JP2016093249A - 眼科装置、及びそれに用いる処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被検眼の角膜を良好に測定する眼科装置を提供する。【解決手段】被検眼に平行光を投影し、角膜上に平行指標像を形成させる平行投影光学系と、前記角膜上に第１拡散指標像を形成させる第１拡散投影光学系と、前記第１拡散指標像とは異なる像高にて第２拡散指標像を形成させる第２拡散投影光学系と、を備える拡散指標投影光学系と、前記平行指標像、前記第１拡散指標像、前記第２拡散指標像を撮像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する演算手段を備え、前記演算手段は、前記平行指標像と前記第１拡散指標像の少なくとも一方の像高による第１の角膜形状と、前記第２拡散指標像の像高による第２の角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の角膜形状の測定結果を補正する。【選択図】図４

Description

本開示は、被検眼の角膜形状等を測定する眼科装置、及びそれに用いる処理プログラムに関する。

被検眼の角膜形状等を測定する眼科装置が知られている。従来の眼科装置は、角膜形状を測定するために、例えばフォーカス光（平行光）と拡散光を被検眼に照射し、平行指標と拡散指標とのサイズ比等を計算することでフォーカス方向のアライメントを合わせていた（特許文献１参照）。

特開平０６−０４６９９９号公報

しかしながら、上記のように角膜形状の測定を行った場合、フォーカス方向のアライメントに用いる指標像が形成される角膜領域と、角膜形状の測定値を算出する指標像が形成される角膜領域とが異なる場合（例えば、眼球に非球面性がある場合）、角膜形状が正しく算出されないことがあった。

本開示は、上記の問題点に鑑み、被検眼の角膜を良好に測定する眼科装置、及びそれに用いる処理プログラム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、本開示は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 被検眼の角膜の形状を測定する眼科装置であって、前記被検眼に平行光を投影し、前記角膜上に平行指標像を形成させる平行投影光学系と、前記角膜上に第１拡散指標像を形成させる第１拡散投影光学系と、前記第１拡散指標像とは異なる像高にて第２拡散指標像を形成させる第２拡散投影光学系と、を備える拡散指標投影光学系と、前記平行指標像、前記第１拡散指標像、前記第２拡散指標像を撮像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する演算手段を備え、前記演算手段は、前記平行指標像と前記第１拡散指標像の少なくとも一方の像高による第１の角膜形状と、前記第２拡散指標像の像高による第２の角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の角膜形状の測定結果を補正することを特徴とする。
（２） 被検眼の角膜の形状を測定する眼科装置であって、前記被検眼に平行光を投影し、前記角膜上に平行指標像を形成させる平行投影光学系と、前記角膜上に第１拡散指標像を形成させる第１拡散投影光学系を備える拡散指標投影光学系と、前記平行指標像、前記第１拡散指標像を撮像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって撮像された前記平行指標像と前記第１拡散指標像の前記第１の経線方向における像高に基づいて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アライメント検出手段と、前記撮像光学系によって撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する演算手段を備え、前記演算手段は、前記第１拡散指標像の前記第１の経線方向における像高による角膜形状と、前記第１拡散指標像の第１の経線方向とは異なる第２の経線方向における像高による角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の経線方向における被検眼の角膜形状の測定結果を補正することを特徴とする。
（３） 被検眼の角膜の形状を測定する眼科装置に用いられる処理プログラムであって、前記眼科装置のプロセッサに実行させることによって、前記被検眼に平行光を投影し、前記角膜上に平行指標像を形成させる平行投影ステップと、前記角膜上に第１拡散指標像を形成させる第１拡散投影ステップと、前記第１拡散指標像とは異なる像高にて第２拡散指標像を形成させる第２拡散投影ステップと、を含む拡散指標投影ステップと、前記平行指標像、前記第１拡散指標像、前記第２拡散指標像を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにおいて撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する演算ステップと、前記平行指標像と前記第１拡散指標像の少なくとも一方の像高による第１の角膜形状と、前記第２拡散指標像の像高による第２の角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の角膜形状の測定結果を補正する補正ステップと、を前記眼科装置に実行させることを特徴とする。

