(57)【要約】【課題】眼の前方部分の造形を走査または画像化できるよう設計されており、像面曲率または曲率半径により特徴つけられる像面を眼の前方部分の造形に良く似せて形成でき、その結果、例えば少なくとも角膜前面の大部分、強膜、虹彩に正確に焦点を当てることができるようになる光可干渉断層撮影支援（ＯＣＴ支援）型の眼科用顕微鏡の製造に使用できる眼の組織および解剖学的特長を画像化する方法および装置【解決手段】（ａ）ＯＣＴ放射源、（ｂ）スキャナおよび（ｃ）その像面が負湾曲率を有する走査光学系を含む、光可干渉断層（ＯＣＴ）光学操作を実施する走査式光可干渉断層撮影（ＯＣＴ）放射ビーム用スキャナ
2005525893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査式光可干渉断層撮影（ＯＣＴ）放射ビーム用スキャナであって、
ＯＣＴ光源と、
スキャナと、
その像面が面負曲率を有する走査光学系と、を含む、スキャナ。
【請求項２】
走査光学系が少なくとも２枚の間隔をおいたレンズ素子を含む、請求項１に記載のスキャナ。
【請求項３】
少なくとも２枚の間隔をおいたレンズ素子が、負レンズ素子から間隔をあけた正レンズ素子を包含する、請求項２に記載のスキャナ。
【請求項４】
正レンズ素子が、第１型材料から作製され、負レンズ素子が、第２型材料から作製される、請求項３に記載のスキャナ。
【請求項５】
正レンズ素子および負レンズ素子の形状が、１またはそれ以上にタイプの光学収差を修正するようにされている、請求項４に記載のスキャナ。
【請求項６】
正レンズ素子および負レンズ素子が色消レンズである、請求項４に記載のスキャナ。
【請求項７】
色消レンズがダイヤライトである、請求項６に記載のスキャナ。
【請求項８】
スキャナと走査系間の間隔がほぼ走査系の１焦点距離である、請求項１に記載のスキャナ。
【請求項９】
目の上に対象物を結像するオプトメータをさらに含む、請求項１に記載のスキャナ。
【請求項１０】
オプトメータが、
対象物がそのターゲットレンズ系のバック焦点面に実質的に配置されるターゲットレンズ系と、
ターゲットレンズ系の後ろに配置される負レンズ系と、
負レンズ系と眼の間に配置される視準化レンズ系と、
を含む、請求項９に記載のスキャナ。
【請求項１１】
負レンズ系の位置がオプトメータの光軸に沿って調節可能である、請求項１０に記載のスキャナ。
【請求項１２】
眼の瞳孔が視準化レンズ系のフロント焦点面に実質的に配置される、請求項１１に記載のスキャナ。
【請求項１３】
対象物がオプトメータの光軸に沿って動くことができる請求項９に記載のスキャナであって、前記スキャナがさらに、
放射源および放射源から眼の上に放射出力を結像するために配置されたレンズ系と、
眼から反射された放射出力の実像をカメラ上に形成するビデオレンズ系およびビームディレクタと、を含むスキャナ。
【請求項１４】
光可干渉断層撮影（ＯＣＴ）光線を出力するＯＣＴ装置と、
ＯＣＴ光線をラスタ走査するスキャナと、
走査ＯＣＴ散乱光線を対象物上に結ぶ、その画像面が負曲率を持つ走査光学系と、
分析器と、
を含むＯＣＴ走査装置であって、
上記ＯＣＴ装置が対象物から集められたＯＣＴ反射および散乱光に応じて検出信号を発生し、かつ
上記分析装置が検出信号を分析してＯＣＴ画像を提供する、ＯＣＴ走査装置。
【請求項１５】
眼科用顕微鏡をさらに含む、請求項３に記載のＯＣＴ走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の１またはそれ以上の実施態様は、光学走査を実施するための方法および装置に関する。具体的には、本発明の１またはそれ以上の実施態様は、これらに制限されるものではないが、光可干渉断層（ＯＣＴ）光学操作を実施して、例えば眼の組織および解剖学的特長を画像化する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光可干渉断層（ＯＣＴ）装置（例えば、ＵＳ特許第５、３２１、５０１号）は、生体組織をミクロ解像度で断面を画像化することができる光学画像装置である。周知の如く、ＯＣＴ画像の品質は、（ａ）画像解像度（その解像度はＯＣＴ装置に用いられている放射源の可干渉距離に関連する）および（ｂ）ＯＣＴ画像のＳ／Ｎ比に依存する。
