JP2020116170A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質の良い被検眼の前眼部の画像を取得できるようにして、装置と被検眼とのアライメントを精度良く行える仕組みを提供する。【解決手段】光路Ｌ１のＯＣＴ光学系（測定光学系）の少なくとも一部を共用する光路Ｌ３の観察光学系において、アライメントが適切に行われた状態で被検眼Ｅの前眼部Ｅａの中間像を生成する結像レンズ１０９と、当該中間像の発生位置に配置され、観察光学系の観察光束を分割するフレネルプリズムを有するプリズム付レンズ１１０と、当該中間像をＣＣＤカメラ１１２の観察面に導くリレーレンズ１１１とを含み構成し、結像レンズ１０９によって、ＯＣＴ光学系（測定光学系）と共用された光学系における球面収差を補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、被検眼の測定を行う眼科装置に関するものである。

現在、多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）による光断層画像撮像装置（以下、「ＯＣＴ装置」と記載する）は、測定対象の断層画像を高解像度に得ることができる装置であり、例えば眼科装置として網膜の専門外来では必要不可欠な装置になりつつある。

このＯＣＴ装置では、低コヒーレント光である測定光を被検眼に照射し、その被検眼からの後方散乱光を、干渉系または干渉光学系を用いることで高感度に測定することができる。また、ＯＣＴ装置は、例えば、上述した測定光を被検眼の眼底上でスキャンすることで、被検眼の眼底における網膜の断層画像を取得することができ、網膜の眼科診断等において広く利用されている。

また、一般的に、眼科装置においては、撮像を行う際に、測定光学系を含む光学ヘッド部を被検眼に対して精度良くアライメントし、かつ被検眼に対して適正な合焦を行うことが重要である。この点に関して、例えば、特許文献１には、被検眼の角膜にアライメント指標を投影し、その反射光を分割して撮像素子で撮像し、分割されたアライメント指標像の位置から装置と被検眼との相対位置を検出し、位置合わせを行う眼科装置が記載されている。また、特許文献２には、測定光路と前眼部観察光路とをダイクロイックミラーで分離し、分離された前眼部観察光路の光学系に、被検眼の前眼部観察画像を分割するイメージスプリットプリズムを配置し、検者が、モニタに映し出されたイメージスプリットされた前眼部観察画像を観察することによって、装置と被検眼との位置合わせを行う眼科装置が記載されている。

特開２０１０−１６２４２４号公報 特開２０１３−１３５９６４号公報

特許文献１では、被検眼の角膜にアライメント指標を投影する手段を必要とする。また、被検眼によっては、角膜に対して瞳孔が偏心している場合も少なくなく、角膜に投影されたアライメント指標像を基に位置合わせを行うと、装置の光軸と被検眼の瞳孔とが必ずしも一致せず、特に被検眼の瞳孔径が小さい場合には、測定光束が瞳孔によってけられてしまう恐れがある。

また、特許文献２では、イメージスプリットプリズムの屈折の作用により発生する特別な収差に対する配慮については言及がなく、画質が劣化のリスクが否めない。一般に患眼を撮像することを想定すると、例えば、小瞳孔眼では被検眼の眼底の撮像のために瞳孔を通過する照明光束、撮像光束の径に対して十分な余裕が取れないため、より瞳孔中心を狙って、また、白内障眼では被検眼水晶体の混濁の無い隙間を狙って、装置を注意深くアライメントする必要が生ずる。したがって、アライメントを行うために利用する前眼部観察画像に十分な画質を維持しなくてはならない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、画質の良い被検眼の前眼部の画像を取得できるようにして、装置と被検眼とのアライメントを精度良く行える仕組みを提供することを目的とする。

本発明の眼科装置は、被検眼に照射した測定光の当該被検眼からの戻り光を用いて、被検眼情報を得る測定光学系と、前記測定光学系の少なくとも一部を共用し、かつ前記測定光学系に設けられた第１の光束分割手段によって分岐した光路に設けられ、前記被検眼の前眼部を観察する観察光学系と、前記測定光学系および前記観察光学系を含む光学ヘッド部と前記被検眼とのアライメントを行うアライメント手段と、を有し、前記観察光学系は、前記アライメントが適切に行われた状態で、前記前眼部の中間像を生成する結像レンズと、前記中間像の発生位置に配置され、当該観察光学系の観察光束を分割する第２の光束分割手段と、前記中間像を観察面に導くリレーレンズと、を含み構成されており、前記結像レンズは、前記測定光学系と前記共用された光学系における球面収差を補正する。

