JP6350698B2 - 眼底撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼の眼底を撮影する眼底撮影装置に関する。

従来より、被検眼の眼底に対して二次元的に照明光（レーザ光）を走査し、その反射光を受光素子で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。例えば、特許文献１の眼底撮影装置では、眼底における照明光の照射位置を移動させる走査部と、照明光を瞳に入射させるため、走査部を介した照明光に瞳近傍の一点（以下、「旋回点」と称す）を経由させる光学素子（特許文献１においてはレンズ）とが、照明光の光路に配置されている。走査部は、第１のガルバノミラーと、第２のガルバノミラーとを備える。第１のガルバノミラーは、光源からの照明光を反射することによって照明光を所定方向に偏向させる。第２のガルバノミラーは、第１のガルバノミラーによって偏向された照明光を、更に、所定方向とは直交する方向に偏向させる。第１および第２のガルバノミラーがそれぞれ駆動されることにより、眼底における照明光の照射位置が２次元的に変更される。眼底で反射された照明光の反射光は、第１のガルバノミラーと、第２のガルバノミラーとを介して受光素子で受光される。

特開２０１２‐８１３３０号公報

ここで、２つのガルバノミラーを同一位置に配置することはできない。そのため、特許文献１に例示される従来の眼底撮影装置のように、少なくとも一のガルバノミラーを、上記の光学素子に関する瞳の共役位置からずれた位置に配置していた。かかる場合、ガルバノミラーが瞳の共役位置からずれた位置に配置されることにより、旋回点が瞳上から被検眼の眼軸方向にずれてしまう。これにより、照明光が虹彩等に遮られてしまい、瞳に入射できない場合があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、瞳孔に対して確実に照明光を投光できる眼底撮影装置を提供することを技術課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明の眼底撮影装置は、第１光源からの光を被検眼の眼底へ照射する照明光学系と、前記光を前記眼底上で二次元的に走査する走査手段と、前記光の眼底反射光を受光する受光素子を有する撮影光学系と、を有し、前記受光素子からの信号に基づいて眼底画像を形成する眼底撮影装置であって、前記走査手段と前記被検眼との間に配置されることにより、前記走査手段を介した前記光を反射して被検眼へ導く凹面ミラー系を有し、前記凹面ミラー系は、互いに異なる２方向に関してパワーを持つ鏡面形状の凹面ミラーを、２つ備え、該２つの凹面ミラーによって非点収差を生じさせることで、前記凹面ミラー系のメリディオナル面およびサジタル面のうち一方の第１面に関して瞳と共役関係となる位置と、前記第１面とは異なる第２面に関して前記被検眼の瞳と共役関係となる位置とを、互いに異ならせるものであり、前記走査手段は、第１偏向手段と、第２偏向手段とを有し、前記第１偏向手段は、前記第１面に関して前記被検眼の瞳と共役関係となる位置に配置されると共に、前記光を前記第１面に沿う方向に偏向させ、第２偏向手段は、前記第２面に関して前記被検眼の瞳と共役関係となる位置に配置されると共に、前記第１偏向手段を介した前記光を、更に、前記第２面に沿う方向に偏向させて前記凹面ミラー系へ導く。

本発明の眼底撮影装置によれば、第１偏向手段と、第２偏向手段とが、それぞれ、被検眼の瞳と共役関係となる位置に配置されることにより、瞳孔に対して確実に照明光を投光できるという効果を奏する。

本実施形態の眼底撮影装置の外観を示す外観図である。 眼底撮影装置が有する撮影部の光学系を示した模式図である。 偏向部から被検眼までの光路上の部材を説明するための説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、図１を参照して、本実施形態における眼底撮影装置の外観構成を説明する。図１は、本実施形態の眼底撮影装置の外観を示す外観図である。以下の説明において、図１に示す矢印Ｙ方向（紙面上下方向）、矢印Ｚ方向（紙面左右方向）が、それぞれ、眼底撮影装置の上下方向、前後方向であり、矢印Ｙ方向と矢印Ｚ方向とに直行するＸ方向（紙面鉛直方向）が、眼底撮影装置の左右方向である。眼底撮影装置は、被検眼Ｅの眼底を撮影するための装置である。眼底撮影装置は、撮影部５００と、基台５１０と、顔支持ユニット６００と、を備える。撮影部５００は、側面に設けられた覗き窓５０１を介して被検眼Ｅの眼底像を撮影するユニットである。撮影部５００には、被検眼Ｅの眼底像を撮影する後述の光学系が設けられている。基台５１０は、撮影部５００を支持する支持部材である。また、基台５１０には、撮影部５００の覗き窓５０１と向き合うように顔支持ユニット６００が取り付けられている。顔支持ユニット６００は、破線で示される被験者の頭部を撮影部５００に対して固定するためのユニットである。顔支持ユニット６００には、被験者の顎を乗せるための顎台６１０が設けられている。顎台６１０は、検者の操作に基づいて図示無き顎台駆動手段によって、顔支持ユニット６００の基部に対して上下、左右、前後の各方向に駆動される。被検者の顎を乗せた状態で、顎台６１０を駆動することで、覗き窓５０１に対する被検眼Ｅの位置合わせを行うことができる。顎台ユニット６１０に被検者の顎を乗せ、且つ、被検者に覗き窓５０１を覗き込ませた状態で、被検眼Ｅの眼軸方向は、眼底撮影装置の前後方向（Ｚ方向）と略一致する。また、かかる状態で、被検眼Ｅの眼軸方向と直行する被検眼Ｅの左右方向および上下方向は、それぞれ、眼底撮影装置の左右方向（Ｘ方向）および上下方向（Ｙ方向）と略一致する。

