ミラー３０２の向きを指示する信号を出力する。同様に、光学ユニット制御部２１０は、モード切替の際、第２〜第４可動ミラー３０８、３１１、３１７の各々のドライバに対して、それぞれ、第２〜第４可動ミラー３０８、３１１、３１７の向きを指示する信号を出力する。
【００６５】
アンプ２２０は、光検出器１９０（図４）が干渉光を変換して生成した電気信号を増幅する。
Ａ／Ｄコンバータ２３０は、アンプ２２０が増幅した電気信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。
信号処理部２４０は、Ａ／Ｄコンバータ２３０がデジタル変換した信号を処理して、眼球の断層画像を生成し、また、眼軸長を算出する。また、信号処理部２４０は、光学ユニット制御部２１０とタイミング情報をやり取りする。特に、信号処理部２４０は、制御・処理ユニット２００が光源装置１１０に光の出力を指示したタイミングに応じて信号処理を行う。あるいは、光源装置１１０から光の出力タイミングが送信される場合、信号処理部２４０は、このタイミングに応じて信号処理を行う。
【００６６】
距離情報取得部２４１は、光検出器１９０が受光した光における照射光と参照光との干渉光に基づいて、眼球の前眼領域と後眼領域との両方について、基準位置との距離を示す情報を取得する。具体的には、距離情報取得部２４１は、Ａ／Ｄコンバータ２３０がデジタル信号に変換した測定データをフーリエ変換して、パワースペクトル、すなわち、周波数領域における測定データの分布状況を求める。
ここで、図５を参照して説明したように、光源装置１１０は周波数の変化するレーザ光を出力している。光カプラ１５１が合波した際に参照光と位相が合うような照射光の光路長は波長毎に異なる（従って、周波数毎に異なる）。この違いがパワースペクトルの違いとなって現れる。具体的には、反射面が眼球の奥側になるに従って、干渉信号の周波数が高くなる。
なお、光学ユニット制御部２１０や信号処理部２４０がコンピュータを用いて構成されていてもよい。例えば、制御・処理ユニット２００がコンピュータを具備し、当該コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、当該コンピュータの記憶デバイスからプログラムを読み出して実行することで、光学ユニット制御部２１０や信号処理部２４０が構成されるようにしてもよい。
【００６７】
図１１は、距離情報取得部２４１が行う処理手順の例を示すフローチャートである。なお、以下では、アンプ２２０が増幅した電気信号についてＡ／Ｄコンバータ２３０がデジタル変換した測定データをＡラインデータ（A-Line Data）と称する。Ａラインデータは、サンプリング時刻毎の電圧値（光検出器１９０が受光した照射光の反射光強度に応じて出力した電圧値）を示している。
ステップＳ１０１およびＳ１０２において、距離情報取得部２４１は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換）を行うための前処理を行う。
具体的には、距離情報取得部２４１は、Ａラインデータに窓関数を乗算する（ステップＳ１０１）。ここでの窓関数には、ハニングウィンドウ（Hanning window）またはハミングウィンドウ（Hamming window）など、いろいろな関数を用いることができる。
【００６８】
次に、距離情報取得部２４１は、ステップＳ１０１で得られたデータ数が２の乗数となるように、ダミーのデータを追加してデータ数を調整する（ステップＳ１０２）。例えば、Ａラインデータのデータ数２０００点の場合、距離情報取得部２４１は、値０のデータを４８個加えて２０４８点のデータにする。
そして、距離情報取得部２４１は、ステップＳ１０２でのデータ数調整後のＡラインデータにＦＦＴを適用して、Ａラインデータのパワースペクトルを求める（ステップＳ１０３）。例えば、ＦＦＴ適用前のＡラインデータのデータ数が２０４８点の場合、ＦＦＴによって１０２４個の周波数成分が求められる。ＦＦＴ適用後のＡラインデータの中に、周波数の低い成分が含まれている場合、眼球の浅い位置（手前側の位置）に反射体や散乱体が存在することを示している。一方、ＦＦＴ適用後のＡラインデータの中に、周波数の高い成分が含まれている場合、眼球の深い位置（奥側の位置）に反射体や散乱体が存在することを示している。なお距離情報取得部２４１は周波数と奥行きとの対応関係を示す情報を記憶しており、当該対応関係に基づいてＡラインデータにおける周波数成分に対応する奥行きの位置の情報を検出する。距離情報取得部２４１はＡラインデータにおいて最初に現れた周波数成分に対応する位置を基準位置とし、最後に現れる周波数成分に対応する位置までの距離を特定する。例えば距離情報取得部２４１はＡラインデータにおいて最初に現れた周波数成分に対応する基準位置を角膜前面、最後に現れる周波数成分に対応する位置を網膜と判定し、角膜前面から網膜までの眼軸長を特定し、出力部２５０へ出力する。また、ＦＦＴ適用後のＡラインデータにおいて、最も周波数の高い成分が計測可能距離を示している。例えば、角膜前面から水晶体後面までの前眼領域の全範囲の長さを測る場合、１２ｍｍの計測可能距離が得られ、後眼領域の長さを測る場合、６ｍｍの計測可能距離が得られる。ステップＳ１０３の後、図１１の処理を終了する。なお図１１で示す眼軸長を特定する処理の詳細は後述するが、前眼領域及び後眼領域の各領域での２次元断層画像や３次元断層画像（３次元のヴォリュームデータ）を用いて、例えば網膜に存在する黄斑部中心窩に入る光が角膜のどの部位を通るかを判定することで、より精度の高い眼軸長の計測を行う。
【００６９】
画像生成部２４２は、距離情報取得部２４１が取得したＦＦＴ適用後のＡラインデータに基づいて、眼球の断層画像を生成する。上記のように、ＦＦＴ適用後のＡラインデータは、眼球の奥行き方向の各部の情報を示している。光学ユニット１００が、眼球の上下方向または左右方向に照射光を走査し、画像生成部２４２が、走査の各点におけるＦＦＴ適用後のＡラインデータを画像に置き換える。画像生成部２４２はこのように眼球の断層画像を生成する。
画像生成部２４２は、前眼領域計測モード、後眼領域計測モードのそれぞれにおいて、眼球の断層画像を生成し、得られた前眼領域の断層画像の奥行き方向端部分と後眼領域の断層画像の前眼領域最近部分とを繋ぎ合わせる。これにより、画像生成部２４２は、角膜前面から網膜まで、眼球の奥行き方向の全範囲にわたる断層画像を生成する。特に、眼球の前眼領域と後眼領域を一つの光学系で計測する場合にはコヒーレント長（可干渉距離）の長い光を用いる必要がある。しかしながら本願の眼球計測装置１によれば前眼領域と後眼領域を別々の光学系で計測することにより、各領域の奥行き方向の短い距離を計測できれば良いためコヒーレント長の長い光を必要とせずに、眼球の奥行き方向の全範囲にわたる断層画像を生成することができる。
【００７０】
コヒーレント長が眼軸長の光学的な長さ以上に長い光源があれば、前眼領域と後眼領域とでモードの切り替えを行わずとも、一度に両方の情報を取得し得る。しかしながら、水による減衰の影響が少ない波長帯域において、コヒーレント長が眼軸長の光学的な長さ以上に長い光源は、実用化されていない。ここで、コヒーレント長は、パワースペクトルの減衰が６デシベル（ｄＢ）となるときの距離に相当する。
