JP2023018548A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検眼側が非テレセントリックである指標撮影光学系を備え、精度よく検査結果を得ることができる眼科装置を提供する。【解決手段】眼科装置は、異なる投影条件で第１指標と第２指標を投影する指標投影光学系と、第１指標像と、第２指標像と、を含む観察画像を撮影する、被検眼側に非テレセントリックな指標撮影光学系と、指標投影光学系及び指標撮影光学系を含む検査部と、検査部の作動距離方向の位置を調整するアライメント調整手段と、適正作動距離に対する作動距離の誤差であって、被検眼の角膜曲率及び指標撮影光学系の非テレセントリック性に起因する誤差、に対する、観察画像における第１指標像と第２指標像との位置に関する位置情報、が予め対応付けられた対応情報と、検査部の作動距離方向の現在位置における位置情報と、に基づいて、適正作動距離からの実際の誤差を取得し補正する補正手段と、を備える。【選択図】 図７

Description

本開示は、被検眼を検査する眼科装置に関する。

角膜に異なる投影条件で投影したアライメント指標を用いて、被検眼と検眼部との作動距離方向の位置合わせを行い、被検眼を検査する眼科装置が知られている。例えば、特許文献１の装置は、アライメント指標として無限遠の指標と有限遠の指標を利用し、作動距離方向の位置合わせを行う。

特開平１０－１２７５８１号公報

特許文献１に記載された装置では、被検眼側にテレセントリックな指標撮影光学系を用いて作動距離方向の位置合わせが行われるところ、被検眼側に非テレセントリックな指標撮影光学系を利用した作動距離方向の位置合わせについては、何ら検討されていない。

本開示は、上記従来技術に鑑み、被検眼側が非テレセントリックである指標撮影光学系を備えた眼科装置において精度よく検査結果を得ることができる眼科装置を提供することを技術課題とする。

被検眼を検査する眼科装置は、前記被検眼の角膜上に異なる投影条件で第１指標と第２指標を投影する指標投影光学系と、前記被検眼側に非テレセントリックな指標撮影光学系であって、前記第１指標の角膜反射像である第１指標像と、前記第２指標の角膜反射像である第２指標像と、を含む観察画像を撮影する指標撮影光学系と、前記指標投影光学系及び前記指標撮影光学系を含む検査部と、前記被検眼と前記検査部との少なくとも作動距離方向の位置関係を調整するアライメント調整手段と、適正作動距離に対する作動距離の誤差であって、前記被検眼の角膜曲率及び前記指標撮影光学系の非テレセントリック性に起因する誤差、に対する、前記観察画像における前記第１指標像と前記第２指標像との位置に関する位置情報、が予め対応付けられた対応情報と、前記検査部の前記作動距離方向の現在位置における前記位置情報と、に基づいて、前記適正作動距離からの実際の誤差を取得し補正する補正手段と、を備える。

眼科装置の外観図である。 撮影光学系の概略図である。 アライメント指標が投影された状態で撮影された前眼部画像の一例である。 眼科装置の制御系を示すブロック図である。 作動距離のアライメントのズレを説明する図である。 角膜曲率半径ごとの、第１指標像の間隔Ｌａと、比率Ｌｂ／Ｌａとの対応関係を示す図である。 角膜曲率半径ごとの、比率Ｌｂ／Ｌａと、アライメントズレΔｚとの対応関係を示す図である。 眼科装置の動作を示すフローチャート図である。 画像ズレを説明する図である。

［概要］
本開示に係る眼科装置の実施形態を説明する。以下の＜＞にて分類された項目は、独立または関連して利用され得る。

本実施形態の眼科装置（例えば、眼科装置１）は、被検眼を検査する。例えば、眼科装置は、検査部（例えば、撮影部２）を備える。例えば、眼科装置は、アライメント調整手段（例えば、駆動部５）を備える。例えば、眼科装置は、補正手段（例えば、制御部７１）を備える。

＜検査部＞
本実施形態において、検査部は、被検眼の撮影または測定を行うために備えられている。検査部は、指標投影光学系（例えば、アライメント指標投影光学系５０）と、指標撮影光学系（例えば、前眼部観察光学系２００）を含む。

指標投影光学系は、被検眼の角膜上に異なる投影条件で第１指標と第２指標を投影する。例えば、後述の観察画像における座標（画素位置）が少なくとも異なるように、第１指標と第２指標を投影してもよい。

投影条件は、指標の光束の状態であってもよい。この場合、指標の光束の状態が第１指標と第２指標とで異なる。一例として、指標投影光学系は、無限遠の第１指標と、有限遠の第２指標と、を投影してもよい。このような構成では、作動距離の変化に対して、第１指標の指標像の位置の変化量と、第２指標の指標像の位置の変化量と、の差が大きくなるため、アライメントを精密に行いやすい。また、一例として、指標投影光学系は、有限遠の第１指標と、有限遠の第２指標と、を投影してもよい。この場合、有限遠の指標としては、第１指標と第２視標の一方が収束光として、他方が拡散光として投影されてもよい。

例えば、第１指標と、第２指標と、は、作動距離の変化に対する、指標像の位置の変化量が異なればよい。

例えば、指標投影光学系において、第１指標と第２指標との投影条件が異なる場合、第１指標と第２指標の位置関係は、被検眼の角膜曲率と、被検眼と検査部との作動距離方向の距離と、の少なくともいずれかによって変化する。本実施形態では、後述の補正手段によって、第１指標と第２指標の位置関係を利用した補正が精度よく行われる。