図２を参照して、撮影部５００が有する光学系を説明する。図２は、眼底撮影装置が有する撮影部５００の光学系を示した模式図である。本実施形態の撮影部５００は、眼底撮像光学系（眼底撮影光学系）１００と、波面収差検出光学系１１０と、第２撮影ユニット２００と、トラッキング用ユニット３００と、前眼部観察ユニット７００と、を有している。

眼底撮像光学系１００は、被検眼Ｅに照明光（照明光束）を投光すると共に、被検眼Ｅの眼底で反射された照明光束の反射光（反射光束）を受光して被検眼Ｅの眼底像を撮像する光学系である。眼底撮像光学系１００は、第１照明光学系１００ａと、第１撮影光学系１００ｂとを備える。眼底撮像光学系１００は、被検眼Ｅの眼底を高解像度（高分解能）・高倍率で撮影する。眼底撮像光学系１００は、例えば、共焦点光学系を用いた走査型レーザ検眼鏡の構成とされる。

まず、第１照明光学系１００ａについて説明する。第１照明光学系１００ａは、被検眼Ｅに照明光を照射し眼底を二次元的に照明する光学系である。第１照明光学系１００ａには、光源１から眼底に到るまでの光路において、レンズ２と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４と、凹面ミラー６と、凹面ミラー７と、平面ミラー８と、収差補償ユニット７２（波面補償デバイス７２）と、凹面ミラー１１と、凹面ミラー１２と、走査部１５と、凹面ミラー１６と、凹面ミラー１７と、平面ミラー２１と、レンズ２２と、平面ミラー２３と、収差補償ユニット１０（視度補正部１０）と、平面ミラー２５と、凹面ミラー２６と、偏向部４００と、ダイクロイックミラー９０と、凹面ミラー３１と、平面ミラー３２と、平面ミラー３３と、凹面ミラー３５とが、この記載の順番に配置されている。

光源１は、被検眼Ｅに視認されにくい近赤外域の照明光を出射する。この照明光が、後述するように、光源１から下流側の光路を介して、被検眼Ｅの眼底を照明する照明光となる。また、光源１の出射端は、被検眼Ｅの眼底と共役な位置に配置されている。本実施形態において光源１は、波長８４０ｎｍのＳＬＤ（Super Luminescent Diode）光源が用い
られる。なお、光源１としては、収束性の高い特性を持つスポット光を出射するものであればよく、例えば、半導体レーザ等であってもよい。

光源１から出射された照明光は、レンズ２により平行光とされた後、ＰＢＳ４を介する。照明光は、本実施形態においては、ＰＢＳ４によりＳ偏光成分のみの光束とされる。ＰＢＳ４を経た照明光は、ビームスプリッタ（ＢＳ）７１を介し、凹面ミラー６、凹面ミラー７及び平面ミラー８にて反射され、波面補償デバイス７２に入射する。

波面補償デバイス７２は、被検眼Ｅの波面収差を補正するためのデバイスである。波面補償デバイス７２は、後述する波面収差検出光学系１１０における検出結果に基づいて入射光の波面を制御して被検眼Ｅによる波面収差を補償する。この波面補償デバイス７２は、図示しない制御部により、瞳の所定範囲（例えば、瞳の中心付近）における被検眼Ｅの波面を補償するように制御される。なお、波面補償デバイス７２は、光源１からの照明光（Ｓ偏光光）、照明光の眼底での反射光（Ｓ偏光光）、波面収差検出用光の反射光（Ｓ偏光成分）等の所定の直線偏光（Ｓ偏光）に対して収差を補償することが可能な向きに配置される。これにより、波面補償デバイス７２は、入射する光のＳ偏光成分を変調できる。

なお、波面補償デバイス７２は、例えば、液晶空間光変調器とし、反射型のＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を用いることができる。このような波面補償デバイス７
２では、液晶層内の液晶分子の配列方向が入射する反射光の偏光面と略平行に構成されている。また、液晶分子が液晶層への印加電圧の変化に応じて回転する所定の面が、波面補償デバイス７２に対する眼底からの反射光の入射光軸及び反射光軸と、波面補償デバイス７２が持つミラー層の法線と、を含む平面に対して略平行になるように形成されている。なお、波面補償デバイス７２は、反射型のＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の
液晶変調素子に限られるものではない。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の一形態であるデフォーマブルミラーを用いてもよい。また、これらの反射型の波面補償デバイスに限らず、眼底からの反射光を透過させて波面収差を補償するような透過型の波面補償デバイスを用いることもできる。

