JP5252423B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼を被検者の左右の眼の間で切り替えて検眼を行う眼科装置に関する。

従来、被検者の検眼を行う眼科装置（例えば、オートレフや眼圧計等）において、被検眼を左右の眼の間で切り替えるための機構として、検者の手動操作によって装置全体を左右に移動させる手動型の移動機構や、被検眼の検眼を行う検眼光学系が内蔵された検眼部を電動駆動によって左右に平行移動させる電動型の移動機構（特許文献１、参照）が知られている。

しかしながら、左右の被検眼の眼幅（瞳孔間の距離）は、成人で５８〜７２、最大で８０ｍｍであり、これにアライメントのための移動幅を加えると、眼科装置又はその検眼部の眼幅方向（左右の被検眼の眼幅方向）の必要移動量は１００ｍｍ程度となる。よって、被検眼を被検者の左右の眼の間で切り替えて検眼を行う眼科装置は装置本体やその占有範囲が眼幅方向に大型化してしまっていた。

そこで、特許文献２では、被検眼に検眼光束を投光する投光光学系と被検眼で反射された検眼光束を受光する受光光学系とを有する検眼ユニットを備える眼科装置において、被検眼からの検眼光束を偏向し、偏向された検眼光束をさらに前記受光光学系の光軸方向に偏向することにより被検眼からの検眼光束を前記受光光学系へと導く導光ユニットと、被検眼の左右の眼の間における切り替えに応じて前記導光ユニットを前記受光光学系の光軸を中心に回転させる回転手段とを、備えたものが提案されている。
特開平９−２１５６６１号公報 特開２００７−２４４４５７号公報

特許文献２に記載の眼科装置では、被検眼を被検者の左右の眼で切り替える毎に、導光ユニットを受光光学系の光軸を中心に回転することとなるが、導光ユニットが受光光学系の光軸を中心に回転することによって、相互に絶妙な位置関係で配置されている光学系の構成部品に多少の狂いでも生じると検査精度の低下に繋がる虞がある。また、導光ユニットが受光光学系の光軸を中心に回転することによって、受光光学系の光軸が移動することから、アライメントが煩雑となる。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、コンパクト且つ単純な構成で、被検眼を被検者の左右眼で切り替えることのできる眼科装置を提供することを目的とする。

本発明の眼科装置は、被検眼の正面方向から前眼部を観察する前眼部観察光学系、前記被検眼に検眼光を投射する照明光学系、及び前記被検眼で反射された前記検眼光を受光する撮影光学系を一体的に具備する光学系ユニットと、前記光学系ユニットの全体を揺動させることにより前記前眼部観察光学系の視野を左右に移動させる揺動機構とを、備え、前記揺動機構は、前記光学系ユニットの全体を揺動させることにより前記前眼部観察光学系の視野を左右の被検眼へ向けて移動させるように構成されている。なお、ここで「被検眼の正面方向」とは、被検眼の眼軸方向をいい、前眼部観察光学系の視野が移動する「左右」とは、被検者の左右の眼（左右の被検眼）の眼幅方向をいう。

上記構成の眼科装置では、前眼部観察光学系の視野を左右に移動させる際に光学系ユニットが揺動することから、光学系ユニットを左右に平行移動させることにより前眼部観察光学系の視野を同じ量だけ移動させる場合と比較して、光学系ユニットが必要とする左右方向の移動量が小さくなる。よって、眼科装置の大型化を回避することができる。また、光学系ユニットに含まれる前眼部観察光学系、照明光学系及び観察光学系が一体的に揺動するので、光学系に狂いが生じず、且つ、光学系を揺動させるための構成が単純である。
さらに、上記構成の眼科装置では、前眼部観察光学系の視野を被検者の左右の眼の間で切り替える（即ち、被検眼を被検者の左右の眼の間で切り替える）際に、光学系ユニットを揺動させるので、光学系ユニットを左右に平行移動させる場合と比較して、光学系ユニットが必要とする左右方向の移動量が小さくなる。よって、眼科装置の大型化を回避することができる。また、前眼部観察光学系の視野を被検者の左右の眼の間で切り替えたのち、前眼部観察光学系の光軸に被検眼を固視させる場合に、前眼部観察光学系の光軸が被検眼の眼軸よりも被検者の内側へ傾くことにより、前眼部観察光学系の光軸方向が被検眼の視線方向と近くなり、より自然な固視を促すことができる。

前記眼科装置において、前記前眼部観察光学系の光軸は、前記前眼部観察光学系の視野を左又は右の被検眼へ向けて移動した後の状態で、被検眼の眼軸に対して内側へ５〜７°の傾きを有することが望ましい。ここで、「内側」とは、被検者から見た内側、即ち、被検者の左右の眼の間側をいう。これにより、被検眼の視軸は眼軸に対して一般に内側へ５〜７°の傾きを有していることから、被検眼により一層自然な固視を促すことができる。

また、前記眼科装置において、前記揺動機構は、前記前眼部観察光学系の光軸上に、その揺動中心を有していることがよい。これにより、前眼部観察光学系の視野を左右に所望の角度だけ移動させるために光学系ユニットを揺動させる構造、即ち、揺動機構の構造が単純となる。

この場合、前記眼科装置において、前記揺動機構は、前記前眼部観察光学系の光軸上であって前記前眼部観察光学系の対物レンズに対して被検眼と反対側に、その揺動中心を有していることが望ましい。このように、揺動中心が被検眼から離れるほど光学系ユニットの揺動角に対する前眼部観察光学系の視野の移動量が大きくなるので、効率的に前眼部観察光学系の視野を移動させることができる。

さらに、本発明の眼科装置は、前記眼科装置において、前記揺動機構により前記光学系ユニットとともに動き、且つ、前記前眼部観察光学系の光軸と前記被検眼とを位置合わせするように前記光学系ユニットを移動させる移動機構を、更に備えるものである。

