JP2009112431A - 眼寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光干渉を用いた前眼部の寸法測定をスムーズに行う。
【解決手段】 被検眼の前眼部に向けて低コヒーレント光を照射し、被検眼前眼部からの反射光を干渉光として受光することにより前眼部における寸法を測定する測定部を有する眼寸法測定装置において、被検眼と測定部とを所定の位置関係となるように位置合わせした後，固視誘導手段を用いて測定光軸と被検眼光軸を一致させるための固視標の呈示を行うとともに固視標の呈示によって生じたアライメントずれに対して再度所定の位置関係となるように測定部を駆動制御する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、被検眼前眼部の寸法を測定する眼寸法測定装置に関する。

被検眼の前眼部に向けて低コヒーレント光を照射し、被検眼前眼部からの反射光を干渉光として受光することにより前眼部における寸法を測定する装置において、二次元ディスプレイに表示される固視用チャートを移動させて被検眼の固視方向を誘導する固視光学系を備えたものが知られており（特許文献１参照）、この固視光学系は、被検眼の光軸と測定光軸を一致させて、角膜反射光と水晶体前面反射光との干渉光を得るために用いられる。

この場合、検者は、前眼部撮像系を介して表示モニタに表示される角膜輝点と水晶体前面輝点の位置関係を見ながら、固視光学系によって被検眼に呈示される固視用チャートを所定の操作スイッチを用いて移動させ、画面上の角膜輝点と水晶体前面輝点が重なりあった状態となるように被検眼の視線方向を調整している。
特表２００７−５０１６７７号公報

しかしながら、上記のように被検眼の光軸と測定光軸を一致させるには、被検眼と測定光軸との上下・左右・前後方向における位置関係をある程度調整した状態で行う必要があり、検者にとって手間であり大きな負担である。すなわち、検者には、固視誘導の作業と共に、被検眼と測定光軸との三次元方向におけるアライメント調整の作業が求められる。また、固視誘導中に被検眼が動いた場合には、上下・左右・前後方向における位置関係の調整と固視誘導を再度やり直すことになる。

本発明は、上記問題点を鑑み、光干渉を用いた前眼部の寸法測定をスムーズに行うことができる眼寸法測定装置を提供することを技術課題とする。

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） 被検眼の前眼部に向けて低コヒーレント光を照射し、被検眼前眼部からの反射光を干渉光として受光することにより前眼部における寸法を測定する測定部を有する眼寸法測定装置において、被検眼に対して前記測定部を３次元的に移動させる駆動手段と、
被検眼に向けてアライメント光を投影するアライメント投影光学系と、
前記アライメント光による前眼部からの反射光を撮像素子により受光し，被検眼に対する前記測定部のアライメントずれを検出するアライメント検出手段と、
前記測定光学系の測定光軸と被検眼光軸を一致させるために被検眼に呈示する固視標の呈示位置を移動させ被検眼の固視方向を誘導するための固視誘導手段と、
アライメント検出手段の検出結果に基づいて被検眼と前記測定部とを所定の位置関係となるように前記駆動手段を用いて位置合わせした後，前記固視誘導手段を用いて前記測定光軸と被検眼光軸を一致させるための固視標の呈示を行うとともに該固視標の呈示によって生じたアライメントずれに対して再度前記所定の位置関係となるように前記駆動手段を用いて前記測定部を駆動制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼寸法測定装置は、
さらに被検眼に向けて所定の光束を照射し，該光束の照射にて得られる角膜頂点輝点と水晶体前面輝点とを受光して前眼部輝点取得手段を備え、前記制御手段は前記前眼部輝点取得手段により得られた前記角膜頂点輝点と水晶体前面輝点とを受光面にて重畳させるように前記固視誘導手段による前記固視標の呈示制御を行うことを特徴とする。
（３） （２）の眼寸法測定装置において、
前記制御手段は前記駆動手段を用いたアライメント制御動作と前記固視呈示手段を用いた固視標呈示制御とを，前記所定の位置関係及び前記角膜頂点輝点と水晶体前面輝点との重畳の両状態が同時に得られるまで繰り返し連続的に行うことを特徴とする。
（４） （３）の眼寸法測定装置において、
前記制御手段は、受光された前眼部輝点の大小により前記角膜頂点輝点と水晶体前面輝点とを判別し、両輝点の位置関係及び距離に基づいて前記固視誘導手段による固視標の呈示制御を行うことを特徴とする。
（５） （４）の眼寸法測定装置において、
前記固視誘導手段は、
被検眼に向けて発せられる固視光源と、
固視光源から発せられた固視光束を被検眼の眼底に結像させる結像光学系と、
前記結像光学系の光路中に設けられ、被検眼の固視方向が誘導されるように前記固視光源から発せられた固視光束を二次元的に偏向させる光偏向ユニットと、
前記測定光学系の測定光軸と被検眼の光軸を一致させるために前記光偏向ユニットを駆動制御する駆動制御手段と、
を有することを特徴とする眼寸法測定装置。

本発明によれば、光干渉を用いた前眼部の寸法測定をスムーズに行うことができる。

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る眼寸法測定装置の外観構成図である。本装置は、基台４０１と、基台４０１に取り付けられた顔支持ユニット４０２と、基台４０１上に移動可能に設けられた移動台４０３と、移動台４０３に移動可能に設けられ、後述する光学系を収納する測定部（測定ユニット）４０４を備える。測定部４０４は、移動台４０３に設けられたＸＹＺ駆動部４０６により、被検眼Ｅに対して左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動される。移動台４０３は、ジョイスティック４０５の操作により、基台４０１上をＸ方向及びＺ方向に移動される。また、検者が回転ノブ４０５ａを回転操作することにより、測定部４０４はＸＹＺ駆動部４０６のＹ駆動によりＹ方向に移動される。ジョイスティック４０５の頂部には、測定開始スイッチ８４ｂが設けられている。移動台４０３には、表示モニタ８１が設けられている。

