(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズを走査移動させながら前記観察・撮影光学系の光線を通じて観察・撮影される撮像画面が最も明るくなる所を検索し、撮像画面が最も明るくなるこの位置を検出したときのフォーカスレンズの位置情報をコーンレンズの種類によって異なる特有の情報と照合し、コーンレンズの光学的特性に関するこの情報の照合によって交換するコーンレンズの種類を判別することを特徴とする角膜細胞撮影装置における撮影光学系の光学的特性自動認識方法。
【請求項２】
少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズを走査移動させながら前記観察・撮影光学系の光線を通じて観察・撮影される所定の撮像画面からの映像信号を画像処理して角膜内皮像を検出し、この角膜内皮像合焦位置を角膜観察時の位置表示の基準点とすることを特徴とする角膜細胞撮影装置における撮影光学系の光学的特性自動認識方法。
【請求項３】
少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズの位置を検出する手段と、フォーカスレンズを走査し、所定の画像状態を検索する手段と、所定の画像状態を検索したときのフォーカスレンズの位置情報により、コーンレンズの種類を判別する手段とを備えたことを特徴とする角膜細胞撮影装置における撮影光学系の光学的特性自動認識装置。
【請求項４】
スリット板上の同一円周上に配置されている照明用のスリットと観察・撮影用のスリットとは異なる位置に、所定の画像状態を検索するための専用スリットを設け、この専用スリットを通じて所定の画像状態を検索することを特徴とする請求項３記載の角膜細胞撮影装置における撮影光学系の光学的特性自動認識装置。
【請求項５】
少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズを走査して所定の画像状態を検索する手段と、所定の画像状態を検索したときの撮像画面からの映像信号を画像処理する手段とを備え、この画像処理手段により角膜内皮像を検出したその合焦位置を角膜観察時の位置表示の基準点とし得るようにしたことを特徴とする角膜細胞撮影装置における撮影光学系の光学的特性自動認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、角膜の上皮、実質、内皮など眼球の角膜各層の細胞を観察ないし撮影するための装置において、交換するコーンレンズの種別を自動的に認識したり、角膜各層を観察ないし撮影する場合の位置表示の基準点を自動的に認識する方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンタクトレンズの影響を見る場合、あるいは、白内障手術の術前術後の診療を行う場合には、眼球の角膜細胞、さらに詳しくは、内皮細胞を観察する必要がある。
この場合において、眼球に当接させ得るコーンレンズ及びこのコーンレンズで捕捉された像光線を平行光線に変換するフォーカスレンズを有する対物レンズユニットをフローティング状態に支持し、角膜細胞撮影装置（いわゆる角膜顕微鏡）の対物レンズの先端面を弱い力で眼球に押し当てるようにすると、被検眼が安全に保たれ、かつ、その装置のピントが狂うことがなく、その結果安定した良好な撮影像が得られる。
【０００３】
一方、被検者の眼軸に対して斜め方向から被検部位に向けてスリット照明光を照射し、角膜表面からの反射光と角膜内皮細胞からの鏡面反射光とを分離して被検物である角膜内皮細胞をテレビカメラ等により撮影する方式が採られ、また、そのための装置も種々開発されている。
この方式ならびにこの装置を用いると、鮮明でコントラストの良い像が得られるため容易に肉眼による観察およびピント合わせを行うことができ、また、反射光線の混入を極力除くことができるため優れた撮影像を得ることができる。
【０００４】
このようなスリットを用いた接触型の角膜細胞撮影装置において、より鮮明でコントラストの良い像を得ることができるように、また、角膜像の厚さ方向の分離を良くし、かつ、広い視野が得られるようにするために、特に、照明用ならびに観察・撮影用の２枚のスリットの各回転軸の個々の偏心・傾きと双方の偏心・傾き、ならびに、両回転軸の回転速度むらなどに起因する組立調整の困難さを飛躍的に改善するために、本出願人は、先に、照明用のスリットと観察・撮影用のスリットを１枚のスリット板上に形成した新規な装置を開発した（特願２０００−２３５８８３号）。
【０００５】
この角膜細胞撮影装置は、図１及び図２の概略平面図に示すように、照明用光学系Ｅにより１枚のスリット板８上の照明用スリット8aに照明用光線を投射し、このスリットの像をアフォーカル光学系Ｄおよびフローティング光学系Ｃ内を通して被検部に投影結像させ、被検部での鏡面反射光をフローティング光学系Ｃおよびアフォーカル光学系Ｄ内を通し、さらに、観察・撮影光学系Ｆにより１枚のスリット板８上に結像させるようにしたものである。
【０００６】
このような角膜細胞撮影装置において、観察部が角膜の厚さ方向のどの部分であるか（換言すると、観察部までの距離ないし深さ）を知るには、従来、
(1) フォーカスレンズ４をコーンレンズ３の表面あるいは角膜内皮など基準となる部分に合焦するまで移動させる（基準点設定）。
(2) 観察すべき目的の像に合焦するまでフォーカスレンズ４を逆方向に移動させ、前記基準点からの相対位置を測定する。
