JP2015093160A - 眼科装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検眼と眼科装置との相対的な位置合わせを高精度に行える仕組みを提供する。【解決手段】測定用光源で照明された被検眼の撮像を行い、当該撮像により得られた画像から被検眼Ｅの角膜で反射した角膜反射像を抽出する。そして、前記角膜反射像に基づいて被検眼にＩＯＬ（眼内レンズ）が挿入されているか否かを判断し（Ｓ１０３）、当該判断の結果に応じて被検眼と当該眼科装置との相対的な位置合わせの手法を変更する（Ｓ１０４とＳ１０５及びＳ１０６）。【選択図】図１２

Description

本発明は、被検眼の測定を行う眼科装置及びその制御方法に関するものである。

従来から、被検眼の測定を行う眼科装置が使用されている。
この眼科装置の被検眼に対する位置合わせは、撮像素子で得た画像から位置検出指標を抽出し、その位置検出指標の情報に基づいて行うようになってきている。この際、撮像素子で得た画像において、上述した位置合わせに使用すべき指標像とノイズやゴースト等の不適切な像とを分離する必要がある。

また、近年、多くの高齢者等が白内障の手術を行い、偽水晶体となる眼内レンズ（Ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ ｌｅｎｓ：以下、必要に応じて「ＩＯＬ」と称する）を挿入した被検眼（以下、必要に応じて「ＩＯＬ挿入眼」と称する）が増えてきている。また、ＩＯＬの種類も年々増加している。

従来技術として、例えば、下記の特許文献１には、多焦点眼内レンズの適否判定を精度良く、容易に行う技術が提案されている。具体的に、下記の特許文献１に記載の眼科装置では、取得された多焦点眼内レンズのサイズ情報と瞳孔検出手段によって検出された瞳孔の大きさとを比較可能にする技術が開示されている。

特開２０１１−２２９８４２号公報

しかしながら、従来においては、多種多様なＩＯＬが増えていく状況で被検眼に対して眼科装置を位置合わせする際に、アライメント用指標の投影光束がＩＯＬで反射してゴーストが発生し、アライメント用指標を誤検出して位置合わせが困難になることがあった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、被検眼と眼科装置との相対的な位置合わせを高精度に行える仕組みを提供することを目的とする。

本発明の眼科装置は、被検眼の測定を行う眼科装置であって、前記被検眼を照明する照明手段と、前記照明手段で照明された前記被検眼の撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段による撮像により得られた画像から前記被検眼の角膜で反射した角膜反射像を抽出する抽出手段と、前記角膜反射像に基づいて、前記被検眼に眼内レンズが挿入されているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段の結果に応じて、前記被検眼と当該眼科装置との相対的な位置合わせの手法を変更する位置合わせ手段とを有する。
また、本発明は、上述した眼科装置による制御方法を含む。

本発明によれば、被検眼と眼科装置との相対的な位置合わせを高精度に行うことができる。

本発明の実施形態に係る眼科装置の概略構成の一例を示す外観図である。 図１に示す測定部の内部の眼屈折力測定光学系を含む光学系の配置の一例を示す模式図である。 図２に示すアライメントプリズム絞りの構造の一例を示す図である。 図１に示す測定部の内部の角膜曲率半径測定光学系を含む光学系の配置の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態を示し、被検眼の断面の一例を示す図である。 図２に示す撮像素子で得られた画像の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、被検眼がＩＯＬ挿入眼の場合における輝点像の結像状態の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、アライメント投影光束のＩＯＬによる反射ゴースト像の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、被検眼がＩＯＬ挿入眼の場合における前眼照明光源の輝点像の結像状態の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、被検眼がＩＯＬ挿入眼の場合における前眼照明光源の輝点像の結像状態の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る眼科装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る眼科装置の制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１２に示すステップＳ１０５の瞳孔検出処理を説明するための図である。 図１２に示すステップＳ１０３のＩＯＬ挿入眼判断処理における詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１４に示すステップＳ２０１の角膜反射像抽出処理を説明するための図である。 図１４に示すステップＳ２０４の角膜反射像抽出処理を説明するための図である。 図１２に示すステップＳ１０３において被検眼がＩＯＬ挿入眼であると判断（Ｓ１０３／ＮＯ）された後の変形例に係る処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１７に示すステップＳ３０１の角膜リング像検出処理を説明するための図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態においては、本発明に係る眼科装置の一例として、眼屈折力及び角膜曲率半径を測定する眼科装置について説明を行う。

図１は、本発明の実施形態に係る眼科装置の概略構成の一例を示す外観図である。
図１に示す眼科装置は、被検者Ｈの被検眼Ｅの測定（具体的に、本実施形態では被検眼Ｅの眼屈折力及び角膜曲率半径等の測定）を行う装置である。この図１に示す眼科装置は、被検者Ｈの顎を受ける顎受け１１２を有するベース部１００と、ベース部１００上に設けられた駆動部１２０及び操作部１３０と、駆動部１２０上に取り付けられた測定部１１０を含み構成されている。

（ベース部１００）
ベース部１００には、被検者Ｈの被検眼Ｅの位置を固定するための被検眼位置固定機構が設けられている。被検眼位置固定機構は、顎受け１１２と、顎受けモータ１１３と、顔受けフレーム（不図示）を有して構成されている。被検者Ｈは、被検眼Ｅの測定を行う際に、顎受け１１２上に顎を乗せ、且つ、ベース部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、被検者Ｈの顔を固定し、被検眼Ｅの位置を固定させることができる。また、顎受け１１２は、被検者Ｈの顔のサイズ等に応じて、顎受けモータ１１３によりＹ軸方向に調整可能となっている。

