JPS6257535A - 角膜形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被検眼の角膜の曲率半径や乱視度等を測定す
るために用いられる角膜形状測定装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、この種の角膜形状測定装置には、例えばコンタク
トレンズを処方する場合等に使用される一般的な角膜計
や、眼の水晶体を摘出する手術やその他の角膜手術等に
用いられる手術用角膜計等が知られている。これらの装
置は、一般に被検眼の角膜に円形状や特殊な形状の指標
を投影し、その指標のマイヤ像と称する角膜反射像の形
状を検出することにより角膜の曲率半径や乱視度等を求
めている。

しかし、手術用角膜計のように角膜投影指標との間隔が
大きい装置の場合には、角膜反射によるマイヤ像が小さ
くなってしまうため、角膜中央部の狭い範囲の表面形状
しか測定できないという問題がある。特に、従来の手術
用角膜計は円形スリット状の投影指標とその指標を照明
する光源とが、手術用顕微鏡の対物レンズの近傍に固定
されたままの構造になっている。一方、角膜手術時の手
術用顕微鏡には、作動距離が約２００　ｍｍ程度の対物
レンズが使用されるため、投影指標と角膜との間隔はコ
ンタクトレンズ処方時等に使用される一般的な角膜計の
約３〜４倍程度の距離になる。

従って、投影指標の角膜に対する投影角度が小さくなり
、前述のマイヤ像がより小さくなってしまい、結局この
マイヤ像の形状を検出したとしても、角膜中央部の極〈
限られた狭い範囲の表面形状しか測定できないことにな
る。勿論、角膜の周辺部まで広い範囲を測定できるよう
にするには、投影指標の角膜に対する投影角度を大きく
すればよいのであるが、そのためには投影指標を大きく
しなければならない。

しかし、実際に手術用顕微鏡の対物レンズの近傍に大き
な投影指、標を設けるとすれば、手術作業の邪魔になる
ことは明らかであり、このために投影指標をあまり大き
くすることには自ずから限度がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、このような従来の問題を改善するため
、投影指標を被検眼の方向へ移動できる方式にし、角膜
の広い範囲の形状を測定する場合には投影指標を角膜に
近付け、狭い範囲の形状を測定する場合や角膜を測定し
ない場合等には、投影指標を被検眼から遠去けて角膜手
術等の邪魔にならないようにした角膜形状測定装置を提
供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、被検眼の
角膜に所定の指標を投影する指標投影手段と、前記指標
の角膜反射像の形状を測定光学系を介して検出する手段
と、その検出結果を演算する手段とによって角膜の表面
形状を測定する装置であって、前記測定光学系と角膜と
の位置関係を保持したまま前記指標投影手段を被検眼方
向へ移動する手段を備えたことを特徴とする角膜形状測
定装置である。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係る角膜形状測定装置を手術用顕微鏡
と一体化した場合の実施例を示し、■は手術用顕微鏡で
あり、２はその対物レンズを表している。対物レンズ２
の周囲に設けられた投影指標板３には、第２図に示すよ
うな円形スリット状の透光部で形成された投影指標４が
設けられている。この投影指標４は例えば円環状蛍光灯
等の光源５によって照明され、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投
影される。なお、投影指標４は図示の例に限らず、例え
ば発光ダイオード等の多数の微小光源を円形状に配置し
たものや、オプチカルファイバの端面を円形状に配列し
他端から照明するようにしたもの等を用いてもよい、投
影指標板３と光源５はランプハウジング６内に固定され
ており、ランプハウジング６は棒状の摺動部材７に取り
付けられ、摺動部材７は案内部材８に案内されて、所定
の可動範囲内を対物レンズ２の光軸方向に沿って摺動で
きるようになっている。摺動部材７には固定用ねじ９が
付設され、摺動部材７を摺動させる時は固定用ねじ９を
緩め、かつ固定用ねじ９を取手に兼用して摺動部材７を
動かすことができる。摺動部材７を適当な位置まで移動
させて固定用ねじ９を締め付ければ、摺動部材７が案内
部材８に固定される。案内部材８は手術用顕微鏡１の筐
体に固定されているので、摺動部材７が固定されれば投
影指標４と手術用顕微鏡の位置関係が固定されることに
なる。そして、摺動部材７の基準位置からの移動量、即
ち投影指標４の光軸方向に関する基準位置からの移動量
を検出する適当な検出手段が設けられている０例えば、
リニアポテンショメータの固定部を案内部材８側に取り
付け、その可動子の端部をランプハウジング６の天井面
に押し付ける方法等によって、投影指標４の基準位置か
らの移動量を容易に検出することができる。

