JP3856691B2 - 観察装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術用顕微鏡装置、スリットランプ装置等の観察装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図１に示すような観察装置としての手術用顕微鏡装置が知られている。その図１において、１は支持ポスト、２は支持アーム、３は支持アームの先端部に装着された手術用顕微鏡取り付け用のブラケットである。
【０００３】
その支持アーム２はＬ字状アーム４と揺動アーム５とから構成されている。Ｌ字状アーム４は支持アーム２の上端部に水平回動操作可能に装着されている。揺動アーム５はその内部に配設されたスプリングで上方にバネ付勢されている。
【０００４】
揺動アーム５の先端部には水平回動可能に保持されかつ下方に延びるアーム６が設けられている。ブラケット３はそのアーム６に取り付けられている。
【０００５】
そのブラケット３に手術用顕微鏡１０が取り付けられている。その手術用顕微鏡１０は鏡筒１１を有する。この鏡筒１１内には観察光学系が設けられている。この鏡筒１１には接眼レンズ鏡筒１１’が設けられている。
【０００６】
その手術用顕微鏡１０の光学系は、例えば、図２に示すような照明光学系１２、観察光学系１３を有する。その照明光学系１２は、照明光源１４、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７、プリズム１８からなっている。１８ｂはそのプリズム１８の反射面である。その照明光源１４の照明光は、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７、プリズム１４を経由して、観察光学系１３と共用の対物レンズ１９に導かれ、例えば、手術眼Ｅの眼底Ｅｒに導かれ、これにより眼底Ｅｒが照明される。なお、Ｅａは手術眼の瞳孔、Ｅｂは虹彩、Ｅｃは角膜である。
【０００７】
観察光学系１３は、図３に示すように、右観察光学系１３ａ、左観察光学系１３ｂから構成されている。右観察光学系１３ａは、レンズ２０ａ、２０ｂ、２０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）２０、ビームスプリッタ２１、結像レンズ２２、像正立プリズム２３、眼幅調整プリズム２４、視野絞り２５、接眼レンズ２６を有する。なお、２ａ１は入射瞳、２６ａはアイポイントである。
【０００８】
左観察光学系１３ｂは、同様に、レンズ３０ａ、３０ｂ、３０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）３０、ビームスプリッタ３１、結像レンズ３２、像正立プリズム３３、眼福調整プリズム３４、視野絞り３５、接眼レンズ３６を有する。なお、２ｂ１は入射瞳、３６ａはアイポイントである。
【０００９】
被検眼Ｅの眼底Ｅｒからの反射光は、両観察光学系１３ａ、１３ｂの対物レンズ１９から接眼レンズ２６、３６までの光学部材を経由して術者の眼に導かれ、術者はこれによって眼底Ｅｒを観察する。眼底Ｅｒからの反射光の一部は、ビームスプリッタ２１、３１によって反射され、助手用の補助観察光学系４０、ＴＶ撮像系５０に導かれる。
【００１０】
その図２において、４１、５１は結像レンズ、４２，５２は反射ミラー、４３は接眼レンズ、５３はＴＶカメラである。そのＴＶカメラ５３は受像手段５３ａとしてのＣＣＤ撮像素子を有する。
【００１１】
照明光学系１２の射出瞳１８ａは、図４に示すように、両観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光路２ａ２、２ｂ２に近接して配置され、その図４において、Ｏは対物レンズ１９の光軸、Ｏ１は左観察光学系１３ａの観察光軸、Ｏ２は右観察光学系の観察光軸である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の手術顕微鏡装置を用いて、眼底周辺を観察したい場合がある。このような場合には、図５に示すように被検者Ｅの角膜Ｅｃにプリズム６０をあてがって、眼底Ｅｒの周辺部Ｅｒ’を観察するようにしている。その図５では、頂角θ（例えば４５度）のプリズム６０が角膜Ｅｃにあてがわれている。
【００１３】
このようにプリズム６０を角膜Ｅｃにあてがうと、対物レンズ１９の光軸Ｏ、照明光学系１２の照明光軸Ｏ’、両観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光軸Ｏ１、Ｏ２が屈折されるので、眼底周辺部Ｅｒ’が観察される。そのプリズム６０の頂角θとして適宜異なるものを用いれば、眼底周辺部Ｅｒ’の観察部位を適宜変更できる。
【００１４】
しかしながら、プリズム６０を用いて眼底周辺部Ｅｒ’を観察するので、光の屈折分散作用によって、非点収差、色収差が生じる。図６は手術眼Ｅｃにプリズム６０をあてがっていない状態での非点収差を模式的に描いた図であって、横軸は合焦位置を原点として、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像Ｑの大きさと形状を示している。プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがっていないときには、合焦状態からデフォーカス量が大きくなったとしても、点像Ｑはほぼ円形を保ったままである。これに対して、図７は手術眼にプリズム６０をあてがった状態での非点収差を模式的に描いた図であって、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像の大きさと形状を示している。
【００１５】
プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがったときには、円形となる点像Ｑの位置が合焦位置からずれ、かつ、合焦位置前側から合焦位置後側に合焦状態が変化するに伴って縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形を呈する状態になるという非点収差が生じる。
【００１６】
また、図８は手術眼にプリズムをあてがっていない状態での非点収差、色収差を模式的に描いた図であって、横軸は合焦位置を原点として、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像Ｑの大きさと形状を示している。プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがっていないときには、合焦状態からデフォーカス量が大きくなったとしても、点像Ｑはほぼ円形を保ったままである。また、Ｒ、Ｇ、Ｂに分離した色収差もほとんど見られない。デフォーカス量が大きくなるに伴ってわずかに見られるのみであり、合焦位置では観察にほとんど支障がない。
【００１７】
これに対して、図９は手術眼Ｅｃにプリズム６０をあてがった状態での非点収差、色収差を模式的に描いた図であって、横軸は合焦位置を原点として、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像Ｑの大きさと形状を示している。プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがったときには、円形となる点像Ｑの位置が合焦位置からずれ、かつ、合焦位置前側から合焦位置後側に合焦状態が変化するに伴って縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形を呈する状態になるという非点収差が生じる。また、同時に、合焦位置でもプリズム６０の屈折作用によって色収差が生じている。ここでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色を用いて、色収差が模式的に描かれており、色が分離する方向は、プリズム６０の屈折力の方向であり、ここでは、縦軸方向である。
【００１８】
このように、色収差が生じていると、図１０に示すように、非点収差を除去したとしても、色収差が残ることになる。
【００１９】
このような非点収差、色収差があると、プリズム６０を手術眼Ｅの角膜Ｃにあてがって眼底周辺部Ｅｒ’を観察したときに、眼底像が歪みかつ色が分離して見え、シャープな眼底周辺部Ｅｒの像を見ることができず、眼底周辺部Ｅｒ’の手術をしにくい。
【００２０】
特に、眼内レンズ（ＩＯＬ）が組み入れられた手術眼を手術する場合には、その非点収差、色収差の影響が大きく、シャープな眼底周辺部Ｅｒ’を観察し難いという不都合がある。
【００２１】
更に、プリズム６０を手術眼Ｅの角膜にあてがって、レーザ光による眼底の凝固治療を行うときにも非点収差が生じる。
【００２２】
そこで、本発明の第１の目的は、非点収差を除去することのできる観察装置を提供することにある。
【００２３】
本発明の第２の目的は、色収差を除去することのできる観察装置を提供することにある。
【００２４】
本発明の第３の目的は、眼底治療を行う観察装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の観察装置は、対物レンズから接眼レンズに至るまでの間の観察光学系の観察光路に変倍レンズ系と結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が手術眼の眼底からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路となっていると共に、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路となっている観察装置において、前記手術眼にプリズムをあてがったときに生じる非点収差のパワーを打ち消す非点収差打ち消し用光学素子が観察光路の観察光軸を中心に互いに相対回転可能な一対のバリアブルシリンダレンズからなり、該バリアブルシリンダレンズが前記対物レンズから前記接眼レンズに至るまでの間の観察光学系の観察光路のいずれかの箇所に設けられ、前記観察光学系に、前記対物レンズを介して前記眼底にパターン像を投影する投影光学系が設けられると共に、前記眼底からの反射光を受像する受像手段が設けられたことを特徴とする。