（駆動部１２０）
駆動部１２０は、測定部１１０をＸＹＺ方向に移動（駆動）させるため、それぞれの軸に応じた駆動機構を有している。以下、各軸方向における駆動機構について説明する。

＜Ｘ軸方向（Ｘ方向）の駆動機構＞
フレーム１０２は、ベース部１００（或いは被検者Ｈ）に対して左右方向（以下、「Ｘ軸方向（Ｘ方向）」と称する）に移動可能である。Ｘ軸方向の駆動機構は、ベース部１００上に固定されたＸ軸モータ１０３と、当該Ｘ軸モータ１０３の出力軸に連結された送りねじ（不図示）と、当該送りねじ上をＸ軸方向に移動可能でフレーム１０２に固定されたナット（不図示）を有して構成されている。Ｘ軸モータ１０３の回転により、送りねじ（不図示）、ナット（不図示）を介してフレーム１０２がＸ軸方向に移動する。

＜Ｙ軸方向（Ｙ方向）の駆動機構＞
フレーム１０６は、フレーム１０２に対して上下方向（以下、「Ｙ軸方向（Ｙ方向）」と称する）に移動可能である。Ｙ軸方向の駆動機構は、フレーム１０２上に固定されたＹ軸モータ１０４と、当該Ｙ軸モータ１０４の出力軸に連結された送りねじ１０５と、送りねじ１０５上をＹ軸方向に移動可能でフレーム１０６に固定されたナット１１４を有して構成されている。Ｙ軸モータ１０４の回転により、送りねじ１０５、ナット１１４を介してフレーム１０６がＹ軸方向に移動する。

＜Ｚ軸方向（Ｚ方向）の駆動機構＞
フレーム１０７は、フレーム１０６に対して前後方向（以下、「Ｚ軸方向（Ｚ方向）」と称する）に移動可能である。Ｚ軸方向の駆動機構は、フレーム１０７に固定されたＺ軸モータ１０８と、当該Ｚ軸モータ１０８の出力軸に連結された送りねじ１０９と、送りねじ１０９上をＺ軸方向に移動可能でフレーム１０６に固定されたナット１１５を有して構成されている。Ｚ軸モータ１０８の回転により、送りねじ１０９、ナット１１５を介してフレーム１０７がＺ軸方向に移動する。

（測定部１１０）
フレーム１０７上には、測定部１１０が固定されている。
測定部１１０は、被検者Ｈの被検眼Ｅの検査、観察、撮影、測定などを行うための光学系等を備えている。測定部１１０の被検者Ｈ側には、被検眼Ｅのオートアライメントや測定を行うための光源ユニット１１１が設けられている。また、測定部１１０の被検者Ｈ側とは反対側には、検者が被検眼Ｅの観察等をするための表示部材であるＬＣＤモニタ１１６が設けられている。このＬＣＤモニタ１１６には、測定結果等を表示することができるようになっている。

（操作部１３０）
ベース部１００上には、ジョイスティック１０１を含む操作部１３０が設けられている。ジョイスティック１０１は、被検眼Ｅに対して測定部１１０の位置合わせするための操作部材である。検者は、ジョイスティック１０１を操作することにより、駆動部１２０等の駆動方向、駆動量、駆動速度などを指示し、測定部１１０の位置を被検眼Ｅに対してアライメント等して、検査、観察、撮影などを行う。

図２は、図１に示す測定部１１０の内部の眼屈折力測定光学系を含む光学系の配置の一例を示す模式図である。

波長８８０ｎｍ程度の光を照射する測定用光源（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、レンズ２０２、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐとほぼ共役な絞り２０３、孔あきミラー２０４、レンズ２０５、被検眼Ｅ側からの可視光を全反射し波長８８０ｎｍ程度の光束を一部反射するダイクロイックミラー２０６が順次配設されている。

また、孔あきミラー２０４の反射方向の光路０２上には、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐとほぼ共役で円環状のスリットを備えた絞り２０７、光束分光プリズム２０８、レンズ２０９、撮像素子２１０が順次配設されている。

上述した光路０１及び光路０２に係る光学系が眼屈折力測定光学系である。
ここで、測定用光源２０１から発せられた光束は、絞り２０３で光束が絞られつつ、レンズ２０２によりレンズ２０５の手前で１次結像され、レンズ２０５、ダイクロイックミラー２０６を透過して被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐの中心に投光される。そして、その光束は眼底Ｅｒで結像され、その反射光は瞳孔Ｅｐの中心を通って再びレンズ２０５に入射する。レンズ２０５に入射した光束は、レンズ２０５を透過後に孔あきミラー２０４の周辺で反射する。この反射した光束は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと略共役な絞り２０７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。この際、被検眼Ｅが正視眼であれば、このリング像は所定の円になり、近視眼では円の曲率が小さく、遠視眼では円の曲率が大きくなる。また、被検眼Ｅに乱視がある場合にはリング像は楕円になり、水平軸と楕円の長軸でなす角度が乱視軸角度となる。そして、本実施形態に係る眼科装置では、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、被検眼Ｅ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設されている。

