JPH01256922A - Ophthalmologic diagnosing device - Google Patents

Ophthalmologic diagnosing device

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Publication number
JPH01256922A
JPH01256922A JP63085146A JP8514688A JPH01256922A JP H01256922 A JPH01256922 A JP H01256922A JP 63085146 A JP63085146 A JP 63085146A JP 8514688 A JP8514688 A JP 8514688A JP H01256922 A JPH01256922 A JP H01256922A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
fundus
laser
speckle
beam spot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63085146A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinaga Aitsu
佳永 相津
Koji Ogino
浩二 荻野
Toshiaki Sugita
利明 杉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kowa Co Ltd
Original Assignee
Kowa Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kowa Co Ltd filed Critical Kowa Co Ltd
Priority to JP63085146A priority Critical patent/JPH01256922A/en
Priority to US07/333,021 priority patent/US4950070A/en
Priority to DE68911974T priority patent/DE68911974T2/en
Priority to EP89303361A priority patent/EP0337651B1/en
Publication of JPH01256922A publication Critical patent/JPH01256922A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simply and precisely measure the blood flow speed of a specific vein of an eyeground via the laser speckle method by making the laser beam spot diameter adjustable and making the laser beam spot position movable within the preset angle of view narrower than the observation angle of view. CONSTITUTION:After the laser light flux from a laser light source 1 is set to a proper beam diameter by an opening 6, the beam spot diameter on the eyeground 18b of an eye 18 under test is adjusted by a laser focusing lens 7. A movable mirror 9 is installed at the position nearly conjugate to the cornea or pupil, thus a beam can be moved on the eyeground without largely changing the laser beam incident position on the cornea of the eye 18 under test. The laser light is arranged in the same light path as the observation photographing light flux, the radiation of the laser light by the movable mirror 9 to the desired position of the eyeground 18b can be performed in the observation photographing visual field by utilizing the horizontal and vertical swinging mechanism and the fixed view guiding mechanism of an eyeground camera, thus it is very convenient.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、眼底に所定径のレーザー光を照射し、眼底組
織からの散乱反射光によって観測面に形成されるレーザ
ースペックルパターンの運動をスペックル光強度変化と
して検出し、得られたスペックル信号の解析結果に基づ
いて、眼底組織の血流状態を測定する眼科診断装置に関
する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention irradiates the fundus with a laser beam of a predetermined diameter and detects the movement of a laser speckle pattern formed on an observation surface by scattered reflected light from the fundus tissue. The present invention relates to an ophthalmologic diagnostic device that detects changes in speckle light intensity and measures the blood flow state of fundus tissue based on the analysis results of the obtained speckle signal.

[従来の技術] 従来、レーザー光を用いて眼底の血流状態を測定する方
法として、特開昭55−75668.55−75669
.55−75670、特開昭56−125033 、特
開昭58−118730などに記載されている方法が知
られている。これらはいずれもレーザー光のドツプラー
効果に基づき血流速度を決定する方法であるため、ドツ
プラー偏移周波数を検出する必要から入射レーザー光を
光軸に対して等しい角度で2分して被検眼に導き、それ
らを眼底の対象血管位置で正確に交叉する構成、あるい
は逆に眼底血球によって散乱されたレーザー光を異なる
2方自から取り出して光検出する構成を取らねばならず
、光学系構成が非常に複雑でかつ精密さが要求される。
[Prior Art] Conventionally, as a method of measuring the blood flow state of the fundus using laser light, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-75668.55-75669.
.. Methods described in JP-A-55-75670, JP-A-56-125033, JP-A-58-118730, etc. are known. Since both of these methods determine the blood flow velocity based on the Doppler effect of laser light, it is necessary to detect the Doppler shift frequency, so the incident laser light is divided into two at equal angles to the optical axis and delivered to the subject's eye. This requires a configuration in which the laser beams scattered by the blood cells in the fundus are extracted from two different directions and detected, which requires a very complicated optical system configuration. is complex and requires precision.

さらに、入射角あるいは検出角が既知でなければならな
いという点は一人一人被検眼が異なるような対象である
臨床応用においては、非常に面倒かつ誤差が大きく再現
性、信頼性のある結果を得ることが難しい。これはレー
ザードツプラー法が本来、精密で敏感な測定法であるが
故に、対象が安定で定常的な産業分野では有効でありて
も、対象の環境や条件が不安定でばらつぎも大きい生体
相手の医学分野では、かえって種々の影響を受けてしま
い、測定結果の再現性を著しく低下していることを示し
ている。
Furthermore, the fact that the angle of incidence or the angle of detection must be known is extremely troublesome and difficult to obtain reproducible and reliable results in clinical applications, where each patient's eyes are different. is difficult. This is because the laser Doppler method is originally a precise and sensitive measurement method, so although it may be effective in the industrial field where the target is stable and stationary, it is also effective in the industrial field where the target environment and conditions are unstable and have large variations. This shows that in the other medical fields, they are instead affected by various influences, which significantly reduces the reproducibility of measurement results.

また、実際の測定結果ではドツプラー偏移周波数が単一
周波数として得られず、低周波側から高周波側へ広い帯
域にわたって種々の周波数成分が存在し、結果として信
頼できる絶対速度がなかなか得られない。
Furthermore, in actual measurement results, the Doppler shift frequency cannot be obtained as a single frequency, and various frequency components exist over a wide band from the low frequency side to the high frequency side, and as a result, it is difficult to obtain a reliable absolute velocity.

さらには眼底にレーザー光を照射するには、眼底に対し
て直角に近い方向から入射せざるを得ないので、ドツプ
ラー効果を生じにくくビート信号の検出はかなり難しい
。これはレーザードツプラー法が単一なビート成分を検
出する方法であるが故の難しさであり、不規則な各種の
光干渉を起こす生体組織には、それ自体が光の不規則な
散乱干渉効果であるレーザースペックル法を適用する方
が好ましい。
Furthermore, in order to irradiate the fundus with laser light, it must enter the fundus from a direction nearly perpendicular to the eye, so it is difficult to cause the Doppler effect and it is quite difficult to detect a beat signal. This is difficult because the laser Doppler method detects a single beat component. It is preferable to apply the laser speckle method, which is an effective method.

一般に散乱物体にレーザー光を照射するとその散乱光は
コヒーレント光の干渉現象によりランダムな斑点模様の
スペックルパターンを形成することが知られている。さ
らに散乱物体が運動すればスペックルパターンも移動す
るため、その移動を観測点での光強度の時間変化として
検出すれば、その信号変化の度合から物体の運動を測定
することができる。本発明はこれを眼底等の組織の血流
状態の測定に応用したものである。
It is generally known that when a scattering object is irradiated with laser light, the scattered light forms a random speckle pattern due to the interference phenomenon of coherent light. Furthermore, if the scattering object moves, the speckle pattern also moves, so if this movement is detected as a time change in light intensity at an observation point, the movement of the object can be measured from the degree of signal change. The present invention applies this to the measurement of the state of blood flow in tissues such as the fundus of the eye.

[発明が解決しようとする課題] スペックル現象を血流測定に応用した例としては特開昭
1i0−199430 、特開昭60−203235 
、特開昭60−203236号等がある。しかしこれら
は皮膚表面での測定を対象としており、レーザーの照射
、検出光学系や光量の点から眼底血流への利用はほとん
ど不可能である。
[Problems to be Solved by the Invention] Examples of applying the speckle phenomenon to blood flow measurement include JP-A No. 1i0-199430 and JP-A No. 60-203235.
, JP-A No. 60-203236, etc. However, these methods are intended for measurements on the skin surface, and are almost impossible to use for measuring fundus blood flow due to laser irradiation, detection optical systems, and light intensity.

そこで眼領域でのスペックル法を用いた血流測定の為の
診断方法及び装置がこの出願の発明者によって既に出願
されている(特開昭62−275431)。
Therefore, the inventor of this application has already filed an application for a diagnostic method and apparatus for measuring blood flow in the eye region using the speckle method (Japanese Patent Laid-Open No. 62-275431).

しかし同方法では眼の1本の血管径よりも広い範囲のレ
ーザービームスポットを照射し、その照射領域内に含ま
れる複数の血管からの散乱光が重畳するようなフラウン
ホーファー回折面におけるスペックルパターンの8勤を
検出することで、測定結果の安定度、再現性を高めると
いう方法をとっている。従ってこの方法は眼底の任意の
照射領域内の平均的な血流の活性状態を評価するという
点で優れているが、照射領域内の特定の1木の血管の血
流速度を評価する方法には不適であった。
However, in this method, a laser beam spot is irradiated over a range wider than the diameter of a single blood vessel in the eye, and the speckle pattern on the Fraunhofer diffraction surface is created in which scattered light from multiple blood vessels included in the irradiation area is superimposed. By detecting the 8th shift, the stability and reproducibility of measurement results is improved. Therefore, this method is excellent in that it evaluates the average blood flow activation state within any irradiated area of the fundus, but it is not suitable for evaluating the blood flow velocity of a specific blood vessel within the irradiated area. was inappropriate.

そこで、特定血管の血流速度を評価できる新しい検出光
学系を用いたスペックル法による診断装置が、同じくこ
の出願の発明者によって出願されている(特願昭62−
75778.62−75779)。ところがこれらの方
法では特定血管を選択するために拡大した像面上で測定
すべき血管像の上に検出開口(ピンホールやスリット)
を設定する必要があり、その為に眼底像を目視観察しな
がら位置選択する手段として観察用アイピースに指標を
設け、これをアイピース視野内の対象血管の位置に合わ
せることによって間接的に指標と連動した検出開口が拡
大像面上で対応す葛血管像の位置に設定されることにな
る。従って連動機構が複雑かつ装置が高価となる一方で
製作時の指標と検出開口の機械的調整が面倒になるなど
の欠点のあることがわかってきた。また連動機構に含ま
れる機械的なあそびがそのまま位置設定の誤差になる上
、操作上の応答性が悪いなどの問題点かありた。さらに
対象血管を特定するのに、まずその血管を含む領域にレ
ーザー光を照射するために固視標による位置合わせを行
ない、その上でさらにアイピース上の指標を使って1木
の血管を選定するという2段階の操作が必要で、これを
行なっている間に被検眼の眼球運動などで検出位置がず
れてしまい。改めて最初から行なわねばならないという
操作性の悪さもあった。
Therefore, the inventor of this application has also filed an application for a diagnostic device based on the speckle method using a new detection optical system that can evaluate the blood flow velocity of a specific blood vessel (Japanese Patent Application No. 1983-
75778.62-75779). However, in these methods, in order to select a specific blood vessel, a detection aperture (pinhole or slit) is placed on the image of the blood vessel to be measured on the enlarged image plane.
Therefore, as a means of selecting the position while visually observing the fundus image, an index is provided on the observation eyepiece, and by aligning this with the position of the target blood vessel within the eyepiece field of view, it is indirectly linked to the index. The detected aperture is set at the position of the corresponding katsura vessel image on the enlarged image plane. Therefore, it has been found that the interlocking mechanism is complicated and the device is expensive, while the mechanical adjustment of the index and detection aperture during manufacturing is troublesome. In addition, the mechanical play included in the interlocking mechanism directly leads to errors in positioning, and there are other problems such as poor operational responsiveness. In order to further identify the target blood vessel, we first perform positioning using a fixation target to irradiate the area containing the blood vessel with laser light, and then select a single blood vessel using the index on the eyepiece. This requires a two-step operation, and during this process, the detection position may shift due to eyeball movements of the subject's eye. It also had poor operability, meaning you had to start over from the beginning.

一方し−ザーピームは眼底上で血管径よりも広い領域に
照射するため、その領域内の血管以外の組織からの散乱
光が血管的血流からの散乱光よりも大きな光量で生じ、
拡大像面上で明確に血管と周辺組織が分離できなくなる
。これを改善するため空間周波数面でのフィルタリング
が行なわれる結果、やはり光学系が複雑になりかつ検出
先玉が大幅に減少してしまうという問題もあった。
On the other hand, since ZARPIM irradiates an area on the fundus of the eye that is wider than the diameter of the blood vessels, the amount of scattered light from tissues other than the blood vessels within that area is greater than that from the vascular blood flow.
Blood vessels and surrounding tissues cannot be clearly separated on the magnified image plane. In order to improve this, filtering is performed in terms of spatial frequency, but as a result, there are also problems in that the optical system becomes complicated and the number of detection targets is significantly reduced.

