JP5209552B2

JP5209552B2 - 眼科撮影装置

Info

Publication number: JP5209552B2
Application number: JP2009070800A
Authority: JP
Inventors: 昌明羽根渕; 成治瀧; 倫全佐竹
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010220773A

Description

本発明は、被検眼を撮影して観察を行うための眼科撮影装置に関する。

従来、眼科撮影装置としては、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眼底撮影装置が知られている。このような眼底撮影装置においては、凹面鏡、及びガルバノミラー等を組み合わせて、レーザ光を眼底上にて２次元的に走査するものが知られているが、よりコンパクトな設計を行うために凹面鏡に換えて対物レンズを用いた眼科撮影装置がある（特許文献１参照）。

特開平６−１１４００８号公報

しかしながら、凹面鏡に換えて対物レンズを用いた場合、対物レンズにて反射するレーザ光がノイズ光となって受光素子に受光され、撮影画像に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、受光素子直前の眼底と共役な位置に共焦点絞りを設け、受光素子に向かうノイズ光を極力抑える工夫をしているが、絞りの径が小さいほど、受光素子に受光される光量が低下するとともに、環境変化に伴う共焦点絞りの相対的な位置ズレが画像形成に大きく影響を及ぼすこととなる。また反対に、絞りの径を大きくすれば光量の問題や位置ズレによる影響を抑えることは可能であるが、ノイズ光が受光素子に入射しやすくなる。

上記従来技術の問題点に鑑み、受光素子へのノイズ光の入射を抑制し、好適な撮影画像を得ることのできる眼科撮影装置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）レーザ光を出射する光源と前記レーザ光を眼底にて２次元的に走査するためのレーザ光走査手段とを有し，対物レンズを介して被検眼にレーザ光を照射する照射光学系と、該照射光学系により前記被検眼に照射されたレーザ光の反射光を受光素子により受光して撮影像を得るための撮影光学系と、を備え、被検眼に対してレーザ光を走査し、その反射光を受光することにより被検眼を撮影する眼科撮影装置において、前記照射光学系と前記撮影光学系の共通光路に置かれ前記レーザ光と前記反射光とを分離させるために同心状に形成された２つの異なる領域を持つ分離部材であって，該２つの異なる領域として，前記光源から出射される前記レーザ光と被検眼から前記受光素子に向かう前記反射光に対して一方の光束を透過させる第１領域と他方の光束を反射させる第２領域とを持つ分離部材と、前記第２領域と前記受光素子との間に設けられ前記分離部材を介する前記反射光の中心部分を遮断する遮断領域と前記反射光の周辺部分を通過させる通過領域とを持つ遮断部と、を有し、前記分離部材は直角プリズムの斜面同士を接合することによりなる接合プリズムであり、該接合プリズムにおける前記斜面には前記レーザ光を反射させるための前記第２領域となる反射部が光軸を中心として所定領域に形成され、前記遮断部の遮断領域は前記反射部よりも大きくなるように光軸を中心として所定領域に形成されていることを特徴とする。
（２）（１）の眼科装置において、前記遮断部は前記接合プリズムの受光素子側後面に形成されていることを特徴とする眼科撮影装置。
（３）レーザ光を出射する光源と前記レーザ光を眼底にて２次元的に走査するためのレーザ光走査手段とを有し，対物レンズを介して被検眼にレーザ光を照射する照射光学系と、該照射光学系により前記被検眼に照射されたレーザ光の反射光を受光素子により受光して撮影像を得るための撮影光学系と、を備え、被検眼に対してレーザ光を走査し、その反射光を受光することにより被検眼を撮影する眼科撮影装置において、前記照射光学系と前記撮影光学系の共通光路に置かれ前記レーザ光と前記反射光とを分離させるために同心状に形成された２つの異なる領域を持つ分離部材であって，該２つの異なる領域として，前記光源から出射される前記レーザ光と被検眼から前記受光素子に向かう前記反射光に対して一方の光束を透過させる第１領域と他方の光束を反射させる第２領域とを持つ分離部材と、前記第２領域と前記受光素子との間に設けられ，前記分離部材を介する前記反射光の中心部分を遮断する遮断領域と前記反射光の周辺部分を通過させる通過領域とを持つ遮断部であって，前記遮断領域は前記分離部材における前記レーザ光を透過または反射させる領域よりも大きな領域とされる遮断部と、前記共通光路に置かれた前記分離部材よりも被検眼側に，被検眼の視度に対応するための視度補正部材と、を有し、前記分離部材における前記第１領域または第２領域と前記遮断部とを用いて、前記視度補正部材を介して前記受光素子に向かう略平行光束に含まれるノイズ光を減少させることを特徴とする。

