JP2005527280A - 光学的特性の測定 - Google Patents

Abstract

本発明は、照明装置、観察装置、光学測定システム、評価ユニット、および患者の眼の直前に設置される患者用モジュールをモジュールの形態で備えた眼科検査および／または治療ステーションに関する。この患者用モジュールは、位置的に離れている照明装置および同様の離れている測定システムに分離可能に結合され得る。眼科検査および／または治療ステーションの一部を形成するこの測定システムは、マイケルソン干渉計型の短コヒーレンスの放射線源９を有する光学システムを備える。光学的に透過性および／または拡散性の反射性物体１が、前記光学システムの測定アーム７に導かれ、その参照アーム５はランタイムおよびランタイムの差を発生する少なくとも２枚の反射鏡（３１ａ、３１ｂ）を修正する波長変更ユニット３９を有する。この測定システムを用いて、透過性および／または拡散性の物体１の少なくとも２つの離間した領域（２ａ、２ｂ）の光学的特性が、サブセカンド範囲の測定時間で測定される。本発明の測定システムは、物体の異なる場所での測定を含む、距離、厚さ、表面特性、等のｉｎ ｖｉｖｏ測定を最適な方法で、すなわち、測定誤差を低減した様式で可能にする。

Description

本発明は眼科検査および／または特に測定システムを備えた治療ステーションに関し、また請求項７の前文部分に定められ、かつ該検査および／または測定システムと独立して、あるいはその一部として用いられる測定システムにも関し、さらには、請求項１０の前文部分に定められ、かつ該測定システムを用いた光学的特性の自動測定に向けられた方法に関する。

例えば、Ｈａａｇ−Ｓｔｒｅｉｔ ＡＧ社のフォト・スリット・ランプ９００Ｐ−ＢＱおよびＥＰ−Ａ−０９１６３０６に記載のスリット・ランプなどの眼科検査および治療ステーションにおいては、レンズ支持体、顕微鏡、照明上部部分などの個々の構成要素は交換可能である。
Ｈａａｇ−Ｓｔｒｅｉｔ ＡＧ社のフォト・スリット・ランプ９００−Ｐ−ＢＱ ＥＰ−Ａ−０９１６３０６ ＥＰ−Ａ−０９３２０２１ 国際特許第９６／３５１００号 国際特許第９９／２２１９８号

本発明の目的は、眼科装置上で交換可能に整備を必要とする可能性のあるいくつかのサブユニットを配置することではなく、好適には簡単な変形によって多用途に使用され得、かつ特に患者の目の前でかさばる配置を避ける眼科検査および治療ステーションを創造することである。

この目的は眼科検査および／または治療ステーションがモジュール設計である、すなわち、多数の交換可能なユニットを備えているという事実に基づいて達成される。このモジュール設計のおかげで、単に１つの装置だけの空間を占めるが、多数の個々の装置の機能性を達成することができるように検査および／または治療ステーションは構成かつ変形され得る。このモジュール設計は照明装置、観察装置、評価ユニット、および測定システムを備え、また患者の眼前に直接配置される患者用モジュールも備える。多くの場合、測定システムおよび照明装置はかさばった設計であるか、あるいは患者に不便を感じさせる熱流または空気の流れを発生する。ここでは、それらは患者から離れて配置され、光ファイバを介して患者用モジュールに接続される。光ファイバの患者用モジュールとの接続は分離可能に作られている。この分離性のおかげで、どの検査または観察が行われるかに応じて異なる測定システムおよび照明装置が容易に接続され得る。この接続はファイバ・カプラを介してなされる。次に、患者用モジュールでは光コリメータのみがファイバ・カプラに隣接して配置され、これら光コリメータはファイバから出された放射信号を自由空間ビームに変換するか、あるいは放射信号をファイバ端部に結合する。

好適には、患者用モジュールは分離可能な電気信号ラインを介して評価ユニットに接続される表示素子を備える。次に、医師のための測定結果、治療指示等が表示素子に表示され得る。

次に、観察装置は患者用モジュールの一部となるように設計され得る。すなわち、医師は患者の眼の前で患者用モジュールを保持するか、あるいはそれを患者の眼の表面に置き、それを通して患者の眼の表面／中を見る。

しかし、観察装置が評価され得る画像信号を備えることも可能である。これは患者用モジュールに配置された接眼レンズおよび眼を見る対物レンズを用いて達成される。
次に、観察装置は患者用モジュールに配置された撮像素子（ＣＣＤ）および観察される眼の領域を撮像素子に投影する光学システムを備える。この光学システムは同様に患者用モジュールに配置されている。また、撮像素子および光学システムは、立体的観察を可能にするために、一対で相互にある距離を置いて形成されている。次に、撮像素子は電気信号ラインを介して離れている評価ユニットに接続されている。撮像素子を用いて受け取られた画像も、患者用モジュールに配置されているか、あるいは撮像素子内に組み込まれた上記の表示素子上に表示され得る。

患者用モジュールは、おそらくは断面積（大きさの必要条件）が僅かに大きい市販のコンタクト・レンズにその寸法の点で類似するハウジングを備え得る。しかし、患者用モジュールの空間的コンフィギュレーションは可能な限り小さくあるべきであり、また患者の眼前ではごく僅かなスペースを占めるべきである。一般に、眼前で構成要素がかさばると、患者は不便を感じる。しかし、ハンドルまたは整列ユニットも保持手段として設けられ得る。次に、この整列ユニットを用いて、患者用モジュールが眼に対して位置決めされ得る。

測定および／または観察装置が、測定されたデータの評価のために評価ユニットに接続され得、該評価ユニットはコンピュータ支援型であるのが好ましい。評価ユニットはまたデータ・ネットワークを介して検索可能なデータを含んだ他のデータ・メモリに接続され得るので、決定されたおよび／または評価されたデータが該データを用いて処理され得る。データ・バンクから値および情報を呼び出すことができるので、これによって優れた診断が可能となる。

また、モジュラー要素を測定システムとして用いれば、既に記載したように、透過性および／または拡散性の物体の少なくとも２つの離れた領域の光学的特性を測定できるように、かつ厚さ、距離、および形状を測定できるように、眼科検査および／または治療ステーションは変形されてよい。厚さ、距離、および形状の測定は短コヒーレンスの反射測定を用いて行われる。しかし、用いられる物体が眼の場合、ステーションは眼科検査および／または治療ステーションであるが、他の任意の所望の透過性および／または拡散性の物体が測定されてもよい。

物体の透過性はその波長依存性の減衰係数α［ｃｍ^−１］ならびにその厚さおよび所定の測定距離ｄに左右される。透過係数Ｔ＝ｅｘｐ（−α．ｄ）が以下に記載される干渉計の測定範囲内に依然としてある場合、物体は透過性であると示され、その放射の前後運動のために、以下に記載される干渉計においては透過率はＴ^２である。拡散性の物体では、放射は強力に散乱されるが、必ずしも吸収されるというわけではない。拡散性の物体の例にはミルク用ガラス皿、デルリン、有機組織（皮膚、ヒトおよび動物の組織、植物のパーツ等）がある。

一般に、正確で高速かつ非侵襲的な画像化のために、短コヒーレンスの反射測定が行われてきた。一般に、マイケルソン干渉計を備えた光学システムでは、放射線源からのビームはビーム・スプリッタによって参照ビームおよび測定ビームに分割される。可干渉距離が短い放射線源が選択される。参照ビームおよび測定ビームへのビームの分割およびそれらビームの再結合は、ビーム・スプリッタによって、ファイバ・カプラを備えた光ファイバ経路を用いて行われる。参照アームの光路長の変化は並進ステージ上で参照ミラーを動かすことによって得ることができる。しかし、国際特許第９６／３５１００号に記載されているように、透過性の回転立方体が有利には用いられる。光路長の差が放射線源からの可干渉距離よりも小さい場合に限り、干渉縞は反射された参照ビームおよび測定ビームの再結合の後に生じる。この干渉縞は前記ミラーの位置が変化する間に放射線強度を測定する光検出器に適用される。この反射された参照ビームの放射の周波数は、ミラーの移動の移動によって二重の位置ずれを受けるために、以下に記載するように、その干渉信号は、例えば、国際特許第９９／２２１９８号に記載されたように電子的手段を用いて信号対雑音比を増大させることによって評価され得る。

しかし、少なくとも２つの測定手順にて必要となる距離が、光学的に透過性の物体または光学的放射の拡散性透過を可能にする物体において測定される場合、および物体が全測定サイクルにわたって所定の測定公差の範囲内、単にかろうじて、あるいは不完全に固定され得る場合、測定誤差が生じる。これらの問題は、特にｉｎ ｖｉｖｏ測定において生じる。