また、前眼領域の情報と後眼領域の情報とを１回の光の照射で同時に得る場合、眼球にコリメート光を照射することが考えられる。すると、コリメート光の太さにより、前眼領域で得られる情報の精度が低下してしまう。
これに対して本実施形態による眼球計測装置１では、コヒーレント長の長い光を必要とせず、かつ、前眼領域、後眼領域のそれぞれで照射光の焦点を結ばせて、より高精度な情報を得ることができる。
【００７１】
図１２は、画像生成部２４２が生成する、前眼領域の奥行き方向の全範囲にわたる断層画像の例と後眼領域の断層画像の例とを示す説明図である。同図（Ａ）は、前眼領域の奥行き方向の全範囲にわたる断層画像の例を示す。また、同図（Ｂ）は、後眼領域の断層画像の例を示す。
図１２は２次元画像であるが本実施形態の眼球計測装置１は、光学ユニット１００においてラスタースキャン（Raster Scan）を行い、画像生成部２４２が眼球の三次元画像を生成するようにしてもよい。
【００７２】
上述したように眼軸長算出部２４３は、距離情報取得部２４１が取得したＦＦＴ適用後のＡラインデータに基づいて、眼軸長を算出する。具体的には、眼軸長算出部２４３は、前眼領域計測モードにて検出される角膜前面の位置と、後眼領域計測モードにて検出される網膜の位置（例えば黄斑部中心窩）との相対距離を求める。
図１３は、データに示される角膜前面と網膜との位置関係を示す説明図である。同図においてＧ１で示される領域は、前眼領域計測モードで得られたパワースペクトル（ＦＦＴ適用後のＡラインデータ）にて検出される、眼球内の各部の奥行き方向の領域を示している。また、Ｇ２で示される領域は、後眼領域計測モードで得られたパワースペクトルにて検出される、眼球内の各部の奥行き方向の領域を示している。図１３において横軸は、基準位置からの距離を示し、縦軸は、強度（干渉光における周波数成分の大きさ）を示す。
なお図１３で示すようなＡラインデータにおいて基準位置は、照射光の光路長と参照光の光路長とが等しくなる位置であってよい。また当該Ａラインデータにおいて前眼領域計測モードでは原点Ｏの位置が基準位置であってよく、また当該Ａラインデータにおいて後眼領域計測モードでは原点Ｏ’の位置が基準位置であってよい。
【００７３】
Ｇ１で示される領域において信号が現れている位置Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４は、それぞれ、角膜前面、角膜後面、水晶体前面、水晶体後面の位置を示している。また、Ｇ２で示される領域において信号が現れている位置Ｐ１５は、網膜表面の位置を示している。眼軸長は、角膜前面の位置Ｐ１１から網膜表面の位置Ｐ１５までの距離Ｌ２２にて示される。
ここで、Ｇ１の領域で示される前眼領域の測定データと、Ｇ２の領域で示される後眼領域の測定データとは、上記２つのモードを切り替えてそれぞれ測定されたデータであり、眼軸長として距離Ｌ２２を算出するために、前眼領域の測定データに示される位置と、後眼領域の測定データに示される位置との位置関係を把握する必要がある。
【００７４】
かかる位置関係の例として、Ｇ１の領域における基準位置Ｏと、Ｇ２の領域における基準位置Ｏ’との距離Ｌ１２を用いることができる。この距離Ｌ１２は、図９を参照して説明した、前眼領域計測モードにおけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長から、後眼領域計測モードにおけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長を減算した差に相当する。
距離Ｌ１２を用いて、眼軸長を示す距離Ｌ２２は、式（１）のように示される。
【００７５】
【数１】
0005970682.tif 000002
【００７６】
ここで、Ｌ２１は、前眼領域計測モードにおける基準位置（Ｇ１の領域における原点Ｏ）と角膜前面（位置Ｐ１１）との距離を示す。Ｌ２３は、後眼領域計測モードにおける基準位置（Ｇ２の領域における原点Ｏ’）と網膜前面（位置Ｐ１５）との距離を示す。
眼軸長算出部２４３は、予め登録されている距離Ｌ１２と、測定データから得られる距離Ｌ２１および距離Ｌ２３とを式（１）に適用して、眼軸長（距離Ｌ２２）を算出する。
なお、眼軸長算出部２４３が距離として光学的距離を用いるようにしてもよいし、光学的距離を屈折率で除算して実際の距離を求めるようにしてもよい。
【００７７】
出力部２５０は、眼球の測定結果を表示する。例えば、出力部２５０は、液晶ディスプレイなどの表示装置を有し、画像生成部２４２が生成する断層画像や、眼軸長算出部２４３が算出する眼軸長を表示する。但し、出力部２５０が眼球の測定結果を出力する方法は、表示による方法に限らない。例えば、出力部２５０が通信回路を有し、画像生成部２４２が生成する断層画像の画像データや、眼軸長算出部２４３が算出する眼軸長を、他の機器に送信するようにしてもよい。
【００７８】
以上の処理によれば眼球計測装置１は、第１〜第４可動ミラー３０２、３０８、３１１および３１７は、可動ミラーの向きを変えることで前眼領域計測モードと後眼領域計測モードとを切り替える。そして眼球計測装置１は前眼領域計測モードと後眼領域計測モードのそれぞれにおいて、眼球の計測を行うための情報を取得する。眼球の前眼領域と後眼領域を一つの光学系で計測する場合にはコヒーレント長の長い光を用いる必要がある。しかしながら本願の眼球計測装置１によれば前眼領域と後眼領域を別々の光学系で計測することにより、各領域の奥行き方向の短い距離を計測できれば良いためコヒーレント長の長い光を必要とせずに、眼球の奥行き方向の全範囲にわたる計測を行うことができる。
また眼球計測装置１において第１〜第４可動ミラー３０２、３０８、３１１、３１７は、いずれも、前眼領域計測モードにおける向きと後眼領域計測モードにおける向きとの２つの向きのいずれかに切り替えればよく、高速に向きの切替を行うことができる。これにより、眼球計測装置１は、より高速に、眼内の各部分の基準位置からの距離を測定することができる。
【００７９】
また上述の眼球計測装置１は、物体側テレセントリック光学系に切り替えることにより第３レンズ３１８の各位置から眼球Ｅに向けて出力された照射光の光線は眼球Ｅの上下左右の幅範囲全体に亘って物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘと平行に入射する。この場合、各光線のうち眼球Ｅの表面の前面中央部分（瞳部分）に入射した光線の基準位置からの距離は短く、各光線のうち眼球Ｅの隅角（ｇ１，ｇ２）部分に入射した光線の基準位置からの距離は長くなる。よってそれら瞳部分や隅角部分に照射される照射光の基準位置からの光線距離は、実際の空間上の基準位置からの距離に等しい。したがって、眼球Ｅの生体組織の各点で散乱および反射した照射光の戻り光と参照光との干渉光においては、それら生体組織までの基準位置からの距離に応じたより正確な情報が含まれることとなり、当該干渉光を受光した眼球計測装置１でのＳＳ−ＯＣＴ画像生成処理において、眼球Ｅの構造に基づいた精度の高い断層画像生成を行うことができる。
