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JP6651747B2 - 走査型レーザ検眼鏡 - Google Patents

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JP6651747B2 JP2015172942A JP2015172942A JP6651747B2 JP 6651747 B2 JP6651747 B2 JP 6651747B2 JP 2015172942 A JP2015172942 A JP 2015172942A JP 2015172942 A JP2015172942 A JP 2015172942A JP 6651747 B2 JP6651747 B2 JP 6651747B2
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Description

本開示は、被検眼を走査して被検眼の画像を得る走査型レーザ検眼鏡に関する。
走査型レーザ検眼鏡として、ラインスキャンSLO(SLO:Scanning Laser Ophthalmoscope)が知られている。ラインスキャンSLOは、ライン状(線状)の光束によって眼底を走査することによって、眼底のSLO画像を得ることができる。従来のラインスキャンSLOとしては、例えば、特許文献1、特許文献2が知られている。
特許文献1の場合、視度補正において、対物レンズを移動させる。一方、特許文献2の場合、視度補正において、投受光系にそれぞれ配置されたレンズを移動させる。
特表2005−529669号公報 特開平8−206079号公報

しかしながら、上記のようなラインスキャンSLOにおいては、投受光系、フォーカス系、フォーカス制御等において、改善の余地がある。例えば、特許文献1の場合、視度補正時において、被検眼と対物レンズとの距離が変化する。この場合、被検眼と装置との相対位置を再調整する場合がありえる。一方、特許文献2の場合、視度補正時の制御が、比較的困難である。
本開示は、上記従来技術を鑑み、従来技術の少なくとも一つを改善できる走査型レーザ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、本開示は、以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1)
SLO光源を備え、対物光学系を介してライン状光束を被検眼に投光する投光光学系と、
光検出器を備え、前記ライン状光束による被検眼からの光を、前記対物光学系を介して受光する受光光学系と、
前記ライン状光束によって被検眼を走査するための光スキャナと、
前記光源及び前記光検出器を少なくとも含む光学部材群を、前記光スキャナ及び前記対物光学系に対して移動させる駆動機構を備えるフォーカス調整手段と、
前記投光光学系の光路と前記受光光学系の光路を分離するための光路分離部材と、
を備え、
前記光路分離部材は、前記投光光学系の光軸と前記受光光学系の光軸とが前記光路分離部材の下流側において同軸になるように配置されており、
前記駆動機構は、前記光学部材群と共に、前記光路分離部材を、前記光スキャナ及び前記対物光学系に対して移動させることを特徴とする。
(2)
SLO光源を備え、対物光学系を介してライン状光束を被検眼に投光する投光光学系と、
光検出器を備え、前記ライン状光束による被検眼からの光を、前記対物光学系を介して受光する受光光学系と、
前記ライン状光束によって被検眼を走査するための光スキャナと、
前記光源及び前記光検出器を少なくとも含む光学部材群を、前記光スキャナ及び前記対物光学系に対して移動させる駆動機構を備えるフォーカス調整手段と、
を備え、
前記投光光学系と受光光学系との共通光路であって前記光スキャナの上流には、結像光学系が配置されており、
前記駆動機構は、前記光学部材群を、前記光スキャナ、前記対物光学系及び前記結像光学系に対して移動させ、
前記スキャナは、前記結像光学系における下流側の焦点位置に配置され、前記結像光学系よりも上流の光路がテレセントリック光学系として形成されることを特徴とする。

