(57)【要約】  スポット状の照明光が走査光学系２で走査され、対物レンズ光学系３を介して被検眼眼底５０ｂに投影される。投影された照明光の眼底での反射光が同じ走査光学系を使って再走査され、受光光学系４に入射される。受光光学系の前眼部共役位置近傍に、対物レンズ面からの有害反射光を遮光する遮光部材４１と、スリット開口部を備えたスリット開口絞り４７が配置される。スリット開口絞りは、走査角が変化したときの受光量の変化が少なくなるように、遮光部材およびスリット開口部を通過する受光光束に制限をかける。
2019088070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット状の照明光を走査光学系で走査して対物レンズ光学系を介して被検眼眼底に投影し、投影された照明光の眼底での反射光を同じ走査光学系を使って再走査して受光光学系に導き、眼底走査位置と眼底反射光強度の情報から眼底像を構築する走査型眼底撮影装置であって、
前記受光光学系の前眼部共役位置近傍に配置され、対物レンズ光学系のレンズ面からの有害反射光を遮光する遮光部材と、
前記受光光学系の前眼部共役位置近傍に配置され、スリット開口部を備えたスリット開口絞りと、を有し、
前記スリット開口絞りは、走査角が変化したときの受光量の変化が少なくなるように、遮光部材およびスリット開口部を通過する受光光束に制限をかけることを特徴とする走査型眼底撮影装置。
【請求項２】
前記走査光学系は、ポリゴンミラーを備え、スリット開口絞りのスリットエッジの延びる方向がポリゴンミラーの回転軸と平行になっていることを特徴とする請求項１に記載の走査型眼底撮影装置。
【請求項３】
マイナス視度へ視度調節するときに、スリット開口絞りを遮光部材とともに受光光学系の眼底共役位置方向に移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査型眼底撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を２次元走査して眼底に投光し、眼底からの反射光を受光して眼底を撮影する走査型眼底撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を水平方向と垂直方向に２次元走査し、その２次元走査されたレーザー光で眼底を照明し、眼底からの反射光を受光して眼底を撮影する走査型眼底撮影装置が知られている。【０００３】
このような走査型眼底撮影装置では、眼底を照明するレーザー光は、光路分割ミラーで反射されて、ポリゴンミラー（回転多面鏡）で水平方向に高速走査され、続いてガルバノミラー（振動鏡）で垂直方向に低速走査され、２次元走査される。２次元走査されたレーザー光は対物レンズを介して被検眼眼底に投影され、眼底を照明する。眼底に投影されたレーザー光は眼底で反射され、同じ光路を逆方向に進み、垂直、水平方向に逆走査され、受光光学系で受光されて、眼底像が取得される（下記特許文献１、２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２８７６９８号公報
【特許文献２】特開平７−１７１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
走査型眼底撮影装置において、水平走査にポリゴンミラーを使う場合、水平走査角が光軸から離れるに従って、受光できる光量が大きく減少する傾向にある。これは、ポリゴンミラーの回転軸が、そのミラー面から離れた場所にあるためで、ポリゴンミラーが回転すると共に、ミラー面が回転方向に移動する。例えば、ポリゴンミラーの内接円の半径が２４ｍｍ、回転角が±１１度のとき、ミラー面の中心位置の移動距離は±４．６ｍｍである。仮にミラー面のサイズが１１ｍｍとした場合、最大走査角ではミラー面の４０％が使用できないという計算になる。回転角０度（光軸に沿って反射）に対して回転角１１度（光軸から２２度走査）では、受光できる有効光束は、半分近く蹴られることになってしまい、撮影画面の周辺部が急激に暗くなる。【０００６】
このような問題点を解決するには、スリット開口絞りを用いて受光される光束に制限をかけることが考えられる。特許文献１では、被検眼の瞳上に分離した開口を形成する絞りを配置することが記載されている。しかし、この絞りは、光軸に対して偏心した２つの開口を持つステレオ撮影用絞り（２孔絞り）であり、ポリゴンミラーの回転角に依存した受光むらを減少させるものではない。【０００７】
