JP4846938B2 - Eye characteristics measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼の光学特性を測定する眼特性測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、医学用に用いられる光学機器は、極めて多種多様な広がりを見せている。この光学機器は、特に、眼科では、眼の屈折、調節等の眼機能、眼球内の検査を行う光学特性測定装置として扱われている。
【0003】
また、一般に、角膜トポグラフィーは、角膜切開術・角膜切削術等の手術の結果予測、角膜移植後の臨床、近視・遠視用のコンタクトレンズの設計及び評価、角膜の診断・病気判断等、多数の用途に有効である。従来の角膜形状の測定方法としては、例えば、プラード円板技術、立体写真技術、モアレ技術、トポグラフィー干渉技術等がある。
【0004】
この眼特性測定装置としては、例えば、眼底に点光源を投影して、そこからの拡散反射光が眼球光学系を通過し、通過した光束がハルトマン板のような変換部材により所定数のビームに変換し、このビームを受光部で受光して眼の光学特性を測定する装置や、近赤外光によるプラチドリングを用いて角膜形状を測定する角膜形状測定装置などが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の眼特性測定装置では、屈折矯正手術においては角膜の削り量を決定する際、また、手術後の眼の光学特性を評価するにあたり、角膜厚、角膜の屈折率を正確に求める必要があった。しかし、角膜厚については別の装置を用いて測定する必要があり、また、角膜の屈折率については一般に使用されている値を使用するということになり、個々の眼に対する値を求める必要性がでてきた。
【0006】
本発明では、以上の点に鑑み、眼特性測定装置に低コヒーレント干渉を用いた角膜の形状や厚さ、屈折率測定の機能を付加した眼特性測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、被検眼眼球の収差、手術後の角膜形状等を求め、屈折矯正手術での角膜の削り量の算出を行い、より正確な手術を行うことができる眼特性測定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】
本発明の第1の解決手段によると、
近赤外域の波長の光束を発する第1光源部と、
前記第1光源部から発せられた光束の一部を被検眼前眼部に導光すると共に、光束の一部を参照光として取り出すための光路分割手段と、
前記第1光源部からの光束を被検眼前眼部に集光させるための集光手段と、
前記光路分割手段からの参照光を反射させるための反射手段と、
被検眼前眼部からの反射光と前記反射手段で反射された参照光とより、前記光路分割手段を経て形成される干渉縞を検出するための検出手段と、
前記集光手段により前記第1光源部からの光束が集光された被検眼前眼部近傍の集光点を移動させるための第1移動手段と、
前記反射手段を光軸方向に移動させるための第2移動手段と、
前記第1移動手段により被検眼前眼部での集光点を移動制御し、前記第2移動手段により前記反射手段を移動制御しつつ、前記検出手段による干渉縞の検出結果から被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めるための演算部
を備え、
前記演算部は、求められた角膜前面の曲率半径と、前記第1及び第2移動手段による移動距離に基づいて角膜屈折率及び/又は角膜厚を算出することを特徴とする眼特性測定装置を提供する。
本発明の第2の解決手段によると、
近赤外域の波長の光束を発する第1光源部と、
前記第1光源部から発せられた光束の一部を被検眼前眼部に導光すると共に、光束の一部を参照光として取り出すための光路分割手段と、
前記第1光源部からの光束を被検眼前眼部に集光させるための集光手段と、
前記光路分割手段からの参照光を反射させるための反射手段と、
被検眼前眼部からの反射光と前記反射手段で反射された参照光とより、前記光路分割手段を経て形成される干渉縞を検出するための検出手段と、
前記集光手段により前記第1光源部からの光束が集光された被検眼前眼部近傍の集光点を移動させるための第1移動手段と、
前記反射手段を光軸方向に移動させるための第2移動手段と、
前記第1移動手段により被検眼前眼部での集光点を移動制御し、前記第2移動手段により前記反射手段を移動制御しつつ、前記検出手段による干渉縞の検出結果から被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めるための演算部
を備え、
前記演算部は、前記第1移動手段により前記集光手段を光学系から取り除くように制御し、被検眼の収差を測定することを特徴とする眼特性測定装置を提供する。
【0008】
本発明の第3の解決手段によると、
近赤外域の波長の光束を発する第1光源部と、
前記第1光源部から発せられた光束の一部を被検眼前眼部又は網膜に導光すると共に、光束の一部を参照光として取り出すための光路分割手段と、
前記第1光源部からの光束を被検眼前眼部又は網膜に集光させるための集光手段と、
前記光路分割手段からの参照光を反射させるための反射手段と、
被検眼前眼部又は網膜からの反射光と前記反射手段で反射された参照光とより、前記光路分割手段を経て形成される干渉縞を検出するための検出手段と、
前記第1光源部からの第1光束が被検眼網膜から反射された第1反射光束の一部を、少なくとも実質的に17本のビームに変換する第1変換手段と、
前記変換手段を介してビームを受光するための第1受光手段と、
前記集光手段により前記第1光源部からの光束が集光された被検眼前眼部近傍の集光点を移動させるための第1移動手段と、
前記反射手段を光軸方向に移動させるための第2移動手段と、
前記第1移動手段により被検眼前眼部での集光点を移動制御し、前記第2移動手段により前記反射手段を移動制御しつつ、検出手段による干渉縞の検出結果から被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めると共に、前記第1受光手段により検出された被検眼網膜からの反射光により被検眼の収差を求める演算部
を備えた眼特性測定装置を提供する。
【0009】
本発明の特徴のひとつとしては、被検眼前眼部を照明するための第2光源部と、被検眼前眼部からの反射光を検出する第2検出部と、第2検出部からの検出結果から被検眼の角膜収差を求める演算部を設けることができる。
【0010】
本発明の他の特徴としては、求められた角膜屈折率又は角膜厚を通常算出される角膜屈折率又は角膜厚と比較し、削られた角膜の削り量を算出する演算部を有することができる。
【0011】
本発明の他の特徴としては、被検眼の眼軸長又は被検眼の瞳中心軸上でのパワーを求め、被検眼の角膜収差から眼収差分布を算出するための演算部を設けることができる。
【0012】
本発明の他の特徴としては、被検眼の眼軸長又は被検眼の瞳中心軸上でのパワーを求め、被検眼の角膜収差から眼収差分布を算出するための演算部を設けることできる。
【0013】
本発明の他の特徴としては、集光光学系をズームレンズ光学系とし、被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めると共に、被検眼網膜からの反射光により被検眼の収差を求めるようにしてもよい。
【0014】
本発明の他の特徴としては、被検眼前眼部周辺を照明する第2照明光学系を設け、被検眼の角膜前面の曲率半径を求め、第2移動手段の移動距離と曲率半径とから被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求める演算部を有するようにしてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に関する眼特性測定装置100の概略光学系を示す図である。なお、ここでの光学系は、主に、角膜形状測定、屈折率、角膜厚の測定を行う場合について示している。
【0016】
眼特性測定装置100の光学系は、例えば、対象物である被測定眼60の角膜62に対する光学特性を測定する装置であって、第1照明光学系10と、参照光学系15と、第1受光光学系20と、第2送光光学系30と、共通光学系40と、調整用光学系50と、第2照明光学系70と、第2受光光学系80と、集光光学系90と、を備える。なお、被測定眼60については、図中、角膜62、眼内レンズ63、網膜61が示されている。
【0017】
第1照明光学系10は、例えば、第1波長の光束を発するための第1光源部11と、集光レンズ12、13とを備える。第1照明光学系10は、第1光源部11からの光束で被測定眼60の前眼部(角膜)62上の微小な領域を、その照明条件を適宜設定できるように照明するためのものである。なお、ここでは、一例として、第1光源部11から発せられた照明用の光束の第1波長は、赤外域の波長(例えば、780nm)である。また、第1光源部11は、空間コヒーレンスが大きく、時間コヒーレンスが小さいものが望ましい。ここでは、第1光源部11は、例えば、スーパールミネセンスダイオード(SLD)であって、輝度の高い点光源を得ることができる。なお、第1光源部11は、SLDに限られるものではなく、例えば、ブロードバンドLD等のレーザーであってもよい。
【0018】