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、固視標光源２１７が順次配設されている。
固視誘導時に、点灯された固視標光源２１７の投影光束は、固視標２１６を裏側から照明し、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、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（不図示）により光軸方向に移動できるようになっている。

また、ダイクロイックミラー２１２の反射方向の光路０４には、アライメント受光光学系が構成されている。光路０４上には、アライメントプリズム絞り挿抜ソレノイド（不図示：図１１の４１１）により駆動されるアライメントプリズム絞り２２３、レンズ２１８、絞り挿抜ソレノイド（不図示：図１１の４１２）により駆動される絞り２１９、撮像素子２２０が順次配設されている。このアライメント受光光学系によって、被検眼Ｅの前眼部観察とアライメント検出を行うことができる。

図３は、図２に示すアライメントプリズム絞り２２３の構造の一例を示す図である。
アライメントプリズム絞り２２３には、円盤状の絞り板に、３つの開口部２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃが設けられている。また、両端の開口部２２３ｂ及び２２３ｃのレンズ２１８側には、それぞれ、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及び３０１ｂが貼付されている。

ここで、再び、図２の説明に戻る。
被検眼Ｅの前眼部の斜め前方には、波長７８０ｎｍ程度の光を照射する前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂが配置されている。前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂによって照明された被検眼Ｅの前眼部像の光束は、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、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の受光センサ面に結像する。

アライメント検出のための光源は、眼屈折力測定用の測定用光源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：図１１の４１０）により、半透明の拡散板２２２が光路０１に挿入される。この際、拡散板２２２が挿入される位置は、上述した測定用光源２０１のレンズ（投影レンズ）２０２による一次結像位置であり、且つ、レンズ２０５の焦点位置に挿入される。これにより、測定用光源２０１の像が拡散板２２２上に一旦結像して、それが二次光源となりレンズ２０５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。この太い平行光束は、アライメント用投影光束として、後ほど詳しく説明する。

図４は、図１に示す測定部１１０の内部の角膜曲率半径測定光学系を含む光学系の配置の一例を示す模式図である。図４において、図２に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。

図４において、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂの内側に、波長７８０ｎｍ程度の光を照射する角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂが配設されている。そして、角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂは、それぞれ、拡散板２２５ａ及び２２５ｂを介して、被検眼Ｅに拡散光束を照射する。ここで、図４では、角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂは２つしか図示されていないが、実際には角膜曲率半径光源は、光路０１を中心に円環状（リング状）に配設されており、被検眼Ｅに対してリング状の光束を投影するリング光源である。

この角膜曲率半径光源から照射され、被検眼Ｅの角膜Ｅｃで反射したリング状の光束は、ダイクロイックミラー２０６で反射し、レンズ２１１を通り、ダイクロイックミラー２１２で反射し、レンズ２１８で収束して絞り２１９の開口部を通り、撮像素子２２０においてリング像（角膜リング像）として受光される。このとき、アライメントプリズム絞り２２３は、光路０４から外される。この際、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂと角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂによる光束が撮像素子２２０に向かうが、当該角膜曲率半径光源の光束が収束する位置に絞り２１９が配置されるため、当該前眼照明光源の光束は少なくなって受光される。そして、本実施形態に係る眼科装置では、撮像素子２２０で受光されたリング像に基づいて、既に知られている換算式を用いて被検眼Ｅの角膜曲率半径を求める。この際、被検眼Ｅに角膜乱視がある場合には、撮像素子２２０で受光されたリング像が楕円になり、角膜乱視も計測することができる。

次に、このような眼屈折力と角膜曲率半径を測定する眼科装置において、アライメント用投影光を用いたアライメント検出に関して詳しく説明する。

図５は、本発明の実施形態を示し、被検眼Ｅの断面の一例を示す図である。
図５において、紙面の上部が被検眼Ｅの鼻側であり、紙面の下部が被検眼Ｅの耳側になる。図５には、被検眼Ｅの角膜Ｅｃ、瞳孔Ｅｐ、水晶体Ｅｌが示されている。被検眼Ｅに向かって太い光束の平行光束は、図４に示すように角膜Ｅｃで屈折し、曲率半径の約１／２付近で輝点像Ｐ１を形成する。結像された光束は、眼科装置の測定光学系に戻され、再び、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で反射し、アライメントプリズム絞り２２３の開口部２２３ａ及びアライメントプリズム３０１ａ，３０１ｂを透過し、レンズ２１８に収斂されて撮像素子２２０に結像する。

図３に示すアライメントプリズム絞り２２３の中心の開口部２２３ａは、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂの波長７８０ｎｍ以上の光束が通るようになっている。このため、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂにより照明された前眼部像の反射光束は、角膜Ｅｃ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２２３の開口部２２３ａを介して、レンズ２１８によって撮像素子２２０に結像される。また、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する。

図６は、図２に示す撮像素子２２０で得られた画像の一例を示す図である。

図６（ａ）は、眼屈折力測定光学系が、上下、左右、前後の３次元方向で適正に位置合わせされている場合の画像を示す。上述したように、アライメントプリズム絞り２２３により光束は３つに分離され、図６（ａ）に示す場合には、アライメントプリズム３０１ａ，３０１ｂで上下方向に屈折された輝点像Ｐ１が縦に一列に並んでいる。