従って本発明は上記のような諸問題を解決し、レーザー
スペックル法を用いて眼底の特定1本の血管の血流速度
を簡単にしかも精度よく測定できるようにした眼科診断
方法及び装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems and provides an ophthalmologic diagnostic method and device that can easily and accurately measure the blood flow velocity of a specific blood vessel in the fundus of the eye using the laser speckle method. The purpose is to

[課題を解決するための手段] 本発明は上述した課題を解決するために、眼底に所定径
のレーザー光を照射し、眼底組織からの散乱反射光によ
って観測面に形成されるレーザースペックルパターンの
運動をスペックル光強度変化として検出し、得られたス
ペックル信号の解析結果に基づいて、眼底組織の血流状
態を測定する眼科診断装置において、レーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザービームを測定すべき対
象血管にその血管径と同程度かそれ以下の微小なビーム
スポット径として照射する光学系と、眼底からの散乱反
射された光を集光させ眼底と共役な像面上に照射された
部分の等倍あるいは拡大像を形成する光学系と、前記共
役な像面上に配置された複数の微小開口を有する複数検
出量ロバターンと、前記像面に生ずるスペックルのボイ
リング運動を前記複数検出量ロバターンを介して検出し
、この複数検出量ロバターンを通過した全光量の強度変
化に応じたスペックル信号を解析、評価することにより
対象血管の血流速度を測定する手段とを備え、前記レー
ザービームスポット径を調節可能とし、かつレーザービ
ームスポット位置を観察画角よりも狭い所定の画角範囲
内で移動可能にする構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention irradiates the fundus with a laser beam of a predetermined diameter and forms a laser speckle pattern on the observation surface by scattered reflected light from the fundus tissue. In an ophthalmological diagnostic device that detects the movement of the eye as a speckle light intensity change and measures the blood flow state of the fundus tissue based on the analysis result of the obtained speckle signal, the ophthalmologic diagnostic device includes a laser light source;
an optical system that irradiates a laser beam from the laser light source onto the target blood vessel to be measured as a minute beam spot diameter that is the same as or smaller than the diameter of the blood vessel; and an optical system that focuses the scattered and reflected light from the fundus. an optical system that forms a same-magnification or enlarged image of the irradiated portion on a conjugate image plane; a multiple detection amount lobe pattern having a plurality of minute apertures arranged on the conjugate image plane; The boiling motion of speckles is detected through the multiple detection amount roboturn, and the blood flow velocity in the target blood vessel is determined by analyzing and evaluating the speckle signal according to the intensity change of the total amount of light that has passed through this multiple detection amount roboturn. The laser beam spot diameter can be adjusted, and the laser beam spot position can be moved within a predetermined field angle range that is narrower than the observation field angle.

[作 用] このような構成ではレーザービームスポット径を始めか
ら対象血管径と同程度かあるいはそれ以下とし、そのス
ポットを測定すべき血管C向けて照射することでスポッ
トの単一操作のみにより位置合わせが容易に行なえる。
[Function] In this configuration, the diameter of the laser beam spot is set to be equal to or smaller than the diameter of the target blood vessel from the beginning, and by irradiating the spot toward the blood vessel C to be measured, the position can be determined by a single operation of the spot. Easy to match.

さらにレーザーの散乱反射光はその光束のほとんど全面
が血流からの散乱光であり、周辺組織からの光はほとん
ど無いため、集光されたレーザースペックル光束はスペ
ックル検出面にて光束全面を信号検出に使うことができ
る。しかもそれを単純に径の大きい単一開口で検出する
と、開口内でスペックル光強度分布が平均化され、信号
のS/N比が著しく低下するのに対し、微小径の開口を
多数配置した複数検出開口パターンを用いることにより
、平均化することなく信号を検出でき、かつ検出光量を
増大することができるので、前記の血流からの散乱光が
ほとんどをしめるスペックル光束の利点を有効に生かす
ことに成功している。
Furthermore, almost all of the scattered reflected light from the laser is scattered light from the blood flow, and there is almost no light from the surrounding tissue, so the focused laser speckle light flux is divided into all parts of the light flux at the speckle detection surface. It can be used for signal detection. Moreover, if this was simply detected using a single aperture with a large diameter, the speckle light intensity distribution would be averaged out within the aperture, and the signal S/N ratio would drop markedly. By using multiple detection aperture patterns, signals can be detected without averaging and the amount of detected light can be increased, making effective use of the above-mentioned advantages of speckle light flux, which is mostly composed of scattered light from blood flow. has succeeded in making use of it.

またこの複数検出開口によるスペックル移動の検出は、
雑誌「光学」第11巻、第3号(1982年6月)29
1−297頁に記されているが、対象とするスペックル
移動は並進運動、すなわち物体の移動とともに検出面上
のスペックルパターンが形をそのまま保存しつつ並進し
て穆動する運動に対して使うことが示されており、この
場合スペックルの6動方向に沿って隣接した任意の2開
口間の相互相関の成分が検出され、単一開口で検出した
場合とは信号成分が異なることが問題でありた。あるい
はこの影響を低減するには複数開口の各開口間隔を充分
に広く取る必要があり、その結果検出光束中に多数の微
小開口を配することができなくなるという問題点もあっ
た。ところが、この出願の発明者らは、種々の実験から
眼底の散乱反射によるレーザースペックルパターンの移
動がボイリング運動、すなわち物体の移動に対して検出
面上のスペックルが並進せずにそのままの位置で形を常
に変えながら明暗の斑点模様が揺らぐ運動であることを
発明し、このボイリング運動の検出に複数検出開口パタ
ーンを用いることを行っている。ボイリングに対しては
隣接開口間の相互相関の影響がなく、多数の微小開口を
配置できるため、複数開口の特徴が有効に生かすことが
できる。もちろん検出光量も大幅に増大できるため、測
定時間も短くできることから、眼球運動による測定中の
位置ずれに伴う誤差や測定やり直し、さらに被検者に対
する負担なども大幅に改善でき、安全性においても大変
好ましい結果を与えることができる。
In addition, the detection of speckle movement using this multiple detection aperture is
Magazine "Optics" Volume 11, No. 3 (June 1982) 29
As described on page 1-297, the target speckle movement is a translational movement, that is, a movement in which the speckle pattern on the detection surface translates while preserving its shape as the object moves. In this case, the cross-correlation component between any two adjacent apertures along the six speckle movement directions is detected, and the signal component is different from that detected with a single aperture. It was a problem. Alternatively, in order to reduce this effect, it is necessary to make the distance between each of the plurality of apertures sufficiently wide, and as a result, there is a problem that it becomes impossible to arrange a large number of minute apertures in the detection light beam. However, the inventors of this application found from various experiments that the movement of the laser speckle pattern due to the scattered reflection of the fundus causes boiling motion, that is, the speckles on the detection surface do not translate relative to the movement of the object and remain in the same position. He invented a wavering motion of light and dark spot patterns that constantly change their shape, and used multiple detection aperture patterns to detect this boiling motion. Boiling is not affected by cross-correlation between adjacent apertures, and a large number of minute apertures can be arranged, so the characteristics of multiple apertures can be effectively utilized. Of course, since the amount of detected light can be greatly increased and the measurement time can be shortened, errors caused by positional deviation during measurement due to eye movement, re-measurement, and burden on the subject can be greatly reduced, which greatly improves safety. can give favorable results.

一方、複数検出開口パターンによるスペックル移動の検
出と類似したものに、この出願の発明者による特願昭6
1−226107があるが、そこでは複数開口はランダ
ム配置されたランダムパターンであって、この場合の信
号成分は製作するランダムパターンのランダム性や開口
数に大きく依存するため多数のランダムパターンで同じ
信号成分を得るのは再現性や安定度の上で大きな障害と
なり、製品生産上も良好であるとは言えない。またラン
ダム配置に伴うスペックル光束の検出面上での強度分布
ムラも無視できなくなる。これに対しては複数開口を規
則配列することで上述の問題を解決している。
On the other hand, similar to the detection of speckle movement using multiple detection aperture patterns, the inventor of this application filed a patent application
1-226107, in which the multiple apertures are randomly arranged random patterns, and in this case the signal component greatly depends on the randomness of the random pattern to be produced and the numerical aperture, so the same signal is generated in many random patterns. Obtaining the ingredients poses a major obstacle in terms of reproducibility and stability, and cannot be said to be good in terms of product production. Furthermore, the uneven intensity distribution of the speckle light beam on the detection surface due to the random arrangement cannot be ignored. The above-mentioned problem is solved by regularly arranging a plurality of apertures.

ところがこのような方法に基づくと、眼底に照射したレ
ーザービームスポット内の全域が光検出の対象となるた
め、血管径より太いビームが照射されると血管血流以外
の周辺組織からの散乱によるスペックル光束も検出され
てしまい、この光は血流情報を含まないので雑音となり
信号のS/N比を劣化させる。したがって、眼底の対象
血管径と同程度かそれ以下のサイズのレーザービームが
要求されるが、血管径は個人個人具なり同一人でも場所
によって異なるため、その調整機構がなければ正しい測
定を行なうことができない。また必要以上に広範囲にわ
たってレーザービームスポット径を調整可能とするのは
機構が複雑となり、かつレンズの収差等でビームスポッ
トがゆがみ楕円状になったり、ビームの強度分布にムラ
が生じたりする。本装置ではビーム径調整範囲を規定し
適切な調整を可能にしている。
However, based on this method, the entire area within the laser beam spot irradiated to the fundus of the eye is subject to photodetection, so if a beam that is thicker than the blood vessel diameter is irradiated, specks due to scattering from surrounding tissues other than the vascular blood flow may be detected. The light flux is also detected, and since this light does not contain blood flow information, it becomes noise and deteriorates the S/N ratio of the signal. Therefore, a laser beam with a size similar to or smaller than the diameter of the target blood vessel in the fundus is required, but since the diameter of blood vessels varies depending on the individual and the location of the same person, it is difficult to perform accurate measurements unless there is an adjustment mechanism. I can't. Furthermore, making it possible to adjust the laser beam spot diameter over a wider range than necessary would complicate the mechanism, and the beam spot would become distorted into an ellipse due to lens aberrations, or the beam intensity distribution would become uneven. This device allows for appropriate adjustment by specifying the beam diameter adjustment range.

また所望の血管測定部位にレーザービームスポットを位
置合わせするため、ビームスポットは移動可能でなけれ
ばならないが、眼底の観察撮影視野より外側まで穆動じ
、ビームスポットを一度見失なってしまうと、現在どこ
にビームスポットが位置しているのかわからなくなり、
再び視野内にビームスポットを戻すのに手間がかかり、
臨床応用上も好ましくない。本装置ではあらかじめ、ビ
ームスポット移動可能範囲を制限しておくことにより、
上記問題点を解決している。さらにその制限規制された
ビームスポット移動可能範囲が測走者に知らされていな
いと操作上不便である。本装置では、観察光学系に範囲
を示すレチクルを設定し、しかもこのレチクルを測定者
の視度補正の為にも利用できるようにしている。
In addition, in order to align the laser beam spot with the desired blood vessel measurement site, the beam spot must be movable, but if the beam spot moves outside the field of view of the fundus and is lost, the current I don't know where the beam spot is located,
It takes time to bring the beam spot back into the field of view,
It is also unfavorable in terms of clinical application. In this device, by limiting the beam spot movable range in advance,
The above problems have been resolved. Furthermore, it is inconvenient to operate if the runner is not informed of the restricted movable range of the beam spot. In this device, a reticle indicating the range is set in the observation optical system, and this reticle can also be used by the measurer to correct the diopter.

また、眼底の血管に向けて正確にレーザービームを照射
するためには、少しでも眼底が拡大されて見えることが
好ましいが、一方眼底上の種々の血管状態を一部するに
は画角を広くとる方が良い。そこで目的に応じて画角を
切り換えられることが必要となる。通常の眼底カメラで
は受光光学系内に画角変換用レンズが用意され、段階的
に切り換えられるが、本装置では受光光学系を介してス
ペックルパターンを検出するため、画角変換に伴う結像
倍率の変化によってスペックル検出条件が変更するので
は不都合である。そこで、観察用アイピース(接眼レン
ズ)をズーム式光学系にすることで上記目的を達成して
いる。
In addition, in order to accurately irradiate the laser beam toward the blood vessels in the fundus, it is preferable that the fundus be seen as enlarged as much as possible. It's better to take it. Therefore, it is necessary to be able to switch the viewing angle depending on the purpose. In a normal fundus camera, a lens for changing the angle of view is prepared in the light-receiving optical system, and the lens is switched stepwise.However, in this device, the speckle pattern is detected through the light-receiving optical system, so the image is formed as the angle of view is changed. It is inconvenient if speckle detection conditions change due to changes in magnification. Therefore, the above objective is achieved by using a zoom type optical system as the observation eyepiece (eyepiece).

また、眼底に照射するレーザービームスポットの光量調
整は当然必要であるが、測定前の位置合わせから測定中
へと光量を切り換えるのに、マニュアルで操作していた
のでは操作が円滑に行なわれない。また測定用光量も個
人個人、眼底反射率や水晶体のにとり等の影響で異なる
ため数種類の切り換えが必要となる。しかし、これを1
つの機構で簡単に行なうのは測定開始、終了時の高速切
り換えに不適である。そこで各々を独立に行なう2つの
光量調整機構を使うことによってこの問題を解決してい
る。
In addition, it is naturally necessary to adjust the light intensity of the laser beam spot that illuminates the fundus, but switching the light intensity from positioning before measurement to during measurement cannot be performed smoothly if done manually. . Furthermore, since the amount of light for measurement differs from person to person, depending on factors such as the reflectance of the fundus and the lens, it is necessary to switch between several types. However, this 1
A simple method using one mechanism is not suitable for high-speed switching at the start and end of measurement. This problem is solved by using two light amount adjustment mechanisms, each of which adjusts the amount of light independently.

