JP2017526474A - 眼検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の装置は、好ましくは網膜の画像を得るために眼科において使われる。しかし、一般に、任意の被写体の画像を得るためにも使うことができる。
一般的に、これらの装置は、白色光のフラッシュを用いて網膜の全体に光を当てる、そして網膜により反射された光を得て網膜のカラー写真を形成する。
通常、広がっていない瞳孔(無散瞳)で操作されるこのタイプの装置は、少なくとも4mmの瞳孔直径の条件で最大視野45°に対応する網膜の比較的限定された部分を撮影することが可能である。
また、いくつかの装置は、赤外線ビデオと赤外線写真の形成することが可能である。
網膜全体に光を当てることにより同時に得ることができる画像(カラー又は赤外線)は、通常網膜の部分的な透明性に起因する低コントラストに特徴がある。この欠点は、赤外線ビデオ又は赤外線写真の場合さらに顕著になる。
これらの装置は、良いコントラスト及び45°より広い視野で(4mm未満の瞳孔直径の条件においても)網膜の写真及びビデオを形成することができる。
周知の共焦点装置の2つのタイプ、すなわち、ポイントスキャニングタイプとラインスキャニングタイプがある。
単純な構造のため、共焦点ラインスキャニング装置は特に産業上、商業上興味深い。
これらの装置は、網膜のとても狭い領域に光を当てる光線で通常は線状に網膜をスキャンする。それらは、不要反射からくる擬似光のほとんどを除去するスリット形状の固定絞りを通過する網膜により反射された光を受け取りデスキャンする。絞りを通過する光は、その後、網膜の1つ以上の画像が得られる手段によりセンサーに投影される。
共焦点ラインスキャニング装置の重大な欠点は、写真を得るために十分な光力が得られる高発光の照明用光源を必要とすることである。
従って、通常使われる光源は、レーザー、スーパールミネッセントダイオード(SLD)又は同様なもので構成される。これらの光源は、一般的に単色であるか又は限定された発光バンドを有する。
このため、これらの装置は、赤外線又は単色可視光だけで高コントラストの網膜像を供給することができる。
しかし、このようにして得られるカラー画像は、白色光を発することが可能な光源を使った検査装置により得られる画像と同程度の、ディテールと自然な色調を提供しない。
白色光源を使う共焦点ラインスキャニング装置の複数の例が提案されている。
しかし、利用できる白色光源の不十分な放射輝度のため、今まで提案されている解決案は、量産された商品にはつながっていない。
提案された異なる構造の1つにおいて、網膜により反射された光は、デスキャンされ、反射光を除去する共焦点絞りを通過し、そして二次元センサー上に投影され再スキャンされる。
この特許文献に記載された写真システムは、例えばLED装置又は同様のものなどの低い輝度の白色光源の使用を可能にするために、光源から網膜への出力の伝達を改良する実際的な解決案を十分な方法で提供していない。
従って、二次元センサーは、捕捉間に高ゲインを有さなければならない。このことは、とりわけ端においてしばしば得られる画像のノイズを引き起こす。
しかし、この解決案は、動きアーチファクトとぼやけを結果的に存在させる可能性を伴う、画像を取得する際に眼が動く危険性を増加させる。
光源の形として提案されている解決案は、光源の不十分な輝度の問題を解決しない。従って、それは、照射された網膜の(線形の)領域に伝達された光パワーの増加を引き起こさない。
どのようにコモンLED又はレーザダイオードデバイスが光の放出角度を関数として変化する一般的に不均一出力分布を伴い発光するかが知られている。これらの光源の出力密度は、普通、光軸に沿って大きく、光放射円錐の外面に向かって次第に減少する。
この挙動は、均一な出力密度を有する出力光線を供給する光源の平行光学系を構築することを難しくする。
また、眼の網膜は、通常、照射角度と、照射に使われる光のタイプ(例えば、白色又は赤外線)とを関数として変化する反射性を有すると考えられるはずである。
このことは、網膜の画像における明るさの分布をさらに不均一にする。
先行技術のラインスキャニングタイプの試験装置において、眼の角膜とレンズにより引き起こされる反射を減らすために最も広く使われる解決案の1つは、網膜により反射され網膜の画像を作り出す装置により使われる光線に対して、眼に入る照射光線の“サイドバイサイド”タイプの分離を作り出すことである。
この解決案は、構造の簡素さの観点から相当の利点を有し、良質の画像が最大約30°の視野において得られることを可能にする。
眼の検査装置のさらなる例は、特許文献US5847805とUS2005/068497に開示されている。
この目標の範囲内において、本発明の目的は、検査を受ける網膜の特に通常は光が不足している周辺領域において照射器により発せられた光出力の最大化を可能にする眼検査装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、相対的に広い視野で網膜の画像を取得することが可能な眼検査装置を提供することである。
本発明のさらなる目的は、ハイコントラスト、赤外線、カラー、無赤色、蛍光又は自己蛍光の網膜のビデオ及び写真を形成することができる眼検査装置を提供することである。
本発明のさらなる目的は、競争価格で工業規模の生産が容易な眼検査装置を提供することである。
この目標及びこれらの目的は、この後の明細書及び添付の図面からより明らかである他の目的と共に、下で提案されている請求項1及び関連する従属請求項による眼検査装置による発明により達成される。
−眼の網膜に照射するために第1光軸に沿った光学照射経路に光線を投影することに適合しかつ少なくとも光源を含む照射器と、
−第2光軸を有する光学結像経路沿いに網膜により反射された光を受光すること及び網膜の画像を取得することに適合した取得手段と、
