JPH08206079A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円柱レンズを介して光源からの光束を効率良
く眼底へ導く。 【構成】 レーザーダイオード９を発した赤外光は、凸
円柱レンズ８により結像面P3で紙面と垂直方向に沿った
線状光束像として結像され、孔あきミラー４のスリット
開口４ａの中心に点状に結像され、ガルバノメトリック
ミラー２で反射され、被検眼の瞳孔Ep上で点状に結像し
た後に線状光束像として眼底Erに投影される。ガルバノ
メトリックミラー２を回動すると、瞳孔Ep上の結像位置
を中心に、線状光束像により眼底Erが一方向に走査され
る。眼底反射光は同じ光路を戻り、孔あきミラー４で反
射され一次元ＣＣＤ１２に至る。この受光信号は信号処
理器１３を介してテレビモニタ１４に出力され、二次元
的な眼底像Er' として映出される。更に、信号処理器１
３はテレビモニタ１４の線L1、L2上の映像信号を抽出
し、相関を求めて被検眼Ｅの視線方向の移動量を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、点状又は線状光束によ
り眼底観察をする眼科装置、例えば眼底鏡、眼底血流
計、眼底視野計、コアギュレータ、眼球運動解析装置等
の眼科装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

(イ) 従来の視線検出装置においては、全面照明された眼
底像を使用して視線を求めていた。

【０００３】(ロ) 走査光学系を使用した眼底視野測定装
置においては、走査光学系を通して検査光束を投影して
いた。

【０００４】(ハ) 眼底血流計においては、眼底照明光は
全面照明された可視光であり、測定光は特定波長の可視
光であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

(1) 従来例(イ) において、無散瞳で使うためには赤外光
を用いる必要があるが、全面照明では眼底血管像がコン
トラストが低く精度良く視線検出することはできなかっ
た。

【０００６】(2) 従来例(ロ) においては、走査光学系に
より検査光束が限定されるという問題があった。また、
光凝固装置においても同じ問題が生ずる。更には、光照
射が間欠的となる。

【０００７】(3) 従来例(ハ) においては、装置の使用に
当たり、散瞳剤を点眼する必要があった。

【０００８】本発明の目的は、上述の問題点(1) 、(3)
を解決し、無散瞳で使用できしかも精度良く視線方向を
検出することが可能な眼科装置を提供することにある。

【０００９】本願発明の他の目的は、上述の問題点(2)
を解決し、走査光学系で光束が限定されないので眼の動
きの影響が少なく、また照明光束が連続となり光源の負
担が少なくする眼科装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１発明に係る眼科装置は、赤外光束で被検眼の眼底
面を走査する走査光学系と、眼底面からの反射光を前記
走査光学系を介して光電センサに受光し、眼底像を得る
眼底映像手段と、該眼底映像手段からの信号に基づいて
眼底像の位置を認識し、被検眼の視線方向の動きを検出
する視線方向検出手段とを有することを特徴とする。

【００１１】第２発明に係る眼科装置は、被検眼の眼底
面を走査する走査光学系と、走査光束による眼底面から
の反射光を前記走査光学系を介して光電センサに受光し
眼底像を得る眼底映像手段と、前記走査光学系と被検眼
の間に設けた光分割部材を介して、前記光束と異なる波
長の光束を被検眼に投影する光束投影光学系とを有する
ことを特徴とする。

【００１２】第３発明に係る眼科装置は、赤外波長域の
第１のレーザー光により点状又は線状に眼底を照明する
照明光学系と、該照明光学系により照明された眼底部分
からの反射光束を受光する受光光学系と、前記第１のレ
ーザー光と異なる赤外波長域の第２のレーザー光により
測定光束を眼底に照明し、前記測定光による眼底での光
束を光電センサに受光し、眼科計測情報を得る眼底計測
手段とを有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】上述の構成を有する第１発明の眼科装置は、赤
外光束で被検眼の眼底面を走査し、眼底からの反射光を
走査光学系を介して光電センサに受光して、二次元的な
眼底像を得てこの眼底像の位置を解析し、被検眼の視線
の動きを認識する。