本発明によれば、受光素子へのノイズ光の入射を抑制し、好適な撮影画像を得ることができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の眼科撮影装置の光学系を示す模式図、図２は本実施形態で用いる接合プリズムの構成を示した模式図である。なお、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をＺ方向（光軸Ｌ１方向）、奥行き方向に垂直（被検者の顔面と同一平面）な平面上の水平方向成分をＸ方向、鉛直方向成分をＹ方向として説明する。

照射光学系は光源１、ダイクロイックミラー２、コリメートレンズ３、接合プリズム４、視度補正レンズ５、ポリゴンミラー６、ガルバノミラー７、対物レンズ８を含む。光源１は赤外域（近赤外域も含む）の光コヒーレントな光を発するＳＬＯ光源であり、例えば、λ＝７８０ｎｍのレーザダイオード光源が用いられる。ダイクロイックミラー２は赤外光を反射し、可視光を透過させる特性を有する部材であり、光源１から出射されたレーザ光を反射させ、固視灯となる可視光を発するＬＤ９からの光束を透過させる。接合プリズム４は、直角プリズム４ａ及び直角プリズム４ｂの斜面同士が接合されてなる部材である。接合プリズム４は、その中心領域に光源１及びＬＤ９からの光束を被検眼Ｅ側に向けて反射させる部分となるミラーコーティング部１０ａを有し、被検眼Ｅからの反射光をミラーコーティング部１０ａの周辺領域にて透過させることにより、照射光束と反射光束を分離させる。なお、接合プリズム４の構成の詳細は後述する。

視度補正レンズ５は、図示なきモータ等からなる駆動機構によって光軸方向に移動可能とされる。ポリゴンミラー６及びガルバノミラー７は被検眼Ｅにおける撮影領域においてレーザ光を走査させる走査部となる。なお、ポリゴンミラー６とガルバノミラー７の反射面は、対物レンズ８を介して被検眼Ｅの瞳孔と略共役な位置に配置される。

撮影光学系２００は、前述した照射光学系における対物レンズ８から接合プリズム４までの光路を共用し、照射光学系の光路と分離された独立の光路上には集光レンズ２０、共焦点絞りとなるピンホール板２１、受光素子２２が配置されている。集光レンズ２０は被検眼Ｅの眼底の観察点とピンホール板２１とを共役な位置におく。また、本実施形態の受光素子２２には、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いている。

図２に示すように、接合プリズム４の後側部材となる直角プリズム４ｂの斜面１０には、光源１から出射されたレーザ光、及びＬＤ９からの固視用光束を反射させるためのミラーコーティング部１０ａが光軸Ｌ１を中心として所定領域に形成されている。なお、直角プリズム４ｂの斜面の傾斜は４５度であるため、ミラーコーティング部１０は光軸Ｌ１方向からみて略円形状とみなせるように、斜面上に楕円形状にて形成されている。また、本実施形態におけるミラーコーティングは直角プリズム４ｂの斜面１０に金を蒸着させることにより形成するものとしているが、これに限るものではなく、銀等の全反射ミラーとして使用可能な鏡面形成材料であればよい。なお、ミラーコーティング部１０ａは、光源１から出射されるレーザ光の光束径より若干広くなるように形成される。また、斜面１０においてミラーコーティング部１０ａと同心であって、その外側の領域（周辺領域）は、被検眼Ｅからの反射光（撮影用光束）を透過させる役目を持つ。

