(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系及び撮影光学系を含む光学部と、被検眼に対する光学部の前後方向であるＺ軸方向の位置合わせである合焦を行う合焦機構とを備えた角膜内皮細胞撮影装置であって、
上記照明光学系が、被検眼に対してその斜め前方からスリット光を照射するための光源とスリット部材とを有しており、
上記撮影光学系が、被検眼の前眼部で反射した上記スリット光を斜め前方から受光する撮像機を有しており、
上記スリット部材が、撮像用スリットと、この撮像用スリットの一方の側方に離間して設けられた予備信号用スリットとを有しており、
上記一方の側方とは、光学部が被検眼に接近する向きに移動しているとき、上記撮像機の画面上において、上記撮像用スリットの像より先に受像される方の側方であり、
上記合焦機構は、光学部が合焦すべき位置へ接近したことを検知することにより、被検眼へ向かう光学部のＺ軸方向移動を減速させるように構成されており、
上記前眼部で反射された撮像用スリット光が、上記撮像機の画面上の所定位置に位置したときに、上記合焦がなされたとされ、
上記合焦機構は、光学部が被検眼へ向かうＺ軸方向移動をしているときに、前眼部で反射された予備信号用スリット光を上記画面において検出したとき、光学部のＺ軸方向移動を減速させる角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項２】
上記スリット部材が、上記撮像用スリットの他方の側方に離間して設けられた後続信号用スリットを有しており、
上記他方の側方とは、光学部が被検眼に接近する向きに移動しているとき、上記撮像機の画面上において、上記撮像用スリットの像より後に受像される方の側方であり、
上記合焦機構は、光学部が被検眼へ向かうＺ軸方向移動をしているときに、前眼部で反射された後続信号用スリット光を上記画面において検出したとき、被検眼へ向かう光学部を後退させる請求項１に記載の角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項３】
上記予備信号用スリットと後続信号用スリットとが、上記撮像機の画面において、互いに識別可能な構成にされている請求項２に記載の角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項４】
照明光学系及び撮影光学系を含む光学部と、被検眼に対する光学部の前後方向であるＺ軸方向の位置合わせである合焦を行う合焦機構と、被検眼に対する光学部の位置合わせを行うアライメント光学系とを備えた角膜内皮細胞撮影装置であって、
上記照明光学系が、被検眼に対してその斜め前方からスリット光を照射するための光源とスリット部材とを有しており、
上記撮影光学系が、被検眼の前眼部で反射した上記スリット光を斜め前方から受光する撮像機を有しており、
上記合焦機構は、光学部が合焦すべき位置へ接近したことを検知することにより、被検眼へ向かう光学部のＺ軸方向移動を減速させるように構成されており、
上記前眼部で反射されたスリット光が、上記撮像機の画面上の所定位置に位置したときに、上記合焦がなされたとされ、
上記アライメント光学系が、光学部の基準光軸に沿ってアライメント光を、前眼部に対して正面から照射する光源と、前眼部において反射されたアライメント光の反射像であるプルキンエ像を受像する受像器とを有しており、
上記合焦機構は、光学部がＺ軸方向移動をしているときに、上記受像器による撮影画像中のプルキンエ像の大きさが所定の閾値より小さくなったときに、被検眼へ向かう光学部のＺ軸方向移動を減速するように構成されている角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項５】
被検眼に対する光学部の位置合わせを行うアライメント光学系をさらに備えており、
このアライメント光学系が、光学部の基準光軸に沿ってアライメント光を、前眼部に対して正面から照射する光源と、前眼部において反射されたアライメント光の反射像であるプルキンエ像を受像する受像器とを有しており、
上記合焦機構は、光学部がＺ軸方向移動をしているときに、上記受像器による撮影画像中のプルキンエ像の大きさが所定の閾値より小さくなったときに、被検眼へ向かう光学部のＺ軸方向移動を減速するように構成されており、