ＥＰ−Ａ−０９３２０２１は表面の平坦さを決定するレーザ干渉計を備えた装置を開示している。この知られている装置においては、レーザ・ビームはビーム・スプリッタによって２本のビームに分割される。これら２本のビームは光学的変更手段を用いて所定の角度で平行に向けられる。２本のビームはホルダ上に配置された一対の光学的偏向要素（プリズム）に衝突する。これら偏向素子の各々は、側方にずれるが、入射光に平行ではないように各ビームを方向転換する。反射されたビームの各々はそれぞれの反射鏡に送られる。これら反射鏡は固定された位置でビーム・スプリッタに接続される。反射鏡に衝突するビームの各々はそれ自身に反射され、ビーム偏向素子を介して後方反射された後、ビーム・スプリッタによって結合され、検出器に干渉と共に放射される。また、ホルダが移動されると、表面の平坦さが決定され得た結果として検出器の干渉縞が変化する。
知られている装置はその光学的構造の点で複雑であり、表面の平坦さの決定のみが可能であった。

本発明のさらなる目的
本発明の目的は好適には眼科検査および／または治療ステーションのための構造体において使用され得る方法を利用可能にし、かつその装置（システム）を提供することにあり、その方法および装置を用いて、特に、物体の異なる位置での測定を含む距離、厚さ、および表面の凹凸等のｉｎ ｖｉｖｏ測定を最適な方法で、すなわち、測定誤差が低減された状態で行うことが可能となる。

目的の解決策
本発明の方法に関し、上記目的は少なくとも２つの空間的に離れた領域、すなわち眼の光学的特性はミリ秒範囲のある測定時間で決定されるという事実によって達成される。この目的のために、マイケルソン型の配置が用いられ、これにより放射線源から出された短コヒーレンスの放射線が測定ビームおよび参照ビームに分割される。測定ビームは該当する領域を照射する。経過時間の変化が参照ビームに課され、その参照ビームは少なくとも２つの反射鏡にて反射される。次に、反射された参照ビームが結合されて、反射された測定ビームに干渉する。結合されたビームは検出され、検出された信号は距離測定のために評価される。

距離、長さ、厚さ、および形状を測定するのに必要であるように、透過性および／または拡散性の物体における少なくとも２つの空間的に離れた領域に関して（ｉｎ ｖｉｖｏ測定に必要な）ミリ秒範囲のある測定時間で光学的特性を測定するために、該物体は同時あるいは間断なく領域の数に相当する多数の測定ビームで照射される。物体「内」という言葉は、その領域が物体中および物体上の両方の場所に位置し得る、すなわち、側方にずれているということを意味することを意図している。異なる経過時間を有する測定ビームは、ある誤差を許容しながら、同様に異なる経過時間を有する参照ビームに干渉する。

参照ビーム経路の経過時間の差は、測定ビームの伝搬方向に対する２つの空間的地点（領域）の光学的間隔に相当し、ここでは空間的地点の少なくとも一方が少なくとも僅かに反射する（典型的には、少なくとも放射線強度の１／１０^−４％）。したがって、測定ビームは相互に重なり合うことができるか（厚さ、距離、長さの測定）、相互に平行に伸びることができるか（表面の形状等）、あるいは相互に対して任意の所望の角度であり得る（基準面に対して所定の角度の厚さ、距離等の測定）。

好適には周期的に発生するのが好ましい参照ビームの経過時間の変化を発生させるために、いくつかの方法が考えられる。これは、国際特許第９６／３５１００号に記載されているように、例えば、半反射する側面を有する回転する「立方体」を用いて実行され得る。しかし、反射鏡はまた、好適には周期的に直線変位を実行し得る。国際特許第９６／３５１００号に記載されている「立方体」は、線形で実質上経路全体にわたって周期的に行われる経過時間の変化を提供する。対照的に、加速が行われるので、線形的に移動されたミラーは線形的な経過時間の変化を提供しない。

ここで、「一般的な」マイケルソン型干渉計と比較すると、単に１本の反射ビームだけを用いて参照アーム内で手術することはできないが、測定される領域の数に応じて複数のビーム反射を用いれば可能である。これらのビーム反射は有利には部分ビームが常にそれ自身に再反射されるように構成されるであろうが、このことは必ずしも必要ではない。このタイプの光学システムは設計が簡単である。

また、上記複数のビーム反射を達成するために、ビーム方向に相互にずれているいくつかのミラーは、いわゆる段形ミラーとして配置され得る。この段形ミラーはまたその全体を参照ビームで照射され得るか、あるいは個々のミラーが順番にその全体を参照ビームで照射され得る。例えば、上記「立方体」が使用される場合、これは側方ビーム偏向を提供するので、立方体が回転するにつれてミラーは順番に照射される。しかし、回転ダイアフラム、あるいはミラーを介して直線的に移動されるダイアフラムを用いることも可能である。さらなる変形例を以下に示す。

好適には高い空間分解能を達成するために、測定ビームは測定される領域に集束されるであろう。以下に例示的実施形態を同じく示す。
路程差または複数の路程差を生じさせた後、厚さを測定できるようにするために、測定ビームを結合して単一の光学軸を有する単一のビーム・コンフィギュレーションが形成されるのが好ましい。また、ビーム・コンフィギュレーションは物体にわたって、特に周期的に移動され得る。この結果、側方の走査が得られる。所定の値のストレージと共にこの走査を用いて形状が確立され得る。光学軸に沿って前記２本の測定ビームを集束させる代わりに、表面の形状を決定するためにいずれの場合においても少なくとも２本の測定ビームがある距離を置いて互いに平行して伸び、かつ集束されてもよい。

測定ビームは領域の間隔、特に、参照場所を始点とする領域の間隔に比して短コヒーレンス長を有する。測定ビームはいずれの場合においても相互に異なる放射線周波数も有し得る。しかし、複数の放射線源を使用することも必要である。１つの放射線源のみを用いて操作することおよびフィルタを用いてビーム分割を得ることも可能である。しかし、これは結果的には広帯域の損失につながる。また、いくつかの構成要素は費用のかかる被覆がなされている必要がある。

異なる放射線周波数の代わりに、あるいはそれら周波数に加えて、測定ビームは相互に異なる偏光状態を有することができ、これはより単純な構成を可能にする。好適には、測定ビームはまた、測定される領域あるいは測定される複数の領域に向けて集束されるであろう。マイケルソン干渉計型の光学的配置が使用されるので、反射要素の瞬間的な位置は参照アーム内で参照場所として機能し得る。このため、あるいは参照場所、例えば、国際特許第９６／３５１００号に記載されている回転立方体を回転させる参照場所に関連する別の値のために、実際の位置が使用され得る。

測定は測定アームに運ばれ得る光学的に透過性および／または拡散性の物体上で実行される。光学的に透過性および／または拡散性の物体の代わりに、高反射の表面を有する物体を用いて実行することも可能である。反射する物体の場合、該物体の表面の形状を決定するために本発明の方法が使用され得る。しかし、この物体は光学的に透過性および／または拡散性であってよく、（少なくとも数％）の反射する表面を有してよい。この場合、表面を決定し、また厚さおよび表面の形状を決定することも可能である。

厚さを測定するために物体の「互いの後ろ」に存在する領域（場所）を用いることに加えて、表面の曲率および表面の形状を測定するために「互いに平行に」存在する領域（場所）を用いることも当然可能である。

反射鏡のずれの配置は、ある誤差を考慮しながら、測定される厚さ、距離等の想定される測定結果に相当するようにほぼ成される。ここでは、参照アーム内の経路変更ユニットを用いて、厚さ、距離等の不明な（測定される）部分のみが決定されなければならない。例えば、ヒトの眼の実際の長さが測定される場合、眼は±４ｍｍの長さの誤差で３４ｍｍの光学的長さを有していることが既に知られている。この場合、ずれは３４ｍｍに調整され得、経路変更ユニット用いてわずか８ｍｍの変更が行われ得る。

以下に記載の装置（システム）およびその実施形態の変形例を用いれば、眼の長さ（中央部、周縁部）だけでなく、前房深さ（中央部、周縁部）、角膜厚（中央部、周縁部）、水晶体厚（中央部、周縁部）、およびガラス体の深さも、さらに角膜の前面、角膜の後面、水晶体の前面、水晶体の後面、および網膜の対応する表面の形状（トポグラフィ）を測定することが可能となる。このようにして、例えば、角膜の前面、角膜の後面、水晶体の前面、および水晶体の後面の湾曲の半径を決定することも可能である。この目的のために、物体表面である眼の表面のために定められた測定ビームが、角膜と水晶体の後面との間の「どこかに」集束される。この「妥協」を用いて、角膜の前面、角膜の後面、水晶体の前面、および水晶体の後面の上で反射が検出され得る。次に、角膜の後面と水晶体の前面との間の距離は前房の深さである。しかし、この測定のための条件は、角膜の前面から水晶体の後面までの走査を可能にするためには、経路変更ユニットの光学的「移動」（約８ｍｍ）は十分に大きいものであるということである。

