JP2004174155A

JP2004174155A - 眼科装置

Info

Publication number: JP2004174155A
Application number: JP2002347237A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Mimura; 義明三村
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: US20040114107A1; US7524063B2; JP3935834B2

Abstract

【課題】スムーズに検査を行うことができる眼科装置を提供すること。
【解決手段】被検眼を検査する検査光学系を持つ検査部と、前記検査部を被検眼に対して上下に移動する移動手段と、被検眼に対する前記検査部のアライメント状態を検出するアライメント検出手段と、被検者の顎を受ける顎受け台と、該顎受け台を上下に駆動する駆動手段と、前記検査部の移動限界を検知する検知手段と、前記アライメント検出手段の検出結果及び前記検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える。
【選択図】図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院などで被検眼を検査する眼科装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
被検眼の屈折力や眼圧を測定したり、被検眼を撮影する眼科装置においては、被検眼と検査光学系を持つ検査部とを適切な状態にアライメントすることが必要である。アライメントは、被検者の顎を顎受け台に固定した後、被検者の前眼部像をモニタで観察しながら、検者がジョイスティック等を操作して検査部を移動していた。あるいは、検者による位置合わせがある程度できたら自動的に検査部を移動するようにしていた。この際、被検者の顔の個人差により、被検眼が検査部の移動可能範囲外に位置することがある。このため、従来装置においては、検査部の移動が限界に達したときに観察用のモニタにリミット表示を行い、顎受け台側を上下に移動する必要がある旨を検者に知らせるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。リミット表示がなされたら、検者は顎受け台を手動操作により上下移動していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９８８０８号公報（図９、第５頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リミット表示の後に顎受け台を上下移動させることは、検者にとって手間であり、検査に時間がかかってしまう。また、自動アライメントにより検査部を移動し、検者無しで被検者自身の操作によるセルフ検査の装置を構成しようとした場合には、検査部が移動限界に達するとアライメントができずに検査がストップしてしまう。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、スムーズに検査を行うことができる眼科装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）被検眼を検査する検査光学系を持つ検査部と、前記検査部を被検眼に対して上下に移動する移動手段と、被検眼に対する前記検査部のアライメント状態を検出するアライメント検出手段と、被検者の顎を受ける顎受け台と、該顎受け台を上下に駆動する駆動手段と、前記検査部の移動限界を検知する検知手段と、前記アライメント検出手段の検出結果及び前記検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼科装置において、前記制御手段は前記駆動手段の制御に加え、前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を共に制御することを特徴とする。
（３）（１）の眼科装置において、前記検知手段は前記検査部の上下移動の移動限界に達するまでの移動可能範囲の検知を含み、前記制御手段は前記検査部の移動可能範囲より狭い所定の移動範囲内に被検眼が位置するように前記駆動手段を制御することを特徴とする。
（４）（１）の眼科装置において、前記駆動手段により顎受け台を駆動する際に、被検者にその旨を報知する手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼科装置の側面外観略図である。