−前記照射器により網膜の表面に投影された光線をスキャニング方向に沿って動かすことに適合したスキャニング手段と、
−網膜により反射され前記取得手段に向かっている光から前記照射器により投影された光を分離することに適合した光線分離手段とを少なくとも備える。
前記検査装置のオペレーションの間、前記投影絞りは網膜と光学的に共役される。
前記投影絞りは、細長い形状と変化する幅を有する投影開口を少なくとも備える。
この投影開口は、照射経路の光軸における前記投影開口の幅よりも大きい幅の部分を少なくとも有するように成形される。
好ましくは、前記投影開口は、第1光軸における最小値と、前記投影開口の両端における又はこれらの両端に近接した前記投影開口の部分における最大値との間において第1光軸からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形される。
前記投影マスクは、スキャニング手段と、光線分離手段の分離絞りとの間に含まれる前記装置の領域に光学的に共役される。
前記投影マスクは、少なくとも直線的な縁を含む。
投影マスクの直線的な縁は、前記光線分離手段と前記スキャニング手段との間に含まれる前記領域における前記光学照射経路に沿って照射器により投影された光線の端を明確にする。
好ましくは、照射器により投影された光線は、網膜により反射された光が通る分離絞りの開口の近傍において、光線分離手段の分離絞りのどのような部分とも交差しない。
好ましくは、前記投影マスクは、前記光源の近傍に位置する。
前記検査装置のオペレーションの間、前記共焦点絞りは、網膜と光学的に共役する。
前記共焦点絞りは、細長い形状と変化する幅を有する共焦点開口を少なくとも備える。この共焦点開口は、取得経路の光軸における前記共焦点開口の幅よりも大きい幅の部分を少なくとも有するように成形される。
好ましくは、前記共焦点開口は、第2光軸における最小値と、前記共焦点開口の両端における又はこれらの両端に近接した前記共焦点開口の部分における最大値との間において第2光軸からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形される。
それぞれの照射器は、対応する光源と、前記装置のオペレーションの間、眼の網膜に光学的に共役する対応する投影絞りとを少なくとも備える。
それぞれの投影絞りは、細長い形状と変化する幅を有する投影開口を少なくとも備える。それぞれの投影開口は、照射経路の光軸における前記投影開口の幅よりも大きい幅の部分を少なくとも有するように成形される。
好ましくは、それぞれの投影開口は、第1光軸における最小値と、前記投影開口の両端における又はこれらの両端に近接した前記投影開口の部分における最大値との間において第1光軸からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形される。
それぞれの投影マスクの直線的な縁は、スキャニング手段と光線分離手段の分離絞りとの間に含まれる前記領域における前記光学照射経路に沿って対応する照射器により投影された光線の端を明確にする。
好ましくは、それぞれの照射器により投影された光線は、網膜により反射された光が通る分離絞りの開口の近傍において、分離絞りのどのような部分とも交差しない。
好ましくは、それぞれの投影マスクは、対応する光源の近傍に位置する。
それぞれの共焦点開口は、光学結像経路に入れられた際に、取得経路の光軸における前記共焦点開口の幅よりも大きい幅の部分を少なくとも有するように成形される。
好ましくは、光学結像経路に入れられた際に、それぞれの共焦点開口は、第2光軸における最小値と、前記共焦点開口の両端における又はこれらの両端に近接した前記共焦点開口の部分における最大値との間において第2光軸からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形される。
共焦点絞りは、前記共焦点開口が1つずつ光学結像経路に入ったり外れたりすることができるように光学結像経路に対して好都合に移動可能である。
可能な実施形態において、本発明による装置は、異なるスペクトル帯の光を放射する少なくとも2つの光源を備えた照射器を少なくとも備える。
装置500は、第1照射器11と、第1光軸O1を有する光学照射経路1Aとを備える。
光学経路1Aに沿って、光線1は、照射器11により眼100の網膜101に向けて方向D1に投影される。
装置500は、網膜101により反射された光2を受光し、同じ網膜の1つ以上の画像を取得するように適合された取得手段27を備える。
装置500は、第2光軸O2を有する光学結像経路2Aを備える。
光学経路2Aに沿って、網膜101により反射された光2は、取得手段27に到達するまで方向D2に伝播する。
好ましくは、スキャニング手段17は、取得手段27に向かう光学結像経路2Aにおいて網膜により反射された光2の少なくとも一部分を方向付ける機能も有する。
装置500は、後段における反射された光2から網膜上に投影される光1を分離するように適合した光線分離手段16を備える。
好ましくは、装置500は、光線の照射器11と光線分離手段16との間の光学経路1Aに配置された第1光学系15を備える。
好ましくは、装置500は、照射光1が通過するようにスキャニング手段17の下流に配置された、スキャニング光学系18と接眼レンズ19とを備える(光線1の伝播方向D1参照)。
接眼レンズ19及びスキャニング光学系18には、反射光がスキャニング手段17に到達する前に、反射光2が通過する。
好ましくは、装置500は、光学経路2Aに配置された共焦点絞り23を備える。
下でより明らかになるように、共焦点絞り23は、好ましくは適切な形状をした共焦点開口231を少なくとも備える。この共焦点開口は、網膜の反射光の一部の通過と、網膜と光学的に共役していない装置500又は眼100のいくらかの表面の反射光の少なくとも一部を遮ることとを可能にする。
