JP2005143903A

JP2005143903A - 眼科装置

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Abstract

【課題】混濁を有する白内障眼などの測定操作性を良くする。
【解決手段】取得できた測定値の数を初期化し（Ｓ１）、屈折力測定動作を１回行う（Ｓ２）。測定値が得られたかどうかの判定を行い（Ｓ３）、測定値が得られた場合は（Ｓ４）、取得できた測定値の数Ｎを１個増加し、合計１０個の測定値が得られたかどうかチェックする（Ｓ５）。得られた測定値の数Ｎが所定の回数である１０個に達すると測定を終了し（Ｓ６）、１０個未満の場合はＳ２に戻って測定動作を繰り返す。
Ｓ３で測定値が得られずエラーになった場合や、得られた測定回数Ｎが１０個未満の場合は、２つの前眼部照明光源の２つの輝点間隔ｄを求めて（Ｓ７）、間隔ｄが初期値より大きい場合は（Ｓ８）、測定部を被検眼から遠去ける方向に駆動制御を行い（Ｓ９）、間隔ｄが初期値より小さい場合は（Ｓ１０）、近付ける方向に駆動制御を行い（Ｓ１１）、前後方向のアライメント動作を行う。
【選択図】図１５

Description

本発明は、眼科医院等において、被検眼の屈折力などを測定するための眼科装置に関するものである。

被検眼に位置合せ用の指標光束を投影して位置合せの基準指標を作成し、この基準指標を用いて、装置の検眼光学部を被検眼に対して左右上下及び前後方向に対して電動で駆動する所謂オートアライメントにより被検眼と装置の位置合せを行う眼屈折力測定装置が特許文献１に開示されている。

特開２００２−１８６５８５号公報

このようなオートアライメントによる測定を行う眼科装置では、常に被検眼の同じ部位で測定を行うようになっている。例えば、白内障の混濁が水晶体の中心部にある被検眼の場合に、測定を何度試みてもオートアライメントによって混濁のある中心部での測定を繰り返すので、測定光束が混濁によって遮ぎられ、測定光束が検出できない。その結果、測定エラーが続いて、測定が完了しないという問題点がある。

また、このようなオートアライメント機能を有する眼科装置では、オートアライメントによる位置合せの測定の他に、従来の検眼装置のような操作者が検眼部の左右上下及び前後方向に駆動操作を行って、所望の位置に検眼部を移動させて、その位置で測定を行うマニュアル測定機能を有している。

しかし、マニュアル測定で測定を行った場合に、左右上下の位置合せの他に前後方向の位置合せつまりピント合せにも、操作者は注意を払って操作しなくてはならないので、オートアライメント機能を有した装置の利便性が損われているのが現状である。

本発明の目的は、上述の課題を解消し、操作が容易で安全性に富む眼科装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る眼科装置は、被検眼に指標を投影する投影手段と該指標の被検眼での反射光束を受光する受光手段を含み、被検眼の光学的特性測定を行う検眼部と、該検眼部を被検眼に対して上下・左右・前後に移動させる駆動手段と、該駆動手段に対し上下・左右方向への移動を指示する第１の駆動指示手段とを有する眼科装置において、前記第１の駆動指示手段により前記検眼部の上下・左右方向へ移動操作を行っている状態で、前記指標の被検眼での反射像に基づいて前記検眼部を前後方向に駆動して、前記検眼部と被検眼の前後方向の位置合せ制御を行うアライメント制御手段を有することを特徴とする。

また本発明に係る眼科装置は、被検眼に第１の指標を投影する投影手段と前記第１の指標の被検眼での反射光束を受光する第１の受光手段を含み、被検眼の光学的特性測定を行う検眼部と、前記第１の受光手段からの信号に基づいて前記検眼部を被検眼に対して上下・左右・前後方向に駆動手段により駆動して位置合せを行う第１の位置合せ制御手段とを有する眼科装置において、前記駆動手段に対し上下・左右方向への移動を指示する第１の駆動指示手段と、被検眼に第２の指標を投影する投影手段と、該第２の指標の被検眼での反射光束を受光する第２の受光手段と、前記第１の駆動指示手段により前記検眼部の上下・左右方向への移動操作を行っている状態で、前記第２の受光手段からの信号に基づいて前記検眼部を前後方向に駆動して、前記検眼部と被検眼の前後方向の位置合せ制御を行うアライメント制御手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る眼科装置によれば、前後方向の位置ずれに注意を払うことなく、被検眼の測定可能部位を探す操作が容易にできる。

また、操作者が不用意に前後方向の駆動を指示する第２の駆動指示手段に触れた場合でも、前後方向の位置ずれを防止できる。

更に、第２の駆動指示手段によって位置合わせされた前後方向の位置関係を基に、アライメント制御手段により前後方向のオートアライメントを行えば、精度の良い前後のオートアライメントが実現できる。

