JPH09313446A - 前眼部断面撮影装置 - Google Patents
前眼部断面撮影装置Info
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- JPH09313446A JPH09313446A JP8161076A JP16107696A JPH09313446A JP H09313446 A JPH09313446 A JP H09313446A JP 8161076 A JP8161076 A JP 8161076A JP 16107696 A JP16107696 A JP 16107696A JP H09313446 A JPH09313446 A JP H09313446A
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Abstract
位置合わせを容易にする。 【解決手段】 被検眼の前眼部にスリット光を投影する
スリット投影光学系と、シャインプル−クの原理に基づ
いて配置された撮影光学系を持ち前記スリット光により
光切断された前眼部断面を撮影する断面撮像手段を有す
る前眼部断面撮影装置において、被検眼角膜に第1のア
ライメント指標を投影する第1指標投影光学系と、角膜
に投影された該指標像と被検眼像とを正面から撮像する
正面撮像手段と、該正面撮像手段により撮像された画像
を表示する第1表示手段と、被検眼に対し斜め方向から
第2のアライメント指標を投影する第2指標投影光学系
と、該第2のアライメント指標が投影された像を前記断
面撮像手段により撮像して表示する第2表示手段とを備
える。第1及び第2のアライメント指標像の表示状態を
それぞれ第1及び第2表示手段上で観察することにより
アライメントの適否を判断する。
Description
原理を用いた前眼部断面撮影装置に係り、殊に部分的な
拡大撮影のために角膜位置を特定するために好適なアラ
イメント機構に関する。
スリット照明系の光軸に対して傾斜した光軸を持つ撮影
光学系により前眼部の断面画像を得る場合、光学系配置
をスリット照明光による光断面の延長と撮像光学系の撮
像面の延長との交線が撮影レンズの主平面の延長線で交
わる配置とする、いわゆるシャインプル−クの原理に基
づき、角膜前面から水晶体後面までを撮影するようにし
た前眼部断面撮影装置が知られている。このシャインプ
ル−クの原理に基づいた撮影は、全体像が十分な焦点深
度を持ち、細部まで鮮明に撮影できるというものであ
る。
撮影光学系とのアライメント調整が必要である。そこ
で、本出願人は特開昭63−197434号公報等によ
りアライメント調整を容易にした装置を提案した。この
公報に記載されている装置は、被検眼の正面からアライ
メント指標を投影し、投影された指標像と前眼部像とを
正面からの撮像光学系により撮像してディスプレイに表
示し、正面からの指標像の結像状態を観察することによ
りアライメントを行う。装置はさらにディスプレイ上に
アラメント用のレティクルを形成するレティクル形成手
段を備える。上下左右のアライメントはレティクル像と
指標像と所定の位置関係になるように行い、前後のアラ
イメントは指標像が最もピントが合うように行う。
シマレ−ザを使用して角膜の表面をアブレ−ションし、
角膜の曲率を変化させることにより眼球の屈折異常を矯
正しようとするPRK手術が注目されている。この種の
手術では、その手術後におけるヘイズ(角膜上皮下混
濁)の発生及び収斂治癒の状況等を確認することが必要
となる。また、ヘイズの濃度分布分析だけでなく、角膜
形状解析によるPRK余後の追跡はヘイズの発生に対す
る治療効果や防止策の検討の他、直接的には切除修正さ
れた角膜形状を把握することが必要な場合もある。この
ような手術後の角膜の状態を把握するために、上記のよ
うな前眼部断面撮影装置で得られる角膜の断面画像を使
用することは極めて有効である。
ものは角膜前面から水晶体後面を含めた前眼部全体の標
準撮影では十分な精度を持つものであるが、上記のよう
に角膜の一部の断面を拡大撮影することを目的とした場
