JPH0898813A - 走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する装置および方法 - Google Patents

走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する装置および方法

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JPH0898813A JP6310979A JP31097994A JPH0898813A JP H0898813 A JPH0898813 A JP H0898813A JP 6310979 A JP6310979 A JP 6310979A JP 31097994 A JP31097994 A JP 31097994A JP H0898813 A JPH0898813 A JP H0898813A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明
する装置を提供する。 【構成】 前記装置は、走査サンプル放射ビームがサン
プルビームに曝露されているビームスキャナーから放出
する、走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する
ものであり、ビームスキャナーの最終偏向点から放出さ
れるサンプルビームの主光線を含む、走査サンプルビー
ムからの放射を伝達するためのスキャナーレンズおよび
ビームスプリッター、および走査サンプルビームが眼に
より眼底に集束するように前記伝達された放射を集束す
るレンズからなり、スキャナーレンズがビームスキャナ
ーに対して最終偏向点が実質的にスキャナーレンズの後
焦点面に配置するように固定され、かつスキャナーレン
ズが可動である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的コヒーレンス断
層撮影法（optical coherence tomographic，ＯＣＴ）
により眼底を結像するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在では、２つの反射技術が集中的に研
究され、発展的努力が行われている。この２つの技術は
光学的時間領域反射法（optical time domain reflecto
metry，ＯＴＤＲ）および光学的コヒーレンス領域反射
法（optical coherence domainreflectometry，ＯＣＤ
Ｒ）である。ＯＴＤＲはレーダーおよびソナーの光学的
類似物である。ＯＴＤＲにより、ピコ秒またはフェムト
秒のパルス持続時間を有する短い光パルスが適当なレー
ザー源から放出され、サンプルに衝突する。光パルスは
サンプルからなる種々の構造から反射され、反射された
パルスは時間解像検出器により検出される。サンプルの
それぞれの反射表面と検出器との距離は光源から反射表
面へそして再び反射する光パルスの飛行時間に対するそ
の比例性によって決定される。実際には検出装置は、
“Femtosecond Optical Ranging in Biological System
s”の標題の論文、J.G.Fujimoto et al.，Optics Lette
rs,Vol.10,No.3，１９８６年３月、１５０〜１５２頁に
記載されているような非線形の光学的相互相関装置であ
ってよい。この論文に記載されているように、サンプル
から反射された光ビームは非線形の光学結晶内でソース
により放出された光パルス列に重ね合わせられる。参照
ビームの光路の長さは、移動台に取り付けられた参照ミ
ラーを移動させることにより変えられる。
【０００３】更に、ＯＴＤＲ技術の分解能は、光学的コ
ヒーレンス領域反射（optical coherence domain refle
ctometry，ＯＣＤＲ）技術により改良することができ、
この技術はたとえば“New Measurement System for Fau
lt Location in Optical Waveguide Devices Based on
an Interferometric Technique”の標題の論文、K.Tana
ka et al.，Applied Optics,Vol.26,No.9，１９８７年
５月１日、１６０３〜１６０６頁に記載されている。Ｏ
ＣＤＲによれば、広い帯域の連続的な波の光源が使用さ
れる（ＯＴＤＲによれば、パルスした光源が使用され
る）。“Principles of Optics，”第６版、M.Born and
E.Wolf,Pergamon Press,New York(1986)の標題の文献
の７．５．８節に記載されているように、広い帯域の連
続的な波の光源のコヒーレンス長さＬは、その帯域幅Ｂ
に対して以下の方程式： Ｌ＝ｃ／Ｂ （式中、ｃは光の速度である）により相関する。ＯＣＤ
Ｒによれば、光源からの出力はビームスプリッターによ
り２つのビームに分けられる。該ビームの一方は、以下
に参照ミラーと記載するミラーに入射する。他方のビー
ムは、サンプルに入射するように導かれる。サンプルか
ら反射されるビームは参照ミラーから反射されたビーム
に重ね合わせられる。重ね合わせられたビームは、２つ
のビーム間の光路差が光源のコヒーレンス長さより小さ
い場合は干渉する。更に、ＯＣＤＲによれば、参照ミラ
