(57)【要約】【課題】眼底における距離および対象物の測定を目的とした、自動的評価の可能な、具体的な絶対測定値を提供する方法【解決手段】眼底カメラ用の結像ユニットは、検査対象眼Ａの網膜上に任意の既知の縞模様または線模様を生成および結像させるための装置、網膜上の縞模様または線模様を撮影するためのカメラおよび網膜上の距離測定のための評価演算装置で構成され、該結像ユニットＬは、描出される縞模様または線模様が設置された眼科機器と検査対象眼との間で光路内に取り込まれるように形成されており、結像ユニットは設置された眼底カメラと連結され、描出される縞模様または線模様を選択的に光路内に取り込むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
網膜上の縞模様または線模様を撮影するためのカメラおよび網膜上の距離測定のための評価演算装置で構成されている、特に眼底カメラなど眼科機器用の結像ユニットであって、描出される縞模様または線模様が設置された眼科機器と検査対象眼との間で光路内に取り込まれるように形成されている、検査対象眼の網膜上に既知の縞模様または線模様を生成および結像させるための眼科機器用の結像ユニット。
【請求項２】
前記結像ユニットが眼科機器と連結されて、描出対象の縞模様または線模様を選択的に光路内に取り込むことができるように形成されている、請求項１に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項３】
縞模様または線模様の生成および結像のための装置として、眼底における模様の位置設定用装置を備えた多重ビーム干渉計が使用され、その場合、眼科機器の接眼レンズおよび／または設置モニタで位置設定の追跡ができる、請求項１あるいは２に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項４】
結像対象の縞模様または線模様の変更のために、その傾斜角を変化させることのできる平行平面ガラス板が多重ビーム干渉計の光路内に設置されている、請求項１〜３の少なくとも一項に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項５】
結像対象の縞模様または線模様の変更のために、多重ビーム干渉計の光路内に様々な厚さの平行平面ガラス板が定義付けされた傾斜角で選択的に配置されている、請求項１〜４の少なくとも一項に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項６】
結像対象の縞模様または線模様の変更のために、多重ビーム干渉計の光路内に光学素子が追加配置されている、請求項１〜５の少なくとも一項に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項７】
縞模様または線模様を生成および結像させるための装置が、直線偏光を放射するように形成されていて、眼の様々な媒質に現われる反射の抑制のため、眼科機器の観察光路内に調整可能な偏光フィルタが配置されている、請求項１〜６の少なくとも一項に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項８】
縞模様または線模様の生成および結像のための装置が、網膜の照明が変更可能なように、従ってそれにより、様々な網膜照明において縞模様または線模様の使用下で、複数カメラのうちの１つにより網膜の撮影が実現され、それらの撮影が網膜上の距離測定用評価ユニットにより全体撮影に組み合わされるように、形成されている、請求項１〜７の少なくとも一項に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項９】
評価ユニットが、縞模様または線模様、さらには多重ビーム干渉計の実調整および／または他の眼科機器による測定値に基づき網膜上での距離の自動測定を行い、得られたデータおよび画像を表示、保存および／または伝送する、請求項１〜８の少なくとも一項に記載の眼科機器用の結像ユニット。
【請求項１０】
縞模様または線模様をユニットにより生成し、それを検査対象眼の網膜上に結像させ、この網膜上の縞模様または線模様の結像をカメラで撮影し、それを基に網膜上の距離を評価ユニットにより決定する、表示対象の前記縞模様または線模様が設置された眼科機器と検査対象眼との間の光路内に取り込まれるように、前記結像ユニットが形成されている、眼科機器用結像ユニットの使用方法。