[実施例] 念生立1基 本発明は特に眼底を対象としており、以下に示す実施例
では眼底カメラの光学系を基本とした場合を例にして説
明する。
[Embodiments] The first basic invention is particularly directed to the fundus of the eye, and the following embodiments will be explained based on the optical system of a fundus camera.

第1図においてたとえば赤色のHe−Ne  (波長6
32.8r+m)レーザー光源1からのレーザー光束は
2つの光量調節フィルター2および3とコンデンサレン
ズ4を介してコリメートレンズ5で平行ビームとなり、
開口6で適切なビーム径に設定された後、レーザーフォ
ーカシングレンズ7で被検眼18の眼底18b上のビー
ムスポット径が調整される。ビームはさらにミラー8を
介して可動ミラー9で反射され、さらにリレーレンズ1
oと11を経て、第2図に示すように眼底カメラ照明光
学系内のリングスリット12の環状開口12aの一部に
設置したミラー13で反射されて、眼底観察撮影用光束
が眼底に入射するのと同じ光路に導かれる。このためレ
ーザー光はリレーレンズ14.15、穴開きミラー16
、対物レンズ1フを経て被検眼18の角膜18aから眼
底18bに達して測定すべぎ血管に照射される。
In Fig. 1, for example, red He-Ne (wavelength 6
32.8r+m) The laser beam from the laser light source 1 passes through two light intensity adjustment filters 2 and 3 and a condenser lens 4, and becomes a parallel beam at the collimating lens 5.
After an appropriate beam diameter is set using the aperture 6, the beam spot diameter on the fundus 18b of the eye 18 to be examined is adjusted using the laser focusing lens 7. The beam is further reflected by a movable mirror 9 via a mirror 8, and further reflected by a relay lens 1.
As shown in FIG. 2, the light beam for fundus observation and photographing enters the fundus after being reflected by a mirror 13 installed in a part of the annular opening 12a of the ring slit 12 in the fundus camera illumination optical system. is guided along the same optical path. For this reason, the laser beam is transmitted through the relay lens 14, 15 and the perforated mirror 16.
The light passes through the objective lens 1f, reaches the fundus 18b from the cornea 18a of the eye 18 to be examined, and is irradiated onto the blood vessel to be measured.

以上のレーザー照射光学系においてレーザー光源1の出
射口付近にはシャッター19があり、必要に応じて開閉
する。また可動ミラー9は眼底上のビームスポット位置
を8動可能にするためのものであり、その8動は例えば
マニピュレータ2゜を操作することによって、可動ミラ
ー9を光軸に対するXと7両方向で各々独立にミラーの
傾き角を変える方法、即ちコアギユレータ等で通常使わ
れている方法をそのまま利用することができる。
In the above laser irradiation optical system, there is a shutter 19 near the exit of the laser light source 1, which opens and closes as necessary. The movable mirror 9 is used to enable eight movements of the beam spot position on the fundus, and the eight movements are made by, for example, manipulating the manipulator 2° to move the movable mirror 9 in both the X and 7 directions relative to the optical axis. The method of independently changing the tilt angle of the mirrors, that is, the method normally used in coagulators, etc., can be used as is.

また可動ミラー9の位置も公知のとおり、角膜あるいは
瞳と略共役な位置に設置しておくことにより、被検眼1
8の角膜上のレーザービーム入射位置を大きく変えるこ
となく眼底上でビームを8動することができる。
Furthermore, as is well known, the position of the movable mirror 9 is set at a position substantially conjugate with the cornea or pupil, so that the eye to be examined can be
The beam can be moved on the fundus of the eye without significantly changing the laser beam incident position on the cornea.

眼底の測定領域は眼底カメラとして用いられる照明光学
系によって照明され、観察が容易にされる。この観察光
学系は撮影光源22と同一光軸上に配置された観察光源
21、コンデンサレンズ23、コンデンサレンズ24、
フィルター25、ミラー26から構成される。レーザー
光はこの観察撮影光束と同じ光路に配置されるため、眼
底カメラの左右、上下のスウィング機構や固視8導機構
を利用することにより、可動ミラー9によるレーザー光
の眼底18bの所望の位置への照射を観察撮影視野内に
おいて行なうことができるため大変便利である。
The measurement area of the fundus is illuminated by an illumination optical system used as a fundus camera to facilitate observation. This observation optical system includes an observation light source 21 arranged on the same optical axis as the photographing light source 22, a condenser lens 23, a condenser lens 24,
It is composed of a filter 25 and a mirror 26. Since the laser beam is placed on the same optical path as this observation/photographing light beam, by using the left/right and up/down swing mechanisms of the fundus camera and the fixation 8 guide mechanism, the movable mirror 9 can direct the laser beam to the desired position on the fundus 18b. This is very convenient because it allows irradiation to be carried out within the field of view for observation and photographing.

なおコンデンサレンズ24とミラー26間に配置される
フィルター25は、第3図に図示したような分光特性を
有する波長分離フィルターとして構成されるので、観察
、撮影光に含まれる赤色成分はカットされる。この分光
特性は使用するレーザー光源の波長に応じて適切なもの
が使われる。
Note that the filter 25 disposed between the condenser lens 24 and the mirror 26 is configured as a wavelength separation filter having spectral characteristics as shown in FIG. 3, so that the red component contained in the observation and photographing light is cut. . Appropriate spectral characteristics are used depending on the wavelength of the laser light source used.

レーザー光が眼底の測定すべぎ血管内を8動する血球に
よって散乱されて生ずるスペックル光と、他の観察撮影
用の反射光はともに、再び対物レンズ17で受光され穴
開きミラー16を通過してフォーカシングレンズ27、
リレーレンズ28、ミラー29、跳ね上げミラー30を
介して空間31a面上で一度結像され、さらに跳ね上げ
ミラー32、リレーレンズ33、跳ね上げミラー34を
経てレチクル35の面上に眼底像が形成される。この像
が変倍可能なズーム式アイピース36によって観察され
る。
Speckle light generated when the laser light is scattered by blood cells moving in the blood vessels to be measured in the fundus of the eye and other reflected light for observation and photography are both received by the objective lens 17 and passed through the perforated mirror 16. Focusing lens 27,
An image is formed once on the surface of the space 31a via the relay lens 28, mirror 29, and flip-up mirror 30, and then a fundus image is formed on the surface of the reticle 35 via the flip-up mirror 32, relay lens 33, and flip-up mirror 34. be done. This image is observed by a zoom eyepiece 36 that can change magnification.

ここでズーム式アイピース36はレチクル35を基準に
観察者の視度補正が行なえるようになっている。
Here, the zoom type eyepiece 36 is designed to allow the observer to perform diopter correction using the reticle 35 as a reference.

写真撮影時には跳ね上げミラー32が32aを支点とし
て矢印の方向に32′まで跳ね上げられ、跳ね上げミラ
ー30で反射されてきた眼底からのレーザースペックル
光を含む観察撮影光束が結像レンズ37によって写真フ
ィルム38上に結像され撮影が行なわれる。以上のよう
に通常は眼底カメラとして眼底の観察撮影が可能であり
、しかもレーザー光が照射されている時であれば、その
状態が観察撮影できるため測定点の確認や記録が直接行
なえる点でも、極めて有用性があるものである。
When taking a photograph, the flip-up mirror 32 is flipped up to 32' in the direction of the arrow using 32a as a fulcrum, and the observation photographing light beam including the laser speckle light from the fundus that has been reflected by the flip-up mirror 30 is passed through the imaging lens 37. An image is formed on the photographic film 38 and photographed. As mentioned above, it is usually possible to observe and photograph the fundus as a fundus camera, and if it is irradiated with laser light, the condition can be observed and photographed, so measurement points can be directly confirmed and recorded. , is extremely useful.

一方、血流測定の場合は後述する測定スイッチ9と連動
した跳ね上げミラー30が30aを支点として位置30
′まで跳ね上げられ、同時に同じく測定スイッチ9と連
動したもう1つの跳ね上げミラー34が34aを支点と
して位置34′まで跳ね上げられる。そのためミラー2
9で反射された眼底からのレーザースペックル光と観察
撮影光は結像点31aと光学的に等価な他の結像点であ
る31bの空間面上に一度結像される。さらにその後方
に光軸に対して約45°で固定設置された波長分離ミラ
ー39は波長分離フィルター25と同様、第3図に示す
ような分光特性を有し、赤色のH,e −N eレーザ
ー光によるスペックル光の大半を反射する。反射したス
ペックル光はリレーレンズ40、顕微鏡用対物レンズ4
1を介して眼底のレーザービームスポットが照射された
血管領域のみの拡大像が眼底との共役面に設置した複数
の微小開口を有する複数検出量ロバターン42の面上に
形成される。この検出間口42を通過したスペックル光
束は集光レンズ43で集められ、赤色He−Neレーザ
ーの波長832.8nmの光のみを通過させる干渉フィ
ルター44を介して光検出器(フォトマル)45で光検
出される。フォトマル45の前にはシャッター46が配
置され、開放1時に得られるフォトマル45からの出力
信号は解析部5゜に送られる。
On the other hand, in the case of blood flow measurement, a flip-up mirror 30 linked to a measurement switch 9, which will be described later, is placed at a position 30 with 30a as a fulcrum.
At the same time, another flip-up mirror 34, which is also linked to the measuring switch 9, is flipped up to position 34' using 34a as a fulcrum. Therefore mirror 2
The laser speckle light and the observation photographing light reflected from the fundus 9 are once imaged on the spatial plane 31b, which is another imaging point optically equivalent to the imaging point 31a. Furthermore, a wavelength separation mirror 39 fixedly installed behind it at an angle of about 45 degrees to the optical axis has the same spectral characteristics as shown in FIG. Reflects most of the speckle light caused by laser light. The reflected speckle light is sent to the relay lens 40 and the microscope objective lens 4.
An enlarged image of only the blood vessel region irradiated with the laser beam spot on the fundus through the laser beam spot 1 is formed on the surface of a multi-detection amount robot pattern 42 having a plurality of minute apertures set in a conjugate plane with the fundus. The speckle light flux that has passed through this detection opening 42 is collected by a condenser lens 43, and is sent to a photodetector (photomultiple) 45 via an interference filter 44 that allows only the light with a wavelength of 832.8 nm from the red He-Ne laser to pass through. Light detected. A shutter 46 is arranged in front of the photomultiplex 45, and the output signal from the photomultiplex 45 obtained when the shutter is opened 1 is sent to the analysis section 5°.

なお、波長分離ミラー39を透過した赤色成分以外の観
察撮影光束やわずかに透過したスペックル光束はミラー
47、リレーレンズ48を介して、レチクル35の面上
に眼底像が形成され、前記同様ズーム式アイピース36
によって観察される。このように血流測定時にも眼底が
観察可能であるため、対象位置がずれていたのに気付か
ないで測定してしまうなどのミスを防ぐのに非常に有効
である。
Note that the observation photographing light beam other than the red component that has passed through the wavelength separation mirror 39 and the speckle light beam that has passed through the wavelength separation mirror 39 form a fundus image on the surface of the reticle 35 via the mirror 47 and the relay lens 48, and the same as described above is used for zooming. formula eyepiece 36
observed by. In this way, the fundus can be observed even when measuring blood flow, which is very effective in preventing mistakes such as measuring without noticing that the target position has shifted.

解析部50の構成の一例は第4図に示すようにアンプ5
1、フィルタ52、アナログデジタル変換器(A/D)
53、マイクロコンピュータ(MC)54、メモリ55
、キーボード56、CRT57並びにプリンタ58から
構成されている。
An example of the configuration of the analysis section 50 is as shown in FIG.
1. Filter 52, analog-to-digital converter (A/D)
53, microcomputer (MC) 54, memory 55
, a keyboard 56, a CRT 57, and a printer 58.

匡遮1仄1 以上のような構成に基づいて血流速度を評価する基本原
理を次に説明する。
The basic principle of evaluating blood flow velocity based on the above configuration will be explained below.

第5図において眼底網膜上の測定すべき血管61の測定
部61′にレーザービーム60が照射される。この照射
された測定部61″は第1図に示したような受光光学系
によって眼底と共役な拡大像面に設置された第1図の複
数の微小開口を有する複数検出開口パターン42の面上
に拡大された像として形成される。
In FIG. 5, a laser beam 60 is irradiated onto a measuring portion 61' of a blood vessel 61 to be measured on the fundus retina. The irradiated measurement section 61'' is placed on the surface of a multiple detection aperture pattern 42 having a plurality of minute apertures shown in FIG. It is formed as an enlarged image.