ーは一定の速度で運動せしめられる。その結果として、
一定の速度で参照ミラーを運動させることにより導入さ
れるドップラーシフト周波数に等しい周波数を有する検
出信号の周期的な変化として干渉が検出される。該干渉
信号は、サンプルから反射されるビームと参照ミラーか
ら反射されるビームとの光路差が光源のコヒーレンス長
さより大きくなると直ちに消滅する。当業者は容易に認
識できるように、参照ミラーの変位は結像されるサンプ
ルの深さに相当する範囲内になければならない。従っ
て、ＯＣＤＲは高い分解能を有する光学的レンジングを
提供する技術であって、その分解能は光源の帯域幅のみ
により制限される。
【０００４】ＯＣＤＲは、当該技術分野で光学的コヒー
レンス断層撮影法（optical coherence tomography，Ｏ
ＣＴ）と称される技術でヒトの眼の網膜のような半透明
の物体の三次元の結像を得るために横断走査装置と組み
合わせられた。この技術は、たとえば“Optical Cohere
nce Tomography”の標題の論文、Huang et al.,Scienc
e,254，１９９１年１１月２２日、１１７８〜１１８１
頁に記載されている。
【０００５】ＯＣＴを検眼に適用するには、眼底上の被
検領域を位置決めする、すなわち網膜がＯＣＴサンプル
ビームにより走査されるように配置することが必要であ
る。図１は、“Ｏptical Ｃoherence Ｔomography”の
標題の博士論文、David Huang,Massachusetts Institut
e of Technology，１９９３年５月に記載された図を示
し、この図においてＯＣＴシステムのサンプルアームフ
ァイバーはスリットランプ・バイオ顕微鏡２０００、す
なわち目の検査に一般に使用される医療機器に結合され
ている。図１に示されるように、横断走査機構がスリッ
トランプ・バイオ顕微鏡２０００に取り付けられ、かつ
２つの検流計駆動モータがサンプルビームを網膜上に任
意のパターンで走査することができる。図１は、眼底を
結像するためのスリットランプ検査機構２０１０および
接眼レンズ２０２０からなるＯＣＴ結像装置２０００を
示す。図１に示されるように、サンプルビーム２０５
０、すなわちサンプルアームファイバー２０６０からの
出力は、コリメータレンズ２０７０によりコリメートさ
れ、直交するように取り付けられた検流計駆動ミラー２
０３０および２０４０により導かれる。集束レンズ２０
８０およびダイクロイックミラー２０９０はサンプルビ
ームをスリットランプ・バイオ顕微鏡２０００の像面に
導く。次いで、接眼レンズ２０２０が目の光学系２１０
０と結合して、スリットランプ・バイオ顕微鏡２０００
の像面を網膜に中継する。記載のように、集束レンズ２
０８０および接眼レンズ２０２０はテレセントリックな
系を形成するので、ガルバノスキャナー２０３０に入射
するサンプルビームは目２１００の入射瞳に結像され、
その結果として口径食が減少される。更に、赤色パイロ
ットビームがサンプルビームと共に同一直線上を移動す
るように配置されており、それによりオペレータは赤外
線サンプルビームが眼底の何処に位置するかを認識でき
る。
【０００６】図１に示され、上記の論文に記載されたＯ
ＣＴの検眼への適用は、いくつかの欠点を有する。第１
の欠点は、人間の眼の屈折による誤差が±２０ジオプト
リーまでの範囲内で変動するという事実に由来する。従
って、人間の眼の屈折による誤差を補償するためにサン
プルビームおよびスリットランプ・バイオ顕微鏡２００
０の結像光学系を集束する必要が生じる。しかしなが
ら、図１に示された装置においては、集束レンズ２０８
０およびスリットランプ検査光学系２０１０は固定され
ている。その結果として、所望の集束は接眼レンズ２０
２０をスリットランプ・バイオ顕微鏡２０００の光軸に
沿って移動させることにより達成される。この欠点は、
接眼レンズ２０２０を調節する際に、検流計駆動ミラー
２０３０の像およびスリット照明２１１０の像が眼２１
００の瞳孔に対して動くことにある。従って、顕微鏡２
０００を移動させることにより照明２１１０を再集束し
なければならない。その場合には、眼底の像を再集束さ
せ、かつ照明２１１０およびミラー２０３０の両方が適
切に集束する位置を繰り返さなければならない。
【０００７】第２の欠点は、眼底を結像する際に明るい
照明光源を使用する効果を克服するために典型的に行わ
れる調節から生じる。眼底を結像する際には明るい照明
の光源を使用することが必要である。それというのも、
そうでなければ眼底の低い後方散乱効率（眼底反射率は
ほぼ１０〜４である）がかなり低い光レベルを有する眼
底像を生じるからである。図１に示され、上記論文に記
載されているように、スリット照明２１１０は接眼レン
ズ２０２０により目の瞳孔に結像される。目の角膜の反
射率および接眼レンズ２０２０の反射率［実際には接眼
レンズ２０２０はVolk of 7893 Enterprise Drive，Men
tor，Ohio 44060により製造されたフォークダブル非球
面・バイオレンズ（Volk double aspheric bio lens )
である］は両方共４％程度であり、これらの反射率は眼
底の反射率よりはるかに大きい。従って、角膜および接
眼レンズ２０２０からの後方反射をスリット・バイオ顕
微鏡２０００の観察光路からそらすために調節すること
