JP3405362B2 - 角膜内皮細胞観察撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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観察撮影装置に関し、特にその自動
合焦装置の改良に関する。

【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観察撮影装置として、スリッ
ト状の光束を被検眼に投影する照明光学系と、被検眼か
らの反射光を受光して角膜内皮細胞像を観察、撮影する
観察撮影光学系とを備える装置が知られている。

【０００３】角膜内皮細胞観察撮影装置には、自動合焦
機構が設けられており、観察撮影光学系の角膜内皮に対
する合焦状態を検出し、検出結果に基づいて自動的に合
焦させて観察・撮影する。合焦検出系は、角膜断面方向
の光量分布を検出するラインセンサを備え、このライン
センサの出力信号中のピークの座標を求める。通常ライ
ンセンサから出力される出力信号には、角膜表皮からの
反射光に相当する第１のピークと、角膜内皮からの反射
光に相当する第２のピークとが含まれ、第２のピークに
より示される角膜内皮の反射位置を合焦の基準位置とし
て設定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の角膜内皮細胞観察撮影装置は、裸眼を観察撮影
する場合には問題ないが、被検者がコンタクトレンズを
装用している場合には、角膜内皮細胞を正確に観察、撮
影することができないという問題がある。これは、コン
タクトレンズからの反射光がラインセンサの出力信号に
もう一つのピークを形成するため、２番目のピークによ
り示される位置に合焦させると、角膜の表皮にピントが
合うためである。

【０００５】したがって、従来の装置を用いる場合に
は、被験者がコンタクトレンズを外して検査を受けなけ
ればならず、手間がかかるという問題がある。特に、近
年コンタクトレンズが角膜内皮細胞に与える影響につい
て議論があり、コンタクトレンズを装用した状態で角膜
内皮細胞を撮影したいという要望もあるが、従来の装置
ではこの要望にこたえることができなかった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、被検者がコンタクトレンズを
装用している場合であっても、コンタクトレンズを外す
ことなく角膜内皮細胞の観察、撮影が可能な角膜内皮細
胞観察撮影装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる角膜内皮
細胞観察撮影装置は、上記の目的を達成させるため、照
明光源からの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角膜からの
反射光を受像して観察・撮影する観察撮影光学系と、観
察撮影光学系内に設けられ、角膜からの反射光に基づい
て被検眼の状態を判断し、被検眼の状態に応じて合焦判
定基準を変更すると共に、この合焦判断基準と被検眼の
状態とを比較して角膜内皮細胞への合焦状態を検出する
合焦状態検出手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明にかかる角膜内皮細胞観察撮影装置によ
れば、合焦状態検出手段が角膜からの反射光に基づいて
角膜の状態、すなわち、被検眼が裸眼であるかコンタク
トレンズを装用しているか等の状態を判断し、その状態
に応じて合焦の判定基準を変化させ、設定された判定基
準に基づいて光学系を角膜内皮に対して合焦させること
ができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の角膜内皮細胞観察撮影装置の
一実施例を図１から図９に基づいて説明する。

【００１０】図１は眼科測定装置の光学系を示す平面図
であって、符号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。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はアライメント光学系８の一
部を構成している。

【００１１】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の焦点に配置されてい
る。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る。アライメ
ント指標光の一部は、ハーフミラー１３を透過した後、
ハーフミラー２で反射されて角膜Ｃに導かれる。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。

【００１２】固視標投影光学系１４は、左眼用投影系と
右眼用投影系とからなり、それぞれ固視標光源１７、ピ
ンホール板１８、投影レンズ２０を有する。固視標光源
１７は、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。

【００１３】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、固視標が被検眼Ｅに提示される。アライメント調
整は、被検者に固視標を固視させつつ行われる。

【００１４】アライメント光束は、角膜Ｃの表面Ｔで反
射され、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。角膜Ｃから反射されたアライ
メント光束の一部は、ハーフミラー２を透過して対物レ
ンズ３により収束され、ハーフミラー４によって２つの
成分に分離される。ハーフミラー４により反射された光
束は、位置検出可能なセンサー等を用いた受光手段とし
てのアライメント検出センサー４´に導かれる。

【００１５】一方、ハーフミラー４を通過した光束は、
光路切り換えミラー５が前眼部観察光学系１の光路から
退避している場合にはＣＣＤ６に導かれて結像され、Ｃ
ＣＤ６に輝点像が形成される。光路切り換えミラー５
は、その一面が遮光面５a、他面が全反射面５bであり、
常時は前眼部観察光学系１の光路から退避されている。

