JP3264990B2 - 角膜内皮細胞撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検眼の角膜に向けて
照明光を照射して被検眼の角膜内皮細胞像を観察・撮影
する角膜内皮細胞観察撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、被検眼の角膜内皮細胞像を観
察・撮影する角膜内皮細胞観察撮影装置として、被検者
（患者）の目に点眼麻酔をした後、被検眼の角膜表面に
コーンレンズを接触させて角膜内皮像を観察・撮影する
接触式のものが知られている。この接触式のものでは、
角膜表面に損傷を与えるという問題点がある。また、コ
ーンレンズの消毒等の手間がかかる。そこで、スリット
ランプに角膜内皮観察用の光学アタッチメントを装着し
て角膜内皮細胞像を観察撮影する非接触式のものが開発
されている。

【０００３】この非接触式の角膜内皮細胞観察撮影装置
には、被検眼と装置光学系との相対位置関係（被検眼に
対する装置本体の上下左右方向の位置、被検眼に対する
装置本体の光軸方向の距離）を目測でおよそ合わせた
後、観察用の照明光源からの照明光を角膜に向けて斜め
から照射し、この角膜からの反射光束に基づき角膜内皮
細胞を接眼レンズを覗き込んで合焦するものが知られて
いる。なお、モニターに表示された角膜内皮細胞を見な
がら合焦するものも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、角膜の厚さ
は薄く、角膜内皮細胞を観察するためには高倍率で観察
しなければならない。また、被検眼は絶えず固視微動を
行っているが、倍率が高いので固視微動により角膜内皮
細胞像が大きく振れる。従って、非接触式のものでは角
膜内皮細胞を観察して撮影するために相当の熟練を要す
る。

【０００５】すなわち、角膜に対する装置本体の上下左
右方向のアライメント操作、角膜に対する装置本体の距
離設定のアライメント操作においては、従来のものは、
被検眼と装置光学系との適正な位置関係が定まっておら
ず、角膜内皮細胞像そのもの、あるいは、その横に現わ
れる角膜表面からの反射光束を捜し出すまで何も見えな
い真っ暗な状態を観察することになるため、検者の勘と
経験に非常に左右される。しかも、アライメントに時間
がかかる場合が多いので、被検者は合焦されて撮影が完
了するまでの長い間、目を開けておくことを強いられ、
被検者に与える苦痛が大きい。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、その目的とするところは、熟練を要することな
く、角膜に対する装置本体のアライメント操作の迅速化
を図ることのできる角膜内皮細胞観察撮影装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】本発明の請求項１に係わる角膜内皮細胞撮
影装置は、上記の課題を解決するために、スリット光束
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、角膜内皮細胞からの反射光を受像して撮影する撮影
光学系と、被検眼に対する装置本体のＸＹ方向のアライ
メントを行うアライメント光学系とを備え、前記スリッ
ト光束の角膜表面からの反射像に基づいて被検眼に対す
る装置本体の光軸方向のアライメント操作を行うことを
特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明に係わる角膜内皮細胞観察撮影装置によ
れば、前眼部観察光学系により前眼部像を観察すること
ができ、その際に、前眼部から反射された照明光束の反
射像に基づき装置本体と被検眼とのおよその位置関係を
知ることができる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の角膜内皮細胞観察撮影装置の
実施例を図１乃至図９に基づいて説明する。

【００１０】図１は角膜内皮細胞観察撮影装置の装置光
学系を示す平面図であって、図１において、１は被検眼
Ｅの前眼部を観察する前眼部観察光学系である。この前
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、光路切り換えミラー５、CCD６から大
略構成され、Ｏ１はその光軸である。被検眼Ｅの前眼部
は前眼部照明光源７によって赤外照明される。ハーフミ
ラー２はアライメント光学系８の一部を構成している。
アライメント光学系８は、図２に示すように、アライメ
ント用光源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の焦点に配置され、ピンホール板１０
を透過したアライメント指標光は投影レンズ１１により
平行光束とされ、ハーフミラー１３を介してハーフミラ
ー２に導かれる。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。アライメント用光源９は
点滅される。ハーフミラー１３は固視標投影光学系１４
の一部を構成している。

