WO2019163911A1 - 眼科光学系、眼科装置、及び眼科システム - Google Patents

眼科光学系、眼科装置、及び眼科システム Download PDF

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concave mirror
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eye
optical system
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正宏 水田
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株式会社ニコン
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    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/022—Ophthalmic lenses having special refractive features achieved by special materials or material structures
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
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    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/006—Systems in which light light is reflected on a plurality of parallel surfaces, e.g. louvre mirrors, total internal reflection [TIR] lenses
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    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
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    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
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    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/102—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for optical coherence tomography [OCT]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors

Definitions

  • the disclosed technology relates to an ophthalmic optical system, an ophthalmic apparatus, and an ophthalmic system.
  • An ophthalmologic apparatus for performing ophthalmologic diagnosis and ophthalmic surgical procedures has been realized.
  • an ophthalmologic apparatus capable of observing a fundus of a subject's eye (hereinafter referred to as an eye to be examined) over a wide range.
  • a wide-angle optical system is used.
  • the wide-angle optical system is configured only with a lens, the aperture of the lens is increased for the purpose of securing a working distance (working distance) between the eye to be examined and the objective lens.
  • the wide-angle optical system increases in size, increases in weight, and increases in manufacturing cost.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose an ophthalmologic apparatus including an optical system for acquiring a fundus wide-angle image.
  • the ophthalmic optical system is: An ophthalmic optical system having a reflection unit including a first concave mirror and a second concave mirror, and a lens unit that receives light from the reflection unit, Each of the first concave mirror and the second concave mirror of the reflection unit has an opening on the optical axis, and at least one of the focal point of the first concave mirror and the focal point of the second concave mirror is located in the opening of the other concave mirror.
  • the lens unit includes a lens that receives the condensed light from the reflecting unit, and the lens converts the angle of the condensed light by the second concave mirror to a smaller angle.
  • An ophthalmologic apparatus according to the second aspect of the disclosed technology is provided.
  • a light source that emits light of a predetermined wavelength;
  • the ophthalmic optical system ;
  • a scanning member that scans the light from the light source toward the eye to be examined through the lens unit and the reflection unit, and is disposed at a position conjugate with the pupil of the lens unit;
  • An imaging unit that images the fundus of the eye to be inspected with light scanned by the scanning member; including.
  • An ophthalmologic system is: A first acquisition unit that acquires a first image of a paraxial region where the fundus of the eye to be examined and the optical axis crossed, which are captured by the ophthalmologic apparatus, A second acquisition unit for acquiring a second image of the annular region of the fundus of the eye around the paraxial region; A forming unit that combines the first image acquired by the first acquisition unit and the second image acquired by the second acquisition unit to form a wide-area image of the eye to be examined; including.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of an optical system according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a lateral aberration diagram of the optical system according to Example 1.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of an optical system according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a lateral aberration diagram of the optical system according to Example 2.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows an example of the reflective mirror unit which concerns on 2nd Embodiment. It is a schematic diagram which shows the other examples of the reflective mirror unit which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 An example of the configuration of the ophthalmologic apparatus 10 according to the present embodiment is shown in FIG.
  • An imaging device 14 that images the eye 12 to be examined and a control device 16 that controls the imaging device 14 are provided.
  • the imaging device 14 includes an SLO unit 18 and an OCT unit 20 as imaging functions.
  • the SLO unit 18 functions as a scanning laser ophthalmoscope (hereinafter referred to as “SLO”).
  • the OCT unit 20 functions as optical coherence tomography (hereinafter referred to as “OCT”).
  • the control device 16 controls the operation by exchanging information with the imaging device 14.
  • the control device 16 generates an SLO image based on the signal detected by the SLO unit 18.
  • control device 16 generates an OCT image based on the signal detected by the OCT unit 20.
  • the control device 16 is realized by a computer including, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM, and a RAM (Random Access Memory), but is not limited thereto, and is realized by other hardware configurations. Also good.
  • the posterior eye part particularly the fundus oculi, is exemplified as the observation target, but the present invention is not limited to this, and the anterior eye part may be used.
  • An example of the anterior segment is the cornea.
  • the horizontal direction is “X direction”
  • the vertical direction with respect to the horizontal plane is “Y direction”.
  • the direction toward is “Z direction”.
  • the acquisition of the SLO image is realized by the SLO unit 18 including the light source and the sensor, the scanning device 19 including the optical scanner, and the control device 16 that controls them.
  • SLO light light emitted from the SLO unit 18
  • the scanning device 19 includes a first scanner 22 (Y direction) and a third scanner 29 (X direction) as optical scanners that scan SLO light. Therefore, the SLO light emitted from the SLO unit 18 is two-dimensionally scanned by the scanning device 19. The reflected light reflected by the fundus F enters the SLO unit 18 via the pupil P and the scanning device 19.
  • the sensor of the SLO unit 18 generates a signal corresponding to the reflected light and outputs it to the control device 16.
  • the control device 16 generates an SLO image of the fundus F based on the signal detected by the sensor. Since SLO is a well-known imaging function, detailed description is omitted.
  • an OCT unit 20 including a light source, a reference optical system, an interferometer, a spectroscope, and a sensor, a scanning device 19 including an optical scanner, and a control device 16 that controls them.
  • the light emitted from the light source is branched in the OCT unit 20 and enters the reference optical system as reference light and the scanning device 19 as measurement light.
  • the measurement light is applied to the fundus F via the scanning device 19 and the pupil P.
  • the scanning device 19 includes a second scanner 24 (Y direction) and a third scanner 29 (X direction) as optical scanners that scan the measurement light.
  • the measurement light emitted from the OCT unit 20 is two-dimensionally scanned by the scanning device 19.
  • the measurement light reflected by the fundus F enters the OCT unit 20 via the pupil P and the scanning device 19.
  • the interferometer of the OCT unit 20 generates interference light by causing measurement light and reference light to interfere with each other.
  • Each spectral component of the interference light separated by the spectroscope is detected by a sensor.
  • a signal detected by the sensor is input to the control device 16.
  • the control device 16 generates an OCT image of the fundus F based on the detection signal.
  • SD-OCT Spectrum Domain-OCT
  • SS-OCT Swept Source-OCT
  • the SLO light and the OCT measurement light are collectively referred to as scanning light.
  • the optical system 28A constituting the common optical system 28 is not limited to functioning as an optical system shared by the SLO and the OCT shown in FIG. 1, but for the SLO or OCT, for the SLO device or the OCT device. Needless to say, the optical system can be used as a single-use optical system.
  • the scanning angle A of the scanning light SL with the pupil P as the reference position corresponds to the viewing angle 12A (FOV: Field of View) of the observer.
  • the viewing angle 12A As the scanning angle A increases, the viewing angle 12A increases.
  • FIG. 2 schematically shows a state in which the scanning light SL is refracted at the center of the pupil P.
  • the viewing angle 12A can also be defined by a scanning angle B (hereinafter also referred to as an internal scanning angle B).
  • the internal scanning angle B represents the scanning angle of the scanning light SL with the eyeball center O as a reference position.
  • the external scanning angle A and the internal scanning angle B have a corresponding relationship although the reference positions are different.
  • the external scanning angle A is used as the scanning angle corresponding to the viewing angle 12A.
  • the viewing angle 12A realized by the ophthalmologic apparatus 10 including the optical system 28A as a wide-angle optical system is, for example, about 120 degrees for the external irradiation angle A and about 160 degrees for the internal irradiation angle B.
  • the external irradiation angle A is about 45 degrees and the internal irradiation angle B is about 60 degrees.
  • the external irradiation angle A corresponds to the viewing angle A, that is, the range of the fundus that can be imaged. Therefore, in the following description, the viewing angle 12A is referred to as the imaging range 12A.
  • the user can arbitrarily set an imaging position and an imaging area within the imaging range 12A by controlling the scanning angle in the scanning device 19.
  • the SLO optical system includes an SLO unit 18 and a scanning device 19.
  • the OCT optical system includes an OCT unit 20 and a scanning device 19.
  • the scanning device 19 includes a first optical scanner 22, a second optical scanner 24, and a third optical scanner 28 as optical scanners for scanning the scanning light.
  • the scanning device 19 further includes a common optical system 28. Since the third optical scanner 28 is shared between the SLO optical system and the OCT optical system, it is included in the common optical system 28.
  • the common optical system 28 further includes an optical system 28A as a wide-angle optical system. The scanning light emitted from the third optical scanner 29 enters the eye 12 to be examined through the optical system 28A.
  • the scanning device 19 further includes a dichroic mirror 26.
  • the dichroic mirror 26 is disposed between the first optical scanner and the third optical scanner.
  • the SLO light emitted from the first optical scanner 22 is guided to the third optical scanner 29 via the dichroic mirror 26.
  • the OCT measurement light emitted from the second optical scanner 24 is guided to the third optical scanner 29 via the dichroic mirror 26.
  • the optical path length between the first optical scanner 22 and the dichroic mirror 26 matches the optical path length between the second optical scanner 24 and the dichroic mirror 26.
  • the first optical scanner 22, the second optical scanner 24 and the third optical scanner 29 are arranged at a position conjugate with the center of the pupil P. Since the dichroic mirror 26 is shared by the SLO optical system and the OCT optical system as described above, the dichroic mirror 26 may be included in the common optical system 28.
  • optical scanner examples include a polygon mirror and a galvanometer mirror.
  • optical scanners 22, 24, and 29, polygon mirrors, galvanometer mirrors, or a combination thereof may be used.
  • the optical scanners 22, 24, and 29 are not limited to polygon mirrors or galvanometer mirrors, and may be any deflecting optical element that deflects scanning light in a predetermined direction.
  • the ophthalmologic apparatus 10 is required to image the fundus imaging range 12A of the eye 12 to be examined over a wide range.
  • the optical system 28A is configured using only lenses, it has been difficult to obtain a wider field of view by setting the external illumination angle A in the eye 12 to be an ultra-wide angle. This is to ensure the working distance between the eye 12 and the surface of the optical system closest to the eye 12 (working distance), to improve the aberration performance for obtaining a high resolution image, and to suppress flare and ghost. This is because it is required to solve a plurality of problems of reducing the size and weight of the apparatus main body and reducing the manufacturing difficulty and cost. These problems sometimes conflicted with each other as a wider-angle visual field was obtained.
  • the ophthalmologic apparatus 10 includes an optical system 28A as a wide-angle optical system.
  • the optical system 28A is included in the common optical system 28, and is shared by the SLO optical system and the OCT optical system. Therefore, the ophthalmologic apparatus 10 including the optical system 28A can acquire a wide-angle SLO image and a wide-angle OCT image.
  • the optical system 28A includes, in order from the eye 12 side, a reflection unit 280 that relays an image of the eye 12 to be examined, a first lens group 281 as a subsequent lens unit, and a second lens group 282. Is provided.
  • the reflection unit 280 includes a pair of concave mirrors and relays the image of the pupil Pp of the eye 12 to be examined.
  • the first concave mirror 280A and the second concave mirror 280B which are a pair of concave mirrors, are configured such that their focal points have a non-aberration equal magnification conjugate relationship.
  • a conjugate image of the pupil Pp of the subject eye 12 arranged in the vicinity of the opening 280Bh of the second concave mirror 280B on the subject eye side is formed in the vicinity of the opening 280Ah of the first concave mirror 208A on the opposite side to the subject eye.
  • An image Pp ′ of the pupil Pp formed near the opening 280Ah of the first concave mirror 280A is obtained by relaying the pupil Pp near the opening 280Bh by the reflection unit 280. Therefore, it is preferable that the position of the pupil Pp of the eye to be examined and the conjugate position of the pupil formed by the reflection unit 280 match the focal positions of the reflection surfaces 280A and 280B of the reflection unit 280.
  • the pupil Pp of the eye to be examined is disposed in the vicinity of the focal position of the first reflecting mirror 280A, and the position of the entrance pupil as the combining system of the first lens group 281 and the second lens group 282, that is, the lens unit, is the second reflecting mirror 280B. Near the focal position, that is, at the position of the central opening 280Ah of the first reflecting surface 280A.
  • An image Pp ′ of the pupil Pp relayed to the aperture 280Ah is obtained by a lens unit having a first lens group 281 including a lens having a positive refractive power and a second lens group 282 including a lens having a positive refractive power.
  • the pupil conjugate image Pcj is formed at a position conjugate with the position of the pupil Pp of the eye to be examined in the space opposite to the eye 12 to be examined.
  • FIG. 3 as an example of the working distance between the eye 12 to be examined and the surface of the optical system closest to the eye 12 (working distance), the eye 12 and the rays of light transmitted to the eye 12 to be examined
  • the first concave mirror 280A and the second concave mirror 280B which are a pair of concave mirrors, each have a concave reflecting surface as will be described later.
  • a reflecting mirror having a concave parabolic reflecting surface can be used. In this specification, it may be simply referred to as a reflecting mirror or a reflecting surface.
  • the reflecting surfaces of the first concave mirror 280A and the second concave mirror 280B are not limited to parabolic reflecting surfaces, and may be aspherical surfaces formed rotationally symmetrically about the optical axis.
  • the first lens group 281 in the lens unit includes a lens for receiving a wide-angle light beam from the reflection unit 280.
  • This lens is a lens (hereinafter referred to as an angle conversion lens) that converts the angle of the wide-angle light beam from the eye 12 to be smaller than the angle of the wide-angle light beam. Since the image Pp ′ of the pupil Pp of the eye to be examined formed in the vicinity of the opening 280Ah of the first reflecting mirror 280A is a spatial image, a lens can be disposed in contact with this image. Furthermore, a lens may be provided in the aerial image of the pupil Pp. Therefore, in the first lens group 281, the diameter of the angle conversion lens for receiving a wide-angle light beam can be reduced.
  • the lens arranged on the eye side of the first lens group 281 may be a small-diameter angle conversion lens.
  • the angle of the wide-angle light beam handled by the reflection unit 280 is converted to be small, so that the diameter of the entire first lens group 281 can be reduced. Since the lens diameter of the first lens group 281 is reduced, the diameter of the second lens group 282 can also be reduced. Therefore, the optical system 28 including the reflection unit 280 can correct various aberrations satisfactorily while the lens configuration of the lens unit is simple, and an ultrawide-angle image of the fundus can be acquired with excellent image quality.
  • the scanning light SL irradiated from the reflection unit 280 to the fundus F through the pupil P is reflected by the fundus F and is incident on the reflection unit 280 as reflected light.
  • the reflected light is incident on the lens unit including the first lens group 281 and the second lens group 282 via the reflection unit 280.
  • the reflected light further enters the SLO unit 18 via the third optical scanner 29 and the first optical scanner 22, as shown in FIG.
  • the control device 16 generates a wide-angle image of the fundus F based on the signal detected by the sensor.
  • the position of the fundus conjugate image Fcj conjugated with the fundus F is formed in the first lens group 281 or in the vicinity thereof.
