JP7355194B2 - 眼底撮影装置 - Google Patents

Description

本開示は、眼底の正面画像を得るための眼底撮影装置に関する。

被検眼の眼底の正面画像を撮影する眼底撮影装置が、眼科分野において広く利用されている。眼底撮影装置としては、眼底カメラ、走査型レーザー検眼鏡の他、次のような装置が挙げられる。例えば、特許文献１には、眼底上でスリット状の照明光を走査し、眼底において照明されたスリット状の領域の像を、走査に従って２次元的な撮像面に逐次投影させることで、眼底の正面画像を得る装置が開示されている。

特公昭６１－４８９４０号公報

眼底反射光に基づいて正面画像を撮影する場合は、前述のスリット状の領域を細くするほど、正面画像上にアーチファクトが生じ難くなる。一方、スリット状の領域を細くするほど投受光の効率が低下し、明るい正面画像が得られ難くなる。

本開示は、従来技術の問題点の少なくとも１つに鑑みてなされたものであり、明るく良好な眼底画像を撮影しやすい眼底撮影装置を提供すること、を技術課題とする。

本開示の第１態様に係る眼底撮影装置は、被検眼の瞳上において照明光が通過する２つの投光領域を第１の方向に並べて形成すると共に、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って細長く形成されたスリット状の照明光を被検眼の眼底上に照射する照射光学系と、眼底上において前記照明光を前記第１の方向に走査する走査部と、前記照明光の眼底反射光が取り出される受光領域を、２つの前記投光領域に挟まれるように被検眼の瞳上において形成すると共に、前記照明光の眼底反射光を受光する撮像素子を備える受光光学系と、を備え、前記撮像素子からの受光信号に基づいて眼底の正面画像である眼底画像を取得する眼底撮影装置であって、被検眼の瞳上における、２つの前記投光領域と、前記受光領域と、の前記第１の方向に関するクリアランスを変更する制御手段を備える。

本開示によれば、明るく良好な眼底画像を撮影しやすい。

１つの実施例に係る装置の外観構成を示した図である。 実施例の撮影ユニットに収容される光学系を示した図である。 実施例に係る装置の制御系を示したブロック図である。 図２の光学系において、走査部として適用可能なオプティカルチョッパーを示した図である。 オプティカルチョッパーにおけるエリア区分けを示した図である。 エリア毎の投受光制御を説明するためのタイミングチャートである。 装置の動作を示すフローチャートである。 変形例において、観察画像を取得するときのエリア区分けを示した図である。 通常撮影モードと、小瞳孔撮影モードと、の切換動作を説明するための図である。

「概要」
以下、図面を参照しつつ、本開示に係る眼底撮影装置の実施形態を説明する。眼底撮影装置は、眼底画像を撮影する。なお、本開示では、眼底の正面画像を「眼底画像」と称する。

眼底撮影装置（図１参照）は、撮影光学系（例えば、図２参照）、および、制御部（例えば、図３参照）を少なくとも有する。

＜制御部＞
制御部は、眼底撮影装置における各部の制御処理と、演算処理とを行う処理装置（プロセッサ）である。例えば、制御部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリ等で実現される。本実施形態において、制御部は画像処理部を兼ねていてもよい。画像処理部は、眼底画像の生成、および、眼底画像に対する各種画像処理のうち少なくとも何れかを実行する。

＜撮影光学系＞
撮影光学系は、照射光学系と、受光光学系と、を含む。照射光学系は、被検眼の眼底に照明光を照射する。受光光学系は、少なくとも撮像素子を有する。また、受光光学系は、照明光の眼底からの戻り光を、撮像素子によって受光する。眼底撮影装置は、撮像素子からの受光信号に基づいて眼底の正面画像である眼底画像を取得する。

照射光学系と受光光学系とは、少なくとも対物光学系（例えば、対物レンズ）を共用する。その他、照射光学系と受光光学系とは、光路結合部を共用していてもよい。光路結合部は、照明光の投光光路と眼底反射光の受光光路とを、結合および分離する。この場合、光路結合部によって形成される投光光路と受光光路との共通光路上に、対物光学系は配置される。

撮像素子は、照明領域からの戻り光を受光する。本実施形態では、照明光に対する眼底反射光、および、眼底からの蛍光、を、まとめて「戻り光」と称する。本実施形態において、撮像素子は、眼底共役位置に配置された２次元受光素子であってもよい。

撮像素子は、例えば、ＣＭＯＳ、および、２次元ＣＣＤであってもよい。撮像素子は、照明領域からの戻り光を受光する。撮像素子からの信号は、画像処理部へ入力される。画像処理部では、撮像素子からの信号に基づいて被検眼の眼底画像が取得（生成）される。

なお、以下の説明において、眼底撮影装置によって取得される眼底画像は、撮影画像と、観察画像とに大別される。撮影画像は、レリーズ信号に基づいて撮影（キャプチャー）される眼底画像である。撮影画像の典型例は、静止画である。観察画像は、装置の撮影条件を調整する際に眼底を観察するために利用される動画である。例えば、フォーカスおよびアライメント等の条件を調整する際に利用される。また、観察画像は、赤外光によって取得される。

本実施形態において、撮影光学系は、走査型の光学系である。撮影光学系は、光学素子と、走査部と、を含む。

光学素子は、眼底上の撮影領域を、スリット状に形成するために利用される。また、走査部は、スリット状の撮影領域を眼底に対して走査する。撮影領域は、例えば、眼底上で直線的にスキャンされてもよいし、眼底上で回転スキャンされてもよい。回転スキャンの場合、回転中心は、撮影光学系の光軸であってもよい。

追加的に、撮影光学系は、光源、および、バリアフィルタ、のうち少なくとも１つを有していてもよい。光源は、照明光を出射する。照明光は、例えば、可視光であってもよいし、赤外光であってもよい。また、波長毎に複数の光源を有していてもよい。

＜光学素子＞
光学素子は、照明光および戻り光のうち少なくとも何れかの光路上に配置され、これによって、眼底上にスリット状の撮影領域を形成する。光学素子は、例えば、眼底と共役な位置に配置されるスリット開口を有していてもよい。なお、光学素子は、照明光の光路（つまり、照射光学系の光路）と戻り光の光路（つまり、受光光学系の光路）とのそれぞれに配置されることが好ましい。照明光の光路と戻り光の光路とのそれぞれに光学素子が配置されることで、アーチファクトの原因となる迷光が撮像され難くなる。

