(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者眼に照明光を照射する照明系と、
前記患者眼からの前記照明光の戻り光を左撮像素子及び右撮像素子のそれぞれに導く受光系と、
左表示部と、前記左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズと、右表示部と、前記右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズとを含む接眼系と、
前記左撮像素子及び前記右撮像素子からの出力に基づく画像を処理することにより、前記患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する処理部と、
前記形態情報に基づく画像を前記左表示部及び前記右表示部に表示させる表示制御部と
を備え、
前記受光系は、所定のレートで出力を行い、
前記処理部は、前記所定のレートでの前記出力に基づく画像を逐次に解析して所定の特徴点の変位を求めて所定の閾値と比較する検出部を含み、前記変位が前記閾値を超えたと判定された場合に新たな形態情報を生成し、
前記表示制御部は、前記左表示部及び前記右表示部に表示されている前記形態情報に基づく画像を前記新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する
ことを特徴とする眼科用顕微鏡。
【請求項２】
患者眼に照明光を照射する照明系と、
前記患者眼からの前記照明光の戻り光を左撮像素子及び右撮像素子のそれぞれに導く受光系と、
左表示部と、前記左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズと、右表示部と、前記右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズとを含む接眼系と、
前記左撮像素子及び前記右撮像素子からの出力に基づく画像を処理することにより、前記患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する処理部と、
前記形態情報に基づく画像を前記左表示部及び前記右表示部に表示させる表示制御部と
を備え、
前記受光系は、所定のレートで出力を行い、
前記処理部は、前記所定のレートでの前記出力に基づく画像を逐次に解析して所定の特徴点を特定する検出部を含み、前記特徴点が特定されている状態から前記特徴点が特定されない状態に移行した場合に新たな形態情報を生成し、
前記表示制御部は、前記左表示部及び前記右表示部に表示されている前記形態情報に基づく画像を前記新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する
ことを特徴とする眼科用顕微鏡。
【請求項３】
患者眼に照明光を照射する照明系と、
前記患者眼からの前記照明光の戻り光を左撮像素子及び右撮像素子のそれぞれに導く受光系と、
左表示部と、前記左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズと、右表示部と、前記右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズとを含む接眼系と、
ＯＣＴ光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記患者眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出するＯＣＴ系と、
前記ＯＣＴ系からの出力を処理することにより、前記患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する処理部と、
前記形態情報に基づく画像を前記左表示部及び前記右表示部に表示させる表示制御部と
を備え、
前記ＯＣＴ系は、所定のレートで出力を行い、
前記処理部は、前記所定のレートでの前記出力を逐次に解析して所定の特徴点の変位を求めて所定の閾値と比較する検出部を含み、前記変位が前記閾値を超えたと判定された場合に新たな形態情報を生成し、
前記表示制御部は、前記左表示部及び前記右表示部に表示されている前記形態情報に基づく画像を前記新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する
ことを特徴とする眼科用顕微鏡。
【請求項４】
患者眼に照明光を照射する照明系と、
前記患者眼からの前記照明光の戻り光を左撮像素子及び右撮像素子のそれぞれに導く受光系と、
左表示部と、前記左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズと、右表示部と、前記右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズとを含む接眼系と、
ＯＣＴ光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記患者眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出するＯＣＴ系と、
前記ＯＣＴ系からの出力を処理することにより、前記患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する処理部と、
前記形態情報に基づく画像を前記左表示部及び前記右表示部に表示させる表示制御部と
を備え、
前記ＯＣＴ系は、所定のレートで出力を行い、
前記処理部は、前記所定のレートでの前記出力を逐次に解析して所定の特徴点を特定する検出部を含み、前記特徴点が特定されている状態から前記特徴点が特定されない状態に移行した場合に新たな形態情報を生成し、
前記表示制御部は、前記左表示部及び前記右表示部に表示されている前記形態情報に基づく画像を前記新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する
ことを特徴とする眼科用顕微鏡。
【請求項５】
前記処理部は、前記形態情報に基づいて、前記患者眼の組織の３次元形状を表す形状モデルを作成するモデル作成部を含み、
前記表示制御部は、前記受光系からの出力に基づく前記患者眼の拡大像を前記左表示部及び前記右表示部に表示させ、かつ、前記形状モデルを前記拡大像とともに表示させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項６】
前記処理部は、前記受光系からの出力に基づく前記患者眼の拡大像を前記形態情報に基づいて加工する画像加工部を含み、
前記表示制御部は、前記画像加工部により作成された画像を前記左表示部及び前記右表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項７】
前記画像加工部は、前記形態情報に基づき前記拡大像の視点を変換することにより視点変換画像を生成し、
前記表示制御部は、前記視点変換画像を前記左表示部及び前記右表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項６に記載の眼科用顕微鏡。
【請求項８】
主接眼系と１以上の副接眼系とを含む２以上の前記接眼系を備え、
前記表示制御部は、前記１以上の副接眼系の少なくとも一部の前記左表示部及び前記右表示部にのみ前記形態情報に基づく画像を表示させる
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の眼科用顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は眼科用顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科分野では眼を拡大観察するために各種の顕微鏡が使用される。そのような眼科用顕微鏡として、スリットランプ顕微鏡や手術用顕微鏡が知られている。また、眼科用顕微鏡には、患者眼を撮影するための撮像装置を備えたものや、複数の観察者が同時に使用できるよう構成されたものがある。後者の例として、術者用の主観察系と助手用の副観察系とが設けられた手術用顕微鏡が広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４２２２号公報
【特許文献２】特開２０１４−２６２８５号公報
【特許文献３】特表２０１３−５４０５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の観察者による同時使用が可能な従来の眼科用顕微鏡には、観察者の人数分の観察光学系を設ける必要があり構造が複雑になること、提供される観察像の態様が観察者ごとに異なること、などの問題がある。後者の問題の典型例として、主観察系では立体感のある像を提供できる一方で、副観察系では立体感のある像を提供できない構成の手術用顕微鏡がある。なお、立体感のある像の提供が可能な副観察系を備えた手術用顕微鏡も知られているが、構造が複雑になるというデメリットがある。
【０００５】
更に、立体感のある像の提供が可能な観察系が搭載されていても、眼の部位によっては立体感を得ることが困難な場合がある。また、融像能力には個人差がある。
【０００６】
このように、従来の眼科用顕微鏡には、観察されている眼の奥行き方向の情報を把握できない場合や、それが困難な場合があるという問題がある。
【０００７】