本発明によれば、画質の良い被検眼の前眼部の画像を取得することができ、その結果、装置と被検眼とのアライメントを精度良く行うことが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る眼科装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す被検眼の眼底に測定光を照射し、図１に示すＸスキャナを制御して被検眼の眼底をＸ方向にスキャンを行っている様子を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す表示部に表示された前眼部観察画像、眼底２次元画像及びＢスキャン画像である眼底断層画像の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すプリズム付レンズの概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る眼科装置において、ＸＹＺ方向のアライメントが適切になされた状態でのＸＺ平面における前眼部観察系のレンズ配置及び光路を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すＣＣＤカメラによって撮像される前眼部観察画像の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図５に示す結像レンズとプリズム付レンズの付近の光束の振舞いを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る眼科装置において、ＸＹＺ方向のアライメントが適切になされた状態でのＸＺ平面における前眼部観察系のレンズ配置及び光路を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す表示部に表示される前眼部観察画像の一例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

＜眼科装置の概略構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る眼科装置１０の概略構成の一例を示す図である。具体的に、図１では、眼科装置１０として、ＯＣＴ装置を適用した例を示している。また、図１では、眼科装置１０を側面から見た図を示しており、さらに、被検眼Ｅの深さ方向をＺ方向とし、このＺ方向に直交するＸ方向及びＹ方向を表すＸＹＺ座標系を図示している。

眼科装置１０は、被検眼Ｅを検査する装置であり、図１に示すように、光学ヘッド部１１、分光器１２、制御部１３、入力部１４、及び、表示部１５を有して構成されている。

まず、光学ヘッド部１１の内部の構成について説明する。
光学ヘッド部１１では、被検眼Ｅに対向して対物レンズ１０１−１が配置されている。そして、その光軸上で、第１ダイクロイックミラー１０２及び第２ダイクロイックミラー１０３によって、ＯＣＴ光学系の光路Ｌ１、眼底観察用・固視灯用の光路Ｌ２、及び、前眼部観察用の光路Ｌ３に、光の波長帯域ごとに分岐される。

光路Ｌ２には、レンズ１０１−２、レンズ１０７、レンズ１０８、第３ダイクロイックミラー１０４、ＣＣＤカメラ１０５及び固視灯１０６が配置されている。具体的に、光路Ｌ２では、第３ダイクロイックミラー１０４によって、眼底観察用のＣＣＤカメラ１０５の光路と固視灯１０６の光路に、上記と同じく、光の波長帯域ごとに分岐される。また、レンズ１０７は、固視灯１０６による固視光及び不図示の眼底観察用の照明光の合焦調整のために、不図示のモータによって駆動される。ＣＣＤカメラ１０５は、この眼底観察用の照明光の波長、具体的には７８０ｎｍ付近の光に感度を持つものである。一方、固視灯１０６は、可視光である固視光を発生して被検者の眼（被検眼Ｅ）の固視を促すものである。

光路Ｌ３には、被検眼Ｅの前眼部Ｅａを観察する前眼部観察光学系が配置されている。具体的に、前眼部観察光学系は、光路Ｌ１におけるＯＣＴ光学系（測定光学系）の少なくとも一部を共用し、かつＯＣＴ光学系に設けられた第１ダイクロイックミラー１０２（第１の光束分割手段）によって分岐した光路Ｌ３に設けられている。より詳細に、前眼部観察光学系は、結像レンズ１０９、被検眼Ｅの前眼部Ｅａと共役な位置で光束を分割するイメージスプリットプリズムを有するプリズム付レンズ１１０、リレーレンズ１１１、及び、前眼部観察用の赤外線のＣＣＤカメラ１１２を含み構成されている。結像レンズ１０９は、被検眼Ｅの前眼部Ｅａの中間像を生成する結像レンズである。リレーレンズ１１１は、結像レンズで生成される前眼部Ｅａの中間像をＣＣＤカメラ１１２の観察面に導くリレーレンズである。ＣＣＤカメラ１１２は、前眼部Ｅａを照射可能な位置に配置される不図示の前眼部観察用光源からの照明光の波長、具体的には９７０ｎｍ付近の光に感度を持つものである。

光路Ｌ１には、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの断層画像を撮像するためのＯＣＴ光学系が配置されている。具体的に、ＯＣＴ光学系は、被検眼Ｅに照射した測定光の当該被検眼Ｅからの戻り光を用いて、被検眼情報を得る測定光学系である。より詳細に、このＯＣＴ光学系は、被検眼情報として、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの断層画像を形成するための干渉信号を得る測定光学系である。光路Ｌ１には、レンズ１０１−３、ミラー１１３、測定光を被検眼Ｅの眼底Ｅｆ上でＸ方向及びＹ方向に走査するためのＸスキャナ１１４−１及びＹスキャナ１１４−２が配置されている。さらに、光路Ｌ１には、レンズ１１５、レンズ１１６、光カプラー１１７、光源１１８、光ファイバー１１９−１〜１１９−４、ミラー（参照ミラー）１２０、分散補償用ガラス１２１、レンズ１２２が配置されている。レンズ１１５は、光カプラー１１７に接続されている光ファイバー１１９−２から出射する光源１１８からの測定光を被検眼Ｅの眼底Ｅｆ上に合焦調整をするために、不図示のモータによって駆動される。この合焦調整によって、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに照射した測定光の戻り光は、同時に、光ファイバー１１９−２の先端にスポット状に結像されて入射されることとなる。光ファイバー１１９−１〜１１９−４は、光カプラー１１７に接続されて一体化しているシングルモードの光ファイバーである。