  • the first lens group 281 and the second lens group 282 arranged between the position of the pupil conjugate position image Pcj that is conjugated with the pupil Pp of the eye to be examined include at least the lens group for aberration correction. It is effective to include one surface having negative refractive power.
  • the coma aberration of the pupil between the pupil Pp and the pupil conjugate image Pcj becomes a light flux field angle difference of the fundus image at the image position of the pupil conjugate Pcj, which leads to a change in resolution at the fundus position.
  • a lens group having a positive refractive power as a whole is disposed between the fundus conjugate Fcj position with the fundus of the eye 12 to be examined and the pupil conjugate Pcj position. It is preferable that at least one surface having negative refractive power is formed.
  • the reflecting mirror unit 280 includes a pair of concave mirrors 280A and 280B.
  • the concave mirrors 280A and 280B are each formed as a parabolic mirror, the focal lengths of both are equal, and the axial distance between the two is equal to the focal length.
  • the concave mirrors 280A and 280B are respectively provided with center openings 280Ah and 280Bh including intersections with the optical axis as a reflection unit, and constitute a donut-shaped annular reflector.
  • the two concave mirrors 280A and 280B are opposed to each other so as to face each other.
  • the opening 280Ah of the first concave mirror 280A and the opening 280Bh of the second concave mirror 280B are respectively formed as physical opening spaces (holes) formed at the center of the reflecting surface.
  • it can be formed as a transmission surface formed at the center of the concave mirror.
  • the opening 280Ah of the first reflecting mirror 280A disposed on the opposite side of the eye to be examined has a configuration in which the most advanced lens (angle conversion lens) of the lens unit is fitted, as described above, or an angle conversion lens. Can be formed as a transmission surface to be bonded.
  • the opening formed in the concave mirror should just be formed so that light can pass through, and does not limit an opening shape.
  • the shape of the opening is circular, but it may be formed in an elliptical shape, a polygonal shape, an asymmetrical shape, or the like.
  • the size of the opening is preferably as small as possible because the region on the optical axis by the reflection unit is shielded.
  • the central opening of the concave mirror 280B on the eye side to be examined is small, the face of the eye to be examined comes into contact with the concave mirror, and thus it is necessary to have a size that does not allow contact.
  • the central opening of the concave mirror 280A on the side opposite to the eye to be examined is indispensable for guiding the emitted light from the reflection unit 280 to the subsequent lens unit, and is determined by the balance with the size of the central shielding.
  • the concave mirror 280A has a paraboloid of focal length f as the first reflective surface 280A, as shown in FIG.
  • the concave mirror 280B has a paraboloid having a focal length f as the second reflecting surface 280B.
  • the two concave mirrors 280A and 280B are arranged so that the focal point of the first reflecting surface 280A overlaps the vertex of the second reflecting surface 280B. In this way, the focal points of the concave mirrors coincide with each other and the concave mirrors are opposed to each other with an interval corresponding to the focal length, so that the focal points of each other have a non-aberration equal magnification conjugate relationship.
  • the focal point 280Af of the first reflective surface 280A is superimposed on the apex of the second reflective surface 280B (for example, the center of the second reflective surface 280B), and the focal point 208Bf of the second reflective surface 280B is overlapped with the first reflective surface.
  • the case where it overlaps with the vertex (For example, the center of 1st reflective surface 280A) of 280A is shown.
  • the maximum half angle C that can be reflected by the first reflecting surface 280A and the second reflecting surface 280B is uniquely determined, and about 70. 5 degrees.
  • a straight line passing through the intersection of the first reflecting surface 280A and the second reflecting surface 280B is the x axis
  • a straight line passing through the vertex of the first reflecting surface 280A and the vertex of the second reflecting surface 280B is the y axis
  • the surface 280A is expressed by the following equation (1).
  • the second reflecting surface 280B is represented by the following equation (2).
  • FIG. 5 schematically shows a state where an image of the eye 12 is formed by the reflector unit 280 according to the present embodiment.
  • the reflection unit 280 center openings 280Ah and 280Bh are provided in the first reflection surface 280A and the second reflection surface 280B, respectively.
  • the first reflection surface 280A An image 12Z of the eye 12 to be examined is formed in the vicinity of the opening 280H.
  • the eyelid 12 is also observed as if the eye 12 to be examined is raised.
  • the image 12Z of the eye 12 formed by the reflecting mirror unit 280 can be handled in the same manner as the eye 12 to be examined. That is, since the aerial image of the eye to be examined is formed on the opening 280Ah by the reflecting mirror unit 280, a sufficient optical distance Xw is ensured.
  • FIG. 6 shows an example of a wide-angle image (hereinafter also referred to as a wide-angle SLO image) of the fundus F captured using the optical system 28A.
  • the reflected light reflected from the fundus F is incident on the first lens group 281 and the second group 282 via the reflector unit 280 as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the reflected light further enters the SLO unit 18 via the first optical scanner 22 and shows a wide-angle image of the fundus F generated by the control device 16.
  • the fundus image is not drawn in the central portion of the wide-angle image, that is, the central region corresponding to the openings 280Ah and Bh. In the region corresponding to the openings 280Ah and Bh, for example, a blurred image of the anterior segment is formed.
  • the size of the central region where the fundus image is not drawn is a size corresponding to the diameters of the openings 280Ah and 280Bh.
  • the effective diameters of the openings 208Ah and Bh provided on the respective reflecting surfaces of the reflector unit 280 are preferably as small as possible.
  • the effective diameter of the opening 208 to a diameter that matches or includes the pupil size of the eye 12 to be examined, the retinal image at the center of the eye 12 that is difficult to obtain is minimized. Can be defined in the area.
  • Example 1 Next, the optical system 28A according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the optical system 28A includes a reflection unit 280, a first lens group 281 and a second lens group 282 in order from the eye 12 to be examined.
  • the reflecting mirror unit 280 includes a mirror module M01 in which a second reflecting surface 280Br and a first reflecting surface 280Ar are arranged in order from the pupil Pp side of the eye 12 to be examined.
  • the first lens group 281 includes, in order from the pupil Pp side, a positive meniscus lens L01 having a concave surface facing the pupil Pp as an angle conversion lens, a negative meniscus lens L02 having a convex surface facing the pupil Pp, and a biconvex positive lens. L03 and a positive meniscus lens L04 having a concave surface facing the pupil Pp.
  • the positive lens L01 is arranged so that the surface on the pupil Pp side is in contact with the image of the pupil Pp formed near the opening 280Ah of the reflecting surface 280A.
  • the negative meniscus lens L02 and the biconvex positive lens L03 are cemented to form a bonded positive lens component, and have an aspheric surface on the surface opposite to the pupil Pp.
  • the second lens group 282 includes, in order from the pupil Pp side, a positive lens L05, a biconvex positive lens L06, and a biconcave negative lens L07.
  • the biconvex positive lens L06 and the negative lens L07 are cemented to form a meniscus lens component having a convex surface facing the pupil Pp. All these optical elements are arranged along a single optical axis AX.
  • the positive lens L01 arranged closest to the pupil Pp in the first lens group 281 functions as an angle conversion lens.
  • the lens surface on the pupil Pp side is arranged in the vicinity of the condensing position by the reflection unit 280, that is, slightly away from the vicinity of the focus of the second parabolic mirror 280B, and the surface on the pupil Pp side is flat or weak.
  • the positive lens L01 as the angle conversion lens has a very small aperture between the first lens group 281 and the second lens group 282 compared to the aperture of the reflection unit 280. is there.
  • the pupil Pp side surface of the positive lens L01 as an angle conversion lens is a concave surface
  • the central portion of the first concave mirror 280A is used as a transmission surface, and the positive lens L01 is joined to the transmission surface. can do.
  • the parallel light beam emitted from the first lens group 281 becomes slightly divergent light and enters the subsequent second lens group 282.
  • the second lens group 282 converts the weak divergent light from the first lens group 281 into a parallel light beam, and a conjugate image Pcj of the pupil Pp of the eye 12 to be examined with the eye 12 by the configuration with the first lens group 281. Form in the opposite space. That is, a light beam equivalent to a parallel light beam emitted from the position of the pupil P of the eye 12 to be examined is emitted by the reflecting mirror unit 280, and a pupil conjugate point Pcj is formed through the first lens group 281 and the second lens group 282. .
  • the conjugate point of the eye 12 to be examined with respect to the fundus is a position indicated by a point Fcj in FIG. 7, and a primary space image of the fundus between the optical elements (the lens L03 and the lens L04) of the first lens group 281. Fcj is formed.
  • the scanning light SL laser light
  • the optical system 28A has a function of forming an image of the pupil Pp of the eye to be examined into the conjugate image Pcj, and a function as a pupil relay system. The same applies to the embodiments described later.
  • the imaging performance can be improved by making each lens surface of the lens element described above appropriately aspherical.
  • the height in the direction perpendicular to the optical axis is r
  • the distance (sag amount) along the optical axis from the tangent plane at the apex of the aspheric surface to the position on the aspheric surface at the height r is z.
  • the conic coefficient is k
  • the n-th order aspheric coefficient is A, B, C, D, E, F, G, H, J, the following (3) It shall be represented by a formula.
  • Table 1 below shows values of specifications of the optical system 28A in Example 1.
  • Table 1 shows a case where the effective viewing angle (external illumination angle A from the pupil) is 140 degrees (the pupil exit half angle is 70 degrees) and the entrance pupil diameter is 2 mm.
  • FIG. 8 is a transverse aberration diagram of the optical system 28A configured according to the specifications shown in Table 1.
  • This lateral aberration diagram is an aberration diagram for a fundus image when an ideal lens without aberration is conveniently placed at the position of the pupil conjugate Pcj in order to evaluate the optical performance of the present embodiment.
  • aberration calculation is performed in the same manner by inserting an aberration ideal lens.
  • the vertical axis indicates the image height
  • the solid line indicates the center wavelength of 587.5620 nm
  • the broken line indicates 656.2790 nm
  • the alternate long and short dash line indicates 486.1330 nm nm
  • the alternate long and two short dashes line indicates 435.8350 nm. Is shown.
  • the optical system 28A of Example 1 As apparent from the aberration diagram shown in FIG. 8, in the optical system 28A of Example 1, it is understood that the variation in aberration is suppressed with respect to the light in the visible light wavelength range and is corrected well. It can also be seen that the optical system 28A is well corrected even when the effective viewing angle (ie, the external illumination angle A) is in the vicinity of 60 degrees to 140 degrees (pupil exit half angle is 30 degrees to 70 degrees). Although not shown, it has been confirmed that various aberrations such as spherical aberration, astigmatism, and distortion are also corrected well.
  • Example 2 an optical system 28A according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment, and the same configurations as those in the first embodiment and the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the optical system 28A includes a reflecting mirror unit 280, a first lens group 281 and a second lens group 282 from the eye 12 to be examined.
  • the reflecting mirror unit 280 has a mirror M01 in which the second reflecting surface 280B and the first reflecting surface 280A are arranged in order from the pupil P side of the eye 12 to be examined.
  • the first lens group 281 includes, in order from the pupil Pp side, a negative meniscus lens L01 including an aspherical shape with a convex surface facing the pupil P side, a positive meniscus lens L02 with a concave surface facing the pupil Pp, and a pupil Pp side.
  • the negative meniscus lens L03, the lens L03, and the biconvex positive lens L04 constitute a bonded positive lens component.
  • the second lens group 282 includes, in order from the pupil Pp side, a positive lens L06, a negative meniscus lens L07 having a convex surface facing the pupil Pp, and a positive meniscus L08 having a convex surface facing the pupil Pp.
  • the negative meniscus lens L07 and the positive meniscus lens L07 form a bonded meniscus lens component. All these optical elements are arranged along a single optical axis AX.
  • the first lens group 281 includes a negative meniscus lens L01 as an angle conversion lens for receiving a wide-angle light beam from the reflection unit 280 and converting it into a small-angle light beam.
  • the convex surface of the negative meniscus lens L01 is disposed closer to the subject eye 12 than the conjugate position of the pupil Pp, so that the lens diameter of the negative meniscus lens L01 can be reduced. Since the angle of the wide-angle light beam handled by the reflection unit 280 is reduced by the small-diameter angle conversion lens L01, the aperture of the subsequent optical elements constituting the first lens group 281 is also reduced. Since the aperture of the optical element constituting the first lens group 281 is reduced, the aperture of the optical element constituting the second lens group 282 is also reduced.
  • the optical system 28 including the reflection unit 280 a small wide-angle optical system with a small number of lenses is realized.
  • the aperture of the angle conversion lens can be reduced, a wide-angle image of the fundus can be acquired with good aberration performance.
  • aberration correction is easier than in the optical system 28A according to the first embodiment, and as a result, a highly accurate wide-angle image can be acquired.
  • a negative meniscus lens L01 is used as the angle conversion lens provided at the tip of the lens unit closest to the eye to be examined.
  • Table 2 below shows values of specifications of the optical system 28A in Example 2.
  • FIG. 10 is a transverse aberration diagram of the optical system 28A configured according to the specifications shown in Table 2.
  • the vertical axis indicates the image height
  • the solid line indicates the center wavelength of 587.5620 nm
  • the broken line indicates 656.2790 nm
  • the alternate long and short dash line indicates 486.1330 nm nm, as in Example 1.
  • the two-dot chain line indicates 435.8350 nm.
  • the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the reflection unit 280.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the reflection unit 280 includes a first reflection surface 280A and a second reflection surface 280B, which are paraboloids having the same focal length f, and one focus is overlapped with the other vertex so that there is no mutual focus. It was configured so as to have an equal magnification conjugate relationship of aberration.
  • the focal length of the first reflection surface 280A is different from the focal length of 280B.
  • the effective diameter of the opening 280H provided in the reflector unit 280 is preferably as small as possible, and the position of the pupil of the eye 12 to be examined and the position of the pupil by the first lens group 281 and the second lens group 282 are reflected. It is so preferable that it matches the focal position of the reflecting surface of the mirror unit 280.
  • the degree of freedom decreases with respect to the setting of the position of the pupil of the eye 12 to be examined and the position of the pupil by the first lens group 281 and the second lens group 282.
  • the aberration correction in the first lens group 281 and the second lens group 282 is also limited to the angle (radiation angle) of the light beam from the reflecting mirror unit 280.
  • the reflecting mirror unit is disposed so that at least one of the focal point of the first concave mirror and the focal point of the second concave mirror constituting the reflecting mirror unit 280 is positioned at the opening of the other concave mirror.
  • An optical system 28A that is easy to handle while maintaining the basic conjugate relationship of 280 is provided.
  • FIG. 11 shows an example of the reflector unit 280 according to the present embodiment.
  • the focal length fa of the first reflecting surface 280Ar is smaller than the focal length fb of the second reflecting surface 280Br (fa ⁇ fb).