上記構成によれば、移動機構が光学系ユニットとともに動くので、揺動機構にて光学系ユニットを揺動させて前眼部観察光学系の視野を被検者の左眼又は右眼（被検眼）に合わせたのち、移動機構にて被検眼を被検眼位置にアライメントし合焦を行えば、光学系ユニットの揺動によってアライメント及び合焦動作の駆動軸と前眼部観察光学系の光軸との相互関係が変化しないので、アライメント及び合焦動作時の計測が安定し高い精度を維持することができる。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係る眼科装置では、前眼部観察光学系の視野を左右に移動させる際に光学系ユニットが揺動することから、光学系ユニットを左右に平行移動させることにより前眼部観察光学系の視野を同じ量だけ移動させる場合と比較して、光学系ユニットが必要とする左右方向の移動量が小さくなる。よって、眼科装置の大型化を回避することができる。また、光学系ユニットに含まれる前眼部観察光学系、照明光学系及び観察光学系が一体的に揺動するので、光学系に狂いが生じず、且つ、光学系を揺動させるための構成が単純である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複説明を省略する。なお、以下において本発明に係る眼科装置の特徴的な構造を、角膜内皮細胞撮影装置に適用させて説明するが、本発明に係る眼科装置は、角膜内皮細胞撮影装置に限定されるものではなく、例えば、眼屈折測定機器（レフラクトメーター）、眼圧測定機器（トノメーター）などの被検眼を被検者の左右眼で切り替えて検査する眼科装置に広く適用させることができる。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る角膜内皮細胞撮影装置１００について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の構成を示す機能ブロック図、図２は撮影装置本体の外観斜視図、図３は撮影装置本体内部の概略構成を示す側面図、図４は角膜内皮細胞撮影装置の撮影系の光路図である。

図１に示すように、角膜内皮細胞撮影装置１００は、被検眼１の前眼部２を撮影するための撮影装置本体１０３と、撮影装置本体１０３で得られた像の画像処理を行うパーソナルコンピュータ１０２とを備えている。図２に示すように、撮影装置本体１０３の外表面はカバー９１で覆われている。このカバー９１は、額当て９２、撮影窓９３、及び顎台９４等が設けられて、被検者の左右の眼を所定位置に固定する被検眼固定具として機能する。この被検眼固定具には、被検者の左右の眼がその位置に固定されるように想定された左眼位置と右眼位置とが設計されている。また、図３に示すように、撮影装置本体１０３のカバー９１の内部には、光学系ユニット１０１、Ｙ軸駆動機構３９、Ｘ軸駆動機構３８とＺ軸駆動機構４４、及び揺動機構５１が、上から順に積層状に配置されている。

以下、角膜内皮細胞撮影装置１００について、光学系統と、制御系統と、画像処理系統と、揺動系統とに分けて、詳細に説明する。

〔光学系統〕
まず、光学系統について説明する。図１に示すように、角膜内皮細胞撮影装置１００は、筐体１０６と、この筐体１０６の内部に構築された光学系３とから成る光学系ユニット１０１を備えている。以下、光学系３について詳細に説明する。

図４に示すように、光学系３は、大概して、被検眼の正面方向から前眼部を観察する前眼部観察光学系４９と、被検眼に検眼光を投射する照明光学系４７と、被検眼で反射された前記検眼光を受光する撮影光学系４８とを備えている。

まず前眼部観察光学系４９について説明する。前眼部観察光学系４９は、想定された被検眼位置４ａを通る前眼部観察光学系光軸４を有している。前眼部観察光学系光軸４は、光学系３の検査軸（基本となる光軸）であり、被検眼位置４ａにある被検眼１に投影されたアライメント指標光の反射光がプルキンエ像をつくるための対物レンズ７５の光軸に相当する。この前眼部観察光学系光軸４の被検眼位置４ａにおいて、前眼部観察光学系光軸４と、照明光学系４７の照明系光軸１０と、撮影光学系４８の撮影光学系光軸１８とが交叉している。以下、前眼部観察光学系光軸４と略直交する方向（図４の紙面に略垂直な方向）をＸ方向とし、前眼部観察光学系光軸４及びＸ方向と略直交する方向（図４の紙面の略上下方向）をＹ方向とし、前眼部観察光学系光軸４と略平行な方向をＺ方向とする。

前眼部観察光学系光軸４上には、被検眼位置４ａ側から順に、ハーフミラー７３、可視光カットフィルタ７４、前眼部撮影レンズ７５、赤外透過可視光反射ミラー７、及びテレビカメラ８の受光面８４が設けられている。ここで、テレビカメラ８としてＣＣＤカメラが採用されている。さらに、被検眼１の近傍において、前眼部観察光学系光軸４を挾む所定位置に、照明光学系４７及び撮影光学系４８の各光軸１０，１８の外方から前眼部２を照明するように、赤外線発光ダイオード８３，８３が配置されている。これらの赤外線発光ダイオード８３，８３は、前眼部像撮影の際に点灯するようになっている。かかる構成により、赤外線発光ダイオード８３，８３から発された赤外光は、前眼部２で反射して前眼部観察光学系光軸４を進み、前眼部撮影レンズ７５によりテレビカメラ８の受光面８４に結像する。このようにして得られた前眼部像により、前眼部観察光学系光軸４の視野に撮影部位が示される。

さらに、前眼部観察光学系光軸４の側方の所定位置に、アライメント指標光として近赤外光を発光する近赤外線発光ダイオード７６と、固視標光として可視光を発光する可視光線発光ダイオード７７とが、それぞれの光軸が前眼部観察光学系光軸４と同軸となるように配置されている。可視光線発光ダイオード７７が発する可視光は、近赤外光反射可視光透過ミラー８０を通過し、近赤外光と同じくミラー８１、集光レンズ８２、ハーフミラー７３を経て、光軸４を進行し、前眼部２に固視標光として投影される。この固視標光（固視灯）を被検眼１が固視することにより、被検眼１の視軸が前眼部観察光学系光軸４に合わせられる。