【００１４】第２発明の眼科装置は、光束分割部材によ
り、眼底観察用の走査光学系の光路と測定用の投影光学
系の光路とを分割し、走査光学系を介さずに眼底観察用
の光束と異なる波長の光束を被検眼に投影する。

【００１５】第３発明の眼科装置は、赤外波長域の第１
のレーザー光により眼底を照明して、眼底像を得て更に
第１のレーザー光と異なる赤外波長域の第２のレーザー
光により測定光束を眼底に投影し、眼科計測情報を得
る。

【００１６】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施例の構成図であり、眼底を観察
する眼底鏡や、眼球運動を解析する視線追尾装置に応用
した例である。被検眼Ｅと対向する対物レンズ１の背後
の光路O1上には、ガルバノメトリックミラー２が配置さ
れ、ガルバノメトリックミラー２の反射方向光路O2上に
は、レンズ３、図２に示すようなスリット開口４ａを有
し被検眼Ｅの瞳孔Epと共役な孔あきミラー４、ミラー５
が配列されている。

【００１７】更に、ミラー５の入射方向の光路O3上に
は、レンズ６、レンズ７、紙面内のみに屈折力を有する
凸円柱レンズ８、赤外光を発するレーザーダイオード９
が配列され、投影光学系が構成されている。また、孔あ
きミラー４の反射方向の光路O4上には、ミラー１０、レ
ンズ１１、紙面垂直方向に受光要素が配列する一次元Ｃ
ＣＤ１２が配列され、受光光学系が構成されており、一
次元ＣＣＤ１２の出力は信号処理器１３、テレビモニタ
１４に順次に接続されている。なお、投影光学系のレン
ズ６と受光光学系のレンズ１１は連結部材１５により連
結され、矢印の方向に沿って連動して被検眼の視度に合
わせるように移動する。

【００１８】また、光路O1〜光路O3上の破線はレンズに
よる眼底結像面P1〜P3であり、結像面P1は対物レンズ１
の後側焦点面であり、結像面P2はレンズ６、１１の後側
焦点面である。結像面P3は凸円柱レンズ８による焦点面
であり、かつ一次元ＣＣＤ１２との共役面でもある。

【００１９】レーザーダイオード９を発した赤外光は、
凸円柱レンズ８により、凸円柱レンズ８の屈折力の無い
紙面垂直方向に発散され、結像面P3上で長手方向が紙面
垂直方向に沿った線状光束像として結像され、この線状
光束像はレンズ６によりミラー５、孔あきミラー４を介
して、両結像面P2に再び結像される。この際に、レンズ
７によりレーザーダイオード９の発光点は、孔あきミラ
ー４のスリット開口４ａの中心にスポット光束像として
結像されており、スリット開口４ａを第２の点光源とし
て発した光束は、上述したようにレンズ６により結像面
P2上で線状光束像として結像され、レンズ３によりガル
バノメトリックミラー２上でスポット光束像として結像
され、結像面P1で線状光束像として結像され、対物レン
ズ１を通り、被検眼Ｅの瞳孔Ep上でスポット光束像とし
て結像された後に、線状光束像として眼底Erに投影され
る。

【００２０】ガルバノメトリックミラー２を回動するこ
とにより、瞳孔Ep上のスポット光束像を中心に線状光束
像によりその線間方向に眼底Erが走査される。これに従
って、眼底Erでの反射光は同じ光路を戻り、孔あきミラ
ー４、ミラー１０でそれぞれ反射されレンズ１１を通
り、一次元ＣＣＤ１２に受光される。

【００２１】この際に、孔あきミラー４により被検眼Ｅ
の瞳孔Ep上で投影光束と受光光束とが分離されており、
瞳孔Epの中心から光束が眼底Erに投影され、瞳孔Epの周
囲から眼底反射光束が取り出されている。更に、孔あき
ミラー４の開口部４ａをスリット状に形成することによ
り、被検眼Ｅの前眼部で発生した有害な散乱光が受光光
学系に侵入しないようにしている。なお、孔あきミラー
４の代りに光路O2の片側に半ミラーを配置するようにし
てもよい。この場合には、瞳孔Ep面上の光路O1の片側か
ら光束が眼底Erに投影され、他側から眼底Erからの反射
光束が取り出されることになる。

