特許 6982341 眼底撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6982341

(24)【登録日】2021年11月24日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】眼底撮影装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20211206BHJP

   G02B 26/10 20060101ALN20211206BHJP

   G02B 27/02 20060101ALN20211206BHJP

【ＦＩ】

   A61B3/10 300

   !G02B26/10 104Z

   !G02B27/02

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2020-66916(P2020-66916)

(22)【出願日】2020年4月2日

(65)【公開番号】特開2021-159591(P2021-159591A)

(43)【公開日】2021年10月11日

【審査請求日】2020年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】506423051

【氏名又は名称】株式会社ＱＤレーザ

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137615

【弁理士】

【氏名又は名称】横山 照夫

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 誠

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 一孝

(72)【発明者】

【氏名】森野 誠治

【審査官】 後藤 順也

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１６−５１０６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１５４１３４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３／００−３／１８

Ｇ０２Ｂ ２６／１０−２６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
水平方向と垂直方向にミラーが２軸駆動することで、前記光源から出射された光線を二次元走査するＭＥＭＳである走査部と、
前記走査部の前記ミラーで反射された前記光線を被検者の眼に入射させる光学系と、
前記被検者の網膜で反射された前記光線を検出する光検出器と、を備え、
前記光線が前記被検者の眼に入射するときの直径は１．２５ｍｍ以上であり、
前記走査部の前記ミラーの外径は１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、
前記走査部の前記ミラーの有効径は１．５ｍｍ以上であり、
前記光学系の光学倍率は０．８倍以上１．２倍以下であり、
前記走査部の水平方向の共振周波数は６ｋＨｚ以上１２ｋＨｚ以下であり、
前記走査部の水平方向及び垂直方向の機械的振れ角は半角で１３度以上１６度以下である、眼底撮影装置。

【請求項2】

光源と、
水平方向と垂直方向にミラーが２軸駆動することで、前記光源から出射され、収束光に変換された光線を二次元走査する走査部と、
前記走査部の前記ミラーで反射された前記光線を被検者の眼に入射させる光学部品を含む光学系と、
前記被検者の網膜で反射された前記光線を検出する光検出器と、を備え、
前記走査部の前記ミラーの外径は１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、
前記収束光に変換された前記光線は、前記走査部の前記ミラーによって複数の異なる方向に反射され、
前記複数の異なる方向に反射された複数の前記光線は、前記光学部品によって前記被検者の水晶体または水晶体近傍に収束し、
前記複数の異なる方向に反射された前記複数の光線各々は、前記走査部と前記光学部品との間で集光した後に拡散し、前記光学部品によって略平行光に変換されて前記被検者の眼に入射する、眼底撮影装置。

【請求項3】

光源と、
水平方向と垂直方向にミラーが２軸駆動することで、前記光源から出射され、略平行光に変換された光線を二次元走査する走査部と、
前記走査部の前記ミラーで反射された前記光線を被検者の眼に入射させる光学系と、
前記被検者の網膜で反射された前記光線を検出する光検出器と、を備え、
前記走査部の前記ミラーの外径は１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、
前記光学系は第１光学部品と第２光学部品を含み、
前記略平行光に変換された前記光線は、前記走査部の前記ミラーによって複数の異なる方向に反射され、
前記複数の異なる方向に反射された複数の前記光線は、前記第１光学部品によって互いに略平行となって前記第２光学部品に入射し、前記第２光学部品によって前記被検者の水晶体または水晶体近傍に収束し、
前記複数の異なる方向に反射された前記複数の光線各々は、前記第１光学部品によって収束光に変換され、前記第１光学部品と前記第２光学部品との間で集光した後に拡散し、前記第２光学部品によって略平行光に変換されて前記被検者の眼に入射する、眼底撮影装置。