参照光学系15は、反射ミラー(参照ミラー)14と、参照ミラー移動手段16を備える。
また、第1受光光学系20は、例えば、集光レンズ21と、集光レンズ26と、検出手段27とを備える。第1受光光学系20は、被測定眼60の前眼部(又は角膜)62から反射して戻ってくる光束(第1光束)、及び、参照ミラー14で反射された光連(第2光束)を、集光レンズ21、コリメートレンズ26を介して、検出手段27で受光する。また、ここでは、検出手段 27は、リードアウトノイズの少ないCCDが採用されているが、CCDとしては、例えば、一般的な低ノイズタイプ、測定用の1000*1000素子の冷却CCD等、適宜のタイプのものを適用することができる。
【0019】
第2送光光学系30は、例えば、後述するアライメント調整及び座標原点、座標軸の測定・調整を主に行うものであって、第2波長の光束を発するための第2光源部31と、集光レンズ32と、第3ビームスプリッター33を備える。
【0020】
共通光学系40は、第1照明光学系10から発せられる光束の光軸上に配され、第1照明光学系10、第2照明光学系70、第1受光光学系20、第2受光光学系80、第2送光光学系30等に共通に含まれるものである。共通光学系40は、例えば、第1ビームスプリッター41と、アフォーカルレンズ42と、第2ビームスプリッター43とを備える。第1ビームスプリッターとしては、例えば、ハーフミラー、偏向ビームスプリッター等が用いられる。なお、偏向ビームスプリッターを用いた場合には、分岐した光路上にλ/4板44、45を配置し、分岐した光路が合流する光路上には45°偏光子29を配置する必要がある。第1ビームスプリッターは、第1光源部11の波長の光束が入射され、その一部を前眼部62に送光(反射)し、前眼部62で反射されて戻ってくる第1光束を透過し、他の一部を参照光学系15に向けて透過し、参照ミラー14で反射されて戻ってくる第2光束を反射する。これにより、第1光束と第2光束との干渉光(縞)が形成される。また、第2ビームスプリッター43は、第2光源部31の波長を被測定眼60に送光(反射)し、被測定眼60の前眼部62から反射して戻ってくる光束を反射し、一方、第1光源部11の波長を透過するようなミラー(例えば、ダイクロイックミラー)で形成される。また、この第2ビームスプリッター43によって、第1光源部11及び第2光源部31の光束が、互いに他方の光学系に入りノイズとなることがない。
【0021】
調整用光学系50は、例えば、後述する作動距離調整を主に行うものであって、第3光源部51と、第4光源部55と、集光レンズ52、53と、第3受光部54を備え、主に作動距離調整を行うものである。
【0022】
第2照明光学系70は、第2光源72と、プラチドリング71を備える。なお、第2光源72を省略することもできる。
図2は、プラチドリング71の構成図である。
プラチドリング(PLACIDO’S DISC)71は、図示のように、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影するためのものである。なお、複数の同心輪帯からなるパターンの指標は、所定のパターンの指標の一例であり、他の適宜のパターンを用いることができる。そして、後述するアライメント調整が完了した後、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影することができる。
【0023】
第2受光光学系80は、集光レンズ81、第2受光部82を備える。第2受光光学系80は、第2照明光学系70から照明されたプラチドリング71のパターンが、被測定眼60の前眼部(又は角膜)62から反射して戻ってくる光束を、第2受光部82に導く。また、第2受光光学系80は、第2光源部31から発せられ被測定眼60の角膜62から反射し、戻ってくる光束を第2受光部82に導くこともできる。なお、第2光源部31から発せられる光束の第2波長は、例えば、第1波長(ここでは、780nm)と異なると共に、長い波長を選択できる(例えば、940nm)。
集光光学系90は、コリメートレンズ92、それを移動する集光光学系移動手段91を備える。
【0024】
このような構成において、第1光源部11から発せられる光束は光路分割光学系41(例えば、第1ビームスプリッター)で透過され、参照光として取り出され、参照ミラー移動手段16により光軸方向に移動可能な反射ミラー(参照ミラー)14で反射されて、再び光路分割光学系41により折り返されるように反射され、第2光束として第1受光光学系20で受光される。一方、光路分割光学系41で反射された光束は、集光光学系90の集光光学系移動手段91により移動可能であるコリメートレンズ92で集光され、被検眼の前眼部(角膜)62上に集光され、その反射光(第1光束)は第1ビームスプリッター41を透過して、第1受光光学系20で受光される。
【0025】
つぎに、アライメント調整について説明する。アライメント調整は、主に、第2受光光学系80及び第2送光光学系30により実施される。
【0026】
まず、第2光源部31からの光束は、集光レンズ32、第3ビームスプリッター33、第2ビームスプリッター43、アフォーカルレンズ42を介して、対象物である被測定眼60を略平行な光束で照明する。被測定眼60の角膜62で反射した反射光束は、あたかも角膜62の曲率半径の1/2の点から射出したような発散光束として射出される。この発散光束は、アフォーカルレンズ42、第2ビームスプリッター43、第3ビームスプリッター33及び集光レンズ81を介して、第2受光部82にスポット像として受光される。
【0027】
ここで、この第2受光部82上のスポット像を光軸上から外れている場合、眼光学特性測定装置100本体を、上下左右に移動調整し、スポット像が光軸上と一致するようにする。このように、スポット像が光軸上と一致すると、アライメント調整は完了する。なお、アライメント調整は、被測定眼60の角膜62を第3光源部51により照明し、この照明により得られた被測定眼60の像が第2受光部82上に形成されるので、この像を利用して瞳中心が光軸と一致するようにしてもよい。
【0028】
つぎに、作動距離調整について説明する。作動距離調整は、主に、調整用光学系50により実施される。
まず、作動距離調整は、例えば、第4光源部55から射出された光軸付近の平行な光束を、被測定眼60に向けて照射すると共に、この被測定眼60から反射された光を、集光レンズ52、53を介して第3受光部54で受光することにより行われる。また、被測定眼60が適正な作動距離にある場合、第3受光部54の光軸上に、第4光源部55からのスポット像が形成される。一方、被測定眼60が適正な作動距離から前後に外れた場合、第4光源部55からのスポット像は、第3受光部54の光軸より上又は下に形成される。なお、第3受光部54は、第4光源部55、光軸、第3受光部54を含む面内での光束位置の変化を検出できればよいので、例えば、この面内に配された1次元CCD、ポジションセンシングデバイス(PSD)等を適用できる。
【0029】
つぎに、眼特性測定装置の電気系について説明する。
図3は、本発明に関する眼特性測定装置100の概略電気系200を示すブロック図である。眼特性測定装置100に関する電気系200は、例えば、演算部210と、制御部220と、表示部230と、メモリ240と、第1駆動部250及び第2駆動部260とを備える。
【0030】
演算部210は、第1受光部27から得られる受光信号(10)、第2受光部82から得られる受光信号▲2▼、第3受光部54から得られる受光信号▲5▼を入力すると共に、座標原点、座標軸、座標の移動、回転、全波面収差、角膜62の面収差、ゼルニケ係数、収差係数、Strehl比、白色光MTF、ランドルト環パターン等を演算する。また、演算部210は、このような演算結果に応じた信号を、電気駆動系の全体の制御を行う制御部220と、表示部230と、メモリ240とにそれぞれ出力する。なお、演算210の処理の詳細は後述する。
【0031】
制御部220は、演算部210からの制御信号に基づいて、例えば、第1光源部11の点灯、消灯を制御したり、第1駆動部250及び第2駆動部260を制御するものである。制御部220は、この例では、演算部210での演算結果に応じた信号に基づいて、第1光源部11に対して信号▲7▼を出力し、プラチドリング71の第2光源72に対して信号▲6▼を出力し、第2光源部31に対して信号▲1▼を出力し、第3光源部51に対して信号▲3▼を出力し、第4光源部55に対して信号▲4▼を出力する。さらに、制御部220は、第1駆動部250を介して信号▲8▼を集光光学系移動手段91に出力し、第2駆動部260を介して信号▲9▼を参考ミラー移動手段16に出力する。
【0032】
第1駆動部250は、例えば、演算部210に入力された第1受光部23からの受光信号(10)に基づいて、集光光学系移動手段91に信号▲8▼を出力するものであり、この集光光学系移動手段91を駆動し、集光光学系90により集光された前眼部への集光点を光軸方向に移動することができる。第2駆動手段260は、例えば、演算部210に入力された第1受光部23からの受光信号(10)(図中丸数字)に基づいて、参照ミラー移動手段16に信号▲9▼を出力するものであり、この参照ミラー移動手段16を駆動し、反射ミラー(参照ミラー)14を光軸方向に移動することができる。
【0033】
