JP3780058B2 - 眼科装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼底上の血管を検査する眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、眼底血流計は被検眼の眼底の被測定血管にレーザービームを照射し、その散乱反射光を光検出器に受光し、血流からの散乱反射光であるドップラシフトした成分と静止している血管壁からの散乱反射光との干渉信号として検出し、周波数解析して血流速度を求める装置であり、次式(1) により最大血流速度Vmaxが求められる。
Vmax＝｛λ／（ｎ・ａ)}・||Δfmax1|−| Δfmax2|| ／ cosβ・・・ (1)
【０００３】
ここで、２つの受光器で受光した受光信号から算出した周波数の最大シフトをΔfmax1 、Δfmax2 、レーザー光の波長をλ、測定部位の屈折率をｎ、眼内での２つの受光光軸のなす角度をα、眼内で２つの受光光軸がつくる平面と血流の速度ベクトルとのなす角度をβとしている。
【０００４】
このように２方向から計測を行うことにより、測定光に対する入射方向の寄与が相殺され、眼底上の任意の部位の最大血流速度Vmaxを計測することができる。また、２つの受光光軸がつくる平面と眼底との交線と、血流の速度ベクトルとのなす角βを一致させることによりβ＝０°となって、真の最大血流速度Vmaxを測定することができる。
【０００５】
また、被検眼の固視微動等によって、装置光学系と被測定部との相対位置が変化する場合は、正確な測定が困難となるが、これを解決する手段として、例えば特開昭６３−２８１３３号公報にトラッキング技術が開示されている。このトラッキング技術では、被測定血管に血管照明用光源からの光束を照射し、その血管像をＣＣＤカメラで撮像し、被検眼の動きに応じて血管照明用光源からの光束を、血管像がＣＣＤカメラ上の固定位置に安定化するように走査して、トラツキングを行っている。更に、被検部からの反射散乱光は極く僅かなので、血管照明用光源には高い輝度が必要となり、更に眼底及び血球の分光吸収特性から緑色の光が適するという理由のために、ヘリウムネオンレーザー光が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、被測定部は被検眼の後極部だけではなく、視神経乳頭近傍や眼底周辺部にまで及ぶので、測定する際に装置に対する被検眼の位置つまり角度を変えなければならず、血管照明用光源からのトラッキング光が被検眼の上瞼や睫毛等によりけられ、トラッキングが不安定になって、血流速度の測定精度が低下するという問題が生ずる。
【０００７】
これとは別に、被検眼の後極部にピントを合わせても、被検眼の光学系の収差等の影響によって、視神経乳頭近傍や眼底周辺部では血管像のピントがずれ、被測定部位を変える度にピント調整を行わなければならない。一方、眼底はコントラストが低いので、正確に被測定部位にピントを合わせるためには熟練を要し、またピント調整に時間が掛かると、被検者の負担となって固視が悪くなったり、涙が出て血流速度の測定精度が低下するという問題が生ずる。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、血管照明光を常に安定して所定血管上に照射する眼科装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、血管に対する安定したトラッキングが可能な眼科装置を提供することにある。
【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本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導き被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置で前記血管照明光を所定角度傾けるようにした血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、かつ被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導き被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置で前記血管照明光を所定角度傾けるようにした血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、かつ被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置し被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に配置したプリズムを有することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの光によって血管部を照明するトラッキング光を含む血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導く血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、更に被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に、前記血管照明光を前記トラッキング光とそれ以外の光束とを互いに異なる方向に偏向して分割する光分割手段を有する特徴とする。
【００１２】
本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの光によって血管部を照明するトラッキング光を含む血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導く血管照明光学系と、被検眼の被測定部からの前記血管照明光の散乱反射光を前記光束偏向手段を介して受光して被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置かつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に、前記血管照明光を前記トラッキング光とそれ以外の光束とを互いに異なる方向へ偏向して分割する光分割手段を有し、該光分割手段は分割した中央部の光束を前記トラッキング光とするように構成し、前記トラッキング光は被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置するようにし、前記撮像光学系は、撮像手段と、該撮像手段からの出力信号に基づき前記所定血管上に前記トラッキング光を保持するように前記光束偏向を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図５に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施例の眼底血流計の構成図を示し、白色光を発するタングステンランプ等から成る観察用光源１から被検眼Ｅと対向する対物レンズ２に至る照明光路上には、コンデンサレンズ３、例えば黄色域の波長光のみを透過するバンドパスフィルタ付フィールドレンズ４、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役なリングスリット５、被検眼Ｅの水晶体とほぼ共役な遮光部材６、リレーレンズ７、光路に沿って移動自在な固視標表示用素子である透過型液晶板８、リレーレンズ９、被検眼Ｅの角膜近傍と共役な遮光部材１０、孔あきミラー１１、黄色域の波長光を透過し他の光束を殆ど反射するバンドパスミラー１２が順次に配列されている。なお、リングスリット５と遮光部材６、１０は、被検眼Ｅの前眼部において眼底照明光と眼底観察光を分離するためのものであり、必要な遮光領域を形成するものであれば、その形状は問題とならない。
【００１４】
孔あきミラー１１の背後には眼底観察光学系が構成されており、光路に沿って移動自在なフォーカシングレンズ１３、リレーレンズ１４、スケール板１５、光路中に挿脱自在な光路切換ミラー１６、接眼レンズ１７が順次に配列され、検者眼ｅに至っている。光路切換ミラー１６が光路中に挿入されているときの反射方向の光路上には、テレビリレーレンズ１８、ＣＣＤカメラ１９が配置されており、ＣＣＤカメラ１９の出力は液晶モニタ２０に接続されている。
バンドパスミラー１２の反射方向の光路上には、イメージローテータ２１、被検眼Ｅの瞳孔Epと光学的に略共役な位置に、紙面に垂直な回転軸を有する両面研磨された図２に示すような形状のガルバノメトリツクミラー２２が配置され、このガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの反射方向には、光路に沿って移動自在な第２のフォーカシングレンズ２３が配置され、上側反射面２２ｂの反射方向にはレンズ２４、フォーカスユニット２５が配置されている。なお、レンズ２４の前側焦点面は被検眼Ｅの瞳孔Epと共役関係にあり、ガルバノメトリックミラー２２はこの前側焦点面に配置されている。
【００１５】