【００２９】
請求項２に記載の観察装置は、請求項１に記載の観察装置において、観察倍率に応じて変動し得る非点収差を補正可能な非点収差補正量自動変更手段を有し、該非点収差補正量自動変更手段は、前記バリアブルシリンダレンズを回転駆動させるバリアブルシリンダレンズ回転駆動手段を備え、該バリアブルシリンダレンズ駆動手段は、前記非点収差を打ち消すために該非点収差の補正量に基づいて前記バリアブルシリンダレンズを前記観察光軸を中心に相対回転させて、そのパワーを変更することを特徴とする。
【００３１】
請求項３に記載の観察装置は、請求項２に記載の観察装置において、前記受像手段は、画像処理装置に接続され、前記非点収差補正量変更手段は、前記受像手段に受像されたパターン像を前記画像処理装置により解析することに基づいて前記非点収差の補正量を演算し、その演算結果に基づいて前記バリアブルシリンダレンズ回転駆動手段により前記バリアブルシリンダレンズを回転駆動させることを特徴とする。
【００３２】
請求項４に記載の観察装置は、請求項２に記載の観察装置において、前記非点収差補正量自動変更手段は、基準の頂角を有するプリズムでの各観察倍率に対する非点収差の補正量を記憶するメモリを備え、前記基準の頂角を有するプリズムとは異なる頂角を有するプリズムのある観察倍率に対する補正量を一旦決定後、他の観察倍率に対する補正量を前記メモリに記憶されている補正量に基づいて補正することを特徴とする。
【００３３】
請求項５に記載の観察装置は、請求項１に記載の観察装置において、前記観察光学系の観察光路のいずれかの個所に、前記手術眼に前記プリズムをあてがったときに生じる色収差を打ち消す方向にパワーを有する色消し光学素子が設けられていることを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１１、図１２は本発明に係わる観察装置の光学系を示す説明図である。この図１１、図１２において、図２、図３に示した構成要素と同一構成要素については、同一符号を付して説明することとし、異なる構成要素について重点的に説明することとする。
【００４０】
両観察光学系１３ａ、１３ｂは対物レンズ１９から変倍レンズ系２０（３０）に至るまでの間が眼底Ｅｒからの反射光を平行光束として変倍レンズ系２０（３０）にリレーする観察光路となっており、変倍レンズ２０（３０）から結像レンズ２２（３２）に至るまでの間が、変倍レンズ２０（３０）を通して得られた反射光を結像レンズ２２（３２）に平行光束としてリレーする観察光路となっている。なお、２６（３６）は接眼レンズである。
【００４１】
ここでは、手術眼Ｅの角膜Ｅｃにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる非点収差のパワーを打ち消す非点収差打ち消し用光学素子６１が変倍レンズ系２０（３０）と結像レンズ２２（３２）との間に設けられている。
【００４２】
その非点収差打ち消し用光学素子６１は、図１３、図１４に示すように一対のバリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂから構成されている。バリアブルシリンダーレンズ６１Ａは凸のシリンダーレンズから構成され、バリアブルシリンダーレンズ６１Ｂは凹のシリンダーレンズから構成されている。
【００４３】
バリアブルシリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとバリアブルシリンダー６１Ｂの母線軸６１Ｄとが平行な場合、そのパワーは０ディオプターであり、バリアブルシリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとバリアブルシリンダー６１Ｂの母線軸６１Ｄとが直交する場合、そのパワーが最大となる。
【００４４】
このバリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂは観察光軸Ｏ１、Ｏ２の回りに一体回転可能であると共に相対回転可能とされている。バリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ１、Ｏ２の回りに一体回転させると、コンタクトプリズム６０の手術眼Ｅへのあてがい方によって生じる非点収差の方位に非点収差打ち消し用光学素子６１を対応させることができ、その非点収差打ち消し用光学素子６１の方位を固定した状態で、バリアブルシリンダーレンズ６１Ａとバリアブルシリンダーレンズ６１Ｂとのいずれか一方を相対回転させて、非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを適宜変更すると、コンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがったときに生じる非点収差を打ち消すことができる。
【００４５】
図１５はその一例を模型眼を使って説明したものであり、この図１５において、６２は模型眼の眼底相当部、６３は角膜相当部であり、角膜相当部６３に頂角θが４５度のコンタクトレンズ６０をあてがった状態が示されている。その対物レンズ１９の焦点距離ｆは２００ｍｍ、結像レンズ２２（３２）の焦点距離ｆは１７０ｍｍ、変倍レンズ系２０（３０）による観察倍率は４．２倍であり、この観察倍率４．２倍のときの非点収差を打ち消すときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．０１７ディオプターであった。
【００４６】
この非点収差打ち消し用光学素子６１を用いないときには、図７を用いて説明したように非点収差が生じるが、この非点収差打ち消し用光学素子６１を用いて非点収差を打ち消す方向にパワーを設定すると、図６に示すように非点収差を打ち消すことができる。
【００４７】
その観察倍率を６．３倍とすると、非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．０４３ディオプターであり、同様に観察倍率を１０．５倍としたときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．１１ディオプターであり、同様に観察倍率を１６倍としたときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．２８４ディオプターであり、観察倍率を２１倍としたときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．４４５ディオプターである。
【００４８】
図１６は本発明に係わる観察装置の変形例を示し、この変形例では、非点収差打ち消し用光学素子６１を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間に設けたものである。
【００４９】
このように、非点収差打ち消し用光学素子６１を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする箇所に設けると、観察倍率の変更に応じて非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを変更しなくとも、変倍のいかんにかかわらず非点収差を打ち消すことができるので、操作上便利である。
【００５０】
また、非点収差打ち消し用光学素子を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする箇所、又は、変倍レンズ系２０（３０）を通して得られた反射光束を結像レンズ２２（３３）に平行にリレーする箇所に設けると、一対のバリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの間隔に左右されずに非点収差を打ち消すことができるので、打ち消し補正を容易に行うことができるが、対物レンズ１９から接眼レンズ２６（３６）に至るまでの観察光学系の観察光路へのいずれの箇所に配設しても良い。
（実施例２）
図１７は本発明の観察装置の第２実施例を示す光学系の説明図であって、この観察装置は、画像処理装置６４と、非点収差補正量自動変更手段の一部を構成するバリアブルシリンダレンズ回転駆動手段６５とを備えている。バリアブルシリンダレンズ回転駆動手段６５は、例えばステッピングモータを備えている。ＴＶカメラ５３の受像出力は画像処理装置６４に入力され、画像データはモニターＴＶ６６に出力される。画像処理装置６４は非点収差を補正するための解析プログラムを有する。
【００５１】
モニターＴＶ６６の画面６６Ａには図１８に示すように眼底周辺部Ｅｒ’の眼底像Ｅｒ”が表示される。非点収差が生じていると、模式的に示すように、画像の流れ６７が生じる。例えば、血管６８の輪郭線の像が流れて見える。画像処理装置６４はその血管６８の像を抽出し、バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５に駆動信号を出力する。バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５は、その輪郭線の流れに対応する方位にバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂを一体回転させる。
【００５２】