指標撮影光学系は、被検眼側に非テレセントリックな指標撮影光学系である。言い換えると、物体側に非テレセントリックな指標撮影光学系である。なお、指標撮影光学系は、像側について、テレセントリックな光学系であってもよいし、非テレセントリックな光学系であってもよい。また、指標投影光学系は、第１指標の角膜反射像である第１指標像と、第２指標の角膜反射像である第２指標像と、を含む観察画像を撮影する。例えば、観察画像は、第１指標像と第２指標像のみを撮影した画像であってもよい。また、例えば、観察画像は、被検眼の前眼部とともに第１指標像及び第２指標像を撮影した画像（例えば、前眼部観察画像８４）であってもよい。

なお、検査部は、被検眼の検査情報を取得するための検査光学系を備えてもよい。検査光学系は、被検眼を撮像するための撮像光学系であってもよいし、被検眼を測定するための測定光学系であってもよい。検査光学系は、撮像光学系と測定光学系の少なくともいずれかを備えてもよい。

例えば、検査光学系は、被検眼の眼底に照射された測定光と、参照光と、による干渉信号を検出するＯＣＴ光学系（例えば、ＯＣＴ光学系３００）であってもよい。この場合、検査情報としては、ＯＣＴデータが取得されてもよい。また、この場合、検査情報としては、眼軸長が取得されてもよい。もちろん、検査光学系はＯＣＴ光学系とは異なる光学系であってもよく、また、検査情報はＯＣＴデータや眼軸長とは異なる情報であってもよい。

本実施形態において、指標撮影光学系の光路と、検査光学系の光路と、は光路結合部材によって共通光路とされてもよい。例えば、光路結合部材は、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、ハーフミラー（例えば、ハーフミラー２０１）、等の少なくともいずれかの光学部材で構成されてもよい。

＜アライメント調整手段＞
本実施形態において、アライメント調整手段は、被検眼と検査部との少なくとも作動距離方向の位置関係を調整する。例えば、アライメント調整手段は、被検眼に対して検査部を移動させることで、被検眼と検査部との作動距離方向の相対的な位置関係を調整してもよい。また、例えば、アライメント調整手段は、被検者の顔を支持する顔支持手段（例えば、顔支持ユニット１１０）を検査部に対して移動させることで、被検眼と検査部との作動距離方向の相対的な位置関係を調整してもよい。もちろん、検査部の移動と、顔支持手段の移動と、をいずれも行い、相対的な位置関係を調整してもよい。

なお、アライメント調整手段は、被検眼と検査部との作動距離方向の位置関係に加え、左右方向の位置関係を調整してもよい。また、被検眼と検査部との作動距離方向の位置関係に加え、上下方向の位置関係を調整してもよい。もちろん、左右方向と上下方向の位置関係を調整してもよい。

＜補正手段＞
本実施形態において、補正手段は、観察画像における第１指標像と第２指標像との位置に関する位置情報及び作動距離の誤差を対応付けた対応情報と、検査部の作動距離方向の現在位置にて得られる各指標像の位置情報と、に基づいて、実際の誤差を取得し補正する。なお、例えば、対応情報は予め定められている。

例えば、各指標像の位置に関する位置情報とは、観察画像における座標（画素位置）、像高、第１指標像の間隔と第２指標像の間隔との比率、等で表される情報であってもよい。また、例えば、作動距離の誤差とは、適正作動距離に対する作動距離の誤差であって、被検眼の角膜曲率及び指標撮影光学系の非テレセントリック性に起因する誤差であってもよい。また、例えば、実際の誤差とは、被検眼に対する適正作動距離と、検査部の現在位置における実際の作動距離と、の誤差であってもよい。

例えば、このような対応情報は、上記の位置情報と誤差を予め対応付けたルックアップテーブルや演算式（一例として、関数）としてメモリに記憶されていてもよい。補正手段は、ルックアップテーブル及び演算式の少なくともいずれかを用いることによって、実際の誤差を取得し補正してもよい。

なお、対応情報は、模型眼を用いて、第１指標像と第２指標像との位置に関する位置情報と、作動距離の誤差と、を測定して対応付けることで、予め求められてもよい。もちろんこれに限定されず、例えば、対応情報はシミュレーションによって、予め求められてもよい。

被検眼側がテレセントリックな指標撮影光学系であると、無限遠指標を投影した場合、角膜曲率の違いによって観察画像上での指標像の位置情報が変化するが、被検眼と検査部との距離の変化にかかわらず、指標像の位置情報はほとんど変化しない。しかし、本実施形態のように、被検眼側が非テレセントリックな指標撮影光学系である場合は、無限遠指標であっても有限遠指標であっても、角膜曲率の違いに加え、被検眼と検査部の距離によっても、観察画像上での指標像の位置情報が変化する。そこで、補正手段が、非テレセントリック性に起因する誤差を考慮した補正を行うことで、被検眼側が非テレセントリックな指標撮影光学系を使用する場合であっても、精度よく検査結果を得ることができる。

補正手段は、上記の対応情報に基づき、検査光学系によって取得される検査情報から、実際の誤差の影響を取り除くことで、実際の誤差を補正してもよい。例えば、被検眼と検査部との位置関係を調整した後に、被検眼に対する適正作動距離と、検査部の現在位置における実際の作動距離と、の誤差を考慮した測定結果等を取得してもよい。これによれば、再度アライメント位置の調整をしなくとも、精度よく検査結果を得られる。再度アライメントを行うために要する時間を短縮することにもつながる。

