CN113939220A - 眼科装置及断层图像生成装置 - Google Patents

Abstract

利用一个装置获取被检眼的后眼部和前眼部的断层图像。眼科装置包括扫描部件、物镜和光学元件。扫描部件扫描从光源射出的光。物镜从扫描部件侧起依次具备第一透镜组和第二透镜组，是第二透镜组为具有正屈光力的透镜组的物镜。光学元件能够插入至物镜的第二透镜组与扫描部件之间的光路中或从该光路移除。在光学元件未插入至光路中的情况下，物镜构成第一观察光学系统，由扫描部件扫描的光聚焦于被检眼的第一区域。在光学元件插入至光路中的情况下，物镜及光学元件构成第二观察光学系统，由扫描部件扫描的光聚焦于被检眼的与第一区域不同的第二区域。

Description

眼科装置及断层图像生成装置

技术领域

本发明涉及眼科装置及断层(层析)图像生成装置。

背景技术

在已知的用于获取被检眼的眼底等后眼部的断层图像的光学相干断层扫描装置的结构中，在物镜与被检眼之间配置有透镜附件(lens attachment)，并获取角膜等前眼部的断层图像(专利文献1)。通过在这种光学相干断层扫描装置中使用透镜附件，能够利用一个装置获取被检眼的后眼部及前眼部双方的断层图像。

在上述以往的光学相干断层扫描装置中，透镜附件配置在被检眼与物镜之间，因此每当从后眼部观察切换到前眼部观察时，都需要重新调整检测对象与成像装置之间的对准。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2008/106696号

发明内容

本公开技术的第一方案的眼科装置具备：扫描部件，其用于扫描从光源射出的光；物镜，其从所述扫描部件侧起依次具备第一透镜组和第二透镜组，所述第二透镜组是具有正屈光力的透镜组；和光学元件，其能够插入至所述物镜的所述第二透镜组与所述扫描部件之间的光路中或从该光路移除，在所述光学元件未插入至所述光路中的情况下，所述物镜构成第一观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于被检眼的第一区域，在所述光学元件插入至所述光路中的情况下，所述物镜及所述光学元件构成第二观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于所述被检眼的与所述第一区域不同的第二区域。

本公开技术的第二方案的光学断层图像生成装置具备：光源，其产生用于光学相干断层扫描(OCT)的光；分割部，其将来自所述光源的光分割成测定光和参照光；扫描部件，其用于扫描所述测定光；物镜，其从扫描部件侧起依次具备第一透镜组和第二透镜组，所述第二透镜组是具有正屈光力的透镜组；光学元件，其能够插入至所述物镜的所述第二透镜组与所述扫描部件之间的光路中或从该光路移除；干涉光检测器，其检测通过来自被检眼的返回光与所述参照光的合成而得到的干涉光；和图像生成部，其基于由所述检测器检测出的所述干涉光而生成所述被检眼的断层图像，在所述光学元件未插入至所述光路中的情况下，所述物镜构成第一观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于所述被检眼的第一区域，在所述光学元件插入至所述光路中的情况下，所述物镜及所述光学元件构成第二观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于所述被检眼的第二区域。

附图说明

图1是第一实施方式的眼科装置的概要结构图。

图2是第一实施方式的摄影光学系统的概要结构图。

图3是前眼部观察用光学模块未插入正第一透镜组与正第二透镜组之间的光路中的情况下的、摄影光学系统的扫描部与被检眼之间的部分结构的概要结构图。

图4是前眼部观察用光学模块插入至正第一透镜组与正第二透镜组之间的光路中的情况下的、摄影光学系统的扫描部与被检眼之间的部分结构的概要结构图。

图5是使用薄系统(thin system)来表示第一实施方式的摄影光学系统的基本结构的光学结构图，且表示负透镜未插入至两个正屈光力(power)的透镜组之间的光路中的情况下的结构图(上部)和负透镜插入至上述光路中的情况下的结构图(下部)。

图6是使用薄系统来表示第一实施方式的变形例的摄影光学系统的基本结构的光学结构图。

图7是使用薄系统来表示第二实施方式的摄影光学系统的基本结构的光学结构图。

图8是使用薄系统来表示在第二实施方式的摄影光学系统中使光在被检眼的前眼部更聚焦的情况的光学结构图。

图9是使用薄系统来表示第二实施方式的进一步的变形例的摄影光学系统的基本结构的光学结构图。

图10是使用薄系统来表示第三实施方式的摄影光学系统的基本结构的光学结构图，且示出使用薄系统来表示能够利用负第一透镜组和正第二透镜组进行前眼部观察的状态的光学结构图(上图)、和使用薄系统来表示作为具有正屈光力的透镜的切换透镜插入至负第一透镜组与正第二透镜组之间的光路中而能够进行后眼部观察的状态的光学结构图(下图)。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。

第一实施方式

以下，参照附图对本发明的第一实施方式的眼科装置110进行说明。图1中示出眼科装置110的概要结构。

为了便于说明，将激光扫描检眼镜(Scanning Laser Ophthalmoscope)称为SLO，将光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography)称为OCT。

在眼科装置110设置在将水平方向设为X方向的水平面上的情况下，将相对于水平面垂直的方向设为Y方向，并将摄影光学系统116A的光轴方向设为Z方向。该装置以被检眼的瞳孔中心位于该Z方向的光轴上的方式相对于被检眼配置。因此，X方向、Y方向及Z方向是相互垂直的方向。

