JPH11197109A

JPH11197109A - 走査型レーザー検眼鏡

Info

Publication number: JPH11197109A
Application number: JP10007126A
Authority: JP
Inventors: Koji Kobayashi; 幸治小林
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】より高性能でより低価格な走査型レーザー検
眼鏡を提供する。【解決手段】レーザー光源からのレーザー光が被検眼
１６の瞳１６ａを中心にガルバノミラー１３により偏向
され、被検眼の所定部位１６ｂが走査される。走査され
た所定部位からの反射光または蛍光が受光素子で検出さ
れ被検眼の画像情報が取得される。視度に応じてレーザ
ー光の焦点位置が変化するので、それを補正するため
に、ガルバノミラー１３とミラー１２が光軸に平行移動
され、被検眼側に配置されたミラー１４がその半分の移
動量で光軸に平行移動される。この移動によってガルバ
ノミラー１３の被検眼瞳に対する共役関係を一定に保持
しながら、焦点調節が可能になる。この構成では、ガル
バノミラー及びそれに関連する光学部材を用いて焦点調
節を行なっているので、レーザー光の焦点位置を補正す
るのに付加的な光学部材を必要とすることはなく、光量
損失が少なく検出効率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型レーザー検
眼鏡、特に光源としてレーザーを用い、その光ビームを
偏向走査して被検眼の眼底または前眼部等に照射し、被
検眼の所定部位からの反射光または蛍光等を検出して光
電変換処理することにより被検眼の画像情報を得る走査
型レーザー検眼鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生体の眼底の検査は眼科のみならず内科
においても高血圧や糖尿病、脳神経疾患等の診断のため
に有用とされ、従来ハロゲン電球等を光源とした電気検
眼鏡を用いて医師が直接患者の眼底を観察する方法が行
われている。また、眼底カメラと称する特殊写真機を用
いて閃光的照明により患者の眼底像を銀鉛写真のフイル
ム上に撮影して記録することも行われている。更に近年
は、眼底写真機にＣＣＤカメラ等の撮像素子を取り付
け、患者の眼底情報を直接電気信号として取り出しコン
ピューターに記録したり、ＴＶモニター上に表示したり
することも普及している。

【０００３】そのような背景の中で、２０世紀後半の眼
科機器発展の歴史上最も注目されている革新技術の一つ
は、走査型レーザー検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmo
scope：ＳＬＯ）と称せられる電子的な検眼装置であ
る。この走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ）は、微弱なレ
ーザー光を２次的に走査して被検眼の所定部位に照射
し、その反射光を光電子増倍管等の高感度の受光素子に
よって検出して信号処理することにより眼底や硝子体、
または水晶体、角膜等の画像をＴＶモニター上に形成す
る。

【０００４】走査型レーザー検眼鏡は、特に共焦点光学
系（Confocal optical system）の発明によって、画像
のコントラストと解像力を著しく向上させることが可能
となり、その優れた特質と潜在的な可能性とが広く認め
られる様になった。これに関しては、例えば参考文献
（１）[仏国特許ＦＰ−２５５５０３９／米国特許ＵＳ
Ｐ−４８８６３５１／特公平６−１０４１０３／論文、
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｐｔｉｃｓ（Ｐａｒｉｓ）、Ｖ
ｏｌ．１５，ｐ４２５〜４３０，１９８４年］、参考文
献（２）［米国特許ＵＳＰ−４７６４００５／特公平７
−１２１２５４／論文、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃ
ｓ，Ｖｏｌ．２６，ｐ１４９２〜１４９９，１９８７
年］、参考文献（３）[米国特許ＵＳＰ−４８５４６９
２／日本国特許ＪＰ−２６１８９１２／論文、Ｍｅａｓ
ｕｒｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．２，ｐ２８７〜２９２，１９９１
年］等を参照。

【０００５】このような共焦点系（コンフォーカル系）
では、入射光と反射光とを両方同時に走査（二重走査）
して、眼底等の被検眼の所定部位からの反射光をピンホ
ール、またはスリット等の共焦点開口を介して検出する
ことにより、不要散乱光の影響を排除して画像のコント
ラストを著しく向上すると共に、３次元的な空間分解能
を実現した。これら共焦点系の発展として、リアルタイ
ムに眼底の凹凸情報を検出可能にした立体形状測定用の
走査型レーザー検眼鏡や、レーザー光のビデオレート走
査を斬新な構成によって実現可能にした複合走査方式の
走査型レーザー検眼鏡等が発表されている。これに関し
ては、参考文献（４）［米国特許ＵＳＰ−４９００１４
４／特開平１−１１３６０５／論文、視覚の科学Ｖｏ
ｌ．１３，ｐ２２５〜２２９，１９９２年］、参考文献
（５）［米国特許ＵＳＰ−５４３０５０９／特開平６−
２６１８６２］等を参照。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、走査型レーザ
ー検眼鏡の最大の欠点は、その走査型共焦点光学系の複
雑性と高価格なことにある。走査型レーザー検眼鏡で
は、レーザー光を２次元的に走査するために光ビームの
偏向走査手段がＸＹ方向にそれぞれ必要であり、加えて
各種波長のレーザー光源と高感度な光検出器、各光学素
子の間をリレーするための高精度な光学系が必要であ
り、光学調整も複雑微妙で精密な設定が必要となるため
に、システムの低価格化は困難だった。