このようにして得られた投影指標位置検出信号により、
後述する測定システムにおいて測定値の補正演算が行わ
れる。投影指標４を被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投影すると、
角膜Ｅｃ衣表面凸面鏡作用によってマイヤ像Ｍが形成さ
れる。マイヤ像Ｍは角膜Ｅｅの曲率半径の大きさにより
直径が変化し、角膜Ｅｃに乱視があればマイヤ像Ｍの楕
円の直径と短径の差が増減し、楕円は乱視軸方向に傾斜
する。

従って、マイヤ像Ｍの形状を楕円形状を求める測定シス
テムで検出することにより、角膜Ｅｃの表面形状を測定
することが可能である。

次に、マイヤ像Ｍの形状検出システムについて説明する
と、マイヤ像Ｍは手術用顕微鏡１の対物レンズ２を通り
、測定用プリズム１０により反射されて結像レンズ１１
に入射する。結像レンズ１１の後側焦点位置近傍には、
例えば第３図に示すように５個の小孔開口部１２ａ〜１
２ｅを有する絞り板１２が配置され、その後方に近接し
て偏向プリズム１３が固定されている。この偏向プリズ
ム１３は第４図に示すように、絞り板１２の小孔開口部
に対応する５個のくさび型プリズム片１３ａ−１３ｅに
よって構成されている。結像レンズ１１を通過した測定
用光束は、絞り板１２の小孔開口部１２ａ〜１２ｅ及び
プリズム片１３ａ〜１３ｅを経て５個の光束に分離され
、更に後方の反射ミラー１４で反射されて、それぞれの
例えば−次元ダイオードアレイ等から成る５個の検出素
子１５の受光面に再結像する。第５図は検出素子１５ａ
〜１５ｅの配置例を示し、Ｍｌはマイヤ像Ｍの再結像し
た投影像を示している。

第１図において、１６〜１９はアライメント用光学系で
あり、発光ダイオード等の７ライメント用光源１６で照
明されたアライメント用指標板１７には、例えば円形状
破線のアライメント指標が設けられており、このアライ
メント指標は投影レンズ１８とプリズム１９を介して手
術用顕微鏡１の観察光束内に導かれ、第６図に示すよう
に手術用顕微鏡１の視野内にアライメント指標像１７ａ
として観察される。なお、角膜形状測定装置の測定光学
系の物体側焦点位置を、手術用顕微鏡１の物体側焦点位
置に合致させておけば、手術用顕微鏡１でマイヤ像Ｍを
観察しながら位置合わせ操作を簡単に行うことが可能で
ある。

第１図に示す装置を使用して手術を行う場合には、ラン
プハウジング６を手術用顕微鏡１の対物レンズ２の近く
まで引き上げて固定しておけば、手術作業の邪魔になる
ことはない、投影指標４を上限位置に固定した状態で角
膜Ｅｃの表面形状を測定する場合には、手術用顕微鏡１
を覗きながら第６図に示すようにマイヤ像Ｍの観察像Ｍ
２が鮮明に見え、しかもこの観察像Ｍ２とアライメント
指標像１７ａとが同心円になるように手術用顕微鏡工を
上下左右前後に動かして位置調整を行う。

次に、図示されていない測定スイッチを押してマイヤ像
Ｍの形状を検出素子１５により検出し、その検出信号を
信号処理回路部で演算してマイヤ像Ｍの楕円の長径、短
径及び楕円軸を求め、更に前述の投影指標位置検出信号
を基に補正係数を含めた計算を行って、角膜Ｅｃの曲率
半径、乱視度、乱視軸角度等を演算して表示する。この
場合は。

