JPH08206075A - 光学コヒーレンス断層撮影角膜マッピング装置 - Google Patents
光学コヒーレンス断層撮影角膜マッピング装置Info
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- JPH08206075A JPH08206075A JP7282375A JP28237595A JPH08206075A JP H08206075 A JPH08206075 A JP H08206075A JP 7282375 A JP7282375 A JP 7282375A JP 28237595 A JP28237595 A JP 28237595A JP H08206075 A JPH08206075 A JP H08206075A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定時間をより短くした角膜形状計測装置を
提供する。 【解決手段】 ラスタ走査中角膜へ向かうサンプリング
光を移動させ走査範囲を少なくした。
提供する。 【解決手段】 ラスタ走査中角膜へ向かうサンプリング
光を移動させ走査範囲を少なくした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は角膜マッピング装置
に関し、特に光学コヒーレンス断層撮影角膜マッピング
装置に関する。
に関し、特に光学コヒーレンス断層撮影角膜マッピング
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】良く知られているように、屈折矯正的手
術は、角膜の屈折力を変化させるために角膜の切開を行
うことにより屈折異常を修正することを第１の目的とす
る外科手順である。角膜の形状を外科操作するために
は、頂点から縁までの前部角膜曲率を測定する正確且つ
精密な方法が必要である。現在、角膜の中心の曲率の測
定は一般には角膜計を使用して実施されており、角膜形
態（ｃｏｒｎｅａｌ ｔｏｐｏｇｒａｎｐｈｙ）をさら
に精密に測定するためには、光角膜鏡検査又はビデオ角
膜鏡検査を利用するのが一般的である。
術は、角膜の屈折力を変化させるために角膜の切開を行
うことにより屈折異常を修正することを第１の目的とす
る外科手順である。角膜の形状を外科操作するために
は、頂点から縁までの前部角膜曲率を測定する正確且つ
精密な方法が必要である。現在、角膜の中心の曲率の測
定は一般には角膜計を使用して実施されており、角膜形
態（ｃｏｒｎｅａｌ ｔｏｐｏｇｒａｎｐｈｙ）をさら
に精密に測定するためには、光角膜鏡検査又はビデオ角
膜鏡検査を利用するのが一般的である。
【０００３】現在の角膜形態測定の大半は、プラシドデ
ィスク系ビデオ角膜鏡である。そのような装置において
は、角膜から反射した像が空間の中で実質的に平坦にな
るように、円錐形のハウジングの上に一連の同心リング
が構成されている。そこで、それらのリングの形状を解
析して、角膜形態を確定する。この種の従来の装置の１
つは、Ｍ．Ｇ．Ｔｏｗａｓｌｅｙによる論文「Ｎｅｗ
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ
Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｔｈｅ Ｃｏｎｔｏｕｒ ｏ
ｆ ｔｈｅ Ｈｕｍａｎ Ｃｏｒｎｅａ」（Ｃｏｎｔａ
ｃｔｏ，１１（４），１９６７年刊、７２〜８１ペー
ジ）の中で説明されている。そのようなビデオ角膜鏡
は、（ａ）角膜の半径が小さい（〜８mm）ために、角膜
上で分解可能であるリングの数が限られること（通常、
測定できる輪郭は角膜上の直径０．８mmから１１mmの範
囲の領域に限定される）；（ｂ）リング間では情報が得
られないこと；及び（ｃ）リングを使用しているため、
眼科外科用顕微鏡と関連して使用したときにインライン
測定が非常に困難であることという欠点を有する。Ｓ．
Ｂ．Ｈａｎｎｕｓｈ，Ｓ．Ｌ．Ｃｒａｗｆｏｒｄ，Ｇ．
Ｏ．Ｗａｒｉｎｇ III ，Ｍ．Ｃ．Ｇｅｍｍｉｌｌ，
Ｍ．Ｊ．Ｌｙｎｎ及びＡ．Ｎｉｚａｍによる論文「Ａｃ
ｃｕｒａｃｙ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｋ
ｅｒａｔｏｍｅｔｒｙ，Ｐｈｏｔｏ−ｋａｒａｔｏｓｃ
ｏｐｙ，ａｎｄ Ｃｏｒｎｅａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ
ｏｎ Ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ Ｓｔｅｅｌ；Ｂａｌｌ
ｓ」（Ａｒｃｈ．Ｏｐｈｔａｌｍｏｌ．，第１０７巻、
１９８９年８月刊、１２３５〜１２３９ページ）は、こ
れらの従来の方法や装置を比較している。
ィスク系ビデオ角膜鏡である。そのような装置において
は、角膜から反射した像が空間の中で実質的に平坦にな
るように、円錐形のハウジングの上に一連の同心リング
が構成されている。そこで、それらのリングの形状を解
析して、角膜形態を確定する。この種の従来の装置の１
つは、Ｍ．Ｇ．Ｔｏｗａｓｌｅｙによる論文「Ｎｅｗ
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ
Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ｔｈｅ Ｃｏｎｔｏｕｒ ｏ
ｆ ｔｈｅ Ｈｕｍａｎ Ｃｏｒｎｅａ」（Ｃｏｎｔａ
ｃｔｏ，１１（４），１９６７年刊、７２〜８１ペー
ジ）の中で説明されている。そのようなビデオ角膜鏡
は、（ａ）角膜の半径が小さい（〜８mm）ために、角膜
上で分解可能であるリングの数が限られること（通常、
測定できる輪郭は角膜上の直径０．８mmから１１mmの範
囲の領域に限定される）；（ｂ）リング間では情報が得
られないこと；及び（ｃ）リングを使用しているため、
眼科外科用顕微鏡と関連して使用したときにインライン
測定が非常に困難であることという欠点を有する。Ｓ．
Ｂ．Ｈａｎｎｕｓｈ，Ｓ．Ｌ．Ｃｒａｗｆｏｒｄ，Ｇ．
Ｏ．Ｗａｒｉｎｇ III ，Ｍ．Ｃ．Ｇｅｍｍｉｌｌ，
Ｍ．Ｊ．Ｌｙｎｎ及びＡ．Ｎｉｚａｍによる論文「Ａｃ
ｃｕｒａｃｙ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｋ
ｅｒａｔｏｍｅｔｒｙ，Ｐｈｏｔｏ−ｋａｒａｔｏｓｃ
ｏｐｙ，ａｎｄ Ｃｏｒｎｅａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ
ｏｎ Ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ Ｓｔｅｅｌ；Ｂａｌｌ
ｓ」（Ａｒｃｈ．Ｏｐｈｔａｌｍｏｌ．，第１０７巻、
１９８９年８月刊、１２３５〜１２３９ページ）は、こ
れらの従来の方法や装置を比較している。
【０００４】別の角膜形態測定装置は、近年、ＰＡＲ
Ｍｉｃｏｓｙｓｔｅｍ Ｃｏ．により開発されている。
この装置はラスタ写真測量を利用して、角膜形態を測定
する。この装置では、角膜の上へ格子パターンを投影す
る。次に格子パターンを観測し、オフセット角度からパ
ターンの画像を形成する。最後に、格子パターン中の個
々の点の各々における角膜高さを投影格子パターンの画
像と、その幾何学形状に関連する情報とを使用して計算
する。この装置は、Ｍ．Ｗ．Ｂｅｒｌｉｎによる論文
「Ｉｎｔｒａｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｒａｓｔｅｒ ｐｈ
ｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ−ｔｈｅ ＰＡＲ Ｃｏｒｎ
ｅａｌ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｓｙｓｔｅｍ」（Ｊ．
Ｃａｔａｒａｃｔ Ｒｅｆｒａｃｔ Ｓｕｒｇ．，第１
９巻、補遺、１９９３年刊、１８８〜１９２ページ）の
中で説明されている。この装置においては、結像光学系
によって分解できる投影格子パターンの画像中の点の数
が限られてしまうので、角膜形態測定に欠陥が生じる。
Ｍｉｃｏｓｙｓｔｅｍ Ｃｏ．により開発されている。