【０００７】特に、被検眼の眼底、硝子体等の高解像度
の撮像を目的とした場合に、正視、近視、遠視等の個人
によって異なる屈折度数（視度）に合わせて、走査型レ
ーザー検眼鏡におけるレーザー光束の焦点位置と共焦点
開口の位置とを被写体の観察すべき焦点部位に正確に合
わせる必要があり、従来の走査型レーザー検眼鏡ではこ
のフォーカシング調整のために付加的な光学系を必要と
していた。

【０００８】例えば、先に示した参考文献（１）のＦＰ
−２５５５０３９／ＵＳＰ−４８８６３５１／特公平６
−１０４１０３の第１図においては、レーザー光の投光
光路と、光検出器までの受光光路に別々の焦点調整光学
系を採用していた。また参考文献（２）においては、走
査型レーザー検眼鏡において必ず必要なこのフォーカシ
ング光学系について十分な説明をしていなかった。更に
参考文献（３）のＵＳＰ−４８５４６９２／ＪＰ−２６
１８９１２、及び参考文献（４）のＵＳＰ−４９００１
４４／特開平１−１１３６０５等においては、投光受光
の光路に共通して作用する焦点調整方式を示していなか
った。また、参考文献（３）の論文、Ｍｅａｓｕｒｅｍ
ｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ，Ｖｏ１．２，ｐ２８７〜２９２（１９９１年）の第
１図と第２図、更に参考文献（４）の論文、視覚の科学
Ｖｏ１．１３，ｐ２２５〜２２９（１９９２年）の第３
図等においては、光路の中に一対の折り返しミラーを採
用して焦点調整用に供していた。また、参考文献（５）
のＵＳＰ−５４３０５０９／特開平６−２６１８６２の
第１図においては、光路の中に一対の傾けたレンズを採
用して焦点調整用に使用していた。

【０００９】しかし、これら従来技術のいずれにおいて
も、走査型レーザー検眼鏡に最低限必要な光走査手段や
リレー光学系とは別に、焦点調整用として専用の光学部
材（レンズやミラー等）が必要であり、光学システムを
複雑高価にする一因となっていた。また、これら焦点調
整光学系は、被検眼の観察部位に対する高い解像力と観
察部位からの反射光の高い検出効率を要求される走査型
レーザー検眼鏡においては、光学的収差や光量損失の原
因となり、高性能化を妨げる一因ともなっていた。特
に、近年注目されている超微弱な蛍光を観察する応用で
は、数枚のレンズやミラーによる１０〜２０％程度の光
量損失が目的とする蛍光像を観測できるかどうかの分か
れ目となるために、焦点調整用の光学部材を含めた光学
システムの効率向上は装置開発における重要な課題の一
つになっていた。

【００１０】従って、本発明はこのような点に鑑みてな
されたもので、より高性能でより低価格な走査型レーザ
ー検眼鏡を提供することをその課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述した課
題を解決するために、レーザー光源からのレーザー光を
走査して被検眼の所定部位に照射し、被検眼所定部位か
らの反射光または蛍光を受光素子により検出して光電変
換することにより被検眼の画像情報を得る走査型レーザ
ー検眼鏡において、単一または複数の波長のレーザー光
を発生するレーザー光源と、前記レーザー光源からのレ
ーザー光をレーザー光の光軸と直交する方向に偏向して
被検眼の所定部位を走査するための走査手段と、前記走
査手段によってその一部が構成されレーザー光の焦点位
置を被検眼の所定部位に合わせるための手段と、焦点位
置が前記所定部位に合わされたレーザー光で走査される
被検眼からの反射光または蛍光を検出し被検眼の画像信
号を出力する受光素子とを有する構成を採用している。

【００１２】この構成では、走査手段を焦点調節に利用
しているので、レーザー光の焦点位置を補正するのに付
加的な光学部材を必要とすることはない。

【００１３】この焦点調節は、走査手段の被検眼瞳に対
する共役関係が一定に保たれるように行なわれ、そのた
めに、走査手段の移動と連動してその走査手段に関連す
る光学部材の位置を変化させる。例えば、走査手段とレ
ーザー光源側に配置され走査手段にレーザー光をリレー
する光学部材は所定の移動量で光軸に平行移動され、被
検眼側に配置され走査されたレーザー光を被検眼に導く
光学部材はその半分の移動量で光軸に平行移動される。
あるいは、走査手段と走査手段にレーザー光をリレーす
る光学部材を所定の移動量で光軸に平行移動するととも
に、該走査手段にあおりをかけて回転させ、かつ走査さ
れたレーザー光を被検眼に導く光学部材を該あおりに応
じて回転することにより行なわれる。このように、焦点
調節をおこなっても、走査手段の被検眼瞳に対する共役
関係が一定に保たれるので、焦点位置の補正を行ないな
がら眼底を効果的に広範囲に走査することができる。