  • the focal point 208Af of the first reflective surface 280Ar coincides with the apex of the second reflective surface 280Br (for example, the center of the second reflective surface 280Br).
  • the focal point 208Bf of the second reflective surface 280Br is located on the first lens group 281 side, away from the apex of the first reflective surface 280Ar (for example, the center of the first reflective surface 281Ar). Since the focal point 280Af and the focal point 280Bf are located on the same optical axis, their conjugate relationship is maintained.
  • the eye 12 to be examined is arranged on the second reflecting surface 280Br side and the observation optical system (the first lens group 281 and the second lens group 282) is arranged on the first reflecting surface 280Ar side
  • the effective viewing angle on the 12th side is greater than 141 degrees.
  • the half angle of the external irradiation angle A is indicated by the pupil exit half angle ⁇ pp, and the pupil exit half angle ⁇ pp is greater than 70.5 degrees.
  • the angle ⁇ oj on the observation optical system side corresponding to the pupil exit half angle ⁇ pp is smaller than 70.5 degrees. Accordingly, aberration correction in the observation optical system is easier than in the case of the reflecting mirror unit 280 in which concave mirrors having the same focal length f are arranged to face each other.
  • the space for passing the light beam toward the observation optical system is larger than that of the reflecting mirror unit 280 in which concave mirrors having the same focal length f are arranged opposite to each other.
  • a space (center shielding) for allowing a light beam to pass toward the observation optical system that is, an angle from the eye 12 side for obtaining the opening 280Ah is indicated by an angle ⁇ x.
  • the pupil exit half angle ⁇ pp is The angle ⁇ x is expressed by the following equation (5).
  • A 4fa
  • B fb ⁇ fa
  • C (fa ⁇ fb) / (fa + fb).
  • a value that optimizes the ease of aberration correction in the observation optical system and the size of the aperture 280Ah may be obtained using the relationship of the above expressions (4) and (5).
  • the reflecting surface on the lens unit side is preferably formed so as to have an aperture that satisfies the conditional expression represented by ⁇ x ⁇ 22.5 degrees. Since this angle corresponds to the radius of the center occlusion of the zonal shape image of the fundus oculi of the eye 12 to be obtained, the smaller the angle, the more advantageous.
  • satisfying this condition is advantageous when combining with a center image by a conventional apparatus capable of obtaining an image of the center of the optical axis as illustrated in FIG.
  • the fact that the focal point 208Bf of the second reflecting surface 280Br is set apart from the first reflecting surface 280Ar means that the reflecting unit and the subsequent lens unit, particularly the tip angle conversion lens, are provided apart from each other. it can. Therefore, when impurities such as dust are mixed in the reflection unit, the operation of removing the impurities becomes easy, which is effective not only in manufacturing but also in maintenance.
  • FIG. 12 shows a modification of the reflection unit 280 according to this embodiment.
  • the focal length fa of the first reflecting surface 280Ar on the side far from the eye 12 to be examined is larger than the focal length fb of the second reflecting surface 280Br (fa> fb).
  • the eye 12 to be examined is set at a position away from the second reflecting surface 280Br, and as a result, a space can be formed between the eye 12 to be examined and the reflector unit 280. Thereby, the distance between the eye to be examined and the back surface (convex surface) of the second parabolic mirror 280B can be secured, and usability is improved.
  • the focal length of the first reflecting mirror of the reflecting unit that is, the concave mirror far from the eye to be examined is fa
  • the second reflecting mirror that is, the eye to be examined.
  • the other focal point is basically located at the position of the central opening of each reflecting mirror.
  • the larger the central shielding becomes the larger the central shielding becomes.
  • it is in a tendency.
  • it is practical to achieve an optimal balance of the entire apparatus within the above range, including downsizing of the apparatus and the distance between the eye to be examined and the apparatus.
  • Even when the focal point of one reflecting surface is located at the central opening of the other reflecting surface a slight shift is allowed for the optimization of the entire apparatus including the aberration balance, assuming the basic shape. Needless to say.
  • the optical system 28A including one reflection unit 280 has been described, but the present invention is not limited to this. It is possible to combine two or more reflecting mirror units and connect the pupils of the reflecting units so as to match each other. Further, as described in the second embodiment, the focal lengths of the first reflecting surface 280A and the second reflecting surface 280B may be different.
  • the periphery of the image of the relayed pupil P can be directly illuminated by a light source, and illumination into the fundus of the eye 12 to be examined can be performed.
  • An illumination adapter 280Lt shown as an example in FIG. 13 is provided around the image of the relayed pupil P to illuminate the periphery of the image of the relayed pupil P.
  • the illumination adapter 280Lt includes an illumination light source 280Fv arranged so as to surround the relayed pupil image Pp ′.
  • a plurality of illumination light sources 280Fv arranged in a ring shape are provided around a circular space having a diameter corresponding to the opening diameter of the opening provided on the reflecting surface 280.
  • This ring-shaped illumination light source is re-imaged around the pupil of the eye to be examined and illuminates the inside of the eye to be examined.
  • the imaging light flux passes through the center including the optical axis, and the illumination light is in a ring shape, so that the imaging optical path and the illumination optical path to the fundus can be separated, thus preventing contamination of the corneal reflected light into the imaging light. Is possible.
  • the reflecting mirror unit 280 has openings 280Ah and 280Bh at the center of the optical axis.
  • the light passing through the apertures 280Ah and 280Bh goes directly to the first lens group 281 and the second lens group 282. Therefore, the image accuracy near the center of the optical axis is improved by additionally arranging lenses on the optical axis of at least one of the first lens group 281 and the second lens group 282, or by changing the mutual lens interval. Can be planned.
  • the optical system 28A includes the reflecting mirror unit 280, the first lens group 281 and the second lens group 282 (see FIG. 7).
  • the third embodiment is configured by functionally classifying optical elements of the optical system 28A.
  • the optical system 28A is classified into a first optical system 28A-1 and a second optical system 28A-2.
  • the second optical system 28A-2 includes lenses L02 to L07, and is configured to function as a fundus photographing optical system with a normal angle of view that enables fundus observation using paraxial rays (that is, narrow field observation).
  • the first optical system 28A-1 includes a reflecting mirror unit 280 and a lens L01.
  • the lens L01 is formed so as to function as an angle conversion lens. That is, the lens L01 converts the angle of the super-wide light beam from the eye 12 via the reflection unit 280 to an angle smaller than the angle of the optical light beam.
  • the first optical system 28A-1 constitutes a part of an optical system that realizes wide field of view observation by being inserted between the eye to be examined and the second optical system 28A-2.
  • the second optical system 28A-2 By arranging 28A-1 and the second optical system 28A-2 on the same optical axis, it functions as an optical system that realizes wide field of view observation.
  • the optical system 28A is configured to be separated into the first optical system 28A-1 and the second optical system 28A-2, and the first optical system 28A-1 is attached to and detached from the optical system 28A-1 so as to observe the field of view at an ultra wide angle. And a device for observation with both narrow field observation can be provided.
  • the second optical system 28A-2 is formed so as to function as an optical system that enables fundus observation using paraxial light rays
  • the second optical system 28A-2 is moved in the optical axis direction toward the eye 12 to be examined.
  • the same optical system (second optical system 28A-2) can be used for observation of both a wide field and a narrow field.
  • the optical module 28A-1 is configured as an integral structure in which the angle conversion lens L01 is attached to the reflector unit 280. Further, the lens L01 may be attached to the reflecting mirror unit 280 via an attachment.
  • the optical unit 28A combining the reflection unit 280 and the lens unit cannot obtain information on the fundus region centered on the optical axis, but the position of the eye 12 to be examined is shifted several times with respect to the optical axis. It is possible to obtain information on a wide fundus by supplementing the information on the central part from the obtained images. That is, by moving the visual axis and the optical axis to different positions and shooting, it is possible to acquire an image of a region that was difficult to acquire when shooting with the visual axis and the optical axis aligned. . A plurality of acquired images can be combined to form a single wide area image.
  • the visual axis of the eye to be examined may be set as appropriate by presenting a fixation target (not shown) to the eye to be examined and visually inspecting the presented fixation target.
  • FIG. 15 shows an image system 100 as an example of an image system capable of providing all images in the imaging range 12A according to the fourth embodiment.
  • the image system 100 includes a first ophthalmologic apparatus 110, a second ophthalmologic apparatus 120, a network 130 such as the Internet and a local area network, an image server 140, and an image display terminal 150.
  • the ophthalmic system 100 includes a first ophthalmic apparatus 110, a second ophthalmic apparatus 120, an image server 140, a computer (hereinafter referred to as a PC) 150, and a network connection therebetween.
  • Network 130 such as the Internet and a local area network.
  • the first ophthalmic apparatus 110 is, for example, a normal ophthalmic apparatus that provides an imaging range of about 45 degrees at the external scanning angle A (hereinafter also referred to as a narrow-angle ophthalmic apparatus 110).
  • a narrow-angle fundus image depicting a fundus region (paraxial region) near the optical axis AX is acquired.
  • the second ophthalmic apparatus 120 is any one of the ophthalmic apparatuses 10 according to the above-described embodiment.
  • the second ophthalmic apparatus 120 is a wide-angle ophthalmic apparatus (hereinafter also referred to as a wide-angle ophthalmic apparatus 120) that provides an imaging range of about 130 degrees at the external scanning angle A. .)
  • a wide-angle fundus image is acquired using the second ophthalmologic apparatus 120.
  • the SLO image of the fundus F is illustrated, the present invention is not limited to this.
  • the ophthalmic image handled by the ophthalmic system 100 may be an OCT image of the fundus F or an anterior eye image.
  • the wide-angle fundus image acquired by the second ophthalmologic apparatus 120 is not drawn in the center of the image, that is, in the vicinity of the optical axis AX, as described with reference to FIG. Therefore, in the present embodiment, a wide-angle fundus image in which the fundus image is depicted as a whole is generated using the narrow-angle fundus image acquired by the first ophthalmologic apparatus 110 and the wide-angle fundus image acquired by the second ophthalmologic apparatus 120. To do.
  • the first ophthalmologic apparatus 110 transmits the narrow-angle fundus image data associated with the patient ID to the image server 140 via the network 130.
  • the second ophthalmic apparatus 120 also transmits the wide-angle fundus image data associated with the patient ID to the image server 140 via the network 130.
  • the image server 140 manages these image data.
  • the image server 140 exchanges various information with the PC 150 via the network 130.
  • the image server 140 transmits fundus image data to the PC 150 in response to an instruction from the PC 150.
  • the PC 150 synthesizes the narrow-angle fundus image acquired by the first ophthalmologic apparatus 110 and the wide-angle fundus image acquired by the second ophthalmologic apparatus 120 to generate a wide-angle fundus image in which the fundus image is depicted as a whole.
  • the image processing program for storing is stored.
  • the ophthalmologic system 100 in which the PC 150 is independent from the first ophthalmic apparatus 110 and the second ophthalmic apparatus 120 will be described.
  • the first ophthalmic apparatus 110 and the second ophthalmic apparatus 120 have the functions of the PC 150. May be.
  • FIG. 17 shows an electronic medical chart screen 200 displayed on the display of the PC 150.
  • the screen 200 displays a display area 201 for displaying patient information, a display area 202 for displaying a narrow-angle fundus image 203G acquired by the first ophthalmic apparatus 110, and a wide-angle fundus image 205G acquired by the second ophthalmic apparatus 120.
  • the display area 202 is provided with a display area 202A for displaying the model name of the first ophthalmic apparatus 110.
  • a display area 204A for displaying the model name of the second ophthalmologic apparatus 120 is provided.
  • the screen 200 includes an instruction button 206 for reading an OCT image, an instruction button 207 for instructing execution of artificial intelligence diagnosis for an ophthalmic image, an instruction button 208 for instructing various settings, and the like.
  • FIG. 16 shows the flow of processing of the image processing program executed on the PC 150.
  • step S ⁇ b> 100 shown in FIG. 16 a patient information acquisition process is executed, and the acquired patient information is displayed on the display 156.
  • the fundus image of the imaged patient is acquired and displayed on the electronic medical chart in the next step S104.
  • step S106 a photographing instruction process for the photographed image of the second fundus image region 12G2, which is the periphery of the fundus central region, is executed, and a negative determination is made in step S108 until the photographing is completed. If an affirmative determination is made in step S108, a photographed image obtained by photographing the fundus around the central portion of the eye 12 to be examined with the patient ID is acquired in step S110.
  • the second ophthalmic apparatus 120 captures the fundus around the central part of the eye 12 to be examined with the patient ID, and outputs the captured image to the image display terminal 150. Note that fundus imaging around the central part of the eye 12 to be examined and output of the captured image may be processed via the image server 140.
  • step S112 image processing for combining the image captured by the first ophthalmic apparatus 110 acquired in step S102 and the image captured by the second ophthalmic apparatus 120 acquired in step S110 is executed.
  • step S114 the image synthesized by the image processing is displayed on the display area 204 as all the two-dimensional images 12G in the imaging range 12A.
  • the synthesis process of the captured image 203G by the first ophthalmologic apparatus 110 and the captured image 205G by the second ophthalmologic apparatus 120 generates, for example, a 3D data or scan data, and generates a retinal stereoscopic image, cross-sectional image, and surface image. And a process for executing a segmentation process. Further, a fundus image may be generated using each data obtained from the SLO unit 18.
  • the synthesized image can be a wide-angle image that is taken by an ophthalmologic apparatus for wide-angle image shooting with a shooting angle of view of 100 degrees or more. It goes without saying that image processing for synthesizing images is not limited to the above-described method, and may be used by a known method.
  • the synthesized image is stored and held in the image server 140.
  • FIG. 17 shows an example of an electronic medical record screen 220 on which a two-dimensional image 12G is displayed in which a photographed image 203G obtained by the first ophthalmic apparatus 110 and a photographed image 205G obtained by the second ophthalmic apparatus 120 are combined in the display area 204. .
  • the image of the eye fundus is obtained by synthesizing the image of the fundus center and the image around the fundus center part to obtain all the two-dimensional images 12G in the imaging range 12A. It is possible to obtain a wide-angle image as if it was taken with an ophthalmic device for taking a wide-angle image at 100 degrees.
  • the image system 100 suitably functions when an ophthalmologist observes and diagnoses the fundus image 12G of the eye 12 to be examined. That is, a diagnosis is performed based on the fundus image synthesized by the image system 100, and a diagnosis result is input using the electronic medical chart function of the image viewer.
  • the button 207 is pressed or clicked through an interface (not shown) to shift to the AI diagnosis mode.
  • the button 206 is pressed or clicked to shift to the OCT mode.
  • An ophthalmologist can accurately diagnose the center of the fundus, such as the optic disc and the macula, using a high-resolution fundus image of the center of view with an imaging angle of 30 degrees, and a synthesized fundus corresponding to an imaging angle of view of 100 degrees or more. It is possible to accurately determine whether there is a lesion around the retina using the image 12G.
