WO2023067853A1 - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

眼科装置は、光源と、虹彩絞りと、集光部材と、スリットと、イメージセンサとを含む。光源は、被検眼の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、光源と光学的に略共役な位置に配置され、光軸から偏心した位置に光源からの照明光が通過する開口が形成されている。集光部材は、光源と虹彩絞りとの間に配置されている。スリットは、被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に配置可能であり、開口を通過した照明光が通過するスリット状開口が形成されている。イメージセンサは、スリットを通過した照明光で照明された眼底からの戻り光を受光する。

Description

眼科装置

　この発明は、眼科装置に関する。

　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は、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

　スリット光を用いて被検眼を照明して被検眼の画像を取得する場合、ムラの少ないスリット光で被検眼を照明することで、高効率でコントラストが高い画像を取得することができる。

　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、ムラの少ないスリット光で被検眼を照明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態様は、被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な光源と、前記光源と光学的に略共役な位置に配置され、光軸から偏心した位置に前記光源からの照明光が通過する開口が形成された虹彩絞りと、前記光源と前記虹彩絞りとの間に配置された集光部材と、前記被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記開口を通過した前記照明光が通過するスリット状開口が形成されたスリットと、前記スリットを通過した前記照明光で照明された前記眼底からの戻り光を受光するイメージセンサと、を含む、眼科装置である。

　実施形態の第２態様は、第１態様において、前記集光部材の焦点位置に、前記前記虹彩絞りの開口が配置されている。

　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、前記虹彩絞りには、２以上の開口が形成されている。

　実施形態の第４態様は、第３態様において、前記２以上の開口のそれぞれに対応して配置された２以上の前記集光部材を含む。

　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、前記集光部材は、前記虹彩絞りの光軸から偏心された位置に配置されたレンズを含む。

　実施形態の第６態様では、第５態様において、前記レンズは、光軸が前記虹彩絞りの開口を通過するように配置されている。

　実施形態の第７態様では、第１態様又は第２態様において、前記虹彩絞りには、２以上の開口が形成され、眼科装置は、前記２以上の開口のそれぞれに対応して配置された前記集光部材としての２以上のレンズを含み、前記２以上のレンズのうち互いに隣接する２つのレンズのそれぞれの周辺部は、Ｄカット加工されている。

　実施形態の第８態様は、第５態様～第７態様のいずれかにおいて、前記光源からの照明光を略平行光にするコンデンサレンズと、前記虹彩絞りと前記スリットとの間に配置されたリレーレンズと、を含み、前記スリット状開口の長手方向に対応した第１方向について、前記スリットの長さをＬｘとし、前記リレーレンズの焦点距離をｆ１とし、前記レンズの焦点距離をｆ２とし、前記コンデンサレンズの焦点距離をｆ３とし、前記光源の出射半値半角をθとしたとき、下記の式（１）を満たす。

　更に、前記スリット状開口の短手方向に対応した第２方向について、前記スリットの長さをＬｙとし、光軸に対する前記開口の偏心量をｈとしたとき、下記の式（２）～式（４）を満たす

　実施形態の第９態様は、第１態様～第４態様のいずれかにおいて、前記集光部材は、前記虹彩絞りに形成された開口数分の偏向面を有し、各偏向面で前記照明光を対応する開口に向けて偏向するプリズムと、前記プリズムと前記虹彩絞りとの間に配置されたレンズとを含む。

　実施形態の第１０態様は、第１態様～第９態様のいずれかにおいて、前記スリットを通過した前記照明光を偏向し、偏向された前記照明光を前記眼底に導く光スキャナを含み、前記光スキャナの偏向制御に同期して前記イメージセンサにより得られた前記戻り光の受光結果を取り込む。

　実施形態の第１１態様は、第１態様～第１０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孔部が形成され、前記スリットを通過した前記照明光の光路と前記眼底からの戻り光の光路とを結合する穴鏡を含む。

　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、前記被検眼の状態に応じて光軸方向に前記スリットを移動する移動機構を含む。

　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、ムラの少ないスリット光で被検眼を照明するための新たな技術を提供することができる。

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。 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。 実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の概要を示す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の概要を示す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の概要を示す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の概要を示す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例を示す概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作例のフロー図である。 実施形態の第１変形例に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 実施形態の第２変形例に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 実施形態の第２変形例に係る眼科装置の光学系の構成の概要を示す概略図である。

　この発明に係る眼科装置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を用いたスリットスキャン方式で被検眼の画像を取得することが可能である。具体的には、眼科装置は、光スキャナを用いてスリット状の照射位置（照射範囲）を移動させながら被検眼の所定部位を照明し、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所定部位からの戻り光を受光する。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における受光素子から読み出される。

　実施形態に係る眼科装置は、照明側に設けられた虹彩絞りと、虹彩絞りに形成された開口に集光するように配置された集光部材とを含む。これにより、光源から出射された照明光を、スリット状の照明光を生成するためのスリットに効率的に照射することができる。更に、虹彩絞りの開口を通過した照明光でスリットをムラなく照射することができる。その結果、照明光で被検眼を高効率で照明し、コントラストが高い被検眼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、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、被検眼の眼底の画像を取得する場合について説明する。