上記閾値に対応する光学部のＺ軸方向位置が、上記予備信号用スリット光が画面において検出されうる光学部の位置より後方に設定されている請求項１から３のいずれかに記載の角膜内皮細胞撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は角膜内皮細胞撮影装置に関する。さらに詳しくは、スペキュラー方式によって角膜の内皮細胞を観察、撮影するための角膜内皮細胞撮影装置に関する。スペキュラー方式の撮影装置とは、照明光を被検眼の光軸に対して斜め前から照射し、その角膜における鏡面反射光を斜め前から受光してこの像を観察、撮影するものである。
【背景技術】
【０００２】
スペキュラー方式の角膜内皮細胞撮影装置としては、特開平０７−０８８０８６号公報、特開平０７−１４８１１６号公報等に開示されたものが知られている。これらの装置は、被検眼の前眼部をその斜め前方から照明するための照明光学系と、被検眼の角膜で反射された照明光による像を撮影するための撮影光学系と、被検眼正面からの角膜反射光によって被検眼への撮影光軸の位置合わせするためのアライメント光学系と、撮影系の合焦点を角膜内皮に一致させるための合焦光学系と、被検者に固視灯を固視させることによって被検眼の方向を固定させるための固視灯とを備えている。
【０００３】
上記装置では、撮影光学系と合焦光学系とが光路の一部を共有している。上記撮影光学系は、角膜の像を撮影するテレビカメラを有している。合焦光学系は、合焦検出光を受光する合焦位置センサ、及び、合焦用の照明光源を有している。この装置では、被検眼からテレビカメラに至る光路と合焦位置センサに至る光路との分離構造を必要とする。この装置では、さらに、合焦位置センサによる検出位置とテレビカメラによる撮影位置との位置関係の調節が必要となる。これらの結果、装置が大型化し、且つ、構造が複雑になる。また、合焦位置センサが、撮影用カメラより撮影倍率の低い第一結像等価位置に設けられている。従って、精密な合焦検出が難しい。
【０００４】
一方、上記問題点が解消されたスペキュラー方式の角膜内皮細胞撮影装置も知られている。これらの装置は、特開平０７−０７９９２１号公報、特開２００８−５０５６７３公報等に開示されている。これらの装置は、前述した照明光学系、撮影光学系、アライメント光学系、合焦光学系及び固視灯を備えている。撮影光学系と合焦光学系とが受像器（ＣＣＤカメラ）を共用している。従って、実質的には合焦光学系は存在しない。照明光学系と撮影光学系とが合焦光学系としての機能を有する。これらの装置では、撮影倍率の高い角膜内皮細胞撮影用のカメラを、合焦検出に兼用している。従って、これらの装置では合焦検出範囲が非常に狭い。すなわち、上記カメラが検出しうる被検眼に向かう方向（Ｚ軸方向）の距離の範囲が非常に短い。合焦検出に使用されるカメラの撮影倍率が高いので、カメラの画面上での画像の移動速度が速くなる。画像の移動速度が速くなれば、正確な合焦検出のための俊敏な動作が困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−０８８０８６号公報
【特許文献２】特開平０７−１４８１１６号公報
【特許文献３】特開２００８−５０５６７３公報
【特許文献４】特開平０７−０７９９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる課題を解消するためになされたものであり、小型化及び構造の簡素化とともに、正確且つ短時間の合焦検出が可能となる角膜内皮細胞撮影装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の角膜内皮細胞撮影装置は、
照明光学系及び撮影光学系を含む光学部と、被検眼に対する光学部の合焦検出を行う合焦機構とを備えた角膜内皮細胞撮影装置であって、
上記照明光学系が、被検眼に対してその斜め前方からスリット光を照射するための光源とスリット部材とを有しており、
上記撮影光学系が、被検眼の前眼部で反射した上記スリット光を斜め前方から受光する撮像機を有しており、
上記合焦機構が、光学部の合焦位置への接近を検知することにより、被検眼へ向かう光学部のＺ軸方向移動を減速又は後退させるように構成されており、
上記合焦検出は、前眼部で反射されたスリット光が上記撮像機の画面上の所定位置に位置することによりなされる。
【０００８】
このように構成されているため、本発明の角膜内皮細胞撮影装置は、高速で合焦検出動作が行われた場合でも、光学部の減速や後退によって的確にスリット光を撮像機の画面に位置させることができる。また、撮影光学系の撮像機が合焦検出に共用されるため、装置が小型化され、構造も簡素化される。