好ましくは、装置500は、光線分離手段16と取得手段27との間の光学経路2Aに配置された第2光学系21、ミラー22、24、第3光学系25、対物レンズ26も備える。
照射器11は、光学経路1Aに向かって光源111により投影された光線1を成形するように適合された第1投影絞り114を備える。
投影絞り114は、装置500のオペレーションの間、網膜101に光学的に共役するように配置される。
説明をより明確にするために、次のように明記される、本発明の範囲内において、記述“光学的に共役した”は、光学的共役の正確な位置、又は光学的共役の正確な位置の比較的小さい近辺(装置500の光学経路の長さに関して)に位置することを特定する。
下でより明らかになるように、投影絞り114は、光学経路1Aに向かって光源111により投影された光線を成形するように適切に成形された第1投影開口1140を備える。
装置500のオペレーションの間、投影マスク112は、眼の瞳孔102と光学的に共役する。
下でより明らかになるように、投影マスク112は、光源111により放射された光の一部を遮るように適切に成形される。
好ましくは、投影マスク112は、光源111の近傍に位置している。
好ましくは、照射器11は、投影マスク112と投影絞り114との間に位置している第1平行光学系113を備える。
好ましくは、光線分離手段16は、装置500のオペレーションの間、瞳孔102と光学的に共役した分離絞り161を備える。
好ましくは、分離絞り161は、照射光線1が通過する成形した開口161Aと、反射光線2が通過する成形した開口161Bとを備える。
分離絞り161について、他の構造は、それらが少なくとも反射光2の一部を通過させるための開口161Bを提供さえすれば可能である。
前記図面に示したものと異なる形態を有するビームスプリッター、ミラー又は絞りの使用を提供する他の構造変形が可能である。
好ましくは、スキャニング手段17は、2つの対向した反射面を有する共振振動ミラーを備える。
例えば、多面体ミラー、マイクロミラーアレイ又は同様のものを使用するスキャニング手段17のための他の構造解決案が可能である。
好ましくは、共焦点絞り23は、装置500のオペレーションの間、網膜101と光学的に共役されるように配置される。
光源111により放射された光は、マスク112により部分的に遮られ、平行光学系113により平行にされ、そして絞り114を通過する。
照射器11により投影された光1は、光学系15と、具体的には分離絞り161の開口161Aにおいて光線分離手段16とを通過する。好ましくは、光線1は、分離絞り161の、網膜の反射光が通過する開口161Bに近接したどのような部分にも触れない。特に、光線1は、開口161Aの両端には触れない。
光1は、網膜101に向けてそれを方向付けその回転軸の周りを動くスキャニング手段17により走査される。それは、スキャニング光学系18と接眼レンズ19を通過し、眼100に入り網膜101に光を当てる。
後で明らかになるように、網膜の照射された領域は、適切に成形された明るい線形領域からなる。
網膜101は、照射光1を少なくとも部分的に反射する。
網膜101により反射された光2は、瞳孔102を通過して眼から出て行き、接眼レンズ19及びスキャニング光学系18を通過する。
反射光2は、具体的には分離絞り161の開口161Bにおいて光線分離手段16を通過する。
光線分離手段16(具体的には分離絞り161)は、開口161Bを用いて、光線1が眼に入る瞳孔の領域から分離された瞳孔102の予め定められた領域を通過する反射光2の一部を選択する。
このことは、眼の他の表面から来て取得手段27に到達する照射光1の不要反射の可能性を大いに低める。
共焦点絞り23を通り抜ける光線2の通過は、網膜101とは異なる面に位置する又は同じ網膜と光学的に共役した物体から来る不要反射が取得手段27に到達する可能性を大いに低める。
光線2は、スキャニング手段17により再度走査され、そして取得手段27へ方向付けられる。
光線2は、対物レンズ26を通過し、前記網膜の1つ以上のイメージを取得する取得手段27の受光面に網膜101の二次元イメージを作り出す。
投影開口1140は、細長い形状と変化する幅を有する。
好ましくは、投影開口1140は、伸長主軸1144に沿って伸びる。
好ましくは、投影絞り114は、開口1140の伸長軸1144が光学経路1Aの光軸O1と交差するように配置される。
投影開口1140は、光軸O1に対して遠い位置に両端1142を備え、光軸O1に対して近接する位置に中心部1145を備える。
好ましくは、投影開口1140は、光軸O1に中心がある。
好ましくは、両端1142は、中心部1145に対して対称的に配置される。
言い換えれば、投影開口1140は、中心部1145におけるその幅が、同じ開口の少なくとも異なる部分におけるその幅よりも小さくなるように成形されている。
好ましくは、投影開口1140は、光軸O1における最小値と、両端1142における又は両端1142に近接した部分における最大値との間においてその幅が徐々に増加する(すなわち、軸1144に沿って光軸O1から離れる)ように成形されている。
好ましくは、投影開口1140の幅l1は、取得手段27により取得される網膜101の画像の明るさをより均一にするような変化法則l1=f1(x1)に従って光軸O1に対する距離x1によって変化する。
投影開口1140の特定の形状を考えると、開口1140により形成される光イメージにより表される網膜101の照射された領域は、光の線の形を実質的に有している。
この光の線は、その中心部における最小値と、中心部と少なくとも異なる領域における最大値との間で変化する幅を有する。スキャニング手段17の動作のため、この光の線は、同じ線に垂直な走査方向に従って網膜101の表面に沿って動く。