一方、近赤外線発光ダイオード７６が発する近赤外光は、集光レンズ７８、ミラー７９、近赤外光反射可視光透過ミラー８０、ミラー８１、及び集光レンズ８２を通って平行光となり、ハーフミラー７３の反射面で反射され、前眼部観察光学系光軸４上を進行し、アライメント指標光として前眼部２に投影される。このアライメント指標光の前眼部２での反射光は前眼部観察光学系光軸４上を進行して、テレビカメラ８の受光面８４に結像する。これにより得られたアライメント指標光の反射光による像（プルキンエ像）は前眼部２を所定位置に位置合わせするために利用される。

続いて、照明光学系４７について説明する。照明光学系４７は、前眼部２を被検眼１の視軸に対して斜方向から所定角度で照射する照明系光軸１０を有する。照明光学系４７は、撮影光学系４８のフォーカシング時に前眼部２の照明光源として用いる照明ランプ５４と、角膜内皮細胞の拡大写真撮影時に用いるストロボ放電管１３とを備えている。ストロボ放電管１３は照明系光軸１０上の所定位置に設けられ、また、照明ランプ５４は照明系光軸１０上の赤外反射可視光透過ミラー６１を介して照明系光軸１０と略直交方向の光軸５８上に設けられている。

照明系光軸１０上には、ストロボ放電管１３側から順に、ストロボ放電管１３、集光レンズ５９、撮影用スリット絞り６０、赤外反射可視光透過ミラー６１、及び投影レンズ６３が設けられている。撮影用スリット絞り６０は、広い視野で撮影できるようにするために所定の稍広巾のスリットを有している。かかる構成により、ストロボ放電管１３から出た光は、集光レンズ５９で集光されて、撮影用スリット絞り６０を通過してスリット状光となり、赤外線反射・可視光透過の赤外反射可視光透過ミラー６１を透過して、さらに、投影レンズ６３を通過して、可視光のみが前眼部２に照射される。

一方、照明ランプ５４から赤外反射可視光透過ミラー６１までの光軸５８には、照明ランプ５４側から、照明ランプ５４、集光レンズ５５、可視光カットフィルタ５６、及び検出用スリット絞り５７が設けられている。検出用スリット絞り５７は、後述する合焦検知用受光素子３０の前面のスリット絞り６７に対応した狭い所定巾のスリットを有している。かかる構成により、照明ランプ５４から出た光は、集光レンズ５５で集光され、可視光カットフィルタ５６及び検出用スリット絞り５７を通過し、赤外線反射・可視光透過の赤外反射可視光透過ミラー６１で反射して照明系光軸１０上を進み、さらに、投影レンズ６３で集光されて、赤外光のみが前眼部２に照射される。

続いて、撮影光学系４８について説明する。撮影光学系４８は、照明光学系４７の照明系光軸１０と、前眼部観察光学系光軸４を挟んで反対側に配置された撮影光学系光軸１８を有する。この撮影光学系光軸１８は、被検眼位置４ａと合焦検知用受光素子３０とを結ぶ第一部分１８ａと、第一部分１８ａ上に設けられた赤外透過可視光反射ミラー６６から前眼部観察光学系光軸４上の赤外透過可視光反射ミラー７までの第二部分１８ｂと、前眼部観察光学系光軸４上の赤外透過可視光反射ミラー７とテレビカメラ８の受光面８４までの第三部分１８ｃとで構成されて、途中で二度偏向している。

撮影光学系光軸１８の第一部分１８ａ上には、被検眼位置４ａ側から順に、対物レンズ６５、第一部分１８ａに対して所定角度で交叉するように設けられた赤外透過可視光反射ミラー６６が配置されている。さらに、第一部分１８ａを延長した位置に、前眼部２の反射像の長手方向に長いスリット絞り６７、及び合焦検知用受光素子３０が配置されている。このスリット絞り６７は対物レンズ６５の結像位置に設けられ、合焦検知用受光素子３０は、光学系３の移動に伴ってその前面を移動する角膜内皮反射光（又は角膜上皮反射光）を検知する。

また、撮影光学系光軸１８の第二部分１８ｂ上には、赤外透過可視光反射ミラー６６側から順に、視野絞り６９、拡大レンズ７０、及び赤外透過可視光反射ミラー７が設けられている。

上記構成の撮影光学系４８では、前眼部２に照射された可視光（拡大撮影用スリット状可視光）の反射光による像光束は、撮影光学系光軸１８を進み、対物レンズ６５を通過し、赤外透過可視光反射ミラー６６で反射され、赤外透過可視光反射ミラー６６で反射した像光線は第二部分１８ｂ上の中間結像部分に位置する視野絞り６９及び拡大レンズ７０を通って、赤外透過可視光反射ミラー７で反射されて、前眼部観察光学系光軸４上に設けられたテレビカメラ８の受光面８４に入射する。このようにして、撮影光学系４８では、角膜内皮細胞像が拡大されるので、角膜内皮細胞像を観察並びに拡大写真撮影することができる。

一方、前眼部２に照射された赤外光（合焦検出用スリット状赤外光）の反射光による像光束は、撮影光学系光軸１８を進み、対物レンズ６５、赤外透過可視光反射ミラー６６、スリット絞り６７を通過して、合焦検知用受光素子３０で検出される。ここで、照明ランプ５４の発する光は検出用スリット絞り５７により幅が狭められており、さらに、スリット絞り６７によりスリット状の内皮反射光と近接する上皮反射光と分離されることから、合焦検知用受光素子３０では、位置精度良く確実に角膜内皮反射光を検出して装置の合焦位置（撮影適合位置）を検出することができる。

