(57)【要約】本発明は、眼、特に眼の前部、虹彩、水晶体、硝子体、および眼底の観察、画像記録、および診断のうちの少なくとも一つのための解決方法に関する。本発明の均質に照射する眼科機器は、照射源と、均質化ユニットと、投影デバイスとからなる照射デバイスを備え、空間選択放射を伴う少なくとも１つの有機または無機の照射源が照射源として使用される。このようにして生成された照射によって、視覚化ユニットによる眼の検査領域の、相応して適合化された視覚観察、ディジタル観察、記録、およびディスプレーのうちの少なくとも一つが可能となる。均質化するために、放射源（１）から放射される光は、コンデンサ・レンズ（２）によって平行光線にされ、マイクロレンズの焦点距離に対応する距離（３．３）で配置されたそれぞれ対向する球面（３．１および３．２）からなるマイクロレンズ・アレイ（３）上に結像される。本発明の眼科機器によって、特に眼球の透光体が最高の散乱力を有する４００ｎｍ未満の近紫外線領域では、眼の特定領域の観察および画像記録のうちの少なくとも一つが可能である。
2009528101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼の観察および目の画像記録のうちの少なくとも一つのための均質な照射を有する眼科機器であって、該眼科機器の照射デバイスが、照射源と、均質化ユニットと、投影デバイスとを備え、使用される該照射源は、分光選択放射を有する１つまたは複数の有機または無機放射源（１）であり、該複数の有機または無機放射源（１）は、視覚化ユニットを介して、眼（９）の画像についての適合された視覚観察、ディジタル観察、記録、及び出力のうちの少なくとも一つが可能となるように、制御ユニットに従って極めて高度な均質性を有する、連続照射およびパルス照射のうちの少なくとも一つを生成する、眼科機器。
【請求項２】
照射源と、均質化ユニットと、投影デバイスとからなる前記照射デバイスが、放射光の幾何学的操作および分光操作のうちの少なくとも一つのために選択的に使用されるデバイスをさらに備える請求項１に記載の眼科機器。
【請求項３】
ＬＥＤ、ＳＬＤ、レーザ、またはＯＬＥＤが、分光選択放射の放射源として単独で、または組み合わせて使用される、請求項１および２に記載の眼科機器。
【請求項４】
前記照射デバイスが、分光選択放射と、ダイクロイック・ミラーによって共通の開口に結像される、波長に応じて同一の強度分布および異なる強度分布のうちの少なくとも一つとを有する幾つかの放射源（１）を備える、請求項１乃至３の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項５】
前記放射源（１）の前記強度分布が、広帯域、狭帯域、または単色、またはそれらそれぞれの組合せである、請求項１乃至４の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項６】
前記放射源（１）が最小限の光パワーを有し、前記光が空間的に均質に放射面によって放射される、請求項１乃至５の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項７】
前記放射源（１）の前記強度が広範囲にわたって連続的に調整可能であり、色温度が調整範囲全体にわたってほぼ一定である、請求項１乃至６の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項８】
前記照射デバイスが、好ましくは４００乃至７００ｎｍの広帯域スペクトルの放射用に、４００乃至４９０ｎｍの単色スペクトルを放射し、色変換のための発光染料が塗布された１つまたは複数の放射源（１）を備える、請求項１乃至４の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項９】
好ましくは７００乃至１，１００ｎｍの広帯域スペクトルの放射用の前記照射デバイスが、少なくとも２０ｎｍの半値幅を有する１つまたは複数の放射源（１）を備え、このスペクトル範囲用の感度を有するディジタル・カメラ・ユニットが視覚観察、ディジタル観察、記録、および出力のうちの少なくとも一つのために設けられる、請求項１乃至４の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１０】
蛍光励起用の前記照射デバイスが、単色スペクトルを放射し、５０ｎｍの最大半値幅と、好ましくは中央ピークを有するガウス分布とを有する１つまたは複数の狭帯域放射源（１）を備える、請求項１乃至４の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１１】
前記放射源（１）の時系列、継続時間、および強度が前記制御ユニットによって個々に、共同で、または群として制御され、かつ監視される、請求項１乃至１０の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１２】
前記照射デバイス内にある前記均質化ユニットが、前記放射源（１）の前に配置された光積分器または光ミキサである、請求項１乃至１１の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１３】
前記均質化ユニットが中空の積分器（４）またはマイクロレンズ・アレイ（３）である、請求項１乃至１２の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１４】
前記放射源（１）によって放射される前記光の前記光パワーおよび幾何形状のうちの少なくとも一つが、前記眼（９）の放射露出をできるだけ低く、かつ許容限度内に保つために前記制御ユニットによって判定され、監視され、かつ補正される、請求項１乃至１３の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１５】