本実施例では、走査型レーザ検眼鏡(以下、SLO装置)1として、例えば、ライン走査型検眼鏡(ラインスキャンSLO)が用いられてもよい(図1参照)。ラインスキャンSLOは、例えば、ライン状の光束を走査させることによって被検眼の共焦点画像を得る装置であって、ライン状光束の短手方向に関して共焦点光学系であってもよい。以下、被検眼の眼底を撮像する場合を例として説明するが、前眼部を撮像できる構成であっても、本実施形態の適用は可能である。
本実施例に係るライン走査型検眼鏡は、例えば、投光光学系10と、受光光学系20と、光路分離部材30と、結像レンズ35と、光スキャナ40と、対物レンズ45と、駆動機構(アクチュエータ)50と、演算制御器(演算制御部)70と、を備えてもよい。
投光光学系10は、例えば、対物レンズ45を介してライン状光束を眼底に投光するために設けられてもよい。投光光学系10は、例えば、SLO光源12と、円柱レンズ14と、を備えてもよい。
SLO光源12は、例えば、レーザ光源であってもよいし、SLD(スーパー・ルミネッセント・ダイオート)光源であってもよい。光源の形状としては、点状の光源が用いられてもよい。SLO光源12は、被検眼眼底と共役な位置に配置されてもよい。なお、SLO光源12は、赤外光又は可視光の少なくともいずれかを発する光源であってもよい。なお、SLO光源12として、赤外光を発する光源を用いた場合、無散瞳状態での撮影に有利である。また、SLO光源12として、白色光源を用いられてもよく、この場合、カラー撮影に有利である。
円柱レンズ14は、SLO光源12からの光を一次元方向に関して収束させるために設けられてもよい。円柱レンズ14は、例えば、光スキャナ40の走査方向に直交する方向に関して屈折力を備え、光スキャナ40の走査方向には屈折力を備えない構成であってもよい。円柱レンズ14は、走査方向に直交する方向に関してSLD光源12からの光を収束させるために設けられてもよい。なお、屈折力を備えていない方向に関して、SLD光源12からの光は発散される。もちろん、光学系全体の構成によって、上記構成の変容は可能である。
受光光学系20は、例えば、ライン状光束による被検眼からの光を、対物レンズ45を介して受光するために設けられてもよい。受光光学系20は、例えば、光検出器22を備えてもよい。光検出器22としては、例えば、一次元受光素子(一次元カメラ)であってもよく、一次元CCDセンサー、一次元CMOSセンサー等が用いられてもよい。光検出器22は、被検眼眼底と共役な位置に配置されてもよい。なお、本実施例では、光路分離部材30からの光は、平面ミラー24を介して光検出器22に受光される。もちろん、平面ミラー24を設けず、光路分離部材30からの光が直接的に光検出器22に入射されてもよい。
光路分離部材30は、例えば、投光光学系10の光路と受光光学系20の光路を分離するために設けられてもよい。光路分離部材30は、投光光学系10の光軸と受光光学系の光軸とが光路分離部材30の下流側において同軸になるように配置されてもよい。図1では、SLO光源12、光検出器22は、光路分離部材30を介して、結像レンズ35の光軸の延長線上に配置されている。
光路分離部材30は、例えば、SLO光源12からの光及び被検眼からの光の一方を反射し、他方を透過(光の通過を含む)する特性を備えていてもよい。光路分離部材30は、例えば、光反射部と光透過部を備えてもよく、光反射部と光透過部の一方が中心部に形成され、他方が周辺部に形成された構成であってもよい。この場合、光路分離部材30は、SLO光源12からの光及び被検眼からの光の一方を中心部にて透過し、他方を周辺部にて反射してもよい。また、光路分離部材30は、SLO光源12からの光及び被検眼からの光の一方を中心部にて反射し、他方を周辺部にて透過してもよい。
なお、図1においては、光路分離部材30は、SLO光源12からの光を透過して被検眼側に導くと共に、被検眼側からの光を反射して光検出器22側に導く。この場合、角膜及びレンズ系からの反射光は、SLO光源12側に向かうので、光検出器22へのノイズ光が軽減される。
光路分離部材30としては、例えば、ホールミラーであってもよく、ホールミラーは、中心部に開口が形成され、周辺部は、ミラー面が形成されている。なお、ホールミラーに限定されず、光透過板(例えば、ガラス板)が用いられ、光透過板の周辺部にミラー面がコーティングされた構成であってもよい。光路分離部材30は、ハーフミラーであってもよい。
