JP2004518517A - 眼の角膜厚みの測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光線によって、眼、特に人間の眼の角膜厚みを測定する方法および装置を提供すること。
【解決手段】第１の光波Ｌ１が角膜４上および角膜４内に照射され、角膜厚みｃを測定するために、角膜４によって反射される第２の光波Ｌ３，Ｌ４が記録される。角膜４の接触領域Ｂ上には、好ましくは面平行である接触部材２が配置され、接触部材２を通じて第１の光波Ｌ１が角膜４上および角膜４内に照射される。たとえば、接触部材２は角膜上に固定される。第１の光波Ｌ１は、少なくとも平坦領域Ｂの２次元測定領域７内の複数の点で、角膜上および角膜内に照射され、角膜厚みｃは、測定領域７の１または複数の場所で測定される。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、眼の角膜厚みを測定する方法および装置に関する。特に、この発明は、複数の光線によって人間の眼の角膜厚みを測定する方法および装置であって、第１の光線が角膜上および角膜内に照射され、角膜厚みを測定するために、角膜によって反射される第２の光線が記録される方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広い範囲にわたって平均的な人間の眼の角膜厚みを測定するために、超音波を使用する他、今日では、スリットランプのためのパキメータアタッチメントを使用して、光線によって角膜厚みを測定している。スリットランプ顕微鏡の検査ビームの光路中に配置された回転可能な平行平板により、そのようなアタッチメントは、角膜に関して、光セクションの二つのオフセットされたハーフ画像を形成する。平行平板を回転させることにより、オフセットされた光セクションを一致させることができ、回転に対応する測定値を角膜に関して読み取ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような測定は、角膜の一つの点で行なわれるとともに、手先の熟練が必要であり、また、測定点の位置が決まっていないため、再現が難しい。角膜厚みを測定するこれらの方法の欠点は、特に、これらの方法が高い領域分解能で角膜厚みを測定するのに適していないという点、これは、領域的に、すなわち、領域を完全に網羅する状態で、角膜厚みを測定することができないという点である。その結果、これらの方法によって角膜厚みの局所的な偏りを記録することができない。これは極めて危険であり、したがって、特に外科的な処置（屈折矯正手術）において不都合である。
【０００４】
米国特許第５，５１２，９６５号には、改良されたスリットランプに基づく装置および方法が開示されている。この特許では、改良されたスリットランプによって、角膜面および局所的な角膜び厚みの３次元プリントアウトを形成することができる。米国特許第５，５１２，９６５号に係る装置は、焦点深度を向上させるためにそのスリットランプの投影スリットが湾曲されている改良されたスリットランプと、関連するレンズ系を有するテレビカメラと、得られたテレビ画像を選択して定量化する電子回路と、スリットランプによって形成された光セクションを移動させるための制御機構とを備えている。
【０００５】
米国特許第５，５１２，９６５号においては、ソフトウエアによって、記録された光セクションの様々なテジタルコード化された像が評価され、測定全体にわたって、眼の基準マーク（スリットプロジェクタのハイライトおよび出口瞳孔のプルキンエ像および角膜輪部）により、各光セクションの測定が統合される。米国特許第５，５１２，９６５号に記載された方法によれば、測定される眼を有する患者は、目標対象物を注視してこれに焦点を合わせなければならず、したがって、測定中に眼が大きく動くことは避けられない。
【０００６】
米国特許第５，５１２，９６５号によれば、測定中におけるテレビカメラの焦点は、別の費用をもって、角膜に対して更新される。角膜に入射する光セクションのビームの屈折は、角膜の局所的な表面傾斜に依存することが分かっているため、米国特許第５，５１２，９６５号に係る方法では、角膜厚みを測定するために、さらなる測定労力をもって、角膜の傾斜を測定しなければならない。
【０００７】
米国特許第５，５１２，９６５号に係る方法では、照明角度、視角、被写体間隔が連続的に変化するため、各測定に関して、さらに複雑な較正が必要となる。その上、米国特許第５，５１２，９６５号に係る方法は、別個のマークを用いた患者の複雑な位置合わせが必要である。米国特許第５，５１２，９６５号に係る方法は、技術装置が高価であるため、据え付け装置の形態でのみ実施される。これは、たとえば、手術室で患者を寝かした状態で方法を使用することができないという欠点を有する。
【０００８】
高分解能での領域的な角膜測定が、眼科において、特に角膜の外科処置において重要なのは明らかである。特に、角膜が所定の深さで切開される場合、あるいは、角膜が所定の深さまで貫通される場合には、局所的な角膜厚みの情報が重要である。そのような外科処置の一例は、放射状角膜切除術、ＬＡＳＩＫ（レーザ原位置角膜曲率形成術）、ＡＬＫ（自動層状角膜移植）である。
【０００９】
放射状角膜切除術では、薄く浅いスリットが角膜内に切り込まれるのに対し、ＬＡＳＩＫやＡＬＫでは、角膜を平坦にした状態で、薄い角膜の層が切開される。したがって、医学的な視点から、手術処置を行なう前に関連する角膜厚みを知っておくことは極めて重要である。角膜の深さの情報を知っているだけで、深く切開せずに済み、合併症を生じさせないで済む。
【００１０】