本開示に係る眼科装置の外観図である。 光学系および制御部の概略構成図である。 表示部に表示された前眼部画像の一例を示す図である。 制御動作を説明するためのフローチャートである。 角膜曲率半径と作動距離の関係を示すグラフである。 乱視眼を測定したときにリング指標の形状を示す図である。 作動距離と角膜曲率半径の関係を示すグラフである。 角膜曲率半径の補正量をｓｉｎ関数によって近似させたグラフである。 被検眼に投影される指標の変容例を示す図である。

＜概要＞
以下、本開示に係る眼科装置の概要を図１〜８に基づいて説明する。眼科装置（例えば、眼科装置１００）は、例えば、被検眼の角膜曲率等の角膜形状を測定する。
眼科装置は、平行投影光学系（例えば、フォーカス指標投影光学系５０）と、拡散指標投影光学系（例えば、パターン投影光学系２０）と、撮像光学系（例えば、前眼部撮像光学系３０）と、演算部（例えば、制御部７０など）と、を主に備える。

平行投影光学系は、例えば、被検眼に平行光を投影し、角膜上に平行指標像（例えば、フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２）を形成させる。例えば、平行投影光学系は、撮像光学系の光軸に直交する経線に対して互いに線対称な２つの平行指標像を形成させてもよい。拡散指標投影光学系は、例えば、第１拡散投影光学系（例えば、光源２１など）と、第２拡散投影光学系（例えば光源２２など）を備える。第１拡散投影光学系は、角膜上に第１拡散指標像（例えば、リング指標Ｇ１）を形成させる。例えば、第１拡散投影光学系は、撮像光学系の光軸に対する高さに関して、平行投影光学系と同じ位置に配置されてもよい。なお、第１拡散投影光学系は、例えば、角膜上の第１円周領域に第１拡散指標像を形成させてもよい。

第２拡散投影光学系は、例えば、第１拡散指標像とは異なる像高にて第２拡散指標像を形成させる。第２拡散投影光学系は、第２拡散指標像としてリング指標像（例えば、リング指標Ｇ２）を投影するためのリング指標、或いは第２拡散指標像としてリング状に配列された複数の点像を投影するためのリング状指標を備えてもよい。第２拡散投影光学系は、例えば、第１円周領域とは異なる第２円周領域に第２拡散指標像を形成させてもよい。なお、拡散指標投影光学系は、複数のリング指標を投影するプラチド指標投影光学系であってもよい。撮像光学系は、例えば、平行指標像、第１拡散指標像、第２拡散指標像を撮像する。

演算部は、撮像光学系によって撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する。さらに、演算部は、平行指標像と第１拡散指標像の少なくとも一方の像高による第１の角膜形状と、第２拡散指標像の像高による第２の角膜形状とを比較する。なお、比較する角膜形状は、角膜曲率であってもよし、角膜曲率半径から得られた角膜屈折力であってもよい。演算部は、比較結果に基づいて第２の角膜形状の測定結果を補正する。これによって、眼科装置は、Ｚアライメント検出に用いた指標像が形成される角膜上の領域と、その角膜上の領域と異なる拡散指標像が形成される角膜上の領域とが、非球面の関係にある場合でも、測定結果のずれを適正に補正できる。

なお、演算部は、第１の角膜形状を求めた角膜領域と、第２の角膜形状を求めた角膜領域との間の非球面性を検出してもよい。この場合、演算部は、検出された非球面性の度合いに応じて第２の角膜形状の測定結果を補正してもよい。ここで、非球面性とは、例えば、角膜形状（例えば角膜曲率値、角膜屈折力値など）のずれともいえる。なお、演算部は、非球面性が大きいほど、補正前の測定値に対する補正量が大きくなるように設定されている。

なお、本装置は、アライメント検出部（例えば、制御部７０）を備えてもよい。アライメント検出部は、撮像光学系によって撮像された平行指標像と第１拡散指標像の各像高に基づいて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。例えば、アライメント検出部は、各像高を比較することにより被検眼に対するアライメントを検出してもよい。より詳細には、アライメント検出部は、各像高の比率からアライメントを検出してもよいし、各像高のずれからアライメントを検出してもよい。

なお、演算部は、第２拡散指標像の第１の経線方向における像高による角膜形状と、第２拡散指標像の第２の経線方向における像高による角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の経線方向における被検眼の角膜形状の測定結果を補正してもよい。これによって、例えば、被検眼に乱視がある場合に経線方向で角膜形状が異なる場合に、角膜形状の測定値に生じる誤差を抑えることができる。なお、演算部は、比較結果に基づいて、第１の経線方向および第２の経線方向の少なくともいずれかにおける角膜形状の測定結果を補正してもよい。