ここで、もし、作動距離方向（Ｚ方向）に位置ずれがある場合には、図６（ｂ）に示すように、上下の輝点像が左右方向にずれる。
被検眼Ｅに対して測定部１１０が左右方向に位置ずれしている場合には、３つの輝点像が一緒に左右方向にずれる。
図６（ｃ）は、被検眼Ｅに対して測定部１１０が作動距離方向については適正であるが、やや鼻側にずれている場合の画像を示している。また、図６（ｄ）は、被検眼Ｅに対して測定部１１０が作動距離方向についてややずれており、また、左右方向もやや鼻側にずれている場合の画像を示している。

被検眼Ｅが健常眼であれば、輝点像Ｐ１の位置を検出して、測定部１１０を被検眼Ｅに位置合わせできるが、例えば白内障の手術を行い、被検眼ＥがＩＯＬを挿入したＩＯＬ挿入眼である場合には、アライメント用の輝点像のゴーストが発生することが知られている。その仕組みは、以下のようになる。

図７は、本発明の実施形態を示し、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼の場合における輝点像の結像状態の一例を示す図である。
図７（ａ）、図７（ｂ）は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにおける反射像を示す。具体的に、図７（ａ）は、図５に示す水晶体ＥｌがＩＯＬに替わっただけで、角膜Ｅｃで屈折した光束は曲率半径の約１／２付近で輝点像Ｐ１を形成する。また、図７（ｂ）は、やや鼻側にアライメントがずれた場合を示しており、角膜Ｅｃで屈折した光束はやや鼻側にずれて結像される（Ｐ１'）。しかしながら、ＩＯＬの場合には、本来の水晶体Ｅｌとは材質が異なるため、ＩＯＬの前面側と後面側で反射成分が水晶体Ｅｌよりも多く発生することが経験によりわかっている。

図７（ｃ）、図７（ｄ）は、図７（ａ）のＩＯＬの前面側で全反射と透過屈折された光束のみを示している。ＩＯＬの前面側の反射光束は、発散光になるので、測定部１１０のダイクロイックミラー２０６に戻る光束は少なく、ゴーストとなって現れることはない。図７（ｃ）では、透過屈折成分はＰ２の位置に結像さるが、被検眼Ｅの角膜Ｅｃや瞳孔Ｅｐよりもかなり離れた位置であるので、測定部１１０に戻された光束は、通常アライメントする場合の作動距離では撮像素子２２０には映らない。図７（ｄ）は、鼻側にずれた位置を示すが、太いアライメント投影光束は、一部、瞳孔Ｅｐに蹴られて残光が結像される（Ｐ２'）ので、測定部１１０に戻された光束がさらに少なくなるため、撮像素子２２０には映らない。

図７（ｅ）、図７（ｆ）は、ＩＯＬの後面側で全反射と透過屈折された光束のみを示している。図７（ｅ）では、角膜Ｅｃの頂点付近に反射像が結像され（Ｐ３）、これが撮像素子２２０に映ってしまう。また、図７（ｆ）のようにアライメントが鼻側にずれた場合には、耳側にずれて反射像が結像される（Ｐ３'）。さらに鼻側にずれると、さらに耳側にずれて結像され、また瞳孔Ｅｐに投影光束が蹴られるので、輝点像はいびつになり、薄くなって撮像素子２２０に映る。

図８は、本発明の実施形態を示し、アライメント投影光束のＩＯＬによる反射ゴースト像の一例を示す図である。
図８（ａ）は、ほぼ適正位置にアライメントした場合の撮像素子２２０に映った画像を示す。この図８（ａ）には、角膜反射像Ｐ１、ＩＯＬによる反射ゴースト像Ｐ３'が示されている。この場合、ＩＯＬによる反射ゴースト像Ｐ３'は、ＩＯＬがやや偏心したり傾いたりしていることで、被検眼Ｅの耳側やや下部に斜めに映る場合が多い。
図８（ｂ）は、被検眼Ｅに対して測定部１１０が被検眼Ｅの鼻側にずれている場合の撮像素子２２０に映った画像を示す。この場合、ＩＯＬによる反射ゴースト像Ｐ３'は、角膜反射像Ｐ１から離れてくる。
図８（ｃ）は、投影光束の一部が瞳孔Ｅｐに蹴られた場合の撮像素子２２０に映った画像を示す。この場合、ＩＯＬによる反射ゴースト像Ｐ３"は、いびつに且つ輝点像が薄くなって映る。

以上、アライメント投影光束による位置合わせを行う場合のＩＯＬによる反射ゴースト像の発生について説明したが、より広いアライメント検出を行う場合には、前眼照明光源２２１ａ，２２１ｂの角膜反射像を使ってアライメント検出を行うことも知られている。この場合も同様に、ＩＯＬによる反射ゴースト像が発生する。

図９は、本発明の実施形態を示し、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼の場合における前眼照明光源２２１ａ，２２１ｂの輝点像の結像状態の一例を示す図である。
図９（ａ）は、被検眼Ｅと測定部１１０の上下左右方向に位置はほぼ適正な位置状態を示す。図９（ａ）において、前眼照明光源２２１ａから照射された光束は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃで透過屈折して結像し輝点像Ｒ１となる。この際、透過屈折した一部の光束は、ＩＯＬの後面側で反射されるが、測定光軸から離れたところに光源があるため、大分部は瞳孔Ｅｐに蹴られてしまう。そして、わずかな光束は後面側で反射され、輝点Ｐ４で結像される。また、前眼照明光源２２１ｂから照射された光束も、同様に、被検眼Ｅの角膜Ｅｃで透過屈折して結像し輝点像Ｒ２となる。この際、前眼照明光源２２１ｂから照射され瞳孔Ｅｐに蹴られなかった光束は、前眼照明光源２２１ａと同様にＩＯＬの後面側で反射され結像される。結像位置は、輝点Ｐ４と光軸に対して対称な位置になるが、図９（ａ）では省略している。