通常ではオートアライメントのモードでアライメント及び測定を行い、エラーが発生したときのみ、マニュアル連続測定のモードに切換えるようにすれば、どのような被検眼にでも対応できる。

図１は実施例の被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力装置の外観図であり、前面は操作者が操作する操作面となっている。この操作面には、測定によって得られた測定値や被検眼像を表示するためのＣＲＴモニタや液晶モニタから成る表示部１、スイッチパネル２が配置されている。また、装置の上部には可動の測定部３、側面には測定結果などを印字出力するためのプリンタ４が配置され、操作面の反対側には被検者のための顎受部５が設けられている。

図２はスイッチパネル２の平面図であり、このスイッチパネル２には、測定部３を被検眼に対して上下左右に移動させるためのトラックボール６、測定部３を被検眼に対して前後に移動させるためのロータリエンコーダに接続されたローラ７、被検眼のオートアライメントや測定を開始するために用いられる測定開始スイッチ８、被検眼の眼屈折力測定を自動（オートアライメント・モード）で行うか、トラックボール６、ローラ７による手動位置合せのマニュアルモードで行うかの選択のための測定モード選択スイッチ９、眼屈折力測定における角膜頂間距離、乱視度数の符号や表示単位など装置の種々の設定を行うための設定スイッチ１０、測定結果のプリンタ４への印字を行うための印字スイッチ１１が配置されている。更に、顎受部５を顎受部上下動モータにより上昇させるためのスイッチ１２、下降させるためのスイッチ１３もスイッチパネル２上に配置されている。

図３は測定部３の測定光軸を被検眼Ｅと位置合せを行うために、測定部３を被検眼Ｅに対して前後・左右・上下に駆動させる機構の説明図である。測定部３は上下方向に移動させるための上下駆動部２１と接合されており、測定部３を約３０ｍｍ上下方向に移動できるようになっている。

測定部３は上下支柱２２に支えられており、直動型のボールベアリングと昇降用の送りねじが内蔵された上下駆動支柱２３に接合され、その上下駆動支柱２３は上下駆動基台２４に固定されている。測定部３の上下支柱２２の中心軸回りの回転規制のために、回り止め支柱２５が測定部３から下方に突起されており、上下駆動基台２４に固定され直動軸受け２６に嵌合されている。

上下駆動支柱２３と直動軸受け２６の間には、上下方向駆動用の上下動モータ２７が配置されており、上下駆動基台２４の裏面にベルトを介して、上下駆動支柱２３の送りねじを回転でき、上下動モータ２７の正逆回転によって測定部３を昇降できるようにされている。

なお図示は省略しているが、上下方向３０ｍｍのストロークの両端は、リミットスイッチにより移動限界位置が検知できるようになっている。また、上下動モータ２７の出力軸には、パルスカウントによるエンコーダが同軸状に配置され、上下駆動基台２４の裏面にはそれを検知するフォトカプラが設けられている。

前後駆動部２８によって駆動される上下駆動基台２４の裏面には雌ねじナット２９が固定され、その雌ねじ部には前後駆動基台３０に支持された送りねじ３１が螺合され、送りねじ３１は前後動モータ３２とカップリングを介して結合されている。また、上下駆動基台２４の左右両側面には、直動ガイドレール３３ａ、３３ｂが配置され、可動側が上下駆動基台２４に、固定側が前後駆動基台３０に接合されている。

従って、前後動モータ３２の正逆転によって、上下駆動部２１を合む測定部３を前後方向に移動させることができる。前後方向４０ｍｍのストロークの両端は、図示を省略しているが、上下駆動部と同様にリミットスイッチにより移動限界位置を検知できるようになっている。また、前後動モータ３２の軸上には、パルスカウントによるエンコーダが同軸状に配置され、前後駆動基台３０の上面にはそれを検知するフォトカプラが配置されている。

前後駆動基台３０を左右方向に駆動させる左右駆動部３４においては、前後駆動部２８と同様に前後駆動基台３０の裏面に図示しない雌ねじナットが固定され、その雌ねじ部には左右駆動基台３５に支持された送りねじ３６と螺合されている。送りねじは左右動モータ３７にベルト３８を介して結合されている。また、前後駆動基台３０の前後両側面には、直動ガイドレール３９ａ、３９ｂが配置され、可動側が前後駆動基台３０に、固定側が左右駆動基台３５に接合されている。

