JPH0956681A - 角膜内皮細胞撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より一層明瞭な角膜内皮細胞像を得ることの
できる角膜内皮細胞撮影装置を提供する。 【解決手段】 被検眼Ｅの角膜Ｃに向けて斜めからスリ
ット光を照射するためのスリット光照射光学系２０と、
角膜Ｃからの反射光を利用し角膜内皮細胞像を結像させ
た後、像面に結像させた角膜内皮細胞像の観察及び撮影
を行うための観察撮影光学系３０とを有し、この観察撮
影光学系３０の対物レンズ３１Ｍに関して角膜Ｃの表面
位置と共役な位置に、角膜表面からの反射光を遮断する
ためのマスク３３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、角膜内皮細胞を
撮影するための角膜内皮細胞撮影装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被検眼の角膜に向けて斜めか
らスリット光を照射するためのスリット光照明光学系
と、角膜からの反射光を利用して角膜内皮細胞像を観察
し且つ撮影を行うための観察撮影光学系とを有し、この
観察撮影光学系の対物レンズに関して角膜内皮細胞位置
と共役な位置に、角膜表面からの反射光を遮断しかつ角
膜内皮細胞からの反射光を透過させるマスクを設けて、
角膜内皮細胞の観察撮影を行う角膜内皮細胞撮影装置が
知られている。そのマスクには、角膜内皮細胞からの反
射光を透過させるために開口としてのスリットが形成さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の角膜内皮細胞撮影装置では、マスクが観察撮影光学
系の対物レンズに関して角膜内皮細胞の位置と共役な位
置に配置されているために、角膜表面からの反射光の一
部がマスクにより遮断しきれずにそのマスクに形成され
たスリットを透過し、この場合に、角膜表面からの反射
光が角膜内皮細胞からの反射光に比べて相当に大きいの
で、角膜内皮細胞像が不鮮明になり易いという問題点が
あった。

【０００４】この発明は、このような実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、より一層明瞭な
角膜内皮細胞像を得ることのできる角膜内皮細胞撮影装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、被検眼の角膜に向けて斜
めからスリット光を照射するためのスリット光照射光学
系と、前記角膜からの反射光を利用して角膜内皮細胞像
を結像させた後、像面に結像させた角膜内皮細胞像の観
察及び撮影を行うための観察撮影光学系とを有し、この
観察撮影光学系の対物レンズに関して角膜の内皮より表
面側と共役な位置に、角膜表面からの反射光を遮断する
ためのマスクを設けたことを特徴とする。請求項２に記
載の発明は、被検眼の角膜に向けて斜めからスリット光
を照射するためのスリット光照射光学系と、前記角膜か
らの反射光を利用し角膜内皮細胞像を結像させた後、像
面に結像させた角膜内皮細胞像の観察及び撮影を行うた
めの観察撮影光学系とを有し、この観察撮影光学系の対
物レンズに関し角膜の表面位置と共役な位置に、角膜表
面からの反射光を遮断するためのマスクを設けたことを
特徴とする。

【０００６】この構成により、角膜内皮細胞を観察する
際に、角膜表面からの反射光を実質的に確実に遮断する
ことが可能となり、より一層明瞭な角膜内皮細胞像を得
ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【０００８】角膜内皮細胞撮影装置は、図１、図２に示
すように、被検眼Ｅの前眼部を観察する前眼部観察光学
系１０、前眼部照明光源１、角膜内皮細胞照明光学系２
０、角膜内皮細胞撮影光学系３０、合焦位置検出受光光
学系７、固視標投影光学系２、アライメント検出用指標
投影光学系４０、アライメント検出用指標受光光学系
５、前眼部観察光学系１０と角膜内皮細胞撮影光学系３
０のそれぞれに設けられた遮光板９ａ、９ｂとから大略
構成されている。なお、観察、撮影された画像は、モニ
ターの画面１５（図５、図７参照）に表示されるように
なっている。

