JP7524959B2 - 眼科光学装置 - Google Patents

Description

本開示は、眼科光学装置に関する。

米国特許7830525号明細書には、被検眼の眼底等の後眼部の断層画像を取得する光干渉断層撮影装置において、対物レンズと、被検眼との間にレンズアタッチメントを配置して、角膜等の前眼部の断層画像を取得することが開示されている。この光干渉断層撮影装置によれば、レンズアタッチメントを用いることで、１つの装置で被検眼の後眼部及び前眼部の各々の断層画像を取得することができる。

上記従来の光干渉断層撮影装置では、レンズアタッチメントが被検眼と対物レンズとの間に配置されるため、被験者が眼前で行われるアタッチメントの交換作業のために被検者の移動が必要であり、被検者にとって負担になると共に、検査に時間を要していた。

本開示の技術の第１態様の眼科光学装置は、光源からの光束で被検眼を走査する走査部材と、前記光源からの光束を前記走査部材に導く導光光学系と、前記走査部材からの走査光束を前記被検眼に導く対物光学系と、を備え、前記被検眼の後眼部を撮影する後眼部撮影状態では、前記走査部材と共役な位置が前記被検眼の前眼部に形成され、かつ前記走査部材からの走査光束が前記被検眼の後眼部に集光され、前記被検眼の前眼部を撮影する前眼部撮影状態では、前記被検眼と前記対物光学系との距離である作動距離が前記後眼部撮影状態における作動距離より大きくなり、前記走査部材からの走査光束が前記被検眼の前眼部に集光され、前記走査部材による前記走査光束の走査方向が前記後眼部撮影状態と前記前眼部撮影状態とで同一である。

本実施形態の眼科光学装置の概略構成図である。 本実施形態の後眼部観察時の撮影光学系の概略構成を示す光路図である。 本実施形態の前眼部観察時の撮影光学系の概略構成を示す光路図である。 後眼部観察時における対物レンズを中心とした光学系の状態を示す概略光路図である。 前眼部観察時における対物レンズを中心とした光学系の状態を示す概略光路図である。 眼球内部観察時における対物レンズを中心とした光学系の状態を示す概略光路図である。 前眼部観察時における瞳共役位置に存在するスキャナ位置での光線角度算出の説明図である。 眼球内部観察時における瞳共役位置に存在するスキャナ位置での光線角度算出の説明図である。 後眼部観察時における固視標投影系及び対物レンズを中心とした光学系の状態を示した概略光路図である。 前眼部観察時における固視標投影系及び対物レンズを中心とした光学系の状態を示した概略光路図である。 本実施形態に係る眼科光学装置における処理例を示したフローチャートである。 後眼部観察時において眼科光学装置のアライメントに係る光学系の構成を側方から見た光路図である。 後眼部観察時において眼科光学装置のアライメントに係る光学系の構成を上方から見た光路図である。 前眼部観察時において眼科光学装置のアライメントに係る光学系の構成を側方から見た光路図である。 前眼部観察時において眼科光学装置のアライメントに係る光学系の構成を上方から見た光路図である。 後眼部観察時において眼科光学装置のアライメントに係る光学系の他の構成を側方から見た光路図である。 前眼部観察時において眼科光学装置のアライメントに係る光学系の構成を側方から見た光路図である。

以下、本開示の実施形態に係る眼科光学装置１１０について図面を参照して説明する。図１には、眼科光学装置１１０の概略構成が示されている。

説明の便宜上、走査型レーザ検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）を「ＳＬＯ」と称する。また、光干渉断層計（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を「ＯＣＴ」と称する。

なお、眼科光学装置１１０が水平面に設置された場合の水平方向を「Ｘ方向」、水平面に対する垂直方向を「Ｙ方向」、撮影光学系１１６Ａの光軸方向を「Ｚ方向」とする。このＺ方向の光軸上に被検眼の瞳孔中心が位置するように装置が被検眼に対して配置される。そして、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は互いに垂直である。

眼科光学装置１１０は、撮影装置１４および制御装置１６を含む。撮影装置１４は、被検眼１２の眼底１２Ａの画像を取得するＳＬＯユニット１８と、被検眼１２の断層画像を取得するＯＣＴユニット２０とを備えている。以下、ＳＬＯユニット１８により取得されたＳＬＯデータに基づいて生成された眼底画像をＳＬＯ画像と称する。また、ＯＣＴユニット２０により取得されたＯＣＴデータに基づいて生成された断層画像をＯＣＴ画像と称する。なお、ＳＬＯ画像は、２次元眼底画像と言及されることもある。また、ＯＣＴ画像は、被検眼１２の撮影部位に応じて、眼底断層画像、前眼部断層画像と言及されることもある。

制御装置１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（中央処理装置））１６Ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６Ｂ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）１６Ｃ、および入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１６Ｄを有するコンピュータを備えている。

制御装置１６は、Ｉ／Ｏポート１６Ｄを介してＣＰＵ１６Ａに接続された入力／表示装置１６Ｅを備えている。入力／表示装置１６Ｅは、被検眼１２の画像を表示したり、ユーザから各種指示を受け付けたりするグラフィックユーザインターフェースを有する。入力／表示装置１６Ｅは、タッチパネル・ディスプレイを用いることができる。

また、制御装置１６は、Ｉ／Ｏポート１６Ｄに接続された画像処理装置１７を備えている。画像処理装置１７は、撮影装置１４によって得られたデータに基づき被検眼１２の画像を生成する。

上記のように、図１では、眼科光学装置１１０の制御装置１６が入力／表示装置１６Ｅを備えているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、眼科光学装置１１０の制御装置１６は入力／表示装置１６Ｅを備えず、眼科光学装置１１０とは物理的に独立した別個の入力／表示装置を備えるようにしてもよい。この場合、当該表示装置は、制御装置１６のＣＰＵ１６Ａの制御下で動作する画像処理プロセッサユニットを備える。画像処理プロセッサユニットが、ＣＰＵ１６Ａが出力指示した画像信号に基づいて、ＳＬＯ画像等を表示するようにしてもよい。

撮影装置１４は、制御装置１６の制御下で作動する。撮影装置１４は、ＳＬＯユニット１８、撮影光学系１１６Ａ、およびＯＣＴユニット２０を含む。撮影光学系１１６Ａは、ＣＰＵ１６Ａの制御下で、撮影光学系駆動部１１６ＭによりＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動される。撮影装置１４と被検眼１２とのアライメント（位置合わせ）は、例えば、撮影装置１４のみばかりではなく、眼科光学装置１１０全体を、或いは撮影光学系１１６Ａ内の一部の光学素子を、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動させることにより、行われてもよい。

ＳＬＯシステムは、図１に示す制御装置１６、ＳＬＯユニット１８、および撮影光学系１１６Ａによって実現される。

ＳＬＯユニット１８は、複数の光源を備えている。例えば、図１に示されるように、ＳＬＯユニット１８は、Ｂ光（青色光）の光源４０、Ｇ光（緑色光）の光源４２、Ｒ光（赤色光）の光源４４、およびＩＲ光（赤外線（例えば、近赤外光））の光源４６を備える。各光源４０、４２、４４、４６から出射された光は、各光学部材４８、５０、５２、５４、５６を介して同一光路に指向される。光学部材４８、５６は、ミラーであり、光学部材５０、５２、５４は、ビームスプリッタ―である。Ｂ光は、光学部材４８、５０、５４を経由して、撮影光学系１１６Ａの光路に導かれる。Ｇ光は、光学部材５０、５４を経由して、撮影光学系１１６Ａの光路に導かれる。Ｒ光は、光学部材５２、５４を経由して、撮影光学系１１６Ａの光路に導かれる。ＩＲ光は、光学部材５６、５２を経由して、撮影光学系１１６Ａの光路に導かれる。なお、光源４０、４２、４４、４６としては、ＬＥＤ光源や、レーザ光源を用いることができる。なお、以下には、レーザ光源を用いた例を説明する。光学部材４８、５６として、全反射ミラーを用いることができる。また、光学部材５０、５２、５４として、ダイクロイックミラー、ハーフミラー等を用いることができる。

