(57)【要約】【課題】眼に生じた光切断像を公知の方法で観察することができ、および／または画像加工ユニットにより撮影、改良加工および評価することができ、レーザ光線束の強度を、観察および記録用として十分なレベルになるように、他方、光線束の直径が、高度な細部分解に相応しく十分微小になるように変更できる、透明媒質中、特に眼中での光切断像生成のための照明ユニット。【解決手段】照明光源として用いられているレーザから出た微小発散性ビームが、所定通りの制御が可能な反射素子および光路内に配置されているビーム誘導素子を通って、検査対象である眼の上または中に結像し、眼に生じた光切断像を公知の方法で観察することができ、および／または画像加工ユニットにより撮影、改良加工および評価することができるようにし、高い焦点深度を持つ超微細レーザビームを照準通り周期的に偏向させることで、検査対象物の全次元でシャープさを維持した、延いては評価結果の向上をもたらす切断像が生成される。その場合、レーザ光線束の強度を、観察および記録用として十分なレベルになるように、他方光線束の直径が、高度な細部分解に相応しく十分微小になるように変更できるようにする。
2005508689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明媒質中、特に眼中での光切断像生成のための照明ユニットであって、
照明光源（１）としてレーザが使用されていること、および
レーザビームを照準通り偏向させるために、所定通り制御することのできる反射素子（４）が配備されていること、
を特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
照明光源（１）としてのレーザから出るビームが微小発散性であること、および／または
レーザから出るビームが、好ましくはブルーまたはグリーンのスペクトル領域にあること、および／または
照明ユニット（１）の光強度が制御できること、および／または
照明ユニット（１）がビーム形成素子（２）を有していること、
を特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
照明光源（１）がレーザダイオード素子であること、
を特徴とする請求項１または２に記載の照明ユニット。
【請求項４】
反射素子（４）の周波数および振幅が制御できること、
反射素子（４）が、小型サイズのミラーであること、
反射素子（４）が、少なくとも１方向に、好ましくは２方向またはそれ以上の方向に、相互依存なく傾倒できること、および
反射素子（４）が、任意の構造を持つマイクロ走査ミラー・チップであること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の照明ユニット。
【請求項５】
照明ユニット（１）が、従来型照明装置との組み合わせで使用され、接続できること、または
照明ユニット（１）が、従来型照明装置とは別々に使用され、選択設置できること
アナログ式およびデジタル式の画像記録および画像加工のための撮像構成素子またはビデオ構成素子などの追加補充用記録装置が装備されていること、
検査対象物の測定値掌握のための追加補充用自動画像評価装置が装備されていること、
Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ条件に対応して焦点深度を高めるために、記録装置が然るべき角度だけ傾けられて、その結果切断像の空間的広がりがそれの全次元においてより的確に掌握できるようになること、
を特徴とする、請求項１から４のいずれかに１に記載の眼科用検査機器、特に細隙灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科用検査機器、なかでも細隙灯に使用されるような、可変スリット像生成のための特殊照明ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
スリット像の投影によって、多少とも透明である検査対象物、例えば眼の内部に、切断光が生成される。その切断光束のパラメータ、特に入射角、スリット像サイズ、その光強度およびスペクトル組成は可変的である。そのようにして生成される切断像の散乱光から、すなわちその形態、位置および強度から検査対象物を推し量ることが可能である。
【０００３】
例えば非特許文献１に記述されているような細隙灯の場合、スリット像の生成にはスリット絞りなど機械／光学素子が使用されていた。光学切断の中での高度な細部分解には、可変的で、できる限り小さなスリット幅が必要であるが、その実現が極めて困難である。その上、機械構成素子群の調整に大変な労力を必要とし、なかでもその熱膨張がさらに負担を大きくしている。そのため測定目標への照準再現性が限られた範囲内でしか達成できない。さらにスリット絞りおよび有孔部絞りが固定型で場所を取るので、照明フィールドの幾何学模様として考え得る多様性の範囲も極端に制限される。
【０００４】