【０００９】前眼部観察光学系１０は、ハーフミラー１
１、対物レンズ１２、ハーフミラー１３、ＣＣＤカメラ
１４とから大略構成され、Ｏ１はその光軸である。被検
眼Ｅの前眼部は前眼部照明光源１によって照明される。
ハーフミラー１１は、図２に示すアライメント検出用指
標投影光学系４０の一部を構成する。アライメント検出
用指標投影光学系４０は、アライメント指標光源４１
（赤外ＬＥＤ）、ピンホール４２、ダイクロイックミラ
ー４３、投影レンズ４４、ハーフミラー１１とから構成
され、ピンホール４２は投影レンズ４４の焦点位置に配
置されている。ピンホール４２を透過したアライメント
指標光はダイクロイックミラー４３で反射された後、投
影レンズ４４に導かれて平行光束とされる。この平行光
束は、ハーフミラー１１で反射されて被検眼Ｅの角膜Ｃ
に導かれる。ダイクロイックミラー４３は、固視標投影
光学系２の一部を構成し、固視標投影光学系２は、固視
標光源３（可視ＬＥＤ）、ピンホール４を有する。ピン
ホール４は、投影レンズ４４の焦点位置に配置されてい
る。ピンホール４を通過した固視標光は、ダイクロイッ
クミラー４３を透過した後、投影レンズ４４により平行
光束とされ、ハーフミラー１１により反射されて被検眼
Ｅに導かれる。アライメントの調整は、被検者にこの固
視標を固視させつつ行う。

【００１０】角膜Ｃで反射されたアライメント光束は、
ハーフミラー１１を介して対物レンズ１２に導かれ、対
物レンズ１２によって集光され、その集光光束の一部
は、ハーフミラー１３を透過してＣＣＤカメラ１４上に
像を形成する。ハーフミラー１３とＣＣＤカメラ１４と
の間の光路に配設された遮光板９ａはこの光路に対して
挿脱可能である。この遮光板９ａと同様の機能を有する
遮光板９ｂが角膜内皮細胞撮影光学系３０の光路に設け
られ、前眼部観察時には、遮光板９ａが前眼部観察光学
系１０の光路から退避され、遮光板９ｂが角膜内皮細胞
撮影光学系３０の光路に挿入される。角膜内皮細胞撮影
時には、遮光板９ａが前眼部観察光学系１０の光路に挿
入され、遮光板９ｂが角膜内皮細胞撮影光学系３０の光
路から退避され、これにより、前眼部観察光学系１０の
光路と角膜内皮細胞撮影光学系３０の光路とが切り換え
られる。ハーフミラー１３は、アライメント検出用指標
受光光学系５の一部を構成する。

【００１１】アライメント検出用指標受光光学系５は、
位置検出手段としての２次元ＰＳＤ（ポジションセン
サ）６を備えており、対物レンズ１２に関して角膜頂点
Ｐと角膜曲率中心Ｑの略中間位置にアライメント指標光
により形成された虚像Ｒと共役な位置に配置されてい
る。アライメント指標光に基づく角膜反射光は、対物レ
ンズ１２に導かれる。対物レンズ１２により集光された
光束の一部は、ハーフミラー１３によって反射され、２
次元ＰＳＤ６上に結像される。このとき、２次元ＰＳＤ
６上でのアライメント指標光の虚像Ｒ´による信号の検
出位置によって、被検眼Ｅの装置本体に対する左右（Ｘ
方向）と上下（Ｙ方向）のズレ量が検出される。ここ
で、アライメント指標光の虚像Ｒ´による信号が、２次
元ＰＳＤ６の所定範囲内にある状態のとき、ＸＹアライ
メント完了状態とする。