次いで、その方位に一対のバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂの一方の母線軸を固定し、バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５は、他方のバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂをその輪郭線の像の流れの大きさに対応して相対回転させ、これにより、非点収差打ち消し用光学素子６１は、非点収差を打ち消すパワーを有するディオプターに設定される。すると、図１９に示すように、例えば、血管６８の輪郭線の像の流れの大きさが小さくなる。図１９に示すように、非点収差が残存する眼底像が得られた場合には、画像処理装置６４は、再度、その血管６８の像を抽出し、バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５に駆動信号を出力する。バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５は、再度その輪郭線の像の流れの大きさに対応してバリアブルシリンダレンズを観察光軸を中心に相対回転させ、非点収差を打ち消すパワーを有するディオプターを設定する。
【００５３】
非点収差補正量自動変更手段は、その非点収差が所定量以下となるまで、一対のバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂを相対回転駆動する。
【００５４】
この第２実施例によれば、コンタクトプリズム６０として頂角θの異なるものを用いて、眼底周辺部Ｅｒ’の観察部位を変更したときでも、自動的に非点収差を補正でき、シャープな眼底周辺部Ｅｒ’の画像が得られる。
（実施例３）
図２０は本発明の観察装置の第３実施例を示す光学系の説明図であって、ここでは、この観察装置は、メモリ２９を備えている。
【００５５】
そのメモリ２９には、例えば角膜相当部６３に頂角θが４５度のコンタクトプリズム６０をあてがったときでかつ観察倍率を４．２倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．０１７ディオプター、観察倍率を６．３倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．０４３ディオプター量、観察倍率を１０．５倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．１１ディオプター、観察倍率を１０．５倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量０．２８４ディオプター、観察倍率を２１倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．４４５ディオプターが補正値として保存されている。
【００５６】
ここでは、そのメモリ６９に保存されている補正値を基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０での各観察倍率に対する補正値とする。画像処理装置６４は、その基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０とは異なる頂角を有するコンタクトプリズムが手術眼Ｅにあてがわれたときに非点収差を打ち消すためのパワー量（補正量）を演算する演算プログラムが組み込まれている。
【００５７】
術者は、基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０とは異なるコンタクトプリズム６０が手術眼Ｅにあてがわれたときには、最初に、画面６６Ａを見つつ非点収差打ち消し用光学素子６１を観察光軸Ｏ１、Ｏ２回りに回転させて、非点収差を打ち消すためのパワー量を設定する。
【００５８】
例えば、頂角３０度のコンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがってかつ観察倍率が１０．５倍のときに非点収差を打ち消すために非点収差打ち消し用光学素子６１のパワー量が−０．０５ディオプターであったとする。
【００５９】
術者が観察倍率を変更したときには、例えば、１０．５倍から２１倍に変更したときには、画像処理装置６４はメモリ６９から基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０の補正値であってかつ観察倍率が１０．５倍のときの補正値−０．１１と基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０の補正値であってかつ観察倍率が２１倍のときの補正値−０．４４５とを読み込み、画像処理装置６４はこの読み込まれたデータに基づいて、観察倍率が１０．５倍のときの補正値の何倍の補正比を必要とするかを演算する。ここでは、その補正比は約４倍である。
【００６０】
画像処理装置６４は、この補正比に基づいて、頂角３０度のコンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがってかつ観察倍率を２１倍に設定したときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とする補正量を演算する。
【００６１】
バリアブルシリンダ回転駆動手段６５は、その補正量演算結果に基づいて、非点収差打ち消し用光学素子６１を相対回転させる。ここでは、補正比が約４倍であるので、非点収差打ち消し用光学素子６１のパワー量が−０．２ディオプターとなるように、非点収差打ち消し用光学素子６１を回転させる。
【００６２】
この第３実施例によれば、基準の頂角を有するプリズムとは異なる頂角を有するプリズムとは異なる頂角を有するプリズムのある観察倍率に対する補正量が一旦決定された後は、他の観察倍率に対する補正量がメモリ６９に記憶されている補正量に基づいて補正される。
【００６３】
従って、第３実施例によれば、非点収差の補正を迅速に行うことができる。
（実施例４）
図２１、２２は本発明に係わる観察装置の第３実施例を示し、色収差打ち消し用光学素子７０を観察光学系１３ａ、１３ｂに設けたものである。
【００６４】
この第４実施例では、対物レンズ１９から変倍レンズ系２０（３０）に至るまでの間で、手術眼Ｅの眼底Ｅｒからの反射光束を平行光束として変倍レンズ系２０（３０）に導く観察光路に色収差打ち消し用光学素子７０が設けられている。
【００６５】
この色収差打ち消し用光学素子７０は、ここでは、図２３、図２４に示すように、一対のバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂから構成されている。
【００６６】
バリアブルプリズム７０Ａはプリズム７１ａと７１ｂとの貼り合わせから構成され、バリアブルプリズム７０Ｂはプリズム７１ｃと７１ｄとの貼り合わせから構成されている。プリズム７１ａとプリズム７１ｂ、プリズム７１ｃとプリズム７１ｄとは基本波長（ｄ線）の屈折率ｎｄが同じである。プリズム７１ａはその分散νがプリズム７１ｂの分散νよりも小さい。プリズム７１ｄはその分散νがプリズム７１ｃの分散νよりも小さい。ここでは、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂは同一構成とされている。
【００６７】
色収差はプリズムの屈折力の方向に生じる。図２２では、コンタクトプリズム６０によって、紙面奥側からの反射光が屈折されて対物レンズ１９に導かれる様子が示され、ここでは、そのコンタクトプリズム６０によって、Ｒ、Ｇ、Ｂ波長の光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が分離された状態が示されている。各光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が色収差打ち消し用光学素子７０を通過したときに平行光束となるように、色収差打ち消し用光学素子７０を回転調整すると、コンタクトプリズム６０の屈折作用に基づく色収差が除去される。
【００６８】
従って、図２５に示すように、変倍レンズ系２０（３０）と接眼レンズ２６（３６）との間に、非点収差打ち消し用光学素子６１を配置すると共に、対物レンズ１９と変倍レンズ２０（３０）との間に、色収差打ち消し用光学素子７１を配置すれば、その非点収差打ち消し用光学素子６１を用いて、図９に示すような非点収差のある点像を図１０に示すように非点収差が除去されて色収差のみが残存する点像に修正でき、次いで、色収差打ち消し用光学素子７０を用いて色収差を補正すれば、図８に示すように、非点収差、色収差が除去された点像Ｑが得られることになる。
（実施例５）
図２６は本発明に係わる観察装置の第５実施例の光学系を示し、ここでは、画像処理装置６４は手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる色収差をデジタル的に解析処理して補正する補正手段としての補正プログラムを組み込んだものである。
【００６９】
色収差があると、図２７に模式的に示すように、ＴＶモニター６６のモニター画面６６ａに、白色の点像ＱがＲ、Ｇ、Ｂの三色に分離されて、点像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が得られる。
【００７０】
その図２７に示す画像をＲレイヤー、Ｇレイヤー、Ｂレイヤーの各レイヤーに分解する。そして、各レイヤー毎の対応する点像Ｑのピクセルの番地をそれぞれ記憶する。画像処理装置６４は、例えば、図２８に示すように、番地Ｘｉ、Ｙｊの点像Ｇ’を記憶するＧレイヤー、図２９に示すように番地Ｘｉ、Ｙｊ＋ｙの点像Ｒ’を記憶するＲレイヤー、図３０に示すように番地Ｘｉ、Ｙｊ−ｙの点像Ｂ’を記憶するＢレイヤーを、画像処理装置６４によって重ね合わせる処理を行う。