スリット像の投影とは物理的に制限された焦点深度を持つ光の結像なので、その結像は常に検査対象位置に正確にフォーカシングされねばならない。これ迄とられてきた策では、人間の眼全体の広がりの中で鮮明な切断光束を達成するのは不可能である。その状況は、確かにScheimpflug原理に基づく配置によって改善されるが、しかし技術コストはそれ相応に高くなる。
【０００５】
特許文献１には、眼科用顕微鏡における照明方法および照明装置のことが記載されている。種々様々な幾何学模様の光マークは光電子構成素子によって生成される。その場合、照明フィールドの幾何学模様が眼の前後面に投影され、眼の一般検査に使用される。
特許文献２、特許文献３および特許文献４には、光源として平面構造のレーザを使用した、眼の前部照明のための方法および装置が記述されている。しかしこの解決策の場合、制限のあるスリット・サイズ変動幅、レーザ光源の使用波長および複数スリット投影の生成可能性のないことが状況によっては欠点になる。前記装置は、通常の診断作業に利用されている細隙灯機器ではない。さらに、眼からの散乱光用撮像システムは焦点深度が物理的に制約されていて、シャープなレーザ切断像の辺縁領域を完全には捕らえられない。
【特許文献１】ＤＥ  １９８  １２  ０５０  Ａ１
【特許文献２】ＵＳ  ５，４０４，８８４
【特許文献３】ＵＳ  ５，１３９，０２２
【特許文献４】ＵＳ  ６，２７５，７１８
【非特許文献１】Ｒａｓｓｏｗ，Ｂ．その他著「眼科用光学機器」、１９８７年刊、Ｆｅｒｄｉｎａｎｄ  Ｅｎｋｅ社（シュトゥットガルト）、９９ページ以降および１３７ページ以降
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、光学切断面内の高い光学細部分解に必要となる可能な限りの小さなスリット幅と大きな焦点深度を確保しつつ、他方観察および記録用の光強度が、特にアナログまたはデジタル撮像技術によって保証され得るまでに、公知の解決策をさらに展開していくことを基本的課題に置いている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この課題は独立請求項記載の特徴によって解決される。より好ましい発展形態および実施態様は従属請求項の対象である。
【発明の効果】
【０００８】
眼中での光切断像生成のための照明ユニットに関する提案の技術解決策に従って、高い焦点深度を持つ超微細レーザビームを照準通り周期的に偏向させることで、検査対象物の全次元でシャープさを維持した、延いては評価結果の向上をもたらす切断像が生成できる。その場合、レーザ光線束の強度は、観察および記録用として十分なレベルになるように、さらに光線束の直径が高度な細部分解にふさわしく十分微小になるように変更できる。
【０００９】
なお、本発明の照明ユニットは、例えば細隙灯など眼科用機器に既設の照明ユニットの追加補充用として利用するように構成することも可能である。これは、その広い応用性により既製眼科用機器の補充構成素子として、人間の眼検査を大幅に簡易化し、検査結果の精度を向上させることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、本発明を実施例に基づき説明する。
図１は、本発明に基づく光切断像生成のための照明ユニットが装備された細隙灯の構造を描いたものである。
照明光源１として用いているレーザから出た微小発散性ビームは、所定通りの制御が可能な反射素子４および光路内に配置されているビーム編成／誘導素子（模式表示）５を通って、検査対象である眼６の上または中に結像する。その場合、検査対象の眼に向けるレーザビーム３の角度および方向は自由に選択することができる。
【００１１】
照明光源１としては、好ましくはブルーまたはグリーンのスペクトル領域にあるレーザダイオード素子を使用する。ブルーまたはグリーンのスペクトル領域にある光で照明することにより、眼の透明媒質中でより活発な散乱が起きる。それによって、光学診断のための切断像がより明瞭化する。集束光学系２の利用により発散性の微小な非常に微細なレーザビーム３が生成される。このレーザビーム３は一定の角度および距離を保ちながら、周波数および振幅が、制御ユニット７で制御できる反射素子４に到達する。この反射素子４は、ここでは、２方向またはそれ以上の方向に相互依存なく傾倒させることができる、小型サイズのミラーである。
【００１２】
このいわゆるマイクロ走査ミラー・チップは、主としてＭＥＭＳ（マイクロ電気機械システム）グループ類のものであるが、任意の構造にすることができる。この種のチップは、例えばＦｒａｕｎｈｏｆマイクロ電子回路／システム協会（ドレスデン）が「共振１Ｄ型および２Ｄ型マイクロ走査ミラー」の品名で提供している。
反射素子としては、さらに、例えばＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓが提供しているようなＤＭＤ（デジタル  ミラー  デバイス）タイプのマイクロ走査ミラー・チップも使用できる。
【００１３】
