(57)【要約】本発明は、反射のない検眼鏡検査のための、眼底カメラ用の光学システムに関し、この光学システムは、基本的に共通で照明および観察または記録のために利用される屈折性で反射性の光学要素を伴う放射線経路を有する。眼底を照明および結像するため、基本的に、ミラー（１および２）の形の複数の反射性の光学要素からなる結像性のミラー・システムが企図されており、その際、少なくとも１つの光学要素、例えばミラー（２）が、結像性で反射性の自由形状面を備えた自由形状ミラーとして形成される。その際、光学要素が、検査すべき患者の眼（９）の広いジオプトリ範囲内で、結像された網膜画像への光学要素の反射面の結像が回避されるように正確に定義された互いに対するポジションおよび姿勢で、ハウジング内に配置される。
2010512877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本的に共通で照明、観察および記録のうちの少なくとも１つために利用される屈折性および反射性のうちの少なくとも１つの光学要素を伴う放射線経路を有し、反射のない検眼鏡検査のための、特に眼底カメラ用の光学システムであって、
眼底を照明および結像するため、基本的に複数の反射性の光学要素、または複数の反射性で屈折性の要素からなる結像性の光学システムが企図されており、該光学システムが、結像性で反射性の自由形状面を備えた自由形状ミラーとして形成される、少なくとも１つの光学要素を含み、
該光学要素が、検査すべき患者の眼の広いジオプトリ範囲内で、網膜画像への該光学要素の該反射面の結像が回避されるように正確に定義された互いに対するポジションおよび姿勢で、ハウジング内に配置されることを特徴とする、光学システム。
【請求項２】
２つの自由形状ミラー（１、２）からなるミラー・システムが企図されており、その際、該自由形状ミラーが、対称性のない自由形状ミラーとして形成され、該自由形状ミラーの間の適切な位置に中間画像面があることを特徴とする、請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
前記ミラー・システムが、包含された構造方式において、患者に面した側および好ましくは観察者に面した側でそれぞれカバー・ディスク（１３、１４）によって閉じられたハウジング内に配置されており、その際、該カバー・ディスク（１３、１４）が、邪魔な反射を回避し、かつ色収差を最小限にするような表面形状を有することを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項４】
前記ミラー・システムの前記光学要素が、共通の保持具または収容具内での正確に定義された互いに対するポジションおよび姿勢で、前記ハウジング内に配置されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項５】
前記ミラー・システムが、屈折率ｎ＞１の光学材料からなるモノリシック体（１５）から構成されており、該モノリシック体には、正確に定義されたポジションで、かつ正確に予め定められた表面形状における前記結像性で反射性の面、ならびに光入射面および光出射面が企図されており、その際、該光入射面（１６）および該光出射面（１７）が、邪魔な反射を回避し、かつ色収差を最小限にするような表面形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項６】
前記モノリシック体（１５）の前記光入射面（１６）および前記光出射面（１７）のうちの少なくとも１つが、非対称に形づくられることを特徴とする、請求項５に記載の光学システム。
【請求項７】
前記ミラー・システムの前記光学要素の少なくとも１つが、スペクトルによるカラー・スプリッタとして形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項８】
少なくとも１つの反射性を有し、電子的に構造化可能であるか、または適応性のある光学要素が、前記放射線経路内に企図されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項９】
前記ミラー（１）および（２）の前記ポジションに関する以下の座標であって、
・眼瞳孔に対する座標系の並進（空気中）
【表１】
2010512877.tif 000013
・眼瞳孔に対する座標系の回転（空気中）
【表２】
2010512877.tif 000014
・およびそれぞれの面座標系に対する、前記ミラー１および２のための、以下の関係式によって定義される面形状
【数１】
2010512877.tif 000015
に対応しており、該関係式において、展開定数ｃ１〜２７での多項式展開は、ミラー１に関しては以下の値
【表３】
2010512877.tif 000016
およびミラー２に関しては以下の値
【表４】
2010512877.tif 000017
を有しており、ここでｐｘおよびｐｙは、該面座標系のそれぞれの座標系の原点における曲率であり、ＫｘおよびＫｙは円錐定数であり、かつｘ，ｙ，ｚは、前記ミラーの面の点の座標であることを、特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１０】
