(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼前眼部にスリット光を投影するスリット投影光学系と、スリット投影光軸に対して傾斜した撮影光軸を持ちスリット投影断面を撮像素子により撮影する前眼部撮影光学系と、被検眼に注視させる固視標を持ち該固視標を異なる呈示距離にて呈示する固視標呈示手段と、該固視標呈示手段により少なくとも２つの異なる呈示距離にて固視標を呈示して得られた各前眼部断面撮影像における前眼部形状の対比情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする前眼部撮影装置。
【請求項２】
請求項１の前眼部断面撮影装置において、前記表示手段は少なくとも２つの異なる呈示距離にて固視標を呈示して撮影した各前眼部断面撮影像を同一画面に並べて表示する手段であることを特徴とする前眼部撮影装置。
【請求項３】
請求項１の前眼部断面撮影装置において、異なる呈示距離にて固視標を呈示して得られた各前眼部断面撮影像について、水晶体厚を含む前眼部形状の寸法を解析する解析手段を備え、前記表示手段は前記解析手段の解析結果を表示する手段であることことを特徴とする前眼部撮影装置。
【請求項４】
請求項３の前眼部撮影装置において、前記前眼部撮影光学系による撮影像の縦横比の歪みを補正する第１補正手段と、該第1補正手段により補正された撮影像に対してさらに前眼部透光体による歪みの影響を光線追跡法により補正する第２補正手段とを備え、前記解析手段は第２補正手段による前眼部透光体の組織位置から水晶体厚を含む前眼部形状の寸法を解析することを特徴とする前眼部撮影装置。
【請求項５】
請求項１又は４の何れかの前眼部撮影光学系は、シャインプルークの原理に基づいて配置された撮影レンズと撮像素子とを持つ撮影光学系であることを特徴とする前眼部撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼にスリット光を投影し被検眼前眼部の断面を撮影する前眼部断面撮影装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
被検眼にスリット光を投影し、スリット光の光軸に対して傾斜した光軸を有する撮影光学系により被検眼前眼部の断面画像を得る撮影装置が知られている。撮影された断面画像を観察・解析することにより、水晶体厚、前房深度等の前眼部形状の状態を知ることができる。
【０００３】
ところで、物体の明視化には前眼部形状（特に水晶体、前房深度）の変化が作用している。明視は眼の屈折力を変化させて網膜像を明瞭することであり、物体が近くにある場合、水晶体が厚くなり、前房深度が浅くなることが一般的に知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来装置では被検眼に呈示する固視標の呈示距離が1つに固定的であったので、被検眼が屈折力を変化させたときの焦点位置の違いによる前眼部形状の変化を評価することはできなかった。
【０００５】
本発明は上記従来装置の欠点に鑑み、被検眼が屈折力を変化させたときの前眼部形状の変化を的確に評価できる前眼部断面撮影装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００７】
（１）  被検眼前眼部にスリット光を投影するスリット投影光学系と、スリット投影光軸に対して傾斜した撮影光軸を持ちスリット投影断面を撮像素子により撮影する前眼部撮影光学系と、被検眼に注視させる固視標を持ち該固視標を異なる呈示距離にて呈示する固視標呈示手段と、該固視標呈示手段により少なくとも２つの異なる呈示距離にて固視標を呈示して得られた各前眼部断面撮影像における前眼部形状の対比情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）の前眼部断面撮影装置において、前記表示手段は少なくとも２つの異なる呈示距離にて固視標を呈示して撮影した各前眼部断面撮影像を同一画面に並べて表示する手段であることを特徴とする。
（３）  （１）の前眼部断面撮影装置において、異なる呈示距離にて固視標を呈示して得られた各前眼部断面撮影像について、水晶体厚を含む前眼部形状の寸法を解析する解析手段を備え、前記表示手段は前記解析手段の解析結果を表示する手段であることことを特徴とする。
【０００８】
（４）  （３）の前眼部撮影装置において、前記前眼部撮影光学系による撮影像の縦横比の歪みを補正する第１補正手段と、該第1補正手段により補正された撮影像に対してさらに前眼部透光体による歪みの影響を光線追跡法により補正する第２補正手段とを備え、前記解析手段は第２補正手段による前眼部透光体の組織位置から水晶体厚を含む前眼部形状の寸法を解析することを特徴とする。