従って、左右動モータ３７の正逆回転駆動によって、上下駆動部２１及び前後駆動部２８を含む測定部３を左右方向に移動させることができる。図示は省略しているが、前後駆動部２８と同様に左右方向９０ｍｍのストロークの両端は、リミットスイッチにより移動限界位置が検知できるようになっている。また、左右動モータ３７の軸上には、パルスカウントができるエンコーダが同軸状に配置され、左右駆動基台３５の上面には、それを検知するフォトカプラが配置されている。

このようにして、測定部３は上下駆動部２１、前後駆動部２８、左右駆動部３４によって、被検眼Ｅに対して三次元方向に移動でき、子供から大人までの被検者の顎を顎受部５に載せて電動駆動により位置合わせすることができる。

図４は測定部３の内部の光学系の配置図である。被検眼Ｅの視軸に位置合わせする測定部３の中心軸Ｏ上には、被検眼Ｅ側から可視光を全反射し波長８８０ｎｍの光束を一部反射するダイクロイックミラー４１、対物レンズ４２、拡散板モータ４３により駆動される拡散板４４、孔あきミラー４５、絞り４６、投影レンズ４７、投影絞り４８、８８０ｎｍの光を出射する測定光源４９が順次に配列されている。孔あきミラー４５の反射方向には、６分割絞り５０、６分割プリズム５１、受光レンズ５２、二次元撮像素子５３が順次に配置されている。６分割絞り５０と６分割プリズム５１は図５に示す形状になっており、実際にはこれらは密着されている。

上述した光学系は眼屈折測定用であり、測定光源４９から発せられた光束は、投影絞り４８で光束が絞られ、投影レンズ４７により対物レンズ４２の手前で１次結像するようにされ、対物レンズ４２、ダイクロイックミラー４１を透過して被検眼Ｅの瞳中心に投光される。その光束は眼底で結像され、その反射光は瞳周辺を通って再び対物レンズ４２に入射される。入射された光束は対物レンズ４２を透過後に、孔あきミラー４５の周辺部で反射される。

反射された光束は被検眼瞳孔と略共役な６分割絞り５０で瞳分離され、６分割プリズム５１で二次元撮像素子５３の受光面に６点のスポット像として投影される。被検眼Ｅが正視眼であれば、この６点のスポット像の重心を結ぶ近似曲線は所定の円になり、近視眼や遠視眼では近似曲線の円の曲率が大きくなったり小さくなったりする。被検眼Ｅに乱視がある場合は近似曲線は楕円になり、水平軸と楕円の長軸でなす角度が乱視軸角度となる。この楕円の近似曲線の係数を基に屈折値を求める。

一方、ダイクロイックミラー４１の反射方向には、固視標投影光学系と、被検眼の前眼部観察とアライメント検出が共用されるアライメント受光光学系が配置されている。アライメント受光光学系は、ダイクロイックミラー４１側からレンズ５４、ダイクロイックミラー５５、アライメントプリズム絞り５６、結像レンズ５７、二次元撮像素子５８が配置されている。

図６はアライメントプリズム絞り５６の形状を示し、円盤状の絞り板に３つの開口部５６ａ、５６ｂ、５６ｃが設けられていて、両側の開口部５６ａ、５６ｂのダイクロイックミラー５５側には波長８８０ｎｍ付近のみの光束を透過するアライメントプリズム５９ａ、５９ｂが貼付されている。

また、被検眼Ｅの前眼部の斜め前方には、７８０ｎｍ程度の波長を有する前眼部照明光源６０ａ、６０ｂが配置されている。この前眼部照明光源６０ａ、６０ｂによって照明された被検眼Ｅの前眼部像の光束は、対物レンズ４２、ダイクロイックミラー４１、レンズ５４、ダイクロイックミラー５５、アライメントプリズム絞り５６の中央開口部５６ｃ、結像レンズ５７を介して二次元撮像素子５８の受光センサ面に結像する。アライメント検出のための光源は、眼屈折測定用の測定光源４９と兼用されている。アライメント時には、拡散板モータ４３により半透明の拡散板４４が光路に挿入される。

拡散板４４が挿入される位置は、前述の測定光源４９の結像レンズ４７による一次結像位置であり、かつ対物レンズ４２の焦点位置に挿入される。これにより、測定光源４９の像が拡散板４４上に一旦結像して、それが二次光源となり対物レンズ４２から被検眼Ｅに向かって太い光束の平行光束として投影される。

この平行光束が被検眼角膜Ｃで反射されて輝点像を形成し、その光束は再び測定部３の対物レンズ４２を透過、ダイクロイックミラー４１でその一部が反射され、レンズ５４を介してダイクロイックミラー５５で反射し、アライメントプリズム絞り５６の開口部５６ｃ及びアライメントプリズム５９ａ、５９ｂを透過して、結像レンズ５７により収斂されて二次元撮像素子５８の撮像面上に像を結ぶ。

