特開 2016-202452 眼科手術用顕微鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-202452(P2016-202452A)

(43)【公開日】2016年12月8日

(54)【発明の名称】眼科手術用顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   A61F 9/007 20060101AFI20161111BHJP

   A61B 90/20 20160101ALI20161111BHJP

【ＦＩ】

   A61F9/007 200C

   A61B19/00 508

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-86134(P2015-86134)

(22)【出願日】2015年4月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】110000866

【氏名又は名称】特許業務法人三澤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中西 美智子

(72)【発明者】

【氏名】石鍋 郁夫

(57)【要約】

【課題】光学部材を移動させる駆動系の配置の自由度が高く、患者眼の観察とＯＣＴ画像の取得が可能な眼科手術用顕微鏡を提供する。
【解決手段】眼科手術用顕微鏡は、照明光学系と、観察光学系と、干渉光学系と、光スキャナと、コリメートレンズと、光ファイバと、移動機構とを含む。照明光学系は、照明光で患者眼を照明する。観察光学系は、照明光学系により照明されている患者眼を観察するために用いられる。干渉光学系は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、患者眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する。光スキャナは、測定光の光路に配置される。コリメートレンズは、光源と光スキャナとの間に配置される。光ファイバは、コリメートレンズに臨む位置に測定光の出射端が配置される。移動機構は、コリメートレンズと出射端とを測定光の光路に沿って相対的に移動する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

照明光で患者眼を照明する照明光学系と、
前記照明光学系により照明されている前記患者眼を観察するための観察光学系と、
光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記患者眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、
前記測定光の光路に配置された光スキャナと、
前記測定光の光路において前記光源と前記光スキャナとの間に配置されたコリメートレンズと、
前記干渉光学系により生成された前記測定光を導光し、前記コリメートレンズに臨む位置に前記測定光の出射端が配置された光ファイバと、
前記コリメートレンズと前記出射端とを前記測定光の光路に沿って相対的に移動する移動機構と、
を含む眼科手術用顕微鏡。

【請求項2】

前記患者眼に向かう前記測定光の経路において前記光ファイバよりも下流側に配置され、前記照明光の光路に前記測定光の光路を結合する光路結合部材を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の眼科手術用顕微鏡。

【請求項3】

前記光スキャナは、前記光源側から順に配置された、互いに偏向方向が異なる第１スキャナと第２スキャナとを含み、
前記第２スキャナは、前記測定光を前記光路結合部材に向けて偏向する
ことを特徴とする請求項２に記載の眼科手術用顕微鏡。

【請求項4】

前記第１スキャナと前記第２スキャナとの間にリレー光学系が設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の眼科手術用顕微鏡。

【請求項5】

前記患者眼に向かう前記測定光の経路において前記光スキャナよりも下流側に第１レンズ群および第２レンズ群が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の眼科手術用顕微鏡。

【請求項6】

対物レンズを含み、
前記照明光学系は、前記対物レンズを介して前記照明光で前記患者眼を照明し、
前記観察光学系は、前記対物レンズを介して前記患者眼からの前記照明光の戻り光が導かれる
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の眼科手術用顕微鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、眼科手術用顕微鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

眼科分野においては、様々な手術が実施される。その代表例として白内障手術や網膜硝子体手術などがある。このような眼科分野における手術では、眼科手術用顕微鏡が用いられる。眼科手術用顕微鏡は、照明光学系により照明されている患者眼を観察光学系を介して目視観察したり画像撮影したりするための装置である。

【0003】

このような眼科手術用顕微鏡には、光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＯＣＴ）を用いて患者眼のＯＣＴ画像を取得するためのＯＣＴ光学系を含んで構成されたものがある（たとえば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第８０４９８７３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

眼科手術用顕微鏡には、術者が任意の方向に移動可能に構成された鏡筒部の小型化が望まれている。しかしながら、特許文献１に開示された眼科手術用顕微鏡は、照明光学系、観察光学系、ＯＣＴ光学系などの様々な光学系を備えるため、鏡筒部の内部で複数の光学部材が対物レンズの周囲に配置される。それにより、対物レンズの周囲に配置された光学部材を移動させる駆動系の配置が困難になるという問題がある。

【0006】

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、光学部材を移動させる駆動系の配置の自由度が高く、患者眼の観察とＯＣＴ画像の取得が可能な眼科手術用顕微鏡を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る眼科手術用顕微鏡は、照明光学系と、観察光学系と、干渉光学系と、光スキャナと、コリメートレンズと、光ファイバと、移動機構とを含む。照明光学系は、照明光で患者眼を照明する。観察光学系は、照明光学系により照明されている患者眼を観察するために用いられる。干渉光学系は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、患者眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光を検出する。光スキャナは、測定光の光路に配置される。コリメートレンズは、測定光の光路において光源と光スキャナとの間に配置される。光ファイバは、干渉光学系により生成された測定光を導光し、コリメートレンズに臨む位置に測定光の出射端が配置される。移動機構は、コリメートレンズと出射端とを測定光の光路に沿って相対的に移動する。

【発明の効果】

【0008】

この発明によれば、光学部材を移動させる駆動系の配置が容易で、患者眼の観察とＯＣＴ画像の取得が可能な眼科手術用顕微鏡を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の眼科手術用顕微鏡の外観構成の一例を示す概略図。

