(57)【要約】  携帯型ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡（ＭＳＬＯ）である。一例では、ＭＳＬＯは、レーザ照射ビームを生成するレーザ照射サブアセンブリと、レーザ照射ビームを受取り、画像化されるべき眼球の網膜の少なくとも一部分上をレーザ照射ビームで走査するように構成された二次元ＭＥＭＳ走査ミラーと、走査ミラーからのレーザ照射ビームを眼球に方向付けて網膜を照射するように構成された光学系と、眼球から反射された光学放射を遮って網膜の画像を生成するように構成された検出器サブアセンブリとを含む。光学系は、走査ミラーと眼球との間に位置決めされた、かつレーザ照射ビームを眼球に方向付け、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けるように構成された偏光ビームスプリッタを含む。
2016510628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡であって、
レーザ照射ビームを生成するように構成されたレーザ照射サブアセンブリと、
レーザ照射ビームを受取り、画像化されるべき眼球の網膜の少なくとも一部分上をレーザ照射ビームで走査するように構成された二次元ＭＥＭＳ走査ミラーと、
前記ＭＥＭＳ走査ミラーに光学的に結合され、レーザ照射ビームを前記走査ミラーから眼球に方向付けて眼球の網膜を照射するように構成された光学系と、
前記光学系に光学的に結合され、眼球から反射された光学放射を遮って網膜の画像を生成するように構成された検出器サブアセンブリとを備え、
前記光学系は、前記走査ミラーと眼球との間に位置決めされた、かつレーザ照射ビームを眼球に方向付け、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けるように構成された偏光ビームスプリッタを含む、ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項２】
前記二次元ＭＥＭＳ走査ミラーは、網膜の前記一部分上をレーザ照射ビームでリサージュパターンで走査するように構成される、請求項１に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項３】
前記偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを伝送し、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けるように構成される、請求項１に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項４】
前記偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを反射し、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに伝送するように構成される、請求項１に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項５】
前記光学系は、前記偏光ビームスプリッタと眼球との間に位置決めされた軸上対物レンズをさらに含む、請求項１に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項６】
前記検出器サブアセンブリは光検出器を含み、前記光検出器は、アバランシェフォトダイオード、電荷結合素子および光電子増倍管のうち１つを含む、請求項１に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項７】
前記検出器サブアセンブリは、光学放射を前記光検出器に合焦させるように構成された合焦光学部品をさらに含む、請求項６に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項８】
前記検出器サブアセンブリは、前記合焦光学部品と前記光検出器との間に光学的に間に結合された共焦点開口をさらに含む、請求項７に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項９】
前記レーザ照射サブアセンブリは、近赤外線レーザ光源および可視レーザ光源の少なくとも一方を含む、請求項１に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項１０】
前記光学系に光学的に結合された表示画面と、
前記レーザ照射サブアセンブリを制御して、前記表示画面上に固視ターゲットを表示するように構成されたコントローラと、
レーザ照射ビームがそれに沿って眼球に進行する照射経路に前記表示画面を光学的に結合するように構成されたダイクロイックビームスプリッタとを備え、前記照射経路は前記偏光ビームスプリッタを含み、前記偏光ビームスプリッタは、眼球が前記固視ターゲットを見ることを可能にするために前記固視ターゲットに対応する光強度を眼球に方向付けるように構成される、請求項１に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項１１】
前記コントローラはさらに、網膜の選択された領域の画像を取得するように、前記表示画面上の前記固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導するように構成される、請求項１０に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項１２】
アライメントビームを提供するように構成された照射器と、
眼球から反射された前記アライメントビームを検出するように構成されたカメラと、
前記アライメントビームを前記照射経路に結合するように構成されたビームスプリッタと、を含むアライメントおよび合焦サブシステムをさらに備える、請求項１０に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項１３】
前記レーザ照射サブアセンブリと前記走査ミラーとの間の前記照射経路に位置決めされた電気的に調整可能なレンズをさらに備え、
前記コントローラは、前記カメラおよび前記電気的に調整可能なレンズに結合され、眼球から反射され、前記カメラによって検出された前記アライメントビームから取得された情報に基づいて前記電気的に調整可能なレンズの焦点を調節するようにさらに構成される、請求項１２に記載のＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡。
【請求項１４】
走査レーザ検眼鏡によって眼球の網膜を画像化する方法であって、前記方法は、
レーザ照射ビームを生成することと、
偏光ビームスプリッタによって前記レーザ照射ビームを眼球に方向付けることと、
二次元ＭＥＭＳ走査ミラーを用いて眼球における走査点を中心にレーザ照射ビームで走査して、眼球の網膜を照射する二次元照射領域を生成することと、
光学放射をデスキャンすることなく、眼球から反射された光学放射を前記偏光ビームスプリッタによって検出器サブアセンブリに方向付けることと、
光学放射から網膜の画像を生成することとを含む、方法。
【請求項１５】