結像レンズ35は、例えば、SLO光源12からの光を対物レンズ45の前側焦点位置にて一旦結像させると共に、被検眼からの光を光検出器22上で結像させるために設けられてもよい。結像レンズ35は、例えば、一群のレンズから構成されていてもよい。結像レンズ35は、光スキャナ40の上流に配置されてもよい。結像レンズ35は、投光光学系10と受光光学系20との共通光路に配置されてもよい。結像レンズ35は、光スキャナ40と光路分離部材30との間に配置されてもよい。なお、本実施例では、投光光学系10に関して、SLO光源12側を上流側、被検眼側を下流側とし、受光光学系20に関して、光検出器22側を上流側、被検眼側を下流側とする。
光スキャナ40は、例えば、ライン状光束によって被検眼を走査するために設けられてもよい。光スキャナ40は、被検眼に対し所定方向にライン状光束を走査してもよい。走査方向としては、例えば、鉛直方向であってもよいし、水平方向であってもよい。
光スキャナ40は、例えば、ガルバノミラーであり、ミラーの反射角度が駆動機構によって任意に調整される。SLO光源12から出射された光の反射(進行)方向は、光スキャナ40によって変化され、被検眼上で走査される。光スキャナ40としては、反射ミラー(ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ)の他、光の進行(偏向)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。
光スキャナ40は、投光光学系10と受光光学系20との共通光路に配置されてもよい。この場合、光スキャナ40は、SLO光源12からの光をスキャンすると共に、被検眼からの光をデスキャンする。光スキャナ40は、例えば、対物レンズ45と光路分離部材30との間に配置されてもよい。なお、光スキャナ40は、被検眼瞳孔と共役な位置に配置されてもよい。
光スキャナ40は、結像レンズ35における下流側の焦点位置に配置されてもよい。この結果、光スキャナ40の上流の光路に関して、テレセントリック光学系が形成される。これによって、視度補正時での撮影倍率の変化を抑制できる。
対物レンズ45は、光スキャナ40からの光を被検眼(眼底)に導くと共に、被検眼からの反射光を光スキャナ40に戻すために設けられてもよい。対物レンズ45は、少なくとも一枚の対物レンズを含む一群のレンズから構成されてもよく、例えば、対物レンズ一群によって、光スキャナは、被検眼の瞳孔と共役な位置に配置されてもよい(ただし、図1では1つのレンズのみを図示している)。これによって、対物光学系が一群のレンズからなり、対物光学系が、複数のレンズ群からなる必要が無く、結果として、光学構成を簡略化できる。なお、本実施例において、一群のレンズとは、一枚のレンズの他、少なくとも2枚以上のレンズが互いに近接した位置に配置されて一枚のレンズとして機能するレンズ構成、として規定される。なお、対物レンズ45は、投光光学系10と受光光学系20との共通光路に配置されてもよい。
駆動機構50は、例えば、眼底撮影時において、被検眼眼底に対するフォーカスを調整するために設けられてもよい。この場合、駆動機構50は、例えば、被検眼の視度を補正するために設けられてもよい。
駆動機構50は、例えば、SLO光源12及び光検出器22を少なくとも含む光学部材群55を、光スキャナ40及び対物レンズ45に対して移動させてもよい。光学部材群55は、例えば、SLO光源12及び光検出器22を少なくとも含み、光路分離部材30よりも上流側に配置された光学部材群であってもよい(図1参照)。
駆動機構50は、例えば、被検眼の視度を補正する方向に関して、光学部材群55を移動させてもよい。駆動機構50は、アクチュエータであってもよく、例えば、モータの駆動によって光学部材群55を移動させてもよい。
駆動機構50は、例えば、光学部材群55を一体的に移動させてもよい。この結果、投受光系を含んで一体的に視度補正が可能となり、視度補正に関して高精度な制御を行う必要は必ずしもない。この場合、駆動機構50は、光路分離部材30よりもSLO光源12側に配置された投光光学系10と、光路分離部材30よりも光検出器22側に配置された受光光学系20と、を一体的に移動させてもよい。例えば、光学部材群55は、一つのステージ上に配置され、駆動機構50は、ステージを移動させてもよい。
駆動機構50は、光路分離部材30を光学部材群55と共に移動させてもよい(図1参照)。これによって、投光光学系10と受光光学系20の間の光軸ずれの可能性を軽減できる。