(3) フォーカスレンズ４が基準点から移動した距離をフォーカス面移動量に換算する。
という手順を実行している。
【０００７】
この手順を実行するために、従来の場合には、図２に示すような全体構成としてある。フォーカシングスイッチを押すと、モーターによりフォーカシング機構が駆動し、フォーカスレンズ４を移動させることができる。そして、フォーカスレンズ４が基準となる部分に合焦したとき、０セットスイッチを押すと、その表示を、あるいは、並列に設置されているカウンタを０にできる。また、フォーカスレンズ４の移動量はエンコーダなどで読み取り、そのカウント数をフォーカス面移動量に換算して表示部に表示できる。
なお、フォーカシングスイッチと０セットスイッチを押す操作は、いずれも手操作により実行される。
【０００８】
一方、コーンレンズを交換可能としておき、それを交換することによって撮影倍率を変更する場合がある。
この変更後にあっては、コーンレンズの移動量とフォーカス面移動量との関係が変わっているから、観察すべき位置を検索する際には、交換したコーンレンズの倍率ごとに換算式を変えなければならない。そして、図２の倍率切替スイッチを切り替えた上で上述した(1) 〜(3) の手順を再度踏まなければならない。なお、倍率切替スイッチを押す操作も手操作により実行される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、コーンレンズを交換すると、上述した基準点を設定し直さなければならず、さらに、換算式の切り替えを行う必要があり、ともするとそれらを忘れたり、間違うことが多々有る。
また、倍率切替は交換したコーンレンズの種類を確認した上で間違いのない様に実行されなければならない。
【００１０】
一方、角膜細胞撮影装置は被検眼の安全のために、コーンレンズ３、フォーカスレンズ４、フローティング胴鏡６等を含む対物レンズユニット７をフローティング構造とする必要があり、その場合においてコーンレンズ３の種類を見分けるのに、カメラ等の光学機械のレンズ交換の際に一般的に用いられているレンズマウントのインターフェース方式を取り入れることも考えられる。
この方式は、レンズの種類を判別し得るようにマウント面に接点等による信号を設けておき、レンズを取り付けた時点でどのようなレンズが取り付けられたかが本体側で識別できる方式である。
【００１１】
この方式をフローティング構造の角膜細胞撮影装置に適用させようとすると、インターフェース方式により得た信号をフローティング構造を越えて外部に取り出すのがきわめて困難であり、そのための機構がきわめて複雑になる。例えば、インターフェース方式により得た信号をフローティング構造を越えて外部に取り出すためには、フレキシブルなケーブルを使用することになるであろうが、その本数は多くならざるを得ず、それだけフローティング構造部分の抵抗が増す。この抵抗が増すと被検眼への接触圧も増すから、観察・撮影時の危険性が高くなる。
【００１２】
本発明は、角膜細胞撮影装置において、被検物に当接させ得るコーンレンズを交換したとき、その種類をコーンレンズの光学的特性から自動的に認識し得るようにして、上述したような種々の事態が生じることのない方法と装置とを提供することを目的とするものである。
さらに、本発明は、角膜細胞撮影装置を用いて角膜を観察・撮影する場合において、どの位置を基準とするかの基準点の設定を自動的に認識し得るようにして、前記観察・撮影をより正確、かつ、便利に行い得る方法とその装置とを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明においては、少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズを走査移動させながら前記観察・撮影光学系の光線を通じて観察・撮影される撮像画面が最も明るくなる所を検索し、撮像画面が最も明るくなるこの位置を検出したときのフォーカスレンズの位置情報をコーンレンズの種類によって異なる特有の情報と照合し、コーンレンズの光学的特性に関するこの情報の照合によって交換するコーンレンズの種類を判別するものとする。
【００１４】
コーンレンズの光学的特性、すなわち、コーンレンズ表面合焦時のフォーカスレンズの位置がどこに来るか、はコーンレンズの種類によってそれぞれ異なるから、コーンレンズの種類ごとにその位置をあらかじめ設定しておけば、それらをコーンレンズの種類によって異なる特有の情報として認識しておくことができる。
その上で、本発明においては、フォーカスレンズを走査移動させながら撮像画面が最も明るくなる所を検出する。すると、この位置を検出したときのフォーカスレンズの位置を、その移動量から位置情報として認識することができる。
そして、この位置情報をコーンレンズの種類によって異なる特有の情報と照合すると、交換するコーンレンズの種類を自動的に判別することができる。
【００１５】
本発明においては、この判別を自動的に、しかも、容易かつ正確に行うことができ、特に、交換したコーンレンズの表面を基準としてその種類を自動的に、しかも、容易かつ正確に判別することができる。また、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構とを備えたフローティング光学系を利用して、交換するコーンレンズの種類を判別できるのみならず、対物レンズ交換の際に一般的に用いられているインターフェースを使用し難いフローティング部を介しての信号の授受をフローティング光学系により行うことができる。
