(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目が、測定光源により測定ビームでおよび固定光源により固定マークで照明され、生じた反射でイメージセンサにより撮影され、反射の瞳孔または虹彩の中心に対する位置から、評価ユニットにより該目の視軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差が決定される、該目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための方法において、様々なバイオメトリックパラメータを決定する前に、
Ａ）該目が、固定し直しのため、算出された角度差に基づき該固定光源により横方向に変位された固定マークで照明され、
Ｂ）該目が、生じた反射で該イメージセンサにより撮影され、
Ｃ）反射の瞳孔または虹彩の中心に対する位置から、該評価ユニットにより該目の視軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差が決定され、
Ｄ）確定された角度差が、該評価ユニットにより所定の許容差と比較され、かつ
Ｅ）確定された角度差が所定の許容差を超える場合、工程Ａ）〜Ｄ）が繰り返されることにより、
バイオメトリック測定システムの位置合わせが行われ、
許容差を超えない場合には、
Ｆ）該目によって反射された体積散乱光の形の測定光が検出され、
Ｇ）ほぼ回折限界の測定ビームとしての測定光が、外部の参照ビームと重畳されて測定センサ上に導かれ、かつ
Ｈ）干渉法による測定信号が該評価ユニットにより評価されることにより、
目の様々なバイオメトリックパラメータの決定が行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記目が、可視スペクトルで固定光を放射する更なる固定光源により照明されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記目が、非正視を補正するため前記固定光源により、軸方向に変位された固定マークで照明されることを特徴とする請求項１および２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記目が、位置合わせの開始時に既に、２°〜５°の水晶体の平均的な傾きを考慮して、前記固定光源により僅かに横方向に変位された固定マークで照明されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記目が、生じた反射で撮影され、位置検出イメージセンサにより撮影されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記目によって反射された前記測定ビームから得られる測定値の信頼性を高めるため、工程Ａ）〜Ｄ）がもう１度繰り返されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記目が、前記測定光源によりショートコヒーレント測定ビームで照明されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
光学系により、主として体積散乱光が検出されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
干渉計の前記外部の参照ビームが、予めデカップリングされ、前記目の中に一緒に導かれないことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
干渉法による測定構成と、測定光で目（１）を照明するための測定光源と、固定マークで該目（１）を照明するための固定光源（３）と、生じた反射により該目（１）を撮影するためのイメージセンサ（４）と、該目の視軸（７）とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差を決定するための評価ユニットとから成る、該目（１）の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための装置において、該固定光源（３）が、生成すべき該固定マークを横方向に変位できるように形成されており、存在している光学系（５）が、主として体積散乱光を検出するように形成されており、干渉法による該測定構成が、測定光と外部の参照光を重畳するために形成され、かつ測定センサを備えており、ならびに該評価ユニットが、確定された角度差を所定の許容差と比較し、その結果として、確定された角度差が所定の許容差を超える間