【図2】実施形態の眼科手術用顕微鏡における光学系の構成の一例を表す概略図。

【図3】実施形態の眼科手術用顕微鏡における光学系の構成の一例を表す概略図。

【図4】実施形態の眼科手術用顕微鏡における光学系の構成の一例を表す概略図。

【図5】実施形態の眼科手術用顕微鏡における制御系の構成の一例を表す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

この発明に係る眼科手術用顕微鏡の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態に係る眼科手術用顕微鏡は、眼科手術において使用される。実施形態に係る眼科手術用顕微鏡は、照明光学系により患者眼（被手術眼）を照明し、その戻り光（反射光）を観察光学系に導くことにより、患者眼の観察が可能な装置である。

【0011】

また、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡は、ＯＣＴ光学系を含んで構成され、患者眼のＯＣＴ画像の取得が可能である。なお、撮影対象部位は、患者眼の任意の部位であってよく、たとえば、前眼部においては角膜や硝子体や水晶体や毛様体などであってよいし、後眼部においては網膜や脈絡膜や硝子体であってよい。また、撮影対象部位は、瞼や眼窩など眼の周辺部位であってもよい。公知の手法により、ＯＣＴの測定光の戻り光に基づき患者眼の断面像や３次元画像を形成することが可能である。

【0012】

この明細書では、ＯＣＴによって取得される画像をＯＣＴ画像と総称することがある。また、ＯＣＴ画像を形成するための計測動作をＯＣＴ計測と呼ぶことがある。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。

【0013】

以下の実施形態では、フーリエドメインタイプのＯＣＴを適用した構成について説明する。特に、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡は、公知のスウェプトソースＯＣＴの手法を用いて患者眼のＯＣＴ画像を取得することが可能である。スウェプトソース以外のタイプ、たとえばスペクトラルドメインＯＣＴの手法を用いる眼科手術用顕微鏡に対して、この発明に係る構成を適用することも可能である。

【0014】

以下の実施形態ではＯＣＴ光学系を眼科手術用顕微鏡に適用した装置について説明する。しかしながら、眼科手術用顕微鏡以外の眼科観察装置、たとえば走査型レーザ検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）、スリットランプ、眼底カメラなどに、実施形態に係るＯＣＴ光学系を適用することも可能である。

【0015】

この実施形態において、上下、左右、前後等の方向は、特に言及しない限り術者側から見た方向とする。なお、上下方向については、後述の対物レンズ１５から観察対象（患者眼Ｅ）に向かう方向を下方とし、これの反対方向を上方とする。一般に患者は仰向け状態で手術を受けるので、上下方向と垂直方向とは同じになる。

【0016】

〔外観構成〕
図１に、この実施形態に係る眼科手術用顕微鏡の外観構成を示す。眼科手術用顕微鏡１は、支柱２と、第１アーム３と、第２アーム４と、駆動装置５と、術者用顕微鏡６と、助手用顕微鏡７と、フットスイッチ８とを含んで構成されている。支柱２は、眼科手術用顕微鏡１の全体を支持する。支柱２の上端には、第１アーム３の一端が接続されている。第１アーム３の他端には、第２アーム４の一端が接続されている。第２アーム４の他端には、駆動装置５が接続されている。術者用顕微鏡６は、駆動装置５により懸架されている。助手用顕微鏡７は、術者用顕微鏡６に付設されている。フットスイッチ８は、各種操作を術者等の足で行うために用いられる。駆動装置５は、術者等による操作に応じて、術者用顕微鏡６と助手用顕微鏡７とを上下方向および水平方向に３次元的に移動させるように作用する。

【0017】

術者用顕微鏡６は、各種光学系や駆動系などを収納する鏡筒部１０を有する。鏡筒部１０の上部には、倒像として得られる観察像を正立像に変換する公知の光学ユニット（像正立プリズム）を収納したインバータ部１２が設けられている。インバータ部１２の上部には、左右一対の接眼部１１Ｌ、１１Ｒが設けられている。術者は、この接眼部１１Ｌ、１１Ｒを覗き込んで患者眼Ｅを両眼で観察する。

【0018】

術者用顕微鏡６には、前置レンズ１３が保持アーム１４を介して接続されている。保持アーム１４の上端部は垂直方向に回動可能に枢設されており、前置レンズ１３を患者眼Ｅと対物レンズ（図示せず）の前側焦点との間の位置から退避できるようになっている。この退避された前置レンズ１３および保持アーム１４は、図示しない収納部に収納される。

【0019】

〔光学系の構成〕
図２〜図４に、眼科手術用顕微鏡１の光学系の構成例を示す。図２は助手用顕微鏡７側からの側面図である。図３は術者側からの側面図である。図４は後述のＯＣＴユニット７０の構成例を示す。

【0020】

眼科手術用顕微鏡１の光学系は術者用顕微鏡６の鏡筒部１０に収納されており、対物レンズ１５と、照明光学系２０と、主観察光学系３０と、副観察光学系４０と、ＯＣＴ光学系６０とを含んで構成されている。主観察光学系３０は術者用顕微鏡６の光学系（観察光学系）であり、副観察光学系４０は助手用顕微鏡７の光学系（観察光学系）である。

