JPH1057318A - 角膜内皮細胞撮影装置 - Google Patents

角膜内皮細胞撮影装置

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JPH1057318A
JPH1057318A JP8218249A JP21824996A JPH1057318A JP H1057318 A JPH1057318 A JP H1057318A JP 8218249 A JP8218249 A JP 8218249A JP 21824996 A JP21824996 A JP 21824996A JP H1057318 A JPH1057318 A JP H1057318A
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Akinari Takagi
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 XYアライメント検出系の検出結果が許容範
囲内になくてもZアライメント検出系の検出結果が許容
範囲内にあるときには撮影を自動的に角膜内皮細胞の撮
影を実行できる角膜内皮細胞撮影装置を提供する。 【解決手段】 被検眼Eに対して斜め方向からスリット
光を照射する照明光学系30と、被検眼Eの光軸に関し
て照明光学系と略対称な斜め方向から被検眼の角膜の内
皮細胞による反射光を受像して角膜内皮細胞を撮影する
撮影光学系50と、被検眼Eに対する装置本体の上下左
右方向の位置を検出するXYアライメント検出系20
と、被検眼に斜め方向から指標光を投影して角膜からの
反射光を受像することにより被検眼と装置本体との前後
方向の位置を検出するZアライメント検出系60と、検
出系20の検出結果と検出系60の検出結果とに基づい
て自動的に撮影を実行する撮影自動実行手段65とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検眼の角膜内皮
細胞を撮影する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、被検眼に対して非接触で角膜
内皮細胞を撮影することのできる角膜内皮細胞撮影装置
が知られている(特開平5−146410号公報参
照)。この種の眼科装置では、被検眼に対して斜め方向
からスリット光を照射する照明光学系と、その被検眼の
光軸に関して照明光学系と略対称な斜め方向から被検眼
の角膜の内皮細胞による反射光を受像して角膜内皮細胞
を撮影する撮影光学系と、被検眼に対する装置本体の上
下左右方向の位置を検出するXYアライメント検出系
と、被検眼に斜め方向から指標光を投影して角膜からの
反射光を受像することにより被検眼と前記装置本体との
前後方向の位置を検出するZアライメント検出系と、X
Yアライメント検出系の検出結果とZアライメント検出
系の検出結果とに基づいて自動的に撮影を実行する撮影
自動実行手段とを備え、XYアライメント検出系の検出
結果が許容範囲内にありかつZアライメント検出系の検
出結果が許容範囲内にあるときに、撮影自動実行手段が
自動的に角膜内皮細胞像を撮影するようにされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮影す
べき被検眼の角膜には、表面が荒れているものがある。
例えば、PRK等の角膜屈折矯正術等の手術を行った直
後の患者の被検眼の角膜は、その手術の影響を受けて角
膜の表面に凹凸が発生し、角膜の表面が荒れている。こ
の種の角膜の内皮細胞を撮影する際、被検眼と装置本体
との整合を図るためにアライメント指標光を角膜に向け
て投影すると、XYアライメント検出系のアライメント
指標光が角膜表面の凹凸によって大きく散乱を受けると
共に、Zアライメント検出系のアライメント指標光の角
膜からの反射光の強度も角膜の表面が荒れているため低
下する。
【0004】ところで、この種の従来の角膜内皮細胞撮
影装置では、XYアライメント検出系の検出結果が許容
範囲内にありかつZアライメント検出系の検出結果が許
容範囲内にあるときにのみ自動的に撮影が実行される構
成となっているので、角膜の表面が荒れていてXYアラ
イメント検出系の検出結果が許容範囲内にいつまでも入
らないような場合には、たとえZアライメント検出系の
検出結果が許容範囲にあるような場合でも撮影を実行す
ることができず、このような場合でも、角膜内皮細胞の
撮影を行いたいという要求がある。
【0005】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、XYアライメント検出系の検出結果が許容範囲内
になくてもZアライメント検出系の検出結果が許容範囲
内にあるときには自動的に角膜内皮細胞の撮影を実行で