  • ophthalmologists often have ophthalmic equipment for performing diagnosis using high-resolution images of the fundus and retina. This high-resolution ophthalmic device has a shooting angle of view in the range of 10 to 30 degrees, and it is difficult to take images of the fundus and the periphery of the retina beyond that range.
  • the ophthalmologist needs to purchase separately a wide-angle and ultra-wide-angle fundus device for the fundus and the periphery of the retina.
  • the fundus and the retina can be effectively used without having to purchase a new wide-angle and super-wide-angle fundus device, without using a high-resolution ophthalmic device.
  • the fundus and the peripheral portion of the retina can be diagnosed by the synthesized fundus image having a wide angle of view exceeding 100 degrees.
  • the fifth embodiment is an ophthalmologic apparatus including a plurality of optical systems.
  • the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the optical system 28A includes a first optical system 28A1 and a second optical system 28A2, as shown in FIG.
  • the optical system 28A further includes a switching mechanism 28B for switching an optical system used for imaging between the first optical system 28A1 and the second optical system 28A2 in accordance with an instruction from the control device 16.
  • a switching mechanism 28B for example, a moving device such as a rotary stage or a single axis stage can be used.
  • the SLO image of the fundus F is illustrated, the present invention is not limited to this.
  • the ophthalmic image handled by the ophthalmologic apparatus 10 may be an OCT image of the fundus F or an anterior ocular segment image.
  • the optical system 28A1 is, for example, a narrow-angle optical system that provides an imaging range of about 45 degrees at the external irradiation angle A.
  • a narrow-angle fundus image depicting a fundus region near the optical axis AX is acquired.
  • the optical system 28A2 includes the reflection unit 280.
  • the optical system 28A2 is a wide-angle optical system that provides an imaging range of about 130 degrees at the external illumination angle A.
  • a wide-angle fundus image is acquired using the optical system 28A2.
  • the fundus image is not drawn in the central portion of the wide-angle fundus image, that is, in the vicinity of the optical axis AX.
  • a wide-angle fundus image in which the fundus image is depicted as a whole is generated using the narrow-angle fundus image acquired by the optical system 28A1 and the wide-angle fundus image acquired by the optical system 28A2. Since the image composition of the narrow-angle fundus image and the wide-angle fundus image is as described above, detailed description thereof is omitted.
  • the ophthalmologist can accurately diagnose the center of the fundus, such as the optic disc and the macula, using the narrow-angle fundus image, and can also diagnose the periphery of the retina using the synthesized wide-angle fundus image if necessary. it can.
  • FIG. 19 shows an example of a system using attachment / detachment of the optical module 28A-1.
  • This optical module 28A-1 corresponds to the reflection unit 280. Specifically, it is effective to remove it integrally with the lens L01 for angle conversion at the front end in the first lens group 281 shown in FIGS. It is.
  • the switching mechanism 28B takes charge of the mechanism for attaching and detaching the optical module 28A-1. In this case, the switching mechanism 28B may move the optical module 28A-2 in the optical axis direction so as to fill the space between the eye 12 to be examined and the optical module 28A-2 generated by removing the optical module 28A-1. .
  • the unit exchanged with the optical module 28A-1 is configured such that a separate lens is added to the tip of the optical module 28A-2 corresponding to the lens unit, thereby improving the on-axis image performance. Is also possible. As described above, it is possible to provide a fundus photographing apparatus that realizes both wide field observation and narrow field observation by a mechanism that attaches / detaches the optical module 28A-1.
  • stray light can be prevented by providing a light shielding surface in the central area including the optical axis.
  • stray light can be reduced.

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Abstract

被検眼を有する対象者に対する負担を軽減しつつ被検眼内を広範囲に観察する。　光学システム（２８Ａ）は、視軸から離れた周辺視野を観察可能にする第１光学ユニット（２８１）及び第２光学ユニット（２８２）の上流側である被検眼（１２）側に、２個の凹面鏡を互いに向き合うように対向配置して被検眼（１２）の像を形成する反射鏡ユニット（２８０）を備える。反射鏡ユニット（２８０）は一方の焦点と他方の焦点とに共役関係を有するので、反射鏡ユニット（２８０）によって被検眼（１２）の像が形成されることで、被検眼（１２）と、光学システム（２８Ａ）との距離を確保しつつ、被検眼を広範囲に観察できる。

Description

眼科光学系、眼科装置、及び眼科システム
　開示の技術は、眼科光学系、眼科装置、及び眼科システムに関する。
　眼科診断及び眼科外科的処置等を行うための眼科装置が実現されている。近年、対象者の眼（以下、被検眼という。）の眼底を広範囲に観察することができる眼科装置が要望されている。広視野の眼底画像を得るために、広角光学系が利用される。広角光学系をレンズのみで構成した場合、被検眼と対物レンズとの間の作動距離（ワーキングディスタンス）を確保する都合上、レンズの口径が大きくなる。その結果、広角光学系の大型化、重量の増大及び製造コストの増大を招く。さらに、大口径レンズを用いて広視野の高分解能画像を得ようとした場合、収差補正が複雑になる。よって、眼底の広角画像を、簡便な構成、かつ、高分解能で得ることができる、広角光学系を備える眼科装置が求められている。
　特許文献１及び特許文献２は、眼底の広角画像を取得するための光学系を備える眼科装置を開示する。
特開２０１７－１６９６７１号公報 特表２０１５－５３４４８２号公報
　開示の技術の第１の態様に係る眼科光学系は、
　第１凹面鏡及び第２凹面鏡を含む反射ユニットと、前記反射ユニットからの光を受け入れるレンズユニットとを有する眼科光学系であって、
　前記反射ユニットの前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡はそれぞれ光軸上に開口を有すると共に、前記第１凹面鏡の焦点と前記第２凹面鏡の焦点との少なくとも一方が他方の凹面鏡の前記開口に位置するように対向配置され、前記第１凹面鏡の焦点からの光線が前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡で反射されて前記第２凹面鏡の焦点に向けて集光され、
　前記レンズユニットは、前記反射ユニットからの集光光を受けるレンズを有し、前記レンズは前記第２凹面鏡による集光光の角度をより小さい角度に変換する。
　開示の技術の第２の態様に係る眼科装置は、
　所定波長の光を射出する光源と、
　前記眼科光学系と、
　前記光源からの光を前記レンズユニット及び前記反射ユニットを介して前記被検眼へ向けて走査し、かつ前記レンズユニットの瞳と共役な位置に配置された走査部材と、
　前記走査部材で走査された光により前記被検眼の眼底を撮影する撮影部と、
　を含む。
　開示の技術の第３の態様に係る眼科システムは、
　前記眼科装置で撮影された前記被検眼の眼底と前記光軸とが交差する近軸領域の第１画像を取得する第１取得部と、
　前記近軸領域の周囲の前記被検眼の眼底の輪帯領域の第２画像を取得する第２取得部と、
　前記第１取得部で取得された前記第１画像と、前記第２取得部で取得された第２画像とを合成して前記被検眼の広域画像を形成する形成部と、
　を含む。
第１実施形態に係る眼科装置の全体構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る眼科装置の被検眼に対する照射角の一例を示すイメージである。 第１実施形態に係る眼科装置に含まれる共通光学系における光学システムの模式図である。 第１実施形態に係る反射鏡ユニットの一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る反射鏡ユニットにより被検眼の像が形成された状態を示す模式図である。 第１実施形態に係る光学システムにより撮影された被検眼の観察画像の一例に示すイメージ図である。 実施例１に係る光学システムの構成の一例を示す構成図である。 実施例１に係る光学システムの横収差図である。 実施例２に係る光学システムの構成の一例を示す構成図である。 実施例２に係る光学システムの横収差図である。 第２実施形態に係る反射鏡ユニットの一例を示す模式図である。 第２実施形態に係る反射鏡ユニットの他例を示す模式図である。 照明アダプタの一例を示すイメージ図である。 第３実施形態に係る光学システムの一例を示す模式図である。 第４実施形態に係る画像システムの全体構成の一例を示すブロック図である。 第４実施形態に係る画像表示端末で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第４実施形態に係るディスプレイの表示画面の一例を示すイメージ図である。 第５実施形態に係る光学システムの一例を示す模式図である。 第５実施形態に係る光学モジュールの着脱を用いたシステムの一例を示す模式図である。
　以下、図面を参照して実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