この装置はラスタ写真測量を利用して、角膜形態を測定
する。この装置では、角膜の上へ格子パターンを投影す
る。次に格子パターンを観測し、オフセット角度からパ
ターンの画像を形成する。最後に、格子パターン中の個
々の点の各々における角膜高さを投影格子パターンの画
像と、その幾何学形状に関連する情報とを使用して計算
する。この装置は、Ｍ．Ｗ．Ｂｅｒｌｉｎによる論文
「Ｉｎｔｒａｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｒａｓｔｅｒ ｐｈ
ｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ−ｔｈｅ ＰＡＲ Ｃｏｒｎ
ｅａｌ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｓｙｓｔｅｍ」（Ｊ．
Ｃａｔａｒａｃｔ Ｒｅｆｒａｃｔ Ｓｕｒｇ．，第１
９巻、補遺、１９９３年刊、１８８〜１９２ページ）の
中で説明されている。この装置においては、結像光学系
によって分解できる投影格子パターンの画像中の点の数
が限られてしまうので、角膜形態測定に欠陥が生じる。
【０００５】さらに、角膜の背面は角膜の総屈折力の約
１４％を失わせる働きをするので、場合によっては、前
部角膜形態それ自体が屈折矯正的手術手順で使用するの
に十分な情報を提供しないことも知られている。このた
め、現在の角膜形態測定装置によっては得ることのでき
ない精密さをもつ角膜形態測定装置を獲得することがよ
り一層重要になっている。
１４％を失わせる働きをするので、場合によっては、前
部角膜形態それ自体が屈折矯正的手術手順で使用するの
に十分な情報を提供しないことも知られている。このた
め、現在の角膜形態測定装置によっては得ることのでき
ない精密さをもつ角膜形態測定装置を獲得することがよ
り一層重要になっている。
【０００６】近年、上述の従来の眼科用測定装置と比べ
て利点を有する新たな眼科用測定装置である光学コヒー
レンス断層撮影（「ＯＣＴ」）装置が開示されている。
ＯＣＴ装置は、白色光インターフェロメトリの原理に基
づく距離測定のための短コヒーレンス光源を使用する。
ＯＣＴは、近年、いくつかの眼科分野で適用するために
提案されている。たとえば、刊行を目指して提出された
Ｊ．Ａ．Ｉｚａｔｔ，Ｍ．Ｒ．Ｈｅｅ，Ｅ．Ａ．Ｓｗａ
ｎｓｏｎ，Ｃ．Ｐ．Ｌｉｎ，Ｄ．Ｈｕａｎｇ，Ｊ．Ｓ．
Ｓｃｈｕｍａｎ，Ｃ．Ａ．Ｐｕｌｉａｆｉｔｏ及びＪ．
Ｇ．Ｆｕｊｉｍｏｔｏによる論文の校正用原稿「Ｍｉｃ
ｒｏｎ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ
ｔｈｅ Ａｎｔｅｒｉｏｒ Ｅｙｅ ｉｎ Ｖｉｖｏ
ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔ
ｏｍｏｇｒａｐｈｙ」（１９９４年、１〜２４ページ、
以下「Ｉｚａｔｔ他文献」という）の中にそのような提
案がなされている。この原稿は光ファイバ技術と、超発
光レーザーダイオード源とを利用するＯＣＴ装置を開示
しており、ＯＣＴ装置は１０〜２０μｍの空間分解能を
もって眼中構造の画像を形成するスリットランプ形生物
顕微鏡とインタフェースしている。校正用原稿は（ａ）
目の輪郭寸法、光学的散乱及び角膜内構造と、（ｂ）前
部角度領域と、（ｃ）虹彩と、（ｄ）水晶体とに対する
直接、顕微分解能測定を実行するためのＯＣＴ装置の使
用を開示する。原稿は（ａ）角膜の背面から水晶体の前
部被膜までの視軸に沿った距離として定義されている前
房奥行と、（ｂ）角膜の背面と前面の曲率半径と、
（ｃ）角膜の屈折力と、（ｄ）厚さなどの角膜寸法とを
測定するためのＯＣＴ装置の使用をさらに開示してい
る。また、このＯＣＴ装置は安価なダイオードレーザー
源と光ファイバを使用して実現されているために、既存
の眼科用計器類との間に互換性をもっていることも開示
されている。最後に、この校正用原稿はＯＣＴについて
適用可能と思われる医療分野に関して、（ａ）角膜、前
部角度領域及び虹彩の病理を明確にする際に使用するた
めに並びに眼中質量又は腫瘍を識別し且つ監視するとき
に使用するために前房全体の横断面画像を形成するこ
と、（ｂ）前房の奥行、角膜の曲率及び角膜の屈折力を
測定すること、及び（ｃ）角膜の病理の定量解析のため
に角膜の厚さの変化と、角膜基質における散乱の分布と
を示す高分解能画像を形成することを示唆している。
て利点を有する新たな眼科用測定装置である光学コヒー
レンス断層撮影（「ＯＣＴ」）装置が開示されている。
ＯＣＴ装置は、白色光インターフェロメトリの原理に基
づく距離測定のための短コヒーレンス光源を使用する。
ＯＣＴは、近年、いくつかの眼科分野で適用するために
提案されている。たとえば、刊行を目指して提出された
Ｊ．Ａ．Ｉｚａｔｔ，Ｍ．Ｒ．Ｈｅｅ，Ｅ．Ａ．Ｓｗａ
ｎｓｏｎ，Ｃ．Ｐ．Ｌｉｎ，Ｄ．Ｈｕａｎｇ，Ｊ．Ｓ．
Ｓｃｈｕｍａｎ，Ｃ．Ａ．Ｐｕｌｉａｆｉｔｏ及びＪ．
Ｇ．Ｆｕｊｉｍｏｔｏによる論文の校正用原稿「Ｍｉｃ
ｒｏｎ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ
ｔｈｅ Ａｎｔｅｒｉｏｒ Ｅｙｅ ｉｎ Ｖｉｖｏ
ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔ
ｏｍｏｇｒａｐｈｙ」（１９９４年、１〜２４ページ、
以下「Ｉｚａｔｔ他文献」という）の中にそのような提
案がなされている。この原稿は光ファイバ技術と、超発
光レーザーダイオード源とを利用するＯＣＴ装置を開示
しており、ＯＣＴ装置は１０〜２０μｍの空間分解能を
もって眼中構造の画像を形成するスリットランプ形生物
顕微鏡とインタフェースしている。校正用原稿は（ａ）
目の輪郭寸法、光学的散乱及び角膜内構造と、（ｂ）前
部角度領域と、（ｃ）虹彩と、（ｄ）水晶体とに対する
直接、顕微分解能測定を実行するためのＯＣＴ装置の使
用を開示する。原稿は（ａ）角膜の背面から水晶体の前
部被膜までの視軸に沿った距離として定義されている前
房奥行と、（ｂ）角膜の背面と前面の曲率半径と、
（ｃ）角膜の屈折力と、（ｄ）厚さなどの角膜寸法とを
測定するためのＯＣＴ装置の使用をさらに開示してい
る。また、このＯＣＴ装置は安価なダイオードレーザー
源と光ファイバを使用して実現されているために、既存
の眼科用計器類との間に互換性をもっていることも開示
されている。最後に、この校正用原稿はＯＣＴについて
適用可能と思われる医療分野に関して、（ａ）角膜、前
部角度領域及び虹彩の病理を明確にする際に使用するた
めに並びに眼中質量又は腫瘍を識別し且つ監視するとき
に使用するために前房全体の横断面画像を形成するこ
と、（ｂ）前房の奥行、角膜の曲率及び角膜の屈折力を
測定すること、及び（ｃ）角膜の病理の定量解析のため
に角膜の厚さの変化と、角膜基質における散乱の分布と
を示す高分解能画像を形成することを示唆している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したＯＣＴ装
置には２つの大きな欠点がある。上述の装置の第１の大
きな欠点は、数秒間にわたる上記のデータ収集時間は、
目の嚢運動が生体内測定を妨害すると考えられることか
ら、角膜を生体内測定を行うには長すぎるということで
ある。事実、実際には、嚢運動による妨害を排除するた
めに、０．１秒未満のデータ収集時間が要求される。
置には２つの大きな欠点がある。上述の装置の第１の大
きな欠点は、数秒間にわたる上記のデータ収集時間は、
目の嚢運動が生体内測定を妨害すると考えられることか
ら、角膜を生体内測定を行うには長すぎるということで
ある。事実、実際には、嚢運動による妨害を排除するた
めに、０．１秒未満のデータ収集時間が要求される。
【０００８】上述の装置の第２の大きな欠点は、ＯＣＴ
信号の信号対雑音比が後方散乱光のショット雑音により
確定され、そのショット雑音は検出される光子の平均数
によって決まるということである。より輝度の高いＯＣ
Ｔビームを使用するか、又はサンプリング点ごとにより
長い積分時間を利用することによって、検出光子の数を
増加できる。それら２つの方法のいずれにも問題があ