合には、アライメント指標像のピント合わせだけでは作
動距離の位置合わせ精度が十分とはいえず、必ずしも撮
影面の所定位置で角膜断面像が得られないという問題が
あった。また、正面からの指標像のピント合わせは撮影
者による個人差も出やすい。
拡大撮影においても、精度の良い位置合わせが容易な前
眼部断面撮影装置を提供することを技術課題とする。
に、本発明は次のような構成を有することを特徴として
いる。 (1) 被検眼の前眼部にスリット光を投影するスリッ
ト投影光学系と、シャインプル−クの原理に基づいて配
置された撮影光学系を持ち前記スリット光により光切断
された前眼部断面を撮影する断面撮像手段を有する前眼
部断面撮影装置において、被検眼角膜に第1のアライメ
ント指標を投影する第1指標投影光学系と、角膜に投影
された該指標像と被検眼像とを正面から撮像する正面撮
像手段と、該正面撮像手段により撮像された画像を表示
する第1表示手段と、被検眼に対し斜め方向から第2の
アライメント指標を投影する第2指標投影光学系と、該
第2のアライメント指標が投影された像を前記断面撮像
手段により撮像して表示する第2表示手段とを備え、第
1及び第2のアライメント指標像の表示状態をそれぞれ
第1及び第2表示手段上で観察することによりアライメ
ントの適否を判断することを特徴とする。
被検眼角膜に投影された第1のアライメント指標像によ
ってアライメントの適否を判断するための照準マ−クを
形成する第1照準マ−ク形成手段を備えることを特徴と
する。
被検眼角膜に投影された第2のアライメント指標像によ
ってアライメントの適否を判断するための照準マ−クを
形成する第2照準マ−ク形成手段を備えることを特徴と
する。
いて、前記第2指標投影光学系の投影光軸は前記スリッ
ト投影光学系の光軸を挟んで前記断面撮影光学系の撮影
光軸と対称に配置されていることを特徴とする。
いて、前記第1及び第2表示手段は共用され、前記断面
撮像手段及び正面撮像手段により撮像された画像を切換
える画像切換手段を備えることを特徴とする。
断面撮像手段により撮影される撮影倍率を変更する倍率
変更手段を持つことを特徴とする。
影光学系の光路に選択的に切換え配置される異なる倍率
の結像レンズを持つことを特徴とする。
は、角膜前面から水晶体後面までの前眼部断面を撮影で
きる第1のレンズと、角膜の一部の断面を拡大撮影でき
る第2のレンズとを有することを特徴とする。
いて、前記撮影光学系の撮影光軸及び前記第2指標投影
光学系の投影光軸は、第1のアライメント指標像の観察
によるアライメントが完了したときに被検眼の角膜頂点
付近で交わるように配置されていることを特徴とする前
眼部断面撮影装置。
明する。図1は実施例の装置の光学系の配置略図であ
る。 (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−である。
ダイクロイックミラ−6は可視光の大部分を透過し、赤
外光を反射する特性を持つ。
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によりダイクロイックミ
ラ−6を透過して被検眼Eに投光され、被検眼Eの前眼
部にスリット開口絞り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(角膜及び水晶体)は、
可視域の白色光源で光切断された形で照明される。な
お、撮影は光切断された被検眼の角膜及び水晶体の生体
分子からの散乱光を利用して行うので、短波長になるほ
ど散乱は大きく検出能力は上がるが、紫外域になると眼
球にとって光毒性が強くなるため適度な白色光を使用す
ることが望ましい。
ット断面撮影光学系の撮影光軸を示す。10は偏角プリ
ズムであり、撮影光軸L2 の方向を変える。11は撮影
レンズ、12は拡大撮影用結像レンズ、13は標準撮影
用結像レンズ、14はアナモフィックレンズ、15はビ
−ムスプリッタ、16はCCDカメラである。
ライメントがほぼ完了したときに角膜曲率半径の半分の
距離の眼内側位置付近で光軸L1 と45度の傾き角度を
持って交差するように設けられている。撮影レンズ11