アライメントプリズム絞り５６の中心の開口部５６ｃは、前眼部照明光源６０ａ、６０ｂの波長７８０ｎｍ以上の光束が通るようになっているので、前眼部照明光源６０ａ、６０ｂにより照明された前眼部像の反射光束は、角膜Ｃの反射光束の経路と同様に観察光学系を辿り、アライメントプリズム絞り５６の開口部５６ｃを介して、結像レンズ５７で二次元撮像素子５８に結像される。また、アライメントプリズム５９ａを透過した光束は下方向に屈折され、アライメントプリズム５９ｂを透過した光束は上方向に屈折される。

ダイクロイックミラー５５の透過側には固視投影光学系が配置されており、反射ミラー６１、固視誘導レンズ６２、固視チャート６３、固視投影光源６４が順次に配列されている。固視誘導時に、点灯された固視投影光源６４の投影光束は、固視チャート６３を裏側から照明し、固視誘導レンズ６２、レンズ５４を介して被検眼Ｅの眼底に投影される。なお、固視誘導レンズ６２は被検眼Ｅの視度誘導を行い雲霧状態を実現するために、固視誘導モータ６５により光軸方向に移動できるようになっている。

図７はブロック回路構成図である。測定スイッチ、プリント開始スイッチ等が配置されたスイッチパネル２、プリンタ４がＣＰＵ７０のポートに接続されている。

二次元撮像素子５３で撮影された眼底像の映像信号は、Ａ／Ｄ変換器７１によりデジタルデータに変換され、画像メモリ７２に格納される。ＣＰＵ７０は画像メモリ７２に格納された画像を基に、眼屈折力の演算を行う。また、二次元撮像素子５８で撮影された前眼部像の映像信号は、Ａ／Ｄ変換器７３によりデジタルデータに変換され画像メモリ７４に格納される。ＣＰＵ７０は画像メモリ７４に格納された画像を基に、アライメント輝点を検出してアライメント状態の検出判断を行ったり、被検眼角膜の曲率半径の演算を行う。

また、二次元撮像素子５８で撮影された前眼部像の映像信号は、キャラクタ発生装置７５からの信号と合成され、表示部１上に前眼部像や測定値等が表示される。測定光源４９、前眼部照明光源６０ａ、６０ｂ、固視標光源６４は図示しないドライバを介してＤ／Ａ変換器７６に接続されており、ＣＰＵ７０からの指令により光量を変化させることができる。

上下動モータ２７、前後動モータ３２、左右動モータ３７、拡散板モータ４３、固視誘導モータ６５は、それぞれのモータドライバ７７、７８、７９、８０、８１を介してＣＰＵ７０からの指令により駆動される。また、顎受部５を駆動する駆動モータ８２がモータドライバ８３を介してＣＰＵ７０に接続されていて、スイッチパネル２の顎受部上下動スイッチ１２、１３の入力により、ＣＰＵ７０からの指令により駆動される。

図８はスイッチパネル２の設定スイッチ１０を押した後に、装置の設定を行うために表示部１の画面に表示される内容の一部を示している。角膜頂間距離ＶＤは０、１２．０、１３．５から選択できるようになっており、乱視度数の符号ＣＹＬは−、＋、＋／−から選択できるようにされ、表示単位ＩＮＣは０．１２、０．２５から選択できるようになっている。

オートアライメントで測定を行う際に、１回の測定で測定される回数「Auto Measure」は１、３、５から選択できるようになっている。オートアライメントで被検者の左右両眼を連続して測定する「R&L Measure」は、連続で測定するか（ＯＮ）、片眼の測定で停止するか（ＯＦＦ）を選択できるようになっている。測定の終了後に、プリンタ４から自動で測定結果を印字するかの設定「Auto Print」は、ＯＮ、ＯＦＦから選択できるようになっている。

図８において、各項目の下線が引かれている項目が現在の設定を示している。この設定は最下部のグラフィックで示されているように、トラックボール６、ローラ７及び各スイッチ８〜１１、顎受部上下動スイッチ１２、１３の操作により指示し変更を実行できる。

被検眼Ｅの測定に際しては、被検者は顎受部５に顎を載せ、額を額当てに突き当てることにより顔を固定される。被検眼Ｅに対して測定部３を光軸Ｏを合わせるため、操作者はトラックボール６とローラ７を操作する。トラックボール６の操作は測定部３を被検眼Ｅに対し左右及び上下方向に移動させ、ローラ７は測定部３を前後方向に移動させて位置合せができる。

この操作において、装置側ではトラックボール６及びローラ７に接続されているそれぞれのパルスカウンタやロータリエンコーダからの出力信号をＣＰＵ７０で受けて、操作量及び速度が検知できるようになっている。更に、その操作量及び速度から各モータドライバ７７、７８、７９を介して、上下動モータ２７、前後動モータ３２、左右動モータ３７を駆動させる。