は、固定し直しのため該固定光源（３）により、算出された角度差に基づいて横方向に変位された固定マークを生成させ、目（１）を撮影させ、角度差を決定して、許容差と比較することを繰り返し、許容差を超えない場合には、バイオメトリック測定を行うよう指示を出すことができることを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記固定光源（３）が、可視スペクトルの固定マークを生成する固定光源を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記固定光源（３）が、ＬＣディスプレイ、光源アレイ、または横方向に変位可能な単一光源であることを特徴とする請求項１０および１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記固定光源（３）が、軸方向に変位可能な固定マークを結像するための装置を備えることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
軸方向に変位された固定マークを結像するための前記装置が、ズーム対物レンズの形の結像光学系（８）であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
軸方向に変位された固定マークを結像するための前記装置が、前記固定光源（３）または結像光学系（８）を軸方向に変位させるためのアクチュエータであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
生じた反射で前記目（１）を撮影するための前記イメージセンサ（４）が、位置検出イメージセンサであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
前記測定光源が、ショートコヒーレント測定ビームを放射する測定光源であることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
体積散乱光を検出するための前記光学系（５）が、シングルモードファイバであることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオメトリック測定システムの光軸が目の光軸に位置合わせされる、理想的には目の光軸と重なり合う、目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための解決策に関する。
【背景技術】
【０００２】
目の光軸が、屈折面の曲率中心間の直線によって特徴づけられる一方で、「中心窩」から目の節点を通って固定対象へと延びる軸を視軸と言う。様々な媒体を計算により平均の屈折力および球状湾曲を有する１つの媒体に簡略化すると、すべての光線が屈折せずに通り抜ける目の中の１点を示すことができる。この点を視軸の節点と言う。
【０００３】
視軸は、通常はすべての目で光軸からずれている。これは一方では、例えば目の個々の媒体の曲率半径が均一でない、水晶体が傾いている、水晶体の焦点内に網膜がないなどを原因とする目の収差の結果として生じる。他方で目を対象に位置合わせする際には、できるだけ視力が最も鮮明な領域である窩内に対象を結像しようとする。
【０００４】
目の位置合わせは、眼科での多くの検査にとって重要ではない一方で、少なくとも眼科機器への目の位置合わせの知識は、目の処置だけでなく目の測定にもどうしても必要である。
【０００５】
目の様々なバイオメトリックパラメータの決定は、特に水晶体の濁り（白内障）がある場合に水晶体を交換するための手術的介入の前に必要である。手術後の最適な視力を保証するには、これらのパラメータを相応に高い精度で決定する必要があり、これにより、確定された測定値に基づいて適切な代替レンズを選択することができる。最も重要な確定すべきパラメータは、特に軸長（角膜から網膜までの間隔）、角膜曲率および角膜屈折力、ならびに前房（Ｖｏｒｄｅｒｋａｍｍｅｒ）の長さ（角膜から水晶体までの間隔）である。
【０００６】
そして、目でのバイオメトリック測定を実施するには、眼科用測定構成の光軸と測定すべき目の光軸が相互に位置合わせされる、理想的には重なり合っている場合が有利である。これにより、ショートコヒーレンス干渉法の原理に基づくバイオメトリック測定の際、角膜および水晶体の境界面によって反射された弱い光成分により、十分な信号強度を検出器に到達させ、測定可能な干渉コントラストを生成させることを保証することができる。
【０００７】
