WO2021049428A1 - 眼科装置、その制御方法、及びプログラム - Google Patents

眼科装置、その制御方法、及びプログラム Download PDF

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light
illumination
optical system
eye
inspected
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聡大 三野
ヨンシク キム
ダウェイ リー
ゼングォ ワング
チャン キンプイ
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株式会社トプコン
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    • G03B9/00Exposure-making shutters; Diaphragms
    • G03B9/08Shutters
    • G03B9/28Roller blind or flexible plate

Definitions

  • the present invention relates to an ophthalmic apparatus, a control method thereof, and a program.
  • an ophthalmic apparatus configured to pattern-illuminate an eye to be inspected using slit-shaped illumination light and detect the return light with a CMOS (Complementary Metal Oxide Sensor) image sensor.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Sensor
  • the fundus can be imaged at high speed with a simple configuration. Moreover, the imaging range of the fundus can be arbitrarily changed by changing the illumination area of the illumination light in the fundus. However, when the illumination area is simply changed, the total amount of illumination light in the fundus decreases, and there is room for improvement in the illumination of the fundus.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a new technique for acquiring a high-quality image of an eye to be inspected with a simple configuration.
  • the illumination light is generated by using the light from the light source, and the changeable illumination region in a predetermined portion of the eye to be inspected is the illumination light having a light intensity corresponding to the size of the illumination region.
  • the illumination optical system to be illuminated, the photographing optical system that guides the return light of the illumination light from the eye to be inspected to the light receiving surface of the image sensor, and the illumination range of the return light on the light receiving surface corresponding to the illumination region overlap. It is an ophthalmic apparatus including a control unit that sets an opening range as described above and controls the image sensor so as to capture a light receiving result obtained by a light receiving element in the set opening range.
  • the illumination optical system when the illumination optical system is switched so that the size of the illumination region is reduced, the light intensity is increased and the size of the illumination region is increased.
  • the illumination light is generated so that the light intensity becomes smaller when the light is switched.
  • the illumination optical system changes the light intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior segment of the eye to be inspected becomes constant.
  • control unit changes the light intensity by controlling the light source.
  • the illumination optical system includes a dimming filter arranged in an optical path of light from the light source and having a variable dimming amount, and the dimming amount The light intensity is changed by changing.
  • control unit corresponds to a designated shooting mode among two or more shooting modes in which the size of the illumination area in the predetermined portion is different.
  • the illumination optical system is controlled so as to illuminate the illumination region with the illumination light.
  • a seventh aspect of the embodiment is an image forming unit that forms an image of the predetermined portion based on the light receiving result obtained by the image sensor, the eye to be inspected, the illumination optical system, and the photographing in the sixth aspect.
  • the control unit includes a first moving mechanism that moves relative to the optical system, and the control unit illuminates the first illumination region corresponding to the first imaging mode with the illumination light in the first imaging mode.
  • the illumination optics so as to follow the eye to be inspected by forming a first image in the image forming unit based on the light receiving result obtained by the above and controlling the first moving mechanism based on the first image.
  • the tracking control for moving the system and the photographing optical system is executed, and in the second imaging mode, the second illumination region corresponding to the second imaging mode and wider than the first illumination region is illuminated with the illumination light.
  • a second image is formed in the image forming unit based on the light receiving result obtained in the above.
  • control unit captures the light receiving result by a rolling shutter method.
  • the ninth aspect of the embodiment is arranged at a position substantially conjugate with the iris of the eye to be inspected in any one of the first to eighth aspects, and the optical of one of the illumination optical system and the photographing optical system.
  • a hole mirror having a hole through which the optical axis of the system passes is included, and the illumination optical system and the other optical system of the photographing optical system are arranged in the reflection direction of the hole mirror.
  • An optical modulator that can be arranged at a position substantially optically conjugate with the predetermined portion, modulates the illumination light, and guides the modulated illumination light to the eye to be inspected, and the light source and the optical modulator. Includes an iris diaphragm that is placed between and can be placed at a position that is optically substantially conjugate to the iris.
  • the illumination optical system has a first lens that can move along an optical path of the illumination light modulated by the optical modulator, and the first lens in the optical path.
  • a second moving mechanism that moves along the above, and the control unit includes the second moving mechanism that controls the second moving mechanism according to the degree of refraction of the eye to be inspected.
  • the illumination optical system is arranged between the optical modulator and the iris diaphragm, and a second lens that can move along the optical path of the illumination light and a second lens.
  • the control unit controls the third movement mechanism, including a third movement mechanism that moves the second lens or the iris diaphragm along the optical path of the illumination light.
  • the twelfth aspect of the embodiment includes, in any one of the first to eleventh aspects, an optical path coupling member that connects the optical path of the illumination optical system and the optical path of the photographing optical system, and the illumination optical system is the illumination optical system. It includes an optical modulator that can be arranged at a position optically conjugate with a predetermined portion, modulates the illumination light, and guides the modulated illumination light to the eye to be inspected.
  • the illumination optical system has a first lens that can move along an optical path of the illumination light modulated by the optical modulator, and the first lens in the optical path.
  • a second moving mechanism that moves along the above, and the control unit includes the second moving mechanism that controls the second moving mechanism according to the degree of refraction of the eye to be inspected.
  • the fourteenth aspect of the embodiment is arranged at a position substantially conjugate with the iris of the eye to be inspected in any one of the first to eighth aspects, and the optical of one of the illumination optical system and the photographing optical system.
  • a hole mirror having a hole through which the optical axis of the system passes is included, and the illumination optical system and the other optical system of the photographing optical system are arranged in the reflection direction of the hole mirror. It can be arranged at a position substantially conjugate with the iris, and is arranged between the light source and the optical scanner, and an optical scanner that deflects the illumination light and guides the deflected illumination light to the eye to be inspected.
  • An iris diaphragm that can be arranged at a position optically substantially conjugate with the iris, and a position that is arranged between the optical scanner and the iris diaphragm to form an opening and optically substantially conjugate with the predetermined portion. Includes slits that can be placed in.
  • a fifteenth aspect of the embodiment includes, in the fourteenth aspect, a fourth moving mechanism for moving the slit along the optical path of the illumination light, and the control unit uses the fourth aspect according to the refractive power of the eye to be inspected. Control the movement mechanism.
  • an illumination optical system that generates illumination light using light from a light source and illuminates the eye to be inspected with the illumination light, and an image sensor that uses return light of the illumination light from the eye to be inspected. It is a control method of an ophthalmic apparatus including a photographing optical system leading to a light receiving surface.
  • the control method of the ophthalmic apparatus has a lighting area control step for changing the illumination area of the illumination light at a predetermined portion of the eye to be inspected, and a light intensity corresponding to the size of the illumination area changed in the illumination area control step.
  • the opening range is set so as to overlap the illumination range of the return light on the light receiving surface corresponding to the illumination region changed in the illumination region control step and the light intensity control step for changing the light intensity of the illumination light.
  • the image sensor control step of setting and controlling the image sensor so as to capture the light receiving result obtained by the light receiving element in the set aperture range is included.
  • the light intensity control step increases the light intensity and increases the size of the illumination area when the light intensity control step is switched so as to decrease the size of the illumination area.
  • the illumination light is generated so that the light intensity becomes smaller when the light intensity is switched to.
  • the light intensity control step changes the light intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior segment of the eye to be inspected becomes constant.
  • the light intensity control step changes the light intensity by controlling the light source.
  • the illumination optical system includes a dimming filter arranged in an optical path of light from the light source and having a variable dimming amount, and the light intensity.
  • the control step changes the light intensity by changing the dimming amount.
  • the lighting area control step corresponds to a designated shooting mode among two or more shooting modes having different lighting areas in the predetermined portion.
  • the illumination optical system is controlled so as to illuminate the illumination region with the illumination light.
  • the ophthalmic apparatus includes a first moving mechanism for relatively moving the eye to be inspected, the illumination optical system, and the photographing optical system, and the first photographing mode.
  • the first illumination area control step for illuminating the first illumination area corresponding to the first shooting mode with the illumination light and the light intensity of the illumination light are changed in the first illumination area control step.
  • the first light intensity control step for changing the light intensity to correspond to the size of the illumination area, and the return light from the illumination area illuminated by the illumination light having the light intensity changed in the first light intensity control step.
  • a tracking control step for executing tracking control for moving the illumination optical system and the imaging optical system so as to follow the eye to be inspected, and in the second imaging mode, corresponding to the second imaging mode, the first illumination area.
  • a second illumination area control step for illuminating a wider second illumination area with the illumination light, and a light intensity corresponding to the size of the illumination area changed in the second illumination area control step for the light intensity of the illumination light.
  • the second light intensity control step changed to, and the result of receiving the return light from the illumination region illuminated by the illumination light having the light intensity changed in the second light intensity control step was used to determine the predetermined portion.
  • the image sensor control step captures the light receiving result by a rolling shutter method.
  • the 24th aspect of the embodiment is a program that causes a computer to execute each step of the control method of the ophthalmic apparatus according to any one of the 16th to 23rd aspects.
  • the ophthalmic apparatus illuminates the imaging site (predetermined site) of the eye to be inspected while moving the irradiation position (illumination area) of the slit-shaped illumination light, and the light receiving elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the return light from the imaging site is sequentially received using the image sensor.
  • the light receiving result of the return light is acquired from the light receiving element at the light receiving position (illumination range) of the return light corresponding to the irradiation position of the illumination light in synchronization with the movement timing of the irradiation position of the illumination light.
  • the light reception result of the return light is acquired.
  • a light modulator (spatial light modulator) is used to modulate the light from the light source to produce slit-shaped illumination light.
  • Optical modulators include DMDs (Digital Micromirror Devices), devices using reflective or transmissive liquid crystal panels, optical scanners, and the like.
  • a slit-shaped illumination light is generated by deflecting the light from the light source with an optical scanner. According to such a configuration, it is possible to photograph the imaged portion of the eye to be inspected at high speed and acquire a high-quality image of the eye to be inspected with a simple configuration.
  • the ophthalmic apparatus captures a predetermined portion by changing the size of the illumination region of the illumination light in the imaging region of the eye to be inspected (for example, the slit width or the slit length (the length in the direction intersecting the width direction)).
  • the area can be changed.
  • the ophthalmic apparatus illuminates the illumination area with illumination light having a light intensity corresponding to the size of the illumination area of the illumination light at the imaging site.
  • an ophthalmic apparatus changes the light intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior segment of the eye to be inspected becomes constant.
  • the light intensity of the return light from the predetermined portion is increased, and the signal-to-noise ratio (Signal-to-Noise Ratio: SNR) of the light reception result of the return light can be improved.
  • SNR Signal-to-noise ratio
  • the predetermined site is the anterior or posterior segment of the eye.
  • the anterior segment includes the cornea, iris, crystalline lens, ciliary body, and zonule of Zinn.
  • the posterior segment of the eye includes the vitreous body, the fundus or its vicinity (retina, choroid, sclera, etc.).
  • the method for controlling an ophthalmic apparatus includes one or more steps for realizing a process executed by a processor (computer) in the ophthalmic apparatus according to the embodiment.
  • the program according to the embodiment causes the processor to execute each step of the control method of the ophthalmic apparatus according to the embodiment.
  • the recording medium according to the embodiment is a non-temporary recording medium (storage medium) on which the program according to the embodiment is recorded.
  • the "processor” is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a programmable logic device (for example, a SPLD (Simple Device) Cable) It means a circuit such as Programmable Logical Device), FPGA (Field Programmable Gate Array)).
  • the processor realizes the function according to the embodiment by reading and executing a program stored in a storage circuit or a storage device, for example.
  • FIG. 1 shows a configuration example of the optical system of the ophthalmic apparatus according to the first embodiment.
  • the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment uses DMD as an optical modulator to generate illumination light.
  • the ophthalmic apparatus 1 includes a light source 10, an illumination optical system 20, a projection optical system 35, a photographing optical system 40, and an imaging device 50.
  • a variable dimming filter 11 and a condenser lens 12 are arranged between the light source 10 and the illumination optical system 20.
  • the light source 10 or the illumination optical system 20 may include a variable dimming filter 11 and a condenser lens 12.
  • the illumination optics 20 comprises at least one of a light source 10 and a projection optics 35.
  • the photographing optical system 40 includes an imaging device 50.
  • the ophthalmic apparatus 1 is provided with an OCT (Optical Coherence Tomography) optical system 60 as a measurement optical system.
  • OCT Optical Coherence Tomography
  • the optical path of the OCT optical system 60 is coaxially coupled to the optical path of the photographing optical system 40 by a dichroic mirror 61 arranged between the objective lens 46 and the hole mirror 45, which will be described later.
  • the light source 10 includes a light source that generates light in a wavelength region including a visible region and an infrared region.
  • the light source 10 produces light having a central wavelength in the wavelength range of 420 nm to 900 nm.
  • a light source 10 includes, for example, an LED (Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode), a halogen lamp, or a xenon lamp.
  • the light source 10 includes a white light source or a light source capable of outputting light of each color component of RGB.
  • the light source 10 includes a light source capable of switching and outputting light in the infrared region or light in the visible region.
  • the light source 10 is arranged at a position optically non-conjugated to each of the fundus Ef and the iris.
  • the variable neutral density (ND) filter 11 is a filter that makes the amount of light dimming (attenuation amount, reduction amount) of the light from the light source 10 variable.
  • the variable dimming filter 11 uses a known rotation or slide mechanism to selectively place two or more dimming filters with different amounts of dimming in the optical path of light from the light source 10.
  • the variable dimming filter 11 includes two polarizing filters with variable relative angles. For example, the variable dimming filter 11 changes the amount of dimming of the light from the light source 10 under the control of the control unit described later.
  • the illumination optical system 20 uses light from the light source 10 (light that has passed through the variable dimming filter 11 and the condenser lens 12 in FIG. 1) to generate slit-shaped illumination light.
  • the illumination optical system 20 guides the generated illumination light to the projection optical system 35.
  • the illumination optical system 20 includes an iris diaphragm 21, a relay lens 23, a DMD 24, and a relay lens 25.
  • the light from the light source 10 passes through the opening formed in the iris diaphragm 21, passes through the relay lens 23, is modulated by the DMD 24, and is guided to the relay lens 25 as slit-shaped illumination light.
  • the illumination light transmitted through the relay lens 25 is guided to the projection optical system 35.
  • the iris diaphragm 21 (specifically, the opening described later) can be arranged at a position optically conjugate with the iris (pupil) of the eye E to be inspected.
  • the iris diaphragm 21 has a luminous flux cross section of the illumination light (illumination flux cross section) and a luminous flux cross section of the return light from the eye test E (fundus Ef) (photographed luminous flux cross section) at the reflection portion in the path of the illumination light in the eye E to be examined.
  • One or more openings are formed so as to separate.
  • the reflex sites include the cornea (anterior cornea, posterior cornea), anterior lens, and posterior lens.
  • the iris diaphragm 21 has one or more openings formed at a position away from the optical axis O.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the iris diaphragm 21 when viewed from the optical axis O of the illumination optical system 20.
  • the iris diaphragm 21 is formed with one or more openings (openings 21A and 21B in FIG. 2).
  • the opening formed in the iris diaphragm 21 defines the incident position (incident shape) of the illumination light in the iris of the eye E to be inspected.
  • the position eccentric from the pupil center specifically, the pupil center
  • Illumination light can be incident into the eye from a position line-symmetrical with respect to the direction of the slit through which the light passes.
  • the openings 21A and 21B pass through the position of the optical axis O and are in the direction corresponding to the longitudinal direction of the image (slit image) of the slit light (slit-shaped illumination light formed by the DMD 24) on the pupil (iris). It is formed so as to be line-symmetrical with respect to the extending straight line.
  • the shape of the inner diameters of the openings 21A and 21B is defined by a straight line connecting two points on the inner diameters of the openings 21A and 21B so that the distance in the direction corresponding to the lateral direction of the slit image does not change.
  • each of the openings 21A and 21B has a circular segment shape.
  • the bow is the area surrounded by the inferior arc of a circle or ellipse and the chords of this inferior arc.
  • the direction of the bow-shaped strings is substantially parallel to the direction corresponding to the longitudinal direction of the slit image.
  • FIG. 3 schematically shows an example of a light flux cross section on the pupil of the eye E to be inspected when the eye E is illuminated by using the iris diaphragm 21.
  • the light that has passed through the openings 21A and 21B formed in the iris diaphragm 21 is incident on the pupil in the eye so as to form, for example, the light flux cross sections IR1 and IR2.
  • the luminous flux cross section IR1 is, for example, a luminous flux cross section of light that has passed through the opening 21A.
  • the luminous flux cross section IR2 is, for example, a luminous flux cross section of light that has passed through the opening 21B.
  • the return light (photographed light) incident on the eye and reflected by the fundus Ef forms, for example, a luminous flux cross-section PR on the pupil and is guided to the photographing optical system 40.
  • the openings 21A and 21B are formed so that the luminous flux cross sections IR1 and IR2 of the illumination light and the luminous flux cross section PR of the photographing light are separated.
  • FIG. 4 schematically shows an illumination luminous flux cross section and a photographing luminous flux cross section in each part of the eye to be inspected E when the eye to be inspected E is illuminated by using the iris diaphragm 21.
  • FIG. 4 schematically shows footprints FP1 to FP3 when slit light for illuminating a predetermined illumination region is formed by DMD 24 described later.
  • the footprint FP1 represents a light flux cross section on the corneal surface.
  • the footprint FP2 represents a cross section of a luminous flux on the front surface (iris surface) (or the diaphragm surface) of the crystalline lens.
  • the footprint FP3 represents a light flux cross section on the posterior surface of the crystalline lens.
  • the illumination flux cross sections IR12 and IR22 and the photographing flux are the same as those in FIG. A cross section PR2 is formed.
  • the shapes of the illumination flux cross sections IR12 and IR22 are substantially the same as the shapes of the openings 21A and 21B formed in the iris diaphragm 21.
  • the shape of the photographed luminous flux cross section PR2 is almost the same as the shape of the photographing diaphragm (opening formed in the hole mirror 45).
  • the illumination light flux cross section and the photographing light flux cross section are separated as in the footprint FP2.
  • the illumination light flux cross sections IR11 and IR21 and the photographed light flux cross section PR1 spread in the direction corresponding to the longitudinal direction of the slit image (footprint FP1).
  • the relative relationship between the illuminated luminous flux cross sections IR11 and IR21 and the photographed luminous flux cross section PR1 in the direction corresponding to the lateral direction of the slit image does not change.
  • the illumination light flux cross sections IR13 and IR23 and the photographed luminous flux cross section PR3 spread in the direction corresponding to the longitudinal direction of the slit image (footprint FP3).
  • the relative relationship between the illuminated luminous flux cross sections IR13 and IR23 and the photographed luminous flux cross section PR3 in the direction corresponding to the lateral direction of the slit image does not change.
  • the positions of the illumination light flux cross section and the photographing light flux cross section move in the direction corresponding to the lateral direction of the slit image. Even if the position of the illumination region of the slit light is changed, the relative relationship between the illumination flux cross section and the photographing luminous flux cross section as shown in the footprints FP1 and FP3 is maintained.
  • the opening 21A formed in the iris diaphragm 21 is the distance (short slit image) between the lower end of the illumination light flux cross section (luminous flux cross section IR1) and the upper end of the photographing light flux cross section (luminous flux cross section PR). It is required that the d1 (distance in the direction corresponding to the hand direction) d1 is formed so as to be equal to or more than a predetermined first distance.
  • the opening 21B formed in the iris diaphragm 21 has a predetermined distance d2 between the upper end of the illuminated luminous flux cross section (luminous flux cross section IR2) and the lower end of the photographed luminous flux cross section (luminous flux cross section PR).
  • the first distance may be the same as the second distance.
  • the openings 21A and 21B formed in the iris diaphragm 21 are formed so that the distance d3 in the direction corresponding to the lateral direction of the slit image becomes a predetermined third distance or more. Is required.
  • the shape of the inner diameters of the openings 21A and 21B does not contribute to the shape of the illumination flux cross section and the shape of the photographing luminous flux cross section.
  • openings 21A and 21B are formed in the iris diaphragm 21 so that the illumination light flux cross section and the photographing light flux cross section are separated from each other on the cornea of the eye E to be inspected, the front surface of the crystalline lens, and the rear surface of the crystalline lens.
  • openings 21A and 21B are formed in the iris diaphragm 21 so that the illumination light flux cross section and the photographing light flux cross section are separated from each other on the cornea of the eye E to be inspected, the front surface of the crystalline lens, and the rear surface of the crystalline lens.
  • the amount of illumination light can be increased, and a higher quality image can be acquired.
  • the iris diaphragm 21 is formed with an opening having a predetermined thickness along the circumferential direction centered on the optical axis O.
  • the DMD 24 can be arranged at a position optically conjugate with the fundus Ef (imaging site) of the eye E to be inspected.
  • the DMD 24 includes a plurality of micromirror devices arranged two-dimensionally on the irradiation surface irradiated with the light transmitted through the relay lens 23.
  • the deflection surface of each micromirror device is controlled under the control of a control unit described later. Thereby, it is possible to modulate the light transmitted through the relay lens 23. Therefore, by controlling the deflection surface of each micromirror device, the light transmitted through the relay lens 23 can be guided to an irradiation region having a desired shape set at an arbitrary position of the fundus Ef.
  • the relay lens 25 is a tilted lens. Further, the relay lens 25 may include one or more lenses.
  • the relay lens 25 can move along the optical axis of the illumination optical system 20 (the optical path of the illumination light modulated by the DMD 24).
  • the ophthalmologic apparatus 1 includes a known moving mechanism that moves the relay lens 25 along the optical axis of the illumination optical system 20, and a control unit described later controls the moving mechanism to obtain the refractive power of the eye E to be inspected ().
  • the relay lens 25 is moved according to the shape of the fundus Ef).
  • the DMD 24 can be arranged at a position optically conjugate with the fundus Ef regardless of the refractive power of the eye E to be inspected.
  • the relay lens 25, the relay lenses 41 and 44, and the objective lens 46 constitute a Bardahl optical system according to the principle of Bardahl. Thereby, the size of the slit image in the fundus Ef can be made constant regardless of the refractive power of the eye E to be inspected.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the illumination optical system 20 according to the first embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the rear focal position F1 of the relay lens 25 is arranged at a position optically conjugate with the iris of the eye E to be inspected. Therefore, the size of the slit image (image formed by the slit light) projected on the fundus Ef does not change regardless of the refractive power of the eye E to be inspected. That is, the projected angle of view (projection magnification) of the slit image with respect to the visual axis of the eye E to be inspected (longitudinal direction and lateral direction of the slit image) can be made constant regardless of the refractive index of the eye E to be inspected. As a result, the size of the slit image does not change regardless of the refractive power of the eye E to be inspected, so that the control of the DMD 24 can be simplified.
  • the projected angle of view (projection magnification) of the slit image with respect to the visual axis of the eye E is constant regardless of the refractive power of the eye E to be inspected
  • the slit image in the fundus Ef is constant regardless of the refractive power of the eye E to be inspected.
  • the illuminance of is constant.
  • the relay lens 23 includes one or more lenses.
  • the relay lens 23 can move along the optical axis of the illumination optical system 20.
  • the ophthalmic apparatus 1 includes a known moving mechanism that moves the relay lens 23 along the optical axis of the illumination optical system 20, and a control unit described later controls the moving mechanism to obtain the refractive index of the eye E to be inspected.
  • the relay lens 23 is moved accordingly.
  • the relay lens 25 is moved according to the refractive power of the eye E to be inspected.
  • the position of the iris diaphragm 21 shifts from the position optically conjugate with the iris of the eye E to be inspected.
  • the position of the iris diaphragm 21 can be arranged at a position optically conjugate with the iris of the eye E to be inspected.
  • the iris diaphragm 21 is movable along the optical axis of the illumination optical system 20. As a result, even when the relay lens 25 is moved, the position of the iris diaphragm 21 can be arranged at a position optically conjugate with the iris of the eye E to be inspected.
  • the iris diaphragm 21 is arranged at or near the front focal position F2 of the relay lens 25.
  • the rear focal position F1 of the relay lens 23 is a position optically conjugate with the iris diaphragm 21, and the iris diaphragm 21 is arranged at the front focal position F2 of the relay lens 25. Therefore, the projection magnification from the iris diaphragm 21 to the rear focal length position F1 is determined by the focal length f1 of the relay lens 23 and the focal length f2 of the relay lens 25. At this time, the projection magnification is (f1 / f2).
  • the ophthalmic apparatus needs to form an image of the iris diaphragm 21 with a predetermined size on the iris of the eye E to be inspected.
  • the projection magnification from the iris of the eye to be inspected E to the posterior focal position F1 via the objective lens 46 is a known projection magnification
  • the iris diaphragm 21 of a predetermined size is placed at a position optically substantially conjugate with the iris. All you have to do is project the image.
  • the projection magnification from the iris diaphragm 21 to the rear focal length position F1 is determined by the focal length f1 of the relay lens 23 and the focal length f2 of the relay lens 25.
  • the focal lengths f1 and f2 it is possible to easily form an image of the iris diaphragm 21 with a predetermined size on the iris of the eye E to be inspected.
  • only the focal length f2 is modified while the focal length f1 remains fixed.
  • the focal length f1 is the combined focal length of the relay lens 25.
