JP4322375B2

JP4322375B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP4322375B2
Application number: JP32787899A
Authority: JP
Inventors: 和俊 ▲高▼木; 浩之大塚; 敏宏岡下
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP2001137188A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼を観察若しくは撮影する際、被検眼角膜と装置本体との作動距離合わせを行うために被検眼角膜に向けて視標光束を投影し、その視標光束の角膜反射光を受光手段で受光すると共に受光手段上における角膜反射光の結像状態に基づいて被検眼と装置本体との間の作動距離合わせ状態を検出するようにした眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼底カメラや眼屈折力測定装置等の眼科装置では、被検眼と装置本体との間の作動距離を正確に調整することが必要である。これらの装置では被検眼に向けて視標光束を投射して角膜反射輝点を形成し、角膜反射輝点の結像状態に基づき作動距離を検出するようにしている。例えば、被検眼角膜に向けて平行光束を投影し、あたかも角膜頂点と角膜曲率中心の中点から発するかのように被検眼角膜で反射した光束を受光したり、逆に角膜頂点と角膜曲率中心の中点に集光するような光束を投影し、被検眼光軸と平行に反射する光束を受光したりして、この受光状態を判定することにより作動距離を検出している。
【０００３】
受光状態の判定方法としては、単に角膜反射光のピント状態を見る方法や、二孔絞りによる視標像の分離状熊を見る方法等が知られている。
【０００４】
しかしながら、上記のような検出方法では、被検眼角膜の曲率半径が平均値とは異なる場合に、作動距離が正確に検出できないという不都合がある。例えば、図４に示すように、平行光束をアライメント視標光束として投影する場合であって、被検眼の角膜Ｅｒ’が曲率半径平均値の角膜Ｅｒとは異なるときには、角膜反射輝点の形成位置に対する角膜頂点の位置が△ｒ＝ｒ／２−ｒ’／２分だけ近くなり、その分、作動距離Ｗが基準値からズレてしまう。なお、このような状態は角膜頂点Ｑと角膜曲率中心Ｓとの中間位置Ｐに集光するような光束を投影する場合でも、事情は全く同じである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような角膜曲率の個人差に伴う作動距離の検出誤差による不都合を解消する眼科装置として、特開平５−２３７０６１号公報（以下、『公知例１』と称する）と特開平６−２８５０２３号公報（以下、『公知例２』と称する）とが知られている。
【０００６】
公知例１に開示された眼科装置は、角膜曲率半径ｒを基にして作動距離検出誤差△を演算し、これをモニタ上に表示することで検者に知らせて誤差△分の位置合わせを行わせるようにしている。
【０００７】
しかしながら、この公知例１に開示の技術では、角膜曲率半径ｒ’が基準値ｒとかけ離れている場合であっても一応基準値内であると仮定して、角膜反射像のフォーカスが得られるまで位置調整し、その後、モニタの表示を見て誤差△分の補正をするようにしなければならないので、操作が煩雑になるという不具合が生じていた。
【０００８】
一方、公知例２に開示された眼科装置は、一対の点光源その他のパターン光束の角膜反射像を受像センサに受像させ、角膜反射像をモニタ上に合成表示させた照準マークと一致させ、角膜曲率半径ｒ，ｒ’の値に応じて照準マークの表示位置を変更して、角膜曲率半径ｒ，ｒ’に拘らず高精度な作動距離合わせを行っている。
【０００９】