【０００９】
好ましくは、上記スリット部材が、撮像用スリットと、この撮像用スリットの側方に離間して設けられた予備信号用スリットを有しており、
上記側方は、撮像用スリットに対し、光学部が被検眼に接近する向きに移動したとき、上記撮像機の画面上に、撮像用スリットの像より先に受像される方の側方であり、
上記合焦機構が、光学部の被検眼へ向かうＺ軸方向移動時に、前眼部で反射された予備信号用スリット光を上記画面において検出したとき、光学部のＺ軸方向移動を減速させるように構成されている。
【００１０】
好ましくは、上記スリット部材が、撮像用スリットと、この撮像用スリットの側方に離間して設けられた後続信号用スリットを有しており、
上記側方は、撮像用スリットに対し、光学部が被検眼に接近する向きに移動したとき、上記撮像機の画面上に、撮像用スリットの像より後に受像される方の側方であり、
上記合焦機構が、光学部の被検眼へ向かうＺ軸方向移動時に、前眼部で反射された後続信号用スリット光を画面において検出したとき、被検眼へ向かう光学部を後退させるように構成されている。
【００１１】
好ましくは、上記予備信号用スリットと後続信号用スリットとが、上記撮像機の画面において、互いに識別可能な構成にされている。
【００１２】
好ましくは、被検眼に対する光学部の位置合わせを行うアライメント光学系をさらに備えており、
このアライメント光学系が、光学部の基準光軸に沿ってアライメント光を、前眼部に対して正面から照射する光源と、前眼部において反射されたアライメント光の反射像であるプルキンエ像を受像する受像器とを有しており、
上記合焦機構が、光学部のＺ軸方向移動時に、撮影画像におけるプルキンエ像の大きさが所定の閾値より小さくなったときに、被検眼へ向かう光学部のＺ軸方向移動を減速するように構成されている。
【００１３】
好ましくは、被検眼に対する光学部の位置合わせを行うアライメント光学系をさらに備えており、
このアライメント光学系が、光学部の基準光軸に沿ってアライメント光を、前眼部に対して正面から照射する光源と、前眼部において反射されたアライメント光の反射像であるプルキンエ像を受像する受像器とを有しており、
上記合焦機構が、光学部のＺ軸方向移動時に、撮影画像におけるプルキンエ像の大きさが所定の閾値より小さくなったときに、被検眼へ向かう光学部のＺ軸方向移動を減速するように構成されており、
上記閾値に対応する光学部のＺ軸方向位置が、上記予備信号用スリット光が画面において検出されうる光学部の位置より後方に設定されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の角膜内皮細胞撮影装置によれば、小型化及び構造の簡素化が可能となり、正確且つ短時間の合焦検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置を示す光路図及びブロック図である。
【図２】図２は、図１の角膜内皮細胞撮影装置に備えられた照明用スリット部材の一例を示す正面図である。
【図３】図３は、撮像機によって受光された、図２の照明用スリットを通過したスリット光の像を示す図である。
【図４】図４は、受像器によって受光された、アライメント光によるプルキンエ像を時系列に示す図である。
【図５】図５は、図２の照明用スリット及び撮像機を用いて行われる合焦動作を説明する図であり、図３におけるＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図６は、本発明に係る角膜内皮細胞撮影装置の他の実施形態の角膜内皮細胞撮影装置の各光学系を示す光路図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１７】
図１に示す角膜内皮細胞撮影装置（以下、単に撮影装置という）１は、被検眼の角膜内皮細胞の撮影と光学部の合焦とを共通の撮像機を用いて行うものである。
【００１８】