既知の技術水準に基づき、目の中の間隔を干渉法により決定するための様々な解決策が知られており、これらの解決策は、眼科機器への目の位置合わせに対する要求の高さがそれぞれ異なっている。
【０００８】
前眼部の間隔を干渉法により測定するための第１の構成は、ドレクスラー、ダブリュ（Ｄｒｅｘｌｅｒ，Ｗ．）らにより非特許文献１に記載されている。目の視軸を測定構成の光軸に位置合わせするため、コリメートされた固定光を測定用ビーム経路内に、不変で同軸の方向に沿って鏡面反射させる。患者の視軸と測定構成の光軸の間の角度調整はスキャニングミラーによって行われる。その際、両方の軸の位置合わせは１°より優れた精度で行わなければならず、というのもそうでなければ、検出器上で角膜反射と水晶体反射の重畳が生じず、評価可能な干渉信号が生じないからである。これに対応して、患者の目の傾きに対する構成の感受性が高い。これに関し目の視軸の位置は、直交する２つの空間方向で所定の角度範囲をスキャンすることにより決定される。ここに記載された方法は、非常に時間がかかり、加えて日常臨床のためには信頼性が十分でない。
【０００９】
前眼部の間隔、好ましくは瞳孔直径および／または虹彩直径を確定するためのさらなる解決策が、特許文献１に記載されている。ここでも、被験者に光のマークが提供され、被験者はこの光のマークにその目を固定する。操作者は、アライメントおよび測定の間ずっと、被験者が正しく固定していることを視覚的に確信することができる。グルストランドの模型眼とは違い実際の目では、窩が鼻側に３°〜こめかみ側に８°ずれている可能性があるので、視軸と光軸は相互に最大８°ずれている可能性がある。これに対応して、ずらした固定光を被験者に提供することが有利であり得る。前述の解決策と同様に、両方の軸の相互の位置合わせは高い精度で行わなければならない。これは、ここでは特に重要なことである。なぜなら瞳孔直径および／または虹彩直径を決定する際に散乱光ではなく反射光を検出するからである。
【００１０】
明らかに改善された方法が特許文献２に記載されている。ここでは、費用の高いスキャニングミラーの代わりに、ＬＣディスプレイによって生成された固定光が用いられる。この固定光は、患者の非正視の可能性を顧慮するため、横方向の位置だけでなく、患者の目からの見かけの距離も可変に調整することができる。
【００１１】
加えて、集束レンズを患者の目に対して軸方向に変位させて測定ビームを故意にピンぼけさせることにより、角膜反射および水晶体反射が不鮮明かつ拡大されて検出器上に結像される。これにより、患者の目の傾きまたは横方向の変位に対する測定構成の感受性が少し緩和される。
【００１２】
しかしながら不利な点は、デュアル・ビーム干渉計の使用に基づき、目の中の異なる境界面によって反射された測定光成分が干渉信号を生成すること、つまり干渉コントラストの生成に外部の参照光を用いないことである。この理由から、光検出器上への反射光の回折限界でない結像しか選択できず、したがって鏡面反射性の（フレネル）反射しか干渉信号に寄与しない。体積散乱光により生じたスペックルは、検出平面では検出面よりかなり小さく、したがって検出面で「平準化（ｈｅｒａｕｓｇｅｍｉｔｔｅｌｔ）」される。この事情により、この測定方法もまた、患者の目の視軸への一般的に非常に精密な事前アライメントに頼ったままである。
【００１３】
特許文献３および特許文献４の公報から知られている第３の技術的解決策は、目の中の間隔の干渉法による決定に、目の中で後方散乱した測定光の回折限界の捕捉を使用する。しかし、測定構成の光軸上に不変に位置決めされた固定光しか提供しない。つまりこの構成では、測定に有利な、注視方向の可変固定は達成できない。
【００１４】
実務に基づく知見は、意外にもいわゆるグレージング角の付近で後方散乱の強度が上昇することを示した。つまり、生成された実質的に全方向に均一に拡散反射する体積散乱光を回折限界の検出で利用するにもかかわらず、眼科用測定機器の光軸の視軸に対する少なくとも大まかな事前アライメントで、明らかに改善された測定結果がもたらされる。
【００１５】
これに関し、図１が、目の中の境界面によって後方散乱された光成分の散乱角に応じた強度変化を示している。後方散乱された光成分は、いわゆるグレージング角周辺の狭い範囲内で、それ以外の範囲よりかなり高い強度を示すことが分かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】独国特許第１０１０８７９７（Ａ１）号明細書
【特許文献２】米国特許第７３８０９３９号明細書
【特許文献３】国際公開第２００１／３８８２０（Ａ１）号明細書
【特許文献４】国際公開第０２０７／０５３９７１（Ａ１）号明細書