様々なスペクトル範囲における光インパルスを順次的に生成するための手段と、
画像センサによる同期化された画像取得のための手段と、
カラー画像または任意の別の組合せ、もしくはモノクロの個々の画像を表示および保存するための画像選別のための手段と、
が企図されることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の構成。
【請求項１１】
色収差の選択的な補償のために１つまたは複数の変位可能な光学要素が企図されており、該光学要素が、光インパルスと同期してそのポジションを変えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の構成。
【請求項１２】
少なくとも１つの適応性のある光学部品の、光インパルスと同期して調整される光学要素による色収差の選択的な補償のための手段が企図されることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の構成。
【請求項１３】
レーザ凝固、特にマルチ・カラー・レーザ凝固のための機器における適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１４】
光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を実施するための機器における適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１５】
超短パルス・レーザによる眼の診断および治療のための機器における適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１６】
網膜の機能診断のための、ハイパー・スペクトル・イメージングまたはマルチ・スペクトル結像の際の適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１７】
眼底反射率測定における適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１８】
従来の時間的に並行のカラー画像生成に基づくか、または新規の時間的に順次のカラー画像生成に基づくか、またはモノクロ・チップまたは白黒チップによる順次のマルチ・スペクトル眼底反射率測定に基づき、眼底カメラにおいて適用することを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項１９】
ＯＣＴを備えた機器におけるか、またはポイント・レーザ・スキャナまたはライン・レーザ・スキャナを備えた機器におけるか、または網膜の結像のための機器または方法のうちの少なくとも１つにおける、自由形状ミラー光学系の適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項２０】
共焦点レーザ・スキャナでの適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【請求項２１】
連続運転および／またはパルス運転で稼働する照明源としてのＬＥＤを備えた眼科用機器、特に眼底カメラにおける適用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼底を観察および結像するために用いられる眼底カメラ用の光学システムに関する。このようなカメラによって眼底を結像する際には一般的に、角膜および結像性の光学システムの面で反射が起こり、この反射が、画像およびその評価の品質に妨害的な影響を及ぼす。
【背景技術】
【０００２】
原則的に、眼底カメラは多段式の光学システムを含んでおり、その際、検眼鏡レンズにより中間画像が生じ、この中間画像は、後続のシステムまたは主対物レンズによって、フィルム上、ＣＣＤカメラのＣＣＤマトリクス上に結像されるか、または接眼レンズによる視覚的観察のための中間画像内にも結像される。このシステムでは、検眼鏡レンズは照明システムの要素の構成部分でもある。
【０００３】
眼底を観察および記録する際に特に問題となるのは、角膜および検眼鏡レンズ面での反射である。なぜなら網膜（レチナ）によって反射される、本来必要な情報を搬送する光は、眼内に入射する前に反射してしまう光より強度がかなり小さいからである。邪魔な角膜反射は、通常は眼瞳孔による区分によって阻止される。このため検眼鏡レンズは、眼瞳孔内に照明リングを結像する。角膜で反射された照明放射線は、観察アパーチャを外れる。照明リング内のエリアのみが観察のために使用される。
【０００４】