眼科装置の基台１には、被検者の顔を固定する顔支持ユニット２が固定されている。顔支持ユニット２には被検者の顎を載せる顎受け台２ａが上下移動可能に設けられている。顎受け台２ａは駆動機構により上下移動する。また、顎受け台２ａには被検者の顎が置かれたことを検知するスイッチ２ｂが設けられている。
【０００８】
３は基台１に取り付けられた本体部、５は検査光学系等が収納された測定部である。測定部５は、図２に示すＹ方向（上下方向）移動機構１００、図３に示すＸ方向（左右方向）移動機構１１０及びＺ方向（前後方向）移動機構１２０により、被検眼に対してＸＹＺの三次元方向にそれぞれ移動可能に、本体部３に搭載されている。
【０００９】
図２において、Ｙ方向移動機構１００は、本体部３に固定されたパルスモータ１００ａによりギヤを介して送りネジ１０１を回転させることにより、Ｙテーブル１０２に固設された雌ネジ部１０３を昇降させ、Ｙテーブル１０２の上下動を可能にしている。１０４はＹテーブル１０２に固設されたガイド軸であり、本体部３のフレーム３ａに取り付けられた軸受けに沿って上下に移動する。雌ネジ部１０３には遮光板１０５が取り付けられており、本体部３のフレーム３ａ側には遮光板１０５を検知するフォトセンサ１０６が取り付けられている。フォトセンサ１０６は、遮光板１０５を検知することにより、Ｙテーブル１０２が下限に下がったことを検知する。
【００１０】
図３において、Ｘ方向移動機構１１０は、Ｙテーブル１０２に固設されたパルスモータ１１０ａにより送りネジ１１１を回転させることにより、Ｘテーブル１１２に固設された雌ネジ部１１３を左右に移動させ、Ｘテーブル１１２の左右動を可能にしている。１１４はＹテーブル１０２に固設されたガイド溝、１１５はＸテーブル１１２に固設されたガイド軸である。Ｚ方向移動機構１２０は、Ｘ方向移動機構１１０と同様な構成であり、パルスモータ１２０ａにより送りネジ１２１を回転させることにより、Ｚテーブル１２２に固設された雌ネジ部１２３を前後（Ｚ方向）に移動させる。１２４はＸテーブル１１２に固設されたガイド溝、１２５はＺテーブル１２２に固設されたガイド軸である。
【００１１】
図１において、４は検者がアライメントを行う場合に使用するジョイスティックであり、このジョイスティック４を前後左右に倒すことにより、測定部５は前後左右方向に移動する。また、ジョイスティック４の回転ノブ４ａを回転操作することにより測定部５は上下方向に移動する。本体部３の検者側にはモニタ７、モード切換えスイッチ等を持つスイッチ部８が設けられている。
【００１２】
図４は顎受け台２ａの上下移動機構を示す概略断面図である。支基２０には送りネジ２１が立設されており、これに螺合する雌ネジを持つ支柱２３が支基２０にガイドされて上下に移動可能に取り付けられている。支柱２３の上に顎受け台２ａが固定されている。送りネジ２１の下方にはギヤ２２が設けられており、このギヤ２２にパルスモータ２４側のギヤと噛み合っている。また、支柱２３には溝２５があり、この溝２５と回転止め用のビス２６により支柱２３が回転するのを防止している。モータ２４の回転により送りネジ２１が回転し、これによって支柱２３と共に顎受け台２ａが上下移動する。支柱２３の下方には遮光板２７が取り付けられており、支基２０側には遮光板２７を検知するフォトセンサ２８が設けられている。フォトセンサ２８は、遮光板２７を検知することにより、顎受け台２ａが下限に下がったことを検知する。
【００１３】
図５は、測定部５の内部に配置された光学系と制御系の概略構成図である。光軸Ｌ１には検査光学系１１が配置されている。検査光学系１１は、例えば、眼屈折力測定光学系である。眼屈折力光学系は周知の構成を採用することができるので、詳細は省略する。
また、測定部５にはアライメント指標投影光学系とアライメント検出光学系が収納されている。アライメント指標投影光学系は、第１指標投影光学系３０と第２指標投影光学系４０とから構成される。
【００１４】
第１指標投影光学系３０は、被検眼正面から左右上下方向（ＸＹ方向）検出用のアライメント指標を投影する光学系であり、光源３１からの近赤外光はレンズ３２により略平行光束にされた後、光軸Ｌ１上に配置されたビームスプリッタ３３、５１、４６を経て被検眼に照射される。
【００１５】
第２指標投影光学系４０は、光軸Ｌ１を挟んで所定の角度で対称に配置された２組の投影光学系４０ａ、４０ｂと、この投影光学系４０ａ、４０ｂより広い角度に配置された光軸を持ち光軸Ｌ１を挟んで対称に配置された２組の投影光学系４０ｃ、４０ｄを備える。投影光学系４０ａ、４０ｂは赤外の点光源４１ａ、４１ｂにより構成され、被検眼Ｅに対して有限遠の指標を投影する。投影光学系４０ｃ、４０ｄは赤外の点光源４１ｃ、４１ｄと、コリメーティングレンズ４２ｃ、４２ｄより構成され、被検眼Ｅに対して無限遠の指標を投影する。また、これらの投影光学系４０ａ〜４０ｄは被検眼Ｅに対して水平方向の同一径線上に指標を投影する配置としている。