【請求項4】

前記光学系の光学倍率は０．８倍以上１．２倍以下である、請求項２または３に記載の眼底撮影装置。

【請求項5】

前記走査部の水平方向の共振周波数は６ｋＨｚ以上１２ｋＨｚ以下である、請求項２から４のいずれか一項に記載の眼底撮影装置。

【請求項6】

前記走査部の水平方向及び垂直方向のうち少なくとも一方の機械的振れ角は半角で１３度以上１６度以下である、請求項２から５のいずれか一項に記載の眼底撮影装置。

【請求項7】

前記走査部はＭＥＭＳである、請求項２から６のいずれか一項に記載の眼底撮影装置。

【請求項8】

前記走査部の前記ミラーの有効径は１．５ｍｍ以上である、請求項２から７のいずれか一項に記載の眼底撮影装置。

【請求項9】

前記光検出器からの出力信号の処理を行う信号処理部と、
前記信号処理部で処理された信号に基づいて前記被検者の眼底画像を生成する画像生成部と、を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の眼底撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、眼底撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光線を高速で走査して被検者の網膜に照射し、網膜からの反射光を光検出器で検出することで眼底画像を取得する走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）が知られている。従来、光線の走査にはポリゴンミラーとガルバノミラーの組み合わせが用いられていた。また、小型化及び低コスト化のため、ポリゴンミラーとガルバノミラーの代わりに、２軸駆動して光線を二次元走査するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１６−５１０６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ポリゴンミラーとガルバノミラーをそのまま、２軸駆動するＭＥＭＳ等の走査部に置き換えただけでは、高画質の眼底画像を取得することが難しいことが分かった。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高画質の眼底画像の取得が可能な眼底撮影装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、光源と、水平方向と垂直方向にミラーが２軸駆動することで、前記光源から出射された光線を二次元走査するＭＥＭＳである走査部と、前記走査部の前記ミラーで反射された前記光線を被検者の眼に入射させる光学系と、前記被検者の網膜で反射された前記光線を検出する光検出器と、を備え、前記光線が前記被検者の眼に入射するときの直径は１．２５ｍｍ以上であり、前記走査部の前記ミラーの外径は１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記走査部の前記ミラーの有効径は１．５ｍｍ以上であり、前記光学系の光学倍率は０．８倍以上１．２倍以下であり、前記走査部の水平方向の共振周波数は６ｋＨｚ以上１２ｋＨｚ以下であり、前記走査部の水平方向及び垂直方向の機械的振れ角は半角で１３度以上１６度以下である、眼底撮影装置である。

【0007】

本発明は、光源と、水平方向と垂直方向にミラーが２軸駆動することで、前記光源から出射され、収束光に変換された光線を二次元走査する走査部と、前記走査部の前記ミラーで反射された前記光線を被検者の眼に入射させる光学部品と、前記被検者の網膜で反射された前記光線を検出する光検出器と、を備え、前記走査部の前記ミラーの外径は１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記収束光に変換された前記光線は、前記走査部の前記ミラーによって複数の異なる方向に反射され、前記複数の異なる方向に反射された複数の前記光線は、前記光学部品によって前記被検者の水晶体または水晶体近傍に収束し、前記複数の異なる方向に反射された前記複数の光線各々は、前記走査部と前記光学部品との間で集光した後に拡散し、前記光学部品によって略平行光に変換されて前記被検者の眼に入射する、眼底撮影装置である。

【0008】

本発明は、光源と、
水平方向と垂直方向にミラーが２軸駆動することで、前記光源から出射され、略平行光に変換された光線を二次元走査する走査部と、前記走査部の前記ミラーで反射された前記光線を被検者の眼に入射させる光学系と、前記被検者の網膜で反射された前記光線を検出する光検出器と、を備え、前記走査部の前記ミラーの外径は１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記光学系は第１光学部品と第２光学部品を含み、前記略平行光に変換された前記光線は、前記走査部の前記ミラーによって複数の異なる方向に反射され、前記複数の異なる方向に反射された複数の前記光線は、前記第１光学部品によって互いに略平行となって前記第２光学部品に入射し、前記第２光学部品によって前記被検者の水晶体または水晶体近傍に収束し、前記複数の異なる方向に反射された前記複数の光線各々は、前記第１光学部品によって収束光に変換され、前記第１光学部品と前記第２光学部品との間で集光した後に拡散し、前記第２光学部品によって略平行光に変換されて前記被検者の眼に入射する、眼底撮影装置である。