図4は、第1の実施の形態に関する眼特性測定装置100のフローチャートである。
(i)プラチドリング71による角膜形状測定
まず、第2照明光学系70であるプラチドリング71及び第2光源72により被検眼前眼部を照明し、その被検眼前眼部からの反射光により被検眼の曲率半径を求め、角膜形状測定を行なう(S101)。このとき、プラチドリング71はケラトリングでもよく、曲率半径のみ求めても良い。
(ii)集光点の移動
つぎに、第1照明光学系10の第1光源部11からの照明光を光路分割光学系(以下、第1ビームスプリッターという。)41により折り返して反射させることで、被検眼前眼部を照明する(S103)。一方、第1光源部11からの照明光は第1ビームスプリッター41を介して一部取り出され、参照光として反射ミラー(参照ミラー)14を介して反射される。このとき第1駆動部250は、集光光学系90により、光線の焦点を角膜前面より少し測定装置よりに合せる。
【0034】
(iii)集光光学系90の移動
第1駆動部250は、集光光学系90の集光レンズ92を集光光学系移動手段91によって移動させることにより(例えば、1回につき20μm程度)、被検眼前眼部の集光点を移動させる(S105)。
(iv)ミラーの走査
角膜62付近(被検眼前眼部)からの反射光と反射ミラー14で反射された参照光により、第1ビームスプリッター41を経て干渉状態(干渉縞)が形成される。この干渉状態(干渉縞)を調べるために、第2駆動部260は、反射ミラー14を参照ミラー移動手段16により移動(走査)させる(S107)。各走査位置での検出手段27の出力データは、演算部210によりメモリ240に適宜記憶される。
【0035】
ここで、参照ミラー14の移動距離と検出手段
27との関係を、集光点ごとに説明する。
図5、6、7は、参照ミラー14の移動距離と検出手段27との関係を示す図(1)(2)(3)である。
図5、6、7に示すように、横軸に反射ミラー(参照ミラー)14の移動距離(μm)、縦軸に第1受光光学系20における検出手段27の出力(V)をとって、被検眼前眼部からの反射光と参照光との干渉状態を検出することにする。ここでは、集光点位置としては、図5では角膜前面、図6では角膜前面と後面の間、図7では角膜後面を、それぞれ示している。各集光点の位置において、参照ミラー14を移動すると、検出出力が図示のようになる。各図の右図は、一例として、検出出力の大きい左側の信号が1次干渉縞に対応し、次に大きい右側の信号が2次干渉縞に対応している。
【0036】
(v)干渉縞の極大値
屈折率の変化する境界面(例えば、空気−角膜62、角膜62−房水)に集光点が合致したときに干渉縞のエンベロープの振幅が極大になる点を検出可能とし、この極大になる点での極大値を検出する(S109)。角膜前面では、図5のように、各集光点における1次干渉縞のエンベロープを比較して、その振幅が最大又は極大になる位置を求める。一方、角膜後面では、図7のように、各集光点における2次干渉縞のエンベロープを比較して、その振幅が最大又は極大となる位置を求める。
【0037】
(vi)屈折率の算出
この時得られた2つの信号光間隔lrefから屈折率を算出する。同時に、プラチドにより角膜形状を測定し、角膜収差を算出する(S111)。
【0038】
以下に、信号間隔からの角膜62の屈折率算出の方法について詳述する。
図8は、角膜62の屈折率算出の方法を説明するための概略図である。図示のように、ミラー部を光軸方向にスキャンし、2つの信号光が干渉し、波の重ね合わせの原理により、1次干渉縞について最大振幅(エンベロープ)が得られたとき、集光点Pcが角膜62の前面に達したことが把握される。そこから集光点Pcをレンズ部Plを移動させる事により眼内部に少しずつ移動させ、各位置でミラーのスキャンを行い、各位置での最大振幅(エンベロープ)の比較を行い、2次干渉縞について最大のものが得られた時その集光点Pcの位置が角膜62の後面に達していると予測できる。なお、演算部210は、スキャンしながら最大又は極大値を求めてもよいし、スキャンした全データをメモリ240に記憶し、後で最大又は極大値を求めるようにしてもよい。このとき、いわゆるマイケルソン干渉計(岩波書店発行「岩波 理化学辞典」第1246頁左欄参照)を応用して、角膜62の前面(又は後面又はその間)で1次干渉縞と2次干渉縞の最大振幅(エンベロープ)が得られたミラーの位置を比較し、その時のミラーの位置の差をlrefとすると、その位置での角膜62の厚さtは、角膜62の屈折率をnとすると、
【0039】
【数1】
となる。また、集光点Pcが角膜62の前面に達してから後面に達するまでのレンズ部PlがlPl(=ΣΔlPl、総移動量)移動したとき、
【0040】
【数2】
(r:角膜62の前面の曲率半径(ステップS101において、プラチドリング71(ケラトリングでもよい)から予め算出)
よって、
【0041】
【数3】
となる。このとき、
【0042】
【数4】
となり、参照ミラー14の1次・2次干渉縞検出のための移動量lrefと、レンズ部の角膜前面−後面間の移動量lplと、プラチドによる角膜形状測定から得られた角膜62の前面の曲率半径rを代入することにより、角膜62の屈折率nを得ることができる。
【0043】
(vii)角膜62の厚さ算出
次に、求められた角膜62の屈折率nと、参照ミラー14の移動量lrefとから上式(数1)により角膜62の厚さtを算出する(S113)。
以上により、被検眼の角膜62の屈折率、厚さを求めることができる。
また、被検眼60の網膜61まで照明光を導光させ、参照ミラー14を、検出手段27の出力が水晶体63の前面、後面に相当する干渉縞の次の第5次干渉縞まで観測できるように移動させることによって、参照ミラー14の移動量Irefと被検眼60における角膜62、房水64、水晶体63のそれぞれの屈折率n、n1、n2から、正確な眼軸長Leye Rを求めることができる。ここで、眼軸長とは、例えば角膜前面と網膜との光学的距離(屈折率×距離)をいう。この際、検出手段27の出力は、一般的に、角膜62の前面、後面、水晶体63の前面、後面に相当する干渉縞の次の第5次干渉縞の振幅が最大となる。そのときの第1次干渉縞から第5次干渉縞までの距離が正確な眼軸長の大きさとなる。その大きさは、例えば略17mm程度となる。
【0044】
(第2の実施の形態)
図9は、第2の実施の形態に関する眼特性測定装置150の概略光学系を示す図である。なお、ここでの光学系は、主に、角膜の屈折率と角膜厚と眼の収差と角膜の形状の測定を行う場合について示している。なお、上述の第1の実施の形態の眼特性測定装置100と重複する光学系に含まれる部材等については、同一符号を付し、機能、構成は同様である。
第1受光光学系20’は、例えば、第1の実施の形態における第1受光光学系20に対して、ハルトマン板22を追加したものである。第1受光光学系20’は、例えば、コリメートレンズ21と、ハルトマン板22と、第1受光部23と、コリメートレンズ21とハルトマン板22との間に挿入された第4ビームスプリッター25と、集光レンズ26と、検出手段 27と、第1受光光学系移動手段28とを備える。ハルトマン板22は、被測定眼60の網膜61から反射して戻ってくる光束(第1光束)の一部を、少なくとも、17本のビームに変換する変換部材である。第1受光部23は、このハルトマン板22で変換された複数のビームを受光するためのものである。また、ここでは、第1受光部23は、リードアウトノイズの少ないCCDが採用されているが、CCDとしては、例えば、一般的な低ノイズタイプ、測定用の1000*1000素子の冷却CCD等、適宜のタイプのものを適用することができる。
また、第1照明光学系10’は、第1光源部11、集光レンズ12、レンズ12’、クロスシリンダーレンズ17、絞り18、移動手段19を備える。移動手段19は、集光レンズ12の移動及びクロスシリンダーレンズ17の絞りを別個に調整することができる。さらに、第1受光部23、ハルトマン板22を用いた測定を行なう際に、集光光学系移動手段91により、コリメートレンズ92を光学系から取り除くように移動させることができる。
【0045】
第2の実施の形態における眼特性測定装置150は、第1の実施の形態と同様に角膜62の屈折率、角膜厚を算出する。その際、集光点の位置の調整は、集光光学系移動手段91によるコリメートレンズ92の移動のみならず、さらに、移動手段19による第1照明光学系10’の移動及び/又は、第1受光光学系移動手段28による第1受光光学系20’の移動により調整することも可能である。その後、前眼部前の集光光学系90に含まれるコリメートレンズ92をはずして眼の収差測定を行う。
【0046】
つぎに、ハルトマン板を用いた眼の収差測定について、第1照明光学系10’と第1受光光学系20’との位置関係を概略的に説明する。
第1受光光学系20’には、第4ビームスプリッター25が挿入されており、この第4ビームスプリッター25によって、被測定眼60からの反射光は、透過され、第1受光光学系20に含まれる第1受光部23は、変換部材であるハルトマン板22を通過した光を受光し、受光信号を生成する。
【0047】
また、第1光源部11と被測定眼60の網膜61とは、共役な関係を形成している。被測定眼60の網膜61と第1受光部23とは、共役である。また、ハルトマン板22と被測定眼60の瞳孔と絞り18とは、共役な関係を形成している。さらに、第1受光光学系20は、被測定眼60の前眼部である角膜62、及び瞳孔と、ハルトマン板22と略共役な関係を形成している。すなわち、アフォーカルレンズ42の前側焦点は、被測定眼60の前眼部である角膜62及び瞳孔と略一致している。