したがって、１回の測定でいくつかの領域の反射がほぼ同時に処理される。しかし、測定の観点から個々の測定を区別できるようにするために、測定ビームは異なる光学特性、例えば、偏光の異なる方向、異なる波長等を有する。しかし、識別できないビームを用いて操作することおよび反射鏡のずれを変えることによって、２つの干渉信号を適合させることも可能である。この場合、ずれは求められた間隔に等しい。識別できないビームを用いれば、感度の損失につながる。

使用される測定ビームの数に応じて、１つまたは複数の距離が１回の測定によって決定され得る。国際特許第９６／３５１００号に記載されているように、参照ビームの経路長の変更は静止した反射鏡の前の回転する透過性立方体を用いてなされ得る。そのような立方体は１０Ｈｚを超えて容易に回転することができる。すなわち、ほとんどの測定において、測定される物体は静止しているものとみなされ得るので、その物体を固定する特別な手段を講じる必要がない。

本発明のさらなる代替的実施形態およびそれらの利点は以下の文から明らかとなろう。一般に、ビーム・スプリッタを備える以下に示すような光学装置は、ビームを分割するだけでなく、２本のビームを結合することもできる。
本発明の眼科検査および／または治療ステーションの実施形態、および本発明の方法が実行可能な測定システムの実施形態は、添付図面を用いてより詳細に以下に説明される。

図１の「ブロック図」の一実施形態の変形例に示した眼科検査および／または治療ステーションはモジュール設計である。患者用モジュール３０３が患者の眼３０１の前に直接位置決めされ得る。照明装置３０５がファイバ・カプラ３０２を用いて分離可能な光ファイバ３０４を介して患者用モジュール３０３に接続されている。放射線がファイバ３０４を介して患者用モジュールに伝達され、次いでコリメータ・レンズ３１０ａによって該患者用モジュールから眼３０１上／中に自由空間ビーム３０７として投影される放射線源（図示せず）が、照明装置３０５内に配置されている。患者用モジュール３０３に配置された観察装置が以下に示され、図２および３に概略的に示される。

患者用モジュール３０３は以下に記載の測定システムと相互に働く。この測定システムは光ファイバ３０９を有しており、これはここではマイケルソン干渉計型の測定システムの測定アームの一部である。ファイバ３０９はカプラ３１１を用いて同じく分離可能に患者用モジュール３０３に接続されている。ファイバ３０９の放射線は患者用モジュール３０３から眼３０１上／中に自由空間ビーム３１２として導かれる。この自由空間ビーム３１２はコリメータ・レンズ３１０ｂによって発生される。コリメータ・レンズ３１０ｂは、ハウジング壁３０６が患者の眼３０１に近接するまで患者用モジュール３０３の壁３２９内のファイバ・カプラ３１１から延びるファイバ３０８の終端部にの前に配置されている。

測定システムの残りのすべての構成要素は、患者用モジュール３０３から離れて配置されており、残りの構成要素を有するこの配置はブロック３１３として象徴的に示されている。

表示素子３１５は眼３０１から離れて導かれた患者用モジュール３０３の側面に配置されている。この表示素子３１５は電気的結合３２０および電気的接続３１６を用いて、信号伝達の点で分離可能に評価ユニット３１７に分離可能に接続されている。評価ユニット３１７はさらなる電気的信号ライン３１８を介してブロック３１３に接続されている。
図２に示すように、眼３０１を直接観察することができる。ここで、測定アーム内のファイバ・カプラ３１１を始点とするさらなるファイバ３２１は、直接観察用の対物レンズ３２２を経由する。カプラ３１１から離れているファイバ３２１の終端部には、眼３０１の上あるいは中の所望の領域上に自由空間ビーム３１２を集束させるコリメータ・レンズ３２３が配置されている。明快に示すために、図２では照明用の自由空間ビームを省略している。

直接観察の代わりに、図３に示すように観察のために電子的補助手段が使用されてもよい。図３は眼領域の画像が画像検出素子（例えば、ＣＣＤ）３２６ａまたは３２６ｂ上にそれぞれ到達する２つの光学システム３２５ａおよび３２５ｂを有する、立体的観察を示している。電気信号出力３２７ａおよび３２７ｂは、患者用モジュール３０３のハウジング壁３２９内に配置され、かつ評価ユニット３１７用の信号ケーブル３３１が分離可能にそこに取り付けられた電気的結合３３０に至る。次に、評価ユニット３１７で任意に処理された画像は表示のために接続３１６を介して表示素子３１５に送られる。

照明装置３０５の放射線はそれ自身の光ファイバ３０４を介して患者用モジュール３０３に導かれ得る。しかし、好適にはブロック３１３のファイバ３０９に結合されてもよい。

患者用モジュール３０３は、患者の眼３０１の前に保持装置によって位置決めされる。保持装置はハンドルであってよく、または、制御された方法で、平行および垂直に位置を変化させる整列装置であってよい。

眼の領域内にかさばる構成要素を置くことで患者に不便を感じさせないようにするために、患者用モジュール３０３はできるだけ小さく構成されるであろう。理想的な大きさはほぼ従来のコンタクト・レンズの大きさであろう。しかし、コリメータ・レンズを設置する必要があるので、装置はわずかにより大きいものとなろう。

検査および／または治療ステーションのモジュール設計のために、検査および／または治療ステーションは、ちょうど１つの装置の空間を占め、かつ多数の個々の装置の機能性を備えることができ、その汎用性に加えて、非常に小さな装置が患者の眼の前に設置されるので、患者は一切不便を感じない。

図４はマイケルソン干渉計型の光学システムを備えた本発明の測定システムの例示的実施形態を示している。好適には、この測定システムはモジュラー型の測定および治療構造体内で上記の患者用モジュール３０３と共に用いられ得る。この光学測定システムにおいては、空間の点で著しい柔軟性を可能にしかつ比較的苛酷な環境においても動作を可能にする光ファイバ構成要素が主に用いられる。分かりやすくするために、以下に記載の例示的実施形態では、測定される物体１内で、この場合は眼内の２つの領域２ａおよび２ｂのみが測定アーム７内で測定される。この操作は自由空間ビーム６ａおよび６ｂのみを用いて測定物体１の直前、この場合は眼の前および参照アーム５内のミラー配置３の前で行われる。測定システムの光学システムは、参照アーム５に加えて、測定される物体１が配置された測定アーム７を供えている。放射線源９は光ファイバ１０内をファイバ・カプラ１１まで導かれる短コヒーレンスの放射線を放出する。この放射線のコヒーレンス長は、以下に記載の物体１内の測定される距離より短くなるように選択される。放射線源９のように、例えば、超ルミネセンス・ダイオードまたは別の広帯域の放射線源（光）を用いることが可能である。放射線源９から照射されかつファイバ１０を導かれるいわゆるソース・ビームは、ファイバ・カプラ１１によって参照ビームと測定ビームとに分割される。ファイバ・カプラ１１の後、測定ビームはファイバ・テクノロジ偏光コントローラ１５を備えた光ファイバ１３を移動する。次に、ファイバ・カプラ１１から離れた位置にあるファイバ１３の終端部１６のおいては、測定ビームは自由空間ビーム６ｂとして現れる。現れた自由空間ビーム６ｂはレンズ・システム１７によって測定領域２ａおよび２ｂの上／中にそれぞれ集束される。測定領域までの距離に応じて、自由空間ビーム６ｂは平行なビームに平行化され得、次いで、２つの測定領域２ａおよび２ｂ上に集束され得るか、あるいは図４に示したように領域２ａおよび２ｂ内に直接集束され得る。

図４は目の長さの決定方法を示している。この図では、例えば自由空間ビーム６ｂがレンズ・システム１７の第１の集束レンズ１９によって、網膜２０の測定領域２ｂ上に集束される。このレンズ・システム１７は、眼１の方向に向かって集束レンズ１７からある距離置いて配置されたさらなる集束レンズ２１を有している。レンズ２１の中央領域は開口部２３を有しており、これを通して領域２ｂ上に集束されたビームが妨げられずに通過することができる。次に、レンズ２１の端部領域２４はレンズ１９を通して「予め集束された」ビームを網膜前表面２５の測定領域２ａ上に集束させる。

