| 【発明の名称】 |
眼底検査装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】沖西 覚
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| 【要約】 |
【課題】受光素子の受光状態を自動的に適正化する。
【解決手段】一次元ＣＣＤ４２とフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力電圧の情報は受光状態制御部５０に送られ、受光状態制御部５０はこれらの各受光素子の適正受光感度を計算し、ＣＣＤ受光感度制御回路５１、フォトマルチプライヤ受光感度制御回路５２を介し、各受光素子を独立に受光感度の調整を行う。また、一次元ＣＣＤ４２とフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力電圧情報から受光状態制御部５０はレーザーダイオード３６、トラッキング用光源３８の適正光量を計算し、レーザーダイオード駆動回路５３、トラッキング用光源駆動回路５４を通じて、それぞれ独立にレーザーダイオード３６、トラッキング用光源３８の光量制御を行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 異なる波長の光を発生する２個以上の光源と、該光源から発生する各波長の光を被検眼の眼底の同一対象部位に照射する照射光学系と、該対象部位からの反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系からの出力に基づいて前記対象部位からの所定情報を測定する測定手段とを有する眼底検査装置において、前記受光光学系は前記対象部位からの反射光を各波長の光に分光する分光手段と、該分光手段により分光した各波長の反射光をそれぞれ独立に受光する少なくとも２個の受光手段と、該受光手段の受光状態に基づいて受光条件をそれぞれ独立かつ自動的に調整する受光条件自動調整手段とを有することを特徴とする眼底検査装置。
【請求項２】 前記受光条件自動調整手段は前記受光手段の受光感度調整を行う請求項１に記載の眼底検査装置。
【請求項３】 前記受光条件自動調整手段は前記光源の出力調整を行う請求項１に記載の眼底検査装置。
【請求項４】 緑色光の近傍の波長光とラインセンサを用いて血管形状を測定し、赤色光の近傍の波長光と光量計を用いて血流速度を測定する請求項２又は３に記載の眼底検査装置。
【請求項５】 前記照射光学系において異なる波長の光束を同一光軸に混合して眼底上に照射する請求項２又は３に記載の眼底検査装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、眼科医療分野において特に眼底部の検査に使用する眼底検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から血管の同一部位にそれぞれ異なる波長の光を照射し、それらの反射光をそれぞれを別々に受光する受光素子を使用して眼底上の血管形状の測定を行い、ドップラ信号等を利用して、その血管内の血流速度を測定する眼底血流計が、特開昭６３−２８８１３３号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従来例においては、血流量を決定するために必要なパラメータも同時に測定することができるが、実際に被検眼を測定する際には、被検眼は個人差が大きいために、それによって測定を行う条件を変更しなければならない。特に、被検眼の網膜反射率や透明度が異なると、受光素子の受光状態が変化して測定値に大きく影響を与える。このために、受光素子の受光状態が適正でないと、得られる信号によって血管の形状などの計測が不正確になり、Ｓ／Ｎが悪化してドップラ信号が不明確になり、血流速度の値が不安定になる。
【０００４】従って、常に適正な情報を得るためには、各受光素子の受光状態を最適化する必要があり、複数の受光素子の感度調整や照射光量を、被検眼毎や測定部位毎に調整し直すことが重要である。しかしながら、これらの調整は複雑で時間が掛かる作業となるので、被検眼への照射光量が大きくなり、同時に測定値が不安定になるという問題がある。
