JP4446777B2

JP4446777B2 - 眼底撮影装置

Info

Publication number: JP4446777B2
Application number: JP2004101635A
Authority: JP
Inventors: 直幸近藤; 章裕藤城; 純一秋田
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005279121A

Description

本発明は、眼底を撮影して眼底観察を行うための眼底撮影装置に関する。

従来、眼底に対して２次元的にレーザ光を走査し、その反射を受光することにより眼底像を得る眼底撮影装置が知られている。このような眼底撮影装置においては、例えば、ポリゴンミラーとガルバノミラーとを組み合わせて、レーザ光を眼底上にて２次元的に走査するようになっている（特許文献１参照）。
特開平６−１１４００８号公報

このようにポリゴンミラーとガルバノミラーとを組み合わせて２次元的なレーザ走査を行い良好な眼底画像を得ようとする場合、ポリゴンミラーとガルバノミラーの駆動タイミングを精度良く同期させることが重要となる。ポリゴンミラーの各ミラー間の形成角度は、通常は全て同じ角度になるように形成されているはずであるが、実際のミラー同士間の形成角度はポリゴンミラーの製造誤差により多少異なるため、さらに２者間の同期は重要なものとなる。
上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な構成で精度良くレーザ光の走査タイミングを得ることができる眼底撮影装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）光源から出射されるレーザ光をポリゴンミラー及びガルバノミラーを用いて被検眼の眼底に対して２次元的に走査するための走査手段と、眼底からの前記レーザ光の反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系により受光した前記反射光の受光信号に基づいてモニタに眼底の撮影像を表示させる画像処理手段と、を有する眼底撮影装置において、前記ポリゴンミラーによる前記レーザ光の走査範囲内であって前記被検眼の眼底の撮影のために用いられるレーザ光の走査範囲外に置かれ、前記レーザ光を検出するための検出器と、該検出器によるレーザ光の検出信号をカウントし，所定カウント数に基づいて前記ガルバノミラーの反射角度を走査開始時の反射角度まで戻す駆動制御を行う制御手段と、を有し、さらに前記画像処理手段はモニタに眼底の撮影像を表示させるための基準信号として前記検出器によるレーザ光の検出信号を用いることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で効率よくレーザ光の走査タイミングを得ることができ、良好な撮影画像を得ることができる。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本実施の形態の眼底撮影装置の光学系を示した図である。
１はレーザ光を発する光源であり、本実施形態では所定の偏光方向を持つ直線偏光の赤外域のレーザ光を発する半導体レーザを用いている。２は中央に開口部を有する穴開きミラー、３はレンズである。４及び５はミラーであり、図１に示す矢印方向に移動可能とされ、光路長を変化させることによりフォーカス合せ（視度補正）を行うことができる。６、８及び１０は凹面ミラーである。７はレーザ光を被検眼眼底にて水平方向に偏向させ走査するための偏向手段となるポリゴンミラー、９はポリゴンミラー７による走査方向に対して直角方向にレーザ光を偏向させ走査するための偏向手段となるガルバノミラーである。１１はレーザ光を検出するセンサである。センサ１１は、ポリゴンミラー７の回転によるレーザ光の走査範囲であって、実際の眼底撮影に用いない走査範囲のレーザ光を受光する位置に置かれる。このセンサ１１によるレーザ光の検出信号を基にガルバノミラー９の駆動制御、及び撮影画像の形成を行う。この検出信号を基とした、ガルバノミラー９の駆動制御及び撮影画像の形成については詳しくは後述する。

光源１から出射したレーザ光は、穴開きミラー２の開口部を通り、レンズ３介した後、ミラー４、ミラー５、凹面ミラー６にて反射し、ポリゴンミラー７に向かう。ポリゴンミラー７にて反射された光束は、凹面ミラー８、ガルバノミラー９、凹面ミラー１０にて反射した後、被検眼眼底にて集光し、眼底を２次元的に（図示するＸＹ軸方向に）走査する。これらの光学部材によって照射光学系を形成する。