好適には、「ホール・レンズ」２１は測定ビーム６ｂの伝搬方向に移動されるように設計されるであろう。このようにして、測定される眼１が視覚障害（例えば、近視または遠視）の場合であっても、測定ビームは少なくともほぼ網膜２０上に集束され得ることが保証されている。
「ホール・レンズ」を有する構成の代わりに、拡散要素が使用されてもよい。

ファイバ・カプラ１１を始点とする参照アーム５は同様にファイバ・カプラ１１に接続されたファイバ２７を有し、自由空間ビーム６ａはファイバ・カプラ１１から離れた位置にあるファイバ２７の終端部２９に現れる。参照アーム５は自由空間ビーム６ａの当該反射鏡への入射が該ビーム自身に再反射されるといおう効果を有する複数の反射鏡の配置３をさらに備える。個々の反射鏡は反射鏡に入射するビームが参照アーム５で経過時間の差を獲得するように相互にずれている。物体１（測定物体：眼）内の２つの領域２ａと２ｂとの間の距離ｄ_１のみを決定することが目的であるので、ここに示した例では２枚の反射鏡３１ａおよび３１ｂのみが存在している。いくつかの領域が一緒に測定される場合、当然、適切な数の反射鏡を設けることが必要である。２枚の反射鏡３１ａと３１ｂとの間の距離ｄ_２は、誤差を考慮しながら眼１内の２つの領域２ａと２ｂとの間の想定される距離値ｄ_１に相当する。

ファイバ終端部２９から現れる自由空間参照ビーム６ａは、反射鏡３１ａおよび３１ｂの両方が照射され得る程度までコリメータ・レンズ３３によって拡大される。レンズ３３の後に平行にされたビーム経路３４においては、反射鏡３１ａが最初に照射され、次いで反射鏡３１ｂが照射されるように設計された回転ダイアフラム３５が配置されている。この回転ダイアフラム３５はなくてもよい。しかし、これは測定信号との絶対的な関係を達成するために使用され得る。例えば、前部および後部測定領域２ａおよび２ｂの反射特性がほぼ同一である場合があるかもしれない。このような場合、ファイバ・カプラ１１内の干渉する重ね合わせによって発生され、かつ光検出器３７によって検出された最初の測定信号が全部測定領域２ａを始点とするのか、後部測定領域２ｂを始点とするのかどうかを必ずしも決定できるわけではない。眼の場合、眼（角膜、前房、水晶体）の前部からおよび網膜２０からの測定信号は明確に異なるので、そのようなダイアフラム３５を使用せずにこれを決定することが通常可能である。

しかし、両反射鏡３１ａおよび３１ｂは、双方向の矢印４０で示したように段形ミラーの形態でベース３９上で相互に対して調整され得る。他の双方向の矢印４１で示したように、ベース３９は入射する参照自由空間ビーム６ａに対して垂直に周期的に移動され得る。すべての反射鏡３１ａおよび３１ｂは高反射であり、相互に平行に重なるように設計されている。ベース３９は、例えば、振動するラウドスピーカ部材である。

眼の長さが決定される場合、２枚の反射鏡３１ａおよび３１ｂは想定される典型的な眼の長さは３４ｍｍ（誤差±４ｍｍ）であるある距離ｄ_２を置いて配置される。次に、反射鏡の配置３、すなわち、ベース３９の周期的移動は、双方向の矢印４１に従って１分当たり数回の振動（例えば、１０Ｈｚ）によって行われる。ファイバ・カプラ１１および反射鏡３１ａとファイバ・カプラ１１と測定領域２ａとの間あるいはファイバ・カプラ１１および反射鏡３１ｂとファイバ・カプラ１１および測定領域２ｂとの間にある参照アーム５内および測定アーム７内の光路長が同じである場合は常に、検出器３７は干渉信号を検出する。ベース３９の可動域は知られているので、眼の長さｄ_１を決定することができる。

別の距離ｄ_１が測定される場合、２つの反射鏡３１ａおよび３１ｂは異なる相互の間隔ｄ_２に設定され、次に、ベース３９が周期的に前後に動かされる。距離ｄ_２を設定する場合、考慮する必要があるのは単に、設定誤差がベース３９の移動範囲から外れている場合は干渉信号が得られないので、設定誤差はベース３９の移動範囲に存していなければならないという事実である。

眼科において使用される本発明のシステムの大きな利点は、特に、レンズ・システム１７が眼の前に存在するという点である。さらには、移動されるパーツが存在しない。レンズ・システム１７は小型で使用が簡単な設計であり得る。例えば、レンズ・システム１７は円筒型のハンドル内に収容されてよい。レンズ・システム１７の２枚のレンズ１９および２１もまた、測定される対応する領域への集束の適合を可能にするために、調整可能に作られる。２枚のレンズ１９および２１の調整の可能性のある例が双方向の矢印４３ａおよび４３ｂによって図４に示されている。３つ以上の領域が同時に測定される場合、より多くの集束レンズが適宜設けられる。ファイバ終端部１６を始点とする第１のレンズはレンズ１９と同様に頑丈に設計され、他のすべてのレンズは先行するレンズまたは複数のレンズからのビーム用の開口部を有する。

検出器３７によって検出された干渉信号は電子信号として評価電子装置４５まで移動する。これらの評価電子装置４５は達成可能な電気信号強度および達成可能な信号対雑音比に応じて多少の複雑さを伴うであろう。一般に、評価電子装置４５は前置増幅器Ｖ、信号フィルタＦ、整流器ＧＲ、およびローパス・フィルタＴＰＦを備える。電気的に処理されたアナログ信号はさらなる処理または格納のために、デジタル信号に変換されるのが好ましい。デジタル化された信号はまたネットワーク（ローカル・エリア・ネットワークＬＡＮ（例えば、イーサネット）あるいは広域ネットワークＷＡＮ（例えば、インターネット））を介して、他のデータと比較されるか、または評価のために送られる。決定されたデータは適切な形式でモニタＭに表示されてもよい。

図４に示すように、参照ビームの入射の方向に関連する方向の変位ｄ_２と同様に変位ｅ_２で相互にずれた状態で、反射鏡はｎ個の要素３１ａ、３１ｂ等として相互に平行に配置され得る。しかし、反射鏡は図５に示したような形態で交互に配置されてもよい。図４と同様に、かつ図をややこしくしないようにするために、図５も単に反射鏡４９および５０を示している。図４の説明と同様に、ファイバ終端部５３から現れる自由空間参照ビームを平行にするために、この図でもコリメータ・レンズ５１が存在している。図４で使用されているように、回転ダイアフラム３５がここでは必要ではない。ここでは、平行にされた自由空間参照ビーム５４は第１の低反射率の反射鏡５０に衝突した後、全反射する反射鏡４９に衝突する。反射鏡４９および５０の両方は距離ｄ_２と同様の距離ｅ_２を置いて配置されている。次に、測定領域の反射に相当する反射鏡５０の部分反射が選択される。この場合、反射鏡４９および５０の両方はまた共通のベース５５上に配置されている。ベース３９と同様に、ベース５５は経過時間変更の間（双方向の矢印５６で示された）、周期的な振動を発生する。次に、測定する長さの適合は２枚の反射鏡４９および５０を相互にずらすことによって達成され得る。いくつかの領域が測定される場合、あるいは相互関係を有するようにされる場合、いくつかの反射鏡が用いられる場合、最後尾の反射鏡は常に全反射鏡であるべきである。その前の反射鏡の反射は相互に対して、かつ測定領域の反射に適合される。

図４および５に示すように、反射鏡システムに加えて、システムのさらなる例が図６に示されている。上記の説明と対照的に、ここでは５７ａおよび５７ｂで示した図６に示すシステムの反射鏡は測定手順の間は静止している。反射鏡５７ａおよび５７ｂの移動は、測定構造体が変わる場合にのみ行われる。その中心軸５９の周囲を回転し、いわゆる経路変更要素として機能する透過性立方体６１は反射鏡５７ａおよび５７ｂの前に設けられている。この種類の経路変更要素６１は国際特許第９６／３５１００号に記載されている。立方体の外部は半反射する表面６２を有しており、この表面上で立方体６１に入る平行化された自由空間ビーム６３が図６に示したビーム経路で反射される。立方体が回転すると、その結果、反射鏡５７ａおよび５７ｂの表面に対して垂直な立方体から現れるビーム６３ａが移動する。すなわち、現れたビームは２枚の反射鏡５７ａと５７ｂとの間を前後に動く。ずれている反射鏡５７ａおよび５７ｂの放射は、相互に時間順に図４に示した回転ダイアフラム３５を用いても可能になるが、この場合、参照ビームのかなりの放射損失が存在する。この放射減衰は回転立方体６１を備えた配置において完全に除去される。