また、直角プリズム４ｂの後面１１（受光素子側面）には、受光素子２２に向かうノイズ光を遮断するための遮断領域１１ａが光軸Ｌ１を中心として所定領域に円形状に形成されており遮断部としての役目を持つ。このようなノイズ光は、主として被検眼Ｅに向けて照射される光束が対物レンズや被検眼Ｅの角膜にて反射することにより発生する反射光である。本実施形態では遮断領域１１ａを形成する材料としてＣｒ（クロム）を用い、後面１１に蒸着することにより形成するものとしているが、これに限るものではなく、入射する光束の通過を遮断可能な材料であればよい。

遮断領域１１ａは、ミラーコーティング部１０ａにて遮断しきれないノイズ光をカットさせる必要があるため、ミラーコーティング部１０ａよりも広い（大きな）領域を持つ。主として対物レンズ８の前面または後面により発生するノイズ光を遮断するために必要な領域の大きさは、遮断領域を形成する位置におけるノイズ光の通過領域に基づいて決定される。このようなノイズ光の通過領域は、対物レンズ８（前面または後面）と遮断領域までの距離、対物レンズ８と遮断領域との間に位置する光学部材（本実施形態では視度補正レンズ）のパワー、対物レンズ８に対するレーザ光の最大入射角、対物レンズ８上におけるレーザ光のビーム径、等の条件により決定される。このような条件により、主として対物レンズにて発生するノイズ光を遮断するのに必要な遮断領域１１ａの大きさが決定されるが、眼底と共役とされるピンホール板２１によってもノイズ光をカットすることができるため、ピンホール板２１の開口径を考慮することにより、上述した遮断領域１１ａの大きさを小さくさせることもできる。開口径が小さすぎると受光素子２２に入射する光量が不足しやすい。また、環境変化（例えば、温度変化等）や経時的な変化によって、ピンホール板２１における相対的な共焦点のズレが画像形成に大きな影響を及ぼすこととなる。また、ピンホールの開口径が大きすぎると共焦点効果が薄れ、受光素子２２へのノイズ光の入射を許してしまう。したがって、ピンホール板２１の開口径は、照射光学系によるレーザ光の眼底スポット径に相当する開口径、または眼底スポット径よりも大きな径であることが好ましい。本実施形態では、ピンホール板の開口による共焦点効果を保ちつつ、環境変化や経時的変化によって生じる程度の僅かな共焦点ズレを吸収できる程度の開口の大きさをピンホール板に形成するものとし、この形成した開口径の大きさによって新たに生じるノイズ光の受光素子への入射を抑制するために、遮断領域を形成するものである。

図３は本実施形態における眼底撮影装置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には光源１、ポリゴンミラー６、ガルバノミラー７、ＬＤ（レーザダイオード）９、受光素子２２、視度補正レンズ５を駆動させるための駆動機構３１、コントロール部３２、画像処理部３３、モニタ３４、記憶部３５等が接続される。コントロール部３２は、視度補正のために被検眼の屈折力値を入力するためのスイッチやレーザ光の出力調整等の各種操作スイッチが設けられている。また、画像処理部３３は受光部２２にて受光した信号を基にモニタ３４に被検眼眼底の画像を形成する表示制御を行う。記憶部３５には種々の設定情報や撮影画像が保存される。

以上のような構成を有する眼底撮影装置において、その動作について説明する。

検者は予め被検眼の屈折力を眼屈折力測定装置等にて測定しておき、得られた被検眼の屈折力値やレーザ光の出力条件等をコントロール部３２を用いて入力する。制御部３０は入力された屈折力データを記憶部３５に記憶させるとともに、駆動機構３１を用いて視度補正レンズ５を光軸Ｌ１方向に移動させて視度補正を行う。視度補正が行われた状態にて、検者は、図示なき前眼部観察用カメラで撮影されモニタ３４に表示された被検眼Ｅの前眼部像を見ながら瞳孔中心に測定光軸がくるようにアライメントするとともに、被検者にＬＤ９の点灯による固視灯を注視させ、検者の所望する測定部位に誘導する。なお、ＬＤ９の点灯は、ポリゴンミラー６及びガルバノミラー７による走査駆動に同期しており、予め設定した固視位置となる走査位置に対応して間欠的に点灯するように制御部３０によって点灯制御されている。

