(57)【要約】【課題】  滑らかな動画像が得るための毎秒像数を確保しつつ、撮影画像の解像度を高くすることができ、光学系の複雑化や大型化をできるだけ抑えて装置を安価に構成できる眼科撮影装置を提供する。【解決手段】  被検眼瞳孔と共役位置に配置されたポリゴンミラーとガルバノミラーからなる走査光学系を持ち、レーザ光源からのレーザ光を２次元走査して眼底を照明する照明光学系と、被検眼とポリゴンミラーとの間の光束分離部材を介して反射光を受光する受光光学系であって、瞳孔と共役位置に置かれ、中心部に遮光部がある遮光板と、遮光板を介して瞳孔周辺から取り出される反射光束を受光する受光素子とを持つ受光光学系と、受光素子からの出力信号を走査光学系と同期させて処理することによって眼底画像を構築する画像処理手段とを備え、ポリゴンミラーの幅はレーザ光源からの光束径よりも広く、眼底反射光が戻ってきたとしたときの光束径よりも狭くした。【選択図】      図１
2006068036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼瞳孔と共役位置に配置されたポリゴンミラーとガルバノミラーからなる走査光学系を持ち、該走査光学系によってレーザ光源からのレーザ光を２次元走査して眼底を照明する照明光学系と、被検眼と前記ポリゴンミラーとの間の光路に配置された光束分離部材を介して眼底からの反射光を受光する受光光学系であって、被検眼瞳孔と共役位置に置かれ、中心部に遮光部が形成された遮光板と、該遮光板を介して瞳孔周辺から取り出される反射光束を受光する受光素子とを持つ受光光学系と、前記受光素子からの出力信号を前記走査光学系と同期させて処理することによって眼底画像を構築する画像処理手段とを備え、前記ポリゴンミラーの幅は前記レーザ光源からのレーザ光の光束径よりも広く、眼底反射光が戻ってきたとしたときの光束径よりも狭くしたことを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項２】
請求項１の眼科撮影装置において、前記ガルバノミラーは前記光束分離部材を兼ねる半透鏡であることを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は２の眼科撮影装置において、前記受光素子は被検眼の瞳孔と共役位置に設けたことを特徴とする眼科撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を観察面に対して２次元的に走査して、眼底等の観察像を得る眼科撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科撮影装置としては、ポリゴンミラーとガルバノミラーとからなる走査光学系を使用して、瞳孔中心部から眼内に入射させたスポットレーザ光を眼底に対して２次元的に走査し、その反射光を再び走査光学系を介して受光素子に導き、受光素子の出力信号を走査光学系と同期させて処理することによって眼底画像を得るものが知られている（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特公表平３−５００１３６号公報
【特許文献２】特開平７−１７８０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
眼底観察においては、さらに解像度が高く動きの滑らかな動画像が得ることが望まれる。滑らかな動画像を得るために必要な毎秒像数を確保しつつ、解像度を高くするための画素数を増やすには、走査光学系のポリゴンミラーの回転数を増やす必要がある。しかし、従来装置では眼底で反射されて受光素子に導かれる反射光束がポリゴンミラーを経るため、ポリゴンミラーの幅（走査方向に垂直な方向の幅）を眼底からの反射光束のサイズに合わせて比較的広くしておく必要がある。眼底から反射光束のサイズは、眼内に入射させる光束よりも通常３〜５倍程の大きなサイズである。このためポリゴンミラーの幅を小さくして軽量化することが困難で、重量のあるポリゴンミラーの回転数を増加させるには限界があった。また、光学系を複雑化・大型化させずに安価に構成することが望ましい。