JP2012034788A - 眼科測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な徹照像を取得できる。
【解決手段】 コヒーレント性を持つ光を発する光源を有し、光源から出射された光の少なくとも一部を測定光として被検者眼眼底に向けて投光する投光光学系、測定光による眼底反射光を含む光を受光素子で受光する受光光学系、を有し、被検者眼を測定するための測定光学系を備え、受光素子からの出力に基づいて被検者眼を測定する眼科測定装置において、被検眼前眼部と略共役な位置に配置された撮像面を持つ撮像素子を有し、光源による眼底反射光によって照明された徹照像を撮像する撮像光学系と、投光光学系の光路中に配置され、徹照像に生じるスペックルノイズを光学的に抑制するスペックル抑制手段と、
を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被検者眼の測定を行う眼科測定装置に関する。

被検眼眼底に測定光束を投光し、その反射光を受光して被検者眼の測定を行う眼科測定装置が知られている。例えば、オートレフラクトメータ、光干渉式眼軸長測定装置が挙げられる。

また、上記のような眼科測定装置において、眼底反射光により瞳孔内を照明することにより、瞳孔内画像（いわゆる徹照像）を撮像できる装置が知られている（特許文献１参照）。これにより、水晶体の混濁状態が確認される。

特開平８−１１２２５４号公報

ところで、本発明者らは、測定光源として可干渉性の光を発する光源（例えば、ＳＬＤ：Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）を設け、徹照像を撮影したところ、眼底での光散乱によって画像全体に斑点状のムラ（スペックルノイズ）が発生してしまうことがわかった。この場合、検者は、白内障による混濁と斑点状のムラが判別できず、混濁状態を確認しにくい。

本発明は、上記問題点を鑑み、良好な徹照像を取得できる眼科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） コヒーレント性を持つ光を発する光源を有し、光源から出射された光の少なくとも一部を測定光として被検者眼眼底に向けて投光する投光光学系、前記測定光による眼底反射光を含む光を受光素子で受光する受光光学系、を有し、被検者眼を測定するための測定光学系を備え、前記受光素子からの出力に基づいて被検者眼を測定する眼科測定装置において、被検眼前眼部と略共役な位置に配置された撮像面を持つ撮像素子を有し、前記光源による眼底反射光によって照明された徹照像を撮像する撮像光学系と、前記投光光学系の光路中に配置され、前記徹照像に生じるスペックルノイズを光学的に抑制するスペックル抑制手段と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼科測定装置において、前記測定光学系は、低コヒーレント光を出射する光源と、光源から出射された光を分割するビームスプリッタと、分割された光の一方を眼底に向けて投光する投光光学系、眼底で反射された一方の光と他方の光を合成することで発生する干渉光を受光素子に導く受光光学系、前記一方の光と他方の光の光路差を調整するために光軸方向に移動可能に配置された光学部材と、を有する眼軸長測定光学系であり、前記スペックル抑制手段は、前記撮像光学系の光路から外れた位置であって、かつ、前記一方の光と前記他方の光が通過する共通光路に配置されることを特徴とする。
（３） （２）の眼科測定装置において、前記測定光学系により干渉光を受光して眼軸長を測定するための第１モードと、前記撮像光学系により前記徹照像を撮像するための第２モードと、を切換える切換信号を発するモード切換手段と、前記モード切換手段からの切換信号に基づいて、前記第１モードでは前記スペックル抑制手段の作動を停止させ、前記第２モードでは前記スペックル抑制手段を作動させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
（４） （１）の眼科測定装置において、前記測定光学系は、前記眼底に測定指標を投影し、その反射光束を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系であり、前記スペックル抑制手段は、前記光源から前記眼底へと向かう測定光を前記眼底に対して偏向させる光偏向手段であることを特徴とする。
（５） （１）又は（４）の眼科測定装置において、前記測定光学系、前記撮像光学系、スペックル抑制手段を有する装置本体と、前記装置本体を被検眼に対して相対移動させる駆動手段と、前記測定光学系により被検者眼を測定するための第１モードと、前記撮像光学系により前記徹照像を撮像するための第２モードと、を切換える切換信号を発するモード切換手段と、前記モード切換手段からの切換信号に基づいて前記第２モードに設定された場合、被検眼の角膜頂点と前記撮像光学系の撮像光軸がずれるように前記駆動手段を制御し、前記撮像素子にて徹照像を撮像する撮像制御手段を備えることを特徴とする。