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】ドレクスラー、ダブリュ（Ｄｒｅｘｌｅｒ，Ｗ．）ら，「Ｓｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｂｉｏｍｅｔｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｎｔｅｒｉｏｒ  Ｓｅｇｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｈｕｍａｎ  Ｅｙｅ」，Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｖｅ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ  ＆  Ｖｉｓｕａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．７，１３０４頁以降
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって本発明の課題は、正確で信頼性の高い測定値を提供し、それにもかかわらず患者の目への機器の非常に正確な位置合わせに頼らない、目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための解決策を開発することである。これに関し、干渉法による測定構成の光軸の目の光軸に対する十分に優れた位置合わせは、好ましくは自動的に行われるべきであり、位置合わせの際には、患者の目の傾きまたは横方向の変位も、患者の非正視も考慮されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明により、この課題は独立請求項の特徴によって解決される。好ましい変形形態および様態は従属請求項の対象である。
課題は、目が、測定光源により測定ビームでおよび固定光源により固定マークで照明され、生じた反射でイメージセンサにより撮影され、反射の瞳孔または虹彩の中心に対する位置から、評価ユニットにより目の光軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差が決定される、目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための本発明による方法を用い、様々なバイオメトリックパラメータを決定する前に、
Ａ）目が、固定し直し（Ｕｍｆｉｘｉｅｒｕｎｇ）のため、算出された角度差に基づき固定光源により横方向に変位された固定マークで照明され、
Ｂ）目が、生じた反射でイメージセンサにより撮影され、
Ｃ）反射の瞳孔または虹彩の中心に対する位置から、評価ユニットにより目の光軸と眼科機器の光軸との角度差が決定され、
Ｄ）確定された角度差が、評価ユニットにより所定の許容差と比較され、かつ
Ｅ）確定された角度差が所定の許容差を超える場合、工程Ａ）〜Ｄ）が繰り返されることにより、
バイオメトリック測定システムの位置合わせが行われることによって解決される。
【００２０】
許容差を超えない場合には、
Ｆ）目によって反射された体積散乱光の形の測定光が検出され、
Ｇ）ほぼ回折限界の測定ビームとして、外部の参照ビームと重畳されて測定センサ上に導かれ、かつ
Ｈ）干渉法による測定信号が評価ユニットにより評価されることにより、
目の様々なバイオメトリックパラメータの決定が行われる。
【００２１】
課題は、干渉法による測定構成と、測定光で目を照明するための測定光源と、固定マークで目を照明するための固定光源と、生じた反射で目を撮影するためのイメージセンサと、目の光軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差を決定するための評価ユニットとから成る、目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための本発明による装置を用い、固定光源が、生成すべき固定マークを横方向に変位できるように形成されており、存在している光学系が、主として体積散乱光を検出するように形成されており、干渉法による測定構成が、測定光と外部の参照光を重畳するために形成されており、かつ評価ユニットが、確定された角度差を所定の許容差と比較し、その結果として、固定し直しのため固定光源により、算出された角度差に基づいて横方向に変位された固定マークを生成させるか、またはバイオメトリック測定を行うよう指示を出すことができることによって解決される。
【００２２】