駆動機構50は、対物レンズ45、光スキャナ40、及び結像レンズ35に対して、光学部材群55を一体的に移動させてよい(図1参照)。これによって、視度補正に関して高精度な制御が不要であると共に、可動部位を比較的小さくできる。また、前述のように、光スキャナ40の上流に関して結像レンズ35によってテレセントリック光学系が構成された場合、光学部材群55が移動されたとしても、撮影倍率の変化が抑制される。
SLO光源12から発せられた光(例えば、レーザ光)は、円柱レンズ14によって一次元方向に関してコリメートされた後、光路分離部材30を透過する。光路分離部材30を透過した光は、結像レンズ35によって収束された後、光スキャナ40によって反射方向が変えられる。光スキャナ40によって偏向された光は、ミラー42及び対物レンズ45を介して被検眼眼底に照射される。
この場合、光スキャナ40によって走査される方向の光に関して、光スキャナ40からの光は、ミラー42を介して一旦集光された後、対物レンズ45を介して被検眼眼底上で集光される。また、光スキャナ40の走査方向と直交する方向に関して、円柱レンズ14からの光は、結像レンズ35によって光スキャナ40上で一旦集光された後、ミラー42によって反射される。ミラー42によって反射された光は、対物レンズ45を介して瞳孔上で一旦集光された後、被検眼眼底に照射される。この結果、被検眼眼底上には、ライン状(線上)の光束が投光される。眼底上では、光スキャナ40の走査方向に関してライン状の光束が走査される。
眼底で反射した光は、対物レンズ45、ミラー42、光スキャナ40、結像レンズ35、光路分離部材30、ミラー24を経て、光検出器22によって受光される。本実施例の構成は、光路分離部材30からの光を、共焦点開口を介さずに光検出器22に検出させているが、光検出器22が眼底共役位置に配置されることで、共焦点性が保持される。もちろん、光検出器22の前にスリット光が配置されてもよい。
光検出器22によって検出された受光信号は、制御部70に入力される。制御部70(図2参照)は、光検出器22にて得られた受光信号に基づいて被検眼の正面画像(SLO画像)を生成する。生成された正面画像はメモリ72に記憶される。なお、SLO画像の取得は、光スキャナ40による走査によって行われる。正面画像は、光スキャナ40の走査位置と受光信号との位置関係に基づいて生成されてもよい。なお、制御部70は、光スキャナ40を繰り返し駆動させることによって、正面画像の動画像を得るようにしてもよい。
制御部70は、CPU(プロセッサ)、RAM、ROM等を備えてもよい(図2参照)。例えば、制御部70のCPUは、SLO装置1の制御を司る。RAMは、各種情報を一時的に記憶する。制御部70のROMには、SLO装置1の動作を制御するための各種プログラム、初期値等が記憶されている。
制御部70には、メモリ72、操作部74、および表示部75等が電気的に接続されてもよい。メモリ72には、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体が用いられてもよい。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュROM、および、SLO装置1に着脱可能に装着されるUSBメモリ等が、メモリ72として使用されてもよい。メモリ72には、撮影されたSLO画像が記憶されてもよい。制御部70は、表示部75を制御してもよく、例えば、生成されたSLO画像を表示部75に表示するようにしてもよい。操作部74には、検者による各種操作指示が入力されてもよく、操作部74としては、検者からの指示を受け付けるためのユーザー・インタフェース(例えば、マウス、タッチパネル、ジョイスティック等)が用いられてもよい。操作部74は、例えば、被検眼に対するフォーカス調整スイッチ、SLO画像をキャプチャーするためのレリーズスイッチとして用いられてもよい。
以上のような構成を備える装置において、その動作を簡単に説明する。検者は、図示無き前眼部カメラで撮影された画面で、撮影光軸が被検眼上に一致するようにアライメントする。次に、検者は、図示なき固視標投影光学系によって投影される固視灯を被検者に注視させ、所望の撮影部位に誘導する。眼底のSLO画像が表示部75に表示されると、検者は、操作部74を用いて、表示部75上のSLO画像に基づいて眼底にフォーカスを合わせる。