なお、本開示において「共役」とは、必ずしも完全な共役関係に限定されるものではなく、「略共役」を含むものとする。即ち、各部の技術意義との関係で許容される範囲で、完全な共役位置からズレて配置される場合についても、本開示における「共役」に含まれる。

本実施形態において、光学素子によって、撮影領域の幅が、第１の幅と、第１の幅よりも広い第２の幅と、のうちいずれかに切換され得る。この場合、光学素子は、第１の幅と対応する第１スリット開口と、第２の幅と対応する第２スリット開口との少なくとも２種類のスリット開口を有していてもよい。

但し、必ずしもこれに限られるものでは無い。例えば、光学素子は、幅が可変なスリット開口を有していてもよい。

また、撮影領域は、更に、３つ以上の複数の幅に切換可能であってもよい。例えば、撮影領域の幅は、第１の幅および第２の幅のいずれとも異なる第３の幅へ切り換え可能であってもよい。

なお、本開示において、「幅」は、「縦長なものの、短い方の端から端までの長さ」を意味する。つまり、短手方向の端から端までの長さである。

なお、戻り光の光路上に配置される光学素子は、撮像素子によって兼用されてもよい。この場合、撮像素子は、形状自体がスリット状に形成されたラインセンサであってもよい。また、２次元的な撮像面上でライン露光が行われる（換言すれば、ローリングシャッター機能を持つ）ＣＭＯＳが用いられてもよい。

＜走査部＞
走査部は、スリット状の撮影領域を、眼底に対して走査する。

＜第１のスキャンの方式：スリット形成部を駆動する方式＞
光学素子は、走査部の一部であってもよい。この場合、光学素子は、スリット状の撮影領域を眼底上で走査するために、駆動されてもよい。

走査部の一具体例として、オプティカルチョッパー（例えば、図４参照）が挙げられる。オプティカルチョッパーにおいて、光学素子は、１つの円周上に複数のスリット開口が並んで配置される回転体である。オプティカルチョッパーにおいて、回転体は回転駆動される。これによって、複数のスリット開口が連続的に照明光または戻り光の光路に対して横断される。回転体の形状は、例えば、ディスク状であってもよいし、円筒状であってもよい。円筒状の回転体においては、円筒側面に複数のスリットが形成される。なお、回転体は、一定速度で駆動されてもよい。

また、１つの回転体によって、照明光の光路上に配置される光学素子と、戻り光の光路上に配置される光学素子とが兼用されてもよい。この場合、照明光の光路上と、戻り光の光路上とのそれぞれにおいて、光学素子を良好に同期して駆動できる。

回転体は、第１の幅と対応する第１スリット開口が１つ又は２つ以上連続して配置される第１エリアと、第２の幅と対応する第２スリット開口が１つ又は２つ以上連続して配置される第２エリアと、を備えていてもよい（例えば、図５参照）。この場合、制御部は、第１エリアが光路を通過する第１期間と、第２エリアが光路を通過する第２期間と、の間で、眼底上における撮影領域の幅が切替わる。

走査部がオプティカルチョッパーである場合、回転体の回転位置を検出するセンサを備えてもよい。

また、照明光の光路上に配置される光学素子と、戻り光の光路上に配置される光学素子とは、別体であってもよい。撮像素子としてＣＭＯＳが用いられる場合、戻り光の光路上に配置される光学素子は、ＣＭＯＳによって兼用されてもよい。つまり、上記のローリングシャッター機能によるライン露光が、照明光側の光学素子の変位と同期して制御されてもよい。これにより、光学系の部品点数を抑制できる。

＜第２のスキャンの方式：偏向デバイスを駆動する方式＞
走査部は、光学素子とは別体であってもよい。例えば、走査部は、光の進行方向を偏向するデバイス（以下、「偏向デバイス」という）であってもよい。偏向デバイスは、照明光および戻り光を、制御信号に応じた方向へ偏向する。偏向デバイスは、例えば、ガルバノミラー、ＭＥＭＳ、および、ＡＯＤ（Ａｃｏｕｓｔｏ－Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）等の各種デバイスのうち、いずれかであってもよい。偏向デバイスは、被検眼の前眼部と共役な位置に配置されることが好ましい。

なお、この方式においては、眼底からの戻り光が偏向デバイスによってデスキャンされることで、戻り光の光路上に配置される光学素子を、スキャンに伴って移動させる必要が無くなる。よって、例えば、眼底共役位置において固定配置されたスリット開口を、光学素子は有していてもよい。

このように、本実施形態におけるスキャンの方式としては、「スリット形成部を駆動する方式」と、「偏向デバイスを駆動する方式」と、の２つの方式に少なくとも大別される。

＜撮影モードの切換＞
制御部は、装置の撮影モードを、第１撮影モードと、第２撮影モードと、の間で切換える。ここで、第１撮影モードにおいて、制御部は、第１の幅で撮影領域を走査することによって、第１眼底画像を撮影する。第２撮影モードにおいて、制御部は、第２の幅で撮影領域を走査することによって、第２眼底画像を撮影する。これにより、投受光される光量を変えて眼底画像を撮影できる。第１撮影モードでは、第２撮影モードと比べて、撮影領域がより幅狭となることで、対物レンズ等の反射によるアーチファクトが生じ難くなる。一方、第２撮影モードでは、第１撮影モードと比べて、撮影領域がより幅広となることで、光量に関して投受光の効率が良くなる。

走査部が、上記のような第１エリアと第２エリアとに区分けされた回転体と備えるオプティカルチョッパーである場合、各モードの撮影は、以下のように行われる。

この場合、制御部は、第１撮影モードでは、第１エリアが光路を通過する第１期間で露光された撮像素子からの信号に基づいて、第１眼底画像を撮影する。また、第２撮影モードでは、第２エリアが光路を通過する第２期間で露光された撮像素子からの信号に基づいて、第２眼底画像を取得する。