図２は、本実施形態に係る眼寸法測定装置の光学系及び制御系の構成について説明するための概略構成図である。

測定光学系１０００は、被検眼の前眼部に向けて低コヒーレント光を照射し、被検眼前眼部からの反射光を干渉光として受光することにより前眼部における寸法を測定する。より具体的には、測定光学系１０００は、被検眼角膜と被検眼水晶体前面に測定光が照射されるように被検眼前眼部に向けて測定光を照射する照射光学系１００と、測定光による角膜反射光と被検眼水晶体前面反射光を干渉光として受光し干渉信号を得る干渉光学系２００と、を含む。

照射光学系１００は、低コヒーレント光を出射する測定光源１を持ち、光源１から出射された測定光を光路分割部材（例えば、偏光ブームスプリッタ３）により被検眼角膜への測定光（第１測定光）が通る第１測定光路Ｔ１と被検眼の水晶体前面所定部位への測定光（第２測定光）が通る第２測定光路Ｔ２とに分割すると共に、再度、光路合成部材（例えば、偏光ビームスプリッタ６）により合成する。

測定光源１からビームスプリッタ３の間には、コリメータレンズ２、ハーフミラー２０、１／２波長板５０、が順次配置されており、測定光源１から発せられた測定光は、コリメータレンズ２によって平行光束とされた後、ハーフミラー２０を透過後、１／２波長板５０によって偏光方向が回転された後、偏光ビームスプリッタ３によって透過光と反射光が互いに直交する直線偏光になるように分離される。
なお、入射光の偏光面に対する１／２波長板５０の光学軸を変化させることにより、偏光ビームスプリッタ３によって分離される透過光と反射光の比率を調整できる。

ここで、ビームスプリッタ３を透過する第１測定光は、第１三角プリズム４の反射面４ａで反射され、第１三角プリズム４に対して移動可能な可動三角プリズム５の反射面５ａ及び反射面５ｂによって折り返された後、第１三角プリズム４の反射面４ｂで反射され、ビームスプリッタ６を透過する。なお、可動三角プリズム５は、第１測定光の光路長を変更させるための光路変更部材として用いられ、駆動部７１の駆動によって第１三角プリズム４に対して矢印Ａ方向に移動される。

また、ビームスプリッタ３で反射された第２測定光は、全反射ミラー１１で反射された後、リレーレンズ（フォーカシングレンズ）１２、全反射ミラー１３を介して、ビームスプリッタ６にて反射される。

ここで、ビームスプリッタ６に到達した第１測定光及び第２測定光は、第１測定光を透過して第２測定光を反射する特性を有する偏光ビームスプリッタ６によって同軸にされた後、被検眼に向かう。

すなわち、ビームスプリッタ６を透過した第１測定光は、リレーレンズ７によって一旦集光された後、全反射ミラー８及び、ダイクロイックミラー９で反射され、ダイクロイックミラー４３、対物レンズ１０を介して、被検眼角膜に照射される。

また、ビームスプリッタ６で反射された第２測定光は、リレーレンズ７、リレーレンズ７、ミラー８を介して、ダイクロイックミラー９で反射され、ダイクロイックミラー４３、対物レンズ１０を介して、被検眼の水晶体前面に照射される。なお、本実施形態では、被検眼の角膜頂点から水晶体側にずれた約３ｍｍの位置に向かって第１測定光及び第２測定光が入射されるような光学構成となっている。

干渉光学系２００は、照射光学系１００によって照射される被検眼角膜からの反射光と被検眼の水晶体前面所定部位からの反射光との干渉光を受光し、干渉信号を得るために用いられる。ここで、干渉光学系２００は、対物レンズ１０〜ハーフミラー２０までの光路を照射光学系１００と共用し、さらに、所定の偏光方向成分の光を透過する直線偏向子２１、集光レンズ２２、受光素子２３、を有する。この場合、被検眼角膜及び水晶体前面で反射された測定光は、被検眼角膜又は水晶体前面に照射されるまでの測定光の光路を逆行するように、偏光ビームスプリッタ６によって分離された後、偏光ビームスプリッタ３によって同軸にされた後、再び１／２波長板５０を通過し、ハーフミラー２０によって反射される。また、直線偏向子２１が透過する光の偏光方向が、第１測定光と第２測定光が直線偏向子２１に入射されるときの各偏光方向に対して傾斜した関係（例えば、各偏光方向に対して４５°の関係）となるように直線偏向子２１が配置されている。

ここで、被検眼角膜から反射された第１測定光は、対物レンズ１０〜ビームスプリッタ６までの光路を逆行後、ビームスプリッタ６を透過して、第１測定光路を逆行し、ビームスプリッタ３を透過後、ハーフミラー２０によって反射される。そして、ハーフミラー２０で反射された第１測定光の一部は、直線偏向子２１を透過後、集光レンズ２２にて集光され、受光素子２３に入射する。

また、水晶体前面から反射された第２測定光は、対物レンズ１０〜ビームスプリッタ６までの光路を逆行後、ビームスプリッタ６で反射されて、第２測定光路を逆行し、ビームスプリッタ３で反射された後、ハーフミラー２０によって反射される。そして、ハーフミラー２０で反射された第２測定光の一部は、直線偏向子２１を透過後、集光レンズ２２にて集光され、受光素子２３に入射する。

