JP7724118B2 - 顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、シャインプルーフ光学系を備える顕微鏡に関する。

特許文献１に記載のスリットランプ顕微鏡は、シャインプルーフカメラとして機能するシャインプルーフ光学系を備える。シャインプルーフ光学系は、照明系と、レンズ系及び撮像素子を含む撮影系と、を備える。これら照明系及び撮影系は、照明系の照明光軸を含む物面（後述の撮像面にピントが合う面）を含む平面と、レンズ系の主面を含む平面と、撮像素子の撮像面を含む平面とが、同一直線上で交差するシャインプルーフの条件を満たすように構成されている。これにより、物面内の全ての位置にピントを合わせて撮影を行うことができ、例えば特許文献１に記載のスリットランプ顕微鏡では被検眼の前眼部の断面（角膜の前面から水晶体の後面）にピントを合わせて撮影を行う。

また、特許文献１に記載のスリットランプ顕微鏡では、物面（照明光軸）に対して垂直方向にシャインプルーフ光学系を移動させながら撮影系による前眼部の断面撮影を連続的に行うことで、スリット光により前眼部の角膜全体を走査しながらその走査位置ごとの前眼部断面像を取得する。そして、スリットランプ顕微鏡は、走査位置ごとの前眼部断面像に基づき前眼部の３次元画像を生成する。

特開２０１９－２１３７３３号公報

ところで、スリットランプ顕微鏡の照明系から被検眼の前眼部に照射されるスリット光としては一般的には可視光が用いられることが多い。このため、スリット光による前眼部の走査中にこのスリット光を被検者が目で追ってしまうことで、被検眼の視線方向が変化してしまうおそれがある。この場合には良好な前眼部の３次元画像が得られないため、スリット光の走査中には被検眼の視線方向を固定する固視を行う必要がある。

ここで、例えば光コヒーレンストモグラフィ（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）装置及び走査型レーザ顕微鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope：ＳＬＯ）には、各種の測定光で被検眼の走査を行うと共に被検眼からの戻り光を受光する投受光学系と、被検眼の固視を行う固視光学系と、が設けられている。そして、ＯＣＴ装置及びＳＬＯでは、被検者が測定光を目で追わないように固視に工夫をしている。

しかしながら、ＯＣＴ装置及びＳＬＯでは、投受光学系と固視光学系とが共通の対物レンズ（光学系）を使用している。このため、仮にＯＣＴ装置及びＳＬＯの固視光学系を上記特許文献１に記載のスリットランプ顕微鏡に適用すると、スリット光による前眼部の走査時に固視光学系がシャインプルーフ光学系と一体に移動してしまうので、被検眼の固視を行うことができない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被検眼に対してシャインプルーフ光学系を相対移動させる間、すなわち照明光により被検眼を走査する間、被検眼の視線方向を固定可能な顕微鏡を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するための顕微鏡は、照明光軸を有し、照明光軸に沿って被検眼に照明光を照射する照明系と、第１撮像素子と、照明光が照射された被検眼からの戻り光を第１撮像素子の撮像面に導く光学系とを有し、第１撮像素子により戻り光を撮像する撮影系と、被検眼に対して照明系及び撮影系を含むシャインプルーフ光学系を相対移動させて、照明光による被検眼の走査を行う相対移動機構と、を備え、照明光軸を含む物面と、光学系の主面と、撮像面と、がシャインプルーフの条件を満たしている顕微鏡において、被検眼との相対位置が固定されている固視光学系であって、且つ照明光軸及び撮影系の撮影光軸とは異なる投影光軸を有し、投影光軸に沿って被検眼に固視光を投影する固視光学系を備え、固視光学系が、少なくとも相対移動機構によるシャインプルーフ光学系の相対移動が行われている間、被検眼に固視光を投影する。

この顕微鏡によれば、照明光による被検眼の走査を行う間、被検眼との相対位置が固定されている固視光学系から被検眼に対して固視光を投影することができる。

本発明の他の態様に係る顕微鏡において、固視光学系が、予め定められた被検眼の配置想定位置に対する被検眼の位置ずれのずれ方向及びずれ量を被検者に認識させることが可能な固視光を被検眼に投影する。これにより、被検者が被検眼（顔）の位置を適切に調整することができる。

本発明の他の態様に係る顕微鏡において、固視光学系が被検眼に投影する固視光の形状及び光束径を、位置ずれが予め定められた規定範囲内の場合には固視光の全体が被検眼に投影され、且つ位置ずれが規定範囲内を超える場合には位置ずれのずれ方向及びずれ量に応じて固視光がケラレる形状及び光束径に設定している。これにより、被検者が位置ずれのずれ方向及びずれ量を認識することができるため、被検眼（顔）の位置を適切に調整することができる。

本発明の他の態様に係る顕微鏡において、固視光の形状が十字形状である。これにより、被検者が位置ずれのずれ方向及びずれ量を認識することができる。

本発明の他の態様に係る顕微鏡において、固視光学系が、ピンホールを介して固視光を被検眼に投影する。これにより、固視光学系の被写界深度を深くすることができる。

本発明の他の態様に係る顕微鏡において、被検眼との相対位置が固定されている観察系であって、且つ投影光軸の一部と共通の観察光軸を有し、観察光軸に沿って入射した被検眼からの戻り光を第２撮像素子又は接眼レンズに導く観察系を備える。

本発明の他の態様に係る顕微鏡において、互いに直交するＸＹＺ方向のうちで照明光軸に平行な方向をＺ方向とした場合に、撮影光軸が、Ｙ方向に垂直であり且つＹ方向から見た場合に照明光軸に対して傾斜しており、投影光軸が、Ｙ方向から見た場合に照明光軸と重なり且つＸ方向から見た場合に照明光軸に対して傾斜している。

