JPH01106012A - 走査光学装置および方法 - Google Patents
走査光学装置および方法Info
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- JPH01106012A JPH01106012A JP63224886A JP22488688A JPH01106012A JP H01106012 A JPH01106012 A JP H01106012A JP 63224886 A JP63224886 A JP 63224886A JP 22488688 A JP22488688 A JP 22488688A JP H01106012 A JPH01106012 A JP H01106012A
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- scanning
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- optical
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/1025—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for confocal scanning
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- Veterinary Medicine (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ザー源とシリンドリカルレンズのような非対称集光部材
とを、非対称部材が像を結ぶと同じ軸線で走査を行なう
ため、偏向ガルバノメータまたはこれとは別の走査部材
と一緒に使用して構成される共焦点の走査検眼鏡である
。一般に断面が円形でありそして瞳孔の直径と比較して
小さいレーザービームがシリンドリカルレンズに導かれ
、シリンドリカルレンズは、垂直方向軸線に像を結ぶが
、水平方向軸線に沿って像を結ばないので、シリンドリ
カルレンズの焦点に発生せられるものは、水平方向に対
する垂直方向の縦横比（アスペクト比）が小さいことを
特徴とする垂直方向に像を結び水平方向に拡げられる矩
形ビームである。別言すれば、それは水平方向のライン
ビームとして出現する。このビームは小さな転向鏡によ
り、ビームを垂直方向の座標軸に沿って走査する偏向ガ
ルバノメータまたはこれとは別の他の垂直走査手段へ導
かれる。走査ビームは、別の集光部材（好ましくは鏡）
により、瞳孔を通じて眼底へ導かれるが、焦点距離は、
ビームが瞳孔を通過するに応じてビームが瞳孔の直径よ
りも相当に小さい狭いウェストへと像を結びそして眼底
を走査するために再び水平方向のビーム幅へ拡がるよう
調節される。入射ビーム系全体は順次ラインビームな垂
直方向に眼底にわたって走査し、それにより眼底領域が
走査される。
とを、非対称部材が像を結ぶと同じ軸線で走査を行なう
ため、偏向ガルバノメータまたはこれとは別の走査部材
と一緒に使用して構成される共焦点の走査検眼鏡である
。一般に断面が円形でありそして瞳孔の直径と比較して
小さいレーザービームがシリンドリカルレンズに導かれ
、シリンドリカルレンズは、垂直方向軸線に像を結ぶが
、水平方向軸線に沿って像を結ばないので、シリンドリ
カルレンズの焦点に発生せられるものは、水平方向に対
する垂直方向の縦横比（アスペクト比）が小さいことを
特徴とする垂直方向に像を結び水平方向に拡げられる矩
形ビームである。別言すれば、それは水平方向のライン
ビームとして出現する。このビームは小さな転向鏡によ
り、ビームを垂直方向の座標軸に沿って走査する偏向ガ
ルバノメータまたはこれとは別の他の垂直走査手段へ導
かれる。走査ビームは、別の集光部材（好ましくは鏡）
により、瞳孔を通じて眼底へ導かれるが、焦点距離は、
ビームが瞳孔を通過するに応じてビームが瞳孔の直径よ
りも相当に小さい狭いウェストへと像を結びそして眼底
を走査するために再び水平方向のビーム幅へ拡がるよう
調節される。入射ビーム系全体は順次ラインビームな垂
直方向に眼底にわたって走査し、それにより眼底領域が
走査される。
ビームが照射する眼底領域からの反射光は、集光鏡によ
り集められそして再び垂直偏向ミラー（これは、その面
が大略瞳孔面と共役であるよう位置決めされる）へ導か
れる。
り集められそして再び垂直偏向ミラー（これは、その面
が大略瞳孔面と共役であるよう位置決めされる）へ導か
れる。
転向鏡は、反射ビームの中央に配置され、そしてその直
径は、ガルバノメータ鏡からやってくるビームの断面積
と比較して、非常に小さいので、転向鏡は反射、光の非
常に小さな部分だけを捕捉する。この反射射出ビームの
大部分は、順次、転向鏡により、射出ビームを網膜の共
役面に配置された水平方向に分布するライン状の複数検
出器で像を結ばせる瞳孔の共役場所に配置されたレンズ
へ通ずる。検出器は水平方向に分布した各検出器に到着
する光の時間変化を表す複数の電気的信号な発生する。
径は、ガルバノメータ鏡からやってくるビームの断面積
と比較して、非常に小さいので、転向鏡は反射、光の非
常に小さな部分だけを捕捉する。この反射射出ビームの
