(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の瞳孔を通してハロゲンランプ等の広い波長域を持つ照明光を眼内に照射し、眼底で散乱反射した照明光により照明された被検眼の水晶体を撮影する眼科装置において、撮像光学系として、対物レンズに対して撮影部位と略共役に位置する開口と，開口を通った照明光束を波長により分光する分光光学部材と，撮影部位と共役に置かれる二次元撮像素子とを持つイメージング分光器を配置することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
請求項１の眼科装置において、前記開口は一方向に長いスリット開口であり、眼科装置はさらに該スリット開口の長手方向に垂直な方向に前記イメージング分光器を走査する走査手段を備えることを特徴とする眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、徹照像を撮影する眼科装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、白内障等の診断においては、細隙灯顕微鏡によるスリット観察と徹照像の観察が中心であった。また、被検眼をスリット光により光切断し、シャインプルークの原理に基づいて配置された撮影光学系により前眼部断面像を得て、これから水晶体等の混濁を診断する装置も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方法は、ある程度白内障が進行した混濁の状態を診断することは可能であるが、白内障の早期での診断は難しかった。また、細隙灯顕微鏡やシャインプルークの原理を使用した撮影は、眼科医の専門的な観察が必要であり、スクリーニングでの検査に使用できるものではなかった。そのため、白内障の患者は、自覚症状が現われ、白内障が進行してから初めて白内障が分かるようになるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、早期の白内障等の診断を可能とし、スクリーニング検査においても使用可能な眼科装置を提供することを特徴とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００６】
（１）  被検眼の瞳孔を通してハロゲンランプ等の広い波長域を持つ照明光を眼内に照射し、眼底で散乱反射した照明光により照明された被検眼の水晶体を撮影する眼科装置において、撮像光学系として、対物レンズに対して撮影部位と略共役に位置する開口と，開口を通った照明光束を波長により分光する分光光学部材と，撮影部位と共役に置かれる二次元撮像素子とを持つイメージング分光器を配置することを特徴とする。
（２）  （１）の眼科装置において、前記開口は一方向に長いスリット開口であり、眼科装置はさらに該スリット開口の長手方向に垂直な方向に前記イメージング分光器を走査する走査手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼科装置の概略構成を示す図であり、１は被検者眼球、１０は照明光学系、２０は撮影光学系、３０は観察光学系を示す。
【００１１】
照明光学系１０は、被検者眼球１の内部に照明光を導光するための光学系で、通常の細隙灯顕微鏡におけるスリット照明等が使用できる。ハロゲンランプ１１からの光は集光レンズ１２で集光され、スリット１３上に集められる。スリット１３を通過した光は、投影レンズ１４、ミラー１５，１６を経て、被検者眼球１の瞳孔を通って眼球内に導かれる。このとき、眼球内への入射光束は被検者眼球１の光軸上にある撮影光学系２０の光軸に対して角度を持たせており、角膜の周辺部から眼球内部に導光するように、ミラー１６の位置とその傾斜角度が定められている。これにより、角膜表面での反射光が徹照像撮影光学系２０内に入ることを防ぎ、徹照像のノイズとならないようにしている。なお、図ではスリット１３の像が被検者眼球１の瞳孔上にできいているように描かれているが、特にその必要はない。こうすると瞳孔での照明光束が細くなり、瞳孔周辺部を通過させやすくなるためである。
【００１２】
被検者眼球１の内部に瞳孔された光は、眼底に到達し、そこで散乱反射されて、眼球前眼部の透光体を後方から照明する。