また、ガルバノメトリックミラー２２の後方には、光路長補償半月板２６、光路中に遮光部を有する黒点板２７、凹面ミラー２８が光軸上に同心状に配置され、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射されずに通過する光束を、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂへ導くリレー光学系が構成されている。なお、光路長補償半月板２６は、ガルバノメトリックミラー２２の上面側反射２２ｂ及び下面側反射２２ａの位置が、そのミラー厚によって生ずる図面上下方向へずれを補正するためのものであり、イメージローテータ２１へ向かう光路中にのみ作用するものである。
【００１６】
フォーカスユニット２５においては、レンズ２４と同一光路上にダイクロイックミラー２９、集光レンズ３０が配置され、ダイクロイックミラー２９の反射方向の光路上には、被検眼Ｅの瞳孔Epの無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼Ｅの眼底Eaと光学的に略共役な位置に、矩形形状の開口部を有するトラッキング視標整形用マスク３１が配置され、更にプリズム３２、ミラー３３が配置されている。そして、フォーカスユニット２５は光路に沿って矢印で示す方向に一体的に移動できるようになっている。
【００１７】
集光レンズ３０の入射方向の光路上には、固定ミラー３４、光路から退避可能な光路切換ミラー３５が平行に配置され、光路切換ミラー３５の入射方向の光路上には、コリメータレンズ３６、コヒーレントな例えば赤色光を発する測定用のレーザーダイオード等から成る測定用光源３７が配置されている。更に、ミラー３３の入射方向の光路上には、シリンドリカルレンズ等から成るビームエクスパンダ３８、高輝度で他の光源と異なる例えば緑色光を発するヘリウムネオンレーザー光源等から成る血管照明用光源３９が配置されている。
【００１８】
第２のフォーカシングレンズ２３の後方の光路上には、ダイクロイックミラー４０、フィールドレンズ４１、拡大レンズ４２、イメージインテンシファイヤ付一次元ＣＣＤ４３が順次に配列され、血管検出系が構成されている。また、ダイクロイックミラー４０の反射方向の光路上には、結像レンズ４４、共焦点絞り４５、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役なミラー対４６ａ、４６ｂが配置され、ミラー対４６ａ、４６ｂの反射方向には、それぞれフォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂが配置され、測定用受光光学系が構成されている。
【００１９】
なお、図示の都合上、全ての光路を同一平面上に示したが、測定用光源３７からトラッキング視標整形用マスク３１に至る光路、血管照明用光源３９の出射方向の測定光路、ミラー対４６ａ、４６ｂの反射光路はそれぞれ紙面に直交している。また、鎖線で囲んだ測定・トラッキング光の照射・受光光学系４８は、図中の軸Ｊを中心に９０°回転している。
【００２０】
装置全体を制御するためにシステム制御部４９が設けられ、システム制御部４９には、フォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂ、検者が操作する入力手段５０、血管位置検出回路５１のそれぞれの出力が接続されている。そして、システム制御部４９の出力は、光路切換ミラー３５、ガルバノメトリックミラー２２を制御する制御回路５２に接続され、一次元ＣＣＤ４３の出力は血管位置検出回路５１に接続されている。
【００２１】
図３は被検眼Ｅの瞳孔Ep上の各光束の配置図を示し、Ｉは黄色の照明光により照明される領域でリングスリット５の像、Ｏは眼底観察光束で孔あきミラー１１の開口部の像、Ｖは測定／血管受光光束でガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ及び下側反射面２２ａの有効部の像、Da、Dbは２つの測定受光光束でそれぞれミラー対４６ａ、４６ｂの像である。また、P3は光路切換ミラー３５が光路から離脱したときの測定光と、プリズム３２により偏向されたトラッキング光の被検眼Ｅの瞳孔Ep上の入射位置を示し、P3’は光路切換ミラー３５が光路に挿入されたときの測定光と、トラッキング光の被検眼Ｅの瞳孔Ep上の入射位置で、鎖線で示す領域Ｍはガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの像である。
【００２２】
観察用光源１から発した白色光はコンデンサレンズ３を通り、バンドパスフィルタ付フィールドレンズ４により黄色の波長光のみが透過し、リングスリット５、遮光部材６、リレーレンズ７を通り、透過型液晶板２８を背後から照明し、リレーレンズ９、遮光部材１０を通り孔あきミラー１１で反射され、黄色域の波長光のみがバンドパスミラー１２を透過し、対物レンズ２を通り、被検眼Ｅの瞳孔Ep上で眼底照明光光束像Ｉとして一旦結像した後に、眼底Eaをほぼ一様に照明する。このとき、透過型液晶板８には固視標が表示されており、照明光により被検眼Ｅの眼底Eaに投影され、視標像Ｆとして被検眼Ｅに呈示される。
【００２３】
眼底Eaからの反射光は同じ光路を戻り、瞳孔Ep上から眼底視察光光束Ｏとして取り出され、孔あきミラー１１の中心の開口部、フォーカシングレンズ１３、リレーレンズ１４を通り、スケール板１５上に眼底像Ea' として結像した後に、光路切換ミラー１６に至る。ここで、光路切換ミラー１６が光路から退避しているときは、検者眼ｅにより接眼レンズ１７を介して眼底像Ea' が観察可能となり、一方で光路切換ミラー１６が光路に挿入されているときは、スケール板１５上に結像した眼底像Ea' が、テレビリレーレンズ１８によりＣＣＤカメラ１９上に再結像され、液晶モニタ２０に映出される。
【００２４】
この眼底像Ea' を観察しながら、接眼レンズ１７又は液晶モニタ２０により装置のアライメントを行う。このとき、目的に応じて適切な観察方式を採用することが好適であり、接眼レンズ１７による観察の場合は、一般的に液晶モニタ２０等よりも高解像かつ高感度なので、眼底Eaの微細な変化を読み取って診断する場合に適している。一方、液晶モニタ２０による観察の場合は、視野を制限しないので検者の疲労を軽減することができ、更にＣＣＤカメラ１９の出力を外部のビデオテープレコーダやビデオプリンタ等に接続することにより、眼底像Ea' 上の測定部位の変化を逐次に電子的に記録することが可能となり、臨床上極めて有効である。
【００２５】
測定用光源３７を発した測定光は、コリメータレンズ３６によりコリメートされ、光路切換ミラー３５が光路に挿入されている場合は、光路切換ミラー３５、固定ミラー３４でそれぞれ反射され、集光レンズ３０の下方を通過し、光路切換ミラー３５が光路から退避している場合は、直接集光レンズ３０の上方を通過し、ダイクロイックミラー２９を透過する。
【００２６】
一方、血管照明用光源３９から発したトラッキング光は、ビームエクスパンダ３８により縦横異なる倍率でビーム径が拡大され、ミラー３３で反射された後に、上腕や懐にけられることなく測定部位を効率良く照明するために、図３のP3を通って、図４に示すように光軸に対して下方から被検眼Ｅに入射するようにプリズム３２によって偏向され、トラッキング視標整形用マスク３１により所望の形状に整形された後に、ダイクロイックミラー２９に反射されて、上述の測定光と重畳される。このとき、測定光は集光レンズ３０により、トラッキング視標整形用マスク３１の開口部中心と共役な位置へスポット状に結像している。
【００２７】
重畳された測定光とトラッキング光は、レンズ２４を通り、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂで一旦反射され、黒点板２７を通った後に凹面ミラー２８に反射され、再び黒点板２７、光路長補正用半月板２６を通り、被検眼Ｅの瞳Epと共役位置に配置されているガルバノメトリックミラー２２の方へ戻される。光路切換ミラー３５が光路から離脱したときの測定光とプリズム３２により偏向されたトラッキング光は、図２に示すようにガルバノメトリックミラー２２の反射面２２ａ上のP1で反射され、黒点板２７、凹面ミラー２８、黒点板２７、光路長補償半月板２６を介してP2を通過する。光路切換ミラー３５が光路に挿入されたときの測定光とトラッキング光も、同様にしてP1’で反射されてP2’を通過し、ガルバノメトリックミラー２２で反射されることなくイメージローテータ２１へ向かう。
【００２８】
イメージローテータ２１を経て、バンドパスミラー１２により対物レンズ２へ偏向された測定光とトラッキング光は、対物レンズ２を介し被検眼Eaの瞳孔Epを含む面内のP3又はP3’を通り、被検眼Ｅの眼底Eaに照射され、測定光はスポット像として、トラッキング光は矩形開口部を有するトラッキング視標整形用マスク３１の像として、被検眼Ｅの眼底Ea上に結像する。
【００２９】
このように、測定光とトラッキング光は、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ内で反射され、再び戻されるときに対物レンズ２の光軸から偏心した状態でガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａに入射し、その結果として瞳孔Ep上でスポット像P3又はP3’として結像した後に眼底Eaを照射している。