【００２２】信号処理器１３において、一次元ＣＣＤ１
２からの受光信号にガルバノメトリックミラー２による
走査と同期するための同期信号等が加えられて映像信号
が作成され、この映像信号は二次元的な眼底像Er' とし
てテレビモニタ１４に映出される。

【００２３】本実施例を例えば眼底鏡として使用する際
には、テレビモニタ１４による眼底観察を行えばよい。
眼底像Er’のピントを合わせるには、連結部材１５を駆
動し、レンズ６、１１を連動して矢印の方向に移動する
と、視度補正のためのフォーカシングと変倍操作とが同
時に行われる。なお、フォーカスレンズ系と変倍レンズ
系とを独立して移動するようにしてもよい。

【００２４】眼底像Er’のピントが合うと、結像面P1〜
P3及び一次元ＣＣＤ１２とが同時に被検眼Ｅの眼底Erと
共役となる。一次元ＣＣＤ１２の受光開口は、凸円柱レ
ンズ８が形成した結像面P3上の線状光束像と略同一な形
状をしているため、一次元的な共役焦点光学系が構成さ
れていることになる。従って、光源であるレーザーダイ
オード９からの光束を効率良く利用することが可能にな
り、特別に感度の高い光電センサを用いなくとも明瞭な
眼底像Er' を得ることができる。また、一次元走査系な
ので構成が単純で、高コントラストの眼底像を得ること
が可能になる。更に、投影光束を瞳孔Ep上で点状に集光
した後に眼底Erに投影しているので、小瞳孔の被検眼Ｅ
の眼底観察が可能となる。

【００２５】或いは、本実施例を眼球追尾装置として使
用することもでき、テレビモニタ１４の眼底像Er’の変
位を検出し、被検眼Ｅの視線方向の移動検知すればよ
い。本実施例では信号処理器１３において、テレビモニ
タ１４の画面の中心で直交する線L1、L2上の映像信号S
1、S2をそれぞれ画面毎に抽出してＡＤ変換をし、内部
のメモリに記憶し、映像信号S1、S2の相関をそれぞれ求
めている。

【００２６】図３、図４はそれぞれ図１のテレビモニタ
１４の画面の線L1、L2から抽出された映像信号S1、S2で
ある。本実施例では赤外光を使用しているため、眼底Er
上の血管Evは周囲に較べて最も暗くなる。従って、図３
に示すように乳頭部MLの信号レベルが最も高く、中心窩
Cpの信号レベルは周囲より若干小さくなっている。他
方、血管Evの信号レベルは最も小さく、図４に示すよう
に映像信号S2上では深く鋭い溝状Evに表されている。

【００２７】相関を求めるには、現在のテレビモニタ１
４の画面の線L1、L2上の映像信号S1、S2と、１画面前の
画面の線L1、L2上の映像信号S1' 、S2' とした場合に、
映像信号S1、S1' 間と映像信号S2、S2' 間とで減算し、
減算する位置を徐々にずらし、減算結果の総和を計算し
相関図をとる。総和が最小となる映像信号S1、S1' 間と
映像信号S2、S2' 間とのずれ量をそれぞれ求め、これら
のずれ量を眼底像倍率等に基づいて視線の移動量及び移
動方向に換算する。

【００２８】被検眼Ｅが移動しない場合には、線L1、L2
方向共に、映像信号S1、S2のずれ量は最小値の零とな
る。例えば、１秒間に３０画面の映像信号が得られる場
合には、３０ｍＳ毎に上記の演算を行うことになる。な
お、相関を求めるために水平方向、垂直方向の線から１
本ずつ映像信号S1、S2を抽出したが、演算時間と精度の
均衡で複数本の線上の映像信号を抽出し、相関を求める
ようにしてもよい。また、共焦点であるために、赤外光
でも他の部位からのまわり込みがなく、血管のコントラ
ストが高い。従って、精度の良い測定が可能となる。

