(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の眼に対して眼科用機器の位置合わせを行うための位置合わせシステムであって、測定軸と、前記患者が見るための前記測定軸に沿って可視視線固定目標画像を投影するための手段と、それに沿って操作者が前記眼を直視する光軸と、前記眼に対する前記眼科用機器の位置合わせ状態に関する信号情報を提供するための光電子位置検出手段と、を備える位置合わせシステムにおいて、
前記信号情報に基づいて、前記眼に対する前記眼科用機器の位置合わせを行う際に、前記操作者を案内するために、前記光電子位置検出手段に接続されるディスプレイをさらに具えるようにしたことを特徴とする位置合わせシステム。
【請求項２】
前記眼科用機器は、前記測定軸に沿って前記眼に向かって流体パルスを誘導するために前記測定軸と軸方向に一致する流体通路を有する流体排出管を備える非接触式眼圧計であり、前記視線固定目標画像が前記流体排出管の前記流体通路を経て投影される請求項１に記載の位置合わせシステム。
【請求項３】
前記操作者が前記眼を直視する際に補助するために、前記視線固定目標画像が前記眼を照らすための明るい領域によって包囲される請求項１に記載の位置合わせシステム。
【請求項４】
前記光軸に沿って前記操作者に前記ディスプレイの画像を投影するための手段をさらに備え、それによって前記ディスプレイの画像が前記眼の直接見る実像と重ね合わされる請求項１に記載の位置合わせシステム。
【請求項５】
前記光電子位置検出手段が、第１の照射軸に沿って光の第１のビームを用いて前記眼を照らすための第１の光源と、前記第１の照射軸とは異なる第２の照射軸に沿って光の第２のビームを用いて前記眼を照らすための第２の光源と、前記第１の光源の画像を受光するための第１の光検出領域を規定する第１の４分極セル検出器と、前記第２の光源の画像を受光するための第２の光検出領域を規定する第２の４分極セル検出器と、を備える請求項１に記載の位置合わせシステム。
【請求項６】
操作者が患者の眼の変数を測定することを可能にするための眼科用機器であって、前記眼の角膜の極に直交する位置合わせ用の測定軸と、前記患者が見るための前記測定軸に沿って可視視線固定目標画像を投影するための手段と、前記操作者が前記眼を直視する光軸と、前記眼に対する前記眼科用機器の位置合わせ状態に関する信号情報を提供するための光電子位置検出手段を有する眼科用機器において、
前記信号情報に基づいて、前記眼に対する前記眼科用機器の位置合わせを行う際に、前記操作者を案内するために、前記光電子位置検出手段に接続されるディスプレイをさらに具えるようにしたことを特徴とする眼科用機器。
【請求項７】
前記眼科用機器は、前記測定軸に沿って前記眼に向かって流体パルスを誘導するために、前記測定軸と軸方向に一致する流体通路を有する流体排出管を備える非接触式眼圧計であり、前記流体排出管の前記流体通路を経て前記視線固定目標画像が投影される請求項６に記載の眼科用機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、操作者が患者の眼に対して眼科用機器の位置合わせを行うことができるようにするための位置合わせシステムに関し、さらに詳細には、手持ち式眼科用機器で用いるために適しており、操作者に位置合わせ補助具として患者の眼の直視をもたらす位置合わせシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
患者の眼に対して眼科用機器の位置合わせを行う際に、操作者によって用いられる位置合わせシステムは、さまざまに異なっている。たとえば、非接触式眼圧計などの位置合わせが測定の精度にとって重要である機器において、患者の凝視を誘導するための機器の測定軸に沿って可視視線固定目標画像を投影するための手段を設けることと、眼に対する機器の位置を検知することができる光電子位置検出システムをさらに設けることが一般的である。眼科用機器が眼に流体パルスを誘導するための排出管を有する非接触式眼圧計である場合には、Ｘ−Ｙの位置合わせは、角膜頂と交差するように排出管の軸の位置合わせを行うことによって通常は行われ、Ｚの位置合わせは、角膜頂から所定の距離に排出管の流体出口端を配置することによって行われる。
【０００３】