【０００３】
ＯＣＴ画像のＳ／Ｎ比を上げるために、目的の応用に合わせて走査光学系を最適化し、光学が最大量の反射または散乱ＯＣＴ光を集めることができるようにしている。このような最適化は、例えば、角膜前表面のような眼球の前部の造形を走査する場合に重要であるが、なぜならば、例えば、角膜前面は曲率が大きいため、反射されたＯＣＴ照射光の大部分が、反射ＯＣＴ光が集められるべき光軸からは外れるからである。
【特許文献１】ＵＳ特許第５、３２１、５０１号
【特許文献２】ＵＳ特許第５，４９３，１０９号
【非特許文献１】「眼疾患の光可干渉断層撮影」（１９９６）、Ｃ．Ａ．Ｐｕｌｉａｆｉｔｏ外著、ＳＬＡＣＫ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ出版、Ｐ１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
著者Ｃ．Ａ．Ｐｕｌｉａｆｉｔｏ等、出版元ＳＬＡＣＫ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ、１９９６の「眼疾患の光可干渉断層撮影」と題する本の１４ページには、眼の前方部の造作を画像化することへの走査光学系の使用が開示されている。その図１−１２に示されるように、走査光学系はＯＣＴ光の走査ビームを眼の正面全体の様々な位置について平行化するテレセントリック光学系である。開示された走査光学系は、かかる応用では、例えば角膜前面の曲率が大きいと結果として反射ＯＣＴ光の大部分が失われるという問題を生じる。そのために、このような反射ＯＣＴ光から検出される信号は角膜表面の、限られた中心部分を除いて弱くなる。
【０００５】
この問題は、走査ＯＣＴ光の主要光線を角膜中心部に焦点を当てる走査光学系を開示している、Ｊ．Ｗｅｉらに付与されたＵＳ特許第５，４９３，１０９号の中で扱われている。結果として、走査ＯＣＴ光は角膜前表面に対し実質的に垂直に当たるよう方向付けされ、その結果最大の反射信号を得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
しかし、上記参照の両従来技術文献に開示された走査光学系は、内向きに曲がった表面、即ちその曲率が角膜前表面の曲率と逆の表面を走査して画像を描き出す場合には問題となる。具体的には走査ビームの焦点の最適ポイント（角膜前表面上を走査した場合）が、その曲率が角膜全表面の曲率と逆となる曲面の上に位置している。
【０００７】
これに加えて、従来のＯＣＴ装置を使用した場合、角膜の厚みを超えて縦方向の深度まで眼の中をＯＣＴ走査する場合に問題がある。これは縦断走査深さが眼の中深くまで達すると、走査ＯＣＴ放射ビームが焦点から外れることがあるためである。そのために、眼の中の様々な縦方向深度に走査ＯＣＴ放射ビームを走査すると、検出される信号強度が異なるようになる。この問題を解決するには、走査ＯＣＴ放射ビームの幅を工夫して、ビームの焦点深度が具体的応用に求められる縦方向走査深度幅に適合するまで十分小さくする。
【０００８】
しかしこの方法は、走査ＯＣＴ放射ビームの幅を狭めることは、走査光学系の開口数（Ｎ．Ａ）を小さくすことに等しくなるため問題を起こす。この方法では、反射または散乱ＯＣＴ光に関する走査光学系の光収集効率の低下を招く。例えば、周知の如く、光収集効率は走査光学系のＮ．Ａ．の２乗に比例し、焦点深度はＮ．Ａ．の２乗に反比例する。その結果、反射または走査ＯＣＴ光に関する走査光学系の光収集効率は、縦断走査深さ幅の逆数に比例する。走査ＯＣＴ放射ビームの最適焦点が、望ましい走査ビーム画像ジオメトリー（即ち、角膜前表面のジオメトリー）の反対側となる曲面外にはずれた場合には、問題は更に深刻になる。
【発明の効果】
【０００９】
上記に照らし、当該分野では、１またはそれ以上の上記問題を解決する方法および装置が必要とされている。
