JP2003245300A - 眼科装置 - Google Patents
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Abstract
視軸情報を得ることができる眼科装置を提供する。 【解決手段】 被検眼の固視を誘導する視標呈示光学系
を備える眼科装置において、前記視標呈示光学系はその
視標呈示光軸上に被検眼に固視させる第1視標と該第1
視標より被検眼側に位置する第2視標とを持ち、被検眼
に前記第1視標と第2視標とが合致するように固視させ
ることにより被検眼の視軸を前記視標呈示光軸に導く。
視標呈示光軸と所定の関係を有する撮像光軸を有する撮
像光学系で瞳孔を含む被検眼前眼部を撮像し、瞳孔面内
を通過する被検眼の視軸の位置を検出する。
Description
される眼科装置に関する。
アブレーションして角膜前面の曲率を変え、屈折異常を
矯正するレーザ屈折矯正手術が行われるようになってき
ている。最近では、眼球の波面収差を測定してその波面
収差を補正するようにアブレーションを制御して、さら
に視力の向上を図ろうとする手術も行われつつある。こ
うしたレーザ屈折矯正手術においては、術前に眼球の角
膜形状や波面収差を測定する。
膜形状を測定する装置は、眼球の入射瞳中心と固視点を
結ぶ照準線(Line of sight)や角膜頂点(Keratometri
c axis)を基準にしており、節点を通って固視点と眼球
の中心窩を結ぶ視軸(Visual axis)とは異なってい
る。また、従来のレーザ角膜手術装置によるアブレーシ
ョンは、瞳孔の略中心を基準として行っており(術眼が
光軸上の固視灯を見ているとすると、照準線が基準にな
っていることになる)、これも視軸とは異なっている。
したがって、実際に眼球が物を見ているときの視軸とは
異なった軸で測定し、異なった軸で波面収差を補正する
ことになり、その誤差が大きいと期待する視力が得られ
なくなる。
被検眼の視軸を導くことができ、また、その視軸情報を
得ることができる眼科装置を提供することを技術課題と
する。さらに、視軸基準で波面収差等の眼光学特性の測
定やレーザ屈折矯正手術を可能にする眼科装置を提供す
ることを技術課題とする。
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。 (1) 被検眼の固視を誘導する視標呈示光学系を備え
る眼科装置において、前記視標呈示光学系はその視標呈
示光軸上に被検眼に固視させる第1視標と該第1視標よ
り被検眼側に位置する第2視標とを持ち、被検眼に前記
第1視標と第2視標とが合致するように固視させること
により被検眼の視軸を前記視標呈示光軸に導くようにし
たことを特徴とする。 (2) (1)の眼科装置において、瞳孔を含む被検眼
前眼部を撮像する撮像手段を持つと共に前記視標呈示光
軸と所定の関係を有する撮像光軸を有する撮像光学系
と、前記撮像手段により撮影された前眼部画像に基づい
て瞳孔面内を通過する被検眼の視軸の位置を検出する視
軸検出手段と、を備えることを特徴とする。 (3) (2)の視軸検出手段は、前記前眼部画像を画
像処理して瞳孔中心を求め、その瞳孔中心位置と視軸が
瞳孔面内を通る位置との偏位を検出することを特徴とす
る。 (4) (3)の眼科装置は、被検眼の角膜切除量を決
定する要因となる測定データであって、照準線基準で測
定された測定データを入力するデータ入力手段と、該入
力された測定データを前記視軸検手段による検出結果に
基づいて視軸基準の測定データに変換するデータ変換手
段と、視軸基準に変換された測定データと前記視軸検手
段による検出結果とに基づいて照準線基準の角膜切除量
を求める演算手段と、を備えることを特徴とする。 (5) (1)の眼科装置は、角膜切除量を決定する要
因となる被検眼の光学特性を測定する測定光学系を備
え、該測定光学系の測定光軸と前記視標呈示光軸とが同
軸に構成されてことを特徴とする。 (6) (1)の眼科装置は、屈折矯正手術用のレーザ
光を被検眼角膜に照射する照射光学系を備え、該照射光
