JPS6171032A - ヒトの眼の平面的または薄い層状範囲を表示する装置 - Google Patents

ヒトの眼の平面的または薄い層状範囲を表示する装置

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JPS6171032A
JPS6171032A JP60128434A JP12843485A JPS6171032A JP S6171032 A JPS6171032 A JP S6171032A JP 60128434 A JP60128434 A JP 60128434A JP 12843485 A JP12843485 A JP 12843485A JP S6171032 A JPS6171032 A JP S6171032A
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area
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JP60128434A
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ヨーゼフ・ビレ
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/0068—Confocal scanning
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    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念に記載される
ヒトの眼とくにその前部の平面的または薄い層状範囲を
表示する装置に関する。
従来の技術： このような装置は米国特許第４２１３６７８号明細書に
よって公知である。
公知装置は眼底の診断目的に適する表示が得られるいわ
ゆるレーザ検眼鏡である。綱膜へ集束したレーず光束に
よシ秋査面積は点状に走査され、検査面積の個々の点か
ら反射または散乱した光線の強度から検査面積のテレビ
映像表示が得られる。
強度測定に有害ないわゆる角膜反射光線を遮断するため
、被検体から反射して光電検知器へ戻る光線を集束する
集光レンズの直前に反射ミラーが配置され、このミラー
を介して走査光線は眼底へ投射され、集光レンズの中心
範囲すなわち角膜を結像する範囲は反射されて戻るレー
ザ光線の伝播方向に見て遮蔽される。この範囲は網膜か
ら反射されて戻る光線が集光レンズによって捕そくされ
、角膜が反射ミラーへ結像される所定の結像条件下に比
較的小さく保持される。しかし特徴的光学配置の公知装
置を眼の前部の測定に使用する場合、角膜反射の有効な
遮蔽に役立つこの反射ミラーは著しく大きくなければな
らず、それによって検査範囲からの光線のみが集光レン
ズの周辺と反射ミラーの外周縁の間に残る集光レンズの
＃ｆｆｌはリング状の入射ひとみを通過する。しかし公
知装置をこのように使用する場合、検査範囲から戻る光
線のごく一部しかこの円環状入射ひとみを通過しないの
で、ＳＡ比が非常に低下する。それゆえ公知装置は眼底
検査には適するけれど、ヒトの眼の前部の検査には不適
である。
しかし眼自体の種々の変化または病気および物質代謝の
変化は眼の前部の範囲（角膜、前房、水晶体およびその
収容室）の変化をひき起こし、その正確な把握により早
期の診断したがって治療も可能になるので、眼の前部の
形および内部組織に関するできるだけ詳細な情報とくに
たとえば視力矯正に必要なレンズたとえばコンタクトレ
ンズの形成に不可欠と考えられる精密に評価しうる画像
表示が得られる装置が強く要求される。
眼の前部範囲の検査に常用されるスリットランプまたは
それと同等の検査装置（米国特許第４１７０３９８号明
細書参照）は時間を要し、かつ被検者にとって迷惑な□
操作を必要とし、または少数の特殊な使用または診断目
的用に設定されている。
発明が解決しようとする問題点： それゆえ本発明の目的はヒトの眼の前部の包括的検査に
適し、それぞれの検査範囲の精密かつ容易に評価しうる
映像表示を可能にし、その使用の際被検者を煩わさない
首記方式の装置を得ることである。
問題点を解決するための手段： この目的は本発明により特許請求の範囲第１項の特徴部
に記載の特徴によって解決される。
作用： 本発明の゛装置は少なくとも下記の有利な機能を有する
： レーザ走査光束を集束する顕微鏡対物レンズの使用によ
り検査範囲の深さの狭い制限したがって検査範囲の個々
に表示しうる薄い層への高解像度分割が可能が可能に々
シ、この層のたとえば比較観察から診断に適する多数の
情報を得ることができる。本発明の装置は主として顕微
鏡対物レンズの焦点距離によって決定される深さ内でヒ
トの眼の前部の種々の検査に適する。
孔絞りの顕微鏡対物レンズ焦点面とのコンフォーカル配
置により達成される角膜反射のきわめて有効な遮蔽によ
って、検査面積の高い走査周波数によ□る走査を可能に
する高いＳＡ比が達成されるので、診断に必要な映像デ
ータは数分の１秒、遅くとも数秒の短時間で得られ、被
検者は少しも苦痛を感じない。
特許請求の範囲第２項記載の能動ミラーに対しては特許
請求の範囲第３項の特徴によ多走査光路の光束形成光学
系の範囲内の有利な配置が示され、このミラーにより被
検体中の検査平面はその中心位置すなわちミラーの制御
されていない状態と関連する検査平面の受動的位置に対
し数１００μｍ前後にずらす仁とができる。能動ミラー
の屈折力の変化は静電制御力に円滑に追ずいしうるミラ
