眼底成像装置的制作方法

本发明涉及眼底成像装置。

背景技术：

在为了形成被检者的眼底像而扫描视网膜的眼底扫描装置中有如下技术：在使激光束通过多面镜沿垂直方向进行扫描的同时入射于第一椭圆镜，并使来自该第一椭圆镜的反射光通过振动平面镜沿水平方向进行扫描的同时入射于第二椭圆镜，使来自该第二椭圆镜的反射光入射于被检者的瞳孔(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特表2009－543585号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在上述的眼底扫描装置中，由于在第一椭圆镜和第二椭圆镜之间配置被以机械方式驱动的作为光学系统的振动平面镜，因此存在装置整体变得大型化、维护变得困难这一课题。

用于解决课题的技术手段

在本发明的第一方案中，对被检者的视网膜进行扫描的眼底成像装置，包括：第1反射镜，将通过第1焦点入射的光束光以通过第2焦点的方式加以反射；二维扫描部，配置在第1所述反射镜的所述第1焦点的位置，所述二维扫描部为了将入射的光束光向二维方向扫描而反射该入射的光束光；第2反射镜，将通过第3焦点入射的光束光以通过第4焦点的方式加以反射，所述第3焦点的位置与所述第1反射镜的所述第2焦点的位置配置成一致，配置成所述被检者的瞳孔的位置与所述第2反射镜的所述第4焦点的位置一致。

需要说明的是，上述的发明概要并非列举本发明的全部特征。此外，这些特征组的子组合也可构成本发明。

附图说明

图1表示眼底成像装置100的概略图。

图2是说明扫描光学系统112的配置的概略图。

图3是表示二维扫描部130的一例的概略图。

图4表示另一眼底成像装置170的概略图。

图5表示又一眼底成像装置180的概略图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式不限定权利要求书的技术方案。此外，实施方式中说明的特征组合也并非全部是发明的解决手段所必须的。

图1表示眼底成像装置100的概略图。在图中所示的方向设定xyz方向，这些都是为了用于说明而设定的，也可以将任一个设定为铅直方向、水平方向。

眼底成像装置100包括：光源110、半透半反镜158、扫描光学系统112、检测器152、控制部154及图像处理部156。扫描光学系统112包括二维扫描部130、第1反射镜120、平面反射镜150及第2反射镜140。

光源110射出照射于被检者的眼10的光束光102。光束光102的波长可以根据成像的对象而选择，例如为红外区域、可见光区域等。图1所示的例子中，示出1个光源110，但可以使用射出不同波长的多个光源。在使用多个光源的情况下，来自各个光源的光束光被光束组合器整合为同一光路。此外，若使用激光作为光束光，则直进性良好，因此更有选。

作为光束分光器的半透半反镜158将入射于该半透半反镜158的光束光102以预先设计的比例透射和反射。半透半反镜158使来自光源110的光束光102透射，并反射从眼10返回来的光束光102而将其导向检测器152。在光束光102为多色的情况下，可以将半透半反镜158置换为与各个波长对应的多个分色镜(dichroicmirror)，设置接收来自各个分色镜的反射光的多个检测器。

图2为说明扫描光学系统112的配置的概略图。需要说明的是，为了简化而省略了二维扫描部130。

第1反射镜120具有第1焦点122和第2焦点124。第1反射镜120使通过第1焦点122入射的光束光102以通过第2焦点124的方式反射。第1反射镜120的一例为如下的椭圆反射镜，使将这些第1焦点122和第2焦点124作为长轴的椭圆绕该长轴旋转而成旋转椭圆体，将该旋转椭圆体的一部分作为反射面。

第2反射镜140具有第3焦点142和第4焦点144。第2反射镜140使通过第3焦点142入射的光束光102以通过第4焦点144的方式反射。第2反射镜140的一例为如下的椭圆反射镜，使将这些第3焦点142和第4焦点144作为长轴的椭圆绕该长轴旋转而成旋转椭圆体，将该旋转椭圆体的一部分作为反射面。

第2反射镜140的第3焦点142的位置与第1反射镜120的第2焦点124的位置包括如图2所示的、各自的位置实际上一致的情况，还包括在设计上相同但由于组装误差等而不可避免地错位的情况等。

平面反射镜150配置在第1反射镜120的第2焦点124的位置。在图2所示的例子中，平面反射镜150为平面镜，只要其反射面配置成穿过第2焦点124且在光束光102的扫描中至少被固定即可，包括在扫描前或扫描后为了光学调整而移动的情况。上述的平面反射镜150与第1焦点122的位置关系、进而上述的第1反射镜120的第2焦点124与第2反射镜140的第3焦点142的位置关系，理想上分别一致是适当的，但它们的位置关系允许在规定范围内的一致。该范围是指，在被检者的眼的虹膜位置处光束光的角度被2维扫描时，该扫描光束光进入眼的瞳孔内的范围，是只要不对眼底成像造成影响的范围。