【００１２】前眼部照明光源１からの照明光は角膜Ｃに
より反射され、ハーフミラー１１を透過して対物レンズ
１２に導かれる。この対物レンズ１２を透過した光束の
一部は、ハーフミラー１３を透過した後にこの対物レン
ズ１２によりＣＣＤカメラ１４に結像される。ＣＣＤカ
メラ１４により検出された信号はモニターに送られる。
被検眼Ｅと角膜内皮細胞撮影装置とのアライメントが概
ね合っているとき、アライメント指標光の虚像Ｒによる
像Ｒ´´もＣＣＤカメラ１４上に同時に形成されるの
で、モニターの画面１５に被検眼Ｅの前眼部像Ｅ´とア
ライメント指標光の虚像Ｒ´´とが同時に表示される。
ここで、モニターの画面１５に表示された前眼部像Ｅ´
とアライメント指標光の虚像Ｒ´´とを図４に示す。図
４において、符号Ａは左右方向（Ｘ方向）と上下方向
（Ｙ方向）に対してのＸＹアライメントの許容範囲を示
す円環状パターン像であり、モニターの画面の被検眼前
眼部像Ｅ´と同時に表示される。その円環状パターン像
を形成するための光学系については図示を省略する。検
者は、虚像Ｒ´´が円環状パターン像Ａの範囲内に納ま
るように角膜内皮細胞像撮影装置の本体部（図示を略
す）を動かして、ＸＹアライメントを行う。次に、後述
する合焦位置検出受光光学系７によって得られる信号に
基づいて前後方向（Ｚ方向）のアライメントであるＺア
ライメントを行う。

【００１３】角膜内皮細胞照明光学系（スリット光照射
光学系）２０は、観察用照明光学系と撮影用照明光学系
とから構成され、観察用照明光学系は観察用光源（赤外
ＬＥＤ）２１、スリット２２、ダイクロイックミラー２
３、対物レンズ２４とから大略構成され、Ｏ２はその光
軸である。スリット２２を透過した観察用光束はダイク
ロイックミラー２３により反射されて、対物レンズ２４
に導かれる。対物レンズ２４により集光された光束は角
膜Ｃを照明する。ダイクロイックミラー２３、対物レン
ズ２４は、撮影用照明光学系と共用されている。撮影用
照明光学系は、撮影用光源（キセノンランプ）２５、集
光レンズ２６、スリット２７、集光鏡２７´から構成さ
れている。撮影用光源２５から射出された照明光は集光
レンズ２６により集光される。その照明光は撮影光とし
て用いられ、スリット２７を透過してスリット照明光と
なり、このスリット照明光のうち可視波長域のスリット
照明光がダイクロイックミラー２３を透過し、可視波長
域のスリット照明光が対物レンズ２４に導かれる。対物
レンズ２４を透過したスリット照明光により角膜Ｃが照
明される。ここで、角膜Ｃによる反射の様子を図３に示
す。角膜Ｃからのスリット照明光による反射光束は、空
気と角膜Ｃとの境界面であるＳ１、角膜内皮細胞Ｓ２、
角膜実質Ｓ３からのそれぞれの反射光束Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
３に分類できる。反射光束Ｒ１の光量が最も多く、反射
光束Ｒ２の光量は反射光束Ｒ１の光量に較べて相対的に
少なく、反射光束Ｒ３の光量は最も少ない。

【００１４】角膜内皮細胞撮影光学系３０は、対物レン
ズ３１Ｍ、ハーフミラー３２、角膜表面からの反射光遮
光用のマスク３３、ミラー３４、リレーレンズ３５Ｍ、
遮光板９ｂ、ミラー３６、ＣＣＤカメラ１４により構成
され、Ｏ３はこの光軸である。ここで、マスク３３は対
物レンズ３１Ｍに関して角膜Ｃの略表面位置と共役な位
置に設けられている。角膜Ｃにより反射されたスリット
照明光は、対物レンズ３１Ｍに導かれる。対物レンズ３
１Ｍに導かれた反射光束Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の一部はハー
フミラー３２を透過し、マスク３３に導かれる。なお、
角膜内皮細胞像は対物レンズ３１Ｍに関して角膜内皮細
胞像と共役な位置（像面）Ｍ０に空中結像される。マス
ク３３はスリット３３ａを有する。このスリット３３ａ
は角膜内皮細胞からの反射光束を透過させる役割を有
し、マスク３３は角膜表面からの反射光束Ｒ１を確実に
遮光する役割、すなわち、角膜内皮細胞像の形成にとっ
て有害な角膜表面からの反射光を除去する役割を有する
が、このマスク３３の作用の詳細については、マスク３
３を角膜内皮細胞と共役な位置に配設した場合と比較し
つつ後で説明することにする。マスク３３を透過した反
射光は、ミラー３４により反射され、リレーレンズ３５
Ｍに導かれ、リレーレンズ３５Ｍによりリレーされた
後、ミラー３６で反射されて、ＣＣＤカメラ１４上に結
像される。