【００１６】
また、本発明においては、角膜細胞撮影装置を用いて角膜を観察・撮影する場合において、どの位置を基準とするかの基準点の設定を自動的に認識し得るようにするために、以下の方法を採用する。
すなわち、少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズを走査移動させながら前記観察・撮影光学系の光線を通じて観察・撮影される所定の撮像画面からの映像信号を画像処理して角膜内皮像を検出し、この角膜内皮像合焦位置を角膜観察時の位置表示の基準点とする。
【００１７】
この場合においては、交換した後のコーンレンズを角膜に接触させ、検出された角膜内皮像合焦位置を基準として角膜各層を観察・撮影できる。すなわち、角膜各層を観察・撮影する場合においては、合焦位置である角膜内皮を基準としてそこから観察・撮影した角膜各層までの深さを知ることができる。
角膜各層を観察・撮影するに当っては、コーンレンズを点眼麻酔を施した被検眼の角膜に接触させるが、コーンレンズと角膜表面との間には涙液や点眼液等の層が介在し、これらの厚さは状況により変化する。従って、角膜表面にコーンレンズが接触しているとは言うものの、厳密に言えば、コーンレンズ表面と角膜表面の位置とが一致しているとは言えない。
【００１８】
このような状況下では、角膜各層の観察・撮影には問題はないが、観察・撮影中の位置を正確に表示することができない。しかし、本発明においては、合焦位置である角膜内皮を基準として角膜各層を観察・撮影できるから、それをより正確に行うことができる。特に、交換するコーンレンズの表面を基準として角膜各層を観察・撮影する場合に比べてその精度が高くなり、点眼液や涙液の層の厚さが変化しても観察・撮影位置をより正確に表示できる。
【００１９】
一方、本発明に係る撮影光学系の光学的特性自動認識装置は、少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズの位置を検出する手段と、フォーカスレンズを走査し、所定の画像状態を検索する手段と、所定の画像状態を検索したときのフォーカスレンズの位置情報により、コーンレンズの種類を判別する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
本装置を用いた場合には、フォーカスレンズを走査させた場合におけるフォーカスレンズの位置をフォーカスレンズの位置を検出する手段により自動的に検出することができる。また、フォーカスレンズを走査させた場合において、所定の画像状態が得られたことを所定の画像状態を検索する手段により自動的に検知することができる。さらに、所定の画像状態が得られたときのフォーカスレンズの位置情報とコーンレンズの種類によって異なる特有の情報とを照合し、その照合結果をコーンレンズの種類を判別する手段により判別することができ、この判別により交換するコーンレンズの種類を自動的に認識することができる。すなわち、コーンレンズを交換したとき、その種類を自動的に、しかも、容易かつ正確に判別することができるので、判別のためのコーンレンズの基準点設定変更や倍率切替を忘れることがなく、その結果、角膜細胞の観察・撮影をより正確に行うことができる。また、対物レンズ交換の際に一般的に用いられているインターフェースを使用し難いフローティング部を介しての信号の授受をフローティング光学系により行うことができる。
なお、フォーカスレンズの位置検出、所定の画像状態の検索、ならびに、前記照合結果に基づくコーンレンズの種類の判別の際の判定は、いずれもコンピュータの制御部を用いて実行できる。
【００２１】
スリット板上の同一円周上に配置されている照明用のスリットと観察・撮影用のスリットとは異なる位置に、所定の画像状態を検索するための専用スリットを設け、この専用スリットを通じて所定の画像状態を検索するのが望ましい。
本装置を用いた場合には、この専用スリットを利用して所定の画像状態を検索することができるから、角膜像を撮影するために必要な明るさを保ったままで検出精度を高めることができ、その結果、角膜各層の観察・撮影をより正確に行うことができる。
スリット板上の観察・撮影用のスリットは、その幅を狭くすればするほど検出精度が増し、逆に、その幅が狭くなると、角膜像を撮影するには明るさが不足するが、本装置のように、照明用のスリットと観察・撮影用のスリットとは異なる位置にある専用スリットを通じて、所定の画像状態を検索するようにすると、角膜像を撮影するために必要な明るさを保ったままで検出精度が増すことになる。
【００２２】
また、以下に示す装置を用いると、角膜細胞撮影装置を用いて角膜を観察・撮影する場合において、どの位置を基準とするかの基準点の設定を自動的に認識することができる。
この装置とは、少なくとも、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構と、前記被検物から見て前記フォーカシング機構の背後であって前記被検物の共役焦点面に位置する１枚の回転可能なスリット板とを備え、前記スリット板上のスリットに照明光学系の光線を投射するとともに、前記スリット板上における別のスリットに観察・撮影光学系の光線を投射してそのスリットを通過した前記被検物の像光線を観察または撮影するようにした角膜細胞撮影装置において、前記フォーカスレンズを走査して所定の画像状態を検索する手段と、所定の画像状態が検出されたときの撮像画面からの映像信号を画像処理する手段とを備えたものである。
