JP5864209B2 - 照明システム及び照明方法 - Google Patents

Description

本発明は、眼科分析装置用照明システムと、照明システムを有する分析装置に関し、特に、角膜を変形させるエアパフ（a puff of air、空気の吹きかけ）を眼の光軸方向に沿って眼に供給可能な作動装置を有し、照明システムが、光軸と一致する照明面に断面像を形成できるように、眼の角膜をスリット光で照らす照明装置を少なくとも１台有する眼の眼圧測定用分析装置に関する。更に、本発明は、眼科分析装置用の照明方法に関する。

例えば、「非接触式眼圧計」と称する分析システムは、作動装置によりエアパフを供給して眼の角膜を非接触で変形させる。作動装置は、眼の視軸（an axis of vision）と略等しい方向に向けられたノズルを有する。眼の眼圧を測定するためには、エアパフにより生じる変形をモニタリングする必要がある。そのため、モニタリングシステムを用いてこの変形を記録する方法が知られている。例えば、モニタリングシステムがエアパフにより生じる角膜の陥没と膨張の瞬間、そして扁平な圧平を捉える。通常、モニタリングシステムはカメラ装置を有し、捕捉された角膜の光反射から上述した変形段階が得られるように、角膜が変形する間照明装置を用いて眼を照らす。照明システムとしては、非変形及び変形時の角膜の断面像がカメラ装置で記録可能なように、眼を照明するものが知られている。この場合、眼の光軸方向にスリット光を照射し、角膜を照らす照明装置が用いられる。スリット光で照らされる角膜の範囲は断面像として視覚化され、眼の横で傾斜して配置されたカメラ装置により記録される。しかし、この場合は、視軸上に作動装置のノズルを配置することで、眼の視軸と交差する角膜及び眼の照明面の照明が遮られるという問題がある。これは、ノズル孔周囲に透明な領域を形成し、ノズル孔を通過したスリット光で眼を照らす方法により解消されるが、直接、そして干渉を起こさずに眼をスリット光で照らすことができないので、十分に解決策ではない。さらに、ノズルを除いた作動装置を、眼の光軸外に配置する必要があり、構造上余分なコストがかかる。

本発明の目的は、照明品質の向上が可能で、製造及び使用が容易な眼科分析装置用の照明システム、分析装置、及び分析装置用の照明方法を提供するものである。

上記課題は、請求項１の技術的特徴を有する照明システムと、請求項１０の技術的特徴を有する分析装置と、請求項１６の技術的特徴を有する照明方法により達成される。

本発明による眼科分析装置用の照明システム、特に眼の眼圧測定用の分析装置においては、眼科分析装置が眼を変形させるエアパフを眼の光軸の方向に供給する作動装置を有する。また、照明システムは、光軸と一致する照明面に断面像が生成可能なように、スリット光で眼の角膜を照らす照明装置を少なくとも１台有する。照明装置は、当該照明装置の眼に向けられた照明ビーム路が、眼の光軸又は視軸に対しα°の角度を成すように形成される。

視軸に横たわる照明面の領域に眼の断面像が形成されるにも関わらず、照明装置のビーム路が作動装置やノズルで遮られないように、照明装置を作動装置のノズル近傍の側方に配置する。スリット光や照明ビーム路は、角膜の最大変形を捕捉できるように光軸と一致する照明面に存する必要がある。これは、照明面をエアパフに向ける事で可能となる。照明の品質、そしてその結果としての断面像の品質は、照明装置の側方配置で著しく改善される。さらに、作動装置を完全に光軸方向、例えば湾曲ノズル供給が必要とならないように配置することもできる。概して、作動装置をより小型にすることもできる。照明装置の斜め側方配置の更なる利点は、眼に照射される光が、眼の網膜の中心領域に直接入射しないので、検査されるべき人が曝される閃光が減光されることである。

照明システムが、照明面を照らすことが可能な２つの照明装置を有することが特に好ましい。これは、一つの照明装置単独の場合に角膜の縁部分に生じる望ましくない影を確実に無くすことができるからである。照明装置の異なる照明ビーム路の異なる入射光角度により、角膜の透光体（optical media）内での光散乱が改善されるので、さらに改善された断面像も得ることができる。少なくも部分的に、望まない粒子の影が照らされる、または除去されるように、２台の照明装置の使用により、角膜上の又は角膜内の粒子を照らすこともできる。また、そのような照明装置を２台使用することで、角膜の特に広い領域で断面像を生成することも可能である。