【0021】

（照明光学系）
照明光学系２０は、対物レンズ１５を介して患者眼Ｅを照明する。照明光学系２０は、図２に示すように、照明光源２１、光ファイバ２１ａ、出射口絞り２６、コンデンサレンズ２２、照明野絞り２３、コリメートレンズ２７およびダイクロイックミラー２５を含んで構成される。

【0022】

照明野絞り２３は、対物レンズ１５の前側焦点位置と光学的に共役な位置に設けられている。

【0023】

照明光源２１は、鏡筒部１０の外部に設けられている。照明光源２１には光ファイバ２１ａの一端が接続されている。光ファイバ２１ａの他端は、鏡筒部１０内のコンデンサレンズ２２に臨む位置に配置されている。照明光源２１から出力された照明光は、光ファイバ２１ａにより導光されてコンデンサレンズ２２に入射する。

【0024】

光ファイバ２１ａの出射口（コンデンサレンズ２２側のファイバ端）に臨む位置には、出射口絞り２６が設けられている。出射口絞り２６は、光ファイバ２１ａの出射口の一部領域を遮蔽するように作用する。出射口絞り２６による遮蔽領域が変更されると、照明光の出射領域が変更される。それにより、照明光による照射角度、つまり患者眼Ｅに対する照明光の入射方向と対物レンズ１５の光軸Ｏとが成す角度などを変更することができる。

【0025】

コリメートレンズ２７は、照明野絞り２３を通過した照明光を平行光束にする。ダイクロイックミラー２５は、コリメートレンズ２７によって平行光束にされた照明光を対物レンズ１５に向けて反射する。また、ダイクロイックミラー２５は、後述のＯＣＴ光学系６０からの測定光および患者眼Ｅからの測定光の戻り光を透過させる。平行光束になった照明光は、ダイクロイックミラー２５にて反射され、対物レンズ１５を経由して患者眼Ｅに投射される。患者眼Ｅに投射された照明光（の一部）は角膜にて反射される。患者眼Ｅによる照明光の戻り光（観察光と呼ぶことがある）は、対物レンズ１５を経由して主観察光学系３０および副観察光学系４０に入射する。

【0026】

（主観察光学系）
主観察光学系３０は、照明光学系２０により照明されている患者眼Ｅを対物レンズ１５を介して術者用顕微鏡６により観察するために用いられる。主観察光学系３０は、図３に示すように左右一対設けられている。左側の観察光学系３０Ｌを左観察光学系と呼び、右側の観察光学系３０Ｒを右観察光学系と呼ぶ。符号ＯＬは左観察光学系３０Ｌの光軸（観察光軸）を示し、符号ＯＲは右観察光学系３０Ｒの光軸（観察光軸）を示す。左右の観察光学系３０Ｌ、３０Ｒは、対物レンズ１５の光軸Ｏ（図２参照）を挟むように配設されている。

【0027】

左右の観察光学系３０Ｌ、３０Ｒは、それぞれ、変倍レンズ系３１、ビームスプリッタ３２（右観察光学系３０Ｒのみ）、結像レンズ３３、像正立プリズム３４、眼幅調整プリズム３５、視野絞り３６および接眼レンズ３７を有する。

【0028】

変倍レンズ系３１は複数のズームレンズ３１ａ、３１ｂ、３１ｃを含んで構成されている。各ズームレンズ３１ａ〜３１ｃは、図示しない変倍機構によって観察光軸ＯＬ（または観察光軸ＯＲ）に沿う方向に移動可能とされる。それにより患者眼Ｅを観察または撮影する際の拡大倍率が変更される。

【0029】

右観察光学系３０Ｒのビームスプリッタ３２は、患者眼Ｅから観察光軸ＯＲに沿って導光された観察光の一部を分離して撮影光学系に導く。撮影光学系は、結像レンズ５４、反射ミラー５５およびテレビカメラ５６を含んで構成される。

【0030】

テレビカメラ５６は、撮像素子５６ａを備えている。撮像素子５６ａは、たとえば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等によって構成される。撮像素子５６ａとしては２次元の受光面を有するもの（エリアセンサ）が用いられる。

【0031】

眼科手術用顕微鏡１の使用時には、撮像素子５６ａの受光面は、たとえば、患者眼Ｅの角膜の表面と光学的に共役な位置、または、その角膜曲率半径の１／２だけ角膜頂点から深さ方向に離れた位置と光学的に共役な位置に配置される。

【0032】

像正立プリズム３４は倒像を正立像に変換する。眼幅調整プリズム３５は、術者の眼幅（左眼と右眼との間の距離）に応じて左右の観察光の間の距離を調整するための光学素子である。視野絞り３６は、観察光の断面における周辺領域を遮蔽して術者の視野を制限する。

【0033】

主観察光学系３０は、観察光の光路から挿脱可能に構成されたステレオバリエータを含んで構成されてもよい。ステレオバリエータは、左右の変倍レンズ系３１によってそれぞれ案内される観察光軸ＯＬ、ＯＲの相対的位置を変更するための光軸位置変更素子である。ステレオバリエータは、後述の制御部２１０によって制御されたソレノイドによって観察光路に対して挿脱可能に移動される。ステレオバリエータは、たとえば、観察光路に対して術者側に設けられた退避位置に退避される。

【0034】

（副観察光学系）
副観察光学系４０は、照明光学系２０により照明されている患者眼Ｅを対物レンズ１５を介して助手用顕微鏡７により観察するために用いられる。副観察光学系４０は、照明光学系２０により照明されている患者眼Ｅにより反射された照明光を助手用接眼レンズ４３に導く。