Ｌａｖａｌｌｅｅらによる特許文献（特許文献１参照）は、対物レンズによって位置合わせ軸に沿って目標の画像を対物レンズの像平面に投影する目標投影システムを有する非接触式眼圧計について記載している。したがって、対物レンズの像平面は、患者の角膜の曲率中心と一致する場合には、角膜に映る目標の虚像または鏡像は、位置合わせ軸上のサークルレチクルの面における対物レンズおよび望遠鏡レンズによって再画像化される。眼に向かって位置合わせ軸に沿って接眼レンズを覗き込んでいる操作者は、サークルレチクル上に重ね合わされた再帰反射された目標画像を見ることができ、レチクルのマーキングに対して目標画像を中心に置くことによって、機器を側方向および垂直方向（Ｘ−Ｙ位置合わせ）に位置合わせを行うことができる。このシステムによれば、観察される角膜面は、角膜面全体の所望の小さな部分に限定されている。同特許（特許文献１参照）はまた、ピンホールアパーチャの背後に位置する位置合わせ検出器と連動する赤外線ＬＥＤを含む受動的「続行／停止」位置合わせ確認システムであり、それによって検出器が位置合わせの際にトリガー信号を発生するシステムについて述べている。
【０００４】
眼に対して眼科用機器を位置決めするために用いられるさらに高機能の光電子位置合わせシステムが、Ｌｕｃｅらによる特許（特許文献２参照）に教示されている。このシステムおよび先行技術の他のシステムによれば、三角測量が、機器に対する眼の３次元位置を測定するために用いられる。一例として、前述の米国特許（特許文献２参照）は、眼の両側に配置された２つの光源が発散光線を用いて眼を照らし、それぞれが光を感知する画素の２次元配列を含む１組のＣＣＤエリア検出器が関連するピンホールアパーチャの背後に配置され、対応する一方の光源から発する小さな反射光線束を受光するシステムを開示している。光がＣＣＤアレイに当たる局所的なｘ−ｙ位置は、ピーク応答信号を記録する画素を識別することによって決定される。光が各ＣＣＤアレイに当たる局所的なｘ−ｙ位置およびシステム構成要素の所定の幾何的配置構成を記載する仕様は、マイクロプロセッサへの入力として提供され、次に、位置合わせを実行するために必要な全体的なＸ、Ｙ、Ｚ方向における移動量を算出する。ビデオ画像検出器も、ＣＲＴディスプレイに眼のマクロ画像を供給するために設けられ、ビデオディスプレイ画像上に位置合わせ用の照明スポット記号を提供するために、位置合わせ用ＣＣＤ電子機器からの出力がＣＲＴディスプレイ電子機器に連結される。
【０００５】
既知の位置合わせシステムは、位置合わせのために位置合わせ軸または主光軸に沿って眼の直視を操作者に提供することはない。実際に、多くの先行技術のシステムは、位置合わせを行うための機器を移動させるために、眼のビデオ画像を生成して表示し、表示されたビデオ画像に位置合わせ印を重ね合わせることに依存している。この対処法は、機器のサイズ、重量および費用を増大させる計装が必要となる。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第３，７５６，０７３号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，８８１，８０７号明細書
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、機器の光軸に沿って操作者が患者の眼を直接見ることができる眼科用機器のための位置合わせシステムを提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、光軸に沿って患者に視線固定目標を同時に表示し、機器の光軸に沿って操作者が患者の眼を直接見ることができる眼科用機器のための位置合わせシステムを提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、操作者の視野における眼の直接見る実像と重ね合わせられる指示用表示画像を含む眼科用機器のための位置合わせシステムを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、比較的廉価で製作される眼科用機器のための位置合わせシステムを提供することにある。
【００１０】