【００３０】
眼底Eaでの測定光とトラッキング光の散乱反射光は、再び対物レンズ２で集光され、バンドパスミラー１２で反射されイメージローテータ２１を通り、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射され、フォーカシングレンズ２３を通ってダイクロイックミラー４０に至り、測定光とトラッキング光が分離される。
【００３１】
トラッキング光はダイクロイックミラー４０を透過し、フィールドレンズ４１、結像レンズ４２により、眼底観察光学系による眼底像Ea' よりも拡大された血管像Ev' として、一次元ＣＣＤ４３上に結像する。そして、一次元ＣＣＤ４３で撮像された血管像Ev' に基づいて、血管位置検出回路５１において血管像Ev' の移動量を表すデータが作成され、システム制御部４９に血管像Ev' と移動量が出力される。システム制御部４９はこの移動量をガルバノメトリックミラー制御回路５２に出力し、ガルバノメトリックミラー制御回路５２はこの移動量を補償するようにガルバノメトリックミラー２２を駆動する。
【００３２】
一方、測定光はダイクロイックミラー４０に反射され、共焦点絞り４５の開口部を経てミラー対４６ａ、４６ｂで反射され、それぞれフォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂに受光される。フォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂの出力はそれぞれシステム制御部４９に出力され、その受光信号は従来例と同様に周波数解析されて眼底Eaの血流速度が求められる。このとき、バンドパスミラー１２の分光特性により、観察用光源１からの照明光は一次元ＣＣＤ４３には到達せず、更に撮像範囲が狭く設定されているために、有害なフレア光も混入し難くなっている。
【００３３】
従って、一次元ＣＣＤ４３にはトラッキング光による血管像Ev' のみが撮像される。なお、血中ヘモグロビンと色素上皮上メラニンとは、緑色の波長域においてその分光反射率が大きく異なるので、トラッキング光を緑色光にすれば、血管像Ev' をコントラスト良く撮像することができる。
【００３４】
被検眼Ｅの瞳孔Ep上で測定／血管受光光束Ｖから取り出された光束は、一次元ＣＣＤ４３に受光される光束とフォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂで受光される光束であり、この光束はダイクロイックミラー４０により波長分離され、トラッキング光が一次元ＣＣＤ４３で受光され、ミラー対４６ａ、４６ｂにより測定受光光束Da、Dbを通る光束が取り出され、フォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂで受光される。ここで、眼底観察光光束Ｏに比べて測定／血管受光光束Ｖを大きくしているのは、一次元ＣＣＤ４３の方が眼底観察光学系のＣＣＤカメラ１９よりも眼底Eaの結像倍率が大きいので、一次元ＣＣＤ４３上での像面照度が確保し難いためである。
【００３５】
一方、光束を大きくしたことによる被検眼Ｅの前眼部で発生するフレア光の影響は、その受像範囲が血管受像光学系の方が小さいので問題とならない。また、測定受光光束Da、Dbの瞳孔Ep上の間隔は、血流速度計測の分解能に直接影響するが、測定／血管受光光束Ｖを大きくすれば、測定受光光束Da、Dbの間隔を十分に確保することが可能である。
【００３６】
また、測定光とトラッキング光による眼底Eaでの散乱反射光の一部は、バンドパスミラー１２を透過し、孔あきミラー１１の背後の眼底観察光学系に尊かれ、トラッキング光はスケール板１５上に棒状のインジケータＴとして結像し、測定光はこのインジケータＴの中心部にスポット像として結像する。そして、図５に示すように接眼レンズ１７又は液晶モニタ２０を介して、眼底像Ea' が視標像Ｆと共に観察される。このとき、インジケータＴは入力手段５０の操作桿等の操作部材により、測定光のスポット像と同時にガルバノメトリックミラー２２の角度を変えることによって、眼底Ea上を一次元に移動させることができる。
【００３７】
検者は先ず眼底像Ea' のピント合わせを行う。入力手段５０のフォーカスノブを調整すると、図示しない駆動手段により透過型液晶板８、フォーカシングレンズ１３、４３、フォーカスユニット２５が駆動されて光路に沿って移動する。眼底像Ea' のピントが合うと、透過型液晶板８、スケール板１５、トラッキング視標整形用マスク３１、一次元ＣＣＤ４３、共焦点絞り４５は同時に眼底Eaと共役になる。
【００３８】
ピント合わせが終了した後に、検者は入力手段５０を操作して視標像Ｆを移動し、被検眼Ｅの視線を誘導して観察領域を変更し、測定対象とする血管を視野内に移動する。そして、入力手段５０の操作桿により、イメージローテータ２１を操作してインジケータＴを回転し、測定対象とする血管の走行方向に対してインジケータＴが垂直になるようにする。
【００３９】
このとき、眼底観察光はイメージローテータ２１を通過していないので、インジケータＴのみが回転するように認識される。その結果、図３に示した瞳孔Ep上の各光学部材の像も、原点を中心に同じ方向に同じ角度だけ回転し、測定受光光束Da、Dbの中心を結んだ直線とスポット像P3、P3’の中心を結んだ直線、即ちＸ軸は血管Evの走行方向に一致する。
【００４０】
この操作は従来例で述べた最大血流速度Vmax算出のための式(1) において、β＝０°としたことに相当し、このようにβ＝０°とすることにより、次の(a) 〜(c) の利点が生ずる。
【００４１】
(a) 式(1) からβ＝９０°即ち cosβ＝０となった場合には、最大周波数シフトΔfmax１とΔfmax2 だけから最大血流速度Vmaxの絶対値を求めることができなくなるが、β＝０°となるように眼底像Ea' を回転することにより、測定不能位置を回避することができる。
【００４２】
(b) 角度βを測定する必要がなくなるので、誤差要因が減り操作が簡略化される。
【００４３】
(c) 従来例で述べたように、最大血流速度Vmaxは血管壁からの散乱反射光と血液中の血球からの散乱反射光との干渉信号から求めているので、測定中にＸ軸方向に眼底Eaが移動しても、血管EvをＸ軸方向にほぼ平行にしておけば測定結果は影響されることはない。
【００４４】
一方、Ｘ軸と直交するＹ軸方向に眼底Eaが移動した場合には、測定用光源３７からの光束が測定部位の血管Evから逸脱して測定値が不安定になるが、その場合にはＹ軸方向についてのみ血管Evの移動量を検知すればよく、本実施例ではダイクロイックミラー４０の背後の血管検出系とガルバノメトリックミラー２２により、この一方向のみのトラッキングを行っている。
【００４５】
このトラッキングを行って、全ての被検血管Evについて精度良くかつ迅速に最大血流速度Vmaxを測定するためには、血管像Ev' の移動量を検知する一次元ＣＣＤ４３を測定対象となる血管Evに垂直に配置するとよく、更にβ＝０°とすることにより二次元センサを使用する必要がなくなるという利点も生ずる。
【００４６】
本実施例では、トラッキング光の長手方向に一次元ＣＣＤ４３の素子が配列されており、測定部位の角度合わせが終了している場合は、トラッキング光を示すインジケータＴの長手方向は測定血管Evの走行方向と直交しているので、血管検出系の一次元ＣＣＤ４３にはインジケータＴで指示された眼底像Ea' が拡大して撮像されている。
【００４７】
角度合わせが終了した後に、入力手段５０の操作桿を操作してインジケータＴを移動し、トラッキング光に重畳しているスポット像を測定部位に一致させて測定部位を選択する。そして、測定部位を決定した後に、再び入力手段５０を操作してトラッキングの開始を入力する。
【００４８】
入力手段５０からシステム制御部４９を介して、トラッキング開始の指令が制御回路５２に入力されると、血管像Ev' のコントラストが所望な値を越えている場合には、血管位置検出回路５１において、一次元ＣＣＤ４３の受光信号に基づいて、血管像Ev' の一次元基準位置からの移動量が算出される。そして、制御回路５２によりこの移動量に基づいてガルバノメトリックミラー２２が駆動され、一次元ＣＣＤ４３上の血管像Ev' の受像位置が一定になるように制御される。
【００４９】
なお本実施例では、プリズム３２を用いて被検眼Ｅの瞳孔Epにおいて、中心より下方からトラッキング光を照射するようにしているが、例えば、プリズム３２を用いずに、血管照明用光源３９とビームエキスパンダ３８を偏心させてミラー３３を傾けてもよく、また血管照明用光源３９とビームエキスパンダ３８を傾けてもよい。
【００５０】
図６は第２の実施例の構成図を示し、図１のフォーカスユニット２５のプリズム３２の代りに、トラッキング光を含む血管照明光を２方向に３分割するスプリットプリズム３２’が使用されている。その他の構成は図１と同様であり、同じ符号は同じ部材を表している。
【００５１】
図７はスプリットプリズム３２’の斜視図、図８は側面図を示し、プリズム面Saとプリズム面Sbは同じ角度だけ傾いており、中央のプリズム面Scは逆方向に同じ角度傾いている。また、プリズム面Scにより偏向された血管照明光の内のトラッキング光は位置P1へ達し、プリズム面Saとプリズム面Sbによってそれぞれ偏向された血管照明光の内のトラッキング光以外の光束は位置P1’に達するようになっている。
