JP6729800B2 - 眼科装置 - Google Patents
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Description
0.2<β1・(1−M2)/β2・(1−M1)<1.0
で示す条件式を満たす。
2<β1/(1−M1)<13
9<β2/(1−M2)<17
で示す条件式を満たす。
0.8<L1/L2<1.2
で示す条件式を満たす。
1.0≦H1/H2<5.0
で示す条件式を満たす。
図1に示すように、眼科撮影装置10は、被検眼の眼底を撮影する装置本体14及び制御装置16を含む。なお、以下の説明では、「撮影」とは、ユーザが眼科撮影装置10を用いて被写体を示す画像を取得することをいい、「撮像」と称する場合がある。装置本体14は、制御装置16の制御下で作動する。装置本体14は、SLOユニット18、走査装置19、及びOCTユニット20を含む。
図2に、本実施形態に係る眼科撮影装置10の被検眼に対する照射角の一例を示す。また、図3に、眼底の撮影可能領域の一例を示す。
被検眼12の眼底を観察する場合、眼底を観察する観察者の視野角、つまり、眼底の視野角(FOV:Field of View)をより大きな角度とすることで、より広範囲の眼底領域を観察できる。この眼底領域の観察のために、本実施形態に係る眼科撮影装置10では、被検眼12の眼底を走査光により走査して、被検眼12の眼底を撮影する。従って、眼底の視野角は、走査光の照射角に対応する。つまり、被検眼12に対してどの程度の光を提供すればどの程度の眼底領域を撮影可能であるのかを表現することが求められる。眼底への走査光は、被検眼12の瞳孔中心に向けて照射される。そして、被検眼の角膜での屈折のため、眼科装置からの照射光は被検眼の内部ではやや狭い角度となって眼底を照明する。図2では模式的に、眼科装置からの照射光線が瞳孔中心で屈折する状態として示している。そして、眼科装置による外部からの照射光についての外部照射角Aと、これにより照射させる被検眼の内部での照射角としての内部照射角Bとを区別して表現されなければならない。
図4に示すように、共通光学系28は、光学システム28A、及び第3光学スキャナ29を含んでいる。光学システム28Aは、共通光学系28として作動する光学系を、光軸を中心とした眼底中央部位の視野を担当する第1光学システム28A1を基準として、第1光学システム28A1から眼底中央部位の周囲の眼底周辺部位の視野を担当する第2光学システム28A2に、切り替えることが可能な切替機構28Bを含む。切替機構28Bは、例えば回転ステージ及び1軸ステージ等の移動機構を用いることができる。つまり、本実施形態では、切替機構28Bの動作に応じて光学システム28Aにおける第1光学システム28A1及び第2光学システム28A2の何れかの光学系が被検眼12の眼底を撮像するための光学システムとして設定される。第1光学システム28A1及び第2光学システム28A2の詳細は後述する。
図5に示すように、制御装置16は、CPU(Central Processing Unit)161、RAM(Random Access Memory)162、及びROM(Read Only Memory)163を含むコンピュータによって構成される。ROM163は、被検眼12の眼底の画像を形成する各種機能を実現するための制御プログラムを含んでいる。本実施形態では、制御プログラムの一例として、SLOプログラム163A、OCTプログラム163B、及び画像合成プログラム163Cを含んでいる。制御装置16は、入出力インタフェース(I/O)164を備えており、CPU161、RAM162、ROM163、及びI/O164は各々コマンド及びデータを授受可能にバス165を介して接続されている。また、I/O164には、画像を表示するディスプレイ等の表示部166、及び制御装置16へ指示を入力するキーボードやマウス等の入力部が接続されている。さらに、I/O164には、SLOユニット18、OCTユニット20、及び走査装置19が接続されている。
図6に示すように、X方向走査角度範囲は、走査光のX方向の走査角度の範囲である。図6には、X方向走査角度範囲として、θ0度以上θn度以下の範囲が例示されている。また、Y方向走査角度範囲は、走査光のY方向の走査角度である。図6には、Y方向走査角度範囲として、φ0度以上φn度以下の範囲が例示されている。
0.2<β1・(1−M2)/β2・(1−M1)<1.0 ・・・(1)
ただし、第1光学システム28A1における被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率をβ1、瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率をM1とし、第2光学システム28A2における被検眼の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率をβ2、瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率をM2とする。なお、無収差理想レンズは説明の都合上、便宜的に入れたものであり、無収差理想レンズを入れることに限定されるものではない。
2<β1/(1−M1)<13 ・・・(2)
9<β2/(1−M2)<17 ・・・(3)
0.8<L1/L2<1.2 ・・・(4)
ただし、第1光学システム28A1における被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離をL1、前記第2光学システムにおける被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離をL2とする。
1.0≦H1/H2<5.0 ・・・(5)
ただし、第1光学システム28A1における被検眼12の瞳Pp位置の面における有効口径をH1、第2光学システム28A2における被検眼12の瞳Pp位置の面における有効口径をH2とする。なお、上限を3.0より小さくすることが好ましい。
図9に、第1実施例に係る眼科撮影装置10における第1光学システム28A1のレンズ構成を、実施例1−1として示す。