本発明は、上記問題点を鑑み、良好な徹照像を取得できる眼科測定装置を提供することが技術課題とする。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１の実施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外観図である。本装置は、基台２と、基台２に取り付けられた顔支持ユニット４と、基台２上に移動可能に設けられた移動台６と、移動台６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８を備える。移動台６は、ジョイスティック１２の操作により、基台２上を左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動される。また、測定部８は回転ノブ１２ａが回転操作されることにより、モーター等からなる駆動機構１７により上下方向（Ｙ方向）に移動される。移動台６には被検眼Ｅの観察像や測定結果等の各種の情報を表示するモニタ７０、各種設定を行うためのスイッチが配置された操作部９０が設けられている。なお、以下の説明では、測定部８に光干渉式眼軸長測定光学系が設けられた例を第１実施形態、測定部８に眼屈折力測定光学系が設けられた例を第２実施形態として説明する。以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図２は本実施形態に係る眼科装置の光学系について示す概略構成図である。本光学系は、眼軸長測定光学系（測定ユニット）１０、角膜形状測定用の指標を角膜に投影するケラト投影光学系５０、アライメント投影光学系４０、前眼部正面像を撮像する前眼部正面撮像光学系３０、に大別される。なお、以下の光学系は、測定部８に内蔵されている。

投影光学系５０は、測定光軸Ｌ１を中心に配置されたリング状の光源５１を有し、被検眼角膜にリング指標を投影して角膜形状（曲率、乱視軸角度、等）を測定するために用いられる。なお、光源５１には、例えば、赤外光または可視光を発するＬＥＤが使用される。

投影光学系４０は、光源５１の内側に配置され、赤外光を発する投影光源４１（例えば、λ＝９７０ｎｍ）を有し、被検者眼角膜にアライメント指標を投影するために用いられる。なお、上記光源５１及び光源４１は、前眼部照明光源を兼用する。

撮像光学系３０は、ダイクロイックミラー３３、対物レンズ４７、全反射ミラー３６、フィルタ３４、撮像レンズ３７、二次元撮像素子３５、を含み、被検眼の前眼部正面像を撮像するために用いられる。撮像素子３５は、撮像面が被検眼前眼部と略共役な位置に配置されている。また、撮像光学系３０は、眼底反射光によって照明された徹照像（瞳孔内画像）を撮像する。また、ダイクロイックミラー３３は、測定光の大部分を透過し、測定光の一部を反射すると共に、光源５１及び光源４１による光を反射する。

前述の投影光学系５０、投影光学系４０による前眼部反射光は、ダイクロイックミラー３３、対物レンズ４７、全反射ミラー３６、フィルタ３４、及び撮像レンズ３７を介して二次元撮像素子３５に結像される。

眼軸長測定光学系１０は、投光光学系１０ａ及び受光光学系１０ｂを有し、被検眼に測定光を投光し、その反射光による干渉光を検出する。投光光学系１０ａは、低コヒーレント光を出射する測定光源１（本実施例では、固視灯を兼ねる）、測定光源１から出射された光束を平行光束とするコリメータレンズ３、光源１から出射された光を分割するビームスプリッター（以下、ビームスプリッタ）５、ビームスプリッタ５の透過方向に配置された第１三角プリズム（コーナーキューブ）７、ビームスプリッタ５の反射方向に配置された第２三角プリズム９、偏光ビームスプリッタ１１、１／４波長板１８、光をランダムに拡散させる光学部材としての拡散板１３を有する。

拡散板１３は、投光光学系１０ａの光路中に配置され、徹照像に生じるスペックルノイズを光学的に抑制するスペックル抑制手段として用いられる。本実施例において、拡散板１３は撮像光学系３０の光路から外れた位置であって、かつ、第１測定光と第２測定光が通過する共通光路に配置されている。すなわち、徹照像のスペックルノイズを除去するため、徹照像撮影時において、光路に挿入され、光軸Ｌ１に対して垂直方向に振動される。なお、本実施例においては、拡散板１３を光軸Ｌ１に対して垂直方向に振動する構成としたが、回転させてもかまわない。

第１駆動部１６は、モータ等の駆動源を持ち、拡散板１３を光路から挿脱させるために配置されている。第２駆動部１５は、モータ等の駆動源を持ち、拡散板１３の挿入後、拡散板１３を光軸に対して垂直方向に振動させるために配置されている。測定光による角膜反射光と眼底反射光による干渉光を受光するために配置された受光光学系１０ｂは、ダイクロイックミラー３３と、１／４波長板１８と、偏光ビームスプリッタ１１と、集光レンズ１９と、受光素子２１と、を有する。

光源１から出射された光（直線偏光）は、コリメータレンズ３によってコリメートされた後、ビームスプリッタ５によって第１測定光と第２測定光とに分割される。そして、分割された光は、三角プリズム７（第１測定光）及び三角プリズム９（第２測定光）によって反射されて各々折り返された後、ビームスプリッタ５によって合成される。そして、合成された光は、偏光ビームスプリッタ１１によって反射され、１／４波長板１８によって円偏光に変換された後、光軸に対して垂直方向に振動する拡散板１３、ダイクロイックミラー３３を介して、少なくとも被検眼角膜と眼底に照射される。このとき、測定光束は、被検者眼の角膜と眼底にて反射されると、１／２波長分位相が変換される。

角膜反射光及び眼底反射光は、ダイクロイックミラー３３（眼底反射光の一部は、反射される）、拡散板１３を透過し、１／４波長板１８によって直線偏光に変換される。その後、偏光ビームスプリッタ１１を透過した反射光は、集光レンズ１９によって集光された後、受光素子２１によって受光される。