２枚の反射鏡５７ａおよび５７ｂの代わりに、相互に平行な対向する壁を有する透過性の直方体（図示せず）を用いてもよい。回転立方体６１の方を向いている直方体の側面は半反射性かつ半透過性であるように設計され、回転立方体６１の方を向いていない直方体の側面は全反射性である。直方体の二面間の距離はｄ_２である。この直方体はガラスで作られるのが好ましいであろう。この直方体は固定して設置されてよく、異なる測定手順に適合できるようにするために並進ステージ上に配置されてもよい。ヒトの眼で実行される測定においては、ｄ_２は眼の長さに応じて選択される。

図７は図４に示した光学システムの実施形態の一変形例を示している。図４に示したシステムと対照的に、この図では２つのファイバ・カプラ６５ａおよび６５ｂならびに２つの検出器６６ａおよび６６ｂが存在している。また、図４で用いられた平坦な反射鏡（平面反射鏡）３１ａおよび３１ｂの代わりに、ここでは参照アーム６７は、再帰反射器として働き、かつこの場合では振動によって移動し得るベース７１上に配置することもできる、２つのプリズム６９ａおよび６９ｂを備えている。経過時間長を発生するために、２つのプリズム６９ａおよび６９ｂは、図８の側面図によって示されるように相互に後方にかつ相互に平行にずらされている。ずれていない場合にはプリズム６９ａがプリズム６９ｂに重なるかもしれないので、側面図に示した側方のずれは不可欠である。測定アーム７２は図４の測定アーム７と同様に設計されている。

図７では、放射線源９と同様の放射線源７３から照射される短コヒーレンスの放射線が、ファイバ・カプラ６５ａで測定アーム７２と参照アーム６７とに分割される。ファイバ・カプラ６５ａの後に、ここでは１’で示した物体の測定される領域から反射された放射線は、ファイバ７５を介してファイバ・カプラ６５ｂまで導かれる。プリズム６９ａおよび６９ｂによって反射、すなわち方向転換され、かつレンズ７６によって並行にされた参照自由空間ビームは、集束レンズ７７を介してファイバ・カプラ６５ｂに通じているファイバ７９に到達する。次に、参照アーム６７からの放射線と共に測定アーム７２からの放射線の干渉する重ね合わせが、ファイバ・カプラ６５ｂ内で生じる。２つの検出器６６ａおよび６６ｂを用いて検出が行われる。２つの検出器６６ａおよび６６ｂを用いることによって、信号対雑音比、したがって、測定感度が著しく改善され得る。

図９は図４および７に示した測定システムのさらなる変形例を示している。図７の説明と同様に、２つの検出器８３ａおよび８３ｂがここでも用いられている。しかし、それぞれ図４および７の２×２のファイバ・カプラ１１および６５ａおよび６５ｂの代わりに、ここでは３×３のファイバ・カプラ８５が用いられている。また、２つの参照アーム８６ａおよび８６ｂも存在しており、いずれの場合でも同一の放射線が各反射鏡８７ａおよび８７ｂを通して、経過時間の変化の後にそこに再反射される。反射鏡８７ａおよび８７ｂもまた相互に対して調整可能であり、振動ベース８９上に配置されている。各反射鏡８７ａおよび８７ｂの再反射された放射線は、それぞれそこから照射された同じファイバ９０ａおよび９０ｂに結合される。放射線源９２から照射される短コヒーレンスの放射線はファイバ・カプラ８５によって測定アーム９１および２つの参照アーム８６ａおよび８６ｂに分割される。物体１”内の領域からの測定アーム９１で反射された測定ビームおよび参照アーム８６ａおよび８６ｂからの反射された２本のビーム部分は、ファイバ・カプラ８５内で干渉するように重ね合わされ、次いで２つの検出器８３ａおよび８３ｂによって検出され、かつ該検出器に接続された評価電子装置９３によって評価される。

上記の図４〜９では、厚さを測定するために測定が行われる。この目的のために、第１の測定ビームは第１の領域（ポイント）上に集束され、第２の測定ビームは第１の領域の後方に存在する第２の領域（ポイント）上に集束される。従来、第１の領域および第２の領域は１つの光学軸上に設けられていた。ここで、本発明の装置は２本の測定ビームの焦点が互いに隣り合って存在するように変形され得る。この測定ビームが側方に相互に平行して位置する場合、少なくとも最小反射率１／１０^−４％を有する表面の表面形状を決定することが可能である。図１０に示したように、これは表面１００上の第１の測定ビーム９９ａの第１の反射場所９７ａと参照地点または参照平面１０１との間の距離ｇ_１、および第２の測定ビーム９９ｂの第２の反射場所９７ｂと参照平面１０１との間の距離ｇ_２を決定することによって行われる。両測定値は電気的評価ユニットのメモリに格納される。参照平面１０１からの２本の測定ビームの９９ａおよび９９ｂの距離差ｇ_１およびｇ_２は、それらの相互の間隔ｈに比例して２表面の座標をもたらす。次に、表面の性質が分かっている場合に限り、これら２つの座標を用いてその表面形状が近似法によって推定され得る。ヒトの眼の場合、その性質は知られている。いくつかの測定ビームが用いられるか、あるいは側方にずらした測定ビームを用いていくつかの測定が実行される場合、より正確に表面を決定することができる。

眼科では、白内障治療において人工水晶体を調整する場合、眼の長さおよび前房の深さだけでなく、角膜の、特に、角膜中央部の曲線形状が重要である。これらすべての値は本発明の装置を用いて決定され得る。

上記形状を決定するために、角膜の湾曲の２つの定められた半径、すなわち、水平方向の半径および垂直方向の半径が最低限必要である。これら２つの半径が異なる場合、これは乱視と呼ばれる。既に記載したように、測定される円の各弧に関して、所定の角度の参照面（ここでは１０１）からの距離（ここでは通常の距離ｇ_１およびｇ_２）および相互からの湾曲部（ここでは９７ａおよび９７ｂ）の距離（ここではｈ）が分かっている場合、湾曲の半径は知られている幾何学的アルゴリズムを用いて決定され得る。距離ｇ_１およびｇ_２は、干渉現象が生じた時に、反射鏡または複数の反射鏡の瞬間的な場所からあるいは経路長変更ユニット（回転立方体）の回転の瞬間的角度から決定され得る。反射鏡あるいは経路長変更ユニットの所定の位置が参照値として使用される。回転立方体（例えば、国際特許第９６／３５１００号に記載）を有する経路長変更ユニット（回転立方体）が使用される場合、好適には、使用される参照は入射ビームが第１の立方体表面に垂直に衝突するそのゼロ度の位置になろう。湾曲の半径のより正確な測定値を得るために、湾曲の中央部の２つの半径を決定する最小の３つの測定ビームの代わりに、より多くの測定ビームを用いることも可能である。以下に記載するように、厚さおよび半径を同時に測定することも可能である。

光学システムのブロック図に基づいて図１１に示した装置は、透過性または拡散性の物体、この場合はヒトの眼１４７の表面形状および異なる厚さを測定するのに用いられる。図１１に概略的に示した光学的構造体は多くの点で図４に示したものと類似しており、この図ではファイバは代替例として自由空間ビームに置き換えられている。またこの図では、例えば、超ルミネセンス・ダイオードであってよい放射線源１４９が存在している。ここでは、放射線源１４９からの放射線はファイバ１５０を介して導かれるので、放射線源１４９ならびに測定および評価装置の位置的な独立を可能にしている。ファイバ１５０から照射された放射線はレンズ１５１によって平行化され、下流側にある第２のレンズ１５２によって集束される。放射線の偏光方向を「回転させる」λ／２のプレート１５４が焦点１５３とレンズ１５２との間に配置されている。次に、それを用いて放射線が測定アーム１５７ｂおよび参照アーム１５７ａに分割されるビーム・スプリッタ１５５が設けられている。参照アーム１５７ａでは、ビーム・スプリッタ１５５の次にはλ／４のプレート１５９があり、続いてそれを用いてビーム・スプリッタ１５５からの放射線が平行化されるレンズ１６０が存在している。レンズ１６０の次には第１および第２の半透過性反射鏡１６１ａおよび１６１ｂ、ならびに全反射性反射鏡１６１ｃが存在する。３枚の反射鏡１６１ａ、１６１ｂ、および１６１ｃはすべて、実行される測定に従って相互に対して調整可能であり、経過時間変更用の振動ベース１６１ｖ上に配置されている。