ＳＬＯユニット１８は、Ｇ光、Ｒ光、Ｂ光およびＩＲ光をそれぞれ個別に発する発光モードや、それらすべてを同時にもしくは幾つかを同時に発する発光モードなど、各種発光モードを切り替え可能に構成されている。図１に示す例では、Ｂ光（青色光）の光源４０、Ｇ光の光源４２、Ｒ光の光源４４、およびＩＲ光の光源４６の４つの光源を備えるが、本開示の技術は、これに限定されない。例えば、ＳＬＯユニット１８は、更に、白色光の光源を更に備えていてもよい。この場合、上記各種発光モードに加えて、白色光のみを発する発光モード等を設定してもよい。

ＳＬＯユニット１８から撮影光学系１１６Ａに入射されたレーザ光は、後述する走査部（１２０、１４２）によってＸ方向およびＹ方向に走査される。走査光は瞳孔２７を経由して、被検眼１２の後眼部（例えば、眼底１２Ａ）に照射される。眼底１２Ａにより反射された反射光は、撮影光学系１１６Ａを経由してＳＬＯユニット１８へ入射される。走査部（１２０、１４２、１６８）は、後述するリレーレンズ装置１４０と共に、本開示の技術の「走査部材」の一例である。

眼底１２Ａで反射された反射光は、ＳＬＯユニット１８に設けられた光検出素子７０、７２、７４、７６で検出される。本実施形態では、複数の光源、すなわち、Ｂ光源４０、Ｇ光源４２、Ｒ光源４４およびＩＲ光源４６に対応させて、ＳＬＯユニット１８は、Ｂ光検出素子７０、Ｇ光検出素子７２、Ｒ光検出素子７４およびＩＲ光検出素子７６を備える。Ｂ光検出素子７０は、ビームスプリッタ６４で反射されたＢ光を検出する。Ｇ光検出素子７２は、ビームスプリッタ６４を透過し、ビームスプリッタ５８で反射されたＧ光を検出する。Ｒ光検出素子７４は、ビームスプリッタ６４、５８を透過し、ビームスプリッタ６０で反射されたＲ光を検出する。ＩＲ光検出素子７６は、ビームスプリッタ６４、５８、６０を透過し、ビームスプリッタ６２で反射されたＩＲ光を検出する。光検出素子７０、７２、７４、７６として、例えば、ＡＰＤ（ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ：アバランシェ・フォトダイオード）が挙げられる。

画像処理装置１７は、ＣＰＵ１６Ａの制御のもと、Ｂ光検出素子７０、Ｇ光検出素子７２、Ｒ光検出素子７４、およびＩＲ光検出素子７６のそれぞれで検出された信号を用いて、各色に対応するＳＬＯ画像を生成する。各色に対応するＳＬＯ画像には、Ｂ光検出素子７０で検出された信号を用いて生成されたＢ－ＳＬＯ画像、Ｇ光検出素子７２で検出された信号を用いて生成されたＧ－ＳＬＯ画像、Ｒ光検出素子７４で検出された信号を用いて生成されたＲ－ＳＬＯ画像、及びＩＲ光検出素子７６で検出された信号を用いて生成されたＩＲ－ＳＬＯ画像である。また、Ｂ光源４０、Ｇ光源４２、Ｒ光源４４が同時に発光する発光モードの場合、Ｒ光検出素子７４、Ｇ光検出素子７２、及びＢ光検出素子７０で検出されたそれぞれの信号を用いて生成されたＢ－ＳＬＯ画像、Ｇ－ＳＬＯ画像およびＲ－ＳＬＯ画像から、ＲＧＢ－ＳＬＯ画像を合成してもよい。また、Ｇ光源４２、Ｒ光源４４が同時に発光する発光モードの場合、Ｒ光検出素子７４及びＧ光検出素子７２で検出されたそれぞれの信号を用いて生成されたＧ－ＳＬＯ画像およびＲ－ＳＬＯ画像から、ＲＧ－ＳＬＯ画像を合成してもよい。本実施形態では、ＳＬＯ画像としてＲＧ－ＳＬＯ画像が用いられるが、これに限定されず、他のＳＬＯ画像を用いることができる。

ビームスプリッタ５８、６０、６２、６４として、ダイクロイックミラー、ハーフミラー等を用いることができる。

ＯＣＴシステムは、図１に示す制御装置１６、ＯＣＴユニット２０、および撮影光学系１１６Ａによって実現される三次元画像取得装置である。ＯＣＴユニット２０は、光源２０Ａ、センサ（検出素子）２０Ｂ、第１の光カプラ２０Ｃ、参照光学系２０Ｄ、コリメータレンズ２０Ｅ、および第２の光カプラ２０Ｆを含む。

光源２０Ａは、光干渉断層撮影のための光を発生する。光源２０Ａとしては、例えば、スーパールミネセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ；ＳＬＤ）を用いることができる。光源２０Ａは、広いスペクトル幅をもつ広帯域光源の低干渉性の光を発生する。光源２０Ａから射出された光は、第１の光カプラ２０Ｃで分割される。分割された一方の光は、測定光として、コリメータレンズ２０Ｅで平行光にされた後、撮影光学系１１６Ａに入射される。測定光は、後述する走査部（１４８、１６８）によってＸ方向およびＹ方向に走査される。走査光は、被検眼の前眼部や、瞳孔２７を経由して後眼部に照射される。前眼部又は後眼部で反射された測定光は、撮影光学系１１６Ａを経由してＯＣＴユニット２０へ入射され、コリメータレンズ２０Ｅおよび第１の光カプラ２０Ｃを介して、第２の光カプラ２０Ｆに入射する。なお、本実施形態では、光源２０ＡとしてＳＬＤを用いるＳＤ－ＯＣＴが例示されているが、これに限定されず、ＳＬＤに替えて波長掃引光源を用いるＳＳ－ＯＣＴが採用されてもよい。

光源２０Ａから射出され、第１の光カプラ２０Ｃで分岐された他方の光は、参照光として、参照光学系２０Ｄへ入射され、参照光学系２０Ｄを経由して、第２の光カプラ２０Ｆに入射する。

被検眼１２で反射および散乱された測定光（戻り光）と、参照光とは、第２の光カプラ２０Ｆで合成されて干渉光が生成される。干渉光はセンサ２０Ｂで検出される。画像処理装置１７は、センサ２０Ｂからの検出信号（ＯＣＴデータ）に基づいて、被検眼１２の断層画像を生成する。