【0035】

副観察光学系４０にも左右一対の光学系が設けられており、双眼による立体観察が可能である。副観察光学系４０は、助手が位置を変更できるように、主観察光学系３０に対する位置を変更できるようになっている。特に、副観察光学系４０は、対物レンズ１５の光軸Ｏを軸として回動可能に構成されている。

【0036】

副観察光学系４０は、プリズム４１と、反射ミラー４２と、助手用接眼レンズ４３とを含む。副観察光学系４０は、プリズム４１と反射ミラー４２との間に配置された結像レンズ４４をさらに含んで構成されていてもよい。患者眼Ｅによる照明光の戻り光は、対物レンズ１５を通過し、プリズム４１の反射面４１ａにより反射される。反射面４１ａにより反射された照明光の戻り光は、たとえば結像レンズ４４を通過し、反射ミラー４２により反射され、助手用接眼レンズ４３に導かれる。同様に、患者眼Ｅによる照明光の戻り光は、対物レンズ１５を通過し、左観察光学系３０Ｌおよび右観察光学系３０Ｒの変倍レンズ系３１に入射する。

【0037】

（ＯＣＴ光学系）
ＯＣＴ光学系６０は、図２に示すように、ＯＣＴユニット７０と、光ファイバ７０ａと、コリメートレンズ１０１と、光スキャナ１０２と、第１レンズ群１０３と、第２レンズ群１０４と、リレー光学系１０５とを含む。図２では、ＯＣＴ光学系６０により生成された測定光が患者眼Ｅに対して所定の入射角度を設けて入射するように図示されているが、実施形態の構成は測定光の入射角度に限定されるものではない。

【0038】

ＯＣＴユニット７０は、図４に示すように、干渉光学系を含む。干渉光学系は、ＯＣＴ光源ユニット７１からの光を参照光ＬＲと測定光ＬＳとに分割し、患者眼Ｅに導かれた測定光ＬＳの戻り光と参照光ＬＲとの干渉光ＬＣを検出する。ＯＣＴユニット７０には光ファイバ７０ａの一端が接続されている。ＯＣＴユニット７０内の干渉光学系により生成された測定光ＬＳは、光ファイバ７０ａの他端から出射する。後述のＯＣＴ光学系６０により患者眼Ｅに導かれた測定光ＬＳの戻り光は、同じ経路を逆向きに進行して光ファイバ７０ａの他端に入射する。

【0039】

光ファイバ７０ａの他端（測定光の出射端）は、コリメートレンズ１０１に臨む位置に配置されている。光ファイバ７０ａの他端から出射した測定光ＬＳは、コリメートレンズ１０１に入射する。また、コリメートレンズ１０１を通過した測定光ＬＳの戻り光は、光ファイバ７０ａの他端に入射する。

【0040】

コリメートレンズ１０１は、光ファイバ７０ａの他端から出射した測定光ＬＳを平行光束にする。コリメートレンズ１０１と光ファイバ７０ａの他端とは測定光ＬＳの光軸に沿って相対的に移動可能に構成されている。この実施形態では、コリメートレンズ１０１は、測定光ＬＳの光軸に沿って移動可能に構成されているが、光ファイバ７０ａの他端が測定光ＬＳの光軸に沿って移動可能に構成されていてもよい。

【0041】

光スキャナ１０２は、コリメートレンズ１０１により平行光束とされた測定光ＬＳを１次元的にまたは２次元的に偏向する。光スキャナ１０２には、偏向面が１軸の回りに回動可能に構成された偏向部材、または偏向面が互いに直交する（交差する）２軸のそれぞれの軸の回りに回動可能に構成された偏向部材が用いられる。偏向部材の例として、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、回転ミラー、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラースキャナなどがある。この実施形態では、光スキャナ１０２は、ガルバノミラーを含んで構成される。すなわち、光スキャナ１０２は、第１軸の回りに偏向面が回動可能に構成された第１スキャナ１０２ａと、第１軸に直交する第２軸の回りに偏向面が回動可能に構成された第２スキャナ１０２ｂとを含む。第１スキャナ１０２ａと第２スキャナ１０２ｂとの間にリレー光学系１０５が設けられている。

【0042】

第１レンズ群１０３は、１以上のレンズを含んで構成される。第２レンズ群１０４は、１以上のレンズを含んで構成される。第１スキャナ１０２ａの偏向面と第２スキャナ１０２ｂの偏向面とは、光学的に略共役である。第１レンズ群１０３の焦点距離と第２レンズ群１０４の焦点距離とによりＯＣＴ光学系６０の倍率を定めることが可能である。

【0043】

ダイクロイックミラー２５は、前述のように、可視光（照明光）を反射し、赤外光（測定光とその戻り光）を透過させる。ダイクロイックミラー２５は、ビームスプリッタ、ハーフミラーであってよい。

【0044】

コリメートレンズ１０１の光軸方向の移動に代えて、第１レンズ群１０３および第２レンズ群１０４の少なくとも一方が測定光ＬＳの光軸に沿って移動可能に構成されてもよい。また、コリメートレンズ１０１の光軸方向の移動に加えて、第１レンズ群１０３および第２レンズ群１０４の少なくとも一方が測定光ＬＳの光軸に沿って移動可能に構成されてもよい。