＜オプティカルチョッパーを用いる場合の観察画像の取得動作＞
この場合において、制御部は、オプティカルチョッパーを制御して、回転体を連続的に回転させつつ、撮像素子からの信号に基づいて、一定のフレームレートで観察画像を取得してもよい。

この場合において、制御部は、第１観察画像と第２観察画像とを、第１期間と第２期間とが切替わる毎に、交互に取得してもよい。ここで、第１観察画像は、第１期間で露光された撮像素子からの信号に基づいて生成される。また、第２観察画像は、第２期間で露光された撮像素子からの信号に基づいて生成される。このとき、制御部は、第１期間に比べて、第２期間においては、照明光の光量および撮像素子からの受光信号のゲインのうちいずれかを低減させてもよい（図６参照）。これにより、第１観察画像と第２観察画像との間で、明るさが均一化される。よって、第１観察画像と第２観察画像が動画として表示される際に、画面のちらつきが抑制される。

これに代えて、制御部は、観察画像の各フレームを、第１期間の少なくとも一部と第２期間の少なくとも一部と、の両方で露光された撮像素子からの信号に基づいて取得してもよい（例えば、図８参照）。これにより、各フレームを生成する際に、撮像素子を露光した光量が均一化されやすい。結果、明るさの均一な観察画像が得られやすくなる。

また、制御部は、第１期間と第２期間とのうち、一方のみで撮像素子を露光させることにより、観察画像を取得してもよい。上記手法と比べてフレームレートは遅くなるものの、明るさの均一な観察画像を表示するうえで有用である。

＜モード切換の第１態様＞
例えば、第１撮影モードは、第１眼底画像として眼底のカラー画像を撮影するために設定されてもよい。また、第２撮影モードは、第２眼底画像として眼底の蛍光画像を撮影するために設定されてもよい。この場合、制御部は、眼底画像の撮影に用いる撮影領域の幅を撮影モードに応じて変更すると共に、少なくとも照明光の波長を撮影モードに応じて変更する。例えば、制御部は、撮影モードに応じて光源を制御することによって、第１撮影モードでは、白色光等の可視光を光源から照射させ、第２撮影モードでは、蛍光物質に応じた励起光を照射させてもよい。また、第２撮影モードにおいて、制御部は、更に、戻り光の光路上に、バリアフィルタを挿入してもよい。バリアフィルタは、眼底反射光を遮光し、眼底からの蛍光を撮像素子側へ通過させる分光特性を有する。対物レンズ等の反射についても、バリアフィルタによって遮光されるので、眼底の蛍光画像において、アーチファクトは生じ難い。

このように、眼底のカラー画像を撮影する際には、眼底上における撮影領域の幅が相対的に狭くなることで、対物レンズ等の反射によるアーチファクトを抑制できる。また、眼底の蛍光画像を撮影する際には、眼底上における撮影領域の幅が相対的に広くなることで、励起光および蛍光の投受光を効率良く行い、輝度の高い蛍光画像が得られやすくなる。

＜モード切換の第２態様＞
ところで、フレアーを低減するために、撮影光学系において、射出瞳と入射瞳とは分離される。本実施形態において、射出瞳と入射瞳との間隔は変更可能であってもよい。射出瞳と入射瞳との間隔を近づけた場合、より瞳孔の小さな被検眼でも撮影できる。その反面、射出瞳と入射瞳との間隔を近づけることで、対物レンズでの反射等によるアーチファクトが生じやすくなる。

そこで、例えば、制御部は、被検眼の瞳孔径に応じて、第１撮影モードと、第２撮影モードと、のうちいずれかを選択的に設定してもよい。第１撮影モードは、より瞳孔径の小さな被検眼を撮影するときに設定されてもよい。また、第２撮影モードは、より瞳孔径の大きな被検眼を撮影するときに設定されてもよい。

また、制御部は、第１撮影モードでは第２撮影モードと比べて、上記のように撮影領域の幅を狭くするだけで無く、撮影光学系を制御して（より詳細には、照射光学系を制御して）、射出瞳と入射瞳との間隔を近づけてもよい。これによれば、アーチファクトの発生を抑制しつつ、瞳孔の小さな被検眼であっても良好に撮影できる。

なお、この場合、眼底撮影装置は、被検眼の瞳孔の大きさに関する情報である瞳孔情報取得部を有していてもよい。瞳孔の大きさに関する情報は、瞳孔径、または、瞳孔径と相関のある情報であってもよい。瞳孔情報取得部は、例えば、被検眼の前眼部を撮影する前眼部観察光学系を含んでいてもよい。例えば、制御部は、前眼部観察光学系を介して得られた前眼部の画像から検出される瞳孔の大きさを、閾値と比較し、比較結果に応じて、撮影モードを選択してもよい。また、瞳孔情報取得部は、他の眼科装置によって測定された被検眼の瞳孔の大きさに関する情報を取得するものであってもよい。また、瞳孔の大きさに関する情報は、操作部を介して検者に入力されてもよい。

＜モード切換の第３態様＞
撮影光学系は、被検眼における視度の誤差を補正するための視度補正部を有していてもよい。視度補正部は、例えば、照射光学系と受光光学系との共通光路上に配置されていてもよいし、照射光学系と受光光学系との独立光路のそれぞれに配置されていてもよい。

対物レンズでの反射等によるアーチファクトの発生状況は、視度補正の状態に応じて変化する。対物レンズの最も近くに形成される眼底共役面は、視度補正量に応じて変位する。例えば、眼底共役面が対物レンズのレンズ面へ近づくほど、アーチファクトが生じやすくなる。一方、ある視度補正量の範囲においては、アーチファクトが問題とならない場合がありうる。但し、この範囲は光学系毎に異なるものと考えられる。

そこで、制御部は、視度補正部における視度補正量に応じて、第１撮影モードと、第２撮影モードと、のうちいずれかを選択的に設定してもよい。制御部は、アーチファクトが生じやすい第１の視度補正量の第１範囲においては第１撮影モードを選択し、第１範囲に比べてアーチファクトが生じ難い第２範囲においては、第２撮影モードを選択してもよい。