が必要である。“Volk Double Aspheric Bio Lenses”
の標題の説明書、Volk of Mentor,Ohio，３頁に記載さ
れているように、スリット照明２１１０を光軸に対して
傾斜させ、かつ接眼レンズ２０２０を傾斜させることに
より、バック反射を減少する調節が行われる。しかしな
がらこれらの調節は、非点収差および口径食を生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
事実を鑑みて、前記問題を克服するＯＣＴ眼底結像のた
めの方法および装置を提供することであった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
るＯＣＴ眼底結像のための方法および装置により解決さ
れる。
【００１０】本発明の第１の実施態様は、走査サンプル
放射ビームがサンプルビームに曝露されるビームスキャ
ナーから放出される形式の、走査サンプル放射ビームを
用いて眼底を照明する装置であり、該装置は光学的コヒ
ーレンス断層撮影法に使用するためのものであり、かつ
（ａ）ビームスキャナーの最終偏向点から放出されるサ
ンプルビームの主光線を含む、走査サンプルビームから
の放射を伝達する手段と、（ｂ）走査サンプルビームが
眼により眼底に集束されるように前記伝達された放射を
集束する手段とからなる。前記伝達する手段はレンズ手
段からなり、該レンズ手段は、最終偏向点が実質的に前
記レンズ手段の後焦点面に位置するビームスキャナーを
基準として固定されており、かつ前記レンズ手段が可動
である。本発明のこの実施態様の特別の実施例において
は、集束する手段が眼底カメラの接眼レンズからなり、
かつ伝達する手段が、レンズ手段からの出力を接眼レン
ズに導くために配置されたビームスプリッタからなる。
【００１１】本発明の第２の実施態様は、走査サンプル
放射ビームがサンプルビームにさらされるビームスキャ
ナーから放出される形式の、走査サンプル放射ビームを
用いて眼底を照明する装置であり、該装置は光学的コヒ
ーレンス断層撮影法に使用されるためのものであり、か
つ（ａ）ビームスキャナーの最終偏向点から放出される
サンプルビームの主光線を含む、走査サンプルビームか
らの放射を伝達する手段と、（ｂ）走査サンプルビーム
が眼により眼底に集束されるように前記の伝達された放
射を集束する手段とからなる。前記伝達する手段は、最
終偏向点が実質的に前記集束手段の第１の部分の後焦点
面に位置するようにビームスキャナーおよび集束手段の
第１の部分を基準として固定されており、かつ前記集束
手段の第１の部分が可動である。本発明のこの実施態様
の特別の構成においては、集束する手段の少なくとも第
１の部分が眼底カメラの内側集束レンズからなり、かつ
伝達する手段が走査サンプルビームを内側集束レンズに
入射させるように配置されたビームスプリッタからな
る。
【００１２】
【実施例】図２は代表的な眼底カメラ４０００の略示構
成図を示す。図２に示されるように、接眼レンズ１００
は患者の眼１０００の眼底１０１０の中間像を生じる。
正視の場合は、接眼レンズ１００により生じる眼底の中
間像は接眼レンズ１００の後焦点面に位置する。リレー
レンズ１１０は眼底１０１０の別の中間像を生じる伝達
レンズである。最終的に、リレーレンズ１１０により生
じる眼底の中間像は、内側集束レンズ１２０および鏡胴
レンズ１３０により眼底カメラ４０００のビデオポート
のＣＣＤターゲット１４０に結像する。眼底１０１０の
照明は光源１５０により行われる。光源１５０からの出
力ビーム１８５はビーム１８０として幾何学的ビームス
プリッター１７０に集束され、該ビームスプリッターは
接眼レンズ１００の後方に、眼１０００の瞳１０２０の
像に配置されている。当業者に周知のように、幾何学的
ビームスプリッターは、ビームの一部を反射し、ビーム
の一部を透過するための開口を有するミラーであり、か
つ図２に示されるように、幾何学的ビームスプリッター
１７０は照明ビーム１８０を反射し、観察ビームを透過
する。図２に示されるように、光源１５０からの出力ビ
ーム１８５は、接眼レンズ１００が眼１０００の瞳孔１
０２０にビーム１８０の反射を“オフ・センター”配置
で集束する方式で幾何学的ビームスプリッター１７０に
集束する。従って、光源１５０からの出力ビーム１８５
の光路とＣＣＤ１４０に達する観察ビームの光路は眼１
０００の前方領域内で分離される。その結果として、出
力ビーム１８５からの光はほとんど眼底カメラ４０００
の観察路に後方散乱されない。
【００１３】図２に示され、かつ代表的な眼底カメラに
認められるように、接眼レンズ１００、リレーレンズ１
１０および鏡胴レンズ１３０は固定されており、内側集
束レンズ１２０は可動である。実際には、眼底カメラ４
０００は、光源１５０からの出力ビーム１８５が眼の瞳
１０２０に集束するような位置に物理的に移動せしめら
れる。この場合、眼底１０１０をＣＣＤ１４０に集束す
るために内側集束レンズ１２０が使用される。図２に示
されるように、幾何学的ビームスプリッター１７０は観
察光路の開口絞りを構成し、開口が無限に結像する（テ
レセントリック特性）ようにリレーレンズ１１０の焦点
面に配置されている。最終的に、内側集束レンズ１２０
は瞳１０２０を鏡胴レンズ１３０に結像し、該鏡胴レン
ズ１３０は、眼底１０１０の像をＣＣＤ１４０に集束す
るために内側集束レンズ１２０を移動させる際に、全部
