JPH03500135A - 複数物体の像生成の装置と形態の測定法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 、り　の・　の　Ｖ　５熊の１１′ 邦ビ この発明は複数の物体の検査をする装置で、その装置と「走査処理ｊによって像 の構造が現れる装置に関し、詳述すれば眼底検査の装置に関する。

技−街一丞一準 眼の後部検査の問題点は、例として、照明と検査とを瞳孔と、光学的にはしばし ば不透明で反射が起きまたそれが収差の原因となる眼の前部中膜を通す必要のあ ることである。

従って、眼の後部の広い範囲を照明する必要はないが、可能な限りの小さい照明 光線で眼底を走査し、通常の眼底カメラを使用する代りに走査順序と相関関係に 反射光線を当てる走査装置の使用が勧告されてきた。これに関し、例として、１ ９６２年版「眼科学の基礎Ｊ　（Ｔｈｅ　Ｆｏｕｎｄａ−ｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｏ ｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ）第７巻第３０７／３０８頁、特公昭６１−５７３０ 号および５０−１３８８２２号およびＥＰ−Ａ−０１４５，５６３号に重置する 。

前述引用の刊行物から公知の装置はこれに関する請求の範囲第１項の序説部分の 系統的説明の基礎を形成する。

前述の物体検査用、詳しくは眼の後部検査の装置には、「走査原理」のため眼の 後部の像が、例として不透明な眼の前部中膜に原因する収差のほとんどないもの が得られるが、他の公知の装置、例としてスリットランプ顕微鏡で送出される像 と異ったこのような像は立体像ではない。

そのうえ、像の査定、例としてモニターに量的に表示された像の査定は不可能で ある。従って、例として眼底の形態の上述の装置での測定は不可能である。

光」１Ω」［朋 この発明は、像がそれから作られる物体の形態測定を可能にし、また詳述すれば 立体像の生成が可能であり、さらに眼底像に加えて、眼底の構造についての量的 データの送出が可能な「走査原理」により作動する装置の提供を目的とする。

この発明による前述の目的の解決策とそのさらなる実施例を特徴とする特許請求 の範囲に示す。

意外なことには、この発明の上述目的の解決策の１つが、請求項１の序説部分に 説明する物体検査の装置、すなわち照明光源で作動する装置と走査装置とで進め る考え方で好結果をもたらすことである。

前述の装置のこの発明による更なる改良点は、物体の形態測定に、少くとも２つ の物体像を時間逐次、あるいは照明または（および）検査光路のオフセット瞳孔 と同時にとり得ることと、評価と同期化装置が、異なる瞳孔位置でとられた像を 結合することである。

この場合、詳述すれば、２つ以上の重なる瞳孔を用い、また豊富な演算方式を用 い、視角の異なる方向から、例として眼底の形態についての一段と正確な情報が 得られる方法でとった像を結合できることである。

もちろん、立体像生成のため、２つの像をとることだけでも可能であり、またこ の目的のなめ、検査または（および）照明光線の光軸を瞳孔の面と共役にある面 で移動できること、また前記光軸の異なる位置で生成された像を立体像生成のた め重置できることである。

立体効果は、立体像生成にとられた発明の方法が照明光線および検査光線の双方 に作用する場合実質的に増大できる。

この発明に用いられる素子は、検査または（および）照明光線の光軸の前述の移 動は瞳孔の面に共役にある面において、例として前記の光軸をアレン（Ａｌｌｅ ｎ）分離器を用いる水平移動またはこの発明の装置の光学系の素子を傾斜させる と起こるものである。

例として、像の面に共役にある射出窓またはなにか他の光学素子は傾斜できるも のでよい。

そのうえ、シャッターを検知瞳孔の異なる位置間の切換用センサーの前に配設で きる。少くとも２つの離間したセンサーを、前記検出瞳孔移動実現のために配設 できるか、あるいは照明瞳孔の移動と検出瞳孔の移動が集合的に起こることがあ る。

この発明の目的のもう１つの解決策はこれに関する請求項１の序説部に説明の装 置を用いるか、あるいは請求環１乃至１２いずれかによるそれぞれが「二重走査 原理」により共焦の光路で作動する発明の装置を用いて達成でき、従って請求項 １３とそれに続く項の特性により静止信号光線が得られることである。

この発明の素子は円柱効果を有する少くとも１つのレンズ素子と、円柱レンズ素 子の両焦点面の中心面に配置される四分円形センサーを配設したものである。前 記評価と同期化装置は前記四分円形センサーの強度分布の査定をする０発明の装 置は従って次のように作動する：検知光路に設けられた非点収差補正系は、像の 子午線面と、球欠切断面それぞれにおいて比軸距離をとって離間する２本の集束 を送出する。前記四分円センサーが２つの像面の間に位置するので、走査レーザ ー光線が正確に反射面に集束される場合、前記２本の集束は前記四分円センサー の前後に同一距離をとって離間し、それによって、この場合は、センサー面にお ける円形の強度分布をつくる。