ー化した膜の静電的制御によって行われる。
このような能動ミラー使用の大きい利点は焦点移動のた
めの摺動のため高価な電気機械的調節駆動装置を必要と
する比較的重いレンズ系の摺動を必要としないことにあ
る。
たとえば０．５〜１０μ鶏の間隔で重なる多数の検査平
面のために求めた画像データ記録の特許請求の範囲第４
項による可能性によシこの画像データのコンピュータ制
御した配列によって被検体の任意の平面または湾曲した
断面の断面表示を得るととができる。１つの走査平面と
次の走査平面の十分小さい間隔および録画装置の十分大
きい能力を前提としてその内容は任意の方向からおよび
任意の断面表示で観察しうる被検体の鮮鋭な空間像を表
わす。
被検体の少なくとも帯域的にとくにコントラストに富む
表示を達成するため特許請求の範囲第５項に記載のよう
に走査光束の強度を制御しながら高くしうれば有利であ
る。
特許請求の範囲第６項の特徴によってその基本的構造が
規定され、特許請求の範囲第７〜１１項の特徴によって
詳細に規定される本発明の装置の有利な実施例により次
の重要々特性および利点が得られる： 断層画像情報を得るために備えた主走査装置に対し非同
期的に低い周波数で走査する付加的走査装置によυ、画
像面積の個々のもしくは多数の個々の範囲に対応する像
点または画像面積にわたって均一に分布する像点に対し
てそれぞれ１つの像点から検知光路へ反射して戻る光線
の空間的分布を規定するいわゆる点像強度分布関数を求
めることができる。点像強度分布関数の解析からまずそ
れぞれ観察する画像要素の走査光線の波長より小さい構
造を推論し、次に幾何光学的境界条件によってあらかじ
め与えられる状態から結像状態が異なる程度を決定する
ことができる。真の点像強度分布関数と理想的結像を示
す点像強度分布関数との比較から能動ミラーを制御する
調節信号を得ることができる。
それによってとのきラーは、被検体自体すなわちその走
査光線が検査平面に集束する前に通過する部分によって
発生する球面または非点収差効果を補正し、それによっ
て結果的に画像面積走査に使用する顕微鏡対物レンズの
焦点面の平面化が可能であり、＃普とんど実際に忠実に
、し九がって量的にも正確に評価しうる画像表示が達成
されるように調節される。これはたとえばコンタクトレ
ンズを使用者の眼へ適合させるため眼の前部の局所的変
化を正確に求めるためとくに重要である。
特許請求の範囲第１２項の特徴、場合により特許請求の
範囲第１３項の特徴との組合せによって与えられる本発
明の装置の形式によれば画像面積走査に対して付加的ま
たは選択的に１検査する組織の層厚を測定することもで
きる。これはたとえばコンタクトレンズの装着が涙膜へ
どのように影響し、どの程度の時間で涙膜を再生しうる
かを確実に判定するため、涙膜の層厚測定の場合にとく
に有利である。
特許請求の範囲第１５項の特徴によって簡単に実現しう
る特許請求の範囲第１４項記載の特徴によって示される
本発明の装置は、眼の水晶体より前の範囲を被検者を苦
しめることなく高い強度の紫外線を検査に使用して作業
しうる利点を有する。これはとくに角膜を眼の前房に対
して仕切る内皮層のコントラストに富む表示のため重要
である。水晶体は紫外線に対して不透過性なので、眼の
網膜の放射負荷は確実に避けられる０眼の角膜および前
房の従来の測定法では測定困難な範囲でとくに高いｓＡ
比を達成することができる。
特許請求の範囲第１６項および場合によシ第１７項の特
徴をとくにその組合せで実施する場合、眼の前部の診断
目的に有用な付加的情報を与えるルミネセンス測定を実
施することもできる０ 特許請求の範囲第１８．１９および２０項の特徴による
本発明の装置の形成に対しても同様であり、これらは選
択的にまだは組合わせて実施し、眼の前部の感偏光検査
を可能にし、それによって再び多数の付加的情報が得ら
れる。
本発明の装置は全体的に簡単な構造で多様な検査とくに
眼の前部範囲を可能にし、所要の測定を非常に迅速に高
精度で実施できるので、患者をとくに保護するように使
用することができる０ 実施例： 次に本発明の実施例を図面により説明する。
第１図に詳細を示す本発明の装置１０はとくに眼の前房
すなわち略示したヒトの眼１１の前部またはその一部を
診断目的のため層状に結像するために使用される。この
装置１０によシたとえば角膜１２め外面を包囲する薄い
涙膜１３、角膜１２自禄および（または）水晶体１４、
またはこれら眼の要素の部分範囲もしくは層の変化をで
きるだけ正確に測定し、これを基礎に眼自体の病気また
は眼の前房範囲の変化をもたらす病気を解明することが
できる。
以下に記載する装置１０の構造的および機能的詳細によ
り同様本発明の対象に属すると考えられるこの方法の利
用法も明らかにされる。
装置１０はその基本構造によればいわゆるレーザ走査形
顕微鏡であり、被検体または検査範囲を行ごとに、かつ
各行内を点状に走査し、とくに角膜１２が眼の前房１８
に接する内皮層内の平面である第１図に顕微鏡対物レン
ズ１７の焦点面によって示される被検範囲１６をテレビ
映像の表示と類似する原理により表示する。
この場合検査範囲１６のはは点状の個々の要素範囲は前
記性または点ラスタ内でレーザ光線により順次照明され
、各要素範囲に対してそこから□出る反射また轄散乱光
線の強度が測定され、光電検知器とくに光電増倍管１９
により各画素に対し別個に検出される。このように検出
した□被検体から戻ったレーザ晃線の強度値は被検体の
光走査と同期的に録画装置２１ヘインプツトされ、そこ