【００５２】
従って、第１の実施例と同様に、位置P1を通ったトラッキング光は位置P2を通って被検眼Ｅに至り、位置P1’を通ったトラッキング光以外の光束は位置P2’を通って被検眼Ｅに至る。即ち、矩形の開口部を有するトラッキング視標整形用マスク３１の中央部を通ったトラッキング光は、被検眼Ｅの瞳孔Epの中心よりも下方の位置P3から眼底Eaに照射される。
【００５３】
更に、血管照明光は２方向に３分割するスプリットプリズム３２’により被検眼Ｅの瞳Epの２個所の位置P3、P3’から眼底Eaに照射されているので、トラッキング視標整形用マスク３１と眼底Eaとが光学的に共役になっている場合には、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像は一列に並ぶが、トラッキング視標整形用マスク３１と眼底Eaとが光学的に共役になっていない場合には、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像は中央部と両端部がずれる。このように、本実施例ではトラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像はフォーカス視標としても機能している。
【００５４】
図９はフォーカス視標の原理を示す模式図で、図示しない光源からの光束は、スプリットプリズム３２’のプリズム面Sa、Sb、Scにより２方向に３分割され、トラッキング視標整形用マスク３１により光束が制限され、レンズＬを介してレンズＬの焦点距離ｆだけ離れた位置にある被検眼Ｅの瞳孔Ep面に相当する面Sp上で位置P4、P4’に達し、眼底Ea面に相当する面Sr上にトラッキング視標整形用マスク３１の像Ta、Tb、Tcが形成される。
【００５５】
トラッキング視標整形用マスク３１と光学的に共役な面Sr上では、図１０(a) に示すように像Ta、Tb、Tcは一列に並ぶが、面Srからデフォーカスした面Sr' 、Sr" 上では、それぞれ図１０(b) 、(c) に示すように像Ta、Tb、Tcは一列に並ばずにずれる。従って、面Sr' 、Sr" 上において像Ta、Tb、Tcが一列に並ぶように、スプリットプリズム３２’とトラッキング視標整形用マスク３１を一体で光軸方向に移動させることにより、トラッキング視標整形用マスク３１と眼底Ea面に相当する面Srを容易に精度良くピント合わせすることができる。
【００５６】
このようにして、操作者はトラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像が一列に並ぶように、入力手段５０のフォーカスノブを調整することにより、容易に被測定部に精度良くピント合わせすることができる。
【００５７】
また、本実施例は被検眼Ｅの瞳孔Epの無限遠と光学的に略共役な位置かつ被検眼Ｅの眼底Eaと光学的に略共役な位置に、スプリットプリズム３２’を配置して、トラッキング光を含む血管照明光をトラッキング光とそれ以外の光束とに分割している。そして、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像の内の中央部をトラッキング光とし、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像をピント合わせ視標とし、更にトラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像の内の中央部のトラッキング視標を瞳孔Ep中心より下方から眼底Eaに照射している。
【００５８】
このようにして、被検眼Ｅの上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定部位を照明することができ、安定したトラッキングが可能となり、またフォーカス調整をしても分割されたトラッキング光は被検眼Ｅの瞳孔Ep上で常に同じ位置にあるので、操作者（検者）の熟練を必要とせずに被測定部位に容易にピント合わせができ、高い測定精度で血流速度を求めることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科装置は、被検眼の瞳上において瞳孔中心よりも下方位置から被検眼の眼底を照明することにより、血管照明光が被検眼の上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定血管を照明することができ、測定光を常に所定血管上に照射することができるので、安定した測定が可能になる。また、フォーカスがずれていても、血管照明光は常に被検眼の瞳上の同じ位置にあるので、ピント調整をする度に装置と被検眼とのアライメントをし直す必要がなく、調整を容易に行うことができる。
【００６０】
また、本発明に係る眼科装置は、血管照明光をトラッキングとそれ以外の光束に分割する光分割部材を設けたことにより、簡便にピント合わせができ、フォーカスがずれていても血管照明光が常に被検眼の瞳上の同じ位置にあるので、ピント調整をする度に装置と被検眼とのアライメントをし直す必要がない。また、操作者の熟練を必要とせずに被測定部位に容易にピント合わせができ、測定光を常に所定血管上に照射することができるので安定した測定が可能となり、被検眼の上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定部位を照明することができ、安定したトラッキングが可能である。
【００６１】
更に、本発明に係る眼科装置は、所定血管上にトラッキング光を保持するように光束偏向手段を制御することにより、分割された像を一列に並べるだけで、操作者の熟練を必要とせずに被測定部位に容易にピント合わせができ、フォーカスがずれていても血管照明光は常に被検眼の瞳孔上の同じ位置にあるので、ピント調整をする度に装置と被検眼とのアライメントをし直す必要がなく、被検眼の上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定部位を照明することができ、安定したトラッキングが可能になり、高い測定精度で血流速度を求めることができる。
【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】図１のＡ−Ａ’方向から見たガルバノメトリックミラーの正面図である。
【図３】瞳孔上の各光束の説明図である。
【図４】血管照明光の説明図である。
【図５】眼底画像上のインジケータと視標像の説明図である。
【図６】第２の実施例の構成図である。
【図７】スプリットプリズムの斜視図である。
【図８】側面図である。
【図９】フォーカス視標の原理の説明図である。
【図１０】トラッキング視標整形用マスク像の説明図である。
【符号の説明】
１ 観察用光源
８ 透過型液晶板
１２ バンドパスミラー
１５ スケール板
１９ ＣＣＤカメラ
２０ 液晶モニタ
２１ イメージローテータ
２２ ガルバノメトリックミラー
２５ フォーカスユニット
３１ トラッキング指標整形用マスク
３２、３２’ プリズム
３７ 測定用光源
３８ ビームエクスパンダ
３９ 血管照明用光源
４３ 一次元ＣＣＤ
４７ａ、４７ｂ フォトマルチプライヤ
４８ 測定・トラッキング光の照射・受光光学系
４９ システム制御回路
５０ 入力手段
５１ 血管位置検出回路
５２ ガルバノメトリックミラー制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼底上の血管を検査する眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、眼底血流計は被検眼の眼底の被測定血管にレーザービームを照射し、その散乱反射光を光検出器に受光し、血流からの散乱反射光であるドップラシフトした成分と静止している血管壁からの散乱反射光との干渉信号として検出し、周波数解析して血流速度を求める装置であり、次式(1) により最大血流速度Vmaxが求められる。
Vmax＝｛λ／（ｎ・ａ)}・||Δfmax1|−| Δfmax2|| ／ cosβ・・・ (1)
【０００３】
ここで、２つの受光器で受光した受光信号から算出した周波数の最大シフトをΔfmax1 、Δfmax2 、レーザー光の波長をλ、測定部位の屈折率をｎ、眼内での２つの受光光軸のなす角度をα、眼内で２つの受光光軸がつくる平面と血流の速度ベクトルとのなす角度をβとしている。
【０００４】
このように２方向から計測を行うことにより、測定光に対する入射方向の寄与が相殺され、眼底上の任意の部位の最大血流速度Vmaxを計測することができる。また、２つの受光光軸がつくる平面と眼底との交線と、血流の速度ベクトルとのなす角βを一致させることによりβ＝０°となって、真の最大血流速度Vmaxを測定することができる。
【０００５】