光源１１８は、例えば、代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。その光の中心波長は８５５ｎｍ程度であり、その光の波長バンド幅は約１００ｎｍである。ここで、波長バンド幅は、得られる断層画像の光軸方向の分解能に影響するため、重要なパラメータである。また、ここでは、光源１１８としてＳＬＤを用いる例を説明したが、本実施形態においては、低コヒーレント光が出射できる光源であればよく、例えば、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等も用いることができる。光源１１８による光の中心波長は、眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。また、光源１１８による光の中心波長は、得られる断層画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましい。双方の理由から、光源１１８による光の中心波長を８５５ｎｍ程度とした。

この光源１１８から出射された光は、光ファイバー１１９−１を通じて光カプラー１１７に到達し、光カプラー１１７において光ファイバー１１９−２側の測定光と光ファイバー１１９−３側の参照光とに分割される。そして、測定光は、上述したＯＣＴ光学系の光路を通じて、測定対象である被検眼Ｅの眼底Ｅｆに照射され、網膜による反射や散乱により同じ光路を通じて、その戻り光として光カプラー１１７に到達する。一方、参照光は、光ファイバー１１９−３、レンズ１２２、及び、測定光と参照光の分散を合わせるために挿入された分散補償用ガラス１２１を介して、ミラー１２０に到達し反射される。そして、参照光は、同じ光路を戻って、光カプラー１１７に到達する。光カプラー１１７では、測定光の戻り光と参照光とを合波して干渉光を発生させる。ここで、測定光の光路長と参照光の光路長とがほぼ同一となったときに干渉が生じる。ミラー１２０は、不図示のモータ及び駆動機構によって光軸方向に調整可能に保持され、被検眼Ｅによって変わる測定光の光路長に対して参照光の光路長を合わせることが可能となっている。そして、光カプラー１１７で発生した干渉光は、光ファイバー１１９−４を介して、分光器１２に導かれる。本実施形態においては、以上の構成によってマイケルソン干渉計を構成している。

なお、本実施形態では、干渉計として、マイケルソン干渉計を用いる例を説明したが、例えばマッハツェンダー干渉計を用いてもよい。例えば、測定光と参照光との光量差に応じて、光量差が大きい場合にはマッハツェンダー干渉計を用い、光量差が比較的小さい場合にはマイケルソン干渉計を用いることが望ましい。

続いて、分光器１２の内部の構成について説明する。
分光器１２は、レンズ１８１、回折格子１８２、レンズ１８３、及び、ラインセンサ１８４を有して構成されている。光ファイバー１１９−４から出射された干渉光は、レンズ１８１を介して略平行光となった後、回折格子１８２で分光され、レンズ１８３によってラインセンサ１８４に結像される。そして、ラインセンサ１８４は、当該結像された干渉光に基づいて、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの断層画像を形成するための干渉信号を生成する。

制御部１３は、例えば入力部１４から入力された情報に基づいて、眼科装置１０の動作を統括的に制御するとともに、各種の処理を行う。例えば、制御部１３は、光学ヘッド部１１及び分光器１２を制御して、ＣＣＤカメラ１１２の出力信号に基づく被検眼Ｅの前眼部Ｅａに係る前眼部観察画像や、ＣＣＤカメラ１０５の出力信号に基づく被検眼Ｅの眼底Ｅｆに係る眼底２次元画像、ラインセンサ１８４の出力信号（干渉信号）に基づく被検眼Ｅの眼底Ｅｆに係る眼底断層画像を生成する処理を行い、生成したこれらの画像を表示部１５に表示する制御を行う。

入力部１４は、制御部１３に対して各種の情報を入力する。

表示部１５は、制御部１３の制御に基づいて、各種の画像や各種の情報を表示する。例えば、表示部１５は、制御部１３で生成された前眼部観察画像や、眼底２次元画像、眼底断層画像を表示するとともに、眼科装置１０の状態を示す情報等を表示する。