また、特許文献２では、瞳共役付近に絞りを配置することが記載されているが、この絞りは対物レンズからの有害反射光を遮光するためのもので、スリット開口絞りでなく、ポリゴンミラー走査による光量むらを減少させることができない。【０００８】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、受光光学系で受光される受光量が走査光学系での走査角に依存する度合いを減少させ、眼底を高画質で撮影することが可能な走査型眼底撮影装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
スポット状の照明光を走査光学系で走査して対物レンズ光学系を介して被検眼眼底に投影し、投影された照明光の眼底での反射光を同じ走査光学系を使って再走査して受光光学系に導き、眼底走査位置と眼底反射光強度の情報から眼底像を構築する走査型眼底撮影装置であって、
前記受光光学系の前眼部共役位置近傍に配置され、対物レンズ光学系のレンズ面からの有害反射光を遮光する遮光部材と、
前記受光光学系の前眼部共役位置近傍に配置され、スリット開口部を備えたスリット開口絞りと、を有し、
前記スリット開口絞りは、走査角が変化したときの受光量の変化が少なくなるように、遮光部材およびスリット開口部を通過する受光光束に制限をかけることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、受光光学系の前眼部共役位置近傍に、対物レンズ面からの有害反射光を遮光する遮光部材と、スリット開口部を備えたスリット開口絞りが配置される。このスリット開口絞りは、走査角が変化したときの受光量の変化が少なくなるように、遮光部材およびスリット開口部を通過する受光光束に制限をかけるので、明るさにむらの少ない眼底像を得ることができ、眼底を高画質で撮影することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】走査型眼底撮影装置全体の光学構成を示す光学図である。
【図２】図１の走査光学系の詳細を示す光学図である。
【図３】図１の受光光学系を拡大して示す光学図である。
【図４】（ａ）はスリット開口絞りと遮光部材を示す斜視図、（ｂ）はその正面図である。
【図５】眼底からの反射光の受光量がポリゴンミラーの回転角度に従って変化する状態を示した説明図である。
【図６】スリット開口絞りを設けないときの眼底からの反射光の受光量がポリゴンミラーの回転角度に従って変化する状態を示した説明図である。
【図７】スリット開口絞りを設けたときの眼底からの反射光の受光量がポリゴンミラーの回転角度に従って変化する状態を示した説明図である。
【図８】受光光学系の他の実施例を示す光学図である。
【図９】マイナス視度への調節時、遮光部材とスリット開口絞りの移動に従って眼底からの反射光の受光光束が変化する状態を示す説明図である。
【図１０】マイナス視度への調節時、遮光部材とスリット開口絞りを連動して移動させる状態を説明した光学図である。
【図１１】マイナス視度への調節時、遮光部材とスリット開口絞りの移動に従って眼底からの反射光の受光量が変化する状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本実施例による走査型眼底撮影装置の全体構成を示す図、図２は走査光学系の詳細な図、図３は受光光学系を拡大して示す図である。【００１４】
図１において、レーザー光源１０からのレーザー光は、集光レンズ１１を通過して眼底共役面と共役な位置に配置された投光ピンホール１２に入射する。投光ピンホール１２で径が絞られたレーザー光はコリメートレンズ１３により平行光束にされ、光路分割ミラー（瞳分割ミラー）１４に入射する。集光レンズ１１、投光ピンホール１２、コリメートレンズ１３は、レーザー光源１０から射出した光をスポット状の照明光として被検眼５０の瞳５０ａを介して眼底５０ｂに投光する投光光学系１を構成している。【００１５】
光路分割ミラー１４に入射したレーザー光はそこで反射されて、例えばポリゴンミラー（回転多面鏡）で構成された水平走査デバイス２０に入射され、水平方向（主走査方向）に高速走査される。高速に走査されたレーザー光は、走査リレーレンズ２１、２２を介して、例えばガルバノミラー（振動鏡）で構成された垂直走査デバイス２３に入射され、垂直方向（副走査方向）に低速走査される。【００１６】
