JP3999097B2 - 手術顕微鏡およびレフラクトメータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレフラクトメータおよびこのレフラクトメータを備えた手術顕微鏡に関する。さらに詳しくは、被検眼の眼屈折力（眼屈折度）を測定するためのレフラクトメータ、および、このレフラクトメータが取り付けられ、被検眼の眼屈折度の測定と同時にその被検眼の観察を行うことのできる手術顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、眼科医療界では、白内障手術時の眼内レンズの度数エラーによる術後屈折度数の誤差を低減する工夫がなされている。この一手法が手術中に同時に被検眼の眼屈折度を計測するものである。具体的には、手術顕微鏡にレフラクトメータが付設されたものが提案されている。
【０００３】
この手術顕微鏡は、顕微鏡の対物レンズの後方であって顕微鏡の観察光路を遮らない位置にプリズム付きレンズを設置し、このプリズム付きレンズおよび対物レンズを通して被検眼に照明光を照射する照明光学系と、被検眼での反射光による像を観察する観察光学系とを有している。さらに、照明光学系の光路にダイクロミラーを設置してこの光路を分岐することにより、レフラクトメータを構成する光学系を接続している（たとえば特許文献１の第１図）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９３８４８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記顕微鏡ではレフラクトメータを付設するために照明光学系にダイクロミラーを設置する必要がある。また、顕微鏡の照明光学系にレフラクトメータを付設するのであるから、既存の顕微鏡の照明光学系とは異なる特別な照明光学系を構成する必要がある。したがって、既存の顕微鏡ではなく、新たにレフラクトメータが一体に組み込まれた顕微鏡を一から設計製造する必要がある。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、既存の手術顕微鏡に簡単に取り付けることができるレフラクトメータおよびこのレフラクトメータが付設された手術顕微鏡を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の手術顕微鏡は、被検眼を照明する照明光学系と被検眼を観察する観察光学系とを有し、上記観察光学系が対物レンズとこの対物レンズの後方に形成されたアフォーカル光路とを有し、このアフォーカル光路が分岐されて他の光学系を接続するための接続光路が形成された手術顕微鏡において、
この接続光路に、被検眼に指標光を投影する指標光投影光学系と被検眼の眼底で反射した指標光を受光する計測光学系とを有するレフラクトメータの、上記指標光投影光学系と計測光学系との共通光路が接続されていることを特徴としている。
【０００８】
かかる構成により、既存の手術顕微鏡におけるいわば補機接続用の部位（アフォーカル光路）に、容易にレフラクトメータを構成する光学系を接続することができる。既存の顕微鏡の照明光学系および観察光学系には何らの機器も加える必要がない。そして、顕微鏡によって術中の被検眼を観察しながら当該被検眼の眼屈折度を計測することができる。
【０００９】
また、上記顕微鏡は、上記共通光路に接続レンズが配設されており、上記指標光投影光学系が指標光源と指標形成部材とを有しており、共通光路上における接続レンズと指標形成部材との間に観察光学系の観察点とほぼ共役な位置が存在するように構成されている。
【００１０】
かかる顕微鏡において、上記観察光学系の観察点とほぼ共役な位置に、上記指標光投影光学系と計測光学系との光学瞳部材が配設されてなるものが好ましい。指標光を被検眼の瞳孔を通してその眼底へ送り込み、且つ、瞳孔を通る反射光を選択して計測光学系へ導くことができるからである。
【００１１】