ドイツ国特許出願公開第ＤＥ−ＯＳ  ３５  １９  ４２２号明細書には、検眼鏡レンズまたは角膜での反射によって観察アパーチャ内に到達する可能性のある光部分が、放射線経路内の適切な位置に配置された「黒点板」によって遮蔽される光学システムが記載されており、この黒点板は、定義された方式において、光吸収性の層で覆われている。この種の反射抑制に対しては「抗反射点（Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｘｐｕｎｋｔ）」という名称が定着している。このコンセプトの欠点は、照明野絞りに対する抗反射点の近さである。個々の光部分の吸収が、眼底の不均等な照らし出しとして目に見える可能性がある。リング状の影が現れ、この影が画像の印象を悪化させ、したがって医師による評価を妨げる。
【０００５】
ドイツ国特許出願公開第ＤＥ  １０３  １６  ４１６号明細書には、検眼鏡レンズの代りに多重レンズの対物レンズが企図された光学システムが記載されており、この対物レンズのレンズは、境界面での直接反射が観察アパーチャ内に到達しないように、相互に傾けられている。それぞれのレンズ対にＸ方向およびＹ方向における傾きがある。この光学システムは、対物レンズの個々のレンズに対する機械的なフレームのために、かなりの費用を必要とする。そのうえ横色収差および縦色収差が生じ、これを、後ろに配列された光学系システム内で、放射線経路の観察部分内でも照明部分内でも、多大な手間をかけて補償しなければならない。例えばレーザを適用する場合のような、非常に小さな放射線直径での適用の場合には、光学的境界面の数が多いこと、および対物レンズ内のガラス路が長いことも、不利に影響する。境界面での、および用いた光学部品の材料内での小さな汚れさえも、不都合に積み重なる可能性があり、かつ光の強度をひどく減少させる可能性があり、かつ邪魔な散乱光を生じさせる可能性がある。
【０００６】
傾斜したレンズを備えた構成は、米国特許第４，７３０，９１０号明細書にも記載されている。
さらに、検眼鏡レンズの代りにミラー要素を備えた眼底カメラが知られている。このシステムのミラーは単純な幾何学形状を有しており、この単純な幾何学形状では、小さな観察野または照明野でしか十分な光学的品質を実現できない。
【０００７】
例えば米国特許６，５８５，３７４号明細書に記載されているような別のミラー・システムは、小さな観察野または照明野を走査原理によって拡大するために可動要素を利用する。ただしこのためには、当該の要素の精密な動きのための費用のかかる機械装置および費用のかかる画像処理技術が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このため本発明の課題は、結像のために、少しの、とりわけ反射性の光学要素を適用することにより、邪魔な反射がなく、かつほとんど色収差がない眼底の結像を、大きな観察野および大きな作動距離で達成する眼底カメラ用の光学システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によりこの課題は、第１の特許請求項のプリアンブルの特徴に基づき形成されており、この請求項の特徴部における特徴を備えている光学システムの場合に解決される。従属請求項には、本発明による光学システムの有利な様態および詳細が開示されている。
【００１０】
少なくとも１つのミラーを自由形状面として実施することにより、明らかに３０°より大きな照明野または観察野に亘って、結像忠実性が可能になる。
ほとんど反射のない検眼鏡検査を実現するための有利なシステムは、２つの自由形状ミラーからなるミラー・システムが企図される場合に生じ、その際、これらの自由形状ミラーは、対称性のない自由形状ミラーとして実施されており、この自由形状ミラーの間には、空間内の適切な位置に中間画像が存在している。両方のミラーを湾曲した自由形状面として実施する場合には、収差に好ましい影響を及ぼす屈折力分布および小さな偏向角が実現される。対称性のない自由形状面の適用は、非対称の収差の補償を特に有利に実現する。
【００１１】
特に散乱光の少ない光学システムのためには、ミラー・システムを包含した構造方式においてハウジング内に配置されていることが有利であり、このハウジングは、患者に面した側および観察者に面した側でそれぞれカバー・ディスクによって閉じられている。このカバー・ディスク自体は、その表面形状の実施において、場合によっては発生する邪魔な反射が観察アパーチャ内に到達し得ないように、かつ色収差が最小限にとどまるように形成される。これによりとりわけ反射面上の埃または別の汚れによって引き起こされる、眼底の完璧な結像を妨げる光散乱が、効果的に最小限にされる。
【００１２】
とりわけミラーの取付けおよびアライメントを簡略化するには、ミラー・システムの光学要素が、共通の保持具または収容具内で正確に定義された互いに対するポジションおよび姿で、ハウジング内に配置されている場合が有利である。この保持具は、ミラーが、保持具に対して、および互いに対して固定的な参照を有するように形成されており、この参照は、取付け工程における必要な精度でのミラーのポジショニングを、ハウジング内でのアライメントなしで可能にする。
【００１３】
