JPH0847482A - 角膜内皮細胞撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮影光学系の撮影光軸に対してそのレンズ系
を傾斜させなくても角膜内皮細胞の合焦撮影領域を拡大
することができ、しかも歪の少ない角膜内皮細胞像を撮
影することができる角膜内皮細胞撮影装置を提供する。 【構成】 本発明の角膜内皮細胞撮影装置は、被検眼Ｅ
の前眼部を正面から観察する前眼部観察光学系１と、前
眼部観察光学系１の観察光軸Ｏ１と交差する照明光軸Ｏ
２を有して照明光を角膜Ｃに向けて斜めから照射する照
明光学系２８と、物面Ｉ１に対して傾斜された撮影光軸
Ｏ３を有し物面に存在する角膜内皮細胞Ｓ２を奇数回数
空中結像させて像面Ｉ４に結像させるレンズ系を有する
撮影光学系２９と、撮影光学系２９に設けられて角膜内
皮細胞像を受像する撮像素子５とを備え、撮影光軸Ｏ３
はレンズ系の各レンズの光軸と一致され、撮像素子５の
撮像面５ａが撮影光軸Ｏ３に対して物面Ｉ１の傾斜方向
と同方向に傾けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は角膜内皮細胞を撮影する
ための角膜内皮細胞撮影装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、被検眼の前眼部を正面から観
察する前眼部観察光学系と、前眼部観察光学系の観察光
軸と交差する照明光軸を有して照明光を被検眼の角膜に
向けて斜めから照射する照明光学系と、前記物面に対し
て傾斜された撮影光軸を有し該物面に存在する角膜内皮
細胞を奇数回数空中結像させて像面に結像させるレンズ
系を有する撮影光学系と、該撮影光学系に設けられて前
記角膜内皮細胞像を受像する撮像素子とを備えた角膜内
皮細胞撮影装置が知られている。

【０００３】この従来の角膜内皮細胞撮影装置では、被
検眼の前眼部を観察しつつ被検眼に対する装置本体の位
置合わせを行い、被検眼に対して斜め方向から照明光を
照射し、その被検眼からの反射光を被検眼に対して斜め
方向から採取して、角膜内皮細胞の撮影を行うようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
角膜内皮細胞撮影装置では、撮影光学系の撮影光軸に対
して角膜内皮細胞が傾斜しているため、角膜内皮細胞の
合焦領域、すなわちピントの合った撮影領域が狭いとい
う問題点が内在する。撮影光学系のレンズ系の光軸を撮
影光軸に対して傾斜させると、合焦領域を広くとること
ができるが、角膜内皮細胞の各部位毎に撮影倍率が異な
ることになる。また、撮影光軸に対してレンズ系の光軸
を傾けて設置すること自体が難しい。なお、撮影光軸に
対してレンズ系の光軸を傾けて撮影する装置としては、
特開平３８３２９号公報に開示のものが知られている。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的は、撮影光学系の撮影光軸に対してその
レンズ系の光軸を傾斜させて設置しなくとも、角膜内皮
細胞のピントの合った合焦領域を拡大することができ、
歪の少ない角膜内皮細胞像を撮影することのできる角膜
内皮細胞撮影装置を提供するところにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の角膜内皮細胞撮影装置は、上記の課題を解決するた
め、被検眼の前眼部を正面から観察する前眼部観察光学
系と、前記前眼部観察光学系の観察光軸と交差する照明
光軸を有して照明光を前記被検眼の角膜に向けて斜めか
ら照射する照明光学系と、物面となる前記被検眼角膜に
対して傾斜された撮影光軸を有し該物面に存在する角膜
内皮細胞を奇数回数空中結像させて像面に結像させるレ
ンズ系を有する撮影光学系と、該撮影光学系に設けられ
て前記角膜内皮細胞像を受像する撮像素子とを備え、前
記レンズ系の各レンズの光軸は前記撮影光軸と一致する
ように構成され、前記撮像素子の撮像面が前記撮影光軸
に対して前記物面の傾斜方向と同方向に傾けられている
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明によれば、前眼部観察光学系により被検
眼に対する装置本体の位置を調整できる。そして、照明
光学系により被検眼に照明光を照射する。被検眼の角膜
からの反射光は撮影光学系に導かれる。撮影光学系のレ
ンズ系は角膜内皮細胞像を奇数回空中像結像させ、その
空中像は撮像素子に導かれる。空中結像回数が奇数回で
あるので、像面が撮影光軸に対して物面の傾斜方向と同
方向に傾くこととなる。ここで、収差を無視してレンズ
系に均一倍率面を定義すると、そのレンズ系の均一倍率
面は相似の原理により物面に平行な面として定義され、
撮像素子の撮像面を撮影光軸に対して物面と同方向に傾
けて撮影光学系に配置すると、均一倍率面に撮像面が沿
うこととなり、かつ、像面とのずれも少なくなるので、
撮影光学系の撮影光軸に対してそのレンズ系の光軸を傾
斜させなくても角膜内皮細胞のピントの合った撮影領域
を拡大することができ、歪の少ない角膜内皮細胞像を撮
影することができる。