る。たとえば、人間の目の角膜におけるＯＣＴビームの
最大許容パワーはＡＮＳＩ規格によって制限、調整され
る。第２に、サンプリング点ごとの積分時間を長くする
と、所定のサンプリング点の数に対する収集時間は長く
なり、先に論じたデータ収集の問題はさらに悪化してし
まう。
信号の信号対雑音比が後方散乱光のショット雑音により
確定され、そのショット雑音は検出される光子の平均数
によって決まるということである。より輝度の高いＯＣ
Ｔビームを使用するか、又はサンプリング点ごとにより
長い積分時間を利用することによって、検出光子の数を
増加できる。それら２つの方法のいずれにも問題があ
る。たとえば、人間の目の角膜におけるＯＣＴビームの
最大許容パワーはＡＮＳＩ規格によって制限、調整され
る。第２に、サンプリング点ごとの積分時間を長くする
と、所定のサンプリング点の数に対する収集時間は長く
なり、先に論じたデータ収集の問題はさらに悪化してし
まう。
【０００９】以上の説明に照らせば、当該技術において
は、先に挙げた問題を解決し且つ角膜の三次元構造を再
構成するためのデータ収集を急速にし、雑音を低く抑え
た角膜マッピング装置が必要とされている。
は、先に挙げた問題を解決し且つ角膜の三次元構造を再
構成するためのデータ収集を急速にし、雑音を低く抑え
た角膜マッピング装置が必要とされている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施の形態
は、角膜の三次元構造を再構成するためにデータ収集を
急速にし且つ雑音を低く抑えることにより、当該技術に
おける上記の問題を解決する光学コヒーレンス断層撮影
（「ＯＣＴ」）角膜マッピング装置から成る。詳細にい
えば、本発明の第１の面の実施の形態は（ａ）基準ビー
ム経路を変更する手段を有するＯＣＴ装置と；（ｂ）Ｏ
ＣＴ装置からのサンプリング光学出力をラスタ走査する
ラスタ走査手段と；（ｃ）ラスタ走査手段からのサンプ
リング光学出力を目へ転送し且つ目から反射されたサン
プリング光学出力をラスタ走査手段を介してＯＣＴ装置
に戻す湾曲ミラー手段と；（ｄ）ラスタ走査手段と、変
更する手段と、ＯＣＴ装置からの基準及びサンプリング
出力とに結合して、（i） ラスタ走査手段にラスタ中の
複数の点へサンプリング光学出力を移動させ、（ii）変
更する手段に各々の点において基準ビーム経路の長さを
所定の量だけ変更させ、且つ（iii） ラスタ中のそれら
の点における基準及びサンプリング出力から角膜マッピ
ングを確定する解析手段とを具備するＯＣＴ角膜マッピ
ング装置である。
は、角膜の三次元構造を再構成するためにデータ収集を
急速にし且つ雑音を低く抑えることにより、当該技術に
おける上記の問題を解決する光学コヒーレンス断層撮影
（「ＯＣＴ」）角膜マッピング装置から成る。詳細にい
えば、本発明の第１の面の実施の形態は（ａ）基準ビー
ム経路を変更する手段を有するＯＣＴ装置と；（ｂ）Ｏ
ＣＴ装置からのサンプリング光学出力をラスタ走査する
ラスタ走査手段と；（ｃ）ラスタ走査手段からのサンプ
リング光学出力を目へ転送し且つ目から反射されたサン
プリング光学出力をラスタ走査手段を介してＯＣＴ装置
に戻す湾曲ミラー手段と；（ｄ）ラスタ走査手段と、変
更する手段と、ＯＣＴ装置からの基準及びサンプリング
出力とに結合して、（i） ラスタ走査手段にラスタ中の
複数の点へサンプリング光学出力を移動させ、（ii）変
更する手段に各々の点において基準ビーム経路の長さを
所定の量だけ変更させ、且つ（iii） ラスタ中のそれら
の点における基準及びサンプリング出力から角膜マッピ
ングを確定する解析手段とを具備するＯＣＴ角膜マッピ
ング装置である。
【００１１】本発明の第２の面の例は（ａ）基準ビーム
経路の長さを変更する手段から構成されているＯＣＴ装
置と；（ｂ）ＯＣＴ装置からのサンプリング光学出力を
目に沿ってラスタ走査し且つ目から反射されたサンプリ
ング光学出力をＯＣＴ装置に戻すラスタ走査手段と；
（ｃ）ラスタ走査手段と、変更する手段と、ＯＣＴ装置
からの基準及びサンプリング出力とに結合して、（i）
ラスタ走査手段にサンプリング光学出力をラスタ中の複
数の点へ移動させ、（ii）変更する手段に基準ビーム経
路の長さを各々の点で所定の量だけ変更させ、（iii）
変更する手段に１つ又は複数の点で得られる基準及びサ
ンプリング出力に応答して基準ビーム経路の長さを変更
させ、且つ（iv）ラスタ中のそれらの点における基準及
びサンプリング出力から角膜マッピングを確定する解析
手段とを具備するＯＣＴ角膜マッピング装置である。
経路の長さを変更する手段から構成されているＯＣＴ装
置と；（ｂ）ＯＣＴ装置からのサンプリング光学出力を
目に沿ってラスタ走査し且つ目から反射されたサンプリ
ング光学出力をＯＣＴ装置に戻すラスタ走査手段と；
（ｃ）ラスタ走査手段と、変更する手段と、ＯＣＴ装置
からの基準及びサンプリング出力とに結合して、（i）
ラスタ走査手段にサンプリング光学出力をラスタ中の複
数の点へ移動させ、（ii）変更する手段に基準ビーム経
路の長さを各々の点で所定の量だけ変更させ、（iii）
変更する手段に１つ又は複数の点で得られる基準及びサ
ンプリング出力に応答して基準ビーム経路の長さを変更
させ、且つ（iv）ラスタ中のそれらの点における基準及
びサンプリング出力から角膜マッピングを確定する解析
手段とを具備するＯＣＴ角膜マッピング装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に従えば、走査する角膜の
体積が角膜に属さない目の前房の他の部分と比較して小
さくなるようにサンプリングされるボリュームを縮小す
ることにより本発明の角膜マッピング装置のデータ収集
時間を短縮している。
体積が角膜に属さない目の前房の他の部分と比較して小
さくなるようにサンプリングされるボリュームを縮小す
ることにより本発明の角膜マッピング装置のデータ収集
時間を短縮している。
【００１３】図１は、光学コヒーレンス断層撮影（「Ｏ
ＣＴ」）角膜マッピング装置１００を構成する本発明の
第１の実施の形態を略画の形で示す。図１に示すよう
に、ＯＣＴ角膜マッピング装置１００はＯＣＴ干渉計１
を具備する。ＯＣＴサンプルビームはＯＣＴ干渉計１か
ら単一モードファイバ２５０を介して出力される。単一
モードファイバ２５０から出力したＯＣＴサンプルビー
ムはコリメータレンズ３によってコリメートされ、ミラ
ー４により偏向されてスキャナミラー５に入射する。そ
の後、ＯＣＴサンプルビームはスキャナミラー５により
スキャナミラー６に向かって反射され、さらに、スキャ
ナミラー６により反射されて、湾曲ミラー７に向かう。
続いて、ＯＣＴサンプルビームは湾曲ミラー７により反
射されて、目８に到達する。
ＣＴ」）角膜マッピング装置１００を構成する本発明の
第１の実施の形態を略画の形で示す。図１に示すよう
に、ＯＣＴ角膜マッピング装置１００はＯＣＴ干渉計１
を具備する。ＯＣＴサンプルビームはＯＣＴ干渉計１か
ら単一モードファイバ２５０を介して出力される。単一
モードファイバ２５０から出力したＯＣＴサンプルビー
ムはコリメータレンズ３によってコリメートされ、ミラ
ー４により偏向されてスキャナミラー５に入射する。そ
の後、ＯＣＴサンプルビームはスキャナミラー５により
スキャナミラー６に向かって反射され、さらに、スキャ
ナミラー６により反射されて、湾曲ミラー７に向かう。
続いて、ＯＣＴサンプルビームは湾曲ミラー７により反
射されて、目８に到達する。
【００１４】図２は、ＯＣＴ干渉計１の光ファイバの一
実施の形態を略画の形で示す。図２に示す通り、ＯＣＴ
干渉計１はＣＷ放射源２２０、たとえば、出力の中心が
ほぼ８５０ｎｍにある超発光レーザーダイオードを具備
する。放射源２２０からの出力は光ファイバ２３０に結
合し、５０／５０カップラ２４０により２本のビームに
分割される。５０／５０カップラ２４０からの出力は光
ファイバ２５０と、光ファイバ２７０とにそれぞれ結合
する。光ファイバ２７０からの出力はレンズ２８０によ
りヘリカル基準ミラー２９０に結像され、光ファイバ２
５０からの出力は先に説明したように目８に入射すべく
誘導される。その後、目８から反射した放射は元の光フ
ァイバ２５０に戻り５０／５０カップラ２４０によって
