JPH0577411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は眼底検査装置、特に、光源としてレー
ザー光を用い、そのビームを２次元的に偏向走査
して被検眼の眼底に投光し、眼底からの反射光を
集めて光電変換して処理することにより、眼底情
報を得る電子的な眼底検査装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来より、眼底を検査するためには、検眼鏡と
称される機器を用いて、医師が直接、患者の眼底
を観察する方法、および眼底カメラという特殊カ
メラにより写真撮影する方法が広く行われてい
る。また、近年の電子技術の発達に伴い、従来の
眼底カメラの写真フイルムの代わりに撮像管等の
光電変換素子を用い、眼底情報を直接電気信号と
して取り出し、処理して記憶したり、TVモニタ
ー上に表示したりすることも行われている。

そのような中で、米国のレテイナ・フアウンデ
ーシヨン（Retina Foundation）で開発されたレ
ーザースキヤニングによる電子的な検眼装置（参
照：アプライド・オプテイツクス（Applied
Optics）第19巻（1980）、第2991頁以下）は、極
めて多くの特徴を有し、注目される。すなわち、
従来からの飛点走査型の画像入力法における光源
をレーザーに置き換え、眼底に応用したこと、及
び入射光を瞳孔中心部の小さな領域に制限し、眼
底からの反射光を瞳孔周辺の広い領域から取り出
し、光電変換して増幅することにより、低照度で
高いSN比の眼底像をリアルタイムでTVモニタ
ー上に映し出せるようにしたこと、かつ蛍光眼底
撮影において、静注する蛍光剤の量を大幅に低減
できるようになつたことである。また、投光する
走査光を変調することにより、眼底像を観察しな
がら網膜機能を検査することができること、さら
にレーザー光の深焦点深度、偏光による角膜反射
の除去、単色性の利用といつた点で、極めて優れ
た診断装置となり得る可能性を提供している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この種の装置の弱点は、レーザー光の
偏向制御法の難しさにある。つまり、先に参照と
して示した文献の中で、レーザー光の偏向走査の
ために２組の機械式の光偏向器が水平走査で
7.8KHzと、垂直走査で60Hzの走査周波数で用い
られているが、高品位な画像を得るためには、レ
ーザー光の走査周波数を更に高める必要がある。
仮に、NTSC方式の標準テレビスキヤンに対応さ
せて、レーザー光を偏向する場合、水平走査周波
数は15.75KHzとなり、これを機械的な光偏向器
により実現させることは、寿命、耐久性等の点で
根本的に無理がある。このため、水平偏向器に可
動部分を持たない、非機械的な音響光学素子を用
いるアイデアが発表され、その実用化も試みられ
ている。

しかし、装置をカラー情報を得るために用いる
場合、音響光学素子は回折現象を利用しているが
ために、本質的に偏向角が色によつて異なり、そ
の補正には、極めて複雑な光学系を必要とする。
しかも、この種の光学系は、特定のレーザー波長
に対してのみ有効である。従つて、眼底が波長に
対して異なる反射特性を持つ複数の層からなり、
病変部の適確な診断のためには、各種波長の光に
よる眼底の観察が不可欠であるにもかかわらず、
レーザー光の偏向に音響光学素子を用いた場合、
複数の任意の波長のレーザー光に自由に対応する
ことができなかつた。

また、一般にカラー情報を得ようとする場合、
たとえば赤緑青（RGB）３原色のレーザー光を
同時に眼底に投射して、眼底からの反射光を３原
色のそれぞれの波長に対して検出しなければなら
ない。そのために、カラー情報の取得可能な眼底
検査装置は光学系の構成が非常に複雑で高価にな
つてしまうという欠点があつた。