＜実施例＞
以下、本開示に係る実施例を図面に基づいて説明する。本実施例の眼科装置は、例えば、被検者の眼屈折力および角膜形状等を測定する。

図１は、実施例に係る眼科装置の外観構成図である。眼科装置１００は、基台１と、顔支持ユニット２と、移動台３と、測定部４を主に備える。顔支持ユニット２は、例えば、基台１に取り付けられる。移動台３は、例えば、基台１上に移動可能に設けられる。測定部４は、例えば、移動台３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４は、移動台３に設けられたＸＹＺ駆動部６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。駆動部６は、Ｘ，Ｙ，Ｚの方向毎に設けられたスライド機構、モータ等から構成される。移動台３は、ジョイスティック５の操作により、基台１上をＸ方向及びＺ方向に移動され、回転ノブ５ａを回転操作することにより、ＸＹＺ駆動部６のＹ駆動によりＹ方向に移動される。移動台３には被検眼Ｅの観察像や測定結果等の各種情報を表示する表示部７１、各種設定を行うためのスイッチが配置されたスイッチ部８が設けられている。

図２は眼科装置１００の光学系について示す概略構成図である。本光学系は、パターン投影光学系２０と、照明光学系８０と、フォーカス指標投影光学系５０と、前眼部撮像光学系３０と、固視標投影光学系４０と、第２測定光学系６０と、に大別される。パターン投影光学系２０は、例えば、角膜形状測定用の指標を被検眼の角膜Ｅｃに投影する。照明光学系８０は、例えば、被検眼前眼部を可視光にて照明する。前眼部撮像光学系３０は、例えば、前眼部正面像を撮像する。第２測定光学系６０は、例えば、第２の眼特性を測定するための第２の光源を有し被検者眼に第２の測定光を投光しその反射光を受光する。

パターン投影光学系２０は、例えば、角膜Ｅｃに対して大小２つのリング状のパターン指標を投影する。パターン投影光学系２０は、例えば、光源２１，光源２２を備える。光源２１は、例えば、測定光軸Ｌ１を中心に配置されたリング状の光源であり、角膜Ｅｃに拡散光（有限光）を照射して、角膜Ｅｃの第１円周領域Ａ１（図３参照）にリング指標Ｇ１を投影する。光源２２は、例えば、測定光軸Ｌ１を中心に光源２１より内側に配置されたリング状の光源であり、角膜Ｅｃに拡散光を照射して角膜Ｅｃの第２円周領域Ａ２にリング指標Ｇ２を投影する。リング指標Ｇ１，リング指標Ｇ２は、それぞれ第１円周領域Ａ１、第２円周領域Ａ２の角膜形状（例えば、角膜曲率半径、角膜屈折力等）を測定するためのマイヤーリングとして用いられる（図３参照）。後述のようにリング指標Ｇ１は、Ｚ方向のアライメントを合わせる際に利用される。なお、光源２１，光源２２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。また、光源２１，光源２２について、光軸Ｌ１を中心とする同一円周上に少なくとも３つ以上の点光源が配置されていればよく、間欠的なリング光源であってもよい。パターン投影光学系２０は、複数のリング指標を投影するプラチド指標投影光学系であってもよい。

照明光学系８０は、光源８１を有する。照明光学系８０は、例えば、光源２１，光源２２の外側に配置され、被検眼Ｅに照明光を照射する。

フォーカス指標投影光学系５０は、例えば、前後方向（Ｚ方向）検出用のフォーカス指標（プルキンエ像）を投影する光学系である。フォーカス指標投影光学系５０は、例えば、光源２１の同一円周上（第１円周領域Ａ１）に配置される。フォーカス指標投影光学系５０は、例えば、赤外光を発する投影光源５１，５２（例えば、λ＝９４０ｎｍ）、コリメータレンズ５３，５４を有し、平行光（無限光）を照射することによって、角膜Ｅｃに無限遠のフォーカス指標を投影する。本実施例において、投影光学系５０は、被検眼角膜に対して２点のフォーカス指標を投影する光学系であって、図３に示すように、被検眼Ｅの角膜上にはフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２が投影される。平行光によって形成されたフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２と、拡散光によって形成されたリング指標Ｇ１との組み合わせによってＺ方向のアライメント検出が行われる。これによって、被検眼Ｅに対する測定部４の位置合わせ（例えば、自動アライメント、アライメント検出、手動アライメント等）が行われる。なお、投影光学系５０の光源５１，５２は、前眼部を斜め方向から赤外光にて照明する前眼部照明を兼用してもよい。

