JP2014209993A - 眼科装置、眼科装置の制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＯＬ（人工水晶体）挿入眼においても、ＩＯＬ反射ゴーストではない本来のアライメント反射像を正しく選択できる眼科装置を提供する。【解決手段】眼屈折力計は、被検眼Ｅを測定する測定ユニット１１０と、被検眼Ｅに光束を投影する眼屈折力測定用光源２０１と、眼屈折力測定用光源２０１とは異なる方向から被検眼Ｅに光束を投影する前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂと、眼屈折力測定用光源２０１が投影した光束に対応する反射光束による第１の輝点像と、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂが投影した光束に対応する反射光束による第２の輝点像との位置関係に基づいて、前記第１の輝点像から成る複数の輝点像から前記被検眼の角膜において反射した反射光束を選択し、選択した輝点像を用いて、被検眼Ｅと測定ユニット１１０とのアライメント状態を演算するシステム制御部とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、眼科装置、眼科装置の制御方法、プログラムに関する。特に好適には、被検眼の眼特性の測定または被検眼の撮影の眼科装置と、この眼科装置の制御方法と、この眼科装置を制御するプログラムに関する。

従来の被検眼の眼特性を測定する眼科装置において、被検眼の角膜に光束を投影しその反射像を受光素子で検出することで、被検眼と装置の光学系とのアライメント状態を求め、オートアライメントを行うことが知られている。
たとえば、特許文献１には、眼科装置のアライメント方法として、一対の光偏向部材により分離され受光した反射像の位置関係から、被検眼と装置の光学系との３次元方向の位置情報を検出する方法が開示されている。

特許第３５７６６５６号公報

ところで、白内障患者には、水晶体の代りにＩＯＬ（Intraocular Lens）（「人工水晶体」や「眼内レンズ」と称することもある）を挿入する手術を行う。
しかしながら、ＩＯＬは水晶体に比べ屈折率が高く、角膜に投影した光束がＩＯＬ反射光として反射する。そのため、従来の方法では、ＩＯＬ反射ゴーストを、本来のアライメント反射像と誤検知するという問題があった。このような問題のため、たとえばオートアライメント機能を有する眼科装置において、オートアライメントが正常に完了しなくなる。そして、オートアライメントが行えなかった場合は、検者が手動で装置のアライメントを行い、測定を行っていたため、測定時間を要していた。
本発明の目的は、このような問題点を解消し、ＩＯＬが挿入された被検眼であっても、ＩＯＬ反射ゴーストではない本来のアライメント反射像を正しく選択できる眼科装置及び眼科装置におけるアライメント方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、被検眼を測定する測定手段と、前記被検眼に光束を投影する第１の投影手段と、前記第１の投影手段とは異なる方向から前記被検眼に光束を投影する第２の投影手段と、前記第１の投影手段が投影した光束に対応する複数の輝点像から成る第１の輝点像と、前記第２の投影手段が投影した光束に対応する第２の輝点像との位置関係に基づいて、前記第１の輝点像から成る複数の輝点像から前記被検眼の角膜において反射した反射光束に対応する輝点像を選択する選択手段と、前記第１の輝点像のうち前記選択された輝点像を用いて、前記被検眼と前記測定手段とのアライメント状態を演算する演算手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ＩＯＬが挿入された被検眼に対して、ＩＯＬ反射ゴーストではない本来のアライメント反射像を正しく選択できる。このため、アライメントに要する手間の削減と時間の短縮を図ることができる。したがって、測定において検者及び被検者の負担を軽減できる。

本発明の一実施例に係る眼屈折力計の外観図である。 図１に示す実施例における測定部の光学系の配置図である。 アライメントプリズム絞りの斜視図である。 本発明の一実施例に係る眼屈折力計のシステムブロック図である。 角膜輝点オートアライメント時の前眼部像の説明図である。 ＩＯＬ挿入眼での角膜輝点を示した図である。 ＩＯＬ挿入眼での角膜輝点の前眼部像を示した図である。 本発明の一実施例に係るアライメント方法を説明したフローチャートである。 ＩＯＬ挿入眼で角膜輝点選択方法を示した図である。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態においては、眼科装置として、眼屈折力情報を測定する眼屈折力計１を例に示す。

（装置の全体構成）
まず、本発明の実施形態にかかる眼屈折力計１の全体的な構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る眼科装置として眼屈折力情報を測定する眼屈折力計１の概略構成図を示す模式図である。
本発明の実施形態にかかる眼屈折力計１は、ベース１００と、Ｘ軸駆動フレーム１０２と、Ｙ軸駆動フレーム１０６と、Ｚ軸駆動フレーム１０７と、測定手段の一例である測定ユニット１１０とを含む。

Ｘ軸駆動フレーム１０２は、ベース１００に対して左右方向（紙面に垂直な方向、以下、Ｘ軸方向）に移動可能である。Ｘ軸駆動フレーム１０２の駆動手段の一例であるＸ軸方向の駆動機構は、Ｘ軸駆動モータ１０３と、Ｘ軸送りねじ（不図示）と、Ｘ軸送りナット（不図示）とで構成されている。Ｘ軸駆動モータ１０３は、ベース１００に固定される。Ｘ軸送りねじは、Ｘ軸駆動モータ１０３の出力軸に連結される。Ｘ軸送りナットは、Ｘ軸駆動フレーム１０２に固定され、Ｘ軸送りねじ上をＸ軸方向に移動可能である。そして、Ｘ軸駆動モータ１０３の出力軸の回転によりＸ軸送りねじが回転し、Ｘ軸駆動フレーム１０２がＸ軸送りナットとともにＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸駆動フレーム１０６は、Ｘ軸駆動フレーム１０２に対して上下方向（紙面上下方向、以下、Ｙ軸方向）に移動可能である。Ｙ軸駆動フレーム１０６の駆動手段の一例であるＹ軸方向の駆動機構は、Ｙ軸駆動モータ１０４と、Ｙ軸送りねじ１０５と、Ｙ軸送りナット１１４で構成されている。Ｙ軸駆動モータ１０４は、Ｘ軸駆動フレーム１０２に固定される。Ｙ軸送りねじ１０５は、Ｙ軸駆動モータ１０４の出力軸に連結される。Ｙ軸送りナット１１４は、Ｙ軸駆動フレーム１０６に固定され、Ｙ軸送りねじ１０５上をＹ軸方向に移動可能である。そして、Ｙ軸駆動モータ１０４の出力軸の回転によりＹ軸送りねじ１０５が回転し、Ｙ軸駆動フレーム１０６がＹ軸送りナット１１４とともにＹ軸方向に移動する。

