JP5179102B2 - 走査型レーザ検眼鏡、及び走査型レーザ検眼鏡用広角レンズアタッチメント - Google Patents

Description

本発明は、被検眼に眼底上でレーザ光を二次元的に走査して眼底像を撮影する走査型レーザ検眼鏡、及び走査型レーザ検眼鏡用広角レンズアタッチメントに関する。

従来、眼底に対して２次元的にレーザ光を走査し、その反射を受光することにより眼底像を得る走査型レーザ検眼鏡（スキャニング・レーザ・オフサルモスコープ、略してＳＬＯ）が知られている（特許文献１参照）。

このような検眼鏡（検眼装置）において、検査窓の近傍に広角レンズアタッチメントを装着することにより、撮影される眼底画像の撮影画角を広角化させる手法が知られている。そして、従来の広角レンズアタッチメントは平凸レンズ一枚からなるものであり、検眼鏡の撮影光軸と平凸レンズの平面とが垂直になるような状態で検査窓に装着され、使用されていた。
特開２００６−２３９１９６号公報

しかしながら、上記のような広角レンズアタッチメントの場合、眼底上を二次元的に走査されるレーザ光が平凸レンズのレンズ面（表面又は裏面）で反射され、その反射光が眼底画像に映り込んでしまうという問題が生じる。
また、一方で、このような平凸レンズを撮影光軸に対して傾けることで、レンズ面での反射光による映り込みの問題を抑制することは可能であるが、映りこみの問題を解消させるために必要なレンズの傾斜角度が大きく、収差で眼底画像が歪んでしまうという新たな問題が生じることとなる。

本発明は、上記問題点を鑑み、広角レンズアタッチメントを装着して撮影画角の大きい眼底画像を撮影する場合に収差による歪みとノイズ光の映り込みを軽減できる走査型レーザ検眼鏡、及び走査型レーザ検眼鏡用の広角レンズアタッチメントを提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） レーザ光源から発せられたレーザ光を被検眼眼底に照射する照射光学系と、前記レーザ光源から発せられたレーザ光を眼底上で二次元的に走査するための走査手段と、被検眼眼底に照射されたレーザ光を受光素子にて受光する受光光学系と、を有し、被検眼の眼底画像を撮影する走査型レーザ検眼鏡において、
Ｂ．前記眼底画像の撮影画角を広角化させるために前記検眼鏡の検査窓近傍に装着可能な広角レンズアタッチメントであって、凸メニスカスレンズのみからなる広角レンズ系として，該凸メニスカスレンズを少なくとも２枚その凹面側を被検眼側として前記各凸メニスカスレンズの互いの光軸が略一致するように直列配置することによりなる広角レンズ系を有し、前記検眼鏡の撮影光軸に対して前記広角レンズ系が傾斜された状態で配置される広角レンズアタッチメントを備えることを特徴とする。
（２） 被検眼眼底上に照射されるレーザ光を二次元的に走査させ反射光を受光する走査型レーザ検眼鏡用の広角レンズアタッチメントであって、凸メニスカスレンズのみからなる広角レンズ系として，該凸メニスカスレンズを少なくとも２枚その凹面側を被検眼側として前記各凸メニスカスレンズの互いの光軸が略一致するように直列配置することによりなる広角レンズ系を有し、前記検眼鏡の装着時において前記検眼鏡の撮影光軸に対して前記広角レンズ系が傾斜していることを特徴とする。

本発明によれば、広角レンズレンズアタッチメントを装着して撮影画角の大きい眼底画像を撮影する場合に収差による歪みとノイズ光の映り込みを軽減できる。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本実施形態に係る走査型レーザ検眼鏡の光学系を示した図である。

１は赤外域の波長又は可視域の波長のレーザ光を発する光源であり、本実施形態では、半導体レーザやＳＬＤ（スーパー・ルミネッセンス・ダイオード）等が用いられる。２は中央に開口部を有する穴開きミラー、３はレンズである。４及び５はミラーであり、図１に示す矢印方向に移動可能とされ、光路長を変化させることによりフォーカス合せ（視度補正）を行うことができる。６、８及び１０は凹面ミラーである（１０は対物凹面ミラー）。７はレーザ光を被検眼眼底にて水平方向に偏向させ走査するための偏向手段となるポリゴンミラー、９はポリゴンミラー７による走査方向に対して直角方向にレーザ光を偏向させ走査するための偏向手段となるガルバノミラーである。