この状態が第6図に図示されている。共役拡大像面Mに
は第1図の波長分離ミラー39で反射したレーザースペ
ックル光のみが到達するので、レーザー照射された測定
部61″のみが拡大像62として形成され、周辺組織や
他の血管像は形成されない。ここで測定部61″の血管
内を移動する多数の血球等によって散乱された各々′の
光は、観測面である共役拡大像面上でランダムな位相で
重なり合って干渉する結果、空間的にランダムな斑点模
様を配列したようなレーザースペックルパターンを形成
することが知られている。さらに散乱を起こす物体であ
る血球が仕初速度で移動すれば、スペックルパターンを
形成している各々の微小な斑点状のスペックルが物体速
度に比例して運動することもわかっている。
This situation is illustrated in FIG. Since only the laser speckle light reflected by the wavelength separation mirror 39 in FIG. A blood vessel image is not formed.Here, the respective lights scattered by a large number of blood cells etc. moving within the blood vessel in the measuring section 61'' overlap and interfere with each other with random phases on the conjugate magnified image plane which is the observation surface. As a result, it is known that a laser speckle pattern that looks like a spatially random arrangement of speckles is formed. Furthermore, it is known that if blood cells, which are objects that cause scattering, move at their initial velocity, each minute speckle forming the speckle pattern moves in proportion to the object's speed.

従ってこの場合も拡大像62は実際は像面スペックルパ
ターン状になっており、機内には各血球の拡大像という
よりは、像面スペックル63がランダムに存在している
パターンとして観測される。そして血流速度に応じて個
々の各像面スペックル63が運動するので、これを第7
図(B)に示すように複数の微小、開口65′から成る
複数検出量ロバターン65を介し、集光レンズ66を経
て光検出器67で検出することにより、第8図(B)の
ような光強度の時間変化を抽出できる。
Therefore, in this case as well, the enlarged image 62 is actually in the form of an image plane speckle pattern, and is observed as a pattern in which image plane speckles 63 are randomly present, rather than an enlarged image of each blood cell. Since each individual image surface speckle 63 moves according to the blood flow velocity, this is
As shown in FIG. 8(B), detection is performed by a photodetector 67 through a condensing lens 66 through a multi-detection amount robot pattern 65 consisting of a plurality of minute apertures 65', as shown in FIG. 8(B). Temporal changes in light intensity can be extracted.

時間変化の度合が血流速度に対応しているので、この光
強度変化信号のパワースペクトルあるいは自己相関関数
を調べることで血流速度を測定することができる。なお
、第7図において像面スペックル63と複数検出量ロバ
ターン65はいずれも拡大像面Mにあるものである。
Since the degree of change over time corresponds to the blood flow velocity, the blood flow velocity can be measured by examining the power spectrum or autocorrelation function of this light intensity change signal. In addition, in FIG. 7, the image plane speckle 63 and the multiple detection amount lobe pattern 65 are both on the enlarged image plane M.

従来の先願(特願昭82−75778)の例ではS5図
に示すように、照射レーザービーム60′によって血管
径よりも広い領域61′を照射するため、第9図に示す
ように血管68以外にも周辺組織69からの反射レーザ
ースペックル光が拡大像面に到達する。従って血流情報
を抽出するためには、拡大像面上でピンホール等の微小
検出開口を、被測定血管像上に位置合わせする必要があ
りこの操作が大変面倒であった。すなわち、眼底を観察
しながら測定すべき血管の拡大像上に正しく検出開口を
位置合わせするため、観察用アイピースに検出開口と連
動した指標を設け、これを視野内で対象血管上に位置さ
せることによって行なうなどの工夫が必要であった。
In the example of the conventional prior application (Japanese Patent Application No. 82-75778), as shown in FIG. In addition, reflected laser speckle light from the surrounding tissue 69 reaches the magnified image plane. Therefore, in order to extract blood flow information, it is necessary to align a minute detection aperture such as a pinhole on the image of the blood vessel to be measured on the enlarged image plane, and this operation is very troublesome. That is, in order to correctly align the detection aperture on the magnified image of the blood vessel to be measured while observing the fundus, an index linked to the detection aperture is provided on the observation eyepiece, and this is positioned over the target blood vessel within the field of view. It was necessary to devise measures such as

従って連動機構が複雑かつ装置が高価となる一方で、製
作時の指標と検出開口の機械的調整が面倒になるなどの
欠点があった。また連動機構に含まれる機械的なあそび
がそのはま位置設定の誤差になる上、操作上の応答性が
悪いなどの問題点があった。さらに対象血管を特定する
のに、まずその血管を含む領域にレーザー光を照射する
ために固視標による位置合わせを行ない、その上でさら
にアイピース上の指標を使って1木の血管を選定すると
いう2段階の操作が必要で、これを行なっている間に被
検眼の眼球運動などで検出位置がずれてしまい、改めて
最初から行なわねばならないという操作性の悪さもあっ
た。
Therefore, the interlocking mechanism is complicated and the device is expensive, while the mechanical adjustment of the index and detection aperture during manufacturing is troublesome. Further, there were other problems such as mechanical play included in the interlocking mechanism leading to errors in setting the position of the interlocking mechanism, and poor operational responsiveness. In order to further identify the target blood vessel, we first perform positioning using a fixation target to irradiate the area containing the blood vessel with laser light, and then select a single blood vessel using the index on the eyepiece. This requires a two-step operation, and while this is being performed, the detection position may shift due to eyeball movement of the subject's eye, resulting in poor operability as the procedure must be repeated from the beginning.

一方レーザービームは眼底上で血管径よりも広い領域に
照射するため、第9図に図示したようにその領域内の血
管68以外の周辺組織69からの散乱光が血管内血流か
らの散乱光よりも大きな光量で生じ周辺に拡がるため、
拡大像面上で明確に血管と周辺組織が分離できなくなる
。これを改善するため空間周波数面でのフィルタリング
が行なわれる結果、やはり光学系が複雑になり、かつ検
出光量が大幅に減少してしまうという問題が発生してい
た。
On the other hand, since the laser beam irradiates an area on the fundus of the eye that is wider than the diameter of the blood vessel, as shown in FIG. Because it occurs with a greater amount of light than the
Blood vessels and surrounding tissues cannot be clearly separated on the magnified image plane. In order to improve this, filtering is performed in terms of spatial frequency, but as a result, the optical system becomes complicated and the amount of detected light is significantly reduced.

本実施例では、第5図に示すように照射レーザー照射6
0を血管径と同程度かそれ以下の微小なビームスポット
径として、被測定血管に照射するようにしており、これ
により共役拡大像面上のスペックル光束は、もともと周
辺組織からの散乱光を含まず第6図に示されるように血
管内の血流速度を反映した運動を有する像面スペックル
63のみとなる。
In this embodiment, as shown in FIG.
The measured blood vessel is irradiated with a beam spot diameter of 0 equal to or smaller than the blood vessel diameter, and as a result, the speckle light flux on the conjugate magnified image plane originally contains scattered light from surrounding tissue. As shown in FIG. 6, only image plane speckles 63 have a motion reflecting the blood flow velocity in the blood vessels.

従って共役拡大像面Mに形成される像面スペックルパタ
ーンは、その光束内であればどこに検出開口が位置して
いても血流情報を有する信号検出が可能となる。そこで
眼底視野内に存在する種々の血管から測定すべき血管の
測定すべき部位を選ぶには、レーザービームの微小スポ
ットをその部位に照射してやるだけでよい。これは第1
図の可動ミラー9をマニピュレータ20を操作してコン
トロールすることで達成できる。またビームスポット径
は測定すべき部位の血管径と同程度以下とする必要があ
り、また一方血管径は個人個人で異なり同一人でも場所
によって異なるためレーザービームスポット径の調整機
構がなければ正しい測定を行うことができない。しかし
必要以上に広範囲にわたってレーザービームスポット径
を調整可能とするのは機構が複雑となり、かつレンズの
収差等でビームスポットがゆがみ楕円状になったり、ビ
ームの強度分布にムラが生じたりする。
Therefore, the image plane speckle pattern formed on the conjugate enlarged image plane M allows signal detection with blood flow information no matter where the detection aperture is located within the light beam. Therefore, in order to select the part of the blood vessel to be measured from among the various blood vessels present in the fundus visual field, it is sufficient to simply irradiate the part with a minute spot of a laser beam. This is the first
This can be achieved by controlling the movable mirror 9 shown in the figure by operating a manipulator 20. In addition, the beam spot diameter must be equal to or less than the diameter of the blood vessel at the site to be measured; on the other hand, since the diameter of the blood vessel varies from person to person and varies from place to place even in the same person, correct measurement is required without a mechanism to adjust the laser beam spot diameter. can't do it. However, making it possible to adjust the laser beam spot diameter over a wider range than necessary requires a complicated mechanism, and lens aberrations may cause the beam spot to become distorted into an ellipse or cause unevenness in the beam intensity distribution.

従って本実施例ではビームスポット径調整範囲を規定し
適切な調整を可能にしている。すなわちこの調整はレー
ザーフォーカシングレンズフを光軸上で前後に移動した
り、開口6を種々の径の開口を有するターレット型にす
るなどして、切り換えることで連続的にあるいは段階的
に調整を行なうことができる。
Therefore, in this embodiment, the beam spot diameter adjustment range is defined to enable appropriate adjustment. In other words, this adjustment can be carried out continuously or stepwise by moving the laser focusing lens back and forth on the optical axis, or by changing the aperture 6 into a turret type with apertures of various diameters. I can do it.

通常、眼底網膜血管径は最大でも150μm(直径)程
度であるため、ビームスポット径は最大200μm以下
の直径で調整できるようにする( ことが好ましい。必
要以上に大きいと隣接血管や周辺組織からの不用なスペ
ックル光を検出してしまうからである。
Normally, the diameter of the fundus retinal blood vessels is approximately 150 μm (diameter) at most, so the beam spot diameter should be adjusted to a maximum diameter of 200 μm or less (preferably. This is because unnecessary speckle light will be detected.

ここで問題となるのはビームスポットを眼底上で好みの
位置に移動させることによって、共役拡大像面上の対応
するスポット拡大像(測定部の拡大像)の位置も移動す
る。それに応じて検出開口を移動させていたのでは、全
〈従来と同様な面倒な機構が必要となる。そこで本発明
では第10図に示すように眼底カメラの観察、撮影視野
70の中に含まれ、かつその視野70の画角(第11図
に図示した画角73)よりも小さい所定の画角(第11
図の画角72)の範囲71の内においてのみレーザービ
ームスポットを自由に移動可能なように予め設定した構
成としておく。1つの例として視野中心付近において直
径3mm程度の範囲を測定すれば、レーザービーム移動
も比較的容易である。従ってもし移動可能範囲71以外
のところにある部位を測定したいときは、固視誘導等に
よって対象部位を移動可能範囲71内ビ位置させておけ
ばよく、これは簡単に行なえる操作で決して面倒ではな
い。
The problem here is that by moving the beam spot to a desired position on the fundus, the position of the corresponding spot enlarged image (enlarged image of the measuring section) on the conjugate enlarged image plane also moves. If the detection aperture were moved accordingly, a complicated mechanism similar to the conventional one would be required. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 10, a predetermined angle of view that is included in the observation and photographing field of view 70 of the fundus camera and that is smaller than the angle of view of the field of view 70 (angle of view 73 shown in FIG. 11) is used. (11th
The configuration is set in advance so that the laser beam spot can be freely moved only within the range 71 of the angle of view 72) in the figure. As an example, if a range of about 3 mm in diameter is measured near the center of the visual field, the laser beam can be moved relatively easily. Therefore, if you want to measure a part that is outside the movable range 71, all you have to do is position the target part within the movable range 71 using fixation guidance, etc., and this is an easy operation and is not troublesome at all. do not have.

次に共役拡大像面M上にも第12図(A)。Next, FIG. 12(A) is also shown on the conjugate enlarged image plane M.

(B)に示すように、眼底面Sの視野内の上述したレー
ザービーム移動可能範囲71に対応するレーザービーム
の拡大スポット像(測定部の拡大像)の移動可能範囲7
2が定まるため、少なくともこの可動範囲72を十分に
含み、この範囲72よりも広い領域にわたって複数の微
小開口65′が配列されているような複数検出開口パタ
ーン65を設置する。このように構成すれば、例えば第
12図(A)、(B)で照射レーザービーム60aを6
0b、60cというように部位61aからBib、61
cに順に移動させ異なった部位を照射するとき、それに
応じた各測定部の拡大像62a、62b、62cが共役
拡大像面Mに順に形成される。ところがどの位置の拡大
スポット像の場合にも同じ共役拡大像面に設置された複
数検出開口パターン65内のどこかに必ず位置するため
、その位置でどれかの微小開口65′によってスペック
ル運動による光強度変化を検出することができ、検出面
上すなわち共役拡大像面M上での位置合わせは一切必要
なくなる。つまり本方法では眼底を見ながら予め決めら
れた範囲内でレーザービームを移動して任意の部位を選
ぶだけで、その部位が測定位置として決定されるので、
操作が直接的であり極めて実用的である。
As shown in (B), the movable range 7 of the enlarged laser beam spot image (enlarged image of the measurement unit) corresponding to the above-mentioned laser beam movable range 71 within the visual field of the fundus surface S
2 is determined, a plurality of detection aperture pattern 65 is installed that sufficiently includes at least this movable range 72 and has a plurality of microscopic apertures 65' arranged over an area wider than this range 72. With this configuration, for example, in FIGS. 12(A) and 12(B), the irradiation laser beam 60a is
From part 61a to Bib, 61 like 0b, 60c
When moving in order to irradiate different parts, corresponding enlarged images 62a, 62b, and 62c of each measurement part are formed in order on the conjugate enlarged image plane M. However, since the magnified spot image at any position is always located somewhere within the multiple detection aperture pattern 65 installed on the same conjugate magnified image plane, the speckle movement caused by one of the minute apertures 65' at that position Changes in light intensity can be detected, and no positioning on the detection plane, that is, on the conjugate magnified image plane M is required. In other words, with this method, all you have to do is move the laser beam within a predetermined range while looking at the fundus and select an arbitrary part, and that part is determined as the measurement position.
The operation is straightforward and extremely practical.