【００１６】
アライメント検出光学系は、第１検出光学系４５と第２検出光学系５０を備える。第１検出光学系４５は、ビームスプリッタ４６、レンズ４７、ＣＣＤカメラ４８を備え、ＣＣＤカメラ４８により被検者の顔が低倍率で撮像される。第２検出光学系５０は、ビームスプリッタ５１、レンズ５２、ＣＣＤカメラ５３を備え、ＣＣＤカメラ５３により被検眼を高倍率で撮像し、アライメント指標投影光学系により被検眼に投影された指標像を検出する。なお、第２検出光学系５０が撮像する被検眼は図示を略す赤外光源により照明され、第１検出光学系４５が撮像する被検者の顔は図示を略す可視光源により照明される。
【００１７】
制御系の構成を説明する。ＣＣＤカメラ４８には第１画像処理部６１が接続され、第１画像処理部６１は測定光軸となる光軸Ｌ１に対する被検眼の位置関係を検出する情報を得るための処理を行う。ＣＣＤカメラ５３には第２画像処理部６２が接続され、第２画像処理部６２は角膜反射によるアライメント指標像から被検眼に対するＸＹＺ方向の位置関係を検出する情報を得るための処理を行う。第１画像処理部６１、第２画像処理部６２の出力はそれぞれ制御部６０に入力される。制御部６０には、測定部５をＸＹＺ方向にそれぞれ移動するためのパルスモータ１００ａ、１１０ａ、１２０ａが接続されている。
【００１８】
また、制御部６０にはフォトセンサ１０６、２８が接続されている。初期動作時には、制御部６０は測定部５及び顎受け台２ａを下方向に移動させ、フォトセンサ１０６、２８により測定部５及び顎受け台２ａがそれぞれ下限に下がったことを検知した後、これを原点位置としてパルスモータ１００ａ、パルスモータ２４を駆動する。測定部５の基準位置は上下移動範囲の中央である。顎受け台２ａの初期基準位置は下限位置より所定距離分だけ上昇した位置である。各移動位置（距離）は、フォトセンサ１０６、２８により検知された原点位置を基準に各モータを駆動するパルス数により管理される。同様に測定部５のＸ方向、Ｚ方向の原点位置を検知する検知機構が設けられており、初期動作時には原点位置まで測定部５を移動した後、パルスモータ１１０ａ、１２０ａに所定パルス数を与えて初期位置に測定部５を移動する。Ｘ方向の初期基準位置は左右移動の中央位置であり、Ｚ方向の初期基準位置は被検眼より最も後方の位置である。
６３は表示制御部であり、モニタ７に表示する情報を制御する。また、制御部６０には被検者をガイドする音声を発する音声発生部７５が接続されている。
【００１９】
以上のような構成を備える眼科装置において、その動作について説明する。本装置は、自動アライメントにより被検者自身が検査を進めるセルフモードと検者がアライメント操作をして検査を進める検者モードが用意されており、予めスイッチ部８により何れかのモードに切り換えておく。まず、セルフモードにした場合を説明する。
【００２０】
被検者の顎が顎受け台２ａに置かれると、スイッチ２ｂから検知信号が制御部６０に入力される。制御部６０はスイッチ２ｂの信号をトリガとして自動アライメントを開始する。まず、ＣＣＤカメラ４８により撮像される低倍率の画像により（図６参照）、被検者の両眼の位置が検出される。第１画像処理部６１は、ＣＣＤカメラ４８から得られる画像に対してエッジ抽出を行う。顔の中では眼の部分にエッジが多く存在する特性を持つので、そのエッジ画像データを水平、垂直のそれぞれの方向について解析し、得られるエッジ分布から眼の位置がほぼ特定できる（眉毛の部分にもエッジが多く現れたとしても、水平、垂直のそれぞれのエッジ形状を見ることにより区別できる）。眼の位置がほぼ特定できたら、さらにその付近の画像から濃淡情報を取り出すことにより、瞳孔の黒い部分を抽出する。眼の周りでは瞳孔が一番黒いので、眼のＸ方向、Ｙ方向の位置が特定できる。
【００２１】
制御部６０は被検眼の位置検出情報を基に、最初に測定する被検眼（例えば、右眼）に対して測定部５を移動する。制御部６０はＣＣＤカメラ４８に撮像された画像から、測定部５のＹ方向の初期基準位置に対する被検眼の偏位量Ｄを求め、この偏位量Ｄが測定部５の移動可能な所定範囲より大きいときは、モータ２４を駆動して顎受け台２ａを上下移動する。
【００２２】
