JP3394418B2 - 眼科装置 - Google Patents

眼科装置

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JP3394418B2
JP3394418B2 JP12389897A JP12389897A JP3394418B2 JP 3394418 B2 JP3394418 B2 JP 3394418B2 JP 12389897 A JP12389897 A JP 12389897A JP 12389897 A JP12389897 A JP 12389897A JP 3394418 B2 JP3394418 B2 JP 3394418B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被検眼角膜に向けて
スリット光束を投影するスリット投影光学系と、角膜の
厚みを測定する測定手段とを備えた眼科装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、被検眼角膜に向けて斜めから
スリット光束を投影するスリット投影光学系と、前記被
検眼角膜からの角膜反射光束を受光する受光光学系とを
備え、この受光光学系の受光情報に基づいて角膜の厚み
を測定する眼科装置が知られている。
【0003】かかる眼科装置では、前記受光情報から角
膜の厚みを測定する他に、前記受光情報に基づき角膜と
装置本体との間の距離を算出してZ方向のアライメント
を行うようになっている(特願平5−99614号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記眼
科装置では、角膜厚みを精密に測定する必要性のためス
リット光束の幅を狭くしているので、角膜で反射する角
膜反射光束の幅も狭くなる。このため、角膜に対する装
置本体のZ方向の位置ずれが大きくなると、角膜反射光
束の反射方向も大きくずれることにより、受光光学系の
受光センサが角膜反射光束を受光することができなくな
ってしまい、このため、位置ずれの方向が分からず、装
置本体を適正な方向に速やかに移動させることができな
いという問題があった。
【0005】この発明の目的は、角膜に対する装置本体
のZ方向の位置ずれが大きくても、その位置ずれの方向
が分かる眼科装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、被検眼角膜に向けて斜めからス
リット光束を投影するスリット投影光学系と、前記被検
眼角膜からの反射光を受光する受光光学系と、この受光
光学系の受光情報に基づいて角膜の厚みを測定する測定
手段とを備えた眼科装置において、前記スリット光束の
幅より大きい幅を有するZアライメント用の指標光束を
前記被検眼角膜に向けて斜めから投影する指標投影光学
系と、前記被検眼角膜で反射したZアライメント用の
射指標光束を受光する受光手段と、この受光手段の出力
に基づいて装置本体のZ方向の位置を演算するZ方向ア
ライメント検出回路とを設けたことを特徴とする。
【0007】請求項2の発明は、前記受光手段を前記受
光光学系に設けられた受光センサで構成したことを特徴
とする。
【0008】請求項3の発明は、前記位置を検者に知ら
せる報知手段を備えたことを特徴とする。
【0009】請求項4の発明は、前記位置に基づいて装
置本体を移動制御する移動制御手段を備えたことを特徴
とする。
【0010】請求項5の発明は、前記指標光束は、スリ
ット投影光学系の光路から被検眼角膜に投影されること
を特徴とする。
【0011】請求項6の発明は、前記指標投影光学系の
光源は、測定手段によって角膜の厚みが測定されている
間、消灯されることを特徴とする。
【0012】請求項7の発明は、前記被検眼角膜に対し
て気流を吹き付けて眼圧を測定する眼圧計を備えている
ことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる眼科装置
の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0014】図1および図2は眼科装置の光学配置図を
示したものであり、この眼科装置の光学系は装置本体1