大部分は、順次、転向鏡により、射出ビームを網膜の共
役面に配置された水平方向に分布するライン状の複数検
出器で像を結ばせる瞳孔の共役場所に配置されたレンズ
へ通ずる。検出器は水平方向に分布した各検出器に到着
する光の時間変化を表す複数の電気的信号な発生する。
この電気信号は、順次、ラスクディスプレイを形成する
ためかまたは光学的なパターン識別に使用できる。
ためかまたは光学的なパターン識別に使用できる。
［好ましい実施例の詳細な説明］
第１図は検眼鏡の形態における本発明の実施例を示す。
レーザー照射源１１は、第１の軸線に沿って焦点を結び
そして第１の軸線に垂直な軸線に沿って発散するビーム
を発生するアナモルフィックなビーム賦形系１３．１５
を通過する細い入射光ビームを発生する。このビームは
、順次、小さな転向鏡１４に衝突する。転向鏡１４は、
垂直走査運動を発生するために、入射レーザービームを
、ガルバノメータ偏向走査器１７の反射面へ導く、レー
ザー入射ビームは、ガルバノメータ偏向走査器１７から
、ガルバノメータ偏向走査器１７を瞳孔１９ｃに共役付
ける集光鏡１８へと導かれる。レーザー入射ビームはま
た眼の水晶体をも通過する。
そして第１の軸線に垂直な軸線に沿って発散するビーム
を発生するアナモルフィックなビーム賦形系１３．１５
を通過する細い入射光ビームを発生する。このビームは
、順次、小さな転向鏡１４に衝突する。転向鏡１４は、
垂直走査運動を発生するために、入射レーザービームを
、ガルバノメータ偏向走査器１７の反射面へ導く、レー
ザー入射ビームは、ガルバノメータ偏向走査器１７から
、ガルバノメータ偏向走査器１７を瞳孔１９ｃに共役付
ける集光鏡１８へと導かれる。レーザー入射ビームはま
た眼の水晶体をも通過する。
眼底１９ａからの反射光は、集光鏡１８と垂直走査器１
７を含む上記の光学的入射路の共通部分を通って後方へ
導かれる。これら共通部材は両方とも鏡であるので、検
出器へのノイズバックグラウンドとしての入射ビームの
反射に寄与しない。
７を含む上記の光学的入射路の共通部分を通って後方へ
導かれる。これら共通部材は両方とも鏡であるので、検
出器へのノイズバックグラウンドとしての入射ビームの
反射に寄与しない。
走査器１７からの反射射出ビームの大部分は転向鏡１４
を通過するので、入射光学路に沿うそれ以上の通過から
隔てられる。そのかわりに射出ビームは集光レンズ２０
を通って光学検出器配列体２１へと導かれる。
を通過するので、入射光学路に沿うそれ以上の通過から
隔てられる。そのかわりに射出ビームは集光レンズ２０
を通って光学検出器配列体２１へと導かれる。
光学検出器２１は、電気的制御信号をレーザー源１１に
また電気的ドライブ信号を走査偏向部材１７に提供する
電気的装置ユニット２２に電気的に結合される。基本的
には、電気的装置ユニットは、検出器２１により発生さ
れる複数の信号の時間的順序が走査される入射レーザビ
ームの眼底面での像型と相関されるよう、走査部材１７
で受容される電気的信号の同期を与える。検出器２１は
、水平軸線に沿って分散せられる複数の個別の検出要素
を有する複数要素式検出器である。検出器は各個別の水
平要素から時間変化する電気信号を提供することにより
入射光に応答する。これらの時間変化する電気信号は信
号プロセッサ１６に与えられ、信号プロセッサ１６は、
ラスク表示を生成するのに適当な信号を発生するために
、水平方向に拡張されるビームが垂直方向に走査される
に従って時間変化との相関が行なわれるこの水平方向に
拡張されたビームから同時反射を表示するデータを処理
する。信号プロセッサおよび電気的装置ユニットが提供
する制御および同期により、検出器がその受容する反射
光学エネルギーに応答して眼底１９ａの像の２次元的表
示を形成するよう、テレビジョンのラスター装置などの
２次元表示装置２３を可能化（イネーブル）する。検出
器信号は、後の読み出しおよび表示のためにビデオテー
プレコーダーなどの長期蓄積要素２４に印加されてもよ
い。代替え的に、出力信号は、眼の識別、疾病選別など
のためにあらかじめ決められた信号パターンと比較して
もよい。これらの信号パターンは特定の複数の検出器場
所による時間変化する記憶された複数信号であってもよ
い。適当な電気的タイミング回路および制御回路の記述
については、参考のためにここに合体される米国特許第
４．２１３．６７８号明細書を参照されたい。
また電気的ドライブ信号を走査偏向部材１７に提供する
電気的装置ユニット２２に電気的に結合される。基本的
には、電気的装置ユニットは、検出器２１により発生さ
れる複数の信号の時間的順序が走査される入射レーザビ
ームの眼底面での像型と相関されるよう、走査部材１７
で受容される電気的信号の同期を与える。検出器２１は
、水平軸線に沿って分散せられる複数の個別の検出要素
を有する複数要素式検出器である。検出器は各個別の水
平要素から時間変化する電気信号を提供することにより
入射光に応答する。これらの時間変化する電気信号は信
号プロセッサ１６に与えられ、信号プロセッサ１６は、
ラスク表示を生成するのに適当な信号を発生するために
、水平方向に拡張されるビームが垂直方向に走査される
に従って時間変化との相関が行なわれるこの水平方向に
拡張されたビームから同時反射を表示するデータを処理