また、補正手段は、上記の対応情報に基づいてアライメント調整手段を駆動し、被検眼と検査部とを適正作動距離に一致させることで、実際の誤差を補正してもよい。例えば、被検眼と検査部との位置関係を調整した後に、被検眼に対する適正作動距離と、検査部の現在位置における実際の作動距離と、の誤差がゼロとなるように、位置関係を再度調整してもよい。これによれば、被検眼と検査部の距離が適正作動距離から大きくズレていた場合であっても、アライメント位置を修正できる。従って、精度よく検査結果を得ることができる。

＜眼軸長取得手段＞
本実施形態の眼科装置は、さらに、眼軸長取得手段（例えば、制御部７１）を備えてもよい。眼軸長取得手段は、被検眼の眼軸長を検査情報として取得する。なお、眼軸長取得手段は、ＯＣＴ光学系を利用して、眼軸長を取得してもよい。例えば、この場合、測定光の光路長と参照光の光路長との光路長差、干渉信号の検出結果、及び、検査部の作動距離方向の位置、に基づいて、眼軸長を取得してもよい。

［実施例］
本実施形態の一実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、眼科装置１の外観図である。図１に示すように、本実施例において、眼科装置１は、操作部８、モニタ７３、基台１０１、移動台１０２、駆動部５、顔支持ユニット１１０、撮影部２、制御部７１、等を備える。

操作部８は、撮影部２を操作するための信号を入力する。例えば、操作部８を傾倒させると、基台１０１に対して移動台１０２を左右方向（Ｘ方向）および前後方向（Ｚ方向）の少なくともいずれかの方向へ移動させるための移動信号が入力される。また、例えば、操作部８の図示なきノブを回転させると、基台１０１に対して撮影部２を上下方向（Ｙ方向）へ移動させるための移動信号が入力される。

モニタ７３は、被検眼Ｅ１の前眼部画像、正面画像、ＯＣＴデータ、等を画面に表示する。また、モニタ７３は、操作部８を兼ねたタッチパネルとして機能する。つまり、モニタ７３の操作によっても、撮影部２を移動させるための移動信号が入力される。

駆動部５は、撮影部２を左右方向、上下方向、および前後方向へ移動させる。例えば、駆動部５は、スライド機構である。一例として、スライド機構は、モータ、ギヤ、ガイドレール、等を有してもよい。

顔支持ユニット１１０は、被検者の顔を支持する。顔支持ユニット１１０は、額当て１１１と、顎台１１２と、を有する。額当て１１１には、被検者の額が当接される。顎台１１２には、被検者の顎が載置される。

＜撮影部＞
撮影部２は、被検眼Ｅ１を撮影するための光学系（図２参照）を内部に有する。

本実施例において、撮影部２は、ＯＣＴ光学系３００、ＳＬＯ光学系５００、両眼観察光学系６００、アライメント指標投影光学系５０、及び前眼部撮影光学系２００を備える。

本実施例において、ＯＣＴ光学系３００の光路と、前眼部観察光学系２００の光路は、ハーフミラー２０１によって結合される。すなわち、ＯＣＴ光学系３００の光軸（及び光路）Ｌ１と、前眼部観察光学系２００の光軸（及び光路）Ｌ２とが、ハーフミラーによって同軸とされる。

また、ＯＣＴ光学系３００の光軸Ｌ１と、ＳＬＯ光学系５００の光軸（及び光路）Ｌ３は、ダイクロイックミラー１２によって同軸とされる。ＯＣＴ光学系３００、前眼部観察光学系２００、及びＳＬＯ光学系５００、の共通光路１０（共通光軸）には、対物レンズ１１が配置される。

＜ＯＣＴ光学系＞
ＯＣＴ光学系３００は、例えば、被検眼Ｅ１の組織の断層像を撮像するために用いられる。ＯＣＴ光学系は、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２、及びハーフミラー２０１に加えて、低コヒーレント光を発するＯＣＴ光源、光源から出射した光を測定光及び参照光に分割する光分割器、被検眼Ｅ１へ測定光を導く測定光学系、被検眼Ｅ１の眼底上で測定光を横断方向に走査させる走査部、参照光を生成する参照光学系、測定光と参照光の合成による干渉信号を検出する検出器、等を備えた構成であってもよい。もちろん、ＯＣＴ光学系は、これらとは異なる構成を備えてもよい。なお、ＯＣＴ光学系３００の詳細については、例えば、特開２０１９－１３４８９６号公報に開示された構成を参照してもよい。

例えば、ＯＣＴ光学系３００は、ＯＣＴ光源から出射されたＯＣＴ光を光分割器によって測定光と参照光とに分割する。測定光は、ハーフミラー２０１、ダイクロイックミラー１２、及び対物レンズ１１を経て被検眼Ｅ１の眼底に到達する。ＯＣＴ光学系３００は、被検眼Ｅ１の眼底で反射された測定光と、参照光との干渉光を受光することで、被検眼Ｅ１の眼底のＯＣＴ信号を取得し、制御部７１に入力する。制御部７１は、入力された信号に基づいて、眼底ＥｒのＯＣＴ画像を生成し、記憶部７２に記憶してもよい。制御部７１は、生成された正面画像をモニタ７３に表示させてもよい。

なお、本実施例において、ＯＣＴ光学系３００は、被検眼の眼軸長を測定するために用いられてもよい。例えば、この場合、測定光の光路長、参照光の光路長、干渉信号の検出結果、及び、被検眼に対する撮影部２の実際の作動距離、に基づいて、被検眼の眼軸長が取得されてもよい（詳細は後述する）。