【０００５】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、受光素子の受光状態を自動的に適正化して、被検者の負担と測定者の技術水準向上の負荷を減少させた眼底検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明に係る眼底検査装置は、異なる波長の光を発生する２個以上の光源と、該光源から発生する各波長の光を被検眼の眼底の同一対象部位に照射する照射光学系と、該対象部位からの反射光を受光する受光光学系と、該受光光学系からの出力に基づいて前記対象部位からの所定情報を測定する測定手段とを有する眼底検査装置において、前記受光光学系は前記対象部位からの反射光を各波長の光に分光する分光手段と、該分光手段により分光した各波長の反射光をそれぞれ独立に受光する少なくとも２個の受光手段と、該受光手段の受光状態に基づいて受光条件をそれぞれ独立かつ自動的に調整する受光条件自動調整手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。図１は実施例の眼底血流計の構成図を示し、白色光を発するタングステンランプ等から成る観察用光源１から、被検眼Ｅと対向する対物レンズ２に至る照明光路上には、コンデンサレンズ３、例えば黄色域の波長光のみを透過するバンドパスフィルタ付フィールドレンズ４、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役な位置に設けられたリングスリット５、被検眼Ｅの水晶体とほぼ共役な位置に設けられた遮光部材６、リレーレンズ７、光路に沿って移動自在な固視標表示用素子である透過型液晶板８、リレーレンズ９、被検眼Ｅの角膜近傍と共役に設けられた遮光部材１０、孔あきミラー１１、黄色域の波長光を透過し他の光束を殆ど反射するバンドパスミラー１２が順次に配列されている。
【０００８】孔あきミラー１１の背後には眼底観察光学系が構成されており、光路に沿って移動自在なフォーカスレンズ１３、リレーレンズ１４、スケール板１５、光路中に挿脱自在な光路切換ミラー１６、接眼レンズ１７が順次に配列され、検者眼ｅに至っている。光路切換ミラー１６が光路中に挿入されているときの反射方向の光路上には、テレビリレーレンズ１８、ＣＣＤカメラ１９が配置されており、ＣＣＤカメラ１９の出力は液晶モニタ２０に接続されている。
【０００９】バンドパスミラー１２の反射方向の光路上には、イメージローテータ２１、紙面に垂直な回転軸を有する両面研磨された一部切欠き形状を有し、被検眼Ｅの瞳孔Epと共役関係にあるガルバノメトリックミラー２２が配置され、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの反射方向には第２のフォーカスレンズ２３が配置され、上側反射面２２ｂの反射方向にはレンズ２４、光路に沿って移動自在なフォーカスユニット２５が配置されている。なお、レンズ２４の前側焦点面はガルバノメトリックミラー２２にある。
【００１０】また、ガルバノメトリックミラー２２の上方には光路長補償半月板２６、光路中に遮光部を有する黒点板２７、凹面ミラー２８が光路上に同心に配置され、かつ共働してガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂと下側反射面２２ａとを−１倍で結像し、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射されず通過する光束を、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂに導くリレー光学系が構成されている。なお、光路長補償半月板２６はガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ、下側反射面２２ａの位置が、そのミラー厚によって生ずる図面の上下方向へのずれを補正するためのものであり、イメージローテータ２１へ向かう光路中にのみ作用するようになっている。
【００１１】フォーカスユニット２５においては、レンズ２４と同一光路上に、ダイクロイックミラー２９、集光レンズ３０が順次に配列され、ダイクロイックミラー２９への入射方向の光路上にはマスク３１、ミラー３２が配置されており、このフォーカスユニット２５は一体的に矢印で示す方向に移動ができるようになっている。
【００１２】集光レンズ３０の入射方向の光路上には、固定ミラー３３、光路から退避可能な光路切換ミラー３４が平行に配置され、光路切換ミラー３４の入射方向の光路上には、コリメータレンズ３５、コヒーレントな例えば赤色光を発する測定用のレーザーダイオード３６が配列されている。更に、ミラー３２の入射方向の光路上には、シリンドリカルレンズ等から成るビームエクスパンダ３７、高輝度の他の光源と異なる例えば緑色光を発するトラッキング用光源３８が配列されている。