【００１４】被検眼の所定部位が２次元的に走査される
場合には、被検眼側に位置する走査手段とその走査手段
に関連する光学部材の位置を変化させてレーザー光の焦
点位置が被検眼の所定部位に合わせられる。

【００１５】上述した焦点調節は、手動でも行なうこと
ができるが、被検眼からの反射光または蛍光を検出する
受光素子からの信号に応じて走査手段と該走査手段に関
連する光学部材の位置を制御することにより自動的にレ
ーザー光の焦点位置を被検眼の所定部位に合焦させるこ
ともできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、図面に示す実施の形態に
基づいて本発明を詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施形態による走査型
レーザー検眼鏡の全体構成を示している。図１において
符号１及び２で示すものは、半導体レーザー等のレーザ
ー光源であり、互いに異なる波長の光ビームを射出する
ものである。二つのレーザー光源はそれぞれ、内部にレ
ーザー発振器とコリメーターレンズ等を有し、偏平な平
行光束を射出することができる。レーザー光源１、２か
ら射出した光ビームは波長板３、４を通過し、ミラー
５、ダイクロイックミラー６を介して一本の光ビームに
合成される。

【００１８】レーザー光源１、２はＯＮ／ＯＦＦの切り
替えが可能であり、目的に応じてレーザー波長を選択し
て使用することができる。また波長板３、４は、後の光
学系で規制される偏光面に応じてレーザー光束の偏光方
向を設定するものである。ダイクロイックミラー６を介
したレーザー光源からの光ビームは、ＴｅＯ2（二酸化
テルル）の異方性ブラッグ回折等に基づく超音波光偏向
素子（Ａｃｏｕｓｔｏ−０ｐｔｉｃＤｅｆｌｅｃｔｏ
ｒ：ＡＯＤ）７の矩形状開口に入射する。超音波光偏向
素子７の入射側面にはプリズム８が備えられ、これは超
音波光偏向素子７における光ビームの最適入射角度の光
波長依存性を補正するためのものである。超音波光偏向
素子７は、例えば標準のＴＶ走査に対応した１５．７５
ｋＨｚの走査周波数で、入射光ビームを高速に偏向走査
する。超音波光偏向素子７によって一次元的に高速走査
された光ビームは、複数のシリンドリカルレンズを含む
レンズユニット９を通過して、偏平な光ビームから円形
状の光ビームヘと形状補正される。

【００１９】レンズユニット９を射出した光ビームはビ
ームスプリッター１０で反射され、レンズ１１と凹面ミ
ラー１２を介して、ガルバノメーター１３Ｍに装着され
たミラー（ガルバノミラー）１３で反射して走査され
る。レンズ１１と凹面ミラー１２の間は、光ビームが平
行に走査されるテレセントリック光学系として構成され
ており、またレンズ１１は、光ビームのレンズ表面での
反射光が検出系に混入してフレアーを生ずるのを避ける
ために、少し傾けて設置されている。

【００２０】ガルバノミラー１３は、例えば標準のＴＶ
走査に対応した６０Ｈｚの走査周波数で、光ビームを先
の超音波光偏向素子７による走査方向とは直交する方向
に低速に偏向走査するためのものである。超音波光偏向
素子７とガルバノミラー１３によって２次元的に走査さ
れたレーザー光のラスターは、平面ミラー１４と凹面ミ
ラー１５で反射され、被検眼１６の所定部位（例えば被
検眼瞳１６ａを介して眼底１６ｂ）に照射される。

【００２１】被検眼１６の所定部位１６ｂからの反射光
（または蛍光等）は、被検眼への投射光ビームとは逆方
向に、凹面ミラー１５、平面ミラー１４、ガルバノミラ
ー１３、凹面ミラー１２、レンズ１１を介して導かれ、
ビームスプリッター１０を透過する。被検眼からの反射
光や蛍光は、ビームスプリッター１０の後ろに配置され
た黒点１７とフィルター１８を通過し、レンズ１９、共
焦点開口（スリット）２０、レンズ２１を介して光電子
増倍管等の高感度の光検出器２２で検出される。黒点１
７は、被検眼の角膜反射光を除去するためのものであ
り、フィルター１８は、蛍光観察時に使用するバリアー
フィルター等である。共焦点開口２０は、被検眼を含む
光学系における不要散乱光を排除する役割を果たし、検
出器２２からは被検眼の眼底像等を表示するための高コ
ントラストの映像信号がビデオレートで出力される。