で次の処理（映像表糸□および場合により強度データの
計算処理）のため留保される。
装［１０の光源２２としては波長λｘ＝３２５ｎｍおよ
び２ｇ　”　４４０　ｎｍすなわち近紫外線帯域および
可視スペクトルの紫帯域で光を発するＨｅ　−Ｃｄレー
ザが使用される。
とのレーザ２２は連続的に放射するいわゆるｃｗ−レー
ザである。このＨｅ　−Ｃｄレーザ２２の１次光線は第
１図にはその鎖線で示す中心光線２３および周辺光線２
４．２６で表わされる。
Ｈｅ　−Ｃｄレーザ２２の１次光線２３，２４．２６は
光束断面的１１−の＃１は平行光束である。
全体的に２７で示す光束形成光学系により光束断面を次
の光学的処理のため存在する光学装置へ適合させ、以下
に詳述するレーザ光束の収　　　゛れん作用の方向に調
節することができる。出口２Ｂで入口２９゛より大きい
断面を有する光束形成光学系２７の射出光束゛の周辺光
線は２４′および２６′で示きれる。
光束形成光学系２Ｔめ射出光束２３．２４′、２６′は
全体として３１で示す走査装置へ導かれ、この装置によ
り光束は水平および垂直方向に偏向され、前記走査ラス
タ内での検査範囲１６のＸおよびＹ座標軸方向の走査が
可能になる０ 水平偏向要素として多角形ミラー３２が備えられ、その
小面３３は第１図によれば正８角形を仕切る。しかし代
表的実施例によれば多角形ミラー３２は正多角形配置の
２４の小面３３を有する。
多角形ｔラー３２は電動モータ３４により回転駆動され
、この多角形ミラー３２０回転周波数は′後述の方法で
光電増倍管１９の録画装置２１への出力信号の記録と同
期化され、この録画装置内にデジタルフオルマートの形
で検査範囲１６の映像が記録される。
し〜デ光束２３．２４″、２６’のＹ偏向はレーザ光束
２３，２４″、２６’の矢印３６で示す進行方向に見て
Ｘ偏向装置３２．３４の後方に配置され、水平軸３７を
中心に旋回駆動されるガルバノメータミラー３８にょ如
公知の方法で達成される。− 多角形ミラー３２の小面３３は２つのレンズ３９および
４１により達成されるいわゆるテレセントリック光路内
でガルバノメータミラー３８の反射面４２へ結像される
。このテレセンドリンク光路の出口レンズ４１とがルバ
ノメータミラ−３８の間に配置した反射ミラー４３は単
に好ましい光路の形を達成するため備えられる０ テレセントリックレンズ配置３９．４１に類似のテレセ
ンドリンクレンズ配置４４．４６によりがルパノメータ
ミラー３８の反射面４２は顕微鏡対物レンズ１７の入射
ひとみ４７に結像し、この対物レンズは平行光束または
ほぼ平行の光束として入射ひとみ４７を通過するレーザ
光線を検査平面１６へ集束する。
焦点平面または検査平面１６内に存在する被検体の組織
で反射または散乱したレーザ光線は前記光路へ反射して
戻シ、多角形ミラー３２と光束形成光学系２７の出口２
８の間に配置した部分透過ミラー４８、一般には半透ミ
ラーにより矢印４９の方向に走査光路から取出される。
この取出した光束２３″、２４″、２６’はもう１つの
顕微鏡対物レンズ５１により集束される。
このもう１つの顕微鏡対物レンズ５１の焦点面５２内に
孔絞シ５３が配置され、この絞如は顕微鏡対物レンズ１
７の検査平面１６を形成する焦点平面の、顕微鏡対物レ
ンズ１７の焦点探度範囲に相当する範囲からくるレーザ
光線のみが強度測定に利用する有効光線として孔絞り５
３を通過しうるように光束を制限する。照明光路から泡
出したレーザ光線の進行方向４９に見て孔絞り５３の後
方に、被検体から走査光路へ反射して戻るレーザ光線の
強度に対し正確に比例する出力信号を発する光電増倍管
１９が配置される。
検査平面１６の各要素範囲に対応する光電増倍管１９の
出力信号は多角形ミラー３２０回転またはガルバノメー
タミラー３８の旋回駆動装置５６による旋回運動を適当
に制御する同期装置５４によって制御しながら録画装［
２１に蓄積される。
テレ♂映像スクリンによ）表示しうる検査範囲１６の映
像を得るため、検査面積は普通のテレビ映像を得る場合
と同様５１２ｘ２０４８の像点に分割される。したがっ
て５１２の映像性が走査され、各行内には２０４８の像
点がある。
大きさすなわち像点の水平および垂直方向の拡がりは行
当りの像点の数で割った画像面積の大きさまたは行数に
よって割った像高から得られる。顕微鏡対物レンズ１７
の焦点距離に応じて画像面積の大きさは１００μｍ〜数
μ肩の間を変化し、したがって像点の大きさは０．０５
μｍ〜数μ簿の間を変化する□ 検査範囲１６の走査は画像面積を４０　ｍＢ内に走査す
るような早さで行われ、各２０　ｍｓ内に１つが奇数行
、他が偶数行を含む半映像が走査される。この２つの半
映像は次に公知の方法で互いに重ねられる。
光電増倍管の出力信号の録画装置２１への読込みと多角
形ミラー３２およびガルバノメータミラー３８の走査運
動との同期化はシエツクの科学文献（Ｒ，シエツク、Ｒ
，パーカ、Ｒ，ゾーフレーダ、Ｄ、ヒルマン、Ｒ，シエ
ーマーカおよびＰ、　Ｈ，パルテルスによるジャーナル
オデヒストケミストリおよびシトケミストリ２７．１５
３（１９７９）　（Ｒ，５ｃｈｅｃｋ、　Ｒ，Ｂａｋｅ
ｒ。
Ｒ，Ｂｕｃｈｒｏｅｄｅｒ、　Ｄ、　Ｈｌｌｌｍａｎ、
　Ｒ，８ｃｈｏａｍａｋｅｒ。
ｅＬｎｃｌ　Ｐ、　Ｈ，Ｂａｒｔｅｌｓ、　Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆＨｌｓｔｏｃｈｓｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃ
ｙｔｏｃｈｅｒｎｉｓｔｒｙ　）　）に記載されるよう
な公知法で行われる。
エレクト四オシティカルまたはアクーストオノテイカル
変調器も読込周期と同期化され、この変調器によシ検査
平面１６へ投写するレーザ光線の強度を変調することが
できる。それによって検査面積の範囲を検査面積の残り
の部分より高い強度で照明することができる。これはと
くに個々の範囲を高いコントラストで結像し、しかし被
検体の光線負荷を全体的に低く保持しなければならない
場合に有利である。
時間的に迅速に続いて多数の検査平面１６゜１６″、１
６“を走査しうるように、いわゆる能動ミラー５７が備
えられ、このミラーに電気的制御によって、検査平面１
６のこの平面に対し垂直の位置の変化をあらかじめ選択
した検査平面１６の位置に対し±２００μ肩の範囲内で
可能にする正または負の屈折力を与えることができる。
この能動ミラー５７は制御されない状態では千面建う−
と同様に作用するものである。
能動ミラー５７は顕微鏡対物レンズ１７の入射ひとみ４
７の平面に対応するひとみ平面４７′内に配置される。
このミラーは光束形成光学系２７０部分透過または半潜
ミラー５８を介して照明され、このミラーで焦点距離の
異なる２つの集光レンズ５９および６１を含むテレ七ン
トリックレンズ配置５９．６１によりレーザ２２の射出
光線２３．２４．２６の拡大光束が能動ミラー５７に向
って反射される。能動ミラー５７によって反射された半
透きラー５８を透過する周辺光線２６’　、　２４’で
表わされる光束は光束形成光学系２７のもう１つのテレ
セントリック配置のレンズ６２．６３によりレーザ光束
の前記使用に適する断面に形成され、レーず光束２３．
２４″、２６’はこの断面をもって光束形成光学系２Ｔ
の出口２Ｂから出る。
したがってこれまで説明した装置１０は能動ミ、ラー５
７の目的に応する制御、場合によシブログラム制御によ
りたとえば等間隔に重なる種々の検査平面１６　、１６
’および１６“の走査のために調節することができ、録
画装置２１の十分な容量を前提として映像は全体的に記
録することができる。録画装置２１の内容は全体的に得
た検査範囲の任意の切断面を示すため使用することがで
き、この切断面は重なる検査平面に対し斜めにまたは垂
直に走ることができる。眼の前部の表示に関してはいわ
ゆるスリットランプにより達成しうる表示と同じ情報内
容を有する映像表示が得られる。
検査範囲１６．１６″、および１６＃の前記方式の走査
によってこの検査範囲の達成しうる結像は最適の画像鮮
鋭度を有する平面の前後にある範囲が検出に使用したレ
ーザ光線の強度分布に役立つことから生ずる不鮮明を必
然的に伴う。
しかしとの影響は連続的断層撮影およびそれによって求
めうるその変化によってコンピュータで考慮し、補正す
ることができるので、録画内容のコンぎユータによる後
処理から試験した組織の鮮鋭なコントラストに富む表示
を達成することができる。
これは有利に顕微鏡対物レンズ１７の公知と前提しうる
３次元的伝達機能を使用して行われる。種々の検査平面
に対する一連の断層撮影による映像鮮鋭度のコンピュー
タによる前記補正はあたか吃無限の焦点深度を有する被
検体の鮮鋭な空間的画像を、得る可能性も含む。それは
前記コンー二−タ補正は吃ちろん各断層平面に対して夾
施できるからである。
第１図による装置１０の特徴は顕微鏡対物レンズ１７の
検査平面を形成する焦点平面１６に対する孔絞如５３の
コンフォーカル配置であり、その結果として顕、微鏡対
物レンズ１７によ２て形成しうる画像の焦点深度範囲か
ら出る光線のみが孔絞りを通過することができる。レー
ザ光線の進行方向に見て顕微鏡対物レン゛ズの焦点面１
６の前後にある他の範囲から反射または散乱した光線は
コンフオーカル光路によって孔絞９５３の周辺へ投射さ
れ、したがって光電増倍管１９に対して遮蔽される。
これはとくにたとえば角膜１２の内面に配置された内皮
層のような眼の前部の検査に重要である。この内皮層の
屈折率は眼１１の内皮層に接する前房１８を充てんする
房水とごく少ししか異なら々いので、角膜１２の外面を
蔽う涙膜１３と異なり内皮層は角膜の反射能的％ｏｏの
ごく小さい反射能しか有しない。それにもかかわらず本
発明の装置１０によれば涙膜１３で反射した光線の光電
増倍管出力信号に対する影響は無視することができる。
というのは涙膜１３は装置がたとえば内皮層の走査に調
節されている場合、顕微鏡対物レンズ１７の焦点深度範
囲のはるかに外にあるからであり、その際涙膜１３で反
射した光線の光電増倍管出力信号に対する効果はレーザ
光束２３，２４″、２６’の断面が大きいほど、かつＳ
微鏡対物レンズ１７の焦点距離が小さいほど小さい。
装置１０の代表的設定によれば顕微鏡対物レンズ１７の
焦点距離は５ｘｇｑ開口数は０．９である。顕微鏡対物
レンズ１７によって検査平面１６へ集束するレーず光束
２３．２４″、２６’の直径は６龍までである。
顕微鏡対物レンズ１７および前記光束断面の選択に応じ
て０．５μ扉より小さい分解能が達成される。
涙膜１３、角膜１２および（またけ）角膜を前房１８に
対して仕切る内皮層を検査する場合Ｈｅ　−Ｃｄレーザ
２２の小さい波長λ、に３２５簡の光線で作業する。こ
の光線に対し水晶体１４は不透過性である。
これに反し水晶体１４の組織変化を試験する場合、Ｈｅ
　−Ｃｄレーザ２２から発する波長λ２”４４０ｎｍの
光線が被検体の走査に使用される。
波長λｘ＝３２５ｎｍの光線で検査する場合、眼１１の
感光性網膜を損傷することなく高い強度で作業し、した