なお、三角プリズム７は、光路長を変更させるための光路長変更部材として用いられ、駆動部７１（例えば、モータ）の駆動によってビームスプリッタ５に対して光軸方向に直線的に移動される。この場合、光路長変更部材は、三角ミラーであってもよい。また、プリズム７の駆動位置は、位置検出センサ７２（例えば、ポテンショメータ、エンコーダ、等）によって検出される。

なお、上記説明においては、角膜反射光と眼底反射光を干渉させる構成としたが、これに限るものではない。すなわち、光源から出射された光を分割するビームスプリッタ（光分割部材）と、サンプルアームと、レファレンスアームと、干渉光を受光するための受光素子と、を有し、サンプルアームを介して被検眼に照射された測定光とレファレンスアームからの参照光とによる干渉光を受光素子により受光する光干渉光学系を備える眼寸法測定装置であってもよい。この場合、サンプルアーム及びレファレンスアームの少なくともいずれかに光路長変更部材が配置される。

また、上記構成においては、プリズム７を直線的に移動させることにより参照光の光路長を変化させるものとしたが、これに限るものではなく、回転反射体による光遅延機構により参照光の光路長を変化させる構成であっても、本発明の適用は可能である（例えば、特開２００５−１６０６９４号公報参照）。

また、測定光学系１０の測定光源１を徹照像撮影用光源として用いており、投光光学系１０ａと同様の光路を経て、被検眼眼底に投光される。そして、その眼底反射光によって被検眼の瞳孔内が後方から照明される。そして、被検眼瞳孔を出射した光は、前述の前眼部反射光と同様の経路を経て、二次元撮像素子３５に撮像される。これにより、被検眼瞳孔内の徹照像が取得される。

次に、制御系について説明する。制御部８０は、装置全体の制御及び測定結果の算出を行う。制御部８０は、光源１、光源５１、光源４１、駆動機構１７、第１駆動部１６、第２駆動部１５、受光素子２１、撮像素子３５、モニタ７０、メモリ８５等と接続されている。また、制御部８０には、各種入力操作を行うための操作部９０が接続されている。メモリ８５には、各種制御プログラムの他、制御部８０が眼軸長等を算出するためのソフトウェアプログラム等が記憶されている。

操作部９０には、例えば、測定光学系により干渉光を受光して眼軸長を測定する第１モードと、撮像光学系により瞳孔内画像である徹照像画像を撮像する第２モードとを切り換える切換信号を発するためのモード切換手段（モード切換スイッチ９０ａ）が設けられている。また、操作部９０には、操作入力部として、マウス等の汎用インターフェースが用いられてもよいし、その他、タッチパネルが用いられてもよい。

制御部８０は、モード切換手段からの切換信号に基づいて、第１モードではスペックル抑制手段の作動を停止させ、第２モードではスペックル抑制手段を作動させる。

より具体的に説明すると、制御部８０は、第１駆動部１６及び第２駆動部１５の駆動を制御し、拡散板１３の着脱及び振動の作動を制御する。なお、眼軸長の測定時には、拡散板１３は、光路上より外され、振動が停止される。

第１モードでは、拡散板１３は光路上より外され、第１駆動部１６及び第２駆動部１５の作動は停止される。また、第２モードへの切り換え時には、制御部８０により、第１駆動部１６が作動され、拡散板１３が光路上に挿入されるとともに、第２駆動部１５が作動され、拡散板１３が振動される。なお、モード切換スイッチ９０ａの操作により第２モードから第１モードへ切り換えられると、制御部８０は、第２駆動部１５の作動を停止し、拡散板１３の振動を停止させる。そして、第１駆動部１６を作動し、光路上から拡散板１３を外す。制御部８０は、拡散板１３が光路上から外れると、第１駆動部１６の作動を停止させる。

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。まず、第１モードに設定された場合を説明する。検者は、モニタ７０に表示される被験者眼のアライメント状態を見ながら、ジョイスティック１２等の操作手段を用いて、装置を上下左右及び前後方向に移動させ、装置を被験者眼Ｅに対して所定の位置関係に置く。この場合、検者は、固視標を被験者眼に固視させる。

図３は撮像素子３５によって撮像された前眼部画像が表示された前眼部観察画面を示す図である。アライメントの際には、光源４１及び光源５１が点灯される。ここで、検者は、図３に示すように、電子的に表示されたレチクルＬＴと、光源４１によるリング指標Ｒ１と、が同心円状になるように上下左右のアライメントを行う。また、検者は、リング指標Ｒ１のピントが合うように、前後のアライメントを行う。なお、リング指標Ｒ１の外側には、第２光源５１によるリング指標Ｒ２が表示されている。

＜眼軸長の算出＞
アライメント完了後、測定開始のトリガ信号が自動又は手動にて出力され、制御部８０によって測定光源１が点灯されると、眼軸長測定光学系１０によって測定光が被検眼に照射されると共に、測定光による被検眼からの反射光が受光光学系１０ｂの受光素子２１に入射される。