眼科装置110包括成像装置14及控制装置16。成像装置14具备获取被检眼12的眼底12A的图像的SLO单元18、和获取被检眼12的断层图像的OCT单元20。以下，将基于由SLO单元18获取的SLO数据而生成的眼底图像称为SLO图像。另外，将基于由OCT单元20获取的OCT数据而生成的断层图像称为OCT图像。此外，SLO图像有时也被称为二维眼底图像。另外，根据被检眼12上的拍摄部位，OCT图像有时也被称为眼底断层图像或前眼部断层图像。

眼科装置110是本公开技术的“光学断层图像生成装置”的例子。

控制装置16具备具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)16A、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)16B、ROM(Read-Only memory：只读存储器)16C、以及输入输出(I/O)接口16D的计算机。

控制装置16具备经由I/O接口16D与CPU16A连接的输入/显示装置16E。输入/显示装置16E具有显示被检眼12的图像、从用户接收各种指示的图形用户界面。输入/显示装置16E能够使用触摸面板显示器。

另外，控制装置16具备与I/O接口16D连接的图像处理装置17。图像处理装置17基于由成像装置14得到的数据而生成被检眼12的图像。

图像处理装置17是本公开技术的“生成部”的例子。

如上所述且如图1所示，眼科装置110的控制装置16具备输入/显示装置16E，但本公开技术并不限定于此。例如，也可以采用以下结构：眼科装置110的控制装置16不具备输入/显示装置16E，而是具备物理上独立于眼科装置110的单独的输入/显示装置。在该情况下，该显示装置具备在控制装置16的CPU16A的控制下动作的图像处理处理器单元。这种图像处理处理器单元可以基于由CPU16A作为指示输出的图像信号来显示SLO图像等。

成像装置14在控制装置16的控制下工作。成像装置14包括SLO单元18、摄影光学系统116A及OCT单元20。摄影光学系统116A在CPU16A的控制下通过摄影光学系统驱动部116M而沿X、Y、Z方向移动。成像装置14与被检眼12的对准(对位)例如不仅可以通过使成像装置14沿X、Y、Z方向移动来进行，也可以通过使眼科装置110整体沿X、Y、Z方向移动来进行。

SLO系统由图1所示的控制装置16、SLO单元18及摄影光学系统116A实现。

SLO单元18具备多个光源。例如，如图1所示，SLO单元18具备B光(蓝光)的光源40、G光(绿光)的光源42、R光(红光)的光源44及IR光(红外光(例如近红外光))的光源46。从各光源40、42、44、46射出的光经由各光学部件48、50、52、54、56而指向同一光路。光学部件48、56由反射镜构成，光学部件50、52、54由分光器构成。B光经由光学部件48、50、54被引导至摄影光学系统116A的光路。G光经由光学部件50、54被引导至摄影光学系统116A的光路。R光经由光学部件52、54被引导至摄影光学系统116A的光路。IR光经由光学部件56、52被引导至摄影光学系统116A的光路。此外，作为光源40、42、44、46，能够使用LED光源和激光光源。此外，以下的说明是使用激光光源的例子。作为光学部件48、56，能够使用全反射镜。另外，作为光学部件50、52、54，能够使用分色镜、半透半反镜等。

光源40、42、44、46是本公开技术的“激光光源”的例子。

SLO单元18构成为能够在分别单独发出G光、R光、B光及IR光的发光模式、和同时发出所有这些光或同时发出这些光中的几种光的发光模式等各种发光模式之间切换。在图1所示的例子中，具备B光(蓝光)的光源40、G光的光源42、R光的光源44及IR光的光源46这四个光源，但本公开技术并不限定于此。例如，SLO单元18也可以还具备白光的光源。在该情况下，除了上述各种发光模式之外，也可以设定仅发出白光的发光模式等。

从SLO单元18入射至摄影光学系统116A的激光由后述的扫描部(120、142)沿X方向及Y方向扫描。扫描光穿过瞳孔27并被照射至被检眼12的后眼部(例如眼底12A)。由眼底12A反射的反射光经由摄影光学系统116A入射至SLO单元18。

扫描部(120、142)是本公开技术的“扫描部件”的例子。

在眼底12A反射的反射光由设于SLO单元18的光检测元件70、72、74、76检测。在本实施方式中，SLO单元18与多个光源即B光源40、G光源42、R光源44及IR光源46对应地具备B光检测元件70、G光检测元件72、R光检测元件74及IR光检测元件76。B光检测元件70检测在分光器64反射的B光。G光检测元件72检测从分光器64透射并在分光器58反射的G光。R光检测元件74检测从分光器64、58透射并在分光器60反射的R光。IR光检测元件76检测从分光器64、58、60透射并在分光器62反射的G光。作为光检测元件70、72、74、76，例如可以列举APD(avalanche photodiode：雪崩光电二极管)。

光检测元件70、72、74、76是本公开技术的“激光检测器”的例子。

图像处理装置17在CPU16A的控制下使用由B光检测元件70、G光检测元件72、R光检测元件74及IR光检测元件76分别检测出的信号来生成与各色对应的SLO图像。与各色对应的SLO图像包括使用由B光检测元件70检测出的信号生成的B-SLO图像、使用由G光检测元件72检测出的信号生成的G-SLO图像、使用由R光检测元件74检测出的信号生成的R-SLO图像、以及使用由IR光检测元件76检测出的信号生成的IR-SLO图像。另外，在B光源40、G光源42、R光源44同时发光的发光模式的情况下，可以从使用由R光检测元件74、G光检测元件72及B光检测元件70检测出的各个信号生成的B-SLO图像、G-SLO图像及R-SLO图像来合成RGB-SLO图像。另外，在G光源42和R光源44同时发光的发光模式的情况下，可以从使用由R光检测元件74及G光检测元件72检测出的各个信号生成的R-SLO图像及G-SLO图像来合成RG-SLO图像。在第一实施方式中使用RG-SLO图像作为SLO图像，但并不限定于此，还能使用其它SLO图像。