Ｚ軸駆動フレーム１０７は、Ｙ軸駆動フレーム１０６に対して前後方向（紙面左右方向。以下、Ｚ軸方向）に移動可能である。Ｚ軸駆動フレーム１０７の駆動手段の一例であるＺ軸方向の駆動機構は、Ｚ軸駆動モータ１０８と、Ｚ軸送りねじ１０９と、Ｚ軸送りナット１１５で構成されている。Ｚ軸駆動モータ１０８は、Ｚ軸駆動フレーム１０７に固定される。Ｚ軸送りねじ１０９は、Ｚ軸駆動モータ１０８の出力軸に連結される。Ｚ軸送りナット１１５は、Ｙ軸駆動フレーム１０６に固定され、Ｚ軸送りねじ１０９に対して相対的にＺ軸方向に移動可能である。そして、Ｚ軸駆動モータ１０８の出力軸の回転によりＺ軸送りねじ１０９が回転し、Ｚ軸駆動フレーム１０７は、Ｚ軸駆動モータ１０８やＺ軸送りねじ１０９とともにＺ軸方向に移動する。

測定ユニット１１０は、Ｚ軸駆動フレーム１０７上に固定されている。測定ユニット１１０は、被検眼Ｅの固有情報のひとつである眼屈折力を取得する取得手段として機能する。
測定ユニット１１０の被検者側の端部には、アライメントを行うための光源（不図示）や角膜曲率を測定するための光源ユニット１１１が設けられている。
測定ユニット１１０の検者側の端部には、ＬＣＤモニタ１１６が設けられている。ＬＣＤモニタ１１６は、被検眼Ｅを観察するための表示部材である。ＬＣＤモニタ１１６は、被検眼Ｅの画像や測定結果等を表示することができる。

ベース１００の検者側の端部には、ジョイスティック１０１が設けられている。ジョイスティック１０１は、被検眼Ｅに対して測定ユニット１１０を位置合わせ（アライメント）するための操作部材である。測定時において、検者は、ジョイスティック１０１を傾倒させることで、測定ユニット１１０の位置の調整等を行うことができる。

眼屈折力の測定を行う際には、被検者は顎受け１１２上に顎を乗せ、かつベース１００に固定されている顔受けフレーム（不図示）の額受け部分に額を押し当てることで被検眼Ｅの位置を固定させることができる。顎受け１１２は、顎受駆動機構１１３により、Ｙ軸方向の位置を調整可能である。

（測定ユニット）
次に、測定ユニット１１０の構成について、図２を参照して説明する。図２は、測定ユニット１１０の構成を示し模式図であり、主に、内部の光学系を示す配置図である。
測定ユニット１１０には、眼屈折力測定用の光学系と、固視標投影光学系と、アライメント受光光学系とが配置されている。なお、アライメント受光光学系は、被検眼Ｅの前眼部観察とアライメント検出とに共用される。

眼屈折力測定用の光学系の構成は、次のとおりである。第１の投影手段の一例である眼屈折力測定用光源２０１は、波長８８０ｎｍの光束（第１の光束）を被検眼Ｅの所定部位に投影するための光源である。眼屈折力測定用光源２０１から被検眼Ｅに至る光路０１上には、投影レンズ２０２、絞り２０３、孔あきミラー２０４、レンズ２０５、ダイクロイックミラー２０６が、順に配置される。絞り２０３は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐとほぼ共役に配設される。レンズ２０５は、投影手段として機能する。ダイクロイックミラー２０６は、被検眼Ｅ側から波長８８０ｎｍ未満の赤外線及び可視光を全部反射し、波長８８０ｎｍ以上の光束を一部反射する。
孔あきミラー２０４の反射方向の光路０２上には、絞り２０７、光束分光プリズム２０８、レンズ２０９、及び撮像素子２１０が順次に配列されている。絞り２０７は、円環状のスリットを備え、瞳孔Ｅｐとほぼ共役に配設される。

眼屈折力測定用光源２０１が発した光束は、絞り２０３で絞られつつ、投影レンズ２０２によりレンズ２０５の手前で１次結像する。そして、この光束は、レンズ２０５、ダイクロイックミラー２０６を透過し、被検眼Ｅの瞳中心に投光される。
投光された光束は眼底Ｅｒで反射し、その反射光束（眼底反射光束）は瞳中心を通って再びレンズ２０５に入射する。入射した光束は、レンズ２０５を透過後に、孔あきミラー２０４の周辺で反射する。
孔あきミラー２０４の周辺で反射した光束は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと略共役な絞り２０７及び光束分光プリズム２０８で瞳分離され、撮像素子２１０の受光面にリング像として投影される。
撮像素子２１０は、投影されたリング像を撮像する。
被検眼Ｅが正視眼であれば、投影されるリング像は所定の円になる。また、近視眼では正視眼に対してリング像の円が小さく、遠視眼では正視眼に対してリング像の円が大きくなる。
被検眼Ｅに乱視がある場合はリング像が楕円になり、水平軸と楕円のなす角度が乱視軸角度となる。システム制御部４０１（後述）は、この楕円の係数を基に眼屈折力を求める。