＜ＳＬＯ光学系＞
ＳＬＯ光学系５００は、例えば、被検眼Ｅ１の眼底の正面画像を撮像するために用いられる。ＳＬＯ光学系は、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２に加えて、レーザ光を発するレーザ光源、被検眼にフォーカス位置を合わせるためのフォーカシングレンズ、レーザ光を走査するための走査部、被検眼の眼底で反射した戻り光を受光するための受光素子、レーザ光から出射された光を透過し、また戻り光を反射して受光素子側に導くための穴あきミラー、合焦位置以外で反射した戻り光を遮断するための共焦点開口、等を備えた構成であっても良い。もちろん、ＳＬＯ光学系５００は、これらとは異なる構成を備えてもよい。なお、ＳＬＯ光学系５００の詳細については、例えば、特開２０１９－１３４８９６号公報に開示された構成を参照してもよい。

＜両眼観察光学系＞
両眼観察光学系６００は、撮影部２と被検眼Ｅ１との位置合わせを行う際に、被検眼の両眼を観察するために備えられる。本実施例において、両眼観察光学系６００として、両眼カメラ８０が備えられる。図２に示すように、例えば、両眼カメラ８０は、撮影部２の被検者側に設けられ、顔支持ユニット１１０に支持された被検者の顔を撮影する。両眼カメラ８０によって撮影された両眼観察画像は、後述の制御部によってモニタ７３等に表示される。もちろん、他の部材が両眼観察光学系６００に備えられてもよい。

＜アライメント指標投影光学系＞
アライメント指標投影光学系５０は、被検眼Ｅ１に対して、アライメント用指標光束を投影する。アライメント指標投影光学系５０には、図２における左下の点線内の図に示すように、光軸Ｌ１を中心として同心円上に４５度間隔で赤外光源が複数個配置されている。本実施例における眼科装置は、第１指標投影光学系（０度、及び１８０）と、第２指標投影光学系と、を主に備える。

第１指標投影光学系は、被検眼Ｅ１の角膜に無限遠の第１指標を投影する。第１指標投影光学系は、赤外光源５１とコリメーティングレンズ５２を持つ。赤外光源５１は、光軸Ｌ１を通る垂直平面を挟んで左右対称に配置される。第２指標投影光学系は、被検眼Ｅ１の角膜に有限遠の第２指標を投影する。第２指標投影光学系は、第１指標投影光学系とは異なる位置に配置され、６つの赤外光源５３を持つ。例えば、赤外光源５３は、光軸Ｌ１を中心として、上下方向もしくは斜め方向に配置される。もちろん、第１指標光学系及び第２指標光学系において、指標を投影する角度はこれらに限定されない。なお、図２の本図には、便宜上、第１指標投影光学系（０度、及び１８０度）と、第２指標投影光学系の一部のみ（４５度、１３５度）が図示されている。

＜前眼部観察光学系＞
前眼部観察光学系２００は、被検眼Ｅ１の前眼部を撮像し、前眼部画像を取得するために用いられる。

前眼部観察光学系２００は、前眼部照明光源２０４を備える。また、前眼部観察光学系２００は、ダイクロイックミラー１２の反射側に、ハーフミラー２０１、リレーレンズ２０２、受光素子２０３を主に備える。前眼部照明光源２０４により照明された前眼部は、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２及びハーフミラーからリレーレンズ２０２の光学系を介して受光素子２０３により受光される。これによって、前眼部画像が撮影される。

なお、前眼部観察光学系２００は、被検眼Ｅ１の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を兼ねる。すなわち、前眼部観察光学系２００は、被検眼Ｅ１の前眼部とともに、被検眼Ｅ１の角膜に形成される第１指標像及び第２指標像を撮影した前眼部画像を取得する。

図３は、前眼部画像の一例である。被検眼Ｅ１の角膜に第１指標が投影されることで、第１指標の角膜反射像である第１指標像Ｉａ１とＩａ２が、前眼部画像に写り込む。また、被検眼Ｅ１の角膜に第２指標が投影されることで、第２指標の角膜反射像である第２指標像Ｉｂ１～Ｉｂ６が、前眼部画像に写り込む。

本実施例において、前眼部観察光学系２００は、対物レンズ１１よりも被検眼側（言い換えると、物体側）に非テレセントリックな光学系となっている。より詳細には、本実施例において被検眼から対物レンズ１１までが非テレセントリックな光学系となっている。これは、前眼部観察光学系２００の光路の一部を、ＯＣＴ光学系３００の光路と共用しているためである。

例えば、本実施例の眼科装置１において、対物レンズ１１の焦点位置は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー１２との間に存在する。この場合、対物レンズ１１の焦点位置に絞りを配置するスペースを確保することが難しい場合がある。また、対物レンズ１１の焦点位置に絞りを配置できる場合であっても、ＯＣＴ光学系３００を用いた撮影時に測定光を走査すると、測定光が絞りによって遮られ、適切なＯＣＴデータを得なれない場合がある。このために、前眼部観察光学系２００は、被検眼側に非テレセントリックな光学系とされている。

なお、本実施例においては、前眼部観察光学系２００とＯＣＴ光学系３００とが共用される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、前眼部観察光学系２００とＳＬＯ光学系５００等が光路を共用した場合であっても、同様の問題が生じ得る。

＜制御部＞
図４を参照して、眼科装置１の制御系を説明する。なお、図４は、眼科装置１の制御系を示すブロック図である。眼科装置１は、制御部７１によって各部の制御が行われる。制御部７１は、眼科装置１の各部の制御処理と、演算処理とを行う電子回路を有する処理装置（プロセッサ）である。制御部７１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で実現される。制御部７１は、記憶部７２と、バス等を介して電気的に接続されている。

