JPH0357425A - 眼底検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、眼底検査装置、特に光源としてレーザ光を用
い、そのビームを二次元的に偏向走査して被検眼の眼底
に照射し、眼底からの反射光を受光して光電変換して処
理することにより眼底情報を得る電子的な検眼装置に関
するもので、特にその改良に関するものである． ［従来の技術Ｊ 従来より、眼底を検査するためには検眼鏡と称される機
器を用いて医師が直接患者の眼底を賎察する方法，およ
び眼底カメラという特殊カメラによって写真撮影する方
法が広く行なわれている．また、近年の電子技術の発達
に伴い、従来の眼底カメラの写真フィルムの代りに撮像
管などの光電変換素子を用いて眼底情報を直接電気信号
として取り出し、処理して記憶したり、ＴＶモニタ上に
表示したりすることが行なわれている．そのような中で
、米国において最初に開発されたレーザ走査による電子
的な検眼装置（米国特許第４２１３６７８号およびアブ
ライド・才ブティクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ
ｌ　　Ｖｏｌ．ｌ９　　（１９８０１　　ｐ．２９９１
−を参照）は極めて多くの特徴を有しており、注目され
ている． すなわち，古く試みられたＣ　Ｒ　Ｔ　ｒＣａｔｈｏｄ
ｅ−Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）による飛点走査型の眼底撮像装
置における光源をレーザに置き換えたこと、および入射
光を瞳孔中心部の小さな領域に制限し、眼底からの反射
光を瞳孔周辺の広い領域から取り出し、光電変換して増
幅することによって低照度で高いＳＮ比の眼底像をリア
ルタイムでＴＶモニタ上に映し出せるようにしたこと、
かつ蛍光眼底撮影において静注する蛍光剤の量を大幅に
低減できるようになったことである．また，照射する走
査光を変調することによって眼底像を観察しながら網膜
機能を検査する，いわば眼底視野・視覚検査として活用
できること、さらにレーザ光の深焦点深度、偏光による
角膜反射の除去、単色性の利用，治療機械（コアギュレ
ータ）への発展といった点できわめて優れた診断装置と
なり得る可能性を提供している． この新しいタイプの検眼装置は，その後各国の研究グル
ープによって多くの追試と改善が試みられた．その中で
も本出願人は、レーザ走査法に関連して、全く新しい原
理に基づき生体眼底の３次元計測が可能になる極めて画
期的な立体形状測定装置を発明開発し出願を行っている
（特開乎第１−１１３６０５号公報を参照）．この発明
によれば，対象物からの反射光の焦点位置の変位を検出
する手段と、対象物の光学的反射特性の影響を除去する
信号処理手段とを採用することによって，対象物の３次
元的な立体情報を抽出している．その測定処理時間は極
めて短く、測定の精度・再現性も高く、重に３次元情報
と共に通常の２次元的な反射特性の情報が同時に得られ
ることから、生体眼底、特に緑内障早期診断のための視
神経乳頭部の立体形状測定等には最も優れた技術を提供
している． ［発明が解決しようとする課題］ しかし、この立体形状測定装置を実際の生体限底に応用
した場合，測定原理から考えても明らかなように、被検
眼の瞳の敗瞳状態が悪いと測定精度が低下する．すなわ
ち、特開乎第１−１１３６０５号公報に示された装置で
は、対象物眼底の凹凸の変化を検出開口（スリット）を
通して光量変化として検出していたが、瞳の敗瞳状態が
悪いとその光量変化も少なくなってしまう。従ってこの
装置では測定して得られた３次元形状データが有効であ
るかどうかを瞳の散瞳状態によって判定チェックする必
要がある．ところが特開平第１−１１３６０５号公報の
装置では特にＵＩ眼部の瞳孔径を測定するような機能は
なく、検者が肉眼で患者の敗瞳状態を確認するか、それ
を他の方法装置によって確認しなければならないという
煩わしさがあった．また，３次元測定とは無関係だが一
般にレーザ走査による２次元的な通常の眼底撮像法では
、患者に対して苦痛の少ない低照度の照明によってリア
ルタイムでモニター画面上に眼底画像を表示することが
可能である．しかし、特に可視光短波長のレーザ光を用
いて眼底の撮像を行う場合には、従来の無散瞳型眼底カ
メラのごとく、眼球と装置との位置合わせを行った後に
，一時的に１フレームあるいは数フレーム分の時間だけ