きる角膜内皮細胞撮影装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】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
に対して斜め方向からスリット光を照射する照明光学系
と、前記被検眼の光軸に関して前記照明光学系と略対称
な斜め方向から前記被検眼の角膜の内皮細胞による反射
光を受像して角膜内皮細胞を撮影する撮影光学系と、前
記被検眼に対する装置本体の上下左右方向の位置を検出
するXYアライメント検出系と、前記被検眼に斜め方向
から指標光を投影して前記角膜からの反射光を受像する
ことにより前記被検眼と前記装置本体との前後方向の位
置を検出するZアライメント検出系と、前記XYアライ
メント検出系の検出結果と前記Zアライメント検出系の
検出結果とに基づいて自動的に撮影を実行する撮影自動
実行手段とを備え、前記撮影自動実行手段は前記XYア
ライメント検出系の検出結果が許容範囲にありかつ前記
Zアライメント系の検出結果が許容範囲にあるときに撮
影を自動的に実行するXYZモードと、前記Zアライメ
ント系の検出結果のみが許容範囲にあるとき撮影を自動
的に実行するZモードとの間で切替え可能である。請求
項2に記載の角膜内皮細胞撮影装置は、請求項1に記載
のものにおいて、アライメント操作開始から所定時間経
過したときに、前記Zモードに切り替わることを特徴と
する。請求項3に記載の角膜内皮細胞撮影装置は、請求
項1に記載のものにおいて、前記XYアライメント検出
系が前記被検眼に対する装置本体の上下左右方向の位置
の検出が不可能であると判断した場合に前記Zモードに
切り換わることを特徴とする。請求項4に記載の角膜内
皮細胞撮影装置は、請求項1に記載のものにおいて、前
記XYZモードとZモードとのいずれか一方を選択する
選択手段が設けられている。請求項5に記載の角膜内皮
細胞撮影装置は、請求項1ないし請求項4のいずれか1
項に記載のものにおいて、前記Zアライメント検出系
は、光強度分布の検出が可能なラインセンサを有し、前
記角膜の前面からの反射光像と前記角膜の後面からの反
射光像とに基づき角膜厚さが測定可能である。請求項6
に記載の角膜内皮細胞撮影装置は、請求項1ないし請求
項5のいずれか1項に記載のものにおいて、前記装置本
体を自動的に駆動する駆動手段を有する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1において、符号1は前眼部観
察光学系である。前眼部観察光学系1は被検眼Eの左右
に配設されて、前眼部をダイレクトに照明する複数個の
赤外照明光源2、ハーフミラー3、対物レンズ4、ハー
フミラー5、CCDカメラ6、遮光板7を有する。被検
眼Eの前眼部からの反射光は、ハーフミラー3、対物レ
ンズ4、ハーフミラー5を経由してCCDカメラ6に導
かれ、前眼部像がCCDカメラ6の撮像面に形成され
る。CCDカメラ6は図示を略すモニタ装置に画像信号
を出力し、モニタ装置の画面7には、図2に示すよう
に、前眼部像8が表示される。なお、遮光板7は前眼部
観察時に前眼部観察光学系1の光路から退避されかつ角
膜内皮細胞撮影時に光路中に挿入される。
【0008】図1(a)において、符号10は指標投影
光学系である。指標投影光学系10は赤外光を出射する
光源11、集光レンズ12、開口絞り13、ピンホール
板14、ダイクロイックミラー15、投影レンズ16を
有する。ピンホール板14はアライメント指標を形成す
る役割を有し、ピンホール板14の配設箇所に投影レン
ズ16の焦点が一致している。開口絞り13は投影レン
ズ16に関して被検眼Eの角膜Cの頂点Pと共役な位置
に設けられている。その投影レンズ16は固視標光学系
17の一部を構成している。固視標光学系17は可視光
を出射する固視光源18、ピンホール板19を有する。
ピンホール板19は投影レンズ16の焦点位置に配設さ
れ、固視光源18から出射された固視標光はピンホール
板19、ダイクロイックミラー15を透過した後、投影
レンズ16により平行光束に変換され、ハーフミラー3
により反射されて被検眼Eに導かれる。被検者はその固
視標光を注視することによりその視線が固定される。
【0009】光源11から出射された赤外光は、集光レ
ンズ12により集光されて開口絞り13を通過し、ピン
ホール板14に導かれる。ピンホール板14を通過した
光束はダイクロイックミラー15により反射されて、投
影レンズ16に導かれる。投影レンズ16はピンホール
板14を通過した光束を平行光束に変換し、その平行光
束はハーフミラー3により反射されてXY方向アライメ
ント検出用の指標光として角膜Cに投影される。指標投
影光学系10はXY方向アライメント検出用の指標光を
被検眼Eの角膜Cに向けて投影する役割を果たす。その
角膜Cに投影された指標光は、図3に示すように角膜C