本発明に係る眼科用顕微鏡の目的は、患者眼の奥行き方向の情報を簡易な構成で提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一の実施形態の眼科用顕微鏡は、照明系と、受光系と、接眼系と、処理部と、表示制御部とを備える。照明系は、患者眼に照明光を照射する。受光系は、患者眼からの照明光の戻り光を左撮像素子及び右撮像素子のそれぞれに導く。接眼系は、左表示部と、左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズと、右表示部と、右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズとを含む。処理部は、左撮像素子及び右撮像素子からの出力に基づく画像を処理することにより、患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する。表示制御部は、形態情報に基づく画像を左表示部及び右表示部に表示させる。更に、受光系は、所定のレートで出力を行い、処理部は、この所定のレートでの出力に基づく画像を逐次に解析して所定の特徴点の変位を求めて所定の閾値と比較する検出部を含み、この変位が閾値を超えたと判定された場合に新たな形態情報を生成し、表示制御部は、左表示部及び右表示部に表示されている形態情報に基づく画像を新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する。或いは、受光系は、所定のレートで出力を行い、処理部は、この所定のレートでの出力に基づく画像を逐次に解析して所定の特徴点を特定する検出部を含み、特徴点が特定されている状態から特徴点が特定されない状態に移行した場合に新たな形態情報を生成し、表示制御部は、左表示部及び右表示部に表示されている形態情報に基づく画像を新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する。
他の実施形態の眼科用顕微鏡は、照明系と、受光系と、接眼系と、ＯＣＴ系と、処理部と、表示制御部とを備える。照明系は、患者眼に照明光を照射する。受光系は、患者眼からの照明光の戻り光を左撮像素子及び右撮像素子のそれぞれに導く。接眼系は、左表示部と、左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズと、右表示部と、右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズとを含む。ＯＣＴ系は、ＯＣＴ光源からの光を測定光と参照光とに分割し、患者眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する。処理部は、ＯＣＴ系からの出力を処理することにより、患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する。表示制御部は、形態情報に基づく画像を左表示部及び右表示部に表示させる。更に、ＯＣＴ系は、所定のレートで出力を行い、処理部は、この所定のレートでの出力を逐次に解析して所定の特徴点の変位を求めて所定の閾値と比較する検出部を含み、この変位が閾値を超えたと判定された場合に新たな形態情報を生成し、表示制御部は、左表示部及び右表示部に表示されている形態情報に基づく画像を新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する。或いは、ＯＣＴ系は、所定のレートで出力を行い、処理部は、この所定のレートでの出力を逐次に解析して所定の特徴点を特定する検出部を含み、特徴点が特定されている状態から特徴点が特定されない状態に移行した場合に新たな形態情報を生成し、表示制御部は、左表示部及び右表示部に表示されている形態情報に基づく画像を新たな形態情報に基づく新たな画像に更新する。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の眼科用顕微鏡によれば、患者眼の奥行き方向の情報を簡易な構成で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【図２】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【図３】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【図４】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【図５】実施形態に係る眼科用顕微鏡の使用形態の一例を表すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る眼科用顕微鏡の使用形態の一例を説明するための概略図である。
【図７】実施形態に係る眼科用顕微鏡の使用形態の一例を表すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【図９】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【図１０】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【図１１】実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成の一例を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る眼科用顕微鏡の実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書で引用された文献の内容や任意の公知技術を、本発明の実施形態に援用できる。
【００１２】
眼科用顕微鏡は、眼科分野における診療や手術において患者眼の拡大像を観察及び撮影するために使用される。観察や撮影の対象部位は、患者眼の任意の部位であってよく、たとえば、前眼部においては角膜や隅角や硝子体や水晶体や毛様体などであってよく、後眼部においては網膜や脈絡膜や硝子体であってよい。また、対象部位は、瞼や眼窩など眼の周辺部位であってもよい。
【００１３】
以下に説明する実施形態の眼科用顕微鏡はグリノー式実体顕微鏡を備えているが、他の実施形態ではガリレオ式実体顕微鏡を備えていてよい。グリノー式実体顕微鏡は、左右の光学系が個別の対物レンズを備えている点や、左右の光軸が非平行である点を特徴とし、立体像を得やすい、設計の自由度が高いといった利点を有する。一方、ガリレオ式実体顕微鏡は、左右の光学系が共通の対物レンズを備えている点や、左右の光軸が平行である点を特徴とし、他の光学系や光学素子を組み合わせ易いといった利点を有する。
【００１４】
また、以下に説明する実施形態の眼科用顕微鏡は、患者眼の拡大像を観察及び撮影する機能に加えて光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）機能を備えているが、他の実施形態ではＯＣＴ機能が設けられていなくてよい。また、ＯＣＴ機能の代わりに又はそれに加えて、眼科分野において使用可能な任意の計測機能、イメージング機能、測定機能、治療機能などが設けられていてよい。
【００１５】
〈第１の実施形態〉
［構成］
本実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成例を図１〜図４に示す。図１〜図３は光学系の構成例を示す。図１は後眼部を観察するときの光学系を示し、図２は前眼部を観察するときの光学系を示す。図３は、ＯＣＴ機能を提供するための光学系を示す。図４は処理系の構成例を示す。
【００１６】
眼科用顕微鏡１は、照明系１０（１０Ｌ、１０Ｒ）と、受光系２０（２０Ｌ、２０Ｒ）と、主たる観察者（術者等）が使用する主接眼系３０（３０Ｌ、３０Ｒ）と、他の観察者（手術の助手等の補助者）が使用する副接眼系３５（３５Ｌ、３５Ｒ）と、照射系４０と、ＯＣＴ系６０とを備える。後眼部（網膜等）を観察するときには、患者眼Ｅの直前に前置レンズ９０が配置される。なお、図１に示すような非接触の前置レンズ９０の代わりにコンタクトレンズ等を用いることが可能である。また、隅角を観察するときにはコンタクトミラー（三面鏡等）等を用いることができる。
【００１７】
（照明系１０）
照明系１０は、患者眼Ｅに照明光を照射する。図示は省略するが、照明系１０は、照明光を発する光源や、照明野を規定する絞りや、レンズ系などを含む。照明系の構成は、従来の眼科装置（たとえば眼科手術用顕微鏡、スリットランプ顕微鏡等）と同様であってよい。
【００１８】
本実施形態の照明系１０Ｌ及び１０Ｒは、それぞれ受光系２０Ｌ及び２０Ｒと同軸に構成されている。具体的には、主たる観察者の左眼Ｅ０Ｌに提示される像を取得するための左受光系２０Ｌには、たとえばハーフミラーからなるビームスプリッタ１１Ｌが斜設されている。ビームスプリッタ１１Ｌは、左受光系２０Ｌの光路に左照明系１０Ｌの光路を結合している。左照明系１０Ｌから出力された照明光は、ビームスプリッタ１０Ｌにより反射され、左受光系２０Ｌと同軸で患者眼Ｅを照明する。同様に、主たる観察者の右眼Ｅ０Ｒに提示される像を取得するための右受光系２０Ｒには、右受光系２０Ｒの光路に右照明系１０Ｒの光路を結合するビームスプリッタ１１Ｒが斜設されている。
【００１９】
受光系２０Ｌ（２０Ｒ）の光軸に対する照明光の位置を変更可能に構成することができる。この構成は、たとえば、従来の眼科手術用顕微鏡と同様に、ビームスプリッタ１１Ｌ（１１Ｒ）に対する照明光の照射位置を変更するための手段を設けることにより実現される。
【００２０】