15内(図7参照)に設けられている。
【0015】図1および図2において、10は被検眼E
の前眼部を観察するための前眼部観察系、20はXY方
向のアライメント検出および角膜変形検出のための指標
光を被検眼Eの角膜Cに正面から投影するXYアライメ
ント指標投影光学系、30は被検眼Eに固視標を投影す
る固視標投影光学系、40はXYアライメント指標光の
角膜Cによる反射光を受光して装置本体115と角膜C
のXY方向の位置関係を検出するXYアライメント検出
光学系、50はXYアライメント指標光の角膜Cによる
反射光を受光し角膜Cの変形量を検出する角膜変形検出
光学系、60は角膜Cに斜めから幅の狭いスリット光束
を投影するスリット投影光学系、90はスリット光束よ
り幅の広い指標光束を角膜Cに斜めから投影する指標投
影光学系、70は指標光束やスリット光束の角膜Cによ
る反射光を前眼部観察光学系10の光軸に対して対称な
方向から受光する受光光学系である。
【0016】前眼部観察光学系10は、被検眼Eの左右
に位置して前眼部をダイレクトに照明する複数個の前眼
部照明光源11、気流吹き付けノズル12、前眼部窓ガ
ラス13、チャンバー窓ガラス14、ハーフミラー1
5、対物レンズ16、ハーフミラー17,18、CCD
カメラ19を備え、O1はその光軸である。
【0017】前眼部照明光源11によって照明された被
検眼Eの前眼部像は、気流吹き付けノズル12の内外を
通り、前眼部窓ガラス13、チャンバー窓ガラス14、
ハーフミラー15を透過し、対物レンズ16により集束
されつつハーフミラー17,18を透過してCCDカメ
ラ19上に形成される。ノズル12からは、図示しない
気流吹き付け手段によってエアパフが被検眼Eに向けて
吹き出すようになっている。そして、ノズル12と気流
吹き付け手段と角膜変形検出光学系50等とから眼圧計
が構成される。
【0018】XYアライメント指標投影光学系20は、
赤外光を出射するXYアライメント用光源21、集光レ
ンズ22、開口絞り23、ピンホール板24、ダイクロ
イックミラー25、ピンホール板24に焦点を一致させ
るように光路上に配置された投影レンズ26、ハーフミ
ラー15、チャンバー窓ガラス14、気流吹き付けノズ
ル12を有する。
【0019】XYアライメント用光源21から出射され
た赤外光は、集光レンズ22により集束されつつ開口絞
り23を通過し、ピンホール板24に導かれる。そし
て、ピンホール板24を通過した光束は、ダイクロイッ
クミラー25で反射され、投影レンズ26によって平行
光束となってハーフミラー15で反射された後に、チャ
ンバー窓ガラス14を透過して気流吹き付けノズル12
の内部を通過し、図3に示すようにXYアライメント指
標光Kを形成する。図3においてXYアライメント指標
光Kは、角膜Cの頂点Pと角膜Cの曲率中心との中間位
置に輝点像Rを形成するようにして角膜表面Tで反射さ
れる。なお、開口絞り23は投影レンズ26に関して角
膜頂点Pと共役な位置に設けられている。
【0020】固視標光学系30は、可視光を出射する固
視標用光源31、ピンホール板32、ダイクロイックミ
ラー25、投影レンズ26、ハーフミラー15、チャン
バー窓ガラス14、気流吹き付けノズル12を有する。
【0021】固視標用光源31から出射された固視標光
は、ピンホール板32、ダイクロイックミラー25を経
て、投影レンズ26により平行光とされハーフミラー1
5で反射された後に、チャンバー窓ガラス14を透過
し、気流吹き付けノズル12の内部を通過して被検眼E
に導かれる。被検者はその固視標を固視目標として注視
することにより視線が固定される。
【0022】XYアライメント検出光学系40は、気流
吹き付けノズル12、チャンバー窓ガラス14、ハーフ
ミラー15、対物レンズ16、ハーフミラー17,1
8、センサ41、XYアライメント検出回路42を有す
る。
【0023】XYアライメント指標投影光学系20によ
り角膜Cに投影され、角膜表面Tで反射された反射光束
は、ノズル12の内部を通りチャンバー窓ガラス14、
ハーフミラー15を透過し、対物レンズ16により集束
されつつハーフミラー17でその一部が透過し、ハーフ
ミラー18でその一部が反射される。ハーフミラー18