本実施形態では、ＯＣＴシステムは、被検眼１２の前眼部又は後眼部の断層画像を生成する。

被検眼１２の前眼部は、前眼セグメントとして、例えば、角膜、虹彩、隅角、水晶体、毛様体、および硝子体の一部を含む部分である。被検眼１２の後眼部は、後眼セグメントとして、例えば、硝子体の残りの一部、網膜、脈絡膜、及び強膜を含む部分である。なお、前眼部に属する硝子体は、硝子体の内、水晶体の最も眼球中心Ｏに近い点を通るＸ－Ｙ平面を境界として、角膜側の部分であり、後眼部に属する硝子体は、硝子体の内、前眼部に属する硝子体以外の部分である。

ＯＣＴシステムは、被検眼１２の前眼部が撮影対象部位である場合、例えば、角膜の断層画像を生成する。また、被検眼１２の後眼部が撮影対象部位である場合、ＯＣＴシステムは、例えば、網膜の断層画像を生成する。

眼科光学装置１１０は、被検眼１２の視線を所定方向に向かせるように点灯される発光装置（例えば、ＬＥＤ）により構成される固視標を点灯させる固視標制御装置９０を備えている。

図２Ａは後眼部観察時の、図２Ｂは前眼部観察時の各々の撮影光学系１１６Ａの概略構成を示している。撮影光学系１１６Ａは、被検眼１２側から順に配置された対物レンズ１３０、光路合成部材であるダイクロイックミラー１７８、水平走査部１４２、リレーレンズ装置１４０、ダイクロイックミラー１４７、垂直走査部１２０、１６８、及びフォーカス調整装置１５０を備えている。対物レンズ１３０は、本開示の技術の「対物光学系」の一例であり、フォーカス調整装置１５０は、本開示の技術の「導光光学系」の一部である。

ダイクロイックミラー１７８は、ＳＬＯ光学系から出射された光とＯＣＴ光学系から出射された光と固視標投影系１３８から出射された固視標の光とを合成する光学部材である。ダイクロイックミラー１７８は、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、ＳＬＯ光学系から出射された光、及びＯＣＴ光学系から出射された光の各々を透過すると共に、固視標投影系１３８から出射された固視標の光を反射して、ＳＬＯ光学系から出射された光、ＯＣＴ光学系から出射された光、及び固視標投影系１３８から出射された固視標の光の各々を対物レンズ１３０に導く。

固視標投影系１３８は、固視標１３８Ａと固視標１３８Ａからの光を被検眼１２の眼底に向けて供給する集光レンズ１３８Ｂとを有し、固視標１３８Ａと集光レンズ１３８Ｂとを一体的に固視標投影系１３８の光軸１３８Ｃに沿って移動することにより、後眼部観察時と前眼部観察時とに対応する。固視標投影系１３８は、本開示の技術の「固視票光学系」の一例である。

水平走査部１４２は、リレーレンズ装置１４０を介して入射したＳＬＯのレーザ光、及びＯＣＴの測定光の各々を水平方向に走査する光学スキャナである。

ＯＣＴユニット２０から出射した光が進むファイバの端部１５８から出射される測定光が入射されるフォーカス調整装置１５０は、複数のレンズ１５２、１５４を備える。被検眼１２における撮影部位に応じて、複数のレンズ１５２、１５４それぞれを、適宜光軸方向に移動させることにより、被検眼１２における測定光のフォーカス位置を調整する。例えば、図２Ａでは被検眼１２の後眼部である眼底が、図２Ｂでは被検眼１２の前眼部である角膜が、各々ＯＣＴの測定光のフォーカス位置になるように、レンズ１５２、１５４を、適宜光軸方向に移動させる。なお、図示しないが、フォーカス検出装置を備える場合には、焦点検出の状態に応じてフォーカス調整装置にてレンズ１５２、１５４を駆動して、自動的に焦点合わせをおこなうようにして、オートフォーカス装置を実現することが可能である。

垂直走査部１６８は、フォーカス調整装置１５０を介して入射したＯＣＴの測定光を垂直方向に走査する光学スキャナである。

垂直走査部１２０は、ＳＬＯユニット１８から入射したレーザ光を垂直方向に走査する光学スキャナである。

リレーレンズ装置１４０は、複数の正のパワーを有するレンズ１４４、１４６を備える。複数のレンズ１４４、１４６により、垂直走査部１６８の位置と水平走査部１４２の位置とが共役になるように、また、垂直走査部１２０の位置と水平走査部１４２の位置とが共役になるように、リレーレンズ装置１４０が構成されている。より具体的には、両走査部の角度走査の中心位置が共役になるように、リレーレンズ装置１４０が構成されている。図２Ａに示したように、後眼部観察状態では、フォーカス調整装置１５０により、ファイバの端部１５８から出射される測定光の集光位置が、リレーレンズ装置１４０内の２つの正レンズ群であるレンズ１４６とレンズ１４４との間に形成される。また、図２Ｂに示したように、前眼部観察状態では、フォーカス調整装置１５０により、ファイバの端部１５８から出射される測定光の光束が、リレーレンズ装置１４０内の２つの正レンズ群であるレンズ１４６とレンズ１４４との間で略平行光束となる。

ダイクロイックミラー１４７は、リレーレンズ装置１４０のレンズ１４４とレンズ１４６との間に配置されている。ダイクロイックミラー１４７は、ＳＬＯユニット１８から出射されたＳＬＯ光をレンズ１４４を介して水平走査部１４２に向けて反射する。ＳＬＯユニット１８から出射された光は、ＳＬＯ光学系を構成する垂直走査部１２０および水平走査部１４２により２次元走査される。２次元走査されたＳＬＯレーザ光は対物レンズ１３０を介して被検眼１２へ入射される。被検眼１２で反射されたＳＬＯレーザ光は、対物レンズ１３０、ダイクロイックミラー１７８、水平走査部１４２、リレーレンズ装置１４０内の正レンズ群であるレンズ１４４、ダイクロイックミラー１４７および垂直走査部１２０を経由して、ＳＬＯユニット１８に入射される。

ＯＣＴユニット２０から出射された測定光は、フォーカス調整装置１５０、垂直走査部１６８で２次元走査されて、ダイクロイックミラー１４７を透過し、水平走査部１４２によって垂直走査部１６８の走査方向とは直交する方向に２次元走査され、結果として２次元走査される。また、被検眼１２で反射されたＯＣＴ測定光は、対物レンズ１３０、ダイクロイックミラー１７８、水平走査部１４２、リレーレンズ装置１４０、ダイクロイックミラー１４７、垂直走査部１６８、及びフォーカス調整装置１５０を経由して、ＯＣＴユニット２０へ入射される。

水平走査部１４２及び垂直走査部１２０、１６８としては、例えば、レゾナントスキャナ、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、回転ミラー、ダボプリズム、ダブルダボプリズム、ローテーションプリズム、ＭＥＭＳミラースキャナー、音響光学素子（ＡＯＭ）等が好適に用いられる。本実施形態では、垂直走査部１６８としてガルバノミラーが用いられ、また、垂直走査部１２０としてポリゴンミラーが用いられている。なお、ポリゴンミラーや、ガルバノミラーなどの光学スキャナに替えて、ＭＥＭＳミラースキャナーなどの２次元光学スキャナを用いる場合には、入射光をその反射素子で２次元的に角度走査することが可能であるため、リレーレンズ装置１４０を無くしてもよい。また、垂直走査部１２０、１６８が水平方向にも走査可能に構成されているのであれば、水平走査部１４２を省略してもよい。

垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２は、ＣＰＵ１６Ａの制御のもと、被検眼１２における走査範囲に応じて設定された垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２による走査光束の走査角度の範囲で、走査光束によって被検眼１２を走査する。ＣＰＵ１６Ａは、本開示の技術の「走査部材制御部」の一例である。