【００１５】ハーフミラー３２は合焦位置検出受光光学
系７の一部を構成する。合焦位置検出受光光学系７は、
合焦位置検出手段としてのラインセンサ８を備え、ライ
ンセンサ８はハーフミラー３２に関して角膜内皮細胞像
と共役な位置に配置され、角膜からの反射光の一部はハ
ーフミラー３２によって反射されて、ラインセンサ８上
に結像される。被検眼Ｅに対して角膜内皮細胞撮影装置
が適正にアラメイントされかつラインセンサ８により合
焦位置が検出された時には、モニタの画面１５には図７
に示すように角膜内皮細胞像４５が明瞭に表示されるも
のである。このとき、マスク３３は位置Ｍ０からずれて
配設されているので、画面１５にはぼけて表示されるこ
ととなる。なお、その図７において、符号４７は角膜実
質からの反射光による光像を示し、符号４７´はマスク
３３の左側の開口端縁（後述する）の不鮮明像の境界部
分を示し、横方向が角膜Ｃの断面方向である。

【００１６】次に、マスク３３の配設位置と角膜表面か
らの反射光遮光状態とについて図５を参照しつつ概念的
に説明する。

【００１７】その図５には、マスク３３が角膜内皮細胞
と略共役な位置Ｍ１、平均的な厚さの角膜表面と共役な
位置Ｍ３、位置Ｍ１と位置Ｍ３との略中間位置Ｍ２に設
けた場合が示されている。マスク３３を位置Ｍ１に配置
した場合には、角膜表面からの反射光束（斜線で示した
部分）Ｒ１がマスク３３を透過することになるが、位置
Ｍ３にマスク３３を配置した場合には反射光束Ｒ１を完
全に遮断することができ、位置Ｍ２にマスク３３を配置
した場合には反射光束Ｒ１を完全には遮断できないが、
反射光束Ｒ１の影響を軽減することができる。これは、
位置Ｍ１では角膜表面からの反射光束がボケのために広
がりをもっており、マスク３３を位置Ｍ１に配設したと
しても角膜表面からの反射光Ｒ１の一部が開口３３ａを
通過することになってこれを完全には遮光しきれないた
め、角膜内皮細胞からの反射光に反射光Ｒ１の一部が混
入することになる。このとき、仮にライセンサ８を位置
Ｍ１に設けたとしたときの光量分布は図６（Ａ）に示す
ようなものとなる。次に、マスク３３を位置Ｍ３に設け
ると角膜表面からの反射光Ｒ１（Ｒ１´）の広がりが狭
められている（マスク３３が角膜表面と共役位置にある
ので反射光Ｒ１（Ｒ１´）が収束状態となっている）の
で、角膜表面からの反射光Ｒ１（Ｒ１´）がマスク３３
により確実に遮光される。このとき、仮にライセンサ８
を位置Ｍ３に設けたとしたときの光量分布は図６（Ｂ）
に示すようなものとなる。また、マスク３３を位置Ｍ１
と位置Ｍ３との中間位置に配設すると、位置Ｍ３にマス
ク３３を配設したときの反射光Ｒ１（Ｒ１´）の遮光状
態よりも劣るが、位置Ｍ１にマスク３３を配設したとき
の反射光Ｒ１（Ｒ１´）の遮光状態よりも良好であると
いうことになる。このとき、仮にライセンサ８を位置Ｍ
２に設けたとしたときの光量分布は図６（Ｃ）に示すよ
うなものとなる。もしも、マスク３３により反射光Ｒ１
を完全に遮光しきれないものとすると、角膜表面の反射
率が角膜内皮細胞に比べて約１００倍であるので、撮影
される角膜内皮細胞像が不鮮明とならざるを得ないこと
になる。