さらにここでもう1つ大きな特徴は、第12図で共役拡
大像面M上に形成された拡大スポット像(例えば62a
)中の各像面スペックル63の運動の検出にたずされる
微小開口65′が従来の卑−開口検出のように1つでは
なく、複数個であるという点である。従って例えば、第
7図(A)のように拡大スポット像62の中の1点を単
一間口64で検出した場合の光強度変化のスペックル信
号(第8図(A))に対して、第7図(B)のように全
く同様の拡大スポット像62を多数の微小開口65′(
但し開口径は第13図の単一開口64の径と等しいとす
る。)からなる複数検出量ロバターン65で検出した場
合の光強度変化のスペックル信号(第8図(B))の方
が大幅に強度が大きく、即ち検出光量の増大という利点
がある。
Furthermore, another major feature here is that the enlarged spot image (for example 62a) formed on the conjugate enlarged image plane M in FIG.
) is used for detecting the movement of each image plane speckle 63 in the image plane. Therefore, for example, for a speckle signal (FIG. 8(A)) of a change in light intensity when one point in the enlarged spot image 62 is detected with a single opening 64 as shown in FIG. 7(A), As shown in FIG. 7(B), a completely similar enlarged spot image 62 is formed by a large number of minute apertures 65' (
However, the aperture diameter is assumed to be equal to the diameter of the single aperture 64 in FIG. The speckle signal (FIG. 8(B)) of the change in light intensity when detected by the multiple detection amount robot pattern 65 consisting of ) has a significantly higher intensity, that is, it has the advantage of increasing the amount of detected light.

眼科診断機器としてレーザーを使う場合、安全性の見地
から当然少しでも照射レーザー強度を低くおさえ、かつ
短時間で済ませたいという要求がある。さらに測定中の
被検眼の眼球運動や測定系全体の揺動等の影響を受けな
いようにするためや被検者の負担を低減する意味でも、
短時間測定は必須となる。しかし眼底のレーザー反射率
は一般に低く、かつ人為的にコントロールできるもので
はないため、検出光量感度を向上するのが最良の方法と
いえる。本発明は複数の微小開口を有する複数検出量ロ
バターン適用により、この点においても大きな実用性が
あるといえる。
When using a laser as an ophthalmological diagnostic device, from the standpoint of safety, there is a need to keep the irradiation laser intensity as low as possible and to do it in a short time. Furthermore, in order to avoid being affected by the eye movement of the subject's eye during measurement or the shaking of the entire measurement system, and to reduce the burden on the subject,
Short-time measurements are essential. However, since the laser reflectance of the fundus is generally low and cannot be controlled artificially, the best method is to improve the detection light intensity sensitivity. It can be said that the present invention has great practicality in this respect as well, by applying a multi-detection quantity robot pattern having a plurality of minute apertures.

以上の特徴をまとめると、血管の血流部分にのみレーザ
ー光を照射し、血流信号成分の散乱光だけでスペックル
パターンを形成し、そのパターンを全面にわたフて複数
の微小開口を有する複数検出量ロバターンを用い多数点
で検出する。しかも検出面で検出開口を広い範囲に設置
し、ビームスポットの穆動でスポット像が任意に動いて
も、常にその位置で光検出できることである。これによ
り測定すべき血管の選択、位置合わせが容易になり、か
つ大幅に検出光量を増大する中で単一血管の血流速度を
スペックル法にて測定することが可能になっている。
To summarize the above characteristics, a laser beam is irradiated only to the blood flow part of the blood vessel, a speckle pattern is formed using only the scattered light of the blood flow signal component, and multiple micro-apertures are formed across the entire surface of the pattern. Detection is performed at multiple points using a multiple detection amount robot pattern. Moreover, the detection aperture is installed over a wide range on the detection surface, so that even if the spot image moves arbitrarily due to the beam spot's vertical movement, light can always be detected at that position. This facilitates the selection and positioning of blood vessels to be measured, and makes it possible to measure the blood flow velocity of a single blood vessel using the speckle method while greatly increasing the amount of detected light.

眼底に照射するレーザービームスポットの位置をコント
ロールして対象血管に当てる点では、従来のレーザード
ツプラー法と同じ手法であるようにも見受けられるが、
操作上でも原理上でも大きく異なるところがある。前者
においては、分割した2木のレーザービームを対象血管
上で既知の交叉角で交叉させたり、1本のビームであっ
ても対象血管に対する入射ビーム角や散乱検出角を調べ
なければならないといった面倒な操作を伴なうのに比べ
、本発明のスペックル法では入射や検出角に関する上記
のような煩わしい制限操作は一切必要とせず、眼底カメ
ラの観察、撮影光束の入射、受光光路をそのまま利用す
ることができる。
It appears to be the same method as the conventional laser Doppler method in that it controls the position of the laser beam spot that irradiates the fundus and hits the target blood vessel.
There are significant differences both in terms of operation and principle. In the former case, it is difficult to make two divided laser beams intersect on the target blood vessel at a known intersection angle, or to check the incident beam angle and scattering detection angle for the target blood vessel even if there is only one beam. In contrast, the speckle method of the present invention does not require any troublesome restrictive operations related to incidence and detection angles, and can directly utilize the observation of the fundus camera, the incidence of the photographing light beam, and the light receiving optical path. can do.

レーザードツプラー法が分割した2本のレーザービーム
を対象血管上に交叉させて形成する干渉縞を血球が横切
る速度に応じたドツプラーシフト周波数を測定したり、
あるいは1本のビームが血球によって散乱して生ずるド
ツプラーシフト光を、別に用意される静止散乱体からの
ドツプラーシフトのない光と干渉させてヘテロダイン検
波することによるドツプラーシフト周波数を測定して血
流速度を決定する方法であるのに対し、レーザースペッ
クル法は多数の血球によって散乱された光のランダムな
位相の重なりによって生じるスペックルパターンの光強
度分布が血流速度に応じて時間的に変化することを利用
し、その変化の度合を信号の周波数成分として測定して
血流速度を決定する方法である。
Laser Doppler method measures the Doppler shift frequency according to the speed at which blood cells cross the interference fringes formed by crossing two divided laser beams on the target blood vessel,
Alternatively, the Doppler shift frequency can be measured by heterodyne detection by interfering the Doppler-shifted light generated by a single beam scattered by blood cells with light without Doppler shift from a stationary scatterer prepared separately. In contrast, the laser speckle method is a method for determining the blood flow velocity, whereas the laser speckle method is a method in which the light intensity distribution of the speckle pattern, which is created by the random phase overlap of light scattered by a large number of blood cells, changes over time according to the blood flow velocity. In this method, blood flow velocity is determined by measuring the degree of the change as a frequency component of the signal.

従来、物体の6動に伴なうスペックルパターンの運動を
複数の微小開口を有する複数検出量ロバターンを用いて
検出する例としては、スペックルが並進する状況下を対
象としており、複数個ある各開口から検出される信号間
で干渉が起こり、相互相関成分が生じるという問題があ
った。すなわち、スペックルパターンの運動形態には並
進運動とボイリング運動の2種類あり、並進運動とは第
13図のごとく個々の像面スペックル63が形を変えず
にそのまま一定方向に並進6動することを言い、ボイリ
ング運動とは第14図のごとく個々の像面スペックル6
3が並進せずにほとんどそのままの位置で形を変えなが
らあたかも消減し、また涌き出るかのごとく明暗の斑点
模様がランダムに揺らぐ運動を言う。
Conventionally, as an example of detecting the movement of a speckle pattern accompanying the six movements of an object using a multiple detection amount robot pattern having multiple minute apertures, the target is a situation where speckles are translated, and there are multiple There is a problem in that interference occurs between signals detected from each aperture, resulting in cross-correlation components. That is, there are two types of movement forms of speckle patterns: translational movement and boiling movement. Translational movement means that each image surface speckle 63 moves in translation in a fixed direction without changing its shape, as shown in Fig. 13. In other words, boiling motion is the movement of individual image plane speckles 6 as shown in Figure 14.
3 does not translate, but changes its shape while remaining in almost the same position, and the pattern of bright and dark speckles fluctuates randomly, as if disappearing and then emerging again.

そこで並進運動スペックルに複数開口を用いた場合、第
15図(A)のように1つのスペックル63が隣接する
2開ロ65′と65#あるいは65″と65〜を横切る
ような状況が確率的に多くなり、2開口間の相互相関成
分が生じる。第16図(A)の光検出器の出力信号の相
関関数においては、点線で示した本来の各開口単独での
自己相関成分74の他に、隣接開口間の相互相関成分7
5や、1つとびの開口間の相互相関成分76などが重畳
する。例えば相関関数の広がりを相関値が1 / eに
減衰する時点の遅れ時間τを相関時間として表わす時、
単一開口ではτCとなるところが、複数開口であるため
にてC′になったりするなどの好ましくない影響を受け
てしまう。そこで相互相関成分を低減するためには、複
数開口間の各間隔を十分に長くとり、互いに無相関な状
態にするなどの工夫が必要であり、そうなると検出すべ
きスペックルパターン光束の範囲内に十分な数の複数開
口を配置できず、結果的に従来の単一開口による検出と
変わらなくなってしまうという欠点があった。
Therefore, when multiple apertures are used for translational speckles, there is a situation where one speckle 63 crosses adjacent two-opening holes 65' and 65# or 65'' and 65~ as shown in FIG. 15(A). The probability increases, and a cross-correlation component between the two apertures occurs.In the correlation function of the output signal of the photodetector in FIG. 16(A), the original autocorrelation component 74 of each aperture alone is In addition, the cross-correlation component 7 between adjacent apertures
5, cross-correlation components 76 between every single aperture, etc. are superimposed. For example, when the spread of the correlation function is expressed as the delay time τ at the time when the correlation value attenuates to 1/e, as the correlation time,
In the case of a single aperture, the value would be τC, but with multiple apertures, the value would be C', resulting in undesirable effects. Therefore, in order to reduce the cross-correlation component, it is necessary to take measures such as making the intervals between multiple apertures sufficiently long so that they are uncorrelated with each other. The disadvantage is that a sufficient number of multiple apertures cannot be arranged, resulting in detection no different from conventional single aperture detection.

ところがこの出願の発明者らは種々の実験から眼底血管
血流の散乱反射によるレーザースペックルパターンの運
動がボイリング運動であることに気づいた。ボイリング
運動スペックルに複数開口を用いると、第15図(B)
のごとく1つのスペックル63が形を変えずに隣接する
2開口を横切る状況は確率的に非常に少なくなる結果、
光検出器の出力信号の相関関数は、第16図(B)に示
すごとく各開口単独の自己相関成分74だけとなる。こ
れは単一開口検出した場合の自己相関成分74と全く同
じであり、相関時間τCが正しく求められる。以上より
複数の微小開口を有する複数検出開口パターンをボイリ
ング運動スペックルに適用することで、単一検出開口の
場合と全く同じ信号成分を増大した光量で得られるとい
う大きな利点を得ることができる。この場合自己相関成
分74は検出にあずかる微小開口の数に依存しないので
、開口数のバラツキによる誤差が生じない点でも好まし
い特性である。しかも眼底血流によるスペックル運動が
ボイリング運動であるという事実も本発明に欠かすこと
のできない事柄である。
However, the inventors of this application have discovered from various experiments that the movement of the laser speckle pattern due to the scattered reflection of blood flow in the blood vessels of the fundus is a boiling movement. When multiple apertures are used for boiling motion speckle, Figure 15 (B)
As a result, the probability of a single speckle 63 crossing two adjacent apertures without changing its shape is extremely low.
The correlation function of the output signal of the photodetector is only the autocorrelation component 74 of each aperture, as shown in FIG. 16(B). This is exactly the same as the autocorrelation component 74 in the case of single aperture detection, and the correlation time τC can be determined correctly. As described above, by applying a multiple detection aperture pattern having a plurality of minute apertures to boiling motion speckles, it is possible to obtain the great advantage that exactly the same signal components as in the case of a single detection aperture can be obtained with an increased amount of light. In this case, since the autocorrelation component 74 does not depend on the number of minute apertures involved in detection, this is also a preferable characteristic in that errors due to variations in numerical apertures do not occur. Moreover, the fact that the speckle movement caused by the blood flow in the fundus of the eye is a boiling movement is also essential to the present invention.