【請求項１１】
結像ユニットが、それ自体設置された眼科機器と連結するように、および表示対象の縞模様または線模様が選択的に光路内に取り込まれるように、形成されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
縞模様または線模様の生成および結像のための装置として、眼底での模様の位置設定のための装置を備えている多重ビーム干渉計が使用され、眼科機器の接眼レンズおよび／または設置モニタにより前記位置設定の追跡が可能である、請求項１０あるいは１１に記載の方法。
【請求項１３】
結像対象の縞模様または線模様にバリエーションを加えるために、多重ビーム干渉計の光路内に設置された平行平面ガラス板の傾斜角が変更される、請求項１０〜１２のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１４】
結像対象の縞模様または線模様にバリエーションを加えるために、多重ビーム干渉計の光路内に様々な厚さの平行平面ガラス板が定義付けされた傾斜角で選択的に配置されている、請求項１０〜１３のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１５】
結像対象の縞模様または線模様にバリエーションを加えるために、多重ビーム干渉計の光路内に光学素子が追加配置されている、請求項１０〜１４のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１６】
縞模様または線模様を生成および結像させるための装置から、直線偏光が放射され、および眼の様々な媒質に現われる反射の抑制のため、眼科機器の観察光路内に調整可能な偏光フィルタが配置されている、請求項１０〜１５のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１７】
縞模様または線模様の生成および結像のための装置が、網膜の照明が変更可能なように、網膜の照明が弱いか無い場合には縞模様または線模様の使用下第１カメラによる網膜の第１撮影が、および網膜の照明が強力な場合には縞模様または線模様の使用下第１または第２カメラによる網膜の第２撮影が実現され、それらの撮影が網膜上の距離測定用評価ユニットにより全体撮影に組み合わされるように、形成されている、請求項１０〜１６のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１８】
両網膜結像が時間的に短い間隔で実現される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
網膜第２撮影が、網膜の強力照明下では縞模様または線模様なしでも実現できる、請求項１６あるいは１７に記載の方法。
【請求項２０】
縞模様または線模様、さらには多重ビーム干渉計の実調整および／または他の眼科機器による測定値を手掛かりに網膜上での距離の自動測定が行われ、得られたデータおよび画像が表示、保存および／または伝送される、請求項１０〜１８のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既知間隔の縞模様を眼底に結像させる眼科機器用の結像ユニットに関する。これにより、既知の出発値を基礎として、眼底における距離および対象物の絶対測定が可能になる。
【背景技術】
【０００２】
カメラおよび特に眼の幾何学、光学データがすべて既知であれば、眼底結像から対象物の絶対値を計算だけで求めることができる。眼角膜の軸長および曲率半径は比較的簡単に標準化機器の使用下で測定することができるが、他方、正確な計算には、角膜背面の屈折力、前房の奥行、水晶体の厚さ、水晶体の屈折力および非正視のデータが同様に必要であるが、それらの測定はより大きな労力でしか、それも限られた精度でしか可能でない。
【０００３】
非正視データおよび角膜曲率が既知である場合に、所期データの近似計算を可能にするLittmann［１］考案の計算図表は、確かに補助資料ではあるが、当方法はあまり具体性がなく、これ迄自動化されることもなく普及に至らなかった。そのため、具体的な測定値を提供する、簡易な、できる限り自動化された測定法が要望されている。その場合の測定法は、できる限り、例えば眼底カメラに適合する付属機器を用いて実施できるものでなければならない。