また上述の眼球計測装置１において物体側テレセントリック光学系を構成する奇数個の各レンズは実質的に開口に制限のない焦点固定レンズである。よって本実施形態による眼球計測装置１は光量の多い反射光に基づく参照光との干渉光に基づいて、隅角ｇ１から隅角ｇ２の距離が十分に収まる程度の広い範囲の画像を精度高く撮影することができる。
【００８０】
また上述の眼球計測装置１は、像側テレセントリック光学系に切り替えることによりレンズ３１８のレンズ面における外縁領域から出射した照射光が角度を持って眼球の瞳孔から当該眼球生体内に入射する。これにより当該照射光の眼球後眼領域において焦点を結ぶ範囲は、照射光が物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘと平行に眼球生体内に入射した場合と比べて広い範囲となる。よって照射光が幅の広いレンズ３１８の外周から出射して角度を持って眼球の瞳孔に入射することにより、眼球後眼領域で焦点を結ぶ位置の範囲は広くなり、また開口に制限のない焦点固定レンズ３１８により集光した光が瞳孔から入射するため、入射した光量が多くなり、その照射光の強度の高い反射光を用いることにより後眼領域の幅広い情報を含む干渉光を用いてＯＣＴ画像を生成するので、眼球計測装置１は、広い領域の後眼領域を精度高く撮像することができる。
【００８１】
また、画像生成部２４２は、距離情報取得部２４１が生成した距離を示す情報であるＦＦＴ適用後のＡラインデータに基づいて、眼球の画像を生成する。
距離情報取得部２４１は、前眼領域計測モード、後眼領域計測モードの切り替えにより、眼球の角膜前面から網膜までの奥行き方向の全体について、コヒーレント長の長い光を必要とせずに測定を行うことができる。画像生成部２４２は、距離情報取得部２４１によるＦＦＴ適用後のＡラインデータに基づいて、眼球の角膜前面から網膜までの奥行き方向の全体の断層画像を生成することができる。
画像生成部２４２が、眼球の角膜前面から網膜までの奥行き方向の全体の断層画像を生成することで、ユーザは、当該断層画像を参照して、前眼領域と後眼領域との位置関係を把握することができる。また、一般的には、前眼領域の断層画像と後眼領域の断層画像とが別々の装置で撮像されるのに対し、眼球計測装置１では１台で両方の断層画像を生成できる。
【００８２】
また、眼軸長算出部２４３は、距離情報取得部２４１によるＦＦＴ適用後のＡラインデータに基づいて、眼軸長を算出する。これにより、眼軸長算出部２４３は、コヒーレント長の長い光を必要とせずに、眼軸長を求めることができる。
また、一般的には断層画像の生成と眼軸長の算出とが別々の装置で行われるのに対し、眼球計測装置１では、１台で断層画像の生成と眼軸長の算出とを行うことができる。
【００８３】
また眼球計測装置１は、第１〜第４可動ミラー３０２、３０８、３１１、３１７を用いて照射光路を変更することにより前眼領域計測モードと後眼領域計測モードとを切り替える。そして眼球計測装置１は移動ステージ３０５の位置を調整することで、前眼領域計測モードにおける照射光路と後眼領域計測モードにおける照射光路との光路長の（光学的な）長さの差を、想定される眼軸長に応じた差に設定することができる。また眼球計測装置は複数のレンズを前眼領域計測モードと後眼領域計測モードとで共用した構成となっている。これにより眼球計測装置１は、前眼領域計測モードと後眼領域計測モードとで同一の参照光路を用いることができ、眼球計測装置１の構造を簡単化することができる。そしてこのような構成により前眼領域と後眼領域の各領域の２次元または３次元の断層画像を生成する装置を提供することができる。
【００８４】
なお、光源装置１１０として、水による減衰の影響が少なく、かつ、生体深くまで入る波長帯域を持つレーザを用いることが可能である。例えば、中心波長１０６０ナノメートル（ｎｍ）、掃引波長幅１００ナノメートル、可干渉距離が１８ミリメートル以上の性能のものを用いるようにしてもよい。これにより、可干渉距離を１８ミリメートル程度とすることができ、前眼領域全体の断層像を得ることができる。
【００８５】
＜第１の変形例＞
照射光路側プローブ部３００における各部の配置は、図６および図７を参照して説明したものに限らない。以下では、照射光路側プローブ部３００の変形例について説明する。
図１４は、照射光路側プローブ部３００の第１の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。図１４で示す照射光路側プローブ部３００を構成する光学系は上述の物体側テレセントリック光学系である。また同図は前眼領域計測モードにおける照射光の経路の例を示している。同図において、図６の場合と同様である部分には同一の符号（３０１、３０９〜３１９、Ｅ）を付して説明を省略する。図１４の構成では、図６の構成における第１可動ミラー３０２、第２可動ミラー３０８と、分散補償プリズム３０３と、固定ミラー３０４、３０６、３０７と、移動ステージ３０５とに代えて、第５可動ミラー３３１と、分散補償プリズム３３２と、第８固定ミラー３３３、第９固定ミラー３３５、第１０固定ミラー３３６、第１１固定ミラー３３７と移動ステージ３３４とが設けられている。第３〜第５可動ミラー３１１、３１７、３３１の組み合わせは、経路切替部（光学系切替部）の例に該当し、眼球計測装置１は前眼領域計測モードと後眼領域計測モードの各モードを切り替えるために、各可動ミラーの向きを変化させる。
【００８６】
図１４の例において、光ファイバを通って照射光路側プローブ部３００に入った照射光は、コリメータレンズ３０１でコリメート光として空気中に射出される。射出された照射光は、第５可動ミラー３３１、分散補償プリズム３３２を経由してガルバノミラー３０９に至る。ガルバノミラー３０９以降の機能は図６の場合と同様であり、また図６で示す光学系と同様の作用及び効果を奏する。
【００８７】
図１５は、照射光路側プローブ部３００の第１の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。同図は、後眼領域計測モードにおける照射光の経路の例を示している。
図１５の例では、第５可動ミラー３３１の向きが図１４の場合と異なっており、照射光は、分散補償プリズム３３２を経由する代わりに、第８〜第１１固定ミラー３３３、３３５、３３６および３３７を経由している。
【００８８】
図６および図７の例の場合と同様、図１５の例は、照射光が経由するレンズの数が図１４の場合と異なる像側テレセントリック光学系に切り替えた場合の例である。当該図１５で示す光学系では、図７で示す場合と同様の作用及び効果を奏する。
【００８９】
また、図６および図７の例の場合と同様、図１５の例では、照射光の経路が図１４の場合と異なることで、コリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光学的な長さが異なる。この長さの違いを眼軸長に合わせることで、参照光の光路長を図１４の場合と図１５の場合とで同じにすることができる。
