JPH11253403A

JPH11253403A - 眼科装置

Info

Publication number: JPH11253403A
Application number: JP10061797A
Authority: JP
Inventors: Koji Obayashi; 康二大林; Shu Yoshizawa; 周吉澤; Koji Kobayashi; 幸治小林
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-21
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: JP3964035B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被験者に負担を与えることなく、測定個所が
明瞭に判る観察像が得ることができる眼科装置を提供す
る。【解決手段】ＬＤ１が出力する赤外光を走査するため
のガルバノミラー１６、１８を含む共焦点光学系を有す
る被検眼５０の眼底を観測する観測系と、ＳＬＤ２６か
ら出力される干渉長の短い低コヒーレント光を、当該共
焦点光学系を利用して被検眼５０に導入することによっ
て、被検眼５０の断面像を得る測定系とを、眼科装置に
具備させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉長の短い低コ
ヒーレント光を利用して、眼の断層像を得るための眼科
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】眼の断層像を得るための装置として、オ
プティカル・コヒーレント・トモグラフィ（ＯＣＴ）と
呼ばれる、干渉長の短い低コヒーレント光を光源とし、
干渉計を利用して断層像を得る方法を用いた計測装置
（以下、ＯＣＴ装置と表記する）が知られている。ＯＣ
Ｔ装置によれば、被検眼が散瞳しない赤外光を用いて、
精度の高い、眼の断層像を測定することができるが、ど
の部位を測定するかの決定、すなわち測定前後の観察時
には、測定用光学系とは別に眼底カメラやスリットラン
プの原理を用いた観察光学系を装置に付加して被検眼を
観察している。なお、ＯＣＴの詳細については、D.Huan
g et al.,"Optical Coherence Tomography",Science 19
91,254, pp.1178-1181などを参照されたい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＯＣＴ装置を用いて眼
の断層像を得る際には、断層像を測定する部位を決定す
ることが必要である。このため、ＯＣＴ装置には、通
常、眼底の観察を行うための機能も設けられている。し
かしながら、従来のＯＣＴ装置に付加されたこの機能
は、被験者に負担を与えることなく、測定個所が明瞭に
判る観察像を得ることができるものとはなっていなかっ
た。

【０００４】例えば、赤外光を眼に照射してその反射光
を可視化することによって眼底の観察を行う機能を備え
た従来のＯＣＴ装置では、眼底観察が被験者の負担とな
ることはないが、赤外光は網膜内部への浸透性が良い光
であるので、表示される眼底像が眼底表面よりも内側の
ものとなってしまう。すなわち、当該ＯＣＴ装置は、測
定部位決定の際に重要となる黄斑部の場所が判りにくい
観察像しか得ることができない装置となっていた。

【０００５】また、可視光を用いて観察を行う機能を備
えた従来のＯＣＴ装置では、可視光は眼底表面での反射
性が良い光であるため、眼底表面の観察像を得ることは
できる。しかしなから、縮瞳を防ぐ必要上、その光量を
相当弱くしなければならないので、当該ＯＣＴ装置は、
明確な観察像を得ることができない装置となっていた。
なお、散瞳剤を使用すれば、明確な観察像が得られるこ
とにはなるが、この場合、被験者に負担を課することに
なってしまう。

【０００６】そこで、本発明の課題は、被験者に負担を
与えることなく、測定個所が明瞭に判る観察像が得るこ
とができる眼科装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、眼科装置を、（イ）レーザビームの走
査を行うための走査手段を含む共焦点光学系と、（ロ）
共焦点光学系を利用して、観察用レーザ光を被検眼の所
定面上を走査させるとともに、観察用光レーザ光の被検
眼の所定面からの反射光の強度を検出することによっ
て、所定面の観察像を形成する観察像形成手段と、
（ハ）観察像形成手段で形成された観察像を表示装置の
画面に表示する観察像表示手段と、（ニ）赤外光であ
り、干渉長の短い測定用低コヒーレント光を光源とし、
干渉計を利用した測定を被検眼に対して行う測定手段と
を用いて構成する。