測定アーム１５７ｂでは、ビーム・スプリッタ１５５の次にコリメータ・レンズ１６２および図４のレンズ２１と同様のレンズ・システム１６３が続く。

眼１４７によって再反射された放射線は参照アーム１５７ａから照射された参照放射線によって重ね合わされ、検出器アーム１５７ｃにおいてレンズ１７０を介して検出器アレイ１７１まで導かれる。簡単に示すために、相互に近接して配置された３つの検出器１７２ａ、１７２ｂ、および１７２ｃが二次元的な表示ではなく線形的に示されている。各検出器１７２ａ、１７２ｂ、および１７２ｃの後に、例えば、増幅器、ドップラ周波数フィルタ、整流器、およびローパス・フィルタを備えた電子回路１７３が続いている。次に、検出された測定信号はアナログ・デジタル・コンバータおよびメモリを備えたコンピュータによって処理され、スクリーンに表示される。

図１１に概略的に示した装置を用いて、眼の長さ、角膜厚、前房の深さ、水晶体の厚さ、ガラス体の深さ、および網膜厚が異なる場所おいて同時に測定され得る。異なる場所の測定が可能であるために、表面形状もコンピュータによって決定され得る。これを説明するために、図１２では実線、破線、および点線を用いて３本の側方にずらしたビーム経路が示されている。より分かりやすくするために図１２に拡大して示した実線のビームは、場所１７７ａ、１７７ｂ、１７７ｃ、１７７ｄおよび網膜１７９から来ている。ｍ×ｎ個の検出器から成る光検出器アレイを用いて、例えば、角膜の１８２、角膜の後面１８３、および水晶体のそれぞれ前面１８４および後面１８５上の、眼１４７の上または中のｍ×ｎ個の場所を同時に測定かつ評価することが可能となる。ベース１６１ｖの移動速度に依存するある時間間隔の後に、「ｂ」で示した場所、次いで「ｃ」および「ｄ」で示した場所が検出かつ評価される（図１１および１２を参照）。

用途に応じて、レンズ１６０および１６２は一次元または二次元のレンズ・アレイとして設計されてよい。
測定手順をよりよく理解するために、図１１はまた、参照アーム１５７ａ、測定アーム１５７ｂ、および検出器アーム１５７ｃ内に、場所１７７ａに向かうおよび場所１７７ａからの「ビーム限界」を実線で、場所１８１ａに向かうおよび場所１８１ａからの「ビーム限界」を点線で示している。実線および点線は、場所１７７ａおよび１８１ａのそれぞれ空間座標の測定を可能にする、すなわち、これらビームに干渉する、参照アーム１５７ａ、測定アーム１５７ｂ、および検出器アーム１５７ｃ内で２本の端部ビームを示している。

図１３は光ファイバに平行な短コヒーレンスの反射率計として示される装置の略図を示している。本発明この実施形態の変形例によって、例えば、水平（左右）方向および垂直（上下）方向に、角膜前面の湾曲の中央領域の４つの半径を同時に測定することが可能となる。角膜後面の湾曲の中央領域の４つの半径を同時に測定することも可能である。この配置は５個の２×２個のシングル・モードファイバ・カプラ１９０、５個の放射線源１９１ａ〜１９１ｅ、関連する回路１９３ａ〜１９３ｅを有する５個の検出器１９２ｅ〜１９２ｅ、アナログ・デジタル・コンバータ１９４、コンピュータ１９５、およびディスプレイ１９６を備えている。他の要素およびユニット（特に、１６１ａ〜１６１ｅおよび１６３）が図１１のこれら要素に相当する。

反射鏡配置１６１ａ〜１６１ｅ用の振動ベースを構成する代わりに、コリメータ・レンズの後に図６の段形ミラー配置と同様の上記の回転立方体を用いてもよい。
反射要素３１ａ／ｂ、４９／５０、５７ａ／ｂ、６９ａ／ｂ、８７ａ／ｂおよび１６１の位置は、いずれの場合にも測定される物体（ここでは、一般に眼であるが、他の物体が測定されてもよい）に対して設定される。反射アーム内で反射要素の最適な位置を求めるために、これら要素は並進ステージ（図示せず）上に配置され得る。次に、このステージを用いて反射要素は段階的（例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍ単位で）に移動される。各段階の後、測定を行うために並進ステージは停止する。反射信号は経路長変更ユニット（例えば、経路長変更ユニット４１、５５、６１、７１、８９等）を用いて所定の深さの周期的走査によって捜し求められる。反射信号がこの「深さ走査」において見付けられなかった場合、並進ステージは次の工程を実行する。この手順は適切な反射が現れるまで繰り返される。この探索手順は、当然、制御装置によって自動的に行われてもよい。

本発明の上記装置およびその実施形態の変形例を既存の装置と共に用いることができる。この装置は、例えば、検眼用の細隙灯装置に組み入れられるか、あるいは組み合わされてよい。次に、図１４に示すように、測定ビームは自由空間ビームのように、ビーム・スプリッタを介して照射ビーム経路に結合され得るか、顕微鏡においてはまたビーム・スプリッタを介して観察ビーム経路に結合され得るか、あるいは顕微鏡対物においてまたは偏向ミラー１９９を用いて細隙灯装置の立体顕微鏡２０２の中央チャネル２００に結合され得るかのいずれかである。中央チャネル２００は立体顕微鏡２０２の２本のビーム経路２０１ａと２０１ｂとの間に存在する。図１４には固定光源２０３も示されている。固定光源２０３を見ることによって、患者はほとんどの場合移動しなくても自分の眼２０５を所定の場所に向けて、その場所に保ちもする。（図４、７、および９の装置コンフィギュレーションと同様に）測定ビーム２０６はファイバ２０７から現れ、レンズ・システム１７と同様の任意の横断スキャナを備えたレンズ・システム２０９を通過する。本発明により装置のほかの要素はコンパクト・ベース装置２１０に組み込まれる。

好適には、いわゆるガイド・レバーを用いて、３つの空間座標内で細隙灯装置を移動させることによって、それに応じて測定ビームも移動される。測定ビームと一緒に細隙灯装置全体を移動させる代わりに、両方を互いに別々に動かすことも可能である。既に記載したように、測定ビームのみを移動させる場合、図４の例示と同様の「光ファイバ」設計を使用することが好ましい。

Ｐｌａｃｉｄｏ円板を備えたビデオケラトグラフ（ｖｉｄｅｏｋｅｒａｔｏｇｒａｐｈ）と組み合わせて、測定ビームは小型のビーム・スプリッタを用いてビデオケラトグラフの照射軸の方向に結合される。

上記のように立体顕微鏡に測定ビームを統合する代わりに、図１５に示したように、測定ビームは顕微鏡２１４に取り付けられ得るアダプタ２１５を介して細隙灯装置２１３内で伝達されてもよい。

上記実施形態の変形例では、ファイバ・カプラまたはビーム・スプリッタ立方体であるかに関係なく、すべてのビーム・スプリッタが偏光ビーム・スプリッタとして構成されていることが一般に有効である。放射線源９、７３、１４９、および１９１ａ〜１９１ｅも偏光された放射線をそれらのソース・ビーム内で放出する。干渉が検出可能である場合は常に、参照アームおよび測定アームの光路長は同じ長さであり、参照アームの光路長はヘルツの範囲で変動することができる。測定アーム内の放射線を関係する領域上に集束させるレンズ・システム、例えば、１７はいくつかの用途においては省略されてよい。例えば、眼の長さを測定するためには、測定ビームの集束は眼の屈折力によって占められる。

参照アームに配置された反射鏡の光の経過時間差または複数の光の経過時間差は、予想される概算的測定結果に相当するように常に設定される。すなわち、予想される測定結果からの経路のみがこの場合は測定によって決定される。これらの偏差は経路全体（距離、厚さ等）を測定する必要がある場合よりも常に非常に小さいので、非常に小さい、故に参照アームの非常に速い経路長変更（経過時間の変化）を用いて操作することが可能である。時間の観点では、これは２つの干渉が順に非常に高速に生じることを意味する。この干渉は同時に起こりさえするかもしれない。距離測定、厚さ測定等の場合、先行技術は時間をずらした２回の測定を必要としたが、本発明における測定結果は非常に迅速に得られるので、測定される物体の位置の移動が測定精度に及ぼす影響の程度は感知できないほどのものである。

上記利点は一般に困難さのみを伴って静止させられ得る子供の眼の長さ測定を行う際に非常に有利である。
次に、単一の光検出器の代わりに、関係する反射する表面に干渉を割り当てることが望ましい場合、各偏光方向に１個つずつ、それらの２つの光検出器を使用することが可能である。次に、一方の偏光方向の放射線は偏光ビーム・スプリッタを用いて一方の光検出器に導かれ、他方の偏光方向の放射線は他方の光検出器に導かれる。

ここでは、放射線反射は領域の上または内において異なるレベルであってよい。つまり、距離が測定されるか、あるいは層に関しては厚さが測定される物体内の領域からの反射の差が存在してもよい。反射された強度をある範囲に適合できるようにするために、λ／２およびλ／４のプレートがそれぞれソース・ビームおよび参照ビーム内に配置されてよい。また、各プレートはさらなる強度が放射線が弱く反射されるビームに結合されるように調節され得る。