作为分光器58、60、62、64，能够使用分色镜、半透半反镜等。

OCT系统是由图1所示的控制装置16、OCT单元20及摄影光学系统116A实现的三维图像获取装置。OCT单元20包括光源20A、传感器(检测元件)20B、第一光耦合器20C、参照光学系统20D、准直透镜20E以及第二光耦合器20F。

第一光耦合器20C是本公开技术的“分割部”的例子。传感器(检测元件)20B是本公开技术的“干涉光检测器”的例子。

光源20A产生用于光学相干断层扫描的光。作为光源20A，例如能够使用超辐射发光二极管(Super Luminescent Diode；SLD)等。光源20A从具有宽光谱宽度的宽带光源射出低相干性的光。从光源20A射出的光在第一光耦合器20C被分割。在分割后的一束光由准直透镜20E设为平行光以用作测定光之后，该平行光入射至摄影光学系统116A。测定光由后述的扫描部(148、142)沿X方向及Y方向扫描。扫描光经由被检眼的前眼部和瞳孔27被照射至后眼部。在前眼部或后眼部反射的测定光穿过摄影光学系统116A并入射至OCT单元20。然后，测定光在入射至第二光耦合器20F之前穿过准直透镜20E及第一光耦合器20C。此外，在本实施方式中举例说明了使用SLD作为光源20A的SD-OCT，但并不限定于此，也可以采用使用波长扫描光源代替SLD的SS-OCT。

从光源20A射出并由第一光耦合器20C分出的另一束光作为参照光入射至参照光学系统20D，并经由参照光学系统20D入射至第二光耦合器20F。

由被检眼12反射及散射的测定光(返回光)通过第二光耦合器20F与参照光合成而生成干涉光。干涉光由传感器20B检测。图像处理装置17基于来自传感器20B的检测信号(OCT数据)而生成被检眼12的断层图像。

在第一实施方式中，OCT系统生成被检眼12的前眼部或后眼部的断层图像。

被检眼12的前眼部是作为眼前段的部分，包括例如角膜、虹膜、隅角、晶状体、睫状体及一部分玻璃体。被检眼12的后眼部是作为眼后段的部分，包括例如剩余部分的玻璃体、视网膜、脉络膜及巩膜。此外，属于前眼部的玻璃体是玻璃体内的、以从晶状体的最接近眼球中心的点穿过的X-Y平面为边界的角膜侧的部分，属于后眼部的玻璃体是玻璃体内的除属于前眼部的玻璃体以外的部分。

在被检眼12的前眼部为拍摄对象部位的情况下，OCT系统生成例如角膜的断层图像。另外，在被检眼12的后眼部为拍摄对象部位的情况下，OCT系统例如生成视网膜的断层图像。

后眼部及前眼部分别是本公开技术的“第一区域”及“第二区域”的例子。

图2中示出摄影光学系统116A的概要结构。摄影光学系统116A包括从被检眼12侧起依次配置的物镜130、分光器178、水平扫描部142、中继透镜装置140、分光器147、垂直扫描部120、148、焦点调整装置150以及准直透镜156。

作为分光器178、147，例如能够使用分色镜、半透半反镜等。

水平扫描部142是用于经由中继透镜装置140入射的SLO扫描激光或OCT测定光的水平方向扫描的光学扫描器。在本实施方式中，水平扫描部142由SLO光学系统及OCT光学系统共用，但并不限于此。也可以在SLO光学系统及OCT光学系统中分别设置水平扫描部。

准直透镜156将从OCT单元20射出、在光纤中前进并从光纤的端部158射出的光作为测定光，并使其成为平行光。

焦点调整装置150包括多个透镜152、154。通过根据被检眼12中的拍摄部位使多个透镜152、154分别适当沿光轴方向移动，从而调整被检眼12中的测定光的聚焦位置。此外，虽未图示，但在具备焦点检测装置的情况下，能够根据焦点检测的状态由焦点调整装置驱动透镜152、154，以实现自动进行对焦的自动对焦装置。

垂直扫描部148是用于对经由焦点调整装置150入射的测定光进行垂直方向扫描的光学扫描器。

垂直扫描部120是用于对从SLO单元18入射的激光进行垂直方向扫描的光学扫描器。

中继透镜装置140包括多个具有正屈光力的透镜144、146。由多个透镜144、146构成中继透镜装置140，以使得垂直扫描部148、120的位置与水平扫描部142的位置。更具体而言，以两个扫描部的扫描角度的中心位置共轭的方式构成中继透镜装置140。

分光器147配置在中继透镜装置140与垂直扫描部148之间。分光器147是将SLO光学系统与OCT光学系统组合的光学部件。分光器147将从SLO单元18射出的SLO光朝向中继透镜装置140反射，并使从OCT单元20射出的测定光朝向中继透镜装置140透射。从OCT单元20射出的测定光由垂直扫描部148及水平扫描部142进行二维扫描。另外，从SLO单元18射出的光由构成SLO光学系统的垂直扫描部120、及水平扫描部142进行二维扫描。被二维扫描的OCT测定光及被二维扫描的SLO激光分别经由构成共用光学系统的物镜130入射至被检眼12。在被检眼12反射的SLO激光经由物镜130、水平扫描部142、中继透镜装置140、分光器147及垂直扫描部120入射至SLO单元18。另外，经由被检眼12后的OCT测定光经由物镜130、水平扫描部142、中继透镜装置140、分光器147、垂直扫描部148、焦点调整装置150及准直透镜156入射至OCT单元20。