ここで、制御部８０の駆動制御による可動三角プリズム５の移動によって第１測定光の光路長が変化されると、被検眼の角膜に照射された第１測定光の光路長（光源１〜角膜、角膜〜受光素子２３）と被検眼の前房深度によって変動する水晶体前面に照射された第２測定光の光路長（光源１〜水晶体前面、水晶体前面〜受光素子２３）とが干渉が起こり得る範囲でほぼ等しい関係になるときがある。この場合、第１測定光は、第１三角プリズム４で反射されてビームスプリッタ３を透過する際に、ミラー１１で反射されてビームスプリッタ３で反射される第２測定光と合成され干渉光とされたのち、受光素子２３に受光される。

さらに、眼Ｅの前眼部の前方には、眼Ｅの角膜Ｅｃにリング指標を投影するための近赤外光を発するリング指標投影光学系４０と、眼Ｅの角膜Ｅｃに無限遠指標を投影することにより被検眼に対する作動距離方向のアライメント状態を検出するための近赤外光を発する作動距離指標投影光学系４１が観察光軸に対して左右対称に配置されている。なお、リング投影光学系４０は、眼Ｅの前眼部を照明する前眼部照明としても用いられる。

また、ダイクロイックミラー９は、測定光を反射して固視誘導用の可視光を透過する特性を有する。また、ダイクロイックミラー４３は、固視誘導用の可視光及び測定光の大部分を透過し、測定光の一部及び投影光学系４０及び投影光学系４１からのアライメント光を反射する特性を有する。

また、ダイクロイックミラー９の透過光路Ｏ３上には固視誘導光学系３００が設けられている。そして、固視誘導光学系３００から発せられた固視光束は、ダイクロイックミラー９、ダイクロイックミラー４３を透過した後、対物レンズ１０を介して被検眼に投影される。被検眼の固視方向を誘導するための固視誘導光学系３００は、被検眼に向けて可視光を発する固視光源（例えば、可視ＬＥＤ）と、固視光源から発せられた可視光を被検眼の眼底に結像させるための光学部材を有する結像光学系と、結像光学系の光路中に設けられ，被検眼の固視方向が誘導されるように固視光源から発せられた固視光束を二次元的に偏向させる光偏向ユニットと、を含む（図３参照）。そして、制御部８０は、測定光学系１０００の測定光軸Ｌ１と被検眼の光軸（（眼の角膜曲率中心と水晶体前面の曲率中心とを結ぶ直線））を一致させるために光偏向ユニットを駆動制御する。なお、固視誘導光学系３００は、測定光学系の測定光軸Ｌ１と被検眼光軸を一致させるために被検眼に呈示する固視標のみかけ上の呈示位置を移動させ被検眼の固視方向を誘導する。

図３は、固視誘導光学系３００の具体例について示す光学概略図である。図３の固視誘導光学系３００には、固視光源３０１、コリメータレンズ３０３、直交するスリットパターン（他のパターン形状でも良い）を有する固視標板３０４、固視光源３０１から発せられた固視光束を結像させる結像レンズ３０５、反射ミラー３０７、被検眼の眼前に配置される対物レンズ１０、が順次配置されている。この場合、反射ミラー３０７は、結像レンズ３０５と対物レンズ１０の間に配置され、結像レンズ３０５からの固視光束を対物レンズ１０に向けて反射する光学部材として機能する。また、反射ミラー３０７は、制御部８０からの駆動信号に基づいて反射ミラーを動作させる駆動部３５１を持つギンバル光学マウント３５０上に配置されており、反射ミラー３０７の反射面の直線移動（前後ずれ）なしに反射ミラー３０７のあおり調整（回転角度調整）ができるような構成となっている。そして、被検眼に呈示される固視標が二次元的に移動されるように反射ミラー３０７が回転移動される。なお、反射ミラーを動作させる構成としては、ギンバル光学マウント３５０に限るものではなく、ミラーを回転自在なミラーマウントであればよい。

ここで、被検眼の瞳孔位置と反射ミラー３０７との反射面３０７ａは、対物レンズ１０に関して略共役な位置に配置されている。また、対物レンズ１０は、結像レンズ３０５と対物レンズ１０との間に形成された固視光源３０１と略共役な位置Ｓ１（結像レンズ３０５による固視光束の結像位置）に、対物レンズ１０の後側焦点位置が置かれるように配置される。すなわち、対物レンズ１０の後側焦点位置と結像レンズ３０５の前側焦点位置が一致するように配置される。また、対物レンズ１０の前側焦点位置に被検眼の前眼部（例えば、瞳孔位置）が配置されるように、被検眼に対する測定部４０４のアライメント位置が調整される。

上記のような固視誘導光学系３００において、固視光源３０１から固視光束が発せられると、コリメータレンズ３０３によって平行光束にされた後、固視標板３０４を背後から照明する。そして、固視標板３０４の十字スリットを通過した光は、結像レンズ３０５によって収束され、反射ミラー３０７の反射面で反射された後、結像面Ｓ１にて一旦結像され、拡散光束となった後、対物レンズ１０によって平行光束に変換され、被検眼前眼部中心付近（例えば、瞳孔中心付近）に入射された後、被検眼眼底に結像される。これにより、被検者に対して固視標（十字マークの視標）が呈示される。なお、上記構成において、被検眼の屈折異常に応じて固視光源３０１から結像レンズ３０５までの光学部材を一体的に移動させる駆動機構を設けることにより、被検眼の視度が補正され屈折異常にかかわらず固視標を固視させやすくなる。また、固視標を固視させた所定位置から、さらに固視標を遠方方向に移動させるように制御を行うことにより被検眼に雲霧をかけるような構成としてもよい。