この発明の目的は、眼の角膜厚みを測定する方法および装置であって、少なくとも従来技術の前述した欠点のうちの幾つかを有さず、特に、高い領域分解能で、領域的に、人間の眼の関連する角膜厚みを測定することができる方法および装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明の目的は、眼の角膜厚みを測定するための技術装置の費用を低減して、特に、領域的な角膜厚測定を高い領域分解能で行なうことができる携帯型の装置を実現できるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明において、これらの目的は、独立クレームの構成要素によって達成される。さらに好ましい実施の形態が従属クレームおよび明細書に記載されている。
【００１３】
特に、これらの目的は、角膜の少なくとも一つの接触領域上に接触部材が配置され、かつ、光波が光源から接触部材を通じて角膜内に照射される本発明によって達成される。その後、角膜および接触部材によって反射される光波を記録手段によって記録することができ、接触部材によって形成される所定の測定状態に基づいて、角膜厚みを簡単に測定することができる。
【００１４】
たとえば、角膜の表面傾斜の測定や、シェイムフラッグ状態を満たすように投影スリットを湾曲に形成すること、あるいは、記録手段のためのオートフォーカスシステムが不要になる。また、接触部材は、たとえば、測定中における眼の焦点合わせによって、望ましくない眼の移動および眼の変形を、より簡単に防止することができる。
【００１５】
好ましい変形例において、光源からの光波は、その上に接触部材が配置される角膜の接触領域の少なくとも２次元測定領域内の複数の点に発せられ、角膜上および角膜内に照射される。そして、測定領域内の１または複数の場所で、角膜厚みが測定される。これにより、高い領域分解能で、たとえば、測定領域内を完全に網羅した状態で、角膜厚みを測定することができる。
【００１６】
好ましい変形例においては、所定の厚みを有する接触部材が使用される。接触部材の厚みは、角膜厚みを測定するために共通に使用される。接触部材と角膜との間の界面における正反射に基づく光学的方法であって、接触部材によって反射される光波に基づいて接触部材の厚みを共通に定めることができる光学的方法を使用して、接触部材の既知の局所的な厚みを用いると、界面での光線の入射角についての情報が不要となり、接触部材および角膜の屈折率だけが分かれば良い。
【００１７】
したがって、この変形例によれば、既知の方法で角膜の局所的な表面傾斜を測定するための時間、労力、費用を排除できるという利点が得られる。また、接触部材が角膜と同じ屈折率を有している場合には、接触部材および角膜に照射された光波が接触部材内および角膜内に取り込まれている光路長の比率だけを測定すれば済み、また、角膜内および接触部材内での光散乱や蛍光発光に基づく方法、あるいは、それらの界面での拡散反射に基づく方法において、表面傾斜の場所に関する情報が全く不要となる。
【００１８】
さらに、角膜厚みを測定するために、結像倍率、すなわち、被写体サイズと像サイズとの関係を知っている必要もない。したがって、たとえば、角膜と同じ屈折率を有する既知の厚みのコンタクトレンズを用いて、従来のスリットランプ像内で角膜厚測定を行なうことができる。
【００１９】
一変形例において、角膜は、接触部材の接触面により、所定の状態に置かれる。すなわち、接触部材の接触面によって、角膜の形状や位置が決定される。実施の形態に応じ、先験的に知られた或は測定できる所定の状態に基づいて、技術装置を高価にすることなく、角膜の表面傾斜および局所的な結像倍率の表面傾斜を測定することができる。したがって、境界層での正反射に基づく光学的な方法を用いて、表面傾斜に応じた角膜内での光波の経路長を測定することができ、これから、角膜および接触部材の屈折率の情報を用いて、角膜厚み（角膜の表面に対して垂直）を測定することができる。
【００２０】
角膜内での光散乱や蛍光発光または界面での拡散反射を用いた方法を使用すると、入ってくる光線の入射角の他に、接触部材から出る光線の出口角（屈折角）と、局所的な接触部材の厚みの情報と、接触部材および角膜の屈折率の情報とが必要となる。また、記録手段による非テレセントリックイメージングの場合には、接触部材の厚みおよび結像倍率が分からなければならない。接触部材が適切に形成されていれば、これらの様々なパラメータを簡単、かつ、効果的に測定することができる。
【００２１】
好ましい変形例においては、面平行接触部材が使用される。この接触部材の厚みは、測定中において共通に測定される。また、面平行接触部材を使用すると、光拡散や蛍光発光あるいは拡散反射を用いた方法において特に有益であることが分かった。これは、従来の方法よりも十分低い価格の技術装置を用いて、前述した必要な測定値および測定パラメータをそれぞれ得ることができるからである。
【００２２】
角膜上に面平行接触部材を配置して使用すると、照明角度（入射角）および視角や被写体間隔を一定に維持する（光源および記録手段を有する測定装置における接触部材と平行な変位を用いて）ことができる変形例が可能となり、これにより、測定装置の高価な較正が排除される。また、複雑な方法で、患者を測定装置に対して位置合わせする必要がない。
【００２３】
一変形例においては、たとえば、部分吸引（吸引リング）によって、接触部材が角膜または眼に対して固定される。これにより、角膜の所定の固定状態が得られるとともに、測定中において眼と接触部材との間の相対的な移動が起こらないため、測定プロセスを非常にゆっくりと行なうことができるという利点が得られる。また、角膜または眼に対して接触部材を固定すると、たとえば、パルスによって生じる眼圧変動を防止できるとともに、眼の合焦によって角膜の形状および位置が変化することを防止できる。