また、被検眼の固視微動等によって、装置光学系と被測定部との相対位置が変化する場合は、正確な測定が困難となるが、これを解決する手段として、例えば特開昭６３−２８１３３号公報にトラッキング技術が開示されている。このトラッキング技術では、被測定血管に血管照明用光源からの光束を照射し、その血管像をＣＣＤカメラで撮像し、被検眼の動きに応じて血管照明用光源からの光束を、血管像がＣＣＤカメラ上の固定位置に安定化するように走査して、トラツキングを行っている。更に、被検部からの反射散乱光は極く僅かなので、血管照明用光源には高い輝度が必要となり、更に眼底及び血球の分光吸収特性から緑色の光が適するという理由のために、ヘリウムネオンレーザー光が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、被測定部は被検眼の後極部だけではなく、視神経乳頭近傍や眼底周辺部にまで及ぶので、測定する際に装置に対する被検眼の位置つまり角度を変えなければならず、血管照明用光源からのトラッキング光が被検眼の上瞼や睫毛等によりけられ、トラッキングが不安定になって、血流速度の測定精度が低下するという問題が生ずる。
【０００７】
これとは別に、被検眼の後極部にピントを合わせても、被検眼の光学系の収差等の影響によって、視神経乳頭近傍や眼底周辺部では血管像のピントがずれ、被測定部位を変える度にピント調整を行わなければならない。一方、眼底はコントラストが低いので、正確に被測定部位にピントを合わせるためには熟練を要し、またピント調整に時間が掛かると、被検者の負担となって固視が悪くなったり、涙が出て血流速度の測定精度が低下するという問題が生ずる。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、血管照明光を常に安定して所定血管上に照射する眼科装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、血管に対する安定したトラッキングが可能な眼科装置を提供することにある。
【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本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導き被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置で前記血管照明光を所定角度傾けるようにした血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、かつ被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導き被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置で前記血管照明光を所定角度傾けるようにした血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、かつ被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置し被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に配置したプリズムを有することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの光によって血管部を照明するトラッキング光を含む血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導く血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、更に被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に、前記血管照明光を前記トラッキング光とそれ以外の光束とを互いに異なる方向に偏向して分割する光分割手段を有する特徴とする。
【００１２】
本発明に係る眼科装置は、血管照明光源と、該血管照明光源からの光によって血管部を照明するトラッキング光を含む血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導く血管照明光学系と、被検眼の被測定部からの前記血管照明光の散乱反射光を前記光束偏向手段を介して受光して被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置かつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に、前記血管照明光を前記トラッキング光とそれ以外の光束とを互いに異なる方向へ偏向して分割する光分割手段を有し、該光分割手段は分割した中央部の光束を前記トラッキング光とするように構成し、前記トラッキング光は被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置するようにし、前記撮像光学系は、撮像手段と、該撮像手段からの出力信号に基づき前記所定血管上に前記トラッキング光を保持するように前記光束偏向を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図５に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施例の眼底血流計の構成図を示し、白色光を発するタングステンランプ等から成る観察用光源１から被検眼Ｅと対向する対物レンズ２に至る照明光路上には、コンデンサレンズ３、例えば黄色域の波長光のみを透過するバンドパスフィルタ付フィールドレンズ４、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役なリングスリット５、被検眼Ｅの水晶体とほぼ共役な遮光部材６、リレーレンズ７、光路に沿って移動自在な固視標表示用素子である透過型液晶板８、リレーレンズ９、被検眼Ｅの角膜近傍と共役な遮光部材１０、孔あきミラー１１、黄色域の波長光を透過し他の光束を殆ど反射するバンドパスミラー１２が順次に配列されている。なお、リングスリット５と遮光部材６、１０は、被検眼Ｅの前眼部において眼底照明光と眼底観察光を分離するためのものであり、必要な遮光領域を形成するものであれば、その形状は問題とならない。
【００１４】
孔あきミラー１１の背後には眼底観察光学系が構成されており、光路に沿って移動自在なフォーカシングレンズ１３、リレーレンズ１４、スケール板１５、光路中に挿脱自在な光路切換ミラー１６、接眼レンズ１７が順次に配列され、検者眼ｅに至っている。光路切換ミラー１６が光路中に挿入されているときの反射方向の光路上には、テレビリレーレンズ１８、ＣＣＤカメラ１９が配置されており、ＣＣＤカメラ１９の出力は液晶モニタ２０に接続されている。
バンドパスミラー１２の反射方向の光路上には、イメージローテータ２１、被検眼Ｅの瞳孔Epと光学的に略共役な位置に、紙面に垂直な回転軸を有する両面研磨された図２に示すような形状のガルバノメトリツクミラー２２が配置され、このガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの反射方向には、光路に沿って移動自在な第２のフォーカシングレンズ２３が配置され、上側反射面２２ｂの反射方向にはレンズ２４、フォーカスユニット２５が配置されている。なお、レンズ２４の前側焦点面は被検眼Ｅの瞳孔Epと共役関係にあり、ガルバノメトリックミラー２２はこの前側焦点面に配置されている。
【００１５】
また、ガルバノメトリックミラー２２の後方には、光路長補償半月板２６、光路中に遮光部を有する黒点板２７、凹面ミラー２８が光軸上に同心状に配置され、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射されずに通過する光束を、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂへ導くリレー光学系が構成されている。なお、光路長補償半月板２６は、ガルバノメトリックミラー２２の上面側反射２２ｂ及び下面側反射２２ａの位置が、そのミラー厚によって生ずる図面上下方向へずれを補正するためのものであり、イメージローテータ２１へ向かう光路中にのみ作用するものである。
【００１６】
フォーカスユニット２５においては、レンズ２４と同一光路上にダイクロイックミラー２９、集光レンズ３０が配置され、ダイクロイックミラー２９の反射方向の光路上には、被検眼Ｅの瞳孔Epの無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼Ｅの眼底Eaと光学的に略共役な位置に、矩形形状の開口部を有するトラッキング視標整形用マスク３１が配置され、更にプリズム３２、ミラー３３が配置されている。そして、フォーカスユニット２５は光路に沿って矢印で示す方向に一体的に移動できるようになっている。
【００１７】
集光レンズ３０の入射方向の光路上には、固定ミラー３４、光路から退避可能な光路切換ミラー３５が平行に配置され、光路切換ミラー３５の入射方向の光路上には、コリメータレンズ３６、コヒーレントな例えば赤色光を発する測定用のレーザーダイオード等から成る測定用光源３７が配置されている。更に、ミラー３３の入射方向の光路上には、シリンドリカルレンズ等から成るビームエクスパンダ３８、高輝度で他の光源と異なる例えば緑色光を発するヘリウムネオンレーザー光源等から成る血管照明用光源３９が配置されている。
【００１８】