第1光学システム28A1は、被検眼12の瞳Pp側から、瞳面D側に凹面を向けた正メニスカスレンズL01、瞳面D側に凹面を向けた非球面形状の正メニスカスレンズL02、及び瞳面D側に凸レンズL03に負メニスカスレンズL04が張り合わされたレンズ群が順に配列された第1光学ユニット280A1を含んでいる。また、第1光学ユニット280A1の光の射出側には、被検眼12の瞳Pp側から、凸レンズL05、及び瞳面D側に凹面を向けた負メニスカスレンズL06が順に配列された共用光学ユニット282を含んでいる。
+A・r4+B・r6+C・r8+D・r10+E・r12 ・・・(6)
表1では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が0〜110度(0〜55度:第1面入射角)とし、作動距離WDが18mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L1)が565.25mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β1が4.88xとした場合を示す。さらに、歪曲率M1(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.300とした場合を示す。
A:−0.115291E−05
B:+0.363779E−09
C:−0.562953E−13
である。
図10に示す収差図において、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
第2光学システム28A2は、被検眼12の瞳Pp側から、瞳面D側に凹面を向けた正メニスカスレンズL01、瞳面D側に凹面を向けた非球面形状を含む負メニスカスレンズL02、及び瞳面D側に凸面を向けた正メニスカスレンズL03に負メニスカスレンズL04が張り合わされたレンズ群が順に配列された第2光学ユニット280A2を含んでいる。なお、第2光学ユニット280A2の光の射出側の光学系は、図9に示す共用光学ユニット282を共通して用いる。
表2では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が100〜132度(50〜66度:第1面入射角)とし、作動距離WDが18mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L2)が520.88mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β1が4.9xとした場合を示す。さらに、歪曲率M1(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.574とした場合を示す。
A:+0.398342E−06
B:−0.976217E−10
C:−0.544603E−13
である。
図12に示す収差図では、図10と同様に、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
実施例1−2では、第1光学システム28A1と、第2光学システム28A2との各々の有効視野角(瞳からの射出全角A)を、一部(100度から110度)が重複するように設定されている。実施例1−3では、実施例1−2より有効視野角を広げて、第1光学システム28A1と、第2光学システム28A2との各々の有効視野角(瞳からの射出全角A)を、重複させることなく、切り替わるように設定したものである。
表3では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が110〜140度(55〜70度:第1面入射角)とし、作動距離WDが18mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L2)が565mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β2が3.92xとした場合を示す。さらに、歪曲率M2(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.720とした場合を示す。
A:−0.902137E−07
B:+0.794263E−11
C:−0.318956E−15
である。
また、レンズL02で第7面の非球面を示す非球面係数は、
A:+0.585897E−06
B:−0.983043E−10
C:+0.117076E−12
D:−0.125282E−16
である。
図14に示す収差図では、第1実施例と同様に、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
次に、第2実施例を説明する。第1実施例では、第1光学システム28A1と、第2光学システム28A2との各々に、非球面形状のレンズ素子が含まれている。第2実施例では、光軸を中心とした眼底中央部位の視野を担当する第1光学システム28A1を構成するレンズ素子を全て球面形状に設定したものである。また、第2実施例では、第1光学システム28A1と、第2光学システム28A2との各々の有効視野角(瞳からの射出全角A)を、重複させることなく、切り替わるように設定したものである。
第1光学システム28A1は、被検眼12の瞳Pp側から、瞳面D側に凹面を向けた正メニスカスレンズL01、瞳面D側に凹面を向けた正メニスカスレンズL02、及び瞳面D側に凸レンズL03に負メニスカスレンズL04が張り合わされたレンズ群が順に配列された第1光学ユニット280A1を含んでいる。また、第1光学ユニット280A1の光の射出側には、被検眼12の瞳Pp側から、凸レンズL05、及び瞳面D側に凹面を向けた負メニスカスレンズL06が順に配列された共用光学ユニット282を含んでいる。
表4では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が0〜100度(0〜50度:第1面入射角)とし、作動距離WDが32.99mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L1)が550mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β1が3.95xとした場合を示す。さらに、歪曲率M1(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.268とした場合を示す。
図16に示す収差図では、第1実施例と同様に、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