制御部３０は光源１から赤外光のレーザ光を出射させる。光源１から出射したレーザ光は、ダイクロイックミラー２により反射した後、コリメートレンズ３により平行光束とされ、接合プリズムへと向かう。レーザ光は接合プリズム４のミラーコーティング部１０ａにて反射され、視度補正レンズ５を介してポリゴンミラー６に向かう。ポリゴンミラー６は一定の速度で回転しており、レーザー光はポリゴンミラー６にて反射され、水平方向に走査される。ポリゴンミラー６にて走査されたレーザ光は、ガルバノミラー７の駆動により、さらに垂直方向（上から下）に走査される。ガルバノミラー７にて反射したレーザ光は、一旦集光した後、対物レンズ８を介して被検眼眼底に集光するとともに眼底上を２次元的に走査する。

眼底に集光したレーザ光の反射光は、対物レンズ８から視度補正レンズ５までを逆に辿り、照射したレーザ光よりも十分に大きな径を持つ平行光束として接合プリズム４に入射することとなる。接合プリズム４に入射した反射光は、ミラーコーティング部１０ａ、及び遮断領域１１ａにて反射光の中心部分がカットされ、反射光の周辺部分が接合プリズム４の外側領域を透過することにより、レーザ光と分離され独立した受光光路に導光される。接合プリズム４を透過した反射光は、集光レンズ２０により、ピンホール板２１のピンホール（開口）にて集光し、受光素子２２に受光される。なお、光源１から出射されたレーザ光における対物レンズ８での反射光（受光素子に向かうノイズ光）や角膜での反射によるノイズ光の大部分は、接合プリズム４の位置において、反射光の中心部分に集まっているため、ミラーコーティング１０ａ、遮断領域１１ａにより効率よく取り除かれることとなる。また、ミラーコーティング１０ａ、遮断領域１１ａにて取りきれなかったノイズ光は、ピンホール板２１によりカットされることとなる。画像処理部３３は、得られた受光素子２２からの受光信号を逐次並べることにより、モニタ３４に解像度の高い眼底像を表示する。

図４（ａ）、（ｂ）は、第２及び第３の実施形態を示す光学系の模式図である。図１で示した部材と同機能を有する部材には同符号を付し、説明を省略する。図４（ａ）に示す光学系では、接合プリズムに遮断領域を形成させず、別部材として図１の遮断領域１１ａと同機能を有する遮断領域４０ａが形成された透明板４０を用意し、これを接合プリズム４と集光レンズ２０の間の光路に配置するものとしている。このような構成よれば、遮断領域の形成位置を比較的自由に設定することができ、光学系全体の設計を効率よく行うことができる。

また、図４（ｂ）は、光源１から出射されたレーザ光を透過させ、被検眼からの反射光を反射させることにより両光束を分離させる光学系に対して本件発明を適用した例を示すものである。共通光路から受光光学系の光路を分離させるためにホールミラー５０を照射光学系の光路上に配置する。また、ホールミラー５０の反射方向に形成される光学系の光路には、図１の遮断領域１１ａと同機能を有する遮断領域５１ａが形成された透明板５１、集光レンズ２０、ピンホール板２１、受光素子２２が配置される。なお、ホールミラー５０の開口は、他の光学部材により角膜と略共役な位置関係とされている。光源１から出射されたレーザ光は、ホールミラー５０の中心開口を介して視度補正レンズ５へと向かう。一方、被検眼の眼底に照射されたレーザ光の反射光は、ホールミラー５０により反射され、反射方向に置かれた、集光レンズ２０を介してピンホール板２１のピンホールにて集光し、受光素子２２に受光される。なお、図４（ａ）、（ｂ）ともに透明板上に遮断領域を形成するものとしているが、これに限るものではなく、透明板に換えて中央領域が遮蔽され、その周辺領域にリング開口が形成された部材を用いることもできる。