上記照明光学系、観察光学系および接続光路がハウジング内に収容されており、このハウジングに、その外部から上記接続光路に光学機器を接続するための接続部が形成されており、この接続部に上記レフラクトメータの共通光路が機械的且つ光学的に接続されてな手術顕微鏡が好ましい。レフラクトメータを容易に接続することができるからである。
【００１２】
本発明のレフラクトメータは、被検眼に指標光を投影するための、指標光源と指標形成部材とを有する指標光投影光学系と、
被検眼の眼底で反射した指標光を受光する計測光学系とを備えており、
上記指標光投影光学系と計測光学系とが一部共通する光路を有しており、この共通光路に接続レンズが配設されており、共通光路上における接続レンズと指標形成部材との間に取付け対象の顕微鏡の観察点とほぼ共役な位置が存在するように構成されている。
【００１３】
かかる構成により、既存の手術顕微鏡に対し、その補機取付用のアフォーカル光路に上記共通光路を接続すれば、容易に取り付けることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
添付図面に示される実施形態に基づいて本発明の手術顕微鏡およびレフラクトメータを説明する。
【００１５】
図１は本発明のレフラクトメータが付設された手術顕微鏡の一実施形態を概略的に示す光路図である。図２は図１の手術顕微鏡のうちの顕微鏡部分を示す側面図である。
【００１６】
図１に示す手術顕微鏡１は、観察対象（被検眼Ｅ）を詳細に観察するための既存の顕微鏡部２と、この顕微鏡部２に付設される被検眼Ｅの眼屈折度を他覚的に測定するための特徴的なレフラクトメータ３とから構成されている。顕微鏡部２はハウジング４とこのハウジング４内に収容された照明光学系５および観察光学系６とから構成されている。
【００１７】
照明光学系５は観察対象（被検眼Ｅ）に対してこれを照明するための照明光を照射するためのものである。照明光学系５は照明装置７と対物レンズ８とを備えている。照明装置７は図示しない可視光ランプ等の光源と、この光源からの光を対物レンズ８の背面へ導くための光ファイバーからなるファイバーライトガイド９と、ファイバーライトガイド９に導かれた照明光を対物レンズ８に向けるプリズム１０とから構成されているが、他の公知の構成であってもよい。
【００１８】
観察光学系６は検者が被検眼Ｅでの反射光による像を観察するためのものである。観察光学系６は上記対物レンズ８の後方（反被検眼側）に配設された変倍レンズ群１１、変倍レンズ群１１の後方に配設された双眼部対物レンズ１２、双眼部対物レンズ１２の後方に配設されたプリズム１３、および、プリズム１３の後方に配設された接眼レンズ１４を備えている。本顕微鏡部２では変倍レンズ群１１から接眼レンズ１４までが双眼構成にされている。
【００１９】
また、観察光学系６においては対物レンズ８と変倍レンズ群１１との間の光路Ａ、および、変倍レンズ群１１と双眼部対物レンズ１２との間の光路Ｂはそれぞれアフォーカル光路にされている。また、他の既存の顕微鏡には変倍レンズ群を備えていないものもあるが、その顕微鏡であっても対物レンズと双眼部対物レンズ１２に相当するレンズとの間はアフォーカル光路にされている。
【００２０】
上記変倍レンズ群１１と双眼部対物レンズ１２との間の双眼のアフォーカル光路Ｂそれぞれにハーフミラー１５が設置されており、被検眼Ｅからの反射光が側方に分岐される。この両分岐光路Ｃ（ともにアフォーカルである）に交差するハウジング４の部分には補機を接続するための接続部１６が形成されている。したがって、本実施形態では上記分岐光路Ｃがレフラクトメータ３との接続のための接続光路であり、上記接続部１６においてもアフォーカル光路が維持されている。また、補機とは、手術中に術者アシスタントが被検部を観察するための接眼部やＣＣＤカメラなど、そのまま接続して使用し得る機器である。補機を接続しないときはキャップ等によって閉止されている。なお、前述した変倍レンズ群を備えていない顕微鏡であっても、対物レンズと双眼部対物レンズ１２に相当するレンズとの間のアフォーカル光路に上記ハーフミラー１５が設置され、ハウジングの対応部位に補機接続部が形成されたものがある。