ヘリカル基準ミラー２９０から反射されて光ファイバ２
７０に戻った放射と重ね合わされる。５０／５０カップ
ラ２４０から出力される重ね合わせ放射は光ファイバ２
６５に結合する。周知のように、光路差が放射源２２０
のコヒーレンス長より小さければ、被検体（目８）から
反射される放射と、ヘリカル基準ミラー２９０から反射
される放射との間に干渉が起こっている。図３に示す通
り、ヘリカル基準ミラー２９０は当業者には良く知られ
ている手段によってほぼ一定の速度で回転されるので、
その結果、干渉は光検出器２７５により発生される検出
器信号の周期的変化として検出される。その周期的変化
はヘリカル基準ミラー２９０の回転の周波数と等しい周
波数を有する。ヘリカル基準ミラー２９０のヘリカル面
は式 Ｚ＝ｈφ／２II によって表わされる。式中、ｈはヘリカル面の段高さで
あり、φは回転方位角である。周知のように、ヘリカル
基準ミラー２９０を回転させると、ＯＣＴ干渉計１の基
準アーム長は周期的に変化する。図４は、ヘリカル基準
ミラー２９０の回転によって発生する光路長変化と、時
間との関係を示すグラフである。本発明に従えば、ヘリ
カル面の高さｈは、ＯＣＴ干渉計１の基準アームの光路
長変化によって行われる奥行走査が角膜の厚さ程度とな
るように選択されている。これにより、走査ボリューム
は小さくなるので、角膜マッピングのために要求される
データ収集時間は短縮される。本発明によれば、ヘリカ
ル基準ミラーを非常に速く回転させることができ、その
ため、データ収集時間を短くできるので、ヘリカル基準
ミラーの使用は有利である。
実施の形態を略画の形で示す。図２に示す通り、ＯＣＴ
干渉計１はＣＷ放射源２２０、たとえば、出力の中心が
ほぼ８５０ｎｍにある超発光レーザーダイオードを具備
する。放射源２２０からの出力は光ファイバ２３０に結
合し、５０／５０カップラ２４０により２本のビームに
分割される。５０／５０カップラ２４０からの出力は光
ファイバ２５０と、光ファイバ２７０とにそれぞれ結合
する。光ファイバ２７０からの出力はレンズ２８０によ
りヘリカル基準ミラー２９０に結像され、光ファイバ２
５０からの出力は先に説明したように目８に入射すべく
誘導される。その後、目８から反射した放射は元の光フ
ァイバ２５０に戻り５０／５０カップラ２４０によって
ヘリカル基準ミラー２９０から反射されて光ファイバ２
７０に戻った放射と重ね合わされる。５０／５０カップ
ラ２４０から出力される重ね合わせ放射は光ファイバ２
６５に結合する。周知のように、光路差が放射源２２０
のコヒーレンス長より小さければ、被検体（目８）から
反射される放射と、ヘリカル基準ミラー２９０から反射
される放射との間に干渉が起こっている。図３に示す通
り、ヘリカル基準ミラー２９０は当業者には良く知られ
ている手段によってほぼ一定の速度で回転されるので、
その結果、干渉は光検出器２７５により発生される検出
器信号の周期的変化として検出される。その周期的変化
はヘリカル基準ミラー２９０の回転の周波数と等しい周
波数を有する。ヘリカル基準ミラー２９０のヘリカル面
は式 Ｚ＝ｈφ／２II によって表わされる。式中、ｈはヘリカル面の段高さで
あり、φは回転方位角である。周知のように、ヘリカル
基準ミラー２９０を回転させると、ＯＣＴ干渉計１の基
準アーム長は周期的に変化する。図４は、ヘリカル基準
ミラー２９０の回転によって発生する光路長変化と、時
間との関係を示すグラフである。本発明に従えば、ヘリ
カル面の高さｈは、ＯＣＴ干渉計１の基準アームの光路
長変化によって行われる奥行走査が角膜の厚さ程度とな
るように選択されている。これにより、走査ボリューム
は小さくなるので、角膜マッピングのために要求される
データ収集時間は短縮される。本発明によれば、ヘリカ
ル基準ミラーを非常に速く回転させることができ、その
ため、データ収集時間を短くできるので、ヘリカル基準
ミラーの使用は有利である。
【００１５】図２に示す通り、（ａ）光検出器２７５か
らの出力は復調のために復調器２８５に入力として印加
され、（ｂ）復調器２８５からの復調出力はアナログ／
デジタル変換器２９５（Ａ／Ｄ２９５）に入力として印
加されて、デジタル信号に変換され、（ｃ）Ａ／Ｄ２９
５からのデジタル信号出力は解析のために入力としてコ
ンピュータ２１０に印加される。本発明に従えば、光検
出器２７５から出力した干渉信号は、被検体（目８）か
ら反射される放射と、ヘリカル基準ミラー２９０から反
射される放射との光路差が放射源２２０のコヒーレンス
長より大きくなると、直ちに消滅する。
らの出力は復調のために復調器２８５に入力として印加
され、（ｂ）復調器２８５からの復調出力はアナログ／
デジタル変換器２９５（Ａ／Ｄ２９５）に入力として印
加されて、デジタル信号に変換され、（ｃ）Ａ／Ｄ２９
５からのデジタル信号出力は解析のために入力としてコ
ンピュータ２１０に印加される。本発明に従えば、光検
出器２７５から出力した干渉信号は、被検体（目８）か
ら反射される放射と、ヘリカル基準ミラー２９０から反
射される放射との光路差が放射源２２０のコヒーレンス
長より大きくなると、直ちに消滅する。
【００１６】図１に戻って説明すると、ＯＣＴビームの
横走査を実行するために、スキャナミラー５及び６は直
交するように取り付けられており、走査のための一対の
検流計（図示せず）に装着されている。その一対の走査
用検流計と、ヘリカル基準ミラー２９０を回転させるモ
ータとは、当業者には良く知られている方式によりコン
ピュータ２１０の制御の下に動作される。これにより、
装置の幾何学的構成から三次元座標をコンピュータ２１
０が確定することを可能にする情報がコンピュータ２１
０に提供される。すなわち、スキャナミラー５及び６は
ラスタ走査を実行し、ヘリカル基準ミラー２９０は奥行
走査を実行する。
横走査を実行するために、スキャナミラー５及び６は直
交するように取り付けられており、走査のための一対の
検流計（図示せず）に装着されている。その一対の走査
用検流計と、ヘリカル基準ミラー２９０を回転させるモ
ータとは、当業者には良く知られている方式によりコン
ピュータ２１０の制御の下に動作される。これにより、
装置の幾何学的構成から三次元座標をコンピュータ２１
０が確定することを可能にする情報がコンピュータ２１
０に提供される。すなわち、スキャナミラー５及び６は
ラスタ走査を実行し、ヘリカル基準ミラー２９０は奥行
走査を実行する。
【００１７】本発明に従えば、図１に示すように、湾曲
ミラー７の半径は、走査ビームの主要光線が常に目８の
角膜の湾曲の中心１５を通過するように選択されてい
る。光ファイバ２５０から出力されたＯＣＴサンプルビ
ームがスキャナミラー５及び６により横走査されるにつ
れて、５０／５０カップラ２４０から目８の前方に点線
で示した曲線７１に至る光路の長さは、スキャナミラー
６のあらゆる位置に対して一定である。さらに、この一
定の光路長は５０／５０カップラ２４０から定位置２９
１のヘリカル基準ミラー２９０まで、すなわち、ヘリカ
ル基準ミラー２９０の高い地点までの光学的距離と等し
い。加えて、点線の曲線７２は定位置２９２に関わる、
すなわち、ヘリカル基準ミラー２９０の低い地点に関わ
る等しい光路長の曲線を表わしている。スキャナミラー
５及び６により規定される横位置ごとに、ヘリカル基準
ミラー２９０は３６０度回転されて、２ｈの距離、すな
わち、点線の曲線７１と曲線７２との間の距離にわたる
奥行走査を実行する。奥行走査中、コンピュータ２１０
が受信するＯＣＴ信号は、各々の横位置における角膜の
構造を場所規定するために使用されるデータを提供す
る。これから容易にわかるように、本発明に従えば、ヘ
リカルミラーを使用し且つ奥行走査を２ｈに等しい距離
に短縮することによってデータ収集時間は短縮されてい
る。本発明によれば、２ｈは角膜の厚さをカバーするた
めに必要な最短距離となるように調整されている。
ミラー７の半径は、走査ビームの主要光線が常に目８の
角膜の湾曲の中心１５を通過するように選択されてい
る。光ファイバ２５０から出力されたＯＣＴサンプルビ
ームがスキャナミラー５及び６により横走査されるにつ
れて、５０／５０カップラ２４０から目８の前方に点線
で示した曲線７１に至る光路の長さは、スキャナミラー