【0048】
また、第1照明光学系10’と第1受光光学系20’は、第1光源部11からの光束が、集光する点で反射されたとして、第1受光部23での反射光による信号ピークが最大となるように、連動して移動する。具体的には、第1照明光学系10’と第1受光光学系20’は、それぞれ移動手段19及び第1受光光学系移動手段28により、第1受光部23での信号ピークが大きくなる方向に移動し、信号ピークが最大となる位置で停止する。これにより、第1光源部11からの光束は、被測定眼60の網膜61上で集光する。このとき、移動手段19は、さらに、絞り18の絞りも調整可能としてもよい。このように、移動手段19及び第1受光光学系移動手段28は、屈折率・角膜厚の測定と、収差測定に兼用されることができる。
【0049】
また、集光レンズ12は、第1光源部11の拡散光を平行光に変換する。集光レンズ12の近傍に配された絞り18は、眼の瞳、あるいはハルトマン板22と光学的に共役の位置にある。絞り18は、径がハルトマン板22の有効範囲より小さく、いわゆるシングルパスの収差計測(受光側だけに目の収差が影響する方法)が成り立つ様になっている。集光レンズは、上記を満たすために、実光線の眼底共役点を前側焦点位置に、さらに、眼の瞳との共役関係を満たすために、後側焦点位置が絞りと一致するように配置されている。
【0050】
また、光線15’は、光線24と第1ビームスプリッター41で共通光路になった後は、近軸的には、光線24と同じ進み方をする。但し、シングルパス測定のときは、それぞれの光線の径は違い、光線15’のビーム径は、光線24に比べ、かなり細く設定される。具体的には、光線15のビーム径は、例えば、レーザ光線が眼の瞳に入射するとき、眼の瞳位置で1mm程度になり、網膜61からの拡散反射光が眼の瞳から出射するとき、眼の瞳位置で7mm程度になることもある(なお、図中、光線15’の第1光源部11からの光束における第1ビームスプリッター41から眼底までは省略している)。
【0051】
つぎに、変換部材であるハルトマン板22について説明する。
第1受光光学系20に含まれるハルトマン板22は、反射光束を複数のビームに変換する波面変換部材である。ここでは、ハルトマン板22には、光軸と直交する面内に配された複数のマイクロフレネルレンズが適用されている。また、一般に、測定対象部(被測定眼60)について、被測定眼60の球面部分、3次の非点収差、その他の高次収差までも測定するには、被測定眼60を介した少なくとも17本のビームで測定する必要がある。
【0052】
また、マイクロフレネルレンズは、光学素子であって、例えば、波長ごとの高さピッチの輪帯と、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズとを備える。ここでのマイクロフレネルレンズは、例えば、半導体微細加工技術を応用した8レベルの光路長差を施したもので、高い集光率(例えば、98%)を達成している。また、被測定眼60の網膜61からの反射光は、コリメートレンズ92、アフォーカルレンズ42を通過し、ハルトマン板22を介して、第1受光部23上に集光する。したがって、ハルトマン板22は、反射光束を少なくとも17本以上のビームに変換する波面変換部材を備える。
【0053】
図10は、第2の実施の形態に関する眼光学特性測定装置150の概略電気系300を示すブロック図である。眼光学特性測定装置150に関する電気系300は、例えば、演算部310と、制御部320と、表示部330と、メモリ340と、第1駆動部350と、第2駆動部360と、第3駆動部370と、第4駆動部380とを備える。
【0054】
演算部310は、第1受光部23から得られる受光信号▲4▼、第2受光部82から得られる受光信号▲8▼、第3受光部54から得られる受光信号(11)、検出手段27から得られる受光信号(12)を入力すると共に、座標原点、座標軸、座標の移動、回転、全波面収差、角膜62の面収差、ゼルニケ係数、収差係数、Strehl比、白色光MTF、ランドルト環パターン等を演算する。また、演算部310は、このような演算結果に応じた信号を、電気駆動系の全体の制御を行う制御部320と、表示部330と、メモリ340とにそれぞれ出力する。なお、演算310の処理の詳細は後述する。
【0055】
制御部320は、演算部310からの制御信号に基づいて、第1駆動部350、第2駆動部360、第3駆動部370及び第4駆動部380を制御するものである。制御部320は、例えば、演算部310での演算結果に応じた信号に基づいて、第1光源部11に対して信号▲1▼を出力し、第2光源部31に対して信号▲7▼を出力し、第4光源部55に対して信号(10)を出力し、第3光源部51に対して信号▲9▼を出力する。さらに、制御部320は、第3駆動部370を介して信号▲2▼を移動手段19に出力し、第4駆動部380を介して信号▲3▼を第1受光光学系20を駆動する第1受光光学系移動手段28に出力し、さらに、第1駆動部350を介して信号▲5▼を集光光学系移動手段91に出力し、第2駆動部360を介して信号▲6▼を参考ミラー移動手段16に出力する。
図11は、第2の実施の形態に関する眼特性測定装置150のフローチャートである。
【0056】
(i)プラチドリング71による角膜形状測定(S101)、(ii)集光点の移動(S103)、(iii)集光光学系90の移動(S105)、(iv)ミラーの走査(S107)、(v)干渉縞の極大値(S109)、(vi)屈折率の算出(S111)、(vii)角膜62の厚さ算出(S113)については、第1の実施の形態と同様である。
【0057】
(vii’)眼の収差測定
ハルトマン板22を用いた検出結果に基づき、演算部310は、周知の方法により、手術前の眼の収差を測定する(S213)。これにより、被検眼の屈折力の評価を行うことができる。
【0058】
(viii)角膜62の水分含有量算出
つぎに、演算部310は、求められた角膜62の屈折率nから角膜62の水分含有量を算出する(S215)。具体的には、角膜62を水分と角膜構成物質(細胞)に分けて考え、水の屈折率を1.0、水分含有量を角膜62に対してx(%)とすると、
(角膜構成物質含有量+x(水分含有量)):100=n:1.0
この関係から、水分含有量が角膜全体に対して何%であるか算出することができる。
【0059】
(ix)1パルスあたりの角膜62の削り量算出
角膜62の水分含有量から1パルスあたりの角膜62の削り量を算出する(S217)。すなわち、具体的には、1パルスあたりの水分蒸発量はエキシマレーザの場合、装置により、予め定められた深さ(例えば、0.4〜0.7μm)で削り取られるので、ステップS215で求められた水分含有量に対して1パルスで蒸発する角膜62の深さが求められ、それに応じて角膜62の削り取られる量が分かる。
【0060】
(x)屈折矯正手術
求められた角膜62の水分含有量に応じて角膜62の屈折矯正手術が行なわれる(S219)。なお、角膜厚を測定しながら、屈折矯正手術を平行して行うこともできる。
【0061】
(xi)屈折率の算出
ステップS219で行われた屈折矯正手術の後、再び、上述と同様にして再度屈折率を算出する(S221)。詳細については、上述のステップS101〜S111の処理と同様であるので、ここでは省略する。
【0062】
(xii)角膜62の厚さ算出
屈折矯正手術後、上述と同様にして(S113参照)、再度角膜62の厚さを求める(S223)。これにより、適正に手術がおこなわれたのかどうか確認する。
【0063】
(xiii)眼の収差測定
ハルトマン板22及び/又はプラチドリング71を用いた検出結果に基づき、演算部310は、周知の方法により、手術後の眼の収差(角膜収差)を測定する(S225)。これにより、被検眼の屈折力の評価を行うことができる。
なお、ステップS221での屈折率の算出を省略してもよい。
【0064】
(第3の実施の形態)
図12は、第3の実施の形態に関する眼特性測定装置170の概略光学系を示す図である。なお、ここでの概略光学系は、主に、角膜の厚さと眼の収差の測定を、ズームレンズを用いて行う場合について示している。なお、上述の眼特性測定装置100と重複する光学系に含まれる部材等については、同一符号を付し、機能、構成は同様である。
ここでの眼特性測定装置170は、例えば、ズームレンズ光学系90’を備える。このズームレンズ光学系90’により、第2の実施の形態における眼特性測定装置150の集光光学系90を取り外し可能にする代わりに、光学系を調整するものである。なお、図3の概略図は、第3の実施の形態における眼特性測定装置170に対応している。
また、電気系のブロック図は、第2の実施の形態と同様であるが、ズームレンズ光学系90’の制御が異なる。すなわち、ズームレンズ光学系90’は、コリメートレンズ92と、ズームレンズ93とを含み、図12の信号▲5▼が第5駆動部490を介してズームレンズ移動手段94を移動し、コリメートレンズ92及びズームレンズ93の間隔である面間隔を変えることにより、集光点を角膜62上に集光させたり、平行光入射させて収差測定を行ったりできるようにする。よって、第1・2の実施の形態のように集光光学系90を取り外すことなく、角膜62の屈折率、角膜厚、及び、眼の収差等を測定することができる。また、眼特性測定のフローチャートは、第2の実施の形態と同様である。
