JP6528932B2

JP6528932B2 - 走査型レーザー検眼鏡

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Publication number: JP6528932B2
Application number: JP2014264148A
Authority: JP
Inventors: 秋田　純一; 純一秋田
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016123465A

Description

本開示は、被検眼の正面画像を撮影する走査型レーザー検眼鏡に関する。

従来、光スキャナーを用いて被検眼の部位上で光を走査し、その反射光を受光して、被検眼の正面画像を撮影することができる撮影装置が知られている。

特許文献１には、この種の装置の一例として、ミラー部を往復振動させる構成の光スキャナーを有し、光スキャナーによる光走査の往路と復路との両方で画像データを取得して撮影画像を形成する手法が提案されている。

特開２０１４−６８７０３号公報

しかし、光スキャナーの走査範囲は必ずしも安定しない場合がある。走査範囲が不安定であると、撮影画像に歪みを生じさせる要因となり得る。また、各撮影画像における撮影範囲の再現性を低下させる要因となり得る。

本開示は、従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、被検眼の良好な正面画像を得ることのできる走査型レーザー検眼鏡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、本開示の第一態様に係る走査型レーザー検眼鏡は、被検眼にレーザー光を投光するための投光光学系と、前記レーザー光を反射させるミラー部，および，前記ミラー部を往復するように回動させる駆動部，を有し、前記レーザー光を前記被検眼に対して走査線毎に往復振動させる光スキャナーと、前記被検眼による前記レーザー光の反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、前記受光素子から出力される信号を逐次サンプリングして輝度情報を得ると共に、前記輝度情報を用いて被検眼の正面画像を形成する画像生成手段と、を備える走査型レーザー検眼鏡であって、前記光スキャナーによる往路走査と復路走査との基準となる基準位置を検出する基準位置検出手段を備え、前記画像生成手段は、往路走査が行われた走査線を形成する第１画像データを、前記往路走査における前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第１有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、且つ、復路走査が行われた走査線を形成する第２画像データを、前記復路走査おける前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第２有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、前記第１画像データと前記第２画像データとを用いて前記被検眼の正面画像を形成し、前記第１有効期間の長さと前記第２有効期間の長さとは、往路走査における前記基準位置の検出タイミングと復路走査における前記基準位置の検出タイミングとの間隔の関数としてそれぞれ設定される。
また、本開示の第二態様に係る走査型レーザー検眼鏡は、被検眼にレーザー光を投光するための投光光学系と、前記レーザー光を反射させるミラー部，および，前記ミラー部を往復するように回動させる駆動部，を有し、前記レーザー光を前記被検眼に対して走査線毎に往復振動させる光スキャナーと、前記被検眼による前記レーザー光の反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、前記受光素子から出力される信号を逐次サンプリングして輝度情報を得ると共に、前記輝度情報を用いて被検眼の正面画像を形成する画像生成手段と、を備える走査型レーザー検眼鏡であって、前記光スキャナーによる往路走査と復路走査との基準となる基準位置を検出する基準位置検出手段を備え、前記画像生成手段は、往路走査が行われた走査線を形成する第１画像データを、前記往路走査における前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第１有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、且つ、復路走査が行われた走査線を形成する第２画像データを、前記復路走査おける前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第２有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、前記第１画像データと前記第２画像データとを用いて前記被検眼の正面画像を形成し、更に、前記画像形成手段は、前記サンプリングを一定のサンプリング周期で行うと共に、前記第１有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報、および前記第２有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報を、前記ミラー部がより低い回転速度であるときに得られた前記輝度情報ほど高い割合で間引くことによって、前記第１画像データ、および前記第２画像データをそれぞれ得ることを特徴とする。

本開示によれば、被検眼の良好な正面画像を得ることができる。

本実施形態の走査型レーザー検眼鏡１が有する光学系の概略構成図である。レゾナントスキャナー１７における基準位置の検出手法を説明するための模式図である。走査型レーザー検眼鏡１における制御系の概略構成を示すブロック図である。レゾナントスキャナー１７の周期的な動作、および、サンプリングされたデータのうち、眼底画像の作成に使用される範囲を示した説明図である。眼底におけるレーザー光の走査の態様を示した図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示の典型的な実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る走査型レーザー検眼鏡１の光学系を示している。本実施形態において、走査型レーザー検眼鏡１は、走査型レーザー検眼鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＬａｓｅｒＯｐｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）を基本構成とする。なお、走査型レーザー検眼鏡１は、光干渉断層計（ＯＣＴ：ＯｐｔｉｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、視野計などの他の眼科装置と一体化された装置であってもよい。また、被検眼の波面収差を補正する補償光学付の装置であってもよい。以下では、眼底Ｅｒにて反射された光を用いて眼底Ｅｒの正面画像を撮影する場合を説明する。