  • the relay lens 25 includes a plurality of lenses having different degrees of refraction, and the focal length f1 is changed by changing at least one of the lenses constituting the relay lens 25.
  • at least one of the lenses constituting the relay lens 25 is a lens whose refractive index can be changed.
  • Lenses whose focal length can be changed include liquid crystal lenses, liquid lenses, and Alvarez lenses. Even when the focal length f1 is changed, the posterior focal position of the relay lens 25 is arranged at a position (pupil conjugate position) optically coupled to the iris of the eye E to be inspected.
  • the focal length f2 is the combined focal length of the relay lens 23.
  • the relay lens 23 includes a plurality of lenses with different degrees of refraction, and the focal length f2 is changed by changing at least one of the lenses constituting the relay lens 23.
  • at least one of the lenses that make up the relay lens 23 is a lens with variable refraction. Even when the focal length f2 is changed, the front focal length of the relay lens 23 is arranged at a position (pupil conjugate position) optically coupled to the iris of the eye E to be inspected.
  • the light source emits high-intensity light for photographing the fundus Ef.
  • the light sources that are generally available have a limited size of the light emitting surface (light emitting area, output luminous flux cross-sectional size), and the iris has a projection magnification corresponding to the size of the light emitting surface of the light source. It is necessary to project the image of the aperture 21 onto the rear focal position F1.
  • the projection magnification from the iris diaphragm 21 to the rear focal position F1 can be changed by changing at least one of the focal lengths f1 and f2, so that the iris diaphragm 21 of an arbitrary size can be changed.
  • the image of can be projected onto the rear focal length F1 in a desired size.
  • the amount of movement of the relay lens 25 with respect to the change in the refractive power of the eye E to be inspected (the sensitivity of movement of the relay lens 25 with respect to the change in the refractive power) is fixed. You can do it. Therefore, the degree of freedom in designing the optical system can be further improved.
  • the projection optical system 35 guides the illumination light generated by the illumination optical system 20 to the fundus Ef of the eye E to be inspected.
  • the projection optical system 35 guides the illumination light to the fundus Ef via the optical path coupled with the optical path of the photographing optical system 40 by the hole mirror 45 as an optical path coupling member described later.
  • the projection optical system 35 includes a relay lens 41, a black dot plate 42, a reflection mirror 43, and a relay lens 44.
  • Each of the relay lenses 41 and 44 includes one or more lenses.
  • the black dot plate 42 is arranged at a position optically conjugate with the lens surface of the objective lens 46 or its vicinity. This makes it possible to prevent the reflected light from the lens surface of the objective lens 46 from being guided to the light source 10.
  • the illumination light generated by the illumination optical system 20 passes through the relay lens 41, passes through the black dot plate 42, and is reflected by the reflection mirror 43 toward the hole mirror 45.
  • the photographing optical system 40 guides the illumination light guided by the projection optical system 35 to the fundus Ef of the eye E to be inspected, and guides the return light of the illumination light from the fundus Ef to the image pickup apparatus 50.
  • the optical path of the illumination light from the projection optical system 35 and the optical path of the return light of the illumination light from the fundus Ef are combined.
  • the hole mirror 45 as the optical path coupling member that couples these optical paths, it is possible to divide the illumination light and its return light into pupils.
  • the photographing optical system 40 includes a hole mirror 45, an objective lens 46, a focusing lens 47, a relay lens 48, and an imaging lens 49.
  • Each of the relay lenses 48 includes one or more lenses.
  • the photographing optical system 40 includes the above-mentioned dichroic mirror 61.
  • the hole mirror 45 is formed with a hole portion arranged on the optical axis of the photographing optical system 40.
  • the hole portion of the hole mirror 45 is arranged at a position optically conjugate with the iris of the eye E to be inspected.
  • the hole mirror 45 reflects the illumination light from the projection optical system 35 toward the objective lens 46 in the peripheral region of the hole.
  • Such a hole mirror 45 functions as a photographing diaphragm.
  • the hole mirror 45 combines the optical path of the illumination optical system 20 (projection optical system 35) with the optical path of the photographing optical system 40 arranged in the direction of the optical axis passing through the hole portion, and the peripheral region of the hole portion. It is configured to guide the reflected illumination light to the fundus Ef.
  • the optical axis of the photographing optical system 40 passes through the hole formed in the hole mirror 45, and the projection optical system 35 (illumination optical system 20) is arranged in the reflection direction of the hole mirror 45.
  • the configuration according to the embodiment is not limited to this.
  • the optical axis of the projection optical system 35 (illumination optical system 20) may pass through the hole formed in the hole mirror 45, and the photographing optical system 40 may be arranged in the reflection direction of the hole mirror 45.
  • the focusing lens 47 can be moved in the optical axis direction of the photographing optical system 40 by a moving mechanism (not shown).
  • the moving mechanism receives control from the control unit 100, which will be described later, and moves the focusing lens 47 in the optical axis direction.
  • the return light of the illumination light that has passed through the hole portion of the hole mirror 45 can be imaged on the light receiving surface of the image sensor 51 of the image pickup apparatus 50 according to the state of the eye E to be inspected.
  • the illumination light from the projection optical system 35 is reflected toward the objective lens 46 in the peripheral region of the hole formed in the hole mirror 45.
  • the illumination light reflected in the peripheral region of the hole mirror 45 is refracted by the objective lens 46, enters the eye through the pupil of the eye E to be inspected, and illuminates the fundus Ef of the eye E to be inspected.
  • the return light of the illumination light from the fundus Ef is refracted by the objective lens 46, passes through the hole of the hole mirror 45, passes through the focusing lens 47, passes through the relay lens 48, and is transmitted by the imaging lens 49.
  • An image is formed on the light receiving surface of the image sensor 51 of 50.
  • the image pickup apparatus 50 includes an image sensor 51 that receives the return light of the illumination light guided from the fundus Ef of the eye E to be inspected through the photographing optical system 40.
  • the image pickup apparatus 50 can receive control from the control unit 100, which will be described later, and can perform read-out control of the light reception result of the return light.
  • the image sensor 51 realizes a function as a pixelated receiver.
  • the light receiving surface (detection surface, imaging surface) of the image sensor 51 can be arranged at a position optically conjugate with the fundus Ef.
  • the light receiving result by the image sensor 51 is controlled by the control unit 100 described later and read out by the rolling shutter method.
  • Such an image sensor 51 includes a CMOS image sensor.
  • the image sensor 51 includes a plurality of pixels in which a plurality of pixels (light receiving elements) arranged in the row direction are arranged in the column direction.
  • the image sensor 51 includes a plurality of pixels, a plurality of vertical signal lines, and a horizontal signal line.
  • Each pixel includes a photodiode (light receiving element) and a capacitor.
  • a plurality of vertical signal lines are provided for each pixel group in the column direction (vertical direction) orthogonal to the row direction (horizontal direction). Each vertical signal line is selectively electrically connected to a group of pixels in which charges corresponding to the light reception result are accumulated.
  • the horizontal signal line is selectively electrically connected to a plurality of vertical signal lines.
  • Each pixel accumulates an electric charge corresponding to the result of receiving the return light, and the accumulated electric charge is sequentially read out for each pixel group in the row direction, for example.
  • a voltage corresponding to the electric charge accumulated in each pixel is supplied to the vertical signal line.
  • the plurality of vertical signal lines are selectively electrically connected to the horizontal signal lines.
  • FIG. 6 shows an operation explanatory diagram of the ophthalmic apparatus 1 according to the embodiment.
  • FIG. 6 schematically shows the illumination region IP of the slit-shaped illumination light applied to the fundus Ef and the opening range OP on the light receiving surface SR of the image sensor 51.
  • control unit 100 which will be described later, can irradiate the illumination region of a desired shape at an arbitrary position in the fundus Ef with the illumination light by controlling the DMD 24.
  • the illumination region IP of the slit-shaped illumination light can be sequentially moved in the direction (for example, the vertical direction) orthogonal to the slit direction (for example, the low direction and the horizontal direction).
  • a virtual opening range OP is set by changing the pixel to be read in line units by the control unit 100 described later.
  • the aperture range OP is preferably a range wider than the light receiving range IP'or the light receiving range IP'of the return light of the illumination light on the light receiving surface SR.
  • the control unit 100 which will be described later, executes the movement control of the aperture range OP in synchronization with the movement control of the illumination region IP of the illumination light in the fundus Ef.
  • FIGS. 7 and 8 schematically show an example of the control timing of the rolling shutter method for the image sensor 51.
  • FIG. 7 shows an example of the timing of reading control for the image sensor 51.
  • FIG. 8 shows the movement control timing of the illumination region IP (light receiving range IP ′ on the light receiving surface SR) of the illumination light in the fundus Ef superimposed on the read control timing of FIG.
  • the horizontal axis represents the number of rows of the image sensor 51, and the vertical axis represents time.
  • the number of rows of the image sensor 51 is assumed to be 1920, but the configuration according to the embodiment is not limited to the number of rows. Further, in FIG. 8, for convenience of explanation, it is assumed that the slit width (width in the row direction) of the slit-shaped illumination light is 40 rows.
  • the read control in the low direction includes reset control, exposure control, charge transfer control, and output control.
  • the reset control is a control that initializes the amount of electric charge accumulated in the pixels in the row direction.
  • the exposure control is a control in which light is applied to the photodiode and an electric charge corresponding to the amount of received light is accumulated in the capacitor.
  • the charge transfer control is a control for transferring the amount of charge stored in a pixel to a vertical signal line.
  • the output control is a control that outputs the amount of electric charge accumulated in a plurality of vertical signal lines via the horizontal signal lines. That is, as shown in FIG.
  • the read time T of the amount of charge accumulated in the pixels in the row direction is the time Tr required for reset control, the time (exposure time) Te required for exposure control, and the time Tc required for charge transfer control. , The sum of the time Toout required for output control.
  • the light receiving result (charge amount) accumulated in the pixels in a desired range in the image sensor 51 is acquired.
  • the frame rate FR is uniquely determined.
  • the illumination region of the fundus Ef of the illumination light having slit widths corresponding to a plurality of waxes is sequentially shifted in the direction corresponding to the column direction in the fundus Ef.
  • the illumination region of the fundus Ef of the illumination light is shifted in row units in the direction corresponding to the column direction every predetermined shift time ⁇ t.
  • the image sensor 51 is composed of one or more line sensors.
  • the OCT optical system 60 includes an interfering optical system for performing OCT measurement.
  • the interfering optical system splits the light from the OCT light source into a reference light and a measurement light, irradiates the test eye E with the measurement light, and combines the reference light passing through the reference light path and the return light of the measurement light from the test eye E.
  • the interfering light of is generated, and the generated interfering light is detected.
  • the measurement light is guided to the objective lens 46 via the dichroic mirror 61, refracted by the objective lens 46, and irradiated to the eye E (for example, fundus Ef) to be inspected.
  • the measurement light is scattered (including reflection) at various depth positions of the eye E to be inspected.
  • the backscattered light of the measurement light by the eye E to be examined travels in the same path as the outward path in the opposite direction and reaches the OCT optical system 60 as the return light of the measurement light.
  • the OCT optical system 60 may be a known optical system that performs a swept source type, spectral domain type, or time domain type OCT.
  • the dichroic mirror 61 reflects light in a wavelength range having a wavelength component used for OCT measurement as a central wavelength, and transmits light in a wavelength range having a wavelength component of illumination light illuminated by the illumination optical system 20 as a central wavelength. ..
  • FIG. 1 describes a case where the measurement optical system is the OCT optical system 60, but the measurement optical system included in the ophthalmic apparatus according to the embodiment is not limited to having the OCT function.
  • the ophthalmic apparatus 1 may be provided with measurement optical systems such as an optical power measurement function, an axial length measurement function, an intraocular pressure measurement function, and an ultrasonic examination function.
  • the axial length measurement function is realized by an optical interference tomography meter or the like.
  • the axial length measurement function projects light onto the eye to be inspected and detects the return light from the fundus while adjusting the position of the optical system in the optical axis direction (anterior-posterior direction) with respect to the eye to be inspected.
  • the axial length may be measured.
  • the intraocular pressure measurement function is realized by a tonometer or the like.
  • the ophthalmic apparatus 1 may be provided with a measurement optical system having two or more of the above functions.
  • the ophthalmic apparatus 1 having the above configuration has two or more imaging modes in which the size of the illumination region in the fundus Ef is different, and illuminates the illumination region corresponding to the designated imaging mode among the two or more imaging modes. It is possible to control the illumination optical system so as to illuminate with.
  • the two or more shooting modes include a fundus shooting mode and a tracking mode.
  • the fundus photography mode is a photography mode for acquiring a front image of a predetermined image area in the fundus Ef.
  • the tracking mode is a shooting mode for acquiring a front image for performing tracking control.
  • the imaging area in the tracking mode (that is, the illumination region of the illumination light) is narrower than the imaging area in the fundus photography mode.
  • the illumination optical system 20 When the fundus photography mode is specified as the photography mode, the illumination optical system 20 generates slit-shaped illumination light in which at least one of the length in the slit direction and the slit width is predetermined for the fundus photography mode. As a result, the illumination optical system 20 can illuminate an illumination region having a size predetermined for the fundus photography mode with the illumination light. Further, the image sensor 51 has an aperture range set so as to overlap the illumination range of the return light on the light receiving surface SR corresponding to the illumination region set for the fundus photography mode, and is obtained by the light receiving element having the set aperture range. It is controlled so that the received light reception results are sequentially captured.
  • the illumination optical system 20 When the tracking mode is specified as the shooting mode, the illumination optical system 20 generates slit-shaped illumination light in which at least one of the length in the slit direction and the slit width is predetermined for the tracking mode. Thereby, the illumination optical system 20 can illuminate the illumination area of a predetermined size for the tracking mode with the illumination light. Further, the image sensor 51 is obtained by a light receiving element having an aperture range set so as to overlap the illumination range of the return light on the light receiving surface SR corresponding to the illumination region set for the tracking mode. It is controlled so that the received light reception results are sequentially captured.
  • the length in the slit direction in the tracking mode is shorter than the length in the slit direction in the fundus photography mode.
  • the slit width in the tracking mode is narrower than the slit width in the fundus photography mode.
  • the length in the slit direction in the tracking mode is shorter than the length in the slit direction in the fundus photography mode, and the slit width in the tracking mode is narrower than the slit width in the fundus photography mode.
  • the fundus photography mode and the tracking mode have the same length in the slit direction, and the slit width in the tracking mode is narrower than the slit width in the fundus photography mode.
  • the fundus photography mode and the tracking mode have the same slit width, and the length in the slit direction in the tracking mode is shorter than the length in the slit direction in the fundus photography mode.
  • the illumination optical system 20 can change the light intensity per unit time of the illumination light according to the size of the illumination region of the illumination light in the fundus Ef which is changed by the designation of the photographing mode. Specifically, the illumination optical system 20 increases the light intensity when the size of the illumination region in the fundus Ef is switched to decrease, and increases the light intensity when the size of the illumination region is switched to increase.
  • the illumination light is generated so that In some embodiments, the illumination optics change the intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior segment of the eye E to be inspected is constant.
  • FIG. 9A and 9B show explanatory views of the fundus photography mode according to the embodiment.
  • FIG. 9A schematically shows the imaging region PA1 of the fundus Ef in the fundus photography mode and the illumination region IP1 of the illumination light moving in the imaging region PA1.
  • the horizontal axis schematically represents the position of the DMD 24 in the slit width direction on the light receiving surface, and the vertical axis represents the light intensity (per unit time) of the illumination light.
  • the illumination area IP1 of the illumination light is set so as to sequentially move the imaging area PA1 of the fundus Ef determined in advance corresponding to the fundus photography mode.
  • the illumination region IP1 sequentially moves in a direction orthogonal to the slit direction.
  • the image sensor 51 has an aperture range set so as to overlap the illumination range of the return light on the light receiving surface SR corresponding to the illumination region IP1, and sequentially captures the light receiving results obtained by the light receiving elements in the set aperture range. Is controlled by.
  • the illumination optical system 20 changes the light intensity of the illumination light according to the size of the illumination area IP1.
  • the light having the changed light intensity is reflected by the micromirror device at the on position in the slit width direction of the DMD 24 and guided to the projection optical system 35 as slit-shaped illumination light.
  • FIG. 10A and 10B show explanatory diagrams of the tracking mode according to the embodiment.
  • FIG. 10A schematically shows the imaging region PA2 of the fundus Ef in the tracking mode and the illumination region IP2 of the illumination light moving in the imaging region PA2.
  • the horizontal axis schematically represents the position of the DMD 24 in the slit width direction on the light receiving surface, and the vertical axis represents the light intensity of the illumination light.
  • the illumination area IP2 of the illumination light is set so as to sequentially move the imaging area PA2 of the fundus Ef determined in advance corresponding to the tracking mode.
  • the illumination region IP2 sequentially moves in a direction orthogonal to the slit direction.
  • the image sensor 51 has an aperture range set so as to overlap the illumination range of the return light on the light receiving surface SR corresponding to the illumination region IP2, and sequentially captures the light receiving results obtained by the light receiving elements in the set aperture range. Is controlled by.
  • the imaging area PA2 is set so as to include the region of interest in the fundus Ef.
  • sites of interest include optic discs, blood vessels, diseased areas, characteristic sites such as treatment scars, and sites designated using the operating section described below.
  • the imaging region PA2 is set to include the optic disc.
  • the illumination optical system 20 changes the light intensity of the illumination light according to the size of the illumination area IP2.
  • the light having the changed light intensity is reflected by the micromirror device at the on position in the slit width direction of the DMD 24 and guided to the projection optical system 35 as slit-shaped illumination light.
  • the tracking mode the light intensity of the return light from the fundus Ef is higher than in the fundus photography mode, the SNR of the return light reception result is improved, and the height of the image formed based on the return light reception result is high. Image quality can be improved. As a result, it becomes possible to observe the region of interest in detail and acquire an image necessary for highly accurate tracking.
  • the light intensity of the illumination light generated by the DMD 24 is changed by controlling the light source 10 to change the light intensity of the light output from the light source 10.
  • the variable dimming filter 11 is controlled to change the light intensity of the light reaching the DMD 24, thereby changing the light intensity of the illumination light generated by the DMD 24.
  • the light source 10 and the variable dimming filter 11 are controlled to change the light intensity of the illumination light generated by the DMD 24.
  • the light source 10 is controlled to reduce the light intensity of the light output from the light source 10
  • the variable dimming filter 11 is controlled to further reduce the light intensity of the light output from the light source 10. That is, the variable dimming filter 11 is used to compensate for the dimming amount of the light source 10.
  • variable dimming filter 11 is controlled to reduce the light intensity of the light output from the light source 10
  • the light source 10 is further controlled to further reduce the light intensity of the light output from the light source 10. That is, the light source 10 is used to compensate for the amount of dimming of the variable dimming filter 11.
  • the ophthalmic apparatus 1 further comprises an fixation projection system.
  • the optical path of the fixation projection system is coupled to the optical path of the photographing optical system 40 in the configuration of the optical system shown in FIG.
  • the fixation projection system can present an internal fixation target or an external fixation target to the eye E to be inspected.
  • the fixation projection system includes an LCD that displays the internal fixation target under the control of a control unit described later, and receives the fixation light flux output from the LCD. It is projected onto the fundus of optometry E.
  • the LCD is configured so that the display position of the fixation target on the screen can be changed.
  • the display position of the fixation target on the LCD By changing the display position of the fixation target on the LCD, it is possible to change the projection position of the fixation target on the fundus of the eye E to be inspected.
  • the display position of the fixation target on the LCD can be specified by the user by using the operation unit described later.
  • the ophthalmic apparatus 1 includes an alignment system.
  • the alignment system includes an XY alignment system and a Z alignment system.
  • the XY alignment system is used to align the device optical system and the eye E to be inspected in a direction intersecting the optical axis of the device optical system (objective lens 46).
  • the Z alignment system is used to align the device optical system and the eye E to be inspected in the direction of the optical axis of the ophthalmic device 1 (objective lens 46).
  • the XY alignment system projects a bright spot (bright spot in the infrared region or near infrared region) on the eye E to be inspected.
  • the data processing unit described later acquires the anterior segment image of the eye E to be inspected on which the bright spot is projected, and obtains the displacement between the bright spot image drawn on the acquired anterior segment image and the alignment reference position.
  • the control unit which will be described later, relatively moves the device optical system and the eye E to be inspected in a direction intersecting the direction of the optical axis by a moving mechanism (moving mechanism 1D) (not shown) so as to cancel the obtained displacement.
  • the Z alignment system projects the alignment light in the infrared region or the near infrared region from a position off the optical axis of the device optical system, and receives the alignment light reflected by the anterior segment of the eye E to be inspected.
  • the data processing unit 200 specifies the distance of the eye to be inspected E to the optical system of the apparatus from the receiving position of the alignment light that changes according to the distance of the eye to be inspected E to the optical system of the apparatus.
  • the control unit 100 relatively moves the device optical system and the eye E to be inspected in the direction of the optical axis by a moving mechanism (moving mechanism 1D) (not shown) so that the specified distance becomes a desired working distance.
  • the function of the alignment system is realized by two or more anterior segment cameras located off the optical axis of the device optical system.
  • the data processing unit described later analyzes the anterior segment image of the eye E to be inspected substantially simultaneously acquired by two or more anterior segment cameras.
  • the three-dimensional position of the eye E to be inspected is specified by using a known trigonometry.
  • the control unit which will be described later, is a moving mechanism (moving mechanism) (moving mechanism) (not shown) so that the optical axis of the optical system of the device substantially coincides with the axis of the eye E to be inspected and the distance of the optical system of the device to the eye E to be examined is a predetermined operating distance. According to 1D), the device optical system and the eye E to be inspected are relatively moved three-dimensionally.
  • FIG. 11 shows a block diagram of a configuration example of the control system of the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • control system of the ophthalmic apparatus 1 is mainly composed of the control unit 100.
  • at least a part of the structure of the control system may be included in the ophthalmic apparatus 1.
  • the control unit 100 controls each unit of the ophthalmic apparatus 1.
  • the control unit 100 includes a main control unit 101 and a storage unit 102.
  • the main control unit 101 includes a processor and executes processing according to a program stored in the storage unit 102 to execute control processing of each unit of the ophthalmic apparatus 1.
  • the main control unit 101 controls the light source 10, the moving mechanism 1D, the illumination optical system 20, the imaging optical system 40, the imaging device 50, the OCT optical system 60, and the data processing unit 200. Do.
  • the control of the light source 10 includes switching on / off (or a wavelength region of light) of the light source, control of changing the amount or intensity of light output from the light source, and the like.
  • the moving mechanism 1D relatively moves the eye E to be inspected and the device optical system (illumination optical system 20, projection optical system 35, and photographing optical system 40) included in the ophthalmic device 1 by a known mechanism.
  • the moving mechanism 1D receives control from the main control unit 101 and three-dimensionally moves the relative position of the device optical system with respect to the eye E to be inspected.
  • the relative position of the device optical system with respect to the eye E to be inspected is changed to at least one direction in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • Control of the moving mechanism 1D is performed in alignment and tracking. Tracking is to move the optical system of the device so as to follow the movement of the eye E to be inspected (eye movement or the like).
  • Tracking maintains a suitable alignment and focus relationship by moving the device optical system in real time according to the position or orientation of the eye E to be inspected based on the image obtained by photographing the eye E to be inspected. It is a function.
  • the image used for tracking may be a moving image or a plurality of time-series still images acquired in sequence.
  • the control of the illumination optical system 20 includes the control of the moving mechanisms 21D, 23D and 25D, and the control of the DMD24.
  • the moving mechanism 21D moves the iris diaphragm 21 in the optical axis direction (along the optical path of the illumination light) of the illumination optical system 20.
  • the main control unit 101 can arrange the iris diaphragm 21 at a position corresponding to the state of the eye E to be inspected.
  • the state of the eye to be inspected E includes the shape of the fundus Ef, the refractive power, the axial length, and the like.
  • the refractive power can be obtained from a known ocular refractive power measuring device as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-293430 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-259495.
  • the axial length can be obtained from a known axial length measuring device or a measured value of an optical interference tomogram.
  • the moving mechanism 23D moves the relay lens 23 in the optical axis direction of the illumination optical system 20.
  • the main control unit 101 can arrange the relay lens 23 at a position corresponding to the state of the eye E to be inspected.
  • the moving mechanism 25D moves the relay lens 25 in the optical axis direction of the illumination optical system 20.
  • the main control unit 101 can arrange the relay lens 25 at a position corresponding to the state of the eye E to be inspected.
  • the storage unit 102 stores the first control information in which the position of the relay lens 25 on the optical axis of the illumination optical system 20 is associated in advance according to the refractive power.
  • the main control unit 101 specifies the position of the relay lens 25 corresponding to the refractive power with reference to the first control information, and controls the moving mechanism 25D so that the relay lens 25 is arranged at the specified position.
  • the main control unit 101 can arrange the position of the iris diaphragm 21 at a position optically substantially conjugated with the iris of the eye E to be inspected by controlling the moving mechanism 23D.
  • the DMD24 is controlled by controlling the length of the illumination light in the slit direction, controlling the slit width of the illumination light, controlling the position and shape of the illumination region in the fundus Ef, and controlling the movement direction and the movement speed of the illumination region in the fundus Ef. Etc. are included.
  • the control of the photographing optical system 40 includes the control of the moving mechanism 47D.