本例では、対物レンズ２１Ｌ（２１Ｒ）と患者眼Ｅとの間にビームスプリッタ１１Ｌ（１１Ｒ）が配置されているが、照明光の光路が受光系２０Ｌ（２０Ｒ）に結合される位置は、受光系２０Ｌ（２０Ｒ）の任意の位置でよい。また、照明系と受光系とが非同軸に配置されてもよい。この構成は、スリットランプ顕微鏡や眼科手術用顕微鏡などにおいて適用される。
【００２１】
（受光系２０）
本実施形態では、左右一対の受光系２０Ｌ及び２０Ｒが設けられている。左受光系２０Ｌは、主たる観察者の左眼Ｅ０Ｌに提示される像を取得するための構成を有し、右受光系２０Ｒは、右眼Ｅ０Ｒに提示される像を取得するための構成を有する。また、補助者の左眼Ｅ１Ｌ及び右眼Ｅ１Ｒには、受光系２０Ｌ及び２０Ｒの一方又は双方からの出力に基づく像が提示される。
【００２２】
左受光系２０Ｌと右受光系２０Ｒは同じ構成を備える。左受光系２０Ｌ（右受光系２０Ｒ）は、対物レンズ２１Ｌ（２１Ｒ）と、結像レンズ２２Ｌ（２２Ｒ）と、撮像素子２３Ｌ（２３Ｒ）とを含む。
【００２３】
なお、結像レンズ２２Ｌ（２２Ｒ）が設けられていない構成を適用することも可能である。本実施形態のように結像レンズ２２Ｌ（２２Ｒ）が設けられている場合、対物レンズ２１Ｌ（２１Ｒ）と結像レンズ２２Ｌ（２２Ｒ）との間をアフォーカルな光路（平行光路）とすることができ、フィルタ等の光学素子を配置することや、光路結合部材を配置して他の光学系からの光路を結合することが容易になる（すなわち、光学的構成の自由度や拡張性が向上される）。
【００２４】
符号ＡＬ１は、左受光系２０Ｌの対物レンズ２１Ｌの光軸（対物光軸）を示し、符号ＡＲ１は、右受光系２０Ｒの対物レンズ２１Ｒの光軸（対物光軸）を示す。受光素子２３Ｌ（２３Ｒ）は、たとえばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等のエリアセンサである。受光素子２３Ｌ及び２３Ｒは、少なくとも可視光を検出可能である。更に、受光素子２３Ｌ及び２３Ｒは、赤外光を検出可能であってもよい。
【００２５】
以上は、患者眼Ｅの後眼部（眼底）を観察するときの受光系２０の構成である（図１）。一方、前眼部を観察するときには、図２に示すように、対物レンズ２１Ｌ（２１Ｒ）に対して患者眼Ｅ側の位置に、フォーカスレンズ２４Ｌ（２４Ｒ）とウェッジプリズム２５Ｌ（２５Ｒ）とが配置される。本例のフォーカスレンズ２４Ｌ（２４Ｒ）は凹レンズであり、対物レンズ２１Ｌ（２１Ｒ）の焦点距離を延長するように作用する。ウェッジプリズム２５Ｌ（２５Ｒ）は、左受光系２０Ｌ（右受光系２０Ｒ）の光路（対物光軸ＡＬ１（ＡＲ１））を所定角度だけ外側に偏向する（符号ＡＬ２及びＡＲ２で示す）。このように、フォーカスレンズ２４Ｌ及びウェッジプリズム２５Ｌが左受光系２０Ｌに配置され、かつ、フォーカスレンズ２４Ｒ及びウェッジプリズム２５Ｒが右受光系２０Ｒに配置されることにより、後眼部観察用の焦点位置Ｆ１から前眼部観察用の焦点位置Ｆ２に切り替えられる。
【００２６】
フォーカスレンズとして凸レンズを用いることが可能である。その場合、フォーカスレンズは、後眼部観察時に光路に配置され、前眼部観察時に光路から退避される。フォーカスレンズの挿入／退避によって焦点距離を切り替える代わりに、たとえば光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを設けることにより焦点距離を連続的又は段階的に変更できるように構成することが可能である。
【００２７】
図２に示す例では、ウェッジプリズム２５Ｌ（２５Ｒ）の基底方向は外側である（つまりベースアウト配置である）が、ベースイン配置のウェッジプリズムを用いることができる。その場合、ウェッジプリズムは、後眼部観察時に光路に配置され、前眼部観察時に光路から退避される。ウェッジプリズムの挿入／退避によって光路の方向を切り替える代わりに、プリズム量（及びプリズム方向）が可変なプリズムを設けることにより光路の向きを連続的又は段階的に変更できるように構成することが可能である。
【００２８】
（主接眼系３０）
本実施形態では、左右一対の主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒが設けられている。左接眼系３０Ｌは、左受光系２０Ｌにより取得された患者眼Ｅの像を主たる観察者の左眼Ｅ０Ｌに提示するための構成を有し、右接眼系３０Ｒは、右受光系２０Ｒにより取得された患者眼Ｅの像を右眼Ｅ０Ｒに提示するための構成を有する。左接眼系３０Ｌと右接眼系３０Ｒは同じ構成を備える。左接眼系３０Ｌ（右接眼系３０Ｒ）は、表示部３１Ｌ（３１Ｒ）と、接眼レンズ系３２Ｌ（３２Ｒ）とを含む。表示部３１Ｌ（３１Ｒ）は、たとえばＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイである。
【００２９】
左接眼系３０Ｌと右接眼系３０Ｒとの間隔を変更することが可能である。それにより、左接眼系３０Ｌと右接眼系３０Ｒとの間隔を主たる観察者の眼幅に応じて調整することができる。また、左接眼系３０Ｌと右接眼系３０Ｒとの相対的向きを変更することが可能である。つまり、左接眼系３０Ｌの光軸と右接眼系３０Ｒの光軸とがなす角度を変更することが可能である。それにより、両眼Ｅ０Ｌ及びＥ０Ｒの輻輳を誘発することができ、主たる観察者による立体視を支援することができる。
【００３０】
（副接眼系３５）
本実施形態では、更に、左右一対の副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒが設けられている。副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒは、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒと同様の構成を備える。つまり、左接眼系３５Ｌ（右接眼系３５Ｒ）は、表示部３６Ｌ（３６Ｒ）と、接眼レンズ系３７Ｌ（３７Ｒ）とを含む。また、左接眼系３５Ｌと右接眼系３５Ｒとの間隔及び相対的向きを変更することが可能である。
【００３１】
眼科用顕微鏡１は、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置を変更するための機構を備える。たとえば、患者眼Ｅの周囲の円形軌道に沿って副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒを連続的に移動させるための機構が設けられる。或いは、当該円形軌道上の複数の位置に副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒを配置可能とする機構を設けることができる。それにより、左接眼系３５Ｌと右接眼系３５Ｒとの間隔を補助者の眼幅に応じて調整することが可能となり、また、補助者の両眼Ｅ１Ｌ及びＥ１Ｒの輻輳を誘発することが可能となる。
【００３２】
（照射系４０）
照射系４０は、ＯＣＴ計測を行うための光（測定光）を、受光系２０の対物光軸（ＡＬ１及びＡＲ１、並びにＡＬ２及びＡＲ２）と異なる方向から患者眼Ｅに照射する。他の実施形態において、照射系は、ＯＣＴのための測定光に加え、他の光を患者眼に照射可能であってよい。その具体例として、レーザ治療のための光（照準光、治療用レーザ光）がある。
【００３３】
照射系４０は、光スキャナ４１と、結像レンズ４２と、リレーレンズ４３と、偏向ミラー４４とを含む。光スキャナ４１にはＯＣＴ部６０からの光が導かれる。
【００３４】
ＯＣＴ部６０からの光（測定光）は、光ファイバ５１により導かれ、そのファイバ端面から出射する。このファイバ端面に臨む位置には、コリメートレンズ５２が配置されている。コリメートレンズ５２によって平行光束とされた測定光は、光スキャナ４１に導かれる。
【００３５】
光スキャナ４１は、２次元光スキャナであり、水平方向（ｘ方向）へ光を偏向するｘスキャナ４１Ｈと、垂直方向（ｙ方向）へ光を偏向するｙスキャナ４１Ｖとを含む。ｘスキャナ４１Ｈ及びｙスキャナ４１Ｖは、それぞれ任意の形態の光スキャナであってよく、たとえばガルバノミラーが使用される。光スキャナ４１は、たとえば、コリメートレンズ５２の射出瞳位置又はその近傍位置に配置される。更に、光スキャナ４１は、たとえば、結像レンズ４２の入射瞳位置又はその近傍位置に配置される。
【００３６】
本例のように２つの１次元光スキャナを組み合わせて２次元光スキャナを構成する場合、２つの１次元光スキャナは所定距離（たとえば１０ｍｍ程度）だけ離れて配置されるので、たとえば、いずれかの１次元光スキャナを上記射出瞳位置及び／又は上記入射瞳位置に配置することができる。
【００３７】
結像レンズ４２は、光スキャナ４１を通過した平行光束（測定光）を一旦結像させる。更に、この測定光を患者眼Ｅ（眼底、角膜等の観察部位）において再結像させるために、この光をリレーレンズ４３によりリレーし、偏向ミラー４４により患者眼Ｅに向けて反射する。
【００３８】
照射系４０により導かれてきた測定光が受光系２０の対物光軸（ＡＬ１及びＡＲ１、並びにＡＬ２及びＡＲ２）と異なる方向から患者眼Ｅに照射されるように、偏向ミラー４４の位置は予め決定されている。本例では、互いの対物光軸が非平行に配置された左受光系２０Ｌと右受光系２０Ｒとの間の位置に偏向ミラー４４が配置されている。このような配置を可能にする要因の一つに、リレーレンズ４３を配置したことによる光学的構成の自由度の向上がある。また、たとえば、水平方向の光スキャナ（本例ではｘスキャナ４１Ｈ）と共役な位置と、対物レンズ２１Ｌ及び２１Ｒとの間の距離を十分に小さく設計することが可能となるため、装置の小型化を図ることができる。