【0045】

＜ＯＣＴユニット＞
ＯＣＴユニット７０は、図４に示すような干渉光学系を有する。干渉光学系により検出された干渉光ＬＣの検出結果（検出信号）は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、演算制御ユニット２００に送られる。

【0046】

ＯＣＴ光源ユニット７１は、一般的なスウェプトソースタイプのＯＣＴ装置と同様に、出射光の波長を走査（掃引）可能な波長走査型（波長掃引型）光源を含んで構成される。ＯＣＴ光源ユニット７１は、人眼では視認できない近赤外の波長帯において、出力波長を時間的に変化させる。ＯＣＴ光源ユニット７１から出力された光を符号Ｌ０で示す。

【0047】

ＯＣＴ光源ユニット７１から出力された光Ｌ０は、光ファイバ７２により偏波コントローラ７３に導かれてその偏光状態が調整される。偏波コントローラ７３は、たとえばループ状にされた光ファイバ７２に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ７２内を導かれる光Ｌ０の偏光状態を調整する。

【0048】

偏波コントローラ７３により偏光状態が調整された光Ｌ０は、光ファイバ７４によりファイバカプラ７５に導かれて測定光ＬＳと参照光ＬＲとに分割される。

【0049】

参照光ＬＲは、光ファイバ８０によりコリメータ８１に導かれて平行光束となる。平行光束となった参照光ＬＲは、光路長補正部材８２および分散補償部材８３を経由し、コーナーキューブ８４に導かれる。光路長補正部材８２は、参照光ＬＲと測定光ＬＳの光路長（光学距離）を合わせるための遅延手段として作用する。分散補償部材８３は、参照光ＬＲと測定光ＬＳの分散特性を合わせるための分散補償手段として作用する。

【0050】

コーナーキューブ８４は、コリメータ８１により平行光束となった参照光ＬＲの進行方向を逆方向に折り返す。コーナーキューブ８４に入射する参照光ＬＲの光路と、コーナーキューブ８４から出射する参照光ＬＲの光路とは平行である。また、コーナーキューブ８４は、参照光ＬＲの入射光路および出射光路に沿う方向に移動可能とされている。この移動により参照光ＬＲの光路（参照光路）の長さが変更される。

【0051】

コーナーキューブ８４を経由した参照光ＬＲは、分散補償部材８３および光路長補正部材８２を経由し、コリメータ８６によって平行光束から集束光束に変換されて光ファイバ８７に入射し、偏波コントローラ８８に導かれて参照光ＬＲの偏光状態が調整される。

【0052】

偏波コントローラ８８は、たとえば、偏波コントローラ７３と同様の構成を有する。偏波コントローラ８８により偏光状態が調整された参照光ＬＲは、光ファイバ８９によりアッテネータ９０に導かれて、演算制御ユニット２００の制御の下で光量が調整される。アッテネータ９０により光量が調整された参照光ＬＲは、光ファイバ９１によりファイバカプラ９２に導かれる。

【0053】

ファイバカプラ７５により生成された測定光ＬＳは、光ファイバ７０ａによりコリメートレンズ１０１に導かれる（図２参照）。コリメートレンズ１０１に入射した測定光ＬＳは、光スキャナ１０２、第１レンズ群１０３、および第２レンズ群１０４を経由してダイクロイックミラー２５に到達する。そして、測定光ＬＳは、ダイクロイックミラー２５を透過し、対物レンズ１５を経由して患者眼Ｅに照射される。測定光ＬＳは、患者眼Ｅの様々な深さ位置において散乱（反射を含む）される。患者眼Ｅによる測定光ＬＳの後方散乱光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ７５に導かれ、光ファイバ７８を経由してファイバカプラ９２に到達する。

【0054】

ファイバカプラ９２は、光ファイバ７８を介して入射された測定光ＬＳと、光ファイバ９１を介して入射された参照光ＬＲとを合成して（干渉させて）干渉光を生成する。ファイバカプラ９２は、所定の分岐比（たとえば５０：５０）で、測定光ＬＳと参照光ＬＲとの干渉光を分岐することにより、一対の干渉光ＬＣを生成する。ファイバカプラ９２から出射した一対の干渉光ＬＣは、それぞれ光ファイバ９３、９４により検出器９５に導かれる。

【0055】

検出器９５は、たとえば一対の干渉光ＬＣをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを有し、これらによる検出結果の差分を出力するバランスドフォトダイオード（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＢＰＤ）である。検出器９５は、その検出結果（検出信号）を演算制御ユニット２００に送る。演算制御ユニット２００は、たとえば一連の波長走査毎に（Ａライン毎に）、検出器９５により得られた検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことで断面像を形成する。演算制御ユニット２００は、形成された画像を表示部３００に表示させる。

【0056】

この実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。

【0057】

［演算制御ユニット］
演算制御ユニット２００の構成について説明する。演算制御ユニット２００は、検出器９５から入力される検出信号を解析して患者眼ＥのＯＣＴ画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースタイプのＯＣＴ装置と同様である。