光源１から出射したレーザ光は、穴開きミラー２の開口部を通り、レンズ３を介した後、ミラー４、ミラー５、凹面ミラー６にて反射し、ポリゴンミラー７に向かう。ポリゴンミラー７にて反射された光束は、凹面ミラー８、ガルバノミラー９、凹面ミラー１０にて反射した後、被検眼眼底にて集光し、眼底を２次元的に（図示するＸＹ軸方向に）走査する。これらの光学部材によって照射光学系を形成する。なお、本実施形態において、Ｘ軸方向は左右方向であり、Ｙ軸方向は上下方向である。

１１はレンズであり、１２は光軸上にピンホールを有したピンホール板である。なお、本実施形態ではピンホール板１２に形成する細孔の径を固定としているが、これに限るものではなく、眼底像のコントラストと輝度を可変できるように細孔の径を可変とするようにしてもよい。レンズ１１は被検眼眼底の観察点とピンホール板とを共役な位置に置く。１３は集光レンズ、１４は可視域及び赤外域に感度を持つ受光素子である。なお、本実施形態の受光素子１４には、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いている。

被検眼眼底に走査されたレーザ光の反射光は、前述した照射光学系の光路を逆に辿り、穴開きミラー２にて反射し、下方に折り曲げられる。なお、被検眼の瞳位置と穴開きミラー２の開口部とは、レンズ３により共役となっている。穴開きミラー２にて反射した反射光は、レンズ１１を経て、ピンホール板１２のピンホールに焦点を結ぶ。ピンホールにて焦点を結んだ反射光は、レンズ１３を経て受光素子１４に受光される。これらの光学部材により撮影光学系（受光光学系）を形成する。そして、上記照射光学系及び撮影光学系が備える光学部材によって共焦点光学系５０が形成されている。さらに、装置は、通常撮影より広い撮影画角での撮影を行うために共焦点光学系５０の光路に挿脱可能に配置される走査型レーザ検眼鏡用の広角レンズアタッチメント１００（図２参照）が取り付け可能な構成となっている。

図３は本実施形態に係る走査型レーザ検眼鏡の制御系を示したブロック図である。３０は装置全体の制御を行う制御部である。制御部３０にはレーザ光源１、受光素子１４、ミラー７，９を駆動させるための駆動手段３１、ミラー４，５を光軸方向に移動させるための駆動手段３６、視度補正のために用いられる視度補正ノブ等を有するコントロール部３２、受光素子１４にて受光した信号を基に被検眼眼底の画像を形成するための画像処理部３３等が接続される。３４はモニタであり、画像処理部３３にて形成した眼底画像が表示される。３５は種々の情報を記憶しておくための記憶部（メモリ）である。

以上のような構成を備える装置において、その被検眼の眼底を撮影する場合について説明する。ここで、検者は、図示なきジョイスティック等を用いて装置を移動させ、被検眼の眼底にレーザ光が照射されて、所望する画像がモニタ３４に表示されるように、アライメントを行う。また、モニタ３４上に被検眼の眼底像が現われたら、コントロール部３２を用いて眼底像のフォーカス調整を行う。

ここで、制御部３０は、駆動手段３１を駆動制御してポリゴンミラー７及びガルバノミラー９を動作させることにより、被検眼の眼底上でレーザ光を二次元的に走査させる。これにより、受光素子１４には、被検眼眼底上におけるレーザ光の走査位置に対応する眼底反射光が逐次受光される。ここで、画像処理部３３は、受光素子１４から逐次出力されるの受光信号に基づいて一枚の眼底画像（１フレーム分の画像）を構築し、モニタ３４に表示する。そして、以上のような動作を繰り返すことにより、モニタ３４の画面上において、被検眼眼底を動画にてリアルタイムで観察可能となる。また、制御部３０は、コントロール部３２からの操作信号に基づいて、駆動手段３６を駆動させ、ミラー４，５を光軸方向に移動させる。なお、検者により図示無き撮影スイッチが押されると、上記のようにして撮影される眼底画像が記憶部３５に記憶される。

次に、上記のような装置の検査窓に着脱可能な広角レンズアタッチメント（以下、広角レンズユニットとする）を設けることにより、被検眼の眼底を広角撮影する場合について説明する。なお、広角レンズユニットの使用に伴って、被検眼と凹面ミラー１０との間に形成される共焦点光学系５０の瞳位置が装置側に移動されるため、瞳位置と被検眼の瞳孔とが一致するように、通常画角での撮影に対して被検眼と装置との作動距離を近づけておく必要がある。