〔制御系統〕
次に、制御系統について説明する。図１に示すように、角膜内皮細胞撮影装置１００は、被検眼１に被検眼位置４ａを位置合わせするように光学系ユニット１０１を動かす移動機構を備えている。この移動機構は、Ｘ軸駆動機構３８、Ｙ軸駆動機構３９、及びＺ軸駆動機構４４を備え、主に、アライメントと合焦の際に動作する。また、角膜内皮細胞撮影装置１００は、光学系ユニット１０１のＸＹ方向位置制御を行うために、テレビカメラ８、画像信号入出力制御回路３１、ＸＹ方向位置検出回路３４、及びＸＹ方向位置制御回路３６を備えている。

テレビカメラ８は、受光した像光を画像信号に変換し、これを画像信号入出力制御回路３１に入力する。画像信号入出力制御回路３１は、この画像信号をＸＹ方向位置検出回路３４に入力する。ＸＹ方向位置検出回路３４は、Ｚ軸を原点とするＸ−Ｙ平面上における前眼部観察光学系光軸４の位置と、被検眼１に向けて投射されたアライメント指標光（平行光）によりできたプルキンエ像（点像）の位置とを検出し、これをＸＹ方向位置制御回路３６及びＺ方向位置制御回路３７に入力する。ＸＹ方向位置制御回路３６は、このＸ方向及びＹ方向の偏差に基づいて、光学系ユニット１０１をそれぞれＸ方向及びＹ方向に駆動するＸ軸駆動機構３８及びＹ軸駆動機構３９を制御する。

また、角膜内皮細胞撮影装置１００は、光学系ユニット１０１のＺ方向位置制御を行うために、光学系ユニット１０１のＺ方向における移動量を検出するＺ方向移動量検出器４３、Ｚ方向位置制御回路３７、合焦検知用受光素子３０、及びスリット光反射検出回路４１を備えている。

Ｚ方向移動量検出器４３はその検出値をＺ方向位置制御回路３７に入力する。さらに、合焦検知用受光素子３０はその受光量をスリット光反射検出回路４１に入力する。スリット光反射検出回路４１は、合焦検知用受光素子３０の受光量に基づいて光学系３の合焦を検出し、この合焦検出信号をＺ方向位置制御回路３７及びストロボ発光制御回路４２に入力する。Ｚ方向位置制御回路３７は、上述の入力された信号等に基づいて、光学系ユニット１０１をＺ方向に駆動するＺ軸駆動機構４４を制御する。また、ストロボ発光制御回路４２は、入力される合焦検出信号に基づいてストロボ放電管１３の発光を制御する。

〔画像処理系統〕
次に、画像処理系統について説明する。角膜内皮細胞撮影装置１００は、テレビカメラ８からの画像信号を処理するために、画像信号入出力制御回路３１、フレームメモリ３２、及びパーソナルコンピュータ１０２を備えている。画像信号入出力制御回路３１は入力される画像信号の１フレーム分の画像をフレームメモリ３２に書き込んで保存する。そして、この保存した画像をパーソナルコンピュータ１０２に入力する。

パーソナルコンピュータ１０２は、ＣＰＵ等で構成される演算部（図示略）とハードディスク等の主メモリで構成される記憶部（図示略）とを備えている。記憶部には角膜内皮細胞画像の解析プログラムが格納されている。演算部は入力される画像について、この解析プログラムを実行することにより、角膜内皮細胞画像を解析する。

〔揺動系統〕
次に、揺動系統について説明する。角膜内皮細胞撮影装置１００は、被検眼を被検者の左右の眼で切り替える際に前眼部観察光学系４９の視野を左右へ移動させるために、揺動機構５１と、揺動制御回路５２と、左右眼切換入力器５３とを備えている。ここで、「前眼部観察光学系４９の視野」とは、テレビカメラ８による前眼部２の撮像領域をいう。また、前眼部観察光学系４９の視野が移動する「左右」とは、被検者の左右の眼（左右の被検眼）の眼幅方向をいう。

揺動機構５１は、光学系ユニット１０１、つまり、光学系３全体を一体的に揺動させることによって、前眼部観察光学系４９の視野を被検者の左眼から右眼へ（又はその逆へ)移動させる機構である。ここで、光学系ユニット１０１、即ち、光学系３は一体的に動くことから、光学系ユニット１０１の揺動により光学系３の相互の位置関係が変化しないので光学系３に狂いが生じ難く、また、揺動機構５１の構造が単純となる。なお、前眼部観察光学系４９の視野を被検者の左眼又は右眼に合わせることは、前眼部観察光学系４９の視野に検査対象である被検者の左眼又は右眼の前眼部２が入った状態となることを意味している。

上述のように前眼部観察光学系４９の視野が被検者の左眼から右眼へ（又はその逆へ)移動すると、光学系３の検査軸（ここでは、前眼部観察光学系光軸４）は、左眼位置にある被検者の左眼を臨む位置から右眼位置にある被検者の右眼を臨む位置へ（又はその逆へ）揺動する。ここで、「臨む」とは、検査軸が被検対象である被検者の左眼又は右眼の前眼部２又はその周囲を通り、前眼部２の前に検査軸がある状態をいう。

左右眼切換入力器５３は、光学系ユニット１０１の状態を、基準姿勢、基準姿勢から左へ揺動した左検眼姿勢（前眼部観察光学系４９の視野に被検者の左眼が入っている状態）、及び基準姿勢から右へ揺動した右検眼姿勢（前眼部観察光学系４９の視野に被検者の右眼が入っている状態）のいずれかに切り替えるための指令を揺動制御回路５２へ入力する入力手段である。これに加え、左右眼切換入力器５３に、光学系ユニット１０１を左右へ所望の角度だけ揺動させる指令を揺動制御回路５２へ入力するように構成してもよい。そして、左右眼切換入力器５３からの切換指令を受けた揺動制御回路５２は、指令内容に応じて揺動機構５１を動作させる。