【００２９】図５は眼底血流計に応用した第２の実施例
の構成図であり、被検眼Ｅと対向している対物レンズ２
１の背後の光路O5上には、ローテータプリズム２２、可
動ミラー２３が配置され、可動ミラー２３はモータ２４
により紙面内にある軸を中心に回転される。更に、可動
ミラー２３の反射方向の光路O6上には、レンズ２５、被
検眼Ｅの瞳孔Epと共役関係にあり光路O6の片側に設けら
れた半ミラー２６、ダイクロイックミラー２７、紙面垂
直方向に素子が配列された一次元ＣＣＤ２８が配列され
ている。

【００３０】また、半ミラー２６の入射方向の光路O7上
には、ダイクロイックミラー２９、紙面と垂直方向に屈
折力を有する円柱レンズ３０、赤外光を発する血管観察
用レーザーダイオード３１が配列され、また、ダイクロ
イックミラー２７の反射方向の光路上には、光分割部材
３２、光電センサ３３が配列されている。なお、ダイク
ロイックミラー２９、光分割部材３２は、測定用レーザ
ーダイオード３４の出射方向の同一の光路O8上に順次に
配列されており、血管観察用レーザーダイオード３１と
測定用レーザーダイオード３４は互いに異なる近赤外域
の波長光を発し、特に血管観察用レーザーダイオード３
１は８５０μｍ付近の波長光を発するようになってい
る。

【００３１】更に、一次元ＣＣＤ２８、光電センサ３３
の出力はそれぞれ信号処理器３５に接続され、信号処理
器３５の出力はモータ２４に接続されている。

【００３２】測定用レーザーダイオード３４を発した測
定光束はダイクロイックミラー２９、半ミラー２６でそ
れぞれ反射され、被検眼Ｅの眼底Erにスポット光束とし
て投影され、眼底Er上の血管Ev内を流れる血流によりド
ップラーシフトを受ける。眼底Erでの反射光束は同じ光
路を戻り、ダイクロイックミラー２７で反射され光分割
部材３２を透過し、光電センサ３３に受光される。この
際に、測定用レーザーダイオード３４を発した測定光束
の一部はダイクロイックミラー２９を透過し、光分割部
材３２で反射されドップラーシフトされた眼底反射光束
と干渉し、光電センサ３３に受光される。従って、この
受光信号はビート信号を含んでおり、信号処理器３５は
このビート信号を周波数解析し、眼底Er上の血管Ev内の
血流速度を求めている。

【００３３】血管観察用レーザーダイオード３１から発
した近赤外光束は、円柱レンズ３０により紙面と垂直方
向に伸びるスリット光束Ｓとされ、ダイクロイックミラ
ー２９、半ミラー２６でそれぞれ反射され、レンズ３８
を通って可動ミラー２３で反射され、ローテータプリズ
ム２２、対物レンズ２１を通り、半ミラー２６により、
被検眼Ｅの瞳孔Ep面の光路O5の片側からスリット光束Ｓ
として眼底Erに投影される。眼底Erでの反射光は瞳孔Ep
面の光路O5の他側から抽出され、ダイクロイックミラー
２７を透過し、血管像として一次元ＣＣＤ２８に受光さ
れる。一次元ＣＣＤ２８の受光信号は信号処理器３５に
出力され、一次元ＣＣＤ２８の素子の配列方向の血管像
の移動量が計算され、この方向の被検眼Ｅの固視微動を
監視している。

【００３４】図６は被検眼Ｅの眼底Er上でのスリット光
束Ｓ、スポット光束Ｐの関係を示し、スポット光束Ｐは
常にスリット光束Ｓの中心に結像している。ローテータ
プリズム２２を光路O5を中心に回転すると、スポット光
束Ｐを中心にスリット光束Ｓが回転し、可動ミラー２３
を回動すると、スリット光束Ｓ、スポット光束Ｐは上記
の相対的な位置関係を保持したまま、スリット光束Ｓの
長手方向に沿って移動する。

