JP2014033734A - 細隙灯顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的な機構を用いた細隙灯顕微鏡においてスリット刃を閉じた状態を容易に再現する技術を提供する。
【解決手段】実施形態の細隙灯顕微鏡は、光源と、一対のスリット刃と、アクチュエータと、機構と、検出部と、記憶部と、制御部とを有する。光源は、照明光を発する。スリット刃は、照明光からスリット光を生成する。アクチュエータは、駆動力を発生する。機構は、駆動力に基づいてスリット刃の間隔を変更する。検出部は、スリット刃が所定の基準位置に位置していることを検出する。記憶部は、スリット刃が閉じた状態におけるスリット刃の位置と、基準位置との間の距離を示す距離情報をあらかじめ記憶する。制御部は、検出部によりスリット刃が基準位置に位置していると検出されたときに、距離情報に基づいてアクチュエータを制御することによりスリット刃を閉じた状態に位置させる。
【選択図】図３

Description

この発明は細隙灯顕微鏡に関する。

細隙灯顕微鏡は、スリット光を用いて角膜の光切片を切り取ることにより角膜の断面の画像を取得する眼科装置である。細隙灯顕微鏡には、スリット光を得るための一対のスリット刃が設けられている。検者はスリット刃の間隔（スリット幅）を適宜に調整しつつ観察を行う。このスリット幅の調整には高い精度が求められる。

特開２００９−１７８４５９号公報

スリット幅の変更は、機械的な機構又は電気的な機構を介して行われる。電気的な機構には、スリット刃を移動させるための駆動力を発生するアクチュエータが設けられる。このアクチュエータとしては、たとえばパルスモータが用いられる。

一方、上記のように、スリット刃の位置には高い精度が要求される。また、スリット刃の位置は適宜に変更されるが、一般に検査はスリット刃を閉じた状態、つまりスリット幅がゼロの状態から開始される。よって、スリット刃を閉じた状態を確実に再現することが必要である。

この発明の目的は、電気的な機構を用いてスリット刃を移動させる細隙灯顕微鏡においてスリット刃を閉じた状態を容易に再現する技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の細隙灯顕微鏡は、照明光を発する光源と、前記照明光からスリット光を生成する一対のスリット刃と、駆動力を発生するアクチュエータと、前記駆動力に基づいて前記スリット刃の間隔を変更する機構と、前記スリット刃が所定の基準位置に位置していることを検出する検出部と、前記スリット刃が閉じた状態における前記スリット刃の位置と、前記基準位置との間の距離を示す距離情報をあらかじめ記憶した記憶部と、前記検出部により前記スリット刃が前記基準位置に位置していると検出されたときに、前記距離情報に基づいて前記アクチュエータを制御することにより前記スリット刃を閉じた状態に位置させる制御部とを有する細隙灯顕微鏡である。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の細隙灯顕微鏡であって、前記アクチュエータは、パルスモータであり、前記距離情報は、前記制御部から前記パルスモータに送信されるパルス信号のパルス数であることを特徴とする。

この発明に係る細隙灯顕微鏡によれば、スリット刃を閉じた状態を容易に再現することが可能である。

実施形態に係る細隙灯顕微鏡の外観構成の一例を表す概略側面図である。 実施形態に係る細隙灯顕微鏡の光学系の構成の一例を表す概略側面図である。 実施形態に係る細隙灯顕微鏡の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。 実施形態に係る細隙灯顕微鏡の動作の一例を表すフローチャートである。

この発明に係る細隙灯顕微鏡の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。

まず方向を定義しておく。装置光学系において最も被検者側に位置する光学素子から被検者に向かう方向を前方向とし、その逆方向を後方向とする。また、前方向に直交する水平方向を左右方向をとする。更に、前後方向と左右方向の双方に直交する方向を上下方向とする。

