JP2730880B2 - 角膜内皮細胞撮影装置 - Google Patents

角膜内皮細胞撮影装置

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JP2730880B2
JP2730880B2 JP8085101A JP8510196A JP2730880B2 JP 2730880 B2 JP2730880 B2 JP 2730880B2 JP 8085101 A JP8085101 A JP 8085101A JP 8510196 A JP8510196 A JP 8510196A JP 2730880 B2 JP2730880 B2 JP 2730880B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、角膜内皮細胞撮影装
置、特に、被検眼の角膜に向けて照明光を照射して被検
眼の角膜内皮細胞像を観察及び撮影する角膜内皮細胞撮
影装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、被検眼の角膜内皮細胞像を観
察・撮影する角膜内皮細胞撮影装置として、被検者(患
者)の目に点眼麻酔をした後、被検眼の角膜表面にコー
ンレンズを接触させて角膜内皮像を観察・撮影する接触
式のものが知られている。この接触式のものでは、角膜
表面に損傷を与えるという問題点がある。また、コーン
レンズの消毒等の手間がかかる。そこで、スリットラン
プに角膜内皮観察用の光学アタッチメントを装着して角
膜内皮細胞像を観察撮影する非接触式のものが開発され
ている。
【0003】この非接触式の角膜内皮細胞撮影装置に
は、被検眼と装置光学系との相対位置関係を目測でおよ
そ合わせた後、観察用の照明光源からの照明光を角膜に
向けて斜めから照射し、この角膜からの反射光束に基づ
き角膜内皮細胞を接眼レンズを覗き込んで合焦するもの
が知られている。なお、モニターに表示された角膜内皮
細胞を見ながら合焦するものも知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、角膜の厚さ
は薄く、角膜内皮細胞を観察するためには高倍率で観察
しなければならない。また、被検眼は絶えず固視微動を
行っているが、倍率が高いので固視微動により角膜内皮
細胞像が大きく振れる。従って、非接触式のものでは角
膜内皮細胞を観察して撮影するために相当の熟練を要す
る。
【0005】また、角膜内皮細胞像を撮影する際に、合
焦と同時に撮影スイッチを操作しなければならないが、
角膜内皮細胞の合焦と同時に撮影スイッチを操作するの
にも相当の熟練を要する。
【0006】さらに、角膜に対する装置本体のアライメ
ント操作においては、被検眼と装置光学系との適正な絶
対位置関係が定まっておらず、角膜内皮細胞像そのも
の、あるいはその横に現れる角膜表面からの反射光束を
捜し出すまで何も見えない真っ暗な状態を観察すること
になるため、検者の勘と経験に非常に左右される。
【0007】しかも、アライメントに時間がかかる場合
が多いので、被検者は合焦されて撮影が完了するまでの
長い間、目を開けておくことを強いられ、被検者に与え
る苦痛が大きい。
【0008】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、被検眼の前眼部を観察しながら角膜内皮細胞のお
よその位置出しが可能となり、検者に熟練を要すること
なく検査時間の短縮化を図ることができ、もって、検者
並びに被検者の負担の軽減を図ることができる角膜内皮
細胞撮影装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するた
め、請求項1に記載の角膜内皮細胞撮影装置の発明は、
照明光を被検眼の角膜に向けて斜めから照射する照明光
学系と、角膜内皮細胞を含めて前記角膜からの反射像を
受像して撮影する撮影光学系と、前記被検眼の前眼部を
観察する前眼部観察光学系とを備え、前記撮影光学系に
は前記照明光の前記角膜からの反射を受光して合焦状態
を検出する合焦状態検出センサーが設けられていること
を特徴とする。
【0010】本発明の請求項2に記載の角膜内皮細胞撮