はシャインプル−クの原理を満たすように偏角プリズム
10により方向が変えられる撮影光軸に対して傾いて配
置されている。すなわち、偏角プリズム10を用いない
ときには、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16の撮像面16aの延長との交
線が、撮影レンズ11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1
6により撮像される断面像(スリット光集光点を中心に
前眼部の生体分子からの散乱光によって形成されたスリ
ット光断面像)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。
像レンズ13はレンズ切換え機構17により、いづれか
が光路上に選択的に切換え配置できるようになってい
る。角膜前面から水晶体後面までを撮影する場合は標準
撮影用結像レンズ13を使用し、角膜や水晶体等の一部
の断面を拡大撮影する場合には拡大撮影用結像レンズ1
2は使用する。
向(45度方向)から撮影した像の歪みを補正するため
の光学素子であり、通常はシリドカルレンズの組み合わ
せで構成される。 (第1アライメント指標投影光学系) 20は被検眼の
正面(視軸方向)からアライメント指標を投影するため
の第1アライメント用の光源であり、固視光源と共用す
るため可視光を一部含む赤外の光を発する。21は投影
光軸上にピンホ−ル開口を持つタ−ゲット板、22は投
影レンズであり、投影レンズ22の前側焦点距離付近に
タ−ゲット板21が位置する。23はビ−ムスプリッタ
である。
1を照明する。タ−ゲット板21を出射したアライメン
ト光は投影レンズ22により平行光束にされた後、ビ−
ムスプリッタ23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−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曲率
半径の半分の距離の眼内側位置にタ−ゲット板21の指
標像を形成する。
ので第1アライメント指標投影光学系は固視光学系を兼
ね、被検眼にはタ−ゲット板21のピンホ−ル開口によ
る固視視標を固視させる。
ンズ、25はビ−ムスプリッタ、26は赤外域に感度を
有する正面観察用のCCDカメラである。27は前眼部
照明用の赤外照明光源である。
影されたアライメント光束のうち角膜で反射した一部の
光束は、ダイクロイックミラ−6で反射した後、ビ−ム
スプリッタ23を通過して撮像レンズ24によりビ−ム
スプリッタ25を介してCCDカメラ26で撮像され
る。また、照明光源27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26により撮像さ
れる。
ル板照明光源、31は照準用のマ−クが形成されたレチ
クル板である。実施例の照準用マ−クは、光軸を中心に
した円環状のものを使用しているが、照準を容易にする
ものであればその形状は何でも良い。32はレチクル投
影レンズである。レチクル板照明光源30により照明さ
れたレチクル板31の照準用マ−クは、レチクル投影レ
ンズ32を経た後ビ−ムスプリッタ25を反射し、前眼
部像及び指標像とともにCCDカメラ26に撮像され
る。
5は発光ダイオ−ド等の第2アライメント用光源(アラ
イメント光は可視光でも良く、レ−ザダイオ−ド等が使
用される場合もある)、36は光軸を中心にしたピンホ
−ル開口を持つタ−ゲット板、37は投影レンズ、38
はミラ−である。
軸L3 は、光軸L2 と同一平面内に配置され、光軸L1
を挟んで断面撮影系の光軸L2 と対称に45度の傾きを
持って設けられている。光源35からの光はタ−ゲット
板31を照明し、タ−ゲット板31による視標光束はミ
ラ−38で反射して斜め方向から被検眼Eに集光して投
影される。 (断面撮影用レティクル光学系) 40はレティクル板
照明光源、41は位置合わせのための照準マ−ク(例え
ば、格子状のマ−ク)を持つレティクル板、42は投影
レンズである。レティクル板41の照準マ−ク光束は、