　本実施形態に係る眼科装置１０の構成の一例を図１に示す。被検眼１２を撮像する撮像装置１４と、それを制御する制御装置１６とを備える。撮像装置１４は、撮像機能として、ＳＬＯユニット１８と、ＯＣＴユニット２０とを備える。ＳＬＯユニット１８は、走査型レーザ検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ　Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ。以下、「ＳＬＯ」という。）として機能する。ＯＣＴユニット２０は、光干渉断層撮影（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ。以下、「ＯＣＴ」という。）として機能する。制御装置１６は、撮像装置１４と情報の授受を行うことで、その動作を制御する。制御装置１６は、ＳＬＯユニット１８で検出された信号に基づいてＳＬＯ画像を生成する。また、制御装置１６は、ＯＣＴユニット２０で検出された信号に基づいてＯＣＴ画像を生成する。制御装置１６は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）を含むコンピュータによって実現されるが、これに限定されるものでなく、他のハードウェア構成によって実現してもよい。以下、観察対象として後眼部、特に眼底を例示するが、これに限定されるものでなく、前眼部であってもよい。前眼部の例として、角膜が挙げられる。
　以下の説明では、眼科装置１０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」とし、被検眼１２の前眼部から眼球中心Ｏを介して眼底に向かう方向を「Ｚ方向」とする。
　ＳＬＯ画像の取得は、光源及びセンサを含むＳＬＯユニット１８と、光学スキャナを含む走査装置１９と、それらを制御する制御装置１６とによって実現される。具体的には、ＳＬＯユニット１８から出射された光（以下、「ＳＬＯ光」という。）は、走査装置１９および被検眼１２の瞳孔Ｐを経由して眼底Ｆに照射される。走査装置１９は、ＳＬＯ光を走査する光学スキャナとして、第１スキャナ２２（Ｙ方向）および第３スキャナ２９（Ｘ方向）を備える。そのため、ＳＬＯユニット１８から出射されたＳＬＯ光は、走査装置１９によって二次元走査される。眼底Ｆで反射された反射光は、瞳孔Ｐ及び走査装置１９を経由してＳＬＯユニット１８に入射される。ＳＬＯユニット１８のセンサは反射光に応じた信号を生成し、制御装置１６に出力する。制御装置１６は、センサにより検出された信号に基づき、眼底ＦのＳＬＯ画像を生成する。なお、ＳＬＯは周知の撮像機能であるため、詳細な説明は省略する。
　ＯＣＴ画像、例えば、眼底ＯＣＴ画像の取得は、光源、参照光学系、干渉計、分光器及びセンサを含むＯＣＴユニット２０と、光学スキャナを含む走査装置１９と、それらを制御する制御装置１６とによって実現される。具体的には、光源から出射された光は、ＯＣＴユニット２０内で分岐されて、参照光として参照光学系に、測定光として走査装置１９にそれぞれ入射される。測定光は、走査装置１９および瞳孔Ｐを経由して、眼底Ｆに照射される。走査装置１９は、測定光を走査する光学スキャナとして、第２スキャナ２４（Ｙ方向）及び第３スキャナ２９（Ｘ方向）を備える。そのため、ＯＣＴユニット２０から出射された測定光は、走査装置１９によって二次元走査される。眼底Ｆで反射された測定光は、瞳孔Ｐおよび走査装置１９を経由してＯＣＴユニット２０に入射される。ＯＣＴユニット２０の干渉計は、測定光と参照光とを干渉させて、干渉光を生成する。分光器により分光された干渉光の各スペクトル成分はセンサで検出される。センサで検出された信号は、制御装置１６に入力される。制御装置１６は、検出信号に基づき、眼底ＦのＯＣＴ画像を生成する。なお、本実施形態において、ＯＣＴユニット２０の一例として、ＳＤ―ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ｄｏｍａｉｎ－ＯＣＴ）が例示されるが、これに限定されない。ＳＤ―ＯＣＴに替えて、その他のＯＣＴ、例えば、ＳＳ―ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ　Ｓｏｕｒｃｅ－ＯＣＴ）を採用しても良い。なお、ＯＣＴは周知の撮像機能であるため、詳細な説明は省略する。
　以下の説明では、ＳＬＯ光とＯＣＴ測定光とを区別して説明する必要がない場合、ＳＬＯ光及びＯＣＴ測定光を総称して走査光という。また、共通光学系２８を構成する光学システム２８Ａとは、図１に示したＳＬＯとＯＣＴとの共用の光学系として機能する場合に限らず、ＳＬＯ用又はＯＣＴ用として、ＳＬＯ装置またはＯＣＴ装置用の単独用途の光学系として用いられることも可能であることは言うまでもない。
　次に、被検眼１２に対する走査光の走査角と、眼底における撮像範囲との関係を説明する。図２に示すように、瞳孔Ｐを基準位置とした走査光ＳＬの走査角Ａ（以下、外部走査角Ａともいう。）は、観察者の視野角１２Ａ（ＦＯＶ：Ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　Ｖｉｅｗ）に対応する。走査角Ａが大きくなれば、視野角１２Ａは大きくなる。なお、走査光ＳＬは角膜により屈折を受けるが、図２では模式的に、走査光ＳＬが瞳孔Ｐの中心で屈折された状態を示している。
　視野角１２Ａはまた、走査角Ｂ（以下、内部走査角Ｂともいう。）で定義され得る。内部走査角Ｂは、眼球中心Ｏを基準位置とした走査光ＳＬの走査角を表している。外部走査角Ａと内部走査角Ｂとは基準位置がそれぞれ異なるが、対応関係にある。以下の説明では、視野角１２Ａに対応する走査角として、外部走査角Ａが用いられる。なお、広角光学系として光学システム２８Ａを備える眼科装置１０で実現される視野角１２Ａは、例えば、外部照射角Ａで約１２０度、内部照射角Ｂで約１６０度である。なお、広角光学系を備えていない従来の眼科装置では、例えば、外部照射角Ａは約４５度、内部照射角Ｂは約６０度である。
　外部照射角Ａは、上述の通り、視野角Ａ、すなわち、撮像可能な眼底の範囲に対応する。よって、以下の説明では、視野角１２Ａは、撮像範囲１２Ａとして言及される。ユーザは、走査装置１９における走査角度を制御することによって、撮像範囲１２Ａ内で、任意に撮像位置や撮像領域を設定し得る。
　次に、ＳＬＯ光学系及びＯＣＴ光学系について説明する。ＳＬＯ光学系は、図１に示すように、ＳＬＯユニット１８および走査装置１９から構成される。ＯＣＴ光学系は、ＯＣＴユニット２０および走査装置１９から構成される。走査装置１９は、走査光を走査するための光学スキャナとして、第１光学スキャナ２２、第２光学スキャナ２４および第３光学スキャナ２８を備える。走査装置１９はさらに、共通光学系２８を備える。第３光学スキャナ２８は、ＳＬＯ光学系とＯＣＴ光学系との間で共有されるため、共通光学系２８に含まれる。共通光学系２８はさらに、広角光学系として光学システム２８Ａを備える。第３光学スキャナ２９から出射された走査光は、光学システム２８Ａを介して被検眼１２に入射される。走査装置１９はさらに、ダイクロイックミラー２６を備えている。ダイクロイックミラー２６は、第１光学スキャナと第３光学スキャナとの間に配置される。第１光学スキャナ２２から出射されたＳＬＯ光は、ダイクロイックミラー２６を介して第３光学スキャナ２９に導かれる。また、第２光学スキャナ２４から出射されたＯＣＴ測定光は、ダイクロイックミラー２６を介して第３光学スキャナ２９に導かれる。第１光学スキャナ２２とダイクロイックミラー２６との間の光路長は、第２光学スキャナ２４とダイクロイックミラー２６との間の光路長に一致する。第１光学スキャナ２２、第２光学スキャナ２４及び第３光学スキャナ２９は、瞳孔Ｐの中心と共役な位置に配置される。ダイクロイックミラー２６は、上記のように、ＳＬＯ光学系とＯＣＴ光学系とで共用されるため、共通光学系２８に含めてもよい。
　光学スキャナの例として、例えば、ポリゴンミラーや、ガルバノミラーが挙げられる。光学スキャナ２２、２４、２９として、ポリゴンミラーを用いてもよいし、ガルバノミラーを用いてもよいし、あるいは、それらの組み合わせであってもよい。光学スキャナ２２、２４、２９は、ポリゴンミラーや、ガルバノミラーに限定されるものでなく、走査光を所定方向に偏向する偏向光学素子であればよい。
　すなわち、眼科装置１０では、被検眼１２における眼底の撮像範囲１２Ａ内を広範囲に撮像することが要求される。しかし、光学システム２８Ａをレンズのみを用いて構成した場合、被検眼１２における外部照射角Ａを超広角にして、より広角の視野を得ることは困難であった。これは、被検眼１２と被検眼１２に直近の光学系の面との間の作動距離（ワーキングディスタンス）の確保と、高分解画像を得る為の収差性能の向上と、フレア及びゴーストの抑制と、装置本体の大きさ及び重さの軽減と、製造難易度及びコストの軽減という複数の課題を解決することが要求されるためである。これらの課題は、より広角の視野を得ようとするのにしたがって二律相反する場合があった。
　上述の通り、眼底Ｆを広範囲に観察することができる眼科装置が要求されている。この場合、大きな撮像範囲１２Ａを得るために、従来の眼科装置に比較して、外部走査角Ａを広角にする必要がある。そこで、広角な外部走査角Ａを実現するために、眼科装置１０は、広角光学系として光学システム２８Ａを備える。光学システム２８Ａは共通光学系２８に含まれており、ＳＬＯ光学系とＯＣＴ光学系とで共有される。よって、光学システム２８Ａを備える眼科装置１０により、広角ＳＬＯ画像および広角ＯＣＴ画像の取得が可能になる。
　光学システム２８Ａは、図３に示すように、被検眼１２側から順に、被検眼１２の像をリレーする反射ユニット２８０と、後続するレンズユニットとして第１レンズ群２８１と、第２レンズ群２８２とを備える。反射ユニット２８０は、一対の凹面鏡を備えており、被検眼１２の瞳Ｐｐの像をリレーする。一対の凹面鏡である第１凹面鏡２８０Ａ及び第２凹面鏡２８０Ｂは、後述するように、互いの焦点が無収差の等倍共役関係となるように構成されている。そのため、被検眼側の第２凹面鏡２８０Ｂの開口２８０Ｂｈ付近に配置された被検眼１２の瞳Ｐｐの共役像は、被検眼と反対側の第１凹面鏡２０８Ａの開口２８０Ａｈ付近に形成される。第１凹面鏡２８０Ａの開口２８０Ａｈ付近に形成される瞳Ｐｐの像Ｐｐ’は、反射ユニット２８０によって、開口２８０Ｂｈ付近の瞳Ｐｐがリレーされたものである。よって、被検眼の瞳Ｐｐの位置と、反射ユニット２８０により形成される瞳の共役位置とは、反射ユニット２８０の反射面２８０Ａ，２８０Ｂの各焦点位置に適合するほど好ましい。被検眼の瞳Ｐｐは第１反射鏡２８０Ａの焦点位置近傍に配置され、第１レンズ群２８１および第２レンズ群２８２の合成系、すなわちレンズユニットとしての入射瞳の位置は、第２反射鏡２８０Ｂの焦点位置近傍、すなわち第１反射面２８０Ａの中心開口２８０Ａｈの位置に配置される。開口２８０Ａｈにリレーされた瞳Ｐｐの像Ｐｐ’は、正の屈折力を有するレンズを含む第１レンズ群２８１と、正の屈折力を有するレンズを含む第２レンズ群２８２とを有するレンズユニットによって、被検眼１２と反対側の空間において被検眼の瞳Ｐｐの位置と共役となる位置で、瞳共役像Ｐｃｊを形成する。また、図３の例では、被検眼１２と被検眼１２に直近の光学系の面との間の作動距離（ワーキングディスタンス）の一例として、被検眼１２と、被検眼１２へ伝播される光線の最初の光学素子である第１凹面鏡２８０Ａの反射面２８０Ａｒとの距離Ｘｗを示した。
　なお、一対の凹面鏡である第１凹面鏡２８０Ａ及び第２凹面鏡２８０Ｂは、後述するとおりそれぞれ凹面反射面を持つが、例えば、凹の放物反射面を持つ反射鏡を用いることができる。本明細書においては単に反射鏡或いは反射面という場合もある。
　また、第１凹面鏡２８０Ａ及び第２凹面鏡２８０Ｂの反射面は、放物反射面に限定されず、光軸を中心にして回転対称に形成される非球面であってもよい。
　レンズユニット中の第１レンズ群２８１は、反射ユニット２８０から広角の光束を受容するためのレンズを備える。このレンズは、被検眼１２からの広角光線の角度を広角光線の角度より小さい角度に変換するレンズ（以下、角度変換レンズという。）である。第１反射鏡２８０Ａの開口２８０Ａｈ付近に形成された被検眼の瞳Ｐpの像Ｐｐ’は、空間像であることから、この像に接してレンズを配置することができる。さらには、瞳Ｐｐの空間像の中にレンズを設けてもよい。よって、第１レンズ群２８１において、広角の光束を受け入れるための角度変換レンズの口径を小さくすることができる。その結果、第１レンズ群２８１の被検眼側に配置されるレンズは、小口径の角度変換レンズでよい。このレンズによって、反射ユニット２８０で扱われる広角の光束の角度は小さく変換されるため、第１レンズ群２８１全体の口径をも小さくできる。第１レンズ群２８１のレンズ口径が小さくなることから、第２レンズ群２８２の口径も小さくできる。したがって、反射ユニット２８０を備える光学システム２８によって、レンズユニットのレンズ構成が簡単でありながら諸収差を良好に補正することが可能になり、眼底の超広角画像を優れた画質で取得できる。
　反射ユニット２８０から瞳Ｐを介して眼底Ｆに照射された走査光ＳＬは、図３に示すように、眼底Ｆで反射され、反射光として反射ユニット２８０へ入射される。反射光は、反射ユニット２８０を介して、第１レンズ群２８１および第２レンズ群２８２からなるレンズユニット入射される。反射光はさらに、図１に示したように、第３光学スキャナ２９及び第１光学スキャナ２２を経由してＳＬＯユニット１８に入射される。制御装置１６は、センサで検出された信号に基づいて、眼底Ｆの広角画像を生成する。
　なお、光学システム２８Ａにおいて、眼底Ｆと共役関係にある眼底共役像Ｆｃｊの位置は、ほぼ第１レンズ群２８１の中あるいはその近傍に形成される。そして、被検眼の瞳Ｐｐと共役関係にある瞳共役位置像Ｐｃｊの位置との間に配置された第１レンズ群２８１及び第２レンズ群２８２は、収差補正のために、そのレンズ群に少なくとも１面の負の屈折力を有する面を含むことが有効である。瞳Ｐｐと瞳共役像Ｐｃｊとの間の瞳のコマ収差は、瞳共役Ｐｃｊの像位置での眼底像の光束画角差となり、眼底の位置で解像力が変化することに繋がる。この瞳のコマ収差を補正するために、被検眼１２の眼底との眼底共役Ｆｃｊ位置と瞳共役Ｐｃｊ位置との間に、全体として正の屈折力を有するレンズ群が配置され、レンズ群中には少なくとも１面の負の屈折力をもつ面が構成されることが好ましい。また、眼科装置として被検眼への微妙な焦点調節が必要な場合には、一部の光学素子を光軸に沿って移動させることが好ましい。本実施態様においては、レンズユニット中の被検眼と反対側のレンズ群である第２レンズ群２８２を光軸に沿って移動させることが可能である。
　次に、反射鏡ユニット２８０について詳しく説明する。反射鏡ユニット２８０は、図３に示すように、一対の凹面鏡２８０Ａ、２８０Ｂを備える。凹面鏡２８０Ａ、２８０Ｂはそれぞれ、放物面鏡として形成されており、両者の焦点距離は等しく両者の軸上間隔は、焦点距離に一致している。凹面鏡２８０Ａ、２８０Ｂはそれぞれ、反射ユニットとしての光軸との交点を含む中心開口２８０Ａｈ、２８０Ｂｈを備えており、ドーナツ形状の輪帯反射部を構成する。２個の凹面鏡２８０Ａ、２８０Ｂは、互いに向き合うように対向配置される。このような配置によって、一方の反射面２８０Ａ側の中心開口２８０Ａｈから入射する光は、他方の反射面２８０Ｂで反射された後に、一方の反射面２８０Ａで反射され、他方の反射面２８０Ｂの中心開口２８０Ｂｈに向う。特に、凹面鏡２８０Ａ、２８０Ｂを放物面としたことにより、焦点からの射出光線は光軸に平行な光線として反射され、光軸に平行な光が焦点に集光される。従って、反射面を放物面とした２つの凹面鏡を互いの焦点距離だけ離間して対向配置させると、一方の反射面の中心開口に位置する物体の像を他方の反射面の中心開口上に形成することができる。すなわち、被検眼１２の瞳Ｐｐが開口２８０Ｂｈに位置されると、開口２８０Ａｈの位置に瞳Ｐｐの像Ｐｐ’がリレーされる。この状態で、第１反射面２８０Ａ側から、開口２８０Ａｈ付近を観察すると、恰も瞳Ｐが浮き出たかのように観察される。反射鏡ユニット２８０によりリレーされた瞳Ｐｐの像は、瞳Ｐｐと同様に扱われる。