【０００４】
理想的には、眼底カメラの画像、軸長および角膜曲率の測定値、さらには当付属機器のデータが整理されていて、評価が自動的に行えるようになっていなければならない。
【０００５】
公知の現状技術から、眼底における距離および対象物の絶対測定には、既知の間隔から成る縞模様を眼底に結像させるという解決策が知られている。
【０００６】
Rassowおよびその共働者［２］も、さらにはKennedyおよびその共働者［３］もなお２ビーム干渉をベースにしているが、他方、Baumbachおよびその共働者［４］は、１９８９年にレーザ干渉縞がマルチビーム干渉計により、マクスウェル結像として眼底に投射されるラボ試験システムを紹介した。
【０００７】
眼底局所データ測定のための検眼機器によるこの解決策はDE 36 21 983 A１に記述されている。それによると、多重干渉計によるマクスウェル結像のもとで高コントラストの縞が生成され、それが眼底カメラを通じて網膜に結像する。干渉縞の生成には、好ましくは、レーザ光源を使用して、そのレーザ光を眼底カメラの照明光路内に取り込む。その場合、マクスウェル結像の実現により、検査対象眼の光学媒質における結像品質が縞生成に無影響であることが保証される。多重干渉の使用によって高コントラストの縞が生成され、レーザスペックルパターンの発現領域が著しく狭められる。縞内に残留するスペックル構造は、眼底カメラによるフラッシュ撮像の場合、そのコントラストを一段と弱めるので、計測時にはそれはもはや障害にはならない。レーザ光を眼底カメラの照明光路内に取り込み合体させることにより、眼底撮影での反射を避けることができる。
【０００８】
角膜頂から水晶体の第１主平面までの距離が概算算出されていて、眼の軸長および角膜曲率が既知であれば、検査対象眼の網膜における縞間距離は十分な精度で近似計算することができるので、それにより検査対象物に対する基準が設定されることになる。
【０００９】
しかし、上記の解決策では使用眼底カメラの操作に相当な配慮が必要であり、それが不利に作用した。
【００１０】
【非特許文献１】Littmann H著“ZurBestimmung der wahren Groesse eines Objektes auf dem Hintergrund des lebendenAuges”（「生体眼底における対象物の実サイズ測定」）、Klin. Mbl. Augenheilkunde第180巻、286ページ、1982年刊
【非特許文献２】Rassow B.およびWolf D.著“DieMessung der retinalen Sehschaerfe mit dem Laserinterferenzgeraet als klinischeRoutinemethode”（「臨床ルーチン法としてのレーザ干渉器による網膜視力の測定」）、Adv.Ophthalmol第34巻、116ページ、1977年刊
【非特許文献３】Kennedey J. B.、 Schwartz B.、TakamotoT.、EU J. K. T.著“InterferenceFringe Scale for Absolute Ocular Fundus Measurement”（絶対眼底測定用の干渉縞スケール）、Invest Ophthalm Vis Sci第24巻、169ページ、1983年刊
【非特許文献４】Baumbach P.、Rassow B.、WesemannW.著“Absolute Ocular Fundus Dimensions Measured byMultiple-Beam Interference Fringes”（「多重ビーム干渉縞による絶対眼底サイズの測定」）、Invest Ophthalm Vis Sci第30巻、2314ページ、1989年刊
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の基本課題は、眼底における距離および対象物の測定を目的とした、自動的評価の可能な、具体的な絶対測定値を提供する方法の提供にある。その解決策としての方法は、できる限り、例えば眼底カメラに適していて、それへの追加装備が可能な付属機器によって実施できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、本発明によれば、独立請求項に記載の特徴によって解決される。好ましい改良型および実施形態は従属請求項の対象である。