  • the moving mechanism 47D moves the focusing lens 47 in the optical axis direction of the photographing optical system 40.
  • the main control unit 101 can control the moving mechanism 47D based on the analysis result of the image acquired by using the image sensor 51. Further, the main control unit 101 can control the movement mechanism 47D based on the operation content of the user using the operation unit 110 described later.
  • the control of the image pickup apparatus 50 includes the control of the image sensor 51 (rolling shutter control) synchronized with the irradiation timing of the illumination light in the fundus Ef using the DMD 24.
  • the control of the image sensor 51 includes control of the aperture range on the light receiving surface corresponding to the illumination region of the illumination light in the fundus Ef, control of capturing the light receiving result obtained by the light receiving element in the aperture range, and the like.
  • the capture control of the light reception result includes reset control, exposure control, charge transfer control, output control and the like. Further, it is possible to change the time Tr required for reset control, the time (exposure time) Te required for exposure control, the time Tc required for charge transfer control, the time Tout required for output control, and the like.
  • the control of the OCT optical system 60 includes control of the OCT light source, control of the optical path length difference between the measurement light and the reference light, focus control of the measurement light, polarization control of the measurement light or the reference light, detection control of the interference light, and the like. ..
  • the control of the data processing unit 200 includes various image processing and analysis processing for the light receiving result acquired from the image sensor 51.
  • the image processing includes noise removal processing for the light reception result, brightness correction processing for making it easier to identify a predetermined portion drawn in the light reception image based on the light reception result, and an OCT image (two-dimensional image, 2D image) based on the interference light detection result.
  • OCT image two-dimensional image, 2D image
  • the analysis process includes a process of specifying a region of interest, a process of specifying tracking control contents, a process of specifying a focused state, and the like.
  • the data processing unit 200 forms a light receiving image corresponding to an arbitrary aperture range based on the light receiving result read from the image sensor 51 by the rolling shutter method under the control of the main control unit 101 (control unit 100). It is possible to do.
  • the data processing unit 200 can sequentially form light receiving images corresponding to the aperture range, and can form an image of the eye E to be inspected from the formed plurality of light receiving images.
  • the data processing unit 200 can execute a process of specifying a region of interest in the fundus Ef for tracking control. For example, the data processing unit 200 identifies an image region corresponding to a region of interest in the fundus Ef based on the pixel value of the image of the fundus Ef. In some embodiments, an image area corresponding to a region of interest is specified in the image of the fundus Ef acquired in the fundus photography mode, and tracking is performed based on the positional relationship between the image area in the fundus photography mode and the image area in the tracking mode. The image area corresponding to the region of interest in the imaging area in the mode is specified.
  • the data processing unit 200 determines the displacement of the position of the attention portion in the image of the fundus Ef obtained in the tracking mode with reference to the position of the attention portion (image area) drawn on the reference image. Identify and identify the tracking control content based on the identified displacement. Examples of the reference image include a predetermined image, an image of the fundus Ef acquired one or more frames before the frame to be analyzed in the tracking mode, and the like.
  • the main control unit 101 can control the movement mechanism 1D based on the specified tracking control content to execute the tracking control.
  • the data processing unit 200 identifies the displacement of the position of interest in the image of the fundus Ef obtained in the tracking mode with reference to a predetermined reference position, and is based on the identified displacement. Identify the tracking control content.
  • the reference position include a position corresponding to the optical axis of the photographing optical system 40 (illumination optical system 20) and a predetermined position (center position, etc.) of the fundus Ef in the image.
  • the data processing unit 200 realizes the above function by performing processing according to a program stored in the storage unit or the like, including the processor.
  • the storage unit 102 stores various computer programs and data.
  • the computer program includes an arithmetic program and a control program for controlling the ophthalmic apparatus 1.
  • the operation unit 110 includes an operation device or an input device.
  • the operation unit 110 includes buttons and switches (for example, an operation handle, an operation knob, etc.) provided on the ophthalmic apparatus 1 and an operation device (mouse, keyboard, etc.). Further, the operation unit 110 may include any operation device or input device such as a trackball, an operation panel, a switch, a button, and a dial.
  • the display unit 120 displays the image of the eye E to be inspected generated by the data processing unit 200.
  • the display unit 120 includes a display device such as a flat panel display such as an LCD (Liquid Crystal Display). Further, the display unit 120 may include various display devices such as a touch panel provided on the housing of the ophthalmic apparatus 1.
  • the operation unit 110 and the display unit 120 do not need to be configured as separate devices.
  • a device such as a touch panel in which a display function and an operation function are integrated.
  • the operation unit 110 includes the touch panel and a computer program.
  • the operation content for the operation unit 110 is input to the control unit 100 as an electric signal.
  • the graphical user interface (GUI) displayed on the display unit 120 and the operation unit 110 may be used to perform operations and information input.
  • the functions of the display unit 120 and the operation unit 110 are realized by a touch screen.
  • the DMD24 is an example of the "optical modulator” according to the embodiment.
  • the data processing unit 200 is an example of the "image forming unit” according to the embodiment.
  • the moving mechanism 1D is an example of the "first moving mechanism” according to the embodiment.
  • the moving mechanism 25D is an example of the "second moving mechanism” according to the embodiment.
  • the moving mechanism 21D or the moving mechanism 23D is an example of the "third moving mechanism” according to the embodiment.
  • FIG. 12 shows a flow chart of an operation example when the fundus photography is performed by switching the photographing mode.
  • FIG. 13A shows a flow chart of an operation example of step S4 of FIG.
  • FIG. 13B shows a flow chart of an operation example of step S6 of FIG.
  • the storage unit 102 stores a computer program for realizing the processes shown in FIGS. 12, 13A, and 13B.
  • the main control unit 101 executes the processes shown in FIGS. 12, 13A, and 13B by operating according to this computer program.
  • an alignment system completes the alignment of the device optical system with respect to the eye E to be inspected
  • an fixation projection system guides the fixation target to the fundus of the eye E to be examined. Is projected.
  • the main control unit 101 acquires the refractive power of the eye E to be inspected from an external ophthalmic measuring device or an electronic medical record.
  • the main control unit 101 controls the moving mechanism 25D according to the refractive power of the eye E to be inspected acquired in step S1 to change the position of the relay lens 25 on the optical axis of the illumination optical system 20.
  • the DMD 24 is arranged at a position optically conjugate with the fundus Ef.
  • the main control unit 101 specifies the position of the relay lens 25 corresponding to the refractive index with reference to the first control information stored in the storage unit 102, and the relay lens 25 is arranged at the specified position.
  • the moving mechanism 25D is controlled so as to be performed.
  • the main control unit 101 further controls the movement mechanism 23D to cancel the shift in position substantially conjugate with the iris due to the movement of the relay lens 25.
  • the main control unit 101 determines whether or not the shooting mode is set to the tracking mode. For example, the main control unit 101 determines whether or not the shooting mode is set to the tracking mode based on the operation content of the user using the operation unit 110.
  • step S4 When it is determined that the photographing mode is set to the tracking mode (S3: Y), the operation of the ophthalmic apparatus 1 shifts to step S4.
  • the imaging mode is set to the fundus imaging mode (S3: Y)
  • the operation of the ophthalmologic apparatus 1 shifts to step S7.
  • step S4 Start tracking control
  • the main control unit 101 starts tracking control. The details of step S4 will be described later.
  • the main control unit 101 controls the OCT optical system 60 to execute the OCT measurement. That is, the OCT measurement is executed during the tracking control started in step S4.
  • the OCT measurement interference light is detected, an OCT image or an OCT angiogram is formed based on the detection result of the interference light, and the like.
  • step S5 it is possible to execute the measurement using the measurement optical system provided in the ophthalmic apparatus during the tracking control executed in step S4.
  • the measurement optical system provided in the ophthalmic apparatus is an optical system having a refractive power measurement function or the like
  • the refractive power measurement or the like is executed during the tracking control started in step S4.
  • step S6 Set to fundus photography mode
  • the main control unit 101 executes fundus photography. The details of step S6 will be described later.
  • step S5 or step S6 When the process of step S5 or step S6 is completed, the operation of the ophthalmic apparatus 1 is completed (end).
  • Step S4 in FIG. 12 is executed according to the flow shown in FIG. 13A.
  • the main control unit 101 controls the DMD 24 to set the illumination area of the size for the tracking mode with respect to the fundus Ef (illumination area control step, First illumination area control step).
  • the main control unit 101 controls at least one of the light source 10 and the variable dimming filter 11 to adjust the light intensity of the illumination light generated in the illumination optical system 20 (light intensity control step, first. 1 Light intensity control step).
  • the main control unit 101 changes the light intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior eye portion of the eye E to be inspected becomes constant.
  • the main control unit 101 controls the light source 10 and the DMD 24 to irradiate the illumination region set in step S11 with slit-shaped illumination light in order to start fundus photography in the tracking mode.
  • the main control unit 101 acquires the light receiving result of the pixels in the aperture range on the light receiving surface of the image sensor 51 corresponding to the illumination region of the illumination light irradiated to the fundus Ef in step S13 (image sensor control step). ).
  • the main control unit 101 determines whether or not there is an illumination region (illumination position) to be irradiated with the illumination light next.
  • the main control unit 101 determines whether or not the illumination area of the sequentially moved illumination light covers the predetermined imaging area of the fundus Ef, so that there is an illumination area to be irradiated with the illumination light next. It is possible to determine whether or not.
  • step S16 when it is determined that there is an illumination area to be irradiated with the illumination light (S15: Y), the operation of the ophthalmic apparatus 1 shifts to step S16.
  • step S17 when it is determined that there is no illumination area to be irradiated with the illumination light (S15: N), the operation of the ophthalmic apparatus 1 shifts to step S17.
  • step S15 when it is determined that there is an illumination area to be irradiated with the illumination light next (S15: Y), the main control unit 101 controls the DMD 24 so as to set the illumination area at the position to be irradiated next. To do. After that, the operation of the ophthalmic apparatus 1 shifts to step S13.
  • step S15 When it is determined in step S15 that there is no illumination region to be irradiated with the illumination light (S15: N), the main control unit 101 controls the data processing unit 200 to form an image of the eye E to be inspected. (First image formation step).
  • the data processing unit 200 forms an image of the eye E to be inspected from the light receiving results repeatedly acquired while changing the illumination area of the illumination light so as to cover the imaging area in the fundus Ef in steps S13 and S14.
  • the main control unit 101 controls the data processing unit 200 to analyze the image formed in step S17 and specify the tracking control content.
  • the data processing unit 200 identifies an image region corresponding to the optic nerve head in the fundus Ef, for example, based on the pixel value of the image of the fundus Ef formed in step S17. After that, the data processing unit 200 identifies the displacement of the position of the image region specified in the current frame with reference to the position of the image region corresponding to the optic nerve head in the image of the fundus Ef obtained before the current frame.
  • the tracking control content is specified based on the specified displacement. Examples of tracking control contents include a shift amount and a shift direction of the relative position of the device optical system with respect to the eye E to be inspected.
  • step S19 Control the moving mechanism
  • the main control unit 101 controls the movement mechanism 1D based on the tracking control content specified in step S18 to change the relative position of the device optical system with respect to the eye E to be inspected (tracking control step).
  • the main control unit 101 determines whether or not to end the tracking control. For example, the main control unit 101 determines whether or not to end the tracking control based on an instruction from the user using the operation unit 110. For example, the main control unit 101 determines whether or not the tracking control is terminated by determining whether or not the fundus photography in step S8 is completed.
  • step S21 Initialize the lighting area
  • step S20 the main control unit 101 initializes the illumination area in order to set the illumination area of the size for the tracking mode with respect to the fundus Ef again. To become.
  • the operation of the ophthalmic apparatus 1 proceeds to step S13.
  • Step S6 in FIG. 12 is executed according to the flow shown in FIG. 13B.
  • Step S31 Set the lighting area
  • the main control unit 101 controls the DMD 24 to set the illumination area of the size for the fundus photography mode with respect to the fundus Ef (illumination area control).
  • the main control unit 101 controls at least one of the light source 10 and the variable dimming filter 11 to adjust the light intensity of the illumination light generated in the illumination optical system 20 (light intensity control step, first. 2 Light intensity control step).
  • the main control unit 101 changes the light intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior eye portion of the eye E to be inspected becomes constant.
  • the main control unit 101 controls the light source 10 and the DMD 24 to irradiate the illumination region set in step S31 with the slit-shaped illumination light in order to start the fundus photography in the fundus photography mode.
  • the main control unit 101 acquires the light receiving result of the pixels in the aperture range on the light receiving surface of the image sensor 51 corresponding to the illumination region of the illumination light irradiated to the fundus Ef in step S33 (image sensor control step). ).
  • the main control unit 101 determines whether or not there is an illumination region (illumination position) to be irradiated with the illumination light next.
  • the main control unit 101 determines whether or not the illumination area of the sequentially moved illumination light covers the predetermined imaging area of the fundus Ef, so that there is an illumination area to be irradiated with the illumination light next. It is possible to determine whether or not.
  • step S36 when it is determined that there is an illumination area to be irradiated with the illumination light (S35: Y), the operation of the ophthalmic apparatus 1 shifts to step S36.
  • step S37 when it is determined that there is no illumination area to be irradiated with the illumination light (S35: N), the operation of the ophthalmic apparatus 1 shifts to step S37.
  • step S35 when it is determined that there is an illumination area to be irradiated with the illumination light next (S35: Y), the main control unit 101 controls the DMD 24 so as to set the illumination area at the position to be irradiated next. To do. After that, the operation of the ophthalmic apparatus 1 shifts to step S33.
  • step S35 when it is determined that there is no illumination area to be irradiated with the illumination light (S35: N), the main control unit 101 controls the data processing unit 200 to form an image of the eye E to be inspected. (Second image formation step).
  • the data processing unit 200 forms an image of the eye E to be inspected from the light receiving results repeatedly acquired while changing the illumination area of the illumination light so as to cover the imaging area in the fundus Ef in steps S33 and S34.
  • the main control unit 101 when the shooting mode is set to the tracking mode (first shooting mode), the main control unit 101 illuminates a predetermined lighting area (first lighting area) corresponding to the tracking mode with the illumination light.
  • the data processing unit 200 is made to form a tracking image (first image) based on the light receiving result obtained thereby.
  • the main control unit 101 controls the movement mechanism 1D based on the formed image to execute tracking control.
  • the shooting mode is set to the fundus shooting mode (second shooting mode)
  • the main control unit 101 corresponds to the fundus shooting mode and illuminates a lighting area (second lighting area) wider than the above-mentioned lighting area.
  • the data processing unit 200 is made to form an image (second image) of the fundus Ef based on the light receiving result obtained by illuminating with light.
  • the first embodiment it is possible to provide an ophthalmic apparatus capable of high-speed imaging of a region of interest with a simple configuration.
  • the illumination light is generated so that the light intensity increases when the size of the photographing area is reduced, the light intensity of the return light from the region of interest increases, and the SNR of the light reception result of the return light is improved. It is possible to improve the image quality of the image formed based on the result of receiving the return light. As a result, it becomes possible to observe the region of interest in detail and acquire an image necessary for highly accurate tracking.
  • the configuration of the ophthalmic apparatus according to the embodiment is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the ophthalmic apparatus according to the second embodiment has a simpler configuration and has the same effect as the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the ophthalmic apparatus according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 14 shows a configuration example of the optical system of the ophthalmic apparatus according to the second embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the configuration of the ophthalmic apparatus 1a according to the second embodiment is different from the configuration of the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment in that the illumination optical system 20a is provided instead of the illumination optical system 20 and the projection optical system 35.
  • the configuration of the illumination optical system 20a differs from the configuration of the illumination optical system 20 in that the iris diaphragm 21 is removed.
  • the difference in the configuration of the projection optical system 35a from the configuration of the projection optical system 35 is that the black dot plate 42 is removed.
  • the configuration of the photographing optical system 40a differs from the configuration of the photographing optical system 40 in that a beam splitter BS is provided instead of the hole mirror 45.
  • the beam splitter BS reflects the illumination light from the projection optical system 35a and guides it to the objective lens 46, and also transmits the return light of the illumination light transmitted through the objective lens 46 toward the focusing lens 47.
  • the beam splitter BS is an example of the "optical path coupling member" according to the embodiment.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained with a simpler configuration as compared with the first embodiment.
  • the ophthalmic apparatus according to the third embodiment generates slit-shaped illumination light using a slit having an opening, and deflects the slit-shaped illumination light using an optical scanner to obtain an imaging region in the fundus Ef. Move the illumination area of the illumination light so as to cover.
  • the ophthalmic apparatus according to the third embodiment will be described focusing on the differences from the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 15 shows a configuration example of the optical system of the ophthalmic apparatus according to the third embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the condenser lens 12 of FIG. 1 is assumed to be built in the light source 10.
  • the configuration of the ophthalmic apparatus 1b according to the third embodiment is different from the configuration of the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment in that the illumination optical system 20b is provided instead of the illumination optical system 20.
  • the illumination optical system 20b includes an iris diaphragm 21, a slit 22, relay lenses 23 and 25, and an optical scanner 30.
  • the slit 22 is arranged between the iris diaphragm 21 and the optical scanner 30.
  • the relay lens 23 is arranged between the iris diaphragm 21 and the slit 22.
  • the relay lens 25 is arranged between the optical scanner 30 and the slit 22.
  • the slit 22 (specifically, the opening described later) can be arranged at a position optically conjugate with the fundus Ef of the eye E to be inspected.
  • the slit 22 is formed with an opening in a direction corresponding to the line direction (low direction) read from the image sensor 51 described later by the rolling shutter method.
  • the opening formed in the slit 22 defines the illumination pattern of the illumination light in the fundus Ef of the eye E to be inspected.
  • the slit 22 can be moved in the optical axis direction of the illumination optical system 20b by a moving mechanism (moving mechanism 22D described later).
  • the moving mechanism receives control from the control unit 100b, which will be described later, and moves the slit 22 in the optical axis direction.
  • the control unit 100b controls the movement mechanism according to the state of the eye E to be inspected.
  • the position of the slit 22 can be moved according to the state of the eye E to be inspected (specifically, the refractive power and the shape of the fundus Ef).
  • the slit 22 is configured so that the shape (size) of the opening can be changed according to the shooting mode.
  • FIG. 16 shows an explanatory diagram of a configuration example of the slit 22 according to the third embodiment.
  • the slit 22 is changed to a slit-shaped opening for irradiating the illumination area for the tracking mode with illumination light (slit 22B in FIG. 16). Further, the slit 22 is changed to a slit-shaped opening for irradiating the illumination area for the fundus photography mode with the illumination light when the photographing mode is designated as the fundus photography mode (slit 22A in FIG. 16). That is, the size of the slit-shaped opening in the tracking mode is smaller than the size of the slit-shaped opening in the fundus photography mode.
  • the slit 22 includes two or more slits having different openings, and two or more slits are selectively arranged in the optical path of the light from the light source 10 according to the shooting mode.
  • the slit 22 includes a liquid crystal shutter and forms an opening having a shape corresponding to a shooting mode.
  • the length of the opening in the slit direction in the tracking mode is shorter than the length in the slit direction of the opening in the fundus photography mode.
  • the slit width of the opening in the tracking mode is narrower than the slit width of the opening in the fundus photography mode.
  • the slit-direction length of the opening in the tracking mode is shorter than the slit-direction length of the opening in the fundus photography mode, and the slit width of the opening in the tracking mode is the opening in the fundus photography mode. It is narrower than the slit width of.
  • the fundus photography mode and the tracking mode have the same length in the slit direction, and the slit width of the opening in the tracking mode is narrower than the slit width of the opening in the fundus photography mode. In some embodiments, the fundus photography mode and the tracking mode have the same slit width, and the length of the opening in the tracking mode in the slit direction is shorter than the length of the opening in the fundus photography mode in the slit direction.
  • the slit 22 is configured to be able to change at least one of the positions and shapes of the openings depending on the condition of the eye E to be inspected without being moved in the optical axis direction.
  • the function of such a slit 22 is realized by, for example, a liquid crystal shutter.
  • the light from the light source 10 that has passed through the opening formed in the iris diaphragm 21 is output as slit-shaped illumination light by passing through the opening formed in the slit 22.
  • the slit-shaped illumination light passes through the relay lens 23 and is guided to the optical scanner 30.
  • the optical scanner 30 is arranged at a position substantially conjugate with the iris of the eye E to be inspected.
  • the optical scanner 30 deflects the slit-shaped illumination light (slit-shaped light that has passed through the opening formed in the slit 22) that passes through the relay lens 23.
  • the optical scanner 30 sequentially illuminates a predetermined illumination region of the fundus Ef while changing the deflection angle within a predetermined deflection angle range with the iris of the eye E to be inspected or its vicinity as the scan center position.
  • the slit-shaped illumination light of the above is deflected and guided to the projection optical system 35.
  • the optical scanner 30 can deflect the illumination light one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the optical scanner 30 includes a galvano scanner that deflects the illumination light within a predetermined deflection angle range with reference to a predetermined deflection direction.
  • the optical scanner 30 includes a first galvano scanner and a second galvano scanner.
  • the first galvano scanner deflects the illumination light so as to move the illumination region of the illumination light in the horizontal direction orthogonal to the optical axis of the illumination optical system 20.
  • the second galvano scanner deflects the illumination light deflected by the first galvano scanner so as to move the illumination region of the illumination light in the direction perpendicular to the optical axis of the illumination optical system 20.
  • Scanning modes that move the illuminated area of the illumination light by the optical scanner 30 include, for example, horizontal scan, vertical scan, cross scan, radial scan, circular scan, concentric circular scan, spiral scan, and the like.
  • FIG. 17 shows a configuration example of the illumination optical system 20b according to the third embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the rear focal position F1 of the relay lens 25 is arranged at a position optically conjugate with the iris of the eye E to be inspected.
  • the optical scanner 30 arranged at a position substantially conjugate with the iris of the eye E to be inspected as described above is arranged at or near the rear focal position F1 of the relay lens 25. Therefore, even when the slit 22 is moved in the optical axis direction according to the refractive power of the eye E to be inspected, the slit image projected on the fundus Ef (the opening formed in the slit 22) is projected regardless of the refractive power of the eye E to be inspected. The size of the image) formed by the light passing through the part does not change. This means that even if the slit 22 moves in the optical axis direction, the projection magnification of the slit image on the fundus Ef does not change.
  • the optical scanner 30 by arranging the optical scanner 30 at the rear focal position F1 (or its vicinity) of the relay lens 25, the relay lens 25, the relay lenses 41, 42, and the objective lens 46 have a bardal optical system. Is configured.
  • the projected angle of view (projection magnification) (longitudinal direction and lateral direction of the slit 22) of the slit image with respect to the visual axis of the eye E to be inspected can be made constant regardless of the refractive power of the eye E to be inspected.
  • the deflection operation speed of the optical scanner 30 can be made constant, and the control of the optical scanner 30 can be simplified. Can be done.
  • the projected angle of view (projection magnification) of the slit image with respect to the visual axis of the eye E is constant regardless of the refractive power of the eye E to be inspected
  • the slit image in the fundus Ef is constant regardless of the refractive power of the eye E to be inspected.
  • the illuminance of is constant.
  • the projection magnification is constant as described above, so that the slit 22 provided for acquiring a slit image of a predetermined size is provided. It is not necessary to provide a margin in the length in the longitudinal direction.
  • the iris diaphragm 21 is arranged at or near the front focal position F2 of the relay lens 23.
  • the posterior focal position F1 of the relay lens 25 is a position optically substantially coupled to the iris of the eye E to be inspected, and the iris diaphragm 21 is arranged at the anterior focal position F2 of the relay lens 23. Therefore, the projection magnification from the iris diaphragm 21 to the optical scanner 30 (located at the rear focal length position F1) is determined by the focal length f1 of the relay lens 25 and the focal length f2 of the relay lens 23. At this time, the projection magnification is (f1 / f2).
  • the ophthalmic apparatus needs to form an image of the iris diaphragm 21 with a predetermined size on the iris of the eye E to be inspected.
  • the projection magnification from the iris of the eye E to be examined to the optical scanner 30 via the objective lens 46 is a known projection magnification
  • an image of the iris diaphragm 21 having a predetermined size may be projected on the optical scanner 30.
  • the projection magnification from the iris diaphragm 21 to the optical scanner 30 is determined by the focal length f1 of the relay lens 25 and the focal length f2 of the relay lens 23.
  • the focal lengths f1 and f2 it is possible to easily form an image of the iris diaphragm 21 with a predetermined size on the iris of the eye E to be inspected.
  • only the focal length f2 is modified while the focal length f1 remains fixed.
  • the light source emits high-intensity light for photographing the fundus Ef.
  • the light sources that are generally available have a limited size of the light emitting surface (light emitting area, output luminous flux cross-sectional size), and the iris has a projection magnification corresponding to the size of the light emitting surface of the light source. It is necessary to project the image of the aperture 21 onto the optical scanner 30.
  • the projection magnification from the iris diaphragm 21 to the optical scanner 30 can be changed by changing at least one of the focal lengths f1 and f2, so that the image of the iris diaphragm 21 of an arbitrary size can be changed. Can be projected on the optical scanner 30 in a desired size.
  • an image of the iris diaphragm 21 of a desired size can be projected on the optical scanner 30 by simply changing at least one of the focal lengths f1 and f2.
  • the degree of freedom in system design is improved.