　以下、Ｘ方向は、対物レンズの光軸方向に直交する方向（左右方向）であり、Ｙ方向は、対物レンズの光軸方向に直交する方向（上下方向）であるものとする。Ｚ方向は、対物レンズの光軸方向であるものとする。

［光学系の構成］
　図１～図６に、実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す。図１は、実施形態に係る眼科装置１の光学系の構成例を表す。図２は、光軸Ｏの方向からみたときの図１の虹彩絞り２１の構成例を模式的に表す。図３は、図１の偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂの配置例を３次元的に模式的に表す。図４は、Ｘ断面及びＹ断面における偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂの構成例を模式的に表す。図５は、図１のリレーレンズ系ＲＬ１、ＲＬ２の構成の概要を表す。図６は、図１の光源１０からスリット２２までの光学系の配置の説明図を表す。図１～図６において、同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

　眼科装置１は、照明光学系２０と、光スキャナ３０と、投影光学系３５と、撮影光学系４０と、撮像装置５０とを含む。いくつかの実施形態では、照明光学系２０の外部に光源１０が設けられる。いくつかの実施形態では、照明光学系２０は、光スキャナ３０、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。いくつかの実施形態では、投影光学系３５又は照明光学系２０は、光スキャナ３０を含む。

（照明光学系２０）
　照明光学系２０は、光源１０からの光を用いてスリット状の照明光を生成し、生成された照明光を光スキャナ３０に導く。

　照明光学系２０は、光源１０と、コンデンサレンズ１１と、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂと、虹彩絞り２１と、リレーレンズ系ＲＬ２と、スリット２２と、リレーレンズ系ＲＬ１とを含む。

（光源１０）
　光源１０は、被検眼の虹彩（瞳孔）と光学的に略共役な位置に配置される。光源１０は、可視領域の光を発生する可視光源を含む。例えば、光源１０は、４２０ｎｍ～７００ｎｍ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。いくつかの実施形態では、光源１０は、蛍光体（中心蛍光波長５５０ｎｍ）と、蛍光体を励起する励起光を出射する第１ＬＤ（中心波長４５０ｎｍ）と、第２ＬＥＤ（中心波長４５０ｎｍ）と、光路結合部材とを含む。光路結合部材は、第１ＬＥＤにより励起された蛍光体からの出射光と、第２ＬＥＤからの出射光とを合成することで、白色光を出力する。

（コンデンサレンズ１１）
　コンデンサレンズ１１は、光源１０から出射された光を集光する。コンデンサレンズ１１の焦点位置に光源１０が配置され、光源１０から出射された光を略平行光にして、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂに導く。

（虹彩絞り２１）
　虹彩絞り２１（具体的には、後述の開口）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、光軸Ｏから離れた位置に１以上の開口が形成されている。

　図２に、虹彩絞り２１の構成の概要を示す。

　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２１Ａ、２１Ｂが形成されている。虹彩絞り２１に形成された開口は、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、瞳孔中心を中心とする点対称の位置）から照明光を眼内に入射させることが可能である。

　図２では、虹彩絞り２１には、開口２１Ａ、２１Ｂが形成されているが、実施形態は、虹彩絞り２１に形成される開口の数に限定されるものではない。例えば、虹彩絞り２１には、単一の開口又は３以上の開口が形成されていてもよい。

（偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂ）
　図１に示すように、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、光軸Ｏ（虹彩絞り２１の光軸）から偏心された位置に配置されたレンズであり、集光部材として機能する。偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂは、コンデンサレンズ１１（光源１０）と虹彩絞り２１との間に配置される。偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、虹彩絞り２１に形成された開口２１Ａ、２１Ｂに対応して配置される。虹彩絞り２１にｎ（ｎは２以上の整数）個の開口が形成されている場合、ｎ個の開口のそれぞれに対応して配置されたｎ個の偏心レンズが、コンデンサレンズ１１と虹彩絞り２１との間に配置される。

　図１では、偏心レンズ１２Ａは、虹彩絞り２１の開口２１Ａに対向するように、照明光学系２０の光軸Ｏから偏心した位置に配置される。また、偏心レンズ１２Ａの焦点位置には、虹彩絞り２１の開口２１Ａが配置される。すなわち、偏心レンズ１２Ａは、コンデンサレンズ１１からの照明光を開口２１Ａに集光する。

　同様に、偏心レンズ１２Ｂは、虹彩絞り２１の開口２１Ｂに対向するように、照明光学系２０の光軸Ｏから偏心した位置に配置される。また、偏心レンズ１２Ｂの焦点位置には、虹彩絞り２１の開口２１Ｂが配置される。すなわち、偏心レンズ１２Ｂは、コンデンサレンズ１１からの照明光を開口２１Ｂに集光する。