対物レンズ１３０は、水平走査部１４２側から順に、第１レンズ群１３２と第２レンズ群１３４とを備える。第２レンズ群１３４は超広角による走査光を被検眼１２の瞳孔に向けて出力するための機能を有する。そして、第１レンズ群１３２及び第２レンズ群１３４は全体として正のパワーを有する正レンズ群である。第１レンズ群１３２は、本開示の技術の「第１正レンズ群」の一例であり、第２レンズ群１３４は、本開示の技術の「第２正レンズ群」の一例である。

固視標投影系１３８からの光束はダイクロイックミラー１７８での反射を介して対物レンズ１３０を通過し、被検眼１２に向けて平行光束となる。これによって、被検眼１２は固視標の像を凝視することができ、固視標の位置を変えることによって、被検眼１２の向き変えることができ、被検眼１２の後眼部、及び前眼部の必要な領域の撮影が可能となる。本実施形態では、後述するように、後眼部観察時と前眼部観察時とで、対物レンズ１３０と被検眼１２との距離である作動距離ＷＤが変化する。本実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、固視標投影系１３８とダイクロイックミラー１７８との距離を変化させることにより、作動距離ＷＤの変化に対応している。

なお、対物光学系としては、図２Ａ及び図２Ｂに示したような対物レンズ１３０のみならず、凹面楕円鏡などの反射鏡を含む光学系で構成してもよい。

次に、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照して、後眼部観察時、前眼部観察時、及び眼球内部観察時における各々の対物レンズ１３０を中心とした撮影光学系１１６Ａの状態を説明する。図３Ａは後眼部観察時、図３Ｂは前眼部観察時、図３Ｃは眼球内部観察時の各々における対物レンズ１３０を中心とした光学系の状態を示す概略光路図である。本実施形態では、フォーカス調整装置１５０を備える上流光学系によって変化させる像共役位置に応じて対物レンズ１３０と被検眼１２の距離を調整する。この上流光学系は、光源からの光束を走査部に導く導光光学系に対応する。

図３Ａに示した後眼部観察時では、水平走査部１４２に代表される走査面から供給される平行光束の３つの角度の平行光束が、２つの正レンズ群（第１レンズ群１３２及び第２レンズ群１３４）を通して被検眼１２の眼底１２Ａで集光される光線の様子が示されている。これら３つの角度の光束は、垂直走査部１２０及び１６８による垂直走査と、水平走査部１４２とによる２次元走査の一方のみの走査光束の例示として示されている。そして図中の円形矢印は、走査部による走査光の角度走査の方向と、被検眼側での角度走査の方向をそれぞれ示している。以下の図３Ｂ及び図３Ｃでも同様。

後眼部観察時では、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２は、被検眼１２の瞳孔位置Ｐｐに共役となるように、図３Ａに示した瞳共役位置１８０に配置され、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２の共役像が形成される瞳共役位置２００は被検眼の瞳孔位置Ｐｐと一致している。また、第１レンズ群１３２と第２レンズ群１３４との間の位置２１０に被検眼１２の眼底像が形成され。即ち、被検眼１２の眼底と接する面１８２と位置２１０の面が幾何光学的に共役になる。図３Ａに示した状態では、作動距離ＷＤは、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と瞳共役位置２００との距離に略等しい。

後眼部観察時は、被検眼のＳＬＯ光学系において、垂直走査部１２０および水平走査部１４２により走査されるＳＬＯレーザ光は、対物レンズ１３０を経由して、被検眼１２の瞳孔位置Ｐｐを中心として２次元的に角度走査される。その結果、ＳＬＯレーザ光の集光点が、眼底１２Ａにおいて２次元走査される。後眼部観察時は、ＯＣＴ光学系においても同様に、垂直走査部１６８および水平走査部１４２により走査される測定光は、対物レンズ１３０を経由して、被検眼１２の瞳孔位置Ｐｐを中心として２次元的に角度走査される。その結果、測定光の集光点が、眼底１２Ａにおいて２次元走査される。後眼部観察時では、ＳＬＯユニット１８により眼底２次元画像が、ＯＣＴユニット２０により眼底断層画像がそれぞれ取得される。

図３Ｂに示した前眼部観察時では、水平走査部１４２から供給される同じく３つの角度の光束が２つの正レンズ群（第１レンズ群１３２及び第２レンズ群１３４）により、被検眼１２の角膜に集光される光線が示されている。

前眼部観察時では、後眼部観察時と同様に、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２は、被検眼１２の瞳孔位置Ｐｐに共役となるように、図３Ｂに示した瞳共役位置１８０に配置される。しかしながら、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２の共役像が形成される瞳共役位置２０２は被検眼の瞳孔位置Ｐｐと一致せず、被検眼と第２レンズ群１３４との間に形成される。また、第１レンズ群１３２と瞳共役位置１８０との間に被検眼１２の前眼部像が形成される像共役位置２１２が形成され、被検眼１２の前端部と接する面に像共役位置１８４が、形成される。図３Ｂに示した状態では、作動距離ＷＤは、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と瞳共役位置２０２との距離よりも拡大している。なお、瞳共役位置１８０は前述のとおり、走査部１２０、１４２及び１６８との共役位置であり、後眼部観察時に被検眼１２の瞳Ｐｐと一致するが、前眼部観察時には図３Ｂに示す通り、被検眼１２の瞳Ｐｐとは一致しない。眼底観察時の光学構成との比較を分かり易くするために、走査部との共役位置を以後も瞳共役位置と説明することがある。

前眼部観察時は、被検眼のＳＬＯ光学系において、垂直走査部１２０および水平走査部１４２により走査されるＳＬＯレーザ光は、対物レンズ１３０を経由して、瞳共役位置２０２を中心として２次元的に角度走査される。その結果、ＳＬＯレーザ光の集光点が、前眼部において２次元走査される。前眼部観察時は、ＯＣＴ光学系においても同様に、垂直走査部１６８および水平走査部１４２により走査される測定光は、対物レンズ１３０を経由して、瞳共役位置２０２を中心として２次元的に角度走査され、ＯＣＴ測定光の集光点が被検眼１２の前眼部において２次元的に走査される。

図３Ｃに示した眼球内部観察時では、水平走査部１４２から供給される同じく３つの角度の光束が２つの正レンズ群（第１レンズ群１３２及び第２レンズ群１３４）を有する対物レンズ１３０により、例として、被検眼１２の水晶体１２Ｌに集光される光線が示されている。

眼球内部観察時では、後眼部観察時と同様に、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２は、被検眼１２の瞳孔位置Ｐｐに共役となるように、図３Ｃに示した瞳共役位置１８０に配置される。しかしながら、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２の共役像が形成される瞳共役位置２０４は被検眼の瞳孔位置Ｐｐと一致せず、被検眼と第２レンズ群１３４との間に形成される。また、第１レンズ群１３２と第２レンズ群１３４との間に像共役位置２１４が形成され、被検眼１２の水晶体１２Ｌの後端部と接する面に像共役位置１８６が形成される。図３Ｃに示した状態では、作動距離ＷＤは、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と瞳共役位置２０４との距離よりも拡大しているが、図３Ｂの場合ほどではない。即ち、図３Ａに示した後眼部観察状態の作動距離ＷＤと、図３Ｂの前眼部観察状態の作動距離ＷＤとの間の値である。本実施形態では、図３Ａに示した状態から、図３Ｃに示した状態を経て、図３Ｂに示した状態に至るまで、作動距離ＷＤを連続的に変化させることが可能である。