投影レンズ42、ビ−ムスプリッタ15を介してCDカ
メラ16に投影され、後述するディスプレイ55に映出
される。
面撮影光学系、第2アライメント指標投影光学系、断面
撮影用レティクル光学系及びスリット開口絞り4は、図
示なき回転機構により光軸L1 を中心に回転する構造に
なっており、任意の角度の断面像を撮影できるようにな
っている。
す。
/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−タ51の信号に同期してフレ−ムメモリ52に
取り込まれる。フレ−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は画像切換スイッチ61の入力による制御部60の
指令信号を受け、ディスプレイ55の表示画像状態をC
CDカメラ26からの撮影画像とCCDカメラ16から
の撮影画像とに切換える。
により生成される各種の情報表示とCCDカメラ26、
16からの画像とを合成してディスプレイ55に表示す
る。この画像合成回路56及び表示回路57により、上
述した光学系の断面撮影用レティクル像及び正面用レチ
クル像は電気的に生成してディスプレイ55に表示して
も良い。
された前眼部断面画像は、画像転送スイッチ63に入力
により画像記憶・解析装置65に転送される。
作を説明する。(イ)標準断面撮影 角膜前面から水晶体後面までを含む断面の撮影を行う場
合は、レンズ切換え機構を操作して標準撮影用結像レン
ズ13をスリット断面撮影光学系の光軸上に配置してお
く。被検眼を所定の位置に位置させた後、第1のアライ
メント光源20の照明によるタ−ゲット板21の指標を
被検眼角膜に投影する。第1アライメント指標投影光学
系は固視光学系も兼ねているので、被検眼にはタ−ゲッ
ト板21による指標を固視させる。前眼部正面撮像光学
系のCCDカメラ26により撮像された正面画像は画像
切換回路54を介してディスプレイ55に送られる。デ
ィスプレイ55には、図3に示すように、第1アライメ
ントの指標像70とともに被検眼の前眼部像71及びレ
チクル像72が映出される。
ル像72の中心に指標像70が位置するように、図示な
きジョイスティック等の操作により被検眼に対して装置
を上下左右に移動してアライメントを行う。これにより
装置と被検眼Eとの光軸合わせができる。また、装置を
前後させて指標像70が最も小さくクリアな像となるよ
うにすることにより、作動距離のアライメントを行う。
これにより、角膜前面から水晶体後面を含めた前眼部全
体の撮影では、ほぼ十分な精度でのアライメントを完了
させることができる。
したら、撮影スイッチ62を押して断面像の撮影を行
う。制御部60は撮影スイッチ62の入力信号により、
フラッシュランプ2を発光させて被検眼前眼部にスリッ
ト光を投影する。スリット照明により光切断された角膜
及び水晶体の断面像はスリット断面撮影光学系のCCD
カメラ16に撮像される。制御部60はこの撮影像をタ
イミングジェネレ−タ51を介してフレ−ムメモリ52
にフリ−ズする。ディスプレイ55には、図4に示すよ
うに、第1のアライメント指標像が形成される角膜曲率
半径の半分の距離の眼内位置をほぼ中心にして、角膜前
面から水晶体後面までの前眼部断面画像が表示される。
に代えて拡大撮影用レンズ12をスリット断面撮影光学
系の光軸上に切換え配置する。次に、第1のアライメン
ト光源20による指標像を被検眼の投影し、標準断面撮
影のときと同じように、ディスプレイ55に表示される
正面画像(図3参照)を観察しながら、レチクル像72
の中心に指標像70が位置するように上下左右のアライ
メントを行い、指標像70が最も小さくクリアな像とな
るように作動距離の略アライメントを行う。
範囲での撮影では、これでほぼ十分なアライメントであ
ったが、例えば、角膜の一部の断面を拡大撮影するとき
には、正面から撮影した表示画像上での指標像のピント
合わせの精度には限界があり、作動距離のアライメント
に多少のバラツキが生じる。このバラツキの程度は撮影
者の個人差にも影響する。
後面までの前眼部全体の断面撮影を標準としているの