「実施例」
次に、図１～図７を参照して、実施例を説明する。

実施例に係る眼底撮影装置１（以下、単に、「撮影装置１」と省略する）は、被検眼の眼底上で照明光をスリット状に形成し、眼底上でスリット状に形成された領域を走査し、照明光の眼底反射光を受光することで、眼底の正面画像を撮影する。

＜装置の外観＞
図１を参照して、撮影装置１の外観構成を説明する。撮影装置１は、撮影ユニット３を有する。撮影ユニット３は、図２で示す光学系を主に備える。撮影装置１は、基台７、駆動部８、顔支持ユニット９、および、顔撮影カメラ１１０を有し、これらを用いて、被検眼Ｅと撮影ユニット３との位置関係を調整する。

駆動部８は、基台７に対して左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｚ方向であり、換言すれば、作動距離方向）に移動できる。また、駆動部８は、更に、撮影ユニット３を、駆動部８上で被検眼Ｅに対して３次元方向に移動させる。駆動部８には、予め定められた各可動方向に駆動部８または撮影ユニット３を移動させるためのアクチュエータを有しており、制御部８０からの制御信号に基づいて駆動される。顔支持ユニット９は、被検者の顔を支持する。顔支持ユニット９は基台７に固定されている。

顔撮影カメラ１１０は、撮影ユニット３に対する位置関係が一定となるように、筐体６に固定されている。顔撮影カメラ１１０は、被検者の顔を撮影する。制御部１００は、撮影された顔画像から被検眼Ｅの位置を特定し、駆動部８を駆動制御することで、特定した被検眼Ｅの位置に対して撮影ユニット３を位置合わせする。なお、制御系の詳細構成については、図３を参照して後述する。

また、撮影装置１は、モニタ１２０を更に有している。モニタ１２０には、眼底観察像、眼底撮影像、前眼部観察像等が表示される。

＜実施例の光学系＞
図２を参照して、撮影装置１の光学系を説明する。撮影装置１は、撮影光学系（眼底撮影光学系）１０と、前眼部観察光学系４０と、を有している。これらの光学系は、撮影ユニット３に設けられている。

図２において、被検眼の瞳と共役な位置には撮影光軸上に『△』を、眼底共役位置には撮影光軸上に『×』を付して、それぞれ示す。

撮影光学系１０は、照射光学系１０ａと、受光光学系１０ｂと、を有する。実施例において、照射光学系１０ａは、光源ユニット１１、レンズ１３、スリット状部材１５ａ、レンズ１７ａ，１７、ミラー１８、穴開きミラー２０、および、対物レンズ２２を有する。受光光学系１０ｂは、対物レンズ２２、穴開きミラー２０、レンズ２５ａ，２５ｂ、スリット状部材１５ｂ、および、撮像素子２８を有する。なお、穴開きミラー２０は、照射光学系１０ａと受光光学系１０ｂとの光路を結合する光路結合部である。穴開きミラー２０は、光源からの照明光を、被検眼Ｅ側へ反射し、被検眼Ｅからの眼底反射光のうち、開口を通過した一部を、撮像素子側へ通過させる。穴開きミラー２０以外の種々のビームスプリッターを用いることができる。例えば、穴開きミラー２０に代えて、穴開きミラー２０と透光部と反射部が逆転したミラーが光路結合部として用いられてもよい。但し、この場合、ミラーの反射側に受光光学系１０ｂの独立光路が置かれ、ミラーの透過側に照射光学系１０ａの独立光路が置かれる。また、穴開きミラー、および、その代替手段としてのミラーは、それぞれ、ハーフミラーと遮光部との組み合わせに、更に置き換えることができる。

本実施例において、光源ユニット１１は、波長帯が異なる複数種類の光源を有している。例えば、光源ユニット１１は、可視光源１１ａ，１１ｂと、赤外光源１１ｃ，１１ｄとを有する。波長域が同じである２つの光源は、瞳共役面上において、撮影光軸Ｌから離れて配置される。２つの光源は、図２における走査方向であるＸ方向に沿って並べられており、撮影光軸Ｌに関して軸対称に配置される。図２に示すように、２つの光源の外周形状は、走査方向に比べて、走査方向と交差する方向が長い矩形形状であってもよい。

なお、図２において、可視光源として、符号１１ａ，１１ｂで示した２つが示されているが、波長毎に複数の可視光源が、各光源１１ａ，１１ｂに含まれている。例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色に対応する光源が、可視光源１１ａ，１１ｂにそれぞれ含まれていてもよい。これにより、本実施例では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のうちいずれかが、任意の組み合わせで照射され得る。例えば、カラー眼底画像を撮影する場合は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色が照射されてもよい。また、蛍光撮影の一種である自発蛍光撮影を行う場合は、Ｇ（緑）またはＢ（青）の波長の光が照射されてもよい。

光源からの光は、レンズ１３を通過して、スリット状部材１５に照射される。本実施例において、スリット状部材１５ａは、Ｙ方向に沿って細長く形成された透光部（開口）を持つ。これにより、眼底共役面において、照明光がスリット状に形成される（眼底上でスリット状に照明された領域を、符号Ｂとして図示する）。

図２において、スリット状部材１５ａは、透光部が撮影光軸ＬをＸ方向に横切るようにして、駆動部１５ｃによって変位される。これにより、本実施例における照明光の走査が実現される。なお、本実施例では、受光系側でも、スリット状部材１５ｂによる走査が行われる。本実施例では、投光側と受光側のスリット状部材は、１つの駆動部（ドライバ）によって、連動して駆動される。

照射光学系１０ａでは、各光源の像が、レンズ１３から対物レンズ２２までの光学系によってリレーされて、瞳共役面上で結像される。つまり、瞳共役面上において、走査方向に関して分離した位置に、２つの光源の像が形成される。このようにして、本実施例では、瞳共役面上における２つの投光領域Ｐ１，Ｐ２（本実施例における射出瞳）は、２つの光源の像として形成される。

また、スリット状部材１５ａを通過したスリット状の光は、レンズ１７ａから対物レンズ２２までの光学系によってリレーされて、眼底Ｅｒ上に結像する。これにより、眼底Ｅｒ上で照明光がスリット状に形成される。照明光は、眼底Ｅｒ上で反射され、瞳孔Ｅｐから取り出される。