【００１３】
撮影光学系２０は、上記照明光学系１０によって眼底で散乱反射した光により後方から照明された前眼部の徹照像を撮影する。２１は撮影レンズで水晶体の像を後方のイメージング分光器２２に結像させる。イメージング分光器２２は、微小な線状開口を持つスリット２３、レンズ２４、プリズム・グレーティング・プリズム（以下、ＰＧＰ）２５、レンズ２６、可視域に感度を持つＣＣＤカメラ２７を備える。スリット２３は撮影レンズ２１を介して、撮影対象部位と略共役な位置に置かれる。ＰＧＰ２５は透過型のグレーティング２５ａを挟んで位置するプリズム２５ｂ，２５ｃによって構成された分光光学部材である。ＣＣＤカメラ２７はモノクロのもので良い。イメージング分光器２２に結像された像は、そこで分光されて分光情報を持った徹照像が作成される。
【００１４】
図２は、イメージング分光器２２の原理を示す図である。３は対象物であり、レンズ２１によってその像がスリット２３上に作られる。結像された像の内、スリット２３の開口部にあたる部分の光束のみが、その後方にあるレンズ２４で平行光束となり、ＰＧＰ２５に入射して波長毎に分離される。その後、レンズ２６によりＣＣＤカメラ２７上（撮像素子上）で再び像となる。ＣＣＤカメラ２７上での像は、ＰＧＰ２５により各波長毎に分離されているため、各波長毎にスリット２３の線状エリアの像が並んだものとなる。つまり、スリット２３の長手方向がその線状エリアの位置毎の情報であり、それと垂直な方向は波長毎の波長情報となっている。この位置情報と波長情報を１枚の画像として取り込み、線状エリアを対象物上で端からは端までスキャンすれば、対象物３の全エリアの位置情報と分光情報が得られることになる。
【００１５】
観察光学系３０は、撮影光学系２０の撮影レンズ２１を共用し、撮影光路上に配置されたビームスプリッタ（又は赤外光を反射し、可視光を透過するダイクロイックミラー）３１、ビームスプリッタ３１の反射側に配置されスリット２３と共役な位置に置かれたＣＣＤカメラ３２を備える。赤外照明光源３５により照明された被検眼眼球１の前眼部像は、撮影レンズ２１、ビームスプリッタ３１を介してＣＣＤカメラ３２に結像し、観察用のモニタ３４に映し出される。
【００１６】
撮影光学系２０のＣＣＤカメラ２７からの出力は画像メモリ部４０に接続され、画像メモリ部４０に撮影像が記憶される。画像メモリ部４０の記憶画像はスペクトル解析部４１に出力され、ここで分光情報が解析される。また、４２は装置全体を制御する制御部であり、スペクトル解析部４１、解析結果を表示する表示モニタ４３、イメージング分光器２２をスリット２３のスリット幅方向に順次移動して走査する走査機構部４５、撮影スイッチ４６が接続されている。
【００１７】
以上のような構成を持つ装置の動作を説明する。被検眼眼球１の前眼部をモニタ３４上で観察しながら、周知の操作手段を使用してアライメントを行う。アライメントができると、照明光学系１０からの照明光が被検者眼球１の瞳孔周辺部を通して眼球内に導かれる。被検者眼球１内に入射した照明光はその眼底で散乱反射し、眼球前方へと戻ってくる。これらの光の一部が水晶体と角膜を通過して眼球の外へと再びでてくる。その光束は撮影光学系２０の撮影レンズ２１により、イメージング分光器２２のスリット２３上に集光し、水晶体内部の像をスリット２３の位置に結像させる。すなわち、図２の対象物３が水晶体の撮影部位に当たる。スリット２３上に結像された像の光束は、スリット２３の開口部のみを通過し、レンズ２４で平行光束になった後、ＰＧＰ２５により波長毎に分離し、レンズ２６によりＣＣＤカメラ２７上に結像する。
【００１８】
撮影者が撮影スイッチ４６を押すと、スリット２３の開口部にあたる線状エリアの位置情報と分光情報を持った１枚の画像としてＣＣＤカメラ２７に撮影される。制御部４２は撮影スイッチ４６の信号により走査機構部４５を駆動制御し、図３に示されるように、撮影対象部位である水晶体の撮像全エリア８０の一方の端から線状エリア８１の画像を撮り始め、２枚目以降、イメージ分光器２２をスリット２３のスリット開口幅の方向（スリット開口の長手方向に垂直な方向）にその開口幅ずつ走査する。そして、撮像全エリア８０の反対の端まで、順々にＣＣＤカメラ２７で線状エリア８１の分光情報画像をｎ枚目まで撮影する。各移動毎に撮影された画像情報は画像メモリ部４０に順次記憶されていく。