本実施の形態において、光学系ユニット１０１は、光学系３の検査軸である前眼部観察光学系光軸４上を通り且つＹ方向を軸方向とする揺動軸５０を中心と揺動するように構成されている。このように、揺動機構５１は、光学系３の検査軸である前眼部観察光学系光軸４上に揺動中心を有するので、光学系ユニット１０１を基準姿勢から左右に揺動させる構成とすれば、光学系ユニット１０１を左右に所望の角度だけ揺動させるための揺動機構５１が簡易となり、角膜内皮細胞撮影装置１００の構成が簡易となる。

そして、光学系ユニット１０１の揺動中心は、検査軸である前眼部観察光学系光軸４上において、対物レンズ７５を介して被検眼１（被検眼位置４ａ）と反対側、即ち、テレビカメラ８側に位置していることが望ましい。このように、揺動中心が（被検眼位置４ａ）から離れるほど光学系ユニット１０１の揺動角に対する前眼部観察光学系４９の視野の移動量が大きくなるので、効率的に前眼部観察光学系４９の視野を移動させることができる。

さらに、光学系ユニット１０１は、揺動軸５０を中心として検査軸を含むＸ−Ｚ平面内で揺動するように構成されていることが望ましい。これにより、光学系ユニット１０１内に相対位置固定に設けられた検査軸（前眼部観察光学系光軸４）は左右の被検眼の眼幅方向に揺動し、前眼部観察光学系４９の視野は左右に移動する。よって、前眼部観察光学系４９の視野を被検者の左右眼の間で最短距離で移動させることができ、光学系ユニット１０１の揺動幅が最も小さくて済み、揺動に必要な時間や動力を抑えることができる。

また、本実施の形態において、揺動機構５１上には、光学系ユニット１０１、Ｙ軸駆動機構３９、Ｘ軸駆動機構３８、及びＺ軸駆動機構４４が積層状に設けられている。従って、揺動機構５１を動作させることにより、光学系ユニット１０１と移動機構（Ｙ軸駆動機構３９、Ｘ軸駆動機構３８、及びＺ軸駆動機構４４）とが共に（一体となって）動くこととなる。移動機構が光学系ユニット１０１とともに動くので、揺動機構５１にて光学系ユニット１０１を揺動させて前眼部観察光学系４９の視野を被検者の左眼又は右眼（被検眼）に合わせたのち、移動機構にて被検眼１を被検眼位置４ａにアライメントし合焦を行えば、光学系ユニット１０１の揺動によってアライメント及び合焦動作の駆動軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）と前眼部観察光学系光軸４との相互関係が変化しないので、アライメント及び合焦動作時の計測が安定し高い精度を維持することができる。

但し、揺動機構５１、光学系ユニット１０１、及び移動機構の位置関係は上記に限定されるものではない。例えば、図５（ａ）に示すように、光学系ユニット１０１、Ｘ軸駆動機構３８とＺ軸駆動機構４４、Ｙ軸駆動機構３９、及び揺動機構５１を上から順に配置することができる。また、例えば、図５（ｂ）に示すように、光学系ユニット１０１、揺動機構５１、Ｙ軸駆動機構３９、及びＸ軸駆動機構３８とＺ軸駆動機構４４を上から順に配置することができる。この場合、揺動機構５１を動作させることにより、光学系ユニット１０１は移動機構から独立して動く。或いは、例えば、図５（ｃ）に示すように、光学系ユニット１０１、Ｘ軸駆動機構３８とＺ軸駆動機構４４、揺動機構５１、及びＹ軸駆動機構３９を上から順に配置することができる。この場合、揺動機構５１を動作させることにより、光学系ユニット１０１、Ｘ軸駆動機構３８、及びＺ軸駆動機構４４が一体となって動くこととなる。

ここで、揺動機構５１の具体的構成の一例について説明する。図６は揺動機構の構成を示す図、図７（ａ）は揺動機構が左検眼姿勢にある状態を示す図、図７（ｂ）は揺動機構が右検眼姿勢にある状態を示す図である。

図６に示すように、揺動機構５１は、上下に略平行に設けられた基板２０と揺動板２１とを備えている。揺動板２１にはＸＹＺ基板２２が固定され、このＸＹＺ基板２２上には、Ｙ軸駆動機構３９、Ｘ軸駆動機構３８、及びＺ軸駆動機構４４から成る移動機構（図示略）が構築される。基板２０には、揺動軸５０の軸受２６が設けられており、この軸受２６に回動自在に枢支された揺動軸５０には、揺動板２１が嵌入されている。また、基板２０には、駆動軸１９の軸受２８が設けられており、この軸受２８に回動自在に枢支された駆動軸１９には、基板２０の下方において従動プーリ２４が固定され、基板２０の上方において駆動板１９ａが固定されている。そして、揺動板２１には長孔状のガイド孔２１ａが穿設されており、このガイド孔２１ａに駆動板１９ａに凸設された駆動ピン１９ｂが遊挿されている。

さらに、基板２０と揺動板２１との間には、基板２０に揺動板２１を相対移動可能に支持させるための、支持機構２７が設けられている。支持機構２７は、基板２０に固定された直線状のレール２７ａと、レール２７ａに摺動自在に支持されるように揺動板２１に取り付けられたスライダ２７ｂとにより構成されている。スライダ２７ｂは、揺動板２１に設けられた長孔２１ｃに遊挿されたピン２７ｃにより揺動板２１の下面に取り付けられている。