の系の倍率が変化しないことを保証する。
【００１４】更に、ビームスプリッターは付加的な観察
位置として使用するために典型的には鏡胴レンズ１３０
と内側集束レンズ１２０の間に配置されている。
【００１５】図３は、図２に示された眼底カメラ４００
０と接続して使用するための本発明による実施態様を示
す構成図である。接眼レンズ１００は固定されているの
で、サンプルビーム２００を別に集束させることが必要
である。図３に示されるように、サンプルビーム２００
はビームスキャナー２１０に入射する。ビームスキャナ
ー２１０はたとえば本願の［従来の技術］の項に述べた
論文に示されたような検流計ビームスキャナーとして構
成されていてもよい。図３の１点破線は、ビームスキャ
ナー２１０がサンプルビーム２００を移動させる方式、
およびサンプルビーム２００が眼の瞳孔１０２０に結像
する方式を示す。サンプルビーム２００の主光線は、ビ
ームスキャナー２１０の種々の走査位置でビームスキャ
ナー２１０の中心から放出するペンシルビームを形成す
る。一般に、主光線はビームスキャナー２１０の最終偏
向点から放出するペンシルビームを形成する。それとい
うのも、ビームスキャナー２１０はいくつかのデフレク
タおよび／またはミラーから構成されていてもよいから
である。本発明によれば、（ａ）ビームスキャナー２１
０の最終偏向点は、移動可能な台２１３に取り付けられ
たスキャナーレンズ２１５のほぼ後焦点面に配置され、
かつ（ｂ）ビームスキャナー２１０は、ビームスキャナ
ー２１０の最終偏向点がスキャナーレンズ２１５のほぼ
すべての集束位置のためにほぼスキャナーレンズ２１５
の後焦点面に位置することを保証するために、スキャナ
ーレンズ２１５の移動可能な台に不動に固定されてい
る。その結果として、光束はスキャナーレンズ２１５に
よりコリメートされる。次いで、コリメートされ光はビ
ームスプリッター２２０に入射し、該ビームスプリッタ
ー２２０はこれを接眼レンズ１００に導く。接眼レンズ
１００は、これに入射するコリメートされた光が眼の瞳
１０２０に集束するように配置されている。最終的に、
サンプルビームは眼の光学系１０００により眼底１０１
０に集束される。従って、本発明によれば、ビームスキ
ャナー２１０の最終偏向点は、接眼レンズ１００とスキ
ャナーレンズ２１５の間のコリメートされた空間に基づ
き、すべての集束位置に対して眼の瞳孔１０２０に結像
される。このことが行われない場合は、口径食が生じ、
それによりサンプルビーム２００の走査は眼の瞳孔１０
２０により制限される。容易に認識できるように、図３
に示された構成を使用するためには、照明ビーム１８０
を集束するために物理的に眼底カメラ４０００を移動さ
せ、観察光路を集束するために内側集束レンズ１２０を
調節し、かつサンプルビームを集束するためにスキャナ
ーレンズ２１５を調節しなければならない。接眼レンズ
１００の焦点を眼の瞳孔１０２０に結像する、ビームス
キャナー２１０の最終偏向点は、幾何学的ビームスプリ
ッター１７０の面で接眼レンズ１００から一定の距離に
配置された照明源の中間像と同じ面に正確には集束しな
いことに留意すべきである。しかしながらこのことは重
要でない、それというのも接眼レンズ１００と幾何学的
ビームスプリッター１７０の距離は接眼レンズ１００の
焦点距離に比べて長くすることができ、従って照明源１
５０の像はビームスキャナー２１０の最終偏向点とほと
んど同じ面に存在するからである。もちろん当業者に
は、最終偏向点という語が単一の点に限定されず、サン
プルビームの主光線がビームスキャナーで最終的に偏向
する部分を含むということは容易に認識されるはずであ
る。
【００１６】図４は本発明の１実施例を構成するために
利用されるビームスプリッター装置の一部分を示す構成
図である。ビームスプリッター２２０を眼底カメラ４０
００に組み込むことにより、眼底カメラ４０００の光軸
の平行移動が生じる。眼底カメラにおいて、照明光学
は、接眼レンズ１００の頂点が照明されないように設計
されている。このことは接眼レンズ１００から観察光路
への逆反射を避けるために行われる。ビームスプリッタ
ー２２０を使用することにより、照明円錐が移動し、光
ビームは接眼レンズ１００の頂点に入射することがで
き、それにより誤った光が観察光路に反射することが生
じる。図４に示されるように、このことは補償板２３０
を使用することにより回避される。補償板２３０の厚さ
および傾斜角度は、ビームスプリッター２２０により引
き起こされる光軸の移動を補償するために当業者に周知
の方法により決定される。また、補償板２３０は傾斜し
たビームスプリッター板２２０により生じるコマ収差を
排除する。
【００１７】図５は、図２に示された眼底カメラ４００
０に接続して使用するための本発明の有利な実施例を示
す。図５に示されるように、ＯＣＴサンプルビーム２０
０は内側集束レンズ１２０の後方で眼底カメラ４０００
に結合される。また図５に示されるように、サンプルビ
ーム２００はビームスキャナー２１０に入射し、このビ
ームスキャナーはサンプルビーム２００をビームスプリ
ッター２９０に反射する。ビームスプリッター２９０は
サンプルビームを内側集束レンズ１２０に反射する。サ
ンプルビーム２００の主光線は、ビームスキャナー２１
０の種々の走査位置で、ビームスキャナー２１０の中心
から放出されるペンシルビームを形成する。一般に、主
光線はビームスキャナー２１０の最終偏向点から放出さ