図１に示すように、この角膜内皮細胞撮影装置（以下、単に撮影装置という）１は、三軸架台（ＸＹＺテーブルともいう）２に搭載された本体１０を有している。本体１０には角膜内皮細胞を観察、撮影するための光学部３が収納されている。ＸＹＺテーブル２は、本体１０を被検眼Ｅに対して、左右方向（Ｘ軸方向）、上下方向（Ｙ軸方向）及び前後方向（Ｚ軸方向）に移動させうる。このＸＹＺテーブル２により、被検眼Ｅに対する光学部３の位置決めが可能となる。ＸＹＺ各軸方向の移動機構としては、送りネジ方式等の公知の機構を採用することができる。以上の構成により、光学部３はＸＹＺの三軸方向（左右、上下、前後）に移動可能となる。ここでは、撮影装置１から見た被検眼Ｅ側を前方と呼び、その逆側を後方と呼ぶ。
【００１９】
撮影装置１はさらに、制御部４、ＸＹＺテーブル駆動部（ＸＹＺ駆動部という）５、画像処理部６、操作部７及び表示部８を備えている。制御部４は、光学部３による被検眼Ｅの観察、撮影のための指令を、ＸＹＺ駆動部５に送る。ＸＹＺ駆動部５は、制御部４からの指令に基づいて、ＸＹＺテーブル２をＸＹＺの各軸方向に駆動する。画像処理部６は、光学部３によって撮影された被検眼Ｅの像を画像処理する。操作部７は、検査者による操作に基づいて、制御部４に対して操作入力を行う。表示部８は、光学部３による被検眼Ｅの撮影画像、操作部７における入力事項等を表示する。
【００２０】
本体１０内に収容された光学部３を説明する。光学部３は、照明光学系１１、撮影光学系１２、アライメント光学系１３及び固視標光学系１４を含んでいる。照明光学系１１は、撮影のために、照明光によって被検眼Ｅの前眼部をその斜め前方から照明するための光学系である。この照明光学系１１とは別に、本体１０の前部に、前眼部の全体を照明するＬＥＤ９が設置されている。撮影光学系１２は、前眼部における前記照明光の反射光を受光して、被検眼の角膜内皮を撮影するための光学系である。アライメント光学系１３は、被検眼Ｅの前眼部に向けてアライメント指標光を正面から照射し、且つその角膜反射光を撮像する光学系である。アライメント指標光は、被検眼Ｅに対する光学部３の基準光軸３ａの位置合わせ（アライメント）のために照射される。アライメント指標光は平行光であるのが好ましい。固視標光学系１４は、被検者に固視灯３４を固視させることによって被検眼Ｅの向きを固定させる光学系である。
【００２１】
照明光学系１１は、被検眼Ｅの前眼部を照明するＬＥＤからなる撮影用照明光源１５を有している。照明用光源１５からの可視光は、コンデンサレンズ１６及び撮影用スリット部材１７を通過する。この撮影用スリット部材１７を通過したスリット光は、照明用対物レンズ１８を透過することによって被検眼Ｅの前眼部に収束させられる。本実施形態では、照明光軸１１ａの方向を転換するためのミラー１９が設けられている。
【００２２】
図２に、上記撮影用スリット部材１７が詳細に示されている。スリット部材１７には、角膜内皮細胞撮影用の主スリット（撮像用スリット）４１、予備信号用スリット４２、及び、後続信号用スリット４３が、互いに離間して形成されている。図２は、図１におけるスリット部材１７を、ミラー１９側から照明光軸１１ａに沿って見た図である。予備信号用スリット４２が、主スリット４１に対し、光学部３が被検眼Ｅに接近する向きに移動したとき、後述するＣＣＤ２０の撮影画像２０ａ上に、主スリット４１の像より先に受像される方の側方に位置している。後続信号用スリット４３は、主スリット４１に対し、光学部が被検眼に接近する向きに移動したとき、後述するＣＣＤ２０の撮影画像２０ａ上に、主スリット４１の像より後に受像される方の側方に位置している。主スリット４１は、角膜内皮細胞を撮影するための照明光を通過させるものであるため、比較的大きい。特に、上下方向寸法が大きい。角膜内皮Ｃｉでの反射像は、角膜上皮Ｃｕでの反射像に較べると光量が少ない。主スリット４１の幅は、図３に示されるように、角膜内皮Ｃｉで反射されるスリット像が、角膜上皮Ｃｕで反射されるスリット像と重ならずに明瞭に撮影されるように、所定寸法以下にされている。
【００２３】
予備信号用スリット４２及び後続信号用スリット４３は、照明光を信号光として通過させるためのものであるため、比較的小さくてもよい。ここでは、スリットとは、細い線上の貫通部のみならず、円形や多角形等の貫通部をも含む。予備信号用スリット４２と後続信号用スリット４３とは、上下方向の形成位置が異なっている。これは、これらスリット４２、４３を通過した予備信号スリット光と後続信号スリット光との識別を可能にするためである。いずれが上方であっても下方であってもよい。スリット部材１７の中央上下それぞれに形成されているのは固定用の孔４４である。また、後続信号用スリット４３は、予備信号用スリット４２に較べると、主スリット４１から離間した位置に形成されている。この点については後述する。照明光は、いずれのスリット４１、４２、４３をも通過することができる。