提案した技術的解決策は、目の中の間隔および半径をバイオメトリック測定するための眼科機器にとって好ましいにもかかわらず、この解決策は原理的には眼科におけるその他の機器のために使用することができる。
【００２３】
以下に、本発明を例示的実施形態に基づいて詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】目の中の境界面によって後方散乱された光成分の散乱角に応じた強度を示すグラフ。
【図２】本発明による方法のフロー図。
【図３】本発明による装置の原理図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための本発明による方法では、目が、測定光源により測定ビームでおよび固定光源により固定マークで照明され、生じた反射でイメージセンサにより撮影され、反射の瞳孔または虹彩の中心に対する位置から、評価ユニットにより目の光軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差が決定される。固定光源が必然的に可視スペクトル領域内の光を放射しなければならないのに対し、測定光源は患者に見えないスペクトル領域内の測定ビームを放射し、これが、撮影された画像の評価を著しく簡略化する。
【００２６】
この場合、様々なバイオメトリックパラメータを決定する前に、バイオメトリック測定システムの位置合わせが行われ、このために目が、第１の工程Ａ）で、固定し直しのため、算出された角度差に基づき固定光源により横方向に変位された固定マークで照明され、次の工程Ｂ）で、生じた反射でイメージセンサにより撮影される。
【００２７】
さらなる工程Ｃ）では、反射の瞳孔または虹彩の中心に対する位置から、評価ユニットにより目の光軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差が決定され、工程Ｄ）に基づき、評価ユニットにより所定の許容差と比較される。この比較の結果として工程Ｅ）では、確定された角度差が所定の許容差を超える場合、工程Ａ）〜Ｄ）を繰り返すよう指示が出される。この場合、固定マークの修正により目の視軸を的確に変更することで、目の光軸をバイオメトリック測定システムの光軸に適応させる。
【００２８】
許容差を超えない場合には、さらなる工程Ｆ）で、目によって反射された体積散乱光の形の測定光が検出され、工程Ｇ）で、回折限界の測定ビームとして、外部の参照ビームと重畳されて測定センサ上に導かれ、最後の工程Ｈ）で、干渉法による測定信号が評価ユニットにより評価されることにより、目の様々なバイオメトリックパラメータの決定が行われる。
【００２９】
こうすることでバイオメトリック測定システムは、目の中の光学的境界面の位置を決定するための本来の干渉法による測定の前に、患者の生理に最適化される。これは、好ましくは自動的に、提案した解決策によって行われ、この場合、固定光源により横方向に変位される固定マークの計算およびアクティブ化が、前述のやり方で自動的かつ操作者の関与なしに行われる。
【００３０】
その際、自動的な位置合わせのための工程は、確定された角度差が所定の許容差内になるまで何度も実施される。これに関し、図２に本発明による方法のフロー図を示している。
【００３１】
「患者の大まかな事前位置決め」の後、「同軸の固定マークがアクティブ化」され、目の上に結像され、目と一緒に「デジタル画像として撮影および評価」され、「視軸と光軸の間の傾き角が計算」される。その後、患者がこの間ずっと目を固定していた「同軸の固定マークが非アクティブ化」される。それから、予め計算された傾き角を基に、「修正された固定マークの位置が計算」され、「計算された位置で固定マークがアクティブ化」される。患者は改めてこの修正された固定マークに目を固定しなければならない。改めて固定マークが目と一緒に「デジタル画像として撮影および評価」され、「視軸と光軸の間の傾き角が計算」される。その後、計算された「傾き角が所定の許容差より小さい」かどうかがチェックされる。そうではない（いいえ）場合、計算された傾き角を基に、改めて「修正された固定マークの位置が計算」され、「計算された位置で固定マークがアクティブ化」され、「デジタル画像が撮影および評価」され・・・と続く。
【００３２】
しかしそうである（はい）場合、つまり計算された傾き角が所定の許容差より小さい場合、「バイオメトリック測定を開始」することができる。
これに関し、所定の許容差を相応に小さく選択すれば、バイオメトリック測定システムの光軸が目の光軸と少なくとも近似的に重なり合うことを保証することができる。両方の軸が実際に重なり合っている理想的な場合に本方法は最適な測定信号を提供する。
