JP3798159B2

JP3798159B2 - 前眼部断面像撮影装置

Info

Publication number: JP3798159B2
Application number: JP30265498A
Authority: JP
Inventors: 陽子広原; 俊文三橋
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: JP2000126133A; US6354705B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼にスリット光を投影し、被検眼の前眼部断面像を撮影する前眼部断面像撮影装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被検眼にその被検眼光軸に沿って正面からスリット光を投影し、このスリット光により角膜、水晶体等の前眼部を照明して前眼部断面像を被検眼光軸に対して斜め方向から受像して撮影する前眼部断面像撮影装置が知られている。
【０００３】
この種の前眼部断面像撮影装置は、被検眼光軸を中心として各経線方向に前眼部を断面してその前眼部断面像を撮影しており、従来の前眼部断面像撮影装置は、被検眼光軸に対して所定の角度だけ光軸が傾けられた撮影光学系を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の前眼部断面像撮影装置では、撮影光学系の光軸が被検眼光軸に対して所定の角度だけ傾斜して設けられているため、被検眼光軸を中心としてその回りに撮影光学系の回転許容空間を確保しなければならず、また、撮影光学系全体を回転させなければならないためにその回転駆動機構が大型となり、必然的に装置全体が大型になるという問題点があった。
【０００５】
また、回転機構が大型になるため、低速でしか回転させることができず、各経線方向の断面像を得るのに時間がかかるという問題点もあった。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、小型で、かつ、高速で各経線方向の断面像を得ることができる前眼部断面像撮影装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の前眼部断面像撮影装置は、被検眼に向けてスリット光を投影するためのスリット投影系と、前記被検眼に正対して配置されかつ前記スリット光の被検眼からの反射光により前眼部断面像を受光面上に形成するための結像光学系と、前記結像光学系の光軸を中心として回転対称な凹面反射部を有して前記被検眼からの反射光を集光反射するための凹面鏡と、前記凹面鏡により反射された反射光を前記結像光学系に導くための反射鏡とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の前眼部断面像撮影装置は、前記スリット光は前記スリット投影系の光軸を中心として回転可能でかつ該回転に連動して前記結像光学系と前記反射鏡とが前記結像光学系の光軸を中心に回転されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の前眼部断面像撮影装置は、前記反射鏡の反射面は、シリンドリカル面であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の前眼部断面像撮影装置は、前記凹面鏡は前記被検眼の前眼部断面像を第１像面上にいったん結像させ、この第１像面上に形成された前眼部断面像を、前記結像光学系により前記受光面に結像するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１〜請求項４に記載の前眼部断面像撮影装置によれば、結像光学系の光軸を中心として回転対称な凹面反射部を有して被検眼からの反射光を集光反射するための凹面鏡を固定して設け、この凹面鏡により反射された反射光を結像光学系に導くための反射鏡と被検眼に正対して配置されかつスリット光の被検眼からの反射光により前眼部断面像を受光面上に形成するための結像光学系とを回転させることにしたので、各経線方向の前眼部断面像を装置全体を大型化することなく構成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１において、Ｅは被検眼、１はスリット投影系、２は撮影光学系である。スリット投影系１は照明光源３、コンデンサレンズ４、スリット板５、投影レンズ６、反射ミラー７から構成されている。スリット板５には図２に示すようにスリット５ａが形成されている。スリット投影系１の光軸Ｏ１は被検眼光軸Ｏ２に対して直交しており、反射ミラー７は被検眼光軸Ｏ２に対して４５度傾けて設けられている。