レーザ光によるフラッシュ照明を行いメモリに眼底の画
像を記録するといった撮像法が患者の苦痛低減の点から
も有効である．この場合に，眼球と装置との位置合わせ
が不十分であると、前眼部反射光によるフレアが眼底画
像に重畳してその画質を損なうことになる．そこで、眼
球と装置との位置合わせのために、前眼部の観察を行う
という過程が重要になるが、従来のレーザ走査による眼
底検査装置では前眼部観察をするための機能を備えたも
のはなく、フラッシュ照明による撮像時においては、装
置と眼球との位置決め調整が難しいという問題があった
． もちろん、従来の伝統的な無散瞳型眼底カメラにおいて
は，カメラ光学系の途中の光路を切り換えて前眼部の観
察を行ったり，光路の途中に補助レンズを挿入して前眼
部の観察をするような手法が実用化されている．このよ
うな手法をレーザ走査型の眼底撮像系に応用することも
当然可能である．しかし、これらの伝統的な方法では機
械的に光路を切り換えたり、レンズを出し入れするとい
った煩わしさがあり眼底と前眼部とを同時には観察でき
ないといった点で必ずしも理想的といえるものではなか
った． 本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされた
もので、眼底のフラッシュ照明撮像時に被検眼眼球と装
置光学系との位置合わせが容易にでき、３次元測定時に
，データの有効性チェックのために敗瞳状態の確認を確
実に行えるように、眼底の撮像機能と共に前眼部の観察
機能を備えた新しいレーザ走査による眼底検査装置を提
供することにある． 【課題を解決するための千段］ 本発明は、このような課題を解決するために、レーザ光
源からのレーザ光を二次元的に走査して被検眼の眼底に
照射し，眼底からの反射光を受光素子により受光して光
電変換することにより眼底情報を得る眼底検査装置にお
いて、レーザビームを発生するレーザ光源と、前記レー
ザビームを偏向し眼底を走査する光偏向器と、　被検眼
前眼部を照明する照明光を発生する照明光源と、照明さ
れた被検眼前眼部を観察する光学系と、レーザビームの
波長は反射し、前記照明光の波長は透過する光学素子と
を設け、前記光学素子により偏向レーザビームを反射し
て被検固眼底を照射し、また照明された被検眼前眼部か
らの光を光学素子を介して観察光学系に導く構成を探用
した。

また．本発明では、レーザ光源からのレーザ光を二次元
的に走査して被検眼の眼底に照射し，眼底からの反射光
を受光素子により受光して光電変換することにより眼底
情報を得る眼底検査装置において、レーザビームを発生
するレーザ光源と，前記レーザビームを偏向し眼底を走
査する光偏向器と、前記光偏向器で走査されたレーザビ
ームを被検眼眼底に照射する第１の光学系と、眼底から
の反ｑ−ｔ光の焦点位置の変位に基づいて前記光偏向器
の走査方向と直交する光軸方向に沿った眼底の形状特性
に関連した情報を検出する検出手段と、前記検出手段の
出力信号から眼底における光学的反射特性の影響を除去
するための信号処理手段と、レーザビームの波長と異な
る波長の照明光を発生し，被検眼前眼部を舅明する照明
光源と、照明された被検眼前眼部を観察する第２の光学
系とからなる構成も株用した。

更に、本発明では，レーザ光源からのレーザ光を二次元
的に走査して被検眼の眼底に照射し、眼底からの反射光
を受光素子により受光して光電変換することにより眼底
情報を得る眼底検査装置において、レーザビームを発生
するレーザ光源と、前記レーザビームを偏向し眼底を走
査する光偏向器と、前記光偏向器で走査されたレーザビ
ームを反射して被検眼眼底に照射し、レーザビームの波
長と異なる波長の光は透過させる対物ミラーと、眼底か
らの反射光の焦点位置の変位に基づいて前記光偏向器の
走査方向と直交する光軸方向に沿った眼底の形状特性に
関連した情報を検出する検出手段と、前記検出手段の出
力信号から眼底における光学的反射特性の影響を除去す
るための信号処理手段と、レーザビームの波長と異なる
波長の照明光を発生し、被検眼前四部を照明する照明光
源と、照明された被検眼前眼部を観察する観察光学系と
からなり，照明された被検眼前眼部からの光を前記対物
ミラーを介して前記観察光学系に導く構成も採用した。

［作　用］ このような構成によれば、レーザビームの波長を反射し
、前記照明光の波長を透過する光学素子が設けられるが
、この光学素子は、一実施例によれば対物ミラーによっ
て構成される．この対物ミラーの反射レーザ光によって