波面補償デバイス７２で反射された光源１からの照明光は、ＢＳ７５を介し、凹面ミラー１１、凹面ミラー１２のそれぞれで反射され、走査部１５に向かう。

走査部１５は、後述の偏向部４００によって設定される眼底上の撮影範囲で、照明光を水平方向に走査するためのユニットである。走査部１５は、光源１から眼底に導かれる照明光を、被検眼Ｅの水平方向（Ｘ方向）に偏向させるレゾナントミラーと、そのレゾナントミラーを駆動させる駆動部とを有している（いずれも図示せず）。レゾナントミラーの回動によって、眼底の水平方向における照明光の照射位置（スキャン位置）が移動する。よって、光源１から照明光が出射されている状態で、走査部１５のレゾナントミラーを回動させることにより、照明光が眼底上で水平方向に走査される。

走査部１５を経た照明光は、凹面ミラー１６、凹面ミラー１７、平面ミラー２１のそれぞれで反射され、レンズ２２にて集光される。そして、照明光は、平面ミラー２３にて反射されることにより、視度補正部１０に入射される。

視度補正部１０は、フォーカス合せ（視度補正）を行うためのユニットである。図２に示すように、視度補正部１０は、駆動部１０ａのほかに、一対のレンズ及び平面ミラーを１対ずつ（即ち、それぞれ１つずつ）有する。視度補正部１０に入射した照明光は、各々のレンズと平面ミラーとを介して、平面ミラー２５へ導かれる。駆動部１０ａは、視度補正部１０の平面ミラー及びレンズを、所定方向に移動させることにより、照明光の光路長を変更する。この光路長の変更により、視度補正を行うことができる。なお、視度補正部１０は、上記の構成に限られるものではない。例えば、それぞれの平面ミラーをプリズムに置き換えて構成することもできる。

視度補正部１０から平面ミラー２５へ導かれた照明光は、凹面ミラー２６に反射され、偏向部４００に向かう。

偏向部４００は、眼底における照明光の照射位置を移動させるためのユニットである。本実施形態において、偏向部４００は、眼底における撮影範囲を位置決めするために用いられる。また、位置決めされた撮影範囲の中で、照明光をＹ方向に走査させるために用いられる。この偏向部４００の詳細構成については、図３を参照して後述する。偏向部４００を経た照明光は、ダイクロイックミラー９０、凹面ミラー３１、平面ミラー３２、平面ミラー３３、及び凹面ミラー３５の各ミラーによって順に反射され、被検眼Ｅの眼底に集光する。

ダイクロイックミラー９０は、後述する第２撮影ユニット２００、トラッキング用ユニット３００、及び前眼部観察ユニット７００のそれぞれからの光束を透過させ、光源１及び後述する光源７６からの光束を反射させる特性を持つ。なお、ダイクロイックミラー９０は、後述する第２撮影ユニット２００等の光路を第１照明光学系１００ａと略同軸にする。

凹面ミラー３１および凹面ミラー３５は、いずれも、入射光の光軸と反射光の光軸とが一致しない非共軸系の凹面ミラーである。即ち、凹面ミラー３１は、ダイクロイックミラー９０からの光軸Ｌ１に垂直な平面に対して傾いて配置されている。また、凹面ミラー３５は、平面ミラー３３からの光軸Ｌ２に垂直な平面に対して傾いて配置されている。平面ミラー３３から凹面ミラー３５へ入射して凹面ミラー３５で反射された光束は、平面ミラー３３と図２の紙面鉛直方向ですれ違って、被検眼Ｅへ導かれる。

ここで、図３を参照して、凹面ミラー３１，３５および偏向部４００の詳細構成について説明する。図３は、偏向部４００から被検眼Ｅまでの光路上の部材を説明するための説明図である。なお、便宜上、図３において、凹面ミラー３１，３５からなる凹面ミラー系を一枚の凹面ミラーとして図示している。また、ダイクロイックミラー９０及び平面ミラー３１，３２については図示および説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態の眼底撮影装置によれば、偏向部４００から被検眼Ｅまでの間に、凹面ミラー３１，３５からなる非共軸系の凹面ミラー系が配置される。このため、凹面ミラー系で反射される光束には非点収差が生じる。ここで、凹面ミラー系を一枚の凹面ミラーとみなしたモデルで、凹面ミラー系に関して被検眼Ｅの瞳と共役な位置を考えることができる。即ち、被検眼Ｅの瞳から出射された光束のメリディオナル光線（図３において二点鎖線で示す光線）が凹面ミラー系を介して集光する位置（メリディオナル像面）が、凹面ミラー系のメリディオナル面（又は、メリディオナル光線）に関して被検眼Ｅの瞳と共役な位置となる。また、被検眼Ｅの瞳から出射された光束のサジタル光線（図３において一点鎖線で示す光線）が凹面ミラー系を介して集光する位置（サジタル像面）が、凹面ミラー系のサジタル面（又は、サジタル光線）に関する被検眼Ｅの瞳との共役位置となる。なお、本実施形態では、凹面ミラー系のメリディオナル面と眼底との交線の向き、および、サジタル面と眼底との交線の向きが、被検眼ＥのＹ方向、Ｘ方向とそれぞれ一致するように、凹面ミラー３１，３５が配置される。