ここで、穴開きミラー２０の開口は、被検眼の瞳と共役なので、眼底画像の撮影に利用される眼底反射光は、被検眼の瞳上において穴開きミラー開口の像（瞳像）を通過する一部に制限される。このように、被検眼の瞳上における開口の像が、本実施例における受光領域Ｒ（本実施例における入射瞳）となる。受光領域Ｒは、２つの投光領域Ｐ１，Ｐ２に挟まれて形成される。また、各像の結像倍率、開口の径、２つの光源の配置間隔が適宜設定された結果として、受光領域Ｒと、２つの投光領域Ｐ１，Ｐ２とは、瞳上において互いに重ならないように形成される。つまり、射出瞳と入射瞳とが分離されている。その結果、フレアーの発生が良好に軽減される。

対物レンズ２２および穴開きミラー２０の開口を通過した眼底反射光は、レンズ２５ａ，２５ｂを介して、眼底共役位置に、眼底Ｅｒのスリット状領域を結像する。このとき、結像の位置にスリット状部材１５ｂの透光部が配置されていることで、有害光が除去される。

撮像素子２８は、眼底共役位置に配置されている。本実施例では、スリット状部材１５ｂと撮像素子２８の間にリレー系２７が設けられており、これにより、スリット状部材１５ｂと撮像素子２８との双方が、眼底共役位置で配置される。その結果、有害光の除去と、結像との両方が、良好に行われる。これに代えて、撮像素子２８とスリット状部材１５ｂとの間のリレー系２７を省略し、両者を近接配置してもよい。本実施例では、撮像素子２８として、２次元的な受光面を持つデバイスが用いられている。例えば、ＣＭＯＳ、二次元ＣＣＤ等であってもよい。撮像素子２８には、スリット状部材１５ｂの透光部で結像した、眼底Ｅｒのスリット状領域の像が投影される。撮像素子２８は、赤外光および可視光の両方に感度を持つ。

本実施例では、スリット状の照明光が眼底Ｅｒ上で走査されるに従って、撮像素子２８の走査線毎に、眼底Ｅｒ上の走査位置の像（スリット状の像）が順次投影される。このように、撮像素子には、時分割で走査範囲の全体像が投影される。結果として、走査範囲の全体像として、眼底Ｅｒの正面画像が撮像される。

なお、実施例において受光系における走査部は、メカニカルにスリットを走査するデバイスであったが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、受光光学系側の走査部は、電子的にスリットを走査するデバイスであってもよい。一例として、撮像素子２８がＣＭＯＳである場合、ＣＭＯＳのローリングシャッター機能によって、スリットの走査が実現されてもよい。この場合、撮像面上で露光される領域を、投光系における走査部と同期して変位させることで、有害光を除去しつつ、効率良く撮影できる。また、液晶シャッター等を、電子的にスリットを走査する走査部として用いることもできる。

撮影光学系１０は、視度補正部を有している。本実施例では、照射光学系１０ａの独立光路、受光光学系１０ｂの独立光路、のそれぞれに視度補正部（視度補正光学系１７，２５）が設けられている。以下では、便宜上、照射側の視度補正光学系を照射側視度補正光学系１７と称し、受光側の視度補正光学系を受光側視度補正光学系２５と称する。本実施例の照射側視度補正光学系１７は、レンズ１７ａ，レンズ１７ｂおよび駆動部１７ｃ（図３参照）を含む。また、本実施例の受光側視度補正光学系２５は、レンズ２５ａ、レンズ２５ｂ、および、駆動部２５ｃ（図３参照）を含む。照射側視度補正光学系１７においてはレンズ１７ａとレンズ１７ｂとの間隔が、受光側視度補正光学系２５においては、レンズ２５ａとレンズ２５ｂとの間隔が変更される。これにより照射光学系１０ａと受光光学系１０ｂとの各々において視度補正が行われる。

＜スプリット指標投影光学系＞
図２に示すように、更に、撮影光学系１０は、フォーカス指標投影光学系の１例として、スプリット指標投影光学系５０を有する。スプリット指標投影光学系５０は、２つのスプリット指標を眼底に投影する。スプリット指標は、フォーカス状態の検出に利用される。また、本実施例では、フォーカス状態の検出結果から、被検眼Ｅの屈折度数が取得される。

スプリット指標投影光学系５０は、例えば、光源５１（赤外光源）と、指標板５２と、偏角プリズム５３とを少なくとも有していてもよい。本実施例において、指標板５２は、受光光学系５０における撮像面と対応する位置へ配置されている。同様に、各々のスリット状部材１５ａ，１５ｂとも対応する位置へ配置される。詳細には、照射側および受光側の視度補正量が０Ｄである場合に、正視眼（０Ｄ眼）の眼底と略共役な位置に、視標板５２は配置される。偏角プリズム５３は、指標板５２よりも被検眼側において、指標板５２に近接して配置される。

指標板５２は、例えば、スリット光を指標として形成する。偏角プリズム５３は、視標板５２を介した指標光束を分離し、スプリット指標を形成する。分離されたスプリット指標は、照射側視度補正光学系１７から対物レンズ２２までを介して、被検眼の眼底へ投影される。このため、スプリット指標は、眼底画像（例えば、眼底観察画像）に映り込む。

指標板５２が眼底共役位置からズレている場合は、眼底上で２つのスプリット指標は分離しており、指標板５２が眼底共役位置に配置される場合は、２つのスプリット指標は一致される。共役関係は、偏角プリズム５３と被検眼Ｅｒとの間に配置される照射側視度補正光学系１７によって調整される。そこで、本実施例では、照射側視度補正量と受光側視度補正量とを一致させつつデフォーカスが行われる。このとき、スプリット指標の分離状態が、フォーカス状態を示す。２つのスプリット指標が合致されるように、照射側および受光側の視度補正量が各々が調整されることによって、撮像面とスリット状部材１５ａ，１５ｂとの各々が、眼底と共役な位置関係となる。