で反射された光束は、センサ41上に輝点像R’1を形
成する。センサ41はPSDのような位置検出可能な受
光センサである。XYアライメント検出回路42は、セ
ンサ41の出力を基にして、装置本体115と角膜Cの
位置関係(XY方向)を公知の手段によって演算し、そ
の演算結果を角膜厚測定回路74および制御回路80に
出力する。
【0024】一方、ハーフミラー18を透過した角膜C
による反射光束は、CCDカメラ19上に輝点像R’2
を形成する。CCDカメラ19はモニタ装置に画像信号
を出力し、図4に示すように、被検眼Eの前眼部像
E’、XYアライメント指標光の輝点像R’2がモニタ
装置の画面Gに表示される。なお、Hは図示しない画像
生成手段によって生成されたアライメント補助マークで
ある。
【0025】さらに、ハーフミラー17によって反射さ
れた一部の光束は、角膜変形検出光学系50に導かれ、
ピンホール板51を通過してセンサ52に導かれる。セ
ンサ52はフォトダイオードのような光量検出の可能な
受光センサである。
【0026】スリット投影光学系60は、赤外光を出射
するスリット光源61、集光レンズ62、スリット6
3、矩形開口絞り64、ハーフミラー95、開口絞り6
4に焦点を一致させるように光路上に配置された投影レ
ンズ65を有する。O2はスリット投影光学系60の光
軸である。
【0027】スリット光源61を出射した赤外光は、集
光レンズ62により集光されてスリット63に導かれ
る。スリット63を通過したスリット光束Lは開口絞り
64,ハーフミラー95を通過し、投影レンズ65によ
って角膜Cに投影される。
【0028】角膜Cに投影されたスリット光束Lの一部
は、図5に示すように、空気と角膜Cの境界面である角
膜表面Tで反射され、角膜表面Tを通過した光束の一部
は角膜裏面Nで反射される。角膜表面Tの反射光束La
の光量は角膜裏面Nからの反射光束Lbの光量よりも1
00倍程度多い。なお、スリット63は投影レンズ65
に関して角膜裏面Nと共役な位置に設けられている。
【0029】受光光学系70は、結像レンズ71、ライ
ンセンサ72を有する。O3は受光光学系70の光軸で
ある。
【0030】スリット光学系60のスリット光束Lによ
り角膜表面Tおよび角膜裏面Nで反射された反射光束L
a,Lbは、結像レンズ71によって収束されてラインセ
ンサ72上に、図6(B)に示すように、スリット像6
3Aが形成される。このスリット像63Aの光量分布を
図6(A)に示すものとなる。図6(A)において、符
号Uは角膜Cの表面Tにおいて反射された反射光束によ
るピークであり、符号Vは角膜Cの裏面Nにおいて反射
されたピークである。そのピークUはスリット像63A
の光像63aに対応し、ピークVは光像63bに対応す
る。
【0031】ラインセンサ72の各番地の出力は、図1
に示すように、Zアライメント検出回路73へ入力され
る。
【0032】指標投影光学系90は、赤外光を出射する
Zアライメント光源91、集光レンズ92、開口絞り9
3、ピンホール板94、ハーフミラー95、ピンホール
板94に焦点を一致させるように光路上に配置された投
影レンズ65を有する。指標投影光学系90は、スリッ
ト投影光学系60より太い幅を有する指標光束W(図9
参照)を角膜Cへ投影する。
【0033】Zアライメント光源91を出射した赤外光
は、集光レンズ92により集光されて開口絞り93に達
し、この開口絞り93を通過してピンホール板94に導
かれる。ピンホール板94を通過した指標光束Wは、ハ
ーフミラー95で反射して投影レンズ65によって角膜
Cに導かれ、図9に示すように、輝点像Qを形成するよ
うにして角膜表面Tにおいて反射される。なお、開口絞
り93は投影レンズ65に関して角膜頂点Pと共役な位
置に設けられている。
【0034】指標投影光学系90によって投影された指
標光束Wの角膜表面Tにおける指標反射光束W′は、結
像レンズ71によって集束されてラインセンサ72上に
輝点像Q’を形成する。
【0035】指標投影光学系90によって角膜Cへ投影
される指標光束Wの幅は、スリット投影光学系60によ
るスリット光束Lの幅より大きく設定されている。そし
て、図10に示すように、角膜Cに投影された指標光束