図４は、検眼鏡の検査窓近傍に広角レンズアタッチメントを装着させたときの外観図である。１００は眼底画像の撮影画角を広角化させるために装置筐体の検査窓近傍に装着可能な広角レンズユニットである。なお、広角レンズユニット１００には、マグネット１１０が左右一対に内蔵されている（図２参照）。図５は広角レンズアタッチメントを使用しないときの装置の外観図である。ここで、本検眼鏡の検査窓付近における装置筐体面には、マグネット１１０によって磁力で吸引される金属部２００が左右一対に設けられていると共に、広角レンズユニット１００の検眼鏡側に形成された図示無き凸部と嵌合される凹部２０１が左右一対に設けられている。この場合、装置本体側に形成された凹部２０１と広角レンズユニット１００側に形成された図示無き凸部とが嵌合されるように、広角レンズユニット１００を本検眼鏡の検査窓付近に装着することにより、広角レンズユニット１００が持つ広角レンズ系が共焦点光学系５０に対して適切に位置決めされ、マグネット１１０及び金属部２００による磁気結合によって装着状態が保持される。

図６は、被検眼と対物凹面ミラー１０との間に広角レンズユニットを配置させたときの概略光学図である。ここで、広角レンズユニット１００は、少なくとも２枚の凸メニスカスレンズをその凹面側を被検眼側として直列配置することによりなる広角レンズ系１０３を有し、検眼鏡の撮影光軸Ｌ１に対して広角レンズ系１０３が傾斜された状態で配置される。

より具体的には、広角レンズ系１０３は、一方のレンズ片面が凸形状で他方のレンズ片面が凹形状になっているメニスカスレンズ（凹凸レンズ）であって、レンズの中央がレンズの周辺部より厚くなっているメニスカスレンズ（凸メニスカスレンズ）を少なくとも２枚有する。広角レンズ系１０３には、第１凸メニスカスレンズ１０１（以下、第１凹凸レンズと省略する）と第２凸メニスカスレンズ１０２（以下、第２凹凸レンズと省略する）とが直列配置され、各レンズは、被検眼に対向して配置される装置筐体側（対物凹面ミラー１０側）にレンズ凸面が向けられるように配置されている。

また、第１凹凸レンズ１０１と第２凹凸レンズ１０２の各レンズは、受光光学系の撮影（受光）光軸Ｌ１に対して傾斜されて配置されている。なお、撮影光軸Ｌ１は、凹面ミラー１０の中心部で反射されるレーザ光によって形成される光軸であり、走査光学系によって眼底上を走査されるレーザ光の光路の中心位置を通過する。この場合、第１凹凸レンズ１０１と第２凹凸レンズ１０２が持つ各レンズ面（レンズ凸面及びレンズ凹面）の曲率中心が被検眼眼底上で走査されるレーザ光の光路外に位置するように傾斜している。すなわち、広角レンズユニット１００に配置される凸メニスカスレンズは、そのレンズ面の曲率中心が走査されるレーザ光の光路外に位置するように傾斜している。これにより、眼底上に照射されるレーザ光の走査位置に限らず、第１凹凸レンズ１０１及び第２凹凸レンズ１０２の各レンズ面をレーザ光が通過する際に、各レンズ面とレーザ光とが垂直関係となる状態が回避される。その結果、レーザ光が眼底上で走査される際に、第１凹凸レンズ１０１と第２凹凸レンズ１０２の各レンズの表面及び裏面のいずれかで反射したレーザ光が、照射光路と同じ光路（撮影光路）を逆に戻り、受光素子１４に受光されるのを防ぐことができる。

この場合、各レンズにメニスカスレンズを用い各レンズの凸面側が装置側に向くような光学配置とすることにより、各レンズ面の曲率中心がレンズに対して被検眼側に配置された状態となる。このため、各レンズを撮影光軸Ｌ１に対して大きく傾斜させることなく、レーザ光の光路の光路外に各レンズ面の曲率中心を配置させることができる。したがって、撮影光軸Ｌ１に対してレンズが傾斜されることによる収差の影響を抑制できる。よって、平凸レンズを撮影光軸に対して傾ける場合に比べて、レンズの傾斜角度を抑えることができ、レンズの傾斜による収差の影響を抑制できる。

また、広角レンズ系１０３は、撮影光軸Ｌ１に対して上下方向に傾斜するように配置されている。これは、本実施形態において、上下方向に対して左右方向の撮影画角が広く、レーザ走査光の光路が左右方向の方が広くなっているため、上下方向に傾斜するように配置した方が傾斜角度を小さくでき、より収差の影響を回避できるからである。