  • the amount of movement of the slit 22 with respect to the change in the refractive power of the eye E to be inspected (sensitivity of the movement of the slit 22 with respect to the change in the refractive power) is fixed. This makes it possible to further improve the degree of freedom in designing the optical system.
  • the effective diameter of one or more lenses constituting the relay lens 25 can be reduced.
  • a slit 22 is arranged between the optical scanner 30 and the iris diaphragm 21 at a position substantially conjugate with the fundus Ef of the eye E to be inspected.
  • the slit 22 can move in the optical axis direction according to the refractive power of the eye E to be inspected.
  • the projection magnification from the iris diaphragm 21 to the optical scanner 30 is determined by the first distance between the optical scanner 30 and the relay lens 25 and the second distance between the iris diaphragm 21 and the relay lens 25. When the distance is shortened, the second distance also needs to be shortened.
  • the first distance becomes longer and the effective diameter of the relay lens 25 becomes longer. growing.
  • the projection magnification can be adjusted by using the relay lens 23 even if the first distance is shortened. As a result, it becomes possible to shorten the first distance while securing the moving space of the slit 22 in the optical axis direction and maintaining the conjugate relationship with the iris and the fundus Ef, and the relay lens 25.
  • the effective diameter of one or more lenses constituting the above can be reduced.
  • the effective diameter of one or more lenses constituting the relay lens 25 can be reduced, the length of the optical system from the optical scanner 30 to the light source 10 can be reduced.
  • the slit-shaped illumination light generated as described above is deflected by the optical scanner 30 and guided to the projection optical system 35.
  • the illumination light deflected by the optical scanner 30 passes through the relay lens 41, passes through the black dot plate 42, and is reflected by the reflection mirror 43 toward the hole mirror 45.
  • FIG. 18 shows a block diagram of a configuration example of the control system of the ophthalmic apparatus 1b according to the third embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • control system of the ophthalmic apparatus 1b is mainly composed of the control unit 100b.
  • at least a part of the structure of the control system may be included in the ophthalmic apparatus 1.
  • Control unit 100b The control unit 100b controls each unit of the ophthalmic apparatus 1b in the same manner as the control unit 100.
  • the control unit 100b includes a main control unit 101b and a storage unit 102b.
  • the main control unit 101b includes a processor and executes processing according to a program stored in the storage unit 102b to execute control processing of each unit of the ophthalmic apparatus 1b.
  • Main control unit 101b Similar to the main control unit 101, the main control unit 101b controls the light source 10, the moving mechanism 1D, the illumination optical system 20b, the photographing optical system 40, the imaging device 50, and the OCT optical system 60. And the data processing unit 200 is controlled.
  • the control of the illumination optical system 20b includes the control of the moving mechanism 22D and the control of the optical scanner 30.
  • the moving mechanism 22D moves the slit 22 in the optical axis direction of the illumination optical system 20b.
  • the main control unit 101b can arrange the slit 22 at a position corresponding to the state of the eye E to be inspected.
  • the second control information in which the position of the slit 22 on the optical axis of the illumination optical system 20b is associated in advance according to the refractive power is stored in the storage unit 102b.
  • the main control unit 101b specifies the position of the slit 22 corresponding to the refractive power with reference to the second control information, and controls the moving mechanism 22D so that the slit 22 is arranged at the specified position.
  • the control of the optical scanner 30 includes the control of the scan range (scan start position and scan end position) and the scan speed.
  • the moving mechanism 22D is an example of the "fourth moving mechanism" according to the embodiment.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by deflecting the illumination light using the optical scanner.
  • the ophthalmic apparatus (1, 1a, 1b) includes an illumination optical system (20, 20a, 20b), a photographing optical system (40, 40a), and a control unit (100, main control unit 101, 100b, including the main control unit 101b).
  • the illumination optical system generates illumination light using the light from the light source (10), and sets a changeable illumination area in a predetermined portion (fundus Ef) of the eye to be inspected (E) to a light intensity corresponding to the size of the illumination area. Illuminate with the illumination light you have.
  • the photographing optical system guides the return light of the illumination light from the eye to be inspected to the light receiving surface (SR) of the image sensor (51).
  • the control unit sets the aperture range so as to overlap the illumination range (IP') of the return light on the light receiving surface corresponding to the illumination region (IP), and receives the light receiving result obtained by the light receiving element in the set aperture range. Control the image sensor to capture.
  • the illumination area in the predetermined portion of the eye to be inspected is irradiated with the illumination light, and the image sensor captures the light receiving result of the aperture range set so as to overlap the illumination range of the return light of the illumination light. Therefore, it is possible to photograph a predetermined part at high speed with a simple configuration.
  • the size of the illumination area can be changed and the light intensity of the illumination light is changed according to the changed size of the illumination area, the return light from the predetermined portion can be changed according to the size of the illumination area. It becomes possible to change the light intensity.
  • the SNR of the light reception result of the return light can be improved according to the size of the illumination region, and the image quality of the image formed based on the light reception result of the return light can be improved.
  • the illumination optics have a higher light intensity when switched to a smaller illumination area and a lower light intensity when switched to a larger size of the illumination area. Produces illumination light.
  • the light intensity of the illumination light becomes higher when the size of the illumination area is reduced.
  • the light intensity of the return light from the predetermined portion is increased, the SNR of the light reception result of the return light is improved, and the image quality of the image formed based on the light reception result of the return light can be improved.
  • the illumination optics change the intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior segment of the eye to be inspected is constant.
  • control unit changes the light intensity by controlling the light source.
  • the illumination optical system includes a dimming filter (11) arranged in the optical path of light from a light source and having a variable dimming amount, and changes the light intensity by changing the dimming amount.
  • control unit illuminates the illumination area corresponding to the specified imaging mode among two or more imaging modes (tracking mode, fundus imaging mode) in which the size of the illumination region in a predetermined portion is different.
  • the illumination optical system is controlled so as to do so.
  • the shooting mode by designating the shooting mode, it is possible to illuminate the illumination area of the size corresponding to the designated shooting mode with the illumination light having the light intensity corresponding to the size. Thereby, the SNR of the light receiving result of the return light can be improved according to the shooting mode.
  • the image forming unit (data processing unit 200) that forms an image of a predetermined portion based on the light receiving result obtained by the image sensor, the eye to be inspected, and the illumination optical system and the photographing optical system are relative to each other.
  • a first moving mechanism (moving mechanism 1D) that moves in a targeted manner.
  • the control unit In the first shooting mode (tracking mode), the control unit outputs the first image to the image forming unit based on the light receiving result obtained by illuminating the first illumination area corresponding to the first shooting mode with the illumination light.
  • tracking control for moving the illumination optical system and the photographing optical system so as to follow the eye to be inspected is executed.
  • control unit corresponds to the second shooting mode in the second shooting mode (fundus shooting mode), and obtains the light reception result obtained by illuminating the second lighting region wider than the first lighting region with the illumination light. Based on this, the image forming unit is made to form a second image.
  • an ophthalmic apparatus capable of performing high-precision tracking control and acquiring a wide-angle high-quality image with a simple configuration.
  • control unit captures the light-receiving result in a rolling shutter manner.
  • the rolling shutter method is used to improve the SNR of the light reception result of the return light with a simple configuration, and to improve the image quality of the image formed based on the light reception result of the return light. Can be done.
  • a hole mirror is arranged at a position substantially conjugate with the iris of the eye to be inspected and has a hole formed through which the optical axis of one of the illumination optical system and the photographing optical system passes. 45) is included, and the other optical system of the illumination optical system and the photographing optical system is arranged in the reflection direction of the hole mirror.
  • the illumination optical system can be arranged at a position substantially conjugate with a predetermined portion, and a light modulator (DMD24) that modulates the illumination light and guides the modulated illumination light to the eye to be inspected, and a light source and an optical modulator.
  • DMD24 light modulator
  • an illumination light for illuminating an arbitrary region in a predetermined portion can be generated by using an optical modulator, and the generated illumination light can be efficiently incident on the eye to be inspected by pupil division. .. Therefore, even when an inexpensive light source having a wide spread angle is used, it is possible to secure the illuminance required for photographing the fundus with a simple configuration.
  • the illumination optical system has a first lens (relay lens 25) that can move along the optical path of the illumination light modulated by the optical modulator, and a first lens that moves the first lens along the optical path.
  • 2 Includes a moving mechanism (moving mechanism 25D).
  • the control unit controls the second movement mechanism according to the refractive power of the eye to be inspected.
  • the light modulator is optically substantially coupled to the iris of the eye to be inspected regardless of the refractive index of the eye to be inspected. Can be placed in position. As a result, the light from the light source can be efficiently guided into the eye. As a result, even when an inexpensive light source with a wide spread angle is used, the illuminance required for photographing the fundus is secured with a simple configuration, and a high-quality image of the eye to be inspected can be obtained without being affected by the condition of the eye to be inspected. It will be possible to obtain.
  • the illumination optics are located between the optical modulator and the iris diaphragm and have a second lens (relay lens 23) that is movable along the optical path of the illumination light and a second lens or iris. It includes a third moving mechanism (moving mechanism 23D or moving mechanism 21D) that moves the diaphragm along the optical path of the illumination light.
  • the control unit controls the third moving mechanism.
  • the shift caused by the movement of the second lens is canceled. be able to.
  • the light from the light source can be efficiently guided into the eye.
  • Some embodiments include an optical path coupling member (beam splitter BS) that connects the optical path of the illumination optical system and the optical path of the photographing optical system.
  • the illumination optical system can be arranged at a position substantially conjugate with a predetermined portion, and includes an optical modulator (DMD24) that modulates the illumination light and guides the modulated illumination light to the eye to be inspected.
  • DMD24 optical modulator
  • the light from the light source can be incident on the eye to be inspected with a simpler configuration than the case where the hole mirror and the iris diaphragm are provided.
  • the illumination optical system has a first lens (relay lens 25) that can move along the optical path of the illumination light modulated by the optical modulator, and a first lens that moves the first lens along the optical path.
  • 2 Moving mechanism moving mechanism 25D and included.
  • the control unit controls the second movement mechanism according to the refractive power of the eye to be inspected.
  • the light modulator is optically substantially coupled to the iris of the eye to be inspected regardless of the refractive index of the eye to be inspected. Can be placed in position. As a result, the light from the light source can be efficiently guided into the eye. As a result, even when an inexpensive light source with a wide spread angle is used, the illuminance required for photographing the fundus is secured with a simple configuration, and a high-quality image of the eye to be inspected can be obtained without being affected by the condition of the eye to be inspected. It will be possible to obtain.
  • a hole mirror is arranged at a position substantially conjugate with the iris of the eye to be inspected and has a hole formed through which the optical axis of one of the illumination optical system and the photographing optical system passes. 45) is included, and the other optical system of the illumination optical system and the photographing optical system is arranged in the reflection direction of the hole mirror.
  • the illumination optical system includes an optical scanner (30), an iris diaphragm (21), and a slit (22). The optical scanner deflects the illumination light and guides the deflected illumination light to the eye to be inspected, and can be placed at a position optically conjugate with the iris.
  • the iris diaphragm is placed between the light source and the optical scanner, and can be placed at a position substantially conjugate with the iris.
  • the slit is arranged between the optical scanner and the iris diaphragm, an opening is formed, and the slit can be arranged at a position optically conjugate with a predetermined portion.
  • an optical scanner can be used to generate illumination light for illuminating an arbitrary area in a predetermined portion, and the generated illumination light can be efficiently incident on the eye to be inspected by pupil division. Therefore, even when an inexpensive light source having a wide spread angle is used, it is possible to secure the illuminance required for photographing the fundus with a simple configuration.
  • Some embodiments include a fourth moving mechanism (moving mechanism 22D) that moves the slit along the optical path of the illumination light, and the control unit controls the fourth moving mechanism according to the refractive power of the eye to be inspected.
  • a fourth moving mechanism moving mechanism 22D
  • the control unit controls the fourth moving mechanism according to the refractive power of the eye to be inspected.
  • the slit is moved according to the refractive power of the eye to be inspected, the slit is arranged at a position optically conjugate with a predetermined portion of the eye to be inspected regardless of the refractive power of the eye to be inspected. can do.
  • the light from the light source can be efficiently guided into the eye.
  • the illuminance required for photographing the fundus is secured with a simple configuration, and a high-quality image of the eye to be inspected can be obtained without being affected by the condition of the eye to be inspected. It will be possible to obtain.
  • Some embodiments are methods of controlling an ophthalmic apparatus including an illumination optical system (20, 20a, 20b) and a photographing optical system (40, 40a).
  • the illumination optical system uses the light from the light source (10) to generate illumination light, and illuminates the eye to be inspected (E) with the illumination light.
  • the photographing optical system guides the return light of the illumination light from the eye to be inspected to the light receiving surface (SR) of the image sensor (51).
  • the control method of the ophthalmic apparatus includes a lighting area control step, a light intensity control step, and an image sensor control step.
  • the illumination area control step changes the illumination area of the illumination light at a predetermined portion of the eye to be inspected.
  • the light intensity control step changes the light intensity of the illumination light so as to have a light intensity corresponding to the size of the illumination area changed in the illumination area control step.
  • the image sensor control step was obtained by setting an aperture range so as to overlap the illumination range of the return light on the light receiving surface corresponding to the illumination region changed in the illumination region control step, and using a light receiving element having the set aperture range. The image sensor is controlled so as to capture the light reception result.
  • the illumination area in the predetermined portion of the eye to be inspected is irradiated with the illumination light, and the image sensor captures the light receiving result of the aperture range set so as to overlap the illumination range of the return light of the illumination light. Therefore, it is possible to photograph a predetermined part at high speed with a simple configuration.
  • the size of the illumination area can be changed and the light intensity of the illumination light is changed according to the changed size of the illumination area, the return light from the predetermined portion can be changed according to the size of the illumination area. It becomes possible to change the light intensity.
  • the SNR of the light reception result of the return light can be improved according to the size of the illumination region, and the image quality of the image formed based on the light reception result of the return light can be improved.
  • the light intensity control step has a higher light intensity when switched to a smaller size of the illuminated area and a lower light intensity when switched to a larger size of the illuminated area. To generate illumination light.
  • the light intensity of the illumination light becomes higher when the size of the illumination area is reduced.
  • the light intensity of the return light from the predetermined portion is increased, the SNR of the light reception result of the return light is improved, and the image quality of the image formed based on the light reception result of the return light can be improved.
  • the light intensity control step changes the light intensity of the illumination light so that the irradiance in the anterior segment of the eye to be inspected is constant.
  • the light intensity control step changes the light intensity by controlling the light source.
  • the illumination optics include a dimming filter (11) that is located in the optical path of light from a light source and has a variable amount of dimming.
  • the light intensity control step changes the light intensity by changing the amount of dimming.
  • the illumination area control step illuminates the illumination area corresponding to the specified imaging mode among two or more imaging modes (tracking mode, fundus imaging mode) in which the illumination area at a predetermined portion is different.
  • the illumination optical system is controlled so as to do so.
  • the shooting mode by designating the shooting mode, it is possible to illuminate the illumination area of the size corresponding to the designated shooting mode with the illumination light having the light intensity corresponding to the size. Thereby, the SNR of the light receiving result of the return light can be improved according to the shooting mode.
  • the ophthalmic apparatus includes a first moving mechanism (moving mechanism 1D) that relatively moves the eye to be inspected with the illumination optical system and the photographing optical system.
  • the control method of the ophthalmic apparatus includes a first lighting control step, a first light intensity control step, a first image formation step, a tracking control step, a second lighting control step, a second light intensity control step, and a first. Includes two image formation steps.
  • the first illumination area control step in the first imaging mode (tracking mode), the first illumination region corresponding to the first imaging mode is illuminated with the illumination light.
  • the first light intensity control step changes the light intensity of the illumination light to a light intensity corresponding to the size of the illumination area changed in the first illumination area control step.
  • the first image forming step forms a first image of a predetermined portion by using the light receiving result of the return light from the illumination region illuminated by the illumination light having the light intensity changed in the first light intensity control step.
  • the tracking control step executes tracking control for moving the illumination optical system and the photographing optical system so as to follow the eye to be inspected by controlling the first movement mechanism based on the first image formed in the first image formation step.
  • the second illumination area control step corresponds to the second imaging mode in the second imaging mode (fundus imaging mode), and illuminates the second illumination region wider than the first illumination region with the illumination light.
  • the second light intensity control step changes the light intensity of the illumination light to a light intensity corresponding to the size of the illumination area changed in the second illumination area control step.
  • the second image forming step forms a second image of a predetermined portion based on the result of receiving the return light from the illumination region illuminated by the illumination light having the light intensity changed in the second light intensity control step.
  • the image sensor control step captures the light receiving result in a rolling shutter manner.
  • the rolling shutter method is used to improve the SNR of the light reception result of the return light with a simple configuration, and to improve the image quality of the image formed based on the light reception result of the return light. Can be done.
  • Some embodiments are programs that cause a computer to perform each step of the method of controlling an ophthalmic apparatus according to any of the above.
  • the illumination area in a predetermined part of the eye to be inspected is irradiated with the illumination light, and the image sensor captures the light receiving result of the aperture range set so as to overlap the illumination range of the return light of the illumination light. Therefore, it is possible to take a picture of a predetermined part at high speed with a simple configuration.
  • the size of the illumination area can be changed and the light intensity of the illumination light is changed according to the changed size of the illumination area
  • the return light from the predetermined portion can be changed according to the size of the illumination area. It becomes possible to change the light intensity.
  • the SNR of the light reception result of the return light can be improved according to the size of the illumination region, and the image quality of the image formed based on the light reception result of the return light can be improved.
  • a program for causing a computer to execute the above-mentioned control method of the ophthalmic apparatus.
  • a program can be stored on any computer-readable non-transitory recording medium.
  • the recording medium include semiconductor memory, optical disk, magneto-optical disk (CD-ROM / DVD-RAM / DVD-ROM / MO, etc.), magnetic storage medium (hard disk / floppy (registered trademark) disk / ZIP, etc.) and the like. Can be used. It is also possible to send and receive this program through a network such as the Internet or LAN.