以上の実施形態では、眼底撮影装置を例に挙げ、説明したが、これに限るものではなく、前眼部の撮影等の被検眼を撮影する眼科撮影装置にも適用できる。

本実施形態における眼科撮影装置の光学系を示した図である。本実施形態における接合プリズムの構成を示した図である。本実施形態における眼科撮影装置の制御系を示したブロック図である。別の実施形態における光学系の一部を示した図である。

１光源
４接合プリズム
５視度補正レンズ
６ポリゴンミラー
７ガルバノミラー
８対物レンズ
１０ａミラーコーティング部
１１ａ遮断領域
２０集光レンズ
２１ピンホール板
２２受光素子

Claims

レーザ光を出射する光源と前記レーザ光を眼底にて２次元的に走査するためのレーザ光走査手段とを有し，対物レンズを介して被検眼にレーザ光を照射する照射光学系と、該照射光学系により前記被検眼に照射されたレーザ光の反射光を受光素子により受光して撮影像を得るための撮影光学系と、を備え、被検眼に対してレーザ光を走査し、その反射光を受光することにより被検眼を撮影する眼科撮影装置において、
前記照射光学系と前記撮影光学系の共通光路に置かれ前記レーザ光と前記反射光とを分離させるために同心状に形成された２つの異なる領域を持つ分離部材であって，該２つの異なる領域として，前記光源から出射される前記レーザ光と被検眼から前記受光素子に向かう前記反射光に対して一方の光束を透過させる第１領域と他方の光束を反射させる第２領域とを持つ分離部材と、
前記第２領域と前記受光素子との間に設けられ前記分離部材を介する前記反射光の中心部分を遮断する遮断領域と前記反射光の周辺部分を通過させる通過領域とを持つ遮断部と、を有し、
前記分離部材は直角プリズムの斜面同士を接合することによりなる接合プリズムであり、該接合プリズムにおける前記斜面には前記レーザ光を反射させるための前記第２領域となる反射部が光軸を中心として所定領域に形成され、
前記遮断部の遮断領域は前記反射部よりも大きくなるように光軸を中心として所定領域に形成されていることを特徴とする眼科撮影装置。
請求項１の眼科撮影装置において、前記遮断部は前記接合プリズムの受光素子側後面に形成されていることを特徴とする眼科撮影装置。
レーザ光を出射する光源と前記レーザ光を眼底にて２次元的に走査するためのレーザ光走査手段とを有し，対物レンズを介して被検眼にレーザ光を照射する照射光学系と、該照射光学系により前記被検眼に照射されたレーザ光の反射光を受光素子により受光して撮影像を得るための撮影光学系と、を備え、被検眼に対してレーザ光を走査し、その反射光を受光することにより被検眼を撮影する眼科撮影装置において、
前記照射光学系と前記撮影光学系の共通光路に置かれ前記レーザ光と前記反射光とを分離させるために同心状に形成された２つの異なる領域を持つ分離部材であって，該２つの異なる領域として，前記光源から出射される前記レーザ光と被検眼から前記受光素子に向かう前記反射光に対して一方の光束を透過させる第１領域と他方の光束を反射させる第２領域とを持つ分離部材と、
前記第２領域と前記受光素子との間に設けられ，前記分離部材を介する前記反射光の中心部分を遮断する遮断領域と前記反射光の周辺部分を通過させる通過領域とを持つ遮断部であって，前記遮断領域は前記分離部材における前記レーザ光を透過または反射させる領域よりも大きな領域とされる遮断部と、
前記共通光路に置かれた前記分離部材よりも被検眼側に，被検眼の視度に対応するための視度補正部材と、
を有し、
前記分離部材における前記第１領域または第２領域と前記遮断部とを用いて、前記視度補正部材を介して前記受光素子に向かう略平行光束に含まれるノイズ光を減少させることを特徴とする眼科撮影装置。