また、本実施形態において、第１凹凸レンズ１０１と第２凹凸レンズ１０２の各レンズは、例えば、物側焦点距離ｆ＝約２００ｍｍのレンズであり、これらが直列して並べられることにより、広角レンズ系１０３は物側焦点距離ｆ＝約１００ｍｍのレンズと同等の屈折力を持つ光学系として機能される。この場合、２枚の凸メニスカスレンズを用いることにより、１枚の凸メニスカスレンズのみで広角撮影を行う場合に比べて、レンズの厚みによる収差の問題を回避することができる。

また、本実施形態では、広角レンズ系１０３に配置された各凸メニスカスレンズ（第１凹凸レンズ１０１、第２凹凸レンズ１０２）は、互いのレンズ光軸が略一致するように配置されていることにより、広角レンズ系１０３に光軸Ｌ２が形成されているため、各レンズ同士の光軸ずれによる収差の影響を除去することができる。

ここで、上記のように凹面ミラー１０と被検眼との間に広角レンズ系１０３が配置されると、レーザ光源１から発せられ凹面ミラー１０によって反射されたレーザ光は、第１凹凸レンズ１０１及び第２凹凸レンズ１０２によって収束された後に、被検眼眼底に照射される。このため、被検眼眼底上におけるレーザ光の走査範囲が拡大されるので、結果的に、眼底上における撮影画角が拡大された状態で眼底画像が取得される（例えば、通常画角２４×３２度から３６×４８度に変化される）。

以上のような構成によれば、広角撮影を行う場合であっても、撮影画像上での収差が軽減され、かつ、ノイズ光が除去された眼底像を得ることができるので、診断上有用な眼底画像を得ることができる。なお、以上の説明においては、２枚の凸メニスカスレンズを撮影光軸Ｌ１に対して傾斜させるような構成としたが、少なくとも２枚以上あればよく、３枚の凸メニスカスレンズを用いるようにしてもよい。ただし、枚数を増やすと、被検眼とレンズとの作動距離が小さくなるため、２枚のメニスカスレンズにて広角レンズ系１０３を構成させることが好ましい。

本実施形態に係る走査型レーザ検眼鏡の光学系を示した図である。 本実施形態に係る広角レンズアタッチメントの外観図である。 本実施形態に係る走査型レーザ検眼鏡の制御系を示したブロック図である。 本実施形態に係る走査型レーザ検眼鏡において、検査窓近傍に広角レンズアタッチメントを装着させたときの外観図である。 本実施形態に係る走査型レーザ検眼鏡において、広角レンズアタッチメントを使用しないときの装置の外観図である。 被検眼と対物凹面ミラーとの間に広角レンズユニットを配置させたときの図である。

符号の説明

１ レーザ光源
７ ポリゴンミラー
９ ガルバノミラー
１４ 受光素子
３１ 駆動手段
５０ 共焦点光学系
１００ 広角レンズアタッチメント
１０１ 第１凸メニスカスレンズ
１０２ 第２凸メニスカスレンズ
１０３ 広角レンズ系
Ｌ１ 撮影光軸

Claims (2)

1. レーザ光源から発せられたレーザ光を被検眼眼底に照射する照射光学系と、前記レーザ光源から発せられたレーザ光を眼底上で二次元的に走査するための走査手段と、被検眼眼底に照射されたレーザ光を受光素子にて受光する受光光学系と、を有し、被検眼の眼底画像を撮影する走査型レーザ検眼鏡において、
   Ｂ．前記眼底画像の撮影画角を広角化させるために前記検眼鏡の検査窓近傍に装着可能な広角レンズアタッチメントであって、凸メニスカスレンズのみからなる広角レンズ系として，該凸メニスカスレンズを少なくとも２枚その凹面側を被検眼側として前記各凸メニスカスレンズの互いの光軸が略一致するように直列配置することによりなる広角レンズ系を有し、前記検眼鏡の撮影光軸に対して前記広角レンズ系が傾斜された状態で配置される広角レンズアタッチメントを、
   備えることを特徴とする走査型レーザ検眼鏡。
2. 被検眼眼底上に照射されるレーザ光を二次元的に走査させ反射光を受光する走査型レーザ検眼鏡用の広角レンズアタッチメントであって、凸メニスカスレンズのみからなる広角レンズ系として，該凸メニスカスレンズを少なくとも２枚その凹面側を被検眼側として前記各凸メニスカスレンズの互いの光軸が略一致するように直列配置することによりなる広角レンズ系を有し、前記検眼鏡の装着時において前記検眼鏡の撮影光軸に対して前記広角レンズ系が傾斜していることを特徴とする走査型レーザ検眼鏡用広角レンズアタッチメント。

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