１２はレンズであり、１３は光軸上にピンホールを有したピンホール板である。レンズ１２は被検眼眼底の観察点とピンホール板とを共役な位置に置く。１４は所定の偏光方向の光束のみを透過させるための偏光板である。なお、偏光板１４は光軸を中心として回転可能に取り付けられており、図１に示す回転変更手段２０にて透過させることのできる直線偏光の偏光方向を、手動にて任意に設定することができる。１５は集光レンズ、１６は受光部である。なお、本実施形態の受光部１６には、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いている。また、前述した偏光板１４は最終的にノイズ光となる反射光を排除するために、できるだけ受光部１６に近い位置に置かれることが好ましい。

被検眼眼底に走査されたレーザ光の反射光は、前述した照射光学系を逆に辿り、穴開きミラー２にて反射し、下方に折り曲げられる。なお、被検眼の瞳位置と穴開きミラー２の開口部とは、レンズ３により共役となっている。穴開きミラー２にて反射した反射光は、レンズ１２を介してピンホール板１３のピンホールに焦点を結ぶ。ピンホールにて焦点を結んだ反射光は、偏光板１４を透過し、レンズ１５を経て受光素子１６に受光される。これらの光学部材により撮影光学系を形成する。

図２はセンサ１１の配置を示した概略図である。図中、細線によって示される範囲Ｈ₁は、ポリゴンミラー７の回転により反射面７ａにて反射したレーザ光が走査される範囲を示し、一点鎖線によって示される範囲Ｈ₂は、走査範囲Ｈ₁のうち、実際の撮影に用いられるレーザ光の走査範囲を示すものとしている。また、図中の矢印は、ポリゴンミラー７の回転方向を示している。図に示すように、センサー１１は、レーザ光の走査範囲Ｈ₁内であって、撮影に用いられる走査範囲Ｈ₂に入る前のレーザ光を受光できる位置に置かれている。また、ポリゴンミラー７の回転速度は一定であり、且つセンサ１１の設置位置は固定であるため、レーザ光がセンサ１１によって受光されてから撮影に用いられる走査範囲Ｈ₂に入るまでの時間は、ポリゴンミラーの反射面同士の形成角度θによらず一定となる。

図３は本実施形態における眼底撮影装置の制御系を示したブロック図である。３０は装置全体の制御を行う制御部である。制御部３０にはレーザ光源１、ポリゴンミラー７、ガルバノミラー９、センサ１１、受光部１６、ミラー４，５を駆動させるための駆動手段３１、視度補正のために被検眼の屈折力を入力するためのコントロール部３２、受光部１６にて受光した信号を基に被検眼眼底の画像を形成するための画像処理部３３等が接続される。３４はモニタであり、画像処理部３３にて形成した眼底画像が表示される。３５は種々の情報を記憶しておくための記憶部である。

以上のような構成を有する眼底撮影装置において、その動作について説明する。
検者は予め被検眼の屈折力を眼屈折力測定装置等にて測定しておき、得られた被検眼の屈折力値をコントロール部３２を用いて入力する。制御部３０は入力された屈折力データを記憶部３５に記憶させるとともに、駆動手段３１を用いてミラー４，５を駆動させて視度補正を行う。視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装置を駆動させて、被検眼の眼底にレーザ光が照射され、所望する画像がモニタ３４に表示されるように、アライメントを行う。

制御部３０は光源１から所定の偏光方向を有した直線偏光のレーザ光を出射させる。光源１から出射したレーザ光は、穴開きミラー２の開口部を通過した後、レンズ３を透過し、ミラー４，５、凹面ミラー６にて反射してポリゴンミラー７に向かう。ポリゴンミラー７は一定の速度で回転しており、レーザー光はポリゴンミラー７にて反射され、水平方向に走査される。なお、図２に示すように、ポリゴンミラー７の回転によって走査されるレーザ光の走査範囲のうち、レーザ光の走査範囲Ｈ₁内であって、撮影に用いられる走査範囲Ｈ₂に入る前のレーザ光がセンサ１１によって受光される。センサ１１による受光信号は、制御部３０に送られる。