第２のフォーカシングレンズ２３の後方の光路上には、ダイクロイックミラー４０、フィールドレンズ４１、拡大レンズ４２、イメージインテンシファイヤ付一次元ＣＣＤ４３が順次に配列され、血管検出系が構成されている。また、ダイクロイックミラー４０の反射方向の光路上には、結像レンズ４４、共焦点絞り４５、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役なミラー対４６ａ、４６ｂが配置され、ミラー対４６ａ、４６ｂの反射方向には、それぞれフォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂが配置され、測定用受光光学系が構成されている。
【００１９】
なお、図示の都合上、全ての光路を同一平面上に示したが、測定用光源３７からトラッキング視標整形用マスク３１に至る光路、血管照明用光源３９の出射方向の測定光路、ミラー対４６ａ、４６ｂの反射光路はそれぞれ紙面に直交している。また、鎖線で囲んだ測定・トラッキング光の照射・受光光学系４８は、図中の軸Ｊを中心に９０°回転している。
【００２０】
装置全体を制御するためにシステム制御部４９が設けられ、システム制御部４９には、フォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂ、検者が操作する入力手段５０、血管位置検出回路５１のそれぞれの出力が接続されている。そして、システム制御部４９の出力は、光路切換ミラー３５、ガルバノメトリックミラー２２を制御する制御回路５２に接続され、一次元ＣＣＤ４３の出力は血管位置検出回路５１に接続されている。
【００２１】
図３は被検眼Ｅの瞳孔Ep上の各光束の配置図を示し、Ｉは黄色の照明光により照明される領域でリングスリット５の像、Ｏは眼底観察光束で孔あきミラー１１の開口部の像、Ｖは測定／血管受光光束でガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ及び下側反射面２２ａの有効部の像、Da、Dbは２つの測定受光光束でそれぞれミラー対４６ａ、４６ｂの像である。また、P3は光路切換ミラー３５が光路から離脱したときの測定光と、プリズム３２により偏向されたトラッキング光の被検眼Ｅの瞳孔Ep上の入射位置を示し、P3’は光路切換ミラー３５が光路に挿入されたときの測定光と、トラッキング光の被検眼Ｅの瞳孔Ep上の入射位置で、鎖線で示す領域Ｍはガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの像である。
【００２２】
観察用光源１から発した白色光はコンデンサレンズ３を通り、バンドパスフィルタ付フィールドレンズ４により黄色の波長光のみが透過し、リングスリット５、遮光部材６、リレーレンズ７を通り、透過型液晶板２８を背後から照明し、リレーレンズ９、遮光部材１０を通り孔あきミラー１１で反射され、黄色域の波長光のみがバンドパスミラー１２を透過し、対物レンズ２を通り、被検眼Ｅの瞳孔Ep上で眼底照明光光束像Ｉとして一旦結像した後に、眼底Eaをほぼ一様に照明する。このとき、透過型液晶板８には固視標が表示されており、照明光により被検眼Ｅの眼底Eaに投影され、視標像Ｆとして被検眼Ｅに呈示される。
【００２３】
眼底Eaからの反射光は同じ光路を戻り、瞳孔Ep上から眼底視察光光束Ｏとして取り出され、孔あきミラー１１の中心の開口部、フォーカシングレンズ１３、リレーレンズ１４を通り、スケール板１５上に眼底像Ea' として結像した後に、光路切換ミラー１６に至る。ここで、光路切換ミラー１６が光路から退避しているときは、検者眼ｅにより接眼レンズ１７を介して眼底像Ea' が観察可能となり、一方で光路切換ミラー１６が光路に挿入されているときは、スケール板１５上に結像した眼底像Ea' が、テレビリレーレンズ１８によりＣＣＤカメラ１９上に再結像され、液晶モニタ２０に映出される。
【００２４】
この眼底像Ea' を観察しながら、接眼レンズ１７又は液晶モニタ２０により装置のアライメントを行う。このとき、目的に応じて適切な観察方式を採用することが好適であり、接眼レンズ１７による観察の場合は、一般的に液晶モニタ２０等よりも高解像かつ高感度なので、眼底Eaの微細な変化を読み取って診断する場合に適している。一方、液晶モニタ２０による観察の場合は、視野を制限しないので検者の疲労を軽減することができ、更にＣＣＤカメラ１９の出力を外部のビデオテープレコーダやビデオプリンタ等に接続することにより、眼底像Ea' 上の測定部位の変化を逐次に電子的に記録することが可能となり、臨床上極めて有効である。
【００２５】
測定用光源３７を発した測定光は、コリメータレンズ３６によりコリメートされ、光路切換ミラー３５が光路に挿入されている場合は、光路切換ミラー３５、固定ミラー３４でそれぞれ反射され、集光レンズ３０の下方を通過し、光路切換ミラー３５が光路から退避している場合は、直接集光レンズ３０の上方を通過し、ダイクロイックミラー２９を透過する。
【００２６】
一方、血管照明用光源３９から発したトラッキング光は、ビームエクスパンダ３８により縦横異なる倍率でビーム径が拡大され、ミラー３３で反射された後に、上腕や懐にけられることなく測定部位を効率良く照明するために、図３のP3を通って、図４に示すように光軸に対して下方から被検眼Ｅに入射するようにプリズム３２によって偏向され、トラッキング視標整形用マスク３１により所望の形状に整形された後に、ダイクロイックミラー２９に反射されて、上述の測定光と重畳される。このとき、測定光は集光レンズ３０により、トラッキング視標整形用マスク３１の開口部中心と共役な位置へスポット状に結像している。
【００２７】
重畳された測定光とトラッキング光は、レンズ２４を通り、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂで一旦反射され、黒点板２７を通った後に凹面ミラー２８に反射され、再び黒点板２７、光路長補正用半月板２６を通り、被検眼Ｅの瞳Epと共役位置に配置されているガルバノメトリックミラー２２の方へ戻される。光路切換ミラー３５が光路から離脱したときの測定光とプリズム３２により偏向されたトラッキング光は、図２に示すようにガルバノメトリックミラー２２の反射面２２ａ上のP1で反射され、黒点板２７、凹面ミラー２８、黒点板２７、光路長補償半月板２６を介してP2を通過する。光路切換ミラー３５が光路に挿入されたときの測定光とトラッキング光も、同様にしてP1’で反射されてP2’を通過し、ガルバノメトリックミラー２２で反射されることなくイメージローテータ２１へ向かう。
【００２８】
イメージローテータ２１を経て、バンドパスミラー１２により対物レンズ２へ偏向された測定光とトラッキング光は、対物レンズ２を介し被検眼Eaの瞳孔Epを含む面内のP3又はP3’を通り、被検眼Ｅの眼底Eaに照射され、測定光はスポット像として、トラッキング光は矩形開口部を有するトラッキング視標整形用マスク３１の像として、被検眼Ｅの眼底Ea上に結像する。
【００２９】
このように、測定光とトラッキング光は、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ内で反射され、再び戻されるときに対物レンズ２の光軸から偏心した状態でガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａに入射し、その結果として瞳孔Ep上でスポット像P3又はP3’として結像した後に眼底Eaを照射している。
【００３０】
眼底Eaでの測定光とトラッキング光の散乱反射光は、再び対物レンズ２で集光され、バンドパスミラー１２で反射されイメージローテータ２１を通り、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射され、フォーカシングレンズ２３を通ってダイクロイックミラー４０に至り、測定光とトラッキング光が分離される。
【００３１】
トラッキング光はダイクロイックミラー４０を透過し、フィールドレンズ４１、結像レンズ４２により、眼底観察光学系による眼底像Ea' よりも拡大された血管像Ev' として、一次元ＣＣＤ４３上に結像する。そして、一次元ＣＣＤ４３で撮像された血管像Ev' に基づいて、血管位置検出回路５１において血管像Ev' の移動量を表すデータが作成され、システム制御部４９に血管像Ev' と移動量が出力される。システム制御部４９はこの移動量をガルバノメトリックミラー制御回路５２に出力し、ガルバノメトリックミラー制御回路５２はこの移動量を補償するようにガルバノメトリックミラー２２を駆動する。
【００３２】
一方、測定光はダイクロイックミラー４０に反射され、共焦点絞り４５の開口部を経てミラー対４６ａ、４６ｂで反射され、それぞれフォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂに受光される。フォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂの出力はそれぞれシステム制御部４９に出力され、その受光信号は従来例と同様に周波数解析されて眼底Eaの血流速度が求められる。このとき、バンドパスミラー１２の分光特性により、観察用光源１からの照明光は一次元ＣＣＤ４３には到達せず、更に撮像範囲が狭く設定されているために、有害なフレア光も混入し難くなっている。
【００３３】