しかしながら、この公知例２に開示の技術は、一対の点光源その他のパターン光束を投影することを前提としているため、一つの光源からの視標光を角膜に向けて投影し、そのピント状態等に基づいて作動距離合わせを行う形式の眼科装置には適用不可能であるという問題が生じていた。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、角膜曲率半径の個人差に基づく作動距離の検出誤差を少なくすることができ、かつ、作動距離調整を迅速に行うことができ、しかも、１つの光源からの視標光を角膜に向けて投影してその反射光のピント状態等に基づいて作動距離調整を行う機械にも適用可能なアライメント投影系を備えた眼科装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、被検眼角膜に向けて出射した１つのアライメント光束を複数のアライメント光束として投影するアライメント視標投影手段と、前記被検眼と装置本体との間の距離が適正作動距離であるか否かを検出すべく前記複数のアライメント光束が前記角膜により反射された複数のアライメント反射光束を受光手段で受光する作動距離検出手段とを前記装置本体に備え、前記作動距離検出手段は、前記距離が前記適正作動距離であるとき、前記複数のアライメント反射光束の前記受光手段上での結像位置が一致し、前記適正作動距離でないとき前記複数のアライメント反射光束の前記受光手段上での結像位置が分離する眼科装置において、前記被検眼角膜の曲率半径を得る角膜曲率半径データ取得手段と、前記適正作動距離を変化させるべく前記アライメント視標投影手段の前記１つのアライメント光束の出射位置を光軸方向に沿って移動させるアライメント視標光出射位置制御手段とを備え、該アライメント視標光出射位置制御手段は、前記角膜曲率半径データ取得手段により得られた前記被検眼の角膜曲率半径が、基準としての角膜曲率半径よりも大きい場合、その差に応じて前記出射位置を前記被検眼に近づく方向に移動させるとともに、基準としての角膜曲率半径よりも小さい場合、その差に応じて前記出射位置を前記被検眼から遠ざかる方向に移動させて、該被検眼と前記装置本体との間の前記適正作動距離を変化させ、前記被検眼と前記装置本体との間が変化された適正作動距離となったとき、前記複数のアライメント反射光束の前記受光手段上での結像位置が一致することを要旨とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の眼科装置の実施の形態を眼底カメラに適用し、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１において、１は照明光学系、２は撮影光学系、３は観察光学系、４はアライメント視標光投影光学系、５は固視標投影光学系である。
【００１４】
（照明光学系１）
照明光学系１は、観察光源１１、コンデンサレンズ１２、ダイクロイックミラー１３、角膜絞り１４、虹彩絞り１５、水晶体絞り１６、リレーレンズ１７、孔開きミラー１８、対物レンズ１９を有する。尚、角膜絞り１４は角膜Ｃと共役であり、虹彩絞り１５は被検眼Ｅの瞳孔ＥＰと共役であり、水晶体絞り１６は被検眼Ｅの水晶体ＥＬの後面と共役であり、孔開きミラー１８は対物レンズ１９に関して瞳孔Ｅｐと共役の位置に配置されている。また、ダイクロイックミラー１３は可視光を透過し赤外光を反射する特性を有する。
【００１５】
観察光源１１からの照明光束は、コンデンサレンズ１２、ダイクロイックミラー１３を経て角膜絞り１４、虹彩絞り１５、水晶体絞り１６を通過する。虹彩絞り１５はリレーレンズ１７に関して孔開きミラー１８と共役であるので、虹彩絞り１５の像がリレーレンズ１７を介して孔開きミラー１８の近傍に一旦結像される。孔開きミラー１８で反射されたリング状の照明光束は対物レンズ１９により被検眼Ｅの瞳孔付近にリング像を形成し、眼底ＥＦを照明する。
【００１６】
また、照明光学系１は、ダイクロイックミラー１３の背後に撮影光源２０、コンデンサレンズ２１を有する。撮影の場合には図示しない撮影スイッチの操作によって撮影光源２０が発光する。撮影光源２０からの撮影光は、コンデンサレンズ２１、ダイクロイックミラー１３を透過して観察光源１１からの照明光と同様にして眼底ＥＦに導かれる。