【0009】

上記構成において、前記光学系の光学倍率は０．８倍以上１．２倍以下である構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記走査部の水平方向の共振周波数は６ｋＨｚ以上１２ｋＨｚ以下である構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記走査部の水平方向及び垂直方向のうち少なくとも一方の機械的振れ角は半角で１３度以上１６度以下である構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記走査部はＭＥＭＳである構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記走査部の前記ミラーの有効径は１．５ｍｍ以上である構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記光検出器からの出力信号の処理を行う信号処理部と、前記信号処理部で処理された信号に基づいて前記被検者の眼底画像を生成する画像生成部と、を備える構成とすることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、高画質の眼底画像を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、実施例１に係る眼底撮影装置のブロック図である。

【図2】図２は、実施例１に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。

【図3】図３は、光線の走査を説明する図である。

【図4】図４（ａ）は、走査部の斜視図、図４（ｂ）は、ミラー近傍を拡大した斜視図である。

【図5】図５は、比較例に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。

【図6】図６は、角膜入射時の光線の直径と網膜上の光線の直径との関係を示す図である。

【図7】図７は、走査部のミラーの外径と走査部の水平共振周波数との関係を示す図である。

【図8】図８（ａ）から図８（ｄ）は、走査部のミラーの変形についてのシミュレーション結果を示す図である。

【図9】図９は、実施例２に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。

【図10】図１０は、実施例３に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0018】

図１は、実施例１に係る眼底撮影装置のブロック図である。図１を参照して、眼底撮影装置１００は、投影部１０、制御部３０、光検出器４０、及び表示部５０を備える。投影部１０は、光源１１、調整機構１２、走査部１３、光学系１４、及び駆動回路１５を備える。制御部３０は、駆動制御部３１、信号処理部３２、及び画像生成部３３を備える。

【0019】

駆動制御部３１は、被検者の網膜に照射する光線を制御するための制御信号を生成する。駆動回路１５は、駆動制御部３１の制御信号に基づき、光源１１及び走査部１３を駆動する。

【0020】

光源１１は、例えば７８５ｎｍ〜１．４μｍ程度の波長の赤外レーザ光の不可視光線を出射する。光源１１は、例えば赤色レーザ光（波長：６１０ｎｍ〜６６０ｎｍ程度）、緑色レーザ光（波長：５１５ｎｍ〜５４０ｎｍ程度）、及び／又は青色レーザ光（波長：４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度）の可視光線を出射する場合でもよい。

【0021】

調整機構１２は、コリメートレンズ、トーリックレンズ、及び／又はアパーチャ等を有していて、光源１１が出射した光線６０を成型する。光線６０は、例えば赤外レーザ光、赤色レーザ光、緑色レーザ光、又は青色レーザ光である。

【0022】

走査部１３は、ミラーが２軸揺動駆動することで光線６０を二次元走査するスキャナである。光線６０は、走査部１３によって水平方向（主走査方向）と垂直方向（副走査方向）とに走査される。走査部１３は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）である。

【0023】

光学系１４は、走査部１３のミラーで反射されることで走査された光線６０を被検者の眼７０に照射する。

【0024】

光検出器４０は、例えばアバランシェフォトダイオード等のフォトディテクターであり、被検者の眼７０の網膜で反射し、光学系１４、走査部１３、及び調整機構１２を経由した反射光６１を検出する。光検出器４０は、駆動回路１５からの同期信号に基づき光源１１が光線６０を出射するタイミングで検出を開始する。

【0025】

信号処理部３２は、駆動制御部３１からの制御信号に基づき、光検出器４０の出力信号を処理する。信号処理部３２は、駆動回路１５からの同期信号に基づき光源１１が光線６０を出射するタイミングで処理を開始する。

【0026】

画像生成部３３は、信号処理部３２が処理した信号に基づき眼底画像を生成する。表示部５０は、例えば液晶ディスプレイであり、画像生成部３３が生成した眼底画像を表示する。

【0027】

駆動制御部３１、信号処理部３２、及び画像生成部３３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムと協働して処理を行ってもよい。駆動制御部３１、信号処理部３２、及び画像生成部３３は、専用に設計された回路でもよい。駆動制御部３１、信号処理部３２、及び画像生成部３３は、１つの回路でもよいし、異なる回路でもよい。