ここで、制御部70は、操作部74からの操作信号に基づいて駆動機構50の駆動を制御する。例えば、制御部70は、操作部74から入力される操作方向及び操作量に応じて、駆動機構50を被検眼のプラス方向又はマイナス方向(例えば、光学部材群55を光スキャナ40および対物光学系に対して近づける方向、又はこれらから離れる方向)に移動させる。駆動機構50の駆動によって少なくとも光学部材群55が移動される結果、眼底及び光検出器22に対するライン光束のフォーカス状態が調整される。これによって、SLO画像のフォーカス状態が調整され、フォーカスが合ったSLO画像が得られる。なお、視度補正は、手動操作に限定されるものではなく、オートフォーカスが行われてもよい。
上記のようにして被検眼の視度が補正された後、検者は、表示部75上に表示されるSLO画像の動画像を見ながら、各種撮影条件を調整する。検者は、操作部74を用いてSLO画像をキャプチャーする。この場合、制御部70は、操作部74からの操作信号に基づいてSLO画像をキャプチャーし、キャプチャーされたSLO画像をメモリ72に記憶させる。
以上示したように、光源及び光検出器を少なくとも含む光学部材群を、光スキャナ及び対物光学系(例えば、対物レンズ)に対して移動させる場合、視度補正時において、Z方向(つまり、光軸に沿う方向)における対物光学系と被検眼との相対位置を再度調整する必要が必ずしもない。これによって、例えば、被検眼と装置との位置関係を維持させることが可能である。また、視度補正機構における可動部が比較的小さくて済む。
また、対物光学系を一群のレンズによって構成すると共に、光スキャナの上流に結像光学系(例えば、結像レンズ)を設け、結像光学系よりも上流側に配置された光学部材群を移動させた場合、対物光学系を簡略化できると共に、視度補正機構における可動部が比較的小さくて済む。
以下、本実施例の変容例を示す。なお、上記説明においては、駆動機構50は、光路分離部材30を光学部材群55と共に移動させるものとしたが、これに限定されず、視度補正に関して、光路分離部材30は、光スキャナ40及び対物レンズ45に対して固定であってもよい。
また、視度補正機構として、光路分離部材30よりも上流に配置された光学部材を全て移動させる必要は必ずしもなく、例えば、駆動機構50は、図1におけるSLO光源12、円柱レンズ14、光検出器22のみを移動させても、視度補正として一定の効果は得られる。つまり、ある程度の視度補正が可能であればよい。
なお、上記投光光学系においては、SLO光源12として点状の光源を設け、円柱レンズ14を用いてライン状の光束を生成したが、ライン状光束を生成するための光学部材は、これに限定されない。例えば、SLO光源12としてライン状の光源を設けることによってライン状光束を生成してもよい。この場合、円柱レンズを用いる必要は必ずしもない。なお、ライン状の光源としては、点光源が一次元的に配列された構成の他、線発光型の光源が用いられてもよい。他の構成としては、スリット開口を眼底共役位置に設けると共に、スリット開口の後方に光源を設け、スリット開口を照明することによってライン状の光源を形成するようにしてもよい。
なお、上記投光光学系において、SLO光源1として、出射波長が異なる複数の光源が設けられてもよい。この場合、例えば、赤外光源と可視光源とが設けられ、ダイクロイックミラー等を用いて、各光源からの出射光束が結合されてもよい。
なお、上記構成においては、対物光学系として対物レンズ45が用いられ、結像光学系として結像レンズ35が用いられたが、対物光学系と結像光学系の少なくともいずれかは、ミラー系(例えば、凹面ミラー)が用いられてもよい。対物光学系と結像光学系の少なくともいずれかに関し、レンズ系とミラー系を組み合わせた構成が用いられてもよい。
なお、上記構成においては、光路分離部材30に関して、投光光学系10が透過方向に配置され、受光光学系20が反射方向に配置されたが、これに限定されず、投光光学系10が反射方向に配置され、受光光学系20が透過方向に配置されてもよい。光路分離部材30として、例えば、中心部に光反射部を備え、周辺部に光透過部を備える構成が用いられてもよい。また、光路分離部材30として、例えば、周辺部に光反射部を備え、中心部に光透過部を備える構成が用いられてもよい。この場合、光路分離部材30の構成に合わせて、適宜、投光光学系10及び受光光学系20の光学配置が設計されうる。
なお、SLO装置1は、他の装置との複合装置であってもよい。この場合、例えば、対物レンズ45と光スキャナ40との間に光路分離部材(例えば、ダイクロイックミラー、ハーフミラー等)を設け、互いの光軸を同軸にしてもよい。