【００２４】
一変形例においては、半透明の接触部材が使用される。半透明の接触部材は入射光の散乱を引き起こすため、光散乱や蛍光発光または拡散反射に基づく光学的な方法を適用することができる。
【００２５】
一変形例においては、その屈折率が角膜の屈折率と一致する接触部材が使用される。この変形例によれば、光線の入射角や反射角とは無関係に、また、接触部材および角膜の屈折率とは無関係に、角膜厚みを測定することができるという利点が得られる。
【００２６】
一変形例においては、焦点ぼけを防止するために、光源や記録手段がシェイムフラッグ状態にしたがって配置される。このシェイムフラッグ構成により、互いの方に向かって傾斜する物体面および投影面を用いると、たとえば、結像系の光軸に対して投影面が垂直に配置された他の構成によって得られる場合よりも、より鮮明な像を形成することができる。
【００２７】
一変形例において、光源から照射（投影）される光波は、一定の入射角で角膜上に発せられる。したがって、入射角を１回だけ測定すれば済むため、角膜厚みの測定を単純化することができる。
【００２８】
一変形例において、反射された光波は、一定の視角で記録される。したがって、視角を１回だけ測定すれば済むため、角膜厚みの測定を単純化することができる。
【００２９】
一変形例において、光源は、接触部材の接触領域から一定の距離で移動される。この変形例の利点は、角膜と光源との間の垂直な相対移動がないため、高い分解能または高い測定精度が得られ、また、光波を非常に精巧に合焦できるという点である。
【００３０】
一変形例において、記録手段は、接触部材の接触領域から一定の距離で移動される。この変形例の利点は、角膜と記録手段との間の垂直な相対移動がないため、高い分解能または高い測定精度が得られ、また、記録手段の焦点領域の深さを小さく設定でき、したがって、高い光分解能が得られるという点である。
【００３１】
一変形例においては、光源と記録手段とを備えた光学測定装置が接触部材に接続され、光源や記録手段が接触部材に対して移動できる。このような接続が接触部材の位置測定中およびその後の測定中においてのみ固定される場合には、異なる所定の厚みを有する取り外し可能な接触部材や、使い捨てできる取り外し可能な接触部材を使用することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、一例を参照しながら、本発明の一実施の形態について説明する。添付図面には実施の形態が示されている。
【００３３】
図１において、参照符号１は、眼３の角膜４上に対し及び角膜４内へと光波Ｌ１を出射する光源１’を有する光学測定装置を示している。光源１’は、概略的にのみ示されるとともに、光波Ｌ１を形成するための手段に加えて、対応する結像手段、たとえば、１または複数のレンズを備えている。眼３は、特に人間の眼である。図１に示されるように、角膜４には、角膜４の接触領域Ｂ上に接触部材２が配置されている。
【００３４】
また、接触部材２は、角膜４を接触領域Ｂで平坦な状態にするガラスやプラスチック等の光透過性の材料から成る平行平板であることが好ましい。また、接触部材２は、一方側もしくは両側が曲げられていても良く、たとえば、凹面レンズの形態を成していても良い。レンズ形状の接触部材２は、たとえば、光波Ｌ１を偏光して角膜４に対して垂直に当てるように形成することができる。
【００３５】
また、接触部材２は、複数の接触領域Ｂで角膜４と接触するように形成することもできる。光波Ｌ１は、光源１’により、接触部材２を介して、角膜４上に対し及び角膜４内へと出射される。また、光学測定装置１は、角膜４および接触部材２によって反射される光線を記録するための概略的に示された記録手段Ｅを備えている。記録手段Ｅは、適用される光学方法によって決まる。記録手段Ｅは、たとえば、制御および評価の目的のための対応する処理手段に接続されるＣＣＤカメラを備えている。
【００３６】
界面Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３での正反射に基づいて角膜４の厚みｃを測定する際に、接触部材２を較正部材として使用する形態が図６に概略的に示されている。接触部材２は、所定の厚みｄ（局所的に、すなわち、接触部材２の厚みｄが少なくとも測定点で分かっている、あるいは、全体的に、すなわち、接触部材が一定の厚みｄを有している）および屈折率ｎ_Ａを有している。
【００３７】
角膜４の屈折率はｎ_Ｂである。光源１’から出射され、かつ、光源１’によって発せられる全ての（第１の）光波を表わす光線Ｌ１は、一例として、入射角φで接触部材２に当たるとともに、その一部が界面Ｇ１で反射されて光線Ｌ２（第３の光波）となる。接触部材２および角膜４内に入射する光線Ｌ１の一部は、別個の光路長ａ，ｂをそれぞれとって、界面Ｇ２，Ｇ３で角膜４により部分的に反射される。角膜４によって反射され、かつ、接触部材２から出射する光線（第２の光波）がそれぞれＬ３，Ｌ４で示されている。
【００３８】
図６には、接触部材２と角膜４との間の涙液膜が示されていない（涙液膜の厚みを考慮した場合には、接触部材と涙液膜との間の境界層および涙液膜と角膜との間の境界層の両方で反射がある）。なお、光源１’の光線Ｌ１は、一般に、互いに平行ではない。
【００３９】