【0028】

図２は、実施例１に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。図２を参照して、光源１１が出射する光線６０は、コリメートレンズ２０で拡散光から略平行光に変換された後、ハーフミラー２１、視度調整レンズ２２、及び視度調整レンズ２３を透過して反射ミラー２４に入射する。光線６０は反射ミラー２４には収束光となって入射する。光線６０は、反射ミラー２４で反射して走査部１３に入射し、走査部１３で反射することで二次元走査される。

【0029】

走査部１３で反射されることで二次元走査された光線６０は、投影用レンズ２５を透過して被検者の眼７０に入射する。走査部１３で走査された光線６０の光軸は互いに拡散し且つ各光線６０は焦点６２まで収束光である。各光線６０は拡散光で投影用レンズ２５に入射する。投影用レンズ２５は、走査部１３によって異なる方向に反射されて光軸が互いに拡散する光線６０を光軸が互いに収束する光線６０に変換し且つ各光線６０を拡散光から略平行光に変換して被検者の眼７０に入射させる。光線６０は、瞳孔７１を通って水晶体７２内又は水晶体７２近傍で収束し、硝子体７３を通過して、ほぼ網膜７４において合焦する。すなわち、光線６０は、マクスウェル視を利用して、被検者の網膜７４に照射される。略平行とは、光線６０が網膜７４においてほぼ合焦できる程度に略平行であればよい（以下において同じ）。投影用レンズ２５は、凸レンズであり、光学倍率が０．８倍以上１．２倍以下となっているが、このことについては後述する。光学倍率とは、投影用レンズ２５と被検者の水晶体７２又は水晶体７２近傍の光線６０の収束位置との間の距離に対する投影用レンズ２５と走査部１３のミラーとの間の距離の比等で表される値である。

【0030】

光線６０は被検者の網膜７４で反射する。網膜７４で反射した反射光６１は、投影用レンズ２５、走査部１３、反射ミラー２４、視度調整レンズ２３、視度調整レンズ２２の順に、光線６０が網膜７４に向かって進んできた光路を戻り、ハーフミラー２１で反射されて集光レンズ２６を通過して光検出器４０に入射する。光検出器４０は、網膜７４で反射した反射光６１を検出する。光検出器４０による反射光６１の輝度変化等の検出結果を信号処理部３２が処理した信号に基づき、画像生成部３３が眼底画像を生成する。

【0031】

コリメートレンズ２０、視度調整レンズ２２、及び視度調整レンズ２３は、図１における調整機構１２に相当する。投影用レンズ２５は、図１における光学系１４に相当する。

【0032】

図３は、光線の走査を説明する図である。図３を参照して、走査部１３は、光線６０を矢印６５のように左上から右下までラスタースキャンする。ラスタースキャンにおいて、水平方向は主走査方向であり、垂直方向は副走査方向である。例えば走査線数は６４０本である。走査部１３のミラーが２軸揺動駆動しても光源１１が光線６０を出射しないと、光線６０は網膜７４に照射されない。例えば、図３の点線の矢印６５では光線６０は出射されない。駆動回路１５は、光源１１からの光線６０の出射と走査部１３の２軸揺動駆動とを同期させる。これにより、光源１１は実線の矢印６５において光線６０を出射する。

【0033】

図４（ａ）は、走査部の斜視図、図４（ｂ）は、走査部のミラー近傍を拡大した斜視図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、走査部１３は、例えばＭＥＭＳであり、外側フレーム８０、サスペンション８１、内側フレーム８２、圧電部８３、及びミラー８４を備える。内側フレーム８２はサスペンション８１を介して外側フレーム８０に固定されている。圧電部８３は、例えばＰＺＴ膜等の圧電膜が上下電極に挟まれた構造をしていて、９０度間隔で配置された４つの第１トーションバー８５によって内側フレーム８２に固定されている。ミラー８４は１８０度間隔で配置された２つの第２トーションバー８６によって圧電部８３に固定されている。

【0034】

走査部１３は、圧電部８３に電圧を印加することにより生じる反りの動作が第２トーションバー８６を通じてミラー８４に伝達することでミラー８４が２軸揺動駆動する。これにより、ミラー８４に光線６０が入射することで、光線６０は二次元方向に走査される。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、圧電式のＭＥＭＳを例に示したが、走査部１３は、静電容量式のＭＥＭＳの場合でもよいし、その他の場合でもよい。