する。信号プロセッサおよび電気的装置ユニットが提供
する制御および同期により、検出器がその受容する反射
光学エネルギーに応答して眼底１９ａの像の２次元的表
示を形成するよう、テレビジョンのラスター装置などの
２次元表示装置２３を可能化（イネーブル）する。検出
器信号は、後の読み出しおよび表示のためにビデオテー
プレコーダーなどの長期蓄積要素２４に印加されてもよ
い。代替え的に、出力信号は、眼の識別、疾病選別など
のためにあらかじめ決められた信号パターンと比較して
もよい。これらの信号パターンは特定の複数の検出器場
所による時間変化する記憶された複数信号であってもよ
い。適当な電気的タイミング回路および制御回路の記述
については、参考のためにここに合体される米国特許第
４．２１３．６７８号明細書を参照されたい。
もし検出器が電荷結合検出器であるならば、それはたっ
た６３マイクロ秒で統合可能である。明らかなように、
これは種々のタイミング回路を必要とする。
た６３マイクロ秒で統合可能である。明らかなように、
これは種々のタイミング回路を必要とする。
レーザー照射源１１は、眼底またはこれとは別の目標物
について適当なコントラストを付与する周波数で放射を
行なうレーザー光源のいずれでもよい。標準的には、レ
ーザー照射源１１は、眼底で１平方センチメートルあた
り１００マイクロワツトの照射の放射照度すなわち相当
に小さい放射照度を発生するようあるパワーレベルで動
作されるヘリウム−ネオンレーザ−またはアルゴン−ク
リプトンレーザーである。レーザー照射源１１は、目標
物に感知されない走査ビームを提供するために、赤外波
長領域で放射を行なうよう選択することも可能である。
について適当なコントラストを付与する周波数で放射を
行なうレーザー光源のいずれでもよい。標準的には、レ
ーザー照射源１１は、眼底で１平方センチメートルあた
り１００マイクロワツトの照射の放射照度すなわち相当
に小さい放射照度を発生するようあるパワーレベルで動
作されるヘリウム−ネオンレーザ−またはアルゴン−ク
リプトンレーザーである。レーザー照射源１１は、目標
物に感知されない走査ビームを提供するために、赤外波
長領域で放射を行なうよう選択することも可能である。
これらの照度について、瞳孔は、眼底像を得るために、
医学的に拡張される必要はない。カラー画像表示のため
に、異なる波長の２つのレーザーが使用可能であり、グ
イクロイック（２色性）ビームスプリッタ−を用いて単
一のビームに変換される。
医学的に拡張される必要はない。カラー画像表示のため
に、異なる波長の２つのレーザーが使用可能であり、グ
イクロイック（２色性）ビームスプリッタ−を用いて単
一のビームに変換される。
［入射光学系］
入射光学系の目的は、「幅に対する高さの縦横比」が小
さい矩形形状の光学ビームを用いて第１の軸線に沿って
、眼底面を横断してこれら線状の矩形帯域の「垂直方向
」の連なりを知られるパターンで逐次照射して、タイム
シーケンス（時間順序）で検出される反射光が眼底の反
射特性の２次元的表示に電気的に変換されるよう眼底面
を走査することである。もちろん、第１の軸線は、小さ
いのが「高さに対する幅の縦横比」であるように、水平
方向であることも可能である。例示の一装置において、
入射光学系は、眼の入射瞳でほぼ０．９ｍｍ直径の断面
積で約１２μｍｘ６ｍｍの照射セグメントを発生するよ
う眼底で焦点を結ぶ入射レーザービームを形成する。
さい矩形形状の光学ビームを用いて第１の軸線に沿って
、眼底面を横断してこれら線状の矩形帯域の「垂直方向
」の連なりを知られるパターンで逐次照射して、タイム
シーケンス（時間順序）で検出される反射光が眼底の反
射特性の２次元的表示に電気的に変換されるよう眼底面
を走査することである。もちろん、第１の軸線は、小さ
いのが「高さに対する幅の縦横比」であるように、水平
方向であることも可能である。例示の一装置において、
入射光学系は、眼の入射瞳でほぼ０．９ｍｍ直径の断面
積で約１２μｍｘ６ｍｍの照射セグメントを発生するよ
う眼底で焦点を結ぶ入射レーザービームを形成する。
例示の好ましい実施例での垂直走査運動は、テレビの６
０Ｈｚの垂直走査に対応する走査動作を与える偏向ガル
バノメータ１７によって導入される。たとえばマサチュ
ーセッツ州ウォータータウン（Ｗａｔｅｒ ｔｏｗｎ）
のジェネラル・スキャンニング（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｓｃ
ａｎｎｉｎｇ）で製造されているガルバノメータ制御手
段がガルバノメータ鏡の位置を駆動・制御するのに適す
る。たとえばガルバノメータ鏡１７はＧ１２０Ｄタイプ
またはＧ３２５Ｄタイプの一般走査鏡とされる。偏向ガ
ルバノメータは、遅い回転動作の多角形体により置換可
能である。
０Ｈｚの垂直走査に対応する走査動作を与える偏向ガル
バノメータ１７によって導入される。たとえばマサチュ
ーセッツ州ウォータータウン（Ｗａｔｅｒ ｔｏｗｎ）
のジェネラル・スキャンニング（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｓｃ
ａｎｎｉｎｇ）で製造されているガルバノメータ制御手
段がガルバノメータ鏡の位置を駆動・制御するのに適す