【００１９】
スペクトル解析部４１は画像メモリ部４０に記憶されたｎ枚の分光画像のスペクトルを解析する。その解析結果は制御部４２を介して表示部４３に出力される。白内障早期の段階で、水晶体にある波長での透過等に特異的な変化が現われれば、分光画像のスペクトルの変化を解析することで、白内障における早期の診断に役立てることができる。なお、スペクトルの変化を解析する上では、波長に対するＣＣＤカメラ２７の感度を予め較正しておく。
【００２０】
分光画像の解析としては、例えば、１枚の画像における各波長（又は波長帯域毎）の光強度を線状エリアの各ポイント毎に求める。これを走査により得られた１枚目からｎ枚目まで行うことにより、撮像エリア（すなわち瞳孔内側の撮影対象エリア）における各ポイントでの各波長毎の光強度が求まる。
【００２１】
図４の実線で示す波長特性グラフ９０は、こうして得られたあるポイントでの波長に対する光強度を図示したものである。点線のグラフ９１を他のポイント又は対象エリアでの平均的な波長特性とすると、実線グラフ９１の波長特性を持つポイントでは短波長側での透過が特に悪いことを示すことになる。
【００２２】
また、図５は、ある波長帯域（例えば、４００ｎｍ〜４１０ｎｍ）の光強度情報を各ポイント毎に取り出し、これを適当なスレッシュホールドレベルで二値化したときの分布を示したものである。図において、９５は瞳孔領域を示し、図上の斜線部分９６は光強度が低い二値化部分を示している。すなわち、この図においては、斜線部分９６が取り出した波長帯域に対する光透過特性が低い部分として得られる。こうした解析を他の波長帯域についても行うことで、波長毎の透過の特異な変化を得ることができる。
【００２３】
また、１枚の画像には線状エリアの各波長における光強度が画像として撮影されているため、各波長毎の光強度の線状画像を重ね合わせていくと、カラーの線状エリアの像ができる。これを走査により得られた１枚目からｎ枚目まで並べていくと、全エリアのカラー画像が得られる。このカラー画像は線画像の集まりで、その個々の線画像（各ポイント）は分光情報を持っているため、カラー画像自体も分光情報を持つものとなる。こうしたカラー画像を表示部４３に表示することにより、波長の特異な変化を評価することができる。
【００２４】
また、解析結果の利用として、白内障で水晶体が混濁した眼球での分光徹照像より、その分光透過特性が得られることから、白内障患眼の物の見え方をカラーでシュミレーションすることも可能となる。例えば、正常な水晶体で見たときの物や風景のカラー画像を基準とし、白内障患眼の分光透過特性の解析結果に基づいて画像の色を変化させた状態で表示部４３に表示する。
【００２５】
以上の実施形態では、徹照像撮影の専用化された装置として説明したが、撮影光学系２０を既存の細隙灯顕微鏡に取り付け、その照明系と観察光学系を一部利用した装置とすることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、早期段階での白内障等の診断を可能にすることができ、スクリーニング検査を容易に行うことができる。また、白内障等で早期に特異な波長の透過特性の変化を見出すことにより、詳細な診断を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼科装置の概略構成を示す図である。
【図２】イメージング分光器の原理を示す図である。
【図３】撮像全エリアに対する線状エリアの撮像位置を説明する図である。
【図４】分光画像の解析結果の例を示す図である。
【図５】分光画像の解析結果における別の例を示す図である。
【符号の説明】
１  被検者眼球
１０  照明光学系
２０  撮影光学系
２１  撮影レンズ
２２  イメージング分光器
２３  スリット
２４  プリズム・グレーティング・プリズム
２７  ＣＣＤカメラ
４０  画像メモリ部
４１  スペクトル解析部
４２  制御部
４５  走査機構部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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