【００３５】測定に際して、検者はローテータプリズム
２２を回転し、スリット光束Ｓを測定対象とする血管Ev
に直交するようにして測定方向を設定する。信号処理器
３５は一次元ＣＣＤ２８の受光信号に基づいて血管Evの
位置を解析し、血管Evが一次元ＣＣＤ２８の中心で受光
されるように、可動ミラー２３の制御信号を作成する。
この間に、一次元ＣＣＤ２８はスリット光束Ｓで照明さ
れた眼底Er上の領域のみを撮像している。

【００３６】従って、一次元ＣＣＤ２８の受光領域は制
限されているため、光束の回り込みが少なく、かつスリ
ット光束Ｓの反射率が血管Evと血管Ev以外の部位で異な
るため、血管Evをコントラスト良く撮像することがで
き、信号処理器３５内のコンピュータにおいて血管Evの
位置を認識することが可能となる。信号処理器３５は血
管Evの位置に基づいてモータ２４を制御することにより
可動ミラー２３を回動し、スポット光束Ｐが血管Evに合
致するようにする。測定の間は、信号処理器３５におい
て、この演算が繰り返し行われ被検眼Ｅの動きを補償
し、スポット光束Ｐが血管Evに常に合致するようにして
いる。

【００３７】なお、測定部位が選択されると、測定光束
は傾斜した方向から血管Evに照射され、これによる眼底
反射光はその面内で受光される。

【００３８】本実施例では、測定光及び血管観察光を共
に赤外光としたため、無散瞳で血流測定が可能である。
なお、眼底の観察手段として図１に示すような赤外眼底
鏡を組み合わせることができる。この場合には、眼底観
察用のレーザーダイオードは血管観察用レーザーダイオ
ード３１及び測定用レーザーダイオード３４とは異なる
波長光を発するようにし、ダイクロイックミラーで３つ
の光束を分割するようにすればよい。また、血管観察用
をスリット照射としたが、点光束で走査する共焦点光学
系を用いてもよい。

【００３９】図７は第３の実施例の構成図を示し、眼底
視野計の例である。被検眼Ｅと対向している対物レンズ
４１の背後の光路O9には、可視光を反射するダイクロイ
ックミラー４２が配置され、ダイクロイックミラー４２
の反射方向には、対物レンズ４１の後側焦点付近に設け
られた液晶表示板４４が配置され、液晶表示板４４には
制御器４５の出力が接続されている。

【００４０】眼底Erを観察する際には、眼底観察系４３
から発した照明光束はダイクロイックミラー４２を透過
し、対物レンズ４１を通り被検眼Ｅのへ眼底Erへ投影さ
れる。ここでの反射光束は同じ光路を戻り、眼底観察系
４３内で撮像され外部のテレビモニタに眼底像として映
出される。

【００４１】なお、眼底観察系４３には図１に示すよう
な一次元走査の共焦点光学系を使用できる。或いは、従
来のように点状光束により眼底Er上を二次元的に走査す
る共焦点光学系を用いてもよい。

【００４２】視野を測定する際には、制御器４５内の記
号発生回路により、図８に示すように液晶表示板４４の
表示面には、固視標Sa、測定視標Sbが表示され、更にバ
ックグランド光により照明される。なお、バックグラン
ド光の照度は制御器４５で任意に設定できるようになっ
ている。

【００４３】液晶表示板４４からの光束はダイクロイッ
クミラー４２で反射され、対物レンズ４１を通り被検眼
Ｅの眼底Erに投影され、被検眼Ｅに液晶表示板４４上の
測定視標Sb、固視標Saが呈示される。検者は被検者に固
視標Saを固視させ、測定視標Sbが視認できた際に図示し
ない応答手段で応答するように指示する。制御器４５に
より液晶表示板４４上の測定視標Sbが移動され、被検者
は測定視標Sbを視認し応答する。制御器４５内のコンピ
ュータにおいて、被検者の視認応答が判断され視野が測
定される。