【0035】

ミラー８４の外周領域は製造上の理由から湾曲（ダレ）が発生する。このため、ミラー８４の外周領域を含む全領域で光線６０を反射させると、光線６０を所望の方向のみに反射させることが難しい。したがって、光線６０を良好に反射させるために、光線６０をミラー８４の湾曲が生じる外周領域よりも内側の領域で反射させるようにする。すなわち、ミラー８４のうちの湾曲が発生する外周領域を除いた領域が、光線６０を良好に反射させることができる有効領域となる。したがって、ミラー８４の有効領域の長さである有効径は、ミラー８４の長さから湾曲が発生する外周領域の長さを差し引いた大きさとなる。例えば、ミラー８４が円形でありミラー８４の端から０．１ｍｍの範囲で湾曲が発生する場合、ミラー８４の有効径は、ミラー８４の外径である直径から０．２ｍｍを差し引いた大きさとなる。また、ミラー８４が楕円形である場合では、ミラー８４の有効径は外径である短径から湾曲が発生する外周領域の長さを差し引いた大きさとなる。ミラー８４の外径が１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であって、有効径が１．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の大きさとなっているが、このことについては後述する。

【0036】

図５は、比較例に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。図５を参照して、比較例の眼底撮影装置５００では、ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂの組み合わせを用いて、光線６０を二次元走査している。ポリゴンミラー５１３ａは例えば光線６０を水平方向（主走査方向）に走査し、ガルバノミラー５１３ｂは例えば光線６０を垂直方向（副走査方向）に走査する。眼底撮影装置５００では、投影用レンズ５２５の光学倍率が２．５倍となっている。光学倍率とは、投影用レンズ５２５と被検者の水晶体７２又は水晶体７２近傍の光線６０の収束位置との間の距離に対する投影用レンズ５２５とポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂの間の距離の比等で表される値である。その他の構成は、実施例１の眼底撮影装置１００と同じであるため説明を省略する。

【0037】

比較例の眼底撮影装置５００において、投影用レンズ５２５の光学倍率が２．５倍となっているのは以下の理由によるものである。光線６０を網膜７４に照射して眼底画像を取得する場合、周辺疾患部の発見のために、全角で６０度以上の視野角となることが求められている。すなわち、光線６０が眼７０内の収束点で収束する角度θは６０度以上であることが求められている。しかしながら、ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂを用いた場合、特にガルバノミラー５１３ｂは広い角度で光線６０を走査することが難しい。このため、ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂを用いた比較例の眼底撮影装置５００では、投影用レンズ５２５の光学倍率を２．５倍として、眼底画像取得時の視野角が６０度程度となるようにしている。

【0038】

ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂを用いた眼底撮影装置５００は、大型で高価なものとなってしまう。そこで、ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂの代わりに、２軸揺動駆動して光線６０を二次元走査する走査部１３を用いることが考えられるが、ポリゴンミラー５１３ａ及びガルバノミラー５１３ｂの位置にそのまま走査部１３を配置しただけでは高画質の眼底画像を得ることが難しいことを発明者は見出した。このことについて以下に説明する。

【0039】

眼底撮影装置では、網膜上の分解能及び眼底画像のＳＮ比を確保するために、視野角４５度（全角）に相当する網膜上の全幅約１１ｍｍの間に４５０本程度の光線６０を干渉することなく照射させることが求められている。すなわち、網膜７４上の光線６０のスポット径（直径）を２５μｍ以下にすることが求められている。図６は、角膜入射時の光線の直径と網膜上の光線の直径との関係を示す図である。図６を参照して、角膜入射時の光線６０の直径が大きくなるほど、網膜７４上の光線６０の直径は小さくなる。角膜入射時の光線６０の直径を１．２５ｍｍ以上にすることで、網膜７４上の光線６０の直径（スポット径）を２５μｍ以下にできることが分かる。角膜入射時の光線６０の直径が大きくなるほど、網膜７４上の光線６０の直径が小さくなるのは、角膜の網膜側には水晶体７２があり、この角膜と水晶体７２は凸レンズとして、正の集光パワーがある光学特性を有している。そこに入射される光線６０の直径が大きいと、集光パワーが大きくなって網膜７４上のスポット径が小さくなり、逆に入射される光線６０の直径が小さいと、集光パワーが小さくて集光され難くなり、網膜７４上のスポット径が小さくなりきらないためである。