【００３９】
一般に、光スキャナ４１によるスキャン可能範囲（スキャン可能角度）は制限されているので、焦点距離が可変な結像レンズ４２（又は結像レンズ系）を適用することによってスキャン可能範囲を拡大することが可能である。その他にも、スキャン可能範囲を拡大するための任意の構成を適用することが可能である。また、焦点距離（ＯＣＴ計測におけるフォーカス位置）を変更するための手段の例として、コリメートレンズ５２、結像レンズ４２及びリレーレンズ４３のうちのいずれか１つ以上を光軸に沿って移動可能とした構成がある。
【００４０】
（ＯＣＴ部６０）
ＯＣＴ部６０は、ＯＣＴを実行するための干渉光学系を含む。ＯＣＴ部６０の構成の例を図３に示す。図３に示す光学系は、スウェプトソースＯＣＴの例であり、波長掃引型光源（波長可変光源）からの光を測定光と参照光とに分割し、患者眼Ｅからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する。干渉光学系による干渉光の検出結果（検出信号）は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、制御部１００に送られる。
【００４１】
光源ユニット６１は、一般的なスウェプトソースタイプのＯＣＴ装置と同様に、出射光の波長を走査（掃引）可能な波長掃引型光源を含む。光源ユニット６１は、人眼では視認できない近赤外の波長帯において、出力波長を時間的に変化させる。
【００４２】
光源ユニット６１から出力された光Ｌ０は、光ファイバ６２により偏波コントローラ６３に導かれてその偏光状態が調整され、光ファイバ６４によりファイバカプラ６５に導かれて測定光ＬＳと参照光ＬＲとに分割される。
【００４３】
参照光ＬＲは、光ファイバ６６Ａによりコリメータ６７に導かれて平行光束に変換され、光路長補正部材６８及び分散補償部材６９を経由し、コーナーキューブ７０に導かれる。光路長補正部材６８は、参照光ＬＲの光路長（光学距離）と測定光ＬＳの光路長とを合わせるための遅延手段として作用する。分散補償部材６９は、参照光ＬＲと測定光ＬＳとの間の分散特性を合わせるための分散補償手段として作用する。
【００４４】
コーナーキューブ７０は、参照光ＬＲの進行方向を逆方向に折り返す。コーナーキューブ７０は、参照光ＬＲの入射光路及び出射光路に沿う方向に移動可能とされ、それにより参照光ＬＲの光路の長さが変更される。なお、測定光ＬＳの光路の長さを変更するための手段と、参照光ＬＲの光路の長さを変更するための手段のうちのいずれか一方が設けられていればよい。
【００４５】
コーナーキューブ７０を経由した参照光ＬＲは、分散補償部材６９及び光路長補正部材６８を経由し、コリメータ７１によって平行光束から集束光束に変換されて光ファイバ７２に入射し、偏波コントローラ７３に導かれて参照光ＬＲの偏光状態が調整される。更に、参照光ＬＲは、光ファイバ７４によりアッテネータ７５に導かれて、制御部１００の制御の下で光量が調整される。光量が調整された参照光ＬＲは、光ファイバ７６によりファイバカプラ７７に導かれる。
【００４６】
一方、ファイバカプラ６５により生成された測定光ＬＳは、光ファイバ５１により導かれてファイバ端面から出射され、コリメータレンズ５２により平行光束とされる。平行光束にされた測定光ＬＳは、光スキャナ４１、結像レンズ４２、リレーレンズ４３及び偏向ミラー４４を経由して患者眼Ｅに照射される。測定光ＬＳは、患者眼Ｅの様々な深さ位置において反射・散乱される。患者眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光は、反射光や後方散乱光を含み、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ６５に導かれ、光ファイバ６６Ｂを経由してファイバカプラ７７に到達する。
【００４７】
ファイバカプラ７７は、光ファイバ６６Ｂを介して入射された測定光ＬＳと、光ファイバ７６を介して入射された参照光ＬＲとを合成して（干渉させて）干渉光を生成する。ファイバカプラ７７は、所定の分岐比（たとえば１：１）でこの干渉光を分割することにより、一対の干渉光ＬＣを生成する。ファイバカプラ７７から出射した一対の干渉光ＬＣは、それぞれ光ファイバ７８Ａ及び７８Ｂにより検出器７９に導かれる。
【００４８】
検出器７９は、たとえば一対の干渉光ＬＣをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを含み、これらによる検出結果の差分を出力するバランスドフォトダイオード（Ｂａｌａｎｃｅｄ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）である。検出器７９は、その検出結果（検出信号）を制御部１００に送る。
【００４９】
本例ではスウェプトソースＯＣＴが適用されているが、他のタイプのＯＣＴ、たとえばスペクトラルドメインＯＣＴを適用することが可能である。
【００５０】
（制御部１００）
制御部１００は、眼科用顕微鏡１の各部の制御を実行する（図４参照）。照明系１０の制御の例として次のものがある：光源の点灯、消灯、光量調整；絞りの調整；スリット照明が可能な場合にはスリット幅の調整。撮像素子２３の制御として、露光調整やゲイン調整や撮影レート調整などがある。
【００５１】
制御部１００は、各種の情報を表示部３１（３１Ｌ、３１Ｒ）に表示させる。たとえば、制御部１００は、撮像素子２３Ｌにより取得された画像（又はそれを処理して得られた画像やデータ）を表示部３１Ｌに表示させ、かつ、撮像素子２３Ｒにより取得された画像（又はそれを処理して得られた画像やデータ）を表示部３１Ｒに表示させる。
【００５２】
同様に、制御部１００は、各種の情報を表示部３６（３６Ｌ、３６Ｒ）に表示させる。なお、前述したように、眼科用顕微鏡１は、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置を変更するための機構を備える。更に、眼科用顕微鏡１は、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置、つまり、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒに対する副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの相対位置を検出する副接眼系位置検出部を備えていてよい。副接眼系位置検出部は、たとえば、エンコーダやマイクロセンサ等を含んで構成される。制御部１００は、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒに対する副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの相対位置に応じて、受光系２０Ｌ及び２０Ｒからの出力に基づく像を、表示部３６Ｌ及び３６Ｒに選択的に表示させることが可能である。たとえば、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒが主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒに正対して配置されている場合、制御部１００は、右受光系２０Ｒにより取得された画像を１８０度回転して左表示部３６Ｌに表示させ、左受光系２０Ｌにより取得された画像を１８０度回転して右表示部３６Ｒに表示させることができる。この場合、左右の表示部３６Ｌ及び３６Ｒに互いに異なる画像が表示される。一方、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒが主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒに対して左側（右側）に配置されている場合、制御部１００は、左受光系２０Ｌ（右受光系２０Ｒ）により取得された画像を左右の表示部３６Ｌ及び３６Ｒの双方に表示させることができる。このとき、表示部３６Ｌ及び３６Ｒに表示される画像は、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒに対する副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの相対位置に応じて回転される。この場合、左右の表示部３６Ｌ及び３６Ｒに同じ画像が表示される。
【００５３】
光スキャナ４１の制御は、たとえば、予め設定されたＯＣＴスキャンパターンに応じた複数の位置に測定光ＬＳが照射されるように、測定光ＬＳを順次に偏向するものである。
【００５４】
ＯＣＴ部６０に含まれる制御対象としては、光源ユニット６１、偏波コントローラ６３、コーナーキューブ７０、偏波コントローラ７３、アッテネータ７５、検出器７９などがある。
【００５５】
更に、制御部１００は、各種の機構を制御する。そのような機構としては、ステレオ角変更部２０Ａ、合焦部２４Ａ、光路偏向部２５Ａ、間隔変更部３０Ａ、向き変更部３０Ｂ、間隔変更部３５Ａ、及び向き変更部３５Ｂが設けられている。
【００５６】
ステレオ角変更部２０Ａは、左受光系２０Ｌと右受光系２０Ｒとを相対的に回転移動する。すなわち、ステレオ角変更部２０Ａは、互いの対物光軸（たとえばＡＬ１とＡＲ１）がなす角度を変更するように左受光系２０Ｌと右受光系２０Ｒとを相対移動させる。この相対移動は、たとえば、左受光系２０Ｌと右受光系２０Ｒとを反対の回転方向に同じ角度だけ移動させるものである。この移動態様においては、互いの対物光軸（たとえばＡＬ１とＡＲ１）がなす角の二等分線の向きは一定である。一方、当該二等分線の向きが変化するように上記相対移動を行うことも可能である。