＜オプティカルチョッパーの詳細説明＞
走査部は、例えば、図４に示すようなオプティカルチョッパー１５０であってもよい。オプティカルチョッパー１５０は、外周に複数のスリット開口が形成されたホイール１５１持ち、ホイール１５１を回転させることで、高速にスリットをスキャンできる。ホイール１５１は、ディスク状の回転体の一例である。

この場合において、ホイール１５１が、図２において示したスリット状部材１５ａ，１５ｂに相当し、本体部１５２に、駆動部１５c（図３参照）が含まれる。

本実施例において、撮影装置１は、ホイール１５１の回転量を検出するセンサ（図示せず）を、備えていてもよい。これにより、制御部１００は、ホイール１５１の回転位置を検出できる。

ここで、図２では、照射光学系１０ａの光源ユニット１１からミラー１８までと、受光光学系１０ｂの穴開きミラー２０から撮像素子２８までとが、Ｘ方向に並列されているが、例えば、穴開きミラー２０とミラー１８との向きを、図示した状態から９０°回転させ、両者をＹ方向に並列させることによって、オプティカルチョッパーを走査部として適用可能になる。この場合、ホイール１５１の上端と下端との２箇所で、照射光学系１０ａの光軸と受光光学系１０ｂの光軸とをそれぞれ横切らせることで、１体のオプティカルチョッパー１５０で、投光系および受光系の走査を、容易に同期させることができる。

本実施例のホイール１５１は、図５に示すように、２つの第１エリアと、２つの第２エリアと、の４つのエリアに分かれている。各エリアには、それぞれ４つのスリット開口が、均等に配置される。

第１エリアには、第１の幅の撮影領域と対応する第１スリット開口が配置される。また、第２エリアには、第２の幅の撮影領域と対応する第２スリット開口が配置される。第２の幅を第１の幅に対して幅広とするため、第１スリット開口に対して第２スリット開口は幅広に形成される。

２つの第１エリアは、ホイール１５１において対角（回転軸に対して対称）に配置されており、２つの第２エリアについても、ホイール１５１において対角に配置される。これにより、幅が同じスリット開口が、ホイール１５１において常に対角な位置に配置される。本実施例では、ホイール１５１において対角な２か所において、照射光学系１０ａの光軸、および受光光学系１０ｂの光軸と交差している。これにより、照射光学系１０ａの光路を横切るスリット開口の幅と、受光光学系１０ｂの光路を横切るスリット開口の幅と、の関係を常に一定にできる。

このようなオプティカルチョッパー１５０を用いることで、本実施例では、第１エリアが光路を通過する第１期間と、第２エリアが光路を通過する第２期間と、の間で、眼底上における撮影領域の幅が、第１の幅と第２の幅との間で切替わる。

一例として、本実施例では、１つのエリア毎に１フレームの眼底画像が取得される。つまり、ホイール１５１の１回転の間に、最大４フレームの眼底画像が取得される。詳細には、１つのエリアに配置される４つのスリット開口が光路を横切ることで、撮像素子２８上において、戻り光が４回走査される。その間、撮像素子２８は継続的に露光されており、その間に蓄積された信号に基づいて、１フレームの眼底画像が形成される。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、任意の数のスリット開口が横切る毎に１フレームの眼底画像が取得されてもよい。

＜バリアフィルタ＞
図２に戻って光学系の説明を続ける。撮影装置１は、バリアフィルタ６１を更に有する。蛍光撮影時において、受光光学系１０ｂでは、励起光に基づく眼底からの蛍光が、撮像素子２８へ導かれる。バリアフィルタ６１は、受光光学系の独立光路上に配置され得る。バリアフィルタ６１は、励起光と同じ波長域の光を遮光し蛍光を通過させるような分光特性を持つ。一例として、本実施例では、自発蛍光撮影に適した分光特性をバリアフィルタ６１は有している。例えば、励起光である緑または青色の光を遮光し、それよりも長波長側の光を、撮像素子２８側に通過させる。これにより、自発蛍光が選択的に撮像素子２８へ受光される。その結果、眼底の自発蛍光画像が良好に得られる。撮影装置１は、バリアフィルタ６１を挿脱する駆動部６１a有していてもよい。また、バリアフィルタの挿脱は
、例えば、制御部１００によって制御される。

＜前眼部観察光学系＞
次いで、前眼部観察光学系４０を説明する。前眼部観察光学系４０は、対物レンズ２２とダイクロイックミラー４３と、を撮影光学系１０と共用する。前眼部観察光学系４０は、更に、光源４１、ハーフミラー４５、撮像素子４７等を含む。撮像素子４７は、二次元撮像素子であり、例えば瞳孔Ｅｐと光学的に共役な位置に配置される。前眼部観察光学系４０は、赤外光で前眼部を照明し、前眼部の正面画像を撮影する。

なお、図２に示した前眼部観察光学系４０は一例に過ぎず、他の光学系とは独立した光路で前眼部を撮像してもよい。

＜実施例の制御系＞
次に、図３を参照して、撮影装置１の制御系を説明する。本実施例では、制御部１００によって、撮影装置１の各部の制御が行われる。また、便宜上、撮影装置１で得られた各種画像の画像処理についても、制御部１００によって行われるものとする。換言すれば、本実施例では、制御部１００が、画像処理部を兼用している。

制御部１００は、各部の制御処理と、演算処理とを行う電子回路を有する処理装置（プロセッサ）である。制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリ等で実現される。制御部１００は、記憶部１０１と、バス等を介して電気的に接続されている。

記憶部１０１には、各種の制御プログラムおよび固定データ等が格納される。また、記憶部１０１には、一時データ等が記憶されてもよい。

撮影装置１による撮影画像は、記憶部１０１に記憶されていてもよい。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、外部の記憶装置（例えば、ＬＡＮおよびＷＡＮで制御部１００に接続される記憶装置）へ撮影画像が記憶されてもよい。

また、制御部１００は、駆動部８、光源１１ａ～１１ｄ、撮像素子２８、光源４１、撮像素子４７、光源５１、入力インターフェイス１１０、およびモニタ１２０等の各部とも電気的に接続されている。

また、制御部１００は、入力インターフェイス１１０（操作入力部）から出力される操作信号に基づいて、上記の各部材を制御する。入力インターフェイス１１０は、検者の操作を受け付ける操作入力部である。例えば、マウスおよびキーボード等であってもよい。