＜断層画像の撮像方法＞
次に、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに係る眼底断層画像の撮像方法について説明する。
眼科装置１０は、制御部１３によってＸスキャナ１１４−１及びＹスキャナ１１４−２を制御することで、被検眼Ｅの眼底Ｅｆにおける所望部位の断層画像を撮像することができる。

図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す被検眼Ｅの前眼部Ｅａに測定光２０１を入射し、図１に示すＸスキャナ１１４−１を制御して被検眼Ｅの眼底ＥｆをＸ方向にスキャンを行っている様子を示す図である。この図２において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。また、図２には、図１に示すＸＹＺ座標系に対応するＸＹＺ座標系を図示している。具体的に、図２に示すＸＹＺ座標系は、ＸＹ平面に関して、図１に示すＸＹＺ座標系を９０度回転させたものとなっている。

そして、眼科装置１０では、被検眼Ｅの眼底ＥｆにおけるＸ方向の撮像範囲から所定の撮像本数の情報をラインセンサ１８４で撮像する。本実施形態では、制御部１３において、Ｘ方向のある位置で得られるラインセンサ１８４上の輝度分布をＦＦＴし、ＦＦＴで得られた線状の輝度分布を表示部１５に示すために濃度あるいはカラー情報に変換したものをＡスキャン画像と呼ぶ。そして、本実施形態においては、この複数のＡスキャン画像を並べた２次元の眼底断層画像をＢスキャン画像と呼ぶ。また、眼科装置１０では、１つのＢスキャン画像を構築するための複数のＡスキャン画像を撮像した後、Ｙ方向のスキャン位置を移動させて再びＸ方向のスキャンを行うことにより、複数のＢスキャン画像を得る。そして、眼科装置１０では、複数のＢスキャン画像、或いは複数のＢスキャン画像から構築した３次元断層画像を表示部１５に表示することで、検者が被検眼の診断に用いることができる。

図３は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す表示部１５に表示された前眼部観察画像３１０、眼底２次元画像３２０及びＢスキャン画像である眼底断層画像３３０の一例を示す図である。

前眼部観察画像３１０は、ＣＣＤカメラ１１２の出力信号を処理することによって得られた被検眼Ｅの前眼部Ｅａにおける２次元画像である。眼底２次元画像３２０は、ＣＣＤカメラ１０５の出力信号を処理することによって得られた被検眼Ｅの眼底Ｅｆにおける２次元画像である。眼底断層画像３３０は、眼底２次元画像３２０に図示されているライン３２１についてラインセンサ１８４で得られた出力信号を処理することによって得られた被検眼Ｅの眼底Ｅｆにおける断層画像である。

＜前眼部観察画像によるアライメント方法＞
図４は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すプリズム付レンズ１１０の概略図である。ここで、図４には、図１に示すＸＹＺ座標系に対応するＸＹＺ座標系を図示している。具体的に、図４に示すＸＹＺ座標系は、図１に示すＸＹＺ座標系と同じ座標系を示している。

プリズム付レンズ１１０は、図４に示すように、光軸の近傍の中心領域に半円形のフレネルプリズム１１０−１及び１１０−２が、Ｙ方向の上下に設けられている。具体的に、フレネルプリズム１１０−１及び１１０−２は、そのプリズムの偏向方向が対向するように設けられており、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のアライメントが適切になされた場合には被検眼Ｅの前眼部Ｅａと共役な位置となり、前眼部Ｅａの中間像に対するイメージスプリットプリズムとして作用する。より具体的に、フレネルプリズム１１０−１及び１１０−２は、観察光束の方向を変更する複数のプリズムで構成されたイメージスプリットプリズムである。そして、このフレネルプリズム１１０−１及び１１０−２は、被検眼Ｅの前眼部Ｅａにおける中間像の発生位置に配置され、光路Ｌ３における観察光学系の観察光束を分割する第２の光束分割手段を構成する。また、プリズム付レンズ１１０は、フレネルプリズム１１０−１及び１１０−２の反対側の面が球面となっており、被検眼Ｅの前眼部Ｅａに対してフィールドレンズの役目を果している。このため、背後に配置されるリレーレンズ１１１を小型化することが可能である。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る眼科装置１０において、ＸＹＺ方向のアライメントが適切になされた状態でのＸＺ平面における前眼部観察系のレンズ配置及び光路を示す図である。この図５において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。また、図５には、図１に示すＸＹＺ座標系に対応するＸＹＺ座標系を図示している。具体的に、図５に示すＸＹＺ座標系は、ＸＹ平面に関して、図１に示すＸＹＺ座標系を９０度回転させたものとなっている。このため、図５では、図４に示すフレネルプリズム１１０−１及び１１０−２のうち、フレネルプリズム１１０−１の部分のみが図示されている。