参照アームの経路長の変更は、以下の等式に従ってドップラ周波数ｆ_{Ｄｏｐｐｌｅｒ}で参照ビームの放射線周波数に影響を及ぼす。

上式中、ｆ_０は放射線源の放射線周波数、ｖ_ｓｃａｎは経路長の変更速度、およびｃは光速度である（国際特許第９６／３５１００号に記載の経路長偏光ユニットによれば、ドップラ周波数ｆ_{Ｄｏｐｐｌｅｒ}はほぼ一定である）。このドップラ周波数は光検出器を用いて検出された干渉信号も有する。したがって、検出器から得られた電気信号は電子的帯域通過フィルタを用いて、検出された放射線の残りと分離され得る。このようにしてこの信号対雑音比は著しく改善される。

また、上記装置は、ビーム・スプリッタ（図示せず）を備えた参照アームに結合された高コヒーレンスの放射線源（例えば、分布帰還型レーザ）の放射線を用いて較正され得る。次に、結合された放射線は、ビーム・スプリッタと経路長変更ユニットとの間の任意の所望の場所にある固定された反射鏡上で反射される放射線部分に干渉する。高いコヒーレンスの放射線源のコヒーレンスは経路長変更ユニットの経路長の変更よりも長い。次に、干渉縞が検出器を介して（または、この目的のために設けられた別の検出器上で）走る。次に、いずれの場合においても２つの干渉縞間の距離は半分の経路長に相当する。これら干渉縞を（自動的に）計数することによって、経路長変更ユニットの経路を較正することが可能となる。高コヒーレンスの放射線は患者の眼に到達し得ないために、その放射線力は比較的高くなり得るので、この検出は重要ではない。高いコヒーレンスの放射線は検眼に用いられる短コヒーレンスの放射線と同じ波長であってよい（が、同じある必要はない）。

好適には、本発明の上記装置を用いて決定される角膜の厚さは、ＬＡＳＩＫ（ｌａｓｅｒ−ａｓｓｉｔｅｄ ｉｎ ｓｉｔｕ ｋｅｒａｔｏｍｉｌｅｕｓｉｓ）を用いた屈折矯正手術を行うことを目的としている患者との診察に組み入れられてよく、ここでは角膜の臨界厚に関連する差の計算は関連する角膜の厚さを考慮して個々に行われる。以下の新規な工程がこの目的のために行われることが好ましい：

１．術前の中央部の角膜厚ｄ_ｚは装置の１つを用いて決定される。
２．典型的には１６０μｍの、ＬＡＳＩＫに通常用いられる平均フラップ厚ｄ_ｆは、前記決定された角膜厚ｄ_ｚから差し引かれる。
３．一般的な夜間条件の光度に目を曝露しながら、（最大可能）瞳孔径が決定される。「夜間の瞳孔径」は検査室を暗くすることによって、本発明の装置またはその実施形態の変形例に接続されたＴＶカメラを用いて測定され得る。そのようなカメラは、例えば、検出器アームにおいて適切なレンズ・システムを備えたビーム・スプリッタを介してドッキングされ得る。瞳孔径の測定は任意である。標準値を診察に用いてもよい。

４．次に、切除後の紅輪現象を回避するために、最適な切除径Ｓが角膜について要求され、この径は夜間の瞳孔径よりも大きい必要がある。
５．ＬＡＳＩＫを用いて達成されるジオプトリの矯正は、先行する測定から（例えば、患者が既に所有している既存の眼鏡またはコンタクト・レンズの屈折を知ることから）分かる。

６．所望の矯正に必要な中央部の間質の深さｔ_ｏ（μｍ）が公式ｔ_ｏ＝−（Ｓ^２Ｄ）／３を用いて所望の矯正に対して算出される。ここで、Ｓは最適な切除径（μｍ）、Ｄは切除の結果として得られるジオプトリの所望の変更である。
７．ここで、ＬＡＳＩＫ手術の後に得られるであろう中央部の間質の深さｄ_ｓ＝ｄ_ｚ−ｄ_ｆ−ｔ_０が算出される。

８．残る厚さｄ_ｓが重要な中央部の間質の残りの厚さｄ_ｋを超えているかどうかが確かめられる。重要な中央部の間質の残りの厚さｄ_ｋの可能性のある定義は、例えば、ｄ_ｋ＝ａ・ｄ_ｚ−ｂであり、ａ＝０．５８およびｂ＝３０μｍが標準値として採用される。
９．ここで、ｄ_ｓがｄ_ｋより大きい場合、ＬＡＳＩＫ手術を推奨することが可能である。
当然、上記の処理手順はコンピュータを用いて自動化され得る。

上記手順は遠視の矯正の場合にも同様に行われる。しかし、この場合、角膜厚は最大切除の地点の周囲で測定される必要がある。上記手順６に定めた公式は適宜換えられる。
上記の眼の厚さおよび形状の測定は、眼の屈折力の分布の測定によって捕捉されてよい。これを達成するために、図１１のレンズ１６２はｐ×ｑ枚のレンズを有するレンズ・アレイ（図示せず）に換えられる。これにより、放射線源１４９から来る放射線はｐ×ｑ本の成分のビーム（図示せず）の形態で眼上に投射される。レンズ・アレイは眼の方に移動されて得るか、あるいは眼から離され得る。集束が網膜上の少なくとも部分的に起こるように、レンズ・アレイが適所に移動される。ここで、さらなるビーム・スプリッタが眼の表面とレンズ１７０との間の場所において用いられ、網膜がＴＶカメラを用いて検査される。ここで、網膜上の光の地点の空間分布が、レンズ・アレイによって生成された地点の分布から外れている場合、眼の反射力の分布または像形成特性は理想的ではない。つまり、眼が網膜に衝突する平坦な波面から最適な像を形成しない。次に、このずれ（例えば、球面収差、コマ収差、等）がモニタに表示され得る。

知られているトノメータ（眼圧測定装置）には眼圧だけしか直接測定できないという不利がある。測定は、例えば、所定の表面（圧平眼圧計）で角膜表面を平坦化するために必要な力を用いて実行される。しかし、「平坦化」の力は角膜厚および角膜の曲率の関数である。知られているトノメータは、標準化された正常な角膜厚および角膜の曲率から進む。標準値から角膜がずれている場合、そのように決定された眼圧は実際の値に相当しない。角膜がより厚くあるいはより強力になるほど、知られている方法で決定された内圧は実際の値より上方にずれる。おそらくは過剰に高い眼圧のために、これは眼圧を下げる不要なあるいはさらには有害な薬剤の投与につながる。他方では、しかし、この欠点のある測定あるいは誤解は、例えば、緑内障の診断を遅らせることにもなる。

現在、本発明の装置をトノメータを組み合わせることが提唱されている。知られているトノメータを用いて測定された「誤った」眼圧は、本発明の装置を用いて決定された角膜曲率および角膜厚を用いて計算機的に補正される。この補正は値をコンピュータに入力することによって達成されてよいか、あるいは電子的に２つの装置を結び付けることによって自動的に達成されてよい。

本発明の装置、その実施形態の変形例、およびそれら測定機器はネットワーク化されてよく、それにより離れた位置であったとしてもデータの調整および格納を実行することができ、かつそのデータを他のデータと比較することができる。

上記に記載したように、本発明の装置は以下の眼科測定の目的に役立つ：
角膜厚、角膜厚の形状、角膜の前面および後面の形状；
前房深さ、前房深さのプロフィール；
水晶体厚、水晶体厚のプロフィール、水晶体の前面および後面のプロフィール；
ガラス体深さ、ガラス体プロフィール；
網膜層厚、網膜表面のプロフィール；
上皮厚、上皮のプロフィール、上皮の前面および後面のプロフィール；
角膜弁厚、角膜弁厚のプロフィール、前弁および後弁のプロフィール、弁の位置、および
角膜実基質厚、基質のプロフィール、基質の前面および後面のプロフィール。
屈折矯正手術後の術後フォローアップ（ｆｏｌｌｏｗ−ｕｐ）検査中に、さらなる測定が行われてよい。