このように、測定部１１０の上下左右方向に位置はほぼ適正な位置状態での撮像素子２２０に映る画像は図９（ｂ）のようになる。そして、前眼照明光源によるＩＯＬ反射ゴースト像は、図９（ａ）で示されるように、測定部１１０側からは、輝点Ｐ４と輝点像Ｒ２が重なって、輝点像Ｒ２だけが撮像素子２２０に映る。

図１０は、本発明の実施形態を示し、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼の場合における前眼照明光源２２１ａ，２２１ｂの輝点像の結像状態の一例を示す図である。
図１０（ａ）は、測定部１１０が被検眼Ｅに対して鼻側にずれた状態を示す。図１０（ａ）において、前眼照明光源２２１ａから照射された光束がすべて瞳孔Ｅｐ内に透過屈折されるとＩＯＬ後面で反射され、Ｐ４'の位置に結像される。これは、図９（ａ）に比べて光軸にずれるため、図１０（ｂ）のように、瞳孔Ｅｐ内に輝点像Ｐ４'となって撮像素子２２０に映る。また、前眼照明光源２２１ｂから照射された光束は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃで透過屈折し、ほぼ光束のすべてが瞳孔Ｅｐで蹴られＩＯＬ後面まで達しない。図１０（ｂ）のように、被検眼Ｅの虹彩の上に重なって前眼照明光源像Ｒ２'が撮像素子２２０に映る。

図１１は、本発明の実施形態に係る眼科装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。図１１において、図１、図２及び図４に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。

システム制御部４０１は、本実施形態に係る眼科装置のシステム全体を制御するものである。

被検眼Ｅに対して測定部１１０の位置合わせをするためのジョイスティック１０１からの入力は、Ｘ、Ｚ軸傾倒角度入力部４０２、Ｙ軸エンコーダー入力部の各デバイスを介してシステム制御部４０１に入力される。また、測定開始スイッチ４０４は、ジョイスティック１０１に配置され、測定開始信号をシステム制御部４０１に入力するようになっている。この他に、操作パネル４０５、各種位置センサ４０６、左右エンコーダー入力部４０７からの情報がシステム制御部４０１に入力されるようになっている。

撮像手段である撮像素子２１０からはシステム制御部４０１に画像信号が入力され、システム制御部４０１は、上述したリング像を抽出し、球面度数や、乱視度数、乱視軸角度等を算出する。撮像手段である撮像素子２２０からの画像信号も同様にシステム制御部４０１に入力され、システム制御部４０１は、同様にリング像を抽出して、角膜曲率半径等を算出する。

また、アライメント時には、システム制御部４０１は、上述した前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂによる前眼部像の画像とアライメント輝点等の入力を受け付けるようになっている。アライメント時のリアルタイムの画像は、システム制御部４０１の画像処理回路（不図示）を介してＬＣＤモニタ１１６に表示される。

また、ソレノイド駆動回路４０９は、システム制御部４０１の指令に基づいて、拡散板挿抜ソレノイド４１０、アライメントプリズム絞り挿抜ソレノイド４１1、絞り挿抜ソレノイド４１２を駆動する。そして、これらの駆動により、拡散板２２２、アライメントプリズム絞り２２３、絞り２１９が駆動する。

また、光源駆動回路４１３は、システム制御部４０１の指令に基づいて、被検眼Ｅを照明する照明手段である、測定用光源２０１、前眼照明光源２２１a及び２２１ｂ、固視標光源２１７、角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂをそれぞれ駆動する。

また、モータ駆動回路４１４は、システム制御部４０１の指令に基づいて、顎受けモータ１１３、Ｘ軸モータ１０３、Ｙ軸モータ１０４、Ｚ軸モータ１０８を駆動する。

次に、このような構成を有する眼科装置の制御方法について説明を行う。
図１２は、本発明の実施形態に係る眼科装置の制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。

被検者Ｈが顎台１１２に顎を載せると（Ｓ１０１）、検者は、被検眼ＥがＬＣＤモニタ１１６の観察画面で映るようにジョイスティック１０１を操作する。
そして、検者がＬＣＤモニタ１１６の観察画面を確認して、測定開始スイッチ４０４を押すと、システム制御部４０１はこれを検知し、測定を開始する処理を行う。

続いて、ステップＳ１０３において、システム制御部４０１は、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼ではないか否かを判断する。

ステップＳ１０３の判断の結果、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼ではない（健常眼である）場合には（Ｓ１０３／ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４に進むと、システム制御部４０１は、アライメント輝点像による位置合わせを行う。具体的に、ステップＳ１０４では、システム制御部４０１は、図６を用いて上述したように３つのアライメント輝点像が縦に一列に並び、且つ、撮像素子２２０の中心の所定位置あれば適正な位置であると判断する。ステップＳ１０４において、システム制御部４０１は、アライメント輝点像が適正な位置ではない場合には、その位置ずれ量を算出し、アライメント輝点像が適正な位置になるように、例えば測定部１１０をＸＹＺ方向に駆動制御して、位置合わせを行う。