また、図６は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示すＣＣＤカメラ１１２によって撮像される前眼部観察画像３１０の一例を示す図である。以下、図５及び図６を用いた説明を行う。

図５（ｂ）には、被検眼Ｅの前眼部Ｅａの瞳孔領域を含む中央付近を撮像する光束、即ちフレネルプリズム１１０−１を経由する光束Ｌｂの光路を示している。眼科装置１０が被検眼Ｅに対して適切にアライメントされた状態では、被検眼Ｅの前眼部Ｅａの瞳孔、フレネルプリズム１１０−１、及び、ＣＣＤカメラ１１２の撮像面は、光学的に共役な位置となる。このため、リレーレンズ１１１に設けられた円形絞りで制限されるＣＣＤカメラ１１２に結像する前眼部Ｅａの光軸のごく近傍、即ち光軸からＹ方向にわずかに離れた光束Ｌｂは、一方のフレネルプリズム１１０−１により偏向され、対物レンズ１０１−１及び結像レンズ１０９の外周部に近い部分を通過する。また、光束Ｌｂは、被検眼Ｅの前眼部Ｅａ、フレネルプリズム１１０−１では、光軸のごく近傍（ＸＺ平面では光軸上）で結像し、プリズム付レンズ１１０以降のリレーレンズ１１１からＣＣＤカメラ１１２までの経路では、ほぼ光軸上（ＸＺ平面では光軸上）を通過する。したがって、この状態では、ＣＣＤカメラ１１２によって撮像される前眼部観察画像３１０は、図６（ａ）に示すように、フレネルプリズム１１０−１に基づく前眼部Ｅａの像（中間像）１１０−１'と、フレネルプリズム１１０−２に基づく前眼部Ｅａの像（中間像）１１０−２'とは、スプリットせずに観察される。なお、図５（ｂ）では、フレネルプリズム１１０−１と偏向方向が逆であるフレネルプリズム１１０−２を通過する光束は図示していないが、この状態では、ＸＺ平面で光軸に対称な光路を通る。図６（ａ）に示す像１１０−１'及び像１１０−２'は、それぞれ、前眼部Ｅａと共役な位置にあるフレネルプリズム１１０−１及び１１０−２の占める撮像領域を示している。

これに対して、光軸のＺ方向にアライメントがずれた状態の場合には、光束Ｌｂは、被検眼Ｅの前眼部ＥａにおいてＸＺ平面上でも光軸上でない位置となるため、ＣＣＤカメラ１１２の中心位置で撮像される瞳孔中心はＸ方向（左右）にずれた位置となる。この撮像位置の変位は、フレネルプリズム１１０−１及び１１０−２の占める撮像領域の全域で生ずるので、被検眼ＥがＺ方向に遠い場合に撮像される前眼部観察画像は図６（ｂ）に示す前眼部観察画像３１０となり、また、被検眼ＥがＺ方向に近い場合に撮像される前眼部観察画像は図６（ｃ）に示す前眼部観察画像３１０となり、どちらも前眼部観察画像３１０も、上下半分の被検眼Ｅの瞳孔が左右にずれた、いわゆるスプリットした画像として撮像されることになる。

さらに、眼科装置１０では、制御部１３において、ＣＣＤカメラ１１２によって撮像された上述の前眼部観察画像３１０を用いて画像処理により被検眼Ｅの瞳孔のエッジを検出すれば、瞳孔の中心位置からＸ−Ｙ方向の位置ずれ情報を得ることができ、Ｘ−Ｙ方向の位置が適切にアライメントされた際の瞳孔分離状態からＺ方向の位置ずれ情報を得ることができる。そして、本実施形態における眼科装置１０では、制御部１３において、このようにして取得した位置ずれ情報に基づいて、光学ヘッド部１１と被検眼Ｅとの位置関係が適切となるように、光学ヘッド部１１を不図示のＸＹＺステージを介して駆動する制御を行って、光学ヘッド部１１と被検眼Ｅとのアライメントを行う。このアライメントを行う制御部１３は、アライメント手段を構成する。

＜フレネルプリズムによる画質劣化のリスク＞
図５（ａ）には、フレネルプリズム１１０−１を経由しない光束、即ち被検眼Ｅの前眼部Ｅａの周辺領域を撮像する際の光束Ｌａの光路を示している。この場合、図５（ａ）に示す光束Ｌａは、図５（ｂ）に示すフレネルプリズム１１０−１を経由する光束Ｌｂに比べて、対物レンズ１０１−１及び結像レンズ１０９の比較的光軸の近傍を通過する。

この点、図５（ｂ）に示すフレネルプリズム１１０−１を経由する光束Ｌｂは、光束の幅が図５（ａ）に示す光束Ｌａとほぼ同等ではあるが、対物レンズ１０１−１及び結像レンズ１０９ではより外周部を通過するため、当該レンズで発生する球面収差の影響を受けやすい。