【0040】

比較例の眼底撮影装置５００では、投影用レンズ５２５の光学倍率が２．５倍であることから、ポリゴンミラー５１３ａ及びガルバノミラー５１３ｂの位置にそのまま走査部１３を配置した場合、角膜入射時の光線６０の直径を１．２５ｍｍ以上とするためには、走査部１３のミラー８４の有効径を３．２ｍｍ以上にする必要がある。しかしながら、走査部１３のミラー８４の有効径を３．２ｍｍ以上にすることは現実的ではない。これは以下の理由のためである。

【0041】

図７は、走査部のミラーの外径と走査部の水平共振周波数との関係を示す図である。図７を参照して、走査部１３のミラー８４の外径が大きくなるほど、走査部１３の水平共振周波数は低くなる。これは、走査部１３のミラー８４の外径が大きくなるほど、イナーシャが大きくなり、ミラー８４の変形が大きくなるため、水平共振周波数を高くできないためである。ミラー８４の外径と有効径との差異が０．２ｍｍである場合、ミラー８４の外径が１．６ｍｍのときでは水平共振周波数を１２ｋＨｚ程度にでき、１．７ｍｍのときでは１０ｋＨｚ程度にでき、１．８ｍｍのときでは９ｋＨｚ程度にでき、２．０ｍｍのときでは６ｋＨｚ程度にできる。走査部１３が円形のＭＥＭＳであるとして、ここではミラー８４の外径と有効径の差異の値を０．２ｍｍとしたが、ＭＥＭＳの特性などによりこの値は異なる場合がある。

【0042】

光線６０をラスタースキャンによって網膜７４に照射して眼底画像を取得する場合、高画質の眼底画像を得るために、走査線数を６４０本以上とし、フレームレートを１５ｆｐｓ以上にすることが求められている。走査線数６４０本のラスタースキャンでフレームレートを１５ｆｐｓとするには、走査部１３の水平共振周波数を６ｋＨｚ以上とする必要がある。図７から、走査部１３の水平共振周波数を６ｋＨｚ以上にするには、走査部１３のミラー８４の外径は２．０ｍｍ以下（ミラー８４の有効径としては１．８ｍｍ以下）にする必要がある。このようなことから、眼底撮影装置で求められる共振周波数を得るためには、走査部１３のミラー８４の有効径を３．２ｍｍ以上にすることは現実的ではない。

【0043】

走査部１３のミラー８４の外径が１．６ｍｍ、機械的振れ角が半角で１４．６度、水平共振周波数が１２ｋＨｚの場合での、走査部１３のミラー８４の変形についてシミュレーションをした。図８（ａ）から図８（ｄ）は、走査部のミラーの変形についてのシミュレーション結果を示す図である。図８（ａ）は、ミラー８４を上面から見た場合の図、図８（ｂ）は、ミラー８４を正面から見た場合の図、図８（ｃ）は、ミラー８４を斜めから見た場合の図である。図８（ｄ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ間の変形を示すグラフである。図８（ａ）から図８（ｃ）では、変形量が小さい箇所を粗いハッチングで示し、プラス方向及びマイナス方向への変形量が大きい箇所を密なハッチングで示している。

【0044】

図８（ａ）から図８（ｄ）のように、ミラー８４の外径が１．６ｍｍ、機械的振れ角が１４．６度、水平共振周波数が１２ｋＨｚの場合、ミラー８４に高次の変形モードが生じ、最大変形量は±１００ｎｍ程度であった。このような高次の変形モードは、ミラー８４の外径が大きくなるほど大きくなると考えられる。したがって、ミラー８４の有効径を３．２ｍｍ以上にすると、ミラー８４に生じる高次の変形モードによって光学性能に支障を来たすことが考えられ、ミラー８４の有効径を３．２ｍｍ以上にすることは現実的ではない。また、ミラー８４の有効径を３．２ｍｍ以上とすると、空気抵抗が増大するために大きな振れ角が得られなくなることが考えられるため、この点においても、ミラー８４の有効径を３．２ｍｍ以上にすることは現実的ではない。