【０００８】すなわち、本発明では、赤外光の透過性が
よい眼底表面を、無散瞳で観察できるようにするため
に、眼科装置に、いわゆる、共焦点レーザ走査顕微鏡と
しての機能を付与する。

【０００９】本発明の眼科装置を実現する際には、測定
手段として、干渉長の短い低コヒーレント光を被検眼の
測定位置に導入するために、共焦点光学系内の走査手段
を用いる手段を採用しておくことが望ましい。このよう
な測定手段を採用すれば、少ない数の光学部品で眼科装
置の光学系を形成できることになる。従って、上記測定
手段を採用した眼科装置は、被験者に負担を与えること
なく測定個所が明瞭に判る観察像が得ることができ、か
つ、安価に製造できる装置となる。

【００１０】さらに、表示装置の画面内の点を指定する
ための点指定手段と、観察像表示手段によって表示装置
の画面に観察像が表示されている状態で、点指定手段を
用いて表示装置の画面内の２点が指定されたときに、観
察像の、当該２点を結ぶ線分上に表示されている部分を
特定する特定手段と、この特定手段で特定された部分の
測定を測定手段に行わせる測定制御手段とを付加しても
良い。

【００１１】これらの手段を付加した眼科装置によれ
ば、測定部位の指定が容易に行えることになる。なお、
本発明の眼科装置を実現するに際して、特定手段等を付
加する場合には、測定制御手段として、観察像形成手段
に観察像を形成させてその観察像を記憶した後、測定手
段に特定手段で特定された部分の測定を行わせ、その測
定の完了後、観察像形成手段に観察像を形成させてその
観察像を記憶する手段を採用しても良い。

【００１２】また、特定手段等を設けることなく、観察
像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶した
後、測定手段に測定を行わせ、その測定の完了後、観察
像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶する
測定制御手段を付加することによって、本発明の眼科装
置を実現しても良い。

【００１３】このような測定制御手段を付加した眼科装
置を用いれば、測定手段による測定中の眼球運動を容易
に検出することができることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、実
施例に基づき、具体的に説明する。図１に、本発明の一
実施例による眼科装置が備える光学系の構成を、図２
に、実施例の眼科装置の全体構成を示す。

【００１５】図１に示してあるように、実施例の眼科装
置の光学系には、眼科装置を、半導体レーザ（ＬＤ）１
を光源とし、被検眼５０を測定対象とした、いわゆる、
共焦点レーザ走査顕微鏡として機能させるための光学系
（ＬＤ１から対物レンズ１９までの要素からなる光学
系；以下、観察用光学系と表記する）が含まれている。

【００１６】さらに、眼科分野の光学系には、干渉長の
短い低コヒーレント光の光源としてスーパールミネッセ
ントダイオード（ＳＬＤ)２６、光合分波器２７、移動
機構（図２参照）によってその位置が移動可能なミラー
３１等からなる光学系（リレーレンズ２１からミラー３
１までの要素からなる光学系；以下、光干渉系と表記す
る）も含まれている。光干渉系は、観察用光学系の一部
を成す、レーザ光のスポット位置の制御を行うための光
学系（フォーカシングミラー部１４から対物レンズ１９
までの光学系；以下、走査光学系と表記する）を、ダイ
クロイックミラー（ＤＭ）１３を介して利用できるよう
に眼科装置内に設けられている。すなわち、光干渉系と
ＤＭ１３と走査光学系とによって、眼科装置を、ＳＬＤ
２６を光源とした、ＯＣＴにより被検眼５０の断層像を
得る装置として機能させるための光学系（以下、測定用
光学系と表記する）が実現されている。

【００１７】そして、図２に模式的に示してあるよう
に、実施例の眼科装置は、この光学系に、各種のドライ
バ並びに信号処理回路、それらを統合的に制御する制御
装置４０等が付加された装置となっている。