例えば、SLO装置1は、OCT光学系(光コヒーレンストモグラフィー光学系)を備えてもよい。SLO画像は、OCTの位置決め等に用いられてもよい。この場合、視度補正において対物レンズ45と被検眼との相対位置を調整する必要が必ずしもないので、SLO画像及びOCT画像をスムーズに撮影できる。また、ラインスキャンSLOの場合、SLO画像を得る際のフレームレートを高速化できるので、OCT光のトラッキング速度を高速化できる。
例えば、SLO装置1は、治療用レーザ照射光学系を備えてもよい。SLO画像は、治療用レーザの位置決めに用いられてもよい。この場合、視度補正において対物レンズ45と被検眼との相対位置を調整する必要が必ずしもないので、レーザ照射をスムーズに行うことができる。また、ラインスキャンSLOの場合、SLO画像を得る際のフレームレートを高速化できるので、治療用レーザのトラッキング速度を高速化させることができる。
なお、上記説明においては、眼底を撮影する構成を例として説明したが、これに限定されず、前眼部を撮影する構成であっても、本実施例の適用は可能である。この場合、駆動機構50は、被検眼前眼部に対するフォーカスを調整するために設けられてもよい。
本実施形態に係る装置の光学系の一例を示す図である。 本実施形態に係る装置の制御系の一例を示す図である。
1 SLO装置
10 投光光学系
12 SLO光源
20 受光光学系
22 光検出器
30 光路分離部材
35 結像レンズ
40 光スキャナ
45 対物レンズ
50 駆動機構
55 光学部材群

Claims (5)

  1. SLO光源を備え、対物光学系を介してライン状光束を被検眼に投光する投光光学系と、
    光検出器を備え、前記ライン状光束による被検眼からの光を、前記対物光学系を介して受光する受光光学系と、
    前記ライン状光束によって被検眼を走査するための光スキャナと、
    前記光源及び前記光検出器を少なくとも含む光学部材群を、前記光スキャナ及び前記対物光学系に対して移動させる駆動機構を備えるフォーカス調整手段と、
    前記投光光学系の光路と前記受光光学系の光路を分離するための光路分離部材と、
    を備え、
    前記光路分離部材は、前記投光光学系の光軸と前記受光光学系の光軸とが前記光路分離部材の下流側において同軸になるように配置されており、
    前記駆動機構は、前記光学部材群と共に、前記光路分離部材を、前記光スキャナ及び前記対物光学系に対して移動させることを特徴とする走査型レーザ検眼鏡。
  2. 前記対物光学系は、少なくとも一枚の対物レンズを含む一群のレンズから構成され、前記一群のレンズによって、前記光スキャナは、被検眼の瞳孔と共役位置に配置されることを特徴とする請求項1の走査型レーザ検眼鏡。
  3. 前記投光光学系と受光光学系との共通光路であって前記光スキャナの上流には、結像光学系が配置されており、
    前記駆動機構は、前記光学部材群を、前記光スキャナ、前記対物光学系及び前記結像光学系に対して移動させることを特徴とする請求項1又は2の走査型レーザ検眼鏡。
  4. 前記スキャナは、前記結像光学系における下流側の焦点位置に配置され、前記結像光学系よりも上流の光路がテレセントリック光学系として形成されることを特徴とする請求項3の走査型レーザ検眼鏡。
  5. SLO光源を備え、対物光学系を介してライン状光束を被検眼に投光する投光光学系と、
    光検出器を備え、前記ライン状光束による被検眼からの光を、前記対物光学系を介して受光する受光光学系と、
    前記ライン状光束によって被検眼を走査するための光スキャナと、
    前記光源及び前記光検出器を少なくとも含む光学部材群を、前記光スキャナ及び前記対物光学系に対して移動させる駆動機構を備えるフォーカス調整手段と、
    を備え
    前記投光光学系と受光光学系との共通光路であって前記光スキャナの上流には、結像光学系が配置されており、
    前記駆動機構は、前記光学部材群を、前記光スキャナ、前記対物光学系及び前記結像光学系に対して移動させ、
    前記スキャナは、前記結像光学系における下流側の焦点位置に配置され、前記結像光学系よりも上流の光路がテレセントリック光学系として形成されることを特徴とする走査型レーザ検眼鏡。
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