図３に示すように、偏向部４００には、Ｘガルバノミラー４００ａとＹガルバノミラー４００ｂと、それぞれのガルバノミラー４００ａ，４００ｂの駆動部（図示せず）とが設けられている。

Ｘガルバノミラー４００ａは、凹面ミラー系のサジタル面に関して瞳と共役な位置に配置される。Ｘガルバノミラー４００ａは、被検眼Ｅの眼底に照射される照明光を、凹面ミラー系のサジタル面に沿う方向（即ち、本実施形態では、水平方向、Ｘ方向）へ偏向するミラーである。即ち、Ｘガルバノミラー４００ａは、走査部１５によって被検眼Ｅの水平方向に偏向された照明光を、更に、被検眼Ｅの水平方向に偏向する。Ｘガルバノミラー４００ａによって偏向された凹面ミラー２６からの照明光は、Ｙガルバノミラー４００ｂへ向かう。また、Ｘガルバノミラー４００ａは、駆動部によって所定の軸周りに回動可能に構成されている。Ｘガルバノミラー４００ａの回動により、水平方向における照明光の照射位置（スキャン位置）が移動する。本実施形態では、Ｘガルバノミラー４００ａの角度によって、被検眼Ｅの眼底におけるＸ方向の撮影範囲が設定される。

Ｙガルバノミラー４００ｂは、凹面ミラー系のメリオディナル面に関して瞳と共役な位置に配置される。Ｙガルバノミラー４００ｂは、被検眼Ｅの眼底に照射される照明光を、凹面ミラー系のメリオディナル面に沿う方向（即ち、本実施形態では、鉛直方向、Ｙ方向）へ偏向するミラーである。Ｙガルバノミラー４００ｂは、Ｘガルバノミラー４００ａから入射する光束を偏向して、光束を（ダイクロイックミラー９０を介して）凹面ミラー３１へ導く。Ｙガルバノミラー４００ｂは、駆動部によってＸガルバノミラー４００ａの駆動軸とは直交する軸周りに回動可能に構成されている。Ｙガルバノミラー４００ｂの回動によって、鉛直方向における照明光の照射位置（スキャン位置）が移動する。光源１から照明光が出射されている状態で、Ｙガルバノミラー４００ｂを回動させることにより、眼底上で照明光を鉛直方向に走査できる。このときＹガルバノミラーの走査範囲（即ち、振れ角の範囲）を制御することにより、被検眼Ｅの眼底におけるＹ方向の撮影範囲が設定される。

このように、本眼底撮影装置によれば、偏向部４００のＸガルバノミラー４００ａおよびＹガルバノミラー４００ｂの角度を制御することによって、眼底における撮影範囲が設定される。また、走査部１５のレゾナントミラーによって行われるとＸ方向の走査と、偏向部４００のＹガルバノミラー４００ｂによって行われるＹ方向の走査とによって、眼底上で照明光が二次元的に走査される。

また、図示は省略するが、照明光学系１００ａの光路上には、偏向部４００より光源１側の光路上にも凹面ミラー系（凹面ミラー３１，３５）のメリディオナル面、サジタル面に関して被検眼Ｅの瞳と共役な位置が存在する。ここで、本実施形態において、Ｘガルバノミラー４００ａは、凹面ミラー系のサジタル面に関して瞳と共役な位置の中で、照明光学系１００ａの光路において凹面ミラー３１，３５から最も近くの共役位置に配置されている。また、Ｙガルバノミラー４００ｂは、凹面ミラー系のメリディオナル面に関して瞳と共役な位置の中で、照明光学系１００ａの光路において凹面ミラー３１，３５から最も近くの共役位置に配置されている。以上のようにして、第１照明光学系１００ａが形成される。

図２に戻って、第１撮影光学系１００ｂを説明する。第１撮影光学系１００ｂは、眼底に照射された照明光の反射光を受光して眼底像である第１撮影画像を得るための光学系である。第１撮影光学系１００ｂは、凹面ミラー３５からＢＳ７１までの光路を、第１照明光学系１００ａと共通にする。また、第１撮影光学系１００ｂは、平面ミラー５１と、ＰＢＳ５２と、レンズ５３と、ピンホール板５４と、レンズ５５と、受光素子５６とが、この記載の順番で、ＢＳ７１から受光素子５６までの光路に配設されている。ピンホール板５４は、眼底と共役な位置に置かれる。受光素子５６は、例えば、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いることができる。