　ここで、図３に示した光学系の構成において、第１凹面鏡２８０Ａの開口２８０Ａｈと第２凹面鏡２８０Ｂの開口２８０Ｂｈとは、それぞれ反射面の中心に形成された物理的開口空間（孔）として形成することが可能であるが、これら一対の凹面鏡の空間内にゴミやホコリの侵入を防止するために、凹面鏡の中央部に形成された透過面として形成することが可能である。特に、被検眼の反対側に配置される第１反射鏡２８０Ａの開口２８０Ａｈは、前述したように、レンズユニットの最先端のレンズ（角度変換レンズ）が嵌入する構成とする場合や、角度変換レンズが接合される透過面として形成することが可能である。
　また、凹面鏡に形成された開口は、光を通過させることが可能に形成されればよく、開口形状を限定しない。一般に、開口の形状は円形状であるが、楕円形状、多角形状、又は非対称形状などに形成してもよい。開口の大きさは、反射ユニットによる光軸上の領域が遮蔽されるため小さいほど好ましい。ただし、被検眼側の凹面鏡２８０Ｂの中央開口が小さいと被検眼の顔が凹面鏡に接触するため、接触しない程度の大きさが必要である。また、被検眼と反対側の凹面鏡２８０Ａの中央開口は、反射ユニット２８０からの射出光を後続のレンズユニットに導くために必須であり、中心遮蔽の大きさとのバランスにて決定される。
　反射ユニット２８０を構成する一対の凹面鏡のうち、凹面鏡２８０Ａは、図４に示すように、第１反射面２８０Ａとして焦点距離ｆの放物面を有する。また、凹面鏡２８０Ｂは、第２反射面２８０Ｂとして焦点距離ｆの放物面を有する。２個の凹面鏡２８０Ａ、２８０Ｂは、第１反射面２８０Ａの焦点が、第２反射面２８０Ｂの頂点に重なるように配置される。このように、互いの凹面鏡の焦点が合致して、互いの凹面鏡が焦点距離だけの間隔を隔て対抗配置される構成によって、互いの焦点が無収差の等倍共役関係となる。図４に示す例では、第１反射面２８０Ａの焦点２８０Ａｆを第２反射面２８０Ｂの頂点（例えば、第２反射面２８０Ｂの中心）に重ね、第２反射面２８０Ｂの焦点２０８Ｂｆを第１反射面２８０Ａの頂点（例えば、第１反射面２８０Ａの中心）に重ねた場合を示している。
　第１反射面２８０Ａ及び第２反射面２８０Ｂが互いに交差するまで反射面を延長すると、第１反射面２８０Ａ及び第２反射面２８０Ｂで互いに反射可能な最大半角Ｃは一意に決定し、約７０．５度となる。第１反射面２８０Ａ及び第２反射面２８０Ｂの交差点を通る直線をｘ軸とし、第１反射面２８０Ａの頂点と及び第２反射面２８０Ｂの頂点とを通る直線をｙ軸とすると、第１反射面２８０Ａは、次の（１）式で表される。また、第２反射面２８０Ｂは、次の（２）式で表される。このように、放物面を有する２つの凹面鏡２８０Ａ、２８０Ｂを対向配置すると、一方の反射面側に物体を配置することで、他方の反射面側に物体の像が形成される。本実施形態では、反射鏡ユニット２８０を用いて、被検眼１２を観察する。
　ｙ＝－ｘ２／４ｆ＋ｆ／２　　　・・・（１）
　ｙ＝＋ｘ２／４ｆ＋ｆ／２　　　・・・（２）
　図５に、本実施形態に係る反射鏡ユニット２８０により被検眼１２の像が形成された状態を模式的に示す。反射ユニット２８０において、第１反射面２８０Ａ及び第２反射面２８０Ｂの各々に、中心開口２８０Ａｈ,２８０Ｂｈを設け、第２反射面２８０Ｂの開口２８０Ｂｈに被検眼１２が位置すると、第１反射面２８０Ａの開口２８０Ｈ付近に被検眼１２の像１２Ｚが形成される。図５に示す状態で、反射ユニット２８０の外側（図中右側）から、第１反射面２８０Ａの開口２８０Ａｈ付近を観察すると、恰も被検眼１２が浮き出たように観察される。この反射鏡ユニット２８０により形成された被検眼１２の像１２Ｚを被検眼１２と同様に扱うことが可能となる。すなわち、反射鏡ユニット２８０により、被検眼の空間像が開口２８０Ａｈ上に形成されるので、光学的には十分な距離Ｘｗが確保されることになる。
　次に、図６に光学システム２８Ａを用いて撮像された眼底Ｆの広角画像（以下、広角ＳＬＯ画像ともいう。）の一例に示す。眼底Ｆで反射された反射光は、図３に示すように、反射鏡ユニット２８０を介して、第１レンズ群２８１および第２群２８２へ入射される。反射光はさらに、図１に示したように、第１光学スキャナ２２を経由してＳＬＯユニット１８に入射され、制御装置１６で生成された眼底Ｆの広角画像を示す。反射鏡ユニット２８０の開口２８０Ａｈを通過した反射光のうち、一部の反射光、すなわち、光軸ＡＸに略沿う方向の近軸光は、反射鏡ユニット２８０で反射されることなく、第１レンズ群２８１へ射出される。従って、図６に示すように、広角画像の中央部、すなわち、開口２８０Ａｈ，Ｂｈに対応する中心領域では、眼底像が描出されない。開口２８０Ａｈ，Ｂｈに対応する領域には、例えば前眼部のぼけた像が形成される。これらの中心開口を通る被検眼からの光は、反射ユニット２８０を経ることがなく、レンズユニットに入射するためレンズユニットにより前眼部の像を形成することができる。その像位置は眼底像の位置とは一致はしないが、近軸光線による結像であるため焦点深度がかなり深く、若干ボケてはいても前眼部の映像を得ることができ、被検眼のアライメントに用いることが可能である。
　なお、眼底像が描出されない中央領域の大きさは、開口２８０Ａｈ、２８０Ｂｈの直径に応じた大きさである。眼底像が描出されない中心領域を小さくするという観点から、反射鏡ユニット２８０の各反射面に設ける開口２０８Ａｈ、Ｂｈの有効径は、小さくなるほど好ましい。例えば、被検眼１２の瞳の大きさに適合する径、またはそれを含む程度の径に開口２０８の有効径を定めることで、取得することが困難な被検眼１２の中心部の網膜像を最小の領域に定めることができる。
（実施例１）
　次に、図７を用いて、実施例１に係る光学システム２８Ａを説明する。第１実施形態と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
　図７に示した光線は、光学システム２８Ａにより、被検眼１２と反対側の空間内に瞳共役点Ｐｃｊを形成する様子を示している。光学システム２８Ａは、被検眼１２側から順に、反射ユニット２８０と、第１レンズ群２８１と、第２レンズ群２８２とを備える。反射鏡ユニット２８０は、被検眼１２の瞳Ｐｐ側から順に、第２反射面２８０Ｂｒ及び第１反射面２８０Ａｒが配置されたミラーモジュールＭ０１を有する。第１レンズ群２８１は、瞳Ｐｐ側から順に、角度変換レンズとしての瞳Ｐｐ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ０１と、瞳Ｐｐ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ０２と、両凸正レンズＬ０３と、瞳Ｐｐ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ０４とを有する。正レンズＬ０１は、その瞳Ｐｐ側の面が、反射面２８０Ａの開口２８０Ａｈ付近に形成された瞳Ｐｐの像に接するように配置される。負メニスカスレンズＬ０２と、両凸正レンズＬ０３とは接合されて貼り合わせの正レンズ成分を構成し、瞳Ｐｐと反対側の面に非球面を有している。また、第２レンズ群２８２は、瞳Ｐｐ側から順に、正レンズＬ０５、両凸正レンズＬ０６と、両凹負レンズＬ０７とを有する。両凸正レンズＬ０６と負レンズＬ０７とは接合されて瞳Ｐｐ側に凸面を向けたメニスカスレンズ成分を形成している。なお、これら全ての光学要素は、単一の光軸ＡＸに沿って配置される。
　ここで、第１レンズ群２８１の最も瞳Ｐｐ側に配置された正レンズＬ０１は、角度変換レンズとして機能している。すなわち、その瞳Ｐｐ側のレンズ面は反射ユニット２８０による集光位置の近傍、すなわち、第２放物面鏡２８０Ｂの焦点の近傍からやや離れて配置され、その瞳Ｐｐ側の面は平面または弱い凹面であり、その瞳Ｐｐと反対側に強い正屈折力を有することにより、反射ユニット２８０での２つの放物面で反射される極めて広角度の光を射出角度の小さな光に変換している。従って、この角度変換レンズとしての正レンズＬ０１により、第１レンズ群２８１と、第２レンズ群２８２との口径が、反射ユニット２８０の口径に比較して、極めて小さく構成されていることが明らかである。なお、角度変換レンズとしての正レンズＬ０１の瞳Ｐｐ側の面を凹面とする場合には、第１凹面鏡２８０Ａの中心部を開口部を透過面としてこの透過面に正レンズＬ０１を接合する構成とすることができる。
　第１レンズ群２８１から射出する平行光束はやや発散光となって後続の第２レンズ群２８２に入射する。第２レンズ群２８２は、第１レンズ群２８１からの弱い発散光を平行光束に変換し、第１レンズ群２８１との構成によって、被検眼１２の瞳Ｐｐの共役像Ｐｃｊを、被検眼１２と反対側の空間に形成する。すなわち、被検眼１２の瞳Ｐの位置から射出する平行光束と等価な光束が反射鏡ユニット２８０により射出され、第１レンズ群２８１及び第２レンズ群２８２を介して瞳共役点Ｐｃｊが形成される。ここでは、眼底からの光が被検眼１２を平行光束となって射出することを前提としている。この場合、被検眼１２の眼底との共役点は、図７中の点Ｆｃｊで示される位置であり、第１レンズ群２８１の光学要素（レンズＬ０３とレンズＬ０４）の間に眼底の一次空間像Ｆｃｊが形成される。なお、前述したＳＬＯユニット１８及びＯＣＴユニット２０では、各ユニットからの走査光ＳＬ（レーザ光）が瞳Ｐの位置を中心とする平行光束として種々の角度で被検眼１２に入射することは言うまでもない。このように、この光学システム２８Ａは、図３で述べたとおり、被検眼の瞳Ｐｐの像をその共役像Ｐｃｊに結像する機能を有し、瞳のリレー系としての機能を有する。後述する実施例においても同様である。
　上述したレンズ要素の各レンズ面は適宜、非球面形状にすることによって結像性能を向上させることができる。これら非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｒとし、非球面の頂点における接平面から高さｒにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径の逆数をｃとし、円錐係数をｋとし、ｎ次の非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊとしたとき、次に示す（３）式で表されるものとする。
　ｚ＝（ｃ・ｒ２）／〔１＋｛１－（１＋ｋ）・ｒ２・ｃ２｝１／２〕
　　　＋Ａ・ｒ４＋Ｂ・ｒ６＋Ｃ・ｒ８＋Ｄ・ｒ１０＋Ｅ・ｒ１２　
　　　＋Ｆ・ｒ１４＋Ｇ・ｒ１６＋Ｈ・ｒ１８＋Ｊ・ｒ２０　　・・・（３）
　次の表１に、実施例１における光学システム２８Ａの諸元の値を示す。
　表１では、有効視野角(瞳からの外部照射角Ａ)が１４０度（瞳射出半角が７０度）とし、入射瞳径が２ｍｍである場合を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
　なお、ミラーＭ０１で、面番号２、３の第１反射面及び第２反射面の円錐係数はｋ＝－１である。
　レンズＬ０３で面番号８では、円錐係数はｋ＝０であり、非球面係数は、
　　Ａ：＋０．４１５９２１Ｅ－０５
　　Ｂ：＋０．７７０８９３Ｅ－０７
　　Ｃ：－０．２２８４０５Ｅ－０９
　　Ｄ：＋０．１８２９９１Ｅ－１１
　　Ｅ：－０．５５８７９８Ｅ－１４
　　Ｆ：－０．２０８４１７Ｅ－１６
　　Ｇ：＋０．１１９０３９Ｅ－１８
　　Ｈ：＋０．７６５２０６Ｅ－２２
　　Ｊ：－０．６８１４４４Ｅ－２４
である。
　図８に、表１の諸元により構成された光学システム２８Ａの横収差図を示す。この横収差図は、本実施例の光学性能を評価するために、瞳共役Ｐｃｊ位置に無収差理想レンズを便宜的に入れたときの眼底像についての収差図である。後述する各実施例においても同様に無収差理想レンズを入れて収差計算を行っている。
　図８に示す収差図では、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。
　図８に示す収差図から明らかなように、実施例１の光学システム２８Ａでは、可視光波長域の光に対して収差のばらつきが抑制され、良好に補正されていることがわかる。また、光学システム２８Ａは、有効視野角（すなわち外部照射角Ａ）が６０度から１４０度（瞳射出半角が３０度から７０度）近傍においても、良好に補正されていることがわかる。なお、図示を省略したが、球面収差、非点収差、歪曲収差などの諸収差も良好に補正されていることが確認されている。
（実施例２）
　次に、図９を用いて、実施例２に係る光学システム２８Ａを説明する。実施例２は、実施例１の変形例であり、第１実施形態および実施例１と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
　図９に示した光線は、光学システム２８Ａにより、被検眼１２と反対側の空間内に瞳共役点Ｐｃｊを形成する様子を示している。光学システム２８Ａは、被検眼１２側から、反射鏡ユニット２８０と、第１レンズ群２８１と、第２レンズ群２８２とを有する。反射鏡ユニット２８０は、被検眼１２の瞳Ｐ側から順に、第２反射面２８０Ｂ及び第１反射面２８０Ａが配置されたミラーＭ０１を有する。第１レンズ群２８１は、瞳Ｐｐ側から順に、瞳Ｐ側に凸面を向けた非球面形状を含む負メニスカスレンズＬ０１と、瞳Ｐｐ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ０２と、瞳Ｐｐ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ０３と、レンズＬ０３と貼り合わされた両凸正レンズＬ０４と、瞳Ｐｐ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ０５と、を有する。負メニスカスレンズＬ０３と、レンズＬ０３と両凸正レンズＬ０４とは貼り合わせの正レンズ成分を構成している。また、第２レンズ群２８２は、瞳Ｐｐ側から順に、正レンズＬ０６と、瞳Ｐｐ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ０７と、瞳Ｐｐ側に凸面を向けた正メニスカスＬ０８とを有する。ここで、負メニスカスレンズＬ０７と、正メニスカスレンズＬ０７とは貼り合わせのメニスカスレンズ成分を形成している。これら全ての光学要素は、単一の光軸ＡＸに沿って配置される。
　本実施例に係る第１レンズ群２８１は、反射ユニット２８０から広角度の光束を受容して小さな角度の光束に変換するための角度変換レンズとして、負メニスカスレンズＬ０１を有する。負メニスカスレンズＬ０１の凸面は、瞳Ｐｐの共役位置よりも被検眼１２側に配置されることによって、負メニスカスレンズＬ０１のレンズ口径を小さくすることができる。この小口径の角度変換レンズＬ０１によって、反射ユニット２８０で扱われる広角の光束の角度は小さく変換されるため、第１レンズ群２８１を構成する後続の光学要素の口径も小さくなる。第１レンズ群２８１を構成する光学要素の口径が小さくなることから、第２レンズ群２８２を構成する光学要素の口径も小さくなる。したがって、反射ユニット２８０を備える光学システム２８において、レンズの数が少なく、かつ、小型な広角光学系が実現される。また、角度変換レンズの口径を小さくできることから、眼底の広角画像を良好な収差性能で取得できる。さらに、実施例１に係る光学システム２８Ａと比較して、収差補正が容易になり、その結果、より高精度の広角画像を取得することができる。
　なお、レンズユニットの最も被検眼側の先端に設けられる角度変換レンズとして、この実施例では負メニスカスレンズＬ０１となるが、これは瞳共役位置、すなわち走査される平行光束の回転中心、すなわち、瞳Ｐｐの共役位置よりもレンズ面が、被検眼側に位置するためである。角度変換レンズが瞳共役位置に接するかこの位置よりも被検眼と反対側に遠ざかる場合には、図７に示した実施例１のように正レンズとすることが有効である。