６のあらゆる位置に対して一定である。さらに、この一
定の光路長は５０／５０カップラ２４０から定位置２９
１のヘリカル基準ミラー２９０まで、すなわち、ヘリカ
ル基準ミラー２９０の高い地点までの光学的距離と等し
い。加えて、点線の曲線７２は定位置２９２に関わる、
すなわち、ヘリカル基準ミラー２９０の低い地点に関わ
る等しい光路長の曲線を表わしている。スキャナミラー
５及び６により規定される横位置ごとに、ヘリカル基準
ミラー２９０は３６０度回転されて、２ｈの距離、すな
わち、点線の曲線７１と曲線７２との間の距離にわたる
奥行走査を実行する。奥行走査中、コンピュータ２１０
が受信するＯＣＴ信号は、各々の横位置における角膜の
構造を場所規定するために使用されるデータを提供す
る。これから容易にわかるように、本発明に従えば、ヘ
リカルミラーを使用し且つ奥行走査を２ｈに等しい距離
に短縮することによってデータ収集時間は短縮されてい
る。本発明によれば、２ｈは角膜の厚さをカバーするた
めに必要な最短距離となるように調整されている。
【００１８】本発明に従えば、目８の虹彩と共役する位
置に配置されているＣＣＤカメラ１１５を使用して目８
を監視する。図１に示すように、赤外線放射源８０から
の赤外線光は目８を照明する。赤外線放射源８０は、た
とえば、白熱灯を赤外線フィルタによってフィルタリン
グすることにより得られる。赤外線光で照明されている
目８の虹彩をレンズ１３５により湾曲ミラー７にあるノ
ッチフィルタ２０を通してＣＣＤ１１５に結像する。本
発明によれば、ノッチフィルタ２０はＯＣＴサンプルビ
ームの波長、たとえば、８５０ｎｍにほぼ等しい波長の
放射を約９０％の反射率（約１０％の透過率）をもって
反射し且つ目８を照明する赤外線光を透過する。ＯＣＴ
サンプルビームの波長の放射に対する湾曲ミラー７の残
る部分の反射率も約９０％である。ＣＣＤカメラ１１５
が形成する画像は目８と、虹彩及び角膜の頂点へのＯＣ
Ｔサンプルビームの走査トレースとを示す。ＯＣＴサン
プルビームの走査トレースの画像は、ノッチフィルタ２
０を通して透過されてくる目８からの反射放射によって
形成される。反射ＯＣＴサンプルビームの透過率が低い
としても、ＣＣＤカメラ１１５は８５０ｎｍ程度の波長
の放射に対して非常に高い感度を示すので、走査トレー
スの画像を形成することができる。図６は、ＯＣＴ角膜
マッピング装置１００が形成する走査パターンを略画の
形で示す。図６はＯＣＴサンプルビームの走査トレース
３００〜３５０と、虹彩３６０と、瞳３７０とを示す。
瞳３７０からの反射は非常に少ないため、ＣＣＤ画像は
瞳３７０を暗色により示し、その周囲を明るい色の虹彩
３６０が包囲することになる。さらに、ＯＣＴサンプル
ビームの走査トレース３００〜３５０の画像は、走査ト
レースが瞳３７０（角膜の頂点を除く）に相当する領域
を通過する暗色部分と、走査トレースが虹彩３６０に相
当する領域を通過するときの明色部分とを示す。その結
果、ＯＣＴサンプルビームの走査トレースが瞳３７０の
中心を通過するように手動操作で装置１００を位置決め
し直すことができる。加えて、縁検出により瞳３７０の
中心を確定するために、ＣＣＤカメラ１１５が形成した
画像をコンピュータ２１０によって解析することがで
き、それに対応して走査トレースの位置を調整できる。
置に配置されているＣＣＤカメラ１１５を使用して目８
を監視する。図１に示すように、赤外線放射源８０から
の赤外線光は目８を照明する。赤外線放射源８０は、た
とえば、白熱灯を赤外線フィルタによってフィルタリン
グすることにより得られる。赤外線光で照明されている
目８の虹彩をレンズ１３５により湾曲ミラー７にあるノ
ッチフィルタ２０を通してＣＣＤ１１５に結像する。本
発明によれば、ノッチフィルタ２０はＯＣＴサンプルビ
ームの波長、たとえば、８５０ｎｍにほぼ等しい波長の
放射を約９０％の反射率（約１０％の透過率）をもって
反射し且つ目８を照明する赤外線光を透過する。ＯＣＴ
サンプルビームの波長の放射に対する湾曲ミラー７の残
る部分の反射率も約９０％である。ＣＣＤカメラ１１５
が形成する画像は目８と、虹彩及び角膜の頂点へのＯＣ
Ｔサンプルビームの走査トレースとを示す。ＯＣＴサン
プルビームの走査トレースの画像は、ノッチフィルタ２
０を通して透過されてくる目８からの反射放射によって
形成される。反射ＯＣＴサンプルビームの透過率が低い
としても、ＣＣＤカメラ１１５は８５０ｎｍ程度の波長
の放射に対して非常に高い感度を示すので、走査トレー
スの画像を形成することができる。図６は、ＯＣＴ角膜
マッピング装置１００が形成する走査パターンを略画の
形で示す。図６はＯＣＴサンプルビームの走査トレース
３００〜３５０と、虹彩３６０と、瞳３７０とを示す。
瞳３７０からの反射は非常に少ないため、ＣＣＤ画像は
瞳３７０を暗色により示し、その周囲を明るい色の虹彩
３６０が包囲することになる。さらに、ＯＣＴサンプル
ビームの走査トレース３００〜３５０の画像は、走査ト
レースが瞳３７０（角膜の頂点を除く）に相当する領域
を通過する暗色部分と、走査トレースが虹彩３６０に相
当する領域を通過するときの明色部分とを示す。その結
果、ＯＣＴサンプルビームの走査トレースが瞳３７０の
中心を通過するように手動操作で装置１００を位置決め
し直すことができる。加えて、縁検出により瞳３７０の
中心を確定するために、ＣＣＤカメラ１１５が形成した
画像をコンピュータ２１０によって解析することがで
き、それに対応して走査トレースの位置を調整できる。
【００１９】奥行走査中に収集されたデータに応答し
て、コンピュータ２１０は１つの横断走査点における角
膜の様々な部分を様々な信号強さ最大値を検出すること
により識別する。本発明によれば、スキャナミラー５及
び６は、コンピュータ２１０からの命令に従って、角膜
のラスタＯＣＴ走査、すなわち、横断走査を実行し、Ｏ
ＣＴ干渉計１は、コンピュータ２１０からヘリカル基準
ミラー２９０への命令に従って、角膜の奥行ＯＣＴ走査
を実行する。その結果をコンピュータ２１０により解析
して、（ａ）角膜前面輪郭、（ｂ）角膜背面輪郭及び
（ｃ）角膜の厚さなどの角膜形態測定値を得る。たとえ
ば、屈折矯正的手術手順の間又はコンタクトレンズ装着
時などの角膜屈折力のオンライン監視のために、それら
のデータを使用できる。本発明のこの第１の面の一実施
の形態では、角膜の所定の面に対応する信号最大値を識
別することを目的として、コンピュータ２１０に閾値を
入力する。そこで、コンピュータ２１０は最大値を越え
るレベルを有する信号を所定の面と対応させ、ラスタ走
査におけるＯＣＴサンプルビームの位置から空間内の面
の空間座標を捕捉すると共に、奥行走査におけるヘリカ
ル基準ミラー２９０の位置からそれらの面の奥行座標を
捕捉する。それらの空間内座標をコンピュータ２１０に
記憶させる。奥行走査中に角膜前面と角膜背面により発
生される信号ピークの空間差と、たとえば、屈折率など
の角膜の周知の光学的特性とから角膜の厚さを確定する
ことができる。ラスタ走査が完了すると、コンピュータ
２１０は面の空間座標の当てはめを実行して、角膜前面
と角膜背面の輪郭線を規定する。次に、それらの面輪郭
線を利用して、角膜の背面と前面の曲率を測定し、そこ
から角膜の屈折力の測定を実行する。
て、コンピュータ２１０は１つの横断走査点における角
膜の様々な部分を様々な信号強さ最大値を検出すること
により識別する。本発明によれば、スキャナミラー５及
び６は、コンピュータ２１０からの命令に従って、角膜
のラスタＯＣＴ走査、すなわち、横断走査を実行し、Ｏ
ＣＴ干渉計１は、コンピュータ２１０からヘリカル基準
ミラー２９０への命令に従って、角膜の奥行ＯＣＴ走査
を実行する。その結果をコンピュータ２１０により解析
して、（ａ）角膜前面輪郭、（ｂ）角膜背面輪郭及び
（ｃ）角膜の厚さなどの角膜形態測定値を得る。たとえ
ば、屈折矯正的手術手順の間又はコンタクトレンズ装着
時などの角膜屈折力のオンライン監視のために、それら
のデータを使用できる。本発明のこの第１の面の一実施
の形態では、角膜の所定の面に対応する信号最大値を識
別することを目的として、コンピュータ２１０に閾値を
入力する。そこで、コンピュータ２１０は最大値を越え
