JP6484949B2 - 眼科装置 - Google Patents
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Description
以下、第1実施形態の概要を説明する。第1実施形態の眼科装置は、例えば、被検眼の深さ情報を取得するための眼科装置1である(図1参照)。眼科装置1は、例えば、フーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィー(FD−OCT)を基本的構成とする。眼科装置1は、干渉光学系100(OCT光学系)、制御部70を含む。FD−OCTとしては、波長掃引式OCT(SS−OCT:Swept source-OCT)、スペクトルドメインOCT(SD−OCT:Spectral Domain OCT)が代表的である。もちろん、これに限定されず、タイムドメインOCT(TD−OCT)であってもよい。
本実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本実施例に係る眼科装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、本実施例においては、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。
本装置は、光コヒーレンストモグラフィーデバイス(OCTデバイス)1である。図1において、OCTデバイス1は、干渉光学系(OCT光学系)200と、固視標投影ユニット300と、制御部(例えばCPU)70と、導光光学系10を備える。
OCT光学系200は、測定光源から発せられた光束を測定光と参照光に分割する。さらに、OCT光学系200は、分割された測定光束を被検眼眼底Erに導き,参照光を参照光学系に導いた後、眼底Erで反射又は後方散乱された測定光と参照光とが合成された光の干渉信号を検出器(受光素子)83により検出する。
OCT光源27はOCT光学系200の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントの光を発する光源であり、例えば、SLD光源等が用いられる。OCT光源27には、例えば、中心波長840nmで50nmの帯域を持つ光源が用いられる。
光ファイバ38a,38b,38c,38dは、内部に光を通過させ、OCT光源27、カップラー26、測定光学系200a、参照光学系200b、分光光学系800等を繋ぐ。
ファイバーカップラー26は光分割部材と光結合部材としての役割を兼用する。OCT光源27から発せられた光は、導光路としての光ファイバ38aを介して、ファイバーカップラー26によって参照光と測定光とに分割される。測定光は光ファイバ38bを介して被検眼Eへと向かい、参照光は光ファイバ38c(ポラライザ(偏光素子)33)を介して参照ミラー31へと向かう。
測定光学系200aは、例えば、測定光を被検眼眼底Erに導く。測定光学系200aは、コリメータレンズ21、フォーカス用光学部材(フォーカシングレンズ)24、走査光学系(光スキャナ)23と、リレーレンズ22等が配置されている。走査光学系23は、例えば、2つのガルバノミラーによって構成され、走査駆動機構51の駆動により、OCT光源27から発せられた測定光を眼底上で二次元的(XY方向)に走査させるために用いられる。なお、走査光学系23は、例えば、AOM(音響光学素子)やレゾナントスキャナ等によって構成されていてもよい。
参照光学系200bは、参照光を生成する。参照光は、眼底Erによって反射された測定光の反射光と合成される光である。参照光学系200bは、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであっても良い。参照光学系200bは、例えば、反射光学系(例えば、参照ミラー31)によって形成され、カップラー26からの光を反射光学系により反射することにより再度カップラー26に戻し、検出器83に導く。他の例としては、参照光学系200bは、透過光学系(例えば、光ファイバー)によって形成され、カップラー26からの光を戻さず透過させることにより検出器83へと導く。
分光光学系800は、例えば、参照光と測定光による干渉光を周波数(波長)毎に分光し、分光された干渉光を検出器83(本実施例においては、1次元受光素子)に受光させる。
次に、固視標投影ユニット300について説明する。固視標投影ユニット300は、眼Eの視線方向を誘導するための光学系を有する。固視標投影ユニット300は、眼Eに呈示する固視標を有し、複数の方向に眼Eを誘導できる。
本実施例のOCTデバイス1は、例えば、ダイクロイックミラー40を備える。例えば、ダイクロイックミラー40は、OCT光学系200の測定光として用いられる波長成分の光を反射し、固視標投影ユニット300に用いられる波長成分の光を透過する特性を有する。
また、制御部70には、表示モニタ75、メモリ72、操作部74、参照ミラー駆動部50、フォーカシングレンズ駆動部24a、光ファイバ38cの駆動機構34、後述する焦点距離可変12等が接続されている。
導光光学系10は、被検眼Eに測定光を導くために設けられる。導光光学系10は、例えば、対物レンズユニット11、集光位置可変系12等を備える。
集光位置可変系12は、例えば、導光光学系10を通る測定光の集光位置を変化させる。集光位置可変系12は、例えば、光学素子の挿脱機構を備えてもよい。そして、集光位置可変系12は、導光光学系10の光軸に対して光学素子を挿脱することによって導光光学系10を通る測定光の集光位置を変化させてもよい。なお、集光位置可変系12として、例えば、屈折力を変更可能な屈折力可変系13が用いられてもよい。屈折力可変系13は、例えば、屈折力を変化させることによって、測定光の集光位置を変化させてもよい。