前記ディジタル・カメラ・ユニットが視覚的観察用のデバイスとして使用可能となるように備えられ、検査される前記眼（９）の画像が、前記カメラに、または別個に備えられたディスプレー上に出力される、請求項１乃至１４の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１６】
前記制御ユニットが、組み込まれるか、またはデータリンクを介して接続された別個のユニットとして備えられる、請求項１乃至１５の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１７】
前記別個に備えられた制御ユニットが、起動ユニット、キーボード、ディスプレー、およびデータ出力ユニットを含むユーザ・インターフェースを備え、標準型のＰＣインターフェースが好ましくはデータリンクとして使用される、請求項１乃至１６の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１８】
前記ディスプレーが、前記検査される眼（９）の前記画像の視覚的出力に加えて、システム全体のデータの制御および調整も表示可能となるように備えられる、請求項１乃至１７の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項１９】
前記制御ユニットが、前記放射源（１）の電力供給をそれぞれ低減またはスイッチオフする手段を備える、請求項１乃至１８の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２０】
前記分光選択放射源（１）のユニットが狭帯域放射半導体光源の組合せを含み、放射のスペクトル制限をさらに行うように光学フィルタユニットが該狭帯域放射半導体光源の組合せの前に追加配置される、請求項１乃至１９の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２１】
前記放射源（１）の前記時系列、継続時間、および強度が、前記眼（９）の許容される放射露出との適合を保証するため、前記制御ユニットによって個々に、共同で、または群として制御され、かつ監視される請求項１乃至２０の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２２】
少なくとも１つのディジタル・カメラ・ユニット、接眼レンズを有する１つの単眼側視鏡等が、視覚化ユニットとして使用される、請求項１乃至２１の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２３】
光学画像ぶれ補正器が、前記眼（９）の電子画像のぼけを軽減するために設けられる、請求項１乃至２２の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２４】
前記眼（９）の電子記録のぼけを防止するため、前記放射源（１）の放射電力を増大させると同時に、露光時間が前記制御ユニットによって短縮される、請求項１乃至２３の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２５】
光格子またはプリズムが、放射源（１）として機能する幾つかのレーザ放射源の共線結像のために設けられる、請求項１乃至２４の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２６】
幾つかの画像センサおよび、対応するダイクロイック・フィルタ、またはビーム・スプリッタ／フィルタの組合せが、全く同時に前記眼の幾つかの単色画像を記録するために設けられる、請求項１乃至２５の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２７】
Ｆｏｖｅｏｎ（登録商標）Ｘ３（商標）タイプの画像センサが、全く同時に前記眼の幾つかの単色画像を記録するために設けられる、請求項１乃至２６の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２８】
記録を一時記憶するインターライン・センサを備える電子カメラ・ユニットが、幾つかの単色画像同士の時間差が極めて小さいこれらの単色画像を記録するために設けられる、請求項１乃至２７の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【請求項２９】
前記照射デバイスが別個のユニットとして備えられ、導光体が生成された放射の伝達のために設けられる、請求項１乃至２８の少なくとも１項に記載の眼科機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼、特に眼の前部、虹彩、水晶体、硝子体、ならびに眼底の観察、画像記録、および診断のうちの少なくとも一つのための機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の従来の技術によれば、眼の検査用の典型的な眼科機器は、観察者にとってできるだけ自然な眼の内部の画像を生成するために、照射用に従来の白光光源を使用する。特定のスペクトル範囲での検査を可能にするため、白光光源に続く光路内に適宜の分光フィルタが挿入される。
【０００３】
例えばハロゲンランプなどのこれらの従来の白光光源には、エネルギおよび経済的な観点から、８乃至１２％の比較的低い効率でしか光が発生されないという欠点がある。その上、スペクトルのかなりの部分が可視光領域の外に位置しており、眼を損傷する照射を防止するため、紫外線および赤外線成分をフィルタで除去する必要がある。
【０００４】
この欠点は、蛍光検査を実施するために、例えば紫外線領域からの極めて狭いスペクトル範囲だけが使用される場合により顕著である。したがって、この従来の照射には機械的に移動可能な光学フィルタ用の、およびシステムを冷却するための極めて複雑な技術的装置が必要である。