操作者は上述した操作により、被検眼Ｅの前眼部を表示部１で確認しながら測定部３を移動し、被検眼Ｅの瞳孔が確認できると、スイッチパネル２の測定開始スイッチ８を押す。これにより、装置は先ず被検眼Ｅに対して測定部３を自動的に位置合わせする次のオートアライメントを開始する。

・オートアライメント
図９は上記のトラックボール６及びローラ７を検者が操作後に、測定を開始した時点における二次元撮像素子５８に撮像された被検眼Ｅの前眼部像である。ＣＰＵ７０はこの画像を画像メモリ７４に一旦取り込み、画像の中の暗い部分の面積中心Ｄｃを算出する。本実施例では、例えばメモリの１画素の分解能を８ビット（２５６段階）とした場合に、スレッショルドレベルを８０として、それよりも暗い部分を被検眼の瞳孔部分として検出し、その暗い部分の面積中心Ｄｃを算出する。

図９に示すように、被検眼Ｅの瞳孔の一部しか撮像されていないときは、面積中心Ｄｃは瞳孔中心と一致しないが、後述のように測定部３をオートアライメント機能によって中心に移動させることによって、被検眼Ｅの瞳孔が全て撮像されるようになるので、オートアライメントを開始した時点で瞳孔中心と面積中心Ｄｃが一致していなくとも問題はない。

算出された瞳孔像の面積中心Ｄｃが、二次元撮像素子５８の中心５８ｃに一致或いはアライメント許容範囲Ｍａ内に入るように、ＣＰＵ７０は上下動モータ２７、左右動モータ３７を作動し、測定部３を上下左右に移動させる。図９の場合には、被検眼Ｅの瞳孔像の面積中心Ｄｃは、中心５８ｃよりも左斜め上に位置しているので、ＣＰＵ７０は被検眼Ｅから見て上方向及び右方向に測定部３を移動させるようにモータ２７、３７を駆動する。

なお、半径ｒａは最終アライメント許容範囲Ｍａ、半径ｒｂは粗アライメントでの目標アライメント許容範囲Ｍｂである。ＣＰＵ７０は上述の瞳孔の面積中心Ｄｃの計算、中心５８ｃとの変位方向・変位量の算出を行い、変位量が所定の粗アライメント許容範囲の半径ｒｂ以下になるまで測定部３の駆動を行って、測定部３の中心軸Ｏと被検眼Ｅの粗アライメント動作を継続する。

瞳孔の面積中心Ｄｃが粗アライメントの許容範囲Ｍｂ内に入り、面積中心Ｄｃと中心５８ｃとの距離が半径ｒｂ以下になると、ＣＰＵ７０は拡散板４４を光路内に挿入して測定光源４９を点灯する。図１０はそのときの前眼部像である。

前述したように、測定光源４９の光束は拡散板４４上に測定光源４９の像を一旦結像して、その像からの拡散光束が被検眼Ｅの角膜Ｃに平行光束を投影する。この平行光束は角膜Ｃで反射され、よく知られているように角膜Ｃの曲率半径の１／２の位置に輝点として像を結像する。

測定部３内に設けられたアライメントプリズム絞り５６の開口部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ及びプリズム５９ａ、５９ｂにより、二次元撮像素子５８上には３つの角膜輝点像、つまり輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが投影される。なお、両側の輝点Ｐｒ、Ｐｌは前眼部照明光源６０ａ、６０ｂの角膜反射による角膜反射輝点である。ＣＰＵ７０は画像メモリ７４に図１０の前眼部像を取り込み、３つの輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの検出を行う。

３つの輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが検出できると、中心の輝点Ｔｃを中心５８ｃの方向に一致させるように測定部３を移動する。ＣＰＵ７０は輝点Ｔｃが最終アライメント許容範囲Ｍａ内に入り、輝点Ｔｃと中心５８ｃとの距離が半径ｒａ以下になるまで、測定部３を図１１に示すように上下・左右に移動し、その後に測定部３を前後方向に移動させてピント方向の位置合せを行う。

角膜輝点Ｔａ、Ｔｂが輝点Ｔｃに対して鉛直方向に並ぶように、ＣＰＵ７０は測定部３を前後方向に駆動し、図１２に示すように３つの角膜輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが上下方向に１列に並んだ状態でアライメントを完了する。

この３つの輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの位置関係から作動距離を求める方法、つまり測定部３の前後の移動方向と角膜輝点Ｔａ、Ｔｂの挙動については、特許文献２に記述されている。