【００２１】
本手術顕微鏡１は、この既存の顕微鏡ともいえる顕微鏡部２の上記接続部１６に特別に工夫されたレフラクトメータ３が接続されたものである。
【００２２】
図３を参照しながらこのレフラクトメータ３による眼屈折度の測定原理を説明する。被検眼Ｅの眼底Ｅｒに近赤外光による指標光を投影し、眼底で反射された指標光の光軸からの変位量に基づいて眼屈折度を算出する。具体的には、被検眼Ｅにたとえば近赤外光の平行光線を照射する。この平行光線の光路にピンホール２２が形成された遮蔽板（指標板）２３を配置する。ピンホール２２は計測光軸Ｄから外れた位置に設定されている。ピンホール２２の像（指標）は眼底Ｅｒに結像Ｔａし、その反射光はレンズ２９を通った後方において結像面Ｓで結像Ｔ１する。正常な被検眼では計測光軸Ｄ上に結像する（図３（ａ））。しかし、近視眼では眼底Ｅｒの前方で結像Ｔｂするため、結像面Ｓにおいては計測光軸Ｄから変位した位置で結像Ｔ２する（図３（ｂ））。また、遠視眼では眼底Ｅｒの後方で結像Ｔｃするため、結像面Ｓにおいては計測光軸Ｄから反対側に変位した位置で結像Ｔ３する（図３（ｃ））。
【００２３】
予め、結像面における計測光軸Ｄと結像位置との変位量と、当該被検眼の眼屈折度との一定の関係を把握しておき（較正）、測定した上記変位から被検眼の眼屈折度を計算する。以上の測定原理は合致式と言う。以下説明するレフラクトメータ３はこの合致式を使用している。本発明ではもちろん他の方法（結像式、検影式）を採用してもよい。
【００２４】
図１に示す合致式レフラクトメータ３はハウジング１７と、このハウジング１７内に収容された指標光投影光学系１８および計測光学系１９とから構成されている。
【００２５】
指標光投影光学系１８はその光路１８ａに沿って順に、赤外ＬＥＤからなる指標光源２０、指標光源２０からの光を平行光線にするための集光レンズ２１、指標光を形成するためのピンホール２２が形成された指標板２３、指標投影レンズ２４、上記計測光学系１９と光路を分岐するためのハーフミラー２５、光学瞳部材２６、および、接続レンズ２７を備えている。上記指標板２３の計測指標をピンホールによって形成しているが、本発明ではピンホールに限定されない。たとえば、リング形状、同一円周上に配置した複数個のピンホール等、必要に応じて変更可能である。
【００２６】
計測光学系１９はその光路１９ａに沿って順に、エリアセンサからなる指標光検出センサ２８、検出レンズ２９、可視光カットフィルタ３０、上記ハーフミラー２５、上記光学瞳部材２６、および、上記接続レンズ２７を備えている。この構成から明らかなように、ハーフミラー２５、光学瞳部材２６および接続レンズ２７は指標光投影光学系１８と計測光学系１９との共通光路Ｆ上に配設されている。
【００２７】
上記光学瞳部材２６は共通光路Ｆ上における、顕微鏡部２の観察点とほぼ共役な位置に配置されている。このように構成し、顕微鏡部２の観察視野中央に被検眼Ｅの瞳孔を位置させることにより、指標光を被検眼Ｅの瞳孔を通して眼底へ送り込み、且つ、瞳孔を通る反射光を選択して上記計測光学系１９に導くことができる。また、本手術顕微鏡１では、顕微鏡部２の観察点とほぼ共役な位置２６ａ（光学瞳部材２６の配設点）は上記指標板２３と接続レンズ２７との間の光路上に存在するようにされている。すなわち、上記接続レンズ２７の結像面が上記共役点２６ａとなる。図１がその状態を示している。すなわち、顕微鏡部２の観察部中央部の像が光学瞳部材２６の配設点２６ａに結像する。
【００２８】
上記接続レンズ２７は、レフラクトメータを単独で使用するときにはレフラクトメータの対物レンズに対応するレンズである。したがって、顕微鏡部２にこのレフラクトメータ３を接続する際には、レフラクトメータ３の対物側に顕微鏡部２の対物レンズ８および変倍レンズ群１１の存在を考慮しなければならない。この部分８、１１がレフラクトメータ２にとっていわば対物レンズの一部として作用するからである。したがって、上記レフラクトメータ３を既存の顕微鏡部２に接続するときには以下の較正作業を行う。