【００１８】以下、これらの図を用いて、実施例の眼科
装置の動作、並びに、眼科装置の各構成要素の機能（役
割）を具体的に説明する。上述した説明から明らかなよ
うに、本眼科装置は、ＬＤ１が出力する低コヒーレント
光（以下、観察用レーザ光と表記する）とＳＬＤ２６が
出力する低コヒーレント光（以下、計測用低コヒーレン
ト光と表記する）とを被検眼５０に導入できるように構
成されている。ただし、眼科装置は、両レーザ光が被検
眼５０に導入されている状態で動作することはなく、少
なくとも一方のレーザ光は被検眼５０に導入されていな
い状態で動作する。

【００１９】すなわち、眼科装置は、観察用レーザ光の
みが被検眼５０に導入された状態、計測用低コヒーレン
ト光のみが被検眼５０に導入された状態、両方の光が被
検眼５０に導入されていない状態のいずれかで動作す
る。そして、眼科装置は、それらの状態間の遷移が、Ｌ
Ｄ１とＳＬＤ２６にそれぞれの光を出力させたまま、音
響光学変調器（ＡＯＭ）３と光シャッタ２４の動作状態
を変化させることにより行われる装置となっている。

【００２０】例えば、眼科装置に電源が投入された際、
制御装置４０は、ＬＤ１並びにＳＬＤ２６にそれぞれの
光の出力を開始させるとともに、ＡＯＭ３がＬＤ１から
のレーザ光をカットすることになる制御信号のＡＯＭ用
ドライバ３３への供給と、光シャッタ２４がＳＬＤ２６
からの低コヒーレント光をカットすることになる制御信
号の光シャッタ２４への供給とを開始する。すなわち、
制御装置４０は、眼科装置の動作状態を、両方の光が被
検眼５０に導入されていない状態であってガルバノミラ
ー１６、１８が駆動されていない状態（以下、初期状態
と表記する）とする。

【００２１】その後、制御装置４０は、入力装置４１
（キーボード、マウス）からの信号を監視する状態に移
行し、測定開始指示が与えられたことを検出した際に
は、被検眼５０の眼底５１の像を、モニタ装置４２のス
クリーン上にほぼリアルタイムで表示するための眼底観
察用制御処理を開始する。

【００２２】眼底観察用制御処理の開始時、制御装置４
０は、ＡＯＭ用ドライバ３３へ供給している制御信号の
レベルを変更することによって、ＡＯＭ３に、ＬＤ１の
出力するレーザ光を減衰させたレーザ光を出力させる。
また、ガルバノメータ（ＧＭ）用ドライバ３５、３６
に、それぞれ、ガルバノミラー１６、ガルバノミラー１
８の駆動（駆動パターンについては後述する）を開始さ
せる。

【００２３】これらの制御の結果、観察用レーザ光が、
レンズ２、ＡＯＭ３を通った後、ハーフミラー４によっ
て、光検出器（ＰＤ）５とビーム整形用光学系６に導入
される。

【００２４】ＰＤ５の出力は、ＡＯＭ用ドライバ３３
（図２参照）によって、ＡＯＭ３のフィードバック制御
に用いられる（ＡＯＭ用ドライバ３３は、ＰＤ５の出力
が制御装置４０からの制御信号のレベルに応じたレベル
となるように、ＡＯＭ３を制御する回路となってい
る）。

【００２５】ビーム整形用光学系６に導入された観察用
レーザ光は、穴あきミラー７を通過し、ＤＭ１３で反射
されて、走査光学系に導入される。走査光学系に導入さ
れた（ＤＭ１３で反射された）観察用レーザ光は、ピン
ホール１１の位置を、眼底５１の共役位置に一致させる
ためのフォーカッシングミラー部１４、球面ミラー１
５、ガルバノミラー１６、球面ミラー１７、ガルバノミ
ラー１８でそれぞれ反射され、対物レンズ１９を通過し
て、被検眼５０に導入される。上述したガルバノミラー
１６、１８の駆動パターンは、このような経路で被検眼
５０に導入される観察用レーザ光によって、被検眼５０
の所定面が、所定時間毎に、ラスタースキャンされるよ
うに設定されている。