【００４４】本実施例では、液晶表示板４４の表示面の
各要素からの光束は、対物レンズ４１の開口の全体に拡
がっているので、被検眼Ｅが多少動いても液晶表示板４
４の画面が見えなくなるようなことはないので、被検者
の疲労が軽減される。なお、対物レンズ４１の代りに４
面ミラーを使用することも可能である。

【００４５】液晶表示板４４やＣＲＴに測定視標Sbを表
示する代りに、光源を用いて測定視標Sbを投影し、光学
的に測定視標Sbの呈示位置を移動するようにしてもよ
い。この場合にも、視標投影光束を太くすることが可能
である。

【００４６】液晶表示板４４をカラー表示が可能なもの
にすれば、白色や色光で自在に視標を呈示することが可
能になる。或いは、液晶表示板４４の代りにレーザー光
源を設ければ、眼底Erを疑固するレーザーコアギュレー
タを構成することができる。この場合に、アルゴンレー
ザーを使用すると、眼底Er上でのスポット光束の大きさ
によっては照射光束の径を太くする必要が生ずるが、本
実施例では走査光学系を介さずにレーザー光を眼底Erに
照射するようにしたため、収斂度の大きな光束を眼底Er
に照射することが可能になる。また、連続光でレーザー
光を眼底Er上の所望の位置に照射することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように第１発明に係る眼科
装置は、共焦点光学系で眼底観察手段を構成したため、
赤外光でも高コントラストの眼底像を得ることができる
ので、眼底像の位置を電子的に認識することが可能とな
り、また視線の動きが正確に分かる。

【００４８】第２発明に係る眼科装置は、走査光学系を
介さずに測定用の光束を投影するようにしたため、この
光束の径を太くすることが可能となり、連続光で光束を
照射できる。

【００４９】第３発明に係る眼科装置は、観察用光束、
測定用光束を互いに波長の異なる赤外光としたため、無
散瞳で被検眼眼底の観察及び測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】孔あきミラーの正面図である。

【図３】テレビモニタの画面の水平方向の線上から抽出
された映像信号の説明図である。

【図４】テレビモニタの画面の垂直方向の線上から抽出
された映像信号の説明図である。

【図５】第２の実施例の構成図である。

【図６】被検眼の眼底上のスリット光束、スポット光束
の関係を示す説明図である。

【図７】第３の実施例の構成図である。

【図８】液晶表示板の正面図である。

【符号の説明】

２ ガルバノメトリックミラー ８ 凸円柱レンズ ９ レーザーダイオード １２、２８ 一次元ＣＣＤ ３０ 円柱レンズ ３１ 血管観察用レーザーダイオード ３３ 光電センサ ３４ 測定用レーザーダイオード ４３ 眼底観察系 ４４ 液晶表示板

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｂ 3/12 Ｅ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外光束で被検眼の眼底面を走査する走
   査光学系と、眼底面からの反射光を前記走査光学系を介
   して光電センサに受光し、眼底像を得る眼底映像手段
   と、該眼底映像手段からの信号に基づいて眼底像の位置
   を認識し、被検眼の視線方向の動きを検出する視線方向
   検出手段とを有することを特徴とする眼科装置。
2. 【請求項２】 被検眼の眼底面を走査する走査光学系
   と、走査光束による眼底面からの反射光を前記走査光学
   系を介して光電センサに受光し眼底像を得る眼底映像手
   段と、前記走査光学系と被検眼の間に設けた光分割部材
   を介して、前記光束と異なる波長の光束を被検眼に投影
   する光束投影光学系とを有することを特徴とする眼科装
   置。
3. 【請求項３】 赤外波長域の第１のレーザー光により点
   状又は線状に眼底を照明する照明光学系と、該照明光学
   系により照明された眼底部分からの反射光束を受光する
   受光光学系と、前記第１のレーザー光と異なる赤外波長
   域の第２のレーザー光により測定光束を眼底に照明し、
   前記測定光による眼底での光束を光電センサに受光し、
   眼科計測情報を得る眼底計測手段とを有することを特徴
   とする眼科装置。