れるペンシルビームを形成する。それというのも、ビー
ムスキャナー２１０はいくつかのデフレクタおよび／ま
たはミラーから構成されていてもよいからである。本発
明によれば、（ａ）ビームスキャナー２１０の最終偏向
点は内側集束レンズ１２０のほぼ後焦点面に配置されて
いる、および（ｂ）ビームスプリッター２９０の支持部
材２８１およびビームスキャナー２１０の支持部材２８
７はすべていっしょに運動するように内側集束レンズ１
２０に固定結合されている。このことは、ビームスキャ
ナー２１０の最終偏向点が内側集束レンズ１２０のほと
んどすべての集束位置に対して内側集束レンズ１２０の
ほぼ後焦点面に配置されることを保証する。その結果と
して、このペンシルビームは内側集束レンズ１２０によ
りコリーメトされ、リレーレンズ１１０により幾何学的
ビームスプリッター１７０の平面に集束する。引き続
き、接眼レンズ１００はペンシルビームを眼の瞳孔１０
２０に集束する。従って、コリメートされたサンプルビ
ーム２００は内側集束レンズ１２０により、ＣＣＤター
ゲット１４０と共役である中間像平面１１１に集束され
る。リレーレンズ１１０は中間像１１１を、正視の眼の
場合接眼レンズ１００の後焦点面に等しい中間像面１１
３に結像する。引き続き、接眼レンズ１００および眼の
光学系１０００はサンプルビームを眼底１０１０に集束
する。ビームスプリッター２９０の支持部材２８１およ
びビームスキャナー２１０の支持部材２８７はすべてい
っしょに運動するように内側集束レンズ１２０に固定結
合されているので、ビームスキャナー２１０の最終偏向
点は、内側集束レンズ１２０の位置に依存して、幾何学
的ビームスプリッター１７０の平面に常に結像される。
従って、サンプルビームの走査は幾何学的ビームスプリ
ッター１７０の開口絞りにより口径食作用を受けない。
図５に示された前記の有利な実施例は以下の理由から有
利である：（ａ）図３の走査レンズ２１５の使用が回避
される、および(ｂ）サンプルビームおよび観察光路が
いっしょに集束される。
【００１８】本発明のもう１つの実施態様によれば、一
方が照明光路に、他方が眼底カメラの観察光路に存在す
る交差した偏光子を利用する。照明光路の偏光子はほぼ
線形に偏光した光を生じ、観察光路内の交差した偏光子
は、角膜または接眼レンズ１００により反射される照明
光路からの光を排除する。眼底はまず散乱するので、本
来偏光されない光を生じる。その結果として、観察光路
に交差した偏光子が存在することにより、角膜または接
眼レンズ１００により反射される照明光路からの光と比
較すると、眼底から反射される信号が増加する。本発明
のこの実施態様は、観察光路に入射する接眼レンズから
の反射を減少するために接眼レンズ１００を傾斜させる
従来の技術水準より優れている。本発明の優れた点は、
接眼レンズ１００を傾斜させることはサンプルビームの
口径食を生じるという事実に起因する。
【００１９】図５に示された本発明のもう１つの実施態
様によれば、接眼レンズ１００からの反射は、レンズ１
６０と光源１５０の間にビーム１８５内の物理的絞り１
６１を配置することにより除去される。物理的絞り１６
１は接眼レンズ１００に結像し、照明の中空の円錐を形
成する。その結果として、接眼レンズ１００は中心部で
照明されない。
【００２０】本発明のもう１つの実施態様は、眼底カメ
ラ４０００の検査装置の検査領域が制限されるという事
実により惹起される問題の解決に係わるものである。こ
の問題の結果として、被検領域を眼底カメラの検査領域
の中心に移動するために患者の眼を回転させなければな
らない。このことは技術水準によれば、患者の他方の
眼、すなわち検査していない眼に外部に固定した光を照
射することにより行われる。しかしながら、本発明によ
れば、新たな被検領域が中心に位置し、ＯＣＴサンプル
ビームにより走査することができるように患者の眼を誘
導するために内部の固定ターゲットを使用する。内部の
固定眼標は、たとえば針のような物体を眼底の中間像内
に配置することにより達成される。このことを実施する
ために、たとえば物体を図５に示されている照明光路内
の、物理的絞り１６１および光源１５０の間に配置す
る。この場合、患者は観察光路を遮断することなく物体
の陰影を視覚する。物体の使用に対して選択的に、可視
の光源、たとえば可視ＬＥＤを眼底カメラのビデオポー
トの像面に配置する。本発明によれば、光源はＣＣＤタ
ーゲット１４０に共役な像面に配置された台でｘおよび
ｙ方向に手動可能の板に固定されている。実際には、光
源は鏡胴レンズ１３０と内側集束レンズ１２０の間でた
とえばビームスプリッターによりカメラに結合される。
【００２１】優れたＯＣＤＲを提供するためには、眼の
すばやい動きのために像捕捉時間はきわめて短くなけれ
ばならない。技術水準に記載の装置の像捕捉速度は参照
ミラーの伝達工程の最高速度によりおよび参照ミラーの
移動の振幅により制限される。ＯＣＤＲによれば、この
振幅はサンプル、試料、たとえば網膜の厚さの範囲内に
なければならない。しかしながら、実際には必要な正確
さをもって眼底に集束する困難を克服するためにはより
大きな振幅を選択することが必要である。技術水準のト
ランスレーションステージはのこぎり歯状の電圧で駆動
される。しかしながら、高い周波数のために、機械的系
の応答は多かれ少なかれ正弦曲線状になる。それという
のも、のこぎり歯関数の高い振動数成分は減衰機械的系