【００５７】
合焦部２４Ａは、左右のフォーカスレンズ２４Ｌ及び２４Ｒを光路に対して挿入／退避させる。合焦部２４Ａは、左右のフォーカスレンズ２４Ｌ及び２４Ｒを同時に挿入／退避させるように構成されていてよい。他の例において、合焦部２４Ａは、左右のフォーカスレンズ２４Ｌ及び２４Ｒを（同時に）光軸方向に移動させることによって焦点位置を変更するように構成されてよく、或いは、左右のフォーカスレンズ２４Ｌ及び２４Ｒの屈折力を（同時に）変更することによって焦点距離を変更するように構成されてよい。
【００５８】
光路偏向部２５Ａは、左右のウェッジプリズム２５Ｌ及び２５Ｒを光路に対して挿入／退避させる。光路偏向部２５Ａは、左右のウェッジプリズム２５Ｌ及び２５Ｒを同時に挿入／退避させるように構成されていてよい。他の例において、光路偏向部２５Ａは、左右のウェッジプリズム２５Ｌ及び２５Ｒのプリズム量（及びプリズム方向）を（同時に）変更することによって左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒの光路の向きを変更するように構成されてよい。
【００５９】
間隔変更部３０Ａは、左右の接眼系３０Ｌ及び３０Ｒの間隔を変更する。間隔変更部３０Ａは、互いの光軸の相対的向きを変化させずに左右の接眼系３０Ｌ及び３０Ｒを相対的に移動するように構成されてよい。同様に、間隔変更部３５Ａは、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの間隔を変更する。
【００６０】
向き変更部３０Ｂは、左右の接眼系３０Ｌ及び３０Ｒの相対的向きを変更する。向き変更部３０Ｂは、互いの光軸がなす角度を変更するように左接眼系３０Ｌと右接眼系３０Ｒとを相対移動させる。この相対移動は、たとえば、左接眼系３０Ｌと右接眼系３０Ｒとを反対の回転方向に同じ角度だけ移動させるものである。この移動態様においては、互いの光軸がなす角の二等分線の向きは一定である。一方、当該二等分線の向きが変化するように上記相対移動を行うことも可能である。同様に、向き変更部３５Ｂは、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの相対的向きを変更する。
【００６１】
制御部１００はプロセッサを含む。本明細書において「プロセッサ」は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ））等の回路を意味する。制御部１００は、たとえば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。
【００６２】
制御部１００は、眼科用顕微鏡１により取得された画像や、他の装置により生成された情報（画像、電子カルテ情報等）が記憶される記憶装置を備えていてよい。また、制御部１００は、通信部４００を制御することにより、外部の記憶装置に格納されている画像を取得することができる。
【００６３】
（データ処理部２００）
データ処理部２００は、各種のデータ処理を実行する。このデータ処理には、画像を形成する処理や、画像を加工する処理などが含まれる。また、データ処理部２００は、画像や検査結果や測定結果を解析する処理や、被検者に関する情報（電子カルテ情報等）に関する処理を実行可能であってよい。データ処理部２００はプロセッサを含む。データ処理部２００には、倍率変更部２１０と、ＯＣＴ画像形成部２２０と、形態情報生成部２３０と、表示画像形成部２４０とが含まれる。
【００６４】
（倍率変更部２１０）
倍率変更部２１０は、撮像素子２３により取得された画像を拡大する。この処理は、いわゆるデジタルズーム処理であり、撮像素子２３により取得された画像の一部を切り取る処理と、その部分の拡大画像を作成する処理とを含む。画像の切り取り範囲は、主たる観察者、補助者又は制御部１００によって設定される。倍率変更部２１０は、左受光系２０Ｌの撮像素子２３Ｌにより取得された画像（左画像）と、右受光系２０Ｒの撮像素子２３Ｒにより取得された画像（右画像）とに対して、同じ処理を施す。それにより、主たる観察者の左眼Ｅ０Ｌと右眼Ｅ０Ｒとに同じ倍率の画像が提示される。このように、倍率変更部２１０は、撮像素子２３（２３Ｌ、２３Ｒ）からの出力を処理することにより、主たる観察者に提示される画像の表示倍率を変更するよう機能する。補助者にも同様の倍率の画像が提示される。なお、倍率変更部２１０は、観察者ごとに異なる倍率の画像を提供することも可能である。
【００６５】
このようなデジタルズーム機能に加えて、いわゆる光学ズーム機能を設けることが可能である。光学ズーム機能は、左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒのそれぞれに変倍レンズ（変倍レンズ系）を設けることにより実現される。具体例として、変倍レンズを（選択的に）光路に対して挿入／退避する構成や、変倍レンズを光軸方向に移動させる構成がある。光学ズーム機能に関する制御は制御部１００によって実行される。
【００６６】
（ＯＣＴ画像形成部２２０）
ＯＣＴ画像形成部２２０は、ＯＣＴ部６０の検出器７９により得られた干渉光ＬＣの検出結果に基づいて、患者眼Ｅの画像を形成する。制御部１００は、検出器７９から順次に出力される検出信号をＯＣＴ画像形成部２２０に送る。ＯＣＴ画像形成部２２０は、たとえば一連の波長走査毎に（Ａライン毎に）、検出器７９により得られた検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことにより、各Ａラインにおける反射強度プロファイルを形成する。更に、ＯＣＴ画像形成部２２０は、各Ａラインプロファイルを画像化することにより画像データを形成する。それにより、Ｂスキャン像（断面像）やボリュームデータ（３次元画像データ）が得られる。
【００６７】
データ処理部２００は、ＯＣＴ画像形成部２２０により形成された画像（ＯＣＴ画像）を解析する機能を備えていてよい。この解析機能としては、網膜厚解析や、正常眼との比較解析などがある。このような解析機能は、公知のアプリケーションソフトウェアを用いて実行される。また、データ処理部２００は、受光系２０により取得された画像を解析する機能を備えていてよい。また、データ処理部２００は、受光系２０により取得された画像の解析とＯＣＴ画像の解析とを組み合わせた解析機能を備えていてもよい。
【００６８】
（形態情報生成部２３０）
形態情報生成部２３０は、たとえば以下の処理例（１）及び（２）の少なくとも一方により、患者眼Ｅの３次元形態を表す情報（形態情報）を生成する。
【００６９】
（１）第１の例では、左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒからの出力に基づく画像を処理することにより形態情報を生成する。左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒによれば、同じ対象（患者眼Ｅの観察部位）を異なる２つの位置から撮影することができる。したがって、左受光系２０Ｌからの出力に基づく画像（左画像）と右受光系２０Ｒからの出力に基づく画像（右画像）との間には視差が介在している。
【００７０】
形態情報生成部２３０は、たとえば三角測量技術を利用して左画像と右画像とを解析することにより、所定の基準位置から、左画像と右画像の双方に描出されている任意の位置までの距離を算出することができる。所定の基準位置は、たとえば、左撮像素子２３Ｌの受光面の中心位置と、右撮像素子２３Ｒの受光面の中心位置との中間位置である。形態情報生成部２３０は、左画像と右画像の双方に描出されている複数の位置のそれぞれについて、このような距離演算を行うことにより、撮像範囲の少なくとも一部における距離の分布を取得する。この距離分布（又はこれを処理して得られる分布情報）は、撮像範囲における患者眼Ｅの３次元形態を表す。換言すると、この距離分布は、撮像された組織表面の３次元形態を表す。
【００７１】
なお、左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒからの出力に基づいて形態情報を生成する方法はこれに限定されず、後述する他の実施形態で説明する方法を適用することも可能である。
【００７２】
（２）第２の例では、ＯＣＴを利用して形態情報を生成する。具体的には、制御部１００は、ＯＣＴ系６０及び光スキャナ４１を制御することにより、撮像素子２３Ｌ及び２３Ｒによる撮像範囲の少なくとも一部に対するＯＣＴスキャンを実行する。ＯＣＴ画像形成部２２０は、このＯＣＴスキャンにより収集されたデータを処理することで、このスキャン範囲の画像データを形成する。この画像データは、たとえば３次元画像データである。
【００７３】
形態情報生成部２３０は、ＯＣＴ画像形成部２２０により形成された画像データを処理することにより形態情報を生成する。この処理は、たとえば、患者眼Ｅの組織表面に相当する画像領域の抽出を含む。前眼部観察が行われている場合には、たとえば角膜表面や虹彩表面や水晶体表面に相当する画像領域が抽出される。また、眼底観察が行われている場合には、たとえば網膜表面に相当する画像領域が抽出される。このようにして抽出された画像領域は患者眼Ｅの３次元形態を表す。なお、画像領域の抽出は、たとえば、公知のセグメンテーション処理によって実現される。