【０００５】
従来の白光光源のさらなる欠点は、一方では（＞１００ｍｓの範囲の）比較的長いスイッチ時間を、他方ではスイッチオン段階中の光のスペクトル成分の変化を特徴とするスイッチオン、スイッチオフ動作である。さらに、ハロゲンランプの光量立ち上がり段階は比較的長い。
【０００６】
ハロゲンランプを使用する従来技術の既知のスリットランプの場合は、ハロゲンランプの光はコンデンサ・レンズによって平行化され、次いで幅を調整可能なスリットを照射する。スリットを通過した光は次いで光学系によって、検査される眼の前眼房へと鮮鋭に結像される。眼から後方散乱した光は第２の検出光学系によってカメラに結像されること、および眼の視覚的観察のうちの少なくとも一つを可能にする。照射と検出光路との間の角度を変更できるようにするため、照射光路は眼の前でプリズムによって曲折される。この偏光プリズムはほぼ眼前の瞳面に配置される。全ての照射ビームはプリズムの出射面を透過しなければならないので、前記偏光プリズムは照射源のエテンデュを制限する。これに関して、照射源内のスリットを通過する光ができるだけ均質であることが重要である。何故ならば、前記均質性は眼への結像により、スリットランプの焦点面まで伝達されるからである。
【０００７】
均質なスリット照射は先行技術ではハロゲンランプの前に配置されたコンデンサ・レンズによって達成されるので、スリットはハロゲンランプの渦巻き形フィラメントの瞳面内に配置され、したがってスリット面内の均質性はハロゲンランプの渦巻き形フィラメントの角スペクトル内の強度の均質性に対応する。
【０００８】
スイッチ時間が比較的長いため、特に露光時間が短い場合は、「バーンイン」ランプの光を実際に利用する追加の高速シャッタが必要になる。このことは特に、眼などの検査中に動く対象の場合に欠点になるが、それは眼の画像記録を取る際に移動の影響を排するためにミリ秒（ｍｓ）の範囲の極めて短い露光時間が必要となるからである。
【０００９】
文献、欧州特許第１１１４６０８号明細書には、システム全体のサブコンポーネント内でＬＥＤによる照射を使用する、眼科照射システムの公知の実施形態が記載されている。この文献は従属請求項で、デバイスが実質的に白光を生成するために、ある一定量の赤色、緑色、および青色の光を放射する役割を実質的に果たすことを開示している。個々の光調整は、保護フィルタが内側または外側にそれぞれ旋回された場合にそれぞれの色合いを保つ役割を果たす。したがって、特定の代替実施形態では、文献、欧州特許第１１１４６０８号明細書には、光学保護フィルタと共同で色の中立性を保つ役割を果たす、ＬＥＤを使用した照射システムが記載されている。
【００１０】
文献、欧州特許第１６０２３２３号明細書には、典型的なスリットランプの照射源として白色ＬＥＤを使用することが記載されている。前述の典型的なスリットランプ照射とは異なり、この場合はスリット面内の均質性はＬＥＤチップの表面の角スペクトルの強度の均質性に対応する。しかし、渦巻き形フィラメントの光放射の光学特性とＬＥＤチップの表面の光放射の光学特性とは明確に異なっているので、これもまた達成される均質性に悪影響を及ぼす。白熱線の形状が湾曲しているため、渦巻き形フィラメントは角スペクトル内で均質な強度のほぼ球面波を放射する。これとは対照的に、プレーナ・エミッタとして機能するＬＥＤチップは、ランバート角スペクトルに極めて近似した光を放射する。このことは、光強度がＬＥＤチップの表面法線に対する余弦値と共に低減することを意味しており、スリット面内に体系的なトリミングを誘発する。このトリミングはコンデンサ・レンズの開口に依存し、ＮＡ＝１の開口は１００％のトリミングに相当する。このようなトリミングは、「ケーラー」照射の場合は完全に回避することはできず、コンデンサ・レンズの開口を制限することによって軽減できるだけである。しかし、これは他方では、照射源のエネルギ効率を著しく低下させる。ハロゲンランプを使用したスリットランプと比較したこの装置の特定の利点は、異なる強度で光に高度の色の一貫性があることである。したがって、欧州特許第１６０２３２３号明細書には、白光を生成するために白色ＬＥＤ、赤色、緑色および青色ＬＥＤのそれぞれの放射源として典型的なスリットランプを使用することが記載されている。
【００１１】
文献、米国特許第５９９７１４１号明細書には、眼を照射するためにＬＥＤのアレイを使用するシステムが記載されている。文献、米国特許第４６９９４８２号明細書には、眼を照射するために光導ファイバと共にＬＥＤを使用する照射デバイスが記載されている。
【００１２】
空間的に分布したエミッタに関する上記の全ての文献には、均質化のための特別のデバイスがなく、照射域内の強度が十分に均質ではなく、高感度の診断には不十分であるという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、特に多重チャネル容量を有し、スイッチ時間が短く、放射をスイッチオンする際のスペクトル安定性が高く、短時間で放射する、分光選択性のある極めて均質な光の生成を特徴とする、眼科機器への利用可能性を高めた、エネルギ面で経済的な照射デバイスの解決方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、上記の目的は独立請求項の特徴によって達成される。好ましい改良形態および実施形態は独立請求項の主題である。
この新規の照射デバイスの特に有利な応用可能な特性は、眼球の透光体が可視光領域内で最大の散乱力を有する、例えば＞４００ｎｍの近紫外線領域で分光選択性のある高い強度を提供でき、著しく高感度の診断か可能になることにある。
【００１５】
他方では、眼球の透光体の散乱が最小で、水吸収がさらに低い領域で１０６５ｎｍまたは１３００ｎｍのＬＥＤを使用することによって、例えば白内障レンズを介して後面およびその後方被膜を検査することができる。