また、制御部８０は、駆動部７１の駆動を制御し、第１三角プリズム７を往復移動させる。そして、制御部８０は、受光素子２１から出力される受光信号に基づいて、受光素子２１によって干渉光が検出されたタイミングを元に、眼軸長を算出する。

取得された被験者眼の眼軸長の情報は、メモリ８５に記憶される。また、制御部８０は、所定回数の測定が完了したら（又は被検者の眼軸長値が所定数得られたら）、プリズム７の往復移動を終了し、プリズム７の移動位置を初期位置に復帰させる。なお、第１モードでは、眼軸長の他、角膜形状が任意に測定可能である。

＜徹照像撮影＞
検者により、第２モードへのモード切換スイッチ９０ａが選択されると、制御部８０は、第１モードから第２モードへとモード切り換えを行う。なお、制御部８０は、第１モードから第２モードへの切換を自動的に行うようにしてもよい。第２モードでは、制御部８０は、第１駆動部１６を作動させ、拡散板１３光路上に挿入する。次いで、第２駆動部１５を作動させ、光路上にて、拡散板１３を振動させる。

そして、光源５１及び光源４１を消灯させ、光源１を点灯させる。光源１より出射され、拡散板１３を通って、眼底に投光される。そして、眼底反射光は被検眼Ｅの水晶体内を照明した後に、瞳孔から出射される。瞳孔より出射された眼底反射光は、ダイクロイックミラー３３により反射され、徹照像として撮像素子３５により撮像され、モニタ７０上に表示される。これにより、白内障や混濁のある部位Ｋにおいては、暗い影が確認される（図４参照）。

ここで、投光系より発せられた光の経路を考えると、被検眼眼底のような面は、光の波長と比較してその凹凸が同程度かまたは大きい。そのため、被検眼眼底に向けて照射した光束は、眼底で複雑な位相変化を伴って重なり合い、それらの光束が互いに干渉している場合がある。そして、その反射光により徹照像を撮像すると、徹照画像上に斑点状のムラが発生する。

そのため、徹照像の撮影時に斑点上のムラが発生する光路上において、拡散板１３を設置することで、徹照画像上の斑点状のムラを除去した。すなわち、光路上にて、拡散板１３を光軸に対して垂直方向に振動させることにより、眼底に向かう測定光に対して位相差を発生させる。これにより、眼底上での測定光の干渉状態が変動され、結果的に、徹照画像上に生じるスペックルパターンが時間的に変動される。そして、受光系の応答速度内での積分効果によりパターンが平均化される。この場合、例えば、撮像素子３５において１フレームを取得する時間内にスペックルパターンが幾重にも変動するように、十分な速度で拡散板１３を振動させる。

そして、ジョイスティック１２に設けられたスイッチ１２ｂが操作されると、徹照像画像が取得され、メモリ８５に記憶される。また、このような徹照像画像は、モニタ７０やプリンタ等に出力される。なお、本発明においては、撮影スイッチ１２ｂを操作することにより画像の取得が行われるものとしたが、自動的に撮影が行われる構成としてもよい。

以上のように、本発明によれば、徹照像画像のような瞳孔内画像を撮影した際の画像全体の斑点状のムラを除去でき、検者は、白内障による混濁と斑点状のムラを誤認識することなく確認することができる。

また、上記説明においては、徹照像撮影時に拡散板１３を作動させることにより、徹照像のスペックルノイズが除去され、白内障の進行状態の確認に適した良好な徹照像が得られる。一方、眼軸長測定時に拡散板１３の作動を停止させることにより、眼底反射光と他の光の光干渉性が確保され、眼軸長を正確に測定できる。

なお、本発明においては、スペックルノイズを除去するために用いる光学部材として、拡散板１３を用いたが、これに限らない。例えば、プリズムを用いてもよい。プリズムを用いる場合、駆動部により、プリズムを回転運動させ、光束を偏心回転させることにより、眼底上での光束の散乱状態が変化され、スペックルノイズを除去可能となる。また、水晶偏光解消板、バンドルファイバ、フォトニック結晶、液晶プレート等の部材を用いてコヒーレンス性を低下させ、スペックルノイズを除去することも可能である。

なお、上記構成においては、拡散板１３を偏光ビームスプリッタ１１とダイクロイックミラー３３の間に挿入する構成としたがこれに限らず、撮像光学系３０の光路から外れた位置であればよい。

さらに、第１測定光と第２測定光との共通光路（例えば、光源１とビームスプリッタ５の間）であることが好ましい。これにより、スペックルノイズ除去用の光学部材によって測定光束全体が作用される。一方、分割光路のいずれかに配置されると、他方の光が変動されないからである。

なお、プリズムを用いた場合には、眼底上での光束を移動させる必要があるため、その配置位置は、撮像光学系３０の光路から外れた位置かつ、眼底共役位置から外れた位置とすることで適用可能となる。

なお、本発明においては、測定光源１として、低コヒーレント光を出射する光源であるＳＬＤを用いたが、これに限らず、コヒーレント性を持つ光を出射する光源であればよい。例えば、高コヒーレント光源であるマルチモードレーザダイオードでも適応可能である。