例えば、制御部７１は、駆動部５、操作部８、モニタ７３、赤外光源５１、赤外光源５３、受光素子２０３、前眼部照明光源２０４、両眼カメラ８０といった各部とも、電気的に接続されている。また、制御部７１は、ＳＬＯ光学系５００に備えられる、図示無きレーザ光源や、図示無き撮像素子といった各部とも電気的に接続されている。さらにまた、制御部７１は、ＯＣＴ光学系３００に備えられる、図示なきＯＣＴ光源や、図示なき検出器といった各部とも電気的に接続されている。

また、制御部７１は、本実施例において、駆動部４を制御し、撮影部２と被検眼Ｅ１とのＸＹ方向（図１参照）のアライメント、及び作動距離方向（図１におけるＺ方向）のアライメントを行う。

［動作］
上記のような構成を備える眼科装置１の動作について、図８のフローチャート図を用いて説明する。図８に示すように、本実施例では、ＯＣＴ画像が撮影されると共に、眼軸長が測定される。

＜Ｓ１０１：ラフなアライメント＞
まず、制御部７１は、撮影部２と、被検眼Ｅ１との大まかな位置調整を行う。

被検者が額当て１１１に額を当接させ、顎台１１２に顎を乗せると、図示なき検出器から検知信号が出力され、制御部７１は両眼カメラ８０で被検者の顔の撮影を開始する。検者は、図示無き固視標投影ユニットの固視標を注視するように被検者に指示した後、両眼カメラ８０によって撮影された被検者の両眼を含む両眼観察画像をモニタ７３で見ながら、左右一方の被検眼の瞳孔中心をタッチする。制御部７１は、モニタ７３からの信号に基づいて駆動部５を駆動させ、両眼観察画像のタッチされた位置に光軸Ｌ１が位置されるように撮影部２を移動させる。例えば、制御部７０は、モニタ７３でタッチされた座標からＸ方向とＹ方向のそれぞれの駆動量を算出し、駆動部５をＸＹ方向に駆動させる。そして、制御部７１は、ＸＹ方向に関する撮影部２の移動動作が完了した後、アライメント指標像が検出されるまで撮影部２を前進させるようにしてもよい。

被検眼Ｅ１に撮影部２が近づくと、前眼部観察光学系２００によって撮影される前眼部観察画像８４（図３参照）が、モニタ７３上に現れる。なお、前眼部観察画像８４には、アライメント指標像として、第１指標像Ｉａ１、Ｉａ２と、第２指標像Ｉｂ１～Ｉｂ６が現れるようになる。

＜Ｓ１０２：ＸＹアライメント＞
次いで、制御部７１は、前眼部観察画像８４から各々の指標像を検出すると、自動アライメント制御を開始し、被検眼に対する撮影部２のＸＹ方向の位置合わせをする。

例えば、制御部７１は、第１指標像Ｉａ１，Ｉａ２及び第２指標像Ｉｂ１～Ｉｂ６によって形成される円の中心のＸＹ座標を略角膜中心として検出し、受光素子２０３上に設定されたＸＹ方向のアライメント基準位置（例えば、受光素子２０３の撮像面と光軸Ｌ２との交点）とが一致するように、撮影部２を移動させる。なお、ＸＹ方向のアライメントの方法は一例である。例えば、ＸＹ方向のアライメント方法は、特開２０１６－６７７９５に記載の方法を参照してもよい。

＜Ｓ１０３：Ｚ方向のアライメント＞
次いで、制御部７１は、前眼部観察画像８４に基づいて、被検眼に対する撮影部２のＺ方向（作動距離方向）の位置合わせをする。例えば、被検眼から撮影部２（対物レンズ１１）までが適正作動距離となるように、撮影部２を移動させる。

例えば、制御部７１は、前眼部観察光学系２００によってリアルタイムに撮影される前眼部観察画像８４（図３参照）を解析し、第１指標像Ｉａ１，Ｉａ２の間隔Ｌａと、第２指標像Ｉｂ１，Ｉｂ３の間隔Ｌｂと、の比率（以下、比率Ｌｂ／Ｌａとする）を求める。また、例えば、制御部７１は、比率Ｌｂ／Ｌａが所定の値Ｐ（例えば、０．７）となるように、被検眼Ｅ１と撮影部２との位置関係を調整する。なお、所定の値Ｐとは、角膜曲率半径が基準値（例えば、７．８ｍｍ）である場合において、撮影部２を図５（ａ）に示す適正作動距離ＷＤ１（例えば、２５ｍｍ）となるように配置した場合の比率Ｌｂ／Ｌａの値であり、予め定められている値である。なお、比率Ｌｂ／Ｌａの所定の値Ｐは、記憶部７２に記憶されている。

図５（ｂ）に示すように、比率Ｌｂ／Ｌａが所定の値Ｐとなるようにアライメントが行われた場合であっても、実際の作動距離ＷＤ２と適正作動距離ＷＤ１との間には、角膜曲率半径に起因する誤差（以下、アライメントズレΔｚと称する。）が存在する場合がある。ここで、特許文献１に例示される従来技術では、被検眼側にテレセントリックな前眼部観察光学系を介して取得される無限遠指標の指標像の位置が角膜曲率半径と１対１で対応することを利用して、角膜曲率半径および角膜曲率半径に起因する誤差（アライメントズレ）が取得されていた。

しかしながら、本実施例においては、前眼部観察光学系２００は被検眼側に非テレセントリックな光学系である。このため、無限遠指標の指標像である第１指標像の位置（本実施例においては、間隔Ｌａ）は、撮影部２のＺ方向の位置に応じて変化する。また、第１指標像の位置は、角膜曲率半径に応じても変化する。よって、本実施例では、無限遠指標の指標像である第１指標像の位置は、撮影部２のＺ方向の位置と角膜曲率半径とによる複合的な影響を受けているから、従来と同様の手法ではアライメントズレΔｚを取得できない。