【００１８】その図６（Ａ）において、符号ｂはマスク
３３を図５の位置Ｍ１に配設したときの開口３３ａの左
側端縁（上側端縁）を示し、その図６（Ｂ）において、
符号ｂ´はマスク３３を図５の位置Ｍ３に配設したとき
の開口３３ａの左側端縁（上側端縁）を示し、その図６
（Ｃ）において、符号ｂ´´はマスク３３を図５の位置
Ｍ３に配設したときの開口３３ａの左側端縁（上側端
縁）を示し、マスク３３を位置Ｍ１、位置Ｍ２、位置Ｍ
３と変更するときには開口３３ａのスリット幅を変更す
るのが、角膜内皮細胞像を形成する反射光束の光量の減
少を避けるうえで望ましい。図１に示すラインセンサ８
は位置Ｍ１（位置Ｍ０）と共役関係にあるので、ライン
センサ８で検出される光量分布は図６（Ａ）に相当する
ものとなり、従って、図６（Ｄ）に示す像が図１に示す
ラインセンサ８の配設箇所に空中結像されることになる
が、その詳細は後述する。

【００１９】なお、図６（Ａ）において、符号Ｐ１は角
膜表面からの反射光のピーク部を示し、符号Ｐ３は角膜
内皮細胞像に相当する箇所からの反射光のピーク部を示
している。図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に較べて図６（Ａ）
に示すピーク部Ｐ３の形状が鋭くかつ光量が大きい理由
は、より角膜内皮細胞にピントが合っている状態のため
であり、また、ピーク部Ｐ１側の光量が大きくなり対称
性が崩れている理由は、角膜表皮からの反射光Ｒ１（Ｒ
１´）の一部が混入しているからである。図６（Ａ）、
図６（Ｃ）に較べて図６（Ｂ）に示すピーク部Ｐ１の形
状が鋭くかつ光量が大きい理由は、より角膜表面にピン
トが合っている状態のためであり、位置Ｍ３において
は、角膜内皮細胞像がぼやけた状態となるからである。
図６（Ｃ）に示すピーク部Ｐ１、Ｐ３は図６（Ａ）、図
６（Ｂ）に示すピーク部Ｐ１、Ｐ３の中間状態となる。
また、図６（Ｄ）において、符号４６は角膜表面からの
反射光による光像、符号４７は既述したように、角膜実
質による光像、符号４５は角膜内皮細胞像である。この
ラインセンサ８に検出される光量分布では、角膜表皮に
よる像は不鮮明となるが逆にピーク部Ｐ３の検出は容易
であり、従って、このピーク部Ｐ３が合焦位置ａに位置
したときを被検眼Ｅに対する角膜内皮細胞像撮影装置の
Ｚアライメント完了状態と定義し、図６（Ａ）に破線で
示す非合焦時のピーク部Ｐ３の位置ａ´と合焦位置ａと
の差により、前後方向（Ｚ方向）のズレ量が検出され
る。

【００２０】検者は、被検者に固視標を固視させつつ図
４に示したモニターの画面１５の像を見ながらＸＹ方向
のアライメント、Ｚ方向のアライメントを行う。全ての
アライメントが完了状態となると、Ｚ方向のズレ量が零
となるので、遮光板９ａと遮光板９ｂとが連動してかつ
自動的に挿脱されて角膜内皮細胞像撮影光学系３０に切
り換えられ、かつ、撮影用光源２５が自動的に発光され
る。これにより、角膜内皮細胞像４５が撮影される。こ
の角膜内皮細胞像４５はモニターの画面１５に表示され
る（図７参照）。この角膜内皮細胞像４５は、角膜表面
からの反射光の混入が確実に回避されているので、従来
に較べてより一層明瞭である。