なお、上記構成においては、スペックル除去手段として、プリズム等の光束偏向部材を用いる場合、瞳孔共役位置にこれを配置するのであれば、眼軸長測定中に光束偏向部材を作動させても、角膜反射光の移動が軽減され、干渉性の低下は、一定量抑制されるかもしれない。

＜第２実施形態＞
以下、第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図５は本発明に係る眼科装置（眼屈折力測定装置）における光学系及び制御系の概略構成図である。

本光学系は、測定光学系６０、観察光学系１１０、アライメント投影光学系１００、固視標光学系１２０、に大別される。

測定光学系６０は、被検眼の瞳孔中心部から眼底にスポット状の光束を投影する投影光学系６０ａと、その反射光を瞳孔周辺部からリング状に取り出す受光光学系６０ｂから構成される。投影光学系６０ａは、測定光軸Ｌ１上に配置されたＳＬＤ等の赤外点光源６１、リレーレンズ６２、ホールミラー６３、駆動部８９により光軸Ｌを中心に回転駆動されるプリズム６４、測定用対物レンズ６７からなり、この順に被検眼に向けて配置されている。光源６１は被検眼眼底と共役な関係となっており、ホールミラー６３のホール部は瞳孔と共役な関係となっている。プリズム６４は被検眼Ｅの瞳孔及び眼底と共役な位置から外れた位置に配置されており、通過する光束を光軸Ｌ１に対して偏心させる。測定用対物レンズ６７と被検眼の間には、光路分岐部材であるビームスプリッタ２９が配置されている。ビームスプリッタ２９は、被検眼前眼部の反射光を観察光学系１１０に反射させ、固視標光学系１２０の光束を被検眼に導く。また、ビームスプリッタ２９は、赤外点光源６１より出射され、眼底で反射された眼底反射光の一部を反射し、観察光学系１１０へ導き、他の眼底反射光を透過し、受光光学系６０ｂへ導く。なお、赤外点光源６１による眼底反射光の内、観察光学系１１０へ導かれた眼底反射光は、徹照像画像の撮影時に用いられる（詳細は後述する）。

受光光学系６０ｂは、投影光学系６０ａの測定用対物レンズ６７、プリズム６４及びホールミラー６３を共用し、ホールミラー６３の反射方向の光路に配置されたリレーレンズ６５、ミラー６６、ミラー６６の反射方向の光路に配置された受光絞り６８、コリメータレンズ６９、リングレンズ７４、ＣＣＤ等の２次元受光素子である撮像素子７９を備える。受光絞り６８及び撮像素子７９は、被検眼眼底と共役な関係となっている。撮像素子７９の出力は、画像処理部７６を介して制御部７５に接続されている。

また、投影光学系６０ａの光源６１と、受光光学系６０ｂの受光絞り６８、コリメータレンズ６９、リングレンズ７４、撮像素子７９は、可動ユニット８８として光軸方向に一体的に移動可能となっている。８６は可動ユニット８８を光軸方向に移動させる駆動部であり、被検眼の球面屈折誤差（球面屈折力）に応じて移動させることで、球面屈折誤差を補正し、被検眼眼底に対して光源６１、受光絞り６８及び撮像素子７９が光学的に共役になるようにする。可動ユニット８８の移動位置は、ポテンショメータ８７により検出される。なお、ホールミラー６３とリングレンズ７４は、可動ユニット８８の移動量に拘わらず、被検眼の瞳と一定の倍率で共役になるように配置されている。

ビームスプリッタ２９により光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ２上には、観察系対物レンズ４３、ハーフミラー４２、ダイクロイックミラー１２４、投光レンズ１２３、固視標１２２、可視光源１２１が順次配置されており、光源１２１〜観察系対物レンズ４３により固視標光学系１２０が構成される。光源１２１及び固視標１２２は光軸Ｌ２方向に移動することにより被検眼の雲霧を行う。光源１２１は固視標１２２を照明し、固視標１２２からの光束は投光レンズ１２３、ダイクロイックミラー１２４、ハーフミラー４２、対物レンズ４３を経た後、ビームスプリッタ２９で反射して被検眼に向かい、被検眼は固視標１２２を固視する。

１００は被検眼正面からアライメント指標を投影するアライメント投影光学系であり、光源１０１からの近赤外光は集光レンズ１０２により集光されてダイクロイックミラー１２４、ハーフミラー４２、対物レンズ４３を介して略平行光束とされた後、ビームスプリッタ２９で反射されて被検眼に投影される。

１１０は観察光学系であり、ハーフミラー４２の反射側には、撮影レンズ１１１、撮像素子１１２が配置されている。撮像素子１１２の出力は画像処理部７７を介してモニタ７０に接続されている。被検眼の前眼部像は、ビームスプリッタ２９、対物レンズ４３、ハーフミラー４２、撮影レンズ１１１を介して撮像素子１１２の撮像素子面に結像し、観察画像がモニタ７０に表示される。観察光学系１１０は被検眼角膜に形成されるアライメント指標像を検出する光学系及び瞳孔位置を検出する光学系を兼ねることも可能であり、画像処理部７７により指標像の位置及び瞳孔位置が検出される。