【００７１】
このように、受像素子上でＲ、Ｇ、Ｂの三色に分離して得られた点像をデジタル的に一点に合致させて色収差補正を行うと、色消しプリズム６１を観察光学系１３ａ、１３ｂに設けなくとも、図３１に示すように、色消しをデジタル的にかつソフトウエア処理によって行うことができる。
（実施例６）
図２７は本発明に係わる観察装置の第６実施例の光学系を示し、ここでは、変倍レンズ系２０（３０）と非点収差打ち消し用光学素子６１との間に眼底Ｅｒにパターン像を投影する投影光学系７２が設けられている。その投影光学系７２はリング状パターン板７３と投影レンズ７４とハーフミラー７５とから構成されている。リング状パターンは変倍レンズ系２０、対物レンズ１９をコンタクトプリズム６０に導かれ、コンタクトプリズム６０により屈折されて、眼底Ｅｒの眼底周辺部Ｅｒ’に導かれる。
【００７２】
眼底周辺部Ｅｒ’には、図３３に示すように、リングパターン像７６が形成される。このリングパターン像を非点収差打ち消し用プリズム６１のパワーがない状態で受像素子５３ａが受像すると、図３４に示すように、非点収差に起因する像の流れ７７を有するリングパターン像７８が得られる。
【００７３】
画像処理装置６４はそのリングパターン像７８を解析処理する解析処理手段を有し、そのリングパターン像の流れ７８に基づいて補正量を演算し、その演算結果に基づいてバリアブルシリンダ駆動手段６５に駆動信号を出力し、バリアブル駆動手段６５はその駆動信号に基づいて非点収差が打ち消されるように非点収差打ち消し用光学素子６１を駆動する。
【００７４】
この第６実施例によれば、既知のリング像に基づいて非点収差量を演算するので、非点収差量を正確に決定できる。
【００７５】
以上、発明の実施の形態では、観察装置としての手術用顕微鏡装置について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、スリットランプにも適用できるものである。
（実施例７）
図３５は本発明に係わる観察装置の第７実施例を説明するための光学図であって、この図３５において、８０は治療用レーザー光を眼底Ｅｒに照射するための治療用レーザー光を照射する公知の照射光学系である。この照射光学系８０からの治療用レーザー光はプリズム１８により反射されて対物レンズ１９に導かれるものとなっている。
【００７６】
その対物レンズ１９とプリズム１８との間には、手術眼Ｅにプリズム６０をあてがったときに、このプリズム６０を通して治療用レーザー光を眼底Ｅｒに照射したときに生じる非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子８１が設けられている。この非点収差打ち消し用光学素子８１は第１実施例と同様にバリアブルシリンダーレンズ８１Ａ、８１Ｂとから構成される。
【００７７】
このものによれば、プリズム６０を手術眼Ｅにあてがった眼底Ｅｒのレーザー治療を行う場合にプリズム６０の存在による非点収差を除去することができる。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項５に記載の発明によれば、眼底に既知の形状を有するパターンを投影して、非点収差の解析を行うことができるので、その解析処理を正確に行うことができ、手術眼にコンタクトプリズムをあてがって眼底周辺部を観察するときに生じる非点収差を打ち消すことができる。
【００８１】
また、請求項２ないし請求項４に記載の発明によれば、非点収差を自動的に打ち消すことができるので、便利である。
【００８２】
なかでも、請求項３に記載の発明によれば、画像を解析して自動的に非点収差を補正できるので、操作上便利である。
【００８４】
また、請求項４に記載の発明によれば、頂角が基準の頂角と異なるコンタクトプリズムを手術眼にあてがったときでも、その非点収差の補正を迅速に行うことができる。
【００８５】
請求項５に記載の発明によれば、非点収差の打ち消し、色収差の打ち消しの両方を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 手術用顕微鏡装置の概要を示す図である。
【図２】 手術用顕微鏡装置の従来の光学系の概要を示す側面図である。
【図３】 手術用顕微鏡装置の従来の光学系の概要を示す正面図である。
【図４】 対物レンズと観察光路との関係を説明するための平面図である。
【図５】 手術眼にコンタクトプリズムをあてがったときの観察光軸の屈折状体を説明するための説明図である。
【図６】 非点収差がないとしたときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図７】 非点収差があるとしたときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図８】 非点収差がなくかつ色収差を考慮したときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図９】 非点収差と色収差とがあるとしたときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図１０】 非点収差を除去したが色収差が残っているときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図１１】 本発明の第１実施例に係わる観察装置の光学系を示す側面図である。
【図１２】 本発明の第１実施例に係わる観察装置の光学系を示す正面図である。
【図１３】 図１１、図１２に示す非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーがゼロの状態を示す図である。
【図１４】 図１１、図１２に示す非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーが最大の状態を示す図である。
【図１５】 非点収差打ち消し用光学素子の作用を説明するための光学模式図である。
【図１６】 本発明に係わる観察装置の変形例の光学系を示す側面図である。
【図１７】 本発明の第２実施例に係わる観察装置の光学系を示す正面図である。
【図１８】 非点収差補正前の眼底画像を示す図であって、非点収差のために画面上に像の流れが生じている状態を示す模式図である。
【図１９】 非点収差補正後の眼底画像を示す図であって、非点収差を補正することによってその眼底像の流れが小さくなっている状態を示す図である。
【図２０】 本発明に係わる観察装置の第３実施例を示す光学系の正面図である。
【図２１】 本発明に観察装置の第４実施例を示す光学系を示す正面図であって、色消し光学素子を観察光学系に設けた状態を示す図である。
【図２２】 図２１に示す色消し光学素子の部分を拡大して示す図である。
【図２３】 図２１に示す色消し光学素子を拡大して示す側面図である。
【図２４】 図２１に示す色消し光学素子を拡大して示す斜視図である。
【図２５】 観察光学系の観察光路に非点収差打ち消し用光学素子と色消し光学素子とを設けた光学系を示す図である。
【図２６】 本発明に係わる観察装置の第５実施例を示す光学図である。
【図２７】 色収差があるときに画面上で分離して見られる現象をＲ、Ｇ、Ｂの３つの点像で代表的に描いた図である。
【図２８】 Ｇ画像のレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図２９】 Ｒ画像のレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３０】 Ｂ画像のレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３１】 各レイヤーを重ねて表示した状態を模式的に示す説明図である。
【図３２】 本発明に係わる観察装置の第６実施例の光学系を示す説明図である。
【図３３】 図３２に示すリング像投影系を用いて眼底周辺部に投影されたパターン像を示す図である。
【図３４】 コンタクトプリズムを通して受像素子に得られたパターン像に非点収差がある状態を示す説明図である。
【図３５】 治療用レーザーを備えた眼科装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１３ａ…観察光学系
１９…対物レンズ
２０…変倍レンズ系
２６…接眼レンズ
Ｅ…手術眼
Ｅｒ…眼底
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術用顕微鏡装置、スリットランプ装置等の観察装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図１に示すような観察装置としての手術用顕微鏡装置が知られている。その図１において、１は支持ポスト、２は支持アーム、３は支持アームの先端部に装着された手術用顕微鏡取り付け用のブラケットである。
【０００３】
その支持アーム２はＬ字状アーム４と揺動アーム５とから構成されている。Ｌ字状アーム４は支持アーム２の上端部に水平回動操作可能に装着されている。揺動アーム５はその内部に配設されたスプリングで上方にバネ付勢されている。
【０００４】
揺動アーム５の先端部には水平回動可能に保持されかつ下方に延びるアーム６が設けられている。ブラケット３はそのアーム６に取り付けられている。
【０００５】
そのブラケット３に手術用顕微鏡１０が取り付けられている。その手術用顕微鏡１０は鏡筒１１を有する。この鏡筒１１内には観察光学系が設けられている。この鏡筒１１には接眼レンズ鏡筒１１’が設けられている。
【０００６】