前眼部撮像光学系３０は、ダイクロイックミラー３３、対物レンズ４７、ダイクロイックミラー６２、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。

ここで、前述の投影光学系２０、照明光学系８０、投影光学系５０による前眼部反射光は、ビームスプリッタ３３、対物レンズ４７、ダイクロイックミラー６２、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。

すなわち、撮像光学系３０は、光源２１，光源２２からの光が照射された前眼部像を撮影することにより、角膜Ｅｃ上に形成されたリング指標（角膜反射像）Ｇ１，Ｇ２を含む前眼部像を撮影できる。

ダイクロイックミラー（ビームスプリッタ）６２は、固視標呈示光学系４０の光路と撮像光学系３０の光路を分岐するための光路分岐部材として用いられる（詳しくは、後述する）。フィルタ３４は、光源５１，光源５２による赤外光と光源８１による照明光を透過し、他の光を遮断するために用いられる。

固視標呈示光学系４０は、被検眼Ｅを固視させるための固視光学系である。固視標呈示光学系４０は、可視光源４１と、固視標を持つ固視標板４２と、投光レンズ４３と、ビームスプリッタ３３と、対物レンズ４７と、を含む。可視光源４１が点灯されることで、固視標板４２が有する固視標が、被検眼Ｅに呈示される。

第２測定光学系６０は、被検眼Ｅに第２の測定光を投光しその反射光を受光する構成を備える第２測定光学ユニット６１と、ダイクロイックミラー４５、ビームスプリッタ３３（例えば、ハーフミラー、ダイクロイックミラー）を含む。

なお、第２測定光学系６０としては、例えば、測定光と参照光による干渉光を受光して眼軸長を測定する眼軸長測定光学系（測定光源の波長は、例えば、λ＝８３０ｎｍ）、被検眼眼底に投影された反射光を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系（測定光源の波長は、例えば、λ＝８７０ｎｍ）が考えられる。

次に、制御系について説明する。制御部７０は、装置全体の制御及び測定結果の算出を行う。制御部７０は、光源５１、光源２１、光源２２、光源８１、撮像素子３５、第２測定光学ユニット６１、固視標投影光学系４０、表示部７１、メモリ７５、等と接続されている。ここで、撮像素子３５から出力される撮像信号は、制御部７０によって画像処理され、表示部７１に表示される。さらに、制御部７０は、撮像素子３５から出力される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。

＜制御動作＞
以上のような構成を備える装置において、角膜形状の測定動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。検者は、被検者の顔を顔支持ユニット２に支持させ、固視標光学系４０によって投影された固視標を見るように指示する。

被検者の準備が整うと、制御部７０はオートアライメントを開始する（ステップ１）。アライメントの際、制御部７０は、例えば、光源５１，５２および光源２１，２２を点灯させる。前眼部撮像光学系３０は、被検眼Ｅの前眼部を撮像する。前眼部画像には、被検眼の前眼部に形成されたフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２とリング指標Ｇ１とリング指標Ｇ２が撮像される。制御部７０は、例えば、前眼部撮像光学系３０からの撮像信号に基づいて、被検眼Ｅに対するアライメント状態を検出する。

例えば、制御部７０は、前眼部画像を画像処理して抽出したリング指標Ｇ１（またはリング指標Ｇ２）の中心位置を算出することによってＸＹ方向のアライメントを検出し、ＸＹＺ駆動部６の駆動を制御する。さらに、制御部７０は、例えば、前眼部画像から抽出したフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２とリング指標Ｇ１に基づいて、Ｚ方向のアライメントを検出し、ＸＹＺ駆動部６を制御してもよい。例えば、制御部７０は、図３に示すように、フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２とリング指標Ｇ１が同じ円周上に形成されるように、被検眼Ｅに対して所定の作動距離に測定部４を合わせる。この場合、例えば、制御部７０は、左右のフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２の間の距離ａとリング指標Ｇ１の幅ｂを比較し、距離ａと幅ｂの長さの比率が所定の比率になったときにフォーカスアライメントが合致したと判定してもよい。制御部７０は、上記のようにアライメントが完了されたと判定すると、トリガ信号を出力し、撮像素子３５を用いて前眼部画像の撮像を行う。そして、制御部７０は、撮像素子３５から出力される撮像信号に基づいて、フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２、リング指標Ｇ１，Ｇ２を含む前眼部画像を静止画として取得し、メモリ７５に記憶させる。