一方、ダイクロイックミラー２０６の反射方向には、固視標投影光学系と、アライメント受光光学系とが配置されている。
固視標投影光学系の光路０３上には、レンズ２１１、ダイクロイックミラー２１２、レンズ２１３、折り返しミラー２１４、レンズ２１５、固視標２１６、及び固視標照明用光源２１７が、順次に配列されている。
固視誘導時には、固視標照明用光源２１７が点灯する。固視標照明用光源２１７が発する投影光束は、固視標２１６を裏側から照明する。固視標２１６を透過した光束は、レンズ２１５、折り返しミラー２１４、レンズ２１３、ダイクロイックミラー２１２、レンズ２１１を介して、被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影される。
なお、レンズ２１５は、固視標誘導用モータ２２４により光軸方向に移動できるようになっている。これにより、レンズ２１５は、被検眼Ｅの視度誘導を行い、雲霧状態を実現することができる。

ダイクロイックミラー２１２の反射方向の光路０４上には、偏向手段の一例であるアライメントプリズム絞り２２３、結像レンズ２１８、及び撮像素子２２０が順次に配列されている。アライメントプリズム絞り２２３は、アライメントプリズム絞り挿抜ソレノイド（不図示）により、光路０４に挿抜される。そして、アライメントプリズム絞り２２３が光路０４上にある場合にはアライメントを行うことができ、光路から退避している場合には前眼部観察または徹照観察を行うことができる。

ここで、アライメントプリズム絞り２２３の構成について、図３を参照して説明する。図３は、アライメントプリズム絞り２２３の形状を模式的に示す図である。円盤状の絞り板２２３ｄには、３つの開口部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃが略直列に並ぶように形成される。両側の開口部２２３ｂ、２２３ｃのダイクロイックミラー２１２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３０１ａ、３０１ｂが貼付されている。

図２に戻り、被検眼Ｅの前眼部の斜め前方には、第２の投影手段の一例である７８０ｎｍ程度の波長を有する前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂが配置されている。前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂは、被検眼Ｅの前眼部に前記波長の光束（第２の光束）を投影する。なお、『光束』とは、完全な拡散光ではない光をすべて含むものとする。また、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂは、被検眼Ｅに対し、眼屈折力測定用光源２０１から被検眼Ｅに至る光路０１（眼屈折力測定用光源２０１の光束の光軸）とは異なる方向から光束を投影できる。２つの前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂは、眼屈折力測定用光源２０１から被検眼Ｅに至る光路０１に関して対称の位置に設けられる。そして、２つの前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂは、被検眼Ｅの角膜であって、眼屈折力測定用光源２０１から投影される光束に関して対称な２カ所の位置に、光束を投影できる。被検眼Ｅからの反射光束は、ダイクロイックミラー２０６、レンズ２１１、ダイクロイックミラー２１２、及びアライメントプリズム絞り２２３の中央の開口部２２３ａを介して撮像素子２２０の受光センサ面に到達する。撮像素子２２０は、到達した反射光束を検出することによって、被検眼Ｅの前眼部を撮像する。

アライメント検出のための光源は、眼屈折力測定用光源２０１と兼用されている。アライメント時には、拡散板挿抜ソレノイド（不図示）により半透明の拡散板２２２が光路０１に挿入される。
拡散板２２２が挿入される位置は、眼屈折力測定用光源２０１の投影レンズ２０２による略一次結像位置であり、かつレンズ２０５の焦点位置である。これにより、眼屈折力測定用光源２０１の光束が拡散板２２２上に一旦結像し、それが二次光源となる。そして、二次光源の光は、レンズ２０５から被検眼Ｅに向かって太い平行光束となり、被検眼Ｅに投影される。
この平行光束は、被検眼Ｅの角膜Ｅｆで反射する。この反射光束は輝点像を形成する。この反射光束は、ダイクロイックミラー２０６でその一部が反射し、レンズ２１１を介してダイクロイックミラー２１２で反射する。さらに、この反射光束は、アライメントプリズム絞り２２３の開口部２２３ｂ、２２３ｃ及びアライメントプリズム３０１ａ、３０１ｂを透過する。アライメントプリズム３０１ａを透過した光束は下方向に屈折（偏向）し、アライメントプリズム３０１ｂを透過した光束は上方向に屈折（偏向）する。そして、これらの屈折した光束は、結像レンズ２１８により収斂されて撮像素子２２０に結像される。
アライメントプリズム絞り２２３の中央の開口部２２３ａは、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂの波長７８０ｎｍ以上の光束が通るようになっている。よって、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂにより照明されて前眼部で反射した反射光束は、角膜Ｅｆの反射光束の経路と同様の経路を辿り、アライメントプリズム絞り２２３の開口部２２３ａを介して、結像レンズ２１８により撮像素子２２０に結像される。
撮像素子２２０は、結像したこれらの光束（輝点像）が含まれる画像を撮像する。システム制御部４０１（後述）は、撮像された画像に含まれる光束（輝点像）の位置を検出する。そして、オートアライメント手段の一例であるシステム制御部４０１（後述）は、これら絞りを介した光束の位置関係により、被検眼Ｅのオートアライメントを行うことができる。

（システム構成）
次に、眼屈折力計１のシステム構成について、図４を参照して説明する。図４は、眼屈折力計１のシステムブロック図である。
システム制御部４０１は、システム全体を制御する。システム制御部４０１は、プログラム格納部４９１と、データ格納部４９２と、入出力制御部４９３と、演算処理部４９４とを有している。プログラム格納部４９１には、眼屈折力計１を制御するためのコンピュータ読取り可能なコンピュータプログラムが格納されている。データ格納部４９２には、眼屈折力値を補正するためのデータなどが格納されている。入出力制御部４９３は、各種デバイスとの入出力を制御する。演算処理部４９４は、プログラム格納部４９１に格納されているコンピュータプログラムを読み出して実行する。これにより、各部の制御や、各部から得られたデータ（例えば、撮像素子２１０、２２０が撮像した画像）に対して所定の処理を行う。