以上のような構成の眼科装置(OCTデバイス1)において、眼底部Erの撮影と前眼部Ecの撮影の切り換えについて説明する。
なお、本実施例のように、集光位置可変系12が2つの屈折力可変系13a,13bを備える場合、あるいは2つの光学素子を駆動させる駆動機構を備える場合、導光光学系10はテレセントリック光学系を形成させるために以下に示す条件を満たすことが好ましい。
続いて、前述の第3条件について説明する。前眼部観察時において導光光学系10が第3条件を満たす場合、以下に示す式(4)を満たす必要がある。
本装置において、これら4つの式(1)〜(4)を全て満足した場合、第1条件〜第3条件を満たすことができる理想的な構成となる。
なお、実際の装置構成においては、この理想的な構成を厳密に実現する必要はない。
実際の装置構成における第1屈折力可変系13aの主点と第2屈折力可変系13bの主点の距離Xは、第1屈折力可変系13aの第一屈折面から第2屈折力可変系13bの第一屈折面までの光学距離dにほぼ等しいので、屈折力可変系13の焦点が出来るのは、第2屈折力可変系13bの主点からΔr(d)離れた位置である。
一方、前記理想的な構成の導光光学系における屈折力可変系13の焦点位置は、式(1)右辺のXに式(3)を代入して、Δr(Gc1+Gc2)と書くことができる。
従って、眼底における上記理想的な構成の導光光学系からの外れは、Δr(d)とΔr(Gc1+Gc2)の差が対物レンズユニットの縦倍率だけ拡大または縮小されたものであるから、屈折力で表すと次式となる。
なお上記条件式は眼科装置で一般的に用いられる±14の視度調整範囲に抑えられていることとしたが、±14Dより大きな範囲でもよく、被検眼Eの遠視または近視の度合いを考慮した範囲が好ましい。ただし、本装置1の測定精度を高めるためには、より0に近いことが好ましい。例えば、±10Dより小さい範囲が好ましい。この場合の式を式(8)に示す。
非線形光学部材は、例えば、電場を印加した際に非線形光学効果によって屈折率分布を変化させる部材である。例えば、非線形光学部材としては、タンタル酸ニオブ酸カリウム(KTN)等の結晶が挙げられる。分子部材は、例えば、化学変化または熱変化による組成変化によって屈折率分布が変化する分子材料である。例えば、分子材料は、カリックスレゾルシンアレーン誘導体などの短波長の光による異性化を利用した材料(フォトクロミック材料)、電子注入によるエネルギーレベルの変化を利用した屈折率可変材料(例えば、石英系のガラス)等であってもよい。また、熱による物性変化を利用したサーモロミック材料等であってもよい。
10 導光光学系
11 対物レンズユニット
12 集光位置可変系
13 屈折力可変系
23 走査光学系
26 ファイバーカップラー
70 制御部
83 検出器
200a 測定光学系
200b 参照光学系
Claims (4)
- 被検眼の断層画像を撮影するための眼科装置であって、
光源からの光を測定光と参照光とに分割する分割手段と、
対物レンズユニットを含み、前記被検眼に前記測定光を導光かつ集光させる導光光学系と、
前記導光光学系の光路中に配置され、前記対物レンズユニットに入射する光束がテレセントリックである場合と、前記対物レンズユニットから射出される光束がテレセントリックである場合と、で光路が同じ状態で、前眼部と眼底部との間で前記測定光の集光位置を光軸方向に変更可能な集光位置可変手段と、
前記導光光学系を介して被検眼に導かれた前記測定光と、前記参照光との干渉光を検出する検出手段であって、制御手段の制御に応じた前記干渉光のそれぞれを検出する検出手段と、
前記検出手段による前記干渉光の検出結果に基づいて、前記前眼部と前記眼底部の断層画像をそれぞれ形成する画像形成手段と、を備え、
前記集光位置可変手段は、集光位置と対物レンズユニットからの射出角度とを変更するための少なくとも2つの光学部材を駆動させる駆動部を備え、前記眼底部の断層画像を得る際に、前記導光光学系は対物レンズユニットに入射する光束がテレセントリック、
前記前眼部の断層画像を得る際に、前記導光光学系は対物レンズユニットから射出される光束がテレセントリック、
に設定可能であることを特徴とする眼科装置。 - 前記集光位置可変手段は、前記駆動部を制御し、
眼底部の断層画像を得る際、走査光学系の走査面と瞳孔が共役関係になり、
前眼部の断層画像を得る際、前眼部観察時、前記走査光学系の走査面と瞳孔面が瞳‐像関係になり、さらに瞳孔面への照射光束がテレセントリックになるように、前記光学部材を駆動させることを特徴とする請求項1の眼科装置。 - 前記集光位置可変手段は、第1屈折力可変系および第2屈折力可変系を備え、
前記第1屈折力可変系および前記第2屈折力可変系が、以下の式を満たすように配置されることを特徴とする請求項2の眼科装置。
{dは前記第1屈折力可変系の最も走査光学系側の屈折面から前記第2屈折力可変系の最も走査光学系側の屈折面までの距離、Gc1は前眼部撮影時の前記第1屈折力可変系の焦点距離、Gc2は前眼部撮影時の前記第2屈折力可変系の焦点距離、Foは前記対物レンズユニットの焦点距離。} - 前記集光位置可変手段は、第1屈折力可変系および第2屈折力可変系を備え、前記第1屈折力可変系および前記第2屈折力可変系が、以下の式を満たすように配置されることを特徴とする請求項2の眼科装置。
{dは前記第1屈折力可変系の最も走査光学系側の屈折面から前記第2屈折力可変系の最も走査光学系側の屈折面までの距離、Gc1は前眼部撮影時の前記第1屈折力可変系の焦点距離、Gc2は前眼部撮影時の前記第2屈折力可変系の焦点距離、Foは前記対物レンズユニットの焦点距離。}
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