る。たとえばガルバノメータ鏡１７はＧ１２０Ｄタイプ
またはＧ３２５Ｄタイプの一般走査鏡とされる。偏向ガ
ルバノメータは、遅い回転動作の多角形体により置換可
能である。
転向鏡１４は好ましくは静止鏡反射器である。
射出ビームにできるだけ小さな影を発生するためにそれ
は大きさが小さくそして集光部材１３およびシリンドリ
カルレンズ１５が転向鏡を経て走査器１７へと導く入射
ビームを捕捉するのに十分なだけの大きさが好ましい１
例示の形態では、転向鏡は、入射ビームと反射された戻
りビームとの間で、ビーム分離器として振る舞う。
は大きさが小さくそして集光部材１３およびシリンドリ
カルレンズ１５が転向鏡を経て走査器１７へと導く入射
ビームを捕捉するのに十分なだけの大きさが好ましい１
例示の形態では、転向鏡は、入射ビームと反射された戻
りビームとの間で、ビーム分離器として振る舞う。
第２図および第３図は入射光学系の特徴を図示するもの
である。第２図は、中立の非偏向位置に静止していると
仮定される走査器１７と一緒に入射ビームの垂直方向の
様相を表している。レーザーからの狭いコリメートされ
た入射ビームは、レンズ１３により賦形されそしてシリ
ンドリカルレンズ１５へ導かれる。シリンドリカルレン
ズは、入射ビームが（第２図に図示されている軸線であ
る）垂直軸線で焦点を結ぶよう位置決めされる。シリン
ドリカルレンズ１５からの焦点を結んだビームは順次、
転向鏡１４により、偏向ガルバノメータ鏡１７へ反射さ
れ、偏向ガルバノメータ鏡１７は、ビームをリレーミラ
ー１８の面へ導き、リレーミラー１８は、眼１９の網膜
１９ａで矩形形状のビームに焦点を結ぶ。走査軸線は垂
直方向の軸線でありそしてシリンドリカルレンズからの
拡張ビームは水平方向であるが、この選択は任意であり
そして入射光学系は逆の態様で配列可能であることが理
解されよう。
である。第２図は、中立の非偏向位置に静止していると
仮定される走査器１７と一緒に入射ビームの垂直方向の
様相を表している。レーザーからの狭いコリメートされ
た入射ビームは、レンズ１３により賦形されそしてシリ
ンドリカルレンズ１５へ導かれる。シリンドリカルレン
ズは、入射ビームが（第２図に図示されている軸線であ
る）垂直軸線で焦点を結ぶよう位置決めされる。シリン
ドリカルレンズ１５からの焦点を結んだビームは順次、
転向鏡１４により、偏向ガルバノメータ鏡１７へ反射さ
れ、偏向ガルバノメータ鏡１７は、ビームをリレーミラ
ー１８の面へ導き、リレーミラー１８は、眼１９の網膜
１９ａで矩形形状のビームに焦点を結ぶ。走査軸線は垂
直方向の軸線でありそしてシリンドリカルレンズからの
拡張ビームは水平方向であるが、この選択は任意であり
そして入射光学系は逆の態様で配列可能であることが理
解されよう。
第３図は、第２図と同様の光学的形態のビーム図である
が、水平方向軸線に沿った図である。こうして、この水
平方向軸線に沿って、シリンドリカルレンズ１５からの
ビームはガルバノメータ反射面１７と瞳孔とで像を結ぶ
、（かくして、第２図では、焦点は、■１の光学的共役
場所にあるが、第３図では、焦点は１五の共役場所にあ
る）、瞳孔と比較して小さい転向鏡１４（標準的には、
０．９ｍｍよりも小さい）は、転向鏡のビームロケーシ
ョンの水平方向の拡がりが、転向鏡の大きさよりも大き
くないよう、シリンドリカルレンズに十分接近して位置
決めされる。転向鏡１４から反射されるものは、水平方
向の大きさが拡張せられたラインであり、順次、リレー
ミラー１８により瞳孔１９ｃで焦点を結ぶ。それは網膜
でライン状に拡がっている。ビーム断面は、それが網膜
に到着するとき、水平方向の大きさに対する垂直方向の
大きさの縦横比が非常に小さいほぼ矩形形状（水平方向
のライン）である、この水平方向のライン状ビームは、
偏向ガルバノメータ鏡１７の動作により網膜面にわたり
垂直方向に走査される。網膜の場所で水平方向のライン
状ビームはガウス分布（プロフィール）を有することも
あるので、ビームに明確な端部を与えるために、参照番
号１８ａの場所に、絞り部材を入れる必要があることも
ある。
が、水平方向軸線に沿った図である。こうして、この水
平方向軸線に沿って、シリンドリカルレンズ１５からの
ビームはガルバノメータ反射面１７と瞳孔とで像を結ぶ
、（かくして、第２図では、焦点は、■１の光学的共役
場所にあるが、第３図では、焦点は１五の共役場所にあ
る）、瞳孔と比較して小さい転向鏡１４（標準的には、
０．９ｍｍよりも小さい）は、転向鏡のビームロケーシ
ョンの水平方向の拡がりが、転向鏡の大きさよりも大き
くないよう、シリンドリカルレンズに十分接近して位置
決めされる。転向鏡１４から反射されるものは、水平方
向の大きさが拡張せられたラインであり、順次、リレー
ミラー１８により瞳孔１９ｃで焦点を結ぶ。それは網膜
でライン状に拡がっている。ビーム断面は、それが網膜
に到着するとき、水平方向の大きさに対する垂直方向の
大きさの縦横比が非常に小さいほぼ矩形形状（水平方向
のライン）である、この水平方向のライン状ビームは、
偏向ガルバノメータ鏡１７の動作により網膜面にわたり
垂直方向に走査される。網膜の場所で水平方向のライン
状ビームはガウス分布（プロフィール）を有することも
あるので、ビームに明確な端部を与えるために、参照番