【００２２】図１の光学系においては、被検眼の瞳と共
役な位置は符号Ｐ（Ｐｕｐｉｌｌａｒｙｃｏｎｊｕｇ
ａｔｅ）として、また眼底と共役な位置は符号Ｒ（Ｒｅ
ｔｉｎａｌｃｏｎｊｕｇａｔｅ）として、それぞれ概
略の位置を示している。瞳共役Ｐは、光ビーム走査の旋
回中心に対応しており、眼底共役Ｒは光ビームの焦点位
置に対応したものである。

【００２３】図２は、本発明による走査型レーザー検眼
鏡の焦点調節方式（フォーカシング光学系）の構造原理
を詳しく示した説明図である。レーザー光源からの光ビ
ームは、レンズ１１を通過した後、凹面ミラー１２、ガ
ルバノミラー１３、平面ミラー１４、凹面ミラー１５を
介して被検眼１６に導かれる。

【００２４】図２において、４つのミラー１２〜１５の
間を結ぶ光軸の中心線は、レンズ１１と凹面ミラー１２
の間の光軸中心線（図２では水平線の方向）に対して図
示のごとく互いに一定の角度に保持されている。また、
凹面ミラー１２とガルバノミラー１３は共通して構造部
材２３に固定され、一方平面ミラー１４は別の構造部材
２４に固定されている。構造部材２３、２４は、それぞ
れレール２５の長手方向に沿って平行に移動することに
よりフォーカシング調整が可能である。この場合に、構
造部材２３の移動量に対して、構造部材２４の移動量を
１／２に設定することにより、レーザー走査の旋回中心
を被検眼の瞳位置に固定したまま、光ビームの焦点位置
を移動することができる。

【００２５】すなわち、被検眼が近視の場合は、凹面ミ
ラー１２、ガルバノミラー１３、平面ミラー１４を図示
の１２ａ、１３ａ、１４ａの様にレンズ１１に近接させ
る方向に移動させる。一方、被検眼が遠視眼の場合は、
三つのミラーをそれぞれ図示の１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ
の様にレンズ１１から遠ざける方向に移動させる。この
ミラーの移動により、レンズ１１と凹面ミラー１２の間
に存在する眼底共役位置Ｒ（光ビームの焦点位置）に対
して被検眼の側から見込む距離を自在に調節できる。す
なわち、被検眼の屈折異常に関して例えば、−２０Ｄ〜
＋２０Ｄ（ディオプター）程度の視度補正の範囲内で、
レーザー光の焦点位置を確実に眼底に調整することが可
能である。この様に三つのミラーが移動しても、凹面ミ
ラー１２（１２ａ〜１２ｂ）とガルバノミラー１３（１
３ａ〜１３ｂ）の間の距離は一定に保たれたままであ
る。また平面ミラー１４（構造部材２４）の移動量を、
ガルバノミラー１３と凹面ミラー１２（構造部材２３）
の移動量の半分に設定しておけば、ガルバノミラー１３
（１３ａ〜１３ｂ）から平面ミラー１４（１４ａ〜１４
ｂ）を介して凹面ミラー１５に至る距離が図示の様に一
定に保たれるために、被検眼瞳とガルバノミラーとの共
役関係は不変である。

【００２６】構造部材２３、２４の移動を実現するため
に、図２の実施形態においては、回転比率を２：１に設
定されたギヤーシステム２６，２７がそれぞれの構造部
材に取り付けられている。また、構造部材２３には別の
ギヤーシステム２８が備えられ、その回転ギヤーに取り
付けられたステッピングモーター２９の回転によって、
構造部材２３、２４の連動が可能になる。

【００２７】図３は、図１、図２のシステムとは異なる
本発明の他の実施形態の全体構成を示したものである。
図３において符号３１及び３２で示すものは、図１で説
明した符号１、２の構成と類似のレーザー光源であり、
二つのレーザー光源はそれぞれ、互いに異なる波長の円
形状の平行な光ビームを射出する。レーザー光源３１、
３２から射出した光ビームはミラー３３、ダイクロイッ
クミラー３４を介して一本の光ビームに合成され、目的
に応じてレーザー波長を選択して使用することができ
る。