【００２９】
まず、顕微鏡部２にレフラクトメータ３を接続した後、顕微鏡部２の接眼部を覗いて観察視野の中央に０ジオプターの視度を有する較正用義眼の瞳孔を位置させる。レフラクトメータ３によってこの義眼についての上記変位を測定し、その結果をレフラクトメータ３の計測装置に０ジオプターと記憶させる。ついで、異なるジオプターの較正用義眼（たとえばマイナス１０ジオプターの視度を有する義眼）を用いて上記と同様の操作を行う。測定結果をマイナス１０ジオプターとして記憶させる。また、手術中に水晶体摘出後の被検眼について測定するときは、上記較正基準を約マイナス１９ジオプターずらしておくのがよい。実際の人眼の水晶体部分の屈折力は約１９ジオプターであり、手術時にこれを取り除いた被検眼は同量の屈折度を喪失するからである。以上が較正操作である。
【００３０】
そして、測定した上記二つの変位量差をスケールとすれば、実際の被検眼測定時の変位量から被検眼の眼屈折度を演算することができる。レフラクトメータ３の対物レンズ部分がいかなる構成であっても、被検眼の眼屈折度とレフラクトメータ３のセンサ２８上の上記変位量は所定の関係を有しているからである。なお、較正操作の際には顕微鏡部２の変倍レンズ群１１は一定の状態にしておき、測定時にはその状態を維持する。また、この一定の状態は、顕微鏡部２の観察光学系６に対して高倍側に設定しておくのが好ましい。
【００３１】
このように較正することにより、上記レフラクトメータ３は既存の手術顕微鏡に付設式のレフラクトメータとして接続することができる。非常に便利であり、また、安価なレフラクトメータ付き手術顕微鏡が実現する。
【００３２】
また、指標光投影光学系１８における指標板２３の位置および計測光学系１９における指標光検出センサ２８の位置はともに、計測状態にあっては被検眼の眼底位置とほぼ共役な位置にされている。被検眼の眼底に指標像を結像させ、この像を指標光検出センサ２８に結像させるためである。
【００３３】
図４はこの手術顕微鏡１によって被検眼Ｅの眼屈折度を計測している状態を示す。手術顕微鏡１自体の構成はもちろん図１に示すものと同一である。指標光源２０からの近赤外光は集光レンズ２１によって平行光とされ、指標板２３のピンホール２２を通過して指標光を構成する。この指標光は接続レンズ２７に至るまで平行光であることを維持する。一方、光学瞳部材２６の配設点と被検眼Ｅの瞳孔位置とは共役であるため、顕微鏡部２の対物レンズ８から被検眼Ｅの瞳孔までの近赤外光も平行光となる。そして、被検眼Ｅの眼底Ｅｒに至って収束する。すなわち指標が結像Ｔｏする。この指標像Ｔｏは眼底で反射し、反射光が顕微鏡部２の観察光学系６の光路に沿ってハーフミラー１５に至る。ついでこの反射光はハーフミラー１５で反射され、上記共通光路Ｃおよび計測光学系１９の光路１９ａに沿って指標光検出センサ２８によって受光される。
【００３４】
前述したように、指標光検出センサ２８の位置は被検眼の眼底とほぼ共役な位置となっているので、指標の反射光は指標光検出センサ２８の受光面において結像する。そして、図３を参照して説明したように、指標光検出センサ２８の受光面における結像点と計測光学系１９の光軸１９ａとの変位量が検出され、この変位量から公知の演算手段によって当該被検眼Ｅの眼屈折度が算出される。したがって、図４における近赤外光による光路が図３の光路と対応するといえる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、既存の手術顕微鏡におけるいわば補機接続用の部位に、容易にレフラクトメータを構成する光学系を接続することができる。既存の顕微鏡の照明光学系および観察光学系には何らの機器も加える必要がない。そして、顕微鏡によって術中の被検眼を観察しながら当該被検眼の眼屈折度を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレフラクトメータが付設された手術顕微鏡の一実施形態を概略的に示す光路図である。