【００１１】固視標投影光学系１４は、固視標光源１
７、ピンホール板１８、複数の固視標を提示するための
光学部材１９、投影レンズ２０を有する。固視標光源１
７は図示を略す装置本体の可動に連係して自動的に点灯
される。固視標投影光学系１４からの固視標光はハーフ
ミラー１３、ハーフミラー２を介して被検眼Ｅに導かれ
る。その際、固視標光は光学部材１９の反射面１９a、
１９bにおいて複数回反射されることにより、複数個の
固視標が被検眼Ｅに提示される。被検者はその視度に応
じた固視標を固視し、アライメント調整はその固視標を
固視させつつ行うものである。

【００１２】被検眼Ｅに対して装置本体を上下左右方向
にアライメントするアライメント光束Ｋは図３に示すよ
うに角膜Ｃに導かれて角膜Ｃの表面Ｔで反射される。そ
のアライメント光束Ｋは角膜頂点Ｐと角膜曲率中心Ｏ３
との間の中間位置に輝点像Ｒを形成する。その反射光束
はハーフミラー２を介して対物レンズ３に導かれる。そ
の対物レンズ３に導かれた反射光束は、その一部がハー
フミラー４によって反射され、残りの反射光束はそのハ
ーフミラー４を通過する。そのハーフミラー４により反
射された光束は、アライメント検出センサー４´に導か
れる。アライメント検出センサー４´には、たとえば、
ポジションセンサー（ＰＳＤ）が用いられる。装置本体
と被検眼との光軸方向の概略のアライメントは、後述す
る照明光学系の照射光束の角膜Ｃからの反射光をＸＹ方
向のアライメント光束と同様に前眼部観察光学系１を通
して行う。その装置本体と被検眼Ｅとの光軸方向の概略
のアライメントの詳細は後述する。

【００１３】光路切り換えミラー５は常時は前眼部観察
光学系１の光路から退避されている。その光路切り換え
ミラー５は、その一面に遮光面５aを有し、その他面に
全反射面５bを有する。ハーフミラー４を通過した光束
はCCD６に導かれて結像され、CCD６に輝点像が形成され
る。ハーフミラー４はアライメントパターン投影光学系
２１からの光束を反射する。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光源２２、アラ
イメントパターン板２３、投影レンズ２４から概略なっ
ている。アライメントパターン板２３には円環状パター
ンが形成されている。円環状パターンを形成するパター
ン形成光束はハーフミラー４によって反射されてCCD６
に導かれ、CCD６に円環状パターン像が形成される。

【００１４】CCD６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２５には図４に示すように被検
眼Ｅの前眼部像２６が表示される。また、円環状パター
ン像２７も同様に表示される。角膜Ｃにより反射されて
輝点像Ｒ´を形成する光束が円環状パターン像２７の中
央に位置するように図示省略の装置本体を上下（Ｙ方
向）、左右（Ｘ方向）に振らせてアライメント調整を行
い、被検眼Ｅの眼球光軸Ｏ２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に対して前後（Ｚ
方向）にずらして作動距離を設定するものであるが、こ
れについては上述したように後述するものである。

【００１５】前眼部観察光学系１の両側には、照明光学
系２８と観察撮影光学系２９とが設けられている。照明
光学系２８は被検眼Ｅの角膜Ｃに向けて斜め方向から照
明光束を照射する。その照明光学系２８は観察用の照明
光源３０、集光レンズ３１、赤外フィルター３１´、撮
影用の照明光源３２、集光レンズ３３、スリット板３
４、投光レンズ３５、光路長補正用光学部材３５´を有
する。照明光源３０と照明光源３２とは集光レンズ３１
に関して共役である。図１は内皮細胞観察時に光路中に
光路長補正用光学部材３５´が挿入された状態を示して
おり、可視光での撮影時には光路長補正用光学部材３５
´は照明光学系２８の光路から退避される。

【００１６】照明光源３０にはハロゲンランプが用いら
れ、照明光源３２にはキセノンランプが用いられる。観
察用の照明光束は、赤外フィルター３１´が挿入されて
いるので赤外光束となる。その赤外光束は照明光源３２
の配設位置で一旦収束される。この赤外光束は照明光源
３２から射出されたかのようにして集光レンズ３３に導
かれる。この集光レンズ３３により集光された赤外光束
はスリット板３４に導かれる。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。赤外光束
はこのスリット３６を通過して投光レンズ３５に導かれ
る。被検眼Ｅに対する装置本体の光軸方向のアライメン
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にはスリ
ット光束が照射される。このスリット光束は角膜Ｃをそ
の表面Ｔから内部に向かって横切る。