号１８ａの場所に、絞り部材を入れる必要があることも
ある。
入射光学系の種々の走査特徴を表す第４図は、走査部材
が時間の関数として移動するところの単一の射線として
入射ビームを瞬間的に図示するものである０図は、実際
上は、走査が行なわれる入射ビームについて、入射瞳を
含む垂直方向の軸線での経時的な露光を示す、走査角度
は、走査平面におけるこのエンベロープの全角度である
。
が時間の関数として移動するところの単一の射線として
入射ビームを瞬間的に図示するものである０図は、実際
上は、走査が行なわれる入射ビームについて、入射瞳を
含む垂直方向の軸線での経時的な露光を示す、走査角度
は、走査平面におけるこのエンベロープの全角度である
。
鏡１８は球面でありかつ大きいので、瞳孔が（走査のた
め）ｆ／２の場所にある場合でも光学系から遠くにある
。被検体についていくつかの変更の許されない大きさが
ある。非球面はすべての点でビームおよび走査系の両方
について少しも補整しないので鏡は球面である。この制
約は、ビームが鏡のどのような場所に当ろうともこの鏡
の一側でつねにコリメート可能であるということに注意
することにより理解されよう、それで、鏡はいずれの場
所でも同様の局所的な曲率な持たなければならずこれは
球面を意味する。
め）ｆ／２の場所にある場合でも光学系から遠くにある
。被検体についていくつかの変更の許されない大きさが
ある。非球面はすべての点でビームおよび走査系の両方
について少しも補整しないので鏡は球面である。この制
約は、ビームが鏡のどのような場所に当ろうともこの鏡
の一側でつねにコリメート可能であるということに注意
することにより理解されよう、それで、鏡はいずれの場
所でも同様の局所的な曲率な持たなければならずこれは
球面を意味する。
［射出光学系］
上述のように、射出光学系の大部分は入射系と共通の光
学路を有する。この共通路は走査部材１７と集光鏡１８
との両方を含む。射出光学系では、ガルバノメータ鏡１
７から反射される光は転向鏡１４の周囲を通過し、レン
ズ２ｏおよび検出器２１を備える検出装置に入射する。
学路を有する。この共通路は走査部材１７と集光鏡１８
との両方を含む。射出光学系では、ガルバノメータ鏡１
７から反射される光は転向鏡１４の周囲を通過し、レン
ズ２ｏおよび検出器２１を備える検出装置に入射する。
第５図は、第２図の表示と同様の態様で、垂直方向の軸
線に沿って、射出ビームを表示するものであり、第６図
は、第３図と同様の態様で水平方向の軸線に沿って、こ
れと同様の射出ビームを表示するものである。
線に沿って、射出ビームを表示するものであり、第６図
は、第３図と同様の態様で水平方向の軸線に沿って、こ
れと同様の射出ビームを表示するものである。
第５図に図示されているように、眼底からの反射ビーム
は、走査ビームの垂直方向の大きさと比較して大きい（
好ましくはほぼ瞳孔全体）直径が９ｍｍと同程度の出口
アパーチャを有す°る。この出口アパーチャの像はその
共役面でもまた９ｍｍである。拡大がなければ、眼底の
照射領域からの反射射出ビームは、走査部材１７が配置
される場所である射出瞳のいずれの共役場所でも同様に
直径が約９ｍｍである。
は、走査ビームの垂直方向の大きさと比較して大きい（
好ましくはほぼ瞳孔全体）直径が９ｍｍと同程度の出口
アパーチャを有す°る。この出口アパーチャの像はその
共役面でもまた９ｍｍである。拡大がなければ、眼底の
照射領域からの反射射出ビームは、走査部材１７が配置
される場所である射出瞳のいずれの共役場所でも同様に
直径が約９ｍｍである。
この形態では、瞳孔の中°央領域は、入射瞳として使用
され残りの環状部は射出瞳として使用され、かくしてガ
ルストランド（Ｇｕ １ｓｔｒａｎｄ）の原理に従う。
され残りの環状部は射出瞳として使用され、かくしてガ
ルストランド（Ｇｕ １ｓｔｒａｎｄ）の原理に従う。
これは、瞳孔に光学的に共役の走査部材１７は、このよ
り大きな戻りビームを捕捉するのに十分大きくされるこ
とが必要であるということを意味するゆ６０Ｈｚののこ
ぎり波に応じて運動する垂直走査器については、１０〜
１５ｍｍの鏡が適当である。
り大きな戻りビームを捕捉するのに十分大きくされるこ
とが必要であるということを意味するゆ６０Ｈｚののこ
ぎり波に応じて運動する垂直走査器については、１０〜
１５ｍｍの鏡が適当である。
上述のように、検眼鏡は、入射ビームの大きな放射輝度
により小さな入射瞳をもつことができる。しかし射出ビ
ームは相当に低い放射輝度を持つのでできるだけ多くの
射出光エネルギーを集めるためには、この大きな射出瞳
の設定が所望される。それで、大きな出口アパーチャは
装置の高効率の程度を強める。それはまた眼底の広い部
分の視認を容易にする。
により小さな入射瞳をもつことができる。しかし射出ビ
ームは相当に低い放射輝度を持つのでできるだけ多くの
射出光エネルギーを集めるためには、この大きな射出瞳
の設定が所望される。それで、大きな出口アパーチャは
装置の高効率の程度を強める。それはまた眼底の広い部
分の視認を容易にする。
第５図もまた、拡大スケールで、射出ビームが転向鏡１
４のまわりを通過する（したがってほぼ問題のない小さ
な影を投影する）ことを図示している。
４のまわりを通過する（したがってほぼ問題のない小さ
な影を投影する）ことを図示している。