Abstract

眼科装置は、照明光学系と、撮影光学系と、制御部とを含む。照明光学系は、光源からの光を用いて照明光を生成し、被検眼の所定部位における変更可能な照明領域を照明領域のサイズに対応した光強度を有する照明光で照明する。撮影光学系は、被検眼からの照明光の戻り光をイメージセンサの受光面に導く。制御部は、照明領域に対応する受光面における戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むようにイメージセンサを制御する。

Description

眼科装置、その制御方法、及びプログラム
 この発明は、眼科装置、その制御方法、及びプログラムに関する。
 近年、眼科装置を用いたスクリーニング検査が行われる。このような眼科装置において、自己検診への応用も期待されており、より一層の小型化、軽量化が望まれる。
 例えば、特許文献1及び特許文献2には、スリット状の照明光を用いて被検眼をパターン照明し、その戻り光をCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサで検出するように構成された眼科装置が開示されている。この眼科装置は、照明パターンと、CMOSイメージセンサによる受光タイミングとを調整することにより、簡素な構成で被検眼の画像を取得することが可能である。
米国特許第7831106号明細書 米国特許第8237835号明細書
 特許文献1及び特許文献2に開示された眼科装置によれば、簡素な構成で、高速に眼底を撮影することができる。その上、眼底における照明光の照明領域を変更することで、眼底の撮影範囲を任意に変更することができる。しかしながら、照明領域を単純に変更した場合、眼底における照明光の総光量が低下し、眼底の照明に改善の余地が生ずる。
 本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成で、被検眼の高画質の画像を取得するための新たな技術を提供することにある。
 実施形態の第1の態様は、光源からの光を用いて照明光を生成し、被検眼の所定部位における変更可能な照明領域を前記照明領域のサイズに対応した光強度を有する前記照明光で照明する照明光学系と、前記被検眼からの前記照明光の戻り光をイメージセンサの受光面に導く撮影光学系と、前記照明領域に対応する前記受光面における前記戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲を設定し、設定された前記開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御する制御部と、を含む、眼科装置である。
 実施形態の第2態様では、第1態様において、前記照明光学系は、前記照明領域のサイズが小さくなるように切り替えられたとき前記光強度が大きくなり、前記照明領域のサイズが大きくなるように切り替えられたとき前記光強度が小さくなるように前記照明光を生成する。
 実施形態の第3態様では、第1態様又は第2態様において、前記照明光学系は、前記被検眼の前眼部における放射照度が一定になるように前記照明光の光強度を変更する。
 実施形態の第4態様では、第1態様~第3態様のいずれかにおいて、前記制御部は、前記光源を制御することにより前記光強度を変更する。
 実施形態の第5態様は、第1態様~第4態様のいずれかにおいて、前記照明光学系は、前記光源からの光の光路に配置され減光量が可変の減光フィルタを含み、前記減光量を変更することにより前記光強度を変更する。
 実施形態の第6態様では、第1態様~第5態様のいずれかにおいて、前記制御部は、前記所定部位における照明領域のサイズが異なる2以上の撮影モードのうち指定された撮影モードに対応した照明領域を前記照明光で照明するように前記照明光学系を制御する。
 実施形態の第7態様は、第6態様において、前記イメージセンサにより得られた受光結果に基づいて前記所定部位の画像を形成する画像形成部と、前記被検眼と、前記照明光学系及び前記撮影光学系とを相対的に移動する第1移動機構と、を含み、前記制御部は、第1撮影モードのとき、前記第1撮影モードに対応した第1照明領域を前記照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいて前記画像形成部に第1画像を形成させると共に、前記第1画像に基づいて前記第1移動機構を制御することにより前記被検眼に追従するように前記照明光学系及び前記撮影光学系を移動するトラッキング制御を実行し、第2撮影モードのとき、前記第2撮影モードに対応し、前記第1照明領域より広い第2照明領域を前記照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいて前記画像形成部に第2画像を形成させる。
 実施形態の第8態様では、第1態様~第7態様のいずれかにおいて、前記制御部は、ローリングシャッター方式で前記受光結果を取り込む。
 実施形態の第9態様は、第1態様~第8態様のいずれかにおいて、前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置され、前記照明光学系及び前記撮影光学系の一方の光学系の光軸が通過する穴部が形成された穴鏡を含み、前記穴鏡の反射方向に、前記照明光学系及び前記撮影光学系の他方の光学系が配置され、前記照明光学系は、前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記照明光を変調すると共に変調された前記照明光を前記被検眼に導く光変調器と、前記光源と前記光変調器との間に配置され、前記虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な虹彩絞りと、を含む。
 実施形態の第10態様では、第9態様において、前記照明光学系は、前記光変調器により変調された前記照明光の光路に沿って移動可能な第1レンズと、前記第1レンズを前記光路に沿って移動する第2移動機構と、含み、前記制御部は、前記被検眼の屈折度数に応じて前記第2移動機構を制御する。
 実施形態の第11態様では、第10態様において、前記照明光学系は、前記光変調器と前記虹彩絞りとの間に配置され、前記照明光の光路に沿って移動可能な第2レンズと、前記第2レンズ又は前記虹彩絞りを前記照明光の光路に沿って移動する第3移動機構と、を含み、前記制御部は、前記第3移動機構を制御する。
 実施形態の第12態様は、第1態様~第11態様のいずれかにおいて、前記照明光学系の光路と前記撮影光学系の光路とを結合する光路結合部材を含み、前記照明光学系は、前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記照明光を変調すると共に変調された前記照明光を前記被検眼に導く光変調器を含む。
 実施形態の第13態様では、第12態様において、前記照明光学系は、前記光変調器により変調された前記照明光の光路に沿って移動可能な第1レンズと、前記第1レンズを前記光路に沿って移動する第2移動機構と、含み、前記制御部は、前記被検眼の屈折度数に応じて前記第2移動機構を制御する。
 実施形態の第14態様は、第1態様~第8態様のいずれかにおいて、前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置され、前記照明光学系及び前記撮影光学系の一方の光学系の光軸が通過する穴部が形成された穴鏡を含み、前記穴鏡の反射方向に、前記照明光学系及び前記撮影光学系の他方の光学系が配置され、前記照明光学系は、前記虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記照明光を偏向すると共に偏向された前記照明光を前記被検眼に導く光スキャナと、前記光源と前記光スキャナとの間に配置され、前記虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な虹彩絞りと、前記光スキャナと前記虹彩絞りとの間に配置され、開口部が形成され前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能なスリットと、を含む。
 実施形態の第15態様は、第14態様において、前記スリットを前記照明光の光路に沿って移動する第4移動機構を含み、前記制御部は、前記被検眼の屈折度数に応じて前記第4移動機構を制御する。
 実施形態の第16態様は、光源からの光を用いて照明光を生成し、被検眼を前記照明光で照明する照明光学系と、前記被検眼からの前記照明光の戻り光をイメージセンサの受光面に導く撮影光学系と、を含む眼科装置の制御方法である。眼科装置の制御方法は、前記被検眼の所定部位における前記照明光の照明領域を変更する照明領域制御ステップと、前記照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域のサイズに対応した光強度を有するように前記照明光の光強度を変更する光強度制御ステップと、前記照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域に対応する前記受光面における前記戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲を設定し、設定された前記開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御するイメージセンサ制御ステップと、を含む。
 実施形態の第17態様では、第16態様において、前記光強度制御ステップは、前記照明領域のサイズが小さくなるように切り替えられたとき前記光強度が大きくなり、前記照明領域のサイズが大きくなるように切り替えられたとき前記光強度が小さくなるように前記照明光を生成する。
 実施形態の第18態様では、第16態様又は第17態様において、前記光強度制御ステップは、前記被検眼の前眼部における放射照度が一定になるように前記照明光の光強度を変更する。
 実施形態の第19態様では、第16態様~第18態様のいずれかにおいて、前記光強度制御ステップは、前記光源を制御することにより前記光強度を変更する。
 実施形態の第20態様では、第16態様~第19態様のいずれかにおいて、前記照明光学系は、前記光源からの光の光路に配置され減光量が可変の減光フィルタを含み、前記光強度制御ステップは、前記減光量を変更することにより前記光強度を変更する。
 実施形態の第21態様では、第16態様~第20態様のいずれかにおいて、前記照明領域制御ステップは、前記所定部位における照明領域が異なる2以上の撮影モードのうち指定された撮影モードに対応した照明領域を前記照明光で照明するように前記照明光学系を制御する。
 実施形態の第22態様では、第21態様において、前記眼科装置は、前記被検眼と、前記照明光学系及び前記撮影光学系とを相対的に移動する第1移動機構を含み、第1撮影モードのとき、前記第1撮影モードに対応した第1照明領域を前記照明光で照明する第1照明領域制御ステップと、前記照明光の光強度を、前記第1照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域のサイズに対応した光強度に変更する第1光強度制御ステップと、前記第1光強度制御ステップにおいて変更された光強度を有する前記照明光で照明された前記照明領域からの戻り光の受光結果を用いて前記所定部位の第1画像を形成する第1画像形成ステップと、前記第1画像形成ステップにおいて形成された前記第1画像に基づいて前記第1移動機構を制御することにより前記被検眼に追従するように前記照明光学系及び前記撮影光学系を移動するトラッキング制御を実行するトラッキング制御ステップと、第2撮影モードのとき、前記第2撮影モードに対応し、前記第1照明領域より広い第2照明領域を前記照明光で照明する第2照明領域制御ステップと、前記照明光の光強度を、前記第2照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域のサイズに対応した光強度に変更する第2光強度制御ステップと、前記第2光強度制御ステップにおいて変更された光強度を有する前記照明光で照明された前記照明領域からの戻り光の受光結果を用いて前記所定部位の第2画像を形成する第2画像形成ステップと、を含む。
 実施形態の第23態様では、第16態様~第22態様のいずれかにおいて、前記イメージセンサ制御ステップは、ローリングシャッター方式で前記受光結果を取り込む。
 実施形態の第24態様は、コンピュータに、第16態様~第23態様のいずれかの眼科装置の制御方法の各ステップを実行させるプログラムである。
 なお、上記した複数の態様に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。
 この発明によれば、簡素な構成で、被検眼の高画質の画像を取得するための新たな技術を提供することができる。
第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例の説明図である。 第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例の説明図である。 第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例の説明図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 第1実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例を示す図である。 第1実施形態に係る眼科装置の動作例を示すフローである。 第1実施形態に係る眼科装置の動作例を示すフローである。 第1実施形態に係る眼科装置の動作例を示すフローである。 第2実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 第3実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 第3実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例の説明図である。 第3実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例の説明図である。 第3実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例を示す図である。
 この発明に係る眼科装置、その制御方法、及びプログラムの実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。
 実施形態に係る眼科装置は、スリット状の照明光の照射位置(照明領域)を移動させながら被検眼の撮影部位(所定部位)を照明し、1次元的に又は2次元的に受光素子が配列されたイメージセンサを用いて撮影部位からの戻り光を順次に受光する。戻り光の受光結果は、照明光の照射位置の移動タイミングに同期して、照明光の照射位置に対応した戻り光の受光位置(照明範囲)における受光素子から取得される。例えば、ローリングシャッター方式で、戻り光の受光結果が取得される。いくつかの実施形態では、光変調器(空間光変調器)を用いて光源からの光を変調することによりスリット状の照明光が生成される。光変調器には、DMD(Digital Micromirror Device)、反射型又は透過型の液晶パネルを用いたデバイス、光スキャナなどがある。いくつかの実施形態では、光スキャナを用いて光源からの光を偏向することによりスリット状の照明光が生成される。このような構成によれば、簡素な構成で、被検眼の撮影部位を高速に撮影し、被検眼の高画質の画像を取得すること可能である。
 実施形態に係る眼科装置は、被検眼の撮影部位における照明光の照明領域のサイズ(例えば、スリット幅又はスリット長(幅方向と交差する方向の長さ))を変更することで所定部位の撮影領域を変更することができる。このとき、眼科装置は、撮影部位における照明光の照明領域のサイズに対応した光強度を有する照明光で当該照明領域を照明する。例えば、眼科装置は、被検眼の前眼部における放射照度が一定になるように照明光の光強度を変更する。これにより、所定部位からの戻り光の光強度が高くなり、戻り光の受光結果の信号対雑音比(Signal-to-Noise Ratio:SNR)を向上させることができる。これは、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を可能にする。その結果、疾患領域、特徴領域などの注目部位を詳細に観察したり、高精度なトラッキングに必要な画像を取得したりすることが可能になる。
 いくつかの実施形態では、所定部位は、前眼部、又は後眼部である。前眼部には、角膜、虹彩、水晶体、毛様体、チン小帯などがある。後眼部には、硝子体、眼底又はその近傍(網膜、脈絡膜、強膜など)などがある。
 実施形態に係る眼科装置の制御方法は、実施形態に係る眼科装置においてプロセッサ(コンピュータ)により実行される処理を実現するための1以上のステップを含む。実施形態に係るプログラムは、プロセッサに実施形態に係る眼科装置の制御方法の各ステップを実行させる。実施形態に係る記録媒体は、実施形態に係るプログラムが記録された非一時的な記録媒体(記憶媒体)である。
 本明細書において「プロセッサ」は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array))等の回路を意味する。プロセッサは、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。
 以下、実施形態に係る眼科装置が、主に、撮影部位として眼底を撮影する場合について説明する。
<第1実施形態>
[光学系の構成]
 図1に、第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す。第1実施形態に係る眼科装置1は、光変調器としてDMDを用いて照明光を生成する。
 眼科装置1は、光源10と、照明光学系20と、投影光学系35と、撮影光学系40と、撮像装置50とを含む。なお、図1では、光源10と照明光学系20との間に、可変減光フィルタ11と、コンデンサレンズ12とが配置されている。光源10又は照明光学系20は、可変減光フィルタ11と、コンデンサレンズ12を含んでもよい。いくつかの実施形態では、照明光学系20は、光源10、及び投影光学系35の少なくとも1つを含む。いくつかの実施形態では、撮影光学系40は、撮像装置50を含む。
 更に、眼科装置1には、測定光学系としてのOCT(Optical Coherence Tomography)光学系60が設けられている。図1では、後述の対物レンズ46と穴鏡45との間に配置されたダイクロイックミラー61により、撮影光学系40の光路にOCT光学系60の光路が同軸に結合されている。
(光源10)
 光源10は、可視領域及び赤外領域を含む波長領域の光を発生する光源を含む。例えば、光源10は、420nm~900nmの波長範囲の中心波長を有する光を発生する。このような光源10は、例えば、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode)、ハロゲンランプ、又はキセノンランプを含む。いくつかの実施形態では、光源10は、白色光源又はRGBの各色成分の光を出力可能な光源を含む。いくつかの実施形態では、光源10は、赤外領域の光又は可視領域の光を切り換えて出力することが可能な光源を含む。光源10は、眼底Ef及び虹彩のそれぞれと光学的に非共役な位置に配置される。
 可変減光(Neutral Density:ND)フィルタ11は、光源10からの光の減光量(減衰量、減少量)を可変にするフィルタである。いくつかの実施形態では、可変減光フィルタ11は、公知の回転機構又はスライド機構を用いて、減光量が異なる2以上の減光フィルタを選択的に光源10からの光の光路に配置する。いくつかの実施形態では、可変減光フィルタ11は、相対角を変更可能な2つの偏光フィルタを含む。例えば、後述の制御部からの制御を受け、可変減光フィルタ11は、光源10からの光の減光量を変更する。
(照明光学系20)
 照明光学系20は、光源10からの光(図1では、可変減光フィルタ11及びコンデンサレンズ12を通過した光)を用いてスリット状の照明光を生成する。照明光学系20は、生成された照明光を投影光学系35に導く。
 照明光学系20は、虹彩絞り21と、リレーレンズ23と、DMD24と、リレーレンズ25とを含む。光源10からの光は、虹彩絞り21に形成された開口部を通過し、リレーレンズ23を透過し、DMD24に変調されてスリット状の照明光として、リレーレンズ25に導かれる。リレーレンズ25を透過した照明光は、投影光学系35に導かれる。
(虹彩絞り21)
 虹彩絞り21(具体的には、後述の開口部)は、被検眼Eの虹彩(瞳孔)と光学的に略共役な位置に配置可能である。虹彩絞り21には、被検眼Eにおける照明光の経路における反射部位において、照明光の光束断面(照明光束断面)と被検眼E(眼底Ef)からの戻り光の光束断面(撮影光束断面)とが分離するように1以上の開口部が形成される。上記の反射部位において照明光束断面と撮影光束断面とが分離されていれば、虹彩絞りに形成される開口部の形状に限定されない。反射部位として、角膜(角膜前面、角膜後面)、水晶体前面、水晶体後面などがある。
 具体的には、虹彩絞り21には、光軸Oから離れた位置に1以上の開口部が形成されている。
 図2に、照明光学系20の光軸Oからみたときの虹彩絞り21の構成例を示す。
 虹彩絞り21には、1以上の開口部(図2では、開口部21A、21B)が形成されている。虹彩絞り21に形成された開口部は、被検眼Eの虹彩における照明光の入射位置(入射形状)を規定する。例えば、図2に示すように開口部21A、21Bを形成することにより、光軸Oに被検眼Eの瞳孔中心が配置されたとき、瞳孔中心から偏心した位置(具体的には、瞳孔中心を通るスリット方向に対して線対称の位置)から照明光を眼内に入射させることができる。
 すなわち、開口部21A、21Bは、光軸Oの位置を通り瞳上(虹彩)におけるスリット光(DMD24により形成されるスリット状の照明光)の像(スリット像)の長手方向に対応した方向に伸びる直線に対して線対称になるように形成される。開口部21A、21Bの内径の形状は、スリット像の短手方向に対応した方向の距離が変化しないように開口部21A、21Bの内径上の2点を結ぶ直線により画定される。
 すなわち、開口部21A、21Bのそれぞれは、弓形(circular segment)形状である。弓形は、円又は楕円の劣弧と、この劣弧の弦とで囲まれた領域である。弓形形状の弦の方向は、スリット像の長手方向に対応した方向に略平行である。
 図3に、虹彩絞り21を用いて被検眼Eを照明する場合の被検眼Eの瞳上の光束断面の例を模式的に示す。
 虹彩絞り21に形成された開口部21A、21Bを通過した光は、瞳上において、例えば光束断面IR1、IR2を形成するように眼内に入射する。光束断面IR1は、例えば、開口部21Aを通過した光の光束断面である。光束断面IR2は、例えば、開口部21Bを通過した光の光束断面である。
 眼内に入射し、眼底Efにより反射された戻り光(撮影光)は、瞳上において、例えば、光束断面PRを形成し、撮影光学系40に導かれる。
 このとき、開口部21A、21Bは、照明光の光束断面IR1、IR2と撮影光の光束断面PRとが分離するように形成される。
 図4に、虹彩絞り21を用いて被検眼Eを照明する場合の被検眼Eの眼内の各部における照明光束断面と撮影光束断面とを模式的に示す。図4は、後述のDMD24により所定の照明領域を照明するスリット光が形成されたときのフットプリントFP1~FP3を模式的に表す。フットプリントFP1は、角膜面における光束断面を表す。フットプリントFP2は、水晶体前面(虹彩面)(又は撮影絞り面)における光束断面を表す。フットプリントFP3は、水晶体後面における光束断面を表す。
 水晶体前面(虹彩面)(又は撮影絞り面)は虹彩絞り21と光学的に略共役な位置であるため、フットプリントFP2に示すように、図3と同様の照明光束断面IR12、IR22と撮影光束断面PR2とが形成される。照明光束断面IR12、IR22の形状は、虹彩絞り21に形成された開口部21A、21Bの形状とほぼ同様である。撮影光束断面PR2の形状は、撮影絞り(穴鏡45に形成された開口部)の形状とほぼ同様である。虹彩絞り21と光学的に略共役な位置では、フットプリントFP2のように照明光束断面と撮影光束断面とが分離される。
 虹彩絞り21と光学的に非共役な角膜面では、照明光束断面IR11、IR21と撮影光束断面PR1とがスリット像の長手方向に対応した方向に広がる(フットプリントFP1)。一方、スリット像の短手方向に対応した方向における照明光束断面IR11、IR21と撮影光束断面PR1との相対関係は変化しない。
 同様に、虹彩絞り21と光学的に非共役な水晶体後面では、照明光束断面IR13、IR23と撮影光束断面PR3とがスリット像の長手方向に対応した方向に広がる(フットプリントFP3)。一方、スリット像の短手方向に対応した方向における照明光束断面IR13、IR23と撮影光束断面PR3との相対関係は変化しない。
 虹彩絞り21と光学的に非共役な位置では、後述のDMD24によりスリット位置が変更されると、照明光束断面と撮影光束断面の位置がスリット像の短手方向に対応した方向に移動する。スリット光の照明領域の位置が変更されても、フットプリントFP1、FP3に示すような照明光束断面と撮影光束断面との相対関係が維持される。
 従って、虹彩絞り21に形成される開口部21Aは、図3に示すように、照明光束断面(光束断面IR1)の下端と撮影光束断面(光束断面PR)の上端との距離(スリット像の短手方向に対応した方向の距離)d1が所定の第1距離以上になるように形成されることが求められる。同様に、虹彩絞り21に形成される開口部21Bは、図3に示すように、照明光束断面(光束断面IR2)の上端と撮影光束断面(光束断面PR)の下端との距離d2が所定の第2距離以上であることが求められる。ここで、第1距離は第2距離と同じであってよい。更に、虹彩絞り21に形成される開口部21A、21Bは、図3に示すように、スリット像の短手方向に対応した方向の距離d3が所定の第3距離以上になるように形成されることが求められる。
 すなわち、開口部21A、21Bの内径の形状は、照明光束断面の形状及び撮影光束断面の形状に寄与しない。
 以上のように、虹彩絞り21に、被検眼Eの角膜、水晶体前面、及び水晶体後面において照明光束断面と撮影光束断面とが分離するように開口部21A、21Bが形成される。それにより、不要な散乱光の影響を受けることなく、簡素な構成で、コントラストが強い眼底Efの高画質の画像を取得することが可能になる。
 特に、開口部21A、21Bの形状を図2に示す形状にすることで、照明光の光量を増大させることができ、より高画質の画像を取得することが可能になる。
 いくつかの実施形態では、虹彩絞り21には、光軸Oと中心とする円周方向に沿って所定の厚さを有する開口部が形成される。
(DMD24)
 DMD24は、被検眼Eの眼底Ef(撮影部位)と光学的に略共役な位置に配置可能である。DMD24は、リレーレンズ23を透過した光が照射される照射面において、2次元的に配列された複数のマイクロミラーデバイスを含む。後述の制御部からの制御を受け、各マイクロミラーデバイスの偏向面が制御される。それにより、リレーレンズ23を透過した光を変調することが可能である。従って、各マイクロミラーデバイスの偏向面を制御することにより、リレーレンズ23を透過した光を眼底Efの任意の位置に設定された所望の形状の照射領域に導くことができる。
(リレーレンズ25)
 リレーレンズ25は、チルトレンズ(tilted lens)である。また、リレーレンズ25は、1以上のレンズを含んでよい。リレーレンズ25は、照明光学系20の光軸(DMD24により変調された照明光の光路)に沿って移動可能である。例えば、眼科装置1は、リレーレンズ25を照明光学系20の光軸に沿って移動する公知の移動機構を含み、後述の制御部が移動機構を制御することにより、被検眼Eの屈折度数(広義には、眼底Efの形状)に応じてリレーレンズ25を移動する。それにより、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、DMD24を眼底Efと光学的に略共役な位置に配置することが可能になる。
 また、リレーレンズ25、リレーレンズ41、44、及び対物レンズ46は、バーダル(Badal)の原理に従ったバーダル光学系を構成する。これにより、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、眼底Efにおけるスリット像の大きさを一定にすることができる。
 図5に、第1実施形態に係る照明光学系20の構成例を示す。図5において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
 リレーレンズ25の後側焦点位置F1は、被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置される。従って、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、眼底Efに投影されるスリット像(スリット光により形成される像)の大きさは変化しない。すなわち、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、被検眼Eの視軸に対するスリット像の投影画角(投影倍率)(スリット像の長手方向及び短手方向)を一定にすることができる。その結果、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、スリット像の大きさが変化しないため、DMD24の制御を簡素化することができる。
 また、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、被検眼Eの視軸に対するスリット像の投影画角(投影倍率)が一定であるため、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、眼底Efにおけるスリット像の照度を一定にすることができる。
(リレーレンズ23)
 リレーレンズ23は、1以上のレンズを含む。リレーレンズ23は、照明光学系20の光軸に沿って移動可能である。例えば、眼科装置1は、リレーレンズ23を照明光学系20の光軸に沿って移動する公知の移動機構を含み、後述の制御部が移動機構を制御することにより、被検眼Eの屈折度数に応じてリレーレンズ23を移動する。
 上記のように、被検眼Eの屈折度数に応じてリレーレンズ25が移動される。その結果、虹彩絞り21の位置が被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置からシフトする。このとき、リレーレンズ23を移動することで、リレーレンズ25が移動された場合でも、虹彩絞り21の位置を被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置することができる。
 いくつかの実施形態では、虹彩絞り21は、照明光学系20の光軸に沿って移動可能である。それにより、リレーレンズ25が移動された場合でも、虹彩絞り21の位置が被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置することができる
 図5に示すように、リレーレンズ25の前側焦点位置F2又はその近傍に、虹彩絞り21が配置される。
 すなわち、リレーレンズ23の後側焦点位置F1は虹彩絞り21と光学的に略共役な位置であり、リレーレンズ25の前側焦点位置F2には虹彩絞り21が配置される。従って、虹彩絞り21から後側焦点位置F1までの投影倍率は、リレーレンズ23の焦点距離f1とリレーレンズ25の焦点距離f2で決定される。このとき、投影倍率は、(f1/f2)である。
 実施形態に係る眼科装置は、被検眼Eの虹彩上に所定の大きさで虹彩絞り21の像を形成する必要がある。被検眼Eの虹彩から対物レンズ46を経由して後側焦点位置F1までの投影倍率が既知の投影倍率であるとき、虹彩と光学的に略共役な位置に所定の大きさの虹彩絞り21の像を投影すればよい。このとき、虹彩絞り21から後側焦点位置F1までの投影倍率は、リレーレンズ23の焦点距離f1とリレーレンズ25の焦点距離f2で決定される。従って、焦点距離f1、f2の少なくとも一方を変更することで、被検眼Eの虹彩上に所定の大きさで虹彩絞り21の像を容易に形成することが可能になる。いくつかの実施形態では、焦点距離f1を固定したまま、焦点距離f2だけが変更される。
 焦点距離f1は、リレーレンズ25の合成焦点距離である。いくつかの実施形態では、リレーレンズ25は、屈折度が異なる複数のレンズを含み、リレーレンズ25を構成するレンズの少なくとも1つを変更することにより焦点距離f1を変更する。いくつかの実施形態では、リレーレンズ25を構成するレンズの少なくとも1つは、屈折度が変更可能なレンズである。焦点距離が変更可能なレンズには、液晶レンズ、液体レンズ、アルバレツレンズなどがある。焦点距離f1を変更する場合でも、リレーレンズ25の後側焦点位置が被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置(瞳共役位置)に配置される。
 焦点距離f2は、リレーレンズ23の合成焦点距離である。いくつかの実施形態では、リレーレンズ23は、屈折度が異なる複数のレンズを含み、リレーレンズ23を構成するレンズの少なくとも1つを変更することにより焦点距離f2を変更する。いくつかの実施形態では、リレーレンズ23を構成するレンズの少なくとも1つは、屈折度が変更可能なレンズである。焦点距離f2を変更する場合でも、リレーレンズ23の前側焦点位置が被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置(瞳共役位置)に配置される。
 また、眼底Efの撮影のために、高輝度な光を発する光源であることが望ましい。しかしながら、汎用的に入手可能な光源(量産されている光源)は、発光面のサイズ(発光面積、出力光束断面サイズ)が限られており、光源の発光面のサイズに対応した投影倍率で虹彩絞り21の像を後側焦点位置F1に投影する必要がある。
 この実施形態によれば、焦点距離f1、f2の少なくとも一方を変更することで、虹彩絞り21から後側焦点位置F1までの投影倍率を変更することができるため、任意の大きさの虹彩絞り21の像を後側焦点位置F1に所望の大きさで投影することができる。それにより、光源の発光面のサイズが異なる場合でも、焦点距離f1、f2の少なくとも一方を変更するだけで後側焦点位置F1に所望の大きさの虹彩絞り21の像を投影することができ、光学系の設計自由度が向上する。特に、焦点距離f1を固定し、焦点距離f2だけを変更することで、被検眼Eの屈折度数の変化に対するリレーレンズ25の移動量(屈折度数の変化に対するリレーレンズ25の移動の感度)を固定することがでる。従って、光学系の設計自由度をより一層向上させることができる。
(投影光学系35)