【００２３】
角膜各層を観察・撮影するに当っては、まず、交換した後のコーンレンズを角膜に接触させ、被検眼への位置決めを行う。次に、フォーカスレンズを走査させ、所定の画像状態を検索する手段により所定の画像状態を検出することができる。
そして、その画像状態が検出されたときの撮像画面からの映像信号を画像処理手段によって処理すると、角膜内皮像合焦を検出することができる。角膜内皮像合焦を検出した所でフォーカスレンズを停止させる。
この検出動作が終了すると、それ以降、検出された角膜内皮像合焦位置を基準として角膜各層を観察・撮影できるから、従来と同様にして角膜各層を観察・撮影する。ただし、本装置を用いた場合には、合焦位置である角膜内皮を基準としてそこから観察・撮影した角膜各層までの深さが表示されることになる。
従って、交換した後のコーンレンズと点眼麻酔を施した被検眼の角膜表面との間に涙液や点眼液等の層が介在していて、厳密に言うと、コーンレンズ表面と角膜表面の位置とが一致しているとは言えない場合でも、本装置を用いた場合には、角膜各層の観察・撮影位置をより正確に知ることができる。特に、交換するコーンレンズの表面を基準として角膜各層を観察・撮影する場合に比べてその精度が高くなり、点眼液や涙液の層の厚さが変化しても観察・撮影位置をより正確に表示できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１と図２は、光路図を主とした角膜細胞撮影装置の概略平面図で、図１に本発明の場合を、図２に従来の場合を示す。図１において鎖線で示す部分が従来の装置（図２）には備わっていない新規な機構である。ただし、光路図を含む各光学系に関する機構は本発明の場合も従来の場合もほぼ同じである。従って、同じ機器については両者同じ図面符号を付すこととする。
図１、図２において、３は被検眼１の角膜面２に当接させ得るコーンレンズ、４はフォーカスレンズで、１つの鏡胴５に収容されており、フォーカスレンズ４を出た光線（被検物の像光線）は平行化されている。
そして、前記コーンレンズ３とともにフォーカスレンズ４とそれらを収容している鏡胴５とが１つのフローティング鏡胴６に収容され、対物レンズユニット７が構成されている。
なお、これらの機器はフローティング光学系Ｃに属するものである。
【００２５】
前記被検眼１から見てこのフローティング光学系Ｃの背後（図１、図２の右側）であって前記被検眼１の共役焦点面には、回転可能な１枚のスリット板８が配置されている。そして、前記フローティング光学系Ｃとこの１枚のスリット板８との間には、いわゆるアフォーカル光学系Ｄと呼ばれる平行光線領域が設けられ、その一方の光軸は照明光学系Ｅの光軸ｅとして、また、もう一方の光軸は観察・撮影光学系Ｆの光軸ｆとして利用される。
なお、１枚のスリット板８は、図１及び図２において図面符号20で示すモータにより、図５、図６の矢印方向に回転する。
【００２６】
前記スリット板８には、図６に示すように、多数のスリットが回転軸8cを中心とした同一円周上に等間隔で実質的に平行となるように配置されており、スリット板８の中心を通る線上における図５及び図６の左側に位置するスリットを照明光学系Ｅ側の光軸ｅに対応するスリット、すなわち、照明用のスリット8aとして、また、スリット板８の中心を通る線上において前記スリット8aと180 度隔てた図５及び図６の右側に位置するスリットを観察・撮影光学系Ｆの光軸ｆに対応するスリット、すなわち、観察・撮影用のスリット8bとして利用する。
【００２７】
そして、１枚のスリット板８の背後（図１、図２の右側）であって照明光学系Ｅ側の光軸ｅに対応する所（すなわち、前記照明用のスリット8aと対面する所）には、スリット板８に近い方から（図１の左側から）キセノン閃光管９、照明用リレーレンズ10、ランプ11が順に配置され、また、このスリット板８を挟んでそれらと向い合う位置、すなわち、図１のスリット板８より左側であってアフォーカル光学系Ｄの光軸ｅ上には、照明レンズ12が配置されている。
なお、この光軸ｅ上に位置するキセノン閃光管９、照明用リレーレンズ10、ランプ11ならびに照明レンズ12は照明光学系Ｅに属する機器である。
【００２８】
一方、１枚のスリット板８の背後（図１、図２の右側）であって観察・撮影光学系Ｆ側の光軸ｆに対応する所（すなわち、前記観察・撮影用のスリット8bと対面する所）には、スリット板８に近い方から（図１、図２の左側から）観察・撮影用リレーレンズ13、ＣＣＤテレビカメラ14が順に配置され、また、このスリット板８を挟んでそれらと向い合う位置、すなわち、図１、図２のスリット板８より左側であってアフォーカル光学系Ｄの光軸ｆ上には、観察・撮影レンズ15が配置されている。なお、この光軸ｆ上に位置する観察・撮影用リレーレンズ13ならびに観察・撮影レンズ15は、観察・撮影光学系Ｆに属する機器である。
【００２９】
この角膜細胞撮影装置は、被検眼１の角膜面２にフローティング光学系Ｃの一部であるコーンレンズ３を弱い力で当接させることによって用いることができる。
そして、照明光学系Ｅのランプ11により１枚のスリット板８上の照明用スリット8aに照明用光線を投射し、照明用リレーレンズ10、キセノン閃光管９を経て１枚のスリット板８のスリット8a部を照射する。背後から照射されたスリット8aは照明レンズ12、反射鏡16、17、18、19を順に経てアフォーカル光学系Ｄおよびフローティング光学系Ｃ内を通って、被検眼１の角膜層に投影結像させることができる。