光源１からの照明光は眼底で反射されて、その反射による反射光（即ち、眼底反射光）が前述した第１照明光学系１００ａを逆に辿る。即ち、光源１からの照射光に基づく眼底反射光は、凹面ミラー３５、平面ミラー３３、平面ミラー３２、凹面ミラー３１、ダイクロイックミラー９０で順に反射され、偏向部４００へ導かれる。偏向部４００に入射した反射光は、Ｙガルバノミラー４００ｂで偏向されて、Ｘガルバノミラー４００ａに照射される。Ｘガルバノミラー４００ａは、Ｙガルバノミラー４００ｂで偏向された反射光を更に偏向する。Ｙガルバノミラー４００ｂで偏向された反射光は、平面ミラー２５、視度補正部１０、・・・凹面ミラー６を経由して、ＢＳ７１に入射する。さらに、ＢＳ７１、平面ミラー５１で反射され、ＰＢＳ５２にてＳ偏光の光だけ透過される。この透過光は、レンズ５３を介してピンホール板５４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５５を経て受光素子５６に受光される。なお、照明光の一部は角膜上で反射されるが、ピンホール板５４により大部分が除去され、角膜反射による画像への悪影響が低減される。このため、受光素子５６は、角膜反射の影響を抑えて、眼底からの反射光を受光できる。

このようにして、第１撮影光学系１００ｂが形成される。走査位置ごとに第１撮影光学系１００ｂで受光された画像をつなぎ合わせる処理が制御部（図示せず）によりなされた画像が、第１撮影画像（第１眼底画像）となる。１フレームの第１撮影画像は、走査部１５のレゾナントミラーによる主走査と、偏向部４００のＹガルバノミラーによる副走査とによって形成される。なお、第１撮影ユニット１００で取得する眼底画像（眼底像）の画角が所定の角度となるように、走査部１５のレゾナントミラーおよび偏向部４００のＹガルバノミラー４００ｂの振れ角（揺動角度）を定める。ここでは、眼底の所定の範囲を高倍率で観察、撮影する（ここでは、細胞レベルでの観察等をする）ために、画角を１度〜５度程度とする。本実施形態では、１．５度とする。被検眼の視度等にもよるが、第１撮影画像の撮影範囲は、５００μｍ角程度とされる。さらに、偏向部４００に設けられたＸガルバノミラー４００ａおよびＹガルバノミラー４００ｂの反射角度が第１撮影画像の撮像画角より大きく変更されることによって、眼底上における第１撮影画像の撮像位置が変更される。

ここで、特許文献１に例示される従来の眼底撮影装置のように、被検眼Ｅの前方に凹面ミラー系が設けられていないものでは、眼底における照明光の照射位置を移動させるための２つのガルバノミラーを互いに近づけて配置すると、少なくとも一方のガルバノミラーを、瞳の共役位置からずらして配置しなければならなかった。ガルバノミラーが瞳の共役位置からずれて配置されることにより、照明光の旋回点が瞳から眼軸方向へずれてしまう。これにより、照明光が虹彩等に遮られて瞳に入射できなくなってしまう場合があった。かかる場合、例えば、照明光が虹彩等に遮られることで、被検眼Ｅの水晶体に入射する照明光のビーム径が小さくなってしまう。水晶体に入射する照明光のビーム径が小さくなるほど、眼底に集光する照明光のスポット径は大きくなる。しかし、眼底における照明光のスポット径が小さいほど、照明光の眼底反射光に基づいて得られる眼底像は鮮明になる。よって、照明光が虹彩等に遮られることで、照明光の眼底反射光に基づいて得られる眼底像が不鮮明になってしまうおそれがある。

一方、本発明者は、被検眼Ｅの瞳の像をリレーするリレー光学系を２つのガルバノミラーの間に設けることにより、リレー光学系を挟んだ二箇所に被検眼の瞳と共役な位置を作る眼底撮影装置についても検討した。リレー光学系を挟んだ二箇所の共役位置に、照明光を偏向する方向が互いに異なるガルバノミラーを１つずつ配設すれば、瞳と照明光の旋回点との位置ずれを抑制できる。しかし、リレー光学系を設けた分だけ光路が長くなってしまうので、眼底撮影装置が大型化してしまうおそれがある。

これに対し、本発明者は、非共軸系の凹面ミラー系を光路に設けることで、被検眼Ｅの瞳と共役関係となる位置が、非点収差の影響で、凹面ミラー系のメリディオナル面とサジタル面とのそれぞれに関して少なくとも一つずつ生じることに着目した。そして、本実施形態の眼底撮影装置のように、凹面ミラー系のメリディオナル面に関して共役な位置に、メリディオナル面に沿う方向に照明光を偏向するＹガルバノミラー４００ｂを配置した。また、凹面ミラー系のサジタル面に関して共役な位置に、サジタル面に沿う方向に照明光を偏向するＸガルバノミラー４００ｂを配置した。その結果、瞳と照明光の旋回点との位置ずれを抑制して、虹彩等に遮られることなく照明光を被検眼Ｅの瞳に入射できることを見出した。これにより、水晶体に入射させる照明光のビーム径を確保できるので、光源１からの照明光の眼底におけるスポット径が大きくなってしまうことを抑制できる。従って、第１撮影光学系１００ｂでは、光源１からの照明光の眼底反射光に基づいて鮮明な眼底像を得ることができる。

また、上記の構成によれば、Ｘガルバノミラー４００ａとＹガルバノミラー４００ｂとの間に、必ずしもミラー光学系を配置しなくても、上述のように好適に、光源１からの照明光を瞳に入射させることができる。本実施形態の眼底撮影装置のように、Ｘガルバノミラー４００ａとＹガルバノミラー４００ｂとの間にミラー光学系が配置されていなければ、その分、第１照明光学系光学系１００ａと第１撮影光学系１００ｂの光路を短くすることができる。このため、眼底撮影装置をコンパクトに構成することができる。