入射ビームおよび戻りビームは、入射ビームを戻りビー
ムの中央に配置し角膜（および所望ならば眼鏡）からの
直接の反射が検出器に到達するのを阻止するために、で
きるだけ走査鏡に近付いて分離することが望ましい。
ムの中央に配置し角膜（および所望ならば眼鏡）からの
直接の反射が検出器に到達するのを阻止するために、で
きるだけ走査鏡に近付いて分離することが望ましい。
第６図は、眼底からの反射ビームをその水平方向軸線に
沿って図示するものである。両方の図で、は、視野レン
ズ２０が、瞳の共役面に配置され、検出器２１が網膜の
共役面に配置される。かくして検出器２１のある共役面
での網膜の像は、拡張された幅と非常に小さい高さとを
任意の瞬間に有する照射帯域の部分である。それで、理
想的な検出器２１は水平方向に分散せられそして垂直方
向の高さが低い非常に小さな個別の要素の配列体である
。この形態に適当な一つの検出器は、たとえば、５１２
個の別々の水平方向要素が与えられる一連の電荷結合検
出器である。それで、複数の出力信号は各要素から並列
に得られる。各要素での時間変化はライン状の照射が垂
直方向に走査されるに応じた網膜像の変化を表す。電気
的出力信号は、プロセッサ１６へ伝送され、プロセッサ
１６は、被処理情報を記憶ユニット２４、標準的にはテ
レビジョンのラスタであるデイスプレィ装（ｉ！２３ま
たは別のパターン認識手段へ伝達可能である。
沿って図示するものである。両方の図で、は、視野レン
ズ２０が、瞳の共役面に配置され、検出器２１が網膜の
共役面に配置される。かくして検出器２１のある共役面
での網膜の像は、拡張された幅と非常に小さい高さとを
任意の瞬間に有する照射帯域の部分である。それで、理
想的な検出器２１は水平方向に分散せられそして垂直方
向の高さが低い非常に小さな個別の要素の配列体である
。この形態に適当な一つの検出器は、たとえば、５１２
個の別々の水平方向要素が与えられる一連の電荷結合検
出器である。それで、複数の出力信号は各要素から並列
に得られる。各要素での時間変化はライン状の照射が垂
直方向に走査されるに応じた網膜像の変化を表す。電気
的出力信号は、プロセッサ１６へ伝送され、プロセッサ
１６は、被処理情報を記憶ユニット２４、標準的にはテ
レビジョンのラスタであるデイスプレィ装（ｉ！２３ま
たは別のパターン認識手段へ伝達可能である。
第７図は、反射射出ビームの垂直方向の大きさの走査エ
ンベロープの射線図である。
ンベロープの射線図である。
回路部品および処理そしてロジックについて、特定のブ
ロック図は用意しなかったけれども、ラスタ走査をガル
バノメータ鏡の振動と同期させそしてラスタ走査を発生
する時間変化信号の処理動作は当業者であればよく知っ
ているであろう。参考のためにここに合体される同時係
属中の米国出願第８７６．２３０号をも参照されたい。
ロック図は用意しなかったけれども、ラスタ走査をガル
バノメータ鏡の振動と同期させそしてラスタ走査を発生
する時間変化信号の処理動作は当業者であればよく知っ
ているであろう。参考のためにここに合体される同時係
属中の米国出願第８７６．２３０号をも参照されたい。
ここに叙述の装置は２重走査共焦点検眼鏡の種種の利益
を有する。装置は、−次元で共焦であり、反射ビームに
つき同一の光路な使用する利益を有し、反射ガルバノメ
ータ鏡で走査解除が行なわれる。転向鏡を、反射ビーム
の中央に配置される小さな鏡として位置決めすることに
より、はとんど光の強度が失われずそして角膜反射が阻
止される。コントラストの改善は、被照射網膜に対する
観察されるものの比にあるので、この装置は、コントラ
ストを５１２倍改善し、完全に２重の走査動作は、コン
トラストを最大限（５１２）”倍改善する。図示の装置
の一つの明瞭な利益は、ただ一つだけの走査部材を備え
ることにより生ずる簡単さと費用効果である。
を有する。装置は、−次元で共焦であり、反射ビームに
つき同一の光路な使用する利益を有し、反射ガルバノメ
ータ鏡で走査解除が行なわれる。転向鏡を、反射ビーム
の中央に配置される小さな鏡として位置決めすることに
より、はとんど光の強度が失われずそして角膜反射が阻
止される。コントラストの改善は、被照射網膜に対する
観察されるものの比にあるので、この装置は、コントラ
ストを５１２倍改善し、完全に２重の走査動作は、コン
トラストを最大限（５１２）”倍改善する。図示の装置
の一つの明瞭な利益は、ただ一つだけの走査部材を備え
ることにより生ずる簡単さと費用効果である。
上述の例は矩形のラスク走査を発生したが、垂直偏向で
はなく極性走査を発生するのに、回転光学部材を使用す
ることも可能である。こうして、垂直方向ガルバノメー
タが、網膜に極性走査動作ライン形状ビームをそして出
力検出器に極性走査に応じて時間変化する信号を発生す
るよう、あらかじめ予定された速度で回転するドーフェ
（Ｄｏｖｅ）のプリズムまたはドーフェのミラー（ドー
フェのプリズムに類似のもの）で置換される形態が第８
図に図示される。
はなく極性走査を発生するのに、回転光学部材を使用す
ることも可能である。こうして、垂直方向ガルバノメー
タが、網膜に極性走査動作ライン形状ビームをそして出
力検出器に極性走査に応じて時間変化する信号を発生す
るよう、あらかじめ予定された速度で回転するドーフェ