がってたとえば内皮層のコントラストに富む映像を形成
することができる。
レーザ光線が検査平面内に集束する前に通過する被検体
の不均質性または不規則性のため、前記には暗黙のうち
に平面と前提した焦点平面は収差および（または）非点
収差効果から生ずる変形を有しうる。このような結像収
差の結果少なくとも帯域的に不鮮明な像が生ずる。この
ような焦点面の変形の影響を補正するため、原理的には
走査装置３１により前述したのと同じ方法で検査画像面
積の部分的または完全な走査を可能にする全体として６
４で示すもう１つの走査装置が備えられる。この走査装
置６４は走査要素として走査光線の進行平面と平行の水
平軸６７を中心に旋回しうる走査光線をＹ偏向する第１
がルバノメータミラ−６６および走査光線の進行平面に
垂直に走る軸６９を中心に旋回するｘＯＡ向すなわち行
側向に作用する第２ガルバノメータミラー６８を含む。
走査光線としてＨｅ　−Ｃｄレーザ２２の射出光束２３
．２４．２６から分岐した分光束２３′。
２４’　、　２　Ｂ’が使用される。この分光束２３ｇ
。
２４’　、　２６’は第１図から明らかな形で第１半透
反射ミラー７１および第２半透反射ミラー７２ならびに
走査装置６４およびもう１つの半透ミラー７３を介して
検査範囲の結像のために設けた光路へ結合し、この走査
光束の結合は第１走査装［３１のがルパノメータζラー
３８と顕微鏡対物レンズ１７の入射ひとみ４７の前に配
置したテレセンドリンクレンズ配置４４．４６の１つの
レンズ４４の間で行われる。
付加的走査に使用する分光束２３′、　２４’　。
２６’の強度はＨｅ　−Ｃｄレーザの射出光束の強度の
約１０チに過ぎない。
第２走査装置６４は走査装置３１に対し非同期的に著し
く低い走査周波数で駆動される。被検体から反射または
散乱によって第２走査装置６４の光路へ反射された光線
は光電受光器の２次元的（２Ｄ）マトリックス配置とく
にダイオードマトリックス７３によってその２次元的空
間強度分布が検出され、その際それぞれ１つの照明され
た画素から反射される光線の強度分布が測定され、次の
処理のため蓄積され、すなわちいわゆる点像強度分布関
数が記録される。このように求めた点像強度分布関数か
ら以下に理解を容易にするためその要点を簡単に説明す
る公知のアルｔリスムを使用して、被検体の一部を透過
する波面の経過の、幾何光学的境界条件により期待され
る理想経過からの偏差を計算することができる。この限
りで点像強度分布関数のその理想経過からの偏差はすで
に診断のために、少なくとも被検体が非典型的変化を伴
うことの指標として評価することができる。点像強度分
布関数を求めることは点像の空間的強度分布から、特徴
的寸法が走査点として照明した画素のそれより小さい組
織を推論しうるのでとくに有用である。
さらに点像強度分布関数から推論しうる走査光線の波面
経過に関する情報は顕微鏡対物レンズ１７の焦点平面ま
たは表面の変形とほん訳すること４でき、この情報によ
転能動ンラー５７をこのよう表変形の補正の方向に制御
する丸めに使用することができる。第２走査装置６４に
よシ得られる画像情報はしたがって能動ミラー５７を制
御するための調節信号を誘導しうるように監視する制御
値として使用することができ、能動ミラーは波面または
顕微鏡対物レンズの焦点平面の前記変形の形で表わされ
る結像収差を正確に第２走査装置６４により走査される
像点または画像範囲によって示される方向へ補正す　　
　゛るように制御される０ 第２走査装置６４により得られる点像強度分布関数のこ
の評価は能動ミラー５７の補正調節に必要な出力信号を
発する調節信号発信器７６を制御するコンピュータ７４
により実施され、コンピュータ７４は録画装置に蓄積し
た強度データをテレビモニタ７７により可能な層または
断面表示に処理するためにも使用することができる。
コンピュータ７４が第２走査装置６４により得た点像強
度分布関数データを処理する計算法を略示する第２図を
参照して簡単に説明する０この方法は反復法の実施にあ
シ、これによればダイオードマトリックス７３により検
出した強度分布（点像関数）Ｉｎ（ｕ、ｖ）（１１＝ダ
イオードマトリックスの行指数、ｖ＝＝列指数）を考慮
しながら顕微鏡対物レンズ１７の入射ひとみ４７の位置
での走査光線の波面の測定した（シ） 強度分布Ｉｎ　（ｕ　、　ｖ　）と一致する経過を計算
する。
その際焦点平面は変形がなく、かつ顕微鏡対物レンズ１
７の入射ひとみ４Ｔの位［（ｘ、ｙ）における光の場が
位相係数ψ。（ｘ、ｙ）によって表わされる平面的波面
を有するという仮定から出発する。検査範囲の走査光線
が通過する部分の代表的構造を含む光学系の伝達関数を
考慮しながら（波面Ｒ（ｘ　、　ｙ　）　−ｅｘｐ　ｉ
　ｋψ。
（ｘ＋　ｙ　）とこの系の伝達関数Ｆのたたみこみ）顕
微鏡対物レンズ１７の焦点面（検査平面１６）内の光場
ｒ口”’；ｉ”５　ｓｘｐ　ｉγ（ｕ、ｖ）の経過を計
算する。振幅係数ｎ■可に測定から得た値ａ１〔いを代
入し、焦点平面のために設定されたこの光場経過へ逆伝
達関数Ｆ−１を適用することによって顕微鏡対物レンズ
１７０入射ひとみ４７にこの場の経過と一致する波面の
経過すなわちこれと一致する位相係数９１（ｘ、ｙ）が
計算される。第１反復過程でこの位相係数は入射ひとみ
の位置における光場の描写に適用さ′れ、再・び前記の
ように顕微鏡対物レンズ１７の焦点平面内の光場が計算
される。さらに振幅係数に測定した強度の平方根が代入
され、新たな位相係数ψｔａ　（ｘ＋　ｙ　）が計算さ
れる。このよりな；反復過程を測定した強度Ｉｍ（−ｕ