［外観構成］
この実施形態に係る細隙灯顕微鏡の外観構成について、図１を参照しながら説明する。細隙灯顕微鏡１には、コンピュータ１００が接続されている。コンピュータ１００は、各種の制御処理や演算処理を行う。なお、顕微鏡本体（光学系等を格納する筐体）とは別にコンピュータ１００を設ける代わりに、顕微鏡本体に同様のコンピュータを搭載した構成を適用することも可能である。

細隙灯顕微鏡１はテーブル２上に載置される。なお、コンピュータ１００は他のテーブル上又はその他の場所に設置されていてもよい。基台４は、移動機構部３を介して水平方向に移動可能に構成されている。基台４は、操作ハンドル５を傾倒操作することにより移動される。

基台４の上面には、観察系６及び照明系８を支持する支持部１５が設けられている。支持部１５には、観察系６を支持する支持アーム１６が左右方向に回動可能に取り付けられている。支持アーム１６の上部には、照明系８を支持する支持アーム１７が左右方向に回動可能に取り付けられている。支持アーム１６、１７は、それぞれ独立に同軸で回動可能とされている。

観察系６は、支持アーム１６を手動で回動させることで移動される。照明系８は、支持アーム１７を手動で回動させることで移動される。なお、各支持アーム１６、１７は、電気的な機構によって回動されるように構成されていてもよい。その場合、各支持アーム１６、１７を回動させるための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、たとえばパルスモータにより構成される。伝達機構は、たとえば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。

照明系８は、被検眼Ｅに照明光を照射する。照明系８は、前述のように、上下方向に延びる回動軸を中心に左右方向に振ることができる。それにより被検眼Ｅに対する照明光の照射方向が変更される。照明系８は上下方向にも振れるように構成されていてもよい。つまり、照明光の仰角や俯角を変更できるように構成されていてもよい。

観察系６は、被検眼Ｅによる照明光の反射光を案内する左右一対の光学系を有する。この光学系は鏡筒本体９内に収納されている。鏡筒本体９の終端は接眼部９ａである。検者は接眼部９ａをのぞき込むことで被検眼Ｅを肉眼で観察する。前述のように、支持アーム１６を回動させることにより鏡筒本体９を左右方向に回動させることができる。それにより被検眼Ｅに対する観察系６の向きを変更することができる。なお、照明光の反射光には、たとえば散乱光のように被検眼Ｅを経由した各種の光が含まれるが、これら各種の光を含めて「反射光」と呼ぶことにする。

鏡筒本体９に対峙する位置には顎受け台１０が配置されている。顎受け台１０には、被検者の顔を安定配置させるための顎受部１０ａと額当て１０ｂが設けられている。

鏡筒本体９の側面には、観察倍率を変更するための観察倍率操作ノブ１１が配置されている。更に、鏡筒本体９には、被検眼Ｅを撮影するための撮像装置１３が接続されている。撮像装置１３は撮像素子を含んで構成されている。撮像素子は、光を検出して電気信号（画像信号）を出力する光電変換素子である。画像信号はコンピュータ１００に入力される。撮像素子としては、たとえばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサが用いられる。照明系８の下方位置には、照明系８から出力される照明光束を被検眼Ｅに向けて反射するミラー１２が配置されている。

［光学系の構成］
細隙灯顕微鏡１の光学系の構成について、図２を参照しながら説明する。細隙灯顕微鏡１は観察系６と照明系８を有する。

〔観察系〕
観察系６は左右一対の光学系を備えている。左右の光学系は、ほぼ同様の構成を有する。検者は、この左右の光学系により被検眼Ｅを双眼で観察することができる。なお、図２には、観察系６の左右の光学系の一方のみが示されている。符号Ｏ１は観察系６の光軸（観察光軸）である。