基板２０の側方には、モータ２３が設けられている。このモータ２３は、例えば、出力軸２３ａを所定角度回動させるパルスモータ、或いは、直流モータ等で構成することができる。モータ２３の出力軸２３ａには駆動プーリ２３ｂが固定され、この駆動プーリ２３ｂと従動プーリ２４との間には無端状の伝動ベルト２５が巻回されている。かかる構成により、モータ２３の出力軸２３ａが正転又は逆転すると、駆動プーリ２３ｂの回動が伝動ベルト２５を介して従動プーリ２４に伝達され、駆動軸１９が回動する。駆動軸１９が正方向又は逆方向に回動すると、これに伴って、駆動ピン１９ｂが駆動軸１９を中心として正方向又は逆方向に回動する。駆動ピン１９ｂは揺動板２１のガイド孔２１ａに嵌っていることから、駆動ピン１９ｂに揺動板２１が連動し、揺動板２１が揺動軸５０を中心として回動する（図７（ａ），（ｂ））。そして、揺動板２１の回動角度は、揺動板２１に設けられた被検出部２１ｂと、被検出部２１ｂを検出するセンサ２９とにより検出される。本実施の形態においては、揺動板２１に形成された一対の被検出部２１ｂ，２１ｂと、これらの被検出部２１ｂ，２１ｂに対応する一対のセンサ２９，２９とが設けられ、二つのセンサ２９，２９で検出される被検出部２１ｂ，２１ｂの数又はその変化で揺動板２１の回動角度を検出するように構成されている。

なお、本実施の形態では、角膜内皮細胞撮影装置１００に、揺動機構５１、揺動制御回路５２、及び左右眼切換入力器５３を備えて光学系ユニット１０１を自動的に動かす自動式としているが、例えば、光学系ユニット１０１にハンドルを備えて検査者が手動で光学系ユニット１０１を直接的に動かす手動式であってもよい。

〔角膜内皮細胞撮影装置１００の角膜内皮撮影動作〕
次に、以上のように構成された角膜内皮細胞撮影装置１００の角膜内皮撮影動作の概要を説明する。

被検者の顎が顎台９４に載せられ、被検者の額が額当て９２に当接させられることによって、被検者の左右眼の位置が被検眼固定具（顎台９４と額当て９２）により定まる右眼位置と左眼位置にそれぞれ固定される。この状態で、角膜内皮細胞撮影装置１００は角膜内皮撮影動作を開始する。まず、左右眼切換入力器５３にて被検眼１が被検者の左右眼のいずれか一方に設定されると、揺動機構５１により光学系ユニット１０１が基準姿勢から右検眼姿勢又は左検眼姿勢へ動かされて、前眼部観察光学系４９の視野が被検者の左右眼のうち左右眼切換入力器５３にて設定された眼に対応する方に合わせられる。このとき、前眼部観察光学系光軸４は、右眼位置又は左眼位置に臨んでいる。

次に、可視光線発光ダイオード７７から固視標光が発される。被検眼１がこの固視標光を固視することにより、被検眼１の視軸が固視灯方向に固定される。

続いて、近赤外線発光ダイオード７６から近赤外光（アライメント指標光）が発され、赤外線発光ダイオード８３，８３から赤外光が発される。この近赤外光及び赤外光の被検眼１での反射光は、テレビカメラ８で受光され、これが画像信号として画像信号入出力制御回路３１を介してＸＹ方向位置検出回路３４に入力される。そして、ＸＹ方向位置制御回路３６は、ＸＹ方向位置検出回路３４で検出されたアライメント指標光の反射光の光点のＸ方向及びＹ方向の偏差に基づいて、Ｘ軸駆動機構３８及びＹ軸駆動機構３９を制御し、Ｘ−Ｙ平面上においてアライメント指標光の反射光の光点が前眼部観察光学系光軸４上に位置するように、光学系ユニット１０１をＸ方向及びＹ方向に移動させる。これにより、前眼部観察光学系光軸４が被検眼１の視軸と一致する。

一方、Ｚ方向位置制御回路３７は、アライメント指標光の反射光の光点のＸ方向及びＹ方向の偏差に基づいて、光点が所定範囲内に入ると、Ｚ方向移動量検出器４３からの入力に基づくフィードバック制御によってＺ軸駆動機構４４を制御して、光学系ユニット１０１をＺ方向に移動（前進）させる。このとき、照明ランプ５４からの赤外光が被検眼１に照射されている。光学系ユニット１０１のＺ方向への前進により、やがて被検眼１の角膜内皮が被検眼位置４ａに位置すると、被検眼１の角膜内皮からの反射光を合焦検知用受光素子３０が検知する。すると、スリット光反射検出回路４１は合焦を検知して、この合焦検知信号をＺ方向位置制御回路３７及びストロボ発光制御回路４２に入力する。この合焦検知信号を受けたＺ方向位置制御回路３７は、光学系ユニット１０１の前進を停止する。これにより、合焦が行われ、被検眼位置４ａが被検眼１の角膜内皮に位置合わせされる。

ここで、ストロボ発光制御回路４２は、ストロボ放電管１３を発光させる。すると、ストロボ放電管１３からの可視光が前眼部２に入射し、この反射光がテレビカメラ８に受光され、画像信号に変換されて、画像信号入出力制御回路３１に入力され、フレームメモリ３２に書き込まれて保存される。これにより、被検眼１の角膜内皮細胞画像が撮像される。そして、この角膜内皮細胞画像が画像信号入出力制御回路３１によってパーソナルコンピュータ１０２に入力されてその記憶部に取り込まれ、さらに、その演算部によって、取り込まれた角膜内皮細胞画像が読み出されてその解析が行われる。

〔角膜内皮撮影動作時の光学系ユニット１０１の動き〕
ここで、角膜内皮撮影動作時の光学系ユニット１０１の動きについて説明する。図８は基準姿勢にある光学系ユニットの平面図、図９は右検眼姿勢にある光学系ユニットの平面図、図１０は右検眼姿勢にあるアライメント後の光学系ユニットの平面図、図１１は左検眼姿勢にある光学系ユニットの平面図、図１２は光学系ユニットが揺動する場合と平行移動する場合との光学系ユニットの必要移動量を比較する図、図１３は眼の構造を示す平面断面図である。

図８に示すように、基準姿勢にある光学系ユニット１０１は、平面視において撮影装置本体１０３の略中央（ここでは、右眼位置と左眼位置との中間）を検査軸１０５が通るように配置されている。ここで「検査軸１０５」とは、光学系３の基準となる光軸であり、本実施の形態では、前眼部観察光学系光軸４のことである。