本発明の１またはそれ以上の実施態様は、１またはそれ以上の上記問題を有利に解決する。具体的には、本発明の実施態様の一つは、（ａ）ＯＣＴ放射源、（ｂ）スキャナおよび（ｃ）その像面が負湾曲率を有する走査光学系を含む、走査式光可干渉断層撮影（ＯＣＴ）放射ビーム用スキャナである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の１またはそれ以上の実施態様に従い作製される走査光学系２０００を表す図である。
本発明のかかる実施態様によれば、走査光学系２０００は、例えば、以下図２に関連して説明するように、光可干渉断層撮影支援（ＯＣＴ支援）型の眼科用顕微鏡の製造に使用できるが、これに限定されない。走査光学系２０００のかかる実施態様によれば、走査光学系２０００は眼の前方部分の造形を走査または画像化できるよう設計されている。それ自体は、その像面（例えばその像面曲率または曲率半径により特徴つけられる）を眼の前方部分の造形に良く似せて形成できるようにデザインする。その結果、例えば少なくとも角膜前面の大部分、強膜、虹彩に正確に焦点を当てることができるようになるが、もとよりこれら部分に限定されることはない。
【００１１】
図１に示す如く、ＯＣＴ装置の「サンプルアーム」光ファイバ先端部２１０１（図３と関連させ詳しく後述する）は、コリメータレンズ系２１０２（当業者が容易に理解するよう、レンズ系２１０２は１枚またはそれ以上のレンズ素子を用いて作製できる）のバック焦点面位置に配置される。本発明の実施態様はＯＣＴ装置のファイバー光学の実施態様での使用に限定されたものではないこと、および本発明の別の実施態様は当業者周知のいずれかのＯＣＴ装置作製方法を含むと理解すべきである。
【００１２】
図１に更に示すように、光ファイバ先端部２１０１から出た走査ＯＣＴ放射ビームは、コリメータレンズ系２１０２とスキャナミラー２１０３の間の空間で視準化される。周知の如く、スキャナミラー２１０３はスキャナ機構により駆動する。スキャナミラー２１０３およびスキャナ機構は、当業者周知のいずれかの方法に従い作製できる。例えばスキャナ機構は、例えばガルバノメータ、ステップモータ、ボイスコイルモータ等を用いて作製できるが、これらに限定されるものではない。同様にこれも周知であるが、スキャナミラー２１０３は、一般には２枚のミラーを含み、走査ＯＣＴ放射ビームを平面状に走査するが、しかし図１では本発明の原理を理解しやすくするために、スキャナミラー２１０３は１枚として描かれている。
【００１３】
スキャナミラー２１０３から出た視準走査光は、（ａ）走査光学系２１１０（離れて配置されたレンズ素子２１０４および２１０５を包含する）により眼２１０７に焦点が当てられ、そして（ｂ）ビームディレクタ２１０６により眼２１０７に向けられる。走査ミラー２１０３は、走査光学系２１１０のバック焦点面に配置されており、その結果走査ＯＣＴ光線の軸は、眼２１０７の正面で視準化される。さらに、ビームディレクタ２１０６は、走査ＯＣＴ放射ビームの中に含まれる波長の光を反射するが、これは光学を都合よく保持し、そのサイズを小さくするために用いられている。
【００１４】
本発明の実施態様の一つによれば、レンズ素子２１０４は正レンズ素子であり、レンズ素子２１０５は負レンズ素子である。さらに、本発明の１またはそれ以上の実施態様によれば、負レンズ素子２１０５の度数は、正レンズ素子２１０４の倍率よりも大きい。その結果、走査レンズ系２１１０の像面は外側に向かって屈曲する。
【００１５】
幾何光学より周知の如く、薄肉レンズ素子を包含する光学系の画像曲率半径（即ち像面曲率）はペッツヴァルの和に反比例する。広く間隔をとった複数枚の薄肉レンズを含む光学系については、パッツヴァルの和は次式より与えられる：
【００１６】
Ｐｔｚ＝Σφｉ                            （１）
【００１７】
式中φは薄肉レンズの度、即ちφは薄肉レンズ素子の焦点距離（ｆ）と薄肉レンズ素子の屈折率（ｎ）の積の逆数に等しく、換言すればφ＝１／（ｎｆ）である。
【００１８】
単独の正レンズ素子を用いて走査光学系２０００を組み立てると、走査光学系２０００の像面の曲率（即ち走査ＯＣＴ放射ビームの最適焦点面の曲率）は、内向きに屈曲し（例えば角膜前面の湾曲とは逆に湾曲）、像面曲率は単独レンズ素子の倍率に逆比例することになるだろう。