　図３に、虹彩絞り２１と、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂの３次元的な位置関係を模式的に示す。図３において、図１及び図２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４に、Ｘ断面及びＹ断面における偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂの構成例を模式的に示す。図４において、図１～図３と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

　偏心レンズ１２Ａの光軸Ｏ１が、虹彩絞り２１の開口２１Ａを通過するように配置される。また、偏心レンズ１２Ｂの光軸Ｏ２が、虹彩絞り２１の開口２１Ｂを通過するように配置される。

　例えば、開口２１Ａ、２１Ｂが、光軸Ｏを中心とする円周に沿って光軸Ｏを基準とする点対称の位置に形成されているものとする。このとき、光軸Ｏ１は、虹彩絞り２１上において、Ｙ方向が光軸Ｏの位置から円周の半径分だけ＋Ｙ方向にシフトし、且つ、Ｘ方向が開口２１Ａの長手方向の重心位置に一致するように配置される。同様に、光軸Ｏ２は、虹彩絞り２１上において、Ｙ方向が光軸Ｏの位置から円周の半径分だけ－Ｙ方向にシフトし、且つ、Ｘ方向が開口２１Ｂの長手方向の重心位置に一致するように配置される。

　いくつかの実施形態では、虹彩絞り２１に形成された開口に対応して配置された偏心レンズのうち、互いに隣接する２つの偏心レンズのそれぞれの周辺部は、Ｄカット加工されている。

　図３及び図４に示すように、偏心レンズ１２Ａは、偏心レンズ１２Ｂに隣接する周辺部がＤカット加工された偏心Ｄカットレンズである。また、偏心レンズ１２Ｂは、偏心レンズ１２Ａに隣接する周辺部がＤカット加工された偏心Ｄカットレンズである。偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂの一方の周辺部だけがＤカット加工されていてもよい。

　いくつかの実施形態では、偏心レンズ１２Ａの加工面が偏心レンズ１２Ｂの加工面と接するように配置される。いくつかの実施形態では、偏心レンズ１２Ａの加工面が、偏心レンズ１２Ｂの加工面と所定の間隔を空けて配置される。

（スリット２２）
　図１に示すように、スリット（眼底スリット）２２（具体的には、後述の開口）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（スリット状開口）が形成されている。スリット２２に形成された開口は、被検眼Ｅの眼底Ｅｆにおける照明光の照射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２０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、スリット２２を光軸方向に移動する。例えば、制御部１００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。

　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。

（リレーレンズ系ＲＬ１、ＲＬ２）
　図１では、光スキャナ３０とスリット２２との間にリレーレンズ系ＲＬ１が配置され、スリット２２と虹彩絞り２１との間にリレーレンズ系ＲＬ２が配置されている。

　図５に、実施形態に係るリレーレンズ系ＲＬ１、ＲＬ２の構成の概要を模式的に示す。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。

　リレーレンズ系ＲＬ１は、１以上のレンズを含む。リレーレンズ系ＲＬ１の後側焦点位置Ｆ１が、被検眼Ｅの虹彩と光学的に略共役な位置に配置される。

　後述のように、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、リレーレンズ系ＲＬ１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の状態（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の状態にかかわらず、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。

　すなわち、リレーレンズ系ＲＬ１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、リレーレンズ系ＲＬ１、リレーレンズ４１、４４、及び対物レンズ４６でバーダル光学系が構成される（図１参照）。

　それにより、被検眼Ｅの状態（屈折度数など）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の状態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の状態（屈折度数など）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、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、リレーレンズ系ＲＬ２は、リレーレンズ系ＲＬ１と同様に、１以上のレンズを含む。リレーレンズ系ＲＬ２の前側焦点位置Ｆ２又はその近傍に、虹彩絞り２１（開口）が配置される。

　上記のように、リレーレンズ系ＲＬ１の後側焦点位置Ｆ１とリレーレンズ系ＲＬ２の前側焦点位置Ｆ２とは、被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置である。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、リレーレンズ系ＲＬ１の焦点距離ｆａとリレーレンズ系ＲＬ２の焦点距離ｆｂで決定される。このとき、投影倍率は、（ｆａ／ｆｂ）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、リレーレンズ系ＲＬ１の焦点距離ｆａとリレーレンズ系ＲＬ２の焦点距離ｆｂで決定される。従って、焦点距離ｆａ、ｆｂ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ｆａを固定したまま、焦点距離ｆｂだけが変更される。

　焦点距離ｆａは、リレーレンズ系ＲＬ１の合成焦点距離である。いくつかの実施形態では、リレーレンズ系ＲＬ１は、屈折度が異なる複数のレンズを含み、リレーレンズ系ＲＬ１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ｆａを変更する。いくつかの実施形態では、リレーレンズ系ＲＬ１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の例として、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ｆａを変更する場合でも、リレーレンズ系ＲＬ１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ｆｂは、リレーレンズ系ＲＬ２の合成焦点距離である。いくつかの実施形態では、リレーレンズ系ＲＬ２は、屈折度が異なる複数のレンズを含み、リレーレンズ系ＲＬ２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ｆｂを変更する。いくつかの実施形態では、リレーレンズ系ＲＬ２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ｆｂを変更する場合でも、リレーレンズ系ＲＬ２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ｆａ、ｆｂ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ｆａ、ｆｂ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ｆａを固定し、焦点距離ｆｂ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。