本発明の他の態様に係る顕微鏡において、照明系が、物面に平行なスリット状の照明光を被検眼の前眼部に対して照射し、相対移動機構が、シャインプルーフ光学系を物面に対して垂直な方向に移動させる。

本発明は、照明光により被検眼を走査する間、被検眼の視線方向を固定することができる。

スリットランプ顕微鏡をＸ方向側から見た側面図である。 スリットランプ顕微鏡をＹ方向側から見た上面図である。 照明系及び撮影系のそれぞれの構成及び配置の条件を説明するための説明図である。 図１中の固視光学系をＹ方向上方側から見た上面拡大図である。 被検眼の位置ずれが規定範囲内である場合に被検者に呈示される固視標の一例を示した説明図である。 被検眼の位置ずれが規定範囲内を超える場合に被検者に呈示される固視標の一例を示した説明図である。 図６に示した例よりも被検眼の位置ずれが大きくなる場合に被検者に呈示される固視標の一例を示した説明図である。 スリットランプ顕微鏡による前眼部の３次元画像の生成処理の流れを示すフローチャートである。 スリットランプ顕微鏡の観察系の変形例を説明するための説明図である。

［スリットランプ顕微鏡の全体構成］
図１は、スリットランプ顕微鏡１０をＸ方向側から見た側面図である。図２は、スリットランプ顕微鏡１０をＹ方向側から見た上面図である。なお、図中の互いに直交するＸＹＺ方向のうち、Ｚ方向は被検眼Ｅに近づく前方向と被検者から遠ざかる後方向とに平行な前後方向（作動距離方向ともいう）であり、Ｘ方向は被検者を基準した左右方向であり、Ｙ方向はＸＺ方向の双方に垂直な方向（ここでは上下方向）である。

図１及び図２に示すように、スリットランプ顕微鏡１０は、本発明の顕微鏡に相当するものであり、被検眼Ｅの前眼部Ｅａの３次元画像の生成を行う。このスリットランプ顕微鏡１０は、大別してシャインプルーフ光学系１２と、移動機構１４と、観察系５０と、固視光学系８０と、制御装置１００と、を備える。

［シャインプルーフ光学系］
シャインプルーフ光学系１２は、後述の移動機構１４によりＸ方向に移動自在に保持されており、被検眼Ｅの前眼部ＥａのＹＺ面に沿った断面撮影を行う。このシャインプルーフ光学系１２は、照明系２０と、撮影系３０Ｒ，３０Ｌとにより構成される。なお、図１では図面の煩雑化を防止するために、撮影系３０Ｒ，３０Ｌの図示は省略している。

＜照明系＞
照明系２０は、Ｚ方向に平行な照明光軸Ｏ１を有し、この照明光軸Ｏ１に沿って被検眼Ｅの前眼部Ｅａに対してスリット状の照明光Ｌ（スリット光ＬＳ）を照射する。照明系２０は、従来のスリットランプ顕微鏡の照明系と同様の構成を備えていてよく、例えば、照明光軸Ｏ１に沿って配置された照明光源２２、スリット形成部２４、及び対物レンズ２６などを含む。

照明光源２２は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）が用いられ、照明光Ｌを出射する。照明光Ｌとしては可視光が用いられるが、赤外光（近赤外光）を用いてもよい。照明光源２２から出射された照明光Ｌは、不図示のレンズ等を透過した後、スリット形成部２４に入射する。

なお、照明光源２２は複数の光源で構成されていてもよい。例えば照明光源２２が、連続光を出力する光源と、フラッシュ光を出力する照明光源とを含んでいてよい。また、照明光源２２が、前眼部用照明光源と後眼部用照明光源とを含んでいてもよい。さらに、照明光源２２が、照明光Ｌの出力波長が互いに異なる複数の光源を含んでいてもよい。

スリット形成部２４は、例えばＹ方向に平行な一対のスリット刃を有し、これらスリット刃のＸ方向の間隔（スリット幅）を変更することで照明光Ｌが通過する領域の幅を変更する。これにより、スリット形成部２４を通過した照明光Ｌは、合焦時には前眼部位置でＸ方向を幅方向とし且つＹ方向を長さ方向とするスリット光ＬＳになる。

スリット光ＬＳのＹ方向の長さは、前眼部Ｅａの表面において角膜径以上に設定されている。なお、スリット形成部２４がスリット光ＬＳのＹ方向の長さを変更可能に構成されてもよい。

対物レンズ２６は、スリット形成部２４を通過した照明光Ｌを前眼部Ｅａに照射する。これにより、前眼部Ｅａにスリット光ＬＳが照射される。

なお、照明系２０が、スリット光ＬＳのフォーカス位置を変更するための合焦光学系（図示は省略）を更に含んでいてもよい。

＜撮影系＞
撮影系３０Ｒ，３０Ｌは、スリット光ＬＳが照射されている前眼部Ｅａを互いに異なる２方向から撮影する。撮影系３０Ｒ，３０Ｌは、従来のスリットランプ顕微鏡の撮影系と同様の構成を備えていてもよい。例えば撮影系３０Ｒは、撮影光軸Ｏ２Ｒに沿って配置された光学系３２Ｒ及び撮像素子３４Ｒを備える。また、撮影系３０Ｌは、撮影光軸Ｏ２Ｌに沿って配置された光学系３２Ｌ及び撮像素子３４Ｌを備える。