相互相関の影響がないため各微小開口65′は比較的近
接して配置することができ、結果として第17図(A)
のように検出すべきスペックルパターン光束62の範囲
内に多数の開口65′を設置できることになり大いに実
用的である。但し各微小開口65′があまりに接近しす
ぎて(間隔を挟めすぎて)第17図(C)に示すように
1つのスペックル63が隣接する2開ロ65′にまたが
ってしまうと相互相関成分が生じるので、第17図(D
)のごとく検出面での平均的なスペックルサイズを基準
として、各微小開口65′の間隔は少なくともスペック
ルサイズより大きいことが必要である。もちろんスペッ
クルサイズは光学系条件(倍率やF値)に依存するので
、あくまでも複数検出開口パターン上の平均的スペック
ルサイズを基準とすることが大切である。
Since there is no influence of cross-correlation, each micro-aperture 65' can be arranged relatively close to each other, and as a result, as shown in FIG. 17(A).
This is very practical because a large number of apertures 65' can be installed within the range of the speckle pattern light beam 62 to be detected. However, if the minute apertures 65' are too close together (so that they are too spaced apart) and one speckle 63 straddles the adjacent double aperture 65' as shown in FIG. 17(C), a cross-correlation component will occur. occurs, so Figure 17 (D
), it is necessary that the interval between each minute aperture 65' be at least larger than the speckle size, based on the average speckle size on the detection surface. Of course, the speckle size depends on the optical system conditions (magnification and F value), so it is important to use the average speckle size on the multiple detection aperture pattern as a reference.

また間隔をとりすぎて、第17図(B)のように検出す
べきスペックルパターン光束62(すなわちここでは拡
大スポット像62)の範囲内に1個しか微小開口65′
が存在しないのでは従来の単一検出開口になってしまう
ため、少なくとも上記範囲内に2個以上は検出に寄与す
る微小開口65′が含まれるように、上記光束の範囲の
大きさを考慮しつつ各開口間隔が決められなければなら
ない。
Moreover, the spacing is too large, and as shown in FIG. 17(B), there is only one minute aperture 65' within the range of the speckle pattern light beam 62 (that is, the enlarged spot image 62 here) to be detected.
If there is no aperture, the conventional single detection aperture will be used. Therefore, the size of the range of the luminous flux should be considered so that at least two or more micro apertures 65' contributing to detection are included in the range. The spacing between each opening must be determined.

一方、各微小開口65′の径は結果的に単一検出開口の
場合と同じ信号成分を得るようにするため、従来からの
スペックル検出方法にあるように点検出が望ましい。し
かし実際には有限の大きさである程度の光量を得る必要
があって理論的、実験的に少なくとも対象とするスペッ
クルの平均的サイズより小さい径の開口を用いれば良い
ことが既に知られている。そこで本発明においても各微
小開口65′の開口径はすべて同一とし、例えば第17
図(A)、(D)のように検出面の平均的スペックルサ
イズ以下であることが必要である。
On the other hand, since the diameter of each minute aperture 65' results in the same signal component as in the case of a single detection aperture, point detection as in the conventional speckle detection method is preferable. However, in reality, it is necessary to obtain a certain amount of light with a finite size, and it is already known theoretically and experimentally that it is sufficient to use an aperture with a diameter smaller than the average size of the target speckle. . Therefore, in the present invention, the opening diameters of the respective minute openings 65' are all the same, for example, the 17th
As shown in Figures (A) and (D), it is necessary that the speckle size is equal to or smaller than the average speckle size of the detection surface.

仮りに開口径が平均的スペックルサイズより大きいと第
17図(E)に示すように1つの開口65′の中に複数
のスペックル63が存在するため空間的な光強度分布が
開口面積分の平均化を受けて、直流分は増加するのに信
号分は逆に減少し、結果としてS/N比が低下すること
になり実用上好ましくない。
If the aperture diameter is larger than the average speckle size, a plurality of speckles 63 exist within one aperture 65' as shown in FIG. As a result of averaging, the DC component increases while the signal component decreases, resulting in a decrease in the S/N ratio, which is not desirable in practice.

複数検出開口パターンはランダムに配置すると、光検出
器の出力信号成分は製作するランダムパターンのランダ
ム性や開口数に大きく依存するため複数検出開口パター
ン上のスペックル光束が到達する位置によらずに同じ信
号成分を得ることは難かしく、再現性や安定度の上で大
きな障害となり、製品生産上も良好であるとは云えない
。またランダム配置に伴なうスペックル光束の検出面上
での強度分布ムラも無視できなくなる。そこで本実施例
では複数の微小開口を規則配列することを特徴としてい
る。規則配列としては第18図(A)のごとく任意の互
いに隣り合う4開ロ65′の各中心が正方形の4頂点に
位置するような格子状配列や、第18図(B)のごとく
任意の互いに隣り合う3開ロ65′の各中心が正三角形
の3頂点に位置するような三角形配列が良い。また、各
開口の代わりに間口径に等しいコア径を有する光ファイ
バを複数用いて第19図のように光ファイバ束77′の
入射面77にて複数検出開口パターンを構成することも
できる。こうすれば光検出器67等は遠隔設置が可能で
ある。
If multiple detection aperture patterns are arranged randomly, the output signal component of the photodetector will depend greatly on the randomness and numerical aperture of the random pattern to be fabricated, and therefore will not depend on the position where the speckle light flux on the multiple detection aperture pattern reaches. It is difficult to obtain the same signal components, which poses a major obstacle in terms of reproducibility and stability, and it cannot be said to be good in terms of product production. Furthermore, the uneven intensity distribution of the speckle light beam on the detection surface due to the random arrangement cannot be ignored. Therefore, this embodiment is characterized in that a plurality of minute apertures are regularly arranged. Examples of regular arrangement include a lattice arrangement in which the centers of the four-opening holes 65' adjacent to each other are located at the four vertices of a square, as shown in FIG. 18(A), and an arbitrary arrangement as shown in FIG. 18(B). A triangular arrangement is preferred in which the centers of the three-opening rods 65' that are adjacent to each other are located at three vertices of an equilateral triangle. Furthermore, instead of each aperture, a plurality of optical fibers having a core diameter equal to the front diameter can be used to form a plurality of detection aperture patterns on the entrance surface 77 of the optical fiber bundle 77' as shown in FIG. In this way, the photodetector 67 and the like can be installed remotely.

本実施例では結局、第7図(B)に図示したように複数
検出開口パターン65の個々の微小開口65′から検出
されるスペックル光強度変化を全て集光レンズ66で集
めて1つの光検出器67で全総和の光強度変化として光
検出している。従フて得られる出力信号(第8図(B)
)は当然、各開口単独で光検出した時の出力信号(例え
ば第8図(A))とは瞬時、瞬時において異なっている
。しかしそれを統計処理することによって全く同じ情報
が得られ、かつ光量増大等これまで述べて各た種々の利
点も複数検出開口パターンは有している。
In this embodiment, as shown in FIG. 7(B), all speckle light intensity changes detected from the individual minute apertures 65' of the plurality of detection aperture patterns 65 are collected by the condenser lens 66 into one light beam. A detector 67 detects the light as a change in total light intensity. Output signal obtained from the follower (Fig. 8 (B)
) naturally differs instantaneously from the output signal when light is detected by each aperture alone (for example, FIG. 8(A)). However, by statistically processing it, exactly the same information can be obtained, and the multiple detection aperture pattern also has the various advantages mentioned above, such as an increase in the amount of light.

従って本実施例では出力信号の統計処理は特に重要な過
程といえる。しかしその処理法としては一般に使われる
相関処理や周波数分析が有効に使用でき、何ら特別な処
理を必要としない点でも実用上極めて有利である。具体
例としては出力信号の自己相関関数やパワースペクトル
を測定する。
Therefore, in this embodiment, statistical processing of the output signal can be said to be a particularly important process. However, commonly used correlation processing and frequency analysis can be effectively used as processing methods, and are extremely advantageous in practice in that they do not require any special processing. As a specific example, the autocorrelation function and power spectrum of the output signal are measured.

第20図(A)、(B)に図示した如く血流が速い場合
はスペックルのボイリング運動も速く、検出される光強
度の時間変化も速くなるため、自己相関では曲線78、
パワースペクトルでは曲線79のようになり、逆に血流
が遅い場合はスペックル光強度の時間変化も遅くなり、
自己相関では曲線78′、パワースペクトルでは79′
となる。自己相関では相関時間τCの逆数が速度に比例
し、パワースペクトルでは所定のレベル(例えば−10
dB)までパワーが減衰する周波数(カットオフ周波数
fcとして定義できる)が速度に比例するので、各々第
21図(A)、(B)に図示したように対応する速度を
評価することができる。この場合の比例係数は散乱物体
に強く依存して決まり、予め他の血流測定法(例えば蛍
光眼底撮影)に基づいて較正しておくか、血管と等価な
ガラス管に血液を流して較正するなどによりほぼ信頼で
きる値に決めることができる。仮りに多少真値からの誤
差が比例係数に含まれていたとしても、本方法はデータ
の再現性や安定度の点で非常に優れており、臨床応用に
おいては極めて有用である。
As shown in FIGS. 20(A) and 20(B), when the blood flow is fast, the boiling motion of the speckles is also fast, and the time change in the detected light intensity is also fast, so the autocorrelation shows curve 78.
The power spectrum shows a curve 79, and conversely, when the blood flow is slow, the time change of the speckle light intensity is also slow.
Curve 78' for autocorrelation and 79' for power spectrum
becomes. In autocorrelation, the reciprocal of the correlation time τC is proportional to the speed, and in the power spectrum, the reciprocal of the correlation time
dB) at which the power is attenuated (which can be defined as the cutoff frequency fc) is proportional to the speed, so the corresponding speeds can be evaluated as shown in FIGS. 21(A) and 21(B), respectively. The proportionality coefficient in this case is strongly dependent on the scattering object, and should be calibrated in advance based on other blood flow measurement methods (e.g., fluorescence fundus photography) or by flowing blood through a glass tube equivalent to a blood vessel. etc., it is possible to determine a value that is almost reliable. Even if the proportionality coefficient contains some error from the true value, this method is extremely superior in terms of data reproducibility and stability, and is extremely useful in clinical applications.

上記実施例において眼底に照射するレーザビームスポッ
トの光量調整は当然必要であるが、測定前の位置合せか
ら測定中へと光量を切り換えるのに、マニュアルで操作
していたのでは操作を円滑に行うことが困難である。ま
た測定用光量も、各個人で眼底反射率や水晶体のにごり
等の影響で異なるため数種類の切り換えが必要となる。
In the above example, it is naturally necessary to adjust the light intensity of the laser beam spot irradiated to the fundus, but switching the light intensity from positioning before measurement to during measurement is not possible manually. It is difficult to do so. Furthermore, since the amount of light for measurement differs for each individual due to the effects of fundus reflectance, cloudiness of the crystalline lens, etc., it is necessary to switch between several types.

しかし、これを1つの機構で簡単に行うのは測定開始、
終了時の高速切り換えに不適である。そこで本実施例で
は各々を独立に行う2つの光量調節フィルター2および
3を使うことによってこの問題を解決している。
However, this can be easily done with one mechanism by starting the measurement,
Not suitable for high-speed switching at the end. Therefore, in this embodiment, this problem is solved by using two light amount adjustment filters 2 and 3, each of which performs each function independently.

即ち、レーザー光源1からのレーザー光は第1図及び第
22図に図示したように最初の光量調節フィルター2を
通過する。このフィルター2は例えば軸2′を中心に一
定角度の回転スイッチ式とし、測定スイッチ49と連動
したソレノイド83等によって行う。測定スイッチ49
がOFFの時は、フィルターはフィルタ部2aが選択さ
れ、比較的微弱だが測定者が認識できる程度の低い光量
に減じられる。スイッチがONとなると、フィルタ部2
bが選択され、測定に必要な光量がやや余裕をもって強
目に設定される。もちろん測定が終了すると同時にフィ
ルターはフィルタ部2aに戻ることになる。これによっ
て測定開始、終了時の瞬時の設定が可能になる。
That is, the laser light from the laser light source 1 passes through the first light amount adjustment filter 2 as shown in FIGS. 1 and 22. The filter 2 is, for example, a switch type that rotates at a constant angle around the shaft 2', and is operated by a solenoid 83 or the like that is linked to the measurement switch 49. Measurement switch 49
When it is OFF, the filter section 2a is selected as the filter, and the amount of light is reduced to a relatively weak level that can be recognized by the measurer. When the switch is turned on, filter section 2
b is selected, and the amount of light necessary for measurement is set to be strong with some margin. Of course, the filter returns to the filter section 2a at the same time as the measurement ends. This allows instantaneous settings at the start and end of measurement.

次に、フィルター2を通過した光は続けてフィルター3
を通過する。フィルター3は例えば軸3′を中心に回転
することで、フィルタ部3aから3fへと6段階に切り
換えられる。この切り換えは手動で行われ、いずれも測
定に必要な光量をフィルター2のフィルタ部2bと合わ
せて測定対象に応じて任意に細かく異なるようすること
ができる。
Next, the light that passed through filter 2 continues to filter 3
pass through. The filter 3 can be switched in six stages from filter section 3a to filter section 3f, for example, by rotating about shaft 3'. This switching is performed manually, and in both cases, the amount of light required for measurement can be adjusted finely depending on the object to be measured, in combination with the filter section 2b of the filter 2.