【００１６】アライメントパターン投影光学系２１は、
図１に示すように、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。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。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ＣＣＤ６側へ
向けて反射させ、ＣＣＤ６に円環状パターン像を形成す
る。

【００１７】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３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も同様に表示される。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図示省略の装置本体を上下（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、その装置本体を被検眼Ｅに対して前後（Ｚ方
向）にずらして作動距離を設定する。

【００１８】前眼部観察光学系１の両側には、照明光学
系２８と観察撮影光学系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。照明光学系２８は、観察用の照明光
源３０、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、光路長補正用光学部材３５´を有す
る。観察用の照明光源３０と撮影用の照明光源３２とは
集光レンズ３１に関して共役である。図１は内皮細胞観
察時に光路中に光路長補正用光学部材３５´が挿入され
た状態を示しており、可視光での撮影時には光路長補正
用光学部材３５´は照明光学系２８の光路から退避され
る。

【００１９】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。観
察用の照明光束は、赤外フィルター３１´が挿入されて
いるので赤外光束となる。赤外光束は照明光源３２の配
設位置で一旦収束される。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。
集光レンズ３３により集光された赤外光束はスリット板
３４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。赤外光束はスリット３
６を通過して投光レンズ３５に導かれる。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に関してほぼ共役であり、角膜Ｃにはスリッ
ト光束が照射される。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。

【００２０】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４に示すように配設してもよい。
図４において、３７はダイクロイックミラー、３８、３
９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
光を透過させ、可視光を反射させる。

【００２１】観察撮影光学系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４４、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。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。

【００２２】スリット光束は角膜Ｃにおいて反射され
る。まず、被検眼Ｅが裸眼の場合における反射の状態を
図５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。角膜表
面Ｔからの反射光Ｌの光量が最も多い。角膜内皮細胞Ｎ
からの反射光Ｍの光量は相対的に小さい。角膜実質Ｍ´
からの反射光Ｌ´の光量が最も小さい。反射光Ｍは対物
レンズ４０により集光されてハーフミラー４１に導かれ
る。

【００２３】反射光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４
７に導かれる。また、ハーフミラー４１を通過した反射
光はマスク４２に導かれ、角膜内皮細胞Ｎを含めて角膜
内皮細胞像がマスク４２の配設位置に形成される。

【００２４】なお、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を遮光する役割を果たす。角膜
内皮細胞像を形成する反射光はリレーレンズ４３、ミラ
ー４４、変倍レンズ４５、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
り反射されて、ＣＣＤ６に結像される。

【００２５】角膜Ｃからの反射光に対してラインセンサ
４７は、図６（ロ）に示すように配置されており、裸眼
の場合の反射光の強度分布は図６（イ）に示すようなも
のとなる。図６（イ）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Ｌによるピーク部である。
符号Ｖは角膜Ｃの内皮細胞Ｎにおいて反射された反射光
Ｍによるピーク部である。なお、ピークの検出には公知
の手段を用いる。

【００２６】一方、被験者がコンタクトレンズを装用し
ている場合には、図７に示すようにコンタクトレンズＣ
Ｌからの反射光ＴＣＬと、角膜表面Ｔからの反射光Ｌ
と、角膜内皮細胞Ｎからの反射光Ｍが存在することにな
る。画面２５には角膜内皮細胞像４８が図９に示すよう
に表示される。図９において、４９は角膜表面からの反
射により形成される光像であり、５０は角膜実質Ｍ´か
らの反射光による光像であり、図示せぬコンタクトレン
ズＣＬからの反射光ＴＣＬ(１００)が光像４９の左に位
置している。

【００２７】また、コンタクトレンズを装用している場
合における反射光の強度分布は図８（イ）に示すような
ものとなる。図８（イ）において、符号Ｕ、Ｖは図６と
同様角膜Ｃの表面Ｔ、内皮細胞Ｎにおける反射光にそれ
ぞれ対応したピーク部であり、符号Ｗはコンタクトレン
ズＣＬの表面からの反射光に対応したピーク部である。
ラインセンサ４７上の反射光に対する配置は、図８
（ロ）に示すとおりである。符号１００は、コンタクト
レンズの表面からの反射光による光像、１０１は、コン
タクトレンズと角膜表面との間の空間を示す部分であ
る。

【００２８】このように、被検眼にコンタクトレンズが
装着されていない場合には、ラインセンサ４７から出力
されるビデオ信号に２つのピークが含まれ、コンタクト
レンズが装着されている場合には３つのピークが含まれ
る。