照明装置を光軸に対し同軸に配置することもできる。光軸に基にした、照明装置の同軸、そしてどちらかと言えば反対の配置は、照明ビーム路が、互いに特に良好に調和可能であるという利点を与える。角膜の領域におけるビーム路の重複は、このように特に必要である。

照明装置が、断面像の明度差（differences in brightness）を補償できるフィルター手段を持つことが特に好ましい。断面像の明度差は、例えば、側方に傾斜する態様で角膜に入射する照明ビーム路により、照明ビーム路の一部が他の部分よりも長い経路で角膜を通過するときに発生する。フィルター手段の作用により、断面像が全体的に均一な明るさで現れるように、照明ビーム路のより明るい断面像を生じる部分を遮ることができる。

例えば、フィルター手段は少なくとも一つの累進フィルター(graduated filter)で形成される。累進フィルターの使用は、特に単純な方法で断面像の明るく表れすぎる部分を暗くすることができる。

累進フィルターは、照明ビーム路を中心に暗くすることができるように形成される。特に、２台の照明装置を使用する場合は、眼の角膜内で一致する照明ビーム路の領域の断面像に、特に明るい領域を形成することがある。上記のような累進フィルターは、それらの一致する領域を暗くすることができる。

これとは別に、又はこれに加えて、累進フィルターはスリット光を横断する照明ビーム路を連続して暗くすることも可能であり、明から暗まで変化しながらスリット光を横断する照明ビーム路の進路が得られる。特に、そのような累進フィルターを用いることで、照明ビーム路の眼に対する斜め側方入射が考えられ、そして断面像の明るさにおけるいかなる偏差も補正することができる。

照明装置の発光手段（a light means）を、少なくとも一つの発光ダイオード（light-emitting diode）で形成することができる。発光ダイオードは、照明装置の内部に、照明ビーム路を形成する１又は２以上のレンズ及び／又はスクリーンと共に配置される。さらに、スリット光を形成するために、列状に並べられた複数の発光ダイオードを利用することも考えられる。

照明装置は、プリズムや鏡のような偏向手段(deflection means)をも具備する場合があり、偏向手段により、照明装置内で照明ビーム路をβ°の角度偏向可能である。例えば、照明装置の筐体（housing）が照明面を横断できるように、角度βを９０°にする。そのような偏向手段を用いる結果、分析装置の小型化を可能とする、照明装置や筐体の形成又は配置が可能になる。

本発明による眼の眼圧測定用の眼科分析装置は、本発明に係る照明システムを有する。そして、その分析装置は、眼の角膜を変形可能な作動装置を有し、作動装置の使用により、角膜を変形させるエアパフが、眼に対し、当該眼の光軸方向に供給される。また、分析装置は、角膜の変形を観察、記録するモニタリングシステム(monitoring system)を有し、モニタリングシステムの使用により、非変形時そして変形時の角膜の断面像が記録できる。このように、分析装置の分析手段（analysis means）を使用することで、角膜の断面像から眼圧を求めることができる。本発明にかかる照明システムの使用により、高い光学的品質の断面像が得られるので、特に正確に眼圧を判定することができる。分析手段の使用で、変形が進行する間、断面像が評価されるので、結果的に、変形の進行を特に正確に設定することができる。

照明システムが作動装置から空間的に独立（分離）した場合には、作動装置の光学的な機械的駆動による、照明装置又は照明システムに対する影響を除外することができる。照明システムは非常に簡単な方法で交換できるので、照明システムの配置変更又は整備、及び校正を、分析システムから独立して行うことができる。

照明システムの照明装置を、作動装置の装置軸及び眼の光軸に対してα°の角度で回転させることもできる。このように、照明ビーム路の眼の入射角度を、光軸に対して適切に調整することができる。入射角度は測定の特定要求に対応させることができる。

モニタリングシステムが断面像を記録できるようなカメラ装置を有し、カメラ装置と断面像とが、シャインプルーフの原理に基づくシャインプループ配置（Scheimpflug arrangement）となるように、カメラ装置と照明システムとを配置することが望ましく、均等な断面像の写真がカメラ装置により得られる。これにより、更なる補正計算を用いなくても、断面像から直接長さと位置を測定することが可能となる。

作動装置との起こりうる衝突の際、作動装置のノズルにより起こるダメージから眼を守るために、エアパフ出力用の穴が形成され、照明システムの照明ビーム路が透過可能な透明板を作動装置に設けることができる。透明板は、尖った部品で眼がダメージを受けない程度にノズルを囲んでノズル孔を形成する。その板の大きさにより、照明ビームシステムの１又は複数の照明ビーム路が、透明板を通過して眼に入射することが可能となる。