さらに、Ｘガルバノミラー４００ａは、凹面ミラー系のサジタル面に関して被検眼Ｅの瞳と共役関係となる位置のうち、凹面ミラー系の最も近くに配置されている。また、Ｙガルバノミラー４００ｂは、凹面ミラー系のメリディオナル面に関して被検眼Ｅの瞳と共役関係となる位置のうち、凹面ミラー系の最も近くに配置されている。これにより、凹面ミラー系から２つのガルバノミラー４００ａ，４００ｂまでの光路上の距離を短くすることができる。よって、眼底撮影装置をコンパクトに構成することができる。

次に、トラッキングユニット３００について説明する。トラッキング用ユニット３００は、撮影される被検眼Ｅの固視微動等による位置ずれの経時変化を検出し、移動位置情報を得るためのユニットである。トラッキング用ユニット３００では、トラッキング開始時に得られた受光結果を、図示しない制御部へ基準情報として送信する。その後、走査部１５および偏向部４００の１走査毎に得られる受光結果（受光情報）を逐次、制御部に送信する。制御部は、基準情報に対してその後に得られた受光情報を比較し、基準情報と同じ受光情報が得られるように、移動位置情報を演算により求める。制御部は、求めた移動位置情報に基づいて偏向部４００を駆動させる。このようなトラッキングを行うことにより、被検眼Ｅが微動してもその動きが相殺されるように偏向部４００の駆動が行われる。モニタ７０に表示される眼底画像の動きは抑制されることとなる。また、ダイクロイックミラー９１は、第２撮影ユニット２００からの光束を透過させ、トラッキング用ユニット３００からの光束を反射させる特性を持つ。

前眼部観察ユニット７００は、被検眼Ｅの前眼部を可視光にて照明し、前眼部正面像を撮像するユニットである。前眼部観察ユニット７００にて撮像された画像は、図示しないモニタに出力される。これにより、検者が、前眼部の位置を確認しながら覗き窓５０１に対する被検眼Ｅの位置合わせを行うことができる。また、ダイクロイックミラー９５は、第２撮影ユニット２００及びトラッキング用ユニット３００からの光束を透過させ、前眼部観察ユニット７００からの光束を反射させる特性を持つ。

次に、第２撮影ユニット２００について説明する。第２撮影ユニットは、第１撮影ユニットの画角よりも広画角の眼底画像（第２撮影画像）を取得するためのユニットである。第２撮影ユニット２００によって取得される第２撮影画像は、前述した狭画角の第１撮影画像を得るための位置指定、及び位置確認用の画像として用いられる。このような第２撮影画像を取得するための第２撮影ユニット２００は、被検眼Ｅの眼底画像を観察用として広画角（例えば２０度〜６０度程度）でリアルタイムに取得できればよい。従って、第２撮影ユニット２００は、既存の眼底カメラの観察・撮影光学系や走査型レーザー検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope：ＳＬＯ）の光学系、及び制御系を用いることができる
。

次に、波面収差検出光学系１１０について説明する。前述のように、波面収差検出光学系１１０は、一部の光学素子を第１照明光学系１００ａおよび第１撮影光学系１００ｂの光路上に持ち、これらの光学系１００ａ，１００ｂと光路を一部共用している。波面収差検出光学系１１０は、光源７６、レンズ７７、ＰＢＳ７８、ＢＳ７５、ＢＳ７１、ダイクロイックミラー８６、ＰＢＳ８５、レンズ８４、平面ミラー８３、レンズ８２、波面センサ７３を含む。そして、波面収差検出光学系１１０は、第１照明光学系１００ａおよび第１撮影光学系１００ｂの光路上に置かれるＢＳ７１から凹面ミラー３５までの光学部材を共用することにより構成されている。

収差検出用光源である光源７６は、光源１と異なる赤外域の光を発する光源である。本実施形態において、光源７６は、波長７８０ｎｍのレーザ光を出射するレーザダイオードを用いている。光源７６は、レーザ光の出射端が、被検眼Ｅの眼底と共役な位置となるように配置されている。

光源７６から出射したレーザ光は、レンズ７７によって平行光束とされる。その平行光束は、ＰＢＳ７８により光源１からの照明光と直交する方向に偏光（Ｐ偏光）される。そして、平行光束は、ＢＳ７５により第１照明光学系の光路に導かれる。

ＢＳ７５により反射されたレーザ光は、第１照明光学系１００ａおよび第１撮影光学系１００ｂと共用される光路を経て（即ち、凹面ミラー１１，凹面ミラー１２、・・・凹面ミラー３５によって導かれて）被検眼Ｅの眼底に集光される。眼底で反射されたレーザ光は、第１照明光学系１００ａを逆に辿って、波面補償デバイス７２にて反射され、ＢＳ７１により第１照明光学系１００ａの光路から外れ、ダイクロイックミラー８６によって反射され、ＰＢＳ８５、レンズ８４、平面ミラー８３、レンズ８２を経て波面センサ７３へと導かれる。