の頂点Pと角膜Cの曲率中心MRとの中間位置MPに輝
点像Rを形成するようにして角膜Cの表面Tで反射され
る。
【0010】その角膜Cで反射された反射像は、ハーフ
ミラー3を透過した後、対物レンズ4に導かれる。その
対物レンズ4は後述するXYアライメント検出系20に
兼用されている。その対物レンズ4により集光された指
標光はその一部がハーフミラー5により反射されてXY
アライメント検出系20の一部を構成する受像素子21
に導かれる。受像素子21はPSDからなり、輝点像R
に対応する輝点像R1が受像素子21の受像面に形成さ
れる。受像素子21は輝点像R1の形成位置信号をXY
アライメント検出回路22に向かって出力する。ハーフ
ミラー5を透過した残りの指標光はCCDカメラ6に導
かれ、CCDカメラ6の撮像面に輝点像R2が形成され
る。図2には、その輝点像R2に対応する輝点像が符号
R2´として示されている。なお、図2において、符号
23は図示を略す画像生成手段によって生成されたアラ
イメント許容範囲を示すマークである。
【0011】図1(b)において、符号30は撮影用照
明光学系である。撮影用照明光学系30は、撮影用照明
光源31、集光レンズ32、スリット板33、ダイクロ
イックミラー34、開口絞り35、対物レンズ36を有
する。撮影用照明光源31にはキセノンランプが例えば
用いられる。ダイクロイックミラー34は可視光を透過
し赤外光を反射する役割を有する。開口絞り35は対物
レンズ36に関して角膜Cと共役である。ダイクロイッ
クミラー34はZアライメント検出用照明光学系40の
一部に兼用されている。そのZアライメント検出用照明
光学系40は光源41、集光レンズ42、スリット板4
3を有する。光源41は赤外光を出射する。光源41か
ら出射された赤外光は、集光レンズ42により収束され
つつスリット板43を通過してスリット光となり、ダイ
クロイックミラー34により反射されて開口絞り35に
導かれ、この開口絞り35を透過した後、対物レンズ3
6により集束されつつ角膜Cに導かれて角膜Cを照明す
る。撮影用照明光源31から出射された可視光は集光レ
ンズ32により集光されてスリット板33に導かれ、こ
のスリット板33を通過した可視光はスリット光として
ダイクロイックミラー34を透過して同様に開口絞り3
5に導かれ、対物レンズ36により角膜Cを斜め方向か
ら照明する。
【0012】符号50は撮影光学系である。この撮影光
学系50は被検眼Eの光軸に関して照明光学系と略対称
な斜め方向から被検眼の角膜の内皮細胞による反射光を
受像して角膜内皮細胞を撮影する役割を有する。この撮
影光学系50は対物レンズ51、ダイクロイックミラー
52、マスク53、ミラー54、リレーレンズ55、遮
光板56、ミラー57を有する。ダイクロイックミラー
52は赤外光を反射し可視光を透過する機能を有する。
ミラー57は前眼部観察光束の妨げとならない位置に配
設されると共に物面側(被検眼E側)の傾斜角θと同一
角度を持って傾斜されている。
【0013】撮影用照明光学系30により照射されたス
リット光束Lは、図4に示されるように角膜Cで反射さ
れる。スリット光束Lの一部は空気と角膜Cの境界面で
ある角膜表面Tにおいてまず反射される。また、角膜表
面Tを透過した光束の一部は角膜内皮細胞面Nで反射さ
れる。角膜表面Tからの反射光束T´の光量が最も多く
角膜内皮細胞面Nからの反射光束N´の光量は相対的に
小さく、角膜実質Mからの反射光束M´の光量が最も小
さい。その反射光束は対物レンズ51により集光されつ
つダイクロイックミラー52を透過しマスク53上に一
旦結像される。更に、マスク53により角膜内皮細胞像
を形成する以外の余分の反射光束T´、M´が遮蔽さ
れ、マスク53を通過した反射光束N´はミラー54で
反射され、リレーレンズ55により集束されつつミラー
57により反射され、CCDカメラ6上に角膜内皮細胞
像が形成される。モニタ装置の画面7には、図5に示す
ようにそのCCDカメラ6からの画像信号により角膜内
皮細胞像58が表示される。
【0014】対物レンズ51はZアライメント検出系6
0の一部を構成している。Zアライメント検出系60は
リニアセンサ61を有する。リニアセンサ61は対物レ
ンズ51に関して角膜Cと共役な位置に設けられてい
る。Zアライメント検出用照明光学系40により投光さ
れたスリット光の角膜Cによる反射光は対物レンズ51
により集束されつつダイクロイックミラー52により反
射されてリニアセンサ61に結像される。リニアセンサ
61は光強度分布を検出する役割を有する。そのリニア
センサ61上の光量分布が図6に示されている。
【0015】角膜Cの表面が滑らかな時には、角膜Cの
表面Tで反射された光束のピーク部62、角膜内皮細胞
面Nで反射された光束のピーク部63とが図6(a)に