により伝達されないからである。これはＯＣＤＲの重大
な欠点である。それというのも、ヘテロダイン信号は検
出系の１／ｆノイズを排除するために帯域濾波されるか
らである。参照ミラーの移動によりドップラーシフトが
正弦式に変動すると、検出系のデューティサイクルはか
なり減少する。それというのも、ドップラーシフトした
信号が帯域フィルタにフィットするミラー振動の位相で
のみ信号が帯域フィルタを通過するからである。
【００２２】図６は、ＯＣＴに利用されるＯＣＤＲの有
利な実施態様を示す。図６に示されるように、光源４０
１、たとえばスーパールミネセンスダイオードから放出
されるビーム５００はビームスプリッター４０２により
参照ビーム５１０とサンプルビーム５２０に分割され
る。参照ビーム５１０は（ａ）回転ガラス板４０３を通
過し、（ｂ）再帰反射プリズム４０４に衝突し、逆反射
し、垂直に相殺され、かつ（ｃ）ガラス板４０３を再び
通過する。ガラス板４０３は同じ長さの４つの平面を有
し、以下に記載の方法で光光路内の周期的な変化を引き
起こす。サンプルビーム５２０はミラー４１５で反射さ
れ、ガラス板を参照ビーム５１０に対して４５度の角度
で通過する。サンプルビームは再帰反射プリズム４０６
に衝突し、ガラス板４０３を通過して更に深い面に逆反
射し、従ってミラー４１５の下を通過し、ミラー４１７
に衝突する。ガラス板４０３は光光路内の周期的な変化
を引き起こし、この変化は参照ビーム５１０の周期と同
じ周期を有し、４５度で相殺される。参照ビーム５１０
とサンプルビーム５２０との生じる光路差は線状であ
る。更にガラス板４０３は対称であり、参照ビーム５１
０とサンプルビーム５２０との角度はほぼ４５度に等し
いので、対称性の、のこぎり歯状の光路変化が得られ、
従って一定のドップラー振動数が得られる。ドップラー
振動数はｆ＝２ｖ／ｃで示され、式中のｃは光の速度で
あり、ｖは以下に記載する光路長差速度である。有利に
は本発明により、ガラス板４０３が対称の４つの面の多
角形であるという事実により、のこぎり歯状の光路長変
化が達成されることが導かれる。更に本発明により、参
照ビーム５１０とサンプルビーム５２０の角度がほぼ４
５度に等しいという事実によりのこぎり歯が対称である
ことが導かれる。
【００２３】更に図６に示されるように、サンプルビー
ム５２０は、図３および図５に関して説明したサンプル
ビーム２００内にミラー４１７により偏向される。たと
えば図８は図５および図６に示された装置の組み合わせ
から構成された本発明の１実施例を示す。当業者が容易
に理解できるように、サンプルビームは光ファイバに導
入することもできる。眼底カメラ１０１０からの反射は
ビームスプリッター４０９およびミラー４１０によりビ
ームスプリッター４１１に偏向される。次いで、反射さ
れたサンプルビームはミラー４１２により反射される参
照ビーム５１０と重ね合わせられる（ミラー４１２は光
源４０１から放出されるビーム５００の下に配置されて
いる）。最終的に、検出器４１３および４１４は周期的
な干渉信号を時間の関数としておよびドップラー周波数
に等しい周波数で技術水準に記載された方法で測定す
る。２つの信号の位相の差は１８０度であり、この差
は、信号／ノイズ比を高めるために２つの信号を加える
ことができるように、当業者に周知の方法により補償さ
れる。
【００２４】図６に示しかつすでに記載した装置は、Ｏ
ＣＴ眼底結像装置に利用されるが、この装置を広い捕獲
範囲を有するオートフォーカス系のためのレンジング装
置、ミクロンの解像力を有する表面トポグラフィーの測
定のための距離センサ等に利用できることも本発明によ
る思想の範囲内である。
【００２５】図７はガラス板４０３および再帰反射プリ
ズム４０４の種々の方向からの図を示す。ガラス板４０
３は回転し、ガラス表面Ｉが入射ビーム５１０に対して
垂直である場合回転角φをゼロであると定義する。図７
に示されるように、入射ビーム５１０はガラス表面Ｉで
角度φ′で屈折し、この角度はスネルの法則： ｓｉｎφ′＝ｓｉｎ（φ）／ｎ （式中のｎはガラス板４０３の屈折率を表す）によりガ
ラス板４０３の回転角φに相関する。
【００２６】ビーム５１０はガラス板４０３を通過し、
表面ＩＩで再び屈折する。対称性の理由から、出射ビー
ムは入射ビームに平行である。出射ビームは、出射ビー
ムに垂直に配置された再帰反射プリズム４０４に衝突す
る。その結果として、出射ビームは、図７の再帰反射プ
リズム４０４の側面図に示されるように、オフセットｓ
だけ入射ビームの面よりも深い位置にある面内のガラス
板４０３に向かって逆反射される。従って、ビームはも
う一度ガラス板を、但し深い位置を通過する。この光路
の長さは、ビーム５１０が非傾斜位置のガラス板４０３
を通過する場合に通る光路長に匹敵すべきである。
【００２７】ガラス板４０３の非傾斜位置および傾斜位
置の光路差は、回転角φの関数であり、以下の方程式： Ｗ（φ）＝Ｄ（ｎ−１）−ｎＤ／cosφ′＋Ｄcos（φ−
φ′）cosφ′ （式中、Ｄはガラス板４０３の側面の長さであり、かつ
φ′＝ arcsin（ｓｉｎ（φ）／ｎ））で表される回転
角φの関数である。光路長の差は、φの非線形関数であ
る。
【００２８】しかしながら、サンプルビーム５２０はガ
ラス板４０３を参照ビーム５１０に対して４５度の角度
で通過する。ガラス板４０３の回転によるサンプルビー
ム５２０の光路長の変化は参照ビーム５１０に関してす