ダイクロイックミラー８６は、光源１の波長の光（８４０ｎｍ）を透過し、光源７６の波長の光（７８０ｎｍ）を反射する特性を持つ。従って、波面センサ７３では、照射したレーザ光の眼底での散乱光のうちＳ偏光成分を持つ光が検出される。このようにして、角膜や光学素子で反射される光が波面センサ７３に検出されることを抑制している。また、走査部１５、波面補償デバイス７２の反射面は、被検眼Ｅの瞳と略共役とされる。また、波面センサ７３の受光面は被検眼Ｅの眼底と略共役とされる。

ＰＢＳ８５は、光源７６から被検眼Ｅに照射されたレーザ光の所定の偏光成分（Ｐ偏光光）を遮断し、この偏光成分に直交する方向の偏光成分（Ｓ偏光光）を透過する光学部材である。ＰＢＳ８５を透過したレーザ光は、波面センサ７３へと導かれる。

波面センサ７３は、低次収差及び高次収差を含む波面収差を検出するための素子である。波面センサ７３は、凹面ミラー系（凹面ミラー３１，３５）のメリディオナル面およびサジタル面に関して被検眼Ｅの瞳と共役な位置に置かれている。波面センサ７３は、例えば、多数のマイクロレンズが縦横に並べられたマイクロレンズアレイと、各々のマイクロレンズを透過した光束を受光させるための二次元撮像素子７３ａ（二次元受光素子）と、を有している。ここで、マイクロレンズアレイが有する各々のマイクロレンズは、被検眼Ｅの瞳の所定範囲と略共役な位置に配置される。波面センサ７３の検出結果が入力される制御部（図示せず）では、被検眼Ｅの眼底で反射されたレーザ光の波面に関する情報を、二次元的な撮像結果として得ることができる。そして、この撮像結果に基づいて制御部（図示せず）が波面補償デバイス７２の液晶層への印加電圧を制御することにより、波面補償デバイス７２による波面補償が行われる。なお、波面センサ７３には、例えば、ハルトマンシャック検出器や光強度の変化を検出する波面曲率センサを用いることができる。

ところで、仮に、被検眼Ｅに照射されるレーザ光および照明光の旋回点が瞳から眼軸方向にずれてしまうと、２つのガルバノミラー４００ａ，４００ｂの向きに応じて、レーザ光および照明光の瞳における照射位置が瞳の所定範囲（例えば、瞳の中心付近）からずれてしまう。これにより、波面センサ７３には、瞳の所定範囲からずれた領域についての被検眼Ｅの波面が検出される。しかし、前述したように、波面補償デバイス７２は、瞳の所定範囲についての被検眼Ｅの波面収差を補償するように制御される。その結果、照明光の眼底反射光に対して行われる波面補償デバイス７２による波面補償が不正確なものとなってしまうおそれがある。よって、このような波面補償がなされた眼底反射光に基づく眼底像は、不鮮明なものとなってしまうおそれがある。

これに対し、波面収差検出光学系１１０の光路上に配置された、偏向部４００のＸガルバノミラー４００ａおよびＹガルバノミラー４００ｂは、前述したように、凹面ミラー系（凹面ミラー３１，３５）のサジタル面、メリディオナル面のそれぞれに関して被検眼Ｅの瞳と共役な位置にそれぞれ配置されている。このため、波面収差検出光学系１１０では、光源７６からのレーザ光の旋回点と瞳との位置ずれが抑制される。よって、各ガルバノミラー４００ａ，４００ｂの向きに拘わらず、光源７６からのレーザ光を瞳の一定の位置に照射できる。また、波面センサ７３は、凹面ミラー系（凹面ミラー３１，３５）のサジタル面およびメリディオナル面に関して被検眼Ｅの瞳と共役な位置に配置される。それ故、各ガルバノミラー４００ａ，４００ｂの向きに拘わらず、瞳の所定範囲に入射したレーザ光に対する被検眼Ｅの眼底反射光についての波面収差を、波面センサ７３を用いて検出できる。よって、第１撮影光学系１００ｂの波面補償デバイス７２によって、眼底反射光の波面補償を正確に行うことができる。このため、第１撮影光学系１００ｂでは、波面補償がなされた眼底反射光に基づいて鮮明な眼底像を得ることができる。

以上、実施形態に基づき説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、様々な変形が可能であることは勿論である。例えば、上記実施形態において、第１照明光学系１００ａ，第１撮影光学系１００ｂにおいて、被検眼Ｅと偏向部４００との間に、２枚の非共軸系の凹面ミラー３１，３５からなる凹面ミラー系を配置する場合について説明したが、凹面ミラー系は、非点収差を生じさせるものであれば良く、１枚以上の凹面ミラーで構成されていればよい。また、凹面ミラー３１，３５としては、球面鏡、楕円鏡、放物面鏡等の各種の形状の凹面鏡を用いることができる。

また、上記実施形態では、偏向部４００は、ガルバノミラー４００ａ，４００ｂによって構成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、各ガルバノミラー４００ａ，４００ｂの少なくとも一方を、ポリゴンミラーやレゾナントミラー等の光学部材に置き換えてもよい。