好ましくは、共焦点開口231は、伸長主軸234に沿って伸びる。
好ましくは、共焦点絞り23は、開口231の伸長軸234が光学経路2Aの光軸O2と交差するように配置される。
共焦点開口231は、光軸O2に対して遠い位置に両端231を備え、光軸O2に対して近接する位置に中心部235を備える。
好ましくは、両端232は、中心部235に対して対称的に配置される。
好ましくは、共焦点開口231は、光軸O2における前記共焦点開口の幅よりも広い幅の部分を少なくとも有するように成形される。
言い換えると、共焦点開口231は、中心部235におけるその幅が、同じ開口の少なくとも異なる部分におけるその幅よりも小さくなるように成形される。
好ましくは、共焦点開口231は、光軸O2における最小値と両端232または両端232に近接した部分における最大値との間において、光軸O2からの距離(すなわち、軸234に沿って光軸O2から離れる)に伴いその幅が徐々に増加するように成形される。
共焦点絞り23の開口231の実施形態の例が図3(図3B)に示される。
投影絞り114の開口1140の特定の成形と、共焦点絞り23の開口231の特定の成形は、重要で驚くべき利点を有する。
開口1140と開口231の輪郭の同時寄与のため、網膜101の画像の明るさはおおよそ均一となる。
反対に、中心領域とは異なる領域における開口1140、231のより大きい幅は、同じ光源の軸とは異なる放射方向における光源111のより低い出力密度と、中心の光線ではより有益であり周囲の光線では有益ではないと知られている光線1と眼の光軸との間の角度に応じた網膜101の反射性の特徴的な変動とを補正することを可能にする。
照射光1と反射光2の両方は、装置の部分501を伝播する。この部分において、光学経路2Aに入ることができ、取得手段27により取得される画像に乱れを引き起こす不要反射が生じる。
これらの不要反射が取得手段27の受光面に到達することを可能とするためには、2つの条件が同時に生じる必要がある:
−不要反射を生じさせる表面が光線1と光線2の重複している領域を交差すること;
−不要反射を生じさせる表面が光線1と2の共通方向におおよそ垂直であること。
不要反射を生じさせる可能性が最も高い表面191の部分は、光線1と2の共通方向におおよそ垂直な部分だけを考えれば関連している光軸Oに近接した部分である。
強度の近視眼100が撮影される際に、表面30が接眼レンズ19のレンズの表面191に向けて必然的に動くので、不要反射の危険性はより増加する。
光線1と光線2の重複領域は、網膜101と網膜に光学的に共役した表面との中心にある。これらの重複領域は、網膜のある部分と他の部分から伸びる、又は網膜又は網膜に光学的に共役した表面における同じ光線の幅に依存する距離における関連した光学共役のある部分と他の部分から伸びる。
図4は、光軸Oを通過する面における装置501の一部の断面A−Aも示す(図4B)。
光線1と光線2の間の重複領域Sは、面30の一方側と他方側からおおよそ対称に伸び、面30に交差する光線1及び光線2の中心の厚さ(すなわち光軸O)に依存する大きさs1を有する。
光線1、2の中心の厚さは、関連した中心部領域1145、235における絞り114、23の開口1140、231の幅に比例する。関連する中心領域1145、235における絞り114、23の開口1140、231の幅が特定の値に達するとき、光線1と2の間の重複領域Sは、光軸Oの近傍において面191に触れる。
この場合、表面191により反射される光は、光学経路2Aに入ることができ、網膜101の画像に不要反射を引き起こす。
従って、関連した中心領域1145、235における絞り114、23の開口1140、231のそれぞれの幅は、接眼レンズ19の表面191に由来する不要反射の形成を防ぐための対応する最大値以下に維持する必要がある。
光線1と2の間の重複領域Sは、光軸Oから遠い表面長さにおける表面191と交差する。
光軸Oから遠い(光線1の)光線は、例えば、絞り114の開口1140の両端1142の近傍において通過する光線、球面の先端領域において、同じ光線に対して表面191が大きく傾斜した球面191に交わる。
従って、光軸Oから遠い領域において、光線1と2は比較的大きな厚さを有することができ、このため、不要反射の危険がなく、表面191とも交差することができる重複領域Sを形成する。
従って、中心部1145、235とは異なる部分における絞り114、23の開口1140、231のそれぞれの幅は、不要反射を引き起こすことなく、同じ絞りの関連する中心領域1145、235における幅よりもより大きくすることができる。
この必要な最小距離は、光軸Oから離れるにつれ徐々に減少する。
表面191の先端領域において、不要反射を引き起こすことなく重複領域Sが接眼レンズ19のレンズ中に入ることも可能である。
従って、不要反射の発生を引き起こすことなしに、絞り114、23の開口1140、231のそれぞれの幅は、それぞれの光軸O1、O2から離れるにつれ都合よく増加することができる。
絞り114、23の開口1140、231の上記の特定の成形は、不要反射を引き起こすことなしに、網膜を走査する光の線の先端部分における投影される光出力を増加させるという驚くべき利点を提供する。
このように、先行技術にすでに記載されている、長方形の開口を有する絞りを使うことにより現れる、網膜101の画像の先端領域における特徴的な明るさ不足を補正することが可能である。
原則として、装置500の様々なレンズの異なる領域を通過する、光線1と2が受ける異なるゆがみは、前記光の線の全体の長さにおいて、共焦点絞り23を網膜101に投影された光の線と光学的に共役させることを難しくする。