撮影光軸Ｏ２Ｒは、ＺＸ面に平行で、且つＹ方向側から見た場合にＺ方向に対してＸ方向の一方向側に角度θＲで傾斜している。また、撮影光軸Ｏ２Ｌは、ＺＸ面に平行で、且つＹ方向側から見た場合にＺ方向に対してＸ方向の他方向側に角度θＬで傾斜している。角度θＲと角度θＬとは、互いに等しくてもよいし異なっていてもよい。そして、照明光軸Ｏ１と撮影光軸Ｏ２Ｒと撮影光軸Ｏ２Ｌとは一点で交差する。

光学系３２Ｒは、図示は省略するが、例えば被検眼Ｅに近い側から順に、対物レンズ、変倍光学系、及び結像レンズ等を含む。前眼部Ｅａからの戻り光ＬＡは、光学系３２Ｒの対物レンズ及び変倍光学系を通過し、光学系３２Ｒの結像レンズにより撮像素子３４Ｒの撮像面３６Ｒに結像される。なお、光学系３２Ｒが合焦光学系（図示は省略）を更に含んでいてもよい。

前眼部Ｅａからの戻り光ＬＡには、前眼部Ｅａに照射されているスリット光ＬＳの戻り光が含まれ、さらに他の光を含んでいてよい。戻り光ＬＡの例としては、反射光、散乱光、及び蛍光等が挙げられる。また、他の光の例としては、スリットランプ顕微鏡１０の設置環境からの光（室内光、太陽光など）がある。また、前眼部Ｅａの全体を照明するための前眼部照明系（図示は省略）が照明系２０とは別に設けられている場合には、この前眼部照明系からの前眼部照明光の戻り光（反射光）が「他の光」に含まれていてもよい。

撮像素子３４Ｒは、後述の撮像素子３４Ｌと共に本発明の第１撮像素子を構成する。撮像素子３４Ｒは、２次元の撮像面３６Ｒを有するＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）型のエリアセンサである。撮像素子３４Ｒは、光学系３２Ｒにより撮像面３６Ｒに結像された戻り光ＬＡを撮像して、この戻り光ＬＡの撮像画像である前眼部断面像ＤＲを制御装置１００へ出力する。この前眼部断面像ＤＲは、前眼部Ｅａのスリット光照射位置におけるＹＺ断面の画像である。

光学系３２Ｌは、既述の光学系３２Ｒと同じ構成であり、図示は省略するが対物レンズ、変倍光学系、及び結像レンズ等を含み、さらに合焦光学系を含んでもよい。これにより、スリット光ＬＳが照射されている前眼部Ｅａからの戻り光ＬＡが、光学系３２Ｌの対物レンズ及び変倍光学系を通過し、光学系３２Ｌの結像レンズにより撮像素子３４Ｌの撮像面３６Ｌに結像される。

撮像素子３４Ｌは、２次元の撮像面３６Ｌを有するＣＭＯＳ型又はＣＣＤ型のエリアセンサであり、光学系３２Ｌにより撮像面３６Ｌに結像された戻り光ＬＡを撮像して、この戻り光ＬＡの撮像画像である前眼部断面像ＤＬを制御装置１００へ出力する。この前眼部断面像ＤＬは、前眼部Ｅａのスリット光照射位置におけるＹＺ断面の画像である。

＜シャインプルーフカメラ＞
図３は、照明系２０及び撮影系３０Ｒ，３０Ｌのそれぞれの構成及び配置の条件を説明するための説明図である。図３に示すように、照明系２０及び撮影系３０Ｌはシャインプルーフカメラとして機能し、且つ照明系２０及び撮影系３０Ｒもシャインプルーフカメラとして機能する。

図３の符号３Ａに示すように、照明光軸Ｏ１を含み且つＹＺ面に平行な物面ＳＰ（撮像面３６Ｒ，３６Ｌにピントが合う面）と、光学系３２Ｌの主面ＳＬと、撮像面３６Ｌと、がシャインプルーフの条件（原理）を満たすように、照明系２０及び撮影系３０Ｌが構成されている。より具体的には、物面ＳＰを含む平面Ｈ１と、主面ＳＬを含む平面Ｈ２Ｌと、撮像面３６Ｌを含む平面Ｈ３Ｌと、が同一の直線上にて交差する。これにより、撮影系３０Ｌが物面ＳＰ内の全ての位置（例えば前眼部Ｅａの角膜前面から水晶体後面の範囲）にピントを合わせて撮影、すなわち前眼部Ｅａの断面撮影を行うことで前眼部断面像ＤＬが得られる。

また同様に、図３の符号３Ｂに示すように、物面ＳＰと、光学系３２Ｒの主面ＳＲと、撮像面３６Ｒと、がシャインプルーフの条件を満たすように、照明系２０及び撮影系３０Ｒとが構成されている。より具体的には、平面Ｈ１と、主面ＳＲを含む平面Ｈ２Ｒと、撮像面３６Ｒを含む平面Ｈ３Ｒと、が同一の直線上にて交差する。これにより、撮影系３０Ｒも物面ＳＰ内の全ての位置（前眼部Ｅａの角膜前面から水晶体後面の範囲）にピントを合わせて前眼部Ｅａの断面撮影を行うことで前眼部断面像ＤＲが得られる。

このようなシャインプルーフの条件を満たす照明系２０及び撮影系３０Ｒ，３０Ｌの構成は、照明系２０に含まれる要素の構成及び配置、撮影系３０Ｒ，３０Ｌに含まれる要素の構成及び配置、及び照明系２０と撮影系３０Ｒ，３０Ｌとの相対位置によって実現される。照明系２０と撮影系３０Ｒ，３０Ｌとの相対位置を示すパラメータは、例えば、既述の角度θＲ，θＬを含む。角度θＲ，θＬは、例えば１７．５度、３０度、又は４５度に設定される。なお、角度θＲ，θＬが可変であってもよい。