前記レーザ照射ビームを生成することは、近赤外線照射ビームおよび可視照射ビームの少なくとも一方を生成することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記レーザ照射ビームで走査することは、前記レーザ照射ビームをリサージュパターンで走査することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記偏光ビームスプリッタは、前記走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、前記偏光ビームスプリッタを通して前記レーザ照射ビームを伝送することを含み、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けることは、前記偏光ビームスプリッタによって光学放射を反射することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記偏光ビームスプリッタは、前記走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、前記レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、前記レーザ照射ビームを偏光ビームスプリッタによって反射することを含み、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けることは、前記偏光ビームスプリッタを通して光学放射を伝送することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
眼球をアライメントビームで照射することと、
前記アライメントビームを検出することと、
前記レーザ照射ビームを生成するレーザ照射サブアセンブリと走査ミラーとの間に位置決めされた電気的に調整可能なレンズの焦点を調節して、前記レーザ照射ビームを眼球の網膜上に合焦させることとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
表示画面上に固視ターゲットを表示することと、
網膜の選択された領域の画像を取得するように、前記表示画面上の前記固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導することとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
眼底、視神経円板、黒点および中心窩、ならびに後極を含む眼球（網膜）の内面を画像化するために眼底カメラが眼科専門医によって長年用いられている。一般に、眼底カメラは、網膜上におよそ３０〜４５度の球状の視野を有する。これらのカメラは、直接または間接検眼法の原則に基づいて動作し、フラッシュバルブからの光で眼球を照らし、結像光学系および検出器によって二次元画像を取り込む。フラッシュバルブからの光は、ドーナツ形状の開口を通って一連のレンズを介して合焦され、次いで中央の開口を通過して、カメラの対物レンズと網膜上の角膜とを通過する前に環状形を形成する。網膜から反射された光は、照射系によって形成されたドーナツ形の照らされていない穴を通って伸縮式接眼レンズへと通過する。網膜の画像を取得するには、ミラーが照射系の経路を遮ってフラッシュバルブからの光を眼球に通過させ、同時に、ミラーが観察望遠鏡の前で倒れて検出器へと光の方向を変える。これらの器具は設計が複雑であり、臨床基準に製造するのが困難である。その上、眼底カメラは、照射経路および画像化経路の両方に共通する結像光学系と前方対物レンズとによって生じる収差のために比較的小さい視野に限定され、かつ網膜上の回折限界分解能よりも劣る。携帯型または手持ち型の眼底カメラは市販されているが、広く用いられていない。なぜなら、操作のためには熟練した撮影者が必要とされ、取込まれる画像が卓上型装置に対して劣るからである。
【０００２】
網膜の画像を取得するために用いられる別の装置は、一般に眼底カメラよりも良好な空間分解能で網膜を画像化することが可能な走査レーザ検眼鏡である。走査レーザ検眼鏡は、網膜上でラスタ走査されるレーザ照射器と、走査の各点において網膜から反射された光を測定するように構成された検出器とを用いる。照射器を走査するために用いられる走査要素は、回転ポリゴン、走査プリズム、および検流計駆動型可動ミラーを含む。これらの要素は位置合せしにくく、衝撃および振動に弱いため、携帯型システムにおいてそれらを使用することは非実用的である。
【０００３】
広視野（ＦＯＶ）画像化については、既存のシステムは、網膜における仮想点走査に楕円ミラーを用いる。実際の走査点は楕円の１つの焦点上に配置され、楕円の他の焦点は人間の眼球の瞳に位置する。走査が楕円の短軸を中心として対称である場合、仮想走査角度は実際の走査角度と等しい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
局面および実施形態は、網膜の画像を取得するための携帯型装置に向けられる。特に、局面および実施形態は、従来の走査要素を二次元ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）走査ミラーで置換し、それによって、さらに以下に述べられるように携帯機器において着実な走査を可能にする走査レーザ検眼鏡に向けられる。ある実施形態によれば、装置は、入射偏光照射を提供するための偏光制御ユニットを有する多色光源と、二次元ＭＥＭＳ走査ミラーと、網膜表面全体に照射を方向付けるための光学結像系とを含む。以下により詳細に述べられるように、走査ミラーは、光学軸に沿って受取られ、結像系を通って伝送された入射照射を、眼球の網膜に向かって方向付ける。偏光ビームスプリッタは、網膜から反射された画像担持光を共焦点集光光学系および検出器上に方向付け、それにより網膜の画像を取得するために用いられる。
【０００５】
一実施形態によれば、ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡は、レーザ照射ビームを生成するように構成されたレーザ照射サブアセンブリと、レーザ照射ビームを受取り、画像化されるべき眼球の網膜の少なくとも一部分上をレーザ照射ビームで走査するように構成された二次元ＭＥＭＳ走査ミラーと、ＭＥＭＳ走査ミラーに光学的に結合され、レーザ照射ビームを走査ミラーから眼球に方向付けて眼球の網膜を照射するように構成された光学系と、光学系に光学的に結合され、眼球から反射された光学放射を遮って網膜の画像を生成するように構成された検出器サブアセンブリとを備える。光学系は、走査ミラーと眼球との間に位置決めされた、かつレーザ照射ビームを眼球に方向付け、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けるように構成された偏光ビームスプリッタを含む。
【０００６】
一例では、二次元ＭＥＭＳ走査ミラーは、網膜の一部分上をレーザ照射ビームでリサージュパターンで走査するように構成される。一例では、偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを伝送し、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに反射するように構成される。別の例では、偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを反射し、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに伝送するように構成される。光学系は、偏光ビームスプリッタと眼球との間に位置決めされた軸上対物レンズをさらに含み得る。検出器サブアセンブリは、たとえばアバランシェフォトダイオード、電荷結合素子、または光電子増倍管などの光検出器を含み得る。一例では、検出器サブアセンブリは、光学放射を光検出器に合焦させるように構成された合焦光学部品をさらに含む。検出器サブアセンブリは、合焦光学部品と光検出器との間に光学的に結合された共焦点開口をさらに含み得る。別の例では、レーザ照射サブアセンブリは、近赤外線レーザ光源および可視レーザ光源の少なくとも一方を含む。
【０００７】
ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡は、光学系に光学的に結合された表示画面と、レーザ照射サブアセンブリを制御して、表示画面上に固視ターゲットを表示するように構成されたコントローラと、レーザ照射ビームがそれに沿って眼球に進行する照射経路に表示画面を光学的に結合するように構成されたダイクロイックビームスプリッタとをさらに備え得る。照射経路は偏光ビームスプリッタを含み、偏光ビームスプリッタは、眼球が固視ターゲットを見ることを可能にするために固視ターゲットに対応する光強度を眼球に方向付けるように構成される。一例では、コントローラはさらに、網膜の選択された領域の画像を取得するように、表示画面上の固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導するように構成される。ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡は、アライメントビームを提供するように構成された照射器と、眼球から反射されたアライメントビームを検出するように構成されたカメラと、アライメントビームを照射経路に結合するように構成されたビームスプリッタと、を含むアライメントおよび合焦サブシステムをさらに備え得る。別の例では、ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡は、レーザ照射サブアセンブリと走査ミラーとの間の照射経路に位置決めされた電気的に調整可能なレンズをさらに備え、コントローラは、カメラおよび電気的に調整可能なレンズに結合され、眼球から反射され、カメラによって検出されたアライメントビームから取得された情報に基づいて電気的に調整可能なレンズの焦点を調節するようにさらに構成される。
【０００８】
別の実施形態によれば、走査レーザ検眼鏡によって眼球の網膜を画像化する方法は、レーザ照射ビームを生成することと、偏光ビームスプリッタによってレーザ照射ビームを眼球に方向付けることと、二次元ＭＥＭＳ走査ミラーを用いて眼球における走査点を中心にレーザ照射ビームで走査して、眼球の網膜を照射する二次元照射領域を生成することと、光学放射をデスキャンする（descanning）ことなく、眼球から反射された光学放射を偏光ビームスプリッタによって検出器サブアセンブリに方向付けることと、光学放射から網膜の画像を生成することとを含む。
【０００９】
一例では、レーザ照射ビームを生成することは、近赤外線照射ビームおよび可視照射ビームの少なくとも一方を生成することを含む。別の例では、レーザ照射ビームで走査することは、レーザ照射ビームをリサージュパターンで走査することを含む。一例では、偏光ビームスプリッタは、走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、偏光ビームスプリッタを通してレーザ照射ビームを伝送することを含み、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けることは、偏光ビームスプリッタによって光学放射を反射することを含む。別の例では、偏光ビームスプリッタは、走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、レーザ照射ビームを偏光ビームスプリッタによって反射することを含み、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けることは、偏光ビームスプリッタを通して光学放射を伝送することを含む。当該方法は、眼球をアライメントビームで照射することと、アライメントビームを検出することと、レーザ照射ビームを生成するレーザ照射サブアセンブリと走査ミラーとの間に位置決めされた電気的に調整可能なレンズの焦点を調節して、レーザ照射ビームを眼球の網膜上に合焦させることとをさらに含み得る。一例では、当該方法は、表示画面上に固視ターゲットを表示することと、網膜の選択された領域の画像を取得するように、表示画面上の固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導することとをさらに含む。
【００１０】
これらの例示的な局面および実施形態のさらに他の局面、実施形態、ならびに利点について以下に詳細に述べる。本明細書に開示されるいずれかの実施形態は、本明細書に開示される原則のうち少なくとも１つと一致するいずれかのやり方でいずれかの他の実施形態と組合されてもよく、「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替的な実施形態」、「様々な実施形態」、「一実施形態」などの言及は、必ずしも相互に排他的ではなく、実施形態に関して記載される特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを示すことが意図される。本明細書におけるそのような用語の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指している訳ではない。
【００１１】
図面の簡単な説明
添付図面を参照して、少なくとも１つの実施形態の様々な局面について以下に述べる。図は縮尺通りに描かれることは意図されていない。図は、様々な局面および実施形態の例示およびさらなる理解をもたらすために含まれ、本明細書に組込まれその一部を構成するが、発明の範囲の定義として意図されている訳ではない。図において、様々な図に例示される同一またはほぼ同一の各構成要素は同じ数字によって表される。明瞭さの目的で、すべての図においてすべての構成要素にラベルが付されているとは限らない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】発明の局面に係るＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の一例の機能ブロック図である。
【図２】発明の局面に係る、ハウジング内の携帯型ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の一例のブロック図である。
【図３】従来の共焦点走査レーザ検眼鏡の例を例示する概略図である。
【図４Ａ】発明の局面に係るＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡のための伝送アーキテクチャの一例を例示する概略図である。
【図４Ｂ】発明の局面に係るＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡のための反射アーキテクチャの一例を例示する概略図である。
【図５】発明の局面に係るレーザ照射サブアセンブリの一例の機能ブロック図である。
【図６Ａ】発明の局面に係る伝送アーキテクチャを有するＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の一構造例の概略図である。
【図６Ｂ】発明の局面に係る反射アーキテクチャを有するＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の一構造例の概略図である。
【図７】発明の局面に係るＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。
【図８】発明の局面に係るＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。
【図９】発明の局面に係るＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。
【図１０】発明の局面に係るＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。
【図１１Ａ】発明の局面に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートである。
【図１１Ｂ】発明の局面に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートである。