眼球内部観察時は、被検眼のＳＬＯ光学系において、垂直走査部１２０および水平走査部１４２により走査されるＳＬＯレーザ光は、対物レンズ１３０を経由して、瞳共役位置２０４を中心として２次元的に角度走査される。その結果、ＳＬＯレーザ光の集光点が、被検眼の眼球内部において２次元走査される。そして、眼球内部観察時は、ＯＣＴ光学系においても同様に、垂直走査部１６８および水平走査部１４２により走査される測定光は、対物レンズ１３０を経由して、瞳共役位置２０４を中心として２次元的に角度走査され、測定光の集光点が被検眼の眼球内部を走査する。これにより、被検眼の眼底と角膜との間の眼球内部の任意の位置での観察が可能となる。

図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに各々示したように、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２は矢印１９０の方向に角度走査される。かかる角度走査により、対物レンズ１３０を通過した光束は矢印１９２の方向に光路が変化し、瞳共役位置２００、２０２、２０４を通過して被検眼１２の後眼部を矢印１９４の方向に走査する。本実施形態では、後眼部観察時、前眼部観察時、及び眼球内部観察時のいずれにおいても、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２の走査方向は同じであり、かつ被検眼１２をＳＬＯレーザ光、及びＯＣＴの測定光が走査する方向は同じである。その結果、画像処理において、後眼部観察時、前眼部観察時、又は眼球内部観察時の別で、画像反転処理を要しない。このため、被検眼の前眼部、中間部、後願部の全ての観察において、走査方向が不変であり、観察者と走査の結果得られる画像との位置関係は変わることがなく、実用上の混乱がなく操作性が向上する。

フォーカス調整装置１５０の、後眼部観察時から前眼部観察時に至るまでのフォーカス切り替え方法は、以下のとおりである。

（１）フォーカス調整装置１５０の光学系を、後眼部観察時に対応した光学系と、前眼部観察時に対応した光学系とに交換可能に構成する。
（２）フォーカス調整装置１５０は、通常時は、後眼部観察時に対応した光学系を有し、前眼部観察時に挿抜可能な光学系を追加することにより前眼部観察時に対応する。又はフォーカス調整装置１５０は、通常時は、前眼部観察時に対応した光学系を有し、後眼部観察時に挿抜可能な光学系を追加することにより後眼部観察時に対応する。
（３）フォーカス調整装置１５０の光学系と、垂直走査部１６８との距離が変更可能なようにフォーカス調整装置１５０を構成する。
（４）フォーカス調整装置１５０の光学系の焦点距離が変更可能なようにフォーカス調整装置１５０の光学系を構成する。例えば、フォーカス調整装置１５０の光学系をズームレンズ又は液体レンズ等で構成する。

図４Ａは、前眼部観察時における瞳共役位置１８０に存在する垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２の位置(スキャナ位置）での光線角度算出の説明図である。図４Ａにおいて、θ_Aはスキャナ位置での光線角度であり、θ_A’は対物レンズ１３０から射出後の光線角度であり、ＷＤ_Pは後眼部スキャン時の作動距離であり、ＷＤ_Aは前眼部スキャン時の作動距離である。

また、対物レンズ１３０の前眼部スキャン時の角度倍率をＭ_Aとすると、下記の式（１）の関係が成り立つ。作動距離ＷＤ_A、ＷＤ_P、及びＭ_Aの各々は、撮影光学系１１６Ａに固有の数値である。
Ｍ_A ＝θ_A’/θ_A …（１）

前眼部上でスキャンしたい長さをＬ_Aとすると、下記の式（２）が成り立つ。Ｌ_Aは、後述するように、事前に取得していた前眼部の画像を被験者に提示し、当該画面において被検者が指示した走査範囲に基づいて決定する。
Ｌ_A/２＝(ＷＤ_A－ＷＤ_P) tanθ_A’ …（２）

式（１）と式（２）とにより、スキャナ位置での光線角度θ_Aは、下記の式（３）で算出される。本実施形態では、算出した光線角度θ_Aに基づいてＯＣＴでの角度走査が行われる。
θ_A＝arctan {Ｌ_A /２* (ＷＤ_A－ＷＤ_P)} / Ｍ_A …（３）

図４Ｂは、眼球内部観察時における瞳共役位置１８０に存在するスキャナ位置での光線角度算出の説明図である。図４Ｂにおいて、θ_Mはスキャナ位置での光線角度であり、θ_M‘は対物レンズ１３０から射出後の光線角度であり、ＷＤ_Pは後眼部スキャン時の作動距離であり、Ｇ_Aは被検眼１２の前眼部を単一の薄肉レンズとみなした屈折系であり、ＷＤ_Mは眼球内部スキャン時の作動距離で具体的には対物レンズ１３０から屈折系Ｇ_Aまでの距離である。そして、屈折系Ｇ_Aの焦点距離をｆ_A、屈折系Ｇ_Aから後眼部側の屈折率をｎ_A’とする。

図４Ｂは、眼球内部をスキャンするのであるから、実際にスキャンする部分は対物レンズ１３０からＷＤ_M＋sの位置となる。

また、対物レンズ１３０の眼球内部スキャン時の角度倍率をＭ_Mとすると、下記の式（４）が成り立つ。
Ｍ_M ＝θ_M’/θ_M …（４）

眼球内部でスキャンしたい長さをＬ_Mとすると、下記の式（５）が成り立つ。
Ｌ_M/2=s * tanθ_M’×(１－s/Ｓ’) …（５）
ただし、Ｓ’＝ ｎ_A’/{１/(ＷＤ_M－ＷＤ_P)＋１/ｆ_A} である。

式（４）と式（５）とにより、スキャナ位置での光線角度θ_Mは、下記の式（６）で算出される。
θ_M＝arctan [Ｌ_M /{２*s*(１－s/Ｓ’)}] / Ｍ_M …（６）
（Ｓ’＝ ｎ_A’/{１/(ＷＤ_M－ＷＤ_P)＋１/ｆ_A} ）

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、後眼部観察時、及び前眼部観察時における各々の固視標投影系１３８及び対物レンズ１３０を中心とした撮影光学系１１６Ａの状態を説明する。図５Ａは後眼部観察時、図５Ｂは前眼部観察時の各状態における固視標投影系１３８及び対物レンズ１３０を中心とした光学系の状態を示している。なお、図５Ａ及び図５Ｂにおいては、説明のために対物レンズ１３０を中心とした展開光路図としている。図２Ａ及び図２Ｂに示した固視標投影系１３８の固視標１３８Ａが図の左端面２２０に配置され、固視標投影系１３８の集光レンズ１３８Ｂも正レンズ２２４、２２６として示されている。固視標が配置される面２２０は、正レンズ２２４の焦点位置に対応し、固視標からの光線はほぼ平行光束となり、対物レンズ１３０により被検眼側へ平行光束として供給される。そして被検眼に入射して被検眼の眼底に集光される。なお、図中の縦の破線は、前述した瞳共役位置を参考として示している。

図５Ａに示した後眼部観察時では、固視標投影系１３８は眼底との共役位置に相当する面２２０に配置される。そして、第１レンズ群１３２と第２レンズ群１３４との間の眼底共役位置２２８に固視標１３８Ａの像が形成され、さらに被検眼１２の眼底と接する面が共役位置２３６として形成され、被検眼１２により固視標が認識される。