図７は、本発明の第１の実施形態を示し、図５に示す結像レンズ１０９とプリズム付レンズ１１０の付近の光束Ｌａ及び光束Ｌｂの振舞いを示す図である。この図７を用いて、上述した球面収差の影響を説明する。

図５と同様に、図７（ａ）に示す光束Ｌａは、プリズム付レンズ１１０のフレネルプリズム１１０−１の領域外に到達する光束であり、また、図７（ａ）に示す光束Ｌｂは、フレネルプリズム１１０−１の領域に到達する光束である。図７（ａ）に示すように、フレネルプリズム１１０−１を通らず、その偏向作用を受けない光束Ｌａは、結像レンズ１０９の比較的光軸に近い領域を通過するため、良好にプリズム付レンズ１１０の共役面上に結像している。一方で、フレネルプリズム１１０−１を経由する光束Ｌｂは、図５（ａ）に示す対物レンズ１０１−１及び図７（ａ）に示す結像レンズ１０９の外周部を通過するため、上述したように、当該レンズで発生する球面収差を発生しやすい状況にある。ここで大きな球面収差が発生すると、光束Ｌｂは、図７（ａ）に示すように、プリズム付レンズ１１０の共役面の手前で集光状態となって当該共役面上の中間像にボケが生ずることになる。このような中間像のボケ画質による劣化に基づき被検眼Ｅの瞳孔のエッジが不鮮明となるが、アライメントをマニュアルで行う場合、この画質の低下は、Ｚ方向のアライメントの目安となる瞳孔縁の視認性の悪化を招き、検者の操作性に影響が出る。また、本実施形態で想定しているように、前眼部観察系のオートアライメント制御を利用するような場合では、画像処理による瞳孔縁（瞳孔のエッジ）の検出精度、即ちアライメントの位置合わせ性能が、低下するリスクとなる。ここで、被検眼Ｅが小瞳孔眼や白内障眼の場合には、シビアなアライメント精度が必要となるが、この瞳孔のエッジの検出精度が低下すると、測定光のケラレが発生しやすく、結果として感度低下や測定範囲の狭い眼底断層画像となる可能性も生じてしまう。

＜球面収差補正レンズによる画質の維持＞
この点に鑑みて、本発明者は、図７（ｂ）に示すように、本実施形態で採用した図７（ａ）に示す結像レンズ１０９の一形態として、結像レンズ１０９−１'及び結像レンズ１０９−２'の２枚構造の結像レンズ群を想到した。この図７（ｂ）に示す結像レンズ１０９−１'及び結像レンズ１０９−２'は、光束Ｌａ'のプリズム付レンズ１１０への結像を好適にすると同時に、その外周部を通過する光束Ｌｂ'に対しても、上述した球面収差（例えば、ＯＣＴ光学系と共用された光学系である対物レンズ１０１−１の球面収差）を適切に補正し、好適にプリズム付レンズ１１０の共役面上で中間像を結像する。この図７（ｂ）に示す場合、前眼部観察画像３１０の瞳孔や虹彩部のエッジが鮮明に描写されることになる。図７（ｂ）では、結像レンズ群を構成する結像レンズ１０９−１'及び結像レンズ１０９−２'のうち、２枚目の結像レンズ１０９−２'において、被検眼Ｅの側の第１面を凸面で構成し、プリズム付レンズ１１０の側の第２面を凹面で構成したメニスカスレンズ形状とした。なお、本実施形態においては、この図７（ｂ）に示す態様に限定されるものではなく、例えば、図７に示す結像レンズ１０９に、上述した球面収差を補正する非球面を構成した１枚の非球面レンズを採用してもよい。なお、球面収差の補正を行う別の方法として、例えば、対物レンズ１０１−１を利用することも当然選択肢の１つとなるが、対物レンズ１０１−１は、光路Ｌ１のみならず、他の役割を有する光路Ｌ２及び光路Ｌ３も共用していることから、光路Ｌ１における前眼部観察系に特有に発生するこの球面収差の補正に用いることは、好適ではない。

第１の実施形態に係る眼科装置１０では、光路Ｌ１のＯＣＴ光学系（測定光学系）の少なくとも一部を共用する光路Ｌ３の観察光学系において、アライメントが適切に行われた状態で被検眼Ｅの前眼部Ｅａの中間像を生成する結像レンズ１０９と、当該中間像の発生位置に配置され、観察光学系の観察光束を分割するフレネルプリズム１１０−１及び１１０−２と、当該中間像をＣＣＤカメラ１１２の観察面に導くリレーレンズ１１１とを含み構成するようにしている。そして、結像レンズ１０９は、ＯＣＴ光学系（測定光学系）と共用された光学系における球面収差を補正するようにしている。
かかる構成によれば、画質の良い被検眼Ｅの前眼部Ｅａにおける前眼部観察画像を取得することができ、その結果、装置と被検眼とのアライメントを精度良く行うことが可能となる。例えば、被検眼Ｅが小瞳孔眼や白内障眼の場合であっても、精度良くアライメントができ、被検眼Ｅに瞳孔による測定光のケラレが軽減されるため、画質の劣化が軽減されたＯＣＴ画像を取得することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明では、上述した第１の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