制御部７５は、画像処理部７６を介して取得されたリング像を解析し、被検眼の眼屈折力を算出する。また、制御部７５は、装置全体の制御を行う。また、制御部７５には、同一被検眼において、眼屈折力を測定するための第１モードと、瞳孔内画像である徹照像画像を撮像する第２モードを切り換えるためのモード切換スイッチ９０ａ等を備えた操作部９０が接続されている。

＜眼屈折力測定＞
次に、以上のような構成を備える装置において、その動作を説明する。モード切換スイッチ９０ａにより第１モードに設定されると、制御部７５は、光源６１を点灯すると共に、プリズム６４を駆動部８９により高速回転させる。そして、被検眼の瞳孔中心（又は角膜中心）に測定光軸Ｌ１がアライメントされ、測定開始のトリガ信号が出力されると、制御部７５は、光源６１より赤外光を出射させる。

光源６１から出射された赤外光は、リレーレンズ６２、ホールミラー６３、プリズム６４、対物レンズ６７、ビームスプリッタ２９を経て、被検眼の眼底上にスポット状の点光源像を形成する。このとき、光軸周りに回転するプリズム６４により、ホールミラー６３のホール部の瞳投影像（瞳上での投影光束）は、高速に偏心回転される。

眼底に投影された点光源像は反射・散乱されて被検眼を射出し、ビームスプリッタ２９により、眼底反射光の一部は反射され、他は透過される。そして、ビームスプリッタ２９を透過した反射光は、対物レンズ６７によって集光され、高速回転するプリズム６４、ホールミラー６３、リレーレンズ６５、ミラー６６を介して受光絞り６８の位置に再び集光され、コリメータレンズ６９とリングレンズ７４とによって撮像素子７９にリング状に結像する。このとき、眼底からの反射光束は投影光学系６０ａと同じプリズム６４を通過することによって、それ以降の光学系ではあたかも瞳上における投影光束・反射光束（受光光束）の偏心が無かったかのように逆走査されることになる。

撮像素子７９からの出力信号は画像処理部７６により検出処理される。被検眼が正視眼の場合、撮像素子７９と眼底とが共役になり、眼底反射光はリングレンズ７４に平行光束として入射するため、撮像素子７９上にはリングレンズ７４と同じサイズのリング像が結像する。一方、被検眼Ｅに球面屈折成分の屈折異常がある場合、撮像素子７９上にできるリング像のリング半径は、その球面屈折誤差のずれ量に比例した大きさになる。乱視屈折誤差がある場合は、撮像素子７９上にできるリング像はその乱視屈折誤差に応じて楕円形状となる。したがって、撮像素子７９上にできるリング像の形状を解析することにより、各経線方向の屈折誤差を求めることができ、これに所定の処理を施すことにより、Ｓ（球面度数）、Ｃ（乱視度数）、Ａ（乱視軸角度）の屈折値を求めることができる。リング像のサイズは、リング像のエッジの中心位置、光量レベルの重心位置あるいは光量レベルのピーク位置として求めることができる。

実際の測定は、予備測定から得られる屈折力に基づいて固視標１２２を一旦眼底と共役になる位置に置いた後、適当なディオプタ分だけ雲霧が掛かるように固視標１２２を移動させる。そして、被検眼に雲霧を掛けた状態で本測定が実行される。固視標光学系１２０の視標光束は、プリズム６４より被検眼側に配置されたビームスプリッタ２９を介して被検眼に向かうため、被検眼は固視標を安定して注視することができる。

＜徹照像撮影＞
モード切換スイッチ９０ａにより第２測定モードへの切換信号が発せられると（自動的に切り換えられても良い）、制御部７５は、光源１０１を消灯させ、光源６１を点灯させる。光源６１より出射され、プリズム６４を通り、眼底で反射された眼底反射光は被検眼Ｅの水晶体内を照明した後に、瞳孔から出射される。瞳孔より出射された眼底反射光は、ダイクロイックミラー２９により一部反射され、徹照像として撮影レンズ１１１を介して撮像素子１１２の撮像素子面に結像し、モニタ７０に表示される。

ここで、測定光学系６０の測定光源６１には、コヒーレント性（干渉性が高い）を持つ光源であるＳＬＤが用いられており、その光源による眼底反射光により徹照像を撮像すると、第１実施形態と同様に、徹照画像上に斑点状のムラ（スペックルノイズ）が発生する。

そこで、本実施形態では、スペックル抑制手段として、光源６１から眼底へと向かう測定光を眼底に対して偏向させる光偏向手段としてプリズム６４の回転駆動を用い、眼底と共役で無い位置に配置することにより徹照像のスペックルノイズを除去している。すなわち、眼底と共役でない位置にプリズム６４を配置したことにより、被検眼眼底に投影されるスポット状の光束（点光源像）も高速で偏心回転運動する。ここで、眼底上で測定光束が移動されることにより、眼底上での光束の散乱状態が変化され、結果的に、徹照像のスペックルノイズは、撮像素子１１２の蓄積時間中に中和され、その影響が取り除くことが可能になる。