投影指標４は角膜Ｅｃから離れた位置にあって狭い角度
θで角膜Ｅｃに投影されるから、角膜Ｅｃ衣表面狭い範
囲の凸面鏡作用により小さなマイヤ像Ｍができる。従っ
て、このマイヤ像Ｍの形状を検出しても、角膜Ｅｃの中
央部の狭い範囲の表面形状しか測定できないことになる
。

限の水晶体摘出手術のような実際の角膜手術の場合に、
角膜中央部のみの形状測定では不充分であり、更に周辺
部の広い範囲の形状測定が必要になる。その場合は、投
影指標４を第１図の仮想線で示すように角膜Ｅｃの方へ
近付ければよい、かくすれば、投影指標４を広い角度θ
ａで角膜Ｅｃに投影することができるので、角膜Ｅｃの
周辺部の凸面鏡作用によって大きなマイヤ像Ｈａを造る
ことができ、このマイヤ像Ｈａの形状を検出すれば角膜
Ｅｃの周辺部の広い範囲の形状を測定することができる
。

上述の実施例では、投影指標４の移動量をリニアボテン
ショメータ等で連続的に検出する例を述べたが、更に簡
単にするため第７図に示すようにランプハウジング６の
可動範囲の始点と終点を検出するマイクロスイッチ２０
．２１のみを配置し、投影指標４が上限又は下限位置に
ある時だけ測定を行うようにしてもよい、極端な例とし
ては、投影指標４の下限位置のみで測定し、非測定時に
は投影指標４を被検眼Ｅから遠去かる位置に常時退避さ
せて１手術作業の邪魔にならないようにしてもよい。

また、実施例では角膜形状測定装置を手術用顕微鏡と一
体的に構成した場合を示したが、必ずしも手術用顕微鏡
と一体化するとは限らず、必要な場合だけ手術用顕微鏡
と組合わせるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る角膜形状測定装置は、
指標投影手段を被検眼方向に移動可能にしたため、投影
指標を被検眼に近付けた場合は、投影指標を大きくしな
くても角膜周辺部の広い範囲の表面形状を測定できると
いう効果がある。また、指標投影手段を被検眼から遠去
けた場合は、従来のように角膜中央部の狭い範囲の表面
形状も測定できるだけではなく、手術用顕微鏡を用いた
手術作業等においては、その邪魔にならないという利点
もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る角膜形状測定装置の実施例を示すも
のであり、第１図は角膜形状測定装置を手術用顕微鏡と
一体に構成した光学的配置図、第２図は投影指標板の正
面図、第３図は絞り板の正面図、第４図は偏向プリズム
の正面図、第５図はマイヤ像と検出素子との関係図、第
６図はアライメント指標像とマイヤ像との説明図、第７
図は投影指標位置検出手段の構成図である。 符号１は手術用顕微鏡、２は対物レンズ、３は投影指標
板、４は投影指標、５は光源、６はランプハウジング、
７は摺動部材、１０は測定用プリズム、１１は結像レン
ズ、１２は絞り板、１３は偏向プリズム、１５は検出素
子、１６はアライメント用光源、１７はアライメント用
指標板、１８は投影レンズ、１９はプリズム、２０．２
１はマイクロスイッチである。 特許出願人　　　キャノン株式会社 第１図 第２図 第７図 Ｌ−ｍ−−−ｍ−」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検眼の角膜に所定の指標を投影する指標投影手段
   と、前記指標の角膜反射像の形状を測定光学系を介して
   検出する手段と、その検出結果を演算する手段とによっ
   て角膜の表面形状を測定する装置であって、前記測定光
   学系と角膜との位置関係を保持したまま前記指標投影手
   段を被検眼方向へ移動する手段を備えたことを特徴とす
   る角膜形状測定装置。 ２、被検眼方向へ移動可能な前記指標投影手段の基準位
   置からの移動量に応じて、測定値を補正する手段を備え
   た特許請求の範囲第１項に記載の角膜形状測定装置。 ３、被検眼方向へ移動可能な前記指標投影手段を有する
   角膜形状測定装置を、手術用顕微鏡と一体的に構成した
   特許請求の範囲第１項に記載の角膜形状測定装置。 ４、前記指標投影手段を測定時以外は被検眼から遠去か
   る方向に退避させるようにした特許請求の範囲第１項に
   記載の角膜形状測定装置。