後眼領域計測モードの場合の照射光の光路長の調整のために第９固定ミラー３３５および第１０固定ミラー３３６は、移動ステージ３３４に設けられている。移動ステージ３３４は、図１５に矢印で示す方向に移動可能であり、これにより、第８固定ミラー３３３と第９固定ミラー３３５との距離、および、第１０固定ミラー３３６と第１１固定ミラー３３７との距離を調整することができる。例えば、眼球計測装置１の製造者が、移動ステージ３３４の位置を予め調整しておく。
また、図１４、１５の各光学系を有する光学ユニット１００の例では、図６、７の各光学系を有する光学ユニット１００の例よりも可動ミラーの数が少ない。この点において、照射光路側プローブ部３００の構成や、光学ユニット制御部２１０が行う制御を、より簡単にすることができる。
【００９０】
＜第２の変形例＞
図１６は、照射光路側プローブ部３００の第２の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。同図は、前眼領域計測モードにおける照射光の経路の例を示している。同図において、図６の場合と同様である部分には同一の符号（３０１、３０９〜３１９、Ｅ）を付して説明を省略する。図１６の構成では、図６の構成における第１可動ミラー３０２、第２可動ミラー３０８と、分散補償プリズム３０３と、第１固定ミラー３０４、第４固定ミラー３０６、第５固定ミラー３０７と、移動ステージ３０５とに代えて、コリメータレンズ３０１よりも上流側（光源装置１１０に近い側）に、光スイッチ３４１および３４６と、コリメータレンズ３４２および３４４と、分散補償プリズム３４３と、距離調整用ファイバ３４５とが設けられている。
第３可動ミラー３１１、第４可動ミラー３１７と、光スイッチ３４１、３４６との組み合わせは、経路切替部（光学系切替部）の例に該当する。眼球計測装置１は前眼領域計測モードと後眼領域計測モードの各モードを切り替えるために、各可動ミラーの向きや光スイッチの接続を変化させる。
【００９１】
図１６の例において、光源装置１１０側からの照射光は、光スイッチ３４１を経由して、コリメータレンズ３４２でコリメート光として空気中に射出される。射出された照射光は、分散補償プリズム３４３を経由してコリメータレンズ３４４に照射される。コリメータレンズ３４４に照射された照射光は、光ファイバの中を通って、光スイッチ３４６を経由してコリメータレンズ３０１で再びコリメート光として空気中に射出される。射出された照射光は、ガルバノミラー３０９に至る。ガルバノミラー３０９以降は図６の場合と同様であり、また図６で示す光学系と同様の作用及び効果を奏する。
【００９２】
図１７は、照射光路側プローブ部３００の第２の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。同図は、後眼領域計測モードにおける照射光の経路の例を示している。
図１７の例では、光スイッチ３４１および３４６の接続先が図１６の場合と異なっており、照射光は、コリメータレンズ３４２および３４４と、分散補償プリズム３４３とを経由する代わりに、距離調整用ファイバ３４５を経由している。
【００９３】
図６および図７の例の場合と同様、図１７の例は、照射光が経由するレンズの数が図１６の場合と異なる像側テレセントリック光学系に切り替えた場合の例である。当該図１７で示す光学系では、図７で示す場合と同様の作用及び効果を奏する。
【００９４】
また、図６および図７の例の場合と同様、図１７の例では、照射光の経路が図１６の場合と異なることで、光スイッチ３４１からダイクロイックミラー３１９までの光学的な長さが異なる。この長さの違いを眼軸長に合わせることで、参照光の光路長を図１６の場合と図１７の場合とで同じにすることができる。
後眼領域計測モードの場合の照射光の光路長の調整は、距離調整用ファイバ３４５の長さを調整することで行う。当該調整は、例えば、眼球計測装置１の製造者が行う。
また、図１６，図１７の例では、図６，図７の例よりも可動ミラーの数が少なく、代わって光スイッチ３４１および３４６が用いられている。可動ミラーの設置の際、可動ミラーが特定の向きを向くよう、可動ミラー制御用のドライバに与える電圧値の調整が必要であるのに対し、光スイッチ３４１や３４６として市販の光スイッチを用いることができ、特に調整を行う必要はない。図１６，図１７の例では、この点において、眼球計測装置１の製造や調整をより簡単にできる。
【００９５】
＜第３の変形例＞
第３の変形例は、眼球計測装置１が、照射光の経路について、前眼領域の断層画像を生成するときの経路、後眼領域の断層画像を生成するときの経路、眼軸長を算出するときの経路の３つの経路のいずれかに切り替える。また、第３の変形例は、眼球計測装置１が、参照光の経路について、２つの異なる経路のいずれかに切り替える。
【００９６】
図１８は、照射光路側プローブ部３００の第３の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。同図は、前眼領域の断層画像を生成するモードにおける照射光の経路の例を示している。
図１８の例において、光ファイバを通って照射光路側プローブ部３００に入った照射光は、コリメータレンズ３０１でコリメート光として空気中に射出される。射出された照射光は、後述する可動ミラー３５１および３５４が照射光の経路から除かれているため、直接ガルバノミラー３５５に至る。
ガルバノミラー３５５は、照射光で眼球を走査（Scan）するためのミラーであり、照射光を眼球に対して上下左右（照射光の進行方向に対して直角方向）に動かす。
【００９７】
ガルバノミラー３５５で向きを調整された、コリメート光である照射光は、第１レンズ３５６によって可動ミラー３５７の先の後側焦点距離ｆｂ１離れた位置Ｐａで一旦焦点を結ぶ。そして、照射光は、固定ミラー３５８を経て第２レンズ３５９によって再びコリメート光となり、固定ミラー３６０と、可動ミラー３６１とを経て第３レンズ３６２に至る。
【００９８】
第３レンズ３６２を通った照射光は、眼球Ｅに照射される。ここで、照射光は第３レンズ３６２によって集光され、眼球Ｅの前眼領域である角膜部分または水晶体前面部分の位置Ｐｂで焦点を結ぶ。なお図１８で示す光学系は物体側テレセントリック光学系であるため、走査によって第３レンズ３６２の異なる位置に入射した後に眼球側に出力される照射光の光線それぞれが、第３レンズ３６２と眼球Ｅの間の空間上で物体側テレセントリック光学系の光軸Ｘと平行となっている。眼球Ｅに照射された照射光は、眼球Ｅにて反射し、散乱し、また、吸収される。眼球Ｅにて反射した照射光や後方散乱した照射光は、進んできた光路を逆進し、コリメータレンズ３０１を経て光カプラ１３２（図４）へ戻り、光カプラ１５１に出力される。そして当該照射光（戻り光）は、光カプラ１５１で参照光と合波される。合波にて得られた干渉光が光検出器１９０へ出力される。
【００９９】
ここで、可動ミラー３５７、３６１は、いずれも、前眼領域を計測（画像生成または眼軸長計測）するために照射光が眼球Ｅに照射される間、その向きが固定されている。また図１８で示す光学系では以下図１９で示す可動ミラー３５１、３５４が、いずれも前眼領域を計測するために照射光が眼球Ｅに照射される間、照射光路上から外されている。可動ミラー３５１、３５４、３５７、３６１の組み合わせは、経路切替部（光学系切替部）の例に該当し、眼球計測装置１は前眼領域計測モードと後眼領域計測モードの各モードを切り替えるために、各可動ミラーの向きを変化させて、照射光の経路を変化させる。