（５）  （１）又は（４）の何れかの前眼部撮影光学系は、シャインプルークの原理に基づいて配置された撮影レンズと撮像素子とを持つ撮影光学系であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る装置の光学系を示す図である。
【００１０】
＜スリット投影光学系＞  １は反射鏡、２は撮影用のフラッシュランプ、３はコンデンサレンズ、４はスリット開口絞り、５は投光レンズ、６はスリット投影光学系の光軸Ｌ１上に斜設されたダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラー６は可視光の大部分を透過し、赤外光の一部を反射する特性を持つ。
【００１１】
フラッシュランプ２を発した光束はコンデンサレンズ３によって集光してスリット開口絞り４を照明する。スリット開口絞り４により細いスリット状に制限された光束は、投光レンズ５、ダイクロイックミラー６を透過しスリット開口絞り４のスリット像を投影する。これにより、被検眼前眼部の透光体（角膜、前房、水晶体等）は、可視域の白色光源で光切断された形で照明される。
【００１２】
＜スリット断面撮影光学系＞  Ｌ２はスリット断面撮影光学系の撮影光軸を示す。７は撮影レンズ、８は像の歪みを補正するためのアナモフィックレンズ、９はＣＣＤカメラである。スリット断面撮影光学系の光軸Ｌ２は、スリット投影光学系の光軸Ｌ１に対して４５度の傾き角度を持って配置されている。撮影レンズ７はシャインプルークの原理を満たすように光軸Ｌ２に対して傾いて配置されている。すなわち、スリット照明光による被検眼前眼部の光断面の延長とＣＣＤカメラ９の撮像面９ａの延長との交線が、撮影レンズ７の主平面の延長線で交わるように配置されている。この光学配置により、ＣＣＤカメラ９の撮像面９ａ上に形成される断面像は、その断面像の略全体で合焦する焦点深度を持つようにすることができる。
【００１３】
なお、シャインプルークの原理を満たすように撮影レンズ７及びカメラ９を配置したのみでは、その撮影像の縦横比が１対１にならず、像全体が歪む。これを補正するために、本実施例では撮影レンズ７とカメラ９との間にアナモフィックレンズ８を配置し、シャインプルークの原理に基づく撮影倍率影響を補正するようにしている。また、像の歪みは周知の数式で表すことができるので、アナモフィックレンズ８を使用せずに、像の歪みの全てを画像処理過程で補正することも可能である。
【００１４】
＜固視標呈示光学系＞  １１ａ，１１ｂは遠方視用の固視標を呈示するための左眼用固視光源及び右眼用固視光源であり、緑色光を発する。１３は遠方視用の視標板である。本実施例では、被検眼の注視距離を−２Ｄ（diopter）の距離とする位置に視標板１３が配置されている。また、平均的な眼球では、眼軸は撮影光軸に対し、外側へ約４°、下方へ約１°ずれている。被検眼の眼軸を撮影光軸と一致させ、そこで撮影画像を解析しやすくするために、左眼用固視光源１１ａ及び右眼用固視光源１１ｂを設けると共に、これに対応して視標板１３には２個のピンホールが設けられている。
【００１５】
１２ａ，１２ｂは近方視用の固視標を呈示するための左眼用固視光源及び右眼用固視光源であり、遠方視の固視標の色と区別し易いように赤色光を発するものを使用している。１４はその近方視用の視標板であり、被検眼の注視距離を−５Ｄの距離とする位置に配置されている。また、視標板１３と同じく、被検眼の眼軸を撮影光軸と一致させて撮影できるように、視標板１４には２つのピンホールが設けられている。
【００１６】
１５はハーフミラー、１７は可視光を反射し近赤外光を透過するダイクロイックミラー、１８は投影レンズ、２０はビームスプリッタである。各光源１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを個別に点灯することにより視標板１３又は１４が照明される。視標板１３又は１４からの光束は、ハーフミラー１５、ダイクロイックミラー１７、投影レンズ１８、ビームスプリッタ２０、ダイクロイックミラー６を経て被検眼に投影される。
【００１７】
＜アライメント光学系＞  １０は被検眼の正面（視軸方向）からアライメント光を照射するためのアライメント用の近赤外光源であり、１６はターゲット板である。１７はダイクロイックミラー、１８は投影レンズである。光源１０から発した光は、ターゲット板１６を照明する。ターゲット板１６を出射したアライメント光はダイクロイックミラー１７を通過し、投影レンズ１８により平行光束にされた後、ビームスプリッタ２０で反射する。その後、アライメント光はダイクロイックミラー６により反射され光軸Ｌ１に沿って被検眼Ｅに向かい、角膜の表面反射により角膜頂点から角膜曲率半径の半分の距離だけ眼内側の位置にターゲット板１６の像を形成する。