【００１７】スリット光束は角膜Ｃにおいて反射され
る。その反射の状態を図５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Ｔにおいてま
ず反射される。その角膜表面Ｔからの反射光束Ｌの光量
が最も多い。角膜内皮細胞Ｎからの反射光束Ｍの光量は
相対的に小さい。角膜実質Ｍ´からの反射光束Ｌ´の光
量が最も小さい。このようにスリット光束の一部は角膜
Ｃの表面Ｔで反射されるため、この表面Ｔで反射された
スリット状の光束の一部が観察光学系１のハーフミラー
２、対物レンズ３を介してハーフミラー４に導かれる。
このハーミラー４に導かれた反射光束はその一部がハー
フミラー４を通過してＣＣＤ６に導かれる。従って、画
面２５には、図４に示すように、前眼部像２６と共にス
リット照明光束による縦長のスリット状の反射像２６´
が写ることになる。このスリット状の反射像２６´は、
装置本体と被検眼Ｅとの光軸方向の距離が過大のとき
（装置本体と被検眼Ｅとの光軸方向の距離が適正作動距
離よりも大きいとき）には、スリット状の照明光束が角
膜Ｃの右側の部分に入射するので、反射像２６´が角膜
頂点Ｐ（角膜頂点Ｐと輝点像Ｒ´とは重なっている）の
右側にでき、装置本体を被検眼Ｅに向けて近付けると、
反射像２６´が右から左に移動して角膜頂点Ｍに近づ
き、装置本体と被検眼Ｅとの光軸方向の距離が適正作動
距離になると図６に示すように反射像２６´が角膜頂点
Ｐにほぼ重なって写し出されることになる。更に、装置
本体を被検眼Ｅに向かって近付けて装置本体と被検眼Ｅ
との光軸方向の距離が短くなると（装置本体と被検眼Ｅ
との光軸方向の距離が過小となると）、スリット状の照
明光束が角膜Ｃの左側の部分に入射するので、反射像２
６´が図７に示すように角膜頂点Ｍの左側にできる。従
って、検者は画面２５に写し出されている反射像２６´
の動きを観察しながら、被検眼Ｅに対する装置光学系の
光軸方向のおよそのアライメント操作を手動操作により
行うことができることになる。なお、角膜Ｃの表面Ｔと
角膜内皮Ｎとの間には角膜Ｃの厚さに相当する分の差異
があるので、光軸方向の適正アライメントの位置はほん
の少し右寄りにずれている。また、この前眼部観察光学
系１に捕捉される反射像の光束は、観察撮影光学系２９
に捕捉される光束の光量に較べて小さい。

【００１８】観察撮影光学系２９は対物レンズ４０、光
路長補正部材４０´、ハーフミラー４１、マスク４２、
リレーレンズ４３、ミラー４４、変倍レンズ４５、合焦
レンズ４６、光路切り換えミラー５から大略構成されて
いる。光軸方向の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４０に関してほぼ共役
である。

【００１９】被検眼に対する装置光学系のアライメント
が完了すると、アライメント検出センサー４´がアライ
メント完了信号を出力する。光路切り換えミラー５はア
ライメント検出センサー４´の検出出力に基づいて前眼
部観察光学系１の光路に自動的に挿入される。角膜Ｃか
らの反射光束Ｍは対物レンズ４０により集光されてハー
フミラー４１に導かれる。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。また、そのハーフミラー
４１を通過した反射光束はマスク４２に導かれ、角膜内
皮細胞Ｎを含めて角膜内皮細胞像がマスク４２の配設位
置に形成される。なお、マスク４２は角膜内皮細胞像を
形成する以外の余分の反射光束を遮光する役割を果た
す。角膜内皮細胞像を形成する反射光束はリレーレンズ
４３、ミラー４４、変倍レンズ４５、合焦レンズ４６を
介して光路切り換えミラー５に導かれ、光路切り換えミ
ラー５により反射されて、CCD６に結像される。画面２
５には角膜内皮細胞像４８が図８に示すように表示され
る。なお、図８において、４９はマスク４２によって遮
光されないとしたら角膜表面Ｔからの反射光束により形
成される光像であり、５０は角膜実質Ｍ´からの反射光
束による光像である。