【図１１Ｃ】発明の局面に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートである。
【図１２】発明の局面に係る、ＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の実施形態を用いて患者に提示される表示画面の画像の例である。
【図１３】発明の局面に係る、両眼固視をもたらすように構成されたＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の一構造例の概略図である。
【図１４】発明の局面に係る、両眼固視をもたらすように構成されたＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
詳細な説明
局面および実施形態は、たとえば遠隔地およびかかりつけ診療所における手持ち型、携帯型網膜画像化を可能にするように構成された小型で広視野の走査レーザ検眼鏡に向けられる。携帯型網膜画像化は、眼疾患について遠隔地の住民に検診を行うため、および戦場での眼部損傷について戦闘員に検診を行って戦場での外傷の直接の視覚上の影響を観察するために非常に貴重であろう。同様に、診療所における網膜画像化は、たとえば網膜症について糖尿病患者に検診を行う効率を大きく向上させるであろう。従来の卓上型網膜画像化装置はそのような用途には大きすぎ、かつ／または訓練された専門家が操作することを必要とする。
【００１４】
一実施形態によれば、小型で携帯可能なハードウェア接地面積での網膜の自己管理型の広視野の画像化はＭＥＭＳベース走査レーザ検眼鏡（ＭＳＬＯ）によって実現される。携帯機器での着実な走査を可能にするために、二次元（２Ｄ）ＭＥＭＳ走査ミラーは、上述した回転ポリゴン、走査プリズム、および検流計駆動型可動ミラーなどの従来の走査要素を置換する。ある実施形態によれば、低価格設計のために、走査レーザ検眼鏡でこれまで用いられていた軸外円錐形ミラー前方対物レンズは、軸上屈折対物レンズで置換され、それにより、集光経路の複雑さおよび照射経路において補正されなければならない収差を減少させる。以下により詳細に述べられるように、共通の照射および検出／集光経路において屈折素子を使用することによって引起されるゴースト反射を減少させるために偏光ビームスプリッタを用いてもよい。これにより、さらに以下に述べられるように、集光経路がデスキャンされない共焦点走査レーザ検眼鏡の提供が可能となる。その上、さらに以下にも述べられるように、ＭＳＬＯの実施形態は、リアルタイムなフィードバックによって人間の被験者に固視ターゲットを提示して、完全自動化された自己管理型の網膜画像化を可能にするように構成される。
【００１５】
ＭＳＬＯの実施形態は、たとえば、遠隔医療ネットワークを用いた糖尿病性網膜症の検診、戦場での軍人の眼部損傷の画像化、世界の医療サービスが行き届いていない場所での網膜画像化、および携帯型システムを用いた在宅看護提供者などの用途を含む、従来の眼科診療所の外での網膜画像化を可能にし得る。ＭＳＬＯの別の利点は、弱光で操作することができ、したがって瞳孔拡張が必要とされない点である。
【００１６】
本明細書で述べられる方法および装置の実施形態は、以下の説明に記載されるかまたは添付の図面に例示される構造の詳細および構成要素の配置への適用に限定されないことが認識されるべきである。当該方法および装置は、他の実施形態での実現が可能であり、様々なやり方で実施されるかまたは行われることが可能である。具体的な実現の例は、説明の目的でのみ本明細書に示され、限定するものとは意図されない。特に、いずれか１つ以上の実施形態に関して述べられる動作、要素および特徴は、いずれかの他の実施形態における同様の役割から除外されるものとは意図されない。また、本明細書で用いられる語法および用語は説明の目的のためのものであり、限定的なものと見なされるべきではない。本明細書における「含み」、「備え」、「有し」、「含有し」、「伴い」、およびそれらの変形の使用は、その後に挙げられる項目およびその均等物ならびに追加的な項目を包含することが目的である。「または」という言及は、「または」を用いて記載されるいずれかの用語は、記載される項目のうち１つ、２つ以上、およびすべてのいずれかを示し得るように包括的なものとして解釈され得る。
【００１７】
図１を参照して、一実施形態に係るＭＳＬＯの一例の機能ブロック図が例示される。以下により詳細に述べられるように、ＭＳＬＯ１００は、人間の眼球１１０を走査するための光学照射ビーム２１０を生成する１つ以上のレーザ照射サブアセンブリ２００を含み得る。一例では、レーザ照射サブアセンブリ２００は、さらに以下に述べられるように、選択された波長において照射ビーム２１０を生成するように構成された１つ以上のレーザを含む。レーザ照射サブアセンブリ２００は、合焦および／または平行光学系２２０を含んで、または合焦および／または平行光学系２２０に結合されて、照射ビーム２１０を合焦させ、かつ／または平行にし得る。照射ビーム２１０は、光学サブシステム４００を介して角膜１１２、レンズ１１４および流体１１６を通って進行し、眼球１１０の網膜１１８に入射する。照射ビーム２１０は、ＭＥＭＳ走査ミラー３００を用いて、眼球１１０の網膜１１８全体にわたって走査される。一実施形態では、さらに以下に述べられるように、ＭＥＭＳ走査ミラー３００は、網膜１１８上を照射ビーム２１０で二次元に走査する二次元（２Ｄ）走査ミラーである。網膜１１８によって散乱された光は、眼球１１０を通って戻るように進行し、光学検出器サブアセンブリ５００によって検出される戻りビーム５１０へと光学サブシステム４００によって方向付けられる。一例では、検出器サブアセンブリ５００は、さらに以下に述べられるように、戻りビーム５１０を検出器５４０上に方向付けて合焦させるために、光学部品５２０および共焦点開口５３０を含む。検出器５４０は、たとえば、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオードまたは電荷結合素子（ＣＣＤ）であり得る。
【００１８】
一実施形態によれば、自動化された自己網膜画像化を可能にするために、ＭＳＬＯサブシステム１００全体がハウジング内に封入され、眼球の網膜１１８上での照射ビーム２１０の最良の合焦を実現するために６自由度で進行するように電気機械的に作動される。図２は、光学サブシステムがハウジング／筐体６００内に配置されているＭＳＬＯ装置の一例を示すブロック図である。一実施形態では、ハウジング６００は、患者が自身の眼球１１０に装置を保持して網膜の走査を自己管理することができるように構成された接眼レンズ部分６１０を含む。ＭＳＬＯ装置は、ハウジング６００内に位置するコントローラ６２０および電源６３０も含み得る。一例では、電源６３０はバッテリを含む。電源は、たとえばレーザ照射サブアセンブリ２００を含むＭＳＬＯ内のいずれかの能動部品と、コントローラ６２０とに電力を供給し得る。
【００１９】
コントローラ６２０は、ＭＳＬＯ１００の様々な構成要素および動作の局面を制御して患者の眼球１１０の走査を行なうように構成され得る。たとえば、１つ以上のレーザ照射サブアセンブリ２００が異なる波長において照射ビーム２１０を生成する能力を含む実施形態では、さらに以下に述べられるように、コントローラ６２０は、照射に用いられる光の波長、および／または異なる波長のビームが走査される順序を制御し得る。コントローラ６２０は、ＭＳＬＯ１００に含まれ得るいずれかの能動部品をさらに制御し得る。コントローラ６２０は、さらに以下に述べられるように、検出器サブアセンブリ５００からの出力の処理、格納、および／または遠隔地への伝送をさらに制御し得る。様々な例によれば、コントローラ６２０は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標）、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）、ＡＭＤ（登録商標）、Ｓｕｎ（登録商標）、ＩＢＭ（登録商標）、Ｍｏｔｏｒｏｌａ（登録商標）、Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ（登録商標）、およびＡＲＭホールディングスによって製造されたプロセッサなどの市販のプロセッサを含む。しかしコントローラ６２０は、市販されているか専用に製造されたかにかかわらず、いずれかの種類のプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、マルチプロセッサ、またはコントローラであり得る。