ミラー・システムが、屈折率ｎ＞１の光学材料からなるモノリシック体から構成される場合も有利であり、このモノリシック体には、正確に定義されたポジションで、かつ正確に予め定められた表面形状における結像性で反射性の面、ならびに光入射面および光出射面が企図されており、その際、このモノリシック体での光入射面および光出射面は、この場合は屈折面なので、邪魔な反射を回避し、かつ色収差を最小限にするような表面形状を付与されている。モノリシックな構造方式によって、ミラーの反射面の手間のかかるアライメントがなくなり、そのためこのシステムは非常に取付けが楽である。
【００１４】
さらに、モノリシック体の光入射面および／または光出射面が非対称に形づくられることが有利であり得る。
とりわけ機器固有の欠陥および／または比較的高い度数の眼の非正視を補整するため、および最適に補正された眼底画像を得るために、少なくとも１つの反射性の、電子的に構造化可能な、または適応性のある光学要素が企図されることが有利である。その際、適応性のある要素を機器の瞳付近に配置することが好ましい。
【００１５】
さらに、ミラー・システムの光学要素の少なくとも１つが、スペクトルによるカラー・スプリッタとして形成される場合が有利であり得る。
本発明による光学システムの有利に形成された実施形態は、例えば、自由形状ミラーとして形成されたミラー１および２のポジションに関する以下の座標によって、
・眼瞳孔に対する座標系の並進（空気中）
【００１６】
【表１】
2010512877.tif 000003
・眼瞳孔に対する座標系の回転（空気中）
【００１７】
【表２】
2010512877.tif 000004
・およびそれぞれの面座標系に対する、ミラー１および２のための、以下の関係式によって定義される面形状
【００１８】
【数１】
2010512877.tif 000005
に対応していることが明らかであり、この関係式において、展開定数ｃ１〜２７での多項式展開は、ミラー１に関しては以下の値
【００１９】
【表３】
2010512877.tif 000006
およびミラー２に関しては以下の値
【００２０】
【表４】
2010512877.tif 000007
を有しており、ここでｐｘおよびｐｙは、面座標系のそれぞれの座標系の原点における曲率であり、ＫｘおよびＫｙは円錐定数であり、かつｘ，ｙ，ｚは、ミラーの面の点の座標である。
【００２１】
蛍光の適用に関しては、ミラーの１つがスペクトルによるカラー・スプリッタとして形成される場合が有利である。これにより、蛍光を適用する際に励起光を処置位置の非常に近くにもたらす。このため、拡大されたスペクトル帯域幅を補正するためのカラー・スプリッタおよび別の追加的な要素が必要ないので、機器の光学システム全体の構造がかなり単純化される。
【００２２】
様々なスペクトル範囲における光インパルスを順次的に生成するための手段と、画像センサによる同期化された画像取得のための手段と、カラー画像または任意の別の組合せ、もしくはモノクロの個々の画像を表示および保存するための画像選別のための手段とが企図されることも有利である。
【００２３】
さらに、色収差の選択的な補償のために１つまたは複数の変位可能な光学要素が企図されており、この光学要素が、光インパルスと同期してそのポジションを変える場合が有利である。
【００２４】
さらに、色収差の選択的な補償のための手段が、少なくとも１つの適応性のある光学部品の、光インパルスと同期して調整される光学要素の形で企図され得ることが有利である。
【００２５】
反射しない検眼鏡検査のための光学システムが、マルチ・カラー・レーザ凝固のための機器において、および光干渉断層撮影（ＯＣＴ）の実施のために、および超短パルス・レーザによる眼の診断および治療のための機器において、適用可能であることが有利である。
【００２６】
眼底反射率測定における網膜の機能診断のための、ハイパー・スペクトル・イメージングまたはマルチ・スペクトル結像の際の適用が有利である。
従来の時間的に並行のカラー画像生成に基づき、または新規の時間的に順次のカラー画像生成に基づき、またはモノクロ・チップによる順次のマルチ・スペクトル眼底反射率測定に基づき、眼底カメラにおいて適用することも有利である。
【００２７】
同様にＯＣＴ、共焦点レーザ・スキャナ、またはライン・レーザ・スキャナを備えた機器における、または網膜を結像するための機器および／または方法における、自由形状ミラー光学系の適用も有利である。
【００２８】
さらに、共焦点レーザ・スキャナでの適用が有利である。
さらに、連続運転および／またはパルス運転で稼働する照明源としてのＬＥＤを備えた眼科用機器、特に眼底カメラにおける、自由形状ミラー光学系の適用が有利である。記録の際の反射除去だけでなく、ＬＥＤによって実現可能な短い露光時間により、モーション・ブラーの抑制を効果的に実施可能である。
【００２９】
特に、患者に隣り合うミラーに対する、検査すべき患者の眼の間隔を最小化することによっても、光学システム全体のサイズを最小化することができる。