走査リレーレンズ２１は、図２に図示したように、複合レンズ２１ａ、２１ｂから構成され、また走査リレーレンズ２２は、複合レンズ２２ａ、２２ｂから構成される。水平走査デバイス２０、走査リレーレンズ２１、２２、垂直走査デバイス２３は、走査光学系２を構成し、走査光学系２には、図２に示したように、更に照明光を水平走査デバイス２０に入射させるレンズ２４を備えている。水平走査デバイス２０は、図示例では、ミラー面２０ｂを６個有するポリゴンミラーで、紙面に垂直な回転軸２０ａを中心に回転してレーザー光を水平に走査する。一方、垂直走査デバイス２３は、走査方向が９０度異なるガルバノミラーで、レーザー光を垂直に走査する。【００１７】
走査光学系２で水平、垂直方向に走査されたレーザー光は、第１レンズ群３０と第２レンズ群３１で構成された対物レンズ光学系３に入射する。走査デバイス２０、２３で２次元に走査されたレーザー光は、照明走査光として対物レンズ光学系３を経て被検眼５０の瞳５０ａに入射し眼底５０ｂに投影される。眼底５０ｂはレーザー光で水平方向と垂直方向にラスタースキャンされ、走査領域内の眼底５０ｂがレーザー光により照明される。【００１８】
眼底５０ｂに投影されたレーザー光は眼底５０ｂで反射され、その反射光は、同じ光路を逆方向に進み、対物レンズ光学系３を通過する。対物レンズ光学系３は、その第１レンズ群３０と第２レンズ群３１間に、眼底共役面３２が存在するように、構成されており、当該眼底共役面３２に、眼底像が形成される。【００１９】
対物レンズ光学系３を通過したレーザー光は、走査光学系２で垂直、水平方向に逆走査され、走査光学系２に入射する前の光線より太い光束を持つ光線となって光路分割ミラー１４に入射する。光路分割ミラー１４は、中心が光軸に一致して配置され、ミラー外部からの反射光を受光光学系４に通すので、光路を投光光路と受光光路に分割する。一方、光路分割ミラー１４より被検眼側の光路は投光光学系１並びに受光光学系４に対して共通な光路となっている。【００２０】
受光光学系４は、図３に示すように、受光レンズ４０、遮光部材４１、受光ピンホール４２、受光リレーレンズ４５、４６、受光素子４３から構成され、光路分割ミラー１４を通過した眼底５０ｂからの反射光は、受光レンズ４０、受光ピンホール４２を通過して、受光リレーレンズ４５、４６を介して受光素子４３で受光される。受光ピンホール４２は、眼底５０ｂと共役な位置近傍に配置され、遮光部材４１は、被検眼の前眼部５０ａ、例えば瞳あるいは水晶体と共役な位置近傍に配置され、対物レンズ光学系３のレンズ面からの有害反射光を遮光して中心スポット像（偽像）の発生を回避する。また、被検眼の前眼部５０ａと共役な位置近傍に、スリット開口絞り４７が配置される。スリット開口絞り４７は、遮光部材４１と同一位置に配置され、後述するように、受光量が水平走査デバイス（ポリゴンミラー）２０の走査角に依存して変化するのを少なくするために、遮光部材４１の外周を通過し、かつスリット開口絞り４７の開口部４７ｃを通過して受光素子４３に入射する受光光束に制限をかける。【００２１】
スリット開口絞り４７は、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、１枚の透明なガラス板の両側に幅ｄ１で平行に黒色膜を蒸着して遮光部４７ａ、４７ｂとし、その間を幅ｄ２の透明部とすることにより作製される。スリット開口絞り４７は、遮光部４７ａ、４７ｂがスリットエッジとなり、その間の透明部がスリット開口部４７ｃとなって、スリット開口部４７ｃの中央に、半径ｒ１の円形の黒色膜が蒸着されて遮光部材４１が形成される。【００２２】
遮光部材４１の中心４１ａは、スリット開口部４７ｃの中心と一致しており、スリット開口絞り４７は、遮光部材４１の中心４１ａが受光光学系４の光軸Ｌと一致するように、配置される。受光素子４３に入射する眼底からの反射光の光束は、スリット開口絞り４７の位置では、図４（ｂ）で仮想線で示したように、半径ｒ２の円形な光束４８になる。スリット開口絞り４７はそのスリット幅ｄ２が遮光部材４１の径２×ｒ１より大きく、眼底からの反射光の光束４８は、中心部が遮光部材４１で遮光され、残りの部分は遮光部材４１で遮光されることなくスリット開口部４７ｃを通過する。また、スリット開口絞り４７の遮光部４７ａ、４７ｂは、スリット開口部４７ｃを通過する光束４８の両側４８ａ、４８ｂを等しく遮光し、受光光束４８に制限をかける。【００２３】