【００２６】被検眼５０に導入された観察用レーザ光
は、被検眼５０の各部で拡散・反射される。その拡散・
反射の結果、対物レンズ１９方向に戻された観察用レー
ザ光は、入射時と同じ経路を逆に辿り、穴あきミラー７
に至る。そして、穴あきミラー７で反射された観察用レ
ーザ光が、集光レンズ８を通って、外乱光を除去するた
めのフィルタであり、その中央部に光不透過部が設けら
れた干渉フィルタ９、その中央部に光不透過部１０が設
けられた透過ガラス（光不透過部１０のみを図示してあ
る）、眼底共役位置に配置されたピンホール１１を通っ
て、アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）１２に導入
される。

【００２７】なお、集光レンズ８、ＡＰＤ１２間にピン
ホール１１等を設けているのは、ＡＰＤ１２に、眼底像
の形成に必要な光のみが入射されるようにするためであ
る。すなわち、穴あきミラー７で反射された光には、観
察用レーザの、眼底５１の所定面における反射光の他
に、眼底像を劣化させる反射光である、被検眼５０の角
膜における反射光、対物レンズ１９における反射光、眼
底５１の所定面以外における反射光が含まれている。こ
のため、本眼科装置では、光不透過部を備えた干渉フィ
ルタ９を設けることにより、角膜からの反射光がＡＰＤ
１２に入射されないようにしている。また、光不透過部
１０を設けることによって、対物レンズ１９からの反射
光がＡＰＤ１２に入射されないように、ピンホール１１
を設けることによって、ＡＰＤ１２に、眼底５１の所定
面以外の部分からの反射光が極力入射されないように
（眼底５１の所定面からの反射光のみが入射されるよう
に）している。

【００２８】ＡＰＤ１２の出力は、観察信号処理回路３
４によって、ノイズが除去された後、ガルバノミラー１
６の走査周期に応じた周期でデジタル信号に変換され
る。制御装置４０は、当該デジタル信号を、ガルバノミ
ラー１６、１８の走査周期に応じて処理することによ
り、モニタ装置４２に眼底像を表示させる。

【００２９】眼科装置の操作者は、モニタ装置４２に表
示される眼底像を見ながら、必要である場合にはフォー
カスミラー部１４の位置を調整することによりフォーカ
スを合わせる。そして、操作者は、入力装置４１（マウ
ス）を用いて、断層測定を行う部分の両端の位置をモニ
タ装置４２に表示されている眼底像上で指定した後、Ｏ
ＣＴ計測の実行を指示する。

【００３０】眼底観察用制御処理の実行中に上記指定が
行われたことを検出した際、制御装置４０は、ＡＯＭ用
ドライバ３３に供給する制御信号を、観察用レーザ光の
スポットが、被検眼５０の、指定された２点を結ぶ線分
に対応する部分上に位置するときに、ＡＯＭ３から出力
されるレーザ光のレベルが所定レベルまで低下すること
になる制御信号に切り替える。

【００３１】すなわち、制御装置４０は、図３に模式的
に示したように、断面測定が行われる部分４６が明暗に
よって識別できる観察像４５がモニタ装置４２に表示さ
れるように、ＡＯＭ３から出力されるレーザ光に強度変
調をかける。なお、図３は、ＯＣＴ計測完了時のモニタ
装置４２の表示内容の一例を示した図であり、上記測定
断面の指定完了時にモニタ装置４２に表示されるのは、
観察像４５だけである。