＜動作説明＞
次に、図７のフローチャートを参照し、撮影動作について説明する。

＜アライメント＞
撮影装置１は、被検者の顔が顔支持部９に対して配置され、顔検出カメラ１１０の撮影範囲に含まれることによって、自動的に撮影動作がスタートしてもよい。

まず、顔検出カメラ１１０と前眼部観察光学系４０とによる撮影が並行して行われるようになり、両者の撮影結果を用いたアライメント調整が実行される。

詳細には、制御部１００は、顔画像に含まれる左右眼の一方の位置を検出し、その位置情報に基づいて駆動部８を駆動させる。これにより、前眼部観察が可能な位置まで、撮影ユニット４の位置を調整する。

次に、前眼部正面画像に基づいて、アライメント基準位置が設定され、設定されたアライメント基準位置へとアライメントが誘導される。本実施例では、前眼部正面画像に基づいて被検眼Ｅと撮影ユニット３との位置関係が、制御部１００によって調整される。本実施例において、制御部１００は撮像素子４７からの信号に基づいて、前眼部観察像における瞳孔中心と、画像中心(本実施例では、撮影光軸Ｌの位置)とが略一致する位置関係を目標とする第１基準位置が、設定される。そして、第１基準位置からのアライメントずれを検出し、アライメントずれが解消される方向へと撮影ユニット４を上下左右方向へ移動させる。このとき、例えば、前眼部観察画像上における瞳孔中心と撮影光軸とのズレ量に基づいて第１基準位置とのアライメントずれが検出されてもよい。また、眼底撮影装置１が、例えば、角膜頂点にアライメント指標を投影するアライメント投影光学系を有している場合、アライメント指標と撮影光軸とのズレ量に基づいてアライメントずれが検出されてもよい。

また、制御部１００は、瞳孔Ｅｐに前眼部観察画像のピントが合うように撮影ユニット４を前後方向へ移動させる。これにより、装置から被検眼までの距離が、所定の作動距離に調整される。

このように、本実施例では、アライメント調整の結果として、被検眼と撮影ユニット４との位置関係が、被検眼の瞳上における受光領域Ｒの中心（つまり、撮影光軸）が瞳孔中心と一致するような位置（本実施例における第１基準位置）へと調整される。

＜眼底観察画像の取得および表示＞
続いて、制御部１００は、眼底観察画像の取得および表示を開始する。詳細には、制御部１００は、光源１１ｃ，１１ｄを同時に点灯させると共に、駆動部１５ｃの駆動を開始させ、眼底Ｅｒ上の所定の範囲で、スリット状の照明光が、繰り返し走査される。

ホイール１５１における各エリアが光路を通過する毎に、撮像素子２８から出力される信号に基づいて、１フレームの眼底画像が、眼底観察画像として、随時生成される。制御部１００は、眼底観察画像を、略リアルタイムな動画像として、モニタ１２０へ表示させる。

このとき、第１エリアが光路を通過するときと、第２エリアが光路を通過するときと、の間で、投受光の効率が大きく異なる。そこで、制御部１００は、光源１１ｃ，１１ｄの光量、および、受光信号のゲインのうち少なくともいずれかを、センサによって検出されるホイール１５１の回転位置に応じて切換える。詳細には、第１エリアが光路を通過するとき（本実施例における第１期間）には、第２エリアが光路を通過するとき（本実施例における第２期間）に比べて、光源１１ｃ，１１ｄの光量、および、受光信号のゲインのうちいずれかを増大させる（図６参照）。このように、本実施例では、各エリアが光路を通過する毎に観察画像が得られるので、観察画像を、より高いフレームレートで表示できる。

なお、光源１１ｃ，１１ｄとして、ＬＥＤが用いられる場合、制御信号に対する時間応答が速やかであるので、制御部１００は、光源１１ｃ，１１ｄを制御することによって、上記の制御を行うことが好ましい。

＜視度補正＞
次に、眼底観察画像に基づいて、照射光学系および受光光学系におけるフォーカス状態が調整される。本実施例では、アライメント完了後、視度補正光学系を駆動してフォーカス調整が行われる。このとき、本実施例では、照射側視度補正光学系１７と、受光側視度補正光学系２５との、両方が駆動される。

フォーカス調整処理において、制御部１００は、まず、光源５１を点灯することにより、眼底に対してスプリット指標の投影を開始する。制御部１００は、照射側視度補正量と受光側視度補正量とを一致させつつ補正量を変化させてデフォーカスを行う。また、制御部１００は、補正量が変化する毎に、スプリット指標の分離状態を眼底観察画像から検出し、スプリット指標が合致するまで、照射側視度補正量と受光側視度補正量とを調整する。このような調整の結果として、撮像面とスリット状部材１５ａ，１５ｂとの各々が、眼底と共役な位置関係となる。

ここで、フォーカス調整処理の間、第１エリアが光路を通過するときと、第２エリアが光路を通過するときと、の間で、制御部１００は、光源５１の光量を切換えてもよい（図６参照）。例えば、第１エリアが光路を通過するときには、第２エリアが光路を通過するときと比べて、光源５１からの光量を増大させてもよい。これにより、例えば、フレーム毎に観察画像の明るさにばらつきが生じても、スプリット指標の分離状態を検出しやすい。

＜撮影モードの選択および撮影＞
続いて、制御部１００は、撮影モードを選択し、撮影条件を撮影モードに応じて調整する。撮影モードは、例えば、検者からの指示に応じて選択される。制御部１００は、通常撮影モードと、蛍光撮影モードと、の間で撮影モードを選択してもよい。通常撮影モードは、眼底反射光に基づく眼底画像を撮影するために設定される。蛍光撮影モードは、蛍光眼底画像を撮影するために設定される。

本実施例において、制御部１００は、光源１１ａ，１１ｂから出射される光に関し、少なくとも波長に関する条件を、撮影モードに応じて調整すると共に、受光光学系１０ｂの光路に対するバリアフィルタ６１の挿脱に関する条件を調整する。更に、本実施例において、制御部１００は、眼底画像を取得するうえでの撮像素子２８の露光期間に関する条件についても調整される。