　また、図１の構成では、リレーレンズ系ＲＬ１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とリレーレンズ系ＲＬ１との第１距離と、虹彩絞り６０とリレーレンズ系ＲＬ１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、リレーレンズ系ＲＬ１の有効径が大きくなる。この実施形態によれば、リレーレンズ系ＲＬ２を設けることにより、第１距離を短くしても、リレーレンズ系ＲＬ２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、リレーレンズ系ＲＬ１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、リレーレンズ系ＲＬ１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。

　このような照明光学系２０では、光源１０から出射した光は、コンデンサレンズ１１を透過し、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂを透過し、虹彩絞り２１に形成された開口２１Ａ、２１Ｂを通過する。虹彩絞り２１に形成された開口２１Ａ、２１Ｂを通過した光は、リレーレンズ系ＲＬ２を透過し、スリット２２に形成された開口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、リレーレンズ系ＲＬ１を透過して、光スキャナ３０に導かれる。

　実施形態では、スリット状の照明光で効率のよい照明を行うため、下記の条件を満たすことが望ましい。

　図６に、図１の光源１０からスリット２２までの光学系を模式的に示す。図６において、図１～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。なお、図６において、説明の便宜上、スリット２２に形成された開口について、長手方向をＸ方向とし、短手方向をＹ方向とする。

　ここで、リレーレンズ系ＲＬ２の後側焦点距離をｆ１（図５では、焦点距離ｆｂ）とし、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれの後側焦点距離をｆ２とし、コンデンサレンズ１１の前側焦点距離をｆ３とする。また、光源１０からの出射半値半角をθとし、光軸Ｏに対する虹彩絞り２１の開口２１Ａ、２１Ｂの偏心量（高さ）をｈとする。

　まず、Ｘ方向（ここでは、長手方向）について、以下の通りである。

　上記のように、虹彩絞り２１は、光源１０と光学的に略共役な位置に配置される。また、スリット２２は、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂとコンデンサレンズ１１との中間のレンズ中間位置と光学的に略共役な位置に配置される。このとき、スリット２２の像を、リレーレンズ系ＲＬ２、及び偏心レンズ１２Ａ（又は偏心レンズ１２Ｂ）によりレンズ中間位置にリレーしたときの投影倍率は、「ｆ２／ｆ１」である。従って、Ｘ方向についてスリット２２に形成された開口の長さをＬｘとすると、スリット２２に形成された開口の長さＬｘを照明するために必要なレンズ中間位置での照明光束径をＤｘは、下記の式（５）より表される。

　上記の照明光束径Ｄｘを照明するために、コンデンサレンズ１１の光束径は、次の式（６）を満たすことが望ましい。

　式（６）では、スリット２２の長さＬｘ、リレーレンズ系ＲＬ２の前側焦点距離ｆ１は、眼科装置１が実現する機能（仕様）から決定することができる。また、出射半値半角θは、光源１０が実現する機能（仕様）から決定することができる。

　同様に、Ｙ方向（ここでは、短手方向）について、以下の通りである。

　スリット２２の像を、リレーレンズ系ＲＬ２、及び偏心レンズ１２Ａ（又は偏心レンズ１２Ｂ）によりレンズ中間位置にリレーしたときの倍率は、「ｆ２／ｆ１」である。従って、Ｙ方向についてスリット２２に形成された開口の長さをＬｙとすると、スリット２２に形成された開口の長さＬｙを照明するために必要なレンズ中間位置での照明光束径をＤｙは、下記の式（７）より表される。

　上記の照明光束径Ｄｙを照明するために、コンデンサレンズ１１の光束径は、次の式（８）を満たすことが望ましい。

　また、Ｙ方向に並ぶ２つの照明光束径が重ならないために、次の式（９）を満たすことが望ましい。

　式（８）及び式（９）では、スリット２２の長さＬｙ、リレーレンズ系ＲＬ２の前側焦点距離ｆ１、偏心量ｈは、眼科装置１が実現する機能（仕様）から決定される。また、出射半値半角θは、光源１０が実現する機能（仕様）から決定される。

　以上のように、Ｘ方向について式（６）を満たし、且つ、Ｙ方向について式（８）～式（９）を満たすように、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂの後側焦点距離ｆ２とコンデンサレンズ１１の前側焦点距離ｆ３とを決定することが望ましい。これにより、光学系のサイズを大きくすることなく、スリット２２をムラ無く照明光で効率よく照明することが可能になる。

（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、リレーレンズ系ＲＬ１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の所定の照明範囲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射位置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射位置を移動するように、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による照明光の照射位置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。