上述した第１の実施形態では、被検眼Ｅの前眼部Ｅａを撮像する際の２つの光束の分割手段として、複数のフレネルプリズム１１０−１及び１１０−２で構成されたイメージスプリットプリズムを用いたが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。ここで、他の形態を第２の実施形態として以下に説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態に係る眼科装置１０において、ＸＹＺ方向のアライメントが適切になされた状態でのＸＺ平面における前眼部観察系のレンズ配置及び光路を示す図である。この図８において、図１及び図５と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。また、図８には、図５に示すＸＹＺ座標系に対応するＸＹＺ座標系を図示している。具体的に、図８に示すＸＹＺ座標系は、図５に示すＸＹＺ座標系と同じ座標系を示している。

図８に示すように、第２の実施形態に係る眼科装置１０では、一対のＣＣＤカメラ１１２ａ及び１１２ｂを設け、それぞれ、これらのＣＣＤカメラ１１２と結像レンズ１０９との間に、結像レンズ１０９（対物レンズ１０１−１も含みうる）の光軸に対して偏芯して配された一対のリレーレンズ群１１１ａ及び１１１ｂを配置する形態となっている。即ち、第２の実施形態では、被検眼Ｅの前眼部Ｅａを撮像する際の２つの光束Ｌａ及びＬｂのうち、光束Ｌａをリレーレンズ１１１ａがＣＣＤカメラ１１２ａに結像し、光束Ｌｂをリレーレンズ１１１ｂがＣＣＤカメラ１１２ｂに結像する。具体的に、ＣＣＤカメラ１１２ａは、リレーレンズ１１１ａが結像した被検眼Ｅの前眼部Ｅａからの光束Ｌａに基づく像（中間像）を撮像し、また、ＣＣＤカメラ１１２ｂは、リレーレンズ１１１ｂが結像した被検眼Ｅの前眼部Ｅａからの光束Ｌｂに基づく像（中間像）を撮像する。この図８に示す第２の実施形態は、近年の携帯端末装置に装着される小型カメラの改良と低価格のメリットを享受するための形態である。この第２の実施形態も、上述した第１の実施形態と同様に、対物レンズ１０１−１を複数の用途に共用しつつ前眼部観察系のオートアライメントを行うための位置ずれ検出をコンパクトに実現可能である。

図９は、本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す表示部１５に表示される前眼部観察画像３１０の一例を示す図である。

第２の実施形態に係る眼科装置１０では、リレーレンズ群に設けられた開口絞りが光束分割手段として機能し、一対の複数のＣＣＤカメラ１１２ａ及び１１２ｂがそれぞれ撮像する前眼部観察画像３１０ａ及び３１０ｂは、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す前眼部観察系のアライメント状態に従って変化することになる。具体的に、図９（ａ）は、前眼部観察系を含む光学ヘッド部１１が被検眼Ｅに対して、ＸＹＺ方向のアライメントが適切なされた状態である。この図９（ａ）の状態では、ＣＣＤカメラ１１２ａで撮像される前眼部観察画像３１０ａの瞳孔中心位置Ｃａ及びＣＣＤカメラ１１２ｂで撮像される前眼部観察画像３１０ｂの瞳孔中心位置Ｃｂは、それぞれのＣＣＤカメラ１１２の中央にスプリットされずに観察される。

これに対して、光軸のＺ方向にアライメントがずれた状態の場合には、光束Ｌａ及び光束Ｌｂは、被検眼Ｅの前眼部ＥａにおいてＸＺ平面上でも軸上でない位置となる。このため、それぞれのＣＣＤカメラ１１２ａ及び１１２ｂの中心位置で撮像される瞳孔中心は、Ｘ方向（左右）にずれた位置となる。具体的に、被検眼ＥがＺ方向に近い場合に撮像される前眼部観察画像３１０ａ及び３１０ｂは、図９（ｂ）に示すように瞳孔中心位置Ｃａと瞳孔中心位置Ｃｂとの距離（中心距離）が広がる前眼部観察画像となる。また、被検眼ＥがＺ方向に遠い場合に撮像される前眼部観察画像３１０ａ及び３１０ｂは、図９（ｃ）に示すように瞳孔中心位置Ｃａと瞳孔中心位置Ｃｂとの距離（中心距離）が狭まった前眼部観察画像となる。