その手術用顕微鏡１０の光学系は、例えば、図２に示すような照明光学系１２、観察光学系１３を有する。その照明光学系１２は、照明光源１４、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７、プリズム１８からなっている。１８ｂはそのプリズム１８の反射面である。その照明光源１４の照明光は、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７、プリズム１４を経由して、観察光学系１３と共用の対物レンズ１９に導かれ、例えば、手術眼Ｅの眼底Ｅｒに導かれ、これにより眼底Ｅｒが照明される。なお、Ｅａは手術眼の瞳孔、Ｅｂは虹彩、Ｅｃは角膜である。
【０００７】
観察光学系１３は、図３に示すように、右観察光学系１３ａ、左観察光学系１３ｂから構成されている。右観察光学系１３ａは、レンズ２０ａ、２０ｂ、２０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）２０、ビームスプリッタ２１、結像レンズ２２、像正立プリズム２３、眼幅調整プリズム２４、視野絞り２５、接眼レンズ２６を有する。なお、２ａ１は入射瞳、２６ａはアイポイントである。
【０００８】
左観察光学系１３ｂは、同様に、レンズ３０ａ、３０ｂ、３０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）３０、ビームスプリッタ３１、結像レンズ３２、像正立プリズム３３、眼福調整プリズム３４、視野絞り３５、接眼レンズ３６を有する。なお、２ｂ１は入射瞳、３６ａはアイポイントである。
【０００９】
被検眼Ｅの眼底Ｅｒからの反射光は、両観察光学系１３ａ、１３ｂの対物レンズ１９から接眼レンズ２６、３６までの光学部材を経由して術者の眼に導かれ、術者はこれによって眼底Ｅｒを観察する。眼底Ｅｒからの反射光の一部は、ビームスプリッタ２１、３１によって反射され、助手用の補助観察光学系４０、ＴＶ撮像系５０に導かれる。
【００１０】
その図２において、４１、５１は結像レンズ、４２，５２は反射ミラー、４３は接眼レンズ、５３はＴＶカメラである。そのＴＶカメラ５３は受像手段５３ａとしてのＣＣＤ撮像素子を有する。
【００１１】
照明光学系１２の射出瞳１８ａは、図４に示すように、両観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光路２ａ２、２ｂ２に近接して配置され、その図４において、Ｏは対物レンズ１９の光軸、Ｏ１は左観察光学系１３ａの観察光軸、Ｏ２は右観察光学系の観察光軸である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の手術顕微鏡装置を用いて、眼底周辺を観察したい場合がある。このような場合には、図５に示すように被検者Ｅの角膜Ｅｃにプリズム６０をあてがって、眼底Ｅｒの周辺部Ｅｒ’を観察するようにしている。その図５では、頂角θ（例えば４５度）のプリズム６０が角膜Ｅｃにあてがわれている。
【００１３】
このようにプリズム６０を角膜Ｅｃにあてがうと、対物レンズ１９の光軸Ｏ、照明光学系１２の照明光軸Ｏ’、両観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光軸Ｏ１、Ｏ２が屈折されるので、眼底周辺部Ｅｒ’が観察される。そのプリズム６０の頂角θとして適宜異なるものを用いれば、眼底周辺部Ｅｒ’の観察部位を適宜変更できる。
【００１４】
しかしながら、プリズム６０を用いて眼底周辺部Ｅｒ’を観察するので、光の屈折分散作用によって、非点収差、色収差が生じる。図６は手術眼Ｅｃにプリズム６０をあてがっていない状態での非点収差を模式的に描いた図であって、横軸は合焦位置を原点として、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像Ｑの大きさと形状を示している。プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがっていないときには、合焦状態からデフォーカス量が大きくなったとしても、点像Ｑはほぼ円形を保ったままである。これに対して、図７は手術眼にプリズム６０をあてがった状態での非点収差を模式的に描いた図であって、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像の大きさと形状を示している。
【００１５】
プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがったときには、円形となる点像Ｑの位置が合焦位置からずれ、かつ、合焦位置前側から合焦位置後側に合焦状態が変化するに伴って縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形を呈する状態になるという非点収差が生じる。
【００１６】
また、図８は手術眼にプリズムをあてがっていない状態での非点収差、色収差を模式的に描いた図であって、横軸は合焦位置を原点として、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像Ｑの大きさと形状を示している。プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがっていないときには、合焦状態からデフォーカス量が大きくなったとしても、点像Ｑはほぼ円形を保ったままである。また、Ｒ、Ｇ、Ｂに分離した色収差もほとんど見られない。デフォーカス量が大きくなるに伴ってわずかに見られるのみであり、合焦位置では観察にほとんど支障がない。
【００１７】
これに対して、図９は手術眼Ｅｃにプリズム６０をあてがった状態での非点収差、色収差を模式的に描いた図であって、横軸は合焦位置を原点として、前後にデフォーカスしたときのデフォーカス量を示している。縦軸は各デフォーカス量位置での点像Ｑの大きさと形状を示している。プリズム６０を角膜Ｅｃにあてがったときには、円形となる点像Ｑの位置が合焦位置からずれ、かつ、合焦位置前側から合焦位置後側に合焦状態が変化するに伴って縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形を呈する状態になるという非点収差が生じる。また、同時に、合焦位置でもプリズム６０の屈折作用によって色収差が生じている。ここでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色を用いて、色収差が模式的に描かれており、色が分離する方向は、プリズム６０の屈折力の方向であり、ここでは、縦軸方向である。
【００１８】
このように、色収差が生じていると、図１０に示すように、非点収差を除去したとしても、色収差が残ることになる。
【００１９】
このような非点収差、色収差があると、プリズム６０を手術眼Ｅの角膜Ｃにあてがって眼底周辺部Ｅｒ’を観察したときに、眼底像が歪みかつ色が分離して見え、シャープな眼底周辺部Ｅｒの像を見ることができず、眼底周辺部Ｅｒ’の手術をしにくい。
【００２０】
特に、眼内レンズ（ＩＯＬ）が組み入れられた手術眼を手術する場合には、その非点収差、色収差の影響が大きく、シャープな眼底周辺部Ｅｒ’を観察し難いという不都合がある。
【００２１】
更に、プリズム６０を手術眼Ｅの角膜にあてがって、レーザ光による眼底の凝固治療を行うときにも非点収差が生じる。
【００２２】
そこで、本発明の第１の目的は、非点収差を除去することのできる観察装置を提供することにある。
【００２３】
本発明の第２の目的は、色収差を除去することのできる観察装置を提供することにある。
【００２４】
本発明の第３の目的は、眼底治療を行う観察装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の観察装置は、対物レンズから接眼レンズに至るまでの間の観察光学系の観察光路に変倍レンズ系と結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が手術眼の眼底からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路となっていると共に、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路となっている観察装置において、前記手術眼にプリズムをあてがったときに生じる非点収差のパワーを打ち消す非点収差打ち消し用光学素子が観察光路の観察光軸を中心に互いに相対回転可能な一対のバリアブルシリンダレンズからなり、該バリアブルシリンダレンズが前記対物レンズから前記接眼レンズに至るまでの間の観察光学系の観察光路のいずれかの箇所に設けられ、前記観察光学系に、前記対物レンズを介して前記眼底にパターン像を投影する投影光学系が設けられると共に、前記眼底からの反射光を受像する受像手段が設けられたことを特徴とする。
【００２９】
請求項２に記載の観察装置は、請求項１に記載の観察装置において、観察倍率に応じて変動し得る非点収差を補正可能な非点収差補正量自動変更手段を有し、該非点収差補正量自動変更手段は、前記バリアブルシリンダレンズを回転駆動させるバリアブルシリンダレンズ回転駆動手段を備え、該バリアブルシリンダレンズ駆動手段は、前記非点収差を打ち消すために該非点収差の補正量に基づいて前記バリアブルシリンダレンズを前記観察光軸を中心に相対回転させて、そのパワーを変更することを特徴とする。
【００３１】
請求項３に記載の観察装置は、請求項２に記載の観察装置において、前記受像手段は、画像処理装置に接続され、前記非点収差補正量変更手段は、前記受像手段に受像されたパターン像を前記画像処理装置により解析することに基づいて前記非点収差の補正量を演算し、その演算結果に基づいて前記バリアブルシリンダレンズ回転駆動手段により前記バリアブルシリンダレンズを回転駆動させることを特徴とする。