【００３２】この後、ＯＣＴ計測の開始が指示されたこ
とを検出した場合、制御装置４０は、その時点において
表示している眼底像を記憶するとともに、その眼底像を
モニタ装置４２に表示し続けるために必要な処理を行
う。また、制御装置４０は、ＡＯＭ用ドライバ３３、ガ
ルバノメータ用ドライバ３５、３６を制御することによ
って、ＡＯＭ３、ガルバノミラー１６、１８の状態を初
期状態に戻す。

【００３３】次いで、制御装置４０は、ＯＣＴ計測を行
うために、光シャッタ２４をオープンする。また、計測
用低コヒーレント光によって眼底５１の測定を行うべき
部分（マウスで指定した部分）が、設定されている速度
で走査され、かつ、ミラー３１が、図１あるいは図２中
に矢印で模式的に示してあるように、設定されている範
囲内を設定されているパターンで往復する動作を繰り返
すように、ガルバノメータ用ドライバ３５、３６、移動
機構用ドライバ３７を制御する。なお、ＯＣＴ計測時に
使用される計測用低コヒーレント光の走査速度、ミラー
３１の動作パターン（移動距離、速度等）の設定作業
は、ＯＣＴ計測の実行に先駆けて別途行われる。

【００３４】このような制御により、ＡＰＤ２９に、ミ
ラー３１の運動により周波数がシフトした計測用低コヒ
ーレント光と、被検眼５０内で拡散・反射された計測用
低コヒーレント光とが光合分波器２７で合波、干渉した
光が入射される。当該光は、ＡＰＤ２９によって、その
レベルに応じた電気信号に変換され、計測信号処理回路
３８において、不必要な波長成分が除去された後、デジ
タル信号に変換される。制御装置４０は、計測信号処理
回路３８からのデジタル信号に対して、計測用低コヒー
レント光の導入位置並びにミラー３１の速度、位置を考
慮した所定の信号処理を行うことによって、被検眼５０
内の各部分の反射率を求めていく。そして、モニタ装置
４２の画面内の、反射率を求めた各部分に対応する位置
に、求めた反射率に応じた輝度（あるいは色）を有する
点を表示していく。この結果、ＯＣＴ計測が完了した
際、モニタ装置４２の画面には、図３に示したように、
ＯＣＴ計測測定開始時の観察像４６とＯＣＴ計測によっ
て得られた断層像４７とが表示される。

【００３５】この後、制御装置４０は、シャッタ２４を
クローズしてから、測定断面指定完了後の眼底観察用制
御処理時と同様の制御を実行することにより、その時点
における眼底像を得て記憶する。次いで、制御装置４０
は、ＡＯＭ３、ガルバノミラー１６、１８の状態を初期
状態に戻し、操作者からの各種の指示を受け付ける状
態、すなわち、制御装置４０内に記憶されている眼底像
や断層像をモニタ装置４２に表示されることになる指示
である表示指示や、図示していないプリンタにおいて眼
底像や断層像が印刷されることになる印刷指示、測定開
始指示等を受け付ける状態に移行する。

【００３６】制御装置４０がこの状態をとっているとき
に、操作者は、測定結果の検討等を行う。例えば、操作
者は、ＯＣＴ計測の前後の眼底像をモニタ装置４２に表
示させることによって、測定中に眼球が運動してしまっ
たかどうかを調べ、再測定が必要である場合や、別の断
面の測定が必要とされる場合には、測定開始指示を出
す。

【００３７】このように、実施例の眼科装置は、赤外の
レーザ光を用いた、いわゆる、レーザ走査顕微鏡として
の機能を有している。このため、本眼科装置を用いれ
ば、ＯＣＴ計測を行う部位を決定するのに必要な眼底像
を、被験者に負担を与えることなく得ることが出来る。
また、眼底像上で断面測定を行う位置を指定できるの
で、所望の箇所を簡単に測定することができる。さら
に、ＯＣＴ計測前後の眼底像を撮像、記憶する機能を有
しているので、本眼科装置を用いれば、ＯＣＴ計測中の
眼球運動の検出が容易に行えることになる。