図２の説明に戻る。ダイクロイックミラー４３の反射光路Ｏ４上には、被検眼の前眼部を観察するために被検眼の前眼部を撮像する前眼部撮像光学系３０が設けられており、対物レンズ１０、ダイクロイックミラー４３、リレーレンズ３１、結像レンズ３２、二次元撮像素子３３、を含む。ここで、投影光学系４０及び投影光学系４１からのアライメント光による前眼部反射光及び照射光学系１００の測定光による前眼部反射光の一部は、対物レンズ１０を介して、ダイクロイックミラー４３で反射されし、リレーレンズ３１、結像レンズ３２を介して、二次元撮像素子３３に結像される。

次に、本装置の制御系について説明する。制御部８０は、干渉光学系２００からの干渉信号を利用して被検眼の前房深度を測定するための演算処理、各構成部材の制御、などを行う。そして、制御部８０には、二次元撮像素子３３、表示モニタ８１、各種操作を行うためのコントロール部８４、メモリ８５、駆動部７１、回転ノブ４０５ａ、ＸＹＺ駆動部４０６、等が接続されている。なお、コントロール部８４には、被検眼に呈示する固視標を移動させるための固視誘導用スイッチ（操作レバー８４ａ）、測定開始スイッチ８４ｂ、自動アライメントモードと手動アライメントモードを切り換える切換スイッチ８４ｃ、自動固視誘導モードと手動固視誘導モードとを切り換える切換スイッチ８４ｄ、等が配置されている。なお、コントロール部８４に設けられた操作レバー８４ａは、操作レバー８４ａに対する傾倒動作が解除されると、直立位置に復帰するように所定の付勢機構が設けられている。なお、駆動部７１には、パルスモータを用いており、駆動部に対する駆動量が検出できるようになっている。制御部８０は、受光素子２３から出力される干渉信号と，光路長変更のために駆動される駆動部７１に対する駆動結果に基づいて、被検眼の前房深度を演算により求める。また、メモリ８５には、求められた測定値などが記憶される
以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。ここでは、所定のモード設定スイッチによって自動アライメントモード及び自動固視誘導モードに設定した場合について説明する（図４のフローチャート参照）。

検者は、被検者の顔を顔支持ユニット４０２に固定させ、前述の固視標誘導光学系３００によって予め記憶された所定の基準呈示位置に呈示される固視標（固視用チャート）を固視するように被験者に指示した後、表示モニタ８１を見ながら被検眼に対するアライメントを行う。これにより、被検眼の前眼部が撮像素子３３によって撮影され、表示モニタ８１上には、図５に示すように、前眼部像Ｆ、レチクルマークＬＴ、リング投影光学系４０によって投影されたリング指標像（マイヤーリング像）Ｒ、作動距離投影光学系４１によって投影された無限遠指標像Ｍなどが表示される。この場合、被検眼に固視される固視標の基準呈示位置は、例えば、左右眼それぞれに対応するように被検眼の眼光軸と測定光軸の傾斜量が少なくなる呈示位置（予め実験により求めておく）に設定しておく。

粗アライメントが完了すると、制御部８０は、撮像素子３３からの撮像信号に基づいて被検眼に対するアライメント状態を検出する。より具体的には、制御部８０は、リング指標Ｒのリング中心座標Ｒｃに基づいて被検眼に対する測定部４０４の上下左右方向のアライメントずれ（偏位量Δｄ１）を求める（図６参照）。また、制御部８０は、測定部４０４が作動距離方向にずれた場合に、前述の無限遠指標Ｍの間隔がほとんど変化しないのに対して、リング指標Ｒの所定経線方向の像間隔が変化するという特性を利用して、被検眼に対する測定部４０４の作動距離方向のアライメントずれを求める（詳しくは、特開平６−４６９９９号参照）。

そして、制御部８０は、図６に示すように、所定のアライメント基準位置Ｏ（例えば、撮像素子３３の撮像面と撮像光軸（測定光軸Ｌ１）との交点位置）に対するＸＹ方向におけるアライメント偏位量Δｄ１が所定の許容範囲Ａに入るように、アライメント検出結果に基づいてＸＹＺ駆動部４０６を駆動制御し測定部４０４をＸＹ方向に移動させる。また、制御部８０は、Ｚ方向におけるアライメント偏位量が所定の許容範囲Ａに入るように、アライメント検出結果に基づいてＸＹＺ駆動部４０６を駆動制御し測定部４０４をＺ方向に移動させる。これにより、被検眼に対する測定部４０４の自動アライメントが行われる。

ここで、制御部８０は、ＸＹＺ方向におけるアライメント偏位量がそれぞれ所定の許容範囲に入ると、制御部８０はＸＹＺ駆動部４０６の各駆動系の作動を停止させていく。そして、ＸＹＺ方向のアライメントが完了したら、制御部８０は、照射光学系１００に設けられた測定光源１を点灯させると共に、リング指標投影光学系４０と作動距離指標投影光学系３１の光源を消灯する。これにより、被検眼の前眼部に向けて測定光が照射され、被検眼角膜及び水晶体前面から測定光による反射光が干渉光学系２００及び撮像光学系３０に向けて発せられ、受光素子２３及び撮像素子３３に受光される。

これにより、測定光の角膜での反射によって前眼部上に形成される角膜頂点輝点Ｋ１（以下、角膜輝点Ｋ１とする）と水晶体前面での反射によって前眼部上に形成される水晶体前面輝点Ｃ１が撮像素子３３上に結像される（図７参照）。そして、撮像素子３３によって取得された前眼部輝点は、固視光学系３００によって被検眼に呈示する固視標の呈示位置を移動させ被検眼の固視方向を誘導することにより、被検眼の光軸（被検眼の角膜曲率中心及び水晶体前面の曲率中心を結ぶ直線）と測定光軸Ｌ１とを一致させるために用いられる。