＜光学系の構成＞
図１に示すように、走査型レーザー検眼鏡１は、一例として、投光光学系１０と、受光光学系２０と、を有している。投光光学系１０は、被検眼Ｅの眼底Ｅｒにレーザー光（照明光）を投光する。本実施形態において、投光光学系１０には、レーザー光出射部１１、集光レンズ１２、穴開きミラー１３、レンズ１４、レンズ１５、走査部１６、および、対物レンズ系１９が含まれる。

レーザー光出射部１１は、投光光学系１０の光源である。レーザー光出射部１１には、レーザー光を出射する光源（例えば、レーザーダイオード（LD）、スーパールミネッセントダイオード（SLD）等）が用いられてもよい。

レーザー光出射部１１から出射されるレーザー光は、集光レンズ１２を経て穴開きミラー１３に形成された開口部１３ａを通り、レンズ１４およびレンズ１５を介した後、走査部１６に向かう。走査部１６によって反射されたレーザー光は、対物レンズ系１９を通過した後、被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投光される。その結果として、眼底Ｅｒで反射・散乱される光が瞳孔から出射される。

なお、本実施形態において、レンズ１４は、駆動機構１４ａによって、光軸Ｌ１方向へ移動可能に構成されている。レンズ１４の位置に応じて、投光光学系１０および受光光学系２０の視度が変わる。本実施形態では、レンズ１４の位置を調節することによって、被検眼Ｅの視度の誤差を矯正（軽減）する。その結果として、レーザー光の集光位置を眼底Ｅｒの観察部位（例えば、網膜表面）に調節することができる。

走査部１６は、レーザー光を眼底上で走査するためにレーザー光出射部１１から導かれたレーザー光の進行方向を変える（レーザー光を偏向する）ユニットである。走査部１６は、２つの光スキャナーを有する。本実施形態では、一例として、レゾナントスキャナー１７と、ガルバノスキャナー１８とを、走査部１６は有している。本実施形態では、レゾナントスキャナー１７によって、Ｘ方向にレーザー光の主走査が行われる。また、ガルバノスキャナー１８によって、Ｙ方向にレーザー光の副走査が行われる。

レゾナントスキャナー１７は、レーザー光を被検眼に対して走査線毎に往復振動させる。レゾナントスキャナー１７は、レーザー光を反射させるミラー部１７ａ，および，ミラー部１７ａを往復するように回転させる駆動部１７ｂ，を備える。レゾナントスキャナー１７は、共振型の光スキャナーであり、所定の共振周波数で高速にミラー部１７ａを振動させる。その結果として、眼底上でレーザー光がライン状に往復走査される。このようなレゾナントスキャナー１７によって、レーザー光の主走査が行われる。なお、本実施形態において、眼底におけるレーザー光の照射位置は、主走査によってＸ方向に移動される。

駆動部１７ｂは、ミラー部１７ａの動作周期と同期する信号（本実施形態では、交流信号）を出力する。この信号は、例えば、ミラー部１７ａの駆動用モータの動作を監視するセンサからの出力であってもよい。本実施形態では、交流信号の波形から、レゾナントスキャナー１７による走査の周期等の情報が取得可能である。

また、本実施形態において、ＳＬＯ１は、基準位置検出部３０を有する。基準位置検出部３０は、レゾナントスキャナー１７のミラー部１７ａが、回動範囲の基準位置（または、基準角度）に配置されたことを光学的に検出する。基準位置は、例えば、ミラー部１７ａによる往復運動の基準となる位置である。本実施形態では、ミラー部１７ａの回動範囲内で、基準位置は１つ設定される。なお、基準位置の安定検出の観点から、基準位置は、往復運動における回動の限界位置に対してオフセットして設定されることが好ましい。