【００１６】
したがって本発明の構想では、眼の診断の感度を高める目的で、スイッチオン、スイッチオフ時間がそれぞれ極めて短いこと、および、色の高い一貫性と組み合わせた極めて特定のスペクトルの使用が記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
例示的実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。
眼の観察および画像記録のうちの少なくとも一つのための均質な照射を有し、照射源と、均質化ユニットと、投影デバイスとを備えた照射デバイスからなる、本発明による眼科機器では、分光選択放射を有する１つまたは複数の有機または無機の放射源が使用される。
【００１８】
これらの放射源は制御ユニットによって制御されて、ディジタル・カメラ・ユニットを介して、眼の検査領域の適切に適合された視覚観察、ディジタル観察、記録、および出力うちの少なくとも一つを可能にするために、連続照射およびパルス空間照射のうちの少なくとも一つを生成する。
【００１９】
この場合、特に分光選択放射を有する有機または無機の放射源としてＬＥＤ、ＳＬＤ、レーザ、またはＯ−ＬＥＤが単独で、または組み合わせて使用される。照射源は好ましくは、分光選択式に放射する幾つかの放射源を備え、これらは波長に応じた同一の強度分布および異なる強度分布のうちの少なくとも一つを有している。放射源の強度分布は広帯域、狭帯域、または単色の分布、またはそれらのそれぞれの組合せによって形成される。
【００２０】
可視スペクトル範囲（白光）内の照射源は主として広帯域の強度分布を有しているのに対し、蛍光を励起する放射源は、できるだけ狭帯域で、好ましくは中央ピークを有するガウス分布で半値幅が５０ｎｍ以下である単色強度分布を有している。
【００２１】
好ましくは４００乃至７００ｎｍの広帯域スペクトルを放射するため、照射デバイスは好ましくは４００乃至４９０ｎｍの単色（青）スペクトルを放射する１つまたは複数の放射源を備え、これらには色変換のための発光染料が塗布されている。その結果、放射される白色スペクトルの大部分が青色領域内にある。オスラム（ＯＳＲＡＭ）製のＤｒａｇｏｎ  ＬＷ  Ｗ５ＳＧ型のＬＥＤは、このような強度分布を有するＬＥＤの例である。色位置は、青色領域内であるにも関わらず色度図の白色曲線上にある。
【００２２】
白色スペクトルの青色領域内の光を放射するこのようなＬＥＤには、より短い波長範囲で眼球の透光体でより高い散乱が生じ、これにより改良された診断が可能となるという利点がある。
【００２３】
さらなる実施形態では、紫外線領域で単色スペクトル（＜４００ｎｍ）を放射し、色転換用に発光染料が被覆されたＬＥＤが使用される。このようなＬＥＤには、可視光領域（４００乃至７５０ｎｍ）で励起波長（＜４００ｎｍ）の放射が起こらないという利点がある。この場合、結果として生ずる発光スペクトルが、人間の眼のスペクトル感度の分布を示し、したがって人間の眼によって「完全な白」に近いと感じられるＶ（λ）曲線の分布に近似するように、色変換のための発光染料を塗布することができる。
【００２４】
基本的に、例えば赤色、緑色、および青色ＬＥＤなどの単色放射源の組合せから白光を生成することもできる。この場合、適切な組合せによって白光の極めて特殊な分布関数を生成することができる。
【００２５】
そのためには、半値幅が５０ｎｍ以下で、好ましくは中央ピークを有するガウス分布を有する狭帯域の単色ＬＥＤとして、ＯＳＲＡＭ製の例えばＬＢ  Ｗ５ＳＧ型（青）、ＬＶ  Ｗ５ＳＧ型（緑（ｖｅｒｄｅ）／青緑）、ＬＴ  Ｗ５ＳＧ型（緑）、またはＬＥ  Ｒ  Ａ２Ａ型（赤）のＬＥＤが使用される。
【００２６】
狭帯域照射によって、特定のスペクトル範囲での診断が可能になる。観察は、可視光領域で直接行うことができ、または電子カメラを用いて、および例えばディスプレー上での擬似色複製による情報の可視光領域への変換／伝送によって、非可視光領域で照射を用いて行うことができる。例えば、４００乃至７００ｎｍの範囲の色を非可視光領域内のある強度値に割り当て、ディスプレー上に表示することができる。
【００２７】
それによって、選択された単色放射源の起動によって所望の波長を選択できるという利点が得られる。
その結果、機械的に移動される光学フィルタがなくてもよいので、大幅に簡略化され、改良された動作が達成される。
【００２８】
しかし、少なくとも２０ｎｍの半値幅を有する１つまたは複数の放射源を使用して、好ましくは７００乃至１１００ｎｍのスペクトル範囲での広帯域スペクトル放射用の照射デバイスも可能である。
【００２９】
この場合は、視覚観察、ディジタル観察、記録および出力のうちの少なくとも一つのために、このスペクトル範囲内での感度を有するディジタル・カメラ・ユニットが使用される必要がある。
【００３０】
この場合、（可能ならば）蛍光励起用の放射源の狭帯域の単色強度分布は紫外線範囲から赤外線範囲に及ぶ。
約１８０ｎｍからの紫外線範囲内の波長はエキシマ・レーザによって励起される蛍光画像の記録に適しているものの、組織内での放射の散乱が低く、しかも十分な水吸収で画像を記録するには、約２μｍに至る赤外線範囲の波長が用いられる。２μｍを超える波長で始めると、浸透の深さは角膜にとってほぼ十分であり、したがって、もはや結像には適さない。
【００３１】
赤外線スペクトル放射用の放射源として、例えば半値幅が４０ｎｍで、ガウス分布のピーク波長が８５０ｎｍの、７００乃至１１００ｎｍの範囲の放射線を放射するオスラム（ＯＳＲＡＭ）製のＳＦＨ４２３０型ＬＥＤが使用される。
【００３２】
この場合は、照射は非可視光スペクトル範囲でも行われるので、観察、記録、または出力にはこのスペクトル範囲内で感度を有するディジタル・カメラ・ユニットが必要である。
【００３３】