傾倒角度入力部４０２は、ジョイスティック１０１が操作された場合の前後左右の傾倒角度を検出してシステム制御部４０１に送信する。Ｙ軸エンコーダ入力部４０３は、ジョイスティック１０１が操作された場合の回転角度を検出してシステム制御部４０１に送信する。測定開始スイッチ４０４は、測定開始のために操作する操作部材である。測定開始スイッチ４０４は、操作されると操作に応じ信号をシステム制御部４０１に送信する。検者は、ジョイスティック１０１を用いて、測定ユニット１１０のオートアライメント及び測定開始の操作を行うことができる。
また、ベース１００に配設される操作パネル４０５には、印字スイッチや顎受上下スイッチなどが配置されている。そして、スイッチが操作されると、操作されたスイッチに応じて、システム制御部４０１に信号を送信する。
撮像素子２２０は撮像した被検眼Ｅの前眼部像を、システム制御部４０１に送信する。
撮像素子２１０は、撮像した眼屈折力算出用のリング像を、システム制御部４０１に送信する。
メモリ４０８は、撮像素子２２０が撮像した被検眼Ｅの前眼部画像や、撮像素子２１０が撮像した眼屈折力算出用のリング像や、その他各種データを格納する。
システム制御部４０１は、メモリ４０８に格納された画像から被検眼Ｅの瞳孔像と角膜反射像を抽出し、アライメント検出を行う。また、システム制御部４０１は、撮像素子２２０が撮像した被検眼Ｅの前眼部像に、文字や図形データを合成する。
ＬＣＤモニタ１１６は、システム制御部４０１の制御にしたがって、前眼部像や測定値などを表示する。
ソレノイド駆動回路４０９は、システム制御部４０１の制御にしたがって、拡散板挿抜ソレノイド４１０、及びアライメントプリズム絞り挿抜ソレノイド４１１を駆動する。
モータ駆動回路４１３は、システム制御部４０１の制御にしたがって、Ｘ軸駆動モータ１０３、Ｙ軸駆動モータ１０４、Ｚ軸駆動モータ１０８、顎受駆動機構１１３のモータ、固視標誘導用モータ２２４を駆動する。
光源駆動回路４１２は、システム制御部４０１の制御にしたがって、眼屈折力測定用光源２０１、前眼部照明用光源２２１ａ，２２１ｂ、及び固視標照明用光源２１７の点灯、消灯、光量変更を行う。

（眼屈折力計の動作）
以上のような構成を備える眼屈折力計１の動作を説明する。
まず、オートアライメントの動作について、図５を参照して説明する。図５は、オートアライメント時における前眼部像を模式的に示す図である。
図５に示すようにオートアライメント時には、システム制御部４０１は、光源駆動回路４１２を介して、眼屈折力測定用光源２０１と、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂを点灯する。
眼屈折力測定用光源２０１から投影された光束は、角膜Ｅｆにおいて反射する。この光束に対応する反射光束による角膜輝点像は、指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ（第１の輝点像）として撮像素子２２０に撮像される。すなわち、アライメントプリズム絞り２２３の開口部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ及びアライメントプリズム３０１ａ、３０１ｂにより分割された光束（角膜輝点像）が、指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃとして撮像素子２２０に結像する。
また、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂから投影された光束は、被検眼Ｅ角膜Ｅｆにおいて反射する。この光束に対応する反射光束による輝点像２２１ａ’、２２１ｂ’（第２の輝点像）は、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂによって照明された被検眼Ｅの前眼部とともに、撮像素子２２０に結像する。
したがって、撮像素子２１０によって撮像される前眼部像には、図５に示すように、角膜輝点像による指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃと、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂによる輝点像２２１ａ’、２２１ｂ’が映り込んでいる。

システム制御部４０１は、撮像素子２１０が撮像した前眼部像からアライメント状態を演算する。そして、システム制御部４０１は、演算したアライメント状態に基づいて、適正なアライメント状態となるように、測定ユニット１１０のオートアライメントを行う。アライメント状態は、測定ユニット１１０の光学系と被検眼Ｅの位置関係の状態をいう。アライメント状態が適正な状態とは、Ｘ軸とＹ軸方向に関しては、光路０１の光軸が、被検眼Ｅの角膜Ｅｆの中心と一致している状態をいう。また、Ｚ軸方向に関しては、測定ユニット１１０から被検眼Ｅまでの距離が、被検眼Ｅの撮像に適した距離にある状態をいう。この距離は、測定ユニット１１０の光学系の構成（たとえば、絞り２０３などの構成）に応じて決まる。図５（ａ）〜（ｃ）は、アライメント状態と３つの指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃとの関係を模式的に示す図である。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向とＹ軸方向に関する位置が適正であると（ＸＹ軸方向に関してアライメント状態が適正であると）、中心の指標像Ｔｂが被検眼Ｅの角膜Ｅｆの中心に位置する。さらに、図５（ｂ）に示すように、測定ユニット１１０と被検眼Ｅとの距離が適正であると（Ｚ軸方向に関してアライメント状態が適正であると）、３つの指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが垂直方向に一列に並ぶ。
すなわち、アライメントプリズム絞り２２３は、被検眼Ｅからの反射光束を互いに異なる方向に偏向する３つの光束に分割する。そして、アライメントプリズム絞り２２３は、測定ユニット１１０と被検眼Ｅとの距離が、被検眼Ｅの観察に適正な距離となった場合に、３つの指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが垂直方向に並ぶように構成される。