また、前述したようにレーザービームスポットの8勅範
囲は視野範囲71以内に制限されるが、眼底視野内のレ
ーザービームスポット移動可能範囲71は測定者に何ら
かの形で知らされなければ操作上不便である。そこで本
実施例では、第1図における観察者の視度補正用の指標
となるレチクル35のパターンを、第23図(A)に示
すごとく、従来の2重子字線80に加えて、互いに近接
した2重円パターン81を付加したものとし、この2重
円によって、視野82内でレーザービームスポット移動
可能範囲を示している。しかも、この2重円のフォーカ
シング状況を合わせることで視度補正用指標として用い
ることもでき実用上大変便利である。
Furthermore, as mentioned above, the range of the laser beam spot is limited within the visual field range 71, but the movable range 71 of the laser beam spot within the fundus visual field is inconvenient for operation unless the operator is informed of it in some way. be. Therefore, in this embodiment, the pattern of the reticle 35, which is an index for correcting the diopter of the observer in FIG. A double circle pattern 81 is added, and this double circle indicates the movable range of the laser beam spot within the field of view 82. Furthermore, by matching the focusing conditions of this double circle, it can be used as an index for diopter correction, which is very convenient in practice.

眼底の血管に向けて正確にレーザービームを照射するた
めには、少しでも眼底が拡大されて見えることが好まし
いが、一方、眼底上の種々の血管状態を一部するには画
角を広くとる方が良い。そこで目的に応じて画角を切り
換えられることが必要となる。通常の眼底カメラでは受
光光学内に画角変換用レンズが用意され、段階的に切り
換えられるが、本実施例装置では受光光学系を介してス
ペックルパターンを検出するため、画角変換に伴なう結
像倍率の変化によってスペックル検出条件が変更するの
で不都合である。
In order to accurately irradiate the laser beam toward the blood vessels in the fundus, it is preferable that the fundus be seen as enlarged as much as possible, but on the other hand, in order to see some of the various blood vessel conditions on the fundus, it is necessary to have a wide angle of view. It's better. Therefore, it is necessary to be able to switch the viewing angle depending on the purpose. In a normal fundus camera, a lens for changing the angle of view is prepared in the light receiving optical system, and the lens is switched in stages, but in this embodiment, the speckle pattern is detected through the light receiving optical system, so the angle of view is changed as the angle of view is changed. This is disadvantageous because the speckle detection conditions change depending on the change in imaging magnification.

そこで第1図の観察用アイピース(接眼レンズ)36を
ズーム式光学系にすることで上記目的を達成している。
Therefore, the above objective is achieved by using a zoom type optical system as the observation eyepiece (eyepiece) 36 shown in FIG.

こうすればスペックル検出光学系の条件を変えることな
く、観察視野倍率を連続的に変化させることが可能であ
る。この時最小倍率は第23図(B)のごとく眼底カメ
ラの標準的な観察視野の画角に合わせて決定すればよく
、−方、最大倍率は第23図(C)のごとく最も拡大し
た時でも、眼底照射レーザービームスポットの8動可能
範囲を示すレチクルの2重円81が視野82′に含まれ
るような画角に合わせて決定すればよい。これにより、
ズーム式アイピースの拡大、標準にかかわらず、レーザ
ービームスポットの昼勤調整は常に視野内で観察しなが
ら行うことができる。
In this way, it is possible to continuously change the viewing field magnification without changing the conditions of the speckle detection optical system. At this time, the minimum magnification can be determined according to the angle of view of the standard observation field of the fundus camera, as shown in Figure 23 (B), and the maximum magnification can be determined at the maximum magnification as shown in Figure 23 (C). However, the angle of view may be determined in such a way that the double circle 81 of the reticle, which indicates the eight movable range of the fundus irradiation laser beam spot, is included in the field of view 82'. This results in
Regardless of the magnification or standard of the zoom eyepiece, the daytime adjustment of the laser beam spot can always be performed while observing within the field of view.

波長分離ミラーの取付は 従来、眼底カメラ等を利用して眼底からのレーザースペ
ックル光を検出する場合、測定時にレーザースペックル
光の波長成分のみを反射させるような波長分離ミラーを
眼底の観察撮影用受光光学系の光路内に挿入をする方法
が一般に使われている。
Conventionally, when installing a wavelength separation mirror to detect laser speckle light from the fundus using a fundus camera, etc., a wavelength separation mirror that reflects only the wavelength component of the laser speckle light during measurement is used to observe and photograph the fundus. A commonly used method is to insert the light into the optical path of the light-receiving optical system.

ところが、複数検出量ロバターンでスペックル光束の範
囲全面を有効に光検出に使うといった特徴を有する本実
施例においては、スペックル光束の検出光学系の光軸が
特に正確に規定され、測定操作においても、波長分離ミ
ラーがずれないような安定性が要求される。そのため、
操作のたびに機械的に切換えを要する波長分離ミラーの
挿脱方式は、この要求に対し、不十分である。
However, in this embodiment, which has the feature that the entire range of the speckle light flux is effectively used for light detection with a multi-detection quantity robot pattern, the optical axis of the speckle light flux detection optical system is particularly accurately defined, and it is difficult to perform measurement operations. However, stability is required to prevent the wavelength separation mirror from shifting. Therefore,
A wavelength separation mirror insertion/removal method that requires mechanical switching each time it is operated is insufficient to meet this requirement.

すなわち、跳ね上げによって行う場合には跳ね上げた時
の波長分離ミラーの振動がそのままスペックル光束の伝
搬光路の振動となフて検出面でスペックルパターンの揺
動となって現れ、スペックル信号に雑音となって生じて
しまう。特に、スペックル光束を検出するにあたり、拡
大結像系を用いるため、この影響は顕著である。しかも
跳ね上げた時の跳ね上げ固定時の位置の再現性も十分で
はない。更にスペックル光束の検出光学系の光軸を規定
する波長分離ミラーが可動性であるために、製作時、十
分な軸合せ、調整ができず、また1台1台ばらついてし
まうという問題点もある。
In other words, in the case of flipping up, the vibration of the wavelength separation mirror when it is flipped up becomes the vibration of the propagation optical path of the speckle beam, and appears as a fluctuation of the speckle pattern on the detection surface, resulting in a speckle signal. This results in noise. In particular, this effect is significant because an enlarged imaging system is used to detect the speckle light flux. Moreover, the reproducibility of the position when it is flipped up and fixed is not sufficient. Furthermore, since the wavelength separation mirror that defines the optical axis of the speckle light flux detection optical system is movable, it is difficult to perform sufficient axis alignment and adjustment during manufacturing, and there is also the problem that each product varies. be.

更に多数回使用し経年変化や耐久力低下が起こると機械
的に不安定になりやすいという不安性も残る。
Furthermore, there remains the concern that if the product is used many times and its durability deteriorates over time, it may become mechanically unstable.

そこで、第1図ですでに述べたように、本装置はスペッ
クル光束検出を主機能と考え、波長分離ミラー39を固
定設置し、スペックル光束の伝搬光路には挿脱ミラーを
一切設置しない構成をとっている。観察撮影は波長分離
ミラー39よりも手前に設置した挿脱ミラー30を介し
て行われ、測定時にこのミラーが跳ね上がり光路から離
脱すれば、その後方に予め正確に調整されて固定設置さ
れた波長分離ミラー39を介してスペックル光束は検出
光学系に正しく送ることが可能となる。固定設置のため
、スペックル光束の光軸は常に変わらず安定で、良好な
測定が行える。
Therefore, as already mentioned in Fig. 1, the main function of this device is speckle light flux detection, and the wavelength separation mirror 39 is fixedly installed, and no removable mirror is installed in the speckle light flux propagation optical path. It is structured. Observation and photography are performed via an insert/remove mirror 30 installed in front of the wavelength separation mirror 39, and when this mirror flips up during measurement and leaves the optical path, a wavelength separation mirror 30, which is precisely adjusted and fixed in advance, is placed behind it. The speckle light flux can be correctly sent to the detection optical system via the mirror 39. Because it is fixedly installed, the optical axis of the speckle beam remains stable at all times, allowing for good measurements.

また測定開始、終了時の観察撮影用挿脱ミラー30の動
作が手動によっていると高速にかつ、円滑に行われず、
また人為的ミスがあることも十分予想できる。測定は短
時間で行われるので、挿脱ミラー30の動作にムダ時間
があるのは好ましくなく、また眼球運動による測定部位
の位置ずれ等の影響も受は易くなる。
In addition, if the operation of the insertion/removal mirror 30 for observation and photographing at the start and end of measurement is done manually, it will not be carried out quickly and smoothly.
It can also be expected that there will be human error. Since the measurement is carried out in a short period of time, it is undesirable that there is wasted time in the operation of the insertion/removal mirror 30, and it is also susceptible to the effects of displacement of the measurement site due to eye movement.

そこで、第1図のごとく挿脱ミラー30は測定スイッチ
49と連動とし、スイッチ49がONの時はミラー30
を光路から離脱させ、スイッチ49OFFの時は光路に
挿入させるようにして上記の問題を解決することができ
る。この時、もう1つの挿脱ミラー34も測定スイッチ
と連動し、測定時、スイッチ49がONになるとミラー
34は光路から離脱し、波長分離ミラー39を透過して
きた波長成分の光が観察に寄与する。測定以外の時は、
スイッチ49がOFFの状態なので、ミラー34が光路
に挿入されている結果、レンズ33を介して到達する光
が反射され、観察に寄与する。従って、測定中に眼底観
察が可能となっている。
Therefore, as shown in FIG.
The above problem can be solved by removing the light from the optical path and inserting it into the optical path when the switch 49 is OFF. At this time, the other insertion/removal mirror 34 is also linked to the measurement switch, and when the switch 49 is turned on during measurement, the mirror 34 leaves the optical path, and the wavelength component light that has passed through the wavelength separation mirror 39 contributes to observation. do. When not measuring,
Since the switch 49 is in the OFF state, the mirror 34 is inserted into the optical path, and as a result, the light arriving via the lens 33 is reflected, contributing to observation. Therefore, fundus observation is possible during measurement.

更に測定は通常、測定者の意識で開始、終了するため、
被検者や他の信号解析担当者、測定協力者には、正確な
測定の開始、終了時期が伝わらず、大略にしかわからな
い。特に測定が、1秒以下で行われる時は気づかない間
に終わってしまう場合がある。測定中は被検者が静かな
態勢を保つという被検者の協力も必要であるし、信号解
析担当者も入力信号が正しい測定中のものなのか、他の
雑音なのか判断かできかねる場合があり得る。
Furthermore, since measurement usually starts and ends with the consciousness of the person measuring it,
The subject, other signal analyzers, and measurement collaborators are not informed of the exact timing of the start and end of the measurement, and only have a rough idea of when the measurement will start and end. Particularly when the measurement is performed in less than one second, it may end without you noticing. The patient's cooperation is required to maintain a quiet posture during the measurement, and the signal analyzer may not be able to determine whether the input signal is the correct signal being measured or some other noise. is possible.

また周囲の測定協力者の協力体制も十分な連携が得られ
ない。
Also, there is insufficient coordination among surrounding measurement collaborators.

そこで本実施例では、測定スイッチをONにして測定が
開始する時、あるいは開始の時と更に測定スイッチが再
びOFFになって測定終了時の2回、あるいは測定開始
時から継続して測定終了時までの間、それぞれ測定を知
らせる電子音を鳴らすようにしている。これによって、
被検者や周囲の人々にも測定開始、終了の正確なタイミ
ングが伝わることが可能となり、上記の問題を解決する
ことができ、大変実用的な装置となる。
Therefore, in this embodiment, the measurement switch is turned on and the measurement starts, or twice at the start and then again when the measurement switch is turned off and the measurement ends, or continuously from the start of the measurement and at the end of the measurement. Until then, an electronic beep will sound to notify each measurement. by this,
It becomes possible to convey the exact timing of the start and end of measurement to the subject and the people around them, which solves the above problems, making it a very practical device.

゛′子相関法による信号処理 第24図には、信号解析に光子相関法を用いた場合の実
施例が図示されている。光検出器45からの信号は光子
計数ユニット91に入力された後、増倍管92で増幅さ
れ、相関器93で相関関係が調べられる。その後マイク
ロコンピュータ94で処理され、その結果がCRT95
あるいはプリンタ96に出力される。
Signal Processing Using Photon Correlation Method FIG. 24 shows an embodiment in which the photon correlation method is used for signal analysis. After the signal from the photodetector 45 is input to a photon counting unit 91, it is amplified by a multiplier tube 92, and the correlation is examined by a correlator 93. After that, it is processed by the microcomputer 94, and the result is displayed on the CRT95.
Alternatively, it is output to the printer 96.

この実施例の場合には、第25図(B)に図示した構成
が用いられる。すなわち複数検出開口パターン65の個
々の開口65′から検出されるスペックル光強度変化を
すべて集光レンズ66で集めて1つの光検出器67で全
総和の光強度変化として光子相関検出している。光子計
数ユニットと(PCU)より得られる出力光電子パルス
信号は当然、各開口単独で光検出した時の出力光電子パ
ルス信号とは瞬時瞬時において、異なっている。
In this embodiment, the configuration shown in FIG. 25(B) is used. That is, all speckle light intensity changes detected from the individual apertures 65' of the multiple detection aperture pattern 65 are collected by the condenser lens 66, and one photodetector 67 detects the photon correlation as a total light intensity change. . Naturally, the output photoelectron pulse signal obtained from the photon counting unit and (PCU) is instantaneously different from the output photoelectron pulse signal when light is detected by each aperture alone.