Wは、角膜表面Tおよび角膜裏面Nで反射し、この反射
した反射指標光束WaおよびWbは、結像レンズ71によ
って収束されてラインセンサ72上に開口絞り93の開
口像として形成される。この開口像の光量分布は、反射
光束Waの光量は反射光束Wbの光量よりもはるかに大き
いことにより、図11に示すものとなる。図11におい
て、符号Fで示すピークは反射光束Waの中心位置にお
ける光量を示す。
【0036】そして、ピークFの位置とラインセンサ7
2の基準番地72aとがほぼ一致したとき、Z方向の概
略アライメントが完了するように設定しておくことによ
り、ピークFの位置情報(番地情報)から装置本体11
5のZ方向の位置を求めることができる。装置本体11
5が角膜Cに近づきすぎている場合には、光量分布は一
点鎖線で示すようになり、装置本体115が角膜Cから
離れすぎている場合には光量分布は二点鎖線で示すよう
になる。
【0037】また、指標光束Wの幅が広いことにより反
射光束Waの幅が広くなっているので、装置本体115
のZ方向のアライメントが大きくずれていても、ライン
センサ72は反射光束Waを受光することになる。
【0038】Zアライメント検出回路73は、図6
(A)に示すピークU,Vや図11に示すピークFの位
置情報(番地情報)を求めて制御回路80や角膜厚測定
回路(測定手段)74へ出力する。角膜厚測定回路74
はピークU,Vの位置情報に基づいて角膜Cの厚さを公
知の手段によって演算する。また、制御回路80は、ピ
ークU,Fの位置情報に基づいてモータ112を制御し
て、装置本体115をZ方向に移動させてZ方向のアラ
イメントを行うようになっている。
【0039】図7は、眼科装置の全体構成を示す側面図
で、100は電源が内蔵されたベースである。ベース1
00の上部には架台101がコントロールレバー102
の操作により前後左右移動可能に設けられている。コン
トロールレバー102には手動スイッチ103が設けら
れ、この手動スイッチ103は手動モード(実施の形態
1の場合は手動モードである)のときに用いられる。架
台101の上部にはモータ104、支柱105が設けら
れている。モータ104と支柱105とは図示を略すピ
ニオン・ラックにより結合され、支柱105はモータ1
04によって上下方向(Y方向)に移動される。支柱1
05の上端にはテーブル106が設けられている。
【0040】テーブル106には支柱107、モータ1
08が設けられている。支柱107の上端にはテーブル
109が摺動可能に設けられている。テーブル109の
後端には、図8に示すようにラック110が設けられて
いる。モータ108の出力軸にはピニオン111が設け
られ、ピニオン111はラック110に噛み合わされて
いる。また、テーブル109の上部にはモータ112と
支柱113とが設けられている。モータ112の出力軸
にはピニオン114が設けられている。支柱113の上
部には装置本体115が摺動可能に設けられている。装
置本体115の側部にはラック116が設けられてい
る。ラック116はピニオン114と噛み合わされてい
る。なお、装置本体115の内部には、図1および図2
に示した光学系が収納されている。
【0041】モータ104,108,112は、前述の制
御回路80から出力される制御信号によって制御され
る。そして装置本体115は、モータ104に制御信号
が出力されたときはY方向の移動が、モータ108に制
御信号が出力されたときはX方向の移動が、モータ11
2に制御信号が出力されたときはZ方向の移動がそれぞ
れ制御され、これによって、アライメント調整が自動で
行われる。
【0042】次に、上記実施形態の眼科装置の動作につ
いて説明する。
【0043】先ず、固視標光学系30の固視標用光源3
1が点灯されて被検眼の固視が行われるとともに、指標
投影光学系90のZアライメント光源91が点灯され
る。そして、検者は前眼部観察系10によって被検者の
前眼部像E′をモニタの画面Gで観察しながら大まかな
アライメントを行う。このとき、XYアライメント検出
光学系40のセンサ41の出力と、受光光学系70のラ
インセンサ72の出力とに基づいて、XYアライメント
検出回路42とZアライメント検出回路73とが、被検