従つて、本発明の目的は、上記問題点を解決す
るためになされたもので、レーザー光の高い走査
周波数を安定に実現させ、しかも任意の波長に自
由に対応する事が出来、カラー情報の取得も容易
に可能な、信頼性、操作性、コストパフオーマン
ス等共に極めて優れた新しいレーザー走査方式に
よる眼底検査装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては上述した問題点を解決するた
めに、 レーザー光源からのレーザー光を２次元的に走
査して被検眼の眼底に照射し、眼底からの反射光
を光電変換器を介して光電変換することにより眼
底情報を得る眼底検査装置において、 複数波長のレーザー光を発生するレーザー光源
と、 レーザー光の複数波長のうち１波長を選択する
ための光波長選択手段と、 レーザー光を１方向に所定周波数で走査するた
めの第１の光偏向器と、 レーザー光を前記方向とは直交する方向に前記
周波数よりも低い周波数で走査するための第２の
光偏向器とを設け、 前記第１の光偏向器として超音波周波数で駆動
される音響光学素子を用い、前記光波長選択手段
によつて選択されたレーザー光の波長に応じて、
前記音響光学素子の超音波周波数の変化範囲を変
化させることにより第１の光偏向器の偏向角度を
レーザー光の波長に無関係に同一となるよう構成
した。

また、前記第２の光偏向器の所定周波数で決定
される画像のフレーム毎に、前記光波長選択手段
で選択されるレーザー光の波長を変化させること
によりカラー情報を得るように構成した。

［作用］ このような構成では、まず光波長選択手段によ
つて、レーザー光の複数の波長のうち１波長が選
択され、この選択されたレーザー光の波長に応じ
て、第１光偏向器として採用された音響光学素子
の駆動超音波周波数の変化範囲を変化させるよう
にしているので、レーザー光を１方向に所定周波
数で走査する第１の偏向器の偏向角を、レーザー
光の波長に無関係に同一とするようにでき、それ
により高速で安定なレーザー光走査も可能にな
る。また、第１の偏向器と直交方向に走査する第
２の偏向器の走査周波数で決定される画像のフレ
ームごとに選択されたレーザー光の波長を変化さ
せるようにしているので、そのフレームごとに、
例えば赤色画像、黄色画像、緑色画像、並びに青
色画像のカラー情報を取得して、メモリなどに格
納させ、後で合成させることにより、カラー画像
を得ることが可能になる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳
細を説明する。

第１図には、本発明に関わる眼底検査装置の概
略構成が図示されており、同図において、符号１
で示すものはヘリウムネオン（He−Ne）、アル
ゴン（Ar⁺）、クリプトン（Kr⁺）などのレーザ
ー光源（図示せず）から合成された赤、黄、緑、
青などの複数の波長を含むレーザー光束であり、
このレーザー光束は、波長選択手段としての第１
の音響光学素子２に、レンズ４を介して入射され
る。音響光学素子２は、第２図に図示したよう
に、信号源２ａにより、超音波周波数で駆動さ
れた場合、音響光学素子２に入射される複数のレ
ーザー光束１を、色分散により波長選択させるも
ので、レーザー光の偏向角θは、レーザー光の波
長λ並びに超音波周波数を、超音波速度をｖと
すると、θ＝λ／ｖとして表わされることによ
り、を可変にした場合、特定の波長の光だけを
選択できるものである。この所定の波長を有効に
選択するために、音響光学素子２で偏向されたレ
ーザー光束は、レンズ５を介してスリツト３に入
射され、他の波長の光がカツトされる。なお、音
響光学素子２は、信号源２ａの電力を変えること
により、レーザービームを強度変調し、被検眼の
眼底に固視、あるいは網膜機能を検査するための
任意の指標を投影するのに使用することもでき
る。

スリツト３を通過して単一の波長となつたレー
ザー光束は、第１の音響光学素子２と同様な構成
で、信号源６ａによつて駆動される第２の音響光
学素子６に入射される。この場合、超音波周波数
を変化させる周波数は、例えば通常のテレビ水
平走査の15.75KHzに選ばれ、それにより、レー
ザー光束は、この周波数で偏向され、レーザー光
束は眼底をこの周波数で（水平）走査することに
なる。音響光学素子６の前後にはレンズ７，８は
配置され、それにより、音響光学素子６の矩形状
開口に、レーザービームを整形して入射し、出射
後に整形したレーザービームが得られる。音響光
学素子６によつて水平方向に偏向走査されたレー
ザービームは、リレーレンズ９，１０を経てガル
バノメータ１１に取り付けられたミラー（ガルバ
ノミラー）１２に導かれる。レンズ９，１０間に
は、音響光学素子６の０次光を遮断して１次回折
光のみを通過させるスリツト１３が配置される。
ガルバノミラー１２は、例えばテレビの垂直走査
に同期した60Hzで駆動され、それにより、レーザ
ー光束は垂直方向に偏向走査される。