（Ｄｏｖｅ）のプリズムまたはドーフェのミラー（ドー
フェのプリズムに類似のもの）で置換される形態が第８
図に図示される。
眼底の視覚像を提示するという点で装置を説明したが、
装置は、たとえば、眼の識別という別の使用方法があり
、検出情報は、極性走査または直線走査形態のいずれで
も、個々の網膜について以前に記録された情報に対して
マツチングが行なわれ、こうして人の同一性または同一
性の欠如についての認定が行なわれる。同様に、患者は
、広範な種類の病気または状態変化を示す網膜の特定の
特性があるかどうかを認定するために、分類できる。こ
れらの応用では、検出器およびプロセッサが形成する情
報は、網膜の特定の領域が特定の像または像変化により
特性づけられるかどうかを決定するために、視覚的に分
類されまた電気的に処理されよう。
装置は、たとえば、眼の識別という別の使用方法があり
、検出情報は、極性走査または直線走査形態のいずれで
も、個々の網膜について以前に記録された情報に対して
マツチングが行なわれ、こうして人の同一性または同一
性の欠如についての認定が行なわれる。同様に、患者は
、広範な種類の病気または状態変化を示す網膜の特定の
特性があるかどうかを認定するために、分類できる。こ
れらの応用では、検出器およびプロセッサが形成する情
報は、網膜の特定の領域が特定の像または像変化により
特性づけられるかどうかを決定するために、視覚的に分
類されまた電気的に処理されよう。
上述の種々の例についての修正および除去を含む本発明
の別の実施例は当業者には明かであろう。
の別の実施例は当業者には明かであろう。
４、 の を目
第１図は、本発明による走査装置の一例の模式第２図お
よび第３図は第１図に図示の例の光学ビームの特徴を示
す説明図である。
よび第３図は第１図に図示の例の光学ビームの特徴を示
す説明図である。
第４図は、第１図の例の光学的走査の特徴を示す説明図
である。
である。
第５図はおよび第６図もまた第１図に図示される本発明
の光学的なビームの特徴を示す説明図である。
の光学的なビームの特徴を示す説明図である。
第７図は、第１図に図示の例の反射光学ビームの説明図
である。
である。
第８図は、本発明により構成された光学装置の別の例の
模式図である。
模式図である。
図中の各参照番号が示す主な名称を以下に挙げる。
１１ レーザー（照射）源
１３．１５ アナモルフィックビーム賦形系１３
集光部材（レンズ） １４ 転向鏡 １５ シリンドリカルレンズ １６ 信号プロセッサ １７ ガルバノメータ偏向走査器 １７ （垂直走査器、走査偏向部材、走査部１７
材、偏向部材、偏向ガルバノメータ、１７ ガ
ルバノメータ鏡、偏向ガルバノメー１７ 夕鏡、ガ
ルバノメータ反射面）１８ （集光）鏡（リレー
ミラー）１９眼 １９ａ 眼底（網膜） １９ｃ 瞳孔 ２０ （集光）レンズ（視野レンズ）２１ （
光学）検出器（配列体） ２２ 電気的装置ユニット ２３ デイスプレィ装置（２次元表示装置）２４
記憶ユニット（長期蓄積要素）１７ ガルバノ
メータ偏向走査器 １７ （垂直走査器、走査偏向部材、走査部１７
材、偏向部材、偏向ガルバノメータ、１７ ガ
ルバノメータ鏡、偏向ガルバノメ−１７夕鏡、ガルバノ
メータ反射面） １８ （集光）鏡（リレーミラー）１９眼 １９ａ 眼底（網膜） １９ｃ 瞳孔 ２０ （集光）レンズ（視野レンズ）２１
（光学）検出器（配列体）２２ 電気的装置ユニッ
ト ２３ デイスプレィ装置（２次元表示装置）２４
記憶ユニット（長期蓄積要素）ＦＩＧ、θ
集光部材（レンズ） １４ 転向鏡 １５ シリンドリカルレンズ １６ 信号プロセッサ １７ ガルバノメータ偏向走査器 １７ （垂直走査器、走査偏向部材、走査部１７
材、偏向部材、偏向ガルバノメータ、１７ ガ
ルバノメータ鏡、偏向ガルバノメー１７ 夕鏡、ガ
ルバノメータ反射面）１８ （集光）鏡（リレー
ミラー）１９眼 １９ａ 眼底（網膜） １９ｃ 瞳孔 ２０ （集光）レンズ（視野レンズ）２１ （
光学）検出器（配列体） ２２ 電気的装置ユニット ２３ デイスプレィ装置（２次元表示装置）２４
記憶ユニット（長期蓄積要素）１７ ガルバノ
メータ偏向走査器 １７ （垂直走査器、走査偏向部材、走査部１７
材、偏向部材、偏向ガルバノメータ、１７ ガ
ルバノメータ鏡、偏向ガルバノメ−１７夕鏡、ガルバノ
メータ反射面） １８ （集光）鏡（リレーミラー）１９眼 １９ａ 眼底（網膜） １９ｃ 瞳孔 ２０ （集光）レンズ（視野レンズ）２１
（光学）検出器（配列体）２２ 電気的装置ユニッ
ト ２３ デイスプレィ装置（２次元表示装置）２４
記憶ユニット（長期蓄積要素）ＦＩＧ、θ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）眼底の反射特性の２次元的出力表示を提供する光
学装置において、 走査の行なわれる眼底の領域と比較して小さい画然され
た対称な断面のレーザービームを発生するレーザー源と
、 前記レーザービームを瞳孔を通じて前記眼底領域へ導き
そして該レーザービームが照射する眼底領域の一部分か
ら反射される光を導き、 第１の軸線で焦点を結びそして該第１の軸線に垂直な第
２の軸線で分散され、焦点でラインを形成する射出ビー
ムを発生するよう位置決めされるアナモルフィックな光