平面反射镜150的法线c的方向被配置成朝向将线段a和线段b所成的角二等分的方向，线段a为连接第1焦点122和第2焦点124的线段，线段b为连接第3焦点142和第4焦点144的线段。由此，平面反射镜150使在第1反射镜120反射的光束光102朝向第2反射镜140反射。需要说明的是，在线段a和线段b平行的情况下，只要将与这些线段垂直的方向作为法线c即可。

需要说明的是，平面反射镜150的位置如图所示，通过与第2焦点124(第3焦点142)一致而可以做成最小。但是，关于平面反射镜150的位置，只要能维持上述的朝向，可以与第2焦点124(第3焦点142)分离开地配置。即，例如在图2所示的构成中，只要将从第1反射镜导向第2反射镜的扫描光束光未被部分遮蔽，则可以做成将平面反射镜150平行移动到任意位置的配置。在该情况下，不言而喻，使由于平面反射镜150的反射而形成的一方的反射镜的虚焦点与另一反射镜的焦点一致。

第1反射镜120和第2反射镜140是反射面和旋转轴为相同朝向的配置关系，即，旋转轴相对于反射面而言配置于大致-y侧。换言之，由于平面反射镜150的存在，第1反射镜120和第2反射镜140不相对置。需要说明的是，在图2中以及其他图中，用包含长轴的zy平面剖切第1反射镜120、第2反射镜140而成的截面来图示。

第1反射镜120的旋转椭圆体和第2反射镜140的旋转椭圆体具有彼此相等的离心率。由于离心率彼此相等，从而确保了光束光的角度扫描的均一性，在通过光束光扫描而得的眼底像中不产生失真。对此将后述。此外，只要是能够反射在二维扫描部130设定的扫描范围的光的程度的大小，则第1反射镜120和第2反射镜140的大小可以彼此相等，也可以不同。在图2的例子中，接近光源110一侧的第1反射镜120小于接近眼10一侧的第2反射镜140。由此，能够使装置整体小型化。

图3是表示二维扫描部130的一例的概略图。二维扫描部130包括：本体131；框体133，其通过连结部132以相对于本体131可绕z轴自由转动的方式支承于本体131；反射镜135，其反射光束光102，通过连结部134以相对于框体133可绕x轴自由转动的方式支承于框体133。二维扫描部130是所谓的平衡架(gimbal)结构，例如由mems构成，通过控制部154而被例如静电驱动。

在上述构成中，被检者的瞳孔12相对于第2反射镜140的第4焦点144位于预先设定的范围内(在将眼置于第4焦点附近时光束光所进入的范围)。控制部154使光束光102从光源110射出、并控制二维扫描部130的转动量而使反射镜135绕z轴及绕x轴转动，由此使来自光源110的光束光102在z方向和x方向扫描。

来自二维扫描部130的光束光102按第1反射镜120、平面反射镜150和第2反射镜140的顺序反射，通过瞳孔12到达视网膜。在视网膜反射的光束光102沿着上述光路相反地到达半透半反镜158。由检测器152检测在半透半反镜158被反射的光束光102。图像处理部156基于由控制部154控制的二维扫描部130的转动量和由检测器152检测到的光量，二维地再构成视网膜的图像，并输出到监视器等。

在此，考虑通过二维扫描部130而从第1焦点122射出的光束光102的角度变化、与在第1反射镜120反射而入射到第2焦点124的光束光的角度变化的关系。例如，如图1所示，考虑二维扫描部130使光束光从某一角度绕x轴变化了角度θ11来进行扫描的情况，和使光束光进一步绕x轴变化了相同角度θ12(即θ11＝θ12)来进行扫描的情况。

在上述扫描中，反射镜120的反射部位的曲率各自不同，因此对于相同的角度变化θ11、θ12，反射光朝向第2焦点124的各自的角度变化θ21、θ22通常不同(即θ21≠θ22)。该角度可以分别通过几何学的方法计算，在图1的例子中为θ21＜θ22。

换言之，从第1焦点122射出的光束光102的角度变化、与同角度变化对应地在第1反射镜120被反射而入射于第2焦点124的光束光102的角度变化之间的比率不均一(θ11/θ12≠θ21/θ22)。

对于平面镜而言，入射角和反射角相等。因此，将相对于角度变化θ21、θ22的平面反射镜150处的反射的角度变化分别设为θ31、θ32，θ21＝θ31，θ22＝θ32。