【００２４】
撮影光学系１２は、角膜細胞を撮影するための撮影用ＣＣＤ２０を有している。撮影光学系１２の光軸（撮影光軸）１２ａは、照明光軸１１ａと交差している。この交差点が合焦点である。被検眼Ｅの角膜で反射された上記スリット光は、撮影用対物レンズ２１、フィルタ２２、リレーレンズ２３を透過して上記撮影用ＣＣＤ２０に導かれる。本実施形態では、撮影光軸１２ａの方向を転換するためのミラー２４、２５が設けられている。上記フィルタ２２は、被検眼Ｅの第一結像点に配置されている。
【００２５】
アライメント光学系１３は、アライメント指標光の光源（赤外ＬＥＤ）２７および前眼部観察用のＣＣＤ２８を有している。このアライメント用光源２７からの近赤外光が、投影レンズ２９を透過して平行化され、前眼部にその正面から照射される。上記近赤外光の被検眼Ｅにおける反射像たる輝点（プルキンエ像ともいう）が、前眼部撮影レンズ３０を透過して上記ＣＣＤ２８によって受光される。前眼部を撮影するＣＣＤ２８は、角膜内皮細胞を撮影する前述のＣＣＤ２０より撮影倍率が遙かに小さい。本実施形態では、アライメント光軸１３ａの方向を転換するためのミラー３１が設けられている。さらに、アライメント光軸１３ａ上には、後述する固視標光学系１４の光軸１４ａと一体化するための、可視光反射赤外光透過ミラー３２及びハーフミラー３３が設けられている。また、ＣＣＤ２０の前には、可視光カットフィルタ３６が設けられている。
【００２６】
上記ＣＣＤ２８によって受像されたプルキンエ像に基づき、ＸＹＺテーブル２によって光学部３がＸＹ各軸方向に移動させられ、光学部３の基準光軸３ａが例えば被検眼Ｅの角膜頂点に一致させられる。これがアライメントである。上記基準光軸３ａとは、本実施形態では、照明光軸１１ａと撮影光軸１２ａとのなす角度を二分する軸であり、アライメント光軸１３ａと一致している。
【００２７】
図４には、ＣＣＤ２８による撮影画像２８ａが示されている。撮影画像２８ａは、上記画像処理部６において処理され、制御部４に送られている。上記基準光軸３ａ（アライメント光軸１３ａ）は、撮影画像２８ａの中央点２８ｂに対応するように設定されている。この点２８ｂはアライメント基準点である。制御部４は、アライメント動作において、ＸＹＺ駆動部５を通して、光学部３が前眼部に接近しながらＸＹ各軸方向に移動するように、ＸＹＺテーブル２の動きをフィードバック制御する。具体的には以下のとおりである。光学部３の前眼部への接近に伴い、撮影画像２８ａにおいてボンヤリしていた輝点像（破線で示される）が縮小化、明確化し（矢印Ｍ）、プルキンエ像Ｐが認識される。この時点で光学部３の前進が一旦停止する。次いで、プルキンエ像Ｐが撮影画像２８ａの中央点２８ｂ（アライメント基準点）に至るように、光学部３がＸＹ軸方向に移動する（矢印Ｎ）。さらに、光学部３は、プルキンエ像Ｐが中央点２８ｂに位置した状態を維持しつつ前進する。これがアライメント動作である。プルキンエ像Ｐが所定の大きさになって明確になると、光学部３の移動が減速され、後述する合焦が検出される。以上の撮影画像２８ａは、上記操作部７での操作によって、表示部８にも表示されうる。
【００２８】
固視標光学系１４は、固視灯（可視ＬＥＤ）３４及びマスク３５を有している。マスク３５には、所定形状の小孔３５ａが形成されている。固視灯３４から小孔３５ａを通過した所定形状の固指標光は、可視光反射赤外光透過ミラー３２で反射されることにより、アライメント光軸１３ａに沿って被検眼Ｅに照射される。被検者がこの固指標光を固視することにより、被検眼Ｅの向きが固定される。
【００２９】
上記照明光学系１１と撮影光学系１２とは、合焦光学系としての機能をも有している。合焦動作は、光学部３の被検眼Ｅに対する詳細位置合わせである。以下に、照明光学系１１と撮影光学系１２とによる合焦動作を説明する。
【００３０】
撮影用照明光源１５から照明光軸１１ａに沿って撮影用スリット部材１７を通過した照明光（スリット光）は、前眼部で反射され、撮影光学系１２の光軸１２ａに沿ってＣＣＤ２０に至って受光される。スリット光がＣＣＤ２０の画面２０ａの所定位置に受像されるときは、合焦していることになる。この所定位置とは、角膜内皮細胞が最も明確に撮影されうる位置である。照明光軸１１ａと撮影光軸１２ａとの交点（合焦点）Ｆが被検眼Ｅの撮影対象部位にあるときに、画像処理部６が合焦を検知する。このとき、ＣＣＤ２０は、撮影対象部位（角膜内皮細胞）を明瞭に撮影することができる。