るレベルを有する信号を所定の面と対応させ、ラスタ走
査におけるＯＣＴサンプルビームの位置から空間内の面
の空間座標を捕捉すると共に、奥行走査におけるヘリカ
ル基準ミラー２９０の位置からそれらの面の奥行座標を
捕捉する。それらの空間内座標をコンピュータ２１０に
記憶させる。奥行走査中に角膜前面と角膜背面により発
生される信号ピークの空間差と、たとえば、屈折率など
の角膜の周知の光学的特性とから角膜の厚さを確定する
ことができる。ラスタ走査が完了すると、コンピュータ
２１０は面の空間座標の当てはめを実行して、角膜前面
と角膜背面の輪郭線を規定する。次に、それらの面輪郭
線を利用して、角膜の背面と前面の曲率を測定し、そこ
から角膜の屈折力の測定を実行する。
【００２０】図５は、ＯＣＴ角膜マッピング装置５００
から成る本発明の第２の実施の形態を略画の形で示す。
図５に示すように、ＯＣＴ角膜マッピング装置５００は
ＣＷ放射源２２０、たとえば、出力の中心を約８５０ｎ
ｍとする超発光レーザーダイオードを具備する。放射源
２２０からの出力はビームスプリッタ５４０へ向かって
導かれる。ビームスプリッタ５４０はその出力を逆反射
体５５０に向かって導かれる基準ビーム５４１と、スキ
ャナ装置に向かって導かれるサンプルビーム５４２とに
分割する。スキャナ装置は、一対の検流計（図示せず）
に互いに直交するように取り付けられた検流計駆動形ス
キャナミラー５６５及び５６６から構成されている。ス
キャナミラー５６５及び５６６は当業者には良く知られ
ている方式で、コンピュータ２１０の制御の下に動作さ
れる。スキャナミラー５６５及び５６６から形成される
ラスタスキャナはスキャナレンズ３１の後部焦平面に位
置している。これにより、様々な走査位置にあって走査
サンプルビーム５４２の主光線が平行であるようなテレ
セントリックな光学構成が得られる。さらに、このテレ
セントリックな光学構成は、角膜における走査長さがＺ
方向、すなわち、図５に矢印１０００により示す方向に
沿って角膜とは無関係となるように保証する。ところ
が、ラスタ走査に関わる「光路長の等しい面」は図５に
点線の曲線５７１により指示している平面である。平面
５７１が角膜の幾何学的形状には適応しないという点で
これは不利であり、走査ボリュームとデータ収集時間が
角膜マッピングを確定するために要求されるものより多
くなる結果を招く。本発明に従えば、ラスタ走査の様々
な位置で基準ビーム５４１の光路長を変化させることに
より、走査ボリュームは減少する。これは、基準ビーム
５４１の光路長をＯＣＴサンプルビーム５４２の走査角
の関数として変化させるために逆反射体５５０を移動す
ることにより実行される。図５に示すとおり、逆反射体
５５０はガルバノスキャナ５３２により移動される。た
とえば、ガルバノスキャナ５３２と、逆反射体５５０と
にワンド５３５が装着されている。ガルバノスキャナ５
３２が（以下に説明する方式で）作動されるたびに、ワ
ンド５３５は回転し、逆反射体５５０は矢印１０１０に
より指示される方向に沿って移動する。ガルバノスキャ
ナ５３２に要求される運動の量は少ないので、その後に
続く逆反射体５５０の動きはほぼ直線に沿った運動であ
る。その結果、本発明の第２の面の好ましい一実施の形
態によれば、ガルバノスキャナ５３２の動きは点線の曲
線５７１により指示されている平面を、８mm程度である
角膜の半径とほぼ等しい半径を有する球面へと変化させ
る。
から成る本発明の第２の実施の形態を略画の形で示す。
図５に示すように、ＯＣＴ角膜マッピング装置５００は
ＣＷ放射源２２０、たとえば、出力の中心を約８５０ｎ
ｍとする超発光レーザーダイオードを具備する。放射源
２２０からの出力はビームスプリッタ５４０へ向かって
導かれる。ビームスプリッタ５４０はその出力を逆反射
体５５０に向かって導かれる基準ビーム５４１と、スキ
ャナ装置に向かって導かれるサンプルビーム５４２とに
分割する。スキャナ装置は、一対の検流計（図示せず）
に互いに直交するように取り付けられた検流計駆動形ス
キャナミラー５６５及び５６６から構成されている。ス
キャナミラー５６５及び５６６は当業者には良く知られ
ている方式で、コンピュータ２１０の制御の下に動作さ
れる。スキャナミラー５６５及び５６６から形成される
ラスタスキャナはスキャナレンズ３１の後部焦平面に位
置している。これにより、様々な走査位置にあって走査
サンプルビーム５４２の主光線が平行であるようなテレ
セントリックな光学構成が得られる。さらに、このテレ
セントリックな光学構成は、角膜における走査長さがＺ
方向、すなわち、図５に矢印１０００により示す方向に
沿って角膜とは無関係となるように保証する。ところ
が、ラスタ走査に関わる「光路長の等しい面」は図５に
点線の曲線５７１により指示している平面である。平面
５７１が角膜の幾何学的形状には適応しないという点で
これは不利であり、走査ボリュームとデータ収集時間が
角膜マッピングを確定するために要求されるものより多
くなる結果を招く。本発明に従えば、ラスタ走査の様々
な位置で基準ビーム５４１の光路長を変化させることに
より、走査ボリュームは減少する。これは、基準ビーム
５４１の光路長をＯＣＴサンプルビーム５４２の走査角
の関数として変化させるために逆反射体５５０を移動す
ることにより実行される。図５に示すとおり、逆反射体
５５０はガルバノスキャナ５３２により移動される。た
とえば、ガルバノスキャナ５３２と、逆反射体５５０と
にワンド５３５が装着されている。ガルバノスキャナ５
３２が（以下に説明する方式で）作動されるたびに、ワ
ンド５３５は回転し、逆反射体５５０は矢印１０１０に
より指示される方向に沿って移動する。ガルバノスキャ
ナ５３２に要求される運動の量は少ないので、その後に
続く逆反射体５５０の動きはほぼ直線に沿った運動であ
る。その結果、本発明の第２の面の好ましい一実施の形
態によれば、ガルバノスキャナ５３２の動きは点線の曲
線５７１により指示されている平面を、８mm程度である
角膜の半径とほぼ等しい半径を有する球面へと変化させ
る。
【００２１】さらに図５に示すように、基準ビーム５４
１は逆反射体５５０からヘリカル基準ミラー２９０に向
かって導かれる。スキャナミラー５６５及び５６６によ
って規定される横断位置ごとに、ヘリカル基準ミラー２
９０は３６０度回転して、先に図１に示す実施の形態に
関して論じたように２ｈの距離にわたる奥行走査を実行
する。ヘリカル基準ミラー２９０は当業者には良く知ら
れている手段（図示せず）によってほぼ一定の速度で回
転される。ヘリカル基準ミラー２９０から反射された基
準ビーム５４１は、ビームスプリッタ５４０により、目
８から反射したサンプルビーム５４２からの放射と重ね
合わされる。光検出器２７５はこの重ね合わせ放射を検
出する。光検出器２７５からの出力は復調器２８５によ
り復調され、復調器２８５からの復調出力はアナログ／
デジタル変換器２９５（Ａ／Ｄ２９５）によりデジタル
信号に変換され、Ａ／Ｄ２９５からの出力は解析のため
にコンピュータ２１０に入力として印加される。
１は逆反射体５５０からヘリカル基準ミラー２９０に向
かって導かれる。スキャナミラー５６５及び５６６によ
って規定される横断位置ごとに、ヘリカル基準ミラー２
９０は３６０度回転して、先に図１に示す実施の形態に
関して論じたように２ｈの距離にわたる奥行走査を実行
する。ヘリカル基準ミラー２９０は当業者には良く知ら
れている手段（図示せず）によってほぼ一定の速度で回
転される。ヘリカル基準ミラー２９０から反射された基
準ビーム５４１は、ビームスプリッタ５４０により、目
８から反射したサンプルビーム５４２からの放射と重ね
合わされる。光検出器２７５はこの重ね合わせ放射を検
出する。光検出器２７５からの出力は復調器２８５によ
り復調され、復調器２８５からの復調出力はアナログ／
デジタル変換器２９５（Ａ／Ｄ２９５）によりデジタル
信号に変換され、Ａ／Ｄ２９５からの出力は解析のため
にコンピュータ２１０に入力として印加される。
【００２２】スキャナミラー５６５及び５６６によるサ
ンプルビーム５４２の横断走査中、ヘリカル基準ミラー
２９０は所定の回数、たとえば、ｎ回回転する。スキャ
ナミラー５６５及び５６６を駆動する一対の走査用検流
計と、ヘリカル基準ミラー２９０を回転させるモータと