【００２０】角膜Ｃの断面方向に対してラインセンサー
４７は図９（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９（イ）に示すようなものとなる。図
９（イ）において、符号Ｕは角膜Ｃの表面Ｔにおいて反
射された反射光束によるピークである。符号Ｖは角膜Ｃ
の内皮細胞部分である。そのピークＵは光像４９に対応
し、ピークＶは光像４８に対応する。ラインセンサー４
７の各番地の素子の出力は、図１に示すように、合焦判
断回路４７´に入力される。合焦判断回路４７´は図９
（イ）に示すように、ピークＵ及びピークＶを含む信号
の全てを記憶して演算処理することにより、そのピーク
Ｖの番地を判断する。そして、合焦判断回路４７´はそ
のピークＶの番地Ｌがラインセンサー４７の中心番地Ｑ
に一致したか否かを判断する。合焦判断回路４７´はピ
ークＶの番地Ｌが中心番地Ｑと一致したときに、撮影光
源発光制御回路３２´に向かって撮影信号を出力し、こ
れによって、照明光源３２´が発光する。これによっ
て、被検眼Ｅが可視照明され、撮影が自動的に行われ
る。

【００２１】なお、光路長補正部材４０´は、図１に示
すように、赤外照明光での観察時にその光路へ挿入さ
れ、可視光での撮影時にはその光路から退避される。こ
のときの光路長補正部材４０´には凸レンズが使用され
る。また、逆に撮影時に平行平面板或は凹レンズを光路
長補正部材４０´としてその光路へ挿入することによ
り、基準位置に角膜内皮細胞像を形成させ、観察時に光
路長補正部材４０´をその光路から退避させることも可
能である。

【００２２】以上、実施例について説明したが、本発明
はこれに限らず、以下のものを含むものである。

【００２３】照明光源３０、集光レンズ３１、赤外フィ
ルター３１´、照明光源３２、集光レンズ３３とからな
る光源部は、図１０に示すように配設してもよい。その
図１０において、３７はダイクロイックミラー、３８、
３９は凹面反射鏡である。ダイクロイックミラー３７は
集光レンズ３１とスリット板３４との間に配設され、赤
外光を透過し、可視光を反射する。

【００２４】

【００２５】更に、実施例においては、手動操作による
アライメントについて説明したが、自動操作によるアラ
イメントにも、照明光学系の照明光の角膜からの反射光
を利用することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る角膜内皮細胞撮影装置は、
以上説明したように、照明光学系により被検眼に向けて
斜めから照射されたスリット光束の角膜表面からの反射
像に基づいて被検眼に対する装置本体の光軸方向のアラ
イメント操作を行うようにしたので、高倍率でも熟練を
要することなく光軸方向のアライメント操作の迅速化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる角膜内皮細胞観察撮影装置の実
施例を示す光学系の説明図である。

【図２】本発明に係わるアライメント光学系を示す図で
ある。

【図３】本発明に係わるアライメント指標光束の反射状
態を示す図である。

【図４】前眼部像の表示状態を示し、被検眼に対する装
置本体の光軸方向距離が過大で、照明光束の反射像が角
膜頂点に対して右側に位置した状態を示す図である。

【図５】角膜におけるスリット光束の反射状態を示す図
である。

【図６】前眼部像の表示状態を示し、被検眼に対する装
置本体の光軸方向距離がほぼ適正で、照明光束の反射像
が角膜頂点に重なった状態を示す図である。

【図７】前眼部像の表示状態を示し、被検眼に対する装
置本体の光軸方向距離が過小で、照明光束の反射像が角
膜頂点に対して右側に位置した状態を示す図である。

【図８】モニター装置の画面に映し出された角膜内皮細
胞像の説明図である。

【図９】角膜内皮細胞像とラインセンサに受光される光
量との対応関係を示す図である。

【図１０】図１の照明光学系の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１…前眼部観察光学系 ２６´…反射像 ２８…照明光学系 ２９…観察撮影光学系 ３０、３２…照明光源 ３２´…発光量制御回路 ４７…ラインセンサ（合焦状態検出センサ） Ｅ…被検眼 Ｃ…角膜 Ｎ…角膜内皮細胞

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 3/00 - 3/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スリット光束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、角膜内皮細胞からの反射光
   を受像して撮影する撮影光学系と、被検眼に対する装置
   本体のＸＹ方向のアライメントを行うアライメント光学
   系とを備え、前記スリット光束の角膜表面からの反射像
   に基づいて被検眼に対する装置本体の光軸方向のアライ
   メント操作を行うことを特徴とする角膜内皮細胞撮影装
   置。