図１および図２に示すように、本実施形態において、基準位置検出部３０は、光源３１と、センサ３２と、を有する。本実施形態では、光源３１からの光が眼底撮影のノイズとならないような位置および角度から、光源３１は、ミラー部１７ａの裏面に対して光を照射する。裏面が所定の方向を向いた際に、裏面で反射された光がセンサ３２で受光される。本実施形態では、センサ３２によって光が検出されるときのミラー部１７ａの位置が、基準位置として検出される。基準位置の検出信号は、後述するように、例えば、レゾナントスキャナー１７の走査方向に関し、画像が形成される範囲を定めるために利用される。図２に示すように、本実施形態において、基準位置は、往復運動における回動の限界位置に対してオフセットされている。故に、ミラー部１７ａが１回往復する度に、基準位置は、往路走査と復路走査とで１回ずつ、つまり、計２回検出される。本実施形態では、往路走査の開始位置（復路走査の終了位置）付近に、基準位置が設定されているものとして説明する。詳細は後述するが、基準位置は、レゾナントスキャナー１７の走査範囲において眼底画像に使用される範囲を特定するために使用される。

ガルバノスキャナー１８は、レゾナントスキャナー１７の走査方向とは交差（本実施形態では、直交）する方向に、レーザー光を走査する。ガルバノスキャナー１８は、レーザー光を反射させるミラー部１８ａ，および，ミラー部１８ａを往復するように回転させる駆動部１８ｂ，を備える。ガルバノスキャナー１８は、レゾナントスキャナー１７が複数回往復する間に１回往復する。例えば、レゾナントスキャナー１８の共振信号が複数周期分出力される間に、ガルバノスキャナー１８を往復させるためのノコギリ波が１回出力されてもよい。なお、動作の安定性を考慮すると、レーザー光の副走査は等速直線運動で動作制御されることが好ましい。本実施形態では、以上のようなレゾナントスキャナー１７とガルバノスキャナー１８との組み合わせで、レーザー光を二次元方向にスキャンさせて、眼底を二次元的に照明する走査部材が構成される。なお、レゾナントスキャナー１７およびガルバノスキャナー１８は、それぞれ、例えば、±約３．５°程度の振り角（つまり、回転範囲）でミラー部を往復させる。なお、振り角は、可変であってもよく、振り角が変更されることによって、眼底画像の画角が変更される構成であってもよい。

図１に戻って説明を続ける。対物レンズ系１９は、走査部１６を経たレーザー光が旋回される旋回点Ｐを形成する。本実施形態において、旋回点Ｐは、対物レンズ系１９の光軸Ｌ３上であって、対物レンズ系１９に関して走査部１６（例えば、レゾナントスキャナー１７とガルバノスキャナー１８との中間点）と光学的に共役な位置に形成される。走査部１６を経たレーザー光は、対物レンズ系１９を通過することによって、旋回点Ｐを経て、眼底Ｅｒに照射される。このため、対物レンズ系１９を通過したレーザー光は、走査部１６の動作に伴って旋回点Ｐを中心に旋回される。その結果として、図１の例では、眼底Ｅｒ上でレーザー光が２次元的に走査される。また、レーザー光の旋回点Ｐと被検眼Ｅの瞳位置とを予め一致させた光学配置によって、虹彩でのケラレが抑制され、レーザー光が眼底Ｅｒに良好に導光される。眼底Ｅｒに照射されたレーザー光は、集光位置（例えば、網膜表面）にて反射される。眼底Ｅｒによる反射光は、平行光として瞳孔から出射する。

なお、図１において、対物レンズ系１９は、便宜上、一枚の対物レンズとして図示しているが、必ずしも限られるものではない。対物レンズ系１９は、複数枚のレンズによって構成されてもよい。また、対物レンズ系１９に、複数のレンズを張り合わせた接合レンズ、および非球面レンズ等が使用されてもよい。

次に、受光光学系２０について説明する。受光光学系２０は、投光光学系１０によって投光されたレーザー光の眼底反射光を受光する受光素子２５を有する。本実施形態の受光光学系２０は、レンズ２１、ピンホール板２３、レンズ２４、および、受光素子２５、を有する。ピンホール板２３は、眼底Ｅｒと共役な位置に配置されており、共焦点絞りとして機能する。また、受光光学系２０は、対物レンズ系１９から穴開きミラー１３までに配置された各部材を、投光光学系１０と共用している。その結果として、本実施形態では、被検眼Ｅから穴開きミラー１３までの光路が、投光光学系１０および受光光学系２０の共通部分として形成されている。