【０００８】

【実施例】図１において、符号１は被検眼Ｅの虹彩を含
む前眼部を観察する前眼部観察光学系である。前眼部観
察光学系１は、ハーフミラー２、対物レンズ３、ハーフ
ミラー４、ＣＣＤ５から大略構成され、符号Ｏ１はその
光軸である。被検眼Ｅの前眼部は照明光源７によって照
明される。前眼部観察光学系１の倍率は後述する撮影光
学系の倍率よりも低い。ハーフミラー２はアライメント
光学系８の一部を構成する。アライメント光学系８は、
図２に示すように、光源９、ピンホール板１０、投影レ
ンズ１１、絞り１２、ハーフミラー１３を有する。ピン
ホール板１０は投影レンズ１１の焦点位置に配置されて
いる。ピンホール板１０を透過したアライメント指標光
の一部はハーフミラー１３により反射され、投影レンズ
１１により平行光束とされる。その平行光束はハーフミ
ラー２により反射されて角膜Ｃに導かれる。ハーフミラ
ー１３は固視標投影系１４の一部を構成する。固視標投
影系１４は光源１７、ピンホール板１８を有する。光源
１７から発生する固視標光はハーフミラー１３、ハーフ
ミラー２を経由して被検眼Ｅに導かれ、固視標が被検眼
Ｅに提示される。アライメント調整は被検者に固視標を
固視させつつ行われる。

【０００９】アライメント光束は角膜Ｃの表面で反射さ
れ、図１に示すように角膜の頂点Ｐと角膜Ｃの曲率中心
Ｏ´３との間の中間位置に虚像を形成する。角膜Ｃによ
り反射されたアライメント光束の一部は、ハーフミラー
２を透過して、対物レンズ３により収束されてハーフミ
ラー４に導かれ、このハーフミラー４により２分割され
る。このハーフミラー４により反射された光束はＸＹラ
イメント検出センサー４´に導かれる。一方、ハーフミ
ラー４を通過した光束は、撮像素子としてのＣＣＤ５に
導かれて結像され、ＣＣＤ５にアライメント用の輝点像
が形成される。アライメントパターン投影光学系２１は
アライメントパターン用の光源２２、パターン板２３、
投影レンズ２４から概略構成されている。パターン板２
３には円環状のパターンが形成され、ハーフミラー４は
アライメントパターン投影光学系２１からの光束をＣＣ
Ｄ５に向けて反射し、ＣＣＤ５に円環状のパターン像が
形成される。

【００１０】ＣＣＤ５は図示を略すモニター装置に接続
され、モニター装置の画面には被検眼Ｅの虹彩を含む前
眼部像と円環状のパターン像とが表示される。角膜Ｃに
より反射されて輝点像を形成する光束が円環状のパター
ン像の中央に位置するように装置本体を上下（図１の紙
面に垂直なＹ方向）、左右（矢印Ｘ方向）に移動させ
て、ＸＹ方向のアライメント調整を行い、被検眼Ｅの眼
球光軸と装置光軸Ｏ１とを合致させる。また、その装置
本体を被検眼Ｅに対して輝点像が最も小さく結像するよ
うに前後（Ｚ方向）に移動させて作動距離を設定する。

【００１１】前眼部観察光学系１の両側には、照明光学
系２８と撮影光学系２９とが設けられている。符号Ｏ２
は照明光学系２８の照明光軸であり、符号Ｏ３は撮影光
学系２９の撮影光軸である。照明光軸Ｏ２と光軸Ｏ１と
の為す角度θと撮影光軸Ｏ３と光軸Ｏ１との為す角度θ
とは等しい。照明光学系２８は観察用の照明光源（ハロ
ゲンランプ）３０、集光レンズ３１、撮影用の照明光源
（キセノンランプ）３２、集光レンズ３３、スリット板
３４、投光レンズ３５及びダイクロイックミラー３７を
有する。ダイクロイックミラー３７は赤外光を透過さ
せ、可視光を反射させる特性を有する。従って、角膜内
皮細胞の観察用の照明光束は赤外光となり、角膜内皮細
胞の撮影用の照明光束は可視光となる。なお、ダイクロ
イックミラー３７の代用としてハーフミラーを設け、赤
外フィルターを集光レンズ３１とそのハーフミラーとの
間に設け、可視フィルターを集光レンズ３３とハーフミ
ラーとの間に設ける構成としてもよい。