これらおよび他の目的の促進のために、患者の角膜頂との位置合わせがなされる中心光軸を有する眼科用機器は、一般的な位置合わせのために操作者が患者の眼を直視することができるようにするための光軸に沿った接眼レンズと、同一の光軸に沿って患者にとって明るい背景によって包囲されるくらい視線固定目標を表示するための手段と、を備え、この明るい背景は操作者が見るために眼を照らすのに役立っている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
好ましい実施形態による位置合わせシステムは、患者の眼に対する機器のＸ−Ｙ−Ｚ位置合わせ状態を決定するための無限焦点位置検出システムをさらに備えている。この位置検出システムは機器の中心光軸の両側に第１および第２の光源を備え、第１および第２の光源は、角膜によって光が反射された後、関連する光源からの光を受光するために配置された第１および第２の光感知領域検出器に対応している。検出器は、その上に形成される照射スポットの局所的なｘ−ｙ位置を表す信号情報を提供する。好ましい実施形態において、第１および第２の検出器は４つの４分儀を有する４分極セル検出器であり、照射スポットサイズはほぼ１つの４分儀のサイズであり、４分儀によって生成される４つの信号レベルに基づいて、ｘ−ｙ位置を決定することができる。各光源の後および各検出器の前のコレクタレンズは、光ビームが目を照らす場合および光ビームが検出器に達する場合の収束発散力を最小限に抑える。
【００１２】
次に、各検出器からの局所的なｘ−ｙデータは、眼に対する機器のＸ−Ｙ−Ｚの全体的な位置合わせ状態を求めるための機器較正中に決定される一連の格納される幾何学的な関係に対する入力として提供される。幾何学的な関係は、Ｘ、Ｙ、Ｚに関する多重回帰式であり、各式の回帰係数は、較正中に複数の既知のＸ−Ｙ−Ｚ位置に配置される人工眼に関して検出器から局所的なｘ−ｙデータを読み出すことによって決定される。回帰係数は、構成中に格納され、操作者が患者の眼に対して機器を配置する際に、検出器からの局所的なｘ−ｙデータに基づいて迅速にＸ、Ｙ、Ｚ座標を算出するために、正常な機器動作中に用いられる。
【００１３】
「ヘッドアップ」ディスプレイが、位置合わせを行うために、Ｘ−Ｙ−Ｚ位置データを受信し、機器を移動させるための指示用の印を操作者に提供するために接続されることが好ましい。現在の実施形態において、ヘッドアップディスプレイは、所望のＸ−Ｙ移動方向を示すために選択的に照射される発光ダイオードの極アレイと、所望のＺ移動方向を示すために選択的に照射される発光ダイオードの直線アレイと、を備えている。ヘッドアップディスプレイの画像は、ビームスプリッタの利用によって機器の光軸に沿って操作者に提供され、光軸に沿って透過もされる患者の眼のマクロ画像を提供することができる。そのため、Ｘ−Ｙ極アレイは、眼の直接見るマクロ画像を中心にして周囲に配置される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
今度は、本発明の性質および実施例について、添付の図面と共に本発明の以下の詳細な説明にさらに詳しく説明される。
【００１５】
図１において、本発明の位置合わせシステムを組み込んだ眼科用機器が概略的に示されており、参照符号１０によって識別される。機器１０は、眼圧を測定するために、患者の角膜の観察可能な変形を生じさせるために、流体排出管１２を通じて流体パルスを送出するために使用可能な非接触式眼圧計であるとして示されている。しかし、眼に対する機器のＸ−ＹまたはＸ−Ｙ−Ｚ位置合わせ状態を確認することが必要である場合には、他のタイプの眼科用機器に本発明を実装することも可能である。
【００１６】
機器１０は、それに沿って排出管１２が配置される光軸１４と、以下に示すような機器のさまざまな光学要素および光電子要素を取り付けるための機器の前方部分の付近に視線固定されるノーズピース１６と、光軸１４に沿って患者に可視視線固定目標を提供するためにビームスプリッタ２０と連動する視線固定目標投影システム１８と、操作者Oが光軸１４に沿って機器による患者の眼Ｅを見ることを可能にするための接眼レンズ２２およびマクロレンズ２３と、ヘッドアップディスプレイ２４と、光軸１４に沿って操作者にヘッドアップディスプレイの画像を提供するためにビームスプリッタ２８と連動するミラー２６と、を備えている。操作者が拡大されていない状態の眼を見ることができるようにするために、マクロレンズ２３は平板−平板レンズであることが好ましいが、眼に関して別の所望の視野を提供するために、光学倍率を有するマクロレンズを用いることも可能である。
