(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察用レーザ光を射出する第１光源、及び第１光源から射出された観察用レーザ光の走査を行うための走査手段を含む共焦点光学系と、
前記共焦点光学系を利用して観察用レーザ光による被検眼の所定面上の走査を行うとともに、前記観察用レーザ光の前記被検眼の前記所定面からの反射光の強度を検出することによって前記所定面の観察像を形成する観察像形成手段と、
前記観察像形成手段により形成された観察像を表示装置の画面内に表示する観察像表示手段と、
前記観察用レーザ光より干渉長の短い低コヒーレント光を射出する第２光源、及び干渉計を含む光干渉系と、
前記表示装置の画面内に表示された観察像上で指定された被検眼の部分に対し、前記共焦点光学系の走査手段を利用して前記第２光源からの低コヒーレント光を導入させるとともに前記干渉計を利用したＯＣＴ測定を行う測定手段と、
を備えることを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
観察用レーザ光を射出する第１光源、及び第１光源から射出された観察用レーザ光の走査を行うための走査手段を含む共焦点光学系と、
前記観察用レーザ光より干渉長の短い低コヒーレント光を射出する第２光源、及び干渉計を含む光干渉系と、
前記共焦点光学系を利用して観察用レーザ光による被検眼の所定面上の走査を行うとともに、前記観察用レーザ光の前記被検眼の前記所定面からの反射光の強度を検出することによって前記所定面の観察像を形成する観察像形成手段と、
前記観察像形成手段により形成された観察像を表示装置の画面内に表示する観察像表示手段と、
前記表示装置の画面内に表示されている観察像上の２点を指定する点指定手段と、
前記点指定手段により指定された２点を結ぶ線分上に表示されている被検眼の部位を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された被検眼の部位に対し、前記共焦点光学系の走査手段を利用して前記第２光源からの低コヒーレント光を導入させるとともに前記干渉計を利用したＯＣＴ測定を行う測定手段と、
を備えることを特徴とする眼科装置。
【請求項３】
前記表示装置の画面内の点を指定するための点指定手段と、
前記観察像表示手段によって前記表示装置の画面に前記観察像が表示されている状態で前記点指定手段を用いて前記表示装置の画面内の２点が指定されたときに、前記観察像の当該２点を結ぶ線分上に表示されている部分を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された部分のＯＣＴ測定を前記測定手段に行わせる測定制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の眼科装置。
【請求項４】
前記観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶した後、前記測定手段に測定を行わせ、その測定の完了後、前記観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶する測定制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の眼科装置。
【請求項５】
前記測定制御手段は、前記観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶した後、前記測定手段に前記特定手段で特定された部分の測定を行わせ、その測定の完了後、前記観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶することを特徴とする請求項３記載の眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉長の短い低コヒーレント光を利用して、眼の断層像を得るための眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼の断層像を得るための装置として、オプティカル・コヒーレント・トモグラフィ（ＯＣＴ）と呼ばれる、干渉長の短い低コヒーレント光を光源とし、干渉計を利用して断層像を得る方法を用いた計測装置（以下、ＯＣＴ装置と表記する）が知られている。ＯＣＴ装置によれば、被検眼が散瞳しない赤外光を用いて、精度の高い、眼の断層像を測定することができるが、どの部位を測定するかの決定、すなわち測定前後の観察時には、測定用光学系とは別に眼底カメラやスリットランプの原理を用いた観察光学系を装置に付加して被検眼を観察している。なお、ＯＣＴの詳細については、D.Huang et al.,"Optical Coherence Tomography", Science 1991,254, pp.1178-1181などを参照されたい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＯＣＴ装置を用いて眼の断層像を得る際には、断層像を測定する部位を決定することが必要である。このため、ＯＣＴ装置には、通常、眼底の観察を行うための機能も設けられている。しかしながら、従来のＯＣＴ装置に付加されたこの機能は、被験者に負担を与えることなく、測定個所が明瞭に判る観察像を得ることができるものとはなっていなかった。