すでに言及したように、先行技術の装置において、十分な光学的共役は、最大で約30°までの視野において通常可能である、しかし一方、より広い視野において、ゆがみの効果がより大きくなりその結果として光の線と絞り23との間の共役が正確でなくなる先端領域のすべての上で、網膜の画像の明るさが大幅に悪化する。
写真の周囲明るさの変動は、絞り114、23の開口1140、231を特徴付ける幅の変化法則、l1=f1(x1)とl2=f2(x2)をそれぞれ適切に計算することにより、容易に補正することができる。
従って、本発明により提案された解決案は、網膜101の良質の画像を、とても広い視野においても取得することを可能にする。
このことは、一定の幅の光の線が投影され、長方形のスリット形状の開口を有する共焦点絞りが使われている先行技術装置により提供された性能に対して性能の重要な改良を表す。
投影マスク112は、スキャニング手段と光線分離手段との間に含まれる装置500の領域、特に絞り161、と光学的に共役されている。
装置500のオペレーションの間、投影マスク112は、眼100の瞳孔102と光学的に共役される。
投影マスク112は、絞り161とスキャニング手段17との間に含まれる領域の段階において、その結果として瞳孔102の段階においても、照射光線1の断面形状を決める機能を有する。
投影マスク112は、直線的な縁1121を少なくとも備える。
好ましくは、分離手段16とスキャニング手段17との間に含まれる領域において、直線的な縁1121は、光線1の断面の明確な境界1Bを決める。
投影マスク112についての実施形態は、図2の図2Aに示される。
直線的な縁1121は、分離手段16の分離絞り161とスキャニング手段17との間に含まれる領域における光線1の断面の境界1Bと光学的に共役される。
光線1の断面の境界1Bは、分離絞り161において、光線1の内側の高い出力密度の領域と、光線2から光線1を分離する暗い領域との間の明確な経路を決める。
このことは、光線1と2の間の優れた分離を確保し、このことは、網膜101の最終的な画像に乱れを生じさせる、装置500又は眼100の様々な光学的表面における反射により生じた光が光学経路2Aに入り取得手段27に到達することを防ぐのに必要である。
光学経路1A、2Aが互いに近接している光線分離手段16において散乱現象の発生が防止される。
このことは、光線分離手段16におけるどのような散乱現象の存在が、網膜101の画像における不要反射を容易に引き起こす可能性があることを考えれば、重要な利点を構成する。
上述したように、投影マスク112は、好ましくは、分離絞り114の上流(光線1の伝播方向D1に関して)で、光源11の近傍に位置する。
このような方法で、投影絞り114は、投影マスク112における散乱現象により生じた光のほとんどを遮り、その結果として不要反射の危険を除去する。
この例において、光源111は、相対的に広がっている、例えばLEDデバイスである。
マスク112は、直線的な縁1121と、光源111により放射される光1の一部を遮る直線的な又は異なる形状のほかの両端とを少なくとも含む貫通開口112A(例えば、長方形)を備える。
また、この場合、直線的な縁1121は、分離絞り161とスキャニング手段17との間に含まれる領域の段階における、光線1が絞り161のどのような部分にも接触することなしに光線1と2の間の分離の明確な領域が得られることを可能にする光線1の断面の境界1Bを決める。
開口112Aは、放射体111の放射面の対応する寸法に比べより小さい幅とより長い長さを有する。
このような方法では、分離絞り161の段階と瞳孔102で光学的に共役する領域における光線1の断面は、1つの方向において、投影マスク112の開口112Aの縁の画像によって規定され、他の方向において、光源111の放射面の縁の画像によって規定される。
例2Bにおいて提案された解決案は、瞳孔102の段階における光線1の断面全体が要望通りに規定されることを可能にする。
このことは、光源111として使われているLEDデバイスの発光断面を適切に減少させ成形することに使うことができる。
投影マスク112は、光源111により放射される光の一部を遮ることができる直線的な縁1121が少なくとも存在することにより常に特徴付けられるさらなる形態に従って形成することができる。
この実施形態の装置500の多くの構造態様は、図1−4に示した実施形態と実質的に同じである。
差別化の重要な態様は、この実施形態において、装置500が2つの別々の照射器、具体的には第1照射器11と第2照射器12を備えることにある。
装置500は、同じ光学経路1Aにおいて照射器11、12を合わせるためのダイクロイックミラー14を備える。
照射器11は、図1−4に関してすでに説明した照射器11と実質的に同じ構造、同じオペレーションを有する。
この場合、それは、赤外光光源111、例えば赤外光LEDデバイス、を都合よく備える。
それは、第2白色光光源121、例えば白色LEDデバイス又は他の広帯域光源、を少なくとも備える。
さらに、それは、第1照射器11に関して既に説明した第1投影絞り114と同じように形成された第2投影絞り124を備える。
投影絞り124は、第1投影絞り114(図6)の第1投影開口1140と同じように(たとえ必ずしも完全に同じでないとしても)成形された第2投影開口1240を少なくとも備える。
投影開口1240は、細長い形状と変化する幅を有し、好ましくは対応する伸長主軸に沿って伸びる。
好ましくは、投影絞り124は、この伸長軸が光軸O1と交差するように配置される。
好ましくは、投影開口1240は、光軸O1に中心がある。
好ましくは、投影開口1240の両端1242は、中心部1245に対して対称的に配置される。
投影開口1240は、光軸O1におけるその幅よりも広い幅の部分を少なくとも有するように成形されている。
言い換えれば、投影開口1240は、中心部1245におけるその幅が、中心部とは少なくとも異なる部分におけるその幅よりも小さくなるように成形されている。