でに述べたものと同じであるが、但しオフセットはπ／
４である。しかしながら、参照ビーム５１０とサンプル
ビーム５２０に関して生じる光路長の変化はほぼ線形で
あり、かつガラス板４０３の対称性および参照ビーム５
１０とサンプルビーム５２０との角度がほぼ４５度に等
しいという事実のために、対称なのこぎり歯状の光路変
化が得られる。光路長差速度は、ガラス板４０３の角速
度を掛けた、Ｗ（φ）−Ｗ（φ−π／４）の変化速度と
φの積に等しい。
【００２９】本発明の有利な実施例においては、ビーム
スプリッター２２０および２９０は、サンプルビームの
範囲内の波長を反射し、かつほかの波長を透過するため
の当業者に周知のダイクロイックビームスプリッターで
ある。しかしながら、本発明の選択的な実施態様におい
ては、ビームスプリッター２２０および２９０は、サン
プルビームの範囲内の波長のみを反射し、ほかの波長を
透過する当業者に周知のマイナスフィルターにより代用
することができる。
【００３０】当業者にとっては、前記の記載は説明およ
び記述のためにのみ行ったことは自明である。従って、
前記の記載は排他的でなく、または本発明を開示した構
成に制限するものでない。たとえば、本発明の思想の範
囲内にあるとみなされる前記の教示を考慮して変形およ
び変更が可能である。従って、特許請求の範囲は、本発
明の真の範囲および思想に包含されるすべての変形およ
び変更例を包括するものであると理解されるべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】スリットランプ・バイオ顕微鏡を利用した技術
水準のＯＣＴ装置の構成図である。
【図２】眼底カメラの構成図である。
【図３】図２に示された眼底カメラに接続して使用する
ための本発明の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明による１実施例を構成するために利用さ
れるビームスプリッター装置の一部分を示す構成図であ
る。
【図５】図２に示された眼底カメラと接続して使用する
ための本発明の有利な１実施例の構成図である。
【図６】ＯＣＴに利用されるＯＣＤＲの有利な１実施例
を示す図である。
【図７】ガラス板４０３および異なる側面から見た再帰
反射プリズム４０４を示す図である。
【図８】図５および図６に示された装置の組み合わせか
ら構成された本発明の１実施例の構成図である。
【符号の説明】
１００ 接眼レンズ、 １１０ リレーレンズ、 １２
０ 内側集束レンズ、１３０ 鏡胴レンズ、 １７０
ビームスプリッター、 ２００ サンプルビーム、 ２
１０ ビームスキャナー、 ２１５ スキャナーレン
ズ、 ２２０ビームスプリッター、 １０１０ 眼底

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査サンプル放射ビームがサンプルビー
    ムに曝露されるビームスキャナーから放出される形式
    の、走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する装
    置において、 ビームスキャナーの最終偏向点から放出されるサンプル
    ビームの主光線を含む、走査サンプルビームからの放射
    を伝達する手段と、 走査サンプルビームが眼により眼底に集束されるように
    前記伝達された放射を集束する手段とからなり、 前記伝達する手段がレンズ手段からなり、該レンズ手段
    は、最終偏向点が実質的に前記レンズ手段の後焦点面に
    位置するビームスキャナーを基準として固定されてお
    り、かつ前記レンズ手段が可動であることを特徴とす
    る、走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する装
    置。
  2. 【請求項２】 集束する手段が眼底カメラの接眼レンズ
    からなる請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 伝達する手段が更に、レンズ装置からの
    出力を接眼レンズに導くビームスプリッタからなる請求
    項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 更に、ビームスプリッターによる眼底カ
    メラの光軸の移動を補償するために眼底カメラに配置さ
    れた補償板からなる請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 走査サンプル放射ビームがサンプルビー
    ムに曝露されるビームスキャナーから放出される形式
    の、走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する装
    置において、 ビームスキャナーの最終偏向点から放出されるサンプル
    ビームの主光線を含む、走査サンプルビームからの放射
    を伝達する手段と、 走査サンプルビームが眼により眼底に集束されるように
    前記の伝達された放射を集束する手段とからなり、 前記伝達する手段は、最終偏向点が実質的に前記集束手
    段の第１の部分の後焦点面に位置するようにビームスキ
    ャナーおよび集束手段の第１の部分を基準として固定さ
    れており、かつ前記集束手段の第１の部分が可動である
    ことを特徴とする、走査サンプル放射ビームを用いて眼