【００１３】ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの反射方向の光路上には、光路に沿って移動自在なフォーカスレンズ２３、ダイクロイックミラー３９、フィールドレンズ４０、拡大レンズ４１、イメージインテンシファイヤ付一次元ＣＣＤ４２が順次に配列され、血管検出系が構成されている。また、ダイクロイックミラー３９の反射方向の光路上には、結像レンズ４３、共焦点絞り４４、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役に設けたミラー対４５ａ、４５ｂが配置され、これらのミラー対４５ａ、４５ｂの反射方向にはそれぞれフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂが配置され、測定用受光光学系が構成されている。なお、図示の都合上、全ての光路を同一平面上に示したが、ミラー対４５ａ、４５ｂの反射光路、トラッキング用光源３８の出射方向の測定光路、レーザーダイオード３６からマスク３１に至る光路はそれぞれ紙面に直交している。
【００１４】更に、装置のシステムを制御するシステム制御部４７が設けられ、システム制御部４７には検者が操作する入力手段４８、フォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂが接続され、システム制御部４７の出力はガルバノメトリックミラー２２を制御するガルバノメトリックミラー制御回路４９、光路切換ミラー３４に接続され、制御回路４９の出力はガルバノメトリックミラー２２に接続されている。
【００１５】また、レーザー光の状態を制御する受光状態制御部５０が設けられ、受光状態制御部５０の出力は、一次元ＣＣＤ４２の受光感度を調整するＣＣＤ感度調整回路５１を介して一次元ＣＣＤ４２に接続され、またフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの受光感度を調整するフォトマルチプライヤ感度調整回路５２を介してフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂに接続されている。更に、受光状態制御部５０の出力は、レーザーダイオード駆動回路５３を介してレーザーダイオード３６に接続され、トラッキング用光源駆動回路５４を介してトラッキング用光源３８に接続されている。また、一次元ＣＣＤ４２の出力は血管位置検出回路５５を介してガルバノメトリックミラー制御回路４９に接続されている。
【００１６】このような構成において、観察用光源１から発した白色光はコンデンサレンズ３を通り、バンドパスフィルタ付のフィールドレンズ４により黄色の波長光のみが透過し、リングスリット５、遮光部材６、リレーレンズ７を通って、透過型液晶板８を背後から照明し、リレーレンズ９、遮光部材１０を通って孔あきミラー１１で反射し、黄色域の波長光のみがバンドパスミラー３２を透過し、対物レンズ２を通り、被検眼Ｅの瞳孔Ep上で眼底照明光光束像として一旦結像した後に、眼底Eaをほぼ一様に照明する。このとき、透過型液晶板８には固視標が表示されており、照明光により被検眼Ｅの眼底Eaに投影され、視標像として被検者に呈示される。なお、リングスリツト２５、遮光部材６、１０は、被検眼Ｅの前眼部において眼底照明光と眼底観察光を分離するためのものであり、必要な遮光領域を形成するものであればその形状は問題とならない。
【００１７】眼底Eaからの反射光は同じ光路を戻り、瞳孔Ep上から眼底観察光光束として取り出され、孔あきミラー１１の中心の開口部、フォーカスレンズ１３、リレーレンズ１４を通り、スケール板１５で眼底像Ea' として結像した後に、光路切換ミラー１６に至る。ここで、光路切換ミラー１６が光路から退避しているときは、検者眼ｅにより接眼レンズ１７を介して眼底像Ea' が観察可能となる。また、光路切換ミラー１６が光路に挿入されているときは、スケール板１５上に結像した眼底像Ea' がテレビリレーレンズ１８によりＣＣＤカメラ１９上に再結像され、液晶モニタ２０に映出される。
【００１８】検者はこの眼底像Ea' を観察しながら、接眼レンズ１７又は液晶モニタ２０により装置のアライメントを行う。このとき、適切な目的に応じて観察方式を採用することが好適であり、接眼レンズ１７による観察の場合は、一般的に液晶モニタ２０等よりも高解像かつ高感度なので、眼底Eaの微細な変化を読み取って診断する場合に適している。一方、液晶モニタ２０による観察の場合は、視野を制限しないので検者の疲労を軽減することができ、更にＣＣＤカメラ１９の出力を外部のビデオテープレコーダやビデオプリンタ等に接続することにより、眼底像Ea' 上の測定部位の変化を逐次に電子的に記録することが可能となるので、臨床上極めて有効である。