それとは反対に、走査面が走査レーザー光線の焦点面の外側に位置する場合、偏 向角の大きさによって、長方形の強度分布の方位は前記偏向角の方向、すなわち 走査レーザー光線の焦点面が眼底の前か後に位置するかしないか、またその離心 率が偏向角の量によるかよらないか、いずれにしても、前記長方形の強度分布は 四分円形センサー上に得られる。

この非対称は適当な四分円形センサーの４つの四分円の算術連結により立証でき る。　− この方法で、四分円形センサーの出力信号が、焦点偏角（請求項１４）の補正、 すなわち自動焦点系の実現、または眼底の形態についてのデータの説明のいずれ にも用いることができる深度のデータを送出する。

このデータは、例としてこのように公知の光路センサーにより、あるいは前記四 分円形センサーの信号の離心率（請求項１５）から検知された照明光路に設けら れた可動素子の焦点合わせに必要な移動のいずれかから導くことができる。

同時に、走査物体の全屈折度は前記四分円形センサーの４つの扇形の加法連結に より測定でき、従って標準反射像が得られる。

従って、この発明の装置は、眼底の像のほかに、眼底の形態についての情報、す なわち眼底の３次元構造についての情報をもたらす。

この発明の装置の測定面積および深度の分解能は、球面レンズ素子（請求項１６ ）と検知光路にある非点収差補正レンズ素子の焦点距離の適切な選択によりそれ ぞれの条件に容易に適合できる。

凹皿Ｑ同単な説明 この発明は添付図面に関する好ましい実施例を用い次節で一段と明白にされるで あろう。そこにおいて：第１図は発明の装置の平面図、 第２図ａはアレン分離器が備わる発明の装置の断面図、第２図すは瞳孔の対応す る分離を示す図、第３図は離間瞳孔が用いられた時の瞳孔面におけるシャッター を示す図、 第４図ａは走査立体像をとった時の光路を示す図、第４図すは瞳孔に対応する分 離を示す図、第５図ａおよびｂは２つ以上の瞳孔を用いる時の瞳孔の分離を示す 図、 第６図は発明の装置のまた別の実施例を示す図である。

好裏旦公去施刀Ｑ説朋 第１図の断面図に引用された発明の装置に、図示されていない照明光源、例とし てレーザーと、これも図示されていないセンサー装置とが備わり、前記センサー 装置の出力信号を評価と同期化装置によって査定し、また例としてそれをモニタ ーで表示する。示された好ましい実施例において、照明光線１４と眼底から来る 光線１５の双方は偏向装置を経由して「走る」。

レーザーからの光線１４を水平方向（図面の面に対し垂直）に、示された好まし い実施例では回転多角形鏡５になっている第１偏向素子（水平走査装置）により 偏向させる。水平面に扇形に広がる光線は鏡系６および７を通って走り、示され た好ましい実施例では振動と、ガルバノメーターミラー８それぞれである第２の 偏向素子にぶつかる。鏡８の後方の、光束には「長方形」の横断面をもつ、平面 鏡９の偏向のあと、その像を凹面鏡１０によりこの明細書の後段で述べる素子１ ０を通って検査されんとする眼１２に投影する。光線１５の反射光線は前述素子 を逆の順番で走り、水平偏向素子５の後で、照明と検査光路の分離の前後で図示 されていないセンサーにより検知される。

この発明の素子は次の基本概念に基いているものである： 「走査プロセス」中、検査方向と、従って立体視差は本質的には照明を平行にし たレーザー光線１４で瞳孔の小部分に限定することで測定する。

第２図ａは、レーザー光線１４を瞳孔Ｐに対して平行に移動すると、眼底に入射 する光の方位の変化をもたらし、それによって像の立体的分散が得られることを 示す。第２図すは照明光線１４と、共役立体位置にある光線１４”および検査光 線１５の間にある瞳孔Ｐの面の「瞳孔の分離」を示す。

技術的に眼のこのような分離は、例として、瞳孔Ｐに対し平行の系の光軸の移動 により、すなわちアレン（＾ｌ’１ｅｎ）分離によるか、射出窓１１の傾斜によ るか、あるいは光学系の鏡の１つを傾斜させることで実現できる。

前記傾斜鏡は像の面Ｒが所望の光学効果を展開できる方法で、像の面Ｒに可能な 限り共役に、かつ瞳孔の面Ｐに可能な限り共役にないことである。これらの条件 を充足する鏡は、例として、鏡９である。