【0045】

実施例１の眼底撮影装置１００のように、２軸揺動駆動して光線６０を二次元走査する走査部１３を用いた場合、ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂを用いた場合に比べて、光線６０の走査角度θ１（図２参照）を大きくできる。この場合、投影用レンズ２５の光学倍率を０．８倍以上１．２倍以下にした場合でも、光線６０の眼７０内の収束点での収束角度θ２（図２参照）が大きくなり、眼底画像取得時の視野角が６０度程度になることを実現できる。この場合に、走査部１３のミラー８４の有効径を１．５ｍｍ以上（外径を１．７ｍｍ以上）にすることで、網膜７４上の光線６０のスポット径を２５μｍ以下にできる。

【0046】

実施例１によれば、走査部１３のミラー８４の外径が１．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。ミラー８４の外径が１．７ｍｍ以上（有効径が例えば１．５ｍｍ以上）であることで、網膜７４上の光線６０のスポット径を２５μｍ以下にでき、網膜７４上の分解能及び眼底画像のＳＮ比を確保することができる。ミラー８４の外径を２．０ｍｍ以下（有効径が例えば１．８ｍｍ以下）にすることで、走査線数が６４０本以上でフレームレートが１５ｆｐｓ以上のラスタースキャンが可能となる。これらのことから、高画質の眼底画像を得ることができる。また、角膜入射時の光線６０の直径が２．５ｍｍ以下になるため、ヒトの瞳孔径は一般的には概略２ｍｍから８ｍｍ程度であるので、無散瞳であっても虹彩で遮られることがほぼなくなり、眼底画像を得ることができる。ミラー８４の外径は１．８ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の場合でもよいし、１．７ｍｍ以上１．９ｍｍ以下の場合でもよいし、１．８ｍｍ以上１．９ｍｍ以下の場合でもよい。すなわち、ミラー８４の有効径は１．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の場合でもよいし、１．５ｍｍ以上１．７ｍｍ以下の場合でもよいし、１．６ｍｍ以上１．７ｍｍ以下の場合でもよい。

【0047】

走査部１３は走査角度θ１を大きくできるため、投影用レンズ２５（光学系）の光学倍率を０．８倍以上１．２倍以下としても、眼底画像取得時の視野角を６０度程度になることを実現できる。この場合に、走査部１３のミラー８４の外径を１．７ｍｍ以上（有効径を例えば１．５ｍｍ以上）にすることで、網膜７４上の光線６０のスポット径を２５μｍ以下にできる。投影用レンズ２５（光学系）の光学倍率は０．８倍以上１．１倍以下の場合でもよいし、０．９倍以上１．２倍以下の場合でもよいし、０．９倍以上１．１倍以下の場合でもよいし、１．０倍の場合でもよい。

【0048】

走査部１３によって二次元走査された光線６０を網膜７４に照射して眼底画像を取得する場合、高画質の眼底画像を得るために、走査部１３のミラー８４の水平方向の共振周波数（主走査方向の共振周波数）は６ｋＨｚ以上が好ましく、７ｋＨｚ以上がより好ましく、８ｋＨｚ以上が更に好ましい。ミラー８４に生じる高次の変形モードが大きくなって光学性能に支障を来さないために、走査部１３のミラー８４の水平方向の共振周波数は１２ｋＨｚ以下が好ましく、１０ｋＨｚ以下がより好ましく、９ｋＨｚ以下が更に好ましい。

【0049】

眼底画像取得時の視野角６０度程度を実現するために、走査部１３のミラー８４の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方、好ましくは両方の機械的振れ角は半角で１３度以上が好ましく、１３．５度以上がより好ましく、１４度以上が更に好ましい。空気抵抗及びミラー８４の変形等を考慮すると、走査部１３のミラー８４の水平方向及び垂直方向の少なくとも一方、好ましくは両方の機械的振れ角は半角で１６度以下が好ましく、１５．５度以下がより好ましく、１５度以下が更に好ましい。