なお、本実施例においては、プリズム６４をホールミラー６３と対物レンズ６７の間に挿入する構成としたがこれに限らず、眼底共役位置から外れ、かつ、観察光学系１１０の光路から外れた位置であればよい。例えば、対物レンズ６７とビームスプリッタ２９の間に設置した構成であってもよい。また、眼底共役から外れた位置だけでなく、瞳孔共役から外れた位置にプリズム６４を配置することにより、スペックルノイズの除去とともに、測定光を瞳孔上で偏心できることにより、眼屈折力の平均的な測定ができるためよりよい。

以上のように、本発明によれば、徹照像画像のような瞳孔内画像を撮影した際の画像全体の斑点状のムラを除去でき、検者は、白内障による混濁と斑点状のムラを誤認識することなく確認することができる。

なお、上記第１及び第２実施形態において、徹照像を撮像する場合、被検眼の角膜頂点と撮像光学系の撮像光軸がずれるように装置本体を被検眼に対して相対移動させる駆動手段（駆動機構１７）を制御し、撮像素子にて瞳孔内画像を撮像するとよりよい。すなわち、制御部は、モード切換手段からの切換信号に基づいて第２モードに設定された場合、被検眼の角膜頂点と撮像光学系の撮像光軸がずれるように駆動手段を制御し、撮像素子にて徹照像を撮像する。

眼軸長や眼屈折力の測定時、通常、角膜頂点と撮像光軸が一致された状態で行われる。しかしながら、その後、徹照像を撮像しようとすると、徹照像画像の中央部に測定光源による角膜輝点Ｂが映るために、検者は、徹照像画像が観察しづらくなる。また、検者は、混濁部と角膜輝点を間違えてしまう可能性がある（図６（ａ）参照）。そこで、角膜頂点と撮像光軸をずらすことにより、角膜輝点Ｂの輝度は小さくなり、検者は、徹照像が観察しやすくなり、誤認の可能性も低くなる（図６（ｂ）参照）。なお、この駆動機構１７の制御については、コヒーレント性の高い光源に制限されず、コヒーレント性の低いＬＥＤであっても適用可能である。

以下に、図６を用いてより具体的に説明していく。なお、以下の説明は、第１実施形態の装置を例に説明する。ここで、第２モードへのモード切換スイッチ９０ａが選択されると、制御部８０は、第１モードから第２モードへとモード切り換えを行う。

そして、モニタ７０上に徹照像画像が表示された後、制御部８０は、撮像素子３５により撮像された徹照像において、輝度値がピーク値となるＸＹ座標を略角膜頂点位置（角膜輝点位置）Ｍｏとして検出する。そして、測定部８と被検者眼を所定の位置関係にするために予め撮像素子３５上に設定されたＸＹ方向の基準位置Ｏ２（Ｄ１、０）と角膜頂点位置Ｍｏとの偏位量Δｄを求める（図７参照）。

なお、基準位置Ｏ２は、第２モード時に用いる基準位置である。なお、基準位置Ｏ２は、撮像素子３５の撮像面上における撮像光軸Ｌ１に対応する光軸位置Ｏ１に対して、所定量Ｄ１ずれた位置に設定される。いいかえれば、検出されるアライメントずれ量は、光軸位置Ｏ１に対してＤ１分オフセットが掛けられる。なお、Ｄ１は、角膜輝点Ｂの大きさ／明るさ、徹照像の撮像状態などを考慮して設定される。

ここで、制御部８０は、この偏位量Δｄが角膜頂点移動完了の許容範囲Ａ１に入るように、駆動機構１７の駆動制御による自動アライメントを作動する。

偏位量Δｄがアライメント完了の許容範囲Ａ１に入り、その時間が一定時間（例えば、画像処理の１０フレーム分又は０．３秒間等）継続しているかにより、ＸＹ方向のアライメントの適否を判定する。

ここで、ＸＹＺ方向におけるアライメント偏位量Δｄが許容範囲Ａ１に入ったら、駆動機構１７の駆動を停止させると共に、アライメント完了信号を出力する。なお、アライメント完了後においても、制御部８０は、偏位量Δｄを随時検出しており、撮影完了前に、偏位量Δｄが許容範囲Ａ１を超えた場合、自動アライメントを再開する。すなわち、制御部８０は、偏位量Δｄが許容範囲Ａ１を満たすように被検者眼に対して測定部８を追尾させる制御（トラッキング）を行う。

これにより、モニタ７０上に表示されている徹照像画像より角膜輝点を移動させ、観察の妨げとなることを防ぐことが可能となる。なお、上記の場合、光源４１及び光源５１を消灯する前段階における前眼部観察像と角膜輝点を用いるようにしてもよい
なお、徹照像の位置座標と角膜輝点の位置座標を比較することにより、自動アライメントを行い、角膜輝点の移動を行うものでもよい。より具体的に説明すると、制御部８０は、撮像素子３５によって撮像された徹照像において、輝度値がピーク値となる位置の検出により角膜輝点の位置を検出する。