【００３０】
被検眼１の角膜面２での鏡面反射光は、フローティング光学系Ｃおよびアフォーカル光学系Ｄ内を通り、さらに、観察・撮影光学系Ｆの観察・撮影レンズ15を経て１枚のスリット板８上に結像される。なお、スリット板８上には被検眼１以外からの反射光も戻ってきているが、上記結像位置（被検部と共役位置）に位置する観察・撮影用スリット8bにより、被検眼１からの鏡面反射光のみが切り取られ、それ以外の部分からの光はスリット板８により遮断される。
スリット8bにより切り取られた像は、観察・撮影用リレーレンズ13を経てＣＣＤテレビカメラ14の受光面に結像させることにより撮影することができる。その像をモニターに表示することもできる。また、肉眼で直接観察してもよい。
【００３１】
以上が本角膜細胞撮影装置の基本動作に関する説明であるが、本発明では、被検物に当接させ得るコーンレンズ３を交換したとき、その種類をコーンレンズ３の光学的特性から自動的に認識し得るように、また、角膜を観察・撮影する場合において、どの位置を基準とするかの基準点の設定を自動的に認識し得るようにしてある。
このような機能を有するものとするために、図１において一点鎖線で囲む部分を新しく付加し、図２に示す従来のものと全く異なる全体構成とした。すなわち、フォーカシング機構の近辺にフォーカスレンズ４の移動を検出するためのリミットスイッチ23が、また、フォーカスレンズ４を走査させながら前記観察・撮影光学系の光線を通じて観察・撮影される撮像画面が最も明るくなる所、すなわち、明るさのピークを検出したり、角膜を観察・撮影する場合において、どの位置を基準とするかの基準点の設定を自動的に認識し得るようにするためのコントラストのピークを検出する画像処理操作手段24が配置してある。
そして、本装置のメインスイッチである操作スイッチ25を入れたとき、図１におけるエンコーダとカウンタとコンピュータの制御部26とによりフォーカスレンズ４の位置を検出でき、また、図１における画像処理操作手段24とコンピュータの制御部26とにより所定の画像状態を検索でき、さらに、コーンレンズ３の種類の判別の際の判定を図１におけるコンピュータの制御部26を用いて実行できるようにしてある。換言すると、図１におけるエンコーダとカウンタとコンピュータの制御部26がフォーカスレンズ４の位置を検出する手段であり、図１における画像処理操作手段24とコンピュータの制御部26が所定の画像状態を検索する手段であり、図１におけるコンピュータの制御部26がコーンレンズ３の種類を判別する手段である。
【００３２】
本装置を用いて、交換したコーンレンズ３の種類を判別する動作について説明する。
コーンレンズ３を新しく取り付けた後、本装置のメインスイッチである操作スイッチ２５を入れる。このとき、本装置が初期設定したフォーカスレンズ４の位置関係を記憶していない場合には、まず、フォーカスレンズ４を所定位置（例えば、後側移動端）へ移動させる。この移動を前記リミットスイッチ23で検出する。
この位置が図４で『初期設定位置』と表示してある所であり、また、この動作を『初期位置設定』と呼ぶことができる。フォーカスレンズ４の位置を記憶している場合には、『初期位置設定』動作は不要である。
なお、フォーカスレンズ４は後側移動端の代わりに前側移動端へ移動するようにしても良いが、検出すべきコーンレンズ３の表面は後側移動端からの方が近いから、そちらへ移動させる方が有利である。
【００３３】
初期位置設定後、フォーカスレンズ４を先程とは逆方向に走査、すなわち、前進させる。そして、その間に撮像画面が最も明るくなる所を検索し、その位置でフォーカスレンズ４を停止させる。この動作を図４(c) に基いて説明すると、『初期設定位置』からフォーカスレンズ４を図の左側に移動させながら、撮像画面が最も明るくなる所、すなわち、明るさのピーク（図４(c) の曲線の頂点に当たる所）を検索する。この位置がコーンレンズ３の表面合焦位置であり、この位置をコンピュータで読み取る。
なお、この場合の判定は画像処理操作手段24とコンピュータの制御部26で実行できる。
【００３４】
初期設定位置からコーンレンズ３の表面合焦位置までのフォーカスレンズ４の移動量はエンコーダなどによりカウントされており、そのカウント数（位置情報と言うことができる）をコーンレンズ３の種類によって異なる特有の情報と照合する。すなわち、コーンレンズ３の表面合焦位置は交換するコーンレンズ３の種類により異なっており、その場合における後側移動端からコーンレンズ３の表面合焦位置までの距離をカウント数に置き換えた形で記憶させておくと、記憶されているこのカウント数とフォーカスレンズ４を初期設定位置から移動させたときにカウントされた数とをコンピュータの制御部26で比較・判定することによって、交換するコーンレンズの種類を自動的に判別することができる。
【００３５】
従来用いられている装置を用いた場合において、例えば、図３(a) においてL0で示すコーンレンズを図３(b) に示すようにコーンレンズL0' に交換しても、両図からも分かるように、フォーカスレンズ４はほぼ同じ位置で表面合焦するようになっている。図３(a) と図３(b) の場合における表面合焦位置は、撮像画面が最も明るくなる所、すなわち、明るさのピークである図４(a) と図４(b) の曲線の頂点に当たる所であり、両図から分かるように、両位置はほぼ一致している。従って、従来用いられている装置では、合焦位置でのコーンレンズL0とL0' とを判別することはできない。