【００１９】レーザーダイオード３６を発した測定光は、コリメータレンズ３５によりコリメートされ、光路切換ミラー３４が光路に挿入されている場合には、光路切換ミラー３４、固定ミラー３３でそれぞれ反射され、集光レンズ３０の下方を通過する。また、光路切換ミラー３４が光路から退避している場合には、直接集光レンズ３０の上方を通過し、ダイクロイックミラー２９を透過する。
【００２０】一方、トラッキング用光源３８から発したトラッキング光は、ビームエクスパンダ３７により縦横異なる倍率でビーム径が拡大され、ミラー３２で反射された後に、整形用マスク３１で所望の形状に整形された後に、ダイクロイックミラー２９に反射され、集光レンズ３０によってマスク３１の開口部中心と共役な位置にスポット状に結像している測定光と重畳される。
【００２１】更に、これら測定光とトラッキング光はレンズ２４を通り、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂで一度反射し、黒点板２７を通った後に凹面鏡４８で反射し、再び黒点板２７、光路長補償半月板２６を通り、ガルバノメトリックミラー２２の方へ戻される。このとき、測定光とトラッキング光は、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ内で反射して再び戻されるときは、対物レンズ２の光路から偏心した状態でガルバノメトリックミラー２２に入射する。ここで、切換ミラー３４を光路中に挿入／退避することにより、ガルバノメトリックミラー２２の裏面で反射された光束は、ガルバノメトリックミラー２２の切欠き部位置に戻されることになり、ガルバノメトリックミラー２２に反射されることなくイメージローテータ２１へ向かう。そして、イメージローテータ２１を経て、バンドパスミラー３２により対物レンズ２の方向に偏向された測定光とトラッキング光は、対物レンズ２を介し被検眼Ｅの眼底Eaに照射される。
【００２２】眼底Eaでの散乱反射光は再び対物レンズ２で集光し、バンドパスミラー３２で反射してイメージローテータ２１を通り、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射し、フォーカスレンズ２３を通り、ダイクロイックミラー３９において測定光とトラツキング光とが分離される。
【００２３】ここで、トラッキング光はダイクロイックミラー３９を透過し、フィールドレンズ４０、結像レンズ４１により一次元ＣＣＤ４２上で眼底観察光学系による眼底像Ea' よりも拡大された血管像として結像する。そして、一次元ＣＣＤ４２で撮像された血管像に基づいて、血管位置検出回路５５において血管像の中心への移動量が作成され、ガルバノメトリックミラー制御回路４９に出力される。制御回路４９はこの移動量を補償するようにガルバノメトリックミラー２２を駆動する。
【００２４】このとき、バンドパスミラー１２の分光特性のために、観察用光源１からの照明光は一次元ＣＣＤ４２には到達しないので、一次元ＣＣＤ４２にはトラッキング光による血管像Ev' のみが撮像される。また、血中ヘモグロビンと色素上皮上メラニンとは、緑色の波長域においてその分光反射率が大きく異なるために、トラッキング光を緑色光にすることにより血管像Ev' をコントラスト良く撮像することができる。
【００２５】図２は一次元ＣＣＤ４２の血管像Ev' とインジケータＴを示し、インジケータＴの一部分を測定血管Evに直交状態で重ねるようにすると、トラッキング光の長手方向に配列した血管検出系のラインセンサから成る一次元ＣＣＤ４２には、トラッキング光（インジケータＴ）で指示、照明された血管像Ev' が拡大して撮像されている。
【００２６】眼底Ea上に投影されたトラッキング光（インジケータＴ）の反射光は、ローテータ４１、ガルバノメトリックミラー４２を経て−ｎ倍で一次元ＣＣＤ４２に投影される。従って、インジケータＴの見掛け上の動きに拘わらず、一次元ＣＣＤ４２上では静止しており、インジケータＴが長手方向に動いた場合には、血管像Ev' だけが一次元ＣＣＤ４２上を移動することになる。
【００２７】血管位置検出回路５５において、一次元ＣＣＤ４２の受光信号に基づき、血管像Ev' の一次元ＣＣＤ４２の基準位置４２ａからの移動量Ｘが算出される。そして、ガルバノメトリックミラー制御回路４９によりこの移動量Ｘに基づいてガルバノメトリックミラー２２が駆動して、一次元ＣＣＤ４２上の血管像Ev' の受像位置が一次元ＣＣＤ４２の基準位置４２ａになるように制御される。