そして、制御部７０は、メモリ７５に記憶された前眼部画像におけるリング指標像Ｇ１，Ｇ２の像高等に基づいて、第１円周領域Ａ１および第２円周領域Ａ２における被検眼の角膜形状（例えば、強主経線方向及び弱主経線方向における角膜曲率、角膜の乱視軸角度、等）を算出し（ステップ２）、測定結果をメモリ７５に記憶する。なお、角膜乱視眼の場合、リング指標Ｇ１，Ｇ２が楕円形状となるため、制御部７０は、その長径方向及び短径方向を検出することにより乱視軸角度を求めてもよい。

上記のように距離ａと幅ｂの比率が一定になるようにフォーカスを合わせた場合、角膜Ｅｃの曲率半径Ｒと、その角膜Ｅｃを測定するための適正な作動距離ＷＤは、例えば、図５のような線形の関係になる。例えば、曲率半径Ｒが７．８ｍｍの球面形状をした被検眼Ｅと、曲率半径Ｒが１０ｍｍの球面形状をした被検眼Ｅとでは、適正な作動距離が１ｍｍ程度異なる。従って、制御部７０は、曲率半径Ｒに対する適正な作動距離で撮影されたリング指標Ｇ１，Ｇ２の像高に基づいて曲率半径Ｒを求める。

このため、一定の曲率半径Ｒをもつ球面形状の角膜Ｅｃを測定する場合は、角膜Ｅｃのどの領域においても一定の作動距離であるため、第１円周領域Ａ１と第２円周領域Ａ２の作動距離は一致する。しかしながら、角膜Ｅｃの曲率半径が一定でない非球面形状の角膜Ｅｃを測定する場合は、第１円周領域Ａ１と第２円周領域Ａ２の作動距離が異なる。

例えば、曲率半径Ｒが７．７ｍｍの球面の眼である場合、制御部７０は、距離ａと幅ｂの長さの比率が所定の比率になるように測定部４を前後させてＺアライメントを合わせる。そして、左右のフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２の距離ａを測定することで、第１円周領域Ａ１の角膜曲率半径Ｒ１が７．７ｍｍであると算出される。

一方、被検眼が非球面形状をしており、例えば第１円周領域（例えばΦ３．３ｍｍ）Ａ１において曲率半径Ｒ１が７．７ｍｍであり、第２円周領域（例えばΦ２．４ｍｍ）Ａ２において曲率半径Ｒ２が８．０ｍｍであるとする。このとき、Ｚ方向のアライメントは前述の通り、第１円周領域Ａ１にて左右のフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２の間の距離ａとリング指標Ｇ１の幅ｂの比率により決定される。この場合、第２円周領域Ａ２についても、第１円周領域Ａ１の曲率半径Ｒ１（例えば、７．７ｍｍ）に応じた作動距離によってアライメントが合わせられるため、第２円周領域Ａ２は本来測定されるべき作動距離に対してずれが生じる。

具体的には、第２円周領域Ａ２の作動距離としては、本来のアライメント位置から０．１５ｍｍ程度大きい距離にて測定を行うことになる。その結果、上記の例において補正をしない場合の曲率半径Ｒ２の測定値は、７．９８ｍｍとなり、真値の８．０に対して０．０２ｍｍの誤差が生じてしまう。したがって、本実施例においては、第１円周領域Ａ１と第２円周領域Ａ２の角膜の曲率半径Ｒ１，Ｒ２を測定した後に、曲率半径Ｒ２の補正を行い、より真値に近い値を求める。

制御部７０は、前述のように、リング指標像Ｇ１，Ｇ２に基づいて第１円周領域Ａ１および第２円周領域Ａ２における被検眼の曲率半径Ｒ１，Ｒ２を求めると、第２円周領域Ａ２における曲率半径Ｒ２を補正する（ステップ３）。