【００３２】
請求項４に記載の観察装置は、請求項２に記載の観察装置において、前記非点収差補正量自動変更手段は、基準の頂角を有するプリズムでの各観察倍率に対する非点収差の補正量を記憶するメモリを備え、前記基準の頂角を有するプリズムとは異なる頂角を有するプリズムのある観察倍率に対する補正量を一旦決定後、他の観察倍率に対する補正量を前記メモリに記憶されている補正量に基づいて補正することを特徴とする。
【００３３】
請求項５に記載の観察装置は、請求項１に記載の観察装置において、前記観察光学系の観察光路のいずれかの個所に、前記手術眼に前記プリズムをあてがったときに生じる色収差を打ち消す方向にパワーを有する色消し光学素子が設けられていることを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１１、図１２は本発明に係わる観察装置の光学系を示す説明図である。この図１１、図１２において、図２、図３に示した構成要素と同一構成要素については、同一符号を付して説明することとし、異なる構成要素について重点的に説明することとする。
【００４０】
両観察光学系１３ａ、１３ｂは対物レンズ１９から変倍レンズ系２０（３０）に至るまでの間が眼底Ｅｒからの反射光を平行光束として変倍レンズ系２０（３０）にリレーする観察光路となっており、変倍レンズ２０（３０）から結像レンズ２２（３２）に至るまでの間が、変倍レンズ２０（３０）を通して得られた反射光を結像レンズ２２（３２）に平行光束としてリレーする観察光路となっている。なお、２６（３６）は接眼レンズである。
【００４１】
ここでは、手術眼Ｅの角膜Ｅｃにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる非点収差のパワーを打ち消す非点収差打ち消し用光学素子６１が変倍レンズ系２０（３０）と結像レンズ２２（３２）との間に設けられている。
【００４２】
その非点収差打ち消し用光学素子６１は、図１３、図１４に示すように一対のバリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂから構成されている。バリアブルシリンダーレンズ６１Ａは凸のシリンダーレンズから構成され、バリアブルシリンダーレンズ６１Ｂは凹のシリンダーレンズから構成されている。
【００４３】
バリアブルシリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとバリアブルシリンダー６１Ｂの母線軸６１Ｄとが平行な場合、そのパワーは０ディオプターであり、バリアブルシリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとバリアブルシリンダー６１Ｂの母線軸６１Ｄとが直交する場合、そのパワーが最大となる。
【００４４】
このバリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂは観察光軸Ｏ１、Ｏ２の回りに一体回転可能であると共に相対回転可能とされている。バリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ１、Ｏ２の回りに一体回転させると、コンタクトプリズム６０の手術眼Ｅへのあてがい方によって生じる非点収差の方位に非点収差打ち消し用光学素子６１を対応させることができ、その非点収差打ち消し用光学素子６１の方位を固定した状態で、バリアブルシリンダーレンズ６１Ａとバリアブルシリンダーレンズ６１Ｂとのいずれか一方を相対回転させて、非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを適宜変更すると、コンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがったときに生じる非点収差を打ち消すことができる。
【００４５】
図１５はその一例を模型眼を使って説明したものであり、この図１５において、６２は模型眼の眼底相当部、６３は角膜相当部であり、角膜相当部６３に頂角θが４５度のコンタクトレンズ６０をあてがった状態が示されている。その対物レンズ１９の焦点距離ｆは２００ｍｍ、結像レンズ２２（３２）の焦点距離ｆは１７０ｍｍ、変倍レンズ系２０（３０）による観察倍率は４．２倍であり、この観察倍率４．２倍のときの非点収差を打ち消すときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．０１７ディオプターであった。
【００４６】
この非点収差打ち消し用光学素子６１を用いないときには、図７を用いて説明したように非点収差が生じるが、この非点収差打ち消し用光学素子６１を用いて非点収差を打ち消す方向にパワーを設定すると、図６に示すように非点収差を打ち消すことができる。
【００４７】
その観察倍率を６．３倍とすると、非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．０４３ディオプターであり、同様に観察倍率を１０．５倍としたときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．１１ディオプターであり、同様に観察倍率を１６倍としたときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．２８４ディオプターであり、観察倍率を２１倍としたときの非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．４４５ディオプターである。
【００４８】
図１６は本発明に係わる観察装置の変形例を示し、この変形例では、非点収差打ち消し用光学素子６１を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間に設けたものである。
【００４９】
このように、非点収差打ち消し用光学素子６１を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする箇所に設けると、観察倍率の変更に応じて非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを変更しなくとも、変倍のいかんにかかわらず非点収差を打ち消すことができるので、操作上便利である。
【００５０】
また、非点収差打ち消し用光学素子を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする箇所、又は、変倍レンズ系２０（３０）を通して得られた反射光束を結像レンズ２２（３３）に平行にリレーする箇所に設けると、一対のバリアブルシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの間隔に左右されずに非点収差を打ち消すことができるので、打ち消し補正を容易に行うことができるが、対物レンズ１９から接眼レンズ２６（３６）に至るまでの観察光学系の観察光路へのいずれの箇所に配設しても良い。
（実施例２）
図１７は本発明の観察装置の第２実施例を示す光学系の説明図であって、この観察装置は、画像処理装置６４と、非点収差補正量自動変更手段の一部を構成するバリアブルシリンダレンズ回転駆動手段６５とを備えている。バリアブルシリンダレンズ回転駆動手段６５は、例えばステッピングモータを備えている。ＴＶカメラ５３の受像出力は画像処理装置６４に入力され、画像データはモニターＴＶ６６に出力される。画像処理装置６４は非点収差を補正するための解析プログラムを有する。
【００５１】
モニターＴＶ６６の画面６６Ａには図１８に示すように眼底周辺部Ｅｒ’の眼底像Ｅｒ”が表示される。非点収差が生じていると、模式的に示すように、画像の流れ６７が生じる。例えば、血管６８の輪郭線の像が流れて見える。画像処理装置６４はその血管６８の像を抽出し、バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５に駆動信号を出力する。バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５は、その輪郭線の流れに対応する方位にバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂを一体回転させる。
【００５２】
次いで、その方位に一対のバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂの一方の母線軸を固定し、バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５は、他方のバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂをその輪郭線の像の流れの大きさに対応して相対回転させ、これにより、非点収差打ち消し用光学素子６１は、非点収差を打ち消すパワーを有するディオプターに設定される。すると、図１９に示すように、例えば、血管６８の輪郭線の像の流れの大きさが小さくなる。図１９に示すように、非点収差が残存する眼底像が得られた場合には、画像処理装置６４は、再度、その血管６８の像を抽出し、バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５に駆動信号を出力する。バリアブルシリンダレンズ駆動手段６５は、再度その輪郭線の像の流れの大きさに対応してバリアブルシリンダレンズを観察光軸を中心に相対回転させ、非点収差を打ち消すパワーを有するディオプターを設定する。
【００５３】
非点収差補正量自動変更手段は、その非点収差が所定量以下となるまで、一対のバリアブルシリンダレンズ６１Ａ、６１Ｂを相対回転駆動する。