眼底の像を捉え、対物ミラーの通過光によって前眼部を
撮像するので、従来の伝統的無散瞳眼底カメラのごとく
、光学系を操作する煩わしさもなく，被検眼の前眼部を
常に観察可能である．従って，眼底のフラッシュ照明撮
像時の眼球と装置光学系との位置合わせも容易であるし
、眼底３次元計測を行った場合の敗瞳状態の確認も確実
に行うことができる．［実施例］ 以下、第１図〜第３図に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する． 第１図には本発明による眼底検査装置の光学系及び電気
系の全体的な概略横成が示４されている．図において符
号ｌで示すものはアルゴン（Ａｒ′″）、ヘリウムネオ
ン（Ｈｅ−Ｎｅ）等の可視光のレーザ光源である．レー
ザ光源からのレーザ光東２はビームエキスバンダ３によ
って所定の大きさに拡大された後ミラー４で折り返され
、レンズ５に入射する．レンズ５はそれに続く音響光学
偏向素子（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ　Ｄｅｆｌｅｃ
ｔｏｒ、以下ＡＯＤという）６の矩形状開口にレーザビ
ームを整形して入射するためのもので、複数の円筒レン
ズの組合せを含んでいる． ＡＯＤ６の前後にはレーザビームに対するＡＯＤの入射
角および出射角の光波長依存性を補正するために、プリ
ズム７、８が配置される。ただし、このプリズムはレー
ザ光束として単色のもののみを利用する場合には必ずし
も必要ではない．ＡＯＤは信号源６′に従って動作し，
例えば通常のテレビの水平走査に対応する１５７５ｋＨ
ｚの周波数でレーザビームを偏向走査する．ＡＯＤによ
って一次元方向（水平方向）の偏向を受けたレーザ光は
，レンズ５と類似の構成を有するレンズ９によってＡＯ
Ｄの開口に適した矩形状光束から本来の円形光束に整形
される．レンズ９より出射した走査光はレンズ１０，ｌ
１を通過し、続くビームスブリッタｌ２によってその一
部が反射され、一部は通過する。ビームスブリッタｌ２
は、プレート型の偏向ビームスブリッタまたは例えば、
反射率２５％、透過率７５％程度の無偏向ビームスプリ
ツタとして構成してもよい．ビームスブリッタ１２を通
過したレーザ光はフォトダイオード等で構成される受光
素子１３に入射され，その出力信号はレーザ光量のモニ
タのために利用される． 一方、ビームスブリッタｌ２によって反射されたレーザ
光はガルバノメータｌ４に装着されたミラー（ガルバノ
ミラー）１５に導かれる．ガルバノミラー１５は信号源
１４′に従って動作し．例えばテレビの垂直走査に対応
する６０［｛ｚの周波数でレーザビームを偏向走査する
もので、その走査方向はＡＯＤ６による走査方向と直交
している．従って，テレビの走査線に対応する二次元的
なレーザラスターが形成され、それはミラー１６および
対物ミラー１７によって反射され、被検眼１８の瞳孔中
心部を通って眼底に投射される．ここで用いられる対物
ミラーｌ７の分光特性は，第２図に図示したように可視
域の波長の光は９９％程度反射し，一方赤外先はあまり
反射せず、透過する特性である．このような光学特性は
、誘電体多層膜をコーティングする真空蒸着技術によっ
て得ることができる．対物ミラーＩ７の背後にはレンズ
１９が配置されている．このレンズｌ９は、赤外線ラン
プ、レンズ及びフィルタなどによって構成される赤外照
明光源２０によって照明された被検眼ｌ８の前眼部をＣ
ＣＤ等の赤外ｗａ撮（Ｉａ素子２１の受光面上に結像し
，波検限前眼部をモニタするものである． このとき、第３図に図示したように、例えば、レンズ、
ＮＤフィルタ等で構成される付加光学系２０’を用いて
指標像を投影する意味で解明される赤外光の中心部が暗
くなるようにしておくと、撮像素子２Ｉから出力される
画像によって被検眼眼球と装置との間の距離（作動距離
）を判断することができる．すなわち、３角測量の原理
によって前眼部の画像の中で暗い部分が角膜中心部に映
っているか否かを見ることによって作動距離を確認する
ことができる． 一方、可視レーザ走査光によって照明された眼底からの
反射光（第１図において点線で図示）は、再び対物ミラ
ー１７．　ミラーｌ６、ガルバノミラ−１５で反射され
て導かれ、ビームスプリッタ１２，レンズ２２を通過し
た後、ハーフミラー２３で２分割されて光電子増倍管等
で構成される受光素子２４．２５によってそれぞれ検出
される． ハーフミラー２３と受光素子２４、２５間の焦点面（被