ポリゴンミラー７にて走査されたレーザ光は、凹面ミラー８にて反射した後、ガルバノミラー９の駆動により、さらに垂直方向（上から下）に走査される。ガルバノミラー９にて反射したレーザ光は、凹面ミラー１０にて反射し、被検眼眼底に集光するとともに眼底上を２次元的に走査する。

眼底に集光したレーザ光の反射光は、凹面ミラー１０から穴開きミラー２までを逆に辿り、穴開きミラー２にて下方に折り曲げられる。穴開きミラー２にて下方に折り曲げられた反射光束は、レンズ１２を介してピンホール板１３のピンホールに集光する。ピンホールにて集光した反射光は、偏光板１４、レンズ１５を介して受光部１６にて受光される。
なお、制御部３０は、センサ１１からの検出信号を基に、ポリゴンミラー７に対するガルバノミラー９の駆動と画像処理部３３による画像形成とを制御する。

さらに詳しく述べると、制御部３０は、図２に示したポリゴンミラー７の回転に基づくレーザ光の走査範囲Ｈ₁において、センサ１１によるレーザ光の受光時（検出時）を基準として、所定時間経過後のレーザ光による所定走査範囲を撮影に用いる走査範囲Ｈ₂と定めている。このため、制御部３０は、基準となるセンサ１１からの検出信号を取得後、受光部１６にて受光される走査範囲Ｈ₂内のレーザ光の反射光の受光信号のみを画像処理部３３に送るように制御を行う。画像処理部３３は、図４に示すように、走査範囲Ｈ₂における眼底からの反射光によって得られる受光部１６からの受光信号を画像データＡとして逐次並べ、モニタ３４の表示領域における最上部から横方向に一列に表示していく。このように図２に示すポリゴンミラー７の反射面７ａの１面分の回転移動によって、モニタ３４における一列分の画像が得られることとなる。なお、ガルバノミラー９は一定速度にてレーザ光を上から下に向けて走査するように駆動しているため、モニタ３４に表示する画像データは実際には多少傾いた一列分の画像となる。

ポリゴンミラー７がさらに回転し、レーザ光が次の反射面にて反射すると、前述同様にセンサ１１にレーザ光が受光されることとなる。制御部３０は、センサ１１からの検出信号を受けて、次の反射面における走査範囲Ｈ₂内のレーザ光の反射光の受光信号のみを画像処理部３３に送る。画像処理部３３は図４に示すように、取得した一列分の画像データＢを、先に表示した一列分の画像データＡの一段下の行に並べて表示する。制御部３０及び画像処理部３３は、このような処理を順次行うことにより、２次元的に走査した被検眼眼底の撮影範囲を一枚の画像としてモニタ３４に表示する。
また、制御部３０は、センサ１１の検出信号を逐次カウントしており、モニタ３４の表示領域全体に画像が表示されるだけの検出信号のカウントが得られると、ガルバノミラー９を走査開始時の反射角度まで戻し、再び同じようにレーザ光を上から下に向かって走査するように駆動制御する。

このような構成を有することにより、撮影に用いない走査範囲のレーザ光を有効に利用できるとともに、製造誤差等によるポリゴンミラーの各ミラー間の形成角度が異なっていても、画像表示及びガルバノミラー駆動のための同期がとれることとなる。
なお、本実施形態では制御部にて撮影に用いられる走査範囲の受光信号のみを画像処理部に送るものとしているが、これに限るものではなく、画像処理部には全ての受光信号を送り、画像処理部にてセンサ１１の検出信号を基に、撮影に用いられる走査範囲Ｈ₂の受光信号のみを取り出し、これをモニタ３４に表示させる画像データとして扱うようにしてもよい。