【００１３】
そのスリット５ａは図１において紙面垂直方向に延びており、照明光源４からの照明光束はコンデンサレンズ４により集光されてスリット板５に導かれ、そのスリット５ａを通過して細長いビームのスリット光Ｐ１とされて、投影レンズ６を介して反射ミラー７に導かれる。そのスリット板５は後述する結像光学系の回転に連動して回転され、図３に示すように、被検眼光軸Ｏ２を中心にスリット光Ｐ１が順次回転される。
【００１４】
スリット光Ｐ１はその反射ミラー７により反射されて被検眼Ｅに導かれ、被検眼Ｅの角膜Ｃ、水晶体Ｉを通って眼球奥部に進入し、被検眼Ｅの前眼部はスリット光Ｐ１の回転により各経線方向に断面され、被検眼Ｅには投影レンズ６によりスリット光のスリット像８が図１に示すように形成される。このスリット像８に対応する前眼部部位が前眼部断面像として撮像されるものである。
【００１５】
撮影光学系２は結像光学系９と凹面鏡１０とを有する。結像光学系９は鏡筒１１を有し、この鏡筒１１には反射鏡１２と結像レンズ１３とが保持されている。結像光学系９は被検眼Ｅに対して正対して配置され、その光軸Ｏ３が被検眼光軸Ｏ２にアライメントされるようになっている。なお、光軸Ｏ３は結像レンズ１３の中心と後述するＣＣＤの中心とを結ぶ線として定義される。
【００１６】
凹面鏡１０は図４（ａ）、（ｂ）に示すように結像光学系２の光軸Ｏ３の回りに回転対称な凹面反射部１０ａと中央開口１０ｂとを有する。凹面反射部１０ａは図１に示すメリジオナル平面方向の曲率と図６に示すサジタル平面方向の曲率とが異なっている。凹面鏡１０は被検眼Ｅから反射された散乱反射光束Ｐ２を集光反射する役割を有する。ここで、メリジオナル平面内での凹面反射部１０ａの形状は球面であっても良いし、収差補正を考慮した非球面であっても良い。
【００１７】
鏡筒１１は中央開口１０ｂを通じて凹面反射鏡１０に挿通され、その凹面反射部１０ａによって集光反射された散乱反射光束Ｐ２はメリジオナル平面内で第１像面Ｘ上にいったん収束され、メリジオナル平面方向についての前眼部断面像が第１像面Ｘ（図５参照）上にいったん形成される。図１にはメリジオナル平面内で前眼部の点Ｘ１からの散乱反射光束Ｐ２が点Ｘ１’に収束された状態が示されている。
【００１８】
そのメリジオナル平面内でいったん収束された散乱反射光束Ｐ２は反射鏡１２によって結像レンズ１３に向けて反射されるようになっている。その結像レンズ１３を通過した光束はＣＣＤ１４の受光面１４ａに導かれる。
【００１９】
結像レンズ１３は光軸Ｏ３に対して傾斜して配置される。すなわち、図５に模式的に示すように凹面鏡１０に入射する散乱反射光束Ｐ２の主光線は前眼部断面像８に対して傾いており、凹面鏡１０及び反射ミラー１２からなる反射系１５により反射された散乱反射光束Ｐ２が結像する第１像面Ｘの延長線Ｑ１と結像レンズ１３の光軸と直交する方向に延びる延長線Ｑ２とＣＣＤ１４の受光面１４ａの光軸Ｏ３と直交する方向に延びる延長線Ｑ３とが一点Ｑ４で交差するような共役位置関係を保って、反射系１５、結像レンズ１３、ＣＣＤ１４が配置されている。この光学系の配置はいわゆるシャインプルーフの法則と呼ばれるもので、この光学系の配置自体は公知である。
【００２０】
これにより、結像光学系９の光軸Ｏ３に対してスリット像８が傾いている場合でも、すなわち、前眼部断面像が傾いている場合でも、ＣＣＤ１４にはその全面にピントの合った状態で前眼部断面像が形成される。
【００２１】
反射鏡１２はシリンドリカルミラーにより構成されている。この反射鏡１２はメリジオナル平面内では平面鏡として機能し、サジタル平面内では凸面鏡として機能する。この反射鏡１２にシリンドリカルミラーを用いた理由を以下に説明する。
【００２２】
図６はサジタル平面内での散乱反射光束Ｐ２を模式的に説明するための図であって、凹面反射部１０ａはメリジオナル平面方向についてはパワーが強いため、前眼部からの散乱反射光束Ｐ２は、凹面反射部１０ａにより一点Ｘ１に収束するが、サジタル平面方向ではパワーが弱いため一点に集光しない。
【００２３】
そこで、反射鏡１２をサジタル平面方向についてはシリンドリカルパワーを有する反射面として、サジタル平面方向について虚像が第１像面Ｘに形成されるようにしたものであり、これにより、サジタル平面方向について、スリット像８と第１像面Ｘとが反射ミラー系１５に関して共役とされる。図６では、サジタル平面方向については、点Ｘ１から出射された散乱反射光束Ｐ２が反射鏡１２により反射され、点Ｘ１の虚像が点Ｘ１’に形成された状態が模式的に示されている。