オートアライメントにおいて、システム制御部４０１は、前眼部像に映り込んでいる３つの指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを検出する。システム制御部４０１は、３つの指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを検出すると、中心の指標像Ｔａと被検眼Ｅの角膜Ｅｆの中心とのずれ方向およびずれ量を演算する。次いで、システム制御部４０１は、中心の指標像Ｔａが角膜Ｅｆの中心に位置する方向に（ずれ量がゼロになる方向に）、モータ駆動回路４１３を制御して、測定ユニット１１０を上下左右方向（Ｘ、Ｙ軸方向）に移動させる。そして、システム制御部４０１は、中心の指標像Ｔａが角膜Ｅｆの中心に位置すると、測定ユニット１１０の上下左右方向の移動を停止する。

また、システム制御部４０１は、上側と下側の２つの指標像Ｔｂ、ＴｃのＸ軸座標から、測定ユニット１１０のＺ軸方向に関するアライメント状態を演算する。すなわち、システム制御部４０１は、２つの指標像Ｔｂ、ＴｃのＸ軸座標の差を算出し、この差の正負と大きさから、測定ユニット１１０の適正な位置からのずれ量を演算する。図５（ａ）は、測定ユニット１１０が被検眼Ｅに遠すぎるためにアライメント状態が不良である場合の前眼部像を示す。図５（ｃ）は、測定ユニット１１０が被検眼Ｅに近すぎるためにアライメント状態が不良である場合の前眼部像を示す。図５（ａ）（ｃ）に示すように、測定ユニット１１０が被検眼Ｅに近すぎる場合と遠すぎる場合とには、２つの指標像Ｔｂ、Ｔｃは、Ｘ軸方向に相対的にずれる。そして、測定ユニット１１０が被検眼Ｅに適正な状態から近すぎるか遠すぎるかによって、ずれの正負が異なる。また、適正な状態からの距離に応じて、相対的なずれ量が変化する。そこで、システム制御部４０１は、２つの指標像Ｔｂ、Ｔｃの相対的なずれ量がゼロになるように（３つの指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが垂直方向に並ぶように）、さらにモータ駆動回路４１３を制御して測定ユニット１１０を前後方向（Ｚ軸方向）に駆動する。

図５（ｂ）に示すように、中心の指標像Ｔａが被検眼Ｅの角膜Ｅｆの中心に位置し、３つの指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが垂直方向に１列に並んだ状態で、システム制御部４０１はオートアライメントの動作を完了する。
このように、システム制御部４０１は、指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの位置の検出結果を用いて、アライメント状態を演算し、演算結果に基づいてオートアライメントを行う。

なお、上述の説明では、演算したアライメント状態を用いてオートアライメントを実行する構成を示したが、この構成でなくてもよい。たとえば、システム制御部４０１は、ＬＣＤモニタ１１６に、演算したアライメント状態を表示してもよい。たとえば、アライメント状態として、測定ユニット１１０の現在の位置から適正な状態となる位置までの距離を表示してもよい。また、測定ユニット１１０の現在の位置から適正なアライメント状態となる移動方向を示す矢印を表示してもよい。さらに、システム制御部４０１は、オートアライメントを行うとともに、アライメント状態をＬＣＤモニタ１１６に表示してもよい。

眼屈折力の測定の動作は、次のとおりである。
眼屈折力を測定するにあたり、システム制御部４０１は、オートアライメントのために光路０１に挿入していた拡散板２２２を光路０１から退避させる。そして、システム制御部４０１は、光源駆動回路４１２を制御して眼屈折力測定用光源２０１の光量を調整し、被検眼Ｅの眼底Ｅｒに測定光束を投影する。
眼底Ｅｒからの反射光束（眼底像）は光路０２を辿り、撮像素子２１０に至る。眼底像は、被検眼Ｅの眼屈折力とリング絞り２０７により、撮像素子２１０にリング状に投影される。撮像素子２１０は、投影されたリング状の眼底像（リング像）を撮像する。撮像されたリング像はメモリ４０８に格納される。
システム制御部４０１は、メモリ４０８に格納された眼底像のリング像の重心座標を算出し、楕円の方程式を求める。さらに、システム制御部４０１は、求めた楕円の長径、短径、及び長径軸の傾きを算出して、被検眼Ｅのいわゆる予備測定における眼屈折力値を算出する。この予備測定により、被検眼Ｅが近視か遠視かが判別される。
システム制御部４０１は、求めた眼屈折力値を参照し、レンズ２１５をその眼屈折力値に相当する位置まで移動する。これにより、システム制御部４０１は、被検眼Ｅの屈折度に相当する屈折度で、固視標２１６を被検眼Ｅに呈示する。
その後、システム制御部４０１は、レンズ２１５を所定量だけ遠方に移動させて固視標２１６を雲霧させ、再び眼屈折力測定用光源２０１を点灯して眼屈折力を測定する。
なお、システム制御部４０１は、モータ駆動回路４１３を制御して固視標誘導用モータ２２４を駆動することによって、レンズ２１５を移動させる。
このように、システム制御部４０１は、眼屈折力の測定、固視標２１６の雲霧、眼屈折力の測定を繰り返す。これにより、眼屈折力が安定する最終の測定値を得ることができる。