【００７４】
形態情報を生成する処理は、上記の方法には限定されず、任意のモダリティ、任意の画像化技術、任意の計測技術などを利用してこれを実現することが可能である。また、上記の方法を含む複数の方法のうちの２以上を組み合わせて形態情報を生成することも可能である。
【００７５】
（表示画像形成部２４０）
表示画像形成部２４０は、形態情報生成部２３０により取得された形態情報に基づいて、表示部３１及び／又は表示部３６に表示される画像、つまり、主たる観察者及び／又は補助者に提示される画像を形成する。表示画像形成部２４０は、たとえば以下の処理例（１）及び（２）の少なくとも一方により、このような表示画像を形成する。
【００７６】
（１）第１の例では、患者眼Ｅの拡大像とともに表示される、奥行き方向の情報を提供する補助的な画像が形成される。ここで、患者眼Ｅの拡大像は、たとえば、リアルタイム動画像（観察像）、過去に取得された動画像、動画像のフリーズ画像、過去に撮影された静止画像（撮影像）等であってよい。また、形成される補助的画像は、たとえば、患者眼Ｅの組織表面の３次元形態を表現する形状モデルであってよい。
【００７７】
このような形状モデルの具体例として、等高線モデル、ワイヤーフレームモデル、サーフェスモデル、格子モデル等がある。等高線モデルは、所定の基準面に対する高さ（奥行き方向の距離）が等しい位置を結ぶ線を１以上含む形状モデルである。ワイヤーフレームモデルは、３次元形状を頂点と線とで表現した形状モデルである。サーフェスモデルは、ワイヤーフレームモデルにより表現される各区画に面情報（平面、曲面等）を付加して得られる形状モデルである。格子モデルは、規則的な区画を有する２次元格子を３次元的に変形して得られる形状モデルである。
【００７８】
補助的画像は、患者眼Ｅの特徴部位の位置を示す画像やその輪郭を示す画像を含んでいてよい。この特徴部位としては、たとえば、頂点、稜線、凸部、凹部等がある。
【００７９】
表示画像形成部２４０は、形態情報生成部２３０により取得された形態情報から形状モデルを作成するための公知のアプリケーションソフトウェアを備え、これを実行することによって形状モデルを作成する。このようにして作成された形状モデルが表示画像として用いられる。
【００８０】
また、表示画像形成部２４０は、形状情報、形状モデル、受光素子２３Ｌ及び２３Ｒの少なくとも一方からの出力に基づく画像、ＯＣＴ画像（３次元画像データ等）などを解析することにより、患者眼Ｅの特徴部位に相当する画像領域を特定する。この解析は、たとえば微分演算やエッジ検出等を含んでいてよい。更に、表示画像形成部２４０は、特定された画像領域の位置（中心、重心等）や輪郭を示す画像を作成する。或いは、表示画像形成部２４０は、特定された画像領域の位置や輪郭が強調された画像を作成する。この強調画像は、たとえば、特定された画像領域の位置や輪郭を示す画素以外の画素の値（ＲＧＢ値、輝度値等）を既定の一定値（ゼロ等）に変更することによって作成される。
【００８１】
（２）第２の例では、受光系２０Ｌ及び２０Ｒからの出力に基づく患者眼Ｅの拡大像（観察像、撮影像等）が形態情報に基づき加工される。この加工処理は、たとえば、左受光系２０Ｌにより得られた左画像から生成された左形態情報と、右受光系２０Ｒにより得られた右画像から生成された右形態情報とに基づいて左右の視差量を求め、新たに得られた拡大像に当該視差量を反映させる。これにより作成された左右の拡大像は当該視差量を有するため、観察者は立体感を容易に得ることができる。
【００８２】
本例は、補助者に提示される拡大像に特に有効と言える。すなわち、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒは、受光系２０Ｌ及び２０Ｒと左右の対応が固定されており、それにより提示される左右の画像には好適な視差が常に介在する。これに対し、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置は可変であり、かつ、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒに提示される画像と同じ画像が副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒにも提供される（ただし、前述した画像の選択及び回転が施される）。よって、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置によっては立体視が困難となる。たとえば、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒに正対する位置と異なる位置に副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒが配置された場合において、左右の副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒに同じ画像を提示すると、本来の視差が反転するため立体視をすることができない。しかし、本例を適用することによって本来の視差（又はそれに近い視差）が与えられるため、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置にかかわらず立体視が可能となる。
【００８３】
本例は、たとえば、形態情報に基づき拡大像の視点を変換する処理を含む。具体的には、表示画像形成部２４０は、まず、左形態情報と右形態情報から視差量を求める。次に、表示画像形成部２４０は、左受光系２０Ｌからの出力に基づく左画像（拡大像）と、右受光系２０Ｒからの出力に基づく右画像（拡大像）とに基づいて、当該視差量を有する一対の拡大像（視点変換画像）を作成する。この一対の視点変換画像は、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒと副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒとの相対位置（相対向き）に応じて左画像の視点及び右画像の視点をそれぞれ変換することにより得られる。左右の視点変換画像の視点は、それぞれ、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒの位置に合わせて配置されている受光系２０Ｌ及び２０Ｒの向きを現在の副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒに合わせて回転させたと仮定したときの撮像素子２３Ｌ及び２３Ｒの位置に相当する。
【００８４】
（ユーザインターフェイス３００）
ユーザインターフェイス（ＵＩ）３００は、観察者等と眼科用顕微鏡１との間で情報のやりとりを行うための機能を備える。ユーザインターフェイス３００は、表示デバイスと操作デバイス（入力デバイス）とを含む。表示デバイスは、表示部３１及び３６を含んでよく、それ以外の表示デバイスを含んでもよい。操作デバイスは、各種のハードウェアキー及び／又はソフトウェアキーを含む。操作デバイスの少なくとも一部と表示デバイスの少なくとも一部とを一体的に構成することが可能である。タッチパネルディスプレイはその一例である。
【００８５】
（通信部４００）
通信部４００は、他の装置に情報を送信する処理と、他の装置から送られた情報を受信する処理とを行う。通信部４００は、既定のネットワーク（ＬＡＮ、インターネット等）に準拠した通信デバイスを含んでいてよい。たとえば、通信部４００は、医療機関内に設けられたＬＡＮを介して、電子カルテデータベースや医用画像データベースから情報を取得する。また、外部モニタが設けられている場合、通信部４００は、眼科用顕微鏡１により取得される画像（受光系２０により取得される画像、ＯＣＴ画像等）を、実質的にリアルタイムで外部モニタに送信することができる。
【００８６】
［使用形態］
本実施形態の眼科用顕微鏡の使用形態について説明する。
【００８７】
（第１の使用形態）
眼科用顕微鏡の使用形態の一例を図５に示す。本例では、患者眼Ｅの正面画像（観察像、撮影像等）から形態情報が求められ、これに基づき作成された形状モデルが観察像にオーバレイ表示される。なお、患者眼Ｅの正面画像から求められた形態情報に基づき視点変換画像を作成して表示するなど、他の形態も可能である。
【００８８】
（Ｓ１：副接眼系の位置を設定する）
まず、主たる観察者に対する補助者の位置に合わせて副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置を設定する。設定された位置は、副接眼系位置検出部により自動で検出され、又は、ユーザインターフェイス部３００を用いて手入力され、その情報（副接眼系位置情報）が制御部１００に入力される。制御部１００は、副接眼系位置情報をデータ処理部２００に送る。表示画像形成部２４０は、副接眼系位置情報に基づいて処理を実行する。
【００８９】
（Ｓ２：患者眼の観察を開始する）
ユーザが所定の操作を行うと、制御部１００は、左右の照明系１０Ｌ及び１０Ｒを制御して患者眼Ｅへの照明光の照射を開始させる。
【００９０】
更に、制御部１００は、左撮像素子２３Ｌにより所定レートで取得される画像（左観察像）を主接眼系３０Ｌの左表示部３１Ｌに所定フレームレートで表示させ、かつ、右撮像素子２３Ｒにより所定レートで取得される画像（右観察像）を主接眼系３０Ｒの右表示部３１Ｒに所定フレームレートで表示させる。このとき、左観察像の表示制御と右観察像の表示制御とは同期されている。主たる観察者は、主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒを介して患者眼Ｅをリアルタイムで立体観察することができる。