【００１３】
本発明に基づく解決策では、そのため、眼科機器用、それも特に眼底カメラ用の結像ユニットは、検査対象眼の網膜上に任意の、但し既知の縞模様または線模様を生成および結像させるための装置、網膜上の縞模様または線模様を撮影するためのカメラおよび網膜上の距離測定のための評価演算装置で構成した。該結像ユニットは、描出される縞模様または線模様が設置された眼科機器と検査対象眼との間で光路内に取り込まれるように形成してある。そのため、結像ユニットは設置された眼科機器、例えば眼底カメラと連結される。描出される縞模様または線模様は、選択的に光路内に取り込むことができる。
【００１４】
眼科機器の付属装置としてそのような結像ユニットを使用すれば、眼底における絶対測定の可能性の面でもその応用性が拡大する。既に設置された機器にこのように追加装備することで増強が可能である。提案の解決策は特に眼底カメラに適したものであるが、他の眼科機器に使用することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に基づく解決策によれば、結像ユニットを様々な眼科機器の付属装置として使用することができ非常に有利になる。それによって、その応用性を一段と拡大させることができる。併せて、既に設置されている機器をこのように追加増強させることができる。
多重ビーム干渉計の光路内における平行平面ガラス板の使用により、結像ユニットは障害に対して極めて敏感に反応する。その場合、結像対象の縞模様または線模様は、平行平面ガラス板の傾斜角を変更することによって容易に変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では本発明を、実施例を手掛かりに説明する。
本発明の眼底カメラ用の結像ユニットは、検査対象眼の網膜上に、任意の既知の縞模様または線模様を生成および結像させるための装置、網膜上の縞模様または線模様を撮影するためのカメラおよび網膜上の距離測定のための評価演算装置で構成されている。該結像ユニットは、描出される縞模様または線模様が設置された眼底カメラと検査対象眼との間で光路内に取り込まれるように形成されている。そのため、結像ユニットは設置された眼底カメラと連結される。描出される縞模様または線模様は、選択的に光路内に取り込むことができる。
【００１７】
この場合、縞模様または線模様の生成および結像のための装置としては、眼底における模様の位置設定用装置を備えた多重ビーム干渉計が使用される。その場合、位置設定は眼底カメラの接眼レンズおよび／または設置モニタで追跡することができる。
【００１８】
縞模様または線模様の形成は様々な方法で行うことができる。第１の実施形態では、多重ビーム干渉計の光路内に、結像する縞模様または線模様にバリエーションを加えるための光学素子が追加設置されている。
【００１９】
また別な、簡易で干渉性のあるタイプでは、結像する縞模様または線模様にバリエーションを加えるため、その傾斜角を変更できる平行平面ガラス板が多重ビーム干渉計の光路内に配置されている。さらにまた、多重ビーム干渉計の光路内に配置された平行平面ガラス板を別な厚さの平行平面ガラス板で代用し、それによって、結像する縞模様または線模様にバリエーションを加えることも可能である。
【００２０】
結像する縞模様または線模様の生成には、その光束がオーバラップされ、干渉模様として所期の縞模様または線模様を呈する、密に並置された一連のコヒーレント光源が必要である。それには、使用される光の波長に対し両面が高い反射率（好ましくは＞９０％）を有していて、光路内に傾斜配置される平行平面ガラス板が適している。
【００２１】
平行平面ガラス板は透過方向に設置され、強度低下タイプの光源を生成するが、約１５〜２０の部分光束を利用すれば、それ自体メリハリのあるコントラスト豊富な縞構造を形成する。検査対象眼の瞳孔領域において当本数の部分光束をできる限り狭い空間に納めるためには、光源点自体から既にできる限り密に並べなければならない。これは、平行平面板の厚さができる限り１.０mmを越えないこと、および平板法線に対する使用レーザ光の入射角θが１０〜１５°を越えてはならないことを意味している。できる限り狭くて、均質な平板領域を利用するためには、入射レーザ光をレンズ経由で平行平面ガラス板にフォーカスさせることになる。