【００１７】
図２は、好ましい視線固定目標投影システム１８をさらに詳細に示している。ＬＥＤ１９は、半透明の赤色に塗装された中心の目標ドット２５を有する微細に研削された拡散体素子２１を通過する光を発する。次に、光軸１４を辿るために、平行化された目標光がビームスプリッタ２０によって反射される前に、拡散体素子２１からの光はコリメータレンズ２７を通過する。明るい背景光は患者の眼Ｅを照らし、光軸１４に沿って操作者が眼を直視することを助けるために役立つことから、明るい背景分野に対して比較的暗い目標ドットを用いることが好ましい。ノーズピース１６の中またはその付近に取付けられる追加の光源（図示せず）が、眼Ｅを照らすのに役立つように用いられてもよい。
【００１８】
今度は、ノーズピース１６の中またはその付近に取付けられる素子に注意を向ける。上述したように、機器１０は、非接触式眼圧計であるとして示されており、流体パルスの送出中に眼を斜めに照らすための圧平発光体３０と、角膜から反射される信号を受光し、角膜面が流体パルスによって扁平化（圧平）される瞬間にピーク信号を記録するために眼の両側に配置される圧平検出器３２と、を備えている。非接触式眼圧計に精通している当業者は、圧平発光体３０および圧平検出器３２が角膜面からの反射光に基づいて、圧平が生じる瞬間を決定するための公知の先行技術で用いられる配置構成の一部であることを認識するであろう。
【００１９】
また、ノーズピース１６の中には、本発明の実施形態による位置合わせシステムの位置検出システム構成部分の要素がある。さらに詳細に述べると、図１の概略図は、位置検出のために用いられる光軸１４に対して一方の側に光源４０Ａおよび光軸１４に対して対向する側に検出器４２Ａを示している。実際の働きに関して、図３から分かるように、ノーズピース１６は、第２の光源および第２の検出器４２Ｂを支持する。今、示されている実施形態において、光源４０Ａ，４０Ｂは光軸１４を含む水平面の真下に配置され、検出器４２Ａ，４２Ｂは光軸１４を含む水平面の真上に配置される。そのため、水平面に圧平発光体３０および圧平検出器３２のための空間が残る。第１の光源４０Ａは、眼Ｅを照らすための第１の照射軸４１Ａに沿って光の第１のビームを指向し、第１の検出器４２Ａは、眼から反射される光によって形成される第１の光源４０Ａの画像を受光するための第１の光検出領域を規定する。第１の照射軸４１Ａに沿って進む光は、コレクタレンズ４４Ａを通過し、角膜の略球面に斜めに入射され、第１の検出器４２Ａに向かって反射される。第１の検出器４２Ａの前のコレクタレンズ４６Ａは、角膜の略球面から入ってくる発散ビームを実質的に平行化し、照明スポットが第１の検出器４２Ａによって規定される光検出領域で受光される。原則的に、第１の検出器４２Ａは、角膜の背後で見かけまたは仮想の光源を検出する。第２の光源４０Ｂ、第２の照射軸４１Ｂ、コレクタレンズ４４Ｂ，４６Ｂ，第２の検出器４２Ｂは、類似のシステムを形成し、光軸１４を含む垂直面を中心にして反対称に配置されることが好ましい。好ましい構成において、位置光源４０Ａ，４０Ｂおよび圧平発光体３０は、患者に見えないようにするために赤外発光ダイオードであり、いともたやすく機器の組立てを行うことができるようにするために、単一のフレキシブル回路基板に取付けるか、または形成される。同様に、第１および第２の検出器４２Ａ，４２Ｂは、組立てを簡単にするためにフレキシブル回路基板によって実現されることが好ましい。
【００２０】
図３の説明図において、流体排出管１２の出口端によって示される機器および角膜頂Ｖによって示される眼は、３次元（Ｘ−Ｙ−Ｚ）位置合わせ状態で示されている。この実施形態において、光軸１４が角膜頂Ｖと交差し、直交するときに、位置合わせが実現され、流体排出管１２の出口端はＺ軸方向において角膜頂Ｖから所定の発射距離Ｄだけ離れている。第１の検出器４２Ａおよび第２の検出器４２Ｂの配向は、対応する角膜によって反射される照射ビームの中心線が関連する検出器の光検出領域に直交し、Ｘ−Ｙ−Ｚ位置合わせが存在する場合に光検出領域の中心点に実質的に達するように選択される。