この代替実施形態は、眼に対する刺激がなく、あっても極めて僅かであり、瞳孔を狭くする散瞳孔剤の必要がないので特に有利である。したがって、例えばディスプレー上での擬似色複製によって、情報を赤外線領域から可視光範囲へと伝送／転換することによって赤外線領域での診断が可能となる。患者への放射線の露出が減少するにも関らず信頼性のある診断が可能となる。
【００３４】
さらなる実施形態では、特定の強度分布を生成するため、広帯域放射源と単色放射源との組合せも可能である。スペクトル内で重複しない放射源の組合せは、好ましくは１つの共通開口上に結像されるダイクロイック・ミラーによって行うことができる。特に異なる放射源を組み合わせる場合は、個々の放射源によって生成されるビームは、眼科検査機器への連結点での開口および開口角に関して確実に同一でなければならない。
【００３５】
別の有利な実施形態では、照射用に幾つかのレーザ光源が使用される。好ましくは光格子またはプリズムによって個々のレーザビームの共線結像を行うことができる。所望により、光変換層を用いて、例えば＋／−３ｎｍの典型的な半値幅を有する狭帯域スペクトルを半値幅＋／−２０ｎｍに広げることができる。この場合、光変換層として蛍光染料を使用できる。
【００３６】
できるだけ均質な強度分布を生成するために、照射デバイスは、放射源の前に配置される光積分器または光ミキサの形式の均質化ユニットを備えている。この場合は、特に、均質化ユニットとして中空の積分器またはマイクロレンズ・アレイが使用される。均質化ユニットを使用して、放射源によって放射された光は強度、色、および角スペクトルに関して均質化される。そうすることによって、照射光学系への放射源のエテンデュを可能な最高の光効率に適合させることにより光の均質化がなされる。
【００３７】
これに関連して、図１はマイクロレンズ・アレイを使用した放射源の光を均質化するための装置を示している。放射源１から来る光はコンデンサ・レンズ２によって平行光にされ、マイクロレンズ・アレイ３上に結像される。マイクロレンズ・アレイ３は、マイクロレンズの焦点距離に対応する間隔３．３を有するそれぞれ対向する球面３．１（入力面）と３．２（出力面）とからなっている。コンデンサ・レンズ２とマイクロレンズ・アレイ３との協働によって、例えば個々のＬＥＤからなる放射源１が、結像レンズ５へと可能ならば間隔を埋めるように結像され、この結像レンズ５はマイクロレンズ・アレイ３の後方に配置されている。
【００３８】
この結像レンズ５の後方に、例えば結像面６内に、スリットランプ用に必要なスリット照射を生成するためのスリット膜を配置してもよい。このように作成されたスリットは、投影ユニット７および偏光プリズム８を介して眼９に投影され、照射の照射角は可変的である。
【００３９】
このようにして達成された照射放射の均質性は以下のように明確にすることができる。
放射源１の瞳は、正確にマイクロレンズ・アレイ３の入力面３．１内に位置し、マイクロレンズによって光はマイクロレンズと同じ数のチャネルへと分散される。次いで、各チャネルの光は結像レンズ５を介して、その上に重複された他の全てのチャネルの光を有する結像面６へと結像される。放射源１としてランバート放射分布を有するＬＥＤが使用されると、マイクロレンズ・アレイ３の入力面３．１内に余弦形状の強度分布を観察することができる。しかし、各マイクロレンズの光は関連する第２のマイクロレンズおよび結像レンズ５を経て像域全体に結像されるので、結像面６内にほぼ完璧な均質化を達成することが可能となる。結像面６の後方の角スペクトルでさえ、従来の照射の場合よりもかなり均質である。
【００４０】
有利な実施形態は、個々のレンズがハニカム形状の断面を有するマイクロレンズ・アレイの使用を提案する。これは特に、スリット照射を生成するために有利である。１つまたは複数のＬＥＤの使用には、像面および眼の前眼房内のスリットの照射が、典型的な「ケーラー」照射の場合よりも実質的に均質であり、もはやトリミングがほぼ生じないという利点があり、これは特に高品質の測定を実現するために決定的に重要である。
【００４１】
本明細書で、灰色白内障に起因する眼水晶体の混濁の測定に言及してもよい。それによってさらに、コンタクトレンズを調整した場合に眼とコンタクトレンズとの空隙の大きさの基準として、例えば蛍光造影剤の輝度を利用することが可能になる。
【００４２】
ＲＧＢ構造を有するＬＥＤアレイを使用することによって、照射のかなり大幅な改善さえも達成可能である。このタイプのＬＥＤアレイでは、三原色（赤、緑および青）が例えば正方形の構造に配列され、緑色は互いの筋向いに２度存在する。このようなＬＥＤアレイが典型的な光学系によって眼に結像されると、偏光プリズムの切断誤差により色むらが生ずることがあり、ひいてはスリット画像の焦点面だけにスリットの形状の白光照射が生成されることがある。しかし、スリットランプでは前眼房の断面画像を異なる深さで同時に記録する必要があるので、焦点面の前と後にカラー・アーチファクトがあってはならない。このようなカラー・アーチファクトは、マイクロレンズ・アレイを使用した記載の均質化によって防止される。
【００４３】
これらの理由から、スリットランプ照射用の均質化ユニットを使用することは、スリットランプ照射でのＬＥＤの使用に関して先行技術を超える重要な利点および本質的な改善である。
【００４４】
別の実施形態では、図２は中空の積分器を使用して放射源からの光を均質化するための装置を示す。
放射源１から来る光は、コンデンサ・レンズ２によって平行光線にされ、中空の積分器４に結像される。
【００４５】
中空の積分器４内での反射によって、放射源１からの光は均質化され、かつスリットランプに必要なスリット照射を生成するために、スリット膜を配置できる結像面６内でも均質化される。このように作成されたスリットは、投影デバイス７および偏光プリズム８を介して眼９に投影され、照射の入射角は変更可能である。
【００４６】