、ｖ）が所定の限界内で計算した強度値と一致し、この
方法で顕微鏡対物レンズ１７の入射ひとみ４７の位置に
測定した強度値と一致する波面が決定されるまで繰返す
。
繰返し法から得られる波面を顕微鏡対物レンズ１７の入
射ひとみ４７における理想の場合の場の分布と比較する
ことにより、測定した強度分布が入射ひとみ４７の位置
における理想釣場の分布から得られる焦点平面内の強度
分布と一致するように、コンピュータ７４および調節装
置７６を介・して能動ミラー５７を制御する制御信号を
発することができる。
このようにして光学系の伝達関数を、顕微鏡対物レンズ
１７の焦点平面１６が均一に平滑化され、第１走査装置
２１によシ得られる画像情報が理想的結像条件下に得ら
れる画像情報に相当し、したがって検査範囲の実際に忠
実な結像が得られるように変化することができる。
本発明の装置１０の範囲でさらに第２走査装置６４の光
路内に広帯竣スペクトル分布を有する検査光線を結合す
ることもできる。それによって観察視野の特定範囲とく
に１迅速“画像走査装置３１により検査する範囲の層構
造たとえば涙膜１３および（まだは）角膜１２の光学的
厚さを求めることもできる０この構造の層厚はこの場合
点状に検出され、毎秒１０００の層厚値まで測定するこ
とができる。層厚値はいわゆる白色光干渉の原理により
測定され、組織による干渉波長の測定のためダイオード
列スペクトロメータ７８が備えられ、その入口スリット
７９に被検体から反射された光が半透ミラー８１を介し
て結合される。白色光源としてはＸＢＯランノ（キセノ
ン高圧ランプ）が有利に使用される。
装置１０は光源としてＨｅ　−Ｃｄレーザ２２を使用す
るため、存在するルミネセンス分子の検査範囲における
空間的分布の記録にも使用することができる。そのため
には検出に使用した光線を走査光路から取出す半透ミラ
ー４８′と光電増倍管１９の間にフィルタを配置すれば
十分であり、このフィルタはレーザ２２の励起ＵＶ線お
よび有利にその可視スペクトル帯域内で発する光線に対
しても不透過性であるけれど、被検体から出るルミネセ
ンス線に対しては透過性である。ルミネセンス線の測定
はとくに房水中の螢光タン白質の分布測定のために有利
である。
ルミネセンス測定に適するフィルタ８２は第１図に点線
で示すように有利に半透ミラー４８とレンズ５１の間に
配置され、このレンズの焦点面５２に孔絞り５３がある
。被検体に偏光性組織を認め、かつ結像しうるように、
本発明の装置１０の範囲で略示した走査光路２３．２４
内で同時に偏光光線で作業する場合、第６図に示す感偏
光検知装置８３を使用することもできる。
特殊な方法によれば、いずれにせよ偏光したしく４０） −デ光線の一定の偏光状態を調節するため、走査光路２
４，２６へ方位角の配向を調節しうるλ／４板８４が配
置される。検光子として同様方位角の配向を調節しうる
もう１つのλ／４板８板上６用され、このλ／４板８板
上６結合ミラー４８と強度測定のため使用する光１に検
知器１９および（または）１９′の間に配置され、その
強度を表わす出力信号は録画装置１２１に記録すること
ができる。第６図に実線で示すように検知器として１つ
のみの光電増倍管１９および２つのλ／４板８４．８６
を備えている場合、とのλ／４板は同じ偏光状態に調節
され、光電増倍管１９により検出した強度は偏光子８４
および検光子８６によってきめられた配向状態にある偏
光性組織の頻度の尺度である。偏光子８４および検光子
８６の調節の同方向の変化によってこのような偏光性組
織の種々の配向を検査範囲に検出し、結像することがで
きる。検光子８６として使用するλ／４板に対し選択的
に第６図に破線で示すように偏光依存の光線分割器８７
を光（Ａｉ　） 電増信管１９およびもう１つの光電増倍管１９′ととも
に使用することができ、その際被検体から感偏光光線分
割器へ達する光線の互いに垂直の偏光成分はそれぞれ検
知器１９および１９′の１つへ導かれる。２つの検知器
１９および１９′から与えられる強度信号の組合せによ
り一定の偏光状態の識別、したがって偏光子８４の調節
によってあらかじめ与えうる走査光線の偏光状態との組
合せで再び被検体中の偏光性組織の配向を認識すること
ができる。感情光性検知装置は未知の経過の組織とくに
眼のいわゆる実質（Ｓｔｒｎｍａ　）を検知および結像
するため有利である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の有利な実施例の光路図、第２図
は点像強度分布関数およびこれから得られる調節信号を
評価するだめのコンピュータ処理を示すブロック図、第
６図は第１図装置に使用しうる感情光性検知装置の原理
を示す光路図である。 １１・・・ＩＮ、１２・・・角膜、１３・・・涙膜、１
４・・・水晶体、１６・・・検査平面、１７・・・対物
レンズ、１８・・・前房、１９・・・光電増倍管、２１
・・・録画装置、２２・・・レーザ光源、２７・・・光
束形成光学系、３１・・・走査装置、３２・・・多角形
ミラー、３８・・・ガルバノメータミラー、４７・・・
入射ひとみ、５１・・・対物レンズ、５３・・・孔絞り
、６４・・・第２走査装置、６６．６８・・・ガルバノ
メータミラー、７３・・・ダイオードマトリックス、７
４・・・コンピュータ、７６・・・調節信号発信器、７
７・・・テレビモニタ、７８・・・スペクトロメータ、
ｘＢＯ・・・白色光源、８４・・・偏光子、８６・・・