【００２２】
図１は、本発明に基づく方法による場合の光路を眼底カメラと共に図式化して示している。その場合、平行平面ガラス板ＧＰ付近で生じる点光源は、検査対象眼Ａにおける水晶体の第１主平面に結像しなければならないが、その光点間の横方向の距離は約３０μmでなければならない。したがって、２０光点の場合では眼瞳孔における入射には直径０.６mmの領域が必要である。
【００２３】
その場合、レンズＬ４における光点密度は約２３μmであり、網膜上では線条間隔は１°につき線約１本の割合になる。ガラス板ＧＰの上記データを適用すれば、そこでの光点の横方向の距離は約３００μmとなる。したがって、レンズ系Ｌ１からＬ４までの全体で単位が約１／１０に縮小されねばならない。
【００２４】
例えば、レンズＬ２の前の平面で生じた縞構造は、後に眼底で結像しなければならない。その場合、平行平面ガラス板ＧＰからこの平面に到るまでの距離Ｉ１は任意に選択できないことに注意しなければならない。フレネル近似を満たすためには、約１００mmの最小限距離が必要である。加えて、個々の点光源はビーム方向に垂直な平面にあるのではなく、軸方向にガラス板ＧＰの厚さ分だけシフトした面法線上にあることにも留意しなければならない。それにより、フレネル近似の妥当する領域内でも干渉像はいずれの平面においてもシャープであるとは限らず、個々の縞の相互位相シフトに応じてシャープな領域とそうでない領域を示すことになる。平行平面板の傾斜角を最小限だけ変更することにより、縞の第１鮮鋭像を、縁取りのあるフィールドレンズとして光束制限作用をするレンズＬ２の付近に形成させることができる。当レンズは、レンズＬ１の助けによりほぼ直線的に照明されるように配置される。Ｌ３は干渉計の調整のため軸方向に微量移動できなければならない。このように、干渉計は平行平面板における入射角θの変更およびレンズＬ３の移動により調整することができる。
【００２５】
レンズＬ３の移動は、検査対象眼Ａにおけるレーザ光束のフォーカス平面ポジションに影響を与えるが、一方、入射角θの変動はレーザ光束個別部分波相互間の相対的位相シフトを惹き起こす。
【００２６】
縞模様または線模様を生成する光束を、眼科機器の対物レンズＯと検査対象眼Ａとの間の光路内に取り込むのは、ミラーまたは分割プレートで構成する転向システムＵ１およびＵ２を通じて行われる。そのため、結像ユニットは設置された眼科機器、例えば眼底カメラと連結され、表示すべき縞模様または線模様が光路内に選択的に取り込まれる。Ｕ２のサイズは、約１０°にすべき円錐状ビームの開口角で決まってくる。それより、眼底での測定領域は約２mmとなり、その中に約１０本の干渉縞が現われるが、それを眼底対象物の測定に利用することができる。分割ミラーが角膜から約２５mm、つまり水晶体の第１主平面から約３０mmの距離にあると仮定した場合、Ｕ２の直径は約２ｍｍとなる。
【００２７】
好ましい実施形態の１つでは、任意の、但し既知の縞模様または線模様を生成および結像させるための装置が直線偏光を放射する。その場合、眼の様々な媒質で現われる反射を抑制するために眼科機器の観察光路内に偏光フィルタが配置される。
【００２８】
偏光が眼の様々な媒質へ入射する場合、それぞれのビームの一部はこれら媒質の境界部で反射する。当反射ビームは、眼底像とのオーバラップにより支障になるアーチファクトを招来することがある。ビームのこの反射成分は特定の偏光状態を示すので、眼科機器の観察光路内に偏光フィルタを配置することによってこれを減少、あるいはそれどころか完全除去させることができる。偏光フィルタは、調整可能なように形成されていて、観察光路内で追加反射を惹き起こさないように配置されているのが好ましい。
【００２９】
評価ユニットでは、既知の縞模様または線模様、さらには多重ビーム干渉計の実調整および／または他の眼科機器による測定値を手掛かりに網膜上での距離が自動測定され、得られたデータおよび画像は表示、保存および／または伝送される。
【００３０】
網膜（ａ）上における２つの干渉線間の距離は次式により算出される。
ａ＝λ・ｎ／ｄ・（ｌＡ−ｌＨ）／（１−Ｄｃ・ｌＨ／ｎ）
【００３１】
但し、式中の符号は次の意味である。
λ          レーザ光の波長
ｄ／ｎ      水晶体の第１主平面におけるレーザ焦点間の距離
ｎ          水の屈折率
ｌＡ        眼球長
ｌＨ        角膜頂と水晶体の第１主平面との距離および