【０００４】
例えば、赤外光を眼に照射してその反射光を可視化することによって眼底の観察を行う機能を備えた従来のＯＣＴ装置では、眼底観察が被験者の負担となることはないが、赤外光は網膜内部への浸透性が良い光であるので、表示される眼底像が眼底表面よりも内側のものとなってしまう。すなわち、当該ＯＣＴ装置は、測定部位決定の際に重要となる黄斑部の場所が判りにくい観察像しか得ることができない装置となっていた。
【０００５】
また、可視光を用いて観察を行う機能を備えた従来のＯＣＴ装置では、可視光は眼底表面での反射性が良い光であるため、眼底表面の観察像を得ることはできる。しかしなから、縮瞳を防ぐ必要上、その光量を相当弱くしなければならないので、当該ＯＣＴ装置は、明確な観察像を得ることができない装置となっていた。なお、散瞳剤を使用すれば、明確な観察像が得られることにはなるが、この場合、被験者に負担を課することになってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、被験者に負担を与えることなく、測定個所が明瞭に判る観察像が得ることができる眼科装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、眼科装置を、
（イ）観察用レーザ光を射出する第１光源、及び第１光源から射出された観察用レーザ光の走査を行うための走査手段を含む共焦点光学系と、
（ロ）共焦点光学系を利用して観察用レーザ光による被検眼の所定面上の走査を行うとともに、観察用レーザ光の被検眼の所定面からの反射光の強度を検出することによって前記所定面の観察像を形成する観察像形成手段と、
（ハ）観察像形成手段により形成された観察像を表示装置の画面内に表示する観察像表示手段と、
（ニ）観察用レーザ光より干渉長の短い低コヒーレント光を射出する第２光源、及び干渉計を含む光干渉系と、
（ホ）表示装置の画面内に表示された観察像上で指定された被検眼の部分に対し、共焦点光学系の走査手段を利用して第２光源からの低コヒーレント光を導入させるとともに干渉計を利用したＯＣＴ測定を行う測定手段とを用いて構成する。
【０００８】
すなわち、本発明では、赤外光の透過性がよい眼底表面を、無散瞳で観察できるようにするために、眼科装置に、いわゆる、共焦点レーザ走査顕微鏡としての機能を付与する。
【０００９】
本発明の眼科装置を実現する際には、測定手段として、干渉長の短い低コヒーレント光を被検眼の測定位置に導入するために、共焦点光学系内の走査手段を用いる手段を採用しておくことが望ましい。このような測定手段を採用すれば、少ない数の光学部品で眼科装置の光学系を形成できることになる。従って、上記測定手段を採用した眼科装置は、被験者に負担を与えることなく測定個所が明瞭に判る観察像が得ることができ、かつ、安価に製造できる装置となる。
【００１０】
さらに、表示装置の画面内の点を指定するための点指定手段と、観察像表示手段によって表示装置の画面に観察像が表示されている状態で、点指定手段を用いて表示装置の画面内の２点が指定されたときに、観察像の、当該２点を結ぶ線分上に表示されている部分を特定する特定手段と、この特定手段で特定された部分の測定を測定手段に行わせる測定制御手段とを付加しても良い。
【００１１】
これらの手段を付加した眼科装置によれば、測定部位の指定が容易に行えることになる。
なお、本発明の眼科装置を実現するに際して、特定手段等を付加する場合には、測定制御手段として、観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶した後、測定手段に特定手段で特定された部分の測定を行わせ、その測定の完了後、観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶する手段を採用しても良い。
【００１２】
また、特定手段等を設けることなく、観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶した後、測定手段に測定を行わせ、その測定の完了後、観察像形成手段に観察像を形成させてその観察像を記憶する測定制御手段を付加することによって、本発明の眼科装置を実現しても良い。
【００１３】
このような測定制御手段を付加した眼科装置を用いれば、測定手段による測定中の眼球運動を容易に検出することができることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、実施例に基づき、具体的に説明する。