影装置の発明は、更に、前記被検眼の前眼部を正面から
観察する前眼部観察光学系と、前記角膜に対する装置本
体のアライメントを行うためのアライメント指標光を投
影するアライメント指標光投影手段と、前記角膜により
反射されたアライメント指標光を受光する受光手段と、
該受光手段の受光出力に基づき角膜に対して装置光学系
がアライメントされるように前記装置本体を駆動する駆
動手段とを備えている。
【0011】
【作用】請求項1に記載の発明においては、合焦状態検
出センサーが斜めから照明された照明光の反射光を受光
し、角膜内皮細胞像の合焦状態を検出する。これによ
り、撮影用の照明光源が発光されると、自動的に角膜内
皮細胞像の撮影が行われる。
【0012】請求項2に記載の発明においては、被検眼
の角膜に向けて投影されたアライメント指標光が角膜表
面で反射され、受光手段に受光される。駆動手段はその
受光手段の受光出力に基づき、装置光学系の光軸が被検
眼に対してアライメントされるように装置本体を駆動す
る。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の角膜内皮細胞撮影
装置の実施例を図1乃至図15に基づいて説明する。
【0014】図1はその角膜内皮細胞撮影装置の装置光
学系を示す平面図であって、図1において、1は被検眼
Eの前眼部を観察する前眼部観察光学系である。
【0015】前眼部観察光学系1は、ハーフミラー2、
対物レンズ3、ハーフミラー4、光路切り換えミラー
5、CCD6から大略構成され、O1はその光軸であ
る。被検眼Eの前眼部は前眼部照明光源7によって照明
される。ハーフミラー2はアライメント指標光投影手段
としてのアライメント光学系8の一部を構成している。
【0016】アライメント光学系8は、図2に示すよう
に、アライメント用光源9、ピンホール板10、投影レ
ンズ11、絞り12、ハーフミラー13を有する。ピン
ホール板10は投影レンズ11の焦点に配置され、ピン
ホール板10を透過したアライメント指標光は、投影レ
ンズ11により平行光束とされ、ハーフミラー13を介
してハーフミラー2に導かれる。その平行光束はハーフ
ミラー2により反射されて角膜Cに導かれるものであ
る。ハーフミラー13は固視標投影光学系14の一部を
構成している。
【0017】固視標投影光学系14は、図3(イ)に示
すように、左眼用投影系15と右眼用投影系16とから
なる。
【0018】この左眼用投影系15と右眼用投影系16
とを別々に設けたのは、右眼では、図3(ロ)に示すよ
うに、その被検眼Eの眼球光軸O2とその視軸S1とが
右に5°傾いており、一方、左眼では、図3(ハ)に示
すように、その眼球光軸O2と視軸S1とが左に5°傾
いているからである。また、左眼用投影系15と右眼用
投影系16は、各々、固視標光源17、ピンホール板1
8、複数の固視標光源17を提示するための光学部材1
9、投影レンズ20を有する。
【0019】固視標光源17は後述する装置本体Hの可
動に連係して、右眼検査のときには右眼用のものが自動
的に点灯され、左眼検査のときには左眼用のものが自動
的に点灯される。固視標投影光学系14からの固視標光
はハーフミラー13、ハーフミラー2を介して被検眼E
に導かれる。その際、固視標光は光学部材19の反射面
19a,19bにおいて複数回反射されることにより、
複数個の固視標光源像が被検眼Eに提示される。被検者
は、その視度に応じた固視標光源像を固視し、アライメ
ント調整はその固視標光源像を固視させつつ行うもので
ある。
【0020】アライメント光束Kは、図4に示すよう
に、角膜Cの表面Tで反射される。そのアライメント光
束Kは角膜頂点Pと角膜曲率中心O3との間の中間位置
に輝点像Rを形成するようにしてその表面Tで反射され
る。その反射光束はハーフミラー2を介して対物レンズ
3に導かれる。
【0021】対物レンズ3に導かれた反射光束は、その
一部がハーフミラー4によって反射され、残りの光束は
ハーフミラー4を通過する。ハーフミラー4により反射
された反射光束は受光手段としてのアライメント検出セ
ンサー4’に導かれる。アライメント検出センサー4’
には、例えば、ポジションセンサー(PSD)が用いら