光路ａ，ｂの長さは、たとえば、オートフォーカス法（たとえば、ＣＤプレーヤーを使用したオートフォーカス法）によって、最小のコヒーレンス長を用いた干渉分光法（オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィ−ＯＣＴ；白色光干渉分光法、たとえば、フィソ（Ｆｉｓｏ）・テクノロジー株式会社から市販されているファブリ−ペロ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）光ファイバセンサ）によって、干渉分光多重波長法によって、波長に応じた焦点を用いる共焦点法（たとえば、白色光源および分光計に基づく）によって、あるいは、単純な焦点を用いる方法（たとえば、共焦点顕微鏡によって最大振幅を測定する）によって、伝搬時間法（たとえば、１０^−１５パルスで）によって、あるいは、反射法（たとえば、ドイツのＤ−２２７６１，ハンブルク，Ｃｅｌｓｉｕｓｗｅｇ １５にあるＳｃｈａｆｅｒ＋Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ株式会社のレーザ反射センサにしたがった反射法）によって、対応する記録手段Ｅおよび処理手段を使用して測定することができる。
【００４０】
角膜４の厚みｃは、光路ａ，ｂと、接触部材の厚みｄと、接触部材２および角膜４のそれぞれの屈折率ｎ_Ａ，ｎ_Ｂとから、以下の関係式により得られる。
【００４１】
【数１】

【００４２】
前記関係は、入射角φ又はそれと大きさが等しい反射角とはそれぞれ無関係である。しかしながら、大きい或は変化する入射角φまたは反射角のそれぞれに関しては、選択された方法において使用される記録手段Ｅが全ての反射光Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を記録できるようにしなければならない。使用される方法に応じて、ａ，ｂの測定（寸法）に偏り（狂い）が生じる。特に、光波Ｌ１が垂直に入射しない場合において、偏りが生じる。入射角φの情報を用いると、これらの偏りを補正することができる。
【００４３】
たとえば、干渉分光法または伝搬時間法を用いると、接触部材の既知の厚みｄによって、角度φを測定することができる。図６に示される光線Ｌ２，Ｌ３の伝搬時間差に関する方程式を得れば、接触部材の既知の屈折率ｎ_Ａおよび厚みｄを用いて、屈折法則により、入射角φを決定する比率が得られる。したがって、既知の厚みｄを有する接触部材を基準として使用することにより、表面勾配とは無関係に角膜４の厚みｃを測定できるという利点が得られる。
【００４４】
接触部材２と角膜４との間の涙液膜（図示せず）で十分な反射が行なわれ、あるいは、反射を高める物質が涙液膜に加えられ、あるいは、それに応じて接触部材２がコーティングされることを前提にすれば、屈折率ｎ_Ａを有する接触部材２が角膜４の屈折率ｎ_Ｂに対応して選択されるという点において、方法を、さらに単純化することができる。この時、角膜４の厚みｃは、光路長ａ，ｂおよび接触部材２の厚みｄから、以下のように得られる。
【００４５】
【数２】

【００４６】
明らかに、それは、測定において決定的な実際の長さａ，ｂではなく、むしろ、それらの比である。したがって、入射角φの変化によって生じ得るａ，ｂの測定における倍数的に増加する偏りは、もはや役割を果たさない。
【００４７】
角膜４の屈折角および屈折率ｎ_Ｂと接触部材２の屈折率ｎ_Ａとが既知であれば、光路長ｂのみに対応する測定値から、角膜４の厚みｃを決定することができる。平行平板の接触部材２の場合、たとえば、光学測定法で使用される測定ヘッド８（図４参照）の平行な変位（直動）によって、あるいは、光源１’の変位によって、反射角を一定に維持することができる。また、たとえば、共焦点方法等のように、測定方法が作業空間に大きく依存する場合には、さらに等距離で変位が行なわれなければならない。
【００４８】
また、接触部材２の位置を測定することができる場合、および、接触面領域Ｇ２が十分正確に知られている場合には、これを基準として使用して、角膜４の表面領域Ｇ３を測定することができる。これは、光学測定法で使用される測定ヘッド８（図４参照）と接触部材２との間の位置関係が変化しない場合において特に有益である。たとえば、オートフォーカス法では、角膜４の測定前に接触部材２の位置を１回だけ測定しなければならず、その後、表面領域Ｇ３だけを測定することができる。
【００４９】
光散乱、蛍光発光または拡散反射に基づいて角膜４の厚みｃを測定する際に、接触部材２を較正部材として使用する形態が図７に概略的に示されている。光散乱および蛍光発光は、角膜４内および接触部材２内で生じ得る。一例として、光源１’によって出射される全ての（第１の）光波を表わす入射光線Ｌ１の十分な散乱を達成するためには、半透明の接触部材２を使用することが好ましい。
【００５０】
しかしながら、蛍光発光を与える物質またはコントラストを高める物質を涙液膜に付加することも可能である。接触部材２と角膜４との間の涙液膜は、図７に示されていない。拡散反射は、接触部材２の界面で形成することができる。図７に示される反射光線Ｌ６（第３の光波），Ｌ７，Ｌ８（第２の光波）間の距離ａ’，ｂ’は、例えはＣＣＤカメラによって測定される。図７に破線で示される光線（光波）Ｌ９，Ｌ１０は、光散乱または蛍光発光に基づく方法において、接触部材２の内部および角膜４の内部のそれぞれで光波が散乱することを示している。
【００５１】
なお、光線Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８は記録手段Ｅの光学系の主光線のみを示しており、反射光線および拡散光線Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８のそれぞれの全体は、さらなる空間領域内に投影される。主光線Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８は、光学系に応じて、図７に示されるように平行（テレセントリック像）であり、あるいは、収束する。収束光を用いると、ａ’，ｂ’はもはや一定ではなく、結像倍率に応じて距離ａ，ｂの像が測定される。また、この種の方法を用いると、接触部材２の屈折率ｎ_Ａを角膜４の屈折率ｎ_Ｂと一致するように選択する場合に、評価を単純化することができる。この時、角膜４の厚みｃは、測定された光路長ａ’，ｂ’および接触部材２の厚みｄから、以下のようにして得られる。