【００２８】レーザー光源からの光ビームは、レンズ３
５、ミラー３６を介して、ＰｂＭＯ4（モリブデン酸
鉛）等の等方ブラッグ回折に基づく超音波光偏向素子
（Ａｃｏｕｓｔｏ−ＯｐｔｉｃＤｅｆｌｅｃｔｏｒ：
ＡＯＤ）３７の開口に入射する。超音波光偏向素子３７
の前後には楔状プリズム３８Ｉ，３８Ｅが配置され、こ
れらプリズムは超音波光偏向素子に対する光ビームの入
射角と出射角の光波長依存性を補正するためのものであ
る。超音波光偏向素子３７は、例えば標準のＴＶ走査へ
の対応を考慮して７．１６ＭＨｚの走査周波数で、入射
光ビームを高速に偏向走査する。超音波光偏向素子３７
によって一次元的に高速走査された光ビームは、レンズ
３９、４０を通過しビームスプリッター４１で反射さ
れ、共振振動ミラー４２に入射する。

【００２９】共振振動ミラー４２は、駆動用のメカニズ
ム４２Ｍに取り付けられ、入射レーザー光を超音波光偏
向素子３７による走査方向とは直交する方向に、例えば
標準のＴＶ走査への対応を考慮して３．９４ｋＨｚの走
査周波数で、準高速に走査するものである。共振振動ミ
ラー４２によって振動走査された光ビームは、レンズ４
３、４４を介してガルバノミラー４５（図１で説明した
符号１３の構成に対応）に導かれる。レンズ４３とレン
ズ４４の間は、走査光ビームが平行に移動するテレセン
トリック光学系として構成され、またそれぞれのレンズ
は、光ビームのレンズ表面での反射光が検出系に混入し
てフレアーを生ずるのを避けるために、少し傾けて設置
される。

【００３０】ガルバノミラー４５はガルバノメーター４
５Ｍに装着され、例えば標準のＴＶ走査に対応した６０
Ｈｚの走査周波数で、光ビームを先の共振振動ミラー４
２による走査方向とは直交する方向に、また超音波光偏
向素子３７による走査方向とは平行する方向に低速に偏
向走査する。超音波光偏向素子３７、共振振動ミラー４
２、ガルバノミラー４５によって２次元的に走査された
レーザー光のラスターは、平面ミラー４６と凹面ミラー
４７で反射され、被検眼４８の所定部位（例えば被検眼
瞳４８ａを介して眼底４８ｂ）に照射される。

【００３１】被検眼４８の所定部位４８ｂからの反射光
（または蛍光等）は、被検眼への投射光ビームとは逆方
向に、凹面ミラー４７、平面ミラー４６、ガルバノミラ
ー４５、レンズ４４，４３、共振振動ミラー４２を介し
て導かれ、ビームスプリッター４１を透過する。被検眼
からの反射光や蛍光は、ビームスプリッター４１の後ろ
に配置された角膜反射除去用の黒点４９とフィルター５
０（蛍光検出時に挿入）を通過し、レンズ５１、共焦点
開口（ピンホール）５２を介してアバランシェフォトダ
イオード等の高感度の光検出器５３で検出され、被検眼
の眼底の画像信号が出力される。

【００３２】このシステムにおいて、３種類の光走査手
段（超音波光偏向素子３７、共振振動ミラー４２、ガル
バノミラー４５）は、以下の様に動作する。すなわち、
共振振動ミラー４２は光ビームを第１の走査方向に偏向
し、またガルバノミラー４５は光ビームを第１の走査方
向とは直交する第２の走査方向に偏向すると共に、更に
超音波光偏向素子３７が第１の走査方向と直交する方向
にかつ第２の走査方向とは平行する方向に小さい振幅で
高速に偏向させることにより光ビームをジグザグ状に偏
向しながら２次元的に走査している。そのジグザグ状の
変則スキャンにより得られた光検出器５３からの出力信
号は、標準ＴＶ走査の走査線方式に変換することによ
り、被検眼の眼底等の画像をＴＶモニター上にリアルタ
イムに観察することができる。図３におけるレーザー走
査方式に関する詳細は、本発明特許と共通の出願人によ
る米国特許ＵＳＰ−５４３０５０９／特開平６−２６１
８６２を参照されたい。なお、図３では被検眼の瞳と共
役な位置Ｐ、及び眼底と共役な位置Ｒは図示されていな
いが、その位置関係は図１の光学系と同様に考えること
ができる。

【００３３】図４は、図３に対応した走査型レーザー検
眼鏡の焦点調節方式（フォーカシング光学系）の構造原
理を詳しく示した説明図である。レーザー光源からの光
ビームは、レンズ４３を通過した後、レンズ４４、ガル
バノミラー４５、平面ミラー４６、凹面ミラー４７を介
して被検眼４８に導かれる。図４において、レンズ４４
は構造部材５４に固定され、またガルバノミラー４５は
あおり制御機構５５を介して構造部材５４に接続されて
いる一方で、平面ミラー４６は回転制御機構５６に固定
されている。従って構造部材５４をレール５７の長手方
向に沿って平行に移動することによりフォーカシング調
整が可能である。この場合に、構造部材５４の移動に連
動して、あおり制御機構５５でガルバノミラーの設定角
度を調整すると共に、回転制御機構５６を作動してミラ
ー４６の反射角度を調節すれば、レーザー走査の旋回中
心を被検眼の瞳位置にほぼ固定したまま、光ビームの焦
点位置を移動できる。