［移動機構］
移動機構１４は、本発明の相対移動機構に相当するものであり、図示は省略するが、シャインプルーフ光学系１２が搭載されたステージと、このステージをＸＹＺ方向に移動させるモータ等のアクチュエータと、により構成されている。なお、移動機構１４は、被検眼Ｅに対してシャインプルーフ光学系１２を相対移動可能であれば、その構成は特に限定されるものではなく、例えば不図示の顔支持部を移動させるものであってもよい。

移動機構１４は、被検眼Ｅに対するシャインプルーフ光学系１２のアライメント時には、後述の制御装置１００の制御の下、シャインプルーフ光学系１２のＸＹＺ方向の位置調整を行うことで、被検眼Ｅに対するシャインプルーフ光学系１２のアライメント（オートアライメント）を実行する。

また、移動機構１４は、前眼部Ｅａの３次元画像生成時には、後述の制御装置１００の制御の下、照明系２０による前眼部Ｅａへのスリット光ＬＳの照射と撮影系３０Ｒ，３０Ｌによる前眼部断面像ＤＲ，ＤＬの撮影とに合わせて、シャインプルーフ光学系１２を照明光軸Ｏ１に対して垂直方向に移動させる。より具体的には移動機構１４は、シャインプルーフ光学系１２を物面ＳＰに垂直な方向であるＸ方向に移動させる。これにより、Ｘ方向を幅方向とし且つＹ方向を長さ方向とするＹＺ面に平行なスリット光ＬＳにより前眼部ＥａをＸ方向に走査（スキャン）することができる。この際に本実施形態では、移動機構１４によるシャインプルーフ光学系１２のＸ方向の移動範囲、すなわち前眼部Ｅａに対するスリット光ＬＳのＸ方向の走査範囲が少なくとも前眼部Ｅａの角膜を含む範囲に設定されている。このため、角膜全体をスリット光ＬＳで走査することができる。

このように移動機構１４により照明系２０からのスリット光ＬＳを前眼部Ｅａに対してＸ方向に走査しながら撮影系３０Ｒ，３０Ｌによる戻り光ＬＡの撮像（動画撮像）及び前眼部断面像ＤＲ，ＤＬの連続出力と、を実行することで、スリット光ＬＳのＸ方向の走査位置ごとに前眼部Ｅａの前眼部断面像ＤＲ，ＤＬが得られる（上記特許文献１参照）。なお、アライメントに用いられる移動機構１４と、シャインプルーフ光学系１２をＸ方向に移動させる移動機構１４とが別体であってもよい。

［観察系］
図１に戻って、観察系５０は、シャインプルーフ光学系１２とは独立して設けられており、スリットランプ顕微鏡１０内で位置が固定、すなわち被検眼Ｅとの相対位置が固定されている。

観察系５０は、観察光軸Ｏ３を有し、被検眼Ｅに近い側から順に観察光軸Ｏ３に沿って配置された光学系５２及び撮像素子５４を備える。

観察光軸Ｏ３（後述の投影光軸Ｏ４も同様）は、Ｙ方向から見た場合に照明光軸Ｏ１と重なり且つＸ方向から見た場合に照明光軸Ｏ１に対してＹ方向下方側（Ｙ方向上方側でも可）に傾斜角度θだけ傾斜している。この傾斜角度θは、照明系２０から前眼部Ｅａに照射されるスリット光ＬＳが観察系５０及び後述の固視光学系８０にケラレないような適切な角度、例えば約８度に設定されている。これにより、照明系２０から前眼部Ｅａに照射されるスリット光ＬＳの光量低下が防止される。

光学系５２は、図示は省略するが結像レンズ等を含み、被検眼Ｅからの戻り光ＬＢ（第２戻り光に相当）を撮像素子５４に結像させる。なお、光学系５２が合焦光学系を含んでいてもよい。

被検眼Ｅからの戻り光ＬＢには、既述の前眼部照明系（図示は省略）から前眼部Ｅａに照射されている前眼部照明光の戻り光（前眼部反射光）などが含まれる。

撮像素子５４は、ＣＭＯＳ型又はＣＣＤ型のエリアセンサであり、本発明の第２撮像素子に相当する。この撮像素子５４は、光学系５２により結像された戻り光ＬＢを撮像して、被検眼Ｅの観察像Ｄ（前眼部Ｅａを撮影した前眼部像）を制御装置１００へ出力する。

［固視光学系］
図４は、図１中の固視光学系８０をＹ方向上方側から見た上面拡大図である。なお、図中のＺ１方向は、Ｚ方向に対して傾斜角度θだけ傾斜した方向、すなわち観察光軸Ｏ３に平行な方向である。また、図中のＹ１方向は、Ｚ１方向及びＸ方向の双方に対して垂直な方向である。

図４及び既述の図１に示すように、固視光学系８０は、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに対して固視光ＬＦを投影（照射）する。固視光学系８０は、観察系５０の観察光軸Ｏ３の一部と共通の投影光軸Ｏ４を有している、すなわち観察系５０と同軸である。投影光軸Ｏ４は、観察光軸Ｏ３の途中から分岐しており、この分岐位置から被検眼Ｅまでが観察光軸Ｏ３と共通している。なお、観察光軸Ｏ３の途中から投影光軸Ｏ４を分岐させる代わりに、投影光軸Ｏ４の途中から観察光軸Ｏ３を分岐させてもよい。

固視光学系８０は、投影光軸Ｏ４に沿って配置された固視光源８１、拡散板８２、ピンホール部材８３、レンズ８４、十字レチクル板８５、レンズ８６、及びミラー８７を備える。