特に、測定システムを備えた本発明のモジュール型眼科検査および／または治療ステーションを示すブロック図である。 患者の眼の前に配置され、かつ図１に示した検査および／または治療ステーションの一部である患者用モジュールの実施形態の変形例を示す略図である。 図１に示した患者用モジュールの別の変形例を示すブロック図である。 好適には図１のブロック図に示した検査および／または治療ステーションにおいて使用され得るような本発明の測定システムの例示的設計を示す光学ブロック図である 図４において使用され得る測定システムの図４に示した光学的構成の参照アーム内の反射鏡配置の変形例を示す略図である。 図５に類似の参照アーム内の反射鏡配置の別の変形例を示す略図である。 図４に示した測定システムの変形例を示すブロック図である。 矢印Ｖ方向から見た図７において用いられるプリズム配置を示す側面図である。 図４および７で示した測定システムの変形例を示すブロック図である。 測定される物体の直接前のプロフィールを測定するための測定ビームの軌跡を示す略図である。 複数の測定ビームを有する図４、７、および９に示した測定システムの変形例を示すブロック図である。 測定される物体（例えば、眼）の範囲内の、図１１に示した測定システムの測定ビームの軌跡を示す拡大図である。 ビームが当たる地点を示すために眼の表面を、例えば、９０度回転させた場合の、ほとんどの部分に対する放射線が光ファイバ中を進む本発明の測定システムの変形例を示す光学システムのブロック図である。 顕微鏡の中央チャネル内に測定ビームを有する細隙灯装置の立体顕微鏡を示す略図である。 顕微鏡に取りつけられ得るアダプタを備えた細隙灯装置を示す構成図である。

Claims (13)

1. モジュール設計が、照明装置（３０５）と、観察装置（３２５ａ／ｂ、３２６ａ／ｂ、３１５；３２２、３２３）と、光ファイバ（３０９）からの放射線を第１の自由空間ビーム（３１２）に変換するのに用いる、少なくとも１本の第１の光ファイバ（３０９）および１つの第１のコリメータ（３１０ｂ）を有する光学測定システム（３１２、３１１、３０９、３１３）と、評価ユニット（３１７）と、前記患者の眼（３０１）の前に直接位置決めすることができ、かつ第２の光ファイバ（３０４）用の少なくとも１つの第２のファイバ・カプラ部を有する患者用モジュール（３０３）とを備え、前記患者用モジュール（３０３）は、前記位置的に離れている照明装置（３０５）に対して、対応するカプラ（３０２）を用いて分離可能に接続すると共に、対応するカプラに対して前記測定システムの前記第１のファイバ（３０９）を少なくとも１つの第１のファイバ・カプラ部（３１１）を分離可能に結合し、前記少なくとも１本の第２のファイバ（３０４）からの放射線を第２の自由空間ビーム（３０７）に変換できる少なくとも１つの第２のコリメータ（３１０ａ）を有し、前記コリメータ（３１０ａ／ｂ）が前記患者用モジュール（３０３）内に配置され、かつ前記測定システムが信号伝達の観点で前記患者用モジュール（３０３）から離れて同様に配置された前記評価ユニット（３１７）に接続されたことを特徴とする眼科検査および／または治療ステーション。
2. 表示素子（３１５）が前記患者用モジュール（３０３）上に配置され、かつ分離可能な電気信号ライン（３１６）を介して前記評価ユニット（３１７）に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の眼科検査および／または治療ステーション。
3. 前記観察装置が、前記患者用モジュール（３０３）内に配置された接眼レンズ（３２３）および検眼用の対物レンズ（３２２）を備えて設計された請求項１または２に記載の眼科検査および／または治療ステーション。
4. 前記観察装置が撮像素子（ＣＣＤ）（３２６ａ／ｂ）および撮像素子（３２６ａ／ｂ）上に測定される眼の領域を投影する光学ユニット（３２５ａ／ｂ）を備え、該撮像素子（３２６ａ／ｂ）および該光学ユニット（３２５ａ／ｂ）は前記患者用モジュール（３０３）内に配置されたことと、特に、撮像素子（３２６ａ／ｂ）および光学ユニット（３２５ａ／ｂ）が一対に形成され、かつ立体的観察を可能にするために互いにある距離離れていることとを特徴とする請求項１または２に記載の眼科検査および／または治療ステーション。
5. 前記患者の眼の前で位置決めをする整列装置として好適には設計された前記患者用モジュール用の保持装置と、特に、前記患者の前でごく僅かな空間の領域しか占めないようにするために、ほぼコンタクト・レンズの大きさである前記患者用モジュールの幾何学的設計とを特徴とし、該モジュール設計はそれがたった１つの装置の空間を占めるだけであるが、多数の異なる個々の装置の機能性を達成することを可能にするように全体的に選択された請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科検査および／または治療ステーション。
6. 前記測定システムおよび／または前記観察装置が、測定データの評価のために好適にはコンピュータ支援型評価ユニットに接続されたこと、および、他のデータを用いて前記決定されたおよび／または評価されたデータを処理できるようにするために前記評価ユニットが、特にデータ・ネットワークを介して検索可能なデータを含んだ他のデータ・メモリに接続されたこと
   を特徴とする眼科検査および／または治療ステーション。
7. 主として、短コヒーレンスの放射線源（９；７３；９２；１４９；１９１ａ〜ｅ）を有する光ファイバから作られ、かつマイケルソン干渉計型であり、その測定アーム（７；７２；９１；１５７ｂ）が光ファイバおよび当該コリメータを用いてこの光ファイバからの放射が、光学的に透過性および／または拡散性の反射性物体（１、１’、１”；１４７；２０５）である患者の眼に導かれ得る自由空間ビームに変換され得るコリメータを有し、かつその参照アーム（５；６７；８６ａ、８６ｂ；１５７ａ）が前記経過時間を変更する経路長変更ユニット（３９；５５；６１；７１；８９；１６１ｖ）を有する光学システムを備えた好適には請求項１乃至６のいずれか１項に記載の眼科検査および／または治療ステーションの一部である測定システムであって、経過時間差を発生する少なくとも２枚の反射鏡（３１ａ、３１ｂ；４９、５０；５７ａ、５７ｂ；６９ａ、６９ｂ；８７ａ、８７ｂ；１６１ａ〜ｃ；１６１ａ〜ｄ）が好適にはファイバ・カプラを用いて分離されるように設計されたことを特徴とする測定システム。
8. 前記反射鏡（３１ａ、３１ｂ；４９、５０；５７ａ、５７ｂ；８７ａ、８７ｂ；１６１ａ〜ｃ；１６１ａ〜ｄ）が該反射鏡に入射する放射線を該反射鏡自身に反射するように設計され、好適には異なる深さでずれており、かつ特に、好適には前記経過時間変更および経過時間差を共に発生するために相互に移動可能であることを特徴とする請求項７に記載の測定システム。
9. 前記参照アーム（５）内に光学素子（３５；６１）を備え、該素子が前記反射鏡（３１ａ、３１ｂ；５７ａ、５７ｂ）を測定ビームで連続して覆うことを特徴とする請求項７または８に記載の測定システム。
10. 透過性および／または透過性の物体（１、１’、１”；１４７；２０５）、特に患者の眼上の少なくとも２つの空間的に離れた領域（２ａ、２ｂ；９７ａ、９７ｂ：１７７ａ〜ｄ、１８１ａ〜ｄ）の光学的特性を請求項７乃至９のいずれか１項の測定システムを用いてミリ秒範囲の測定時間で自動的に測定する方法であって、放射線源（９；７３；９２；１４９；１９１ａ〜ｅ）から照射される短コヒーレンスの放射線が測定ビームおよび参照ビームに分割され、該測定ビームが前記領域（２ａ、２ｂ；９７ａ、９７ｂ：１７７ａ〜ｄ、１８１ａ〜ｄ）を照射し、経過時間変更が前記参照ビームに課され、前記参照ビームが経過時間を生成する少なくとも２枚の反射鏡（３１ａ、３１ｂ；４９、５０；５７ａ、５７ｂ；６９ａ、６９ｂ；８７ａ、８７ｂ；１６１ａ〜ｃ；１６１ａ〜ｄ）で反射されること、および、次いで、該反射された参照ビームが前記反射された測定ビームに干渉結合されること、および、該結合されたビームが検出されかつ該検出された信号が距離測定のために評価されることを特徴とする方法。
11. 前記経過時間変更およびさらに前期経過時間差を発生するために、前記反射鏡（３１ａ、３１ｂ；４９、５０；６９ａ、６９ｂ；８７ａ、８７ｂ；１６１ａ〜ｃ；１６１ａ〜ｄ）が好適には、特に周期的に、前記ビーム入射に対して垂直に移動し、とりわけ、時間順で相互にすることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記反射鏡に時間順に相互に衝突するために、前記参照ビームが側方に、好適には周期的に偏向されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記測定ビームが前記領域（２ａ、２ｂ；９７ａ、９７ｂ：１７７ａ〜ｄ、１８１ａ〜ｄ）上に集束されるビーム部分に分割され、前記測定ビームが好適には共通の光学軸を有することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
    

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