従って、一次元ＣＣＤ４３にはトラッキング光による血管像Ev' のみが撮像される。なお、血中ヘモグロビンと色素上皮上メラニンとは、緑色の波長域においてその分光反射率が大きく異なるので、トラッキング光を緑色光にすれば、血管像Ev' をコントラスト良く撮像することができる。
【００３４】
被検眼Ｅの瞳孔Ep上で測定／血管受光光束Ｖから取り出された光束は、一次元ＣＣＤ４３に受光される光束とフォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂで受光される光束であり、この光束はダイクロイックミラー４０により波長分離され、トラッキング光が一次元ＣＣＤ４３で受光され、ミラー対４６ａ、４６ｂにより測定受光光束Da、Dbを通る光束が取り出され、フォトマルチプライヤ４７ａ、４７ｂで受光される。ここで、眼底観察光光束Ｏに比べて測定／血管受光光束Ｖを大きくしているのは、一次元ＣＣＤ４３の方が眼底観察光学系のＣＣＤカメラ１９よりも眼底Eaの結像倍率が大きいので、一次元ＣＣＤ４３上での像面照度が確保し難いためである。
【００３５】
一方、光束を大きくしたことによる被検眼Ｅの前眼部で発生するフレア光の影響は、その受像範囲が血管受像光学系の方が小さいので問題とならない。また、測定受光光束Da、Dbの瞳孔Ep上の間隔は、血流速度計測の分解能に直接影響するが、測定／血管受光光束Ｖを大きくすれば、測定受光光束Da、Dbの間隔を十分に確保することが可能である。
【００３６】
また、測定光とトラッキング光による眼底Eaでの散乱反射光の一部は、バンドパスミラー１２を透過し、孔あきミラー１１の背後の眼底観察光学系に尊かれ、トラッキング光はスケール板１５上に棒状のインジケータＴとして結像し、測定光はこのインジケータＴの中心部にスポット像として結像する。そして、図５に示すように接眼レンズ１７又は液晶モニタ２０を介して、眼底像Ea' が視標像Ｆと共に観察される。このとき、インジケータＴは入力手段５０の操作桿等の操作部材により、測定光のスポット像と同時にガルバノメトリックミラー２２の角度を変えることによって、眼底Ea上を一次元に移動させることができる。
【００３７】
検者は先ず眼底像Ea' のピント合わせを行う。入力手段５０のフォーカスノブを調整すると、図示しない駆動手段により透過型液晶板８、フォーカシングレンズ１３、４３、フォーカスユニット２５が駆動されて光路に沿って移動する。眼底像Ea' のピントが合うと、透過型液晶板８、スケール板１５、トラッキング視標整形用マスク３１、一次元ＣＣＤ４３、共焦点絞り４５は同時に眼底Eaと共役になる。
【００３８】
ピント合わせが終了した後に、検者は入力手段５０を操作して視標像Ｆを移動し、被検眼Ｅの視線を誘導して観察領域を変更し、測定対象とする血管を視野内に移動する。そして、入力手段５０の操作桿により、イメージローテータ２１を操作してインジケータＴを回転し、測定対象とする血管の走行方向に対してインジケータＴが垂直になるようにする。
【００３９】
このとき、眼底観察光はイメージローテータ２１を通過していないので、インジケータＴのみが回転するように認識される。その結果、図３に示した瞳孔Ep上の各光学部材の像も、原点を中心に同じ方向に同じ角度だけ回転し、測定受光光束Da、Dbの中心を結んだ直線とスポット像P3、P3’の中心を結んだ直線、即ちＸ軸は血管Evの走行方向に一致する。
【００４０】
この操作は従来例で述べた最大血流速度Vmax算出のための式(1) において、β＝０°としたことに相当し、このようにβ＝０°とすることにより、次の(a) 〜(c) の利点が生ずる。
【００４１】
(a) 式(1) からβ＝９０°即ち cosβ＝０となった場合には、最大周波数シフトΔfmax１とΔfmax2 だけから最大血流速度Vmaxの絶対値を求めることができなくなるが、β＝０°となるように眼底像Ea' を回転することにより、測定不能位置を回避することができる。
【００４２】
(b) 角度βを測定する必要がなくなるので、誤差要因が減り操作が簡略化される。
【００４３】
(c) 従来例で述べたように、最大血流速度Vmaxは血管壁からの散乱反射光と血液中の血球からの散乱反射光との干渉信号から求めているので、測定中にＸ軸方向に眼底Eaが移動しても、血管EvをＸ軸方向にほぼ平行にしておけば測定結果は影響されることはない。
【００４４】
一方、Ｘ軸と直交するＹ軸方向に眼底Eaが移動した場合には、測定用光源３７からの光束が測定部位の血管Evから逸脱して測定値が不安定になるが、その場合にはＹ軸方向についてのみ血管Evの移動量を検知すればよく、本実施例ではダイクロイックミラー４０の背後の血管検出系とガルバノメトリックミラー２２により、この一方向のみのトラッキングを行っている。
【００４５】
このトラッキングを行って、全ての被検血管Evについて精度良くかつ迅速に最大血流速度Vmaxを測定するためには、血管像Ev' の移動量を検知する一次元ＣＣＤ４３を測定対象となる血管Evに垂直に配置するとよく、更にβ＝０°とすることにより二次元センサを使用する必要がなくなるという利点も生ずる。
【００４６】
本実施例では、トラッキング光の長手方向に一次元ＣＣＤ４３の素子が配列されており、測定部位の角度合わせが終了している場合は、トラッキング光を示すインジケータＴの長手方向は測定血管Evの走行方向と直交しているので、血管検出系の一次元ＣＣＤ４３にはインジケータＴで指示された眼底像Ea' が拡大して撮像されている。
【００４７】
角度合わせが終了した後に、入力手段５０の操作桿を操作してインジケータＴを移動し、トラッキング光に重畳しているスポット像を測定部位に一致させて測定部位を選択する。そして、測定部位を決定した後に、再び入力手段５０を操作してトラッキングの開始を入力する。
【００４８】
入力手段５０からシステム制御部４９を介して、トラッキング開始の指令が制御回路５２に入力されると、血管像Ev' のコントラストが所望な値を越えている場合には、血管位置検出回路５１において、一次元ＣＣＤ４３の受光信号に基づいて、血管像Ev' の一次元基準位置からの移動量が算出される。そして、制御回路５２によりこの移動量に基づいてガルバノメトリックミラー２２が駆動され、一次元ＣＣＤ４３上の血管像Ev' の受像位置が一定になるように制御される。
【００４９】
なお本実施例では、プリズム３２を用いて被検眼Ｅの瞳孔Epにおいて、中心より下方からトラッキング光を照射するようにしているが、例えば、プリズム３２を用いずに、血管照明用光源３９とビームエキスパンダ３８を偏心させてミラー３３を傾けてもよく、また血管照明用光源３９とビームエキスパンダ３８を傾けてもよい。
【００５０】
図６は第２の実施例の構成図を示し、図１のフォーカスユニット２５のプリズム３２の代りに、トラッキング光を含む血管照明光を２方向に３分割するスプリットプリズム３２’が使用されている。その他の構成は図１と同様であり、同じ符号は同じ部材を表している。
【００５１】
図７はスプリットプリズム３２’の斜視図、図８は側面図を示し、プリズム面Saとプリズム面Sbは同じ角度だけ傾いており、中央のプリズム面Scは逆方向に同じ角度傾いている。また、プリズム面Scにより偏向された血管照明光の内のトラッキング光は位置P1へ達し、プリズム面Saとプリズム面Sbによってそれぞれ偏向された血管照明光の内のトラッキング光以外の光束は位置P1’に達するようになっている。
【００５２】
従って、第１の実施例と同様に、位置P1を通ったトラッキング光は位置P2を通って被検眼Ｅに至り、位置P1’を通ったトラッキング光以外の光束は位置P2’を通って被検眼Ｅに至る。即ち、矩形の開口部を有するトラッキング視標整形用マスク３１の中央部を通ったトラッキング光は、被検眼Ｅの瞳孔Epの中心よりも下方の位置P3から眼底Eaに照射される。
【００５３】
更に、血管照明光は２方向に３分割するスプリットプリズム３２’により被検眼Ｅの瞳Epの２個所の位置P3、P3’から眼底Eaに照射されているので、トラッキング視標整形用マスク３１と眼底Eaとが光学的に共役になっている場合には、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像は一列に並ぶが、トラッキング視標整形用マスク３１と眼底Eaとが光学的に共役になっていない場合には、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像は中央部と両端部がずれる。このように、本実施例ではトラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像はフォーカス視標としても機能している。
【００５４】
図９はフォーカス視標の原理を示す模式図で、図示しない光源からの光束は、スプリットプリズム３２’のプリズム面Sa、Sb、Scにより２方向に３分割され、トラッキング視標整形用マスク３１により光束が制限され、レンズＬを介してレンズＬの焦点距離ｆだけ離れた位置にある被検眼Ｅの瞳孔Ep面に相当する面Sp上で位置P4、P4’に達し、眼底Ea面に相当する面Sr上にトラッキング視標整形用マスク３１の像Ta、Tb、Tcが形成される。
【００５５】