学系の照射光軸と前記視標呈示光軸とが同軸に構成され
てことを特徴とする。
基づいて説明する。図1は本発明に係る眼科装置の概略
構成を示す図である。2は固視標呈示光学系であり、そ
の光軸L1上にはアパーチャ板3と、固視視標である固
視灯4が設けられている。アパーチャ板3は、図2に示
すように、透明部材3aにリング状マークで形成された
小径アパーチャ3bを備え、被検眼Eから見える距離に
置かれている。固視灯4はアパーチャ板3から一定距離
の遠方に置かれている。アパーチャ板3と固視灯4との
間にレンズを配置して、光学的距離を確保するようにし
ても良い。被検眼Eは小径アパーチャ3bを見ると共
に、その内部中心に固視灯4を合致させるように固視す
る。そのため、アパーチャ板3は被検眼Eから十分間隔
をあけて配置されており、固視灯4が第1の固視標とな
り、小径アパーチャ3bが第2の視標となる。なお、ア
パーチャ板3は単に小径の開口のみで構成しても良い
が、図2のような構成とする方が、小径アパーチャ3b
を通して固視灯4を固視させるための誘導がしやすくな
る。また、逆に、小径アパーチャ3bを遮蔽したマーク
とし、このマークで固視灯4が隠れるように固視を誘導
する構成でも良い。
チャ板3と被検眼Eの間に置かれたダイクロイックミラ
ー11と、ダイクロイックミラー11の反射側の光軸L
2上に置かれた撮像レンズ12と、撮像素子であるCC
Dカメラ13を備える。ダイクロイックミラー11は可
視光を透過し近赤外光を反射する。このダイクロイック
ミラー11により固視標呈示光学系2の光軸L1と撮影
光学系10の光軸L2とは同軸とされる。CCDカメラ
13は、可視域から近赤外域の感度を持つ。撮像レンズ
12は被検眼Eの瞳孔の像をCCDカメラ13に結像さ
せるためのレンズで、被検眼Eの瞳孔とCCDカメラ1
3とが撮像レンズ12に関して共役な関係となる。近赤
外照明光源15に照明された被検眼Eの瞳孔からの近赤
外光は、ダイクロイックミラー11により反射されて撮
像レンズ12に入り、CCDカメラ13上に結像する。
21とレチクル22を備える。レチクル22は十字等の
中心が分かり易い形状の白抜きで、光軸L2の位置が分
かるようになっており、ランプ21からの可視光が透過
する。レチクル22を透過した可視光は、ダイクロイッ
クミラー11を透過して撮像レンズ12を経てCCDカ
メラ13上に像を結ぶ。これにより、CCDカメラ13
の画像上で光軸L2の位置がどこにあるかが示される。
この光軸位置は、被検眼Eが小径アパーチャ3bを通し
て固視灯4を見たときの視軸となるため、視軸位置を示
すことになる。
り、検眼部1は被検眼Eに対して上下、左右及び前後に
3次元的に駆動部30により移動する。駆動部30はシ
ステム制御部31に接続されており、システム制御部3
1には検眼部1を上下左右に移動するためのスイッチ3
2、検眼部1を前後に移動するスイッチ33、撮影スイ
ッチ34が接続されている。CCDカメラ13の出力は
画像メモリ35aを含む画像処理部35に接続されてお
り、画像処理部35にはモニタ36が接続されている。
37はデータの入出力部である。
により照明された被検眼前眼部はCCDカメラ13によ
り撮像され、その像がモニタ36に映し出される。検者
は、モニタ36に表示された前眼部画像を観察し、虹彩
のピントが合う様に、スイッチ33を使って検眼部1を
前後に移動する。これにより、前後方向のアライメント
を行う。このアライメントは、画像処理部35による画
像処理によって、自動的に行うこともできる。
小径アパーチャ3b内を通して固視灯4が観察されるよ
うに、被検者にスイッチ32を操作させて駆動部30に
より検眼部1を上下、左右に移動する。これは、被検者
の応答を得て検者が操作しても良い。小径アパーチャ3
bを通してその中心に固視灯4を固視させることによ
り、被検眼Eの視軸と固視標呈示光学系2の光軸L1と
が一致することになる。
きたら、検者は撮影スイッチ34を押して被検眼Eの瞳
孔を含む前眼部像をCCDカメラ13により撮影する。
このとき、レチクル投影光学系20からの可視光のレチ