検眼眼底の共役面）２６ａ、２７ａの近傍には，検出ス
リット２６、２７が配置され、受光素子２４、２５の前
面には、使用するレーザ光の波長の光のみを通過させる
ためのフィルタ２８、２９が配置されている．なお、フ
ィルタ２８、２９は、受光素子２４、２５が被検眼ｌ８
の前眼部の直接反射光を検出しないように、その中心部
２８ａ、２９ａが遮光されている．また，対物ミラー１
７を用いたこのような光学系においては，先に本出願人
が特開平第１−１１３６０５号公報において示した光学
系のように対物レンズの表面反射を除去するための黒点
は不要であり、黒点による光量損失や位置決めの問題が
全く不要になるという効果が得られる． 検出スリット２６．２７は、既に特開乎第１−１　１３
６０５号公報において説明されている原理に基づき眼底
の３次元形状計測を行なうためのもので、この２つのス
リットは眼底と共役な位置２６ａ、２７ａよりも被検眼
に向かって少し前方および後方にそれぞれずらして配置
されている。すなわち、眼底の凹凸によってスリット近
傍の眼底共役位置がずれた場合、スリット通過後の眼底
からの通過光を検出する受光素子の出力信号には変化が
生じる．例えば、眼底に陥没があるような場合、２つの
受光素子の出力信号には強度差が発生し、その２つの出
力信号から眼底の反射率情報を排除することによって眼
底の陥没の程度を定量化することができる．今，仮に２
つの受光素子の出力信号強度を１１．１２とし、Ｉｏ　
（ｘ．ｙ）を眼底の場所ｘ．ｙに依存する反射強度、す
なわち、眼底の反射率に関連した変数とすると、 ｒｌ＝ｆｌ　　（ｚ）−Ｉｏ　（ｘ．ｙ）１　２＝ｆ２
　（ｚ）　　・Ｉ　ｏ　（ｘ．ｙ）と数学的に表現する
ことができる．ここで、ｆｌ（ｚ）．ｆ２　　（ｚ）は
、光学系の光軸方向距離Ｚに依存する関数で、スリット
の存在によって発生するものである．従って、Ｉｔ　／
ｒ２　＝ｆｌ（ｚ）／ｆ２（ｚ）であるから、２つの受
光素子の出力信号の間で割算処理を行なえば、眼底から
の反射強度とは無関係な光軸方向距ｆｉｚに関する情報
、すなわち、眼底の凹凸量を抽出し定量化することがで
きる． あるいは， （１１−Ｉ２）／（Ｉｌ＋Ｉ２）＝ （ｆｌ　（ｚ）　一ｆ２　（ｚ）｝／ （ｆ　ｌ　　（ｚ）　＋ｆ２　（ｚ）　）であるから、
加算、減算、割算の演算処理を組み合わせることによっ
てもＺに関する情報を検出することが可能である． 受光素子２４、２５の出力信号は増幅器３０、３ｌによ
って所定のレベルまで増幅された後、信号処理装置３２
に入力されて前述したような割算処理，その他の演算を
行ない眼底の凹凸情報（立体形状データ）が抽出される
。信号処理装置３２は、その内部に設けられたマイクロ
プロセッサとソフトウエア処理により、得られた立体形
状データから３次元のグラフィックパターン等を生成す
ることもでき、最終結果はＴＶモニタ等の出力装置３３
によって表示される。

一方、被検囮前眼部を結像した撮像素子２１は．ＣＣＤ
等の専用駆動回路３４によって制御される．その出力信
号は、増幅器３５で所定のレベルにまで増幅された後、
信号処理装置３２を経て出力装置３３によって被検眼前
眼部の画像として表示される．例えば、出力装置３３と
して２台のＴＶモニタを用意しておけば、被検眼前眼部
の画像と眼底の画像を同時に表示して観察することも可
能であり、また信号処理装置３２の内部に親子画面作成
機能等を付加しておけば、１台のＴＶモニタでも同じ目
的を達成することができる．撮像素子２１の出力信号に
よって常に被検眼前眼部の画像が得られるので、瞳の敗
瞳状態を確認することが容易になり、眼底の３次元計測
を行なった場合は、そのデータと突き合わせて測定の有
効性のチェックを確実に行なうことができる．また、前
眼部の画像により眼球と装置との位置合わせを光軸及び
作動距離も含めて簡単に行なうことができ、更にこのよ
うな光学系の装置を電子瞳孔計として瞳孔反射等の測定
に利用することも可能である． ＣＲ明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、レーザビー
ムの波長は反射し、被検眼前眼部を照明する照明光の波
長は透過する光学素子が設けられる．この光学素子の反
射レーザ光によって眼底の像を捉え、通過光によって前
眼部を撮像するので、従来の伝統的無散瞳聖眼底カメラ
のごとく、光学系を操作する煩わしさもなく、被検眼の
前眼部を常に観察可能である．従って、眼底のフラッシ