【００５２】
【数３】

【００５３】
正反射を用いた方法と同様に、距離ａ’，ｂ’の比率、あるいは、ａ、ｂの像の比率を測定するだけで済むという利点が得られる。非テレセントリックイメージングを用いると、比率だけが測定される場合ではなく、ａ，ｂの測定中に、関連する結像倍率が分からなければならない。ａ，ｂが像内で非常に近接して一緒に存在している場合、歪んだ像でさえ問題とならない。これは、小さな像領域で内でリニアな相互関係をとることができ、したがって、ａ，ｂの比率を正確に測定することができるからである。
【００５４】
ｎ_Ａ，ｎ_Ｂが同一でない場合、屈折率ｎ_Ａ，ｎ_Ｂおよび接触部材２の厚みｄ以外に、入射角φおよび出口角（屈折角）ρが分からなければならない。たとえば、接触部材２によって、角度φ，ρの正確な測定を行なうことができる。これは、角膜４の表面形質（表面特徴）に比べて、接触部材２の表面を非常に正確に製造することができるからである。
【００５５】
たとえば、光学測定法で使用される測定ヘッド８（図４参照）および光源１’の、接触部材（平行平板）２の接触面に対する等距離（平行）変位によって、角度φ，ρが一定に維持されれば、１回の較正（φ，ρのそれぞれの測定）後、別個の光路長ｂ’だけから、角膜４の厚みｃを測定することができる。ｎ_Ｂ＞ｎ_Ａ（ｂ’の値がさらに大きい）が選択されると、距離ｂ’の測定において、さらに望ましい状態が得られる。非テレセントリックイメージングを用いると、再度、結像倍率が分からなければならない。
【００５６】
この場合も、接触部材２の位置を測定できる場合、および、接触面領域２４が十分正確に分かる場合に、前述した利点が得られる。したがって、ここでも、接触面領域２４を基準として使用して、角膜４を測定することができる。ここで、さらに、三角比に関連して角度φ，ρを測定できる点について述べる。
【００５７】
たとえば、図７の接触部材２中に光線Ｌ１，Ｌ６，Ｌ７によって描かれる三角形を考えると、与えられた光路長ａ’、厚みｄ、屈折率ｎ_Ａを用いて、三角比により、角度φ，ρの一方を他方に応じて計算することができる。これは、角度φ，ρの一方だけが分かっていれば済むことを意味している。ここでも、既知の厚みｄを有する接触部材２の使用による利点が得られる。
【００５８】
拡散反射または光散乱に基づく、たとえば、以下の光学的な方法、すなわち、単一光線（光セクションとしての１次元スキャナと組み合わせて、面記録のための２次元スキャナと組み合わせて）、複数光線、光セクション法（たとえば、スリットランプまたは１次元的に走査された単一光；面記録のための１次元スキャナと組み合わせて）、ストライプ投影法（複数の光セクション）または構造化された照明を用いた写真測量法を使用することができる。
【００５９】
蛍光発光に基づく、たとえば、以下の光学的な方法、すなわち、集束光による多光子励起または短いパルス（１０^−１５パルス）を用いた焦点の合った多光子励起を使用することができる。
【００６０】
光散乱または蛍光発光または拡散反射に基づく方法に関する一変形例が図８（ａ）および図８（ｂ）に概略的に示されている。この変形例において、接触部材２は半透明領域Ｃを有しており、半透明領域Ｃは接触部材２の透明領域Ｄを取り囲んでいる。また、透明領域Ｄは、角膜４の接触領域Ｂ（たとえば、図８（ａ）の平坦な領域Ｂ）上に位置している。図８（ｂ）に示される距離ａ”，ｂ”が測定される。この場合、距離ｂ”は、角膜厚みに応じて局所的に変化する。
【００６１】
この変形例によれば、幅広い光イームを用いた場合でも、領域Ｃ内の線２１および領域Ｄ内の線２０が背景に対して非常に良好なコントラストを有し、したがって、良好に検出することができるという利点が得られる。この変形例の利点は、接触部材２の半透明領域Ｃが角膜４の測定される領域Ｂを覆っていないことである。
【００６２】
図４に示されるように、光学測定装置１は、光源１’を有する光学測定ヘッド８を備えている。光学測定ヘッド８および光源１’は、少なくとも接触領域Ｂの２次元測定領域７内の複数の点で、光波Ｌ１を角膜４内へ及び角膜４上に出射できるように構成されており、これにより、測定領域７の１または複数の場所で角膜４の厚みを測定できるようになっている。複数の接触領域Ｂを有する実施の形態においても、測定領域は、接触領域間にその領域を備えている。
【００６３】
変形例において、測定領域７の記録のための光学測定ヘッド８は、たとえば、点的な動作、線的（ストライプ的）な動作、面積（領域）的な動作のいずれに方法が使用されるかに応じて、機械的に移動される。また、光学測定ヘッド８は、使用される光学的な方法に応じて、角膜４によって反射される光波Ｌ３，Ｌ４（図６参照），Ｌ７，Ｌ８，Ｌ１０（図７参照）および接触部材２によって反射される光波Ｌ２（図６参照），Ｌ６，Ｌ９（図７参照）を記録するための記録手段Ｅを備えている。変形例において、光源１’および記録手段Ｅは、光学測定ヘッド８とともに移動する。
【００６４】
別の変形例においては、光源１’だけが移動され、記録手段Ｅは静止したままである。図４には、光源から出射された光線９、測定点１０、角膜４の測定領域７内での移動方向１１，１２を用いて点的に動作する方法が示されている。一例として図４に示されるように、光学測定ヘッド８は方向１１に関して並進運動１３を行ない、また、光学ヘッド８および光源１’は方向１２に関して回転１４を行なう。
【００６５】