【００１９】
しかし、仮に複数枚のレンズ素子を使用して走査光学系２０００を作製した場合には、各レンズ素子での光遮蔽がレンズ素子間の分離度によって変わるために、各レンズ素子の倍率を単純に合計しても全体の度を決定することはできない。例えば、距離ｄで隔てられた２枚の薄肉レンズを含む光学系の場合、合計の倍率は次のように表すことができる：
【００２０】
φ＝φ１＋φ２−ｄφ１φ２              （２）
本発明の１またはそれ以上の実施態様によれば、φ１およびφ２の各種組み合わせを利用してｄの値を調整することにより、望む倍率φを有する走査光学系が作製できる。例えば、度φ１を有する正レンズ素子および度φ２を有する負レンズ素子を含む走査光学系を想定する。すると、ｄを調整することで式２に従った望ましい度の組み合わせφの値を得ることができる。例えば、式２より、ｄの値を大きくするほどφ２はより負になると同時にφは正の値のままであることが分かる。
【００２１】
さらに、式１を参照することで容易に分かるように、走査光学系の像面の曲率は、大きな負の倍率φ２を有するレンズ素子を選ぶことで小さくできる。さらに式１より分かるように、仮にφ２が負であり、φ１およびφ２の大きさが等しければ、走査光学系の像面の曲率はゼロになるだろう。最後に、式１から分かるように、仮にφ２が負であり、φ２の大きさがφ１よりも大きければ、その組み合わせでの曲率の符号が変わって像面は外側に屈曲する。実際、本発明の１またはそれ以上の実施態様によれば、像面は外側に屈曲して眼の前方部分の造形形状に近くなり、その結果少なくとも眼の角膜前面、強膜および光彩の大部分に焦点が合一する。
【００２２】
本発明の１またはそれ以上の実施態様に従えば、走査レンズ系２１１０は、レンズ素子２１０４と２１０５間の距離ｄを調節することで、その形状を、たとえば角膜前面に似せるために像面を外側に向けて曲げることができる。結果として、本発明のかかる実施態様によれば、走査ＯＣＴ放射ビームの最適焦点が角膜前面、強膜および光彩の根部の上に来るようになる。好都合なことに、その結果として、走査光学系２１１０の開口数（Ｎ．Ａ．）を大きくすることで、眼組織から反射および散乱する走査ＯＣＴ光をより多く集めることができる。
【００２３】
本発明の実施態様の１またはそれ以上によれば、レンズ素子２１０４および２１０５の形状および素材、ならびにその間の距離ｄを様々に組み合わせて作製することで、具体的な設計条件を満たすことができる。例えば、かかる実施態様の一つによれば、レンズ素子２１０４および２１０５は、異なるタイプの素材を用い作製して（例えば、一方はフリントガラス製であり、もう一方はクラウンガラス製でもよい）、波長について一方のガラスの分散を修正する、すなわち色収差を修正してもよい。さらにレンズ素子２１０４および２１０５の形状をデザインして球面収差、非点収差、およびコマといった光学収差を修正できる。さらには、レンズ素子２１０４および２１０５を当業者周知である、ダイヤライトとして知られる形の色消しレンズに設計することもできる。具体的には、かかる実施態様の一つによれば、走査レンズ系２１１０と走査ミラー２１０３の間の距離は空気分離型２枚レンズ（例えばダイヤライト）のほぼ１焦点距離であり、その結果走査ＯＣＴ光線は眼２１０７の正面で平行である。
【００２４】
本発明の実施態様は、走査レンズ系が分離した２枚のレンズ素子を含むものを記載しているが、当業者は本発明がかかる実施態様に限定されるものではなく、そして事実走査レンズ系が３枚またはそれ以上の分離したレンズ素子を含む別の実施態様が存在することを容易に理解するだろう。
【００２５】
図２は、眼科用顕微鏡１００、ＯＣＴ装置２００、および本発明の実施態様の一つに従い作製される走査光学系を含む眼科装置１５００の図である。図２に示すように、眼科用顕微鏡１００は対物レンズ１１０を含むが、このレンズの作動距離は、作業または検査中に患者の眼１０５０に焦点を当てるために長く（〜２００ｍｍ）なるだろう。ビームディレクタ１２０は光源３１０からの光を光路３００から対物レンズ１１０に方向付けする。図２に示すように、ビームディレクタはビームスプリッタである。