Ｙ方向の偏位量を基に顎受け台２ａを移動させるか否かの判定方法を、図８を使って説明する。判定基準として、測定部５のＹ方向の初期基準位置（上下移動可能範囲の中間位置）に対して、被検眼の偏移量Ｄが測定部５の上下移動可能範囲の２／３以内（例えば、上下移動可能範囲４０ｍｍのとき、片側で１３ｍｍ以内）であるときは、顎受け台２ａを移動させない。顎受け台２ａを移動するか否かの判定基準を測定部５の移動可能範囲より狭い範囲としたのは、測定部５のみの移動により被検眼に対して自動アライメント及び追尾を十分にできるように、測定部５が上下方向で上下移動可能範囲の１／３分（片側で７ｍｍ）の可動できる状態を残しておくためである。例えば、図８（ａ）のように、被検眼が測定部５の初期基準位置から下方向にあり、その偏移量Ｄが上下移動可能範囲の２／３以内である場合、測定部５の移動により十分に自動アライメント及び追尾の実行可能であるとして、測定部５のみを下方向に移動させる。なお、測定部５の初期基準位置に対するＹ方向の移動位置は、モータ１００ａを駆動するパルス数より求められる。測定部５の初期基準位置に対する被検眼の偏位量Ｄは、測定部５の光軸に対する被検眼の相対位置と測定部５の移動位置とから求められる。
【００２３】
一方、偏移量Ｄが上下移動可能範囲の２／３を超える場合は、顎受け台２ａを上下移動可能範囲の２／３以内に入るように移動する。例えば、図８（ｂ）に示すように、被検眼が測定部５の初期基準位置から下方向にあり、上下移動可能範囲の２／３を超えているときは、モータ２４を駆動して顎受け台２ａを上昇させ、上下移動可能範囲の２／３の下端に入るようにする。このとき、測定部５も同時に初期基準位置から上下移動可能範囲の２／３の下端まで移動する。これにより、迅速なアライメントが可能になる。被検眼に対して測定部５は自動アライメント及び追尾に必要な条件を満たすようになるので、その後は測定部５の移動のみでアライメントを完了できる。
【００２４】
被検眼と測定部５とが粗くアライメントされ、ＣＣＤカメラ５３によりアライメント指標像が撮像されるようになったら、測定部５の移動をアライメント指標像の検出による制御に切換える。ＣＣＤカメラ５３により撮像された指標像は、第２画像処理部６２により検出処理される。図７は、ＣＣＤカメラ５３により撮像された前眼部像を示す図であり、制御部６０は検出された指標像の中で、中央に位置する第１指標投影光学系３０の指標像８０からＸＹ方向の位置ずれを求め、Ｙ方向移動機構１００、Ｘ方向移動機構１１０を駆動制御して測定部５を移動する。また、Ｚ方向のアライメント状態は、第２指標投影光学系４０による無限遠指標象８１ｃ、８１ｄと有限遠指標象８１ａ，８１ｂとの像間隔を比較することにより検出される（この詳細は特開平６−４６９９９号公報参照）。この検出結果を基に、制御部６０はＺ方向移動機構１２０を駆動制御して測定部５をＺ方向に移動する。ＸＹＺ方向のアライメント状態が適正になったことが判定されると、制御部６０はトリガ信号を発して測定光学系１１による測定を実行する。
【００２５】
なお、上記のアライメント検出では、初めにＣＣＤカメラ４８による低倍率の画像を利用するものとしたが、被検眼がＣＣＤカメラ５３により撮像できる範囲にあれば、ＣＣＤカメラ５３のみによって被検眼を検出しても良い。ＣＣＤカメラ５３のみによって被検眼の位置を検出する場合、Ｘ方向については、測定部５のアライメントの初期位置を、測定部５の移動範囲の中央位置から平均的な瞳孔間距離の１／２の距離だけ右側に位置させておく。こうすれば、被検眼の右眼がＣＣＤカメラ５３の撮像範囲に入りやすくなり、速やかにアライメントを開始できる。
【００２６】
また、Ｙ方向のアライメントについては、測定部５の移動により上下方向の移動限界が検知された後に顎受け台２ａを移動させても良い。顎受け台２ａを移動する場合、好ましくは下限又は上限の移動範囲より狭い範囲まで移動する。例えば、測定部５が下限に達したら、上記と同じく、上下移動可能範囲の下限より被検眼が上下移動可能範囲の２／３の範囲内に位置するように顎受け台２ａを上方に移動する。これにより、その後に顎受け台２ａを移動することなく、測定部５の移動により自動アライメント（追尾も含む）を完了できる。なお、被検眼と測定部５の測定光軸との相対距離は、ＣＣＤカメラ４８又はＣＣＤカメラ５３によるアライメント検出結果から算出される。測定部４が上下の移動限界に達したこと（あるいは移動限界に達するまでの距離）は、フォトセンサ１０６とパルスモータ１００ａの駆動パルス数により検出される。
【００２７】
顎受け台２ａを移動する場合、制御部６０は音声発生部７５からの音声ガイドによりその旨を被検者に知らせ後にモータ２４を駆動して顎受け台２ａを移動する。これにより、被検者の理解を得て、被検者を驚かせることなくアライメントを実行できる。
【００２８】
右眼の測定が終了したら、左眼の測定に移るために、制御部６０は測定部５をＸ方向に移動する。この際、ＣＣＤカメラ４８の画像より得られる瞳孔間距離の検出結果（又は平均的な瞳孔間距離）を移動すれば、ＣＣＤカメラ５３により撮像される前眼部の指標像を基にアライメント検出ができる。指標像が検出できないときは、ＣＣＤカメラ４８の撮影画像を使用しても良い。ここで、左眼に対する上下方向のアライメントについては、右眼のアライメントを測定部５の上下移動可能範囲の２／３の範囲内としておくことにより、測定部５の移動のみによりアライメントを完了できる。