好ましくは、投影開口1240は、取得手段27により取得される網膜101の画像の明るさがより均一になるように変化法則に都合よく従い、第2光軸O1からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形される。
絞り114と124の開口1140、1240の幅の変化法則は、異なる算出基準に基づいて互いに異なっていてもよい。
このことは、十分なコントラストで網膜の画像を得るために赤外光を使用する場合、より顕著な共焦点(言い換えれば、狭い範囲によく焦点の合った光の線による網膜のスキャニング)を必要とする。
このことは、より狭い開口1140の選択を有用にする。
代わりに、白色光で照射する場合、画像のコントラストの最適化は、開口1240の幅の主な選択基準ではない。この場合、可視光での網膜の反射性がとても低いことを考えると、開口1240を通じて網膜に投影される出力を最適化することがより好都合である。
このことは、赤外光に使用される開口1140に対してより広い開口1240の選択を有用にする。
この光の線の幅の増加は、ある限界値まで得ることができ、これを超えると、網膜とその共役とは異なる表面に由来する不要反射が発生しうると理解されている。
従って、反射なしの条件で網膜101に投影することができる光の量を最適化することが可能である。
従って、赤外線照射器11の絞り114の開口1140の幅の変化法則は、画像のコントラストと明るさの間のよい妥協点を得ることで最適化することができる。
一方、違いを付けた方法で、絞り124の開口1240の幅の変化法則は、反射なしに関連する画像のよい明るさを得ることで最適化することができる。
白色光での装置500の共焦点は、網膜に投影される光の線のより広い幅のためより緩和されるとしても、従来の解決案に対して、画像のコントラストの顕著な増加という注目すべき利点を有する。
マスク122は、分離絞り161とスキャニング手段17との間に含まれる装置の領域と光学的に共役するように配置され、従って、装置500のオペレーションの間、眼100の瞳孔102にも光学的に共役する。
好都合には、第2投影マスク122は、上記の照射器11の第1投影マスク112と(必ずしも同一でないとしても)同じような構造を有する。
好ましくは、投影マスク122は、この光源が引き伸ばされている場合、例えば、LEDタイプ、において、光源121に近接して位置する。
この直線的な縁は、分離絞り161とスキャニング手段17との間に含まれる領域における光線1の断面の境界線1Bと光学的に共役する。
好ましくは、照射器12は、投影マスク122と投影絞り124との間に位置する第2平行光学系123も備える。
図5の実施形態において、装置500は、図1−4に示した実施形態においてすでに記載したものと実質的に同一の共焦点絞り23を備えることができる。
この実施形態によれば、共焦点絞り23は、共焦点絞り23の共焦点開口231、251が1つずつ光学経路2Aに入ることができるように光学経路2Aに対して移動できる。
第1作動手段28は、共焦点絞り23を動かすために使うことができる。
図6を参照して、共焦点開口231、251の主な特徴が、光学経路2Aへのそれらの対応する挿入位置に関してこれから記載される。
共焦点開口231は、図1−4に示した実施形態における共焦点絞り23に関してすでに記載した共焦点開口と実質的に同じ特徴を有する。
共焦点開口251は、好ましくは細長い形状と変化する幅を有する。好ましくは、それは対応する伸長主軸に沿って伸びる。
共焦点開口251は、光軸O2に対して遠い位置に両端252を備え、光軸O2に対して近い位置に中心部255を備える。
好ましくは、共焦点開口251は光軸O2に中心がある。
好ましくは、両端252は、中心部235に対して対称的に配置される。
共焦点開口251は、光軸O2における前記共焦点開口の幅よりも広い幅の部分を少なくとも有するように成形されている。
言い換えれば、共焦点開口251は、中心部255におけるその幅が、中心部とは少なくとも異なる部分におけるその幅よりも小さくなるように成形されている。
また、絞り23の開口231、251の幅の変化法則は、お互いに異なってよく、異なる算出基準に基づいてよい。どんな場合でも、それらは、絞り114、124の開口1140、1240の形状とサイズに関して算出される。
−光学経路2Aに共焦点開口231を入れるステップ;
−照射器11だけを作動させるステップ;
−網膜101の準備的な一連の赤外線画像を取得するステップ;
−装置500のいくらかの調節を行うステップ;
−網膜101の1つ以上の赤外線画像を取得するステップ;
−照射器11を停止させるステップ;及び/又は
−光学経路2Aに共焦点開口251を入れるステップ;
−照射器12だけを作動させるステップ;
−網膜101の1つ以上のカラー画像を取得するステップ。
この実施形態の装置500の多くの構造態様は、図5に示した実施形態と実質的に同一である。
差別化の重要な態様は、この実施形態において照射器12は異なるスペクトル帯の光を放射することができる複数の光源121、125を備えるという事実にある。
照射器12は、複数の投影マスク122、122Aを好ましく備え、それぞれのマスクは、対応する光源121、125に作動的に関連する。
投影マスク122、122Aは、図1と図2の実施形態に関連して説明した投影マスク112と実質的に同じ方法で好ましく得られる。
従って、それらのそれぞれは、対応する光源121、125により放射される光の一部を遮断することができる直線的な縁を少なくとも備える。
照射器12は、光学経路1Aにおいて光源121、125により生成された光を方向付ける(そして任意的に一緒にする)ための1つ以上のダイクロイックミラー128を好ましく備える。