【００２６】
図２がさらに示すように、眼科用顕微鏡１００はさらに特定の作業または検査の実施に合わせて、最適条件を設定する光学倍率変更機１３０を含む（一般的には複数のレンズ群がドラム上に配置されており、例えば５Ｘ、１２Ｘ、２０Ｘ等倍率変更を可能にするもの）。光学倍率変更機１３０上に照射される光は対物レンズ１１０により視準化される。
【００２７】
図２がさらに示すように、眼科用顕微鏡１００は、さらに、（ａ）光学倍率変更機１３０からの視準化光を受け取り、物体の中間像、例えば眼１０５０を形成するリレーレンズ１４０および（ｂ）リレーレンズ１４０により形成された物体中間像に焦点を当て、視準化光線を提供するのに用いる内部焦点レンズ１５０（内部焦点レンズ１５０は視路５００に沿って上下し、内部焦点調整の機会を与える）を含む。
【００２８】
図２がさらに示すように、光は、内部焦点レンズ１５０を通過した後に視準化され、この視準化された光の一部がビームスプリッタ１６０により光学路６００に連結されてビデオ画像を得る。ビデオ画像は、ビデオレンズ１９０、ＣＣＤカメラ１９５、およびビデオモニタ２２０を用いて得られる。当業者が容易に理解できるように、１台のＣＣＤカメラの使用が例示されているが、実施態様を２台のビームスプリッタ、すなわちビームスプリッタ１６０および同様に配置されたもう一台のビームスプリッタを利用して作製し、２台のＣＣＤカメラを通して立体像を提供することも、本発明の範囲内である。
【００２９】
図２がさらに示すように、チューブレンズ１７０は、ビームスプリッタ１６０を通過した視準光を接眼レンズ１８０の対物面に集束する。次に接眼レンズ１８０は、観察者の目により焦点が当てられる視準出力光を提供する。上記の視路５００は双眼鏡であることから、立体観察が可能である。
【００３０】
図２がさらに示すように、光路３００は、（ａ）光源３１０（例えば白熱光源であるが、これに限定されない）；（ｂ）光源３１０からの照射光を集めるための集光レンズ３２０および（ｃ）対物レンズ１１０の入射ひとみを白熱光源３１０のフィラメントで満たすためのイメージレンズ３３０を含む。
【００３１】
図３は、暗い輪郭に囲まれたＯＣＴ装置２００を含むＯＣＴ装置のファイバー光学実施態様の図である。
図３に示すようにＯＣＴ装置２００は、ＣＷ放射源２２０、例えば実質８５０ｎｍであるがもとよりこれに限定されない中心出力を有する、例えば超発光レーザーダイオードであるが、これに限定されない、を含む。放射源２２０からの出力は光ファイバーに連結し、５０／５０カップラー２４０により２本のビームに分割される。５０／５０カップラー２４０からの出力は、光ファイバー２５０および２７０にそれぞれ連結する。
ファイバー２７０からの出力は、レンズ系２８０により基準ミラー２９０の上に結像され、ファイバー２５０からの出力は横方向走査メカニズム（図３では横方向走査メカニズムとして表示されている）に向けられる。横方向走査メカニズム（例えば図３の横方向走査メカニズム）からの出力は、以下詳細に記載される様式で物体上に向け当てられる。
次に物体から反射した光は、（ａ）ファイバー２５０に連結して戻され、そして（ｂ）５０／５０カップラー２４０により基準ミラー２９０からの反射光に重ねられて、ファイバー２７０に連結して戻される。５０／５０カップラー２４０からの重複光出力はファイバー２６５と連結する。
【００３２】
すでに知られている如く、光学経路の差が放射源２２０の可干渉距離に比べ短い場合には、対象物から反射された光と基準ミラーから反射された光との間に干渉が起こる。基準ミラー２９０は当業者周知の手段により実質的に一定速度で動く（図示せず）ため、その結果、干渉は光検出器２７５が獲得する検出器信号の周期的な変動として検出され、この周期的変動の周波数は一定速度で基準ミラー２９０を動かすことで導出されるドップラーシフト周波数に等しい。光検出器２７５からの出力は、復調装置２８５により検波され、復調装置２８５からの検波出力はアナログ・デジタル変換器２９５（Ａ／Ｄ２９５）によりデジタル信号に変換され、Ａ／Ｄ２９５からの出力は分析のためにコンピュータ２１０、例えばパーソナルコンピュータに入力として送られる。基準信号は、対象物から反射された光と基準ミラー２９０から反射された光の光路長が、放射源２２０の可干渉距離より長くなると直ちに消失する。