固視光源８１は、例えば緑色ＬＥＤが用いられ、可視光である緑色光を固視光ＬＦとして出射する。固視光源８１から出射された固視光ＬＦは、拡散板８２で拡散された後、ピンホール部材８３に形成されているピンホール８３ａを通過する。この際にピンホール８３ａを小径にすることで、固視光学系８０の被写界深度を深くすることができる。その結果、固視光学系８０が合焦機構を備えていなくとも、ある程度のディオプター範囲に固視光ＬＦのピント位置を合わせることができる。

ピンホール８３ａを通過した固視光ＬＦは、レンズ８４を介して十字レチクル板８５を透過する。これにより、眼底Ｅｆに対して十字形状の固視光ＬＦが投影される。そして、十字レチクル板８５を透過した固視光ＬＦは、レンズ８６を介してミラー８７に入射する。

ミラー８７は、例えばダイクロイックミラー或いはハーフミラーなどが用いられ、観察光軸Ｏ３からの投影光軸Ｏ４の分岐位置に配置されている。ミラー８７は、レンズ８６から入射した固視光ＬＦを被検眼Ｅに向けて反射し、逆に被検眼Ｅから入射した戻り光ＬＢを透過して光学系５２に向けて出射する。

このように固視光学系８０は、投影光軸Ｏ４に沿って眼底Ｅｆに対して固視光ＬＦを投影する。この際に、被検眼Ｅの瞳上での固視光ＬＦの光束径φは例えば４．５ｍｍに調整されている。これにより、眼底Ｅｆ内の図中の点線円Ｃで囲む領域の眼底像Ｄｆに示すように、眼底Ｅｆ上に十字形状の固視光ＬＦが結像されることで、被検眼Ｅに対して十字形状の固視標ＦＰが呈示される。その結果、被検眼Ｅの視線方向を固視標ＦＰの方向に固定、すなわち被検眼Ｅを固視させることができる。

そして、固視光学系８０は、被検眼Ｅに対する相対位置が固定されている観察系５０に設けられているので、移動機構１４によりシャインプルーフ光学系１２がＸ方向に移動される場合、すなわちスリット光ＬＳにより前眼部ＥａがＸ方向に走査される場合においても、被検眼Ｅの固視を安定（継続）させることができる。

また、本実施形態では、固視光学系８０を、被検者が行うスリットランプ顕微鏡１０に対する被検眼Ｅ（顔）の位置調整であるラフアライメント（簡易アライメントともいう）に用いる。例えば、スリットランプ顕微鏡１０がスクリーノスコープ型である場合には、被検者がスリットランプ顕微鏡１０に設けられた接眼部覗孔（図示は省略）を覗き込む必要がある。この際に、被検眼Ｅがスリットランプ顕微鏡１０で想定されている配置想定位置から照明光軸Ｏ１に対して垂直方向（ＸＹ方向）に位置ずれ（以下、単に「位置ずれ」と略す）する場合がある。

このような場合に、被検眼Ｅの位置ずれが配置想定位置から予め定められた規定範囲（許容範囲ともいう）、例えば観察系５０の観察範囲内であれば、シャインプルーフ光学系１２に対する被検眼Ｅの相対位置の検出（アライメント検出）、及び被検眼Ｅに対するシャインプルーフ光学系１２のアライメントを実行可能である。しかしながら、被検眼Ｅの位置ずれが上述の規定範囲内を超えてしまうと、アライメント検出及びアライメントを実行することができない。

そこで本実施形態では、固視光学系８０により被検眼Ｅに呈示される固視標ＦＰに基づき、被検者が、配置想定位置に対する被検眼Ｅの位置ずれのずれ方向及びずれ量を認識可能にすると共に、被検者がこの位置ずれが上述の規定範囲内であるか否かも認識可能にする。このため、配置想定位置に対する被検眼Ｅの位置ずれが規定範囲内である場合には固視光ＬＦの全体が眼底Ｅｆに投影され、且つ逆に位置ずれが規定範囲内を超える場合には位置ずれのずれ方向及びずれ量に応じて眼底Ｅｆに投影される固視光ＬＦがケラレるように、固視光ＬＦの形状及び瞳上での光束径φを設定する。

具体的には本実施形態では、眼底Ｅｆに投影される固視光ＬＦの形状を既述の通り十字形状に設定し、且つ位置ずれが規定範囲内を超える場合に固視光ＬＦがケラレるように瞳上での光束径φ（被検者に呈示される固視標ＦＰの大きさ）を設定する。

図５は、被検眼Ｅの位置ずれが規定範囲内である場合に被検者に呈示される固視標ＦＰの一例を示した説明図である。図６は、被検眼Ｅの位置ずれが規定範囲内を超える場合に被検者に呈示される固視標ＦＰの一例を示した説明図である。図７は、図６に示した例よりも被検眼Ｅの位置ずれが大きくなる場合に被検者に呈示される固視標ＦＰの一例を示した説明図である。なお、図６及び図７は、固視標ＦＰのケラレの一例を示したものであり、この固視標ＦＰのケラレの状態は被検眼Ｅのディオプター、瞳孔径、及びＺ方向のアライメント位置によって異なる。

図５に示すように、被検眼Ｅの位置ずれが規定範囲内である場合には、被検者は十字形状の固視標ＦＰの全体を視認することができる。この場合には、被検者は被検眼Ｅ（顔）の位置調整（ラフアライメント）が不要であることを容易に認識することができる。