（投影光学系３５）
　投影光学系３５は、光スキャナ３０により偏向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、光スキャナ３０により偏向された照明光を眼底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、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によりリレーレンズ４４に向けて反射され、リレーレンズ４４を透過し、穴鏡４５に導かれる。

（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。

（穴鏡４５）
　穴鏡４５には、撮影光学系４０の光軸に配置される孔部が形成される。穴鏡４５の孔部は、被検眼Ｅの虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能である。穴鏡４５は、孔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。

　また、穴鏡４５は、スリット２２を通過した照明光の光路と眼底Ｅｆからの戻り光の光路とを結合する光路結合部材として機能する。すなわち、穴鏡４５は、照明光学系２０（投影光学系３５）の光路と孔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、孔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。

（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の孔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に形成された孔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の孔部を通過し、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、２次元的に配列された複数のピクセルと、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７に、実施形態に係る眼科装置１の動作説明図を示す。図７は、眼底Ｅｆに照射されるスリット状の照明光の照射範囲ＩＰと、イメージセンサ５１の受光面ＳＲにおける仮想的な開口範囲ＯＰとを模式的に表す。

　例えば、後述の制御部１００は、照明光学系２０により形成されたスリット状の照明光を光スキャナ３０を用いて偏向する。それにより、眼底Ｅｆにおいて、スリット状の照明光の照射範囲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）に順次に移動される。

　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、照明光の照射範囲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８及び図９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８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９は、照明光の照射範囲ＩＰ（受光範囲ＩＰ´）の移動制御タイミングを図８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８及び図９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８及び図９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９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、複数の垂直信号線に蓄積された電荷量を水平信号線を介して出力する制御である。すなわち、図８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８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８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における照射位置を、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９に示すように、所定のシフト時間Δｔ毎に、照明光の眼底Ｅｆにおける照射位置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）。この照射位置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。

　偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂは、実施形態に係る「集光部材」の一例である。

［制御系の構成］
　図１０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、照明光学系２０の制御、光スキャナ３０の制御、撮影光学系４０の制御、撮像装置５０の制御、及びデータ処理部２００の制御を行う。

　照明光学系２０の制御には、光源１０の制御、移動機構２２Ｄの制御が含まれる。光源１０の制御には、光源の点灯や消灯（又は光の波長領域）の切り換え、光源の光量の変更制御が含まれる。移動機構２２Ｄは、スリット２２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。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。

　例えば、屈折度数に対して照明光学系２０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。

　いくつかの実施形態では、スリット２２の移動に伴い、スリット２２に形成された開口を通過する光の光量分布の変化に対応して、主制御部１０１は、光源１０の位置及び向きを変更する。いくつかの実施形態では、スリット２２の移動に伴い、スリット２２に形成された開口を通過する光の光量分布の変化に対応して、主制御部１０１は、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂの少なくとも一方の位置及び向きを変更する。

　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。

　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、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、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。

　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がある。解析処理には、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、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の画像を表示させる。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。

（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、制御部１００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、操作部１１０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。データ処理部２００は、輝点が投影された被検眼Ｅの前眼部画像を取得し、取得された前眼部画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。制御部１００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、データ処理部２００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の前眼部画像を解析して、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。制御部１００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。

［動作］
　次に、眼科装置１の動作について説明する。

　図１１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。記憶部１０２には、図１１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１１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。

　例えば、主制御部１０１は、図示しない通信部を介して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：スリットの位置を変更）
　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、照明光学系２０の光軸におけるスリット２２の位置を変更する。

　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。

（Ｓ３：照明光を照射）
　次に、主制御部１０１は、照明光学系２０によりスリット状の照明光を生成させ、光スキャナ３０の偏向制御を開始させることにより、眼底Ｅｆにおける所望の照射範囲に対する照明光の照射を開始させる。照明光の照射が開始されると、上記のように、スリット状の照明光が所望の照射範囲内で順次に照射される。

（Ｓ４：受光結果を取得）
　主制御部１０１は、上記のように、ステップＳ３において実行された眼底Ｅｆにおける照明光の照射範囲に対応したイメージセンサ５１の開口範囲におけるピクセルの受光結果を取得する。

（Ｓ５：次の照射位置？）
　主制御部１０１は、次に照明光で照射すべき照射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射範囲があらかじめ決められた眼底Ｅｆの撮影範囲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射位置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射位置があると判定されたとき（Ｓ５：Ｙ）、眼科装置１の動作はステップＳ３に移行する。次に照明光で照射すべき照射位置があると判定されなかったとき（Ｓ５：Ｎ）、眼科装置１の動作はステップＳ６に移行する。

（Ｓ６：画像を形成）
　ステップＳ５において、次に照明光で照射すべき照射位置があると判定されなかったとき（Ｓ５：Ｎ）、主制御部１０１は、ステップＳ４において照明光の照射範囲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の画像をデータ処理部２００に形成させる。