【００３４】すなわち、被検眼が近視の場合は、レンズ
４４、ガルバノミラー４５、平面ミラー４６を図示の４
４ａ、４５ａ、４６ａの様に調節して、被検眼の側から
見たレンズ４３までの光路長を近接させる方向に変化さ
せる。一方、被検眼が遠視眼の場合は、三つの光学部材
をそれぞれ図示の４４ｂ、４５ｂ、４６ｂの様にレンズ
４３から被検眼までの光路長を遠ざける方向に変化させ
る。このミラーとレンズの動きにより、レンズ４３と４
４の間に存在する眼底共役位置Ｒ（光ビームの焦点位
置）に対して被検眼の側から見込む距離を調節できる。
このミラー等の位置と角度の同時可変によって、被検眼
の屈折異常に関して、例えば−２０Ｄ〜＋２０Ｄ（ディ
オプター）程度の視度補正の範囲内で、レーザー光の焦
点位置を確実に眼底に合わせることが可能である。

【００３５】この様に、三つの光学部材の位置または角
度が変化しても、レンズ４４（４４ａ〜４４ｂ）とガル
バノミラー４５（４５ａ〜４５ｂ）の間の距離は一定に
保たれる。また平面ミラー４６（回転制御機構５６）の
回転量を適切に設定すれば、ガルバノミラー４５（４５
ａ〜４５ｂ）から平面ミラー４６（４６ａ〜４６ｂ）を
介して凹面ミラー４７に至る距離も図示の様に近似的に
一定にできるために、ガルバノミラー４５と瞳の共役関
係をほぼ不変に保つことができる。

【００３６】構造部材５４等を移動するために、図４の
実施形態においては、構造部材５４にはギヤーシステム
５８が備えられ、その回転ギヤーに取り付けられたステ
ッピングモーター５９の回転によって、構造部材５４を
移動させる。構造部材５４の移動と共に、あおり制御機
構５５と回転制御機構５６とをそれぞれ適切な角度に調
整可能な機構等を備えておけば、各光学部材の動きを連
動させることができる。あるいは、あおり制御機構５５
の代わりに、ガルバノミラーの偏向角度を決めるＤＣレ
ベルを構造部材５４の動きに連動して電気的に制御でき
る様にしておいても良い。

【００３７】図５は本発明の装置における、特に図３、
図４の実施形態に対応した電気系の構成の一例である。
図５において、レーザー光源３１（または３２）からの
光ビームは超音波光偏向素子３７、共振振動ミラー４
２、ガルバノミラー４５でそれぞれ偏向走査され、被検
眼４８の眼底等に照射される。ガルバノミラー４５は、
その前後の光学部材４４、４６と共に図４で説明した構
成のフォーカシング光学系６０を構成しており、また３
種類の光走査手段３７、４２、４５は、光偏向器駆動回
路６１によって偏向を制御される。

【００３８】被検眼からの反射光は光検出器５３で検出
されて、増幅回路６２によって所定の信号レベルにまで
増幅された後、信号処理装置６３によってビデオ信号の
走査線方式の変換処理を受けた後、ＴＶモニター６４に
画像が表示される。レーザー光の偏向走査と、走査線方
式の変換処理は同期信号発生器６５から出力される同期
信号によって制御されている。また、ＴＶモニター６４
に出力される映像信号は、必要に応じてコンピューター
静止画記録装置等の画像記録装置６６に所定のフォーマ
ットで記録される。信号処理装置６３における信号処理
の詳細については、先にも引用した米国特許ＵＳＰ−５
４３０５０９／特開平６−２６１８６２を参照された
い。一方、増幅回路６２からの出力信号は、オートフォ
ーカス信号処理回路６７で処理されて、フォーカス位置
が自動的に被検眼の視度を追従する様に、ステッピング
モーター５９を駆動するモーター駆動回路６８を制御す
る。

【００３９】図６は、本発明の走査型レーザー検眼鏡の
光学システムにおける、被検眼所定部位に対するフォー
カス位置と検出信号レベルの関係を示したグラフであ
る。図１または図３の様な共焦点走査型の光学システム
における特性として、レーザー光と検出開口の焦点位置
が被写体に合ったところで検出信号レベルは、図６に示
したように最大値Ｍａｘとなり画像のコントラストも最
大となる。従って、フォーカシング光学系（図５の符号
６０）に備えられたステッピングモーター（図４の５
９、または図２の２９等）を前後に回転駆動して、検出
信号の強度が最大となるようにフィードバック制御を行
えば被写体（被検眼の眼底等）に自動的に合焦させるこ
とが可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による走査
型レーザー検眼鏡では、走査手段を焦点調節に利用して
いるので、例えば視度によりレーザー光の焦点位置を補
正するのに付加的な光学部材を必要とすることはない。
従って、視度補正のために専用の光学部材を導入した場
合に比較して、光量損失が少なく透過効率が高い上に、
表面反射によるフレアーや迷光の問題及び光学的収差の
問題もなく、ＳＮや解像力等の性能を向上させることが
可能である。