【００５４】
この第２実施例によれば、コンタクトプリズム６０として頂角θの異なるものを用いて、眼底周辺部Ｅｒ’の観察部位を変更したときでも、自動的に非点収差を補正でき、シャープな眼底周辺部Ｅｒ’の画像が得られる。
（実施例３）
図２０は本発明の観察装置の第３実施例を示す光学系の説明図であって、ここでは、この観察装置は、メモリ２９を備えている。
【００５５】
そのメモリ２９には、例えば角膜相当部６３に頂角θが４５度のコンタクトプリズム６０をあてがったときでかつ観察倍率を４．２倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．０１７ディオプター、観察倍率を６．３倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．０４３ディオプター量、観察倍率を１０．５倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．１１ディオプター、観察倍率を１０．５倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量０．２８４ディオプター、観察倍率を２１倍としたときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とするパワー量−０．４４５ディオプターが補正値として保存されている。
【００５６】
ここでは、そのメモリ６９に保存されている補正値を基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０での各観察倍率に対する補正値とする。画像処理装置６４は、その基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０とは異なる頂角を有するコンタクトプリズムが手術眼Ｅにあてがわれたときに非点収差を打ち消すためのパワー量（補正量）を演算する演算プログラムが組み込まれている。
【００５７】
術者は、基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０とは異なるコンタクトプリズム６０が手術眼Ｅにあてがわれたときには、最初に、画面６６Ａを見つつ非点収差打ち消し用光学素子６１を観察光軸Ｏ１、Ｏ２回りに回転させて、非点収差を打ち消すためのパワー量を設定する。
【００５８】
例えば、頂角３０度のコンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがってかつ観察倍率が１０．５倍のときに非点収差を打ち消すために非点収差打ち消し用光学素子６１のパワー量が−０．０５ディオプターであったとする。
【００５９】
術者が観察倍率を変更したときには、例えば、１０．５倍から２１倍に変更したときには、画像処理装置６４はメモリ６９から基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０の補正値であってかつ観察倍率が１０．５倍のときの補正値−０．１１と基準の頂角θを有するコンタクトプリズム６０の補正値であってかつ観察倍率が２１倍のときの補正値−０．４４５とを読み込み、画像処理装置６４はこの読み込まれたデータに基づいて、観察倍率が１０．５倍のときの補正値の何倍の補正比を必要とするかを演算する。ここでは、その補正比は約４倍である。
【００６０】
画像処理装置６４は、この補正比に基づいて、頂角３０度のコンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがってかつ観察倍率を２１倍に設定したときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とする補正量を演算する。
【００６１】
バリアブルシリンダ回転駆動手段６５は、その補正量演算結果に基づいて、非点収差打ち消し用光学素子６１を相対回転させる。ここでは、補正比が約４倍であるので、非点収差打ち消し用光学素子６１のパワー量が−０．２ディオプターとなるように、非点収差打ち消し用光学素子６１を回転させる。
【００６２】
この第３実施例によれば、基準の頂角を有するプリズムとは異なる頂角を有するプリズムとは異なる頂角を有するプリズムのある観察倍率に対する補正量が一旦決定された後は、他の観察倍率に対する補正量がメモリ６９に記憶されている補正量に基づいて補正される。
【００６３】
従って、第３実施例によれば、非点収差の補正を迅速に行うことができる。
（実施例４）
図２１、２２は本発明に係わる観察装置の第３実施例を示し、色収差打ち消し用光学素子７０を観察光学系１３ａ、１３ｂに設けたものである。
【００６４】
この第４実施例では、対物レンズ１９から変倍レンズ系２０（３０）に至るまでの間で、手術眼Ｅの眼底Ｅｒからの反射光束を平行光束として変倍レンズ系２０（３０）に導く観察光路に色収差打ち消し用光学素子７０が設けられている。
【００６５】
この色収差打ち消し用光学素子７０は、ここでは、図２３、図２４に示すように、一対のバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂから構成されている。
【００６６】
バリアブルプリズム７０Ａはプリズム７１ａと７１ｂとの貼り合わせから構成され、バリアブルプリズム７０Ｂはプリズム７１ｃと７１ｄとの貼り合わせから構成されている。プリズム７１ａとプリズム７１ｂ、プリズム７１ｃとプリズム７１ｄとは基本波長（ｄ線）の屈折率ｎｄが同じである。プリズム７１ａはその分散νがプリズム７１ｂの分散νよりも小さい。プリズム７１ｄはその分散νがプリズム７１ｃの分散νよりも小さい。ここでは、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂは同一構成とされている。
【００６７】
色収差はプリズムの屈折力の方向に生じる。図２２では、コンタクトプリズム６０によって、紙面奥側からの反射光が屈折されて対物レンズ１９に導かれる様子が示され、ここでは、そのコンタクトプリズム６０によって、Ｒ、Ｇ、Ｂ波長の光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が分離された状態が示されている。各光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が色収差打ち消し用光学素子７０を通過したときに平行光束となるように、色収差打ち消し用光学素子７０を回転調整すると、コンタクトプリズム６０の屈折作用に基づく色収差が除去される。
【００６８】
従って、図２５に示すように、変倍レンズ系２０（３０）と接眼レンズ２６（３６）との間に、非点収差打ち消し用光学素子６１を配置すると共に、対物レンズ１９と変倍レンズ２０（３０）との間に、色収差打ち消し用光学素子７１を配置すれば、その非点収差打ち消し用光学素子６１を用いて、図９に示すような非点収差のある点像を図１０に示すように非点収差が除去されて色収差のみが残存する点像に修正でき、次いで、色収差打ち消し用光学素子７０を用いて色収差を補正すれば、図８に示すように、非点収差、色収差が除去された点像Ｑが得られることになる。
（実施例５）
図２６は本発明に係わる観察装置の第５実施例の光学系を示し、ここでは、画像処理装置６４は手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる色収差をデジタル的に解析処理して補正する補正手段としての補正プログラムを組み込んだものである。
【００６９】
色収差があると、図２７に模式的に示すように、ＴＶモニター６６のモニター画面６６ａに、白色の点像ＱがＲ、Ｇ、Ｂの三色に分離されて、点像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が得られる。
【００７０】
その図２７に示す画像をＲレイヤー、Ｇレイヤー、Ｂレイヤーの各レイヤーに分解する。そして、各レイヤー毎の対応する点像Ｑのピクセルの番地をそれぞれ記憶する。画像処理装置６４は、例えば、図２８に示すように、番地Ｘｉ、Ｙｊの点像Ｇ’を記憶するＧレイヤー、図２９に示すように番地Ｘｉ、Ｙｊ＋ｙの点像Ｒ’を記憶するＲレイヤー、図３０に示すように番地Ｘｉ、Ｙｊ−ｙの点像Ｂ’を記憶するＢレイヤーを、画像処理装置６４によって重ね合わせる処理を行う。
【００７１】
このように、受像素子上でＲ、Ｇ、Ｂの三色に分離して得られた点像をデジタル的に一点に合致させて色収差補正を行うと、色消しプリズム６１を観察光学系１３ａ、１３ｂに設けなくとも、図３１に示すように、色消しをデジタル的にかつソフトウエア処理によって行うことができる。
（実施例６）
図２７は本発明に係わる観察装置の第６実施例の光学系を示し、ここでは、変倍レンズ系２０（３０）と非点収差打ち消し用光学素子６１との間に眼底Ｅｒにパターン像を投影する投影光学系７２が設けられている。その投影光学系７２はリング状パターン板７３と投影レンズ７４とハーフミラー７５とから構成されている。リング状パターンは変倍レンズ系２０、対物レンズ１９をコンタクトプリズム６０に導かれ、コンタクトプリズム６０により屈折されて、眼底Ｅｒの眼底周辺部Ｅｒ’に導かれる。
【００７２】
眼底周辺部Ｅｒ’には、図３３に示すように、リングパターン像７６が形成される。このリングパターン像を非点収差打ち消し用プリズム６１のパワーがない状態で受像素子５３ａが受像すると、図３４に示すように、非点収差に起因する像の流れ７７を有するリングパターン像７８が得られる。
【００７３】
画像処理装置６４はそのリングパターン像７８を解析処理する解析処理手段を有し、そのリングパターン像の流れ７８に基づいて補正量を演算し、その演算結果に基づいてバリアブルシリンダ駆動手段６５に駆動信号を出力し、バリアブル駆動手段６５はその駆動信号に基づいて非点収差が打ち消されるように非点収差打ち消し用光学素子６１を駆動する。