　例えば、データ処理部２００は、ステップＳ３～ステップＳ５の処理の繰返し回数分の互いに照明光の照射範囲（イメージセンサ５１の受光面ＳＲにおける開口範囲）が異なる複数の受光結果を照射範囲の移動順序に基づいて合成する。それにより、眼底Ｅｆの１フレーム分の眼底画像が形成される。

　いくつかの実施形態では、ステップＳ３では、隣接する照射範囲との重複領域が設けられるように設定された照射範囲に照明光が照射される。それにより、ステップＳ６では、互いの重複領域が重なるように画像を合成することで１フレーム分の眼底画像が形成される。

　以上で、眼科装置１の動作は終了である（エンド）。

＜第１変形例＞
　実施形態に係る眼科装置の構成は、上記の構成に限定されるものではない。例えば、実施形態の第１変形例に係る眼科装置は、中心波長が互いに異なる２以上の照明光で眼底Ｅｆを照明して眼底Ｅｆの画像を取得することが可能である。

　以下、実施形態の第１変形例に係る眼科装置の構成について、実施形態に係る眼科装置１の構成との相違点を中心に説明する。

　図１２に、実施形態の第１変形例に係る眼科装置の構成例を示す。図１２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。

　実施形態の第１変形例に係る眼科装置１ａの構成が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、光源１０ａと、コンデンサレンズ１１ａと、ダイクロイックミラー１３ａとが追加された点である。ダイクロイックミラー１３ａは、コンデンサレンズ１１と、偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂとの間に配置され、光源１０からの光の光路に光源１０ａからの光の光路を結合する。コンデンサレンズ１１ａは、光源１０ａとダイクロイックミラー１３ａとの間に配置される。光源１０ａは、コンデンサレンズ１１ａの前側焦点位置に配置される。

　この場合、光源１０ａからの照明光を用いて、実施形態と同様のローリングシャッター方式により眼底Ｅｆの画像が取得される。

　いくつかの実施形態では、コンデンサレンズ１１ａの前側焦点距離はコンデンサレンズ１１の前側焦点距離と略同一であり、光源１０の発光径Ｓｘ、Ｓｙのそれぞれは光源１０ａの発光径Ｓｘ、Ｓｙと略同一であり、光源１０の出射半値半角θは光源１０ａの出射半値半角θと略同一である。これにより、実施形態と同様に、光源１０ａからの照明光を用いてスリット２２を効率よくムラ無く照明することが可能になる。

　いくつかの実施形態では、光源１０からの照明光と、光源１０ａからの照明光と切り換えて、虹彩絞り２１に照射するように構成される。

＜第２変形例＞
　実施形態に係る眼科装置の構成は、実施形態又はその第１変形例に係る構成に限定されるものではない。例えば、実施形態の第２変形例に係る眼科装置は、集光部材としてプリズムが用いられる。

　以下、実施形態の第２変形例に係る眼科装置の構成について、実施形態に係る眼科装置１の構成との相違点を中心に説明する。

　図１３に、実施形態の第２変形例に係る眼科装置の構成例を示す。図１３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。

　実施形態の第２変形例に係る眼科装置１ｂの構成が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の構成が照明光学系２０の構成と異なる点は、偏心レンズ１２ａ、１２ｂに代えて、プリズム１４ｂと、レンズ１５ｂとが設けられた点である。プリズム１４ｂは、コンデンサレンズ１１と虹彩絞り２１との間に配置される。レンズ１５ｂは、プリズム１４ｂと虹彩絞り２１との間に配置される。

　図１４に、Ｙ断面におけるプリズム１４ｂ及びレンズ１５ｂの構成の概要を模式的に示す。図１４において、図４又は図１３と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

　プリズム１４ｂは、虹彩絞り２１に形成された開口数分の偏向面を有し、各偏向面で照明光を対応する開口に向けて偏向する。ここでは、プリズム１４ｂは、第１偏向面及び第２偏向面を有し、第１偏向面で光源１０（コンデンサレンズ１１）から照明光を虹彩絞り２１に形成された開口２１Ａに向けて偏向し、第２偏向面で光源１０（コンデンサレンズ１１）から照明光を虹彩絞り２１に形成された開口２１Ｂに向けて偏向する。

　レンズ１５ｂは、プリズム１４ｂの偏向面で偏向された照明光を、虹彩絞り２１に形成され当該偏向面に対応する開口に集光する。具体的には、レンズ１５ｂは、プリズム１４ｂの第１偏向面で偏向された照明光を虹彩絞り２１の開口２１Ａに集光し、プリズム１４ｂの第２偏向面で偏向された照明光を虹彩絞り２１の開口２１Ｂに集光する。

　いくつかの実施形態では、レンズ１５ｂの焦点距離は偏心レンズ１２Ａ（１２Ｂ）の焦点距離と略同一である。これにより、実施形態と同様に、光源１０からの照明光を用いてスリット２２を効率よくムラ無く照明することが可能になる。

　第２変形例において、第１変形例と同様の構成で、中心波長が互いに異なる２以上の照明光で眼底Ｅｆを照明して眼底Ｅｆの画像を取得することが可能である。
［作用］
　実施形態に係る眼科装置について説明する。