【００９１】
加えて、制御部１００は、副接眼系位置情報に基づいて、副接眼系３５Ｌの左表示部３６Ｌと副接眼系３５Ｒの右表示部３６Ｒとに左観察像及び／又は右観察像を選択的にかつ同期的に表示させる。補助者は、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒを介して患者眼Ｅをリアルタイムで双眼観察することができる。この双眼観察では立体視はできないものとする。
【００９２】
主たる観察者は、所望の観察野が得られるように左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒを操作する。更に、観察倍率の調整も行われる。観察倍率は、デジタルズーム（倍率変更部２１０）により変更される。
【００９３】
（Ｓ３：形態情報を生成する）
形態情報生成部２３０は、左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒからの出力に基づく画像を処理することにより形態情報を生成する。本例における形態情報の生成は、たとえば、形態情報生成部２３０の上記処理例（１）にしたがって行われる。また、形態情報の生成に用いられる画像は、たとえば、患者眼Ｅの動画撮影を行っている左右の受光系２０Ｌ及び２０Ｒから実質的に同時に出力された左右の信号に基づく左画像及び右画像（左右のフレーム）であってよく、或いは、任意のタイミングで患者眼Ｅを撮影して取得された左右の撮影像であってよい。
【００９４】
（Ｓ４：形状モデルを作成する）
表示画像形成部２４０は、ステップＳ３で生成された形態情報に基づいて、患者眼Ｅの組織表面の３次元形態を表現する形状モデルを作成する。本例における形状モデルの作成は、たとえば、表示画像形成部２４０の上記処理例（１）にしたがって行われる。
【００９５】
（Ｓ５：副接眼系の観察像に形状モデルをオーバレイ表示する）
制御部１００は、副接眼系３５Ｌの左表示部３６Ｌに表示されている観察像に、ステップＳ４で取得された形状モデルをオーバレイ表示させ、かつ、副接眼系３５Ｒの右表示部３６Ｒに表示されている観察像にこの形状モデルをオーバレイ表示させる。オーバレイ表示は、たとえば、レイヤ機能を利用して実行される。つまり、第１レイヤに観察像が表示され、第２レイヤに形状モデルが表示される。不透明度（アルファ値）は任意に設定され、たとえばユーザにより調整可能とされる。
【００９６】
制御部１００又はデータ処理部２００は、観察像（第１レイヤ）と形状モデル（第２レイヤ）との間の位置合わせを行うことができる。この位置合わせは、任意の画像レジストレーション法を含んでよく、たとえば特徴点抽出とアフィン変換とを含む。
【００９７】
本例において補助者に提示される像の例を図６に示す。図６に示す例では、副接眼系３５Ｌの左表示部３６Ｌ（右表示部３６Ｒ）に前眼部の動画像である観察像Ｇが表示されており、かつ、角膜表面の３次元的な形態（高さ分布）を表す等高線モデルＭが観察像Ｇにオーバレイ表示されている。これにより、補助者は、患者眼Ｅの前眼部を動画観察しつつ、その高さの分布、すなわち３次元的形状を把握することができる。補助者は、たとえばユーザインターフェイス３００を操作することにより、等高線モデルＭの表示／非表示を切り替えることができる。
【００９８】
（第２の使用形態）
眼科用顕微鏡の使用形態の一例を図７に示す。本例では、患者眼ＥのＯＣＴ画像から形態情報が求められ、これに基づき作成された視点変換画像が表示される。なお、患者眼ＥのＯＣＴ画像から求められた形態情報に基づき形状モデルを作成して表示するなど、他の形態も可能である。
【００９９】
（Ｓ１１：副接眼系の位置を設定する）
図５のステップＳ１と同様に、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒの位置が設定される。
【０１００】
（Ｓ１２：患者眼の観察を開始する）
図５のステップＳ２と同様に、患者眼Ｅの観察が開始される。
【０１０１】
（Ｓ１３：ＯＣＴスキャンを行う）
制御部１００は、所定のトリガを受け、ＯＣＴユニット６０及び光スキャナ４１に患者眼ＥのＯＣＴスキャンを実行させる。このＯＣＴスキャンはたとえば３次元スキャン（ボリュームスキャン）であり、観察部位の少なくとも一部を含む３次元領域のデータが収集される。ＯＣＴ画像形成部２２０は、収集されたデータに基づいて３次元画像データを形成する。
【０１０２】
（Ｓ１４：形態情報を生成する）
形態情報生成部２３０は、ステップＳ１３で形成された３次元画像データを処理することにより形態情報を生成する。本例における形態情報の生成は、たとえば、形態情報生成部２３０の上記処理例（２）にしたがって行われる。
【０１０３】
（Ｓ１５：視点変換を開始する）
表示画像形成部２４０は、ステップＳ１４で生成された形態情報に基づく視点変換を開始する。すなわち、表示画像形成部２４０は、副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒに提供される観察像（動画像）の各フレームに視点変換を施す。本例における視点変換は、たとえば、表示画像形成部２４０の上記処理例（２）にしたがって行われる。
【０１０４】
（Ｓ１６：視点変換画像を観察像として副接眼系に表示する）
制御部１００は、副接眼系３５Ｌの左表示部３６Ｌと副接眼系３５Ｒの右表示部３６Ｒとに、ステップＳ１５で逐次に形成される視点変換画像を動画表示させる。これにより、補助者は、患者眼Ｅの立体的形状を把握しつつ動画観察を行うことができる。補助者は、たとえばユーザインターフェイス３００を操作することにより、視点変換の実行／停止を切り替えることができる。
【０１０５】
［作用・効果］
実施形態の眼科用顕微鏡の作用及び効果について説明する。
【０１０６】
一の実施形態の眼科用顕微鏡は、照明系（１０Ｌ、１０Ｒ）と、受光系（２０Ｌ、２０Ｒ）と、接眼系（主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒ；副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒ）と、処理部（データ処理部２００、特に形態情報生成部２３０）と、表示制御部（制御部１００）とを備える。
【０１０７】
照明系は、患者眼に照明光を照射する。受光系は、患者眼に照射された照明光の戻り光を左撮像素子（２３Ｌ）及び右撮像素子（２３Ｒ）のそれぞれに導く。接眼系は、左表示部（３１Ｌ、３６Ｌ）と、左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズ（３２Ｌ、３７Ｌ）と、右表示部（３１Ｒ、３６Ｒ）と、右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズ（３２Ｒ、３７Ｒ）とを含む。処理部は、左撮像素子（２３Ｌ）及び右撮像素子（２３Ｒ）からの出力に基づく画像を処理することにより、患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する。表示制御部は、形態情報に基づく画像を左表示部（３１Ｌ、３６Ｌ）及び右表示部右表示部（３１Ｒ、３６Ｒ）に表示させる。
【０１０８】
他の実施形態の眼科用顕微鏡は、照明系（１０Ｌ、１０Ｒ）と、受光系（２０Ｌ、２０Ｒ）と、接眼系（主接眼系３０Ｌ及び３０Ｒ；副接眼系３５Ｌ及び３５Ｒ）と、ＯＣＴ系（６０）と、処理部（データ処理部２００、特に形態情報生成部２３０）と、表示制御部（制御部１００）とを備える。
【０１０９】
照明系は、患者眼に照明光を照射する。受光系は、患者眼に照射された照明光の戻り光を左撮像素子（２３Ｌ）及び右撮像素子（２３Ｒ）のそれぞれに導く。接眼系は、左表示部（３１Ｌ、３６Ｌ）と、左表示部の表示面側に配置された左接眼レンズ（３２Ｌ、３７Ｌ）と、右表示部（３１Ｒ、３６Ｒ）と、右表示部の表示面側に配置された右接眼レンズ（３２Ｒ、３７Ｒ）とを含む。ＯＣＴ系は、ＯＣＴ光源（光源ユニット６１）からの光を測定光と参照光とに分割し、患者眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する。処理部は、ＯＣＴ系からの出力を処理することにより、患者眼の３次元形態を表す形態情報を生成する。表示制御部は、形態情報に基づく画像を接眼部の左表示部及び右表示部右表示部に表示させる。
【０１１０】
実施形態において、処理部（データ処理部２００）はモデル作成部（表示画像形成部２４０）を含んでいてよい。モデル作成部は、形態情報に基づいて、患者眼の組織の３次元形状を表す形状モデルを作成する。表示制御部は、受光系からの出力に基づく患者眼の拡大像（観察像、撮影像等）を接眼部の左表示部及び右表示部に表示させ、かつ、形状モデルを拡大像とともに表示させることができる。たとえば、患者眼の拡大像に形状モデルをオーバレイ表示させることが可能である。
【０１１１】
実施形態において、処理部（データ処理部２００）は画像加工部（表示画像形成部２４０）を含んでいてよい。画像加工部は、受光系からの出力に基づく患者眼の拡大像（観察像、撮影像等）を形態情報に基づいて加工する。表示制御部は、画像加工部により作成された画像を接眼部の左表示部及び右表示部に表示させることができる。
【０１１２】