【0065】
なお、角膜62の中心部以外の周辺部をも測定して、角膜全体の形状マップをつくるために、上述の眼特性測定装置100、150、170の第2照明光学系70及び調整用光学系50を、被検眼60のアライメントを調整しながら移動可能にする走査手段をさらに備えることにより、角膜厚は瞳(一部または)全面をスキャンして測定することもできる。こうすることで、角膜厚の全部または一部を一度に測定し、角膜全体の形状をマップにして把握することができる。
【0066】
(第4の実施の形態)
角膜厚を測定するときと同様に、第1の実施の形態、図5、図6、図7に示すように演算部、検出手段27により検出された干渉縞から、屈折率の変化する境界面(房水−水晶体、水晶体−硝子体、硝子体−網膜)を検出し、水晶体63、被検眼(硝子体)60の屈折率n1、n0を算出し、眼軸長Leye Rを算出する。
算出された眼軸長Leye Rをもとにして、被検眼の軸上のパワーを算出し、被検眼60の収差マップからパワーマップを出力する。
ここでは、対象とする波面の位置をX,Yで表示するものとし、光軸を含む断面において、その位置での波面の法線が光軸と交わる点と、その時に光軸上での波面の位置までの距離をLpとする。このときのパワーPを1/Lp+1/Leye Rとする。ここで、Leye Rは、上述したように正確に測定された眼の眼軸長を表わす。また、波面の各位置(r,t)でのパワー分布をP(r,t)で表わす。このパワー分布P(r,t)は、眼の屈折力分布(Ocular Refractive Power Map)に相当する。
【0067】
つぎに、Power Map計算方法について説明する。
まず、求められた波面収差W(X,Y)をパワー表示に変換する場合について説明する。なお、このパワー表示は、主に後述する第1〜5表示例において示される。
ここでは、対象とする波面の位置をX,Yで表示するものとし、光軸を含む断面において、その位置での波面の法線が光軸と交わる点と、その時に光軸上での波面の位置までの距離をLPとする。
このときのパワーPを1/LP+1/Leye Rとする。ここで、Leye Rは、正確に測定された眼の眼軸長である。
従来、一般的な眼軸長を17mmと推定し、被検眼の軸上のパワーを算出し、被検眼60の収差マップからパワーマップを出力していたが、本実施の形態により、正確な眼軸長を算出し、被検眼の軸上のパワーを算出し、被検眼60の収差マップからパワーマップを出力することができる。
【0068】
【発明の効果】
本発明によると、以上説明した通り、従来の眼特性測定装置に低コヒーレント干渉を用いた角膜の形状や厚さ、屈折率測定の機能を付加し、さらに被検眼眼球の収差、手術後の角膜形状等を求め、屈折矯正手術での角膜の削り量の算出を行うことができるので、角膜矯正手術において角膜の正確な手術を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する眼特性測定装置100の概略光学系を示す図。
【図2】プラチドリング71の構成図。
【図3】本発明に関する眼特性測定装置100の概略電気系200を示すブロック図。
【図4】第1の実施の形態に関する眼特性測定装置100のフローチャート。
【図5】参照ミラー14の移動距離と検出手段27との関係を示す図(1)。
【図6】参照ミラー14の移動距離と検出手段 27との関係を示す図(2)。
【図7】参照ミラー14の移動距離と検出手段 27との関係を示す図(3)。
【図8】角膜62の屈折率算出の方法を説明するための概略図。
【図9】本発明に関する眼特性測定装置150の概略光学系を示す図。
【図10】本発明に関する眼光学特性測定装置150の概略電気系300を示すブロック図。
【図11】本発明に関する眼特性測定装置150のフローチャート。
【図12】本発明に関する眼特性測定装置170の概略光学系を示す図。
【符号の説明】
10 第1照明光学系
14 参照ミラー
20 第1受光光学系
22 ハルトマン板
30 第2送光光学系
40 共通光学系
41 光路分割光学系(第1ビームスプリッター)
50 調整用光学系
60 被測定眼
61 網膜
62 角膜
70 第2照明光学系
71 プラチドリング
80 第2受光光学系
90 集光光学系
100、150、170 眼特性測定装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an eye characteristic measuring device that measures optical characteristics of an eye to be examined.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical instruments used for medical purposes have spread very widely. In particular, in the ophthalmology, this optical apparatus is treated as an optical characteristic measuring apparatus that performs eye functions such as eye refraction and adjustment, and inspection in the eyeball.
[0003]
In general, corneal topography includes many predictions such as corneal incision and corneal cutting, clinical practice after corneal transplantation, design and evaluation of contact lenses for myopia and hyperopia, corneal diagnosis and disease determination, etc. It is effective for use. Conventional corneal shape measuring methods include, for example, Prade disk technology, stereoscopic photography technology, moire technology, topography interference technology, and the like.
[0004]
As this eye characteristic measuring apparatus, for example, a point light source is projected onto the fundus, diffuse reflected light from the eye light passes through the eyeball optical system, and the light flux that has passed through is converted into a predetermined number of beams by a conversion member such as a Hartmann plate. Devices that convert and receive this beam at a light receiving unit to measure optical characteristics of the eye, and a corneal shape measuring device that measures a corneal shape using a platid ring by near infrared light are known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, with such a conventional ophthalmic characteristic measuring device, the corneal thickness and the refractive index of the cornea are accurately determined when determining the amount of corneal shaving in refractive surgery and when evaluating the optical characteristics of the eye after surgery. It was necessary to ask for. However, it is necessary to measure corneal thickness using another device, and the commonly used value is used for the refractive index of the cornea, and there is a need to obtain a value for each eye. It came out.