極めてコンパクトかつ安価に実現可能な均質化のための前述の２つの代替実施形態は、光学的に同様の特性を有している。
それによって、放射された放射全体が投影ユニットによって、眼科監査デバイスに伝送されることが確実となる。ディジタル・カメラ・ユニットを使用するので、平坦な長方形の発光面を有する放射源は最適になる。
【００４７】
この有利な実施形態の結果、効率が高まり、温度依存効果が軽減される。さらに、大幅に均質性が高い照射域によって可能な診断の多様性およびその信頼性が高まる。
放射源の時系列、継続時間、および強度は、特定の空間照射スペクトルを生成するために、制御ユニットによって個々に、共同で、または群として制御され、かつ監視される。
【００４８】
これに関連して、１つまたは複数のカメラ・ユニットの制御を、照射モジュールによって放射された光の波長に同調させることかでき、かつ放射の継続時間と同期化することができる。
【００４９】
例えば、照射の色状態が異なる場合、数ミリ秒の露光時間で少なくとも１つの、好ましくは複数の画像を記録できる。次いで、これらの単色記録を結合してカラー画像を形成することができる。さらに、単色記録の差異を選択的に評価することも可能である。
【００５０】
この実施形態は、機械的に移動するフィルタが不要であり、１台の機器だけを使用して異なる診断を実施することができ、放射源および同期的な専用の記録を一時的に変調することによって、幾つかの単色記録を実現可能であり、これは評価または結合されて、患者への放射線の露出を増加せずに混合された色画像を形成するという利点を有する。
【００５１】
加えて、放射への眼の露出をできるだけ低く、かつ許容限度内に保つために、放射源によって放射される光の光パワーおよび幾何形状のうちの少なくとも一つが判定され、監視され、かつ構成される。
【００５２】
したがって、照射パターンを変更すると、その結果さらに、放射パワーを自動的に適合させ、かつタイプに応じた放射源の特性の変動、特に老化にも起因する強度の変動を再調整することが可能になる。
【００５３】
許容される眼への放射露出を順守するため、放射線量を決定するために例えば電流および電圧のうちの少なくとも一つなどの眼科器具の重要な設定が制御ユニットによって監視される必要があろう。そうすることによって、眼に対する熱および光化学的な危険性などの波長特有の危険性を区別する必要があろう。
【００５４】
安全にとって重要な場合は、制御ユニットは放射源の電力供給をそれぞれ低減または遮断するための手段を備える必要があろう。
分光選択放射を伴う有機または無機の放射源を使用することによって、さらに大きな利点が得られる。
【００５５】
他方では、このような放射源の特徴は、色度図内の色位置の極めて僅かな変移（＜０．０２）のみを伴う、ほぼ一定の色温度での良好な調光能力にあり、それによって放射源の異なる放射パワーでの診断結果の再現性が大幅に向上する。たとえ放射源が加熱しても、色位置の変移（例えば０．０００２／℃）、またはピーク波長の変移（例えば０．０４ｎｍ／℃）は極めて僅かである。
【００５６】
他方では、これらの放射源の特徴はさらに、スイッチオンおよびスイッチオフ時間（定格電流の０％から１００％まで）が極めて短いことにあり、これらの時間はミリ秒（ｍｓ）またはミクロン秒（μｍ）の範囲にある。したがって、パルス幅変調によってミクロン秒範囲の特定の動作点（例えば特定の電流値）を再びスイッチオン、スイッチオフすることができ、かつ、輝度制御を同じ動作点で行うことができる。その結果さらに、色温度を安定化させ、ひいては放射源の異なる放射パワーでの診断結果の再現性を向上させることができる。
【００５７】
その上、放射への露出を僅かに増加することにより、光の線量を最小限に留めつつ、改善された信号／ノイズ比が達成される。
さらに、放射源によって損傷なく短時間の過線量照射が可能であり、その場合の過線量照射のレベルはその継続時間に依存する。定格電流の３倍の過線量照射の継続時間はＬＥＤの場合ミリ秒の範囲である。
【００５８】
特に、放射源はそのタイプに応じて１０、０００時間を超える比較的長い寿命を有している。それによって、動作中の放射源の変化を予測しない眼科機器全体の設計を開発することが可能である。
【００５９】
機械的に移動するフィルタは不要であるが、特に紫外線および赤外線範囲では光学フィルタによって、遮断フィルタにより発光スペクトルを規定通りに制限することが可能になる。光学フィルタの遮断波長は、典型的には紫外線範囲で３８０、４００、または４２０ｎｍであり、赤外線範囲では７００ｎｍである。
【００６０】
十分な光パワーを保証するため、使用される放射源が確実に最小光パワーを有し、かつ放射面によって光が、確実に空間的に均一に放射される必要があろう。さらに、放射源の強度は、広範囲にわたって連続的に調整可能であり、色温度は強度調整範囲全体にわたってほぼ一定である必要があろう。
【００６１】
現在一般的な眼科機器は、可視光領域（４００乃至７００ｎｍ）内で１０乃至２０ワットの電力を達成し、これは約１ワットの光パワーに相当する。
他方では、非可視光である赤外線領域（７００乃至１０００ｎｍ）、ならびに単色放射源の場合は、僅か約０．１ワットの光パワーが達成される。
【００６２】
特に有利な実施形態では、照射源および投影デバイスからなる照射デバイスは、選択的に使用される放射光線の幾何的操作およびスペクトル操作のうちの少なくとも一つのためのデバイスを付加的に備えている。
【００６３】
この場合は、放射源は放射を生成する役割を果たし、操作デバイスは、幾何的照射パターンおよびスペクトル照射パターンのうちの少なくとも一つを生成する役割を果たし、また集光光学系は、照射パターンを眼の表面および内部のうちの少なくとも一方に投影する役割を果たす。
【００６４】