ミラーからなる光学結像システムを適用する場合、光学的境界面での望ましくない反射が現れない。これにより照明光学系において、光部分を遮蔽することをなくすことができる。網膜画像上での望ましくないリング状の影は現れない。ミラー・システムの色収差がないことは、光学システムの単純化を可能にする。このシステムの場合、たいていの眼の非正視がある範囲内では光学面が網膜画像上に結像されないように、中間画像をポジショニングすることができる。使用される自由形状ミラーが可能にする追加的な自由度により、＞３０°の照明野または観察野に亘って、結像忠実性が保証される。本発明による光学システムの場合、全てのコンポーネントは、患者の眼とコンポーネントの間に約３０ｍｍ〜５０ｍｍの自由な作動距離があるように配置されており、これにより患者側では人間工学的な観点が満たされ、かつ医師は操作の自由度を十分に得る。
【００３０】
特に、患者に隣り合うミラーに対する、検査すべき患者の眼の間隔を最小化することによっても、光学システム全体のサイズを最小化することができる。
本発明を例示的実施形態に基づきさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】２つの自由形状ミラーを備えた光学システムを示す図。
【図２】２つの自由形状ミラーおよび被包されたシステムのためのカバー・ディスクを備えた光学システムを示す図。
【図３】屈折率ｎ＞１の光学材料からなるシステムを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１には、特に眼底カメラによる、反射のない検眼鏡検査を実施するための光学システムの有利で可能な例示的実施形態が、非常に簡略的な形で示されており、その際、基本的に同軸の照明用放射線経路および結像用放射線経路または観察用放射線経路もしくはカメラ用放射線経路を含む光学要素だけが、フレームまたは別の機械的な保持手段なしで簡略的に示されている。
【００３３】
これらの放射線経路を実現するため、ミラー１および２の形の結像性で反射性の２つの光学要素からなるミラー・システムが企図されている。この両方のミラー１または２の少なくとも１つは、結像性で反射性の自由形状面を備えた、いわゆる自由形状ミラーとして形成されている。
【００３４】
図１に基づく例示的実施形態では、ミラー１および２がそれぞれ、以下に挙げた設計データでの結像面としての自由形状面を有している。
・眼瞳孔に対する座標系の並進（空気中）
【００３５】
【表５】
2010512877.tif 000008
・眼瞳孔に対する座標系の回転（空気中）
【００３６】
【表６】
2010512877.tif 000009
・およびそれぞれの面座標系に対する、ミラー１および２のための、以下の関係式によって定義される面形状
【００３７】
【数２】
2010512877.tif 000010
この関係式において、展開定数ｃ１〜２７での多項式展開は、ミラー１に関しては以下の値
【００３８】
【表７】
2010512877.tif 000011
およびミラー２に関しては以下の値
【００３９】
【表８】
2010512877.tif 000012
を有しており、ここでｐｘおよびｐｙは、面座標系のそれぞれの座標系の原点における曲率であり、ＫｘおよびＫｙは円錐定数であり、かつｘ，ｙ，ｚは、ミラーの面上の点の座標である。
【００４０】
これにおいてｐは、座標ｘおよびｙでの面の曲率を意味しており、Ｋｘは球欠的円錐定数を、Ｋｙは子午的円錐定数を意味しており、かつｚは、ミラー１および２の面の点のライズを意味している。座標原点は眼瞳孔の場所にある。
【００４１】
これにより、屈折力の相応な配分によって最小限の収差が現れることが達成される。自由形状面は対称性のない面として形成されており、かつ自由形状面は例えば球面または放物面のような回転面ではない。
【００４２】
このようなミラー構成により、放射線経路の追加的な偏向が達成される。これによりミラー２での小さな偏向角が実現され、かつ眼とミラー２の間の十分な自由な間隔Ａが達成され得る。少なくとも１つのミラー１または２、もしくは両方のミラー１および２が、自由形状面を備えて実施されることにより、明らかに＞３０°の照明野に亘って、結像忠実性が実現され得る。両方のミラー１および２が自由形状面を備えて形成される場合、結像品質への有利な影響が、照明野および観察野の全体に亘って達成される。両方のミラー１および２のこの構成の場合、放射線経路の光軸３に対するミラー１および２の傾きに応じて、ミラー表面の局所域が鮮明に眼底画像（中間画像）上に結像される２つの範囲が生じる。それはこの場合、ミラー２に関しては約−６．０ｄｐｔ〜−５．０ｄｐｔの範囲内で起こる。約＋８．０ｄｐｔ〜＋１３ｄｐｔの範囲内では、ミラー１の表面欠陥が鮮明に眼底画像上に結像される。中間画像が、両方のミラー１または２のうちの１つの上にある眼の非正視に関しては、結像の際にミラー表面の汚れが散乱効果を引き起こす可能性がある。この例示的実施形態では、たいていの目の非正視がある−５．０ｄｐｔ〜＋８．０ｄｐｔの範囲内で、網膜画像へのミラー表面の結像が起こらないように中間画像４がミラー１と２の間にポジショニングされる。これにより、ミラー表面の汚れ、不潔な箇所、または製造に由来する欠陥が、網膜画像上に結像されることが回避される。提示したジオプトリ範囲外の、中間画像４がミラー１または２のうちの１つの上にある眼の非正視に関しては、ミラー表面の汚れはデジタル画像処理によって除去され得る。