【００４１】特に、被検眼から光検出器までの受光系の
光路における光量損失を最小にできるために、走査型レ
ーザー検眼鏡によって微弱な蛍光信号を検出して画像化
する様な応用には、ノイズが低減され、従来検出限界下
にあった情報も可視化できるという点で効果的である。

【００４２】また、光路の構成は単純ながらも広い視度
補正範囲を確保することが可能であり、光学部品の点数
を減らすことができるために、光学調整も容易で低価格
の装置を実現できるといった点で実用性が高い。更に、
フォーカシング方式として構造が簡単で制御機構を付加
することも容易なため、被検眼の所定部位に自動的に焦
点調節して観察可能とする自動合焦機能を備えることも
可能で、機器を臨床的に使用する際の画質や操作性を向
上させることができるといった点で優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる走査型レーザー検眼鏡の光学系
の構成を示す光学図である。

【図２】図１の走査型レーザー検眼鏡のフォーカシング
機構を更に詳細に示した光学図である。

【図３】本発明に係わる走査型レーザー検眼鏡の光学系
の他の構成を示す光学図である。

【図４】図３の走査型レーザー検眼鏡のフォーカシング
機構を更に詳細に示した光学図である。

【図５】本発明に係わる走査型レーザー検眼鏡のフォー
カシングを制御する構成を示したブロック図である。

【図６】フォーカス位置と検出光量の関係を示した線図
である。

【符号の説明】

１、２レーザー光源７超音波光偏向素子１３ガルバノミラー１６被検眼２５レール２９ステッピングモーター３１、３２レーザー光源３７超音波光偏向素子４２共振振動ミラー４５ガルバノミラー４８被検眼５５あおり制御機構５６回転制御機構５７レール５９ステッピングモーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー光源からのレーザー光を走査し
て被検眼の所定部位に照射し、被検眼所定部位からの反
射光または蛍光を受光素子により検出して光電変換する
ことにより被検眼の画像情報を得る走査型レーザー検眼
鏡において、単一または複数の波長のレーザー光を発生するレーザー
光源と、前記レーザー光源からのレーザー光をレーザー光の光軸
と直交する方向に偏向して被検眼の所定部位を走査する
ための走査手段と、走査手段によってその一部が構成されレーザー光の焦点
位置を被検眼の所定部位に合わせるための手段と、焦点位置が前記所定部位に合わされたレーザー光で走査
される被検眼からの反射光または蛍光を検出し被検眼の
画像信号を出力する受光素子と、を有することを特徴とする走査型レーザー検眼鏡。
【請求項２】レーザー光源からのレーザー光を走査し
て被検眼の所定部位に照射し、被検眼所定部位からの反
射光または蛍光を受光素子により検出して光電変換する
ことにより被検眼の画像情報を得る走査型レーザー検眼
鏡において、単一または複数の波長のレーザー光を発生するレーザー
光源と、前記レーザー光源からのレーザー光をレーザー光の光軸
と直交する方向に偏向して被検眼の所定部位を走査する
ための走査手段と、前記走査手段と該走査手段に関連した光学部材の位置を
変化させてレーザー光の焦点位置を被検眼の所定部位に
合わせるための手段と、焦点位置が前記所定部位に合わされたレーザー光で走査
される被検眼からの反射光または蛍光を検出し被検眼の
画像信号を出力する受光素子と、を有することを特徴とする走査型レーザー検眼鏡。
【請求項３】前記所定部位への焦点合わせは、走査手
段の被検眼瞳に対する共役関係が一定に保たれるように
行なわれることを特徴とする請求項２に記載の走査型レ
ーザー検眼鏡。
【請求項４】前記所定部位への焦点合わせは、前記走
査手段と走査手段にレーザー光をリレーする光学部材を
所定の移動量で光軸に平行移動し、走査されたレーザー
光を被検眼に導く光学部材をその半分の移動量で光軸に
平行移動することにより行なわれることを特徴とする請
求項３に記載の走査型レーザー検眼鏡。
【請求項５】前記所定部位への焦点合わせは、前記走
査手段と走査手段にレーザー光をリレーする光学部材を
所定の移動量で光軸に平行移動するとともに、該走査手
段にあおりをかけて回転させ、かつ走査されたレーザー
光を被検眼に導く光学部材を該あおりに応じて回転させ
ることにより行なわれることを特徴とする請求項３に記
載の走査型レーザー検眼鏡。
【請求項６】レーザー光源からのレーザー光を２次元
的に走査して被検眼の所定部位に照射し、被検眼所定部