【００２１】
図４は、第１の検出器４２Ａの光検出領域４８を示している。これに伴う詳細はまた、第２の検出器４２Ｂにも適用されると了解するものとする。光源４０Ａの画像は、光検出領域４８上にスポット５０として現れる。この実施形態において、第１の検出器４２Ａは、それぞれが受光された照射光出力に比例する信号を提供する４つの４分儀Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を含む４分極セル検出器である。隣接する４分儀のエッジ間の離隔距離が約０．１ｍｍであり、各４分儀のサイズは、約１．３ｍｍ×１．３ｍｍ程度であれば好ましい。照射スポット５０のサイズは、有意のｘ−ｙ解像度のために、１つの４分儀のサイズ程度であるものとする。機器１０を眼にさらに近づけたり、眼から遠ざけたりするＺ軸調整中に、照射スポット５０のサイズは変化すると推測される。さらに、機器が眼に近づくと、スポットサイズにおける変化率が増大する。したがって、範囲全体におよぶＺ軸位置に関するスポットサイズの変化が最小に抑えられるように、所定の発射距離Ｄ（すなわち＋／−２．００ｍｍ）を中心にしてＺ軸位置の範囲に関して、システムを最適化することが望ましい。Ｚ軸位置の範囲にわたって機器を眼に近づけるとき、検出器４２Ａ，４２Ｂに当たる光をわずかに収束する状態からわずかに発散する状態に移行させるように、コレクタレンズ４６Ａ，４６Ｂに関する適切な前方焦点距離を選択することによって、最適化を実行することができる。機器が所定の発射距離Ｄにある場合には、検出器４２Ａ，４２Ｂに当たる光は、ほぼ平行化される。実際に、発射距離Ｄはコレクタレンズ４６Ａ，４６Ｂの前方焦点距離をちょうど超える必要があることが分かっている。
【００２２】
当然のことながら、第１の検出器４２Ａの４分儀Ｑ１〜Ｑ４からの信号は、光検出領域４８におけるスポット画像５０の重心の局所的な２次元位置（ｘ１，ｙ１）を表しており、第２の検出器４２Ｂの４分儀Ｑ１〜Ｑ４からの信号は、第２の光検出器の光検出領域に形成される類似のスポットの局所的な２次元位置（ｘ２，ｙ２）を表している。局所的なｘ位置は、以下のように各４分儀からの信号強度を比較することによって与えられる：
ｘ＝（Ｑ３＋Ｑ４−Ｑ１−Ｑ２）／（Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４）
同様に、局所的なｙ位置は、以下のように各４分儀からの信号強度を比較することによって与えられる：
ｙ＝（Ｑ１＋Ｑ４−Ｑ２−Ｑ３）／（Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４）
干渉を避け、十分な照射強度を与え、電力消費を削減するために、第１の光源４０Ａおよび第２の光源４０Ｂは連続して照射され、第１の検出器４２Ａおよび第２の検出器４２Ｂは連続してサンプリングされる。図５は、一方の光源が約１００μｍの持続時間でパルスを発してからサンプリングされ、次に他方の光源が同持続時間でパルスを発してからサンプリングされルことを示したタイミング図である。サイクルは約２ｍｓごとに反復される。
【００２３】
今度は図６も参照すると、検出器４２Ａ，４２Ｂの４分儀Ｑ１〜Ｑ４からのアナログ信号が、増幅器５２に供給され、次に、加算／差分回路５４に入力される。加算／差分回路５４は、各位置検出器４２Ａ，４２Ｂに関する３つの出力を提供する。出力のうちの２つは上記の式における個別のｘおよびｙ分子であり、第２の出力は両方の式に共通の分母である。出力信号はマルチプレクサ５６によって乗じられ、マイクロプロセッサ６０にアナログ入力として提供される。マイクロプロセッサ６０は、信号のオンボードアナログ・ディジタル変換を提供する。マイクロプロセッサ６０は、最終的なスポット位置（ｘ１，ｙ１）および（ｘ２，ｙ２）を算出するようにプログラミングされる。
【００２４】
本実施形態は４分極セル検出器を用いるものとして説明してきたが、本発明の目的のための他の検出器タイプおよび構成で置換することも可能である。たとえば、種々の位置敏感型装置（ＰＳＤ）が市販されており、局所的なｘ−ｙ信号情報を提供することができる。また、上述の４分極セル検出器を模倣する４分儀構成において、４つの個別の光電検出器を配置することが可能である。