　いくつかの実施形態に係る眼科装置（１、１ａ、１ｂ）は、光源（１０、１０ａ）と、虹彩絞り（２１）と、集光部材（偏心レンズ１２ａ、１２ｂ、プリズム１４ｂ及びレンズ１５ｂ）と、スリット（２２）と、イメージセンサ（５１）とを含む。光源は、被検眼（Ｅ）の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、光源と光学的に略共役な位置に配置され、光軸（Ｏ）から偏心した位置に光源からの照明光が通過する開口（２１Ａ、２１Ｂ）が形成されている。集光部材は、光源と虹彩絞りとの間に配置されている。スリットは、被検眼の眼底（Ｅｆ）と光学的に略共役な位置に配置可能であり、開口を通過した照明光が通過するスリット状開口が形成されている。イメージセンサは、スリットを通過した照明光で照明された眼底からの戻り光を受光する。

　このような構成によれば、虹彩絞りに形成された開口を高効率で照明するようにしたので、ムラの少ない高効率の照明光でスリットを照明することが可能となり、高画質の被検眼の画像を取得することができるようになる。

　いくつかの実施形態では、集光部材の焦点位置に、虹彩絞りの開口が配置されている。

　このような構成によれば、虹彩絞りに形成された開口に照明光を集光するようにしたので、ムラのない照明光でスリットを照明することが可能となり、より高画質の被検眼の画像を取得することができるようになる。

　いくつかの実施形態では、虹彩絞りには、２以上の開口が形成されている。

　このような構成によれば、眼内に入射する照明光の光量を増やすことができるため、より高画質の被検眼の画像を取得することができるようになる。

　いくつかの実施形態では、２以上の開口のそれぞれに対応して配置された２以上の集光部材を含む。

　このような構成によれば、眼内に入射する照明光の光量を増やしつつ、虹彩絞りに形成された開口を高効率で照明することができる。それにより、ムラの少ない高効率の照明光でスリットを照明することが可能となり、より高画質の被検眼の画像を取得することができるようになる。

　いくつかの実施形態では、集光部材は、虹彩絞りの光軸から偏心された位置に配置されたレンズ（偏心レンズ１２Ａ、１２Ｂ）を含む。

　このような構成によれば、簡素な構成で、虹彩絞りに形成された開口を効率よく照明することが可能になる。

　いくつかの実施形態では、レンズは、光軸が虹彩絞りの開口を通過するように配置されている。

　このような構成によれば、簡素な構成で、虹彩絞りに形成された開口を最も効率よく照明することが可能になる。

　いくつかの実施形態では、虹彩絞りには、２以上の開口が形成される。眼科装置は、２以上の開口のそれぞれに対応して配置された集光部材としての２以上のレンズを含み、２以上のレンズのうち互いに隣接する２つのレンズのそれぞれの周辺部は、Ｄカット加工されている。

　このような構成によれば、虹彩絞りに形成された開口に対応して配置されるレンズ同士が部品干渉する場合であっても、簡素な構成で、虹彩絞りに形成された開口を効率よく照明することが可能になる。

　いくつかの実施形態は、光源からの照明光を略平行光にするコンデンサレンズ（１１、１１ａ）と、虹彩絞りとスリットとの間に配置されたリレーレンズ（リレーレンズ系ＲＬ２）と、を含む。スリット状開口の長手方向に対応した第１方向（Ｘ方向）について、スリットの長さをＬｘとし、レンズの焦点距離をｆ２とし、コンデンサレンズの焦点距離をｆ３とし、光源の出射半値半角をθとしたとき、上記の式（１）を満たす。更に、スリット状開口の短手方向に対応した第２方向（Ｙ方向）について、スリットの長さをＬｙとし、光軸に対する開口の偏心量をｈとしたとき、上記の式（２）～式（４）を満たす。

　このような構成によれば、光学系のサイズ及びコストを最適化しつつ、虹彩絞りに形成された開口に照明光を集光することで、ムラのない照明光でスリットを照明することが可能になる。

　いくつかの実施形態では、集光部材は、虹彩絞りに形成された開口数分の偏向面を有し、各偏向面で照明光を対応する開口に向けて偏向するプリズム（１４ｂ）と、プリズムと虹彩絞りとの間に配置されたレンズ（１５ｂ）とを含む。

　このような構成によれば、簡素な構成で、虹彩絞りに形成された開口を効率よく照明することが可能になる。

　いくつかの実施形態は、スリットを通過した照明光を偏向し、偏向された照明光を眼底に導く光スキャナ（３０）を含み、光スキャナの偏向制御に同期してイメージセンサにより得られた戻り光の受光結果を取り込む。

　このような構成によれば、光源からの光を効率よく被検眼に入射して眼底の広い範囲をスキャンすることで、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孔部が形成され、スリットを通過した照明光の光路と眼底からの戻り光の光路とを結合する穴鏡（４５）を含む。