これ対して、本実施例において、制御部７１は、以下に説明するようにアライメントズレΔｚを求め、補正を行う。

＜Ｓ１０４：アライメントズレΔｚの検出＞
制御部７１は、アライメントズレΔｚを求めるために、第１指標像の位置情報に加えて、第１指標像と第２指標像との位置関係を用いて、被検眼の角膜曲率半径Ｒを求める。

一例として、制御部７１は、第１指標像の高さ位置と、第１指標像と第２指標像の位置関係と、に基づいて角膜曲率半径Ｒを求める。本実施例では、第１指標像の高さ位置として、第１指標像Ｉａ１，Ｉａ２の間隔Ｌａを用いる（図３参照）。もちろん、第１指標像の高さ位置はこれに限らず、例えば、前眼部観察画像８４上の座標を用いてもよい。なお、第１指標像の高さ位置に代えて、第２指標像の高さ位置（例えば、第２指標像Ｉｂ１，Ｉｂ３の間隔Ｌｂ）を用いることも可能である。

本実施例では、角膜曲率半径Ｒ毎に、第１指標像の間隔Ｌａと、比率Ｌｂ／Ｌａとの対応関係Ｃｒ１が、図６に示すような関数として記憶部７２に記憶されている。例えば、この対応関係Ｃｒ１は、複数の角膜曲率半径（ここでは、角膜曲率半径Ｒ１とＲ２）について、実験やシミュレーション等に基づき、予め定められてもよい。よって、制御部７１は、被検眼Ｅ１の前眼部観察画像８４から検出した第１指標像の間隔Ｌａと比率Ｌｂ／Ｌａを用いて、対応関係Ｃｒ１を参照することで、角膜曲率半径Ｒを求めることができる。もちろん、図６は関数の一例であり、これに限定されない。

次いで、制御部７１は、求めた角膜曲率半径Ｒを利用して、アライメントズレΔｚを検出する。

本実施例では、角膜曲率半径Ｒ毎に、比率Ｌｂ／ＬａとアライメントズレΔｚとの対応関係Ｃｒ２が、図７に示すような関数として記憶部７２に記憶されている。例えば、この対応関係Ｃｒ２は、複数の角膜曲率半径について、実験やシミュレーション等に基づき、予め定められてもよい。よって、制御部７１は、被検眼Ｅ１の前眼部観察画像８４から検出した比率Ｌｂ／Ｌａと、上記で求めた角膜曲率半径Ｒを用いて、対応関係Ｃｒ２を参照することで、実際の作動距離ＷＤ２が適正作動距離ＷＤ１からどれだけ離れているかを、アライメントズレΔｚとして取得する。もちろん、図７は関数の一例であり、これに限定されない。

以上の動作によって、被検眼側が非テレセントリックな指標撮影光学系２００を用いても、実際にＺ方向にアライメントを行った場合に生じる、適切な作動距離からのアライメントズレΔｚを適切に求めることができる。

＜Ｓ１０５：ＯＣＴ光学系の調整＞
制御部７１は、被検眼Ｅ１に対する撮影部２のＸＹＺ方向のアライメントが完了すると、ＯＣＴ光学系３００を調整する。このとき、例えば、制御部７１は、参照光学系と測定光学系との光路長差を調整する。

なお、本実施例において参照光学系の光路長は、光分割器から出射した参照光が、検出器に到達するまでの光路長とする。本実施例において参照光学系の光路長は固定値である。また、本実施例において、測定光学系の光路長とは、光分割器から出射した測定光が、被検眼で反射し、検出器に到達するまでの光路長とする。

本実施例において、制御部７１は、被検眼に測定光を照射しながら、測定光学系に設けられた図示なきパルスモータを制御することで、測定光学系の光路長を調整する。例えば、制御部７１は、測定光が眼底で反射された戻り光と、参照光と、の干渉信号が検出されるように、測定光学系の光路長を調整する。より詳細には、干渉信号に基づく眼底の像が、ゼロディレイから所定区間内に描写されるように調整される。

＜Ｓ１０６：被検眼の眼軸長を取得＞
次に、制御部７１は、眼軸長を取得する。本実施例において、被検眼の眼軸長ＡＬ１は、眼軸長が既知の模型眼（例えば、眼軸長をＡＬ２とする）を適正作動距離ＷＤ１に配置すると共に、上記のように測定光学系と参照光学系との光路長差を調整して模型眼を撮影したとき、の装置の状態を基準にして以下のように眼軸長を求める。なお、模型眼の撮影は、工場出荷時に予め行われていてもよい。その際、模型眼を撮影したときの装置の状態を特定するパラメータがメモリに記憶される。

まず、制御部７１は、参照光学系と測定光学系との光路長差の補正量の差Δｐを求める。Δｐは、以下の式で表される。

Δｐ＝ｐ２－ｐ１・・・（１）
ここで、ｐ１は、Ｓ１０５の処理における光路長差の補正量を示している。ｐ２は、模型眼を撮影した際の光路長差の補正量を示している。光路長差の補正量は、前述のパルスモータの駆動量（初期値からの駆動量）に基づいて導出されてもよい。

次に、制御部７１は、Ｓ１０５の処理によって光路長差が補正された状態で、図９に示すような眼底断層画像８００を取得する。また、画像ズレΔｄを取得する。

図９に示すように、画像ズレΔｄは、眼底断層画像８００における眼底の像の位置ｄ１と、模型眼を撮影したときの模型眼における眼底の像の位置ｄ２との間のＺ方向のズレ量を表す。なお、ｄ２は、模型眼撮影に基づく既知の値である。制御部７１は、眼底断層画像８００を解析し、眼底の像の位置ｄ１を求めて位置ｄ２との差分を算出する。これによって、画像ズレΔｄが取得される。