は、当業者には良く知られている方式でコンピュータ２
１０の制御の下に動作される。本発明の好ましい一実施
の形態によれば、たとえば、１回の横断走査の間にヘリ
カル基準ミラー２９０のｎ回の回転によって行われるｎ
回の奥行走査が起こるように、ＯＣＴデータはコンピュ
ータ２１０によって同期的に収集される。コンピュータ
２１０が光検出器２７５から受信するＯＣＴ信号はリア
ルタイムで解析されるのが好ましい。様々な角膜構造の
座標は、先にＯＣＴ角膜マッピング装置１００に関して
説明した方式で、コンピュータ２１０が受信したＯＣＴ
信号のピークの解析により確定される。
ンプルビーム５４２の横断走査中、ヘリカル基準ミラー
２９０は所定の回数、たとえば、ｎ回回転する。スキャ
ナミラー５６５及び５６６を駆動する一対の走査用検流
計と、ヘリカル基準ミラー２９０を回転させるモータと
は、当業者には良く知られている方式でコンピュータ２
１０の制御の下に動作される。本発明の好ましい一実施
の形態によれば、たとえば、１回の横断走査の間にヘリ
カル基準ミラー２９０のｎ回の回転によって行われるｎ
回の奥行走査が起こるように、ＯＣＴデータはコンピュ
ータ２１０によって同期的に収集される。コンピュータ
２１０が光検出器２７５から受信するＯＣＴ信号はリア
ルタイムで解析されるのが好ましい。様々な角膜構造の
座標は、先にＯＣＴ角膜マッピング装置１００に関して
説明した方式で、コンピュータ２１０が受信したＯＣＴ
信号のピークの解析により確定される。
【００２３】先に説明した通り、奥行走査はラスタ走
査、すなわち、横断走査の中で所定の複数の点で実行さ
れる。横断走査中の１点における奥行走査の間に、特定
の信号ピークは特定の角膜構造の場所を規定し、横断走
査中のその点における特定の角膜構造の奥行は基準ビー
ム５４１と、サンプルビーム５４２との光路長の差によ
って決まる。ところが、光路長差は、角膜が湾曲した形
状であるために、走査角の関数として変化する。本発明
の第２の面によれば、横断走査中、コンピュータ２１０
はその横断走査における第１の点の特定の角膜構造、た
とえば、角膜の前面の奥行を信号ピークを検出すること
によって確定する。次に、コンピュータ２１０は第１の
点の前面の奥行を横断走査に沿った先行点における前面
の奥行と比較する。横断走査に沿った２つの隣接する点
の前面の奥行の差を使用して、逆反射体５５０が角膜の
湾曲形状を追跡するように逆反射体５５０を移動させ
る。この追跡は、２つの隣接する点における前面の奥行
の差の負のものをコンピュータ２１０により入力信号と
してフィルタ５５５を介してガルバノスキャナ５３２に
印加させることによって実行される。この信号に応答し
て、ガルバノスキャナ５３２は奥行走査を角膜の面に従
わせるように逆反射体５５０を移動させる。その結果、
光路長差が一定である面、すなわち、点線の曲線５７１
が検査中の角膜の面に自動的に適応するという効果が生
まれる。このように、本発明に従えば、奥行走査のデー
タ収集時間は短縮される。フィルタ５５５はガルバノス
キャナ５３２の振動を回避するために使用されるのであ
るが、このフィルタは当業者には良く知られているＰＩ
コントローラとして製造されても良い。
査、すなわち、横断走査の中で所定の複数の点で実行さ
れる。横断走査中の１点における奥行走査の間に、特定
の信号ピークは特定の角膜構造の場所を規定し、横断走
査中のその点における特定の角膜構造の奥行は基準ビー
ム５４１と、サンプルビーム５４２との光路長の差によ
って決まる。ところが、光路長差は、角膜が湾曲した形
状であるために、走査角の関数として変化する。本発明
の第２の面によれば、横断走査中、コンピュータ２１０
はその横断走査における第１の点の特定の角膜構造、た
とえば、角膜の前面の奥行を信号ピークを検出すること
によって確定する。次に、コンピュータ２１０は第１の
点の前面の奥行を横断走査に沿った先行点における前面
の奥行と比較する。横断走査に沿った２つの隣接する点
の前面の奥行の差を使用して、逆反射体５５０が角膜の
湾曲形状を追跡するように逆反射体５５０を移動させ
る。この追跡は、２つの隣接する点における前面の奥行
の差の負のものをコンピュータ２１０により入力信号と
してフィルタ５５５を介してガルバノスキャナ５３２に
印加させることによって実行される。この信号に応答し
て、ガルバノスキャナ５３２は奥行走査を角膜の面に従
わせるように逆反射体５５０を移動させる。その結果、
光路長差が一定である面、すなわち、点線の曲線５７１
が検査中の角膜の面に自動的に適応するという効果が生
まれる。このように、本発明に従えば、奥行走査のデー
タ収集時間は短縮される。フィルタ５５５はガルバノス
キャナ５３２の振動を回避するために使用されるのであ
るが、このフィルタは当業者には良く知られているＰＩ
コントローラとして製造されても良い。
【００２４】最後に、図５に示すように、目８はＣＣＤ
カメラ１１５によって、図１の実施の形態１００に関し
て示した方式に類似する方式で監視される。詳細にいえ
ば、目８は、たとえば、白熱灯の光を赤外線フィルタで
フィルタリングすることによって得られる赤外線源８０
からの赤外線光を使用して照明される。目８から反射し
た積外線光はレンズ５３７により、ノッチフィルタ５７
５を介してＣＣＤカメラ１１５に結像される。本発明に
よれば、ノッチフィルタ５７５は目を照明する赤外線光
を反射する一方、ＯＣＴビームの波長、たとえば、８５
０ｎｍとほぼ等しい波長を透過する。
カメラ１１５によって、図１の実施の形態１００に関し
て示した方式に類似する方式で監視される。詳細にいえ
ば、目８は、たとえば、白熱灯の光を赤外線フィルタで
フィルタリングすることによって得られる赤外線源８０
からの赤外線光を使用して照明される。目８から反射し
た積外線光はレンズ５３７により、ノッチフィルタ５７
５を介してＣＣＤカメラ１１５に結像される。本発明に
よれば、ノッチフィルタ５７５は目を照明する赤外線光
を反射する一方、ＯＣＴビームの波長、たとえば、８５
０ｎｍとほぼ等しい波長を透過する。
【００２５】以上の説明が単に例示と説明を目的として
提示されたものであることは当業者には認められるであ
ろう。従って、以上の説明は徹底して余す所のない説明
ではなく、あるいは、本発明を開示した厳密な形態に限
定しようとするものではない。たとえば、本発明の趣旨
の中に入ると考えられる変形や変更は以上の教示に照ら
して可能である。そこで、特許請求の範囲は本発明の真
の趣旨の中に包含されるそのような変形や変更の全てに
及んでいることを理解すべきである。
提示されたものであることは当業者には認められるであ
ろう。従って、以上の説明は徹底して余す所のない説明
ではなく、あるいは、本発明を開示した厳密な形態に限
定しようとするものではない。たとえば、本発明の趣旨
の中に入ると考えられる変形や変更は以上の教示に照ら
して可能である。そこで、特許請求の範囲は本発明の真
の趣旨の中に包含されるそのような変形や変更の全てに
及んでいることを理解すべきである。
【図１】 光学コヒーレンス断層撮影（「ＯＣＴ」）角
膜マッピング装置から構成される本発明の第１の実施の
形態を略画の形で示す図。
膜マッピング装置から構成される本発明の第１の実施の
形態を略画の形で示す図。
【図２】 図１に示す第１の実施の形態を製造するため
に利用されるＯＣＴ装置の光ファイバの実施の形態を略
画の形で示す図。
に利用されるＯＣＴ装置の光ファイバの実施の形態を略
画の形で示す図。
【図３】 図１に示すＯＣＴ装置を製造するために利用
されるヘリカルミラーを略画の形で示す図。
されるヘリカルミラーを略画の形で示す図。
【図４】 図３に示すヘリカルミラーにより規定される
光路長と時間との関係をグラフの形で示す図。
光路長と時間との関係をグラフの形で示す図。
【図５】 ＯＣＴ角膜マッピング装置から構成される本
発明の第２の実施の形態を略画の形で示す図。
発明の第２の実施の形態を略画の形で示す図。
【図６】 角形マッピングＯＣＴ走査パターンを略画の
形で示す図。図中、理解を容易にするため、様々な図で
同一である構成要素は同じ図中符号によって示されてい
る。
形で示す図。図中、理解を容易にするため、様々な図で