Ｄｃ        角膜屈折力
【００３２】
多重ビーム干渉計の構造によって決定されるファクタに加え、角膜屈折力および眼軸長の値も必要であり、それらはまた別な２つの測定によって決定しなければならない。ｌＨの値は経験的な量であり、角膜と水晶体の第１主平面間の距離を表わしている。それは、グルシュトラントの正常眼データから算出されたもので、任意選択した標本群での測定および確認検査に依存している。＋７〜−７ｄｐｔの範囲なら軸方向非正視は結果に影響を与えない。極端な非正視および特に高屈折非正視の場合では、状況によってはさらに矯正を加えることができる。＋／−７程度の非正視は申告すべきであるが、これは比較的高度の非正視には一般に当てはまることでもある。
【００３３】
上記のような、評価ユニットによる網膜上での距離の自動測定においては、干渉計、眼底カメラ、検眼計および長さ測定器からの測定値のほかに、自動屈折計の測定値も計算に組み入れることができる。最も簡易な当方法の本質は、眼軸長の測定時には常に同時に水晶体の位置も測定されるところにある。但し、角膜頂と水晶体第１主平面間の距離は常に既知とする。この場合、検査対象眼の測定データおよび画像は、別な眼科機器の利用時に必要に応じて取り出せるように、すべて保存しておくのが有利である。
【００３４】
提案の技術解決策によれば、検査対象眼における光学媒質の結像品質が縞模様形成に影響を及ぼさないことが、マクスウェル結像によって保証される。多重干渉の使用によって高コントラストの縞が生成され、レーザスペックルパターンの発現領域が著しく狭められる。縞内に残留するスペックル構造は、干渉模様による眼底撮像の間は眼底カメラによるフラッシュによりそのコントラストを一段と弱めるので、計測時にはそれはもはや障害にはならない。
【００３５】
本発明に基づく解決策によれば、結像ユニットを様々な眼科機器の付属装置として使用することができ非常に有利になる。それによって、その応用性を一段と拡大させることができる。併せて、既に設置されている機器をこのように追加増強させることができる。
【００３６】
多重ビーム干渉計の光路内における平行平面ガラス板の使用により、結像ユニットは障害に対して極めて敏感に反応する。その場合、結像対象の縞模様または線模様は、平行平面ガラス板の傾斜角を変更することによって容易に変化させることができる。
【００３７】
好ましい実施形態の１つでは、任意の、但し既知の縞模様または線模様の生成および結像のための装置は、網膜の照明が変更可能なように、従ってそれにより、網膜の照明が弱いか無い場合には縞模様または線模様の使用下第１カメラによる網膜の第１撮影が、および網膜の照明が強力な場合には、縞模様または線模様不使用での第１または第２カメラによる網膜の第２撮影が実現され、それらの撮影が網膜上の距離測定用評価ユニットにより全体撮影に組み合わされるように、形成されている。両撮影は、好ましくは、時間的間隔を短くして順次行うものとする。
【００３８】
既知の縞模様または線模様の結像は、網膜の照明が弱いか無い場合に行われるので、投射された縞は非常に鮮明に網膜から浮き上がって見える。それとは逆に、縞模様または線模様のない結像には網膜は強力に照明される。その場合、投射された縞模様は強力な照明によって消されてしまう。なお、強力な照明下での網膜の第２撮影は、縞模様または線模様なしでも実現可能である。
【００３９】
両画像を重ねて組み合わせれば、はっきりと見て取れる縞模様または線模様の入った高品質の網膜像が得られる。縞と網膜とのコントラスト比は、照明の変更によって調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】多重ビーム干渉計の光路を図式化して表わした図である。
【符号の説明】
【００４１】
ＧＰ      平行平面ガラス板
Ａ        検査対象眼
Ｌ１〜Ｌ４      レンズ
Ｉ１      距離
Ｏ      対物レンズ
Ｕ１，Ｕ２      転向システム
【図１】
2008544781.tif 000003
【国際調査報告】
2008544781.tif 000004
2008544781.tif 000005
2008544781.tif 000006
2008544781.tif 000007
2008544781.tif 000008
2008544781.tif 000009