受光素子４３は、例えばフォトダイオードで構成され、ラスタースキャンされた眼底５０ｂの各点の輝度情報を画像処理部４４に送る。画像処理部４４は、眼底５０ｂの走査位置とその輝度情報から眼底像を構築する。このように構築された眼底像は、図示されていないが、記憶装置に格納されたり、ディスプレイに表示されたり、あるいはプリンターにより印刷される。【００２４】
また、本実施例では、被検眼５０の視度調節のための視度調節機構を投光光学系１と受光光学系４にそれぞれ設けている。図１に図示したように、投光光学系１のコリメートレンズ１３を視度調節のためのフォーカスレンズとし、また受光光学系４の受光レンズ４０を視度調節のためのフォーカスレンズとし、コリメートレンズ１３と受光レンズ４０を光軸に沿って連動して同量移動させ、視度調節を行っている。【００２５】
このような構成において、眼底を撮影する場合には、レーザー光源１０を点灯する。レーザー光源１０からの光は、投光光学系１を介して光路分割ミラー１４で光路を分割されて走査光学系２で水平、垂直方向に２次元走査される。２次元走査されたレーザー光は、対物レンズ光学系３を通過してスポット状の照明光が被検眼５０の眼底５０ｂに投影される。【００２６】
被検眼５０の眼底５０ｂはレーザー光によりラスタースキャンされ、眼底５０ｂからの反射光は、対物レンズ光学系３、走査光学系２、光路分割ミラー１４を通過して受光光学系４に入射する。対物レンズ面の有害反射光の多くは、光路分割ミラー１４で遮光され、続いて受光ピンホール４２と遮光部材４１の遮光部で遮光され、撮影画面に中心スポット像が発生するのが回避される。受光素子４３はラスタースキャンされた眼底５０ｂの各点の輝度情報を画像処理部４４に送り、画像処理部４４は、眼底５０ｂの走査位置とその輝度情報から眼底像を構築し、眼底の撮影画像を提供する。【００２７】
本実施例では、走査光学系２の水平走査デバイス２０としてポリゴンミラーが用いられる。以下では、ポリゴンミラーには同じ符号２０を付して説明する。水平走査にポリゴンミラー２０を使う場合、水平走査角が光軸から離れるに従って、受光できる光量が大きく減少する傾向にある。この状態が図５に図示されている。【００２８】
図５において、対物レンズ光学系３を通過した眼底５０ｂからの反射光は、走査光学系２の垂直走査デバイス２３で垂直方向に逆走査され、走査リレーレンズ２２、２１を介してポリゴンミラー２０に入射して水平方向に逆走査される。ポリゴンミラー２０の各ミラー面は、その回転軸２０ａから離れた位置にあるため、以下に説明するように、ポリゴンミラー２０が回転すると共に、ミラー面に入射する眼底反射光の光量が減少する。【００２９】
図５の中段は、ポリゴンミラー２０の回転角が０度の場合を示しており、眼底からの反射光のミラー面２０ｂでの光束２５は、右側に示したように、その左右方向（右図では上下方向）ではミラー面２０ｂに全て入射するが、上下方向（右図では左右方向）で、それぞれ一部が蹴られてしまう。一方、ポリゴンミラー２０の回転角が１１度の場合には、上段に示したように、ミラー面２０ｂでの光束２５の右半分（右図では下半分）がミラー面２０ｂに入射せず、またポリゴンミラー２０の回転角が−１１度の場合には、下段に示したように、その左半分（右図では上半分）がミラー面２０ｂに入射しないため、それぞれ元の光束の約半分しか受光光学系４に導くことができない。【００３０】
受光光学系４にスリット開口絞り４７を設けない場合、眼底からの反射光が受光光学系４でポリゴンミラー２０の回転角によってどのぐらい変化するかが図６に図示されている。図６の上部には、遮光部材４１の背後で受光される光束がポリゴンミラー２０の回転角−１１°から１１°の範囲で図示されており、斜線を付した部分４１´が遮光部材４１で遮光される部分で、その他の部分が受光量となる。遮光部材４１での受光量は、回転角１１°（光軸から２２°の走査に相当）では、半分近く蹴られることになってしまい、点線で示したように、撮影画面の周辺部が急激に暗くなる。【００３１】