以上のようにして、測定光軸Ｌ１近傍にて角膜輝点Ｋ１が撮像素子３３に受光されると共に水晶体前面輝点Ｃ１が撮像素子３３に受光された状態になると、制御部８０は、撮像素子３３の撮像画像に含まれる輝点Ｋ１と輝点Ｃ１とを画像処理により検出する。

より具体的には、二次元撮像素子３３の撮像画像において各画素の受光信号の出力レベルが所定の閾値を超える部分を抽出することで各輝点の抽出処理を行い、抽出された輝点のサイズにより輝点Ｋ１か輝点Ｃ１か否かを判別する。例えば、各輝点の重心位置を通る水平方向における輝点の大きさを基に、大きい方の輝点を角膜輝点Ｋ１、小さい方の輝点を水晶体前面輝点Ｃ１（例えば、輝点Ｋ１より１／５程度小さい）として検出する。そして、輝点Ｋ１と輝点Ｃ１が検出されたら、制御部８０は、各輝点の重心位置（中心位置）等に基づいて輝点Ｋ１と輝点Ｃ１の各輝点の撮像位置（受光位置）を検出する。

そして、上記のように角膜輝点Ｋ１が検出されたら、制御部８０は、撮像素子３３に受光された角膜輝点Ｋ１の撮像位置とアライメント基準位置Ｏとのアライメント偏位量Δｄ２を検出し、アライメント偏位量Δｄ２が許容範囲Ａ内に入るようにＸＹＺ駆動部４０６を駆動制御するようにしてもよい。これにより、測定光による角膜輝点Ｋ１が測定光軸Ｌ１近傍に確実に位置されるようにアライメントが調整されるため、後述する固視誘導をスムーズに行うことができる。

なお、上記のように輝点Ｋ１と輝点Ｃ１の検出を行う場合、既に輝点Ｋ１と輝点Ｃ１が重なっていることによって、水晶体前面輝点Ｃ１が検出できない場合がありうる。ここで、制御部８０は、自動アライメントの完了後、撮像素子３３上で輝点Ｃ１が検出されたか否か（輝点Ｋ１と輝点Ｃ１の両輝点が検出されたか否か）の判定を行う。そして、輝点Ｃ１が検出されず、角膜輝点Ｋ１のみが検出されたような場合、制御部８０は、輝点Ｋ１及び輝点Ｃ１が検出される状態となるように、固視誘導光学系３００の駆動部３５１を駆動制御して被検眼に対する固視標の呈示位置を移動させる。より具体的には、制御部８０は、固視光学系３００を用いて所定の基準呈示位置から遠ざかるように段階的に固視標を移動させていき、撮像素子３３上で角膜輝点Ｋ１と水晶体輝点Ｃ１が検出されるようになったら固視標の移動を停止させ、前述の角膜輝点Ｋ１と水晶体輝点Ｃ１を用いて固視誘導制御に移行する。この場合、所定の基準呈示位置から所定量離れた基準呈示位置とは異なる呈示位置に直接移動させるようにしてもよい。

以上のようにして、アライメント検出結果に基づいて被検眼と測定部４０４とを所定の位置関係となるようにＸＹＺ駆動部４０６を用いて位置合わせした後，制御部８０は、アライメント完了の信号をトリガとして固視誘導光学系３００を用いて測定光軸と被検眼光軸を一致させるための固視標の呈示を行うとともに固視標の呈示によって生じたアライメントずれに対して再度所定の位置関係となるようにＸＹＺ駆動部４０６を用いて測定部４０４を駆動制御する。

より具体的には、制御部８０は、角膜頂点輝点Ｋ１と水晶体前面輝点Ｃ１とを撮像素子３３の受光面にて重畳させるように固視誘導光学系３００による固視標の呈示制御を行う。まず、制御部８０は、輝点Ｋ１と輝点Ｃ１との相対的な位置関係に基づいて被検眼の光軸（以下、眼光軸として説明する）と測定光軸との傾斜状態（測定光軸に対する眼光軸角度）を求める。この場合、制御部８０は、輝点Ｋ１と輝点Ｃ１との相対距離が大きいほど、測定光軸に対する眼光軸の傾斜量（傾斜角）が大きいことから、輝点間の相対距離と傾斜量の関係を予め実験により求めておく。また、輝点Ｋ１と輝点Ｃ１との相対位置（角膜輝点に対して水晶体前面輝点がどの方向にあるか）と測定光軸に対する眼光軸の傾斜方向に対応関係があることから、輝点間の相対位置と傾斜方向の関係を予め実験により求めておく。そして、このようにして求められた輝点間の相対距離と傾斜量の関係、及び輝点間の相対位置と傾斜方向の関係を予めメモリ８５に記憶させておく。これにより、制御部８０は、前述のようにして得られる輝点間の相対距離と輝点間の相対位置に基づいて測定光軸に対する眼光軸の傾斜量及び傾斜方向を検出することにより、被検眼の眼光軸と測定光軸との傾斜状態を求める。なお、上記のように傾斜状態を求める場合、被検眼の瞳孔中心を画像処理により検出し、瞳孔中心と，輝点Ｋ１または輝点Ｃ１との位置関係から傾斜状態を求めるようにしてもよい。

次に、制御部８０は、前述のように得られる被検眼の眼光軸と測定光軸との傾斜状態に基づいて固視標の移動情報（例えば、移動量及び移動方向）を取得し、測定光軸と被検眼の眼光軸と一致した状態になるように固視光学系３００を制御する。これにより、所定の基準呈示位置（第１の呈示位置）から固視標の位置情報に対応する第２の呈示位置に移動されるように、被検眼に対して固視標が所定方向及び所定量移動される。この場合、例えば、所定の基準呈示位置から固視標を移動させることで測定光軸と被検眼の眼光軸と一致した状態になるように、測定光軸と眼光軸との傾斜方向に基づいて固視標の基準呈示位置からの固視標の移動方向を実験もしくは演算により求め、測定光軸と眼光軸との傾斜量に基づいて固視標の基準呈示位置からの固視標の移動量を実験もしくは演算により求め、眼光軸と測定光軸の傾斜状態と，固視標の移動位置との関係を予めテーブルまたは演算式としてメモリ８５に記憶させておけばよい。これにより、メモリ８５から被検眼の眼光軸と測定光軸との傾斜状態に対応する固視標の移動情報を得ることができる。