【0058】

また、演算制御ユニット２００は、ＯＣＴ光学系６０を制御する。たとえば演算制御ユニット２００は、患者眼ＥのＯＣＴ画像を表示部３００に表示させる。ＯＣＴ光学系６０に対する制御として、演算制御ユニット２００は、ＯＣＴ光源ユニット７１の動作制御、コーナーキューブ８４の移動制御、検出器９５の動作制御、アッテネータ９０の動作制御、偏波コントローラ７３、８８の動作制御などを行う。また、演算制御ユニット２００は、コリメートレンズ１０１、第１レンズ群１０３、および第２レンズ群１０４の光軸方向の移動による合焦制御や、光スキャナ１０２によるスキャン制御などを行うことが可能である。

【0059】

演算制御ユニット２００は、たとえば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科手術用顕微鏡１を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニット２００は、各種の回路基板、たとえばＯＣＴ画像を形成するための回路基板を備えていてもよい。また、演算制御ユニット２００は、キーボードやマウス等の操作デバイス（入力デバイス）や、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示デバイスを備えていてもよい。

【0060】

〔制御系〕
図５に、眼科手術用顕微鏡１の制御系の構成の一例を示す。図５において、図１〜図４と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

【0061】

（制御部）
眼科手術用顕微鏡１の制御系は、制御部２１０を中心に構成される。制御部２１０は、眼科手術用顕微鏡１を制御するための制御手段と、ＯＣＴ光学系６０を制御するための制御手段（演算制御ユニット２００）の双方の機能を有する。これらの手段を実現するための１以上の要素は、眼科手術用顕微鏡１とその外部とに分散配置されてよい。制御部２１０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部２１０には、主制御部２１１と記憶部２１２とが設けられている。

【0062】

（主制御部）
主制御部２１１は前述の各種制御を行う。特に、主制御部２１１は、眼科手術用顕微鏡１の撮像素子５６ａ、変倍レンズ駆動部３１ｄ、および照明光源２１を制御する。また、主制御部２１１は、ＯＣＴ光源ユニット７１、偏波コントローラ７３、８８、アッテネータ９０、レンズ駆動部１０１ａ、光スキャナ１０２、検出器９５、画像形成部２２０、およびデータ処理部２３０を制御する。たとえば、主制御部２１１は、フットスイッチ８に対する術者の操作内容に基づいて前述の各種制御を行うことが可能である。

【0063】

変倍レンズ駆動部３１ｄは、変倍レンズ系３１を構成するズームレンズ３１ａ、３１ｂ、３１ｃのそれぞれを独立に観察光軸ＯＬ、ＯＲに沿う方向に移動させる。

【0064】

レンズ駆動部１０１ａは、移動機構１０１ｂを制御する。移動機構１０１ｂは、コリメートレンズ１０１を測定光ＬＳの光軸に沿って移動する。たとえば、移動機構１０１ｂは、コリメートレンズ１０１を保持する保持部材と、この保持部材を測定光ＬＳの光軸方向に移動するスライド機構と、レンズ駆動部１０１ａにより発生された駆動力をスライド機構に伝達する部材とを含む。主制御部２１１は、たとえば、患者眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光や干渉光ＬＣや検出信号の強度が所定の強度以上となるようにレンズ駆動部１０１ａを制御することによりコリメートレンズ１０１を移動することが可能である。また、移動機構１０１ｂは、手動によりコリメートレンズ１０１を移動することが可能である。手動で移動する場合、移動機構１０１ｂは、フットスイッチ８または図示しない操作部に対するユーザ（たとえば、術者）の操作内容に基づいてレンズ駆動部１０１ａを制御することによりコリメートレンズ１０１を移動することが可能である。

【0065】

移動機構１０１ｂは、第１レンズ群１０３および第２レンズ群１０４のうち少なくとも一方を測定光ＬＳの光軸に沿って移動してもよい。この場合、主制御部２１１は、レンズ駆動部１０１ａを制御することにより、第１レンズ群１０３および第２レンズ群１０４のうち少なくとも一方を測定光ＬＳの光軸に沿って移動することが可能である。

【0066】

また、主制御部２１１は、記憶部２１２にデータを書き込む処理や、記憶部２１２からデータを読み出す処理を行う。

【0067】

（画像形成部）
画像形成部２２０は、検出器９５からの検出信号に基づいて、前眼部や眼底などの断面像の画像データを形成する。この処理には、従来のスウェプトソースタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの処理が含まれている。他のタイプのＯＣＴ装置の場合、画像形成部２２０は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。

【0068】

（データ処理部）
データ処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、データ処理部２３０は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。また、データ処理部２３０は、眼科手術用顕微鏡１により得られた画像（眼底像、前眼部像等）に対して各種の画像処理や解析処理を施すことも可能である。

【0069】

データ処理部２３０は、断面像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行して、前眼部や眼底などの３次元画像の画像データを形成する。なお、３次元画像の画像データとは、３次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。３次元画像の画像データとしては、３次元的に配列されたボクセルからなる画像データがある。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、データ処理部２３０は、このボリュームデータに対してレンダリング処理を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な３次元画像の画像データを形成する。レンダリング処理として、ボリュームレンダリングやＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：最大値投影）などがある。表示部３００等の表示デバイスには、この擬似的な３次元画像が表示される。

【0070】

また、３次元画像の画像データとして、複数の断面像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数の走査線に沿って得られた複数の断面像を、走査線の位置関係に基づいて３次元的に配列させることで得られる画像データである。すなわち、スタックデータは、元々個別の２次元座標系により定義されていた複数の断面像を、１つの３次元座標系により表現する（つまり１つの３次元空間に埋め込む）ことにより得られる画像データである。