照明光線１４と眼底からの反射光線１５の双方をｘ／ｙ走査素子を経由して案内 する発明の装置を用いると、立体効果は照明立体効果を「検査立体効果」との組 合わせで増大できる： この場合、照明立体効果は標準的検眼鏡から公知の方法、すなわち立体装置を瞳 孔の直径で増大させるのに相当する「両立体効果」の組合わせにより達成できる 。

この目的のため、立体像の両方を逐次とり上げる９第１の像をとっている間、照 明光線は瞳孔の片側に位置する一方、第２の立体像を瞳孔の他の側でとる必要が ある（第３図〉。像をとる間、可能な限り急速な方法、例として第２図の説明で 公知の方法により切換をする必要がある０時間遅次立体像は実質的に然るべく電 子的に重置されるか、もしくは電子像評価で査定される。

瞳孔面Ｐの照明光線１４の位置移動と同時に、検知瞳孔面の位置を第３図に示す ようにそれと反対方向に移動させる。これは、例として、瞳孔Ｐに共役の面ある 検知センサーの前に１組の交換可能のシャッターにより、あるいは、選択的に同 期して像の信号を届ける然るべく配置した１組のセンサーにより達成できる。

そのうえ、もちろん、立体分離は瞳孔の面に共役の面にある検知光路において、 技術上周知の方法で行って、立体像を同時にとれるようにする。

第４図ａは照明光路１４に対応する２本の検査光路１５゜と１５′°を示す。

第４図すは瞳孔の例としてそれぞれのシャッターにより実現された対応する分離 を示す。

２つの同時作動センサーが瞳孔Ｐのオフセット・サブレンジズ（ｏｆｆｓｅｔ　 ｓｕｂｒａｎｇｅｓ）を検査する「立体像を」同時に「とる」ために必要であり 、また必要の場合、瞳孔を分離するシャッターなどが備わる立体プリズムでも止 むを得ない。しかし、この場合、立体装置を瞳孔の直径により限定し、そのため 、立体視差と立体分離が前記２つのサブレンジが互いから偏ることができる度合 に左右されるようになる。

ｌ−ｌ１１およびＩ−ＩＶのそれぞれ３個および４個の重なる瞳孔の配置を第５ 図ａおよび第５図すそれぞれに示す。

それぞれの光路に限定した瞳孔の重心が偏る方法で瞳孔を形成する。

おのおのの場合、とられた像のうちの１つの瞳孔の位置が、その他の像に対する 中心位置とする前記の像のうちの１つが査定の基準として役立つ。この方法で、 「多像立体知覚」が得られ、それには、結果が一段と正確で評価のアルゴリズム が簡単であるという利点がある。

そのうえ、おのおのの場合、生保も本質的に査定できるし、あるいは像解析によ り測定でき、また形態も計算機を用いて算定できる。

第６図はこの発明のまた別の好ましい実施例の水平走査装置５の前に位置する部 分のみを示す。「走査装置５」の後に位置する発明の装置の前記部分を第１図乃 至第５図によりもしくは通常の方法で形成できる。

偏向素子５の後方の検査光路１５の前およびその中にそれぞれある照明光路１４ に前記両光路の分離鏡２０を配置する。それは示された好ましい実施例において 、この発明の全概念の範囲を限定する意図なしに変換ガルストランド（Ｇｕｌｌ ｓｔｒａｎｄ）瞳孔に繋がっている。検知光路１５の分割鏡２０の後方に、円柱 効果をもつレンズ素子１６と、回転対称効果をもつレンズ素子１８および四分円 形センサー１９が備わる。図示されない評価と同期化装置は前記四分円センサー 上の強度分布を査定する。そのうえ、可動レンズ素子１７を前記分割鏡２０の「 前」の照明光路１４に矢印方向に配設する。

従って、この発明の装置は次のように動作する：検知光路に設けられた非点収差 補正装置１６が、像の、比軸距離をとって離間する子午線面Ｆ゛と球欠断面Ｆ“ それぞれにあって比較距離をとって離間する２本の集束を届ける。走査レーザー 光線を正確に反射面に集束させると、前記２本の集束間の中心に四分円形センサ ー１９が位置するので、前記四分円形センサーの前後は同一距離になる。

この方法で強度の円形分布が前記センサーの面に得られる。

これに反して、走査面が前記走査レーザー光線の焦点面の外側に位置する場合、 偏向の大きさによるが、強度の長円形分布の方位は、偏向の方向、すなわち走査 レーザー光線の焦点面が眼底の前方かあるいは後方に位置するかしないかにより 、またその離心率が偏向の量による前記強度の長円形分布が四分円形センサー１ ９上に得られる。

非対称は前記四分円形センサーの４つの四分円の算術結合により立証できる。

この方法で、前記四分円形センサーの出力信号が、焦点偏向の補正、すなわち自 動焦点系の実現、もしくは眼底の形態についての情報の提示のいずれかに利用で きる深度データを届ける。