図１に、本発明の一実施例による眼科装置が備える光学系の構成を、図２に、実施例の眼科装置の全体構成を示す。
【００１５】
図１に示してあるように、実施例の眼科装置の光学系には、眼科装置を、半導体レーザ（ＬＤ）１を光源とし、被検眼５０を測定対象とした、いわゆる、共焦点レーザ走査顕微鏡として機能させるための光学系（ＬＤ１から対物レンズ１９までの要素からなる光学系；以下、観察用光学系と表記する）が含まれている。
【００１６】
さらに、眼科分野の光学系には、干渉長の短い低コヒーレント光の光源としてスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ)２６、光合分波器２７、移動機構（図２参照）によってその位置が移動可能なミラー３１等からなる光学系（リレーレンズ２１からミラー３１までの要素からなる光学系；以下、光干渉系と表記する）も含まれている。光干渉系は、観察用光学系の一部を成す、レーザ光のスポット位置の制御を行うための光学系（フォーカシングミラー部１４から対物レンズ１９までの光学系；以下、走査光学系と表記する）を、ダイクロイックミラー（ＤＭ）１３を介して利用できるように眼科装置内に設けられている。すなわち、光干渉系とＤＭ１３と走査光学系とによって、眼科装置を、ＳＬＤ２６を光源とした、ＯＣＴにより被検眼５０の断層像を得る装置として機能させるための光学系（以下、測定用光学系と表記する）が実現されている。
【００１７】
そして、図２に模式的に示してあるように、実施例の眼科装置は、この光学系に、各種のドライバ並びに信号処理回路、それらを統合的に制御する制御装置４０等が付加された装置となっている。
【００１８】
以下、これらの図を用いて、実施例の眼科装置の動作、並びに、眼科装置の各構成要素の機能（役割）を具体的に説明する。
上述した説明から明らかなように、本眼科装置は、ＬＤ１が出力する低コヒーレント光（以下、観察用レーザ光と表記する）とＳＬＤ２６が出力する低コヒーレント光（以下、計測用低コヒーレント光と表記する）とを被検眼５０に導入できるように構成されている。ただし、眼科装置は、両レーザ光が被検眼５０に導入されている状態で動作することはなく、少なくとも一方のレーザ光は被検眼５０に導入されていない状態で動作する。
【００１９】
すなわち、眼科装置は、観察用レーザ光のみが被検眼５０に導入された状態、計測用低コヒーレント光のみが被検眼５０に導入された状態、両方の光が被検眼５０に導入されていない状態のいずれかで動作する。そして、眼科装置は、それらの状態間の遷移が、ＬＤ１とＳＬＤ２６にそれぞれの光を出力させたまま、音響光学変調器（ＡＯＭ）３と光シャッタ２４の動作状態を変化させることにより行われる装置となっている。
【００２０】
例えば、眼科装置に電源が投入された際、制御装置４０は、ＬＤ１並びにＳＬＤ２６にそれぞれの光の出力を開始させるとともに、ＡＯＭ３がＬＤ１からのレーザ光をカットすることになる制御信号のＡＯＭ用ドライバ３３への供給と、光シャッタ２４がＳＬＤ２６からの低コヒーレント光をカットすることになる制御信号の光シャッタ２４への供給とを開始する。すなわち、制御装置４０は、眼科装置の動作状態を、両方の光が被検眼５０に導入されていない状態であってガルバノミラー１６、１８が駆動されていない状態（以下、初期状態と表記する）とする。
【００２１】
その後、制御装置４０は、入力装置４１（キーボード、マウス）からの信号を監視する状態に移行し、測定開始指示が与えられたことを検出した際には、被検眼５０の眼底５１の像を、モニタ装置４２のスクリーン上にほぼリアルタイムで表示するための眼底観察用制御処理を開始する。
【００２２】
眼底観察用制御処理の開始時、制御装置４０は、ＡＯＭ用ドライバ３３へ供給している制御信号のレベルを変更することによって、ＡＯＭ３に、ＬＤ１の出力するレーザ光を減衰させたレーザ光を出力させる。また、ガルバノメータ（ＧＭ）用ドライバ３５、３６に、それぞれ、ガルバノミラー１６、ガルバノミラー１８の駆動（駆動パターンについては後述する）を開始させる。
【００２３】
これらの制御の結果、観察用レーザ光が、レンズ２、ＡＯＭ３を通った後、ハーフミラー４によって、光検出器（ＰＤ）５とビーム整形用光学系６に導入される。
【００２４】
ＰＤ５の出力は、ＡＯＭ用ドライバ３３（図２参照）によって、ＡＯＭ３のフィードバック制御に用いられる（ＡＯＭ用ドライバ３３は、ＰＤ５の出力が制御装置４０からの制御信号のレベルに応じたレベルとなるように、ＡＯＭ３を制御する回路となっている）。
【００２５】