被検眼Ｅの眼底Ｅｒにレーザー光が照射される場合、眼底Ｅｒにて反射された光は、瞳孔から取り出された後、前述した投光光学系１０を逆に辿り、穴開きミラー１３を照射する。眼底反射光は、穴開きミラー１３によっては、投光光学系１０および受光光学系２０の共通光路を経由した眼底Ｅｒからの光を分岐させる光路分岐部材である。穴開きミラー１３によって、眼底Ｅｒからの光は、穴開きミラー１３のミラー部１３ｂによって反射されることによって、受光素子２５の配置された光路Ｌ２に導かれ、レンズ２１を経て、ピンホール板２３のピンホール２３ａ（つまり、開口）に焦点を結ぶ。ピンホール２３ａを経た光は、レンズ２４を介して受光素子２５によって受光される。受光素子２５には、例えば、赤外域に感度を持つＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）が用いられてもよい。例えば、１フレーム分のレーザー光の走査が走査部１６によって行われる度に、受光素子２５から出力される１フレーム分の受光信号が画像処理部（例えば、制御部８００）によって処理され、その結果、１フレームの眼底画像が生成される。

＜制御系の構成＞
次に、図３を参照して、ＳＬＯ１の制御系を説明する。ＳＬＯ１は、制御部５０によって各部の制御が行われる。制御部５０は、ＳＬＯ１の各部の制御処理と、演算処理とを行う電子回路を有する処理装置（プロセッサ）である。制御部５０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）およびメモリ等で実現される。制御部５０は、記憶部５１と、バス等を介して電気的に接続されている。また、制御部５０は、レーザー光源１１、駆動機構１４ａ、走査部１６、操作入力部７０、およびモニタ８０等の各部とも電気的に接続されている。

本実施形態において、制御部５０は、受光素子２５から出力される受光信号を基に、眼底画像を形成する画像処理部を兼用する。画像処理部としての制御部５０は、受光素子２５からの受光信号を逐次サンプリングし、受光信号を輝度情報としてバッファメモリ（例えば、記憶部５１の一部）に記憶する。そして、バッファメモリに記憶された輝度情報を用いて、眼底画像を形成する。形成された眼底画像は、例えば、記憶部５１に記憶されてもよい。また、モニタ８０に表示されてもよい。バッファメモリは、レゾナントミラー１７ａによる１周期分の走査（つまり、一往復分の主走査）にて得られる輝度情報を記憶可能な容量を少なくとも持つ。以下の説明では、便宜上、１フレーム分の走査を開始するタイミングで出力されるトリガ信号から次のトリガ信号までの期間に得られた輝度情報が、バッファメモリに記憶されるものとする。バッファメモリは複数設けられていてもよい。例えば、眼底画像の動画像をライブ表示するための構成として、輝度情報の取り込みを行うメモリと、予め記憶された輝度情報が画像形成を行うために読み出されるメモリと、が切り替えて使用される構成であってもよい。なお、制御部５０は、必ずしも画像処理部を兼用する必要はなく、ＳＬＯ１は、制御部５０とは独立した画像処理装置（例えば、ＩＣ、およびＬＳＩ等）が各種の画像処理を行う構成であってもよい。

記憶部５１には、各種の制御プログラムおよび固定データ等が格納される。また、記憶部５１には、ＳＬＯ１によって撮影された画像、および一時データ等が記憶されてもよい。

また、制御部５０は、操作入力部７０から出力される操作信号に基づいて、上記の各部を制御する。操作入力部７０は、検者によって操作される操作部材として図示無きマウス等が設けられている。

モニタ８０には、例えば、所定のフレームレートで更新される眼底画像の動画表示が行われる他、眼底画像の静止画表示が行われる。

＜動作説明＞
次に、以上のような構成を備えるＳＬＯ１の動作を説明する。

＜光スキャナーの駆動制御＞
前述したように、制御部５０は、光源１１を点灯させると共に、レゾナントスキャナー１７と、ガルバノスキャナー１８とを、それぞれ往復動作させる。レゾナントスキャナー１７は、所定の共振周波数でミラー部１７ａを振動させる。本実施形態では、往路走査と復路走査の両方で取得された画像データを用いて、眼底画像が形成される（詳細は後述する）。

本実施形態では、レゾナントスキャナー１７のミラー部１７ａが基準位置となった場合に、センサ３１から基準位置の検出信号が出力される。制御部５０は、各周期の走査においてミラー部１７ａが基準位置となったタイミングを、検出信号に基づいて特定できる。例えば、ミラー部１７ａが基準位置となったタイミングを特定するための基準位置情報が、検出信号に基づいて取得されてもよい。