【００２０】
ＭＳＬＯ１００は、（例を上述した）多数の構造のうちのいずれかをハウジング６００内に有し得る。いくつかの実施形態では、ハウジング６００の物理構造および／または構成、ならびに／またはハウジング内のＭＳＬＯ１００、コントローラ６２０、および電源６３０の配置は、ＭＳＬＯの構成要素のレイアウトと、任意に、ＭＳＬＯのために選択された光学的構成とに影響を及ぼし得る。
【００２１】
図３を参照して、従来の共焦点走査レーザ検眼鏡８００では、照射器８２０からの照射ビーム８１０が走査ミラー８３０によって走査され、検出経路が走査ミラーによって同時にデスキャンされる。照射経路を検出経路から分離して、図３に示されるように照射ビーム８１０および戻りビーム８５０が同じ光路の一部分を共有することを可能にするためにビームスプリッタ８４０が用いられる。前方対物レンズ８６０は、眼球１１０および走査ミラー８３０への、かつ眼球１１０および走査ミラー８３０からの光を合焦させる。照射ビーム８１０は比較的小さなビーム径を有し得るが、典型的な３〜５ｍｍ径の人間の瞳を通って戻る網膜からの散乱光は、前方対物レンズ８６０からの戻り経路のビーム拡大により、走査ミラーにおいて直径が著しく増大し得る。点線の光線８７０は、眼球１１０の網膜からの散乱光線を表わす。したがって、この従来の構成では、走査ミラー８３０が典型的に小さいため、走査ミラーの自由開口が戻りビームのビーム径よりも著しく小さい場合がある。その結果、網膜から戻る光のわずかな部分のみが走査ミラー８３０によって検出器サブアセンブリ５００に向けて反射される。
【００２２】
この問題に対処し、集光効率を向上させるため、局面および実施形態は、検出／集光経路がデスキャンされない共焦点ＭＳＬＯを提供する。より正確には、図４Ａおよび図４Ｂに例示されるように、ビームスプリッタが光学サブシステム４００内に配置されて、照射経路と走査ミラー３００の眼球側の集光経路とを分離する。ビームスプリッタ４１０は、本明細書において伝送アーキテクチャ（図４Ａ）と称される照射ビーム２１０を伝送（かつ戻りビーム５１０を反射）するか、または本明細書において反射アーキテクチャ（図４Ｂ）と称される照射ビーム２１０を反射（かつ戻りビーム５１０を伝送）するように構成され得る。ある実施形態によれば、光学サブシステム４００は走査レンズ４２０および視野レンズ４３０を含む。ビームスプリッタ４１０は、走査レンズ４２０と視野レンズ４３０との間に位置決めされ、網膜からの戻り光５１０のすべてを取り込み、それを検出器サブアセンブリ５００に方向付ける。したがって、ビームスプリッタ４１０は、戻りビームをデスキャンすることなく戻りビーム５１０を検出器サブアセンブリ５００に方向付け、いくつかの従前の共焦点走査レーザ検眼鏡構成に対して集光経路の複雑さを低下させる。
【００２３】
上述したように、ある実施形態では、（光学サブシステム４００に含まれる）ＭＳＬＯのための前方対物レンズは、軸外反射円錐対物レンズではなく、１つ以上の軸上屈折素子を用いて実現される。たとえば、図４Ａおよび図４Ｂに示される実施形態では、前方対物レンズは視野レンズ４３０を含む。軸上屈折前方対物レンズの使用により、照射経路において補正されなければならない集光経路収差の複雑さが低下し、（大きな円錐ミラーの必要性をなくすことによって）ＭＳＬＯの寸法が縮小する。しかし、共通の照射および集光経路に屈折素子を追加すると、検出される画像の中心に輝点を事実上生成するゴースト反射が増大し得る。たとえば図３に例示したものなどの従来の走査レーザ検眼鏡配置では、検出器５４０は、（網膜からの反射から）集光されるべき光が検出器に戻るようにデスキャンされるよう、走査ミラー８３０の背後の固定された場所に配置される。この構成では、ゴースト反射は単一の場所において開口紋りによってブロックされ得る。対照的に、上述したように、本明細書で述べられるＭＳＬＯの実施形態は、ビームスプリッタ４１０を眼球１１０の付近に配置することによってデスキャンされない網膜からの反射光を集光する。換言すると、戻りビーム５１０を構成する光は、網膜１１８で反射された後で走査ミラー３００から反射されない。その結果、集光経路に見られるゴースト反射は、単一の場所では出現しない。
【００２４】
一実施形態によれば、ゴースト反射が照射経路と平行にかつ集光経路に対して垂直に偏光されるように、照射および集光経路における偏光の状態を制御することによって、ゴースト反射が大幅に減少される。一実施形態では、この偏光制御は、偏光ビームスプリッタ４１０を用いることによって実現される。一例では、偏光ビームスプリッタ４１０は、Ｐ偏光を優先的に伝送し、Ｓ偏光を反射するように構成されたキューブ型ビームスプリッタである。したがって、たとえば、図４Ｂを参照して、反射アーキテクチャにより、かつ照射ビームがＳ偏光されると想定すると、偏光ビームスプリッタ４１０はＳ偏光を反射し、直交するＰ偏光を伝送する。眼球１１０は、Ｓ偏光が屈折前方対物レンズ（視野レンズ４３０）および眼球の角膜に入射するように、ビームスプリッタ４１０の反射アーム／経路に位置する。ゴースト反射はＳ偏光を維持し、したがってビームスプリッタ４１０を通して検出器サブアセンブリ５００に再伝送されない。網膜１１８からの反射は、複数の散乱事象によって引起されるため、偏光されない。したがって、網膜からの反射のある部分がＰ偏光され、ビームスプリッタ４１０を通して再伝送されて、検出器サブアセンブリ５００において戻りビーム５１０を形成する。走査ミラー３００への光の入射面の角度が偏光ビームスプリッタ４１０への光の入射面と平行である場合、反射アーキテクチャが好まれ得る。
【００２５】
同様に、図４Ａを再び参照して、伝送アーキテクチャでは、ゴースト反射が照射経路と平行に偏光されるため、ビームスプリッタ４１０を通して大部分が伝送され、検出器サブアセンブリ５００には反射されない。いくつかの例では、伝送アーキテクチャは、走査ミラー３００への光の入射面の角度が偏光ビームスプリッタ４１０への光の入射面に直交する構成において好まれ得る。走査ミラーは、４５度ではＰ偏光よりもＳ偏光を多く反射するからである。したがって、偏光ビームスプリッタ４１０は、網膜からの反射のパワーレベルよりもはるかに低いパワーレベルにゴースト反射を強制し、画像におけるゴースト反射の影響を効果的に「阻止する」かまたは減少させる。
【００２６】
上述したように、本明細書で述べるＭＳＬＯ１００の様々な実施形態では、走査ミラー３００は、速い走査速度および大きな偏向角が可能な二次元ＭＥＭＳマイクロミラーである。網膜上の回折限界スポットを照射するには、眼球１１０に入るビームは直径およそ１〜２ミリメートル（ｍｍ；０．０３９〜０．０７９インチ）であって、ほぼ平行でなければならない。このビーム径は、人間の眼球の光学的性質によって決定され、１ｍｍのビームは眼球においてほぼ最小／最高の分解能をもたらす。一例では、角膜１１２における直径１ｍｍのビームは、網膜上の１０ミクロン（０．０００４インチ）のスポットサイズを可能にする。走査ミラー３００と眼球の角膜１１２との間の照射ビームの最小光学縮小率によって標準的な網膜の視野、たとえばおよそ５０度を画像化するためには、走査ミラーと角膜との間に走査角度の最小光学倍率がなければならない。これは、湾曲した前方対物レンズからの走査角度倍率が、対応するビーム径の縮小をもたらすからである。そのため、眼球運動が画像を歪ませる前に網膜の視野の走査を可能にするために、走査ミラー３００が大きな走査角度（角運動範囲）および高い走査率（速度）を有することが望ましい。