　次の表２に、実施例２における光学システム２８Ａの諸元の値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
　なお、ミラーＭ０１で、面番号２、３の第１反射面及び第２反射面の円錐係数はｋ＝－１である。
　レンズＬ０１で面番号４では、円錐係数はｋ＝０であり、非球面係数は、
　　Ａ：＋０．７４６８８４Ｅ－０４
　　Ｂ：－０．７７６６４２Ｅ－０６
　　Ｃ：＋０．６４８６８０Ｅ－０８
　　Ｄ：－０．３９５５９０Ｅ－１０
　　Ｅ：＋０．１５８５５５Ｅ－１２
　　Ｆ：－０．３９４９９５Ｅ－１５
　　Ｇ：＋０．５７４１５３Ｅ－１８
　　Ｈ：－０．４３９５１６Ｅ－２１
　　Ｊ：＋０．１３５９８１Ｅ－２４
である。
　図１０に、表２の諸元により構成された光学システム２８Ａの横収差図を示す。
　図１０に示す収差図では、実施例１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。
　図１０に示す収差図から明らかなように、実施例１の光学システム２８Ａと同様に、可視光波長域の光に対して収差のばらつきが抑制され、良好に補正されていることがわかる。
〔第２実施形態〕
　次に、図１１及び図１２を用いて、第２実施形態を説明する。第２実施形態は、反射ユニット２８０を除き、第１実施形態と同様の構成である。第１実施形態と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
　第１実施形態に係る反射ユニット２８０は、同じ焦点距離ｆの放物面である第１反射面２８０Ａ及び第２反射面２８０Ｂを備え、一方の焦点を他方の頂点に重ねて互いの焦点が無収差の等倍共役関係となるように構成した。第２実施形態の係る反射ユニット２８０は、第１反射面２８０Ａの焦点距離と、２８０Ｂの焦点距離とを異ならせたものである。
　上述のように、反射鏡ユニット２８０に設ける開口２８０Ｈの有効径は、小さいほど好ましく、被検眼１２の瞳の位置、及び第１レンズ群２８１と第２レンズ群２８２とによる瞳の位置は、反射鏡ユニット２８０の反射面の焦点位置に適合するほど好ましい。ところが、被検眼１２の瞳の位置、及び第１レンズ群２８１と第２レンズ群２８２とによる瞳の位置の設定に関して、自由度は低下する。また、第１レンズ群２８１と第２レンズ群２８２とにおける収差補正に関しても反射鏡ユニット２８０からの光束の角度（放射角度）に制限される。そこで、本実施形態では、反射鏡ユニット２８０を構成する第１凹面鏡の焦点と前記第２凹面鏡の焦点との少なくとも一方が他方の凹面鏡の前記開口に位置するように対向配置されるという反射鏡ユニット２８０の基本的共役関係を維持しつつ、扱いが容易な光学システム２８Ａを提供する。
　図１１に、本実施形態に係る反射鏡ユニット２８０の一例を示す。第１反射面２８０Ａｒの焦点距離ｆａは、第２反射面２８０Ｂｒの焦点距離ｆｂよりも小さい（ｆａ＜ｆｂ）。第１反射面２８０Ａｒの焦点２０８Ａｆは、第２反射面２８０Ｂｒの頂点（例えば、第２反射面２８０Ｂｒの中心）に一致する。一方、第２反射面２８０Ｂｒの焦点２０８Ｂｆは、第１反射面２８０Ａｒの頂点（例えば、第１反射面２８１Ａｒの中心）から離れて、第１レンズ群２８１側に位置する。焦点２８０Ａｆおよび焦点２８０Ｂｆは同一の光軸上に位置するため、それらの共役関係は維持されている。
　また、図１１に示すように、第２反射面２８０Ｂｒ側に被検眼１２を、第１反射面２８０Ａｒ側に観察光学系（第１レンズ群２８１と第２レンズ群２８２）を配置すると、被検眼１２側の有効視野角(瞳からの外部照射角Ａ)が１４１度より大きくなる。この例では、外部照射角Ａの半角は瞳射出半角θｐｐで示され、その瞳射出半角θｐｐは７０．５度より大きくなる。一方、瞳射出半角θppに対応する観察光学系側の角度θｏｊは、７０．５度より小さくなる。従って、観察光学系における収差補正は、同じ焦点距離ｆの凹面鏡を対向配置した反射鏡ユニット２８０に比べて容易になる。
　ところが、観察光学系へ向けて光束を通過させるための空間（中心遮蔽）は、同じ焦点距離ｆの凹面鏡を対向配置した反射鏡ユニット２８０に比べて大きくなる。図１１に示す例では、観察光学系へ向けて光束を通過させるための空間（中心遮蔽）、すなわち開口２８０Ａｈを得るための被検眼１２側からの角度を角度θｘで示している。
　この場合、第１反射面２８０Ａの焦点距離ｆａの半値の位置を通る直線をｘ軸とし、第２反射面２８０Ｂｒの頂点（例えば、中心）を通る直線をｙ軸とすると、瞳射出半角θｐｐは、次の（４）式で表され、角度θｘは次の（５）式で表される。
　θpp＝ｔａｎ－１（（Ａ／Ｃ）１／２／（Ａ／４－Ｃ）） 　　　　　・・・（４）
　θｘ＝ｔａｎ－１（（Ｂ（Ａ／Ｃ）１／２／（Ａ／４－Ｂ２／Ｃ））　・・・（５）
　ただし、Ａ＝４ｆａ、Ｂ＝ｆｂ－ｆａ、Ｃ＝（ｆａ・ｆｂ）／（ｆａ＋ｆｂ）である。
　従って、上記の（４）式及び（５）式の関係を用いて、観察光学系における収差補正の容易性と、開口２８０Ａｈの大きさとを最適にする値を求めればよい。
　実用上からは被検眼から第１反射鏡２８０Ａの開口２８０Ａｈを見込む角度θｘについては、
　　θｘ≦２２．５度
　で示される条件式を満たす開口を有するようにレンズユニット側の反射面を形成することが好ましい。この角度は、得られる被検眼１２の眼底の輪帯形状像の中心遮蔽の半径に対応するため、小さいほど有利である。しかしながら、この条件を満たすことによって、図６に例示した通り、光軸中心の像を得ることのできる従来の装置による中心部画像との組合せを行う場合に有利となる。
　上述のように、第２反射面２８０Ｂｒの焦点２０８Ｂｆが第１反射面２８０Ａｒから離れて設定されることは、反射ユニットと後続のレンズユニット、特に先端の角度変換レンズとを離間して設けることができる。よって、反射ユニット内にごみなどの不純物が混入した場合に不純物を除去する作業が容易になり、製造上のみならずメンテナンスなどの際に有効である。
（変形例）
　図１２に、本実施形態に係る反射ユニット２８０の変形例を示す。この例では被検眼１２から遠い位置にある側の第１反射面２８０Ａｒの焦点距離ｆａは、第２反射面２８０Ｂｒの焦点距離ｆｂよりも大きい（ｆａ＞ｆｂ）。このようなに構成によれば、被検眼１２は、第２反射面２８０Ｂｒから離れた位置に設定され、その結果、被検眼１２と反射鏡ユニット２８０との間に空間を形成できる。これによって、被検眼と第２放物面鏡２８０Ｂの裏面（凸面）との距離を確保することができ、ユーザビリティが向上する。
　上述した第２実施態様として、図１１及び図１２に示した構成において、前記反射ユニットの第１反射鏡、すなわち被検眼から遠い方の凹面鏡の焦点距離をｆａ、第２反射鏡、すなわち被検眼に近い方の凹面鏡の焦点距離をｆｂとするとき、両方の焦点距離が共に正であるとして、
　０≦｜ｆａ－ｆｂ｜≦０．１（ｆａ＋ｆｂ）
　の条件を満たすことが、中心開口の大きさの制限および収差補正の観点から有効である。
　なお、上記の構成においては、各反射鏡の中心開口の位置に他方の焦点が位置することを基本としており、焦点距離の差異については、上述のとおり、大きくなるほど中心遮蔽の大きさが大きくなる傾向にあることは前述のとおりである。しかしながら、装置としての小型化や被検眼と装置との間隔を含めて、上記の範囲で装置全体の最適バランスを図ることが実用的である。そして、一方の反射面の焦点が他方の反射面の中心開口に位置する場合にも、その基本形を前提としつつ、収差バランスを含めて装置全体の最適化のために若干の変移が許容されることは言うまでもない。
　第１実施形態及び第２実施形態では、１個の反射ユニット２８０を含む光学システム２８Ａを説明したが、これに限定されるものではない。２つ以上の複数の反射鏡ユニットを組み合わせ、各反射ユニットの瞳と瞳とを一致させて連結することが可能である。また、第２実施形態で説明したように、第１反射面２８０Ａ及び第２反射面２８０Ｂの焦点距離を異ならせてもよい。
　複数の反射ユニット２８０を用いることで、リレーされた被検眼１２の瞳に対する加工を行うことが可能になる。
　例えば、リレーされた瞳Ｐの像の周辺を光源により直接照明し、被検眼１２の眼底内への照明が可能になる。リレーされた瞳Ｐの像の周辺に、図１３に一例を示す照明アダプタ２８０Ｌｔを設け、リレーされた瞳Ｐの像の周辺を照明する。照明アダプタ２８０Ｌｔは、リレーされた瞳像Ｐｐ’を囲むように配置された照明光源２８０Ｆｖを備える。図１３には、反射面２８０に設けられた開口の開口径に相当する径の円形空間の周囲に、リング状に配列された複数の照明光源２８０Ｆｖが設けられる。このリング状照明光源は被検眼の瞳の周囲に再結像され、被検眼の内部を照明する。角膜上で撮影光束は光軸を含む中心部をとおり、照明光はリング状となるため、撮影光路と眼底への照明光路とが分離できるため、撮影光への角膜反射光の混入を防ぐことが可能となる。
　また、反射鏡ユニット２８０は、その光軸中心部に開口２８０Ａｈ、２８０Ｂｈを有している。この開口２８０Ａｈ、２８０Ｂｈを通過する光は、そのまま第１レンズ群２８１及び第２レンズ群２８２に向う。そこで、第１レンズ群２８１及び第２レンズ群２８２の少なくとも一方のレンズ群の光軸上にのレンズを追加配置、又は相互のレンズ間隔を変化させることで、光軸中心付近の画像精度の向上が図れる。
〔第３実施形態〕
　次に、図１４を用いて、第３実施形態を説明する。第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様の光学構成であり、第１実施形態と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
　第１実施形態及び第２実施形態では、光学システム２８Ａを、反射鏡ユニット２８０、第１レンズ群２８１及び第２レンズ群２８２を含んで構成した（図７参照）。第３実施形態は、光学システム２８Ａの光学要素を機能的に分類して構成したものである。
　図１４に示すように、光学システム２８Ａを、第１光学システム２８Ａ－１、及び第２光学システム２８Ａ－２に分類して構成する。
　第２光学システム２８Ａ－２は、レンズＬ０２～Ｌ０７を含み、近軸光線による眼底観察（すなわち、狭い視野観察）を可能とする通常画角の眼底撮影光学系として機能するように構成する。
　一方、第１光学システム２８Ａ－１は、反射鏡ユニット２８０、及びレンズＬ０１を含んで構成される。レンズＬ０１は、角度変換レンズとして機能するように形成する。すなわち、レンズＬ０１は、被検眼１２からの反射ユニット２８０を介する超広角の光線の角度を光学光線の角度より小さい角度に変換する。よって、第１光学システム２８Ａ－１は、被検眼と第２光学システム２８Ａ－２との間に挿入されることによって、広い視野観察を実現する光学系の一部を構成し、第１光学システム２８Ａ－１と第２光学システム２８Ａ－２とを同じ光軸上に配置することで、広い視野観察を実現する光学系として機能する。
　したがって、光学システム２８Ａを、第１光学システム２８Ａ－１、及び第２光学システム２８Ａ－２に分離して構成することとし、第１光学システム２８Ａ－１を着脱することにより、超広角の視野観察用の装置と、狭い視野観察との双方の観察用の装置とを提供できる。第２光学システム２８Ａ－２を、近軸光線による眼底観察を可能とする光学系として機能するように形成する場合、被検眼１２へ向けて第２光学システム２８Ａ－２を、光軸方向に移動可能に構成することで、第１光学システム２８Ａ－１を取り外した場合に、簡単に、広い視野観察から狭い視野観察へ切り替えることが可能になる。このような構成により、同一の光学系（第２光学システム２８Ａ－２）を広い視野と狭い視野との両方の観察に利用可能になる。
　なお、光学モジュール２８Ａ－１を提供する場合、反射鏡ユニット２８０に角度変換用のレンズＬ０１を取り付けた一体構造として構成することが好ましい。また、反射鏡ユニット２８０にレンズＬ０１をアタッチメントを介して取り付けてもよい。
　なお、上記では、反射ユニット２８０とレンズユニットとを組合せた光学ユニット２８Ａは、光軸を中心とする眼底領域の情報を得ることができないが、光軸に対する被検眼１２の位置をずらして複数回の撮影を行い、得られる複数の画像から中心部の情報を補って、広い眼底の情報を得ることが可能である。すなわち、視軸と光軸とを複数回異なる位置に移動して撮影することで、視軸と光軸とを一致させて撮影した場合に取得が困難であった領域の画像を取得可能である。そして、取得した複数の画像を合成して１枚の広域画像を形成することも可能である。その場合、被検眼の視軸は、図示しない固視標を被検眼に提示し、提示した固視標を目視させることで適宜設定すればよい。
〔第４実施形態〕
　次に、開示の技術に係る第４実施形態を説明する。第４実施形態は、第１実施形態乃至第３実施形態と同様の構成であり、第１実施形態乃至第３実施形態と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
　図１５に、第４実施形態に係る撮像範囲１２Ａの全ての画像を提供することが可能な画像システムの一例として画像システム１００を示す。画像システム１００は、第１眼科装置１１０と、第２眼科装置１２０と、インターネット及びローカルエリアネットワーク等のネットワーク１３０と、画像サーバ１４０と、画像表示端末１５０とを備えている。
　眼科システム１００は、図１５に示されるように、第１眼科装置１１０と、第２眼科装置１２０と、画像サーバ１４０と、コンピュータ（以下、ＰＣという。）１５０と、これらをネットワーク接続するためのインターネット及びローカルエリアネットワーク等のネットワーク１３０と、を備える。第１眼科装置１１０は、例えば、外部走査角Ａで４５度程度の撮像範囲を提供する通常の眼科装置（以下、挟角眼科装置１１０ともいう。）である。第１眼科装置１１０を用いて、光軸ＡＸ近傍の眼底領域（近軸領域）を描写した挟角眼底画像が取得される。第２眼科装置１２０は、上記実施形態に係るいずれかの眼科装置１０であって、例えば、外部走査角Ａで１３０度程度の撮像範囲を提供する広角眼科装置（以下、広角眼科装置１２０ともいう。）である。第２眼科装置１２０を用いて、広角眼底画像が取得される。以下、眼底ＦのＳＬＯ画像を例示するが、これに限定されない。眼科システム１００で扱われる眼科画像は、上述したように、眼底ＦのＯＣＴ画像であってもよいし、前眼部の画像であってもよい。
　第２眼科装置１２０で取得された広角眼底画像は、図６で説明したように、画像の中央部、すなわち、光軸ＡＸ近傍では、眼底像が描出されない。そこで、本実施形態では、第１眼科装置１１０で取得した挟角眼底画像と、第２眼科装置１２０で取得した広角眼底画像とを用いて、眼底像が全体に描出された広角眼底画像を生成する。
　第１眼科装置１１０は、ネットワーク１３０を介して、患者ＩＤと関連付けられた挟角眼底画像データを画像サーバ１４０に送信する。第２眼科装置１２０もまた、ネットワーク１３０を介して、患者ＩＤと関連付けられた広角眼底画像データを画像サーバ１４０に送信する。画像サーバ１４０は、これらの画像データを管理する。画像サーバ１４０は、ネットワーク１３０を経由して、ＰＣ１５０と種々の情報のやり取りを行う。画像サーバ１４０は、ＰＣ１５０からの指示に応じて、眼底画像データをＰＣ１５０へ送信する。ＰＣ１５０は、第１眼科装置１１０で取得された挟角眼底画像と、第２眼科装置１２０で取得された広角眼底画像とを合成して、眼底像が全体に描出された広角眼底画像を生成するための画像処理プログラムを格納する。
　なお、本実施形態では、ＰＣ１５０が、第１眼科装置１１０及び第２眼科装置１２０から独立した眼科システム１００を説明するが、第１眼科装置１１０及び第２眼科装置１２０が、ＰＣ１５０の機能を有してもよい。