更に、照明システムと共にモニタリングシステムが作動装置の装置軸又は眼の光軸の周りで回転するような分析装置を形成することもできる。これにより、異なる各回転角度の断面像を得ることが可能となり、その結果、分析手段を用いて、断面像から眼の関連領域の三次元モデルを得ることができる。特に、照明システムにより可能となった作動装置の小型設計は、上記のような分析装置の構成を容易にする。作動装置を光軸に沿って形成可能なので、モニタリングシステムと照明システムとを作動軸の周りで自由に回転させることができる。

分析装置の更に有効な実施形態は、請求項１（装置クレーム）に係る従属請求項に記載の構成により実現できる。

照明システムを有する眼科分析装置、特に眼の眼圧測定用の眼科分析装置のための発明にかかる照明方法において、眼科分析装置は、角膜を変形させるエアパフを、眼に対して、その眼の光軸方向に供給する作動装置を有する。その照明システムは少なくとも一つの照明装置を有し、眼の角膜がスリット光で照らされ、光軸と一致する照明面に断面像が形成され、照明装置の照明ビーム路が、光軸に対しα°の角度で眼に向けられる。本発明にかかる照明方法により得られる効果については、本発明による照明システムに関する効果の記載が参照される。

照明方法の更なる効果的な実施形態は、請求項１（装置クレーム）に係る従属請求項の構成の記載により達成できる。

本発明の好ましい実施形態は、図面を参考として以下により詳細に説明される。その図面は下記の通りである。

図１は分析装置の模式的な平面図である。 図２は分析装置の模式的な側面図である。 図３は照明システムの斜視図ある。 図４は作動装置を伴う照明システムの斜視図である。

図１、２は、分析装置（不図示）の作動装置１１（部分的に図示）を有する照明システム１０と、眼１２とを示している。特に図２には、分析装置のモニタリングシステム１３も示す。眼１２の眼圧を測定する分析装置においては、作動装置１１を用い、眼１２の角膜１４を変形させるためのエアパフを、眼１２に対し、その眼１２の光軸１５方向に供給する。作動装置１１は、基本的に、駆動装置を具備するピストンポンプ（reciprocating pump）１６（ここでは詳細は示さない）と、シリンダー１８内を長軸方向に移動可能に配置されたピストン１７と、並びにノズル１９とで形成されている。ノズル１９は、ノズル導管（nozzle duct）２０、ノズル口２１、そして透明板２２を有し、ノズル口２１は透明板２２に形成されている。作動装置１１は基本的に光軸１５に沿って配置されている。

照明システム１０は２つの照明装置２３を有し、照明装置２３は、断面像２７が光軸１５と一致する照明面２６に形成されるように、スクリーン２４を用いて生成したスリット光２５で角膜１４を照らす。照明装置２３の照明ビーム路２８又は、当該ビーム路２８の光軸２９は、眼１２の光軸１５とα°の角度を成すように配置されている。照明装置２３は、基本的に、光源としての発光ダイオード３０と、照明ビーム路２８を調整するためのレンズ３１とをそれぞれ有する。照明装置２３は作動装置１１に対し、各照明ビーム路２８が透明板２２を通過して眼１２に入射し、角膜１４の領域で一方を他方に重ね合わせ、断面像２７を生成するように配置されている。

断面像２７はモニタリングシステム１３に記録される。ここでは、モニタリングシステム１３もまた模式的に図示する。モニタリングシステム１３は、撮像素子（image sensor）３２と対物レンズ３３とを備えたカメラ（詳細は示さない）を有する。撮像素子３２は、対物平面(objective plane)３５と照明面２６と共に、シャインプルーフの原理に従って、像面(image plane)として配置される投影面３４を形成する。この実施例では、モニタリングシステム１３の光軸３６が照明面２６に対してγ°の角度を成し、その光軸３６が光軸１５と共に断面面３７に置かれる。

図３、４は照明システム３８を異なる斜視図で示すものであり、図４においては、作動装置３９が追加して図示されている。照明システム３８は、基本的に同一の照明装置４０を２台有し、照明装置４０は筐体４１と光源（ここでは詳細を図示しない）、並びに、照明ビーム路４３を眼４４に向けるための鏡４２で形成された偏向手段とを備える。照明ビーム路４３は、約９０°の角度で偏向される。照明装置４０は眼４４の光軸４５に対し、照明ビーム路４３の光軸４６が眼４４の光軸４５とα°の角度を成し、そして作動装置３９が、依然として、ノズル３７と共に、２つの照明装置４０の間で眼４４と対面するよう配置されている。ノズル４７のノズル導管４８は眼４４の光軸４５と一列に並べられている。