観察系６の左右の各光学系は、対物レンズ３１、変倍光学系３２、絞り３３、リレーレンズ３５、プリズム３６及び接眼レンズ３７を有する。ビームスプリッタ３４は、左右の光学系の一方のみに又は双方に設けられる。接眼レンズ３７は接眼部９ａ内に設けられている。符号Ｐは、接眼レンズ３７に導かれる光の結像位置を示している。符号Ｅｃは被検眼Ｅの角膜を、符号Ｅｐは虹彩を、符号Ｅｒは眼底をそれぞれ示している。符号Ｅｏは検者眼を示している。

変倍光学系３２は、複数（たとえば２枚）の変倍レンズ３２ａ、３２ｂを含んで構成される。各変倍レンズ３２ａ、３２ｂは観察光軸Ｏ１に沿って移動可能とされている。それにより、被検眼Ｅの肉眼観察像や撮影画像の倍率（画角）を変更できる。倍率の変更は、観察倍率操作ノブ１１を操作することにより行われる。また、図示しないスイッチ等を用いて電動で倍率を変更するように構成してもよい。

ビームスプリッタ３４は、観察光軸Ｏ１に沿って進む光を二分割する。ビームスプリッタ３４を透過した光は、リレーレンズ３５、プリズム３６及び接眼レンズ３７を介して検者眼Ｅｏに導かれる。プリズム３６は、２つの光学素子３６ａ、３６ｂを含み、光の進行方向を上方に平行移動させる。

他方、ビームスプリッタ３４により反射された光は、リレーレンズ４１及びミラー４２を介して、撮像装置１３の撮像素子４３に導かれる。撮像素子４３は、この反射光を検出して画像信号を生成する。

〔照明系〕
照明系８は、光源５１、リレーレンズ５２、照明絞り５６、集光レンズ５３、スリット形成部５４及び集光レンズ５５を有する。符号Ｏ２は、照明系８の光軸（照明光軸）を示す。

光源５１は照明光を出力する。なお、照明系８に複数の光源を設けてもよい。たとえば、定常光を出力する光源（ハロゲンランプ、ＬＥＤ等）と、フラッシュ光を出力する光源（キセノンランプ、ＬＥＤ等）の双方を光源５１として設けることができる。また、角膜観察用の光源と眼底観察用の光源とを別々に設けてもよい。

スリット形成部５４は、スリット光を生成するために用いられる。スリット形成部５４は、一対のスリット刃を有する。これらスリット刃の間隔を変更することによりスリット幅が変更される。

スリット刃は、アクチュエータ２００と駆動機構２１０によって移動される。アクチュエータ２００は、駆動力を発生するデバイスであり、たとえばパルスモータにより構成される。駆動機構２１０は、アクチュエータ２００により発生された駆動力に基づいてスリット刃の間隔を変更するものであり、「機構」に相当する。

スリット形成部５４の近傍には検出部３００が設けられている。検出部３００は、スリット刃が所定の基準位置に位置していることを検出する。検出部３００は、たとえばフォトセンサである。フォトセンサは、発光素子と受光素子とを有し、検出物体（スリット刃）による光の変化を検知して電気信号を出力するデバイスである。

照明絞り５６は、その透光部のサイズを変更可能に構成されている。照明絞り５６は、特に眼底観察において有効である。たとえば、照明絞り５６には、角膜Ｅｃや水晶体による照明光の反射を低減させたり、照明光の明るさを調整したりといった用途がある。

［制御系の構成］
細隙灯顕微鏡１の制御系について、図３を参照しながら説明する。細隙灯顕微鏡１の制御系は、制御部１０１を中心に構成されている。なお、図３には、この実施形態で特に注目する構成部位のみが記載されており、それ以外の構成部位は省略されている。