【００４３】
ミラー１および２の表面に埃または別の汚れが付くことを広範囲で阻止するためには、ミラー１および２を例えばハウジング内に、ミラーの反射性の表面を上に向けないように配置する。
【００４４】
図１に基づく眼底カメラの光学システムは、照明用放射線経路６（図１には破線で示されている）ならびに結像性のミラー１および２と共に、照明路５を含んでいる。図示されていない光源からの光は、孔７を備えた偏向ミラー８を介し、かつミラー１および２を介して、検査すべき眼９の眼底を照明するために眼中に導かれる。その後、結像用放射線経路１０内で、水晶体１１およびミラー２によって、眼底画像が中間画像４として中間画像面内に結像される。その後この中間画像４は、ミラー１により、偏向ミラー８の孔７を通って、後続の観察路または記録路１２において、図示されていないカメラの受信器上で、または視覚的観察のための観察光学系の画像面内で結像される。
【００４５】
両方のミラー１および２の反射性の表面が汚れることを回避するには、特に患者側でカバー・ディスクが企図される場合が有利であり、このカバー・ディスクは、カバー・ディスクで発生する反射が観察路または記録路１２内に到達し得ないように、かつ色収差が最小限にとどまるように、形成および寸法決定されていなければならない。このカバー・ディスクは非対称の表面形状を有することもできる。
【００４６】
ミラー１および２が汚れることに対する保護は、薄いフィルムによって達成することもでき、その際このフィルムは、邪魔な反射を回避するため、光軸３に対して傾けて配置される。
【００４７】
特に散乱光の少ないシステムのためには、包含された構造方式が有利である。図２は、ミラー１および２、および有利にはカバー・ディスク１３および１４を備えた、包含された光学システムの要素を非常に簡略的に示しており、その際、この例示的実施形態では、カバー・ディスク１３が患者側で、およびカバー・ディスク１４が観察側または記録側で、周りを囲むハウジングを閉じている。図２では簡略化のため、周りを囲むハウジングが省略されている。その際、両方のカバー・ディスク１３および１４はその実施において、発生する反射が観察路または記録路１２内に到達し得ないように、かつ色収差がしっかりと最小限にされるように形成および配置されている。カバー・ディスク１３および１４、およびミラー１および２を含む光学システム全体の結像品質をより良く補正するためには、この実施形態の場合も、カバー・ディスク１３および１４が非対称の表面形状を有する場合が有利である。
【００４８】
ミラー１および２が汚れることに対する保護のためにここでも薄いフィルムを企図することができ、その際このフィルムは、邪魔な反射を回避するため、光軸３に対して傾けて配置される。
【００４９】
両方のミラー１および２の取付けおよびアライメントを簡略化するため、両方のミラーを、保持具（図示されていない）内で、ミラーのアライメントの後に固定することが有利であり、これによりミラーのポジションが変化し得ない。その後、取付け工程では、この保持具と一緒にミラー１および２を更なるアライメントなしで効果的に機器内に組み込むことができる。
【００５０】
反射のない検眼鏡検査および眼底の結像のための本発明による光学システムの更なる有利な実施形態が、図３に簡略的に示されている。このシステムは、屈折率ｎ＞１の光学材料からなるモノリシック体１５を含んでおり、このモノリシック体には、正確に定義されたポジションでの、かつ正確に予め定められた表面形状における結像性で反射性の面、ならびに光入射面１６および光出射面１７が配置されている。
【００５１】
この実施形態での光路は以下のように導かれている。光入射面１６での入射光は屈折し、次いでモノリシック体１５の第１の反射面１８での反射し、それからモノリシック体１５の第２の反射面１９で射し、その後、光出射面１７を通ってのモノリシック体１５からの光の出射および光出射面での光の屈折が起こっている。
【００５２】
このため、光屈折面としての光入射面１６および光出射面１７は、邪魔な反射が観察路または記録路１２内に到達し得ないように、かつ色収差が最小限にとどまるように形成され、かつ特殊輪郭を与えられなければならない。これは例えば、光入射面１６および／または光出射面１７が、非対称または別の適切な表面形状を有することによって達成され得る。
【００５３】
このモノリシックな構造様式はとりわけ、結像ミラーの製造の際、および場合によっては比較的長く使用した後の再アライメントの際に、手間のかかる互いに対するアライメントがないという利点を有する。そのうえこの構成は非常に取付けが楽である。
【００５４】
患者の眼と、患者の眼に隣り合うミラー２との間隔の最小化が達成されるように眼底カメラを形成することが有利であると実証されている。これにより光学システム全体のサイズも最小化される。この間隔の最小化により、ミラー表面の局所域が鮮明に眼底画像上に結像されない範囲の有利な変位も生じ、かつこの範囲は、より強い近視の非正視の方向に変位され、したがって統計による眼の非正視の存在度に相応して、ミラー１および２上の表面欠陥による障害がない眼底画像を、パーセント的により多くすることもできる。