示すように明瞭に識別される。角膜Cの表面Tが荒れて
いるときには、角膜Cの表面Tで散乱されるため、図6
(b)に示すように、角膜Cの表面Tで反射された光束
のピーク部62と角膜内皮細胞面Nで反射された光束の
ピーク部63との識別は可能であるがノイズを含んだ光
量分布形状、あるいは、図6(c)に示すように、角膜
Cの表面Tで反射された光束のピーク部62と角膜内皮
細胞面Nで反射された光束のピーク部63とが全く識別
できない光量分布形状となる。図6(b)、(C)に示
す光量分布の平均レベルは、角膜Cで散乱を受けるた
め、図6(a)に示す光量分布に較べて上昇している。
【0016】リニアセンサ61の検出出力はZアライメ
ント検出回路64に入力されている。Zアライメント検
出回路64の検出出力とXYアライメント検出回路22
の検出出力とは制御回路65に入力されている。XYア
ライメント検出回路22は被検眼に対する装置本体の上
下左右の位置関係が許容範囲にあるときにはXYアライ
メント完了信号を制御回路65に出力し、Zアライメン
ト検出回路64は被検眼に対する装置本体の光軸方向の
距離が許容範囲にあるときにはZアライメント完了信号
を制御回路65に出力する。Zアライメント検出回路6
4は、リニアセンサ61の基準番地Qを中心としてその
両側Δの範囲内にピーク部63の番地Zが存在すると
き、Zアライメント完了信号を出力する。
【0017】制御回路65は電源をオンすると、光源
2、11、18、41を点灯させる。検者はモニタ装置
の画面7を見ながら、装置本体を移動させ、前眼部像8
が画面中心に位置するように概略の位置合わせを行う。
制御回路65は図6(a)に示すような光量分布が得ら
れた時には、装置本体が被検眼Eに対して整合されるよ
うに図示を略す駆動手段により装置本体を自動的に駆動
する。制御回路65は、XYアライメント検出系20の
検出結果が許容範囲にありかつZアライメント検出系6
0の検出結果が許容範囲にあるときには、光源2、1
1、18、41を消灯し、光源31を自動的に発光させ
る。これにより、角膜Cにスリット光が照明され、角膜
内皮細胞像が撮影される。
【0018】制御回路65は、所定時間経過してもXY
アライメント完了信号が出力されないときには、Zアラ
イメント完了信号が出力されているか否かを判断し、Z
アライメント完了信号が出力されたときには、自動的に
光源41を発光させる。これにより、角膜Cの表面が荒
れていたとしても、光量分布が図6(b)に示すような
場合には、コントラストは低下するが、角膜内皮細胞像
を撮影できることとなる。即ち、制御回路65はXYア
ライメント検出系20の検出結果とZアライメント検出
系60の検出結果とに基づいて自動的に撮影を実行する
撮影自動実行手段として機能すると共に、この制御回路
65はXYアライメント検出系20の検出結果が許容範
囲にありかつZアライメント系60の検出結果が許容範
囲にあるときに撮影を自動的に実行するモード(XYZ
モード)と、Zアライメント系60の検出結果のみが許
容範囲にあるときに撮影を自動的に実行するモード(Z
モード)との間で切り換える切換え手段として機能す
る。
【0019】以上、発明の実施の形態では、XYZモー
ドにおいてXYアライメント完了信号が所定時間出力さ
れないときに、XYZモードからZモードに自動的に切
り換えて角膜内皮細胞像の撮影をZアライメント完了信
号のみに基づいて行うこととしたが、XYアライメント
検出系が被検眼に対する装置本体の上下左右方向の位置
の検出が不可能であると判断した場合にZモードに切り
換わるようにしても良い。すなわち、角膜表面Tが荒れ
ているような場合には、装置本体を上下左右に動かした
としても、図6(c)から明らかなように、受光素子2
1の出力は殆ど変化しないので、このような場合には、
XYアライメント検出は不可能と判断させると共に、Z
モードに切り換えるようにすると良い。また、XYZモ
ードとZモードとのいずれか一方を選択する選択手段を
設けても良い。更に、制御回路65に角膜Cの前面から
の反射光像であるピーク部62の番地Z2と角膜Cの後
面からの反射光像であるピーク部63の番地Z1との差
に基づいて角膜Cの厚さを演算する機能を持たせても良
い。
【0020】
【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、XYアライメン
ト検出系の検出結果が許容範囲内になくても角膜内皮細
胞の撮影を行うことができる。
【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
系を示し、(a)はその光学系の側面図を示し、(b)
はその光学系の平面図を示す。
【図2】 モニタ装置の画面に表示された前眼部像の説
明図である。
【図3】 図1に示す角膜へのアライメント指標光の投