アライメント輝点像が適正な位置となると、続いて、ステップＳ１０７において、システム制御部４０１は、ケラト測定を行う。

続いて、ステップＳ１０８において、システム制御部４０１は、レフ測定を行う。
そして、ステップＳ１０８の処理が終了すると、図１２に示すフローチャートの処理を終了する。

また、ステップＳ１０３の判断の結果、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼である場合には（Ｓ１０３／ＮＯ）、ステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５に進むと、システム制御部４０１は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐを検出する処理を行う。
図１３は、図１２に示すステップＳ１０５の瞳孔検出処理を説明するための図である。
ステップＳ１０５では、図１３（ａ）に示すような前眼部画像を所定値（所定レベル）で２値化処理する。そうすると、図１３（ｂ）に示すように、コントラスト差を利用することで瞳孔Ｅｐのエッジ部が明確になり、瞳孔Ｅｐを検出することができる。

続いて、ステップＳ１０６において、システム制御部４０１は、ステップＳ１０５で検出した瞳孔Ｅｐの中心位置が適正な位置になるように、例えば測定部１１０をＸＹ方向に駆動制御して、位置合わせを行う。
このように、瞳孔Ｅｐの中心位置で位置合わせを行う場合には、被検眼Ｅの測定光が虹彩に蹴られず、測定エラーを軽減させる効果がある。

ステップＳ１０６の処理が終了すると、ステップＳ１０７に進み、システム制御部４０１は、角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂ等を駆動させ、ケラト測定（角膜曲率半径の測定）を行う。

続いて、ステップＳ１０８において、システム制御部４０１は、測定用光源（眼屈折力測定用光源）２０１等を駆動させ、レフ測定（眼屈折力測定）を行う。
そして、ステップＳ１０８の処理が終了すると、図１２に示すフローチャートの処理を終了する。

次に、図１２のステップＳ１０３におけるＩＯＬ挿入眼判断処理の詳細な処理手順について説明する。
図１４は、図１２に示すステップＳ１０３のＩＯＬ挿入眼判断処理における詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１において、システム制御部４０１は、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂをＯＮし、且つ、アライメント光源である測定用光源２０１をＯＦＦにした状態で、撮像素子２２０に被検眼Ｅの画像を撮像させる。次いで、システム制御部４０１は、撮像素子２２０で撮像した画像から、被検眼Ｅの角膜Ｅｃで反射した角膜反射像を抽出する。即ち、撮像素子２２０で撮像された画像は、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂのみの光束に基づく画像であるため、抽出される角膜反射像も、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂのみの光束に基づくものとなる。

図１５は、図１４に示すステップＳ２０１の角膜反射像抽出処理を説明するための図である。
図１５（ａ）は、撮像素子２２０で撮像された画像の一例である。図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）は、図１５（ａ）に示す画像を所定値（所定レベル）で２値化した画像の一例である。図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）には、所定値以上（所定レベル以上）の輝点が示されている。この輝点を検出することで、角膜反射像を抽出することができる。

続いて、ステップＳ２０２において、システム制御部４０１は、ステップＳ２０１で抽出した角膜反射像の輝点の数ｎがｎ＝２であるか否かを判断する。

ステップＳ２０２の判断の結果、ステップＳ２０１で抽出した角膜反射像の輝点の数ｎがｎ＝２である場合には（Ｓ２０２／ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に進む。
ステップＳ２０３に進むと、システム制御部４０１は、ステップＳ２０１で抽出した角膜反射像に基づいて前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂによる画像の適正な位置とのずれ量を算出する。そして、システム制御部４０１は、算出したずれ量に応じて、例えば測定部１１０をＸＹＺ方向に駆動制御して、位置合わせを行う。

続くステップＳ２０４は、さらに詳細な位置合わせを行うためのステップとなる。
ステップＳ２０４に進むと、システム制御部４０１は、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂをＯＦＦし、且つ、アライメント光源である測定用光源２０１をＯＮにした状態で、撮像素子２２０に被検眼Ｅの画像を撮像させる。次いで、システム制御部４０１は、撮像素子２２０で撮像した画像から、被検眼Ｅの角膜Ｅｃで反射した角膜反射像を抽出する。即ち、撮像素子２２０で撮像された画像は、アライメント光源である測定用光源２０１のみの光束に基づく画像であるため、抽出される角膜反射像も、アライメント輝点像に基づくものとなる。

図１６は、図１４に示すステップＳ２０４の角膜反射像抽出処理を説明するための図である。
図１６（ａ）は、撮像素子２２０で撮像された画像の一例である。図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）は、図１６（ａ）に示す画像を所定値（所定レベル）で２値化した画像の一例である。図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）には、所定値以上（所定レベル以上）の輝点が示されている。この輝点を検出することで、角膜反射像を抽出することができる。

続くステップＳ２０５は、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼であるのかをアライメント輝点像で判断するステップとなる。
ステップＳ２０５に進むと、システム制御部４０１は、ステップＳ２０４で抽出した角膜反射像（アライメント輝点像）の輝点の数ｎがｎ＝３であるか否かを判断する。

ステップＳ２０５の判断の結果、ステップＳ２０４で抽出した角膜反射像（アライメント輝点像）の輝点の数ｎがｎ＝３である場合には（Ｓ２０５／ＹＥＳ）、図１２のステップＳ１０４に遷移する。即ち、図１６（ｃ）に示すように輝点の数ｎがｎ＝３である場合には、図１２のステップＳ１０４に進み、アライメント輝点像による位置合わせを行う。