【００３１】
図３には、光学部３が待機位置から合焦のために被検眼Ｅの角膜Ｃに接近する状態が、相対的に示されている。すなわち、固定された光学部３に角膜Ｃが接近しつつあるように示されている。待機位置は、光学部３が被検眼Ｅから十分に離間した位置であり、合焦しえない位置である。図３には、光学部３のＺ軸方向移動時のスリット像の動きも示されている。図５には、撮影用ＣＣＤ２０の画面２０ａ上を移動するスリット像が示されている。撮影用ＣＣＤ２０にはスリット像が受像される。画面２０ａにおける画像は、上記画像処理部６において処理され、制御部４に送られる。この画像は、上記操作部７での操作によって、表示部８にも表示されうる。
【００３２】
図３に示されているスリット像は、角膜上皮像Ｉｃｕ、角膜内皮像Ｉｃｉ、予備信号スリット像（予備信号像という）Ｉｐ及び後続信号スリット像（後続信号像という）Ｉｓである。角膜上皮Ｃｕで反射されるスリット光による像が角膜上皮像Ｉｃｕであり、角膜内皮Ｃｉで反射されるスリット光による像が角膜内皮像Ｉｃｉである。撮影対象は角膜内皮像Ｉｃｉである。図５に示されるように、予備信号像Ｉｐ及び後続信号像Ｉｓについても、ともに、角膜上皮Ｃｕで反射される像Ｉｐｕ、Ｉｓｕと、角膜内皮Ｃｉで反射される像Ｉｐｉ、Ｉｓｉとが存在する。しかし、角膜内皮Ｃｉで反射される予備信号像Ｉｐｉ及び後続信号像Ｉｓｉは、一般的に光量が少ないので、信号としての使用には不向きである。従って、図３ではその図示が省略されている。しかし、信号として十分な光量があれば、使用可能である。それにより制御可能範囲がさらに拡大するので好ましい。
【００３３】
図３及び図５に示されるように、光学部３が被検眼Ｅに接近する（角膜Ｃが光学部３に接近する）に伴い、撮影用対物レンズ２１を通して受像される位置は、図中の矢印Ａ方向に移動する。予備信号像Ｉｐｕ、Ｉｐｉ、角膜上皮像Ｉｃｕ、角膜内皮像Ｉｃｉ、後続信号像Ｉｓｕ、Ｉｓｉが、その順で矢印Ａ方向に移動する。図３において、第一の光軸１２ａ１は、光学部３の接近移動前の状態の角膜上皮Ｃｕにおける反射像の光軸である。第二の光軸１２ａ２は、光学部３の所定距離接近移動した後の角膜内皮Ｃｉにおける反射像の光軸である。第三の光軸１２ａ３は、光学部３の所定距離接近移動した後の状態の角膜上皮Ｃｕにおける反射像の光軸である。
【００３４】
撮影対象である角膜内皮像Ｉｃｉは、図５（ｂ）に示されるように、それがＣＣＤ２０の画面２０ａ上の所定位置に正しく位置したときに撮影される。ＣＣＤ２０のサンプリング周期は３０フレーム／秒程度である。一方、光学部３は、迅速な撮影を行うために、高速で被検眼Ｅに接近させられる。このような高速移動の場合、角膜内皮像Ｉｃｉが画面２０ａ上に存在しうるのは、Ｚ軸方向移動距離でいうと０．７ｍｍ程度である。したがって、０．０３３秒周期の撮影時に、高速で角膜内皮像Ｉｃｉを画面２０ａ上の所定位置に正確に位置決めすることは困難な場合がある。一方、正確な位置決めのために十分な低速で光学部３を接近させる場合には、撮影に時間がかかりすぎ、被検眼の向きの固定が困難となる。
【００３５】
かかる事態を防止するために、この撮影装置１では、光学部３の高速接近と、合焦直前の急減速とを組み合わせ、迅速且つ正確に角膜内皮像Ｉｃｉを画面２０ａ上の所定位置に正確に位置決めするように制御している。具体的には、角膜上皮Ｃｕで反射される光量の多い上記予備信号像Ｉｐｕ及び／又は後続信号像Ｉｓｕが使用される。予備信号像Ｉｐｕ及び後続信号像Ｉｓｕのいずれかが画面２０ａ上に存在しうるのは、両信号用スリット４２、４３が存在しない場合のＺ軸方向移動距離でいうと３倍以上といえる。したがって、ＣＣＤ２０には、予備信号像Ｉｐ、角膜上皮像Ｉｃｕ、角膜内皮像Ｉｃｉ及び後続信号像Ｉｓのいずれかが受像されることが十分に可能である。
【００３６】
前述のとおり、角膜内皮像Ｉｃｉが画面２０ａ上の所定位置に結像したときは、そのまま撮影される（図５（ｂ））。予備信号像Ｉｐｕが画面２０ａ上に結像したとき（図５（ａ））は、角膜内皮像Ｉｃｉが画面２０ａ上に受像されるように、光学部３の前進速度が急減速する。この制御は、制御部４が、画像処理部６からの画像信号に基づいて、ＸＹＺ駆動部５及びＸＹＺテーブル２を介して行う。かかる制御により、光学部３が高速で被検眼Ｅに接近しても、的確且つ迅速な合焦が可能となる。