れ、その機能の詳細は後述する。
【0022】光路切り換えミラー5は、常時は前眼部観
察光学系1の光路から退避されている。また、光路切り
換えミラー5は、その一面に遮光面5aを有し、その他
面に全反射面5bを有する。ハーフミラー4を通過した
光束は、CCD6に導かれて結像され、CCD6に輝点
像が形成される。ハーフミラー4はアライメントパター
ン投影光学系21からの光束を反射する。
【0023】アライメントパターン投影光学系21は、
アライメントパターン用光源22、アライメントパター
ン板23、投影レンズ24から概略なっている。
【0024】アライメントパターン板23には円環状パ
ターンが形成されている。円環状パターンを形成するパ
ターン形成光束はハーフミラー4によって反射されてC
CD6に導かれ、CCD6に円環状パターン像が形成さ
れる。
【0025】CCD6は、図示を略すモニター装置に接
続され、モニター装置の画面25には、図5に示すよう
に、被検眼Eの前眼部像26が表示される。また、円環
状パターン像27が表示される。角膜Cにより反射され
て輝点像R’を形成する光束が円環状パターン像27の
中央に位置するように装置本体Hを上下(Y方向)、左
右(X方向)に振らせてアライメント調整を行い、被検
眼Eの眼球光軸O2と装置光軸O1とを合致させる。ま
た、装置本体Hを被検眼Eに対して前後(Z方向)にず
らして作動距離を設定する。
【0026】前眼部観察光学系1の両側には、照明光学
系28と撮影光学系29とが設けられている。照明光学
系28は被検眼Eの角膜Cに向けて斜め方向から照明光
束を照射する。
【0027】照明光学系28は、観察用の照明光源3
0、集光レンズ31、赤外フィルター31’、撮影用の
照明光源32、集光レンズ33、スリット板34、投光
レンズ35を有する。照明光源30と照明光源32とは
集光レンズ31に関して共役である。
【0028】照明光源30にはハロゲンランプが用いら
れ、照明光源32にはキセノンランプが用いられる。照
明光源30から出射された光束は、集光レンズ31、赤
外フィルター31’を経て照明光源32の配設位置で一
旦収束される。この赤外光束は照明光源32から射出さ
れたかのようにして集光レンズ33に導かれる。この集
光レンズ33により集光された赤外光束はスリット板3
4に導かれる。スリット板34には細長い長方形状のス
リット36が形成されている。赤外光束はこのスリット
36を通過して投光レンズ35に導かれる。
【0029】35’は光路長補正用の光学部材である。
図1は内皮細胞観察時に光路中に挿入した状態である。
可視光での撮影時には退避して光路長を補正するので凸
レンズで構成されている。また、逆に観察時に光路中に
光学部材35’を挿入せず撮影時に挿入しようとする場
合には、平行平面板或は凹レンズにすればよい。尚、光
学部材35’の挿入場所は図示位置の外に投光レンズ3
5と角膜Cとの間に設けることも考えられる。アライメ
ントが完了した状態では、スリット板34と角膜Cとは
投光レンズ35に関して略共役であり、角膜Cにはスリ
ット光束が照射される。このスリット光束は角膜Cをそ
の表面Tから内部に向かって横切る。
【0030】なお、照明光源30、集光レンズ31、赤
外フィルター31’照明光源32、集光レンズ33とか
らなる光源部は、図6に示すように配設してもよい。図
6において、37はダイクロイックミラー、38,39
は凹面反射鏡である。ダイクロイックミラー37は集光
レンズ31とスリット板34との間に配設され、赤外光
を透過し、可視光を反射する。
【0031】撮影光学系29は対物レンズ40、ハーフ
ミラー41、マスク42、リレーレンズ43、ミラー4
4、変倍レンズ45、合焦レンズ46、光路切り換えミ
ラー5から大略構成されている。
【0032】光路切り換えミラー5はアライメント検出
センサー4’の検出出力に基づいて前眼部観察光学系1
の光路に自動的に挿入される。アライメントが完了した
状態では、マスク42と角膜Cとは対物レンズ40に関
してほぼ共役である。
【0033】スリット光束は角膜Cにおいて散乱反射さ
れる。その散乱反射の状態を図7に示す。スリット光束
の一部は空気と角膜Cとの境界面である角膜表面Tにお