【0050】

投影用レンズ２５（光学部品）は、走査部１３によって異なる方向に反射されて光軸が互いに拡散する光線６０を光軸が互いに収束する光線６０に変換し且つ各光線６０を拡散光から略平行光に変換する。光線６０は、走査部１３と投影用レンズ２５との間で集光した後に拡散光となって投影用レンズ２５に入射し、投影用レンズ２５によって略平行光に変換されて被検者の眼７０に入射する。光学系１４がこのような投影用レンズ２５からなる場合、眼底撮影装置１００を小型化することができる。

【実施例2】

【0051】

図９は、実施例２に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。図９を参照して、実施例２の眼底撮影装置２００では、走査部１３で反射された光線６０を被検者の眼７０に照射する光学系１４は、投影用レンズ２７ａ（第１光学部品）と投影用レンズ２７ｂ（第２光学部品）とを含む。投影用レンズ２７ａは、走査部１３によって異なる方向に反射されて光軸が互いに拡散する光線６０を光軸が略平行の光線６０に変換し且つ各光線６０を略平行光から収束光に変換する。投影用レンズ２７ｂは、投影用レンズ２７ａから出射された光線６０を光軸が互いに収束する光線６０に変換し且つ各光線６０を拡散光から略平行光に変換する。光線６０は、略平行光で投影用レンズ２７ａに入射して投影用レンズ２７ａと投影用レンズ２７ｂの間で集光した後に拡散光となって投影用レンズ２７ｂに入射し、投影用レンズ２７ｂによって略平行光に変換されて被検者の眼７０に入射する。その他の構成は実施例１の眼底撮影装置１００と同じであるため説明を省略する。

【0052】

実施例２の眼底撮影装置２００のように、光学系１４が投影用レンズ２７ａ（第１光学部品）と投影用レンズ２７ｂ（第２光学部品）とを含む場合、光学系１４の光学倍率を０．８倍以上１．２倍以下とすることを容易に実現できる。

【実施例3】

【0053】

図１０は、実施例３に係る眼底撮影装置の光学系を示す図である。図１０を参照して、実施例３の眼底撮影装置３００では、走査部１３で反射された光線６０を被検者の眼７０に照射する光学系１４は、投影用レンズ５２５に加えて、走査部１３と投影用レンズ５２５の間にコンバータレンズ２８を含んでおり、図５での、ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂの代わりにＭＥＭＳである走査部１３を用いたものである。その他の構成は比較例の眼底撮影装置５００と同じであるため説明を省略する。

【0054】

実施例３の構成では、走査部１３と投影用レンズ５２５の間にコンバータレンズ２８を設置することで、ポリゴンミラー５１３ａとガルバノミラー５１３ｂとをＭＥＭＳである走査部１３に置き換えた場合でも、投影用レンズ５２５を置き換えることなく眼底撮影装置を構成することができる。投影用レンズ５２５は、図５の比較例で用いられている投影用レンズであって、ポリゴンミラーとガルバノミラーによる走査で使用されるものである。

【0055】

実施例１から実施例３において、２軸駆動して光線６０を二次元走査する走査部１３としてＭＥＭＳの場合を例に示したが、走査部１３はＭＥＭＳ以外の場合でもよい。

【0056】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0057】

１０ 投影部
１１ 光源
１２ 調整機構
１３ 走査部
１４ 光学系
１５ 駆動回路
２０ コリメートレンズ
２１ ハーフミラー
２２、２３ 視度調整レンズ
２４ 反射ミラー
２５ 投影用レンズ
２６ 集光レンズ
２７ａ、２７ｂ 投影用レンズ
２８ コンバータレンズ
３０ 制御部
３１ 駆動制御部
３２ 信号処理部
３３ 画像生成部
４０ 光検出器
５０ 表示部
６０ 光線
６１ 反射光
６２ 焦点
７０ 眼
７１ 瞳孔
７２ 水晶体
７３ 硝子体
７４ 網膜
８０ 外側フレーム
８１ サスペンション
８２ 内側フレーム
８３ 圧電部
８４ ミラー
８５ 第１トーションバー
８６ 第２トーションバー
１００、２００、３００ 眼底撮影装置
５００ 眼底撮影装置
５１３ａ ポリゴンミラー
５１３ｂ ガルバノミラー
５２５ 投影用レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】