一方、図６及び図７に示すように、被検眼Ｅの位置ずれが規定範囲内を超える場合には、被検者は、被検眼Ｅの位置ずれのずれ方向及びずれ量に応じて一部がケラレた固視標ＦＰを視認する。この場合には被検者は、上述のラフアライメントが必要であることを認識すると共に上下左右の各方向のうちで固視標ＦＰがケラレている方向を認識することができ、このケラレている方向に基づき被検眼Ｅ（顔）を動かす方向を判別可能である。これにより、被検者は、十字形状の固視標ＦＰの一部がケラレないように、すなわち上下左右方向の長さが均等に見えるように被検眼Ｅ（顔）の位置を位置調整するラフアライメントを実行することができる。その結果、被検眼Ｅの位置ずれが規定範囲内に収められるので、被検眼Ｅの瞳孔径が大きい場合でも被検眼Ｅをアライメント検出範囲或いは観察範囲内に入れることができ、アライメント検出及び被検眼Ｅの観察等が可能になる。

［制御装置］
制御装置１００は、各種のプロセッサ（Processor）及びメモリ等から構成された演算回路を備えており、不図示の操作部に入力された検者からの操作指示に基づき、スリットランプ顕微鏡１０の各部の動作を統括制御する。この制御装置１００は、固視光学系８０による被検眼Ｅへの固視光ＬＦの投影と、被検眼Ｅに対するシャインプルーフ光学系１２のアライメント検出及びアライメントと、照明系２０による前眼部Ｅａへのスリット光ＬＳの照射及び撮影系３０Ｒ，３０Ｌによる前眼部断面像ＤＲ，ＤＬの撮影と、スリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査と、前眼部Ｅａの３次元画像の生成と、を制御する。

制御装置１００は、例えばスリットランプ顕微鏡１０の電源がＯＮされた場合などのように、被検眼Ｅに対するシャインプルーフ光学系１２のアライメント開始前の状態において、固視光源８１を制御して、固視光学系８０による眼底Ｅｆへの固視光ＬＦの投影を実行させる。また、制御装置１００は、スリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査が行われている間、固視光源８１を制御して、固視光学系８０による眼底Ｅｆへの固視光ＬＦの投影を実行させる。

また、制御装置１００は、不図示の操作部において前眼部Ｅａの３次元画像の生成指示を受け付けた場合に、観察系５０（撮影系３０Ｒ，３０Ｌでも可）を制御して、前眼部Ｅａの観察像Ｄの撮影を行い、この観察像Ｄに基づきシャインプルーフ光学系１２に対する被検眼Ｅの相対位置を検出するアライメント検出を行う。そして、制御装置１００は、アライメント検出の結果に基づき、移動機構１４を駆動してシャインプルーフ光学系１２のＸＹＺ方向位置を調整することで、被検眼Ｅに対するシャインプルーフ光学系１２のＸＹＺ方向のアライメント（精密アライメント）を行う。なお、アライメント検出及びアライメントについては公知技術であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

さらに制御装置１００は、上述のアライメントが完了した場合に、照明系２０による前眼部Ｅａへのスリット光ＬＳの照射と、撮影系３０Ｒ，３０Ｌによる前眼部Ｅａの断面撮影と、移動機構１４によるスリット光ＬＳのＸ方向の走査と、を実行させる（上記特許文献１参照）。そして、制御装置１００は、スリット光ＬＳの走査中にその走査位置ごとに撮影系３０Ｒ，３０Ｌにより撮影された前眼部断面像ＤＲ，ＤＬに基づき、公知の方法で前眼部Ｅａの３次元画像を生成する（上記特許文献１参照）。

［スリットランプ顕微鏡の作用］
図８は、上記構成のスリットランプ顕微鏡１０による前眼部Ｅａの３次元画像の生成処理の流れを示すフローチャートである。なお、ここではスクリーノスコープ型のスリットランプ顕微鏡１０を例に挙げて説明を行う。

図８に示すように、制御装置１００は、スリットランプ顕微鏡１０の電源がＯＮされると、固視光源８１を制御して、固視光源８１からの固視光ＬＦの出射を開始させる。そして、被検者がスリットランプ顕微鏡１０の接眼部覗孔（図示は省略）を覗き込むと、固視光学系８０から眼底Ｅｆに固視光ＬＦが投影され、被検者に十字形状の固視標ＦＰが呈示される（ステップＳ１）。これにより、被検者は、十字形状の固視標ＦＰの全体が視認可能か否かに基づき、被検眼Ｅ（顔）の位置調整であるラフアライメントの不要／要を認識する。

被検者は、被検眼Ｅの位置ずれのずれ方向及びずれ量に応じて固視標ＦＰの一部がケラレている場合には、上下左右の各方向のうちで固視標ＦＰがケラレている方向に基づき被検眼Ｅ（顔）を動かす方向を判別する。そして、被検者は、固視標ＦＰの上下左右方向の長さが均等に見えるように被検眼Ｅの位置を位置調整するラフアライメントを実行する（ステップＳ２）。これにより、被検眼Ｅの位置ずれが規定範囲内に収められるので、アライメント検出及び被検眼Ｅの観察等が可能になる。

次いで、検者が不図示の操作部に対して前眼部Ｅａの３次元画像の生成開始操作を行うと、制御装置１００が、観察系５０による前眼部Ｅａの撮影を実行させ、この撮影で得られた観察像Ｄ（前眼部像）に基づきシャインプルーフ光学系１２に対する被検眼Ｅのアライメント検出を行う。そして、制御装置１００は、アライメント検出結果に基づき、移動機構１４を駆動してシャインプルーフ光学系１２のアライメントを実行する（ステップＳ３）。これにより、シャインプルーフ光学系１２が、前眼部Ｅａに対するスリット光ＬＳの走査開始位置に位置調整される。