【００３３】
本発明の実施態様は、図３と結びつけた上記のＯＣＴ装置のファイバーオプティクス実施態様への使用に限定されるものではなく、本発明の更なる実施態様は当業者周知であるＯＣＴ装置製造方法のいずれかを包含すると理解すべきである。さらに、本発明の実施態様は、移動式基準ミラーを使用した深度走査の提供に限定されるものではなく、本発明の別の実施態様は、当業者周知の縦深度走査を提供する一つまたは複数の方法を包含すると理解すべきである。
【００３４】
ここで図２に戻ると、ＯＣＴ装置２００からの出力（本質的にはファイバー２５０からの出力）は、コリメータレンズ系２１０２により視準化（ファイバー２５０のファイバー先端部は、視準化レンズ系２１０２バック焦点面に配置）されてから、それぞれスキャナミラー２１０３および２１０６を含むスキャナ２１０７に向けられる。スキャナミラー２１０３および２１０６はコンピュータ２１０からの入力に反応して走査され、例えば当業者周知の方法の一つまたはそれ以上に従い、前もって決められた平面の形をした走査パターンを提供するが、これに限定されるものではない。スキャナ２１０７からの視準化光線出力は、分離したレンズ素子２１０４および２１０５を含む走査光学系２１１０により眼に焦点が当てられ、そしてビームディレクタ２１０６により眼１０５０に向けられる。上記の如く、図３に示す実施態様と結びつき走査ＯＣＴ放射ビームは約８５０ｎｍに中心を持つ波長を有しており、そしてビームディレクタ２１０６は二色コーティングを含むため、走査ＯＣＴ光は反射されて、そして光路３００を通過した光は眼科用顕微鏡１００を用いて肉眼１０５０で見ることができる。
【００３５】
本発明の１またはそれ以上の実施態様によれば、走査ミラー２１０３および２１０６は、直交して取付けられており、検流計が一対の走査モーター上に取付けられた走査ミラー（図示せず）を駆動するが、この走査モーターは当業者周知の様式でコンピュータ２１０の制御下に作動する。かかる実施態様によれば、走査モーター２１０３および２１０６は、走査レンズ系２１０の後焦点近くに配置される。
【００３６】
コンピュータ２１０は（モーター１５５に適当な信号を送ることにより）、内部焦点レンズ１５０の位置に応じて、特定の手順または検査により眼科用顕微鏡の対応する焦点面を前もって決められた位置に置くための内部焦点レンズ１５０を配置していてもよい。
【００３７】
本発明の１またはそれ以上の実施態様によれば、ＯＣＴユニット２００および走査ミラー２１０３および２１０６は、コンピュータ２１０からの指示に従い、すべて当分野公知の方式にて、例えば眼１０５０の前方造形についてのラスタ、横方向ＯＣＴ走査を、縦方向のＯＣＴスキャンと共に提供する。結果はコンピュータ２１０で分析され、以下のような測定値を得る、（ａ）角膜前面の輪郭、（ｂ）光彩前面の輪郭および（ｃ）レンズ前面の輪郭。これらのデータを用いて、例えば手術のオンラインモニタリングが可能となるが、これに限定されない。例えばコンピュータ２１０の出力はＣＲＴ２１１上に表示してもよいが、その場合ＯＣＴ縦走査により得た様々な特徴が、例えば信号強度を位置の関数として表示することにより明示される。次に使用者は、例えばキーボード２１２および／またはマウス（不図示）といった手段を用いコンピュータ２１０に入力することで、オートフォーカシングに用いる縦方向走査の位置範囲を指定する。使用者の入力に応じて、コンピュータ２１０は指定された位置範囲内から信号強度が最大になる場所を選び、そして最大の信号強度を提供する場所に焦点を正しく合わせるのに適切な内部焦点レンズ１５０の位置を決定できる。続いてコンピュータ２１０は適当な信号をモーター１５５に送り、内部焦点レンズ１５０を適当な位置に移動する。
【００３８】