【００１７】
（撮影光学系２・観察光学系３）
撮影光学系２は、対物レンズ１９、孔開きミラー１８、ハーフミラー２２、合焦レンズ２３、結像レンズ２４、クイックリターンミラー２５を有する。
【００１８】
一方、観察光学系３は、撮影光学系２の対物レンズ１９からクイックリターンミラー２５に至る光学部材を共用すると共に、フィールドレンズ３０、ダイクロイックミラー２６、テレビリレーレンズ２７、撮像管２８、モニタ２９を備えている。
【００１９】
被検眼Ｅの眼底ＥＦからの反射光は、対物レンズ１９に導かれ、この対物レンズ１９により眼底ＥＦと共役な眼底共役面Ｒに一旦結像された後、孔開きミラー１８の孔部１８ａを通りハーフミラー２２を透過して、合焦レンズ２３、結像レンズ２４を介してクイックリターンミラー２５に導かれる。
【００２０】
なお、ハーフミラー２２は、波長７６０ｎｍの光束を約３０％透過（約７０％反射）し、それ以外の波長域の光束を略１００％透過させる透過特性を有するので、眼底ＥＦからの反射光束の光量がこのハーフミラー２２の存在により低下することが抑止される。
【００２１】
眼底像を形成する光束は、クイックリターンミラー２５により反射されフィールドレンズ３０の配設位置に眼底ＥＦの像を再び形成する。再結像された反射光束は、ダイクロイックミラー２６、テレビリレーレンズ２７を介して撮像管２８に受像され、モニタ２９の画面に眼底像ＥＦ’が表示される。
【００２２】
撮影光学系２にはクイックリターンミラー２５に関してフィールドレンズ３０と共役位置にフィルム３１が設けられ、撮影時には撮影光源２０の発光と同時にクイックリターンミラー２５が撮影光学系２の光路から離脱（図１の破線状態）し、眼底像ＥＦ’がフィルム３１に結像記録される。
【００２３】
（アライメント視標光投影光学系４）
アライメント視標光投影光学系４は、中心波長が７６０ｎｍの近赤外光を出射するアライメント光源としてのＬＥＤ３２、ライトガイド３３、反射鏡３４、二孔絞り３５、リレーレンズ３６、ハーフミラー２２をこの順に有する。
【００２４】
ライトガイド３３は、矢印ｂに示すように、光軸Ｏ２に沿って変位可能となっていて、後述するライトガイド駆動系５３により移動変位させられる。なお、ライトガイド駆動系５３の駆動源にはパルスモータなどの周知のものが使用されている。また、視標光出射位置となるライトガイド３３の射出端３３ａは、リレーレンズ３６の光軸Ｏ２（撮影光学系３１の光軸Ｏ１）上に位置するように配置されている。
【００２５】
二孔絞り３５は、リレーレンズ３６に近接して配置され、図２に示すように、一対の孔部３５ａ，３５ｂを有する。この孔部３５ａ，３５ｂは光軸Ｏ２に関して対称位置に形成されている。
【００２６】
リレーレンズ３６は、ライトガイド３３の射出端３３ａを孔開きミラー１８の孔部１８ａの中央位置（撮影光学系２の光軸Ｏ１上の位置）に一旦中間結像するようになっている。
【００２７】
ライトガイド３３の射出端３３ａから出射されたアライメント光束は、反射鏡３４により反射されて二孔絞り３５の孔部３５ａ，３５ｂを通過する。この孔部３５ａ，３５ｂを通過した一対のアライメント光束はリレーレンズ３６を経由してハーフミラー２２により孔開きミラー１８に向けて反射される。
【００２８】
孔開きミラー１８の孔部１８ａの中央に形成されたライトガイド３３の射出端面３３ａの像を形成する光束は対物レンズ１８により収束光束とされて被検眼Ｅの角膜Ｃに導かれる。
【００２９】
ここで、被検眼Ｅに対する装置本体の作動距離Ｗ及び上下左右方向（ＸＹアライメント）の位置が適正であるときには一対のアライメント光束により角膜Ｃの頂点Ｑと角膜曲率中心Ｓとの中間位置Ｐ（図４参照）にアライメント像が結像投影される。また、被検眼Ｅから装置本体までの作動距離Ｗが適正位置からずれているときには一対のアライメント光束に基づくアライメント像は角膜Ｃの中間位置Ｐを境に分離して投影される。
【００３０】