【００５５】
本発明による光学システムの有利な実施形態は、視野の大きさおよび形状ならびに瞳孔の大きさおよび形状に影響を及ぼし得るようにも形成される。これは、光学システム内の少なくとも１つの電子的に構造化可能な、または適応性のある光学要素によって達成することが有利である。このような構造化可能な、または適応性のある要素は、例えば偏向ミラー８（図１）の位置に、または眼底カメラの放射線経路内の別の適切な位置に配置され得る。このような構造化可能な、または適応性のある要素によって、例えば眼底カメラの照明用放射線経路において非対称性を施すことができ、これにより反射のない検眼鏡検査のための結像システムへの要求がより低くなり、かつより簡単な製造が達成される。このような要素を使用することで、視野の大きさおよび瞳孔を、異なる処置課題に容易に適応させることができる。
【００５６】
適応性のある要素は、例えば機器固有の欠陥または比較的高い度数の眼の非正視を補整するためにも使用可能であり、これにより、眼底画像を最適に補正することができ、かつ例えば診断の際の利点を医師にもたらす。このような場合、適応性のある要素は機器の瞳付近に配置されることが有利である。
【００５７】
本発明に基づく反射のない検眼鏡検査のための光学システムは、眼底カメラをこのシステムならびに診断および治療のためのレーザ適用と組み合わせた場合に特に有利であることが実証されている。
【００５８】
マルチ・カラー・レーザ凝固の場合、色収差がないことは、処置面内に、使用される様々な波長が入るということがないので、特に有利である。誤った光路（反射）をなくすことにより、レーザ凝固を登録し、場所を正確に制御することが容易になる。光学部品の数が少ないことにより、光学的境界面がより少なく、かつ光学媒体中の経路が非常に短くなる。
【００５９】
ＩＲ範囲の光によって作用する光干渉断層撮影（ＯＣＴ）の場合、色収差がないことは、眼底カメラと組み合わせた際の、拡大されたスペクトルのための追加的な補正を不要にする。多重反射および散乱光による意図しない干渉が発生しない。
【００６０】
例えばフェムト秒範囲の超短レーザ・インパルスによる治療および診断の場合、システムの色収差がないことは、パルス幅を縮小するための追加的な補正をなくすことができるので、特に有利である。
【００６１】
網膜のハイパー・スペクトル・イメージングまたはスペクトル結像の場合、システムの色収差がないことは、拡大されたスペクトル帯域幅を補正するための追加的な要素をなくし得るという意味で有利である。
【００６２】
眼底反射率測定の場合、誤った光路が回避されることにより、アーチファクトのない画像が達成される。
本発明による光学システムの適用は、従来の時間的に並行のカラー画像生成（発生）に基づく眼底カメラにおいても、新規の時間的に順次のカラー画像生成またはモノクロ・チップによる順次のマルチ・スペクトル眼底反射率測定でも、有利に適用される。
【００６３】
ＯＣＴ、共焦点レーザ・スキャナ、またはライン・レーザ・スキャナを備えた機器における、または網膜の結像のための機器および／または方法における、自由形状ミラー光学系の適用も同様に有利である。
【００６４】
眼に関する所見を書面化する際、鮮明で非常に詳細な、高コントラストの画像を実現するべきである。これに対しては、光学観察システムの不備（収差）、または眼の内部（水晶体、硝子体、眼底）からの画像の記録の場合には眼の光学系の不備、ならびに最終的に画像の不鮮明さおよびコントラストの悪化に至る随意および不随意の眼の動きが、障害となる。不備、例えば光学観察システムまたは眼の光学系の収差は、ここに提案されたやり方による観察システムの適切な実施および設計によって補償される。眼の動きは、画像記録中の露光時間が長い場合、全ての光学補償記録を無にせしめるモーション・ブラーを引き起こす。このモーション・ブラーを抑制するためには、十分にエネルギーが豊富な光源によって、短く、有利にはミリ秒範囲において露光されなければならず、これは例えば適切なフラッシュ・ランプによる。この解決策は、大半の既知の眼底カメラにおいて用いられている。カラー記録のため、自然光に類似したフラッシュ光のスペクトルを、色に適した画像センサ、例えばカラー・フィルタを設けた平面センサと組み合わせて利用する。この解決策の欠点は、固定的に設けられたこのカラー・フィルタのスペクトル特性が、十分に正確に公表されておらず、かつとりわけ後から変更できないことである。そのため個々の色に対する最適な露光制御、および対象に適応した色管理が、限定的にしか可能でない。
【００６５】