【0071】

以上のように機能するデータ処理部２３０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。

【0072】

実施形態では、干渉光学系は、ファイバカプラ７５および９２、検出器９５、並びにこれらの間で参照光ＬＲや測定光ＬＳを導く光ファイバや各種光学部材を含んで構成される。干渉光学系は、ＯＣＴ光源ユニット７１をさらに含んで構成されてもよい。この干渉光学系は、実施形態における「干渉光学系」の一例である。主観察光学系３０は、実施形態に係る「観察光学系」の一例である。ダイクロイックミラー２５は、実施形態に係る「光路結合部材」の一例である。移動機構１０１ｂは、実施形態に係る「第１移動機構」、「第２移動機構」の一例である。副観察光学系４０は、患者眼に対する光の照射および患者眼からの光の受光の少なくとも一方を行う、実施形態に係る「補助光学系」の一例である。

【0073】

［動作例］
以上のような構成を有する眼科手術用顕微鏡１の動作例について説明する。

【0074】

まず、眼科手術用顕微鏡１による観察状態の調整が行われる。そのために、たとえば、術者は、眼科手術用顕微鏡１の調整を行う。すなわち、術者は、第２アーム４の位置や向きを調整した後、フットスイッチ８に対して操作を行うことにより術者用顕微鏡６や助手用顕微鏡７を上下方向や水平方向に移動させ、術者用顕微鏡６や助手用顕微鏡７を所望の位置で停止させる。その後、術者は、眼幅、観察角度、光量などを調節し、焦点と位置を合わせる。これにより、照明光学系２０の照明光により患者眼Ｅが照明され、術者は接眼レンズ３７を覗きながら患者眼Ｅの観察が可能になり、助手は助手用接眼レンズ４３を覗きながら患者眼Ｅの観察が可能になる。

【0075】

ＯＣＴ計測を行う場合には、ＯＣＴ計測用の測定光のスキャン範囲とスキャンパターン（範囲の形状やスキャン領域のサイズ）を設定する。測定光のスキャン範囲の設定は、自動または手動で行うことが可能である。測定光のスキャン範囲を自動で設定する場合、たとえば、術前のＯＣＴ計測と同じ範囲を再現して設定したり、テレビカメラ５６による現在の観察画像のフレームを解析して手術部位を検出し、検出された手術部位を含む範囲を設定したりすることが可能である。術前のＯＣＴ計測の範囲は、術前のＯＣＴスキャン範囲を３次元画像または正面画像に記録しておき、現在の観察画像のフレームと比較することにより特定することができる。また、測定光のスキャン範囲を手動で設定する場合、たとえば、ＯＣＴ画像のライブ画像を見ながら術者が所望のスキャン範囲を設定することにより行われる。なお、スキャンパターンの設定方法としては、術前と同様のスキャンパターンの自動設定や、フットスイッチ８を用いた手動設定がある。スキャンパターンを手動で設定する場合、スキャンパターンの選択肢が表示部３００等に呈示され、フットスイッチ８等を用いて所望の選択肢が指定される。スキャンパターンの選択肢は、１次元パターンおよび２次元パターンの少なくともいずれかを含んでいてよい。

【0076】

測定光のスキャンに関する設定の完了後、ＯＣＴ計測が開始される（ただし、当該設定にＯＣＴ画像のライブ画像が用いられる場合には、ＯＣＴ計測は既に開始されている）。また、ＯＣＴ計測を行うために、制御部２１０は、ＯＣＴ光源ユニット７１やコーナーキューブ８４を制御するとともに、上記のように設定されたスキャン領域に基づいて光スキャナ１０２を制御する。画像形成部２２０は、ＯＣＴ計測により得られた干渉光のスペクトルに基づいて患者眼Ｅの断面像を形成する。スキャンパターンが３次元スキャンである場合、データ処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された複数の断面像に基づいて患者眼Ｅの３次元画像を形成する。

【0077】

術者は、眼科手術用顕微鏡１による目視観察、眼科手術用顕微鏡１により取得される可視画像の観察、ＯＣＴ光学系６０により取得されるＯＣＴ画像の観察を、選択的に行いつつ手術を行うことが可能である。

【0078】

［変形例］
ＯＣＴ光学系６０を構成する光学部材のうち少なくとも１つが鏡筒部１０（顕微鏡本体）に対して着脱可能なユニット（アタッチメント）として構成されていてもよい。このような着脱可能なユニットは、コリメートレンズ１０１、光スキャナ１０２、第１レンズ群１０３、および第２レンズ群１０４を含んで構成される。

【0079】

また、前述の実施形態では、照明光学系２０の光路にＯＣＴ光学系６０の光路を結合する場合について説明したが、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡の構成はこれに限定されるものではない。たとえば、主観察光学系３０の光路にＯＣＴ光学系６０の光路を結合するように構成されていてもよいし、副観察光学系４０の光路にＯＣＴ光学系６０の光路を結合するように構成されていてもよい。また、照明光学系２０の光路や観察光学系（主観察光学系３０、副観察光学系４０）の光路に結合することなく、ＯＣＴ光学系６０の光路が単独で構成されていてもよい。このとき、ダイクロイックミラー２５に代えて全反射ミラーを配置することが可能である。