クル像も同時にCCDカメラ13により撮影される。C
CDカメラ13により撮影された像は、画像メモリ35
aに記憶される。
画像の例を示したものであり、瞳孔の画像と共にレチク
ル投影光学系20によるレチクル像50が撮影されてい
る。画像処理部35は、前眼部画像から瞳孔エッジを抽
出し、瞳孔中心を検出する。瞳孔中心の検出の方法は、
例えば、瞳孔エッジに接する左右2本の縦ラインと上下
2本の横ラインとで囲まれる矩形を定め、その対角線の
交点とする方法で行うことができる。もちろん、この他
の方法でも行えるが、波面収差測定や屈折矯正手術時等
で基準とするときの瞳孔中心の検出に準ずることが好ま
しい。図3において、点51が検出された瞳孔中心を示
す。
レチクル中心52を求める。そして、このレチクル中心
52は瞳孔面内を通る視軸位置となるので、レチクル中
心52と瞳孔中心51の位置から、瞳孔中心に対して瞳
孔面内を通過する視軸の偏位量(Δx、Δy)を検出す
る。視軸の偏位量(Δx、Δy)は、波面収差の測定デ
ータからレーザ屈折矯正手術時のアブレーション量を算
出する際に利用される。なお、CCDカメラ13上にお
ける撮影光軸L2の位置を予め既知としておけば、レチ
クル投影光学系20は必ずしも必要ない。
源像を投影し、瞳と共役位置に置かれた多数のマイクロ
レンズアレイを介して眼底からの反射光をイメージセン
サ上に結像させ、その結像情報から被検眼角膜で屈折す
る光の波面を測定する、いわゆるハルトマンシャック波
面センサが代表的に知られている。その光学系構成は、
USP.6,086,204、特開平10-305013号公報等に記載されて
いる。こうした光学系では、通常、瞳孔中心を通る照準
線を基準に測定結果が得られる。そして、この波面収差
の測定結果から、これを補正するようなアブレーション
量(角膜切除量)データが求められる。
うに、照準線LS を基準としたものであるので、それを
基にしたアブレーション量も眼球の視軸Va を基準にし
た波面収差補正を正確に現してはいない。そこで、照準
線LSを基準にして求められた波面収差の測定データ
を、視軸Va 基準に変換する。これは、上記のようにし
て求めた視軸の偏位量(Δx、Δy)と波面収差測定に
おける固視灯(固視点F P)の距離とから、照準線LSと
視軸Va の成す角度θ(Δx,Δy)を求めた上で、これら
を使用して行える。そして、照準線LS を基準としてレ
ーザ屈折矯正手術を行う場合は、視軸の偏位量(Δx、
Δy)と角度θ(Δx,Δy)を基に、再び照準線LS を基
準にしたアブレーション量を算出し直す。こうした演算
機能は、制御部31に持たせても良いし、視軸偏位量
(Δx、Δy)を出力した先のコンピュータ(例えば、
レーザ屈折矯正手装置側のコンピュータ)に持たせても
良い。データの入力や出力は、入出力部37を介して行
う。
ある。この例では、図1で使用したアパーチャ板3の代
わりに微小ミラー70を使用して、それによって固視標
呈示光学系2の光軸L1を90度曲げ、被検眼Eの正面
に撮影光学系10を設けている。この構成においても、
被検眼Eに微小ミラー70を介してその反射方向にある
固視灯4を固視させることにより、視標呈示の光軸L1
と視軸とを一致させることができる。
び微小ミラー70の大きさ、それから固視灯4まで距離
は、被検眼Eの視軸と光軸L1とを一致させるための許
容誤差との関係で設計的に定められるものである。ま
た、以上は波面収差測定を別の眼科装置で行うものとし
たが、測定光学系を組み込んだ場合の例を図6に示す。
図6において、60が波面収差の測定光学系(USP.6,08
6,204、特開平10-305013号公報等に記載されているもの
を使用できる)であり、L3はその測定光軸を示す。測
定光軸L3はビームスプリッタ61により固視標呈示の
光軸L1と同軸にされる。この場合、波面収差測定を視
軸基準で行える。したがって、レーザ屈折矯正手術にお
いては、視軸の偏位量(Δx、Δy)と角度θ(Δx,Δ
y)を使用して照準線基準のアブレーション量を計算すれ
ば良い。