ここで、上述した第１の実施形態と同様に、制御部１３において、一対のＣＣＤカメラ１１２ａ及び１１２ｂで撮像された一対の前眼部観察画像から画像処理により被検眼Ｅの瞳孔の平均中心位置を検出すれば、瞳孔の中心位置からＸ−Ｙ方向のアライメントずれを得ることができ、瞳孔間の距離からＺ方向のアライメントずれを得ることができる。そして、本実施形態における眼科装置１０では、制御部１３において、このように検出したアライメントのずれ量に基づいて、被検眼Ｅとの位置関係が適切となるように、光学ヘッド部１１を不図示のＸＹＺステージを介して駆動する制御を行う。

第２の実施形態に係る眼科装置１０では、対物レンズ１０１−１を複数の機能に共用しつつ、画質の良い前眼部観察画像を取得することができる。その結果、被検眼Ｅの瞳孔と眼科装置１０の光軸との位置関係を精度良く検出し、例えば被検眼Ｅが小瞳孔眼や白内障眼である場合においても精度良くアライメントを行うことができる。このため、例えば、被検眼Ｅの瞳孔による測定光のケラレが軽減されるため、測定光学系（ＯＣＴ光学系）の本来の機能を損なうことなく、安定した画質の眼底断層画像を取得することも可能である。

（その他の実施形態）
上述した本発明の実施形態では、眼科装置１０として、ＯＣＴ装置を適用した例を説明したが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、眼科装置１０として、他の眼科撮像装置や眼科測定装置を適用する形態も、本発明に含まれる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０：眼科装置、１１：光学ヘッド部、１０１−１：対物レンズ、１０２：第１ダイクロイックミラー、１０９：結像レンズ、１１０：プリズム付レンズ、１１１：リレーレンズ、１１２：ＣＣＤカメラ、１２：分光器、１３：制御部、１４：入力部、１５：表示部、Ｅ：被検眼、Ｅａ：前眼部、Ｅｆ：眼底

Claims (10)

1. 被検眼に照射した測定光の当該被検眼からの戻り光を用いて、被検眼情報を得る測定光学系と、
   前記測定光学系の少なくとも一部を共用し、かつ前記測定光学系に設けられた第１の光束分割手段によって分岐した光路に設けられ、前記被検眼の前眼部を観察する観察光学系と、
   前記測定光学系および前記観察光学系を含む光学ヘッド部と前記被検眼とのアライメントを行うアライメント手段と、
   を有し、
   前記観察光学系は、
   前記アライメントが適切に行われた状態で、前記前眼部の中間像を生成する結像レンズと、
   前記中間像の発生位置に配置され、当該観察光学系の観察光束を分割する第２の光束分割手段と、
   前記中間像を観察面に導くリレーレンズと、
   を含み構成されており、
   前記結像レンズは、前記測定光学系と前記共用された光学系における球面収差を補正することを特徴とする眼科装置。
2. 前記結像レンズは、２枚のレンズで構成されており、
   前記２枚のレンズのうち、前記第２の光束分割手段の側に位置するレンズは、前記被検眼の側に位置する第１面が凸面で構成され、前記第２の光束分割手段の側に位置する第２面が凹面で構成されたメニスカスレンズ形状であることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記結像レンズは、１枚のレンズで構成されており、当該１枚のレンズは、非球面レンズであることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
4. 前記第２の光束分割手段は、前記観察光束の方向を変更する複数のプリズムで構成されたイメージスプリットプリズムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼科装置。
5. 前記観察光学系は、前記観察面に配置され、観察画像を撮像する撮像手段を更に含み構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科装置。
6. 前記リレーレンズは、前記結像レンズの光軸に対して偏芯して配置された一対のレンズ群であり、
   前記第２の光束分割手段は、前記一対のレンズ群に設けられた開口絞りであることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
7. 前記観察光学系は、前記一対のレンズ群のそれぞれによって導かれた前記観察面に配置され、観察画像を撮像する一対の撮像手段を更に含み構成されていることを特徴とする請求項６に記載の眼科装置。
8. 前記アライメント手段は、前記観察画像を画像処理して前記光学ヘッド部と前記被検眼との位置ずれ情報を取得し、当該位置ずれ情報に基づいて前記アライメントを行うことを特徴とする請求項５または７に記載の眼科装置。
9. 前記観察画像を表示する表示手段を更に有することを特徴とする請求項５、７、８のいずれか１項に記載の眼科装置。
10. 前記測定光学系は、前記被検眼の断層画像を撮像するＯＣＴ光学系であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の眼科装置。