また、Ｘガルバノミラー４００ａとＹガルバノミラー４００ｂとの間には、凹面ミラー３１，３５に関して瞳と共役となる位置をリレーさせるリレー光学系を設けていない場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、Ｘガルバノミラー４００ａとＹガルバノミラー４００ｂとの間に、瞳の像をリレーさせるリレー光学系を設け、リレーされた瞳共役位置に、Ｘガルバノミラー４００ａを設けるようにしても良い。このようにしても、各ガルバノミラー４００ａ，４００ｂの向きに拘わらず、光源１および光源７６から出射された光束を、被検眼Ｅの瞳に入射させることができる。

また、上記実施形態においては、走査部１５のレゾナントミラーによって、被検眼Ｅの眼底上で照明光を水平方向に走査させ、且つ、Ｘガルバノミラー４００ａによって、被検眼Ｅの眼底上での走査範囲の位置決めを行っていたが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、走査部１５のレゾナントミラーを、凹面ミラー系のサジタル面に関して瞳と共役となる位置に配置し、走査部１５のレゾナントミラーによって、被検眼Ｅの眼底上での走査範囲の位置決めを行うようにし、且つ、Ｘガルバノミラー４００ａによって、被検眼Ｅの眼底上で照明光を水平方向に走査させるようにしても良い。また、走査部１５のレゾナントミラーを、例えば、ガルバノミラーやポリゴンミラーとしても良い。走査部１５を凹面ミラー系のサジタル面に関して瞳と共役となる位置に配置して、走査部１５によって、光源１からの照射光をＹ方向に偏向させるように構成してもよい。

また、上記実施形態において、各ガルバノミラー４００ａ，４００ｂは、凹面ミラー系のサジタル面およびメリディオナル面に関して被検眼Ｅの瞳と共役関係となる位置のうち、凹面ミラー系に最も近い位置でそれぞれ配置されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、瞳の像をリレーさせるリレー光学系を凹面ミラー系より光源１および光源７６側に設ける。そして、瞳と共役な一以上の位置を、各ガルバノミラー４００ａ，４００ｂと凹面ミラー３１，３５との間に挟むように、各ガルバノミラー４００ａ，４００ｂを配置してもよい。このようにしても、光源１および光源７６から出射された光束の旋回点が、瞳から眼軸方向にずれてしまうことを抑制できる。

また、上記実施形態の眼底撮影装置は、収差補償ユニット１０，７２および収差検出光学系を有し、第１撮影光学系１００で撮影される眼底画像に対し、被検眼の波面収差を補償するものとして説明したが、収差補償ユニット１０，７２および収差検出光学系を設けないように構成することもできる。このようにしても、光源１および光源７６から出射された光束の旋回点が、瞳から眼軸方向にずれてしまうことを抑制できる。

また、上記実施形態において、２つのガルバノミラー４００ａ，４００ｂは、凹面ミラー系に関し、被検眼Ｅの瞳と共役な位置に配置するものとして説明したが、完全に「共役」となる位置に配置する必要は無く、測定精度との関係で必要とされる精度で共役であれば良いことを意味する。

なお、以上の説明では、収差検出用光源として、光源１とは異なる波長の照明光を出射する光源７６を用いたが、光源１を収差検出用光源として用いてもよい。

１，７６ 光源
３１，３５ 凹面ミラー
５６ 受光素子
７２ 波面補償デバイス
７３ 波面センサ
１００ａ 第１照明光学系
１００ｂ 第１撮影光学系
１１０ 波面収差検出光学系
４００ 偏向部
４００ａ Ｘガルバノミラー
４００ｂ Ｙガルバノミラー
Ｅ 被検眼

Claims (1)

1. 第１光源からの光を被検眼の眼底へ照射する照明光学系と、
   前記光を前記眼底上で二次元的に走査する走査手段と、
   前記光の眼底反射光を受光する受光素子を有する撮影光学系と、を有し、前記受光素子からの信号に基づいて眼底画像を形成する眼底撮影装置であって、
   前記走査手段と前記被検眼との間に配置されることにより、前記走査手段を介した前記光を反射して被検眼へ導く凹面ミラー系を有し、
   前記凹面ミラー系は、互いに異なる２方向に関してパワーを持つ鏡面形状の凹面ミラーを、２つ備え、該２つの凹面ミラーによって非点収差を生じさせることで、前記凹面ミラー系のメリディオナル面およびサジタル面のうち一方の第１面に関して瞳と共役関係となる位置と、前記第１面とは異なる第２面に関して前記被検眼の瞳と共役関係となる位置とを、互いに異ならせるものであり、
   前記走査手段は、第１偏向手段と、第２偏向手段とを有し、
   前記第１偏向手段は、前記第１面に関して前記被検眼の瞳と共役関係となる位置に配置されると共に、前記光を前記第１面に沿う方向に偏向させ、
   第２偏向手段は、前記第２面に関して前記被検眼の瞳と共役関係となる位置に配置されると共に、前記第１偏向手段を介した前記光を、更に、前記第２面に沿う方向に偏向させて前記凹面ミラー系へ導く眼底撮影装置。