角膜Ｃにより反射されたアライメント反射光束は作動距離Ｗが適正であるときには対物レンズ１９により眼底共役面Ｒ上に結像される。この眼底共役面Ｒ上に結像されたアライメント反射光束は、孔部１８ａを通り、眼底像ＥＦ’を形成する反射光束と同様に撮像管２８に受像され、眼底像ＥＦ’と共に合致した一つのアライメント像３３’がモニタ２９の画面に合成表示される。
【００３１】
また、作動距離Ｗが適正位置からずれているときには、分離した二つのアライメント像３３’（白抜きの円で図示）がモニタ２９上に合成表示される。検者はこのアライメント光束に基づくアライメント像３３’の合致・分離を視認することによりアライメント調整を行うことができる。
【００３２】
（固視標光投影光学系５）
固視標光投影光学系５はダイクロイックミラー２６の背後に設けられている。この固視標光投影光学系５は、被検眼Ｅの視線誘導用の固視標光源３７と、固視標としての絞り３８と、固視標投影レンズ３９とを有している。固視目標は撮影光学系２の各光学系要素を通して被検眼Ｅの眼底ＥＦに投影される。
【００３３】
（制御回路５０）
図３は，本発明の眼科装置の制御系のブロック図である。
【００３４】
制御回路５０には、入力キー５１、メモリ５２、ライトガイド駆動系５３等が接続され、制御回路５０はこれらの動作の制御を司っている。制御回路５０には各種光源のドライバ、合焦レンズ２３やクイックリターンミラー２５の駆動系（図示せず）等も接続されているが、本発明とは直接関係ないのでここでは説明を省略する。
【００３５】
入カキー５１は予めケラトメー夕等により測定しておいた角膜曲率半径を入力するための入力手段である。メモリ５２は角膜曲率半径の平均値ｒ等や、作動距離Ｗのずれを演算するためのプログラム等が記憶されており、周知のＲＡＭ，ＲＯＭにより構成することができる。
【００３６】
次に、本実施の形熊の眼底カメラの動作について説明する。
【００３７】
先ず検者は、入力キー５１により、被検眼Ｅの角腹曲率半径ｒ’を入力する。制御回路５０はこの入力値ｒ’に基づき、メモり５２に記憶された作動距離のズレ量を演算するためのプログラムにより、ライトガイド３３を移動させる距離を演算する。
【００３８】
入力値ｒ’が角膜曲率半径の平均値ｒと略同一である場合には、ライトガイド３３は基準位置に配置しておけばよいので、ライトガイド駆動系５３は駆動されない。
【００３９】
一方、入力値ｒ’が角膜曲率半径の平均値ｒよりも大きい場合にはライトガイド３３を移動させないと、作動距離Ｗの検出誤差△＝ｒ’／２−ｒ／２が生じ、実際の作動距離Ｗが所定距離より短くなってしまう。この誤差を無くすためには、射出端面３３ａの虚像の形成位置が△だけ対物レンズ１９から遠ざかるようにライトガイド３３を対物レンズ１９側に近付く方向に移動させれば良い。制御回路５０は、演算された△とアライメント視標光投影系４の縦倍率に基づいてライトガイド３３の移動距離を演算し、この演算結果に基づいてライトカイド駆動系５３を制御する。
【００４０】
逆に，入カ値ｒ’が角膜曲率半径の平均値ｒよりも小さい場合には、上記と同様の理由により、射出端面３３ａの虚像の形成位置が△だけ対物レンズ１９に近付くようにライトガイド３３を対物レンズ１９から遠ざかる方向に移動させれば良い。制御回路５０は、演算された△とアライメント視標光投影系４の縦倍率に基づいて、ライトガイド３３を移動させる距離を演算し、この演算結果に基づいてライトガイド駆動系５３を制御する。
【００４１】
上記の実施の形態では、予め測定しておいた角膜曲率半径を入力キー５１により入力するようにしていたが、本発明はこれに限られるものではなく、マウスやバーコードリーダーなど、所定の情報が入力可能なものであれば良い。
【００４２】
また、角膜形状測定装置と本実施の形態の眼底カメラとの間を通信用ケーブルや赤外線通信手段等によりデータ交換可能な状態に設定し、角膜形状測定装置の測定値を眼底カメラ側に出力することにより角膜曲率半径を取得するようにしてもよい。さらに、眼底カメラ内に角膜形状測定部を設け、この角膜形状測定部により得られた測定値を使用するようにしても良い。