　このような構成によれば、光源からの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、被検眼の状態に応じて光軸方向にスリットを移動する移動機構（２２Ｄ）を含む。

　このような構成によれば、被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に配置されるスリットの位置を被検眼の状態に応じて移動するようにしたので、光源からの光を効率よく被検眼の眼底に導くことが可能になる。それにより、光源からの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。

　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。

　上記の実施形態において、眼科装置は、例えば、眼軸長測定機能、眼圧測定機能、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）機能、超音波検査機能など、眼科分野において使用可能な任意の機能を有していてもよい。なお、眼軸長測定機能は、光干渉断層計等により実現される。また、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Ｚ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。ＯＣＴ機能は、光干渉断層計等により実現される。超音波検査機能は、超音波診断装置等により実現される。また、このような機能のうち２つ以上を具備した装置（複合機）に対してこの発明を適用することも可能である。

　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。

１、１ａ、１ｂ　眼科装置
１０、１０ａ　光源
１１、１１ａ　コンデンサレンズ
１２Ａ、１２Ｂ　偏心レンズ
１３ａ　ダイクロイックミラー
１４ｂ　プリズム
１５ｂ　レンズ
２０、２０ａ、２０ｂ　照明光学系
２１　虹彩絞り
２１Ａ、２１Ｂ　開口
２２　スリット
３０　光スキャナ
３５　投影光学系
４０　撮影光学系
４２　黒点板
４３　反射ミラー
４５　穴鏡
４６　対物レンズ
４７　合焦レンズ
４９　結像レンズ
５０　撮像装置
５１　イメージセンサ
Ｅ　被検眼
Ｅｆ　眼底
ＲＬ１、ＲＬ２　リレーレンズ系

Claims (12)

1. 　被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な光源と、
   　前記光源と光学的に略共役な位置に配置され、光軸から偏心した位置に前記光源からの照明光が通過する開口が形成された虹彩絞りと、
   　前記光源と前記虹彩絞りとの間に配置された集光部材と、
   　前記被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に配置可能であり、前記開口を通過した前記照明光が通過するスリット状開口が形成されたスリットと、
   　前記スリットを通過した前記照明光で照明された前記眼底からの戻り光を受光するイメージセンサと、
   　を含む、眼科装置。
2. 　前記集光部材の焦点位置に、前記前記虹彩絞りの開口が配置されている
   　ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 　前記虹彩絞りには、２以上の開口が形成されている
   　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２以上の開口のそれぞれに対応して配置された２以上の前記集光部材を含む
   　ことを特徴とする請求項３に記載の眼科装置。
5. 　前記集光部材は、前記虹彩絞りの光軸から偏心された位置に配置されたレンズを含む
   　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. 　前記レンズは、光軸が前記虹彩絞りの開口を通過するように配置されている
   　ことを特徴とする請求項５に記載の眼科装置。
7. 　前記虹彩絞りには、２以上の開口が形成され、
   　前記２以上の開口のそれぞれに対応して配置された前記集光部材としての２以上のレンズを含み、
   　前記２以上のレンズのうち互いに隣接する２つのレンズのそれぞれの周辺部は、Ｄカット加工されている
   　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。
8. 　前記光源からの照明光を略平行光にするコンデンサレンズと、
   　前記虹彩絞りと前記スリットとの間に配置されたリレーレンズと、
   　を含み、
   　前記スリット状開口の長手方向に対応した第１方向について、前記スリットの長さをＬｘとし、前記リレーレンズの焦点距離をｆ１とし、前記レンズの焦点距離をｆ２とし、前記コンデンサレンズの焦点距離をｆ３とし、前記光源の出射半値半角をθとしたとき、下記の式（１）を満たし、
   

   

   　前記スリット状開口の短手方向に対応した第２方向について、前記スリットの長さをＬｙとし、光軸に対する前記開口の偏心量をｈとしたとき、下記の式（２）～式（４）を満たす
   

   

   　ことを特徴とする請求項５～請求項７のいずれか一項に記載の眼科装置。
9. 　前記集光部材は、
   　前記虹彩絞りに形成された開口数分の偏向面を有し、各偏向面で前記照明光を対応する開口に向けて偏向するプリズムと、
   　前記プリズムと前記虹彩絞りとの間に配置されたレンズとを含む
   　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。
10. 　前記スリットを通過した前記照明光を偏向し、偏向された前記照明光を前記眼底に導く光スキャナを含み、
    　前記光スキャナの偏向制御に同期して前記イメージセンサにより得られた前記戻り光の受光結果を取り込む
    　ことを特徴とする請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の眼科装置。
11. 　前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に孔部が形成され、前記スリットを通過した前記照明光の光路と前記眼底からの戻り光の光路とを結合する穴鏡を含む
    　ことを特徴とする請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載の眼科装置。
12. 　前記被検眼の状態に応じて光軸方向に前記スリットを移動する移動機構を含む
    　ことを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれか一項に記載の眼科装置。

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