しかも、それを統計処理することによって全く同じ情報
が光子相関関数として得られる。
Moreover, by statistically processing it, exactly the same information can be obtained as a photon correlation function.

光子相関法を用いた場合も複数検出開口パターンを利用
して光強度の自己相関を得るのと同様の効果を得ること
ができる。
When using the photon correlation method, it is possible to obtain the same effect as obtaining autocorrelation of light intensity using a plurality of detection aperture patterns.

すなわち第25図(A)に図示したように単一検出開口
64を用いた場合は十分収束し安定したデータを得るに
は長い測定時間が必要になるが、(第26図(A))、
第25図(B)に図示したように複数の微小開口65′
を有する複数検出開口パターン65で検出した場合は、
光子相関曲線データは、第26図(B)に図示したよう
なデータとなり、プロットの収束安定性が向上するとと
もに検出光量の増大による測定精度の改善並びに測定時
間の短縮が可能になる。
That is, when a single detection aperture 64 is used as shown in FIG. 25(A), a long measurement time is required to sufficiently converge and obtain stable data (FIG. 26(A)).
As shown in FIG. 25(B), a plurality of minute openings 65'
When detected with the multiple detection aperture pattern 65 having
The photon correlation curve data becomes data as shown in FIG. 26(B), which improves the convergence stability of the plot, improves the measurement accuracy by increasing the amount of detected light, and shortens the measurement time.

光子相関法による信号処理の精度は検出光量と検出時間
によって決まる積分光量に依存しているので、この実施
例のように検出光量の増加は、検出時間の短縮を可能に
し、極めて好ましい結果が得られる。
The accuracy of signal processing using the photon correlation method depends on the integrated light amount determined by the detected light amount and detection time, so increasing the detected light amount as in this example makes it possible to shorten the detection time and obtain extremely favorable results. It will be done.

血流が速い場合は、スペックルのボイリング運動も速く
、検出される光強度の時間変化も速くなるため、光子相
関関数は、第20図に図示した自己相関関数の曲線78
のように減衰の速い特性となり、また遅い場合は曲線7
8′のように比較的減衰がゆるやかになる。
When the blood flow is fast, the speckle boiling motion is fast and the detected light intensity changes quickly over time. Therefore, the photon correlation function is similar to the autocorrelation function curve 78 shown in FIG.
If the attenuation is slow, it will be curve 7.
8', the attenuation is relatively gentle.

そして相関時間τCの逆数が速度に比例するので、第2
1図(A)に図示したように対応する速度を評価するこ
とができる。
Since the reciprocal of the correlation time τC is proportional to the speed, the second
The corresponding speed can be evaluated as illustrated in FIG. 1(A).

また、この実施例においても複数検出開口パターンの微
小開口をランダムに配置すると、光子相関データの相関
時間は、製作するランダムパターンのランダム性や開口
数に大きく依存するため複数検出開口パターン上のスペ
ックル光速が到達する位置によらずに同じ信号成分を得
ることは難しく再現性や安定度の上で大きな障害となり
、製品生産上も良好であるとは言えない。またランダム
配置に伴うスペックル光束の検出面上での強度分布ムラ
も無視できなくなる。従って、実施例でも複数の微小開
口を規則的に配列するようにしている。
Also, in this example, if the micro apertures of the multiple detection aperture pattern are arranged randomly, the correlation time of the photon correlation data largely depends on the randomness and numerical aperture of the random pattern to be manufactured, so the specifications on the multiple detection aperture pattern It is difficult to obtain the same signal components regardless of the location where the light speed reaches, which is a major obstacle in terms of reproducibility and stability, and it cannot be said to be good in terms of product production. Furthermore, the uneven intensity distribution of the speckle light beam on the detection surface due to the random arrangement cannot be ignored. Therefore, in the embodiment, a plurality of micro-apertures are arranged regularly.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明ではレーザービームのスポ
ット径を調節可能にし、又スポット位置を観察、画角よ
りも狭い所定の画角範囲内で移動可能にしているので、
特定の1木の血管の血流速度を操作性よくしかも精度よ
く測定することが可能になる。
[Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, the spot diameter of the laser beam can be adjusted, and the spot position can be moved within a predetermined viewing angle range narrower than the viewing angle.
It becomes possible to measure the blood flow velocity of a specific blood vessel with ease and accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明装置の全体の構成を示す構成図、第2図
は第1図装置に用いられるリングスリットの構造を示す
説明図、第3図は第1図装置に用いられるフィルタの特
性を示す特性図、第4図は信号処理部の構成を示すブロ
ック図、第5図は眼底血管の照射状態を示す説明図、第
6図は測定部の拡大像を示す説明図、第7図(A)。 (B)は信号検出部の構成を示す斜視図、第8図(A)
、(B)は第7図(A)、(B)から得られる信号波形
を示す波形図、第9図はレーザビームによる血管の照射
状態を説明する説明図、第10図は観察、撮影視野を示
す説明図、第11図は観察、撮影視野を制限する状態を
示す説明図、第12図(A)、(B)はそれぞれ共役拡
大像面におけるスペックルを示した斜視図及び平面図、
第13図及び第14図はスペックルの並進運動及びボイ
リング運動を示した説明図、第15図(A)、(B)は
スペックルの並進運動及びボイリング運動による検出開
口通過を示す説明図、第16図(A)、(B)は検出開
口通過による強度変化を示す特性図、第17図(A)〜
(E)はスペックルと検出開口の関係を示した説明図、
第1a図(A)、(B)は検出開口のパターン配列を示
した説明図、第19図は検出開口の他の構成を示す斜視
図、第20図(A)、(B)はスペックル信号の自己相
関関数及びパワースペクトルを示した特性図、第21図
(A)、(B)は第20図(A)、(B)の特性から速
度を求める方法を示した線図、第22図は光量を調整す
る機構を示した斜視図、第23図(A)〜(C)はレチ
クルにおける視野像を示した説明図、第24図は光子相
関法を用いた場合の信号解析部の構造を示すブロック図
、第25図(A)、(B)は、光子相関法による光量検
出を示した斜視図、第26図(A)、(B)は光子相関
法による光子相関の特性を示した特性図でである。 1・・・レーザー光源  9・・・可動ミラー18・・
・被検眼    42・・・検出開口50・・・解析部
    63・・・スペックル65・・・検出開口 第7図       第8図 第11図 (A)           (B) (A)CB) 第21図 第24図 第25図
Fig. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the device of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the structure of the ring slit used in the device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a characteristic diagram of the filter used in the device shown in Fig. 1. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the signal processing section, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the irradiation state of the fundus blood vessels, FIG. 6 is an explanatory diagram showing an enlarged image of the measuring section, and FIG. 7 (A). (B) is a perspective view showing the configuration of the signal detection section, FIG. 8 (A)
, (B) is a waveform diagram showing the signal waveform obtained from FIGS. 7(A) and (B), FIG. 9 is an explanatory diagram explaining the state of irradiation of blood vessels with a laser beam, and FIG. 10 is an observation and photographing field of view. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which the observation and photographing field of view is restricted, and FIGS. 12 (A) and (B) are a perspective view and a plan view showing speckles on a conjugate magnified image plane, respectively.
FIGS. 13 and 14 are explanatory diagrams showing the translational movement and boiling movement of speckles, and FIGS. 15(A) and (B) are explanatory diagrams showing passage through the detection aperture due to the translational movement and boiling movement of speckles, Figures 16 (A) and (B) are characteristic diagrams showing intensity changes due to passage through the detection aperture, Figures 17 (A) -
(E) is an explanatory diagram showing the relationship between speckle and detection aperture;
Figures 1a (A) and (B) are explanatory diagrams showing the pattern arrangement of the detection aperture, Figure 19 is a perspective view showing another configuration of the detection aperture, and Figure 20 (A) and (B) are speckles. Characteristic diagrams showing the autocorrelation function and power spectrum of the signal, Figures 21 (A) and (B) are diagrams showing how to determine the speed from the characteristics of Figures 20 (A) and (B), and Figure 22 The figure is a perspective view showing the mechanism for adjusting the light amount, Figures 23 (A) to (C) are explanatory diagrams showing the field of view image on the reticle, and Figure 24 is the signal analysis section when using the photon correlation method. A block diagram showing the structure, Figures 25 (A) and (B) are perspective views showing light amount detection using the photon correlation method, and Figures 26 (A) and (B) show the characteristics of photon correlation using the photon correlation method. This is the characteristic diagram shown. 1... Laser light source 9... Movable mirror 18...
・Eye to be examined 42...Detection aperture 50...Analysis section 63...Speckle 65...Detection aperture Fig. 7 Fig. 8 Fig. 11 (A) (B) (A) CB) Fig. 21 Figure 24 Figure 25

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)眼底に所定径のレーザー光を照射し、眼底組織から
の散乱反射光によって観測面に形成されるレーザースペ
ックルパターンの運動をスペックル光強度変化として検
出し、得られたスペックル信号の解析結果に基づいて、
眼底組織の血流状態を測定する眼科診断装置において、 レーザー光源と、 前記レーザー光源からのレーザービームを測定すべき対
象血管にその血管径と同程度かそれ以下の微小なビーム
スポット径として照射する光学系と、 眼底からの散乱反射された光を集光させ眼底と共役な像
面上に照射された部分の等倍あるいは拡大像を形成する
光学系と、 前記共役な像面上に配置された複数の微小開口を有する
複数検出開口パターンと、 前記像面に生ずるスペックルのボイリング運動を前記複
数検出開口パターンを介して検出し、この複数検出開口
パターンを通過した全光量の強度変化に応じたスペック
ル信号を解析、評価することにより対象血管の血流速度
を測定する手段とを備え、 前記レーザービームスポット径を調節可能とし、かつレ
ーザービームスポット位置を観察画角よりも狭い所定の
画角範囲内で移動可能にしたことを特徴とする眼科診断
装置。 2)前記移動可能な画角範囲を示す所定のパターンを視
度補正用レチクルパターン上に表示し、前記所定のパタ
ーンによっても視度補正を可能にしたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の眼科診断装置。 3)眼底観察用アイピースを連続変倍可能なズーム式と
し、その最小倍率は眼底カメラの標準的な観察用画角に
一致させて決め、またその最大倍率は最大拡大時に少な
くとも眼底に照射するレーザービームスポットの移動可
能な範囲をアイピースの視野内に含むことのできる画角
に合わせて決めることを特徴とする特許請求の範囲第1
項又は第2項に記載の装置。 4)前記レーザービームスポットの光量を第1と第2の
フィルタを用いて調節し、前記第1のフィルタを測定ス
イッチのオンのときには測定に必要な光量に、またオフ
のときは低い光量に設定し、また第2のフィルタで第1
のフィルタを通過した光量をさらに調整できるようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項ま
でのいずれか1項に記載の装置。
[Claims] 1) The fundus of the eye is irradiated with a laser beam of a predetermined diameter, and the movement of the laser speckle pattern formed on the observation surface by the scattered reflected light from the fundus tissue is detected as a change in the intensity of the speckle light. Based on the analysis results of the speckle signal obtained by
An ophthalmologic diagnostic device that measures the blood flow state of fundus tissue includes a laser light source and a laser beam from the laser light source that irradiates a target blood vessel to be measured with a minute beam spot diameter that is the same as or smaller than the diameter of the blood vessel. an optical system, an optical system that condenses light scattered and reflected from the fundus to form a same-sized or enlarged image of the irradiated area on an image plane conjugate to the fundus, and an optical system arranged on the conjugate image plane; a plurality of detection aperture patterns having a plurality of microscopic apertures, and a boiling movement of speckles occurring on the image plane is detected through the plurality of detection aperture patterns, and the method is configured to detect boiling motion of speckles occurring on the image plane according to intensity changes of the total amount of light passing through the plurality of detection aperture patterns. means for measuring the blood flow velocity of the target blood vessel by analyzing and evaluating the speckle signal obtained, the laser beam spot diameter is adjustable, and the laser beam spot position is adjusted to a predetermined field of view narrower than the observation field angle. An ophthalmologic diagnostic device characterized by being movable within an angular range. 2) A predetermined pattern indicating the movable angle of view range is displayed on a reticle pattern for diopter correction, and the predetermined pattern also enables diopter correction. The ophthalmological diagnostic device described in section. 3) The fundus observation eyepiece is a zoom type that can continuously change magnification, its minimum magnification is determined to match the standard observation angle of view of the fundus camera, and its maximum magnification is determined by the laser that irradiates at least the fundus at maximum magnification. Claim 1, characterized in that the movable range of the beam spot is determined according to the angle of view that can be included within the field of view of the eyepiece.
The device according to paragraph 2 or paragraph 2. 4) Adjust the light intensity of the laser beam spot using first and second filters, and set the first filter to the light intensity necessary for measurement when the measurement switch is on, and to a low light intensity when it is off. and the second filter
4. The device according to claim 1, wherein the amount of light passing through the filter can be further adjusted.
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