トラッキング視標整形用マスク３１と光学的に共役な面Sr上では、図１０(a) に示すように像Ta、Tb、Tcは一列に並ぶが、面Srからデフォーカスした面Sr' 、Sr" 上では、それぞれ図１０(b) 、(c) に示すように像Ta、Tb、Tcは一列に並ばずにずれる。従って、面Sr' 、Sr" 上において像Ta、Tb、Tcが一列に並ぶように、スプリットプリズム３２’とトラッキング視標整形用マスク３１を一体で光軸方向に移動させることにより、トラッキング視標整形用マスク３１と眼底Ea面に相当する面Srを容易に精度良くピント合わせすることができる。
【００５６】
このようにして、操作者はトラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像が一列に並ぶように、入力手段５０のフォーカスノブを調整することにより、容易に被測定部に精度良くピント合わせすることができる。
【００５７】
また、本実施例は被検眼Ｅの瞳孔Epの無限遠と光学的に略共役な位置かつ被検眼Ｅの眼底Eaと光学的に略共役な位置に、スプリットプリズム３２’を配置して、トラッキング光を含む血管照明光をトラッキング光とそれ以外の光束とに分割している。そして、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像の内の中央部をトラッキング光とし、トラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像をピント合わせ視標とし、更にトラッキング視標整形用マスク３１の３分割された像の内の中央部のトラッキング視標を瞳孔Ep中心より下方から眼底Eaに照射している。
【００５８】
このようにして、被検眼Ｅの上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定部位を照明することができ、安定したトラッキングが可能となり、またフォーカス調整をしても分割されたトラッキング光は被検眼Ｅの瞳孔Ep上で常に同じ位置にあるので、操作者（検者）の熟練を必要とせずに被測定部位に容易にピント合わせができ、高い測定精度で血流速度を求めることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科装置は、被検眼の瞳上において瞳孔中心よりも下方位置から被検眼の眼底を照明することにより、血管照明光が被検眼の上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定血管を照明することができ、測定光を常に所定血管上に照射することができるので、安定した測定が可能になる。また、フォーカスがずれていても、血管照明光は常に被検眼の瞳上の同じ位置にあるので、ピント調整をする度に装置と被検眼とのアライメントをし直す必要がなく、調整を容易に行うことができる。
【００６０】
また、本発明に係る眼科装置は、血管照明光をトラッキングとそれ以外の光束に分割する光分割部材を設けたことにより、簡便にピント合わせができ、フォーカスがずれていても血管照明光が常に被検眼の瞳上の同じ位置にあるので、ピント調整をする度に装置と被検眼とのアライメントをし直す必要がない。また、操作者の熟練を必要とせずに被測定部位に容易にピント合わせができ、測定光を常に所定血管上に照射することができるので安定した測定が可能となり、被検眼の上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定部位を照明することができ、安定したトラッキングが可能である。
【００６１】
更に、本発明に係る眼科装置は、所定血管上にトラッキング光を保持するように光束偏向手段を制御することにより、分割された像を一列に並べるだけで、操作者の熟練を必要とせずに被測定部位に容易にピント合わせができ、フォーカスがずれていても血管照明光は常に被検眼の瞳孔上の同じ位置にあるので、ピント調整をする度に装置と被検眼とのアライメントをし直す必要がなく、被検眼の上瞼や睫毛等によってけられることなく、効率良く被測定部位を照明することができ、安定したトラッキングが可能になり、高い測定精度で血流速度を求めることができる。
【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】図１のＡ−Ａ’方向から見たガルバノメトリックミラーの正面図である。
【図３】瞳孔上の各光束の説明図である。
【図４】血管照明光の説明図である。
【図５】眼底画像上のインジケータと視標像の説明図である。
【図６】第２の実施例の構成図である。
【図７】スプリットプリズムの斜視図である。
【図８】側面図である。
【図９】フォーカス視標の原理の説明図である。
【図１０】トラッキング視標整形用マスク像の説明図である。
【符号の説明】
１ 観察用光源
８ 透過型液晶板
１２ バンドパスミラー
１５ スケール板
１９ ＣＣＤカメラ
２０ 液晶モニタ
２１ イメージローテータ
２２ ガルバノメトリックミラー
２５ フォーカスユニット
３１ トラッキング指標整形用マスク
３２、３２’ プリズム
３７ 測定用光源
３８ ビームエクスパンダ
３９ 血管照明用光源
４３ 一次元ＣＣＤ
４７ａ、４７ｂ フォトマルチプライヤ
４８ 測定・トラッキング光の照射・受光光学系
４９ システム制御回路
５０ 入力手段
５１ 血管位置検出回路
５２ ガルバノメトリックミラー制御回路
Claims (8)
- 血管照明光源と、該血管照明光源からの血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導き被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置で前記血管照明光を所定角度傾けるようにした血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、かつ被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置するようにしたことを特徴とする眼科装置。
- 前記撮像光学系は、撮像手段と、該撮像手段からの出力信号に基づいて前記所定血管上に前記血管照明光を保持するように前記光束偏向手段を制御する制御手段とを有する請求項１に記載の眼科装置。
- 血管照明光源と、該血管照明光源からの血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導き被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置で前記血管照明光を所定角度傾けるようにした血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、かつ被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置し被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に配置したプリズムを有することを特徴とする眼科装置。
- 血管照明光源と、該血管照明光源からの光によって血管部を照明するトラッキング光を含む血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導く血管照明光学系と、被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、更に被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置でかつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に、前記血管照明光を前記トラッキング光とそれ以外の光束とを互いに異なる方向に偏向して分割する光分割手段を有することを特徴とする眼科装置。
- 前記光分割手段は分割した中央部の光束を前記トラッキング光とするようにした請求項４に記載の眼科装置。
- 前記撮像光学系は、撮像手段と、該撮像手段からの出力信号に基づいて前記所定血管上に前記トラッキング光を保持するように前記光束偏向手段を制御する制御手段とを有する請求項４に記載の眼科装置。
- 前記光分割手段により分割した前記トラッキング光は、被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置するようにした請求項４に記載の眼科装置。
- 血管照明光源と、該血管照明光源からの光によって血管部を照明するトラッキング光を含む血管照明光を光束偏向手段を介して被検眼の所定血管に導く血管照明光学系と、被検眼の被測定部からの前記血管照明光の散乱反射光を前記光束偏向手段を介して受光して被検眼の所定血管像を撮像する撮像光学系とを有し、前記血管照明光学系は、前記光束偏向手段の偏向中心を被検眼の瞳と略共役な位置に持ち、被検眼の瞳の無限遠と光学的に略共役な位置かつ被検眼の眼底と光学的に略共役な位置に、前記血管照明光を前記トラッキング光とそれ以外の光束とを互いに異なる方向へ偏向して分割する光分割手段を有し、該光分割手段は分割した中央部の光束を前記トラッキング光とするように構成し、前記トラッキング光は被検眼の瞳上において瞳中心よりも下方に位置するようにし、前記撮像光学系は、撮像手段と、該撮像手段からの出力信号に基づき前記所定血管上に前記トラッキング光を保持するように前記光束偏向を制御する制御手段とを有することを特徴とする眼科装置。
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