ビーム整形用光学系６に導入された観察用レーザ光は、穴あきミラー７を通過し、ＤＭ１３で反射されて、走査光学系に導入される。走査光学系に導入された（ＤＭ１３で反射された）観察用レーザ光は、ピンホール１１の位置を、眼底５１の共役位置に一致させるためのフォーカッシングミラー部１４、球面ミラー１５、ガルバノミラー１６、球面ミラー１７、ガルバノミラー１８でそれぞれ反射され、対物レンズ１９を通過して、被検眼５０に導入される。上述したガルバノミラー１６、１８の駆動パターンは、このような経路で被検眼５０に導入される観察用レーザ光によって、被検眼５０の所定面が、所定時間毎に、ラスタースキャンされるように設定されている。
【００２６】
被検眼５０に導入された観察用レーザ光は、被検眼５０の各部で拡散・反射される。その拡散・反射の結果、対物レンズ１９方向に戻された観察用レーザ光は、入射時と同じ経路を逆に辿り、穴あきミラー７に至る。そして、穴あきミラー７で反射された観察用レーザ光が、集光レンズ８を通って、外乱光を除去するためのフィルタであり、その中央部に光不透過部が設けられた干渉フィルタ９、その中央部に光不透過部１０が設けられた透過ガラス（光不透過部１０のみを図示してある）、眼底共役位置に配置されたピンホール１１を通って、アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）１２に導入される。
【００２７】
なお、集光レンズ８、ＡＰＤ１２間にピンホール１１等を設けているのは、ＡＰＤ１２に、眼底像の形成に必要な光のみが入射されるようにするためである。すなわち、穴あきミラー７で反射された光には、観察用レーザの、眼底５１の所定面における反射光の他に、眼底像を劣化させる反射光である、被検眼５０の角膜における反射光、対物レンズ１９における反射光、眼底５１の所定面以外における反射光が含まれている。このため、本眼科装置では、光不透過部を備えた干渉フィルタ９を設けることにより、角膜からの反射光がＡＰＤ１２に入射されないようにしている。また、光不透過部１０を設けることによって、対物レンズ１９からの反射光がＡＰＤ１２に入射されないように、ピンホール１１を設けることによって、ＡＰＤ１２に、眼底５１の所定面以外の部分からの反射光が極力入射されないように（眼底５１の所定面からの反射光のみが入射されるように）している。
【００２８】
ＡＰＤ１２の出力は、観察信号処理回路３４によって、ノイズが除去された後、ガルバノミラー１６の走査周期に応じた周期でデジタル信号に変換される。制御装置４０は、当該デジタル信号を、ガルバノミラー１６、１８の走査周期に応じて処理することにより、モニタ装置４２に眼底像を表示させる。
【００２９】
眼科装置の操作者は、モニタ装置４２に表示される眼底像を見ながら、必要である場合にはフォーカスミラー部１４の位置を調整することによりフォーカスを合わせる。そして、操作者は、入力装置４１（マウス）を用いて、断層測定を行う部分の両端の位置をモニタ装置４２に表示されている眼底像上で指定した後、ＯＣＴ計測の実行を指示する。
【００３０】
眼底観察用制御処理の実行中に上記指定が行われたことを検出した際、制御装置４０は、ＡＯＭ用ドライバ３３に供給する制御信号を、観察用レーザ光のスポットが、被検眼５０の、指定された２点を結ぶ線分に対応する部分上に位置するときに、ＡＯＭ３から出力されるレーザ光のレベルが所定レベルまで低下することになる制御信号に切り替える。
【００３１】
すなわち、制御装置４０は、図３に模式的に示したように、断面測定が行われる部分４６が明暗によって識別できる観察像４５がモニタ装置４２に表示されるように、ＡＯＭ３から出力されるレーザ光に強度変調をかける。なお、図３は、ＯＣＴ計測完了時のモニタ装置４２の表示内容の一例を示した図であり、上記測定断面の指定完了時にモニタ装置４２に表示されるのは、観察像４５だけである。
【００３２】
この後、ＯＣＴ計測の開始が指示されたことを検出した場合、制御装置４０は、その時点において表示している眼底像を記憶するとともに、その眼底像をモニタ装置４２に表示し続けるために必要な処理を行う。また、制御装置４０は、ＡＯＭ用ドライバ３３、ガルバノメータ用ドライバ３５、３６を制御することによって、ＡＯＭ３、ガルバノミラー１６、１８の状態を初期状態に戻す。
【００３３】
次いで、制御装置４０は、ＯＣＴ計測を行うために、光シャッタ２４をオープンする。また、計測用低コヒーレント光によって眼底５１の測定を行うべき部分（マウスで指定した部分）が、設定されている速度で走査され、かつ、ミラー３１が、図１あるいは図２中に矢印で模式的に示してあるように、設定されている範囲内を設定されているパターンで往復する動作を繰り返すように、ガルバノメータ用ドライバ３５、３６、移動機構用ドライバ３７を制御する。なお、ＯＣＴ計測時に使用される計測用低コヒーレント光の走査速度、ミラー３１の動作パターン（移動距離、速度等）の設定作業は、ＯＣＴ計測の実行に先駆けて別途行われる。
【００３４】