【００２４】
この発明の実施の形態では、反射鏡１２の反射面それ自体をシリンドリカル面としたが、反射鏡１２に平面鏡を用い、サジタル方向にパワーを有するシリンドリカルレンズをその反射鏡１２の反射方向直後に設けても良いし、また、平面鏡にシリンドリカルレンズを貼り合わせて反射鏡１２を形成しても良いし、反射鏡１２としてサジタル平面方向とメリジオナル平面方向にパワーを有するアナモフィックミラーを用いても良い。
【００２５】
鏡筒９は図示を略す回転駆動機構により光軸Ｏ３の回りに３６０度回転可能とされ、スリット光Ｐ１を被検眼Ｅの０度方向の経線にセットして、図７に示す前眼部断面像１６を撮像し（図８のステップＳ．１参照）、次に結像光学系９とスリット板５とを２度回転させて（ステップＳ．２参照）、スリット光束を投影して前眼部断面像１６を撮像し（ステップＳ．３参照）、１８０度方向の経線に対応する前眼部断面像１６が得られるまで、Ｓ．２〜Ｓ．４のステップを繰り返し、各経線方向についての前眼部断面像が得られた時点で、図示を略す処理装置により被検眼Ｅの前面方向から見た水晶体Ｉの形状と混濁度とを濃度分布に従って図示を略す画面に表示し（Ｓ．５）、次に、各経線方向についての角膜Ｃの曲率を図７に示す前眼部断面像１６に基づき演算して、図９に示すように角膜Ｃの三次元断面形状分布１９を図示を略す画面に表示する（Ｓ．６）。
【００２６】
なお、図７において、符号１７は角膜Ｃに対応する角膜断面像であり、符号１８は水晶体Ｉに対応する水晶体断面像である。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１〜請求項４に記載の前眼部断面像撮影装置によれば、結像光学系の光軸を中心として回転対称な凹面反射部を有して被検眼からの反射光を集光反射するための凹面鏡を固定して設け、この凹面鏡により反射された反射光を結像光学系に導くための反射鏡と被検眼に正対して配置されかつスリット光の被検眼からの反射光により被検眼前眼部の断面像を受光面上に形成するための結像光学系とを回転させることにしたので、各経線方向の前眼部断面像を装置全体を大型化することなく、高速で各経線方向の断面像を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる前眼部断面像撮影装置の全体光学系を示す図である。
【図２】図１に示すスリット板の平面図である。
【図３】被検眼の前眼部に投影されたスリット光を説明するための図である。
【図４】図１に示す凹面反射鏡を示す図であって、（ａ）はメリジオナル平面内での断面図、（ｂ）は被検眼の存在する方向から目視した場合の平面図である。
【図５】図１に示す光学系の模式図であって、前眼部断面像と反射系と結像レンズとＣＣＤとの配置関係を示す図である。
【図６】図１に示す散乱反射光束のサジタル平面についての光線軌跡を説明するための図である。
【図７】前眼部断面像の一例を示す図である。
【図８】本発明に係わる前眼部断面像撮影装置の処理の一例を簡略して説明するためのフローチャートである。
【図９】角膜の三次元形状の表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…スリット投影系
９…結像光学系
１０…凹面鏡
１０ａ…凹面反射部
１２…反射鏡
Ｅ…被検眼
Ｐ１…スリット光
Ｏ３…光軸

Claims

被検眼に向けてスリット光を投影するためのスリット投影系と、
前記被検眼に正対して配置されかつ前記スリット光の被検眼からの反射光により前眼部断面像を受光面上に形成するための結像光学系と、
前記結像光学系の光軸を中心として回転対称な凹面反射部を有して前記被検眼からの反射光を集光反射するための凹面鏡と、
前記凹面鏡により反射された反射光を前記結像光学系に導くための反射鏡とを備えていることを特徴とする前眼部断面像撮影装置。
前記スリット光は前記スリット投影系の光軸を中心として回転可能でかつ該回転に連動して前記結像光学系と前記反射鏡とが前記結像光学系の光軸を中心に回転されることを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面像撮影装置。
前記反射鏡の反射面は、シリンドリカル面であることを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面像撮影装置。
前記凹面鏡は前記被検眼の前眼部断面像を第１像面上にいったん結像させ、この第１像面上に形成された前眼部断面像を、前記結像光学系により前記受光面に結像するように構成されている請求項１に記載の前眼部断面像撮影装置。