【００３６】
これに対して、本装置を用いた場合において、例えば、図３(c) に示すようにコーンレンズＬに交換すると、コーンレンズ特性は同じでもコーンレンズ表面位置が後側にずれているから、フォーカスレンズ４は図３(c) の矢印で示すように同図よりも後でコーンレンズ表面に合焦する。この場合の表面合焦位置は、撮像画面が最も明るくなる所、すなわち、明るさのピークである図４(c) の曲線の頂点に当たる所であり、図４(a) と図４(b) に示す位置とは異なっている。従って、本装置では、合焦位置でのコーンレンズL0とＬとを判別できることになる。
【００３７】
コーンレンズ３の種類を判別した後においては、換算式を選択してフォーカシング機構に対して並列に設置されているカウンタを０にセットする。ここまでの手順は、本装置のメインスイッチである操作スイッチ２５を入れることによって、自動的に実行される。
ここまでの手順が実行されると、観察・撮影のための準備が完了する。従って、それ以降、検出されたコーンレンズ３の表面合焦位置を基準として角膜各層を観察・撮影できる。
なお、上述した『換算』とはエンコーダのカウント数を合焦位置の実移動量に換算することを言い、その場合の表示は換算後の数値、例えば、1/100mm のように表示される。
【００３８】
本装置においては、図６に示すように、スリット板８上の同一円周上に配置されている照明用のスリット8aと観察・撮影用のスリット8bとは異なる位置に、所定の画像状態（撮像画面が最も明るくなる所）を検索するための専用スリット8d，8dを多数設け、この専用スリット8d，8dを通じて所定の画像状態（撮像画面が最も明るくなる所）を検索することができるようにしてある。多数の専用スリット8d，8dは照明用のスリット8aと観察・撮影用のスリット8bが形成されている位置と同心状の外方に形成すると良い。
スリット板８上に専用スリット8d，8dが形成されていると、詳述したように、コーンレンズ３の表面合焦位置を検出する際、この専用スリット8d，8dを利用して所定の画像状態（撮像画面が最も明るくなる所）を検索することができるから、角膜像を撮影するために必要な明るさを保ったままで検出精度を高めることができ、その結果、角膜各層の観察・撮影をより正確に行うことができる。
スリット板８上の観察・撮影用のスリット8bは、その幅を狭くすればするほど検出精度が増し、逆に、その幅が狭くなると、角膜像を撮影するには明るさが不足するが、本装置のように、照明用のスリット8aと観察・撮影用のスリット8bとは異なる位置にある専用スリット8dを通じて、所定の画像状態（撮像画面が最も明るくなる所）を検索するようにすると、角膜像を撮影するために必要な明るさを保ったままで検出精度が増すことになる。
【００３９】
なお、角膜層の深さ方向の分離を良くし、スリットを走査することで分離の良い広視野の像を観察ないし撮影するためには、１枚のスリット板８上に形成されている照明用のスリット8aと観察・撮影用のスリット8bの幅を、例えば、スリット板８上で約0.1mm 以下、投影場所で約20μ以下程度と極めて狭く（細く）することが望ましい。このような照明用及び観察・撮影用のスリット幅に対し、所定の画像を検出するための専用スリット8dの幅はそれらよりもさらに狭く（細く）することが望ましい。
【００４０】
一方、交換した後のコーンレンズと点眼麻酔を施した被検眼の角膜表面との間に涙液や点眼液等の層が介在していて、厳密に言うと、コーンレンズ表面と角膜表面の位置とが一致しているとは言えない場合がある。このような場合にも、角膜各層の観察・撮影位置をより正確に表示できることが望ましい。
そこで、本装置では、交換した後のコーンレンズを角膜に接触させ、被検眼への位置決めを行った後、内皮像を自動的に認識できるようになっている。その手順について説明する。
被検眼へのコーンレンズの位置決め後内皮像検出ボタンを押すと、フォーカスレンズが前進し、上述した場合と同様にして所定の画像状態を検出することができる。そして、その撮像画面が検出されたときの撮像画面からの映像信号を画像処理操作手段24によって処理する。例えば、コントラストを検出したり、あるいは、空間周波数を検出するなどの手法で処理することができ、それによって角膜内皮像合焦を検出することができる。その瞬間、フォーカスレンズの前進を停止させる。
【００４１】
この検出動作が終了すると、それ以降、検出された角膜内皮像合焦位置を基準として角膜各層を観察・撮影できる。すなわち、合焦位置である角膜内皮を基準としてそこから観察・撮影した角膜各層までの深さを表示できる。
従って、交換した後のコーンレンズと点眼麻酔を施した被検眼の角膜表面との間に涙液や点眼液等の層が介在していて、厳密に言うと、コーンレンズ表面と角膜表面の位置とが一致しているとは言えない場合でも、角膜各層の観察・撮影位置をより正確に表示できることになる。特に、交換するコーンレンズの表面を基準として角膜各層を観察・撮影する場合に比べて、その精度が高くなる。
角膜内皮像合焦を検出したとき、カウンタを０にセットしてもよい。この場合には、コーンレンズ３の表面合焦位置を検索したときに実行されるカウンタの０セットの位置も記憶させ、復元可能としておくとよい。