いてまず反射される。その角膜表面Tからの散乱反射光
束Lの光量が最も多い。角膜内皮細胞Nからの散乱反射
光束Mの光量は相対的に小さい。角膜実質M’からの反
射光束L’の光量が最も小さい。散乱反射光束Mは対物
レンズ40により集光されて光路長補正部材40’を経
て、ハーフミラー41に導かれる。
【0034】光路長補正部材40’は、図1に示したよ
うに、赤外照明光での観察時にその光路へ挿入され、可
視光での撮影時にはその光路から退避される。このとき
の光路長補正部材40’は凸レンズが使用される。ま
た、逆に、撮影時に平行平面板或は凹レンズを光路長補
正部材40’としてその光路へ挿入することにより、基
準位置に角膜内皮細胞像を形成させ、観察時に光路補正
部材40’をその光路から退避させることも可能であ
る。なお、後述する光路長補正部材43’もこの光路長
補正部材40’と同様の動きと形状を有し、その挿入場
所は図1に示した位置の他、対物レンズ40の手前(角
膜C側)や、ハーフミラー41とマスク42との間、合
焦レンズ46と光路切り換えミラー5との間でも同様の
効果を得ることができる。
【0035】散乱反射光束の一部はハーフミラー41に
より反射されて合焦状態検出センサーとしてのラインセ
ンサー47に導かれる。また、そのハーフミラー41を
通過した散乱反射光束はマスク42に導かれ、角膜内皮
細胞Nを含めて角膜断面像がマスク42の配設位置に形
成される。
【0036】マスク42は角膜内皮細胞像を形成する以
外の余分の反射光束を遮光する役割を果たす。角膜内皮
細胞像を形成する散乱反射光束は、光路長補正部材4
3’、リレーレンズ43、ミラー44、変倍レンズ4
5、合焦レンズ46を介して光路切り換えミラー5に導
かれ、光路切り換えミラー5により反射された後、CC
D6に結像される。画面25には角膜内皮細胞像48が
図8に示すように表示される。なお、図8において、4
9はマスク42によって遮光されないとしたら角膜表面
Tからの反射光束により形成される光像であり、50は
角膜実質M’からの散乱反射光束による光像である。
【0037】角膜Cの断面方向に対してラインセンサー
47は、図9(ロ)に示すように配置されており、散乱
反射光束の強度分布は図9(イ)に示すようなものとな
る。図9(イ)において、符号Uは角膜Cの表面Tにお
いて散乱反射された散乱反射光束によるピークである。
符号Vは角膜Cの内皮細胞部分のピークである。そのピ
ークUは光像49に対応し、ピークVは光像48に対応
する。
【0038】ラインセンサー47の各番地の素子の出力
は、図1に示すように、合焦判断回路47’に入力され
る。合焦判断回路47’は図9(イ)に示すように、ピ
ークU及びピークVを含む信号全てを記憶して演算処理
することにより、そのピークVの番地を判断する。そし
て、合焦判断回路47’はそのピークVの番地Lがライ
ンセンサー47の中心番地Qに一致するか否かを判断す
る。
【0039】装置本体Hを被検眼Eの前眼部に向かって
離反接近させる(装置光学系をZ方向に移動させる)と
ピークVの番地Lが移動する。装置本体HはピークVの
番地Lが中心番地Qに一致するとき、角膜内皮細胞が合
焦されるように設計されている。合焦判断回路47’は
ピークVの番地Lが中心番地Qと一致したときに、撮影
光源発光制御回路32’に向かって撮影信号を出力し、
これによって、照明光源32が発光し、被検眼Eが照明
され、撮影が自動的に行われる。
【0040】なお、図10に示すように、ラインセンサ
ー47を角膜Cの厚さと直交する方向に配設し、ライン
センサー47の画素サイズを図9に示したものより小さ
くして、角膜内皮細胞像48のコントラストによる検出
出力Wが図11に示すように所定レベルV1以上のとき
に自動的に照明光源32を発光させ、角膜内皮細胞像4
8を撮影するようにしてもよい。
【0041】前眼部観察光学系1、照明光学系28、撮
影光学系29は図12に示すように装置本体ケース52
内に収納されている。
【0042】図12において、53は電源が内蔵された
ベースである。ベース53の上部には架台54がコント
ロールレバー54aの操作により前後左右動可能に設け
られている。コントロールレバー54aには撮影スイッ