本発明のかかる実施態様の一つでは、眼１０５０の眼房内の、前もって定められた表面に対応する最大信号を識別するために、コンピュータ２１０に閾値を入力する。次にコンピュータ２１０は最大値以上のレベルの信号と所定表面との対応を行い、縦走査位置およびラスタースキャンでの走査ＯＣＴ放射ビームの位置から離れた表面の空間座標を捕捉する。
【００３９】
図４は、図１に示す走査光学系２０００と、本発明の実施態様の一つに従い作製したオプトメータとの組み合わせの図である。
本発明のこの実施態様によれば、そして図４に示すように、例えば画像のような視覚対象物は、これに限定されるものではないが、平面２２０４上に置かれるが、この平面２２０４は実質的にターゲットレンズ系２２０３のバック焦点面内にある（当業者は、ターゲットレンズ系２２０３が１またはそれ以上のレンズ素子を用い作製できることを容易に認識する）。このような実施態様の１つでは、視覚対象物は、ビームスプリッタ２１０６を通過する光を発する当業者周知のいずれかのタイプの放射源を使用して背面から照らされる。さらに図４に示すように、レンズ系２２０２は視覚対象物の虚像をその焦点面に形成する負レンズ系（当業者が容易に理解できるように、レンズ系２２０２は１つまたは複数のレンズ素子を使用して作製できる）である。最後に、これもさらに図４に示すように、視覚対象物はレンズ系２２０１によって視準化され（当業者が容易に理解できるように、ターゲットレンズ系２２０１は１つまたは複数のレンズ素子を使用して作製できる）、そして眼の網膜に実像が形成される。
【００４０】
この実施態様によれば、負レンズ系２２０２を、オプトメータの光軸に沿って移動または調整することにより、視覚対象物の実像を網膜の前または後ろに位置させることができる。これらに限定されないが、モーターおよび／またはスクリュー機構を含む、当業者周知の多くのメカニズムのいずれを使用しても、負レンズ系２２０２を動かすことができる。このように、患者が視覚対象物を明瞭に見るためには、彼／彼女は自身の目を調節しなければならない。結果として、眼２１０７の水晶体レンズの位置は、この調節プロセスの間に変動する。故に、例えばＯＣＴ走査中に視覚対象物の実像を動かすことによって、調節プロセス中の眼２１０７の構造を見ることができる。さらに、眼２１０７の瞳孔を、レンズ系２２０１の実質的にフロント焦点面に置くことでテレセントリック系が得られる。このことは、視覚対象物の大きさがあらゆる調節状態で同一になることを意味する。
【００４１】
図５は、図１に示す走査光学系２０００と本発明の別の実施態様により作製されるオプトメータとを組合せた図である。
この別実施態様によれば、図４に示すターゲットレンズ系２２０３および負レンズ系２２０２を取り除き、そして視覚対象物そのものの位置をオプトメータの光軸に沿って動かすか、または調整して眼２１０７に遠近調節をさせる。このような１つまたは複数の実施態様に従い、視覚対象物は、ビームスプリッタ２１０６を通過する光を発する当業者周知のいずれかの放射源を使用して背面から照らされる。
【００４２】
これらに限定されないが、モーター、および／またはスクリュー機構を含む当業者周知の多くのメカニズムのいずれか１つを使用して、視覚対象物を動かすことができる。次に患者が視覚対象物を明瞭にみるためには、彼／彼女は、自身の目の調節を行わなければならない。結果として、眼２１０７の水晶体レンズの位置は、調節プロセスの間に変動する。
【００４３】
図５にさらに示されるように、眼２１０７を見るために、光学系内にビデオ経路が組み込まれる。具体的には、放射源２３０９（例えばＬＥＤ、ランプ等があるが、これらに限定されない）は、レンズ系２３０８、ビームスプリッタ２３０７およびレンズ系２２０１を通過し、眼２１０７の角膜面に投射される放射ビーム（好ましくは、例えば赤外線のような患者には検出されない放射ビーム）を出力する。眼２１０７により反射される放射源２３０９から出力された放射ビームは、ビームスプリッタ２３０７により、ＣＣＤセンサー２３０４上に、眼２１０７の実像を形成するビデオレンズ系２３０３に当てられる（当業者が容易に理解できるように、レンズ系２３０８およびビデオレンズ系２３０３はそれぞれ１つまたは複数のレンズ素子を使用して作製できる）。