 投影光学系35は、照明光学系20により生成された照明光を被検眼Eの眼底Efに導く。実施形態では、投影光学系35は、後述の光路結合部材としての穴鏡45により撮影光学系40の光路と結合された光路を介して、照明光を眼底Efに導く。
 投影光学系35は、リレーレンズ41、黒点板42、反射ミラー43、リレーレンズ44を含む。リレーレンズ41、44のそれぞれは、1以上のレンズを含む。
(黒点板42)
 黒点板42は、対物レンズ46のレンズ表面又はその近傍と光学的に略共役な位置に配置される。これにより、対物レンズ46のレンズ表面からの反射光が光源10に導光されることを防ぐことができる。
 このような投影光学系35では、照明光学系20により生成された照明光は、リレーレンズ41を透過し、黒点板42を通過し、反射ミラー43により穴鏡45に向けて反射される。
(撮影光学系40)
 撮影光学系40は、投影光学系35を導かれてきた照明光を被検眼Eの眼底Efに導くと共に、眼底Efからの照明光の戻り光を撮像装置50に導く。
 撮影光学系40では、投影光学系35からの照明光の光路と、眼底Efからの照明光の戻り光の光路とが結合される。これらの光路を結合する光路結合部材として穴鏡45を用いることで、照明光とその戻り光とを瞳分割することが可能である。
 撮影光学系40は、穴鏡45、対物レンズ46、合焦レンズ47、リレーレンズ48、及び結像レンズ49を含む。リレーレンズ48のそれぞれは、1以上のレンズを含む。図1では、撮影光学系40は、上記のダイクロイックミラー61を含む。
(穴鏡45)
 穴鏡45には、撮影光学系40の光軸に配置される穴部が形成される。穴鏡45の穴部は、被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置される。穴鏡45は、穴部の周辺領域において、投影光学系35からの照明光を対物レンズ46に向けて反射する。このような穴鏡45は、撮影絞りとして機能する。
 すなわち、穴鏡45は、照明光学系20(投影光学系35)の光路と穴部を通過する光軸の方向に配置された撮影光学系40の光路とを結合すると共に、穴部の周辺領域において反射された照明光を眼底Efに導くように構成される。
 なお、図1では、撮影光学系40の光軸が穴鏡45に形成された穴部を通過し、穴鏡45の反射方向に投影光学系35(照明光学系20)が配置されているが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、投影光学系35(照明光学系20)の光軸が穴鏡45に形成された穴部を通過し、穴鏡45の反射方向に撮影光学系40が配置されていてもよい。
(合焦レンズ47)
 合焦レンズ47は、図示しない移動機構により撮影光学系40の光軸方向に移動可能である。移動機構は、後述の制御部100からの制御を受け、合焦レンズ47を光軸方向に移動する。これにより、被検眼Eの状態に応じて、穴鏡45の穴部を通過した照明光の戻り光を撮像装置50のイメージセンサ51の受光面に結像させることができる。
 このような撮影光学系40では、投影光学系35からの照明光は、穴鏡45に形成された穴部の周辺領域において対物レンズ46に向けて反射される。穴鏡45の周辺領域において反射された照明光は、対物レンズ46により屈折されて、被検眼Eの瞳孔を通じて眼内に入射し、被検眼Eの眼底Efを照明する。
 眼底Efからの照明光の戻り光は、対物レンズ46により屈折され、穴鏡45の穴部を通過し、合焦レンズ47を透過し、リレーレンズ48を透過し、結像レンズ49により撮像装置50のイメージセンサ51の受光面に結像される。
(撮像装置50)
 撮像装置50は、撮影光学系40を通じて被検眼Eの眼底Efから導かれてきた照明光の戻り光を受光するイメージセンサ51を含む。撮像装置50は、後述の制御部100からの制御を受け、戻り光の受光結果の読み出し制御を行うことが可能である。
(イメージセンサ51)
 イメージセンサ51は、ピクセル化された受光器としての機能を実現する。イメージセンサ51の受光面(検出面、撮像面)は、眼底Efと光学的に略共役な位置に配置可能である。
 イメージセンサ51による受光結果は、後述の制御部100からの制御を受け、ローリングシャッター方式により読み出される。
 このようなイメージセンサ51は、CMOSイメージセンサを含む。この場合、イメージセンサ51は、ロウ方向に配列された複数のピクセル(受光素子)群がカラム方向に配列された複数のピクセルを含む。具体的には、イメージセンサ51は、複数のピクセルと、複数の垂直信号線と、水平信号線とを含む。各ピクセルは、フォトダイオード(受光素子)と、キャパシタとを含む。複数の垂直信号線は、ロウ方向(水平方向)に直交するカラム方向(垂直方向)のピクセル群毎に設けられる。各垂直信号線は、受光結果に対応した電荷が蓄積されたピクセル群と選択的に電気的に接続される。水平信号線は、複数の垂直信号線と選択的に電気的に接続される。各ピクセルは、戻り光の受光結果に対応した電荷を蓄積し、蓄積された電荷は、例えばロウ方向のピクセル群毎に順次読み出される。例えば、ロウ方向のライン毎に、各ピクセルに蓄積された電荷に対応した電圧が垂直信号線に供給される。複数の垂直信号線は、選択的に水平信号線と電気的に接続される。垂直方向に順次に上記のロウ方向のライン毎の読み出し動作を行うことで、2次元的に配列された複数のピクセルの受光結果を読み出すことが可能である。
 このようなイメージセンサ51に対してローリングシャッター方式で戻り光の受光結果を取り込む(読み出す)ことにより、ロウ方向に延びる所望の仮想的な開口形状に対応した受光像が取得される。このような制御については、例えば、米国特許第8237835号明細書等に開示されている。
 図6に、実施形態に係る眼科装置1の動作説明図を示す。図6は、眼底Efに照射されるスリット状の照明光の照明領域IPと、イメージセンサ51の受光面SRにおける開口範囲OPとを模式的に表す。
 例えば、後述の制御部100は、DMD24を制御することにより、眼底Efにおける所定の撮影領域内の任意の位置の所望の形状の照明領域に照明光を照射することができる。それにより、眼底Efにおいて、スリット状の照明光の照明領域IPがスリット方向(例えば、ロウ方向、水平方向)と直交する方向(例えば、垂直方向)に順次に移動することができる。
 イメージセンサ51の受光面SRでは、後述の制御部100によって読み出し対象のピクセルをライン単位で変更することによって、仮想的な開口範囲OPが設定される。開口範囲OPは、受光面SRにおける照明光の戻り光の受光範囲IP´又は受光範囲IP´より広い範囲であることが望ましい。後述の制御部100は、眼底Efにおける照明光の照明領域IPの移動制御に同期して、開口範囲OPの移動制御を実行する。それにより、不要な散乱光の影響を受けることなく、簡素な構成で、コントラストが強い眼底Efの高画質の画像を取得することが可能である。
 図7及び図8に、イメージセンサ51に対するローリングシャッター方式の制御タイミングの一例を模式的に示す。図7は、イメージセンサ51に対する読み出し制御のタイミングの一例を表す。図8は、眼底Efにおける照明光の照明領域IP(受光面SRにおける受光範囲IP´)の移動制御タイミングを図7の読み出し制御タイミングに重畳させて表したものである。図7及び図8において、横軸はイメージセンサ51のロウ数、縦軸は時間を表す。
 なお、図7及び図8では、説明の便宜上、イメージセンサ51のロウ数が1920であるものとして説明するが、実施形態に係る構成はロウ数に限定されるものではない。また、図8において、説明の便宜上、スリット状の照明光のスリット幅(ロウ方向の幅)が40ロウ分であるものとする。
 ロウ方向の読み出し制御は、リセット制御と、露光制御と、電荷転送制御と、出力制御とを含む。リセット制御は、ロウ方向のピクセルに蓄積されている電荷の蓄積量を初期化する制御である。露光制御は、フォトダイオードに光を当てて、受光量に対応した電荷をキャパシタに蓄積させる制御である。電荷転送制御は、ピクセルに蓄積された電荷量を垂直信号線に転送する制御である。出力制御は、水平信号線を介して複数の垂直信号線に蓄積された電荷量を出力する制御である。すなわち、図7に示すように、ロウ方向のピクセルに蓄積された電荷量の読み出し時間Tは、リセット制御に要する時間Tr、露光制御に要する時間(露光時間)Te、電荷転送制御に要する時間Tc、出力制御に要する時間Toutの和である。
 図7では、ロウ単位で読み出し開始タイミング(時間Tcの開始タイミング)をシフトさせることで、イメージセンサ51における所望の範囲のピクセルに蓄積された受光結果(電荷量)が取得される。例えば、図7に示すピクセル範囲が1フレーム分の画像である場合、フレームレートFRが一意に決まる。
 この実施形態では、複数のロウ数分のスリット幅を有する照明光の眼底Efにおける照明領域を、眼底Efにおいてカラム方向に対応する方向に順次にシフトさせる。
 例えば、図8に示すように、所定のシフト時間Δt毎に、照明光の眼底Efにおける照明領域をカラム方向に対応する方向にロウ単位でシフトさせる。シフト時間Δtは、イメージセンサ51におけるピクセルの露光時間Teを照明光のスリット幅(例えば、40)で分割することにより得られる(Δt=Te/40)。この照明領域の移動タイミングに同期させて、シフト時間Δt単位でロウ毎にピクセルの各ロウの読み出し開始タイミングを遅延させて開始させる。これにより、簡素な制御で、且つ、短時間に、コントラストが強い眼底Efの高画質の画像を取得することが可能になる。
 いくつかの実施形態では、イメージセンサ51は、1以上のラインセンサにより構成される。
(OCT光学系60)
 OCT光学系60は、OCT計測を実行するための干渉光学系を含む。干渉光学系は、OCT光源からの光を参照光と測定光とに分岐し、測定光を被検眼Eに照射し、参照光路を経由した参照光と被検眼Eからの測定光の戻り光との干渉光を生成し、生成された干渉光を検出する。ここで、測定光は、ダイクロイックミラー61を介して対物レンズ46に導かれ、対物レンズ46により屈折されて被検眼E(例えば、眼底Ef)に照射される。測定光は、被検眼Eの様々な深さ位置において散乱(反射を含む)される。被検眼Eによる測定光の後方散乱光は、往路と同じ経路を逆向きに進行して、測定光の戻り光としてOCT光学系60に到達する。OCT光学系60は、スウェプトソースタイプ、スペクトラルドメインタイプ、又はタイムドメインタイプのOCTを実行する公知の光学系であってよい。
 ダイクロイックミラー61は、OCT計測に用いられる波長成分を中心波長とする波長範囲の光を反射し、照明光学系20により照明される照明光の波長成分を中心波長とする波長範囲の光を透過する。
 なお、図1では、測定光学系がOCT光学系60である場合について説明するが、実施形態に係る眼科装置が備える測定光学系はOCT機能を備えるに限定されるものではない。例えば、眼屈折力測定機能、眼軸長測定機能、眼圧測定機能、超音波検査機能などの測定光学系が眼科装置1に設けられていてよい。眼軸長測定機能は、光干渉断層計等により実現される。眼軸長測定機能は、被検眼に光を投影し、当該被検眼に対する光学系の光軸方向(前後方向)の位置を調整しつつ眼底からの戻り光を検出することにより、当該被検眼の眼軸長を測定するようにしてもよい。眼圧測定機能は、眼圧計等により実現される。また、上記の機能のうち2つ以上の機能を有する測定光学系が眼科装置1に設けられていてもよい。
 以上のような構成を有する眼科装置1は、眼底Efにおける照明領域のサイズが異なる2以上の撮影モードを有し、2以上の撮影モードのうち指定された撮影モードに対応した照明領域を照明光で照明するように照明光学系を制御することが可能である。
 第1実施形態では、2以上の撮影モードは、眼底撮影モードと、トラッキングモードとを含む。眼底撮影モードは、眼底Efにおける所定の撮影領域の正面画像を取得するための撮影モードである。トラッキングモードは、トラッキング制御を行うための正面画像を取得するための撮影モードである。トラッキングモードにおける撮影領域(すなわち、照明光の照明領域)は、眼底撮影モードにおける撮影領域より狭い。
 撮影モードとして眼底撮影モードが指定されたとき、照明光学系20は、眼底撮影モード用にスリット方向の長さ及びスリット幅の少なくとも1つがあらかじめ決められたスリット状の照明光を生成する。それにより、照明光学系20は、眼底撮影モード用にあらかじめ決められたサイズの照明領域を照明光で照明することができる。また、イメージセンサ51は、眼底撮影モード用に設定された照明領域に対応する受光面SRにおける戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲が設定され、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を順次に取り込むように制御される。
 撮影モードとしてトラッキングモードが指定されたとき、照明光学系20は、トラッキングモード用にスリット方向の長さ及びスリット幅の少なくとも1つがあらかじめ決められたスリット状の照明光を生成する。それにより、照明光学系20は、トラッキングモード用にあらかじめ決められたサイズの照明領域を照明光で照明することができる。また、イメージセンサ51は、トラッキングモード用に設定された照明領域に対応する受光面SRにおける戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲が設定され、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を順次に取り込むように制御される。
 いくつかの実施形態では、トラッキングモードにおけるスリット方向の長さは、眼底撮影モードにおけるスリット方向の長さより短い。いくつかの実施形態では、トラッキングモードにおけるスリット幅は、眼底撮影モードにおけるスリット幅より狭い。いくつかの実施形態では、トラッキングモードにおけるスリット方向の長さが眼底撮影モードにおけるスリット方向の長さより短く、且つ、トラッキングモードにおけるスリット幅が眼底撮影モードにおけるスリット幅より狭い。いくつかの実施形態では、眼底撮影モードとトラッキングモードでは、スリット方向の長さが同一であり、トラッキングモードにおけるスリット幅が眼底撮影モードにおけるスリット幅より狭い。いくつかの実施形態では、眼底撮影モードとトラッキングモードでは、スリット幅が同一であり、トラッキングモードにおけるスリット方向の長さが眼底撮影モードにおけるスリット方向の長さより短い。
 ところで、眼底Efにおける照明光の照明領域のサイズが変更されると、眼底Efに到達する照明光の光量もまた変更される。そこで、照明光学系20は、撮影モードの指定により変更される眼底Efにおける照明光の照明領域のサイズに応じて、照明光の単位時間あたりの光強度を変更することが可能である。具体的には、照明光学系20は、眼底Efにおける照明領域のサイズが小さくなるように切り替えられたとき光強度が大きくなり、且つ、照明領域のサイズが大きくなるように切り替えられたとき光強度が小さくなるように照明光を生成する。いくつかの実施形態では、照明光学系は、被検眼Eの前眼部における放射照度が一定になるように照明光の光強度を変更する。
 図9A及び図9Bに、実施形態に係る眼底撮影モードの説明図を示す。図9Aは、眼底撮影モードにおける眼底Efの撮影領域PA1と、撮影領域PA1を移動する照明光の照明領域IP1とを模式的に表したものである。図9Bにおいて、横軸はDMD24の受光面におけるスリット幅方向の位置を模式的に表し、縦軸は照明光の光強度(単位時間当たり)を表す。
 上記のように、眼底撮影モードが指定されると、眼底撮影モードに対応してあらかじめ決められた眼底Efの撮影領域PA1を順次に移動するように照明光の照明領域IP1が設定される。照明領域IP1は、スリット方向に直交する方向に順次に移動する。イメージセンサ51は、照明領域IP1に対応する受光面SRにおける戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲が設定され、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を順次に取り込むように制御される。
 照明光学系20は、図9Bに示すように、照明領域IP1のサイズに応じて照明光の光強度を変更する。このとき、変更された光強度を有する光は、DMD24のスリット幅方向のオン位置にあるマイクロミラーデバイスで反射されて、スリット状の照明光として投影光学系35に導かれる。
 図10A及び図10Bに、実施形態に係るトラッキングモードの説明図を示す。図10Aは、トラッキングモードにおける眼底Efの撮影領域PA2と、撮影領域PA2を移動する照明光の照明領域IP2とを模式的に表したものである。図10Bにおいて、横軸はDMD24の受光面におけるスリット幅方向の位置を模式的に表し、縦軸は照明光の光強度を表す。
 上記のように、トラッキングモードが指定されると、トラッキングモードに対応してあらかじめ決められた眼底Efの撮影領域PA2を順次に移動するように照明光の照明領域IP2が設定される。照明領域IP2は、スリット方向に直交する方向に順次に移動する。イメージセンサ51は、照明領域IP2に対応する受光面SRにおける戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲が設定され、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を順次に取り込むように制御される。
 トラッキングモードでは、眼底Efにおける注目部位を含むように撮影領域PA2が設定される。注目部位の例として、視神経乳頭、血管、疾患領域、治療痕などの特徴部位、後述の操作部を用いて指定される部位などがある。図10Aでは、視神経乳頭を含むように撮影領域PA2が設定されている。
 照明光学系20は、図10Bに示すように、照明領域IP2のサイズに応じて照明光の光強度を変更する。このとき、変更された光強度を有する光は、DMD24のスリット幅方向のオン位置にあるマイクロミラーデバイスで反射されて、スリット状の照明光として投影光学系35に導かれる。
 これにより、トラッキングモードでは、眼底撮影モードよりも眼底Efからの戻り光の光強度が高くなり、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。その結果、注目部位を詳細に観察したり、高精度なトラッキングに必要な画像を取得したりすることが可能になる。
 いくつかの実施形態では、光源10を制御して光源10から出力される光の光強度を変更することで、DMD24により生成される照明光の光強度を変更する。いくつかの実施形態では、可変減光フィルタ11を制御してDMD24に到達する光の光強度を変更することで、DMD24により生成される照明光の光強度を変更する。いくつかの実施形態では、光源10及び可変減光フィルタ11を制御して、DMD24により生成される照明光の光強度を変更する。例えば、光源10を制御して光源10から出力される光の光強度を低下させ、更に可変減光フィルタ11を制御して光源10から出力される光の光強度を更に低下させる。すなわち、可変減光フィルタ11を用いて光源10の減光量を補填する。逆に、例えば、可変減光フィルタ11を制御して光源10から出力される光の光強度を低下させ、更に光源10を制御して光源10から出力される光の光強度を更に低下させる。すなわち、光源10を用いて可変減光フィルタ11の減光量を補填する。
(その他の構成)
 いくつかの実施形態では、眼科装置1は、更に、固視投影系を含む。例えば、固視投影系の光路は、図1に示す光学系の構成において、撮影光学系40の光路に結合される。固視投影系は、内部固視標又は外部固視標を被検眼Eに提示することが可能である。内部固視標を被検眼Eに提示する場合、固視投影系は、後述の制御部からの制御を受けて内部固視標を表示するLCDを含み、LCDから出力された固視光束を被検眼Eの眼底に投影する。LCDは、その画面上における固視標の表示位置を変更可能に構成されている。LCDにおける固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Eの眼底における固視標の投影位置を変更することが可能である。LCDにおける固視標の表示位置は、後述の操作部を用いることによりユーザが指定可能である。
 いくつかの実施形態では、眼科装置1は、アライメント系を含む。いくつかの実施形態では、アライメント系は、XYアライメント系と、Zアライメント系とを含む。XYアライメント系は、装置光学系(対物レンズ46)の光軸に交差する方向に装置光学系と被検眼Eとの位置合わせを行うために用いられる。Zアライメント系は、眼科装置1(対物レンズ46)の光軸の方向に装置光学系と被検眼Eとの位置合わせを行うために用いられる。
 例えば、XYアライメント系は、被検眼Eに輝点(赤外領域又は近赤外領域の輝点)を投影する。後述のデータ処理部は、輝点が投影された被検眼Eの前眼部像を取得し、取得された前眼部像に描出された輝点像とアライメント基準位置との変位を求める。後述の制御部は、求められた変位がキャンセルされるように図示しない移動機構(移動機構1D)により装置光学系と被検眼Eとを光軸の方向と交差する方向に相対的に移動させる。
 例えば、Zアライメント系は、装置光学系の光軸から外れた位置から赤外領域又は近赤外領域のアライメント光を投影し、被検眼Eの前眼部で反射されたアライメント光を受光する。データ処理部200は、装置光学系に対する被検眼Eの距離に応じて変化するアライメント光の受光位置から、装置光学系に対する被検眼Eの距離を特定する。制御部100は、特定された距離が所望の作動距離になるように図示しない移動機構(移動機構1D)により装置光学系と被検眼Eとを光軸の方向に相対的に移動させる。
 いくつかの実施形態では、アライメント系の機能は、装置光学系の光軸から外れた位置に配置された2以上の前眼部カメラにより実現される。例えば、特開2013-248376号公報に開示されているように、後述のデータ処理部は、2以上の前眼部カメラで実質的に同時に取得された被検眼Eの前眼部像を解析して、公知の三角法を用いて被検眼Eの3次元位置を特定する。後述の制御部は、装置光学系の光軸が被検眼Eの軸に略一致し、かつ、被検眼Eに対する装置光学系の距離が所定の作動距離になるように図示しない移動機構(移動機構1D)により装置光学系と被検眼Eとを3次元的に相対的に移動させる。
[制御系の構成]
 続いて、眼科装置1の制御系について説明する。
 図11に、第1実施形態に係る眼科装置1の制御系の構成例のブロック図を示す。図11において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
 図11に示すように、眼科装置1の制御系は、制御部100を中心に構成されている。なお、制御系の構成の少なくとも一部が眼科装置1に含まれていてもよい。
(制御部100)
 制御部100は、眼科装置1の各部を制御する。制御部100は、主制御部101と、記憶部102とを含む。主制御部101は、プロセッサを含み、記憶部102に記憶されたプログラムに従って処理を実行することで、眼科装置1の各部の制御処理を実行する。
(主制御部101)
 主制御部101は、光源10、移動機構1Dの制御、照明光学系20の制御、撮影光学系40の制御、撮像装置50の制御、OCT光学系60の制御、及びデータ処理部200の制御を行う。
 光源10の制御には、光源の点灯や消灯(又は光の波長領域)の切り替え、光源から出力される光の光量又は光強度の変更制御などが含まれる。
 移動機構1Dは、公知の機構により、被検眼Eと眼科装置1に含まれる装置光学系(照明光学系20、投影光学系35、及び撮影光学系40)とを相対的に移動する。移動機構1Dは、主制御部101からの制御を受け、被検眼Eに対する装置光学系の相対位置を3次元的に移動する。それにより、被検眼Eに対する装置光学系の相対位置は、X方向、Y方向、及びZ方向の少なくとも1つの方向に変更される。移動機構1Dに対する制御は、アライメントやトラッキングにおいて行われる。トラッキングとは、被検眼Eの運動(眼球運動等)に追従するように装置光学系を移動させるものである。トラッキングを行う場合、例えば、事前のアライメントとピント合わせが実行される。トラッキングは、被検眼Eを撮影して得られる画像に基づいて被検眼Eの位置又は向きに合わせて装置光学系をリアルタイムで移動させることにより、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持する機能である。トラッキングに用いられる画像は、動画像、又は順次に取得される時系列の複数の静止画像であってよい。
 照明光学系20の制御には、移動機構21D、23D、25Dの制御、DMD24の制御が含まれる。
 移動機構21Dは、虹彩絞り21を照明光学系20の光軸方向(照明光の光路に沿って)に移動する。主制御部101は、被検眼Eの状態に応じて移動機構21Dを制御することにより、被検眼Eの状態に対応した位置に虹彩絞り21を配置することが可能である。被検眼Eの状態として、眼底Efの形状、屈折度数、眼軸長などがある。屈折度数は、例えば、特開昭61-293430号公報又は特開2010-259495号公報に開示されているような公知の眼屈折力測定装置から取得可能である。眼軸長は、公知の眼軸長測定装置、又は光干渉断層計の測定値から取得可能である。
 移動機構23Dは、リレーレンズ23を照明光学系20の光軸方向に移動する。主制御部101は、被検眼Eの状態に応じて移動機構23Dを制御することにより、被検眼Eの状態に対応した位置にリレーレンズ23を配置することが可能である。
 移動機構25Dは、リレーレンズ25を照明光学系20の光軸方向に移動する。主制御部101は、被検眼Eの状態に応じて移動機構25Dを制御することにより、被検眼Eの状態に対応した位置にリレーレンズ25を配置することが可能である。
 例えば、屈折度数に対応して照明光学系20の光軸におけるリレーレンズ25の位置があらかじめ関連付けられた第1制御情報が記憶部102に記憶されている。主制御部101は、第1制御情報を参照して屈折度数に対応したリレーレンズ25の位置を特定し、特定された位置にリレーレンズ25が配置されるように移動機構25Dを制御する。
 ここで、リレーレンズ25の移動に伴い、虹彩絞り21の位置が被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置からシフトする。このとき、上記のように、主制御部101は、移動機構23Dを制御することにより、虹彩絞り21の位置を被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置することができる。
 DMD24の制御には、照明光のスリット方向の長さの制御、照明光のスリット幅の制御、眼底Efにおける照明領域の位置及び形状の制御、眼底Efにおける照明領域の移動方向及び移動速度の制御などが含まれる。
 撮影光学系40の制御には、移動機構47Dの制御が含まれる。移動機構47Dは、合焦レンズ47を撮影光学系40の光軸方向に移動する。主制御部101は、イメージセンサ51を用いて取得された画像の解析結果に基づいて移動機構47Dを制御することが可能である。また、主制御部101は、後述の操作部110を用いたユーザの操作内容に基づいて移動機構47Dを制御することが可能である。
 撮像装置50の制御には、DMD24を用いた眼底Efにおける照明光の照射タイミングに同期したイメージセンサ51の制御(ローリングシャッター制御)が含まれる。イメージセンサ51の制御には、眼底Efにおける照明光の照明領域に対応した受光面における開口範囲の制御、開口範囲の受光素子により得られた受光結果の取り込み制御などが含まれる。受光結果の取り込み制御には、リセット制御、露光制御、電荷転送制御、出力制御などが含まれる。また、リセット制御に要する時間Tr、露光制御に要する時間(露光時間)Te、電荷転送制御に要する時間Tc、出力制御に要する時間Tout等を変更することが可能である。
 OCT光学系60の制御には、OCT光源の制御、測定光と参照光との光路長差の制御、測定光のフォーカス制御、測定光又は参照光の偏光制御、干渉光の検出制御などがある。
 データ処理部200の制御には、イメージセンサ51から取得された受光結果に対する各種の画像処理や解析処理が含まれる。画像処理には、受光結果に対するノイズ除去処理、受光結果に基づく受光像に描出された所定の部位を識別しやすくするための輝度補正処理、干渉光の検出結果に基づくOCT画像(2次元画像、3次元画像、OCTアンギオグラム)の形成処理などがある。解析処理には、注目部位の特定処理、トラッキング制御内容の特定処理、合焦状態の特定処理などがある。
 データ処理部200は、主制御部101(制御部100)からの制御を受けてローリングシャッター方式によりイメージセンサ51から読み出された受光結果に基づいて、任意の開口範囲に対応した受光像を形成することが可能である。データ処理部200は、開口範囲に対応した受光像を順次に形成し、形成された複数の受光像から被検眼Eの画像を形成することが可能である。
 データ処理部200は、トラッキング制御を行うための眼底Efにおける注目部位の特定処理を実行することが可能である。例えば、データ処理部200は、眼底Efの画像の画素値に基づいて、眼底Efにおける注目部位に相当する画像領域を特定する。いくつかの実施形態では、眼底撮影モードで取得された眼底Efの画像において注目部位に相当する画像領域を特定し、眼底撮影モードにおける撮影領域とトラッキングモードにおける撮影領域との位置関係に基づいてトラッキングモードにおける撮影領域内の注目部位に相当する画像領域を特定する。
 いくつかの実施形態では、データ処理部200は、基準画像に描出された注目部位(画像領域)の位置を基準に、トラッキングモードで得られた眼底Efの画像中の注目部位の位置の変位を特定し、特定された変位に基づいてトラッキング制御内容を特定する。基準画像の例として、あらかじめ決められた画像、トラッキングモードにおいて解析対象のフレームより1フレーム以上前に取得された眼底Efの画像などがある。主制御部101は、特定されたトラッキング制御内容に基づいて移動機構1Dを制御してトラッキング制御を実行することができる。
 いくつかの実施形態では、データ処理部200は、所定の基準位置を基準に、トラッキングモードで得られた眼底Efの画像中の注目部位の位置の変位を特定し、特定された変位に基づいてトラッキング制御内容を特定する。基準位置の例として、撮影光学系40(照明光学系20)の光軸に対応する位置、眼底Efの画像中の所定位置(中心位置など)がある。
 データ処理部200は、プロセッサを含み、記憶部等に記憶されたプログラムに従って処理を行うことで、上記の機能を実現する。
(記憶部102)
 記憶部102は、各種のコンピュータプログラムやデータを記憶する。コンピュータプログラムには、眼科装置1を制御するための演算プログラムや制御プログラムが含まれる。
(操作部110)
 操作部110は、操作デバイス又は入力デバイスを含む。操作部110には、眼科装置1に設けられたボタンやスイッチ(たとえば操作ハンドル、操作ノブ等)や、操作デバイス(マウス、キーボード等)が含まれる。また、操作部110は、トラックボール、操作パネル、スイッチ、ボタン、ダイアルなど、任意の操作デバイスや入力デバイスを含んでいてよい。
(表示部120)
 表示部120は、データ処理部200により生成された被検眼Eの画像を表示する。表示部120は、LCD(Liquid Crystal Display)等のフラットパネルディスプレイなどの表示デバイスを含んで構成される。また、表示部120は、眼科装置1の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
 なお、操作部110と表示部120は、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。例えばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部110は、このタッチパネルとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部110に対する操作内容は、電気信号として制御部100に入力される。また、表示部120に表示されたグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)と、操作部110とを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。いくつかの実施形態では、表示部120及び操作部110の機能は、タッチスクリーンにより実現される。
 DMD24は、実施形態に係る「光変調器」の一例である。データ処理部200は、実施形態に係る「画像形成部」の一例である。移動機構1Dは、実施形態に係る「第1移動機構」の一例である。移動機構25Dは、実施形態に係る「第2移動機構」の一例である。移動機構21D又は移動機構23Dは、実施形態に係る「第3移動機構」の一例である。
[動作]
 次に、眼科装置1の動作について説明する。以下では、トラッキングモードにおいて取得された眼底Efの画像を用いてトラッキング制御を実行し、トラッキング制御中に、眼底撮影モードにおいて眼底Efの広角の画像を取得する場合の動作例について説明する。
 図12、図13A、及び図13Bに、実施形態に係る眼科装置1の動作例のフロー図を示す。図12は、撮影モードを切り替えて眼底撮影を行う場合の動作例のフロー図を表す。図13Aは、図12のステップS4の動作例のフロー図を表す。図13Bは、図12のステップS6の動作例のフロー図を表す。記憶部102には、図12、図13A、図13Bに示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部101は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図12、図13A、図13Bに示す処理を実行する。
 ここでは、図示しないアライメント系により被検眼Eに対して装置光学系のアライメントが完了し、図示しない固視投影系により所望の固視位置に導くように被検眼Eの眼底に対して固視標が投影されているものとする。
(S1:屈折度数を取得)
 まず、主制御部101は、外部の眼科測定装置又は電子カルテから被検眼Eの屈折度数を取得する。
(S2:レンズを移動)
 次に、主制御部101は、ステップS1において取得された被検眼Eの屈折度数に応じて移動機構25Dを制御して、照明光学系20の光軸におけるリレーレンズ25の位置を変更する。それにより、DMD24が眼底Efと光学的に略共役な位置に配置される。
 具体的には、主制御部101は、記憶部102に記憶された第1制御情報を参照して屈折度数に対応したリレーレンズ25の位置を特定し、特定された位置にリレーレンズ25が配置されるように移動機構25Dを制御する。いくつかの実施形態では、主制御部101は、更に移動機構23Dを制御することにより、リレーレンズ25の移動に起因する虹彩と略共役な位置のシフトをキャンセルする。
(S3:トラッキングモード?)