制御部５０は、フレームレートに応じた周期でガルバノスキャナー１８を往復させる。ガルバノスキャナー１８は、レゾナントスキャナー１７による１ライン分の走査（往路走査又は、復路走査）が行われる度に、１ステップ分だけ傾動させる。ガルバノスキャナー１８は、所定ステップ分の走査が完了した後、ミラー部１８ａの傾きを戻す。本実施形態では、ガルバノスキャナー１８の傾きが戻される間のサンプリングで得られるデータは眼底画像を形成するためには使われない。

＜サンプリング＞
また、本実施形態において、制御部５０は、受光素子２５から出力される受光信号を、逐次サンプリングする。受光信号は、Ａ／Ｄ変換によって変換され、輝度情報としてバッファメモリに蓄積される。

各々の輝度情報は、例えば、サンプリングした受光信号の強度に応じた大きさの輝度値が設定されてもよい。本実施形態では、一定のサンプリング周期（例えば、８０ＭＨｚ）で受光信号はサンプリングされる。また、レゾナントスキャナー１７による往路の走査と、復路の走査との両方でサンプリングが行われ、バッファメモリには、例えば、連続する領域に対して、輝度情報が時系列順に蓄積される。１回の往路走査および復路走査におけるサンプリングは、眼底画像における主走査方向の画素数（例えば、１０２４画素）よりも多くの回数行われるため、サンプリングしたデータから、画像に使用されるデータを減らす必要がある。なお、サンプリング周期を定めるクロック回路が設けられていてもよい。この場合、例えば、クロック回路のクロックと同期してサンプリングが行われる構成であってもよい。

レゾナントスキャナー１７は、温度変化などの影響で振れ角（走査範囲、つまり、ミラー部１７ａの回動範囲）が変化してしまう場合がある。その結果、眼底の主走査方向にてレーザー光が走査される範囲が、走査線毎に異なってしまうおそれがある。また、図４に示すように、レゾナントスキャナー１７は、主走査線毎に正弦波状に速度変化する。一定のサンプリング周波数で受光信号がサンプリングされる場合、レゾナントスキャナー１７の速度変化によって、眼底の単位面積に対するサンプリングポイントの密度が変わる。レゾナントスキャナー１７による走査の端部（往路／復路の始端および終端）側ではサンプリングポイントが比較的密になり、走査の中央部分ではサンプリングポイントが比較的離散する。

また、本実施形態では、レゾナントスキャナー１７のミラー部１７ａが基準位置に達した場合に、センサ３１から基準位置の検出信号が出力される。制御部５０は、各周期の走査においてミラー部１７ａが基準位置となったタイミングを、検出信号に基づいて特定できる。例えば、ミラー部１７ａが基準位置となったタイミングを特定するための基準位置情報が、検出信号に基づいて取得されてもよい。例えば、制御部５０は、検出信号がトリガー信号として入力された場合に、ミラー部１７ａが基準位置となったタイミングで得られる輝度情報が格納されるバッファメモリのアドレスを取得してもよい。制御部５０は、基準位置情報を記憶部５１に記憶する。本実施形態において、制御部５０は、レゾナントスキャナー１７による往路走査毎、および、復路走査毎に、基準位置情報を取得する。なお、往路走査における基準位置検出と、復路走査における基準位置検出とは、交互に行われているので、基準位置情報には、往路走査での検出を示す情報、および復路走査での検出を示す情報のいずれかが、検出の順番に応じて対応づけられてもよい。

＜画像形成＞
制御部５０は、バッファメモリに格納される輝度情報から、眼底画像に使用するデータを、画像データとして抽出（リサンプリング）する。この場合において、制御部５０は、往路走査が行われた走査線を形成する第１画像データを、第１有効期間でのサンプリングによって得られた輝度情報から生成する。なお、第１有効期間は、往路走査における基準位置の検出タイミングを基準とする。また、制御部５０は、復路走査が行われた走査線を形成する第２画像データを、復路走査おける基準位置の検出タイミングを基準とする第２有効期間でのサンプリングによって得られる輝度情報から生成する。なお、第２有効期間は、復路走査における基準位置の検出タイミングを基準とする。制御部５０は、第１画像データと第２画像データとを用いて眼底画像を形成する。一方、第１および第２有効期間以外で得られた輝度情報は、眼底画像に使用されない。第１および第２有効期間にサンプリングされた輝度情報は、記憶部５１に記憶された基準位置情報によって特定される。

本実施形態において、往路走査における基準位置の検出タイミングと第１有効期間との時間的な前後関係、および、復路走査における基準位置の検出タイミングと第２有効期間との前後関係は、前後反対になるように第１有効期間と第２有効期間とが設定される。