【００１２】スリット板３４には細長い長方形状のスリ
ット３６が形成されている。赤外又は可視の照明光束は
スリット３６を通過して投光レンズ３５に導かれる。ア
ライメントが完了した状態では、スリット板３４と角膜
Ｃとは投光レンズ３５に関してほぼ共役であり、角膜Ｃ
には照明光束としてのスリット光束が照射される。スリ
ット光束は角膜Ｃをその表面から内部に向かって横切
る。

【００１３】撮影光学系２９は、対物レンズ系４０Ｍと
ハーフミラー４１、マスク４２、ミラー４４、リレーレ
ンズ系４５Ｍ、ミラー４６を有する。対物レンズ系４０
Ｍ、リレーレンズ系４５Ｍの光軸により撮影光軸Ｏ３が
定義される。すなわち、レンズ系の各レンズの光軸は撮
影光軸Ｏ３と一致されている。全反射ミラー４６は前眼
部観察光学系１の光路から外れた位置に設けられて、前
眼部観察用の光束の邪魔とならいないようにされてい
る。アライメントが完了した状態では、マスク４２と角
膜Ｃとは対物レンズ系４０Ｍに関してほぼ共役である。
スリット光束は角膜Ｃにより反射される。そのスリット
光束の反射状態を図３に示す。スリット光束の一部は空
気と角膜Ｃとの境界面である角膜表面Ｓ１においてまず
反射される。その角膜表面Ｓ１からの反射光束Ｒ１の光
量が最も多い。角膜内皮細胞Ｓ２からの反射光束Ｒ２の
光量は相対的に小さい。角膜実質Ｓ３からの反射光束Ｒ
３の光量は最も小さい。その角膜Ｃからの各反射光束
は、対物レンズ系４０Ｍにより集光されてハーフミラー
４１に導かれる。そして、その反射光束の一部はハーフ
ミラー４１により反射されて合焦状態検出センサーとし
てのラインセンサ４７に導かれる。ハーフミラー４１を
通過した反射光束はマスク４２に導かれる。ラインセン
サ４７とマスク４２とはハーフミラー４１に関して共役
である。

【００１４】対物レンズ系４０Ｍはマスク４２の配設位
置に角膜内皮細胞像を空中像として結像させると共に、
ハーフミラー４１により反射された光束をラインセンサ
４７の配設位置に結像させる役割を果たす。マスク４２
は角膜内皮細胞像を形成するのに寄与する反射光束以外
の反射光束を遮光する役割を果たす。そのマスク４２を
通過した角膜内皮細胞像を形成する光束はミラー４４、
リレーレンズ系４５Ｍを介して全反射ミラー４６に導か
れる。リレーレンズ系４５Ｍとミラー４６との間の光路
には遮光板４８Ａが挿脱可能に設けられ、ハーフミラー
４とＣＣＤ５との間の光路には遮光板４９Ａが挿脱可能
に設けられている。前眼部観察を行うときには遮光板４
９Ａは前眼部観察光学系１の光路から退避されかつ遮光
板４８Ａは撮影光学系２９の光路に挿入されており、角
膜内皮細胞を観察撮影するときには遮光板４９Ａは前眼
部観察光学系１の光路に挿入されかつ遮光板４８Ａは撮
影光学系２９の光路から退避される。

【００１５】図４に模式的に示すように、角膜内皮細胞
Ｓ２が存在する物面Ｉ１は撮影光学系２９の撮影光軸Ｏ
３に対して角度θだけ傾いている。対物レンズ系４０Ｍ
によりマスク４２の配設箇所に形成される空中像の像面
Ｉ２の撮影光軸Ｏ３に対する傾きは物面Ｉ１の撮影光軸
Ｏ３に対する傾きと逆方向となる。また、対物レンズ系
４０Ｍから遠い側の物点Ｂ１は像点Ｂ１´に対応してそ
の倍率は小であり、対物レンズ系４０Ｍに近い側の物点
Ｂ２は像点Ｂ２´に対応してその倍率は大であり、収差
を無視してレンズ系に関して均一倍率面を定義すると、
均一倍率面Ｉ３は像面Ｉ２と逆向きであり、かつ、レン
ズ系４０Ｍの中心に関して相似三角形の原理により物面
Ｉ１と平行である。

【００１６】リレーレンズ系４５Ｍによる像面Ｉ４の撮
影光軸Ｏ３に対する傾斜方向は物面Ｉ１の撮影光軸Ｏ３
に対する傾斜方向と同方向となり、また、均一倍率面Ｉ
５の撮影光軸Ｏ３に対する傾斜方向とリレーレンズ系４
５Ｍによる像面Ｉ４の撮影光軸Ｏ３に対する傾斜方向も
同じとなる。ミラー４６はＣＣＤ５の撮像面５ａの法線
と撮影光学系２９の撮影光軸Ｏ３とが為す角度をθに設
定するために用いられ、これにより、撮像素子５の撮像
面５ａは均一倍率面Ｉ５の傾斜方向と同じである。この
撮像素子５の撮像面５ａは均一倍率面Ｉ５と一致してい
る必要は必ずしもなく、撮影光軸Ｏ３に垂直な面と像面
Ｉ４との間で、撮影光軸Ｏ３に対して物面Ｉ１の傾斜方
向と同方向に傾けられていればよい。