ここで、仮に、被検眼が適切な作動距離ＷＤ１に配置されていた場合、被検眼の眼軸長ＡＬ１は、模型眼の眼軸長ＡＬ２と、光路長の補正量の差Δｐと、画像ズレΔｄとを用いて、以下の式で表される。

ＡＬ１＝ＡＬ２＋Δｐ＋Δｄ・・・（２）
ＡＬ２は既知であり、光路長の補正量の差Δｐ、画像ズレΔｄは前述の通り求められるため、制御部７１は、式（２）に値をそれぞれ代入することで、被検眼の眼軸長ＡＬ１を求めることができる。

しかしながら、前述の通り、撮影光学系が物側に非テレセントリックな光学系であるために、被検眼が配置される実際の作動距離ＷＤ２は、適切な作動距離ＷＤ１から、ズレ量Δｚだけズレて配置されている。

このため、（２）に基づく眼軸長ＡＬ２がアライメントズレΔｚについて補正される。具体的には、以下の式（３）のように補正後の被検眼の眼軸長ＡＬ３を求めることができる。

ＡＬ３＝ＡＬ１＋Δｚ・・・（３）
この方法によれば、非テレセントリックな光学系を用いてアライメントを行った場合においても、適切な作動距離からのアライメントズレΔｚを補正できるため、精度よく被検眼の眼軸長を求めることができる。

なお、本実施例では、適正作動距離ＷＤ１の位置に被検眼が配置されていると仮定の下で、一度眼軸長を求め、その眼軸長の値に対してアライメントズレΔｚを補正する例を説明したが、もちろん、一度眼軸長を求めずとも、アライメントズレΔｚを補正して被検眼の眼軸長を求めてもよい。すなわち、以下の式で、補正後の眼軸長ＡＬ３を求めてもよい。

ＡＬ３＝ＡＬ２＋Δｐ＋Δｄ＋Δｚ・・・（４）
以上、説明したように、本実施例の眼科装置１は、被検眼側が非テレセントリックである指標撮影光学系２００を備えた構成であっても、被検眼の角膜曲率（角膜曲率半径Ｒ）と、被検眼と撮影部２との位置関係と、による作動距離方向のアライメントズレΔｚを求め、このアライメントズレΔｚを補正することによって、精度よく検査結果を得ることができる。なお、以上に説明した眼軸長の求め方は一例であり、これに限定されない。

また、本実施例の眼科装置１は、Ｚ方向のアライメントを行った場合に生じる、適正作動距離からのアライメントズレΔｚの影響を、測定結果から取り除くことによって、アライメントの誤差を補正する。例えば、第１指標像の間隔Ｌａと、第１指標像の間隔Ｌａと第２指標像の間隔Ｌｂの比Ｌｂ／Ｌａと、を用いてアライメントズレΔｚを求め、眼軸長の測定結果を補正する。これによって、アライメントズレΔｚを考慮した再度のアライメントを行うことなく、測定結果を精度よく取得することができる。また、測定時間が長くなることを抑制できる。

＜Ｓ１０７：ＯＣＴ画像撮影＞
本実施例において、制御部７１は、眼軸長を測定した後に、被検眼のＯＣＴ画像を撮影する。例えば、制御部７１は、外部から（例えば、眼科装置１の使用者によって）入力されるレリーズ信号に基づいて、被検眼のＯＣＴ画像が撮影される。眼軸長の取得とＯＣＴ画像の撮影とが一連の測定の中で行われる場合において、本実施例では、眼軸長へのアライメントズレΔｚの影響を補正するために、撮影部２を改めて移動させて補正するのではなく、眼軸長値に対する補正計算が行われるので、撮影をスムーズに進めることができ、全体の測定時間を短縮できる。

説明の便宜上、本実施例では、ＯＣＴ光学系の調整（Ｓ１０５）を挟んでアライメントズレの取得（Ｓ１０４）と眼軸長の取得（Ｓ１０６）とが実行されるものとして説明した。但し、眼の動きによるアライメント状態の変化を考慮した場合、アライメントズレの取得（Ｓ１０４）と眼軸長の取得（Ｓ１０６）との間に時間差が無いことが望ましいため、ＯＣＴ光学系の調整（Ｓ１０５）の後でアライメントズレの取得（Ｓ１０４）が実行されてもよい。

なお、眼軸長の取得と、ＯＣＴ画像の撮影と、を行う順序は本実施例に限定されず、どちらが先に行われてもよい。また、ＯＣＴ画像の撮影は行わず、眼軸長の取得のみが行われてもよい。

［変容例］
本実施例では、制御部７１がＸＹＺ方向のアライメント（オートアライメント）を行う場合を説明したが、これに限定されない。例えば、検者が操作部８を操作することで、ＸＹＺ方向のアライメントを手動で行ってもよい。

また、本実施例では、制御部７１がアライメントズレΔｚに基づいて測定結果（ここでは、眼軸長）を補正することで、アライメントズレΔｚの影響を取り除く場合について説明した。しかし、制御部７１は、アライメントズレΔｚに基づいて作動距離方向のアライメントを調整することによって、アライメントズレΔｚの影響を取り除いてもよい。例えば、制御部７１は、被検眼Ｅ１に対して撮影部２を移動させ、求めたアライメントズレΔｚを打ち消すように、作動距離を調整してもよい。