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、滑らかな動画像が得るための毎秒像数を確保しつつ、撮影画像の解像度を高くすることができる眼科撮影装置を提供することを技術課題とする。また、光学系の複雑化や大型化をできるだけ抑えて装置を安価に構成できる眼科撮影装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）  被検眼瞳孔と共役位置に配置されたポリゴンミラーとガルバノミラーからなる走査光学系を持ち、該走査光学系によってレーザ光源からのレーザ光を２次元走査して眼底を照明する照明光学系と、被検眼と前記ポリゴンミラーとの間の光路に配置された光束分離部材を介して眼底からの反射光を受光する受光光学系であって、被検眼瞳孔と共役位置に置かれ、中心部に遮光部が形成された遮光板と、該遮光板を介して瞳孔周辺から取り出される反射光束を受光する受光素子とを持つ受光光学系と、前記受光素子からの出力信号を前記走査光学系と同期させて処理することによって眼底画像を構築する画像処理手段とを備え、前記ポリゴンミラーの幅は前記レーザ光源からのレーザ光の光束径よりも広く、眼底反射光が戻ってきたとしたときの光束径よりも狭くしたことを特徴とする。
（２）  （１）の眼科撮影装置において、前記ガルバノミラーは前記光束分離部材を兼ねる半透鏡であることを特徴とする。
（３）（１）又は（２）の眼科撮影装置において、前記受光素子は被検眼の瞳孔と共役位置に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ポリゴンミラーをより高速回転させることが可能になり、観察に必要な毎秒像数を確保しつつ、撮影画像の解像度を高くすることができる。また、光学系の複雑化や大型化をできるだけ抑えて装置を安価に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１は本実施形態の眼科撮影装置の光学系を側方から見たときの図である。図２は図１の光学系の一部を上からみたときの図である。
図１、２において、１は照明光学系を示し、２０は受光光学系を示す。また、Ｉａは照明光束を示し、Ｉｂは被検眼３０の眼底３１からの反射光束を示し、Ｉｃは光路上でレーザ光が走査される範囲を示している。レーザ光源２は、波長６６０ｎｍ、７８５ｎｍの半導体レーザを内臓し、これらの２つの波長を選択的に出力する。波長６６０ｎｍのレーザ光は内部固視灯に用い、波長７８５ｎｍのレーザ光は眼底３１を走査し、眼底像を得るために用いる。レーザ光源２から出力されたレーザ光は平面鏡３、開口絞り４、凸レンズ５、平面鏡６、７、凹面鏡８を経てポリゴンミラー９に入射する。平面鏡６、７は図２に示す矢印の方向に移動可能とされ、光路長を変化させることにより眼３０の視度（屈折度）の補正を行う。
ポリゴンミラー９は水平方向に一定速度で高速回転し、レーザ光を水平方向に走査させる。ポリゴンミラー９で反射されたレーザ光は、凹面鏡１０、１１を経てガルバノミラー１２に入射する。ガルバノミラー１２は、反射面を鉛直方向に一定速度で振動させ、レーザ光を鉛直方向（ポリゴンミラー９による走査方向に対して垂直方向）に走査させる。ガルバノミラー１２で反射されたレーザ光は、平面鏡１３、凹面鏡１４、窓１５を経て眼３０に入射し、眼底３１に集光される。レーザ光はポリゴンミラー９の１面の回転移動によって水平方向に一列分の走査がされ、ガルバノミラー１２の１振動によって上下方向に走査されることにより、眼底３１がレーザ光により２次元的に走査される。走査光学系を構成するガルバノミラー１２は、平面鏡１３及び１４により瞳孔３２と共役となっている。走査光学系を構成するポリゴンミラー９は、さらに凹面鏡１０及び１１により瞳孔３２と共役となっている。またさらに、開口絞り４は凸レンズ５、凹面鏡８等により瞳孔３２と共役となっている。なお、本明細書における「共役」とは、厳密に共役である必要はなく、必要な精度で略共役であれば良いことを意味する。開口絞り４により、レーザ光はポリゴンミラー９の反射面上で２ｍｍ程のサイズとされ、瞳孔３２の中心部から被検眼３０の眼内に入射するレーザ光は瞳孔３２上で１ｍｍ程のサイズとされる。凹面鏡１１は凹面鏡１４で発生する収差を補正するための裏面鏡となる。