【００４２】
本発明の特徴に関する部分の説明は以上の通りである。以下には、本角膜細胞撮影装置としての概要を説明する。すなわち、ここに示す角膜細胞撮影装置では、照明光学系Ｅ側の光軸ｅ上に４枚１組の反射鏡16〜19が備えられていて、それらによって照明用ならびに観察・撮影用のスリット8a，8bの投影像の移動方向を、図７に示すように調整できるようにしてある。
１枚のスリット板上における２つのスリットは、図７の矢印Ｂ方向から見ると、回転中心の方向（図７の〇印がその方向を表わす）、移動方向（図７の矢印がその方向を表わす）とも逆になるが、本装置の場合には、４枚１組の反射鏡16〜19によって照明用ならびに観察・撮影用のスリット8a，8bの投影像の回転中心の方向と移動方向とを投影位置においてぴったりと一致させることができる。
なお、「移動方向」とは１枚のスリット板８が回転し、観察・撮影用のスリット8bが円周方向に順次移動するのに伴い、それぞれの像が被検部１側に投影されて移動する方向のことである。
【００４３】
照明用ならびに観察・撮影用のスリット8a，8bを図示例の場合とは異なってスリット板８上の90度隔てた所に選定することもでき、その場合にも両スリット8a，8bによる投影像が投影位置において前記回転中心の方向および移動方向も含めてぴったりと一致するように反射鏡の数を選定する。
また、反射鏡16〜19による光路中に像回転プリズムを用いると、照明用スリット8a、観察・撮影用スリット8bの関係が180 度や90度の位置関係のみではなく、任意の位置関係で選定使用することもできる。このように、光路の折り曲げや、光路中の光学素子を選ぶことで、１枚のスリット板を用いた場合でも、このスリット板上に選択すべき２つのスリットの配置上の自由度が損なわれることがない。
【００４４】
本装置では、照明用のスリット8aと観察・撮影用のスリット8bとが１枚のスリット板８上に形成されているから、走査中においても、照明用に使用したスリットと観察・撮影用に使用したスリットの相互位置関係は変化することがないので、照明用ならびに観察・撮影用の２枚のスリット板を用いた場合に比べて両回転軸の個々の偏心・傾きと双方の偏心・傾き、ならびに、両回転軸の回転速度ムラなどに起因する組立調整の困難さを飛躍的に改善することができる。
【００４５】
また、本装置においては、スリット板８に対する照明レンズ12、観察・撮影用レンズ15の位置を調整し、あるいは、照明光学系Ｅ側の光軸ｅ上に配置されている４枚１組の反射鏡16〜19のうち反射鏡16、17の角度を調整することができるようにしてある。
この機構は、照明光学系Ｅの光軸ｅがスリット板８と交わる点とスリット板８の回転中心との距離と、観察・撮影光学系Ｆの光軸ｆがスリット板８と交わる点とスリット板８の回転中心との距離とを等しくし、かつ、投影側においてスリット板８上の照明用スリット8aによるスリット像と観察・撮影用スリット8bによるスリット像の位置と傾きを合致させ、さらに、１枚のスリット板８上に選択される２つのスリット8a，8bの相互位置関係の微妙な調整を可能ならしめるためのものである。
上記関係が正しくない場合には、スリット像の移動中心がずれ、その結果、１枚のスリット板８上に結像される照明側の像と観察・撮影側の像とが投影位置において一致しないという現象が生じる。
【００４６】
１枚のスリット板８上に照明用のスリット8aと観察・撮影用のスリット8bとがあるということは、上述したような利点があるものの、その相互位置関係の調整という点では、スリットを個別に移動させることができないので不自由となる。
しかし、この調整手段を配置することによって、１枚のスリット板８上に選択される２つのスリット8a，8bの相互位置関係の微妙な調整が可能となり、照明側の像と観察・撮影側の像とを投影位置においてぴったりと一致させることができ、その結果、広視野でよりコントラストの良い像を得ることができる。
【００４７】
以上説明した二種の調整手段は、それぞれの調整手段とスリット板８上のスリット8a，8bとの関係を変化させ、スリット像を被検部１側へ投影する位置や向きを変更するものである。
このとき、第一の調整手段（照明用ならびに観察・撮影用スリット8a，8bの投影像の移動方向を調整する手段）は、アフォーカル光学系Ｂ内にあるので、目的により光学素子を選んだり、光路の折り曲げを工夫するに際し、光路長を自由に選定できるので有利である。
また、第二の調整手段（照明用ならびに観察・撮影用のスリット8a，8bの光軸位置を調整する手段）は、この調整手段のスリットとは反対側の部分がアフォーカル光学系Ｂに対面しているので、第二の調整手段を調整するに際して第二の調整手段とそのスリットの関係のみに注意すれば良く、反対側のレンズとの関係も変化する他の光学系の場合に比べてその度合いが少なく、有利である。
【００４８】
なお、本装置においては、前記アフォーカル光学系Ｄ内であって反射鏡16と照明レンズ12との間、および、反射鏡19と観察・撮影レンズ15との間に、使用波長選択フィルタ21、22が着脱自在に配置されている。
両フィルタ21、22が上述した位置に配置されていると、照明光や撮影光の波長を自由に選択でき、同一部位でも異なった波長による像を得ることができる。そして、このフィルタはアフォーカル光学系Ｄ内に配置されているから、各フィルタ21、22を着脱しても光路長は変化せず、像のフォーカス状態に変化がない。
【００４９】