固視標投影系では面２２０として示した位置に固視標が配置され、この固視標からの光が、図５Ａに示した光路に沿って被検１２に供給されるが、格別の走査部は必要としない。但し、図示したのは、固視標上の軸上の点と軸外の２点との３つの点からの光束を示しており、これら３点にＬＥＤなどの点光源を置いて、独立に切換えて点灯させることによって、被検眼１２の向きを変えることが可能となる。この構成によって、被検眼１２の周辺部の観察が可能となり、結果として被検眼のより広い範囲の観察が可能となる。

図５Ｂに示した前眼部観察時でも、固視標投影系１３８の固視標１３８Ａは図示した像共役位置２２２に配置され、正レンズ２２６からの光束は後眼部観察時と同様にほぼ平行光束になっている。図５Ａに示した構成との比較から分かるとおり、固視標の配置される面２２０と正レンズ２２４が、一体的に対物レンズ１３０側に移動した状態となっている。このため、対物レンズ１３０に対して、縦の破線で示した正レンズ２２６近傍の共役位置は、被検眼１２側では図５Ａの位置２３２より遠い位置２３４において共役となり、前眼部観察状態（図５Ｂ）では、後眼部観察状態（図５Ａ）より大きな作動距離となることに対応している。

前眼部観察時に、固視標投影系１３８から出射された光束は、瞳共役位置にある正レンズ２２６を経て、第１レンズ群１３２に入射し、像共役位置２３０を経て第２レンズ群１３４から出射する。そして、第２レンズ群１３４と被検眼１２との間に形成される共役位置である位置２３４を経て、被検眼１２に入射する。さらに被検眼１２の眼底と接する面が共役位置２３８として形成され、被検眼１２により固視標が認識される。

前述のように、前眼部観察時は、後眼部観察時に比して、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離が拡大するので、かかる距離の拡大に対応して固視標投影系１３８と対物レンズ１３０との距離を変更する。本実施形態では、前眼部観察時には、後眼部観察時に比して、固視標投影系１３８と対物レンズ１３０の第１レンズ群１３２との光学的な距離を短縮することにより、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離の拡大に対応する。

図６は、本実施形態に係る眼科光学装置１１０における処理例を示したフローチャートである。図６に示した処理は、例えば、眼科光学装置１１０のＯＣＴユニット２０による被検眼１２の撮影に際して開始される。

ステップ６００では、前眼部観察の指示がなされたか否かを判定する。ステップ６００で、前眼部観察の指示がなされた場合は手順をステップ６０２に移行し、前眼部観察の指示がなされなかった場合は手順をステップ６２０に移行する。

ステップ６０２では、前眼部観察における対物光学系（対物レンズ１３０）と被検眼１２との距離を確保する。具体的には、対物光学系と被検眼の距離が後眼部観察時に対応した作動距離ＷＤ_Pである場合、当該距離を前眼部観察時に対応した作動距離ＷＤ_Aにすべく、対物光学系と被検眼とを前眼部観察時の作動距離ＷＤ_Aと後眼部観察時の作動距離ＷＤ_Pとの差分であるＷＤ_A－ＷＤ_Pを拡大する。

対物光学系と被検眼１２との距離の調整方法は、例えば、以下のとおりである。
（１）撮影光学系１１６Ａを移動させて、作動距離ＷＤ_Aを確保する。
（２）眼科光学装置１１０全体を移動させて、作動距離ＷＤ_Aを確保する。
（３）被験者の顎を保持するチンレスト、又は被験者の頭部を保持するヘッドレストを移動させて、作動距離ＷＤ_Aを確保する。

撮影光学系１１６Ａ、眼科光学装置１１０全体、チンレスト及びヘッドレストの各々の移動は、モータで駆動してもよいし、手動で動かしてもよい。又は、チンレスト及びヘッドレストの各々を後眼部観察時に対応した厚さの物と、前眼部観察時に対応した厚さの物とを予め用意し、状況に応じて入れ替えてもよい。好ましくは、モータで対物光学系を移動させる方法である。

ステップ６０４では、固視標投影系１３８を前眼部スキャンに対応した位置に設定する。具体的には、図５Ｂに示したように、前眼部観察時には、後眼部観察時に比して、固視標投影系１３８と対物レンズ１３０の第１レンズ群１３２との光学的な距離を縮小することにより、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離の拡大に対応する。

ステップ６０６では、フォーカス調整装置１５０により、前眼部位置にＯＣＴスキャンのフォーカスを切り替える。具体的には、図３Ｂに示したように、被検眼１２の前端部と接する面に像共役位置１８４が形成されるようにする。

ステップ６０８では、走査角の設定を行う。具体的には、事前に取得していた前眼部の画像を被検者が確認可能な画面に表示し、被験者にスキャンする範囲を指示して貰う。そして、被験者が指示した範囲と、スキャンパターン（例えば、３Ｄスキャン又は直線状スキャンの別）に基づいて、前眼部上でスキャンしたい長さＬ_Aを算出する。さらに、長さＬ_Aと上述の式（３）とによってスキャナ位置での光線角度θ_Aが自動的に算出され、走査角として設定される。

ステップ６１０では、設定した走査角に従ってＯＣＴスキャンを開始する。そして、ステップ６１２では、前眼部の任意の数点でフォーカスが合う位置を測定し、角膜の形状を計算する。

ステップ６１４では、角膜形状に合わせてフォーカスを調整しながら指示されたスキャンパターン及びスキャン範囲でＯＣＴスキャンを行う。

ステップ６１６では、ＯＣＴスキャンを終了するか否かを判定する。ステップ６１６では、設定したスキャンパターンで指示されたスキャン範囲をすべてスキャンした場合に、ＯＣＴスキャンを終了すると判定するが、医師が指示されたスキャン範囲のすべてをスキャンすることを要しないと判断した場合も、ＯＣＴスキャンを終了すると判定する。ステップ６１６で、ＯＣＴスキャンを終了すると判定した場合は手順をステップ６１８に移行し、ＯＣＴスキャンを終了すると判定しない場合は手順をステップ６１０に移行する。

ステップ６１８では、前眼部用の画像処理を行い、結果を表示して処理を終了する。具体的には、ＯＣＴスキャンにより得られた画像データからノイズ除去処理等を行って前眼部のＯＣＴ画像データを生成する。

前述のステップ６００で前眼部観察の指示がなかった場合は、ステップ６２０で後眼部観察における対物光学系と被検眼１２との距離を確保する。具体的には、対物光学系と被検眼との距離を後眼部観察時に対応した作動距離ＷＤ_Pに設定する。

対物光学系と被検眼１２との距離の調整方法は、前眼部観察時と同様に、以下のとおりである。
（１）撮影光学系１１６Ａを移動させて、作動距離ＷＤ_Pを確保する。
（２）眼科光学装置１１０全体を移動させて、作動距離ＷＤ_Pを確保する。
（３）被験者の顎を保持するチンレスト、又は被験者の頭部を保持するヘッドレストを移動させて、作動距離ＷＤ_Pを確保する。

撮影光学系１１６Ａ、眼科光学装置１１０全体、チンレスト及びヘッドレストの各々の移動は、モータで駆動してもよいし、手動で動かしてもよい。又は、チンレスト及びヘッドレストの各々を後眼部観察時に対応した厚さの物と、前眼部観察時に対応した厚さの物とを予め用意し、状況に応じて入れ替えてもよい。好ましくは、前眼部観察時と同様に、モータで対物光学系を移動させる方法である。