次いで、制御部８０は、徹照像に対してエッジ検出を行い、徹照像の外周の位置座標を検出する。そして、制御部８０は、角膜輝点の位置座標と徹照像の外周の位置情報を比較し、角膜輝点の位置座標が徹照像の外周の位置座標と同位置または、その外側の位置となるように測定部８を移動させる。もちろん、角膜輝点Ｂの輝度が小さくなり認識しづらくなる位置であればかまわない。例えば、徹照像の外周よりも内側であっても角膜輝点の輝度が小さくなっており、観察の妨げとならない位置であればよい。

なお、上記のように角膜輝点の位置を検出しなくとも、制御部８０は、角膜輝点の大きさ／明るさが所定の許容範囲に達したときに、測定部８の移動を停止するようにしても良い。また、角膜輝点を検出せずとも、制御部８０は、第１測定モードの終了後、第２測定モードへの切換信号に基づいて駆動機構１７の駆動を制御し、測定部８を所定量移動させるようにすればよい。

本発明に係る眼科装置の外観図である。 本実施形態に係る眼科装置の光学系について示す概略構成図である。 前眼部画像が表示された前眼部観察画面を示す図である。 徹照像が表示された徹照像観察画面を示す図である。 本発明に係る眼屈折力測定装置における光学系及び制御系の概略構成図である。 角膜頂点と撮像光軸をずらす前後の徹照像観察画面を示す図である。 角膜頂点位置と基準位置とのずれの検出手法について説明する図である。

１ 測定光源
１０ 眼軸長測定光学系
１０ａ 投光光学系
１０ｂ 受光光学系
１３ 拡散板
１５ 第２駆動部
１６ 第１駆動部
３０ 前眼部正面撮像光学系
３５ 二次元撮像素子
４０ アライメント投影光学系
５０ ケラト投影光学系
７０ モニタ
８０ 制御部
８５ メモリ
９０ 操作部
９０ａ モード切換スイッチ

Claims (5)

1. コヒーレント性を持つ光を発する光源を有し、光源から出射された光の少なくとも一部を測定光として被検者眼眼底に向けて投光する投光光学系、
   前記測定光による眼底反射光を含む光を受光素子で受光する受光光学系、
   を有し、被検者眼を測定するための測定光学系を備え、
   前記受光素子からの出力に基づいて被検者眼を測定する眼科測定装置において、
   被検眼前眼部と略共役な位置に配置された撮像面を持つ撮像素子を有し、前記光源による眼底反射光によって照明された徹照像を撮像する撮像光学系と、
   前記投光光学系の光路中に配置され、前記徹照像に生じるスペックルノイズを光学的に抑制するスペックル抑制手段と、
   を備えることを特徴とする眼科測定装置。
2. 請求項１の眼科測定装置において、
   前記測定光学系は、低コヒーレント光を出射する光源と、光源から出射された光を分割するビームスプリッタと、分割された光の一方を眼底に向けて投光する投光光学系、
   眼底で反射された一方の光と他方の光を合成することで発生する干渉光を受光素子に導く受光光学系、
   前記一方の光と他方の光の光路差を調整するために光軸方向に移動可能に配置された光学部材と、を有する眼軸長測定光学系であり、
   前記スペックル抑制手段は、前記撮像光学系の光路から外れた位置であって、かつ、前記一方の光と前記他方の光が通過する共通光路に配置されることを特徴とする眼科測定装置。
3. 請求項２の眼科測定装置において、
   前記測定光学系により干渉光を受光して眼軸長を測定するための第１モードと、前記撮像光学系により前記徹照像を撮像するための第２モードと、を切換える切換信号を発するモード切換手段と、
   前記モード切換手段からの切換信号に基づいて、前記第１モードでは前記スペックル抑制手段の作動を停止させ、前記第２モードでは前記スペックル抑制手段を作動させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする眼科測定装置。
4. 請求項１の眼科測定装置において、
   前記測定光学系は、前記眼底に測定指標を投影し、その反射光束を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系であり、
   前記スペックル抑制手段は、前記光源から前記眼底へと向かう測定光を前記眼底に対して偏向させる光偏向手段であることを特徴とする眼科測定装置。
5. 請求項１又は請求項４の眼科測定装置において、
   前記測定光学系、前記撮像光学系、スペックル抑制手段を有する装置本体と、
   前記装置本体を被検眼に対して相対移動させる駆動手段と、
   前記測定光学系により被検者眼を測定するための第１モードと、前記撮像光学系により前記徹照像を撮像するための第２モードと、を切換える切換信号を発するモード切換手段と、
   前記モード切換手段からの切換信号に基づいて前記第２モードに設定された場合、被検眼の角膜頂点と前記撮像光学系の撮像光軸がずれるように前記駆動手段を制御し、前記撮像素子にて徹照像を撮像する撮像制御手段を備えることを特徴とする眼科測定装置。

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