実施例2−2に係る第2光学システム28A2は、被検眼12の瞳Pp側から、瞳面D側に凹面を向けた正メニスカスレンズL01、瞳面D側に凹面を向けた非球面形状を含む負メニスカスレンズL02、及び瞳面D側に凸面を向けた正メニスカスレンズL03に負メニスカスレンズL04が張り合わされたレンズ群が順に配列された第2光学ユニット280A2を含んでいる。なお、第2光学ユニット280A2の光の射出側の光学系は、図15に示す共用光学ユニット282を共通して用いる。
表5では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が100〜130度(50〜65度:第1面入射角)とし、作動距離WDが18mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L2)が549.19mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β2が5.64xとした場合を示す。さらに、歪曲率M2(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.517とした場合を示す。
A:+0.505045E−06
B:−0.185139E−09
C:+0.118203E−12
D:−0.133097E−16
である。
図18に示す収差図では、第1実施例と同様に、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
変形例では、レンズ素子の口径を小さくすること、及び反射面の口径を小さくすることの両者を想定した場合に、レンズ素子の口径を小さくすることを支配的にして構成されている。詳細には、レンズ素子の口径を小さくすることに注力し、反射面の大型化はある程度許容する構成を可能としている。広画角視野を得るための第2光学システム280A2を構成する第2光学ユニットとしての反射屈折光学系は、被検眼12の瞳Pp側より、光が入射する順に、最も被検眼側に被検眼側に凹面を向けた正メニスカスレンズを有し、正の屈折力を有する屈折レンズ、入射側が気体となる表面反射面である中心開口を有する第1反射面、入射側が気体となる表面反射面である第2反射面、負の屈折力を持つ屈折レンズから構成され、第1反射面の中心開口を通って、被検眼12の瞳Pp位置と共役となる瞳共役Pcjの位置に像を形成することで実現される。このとき、負の屈折力をもつレンズは第1反射面と第2反射面の間に配置されることが好ましい。
図19に、第3実施例に係る第1光学システム28A1のレンズ構成を、実施例3−1として示す。実施例3−1では、第1光学システム28A1におけるレンズ素子の口径が小さくされている。
表6では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が0〜100度(0〜50度:第1面入射角)とし、作動距離WDが18.0mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L1)が590mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β1が7.24xとした場合を示す。さらに、歪曲率M1(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.249とした場合を示す。
図20に示す収差図では、同様に、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
実施例3−2に係る第2光学システム28A2は、被検眼12の瞳Pp側から、瞳面D側に凹面を向けた正メニスカスレンズL01、瞳面D側に凹面を向けた輪帯状の第1反射面Mr01、正メニスカスレンズL01の凸面の中心部に設けられた第2反射面Mr02、瞳面D側に凹面を向けた負メニスカスレンズL02、及び瞳面D側に凹面を向けた正メニスカスレンズL03が順に配列された第2光学ユニット280A2を含んでいる。なお、第2光学ユニット280A2の光の射出側の光学系は、図19に示す共用光学ユニット282を共通して用いる。
表7では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が80〜130度(40〜65度:第1面入射角)とし、作動距離WDが39.1089mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L2)が565mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β2が6.4xとした場合を示す。さらに、歪曲率M2(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.518とした場合を示す。
図22に示す収差図では、第1実施例と同様に、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
表8では、有効視野角(瞳からの射出全角A)が70〜130度(35〜65度:第1面入射角)とし、作動距離WDが34.448mmとした場合を示す。また、全長(被検眼12の瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置までの距離L2)が620mmとし、瞳Pp位置から瞳共役Pcj位置の瞳結像倍率β2が7.6xとした場合を示す。さらに、歪曲率M2(瞳共役Pcj位置に無収差理想レンズを入れたときの眼底共役Pcjにおける最大視野の歪曲率)が0.450とした場合を示す。また、反射面の最大径が230mmで、屈折面の最大有効径が106.3mmとした場合を示す。
A:−0.119695E−08
B:+0.639162E−12
C:+0.383380E−16
D:−0.483487E−20
E:+0.121159E−24
である。
また、第6面の非球面を示す非球面係数は、
A:−0.449100E−06
B:+0.253492E−08
C:−0.308466E−11
D:+0.171588E−14
E:−0.458747E−18
である。
図24に示す収差図では、同様に、縦軸は像高を示し、実線は中心波長587.5620nmを示し、破線は656.2790nmを示し、一点鎖線は486.1330nmnmを示し、二点鎖線は435.8350nmを示している。
12 被検眼
12A 撮影可能領域
12A1 第1撮影可能領域