【００２７】
一実施形態によれば、患者の眼球１１０の網膜１１８の二次元走査は、網膜１１８上を照射ビーム２１０で二次元に走査することによって行なわれる。二次元ＭＥＭＳ走査ミラー３００は、その角運動範囲にわたって両次元に「傾ける」ことによって、「ラスタ」走査を実現するように構成され得る。一例では、走査ミラー３００は、従来のテレビラスタ走査の場合のように速い次元および遅い次元を有する。しかし、走査は矩形である必要はなく、走査ミラー３００は、スパイラルまたはベクトルラスタ走査を実現するように構成されてもよい。
【００２８】
一例では、電源６３０は、変動する電圧を二次元ＭＥＭＳ走査ミラー３００に供給して、その角運動範囲（またはその選択部分）にわたって動くようにミラーを作動させて走査を行なう。網膜１１８からの散乱光は、検出器サブアセンブリ５００によって集光される戻りビーム５１０を形成する。検出器５４０は、検出された戻りビーム５１０に基づく出力を提供し、出力は網膜の画像を提供するように処理される。検出器出力の画像処理は、少なくとも部分的にコントローラ６２０によって行なわれ得る。一例では、コントローラ６２０は、遠方のユーザに提供されるように（生または処理済みの）検出器出力を格納するための格納装置（図示せず）を含む。たとえば、コントローラは、処理および／または解析のために遠隔地に検出器出力を伝送するための通信インターフェイスを含んでもよいし、格納装置は、その上に格納されているデータを別の機械上で処理および／または分析することを可能とするためにハウジング６００から取出し可能であってもよい。一例では、格納装置は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックメモリ（ＳＲＡＭ）またはシンクロナスＤＲＡＭなどの非一時的なコンピュータ読取り可能なランダムアクセスメモリを含む。しかし、格納装置は、本明細書に記載される機能をサポートするために十分なスループットおよび記憶容量を有する、不揮発性メモリなどのデータを格納するためのいずれかの装置を含んでもよい。
【００２９】
一実施形態では、走査ミラー３００は、画像化走査中の眼球運動の影響を緩和するために十分速い速度でおよそ３５〜５０度の視野上を走査することを可能にするために大きな偏向角が可能な、現行の高性能ＭＥＭＳマイクロミラーデバイスを用いて実現される。一例では、二次元ＭＥＭＳ走査ミラー３００は、２３キロヘルツ（ｋＨｚ）より大きい共振周波数を有し、直径およそ１．２ｍｍであり、各軸においておよそ２０度のピーク間の機械的な偏向角最大値（角運動範囲）を有する。
【００３０】
ある実施形態によれば、二次元ＭＥＭＳマイクロミラーは、両方の軸が共振して駆動される状態で操作される。走査ミラーの両方の軸が共振するいくつかの場合は、遅い軸は、視野内のすべての視野点をカバーするためのラスタ走査には十分遅くないことがある。したがって、反復しないリサージュ走査が代わりに用いられる。速い走査軸周波数が遅い走査軸周波数の偶数倍である時に、従来のラスタ走査パターンが生成される。大きな視野については、視野全体を横切るラインを走査するために、遅い走査軸周波数は速い走査軸周波数よりも著しく低くなければならない。対照的に、リサージュパターンは、遅い走査軸と比較した速い走査軸についての走査周波数の比率が無理数である時に生成される。このパターンについては、遅い走査軸周波数が速い走査軸周波数よりはるかに低い必要はない。
【００３１】
上述したように、ある実施形態によれば、ＭＳＬＯのレーザ照射サブアセンブリ２００は、様々な異なる波長において照射ビーム２１０を生成するように構成された複数のレーザを含み得る。たとえば、さらに以下に述べられるように、網膜を画像化するために近赤外線が用いられてもよく、人間の被験者に固視ターゲットを提示するために可視光線が用いられてもよい。レーザ照射サブアセンブリ２００は、様々な異なる種類のレーザのうちのいずれかを用いて実現され得る。複数の個々のレーザ照射アセンブリ２００によって、または１つ以上のレーザ照射サブアセンブリ内のレーザのアレイを用いて、複数の照射ビームも生成され得る。様々なレーザ照射器が用いられてもよく、本明細書で述べられ、かつ／または例示される例のうちのいずれかでは、１つの種類または構成のレーザ照射サブアセンブリを別のもので置換してもよいことが認識されるべきである。
【００３２】
図５を参照して、一実施形態に係るレーザ照射サブアセンブリ２００の一例の機能ブロック図が例示される。レーザ照射サブアセンブリ２００は、選択された波長において照射ビーム２１０を生成するように構成された１つ以上のレーザを含む。一例では、ＭＳＬＯは、連続的な近赤外線（ＮＩＲ）網膜画像獲得および画像処理のために構成されてもよく、したがってこの例では、レーザ照射サブアセンブリは近赤外線レーザ２３０を含む。網膜の走査からさらなる情報を獲得するため、かつ／またはＭＳＬＯにおいて追加的な機能性を実現するために、追加的な波長が有用であり得る。たとえば、網膜の血管および乏血（たとえば緑または黄橙色のレーザ照射）のコントラストの向上のために、かつ／または、さらに以下に述べられるように、網膜が走査されている患者に可視固視画像を提供するために、可視照射を用いてもよい。そのため、レーザ照射サブアセンブリは、図５に例示されるように赤色レーザ２４０および／または青色レーザ２５０などの１つ以上の可視レーザを含んでもよい。本明細書に用いられる限りにおいて「可視レーザ」という用語は、電磁スペクトルの可視部に波長（または波長範囲）を有するビームを発するように構成されたレーザを指すことが意図される。レーザ２３０、２４０および２５０は、たとえばレーザダイオードまたはファイバレーザなどのいずれかの種類の好適なレーザ光源であり得る。レーザ２３０、２４０および２５０からの出力ビームを平行にするために光学部品２６０が用いられてもよい。いくつかの実施形態では、レーザパッケージングの構成および／またはＭＳＬＯのハウジング内のレーザ照射サブアセンブリの配置は、１つ以上のレーザが照射ビーム２１０の所望の標示方向に直接整列しないことにつながり得る。したがって、１つ以上のレーザからのレーザビームの方向を変えるために、折り返しミラー２７０が用いられてもよい。異なるレーザが同じ光路を共有することを可能にするために、ビームスプリッタ２８０が用いられてもよい。ミラーが静止している時にミラーに入射するレーザビームがミラー面に対して垂直となるように、追加的なビームスプリッタを走査ミラーの直前に配置してもよい。これにより、静止位置を中心とした四象限における対称的な走査が可能となり、非線形偏向角によって二次元で引起されるいずれかの形状歪を減少させる。
【００３３】
図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ伝送アーキテクチャおよび反射アーキテクチャを有する、多波長照射のために構成されたＭＳＬＯの例を例示する。照射器２００ａ、２００ｂ、および２００ｃの各々は、上述した、異なる波長においてレーザ発光するように構成されたレーザ２３０、２４０および／または２５０のいずれか１つ以上を含み得る。加えて、照射器２００ａ、２００ｂ、２００ｃの各々は、個々にかつ直接に変調可能であり得る。上述したように、照射器の各々からの異なる波長（色）の照射ビームを照射ビーム２１０に合成するために、色合成ビームスプリッタ２８０が用いられてもよい。検出器サブアセンブリは、図示の集光経路において、戻りビーム５１０の波長を選択的に通過させる１つ以上のカラーフィルタ５６０を含んでもよい。例示された例では、検出器サブアセンブリはフィルタ５６０ａ〜ｃを含み、その各々は、対応する照射器２００ａ、２００ｂおよび２００ｃの波長（または波長範囲）に一致され得る。
【００３４】