Claims (15)

1. 眼の眼圧測定用の眼科分析装置であって、
   角膜（１４）を変形させるエアパフを、眼（１２）に対し、眼の光軸（１５、４５）方向に供給可能な作動装置（１１、３９）と、
   前記光軸と一致する照明面（２６）に前記角膜（１４）の断面像（２７）を形成可能なよう、スリット光（２５）で眼の角膜を照らす照明装置（２３、４０）を少なくとも１台有する照明システム（１０、３８）と、
   前記角膜の変形を観察、記録可能なモニタリングシステム（１３）と、
   を有し、
   前記モニタリングシステム（１３）は、前記断面像（２７）を撮像可能なカメラ装置（３２、３３）を有して、前記角膜の非変形時と変形時の前記断面像（２７）を記録し、
   前記照明装置は、当該照明装置の眼に向かう照明ビーム路（２８、４３）が、前記光軸（１５、４５）に対して角度α°を成すよう形成されたことを特徴とする分析装置。
2. 前記照明面（２６）を照らすことができる２台の照明装置（２３、４０）を有することを特徴とする請求項１記載の分析装置。
3. 前記２台の照明装置（２３、４０）は、前記作動装置（１１、３９）に対し、それぞれの前記照明ビーム路（２８、４３）が前記角膜（１４）の領域で一方を他方に重ね合わせ、前記断面像（２７）を形成するように配置されていることを特徴とする請求項２記載の分析装置。
4. 前記照明装置（２３、４０）は、前記断面像（２７）の明度差を補償するフィルター手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の分析装置。
5. 前記フィルター手段は、少なくとも一つの累進フィルターを有することを特徴とする請求項４記載の分析装置。
6. 前記累進フィルターは、前記照明ビーム路（２８、４３）を中心に遮ることを特徴とする請求項５記載の分析装置。
7. 前記累進フィルターは、前記スリット光（２５）を横断する前記照明ビーム路（２８、４３）を連続して遮ることを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の分析装置。
8. 前記照明装置（２３、４０）の発光手段は、少なくとも一つの発光ダイオード（３０）を有する請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の分析装置。
9. 前記照明装置（４０）は、当該照明装置内で前記照明ビーム路（４３）を角度β°偏向可能な偏向手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の分析装置。
10. 前記照明システム（１０、３８）は、前記作動装置（１１、３９）から空間的に独立したことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の分析装置。
11. 前記照明システム（１０、３８）の照明装置（２３、４０）は、前記作動装置（１１、３９）の装置軸又は前記光軸（１５、４５）に対し、α°の角度回転可能にされたことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の分析装置。
12. 前記カメラ装置と前記照明システム（１０、３８）は、当該カメラ装置と前記断面像とがシャインプルーフ配置になるよう配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の分析装置。
13. 前記作動装置（１１、３９）は、エアパフを出力するための穴（２１）が形成された透明板（２２）を有し、前記照明システム（１０、３８）の照明ビーム路（２８、４３）が、前記透明板を透過可能なことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載の分析装置。
14. 前記照明システム（１０、３８）と共に、前記モニタリングシステム（１３）が、前記作動装置（１１、３９）の装置軸、又は前記眼の光軸（１５、４５）の周りを回転可能なように形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載の分析装置。
15. 眼科分析用の分析装置、特に、眼の眼圧測定に用いられ、照明システム（１０、３８）を有する眼科分析装置のための照明方法であって、
    当該分析装置が、
    角膜（１４）を変形させるエアパフを、眼（１２）に対し、眼の光軸（１５、４５）方向に供給可能な作動装置（１１、３９）と、
    前記光軸と一致する照明面（２６）に前記角膜（１４）の断面像（２７）を形成可能なよう、スリット光（２５）で眼の角膜を照らす照明装置（２３、４０）を少なくとも１台有する照明システム（１０、３８）と、
    前記断面像（２７）を撮像可能なカメラ装置（３２、３３）を有するモニタリングシステム（１３）と、を有し、
    前記照明装置の照明ビーム路（２８、４３）が、前記光軸（１５、４５）に対しα°の角度を成すように眼に向けられたことを特徴とする照明方法。
    
    
    

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