チ54bが設けられ、手動撮影モードのときに用いられ
る。架台54の上部にはモータ55、支柱56が設けら
れている。
【0043】モータ55と支柱56とは図示を略すピニ
オン・ラック結合され、支柱56はモータ55によって
上下動される。支柱56の上端にはテーブル57が設け
られている。
【0044】テーブル57には支柱58、モータ59が
設けられている。支柱58の上端にはテーブル60が摺
動可能に設けられている。テーブル60の後端には、図
13に示すように、ラック61が設けられている。モー
タ59の出力軸にはピニオン62が設けられ、ピニオン
62はラック61に噛み合わされている。また、テーブ
ル60の上部にはモータ63と支柱64とが設けられて
いる。モータ63の出力軸にはピニオン65が設けられ
ている。装置本体ケース52は支柱64の上部に摺動可
能に設けられている。装置本体ケース52の側部にはラ
ック66が設けられている。ラック66はピニオン65
と噛合されている。なお、図13において、6’は信号
処理部である。
【0045】モータ55は被検眼Eに対する装置本体H
のY方向のアライメントを自動的に行うために用いら
れ、モータ59は被検眼Eに対する装置本体HのX方向
のアライメントを自動的に行うために用いられ、モータ
63は被検眼Eに対する装置本体HのZ方向のアライメ
ントを自動的に行うために用いられ、これらは自動撮影
モードで作動可能となる。すなわち、モータ55,5
9,63は受光手段の受光出力に基づき装置本体Hを駆
動する駆動手段を構成している。
【0046】この自動撮影モードでは、前眼部観察光学
系1により画面25に表示された前眼部像26を見なが
ら、コントロールレバー54aを操作して、輝点像R’
を鮮明に見ることができ、かつ、輝点像R’が所定の円
環状サークル27に近づくように架台54を概略操作す
る。これにより、輝点像R’を形成する散乱反射光束が
アライメント検出センサー4’に導かれる。
【0047】アライメント検出センサー4’によりその
輝点像R’のX方向位置情報とY方向位置情報とが検出
される。そのX方向位置情報とY方向位置情報とは、図
14に示すように、XYアライメント検出回路67に入
力される。
【0048】XYアライメント検出回路67はX方向の
アライメントとY方向のアライメントとが完了するとア
ライメント完了信号をミラー駆動回路68に向かって出
力する。光路切換えミラー5はミラー駆動回路68によ
って前眼部観察光学系1の光路に挿入される。
【0049】また、アライメント検出センサー4’のX
方向位置情報とY方向位置情報とは図示を略すアライメ
ント判断回路に入力される。このアライメント判断回路
は、X方向位置情報に基づきX方向から装置光学系の光
軸O1が被検眼Eの光軸O2に近づくようにモータ59
を駆動すると共に、Y方向位置情報に基づきY方向から
装置光学系の光軸O1が被検眼Eの光軸O2に近づくよ
うにモータ55を駆動する。
【0050】テーブル60はこのモータ59によりX方
向に摺動され、テーブル57はモータ55によりY方向
に可動され、アライメント検出センサー4’に基づき自
動的に装置光学系の光軸O1と被検眼Eの光軸O2との
位置合わせが行われる。
【0051】一方、モータ63は一次元ラインセンサー
47により検出されたピークVの番地Lと中心番地Qと
が一致するように、装置本体ケース52をZ方向に可動
させる。これにより、被検眼Eに対する装置光学系のア
ライメントが自動的に完了して角膜内皮細胞Nの撮影が
行われる。
【0052】図15は、本発明に係わる角膜内皮細胞撮
影装置の他の実施例を示すもので、光路切換えミラー5
の代わりにダイクロイックミラー69を用いることにし
たものである。尚、この際、図1に示した前眼部観察用
の照明光源7,7には赤外光源を用い、アライメント指
標光、パターン形成光束を赤外光とし、角膜Cにより反
射されたアライメント指標光束と前眼部により反射され
た反射光束とを透過させる構成とし、且つ角膜Cにより
反射されたスリット光束は反射させる構成としたもので
ある。また、画面25において、前眼部像26から角膜
内皮細胞像48への画面の切り換えは、照明光源7、ア
ライメント光源9、アライメントパターン用光源22を