[0006]
In view of the above points, an object of the present invention is to provide an eye characteristic measuring device in which a function of measuring the shape and thickness of a cornea and refractive index using low coherent interference is added to the eye characteristic measuring device. In addition, the present invention provides an eye characteristic measuring device capable of performing more accurate surgery by calculating aberrations of the eye to be examined, corneal shape after surgery, etc., calculating the amount of corneal shaving in refractive surgery. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first solution of the present invention,
A first light source that emits a light beam having a wavelength in the near infrared region;
An optical path dividing means for guiding a part of the light beam emitted from the first light source part to the anterior eye part to be examined and taking out a part of the light beam as reference light;
Condensing means for condensing the light beam from the first light source unit on the anterior eye portion to be examined;
Reflecting means for reflecting the reference light from the optical path dividing means;
Interference formed through the optical path dividing means by the reflected light from the anterior segment of the eye to be examined and the reference light reflected by the reflecting meansStreaksDetecting means for detecting
First moving means for moving a condensing point in the vicinity of the anterior eye part of the eye to be examined, in which the light flux from the first light source part is collected by the condensing means;
Second moving means for moving the reflecting means in the optical axis direction;
The first moving means controls the movement of the condensing point at the anterior eye portion of the eye to be examined, and the second moving means controls the movement of the reflecting means while the interference by the detecting means.StreaksCalculation unit to determine the corneal refractive index or corneal thickness of the eye
With,
The calculation unit calculates an corneal refractive index and / or a corneal thickness based on the calculated curvature radius of the front surface of the cornea and a moving distance by the first and second moving means.I will provide a.
According to the second solution of the present invention,
A first light source that emits a light beam having a wavelength in the near infrared region;
An optical path dividing means for guiding a part of the light beam emitted from the first light source part to the anterior eye part to be examined and taking out a part of the light beam as reference light;
Condensing means for condensing the light beam from the first light source unit on the anterior eye portion to be examined;
Reflecting means for reflecting the reference light from the optical path dividing means;
Detecting means for detecting interference fringes formed through the optical path dividing means from the reflected light from the anterior segment of the eye to be examined and the reference light reflected by the reflecting means;
First moving means for moving a condensing point in the vicinity of the anterior eye part of the eye to be examined, in which the light flux from the first light source part is collected by the condensing means;
Second moving means for moving the reflecting means in the optical axis direction;
The cornea of the eye to be inspected based on the detection result of the interference fringes by the detecting means while the movement of the condensing point at the anterior eye part of the eye to be examined is controlled by the first moving means and the reflecting means is moved by the second moving means. Calculation unit for obtaining refractive index or corneal thickness
With
The calculation unit provides an eye characteristic measurement device that controls the first moving unit to remove the condensing unit from the optical system and measures the aberration of the eye to be examined.
[0008]
First of the present invention3According to the solution of
A first light source that emits a light beam having a wavelength in the near infrared region;
An optical path dividing means for guiding a part of the light beam emitted from the first light source part to the anterior eye part or the retina to be examined and taking out a part of the light beam as reference light;
Condensing means for condensing the luminous flux from the first light source part on the anterior eye part or the retina to be examined;
Reflecting means for reflecting the reference light from the optical path dividing means;
Interference formed through the optical path dividing means from the reflected light from the anterior eye part or retina of the eye to be examined and the reference light reflected by the reflecting meansStreaksDetecting means for detecting
First conversion means for converting a part of the first reflected light beam reflected from the retina of the eye to be examined into at least substantially 17 beams, the first light beam from the first light source unit;
First light receiving means for receiving a beam via the conversion means;
First moving means for moving a condensing point in the vicinity of the anterior eye part of the eye to be examined, in which the light flux from the first light source part is collected by the condensing means;
Second moving means for moving the reflecting means in the optical axis direction;
The first moving means controls the movement of the condensing point at the anterior segment of the eye to be examined, and the second moving means controls the movement of the reflecting means, while the interference by the detecting means.StreaksA calculation unit that obtains the corneal refractive index or the corneal thickness of the eye to be examined from the detection result of the eye, and obtains the aberration of the eye to be examined by the reflected light from the eye retina detected by the first light receiving means
An eye characteristic measuring apparatus comprising:
[0009]
As one of the features of the present invention, a second light source unit for illuminating the anterior ocular segment to be examined, a second detection unit for detecting reflected light from the anterior ocular segment to be examined, and detection from the second detecting unit An arithmetic unit for obtaining corneal aberration of the eye to be examined can be provided from the result.
[0010]
As another feature of the present invention, the corneal refractive index or corneal thickness obtained can be compared with a corneal refractive index or corneal thickness that is normally calculated, and an arithmetic unit that calculates the shaving amount of the corneal shaving can be provided. .
[0011]
As another feature of the present invention, it is possible to provide an arithmetic unit for calculating the ocular aberration distribution from the corneal aberration of the subject eye by obtaining the axial length of the subject eye or the power on the pupil central axis of the subject eye. .
[0012]
As another feature of the present invention, it is possible to provide an arithmetic unit for obtaining the axial length of the eye to be examined or the power on the pupil central axis of the eye to be examined and calculating the eye aberration distribution from the corneal aberration of the eye to be examined.
[0013]
As another feature of the present invention, the condensing optical system is a zoom lens optical system, and the corneal refractive index or corneal thickness of the eye to be examined is obtained, and the aberration of the eye to be examined is obtained by reflected light from the retina of the eye to be examined. Also good.
[0014]
As another feature of the present invention, a second illumination optical system for illuminating the periphery of the anterior segment of the eye to be examined is provided, the radius of curvature of the front surface of the cornea of the eye to be examined is obtained, and the subject is measured from the moving distance and the radius of curvature of the second moving means. You may make it have a calculating part which calculates | requires the corneal refractive index or corneal thickness of an optometry.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic optical system of an eye
[0016]
The optical system of the eye
[0017]
The 1st illumination
[0018]
The reference
The first light receiving
[0019]
The second light transmission
[0020]
The common
[0021]
The adjustment
[0022]
The second illumination
FIG. 2 is a configuration diagram of the
The Placido ring (PLACIDO'S DISC) 71 is for projecting a pattern index composed of a plurality of concentric annular zones as shown in the figure. Note that the index of a pattern composed of a plurality of concentric annular zones is an example of an index of a predetermined pattern, and other appropriate patterns can be used. And after the alignment adjustment mentioned later is completed, the parameter | index of the pattern which consists of a some concentric ring zone can be projected.
[0023]
The second light receiving
The condensing
[0024]
In such a configuration, the light beam emitted from the first
[0025]
Next, alignment adjustment will be described. The alignment adjustment is mainly performed by the second light receiving
[0026]
First, the light beam from the second
[0027]
Here, when the spot image on the second
[0028]
Next, the working distance adjustment will be described. The working distance adjustment is mainly performed by the adjustment
First, the working distance adjustment is performed, for example, by irradiating a parallel light beam near the optical axis emitted from the fourth light source unit 55 toward the
[0029]
Next, the electrical system of the eye characteristic measuring device will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
For example, the
[0033]
FIG. 4 is a flowchart of the eye
(I) Measurement of corneal shape by
First, the anterior eye part of the eye to be examined is illuminated by the
(Ii) Moving the focal point
Next, the illumination light from the first
[0034]
(Iii) Movement of the condensing
The
(Iv) Mirror scanning
An interference state (interference fringes) is formed through the
[0035]
Here, the moving distance of the
27 will be described for each condensing point.
5, 6, and 7 are views (1), (2), and (3) showing the relationship between the moving distance of the
As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the horizontal axis represents the moving distance (μm) of the reflecting mirror (reference mirror) 14, and the vertical axis represents the output (V) of the detection means 27 in the first light receiving
[0036]
(V) Maximum value of interference fringes
The point where the amplitude of the envelope of the interference fringe becomes maximum when the condensing point matches the boundary surface (for example, air-
[0037]
(Vi) Calculation of refractive index
Two signal light intervals l obtained at this timerefThe refractive index is calculated from At the same time, the corneal shape is measured with platide, and the corneal aberration is calculated (S111).