特開平９−８４７６０号公報

アライメントが完了すると測定光源４９を一旦消灯して、図１３に示す状態で前眼部照明光源６０ａ、６０ｂの角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌの間隔ｄ０、ｄ１、ｄ２を計測して記憶しておく。間隔ｄ１を求めるには、二次元撮像素子５８の中心５８ｃから左方向に走査して輝点の塊を検出し、その重心を算出することで求めることができる。同様に間隔ｄ２を求めるには、中心５８ｃから右方向に走査して重心を算出することで求めることができる。また、間隔ｄ０は求めた角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌの重心の水平方向の距離として算出することができる。後述するように、測定部３を上下・左右に動かしたときに、この間隔ｄ０を用いて前後方向のピント合せを行うのでオートアライメントが完了したときの間隔ｄ０、ｄ１、ｄ２が必要となる。続いて、屈折力測定の動作に移行する。

・屈折力測定
眼屈折力を算出するために、ＣＰＵ７０はオートアライメントのために光路に挿入していた拡散板４４を光路から退避させる。消灯していた測定光源４９を点灯し、被検眼Ｅの眼底に測定光束を投影する。眼底からの反射光は上述の光路を辿り、二次元撮像素子５３で受光される。撮像された眼底像は被検眼の屈折力により、６点に分離されて投影される。この６点の画像をＡ／Ｄ変換器７１によりデジタル化して、画像メモリ７２に格納する。

画像メモリ７２に格納された６点のそれぞれの重心座標を算出し、周知の方法によりその６点を通る楕円の方程式を求める。求められた楕円の長径、短径及び長径軸の傾きを算出して、被検眼Ｅの眼屈折力を算出する。なお、求められた楕円の長径、短径に相当する眼屈折力値及び二次元撮像素子５３の受光面上での楕円軸の角度と乱視軸との関係は、予め装置の製造過程において較正されている。

このようにして、求められた眼屈折力値からその屈折力値に相当する位置まで、モータドライバ８１を介して固視誘導モータ６５を駆動し、固視誘導レンズ６２を移動して、被検眼Ｅの屈折度に相当する屈折度で固視チャート６３を被検眼Ｅに呈示する。その後に、固視誘導レンズ６２を所定量だけ遠方に移動し、固視チャート６３を雲霧させ、再び測定光源４９を点灯し屈折力を測定する。このように、屈折力の測定→固視チャート６３による雲霧→屈折力の測定を繰り返し、屈折力が安定する最終の測定値を得ることができる。

通常では、このようにして眼屈折力の測定を終了するが、水晶体の中心部分に白内障の混濁を持った被検眼Ｅの場合に、上述のオートアライメントでは常に同じ位置、被検眼Ｅの中心にアライメントして測定を行うように装置は動作しても、測定光源４９の投影光束が混濁によって眼底に届かず、二次元撮像素子５８で反射光が撮像されないために、何度測定を試みてもエラーとなって測定できない。このような被検眼Ｅに対して、本実施例では以下に述べるマニュアル連続測定のモードに移行してマニュアルアライメントによる眼屈折力測定を行う。

・マニュアル連続測定
上述のオートアライメント完了後に、眼屈折力測定の段階でエラーとなった場合に、装置は自動でマニュアル連続測定のモードに移行する。マニュアル連続測定モードは、操作者が測定部３の位置をトラックボール６を用いて手動で測定位置を変化させて混濁のない位置で測定を行うためのモードであり、測定光源４９の点灯・二次元撮像素子５８で受光・撮像された眼底画像の解析・屈折力演算を連続的に繰り返しを行う。

マニュアル連続測定モードの最中に、操作者はトラックボール６を操作して、被検眼Ｅの瞳孔の領域で測定が可能な場所を探しながら測定を行う。被検眼Ｅの混濁がない部分に測定部３の中心軸Ｏを移動したときは、二次元撮像素子５８で眼底からの反射光が受光され眼屈折力が算出できるので、表示部１に測定値を表示する。白内障の混濁により測定光束が遮ぎられて、測定値を演算するために十分な光束が受光できなかった場合には、表示部１にエラー表示を行う。

マニュアル連続測定モードでは、このような測定動作の繰り返しを測定値が合計１０個採取できるまで継続して行い、１０個の測定値が採取されたときに、停止するようになっている。また、採取できた測定値が１０個に満たない場合でも、所定回数、例えば４０回、測定光源４９の点灯・眼底画像の解析・演算の動作を行った時点で停止するようになっている。

停止する条件はその他に、マニュアル連続測定モードに入ってからの経過時間、例えば４５秒を限度に、４５秒が経過した状態で採取された測定値が１０個に満たない場合に、停止するようにしてもよい。