消灯することにより行う。また、一方の光路使用中に他
方の光路中、例えば、ダイクロイックミラー69の直前
等にシャッター(図示せず)を挿入しても有効である。
【0053】このように、本発明の角膜内皮細胞撮影装
置にあっては、従来の目測による第1段階の調節をモニ
タ(図示せず)で被検眼の前眼部を観察しながらより正
確な位置出しをすることができ、第2段階における角膜
内皮細胞を容易且つ迅速に見つけ出すことができる。
【0054】また、照明光学系と撮影光学系とは被検眼
の眼球の光軸を境として配置されているので、被検眼の
眼球の細かい動きに追従してアライメントする場合の操
作を容易に行うことができる。
【0055】さらに、前眼部観察光学系に導かれた前眼
部像の受像素子と撮影光学系に導かれた角膜内皮細胞像
の受像素子とが共用されているので、高価な受像素子は
一つで良い。
【0056】しかも、照明光学系に設けられた観察用照
明光は赤外光であることにより、被検者に与える苦痛を
軽減させることができる。
【0057】
【発明の効果】本発明に係る角膜内皮細胞撮影装置は、
以上説明したように、角膜内皮細胞を照明する照明光の
経路と同一の照明経路を通じて角膜を照明し、その照明
光の角膜からの反射光に基づき角膜内皮細胞の合焦状態
を検出することにしたので、合焦検出を正確に行うこと
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる角膜内皮細胞撮影装置の実施例
を示す光学系の説明図である。
【図2】本発明に係わるアライメント光学系を示す図で
ある。
【図3】本発明に係わる固視標投影光学系を示す図であ
る。
【図4】本発明に係わるアライメント指標光束の反射状
態を示す図である。
【図5】前眼部像の表示状態を示す図である。
【図6】本発明に係わる照明光学系の光源部の他の例を
示す図である。
【図7】角膜におけるスリット光束の反射状態を示す図
である。
【図8】角膜内皮細胞像の反射状態を示す図である。
【図9】角膜内皮細胞像とラインセンサーに受光される
光量との関係を示す図である。
【図10】角膜内皮細胞像に対するラインセンサーの配
設状態を示す図である。
【図11】図10に示すラインセンサーからの出力状態
を示す図である。
【図12】本発明に係わる角膜内皮細胞撮影装置の全体
構成を示す側面図である。
【図13】本発明に係わる角膜内皮細胞撮影装置を部分
的に示す平面図である。
【図14】本発明に係わる光路切り換えミラーの駆動回
路を示す図である。
【図15】図1に示す光路切り換えミラーの代わりにダ
イクロイックミラーを用いた例を示す図である。
【符号の説明】
E…被検眼 C…角膜 1…前眼部観察光学系 28…照明光学系 29…撮影光学系 30…観察用照明光源(ハロゲンランプ) 32…撮影用照明光源(キセノンランプ) 47…ラインセンサー(合焦状態検出センサー)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照明光を被検眼の角膜に向けて斜めから
    照射する照明光学系と、角膜内皮細胞を含めて前記角膜
    からの反射像を受像して撮影する撮影光学系と、前記被
    検眼の前眼部を観察する前眼部観察光学系とを備え、前
    記撮影光学系には前記照明光の前記角膜からの反射を受
    光して合焦状態を検出する合焦状態検出センサーが設け
    られていることを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
  2. 【請求項2】 前記被検眼の前眼部を正面から観察する
    前眼部観察光学系と、前記角膜に対する装置本体のアラ
    イメントを行うためのアライメント指標光を投影するア
    ライメント指標光投影手段と、前記角膜により反射され
    たアライメント指標光を受光する受光手段と、該受光手
    段の受光出力に基づき角膜に対して装置光学系がアライ
    メントされるように前記装置本体を駆動する駆動手段と
    を備えている請求項1に記載の角膜内皮細胞撮影装置。
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