位からの反射光または蛍光を受光素子により検出して光
電変換することにより被検眼の画像情報を得る走査型レ
ーザー検眼鏡において、単一または複数の波長のレーザー光を発生するレーザー
光源と、前記レーザー光をレーザー光の光軸と直交する方向に偏
向して被検眼の所定部位を走査するための第１の走査手
段と、前記偏向されたレーザー光をレーザー光の光軸及び第１
の走査手段の走査方向と直交する方向に偏向して被検眼
の所定部位を走査するための第２の走査手段と、前記第２の走査手段と該第２の走査手段に関連する光学
部材の位置を変化させてレーザー光の焦点位置を被検眼
の所定部位に合わせるための手段と、焦点位置が前記所定部位に合わされたレーザー光で２次
元的に走査される被検眼からの反射光または蛍光を検出
し被検眼の画像信号を出力する受光素子と、を有することを特徴とする走査型レーザー検眼鏡。
【請求項７】前記所定部位への焦点合わせは、第２の
走査手段の被検眼瞳に対する共役関係が一定に保たれる
ように行なわれることを特徴とする請求項６に記載の走
査型レーザー検眼鏡。
【請求項８】前記所定部位への焦点合わせは、前記第
２の走査手段と該第２の走査手段にレーザー光をリレー
する光学部材を所定の移動量で光軸に平行移動し、走査
されたレーザー光を被検眼に導く光学部材をその半分の
移動量で光軸に平行移動することにより行なわれること
を特徴とする請求項７に記載の走査型レーザー検眼鏡。
【請求項９】前記所定部位への焦点合わせは、前記第
２の走査手段と該第２の走査手段にレーザー光をリレー
する光学部材を所定の移動量で光軸に平行移動するとと
もに、該第２の走査手段にあおりをかけて回転させ、か
つ走査されたレーザー光を被検眼に導く光学部材を該あ
おりに応じて回転させることにより行なわれることを特
徴とする請求項７に記載の走査型レーザー検眼鏡。
【請求項１０】前記レーザー光は第１の走査手段の走
査方向に直線状あるいはジグザグ状に偏向されることを
特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の走査
型レーザー検眼鏡。
【請求項１１】レーザー光源からのレーザー光を走査
して被検眼の所定部位に照射し、被検眼所定部位からの
反射光または蛍光を受光素子により検出して光電変換す
ることにより被検眼の画像情報を得る走査型レーザー検
眼鏡において、単一または複数の波長のレーザー光を発生するレーザー
光源と、前記レーザー光源からのレーザー光をレーザー光の光軸
と直交する方向に偏向して被検眼の所定部位を走査する
ための走査手段と、前記走査手段と該走査手段に関連した光学部材の位置を
変化させてレーザー光の焦点位置を被検眼の所定部位に
合わせるための手段と、焦点位置が前記所定部位に合わされたレーザー光で走査
される被検眼からの反射光または蛍光を検出し被検眼の
画像信号を出力する受光素子と、前記受光素子からの信号に応じてレーザー光の焦点位置
が被検眼の所定部位に合焦するように、前記走査手段と
該走査手段に関連する光学部材の位置を制御する手段
と、を有することを特徴とする走査型レーザー検眼鏡。
【請求項１２】レーザー光源からのレーザー光を２次
元的に走査して被検眼の所定部位に照射し、被検眼所定
部位からの反射光または蛍光を受光素子により検出して
光電変換することにより被検眼の画像情報を得る走査型
レーザー検眼鏡において、単一または複数の波長のレーザー光を発生するレーザー
光源と、前記レーザー光をレーザー光の光軸と直交する方向に偏
向して被検眼の所定部位を走査するための第１の走査手
段と、前記偏向されたレーザー光をレーザー光の光軸及び第１
の走査手段の走査方向と直交する方向に偏向して被検眼
の所定部位を走査するための第２の走査手段と、前記第２の走査手段と該第２の走査手段に関連する光学
部材の位置を変化させてレーザー光の焦点位置を被検眼
の所定部位に合わせるための手段と、焦点位置が前記所定部位に合わされたレーザー光で２次
元的に走査される被検眼からの反射光または蛍光を検出
し被検眼の画像信号を出力する受光素子と、前記受光素子からの信号に応じてレーザー光の焦点位置
が被検眼の所定部位に合焦するように、前記第２の走査
手段と該第２の走査手段に関連する光学部材の位置を制
御する手段と、を有することを特徴とする走査型レーザー検眼鏡。
【請求項１３】前記レーザー光は第１の走査手段の走
査方向に直線状あるいはジグザグ状に偏向されることを
特徴とする請求項１２に記載の走査型レーザー検眼鏡。