【００７４】
この第６実施例によれば、既知のリング像に基づいて非点収差量を演算するので、非点収差量を正確に決定できる。
【００７５】
以上、発明の実施の形態では、観察装置としての手術用顕微鏡装置について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、スリットランプにも適用できるものである。
（実施例７）
図３５は本発明に係わる観察装置の第７実施例を説明するための光学図であって、この図３５において、８０は治療用レーザー光を眼底Ｅｒに照射するための治療用レーザー光を照射する公知の照射光学系である。この照射光学系８０からの治療用レーザー光はプリズム１８により反射されて対物レンズ１９に導かれるものとなっている。
【００７６】
その対物レンズ１９とプリズム１８との間には、手術眼Ｅにプリズム６０をあてがったときに、このプリズム６０を通して治療用レーザー光を眼底Ｅｒに照射したときに生じる非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子８１が設けられている。この非点収差打ち消し用光学素子８１は第１実施例と同様にバリアブルシリンダーレンズ８１Ａ、８１Ｂとから構成される。
【００７７】
このものによれば、プリズム６０を手術眼Ｅにあてがった眼底Ｅｒのレーザー治療を行う場合にプリズム６０の存在による非点収差を除去することができる。
【００７８】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項５に記載の発明によれば、眼底に既知の形状を有するパターンを投影して、非点収差の解析を行うことができるので、その解析処理を正確に行うことができ、手術眼にコンタクトプリズムをあてがって眼底周辺部を観察するときに生じる非点収差を打ち消すことができる。
【００８１】
また、請求項２ないし請求項４に記載の発明によれば、非点収差を自動的に打ち消すことができるので、便利である。
【００８２】
なかでも、請求項３に記載の発明によれば、画像を解析して自動的に非点収差を補正できるので、操作上便利である。
【００８４】
また、請求項４に記載の発明によれば、頂角が基準の頂角と異なるコンタクトプリズムを手術眼にあてがったときでも、その非点収差の補正を迅速に行うことができる。
【００８５】
請求項５に記載の発明によれば、非点収差の打ち消し、色収差の打ち消しの両方を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 手術用顕微鏡装置の概要を示す図である。
【図２】 手術用顕微鏡装置の従来の光学系の概要を示す側面図である。
【図３】 手術用顕微鏡装置の従来の光学系の概要を示す正面図である。
【図４】 対物レンズと観察光路との関係を説明するための平面図である。
【図５】 手術眼にコンタクトプリズムをあてがったときの観察光軸の屈折状体を説明するための説明図である。
【図６】 非点収差がないとしたときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図７】 非点収差があるとしたときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図８】 非点収差がなくかつ色収差を考慮したときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図９】 非点収差と色収差とがあるとしたときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図１０】 非点収差を除去したが色収差が残っているときのデフォーカス量と点像との関係を模式的に示す説明図である。
【図１１】 本発明の第１実施例に係わる観察装置の光学系を示す側面図である。
【図１２】 本発明の第１実施例に係わる観察装置の光学系を示す正面図である。
【図１３】 図１１、図１２に示す非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーがゼロの状態を示す図である。
【図１４】 図１１、図１２に示す非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーが最大の状態を示す図である。
【図１５】 非点収差打ち消し用光学素子の作用を説明するための光学模式図である。
【図１６】 本発明に係わる観察装置の変形例の光学系を示す側面図である。
【図１７】 本発明の第２実施例に係わる観察装置の光学系を示す正面図である。
【図１８】 非点収差補正前の眼底画像を示す図であって、非点収差のために画面上に像の流れが生じている状態を示す模式図である。
【図１９】 非点収差補正後の眼底画像を示す図であって、非点収差を補正することによってその眼底像の流れが小さくなっている状態を示す図である。
【図２０】 本発明に係わる観察装置の第３実施例を示す光学系の正面図である。
【図２１】 本発明に観察装置の第４実施例を示す光学系を示す正面図であって、色消し光学素子を観察光学系に設けた状態を示す図である。
【図２２】 図２１に示す色消し光学素子の部分を拡大して示す図である。
【図２３】 図２１に示す色消し光学素子を拡大して示す側面図である。
【図２４】 図２１に示す色消し光学素子を拡大して示す斜視図である。
【図２５】 観察光学系の観察光路に非点収差打ち消し用光学素子と色消し光学素子とを設けた光学系を示す図である。
【図２６】 本発明に係わる観察装置の第５実施例を示す光学図である。
【図２７】 色収差があるときに画面上で分離して見られる現象をＲ、Ｇ、Ｂの３つの点像で代表的に描いた図である。
【図２８】 Ｇ画像のレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図２９】 Ｒ画像のレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３０】 Ｂ画像のレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３１】 各レイヤーを重ねて表示した状態を模式的に示す説明図である。
【図３２】 本発明に係わる観察装置の第６実施例の光学系を示す説明図である。
【図３３】 図３２に示すリング像投影系を用いて眼底周辺部に投影されたパターン像を示す図である。
【図３４】 コンタクトプリズムを通して受像素子に得られたパターン像に非点収差がある状態を示す説明図である。
【図３５】 治療用レーザーを備えた眼科装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１３ａ…観察光学系
１９…対物レンズ
２０…変倍レンズ系
２６…接眼レンズ
Ｅ…手術眼
Ｅｒ…眼底
Claims (5)
- 対物レンズから接眼レンズに至るまでの間の観察光学系の観察光路に変倍レンズ系と結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が手術眼の眼底からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路となっていると共に、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路となっている観察装置において、
前記手術眼にプリズムをあてがったときに生じる非点収差のパワーを打ち消す非点収差打ち消し用光学素子が観察光路の観察光軸を中心に互いに相対回転可能な一対のバリアブルシリンダレンズからなり、該バリアブルシリンダレンズが前記対物レンズから前記接眼レンズに至るまでの間の観察光学系の観察光路のいずれかの箇所に設けられ、
前記観察光学系に、前記対物レンズを介して前記眼底にパターン像を投影する投影光学系が設けられると共に、前記眼底からの反射光を受像する受像手段が設けられたことを特徴とする観察装置。 - 観察倍率に応じて変動し得る非点収差を補正可能な非点収差補正量自動変更手段を有し、該非点収差補正量自動変更手段は、前記バリアブルシリンダレンズを回転駆動させるバリアブルシリンダレンズ回転駆動手段を備え、該バリアブルシリンダレンズ駆動手段は、前記非点収差を打ち消すために該非点収差の補正量に基づいて前記バリアブルシリンダレンズを前記観察光軸を中心に相対回転させて、そのパワーを変更することを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
- 前記受像手段は、画像処理装置に接続され、前記非点収差補正量変更手段は、前記受像手段に受像されたパターン像を前記画像処理装置により解析することに基づいて前記非点収差の補正量を演算し、その演算結果に基づいて前記バリアブルシリンダレンズ回転駆動手段により前記バリアブルシリンダレンズを回転駆動させることを特徴とする請求項２に記載の観察装置。
- 前記非点収差補正量自動変更手段は、基準の頂角を有するプリズムでの各観察倍率に対する非点収差の補正量を記憶するメモリを備え、前記基準の頂角を有するプリズムとは異なる頂角を有するプリズムのある観察倍率に対する補正量を一旦決定後、他の観察倍率に対する補正量を前記メモリに記憶されている補正量に基づいて補正することを特徴とする請求項２に記載の観察装置。
- 前記観察光学系の観察光路のいずれかの個所に、前記手術眼に前記プリズムをあてがったときに生じる色収差を打ち消す方向にパワーを有する色消し光学素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
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