これによれば、被検眼Ｅ１から撮影部２までを適正作動距離に調整できるため、精度よく検査結果を得ることができる。なお、角膜曲率半径Ｒの違い等により、現在の作動距離が適正作動距離から大きくズレている場合には、測定結果を補正するよりも、アライメントを調整したほうが、測定精度がよいことがある。このため、特にアライメントズレΔｚが大きくなる場合は、このような構成が有効となる。

また、本実施例では、被検眼に対する撮影部２のＸＹ方向及び作動距離方向のアライメントを行ってから、被検眼Ｅ１の角膜曲率半径Ｒを求めていた。しかし、制御部７１は、ＸＹ方向のアライメント後、作動距離方向のアライメントを行う前に、角膜曲率半径Ｒを求めてもよい。その場合、制御部７１は、ＸＹ方向のアライメントが完了した時点での前眼部観察画像８４から、比率Ｌｂ／Ｌａと第１指標像の間隔Ｌａを取得し、対応関係Ｃｒ１に基づいて角膜曲率半径Ｒを求める。また、制御部７１は、角膜曲率半径Ｒに基づき、角膜曲率半径Ｒの眼において適正作動距離ＷＤ１となるときのＬｂ／Ｌａの値を求め、撮影部２をＬｂ／Ｌａとなる位置まで作動距離方向に移動させる。例えば、このようにしても、アライメント時に生じ得るアライメントズレΔｚを打ち消して、撮影部２を適正作動距離に配置することができる。

なお、制御部７１は、被検眼の角膜曲率半径Ｒを取得せず、直接的にアライメントズレΔｚを求めてもよい。例えば、その場合、比率Ｌｂ／Ｌａ及び間隔Ｌａと、アライメントズレΔｚと、の対応関係が予め記憶部７２に記憶されていてもよい。例えば、このような対応関係は、対応関係Ｃｒ１で求められる角膜曲率半径Ｒと、対応関係Ｃｒ２で用いる角膜曲率半径Ｒと、を紐付けることで求められてもよい。

また、本実施例では、比率Ｌｂ／Ｌａと、角膜曲率半径Ｒと、からアライメントズレΔｚを求める場合を説明したが、これに限定されない。例えば、第１指標像の間隔Ｌａと、角膜形状ＲとからアライメントズレΔｚを求めてもよい。その場合、例えば、角膜曲率半径Ｒごとの、間隔ＬａとアライメントズレΔｚとの対応関係が、記憶部７２に保存されていてもよい。また、例えば、第２指標像の間隔Ｌｂと、角膜形状ＲとからアライメントズレΔｚを求めてもよい。その場合、例えば、角膜曲率半径Ｒごとの、間隔ＬｂとアライメントズレΔｚとの対応関係が、記憶部７２に保存されていてもよい。

１ 眼科装置
２ 撮影部
５ 駆動部
５０ アライメント指標投影光学系
７１ 制御部
２００ 前眼部観察光学系

Claims (7)

1. 被検眼を検査する眼科装置において、
   前記被検眼の角膜上に異なる投影条件で第１指標と第２指標を投影する指標投影光学系と、
   前記被検眼側に非テレセントリックな指標撮影光学系であって、前記第１指標の角膜反射像である第１指標像と、前記第２指標の角膜反射像である第２指標像と、を含む観察画像を撮影する指標撮影光学系と、
   前記指標投影光学系及び前記指標撮影光学系を含む検査部と、
   前記被検眼と前記検査部との少なくとも作動距離方向の位置関係を調整するアライメント調整手段と、
   適正作動距離に対する作動距離の誤差であって、前記被検眼の角膜曲率及び前記指標撮影光学系の非テレセントリック性に起因する誤差、に対する、前記観察画像における前記第１指標像と前記第２指標像との位置に関する位置情報、が予め対応付けられた対応情報と、前記検査部の前記作動距離方向の現在位置における前記位置情報と、に基づいて、前記適正作動距離からの実際の誤差を取得し補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする眼科装置。
2. 請求項１の眼科装置において、
   前記検査部は、前記被検眼の検査情報を取得するための検査光学系を備え、
   前記補正手段は、前記検査部の前記作動距離方向の現在位置における前記位置情報と、前記対応情報とに基づいて、前記検査情報から前記実際の誤差の影響を取り除くことで、前記実際の誤差を補正することを特徴とする眼科装置。
3. 請求項１の眼科装置において、
   前記補正手段は、前記検査部の前記作動距離方向の現在位置における前記位置情報と、前記対応情報とに基づいて前記アライメント調整手段を駆動し、前記被検眼と前記検査部とを前記適正作動距離に一致させることで、前記実際の誤差を補正することを特徴とする眼科装置。
4. 請求項１～３のいずれかの眼科装置において、
   前記指標投影光学系は、無限遠の前記第１指標と、有限遠の前記第２指標と、を投影することを特徴とする眼科装置。
5. 請求項２～４のいずれかの眼科装置において、
   前記指標撮影光学系の光路と、前記検査光学系の光路と、は光路結合部材によって共通光路とされることを特徴とする眼科装置。
6. 請求項２～５のいずれかの眼科装置において、
   前記検査光学系は、前記被検眼の眼底に照射された測定光と、参照光と、による干渉信号を検出するＯＣＴ光学系であることを特徴とする眼科装置。
7. 請求項６の眼科装置において、
   前記測定光の光路長と前記参照光の光路長との光路長差、前記干渉信号の検出結果、及び、前記検査部の作動距離方向の位置、に基づいて、前記被検眼の眼軸長を前記検査情報として取得する眼軸長取得手段を備えることを特徴とする眼科装置。
   

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