ステップ６２２では、固視標投影系１３８を後眼部スキャンに対応した位置に設定する。具体的には、図５Ａに示したように、後眼部観察時には、前眼部観察時に比して、固視標投影系１３８と対物レンズ１３０の第１レンズ群１３２との光学的な距離を拡大することにより、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離の縮小に対応する。

ステップ６２４では、フォーカス調整装置１５０により、後眼部位置にＯＣＴスキャンのフォーカスを切り替える。具体的には、図３Ａに示したように、被検眼１２の後端部と接する面１８２に像共役位置が形成されるようにする。

ステップ６２６では、スキャンパターン及びスキャン範囲を設定する。具体的には、事前に取得していた後眼部の画像を被検者が確認可能な画面に表示し、被験者にスキャンする範囲を指示して貰う。

ステップ６２８では、ＯＣＴスキャンを開始する。そして、ステップ６３０では、後眼部の任意の数点でフォーカスが合う位置を測定し、網膜の形状を計算する。

ステップ６３２では、網膜形状に合わせてフォーカスを調整しながら指示されたスキャンパターン及びスキャン範囲でＯＣＴスキャンを行う。先述のように、本実施形態では、後眼部観察時、前眼部観察時、及び眼球内部観察時のいずれにおいても、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２の走査方向は同じであり、かつ被検眼１２をＳＬＯレーザ光、及びＯＣＴの測定光が走査する方向は同じである。その結果、画像処理において、後眼部観察時、前眼部観察時、又は眼球内部観察時の別で、画像反転処理を要しない。

ステップ６３４では、ＯＣＴスキャンを終了するか否かを判定する。ステップ６１６では、設定したスキャンパターンで指示されたスキャン範囲をすべてスキャンした場合に、ＯＣＴスキャンを終了すると判定するが、医師が指示されたスキャン範囲のすべてをスキャンすることを要しないと判断した場合も、ＯＣＴスキャンを終了すると判定する。ステップ６３４で、ＯＣＴスキャンを終了すると判定した場合は手順をステップ６３６に移行し、ＯＣＴスキャンを終了すると判定しない場合は手順をステップ６２８に移行する。

ステップ６３６では、後眼部用の画像処理を行い、結果を表示して処理を終了する。具体的には、ＯＣＴスキャンにより得られた画像データからノイズ除去処理等を行って後眼部のＯＣＴ画像データを生成する。

続いて、本実施形態に係る眼科光学装置１１０における、対物レンズ１３０と被検眼１２との位置関係の調整、すなわちアライメントについて説明する。眼科光学装置１１０は、観察部位の正確な位置合わせのために、被検眼１２と眼科光学装置の対物レンズ１３０の光軸に対する被検眼の水平および垂直方向での位置の関係、そして対物レンズ１３０との距離、すなわちフォーカス調整を行う必要がある。

図７Ａは、後眼部観察時において眼科光学装置１１０のアライメントに係る光学系の構成を側方から見た光路図であり、図７Ｂは、後眼部観察時において眼科光学装置１１０のアライメントに係る光学系の構成を上方から見た光路図であり、図７Ａから視点を上方に９０°移した状態を示している。なお、図示した光線は、アライメントのための軸外光束の主光線のみである。

図７Ａ、図７Ｂに示したように、被検眼１２からの光は対物レンズ１３０の第２レンズ群１３２と第１レンズ群１３４とを介してダイクロイックミラー１７８に到達する。ダイクロイックミラー１７８に到達した光は、ダイクロイックミラー１７８で反射され、光軸１９６を挟んで左右対称に配置された一対の被検眼位置検出光学系２４０Ａ、２４０Ｂの集光レンズ２４２Ａ、２４２Ｂを介して被検眼位置検出光学系２４０Ａ、２４０Ｂの画像センサ２４４Ａ、２４４Ｂに各々入射する。画像センサ２４４Ａ、２４４Ｂは被検眼１２の像を形成し、それらの像位置から被検眼１２の位置を検出することが可能である。

本実施態様のように対物レンズ１３０を通して被検眼の位置を検出する構成は、言わばスルーザレンズ（ＴＴＬ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｌｅｍｓ）アライメント系と言える。このように対物レンズ１３０を通して被検眼の位置検出を行う構成は、広角の眼底像を得るための広画角の対物レンズを用いる場合に作動距離が極めて小さくなってしまう場合に有効であり、特に作動距離が２０mm程度となる画角１３０度を超える超広角の所謂ＵＷＦ眼底観察装置においては、極めて有用である。そして、このようなＴＴＬアライメント系では、被検眼側の第２レンズ群１３４により広角による走査光を被検眼１２の瞳孔に向けて出力するため、図７Ｂに示す光路図のとおり、被検眼１２の前眼部に対する主光線の角度が大きくなって、アライメントの位置検出精度を向上することが可能である。この構成はＵＷＦ対物レンズであるほど有利であることは言うまでもない。

本実施形態では、ＣＰＵ１６Ａの制御下で、対物レンズ１３０と被検眼１２との光軸１９６方向の距離は、左右一対の画像センサ２４４Ａ、２４４Ｂによって取得した画像から算出することができる。

図８Ａは、前眼部観察時において眼科光学装置１１０のアライメントに係る光学系の構成を側方から見た光路図であり、図８Ｂは、前眼部観察時において眼科光学装置１１０のアライメントに係る光学系の構成を上方から見た光路図であり、図８Ａから視点を上方に９０°移した状態を示している。なお、図示した光線は、アライメントのための軸外光束の主光線のみである。

前述のように、前眼部観察時は、後眼部観察時に比して、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離が拡大するので、かかる距離の拡大に対応して被検眼位置検出光学系２４０Ａ、２４０Ｂと対物レンズ１３０との距離を変更する。本実施形態では、前眼部観察時には、後眼部観察時に比して、被検眼位置検出光学系２４０Ａ、２４０Ｂと対物レンズ１３０の第１レンズ群１３２との光学的な距離を短縮することにより、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離の拡大に対応する。

図９は、後眼部観察時において眼科光学装置１１０のアライメントに係る光学系の他の構成を側方から見た光路図である。図９では、被検眼位置検出光学系２５０Ａ、２５０Ｂの各々は対物レンズ１３０と被検眼１２との間に配置される。図９に示したように、被検眼１２からの光は対物レンズ１３０を介さずに、光軸１９６を挟んで左右対称に配置された一対の被検眼位置検出光学系２５０Ａ、２５０Ｂの集光レンズ２５２Ａ、２５２Ｂを介して被検眼位置検出光学系２５０Ａ、２５０Ｂの画像センサ２５４Ａ、２５４Ｂに各々入射する。画像センサ２５４Ａ、２５４Ｂは被検眼１２の像を形成し、それらの像位置から被検眼１２の位置を検出することが可能である。被検眼位置検出光学系２４０Ａ、２４０Ｂ、２５０Ａ、２５０Ｂの各々は、本開示の技術の「被検眼位置検出装置」の一例である。

図１０は、前眼部観察時において眼科光学装置１１０のアライメントに係る光学系の構成を側方から見た光路図である。前述のように、前眼部観察時は、後眼部観察時に比して、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離が拡大するので、かかる距離の拡大に対応して被検眼位置検出光学系２５０Ａ、２５０Ｂの光軸１９６に対する角度を変更して、被検眼１２からの光を受光する。