光源121、125が同時に作動している場合、照射器12は白色光を好ましく投影する。
光源121、125が別々に作動している場合、照射器12は比較的に小さいバンド幅を有する着色光を好ましく投影する。
好ましくは、光源121は、少なくとも520nmと610nmの間を含む波長の光を放射することに適合し、一方、光源125は、440nmと490nmの間を含むピーク波長で、40nmよりも狭いバンド幅を有する青色光を放射することに適合する。
好ましくは、前記一次エミッタは、青色光を放射する第1LEDデバイスからなり、前記第1LEDデバイスは前記蛍光体の混合体により覆われた放射表面を有する。
蛍光体の混合体は、第1LEDデバイスの半導体結晶の表面上の直接的な層として堆積させることができる。
もう1つの方法として、第1エミッタはレーザーとすることができる。
好ましくは、光源125は、青色光を放射する第2LEDデバイスを備える。
好ましくは、照射器12は、光源125に操作的に関連し定位置に位置した第1フィルター127を備える。
好ましくは、フィルター127は、平行光学系123Aとダイクロイックミラー128との間に位置する。
第2作動手段32をフィルター31を動かすのに使うことができる。
第2フィルター31を光学経路2Aに入れ、青色光を放射する光源125を作動したとき、装置500は蛍光画像又は自己蛍光画像を得ることを可能にする。
ダイクロイックミラー128を用いて一緒にすることができるいくつもの光源を有する照射器の形成は、重要な利点を有する。
単一の白色光源(図5)を備えた解決案に対して、光源121、125の同時作動の場合では照射器12により投影された光出力を現実に増加させることができる。
一方、光源121、125の一部を作動させた場合、網膜を照射するためにより狭い波長範囲を選ぶことが可能である。
−光学経路2Aに共焦点開口231を入れるステップ;
−照射器11だけを作動させるステップ;
−網膜101の準備的な一連の赤外線画像を取得するステップ;
−装置500のいくらかの調節を行うステップ;
−網膜101の1つ以上の赤外線画像を取得するステップ;
−照射器11を停止させるステップ;
−光学経路2Aに共焦点開口251を入れるステップ;及び/又は
−白色光のフラッシュを放射するために光源121、125を同時に作動させるステップ;
−網膜101の1つ以上のカラー画像を取得するステップ;
−光源121、125を停止させるステップ;及び/又は
−光学経路2Aにフィルター32を入れるステップ;
−青色光を放射する光源125を作動させるステップ;
−網膜101の1つ以上の蛍光画像又は自己蛍光画像を取得するステップ;
−光源121、125を停止させるステップ;
−光学経路2Aからフィルター32を引き抜くステップ;
−網膜101の1つ以上の無赤色画像を取得するステップ。
照射器12がより多い数の光源(すなわち2より多い)を備える場合、これらの光源を順番に作動させ、狭い波長域の照射条件で網膜の画像を得ることが可能である。
中心部においてより狭い幅を有し中心部とは少なくとも異なる部分においてより広い幅を有する細長い形状の開口を有する投影絞りの使用は次のことを可能にする:
−画像の周縁におけるいくらかの明るさの不足を補填すること;
−画像の周縁における信号/ノイズ比を増加させること;
−照射器の絞りと共焦点絞りの位置合わせの重要性を減らすこと;
−広い視野、たとえ約60°でも、で画像を得ること。
−画像に不要反射を加えずに眼の瞳孔の段階における照射ビーム1の断面の形と大きさを定めること;
−光源により生成された光線の断面を減らし、網膜を照射するのに有効でなく不要反射を引き起こしうる光をその放射からすぐに除去すること。
−赤外光と可視光とで装置の操作を別々に最適化すること;
−画像のコントラスト及び明るさと反射に対するロバスト性とに関する性能を改善すること;
−眼の瞳孔を閉じさせない赤外光を使って機械の光学調整と網膜のインビボでの観察とを別々に行うこと。
−白色照射器により放射された出力密度を増加させること;
−異なる波長域の光が照射された網膜の画像を生成すること。
複数の光源の1つの光にフィルターをかける第1フィルターを備えた白色光照射器の使用と、網膜により受光された光にフィルターをかける光学結像経路の第2フィルターの使用とは、蛍光画像と自己蛍光画像とを取得することを可能にする。
装置500は、とてもコンパクトな構造を有しており、工業規模で生産することが容易であり、生産コストを抑えるという点で相当有利である。
Claims (18)
- −眼(100)の網膜(101)に照射する第1光軸(O1)を有する光学照射経路(1A)に光線(1)を投影することに適合した少なくとも1つの照射器(11、12)と;ここで、前記照射器は、少なくとも1つの光源(111、121、125)と、前記照射器により投影された光線(1)を成形することに適合した少なくとも1つの投影絞り(114、124)とを備え、前記投影絞りは眼検査装置のオペレーションの間前記網膜と光学的に共役し、
−第2光軸(O2)を有する光学結像経路(2A)に沿って前記網膜により反射された光(2)を受光し、前記網膜の画像を取得することに適合した取得手段(27)と;
−前記照射器により前記網膜に投影された光線(1)をスキャニング方向に沿って動かすことに適合したスキャニング手段(17)と;
−前記網膜により反射され前記取得手段に向かって方向付けられた光(2)から前記照射器により投影された光(1)を分離することに適合した光線分離手段(16)と;を備え、
前記投影絞りは、細長い形状と変化する幅を有する投影開口(1140、1240)を少なくとも備え、前記投影開口は、前記第1光軸(O1)における前記投影開口の幅よりも広い幅を有する部分(1142、1242)を少なくとも備えることを特徴とする眼検査装置(500)。 - 前記投影開口(1140、1240)は、前記第1光軸における最小値と、前記投影開口の両端(1142、1242)又は前記両端に近接した部分における最大値との間において、その幅が前記第1光軸(O1)からの距離に伴い徐々に増加するように成形されたことを特徴とする請求項1に記載の眼検査装置。