【００３７】
このように、予備信号像Ｉｐｕを使用することによって、的確且つ迅速な合焦が十分可能である。本実施形態では、さらに上記した後続信号像Ｉｓｕを使用することができる。万が一、予備信号像Ｉｐｕ及び角膜内皮像Ｉｃｉがともに画面２０ａ上に結像しないときであっても、後続信号像Ｉｓｕが受像されるので（図５（ｃ））、このときは角膜内皮像Ｉｃｉが画面２０ａ上に受像されるように、ＸＹＺ駆動部５が、光学部３の前進を後退に切り替える。この制御も、制御部４が、画像処理部６からの画像信号に基づいて、ＸＹＺ駆動部５及びＸＹＺテーブル２を介して行う。かかる制御により、光学部３が高速で被検眼Ｅに接近しても、的確且つ迅速な合焦が可能となる。
【００３８】
以上のとおり、主スリット４１に加えて、予備信号用スリット４２及び後続信号用スリット４３のいずれか一方を備えておくと、的確且つ迅速な合焦が可能となる。撮影時間の短縮の観点からは、予備信号用スリット４２が後続信号用スリット４３より有効であるといえる。両スリット４２、４３をともに備えると、一層有効である。
【００３９】
スリット部材１７において、予備信号用スリット４２及び後続信号用スリット４３が主スリット４１から離れすぎていると、予備信号像Ｉｐｕ、角膜内皮像Ｉｃｉ及び後続信号像Ｉｓｕともに検出されない可能性がある。また、後続信号用スリット４３が主スリット４１に近すぎると、角膜内皮像Ｉｃｉに後続信号像Ｉｓｕが重なり、明瞭な角膜内皮像Ｉｃｉが得られない。従って、各スリット４２、４１、４３同士の間隔は、光学部３の前進中には、いずれかのスリットの像Ｉｐｕ、Ｉｃｉ、Ｉｓｕが画面２０ａ上に結像しうるような間隔とされている。
【００４０】
撮影用スリット部材１７における、予備信号用スリット４２及び後続信号用スリット４３は、その上下方向位置が異なっている。これは、画面２０ａ上における予備信号像Ｉｐと後続信号像Ｉｓとを識別可能にする目的からである。識別のためには、上下位置を相違させることには限定されない。例えば、スリットの上下方向の長さの相違等、形状を相違させてもよい。
【００４１】
この撮影装置１は、さらにスムーズ且つ的確な合焦動作をなし得る構成を有している。上記アライメント光学系１３によって予備合焦がなされる。予備合焦とは、光学部３が合焦位置に近づいたことを検知し、光学部３の移動速度を低下させることである。図４を参照しながら前述したように、アライメント動作では、光学部３の前眼部への接近に伴い、プルキンエ像Ｐが、ＣＣＤ２８の撮影画像２８ａ上で明確になり且つ縮小する。次いで、撮影画像２８ａの中央のアライメント基準点２８ｂに接近させられる。プルキンエ像Ｐがアライメント基準点２８ｂに維持されつつ、光学部３がさらに被検眼に接近させられてアライメントがなされる。
【００４２】
プルキンエ像Ｐが撮影画像２８ａ上で所定の大きさにまで縮小したとき、光学部３の移動速度が低下するようにされている。所定の大きさとは、予め定められたプルキンエ像の範囲内の画素数である。この画素数が上記所定の閾値となる光学部３の位置は、予備信号像Ｉｐが撮影画像２８ａ上で検知されるより後方である。また、光学部３の移動速度は、合焦制御の観点からは、プルキンエ像Ｐの大きさが、閾値からさらに小さくなるに従って徐々に低下させられるのが好ましい。
【００４３】
光学部３の前進が減速することにより、正確な合焦動作が可能となる。上記予備信号像Ｉｐ、角膜上皮像Ｉｃｕ、角膜内皮像Ｉｃｉ及び及び後続信号像Ｉｓが画面２０ａ上の所定位置に受像されるように制御することが一層容易となる。また、光学部３の移動もスムーズになる。このアライメント光学系１３による予備合焦と、前述した予備信号像Ｉｐ及び後続信号像Ｉｓの作用とが組み合わされることにより、さらに迅速且つ正確な合焦が可能となる。
【００４４】
上記撮影装置１による角膜内皮細胞の撮影動作の一例を説明する。まず、待機位置にある撮影装置１の前面下部に設置された図示しないアゴ台と、前面上部に設置された図示しない額当てとに、被検者の顔を当接させて顔の向きを固定する。次に、アライメント光学系のＣＣＤ２８の撮影画像２８ａに前眼部像が入るように、アゴ台の高さと、頭部の左右位置とを概ね合わせる。撮影画像２８ａは、前述のとおり、表示部８にも表示される。本体１０の前部の前眼部照明用のＬＥＤ９が点灯し、前眼部を照明している。被検者に固指標光を固視させることにより、被検眼Ｅの向きを固定する。この状態で、撮影装置１の図示しない撮影ボタン（スタートボタン）が押され、光学部３が被検眼Ｅに向かって前進する（Ｚ軸方向移動）。