【００４４】
本発明のこの実施態様に従えば、オプトメータの光軸は視覚対象物と眼２１０７の間の光路と一直線に並ぶ。従ってオプトメータの光軸は眼２１０７の視線と一直線に並ぶ。周知の如く、例えば角膜厚のマップを決定する特定の臨床応用では、眼２１０７の視線に対して一直線に並ぶことが重要である。ビデオ画像（ＣＣＤカメラ２３０４によって与えられる）の中で、放射源２３０９から出力される放射ビームの角膜（角膜反射を与えるための）からの反射を観察することにより、（当業者周知の数ある方法のいずれかに従って）走査ＯＣＴ放射ビームの位置に対する眼２１０７の視線位置を決定できる。
【００４５】
当業者には、図５と共に上述のビデオ経路および／または角膜反射を提供する装置は、図４と共に上述の実施態様で同様のビデオ経路および／または角膜反射の提供のために使用してもよいことは明らかである。さらに、当業者には、図４および５と共に上述の実施態様は、また図２と共に上述の眼科用顕微鏡と共に使用してもよいことも明らかである。
【００４６】
当業者はこれまでの記述が例示および説明のみを目的として提示されていることを理解するだろう。同様に、ここに開示したもので全てを網羅することも、またこの発明を厳格に開示した範囲に限定することも意図するものではない。例えば、上記実施態様は、眼の構造のどの部分の走査にも使用できる。具体的には、このような１つの実施態様によって、像面が走査した構造の特定部分により近いものになるように、走査システムを調節することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の１またはそれ以上の実施態様に従い作製される走査光学系２０００の図。
【図２】眼科用顕微鏡および実施態様に従い作成される走査光学系と一体化した光可干渉断層撮影（ＯＣＴ）装置の図。
【図３】図２に示すＯＣＴ装置のファイバーオプティクスの実施態様図。
【図４】本発明の実施態様に従い作製されるオプトメータと連結した図１に示す走査光学系の図。
【図５】本発明の実施態様に従い作製されるオプトメータと連結した図１に示す走査光学系の図。
【符号の説明】
【００４８】
２１０１      光ファイバ先端部
２１０２      コリメータレンズ系
２１０３      スキャナミラー
２１０４，２１０５      レンズ素子
２１０６      ビームディレクタ
２１０７      眼
２１１０      走査光学系
１００        眼科用顕微鏡
１１０        対物レンズ
１３０        光学倍率変更機
１０５０      眼
１４０        リレーレンズ
１５０        焦点レンズ
５００，６００      光学路
１６０        ビームスプリッタ
１７０        チューブレンズ
１８０        接眼レンズ
１９０        ビデオレンズ
１９５        ＣＣＤカメラ
２００        ＯＣＴ装置
２１０        コンピュータ
２２０        ビデオモニタ（図２）
２２０        ＣＷ放射源（図３）
２４０        カップラー
２５０，２７０      光ファイバー
２７５        光検出器
２８０        レンズ系
２８５        復調装置
２９５        Ａ／Ｄ変換器
２９０        基準ミラー
３１０        光源
３２０        集光レンズ
３３０        イメージレンズ
２３０４      ＣＣＤセンサ
２３０７      ビームスプリッタ
２３０８      レンズ系
２３０９      放射源
【図１】
2005525893.tif 000003
【図２】
2005525893.tif 000004
【図３】
2005525893.tif 000005
【図４】
2005525893.tif 000006
【図５】
2005525893.tif 000007
【国際調査報告】
2005525893.tif 000008
2005525893.tif 000009
2005525893.tif 000010