基準姿勢にある光学系ユニット１０１の検査軸１０５と、揺動軸５０の軸芯の延長線とが交叉する位置に、光学系ユニット１０１の揺動中心５０ｇが設定されている。従って、光学系ユニット１０１は検査軸１０５を含む平面で揺動することとなる。ここで、揺動軸５０はＹ軸と略平行であるので、光学系ユニット１０１は揺動中心５０ｇを中心としてＸ−Ｚ平面上を揺動する。

揺動機構５１は、この揺動中心５０ｇを中心として、光学系ユニット１０１を基準姿勢から左右にθずつ回動（揺動）させるように構成されている。揺動機構５１は光学系ユニット１０１を基準姿勢（図８）から揺動中心５０ｇを中心として右にθだけ回動させて、前眼部観察光学系４９の視野を被検者の右眼に合わせる（図９）。なお、光学系ユニット１０１が基準姿勢から揺動中心５０ｇを中心として右にθだけ回動した状態で前眼部観察光学系４９の視野に右眼位置にある被検眼が入っていない場合は、光学系ユニット１０１をさらに左右に適宜揺動させることによって、前眼部観察光学系４９の視野に右眼位置にある被検眼が入るように調整する。なお、この操作は揺動機構５１ではなく移動機構（例えば、Ｘ軸駆動機構３８）を用いて行っても良い。この状態で、前眼部観察光学系４９の視野に右眼位置にある被検眼が入り、この被検眼は検査軸１０５に臨んでいるが、被検眼位置４ａとアライメント及び合焦していない。続いて、移動機構にて被検眼位置４ａを右眼位置にある被検眼にアライメント及び合焦させる（図１０）。これにより、右眼位置にある被検眼を検査軸１０５が通った状態となる。

このとき、検査軸１０５は被検眼の眼軸に対して被検者の内側に傾いている。なお、被検者の左右の眼の自然な視線（視軸）は一般に平行ではなく、それぞれ約６度内側に向いているといわれており、左右の眼福を６５ｍｍと仮定すれば、両眼で約３００ｍｍ先の一点を見ている関係となる。眼軸とは、角膜と水晶の中心を通る線であり、視軸とは、視線である。従って、検査時に、固視標光（固視灯）などにより被検眼の視線を誘導して検査軸と視線（視軸）との関係を保持するが、検査軸１０５が被検眼の眼軸に対して被検者の内側に傾いていることによって、被検眼により自然な固視を促すことができる。

被検者の右眼の検眼を終えたあと、光学系ユニット１０１は一旦、右検眼姿勢（図９）に戻る。そして、被検眼を被検者の左眼に切り替えるときには、揺動機構５１にて、揺動中心５０ｇを中心として光学系ユニット１０１を左に２θだけ回動させて、前眼部観察光学系４９の視野を被検者の左眼に合わせる（図１１）。なお、光学系ユニット１０１が右眼検眼姿勢から揺動中心５０ｇを中心として左に２θだけ回動した状態で前眼部観察光学系４９の視野に左眼位置にある被検眼が入っていない場合は、光学系ユニット１０１をさらに左右に適宜揺動させることによって、前眼部観察光学系４９の視野に左眼位置にある被検眼が入るように調整する。このとき、前眼部観察光学系４９の視野に左眼位置にある被検眼が入り、この被検眼は検査軸１０５に臨んでいるが、被検眼位置４ａとアライメント及び合焦していない。そして、移動機構にて左眼位置にある被検眼に被検眼位置４ａをアライメント及び合焦させる。これにより、左眼位置にある被検眼を検査軸１０５が通った状態となる。

このとき、検査軸１０５は被検眼の眼軸に対して被検者の内側に傾いている。ところで、被検者の左右の眼は通常連動して移動する。従って、被検者の右眼（被検眼）を検査軸１０５に固視させた状態で、被検眼を被検者の右眼から左眼に切り替えると、被検者の左眼の視線は殆ど動かす必要がない。よって、被検眼の固視が容易となる。

ところで、図１３に示すように、一般に、人間の眼の眼軸と視軸のなす角はα角と呼ばれており、α角はおおよそ５〜７°の範囲であると言われている。このことから、前眼部観察光学系４９の視野を左又は右の被検眼へ向けて移動した後の状態で、前眼部観察光学系光軸４が被検眼の眼軸に対して５〜７°の傾きを有していることが望ましい。これにより、被検眼を固視標光の方向へ固視させる場合に、固視標光の方向、即ち、検査軸１０５（前眼部観察光学系光軸４）と被検眼の視線方向とが合致し、より自然に被検眼を固視標光に向けて固視させることができる。

なお、前眼部観察光学系４９の視野を被検者の左眼又は右眼に合わせた状態で前眼部観察光学系光軸４が被検眼の眼軸に対して５〜７°傾くようにするために、光学系ユニット１０１が基準姿勢（図８）から右検眼姿勢（図９）又は左検眼姿勢(図１１)への揺動（回動）角度θは、被検者の眼幅、被検眼位置４ａから揺動中心５０ｇまでの距離、前眼部観察光学系４９の視野の大きさ等により適宜定めることが望ましい。例えば、前眼部観察光学系４９の被検眼位置４ａでの実視野幅が２０ｍｍで、被検眼位置４ａが揺動中心５０ｇから２８０ｍｍの位置である場合、揺動角度θを６．５°で切り換えると、眼幅が５３．８〜７３．８ｍｍの範囲にある被検眼を前眼部観察光学系４９の視野に入れることが可能となる。このように設計すれば、標準眼幅５８〜７２ｍｍの成人のみならず、標準眼幅５４ｍｍの６歳児まで、十分に対応することができる。