それによって、スリット照射などの特定の光パターンを生成することができる。しかし、所望ならば光路の内側と外側に選択的に旋回可能な光学フィルタを配置することもでき、このフィルタは好ましくは例えば高域通過、低域通過、または帯域フィルタなどの波長選択特性を有している。
【００６５】
視覚観察、ディジタル観察、記録、および出力のうちの少なくとも一つ中の妨害光の影響を避けるために、照射光路および観察光路を幾何的に分割することが一般的である。適切な技術的解決方法は、中央に配置された照射用の垂直スリット（スリット・プリズム）を使用することであり、観察は好ましくはその側面を越えて行われる。
【００６６】
制御ユニットは、眼科検査機器内に組み込んでもよく、またはデータリンクを介して接続される別個のユニットとして備えてもよく、連続的およびパルス式のうちの少なくとも一つの構造化された照射を生成し、かつ眼の検査領域の画像の視覚観察、ディジタル観察、記録および出力のうちの少なくとも一つのためのディジタル・カメラ・ユニットを制御するために、放射源と操作手段の双方を制御する役割を果たす。
【００６７】
別個に備えられた制御ユニットは、好ましくは起動ユニット、キーボード、ディスプレー、およびデータ出力ユニットを含むユーザ・インターフェースを備え、この場合、標準型のＰＣインターフェースが好ましくはデータリンクとして使用される。データ出力は、好ましくはプリンタまたは標準化されたインターフェースを介して行われる。もちろん、ディスケット、ＣＤ  ＲＯＭ、ＤＶＤ、様々なメモリカードなどの様々なデータ記憶媒体にデータを記憶することも可能である。
【００６８】
所望ならば、制御ユニットとの通信を容易にするため、照射パターンを生成し、操作するためのデバイスを電子的に制御することが可能である。
対応する照射源は、所望のスペクトル照射パターンが生成されるように、スイッチオン時間および継続時間を介して、ならびに電流および電圧を介して制御ユニットによって制御される。
【００６９】
これらの組み込まれた放射源に加えて、これらを別個のユニットとして備えてもよく、その場合、放射は例えば光導ファイバを介して眼科機器に誘導され、眼科機器の照射光路へと結合される。このような設計には、眼科機器の極めてコンパクトな構造が可能になることの他、解決すべきそれぞれの課題に照射を極めて個々に適応させることができるという利点がある。
【００７０】
さらなる有利な実施形態では、視覚的観察用のユニットとして使用できるようにディジタル・カメラ・ユニットが備えられ、この場合、検査される眼の画像はカメラに備えられ、または別個に備えられるディスプレー上に出力される。この場合は、拡大して観察するため、所望ならば例えばコンタクトレンズを使用してもよい。
【００７１】
検査される眼の画像の視覚的出力に加えて、ディスプレーが眼科システム全体の重要な制御および調整データをも表示すると特に有利であることが判明している。
ディジタル・カメラ・ユニットによってディスプレー上に表示される眼の検査領域に画像を視覚的に観察することに加えて、ディジタル・カメラ・ユニットは、特に、これらの画像を記録し、出力する役割を果たす。そのために、ディジタル・カメラ・ユニットは使用される放射源と同期して制御される。
【００７２】
簡単かつ安価な実施形態では、ディジタル・カメラ・ユニットは市販の消費者用カメラからなり、これは好ましくはコンパクト・フラッシュカード、ＳＤカード、メモリ・スティックなどの携帯可能な記憶媒体に記録をディジタル式に記憶する。さらに処理およびアーカイブのうちの少なくとも一つを行うため、特別なソフトウエアを備えた別個のＰＣに後にデータ転送することができる。
【００７３】
制御ユニット自体、またはデータリンクを介して接続されたＰＣは、検査される眼の画像を好ましくは患者関連データベースの形態で記憶する役割を果たす。システムは標準化されたフォーマット（例えばＤＩＣＯＭ）を使用して患者関連データをエクスポートとインポートの双方を行うと共に、最適な診断のための関連情報を得るためにディジタル・カメラの記録から機能的特性を編集し、抽出することが可能である必要があろう。
【００７４】
カメラ記録の編集に関連して、画質および存在する画像エラーに関して記録を評価することができ、かつ必要ならば画像の鮮鋭さ、コントラスト、ピクセル・エラー、トリミング、歪み、色調整エラー、局部的シフトなどに関してそれらの記録をソフトウエアによって補正することができることが便利である。
【００７５】
その他の実施形態では、眼科検査機器は、好ましくは可変的な放射の一部を既存の光電子インターフェースに結合することが可能なユニット（例えばビーム・スプリッタ）を備えている。この標準化されたインターフェースに様々なアプリケータを結合できる。さらに、この場合は、添付されるアプリケータの電子的な制御と監視が設けられる。
【００７６】
次いで、例えば、別個の追加の照射を行うため、段付き、または勾配付きファイバの形態の可撓性のある光導体を、光放射を伝送するために接続することができる。眼を「背後から」照射するように、かつ特に角膜、虹彩、水晶体、被膜または存在するいずれかのインプラントを観察／記録するために、例えば強膜照射用に可撓性のある光導体が使用される。可撓性のある光導体（１つまたは複数）を回帰照射用に使用してもよい。
【００７７】
さらに、可撓性のある光導体を医師の頭部に装着した照射モジュールに接続することも可能である。
照射ユニットの効率が相対的に高いことによって、時間限定されたモバイル動作も可能になり、この場合は放射源の電力供給は蓄電池によって行われる。
【００７８】
提案される技術的解決方法はさらに有利な実施形態をもたらす。