- 前記照射器(11、12)は、前記光源(111、121、125)により放射された光の一部を遮断することに適合された投影マスク(112、122、122A)を少なくとも備え、
前記投影マスクは前記スキャニング手段(17)と前記光線分離手段(16)の分離絞り(161)との間に含まれる前記装置の領域に光学的に共役し、
前記投影マスクは直線的な縁(1121)を少なくとも備えることを特徴とする前述の請求項のいずれか1つに記載の眼検査装置。 - 前記照射器により投影された光線1は、網膜により反射された光(2)が通過する前記投影絞りの開口(161B)に近接した前記分離絞り(161)の部分と交差しないことを特徴とする請求項3に記載の眼検査装置。
- 前記投影マスク(112、122、122A)は、前記光源(111、121、125)に近接して位置する請求項3又は4に記載の眼検査装置。
- 前記光学結像経路(2A)に、前記装置のオペレーションの間において網膜と光学的に共役する共焦点絞り(23)を少なくとも備え、
前記共焦点絞りは細長い形状及び変化する幅を有する共焦点開口(231、251)を少なくとも備え、
前記共焦点開口は、前記第2光軸(O2)における前記共焦点開口の幅よりも広い幅を有する部分(232、252)を少なくとも備えることを特徴とする前述の請求項のいずれか1つに記載の眼検査装置。 - 前記共焦点開口(231、251)は、前記第2光軸における最小値と、前記共焦点開口の両端(232、252)又は前記両端に近接した部分における最大値との間において前記第2光軸(O2)からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形されたことを特徴とする請求項6に記載の眼検査装置。
- 2つの別々の照射器(11、12)を少なくとも備え、
各照射器は、対応する光源(111、121、125)と、細長い形状と変化する幅を有する対応する投影開口(1140、1240)が少なくとも設けられた対応する投影絞り(114、124)とを少なくとも備え、
各投影開口は、前記第1光軸(O1)における前記投影開口の幅よりも広い幅を有する部分(1142、1242)を少なくとも備えることを特徴とする前述の請求項のいずれか1つに記載の眼検査装置。 - 各投影開口(1140、1240)は、前記第1光軸における最小値と、前記投影開口の両端又は前記両端に近接した部分における最大値との間において前記第1光軸(O1)からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形されたことを特徴とする請求項8に記載の眼検査装置。
- 各照射器(11、12)は、前記光源(111、121、125)により放射された光の一部を遮断することに適合された対応する投影マスク(112、122、122A)を少なくとも備え、
各投影マスクは、前記スキャニング手段と前記光線分離手段の分離絞り(161)との間に含まれる前記装置の領域に光学的に共役し、
各投影マスクは、直線的な縁(1121)を少なくとも備えることを特徴とする請求項8又は9に記載の眼検査装置。 - 各照射器により投影された光線(1)は、網膜により反射された光(2)が通過する前記投影絞りの開口(161B)に近接した前記分離絞り(161)の部分と交差しないことを特徴とする請求項10に記載の眼検査装置。
- 前記共焦点絞り(23)は、細長い形状と変化する幅を有する第1及び第2共焦点開口(231、251)を備え、
各共焦点開口は、前記光学結像経路(2A)に入れられた際、前記第2光軸(O2)における前記共焦点開口の幅よりも広い幅を有する部分を少なくとも備え、
前記共焦点絞りは、前記共焦点開口が1つずつ前記光学結像経路に入ったり外れたりすることができるように前記光学結像経路に対して動くことができることを特徴とする請求項8〜11のいずれか1つに記載の眼検査装置。 - 前記光学結像経路に入れられた際、各共焦点開口(231、251)は、前記第2光軸における最小値と前記共焦点開口の両端(232、252)又は前記両端に近接した部分における最大値との間において、前記第2光軸(O2)からの距離に伴いその幅が徐々に増加するように成形されたことを特徴とする請求項12に記載の眼検査装置。
- 異なるスペクトル帯の光を放射する2つの光源(121、125)を少なくとも備える照射器(12)を少なくとも備えることを特徴とする前述の請求項のいずれか1つに記載の眼検査装置。
- 前記照射器(12)は、520nmと610nmとの間を少なくとも含む波長の光を放射することに適合した第1光源(121)と、440nmと490nmとの間を含むピーク波長で40nmよりも狭いバンド幅の青色光を放射することに適合した第2光源(125)とを少なくとも備えることを特徴とする請求項14に記載の眼検査装置。
- 前記第1光源(121)は、500nm以下の波長の光を放射する一次エミッタと、前記一次エミッタにより放射された光の少なくとも一部をより高い波長を有する光に転換することに適合した蛍光体の混合体とを備えることを特徴とする請求項15に記載の眼検査装置。
- 前記一次エミッタは、青色光を放射する第1LEDデバイスを備え、
前記第1LEDデバイスは、前記蛍光体の混合体により覆われた放射表面を有することを特徴とする請求項16に記載の眼検査装置。 - 前記第2光源(125)は、青色光を放射する第2LEDデバイスを備えることを特徴とする請求項15に記載の眼検査装置。
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