同一である構成要素は同じ図中符号によって示されてい
る。
１…ＯＣＴ干渉計、３…コリメータレンズ、４…ミラ
ー、５，６…スキャナミラー、７…湾曲ミラー、８…
目、２０…ノッチフィルタ、３１…スキャナレンズ、８
０…赤外線放射源、１００…ＯＣＴ角膜マッピング装
置、１１５…ＣＣＤカメラ、１３５…レンズ、２１０…
コンピュータ、２２０…ＣＷ放射源、２３０…光ファイ
バ、２４０…５０／５０カップラ、２５０…単一モード
光ファイバ、２６５…光ファイバ、２７０…光ファイ
バ、２７５…光検出器、２８０…レンズ、２８５…復調
器、２９０…ヘリカル基準ミラー、２９５…アナログ／
デジタル変換器。
ー、５，６…スキャナミラー、７…湾曲ミラー、８…
目、２０…ノッチフィルタ、３１…スキャナレンズ、８
０…赤外線放射源、１００…ＯＣＴ角膜マッピング装
置、１１５…ＣＣＤカメラ、１３５…レンズ、２１０…
コンピュータ、２２０…ＣＷ放射源、２３０…光ファイ
バ、２４０…５０／５０カップラ、２５０…単一モード
光ファイバ、２６５…光ファイバ、２７０…光ファイ
バ、２７５…光検出器、２８０…レンズ、２８５…復調
器、２９０…ヘリカル基準ミラー、２９５…アナログ／
デジタル変換器。
Claims (14)
- 【請求項１】 基準ビーム経路を変更する手段を有する
光学コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）装置と；ＯＣＴ装
置からのサンプリング光学出力をラスタ走査するラスタ
走査手段と；ラスタ走査手段からのサンプリング光学出
力を目へ転送し且つ目から反射されたサンプリング光学
出力をラスタ走査手段を介してＯＣＴ装置に戻す湾曲ミ
ラー手段と；ラスタ走査手段と、基準ビーム経路を変更
する手段と、ＯＣＴ装置からの基準及びサンプリング出
力とに結合して、（ａ）ラスタ走査手段にサンプリング
光学出力をラスタ中の複数の点へ移動させ、（ｂ）変更
する手段に基準ビーム経路の長さを各々の点で所定の量
だけ変更させ、且つ（ｃ）ラスタ中のそれらの点におけ
る基準及びサンプリング出力から角膜マッピングを確定
させる解析手段とを具備する光学コヒーレンス断層撮影
（ＯＣＴ）角膜マッピング装置。 - 【請求項２】 変更する手段は、基準ビーム経路中に配
置されたヘリカル基準ミラー手段から構成されている請
求項１記載の光学コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）角膜
マッピング装置。 - 【請求項３】 ラスタ走査手段は複数の直交するように
取付けられたミラーから構成されている請求項２記載の
光学コヒーレンス断層撮影角膜マッピング装置。 - 【請求項４】 目を赤外線放射によって照射する手段
と；赤外線放射を検出する手段と；検出する手段からの
出力に応答して目の画像を表示する手段とをさらに具備
する請求項２記載の光学コヒーレンス断層撮影角膜マッ
ピング装置。 - 【請求項５】 基準ビーム経路の長さを変更する手段か
ら構成されている光学コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）
装置と；ＯＣＴ装置からのサンプリング光学出力をラス
タ走査し且つ目から反射されたサンプリング光学出力を
ＯＣＴ装置に戻すラスタ走査装置と；ラスタ走査手段
と、変更する手段と、ＯＣＴ装置からの基準及びサンプ
リング相互作用出力とに結合して、（ａ）ラスタ走査手
段にサンプリング光学出力をラスタ中の複数の点へ移動
させ、（ｂ）変更する手段に基準ビーム経路の長さを各
々の点で所定の量だけ変更させ、（ｃ）１つ又は複数の
点から得られた基準及びサンプリング出力に応答して、
変更する手段に基準ビーム経路の長さを変更させ、且つ
（ｄ）ラスタ中のそれらの点における基準及びサンプリ
ング出力から角膜マッピングを確定させる解析手段とを
具備する光学コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）装置。 - 【請求項６】 変更する手段は、基準ビーム経路中に配
置されたヘリカル基準ミラー手段から構成されている請
求項５記載の光学コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）角膜
マッピング装置。 - 【請求項７】 変更する手段は、基準ビーム経路中に配
置された移動自在の反射手段をさらに具備する請求項５
記載の光学コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）角膜マッピ
ング装置。 - 【請求項８】 移動自在の反射手段は逆反射体から構成
され且つ変更する手段はその逆反射体手段を移動させる
検流計手段をさらに具備する請求項５記載の光学コヒー
レンス断層撮影（ＯＣＴ）角膜マッピング装置。 - 【請求項９】 ラスタ走査手段は複数の直交するように
取付けられたミラーから構成されている請求項５記載の
光学コヒーレンス断層撮影角膜マッピング装置。 - 【請求項１０】 目を赤外線放射によって照射する手段
と；赤外線放射を検出する手段と；検出する手段からの
出力に応答して目の画像を表示する手段とをさらに具備
する請求項５記載の光学コヒーレンス断層撮影角膜マッ
ピング装置。 - 【請求項１１】 解析手段は、（ａ）基準及びサンプリ
ング出力の一方又は最大値を検出し、（ｂ）その一方又
は最大値を角膜の１つ又は複数の面と関連づけ且つ
（ｃ）その１つ又は複数の面の輪郭マップを形成する手
段を具備する請求項１記載の光学コヒーレンス断層撮影
角膜マッピング装置。 - 【請求項１２】 解析手段は、１つ又は複数の面のうち
少なくとも２つの面の間の距離を確定する手段をさらに
具備する請求項１１記載の光学コヒーレンス断層撮影角
膜マッピング装置。 - 【請求項１３】 解析手段は、（ａ）基準及びサンプリ
ング出力の一方又は最大値を検出し、（ｂ）その一方又
は最大値を角膜の１つ又は複数の面と関連づけ且つ
（ｃ）その１つ又は複数の面の輪郭マップを形成する手
段を具備する請求項５記載の光学コヒーレンス断層撮影
角膜マッピング装置。 - 【請求項１４】 解析手段は、１つ又は複数の面のうち
少なくとも２つの面の間の距離を確定する手段をさらに
具備する請求項１３記載の光学コヒーレンス断層撮影角
膜マッピング装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US318,141 | 1994-10-05 | ||
| US08/318,141 US5491524A (en) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Optical coherence tomography corneal mapping apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08206075A true JPH08206075A (ja) | 1996-08-13 |
| JP3549961B2 JP3549961B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=23236835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28237595A Expired - Fee Related JP3549961B2 (ja) | 1994-10-05 | 1995-10-05 | 光学コヒーレンス断層撮影角膜マッピング装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5491524A (ja) |
| EP (1) | EP0705562B1 (ja) |
| JP (1) | JP3549961B2 (ja) |
| CN (2) | CN1092949C (ja) |
| CA (1) | CA2156897C (ja) |
| DE (1) | DE69519355T2 (ja) |
| ES (1) | ES2152355T3 (ja) |
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