JPS6214111A - 実体顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として眼の治療等に使用され、特に変倍補
正機能を備えた実体ａｍ鏡に関するものである。

［従来の技術］ 実体顕微鏡は手術・検査等の医療用や、研究用及び工業
用等に広範囲に使用されており、手術等の精密度と安全
性の向上に役立っている０例えば、精密な光学系を形成
している限の疾患に対しては、その機能を回復するため
の適当な処置が採られるが、眼球に対して何らかの手術
が施される場合は、その形状や機能が回復されることが
大きな課題であり、特に白内障手術が増加するにつれて
、手術後どのように角膜形状が修復されているかが、手
術の成否を左右する重要な要因になっている。このため
に、手術用実体顕微鏡に角膜形状測定機能を付加し、手
術中及び手術前後にその形状を測定し表示することは極
めて有効な手段である。

また、手術用実体顕Ｗ１鏡は特に観察・計測が精密に行
われることが要求され、手術目的によって異なる倍率を
必要とすることが多いため、ズーム変倍機能を有するも
のが多用されている。

［発明の背景］ また角膜移植手術等においては、縫合のために計測が不
可能な角膜の部位が存在することがあり、このような場
合にはその部位を避けるために角膜形状測定用の指標の
大きさ或いは位置等を変更し、指標の角膜への投影倍率
を変化させる必要がある。このような指標投影倍率の変
更は、状況に応じて正確な情報を得るためにも必要であ
る。

しかし、このような変倍系を通して角膜形状等の計測値
は当然変動し、同一の物体を測定しているにも拘らず、
このように測定値が変動し、この測定値を解釈ｊる上で
紛られしさが生ずる結果となる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、変倍系の変倍度検出手段を含む変倍補
正手段を設けることにより、その変倍に伴って生ずる測
定値の変動を補正し得る実体顕微鏡を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、指標の投影倍率を変化
させる手段を有し、その変倍に伴って生ずる測定値の変
動を補正し得る実体顕微鏡を提供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、対物レン
ズの後方に変倍光学系を含む左右一対の立体視観察光学
系を配置した実体ｍ微鏡において、被検体に向けて投影
する指標と、該指標の被検体からの反射像を前記変倍光
学系を介して受光する受光手段と、前記指標の被検体反
射像の前記受光手段における倍率変化を検出する検出手
段と、前記受光手段からの情報と前記検出手段からの情
報とにより前記被検体の形状測定値を求める演算処理手
段とを設けたことを特徴とする実体顕微鏡である。

前記特定発明に関連する本発明の要旨は、左右一対の立
体視観察光学系を配置した実体顕微鏡において、被検体
に向けて投影すると共に移動可能な指標と、該指標の被
検体からの反射像を前記変倍光学系を介して受光する受
光手段と、前記指標の投影像の大きさの倍率変化を検出
する検出手段と、前記受光手段からの情報と前記検出手
段からの情報とにより前記被検体の形状測定値を求める
演算処理手段とを設けたことを特徴とする実体顕微鏡で
ある。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

゛第１図は本発明を角膜形状測定用の手術用顕微鏡に適
用し、被検眼Ｅを観察する場合を例示した光学系及び演
算処理系の構成図であり、被検眼Ｅの前方に配置された
共通の対物レンズ１と、左右２つの光軸Ｏａ、Ｏｂにそ
れぞれ対になって配置されたズーム変倍系２ａ、２ｂと
、ビームスプリッタ３　ａ−１３ｂ及び図示しないファ
インダ光学系Ｆａ、Ｆｂを通して、被検眼Ｅが検者によ
り立体視観察されるようになっている。また、角膜形状
測定用光学系の一部として、被検眼Ｅと対物レンズ１と
の間にリング状光源４が設けられ、ビームスプリッタ３
ｂの反射側に結像レンズ５と二次元ＣＣＤ等の受光素子
面６が設置されている。更に変倍検出手段として、ズー
ム変倍系２ｂ内のバリエータ２ｖに指針７が接続され、
この指針７を検出する位置にエンコーダ８が配置されて
いる。受光素子面６はＡ／Ｄ変換器９を介してマイクロ
プロセッサユニット（以下ＭＰＵと云う）１０に接続さ
れ、エンコーダ８、リング状光源４、ＬＥＤドライバ１
１、測定スイッチ１２もそれぞれ並列的にＭＰＵ　１０
と接続され、ＬＥＤドライバ１１にはＬＥＤ　ｌ　３が
接続されている。

本発明の実施例は上述の構成を有するので、被検眼Ｅか
ら発した光束の一部は、対物レンズｌでアフォーカルな
光束となってズーム変倍系２ａに入射し、その後にビー
ムスプリッタ３ａにより、更に一部の光束は例えば図示
しない側視やＴＶカメラでの撮影等に使用され、残りは
ファインダ光学系Ｆａを介して検者銀に至り観察される
。同様に、対物レンズを介してズーム変倍系２ｂに入射
した光束は、ビームスプリッタ３ｂ、ファインダ光学系
Ｆｂを経て検者銀に至り、ファインダ光学系Ｆａを介し
て入射した光束と共に立体視像の形成に寄与する。