検光子手続補正書（方式） 昭和６０年１０月　７　日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、標準のテレビ規準に相当する行および列ラスタ内で
    ラスタ区画に相当する画素の遂次照明およびそれぞれ照
    明された画素から光電検知装置へ反射または散乱した光
    線の強度測定に役立つ電気的に制御しうる光学的走査装
    置ならびに角膜または涙膜で反射した光線を検知光路か
    ら遮断する装置を有し、走査装置の範囲に光源としてレ
    ーザを備え、その射出光束を０．５μｍより小さい直径
    の焦点へ集束しうる、ヒトの眼の平面的または薄い層状
    範囲を表示する装置において、レーザ光束（２３、２４
    ′、２６′）を検査範囲（１６）へ集束するため顕微鏡
    対物レンズ（１７）を備え、このレンズが検査光線を検
    査範囲へ検査範囲の層厚に相当する小さい焦点深度をも
    つて集束し、検知光路が照明または走査光路の一部によ
    つて形成され、この光路から光線分割器（４８）により
    光源（２２）の方向へ反射して戻る光線の一部を強度測
    定のため取出すことができ、顕微鏡対物レンズ（１７）
    の焦点面（１６）とコンフオーカル配置で、反射して戻
    る光線の進行方向に見て光線分割器（４８）と検知装置
    （１９）の間に孔絞り（５３）を備え、この絞りを顕微
    鏡対物レンズ（１７）を介する結像の焦点深度範囲から
    くる光線のみが通過することを特徴とするヒトの眼の平
    面的または薄い層状範囲を表示する装置。 ２、照明光路が屈折力を電子的に制御しうる能動ミラー
    （５７）を有し、その制御によつて検査平面（１６、１
    ６′、１６″）の顕微鏡対物レンズ（１７）の主面から
    の距離を変化しうる特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、能動ミラー（５７）が走査光線の光束断面を顕微鏡
    対物レンズ（１７）の入射ひとみ （４７）に適合させるため備えた、テレセントリツク入
    口光学系（５９、６１）およびテレセントリツク出口光
    学系（６２、６３）を有する光束形成光学系（２７）の
    範囲内で顕微鏡対物レンズ（１７）の入射ひとみ（４７
    ）の平面に対応するひとみ平面（４７′）に配置されて
    いる特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、被検体照明走査の行列制御と同期的に制御される録
    画装置（２１）を備え、この中に検査平面（１６、１６
    ′、１６″）の個々の像点に対して測定した反射して戻
    る光線の強度値を多数の検査平面に対して記録しうる特
    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。 ５、エレクトロオプチカルまたはアクーストオプチカル
    変調器（５６）を備え、その検知器信号の録画装置（２
    １）への読込周期と同期的の制御によつて走査光束（２
    ３、２４′、２６′）の強度を変化する特許請求の範囲
    第１項から第４項までのいずれか１項に記載の装置。 ６、標準のテレビ規準に相当する行および列ラスタ内で
    ラスタ区画に相当する画素の逐次照明およびそれぞれ照
    明された画素から光電検知装置へ反射または散乱した光
    線の強度測定に役立つ電気的に制御しうる光学的走査装
    置ならびに角膜または涙膜で反射した光線を検知光路か
    ら遮断する装置を有し、走査装置の範囲に光源としてレ
    ーザを備え、その射出光束を０．５μｍより小さい直径
    の焦点へ集束しうる、ヒトの眼の平面的または薄い層状
    範囲を表示する装置において、レーザ光束（２３、２４
    ′、２６′）を検査範囲（１６）へ集束するため顕微鏡
    対物レンズ（１７）を備え、このレンズが検査光線を検
    査範囲へ検査範囲の層厚に相当する小さい焦点深度をも
    つて集束し、検知光路が照明または走査光路の一部によ
    つて形成され、この光路から光線分割器（４８）により
    光源（２２）の方向へ反射して戻る光線の一部を強度測
    定のため取出すことができ、顕微鏡対物レンズ（１７）
    の焦点面（１６）とコンフオーカル配置で、反射して戻
    る光線の進行方向に見て光線分割器（４８）と検知装置
    （１９）の間に孔絞り（５３）を備え、この絞りを顕微
    鏡対物レンズ（１７）を介する結像の焦点深度範囲から
    くる光線のみが通過し、さらに検査面積（１６）の像点
    から反射された光線の空間的強度分布（点像強度分布関
    数）を求めうる付加的走査装置 （６４）を備えていることを特徴とするヒトの眼の平面
    的または薄い層状範囲を表示する装置。 ７、測定した強度分布と結像光学系の設定により期待さ
    れる理想的強度分布との比較から能動ミラー（５７）を
    結像収差補正の方向に制御するための調節信号を発する
    比較装置を備えている特許請求の範囲第６項記載の装置
    。 ８、点像強度分布関数を決定するためマトリツクス配置
    の多数の光電受光器（７３）を備え、その後方にコンピ
    ユータ（７４）が配置され、このコンピユータがマトリ
    ツクス配置の受光器（７３）の強度を指示する出力信号
    を処理して能動ミラー（５７）を結像収差補正の方向に