詳細には、通常撮影モードでは、光源１１ａ，１１ｂからＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色を同時に出射させて撮影を行う。また、受光光学系１０ｂの光路に対してバリアフィルタ６１を退避させる。更に、光路を第１エリアが通過する間の撮像素子２８の露光に基づいて、眼底画像を生成する。眼底上において、スリット状の撮影領域の幅が比較的狭く設定されることにより、対物レンズ２２等での反射によるアーチファクトが抑制された撮影画像を、撮影できる。

また、本実施例の蛍光撮影モードでは、光源１１ａ，１１ｂからＢ（青）の１色を出射させて撮影を行う。また、受光光学系１０ｂの光路に対してバリアフィルタ６１を挿入させる。バリアフィルタ６１が挿入された結果、上述のアーチファクトを考慮する必要が無くなる。そこで、光路を第２エリアが通過する間の撮像素子２８の露光に基づいて、眼底画像を生成する。つまり、通常撮影モードと比べて、スリット状の撮影領域の幅を広くして、撮影が行われる。

なお、撮影の際、制御部１００は、観察用の光源１１ｃ，１１ｄからの発光を停止し、その後、撮影用の光源１１ａ，１１ｂを点灯させてもよい。この場合、光源１１ａ，１１ｂから照射される可視光に基づいて眼底の撮影画像が、撮影の結果として取得される。

＜変容例＞
以上、実施形態に基づいて説明を行ったが、本開示を実施するうえで、実施形態の内容を適宜変更することができる。

＜小瞳孔撮影モード＞
例えば、上記実施例において、撮影モードは、通常撮影モードと、蛍光撮影モードと、の間で選択されたが、必ずしもこれに限られるものでは無い。例えば、通常撮影モードと、小瞳孔撮影モードとの間で、撮影モードが切換えられてもよい。通常撮影モードと小瞳孔撮影モードとのいずれにおいても、眼底からの反射光に基づいて撮影画像が取得される。

この場合において、撮影装置１は、被検眼の瞳孔の大きさに関する情報として、瞳孔径を、前眼部観察画像から取得してもよい。制御部１００によって、被検眼の瞳孔径は、予め定められた閾値と比較される。一例として、φ４ｍｍ程度の値が閾値として利用されてもよい。被検眼Ｅの瞳孔径が閾値よりも大きい場合は、通常撮影モードが設定される。また、瞳孔径が閾値よりも小さい場合は、小瞳孔撮影モードが設定される。

この場合において、各光源１１ａ～１１ｄと光軸Ｌとの間隔は変更可能であってもよい。各光源１１ａ～１１ｄと光軸Ｌとの間隔が変更されることによって、入射瞳と射出瞳とのクリアランスを変更可能であってもよい。クリアランスが大きいほど、対物レンズ２２によるアーチファクトは生じ難くなる。クリアランスが小さければ、小瞳孔眼の撮影に有利になる。

この場合、例えば、瞳共役面上で撮影光軸から離れた位置に光源が配置されることで、被検眼の瞳上に射出瞳を形成する場合、２つ１組の光源を、図９に示すように、２組配置してもよい。２組の間では、撮影光軸から光源までの距離が互いに異なっていてもよい。また、全ての光源は、走査方向に並んで配置される。図９は、被検眼の瞳上に結像した２組の光源の像と、絞りの開口像と、を示している。この場合、２組の光源の像によって、瞳上には射出瞳が形成され、絞りの開口像によって入射瞳が形成される。

２組のうち、いずれを用いて撮影するかは、被検眼の瞳孔径に応じて選択されてもよい。つまり、制御部１００は、通常撮影モードでは、より外側に配置された１組の中から光源を選択してもよい。この場合、反射像が低減されやすい。また、小瞳孔撮影モードでは、制御部１００は、より内側に配置された１組の中から光源を選択してもよい。小瞳孔撮影モードでは、入射瞳と射出瞳とのクリアランスが狭まったことにより、アーチファクトが生じやすくなる。そこで、第１エリアが光路を通過する期間を露光期間として、撮影画像を撮影してもよい。一方、通常撮影モードでは、入射瞳と射出瞳とのクリアランスが広いので、第２エリアが光路を通過する期間を露光期間として、撮影画像を撮影してもよい。

１ 眼底撮影装置
１０ 撮影光学系
１０ａ 照射光学系
１０ｂ 受光光学系
２２ 対物レンズ
１００ 制御部
１５０ オプティカルチョッパー
Ｅ 被検眼
Ｅｒ 眼底

Claims (5)

1. 被検眼の瞳上において照明光が通過する２つの投光領域を第１の方向に並べて形成すると共に、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って細長く形成されたスリット状の照明光を被検眼の眼底上に照射する照射光学系と、
   眼底上において前記照明光を前記第１の方向に走査する走査部と、
   前記照明光の眼底反射光が取り出される受光領域を、２つの前記投光領域に挟まれるように被検眼の瞳上において形成すると共に、前記照明光の眼底反射光を受光する撮像素子を備える受光光学系と、を備え、
   前記撮像素子からの受光信号に基づいて眼底の正面画像である眼底画像を取得する眼底撮影装置であって、
   被検眼の瞳上における、２つの前記投光領域と、前記受光領域と、の前記第１の方向に関するクリアランスを変更する制御手段を備える、眼底撮影装置。
2. 前記撮像素子は、ローリングシャッター機能を有するＣＭＯＳであって、ローリングシャッター機能によるライン露光が、前記走査部の変位と同期して制御される、請求項１記載の眼底撮影装置。
3. 前記制御手段は、前記クリアランスを被検眼の瞳孔径に応じて変更する、請求項１記載の眼底撮影装置。
4. 前記制御手段は、被検眼の瞳孔の大きさに関する情報である瞳孔情報を、被検眼の前眼部観察画像に基づいて取得し、前記瞳孔情報に基づいて前記クリアランスを変更する、請求項３記載の眼底撮影装置。
5. 前記制御手段は、前記クリアランスが互いに異なる第１撮影モードと第２撮影モードとのいずれかを、検者からの指示に応じて選択する、請求項３記載の眼底撮影装置。

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