このような制御により、ＡＰＤ２９に、ミラー３１の運動により周波数がシフトした計測用低コヒーレント光と、被検眼５０内で拡散・反射された計測用低コヒーレント光とが光合分波器２７で合波、干渉した光が入射される。当該光は、ＡＰＤ２９によって、そのレベルに応じた電気信号に変換され、計測信号処理回路３８において、不必要な波長成分が除去された後、デジタル信号に変換される。制御装置４０は、計測信号処理回路３８からのデジタル信号に対して、計測用低コヒーレント光の導入位置並びにミラー３１の速度、位置を考慮した所定の信号処理を行うことによって、被検眼５０内の各部分の反射率を求めていく。そして、モニタ装置４２の画面内の、反射率を求めた各部分に対応する位置に、求めた反射率に応じた輝度（あるいは色）を有する点を表示していく。この結果、ＯＣＴ計測が完了した際、モニタ装置４２の画面には、図３に示したように、ＯＣＴ計測測定開始時の観察像４６とＯＣＴ計測によって得られた断層像４７とが表示される。
【００３５】
この後、制御装置４０は、シャッタ２４をクローズしてから、測定断面指定完了後の眼底観察用制御処理時と同様の制御を実行することにより、その時点における眼底像を得て記憶する。次いで、制御装置４０は、ＡＯＭ３、ガルバノミラー１６、１８の状態を初期状態に戻し、操作者からの各種の指示を受け付ける状態、すなわち、制御装置４０内に記憶されている眼底像や断層像をモニタ装置４２に表示されることになる指示である表示指示や、図示していないプリンタにおいて眼底像や断層像が印刷されることになる印刷指示、測定開始指示等を受け付ける状態に移行する。
【００３６】
制御装置４０がこの状態をとっているときに、操作者は、測定結果の検討等を行う。例えば、操作者は、ＯＣＴ計測の前後の眼底像をモニタ装置４２に表示させることによって、測定中に眼球が運動してしまったかどうかを調べ、再測定が必要である場合や、別の断面の測定が必要とされる場合には、測定開始指示を出す。
【００３７】
このように、実施例の眼科装置は、赤外のレーザ光を用いた、いわゆる、レーザ走査顕微鏡としての機能を有している。このため、本眼科装置を用いれば、ＯＣＴ計測を行う部位を決定するのに必要な眼底像を、被験者に負担を与えることなく得ることが出来る。また、眼底像上で断面測定を行う位置を指定できるので、所望の箇所を簡単に測定することができる。さらに、ＯＣＴ計測前後の眼底像を撮像、記憶する機能を有しているので、本眼科装置を用いれば、ＯＣＴ計測中の眼球運動の検出が容易に行えることになる。
【００３８】
なお、観察用光学系と計測用光学系を全く別に設けることにより、実施例の眼科装置相当の装置を製造することも出来る。ただし、この場合、装置の製造により多くの光学部品が必要とされることになるので、実施例の光学装置のように、観察用レーザ光と計測用コヒーレント光を走査するための光学系が共通に利用されて、観察用光学系と計測用光学系とが実現されるよう眼科装置を構成しておくことが望ましい。
【００３９】
また、本眼科装置に設けることができるＯＣＴ計測を行うための構成は、実施例に示したものに限られず、例えば、特願平９−７３９１６〜８号公報に開示されている構成を、実施例で示した構成の代わりに用いることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の眼科装置を用いれば、被験者に負担を与えることなく、測定個所が明瞭に判る観察像が得られるので、各種の測定を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による眼科装置が備える光学系の構成図である。
【図２】実施例の眼科装置の全体構成、動作を説明するための、光学系の構成を簡略表示したブロック図である。
【図３】実施例の眼科装置が備えるモニタ装置の表示内容の一例を示した図である。
【符号の説明】
１  半導体レーザ（ＬＤ）
２、２１、２２、２５、２８  レンズ
３  音響光学変調器（ＡＯＭ）
４  ハーフミラー
５  光検出器（ＰＤ）
６  ビーム整形用光学系
７  穴あきミラー
８  集光レンズ
９  干渉フィルタ
１０  不透過部
１１  ピンホール
１２、２９  アバランシェホトダイオード（ＡＰＤ）
１３  ダイクロイックミラー
１４  フォーカシングミラー部
１５、１７  球面ミラー
１６、１８  ガルバノミラー
１９  対物レンズ
２３、３０  ミラー
２４  光シャッタ
２６  スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）
２７  光合分波器
３１  移動機構
３３  ＡＯＭ用ドライバ
３４  観察信号処理回路
３５、３６  ガルバノメータ（ＧＭ）用ドライバ
３７  移動機構用ドライバ
３８  計測信号処理回路
４０  制御装置
４１  入力装置
４２  モニタ装置
５０  被検眼
５１  眼底
【図１】
0003964035.tif 000002
【図２】
0003964035.tif 000003
【図３】
0003964035.tif 000004