第２円周領域Ａ２における曲率半径Ｒ２の測定値を補正するため、制御部７０は、曲率半径Ｒと作動距離ＷＤとの間に線形の関係（図５参照）が成り立つことを利用し、曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２の作動距離ＷＤの差を求める。

制御部７０は、第１円周領域Ａ１（例えば、Ｒ７．７ｍｍ）にＺアライメントを合わせているために第１円周領域Ａ１の測定値は真値であると見なせることと、第２円周領域Ａ２の測定値（例えば、７．９８ｍｍ）から、第２円周領域Ａ２における曲率半径Ｒ２の真値Ｒ_(in)tを導き出す。例えば、制御部７０は、曲率半径Ｒと作動距離ＷＤとの間に線形の関係（図５参照）が成り立つことを利用して得られた次式（１）を用いて、第２円周領域Ａ２の測定値を補正してもよい。

ここで、Ｒ_(out)は第１円周領域Ａ１の測定値（＝真値）、Ｒ_(in)mは第２円周領域Ａ２の測定値、ＣはＺアライメントのずれΔＺに対する曲率半径のずれΔＲの変化量について各曲率半径Ｒについてプロットした時の傾き、Ｋは曲率半径Ｒと作動距離の関係における傾きである。制御部７０は、式（１）を用いて第２円周領域Ａ２の真値Ｒ_(in)tを求めることができる。制御部７０は、上記のように補正した曲率半径Ｒ２の測定値を表示部７１等に出力し、角膜形状の測定を終了する。なお、表示部７１に出力する測定値は、曲率半径Ｒ１および曲率半径Ｒ２のいずれかであってもよいし、両方であってもよい。もちろん、表示部７１に出力する測定値は、補正前の測定値であってもよいし、補正後の測定値であってもよい。

以上のように、制御部７０は、曲率半径Ｒ１を用いて曲率半径Ｒ２の補正を行うことによって、作動距離のずれによって生じる第２円周領域Ａ２の測定値を真値に近づけることができる。したがって、被検眼Ｅの角膜Ｅｃが非球面性によって、第１円周領域Ａ１に対して第２円周領域Ａ２の作動距離がずれる場合であっても、第２円周領域Ａ２の曲率半径Ｒ２の誤差を抑えることができる。

なお、制御部７０は、上記のように被検眼Ｅが球面である場合も非球面である場合も曲率半径Ｒ２を補正してもよいし、被検眼Ｅが球面であるか非球面であるかを判定し、非球面であった場合に式（１）を用いて曲率半径Ｒ２を補正してもよい。

なお、以上の説明において、距離ａと幅ｂの比率が一定になるようにアライメントを合わせるものと説明したが、この比率が所定の範囲に収まるようにアライメントを合わせてもよい。このような場合、第１円周領域Ａ１に作動距離にずれが生じたときは、このずれを考慮して式（１）で得られた第２円周領域Ａ２の曲率半径Ｒ２をさらに補正してもよい。

なお、本実施例において、例えば、左右のフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２の間の距離ａと、リング指標Ｇ１の横幅ｂとの比率が一定になるようにアライメントを行った。このため、リング指標Ｇ１の横幅ｂの位置（乱視軸０°の位置）の曲率半径に適した作動距離で測定部４のアライメントが行われることになる。したがって、被検眼Ｅに乱視がない場合は第１円周領域Ａ１に含まれる角膜Ｅｃの曲率半径Ｒ１は一定であるため、円周方向の各位置において適正な作動距離で測定することが可能である。

一方、被検眼Ｅに乱視がある場合、第１円周領域Ａ１上の乱視軸０°の位置と、その他の円周方向の各位置とで曲率半径Ｒ１が異なる。従って、第１円周領域Ａ１の範囲内であっても、円周方向の各位置に対して適正な作動距離からずれた状態で測定を行うことになる。例えば、乱視のある被検眼（シリンダ眼）を測定する場合、被検眼Ｅに形成されるリング指標Ｇ１（およびリング指標Ｇ２）は楕円になり、乱視軸の違いによって図６のような配置になる。