【００４５】
ＣＣＤ２８の撮影画像２８ａにプルキンエ像Ｐが検出されると、光学部３の前進が停止する。プルキンエ像Ｐが撮影画像２８ａの中央点２８ｂに位置するように、光学部３がＸＹ各軸方向に変位する。撮影画像２８ａ上のプルキンエ像Ｐの上記位置を維持しつつ、光学部３が前進する。撮影画像２８ａ上のプルキンエ像Ｐの大きさが所定値になると、光学部３の前進が減速して正確な合焦に備える。角膜内皮像ＩｃｉがＣＣＤ２０の画面２０ａ上で検知されたときは、そのまま撮影される。予備信号像Ｉｐが画面２０ａ上で検知されたときは、角膜内皮像Ｉｃｉが画面２０ａ上に位置するように、光学部３の前進速度が急減速する。このようにして画面２０ａ上に位置した角膜内皮像Ｉｃｉが撮影される。後続信号像Ｉｓが画面２０ａ上で検知されたときは、角膜内皮像Ｉｃｉが画面２０ａ上に位置するように、光学部３の前進が後退に切り替えられる。このようにして画面２０ａ上に位置した角膜内皮像Ｉｃｉが撮影される。
【００４６】
図６には、他の角膜内皮細胞撮影装置（以下、単に撮影装置という）５１の光路図が示されている。この撮影装置５１が図１の撮影装置１と異なる点は、その光学部５３におけるアライメント光学系１３に専用の受像器が備わっておらず、撮影光学系１２の撮影用ＣＣＤ２０がアライメント用受像器の機能をも兼ねていることである。その結果、図１の撮影装置１におけるミラー２５が、可視光反射赤外光透過ミラー５４に置き換えられている。その他の機器については、両撮影装置１、５１とも同一である。従って、図６では、図１の撮影装置１の構成部材と同一の機器については、同一の符号が付され、その説明が省略される。
【００４７】
この撮影装置５１では、撮影光学系１２による角膜内皮像Ｉｃｉもアライメント光学系１３による前眼部像も、共通の撮影用ＣＣＤ２０によって撮影される。角膜内皮Ｃｉの撮影と前眼部の撮影とは、その撮影倍率が大きく異なるが、同一カメラ２０によって行われる。角膜内皮像Ｉｃｉと前眼部像とが重なった状態で撮影されないように、角膜内皮像Ｉｃｉと前眼部像とは、撮影タイミングが相違されている。照明光学系１１の照明光源１５と、アライメント光学系１３のアライメント指標光源２７とは、撮影用ＣＣＤ２０の撮影周期に同期して点滅させられる。照明光源１５とアライメント指標光源２７とは、交互に点灯される。従って、角膜内皮像Ｉｃｉと前眼部像とは重ね合わされず、異なる映像として得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の角膜内皮細胞撮影装置は、眼の治療の必要性、有効性等の評価にとって有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１、５１・・・角膜内皮細胞撮影装置
２・・・ＸＹＺテーブル
３、５３・・・光学部
４・・・制御部
５・・・ＸＹＺ駆動部
６・・・画像処理部
７・・・操作部
８・・・表示部
９・・・前眼部照明用ＬＥＤ
１０・・・本体
１１・・・照明光学系
１２・・・撮影光学系
１３・・・アライメント光学系
１４・・・固指標光学系
１５・・・照明用光源
１６・・・コンデンサレンズ
１７・・・撮影用スリット部材
１８・・・（照明用）対物レンズ
１９、２４、２５、３１・・・ミラー
２０・・・固視灯
２１・・・（撮影用）ＣＣＤ
２２・・・フィルタ
２３・・・リレーレンズ
２７・・・アライメント指標光源
２８・・・（前眼部観察用）ＣＣＤ
２９・・・投影レンズ
３０・・・前眼部撮影レンズ
３２、５４・・・可視光反射赤外光透過ミラー
３３・・・ハーフミラー
３４・・・固視灯
３５・・・マスク
４１・・・主スリット
４２・・・予備信号用スリット
４３・・・後続信号用スリット
Ｃ・・・角膜
Ｃｕ・・・角膜上皮
Ｃｉ・・・角膜内皮
Ｅ・・・被検眼
Ｆ・・・合焦点
Ｉｃｕ・・・角膜上皮像
Ｉｃｉ・・・角膜内皮像
Ｉｐ・・・予備信号像
Ｉｓ・・・後続信号像
Ｉｐｕ・・・（角膜上皮での）予備信号像
Ｉｐｉ・・・（角膜内皮での）予備信号像
Ｉｓｕ・・・（角膜上皮）後続信号像
Ｉｓｉ・・・（角膜内皮での）後続信号像
Ｐ・・・プルキンエ像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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