【００１７】その撮像面５ａに形成される角膜内皮細胞
像Ｓ２は図５に示すようなものとなる。その図５におい
て、符号４８は角膜内皮細胞からの反射光束に基づく角
膜内皮細胞像であり、破線で示す４９はマスク４２によ
って遮光されないとしたら角膜表面Ｓ１からの反射光に
よって撮像面５ａに形成される光像であり、５０は角膜
実質Ｓ３からの反射光による光像である。この撮像面５
ａに形成された角膜内皮細胞像４８は図示を略すモニタ
ーに表示される。

【００１８】角膜Ｃの断面方向に対してラインセンサ４
７は、図６（ロ）に示すように配置されており、反射光
束の強度分布は図６（イ）に示すようなものとなる。図
６（イ）において、符号Ｕは角膜Ｃの表面Ｓ１におい
て、反射された反射光束によるピーク、符号Ｖは角膜Ｃ
の角膜内皮細胞Ｓ２において反射された反射光束による
ピークで、ピークＵは光像４９に対応し、ピークＶは光
像４８に対応する。そのラインセンサ４７は合焦検出信
号を出力し、このラインセンサ４７の合焦検出信号に基
づき照明光源３２が発光されて角膜内皮細胞像の撮影が
行われる。その詳細は、特願平３−３１６５６０号（平
成３年１１月２９日；発明の名称 角膜内皮細胞観察撮
影装置）に記載されているので省略する。

【００１９】この実施例によれば、前眼部観察光学系１
の光路から外れた位置に全反射鏡４６を設けてあるの
で、従来技術において必須の前眼部観察と角膜内皮細胞
観察とを切り換えるためのクイックリターンミラーが不
要である。

【００２０】以上、実施例においては、前眼部像と角膜
内皮細胞像とを１個の撮像素子により受像するものとし
て説明したが、前眼部像を受像する撮像素子と角膜内皮
細胞像を受像する撮像素子とを別体としてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係わる角膜内皮細胞撮影装置
は、以上説明したように構成したので、撮影光学系の撮
影光軸に対してそのレンズ系の光軸を傾斜させなくても
角膜内皮細胞の合焦領域を拡大することができ、歪の少
ない角膜内皮細胞像を撮影することができるという効果
を奏する。撮像面の撮影光軸に対する傾きを均一倍率面
の傾きと一致させれば、倍率の均一な像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる角膜内皮細胞撮影装置の光学
系を示す図である。

【図２】 本発明に係わる角膜内皮細胞撮影装置のアラ
イメント光学系を示す図である。

【図３】 照明光の角膜による反射状態を説明するため
の図である。

【図４】 本発明に係わる角膜内皮細胞撮影装置の要部
を説明するための光学模式図である。

【図５】 撮像管の撮像面に形成された角膜内皮細胞像
の説明図である。

【図６】 ラインセンサ上への角膜内皮細胞像の結像状
態を説明するための図である。

【符号の説明】

１…前眼部観察光学系 ５…撮像素子 ５ａ…撮像面 ２８…照明光学系 ２９…撮影光学系 Ｃ…角膜 Ｅ…被検眼 Ｉ１…物面 Ｉ４…像面 Ｏ１…観察光軸 Ｏ２…照明光軸 Ｏ３…撮影光軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検眼の前眼部を正面から観察する前眼
   部観察光学系と、前記前眼部観察光学系の観察光軸と交
   差する照明光軸を有して照明光を前記被検眼の角膜に向
   けて斜めから照射する照明光学系と、物面となる前記被
   検眼角膜に対して傾斜された撮影光軸を有し該物面に存
   在する角膜内皮細胞を奇数回数空中結像させて像面に結
   像させるレンズ系を有する撮影光学系と、該撮影光学系
   に設けられて前記角膜内皮細胞像を受像する撮像素子と
   を備え、前記レンズ系の各レンズの光軸は前記撮影光軸
   と一致するように構成され、前記撮像素子の撮像面が前
   記撮影光軸に対して前記物面の傾斜方向と同方向に傾け
   られている角膜内皮細胞撮影装置。
2. 【請求項２】 前記撮像面の前記撮影光軸に対する角度
   は該撮像面での倍率が均一になる角度であることを特徴
   とする請求項１に記載の角膜内皮細胞撮影装置。