また、本実施形態の眼底撮影装置は、眼底の観察面とピンホール板１３のピンホールとを共焦点とする光学系を形成しているため、被検眼眼底の観察面の限られた領域のみの光がピンホールを通過して受光部１６に受光されることとなる。このため、眼底の観察面以外での反射光は、ピンホール１３のピンホールにより、効率的に排除されるが、眼底からの反射光は光量が少ないため、外乱光、装置内部の散乱光や被検眼水晶体における散乱光等による僅かなノイズ光がピンホールを抜けて受光部１６に受光されると、観察画面は見難くなってしまう。このような場合には、回転変更手段２０を用いて偏光板１４を光軸中心に回転させる。偏光板１４が回転することにより、透過できる直線偏光の偏光方向が変化することとなる。なお、眼底の網膜においては、神経節細胞等が異方性を持つ物質であるため、眼底に照射されたーザ光の反射光は、各個人の眼底形状や疾患状態等により、各走査ポイントに応じて直線偏光の偏光方向が若干変化した状態で、戻ってくることとなる。

このため、検者はモニタ３４に表示される撮影画面の様子を見ながら、観察を行いたい箇所（例えば眼底の疾患箇所等）が最も良く見えるように回転変更手段２０を用いて偏光板１４を回転させる。偏光板１４の回転により、よく見たい観察箇所からの反射光のみが選択的に偏光板１４を透過することとなる。その結果、ピンホール板１３を抜けてくる外乱光を極力排除することができるため、モニタ３４に表示される撮影像において、よく見たい観察箇所がさらに明確に表示されることとなる。

以上の実施形態では、所定の回転角度の直線偏光のみを透過させる偏光板をピンホール板の後ろ（受光部側）に置くものとしているが、これに限るものではなく、所定の偏光成分のみを受光部に受光させることができるとともに、透過させることのできる偏光成分を検者の目的に応じて変更できるような構成であればよい。例えば光源１の直前にλ/4波長板を置き、レーザ光を円偏光に変えた後、眼底からの反射光を先に示した偏光板にて選択的に透過させるようにすることもできる。また、本実施形態では偏光板を手動にて回転させるものとしているが、これに限るものではなく、コントロール部のスイッチ操作により自動的に駆動させることもできる。また、本実施形態では眼底撮影装置を例にとり、説明したが、これに限るものではなく、被検眼の前眼部等を撮影する眼科撮影装置にも適用することができる。

本実施形態の眼底撮影装置の光学系を示した図である。ポリゴンミラーを反射したレーザ光をセンサにて受光させるための構成を示した図である。制御系を示したブロック図である。画像処理部によるモニタへの画像データの表示の例を示した図である。

符号の説明

１光源
７ポリゴンミラー
９ガルバノミラー
１１センサ
１４偏光板
１６受光部
３０制御部
３３画像処理部
３４モニタ

Claims

光源から出射されるレーザ光をポリゴンミラー及びガルバノミラーを用いて被検眼の眼底に対して２次元的に走査するための走査手段と、眼底からの前記レーザ光の反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系により受光した前記反射光の受光信号に基づいてモニタに眼底の撮影像を表示させる画像処理手段と、を有する眼底撮影装置において、
前記ポリゴンミラーによる前記レーザ光の走査範囲内であって前記被検眼の眼底の撮影のために用いられるレーザ光の走査範囲外に置かれ、前記レーザ光を検出するための検出器と、該検出器によるレーザ光の検出信号をカウントし，所定カウント数に基づいて前記ガルバノミラーの反射角度を走査開始時の反射角度まで戻す駆動制御を行う制御手段と、を有し、さらに前記画像処理手段はモニタに眼底の撮影像を表示させるための基準信号として前記検出器によるレーザ光の検出信号を用いることを特徴とする眼底撮影装置。