适合用作水平扫描部142及垂直扫描部120、148的部分的示例包括共振扫描器、扫描振镜(galvanometer mirror)、多面反射镜、旋转镜、道威棱镜、双道威棱镜、旋转棱镜、MEMS扫描镜、声光元件(AOM)等。在本实施方式中，使用扫描振镜作为垂直扫描部148，并使用多面反射镜作为垂直扫描部120。此外，在使用MEMS扫描镜等二维光学扫描器代替多面反射镜和扫描振镜等光学扫描器的情况下，由于能够利用其中的反射元件对入射光进行二维角度扫描，所以也可以省略中继透镜装置140。

物镜130从水平扫描部142侧起依次具备第一透镜组134和第二透镜组132。至少第二透镜组132是整体上具有正屈光力的正透镜组。在第一实施方式中，第一透镜组134也是整体上具有正屈光力的正透镜组。第一透镜组134及第二透镜组132分别包括至少一个正透镜。在第一透镜组134及第二透镜组132分别包括多个透镜的情况下，只要第一透镜组134及第二透镜组132分别整体上具有正屈光力，则这些透镜组也可以分别包括负透镜。

构成物镜130的第一透镜组134和第二透镜组132由物镜的透镜面间的光轴上的最大空气间隔隔开。此外，在第一透镜组134与第二透镜组132之间的位置可以存在不具有屈光力的玻璃板。该玻璃板不被认为是属于第一透镜组134及第二透镜组132中的任一方的透镜，第一透镜组134与第二透镜组132由最大空气间隔隔开。

摄影光学系统116A包括前眼部观察用光学模块136和传感器130S，其中，前眼部观察用光学模块136作为能够插入至物镜130的光路中且能够从该光路移除的光学模块，传感器130S检测光学模块136的插入/移除状态。如之后详述的那样，在第一实施方式中，在光学模块136未配置于物镜130的光路中的情况下，作为观察光学系统而构成后眼部观察光学系统300(同时参照图3)，眼科装置110由此获取被检眼12的后眼部的图像。另一方面，在光学模块136插入至物镜130的光路中的情况下，作为观察光学系统而构成前眼部观察光学系统400(同时参照图4)，眼科装置110由此获取被检眼12的前眼部的图像。如之后详述的那样，在第一实施方式中，光学模块136由操作人员(例如眼科医生)手动或自动地插入至观察光学系统的光路中或从该光路移除。光学模块136通过沿着未图示的轨道移动、或者通过未图示的转台的旋转移动而插入至第一透镜组134与第二透镜组132之间的光路中或从该光路移除。用于对前眼部观察用光学模块136的插入/移除状态进行检测的传感器130S既可以是对光学模块136已插入到摄影光学系统的情况和光学模块136已从摄影光学系统移除的情况中的某一种情况进行检测的传感器，也可以是能够检测两种情况的传感器。

后眼部观察光学系统300是本公开技术的“第一观察光学系统”及“眼底观察光学系统”的例子。前眼部观察光学系统400是本公开技术的“第二观察光学系统”及“前眼部观察光学系统”的例子。

以下，在本实施方式中，将前眼部观察用光学模块136未配置于摄影光学系统的光路中而观察被检眼12时的状态称为后眼部观察模式(第一模式)。另外，以下，将光学模块136配置于摄影光学系统的光路中而观察被检眼12时的状态称为前眼部观察模式(第二模式)。

如图2所示，摄影光学系统116A还包括与前眼部观察用光学模块136不同的光学模块138。光学模块138主要在后眼部观察模式下使用，因此以下称为后眼部观察用光学模块138。虽未图示，但后眼部观察用光学模块138包括具有固视灯(fixation light)、摄像头及照明装置的光学模块壳体138H、及分光器178。分光器178配置在物镜130与水平扫描部142之间，更具体而言，配置在第一透镜组134与水平扫描部142之间的光路中。

接着，参照图3及图4来说明后眼部观察模式及前眼部观察模式的各模式下的摄影光学系统116A的结构。图3表示后眼部观察模式下的后眼部观察光学系统300。前眼部观察用光学模块136被从物镜130的光路移除。图4表示前眼部观察模式下的前眼部观察光学系统400。前眼部观察用光学模块136插入至物镜130的光路中，具体而言插入至水平扫描部142侧的第一透镜组134与被检眼侧的第二透镜组132之间的光路中。在后眼部观察光学系统300(图3)中，示出了以下的光线情况：从表示水平扫描部142的扫描面提供的平行光束的在三个角度的平行光束穿过两个正透镜组(第一透镜组134及第二透镜组132)而聚焦于被检眼12的眼底12A。另外，在前眼部观察光学系统400(图4)中，示出了以下的光线情况：从水平扫描部142提供的同样的在三个角度的平行光束通过两个正透镜组(第一透镜组134及第二透镜组132)和插入至这两个正透镜组之间的光学元件(详情后述的负透镜162)而聚焦于被检眼12的角膜。