アライメントが完了すると、制御装置１００が、照明系２０から前眼部Ｅａへのスリット光ＬＳの照射を開始させると共に（ステップＳ４）、撮影系３０Ｒ，３０Ｌの撮像素子３４Ｒ，３４Ｌによる戻り光ＬＡの撮像、すなわち前眼部Ｅａの断面撮影を実行させる（ステップＳ５）。これにより、撮像素子３４Ｒ，３４Ｌから制御装置１００に対して前眼部断面像ＤＲ，ＤＬが出力される。

そして、制御装置１００は、移動機構１４を駆動してシャインプルーフ光学系１２をＸ方向に移動させることで、スリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査を開始する（ステップＳ６）。これにより、スリット光ＬＳがＸ方向に走査されている間、このスリット光ＬＳのＸ方向の走査位置ごとに、撮影系３０Ｒ，３０Ｌにより前眼部断面像ＤＲ，ＤＬが撮影され、制御装置１００が撮影系３０Ｒ，３０Ｌから前眼部断面像ＤＲ，ＤＬを取得する（ステップＳ７）。

また、制御装置１００は、スリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査開始に合わせて、固視光学系８０から眼底Ｅｆに対して固視光ＬＦを投影させる（ステップＳ８）。これにより、被検眼Ｅに対して固視標ＦＰが呈示されるので、被検眼Ｅの視線方向を固視標ＦＰの方向に固定、すなわち被検眼Ｅを固視させることができる。その結果、スリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査時に被検者がこのスリット光ＬＳを目で追ってしまうことが防止される。

以下、スリット光ＬＳが走査終了位置に達するまで上述のステップＳ６からステップＳ８までの処理が繰り返し実行される（ステップＳ９でＮＯ）。そして、スリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査が終了すると（ステップＳ９でＹＥＳ）、制御装置１００が、撮影系３０Ｒ，３０Ｌから取得したスリット光ＬＳの走査位置ごとの前眼部断面像ＤＲ，ＤＬに基づき、前眼部Ｅａの３次元画像を生成する（ステップＳ１０）。

以上のように本実施形態では、被検眼Ｅに対する相対位置が固定されている観察系５０に固視光学系８０を設けることで、シャインプルーフ光学系１２をＸ方向に移動させている間、すなわちスリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査を行っている間、固視光学系８０による被検眼Ｅの固視を行って被検眼Ｅの視線方向を固定することができる。その結果、前眼部Ｅａの良好な３次元画像が得られる。

［観察系の変形例］
図９は、スリットランプ顕微鏡１０の観察系５０の変形例を説明するための説明図である。上記実施形態では観察系５０が戻り光ＬＢを撮像素子５４に導いているが、戻り光ＬＢを接眼レンズ５９に導くようにする、すなわち検者が接眼レンズ５９を通して観察像Ｄ（前眼部像）を観察可能にしてもよい。この場合には、図９に示すように観察系５０に接眼レンズ系５６を設ける。この接眼レンズ系５６は、ビームスプリッタ５７と、結像レンズ５８と、接眼レンズ５９とを含む。

ビームスプリッタ５７は、観察光軸Ｏ３上に配置されており、被検眼Ｅからの戻り光ＬＢの一部を透過して光学系５２へ出射し、且つ残りを結像レンズ５８に向けて反射する。結像レンズ５８はビームスプリッタ５７から入射した戻り光ＬＢを接眼レンズ５９に導く。これにより、検者は接眼レンズ５９を通して観察像Ｄを観察することができる。

［その他］
上記実施形態では、移動機構１４によりシャインプルーフ光学系１２をＸ方向に移動させることで、ＹＺ面に平行なスリット光ＬＳをＸ方向に走査しているが、スリット光ＬＳの長さ方向及び走査方向は任意に変更可能である。また、上記特許文献１に記載されているように、シャインプルーフ光学系１２を、照明光軸Ｏ１を中心として回転させることでスリット光ＬＳによる前眼部Ｅａの走査を実行してもよい。

上記実施形態では前眼部Ｅａにスリット光ＬＳを照射しているが、被検眼Ｅ内でのスリット光ＬＳの照射位置は適宜変更してもよい。また、上記実施形態では、被検眼Ｅにスリット光ＬＳを照射しているが、スリット光ＬＳ以外の各種形状の照明光を被検眼Ｅに照射してもよい。

上記実施形態では、シャインプルーフ光学系１２に２つの撮影系３０Ｒ，３０Ｌが設けられているが、撮影系の数は１つまたは３以上であってもよい。

上記実施形態では、固視光学系８０から眼底Ｅｆに対して十字形状の固視光ＬＦを投影しているが、被検眼Ｅの位置ずれ（好ましくはそのずれ方向及びずれ量）を被検者が認識可能であれば固視光ＬＦの形状は特に限定されず、例えば上下左右斜めの計８方向に延びた放射線状、或いは同心円状等の各種形状の固視光ＬＦを眼底Ｅｆに投影してもよい。