上述の通り、本発明に係る眼科装置（角膜内皮細胞撮影装置１００）では、被検眼を被検者の左右の眼で切り替える際に、光学系ユニット１０１を一体的に揺動させることにより、前眼部観察光学系４９の視野を被検者の右眼が入る位置から左眼が入る位置へ（又はその逆へ）移動させる。このとき、光学系の検査軸１０５は、右眼位置を臨む位置から左眼位置を臨む位置へ（又はその逆へ）揺動する。なお、本発明に係る眼科装置は、被検眼１付近の一点を中心として光学系ユニット１０１を揺動操作するような装置（例えば、スリットランプや眼底カメラなど）とは、前眼部観察光学系４９の視野を移動させる点で大きく異なる。

このように、光学系ユニット１０１を揺動させることで前眼部観察光学系４９の視野を左右に移動させる構成とすることで、光学系ユニット１０１を左右に直線的に移動させる場合と比較して、撮影装置本体１０３をコンパクトに構成することができる。図１２は光学系ユニットが揺動する場合と平行移動する場合との光学系ユニットの必要移動量を比較する図である。被検眼を被検者の左右の眼で切り替えるために、図１２（ａ）に示すように、光学系ユニット１０１を揺動させる場合は、揺動による前眼部観察光学系光軸４の対物レンズの移動幅は左眼位置から右眼位置までの距離（眼幅）よりも小さいのに対し、図１２（ｂ）に示すように、光学系ユニット１０１を平行移動させる場合は、前眼部観察光学系光軸４の対物レンズの移動幅は左眼位置から右眼位置までの距離（眼幅）と等しい。よって、揺動する光学系ユニット１０１の必要移動量Ｗ１と、平行移動する光学系ユニット１０１の必要移動量Ｗ２とを比較すると、明らかに、後者が大きい。

特に、角膜の鏡面反射を検出する光学系を持つ装置では、被検眼の斜め前方より被検眼に向けて指標光等の投射を行い、角膜によるその反射光を反対側の斜め前方より受光するような構成となっているのが一般的である。このように斜めに開いた光学系は、被検眼の瞼を迂回する目的から、上下方向よりも左右方向に展開された構成とすることが一般的である。この結果、被検眼側に向かって装置の左右幅が窄まるような構造（例えば図８に示すような形状を有する筐体１０６）が採用されることが多く、光学系ユニット１０１を揺動させる構成とすることは、検眼装置全体の占める横幅（被検者の眼福方向の大きさ）を小型化させるためにより優位となる。

本発明に係る眼科装置は、例えば、角膜内皮細胞撮影装置、眼屈折測定機器（レフラクトメーター）、眼圧測定機器（トノメーター）などの左右眼を検査する眼科装置に広く適用させることができる。

本発明の実施の形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の構成を示す機能ブロック図である。 撮影装置本体の外観斜視図である。 撮影装置本体内部の概略構成を示す側面図である。 角膜内皮細胞撮影装置の撮影系の光路図である。 光学系ユニットとＸＹＺ軸駆動機構と揺動機構の位置関係の変形例を示す図である。 揺動機構の構成を示す図である。 （ａ）揺動機構が左検眼姿勢にある状態を示す図、（ｂ）揺動機構が右検眼姿勢にある状態を示す図である。 基準姿勢にある光学系ユニットの平面図である。 右検眼姿勢にある光学系ユニットの平面図である。 右検眼姿勢にあるアライメント後の光学系ユニットの平面図である。 左検眼姿勢にある光学系ユニットの平面図である。 光学系ユニットが揺動する場合と平行移動する場合との光学系ユニットの必要移動量を比較する図である。 眼の構造を示す平面断面図である。

符号の説明

１００ 角膜内皮細胞撮影装置（眼科装置）
１０１ 光学系ユニット
１０２ パーソナルコンピュータ
１０３ 撮影装置本体
１０５ 検査軸
１０６ 筐体
１ 被検眼
２ 前眼部
３ 光学系
４ 前眼部観察光学系光軸
４ａ 被検眼位置
７ 赤外透過可視光反射ミラー
８ テレビカメラ
１０ 照明系光軸
１３ ストロボ放電管
１８ 撮影光学系光軸
３０ 合焦検知用受光素子
３８ Ｘ軸駆動機構
３９ Ｙ軸駆動機構
４４ Ｚ軸駆動機構
４７ 照明光学系
４８ 撮影光学系
４９ 前眼部観察光学系
５０ 揺動軸
５０ｇ 揺動中心
５１ 揺動機構
５２ 揺動制御回路
５３ 左右眼切換入力器
５４ 照明ランプ
７６ 近赤外線発光ダイオード
７７ 可視光線発光ダイオード
８３ 赤外線発光ダイオード
８４ 受光面
９１ カバー

Claims (5)

1. 被検眼の正面方向から前眼部を観察する前眼部観察光学系、前記被検眼に検眼光を投射する照明光学系、及び前記被検眼で反射された前記検眼光を受光する撮影光学系を一体的に具備する光学系ユニットと、
   前記光学系ユニットの全体を揺動させることにより前記前眼部観察光学系の視野を左右に移動させる揺動機構とを、備え、
   前記揺動機構は、前記光学系ユニットの全体を揺動させることにより前記前眼部観察光学系の視野を左右の被検眼へ向けて移動させるように構成されている、眼科装置。
2. 前記前眼部観察光学系の光軸は、前記前眼部観察光学系の視野を左又は右の被検眼へ向けて移動した後の状態で、被検眼の眼軸に対して内側へ５〜７°の傾きを有する、
   請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記揺動機構は、前記前眼部観察光学系の光軸上に、その揺動中心を有する、
   請求項１または２に記載の眼科装置。
4. 前記揺動機構は、前記前眼部観察光学系の光軸上であって前記前眼部観察光学系の対物レンズに対して被検眼と反対側に、その揺動中心を有する、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の眼科装置。
5. 前記揺動機構により前記光学系ユニットとともに動き、且つ、前記前眼部観察光学系の光軸と前記被検眼とを位置合わせするように前記光学系ユニットを移動させる移動機構を、更に備える、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の眼科装置。

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