在后眼部观察光学系统300中，如图3及图2所示，垂直扫描部120、148及水平扫描部142以与被检眼12的瞳孔位置Pp共轭的方式配置。在SLO光学系统中，由垂直扫描部120及水平扫描部142扫描的SLO激光穿过物镜130并以被检眼12的瞳孔位置Pp位于中心的方式被进行二维角度扫描。其结果是，SLO激光的聚焦点在眼底12A被二维扫描。与此同样地，在OCT光学系统中，由垂直扫描部148及水平扫描部142扫描的测定光穿过物镜130并以被检眼12的瞳孔位置Pp位于中心的方式被进行二维角度扫描。其结果是，测定光的聚焦点在眼底12A被二维扫描。在使用后眼部观察光学系统300获取图像的后眼部观察模式下，由SLO单元18获取眼底二维图像，并由OCT单元20获取眼底断层图像。如后所述，在OCT单元20获取眼底断层图像的期间内，SLO单元18连续地依次获取眼底二维图像。

在前眼部观察光学系统400中，如图4所示，前眼部观察用光学模块136插入至物镜130的光路中、具体为构成物镜130的正屈光力(折射力)的第一透镜组134与正屈光力的第二透镜组132之间的光路中。光学模块136包括透镜等内部光学元件。本实施方式中的光学元件是具有负屈光力并用作切换透镜的透镜162。透镜162配置在物镜130的光轴上，且透镜162作为用于将后眼部观察光学系统300切换成前眼部观察光学系统400的切换透镜发挥作用。以下，透镜162有时被称为负透镜162，有时被称为切换透镜162。在负透镜162插入至物镜130的光路中的情况下，水平扫描部142的扫描位置与被检眼12的瞳孔位置Pp不共轭，来自水平扫描部142的扫描位置的平行光聚焦于前眼部。从负透镜162通过的光束的直径小于从第一透镜组134及第二透镜组132分别通过的光束的直径。因此，负透镜162的有效直径小于构成物镜130的透镜组的有效直径。负透镜162比第一透镜组134及第二透镜组132小，使得使光学模块136更紧凑。此外，作为光学元件并不限定于使用负透镜162，也可以使用例如菲涅尔透镜、DОE(Diffractive Optical Element：衍射光学元件)等光学部件来代替负透镜162。另外，如图3及图4所示，在前眼部观察用光学模块136中内置有在进行前眼部观察时使用的眼动追踪模块160和分色镜161。由SLO单元依次获取的多个SLO图像被用作使用内置在前眼部观察用光学模块136中的眼动追踪模块160进行OCT拍摄时的眼动追踪用图像。

眼动追踪模块160还包括未图示的固视灯、摄像头及照明装置。

接着，对后眼部观察模式及前眼部观察模式下的光学结构进行说明。图5的上图示意性地示出了后眼部观察模式(第一模式)下的后眼部观察光学系统。前眼部观察用光学模块136未插入物镜130的光路中。图5的下图示意性地示出了前眼部观察模式(第二模式)下的前眼部观察光学系统。内置有负切换透镜162的光学模块136插入至物镜130的光路中。此外，为了便于说明，在前眼部观察光学系统的概要图中作为光学模块136仅示出了切换透镜162。

对后眼部观察光学系统(图5上图)进行说明。在后眼部观察光学系统(图5上图)中，构成物镜130的多个透镜组、即正第一透镜组134和正第二透镜组132形成无焦系统，且水平扫描部142的扫描中心(图中的Ps)与被检眼12的瞳孔位置Pp共轭。在该配置中，d＝f1+f2，其中f1、f2为第一透镜组134和第二透镜组132各自的焦距，d为第一透镜组134与第二透镜组132之间的距离(组间间隔)。

放大率β定义为：

β＝－f2/f1。

在第一实施方式的后眼部观察模式(第一模式)下，水平扫描部142的扫描位置Ps与被检眼12的瞳孔位置Pp共轭。来自水平扫描部142的扫描位置Ps的平行光从被检眼12的瞳孔位置Pp以规定角度大致作为平行光而通过，并通过被检眼12而聚焦于眼底12A。从OCT单元20射出的测定光的在眼底12A的聚焦位置依赖于垂直扫描部120的扫描位置、及水平扫描部142的扫描位置(Ps)处的扫描角度来决定。由此，能够在眼底12A的拍摄和观察中设定所希望的扫描位置和扫描范围。

接着，对前眼部观察光学系统(图5下图)进行说明。在该观察光学系统中，前眼部观察用光学模块136的切换透镜162插入至物镜130的光路中。

在前眼部观察模式(第二模式)下，作为负透镜的切换透镜162插入至第一透镜组134与第二透镜组132之间。在前眼部观察模式(第二模式)下，水平扫描部142的扫描位置Ps与被检眼12的瞳孔位置Pp不共轭，且来自水平扫描部142的扫描位置Ps的平行光聚焦于前眼部。从OCT单元20射出的测定光的在前眼部的聚焦位置依赖于扫描部的位置(Ps)处的扫描角度来决定。由此，能够进行前眼部观察。

在此，对前眼部观察模式(第二模式)下的切换透镜162的配置进行说明。f3表示切换透镜162的焦距，x表示第一透镜组134与切换透镜162之间的距离，S3表示来自扫描位置Ps的平行光入射至第一透镜组134的情况下的切换透镜162的物距，S3’表示切换透镜162的像距。此外，图中的像位置P3’是来自扫描位置Ps的平行光入射至第一透镜组134的情况下的基于切换透镜162的扫描位置Ps的像位置、即基于切换透镜的扫描位置Ps的共轭位置，像位置P3’与被检眼12的瞳孔位置Pp共轭。