【０００７】
瞳孔３２を通過してくる眼底３１からの反射光は、照明光学系１の窓１５、凹面鏡１４、平面鏡１３を経てガルバノミラー１２まで戻る。ガルバノミラー１２はその反射面に誘電体膜が蒸着された半透鏡であり、例えば、透過率と反射率の割合は７：３となっている。半透鏡のガルバノミラー１２は光束分離部材を兼ねる。ガルバノミラー１２を透過した眼底３１からの反射光は、ミラー２１、レンズ２２を経て円柱レンズ２３に入射する。凹面鏡１４で発生した収差は円柱レンズ２３で補正された後、平面鏡２４、レンズ２５を経て被検眼３０の瞳孔３２と共役位置に配置された遮光板２６に入射する。遮光板２６は、図３に示すように、その中心部に長方形の遮光部分２６ａを持ち、照明光学系１のレーザ光が瞳孔中心部から入射する際に眼３０の角膜で反射される反射光を除去する。本実施形態では、角膜からの反射光を効率的に除去し、瞳孔周辺部から取り出される眼底反射光の光量をできるだけ多くするため、遮光部分２６ａは２次元走査されるレーザ光の長方形の縦横比率と同一の比率で設計されている。遮光板２６により瞳孔周辺部から取り出される眼底反射光は、レンズ２７を経て眼３０の瞳孔３２と共役位置に置かれた受光素子２８に入射し、眼底３１からの反射光は電気信号に変換される。
【０００８】
本実施形態では受光素子２８として、φ（直径）３ｍｍのＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いている。受光光学系の受光素子２８を瞳孔３２と共役位置に置いたことにより、眼底反射光が再びポリゴンミラー９及びガルバノミラー１２からなる走査光学系を介さなくても、受光素子２８上では反射光束の振動が無くなるため、瞳孔周辺から取り出される反射光束と同じサイズの受光面で十分に眼底反射光を受光できる。
【０００９】
図４は眼科撮影装置の制御系ブロック図である。装置全体の制御を行う制御部５０にはレーザ光源２、平面鏡６，７を移動させる移動ユニット５２、屈折力データ等を入力するためのコントローラ部５３、記憶部５４、ポリゴンミラー９を回転させるモータ等からなる駆動ユニット５５、ガルバノミラー１２を振動させるモータ等からなる駆動ユニット５６、画像処理部５７等が接続されている。画像処理部５７には眼底画像を表示するモニタ５８、受光素子２８が接続されている。
【００１０】
眼底撮影時には、予め眼３０の屈折力を眼屈折力測定装置等にて測定しておき、得られた屈折力値をコントロール部５３により入力する。制御部５０は入力された屈折力データを記憶部５４に記憶させるとともに、その屈折力データを基に移動ユニット５２を制御して平面鏡６，７を駆動させ、眼３０の視度（屈折度）補正を行う。視度（屈折度）補正が行われた状態にて、検者は図示なきジョイスティック等を用いて光学系を移動させ、所望する眼底像がモニタ５８に表示されるようにアライメントを行う。
【００１１】
レーザ光源２からのレーザ光は、ポリゴンミラー９とガルバノミラー１２からなる走査光学系等を経て瞳孔３２の中心部から入射して眼底３１を走査する。眼底３１からの反射光はガルバノミラー１２までは同じ光路を戻る。ガルバノミラー１２を透過した反射光束は、受光光学系の専用光路に配置された遮光板２６等を経て受光素子２８に受光される。画像処理部５７は、受光素子２８からの出力信号と駆動ユニット５５、５６によりポリゴンミラー９及びガルバノミラー１２を駆動したときの同期信号を処理して２次元画像を構築する。モニタ５８には２次元画像の動画像が表示される。また、コントロール部５３の記憶スイッチを操作して、記憶部５４に眼底画像を記憶することができる。
【００１２】