【００２１】以上、説明した発明の実施の形態において
は、アライメント完了時に自動的に角膜内皮細胞撮影光
学系へ切り換わり、撮影が行われるものとして説明した
が、検者の操作によって前眼部観察系から角膜内皮撮影
系への切り換えおよび撮影を行うことも可能である。

【００２２】また、この発明の実施の形態においては、
平均的厚さの角膜を想定してその表面位置と共役位置に
一個のマスク３３を配置するものとして説明したが、マ
スク３３の配設位置を可変として角膜の厚さに応じてそ
の表面位置と共役位置に配設することが可能な機構を設
けてもよい。また、マスク３３の配設位置を固定として
その開口３３ａのスリット幅を連続的に変化させる機構
を設けてもよい。更に、マスク３３の開口３３ａのスリ
ット幅を、互いに幅が異なる複数の開口を有するマスク
により変化させるようにしてもよい。さらに、角膜内皮
細胞と共役位置に別のマスクを併設してもよい。

【００２３】また、角膜の表面反射と内皮細胞の反射に
よる信号のピーク間隔から角膜厚を計測する方法として
特開平６−３２７６３４号が公知であるので、この計測
値に基づき自動的にマスク３３の配設位置あるいは開口
３３ａのスリット幅を変化させる機構を設けたとしても
構わない。この計測値をモニターに出力して画面１５に
表示させ、検者が手動でマスク３３の配設位置あるいは
開口３３ａのスリット幅を変化させる機構としてもよ
い。

【００２４】また、赤外用光源として説明した赤外ＬＥ
Ｄは、ハロゲンランプのような可視光光源と赤外フィル
ターによる構成に置き換えても構わない。さらに、モニ
ターに表示される前眼部像を検者が観察することによっ
てアライメントを行うものとして説明したが、アライメ
ント用検出信号および合焦位置検出信号に基づき、モー
タードライブ手段によって自動的に被検眼Ｅに対する角
膜内皮細胞像撮影装置のアライメントを行うような構成
としても構わない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の角膜内
皮細胞撮影装置はより一層明瞭な角膜内皮細胞像を得る
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の角膜内皮細胞撮影装置の光学系の
平面配置構成の要部を示す図である。

【図２】 この発明の角膜内皮細胞撮影装置の光学系の
側面配置構成の要部を示す図である。

【図３】 角膜による反射状態の説明図である。

【図４】 モニター上に表示された被検眼の前眼部像を
示す説明図である。

【図５】 マスクの配設位置を変更したときの角膜反射
光の遮光状態を説明するための光学模式図である。

【図６】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はマスク配設位置に
仮にラインセンサを配設したときの角膜反射光の光量分
布とそのラインセンサの検出位置との関係を示すグラフ
であり、（Ｄ）は図１に示すラインセンサと角膜内皮細
胞像との位置関係を示す説明図である。

【図７】 モニターの画面に表示された被検眼の角膜内
皮細胞像を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｅ…被検眼 Ｃ…角膜 ２０…角膜内皮細胞照明光学系 ４５…角膜内皮細胞像 ３０…角膜内皮細胞撮影光学系 ３３…マスク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検眼の角膜に向けて斜めからスリット
   光を照射するためのスリット光照射光学系と、前記角膜
   からの反射光を利用して角膜内皮細胞像を結像させた
   後、像面に結像させた角膜内皮細胞像の観察及び撮影を
   行うための観察撮影光学系とを有し、この観察撮影光学
   系の対物レンズに関して角膜の内皮より表面側と共役な
   位置に、角膜表面からの反射光を遮断するためのマスク
   を設けたことを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
2. 【請求項２】 被検眼の角膜に向けて斜めからスリット
   光を照射するためのスリット光照射光学系と、前記角膜
   からの反射光を利用し角膜内皮細胞像を結像させた後、
   像面に結像させた角膜内皮細胞像の観察及び撮影を行う
   ための観察撮影光学系とを有し、この観察撮影光学系の
   対物レンズに関し角膜の表面位置と共役な位置に、角膜
   表面からの反射光を遮断するためのマスクを設けたこと
   を特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。