从与切换透镜162有关的成像公式可以得出：

【数学式1】

从S3＝f1－x可以得出：

【数学式2】

接着，关于第二透镜组132也是同样的，S2表示来自扫描位置Ps的平行光入射至第一透镜组134的情况下的第二透镜组132的物距，S2’表示像距，从与第二透镜组132有关的成像公式可以得出：

【数学式3】

此外，S2’实质上是第二透镜组132与被检眼12的距离、即所谓的工作距离WD(Working Distance)。另外，从图5可知，

S2＝S3’+d－x。

因此，

【数学式4】

将式(1)代入式(2)可以得出：

【数学式5】

针对x整理上述式(3)可以得出以下公式。

【数学式6】

当确定了切换透镜162的焦距f3时，能够利用该式(4)求出位置x的值。

此外，在两个正的第一透镜组134与第二透镜组132之间的光为平行光的情况下，f2＝S2’。因此，从式(3)变成下述简单的关系式(5)。

x＝f1+f3···(5)

通过近似，能够采用切换透镜162根据该关系式(5)而配置在第一透镜组134与第二透镜组132之间的结构。该关系式(5)适用于两个正的第一透镜组134和第二透镜组132构成完美的无焦系统、且两组之间的光是完美的平行光的情况，因此可以说是理想的结构。实际上，显然应通过适当的像差计算而适当选择各透镜的形状、厚度和折射率等，以将两个透镜组设为大致平行的系统，并在后眼部观察模式(第一模式)和前眼部观察模式(第二模式)中均实现恰当的像差构造。

在第一实施方式中，如图5所示，不管是在后眼部观察模式(第一模式)中还是在前眼部观察模式(第二模式)中，第二透镜组132与被检眼12之间的距离(工作距离WD)都不会改变。因此，无需根据各观察模式的变更而重新调整被检眼12与摄影光学系统116A的对准，因此无需迫使检测对象移动。由于能够顺利且迅速地在前眼部拍摄与后眼部拍摄之间进行切换，所以能够缩短一系列拍摄所需的时间。除此之外，由于切换透镜162是小型的，所以也能够以简单且紧凑的机构实现插入/移除切换透镜162的机构。

在以上所说明的第一实施方式的眼科装置110中，使用前眼部观察用光学模块136，从而能够提供一种利用一个眼科装置获取被检眼12的后眼部及前眼部这两者的三维图像数据的装置。

另外，第一实施方式的眼科装置110能够通过将前眼部观察用光学模块136插入至构成物镜130的第一透镜组134与第二透镜组132之间的光路中或从该光路中移除，而在后眼部观察光学系统与前眼部观察光学系统之间进行切换。因此，物镜130(尤其是第二透镜组132)与被检眼12之间的工作距离WD在各个光学系统(300、400)中不会改变。由此，由于无需重新进行被检眼12与摄影光学系统116A的对准，所以能够顺利地在后眼部观察模式与前眼部观察模式之间进行切换。

另外，在第一实施方式的眼科装置110中，前眼部观察用光学模块136的光学元件是有效直径比物镜130(第一透镜组134及第二透镜组132)的有效直径小的小型透镜，从而能够使光学模块136更紧凑。因此，能够在后眼部观察用光学系统与前眼部观察光学系统之间简单地进行切换。

上述特征使得在第一实施方式中能够提高眼科装置110的便利性。

接着，对第一实施方式的变形例进行说明。

第一实施方式包括负透镜作为切换透镜162，但本公开技术并不限定于此。切换透镜162也可以是具有正屈光力的透镜(正透镜)。图6中示出了作为切换透镜162而具备正透镜的摄影光学系统116B中的作为主要部分的物镜的概要光学结构。在该情况下，如图6所示，与水平扫描部142的扫描位置Ps共轭的位置Pc位于第二透镜组132附近。图6是成为拍摄前眼部的状态的前眼部观察模式下的前眼部摄影光学系统的光学结构，与前述图5的下图对应。在该结构中，成为拍摄后眼部的状态的后眼部观察模式(第一模式)的光学结构与图5的上图(后眼部观察光学系统300)对应。在图6中，与图5同样地将透镜组表示为薄系统，并示意性地示出了来自水平扫描部142的扫描位置Ps的在三个角度的平行光束聚焦于被检眼的前眼部的情况。

在第一实施方式中，操作人员手动将前眼部观察用光学模块136从摄影光学系统116A的光路移除或手动将该光学模块136插入至该光路中，但本公开技术并不限定于此。例如，可以具备自动地将前眼部观察用光学模块136从光路移除或自动地将该光学模块136插入该光路中的机构。在接通了未图示的后眼部断层图像生成按钮的情况下或在接通了未图示的前眼部断层图像生成按钮的情况下，CPU16A可以控制该机构以自动地将前眼部观察用光学模块136从光路移除或自动地将该光学模块136插入至光路中。

在第一实施方式中，物镜130、水平扫描部142及中继透镜装置140从被检眼12起依次设置以用作由SLO用光学系统及OCT用光学系统共用的共用光学系统，但本公开技术并不限定于此。也可以代替由SLO用光学系统及OCT用光学系统共用水平扫描部142的结构而在各个光学系统中设置水平扫描部及垂直扫描部。