これに対して、本実施例では、図３、図４に示したように、遮光部材４１と同じ位置にスリット開口絞り４７が設けられる。スリット開口絞り４７は、遮光部材４１の外周を通過しスリット開口部４７ｃを通過する光束４８の左右を、幅ｄ１に渡って遮光し、光束４８に制限をかける。スリット開口絞り４７での受光量が、図６と同様に、ポリゴンミラー２０の回転角−１１°から１１°の範囲で図７に実線で図示されている。同図から理解できるように、ポリゴンミラー２０の回転角０°の受光量は、スリット開口絞りを設けない場合より半分近くに減少するが、回転角±１１°との差が少ないので、ポリゴンミラー２０の回転角に大きく依存しない眼底からの反射光を受光することができる。従って、撮影画像が中央と周辺で、明るさの差が少ない画像になるので、診断に適した画像を得ることが可能になる。なお、スリット開口絞り４７のスリットエッジとなる遮光部４７ａ、４７ｂの延びる方向がポリゴンミラー２０の回転軸２０ａと平行になっていると、最も効率よく目的とした画像を得ることができる。【００３２】
なお、スリット開口絞り４７は、遮光部材４１と同一位置に配置するのではなく、図８に示したように、受光光学系４の最も被検眼側、つまり受光レンズ４０の被検眼側で前眼部共役位置近傍に配置することもできる。この場合は、スリット開口絞り４７は、図４（ｂ）で説明したのと同様の方法でスリット開口部４７ｃに遮光部材を形成することなく、作製される。この実施例の場合も、中央と周辺で、明るさの差が少ない診断に適した撮影画像を得ることができる。【００３３】
また、被検眼の視度を調節する場合には、視度調節のためのフォーカスレンズとしてのコリメートレンズ１３と受光レンズ４０を光軸に沿って連動して同量移動させている。また、マイナス方向への視度調節の場合には、対物レンズ光学系のレンズ面からの有害反射光を遮光するために、遮光部材４１を視度０ジオプターのときのものより連続的に大きくすることが必要である。このために、遮光部材４１を受光レンズ４０の移動方向と逆方向に受光ピンホール４２側に連続的に移動し、見かけの遮光サイズをそれに応じて連続的に増大させている。【００３４】
しかし、図９の中段に示したように、遮光部材４１だけを受光ピンホール４２側に移動させると、上段に示した移動前の眼底からの反射光束は、遮光部材４１で遮光されるために、受光量が減少してしまう。従って、同図の下段に示したように、スリット開口絞り４７を遮光部材４１とともに受光ピンホール４２側に移動させる。スリット開口絞り４７を遮光部材４１とともに受光ピンホール４２側に移動させると、スリット開口絞り４７を通過する光量が多くなり、遮光部材４１で遮光された受光量を補うことができ、撮影画像が暗くなってしまうのを防止することができる。【００３５】
図１０には、例えば、視度を−１０ジオプターに調節する例が図示されている。同図に示したように、スリット開口絞り４７と遮光部材４１は受光ピンホール４２側に移動され、それと同時に受光レンズ４０は逆方向に受光ピンホール４２側に移動される。なお、プラス視度から０視度の調節範囲では、受光レンズ４０が移動しても、遮光部材４１は移動しないようになっている。【００３６】
図１１は、スリット開口絞り４７と遮光部材４１を通過した直後の有効受光量を示すもので、上段はスリット開口絞り４７と遮光部材４１が移動する前の場合を、中段は遮光部材４１だけを移動した場合を、下段はスリット開口絞り４７と遮光部材４１を同時に移動させた場合を示す。符号４１´で示す斜線を施した円形部分が遮光部材４１で遮光される部分で、その周囲の白い部分に相当する部分が受光素子４３で受光されるもので、スリット開口絞り４７による光束の制限が緩和されて、全体として、撮影画像が暗くなってしまうのを防止していることが理解できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  投光光学系
２  走査光学系
３  対物レンズ光学系
４  受光光学系
１０  レーザー光源
１１  集光レンズ
１２  投光ピンホール
１３  コリメートレンズ
１４  光路分割ミラー
２０  水平走査デバイス
２１、２２  走査リレーレンズ
２３  垂直走査デバイス
３０  第１レンズ群
３１  第２レンズ群
３２  眼底共役面
４０  受光レンズ
４１  遮光部材
４２  受光ピンホール
４３  受光素子
４４  画像処理部
４５、４６  受光リレーレンズ
４７  スリット開口絞り
５０  被検眼
５０ａ  瞳
５０ｂ  眼底
【図１】
2019088070.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019088070.tif 000012
【図１１】
2019088070.tif 000013
【国際調査報告】
2019088070.tif 000014
2019088070.tif 000015
2019088070.tif 000016