【００３３】
これに関し、ショートコヒーレンス干渉法に基づくバイオメトリック測定は、好ましくは、測定光が第１に少なくともほぼ回折限界で捕捉され、第２に外部の参照光と重畳されるように行われる。
【００３４】
このようにして自動的に位置合わせされたバイオメトリック測定システムにより、感度上昇も達成することができ、ロバスト性および信頼性の向上も保証することができる。
本方法の第１の有利な様態では、目が、固定光源により可視スペクトル領域内の固定マークで照明される。反射画像を評価するためのイメージセンサは、固定光の反射またはさらなるＩＲ光源の反射も検出することができ、このＩＲ光源は、同軸にまたは例えば機器の光軸の周りにリング状に配置することができる。原理的には、測定光源の反射画像も、目の視軸と光軸の角度差を決定するために考慮することができる。
【００３５】
測定すべき患者の目が非正視の場合、固定マークが眼底上に鮮明には像を結ばず、場合によっては患者が固定マークを凝視することに関して問題が生じる。したがって本方法の第２の様態では、目が、非正視を補正するため固定光源により、軸方向に変位可能な固定マークで照明される。その際、必要な軸方向変位の数値はカルテから読み取ることができ、かつバイオメトリック測定システムで調整することができる。
【００３６】
本方法の第３の有利な様態は、患者の主な部分が「理想的な目」とは異なる目の構造を有するという事情を考慮する。短くもしくは長くなった目、または角膜および／もしくは水晶体および／もしくは網膜の変形のほかに、大部分の患者の目が、特に目の測定の際に妨げとなる水晶体の傾きを有している。したがって本発明による方法では、目が、位置合わせの開始時に既に、固定光源により僅かに横方向に変位された固定マークで照明される。これは、自動的な位置合わせが、同軸の固定マークでの照明を「省略」することで加速されるという利点を有している。これに関し、水晶体の平均的な傾きは２°〜５°である。
【００３７】
目によって反射された測定ビームから得られる測定値の信頼性をもう１段高めるために、たとえ確定された角度差が所定の許容差を超えていなくても、工程Ａ）〜Ｄ）をもう１度繰り返すことが有利である。
【００３８】
本来の様々なバイオメトリックパラメータの決定の際に、つまりバイオメトリック測定システムの位置合わせを行った後で、測定光源によりショートコヒーレント測定ビームで目を照明することが有利である。空間的および時間的な伝播に関して位相関係が不変であるコヒーレントビームの使用は、眼科では、特に反射性物質の干渉法による距離測定に関して普及した。この光コヒーレンストモグラフィ（英語：ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、略：ＯＣＴ）と呼ばれる方法では、距離測定のために干渉計によりコヒーレンス長の短い光が利用される。競合する方法に対する利点は、散乱性の組織内への比較的高い侵入深度、高い測定速度であり、これは軸方向の分解能が高い場合もである。
【００３９】
本方法のさらなる有利な一様態では、体積散乱光を検出するため開口が相応に絞られる。この少なくともほぼ回折限界の捕捉は、実質的に全方向に均一に拡散反射する体積散乱光から得られた測定光が高い空間選択性を示すという利点を有している。
【００４０】
本方法の最後の様態では、回折限界で捕捉された測定光が外部の参照光と重畳される。このために干渉計の参照ビームは、予めデカップリングされ、目の中に一緒に導かれない。これにより、このバイオメトリック測定システムは、起こり得る患者の目の動きに対して敏感ではあるが、実際にも詳細な情報を含む光成分だけが参照ビームと重畳される。
【００４１】
本発明による方法は、横方向の位置が測定構成の光軸から可変に調整可能な可変固定マークを使用すること、および（ほぼ）回折限界で捕捉された測定光を外部の参照光と重畳させることを特色とする。
【００４２】
目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための本発明による装置は、干渉法による測定構成と、測定光で目を照明するための測定光源と、固定マークで目を照明するための固定光源と、生じた反射で目を撮影するためのイメージセンサと、目の光軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差を決定するための評価ユニットとから成る。
【００４３】