【００４３】
また、上記実施の形態では、ライトガイド３３の射出端３３ａから出射されて二孔絞り３５の孔部３５ａ，３５ｂを通過した一対の光束をアライメント光束として用い、ライトガイド３３の射出端３３ａの位置を光軸Ｏ２に沿って変位させたものを開示したが、ライトガイド３３を用いずにＬＥＤ３２若しくはその他の光源自体をアライメント光束とする場合にはＬＥＤ若しくはその他の光源自体が光軸Ｏ２に沿って変位される。また、二孔絞り３５の孔形状や数はアライメント視標像として用いる数や形状（レチクル像）に応じたものとすることができることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、被検眼角膜に向けて視標光束を投影する視標投影手段と、前記視標光束の角膜反射光を受光手段で受光すると共に該受光手段上における前記角膜反射光の結像状態に基づいて被検眼と装置本体との間の作動距離合わせ状態を検出する作動距離検出手段と、前記被検眼角膜の曲率半径を得る曲率半径データ取得手段と、該曲率半径データ取得手段により得られた曲率半径に応じて前記視標投影手段の視標光出射位置を光軸方向に沿って変化させる視標光出射位置制御手段とを備えていることにより、角模曲率半径の個人差に基づく作動距離の検出誤差を少なくすることができ、かつ作動距離調整を迅速に行うことができ、しかも、１つの光源からの視標光を角膜に向けて投影してその反射光のピント状態等に基づいて作動距離調整を行う機械にも適用可能とすることができる、
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる眼科装置を示し、光学系の説明図である。
【図２】アライメント視標光投影光学系４中の二孔絞り３５の正面図である。
【図３】同じく、制御系のブロック図である。
【図４】角膜曲率半径の個人差に基づく作動距離Ｗの検出誤差の発生を説明する図である。
【符号の説明】
１…照明光学系
２…撮影光学系
３…観察光学系
４…アライメント視標光投影光学系
５…固視標投影光学系
２８…撮像管（受光手段）
３３…ライトガイド
３３ａ…射出端（視標光出射位置）
５５…ライトガイド駆動系（視標光出射位置制御手段）
５７…作動距離検出回路（作動距離検出手段）
５８…角膜形状測定回路（曲率半径データ取得手段）

Claims

被検眼角膜に向けて出射した１つのアライメント光束を複数のアライメント光束として投影するアライメント視標投影手段と、前記被検眼と装置本体との間の距離が適正作動距離であるか否かを検出すべく前記複数のアライメント光束が前記角膜により反射された複数のアライメント反射光束を受光手段で受光する作動距離検出手段とを前記装置本体に備え、前記作動距離検出手段は、前記距離が前記適正作動距離であるとき、前記複数のアライメント反射光束の前記受光手段上での結像位置が一致し、前記適正作動距離でないとき前記複数のアライメント反射光束の前記受光手段上での結像位置が分離する眼科装置において、
前記被検眼角膜の曲率半径を得る角膜曲率半径データ取得手段と、前記適正作動距離を変化させるべく前記アライメント視標投影手段の前記１つのアライメント光束の出射位置を光軸方向に沿って移動させるアライメント視標光出射位置制御手段とを備え、
該アライメント視標光出射位置制御手段は、前記角膜曲率半径データ取得手段により得られた前記被検眼の角膜曲率半径が、基準としての角膜曲率半径よりも大きい場合、その差に応じて前記出射位置を前記被検眼に近づく方向に移動させるとともに、基準としての角膜曲率半径よりも小さい場合、その差に応じて前記出射位置を前記被検眼から遠ざかる方向に移動させて、該被検眼と前記装置本体との間の前記適正作動距離を変化させ、
前記被検眼と前記装置本体との間が変化された適正作動距離となったとき、前記複数のアライメント反射光束の前記受光手段上での結像位置が一致することを特徴とする眼科装置。