合焦光学部品５２０は、戻りビーム５１０を合焦させ、共焦点開口５３０に方向付ける。焦点面の外部の組織層から反射された光をフィルタリングするために共焦点開口５３０が用いられ得る。上述したように、検出器５４０は、たとえばアバランシェフォトダイオード、ＣＣＤまたは光電子増倍管を含むいずれかの種類の好適な光検出器であり得る。検出器からの出力は、格納され、かつ／またはＭＳＬＯ（たとえばコントローラ６２０）と一体化されているか離れているかに関わらず、解析のためにプロセッサに提供され得る。
【００３５】
一実施形態によれば、ＭＳＬＯは電気的に調整可能なレンズ１２０を含み、電気的に調整可能なレンズ１２０は、図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、レーザ照射サブアセンブリ２００と走査ミラー３００との間の照射経路に位置決めされ得る。電気的に調整可能なレンズ１２０は、照射ビーム２１０を眼球１１０の網膜１１８により良く合焦させるための焦点調節に用いられ得る。一例では、電気的に調整可能なレンズ１２０は、電気的に調整可能な液体レンズであり、コントローラ６２０の制御下で調節または調整され得る。
【００３６】
図７を参照して、一実施形態では、ＭＳＬＯは、破線１３０によって表される合焦およびアライメント経路をさらに含む。この実施形態では、ＭＳＬＯは照射器１３５を含む。照射器１３５は、レーザ以外の照射源を用いてもよく、合焦およびアライメント経路１３０に沿って眼球１１０に、かつ眼球１１０から方向付けられるアライメントビームを生成する。関連付けられた合焦光学部品１４５を任意に含む追加的なカメラ１４０が、合焦およびアライメント経路１３０に含まれ得る。順方向経路および戻り経路を分離し、かつ戻されたアライメントビームをカメラ１４０に方向付けるために、ビームスプリッタ１５０が用いられ得る。その上、合焦およびアライメント経路１３０を集光経路から分離するために、ダイクロイックビームスプリッタ１５５が用いられ得る。たとえば、ＮＩＲ放射が網膜画像化に用いられ、したがって戻りビーム５１０がＮＩＲ波長を含む場合、アライメントビームは可視スペクトル帯にあり得る。したがって、ダイクロイックビームスプリッタ１５５は、検出器サブアセンブリ５００にＮＩＲ放射を伝送し、可視光をビームスプリッタ１５０に反射させ得る。代替的に、網膜画像化に可視光が用いられる場合、アライメントビームは赤外線ビーム、たとえばＮＩＲビームであってもよく、ダイクロイックビームスプリッタ１５５は、ＮＩＲ放射を反射し、かつ可視光を検出器サブアセンブリ５００に伝送するように選択され得る。
【００３７】
一例では、カメラ１４０は電気的に調整可能なレンズ１２０に結合されたプロセッサ６２０に結合され、合焦およびアライメント経路からの情報は、電気的に調整可能なレンズ１２０を制御して、眼球１１０の網膜１１８上の照射ビーム２１０の合焦を向上させるために用いられ得る。合焦およびアライメント経路１３０からの情報は、ＭＳＬＯの光学素子の位置決めを調節して、眼球上の走査点の位置を調節し、かつ網膜上の異なる関心領域を画像化することを可能にするするためにも用いられ得る。
【００３８】
別の実施形態によれば、ＭＳＬＯ１００は、図８に示されるように、連続的な外眼部画像化のために構成されたカメラ１６０および照射器１６５を含み得る。カメラ１６０は、ＭＳＬＯに有意な寸法または重量を付加しないように小型カメラであり得る。照射器１６５は、たとえばＮＩＲ照射器であり得る。照射器は、ＭＳＬＯ画像化経路と干渉しないように、変調されるかまたは直角に偏光され得る。
【００３９】
ＭＳＬＯの動作中に、人間の被験者は接眼レンズ６１０を介して凝視し、ＭＳＬＯは網膜１１８の全体にわたって連続的に照射（たとえば近赤外線、約７８０ｎｍ）を走査し、検出器５４０において応答を取り込む。上述したように、網膜１１８上の照射ビームの位置を調節するために、合焦およびアライメント経路１３０などの内部フィードバックループが用いられ得る。一実施形態によれば、固視ターゲットが人間の被験者に提示され、被験者の眼球１１０を所望の場所／角度に誘導して、網膜１１８のある領域の画像を取得する。一例では、固視ターゲットは、走査中の適切な時に可視レーザ（たとえば約５２０ｎｍまたは約６３５ｎｍ）を変調することによって形成される画像として提示される。画像場所は、さらに以下に述べられるように、画像化のための最良の場所に被験者の眼球を誘導するように自動的に調節し得る。
【００４０】
図９を参照して、走査中に人間の被験者に固視ターゲットを提供するように構成されたＭＳＬＯの一例が例示される。ＭＳＬＯは、固視ターゲットを表示する表示画面１７０、たとえばＬＣＤ画面を含み得る。ダイクロイックビームスプリッタ１７５は、接眼レンズ６１０を覗き込む患者に可視となるように固視ターゲットを反射させるために用いられてもよく、患者の視線方向を誘導するために用いることができる。表示画面１７０上の固視ターゲットの場所を調節し、新たなターゲット場所を見るようユーザに指示することによって、新たな網膜領域が画像化され得る。患者へのリアルタイムなフィードバックと任意の音声指示とを伴う固視ターゲットの提示によって、完全自動化された自己管理型の網膜画像化が有利に可能となる。
【００４１】
図７を参照して上述した実施形態では、合焦およびアライメント経路は集光経路に重ねられる。代替的に、図９に例示されるように、合焦およびアライメント経路は照射経路に結合されてもよい。この場合、図９に示されるように、照射ビーム２１０およびアライメントビームを共通の光路に合成するためにダイクロイックビームスプリッタ１５５が用いられる。上述したように、合焦およびアライメント経路からの情報は、電気的に調整可能なレンズ１２０を調節するため、かつ／または固視ターゲットの位置決めを調節して患者の視線方向を誘導するために用いられ得る。
【００４２】
表示画面１７０上に表示された固視ターゲットと合焦およびアライメント経路１３０とを含むＭＳＬＯの別の構成が図１０に例示される。この例では、固視ターゲットはビームスプリッタ１７５を用いて照射光路に分割される。代替的に、ビームスプリッタ１７５は、走査ミラー３００への照射ビームの入射面に直交する入射面を有するブルースター窓で置換してもよい。
【００４３】
図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して、一実施形態に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートが例示される。走査を開始するために、第１のステップ７０２は、所望の波長における走査を初期化することを含み得る。たとえば、上述した近赤外線レーザを用いて網膜１１８の画像化走査が行なわれ得る。ユーザがたとえばＭＳＬＯ装置をオンにすると、ステップ７０２が開始し得る。画像化走査を初期化することは、接眼鏡を覗き込み、眼球１１０を開けるよう患者に指示すること（ステップ７０４）を含み得る。さらに以下に述べられるように、この指示は可聴であってもよく（たとえばＭＳＬＯ装置はスピーカ（図示せず）を含み得、コントローラ６２０は、指示を可聴的に発するようにスピーカを方向付け得る）、かつ／または視覚的であってもよい。画像化走査を初期化することは、レーザ照射サブアセンブリ２００をオンにし、所望の波長においてレーザを励起すること（ステップ７０６）、走査ミラー３００をオンにすること（ステップ７０８）、および検出器サブアセンブリ５００をオンにすること（ステップ７１０）も含み得る。上述したように、走査ミラー３００をオンにすること（ステップ７０８）は、変動する電圧を二次元ＭＥＭＳ走査ミラーに提供して、その偏向角範囲を各次元において連続的に移動するようにミラーを作動させるように電源６３０を制御することを含み得る。二次元ＭＥＭＳ走査ミラーが移動するにつれて、照射ビーム２１０が眼球１１０の網膜全体にわたって移動され、網膜の画像を取得する（ステップ８１２）。