影状態を示す拡大図である。
【図4】 図1に示す角膜へのスリット光の照射状態を
示す説明図である。
【図5】 モニタ装置の画面に表示された角膜内皮細胞
像の説明図である。
【図6】 図1に示すラインセンサ上におけるスリット
光束の光量分布状態を示し、(a)は角膜の表面が荒れ
ていないときに得られる光量分布を示し、(b)は角膜
の表面が若干荒れているときに得られる光量分布を示
し、(c)は角膜の表面が(b)よりも更に荒れている
場合の光量分布を示している。
【符号の説明】
20…XYアライメント検出系 30…照明光学系 50…撮影光学系 60…Zアライメント検出系 65…撮影自動実行手段 C…角膜 E…被検眼
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年10月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【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説明
図であって、その装置の光学系を横方向から見た光学系
(a)と上方向から見た光学系(b)とが制御回路に接
続されている状態を示す図である。
【図2】 モニタ装置の画面に表示された前眼部像の説
明図である。
【図3】 図1に示す角膜へのアライメント指標光の投
影状態を示す拡大図である。
【図4】 図1に示す角膜へのスリット光の照射状態を
示す説明図である。
【図5】 モニタ装置の画面に表示された角膜内皮細胞
像の説明図である。
【図6】 図1に示すラインセンサ上におけるスリット
光束の光量分布状態を示し、(a)は角膜の表面が荒れ
ていないときに得られる光量分布を示し、(b)は角膜
の表面が若干荒れているときに得られる光量分布を示
し、(c)は角膜の表面が(b)よりも更に荒れている
場合の光量分布を示している。
【符号の説明】 20…XYアライメント検出系 30…照明光学系 50…撮影光学系 60…Zアライメント検出系 65…撮影自動実行手段 C…角膜 E…被検眼

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検眼に対して斜め方向からスリット光
    を照射する照明光学系と、前記被検眼の光軸に関して前
    記照明光学系と略対称な斜め方向から前記被検眼の角膜
    の内皮細胞による反射光を受像して角膜内皮細胞を撮影
    する撮影光学系と、前記被検眼に対する装置本体の上下
    左右方向の位置を検出するXYアライメント検出系と、
    前記被検眼に斜め方向から指標光を投影して前記角膜か
    らの反射光を受像することにより前記被検眼と前記装置
    本体との前後方向の位置を検出するZアライメント検出
    系と、前記XYアライメント検出系の検出結果と前記Z
    アライメント検出系の検出結果とに基づいて自動的に撮
    影を実行する撮影自動実行手段とを備え、前記撮影自動
    実行手段は前記XYアライメント検出系の検出結果が許
    容範囲にありかつ前記Zアライメント系の検出結果が許
    容範囲にあるときに撮影を自動的に実行するXYZモー
    ドと、前記Zアライメント系の検出結果のみが許容範囲
    にあるときに撮影を自動的に実行するZモードとの間で
    切替え可能である角膜内皮細胞撮影装置。
  2. 【請求項2】 アライメント操作開始から所定時間経過
    したときに、前記Zモードに切り替わることを特徴とす
    る請求項1に記載の角膜内皮細胞撮影装置。
  3. 【請求項3】 前記XYアライメント検出系が前記被検
    眼に対する装置本体の上下左右方向の位置の検出が不可
    能であると判断した場合に前記Zモードに切り換わるこ
    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。
  4. 【請求項4】 前記XYZモードとZモードとのいずれ
    か一方を選択する選択手段が設けられている請求項1に
    記載の角膜内皮細胞撮影装置。
  5. 【請求項5】 前記Zアライメント検出系は、光強度分
    布の検出が可能なラインセンサを有し、前記角膜の前面
    からの反射光像と前記角膜の後面からの反射光像とに基
    づき角膜厚さが測定可能である請求項1ないし請求項4
    のいずれか1項に記載の角膜内皮細胞撮影装置。
  6. 【請求項6】 前記装置本体を自動的に駆動する駆動手
    段を有する請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記
    載の角膜内皮細胞撮影装置。
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