また、方向１１，１２における移動は、二つの並進運動または二つの回転によって行なうこともできる。特定の用途において、たとえば、接触部材２を斜めに位置決めする場合には、測定点を垂直測定領域内に維持するため、垂直方向の移動１５が別に必要になり得る。
【００６６】
図５には、たとえば、光源１’によって出射される光セクション１６を用いて線的（ストライプ的）に動作する方法が示されている。この方法では、光セクション１６の長さが測定領域７の幅にわたっている場合において測定領域７を記録するために、移動方向１７だけが残っている。残存する移動方向１７は、光学測定ヘッド８および光源１’の対応する移動によって行なうことができる。面積的に動作する方法（図示せず）においては、測定領域７よりも広い領域が照明され、方向移動が全く行なわれない。
【００６７】
図２に示される変形例においては、部材５によって光学測定装置１が接触部材２に強固に接続されている。接触部材２の位置の情報を必要とする前述した方法においては、位置の測定中およびその後の測定中においてのみ、光学測定装置１に対する接触部材２の接続が固定される必要がある。これは、位置較正または長期間にわたる安定が不要であり、これにより、厚みｄが異なっていたり、たとえば、使い捨てできる取り外し可能な接触部材２を使用することができることを意味する。
【００６８】
たとえば、１または複数の発光ダイオードの実施の形態においては、光源１’を接触部材２と一体化できることをここで指摘しておく。同様に、記録手段Ｅを接触部材２と一体化させることができる。ＭＥＭＳ（マイクロ電気機械システム）の分野における最近の開発は、そのような微小集積の実行可能性を示している。
【００６９】
図３に概略的に示される変形例においては、たとえば、当業者に知られている吸引リング６による部分吸引によって、接触部材２が眼３の角膜４上に固定されている。接触部材２が角膜４上に固定され、かつ、光学測定装置１に接続されている場合には、測定中における眼３の高価なトラッキングを完全に排除できる。時間がかかる複雑な方法で患者を測定装置の前に位置させる必要がなく、患者を寝かせた状態で検査することができるとともに、患者の眼３を目標対象物上に合焦させる必要がない。
【００７０】
また、光学測定装置１は、適用される光学的な方法及びそのために使用される記録手段Ｅに応じた処理手段を備えている。処理手段は、たとえば、実行できるソフトウエアプログラムが記憶されるデータ保存記憶プログラムメモリに接続されたプロセッサを備えている。
【００７１】
ソフトウエアプログラムは、光学測定ヘッド８および光源１’を制御できるようにプログラムされているとともに、記録手段Ｅを制御できるようにプログラムされ、また、２次元測定領域７（図４参照）にわたって角膜厚みを測定するために記録された反射光波Ｌ２，Ｌ６，Ｌ９（第３の光波）およびＬ３，Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ１０（第２の光波）を評価できるようにプログラムされている。測定された角膜厚みは、たとえば、数値や図解で、スクリーン上に表示することができる。
【００７２】
一変形例においては、眼の基準マークとして適する角膜輪部、虹彩、網膜等の眼の組織に関連する各測定データも表示することができる。角膜厚みを測定する光学的な方法であって、眼３および接触部材２上にそのような基準マークを形成したり記録したりするのに適さない光学的な方法を使用する場合、これは、たとえば、別個のカメラおよび適切に配置された半透過ミラーによって達成することができる。
【００７３】
接触部材２の位置を測定するために使用される基準マークは、角膜４の接触領域Ｂ（たとえば、図９（ｂ）の平坦領域Ｂ）上の領域またはこの領域の外側で、接触部材２に付与することができる。基準マークは、活性（すなわち、自己照明または投影され）または非活性（すなわち、間接的に照明され）となり得る。基準マークを形成するために、正反射、拡散反射、光散乱、または、蛍光発光を使用することができる。
【００７４】
図９（ａ）には、一例として、測定領域７の外側でその上に基準マーク２２が付与された接触部材２が示されている。この場合、測定領域７は、角膜４の接触領域Ｂのサブ領域であり、あるいは、接触領域Ｂと一致する。接触部材２の位置を測定し、また、その測定した位置に基づいて、図９（ｂ）に示される接触面領域２４に関して測定を行なうために、接触部材２上の基準マーク２２を使用することができる。
【００７５】
これにより、たとえば、内側の角膜面上の測定点２３の深さｔの測定だけを行なって角膜厚みを測定できるように、物理的に存在する基準、特に接触面領域２４に関して、連続的な測定、たとえば、各測定点２３の測定を記録することができるという利点が得られる。基準面を形成するとともに、非常に高い精度で基準面を測定することができるため、測定点２３における角膜厚みの測定が一つの測定値ｔに減り、これによって、一つの測定点において二つの測定値を差し引きする場合に比べ、高い精度を得ることができる。
【００７６】
また、内側の角膜面（接触面領域２４）だけが測定される場合、たとえば、オートフォーカスセンサまたは光セクションセンサを内側の角膜面上だけに合焦させる場合には、適用される光学的な方法の測定領域を限定することができ、測定速度を、さらに向上させることができる。
【００７７】
図１０には、シェイムフラッグ状態にしたがって記録手段Ｅのレンズ３１および像変換器３２が配置された、光散乱、蛍光発光、拡散反射に基づく方法の構成が示されている。これにより、記録手段Ｅの配置においては、接触部材２および角膜４によって引き起こされる光線の屈折を考慮に入れなければならない。これによって、一般に、シェイムフラッグ状態に良好に近づけることができる。
【００７８】
