(57)【特許請求の範囲】
【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、装置本体を自動的に駆動する駆動手段と、前記被検眼に対する前記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、前記駆動手段による前記装置本体の駆動により、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アライメント検出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アライメント検出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ことを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【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。
【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。
【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。
【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ことを特徴とする請求項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。
【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、ＸＹ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、装置本体を自動的に駆動する駆動手段と、前記被検眼に対する前記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、前記駆動手段による前記装置本体の駆動により、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アライメント検出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アライメント検出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ことを特徴とする。
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ことを特徴とする。
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ことを特徴とする。
【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４３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３６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３５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６０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６４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６０の検出結果が許容範囲にあるときには、光源２、１１、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２１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
【図１】
0003708240.tif 000002
【図２】
0003708240.tif 000003
【図３】
0003708240.tif 000004
【図４】
0003708240.tif 000005
【図５】
0003708240.tif 000006
【図６】
0003708240.tif 000007