ここで、制御部８０によって駆動部３５１が駆動制御され、ギンバル光学マウント３５０の動作によって反射ミラー３０７の回転角度が調整されると、反射ミラー３０７による固視光束の反射角度が変化され固視光束が偏向されることにより、被検眼瞳孔付近に入射されるときの固視光束の測定光軸Ｌ１に対する入射角度が変化する。よって、被検者には固視標が移動されるように視認され、これに追従しようとする被検眼の眼球が回旋される。例えば、駆動部３５１の駆動によって反射ミラー３０７が紙面上の反時計回りに回転されると、被検者には固視標が右方向に移動するように見える。よって、被検眼の固視方向が右方向に移動される。この場合、制御部８０は、メモリ８５から取得される移動情報に基づいて固視標が第２の呈示位置に移動されるように駆動部３５１を駆動制御する。また、制御部８０は、固視標を移動させる場合、所定の基準呈示位置から第２の呈示位置に固視標を直接移動させるようにしてもよいし、所定の基準呈示位置から第２の呈示位置に向けて段階的に移動するようにしてもよい。

この場合、制御部８０は、測定光軸と被検眼の光軸を一致させるために必要となる偏向角度の範囲において駆動部３５１を駆動制御すればよく、例えば、被検眼前眼部付近に入射されるときの固視光束の測定光軸Ｌ１に対する入射角度が５°±２°の範囲内で変化されるように反射ミラー３０７の反射角度が調整されるものであればよい。

なお、制御部８０は、固視誘導光学系３００の制御による固視誘導を行う際、アライメント状態の検出を継続して行い、アライメント偏位量Δｄが所定の許容範囲Ａから外れたら、所定の許容範囲Ａに入るようにＸＹＺ駆動部４０６を制御することにより、固視誘導時に生じるアライメントずれを補正する。すなわち、制御部８０は、ＸＹＺ駆動部４０６を用いたアライメント制御動作と固視誘導光学系３００を用いた固視標呈示制御とを，所定の位置関係及び角膜輝点Ｋ１と水晶体前面輝点Ｃ１との重畳の両状態が同時に得られるまで繰り返し連続的に行う。

以上のようにして、被検眼の角膜頂点と測定光軸Ｌ１とのアライメントずれが許容範囲内に入った状態であって、かつ、固視誘導光学系３００を用いた固視誘導制御により被検眼の眼光軸と測定光軸とが略一致された状態に調整された状態となったら、制御部８０は、前房深度測定を開始する。この場合、制御部８０は、撮像素子３３に受光される輝点Ｋ１と輝点Ｃ１とが重なったか（一致されたか）否かの判定を行い、判定結果に基づいて測定開始のトリガを発するようにしてもよい（調整完了のメッセージをモニタ８１に表示させ、検者操作によって測定開始がなされるようにしてもよい）。

より具体的には、制御部８０は、アライメント基準位置Ｏに対する輝点Ｋ１のアライメント偏位量Δｄ２と輝点Ｃ１のアライメント偏位量Δｄ３を検出し、両輝点の偏位量が許容範囲Ａ内に入ったと判定されたときに、測定開始のトリガ信号を発するようなことが考えられる。また、輝点Ｋ１によって輝点Ｃ１が重なって隠れた状態を検知するべく、制御部８０は、アライメント偏位量Δｄ２が許容範囲Ａ内であって、かつ、輝点Ｃ１が検出できなかったときにトリガ信号を発するようにしてもよい。また、制御部８０は、輝点Ｋ１と輝点Ｃ１との相対距離を検出し、検出される相対距離が所定の許容範囲内であって、かつ、角膜輝点Ｋ１とアライメント基準位置Ｏとのアライメントずれが所定の許容範囲内に入っているときに、トリガ信号を発するようにしてもよい。

ここで、測定開始のトリガ信号が発せられると、制御部８０は、駆動部７１を駆動させることにより可動三角プリズム５を移動させていき、受光素子２３から得られる干渉信号と、プリズム５の移動によって変化される第１測定光の光路長（光路長変更部材の駆動結果）、から被検眼の前房深度を求める。

ここで、第１測定光の光路長が長くなる方向にプリズム５が基準位置から移動されていくと、まず、第１測定光による角膜からの反射光と第２測定光による角膜からの反射光（第２測定光が水晶体に向かう際の角膜反射光）との干渉光が受光素子２３に検出される（前房深度０ｍｍの位置）。さらに、プリズム５が移動されていくと、角膜に照射された第１測定光の光路長と水晶体前面に照射された第２測定光との光路長との光路差が少なくなっていき、第１測定光による角膜からの反射光と第２測定光による水晶体前面からの反射光との干渉光が受光素子２３に検出される。ここで、第１測定光と第２測定光による角膜からの反射光の干渉光が検出される位置から第１測定光による角膜反射光と第２測定光による水晶体前面反射光との干渉光が検出されるまでのプリズム５の移動量は、被検眼の前房深度に応じて異なる。したがって、所定の演算式を用いて、移動量と被検眼の前房深度との関係を求めておくことにより、プリズム５の移動量に対応する前房深度を求めることができる。なお、取得された被験者眼の前房深度の情報は、メモリ８５に記憶されるとともに、モニタ８１に表示される。