図１０には、一例として、接触部材２に対して垂直に形成された光セクション３０がレンズ３１を介してシェイムフラッグ構成の像変換器３２上に当たる状態が描かれている。面平行接触部材２を用いると、この有利な構成を面および接触部材２の接触面領域に対して平行に変化させることができ、角膜の曲率を欠くことにより、光セクションの投影を連続的に適合させることが不要になる。
【００７９】
さらに、角膜の曲率を欠くため、光源１’および記録手段Ｅの焦点領域の深さを減らすことができ、これにより、分解能が高まる。この構成の、さらなる利点は、入射光線の方向により、角膜の面に対して垂直に測定が行なわれるという点である。
【００８０】
最後に、変形例および選択される光学的方法に応じて、複数の各構成要素から成る装置内で、対応する光源１’、記録手段Ｅ、処理手段を実行することができ、あるいは、それが携帯ハンドヘルド装置として形成される場合には、特に携帯使用に適したコンパクトな装置として実現されることをここで述べておく。
【００８１】
角膜厚みを測定するために、基準として接触部材２を使用する本提案によれば、従来技術に比べて、測定時間、労力、複雑さ、したがって、技術装置の費用を低減することができる。これは、一方で、接触部材２の接触面２４、Ｇ２によって角膜４が位置合わせされ、すなわち、所定の位置に配置され、他方で、測定のために接触部材２の厚みｄを使用できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
眼の角膜厚みを測定する装置であって、光源と記録手段と接触部材とを有する光学測定装置を備えた装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】
光学測定装置が一つの部材によって接触部材に対して強固に接続された装置の変形例を概略的に示すブロック図である。
【図３】
一つの装置によって眼上または角膜上に固定された接触部材を概略的に示すブロック図である。
【図４】
光源と、測定領域の複数の点を記録する記録手段とを有する光学測定ヘッドを備えた光学測定装置を概略的に示すブロック図である。
【図５】
測定が一つの線に沿って行なわれる２次元測定領域を概略的に示すブロック図である。
【図６】
境界層での正反射に基づいて角膜厚みを測定する際に、接触部材を較正部材として使用する形態を概略的に示す層のモデルである。
【図７】
光散乱、蛍光発光、あるいは、拡散反射に基づいて角膜厚みを測定する際に、接触部材を較正部材として使用する形態を概略的に示す層のモデルである。
【図８】
（ａ）は、接触部材が半透明領域を有し、接触部材が角膜上に配置される角膜の測定領域の外側に前記半透明領域が位置する変形例を概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、接触部材が半透明領域を有し、接触部材が角膜上に配置される角膜の測定領域の外側に前記半透明領域が位置する変形例を概略的に示す平面図である。
【図９】
（ａ）は、基準マークを有する接触部材を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、基準マークを有する接触部材を角膜上に配置した状態を概略的に示す側面図である。
【図１０】
シェイムフラッグ状態にしたがった装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ 光学測定装置
１’光源
２ 接触部材
３ 眼
４ 角膜
５ 部材
６ 吸引リング
７ 測定領域
２４ 接触表面
Ｂ 接触領域（平坦領域）
Ｅ 記録手段
Ｌ１ 第１の光波
Ｌ３，Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ１０ 第２の光波
Ｌ２，Ｌ６，Ｌ９ 第３の光波

Claims (30)

1. 複数の光波によって、眼、特に人間の眼の角膜厚みを測定する方法であって、第１の光波が角膜上および角膜内に照射され、角膜厚みを測定するために、角膜によって反射される第２の光波が記録される、前記方法において、
   角膜の少なくとも一つの接触領域上に接触部材が配置され、接触部材を通じて第１の光波が角膜上および角膜内に照射されることを特徴とする眼の角膜厚みの測定方法。
2. 第１の光波は、少なくとも接触領域の２次元測定領域内の複数の点で、角膜上および角膜内に照射され、角膜厚みは、測定領域の１または複数の場所で測定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 所定の厚みを有する接触部材が使用され、接触部材の厚みは、角膜厚みを測定するために共通に使用されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 接触部材の接触面によって、角膜が所定の状態に置かれることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 面平行接触部材が使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 角膜厚みを測定するために、さらに、接触部材によって反射される第３の光波が記録されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 接触部材が、角膜上または眼上に固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. 少なくとも部分的に半透明な接触部材が使用され、この接触部材は、接触部材内での光拡散または蛍光発光によって、あるいは、その界面での拡散反射によって、第１の光波を散乱させることができることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