　次に、画像処理プログラムについて説明する。ユーザは、ＰＣ１５０のディスプレイに表示される電子カルテ画面を利用して、ＰＣ１５０に画像処理プログラムの実行を指示する。図１７に、ＰＣ１５０のディスプレイに表示される電子カルテ画面２００を示す。画面２００は、患者情報を表示する表示領域２０１と、第１眼科装置１１０により取得された挟角眼底画像２０３Ｇを表示する表示領域２０２と、第２眼科装置１２０により取得された広角眼底画像２０５Ｇを表示する表示領域２０４と、を備えている。表示領域２０２には、第１眼科装置１１０の型式名を表示する表示領域２０２Ａが設けられる。また、表示領域２０４内には、第２眼科装置１２０の型式名を表示する表示領域２０４Ａが設けられる。なお、画面２００は、ＯＣＴ画像を読み込むための指示ボタン２０６、眼科画像に対して人工知能診断を実行を指示するための指示ボタン２０７及び各種設定を指示する指示ボタン２０８などを含む。
　図１６は、ＰＣ１５０で実行される画像処理プログラムの処理の流れを示す。
　まず、図１６に示すステップＳ１００では、患者情報の取得処理が実行され、取得された患者情報がディスプレイ１５６に表示される。
　次のステップＳ１０２では、撮影済みの患者の眼底画像が取得され、次のステップＳ１０４で電子カルテ上に表示される。
　次に、図１６に示すステップＳ１０６では、眼底中心部位の周辺である第２眼底画像領域１２Ｇ２の撮影画像の撮影指示処理が実行され、撮影が完了するまで、ステップＳ１０８で否定判断される。ステップＳ１０８で肯定判断されると、ステップＳ１１０で、患者ＩＤの被検眼１２の中央部位周辺の眼底を撮影した撮影画像が取得される。第２眼科装置１２０は、画像表示端末１５０からの指示を受けて患者ＩＤの被検眼１２の中央部位周辺の眼底を撮影し、撮影画像を画像表示端末１５０へ出力する。なお、被検眼１２の中央部位周辺の眼底撮影及び撮影画像の出力は、画像サーバ１４０を介して処理してもよい。
　次に、ステップＳ１１２では、ステップＳ１０２で取得した第１眼科装置１１０による撮影画像と、ステップＳ１１０で取得した第２眼科装置１２０による撮影画像とを合成する画像処理が実行される。次のステップＳ１１４では、画像処理により合成された画像が、撮像範囲１２Ａの全ての２次元画像１２Ｇとして、表示領域２０４へ表示する。
　第１眼科装置１１０による撮影画像２０３Ｇと、第２眼科装置１２０による撮影画像２０５Ｇとの合成処理は、例えば、３Ｄデータ又はスキャンデータを用いて網膜の立体画像、断面画像、表面画像を生成すると共に、セグメンテーション処理を実行する処理が挙げられる。また、ＳＬＯユニット１８から得られたデータ各々を用いて眼底画像を生成してもよい。
　例えば、これらの画像を合成する場合、各画像の血管パターンが重なるように画像を回転又は拡大縮小などの画像処理を実行すればよい。合成された画像は、恰も撮影画角が１００度以上である広角画像撮影用の眼科機器で撮影したような、広角画像を得ることができる。画像を合成する画像処理は、上述の手法に限定されるものではなく、既知の手法で用いてもよいことは言うまでもない。そして、合成された画像は画像サーバ１４０に記憶保持される。
　図１７に、表示領域２０４に第１眼科装置１１０による撮影画像２０３Ｇと、第２眼科装置１２０による撮影画像２０５Ｇとを合成した、２次元画像１２Ｇが表示された電子カルテの画面２２０の一例を示す。
　以上説明したように、第４実施形態では、眼底中心の画像及び眼底中心部位の周辺の画像各々を合成し、撮像範囲１２Ａの全ての２次元画像１２Ｇを得ることで、恰も撮影画角が例えば１００度である広角画像撮影用の眼科機器で撮影したような、広角画像を得ることができる。
　第４実施形態に係る画像システム１００は、眼科医が被検眼１２の眼底画像１２Ｇを観察して診断する場合に、好適に機能する。すなわち、画像システム１００で合成された眼底画像に基づき診断を行い、画像ビューワの電子カルテ機能を用いて診断結果を入力する。また、眼底画像ＣをＡＩ診断する場合はボタン２０７を図示せぬインターフェースにより押下又はクリックし、ＡＩ診断モードに移行する。また、ＯＣＴ画像が診断に必要な場合は、ボタン２０６を押下又はクリックしＯＣＴモードに移行する。
　眼科医は、撮影画角３０度の高解像度の中心部の眼底画像を用いて視神経乳頭及び黄斑など眼底中心部の診断を的確に行えるとともに、撮影画角１００度以上に相当する合成された眼底画像１２Ｇを用いて網膜周辺部の病変があるか否かを的確に行うことができる。
　一方、眼科医は、眼底及び網膜の高解像度の画像を用いて診断を行うための眼科機器を保有している場合が多い。この高解像度の眼科機器は撮影画角が１０～３０度の範囲であり、その範囲を超えた眼底及び網膜の周辺部を撮影することが困難である。よって眼科医は、眼底及び網膜の周辺部用に広角及び超広角の眼底機器を別途購入する必要がある。これに対して第４実施形態に係る画像システム１００を用いることにより、新規に広角及び超広角の眼底機器を購入することなく、保有している高解像度の眼科機器を有効活用し、眼底及び網膜の中心部を高解像度の画像を用いて診断することができる。また、合成された１００度を超える広画角の眼底画像により眼底及び網膜の周辺部を診断することができる。
〔第５実施形態〕
　次に、第５実施形態を説明する。第５実施形態は、複数の光学システムを備える眼科装置である。上記実施形態と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
　本実施形態に係る光学システム２８Ａは、図１８に示されるように、第１光学システム２８Ａ１および第２光学システム２８Ａ２を備える。光学システム２８Ａはさらに、制御装置１６からの指示に応じて、第１光学システム２８Ａ１と第２光学システム２８Ａ２との間で撮像に使用する光学システムを切り替えるための切替機構２８Ｂを備える。切替機構２８Ｂとして、例えば、回転ステージや、１軸ステージ等の移動装置が使用され得る。以下、眼底ＦのＳＬＯ画像を例示するが、これに限定されない。眼科装置１０で扱われる眼科画像は、上述したように、眼底ＦのＯＣＴ画像であってもよいし、前眼部の画像であってもよい。
　光学システム２８Ａ１は、例えば、外部照射角Ａで約４５度の撮像範囲を提供する挟角光学系である。光学システム２８Ａ１を用いて、光軸ＡＸ近傍の眼底領域を描写した挟角眼底画像が取得される。光学システム２８Ａ２は反射ユニット２８０を備えており、上記実施形態で説明したように、例えば、外部照射角Ａで約１３０度の撮像範囲を提供する広角光学系である。光学システム２８Ａ２を用いて、広角眼底画像が取得される。ここで、図６で説明したように、この広角眼底画像の中央部、すなわち、光軸ＡＸ近傍では、眼底像が描出されない。そこで、本実施形態では、光学システム２８Ａ１で取得した挟角眼底画像と、光学システム２８Ａ２で取得した広角眼底画像とを用いて、眼底像が全体に描出された広角眼底画像を生成する。なお、挟角眼底画像と広角眼底画像との画像合成については、上述した通りなので、詳細な説明を省略する。
　本実施形態によれば、挟角光学システム２８Ａ１および広角光学システム２８Ａ２を用いて、挟角眼底画像および広角眼底画像を取得できる。眼科医は、挟角眼底画像を用いて視神経乳頭及び黄斑など眼底中心部の診断を的確に行えるとともに、必要に応じて、合成された広角眼底画像を用いて網膜周辺部の診断も行うことができる。
　図１９に、光学モジュール２８Ａ－１の着脱を用いたシステムの一例を示す。この光学モジュール２８Ａ－１は、反射ユニット２８０に相当し、具体的には図７及び図９に示した第１レンズ群２８１中の先端部の角度変換用のレンズＬ０１と一体に取り外すことが有効である。
　図１９に示すように、光学モジュール２８Ａ－１を着脱する機構を切替機構２８Ｂが担当する。この場合、光学モジュール２８Ａ－１を取り外したことによって発生する被検眼１２と光学モジュール２８Ａ－２との空間を埋めるべく、切替機構２８Ｂが光学モジュール２８Ａ－２を光軸方向に移動させてもよい。また、光学モジュール２８Ａ－１と交換されるユニットには、レンズユニットに対応する光学モジュール２８Ａ－２の先端に別途のレンズを加えるように構成することによって、軸上の画像の性能改善を行うことも可能である。このように、光学モジュール２８Ａ－１を着脱する機構によっても、広い視野観察と狭い視野観察の双方の視野観察を実現する眼底撮影装置を提供することができる。
　さらに、周辺領域の超広角での撮影の可能とする光学系においては、光軸を含む中心領域での遮光面を設けることによって、迷光を防止することができる。ＳＬＯユニット１８やＯＣＴユニット２０による走査光の照射領域を、撮影視野の輪帯領域に制限することによって、迷光を低減することが可能となる。
　以上、本開示の技術を実施形態を用いて例示したが、本開示の技術の技術的範囲は上記実施形態に限定されない。本開示の技術の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができる。当該変更または改良を加えた形態も本開示の技術の技術的範囲に含まれる。また、本明細書で参照された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１０　　　眼科装置
１２　　　被検眼
１２Ａ　　撮像範囲
１６　　　制御装置
１９　　　走査装置
２８　　　共通光学系
２８Ａ　　光学システム
１００　　画像システム
１１０　　第１眼科装置
１２０　　第２眼科装置
１３０　　ネットワーク
１４０　　画像サーバ
１５０　　コンピュータ
Ａ　　　　外部照射角

Claims (17)

  1. 　第１凹面鏡及び第２凹面鏡を含む反射ユニットと、前記反射ユニットからの光を受け入れるレンズユニットとを有する眼科光学系であって、
    　前記反射ユニットの前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡はそれぞれ光軸上に開口を有すると共に、前記第１凹面鏡の焦点と前記第２凹面鏡の焦点との少なくとも一方が他方の凹面鏡の前記開口に位置するように対向配置され、前記第１凹面鏡の焦点からの光線が前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡で反射されて前記第２凹面鏡の焦点に向けて集光され、
    　前記レンズユニットは、前記反射ユニットからの集光光を受けるレンズを有し、前記レンズは前記第２凹面鏡による集光光の角度をより小さい角度に変換する
    　眼科光学系。
  2. 　前記第１凹面鏡の焦点距離は、前記第２凹面鏡の焦点距離と同じである
    　請求項１に記載の眼科光学系。
  3. 　前記第１凹面鏡の焦点距離は、前記第２凹面鏡の焦点距離より長い
    　請求項１に記載の眼科光学系。
  4. 　前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡の各々は、放物面鏡である
    　請求項１から請求項３の何れか１項に記載の眼科光学系。
  5. 　前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡は、曲率が異なる凹面鏡である
    　請求項１に記載の眼科光学系。
  6. 　前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡の一方の焦点距離をｆａ、他方の焦点距離をｆｂ、とし、一方の前記開口の中心から他方の開口に対する放射角度θｘを、
    　　θｘ＝ｔａｎ－１（（Ｂ（Ａ／Ｃ）１／２／（Ａ／４－Ｂ２／Ｃ））
    　ただし、Ａ＝４ｆａ、Ｂ＝ｆｂ－ｆａ、Ｃ＝ｆａ・ｆｂ／（ｆａ－ｆｂ）、
    　とするとき、
    　　θｘ≦２２．５度
    　で示される条件式を満たす開口を有するように前記レンズユニット側の反射面が形成される
    　請求項１から請求項５の何れか１項に記載の眼科光学系。
  7. 　前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡の一方の焦点距離をｆａ、他方の焦点距離をｆｂ、とするとき、
    　ｆａ≦ｆｂ≦１．１ｆａ
    　で示される条件式を満たすように前記第１凹面鏡及び前記第２凹面鏡が形成される
    　請求項１から請求項６の何れか１項に記載の眼科光学系。
  8. 　前記レンズは、配置された前記開口と対向する前記第１凹面鏡又は前記第２凹面鏡の焦点位置より内側に配置された場合、負レンズとして機能するように形成される
    　請求項１から請求項７の何れか１項に記載の眼科光学系。
  9. 　前記レンズは、配置された前記開口と対向する前記第１凹面鏡又は前記第２凹面鏡の焦点位置より外側に配置された場合、正レンズとして機能するように形成される
    　請求項１から請求項７の何れか１項に記載の眼科光学系。
  10. 　前記レンズユニットは、前記レンズからの光を受ける２つの正レンズ群を含み、
    　前記反射ユニットによる被検眼の瞳の共役位置に、前記レンズユニットの瞳が位置するように構成され、前記被検眼からの光により、前記正レンズ群の前記反射ユニット側のレンズ群中に、前記被検眼の眼底像が形成される
    　請求項１から請求項９の何れか１項に記載の眼科光学系。
  11. 　前記レンズユニットは、他のレンズに対して光軸に沿って移動可能なレンズを有する
    　請求項１０に記載の眼科光学系。
  12. 　前記第２凹面鏡による集光光の角度は、被検眼の瞳からの外部照射角が１００度以上の角度である
    　請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の眼科光学系。
  13. 　所定波長の光を射出する光源と、
    　請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の眼科光学系と、
    　前記光源からの光を前記レンズユニット及び前記反射ユニットを介して被検眼へ向けて走査し、かつ前記レンズユニットの瞳と共役な位置に配置された走査部材と、
    　前記走査部材で走査された光により前記被検眼の眼底を撮影する撮影部と、
    　を含む眼科装置。
  14. 　前記反射ユニットにより、前記被検眼の瞳からの外部照射角が１００度以上の角度の光を検出可能に構成され、１００度以上の画角での眼底撮影を可能とする
    　請求項１３に記載の眼科装置。
  15. 　少なくとも前記反射ユニット及び前記レンズユニットに含まれる前記レンズを光軸上に挿抜する挿抜部を含み、
    　前記撮影部は、
    　前記挿抜部によって、少なくとも前記反射ユニットと前記レンズユニットに含まれる前記レンズとが前記光軸上に配置された状態で、前記被検眼の眼底と前記光軸とが交差する近軸領域を囲む輪帯領域を撮影する
    　請求項１３又は請求項１４に記載の眼科装置。
  16. 　前記レンズを除く前記レンズユニットを光軸に沿う方向に移動する移動部を含み、
    　前記撮影部は、
    　前記挿抜部によって、少なくとも前記反射ユニット及び前記レンズユニットに含まれる前記レンズが離脱され、かつ前記移動部によって、前記レンズを除く前記レンズユニットを前記被検眼に向けて移動させた状態で前記被検眼の眼底の近軸領域を撮影する
    　請求項１５に記載の眼科装置。
  17. 　請求項１３から請求項１６の何れか１項に記載の眼科装置で撮影された前記被検眼の眼底と光軸とが交差する近軸領域の第１画像を取得する第１取得部と、
    　前記近軸領域の周囲の前記被検眼の眼底の輪帯領域の第２画像を取得する第２取得部と、
    　前記第１取得部で取得された前記第１画像と、前記第２取得部で取得された第２画像とを合成して前記被検眼の広域画像を形成する形成部と、
    　を含む眼科システム。
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