【００１８】
＜アライメント観察光学系＞  ２１は撮像レンズ、２３は赤外域に感度を有する正面観察用のＣＣＤカメラである。アライメント光学系により投影されたアライメント光源１０の角膜反射光は、ダイクロイックミラー６で反射した後、ビームスプリッタ２０、撮像レンズ２１を介してＣＣＤカメラ２３で撮像される。また、図示なき前眼部照明光源により照明された被検眼Ｅの前眼部像も同じ光路を経てＣＣＤカメラ２３により撮像される。
【００１９】
図２は本装置の電気系の構成を説明する図である。
＜前眼部断面撮影部＞  １００は上述の光学系が配置される前眼部断面撮影部である。ＣＣＤカメラ９からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路５０によりデジタル化され、タイミングジェネレータ５１の信号に同期してフレームメモリ５２に取り込まれる。フレームメモリ５２に取り込まれた画像の信号はＤ／Ａ変換回路５３を介してビデオ信号に変換された後、画像切換回路５４に送られる。画像切換回路５４は制御部６０の指令信号を受け、ディスプレイ５５の表示画像をＣＣＤカメラ２３からの撮影画像とＣＣＤカメラ９からの撮影画像とを切換える。５６は画像合成回路であり、表示回路５７により生成される各種の情報表示とＣＣＤカメラ２３、９からの画像とを合成してディスプレイ５５に表示する
フレームメモリ５２にフリーズ記憶された前眼部断面画像は、画像転送スイッチ６３に入力によりインターフェイス回路６４を介して画像解析部２００に転送される。
【００２０】
＜画像解析部＞  ２０１は前眼部断面撮影部１００から入力された断面画像データに画像処理を施して解析するコンピュータ部であり、画像データを記憶保持するメモリや画像解析のための解析プログラムを有する。コンピュータ部２０１には、操作指示の入力を行うキーボード２０２、マウス２０３が接続されている。２０４は前眼部断面撮影部１００から入力された断面画像や解析結果を表示するカラーディスプレイであり、２０５はビデオプリンタである。コンピュータ部２０１はディスプレイ２０４の表示、ビデオプリンタ２０５への出力を制御する。
【００２１】
以上のような構成の装置において、その動作を説明する。被検眼には近方用の固視標と遠方用の固視標を切換えて固視させ、それぞれの固視状態で前眼部断面像を撮影する。ここでは、被検眼の左眼について撮影する場合を説明する。
【００２２】
撮影に際しては、左右眼切替スイッチ６１により左眼撮影用に切替え、スイッチ６６により近方用固視標を選択する。スイッチ６１及びスイッチ６６の信号により、制御部６０は固視光源１２ａを点灯させて近方視用の視標板１４を投影するので、被検眼にはこれを固視させる。
【００２３】
また、アライメント用光源１０を点灯すると、その光束はターゲット板１６を通過し、レンズ１８によって平行にされ、被検眼に投影される。この光束の角膜表面での反射像はレンズ２４、２１によってＣＣＤカメラ２３によって撮影される。また、被検眼の正面前眼部像もカメラ２３により撮影され、ディスプレイ５５に表示される。検者はディスプレイ５５に表示された角膜反射像を観察しながら、ディスプレイ５５上に電気的又は光学的に形成されたレチクルと所定の関係になるように、光学系を備える撮影部本体を左右、上下に移動してアライメントを行う。光軸方向のアライメントは撮影部本体を前後方向に移動させ、角膜反射像が最も小さくクリアな像になるように合わせる。
【００２４】
以上の操作によりアライメントを完了させたら、撮影スイッチ６２を押して撮影用フラッシュランプ２を点灯すると、スリット光により光切断された前眼部断面像がＣＣＤカメラ９により撮影される。撮影像はフレームメモリ５２に記憶されると共に、ディスプレイ５５の表示画像が観察画像から切換えられて撮影像が表示される。フレームメモリ５２に記憶された前眼部断面画像は画像転送スイッチ６３によって画像解析部２００へ転送される。
【００２５】
続いて、検者はスイッチ６６により遠方視用固視標を選択して固視光源１１ａを点灯させ、被検眼にはこれを固視させる。近方視用の撮影と同じ手順で前眼部断面画像を撮影し、その画像を画像解析部２００へ転送する。
【００２６】
次に、撮影画像の解析について説明する。コンピュータ部２０１に記憶されている近方視及び遠方視の断面撮影画像から一つを選択して、ディスプレイ２０４に選択した断面画像を表示させる。
【００２７】