ここで、画像加工部は、形態情報に基づき拡大像の視点を変換する処理を実行可能であってよい。表示制御部は、視点変換により得られた視点変換画像を接眼部の左表示部及び右表示部に表示させることができる。
【０１１３】
実施形態において、主接眼系（３０Ｌ及び３０Ｒ）と１以上の副接眼系（３５Ｌ及び３５Ｒ）とを含む２以上の接眼系を備えていてよい。主接眼系は主たる観察者（手術を行う医師等）により使用され、副接眼系は補助者（手術の助手等）により使用される。表示制御部は、いずれかの副接眼系の左表示部及び右表示部にのみ、形態情報に基づく画像（形状モデル、視点変換画像等）を表示させることができる。
【０１１４】
以上のような構成を含む実施形態によれば、患者眼の３次元形態を表す形態情報に基づく画像を提示できるので、患者眼の奥行き方向の情報を観察者に提供することが可能である。また、２以上の接眼系が設けられている場合、共通の撮像素子により得られた画像をこれら接眼系に提供できるので、従来の眼科用顕微鏡よりも構成が簡易である。更に、このような簡易な構成にも関わらず、主たる観察者及び／又は補助者に患者眼の奥行き方向の情報を提供することができる。
【０１１５】
〈第２の実施形態〉
本実施形態では、患者眼の正面画像（観察像、撮影像等）から形態情報を生成する処理の幾つかの例を説明する。本実施形態に係る眼科用顕微鏡の構成例を図８〜図１０に示す。図８及び図９は光学系の構成例を示す。図１０は処理系の構成例を示す。
【０１１６】
図８に示す眼科用顕微鏡５００Ａは第１の実施形態と同様の光学系を備えるが、投影系５０１Ａを付加的に備えている点が第１の実施形態と異なる。投影系５０１Ａは、所定形状のパターン光を患者眼Ｅに投影する。このパターン光の例として、円形状の輝線、円形状に配列された複数の輝点、同心円状に配列された複数の輝線、同心円状に配列された複数の輝点、縦横に等間隔に配列された複数の輝線（つまり、格子を形成する複数の輝線）、格子点状に配列された複数の輝点などがある。
【０１１７】
投影系５０１Ａは、たとえば光源とレンズ系とを含む。この光源は、たとえば、所定パターンで配列された複数の発光素子を含む。或いは、この光源は、所定パターンの画像（たとえば複数の輝点、１以上の輝線）を表示可能な表示デバイス（液晶ディスプレイ、デジタルミラーデバイス・プロジェクタ等）を含んでいてよい。この光源は、撮像素子２３Ｌ及び２３Ｒが感度を有する波長帯（たとえば可視及び／又は近赤外）の光を出力する。
【０１１８】
投影系５０１Ａから出力された光束は、偏向部材５０２Ａにより偏向されて患者眼Ｅに投影される。偏向部材５０２Ａは、患者眼Ｅの正面又はその近傍に配置される。ＯＣＴ用の測定光ＬＳの光路に偏向部材５０２Ａが配置されている場合、偏向部材５０２Ａは、たとえば、投影系５０１Ａからの可視光を反射し、近赤外光である測定光ＬＳを透過させるダイクロイックミラーである。また、投影系５０１Ａが近赤外光を出力する場合には、偏向部材５０２Ａとしてハーフミラーを用いることができる。一方、測定光ＬＳの光路から外れた位置に偏向部材５０２Ａが配置されている場合、偏向部材５０２Ａとして反射ミラーを用いることができる。
【０１１９】
図９に示す眼科用顕微鏡５００Ｂは第１の実施形態と同様の光学系を備えるが、投影系５０１Ｂを付加的に備えている点が第１の実施形態と異なる。投影系５０１Ｂは、光スキャナ４１等とともに動作することで、所定形状のパターン光を患者眼Ｅに投影する。このパターン光は図８の場合と同様であってよい。投影系５００Ｂは、撮像素子２３Ｌ及び２３Ｒが感度を有する波長帯（たとえば可視及び／又は近赤外）の光を出力する。
【０１２０】
投影系５０１Ｂは、たとえば、任意の光源と、コリメートレンズとを含む。眼科用顕微鏡５００Ｂは、投影系５０１Ｂから出力されたコリメート光の光路をＯＣＴ用の測定光ＬＳの光路に合成する合成部材５０２Ｂを備える。合成部材５０２Ｂとしては、コリメート光の波長帯に応じて、ダイクロイックミラー又はハーフミラーが用いられる。合成部材５０２Ｂは、投影系５０１Ｂからのコリメート光を光スキャナ４１に導く。光スキャナ４１を通過したコリメート光は、結像レンズ４２、リレーレンズ４３及び偏向ミラー４４を経由して患者眼Ｅに照射される。制御部１００は、所定のパターンに応じてコリメート光を偏向する。それにより、所定形状のパターン光が患者眼Ｅに投影される。
【０１２１】
図１０は、図８に示す眼科用顕微鏡５００Ａ、図９に示す眼科用顕微鏡５００Ｂ、又は他の投影系を備える眼科用顕微鏡の処理系の構成例を表す。図１０に示す処理系は第１の実施形態のそれと同様に構成されるが、投影系５０１を付加的に備えている点が第１の実施形態と異なる。投影系５０１は、図８に示す投影系５０１Ａ、図９に示す投影系５０１Ｂ、又は他の構成からなる投影系である。
【０１２２】
患者眼Ｅに投影されたパターン光の戻り光は、左右の撮像素子２３Ｌ及び２３Ｒによって検出される。それにより、患者眼Ｅの組織表面（角膜表面、虹彩表面、水晶体表面、網膜表面等）に投影されたパターン光の像（投影像）が得られる。
【０１２３】
形態情報生成部２３０（処理系）は、撮像素子２３Ｌ及び２３Ｒからの出力に基づくパターン光の投影像と、パターン光の所定形状（つまりパターン光が既知の面（平面等）に投影された場合における投影像）とを比較することによって形態情報を生成する。この比較処理は、たとえば角膜トポグラフィやケラトメトリ（ケラトグラフィ）等の公知技術と同様の手法で実行される。
【０１２４】
このような実施形態によれば、患者眼の３次元形状を好適に計測できる。たとえば、本実施形態によれば、第１の実施形態よりも簡便かつ迅速に処理を行うことができる。また、ＯＣＴ系を具備しない眼科用顕微鏡にも適用が可能である。
【０１２５】
〈第３の実施形態〉
眼科用顕微鏡を利用した観察において、観察野を変更することがある。たとえば、前眼部を観察した後に網膜を観察する場合がある。また、観察野を移動させつつ前眼部又は網膜を観察する場合がある。このような場合、観察野の変更に対応して形態情報を変更し、それに基づき観察者に提示される画像も変更することが必要である。本実施形態では、このような処理の自動化について説明する。
【０１２６】
本実施形態に係る眼科用顕微鏡の処理系の構成例を図１１に示す。図１１に示す処理系は第１の実施形態（又は第２の実施形態）のそれと同様に構成されるが、画像変化検出部２５０を付加的に備えている点が第１の実施形態（又は第２の実施形態）と異なる。
【０１２７】
画像変化検出部２５０は、受光系２０Ｌ（及び／又は２０Ｒ：以下同様）からの出力に基づく画像の変化を検出する。画像変化検出部２５０には、受光系２０Ｌからの出力（動画像のフレーム）が所定のレートで入力される。この入力レートは、撮像素子２３Ｌの撮影レートに同期されている。
【０１２８】
画像変化検出部２５０は、たとえば、受光系２０Ｌから所定のレートで入力されるフレームを逐次に解析して所定の特徴点を特定し、特定された特徴点の位置（画素の座標）を求める。特徴点が特定されている状態から特定されない状態に移行した場合、観察野の移動により画像が変化したと判定される。
【０１２９】
特徴点が特定されている状態においては、画像変化検出部２５０は、最新のフレームにおける特徴点の位置と、その直前のフレームにおける特徴点の位置とを比較し、それらの間の変位が所定の閾値以下であるか判定する。変位が閾値以下である場合、観察野は移動していない（画像は変化していない）と判定される。一方、変位が閾値を超えた場合、観察野が移動したと判定される。
【０１３０】
特徴点が特定されている状態から特定されない状態に移行した場合、又は、変位が閾値を超えた場合、画像変化検出部２５０は、所定の信号を形態情報生成部２３０に送る。この信号を受けた形態情報生成部２３０は、たとえば第１の実施形態又は第２の実施形態で説明された処理を実行することで形態情報を生成する。これ以降の処理はこれら実施形態と同様である。
【０１３１】
本実施形態によれば、観察野が変更されたことに対応して形態情報を自動で更新し、観察者に提示される奥行き方向の情報（画像）も自動で更新することが可能である。したがって、眼科用顕微鏡の操作性が向上し、観察を円滑に行うことができる。
【０１３２】
以上に説明された複数の実施形態は、本発明を実施するための例示に過ぎない。本発明を実施しようとする者は、本発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加、置換等を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  眼科用顕微鏡
１０Ｌ、１０Ｒ  照明系
２０Ｌ、２０Ｒ  受光系
２３Ｌ、２３Ｒ  撮像素子
３０Ｌ、３０Ｒ、３５Ｌ、３５Ｒ  接眼系
３１Ｌ、３１Ｒ、３６Ｌ、３６Ｒ  表示部
３２Ｌ、３２Ｒ、３７Ｌ、３７Ｒ  接眼レンズ
１００  制御部
２００  データ処理部
【図１】
0006577266.tif 000002
【図２】
0006577266.tif 000003
【図３】
0006577266.tif 000004
【図４】
0006577266.tif 000005
【図５】
0006577266.tif 000006
【図６】
0006577266.tif 000007
【図７】
0006577266.tif 000008
【図８】
0006577266.tif 000009
【図９】
0006577266.tif 000010
【図１０】
0006577266.tif 000011
【図１１】
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