9. その屈折率が角膜の屈折率と一致する接触部材が使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
10. 第１の光波を照射する光源と、反射された光波を記録する記録手段は、焦点ぼけを防止するために、シェイムフラッグ（Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ）状態にしたがって配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
11. 第１の光波は、一定の入射角で、角膜上に照射されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
12. 反射された光波は、一定の視角で記録されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
13. 第１の光波を照射する光源は、接触部材の接触表面から一定の距離で移動されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 反射された光波を記録する記録手段は、接触部材の接触表面から一定の距離で移動されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
15. 第１の光波を照射する光源と、反射された光波を記録する記録手段とが接触部材に接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
16. 複数の光波によって、眼、特に人間の眼の角膜厚みを測定するための装置であって、
    第１の光波を角膜上および角膜内に照射するための光源と、
    角膜によって反射される第２の光波を記録するための記録手段と、
    記録された第２の光波から角膜厚みを測定するための処理手段と、
    を少なくとも備えており、
    前記装置が、角膜の少なくとも一つの接触領域上に配置可能な接触部材を備え、接触部材を通じて第１の光波が角膜上および角膜内に照射されるように、光源が配置され、かつ接触部材が形成されることを特徴とする眼の角膜厚みの測定装置。
17. 少なくとも接触領域の２次元測定領域内の複数の点で、第１の光波を角膜上および角膜内に照射する手段を備え、記録手段および処理手段は、角膜厚みが測定領域の１または複数の場所で測定されるように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 接触部材が所定の厚みを有し、記録手段および処理手段は、角膜厚みを測定するために接触部材の厚みが共通に使用されるように構成されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 接触部材は、角膜を所定の状態に置く接触面を有していることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 接触部材が面平行であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
21. 記録手段は、接触部材によって反射される第３の光波が、さらに記録されるように構成され、処理手段は、記録された第３の光波を考慮して角膜厚みが測定されるように構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 接触部材を角膜上または眼上に固定するための手段を備えている請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。
23. 接触部材は少なくとも部分的に半透明であり、接触部材内での光拡散または蛍光発光によって、あるいは、その界面での拡散反射によって、第１の光波を散乱させることができることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。
24. 接触部材は、角膜の屈折率と一致する屈折率を有していることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。
25. 光源や記録手段は、焦点ぼけを防止するために、シェイムフラッグ状態にしたがって配置されることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。
26. 第１の光波を一定の入射角で角膜上に照射する手段を備えていることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。
27. 記録手段は、反射された光波が一定の視角で記録されるように構成されていることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。
28. 接触部材の接触表面から一定の距離で光源を移動させる手段を備えていることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
29. 接触部材の接触表面から一定の距離で記録手段を移動させる手段を備えていることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。
30. 光源と記録手段とを接触部材に接続させる手段を備えていることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一つに記載の装置。

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