【０１００】
本変形例における眼球計測装置１の用いるモードには、前眼領域の断層画像を生成する前眼領域画像生成モードと、後眼領域の断層画像を生成する後眼領域画像生成モードと、眼軸長測定時に前眼領域の情報を取得する前眼領域眼軸計測モードと、眼軸長測定時に後眼領域の情報を取得する後眼領域眼軸計測モードとがある。
眼球計測装置１は、断層画像を生成する際、モードを前眼領域画像生成モードまたは後眼領域画像生成モードの何れかに切り替えることで角膜前面から網膜までの情報のうちの前眼領域と後眼領域の各領域の情報を対応するモードで取得し、角膜前面から網膜での一連の断層画像を生成する。また、眼球計測装置１は、眼軸長を測定する際、モードを前眼領域眼軸計測モードまたは後眼領域眼軸計測モードに切り替えて角膜前面から網膜までの情報のうちの前眼領域と後眼領域の各領域の情報を対応するモードで取得し、角膜前面から網膜までの距離を眼軸長として算出する。
【０１０１】
また、第１レンズ３５６、第２レンズ３５９、第３レンズ３６２の組み合わせは、集光部の例に該当し、照射光を眼球Ｅにて集光させる（焦点を結ばせる）。そして、光学系切替部として構成される可動ミラー３５１、３５４、３５７および３６１が照射光の経路を変化させることで光学系が切り替わり、照射光が眼球において焦点を結ぶ位置（特に、眼球Ｅにおける奥行き方向の位置）が変化する。
また、図１８で示す焦点可変レンズ３６４は、集光位置調節部の例に該当し、照射光が眼球において焦点を結ぶ位置を変化させる。
【０１０２】
図１９は、照射光路側プローブ部３００の第３の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。同図は、後眼領域の断層画像を生成するモード（後眼領域画像生成モード）における、照射光の経路の例を示す。
図１９の例では照射光路に、図１８の光学系では設置されていなかった可動ミラー３５１および３５４が設置されており、コリメータレンズ３０１から射出された照射光は、可動ミラー３５１、固定ミラー３５２、固定ミラー３５３、可動ミラー３５４の順に経由してガルバノミラー３５５に至る。
また、図１９の例では、可動ミラー３５７および３６１が照射光路から除かれており、第１レンズ３５６を経由した照射光は、第１レンズ３５６の後側焦点距離ｆｂ１離れた位置Ｐａにおいて一旦焦点を結んだ後、第３レンズ３６２に至る。照射光は、第３レンズ３６２によって再びコリメート光となり、眼球Ｅの角膜と水晶体によって後眼領域（例えば、網膜の近く）の位置Ｐｄで焦点を結ぶ。
図６および図７の例の場合と同様、図１９の例では、照射光が経由するレンズの数が図１８の場合と異なる像側テレセントリック光学系に切り替えた場合の例である。当該図１９で示す光学系では、図７で示す場合と同様の作用及び効果を奏する。
【０１０３】
図２０は、照射光路側プローブ部３００の第３の変形例における、照射光の経路の第３の例を示す説明図である。同図は、眼軸長測定時に前眼領域の情報を取得するモード（前眼領域眼軸計測モード）、および、眼軸長測定時に後眼領域の情報を取得するモード（後眼領域眼軸計測モード）における、照射光の経路の例を示す。
図２０の例では、図１８の場合と同様、可動ミラー３５１および３５４が照射光の経路から除かれている。このため、コリメータレンズ３０１から射出された照射光は、直接ガルバノミラー３５５に至る。
【０１０４】
また、図２０の例では、可動ミラー３５７、３６１の向きが、いずれも図１８の場合と異なっている。これにより、照射光は、第１レンズ３５６を経由した後、可動ミラー３５７、固定ミラー３６３、焦点可変レンズ３６４、固定ミラー３６５、可動ミラー３６１の順に経由して第３レンズ３６２に至る。
図２０で示す例では、光学ユニット制御部２１０が焦点可変レンズ３６４の焦点を動かすことで、眼球Ｅの前眼領域、後眼領域のいずれでも、照射光に焦点を結ばせることができるように設計されている。
【０１０５】
例えば、焦点可変レンズ３６４が、眼球Ｅの前眼領域にて照射光に焦点を結ばせている状態で、距離情報取得部２４１が、前眼領域の情報を取得する。その後、焦点可変レンズ３６４が焦点を動かして、眼球Ｅの後眼領域にて照射光に焦点を結ばせ、距離情報取得部２４１が、後眼領域の情報を取得する。そして、眼軸長算出部２４３は、前眼領域の情報および後眼領域の情報に基づいて、眼軸長を算出する。
【０１０６】
図２１は、照射光路側プローブ部３００の第３の変形例における、参照光の経路の第１の例を示す説明図である。同図は、前眼領域の断層画像を生成するモード（前眼領域画像生成モード）、および、眼軸長測定時に前眼領域の情報を取得するモード（後眼領域画像生成モード）における、参照光の経路の例を示す。
図２１の例において、光ファイバを通って参照光路側プローブ部４００に入った参照光は、光スイッチ４１１および偏光調整器４１２を経由し、コリメータレンズ４１３でコリメート光として空気中に射出される。射出された参照光は、分散補償プリズム４１４を経由してレンズ４１５に至る。参照光側第１レンズ４１５で集光された参照光は、ミラー４１６の位置で焦点を結び、ミラー４１６にて反射される。ミラー４１６で反射した参照光は、進んできた光路を逆進し、コリメータレンズ４１３を経て光カプラ１４１（図４）へ戻り、光カプラ１５１で照射光と合波される。
なお、偏光調整器４１２は、照射光と参照光とを合波した際に干渉光の振幅が大きくなるように、参照光の偏光状態を調整するために設置されている。また、分散補償プリズム４１４は、照射光が眼球Ｅの前眼領域を通る際に生じる光の屈折率による分散を補正するために設置されている。
【０１０７】
図２２は、照射光路側プローブ部３００の第３の変形例における、参照光の経路の第２の例を示す説明図である。同図は、後眼領域の断層画像を生成するモード、および、眼軸長測定時に後眼領域の情報を取得するモードにおける、参照光の経路の例を示す。
図２２の例において、光ファイバを通って参照光路側プローブ部４００に入った参照光は、光スイッチ４１１および偏光調整器４１７を経由し、コリメータレンズ４１８でコリメート光として空気中に射出される。射出された参照光は、分散補償プリズム４１９を経由して参照光側第２レンズ４２０に至る。参照光側第２レンズ４２０で集光された参照光は、ミラー４２１の位置で焦点を結び、ミラー４２１にて反射される。ミラー４２１で反射した参照光は、進んできた光路を逆進し、コリメータレンズ４１８を経て光カプラ１４１（図４）へ戻り、光カプラ１５１で照射光と合波される。
【０１０８】
なお、偏光調整器４１７は、照射光と参照光とを合波した際に干渉光の振幅が大きくなるように、参照光の偏光状態を調整するために設置されている。また、分散補償プリズム４１９は、照射光が眼球Ｅの前眼領域および後眼領域を通る際に生じる光の屈折率による分散を補正するために設置されている。
図２１の例と図２２の例とでは、参照光の光路長が異なる。図２１の例における参照光の光路長は、図２０において焦点可変レンズ３６４が前眼領域にて参照光に焦点を結ばせる状態での、照射光の光路長に合せて設定される。また、図２２の例における参照光の光路長は、図２０において焦点可変レンズ３６４が後眼領域にて参照光に焦点を結ばせる状態での、照射光の光路長に合せて設定される。例えば、これらの光路長の差は、一般的な眼軸長に設定される。