すなわち、本実施形態において、第１有効期間は、往路走査において基準位置が検出されたタイミング以降の連続した期間であって、所期する画角分（本実施形態では、約±３．５°分）の走査が行われる期間である。前述したように、本実施形態においてバッファメモリには、時系列順に取得された輝度情報が連続するアドレスに格納されている。ここで、所期する画角分の走査の間に行われたサンプリングの回数を「Ｎ」とすると、バッファメモリにおいて、Ｎ個分の輝度情報は、基準位置情報によって示される輝度情報から取得時期の順にて連続して記憶されており、第１有効期間で得られた輝度情報である。

また、第２有効期間は、復路走査において基準位置が検出されたタイミング以前の連続した期間であって、所期する画角分の走査が行われる期間である。よって、本実施形態では、バッファメモリにおいて、Ｎ個分の輝度情報は、基準位置情報によって示される輝度情報から取得時期の逆順に連続して記憶されており、第２有効期間で得られた輝度情報である。「Ｎ」は、例えば、往路走査と復路走査における基準位置の検出間隔に応じて設定される変数である。一般に、往路走査と復路走査とにおける基準位置の検出間隔が長い場合ほど、レゾナントスキャナー１７における走査速度は遅く、単位面積あたりのサンプリングポイントが多くなるので、Ｎには、比較的大きな値が設定される。

本実施形態では、１つの走査線を形成する画像データは、一定の数の画素によって形成される。例えば、本実施形態では、１つの走査線を形成する画像データは、１０２４ピクセルで構成される。本実施形態において、１つの画素は、１つのサンプリングポイントにおいて得られた輝度情報を持つ。本実施形態では、第１又は第２有効期間で得られたＮ個（ここでは、Ｎ≧１０２４）の輝度情報が、１０２４個まで間引かれる（取り除かれる）ことで、１つの走査線を形成する画像データが形成される。換言すれば、各サンプリングポイントで得られたＮ個の輝度情報から、１つの走査線を形成する画像データの画素として、１０２４個が抽出される。本実施形態では、ミラー部がより低い回転速度であるときに得られた輝度情報ほど高い割合で、第１又は第２有効期間で得られたＮ個の輝度情報を間引くことによって、走査線を形成する画像データ（第１または第２画像データ）が得られる。本実施形態では、画像データにおいて、被検眼における各走査線上でサンプリングされる位置が等間隔となるように、輝度情報を間引く。なお、ここでいう等間隔は、完全に等しい間隔である必要はなく、許容される画像の歪みの範囲でサンプリングされる位置間隔に誤差があってもよい。

前述したように、主走査において、走査の端部側では、単位面積当たりのサンプリングが密に行われる。一方、図４に示すように、走査速度（または、ミラー部の回転速度）は、走査の端部側では比較的遅いので、比較的多くの輝度情報が間引かれる。また、主走査において、走査の中央付近では、単位面積当たりのサンプリングが粗く行われる。一方、図４に示すように、走査速度（または、ミラー部の回転速度）は、走査の中央付近では比較的速い遅いので、輝度情報が間引かれる割合は比較的少なくなる。輝度情報が間引かれた結果として、サンプリングポイントの間隔がより均等になった輝度情報が得られる。結果、走査による歪みが抑制された走査線の画像データが得られる。例えば、サンプリングタイミング毎のミラー部１７ａの回転速度に関する情報は、キャリブレーション等によって、例えば、往路走査と復路走査における基準位置の検出間隔の関数として得ることができる。この場合、制御部５０は、往路走査と復路走査における基準位置の検出間隔に基づいて、間引かれるサンプリングポイントを特定することができる。

制御部５０は、以上のようにして得た各走査線の画像データ（第１画像データおよび第２画像データ）を複数並べて１枚の眼底画像を形成する。本実施形態において、制御部５０は、それぞれの走査線と対応するサンプリングの範囲を、各々の走査における基準位置の検出結果に応じて一定に設定したうえで、設定された範囲のサンプリング結果から、各走査線を構成する画像データを形成する（図５参照）。結果、各走査線における走査範囲の誤差を良好に抑制できる。よって、撮影画像における歪みを抑制できる。また、異なるタイミングで撮影された撮影画像において撮影範囲の再現性を高めることができる。

また、本実施形態では、ミラー部１７ａの回動範囲に設定された１つの基準位置を、往路走査および復路走査のそれぞれで兼用する。この場合、上記実施形態のように、基準位置検出部３０として、１つの基準位置を定めるだけの簡単な構成を採用しても、走査範囲の正確性を担保できる。