一方、リング状光源４からの光束は被検眼Ｅの角膜Ｃに
より反射され、リング状の角膜反射像である所謂マイヤ
像Ｍを形成する。このマイヤ像Ｍは対物レンズｌ、ズー
ム変倍系２ｂを経てビームスフリツタ３ｂにより側方に
反射され、結像レンズ５によって受光素子面６上に投影
され、角膜Ｃの曲率半径ｒ等の形状が測定されることに
なる。

そして、マイヤ像Ｍの一部はファインダ光学系Ｆｂを通
して検者によって観察される。

またズーム変倍系２ｂの変倍度は、バリエータ２ｖに接
続された指針７の位置をエンコーダ８によって読み取−
ることにより、検知されるようになっている。これらの
角膜形状測定及び投影倍率の補正は、装置の７ライメン
トが完了した後に測定スイッチ１２を押すことによって
開始され。

ＭＰＵ　１０が作動状態に入りリング状光源４が点灯さ
れ、受光素子面６上に形成されたマイヤ像Ｍの投影像か
らの信号は、Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル信号に変換
された後にＭＰＵ１０に入力される。一方、バリエータ
２ｖに接続された指針７の位置として、エンコーダ８に
読み取られた変倍度に関する信号も同時にＭＰＵ　１０
に入力される。そしてＭＰＵｌ０内で、エンコーダ８か
ら入力した信号によって受光素子面６からの入力信号を
演算処理し、投影倍率の補正が行われ、その演算結果は
角膜形状を表示するデータとしてＬＥＤドライバ１１を
経てＬＥＤ１３に表示される。

このようにして本実施例によれば、マイヤ像Ｍの受光素
子面６上への投影倍率の補正が行われ、精度の良い角膜
Ｃの曲率半径ｒ等の測定値を得ることができる。

第２図は第２の実施例の構成図であり、第１の実施例に
示したズーム変倍系２ｂによるマイヤ像Ｍの受光素子面
６上への投影倍率の補正と共に、リング状光源４の角膜
Ｃへの投影倍率の補正をも行うようにしたものである。

手術の種類によっては、角膜曲率半径ｒ′４の計測が不
可能な角膜Ｃの部位が存在することがある。そのような
場合には、リング状光源４の角膜Ｃへの投影倍率を変え
て、角ＨＣの中心部から周辺部に至るまでの各部の形状
を計測可能とし、測定不可能な部位を避けて適宜に計測
を行う必要がある。

ここで、角膜曲率半径ｒに対するリング状光源４の位置
の影響について考察してみる。リング状光源４の直径を
２１．マイヤ像Ｍの直径を２Ｙ、リング状光源４と角膜
Ｃとの距離をＳ、角膜Ｃの曲率半径をｒとし、ニュート
ンの結像式を適用すると、リング状光源４と角膜Ｃの焦
点ｆとの距離をＺとした場合に次式が成立する。

Ｙ／ｙ＝ｆ／Ｚ ここで、角膜Ｃの曲率半径はｒであるがらｆ＝ｒ／−２
であり、Ｚ　＝　Ｓ　＋　ｒ　／　２となる。

従って、Ｙ／ｙ＝　（ｒ／２）／　（Ｓ＋　ｒ／２）と
なり、これを変形して、（ｒ／２）・（（ｙ／Ｙ）−１
＋＝Ｓとなる。

従って、ｒ＝２ｓ−Ｙ／　（Ｙ−Ｙ）が得られ。

リング状Ｘ、源４の半径ｙは一定であるから、角膜Ｃの
曲一杯半径ｒはマイヤ像Ｍの半径Ｙ、及びリング状光源
４と角１ｔ！２　Ｃとの距離Ｓの関数となる。

距離Ｓをｉｉｆ変とした第２の実施例では、距＃Ｓ及び
マイヤ像Ｍのｖ経Ｙを計測する必要があり、マイヤ像Ｍ
の゛ト１−￥Ｙは受光素子面６上への投影倍ＩＡの補正
及び角ＩＦＪ　Ｃ、、ｈへの投影倍率の補正を行う必要
がある。即ち、第２の実施例は第１の実施例の被検眼Ｅ
の観察光学系、角膜形状測定光学系及びマイヤ像Ｍの受
光素子面６ヒへの投影倍率補正光／゛系は全く同様に実
施し、更に距ｇＩＳの変化を検出する１段を付加し、マ
イヤ像Ｍの角膜Ｃへの投影倍−１ズを補正するようにす
ればよい。