この間に、操作者は測定できる被検眼Ｅの部位を探すことに注意が注がれるので、本実施例の眼屈折力計ではトラックボール６の操作のみを操作者が行い、以下に述べるように前後方向の位置合せ、つまりピント合せは前述の角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌの間隔を用いて、装置が監視・位置合せを行うようになっている。

ＣＰＵ７０に記憶されている角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌの間隔ｄは、よく知られているように、被検眼Ｅと装置の距離が離れるとｄ０よりも短く、被検眼Ｅと装置の距離が近くなるとｄ０よりも長くなる。

操作者がトラックボール６を操作して、オートアライメント完了時点から左にΔｘ、上方向にΔｙだけ測定部３を移動させたとき、図１４に示すように角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌを検出する領域は、二次元撮像素子５８のセンサの中心５８ｃから右にΔｘ、上方向にΔｙずれた位置を中心として、左右にｄ１、ｄ２だけ離れた位置の走査領域Ｓｒ、Ｓｌの範囲を走査して角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌの間隔ｄを求める。

もし、ｄ＞ｄ０ならば被検眼Ｅが装置に近付いているので、測定部３を被検眼Ｅから遠去ける方向に前後動モータ３２を駆動する。また、ｄ＜ｄ０ならば被検眼Ｅが装置から遠去かっているので、測定部３を被検眼Ｅに近付ける方向に前後動モータ３２を駆動する。

ＣＰＵ７０は角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌの間隔ｄがｄ０に等しくなるように、或いは前後方向の許容誤差範囲を考慮して、間隔ｄがｄ０に概略等しくなるように前後動モータ３２を駆動制御することにより、前後方向のアライメント状態を保つことができるようになっている。

上述のように、トラックボール６の操作量から角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌの走査領域を決定して間隔ｄを算出し、前後方向のアライメント状態の監視・維持動作は、マニュアル連続測定モードにおいて操作者がトラックボール６を操作して、測定部位を探しながら測定を行っている間は継続して行われている。

このように、トラックボール６の操作量から角膜反射輝点Ｐｒ、Ｐｌを検出する範囲を容易に限定できるので、前後方向の位置ずれの検出及び位置合せ処理の負荷が少なく、連続的に測定を行っていても、各回の測定処理、つまり測定光源の点灯、眼底画像の取り込み、測定値の演算の合い間に、前後方向の位置検出及び位置合せが可能である。

本実施例では、上記のようにマニュアル連続測定を行っている間は、装置が前後方向のアライメント状態を監視しているので、操作者が不用意にローラ７に触れて、前後方向の位置が大きく動いてしまう危険性を回避するために、マニュアル連続測定モードに移行したときは、ローラ７での操作指令は無効にして、操作者によって前後方向に測定部３を移動させることを禁止するようになっている。この操作者による測定部３の前後方向の駆動操作が可能になるのは、マニュアル連続測定モードを終了して通常測定の待機状態に移行するか、モードスイッチ９を押してマニュアル測定モードに移行すれよい。

図１５は上述した本実施例のマニュアル連続測定時の動作フローチャート図である。マニュアル連続測定モードに移行すると、取得できた測定値の数を初期化し（ステップＳ１）、屈折力測定動作を１回行う（ステップＳ２）。この工程は測定光源４９を点灯し、眼底画像用の二次元撮像素子５３から得られた画像を解析して測定値を算出する過程を含んでいる。

測定値が得られたかエラーになったかの判定を行い（ステップＳ３）、測定値が得られた場合は（ステップＳ４）、取得できた測定値の数Ｎを１個増加し、合計１０個の測定値が得られたかどうかチェックする（ステップＳ５）。得られた測定値の数Ｎが所定の回数である１０個に達すると測定を終了し（ステップＳ６）、１０個未満の場合はステップＳ２に戻って測定動作を繰り返す。

ステップＳ３で測定値が得られずエラーになった場合や、得られた測定回数Ｎが１０個未満の場合は、前眼部照明光源６０ａ、６０ｂの輝点Ｐｒ、Ｐｌの間隔ｄを求めて（ステップＳ７）、間隔ｄが初期値のｄ０よりも大きい場合は（ステップＳ８）、測定部３を被検眼Ｅから遠去ける方向に駆動制御を行い（ステップＳ９）、間隔ｄが初期値のｄ０よりも小さい場合は（ステップＳ１０）、測定部３を被検眼Ｅに近付ける方向に駆動制御を行い（ステップＳ１１）、前後方向のアライメント動作を行う。

上述したトラックボール６とローラ７の操作量から、輝点Ｐｒ、Ｐｌの間隔ｄ０を求める動作はステップＳ７に含まれている。前後方向のアライメント動作を上記のように行いながら、ステップＳ２〜Ｓ５の測定・測定値のチェックを繰り返し、連続測定を行う。