以上、実施形態に基づいて説明を行ったが、本開示は、様々な変形が可能である。

例えば、主走査用の光スキャナーとして、共振型の光スキャナの１つであるレゾナントスキャナーを例示したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、主走査用の光スキャナーとして、ミラー部を往復動作させることによって光走査を行う構成を備えた他の光スキャナーが利用されてもよい。

また、副走査用の光スキャナーとして、ガルバノスキャナ１８が使用される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。副走査用の光スキャナーとしては、例えば、反射型の装置（ガルバノスキャナー、ポリゴンミラー等）の他、光の進行方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等が用いられてもよい。

また、上記実施形態において、基準位置検出部３０は、ミラー部１７ａの裏面で反射された光をセンサ３２で検出する構成であったが、ミラー部の表面で反射された光をセンサ３２で検出する構成であってもよい。この場合において、光源３１は、必ずしも設けられる必要はない。例えば、眼底撮影用の光（レーザー光源１１からの光）の反射光が、センサ３２によって受光される構成であってもよい。この場合、眼底画像の取得が行われる範囲の外側にセンサ３２が配置されるとよい。

また、上記実施形態では、第１又は第２有効期間でのサンプリングで得られた輝度情報を間引く処理によって、走査線ごとの歪みを補正する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、種々の歪み補正の手法を使用してもよい。例えば、歪み補正は、形成された眼底画像に対する画像処理であってもよいし、サンプリング周期の変調によるものであってもよい。

また、上記実施形態において、基準位置検出部３０は、ミラー部１７ａの回動範囲にて唯一設定された基準位置にミラー部１７ａが達したことを検出するものであった。但し、基準位置検出部３０によって、検出される基準位置は、ミラー部１７ａの回動範囲にて複数設けられていてもよい。例えば、回動範囲の両端にて設定された２つの位置を、それぞれ第１の基準位置、第２の基準位置としてそれぞれ検出するものであってもよい。

この場合、制御部５０は、往路走査と復路走査とのそれぞれの場合において、第１の基準位置の検出タイミングと第２の基準位置の検出タイミングとの間にサンプリングされた輝度情報を用いて、前記第１画像データおよび前記第２画像データをそれぞれ生成する構成であってもよい。２つの位置を検出するために、基準位置検出部３０は、例えば、上記実施形態において示した光源と受光素子との組み合わせが、回動範囲のそれぞれの端部に対して１つずつ設けられた構造であってもよい。

また、上記実施形態では、ミラー部１７ａにおける基準位置の検出タイミングは、第１有効期間の開始タイミングと一致し、第２有効期間の終了タイミングと一致するものとして説明した。しかし、基準位置の検出タイミングは、第１有効期間および第２有効期間を設定するうえでの基準となればよく、第１有効期間の開始タイミング（又は終了タイミング）、および、第２有効期間の終了タイミング（又は、開始タイミング）と一致している必要はない。

例えば、往路走査において、ミラー部１７ａが基準位置に達したことが検出されたタイミングの所定の第１期間後から、第１有効期間が開始されてもよい（この場合は、往路走査では、ミラー部１７ａが基準位置に達したことが検出されたタイミングよりも第１期間前に、第２有効期間の終了位置が設定される）。

このような第１および第２有効期間の開始および終了タイミングと、基準位置の検出タイミングとのズレ量を、ＳＬＯ１において、調節可能であることが好ましい。例えば、ＳＬＯ１の制御部８００は、基準位置の検出タイミングに対する第１有効期間の開始（および終了）タイミングのズレ量と、基準位置の検出タイミングに対する第２有効期間の終了（および開始）タイミングのズレ量とを、ズレ量調節信号に基づいて互いに対応させつつ調節してもよい。ここで、ズレ量調節信号は、ズレ量を指定するための信号であり、例えば、操作入力部７０からの操作信号、または、製品出荷時におけるＲＯＭなどへのデータ書き込み信号等が利用されてもよい。上記のズレ量を調整することによって、例えば、基準位置検出部３０の取り付け誤差の影響を軽減できる。また、基準位置検出部３０の設置範囲の自由度が高まる。