また、図１８の例における照射光の光路長は、図２１の例における参照光の光路長に合せて設定され、図１９の例における照射光の光路長は、図２２の例における参照光の光路長に合せて設定される。これにより、眼球の断層画像の生成時と眼軸長の測定時とで、同じ参照光路を用いることができ、参照光路側プローブ部４００の構成を簡単にできる。
【０１０９】
以上のように、焦点可変レンズ３６４は、照射光が眼球にて焦点を結ぶ位置を変化させる。また、眼軸長算出部２４３は、焦点可変レンズ３６４を経由した照射光から距離情報取得部２４１が取得した情報に基づいて眼軸長を算出する。一方、画像生成部２４２は、焦点可変レンズ３６４を経由していない照射光から距離情報取得部２４１が取得した情報に基づいて眼球の断層画像を生成する。また、可動ミラー３５１、３５４、３５７および３６１は、照射光の経路が焦点可変レンズ３６４を経由するか否かを切り替える。そして、光源装置１１０から焦点可変レンズ３６４を経由して光検出器１９０までの照射光の経路の光学的な長さが、光源装置１１０から光検出器１９０までの参照光の経路の光学的な長さに合わせて設定されている。
これにより、眼球の断層画像の生成時と眼軸長の測定時とで、同じ参照光路を用いることができ、参照光路側プローブ部４００の構成を簡単にできる。
また、図１８〜図２０に示されるように、光路の切替が直進又は直角の経路で行われるので、ミラーとして市販の部品を利用しやすい。これにより、眼球計測装置１の製造や調整をより簡単にできる。
【０１１０】
＜第４の変形例＞
第４の変形例では、眼球計測装置１は、照射光の経路について図６および図７の例と同様、前眼領域計測モードの場合の経路と、後眼領域計測モードの場合の経路との２つの経路のいずれかに切り替える。また眼球計測装置１は、参照光の経路についても、前眼領域計測モードの場合の経路と、後眼領域計測モードの場合の経路との２つの経路のいずれかに切り替える。
【０１１１】
図２３は、照射光路側プローブ部３００の第４の変形例における、照射光の経路の第１の例を示す説明図である。同図は、前眼領域計測モードにおける照射光の経路の例を示している。同図において、図６の場合と同様である部分には同一の符号（３０１、３０９〜３１９、Ｅ）を付して説明を省略する。図２３の構成は、図６の構成から可動ミラー３０２、３０８と、分散補償プリズム３０３と、固定ミラー３０４、３０６、３０７と、移動ステージ３０５とを除いた構成になっている。
可動ミラー３１１、３１７の組み合わせは、経路切替部（光学系切替部）の例に該当する。眼球計測装置１は、前眼領域計測モードまたは後眼領域計測モードの何れかのモードに切り替える際に可動ミラーの向きを変化させることで、照射光の経路を変化させる。
【０１１２】
図２３の例において、光ファイバを通って照射光路側プローブ部３００に入った照射光は、コリメータレンズ３０１でコリメート光として空気中に射出される。射出された照射光は、ガルバノミラー３０９に至る。ガルバノミラー３０９以降は図６の場合と同様である。また図２３で示す光学系（物体側テレセントリック光学系）は図６で示す光学系と同様の作用及び効果を奏する。
【０１１３】
図２４は、照射光路側プローブ部３００の第４の変形例における、照射光の経路の第２の例を示す説明図である。同図は、後眼領域計測モードにおける照射光の経路の例を示している。
図２４の例では、可動ミラー３１１および３１７の向きが図７の場合と同様に切り替わっており、照射光は、図７の場合と同様、可動ミラー３１１、固定ミラー３１６、可動ミラー３１７を経由している。図２４で示す光学系（像側テレセントリック光学系）は図７で示す光学系と同様の作用及び効果を奏する。
【０１１４】
なお図２３、２４で示す各光学系を用いる場合の参照光の経路は、図２１および図２２の例と同様に、２つの経路のいずれかに切り替わる。具体的には、図２３に示される前眼領域計測モードにおける照射光の光路長である場合に、図２１の参照光の光路長が設定されている。また、図２４に示される後眼領域計測モードにおける照射光の光路長である場合に、図２２の参照光の光路長が設定されている。
【０１１５】
図６に対する図７の例の場合と同様、図２４の例では、照射光が経由するレンズの数が図２３の場合と異なっており、これによって、照射光が眼球Ｅにおいて焦点を結ぶ位置が異なっている。
【０１１６】
次に図１２、図１３を用いて説明した眼軸長算出処理の詳細について説明する。
図２５は本発明の一実施形態による眼球計測装置の外観を示す図である。
図２６は本発明の一実施形態による眼軸長算出処理の処理フローを示す図である。
図２５で示すように眼球計測装置１は、光学ユニット１００と、制御・処理ユニット２００と、モニタ５００とを備える。光学ユニット１００は、当該光学ユニット１００から眼球Ｅに照射される照射光の照射方向（光線方向）に眼球Ｅの位置を定めるために用いられる顎載せ台１６１及び額当て１６２と、光学ユニット１００を設置するための可動ステージ１６３とを備える。また眼球計測装置１は図２５で示すように、光学ユニット１００の眼球Ｅに対する３次元方向の相対位置を定めるために用いられる顎載せ台１６１や可動ステージ１６３の位置を操作するジョイスティック等の操作レバー１６４を備えている。また操作レバー１６４には撮影タイミングを決定するシャッターボタンが設けられていてもよい。モニタ５００は制御・処理ユニット２００の出力部２５０から出力された画像情報等を表示する。またモニタ５００はタッチパネル機能が設けられており、タッチ操作によって検出した位置の画像に対応する制御信号を、信号ケーブルを介して制御・処理ユニット２００に出力するものであってよい。
【０１１７】
図２７は本発明の一実施形態による眼球計測装置の表示例を示す図である。
この図で示す各表示情報は制御・処理ユニット２００によって生成されモニタ５００に表示される。当該表示情報は、前眼領域断層画像Ｑ１、後眼領域en-face画像Ｑ２、後眼領域断層画像Ｑ３を含む。また当該表示情報は、撮影開始ボタンＧ１０、中心窩検出開始ボタンＧ２０、撮像終了ボタンＧ３０を含む。
【０１１８】
医師等のオペレータは眼球計測装置１を起動させ、モニタ５００に表示された表示情報において撮像開始ボタンＧ１０を押下する。すると眼球計測装置１は照射光を発光する。この状態でオペレータは、被験者に対して顎載せ台１６１に顎を載せ、額が額当て１６２に当るように顔の位置を定めるよう指示する。またオペレータは操作レバー１６４を前後及び上下左右に操作して眼球Ｅに照射光が照射されるよう、顎載せ台１６１と可動ステージ１６３の位置を決定する。照射光が眼球Ｅに照射されると、その戻り光と参照光との干渉光が制御・処理ユニット２００のアンプ２２０に入力する。この時、光学ユニット制御部２１０は可動ミラーを操作制御して物体側テレセントリック光学系への照射光の入射と、像側テレセントリック光学系への照射光の入射とを交互に切り替える。なお光学ユニット制御部２１０はガルバノミラーを操作制御して物体側テレセントリック光学系に照射光が入射している短時間の間に当該照射光の眼球Ｅに対する照射方向の走査を行い、また像側テレセントリック光学系に照射光が入射している短時間の間に当該照射光の眼球Ｅに対する照射方向の走査を行う。