これに関し、固定光源は、生成すべき固定マークを横方向に変位できるように形成されている。存在している光学系により主として検出された体積散乱光が測定光として、干渉法による測定構成内で外部の参照光と重畳され、存在している測定センサ上に結像される。評価ユニットは、確定された角度差を所定の許容差と比較し、その結果として、固定し直しのため固定光源により、算出された角度差に基づいて横方向に変位された固定マークを生成させるか、またはバイオメトリック測定を行うよう指示を出すことができる。
【００４４】
固定光源が必然的に可視スペクトル領域内の光を放射しなければならないのに対し、測定光源は患者に見えないスペクトル領域内の測定ビームを放射し、これが、撮影された画像の評価を著しく簡略化する。
【００４５】
これに関し、図３は目１の様々なバイオメトリックパラメータを決定するための本発明による装置の原理図を示している。この装置は、測定光源および測定センサを備えた干渉法による測定構成２と、結像光学系８を備えた固定光源３と、イメージセンサ４と、体積散乱光を検出するための光学系５と、（図示されていない）評価ユニットとから成る。この図は、位置合わせされた状態、つまり目とバイオメトリック測定システムの光軸６が一致しており、これに対し固定光で表された目１の視軸７は光軸からずれている状態を示している。
【００４６】
これに関し、固定光源は、生成すべき固定マークを横方向に変位できるように形成されている。さらに検出開口を小さくするためのユニットが存在し、かつ干渉法による測定構成が、測定光と外部の参照光を重畳するために形成されている。そのうえ評価ユニットは、確定された角度差を所定の許容差と比較し、その結果として、固定し直しのため固定光源により、算出された角度差に基づいて横方向に変位された固定マークを生成させるか、またはバイオメトリック測定を行うよう指示を出すことができる。
【００４７】
この場合、様々なバイオメトリックパラメータの決定は、バイオメトリック測定システムの位置合わせの後に初めて行われる。このために詳細には、固定し直しのため固定光源により、評価ユニットによって算出された角度差に基づいて横方向に変位された固定マークが生成され、目の上に結像され、生じた反射でイメージセンサにより撮影される。
【００４８】
評価ユニットは、反射の瞳孔または虹彩の中心に対する位置から、視軸とバイオメトリック測定システムの光軸との角度差を決定し、所定の許容差と比較することができる。この比較の結果として評価ユニットにより、確定された角度差が所定の許容差を超える場合には、固定光源が算出された角度差に基づいて横方向に変位された固定マークを生成するよう指示が出される。この場合、固定マークの修正により目の視軸を的確に変更することで、目の光軸をバイオメトリック測定システムの光軸に適応させる。
【００４９】
確定された角度差が所定の許容差を超えない場合には、評価ユニットにより、目の様々なバイオメトリックパラメータの決定を行うよう指示が出される。
その際、目によって反射された体積散乱光の形の測定光を回折限界で検出し、干渉法による測定構成内で外部の参照光と重畳し、測定センサ上に結像できることが、検出開口を小さくするためのユニットによって保証される。
【００５０】
こうして生成された干渉法による測定信号は、評価ユニットにより評価され、目の様々なバイオメトリックパラメータが計算される。
これに関し、所定の許容差を相応に小さく選択すれば、バイオメトリック測定システムの光軸が目の光軸とほぼ重なり合い、近似的に最適な測定信号が生成されることを保証することができる。
【００５１】
したがって目の中の光学的境界面の位置を決定するための本来の干渉法による測定は、バイオメトリック測定システムが患者の生理に調整されている場合に初めて行われる。これは、好ましくは自動的に、提案した解決策によって行われ、この場合、固定光源により横方向に変位される固定マークの計算およびアクティブ化が、前述のやり方で自動的かつ操作者の関与なしに行われる。
【００５２】
本装置の第１の有利な様態は使用する固定光源に関する。好ましくは、可視スペクトル領域内の固定マークが生成される固定光源が使用される。さらに固定光源を、ＬＣディスプレイ、光源アレイ、または横方向に変位可能な単一光源として形成することが提案される。ただし固定光源を同軸に、例えば機器の光軸の周りにリング状に配置してもよい。
【００５３】
他方で、測定すべき患者の目が非正視の場合、固定マークが眼底上に鮮明には像を結ばず、場合によっては患者が固定マークを凝視することに関して問題が生じる。したがって固定光源が非正視を補正するため、軸方向に変位された固定マークを結像するための装置を備えている場合が有利である。その際、必要な軸方向変位の数値はカルテから読み取ることができ、かつバイオメトリック測定システムで調整することができる。