両眼の測定終了後、図示なきプリンタより測定結果が出力され、次の被検者に備えるべく、測定部５はＸＹＺ方向の初期基準位置に戻される。顎受け台２ａも初期基準高さに戻される。
【００２９】
次に検者モードにした場合を説明する。被検者の顎を顎受け台２ａに置き、被検者の顔を固定する。検者はモニタ７に表示される前眼部像（又はＣＣＤカメラ４８により撮像される低倍率の画像）を観察し、ジョイスティック４及び回転ノブ４ａを操作して測定部５をＸＹＺの各方向に移動する。ジョイスティック４及び回転ノブ４ａの操作信号は制御部６０に入力され、その操作信号に従って制御部６０は各モータを駆動する。
【００３０】
ここで、例えば、測定部５の下方向の移動により、測定部５が移動限界に達したことがフォトセンサ１０６とモータ１００ａの駆動パルス数により検知されると、制御部６０はＣＣＤカメラ４８又は５３で撮像された像によるアライメント検出結果を基に、被検眼が上下移動可能範囲の２／３の範囲内に入るようにモータ２４を駆動して顎受け台２ａを上方に移動する。あるいは、前述のセルフモードと同じように、移動限界に達するまでの距離よりも被検眼が下方に位置すると判定された時点で顎受け台２ａを上昇移動しても良い。顎受け台２ａの移動により、図７のようにモニタ７上で前眼部象が観察できるようになったら、モニタ７上に表示されているレチクル８３の中央に指標像８０が位置するように、測定部５をＸＹ方向に移動する。また、Ｚ方向のアライメントは、インジケータ８４の表示に従う。Ｚ方向のアライメント状態は前述と同様に、第２指標投影光学系４０による指標像８１ａ〜８１ｄの検出結果から判定される。指標像８０とレチクル８３の位置関係、インジケータ８４が所定の状態になれば、検者が図示なき測定開始スイッチを押すことにより、眼屈折力測定が実行される。なお、被検者の操作により粗いアライメントまでを行い、指標像８０等が検出できるようになった後はアライメント検出結果を基に自動アライメントが実行されるようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、検者や被検者に手間を掛けずに、スムーズに検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼科装置の側面外観略図である。
【図２】Ｙ方向移動機構を示す図である。
【図３】Ｘ及びＺ方向移動機構を示す図である。
【図４】顎受け台の上下移動機構を示す概略断面図である。
【図５】光学系と制御系の概略構成図である。
【図６】低倍率の検出系より撮影される両眼を含む被検者の顔の像を示す図である。
【図７】高倍率の検出系より撮影される前眼部像を示す図である。
【図８】被検者の顎が顎受け台に置かれた時の顎受け台及び測定部の動作を示す図である。
【符号の説明】
２ａ顎受け台
５測定部
１１検査光学系
２４、１００ａ、１１０ａ、１２０ａパルスモータ
２７、１０５遮光板
２８、１０６フォトセンサ
３０第一指標投影光学系
４０第二指標投影光学系
４５第一検出光学系
４８、５３ＣＣＤカメラ
５０第二検出光学系
６０制御部
７５音声発生部
１００Ｙ方向移動機構
１１０Ｘ方向移動機構
１２０Ｚ方向移動機構

Claims

被検眼を検査する検査光学系を持つ検査部と、前記検査部を被検眼に対して上下に移動する移動手段と、被検眼に対する前記検査部のアライメント状態を検出するアライメント検出手段と、被検者の顎を受ける顎受け台と、該顎受け台を上下に駆動する駆動手段と、前記検査部の移動限界を検知する検知手段と、前記アライメント検出手段の検出結果及び前記検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置において、前記制御手段は前記駆動手段の制御に加え、前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を共に制御することを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置において、前記検知手段は前記検査部の上下移動の移動限界に達するまでの移動可能範囲の検知を含み、前記制御手段は前記検査部の移動可能範囲より狭い所定の移動範囲内に被検眼が位置するように前記駆動手段を制御することを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置において、前記駆動手段により顎受け台を駆動する際に、被検者にその旨を報知する手段を備えることを特徴とする眼科装置。