以上のような構成とすれば、被検眼に対する測定部４０４のアライメント調整と被検眼の固視誘導をスムーズに行うことができるため、検者の手間を軽減でき、測定時間を短縮できる。

なお、以上の説明においては、被検眼に対するアライメント調整及び固視誘導を制御部８０により自動的に行うフルオートモードについて説明したが、自動アライメントモードと手動による固視誘導を組み合わせたセミオートモードを設けるようにしてもよい。この場合、自動アライメントが行われ、モニタ８１に輝点Ｋ１及び輝点Ｃ１が表示されると、検者は、モニタ８１を見ながら、輝点Ｋ１及び輝点Ｃ１が重なった状態になるように、コントロール部８４に設けられた固視誘導用スイッチ（操作レバー）８４ａを操作して被検眼の固視誘導を行う。ここで、操作レバー８４ａが検者によって操作されると、制御部８０は、その操作信号に基づいて駆動部３５１を駆動させ、反射ミラー３０７の反射角度を調整する。この場合、操作レバー８４ａの操作方向と固視標の移動方向が一対の関係となるようにメモリ８５に所定のプログラムが記憶されており、例えば、前方向に操作レバー８４ａが倒されると、被検者には固視標が上方向に移動するように見えるように駆動部３５１を制御する。そして、検者による操作レバー８４ａに対する傾倒動作が解除されると、制御部８０は、駆動部４０１の駆動を停止させ、固視標の呈示位置を所定位置にて停止させる。

そして、制御部８０は、前述の手動による固視誘導の際、アライメント偏位量Δｄ２が所定の許容範囲Ａから外れたら、所定の許容範囲Ａに入るようにＸＹＺ駆動部４０６を制御することにより、固視誘導時に生じるアライメントずれを補正する。このようにして、輝点Ｋ１及び輝点Ｃ１が重なった状態になれば、検者は、測定開始スイッチ８４ｂを押して前房深度を測定する。

なお、以上の説明において、操作レバー８４ａの操作によって固視標が移動されるようにしたが、モニタ８１をタッチパネルにしておき、制御部８０は、モニタ８１に表示される水晶体前面輝点Ｃ１がタッチされたときのモニタ８１上のおける座標位置を検出し、その検出結果から被検眼の固視標の移動情報を得て、これに基づいて固視誘導光学系３００を用いて固視誘導を行うようにしてもよい。

なお、以上の説明においては、被検眼水晶体前面からの反射光を干渉光として受光することにより前房深度を測定する構成について説明したが、水晶体前後面からの反射光を受光して水晶体厚を測定する構成においても本発明の適用は可能である。

また、以上の説明において、測定光による前眼部反射光を撮像素子３３に受光させ、測定光による輝点Ｋ１及び輝点Ｃ１を用いて固視誘導を行うような構成としたが、これに限るものではなく、被検眼の角膜輝点Ｋ１と水晶体前面輝点Ｃ２が撮像素子３３に受光されるように被検眼前眼部に向けて固視誘導のためのアライメント光が投影されるものであればよい。例えば、対物レンズ１０を介して所定のアライメント光を被検眼前眼部に向けて入射させるような投影光学系がありうる。

また、以上の説明においては、輝点Ｋ１及び輝点Ｃ２の撮影と、観察用の前眼部画像の撮影とを撮像素子３３によって行うものとしたが、観察用の前眼部画像の撮影と、輝点Ｋ１及び輝点Ｃ２の撮影と、を別々の撮像素子により行うような構成であってもよい。

また、以上の説明においては、被検眼に向かう固視光束を二次元的に偏向させる光偏向ユニットとして、反射ミラー３０７と、反射ミラー３０７を回転駆動させるためのギンバル光学マウント３５０と駆動部３５１を用いるような構成としてが、これに限るものではない。例えば、図８に示すように、被検眼に向かう固視光束を屈折させることにより固視光束を偏向させるようにしてもよい。

図８は、固視誘導光学系３００の変容例について説明する概略光学図である。図８の固視誘導光学系３００には、固視光源３１１、光源３１１から発せられた固視光束を結像させる結像レンズ３１３、直交するスリットパターン（他のパターン形状でも良い）を有する固視標板３１５、２枚のウェッジプリズム３１７ａ及び３１７ｂ、リレーレンズ３１９、被検眼の眼前に配置される対物レンズ３２１、が順次配置されている。ここで、ウェッジプリズム３１７ａ及び３１７ｂは、結像レンズ３１３とリレーレンズ３１９との間に配置され、結像レンズ３１３とリレーレンズ３１９の間を通過する固視光束を屈折させる光学部材として機能される。なお、２枚のウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂは、同じパワーを持ち、近接した状態で配置されている。そして、これらは、固視誘導光学系３００の固視光軸（対物レンズ３２１の光軸）を中心に２枚のウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂを別々に回転させる回転機構３６０上に配置されている。なお、図８におけるウェッジプリズム３１７ｂは、回転中の状態を示している。この場合、回転機構３６０は、制御部８０からの駆動信号に基づいてプリズム３１７ａ及び３１７ｂを動作させる駆動部３６１を有し、駆動部３６１の駆動により固視光束の偏向角度が調整される。この場合、ダイクロックミラーＤＭは固視光束を透過し測定光を反射する光学特性を持つ。

ここで、被検眼の瞳孔位置とウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂは、リレーレンズ３１９及び対物レンズ３２１に関して略共役な位置に配置されている。また、リレーレンズ３１９は、対物レンズ３２１の後側焦点位置であって、かつ、固視光束の結像位置に配置される。この場合、固視光束の結像位置は、結像レンズ３１３に関して固視光源３０１と略共役な位置Ｓ２である。また、リレーレンズ３１９の後側焦点位置に、ウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂが置かれる。また、対物レンズ３２１は、固視光源３０１と略共役な位置Ｓ１（結像レンズ３１３による固視光束の結像位置）に、対物レンズ３２１の後側焦点位置が置かれるように配置される。そして、上記の固視誘導光学系３００は、対物レンズ１０の前側焦点位置に被検眼の前眼部が配置されるように、アライメント調整機構により被検眼に対する位置関係が調整される。