【００２８】一方、測定光はダイクロイックミラー３９により反射され、共焦点絞り４４の開口部を経てミラー対４５ａ、４５ｂで反射され、それぞれフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂに受光される。フォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力はそれぞれシステム制御部４７に出力され、この受光信号は従来例と同様に周波数解析されて眼底Eaの血流速度が求められる。
【００２９】一次元ＣＣＤ４２とフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力電圧の情報は受光状態制御部５０に送られる。受光状態制御部５０はこれらの各受光素子の適正受光感度を計算し、ＣＣＤ受光感度制御回路５１、フォトマルチプライヤ受光感度制御回路５２を通じて、各受光素子を独立に受光感度の調整を行う。
【００３０】例えば、適正受光感度は先ず一次元ＣＣＤ４２が受光感度であるゲインG1、光量I1の条件下で、図３の曲線ａに示すような単位時間内に出力したとすると、曲線ａのピーク出力V1を、曲線ｂに示すようなピーク出力V2の出力が得られるように、ゲイン調整を行う。
【００３１】次に、図４に示すような光量I0の下で、一次元ＣＣＤ４２のゲインＧ対電圧Ｖ特性の近似曲線Ｆ(X) 上で、ゲインG1に対応する出力V01 に対し、V1：V2＝V01：V02 となるような出力V02 を決定する。そして、V02 に対応するゲインG2となるように、一次元ＣＣＤ４２の受光感度を調整する。そして、フォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの場合も同様な方法で行う。
【００３２】また、上述の各受光素子を感度調整の代りに光量計として使用して、レーザーダイオード３６とトラッキング用光源３８の各出力光量を自動調整し、一次元ＣＣＤ４２とフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの各受光素子が適正な出力を行うようにすることも可能である。
【００３３】一次元ＣＣＤ４２とフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力電圧情報は、受光状態制御部５０に送られ、受光状態制御部５０はレーザーダイオード３６、トラッキング用光源３８の適正光量を計算し、レーザーダイオード駆動回路５３、トラッキング用光源駆動回路５４を通じて、それぞれ独立にレーザーダイオード３６、トラッキング用光源３８の光量制御を行う。
【００３４】この場合の適正光量の計算は、図４に近似の図５に示すような光量Ｉ対電圧Ｖ特性の近似曲線Ｆ’(X) を使用して、上述の適正受光感度の計算と同じ方法で行うことができる。
【００３５】このように、それぞれの受光素子の受光状態を自動的に適正化することにより、正確な測定出力を非常に簡単に得ることができる。従って、同一部位の異なる情報の同時又は連続的な測定が可能となり、測定目的や測定対象に最も適した波長の光源と受光素子を自由に組合わせることができる。そして、これらの組合わせを複数用いての独立な制御が容易に可能になり、測定値の安定化及び精度向上、被検者に対する安全性向上、検査時間の短縮化等の複合的に測定の効果を高めることができる。更に、受光光学系だけでなく照射光学系においても、眼底Eaに入射する前に各波長の光を同一光路となるように混合しておくことにより、測定光のフォーカスやエイミングが同一機構で可能になり、操作を一層簡略化することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る眼底検査装置は、対象部位からの反射光を各波長光に分光してそれぞれ独立に受光手段で受光し、その受光状態に基づいてそれぞれ独立かつ自動的に受光条件を調整することにより、被検者の人種や年齢や病状の違いによる眼底反射率の大きな変動を抑え、Ｓ／Ｎを良好に保って被検者の負担と測定者の技術水準向上の負荷を減少させることができる。従って、特殊な検査技能を必要とせずに誰にでも容易な被検眼検査が可能となり、検査技術の簡易化により検査時間が短縮されるので、被検者の苦痛を大幅に軽減することができ、医療機関の経費節減に寄与する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】日比谷 征彦
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１３８４９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２９７７８５ |
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