12A2 第2撮影可能領域
16 制御装置
19 走査装置
28 共通光学系
28A 光学システム
A 外部照射角
Claims (16)
- 被検眼の所定領域の画像を取得するための第1光学システムと、
反射屈折光学ユニットを有し、前記所定領域の周辺部の画像を取得するための第2光学システムと、
を有する眼科装置。 - 請求項1に記載の眼科装置であって、
前記反射屈折光学ユニットは、
前記眼科装置の光軸を中心とする開口部を有し、前記被検眼からの光を反射する第1反射面と、
前記眼科装置の前記光軸を中心とする開口部を有し、前記第1反射面からの反射光を前記被検眼と反対側に反射する第2反射面と、を有する、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項2に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システムおよび前記第2光学システムは、前記被検眼と反対側の位置に、前記被検眼の瞳の位置と共役関係にある瞳共役位置を形成する、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1項に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システムは、第1光学ユニットと、後部光学ユニットとを有し、
前記第2光学システムは、前記反射屈折光学ユニットと、前記後部光学ユニットとを有する、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項4に記載の眼科装置であって、
前記第1光学ユニットと、前記反射屈折光学ユニットとを切替える切替え装置をさらに備える、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1項に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システムは、第1光学ユニットと、後部光学ユニットとを有し、
前記第2光学システムは、前記反射屈折光学ユニットと、前記第1光学システムの後部光学ユニットとは異なる後部光学ユニットとを有する、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項6に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システムと、前記第2光学システムとを切替える切替え装置をさらに備える、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から請求項7の何れか1項に記載の眼科装置であって、
前記周辺部の画像の形状は、前記眼科装置の光軸を中心とする輪帯形状である、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項8に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システムによる光軸を含所定領域の画像と、前記第2光学システムによる前記所定領域の周辺部の輪帯形状画像は、その境界を含めて重複する
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項3から請求項9の何れか1項に記載の眼科装置において、
前記第1光学システム及び第2光学システムは、
前記第1光学システムにおける前記被検眼の瞳位置から瞳共役位置の瞳結像倍率をβ1、前記瞳共役位置に無収差理想レンズを入れたときの前記被検眼の眼底共役像における最大視野の歪曲率をM1とし、
前記第2光学システムにおける前記被検眼の瞳位置から瞳共役位置の瞳結像倍率をβ2、瞳共役位置に無収差理想レンズを入れたときの前記眼底共役像における最大視野の歪曲率をM2とするとき、
0.2<β1・(1−M2)/β2・(1−M1)<1.0
で示す条件式を満たす、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項10に記載の眼科装置であって、
前記β1、β2、M1、M2は、
2<β1/(1−M1)<13
9<β2/(1−M2)<17
で示す条件式を満たす、
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から請求項11の何れか1項に記載の眼科装置であって
前記第2光学システムは、前記反射屈折光学ユニットに、前記被検眼の瞳からの外部照射角が100°以上の角度を有する光が入射可能に構成される
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から請求項12の何れか1項に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システム及び第2光学システムの各々は単一の光軸上に光学素子が配列される
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から請求項13の何れか1項に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システム及び第2光学システムの各々は、少なくとも1面の負の屈折力を有する面を含み、かつ全体として正の屈折力を有する共通するレンズ群を含む
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項3から請求項10の何れか1項に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システムにおける前記被検眼の瞳位置から瞳共役位置までの距離をL1、前記第2光学システムにおける前記被検眼の瞳位置から瞳共役位置までの距離をL2とするとき、
0.8<L1/L2<1.2
で示す条件式を満たす
ことを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から請求項15の何れか1項に記載の眼科装置であって、
前記第1光学システムにおける前記被検眼の瞳位置の面における有効口径H1を、前記第2光学システムにおける前記被検眼の瞳位置の面における有効口径H2とするとき、
1.0≦H1/H2<5.0
で示す条件式を満たす
ことを特徴とする眼科装置。
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