このように水平、並びに垂直方向の２次元的に
走査されたレーザービームは、レンズ１４を通過
した後、ミラー１５で反射され、対物レンズ１６
に導かれ、それによつて被検眼１７の瞳孔中心部
を通り、眼底に照射される。眼底からの反射光
は、再び対物レンズ１６を通り、集光レンズ１８
によつて受光素子１９の受光面上に集められる。
受光素子１９の前面には、音響光学素子２によつ
て選択されたレーザー光の波長に応じたフイルタ
２０が、モータ２１の回転によつて選択的に挿入
されるようになつている。音響光学素子２は、例
えば１フレームごとにレーザー光の波長を切り換
え、それに同期して選択された光を通過させるフ
イルタ２０がモータ２１によつて選択される。

受光素子１９によつて光電変換された眼底の情
報を持つ電気信号は、信号処理回路２２によつて
フレームメモリ２３に格納される。このフレーム
メモリは、例えば赤色、黄色、緑色、並びに青色
の画像情報を記録するフレームメモリ２３ａ〜２
３ｄから構成されている。また、信号処理回路２
２によつて処理された画像は、テレビモニタ２４
上の表示することができる。

以下、説明したように構成された本発明装置の
動作を説明する。

まず、レーザー光源を作動させ、複数の波長を
有するレーザー光束１を発生させ、レンズ４を介
して音響光学素子２に入射させる。この時、信号
源２ａを作動させることにより、第２図に図示し
たようにスリツト３を介して選択された所定の波
長のみを通過させる。スリツト３を通過したレー
ザー光束は、音響光学素子６によつて水平方向に
偏向走査される。その走査周波数は、信号源６ａ
の超音波周波数の変化に関係するが、この場合、
偏向角θはレーザー光の波長に依存する（θ＝
λ／ｖ）ため、音響光学素子２によつて選択さ
れたレーザー光束の波長が変わるごとに走査範囲
が変化してしまう。

従つて、本発明では、これを補償するために、
音響光学素子６を駆動する超音波周波数の変化範
囲を、レーザー波長がＲの場合_1R〜_2R、Ｙの場
合_1Y〜_2Y、Ｇの場合_1G〜_2G、Ｂの場合_1B〜
_2B
というように、変化させる。その結果、レンズ
８，９、スリツト１３、レンズ１０、ミラー１
２、レンズ１４、ミラー１５、対物レンズ１６を
介して、被検眼１７の眼底を走査する場合の水平
方向の走査範囲が、同一となるように制御するこ
とが可能になる。

また、カラー画像を得る場合、光源として、例
えばＲ，Ｙ，Ｇ，Ｂの４色を用いる時には、第３
図のごとく１フレームおきに異なるレーザー波長
を、音響光学素子２によつて順次選択する。その
選択されたレーザー光を被検眼１７の眼底に投射
して情報を取り出し、受光素子１９からの信号を
信号処理回路２２によつて処理し、例えばＲのレ
ーザー光が選択された時には、その情報をフレー
ムメモリ２３ａに、またＹの時にはフレームメモ
リ２３ｂ、Ｇの時にはフレームメモリ２３ｃ、Ｂ
の時にはフレームメモリ２３ｄにそれぞれ画像を
格納する。この時、フイルタ２０は、モータ２１
の同期回転によつて選択されたレーザー波長に対
応したものが、順次入れかえられる。最終的に４
フレームの時間をかけて、４フレームの単色の眼
底像が得られるが、その中から任意のものを選び
出し、モニタ２４上に表示させることにより、眼
底の異なつた層の任意の色調のカラー画像を表示
させることができる。