眼角膜Cに対する装置本体115の位置を算出し、この
算出して位置をモニタの画面(報知手段)G上に表示し
て検者に知らせる。なお、このとき、スリット投影光学
系60の光源61は消灯されている。
【0044】ところで、装置本体115のZ方向の位置
は、Zアライメント検出回路73が出力する図11に示
すピークFの位置情報に基づいて行うが、反射光束Wa
の幅が広いことにより、Z方向のアライメントが大きく
ずれていても、ラインセンサ72は反射光束Waを受光
するので、装置本体115のZ方向の位置、すなわち位
置ずれの方向が分かり、画面Gに装置本体115のZ方
向の移動方向や位置を表示することができ、装置本体1
15をアライメントが行われる適正な方向へ速やかに移
動させることができる。
【0045】検者は、画面Gの表示に基づいて架台10
1を少し移動させると、制御回路80が各モータ10
4,108,112を駆動制御して装置本体115をアラ
イメント方向へ移動させていく。なお、架台101が移
動したか否かの判断は、ラインセンサ72の出力変化、
すなわちZアライメント検出回路73の出力変化に基づ
いて行う。
【0046】制御回路80の各モータ104,108,1
12の駆動制御により、被検眼角膜Cに対する装置本体
115の概略アライメントが行われると、すなわち、モ
ニタの画面G上における輝点像R’2がアライメント補
助マークHの中央部に位置し、且つ、図11に示すピー
クFがラインセンサ72の基準位置72aの近傍に位置
したとき、指標投影光学系90のZアライメント光源9
1が消灯されるとともに、スリット投影光学系60の光
源61が点灯される。
【0047】Zアライメント光源91の消灯の直前で
は、図11に示すピークFがラインセンサ72の基準位
置72aの近傍に位置したときのラインセンサ72の出
力に基づいて、Zアライメント検出回路73が装置本体
115のZ方向の位置を演算し、この演算した位置に基
づいて制御回路80がモータ112を制御して装置本体
115をZ方向へ移動させることになる。
【0048】スリット投影光学系60の光源61が点灯
されると、ラインセンサ72上には、図6(B)に示す
ように、スリット像63Aが形成され、このスリット像
63Aの光量分布に基づいてZ方向のアライメントが行
われる。すなわち、図6(A)に示すピークUがライン
センサ72の基準位置72aに一致する方向に装置本体
115が移動されていく。そして、ピークUがラインセ
ンサ72の基準位置72aに一致したとき、すなわち、
Z方向のアライメントが完了したとき、ラインセンサ7
2の出力に基づいてZアライメント検出回路73が出力
するピークU,Vの位置情報により角膜厚測定回路74
が角膜Cの厚さを演算する。
【0049】この演算と同時に、ノズル12からエアパ
フが吹き付けられて角膜Cが圧平されていき、このとき
の角膜Cの変形量が角膜変形検出光学系50によって検
出される。この検出された角膜Cの変形量と、ノズル1
2から吹き付けられるエアパフの圧力とから眼圧が算出
され、さらに、この算出した眼圧が角膜Cの厚さに基づ
いて補正される。
【0050】そして、角膜Cの厚さと、算出された眼圧
と、補正された眼圧とがモニタの画面Gに表示される。
【0051】なお、エアパフは図示しない気流吹き付け
手段によってノズル12から吹き出されるものであり、
また、エアパフの圧力は気流吹き付け手段に設けた圧力
センサ(図示せず)によって検出されるものである。
【0052】上記実施形態では、指標投影光学系90の
指標光束Wを角膜Cに投影して概略アライメントを行
い、精密なアライメントは光源91を消灯した後にスリ
ット投影光学系60により行うようにしているが、アラ
イメント完了まで指標光束Wを使用してアライメントを
行うようにしてもよい。この場合、アライメント完了と
同時に、Zアライメント光源91を消灯させるとともに
スリット投影光学系60の光源61を点灯させて、角膜
Cの厚さと、眼圧と、補正眼圧とを算出するものであ
る。なお、眼圧算出時には光源61,91を消灯させて
おくことが望ましい。
【0053】また、上記実施形態では、ハーフミラー9
5によりスリット投影光学系60と指標投影光学系90
を分岐しているが、ハーフミラー95を切換ミラーに置