【０１１９】
具体的には光学ユニット制御部２１０は、物体側テレセントリック光学系に照射光が入射している短時間の間には光軸に垂直な平面をｘ−ｙ平面とすると、光軸とｘ−ｙ平面との交点を通り当該ｘ−ｙ平面のｘ軸方向に照射光の照射方向を走査する。これにより制御・処理ユニット２００の信号処理部２４０は、物体側テレセントリック光学系へ照射光が入射している状況において前眼領域の奥行き方向の２次元画像を生成するための前眼領域２次元画像データＤ１を取得する（ステップＳ２６１）。
また光学ユニット制御部２１０は、像側テレセントリック光学系に照射光が入射している短時間の間には光軸に垂直なｘ−ｙ平面のｘ軸方向に照射光の照射方向を走査すると共に、その照射方向をｘ軸方向への走査が終了する度にｙ軸方向に所定の幅、順次ずらす操作を行う。これにより制御・処理ユニット２００の信号処理部２４０は、像側テレセントリック光学系へ照射光が入射している状況において後眼領域の３次元画像を生成するための３次元画像データＤ２を取得する（ステップＳ２６２）。
【０１２０】
そして画像生成部２４２は前眼領域２次元画像データＤ１を用いて前眼領域断層画像Ｑ１を生成する。前眼領域断層画像Ｑ１は眼球Ｅの垂直方向の断層画像である。また画像生成部２４２は３次元画像データＤ２を用いて後眼領域en-face画像Ｑ２を生成する。後眼領域en-face画像Ｑ２は後眼領域の３次元画像データＤ２を奥行き方向に積算することによって（より詳細には、ｘ―ｙ方向の走査で得られたＦＦＴ適用後の各Aラインデータを奥行き方向にわたって積算した値を描画したものである）得られた画像であって、眼球Ｅの前方から俯瞰した状態を表示する画像である。なお制御・処理ユニット２００においてこれら画像を生成する技術がOCT（Optical Coherence Tomography）である。具体的には制御・処理ユニット２００は、Fourier-domain(FD)-OCTやSpectral-domain(SD)-OCTの技術を用いてよい。そしてこのような処理により制御・処理ユニット２００はモニタ５００の表示領域に前眼領域断層画像Ｑ１と後眼領域en-face画像Ｑ２とを表示する（ステップＳ２６３）。なお光学ユニット制御部２１０による光学系の切替や照射方向の走査制御はとても高速なため、光学系の切替によっても各画像Ｑ１，Ｑ２はモニタ５００に継続して表示されているようにオペレータは認知することができる。
【０１２１】
オペレータは、このように前眼領域断層画像Ｑ１と後眼領域en-face画像Ｑ２とがモニタ５００に表示されている状況において、操作レバー１６４を操作して顎載せ台１６１や可動ステージ１６３の位置を設定し、眼球Ｅの位置を移動させる。これにより前眼領域断層画像Ｑ１の断層画像の位置が変化する。オペレータは眼球Ｅの前眼領域全体（すなわち、角膜前面から水晶体後面までの領域）が当該前眼領域断層画像Ｑ１の表示領域に表示されるように操作レバー１６４を前後方向（図２５のｚ軸方向）に操作する。そして、オペレータは、眼球Ｅの前眼領域全体（すなわち、角膜前面から水晶体後面までの領域）が当該前眼領域断層画像Ｑ１の表示領域に表示されていると判断した状態において、モニタ５００に表示されている中心窩検出開始ボタンＧ２０を押下する。するとモニタ５００は中心窩検出開始ボタンＧ２０が押下されたことを示す信号を制御・処理ユニット２００に出力する。これにより信号処理部２４０の画像生成部２４２は眼球Ｅの後眼領域における黄斑部中心窩Ｃの検出処理を開始する（ステップＳ２６４）。
【０１２２】
黄斑部中心窩Ｃの検出処理において画像生成部２４２は、まず後眼領域en-face画像Ｑ２の中心位置に中心窩Ｃを検出するためのマスク画像を表示する。なお後眼領域en-face画像Ｑ２の中心位置は物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系の２つの光学系で共有する最も眼球Ｅに近い位置に設置されているレンズから眼球へ照射される照射光の光軸に一致するように光学ユニット１００を構成する構造が設計されている。また当該マスク画像は例えば中心窩Ｃの標準サイズの画素範囲の画像であって、中心窩Ｃとその外側の黄斑部とが画素値によって区分けできるエッジに関する情報を保持する画像の情報である。そしてこのようなマスク画像が後眼領域en-face画像Ｑ２の中心位置に表示されている状態において、オペレータは後眼領域en-face画像Ｑ２に実際に写る中心窩領域とマスク画像とが重なるように操作レバー１６４を上下左右方向（図２５のｙ軸及びｘ軸方向）に操作して顎載せ台１６１の位置を調整する。画像生成部２４２は中心窩検出開始ボタンＧ２０が押下されたことを示す信号を入力後、マスク画像とそのマスク画像の範囲に一致する後眼領域en-face画像Ｑ２の領域との相関値を算出し、当該相関値が閾値以上になったかどうか（画像Ｑ２の中心に中心窩Ｃが一致したか）を判定する（ステップＳ２６５）。そして画像生成部２４２は相関値が閾値以上になった場合には、マスク画像の位置と中心窩Ｃの位置が合うことによって後眼領域en-face画像Ｑ２の中心に中心窩Ｃが一致したと判定する。
【０１２３】
すると画像生成部２４２は、その中心窩一致タイミングにおける前眼領域２次元画像データＤ１をメモリに記録する。また画像生成部２４２は直ちに光学ユニット制御部２１０に像側テレセントリック光学系への照射光の入射の切り替えを要求し、当該中心窩一致タイミングにおいて、光軸とｘ−ｙ平面との交点を通り当該ｘ−ｙ平面のｘ軸方向に照射方向が走査されたことに基づく後眼領域奥行き方向の２次元画像を生成するための後眼領域２次元画像データＤ３を取得し、メモリに記録する（ステップＳ２６６）。当該切り替えは走査ミラーを走査するだけで完了するため短時間で行われる。そして画像生成部２４２は、中心窩一致タイミングにおいて取得した前眼領域２次元画像データＤ１から前眼領域断層画像Ｑ１を生成し、そのタイミングにおいて取得した後眼領域２次元画像データＤ３から後眼領域断層画像Ｑ３を生成する。そして出力部２５０が、当該タイミングにおいて取得した各データに基づく前眼領域断層画像Ｑ１と後眼領域断層画像Ｑ３とをモニタ５００の所定表示領域に出力する（ステップＳ２６７）。そして画像生成部２４２はそれら画像Ｑ１，Ｑ３の生成に用いた前眼領域２次元画像データＤ１と後眼領域２次元画像データＤ３とを用いて眼軸長を算出するよう眼軸長算出部２４３へ指示する。
【０１２４】
眼軸長算出部２４３は中心窩一致タイミングにメモリに記録された前眼領域２次元画像データＤ１と後眼領域２次元画像データＤ３とを読み取る。当該画像データＤ１，Ｄ３は眼球Ｅの奥行き方向（ｚ軸方向）における反射信号強度Ｐの分布を示す情報が含まれている。図２７においてグラフｋ１は前眼領域２次元画像データＤ１によって表される眼球Ｅのｚ軸方向の距離と反射信号強度Ｐとの関係を示すものである。当該グラフｋ１において最もｚ軸方向の距離が浅い位置で高く表れている反射信号強度Ｐｚ１は前眼領域における角膜前面の検出信号を示している。また図２７においてグラフｋ３は後眼領域２次元画像データＤ３によって表される眼球Ｅのｚ軸方向の距離と反射信号強度Ｐとの関係を示すものである。当該グラフｋ３において反射信号強度Ｐｚ２は後眼領域における黄斑部中心窩Ｃの検出信号を示している。グラフｋ３の原点と後眼領域２次元画像データＤ３が示す画像の原点とを重ねたときに、後眼領域２次元画像データＤ３が示す画像のｘ軸方向の中心位置を通るｚ軸に平行な線（ｘ方向中心線）を通り、当該画像において輝度値がｚ軸方向に初めて所定の値以上となった画素のｚ軸方向の位置（ｚ２）を特定する。そして当該ｚ２における反射信号強度Ｐｚ２が後眼領域における黄斑部中心窩Ｃの検出信号を示している。