このような場合、長径方向の曲率半径Ｒａの作動距離と短径方向の曲率半径Ｒｂの作動距離が違うため、本来の作動距離とは異なる作動距離で測定が行われてしまい、曲率半径Ｒａ，Ｒｂの測定が正しく行えない場合がある。例えば、乱視軸が０°の場合と９０°の場合を考える。乱視軸が０°の場合（図６（ａ）参照）、距離ａと幅ｂが一定の比率になるようにフォーカスアライメントを行うと、曲率半径Ｒａの作動距離にアライメントされる。曲率半径Ｒｂの作動距離は、曲率半径Ｒａの作動距離よりも大きいため、曲率半径Ｒｂの本来の作動距離よりも近い位置で測定が行われる。その結果、曲率半径Ｒｂの測定値は真値より大きくなる。一方、乱視軸９０°の場合（図６（ｂ）参照）、距離ａと幅ｂが一定の比率になるようにフォーカスアライメントを行うと、曲率半径Ｒｂの作動距離にアライメントされる。曲率半径Ｒａの作動距離は、曲率半径Ｒｂの作動距離よりも小さいため、曲率半径Ｒａの本来の作動距離よりも遠い位置で測定が行われる。その結果、曲率半径Ｒａの測定値は小さくなる。このため、乱視度数ＣＹＬ（＝Ｒａ／Ｒｂ）の測定値は、乱視軸が０°の場合も９０°の場合も小さくなる。また、乱視軸が４５°の場合は、曲率半径Ｒａの作動距離と曲率半径Ｒｂの作動距離のどちらにも合わないため、曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂの測定値は両方ともずれ、乱視度数ＣＹＬの測定値は小さく出る。

したがって、本実施例の制御部７０は、シリンダ眼を測定する場合に下記の方法によって曲率半径の測定値を補正する。

シリンダ眼における曲率半径の測定値を補正するため、まず制御部７０は、曲率半径Ｒと作動距離ＷＤの関係(図５参照)から、曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂの作動距離ＷＤの差を求める。

次に、制御部７０は、曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂの作動距離ＷＤの差から測定値のずれ（つまり、補正量ΔＲａ、ΔＲｂ）の最大量（ΔＲａｍａｘ、ΔＲｂｍａｘ）を算出する。例えば、制御部７０は、作動距離ＷＤのずれと測定値のずれに線形の関係が成り立つことを利用し（図７参照）、下記の式（２）を用いて測定値のずれの最大量を求める。

例えば、制御部７０は、式（２）のＲ（曲率半径）に曲率半径Ｒａまたは曲率半径Ｒｂを代入し、Δｚ（Ｚアライメントのずれ量）に曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂの作動距離の差ΔＷＤを代入し、求められたΔＲを測定値のずれの最大量（ΔＲａｍａｘ、ΔＲｂｍａｘ）とする。

続いて、制御部７０は、例えば、補正量の最大量を用いて乱視軸（Ａｘｉｓ）と補正量の関係をｓｉｎ関数等の近似で求める（図８参照）。例えば、制御部７０は、下記の式（３）に示すような関数で乱視軸と補正量の関係を求めてもよい。

制御部７０は、式（３）で示すｓｉｎ関数に被検眼Ｅの乱視軸の角度を代入し補正量を決定する。

このように、長径方向の曲率半径Ｒａの作動距離および短径方向の曲率半径Ｒｂの作動距離の差と、乱視軸に応じて曲率半径Ｒａ，Ｒｂの測定値を補正することによって、シリンダ眼であっても良好に角膜形状を測定することができる。

なお、本実施例において、図３に示すように、フォーカス指標Ｍａ，Ｍｂは、リング指標Ｇ１と同じ第１円周領域Ａ１に形成されるものとしたが、これに限らない。例えば、フォーカス指標投影光学系５０は、フォーカス指標Ｍａ，Ｍｂをリング指標Ｇ１，Ｇ２の円周とは異なる第３円周領域Ａ３に形成させてもよい。なお、図９において、フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２は、第１円周領域Ａ１と第２円周領域Ａ２の外側の第３円周領域Ａ３に形成されている。この場合、パターン投影光学系２０は、フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２と組み合わせてＺ方向のアライメントを検出するためのパターン指標Ｐ１，Ｐ２を第３円周領域Ａ３に形成させるための光源をさらに備えてもよい。制御部７０は、例えば前述のように指標Ｍ１と指標Ｍ２との間の距離ａと、指標Ｐ１と指標Ｐ２との間の距離ｂとの比率が一定になるようにアライメントを合わせる。この場合、制御部７０は、第３円周領域Ａ３の曲率半径Ｒ３を用いて、曲率半径Ｒ１，Ｒ２の測定値を補正してもよい。