    制御するため必要な信号を発する特許請求の範囲第６項
    または第７項記載の装置。 ９、第２走査装置（６４）へ結合する光線が半透ミラー
    （７０）によつてレーザ光源（２２）の射出光束（２３
    、２４、２６）から分岐し、第２走査装置（６４）へ結
    合する光束（２３″、２４″、２６″）の強度がレーザ
    射出光束（２３、２４、２６）の強度の１／１０〜１／
    ３のみである特許請求の範囲第６項から第８項までのい
    ずれか１項に記載の装置。 １０、第２走査装置（６４）へ結合する光線の強度を固
    有の変調装置により調節しうる特許請求の範囲第６項か
    ら第９項までのいずれか１項に記載の装置。 １１、第２走査装置へ結合する光線が光源（２２）と第
    １変調器（５６′）の間に配置した半透ミラーにより光
    源（２２）の射出光束から分割可能であり、第２走査装
    置（６４）の変調装置（５６″）が半透ミラーの後方に
    配置されている特許請求の範囲第９項または第１０項記
    載の装置。 １２、第２走査装置（６４）へ広帯域スペクトル分布を
    有する検査光束を結合することができ、第２走査装置（
    ６４）の分割光路へ入つた光線のスペクトル強度分布を
    検知しうるスペクトロメータ（７８）を備えている特許
    請求の範囲第６項から第１１項までのいずれか１項に記
    載の装置。 １３、装置（１０）の白色光検査分光路に備えたスペク
    トロメータ（７８）が検査光線の波長依存の回折に役立
    ち、このスペクトロメータ（７８）の範囲に検知装置と
    して多数の光電検知器が列配置で備えられている特許請
    求の範囲第１２項記載の装置。 １４、検査面積（１６）の走査のため備えた光源（２２
    ）が明らかに異なる波長λ＿１およびλ＿２の少なくと
    も２つの放出帯域を有し、中心波長λ＿１の１つの放出
    帯域が近紫外線帯域（３００〜４００ｎｍ）にあり、中
    心波長λ＿２の他の放出帯域が可視スペクトル帯域（λ
    ＞４００ｎｍ）にある特許請求の範囲第６項から第１３
    項までのいずれか１項に記載の装置。 １５、光源（２２）として波長λ＿１＝３２５ｎｍおよ
    びλ＿２＝４４０ｎｍを放出するＨｅ−Ｃｄレーザを備
    えている特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６、画像面積走査装置（２２、３１）の範囲にルミネ
    センス測定装置を備え、この装置によつて選択的にまた
    は反射して戻る走査光線の検知と同時に紫外線励起によ
    つて被検体から誘起されたルミネセンス放射の分布も検
    知および表示しうる特許請求の範囲第１４項または第１
    ５項記載の装置。 １７、第１走査装置（３１）の検知器（１９）へ通ずる
    検知光路の分光路にフイルタ（８２）が配置され、また
    はこの分光路へ導入可能であり、このフイルタがレーザ
    光線の紫外線成分を遮断するけれど、ルミネセンス放射
    に対して透過性である特許請求の範囲第１６項記載の装
    置。 １８、標準のテレビ規準に相当する行および列ラスタ内
    でラスタ区画に相当する画素の逐次照明およびそれぞれ
    照明された画素から光電検知装置へ反射または散乱した
    光線の強度測定に役立つ電気的に制御しうる光学的走査
    装置ならびに角膜または涙膜で反射した光線を検知光路
    から遮断する装置を有し、走査装置の範囲に光源として
    レーザを備え、その射出光束を０．５μｍより小さい直
    径の焦点へ集束しうる、ヒトの眼の平面的または薄い層
    状範囲を表示する装置において、レーザ光束（２３、２
    ４′、２６′）を検査範囲（１６）へ集束するため顕微
    鏡対物レンズ（１７）を備え、このレンズが検査光線を
    検査範囲へ検査範囲の層厚に相当する小さい焦点深度を
    もつて集束し、検知光路が照明または走査光路の一部に
    よつて形成され、この光路から光線分割器（４８）によ
    り光源（２２）の方向へ反射して戻る光線の一部を強度
    測定のため取出すことができ、顕微鏡対物レンズ（１７
    ）の焦点面（１６）とコンフオーカル配置で、反射して
    戻る光線の進行方向に見て光線分割器（４８）と検知装
    置（１９）の間に孔絞り（５３）を備え、この絞りを顕
    微鏡対物レンズ（１７）を介する結像の焦点深度範囲か
    らくる光線のみが通過し、少なくとも１つの偏光調節要
    素（８４）を備え、これによつて被検体の走査に使用す
    る光束（２４、２６）の種々の偏光状態を調節可能であ
    り、検知装置の範囲に検光子として使用する出口偏光器
    （８６；８７）を備え、この偏光器自体が被検体から反
    射して戻る光線を一定の偏光状態へ調節し、または調節
    しうることを特徴とするヒトの眼の平面的または薄い層
    状範囲を表示する装置。 １９、入口偏光器（８４）および出口偏光器（８６）を
    同じ偏光状態へ調節しまたは調節可能である特許請求の
    範囲第１８項記載の装置。 ２０、検知装置（１９、１９′）が被検体から反射して
    戻る光線の偏光状態を表わす組合せ出力信号を発する特
    許請求の範囲第１８項または第１９項記載の装置。
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