【００３８】なお、観察用光学系と計測用光学系を全く
別に設けることにより、実施例の眼科装置相当の装置を
製造することも出来る。ただし、この場合、装置の製造
により多くの光学部品が必要とされることになるので、
実施例の光学装置のように、観察用レーザ光と計測用コ
ヒーレント光を走査するための光学系が共通に利用され
て、観察用光学系と計測用光学系とが実現されるよう眼
科装置を構成しておくことが望ましい。

【００３９】また、本眼科装置に設けることができるＯ
ＣＴ計測を行うための構成は、実施例に示したものに限
られず、例えば、特願平９−７３９１６〜８号公報に開
示されている構成を、実施例で示した構成の代わりに用
いることもできる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の眼科装置を用いれば、被験者に
負担を与えることなく、測定個所が明瞭に判る観察像が
得られるので、各種の測定を効率的に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による眼科装置が備える光学
系の構成図である。

【図２】実施例の眼科装置の全体構成、動作を説明する
ための、光学系の構成を簡略表示したブロック図であ
る。

【図３】実施例の眼科装置が備えるモニタ装置の表示内
容の一例を示した図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ（ＬＤ）２、２１、２２、２５、２８レンズ３音響光学変調器（ＡＯＭ）４ハーフミラー５光検出器（ＰＤ）６ビーム整形用光学系７穴あきミラー８集光レンズ９干渉フィルタ１０不透過部１１ピンホール１２、２９アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）１３ダイクロイックミラー１４フォーカシングミラー部１５、１７球面ミラー１６、１８ガルバノミラー１９対物レンズ２３、３０ミラー２４光シャッタ２６スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）２７光合分波器３１移動機構３３ＡＯＭ用ドライバ３４観察信号処理回路３５、３６ガルバノメータ（ＧＭ）用ドライバ３７移動機構用ドライバ３８計測信号処理回路４０制御装置４１入力装置４２モニタ装置５０被検眼５１眼底

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームの走査を行うための走査手
段を含む共焦点光学系と、前記共焦点光学系を利用して、観察用レーザ光を被検眼
の所定面上を走査させるとともに、前記観察用光レーザ
光の前記被検眼の前記所定面からの反射光の強度を検出
することによって、前記所定面の観察像を形成する観察
像形成手段と、この観察像形成手段で形成された観察像を表示装置の画
面に表示する観察像表示手段と、干渉長の短い低コヒーレント光を光源として干渉計を利
用した測定を前記被検眼に対して行う測定手段とを備え
ることを特徴とする眼科装置。
【請求項２】前記測定手段は、干渉長の短い低コヒー
レント光を、前記被検眼の測定位置に導入するために前
記共焦点光学系内の前記走査手段を用いることを特徴と
する請求項１記載の眼科装置。
【請求項３】前記表示装置の画面内の点を指定するた
めの点指定手段と、前記観察像表示手段によって前記表示装置の画面に前記
観察像が表示されている状態で、前記点指定手段を用い
て前記表示装置の画面内の２点が指定されたときに、前
記観察像の、当該２点を結ぶ線分上に表示されている部
分を特定する特定手段と、この特定手段で特定された部分の測定を前記測定手段に
行わせる測定制御手段とを、さらに、備えることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の眼科装置。
【請求項４】前記観察像形成手段に観察像を形成させ
てその観察像を記憶した後、前記測定手段に測定を行わ
せ、その測定の完了後、前記観察像形成手段に観察像を
形成させてその観察像を記憶する測定制御手段をさら
に、備えることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の眼科装置。
【請求項５】前記測定制御手段は、前記観察像形成手
段に観察像を形成させてその観察像を記憶した後、前記
測定手段に前記特定手段で特定された部分の測定を行わ
せ、その測定の完了後、前記観察像形成手段に観察像を
形成させてその観察像を記憶することを特徴とする請求
項３記載の眼科装置。