１００ 眼科装置
１ 基台
２ 顔支持ユニット
３ 移動台
４ 測定部
６ ＸＹＺ駆動部
８ スイッチ部
２０ パターン投影光学系
３０ 前眼部撮像光学系
４０ 固視標投影光学系
５０ フォーカス投影光光学系
６０ 第２測定光学系
７０ 制御部
７１ 表示部
７５ メモリ

Claims (9)

1. 被検眼の角膜の形状を測定する眼科装置であって、
   前記被検眼に平行光を投影し、前記角膜上に平行指標像を形成させる平行投影光学系と、
   前記角膜上に第１拡散指標像を形成させる第１拡散投影光学系と、前記第１拡散指標像とは異なる像高にて第２拡散指標像を形成させる第２拡散投影光学系と、を備える拡散指標投影光学系と、
   前記平行指標像、前記第１拡散指標像、前記第２拡散指標像を撮像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系によって撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する演算手段を備え、
   前記演算手段は、前記平行指標像と前記第１拡散指標像の少なくとも一方の像高による第１の角膜形状と、前記第２拡散指標像の像高による第２の角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の角膜形状の測定結果を補正することを特徴とする眼科装置。
2. 前記撮像光学系によって撮像された前記平行指標像と前記第１拡散指標像の各像高に基づいて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アライメント検出手段をさらに備える請求項１の眼科装置。
3. 前記演算手段は、前記第１の角膜形状を求めた角膜領域と、前記第２の角膜形状を求めた角膜領域との間の非球面性を検出し、検出された前記非球面性に応じて前記第２の角膜形状の測定結果を補正することを特徴とする請求項１または２の眼科装置。
4. 前記第１拡散投影光学系は、前記撮像光学系の光軸に対する高さに関して、前記平行投影光学系と同じ位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの眼科装置。
5. 前記第２拡散投影光学系は、前記第２拡散指標像としてリング指標像を投影するためのリング指標、或いは前記第２拡散指標像としてリング状に配列された複数の点像を投影するためのリング状指標のいずれかを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの眼科装置。
6. 前記演算手段は、さらに、
   前記第２拡散指標像の第１の経線方向における像高による角膜形状と、前記第２拡散指標像の第２の経線方向における像高による角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の経線方向における被検眼の角膜形状の測定結果を補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの眼科装置。
7. 前記平行投影光学系は、前記撮像光学系の光軸と直交する経線に対して互いに線対称な２つの平行指標像を形成させる平行投影光学系である請求項１〜６のいずれかの眼科装置。
8. 被検眼の角膜の形状を測定する眼科装置であって、
   前記被検眼に平行光を投影し、前記角膜上に平行指標像を形成させる平行投影光学系と、
   前記角膜上に第１拡散指標像を形成させる第１拡散投影光学系を備える拡散指標投影光学系と、
   前記平行指標像、前記第１拡散指標像を撮像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系によって撮像された前記平行指標像と前記第１拡散指標像の第１の経線方向における像高に基づいて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アライメント検出手段と、
   前記撮像光学系によって撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する演算手段を備え、
   前記演算手段は、
   前記第１拡散指標像の前記第１の経線方向における像高による角膜形状と、前記第１拡散指標像の前記第１の経線方向とは異なる第２の経線方向における像高による角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の経線方向における被検眼の角膜形状の測定結果を補正することを特徴とする眼科装置。
9. 被検眼の角膜の形状を測定する眼科装置に用いられる処理プログラムであって、
   前記眼科装置のプロセッサに実行させることによって、
   前記被検眼に平行光を投影し、前記角膜上に平行指標像を形成させる平行投影ステップと、
   前記角膜上に第１拡散指標像を形成させる第１拡散投影ステップと、前記第１拡散指標像とは異なる像高にて第２拡散指標像を形成させる第２拡散投影ステップと、を含む拡散指標投影ステップと、
   前記平行指標像、前記第１拡散指標像、前記第２拡散指標像を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにおいて撮像された指標像に基づいて被検眼の角膜形状を算出する演算ステップと、
   前記平行指標像と前記第１拡散指標像の少なくとも一方の像高による第１の角膜形状と、前記第２拡散指標像の像高による第２の角膜形状とを比較し、比較結果に基づいて前記第２の角膜形状の測定結果を補正する補正ステップと、を前記眼科装置に実行させることを特徴とする処理プログラム。

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