【００５４】
軸方向に変位された固定マークを結像するための装置として、例えばズーム対物レンズの形の結像光学系を使用することができる。ただし原理的には、軸方向に変位された固定マークを結像するための装置は、固定光源または結像光学系を軸方向に変位させるためのアクチュエータであってもよい。
【００５５】
患者の主な部分が「理想的な目」とは異なる目の構造を有しており、その際、短くもしくは長くなった目、角膜および／もしくは水晶体および／もしくは網膜の変形のほかに、または水晶体の傾きが見い出され得るという事情から、提案した装置により、バイオメトリック測定システムの光軸と目の光軸の位置合わせを加速することができる。
【００５６】
このために固定光源は、位置合わせの開始時に既に、僅かに横方向に変位された固定マークを生成し、目の上に結像するよう指示を出される。これは、自動的な位置合わせが、同軸の固定マークでの照明を「省略」することで加速されるという利点を有している。これに関し、水晶体の平均的な傾きは２°〜５°である。
【００５７】
本装置の第２の有利な様態は使用する測定光源に関する。測定光源は、ショートコヒーレント測定ビームを放射する測定光源であることが好ましい。空間的および時間的な伝播に関して位相関係が不変であるコヒーレントビームの使用は、眼科では、特に反射性物質の干渉法による距離測定に関して普及した。この光コヒーレンストモグラフィ（英語：ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、略：ＯＣＴ）と呼ばれる方法では、距離測定のために干渉計によりコヒーレンス長の短い光が利用される。競合する方法に対する利点は、散乱性の組織内への比較的高い侵入深度、高い測定速度であり、これは軸方向の分解能が高い場合もである。
【００５８】
本装置の第２の有利な様態は検出開口を小さくするために使用するユニットに関する。このユニットは、例えば絞りまたはシングルモードファイバである。この少なくともほぼ回折限界の捕捉は、実質的に全方向に均一に拡散反射する体積散乱光から得られた測定光が高い空間選択性を示すという利点を有している。
【００５９】
回折限界で捕捉された測定光は、干渉法による測定構成内で外部の参照光と重畳される。このために干渉計の参照ビームは、予めデカップリングされ、目の中に一緒に導かれない。これにより、このバイオメトリック測定システムは、起こり得る患者の目の動きに対して敏感ではあるが、実際にも詳細な情報を含む光成分だけが参照ビームと重畳される。
【００６０】
本発明による装置は、横方向に変位可能な固定マークを生成するための固定光源と、検出開口を小さくするためのユニットと、測定光と外部の参照光を重畳するための干渉法による測定構成と、確定された角度差を所定の許容差と比較し、その結果として、固定し直しのため固定光源により、算出された角度差に基づいて横方向に変位された固定マークを生成させるか、またはバイオメトリック測定を行うよう指示を出すことができる評価ユニットとの組合せを特色とする。
【００６１】
本発明による方法およびそれに適した装置により、正確で信頼性の高い測定値を提供し、それにもかかわらず、患者の目への機器の非常に正確な位置合わせに頼らない、目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための解決策が提供される。これに関し、干渉法による測定構成の光軸の目の光軸に対する十分に優れた位置合わせは、好ましくは自動的に行われ、位置合わせの際には、患者の目の傾きまたは横方向の変位も、患者の非正視も考慮することができる。
【００６２】
本発明は、バイオメトリック測定システムの光軸が目の光軸に位置合わせされる、理想的には目の光軸と重なり合う、目の様々なバイオメトリックパラメータを干渉法により決定するための解決策に関する。
【００６３】
これに関し、ショートコヒーレンス干渉法に基づくバイオメトリック測定は、好ましくは、測定光が第１に少なくともほぼ回折限界で捕捉され、第２に外部の参照光と重畳されるように行われる。
【００６４】
このようにして自動的に位置合わせされたバイオメトリック測定システムにより、感度上昇も達成することができ、ロバスト性および信頼性の向上も保証することができる。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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