学部材と、該アナモルフィックな光学部材の射出ビーム
を受容しそして該ビームを、眼底の領域を横断する第１
の座標軸線で走査するよう前記第１の軸線に沿って移動
するよう位置決めされる走査部材と、 該ビームが瞳孔面を通過しそしてこの面で瞳孔の直径と
比較して小さな断面積を有するよう該アナモルフィック
光学部材の射出ビームを該走査部材から瞳孔を通じて眼
底領域へ導き、前記走査部材に前記瞳孔の共役像を発生
するよう位置決めされる集光部材と、 該ビームが照射する眼底領域からの反射光のための出口
アパーチャであって前記瞳孔面での前記入射ビームの断
面の大きさと比較して大きい出口アパーチャとを備える
光学系と、受容する光の量の変化とともに時間変化する
信号を発生し、受容する光の量の時間変化に対応する時
間変化信号が各個別の要素に与えられるよう、一座標軸
に沿って延長する一連の個別の検出器要素を備える検出
器手段と、 アナモルフィックな光学部材の射出ビームを前記走査部
材へ向けて導きそして前記の走査の行なわれる眼底領域
からの反射光を前記検出器へ導くよう位置決めされるビ
ーム分離手段であって、該検出器は網膜の共役場所に位
置決めされそして個別の検出器要素が延長するところの
前記座標軸線は眼底での前記アナモルフィック光学部材
の射出ビームの拡がり軸線と整列されるビーム分離手段
と、 前記個別の検出器要素からの時間変化信号から眼底の反
射特性の２次元的な出力表示を提供するよう該時間変化
信号を処理する信号処理手段とから構成される光学装置
。 （２）前記の処理される検出器信号に応答して、眼底の
２次元的表示を提供する表示手段を備える請求項第１項
記載の光学装置。 （３）前記アナモルフィックな光学部材はシリンドリカ
ルレンズである請求項第１項記載の光学装置。 （４）前記ビーム分離手段は転向鏡であり、該転向鏡の
直径は前記レーザービームの断面領域を収容するのにち
ょうど十分である請求項第１項記載の光学装置。 （５）前記走査部材は偏向ガルバノメータである請求項
第１項記載の光学装置。 （６）前記集光部材は、前記のアナモルフィックな光学
部材の射出レーザービームを、瞳孔面の大略中央にてこ
の瞳孔面を通じて導く請求項第１項記載の光学装置。 （７）前記走査手段はアナモルフィックな光学部材の射
出レーザービームを眼底にて回転パターンで走査する請
求項第１項記載の光学装置。 （８）前記走査部材はアナモルフィックな光学部材の射
出レーザービームを眼底にて回転パターンで走査する請
求項第１項記載の光学装置。 （９）前記走査手段は回転するドーフェミラーである請
求項第７項記載の光学装置。 （１０）前記検出器手段は電荷結合検出器の配列体であ
る請求項第１項記載の光学装置。（１１）前記表示手段
はテレビジョンのラスタディスプレイ装置である請求項
第２項記載の光学装置。 （１２）前記信号処理手段は、検出器が受容する信号の
時間および場所におけるパターンを、該信号について時
間および場所のあらかじめ予定されたパターンと比較す
るデータ処理手段を備える請求項第１項記載の光学装置
。 （１３）前記信号処理手段は、走査解除出力信号を提供
するために、前記時間変化する検出器信号と該走査部材
の運動との相関を行なう請求項第１項記載の光学装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/095,307 US4768874A (en) | 1987-09-10 | 1987-09-10 | Scanning optical apparatus and method |
| US095307 | 1987-09-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01106012A true JPH01106012A (ja) | 1989-04-24 |
Family
ID=22251296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63224886A Pending JPH01106012A (ja) | 1987-09-10 | 1988-09-09 | 走査光学装置および方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4768874A (ja) |
| EP (1) | EP0307185A3 (ja) |
| JP (1) | JPH01106012A (ja) |
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| JP2010535048A (ja) * | 2007-07-30 | 2010-11-18 | レイン アプライド ダイアノスティクス リミテッド | 光学位置合わせ装置及び光学位置合わせ方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0307185A2 (en) | 1989-03-15 |
| US4768874A (en) | 1988-09-06 |
| EP0307185A3 (en) | 1989-10-11 |
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