ここで、前述したようにポリゴンミラー９を介して眼底反射光束を受光する構成であると、眼３０に入射させるレーザ光に対して眼底反射光の光束径が３〜５倍太いので、ポリゴンミラー９の幅（走査方向に垂直な方向の幅）をその分広くしておく必要がある。例えば、瞳孔３２の周辺部３mm領域からの反射光が戻ってきたとすると、本実施形態ではポリゴンミラー９の反射面上で６mmとなり、その分の幅が必要になる。これに対して、本装置のポリゴンミラー９では、眼内に入射させるに必要な光束径のレーザ光を反射させる幅を確保すれば良く、従来必要であった６ｍｍより狭くしたものを使用できる。照明用のレーザ光はポリゴンミラー９の反射面上で２ｍｍ程のサイズであるので、ポリゴンミラー９の幅は３ｍｍあれば十分である。したがって、ポリゴンミラー９の重量を従来に対して半分以下に軽くして、その分高速回転が可能になる。ポリゴンミラー９の回転数を増加できれば、毎秒像数を減らすことなく１画面の解像度（画素数）を増やすことが可能になる。
【００１３】
画像の毎秒画像数はガルバノミラー１２の振動数で決められ、１画面の縦方向の解像度（水平走査線数）はポリゴンミラー９の反射面の数とその回転速度（毎秒回転数）、及びガルバノミラー１２の振動数で決められる。例えば、毎秒３０画像を得るためにガルバノミラー１２を３０Ｈｚで振動し、反射面の数が２４面のポリゴンミラー９を回転して、縦（水平走査線数）４８０×横６４０の画素数を得る場合、４８０×３０／２４＝６００回転／秒（すなわち、３６，０００ｒｐｍ）の回転数が必要となる。これは、従来の幅を持つポリゴンミラーを回転させることができた速度である。これに対して、毎秒３０画像はそのまま確保し、縦６００×横８００の画素数まで高める場合、６００×３０／２４＝７５０回転／秒（すなわち、４５，０００ｒｐｍ）の回転数が必要となる。これはポリゴンミラー９を軽量化することで可能になる。なお、横８００ドットの画素数は、受光素子２８からの信号のサンプリング時間を制御することで十分に可能である。
【００１４】
以上の実施形態ではガルバノミラー１２を半透鏡とすることで、照明光学系と受光光学系を分離する光学部材を兼用したが、ポリゴンミラー９から眼３０の間の照明光路に半透鏡が配置できれば、ポリゴンミラー９を介することなく眼底反射光を受光素子２８に導くことができる。ただし、この場合にはガルバノミラー１２とは別に、光路上でレーザ光が走査される範囲Ｉｃを遮らないように、半透鏡を設けるスペースを確保する必要性があり、装置構成が難しくなる。半透鏡を置くスペースを確保しようとすれば、光路を長くする等の変更により光学系が大型化して不利である。これに対して、本実施形態のようにガルバノミラー１２が光束分離部材を兼用することで、光学系の複雑化や大型化を回避できる。
また、本実施形態では眼３０の瞳孔共役位置にＡＰＤからなる受光素子２８を置き、略スポットで反射光を取得するものであるが、これに限るものではない。受光光学系２０の遮光板２６以降であれば、角膜反射が除去された眼底反射光を受光できる。ただし、瞳孔と共役位置以外では眼底反射光も走査されるているので、遮光板２６の後方に２次元の受光素子、例えば、冷却ＣＣＤアレイ等の撮像素子を使用する。特に、２次元受光素子は眼底共役位置に置かれることが好ましい。このような撮像素子は高価となるので、好ましくは実施形態のように瞳孔共役位置に受光素子２８を配置する。また、本実施形態ではガルバノミラー１２を半透鏡としているが、ポリゴンミラー９からガルバノミラー１２の光路間で光束分離部材を設け、眼底反射光を受光光学系へと導く場合は、眼底反射光は瞳孔共役位置以外では一次元方向に走査されているため、遮光板２６を介した後に、ラインセンサ等の１次元撮像素子、例えば、冷却ＣＣＤアレイ等を使用する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】眼科撮影装置の光学系を光学系を側方から見たときの図である。
【図２】図１の光学系の一部を上からみたときの図である。
【図３】遮光板の形状を示す図である。
【図４】眼科撮影装置の制御系ブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  照明光学系
２  レーザ光源
９  ポリゴンミラー
１２  ガルバノミラー
２０  受光光学系
２６  遮光板
２８  受光素子
５０  制御部
５７  画像処理部
【図１】
2006068036.tif 000003
【図２】
2006068036.tif 000004
【図３】
2006068036.tif 000005
【図４】
2006068036.tif 000006