一方、ステップＳ２０５の判断の結果、ステップＳ２０４で抽出した角膜反射像（アライメント輝点像）の輝点の数ｎがｎ＝３でない場合には（Ｓ２０５／ＮＯ）、図１２のステップＳ１０５に遷移する。即ち、図１６（ｃ）に示すように輝点の数ｎがｎ≠３である場合には、図１２のステップＳ１０５に進み、瞳孔検出が行われ、その後、ステップＳ１０６において、瞳孔中心が適正な位置になるようにＸＹ方向に位置合わせを行う。

また、ステップＳ２０２の判断の結果、ステップＳ２０１で抽出した角膜反射像の輝点の数ｎがｎ＝２でない場合には（Ｓ２０２／ＮＯ）、ステップＳ２０６に進む。
ステップＳ２０６に進むと、システム制御部４０１は、例えば測定部１１０をＸ方向に所定量だけ駆動させる。ここで、駆動させる方向は、ＩＯＬによる反射ゴースト像の発生メカニズムから、図１５（ｂ）の場合には、被検眼Ｅの耳側（被検眼Ｅに対して右側）に移動するとよい。図１５（ｂ）の場合には、測定部１１０が被検眼Ｅに対して鼻側（左側）にずれているため、ＩＯＬによる反射ゴースト像（Ｐ４'）が発生している。

ステップＳ２０６でＸ方向駆動を行った後、続いて、ステップＳ２０７において、システム制御部４０１は、ステップＳ２０１と同様に、前眼照明光源２２１ａ及び２２１ｂのみの光束に基づく前眼照明像（角膜反射像）を抽出する。

続いて、ステップＳ２０８において、システム制御部４０１は、ステップＳ２０７で抽出した前眼照明像（角膜反射像）の輝点の数ｎがｎ＝２であるか否かを判断する。

ステップＳ２０８の判断の結果、ステップＳ２０７で抽出した前眼照明像（角膜反射像）の輝点の数ｎがｎ＝２でない場合には（Ｓ２０８／ＮＯ）、ステップＳ２０６に戻り、再度、ステップＳ２０６以降の処理を行う。

一方、ステップＳ２０８の判断の結果、ステップＳ２０７で抽出した前眼照明像（角膜反射像）の輝点の数ｎがｎ＝２である場合には（Ｓ２０８／ＹＥＳ）、ステップＳ２０９に進む。例えば、図１５（ｃ）に示すように前眼照明像（角膜反射像）の輝点の数ｎがｎ＝２となれば、ステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０９に進むと、システム制御部４０１は、２つの前眼照明像（角膜反射像）の間隔距離を算出して測定を行う。この際、２つの前眼照明像の間隔は、被検眼Ｅと測定部１１０の作動距離によって変化するため、適正な作動距離であるかを予め決めておけば確認できる。

続いて、ステップＳ２１０において、システム制御部４０１は、ステップＳ２０９で測定した２つの前眼照明像（角膜反射像）の間隔距離と適正な作動距離とのずれ量を算出する。そして、システム制御部４０１は、算出したずれ量に応じて、例えば測定部１１０をＺ方向に駆動制御して、位置合わせを行う。
このステップＳ２１０の処理が終了すると、図１２のステップＳ１０５に遷移し、瞳孔検出が行われ、その後、ステップＳ１０６において、瞳孔中心が適正な位置になるようにＸＹ方向に位置合わせを行う。

上述した図１２のフローチャートの説明では、被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼である場合には（Ｓ１０３／ＮＯ）、ステップＳ１０５で瞳孔検出し、その後、ＸＹ方向の位置合わせ、ケラト測定及びレフ測定（Ｓ１０６〜Ｓ１０８）を行うものであった。
まれに、被検眼Ｅの虹彩の一部を切除したりして瞳孔Ｅｐがいびつである場合には、ケラト測定のリング像でアライメントすることも可能である。

図１７は、図１２に示すステップＳ１０３において被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼であると判断（Ｓ１０３／ＮＯ）された後の変形例に係る処理手順の一例を示すフローチャートである。

本変形例では、図１２のステップＳ１０３において被検眼ＥがＩＯＬ挿入眼であると判断された場合には（Ｓ１０３／ＮＯ）、図１７のステップＳ３０１に進む。
ステップＳ３０１に進むと、システム制御部４０１は、角膜リング像を検出する処理を行う。この際、角膜リング像は、角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂを含むリング光源からの光束に基づくリング像であり、ステップＳ３０１では、図１２のステップＳ１０７におけるケラト測定時の光量よりも高い所定値の光量で当該角膜曲率半径光源を点灯して得られるものである。

図１８は、図１７に示すステップＳ３０１の角膜リング像検出処理を説明するための図である。
図１８（ａ）は、上述した条件で角膜曲率半径光源２２４ａ及び２２４ｂを点灯させることにより、撮像素子２２０で撮像された画像の一例である。この図１８（ａ）には、角膜リング像Ｑ１が示されている。
ステップＳ３０１の処理では、図１８（ａ）に示す画像を所定値（所定レベル）で２値化処理し、コントラスト差を利用することで、図１８（ｂ）に示す角膜リング像Ｑ１'のみを検出することができる。