第二实施方式

接着，对第二实施方式进行说明。第二实施方式的结构与第一实施方式大致相同，因此对相同部分标注相同的附图标记并省略其说明，主要对不同部分进行说明。

图7中示出了第二实施方式的摄影光学系统116C中的作为主要部分的物镜的概要光学结构。摄影光学系统116C在以下方面与第一实施方式的摄影光学系统116A不同。

插入摄影光学系统116C的切换透镜162并非以能够插入至构成物镜130的第一透镜组134与第二透镜组132之间或从中移除的方式、而是以能够插入至第一透镜组134与水平扫描部142之间或从中移除的方式配置。如图7所示，示出了前眼部观察模式下的使用具有正屈光力的透镜作为切换透镜162的前眼部观察光学系统的结构。与水平扫描部142的扫描位置Ps共轭的位置Pc位于第一透镜组134与第二透镜组132之间。

用于眼底拍摄的后眼部观察模式下的后眼部观察光学系统与图5的上图相似。在图7的结构中，通过插入切换透镜162，来自水平扫描部142的平行光束的扫描光能够聚焦于被检眼12的前眼部附近。但是，为了完全聚焦于被检眼的前眼部，如图8所示，控制聚焦装置、例如图2所示的焦点调整装置150将入射至扫描部的光束转换成适当聚焦的光，以使得能够恰当地聚焦于被检眼12的前眼部的所需位置。

接着，对第二实施方式的变形例进行说明。在第二实施方式中使用具有正屈光力的透镜作为切换透镜162，但本公开技术并不限定于此。也可以使用负透镜作为切换透镜162。图9表示具备具有负屈光力的透镜作为切换透镜162的摄影光学系统116D的例子。图9表示将具有负屈光力的透镜用作切换透镜162并插入至水平扫描部142的扫描位置Ps与物镜130的第一透镜组134之间而拍摄前眼部的状态下的前眼部观察模式(第二模式)的结构中的光线的情况。如图所示，从水平扫描部142的中心入射的平行光束通过切换透镜162、具有正屈光力的第一透镜组134及具有正屈光力的第二透镜组132而聚焦于被检眼12的作为前眼部的角膜。在该前眼部观察模式(第二模式)下，通过作为具有负屈光力的透镜的切换透镜162而在水平扫描部142的扫描位置Ps与负切换透镜162之间形成水平扫描部142的位置Ps的虚像Pv。通过由具有负屈光力的透镜162、第一透镜组134及第二透镜组132构成的合成光学系统，与水平扫描部142的扫描位置Ps共轭的位置Pc形成在被检眼12的内部，但并不限于此。当然，通过将切换透镜162从在图9所示的前眼部观察模式(第二模式)的结构中移除，可以实现与图5的上部图所示的结构相同的后眼部观察模式(第一模式)。

第三实施方式

接着，对第三实施方式进行说明。关于第三实施方式的结构，对与表示第一实施方式的图5对应的部分标注相同的附图标记并省略其说明，主要对不同部分进行说明。

首先，在第一实施方式至第二实施方式的变形例中，物镜130由两个分别具有正屈光力的透镜组构成，但本公开技术并不限定于此。设置在水平扫描部142侧、即扫描位置Ps侧的第一透镜组134也可以由具有负屈光力的透镜组构成。

如图10所示，第三实施方式的摄影光学系统116E包括具有负屈光力的第一透镜组134N来代替第一实施方式的摄影光学系统116A中的具有正屈光力的第一透镜组134。在图10的上图中，示出用于前眼部拍摄的前眼部观察模式下的前眼部观察光学系统的结构，在图10的下图中，示出通过切换透镜的插入而用于后眼部拍摄的后眼部观察模式下的后眼部观察光学系统的结构，两结构均使用薄系统示出。

首先，在图10的上图所示的结构中，通过由具有负屈光力的第一透镜组134N和具有正屈光力的第二透镜组132这两组构成的物镜，来自水平扫描部142的扫描位置Ps的平行光束聚焦于被检眼12的瞳孔位置Pp。该状态是切换透镜162从光路移除后的状态。图10的下图所示的结构示出后眼部观察模式下的后眼部观察光学系统的结构，并示出具有正屈光力的切换透镜162插入至物镜的具有负屈光力的第一透镜组134N与具有正屈光力的第二透镜组132之间的光路中的状态。在该状态下，通过由具有负屈光力的第一透镜组134N、具有正屈光力的切换透镜162和具有正屈光力的第二透镜组132的合成系统，从水平扫描部142的扫描位置Ps提供的平行光束在被检眼的瞳孔位置Pp处成为平行光束，从而整体构成无焦系统。水平扫描部142的扫描位置Ps与被检眼12的瞳孔位置Pp构成为彼此共轭，被检眼12的瞳孔位置Pp处的平行光束根据扫描部对光束的角度扫描而被角度扫描，并且聚焦光在眼底进行扫描。此外，在图10的下图中仅示出了光学模块136中的切换透镜162。在此，与眼底共轭的位置用虚线Cr表示，与被检眼眼底共轭的位置形成在所插入的具有正屈光力的透镜162与具有正屈光力的第二透镜组132之间。

在该第三实施方式的摄影光学系统中，在未插入光学模块136的图10的上图所示的状态下能够进行前眼部的拍摄，在插入有光学模块136的图10的下图所示的状态下能够进行后眼部的拍摄。因此，该情况下的光学模块136是后眼部用切换模块。