で、撮影光軸L2 は第1のアライメント指標像が形成さ
れる位置(角膜前面から角膜曲率半径の略半分の距離の
眼内位置)で光軸L1 と交差するように設けられてい
る。このため、角膜の一部を基準として撮影するには、
被検眼に対して装置を若干(略3mm程)後方に移動さ
せなければならず、さらに撮影位置が狂いやすく不安定
となる。
ントの適否判断だけによって高倍率の角膜断面を撮影す
ると、断面撮影は被検眼の対して斜めから側方(45
度)から撮影している関係で、撮影画像は所期する位置
に対して移動して撮影されやすい。角膜断面が常に所期
した位置で得られないと、後に画像の解析比較等を行う
場合に解析結果の信頼性に影響する。例えば、スリット
投影光軸方向の手前側と奥側とで撮影された角膜断面像
では、スリット投影の投光距離やスリット断面撮影光軸
にずれが生じているため、同一のフラッシュ光量で撮影
されていたとしてもその撮影像には事実上光量差があ
る。これは、特に角膜の炎症の度合いを撮影画像の濃度
デ−タに基づいて調べようとした場合等に、その信頼性
を損なうことになる。
によるアライメントの適否の判断を行った後、さらにス
リット断面撮影光学系による被検眼の斜め側方からの撮
影像を利用して作動距離の微細なアライメントを行う。
撮影者は前述のようにして正面像の観察による光軸合わ
せと大体の作動距離のアライメントが完了したら、表示
切換スイッチ61を押す。制御部60はこの指令信号に
より画像切換回路54を制御し、ディスプレイ55の表
示画像をCCDカメラ16による撮影像に切換える。ま
た、制御部60は前眼部照明用光源27を消灯し、第2
アライメント用光源35を点灯する。光源35の点灯に
より被検眼角膜に第2のアライメント指標が投影され、
角膜頂点付近で反射した指標光束がCCDカメラ16に
捕らえられると、表示の切換えられたディスプレイ55
には指標像が表示されるようになる(指標像が現れてい
ないときは、装置をやや後方に移動すると、第2のアラ
イメント指標光束は角膜頂点で反射してスリット断面撮
影光学系の光路に入り、CCDカメラ16で指標像が捕
らえられてディスプレイ55上に現れるようになる)。
また、CCDカメラ16には断面撮影用レティクル光学
系による照準マ−クが撮像されてディスプレイ55に表
示される。
格子状の照準マ−ク像75と第2のアライメント指標像
76が表示されている。撮影者はこれを観察することに
よりアライメントの適否を判断する。例えば、指標像7
6が格子状の照準マ−ク像75の中心に来るように、装
置を前後移動して微細なアライメント調整を行う。ある
いは、角膜頂点位置に相当する指標像76を基準にし
て、照準マ−ク像75との位置関係により、任意の角膜
断面の撮影位置で微細なアライメント調整を行う。
了したら、撮影スイッチ62を押してフラッシュランプ
2を発光させる。スリット照明により光切断された角膜
断面がCCDカメラ16に撮影され、フレ−ムメモリ5
2にフリ−ズされた画像がディスプレイ55に表示され
る。フレ−ムメモリ52にフリ−ズされた画像は、画像
転送スイッチ63を押すことにより画像記憶・解析装置
65に転送され、角膜形状等の把握のための解析に使用
される。
照準マ−ク像75及び指標像76を同時に写し込まれる
ようにしても良いし、不必要なものであれば撮影スイッ
チ62の入力信号に同期して第2アライメント用光源3
5とレティクル板照明光源40を消灯しても良い。
においては、被検眼の斜め方向から投影される指標像を
スリット断面撮影系で捕らえ、これを観察することによ
り、精度の良い位置合わせが容易に行える。また、角膜
頂点を基準としてのスリット断面像の再現性を向上させ
ることができ、PRK手術後の角膜形状の把握、解析等
において、その経時変化の的確なデ−タ比較ができるよ
うになる。
ある。実施例1と同一の部材には同符号を付している。
影用の結像レンズであり、撮影光軸上に固定配置されて
いる。また、撮影光軸L2 ´及び第2アライメント指標
投影光学系の投影光軸L3 ´は、正面からの観察による
アライメントがほぼ完了したときに角膜頂点付近で光軸
L1 とそれぞれ対称に45度の傾き角度を持って交差す