図２は、ＭＥＭＳタイプに属するマイクロ走査ミラー・チップの原理図である。そこに描かれたミラー素子９本体は、保持フレーム１０から離して軸１１および１２の回転方向に傾倒させることができる。それぞれの軸１１および１２の回転方向への傾倒は、例えば静電制御により、適当な周波数と振幅を持つ調和の取れた機械的振動を生成することで可能である。捻りバネまたはカルダン式懸架装置を介して取り付けられているマイクロ走査ミラーは、それらによって調和の取れた機械的振動を受けることになる。その結果、微小発散性の点状レーザビーム３から、検査対象である眼６の上または中に様々な形態の結像を生成させることができる。マイクロ走査ミラーが、例えば一方向にしか振動しなかったら、スリット像が生成される。
【００１４】
Ｆｒａｕｎｈｏｆ協会のマイクロ走査ミラー・チップの場合、調整可能な振動周波数は描かれる像の如何に依存して１５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの間である。このマイクロ走査ミラー・チップでは、振動の振幅は駆動電圧の値に直接比例していて、これを通じて制御することができる。静電駆動原理により偏向角は６０°まで達成可能である。
【００１５】
マイクロ走査ミラーの制御には、原則として、静電式、熱機械式、圧電式および磁気式の励起形態が可能である。周波数、振幅および強度に関する多様な変調可能性から、例えば単一スリット、複式スリット、格子および網目など多様な結像形態が得られる。
【００１６】
本発明に基づく照明ユニットの特に優れた点は、複数のスリット像を検査対象である眼の上または中に準同時的に結像させる可能性にある。それによって検査時間が短縮でき、患者の身体的負担が大幅に軽減できる。
【００１７】
上記のようにしてその伝播方向が、また追加変調によってその強度も変更することのできるレーザビーム３は、ビーム編成／誘導素子５によって検査対象である眼６の上または中へ導かれる。眼６に生じた光切断像は常用の方法で、例えば倍率変更の可能な立体顕微鏡あるいは類似装置で観察することができる。今日の眼科用機器は観察システムのほかに、通例、切断像を撮影、改良加工および評価することのできる画像加工ユニットも有している。
【００１８】
本発明に基づく照明ユニットは小型サイズなので、様々な眼科用検査機器に、特に細隙灯に統合することができる。この照明ユニットは、従来からある照明装置と組み合わせることも、あるいは別々に使用することもできる。人間の眼検査を大幅に簡易化させ、検査結果の精度を向上させる目的で、当照明ユニットを既製眼科用機器の補充用追加素子として使用することも可能である。
【００１９】
最新型の眼科用検査機器には、例えばアナログ式、デジタル式の画像記録、画像加工のための撮像／ビデオ構成素子および検査対象物の測定値掌握のための自動画像評価装置が装備されている。受信器（例えばＣＣＤチップ）付きの撮像ユニットは、記録時の焦点深度を高めるために、Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ条件に対応して、スリット入射方向の角度に合うように光軸方向に傾けることができる。なお、その作用は、好ましくも、モニタ像でコントロールすることができる。
【００２０】
本発明に基づく照明ユニットの場合、レーザ光源の強度は、観察および記録用として十分なレベルになるように、他方光線束８の直径が高度な細部分解に相応しく十分微小になるように、眼の後面におけるスペクトル照射強度の限界値を越えないように選定することができる。光源強度を適当に変調することによって、さらに別な有利な効果、例えば投影構造の空間分離が達成できる。そのため、今日のレーザダイオード素子は、通常、変調信号発信のための追加接続部を有している。
このようにして、点状、線状の走査パターンあるいは多重スリット像など様々な照明構造が実現できる。これらの照明構造は、特定の経過を自動化するために動的過程として形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
記述の照明ユニットは、眼だけでなく他の透明媒質をも対象として、それらにおける光切断像の生成に用いられる。この照明ユニットは、例えば液体層の検査にも、および／またはレンズ、プリズムなどのような光学構成素子の試験にも使用することができる。その場合、マイクロ走査ミラーは振動状態に置かれずに、検査対象物の上方を「緩やかに走査移動」しているほうが有利になることがある。すべてのマイクロ走査ミラーがこのような制御可能性を有している訳ではないので、然るべきタイプを選択しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に基づく照明ユニットの装備された細隙灯の概略図
【図２】マイクロ走査ミラーの原理図
【符号の説明】
【００２３】
１      照明光源
２      集束光学素子
３      レーザビーム
４      反射素子
５      ビーム編成／誘導素子
６      眼
７      制御ユニット
８      光線束
９      ミラー素子
１０    保持フレーム
１１,１２      軸
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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