[0038]
Hereinafter, a method for calculating the refractive index of the
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method for calculating the refractive index of the
[0039]
[Expression 1]
It becomes. Further, the lens portion Pl from the point when the condensing point Pc reaches the front surface of the
[0040]
[Expression 2]
(R: radius of curvature of front surface of cornea 62 (calculated in advance from placido ring 71 (may be kerato ring) in step S101))
Therefore,
[0041]
[Equation 3]
It becomes. At this time,
[0042]
[Expression 4]
The primary and secondary interference of the reference mirror 14StreaksTravel distance l for detectionrefAnd the amount of movement l between the anterior and posterior corneas of the lensplThen, the refractive index n of the
[0043]
(Vii) Calculation of the thickness of the
Next, the obtained refractive index n of the
As described above, the refractive index and thickness of the
Further, the illumination light is guided to the
[0044]
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a schematic optical system of the eye
For example, the first light receiving
The first illumination
[0045]
The eye
[0046]
Next, the positional relationship between the first illumination
A
[0047]
Further, the first
[0048]
Further, the first illumination
[0049]
Further, the
[0050]
Further, the
[0051]
Next, the
The
[0052]
The micro Fresnel lens is an optical element, and includes, for example, an annular zone having a height pitch for each wavelength and a blaze optimized for emission parallel to the focal point. The micro Fresnel lens here is, for example, an optical path length difference of 8 levels applying a semiconductor microfabrication technique, and achieves a high light collection rate (for example, 98%). The reflected light from the
[0053]
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic
[0054]
The
[0055]
The
FIG. 11 is a flowchart of the eye
[0056]
(I) Measurement of corneal shape by platide ring 71 (S101), (ii) movement of condensing point (S103), (iii) movement of condensing optical system 90 (S105), (iv) scanning of mirror (S107), (V) Maximum value of interference fringes (S109), (vi) Calculation of refractive index (S111), (vii) Calculation of thickness of cornea 62 (S113) is the same as in the first embodiment.
[0057]
(Vii ′) Eye aberration measurement
Based on the detection result using the
[0058]
(Viii) Calculation of water content of
Next, the
(Corneal constituent content + x (water content)): 100 = n: 1.0
From this relationship, it is possible to calculate how much the moisture content is with respect to the entire cornea.
[0059]
(Ix) Calculation of the amount of shaving of the
The amount of shaving of the
[0060]
(X) Refractive surgery
A refractive surgery for the
[0061]
(Xi) Calculation of refractive index
After the refractive surgery performed in step S219, the refractive index is calculated again in the same manner as described above (S221). The details are the same as the processing in steps S101 to S111 described above, and are omitted here.
[0062]
(Xii) Calculation of the thickness of the
After the refractive surgery, the thickness of the
[0063]
(Xiii) Eye aberration measurement
Based on the detection result using the
Note that the calculation of the refractive index in step S221 may be omitted.
[0064]
(Third embodiment)
FIG. 12 is a diagram showing a schematic optical system of the eye
The eye
The block diagram of the electric system is the same as that of the second embodiment, but the control of the zoom lens optical system 90 'is different. That is, the zoom lens
[0065]
Note that the second illumination
[0066]
(Fourth embodiment)
As in the case of measuring the corneal thickness, the boundary surface where the refractive index changes from the interference fringes detected by the calculation unit and the detection means 27 as shown in the first embodiment, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. (Aqueous humor-lens, lens-vitreous, vitreous-retina) is detected, and the refractive index n of the
Calculated axial length Leye RBased on this, the power on the axis of the eye to be examined is calculated, and a power map is output from the aberration map of the
Here, the position of the target wavefront is indicated by X and Y, and in the cross section including the optical axis, the point where the normal of the wavefront at that position intersects the optical axis, and the wavefront on the optical axis at that time Let Lp be the distance to the position. The power P at this time is 1 / Lp + 1 / Leye RAnd Where Leye RRepresents the axial length of the eye accurately measured as described above. The power distribution at each position (r, t) on the wavefront is represented by P (r, t). This power distribution P (r, t) corresponds to the refractive power distribution of the eye (Ocular Refractive Power Map).
[0067]
Next, the Power Map calculation method will be described.
First, a case where the obtained wavefront aberration W (X, Y) is converted into a power display will be described. This power display is mainly shown in first to fifth display examples described later.
Here, the position of the target wavefront is indicated by X and Y, and in the cross section including the optical axis, the point where the normal of the wavefront at that position intersects the optical axis, and the wavefront on the optical axis at that time L to the position ofPAnd
The power P at this time is 1 / LP+ 1 / Leye RAnd Where Leye RIs the accurately measured axial length of the eye.
Conventionally, a general ocular axial length is estimated to be 17 mm, the power on the axis of the eye to be examined is calculated, and a power map is output from the aberration map of the
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, the function of measuring the shape and thickness of the cornea and the refractive index using low coherent interference is added to the conventional eye characteristic measuring device, and the aberration of the eye to be examined, the cornea after surgery Since the shape and the like can be obtained and the amount of corneal scraping can be calculated in refractive surgery, the cornea can be accurately operated in corneal correction surgery.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic optical system of an eye
FIG. 2 is a configuration diagram of a
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic
FIG. 4 is a flowchart of the eye
FIG. 5 is a diagram (1) illustrating a relationship between a moving distance of a
6 is a diagram (2) showing the relationship between the moving distance of the
7 is a diagram (3) showing the relationship between the moving distance of the
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method of calculating a refractive index of the
FIG. 9 is a diagram showing a schematic optical system of an eye
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic
FIG. 11 is a flowchart of an eye
FIG. 12 is a diagram showing a schematic optical system of an eye
[Explanation of symbols]
10 First illumination optical system
14 Reference mirror
20 First light receiving optical system
22 Hartmann board
30 Second light transmission optical system
40 Common optics
41 Optical path splitting optical system (first beam splitter)
50 Adjustment optical system
60 Eye to be measured
61 Retina
62 cornea
70 Second illumination optical system
71 Pratide ring
80 Second light receiving optical system
90 Condensing optical system
100, 150, 170 Eye characteristic measuring device
Claims (9)
前記第1光源部から発せられた光束の一部を被検眼前眼部に導光すると共に、光束の一部を参照光として取り出すための光路分割手段と、
前記第1光源部からの光束を被検眼前眼部に集光させるための集光手段と、
前記光路分割手段からの参照光を反射させるための反射手段と、
被検眼前眼部からの反射光と前記反射手段で反射された参照光とより、前記光路分割手段を経て形成される干渉縞を検出するための検出手段と、
前記集光手段により前記第1光源部からの光束が集光された被検眼前眼部近傍の集光点を移動させるための第1移動手段と、
前記反射手段を光軸方向に移動させるための第2移動手段と、
前記第1移動手段により被検眼前眼部での集光点を移動制御し、前記第2移動手段により前記反射手段を移動制御しつつ、前記検出手段による干渉縞の検出結果から被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めるための演算部
を備え、
前記演算部は、求められた角膜前面の曲率半径と、前記第1及び第2移動手段による移動距離に基づいて角膜屈折率及び/又は角膜厚を算出することを特徴とする眼特性測定装置。 A first light source that emits a light beam having a wavelength in the near infrared region;
An optical path dividing means for guiding a part of the light beam emitted from the first light source part to the anterior eye part to be examined and taking out a part of the light beam as reference light;
Condensing means for condensing the light beam from the first light source unit on the anterior eye portion to be examined;
Reflecting means for reflecting the reference light from the optical path dividing means;
Detecting means for detecting interference fringes formed through the optical path dividing means from the reflected light from the anterior segment of the eye to be examined and the reference light reflected by the reflecting means;
First moving means for moving a condensing point in the vicinity of the anterior eye part of the eye to be examined, in which the light flux from the first light source part is collected by the condensing means;
Second moving means for moving the reflecting means in the optical axis direction;
The cornea of the eye to be inspected based on the detection result of the interference fringes by the detecting means while the movement of the condensing point at the anterior eye part of the eye to be examined is controlled by the first moving means and the reflecting means is moved by the second moving means. An arithmetic unit for obtaining a refractive index or a corneal thickness is provided ,
The calculation unit calculates an corneal refractive index and / or a corneal thickness based on the calculated curvature radius of the front surface of the cornea and a moving distance by the first and second moving means.