（指標像選択）
次に、被検眼Ｅが、人工水晶体が挿入されたＩＯＬ挿入眼である場合に、角膜輝点像（指標像）がゴーストではない輝点像を選択する方法について説明する。
図６は、ＩＯＬ挿入眼での角膜輝点像を示したものである。角膜Ｅｆによって反射され、角膜反射による虚像Ｐができる。角膜Ｅｆによって反射されなかった投影光束により、ＩＯＬ６０１で反射した実像Ｐ’ができる。実像Ｐ’は虚像Ｐより、角膜Ｅｆに近い位置にできる。
図７は、ＩＯＬ挿入眼を撮像素子２２０で撮像した前眼部像を示す。角膜輝点像は、前述のように指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃとして撮像素子２２０に結像し、ＩＯＬ６０１で反射した角膜輝点ゴーストは、指標像Ｔａ’、Ｔｂ’、Ｔｃ’として撮像素子２２０に結像する。
角膜頂点とＩＯＬ６０１の頂点は同一軸上にはなく、角膜ＥｆとＩＯＬ６０１との傾きも異なるため、ＩＯＬ６０１で反射したＩＯＬ反射ゴーストは、角膜輝点像である指標像Ｔａに比べ、ＩＯＬ６０１の状態によって、左右上下方向にずれた指標像Ｔａ’となる。また、図６で示したように、ＩＯＬ６０１で反射したＩＯＬ反射ゴーストは、角膜Ｅｆの近い位置に像を結ぶため、角膜輝点像である指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃに比べ左側に傾いた指標像Ｔａ’、Ｔｂ’、Ｔｃ’となる。
ＩＯＬ反射ゴーストの指標像Ｔａ’、Ｔｂ’、Ｔｃ’をもとにオートアライメントを行うと、被検眼ＥとのＸ，Ｙ，Ｚ位置ともにずれた位置でオートアライメントが完了してしまう。
角膜輝点像の指標像を選択することで、ＩＯＬ反射ゴーストの指標像をオートアライメントに用いる指標像として誤検知しなくなる。したがって、正確にオートアライメントを行うことができる。

図８は、角膜輝点像の指標像選択を行うオートアライメントのフローチャートである。この処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめシステム制御部４０１のプログラム格納部４９１に格納されている。そして、システム制御部４０１の演算処理部４９４は、このコンピュータプログラムをプログラム格納部４９１から読み出して実行する。これにより、以下に示す処理が実現する。

ステップＳ０１では、このオートアライメントの処理を開始する。このオートアライメントの処理の開始に先立ち、検者は被検者に顎受け１１２に顎を乗せさせ、被検眼ＥのＹ軸方向の位置が所定の高さになるように、顎受駆動機構１１３により調整する。具体的には、検者は、被検眼Ｅの角膜像がＬＣＤモニタ１１６に表示されるように、ジョイスティック１０１を操作して測定ユニット１１０の位置を移動させる。その後、検者は、測定開始スイッチ４０４を押下する。測定開始スイッチ４０４が押下されると、システム制御部４０１は、オートアライメントを開始する。

ステップＳ０２では、システム制御部４０１は、光源駆動回路４１２を制御して、第１の投影手段の一例である眼屈折力測定用光源２０１を点灯させ、被検眼Ｅに対して光束を投影する。そして、撮像素子２２０は、投影した光束の被検眼Ｅからの反射光束を検出することによって、被検眼Ｅの前眼部を撮像する。撮像した前眼部像は、メモリ４０８に格納される。以上の眼屈折力測定用光源２０１、撮像素子２２０、及びこれらに付随する構成により、オートアライメント用の光学系が構築される。

ステップＳ０３では、システム制御部４０１は、メモリ４０８に格納された被検眼Ｅの前眼部像から、第２の投影手段である前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂによる角膜反射輝点像２２１ａ’、２２１ｂ’を検出する。図９は、メモリ４０８に格納された被検眼Ｅの前眼部像の一例を模式的に示す図である。そして、システム制御部４０１は、検出した角膜反射輝点像２２１ａ’、２２１ｂ’の中点の位置（ＣＸ，ＣＹ）を算出する。算出には、次の式（１）が用いられる。

（ＣＸ，ＣＹ）＝（（Ｘｍ＋Ｘｎ）／２，（Ｙｍ＋Ｙｎ）／２） 式（１）

ステップＳ０４では、システム制御部４０１は、メモリ４０８に格納された被検眼Ｅの前眼部像から、アライメントプリズム２２３で分割された光束により形成される３点の指標像を検出する。角膜輝点像の指標像の候補として、角膜輝点像の指標像Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃと、ＩＯＬ反射ゴーストの指標像Ｔａ’、Ｔｂ’、Ｔｃ’の２つが検出される。被検眼Ｅからの反射光束に基づいた以上の複数の輝点像の検出は、システム制御部４０１中の検出手段の一例であるモジュール領域により実行される。
指標像Ｔａに対して、アライメントプリズム２２３で分割された指標像Ｔｂ、Ｔｃは所定の高さ、左右位置にあるため、検出範囲を限定して検出することができる。

角膜輝点像検出方法の一例を示す。
第１の段階として、角膜輝点像の中心輝点像（指標像Ｔａ）を検出する。
第２の段階として、上側輝点像（指標像Ｔｂ）を検出する。上側輝点像（指標像Ｔｂ）は、中心輝点像（指標像Ｔａ）に対して所定の高さ位置で所定の範囲の左右方向に位置するため、検出範囲を限定することで検出できる。
第３の段階として、下側輝点像（指標像Ｔｃ）を検出する。下側輝点像（指標像Ｔｃ）は、上側輝点像（指標像Ｔｂ）と中心輝点像（指標像Ｔａ）を通過する直線上に位置し、上側輝点像（指標像Ｔｂ）に対して所定の高さに位置する。このため、検出範囲を限定することで検出できる。

なお、第１の段階では、角膜輝点像の中心輝点像候補として、指標像Ｔｂ、Ｔｃも検出される。しかしながら、中心輝点像候補として指標像Ｔｂまたは指標像Ｔｃが検出された場合には、第２の段階または第３段階で上側輝点像または下側輝点像が検出されない。このため、第２の段階で上側輝点像が検出されない場合、または第３の段階で下側輝点像が検出されない場合には、システム制御部４０１は、第１の段階で検出された輝点像は中心輝点像（指標像Ｔａ）ではないと判定する。したがって、指標像Ｔａが中心輝点像として検出され、指標像Ｔｂ、Ｔｃは中心輝点像として検出されない。
このような検出方法を用いることにより、角膜輝点像（指標像）を３点とも精度よく検出することができる。