第２ＩＮにおいて、符号ｌから符号１３までは第１図の
第１の実施例と同一の部材を示している。

史ｉこ、リング状光源４に指針１４が接続され、指ｊ［
１４を検出できる位置にエンコーダ１５が設けられ、エ
ンコーダ１５の出力はＭＰＵｌ０に接続されている。

即ち、リング状光源４と角＋１ｔ２Ｃとの距離Ｓを変化
させて、角膜Ｃの中心域や川辺域等の異なる領域で角膜
形状を計Ａ１１ｌする場合の倍率補正は、リング状光源
４に設けられた指針１４のエンコーダ１５に対する位置
から求めることになる。そして、エンコーダ１５からの
情報はＭＰＵ　１０に入力され、第１の実施例と同様（
こして、ＭＰＵｌ０に入力されたエンコーダ８からのマ
イヤ像Ｍの受光素子面６上への投影倍−１ス補正用の情
報及び受光素子面６からのマイヤ像Ｍについての情報と
共に、ＭＰＵ　１０内で計算処理が行われ、眼科り術前
は勿論のこと、手術中・手術後の角１９形状の再生状態
を定性的令室φ的に調べるためのｉＥ確なデータが、Ｌ
ＥＤ１３上に直ちに得られることになる。なお、この場
合は変倍光学系紮用いずに固定光学系を使用することも
ある。

また、変倍光学系は実施例のズーム方式に限らず、レン
ズ系を交換することによっても可能であり、その場合は
レンズごとにその倍率の識別手段を、没ければよい。

なお、以にの説明では角１Ｉ５１ＩＣを被検体としたう
１．被検体は角膜Ｃだけに限らず、光源によって反射像
を形成する物体であればよく、更に手術等の医療分野だ
けでなく各種研究分野は勿論のこと、Ｌ業分野にも広く
利用が可能である。

［発明の効果コ 以１−説明したように本発明に係る実体顕微鏡は、指標
の被検体反射像の受光素子面上への投影付’ｙ−Ｐ補↓
Ｆ−Ｌ段を設け、観察部位に応じて観察倍率を適宜に変
更することを可能となる。更に所望によっては被検体に
投影する指標の被検体上への投影倍−トを補正する手段
をも設けることにより、指標の投影部位を必要に応じて
変化させることができるため、被検体を多角的に把えて
観察−手術等を行うことが可能となる。しかも、補正手
段により計測値を直ちに補正することを可能としたため
に、各ｆ＆率変化に煩わされない正確な測定値を得るこ
とを可能とし、手術等においては手術中に被検体形状を
的確に確認することにより手術の安全性を確保し１手ず
・ミｊ後の経過を正確に把えること番こより、被検体に
対してより良いｄ？療を行うこと？可能としている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る実体顕微鏡の実施例を示すものであ
り、第１図は第１の実施例の構成図、第２図は第２の実
施例の構成図である。 符号ｌは対物レンズ、２ａ・２ｂはズーム変倍系、２ｖ
はバリエータ、３ａ・３ｂはビームフプリフタ、４はリ
ング状光源、５は結像レンズ、６は受光素子面、７，１
４は指針、８．１５はエンコーダ、９はＡ／Ｄ変換器、
１０はＭ　Ｐ　ｔＪ、１１はＬＥＤドライバ、１２は測
定スイッチ、１３はＬＥＤである。 特許出願人　　　キャノン株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズの後方に変倍光学系を含む左右一対の立
   体視観察光学系を配置した実体顕微鏡において、被検体
   に向けて投影する指標と、該指標の被検体からの反射像
   を前記変倍光学系を介して受光する受光手段と、前記指
   標の被検体反射像の前記受光手段における倍率変化を検
   出する検出手段と、前記受光手段からの情報と前記検出
   手段からの情報とにより前記被検体の形状測定値を求め
   る演算処理手段とを設けたことを特徴とする実体顕微鏡
   。 ２、左右一対の立体視観察光学系を配置した実体顕微鏡
   において、被検体に向けて投影すると共に移動可能な指
   標と、該指標の被検体からの反射像を前記変倍光学系を
   介して受光する受光手段と、前記指標の投影像の大きさ
   の倍率変化を検出する検出手段と、前記受光手段からの
   情報と前記検出手段からの情報とにより前記被検体の形
   状測定値を求める演算処理手段とを設けたことを特徴と
   する実体顕微鏡。 ３、前記検出手段は前記変倍光学系の変倍度を検出する
   ようにし、前記演算処理手段によって前記指標の被検体
   反射像の前記受光手段への投影倍率の補正を行うように
   した特許請求の範囲第１項に記載の実体顕微鏡。 ４、前記変倍度は前記変倍光学系内のバリエータの位置
   によって検出するようにした特許請求の範囲第３項に記
   載の実体顕微鏡。 ５、前記検出手段は前記指標の前記被検体への投影倍率
   の変倍度を検出するように前記指標に連動して設け、前
   記演算処理手段は前記指標の前記被検体への投影倍率の
   補正を行うようにした特許請求の範囲第２項に記載の実
   体顕微鏡。 ６、前記変倍度は前記指標の位置によって検出するよう
   にした特許請求の範囲第５項に記載の実体顕微鏡。