〔制御部〕
制御部１０１は、細隙灯顕微鏡１の各部を制御する。たとえば、制御部１０１は、観察系６の制御や照明系８の制御などを行う。観察系６の制御としては、変倍光学系３２の制御、絞り３３の制御、撮像素子４３の電荷蓄積時間、感度、フレームレート等の制御などがある。照明系８の制御としては、光源５１の制御、照明絞り５６の制御、スリット形成部５４の制御などがある。なお、スリット形成部５４の制御は、アクチュエータ２００を制御することにより行われる。アクチュエータ２００がパルスモータである場合、制御部１０１は、アクチュエータ２００にパルス信号を送信する。また、制御部１０１には、検出部３００からの電気信号が入力される。それにより、制御部１０１は、スリット刃が基準位置に位置していることを認識する。また、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されたデータの読み出し処理や、記憶部１０２に対するデータの書き込み処理を行う。

制御部１０１は、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ等のハードウェアを含んで構成される。このハードディスクドライブには、制御プログラムが予め記憶されている。制御部１０１の動作は、この制御プログラムと上記ハードウェアとが協働することによって実現される。

制御部１０１は、細隙灯顕微鏡１の装置本体（たとえば基台４内）やコンピュータ１００に配置される。

〔記憶部〕
記憶部１０２には各種の情報が記憶される。特に、記憶部１０２には、距離情報１０２ａがあらかじめ記憶されている。距離情報１０２ａは、スリット形成部５４のスリット刃が閉じた状態におけるスリット刃の位置と、上記基準位置との間の距離を示す。この距離は、空間的な距離である必要はなく、距離と同値な量であればよい。たとえば、アクチュエータ２００がパルスモータである場合、距離情報１０２ａは、制御部１０１からパルスモータに送信されるパルス信号のパルス数であってよい。

距離情報１０２ａの作成は、たとえば、スリット刃が基準位置に位置していることを検出部３００に検出させ、その状態からスリット刃が開き始めるタイミングに相当するパルス数のパルス信号を入力し、入力されたパルス信号のパルス数をカウントすることによって行われる。距離情報１０２ａの作成は、たとえば、細隙灯顕微鏡１の製品出荷前に行われる。また、細隙灯顕微鏡１の使用を開始した後に、距離情報１０２ａを補正することもできる。また、スリット刃が開き始めるタイミングに相当するパルス数と取得する方法としては、細隙灯顕微鏡１を用いて目視で確認する方法や、フォトセンサ等を用いて電気的に検出する方法などがある。

〔表示部〕
表示部１０３は、制御部１０１の制御を受けて各種の情報を表示する。表示部１０３は、ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイ、ＣＲＴディスプレイなどの任意の表示デバイスを含んで構成される。表示部１０３は、細隙灯顕微鏡１の装置本体に設けられていてもよいし、コンピュータ１００に設けられていてもよい。

〔操作部〕
操作部１０４は、操作デバイスや入力デバイスを含んで構成される。操作部１０４には、装置本体に設けられたボタンやスイッチ（たとえば操作ハンドル５等）や、コンピュータ１００のマウス、キーボードなどが含まれる。また、トラックボール、専用の操作パネル、スイッチ、ボタン、ダイアルなど、任意の操作デバイスや入力デバイスを用いることも可能である。

図３では、表示部１０３と操作部１０４とを別々に表しているが、これらを一体的に構成することも可能である。その具体例として、タッチパネル式のＬＣＤを用いることができる。

［動作］
細隙灯顕微鏡１の動作について説明する。細隙灯顕微鏡１の動作の例を図４に示す。この動作例は、電源投入時に行われるものであるが、検査開始時、患者切替時など任意のタイミングで同様の処理を行うことも可能である。

（Ｓ１：電源投入）
ユーザは、細隙灯顕微鏡１の電源をオンする。

（Ｓ２：スリット刃の移動を開始する）
制御部１０１は、アクチュエータ２００を制御してスリット刃を移動させる。

（Ｓ３：スリット刃が基準位置に位置したことを検出する）
制御部１０１は、検出部３００からの電気信号に基づいて、スリット刃が基準位置に位置したことを検出する。

（Ｓ４：スリット刃の移動を停止する）
スリット刃が基準位置に位置したことの検出を受けて、制御部１０１は、アクチュエータ２００を制御してスリット刃の移動を停止させる。