 続いて、主制御部101は、撮影モードがトラッキングモードに設定されているか否かを判定する。例えば、主制御部101は、操作部110を用いたユーザの操作内容に基づいて、撮影モードがトラッキングモードに設定されているか否かを判定する。
 撮影モードがトラッキングモードに設定されている判定されたとき(S3:Y)、眼科装置1の動作は、ステップS4に移行する。撮影モードが眼底撮影モードに設定されている判定されたとき(S3:Y)、眼科装置1の動作は、ステップS7に移行する。
(S4:トラッキング制御を開始)
 ステップS3において、撮影モードがトラッキングモードに設定されていると判定されたとき(S3:Y)、主制御部101は、トラッキング制御を開始する。ステップS4の詳細は後述する。
(S5:OCT計測)
 続いて、主制御部101は、OCT光学系60を制御してOCT計測を実行する。すなわち、ステップS4において開始されたトラッキング制御中にOCT計測を実行する。OCT計測では、干渉光の検出、干渉光の検出結果に基づくOCT画像又はOCTアンギオグラムの形成等が行われる。
 ステップS5では、ステップS4において実行されたトラッキング制御中に、眼科装置に設けられている測定光学系を用いた測定を実行することが可能である。例えば、なお、眼科装置に設けられている測定光学系が屈折力測定機能等を有する光学系である場合、ステップS4において開始されたトラッキング制御中に屈折力測定等が実行される。
(S6:眼底撮影モードに設定)
 ステップS3において、撮影モードがトラッキングモードに設定されてないと判定されたとき(S3:N)、主制御部101は、眼底撮影を実行する。ステップS6の詳細は後述する。
 ステップS5又はステップS6の処理が終了すると、眼科装置1の動作は終了である(エンド)。
 図12のステップS4は、図13Aに示すフローに従って実行される。
(S11:照明領域を設定)
 図12のステップS3において撮影モードがトラッキングモードに設定されると、主制御部101は、DMD24を制御してトラッキングモード用のサイズの照明領域を眼底Efに対して設定する(照明領域制御ステップ、第1照明領域制御ステップ)。
(S12:照明光の光強度を調整)
 続いて、主制御部101は、光源10、及び可変減光フィルタ11の少なくとも1つを制御して、照明光学系20において生成される照明光の光強度を調整する(光強度制御ステップ、第1光強度制御ステップ)。主制御部101は、被検眼Eの前眼部における放射照度が一定になるように照明光の光強度を変更する。
(S13:照明光を照射)
 次に、主制御部101は、トラッキングモードでの眼底撮影を開始するために、光源10及びDMD24を制御して、ステップS11において設定された照明領域にスリット状の照明光を照射させる。
(S14:受光結果を取得)
 主制御部101は、上記のように、ステップS13において眼底Efに照射された照明光の照明領域に対応したイメージセンサ51の受光面における開口範囲のピクセルの受光結果を取得する(イメージセンサ制御ステップ)。
(S15:次?)
 主制御部101は、次に照明光で照射すべき照明領域(照明位置)があるか否かを判定する。主制御部101は、順次に移動される照明光の照明領域があらかじめ決められた眼底Efの撮影領域を網羅したか否かを判定することにより、次に照明光で照射すべき照明領域があるか否かを判定することが可能である。
 次に照明光で照射すべき照明領域があると判定されたとき(S15:Y)、眼科装置1の動作はステップS16に移行する。次に照明光で照射すべき照明領域がないと判定されたとき(S15:N)、眼科装置1の動作はステップS17に移行する。
(S16:DMDを制御)
 ステップS15において、次に照明光で照射すべき照明領域があると判定されたとき(S15:Y)、主制御部101は、次に照射すべき位置に照明領域を設定するようにDMD24を制御する。その後、眼科装置1の動作はステップS13に移行する。
(S17:画像を形成)
 ステップS15において、次に照明光で照射すべき照明領域がないと判定されたとき(S15:N)、主制御部101は、データ処理部200を制御して、被検眼Eの画像を形成させる(第1画像形成ステップ)。
 データ処理部200は、ステップS13及びステップS14において眼底Efにおける撮影領域を網羅するように照明光の照明領域を変更しつつ繰り返し取得された受光結果から被検眼Eの画像を形成する。
(S18:解析)
 続いて、主制御部101は、データ処理部200を制御して、ステップS17において形成された画像を解析させ、トラッキング制御内容を特定させる。
 データ処理部200は、例えば、ステップS17において形成された眼底Efの画像の画素値に基づいて、眼底Efにおける視神経乳頭に相当する画像領域を特定する。その後、データ処理部200は、現フレームより以前に得られた眼底Efの画像における視神経乳頭に相当する画像領域の位置を基準に、現フレームにおいて特定された画像領域の位置の変位を特定し、特定された変位に基づいてトラッキング制御内容を特定する。トラッキング制御内容の例として、被検眼Eに対する装置光学系の相対位置のシフト量及びシフト方向などがある。
(S19:移動機構を制御)
 次に、主制御部101は、ステップS18において特定されたトラッキング制御内容に基づいて移動機構1Dを制御して、被検眼Eに対する装置光学系の相対位置を変更する(トラッキング制御ステップ)。
(S20:終了?)
 続いて、主制御部101は、トラッキング制御を終了するか否かを判定する。例えば、主制御部101は、操作部110を用いたユーザからの指示に基づいてトラッキング制御を終了するか否かを判定する。例えば、主制御部101は、ステップS8の眼底撮影が終了したか否かを判定することで、トラッキング制御を終了するか否かを判定する。
 トラッキング制御を終了すると判定されたとき(S20:Y)、トラッキング制御を終了する(エンド)。トラッキング制御を終了しないと判定されたとき(S20:N)、眼科装置1の動作はステップS21に移行する。
(S21:照明領域を初期化)
 ステップS20において、トラッキング制御を終了しないと判定されたとき(S20:N)、主制御部101は、再びトラッキングモード用のサイズの照明領域を眼底Efに対して設定するために、照明領域を初期化する。眼科装置1の動作はステップS13に移行する。
 図12のステップS6は、図13Bに示すフローに従って実行される。
(S31:照明領域を設定)
 図12のステップS5において撮影モードが眼底撮影モードに設定されると、主制御部101は、DMD24を制御して眼底撮影モード用のサイズの照明領域を眼底Efに対して設定する(照明領域制御ステップ、第2照明領域制御ステップ)。
(S32:照明光の光強度を調整)
 続いて、主制御部101は、光源10、及び可変減光フィルタ11の少なくとも1つを制御して、照明光学系20において生成される照明光の光強度を調整する(光強度制御ステップ、第2光強度制御ステップ)。主制御部101は、被検眼Eの前眼部における放射照度が一定になるように照明光の光強度を変更する。
(S33:照明光を照射)
 次に、主制御部101は、眼底撮影モードでの眼底撮影を開始するために、光源10及びDMD24を制御して、ステップS31において設定された照明領域にスリット状の照明光を照射させる。
(S34:受光結果を取得)
 主制御部101は、上記のように、ステップS33において眼底Efに照射された照明光の照明領域に対応したイメージセンサ51の受光面における開口範囲のピクセルの受光結果を取得する(イメージセンサ制御ステップ)。
(S35:次?)
 主制御部101は、次に照明光で照射すべき照明領域(照明位置)があるか否かを判定する。主制御部101は、順次に移動される照明光の照明領域があらかじめ決められた眼底Efの撮影領域を網羅したか否かを判定することにより、次に照明光で照射すべき照明領域があるか否かを判定することが可能である。
 次に照明光で照射すべき照明領域があると判定されたとき(S35:Y)、眼科装置1の動作はステップS36に移行する。次に照明光で照射すべき照明領域がないと判定されたとき(S35:N)、眼科装置1の動作はステップS37に移行する。
(S36:DMDを制御)
 ステップS35において、次に照明光で照射すべき照明領域があると判定されたとき(S35:Y)、主制御部101は、次に照射すべき位置に照明領域を設定するようにDMD24を制御する。その後、眼科装置1の動作はステップS33に移行する。
(S37:画像を形成)
 ステップS35において、次に照明光で照射すべき照明領域がないと判定されたとき(S35:N)、主制御部101は、データ処理部200を制御して、被検眼Eの画像を形成させる(第2画像形成ステップ)。
 データ処理部200は、ステップS33及びステップS34において眼底Efにおける撮影領域を網羅するように照明光の照明領域を変更しつつ繰り返し取得された受光結果から被検眼Eの画像を形成する。
 以上で、図2のステップS6の処理は終了である(エンド)。
 以上のように、撮影モードがトラッキングモード(第1撮影モード)に設定されているとき、主制御部101は、トラッキングモードに対応した所定の照明領域(第1照明領域)を照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいてデータ処理部200にトラッキング用の画像(第1画像)を形成させる。主制御部101は、形成された画像に基づいて移動機構1Dを制御してトラッキング制御を実行する。一方、撮影モードが眼底撮影モード(第2撮影モード)に設定されているとき、主制御部101は、眼底撮影モードに対応し、上記の照明領域より広い照明領域(第2照明領域)を照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいてデータ処理部200に眼底Efの画像(第2画像)を形成させる。
 第1実施形態によれば、簡素な構成で、注目部位に対する高速撮影が可能な眼科装置を提供することができる。特に、撮影領域のサイズを小さくしたときに光強度が高くなるように照明光を生成するようにしたので、注目部位からの戻り光の光強度が高くなり、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。その結果、注目部位を詳細に観察したり、高精度なトラッキングに必要な画像を取得したりすることが可能になる。
<第2実施形態>
 実施形態に係る眼科装置の構成は、図1に示す構成に限定されるものではない。第2実施形態に係る眼科装置は、より簡素な構成で、第1実施形態に係る眼科装置1と同様の効果を得るものである。以下、第2実施形態に係る眼科装置について第1実施形態に係る眼科装置1との相違点を中心に説明する。
 図14に、第2実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す。図14において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
 第2実施形態に係る眼科装置1aの構成が第1実施形態に係る眼科装置1の構成と異なる点は、照明光学系20に代えて照明光学系20aが設けられた点と、投影光学系35に代えて投影光学系35aが設けられた点と、撮影光学系40に代えて撮影光学系40aが設けられた点である。
 照明光学系20aの構成が照明光学系20の構成と異なる点は、虹彩絞り21が取り除かれている点である。投影光学系35aの構成が投影光学系35の構成と異なる点は、黒点板42が取り除かれている点である。撮影光学系40aの構成が撮影光学系40の構成と異なる点は、穴鏡45に代えてビームスプリッタBSが設けられている点である。
 ビームスプリッタBSは、投影光学系35aからの照明光を反射して対物レンズ46に導くと共に、対物レンズ46を透過した照明光の戻り光を合焦レンズ47に向けて透過する。
 第2実施形態に係る眼科装置1の動作は第1実施形態に係る眼科装置1の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
 ビームスプリッタBSは、実施形態に係る「光路結合部材」の一例である。
 以上説明したように、第2実施形態によれば、第1実施形態と比較してより簡素な構成で、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第3実施形態>
 上記の実施形態では、DMD24等の光変調器を用いてスリット状の照明光を生成する場合について説明したが、実施形態に係る眼科装置の構成はこれに限定されるものではない。第3実施形態に係る眼科装置は、開口部が形成されたスリットを用いてスリット状の照明光を生成し、光スキャナを用いてスリット状の照明光を偏向することにより、眼底Efにおける撮影領域を網羅するように照明光の照明領域を移動させる。以下、第3実施形態に係る眼科装置について第1実施形態に係る眼科装置1との相違点を中心に説明する。
 図15に、第3実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す。図15において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図15において、図1のコンデンサレンズ12は、光源10に内蔵されるものとする。
 第3実施形態に係る眼科装置1bの構成が第1実施形態に係る眼科装置1の構成と異なる点は、照明光学系20に代えて照明光学系20bが設けられた点である。
 照明光学系20bは、虹彩絞り21と、スリット22と、リレーレンズ23、25と、光スキャナ30とを含む。スリット22は、虹彩絞り21と光スキャナ30との間に配置されている。リレーレンズ23は、虹彩絞り21とスリット22との間に配置されている。リレーレンズ25は、光スキャナ30とスリット22との間に配置されている。
(スリット22)
 スリット22(具体的には、後述の開口部)は、被検眼Eの眼底Efと光学的に略共役な位置に配置可能である。例えば、スリット22には、後述するイメージセンサ51からローリングシャッター方式で読み出されるライン方向(ロウ方向)に対応した方向に開口部が形成されている。スリット22に形成された開口部は、被検眼Eの眼底Efにおける照明光の照明パターンを規定する。
 スリット22は、移動機構(後述の移動機構22D)により照明光学系20bの光軸方向に移動可能である。移動機構は、後述の制御部100bからの制御を受け、スリット22を光軸方向に移動する。例えば、制御部100bは、被検眼Eの状態に応じて移動機構を制御する。これにより、被検眼Eの状態(具体的には、屈折度数、眼底Efの形状)に応じてスリット22の位置を移動することができる。
 スリット22は、撮影モードに応じて開口部の形状(サイズ)を変更可能に構成される。
 図16に、第3実施形態に係るスリット22の構成例の説明図を示す。
 スリット22は、撮影モードがトラッキングモードに指定されたとき、トラッキングモード用の照明領域に照明光を照射するためのスリット状の開口部に変更される(図16のスリット22B)。また、スリット22は、撮影モードが眼底撮影モードに指定されたとき、眼底撮影モード用の照明領域に照明光を照射するためのスリット状の開口部に変更される(図16のスリット22A)。すなわち、トラッキングモードでのスリット状の開口部のサイズは、眼底撮影モードでのスリット状の開口部のサイズより小さい。
 例えば、スリット22は、開口部の形状が異なる2以上のスリットを含み、撮影モードに応じて2以上のスリットを選択的に光源10からの光の光路に配置する。例えば、スリット22は、液晶シャッターを含み、撮影モードに応じた形状の開口部を形成する。
 いくつかの実施形態では、トラッキングモードにおける開口部のスリット方向の長さは、眼底撮影モードにおける開口部のスリット方向の長さより短い。いくつかの実施形態では、トラッキングモードにおける開口部のスリット幅は、眼底撮影モードにおける開口部のスリット幅より狭い。いくつかの実施形態では、トラッキングモードにおける開口部のスリット方向の長さが眼底撮影モードにおける開口部のスリット方向の長さより短く、且つ、トラッキングモードにおける開口部のスリット幅が眼底撮影モードにおける開口部のスリット幅より狭い。いくつかの実施形態では、眼底撮影モードとトラッキングモードでは、スリット方向の長さが同一であり、トラッキングモードにおける開口部のスリット幅が眼底撮影モードにおける開口部のスリット幅より狭い。いくつかの実施形態では、眼底撮影モードとトラッキングモードでは、スリット幅が同一であり、トラッキングモードにおける開口部のスリット方向の長さが眼底撮影モードにおける開口部のスリット方向の長さより短い。
 いくつかの実施形態では、スリット22は、被検眼Eの状態に応じて、光軸方向に移動されることなく開口部の位置及び形状の少なくとも1つを変更可能に構成される。このようなスリット22の機能は、例えば液晶シャッターにより実現される。
 虹彩絞り21に形成された開口部を通過した光源10からの光は、スリット22に形成された開口部を通過することによりスリット状の照明光として出力される。スリット状の照明光は、リレーレンズ23を透過して、光スキャナ30に導かれる。
(光スキャナ30)
 光スキャナ30は、被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置される。光スキャナ30は、リレーレンズ23を透過するスリット状の照明光(スリット22に形成された開口部を通過したスリット状の光)を偏向する。具体的には、光スキャナ30は、被検眼Eの虹彩又はその近傍をスキャン中心位置として所定の偏向角度範囲内で偏向角度を変更しつつ、眼底Efの所定の照明領域を順次に照明するためのスリット状の照明光を偏向し、投影光学系35に導く。光スキャナ30は、照明光を1次元的又は2次元的に偏向することが可能である。
 1次元的に偏向する場合、光スキャナ30は、所定の偏向方向を基準に所定の偏向角度範囲で照明光を偏向するガルバノスキャナを含む。2次元的に偏向する場合、光スキャナ30は、第1ガルバノスキャナと、第2ガルバノスキャナとを含む。第1ガルバノスキャナは、照明光学系20の光軸に直交する水平方向に照明光の照明領域を移動するように照明光を偏向する。第2ガルバノスキャナは、照明光学系20の光軸に直交する垂直方向に照明光の照明領域を移動するように、第1ガルバノスキャナにより偏向された照明光を偏向する。光スキャナ30による照明光の照明領域を移動するスキャン態様としては、例えば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋スキャンなどがある。
 図17に、第3実施形態に係る照明光学系20bの構成例を示す。図17において、図5と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
 リレーレンズ25の後側焦点位置F1は、被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置される。
 すなわち、上記のように被検眼Eの虹彩と略共役な位置に配置された光スキャナ30が、リレーレンズ25の後側焦点位置F1又はその近傍に配置される。従って、被検眼Eの屈折度数に応じてスリット22が光軸方向に移動された場合でも、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、眼底Efに投影されるスリット像(スリット22に形成された開口部を通過した光により形成される像)の大きさは変化しない。これは、スリット22が光軸方向に移動しても、眼底Efへのスリット像の投影倍率が変化しないことを意味する。
 第3実施形態によれば、リレーレンズ25の後側焦点位置F1(又はその近傍)に光スキャナ30を配置することにより、リレーレンズ25、リレーレンズ41、42、及び対物レンズ46でバーダル光学系が構成される。
 それにより、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、被検眼Eの視軸に対するスリット像の投影画角(投影倍率)(スリット22の長手方向及び短手方向)を一定にすることができる。その結果、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、スリット像の大きさが変化しないため、光スキャナ30の偏向動作速度を一定にすることが可能になり、光スキャナ30の制御を簡素化することができる。
 また、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、被検眼Eの視軸に対するスリット像の投影画角(投影倍率)が一定であるため、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、眼底Efにおけるスリット像の照度を一定にすることができる。
 更に、眼科装置においてあらかじめ決められた撮影画角で画像を取得する場合に、上記のように投影倍率が一定であるため、所定の大きさのスリット像を取得するために設けられたスリット22の長手方向の長さにマージンを設ける必要がなくなる。
 また、リレーレンズ23の前側焦点位置F2又はその近傍に、虹彩絞り21が配置される。
 すなわち、リレーレンズ25の後側焦点位置F1は被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置であり、リレーレンズ23の前側焦点位置F2には虹彩絞り21が配置される。従って、虹彩絞り21から(後側焦点位置F1に配置された)光スキャナ30までの投影倍率は、リレーレンズ25の焦点距離f1とリレーレンズ23の焦点距離f2で決定される。このとき、投影倍率は、(f1/f2)である。
 実施形態に係る眼科装置は、被検眼Eの虹彩上に所定の大きさで虹彩絞り21の像を形成する必要がある。被検眼Eの虹彩から対物レンズ46を経由して光スキャナ30までの投影倍率が既知の投影倍率であるとき、光スキャナ30上に所定の大きさの虹彩絞り21の像を投影すればよい。このとき、虹彩絞り21から光スキャナ30までの投影倍率は、リレーレンズ25の焦点距離f1とリレーレンズ23の焦点距離f2で決定される。従って、焦点距離f1、f2の少なくとも一方を変更することで、被検眼Eの虹彩上に所定の大きさで虹彩絞り21の像を容易に形成することが可能になる。いくつかの実施形態では、焦点距離f1を固定したまま、焦点距離f2だけが変更される。
 また、上記のように、眼底Efの撮影のために、高輝度な光を発する光源であることが望ましい。しかしながら、汎用的に入手可能な光源(量産されている光源)は、発光面のサイズ(発光面積、出力光束断面サイズ)が限られており、光源の発光面のサイズに対応した投影倍率で虹彩絞り21の像を光スキャナ30上に投影する必要がある。
 この実施形態によれば、焦点距離f1、f2の少なくとも一方を変更することで、虹彩絞り21から光スキャナ30までの投影倍率を変更することができるため、任意の大きさの虹彩絞り21の像を光スキャナ30上に所望の大きさで投影することができる。それにより、光源の発光面のサイズが異なる場合でも、焦点距離f1、f2の少なくとも一方を変更するだけで光スキャナ30上に所望の大きさの虹彩絞り21の像を投影することができ、光学系の設計自由度が向上する。特に、焦点距離f1を固定し、焦点距離f2だけを変更することで、被検眼Eの屈折度数の変化に対するスリット22の移動量(屈折度数の変化に対するスリット22の移動の感度)を固定することができ、光学系の設計自由度をより一層向上させることができる。
 第3実施形態によれば、リレーレンズ25を構成する1以上のレンズの有効径を小さくすることができる。
 その理由は、光スキャナ30と虹彩絞り21との間には、被検眼Eの眼底Efと光学的に略共役な位置に配置されるスリット22が配置されている。スリット22は、被検眼Eの屈折度数に応じて光軸方向に移動可能である。ここで、虹彩絞り21から光スキャナ30までの投影倍率は、光スキャナ30とリレーレンズ25との第1距離と、虹彩絞り21とリレーレンズ25との第2距離で決定されるため、第1距離を短くすると、第2距離も短くする必要がある。しかしながら、スリット22の光軸方向の移動スペースを確保しつつ、虹彩との共役関係及び眼底Efとの共役関係を維持する必要があるため、第1距離が長くなり、リレーレンズ25の有効径が大きくなる。この実施形態によれば、リレーレンズ23を設けることにより、第1距離を短くしても、リレーレンズ23を用いて投影倍率を調整することが可能になる。それにより、スリット22の光軸方向の移動スペースを確保し、且つ、虹彩との共役関係及び眼底Efとの共役関係を維持しつつ、第1距離を短くすることが可能になり、リレーレンズ25を構成する1以上のレンズの有効径を小さくすることができる。
 また、リレーレンズ25を構成する1以上のレンズの有効径を小さくすることができるので、光スキャナ30から光源10までの光学系の長さを小さくすることができる。
 以上のように生成されたスリット状の照明光は、光スキャナ30により偏向され、投影光学系35に導かれる。投影光学系35では、光スキャナ30により偏向された照明光は、リレーレンズ41を透過し、黒点板42を通過し、反射ミラー43により穴鏡45に向けて反射される。
 図18に、第3実施形態に係る眼科装置1bの制御系の構成例のブロック図を示す。図18において、図11と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
 図18に示すように、眼科装置1bの制御系は、制御部100bを中心に構成されている。なお、制御系の構成の少なくとも一部が眼科装置1に含まれていてもよい。
(制御部100b)
 制御部100bは、制御部100と同様に、眼科装置1bの各部を制御する。制御部100bは、主制御部101bと、記憶部102bとを含む。主制御部101bは、プロセッサを含み、記憶部102bに記憶されたプログラムに従って処理を実行することで、眼科装置1bの各部の制御処理を実行する。
(主制御部101b)
 主制御部101bは、主制御部101と同様に、光源10、移動機構1Dの制御、照明光学系20bの制御、撮影光学系40の制御、撮像装置50の制御、OCT光学系60の制御、及びデータ処理部200の制御を行う。
 照明光学系20bの制御には、移動機構22Dの制御、光スキャナ30の制御が含まれる。
 移動機構22Dは、スリット22を照明光学系20bの光軸方向に移動する。主制御部101bは、被検眼Eの状態に応じて移動機構22Dを制御することにより、被検眼Eの状態に対応した位置にスリット22を配置することが可能である。
 例えば、屈折度数に対応して照明光学系20bの光軸におけるスリット22の位置があらかじめ関連付けられた第2制御情報が記憶部102bに記憶されている。主制御部101bは、第2制御情報を参照して屈折度数に対応したスリット22の位置を特定し、特定された位置にスリット22が配置されるように移動機構22Dを制御する。
 光スキャナ30の制御には、スキャン範囲(スキャン開始位置及びスキャン終了位置)及びスキャン速度の制御が含まれる。
 第3実施形態に係る眼科装置1bの動作は、第1実施形態に係る眼科装置1の動作と同様であるため、詳細の説明を省略する。
 移動機構22Dは、実施形態に係る「第4移動機構」の一例である。
 以上説明したように、第3実施形態によれば、光スキャナを用いて照明光を偏向することにより、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
[作用]
 実施形態に係る眼科装置、その制御方法、及びプログラムについて説明する。
 いくつかの実施形態に係る眼科装置(1、1a、1b)は、照明光学系(20、20a、20b)と、撮影光学系(40、40a)と、制御部(100、主制御部101、100b、主制御部101b)とを含む。照明光学系は、光源(10)からの光を用いて照明光を生成し、被検眼(E)の所定部位(眼底Ef)における変更可能な照明領域を照明領域のサイズに対応した光強度を有する照明光で照明する。撮影光学系は、被検眼からの照明光の戻り光をイメージセンサ(51)の受光面(SR)に導く。制御部は、照明領域(IP)に対応する受光面における戻り光の照明範囲(IP´)に重複するように開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むようにイメージセンサを制御する。
 このような態様によれば、被検眼の所定部位における照明領域に照明光を照射し、イメージセンサにおいて、照明光の戻り光の照明範囲に重複するように設定された開口範囲の受光結果を取り込むようにしたので、簡素な構成で、所定部位を高速に撮影可能である。このとき、照明領域のサイズを変更可能にし、変更された照明領域のサイズに応じて照明光の光強度を変更するようにしたので、照明領域のサイズに応じて、所定部位からの戻り光の光強度を変更することが可能になる。その結果、照明領域のサイズに応じて、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、照明光学系は、照明領域のサイズが小さくなるように切り替えられたとき光強度が大きくなり、照明領域のサイズが大きくなるように切り替えられたとき光強度が小さくなるように照明光を生成する。
 このような態様によれば、照明領域のサイズを小さくしたときに照明光の光強度が高くなるように変更することができる。それにより、所定部位からの戻り光の光強度が高くなり、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。その結果、所定部位を詳細に観察したり、高精度なトラッキングに必要な画像を取得したりすることが可能になる。
 いくつかの実施形態では、照明光学系は、被検眼の前眼部における放射照度が一定になるように照明光の光強度を変更する。