るように設けられている。
るようにしているので、拡大撮影のときには正面からの
撮影画像の観察によるアライメント後に、装置を若干後
方に移動して角膜頂点での反射による第2アライメント
視標像を表示画面中央に持ってくる等の処置が必要であ
った。これに対して、実施例2の装置では正面画像によ
るアライメントを完了させた後、CCDカメラ16によ
る画像に切換えると、表示画像の中央付近に第2アライ
メント指標像が表れやすいので、角膜頂点を基準にした
作動距離のアライメント調整がより容易にできる。
前眼部断面の拡大撮影においても、撮影者によるアライ
メント誤差を除いて、容易に精度良くアライメントを行
うことができる。
ことができ、経時変化の解析等を行う上で、信頼性のあ
る画像デ−タが得られる。
す。
像の表示例を示す図である。
示す図である。
り撮像される像の表示例を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 被検眼の前眼部にスリット光を投影する
スリット投影光学系と、シャインプル−クの原理に基づ
いて配置された撮影光学系を持ち前記スリット光により
光切断された前眼部断面を撮影する断面撮像手段を有す
る前眼部断面撮影装置において、被検眼角膜に第1のア
ライメント指標を投影する第1指標投影光学系と、角膜
に投影された該指標像と被検眼像とを正面から撮像する
正面撮像手段と、該正面撮像手段により撮像された画像
を表示する第1表示手段と、被検眼に対し斜め方向から
第2のアライメント指標を投影する第2指標投影光学系
と、該第2のアライメント指標が投影された像を前記断
面撮像手段により撮像して表示する第2表示手段とを備
え、第1及び第2のアライメント指標像の表示状態をそ
れぞれ第1及び第2表示手段上で観察することによりア
ライメントの適否を判断することを特徴とする前眼部断
面撮影装置。 - 【請求項2】 請求項1の前眼部断面撮影装置は、被検
眼角膜に投影された第1のアライメント指標像によって
アライメントの適否を判断するための照準マ−クを形成
する第1照準マ−ク形成手段を備えることを特徴とする
前眼部断面撮影装置。 - 【請求項3】 請求項1の前眼部断面撮影装置は、被検
眼角膜に投影された第2のアライメント指標像によって
アライメントの適否を判断するための照準マ−クを形成
する第2照準マ−ク形成手段を備えることを特徴とする
前眼部断面撮影装置。 - 【請求項4】 請求項1の前眼部断面撮影装置におい
て、前記第2指標投影光学系の投影光軸は前記スリット
投影光学系の光軸を挟んで前記断面撮影光学系の撮影光
軸と対称に配置されていることを特徴とする前眼部断面
撮影装置。 - 【請求項5】 請求項1の前眼部断面撮影装置におい
て、前記第1及び第2表示手段は共用され、前記断面撮
像手段及び正面撮像手段により撮像された画像を切換え
る画像切換手段を備えることを特徴とする前眼部断面撮
影装置。 - 【請求項6】 請求項1の前眼部断面撮影装置は、断面
撮像手段により撮影される撮影倍率を変更する倍率変更
手段を持つことを特徴とする前眼部断面撮影装置。 - 【請求項7】 請求項6の倍率変更手段は、前記撮影光
学系の光路に選択的に切換え配置される異なる倍率の結
像レンズを持つことを特徴とする前眼部断面撮影装置。 - 【請求項8】 請求項7の異なる倍率の結像レンズは、
角膜前面から水晶体後面までの前眼部断面を撮影できる
第1のレンズと、角膜の一部の断面を拡大撮影できる第
2のレンズとを有することを特徴とする前眼部断面撮影
装置。 - 【請求項9】 請求項1の前眼部断面撮影装置におい
て、前記断面撮影光学系の撮影光軸及び前記第2指標投
影光学系の投影光軸は、第1のアライメント指標像の観
察によるアライメントが完了したときに被検眼の角膜頂
点付近で交わるように配置されていることを特徴とする
前眼部断面撮影装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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