前記第1光源部から発せられた光束の一部を被検眼前眼部に導光すると共に、光束の一部を参照光として取り出すための光路分割手段と、
前記第1光源部からの光束を被検眼前眼部に集光させるための集光手段と、
前記光路分割手段からの参照光を反射させるための反射手段と、
被検眼前眼部からの反射光と前記反射手段で反射された参照光とより、前記光路分割手段を経て形成される干渉縞を検出するための検出手段と、
前記集光手段により前記第1光源部からの光束が集光された被検眼前眼部近傍の集光点を移動させるための第1移動手段と、
前記反射手段を光軸方向に移動させるための第2移動手段と、
前記第1移動手段により被検眼前眼部での集光点を移動制御し、前記第2移動手段により前記反射手段を移動制御しつつ、前記検出手段による干渉縞の検出結果から被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めるための演算部
を備え、
前記演算部は、前記第1移動手段により前記集光手段を光学系から取り除くように制御し、被検眼の収差を測定することを特徴とする眼特性測定装置。 A first light source that emits a light beam having a wavelength in the near infrared region;
An optical path dividing means for guiding a part of the light beam emitted from the first light source part to the anterior eye part to be examined and taking out a part of the light beam as reference light;
Condensing means for condensing the light beam from the first light source unit on the anterior eye portion to be examined;
Reflecting means for reflecting the reference light from the optical path dividing means;
Detecting means for detecting interference fringes formed through the optical path dividing means from the reflected light from the anterior segment of the eye to be examined and the reference light reflected by the reflecting means;
First moving means for moving a condensing point in the vicinity of the anterior eye part of the eye to be examined, in which the light flux from the first light source part is collected by the condensing means;
Second moving means for moving the reflecting means in the optical axis direction;
The cornea of the eye to be inspected based on the detection result of the interference fringes by the detecting means while the movement of the condensing point at the anterior eye part of the eye to be examined is controlled by the first moving means and the reflecting means is moved by the second moving means. An arithmetic unit for obtaining a refractive index or a corneal thickness is provided ,
The said calculating part controls the said condensing means to be removed from an optical system by the said 1st moving means, and measures the aberration of an eye to be examined, The eye characteristic measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
前記第1光源部から発せられた光束の一部を被検眼前眼部又は網膜に導光すると共に、光束の一部を参照光として取り出すための光路分割手段と、
前記第1光源部からの光束を被検眼前眼部又は網膜に集光させるための集光手段と、
前記光路分割手段からの参照光を反射させるための反射手段と、
被検眼前眼部又は網膜からの反射光と前記反射手段で反射された参照光とより、前記光路分割手段を経て形成される干渉縞を検出するための検出手段と、
前記第1光源部からの第1光束が被検眼網膜から反射された第1反射光束の一部を、少なくとも実質的に17本のビームに変換する第1変換手段と、
前記変換手段を介してビームを受光するための第1受光手段と、
前記集光手段により前記第1光源部からの光束が集光された被検眼前眼部近傍の集光点を移動させるための第1移動手段と、
前記反射手段を光軸方向に移動させるための第2移動手段と、
前記第1移動手段により被検眼前眼部での集光点を移動制御し、前記第2移動手段により前記反射手段を移動制御しつつ、検出手段による干渉縞の検出結果から被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めると共に、前記第1受光手段により検出された被検眼網膜からの反射光により被検眼の収差を求める演算部
を備えた眼特性測定装置。A first light source that emits a light beam having a wavelength in the near infrared region;
An optical path dividing means for guiding a part of the light beam emitted from the first light source part to the anterior eye part or the retina to be examined and taking out a part of the light beam as reference light;
Condensing means for condensing the luminous flux from the first light source part on the anterior eye part or the retina to be examined;
Reflecting means for reflecting the reference light from the optical path dividing means;
Detecting means for detecting interference fringes formed through the optical path dividing means from the reflected light from the anterior eye part or retina of the eye to be examined and the reference light reflected by the reflecting means;
First conversion means for converting a part of the first reflected light beam reflected from the retina of the eye to be examined into at least substantially 17 beams, the first light beam from the first light source unit;
First light receiving means for receiving a beam via the conversion means;
First moving means for moving a condensing point in the vicinity of the anterior eye part of the eye to be examined, in which the light flux from the first light source part is collected by the condensing means;
Second moving means for moving the reflecting means in the optical axis direction;
The corneal refraction of the eye to be inspected based on the detection result of the interference fringes by the detecting means while controlling the movement of the condensing point at the anterior segment of the eye to be examined by the first moving means and the movement of the reflecting means by the second moving means. An eye characteristic measuring apparatus comprising a calculation unit that obtains a rate or a corneal thickness and obtains an aberration of the eye to be examined by reflected light from the eye retina detected by the first light receiving means.
前記演算部は、前記検出手段により検出された干渉光の最大又は極大振幅間の間隔を前記第2移動手段の移動距離から求め、その移動距離から被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求めることを特徴とする眼特性測定装置。In the eye characteristic measuring device according to any one of claims 1 to 3 ,
The calculation unit obtains the interval between the maximum or maximum amplitude of the interference light detected by the detection means from the movement distance of the second movement means, and obtains the corneal refractive index or the corneal thickness of the eye to be examined from the movement distance. An eye characteristic measuring device.
被検眼前眼部周辺を照明する第2照明光学系と、被検眼前眼部からの反射光を検出する第2受光部とをさらに備え、
前記演算部は、前記第2受光部による検出結果から被検眼の角膜形状又は角膜収差を求めることを特徴とする眼特性測定装置。In the eye characteristic measuring device according to any one of claims 1 to 3 ,
A second illumination optical system for illuminating the vicinity of the anterior eye portion of the eye to be examined; and a second light receiving portion for detecting reflected light from the anterior eye portion of the eye to be examined,
The arithmetic unit is an eye characteristic measuring device, wherein a corneal shape or corneal aberration of an eye to be examined is obtained from a detection result by the second light receiving unit.
前記演算部は、求められた角膜前面の曲率半径と、前記第1及び第2移動手段による移動距離に基づいて角膜屈折率及び/又は角膜厚を算出することを特徴とする眼特性測定装置。In the eye characteristic measuring device according to claim 3 ,
The calculation unit calculates an corneal refractive index and / or a corneal thickness based on the calculated curvature radius of the front surface of the cornea and a moving distance by the first and second moving means.
前記集光光学系をズームレンズ光学系とし、前記第1移動手段による制御に従い、集光点を調整して干渉縞を前記検出手段で検出することにより被検眼の角膜屈折率又は角膜厚を求め、被検眼網膜からの反射光を前記第1受光手段で検出することにより被検眼の収差を求めることを特徴とする眼特性測定装置。In the eye characteristic measuring device according to claim 3 ,
The condensing optical system is a zoom lens optical system, and the cornea refractive index or corneal thickness of the eye to be examined is obtained by adjusting the condensing point and detecting the interference fringes by the detecting means in accordance with the control by the first moving means. An eye characteristic measuring apparatus for obtaining an aberration of an eye to be examined by detecting reflected light from the retina of the eye to be examined by the first light receiving means.
前記第1光源からの光束の焦点位置を調整する集光手段と、
第1光源からの光束の絞りを調整する絞り手段と、
前記集光手段及び前記絞り手段の位置及び絞りを調整・制御するための集光絞り移動手段
をさらに備え、
前記演算部は、前記集光絞り移動手段を制御することにより、集光点の位置及び前記第1受光手段による検出光束を調整することを特徴とする眼特性測定装置。In the eye characteristic measuring device according to claim 3 ,
Condensing means for adjusting the focal position of the light beam from the first light source;
Stop means for adjusting the stop of the light beam from the first light source;
Condensing diaphragm moving means for adjusting and controlling the position and diaphragm of the condensing means and the diaphragm means,
The arithmetic unit adjusts the position of the condensing point and the detected light beam by the first light receiving unit by controlling the condensing stop moving unit.
瞳の一部又は全部について角膜厚及び/又は角膜屈折率を測定するために被検眼前眼部に照射する光束の集光点の位置を走査し、各位置での干渉縞を検出するための走査手段をさらに備えたことを特徴とする眼特性測定装置。In the eye characteristic measuring device according to any one of claims 1 to 3 ,
In order to detect the interference fringes at each position by scanning the position of the condensing point of the light beam applied to the anterior segment of the eye to measure the corneal thickness and / or corneal refractive index of a part or all of the pupil An eye characteristic measuring device further comprising scanning means.
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