【図２】図１の手術顕微鏡のうちの顕微鏡部分を示す側面図である。
【図３】図１の手術顕微鏡のレフラクトメータによる眼屈折度の測定原理を説明する光路図である。
【図４】図１の手術顕微鏡のレフラクトメータの作用を説明する光路図である
【符号の説明】
１・・・・・・手術顕微鏡
２・・・・・・顕微鏡部
３・・・・・・レフラクトメータ
４・・・・・・ハウジング
５・・・・・・照明光学系
６・・・・・・観察光学系
７・・・・・・照明装置
８・・・・・・対物レンズ
９・・・・・・ファイバーライトガイド
１０・・・・・・プリズム
１１・・・・・・変倍レンズ群
１２・・・・・・双眼部対物レンズ
１３・・・・・・プリズム
１４・・・・・・接眼レンズ
１５・・・・・・ハーフミラー
１６・・・・・・接続部
１７・・・・・・ハウジング
１８・・・・・・指標光投影光学系
１９・・・・・・計測光学系
２０・・・・・・指標光源
２１・・・・・・集光レンズ
２２・・・・・・ピンホール
２３・・・・・・指標板
２４・・・・・・指標投影レンズ
２５・・・・・・ハーフミラー
２６・・・・・・光学瞳部材
２７・・・・・・接続レンズ
２８・・・・・・指標光検出センサ
２９・・・・・・検出レンズ
３０・・・・・・可視光カットフィルタ
Ａ、Ｂ・・・・・・アフォーカル光路
Ｃ・・・・・・（アフォーカルな）分岐光路
Ｄ・・・・・・計測光軸
Ｅ・・・・・・被検眼
Ｅｒ・・・・・（被検眼の）眼底
Ｆ・・・・・・（レフラクトメータにおける）共通光路
Ｓ・・・・・・結像面
Ｔｏ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ・・・・・（眼底における）結像点
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・・・（結像面における）結像点

Claims (4)

1. 被検眼を照明する照明光学系と被検眼を観察する観察光学系とを有し、上記観察光学系が対物レンズと該対物レンズの後方に形成されたアフォーカル光路とを有し、該アフォーカル光路が分岐されて他の光学系を接続するための接続光路が形成された手術顕微鏡において、
   該接続光路に、被検眼に指標光を投影する指標光投影光学系と被検眼の眼底で反射した指標光を受光する計測光学系とを有するレフラクトメータの、上記指標光投影光学系と計測光学系との共通光路が接続されており、
   上記共通光路に接続レンズが配設されており、
   上記指標光投影光学系が指標光源と指標形成部材とを有しており、
   共通光路上における接続レンズと指標形成部材との間に観察光学系の観察点とほぼ共役な位置が存在するように構成されていることを特徴とする手術顕微鏡。
2. 上記観察光学系の観察点とほぼ共役な位置に、上記指標光投影光学系と計測光学系との光学瞳部材が配設されてなる請求項１記載の手術顕微鏡。
3. 上記照明光学系、観察光学系および接続光路がハウジング内に収容されており、
   該ハウジングに、その外部から上記接続光路に光学機器を接続するための接続部が形成されており、
   該接続部に上記レフラクトメータの共通光路が機械的に接続されてなる請求項１記載の手術顕微鏡。
4. 被検眼に指標光を投影するための、指標光源と指標形成部材とを有する指標光投影光学系と、
   被検眼の眼底で反射した指標光を受光する計測光学系とを備えており、
   上記指標光投影光学系と計測光学系とが一部共通する光路を有しており、該共通光路に接続レンズが配設されており、共通光路上における接続レンズと指標形成部材との間に取付け対象の顕微鏡の観察点とほぼ共役な位置が存在するように構成されてなる手術顕微鏡用のレフラクトメータ。

Images