在以上所说明的第一实施方式、第一实施方式的变形例、第二实施方式的变形例及第三实施方式中，也可以如第二实施方式那样进行焦点调整。另外，在各例中，也可以如前述那样利用自动对焦进行焦点调整。另外，焦点调整也可以通过使与物镜的第二透镜组132相比更靠光源侧的光学系统的至少一个元件、例如物镜的第一透镜组134、切换透镜162或透镜144、146等移动来进行。采用以上的实施方式具有上述的显著的优点，即，能够在不使被检眼12的位置从生成后眼部的断层图像时的位置偏移的情况下生成前眼部的断层图像，反之，在从生成前眼部的断层图像切换成生成后眼部的断层图像时完全不需要改变被检眼的位置。

进一步的变形例

除了以上所说明的示例外，还可以采用以下结构：准备屈光力不同的多个切换透镜等光学元件，根据预先获取的前眼部(例如角膜)的形状，将多个光学元件中的光学元件切换成能够使光相应于角膜的形状等更好地聚焦于角膜位置的光学元件。

除了以上所说明的示例外，还可以采用以下结构：根据前眼部(例如角膜)的形状，不仅能够使切换透镜等光学元件的插入位置切换在第一透镜组134与第二透镜组132之间的位置或在水平扫描部142与第一透镜组134之间的位置，还能从屈光力不同的多个切换透镜等光学元件中选择不同屈光力的光学元件，并将其插入至合适的切换位置。

另外，在以上所说明的各例中，不管是在后眼部观察模式(第一模式)下还是在前眼部观察模式(第二模式)下，都是利用一个检测器检测干涉光，但本公开技术并不限定于此。例如，也可以具备检测能力不同的两个检测器，在后眼部观察模式(第一模式)下使用两个检测器中的一个检测器检测干涉光，在前眼部观察模式(第二模式)下使用两个检测器中的另一个检测器检测干涉光。

附图标记说明

110：眼科装置

17：图像处理装置

20C：第一光耦合器

40、42、44、46：光源

70、72、74、76：光检测元件

20B：传感器

132：第二透镜组

134：第一透镜组

142：水平扫描部

148：垂直扫描部

162：切换透镜

300：后眼部观察光学系统

400：前眼部观察光学系统。

Claims (10)

1.一种眼科装置，具备：

扫描部件，其用于扫描从光源射出的光；

物镜，其从所述扫描部件侧起依次具备第一透镜组和第二透镜组，所述第二透镜组是具有正屈光力的透镜组；和

光学元件，其能够插入至所述物镜的所述第二透镜组与所述扫描部件之间的光路中或从该光路移除，

在所述光学元件未插入至所述光路中的情况下，所述物镜构成第一观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于被检眼的第一区域，

在所述光学元件插入至所述光路中的情况下，所述物镜及所述光学元件构成第二观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于所述被检眼的与所述第一区域不同的第二区域。

2.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，

所述物镜的所述第一透镜组是具有正屈光力的透镜组，

所述第一观察光学系统构成无焦系统的眼底观察光学系统，所述第一区域是所述被检眼的后眼部，

所述第二观察光学系统构成前眼部观察光学系统，所述第二区域是所述被检眼的前眼部。

3.根据权利要求1或2所述的眼科装置，其中，

所述光学元件能够插入至所述第二透镜组与所述第一透镜组之间或从所述第二透镜组与所述第一透镜组之间移除。

4.根据权利要求1或2所述的眼科装置，其中，

所述光学元件能够插入至所述扫描部件与所述第一透镜组之间或从所述扫描部件与所述第一透镜组之间移除。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的眼科装置，其中，

所述光学元件是具有正屈光力的透镜或具有负屈光力的透镜。

6.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，

所述物镜的所述第一透镜组是具有负屈光力的透镜组，

所述第一观察光学系统构成前眼部观察光学系统，所述第一区域是所述被检眼的前眼部，

所述第二观察光学系统构成无焦系统的眼底观察光学系统，所述第二区域是所述被检眼的后眼部。

7.根据权利要求6所述的眼科装置，其中，

所述光学元件是具有正屈光力的透镜，且能够插入至所述第二透镜组与所述第一透镜组之间或从所述第二透镜组与所述第一透镜组之间移除。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的眼科装置，其中，

还具备聚焦透镜，该聚焦透镜调整从所述光源射出的所述光在光轴方向上的聚焦位置。

9.一种光学断层图像生成装置，具备：

光源，其产生用于光学相干断层扫描(OCT)的光；

分割部，其将来自所述光源的光分割成测定光和参照光；

扫描部件，其用于扫描所述测定光；

物镜，其从扫描部件侧起依次具备第一透镜组和第二透镜组，所述第二透镜组是具有正屈光力的透镜组；

光学元件，其能够插入至所述物镜的所述第二透镜组与所述扫描部件之间的光路中或从该光路移除；

干涉光检测器，其检测通过来自被检眼的返回光与所述参照光的合成而得到的干涉光；和

图像生成部，其基于由所述干涉光检测器检测出的所述干涉光而生成所述被检眼的断层图像，

在所述光学元件未插入至所述光路中的情况下，所述物镜构成第一观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于所述被检眼的第一区域，

在所述光学元件插入至所述光路中的情况下，所述物镜及所述光学元件构成第二观察光学系统，由所述扫描部件扫描的光聚焦于所述被检眼的第二区域。

10.根据权利要求9所述的光学断层图像生成装置，其中，

还具备：

激光光源，其产生用于激光扫描检眼镜(SLO)的激光；和

激光检测器，其检测在所述被检眼的眼底反射的激光，

所述激光经由所述物镜被照射至所述被检眼的眼底。

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