    底を照明する装置。
  6. 【請求項６】 集束する手段の第１の部分が眼底カメラ
    の内側集束レンズからなる請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 伝達する手段が、走査サンプルビームを
    内側集束レンズに入射するように導くために配置された
    ビームスプリッターからなる請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 更に、眼底カメラの接眼レンズに入射す
    る照明放射の中空円錐を提供するための、眼底カメラの
    照明光路内に配置された光絞り手段からなる請求項６記
    載の装置。
  9. 【請求項９】 更に、眼底カメラの接眼レンズに入射す
    る照明放射の中空円錐を提供するための、眼底カメラの
    照明光路内に配置された光絞り手段からなる請求項２記
    載の装置。
  10. 【請求項１０】 更に、照明ビーム内の放射を実質的に
    直線偏光するために眼底カメラの照明光路に配置された
    直線偏光手段と、眼底カメラの観察光路内に配置された
    直線偏光手段とからなり、後者の直線偏光の方向が照明
    手段に配置された手段の直線偏光の方向に実質的に直交
    する請求項６記載の装置。
  11. 【請求項１１】 更に、照明ビーム内の放射を実質的に
    直線偏光するために眼底カメラの照明光路に配置された
    直線偏光手段と、眼底カメラの観察光路内に配置された
    直線偏光手段とからなり、後者の直線偏光の方向が照明
    手段に配置された手段の直線偏光の方向に実質的に直交
    する請求項２記載の装置。
  12. 【請求項１２】 更に、眼底カメラの照明光路内の接眼
    レンズの後方に形成された眼底の中間像に固定ターゲッ
    トを配置する手段からなる請求項６記載の装置。
  13. 【請求項１３】 更に、眼底カメラの照明光路内の接眼
    レンズの後方に形成された眼底の中間像に固定ターゲッ
    トを配置する手段からなる請求項２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 更に、眼底カメラのビデオポートの像
    面に可視光源を配置する手段からなり、該可視光源が可
    動である請求項６記載の装置。
  15. 【請求項１５】 ドップラーシフターを有する光学的コ
    ヒーレンス断層撮影法で使用するための装置において、
    前記ドップラーシフターが、 ビームを参照ビームとサンプルビームに分ける手段；正
    方形に形成された実質的に同じ長さの４つの辺を有する
    回転可能な、屈折性の、光を伝達するブロックと；該ブ
    ロックを回転させる手段；参照ビームを参照方向でブロ
    ックに入射させるように参照ビームを導く手段およびサ
    ンプルビームをサンプル方向でブロックに入射させるよ
    うにサンプルビームを導く手段、この場合前記参照方向
    とサンプル方向は互いに対してほぼ４５度の角度で配置
    されている；および前記ブロックを通過して後方に放出
    されるサンプルビームおよび参照ビームを反射させるた
    めに該ブロックの後方に配置された第１および第２の反
    射手段からなることを特徴とする、ドップラーシフター
    を有する光学的コヒーレンス断層撮影法に使用するため
    の装置。
  16. 【請求項１６】 走査サンプル放射ビームをサンプルビ
    ームに曝露されるビームスキャナーから放出することに
    より、走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する
    方法において、 ビームスキャナーの最終偏向点から放出されるサンプル
    ビームの主光線を含む、走査サンプルビームからの放射
    を伝達し、 走査サンプルビームが眼により眼底に集束されるように
    前記伝達された放射を集束させ、 前記伝達するステップが、最終偏向点が実質的に前記レ
    ンズ手段の後焦点面に位置するようにビームスキャナー
    を基準として固定された可動レンズで伝達することより
    なることを特徴とする、走査サンプル放射ビームを用い
    て眼底を照明する方法。
  17. 【請求項１７】 走査サンプル放射ビームがサンプルビ
    ームに曝露されるビームスキャナーから放出される形式
    の、走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する装
    置において、 ビームスキャナーの最終偏向点から放出されるサンプル
    ビームの主光線を含む、走査サンプルビームからの放射
    を伝達させ、 走査サンプルビームが眼により眼底に集束されるように
    前記の伝達された放射を集束させ、 前記伝達するステップが、最終偏向点が実質的に前記収
    束レンズの後焦点面に位置するようにビームスキャナー
    および可動集束レンズを基準として固定されたビームス
    プリッタで伝達するステップよりなることを特徴とす
    る、走査サンプル放射ビームを用いて眼底を照明する方
    法。
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