実施例では、オートアライメント完了後に眼屈折力測定でエラーが発生した場合に、自動的にマニュアル連続測定モードに移行する例を説明したが、図１６に示すように測定エラーが発生したときに、表示部１に操作者に対するマニュアル連続測定モードへの移行を促す表示を行い、例えばモード選択スイッチ９を数秒間押し続けることによって、通常のマニュアル測定モードではないマニュアル連続測定モードに移行するようなシステムとすることもできる。

また、実施例では左右上下方向の操作手段としてトラックボール６、前後方向の操作手段としてローラ７を使用する場合について説明してきたが、例えばジョイスティックの操作を検出し、その検出量から測定部３を電動で上下左右及び前後方向に駆動するような構造を有する眼科装置について適用してもよい。即ち、マニュアル連続モードに移行して、連続測定を行っている最中に前後方向のジョイスティックによる駆動指示を禁止して、前後方向をオートアライメントするようにしても同様の効果が得ることができる。

実施例に係る眼屈折力計の外観図である。操作パネルの平面図である。測定部の駆動機構の説明図である。測定部の光学的構成図である。６分割絞り、６分割プリズムの斜視図である。アライメントプリズム絞りの斜視図である。ブロック回路構成図である。設定モード画面の説明図である。前眼部画像の説明図である。前眼部画像の説明図である。前眼部画像の説明図である。前眼部画像の説明図である。前眼部画像の説明図である。前眼部画像の説明図である。マニュアル連続測定時の動作フローチャート図である。モニタ画面のエラー表示の説明図である。

符号の説明

１表示部
２スイッチパネル
３測定部
２１上下駆動部
２８前後駆動部
３４左右駆動部
４９測定光源
５３、５８二次元撮像素子
６０ａ、６０ｂ前眼部照明光源
６３固視チャート
６４固視投影光源

Claims

被検眼に指標を投影する投影手段と該指標の被検眼での反射光束を受光する受光手段を含み、被検眼の光学的特性測定を行う検眼部と、該検眼部を被検眼に対して上下・左右・前後に移動させる駆動手段と、該駆動手段に対し上下・左右方向への移動を指示する第１の駆動指示手段とを有する眼科装置において、前記第１の駆動指示手段により前記検眼部の上下・左右方向へ移動操作を行っている状態で、前記指標の被検眼での反射像に基づいて前記検眼部を前後方向に駆動して、前記検眼部と被検眼の前後方向の位置合せ制御を行うアライメント制御手段を有することを特徴とする眼科装置。
前記検眼部の前後方向への移動を指示する第２の駆動指示手段を有し、前記アライメント制御手段が前後方向の位置合せ制御を行っているときは、前記第２の駆動指示手段による前記検眼部の駆動を禁止する駆動禁止手段を有することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
被検眼に第１の指標を投影する投影手段と前記第１の指標の被検眼での反射光束を受光する第１の受光手段を含み、被検眼の光学的特性測定を行う検眼部と、前記第１の受光手段からの信号に基づいて前記検眼部を被検眼に対して上下・左右・前後方向に駆動手段により駆動して位置合せを行う第１の位置合せ制御手段とを有する眼科装置において、前記駆動手段に対し上下・左右方向への移動を指示する第１の駆動指示手段と、被検眼に第２の指標を投影する投影手段と、該第２の指標の被検眼での反射光束を受光する第２の受光手段と、前記第１の駆動指示手段により前記検眼部の上下・左右方向への移動操作を行っている状態で、前記第２の受光手段からの信号に基づいて前記検眼部を前後方向に駆動して、前記検眼部と被検眼の前後方向の位置合せ制御を行うアライメント制御手段とを有することを特徴とする眼科装置。
前記第１の位置合せ制御手段により前記検眼部を被検眼に対して上下・左右・前後に位置合せを行い検眼動作を行う第１の検眼モードと、該第１の検眼モードにおいて上下・左右・前後の位置合せの完了後に検眼が不能な場合に、前記アライメント制御手段による前後方向の位置合せによる検眼モードに変更するモード切換手段を有することを特徴とする請求項３に記載の眼科装置。
前記検眼部を被検眼に対して前後方向への移動を指示する第２の駆動指示手段を有し、前記アライメント制御手段が前記検眼部と被検眼の前後方向の位置合せ制御を行っている状態で、前記第２の駆動指示手段による前記検眼部の駆動を禁止する駆動禁止手段を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の眼科装置。
前記第１の位置合せ制御手段による位置合せの完了後に、前記第２の指標の被検眼での反射像の位置関係を記憶する反射像位置記憶手段を有し、記憶された前記第２の指標の反射像の位置関係に基づいて、前記検眼部の前後方向の移動を制御することを特徴とする請求項３〜５の何れか１つの請求項に記載の眼科装置。