ステップＳ０５では、システム制御部４０１は、これら複数の角膜輝点像である指標像において何れの像をオートアライメントに用いるかの判定を行う。
前述したように、ＩＯＬ反射ゴーストの指標像Ｔａ’（Ｘａ’，Ｙａ’）は、角膜輝点像の指標像Ｔａ（Ｘａ，Ｙａ）と、ＩＯＬ６０１の状態に応じてＸ座標、Ｙ座標とも異なる位置に現れる。指標像Ｔａと、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂによる角膜反射輝点像２２１ａ’、２２１ｂ’の中点Ｃとは、ともに角膜反射する像である。さらに、これらが同一位置となるように、前眼部照明用光源２２１ａ、２２１ｂが配置されている。このため、中点Ｃと角膜輝点像の指標像Ｔａとの距離Ｄと、中点ＣＩＯＬ反射ゴーストの指標像Ｔａ’の距離Ｄ’は、Ｄ＜Ｄ’となる。そこで、システム制御部４０１は、検出された複数の指標像のそれぞれについて、中点Ｃからの距離を算出し、算出した距離を比較する。そして、システム制御部４０１は、中点Ｃとの距離の近い方の指標像を、オートアライメントに使用すると判定する。選択手段の一例であるシステム制御部４０１は、このようにして、複数の指標像から、オートアライメントに使用する指標像を選択する。なお、中点Ｃと角膜輝点像の指標像Ｔａとの距離Ｄと、中点ＣＩＯＬ反射ゴーストの指標像Ｔａ’の距離Ｄ’は、次式（２）（３）により算出される。

Ｄ ＝（（ＣＸ−Ｘａ）²＋（ＣＹ−Ｙａ）²）^1/2 式（２）
Ｄ’＝（（ＣＸ−Ｘａ’）²＋（ＣＹ−Ｙａ’）²）^1/2 式（３）

ステップＳ０６では、システム制御部４０１は、選択した角膜輝点像の指標像Ｔａ（Ｘａ、Ｘｂ）のＸＹ軸方向位置を算出する。また、システム制御部４０１は、角膜輝点像の指標像Ｔｂ、ＴｃのＸ座標の差（Ｘｂ−Ｘｃ）から、Ｚ軸方向位置を算出する。そして、システム制御部４０１は、算出したＸＹＺ軸方向位置と、ＸＹ軸方向についての光軸（画像の中心）とのずれを算出し、Ｚ軸方向について適正な距離からのずれ量を算出する。以上の処理は、システム制御部４０１において、検出した複数の輝点像から被検眼と光学系とのアライメント状態を演算する演算手段の一例であるモジュール領域により実行される。

ステップＳ０７では、システム制御部４０１は、ステップＳ０６で算出したＸＹＺ位置が、アライメント完了許容範囲内（アライメント状態が適正な状態であるとみなせる許容範囲内）に含まれているか否かを判定する。そして、含まれていれば、システム制御部４０１は、オートアライメント完了と判断する。ＸＹＺ位置がアライメント完了許容範囲内に含まれない場合は、ステップＳ０８に進む。

ステップＳ０８では、システム制御部４０１は、モータ駆動回路４１３を制御し、ステップＳ０６で算出したＸＹＺ方向のずれ量分について、ＸＹＺ方向にＸ軸駆動モータ１０３、Ｙ軸駆動モータ１０４、Ｚ軸駆動モータ１０８を駆動する。モータ駆動後、ステップＳ０２に戻り、ステップＳ０２以下の処理を行う。そして、ステップＳ０７においてアライメント完了と判定されるまで、この処理を繰り返す。

なお、演算したアライメント状態を表示する場合には、システム制御部４０１は、ステップＳ０６で算出したずれ量（現在の位置から適正な状態となる位置までの距離）を、アライメント状態としてＬＣＤモニタ１１６に表示する。

以上説明したように、本実施形態によれば、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼である場合であっても、ＩＯＬ反射ゴーストではない本来の角膜輝点像の指標像を正しく選択できる。このため、アライメントに要する手間の削減と時間の短縮を図ることができる。したがって、測定において検者及び被検者の負担を軽減できる。また、正しく選択された角膜輝点像の指標像をオートアライメントに用いることにより、ＩＯＬが挿入された被検眼に対して、正確に自動でアライメント（オートアライメント）を行うことができる。すなわち、ＩＯＬ反射ゴースト指標像の誤検出をなくし、オートアライメントが正常に完了することができる。

なお、上記実施形態では、中点ＣとのＸ、Ｙ座標の距離で選択を行ったが、Ｘ座標またはＹ座標のみの距離で選択してもよい。また、中点Ｃから所定の範囲を設定し、角膜輝点像の中心の指標像Ｔａが範囲内にあるかどうかで選択を行ってもよい。
また、上記説明では、ＩＯＬ反射ゴーストが１つ発生した場合を想定したが、複数のＩＯＬ反射ゴーストが発生した場合も同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
たとえば、前記実施形態においては、眼科装置として眼屈折力計を示したが、眼科装置は眼屈折力計に限定されない。本発明は、徹照観察可能な装置であれば、眼科撮影装置や眼軸長測定装置、ＯＣＴなど眼屈折力測定装置以外の眼科測定装置においても本発明のＩＯＬ眼選択を適用可能である。