【００４４】
一実施形態によれば、初期設定（ステップ７０２）後の第１の走査は、患者の眼球１１０が網膜の所望の領域の画像化のために正確に方位付けされているかどうか、および眼球が合焦しているかどうかを判断するために用いられる。したがって、コントローラ６２０は、画像の特定箇所、たとえば虹彩、瞳および／または網膜の部分を場所特定するために特徴抽出処理（ステップ７１４）を行なうことによって、たとえばステップ７１２で取得された画像を処理し得る。特徴抽出処理（ステップ７１４）に続き、コントローラは、照射ビームが眼球１１０の虹彩に合焦しているか否かを判断し得る（ステップ７１６）。虹彩が合焦していない場合、コントローラは、ＭＳＬＯ１００（またはその一部の光学部品）をｚ方向に移動させ得る（ステップ７１８）。一実施形態では、ＭＳＬＯ１００は、ＭＳＬＯ（またはその少なくとも一部の光学部品）のｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸への（前後、左右、上下の）移動が可能となるように、ハウジング６００内の可動線形ステージ上に搭載され得る。ステップ７１８でＭＳＬＯを移動させた後、ステップ７１２において新たな画像が取得され、ステップ７１４において処理されて、虹彩が合焦しているか否かを判断（ステップ７１６）し得る。画像において虹彩が正確に合焦するまで、このプロセスが繰り返され得る。
【００４５】
コントローラ６２０は、次いで、画像を処理して眼球１１０の瞳を画像において場所特定し（ステップ７２０）、瞳が中心にあるかどうかを判断し得る（ステップ７２２）。瞳が中心にない場合、コントローラ６２０は、上述した可動線形ステージを制御して、瞳が画像の中心となるまでＭＳＬＯ１００をｘ軸および／またはｙ軸に沿って移動させ得る（ステップ７２４）。
【００４６】
初期設定が完了した後、システムは、リアルタイムなフィードバックを伴う固視ターゲットの提示を用いて網膜の所望の領域の１回以上の走査を行ない、完全自動化された自己管理型の網膜画像化を可能にするように構成され得る。上述したように、一例では、網膜画像は赤外線照射を用いて取得される。赤外線走査が行なわれているのと同時に、可視照射が適切に変調され、人間の眼球が方位付けされて網膜の所望の領域を正確に画像化するように固視ターゲットを適切な場所に描く。したがって、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して、一実施形態では、ステップ７２６は、１つ以上の可視レーザを励起して固視ターゲットを発すること（ステップ７２８）と、患者に固視ターゲットを見るようにとの可聴指示を発すること（ステップ７３０）とを含む固視プロセスを初期化することを含む。上述の初期赤外線設定走査中は、固視ディスプレイ１７０は空白であり得る。固視プロセスが始動されると、たとえば図１２に例示されるように、固視ターゲットが画面１７０上に表示される。
【００４７】
最初に、患者が接眼レンズ６１０を覗き込んだ時、眼球１１０が正確に方位付けされていない場合があり、したがって取得される眼球の画像は中心からずれている場合がある。一実施形態では、システムは、たとえば、上述した赤外線照射を用いて眼球１１０の画像を取得し（ステップ７１２）、画像において瞳を認識し（ステップ７２０）、瞳が中心にあるかどうかを判断する（ステップ７２２）ように構成される。瞳が中心にない場合、コントローラ６２０は、瞳が画像の中心となるように眼球が方位付けされるまで、固視ターゲットの位置を調節する（ステップ７３２）ようにシステムを制御し得る。コントローラ６２０は次いで、画像を分析して、網膜が合焦しているか否かを判断し（ステップ７３４）、網膜が合焦するまでＭＳＬＯまたは内部合焦光学部品をｚ方向に移動させ得る（ステップ７１８）。いくつかのインスタンスでは、網膜が合焦しているかもしれないが、関心領域が見えない場合がある。したがって、コントローラ６２０は、網膜の正確な領域が可視であるか否かを判断し（ステップ７３６）、可視でなければ、固視ターゲットを移動させて眼球運動を誘起し得る。ＭＳＬＯ、またはその一部の光学部品を横方向に移動させ、眼球１１０が固視ターゲットを追跡することを補償し得る。
【００４８】
一実施形態によれば、ＭＳＬＯ１００は両眼固視をもたらす（つまり固視ターゲットが人間の患者の両眼に対して提示される）ように構成される。図１３は、両眼固視をもたらす構成の一例を例示する。表示画面１７０上に表示される固視ターゲットの光強度のある割合は、偏光ビームスプリッタ４１０を通して伝送され、折り返しミラー１８０から画像化されていない眼球１１０ａへと反射される。固視ターゲットの光強度の残りは、上述したように、偏光ビームスプリッタ４１０を通して画像化された眼球１１０へと伝送される。これによって両眼に強制的に同じ方向を見させ、したがって筋肉混乱による眼球運動の可能性を低下させる。図１４は、両眼固視をもたらす別のＭＳＬＯ構成を例示する。
【００４９】
図１１Ａ〜図１１Ｃを再び参照して、一実施形態によれば、設定が完了し、網膜の正確な領域が合焦すると、ＭＳＬＯが初期化され（ステップ７３８）、網膜の画像を取得するために１回以上の走査を行ない得る。これらの走査は赤外線および／または可視照射を使用してもよく、したがって、使用されるレーザが（オンにされていない場合は）オンにされて全走査を行なう（ステップ７４０）ように構成され得る。一例では、システムは、走査中にまばたきしないようにとの音声指示を患者に発し得る（ステップ７４２）。上述したように、二次元ＭＥＭＳ走査ミラー３００を用いて網膜の全体にわたって照射ビームで走査することによって画像が取得される（ステップ７４４）。関心画像は、手動または自動解析のために格納され得る。プロセスの様々な工程を繰り返して、網膜の異なる領域の画像を、かつ／または異なる波長において取得し、患者の網膜に関する異なる情報を提供し得る。すべての走査が完了すると、システムは、走査ミラー３００（ステップ７４６）、レーザ照射サブアセンブリ２００（ステップ７４８）、および検出器サブアセンブリ（ステップ７５０）をオフすることを含んでシャットダウンされ得る。
【００５０】
したがって、局面および実施形態は、二次元ＭＥＭＳマイクロミラーを高速走査に用いる、可動部分が少なく頑丈な携帯性を有する小型で広視野の走査レーザ検眼鏡を軽量パッケージで提供する。すべての光学部品を軸上に有することで、収差を有利に減少させる。上述したように、共通経路レンズを含むことはいくつかの状況では信号対雑音比を低下させ得るが、偏光ビームスプリッタの使用による照射および検出偏光の制御は、共通経路レンズの負の効果を打消し得る。したがって、広視野（たとえばおよそ５０度）および（たとえばおよそ４５０ｎｍから８００ｎｍの範囲にわたる）広帯域の色補正が軽量パッケージで提供される。その上、上述したように、調節可能な固視ターゲットがリアルタイムなフィードバックによって人間の被験者に提示され、（自動アライメント、オートフォーカス、オートキャプチャ／撮像を含む）完全自動化された自己管理型の網膜画像化が可能となり得る。ＭＳＬＯの実施形態は、任意の場所での自己管理型の網膜画像化を可能にし、眼疾患の早期診断が可能となり、失明を減少させ、世界中の健康を向上させることになる。
【００５１】
少なくとも１つの実施形態のいくつかの局面を上述したが、本開示の恩恵を与えられた当業者には、様々な変更、修正および改良が容易に生じることが認識されるであろう。そのような変更、修正および改良は本開示の一部であることが意図され、発明の範囲内にあることが意図される。したがって、上記の記載および図面は例のためだけのものであり、発明の範囲は、添付の請求項の適切な構造およびそれらの均等物から判断されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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