これらのデータは、例としてこのように公知の光路センサーにより、あるいは前 記四分円形センサーの信号の離心率から検知された照明光路に設けられた可動素 子１１の焦点合わせに必要に移動のいずれかから導くことができる。

同時に、走査物体の全屈折度は前記四分円形センサーの４つの扇形の加法結合に より測定できる。

この発明にかかる装置の測定面積と深度の分解能は、球面レンズ素子と、検知光 路にある非点収差補正レンズの焦点距離の適当な選択によりそれぞれの条件に容 易に適合できる。

同時に、走査物体の全反射力は四分円検知器の４扇形の加法結合により測定でき 、従って通常の反射像が得られる。

この方法で、この発明の装置は、眼底の像のほかに、眼底の形態についての詳報 、すなわち眼底の３次元構造についての情報を送出する。

この発明の装置の測定面積および深度の分解能は、球面レンズ素子１８と検知光 路にある非点収差補正レンズ素子１６の焦点距離の適切な選択によりそれぞれの 条件に容易に適合できる。

そのうえ、発明の装置はまた角膜の形態の測定にも利用できる。

この発明を前節にこの発明の全概念を限定する意図なしに説明する。詳しくは、 ここに説明された個々の方法を互いに組合わせることができる。

１θ（ イ２ イ々 国際調査報告 、　”’　ＰＣＴ／ｌｌＥ　８９１００４２７国際調査報告 ＤＥ　１！９００４２７

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．物体の検査装置であって、照明光源からの光線を検査されようとする物体の 部分に集束させる照明光源と、前記照明光源が検査される部位の上に走査運動を 起こさせ、またそれに光線偏向と光線結像光学素子が備わる走査装置と、前記検 査されようとする部位から反射する光線を受光するセンサー装置、および前記セ ンサー装置からの時間逐次出力信号から前記検査されようとする部位の像を生成 する評価と同期化装置とから成り、前記物体の少くとも２つの像を時間逐次また は、前記物体の形態測定用の照明または（および）検知光路のオフセット瞳孔と 同時にとることができることと、前記評価と同期化装置が前記瞳孔の変化する位 置でとった像を結合することを特徴とする物体検査装置。
2. ２．前記照明光線の光軸を前記瞳孔の面に個々の像のために発射させることを特 徴とする請求項１による装置。
3. ３．前記検査または（および）照明光線の光軸を立体視覚像生成のため前記瞳孔 の面で移動できることと、前記光軸の変化する位置で生成された像を立体像生成 のため重置できることを特徴とする請求項１または２による装置。
4. ４．前記照明光線の光軸の平行移動がアレン（Ａｌｌｅｎ）分離装置によるかも しくは前記光学系の素子（１１）の傾斜によって起こることを特徴とする請求項 ３による装置。
5. ５．前記傾斜される素子が射出窓であることを特徴とする請求項４による装置。
6. ６．前記傾斜される光学系素子（１９）は像の面に共役にあることを特徴とする 請求項４による装置。
7. ７．前記センサーの前方に検知瞳孔の変化位置の間に切換用にシャッターを配設 することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項による装置。
8. ８．前記検知瞳孔の前記移動実現のため、少くとも２つのセンサーを配設するこ とを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項による装置。
9. ９．前記照明瞳孔と検知瞳孔の移動が互いに反対方向に起こることを特徴とする 請求項１乃至８いずれか１項による装置。
10. １０．前記限定された瞳孔で２つ以上の像がとれることを特徴とする請求項１ま たは７乃至９いずれか１項による装置。
11. １１．加えて前記照明光線が変調可能であることを特徴とする請求項１乃至１０ いずれか１項による装置。
12. １２．前記変調がグリッドにより起こることを特徴とする請求項１１による装置 。
13. １３．前記照明光線と前記検知光路の双方を前記光線偏向および光線結像素子を 介して案内し、そこにおいて円柱効果をもつレンズ素子と前記円柱レンズ素子の ２つの焦点面の中心面に配置される四分円センサーを前記検知光路に設けること と、前記評価と同期化装置が前記四分円形センサー上の強度分布を査定すること を特徴とする請求項１の序説部分または請求項１乃至１２いずれか１項による装 置。
14. １４．少くとも前記照明光路に、少くとも１つの可動素子を配設することと、そ の移動を前記評価と同期化装置により、前記四分円形センサー上の前記強度の分 布が事実上円形になる方法で調節することを特徴とする請求項１３による装置。
15. １５．前記評価と同期化装置が前記四分円形センサー上の前記強度分布の離心率 からまたは（および）前記可動素子の移動から眼底の形態を測定することを特徴 とする請求項１３および１４による装置。
16. １６．加えて、前記検知光路に球面効果をもつレンズ素子を配設することを特徴 とする請求項１３乃至１５いずれか１項による装置。