１０ スリットランプ顕微鏡
１２ シャインプルーフ光学系
１４ 移動機構
２０ 照明系
２２ 照明光源
２４ スリット形成部
２６ 対物レンズ
３０Ｌ，３０Ｒ 撮影系
３２Ｌ，３２Ｒ 光学系
３４Ｌ，３４Ｒ 撮像素子
３６Ｌ，３６Ｒ 撮像面
５０ 観察系
５２ 光学系
５４ 撮像素子
５６ 接眼レンズ系
５７ ビームスプリッタ
５８ 結像レンズ
５９ 接眼レンズ
８０ 固視光学系
８１ 固視光源
８２ 拡散板
８３ ピンホール部材
８３ａ ピンホール
８４ レンズ
８５ 十字レチクル板
８６ レンズ
８７ ミラー
１００ 制御装置
Ｃ 点線円
Ｄ 観察像
ＤＬ，ＤＲ 前眼部断面像
Ｄｆ 眼底像
Ｅ 被検眼
Ｅａ 前眼部
Ｅｆ 眼底
ＦＰ 固視標
Ｈ１ 平面
Ｈ２Ｌ，Ｈ２Ｒ 平面
Ｈ３Ｌ，Ｈ３Ｒ 平面
Ｌ 照明光
ＬＡ，ＬＢ 戻り光
ＬＦ 固視光
ＬＳ スリット光
Ｏ１ 照明光軸
Ｏ２Ｌ，Ｏ２Ｒ 撮影光軸
Ｏ３ 観察光軸
Ｏ４ 投影光軸
ＳＬ，ＳＲ 主面
ＳＰ 物面
θ 傾斜角度
θＬ 角度
θＲ 角度
φ 光束径

Claims (8)

1. 照明光軸を有し、前記照明光軸に沿って被検眼に照明光を照射する照明系と、
   第１撮像素子と、前記照明光が照射された前記被検眼からの戻り光を前記第１撮像素子の撮像面に導く光学系とを有し、前記第１撮像素子により前記戻り光を撮像する撮影系と、
   前記被検眼に対して前記照明系及び前記撮影系を含むシャインプルーフ光学系を相対移動させて、前記照明光による前記被検眼の走査を行う相対移動機構と、
   を備え、
   前記照明光軸を含む物面と、前記光学系の主面と、前記撮像面と、がシャインプルーフの条件を満たしている顕微鏡において、
   前記被検眼との相対位置が固定されている固視光学系であって、且つ前記照明光軸及び前記撮影系の撮影光軸とは異なる投影光軸を有し、前記投影光軸に沿って前記被検眼に固視光を投影する固視光学系を備え、
   前記固視光学系が、少なくとも前記相対移動機構による前記シャインプルーフ光学系の相対移動が行われている間、前記被検眼に前記固視光を投影し、
   前記被検眼との相対位置が固定されている観察系であって、且つ前記照明光軸及び前記撮影光軸とは異なる観察光軸であって前記投影光軸の一部と共通の観察光軸を有し、前記観察光軸に沿って入射した前記被検眼からの戻り光を第２撮像素子又は接眼レンズに導く観察系を備える顕微鏡。
2. 前記固視光学系が前記被検眼に投影する前記固視光の形状及び光束径を、予め定められた前記被検眼の配置想定位置に対する前記被検眼の位置ずれが予め定められた規定範囲内の場合には前記固視光の全体が前記被検眼に投影され、且つ前記位置ずれが前記規定範囲内を超える場合には前記位置ずれのずれ方向及びずれ量に応じて前記固視光がケラレる形状及び光束径に設定している請求項１に記載の顕微鏡。
3. 照明光軸を有し、前記照明光軸に沿って被検眼に照明光を照射する照明系と、
   第１撮像素子と、前記照明光が照射された前記被検眼からの戻り光を前記第１撮像素子の撮像面に導く光学系とを有し、前記第１撮像素子により前記戻り光を撮像する撮影系と、
   前記被検眼に対して前記照明系及び前記撮影系を含むシャインプルーフ光学系を相対移動させて、前記照明光による前記被検眼の走査を行う相対移動機構と、
   を備え、
   前記照明光軸を含む物面と、前記光学系の主面と、前記撮像面と、がシャインプルーフの条件を満たしている顕微鏡において、
   前記被検眼との相対位置が固定されている固視光学系であって、且つ前記照明光軸及び前記撮影系の撮影光軸とは異なる投影光軸を有し、前記投影光軸に沿って前記被検眼に固視光を投影する固視光学系を備え、
   前記固視光学系が、少なくとも前記相対移動機構による前記シャインプルーフ光学系の相対移動が行われている間、前記被検眼に前記固視光を投影し、
   前記固視光学系が前記被検眼に投影する前記固視光の形状及び光束径を、予め定められた前記被検眼の配置想定位置に対する前記被検眼の位置ずれが予め定められた規定範囲内の場合には前記固視光の全体が前記被検眼に投影され、且つ前記位置ずれが前記規定範囲内を超える場合には前記位置ずれのずれ方向及びずれ量に応じて前記固視光がケラレる形状及び光束径に設定している顕微鏡。
4. 前記固視光の形状が十字形状である請求項２又は３に記載の顕微鏡。
5. 前記被検眼との相対位置が固定されている観察系であって、且つ前記投影光軸の一部と共通の観察光軸を有し、前記観察光軸に沿って入射した前記被検眼からの戻り光を第２撮像素子又は接眼レンズに導く観察系を備える請求項３又は４に記載の顕微鏡。
6. 前記固視光学系が、ピンホールを介して前記固視光を前記被検眼に投影する請求項１から５のいずれか１項に記載の顕微鏡。
7. 互いに直交するＸＹＺ方向のうちで前記照明光軸に平行な方向をＺ方向とした場合に、前記撮影光軸が、Ｙ方向に垂直であり且つ前記Ｙ方向から見た場合に前記照明光軸に対して傾斜しており、
   前記投影光軸が、前記Ｙ方向から見た場合に前記照明光軸と重なり且つＸ方向から見た場合に前記照明光軸に対して傾斜している請求項１から６のいずれか１項に記載の顕微鏡。
8. 前記照明系が、前記物面に平行なスリット状の照明光を前記被検眼の前眼部に対して照射し、
   前記相対移動機構が、前記シャインプルーフ光学系を前記物面に対して垂直な方向に移動させる請求項１から７のいずれか１項に記載の顕微鏡。