すなわち、例えば視覚化ユニットとして使用される電子画像センサの前に機械的に移動可能な光学素子を配置することによって、光学画像安定化を利用して眼の電子的記録の画像の鮮鋭度の上昇を達成可能であり、この光学素子によって、特に露光時間がより長い場合は、眼の何らかの動きを補償することができる。電子画像センサ自体が機械的に移動可能であれば、同じ効果を達成できる。光学画像を安定化するためのこれらの解決方法には双方とも、電子画像センサに対する眼の動きを検出する必要がある。眼の動きの検出は、この場合は、対応する評価アルゴリズムを利用してセンサによって行うことができ、その場合は視覚化ユニットの画像センサも使用可能である。
【００７９】
しかし、放射源のより高い光強度、および画像データのその後の電子的な増幅または編集方法のうちの少なくとも一つと組み合わせて、より短い画像記録の露光時間を用いて電子記録の画像の鮮鋭度の上昇も達成可能である。
【００８０】
さらなる実施形態では、視覚化ユニットとして使用される電子カメラは幾つかのセンサを備えている。一実施形態では、照射システムの各々の単色放射源は、観察光路内にそれに割り当てられたセンサを有している。この割り当ては、例えばダイクロイック・フィルタまたはビーム・スプリッタ／フィルタの組合せによって観察光路内で行うことができる。これによって全く同じ時間に幾つかの単色画像を記録することが可能になる。
【００８１】
フォビオン社（Ｆｏｖｅｏｎ  Ｉｎｃ．）［米国サンタクララ（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒ）所在］製のＦｏｖｅｏｎ（登録商標）Ｘ３（商標）型の直接画像センサを使用することによって、全く同じ時間に幾つかの単色画像の記録の同じ効果を達成できる。
【００８２】
数ミリ秒の極めて僅かな時間差で２つの単色記録を記録することは、記録を一時記憶するためのインターライン・センサを備えた電子カメラを使用することによって行うことができ、その場合、光源は極めて短いスイッチオンおよびスイッチオフ時間を順次実現できなければならない。双方の間に極めて僅かな時間差しかないこのような記録は、まず第１の単色光源と電子センサとを起動して、専用の記録を行うことによって達成される。この記録は電子カメラのインターライン・レジスタに一時記憶される。電子センサは、第１の光源がスイッチオフされ、第２の光源がスイッチオンされると即座に第２の単色記録を行う。次に、双方の記録がカメラによってディジタル化され、ＰＣに伝送される。
【００８３】
ビーム・スプリッタまたはダイクロイック・ミラーをそれぞれ、インターライン・センサを含む２つのカメラと組み合わせるので、順次起動可能な放射源によって数ミリ秒の範囲の極めて僅かな時間差で４つの単色記録さえも作成可能である。
【００８４】
さらなる特別な実施形態では、１０μｍから１ｍｍの範囲の極めて狭い間隙の形態の照射が行われ、そのためにエテンデュが極めて低く、とりわけ拡散が極めて小さいレーザ放射源が使用される。このタイプの照射は、眼の前部領域での細部の検査が可能なスリットランプにおいて使用される。調整可能な倍率と、いわゆる光ギャップによる特殊な横照射で多くの疾病を認識できる。この場合は、数ミクロン秒から数ミリ秒の範囲の短パルスが眼の中に送信される。眼球の透光体によって散乱されるこの放射は、電子カメラによって記録され、所望ならばレーザの励起波長のみを透過する光学フィルタを使用することができる。
【００８５】
波長が異なる幾つかのレーザを時間内に順次、または同時に使用することも可能である。この場合は、異なる波長の記録は放射源に一時的に割り当てられる電子画像センサによって行われ、または幾つかのレーザ放射源による同時的な照射によって単一の記録が行われる。この場合、散乱光の記録をソフトウエアによって事後処理することもできる。
【００８６】
本明細書に記載の特定のスリット照射では、信号／ノイズ比が極めて良好であり、焦点深度が極めて深いという利点がある。
空間的に構造化された照射を含む本発明による眼科検査機器によって、眼の特定の領域の観察および記録のうちの少なくとも一つを行うことが可能である。特に、提案される照射デバイスは、４００ｎｍ未満の近紫外線範囲での高い強度の分光選択スペクトルを供給する。眼球の透光体はこの範囲で最大の散乱力を有しているので、極めて良好な診断が可能である。
【００８７】
提案される解決方法によって散瞳孔剤を使用しなくてもよいので、眼に対する刺激は極めて僅かである。さらに、赤外線範囲での診断が可能であるため、観察中に瞳孔の狭窄は生じない。診断の可能性は大幅に向上し、患者の放射線への露出は減少する。
【００８８】
有利には、選択された単色放射源を起動することによって所望の波長を選択することができるので、機械的に移動する光学フィルタはもはや不要であり、機器の構造が簡略化される。
【００８９】
既存の解決方法と比較して、これは厳密に診断に特に必要な波長だけが放射源によって放射され、それによって患者の放射線への露出も最小限となるという利点を有する。選択可能な異なる波長が複数あるので、１つの装置だけを使用して幾つかの診断が可能である。
【００９０】
ＬＥＤのスイッチ時間が迅速であるため、放射源の簡単な一時的変調、およびカメラ・ユニットとの同期化が可能である。
従来の放射源と比較して、本発明で使用されるＬＥＤは大幅に均質な照射域、より高い効率、温度依存効果の低減、安定した色温度、効果の向上、熱負荷の減少、および放射源の異なる放射パワーでの診断結果の再現性の向上が達成される。
【００９１】
これらの全ての利点の結果、信号／ノイズ比の向上および行われる診断の信頼性の向上により、診断の可能性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】マイクロレンズ・アレイを使用して放射源からの光を均質化する装置を示す図。
【図２】中空の積分器を使用して放射源からの光を均質化するための装置を示す図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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