本実施形態では、前眼部観察時には、後眼部観察時に比して、被検眼位置検出光学系２５０Ａ、２５０Ｂの各々を矢印２６０で示した方向に動かすことにより、光軸１９６に対する角度を変え、対物レンズ１３０の第２レンズ群１３４と被検眼１２との距離の拡大に対応する。

なお、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９、図１０に各々示した被検眼のアライメント系について、被検眼１２への照明は、対物レンズ１３０の先端部に照明光源を設けることが可能であり、例えば対物レンズ１３０の光軸１９６を中心として対称な位置にＬＥＤ等の光源を配置することや、対物レンズ１３０の先端部にリング状の光源を設けることも可能である。但し、本実施態様の眼科光学装置１１０においては無散瞳での眼底観察が可能となるため、装置の設置される室内の照明のみで十分とすることも可能である。

以上説明したように、本実施形態では、後眼部観察時と前眼部観察時とで、対物レンズ１３０と被検眼１２との作動距離ＷＤを変更することにより、対物レンズ１３０と被検眼１２との間に別途レンズアタッチメントを配置することを要しない。本実施形態では、作動距離ＷＤの変更に対応して、フォーカス調整装置１５０でＯＣＴの測定光の光束を調節すると共に、固視標投影系１３８及び被検眼位置検出光学系２４０Ａ、２４０Ｂ、２５０Ａ、２５０Ｂの各々における光学的な位置を変更する。また、作動距離ＷＤの変更に対応してフォーカス調整装置１５０でＳＬＯレーザ光、及びＯＣＴの測定光の光束を調節しても、垂直走査部１２０、１６８及び水平走査部１４２の走査方向は同じであり、かつ被検眼１２をＳＬＯレーザ光、及びＯＣＴの測定光が走査する方向は同じである。その結果、画像処理において、後眼部観察時、前眼部観察時、又は眼球内部観察時の別で、画像反転処理を要しない。

以上説明した本実施形態における装置の構成はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要な構成を削除したり、新たな構成を追加したりしてもよいことは言うまでもない。

Claims (21)

1. 光源からの光束で被検眼を走査する走査部材と、
   前記光源からの光束を前記走査部材に導く導光光学系と、
   前記走査部材からの走査光束を前記被検眼に導く対物光学系と、
   を備え、
   前記被検眼の後眼部を撮影する後眼部撮影状態では、前記走査部材と共役な位置が前記被検眼の前眼部に形成され、かつ前記走査部材からの走査光束が前記被検眼の後眼部に集光され、前記被検眼の前眼部を撮影する前眼部撮影状態では、前記被検眼と前記対物光学系との距離である作動距離が前記後眼部撮影状態における作動距離より大きくなり、前記走査部材からの走査光束が前記被検眼の前眼部に集光され、
   前記走査部材による前記走査光束の走査方向が前記後眼部撮影状態と前記前眼部撮影状態とで同一である眼科光学装置において、
   前記被検眼からの光を受光するセンサを備え、前記対物光学系の光軸に対して所定角度をもって配置された一対の被検眼位置検出光学系を有し、前記センサからの光情報に基づいて、前記対物光学系と前記被検眼との位置関係を検出する被検眼位置検出装置をさらに備える眼科光学装置。
2. 前記導光光学系は、前記対物光学系と前記被検眼との作動距離の変化に対応して前記被検眼に対する前記走査光束の集光位置を変化させる光学素子を含む請求項１に記載の眼科光学装置。
3. 前記作動距離は、前記対物光学系から前記走査部材の共役像が形成される位置までの距離に等しい状態から、より大きな値となるよう連続的に変更可能な請求項1又は２に記載の眼科光学装置。
4. 前記作動距離は、前記被検眼に対して前記眼科光学装置の少なくとも前記対物光学系が移動することによって変更される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の眼科光学装置。
5. 前記被検眼における走査範囲に応じて、前記走査部材による走査光束の走査角度を設定すると共に、該設定した走査角の範囲で前記走査光束によって前記被検眼を走査するように前記走査部材を制御する走査部材制御部をさらに含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の眼科光学装置。
6. 前記走査角は、前記作動距離、前記対物光学系の角倍率、及び前記被検眼の前眼部における走査範囲に基づいて設定される請求項５に記載の眼科光学装置。
7. 前記対物光学系は、前記走査部材の側の第１正レンズ群と、前記被検眼の側の第２正レンズ群とを有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の眼科光学装置。
8. 前記後眼部撮影状態において、前記第１正レンズ群と前記第２正レンズ群との間に、前記被検眼の眼底像が形成され、前記走査部材が前記被検眼の前眼部と共役に配置される請求項７に記載の眼科光学装置。
9. 前記前眼部撮影状態において、前記第１正レンズ群と前記走査部材との間に、前記被検眼の前眼部像が形成され、前記第２正レンズ群と前記被検眼との間に前記走査部材と共役な位置が形成される請求項７に記載の眼科光学装置。
10. 前記走査部材は、
    被検眼に対して互いに直交する方向で走査光束を走査するための一対の反射鏡と、
    前記一対の反射鏡を互いに共役に形成するリレーレンズ群と、
    を有し、
    前記導光光学系は、前記リレーレンズ群と前記光源との間に、前記光源からの光束の集光位置を変更可能に構成されたフォーカス切換光学系を有する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の眼科光学装置。
11. 前記後眼部撮影状態では、前記フォーカス切換光学系により、前記光源の集光位置が、前記リレーレンズ群内に形成される請求項１０に記載の眼科光学装置。
12. 前記前眼部撮影状態では、前記フォーカス切換光学系により、前記光源のからの光束が、前記リレーレンズ群内で略平行光束となる請求項１０に記載の眼科光学装置。
13. 記被検眼と前記対物光学系との相対的距離を切換えるための被検眼位置設定部を有する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の眼科光学装置。
14. 前記被検眼位置設定部は、前記光源からの光束が前記対物光学系に入射可能な状態で前記対物光学系と前記走査部材とを一体的に前記対物光学系の光軸に沿って移動可能である請求項１３に記載の眼科光学装置。
15. 前記被検眼位置設定部は、前記対物光学系の光軸に沿って前記被検眼の位置が可変である請求項１３に記載の眼科光学装置。
16. 前記被検眼位置設定部は、被検者の下顎を保持する下顎保持部材を前記光軸に沿って移動させる請求項１５に記載の眼科光学装置。
17. 前記被検眼位置検出装置は、前記一対の被検眼位置検出光学系が、前記対物光学系と被検眼との間に配置されている請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の眼科光学装置。
18. 前記被検眼位置検出装置は、前記作動距離の変化に応じて、前記被検眼位置検出光学系の光軸に対する角度を切り替える傾角可変装置を有する請求項１７に記載の眼科光学装置。
19. 前記作動距離の変化に応じて、前記被検眼の固視のために前記被検眼へ投影する固視標を切り替え可能に構成された固視票光学系をさらに有する請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の眼科光学装置。
20. 前記固視票光学系は、前記固視標と前記固視標からの光を被検眼眼底に向けて供給する集光レンズとを有し、前記固視標と前記集光レンズとを一体的に前記固視票光学系の光軸に沿って移動する請求項１９に記載の眼科光学装置。
21. 前記後眼部撮影状態、及び前記前眼部撮影状態において、前記対物光学系の第１正レンズと第２正レンズとの間に、前記固視標の像が形成される請求項１９又は請求項２０に記載の眼科光学装置。