ン量を決定する要因となる被検眼の光学特性の測定とし
ては、波面収差測定に限らず、角膜の広い範囲にわたっ
て角膜曲率の分布を測定する角膜形状測定や、屈折力分
布を角膜の広い範囲にわたって測定する眼屈折力分布測
定がある(本出願人による特開平11-342152号公報参
照)。これらにおいても、図1に示す光学系を組合わ
せ、その測定光軸を固視標呈示の光軸L1と同軸にする
ことにより、視軸基準の測定が可能となる。
準で行うと、視軸基準にて得られた波面収差等の測定デ
ータやアブレーションデータを、照準線基準に戻さなく
ても良くなる。図7はレーザ屈折矯正手術を行う装置
に、上記の固視標呈示光学系2を設けた例である。70
がレーザ照射光学系であり、エキシマレーザ光源71、
収束レンズ72、2つのガルバノミラー73,74を持
ち、エキシマレーザを反射し可視光を透過するダイクロ
イックミラー75によって、照射光学系70の光軸L3
と視標呈示光学系2の光軸L1とが同軸にされる。
ズ72によって術眼Eの角膜上で1mmほどの小スポッ
トビームとされる。このレーザ光は2つのガツバノミラ
ーによって角膜上でスキャンされ、アブレーション量デ
ータを基に各スキャン位置とそのレーザ照射時間とをコ
ントロールすることにより、波面収差を補正することが
できる。このとき、上記のような視標呈示光学系2の小
径アパーチャ3bの中心と固視灯4とを合致するように
固視させることにより、視軸基準での屈折矯正手術が行
える。なお、レーザ照射光学系は図7に限らず、本出願
人による特開平11-128264号公報に記載された構成等、
種々のものが適用できる。
被検眼の視軸を導き、その視軸情報を得ることができ
る。これを利用することにより、精度の高い屈折矯正手
術が可能になる。また、視軸基準で波面収差等の眼光学
特性の測定やレーザ屈折矯正手術を行うことができる。
る。
る。
図である。
す図である。
呈示光学系を設けた例を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被検眼の固視を誘導する視標呈示光学系
を備える眼科装置において、前記視標呈示光学系はその
視標呈示光軸上に被検眼に固視させる第1視標と該第1
視標より被検眼側に位置する第2視標とを持ち、被検眼
に前記第1視標と第2視標とが合致するように固視させ
ることにより被検眼の視軸を前記視標呈示光軸に導くよ
うにしたことを特徴とする眼科装置。 - 【請求項2】 請求項1の眼科装置において、瞳孔を含
む被検眼前眼部を撮像する撮像手段を持つと共に前記視
標呈示光軸と所定の関係を有する撮像光軸を有する撮像
光学系と、前記撮像手段により撮影された前眼部画像に
基づいて瞳孔面内を通過する被検眼の視軸の位置を検出
する視軸検出手段と、を備えることを特徴とする眼科装
置。 - 【請求項3】 請求項2の視軸検出手段は、前記前眼部
画像を画像処理して瞳孔中心を求め、その瞳孔中心位置
と視軸が瞳孔面内を通る位置との偏位を検出することを
特徴とする眼科装置。 - 【請求項4】 請求項3の眼科装置は、被検眼の角膜切
除量を決定する要因となる測定データであって、照準線
基準で測定された測定データを入力するデータ入力手段
と、該入力された測定データを前記視軸検手段による検
出結果に基づいて視軸基準の測定データに変換するデー
タ変換手段と、視軸基準に変換された測定データと前記
視軸検手段による検出結果とに基づいて照準線基準の角
膜切除量を求める演算手段と、を備えることを特徴とす
る眼科装置。 - 【請求項5】 請求項1の眼科装置は、角膜切除量を決
定する要因となる被検眼の光学特性を測定する測定光学
系を備え、該測定光学系の測定光軸と前記視標呈示光軸
とが同軸に構成されてことを特徴とする眼科装置。 - 【請求項6】 請求項1の眼科装置は、屈折矯正手術用
のレーザ光を被検眼角膜に照射する照射光学系を備え、
該照射光学系の照射光軸と前記視標呈示光軸とが同軸に
構成されてことを特徴とする眼科装置。
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