（その他の実施形態）
上述した実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

本発明は、被検眼の眼特性の測定または被検眼の撮影の眼科装置と、この眼科装置のアライメント方法に好適な技術である。

Ｅ：被検眼、２０１：光源、２１０：撮像素子、２２０：撮像素子、２２１ａ，２２１ｂ：外眼照明光源、２２３：アライメントプリズム絞り

Claims (17)

1. 被検眼を測定する測定手段と、
   前記被検眼に光束を投影する第１の投影手段と、
   前記第１の投影手段とは異なる方向から前記被検眼に光束を投影する第２の投影手段と、
   前記第１の投影手段が投影した光束に対応する複数の輝点像から成る第１の輝点像と、前記第２の投影手段が投影した光束に対応する第２の輝点像との位置関係に基づいて、前記第１の輝点像から成る複数の輝点像から前記被検眼の角膜において反射した反射光束に対応する輝点像を選択する選択手段と、
   前記第１の輝点像のうち前記選択された輝点像を用いて、前記被検眼と前記測定手段とのアライメント状態を演算する演算手段と、
   を有することを特徴とする眼科装置。
2. 前記第２の投影手段は、前記第１の投影手段が投影する光束の光路に関して対称な２カ所に光束を投影し、
   前記選択手段は、２つの前記第２の輝点像の中点に近い位置にある前記第１の輝点像を、前記被検眼の前記角膜において反射した反射光束として選択することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記第１の投影手段が投影した光束の反射光束を互いに異なる方向に偏向する複数の反射光束に分割し、分割された複数の反射光束による複数の前記第２の輝点像の位置を、前記被検眼と前記測定手段との距離に応じて相対的に変化させる偏向手段を有し、
   前記測定手段は、分割された複数の反射光束による複数の前記第２の輝点像の相対的な位置が所定の位置にある場合に、前記被検眼との距離が前記被検眼の測定に適した距離となり、
   前記演算手段は、前記偏向手段により偏向された複数の反射光束による複数の前記第２の輝点像の相対的な位置に基づいて、前記アライメント状態として前記測定手段と前記被検眼との距離を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の眼科装置。
4. 前記偏向手段は、前記反射光束を互いに異なる方向に偏向させる複数のアライメントプリズムを有するアライメントプリズム絞りであることを特徴とする請求項３に記載の眼科装置。
5. 前記第１の投影手段が投影した光束の反射光束による第１の輝点像と、前記第２の投影手段が投影した光束の反射光束による第２の輝点像を検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の眼科装置。
6. 前記測定手段を駆動する駆動手段と、
   前記演算手段により演算されたアライメント状態の演算結果から駆動手段を制御して前記被検眼とのアライメントを行うオートアライメント手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の眼科装置。
7. 前記測定手段は、人工水晶体が挿入されたＩＯＬ挿入眼を被検眼として測定できることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の眼科装置。
8. 前記演算手段により演算されたアライメント状態から、前記測定手段が適正なアライメント状態となる移動方向を表示する表示手段を更に有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の眼科装置。
9. 被検眼を測定する測定手段を有する眼科装置の制御方法であって、
   第１の投影手段により前記被検眼に光束を投影する第１の投影ステップと、
   第２の投影手段により前記第１の投影手段とは異なる方向から前記被検眼に光束を投影する第２の投影ステップと、
   前記第１の投影手段が投影した光束に対応する複数の輝点像から成る第１の輝点像と、前記第２の投影手段が投影した光束に対応する第２の輝点像との位置関係に基づいて、前記第１の輝点像から成る複数の輝点像から前記被検眼の角膜において反射した反射光束に対応する輝点像を選択する選択ステップと、
   前記第１の輝点像のうち前記選択された輝点像を用いて、前記被検眼と前記測定手段とのアライメント状態を演算する演算ステップと、
   を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。
10. 前記第２の投影ステップにおいては、前記第１の投影手段が投影する光束の光路に関して対称な２カ所に光束を投影し、
    前記選択ステップにおいては、２つの前記第２の輝点像の中点に近い位置にある前記第１の輝点像を、前記被検眼の前記角膜において反射した反射光束として選択することを特徴とする請求項９に記載の眼科装置の制御方法。
11. 前記眼科装置は、前記第１の投影手段が投影した光束の反射光束を互いに異なる方向に偏向する複数の反射光束に分割し、分割された複数の反射光束による複数の前記第２の輝点像の位置を、前記被検眼と前記測定手段との距離に応じて相対的に変化させる偏向手段を有し、
    前記測定手段は、分割された複数の反射光束による複数の前記第２の輝点像の相対的な位置が所定の位置にある場合に、前記被検眼との距離が前記被検眼の測定に適した距離となり、
    前記演算ステップにおいては、前記偏向手段により偏向された複数の反射光束による複数の前記第２の輝点像の相対的な位置に基づいて、前記アライメント状態として前記測定手段と前記被検眼との距離を演算することを特徴とする請求項９または１０に記載の眼科装置の制御方法。
12. 前記偏向手段は、前記反射光束を互いに異なる方向に偏向させる複数のアライメントプリズムを有するアライメントプリズム絞りであることを特徴とする請求項１１に記載の眼科装置の制御方法。
13. 前記第１の投影手段が投影した光束の反射光束による第１の輝点像と、前記第２の投影手段が投影した光束の反射光束による第２の輝点像を検出する検出ステップを更に有することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
14. 前記演算ステップにおいて演算されたアライメント状態の演算結果から、前記測定手段を駆動する駆動手段を制御して前記被検眼とのアライメントを行うオートアライメントステップと、
    を更に有することを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
15. 前記測定手段は、人工水晶体が挿入されたＩＯＬ挿入眼を被検眼として測定できることを特徴とする請求項９から１４のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
16. 前記演算ステップにおいて演算したアライメント状態から、前記測定手段が適正なアライメント状態となる移動方向を表示する表示ステップを更に有することを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
17. 請求項９から１６のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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