実施例では、角膜観察・撮影をする方法として、１枚の回転可能なスリット板上のスリットを用いた（いわゆるスキャニング・スリット方式）例を説明した。これは角膜の厚み方向をより詳細に分離し、角膜表皮や角膜実質の各層を観察できるようにしながら、かつ広い視野が得られるようにするためである。
単に角膜内皮のみの観察等のときには、角膜の厚さ方向の分離がより粗くても良いから、スリットは固定で、もっと幅を広くできるので、スリットを走査しなくても充分な視野が得られる。従って、回転可能なスリット板は不要である。
本発明における撮影光学系の光学的特性自動認識装置は、前者のような観察のときに最も有効であるが、後者の場合にも、例えば角膜の厚さを測る場合等に有効に使用できることは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の方法を用いた場合には、交換するコーンレンズの種類を自動的に、しかも、容易かつ正確に、特に、交換したコーンレンズの表面を基準としてその種類を自動的に、しかも、容易かつ正確に判別できるので、コーンレンズ交換後の設定忘れがなく、換算式の切り替えを間違うこともない。また、被検物に当接させ得るコーンレンズと、前記被検物の像光線を平行化するフォーカスレンズと、このフォーカスレンズを光軸方向に移動可能ならしめ得るフォーカシング機構とを備えたフローティング光学系を利用して、交換するコーンレンズの種類を判別できるのみならず、対物レンズ交換の際に一般的に用いられているインターフェースを使用し難いフローティング部を介しての信号の授受をフローティング光学系により行い得るという特長がある。
【００５１】
請求項２記載の方法を用いた場合には、交換した後のコーンレンズを角膜に接触させ、検出された角膜内皮像合焦位置を基準として角膜各層を観察・撮影できるので、両者間に涙液や点眼液等の層が介在していても、前記観察・撮影をより正確に行うことができる。特に、交換するコーンレンズの表面を基準として角膜各層を観察・撮影する場合に比べてその精度が高くなり、点眼液や涙液の層の厚さが変化しても観察・撮影位置をより正確に表示できる。
【００５２】
請求項３記載の装置を用いた場合には、コーンレンズを交換したとき、その種類を自動的に、しかも、容易かつ正確に判別することができるので、判別のためのコーンレンズの基準点設定変更や倍率切替を忘れることがなく、その結果、角膜細胞の観察・撮影をより正確に行うことができる。また、対物レンズ交換の際に一般的に用いられているインターフェースを使用し難いフローティング部を介しての信号の授受をフローティング光学系により行い得るという特長がある。
【００５３】
請求項４記載の装置を用いた場合には、専用スリットを利用して所定の画像状態を検索することができるので、角膜像を撮影するために必要な明るさを保ったままで検出精度を高めることができ、その結果、角膜細胞の観察・撮影をより正確に行うことができる。
【００５４】
請求項５記載の装置を用いた場合には、交換するコーンレンズを角膜に接触させ、検出された角膜内皮像合焦位置を基準として角膜各層を観察・撮影できるので、両者間に涙液や点眼液等の層が介在していても、前記観察・撮影をより正確に行うことができる。特に、交換するコーンレンズの表面を基準として角膜各層を観察・撮影する場合に比べてその精度が高くなり、点眼液や涙液の層の厚さが変化しても観察・撮影位置をより正確に表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の角膜細胞撮影装置の一例を示す概略平面図である。
【図２】従来の角膜細胞撮影装置の一例を示す概略平面図である。
【図３】コーンレンズを交換したとき、合焦位置でコーンレンズを判別し得るか否かの原理を説明するための概略図で、図３(a) と図３(b) は従来の場合を、図３(c) は本発明の場合を示す。
【図４】コーンレンズを交換したとき、合焦位置でコーンレンズを判別し得るか否かの原理を説明するための概略図で、図４の(a),(b),(c) は図３の(a),(b),(c) にそれぞれ対応させた場合の合焦位置を示す。
【図５】図１、図２のＡ方向から見た場合の概略図である。
【図６】スリット板の拡大詳細図である。
【図７】照明用のスリットならびに観察・撮影用のスリットによる投影像の回転中心の方向と移動方向が反射鏡、照明レンズ、観察・撮影レンズにより調整される様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…被検眼、２…眼球面、８…スリット板、8a…照明用のスリット、8b…観察・撮影用のスリット、8d…専用スリット、９…キセノン閃光管、11…ランプ、12…照明レンズ、14…  ＣＣＤテレビカメラ、15…観察・撮影レンズ、16〜19…反射鏡、21，22…フィルタ、23…リミットスイッチ、24…画像処理操作手段、25…操作スイッチ、26…制御部、Ｃ…フローティング光学系、Ｄ…アフォーカル光学系、Ｅ…照明光学系、ｅ…光軸、Ｆ…観察・撮影光学系、ｆ…光軸。
【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】
0004558171.tif 000006
【図６】
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【図７】
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