き換えてもよい。この場合、切換ミラーは概略アライメ
ントの完了と同時に自動的に頃O2外に離脱するように
するのが好ましいが、精密なアライメント完了後に行路
O2外に離脱するようにしてもよい。
【0054】さらに、指標投影光学系90を設ける代わ
りに、図12に示すように、スリット投影光学系60に
スリット幅の大きいスリット63′とスリット幅の小さ
いスリット63″を交換可能に設けてもよい。すなわ
ち、概略アライメント終了まではスリット幅の大きいス
リット63′を使用し、概略アライメント完了後はスリ
ット幅の小さいスリット63″を使用する。これによ
り、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、角膜に対する装置本体のZ方向の位置ずれが大きく
ても、その位置ずれの方向が分かり、装置本体をアライ
メントが行われる適正な方向へ速やかに移動させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る眼科装置の光学系の配置を示し
た平面配置図である。
【図2】図1の眼科装置の光学系の配置を示した側面配
置図である。
【図3】角膜に正面から照射されたアライメント光束の
反射の説明図である。
【図4】モニタの画面に表示された前眼部像を示した説
明図である。
【図5】スリット光束を角膜に斜め方向から投影した状
態を示した説明図である。
【図6】(A)ラインセンサの光量分布を示した説明図で
ある。 (B)ラインセンサ上に結像されるスリット像を示した説
明図である。
【図7】図1の眼科装置の全体装置を示す側面図であ
る。
【図8】図1の眼科装置の要部を示す平面図である。
【図9】角膜と指標光束との関係を示した説明図であ
る。
【図10】角膜に指標光束を投影した状態を示した説明
図である。
【図11】角膜に指標光束を投影した際のラインセンサ
上の光量分布を示した説明図である。
【図12】他の実施形態を示した説明図である。
【符号の説明】
60 スリット投影光学系 70 受光光学系 72 ラインセンサ 74 角膜厚測定回路 90 指標投影光学系 C 被検眼角膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 3/10 - 3/16

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検眼角膜に向けて斜めからスリット光束
    を投影するスリット投影光学系と、前記被検眼角膜から
    の反射光を受光する受光光学系と、この受光光学系の受
    光情報に基づいて角膜の厚みを測定する測定手段とを備
    えた眼科装置において、 前記スリット光束の幅より大きい幅を有するZアライメ
    ント用の指標光束を前記被検眼角膜に向けて斜めから投
    影する指標投影光学系と、 前記被検眼角膜で反射したZアライメント用の反射指標
    光束を受光する受光手段と、この受光手段の出力に基づいて装置本体のZ方向の位置
    を演算するZ方向アライメント検出回路とを設けた こと
    を特徴とする眼科装置。
  2. 【請求項2】前記受光手段を前記受光光学系に設けられ
    た受光センサで構成したことを特徴とする請求項1の眼
    科装置。
  3. 【請求項3】前記位置を検者に知らせる報知手段を備え
    たことを特徴とする請求項2の眼科装置。
  4. 【請求項4】前記位置に基づいて装置本体を移動制御す
    る移動制御手段を備えたことを特徴とする請求項2の眼
    科装置。
  5. 【請求項5】前記指標光束は、スリット投影光学系の光
    路から被検眼角膜に投影されることを特徴とする請求項
    1の眼科装置。
  6. 【請求項6】 前記指標投影光学系の光源は、測定手段
    によって角膜の厚みが測定されている間、消灯されるこ
    とを特徴とする請求項1の眼科装置。
  7. 【請求項7】 前記被検眼角膜に対して気流を吹き付け
    て眼圧を測定する眼圧計を備えていることを特徴とする
    請求項1の眼科装置。
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