【0080】

［効果］
実施形態に係る眼科手術用顕微鏡の効果について説明する。

【0081】

実施形態に係る眼科手術用顕微鏡（たとえば、眼科手術用顕微鏡１）は、照明光学系と、観察光学系と、干渉光学系（たとえば、ファイバカプラ７５、９２、検出器９５など）と、光スキャナと、コリメートレンズと、光ファイバと、移動機構とを含む。照明光学系（たとえば、照明光学系２０）は、照明光で患者眼（たとえば、患者眼Ｅ）を照明する。観察光学系（たとえば、主観察光学系３０）は、照明光学系により照明されている患者眼を観察するために用いられる。干渉光学系は、光源（たとえば、ＯＣＴ光源ユニット７１）からの光を測定光（たとえば、測定光ＬＳ）と参照光（たとえば、参照光ＬＲ）とに分割し、患者眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光（たとえば、干渉光ＬＣ）を検出する。光スキャナ（たとえば、光スキャナ１０２）は、測定光の光路に配置される。コリメートレンズ（たとえば、コリメートレンズ１０１）は、測定光の光路において光源と光スキャナとの間に配置される。光ファイバ（たとえば、光ファイバ７０ａ）は、干渉光学系により生成された測定光を導光し、コリメートレンズに臨む位置に測定光の出射端が配置される。移動機構（たとえば、移動機構１０１ｂ）は、コリメートレンズと出射端とを測定光の光路に沿って相対的に移動する。

【0082】

このような構成によれば、光スキャナよりも測定光の経路において上流側でコリメートレンズと光ファイバの出射端とを相対的に移動するようにしたので、移動機構やその駆動手段（駆動系）の配置の自由度を高めることができる。それにより、駆動系の配置の自由度が高く、患者眼の観察とＯＣＴ画像の取得が可能な眼科手術用顕微鏡を提供することが可能になる。また、照明光学系や観察光学系の既存の構成を大幅に変更することなく、高精度なＯＣＴ計測を行うことができる。さらに、駆動手段には、コリメートレンズ等の小型で軽量の光学部材を移動させるだけで済むので、高速な合焦動作や駆動手段の小型化、低コスト化等が可能になる。

【0083】

また、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡は、光路結合部材（たとえば、ダイクロイックミラー２５）を含んでもよい。光路結合部材（たとえば、ダイクロイックミラー２５）は、患者眼に向かう測定光の経路において光ファイバよりも下流側に配置され、照明光の光路に測定光の光路を結合する。

【0084】

このような構成によれば、光路結合部材よりも測定光の経路において上流側でコリメートレンズと光ファイバの出射端とを相対的に移動するようにしたので、移動機構やその駆動手段（駆動系）の配置の自由度をより一層高めることができる。

【0085】

また、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡では、光スキャナは、第１スキャナ（たとえば、第１スキャナ１０２ａ）と、第２スキャナ（たとえば、第２スキャナ１０２ｂ）とを含む。第１スキャナと第２スキャナとは、光源側から順に配置され、互いに偏向方向が異なる。第２スキャナは、測定光を光路結合部材に向けて偏向する。

【0086】

このような構成によれば、第２スキャナを用いて偏向された測定光の光路が照明光の光路に結合されるため、測定光を偏向するための偏向部材等の光学部材の数を削減することが可能になる。

【0087】

また、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡では、第１スキャナと第２スキャナとの間にリレー光学系（たとえば、リレー光学系１０５）が設けられている。

【0088】

このような構成によれば、リレー光学系を用いて第１スキャナと第２スキャナとの配置の自由度を高めるようにしたので、照明光学系や観察光学系から離れた位置に干渉光学系を配置することができるようになる。

【0089】

また、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡では、患者眼に向かう測定光の経路において光スキャナよりも下流側に第１レンズ群（たとえば、第１レンズ群１０３）および第２レンズ群（たとえば、第２レンズ群１０４）が設けられている。

【0090】

このような構成によれば、照明光学系や観察光学系の既存の構成を大幅に変更することなく、所望の倍率でＯＣＴ計測を行うことができる。

【0091】

また、実施形態に係る眼科手術用顕微鏡は、対物レンズ（たとえば、対物レンズ１５）を含む。照明光学系は、対物レンズを介して照明光で患者眼を照明する。観察光学系は、対物レンズを介して患者眼からの照明光の戻り光が導かれる。

【0092】

このような構成によれば、対物レンズを介して患者眼の観察およびＯＣＴ画像の取得が可能な眼科手術用顕微鏡を提供することができる。

【0093】

［その他の変形例］
以上に示された実施形態は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。

【0094】

前述の実施形態において説明した構成を任意に組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0095】

１ 眼科手術用顕微鏡
２ 支柱
３ 第１アーム
４ 第２アーム
５ 駆動装置
６ 術者用顕微鏡
７ 助手用顕微鏡
８ フットスイッチ
１０ 鏡筒部
１５ 対物レンズ
２０ 照明光学系
２５ ダイクロイックミラー
３０ 主観察光学系
４０ 副観察光学系
６０ ＯＣＴ光学系
７０ ＯＣＴユニット
１０１ コリメートレンズ
１０２ 光スキャナ
１０３ 第１レンズ群
１０４ 第２レンズ群
１０５ リレー光学系

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】