在本实施方式中，第1反射镜120的旋转椭圆体及第2反射镜140的旋转椭圆体彼此具有相等的离心率，且平面反射镜150的法线c的方向配置为将线段a和线段b所成的角二等分的方向。由以上可知，θ11/θ12＝θ41/θ42。换言之，从第1焦点122射出的光束光的角度变化、与同角度变化对应地入射于第4焦点144的光束光的角度变化之间的比率变得均一。并且，显然θ11＝θ41，θ12＝θ42。

根据上述构成，对于二位扫描部130的转动量，可以无失真地再构成视网膜的二维图像。此外，二位扫描部130承担二维扫描，第1反射镜120和第2反射镜140的共有焦点不存在在扫描中可机械式移动的部分，因此可以使整个装置简化和小型化。

图4表示另一眼底成像装置170的概略图。在眼底成像装置170中，对于与图1的眼底成像装置100相同的构成，标注相同的附图标记而省略说明。

眼底成像装置170的扫描光学系统173，取代图1的平面反射镜150而在其位置和朝向具有半透半反镜172。半透半反镜172将来自第1反射镜的光束光102反射而导向第2反射镜140，并使来自眼底的反射光经由第2反射镜140返回来的光束光102的一部分透射。

通过以上的构成，能够与二维扫描部130使光束光102二维扫描对应地，基于由光强度传感器174检测出的光强度来生成视网膜的图像。需要说明的是，关于半透半反镜172的位置，与上述的图1及图2所示的平面反射镜150相同，只要其配置方向为将线段a和线段b所成的角二等分的方向，可以偏离焦点位置地配置，所述线段a为连接第1焦点122和第2焦点124的线段，所述线段b为连接第3焦点142和第4焦点144的线段。

图5表示又一眼底成像装置180的概略图。在眼底成像装置180中，对于与图1的眼底成像装置100相同的构成，标注相同的附图标记而省略说明。

眼底成像装置180的扫描光学系统184中，第1反射镜120和第2反射镜140彼此相对置地配置。第1反射镜120的第2焦点124和第2反射镜140的第3焦点142配置在同一直线上。换言之，作为第1反射镜120的椭圆镜和作为第2反射镜140的椭圆镜的旋转轴一致。在该构成中，与眼底成像装置100不同，在到达第1反射镜120和第2反射镜140的光路中不配置任何光学部件。

通过以上的构成，能够用更少的光学部件而无失真地再构成视网膜的二维图像。

上述实施方式中均是作为第1反射镜120和第2反射镜140而采用将旋转椭圆体的一部分设为反射面的形状。可以将其一方或二者取代为其他形状。例如，可以组合将第1焦点122设为焦点的第1抛物面旋转体的一部分和将第2焦点124设为焦点的第2抛物面旋转体的一部分，来作为第1反射镜120。同样，可以将第2反射镜140做成两个抛物面旋转体的一部分的组合。

需要说明的是，在上述实施例的构成中，作为第1反射镜120和第2反射镜140而使用了离心率分别相等的椭圆镜，但也可以组合2个抛物面镜和二维扫描镜来构成。将光束光的二维扫描镜配置在最初的抛物面镜的焦点上，使被检者的瞳孔12位于下一抛物面镜的焦点位置。一个抛物面镜的反射，与一个椭圆镜相同，在光束光的角度扫描中产生不均一，但通过组合2个抛物面镜，由此能够消除光束光的角度扫描的不均一性。根据该构成，也可以得到眼底像少歪曲像差的鲜明的像。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的保护范围不限于上述实施方式。本领域技术人员自然清楚，可以对上述实施方式加以各种变更或改良。通过权利要求书的记载可以清楚，这样的加以变更或改良的方案也包含于本发明的保护范围。

应注意，权利要求书、说明书及附图中示出的装置、系统、程序及方法中的动作、顺序、步骤及阶段等各处理的执行顺序，若无特别明示“之前”、“事先”等，则不限于将在先的处理的输出用于在后处理，可以以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书及附图中的动作流程，为了便于说明使用了“首先”、“接着”等进行説明，但并不意味着必须以该顺序实施。

附图标记的说明

10眼，12瞳孔，100眼底成像装置，102光束光，110光源，112扫描光学系统，120第1反射镜，122第1焦点，124第2焦点，130二维扫描部，131本体，132连结部，133框体，134连结部，135反射镜，140第2反射镜，142第3焦点，144第4焦点，150平面反射镜，152检测器，154控制部，156图像处理部，158半透半反镜，170眼底成像装置，172半透半反镜，173扫描光学系统，174光强度传感器，180眼底成像装置，184扫描光学系统。