また、上記実施形態では、復路走査においてミラー部２５ａが基準位置に位置された際に、基準位置検出部３０のセンサ３２から発せられる信号と、往路走査においてミラー部２５ａが基準位置に位置された際に、基準位置検出部３０のセンサ３２から発せられる信号とは、別々の波形からなる場合について説明した。しかし、ミラー部２５ａの往復運動における回動の限界位置近傍にミラー部２５ａが位置したことをセンサ３２が検出する構成にあっては、復路走査の基準位置検出と、往路走査の基準位置検出とでセンサ３２から発せられる信号が１つである場合が考えられる。この場合、信号は、例えば、復路走査おいてミラー部２５ａが回動範囲の基準位置に位置されてから往路走査においてミラー部２５ａが回動範囲の基準位置に位置されるまでの間、連続出力される。そこで、この場合は、信号の立ち上がりに基づいて復路走査おける基準位置を検出し、信号の立下りに基づいて往路走査における基準位置を検出するようにしてもよい。なお、基準位置検出部３０が往路の終端（復路の始端）にミラー部２５ａが位置したことを検出する場合には、センサ３２からの信号の立ち上がりに基づいて、往路の基準位置を検出し、信号の立下りに基づいて復路の基準位置を検出してもよい。この場合も、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態において、ＳＬＯ１は、眼底を観察面としてレーザー光を走査することによって、眼底の正面画像を撮影する装置である。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、ＳＬＯ１は、眼底以外の部位の正面画像を撮影する装置であってもよい。例えば、走査型レーザー検眼鏡は、前眼部を観察面としてレーザー光を走査することによって、前眼部の正面画像を撮影する装置であってもよい。

１走査型レーザー検眼鏡
１０投光光学系
１１レーザー光出射部
１７レゾナントスキャナー
１７ａミラー部
１８ガルバノスキャナー
２０受光光学系
２５受光素子
３０基準位置検出部
３２センサ
５０制御部
Ｅ被検眼

Claims

被検眼にレーザー光を投光するための投光光学系と、
前記レーザー光を反射させるミラー部，および，前記ミラー部を往復するように回動させる駆動部，を有し、前記レーザー光を前記被検眼に対して走査線毎に往復振動させる光スキャナーと、
前記被検眼による前記レーザー光の反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、
前記受光素子から出力される信号を逐次サンプリングして輝度情報を得ると共に、前記輝度情報を用いて被検眼の正面画像を形成する画像生成手段と、を備える走査型レーザー検眼鏡であって、
前記光スキャナーによる往路走査と復路走査との基準となる基準位置を検出する基準位置検出手段を備え、
前記画像生成手段は、往路走査が行われた走査線を形成する第１画像データを、前記往路走査における前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第１有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、且つ、復路走査が行われた走査線を形成する第２画像データを、前記復路走査おける前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第２有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、前記第１画像データと前記第２画像データとを用いて前記被検眼の正面画像を形成し、
前記第１有効期間の長さと前記第２有効期間の長さとは、往路走査における前記基準位置の検出タイミングと復路走査における前記基準位置の検出タイミングとの間隔の関数としてそれぞれ設定されることを特徴とする、走査型レーザー検眼鏡。
被検眼にレーザー光を投光するための投光光学系と、
前記レーザー光を反射させるミラー部，および，前記ミラー部を往復するように回動させる駆動部，を有し、前記レーザー光を前記被検眼に対して走査線毎に往復振動させる光スキャナーと、
前記被検眼による前記レーザー光の反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、
前記受光素子から出力される信号を逐次サンプリングして輝度情報を得ると共に、前記輝度情報を用いて被検眼の正面画像を形成する画像生成手段と、を備える走査型レーザー検眼鏡であって、
前記光スキャナーによる往路走査と復路走査との基準となる基準位置を検出する基準位置検出手段を備え、
前記画像生成手段は、往路走査が行われた走査線を形成する第１画像データを、前記往路走査における前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第１有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、且つ、復路走査が行われた走査線を形成する第２画像データを、前記復路走査おける前記基準位置の検出タイミングを基準とする期間である第２有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報から生成し、前記第１画像データと前記第２画像データとを用いて前記被検眼の正面画像を形成し、
更に、前記画像形成手段は、前記サンプリングを一定のサンプリング周期で行うと共に、前記第１有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報、および前記第２有効期間でのサンプリングによって得られる前記輝度情報を、前記ミラー部がより低い回転速度であるときに得られた前記輝度情報ほど高い割合で間引くことによって、前記第１画像データ、および前記第２画像データをそれぞれ得ることを特徴とする走査型レーザー検眼鏡。
前記画像生成手段は、前記被検眼における各走査線上でサンプリングされる位置が等間隔となるように、前記輝度情報を間引くことを特徴とする請求項２記載の走査型レーザー検眼鏡。