図３に撮影断面画像を示す。この断面画像から角膜前面曲率半径、角膜厚、前房深度、水晶体厚等の前眼部形状を計測するための測定軸Ｍを決定する。マウス２０３の操作により角膜前面に沿った３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）をとると、コンピュータ部２０１は角膜前面を円近似させ、その曲率中心を通る測定軸Ｍが引かれる。次に、各部の厚みや深度を得るために、測定軸Ｍ上での角膜後面の交点Ｐ４、水晶体前面の交点Ｐ５、水晶体後面の交点Ｐ６をマウス２０３で順次指定する。なお、角膜前面の点Ｐ１〜Ｐ３、測定軸Ｍ及び交点Ｐ４〜Ｐ６は、撮影画像の各層の濃度値（輝度値）を基にコンピュータ部２０１が自動的に検出して決定するようにしても良い。こうして測定点を指定した後に解析を実行すると、角膜前面曲率半径、前房深度、水晶体厚の値が計測される。これを撮影した近方視断面画像及び遠方視断面画像のそれぞれについて行う。
【００２８】
なお、本実施例での撮影画像はアナモフィックレンズ８を配置することにより、シャインプルークの原理に基づく撮影倍率影響が補正された像である。しかし、前眼部断面像は撮影光学系を通るだけでなく、一部は眼球内部（前眼部透光体）を通過しており、眼球内部での屈折による歪みを受けるため、屈折後の見かけの像である。したがって、眼球内部の形状（位置、厚み）を得るためには、この途中の前眼部透光体の影響をも補正する必要がある。この補正方法としては光線追跡法（例えば、Federの公式）を使用でき、角膜前面からの各部位までの見かけの距離、各部位の屈折率を与えてやることにより、実際の角膜厚、前房深度、水晶体厚を得ることできる。角膜前面曲率半径は撮影画像から得られる。
【００２９】
図４は解析結果の表示例である。画面左半分には遠方視の断面撮影画像３１０が、画面右半分には近方視の断面撮影画像３２０が同一画面に並べて表示されている。各画像はそれぞれ測定軸Ｍで半分に分割されたものとなっている。両画像の画面上での位置は、測定軸Ｍ上における水晶体前面を基準にして重ね合わせられている。このような表示により、遠方視と近方視での前眼部形状の違いを視覚的に対比し易くなっている。この図を見ると、遠方視時より近方視時の方が前房深度が浅く、水晶体が厚いことが分かる。なお、画面上の点線で示すライン３１１，３１２，３１３，３２１，３２２，３２３は、それぞれ実際の角膜前面位置、水晶体前面位置、水晶体後面位置を示す。
【００３０】
また、遠方視と近方視の画像に対応させて角膜前面曲率半径、角膜厚、前房深度及び水晶体厚の解析結果が数値で表示されており、これにより遠方視と近方視とで変化する前眼部形状の違いを定量的に評価することができる。さらに前眼部形状としては、水晶体前面の曲率半径もそれぞれ求められるので、その結果も合わせて表示すると良い。
【００３１】
以上の実施例では遠方視用固視標を−２Ｄ、近方視用固視標を−５Ｄに設定したが、被検眼が持つ屈折力に応じて各固視標の呈示距離を変えられるようにしても良い。その場合には、視標板１４を用いてこれを光軸方向に移動する。または、視標板１４とダイクロイックミラー１７との間にレンズを入れ、このレンズを光軸方向に移動させて固視標の呈示距離を連続的に可変とする。また、固視標の呈示距離は2段階より多く変化させても良い。
【００３２】
また、以上の実施例におけるスリット断面撮影光学系は、シャインプルークの原理を満たす光学系で説明したが、遠方視と近方視との違いで対比する部分（水晶体や前房深度など）の前眼部像が撮影できれば良いので、単にフォトスリット撮影の光学系であっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被検眼が屈折力を変化させたときの焦点位置の違いにより変化する前眼部形状を的確に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の光学系概略図を示す。
【図２】本装置の電気系の構成を説明する図である。
【図３】撮影断面画像に対する測定軸の決定を説明する図である。
【図４】解析結果の表示例を示す図である。
【符号の説明】
４  スリット開口絞り
７  撮影レンズ
８  アナモフィックレンズ
９  ＣＣＤカメラ
１１ａ、１１ｂ  遠方視撮影用固視光源
１２ａ、１２ｂ  近方視撮影用固視光源
１３  視標板
１４  視標板
１８  投影レンズ
１００  前眼部断面撮影部
２００  画像解析部
２０１  コンピュータ部
２０４  カラーディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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