（Ｓ５：スリット刃を閉じた状態にする）
制御部１０１は、記憶部１０２に記憶された距離情報１０２ａに基づいてアクチュエータ２００を制御してスリット刃を移動させ、スリット刃を閉じた状態にする。この処理は、たとえば、距離情報１０２ａに示すパルス数からなるパルス信号を生成してアクチュエータ２００（パルスモータ）に送信するものである。

［効果］
細隙灯顕微鏡１の効果について説明する。

細隙灯顕微鏡１は、光源５１と、一対のスリット刃（スリット形成部５４）と、アクチュエータ２００と、駆動機構２１０と、検出部３００と、記憶部１０２と、制御部１０１とを有する。光源５１は、照明光を発する。スリット刃は、照明光からスリット光を生成する。アクチュエータ２００は、駆動力を発生する。駆動機構は、この駆動力に基づいてスリット刃の間隔を変更する。検出部３００は、スリット刃が所定の基準位置に位置していることを検出する。記憶部１０２は、スリット刃が閉じた状態におけるスリット刃の位置と、基準位置との間の距離を示す距離情報１０２ａをあらかじめ記憶する。制御部１０１は、検出部３００によりスリット刃が基準位置に位置していると検出されたときに、距離情報１０２ａに基づいてアクチュエータ２００を制御することにより、スリット刃を閉じた状態に位置させる。

このような細隙灯顕微鏡１によれば、スリット刃が基準位置に位置することを検出し、距離情報１０２ａに基づいてスリット刃を閉じた状態に自動的に移行させることができる。したがって、電気的な機構を用いてスリット刃を移動させる細隙灯顕微鏡においてスリット刃を閉じた状態を容易に再現することが可能である。

アクチュエータ２００はパルスモータであってよく、その場合、距離情報１０２ａは、制御部１０１からこのパルスモータに送信されるパルス信号のパルス数とされる。なお、パルスモータ以外のアクチュエータ２００を用いる場合には、そのアクチュエータ２００に応じた形態の距離情報１０２が用いられる。

上記実施形態では、検出部３００としてフォトセンサを用いているが、それ以外の任意の検出デバイスを使用することも可能である。たとえば赤外線を用いた位置センサ、スリット刃（又はこれに接続された部材）の位置を検出するエンコーダなどを、検出部３００として用いることができる。

以上において説明した構成は、この発明を実施するための一具体例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、追加、省略、置換を行うことが可能である。

１ 細隙灯顕微鏡
６ 観察系
８ 照明系
５１ 光源
５４ スリット形成部
１００ コンピュータ
１０１ 制御部
１０２ 記憶部
１０２ａ 距離情報
１０３ 表示部
１０４ 操作部
２００ アクチュエータ
２１０ 駆動機構
３００ 検出部
Ｅ 被検眼

Claims (2)

1. 照明光を発する光源と、
   前記照明光からスリット光を生成する一対のスリット刃と、
   駆動力を発生するアクチュエータと、
   前記駆動力に基づいて前記スリット刃の間隔を変更する機構と、
   前記スリット刃が所定の基準位置に位置していることを検出する検出部と、
   前記スリット刃が閉じた状態における前記スリット刃の位置と、前記基準位置との間の距離を示す距離情報をあらかじめ記憶した記憶部と、
   前記検出部により前記スリット刃が前記基準位置に位置していると検出されたときに、前記距離情報に基づいて前記アクチュエータを制御することにより前記スリット刃を閉じた状態に位置させる制御部と
   を有する細隙灯顕微鏡。
2. 前記アクチュエータは、パルスモータであり、
   前記距離情報は、前記制御部から前記パルスモータに送信されるパルス信号のパルス数である
   ことを特徴とする請求項１に記載の細隙灯顕微鏡。

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