 このような態様によれば、被検眼に入射する照明光の光強度を制限しつつ、戻り光の受光結果のSNRの向上を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、制御部は、光源を制御することにより光強度を変更する。
 このような態様によれば、簡素な制御で、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、照明光学系は、光源からの光の光路に配置され減光量が可変の減光フィルタ(11)を含み、減光量を変更することにより光強度を変更する。
 このような態様によれば、簡素な構成で、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、制御部は、所定部位における照明領域のサイズが異なる2以上の撮影モード(トラッキングモード、眼底撮影モード)のうち指定された撮影モードに対応した照明領域を照明光で照明するように照明光学系を制御する。
 このような態様によれば、撮影モードを指定することにより、指定された撮影モードに対応したサイズの照明領域を、当該サイズに対応した光強度を有する照明光で照明することができる。それにより、撮影モードに応じて、戻り光の受光結果のSNRを向上させることができる。
 いくつかの実施形態は、イメージセンサにより得られた受光結果に基づいて所定部位の画像を形成する画像形成部(データ処理部200)と、被検眼と、照明光学系及び撮影光学系とを相対的に移動する第1移動機構(移動機構1D)と、を含む。制御部は、第1撮影モード(トラッキングモード)のとき、第1撮影モードに対応した第1照明領域を照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいて画像形成部に第1画像を形成させ、第1画像に基づいて第1移動機構を制御することにより被検眼に追従するように照明光学系及び撮影光学系を移動するトラッキング制御を実行する。また、制御部は、第2撮影モード(眼底撮影モード)のとき、第2撮影モードに対応し、第1照明領域より広い第2照明領域を照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいて画像形成部に第2画像を形成させる。
 このような態様によれば、簡素な構成で、高精度なトラッキング制御を行うと共に、広角の高画質の画像を取得することが可能な眼科装置を提供することができるようになる。
 いくつかの実施形態では、制御部は、ローリングシャッター方式で受光結果を取り込む。
 このような態様によれば、ローリングシャッター方式を用いて、簡素な構成で、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態は、被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置され、照明光学系及び撮影光学系の一方の光学系の光軸が通過する穴部が形成された穴鏡(45)を含み、穴鏡の反射方向に、照明光学系及び撮影光学系の他方の光学系が配置される。照明光学系は、所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能であり、照明光を変調すると共に変調された照明光を被検眼に導く光変調器(DMD24)と、光源と光変調器との間に配置され、虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な虹彩絞り(21)と、を含む。
 このような態様によれば、光変調器を用いて所定部位における任意の領域を照明するための照明光を生成し、生成された照明光を効率よく瞳分割で被検眼に入射することができる。従って、広がり角が広い安価な光源を用いた場合でも、簡素な構成で、眼底の撮影に必要な照度を確保することが可能になる。
 いくつかの実施形態では、照明光学系は、光変調器により変調された照明光の光路に沿って移動可能な第1レンズ(リレーレンズ25)と、第1レンズを光路に沿って移動する第2移動機構(移動機構25D)と、を含む。制御部は、被検眼の屈折度数に応じて第2移動機構を制御する。
 このような態様によれば、被検眼の屈折度数に応じて第1レンズを移動するようにしたので、被検眼の屈折度数にかかわらず光変調器を被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置することができる。それにより、光源からの光を効率よく眼内に導くことが可能になる。その結果、広がり角が広い安価な光源を用いた場合でも、簡素な構成で、眼底の撮影に必要な照度を確保し、被検眼の状態に影響されることなく被検眼の高画質の画像を取得することが可能になる。
 いくつかの実施形態では、照明光学系は、光変調器と虹彩絞りとの間に配置され、照明光の光路に沿って移動可能な第2レンズ(リレーレンズ23)と、第2レンズ又は虹彩絞りを照明光の光路に沿って移動する第3移動機構(移動機構23D又は移動機構21D)と、を含む。制御部は、第3移動機構を制御する。
 このような態様によれば、第1レンズの移動により、虹彩絞りの位置が被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置からシフトした場合でも、第2レンズの移動に起因したシフトをキャンセルすることができる。それにより、光源からの光を効率よく眼内に導くことが可能になる。
 いくつかの実施形態は、照明光学系の光路と撮影光学系の光路とを結合する光路結合部材(ビームスプリッタBS)を含む。照明光学系は、所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能であり、照明光を変調すると共に変調された照明光を被検眼に導く光変調器(DMD24)を含む。
 このような態様によれば、穴鏡及び虹彩絞りを設ける場合に比べて、より簡素な構成で、光源からの光を被検眼に入射することができる。
 いくつかの実施形態では、照明光学系は、光変調器により変調された照明光の光路に沿って移動可能な第1レンズ(リレーレンズ25)と、第1レンズを光路に沿って移動する第2移動機構(移動機構25D)と、含む。制御部は、被検眼の屈折度数に応じて第2移動機構を制御する。
 このような態様によれば、被検眼の屈折度数に応じて第1レンズを移動するようにしたので、被検眼の屈折度数にかかわらず光変調器を被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置することができる。それにより、光源からの光を効率よく眼内に導くことが可能になる。その結果、広がり角が広い安価な光源を用いた場合でも、簡素な構成で、眼底の撮影に必要な照度を確保し、被検眼の状態に影響されることなく被検眼の高画質の画像を取得することが可能になる。
 いくつかの実施形態は、被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置され、照明光学系及び撮影光学系の一方の光学系の光軸が通過する穴部が形成された穴鏡(45)を含み、穴鏡の反射方向に、照明光学系及び撮影光学系の他方の光学系が配置される。照明光学系は、光スキャナ(30)と、虹彩絞り(21)と、スリット(22)とを含む。光スキャナは、照明光を偏向すると共に偏向された照明光を被検眼に導き、虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能である。虹彩絞りは、光源と光スキャナとの間に配置され、虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能である。スリットは、光スキャナと虹彩絞りとの間に配置され、開口部が形成され所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能である。
 このような態様によれば、光スキャナを用いて所定部位における任意の領域を照明するための照明光を生成し、生成された照明光を効率よく瞳分割で被検眼に入射することができる。従って、広がり角が広い安価な光源を用いた場合でも、簡素な構成で、眼底の撮影に必要な照度を確保することが可能になる。
 いくつかの実施形態は、スリットを照明光の光路に沿って移動する第4移動機構(移動機構22D)を含み、制御部は、被検眼の屈折度数に応じて第4移動機構を制御する。
 このような態様によれば、被検眼の屈折度数に応じてスリットを移動するようにしたので、被検眼の屈折度数にかかわらずスリットを被検眼の所定部位と光学的に略共役な位置に配置することができる。それにより、光源からの光を効率よく眼内に導くことが可能になる。その結果、広がり角が広い安価な光源を用いた場合でも、簡素な構成で、眼底の撮影に必要な照度を確保し、被検眼の状態に影響されることなく被検眼の高画質の画像を取得することが可能になる。
 いくつかの実施形態は、照明光学系(20、20a、20b)と、撮影光学系(40、40a)と、を含む眼科装置の制御方法である。照明光学系は、光源(10)からの光を用いて照明光を生成し、被検眼(E)を照明光で照明する。撮影光学系は、被検眼からの照明光の戻り光をイメージセンサ(51)の受光面(SR)に導く。眼科装置の制御方法は、照明領域制御ステップと、光強度制御ステップと、イメージセンサ制御ステップとを含む。照明領域制御ステップは、被検眼の所定部位における照明光の照明領域を変更する。光強度制御ステップは、照明領域制御ステップにおいて変更された照明領域のサイズに対応した光強度を有するように照明光の光強度を変更する。イメージセンサ制御ステップは、照明領域制御ステップにおいて変更された照明領域に対応する受光面における戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むようにイメージセンサを制御する。
 このような態様によれば、被検眼の所定部位における照明領域に照明光を照射し、イメージセンサにおいて、照明光の戻り光の照明範囲に重複するように設定された開口範囲の受光結果を取り込むようにしたので、簡素な構成で、所定部位を高速に撮影可能である。このとき、照明領域のサイズを変更可能にし、変更された照明領域のサイズに応じて照明光の光強度を変更するようにしたので、照明領域のサイズに応じて、所定部位からの戻り光の光強度を変更することが可能になる。その結果、照明領域のサイズに応じて、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、光強度制御ステップは、照明領域のサイズが小さくなるように切り替えられたとき光強度が大きくなり、照明領域のサイズが大きくなるように切り替えられたとき光強度が小さくなるように照明光を生成する。
 このような態様によれば、照明領域のサイズを小さくしたときに照明光の光強度が高くなるように変更することができる。それにより、所定部位からの戻り光の光強度が高くなり、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。その結果、所定部位を詳細に観察したり、高精度なトラッキングに必要な画像を取得したりすることが可能になる。
 いくつかの実施形態では、光強度制御ステップは、被検眼の前眼部における放射照度が一定になるように照明光の光強度を変更する。
 このような態様によれば、被検眼に入射する照明光の光強度を制限しつつ、戻り光の受光結果のSNRの向上を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、光強度制御ステップは、光源を制御することにより光強度を変更する。
 このような態様によれば、簡素な制御で、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、照明光学系は、光源からの光の光路に配置され減光量が可変の減光フィルタ(11)を含む。光強度制御ステップは、減光量を変更することにより光強度を変更する。
 このような態様によれば、簡素な構成で、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態では、照明領域制御ステップは、所定部位における照明領域が異なる2以上の撮影モード(トラッキングモード、眼底撮影モード)のうち指定された撮影モードに対応した照明領域を照明光で照明するように照明光学系を制御する。
 このような態様によれば、撮影モードを指定することにより、指定された撮影モードに対応したサイズの照明領域を、当該サイズに対応した光強度を有する照明光で照明することができる。それにより、撮影モードに応じて、戻り光の受光結果のSNRを向上させることができる。
 いくつかの実施形態では、眼科装置は、被検眼と、照明光学系及び撮影光学系とを相対的に移動する第1移動機構(移動機構1D)を含む。眼科装置の制御方法は、第1照明制御ステップと、第1光強度制御ステップと、第1画像形成ステップと、トラッキング制御ステップと、第2照明制御ステップと、第2光強度制御ステップと、第2画像形成ステップと、を含む。第1照明領域制御ステップは、第1撮影モード(トラッキングモード)のとき、第1撮影モードに対応した第1照明領域を前記照明光で照明する。第1光強度制御ステップは、照明光の光強度を、第1照明領域制御ステップにおいて変更された照明領域のサイズに対応した光強度に変更する。第1画像形成ステップは、第1光強度制御ステップにおいて変更された光強度を有する照明光で照明された照明領域からの戻り光の受光結果を用いて所定部位の第1画像を形成する。トラッキング制御ステップは、第1画像形成ステップにおいて形成された第1画像に基づいて第1移動機構を制御することにより被検眼に追従するように照明光学系及び撮影光学系を移動するトラッキング制御を実行する。第2照明領域制御ステップは、第2撮影モード(眼底撮影モード)のとき、第2撮影モードに対応し、第1照明領域より広い第2照明領域を照明光で照明する。第2光強度制御ステップは、照明光の光強度を、第2照明領域制御ステップにおいて変更された照明領域のサイズに対応した光強度に変更する。第2画像形成ステップは、第2光強度制御ステップにおいて変更された光強度を有する照明光で照明された照明領域からの戻り光の受光結果に基づいて所定部位の第2画像を形成する。
 このような態様によれば、簡素な構成で、高精度なトラッキング制御を行うと共に、広角の高画質の画像を取得することが可能になる。
 いくつかの実施形態では、イメージセンサ制御ステップは、ローリングシャッター方式で受光結果を取り込む。
 このような態様によれば、ローリングシャッター方式を用いて、簡素な構成で、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 いくつかの実施形態は、コンピュータに、上記のいずれかに記載の眼科装置の制御方法の各ステップを実行させるプログラムである。
 このようなプログラムによれば、被検眼の所定部位における照明領域に照明光を照射し、イメージセンサにおいて、照明光の戻り光の照明範囲に重複するように設定された開口範囲の受光結果を取り込むようにしたので、簡素な構成で、所定部位を高速に撮影可能である。このとき、照明領域のサイズを変更可能にし、変更された照明領域のサイズに応じて照明光の光強度を変更するようにしたので、照明領域のサイズに応じて、所定部位からの戻り光の光強度を変更することが可能になる。その結果、照明領域のサイズに応じて、戻り光の受光結果のSNRを向上させ、戻り光の受光結果に基づいて形成される画像の高画質化を図ることができる。
 以上に示された実施形態又はその変形例は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
 いくつかの実施形態では、上記の眼科装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。このようなプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な非一時的な(non-transitory)任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク(CD-ROM/DVD-RAM/DVD-ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードディスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)などを用いることが可能である。また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
 第1実施形態~第3実施形態において説明した構成を任意に組み合わせることが可能である。
1、1a、1b 眼科装置
10 光源
11 可変減光フィルタ
20、20a、20b 照明光学系
21 虹彩絞り
22 スリット
23、25 リレーレンズ
24 DMD
30 光スキャナ
35、35a 投影光学系
40、40a 撮影光学系
45 穴鏡
46 対物レンズ
47 合焦レンズ
100、100b 制御部
101、101b 主制御部
51 イメージセンサ
E 被検眼
Ef 眼底

Claims (24)

  1.  光源からの光を用いて照明光を生成し、被検眼の所定部位における変更可能な照明領域を前記照明領域のサイズに対応した光強度を有する前記照明光で照明する照明光学系と、
     前記被検眼からの前記照明光の戻り光をイメージセンサの受光面に導く撮影光学系と、
     前記照明領域に対応する前記受光面における前記戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲を設定し、設定された前記開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御する制御部と、
     を含む、眼科装置。
  2.  前記照明光学系は、前記照明領域のサイズが小さくなるように切り替えられたとき前記光強度が大きくなり、前記照明領域のサイズが大きくなるように切り替えられたとき前記光強度が小さくなるように前記照明光を生成する
     ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。
  3.  前記照明光学系は、前記被検眼の前眼部における放射照度が一定になるように前記照明光の光強度を変更する
     ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の眼科装置。
  4.  前記制御部は、前記光源を制御することにより前記光強度を変更する
     ことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の眼科装置。
  5.  前記照明光学系は、前記光源からの光の光路に配置され減光量が可変の減光フィルタを含み、前記減光量を変更することにより前記光強度を変更する
     ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の眼科装置。
  6.  前記制御部は、前記所定部位における照明領域のサイズが異なる2以上の撮影モードのうち指定された撮影モードに対応した照明領域を前記照明光で照明するように前記照明光学系を制御する
     ことを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の眼科装置。
  7.  前記イメージセンサにより得られた受光結果に基づいて前記所定部位の画像を形成する画像形成部と、
     前記被検眼と、前記照明光学系及び前記撮影光学系とを相対的に移動する第1移動機構と、
     を含み、
     前記制御部は、第1撮影モードのとき、前記第1撮影モードに対応した第1照明領域を前記照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいて前記画像形成部に第1画像を形成させると共に、前記第1画像に基づいて前記第1移動機構を制御することにより前記被検眼に追従するように前記照明光学系及び前記撮影光学系を移動するトラッキング制御を実行し、第2撮影モードのとき、前記第2撮影モードに対応し、前記第1照明領域より広い第2照明領域を前記照明光で照明することにより得られた受光結果に基づいて前記画像形成部に第2画像を形成させる
     ことを特徴とする請求項6に記載の眼科装置。
  8.  前記制御部は、ローリングシャッター方式で前記受光結果を取り込む
     ことを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の眼科装置。
  9.  前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置され、前記照明光学系及び前記撮影光学系の一方の光学系の光軸が通過する穴部が形成された穴鏡を含み、
     前記穴鏡の反射方向に、前記照明光学系及び前記撮影光学系の他方の光学系が配置され、
     前記照明光学系は、
     前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記照明光を変調すると共に変調された前記照明光を前記被検眼に導く光変調器と、
     前記光源と前記光変調器との間に配置され、前記虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な虹彩絞りと、
     を含む
     ことを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の眼科装置。
  10.  前記照明光学系は、前記光変調器により変調された前記照明光の光路に沿って移動可能な第1レンズと、
     前記第1レンズを前記光路に沿って移動する第2移動機構と、
     含み、
     前記制御部は、前記被検眼の屈折度数に応じて前記第2移動機構を制御する
     ことを特徴とする請求項9に記載の眼科装置。
  11.  前記照明光学系は、前記光変調器と前記虹彩絞りとの間に配置され、前記照明光の光路に沿って移動可能な第2レンズと、
     前記第2レンズ又は前記虹彩絞りを前記照明光の光路に沿って移動する第3移動機構と、
     を含み、
     前記制御部は、前記第3移動機構を制御する
     ことを特徴とする請求項10記載の眼科装置。
  12.  前記照明光学系の光路と前記撮影光学系の光路とを結合する光路結合部材を含み、
     前記照明光学系は、前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記照明光を変調すると共に変調された前記照明光を前記被検眼に導く光変調器を含む
     ことを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の眼科装置。
  13.  前記照明光学系は、前記光変調器により変調された前記照明光の光路に沿って移動可能な第1レンズと、
     前記第1レンズを前記光路に沿って移動する第2移動機構と、
     含み、
     前記制御部は、前記被検眼の屈折度数に応じて前記第2移動機構を制御する
     ことを特徴とする請求項12に記載の眼科装置。
  14.  前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置され、前記照明光学系及び前記撮影光学系の一方の光学系の光軸が通過する穴部が形成された穴鏡を含み、
     前記穴鏡の反射方向に、前記照明光学系及び前記撮影光学系の他方の光学系が配置され、
     前記照明光学系は、
     前記虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記照明光を偏向すると共に偏向された前記照明光を前記被検眼に導く光スキャナと、
     前記光源と前記光スキャナとの間に配置され、前記虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な虹彩絞りと、
     前記光スキャナと前記虹彩絞りとの間に配置され、開口部が形成され前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能なスリットと、
     を含む
     ことを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の眼科装置。
  15.  前記スリットを前記照明光の光路に沿って移動する第4移動機構を含み、
     前記制御部は、前記被検眼の屈折度数に応じて前記第4移動機構を制御する
     ことを特徴とする請求項14に記載の眼科装置。
  16.  光源からの光を用いて照明光を生成し、被検眼を前記照明光で照明する照明光学系と、
     前記被検眼からの前記照明光の戻り光をイメージセンサの受光面に導く撮影光学系と、
     を含む眼科装置の制御方法であって、
     前記被検眼の所定部位における前記照明光の照明領域を変更する照明領域制御ステップと、
     前記照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域のサイズに対応した光強度を有するように前記照明光の光強度を変更する光強度制御ステップと、
     前記照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域に対応する前記受光面における前記戻り光の照明範囲に重複するように開口範囲を設定し、設定された前記開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御するイメージセンサ制御ステップと、
     を含む、眼科装置の制御方法。
  17.  前記光強度制御ステップは、前記照明領域のサイズが小さくなるように切り替えられたとき前記光強度が大きくなり、前記照明領域のサイズが大きくなるように切り替えられたとき前記光強度が小さくなるように前記照明光を生成する
     ことを特徴とする請求項16に記載の眼科装置の制御方法。
  18.  前記光強度制御ステップは、前記被検眼の前眼部における放射照度が一定になるように前記照明光の光強度を変更する
     ことを特徴とする請求項16又は請求項17に記載の眼科装置の制御方法。
  19.  前記光強度制御ステップは、前記光源を制御することにより前記光強度を変更する
     ことを特徴とする請求項16~請求項18のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。
  20.  前記照明光学系は、前記光源からの光の光路に配置され減光量が可変の減光フィルタを含み、
     前記光強度制御ステップは、前記減光量を変更することにより前記光強度を変更する
     ことを特徴とする請求項16~請求項19のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。
  21.  前記照明領域制御ステップは、前記所定部位における照明領域が異なる2以上の撮影モードのうち指定された撮影モードに対応した照明領域を前記照明光で照明するように前記照明光学系を制御する
     ことを特徴とする請求項16~請求項20のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。
  22.  前記眼科装置は、前記被検眼と、前記照明光学系及び前記撮影光学系とを相対的に移動する第1移動機構を含み、
     第1撮影モードのとき、前記第1撮影モードに対応した第1照明領域を前記照明光で照明する第1照明領域制御ステップと、
     前記照明光の光強度を、前記第1照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域のサイズに対応した光強度に変更する第1光強度制御ステップと、
     前記第1光強度制御ステップにおいて変更された光強度を有する前記照明光で照明された前記照明領域からの戻り光の受光結果を用いて前記所定部位の第1画像を形成する第1画像形成ステップと、
     前記第1画像形成ステップにおいて形成された前記第1画像に基づいて前記第1移動機構を制御することにより前記被検眼に追従するように前記照明光学系及び前記撮影光学系を移動するトラッキング制御を実行するトラッキング制御ステップと、
     第2撮影モードのとき、前記第2撮影モードに対応し、前記第1照明領域より広い第2照明領域を前記照明光で照明する第2照明領域制御ステップと、
     前記照明光の光強度を、前記第2照明領域制御ステップにおいて変更された前記照明領域のサイズに対応した光強度に変更する第2光強度制御ステップと、
     前記第2光強度制御ステップにおいて変更された光強度を有する前記照明光で照明された前記照明領域からの戻り光の受光結果を用いて前記所定部位の第2画像を形成する第2画像形成ステップと、
     を含む
     ことを特徴とする請求項21に記載の眼科装置の制御方法。
  23.  前記イメージセンサ制御ステップは、ローリングシャッター方式で前記受光結果を取り込む
     ことを特徴とする請求項16~請求項22のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。
  24.  コンピュータに、請求項16~請求項23のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法の各ステップを実行させることを特徴とするプログラム。
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