【００２９】ラインセンサ４７からの出力信号は、合焦
判断回路４７´に入力される。合焦判断回路４７´は、
２つ、あるいは３つのピークを含む信号全てを記憶して
演算処理する。

【００３０】合焦判断回路４７´は、ラインセンサ４７
からの出力信号にピークがいくつあるかを判断するピー
ク検出手段と、ピーク検出手段の出力に基づいて合焦判
定基準を設定する基準設定手段とを備えている。基準設
定手段は、ピークが２つである場合には裸眼と判断して
２つ目のピークに相当する位置を角膜内皮細胞の位置と
して捉え、この位置を合焦の基準位置とする。また、ピ
ークが３つである場合には、コンタクトレンズが装着さ
れていると判断し、３つ目のピークに相当する位置を角
膜内皮細胞の位置として捉え、この位置を合焦の基準位
置とする。

【００３１】そして、合焦判断回路４７´は角膜内皮細
胞に相当するピーク部Ｖの番地Ｌがラインセンサ４７の
中心番地Ｑに一致するか否かを判断する。

【００３２】図示を略す装置本体を被検眼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）とピーク部Ｖの番地Ｌが移動する。装置本体は、
ピーク部Ｖの番地Ｌが中心番地Ｑに一致するとき、角膜
内皮細胞に焦点が合うように設計されている。ここで、
番地Ｌが中心番地Ｑに一致したとき合焦判断回路４７´
は、撮影光源発光制御回路３２´に向かって撮影信号Ｓ
1を出力する。

【００３３】また、アライメント検出センサー４´は、
その基準位置に反射光が位置するか否かを検出し、基準
位置に位置すると判断された場合には撮影信号Ｓ2を撮
影光源発光制御回路３２´へ出力する。

【００３４】撮影光源発光制御回路３２´は、上記の撮
影信号Ｓ1とＳ2とが共に入力されたときに照明光源３２
を発光させ、被検眼Ｅを照明して角膜内皮細胞像を自動
的に撮影する。

【００３５】なお、コンタクトレンズを装着している場
合には、撮影結果や観察画面上にコンタクトレンズを装
着していることがわかるように、例えば図９に示すよう
に「ＣＬ」等の表示をしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る角膜
内皮細胞観察撮影装置によれば、被検者がコンタクトレ
ンズを装用しているか否かを合焦状態検出手段が判断
し、それぞれの場合に適した位置を合焦基準位置として
設定することができるため、いずれの場合にもピントの
あった状態で観察、撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる角膜内皮細胞観察撮影装置の
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】 前眼部像の表示状態を示す図である。

【図４】 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５】 コンタクトレンズを装用していない場合の角
膜におけるスリット光束の反射状態を示す図である。

【図６】 コンタクトレンズを装用していない場合の角
膜内皮細胞像とラインセンサに受光される光量との対応
関係を示す図である。

【図７】 コンタクトレンズを装用している場合の角膜
におけるスリット光束の反射状態を示す図である。

【図８】 コンタクトレンズを装用している場合の角膜
内皮細胞像とラインセンサに受光される光量との対応関
係を示す図である。

【図９】 コンタクトレンズを装用している場合の角膜
内皮細胞像の表示状態を示す図である。

【符号の説明】

２８…照明光学系 ２９…観察撮影光学系 ３０、３２…照明光源 ４７…ラインセンサ（合焦状態検出センサ） Ｅ…被検眼 Ｃ…角膜 Ｎ…角膜内皮細胞

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光源からの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光を受像して観察・撮影する
   観察撮影光学系と、前記角膜からの反射光に基づいて被
   検眼の状態を判断し、被検眼の状態に応じて合焦判定基
   準を変更すると共に、この合焦判定基準と被検眼の状態
   とを比較して角膜内皮細胞への合焦状態を検出する合焦
   状態検出手段とを備え、前記合焦状態検出手段は、前記
   角膜からの反射光を受光して角膜断面方向の光量分布を
   検出するラインセンサと、ラインセンサの出力信号から
   ピークの数を求めるピーク検出手段とを備え、前記ピー
   ク検出手段の出力に基づき合焦判定基準を変更すること
   を特徴とする角膜内皮細胞観察撮影装置。
2. 【請求項２】 前記ピーク数が２つである場合には外側
   から２つ目のピークに相当する位置を、ピーク数が３つ
   である場合には３つ目のピークに相当する位置を、それ
   ぞれ角膜内皮細胞の位置として捉え、この位置を合焦判
   定基準として設定する請求項１に記載の角膜内皮細胞観
   察撮影装置。