【００２５】
次に、眼に対する眼科用機器１０の全体的なＸ−Ｙ−Ｚ位置合わせ状態が、第１の検出器４２Ａからの座標ｘ１、ｙ１および第２の検出器４２Ｂからのｘ２、ｙ２を機器１０の較正中にメモリ６２に格納された複数の所定の幾何学的関係に入力することによって算出される。さらに具体的に言えば、全体的な位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚを与える幾何学的関係は、以下のような多重回帰によって決定されることができる：
Ｘ＝Ｒ１ｘ１＋Ｒ２ｙ１＋Ｒ３ｘ２＋Ｒ４ｙ２＋Ｒ５  
Ｙ＝Ｒ６ｘ１＋Ｒ７ｙ１＋Ｒ８ｘ２＋Ｒ９ｙ２＋Ｒ１０  
Ｚ＝Ｒ１１ｘ１＋Ｒ１２ｙ１＋Ｒ１３ｘ２＋Ｒ１４ｙ２＋Ｒ１５  
式中の回帰係数Ｒ１〜Ｒ１５は、人工眼を用いて機器較正測定中に求められる。
【００２６】
図７は、本発明の位置検出システムを構成するために伴うステップを示す流れ図である。第一に、ステップ７０によれば、「試験用」人工眼が、機器１０に対して既知の位置Ｘ、Ｙ、Ｚに不規則に配置される。次に、ステップ７２，７４によって示されているように、局所的なスポット位置（ｘ１，ｙ１）および（ｘ２，ｙ２）が位置検出システムから読み出され、対応する既知の全体的な座標Ｘ、Ｙ、Ｚに関する表に格納される。質問７６によって、十分な数のデータ点が測定されている場合には、ステップ７８において、回帰係数Ｒ１〜Ｒ１５を求めるために多重回帰が行われ、次にステップ８０に続くメモリに格納される。質問７６によって、さらに多くのデータ点が必要である場合には、プロセスはステップ７０に戻って反復される。これは、回帰係数の決定における精度をより向上させ、最終的には患者の眼の算出されたＸ、Ｙ、Ｚ位置における精度をより向上させると推測されるため、人工眼の多数の不規則な位置を用いて位置検出システムを較正することが好ましい。
【００２７】
本来、本発明の位置検出システムは多数の画素を有するＣＣＤアレイを走査するための必要性を除去するために、先行技術のシステムよりはるかに高い繰り返し率でＸ−Ｙ−Ｚ位置合わせ状態情報を提供する。上述したように、Ｘ−Ｙ−Ｚ位置合わせが確認されるとすぐに測定開始されることができるため、高速のシステムは、手持ち式機器の位置合わせに特に有用である。したがって、このシステムは、位置合わせの確認と測定との間の遅延時間を削減し、その間に、Ｘ−Ｙ−Ｚ位置合わせが確認されると、すぐに測定開始を行うことができる。さらに、本発明の位置検出システムは、全体の位置合わせ精度に関して、メーカ職員によって定期的に較正されることができる。
【００２８】
図８は、光軸１４に沿って接眼レンズ２２を通じて見る操作者に見せるときの機器１０の「ヘッドアップ」ディスプレイ２４の拡大図を示している。ディスプレイ２４は、位置合わせを行うために必要な機器の移動に関して、操作者に指示する形式で、算出されたＸ−Ｙ−Ｚ位置合わせ状態を提供することによって、機器の位置合わせを行う際に、操作者を補助する。ヘッドアップディスプレイ２４は、操作者にＸ−Ｙ位置合わせ指示を提供するための光透過性方向指示ポインタ８８を有するオーバーレイ８６によって被覆される発光ダイオード８４の極アレイ８２を備えている。極アレイ８２におけるＬＥＤ８４はそれぞれ、Ｉ２Ｃ線６１および直並列変換回路（図示せず）によってマイクロプロセッサ６０に接続される。ＬＥＤは、眼に対する機器のＸ−Ｙ位置合わせ状態に応じて、選択的に点灯する。具体的に言えば、ＬＥＤ８４は、光軸１４を角膜頂Ｖとの位置合わせを行うために機器を移動させる方向に関して、操作者に指示する適切な方向指示ポインタに対応して点灯する。Ｘ−Ｙ位置合わせが実現されると、操作者にＸ−Ｙ位置合わせの状態を通信するために、連続またはパルス方式で極アレイ８２のすべてのＬＥＤ８４を点灯することができる。ヘッドアップディスプレイ２４は、Ｚ軸位置合わせのために、オーバーレイ８６に光透過性の長方形９４に一致するように配置された発光ダイオード９２の直線アレイ９０をさらに備えている。直線アレイ９０におけるＬＥＤ９２はそれぞれ、Ｉ２Ｃ線６１および直並列変換回路（図示せず）によってマイクロプロセッサ６０に接続される。ＬＥＤは、眼に対する機器のＺ位置合わせ状態に応じて、選択的に点灯する。