なお、本発明はおいては、レーザー波長選択の
ための制御は、全て電子的になされているため、
将来、これまでなかつた波長の光のレーザーが出
現し、それを用いる状況になつてもフイルタ以外
の光学系は特に変更する必要もなく、その対応は
極めて容易となる。

［効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、テレビスキヤンに対応した高い走査周波数で
のレーザー光の信頼性の高い安定な偏向制御が可
能であり、走査範囲を波長によらず一定にする事
ができる。また、レーザー光源からの任意の波長
のレーザー光を自由に選択することができるの
で、眼底の異なつた層の任意の色調の画像を表示
させることも可能になる。さらにカラー画像を得
る場合に、複数波長の光を同時に投射する方式と
異なり、本発明では、フレーム毎に選択された単
一波長でモノクロ画像を取得し、それを後で合成
することによりカラー画像を得るようにしている
ので、被検者の目の負担を少なくすることがで
き、また受光素子が１つですみ、光学系も簡単で
コストが安くなるという、極めて優れた眼底検査
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略構成を示した構成
図、第２図は音響光学素子による色分散によつて
波長選択の原理を説明した原理図、第３図は本発
明装置の動作を説明する信号波形図である。 ２，６……音響光学素子、１１……ガルバノメ
ータ、１７……被検眼、１９……受光素子、２０
……フイルタ、２２……信号処理回路、２１……
モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザー光源からのレーザー光を２次元的に
   走査して被検眼の眼底に照射し、眼底からの反射
   光を光電変換器を介して光電変換することにより
   眼底情報を得る眼底検査装置において、 複数波長のレーザー光を発生するレーザー光源
   と、 レーザー光の複数波長のうち１波長を選択する
   ための光波長選択手段と、 レーザー光を１方向に所定周波数で走査するた
   めの第１の光偏向器と、 レーザー光を前記方向とは直交する方向に前記
   周波数よりも低い周波数で走査するための第２の
   光偏向器とを設け、 前記第１の光偏向器として超音波周波数で駆動
   される音響光学素子を用い、前記光波長選択手段
   によつて選択されたレーザー光の波長に応じて、
   前記音響光学素子の超音波周波数の変化範囲を変
   化させることにより第１の光偏向器の偏向角度を
   レーザー光の波長に無関係に同一となるようにし
   たことを特徴とする眼底検査装置。 ２ 前記光波長選択手段は、第１の光偏向器とは
   異なる音響光学素子により構成されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の眼底検査装
   置。 ３ 前記光波長選択手段として採用された音響光
   学素子は、レーザー光を強度変調して眼底に指標
   像を投影させる機能を兼ね備えることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の眼底検査装置。 ４ レーザー光源からのレーザー光を２次元的に
   走査して被検眼の眼底に照射し、眼底からの反射
   光を光電変換器を介して光電変換することにより
   眼底情報を得る眼底検査装置において、 複数波長のレーザー光を発生するレーザー光源
   と、 レーザー光の複数波長のうち１波長を選択する
   ための光波長選択手段と、 レーザー光を１方向に所定周波数で走査するた
   めの第１の光偏向器と、 レーザー光を前記方向とは直交する方向に前記
   周波数よりも低い周波数で走査するための第２の
   光偏向器とを設け、 前記第２の光偏向器の所定周波数で決定される
   画像のフレーム毎に、前記光波長選択手段で選択
   されるレーザー光の波長を変化させることにより
   カラー情報を得ることを特徴とする眼底検査装
   置。 ５ 前記光波長選択手段は、音響光学素子により
   構成されることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項に記載の眼底検査装置。 ６ 前記第１の光偏向器は、前記音響光学素子と
   は異なる第２の音響光学素子であることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項または第５項に記載の
   眼底検査装置。 ７ 前記フレーム毎に異なる波長による眼底情報
   を取得してメモリに格納し、これを合成すること
   によつてカラー画像を得ることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項に記載の眼底検査装置。 ８ 前記光電変換器の前に選択されたレーザー光
   を透過させるフイルタを、レーザー光の波長選択
   に同期して順次配置させるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の眼底検査装
   置。