続いて、ステップＳ３０２において、システム制御部４０１は、ステップＳ３０１で検出した角膜リング像のリング中心位置を求め、ＸＹ方向の適正な位置とのずれ量を算出する。そして、システム制御部４０１は、算出したずれ量に応じて、例えば測定部１１０をＸＹ方向に駆動制御して、適正な位置に位置合わせを行う。
ステップＳ３０２の処理が終了すると、図１２のステップＳ１０７に遷移する。

以上説明した本実施形態に係る眼科装置では、照明手段の１つである測定用光源２０１で照明された被検眼Ｅの撮像を行い、当該撮像により得られた画像から被検眼Ｅの角膜Ｅｃで反射した角膜反射像を抽出するようにしている（図１４のＳ２０４）。そして、本実施形態に係る眼科装置では、前記角膜反射像に基づいて被検眼ＥにＩＯＬ（眼内レンズ）が挿入されているか否かを判断し（図１４のＳ２０５，図１２のＳ１０３）、当該判断の結果に応じて被検眼Ｅと当該眼科装置との相対的な位置合わせの手法を変更するようにしている（図１２のＳ１０４と図１２のＳ１０５及びＳ１０６、或いは、図１２のＳ１０４と図１７のＳ３０１及びＳ３０２）。
かかる構成によれば、被検眼ＥにＩＯＬが挿入されている場合であっても、ＩＯＬによる反射ゴースト像を除外した上で被検眼と眼科装置との相対的な位置合わせを行うことができる。これにより、アライメント用指標を誤検出ことを抑制することができるため、被検眼と眼科装置との相対的な位置合わせを高精度に行うことができる。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。
即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明に係る眼科装置は、例えば眼科診療や眼鏡処方に用いて好適なものである。

１００ ベース部、１０１ ジョイスティック、１０２ フレーム、１０３ Ｘ軸モータ、１０４ Ｙ軸モータ、１０５ 送りねじ、１０６ フレーム、１０７ フレーム、１０８ Ｚ軸モータ、１０９ 送りねじ、１１０ 測定部、１１１ 光源ユニット、１１２ 顎受け、１１３ 顎受けモータ、１１４ ナット、１１５ ナット、１１６ ＬＣＤモニタ、１２０ 駆動部、１３０ 操作部、Ｈ 被検者、Ｅ 被検眼

Claims (8)

1. 被検眼の測定を行う眼科装置であって、
   前記被検眼を照明する照明手段と、
   前記照明手段で照明された前記被検眼の撮像を行う撮像手段と、
   前記撮像手段による撮像により得られた画像から前記被検眼の角膜で反射した角膜反射像を抽出する抽出手段と、
   前記角膜反射像に基づいて、前記被検眼に眼内レンズが挿入されているか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段の結果に応じて、前記被検眼と当該眼科装置との相対的な位置合わせの手法を変更する位置合わせ手段と
   を有することを特徴とする眼科装置。
2. 前記照明手段は、前記被検眼の前眼部を照明する前眼照明光源を含んでおり、
   前記位置合わせ手段は、前記判断手段において前記被検眼に眼内レンズが挿入されていると判断された場合、前記前眼照明光源で前記被検眼の前眼部が照明された状態で前記撮像手段による撮像により得られた前眼部画像から前記被検眼の瞳孔を検出し、当該検出した瞳孔の位置に基づいて前記被検眼と当該眼科装置との相対的な位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記位置合わせ手段は、前記前眼部画像を所定値で２値化処理し、コントラスト差を利用して、前記被検眼の瞳孔を検出することを特徴とする請求項２に記載の眼科装置。
4. 前記照明手段は、前記被検眼の角膜をリング状に照明するリング光源を含んでおり、
   前記位置合わせ手段は、前記判断手段において前記被検眼に眼内レンズが挿入されていると判断された場合、前記リング光源で前記被検眼の角膜が照明された状態で前記撮像手段による撮像により得られた画像からリング像を検出し、当該検出したリング像の中心位置に基づいて前記被検眼と当該眼科装置との相対的な位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
5. 前記位置合わせ手段は、前記リング光源で前記被検眼の角膜が照明された状態で前記撮像手段による撮像により得られた画像を所定値で２値化処理し、コントラスト差を利用して、前記リング像を検出することを特徴とする請求項４に記載の眼科装置。
6. 前記被検眼と前記撮像手段との間に絞りを更に有し、
   前記位置合わせ手段は、前記判断手段において前記被検眼に眼内レンズが挿入されていないと判断された場合、前記絞りを介して前記撮像手段による撮像により得られた画像から前記絞りに基づく輝点像を検出し、当該輝点像の位置に基づいて前記被検眼と当該眼科装置との相対的な位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科装置。
7. 前記位置合わせ手段は、少なくとも、当該眼科装置を左右方向に係るＸ方向に駆動させて、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の眼科装置。
8. 被検眼の測定を行う眼科装置の制御方法であって、
   照明手段で照明された前記被検眼の撮像を行う撮像ステップと、
   前記撮像ステップによる撮像により得られた画像から前記被検眼の角膜で反射した角膜反射像を抽出する抽出ステップと、
   前記角膜反射像に基づいて、前記被検眼に眼内レンズが挿入されているか否かを判断する判断ステップと、
   前記判断ステップの結果に応じて、前記被検眼と前記眼科装置との相対的な位置合わせの手法を変更する位置合わせステップと
   を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。

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