さらに詳細には、非限定例を挙げると、直線アレイ９０における最上部および最下部のＬＥＤは同色（すなわち赤色）であり、中間のＬＥＤは別の色（すなわち緑色）であり、最上部のＬＥＤと中間のＬＥＤとの間のＬＥＤおよび最下部のＬＥＤと中間のＬＥＤとの間のＬＥＤはすべて、さらに別の色（すなわち黄色）である。機器が眼に近づきすぎている場合には、両方の赤色のＬＥＤが操作者への警告として点滅する。下側の赤色のＬＥＤおよび黄色のＬＥＤは、機器を眼から遠ざける必要があることを示し、上側の赤色のＬＥＤおよび黄色のＬＥＤは、機器を眼に近づける必要があることを示している。緑色のＬＥＤは、Ｚ軸位置合わせが完了したことを示す。現在では、単一回路基板上にＬＥＤ８４，９２を設け、オーバーレイ８６を形成するために写真用フィルムを用いることが好ましく、写真用フィルムは、スペーサ（図示せず）によってＬＥＤ回路から離隔されてもよい。
【００２９】
図１で分かるように、実際のヘッドアップディスプレイ２４は、機器において光軸１４から離れた位置に位置している。ヘッドアップディスプレイ２４の画像は、ミラー２６およびビームスプリッタ２８によって、光軸１４に沿って操作者に提供される。Ｘ−Ｙ極アレイ８２は、マクロレンズ２３によって患者の眼のマクロ画像を中心にして円周に配置されるため、操作者はヘッドアップディスプレイ２４によって提供される重ねられる指示用表示印と共に、瞳孔および周囲の虹彩を見ることができる。たとえば、図８において、操作者はＸ−Ｙ位置合わせに関して機器を下方左に移動し、Ｚ位置合わせに関して眼に近づけるように指示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の位置合わせシステムを組み込んだ眼科用機器の光学的概略図である。
【図２】 図１に示される眼科用機器の光学的遮断部分の断面図である。
【図３】 本発明の好ましい実施形態による位置合わせシステムの位置検出システム構成部分の要素の配置構成を示す概略斜視図である。
【図４】 図２に示される位置検出システムの４分極セル検出器の詳細図である。
【図５】 図４に示される４分極セル検出器の照射およびサンプリングに関する電子タイミング図である。
【図６】 図１に示される眼科用機器の電子ブロック図である。
【図７】 図２に示される位置検出システムを較正するために付随するステップの流れ図である。
【図８】 テスト対象の眼に対して機器の位置合わせを行うために、操作者に位置合わせ指示を提供するための本発明の好ましい実施形態による位置合わせシステムの「ヘッドアップ」ディスプレイ構成部分の拡大図である。
【符号の説明】
１０ 眼科用機器
１２ 流体排出管
１４ 光軸
１６ ノーズピース
１８ 視線固定目標投影システム
１９ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
２０ ビームスプリッタ
２１ 拡散体素子
２２ 接眼レンズ
２３ マクロレンズ
２４ ヘッドアップディスプレイ
２５ 目標ドット
２６ ミラー
２７ コリメータレンズ
２８ ビームスプリッタ
３０ 圧平発光体
３２ 圧平検出器
４０Ａ 第１の光源
４０Ｂ 第２の光源
４１Ａ 第１の照射軸
４１Ｂ 第２の照射軸
４２Ａ 第１の検出器
４２Ｂ 第２の検出器
４４Ａ コレクタレンズ
４４Ｂ コレクタレンズ
４６Ａ コレクタレンズ
４６Ｂ コレクタレンズ
４８ 光検出領域
５０ 光検出領域４８上の照射スポット
５２ 増幅器
５４ 加算／差分回路
５６ マルチプレクサ
６０ マイクロプロセッサ
６１ Ｉ２Ｃ線
６２ メモリ
８２ 極アレイ
８４ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
８６ オーバーレイ
８８ 方向指示ポインタ
９０ 直線アレイ
９２ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
９４ 光透過性の長方形
Ｄ 発射距離
Ｅ 患者の眼
Ｏ 操作者
Ｖ 角膜頂
【図１】
0004034166.tif 000002
【図２】
0004034166.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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