モノクロ技術の場合、白いフラッシュ光からカラー・フィルタによって所望のスペクトル部分がフィルタリングされる。この解決策はエネルギー的に非効率である。ここではＬＥＤの使用が、連続運転でもパルス運転でも、より良い解決策である。様々な放射波長の、例えばカラー記録のための赤、緑、および青のＬＥＤが利用される。モノクロ技術の場合、適切な波長での１つまたは複数のＬＥＤが使用される。ＬＥＤのほとんど遅滞のないスイッチ・オンおよびオフによって、十分に短い露光時間が達成され得る。ＬＥＤのスペクトル特性は十分に正確に知られており、かつエネルギー的に効率的に、フィルタによって影響を及ぼすことができ、このため最適な色管理がより簡単に実現可能である。カラー画像の記録の場合、赤、緑、および青のための画像のはめ込みが、有意義なやり方において順次的に行われ、つまり画像記録器として、高感度のＳ／Ｗ画像記録器（黒／白画像記録器）が用いられ、かつパルス状のＬＥＤにより、それぞれのカラー部分画像が相次いではめ込まれる。インパルスの長さまたは高さの選択により、カラー部分画像のための最適な制御が達成され得る。検査対象への調整を目的とした連続的な照明の場合は、用いるＬＥＤの強度を適切に選択することによって、有意義な、対象に適応したスペクトルの光混合を達成することができる。
【００６６】
さらに順次的な稼働により、色収差に対し、それぞれのスペクトルの光パルスに同期して選択的に影響を及ぼすことができる。例えば、割り当てられた色の光パルスの間に、使用される適応性のある要素を特異的に調整することによって、最適な補正を達成し得る。類似の作用が、狙い通りに放射線経路内でのポジションを変化させる例えばシフト・レンズの形の光学要素によって達成され得る。このやり方では、全ての補正措置を同時に適用しなくてもよいので、色補正に関する光学的デザインを単純化される。
【符号の説明】
【００６７】
１、２  ミラー
３  光軸
４  中間画像
５  照明路
６  照明用放射線経路
７  孔
８  偏向ミラー
９  眼
１０  結像用放射線経路
１１  水晶体
１２  観察路または記録路
１３；１４  カバー・ディスク
１５  モノリシック体
１６  光入射面
１７  光出射面
１８  反射面
【図１】
2010512877.tif 000018
【図２】
2010512877.tif 000019
【図３】
2010512877.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月28日(2009.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記ミラー（１）および（２）の前記ポジションに関する以下の座標であって、
・眼瞳孔に対する座標系の並進（空気中）
【表１】
2010512877.tif 000021
・眼瞳孔に対する座標系の回転（空気中）
【表２】
2010512877.tif 000022
・およびそれぞれの面座標系に対する、前記ミラー１および２のための、以下の関係式によって定義される面形状
【数１】
2010512877.tif 000023
に対応しており、該関係式において、展開定数ｃ１〜２７での多項式展開は、ミラー１に関しては以下の値
【表３】
2010512877.tif 000024
およびミラー２に関しては以下の値
【表４】
2010512877.tif 000025
を有しており、ここでｐｘおよびｐｙは、該面座標系のそれぞれの座標系の原点における曲率であり、ＫｘおよびＫｙは円錐定数であり、かつｘ，ｙ，ｚは、前記ミラーの面の点の座標であることを、特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【表３】
2010512877.tif 000026
およびミラー２に関しては以下の値
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【表４】
2010512877.tif 000027
を有しており、ここでｐｘおよびｐｙは、面座標系のそれぞれの座標系の原点における曲率であり、ＫｘおよびＫｙは円錐定数であり、かつｘ，ｙ，ｚは、ミラーの面の点の座標である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
【表７】
2010512877.tif 000028
およびミラー２に関しては以下の値
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
【表８】
2010512877.tif 000029
を有しており、ここでｐｘおよびｐｙは、面座標系のそれぞれの座標系の原点における曲率であり、ＫｘおよびＫｙは円錐定数であり、かつｘ，ｙ，ｚは、ミラーの面上の点の座標である。
【国際調査報告】
2010512877.tif 000030
2010512877.tif 000031
2010512877.tif 000032
2010512877.tif 000033
2010512877.tif 000034
2010512877.tif 000035
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2010512877.tif 000037
2010512877.tif 000038
2010512877.tif 000039