【０１２５】
そして眼軸長算出部２４３は中心窩一致タイミングにおいて取得された前眼領域２次元画像データＤ１から、上述の反射信号強度Ｐｚ１が検出された眼球Ｅの奥行きｚ１を検出し、当該ｚ１の値をＬ２１と設定する。また眼軸長算出部２４３は中心窩一致タイミングにおいて取得された後眼領域２次元画像データＤ３から、上述の反射信号強度Ｐｚ２が検出された眼球Ｅの奥行きｚ２を検出し、当該値をＬ２３と設定する。そして眼軸長算出部２４３は上述の式（１）を用いて、
Ｌ２２＝Ｌ１２−Ｌ２１＋Ｌ２３＝Ｌ１２−ｚ１＋ｚ２
により視軸長Ｌ２２を算出する（ステップＳ２６８）。出力部２５０は算出された視軸長Ｌ２２の値をモニタ５００に表示するようにしてもよい。当該視軸長Ｌ２２は物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系の２つの光学系で共有する最も眼球Ｅに近い位置に設置されているレンズから眼球へ照射される照射光の光軸に一致する光の眼球角膜に達した位置から中心窩Ｃまでの距離である。この距離は眼球角膜中心と水晶体中心とを結ぶ眼球軸上における眼球角膜前面の中心から網膜に達するまでの眼球軸の軸長とは異なる。
【０１２６】
図２８は眼球の断面構造を示す図である。
図２８において視軸は中心窩Ｃを通る軸である。上述の処理においては図２８における視軸での角膜前面から中心窩Ｃまでの距離を算出することができる。この距離は眼球の解剖学的な中心軸である眼球軸上における角膜前面から網膜までの長さとは異なる。
【０１２７】
なお式（１）におけるＬ１２は上述したように前眼領域計測モードにおけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長と、後眼領域計測モードにおけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長とを用いてそれらの光路長の差である。この差Ｌ１２は予め光学ユニット１００の装置をオペレータが設定する際に決定される値であってもよい。また当該Ｌ１２の値は、前眼領域計測モード（物体側テレセントリック光学系への切り替え時）におけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長と、後眼領域計測モードにおける（像側テレセントリック光学系への切り替え時）におけるコリメータレンズ３０１からダイクロイックミラー３１９までの光路長との差を光学ユニット１００を制御する光学ユニット制御部２１０が自動計算してもよい。そして上述のような眼軸長算出部２４３による視軸長Ｌ２２の算出により、黄斑部中心窩Ｃを通る視線が光軸に一致している際の後眼領域の奥行き方向の２次元画像と、そのタイミングでの前眼領域の奥行き方向の２次元画像とを撮影することができる。
【０１２８】
また上述の処理によれば前眼領域の測定時と後眼領域の測定時の測定軸が同一であるため、正確に眼球の各部位の位置関係を統合した情報を、中心窩一致タイミングにおいて撮影した２次元画像から得ることができる。網膜の中心窩Ｃに入る光、すなわち患者が中心で見ている固視灯の光が、角膜のどの部位を通るかを確認してその眼球の静止位置での眼球各部位の眼球生体内位置の計測を行うことができる。これは従来の検査装置ではできないことであり、また従来のどの部位を測っているかを客観的に評価できない検査結果に比べ、検査数値の高精度が期待できる。
【０１２９】
例えば角膜に怪我をした既往があり、角膜の中心付近に混濁・瘢痕があるという症例の白内障手術を考える。従来の装置では患者がぼんやり真ん中を見ているという条件で、各部位の測定を行う。このような患者では怪我をして濁った角膜の部位は変形し、曲率も変化していることが多い。この変化を従来の方法では区別できないため、測定した値は変形した部分を含めた信頼のできない数値となってしまう。一方、本願の眼球計測装置では、照射光がしっかり網膜の中心窩Ｃに入っていることを確認できる。その上で角膜の混濁・瘢痕がある部位も認識できるため、その部位を避けてクリアーな（実際の患者がもっとも使うであろう部位の）角膜の測定値を得ることができる。これらを元に挿入する眼内レンズの度数を算出すれば、より患者の臨床像にあったレンズを選ぶことができ、術後視力の向上につなげることができる。
【０１３０】
なお、光学ユニット制御部２１０や信号処理部２４０の機能の一部または全部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１３１】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【０１３２】
１…眼球計測装置
１００…光学ユニット
１１０…光源装置
１２０…干渉計
１２１、１３２、１４１、１５１…光カプラ
１３１、４０１、４１２、４１７…偏光調整器
１６１…顎載せ台
１６２…額当て
１６３…可動ステージ
１６４…操作レバー
１９０…光検出器
２００…制御・処理ユニット
２１０…光学ユニット制御部
２２０…アンプ
２３０…Ａ／Ｄコンバータ
２４０…信号処理部
２４１…距離情報取得部
２４２…画像生成部
２４３…眼軸長算出部
２５０…出力部
３００…照射光路側プローブ部
３０１、３４２、３４４、４０２、４１３、４１８…コリメータレンズ
３０２、３０８、３１１、３１７、３３１、３５１、３５４、３５７、３６１…可動ミラー
３０３、３３２、３４３、４０３、４１４、４１９…分散補償プリズム
３０４、３０６、３０７、３１２、３１４、３１５、３１６、３３３、３３５、３３６、３３７、３５２、３５３、３５８、３６０、３６３、３６５、４０５、４１６、４２１…固定ミラー
３０５、３３４…移動ステージ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、３１０、３１３、３１８、３５６、３５９、３６２、４０４、４１５、４２０…レンズ
３１９…ダイクロイックミラー
３０９、３５５…ガルバノミラー
３４１、３４６、４１１…光スイッチ
３４５…距離調整用ファイバ
３６４…焦点可変レンズ
４００…参照光路側プローブ部
５００…モニタ
【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２８】
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【図１２】
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【図２７】
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