ュ照明撮像時の囮球と装置光学系との位置合わせも容易
であるし、ａ艮底３次元計測を行った場合の敗瞳状態の
確認も確実に行うことができる．更に、眼底観察時には
，対物ミラーの使用により対物レンズを用いた場合のよ
うな表面反射の問題が全くなく、また前１７５部の画像
が常に得られることから、眼底検査機能に付加して電子
瞳孔計としての応用も可能になるなど、極めて実用的な
レーザ走査による眼底検査装置を実現することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は，装置光学系の全体の構成を示す構成図、第２
図は光学素子の分光特性図、第３図は被検眼前眼部を照
明する光学系の構成図である。 １　　−−−レーザ光源 Ｉ２−ビームスプリッタ １５・・−ガルバノミラー １７・・・対物ミラー ２０・・・照明光源 ２ｌ・・・撮像素子 ２４．２５・・一受光素子 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）レーザ光源からのレーザ光を二次元的に走査して被
   検眼の眼底に照射し、眼底からの反射光を受光素子によ
   り受光して光電変換することにより眼底情報を得る眼底
   検査装置において、 レーザビームを発生するレーザ光源と、 前記レーザビームを偏向し眼底を走査する光偏向器と、 被検眼前眼部を照明する照明光を発生する照明光源と、 照明された被検眼前眼部を観察する光学系と、レーザビ
   ームの波長は反射し、前記照明光の波長は透過する光学
   素子とを設け、 前記光学素子により偏向レーザビームを反射して被検眼
   眼底を照射し、また照明された被検眼前眼部からの光を
   光学素子を介して観察光学系に導くようにしたこと特徴
   とする眼底検査装置。 ２）前記光学素子は、対物ミラーであることを特徴とす
   る請求項第１項に記載の眼底検査装置。 ３）レーザ光源からのレーザ光を二次元的に走査して被
   検眼の眼底に照射し、眼底からの反射光を受光素子によ
   り受光して光電変換することにより眼底情報を得る眼底
   検査装置において、 レーザビームを発生するレーザ光源と、 前記レーザビームを偏向し眼底を走査する光偏向器と、 前記光偏向器で走査されたレーザビームを被検眼眼底に
   照射する第１の光学系と、 眼底からの反射光の焦点位置の変位に基づいて前記光偏
   向器の走査方向と直交する光軸方向に沿った眼底の形状
   特性に関連した情報を検出する検出手段と、 前記検出手段の出力信号から眼底における光学的反射特
   性の影響を除去するための信号処理手段と、 レーザビームの波長と異なる波長の照明光を発生し、被
   検眼前眼部を照明する照明光源と、照明された被検眼前
   眼部を観察する第２の光学系とからなることを特徴とす
   る眼底検査装置。 ４）レーザビームの波長は反射し、前記照明光の波長は
   透過する光学素子を設け、前記光学素子により偏向レー
   ザビームを反射して被検眼眼底を照射するとともに、眼
   底からの反射光を検出手段に導き、また照明された被検
   眼前眼部からの光を光学素子を介して第２の光学系に導
   くようにしたこと特徴とする請求項第３項に記載の眼底
   検査装置。 ５）前記光学素子は、対物ミラーであることを特徴とす
   る請求項第４項に記載の眼底検査装置。 ６）レーザ光源からのレーザ光を二次元的に走査して被
   検眼の眼底に照射し、眼底からの反射光を受光素子によ
   り受光して光電変換することにより眼底情報を得る眼底
   検査装置において、 レーザビームを発生するレーザ光源と、 前記レーザビームを偏向し眼底を走査する光偏向器と、 前記光偏向器で走査されたレーザビームを反射して被検
   眼眼底に照射し、レーザビームの波長と異なる波長の光
   は透過させる対物ミラーと、眼底からの反射光の焦点位
   置の変位に基づいて前記光偏向器の走査方向と直交する
   光軸方向に沿った眼底の形状特性に関連した情報を検出
   する検出手段と、 前記検出手段の出力信号から眼底における光学的反射特
   性の影響を除去するための信号処理手段と、 レーザビームの波長と異なる波長の照明光を発生し、被
   検眼前眼部を照明する照明光源と、照明された被検眼前
   眼部を観察する観察光学系とからなり、 照明された被検眼前眼部からの光を前記対物ミラーを介
   して前記観察光学系に導くようにしたこと特徴とする眼
   底検査装置。