上記のような固視誘導光学系３００において、固視光源３１１から固視光束が発せられると、結像レンズ３１３によって収束され、固視標板３１５を背後から照明する。そして、固視標板３１５の十字スリットを通過した光は、ウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂを通過した後、リレーレンズ３１９上に結像される。その後、固視光束は、リレーレンズ３１９によって、その主光線が対物レンズ１０のレンズ光軸と略平行になる。そして、リレーレンズ３１９によって偏向された固視光束は、対物レンズ１０によって平行光束に変換され、被検眼前眼部中心付近（例えば、瞳孔中心付近）に入射された後、被検眼眼底に結像される。

ここで、制御部８０によって駆動部３６１が駆動され、回転機構３６０の動作によってウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂが回転駆動されると、ウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂによって固視光束の屈折角が変化され固視光束が偏向されることにより、結果的に、被検眼瞳孔付近に入射されるときの固視光束の入射角度が変化する。したがって、ウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂの回転方向をそれぞれ調整して、ウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂを通過した後の固視光束を上下左右方向に移動（振らせる）させることにより、被検眼に呈示される固視標の呈示位置を上下左右方向に移動させることができる。

なお、上記構成において、被検眼の屈折異常に応じて固視光源３１１からウェッジプリズム３１７ａ、３１７ｂまでの光学部材を一体的に移動させる駆動機構を設けることにより、被検眼の屈折異常にかかわらず固視標を固視させやすくなる。また、固視標を固視させた所定位置から、さらに固視標を遠方方向に移動させるように制御を行うことにより被検眼に雲霧をかけるような構成としてもよい。

本実施形態に係る眼寸法測定装置の外観構成図である。 本実施形態に係る眼寸法測定装置の光学系及び制御系の構成について説明するための概略構成図である。 固視誘導光学系の具体例について示す光学概略図である。 本装置の動作について説明するフローチャートである。 前眼部観察画面を示す図である。 被検眼に対するアライメント状態の検出について説明する図である。 角膜頂点輝点と水晶体前面輝点の検出について説明する図である。 固視誘導光学系の変容例について説明する概略光学図である。

符号の説明

３０ 前眼部撮像光学系
３３ 二次元撮像素子
８０ 制御部
１００ 照射光学系
２００ 干渉光学系
３００ 固視誘導光学系
４０４ 測定部
４０６ ＸＹＺ駆動部
１０００ 測定光学系

Claims (5)

1. 被検眼の前眼部に向けて低コヒーレント光を照射し、被検眼前眼部からの反射光を干渉光として受光することにより前眼部における寸法を測定する測定部を有する眼寸法測定装置において、
   被検眼に対して前記測定部を３次元的に移動させる駆動手段と、
   被検眼に向けてアライメント光を投影するアライメント投影光学系と、
   前記アライメント光による前眼部からの反射光を撮像素子により受光し，被検眼に対する前記測定部のアライメントずれを検出するアライメント検出手段と、
   前記測定光学系の測定光軸と被検眼光軸を一致させるために被検眼に呈示する固視標の呈示位置を移動させ被検眼の固視方向を誘導するための固視誘導手段と、
   アライメント検出手段の検出結果に基づいて被検眼と前記測定部とを所定の位置関係となるように前記駆動手段を用いて位置合わせした後，前記固視誘導手段を用いて前記測定光軸と被検眼光軸を一致させるための固視標の呈示を行うとともに該固視標の呈示によって生じたアライメントずれに対して再度前記所定の位置関係となるように前記駆動手段を用いて前記測定部を駆動制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする眼寸法測定装置。
2. 請求項１の眼寸法測定装置は、
   さらに被検眼に向けて所定の光束を照射し，該光束の照射にて得られる角膜頂点輝点と水晶体前面輝点とを受光して前眼部輝点取得手段を備え、前記制御手段は前記前眼部輝点取得手段により得られた前記角膜頂点輝点と水晶体前面輝点とを受光面にて重畳させるように前記固視誘導手段による前記固視標の呈示制御を行うことを特徴とする眼寸法測定装置。
3. 請求項２の眼寸法測定装置において、
   前記制御手段は前記駆動手段を用いたアライメント制御動作と前記固視呈示手段を用いた固視標呈示制御とを，前記所定の位置関係及び前記角膜頂点輝点と水晶体前面輝点との重畳の両状態が同時に得られるまで繰り返し連続的に行うことを特徴とする眼寸法測定装置。
4. 請求項３の眼寸法測定装置において、
   前記制御手段は、受光された前眼部輝点の大小により前記角膜頂点輝点と水晶体前面輝点とを判別し、両輝点の位置関係及び距離に基づいて前記固視誘導手段による固視標の呈示制御を行うことを特徴とする眼寸法測定装置。
5. 請求項４の眼寸法測定装置において、
   前記固視誘導手段は、
   被検眼に向けて発せられる固視光源と、
   固視光源から発せられた固視光束を被検眼の眼底に結像させる結像光学系と、
   前記結像光学系の光路中に設けられ、被検眼の固視方向が誘導されるように前記固視光源から発せられた固視光束を二次元的に偏向させる光偏向ユニットと、
   前記測定光学系の測定光軸と被検眼の光軸を一致させるために前記光偏向ユニットを駆動制御する駆動制御手段と、
   を有することを特徴とする眼寸法測定装置。

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