JP2024034752A - 検眼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アライメント状態の判断を適切に行えるようにする。【解決手段】 被検眼に対する検査手段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、検眼装置の動作を制御する制御手段と、を備え、アライメント検出手段は、被検眼に対して左右・上下・前後の内の少なくとも一つの方向の第１方向に検査手段をアライメントするための第１指標を被検眼に投影する第１指標投影手段と、被検眼に投影された第１指標を検出する第１検出器と、被検眼に対して左右・上下・前後の内の少なくとも一つの方向であって、第１方向とは異なる方向である第２方向に検査手段をアライメントするための第２指標を投影する第２指標投影手段と、被検眼に投影された第２指標を検出する第２検出器と、を有し、制御手段は、第１検出器及び第２検出器の各露光時間をフレーム間隔より短い時間で、且つそれぞれの露光時間のタイミングが重ならないように制御する。【選択図】 図７

Description

本開示は、被検眼を検査する検眼装置に関する。

被検眼の光学特性等の検査は、被検眼に対して検査手段を所定の位置関係にアライメントした上で行われる。被検眼に対する検査手段のアライメント状態を検出する手段としては、例えば、被検眼に対する左右・上下方向のアライメント状態を検出するための指標を被検眼に投影し、また、被検眼に対する前後方向（作動距離方向）のアライメント状態を検出するための指標を被検眼に投影し、それぞれ投影された指標を別々の検出器で検出する方式のアライメント検出手段を備えた装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２２―３８９４２号公報

しかし、特許文献１のアライメント検出手段では、例えば、左右・上下方向のアライメント状態を検出するための検出器に、左右・上下方向のアライメント状態を検出するための指標のみならず、前後方向のアライメント状態を検出するための指標が入り込み、アライメント状態の判断が適切に行えない場合があった。

本開示は、上記従来技術に鑑み、アライメント状態の判断を適切に行える検眼装置を提供することを技術課題とする。また、本開示は、検査実行のタイミング判断が遅れることなく、アライメント完了をタイミング良く判断できる検眼装置を提供することを技術課題とする。

本開示の態様に係る検眼装置は、被検眼を検査する検査手段を備える検眼装置であって、被検眼に対する前記検査手段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、前記検眼装置の動作を制御する制御手段と、を備え、前記アライメント検出手段は、被検眼に対して左右・上下・前後の内の少なくとも一つの方向の第１方向に前記検査手段をアライメントするための第１指標を被検眼に投影する第１指標投影手段と、被検眼に投影された前記第１指標を検出する第１検出器と、被検眼に対して左右・上下・前後の内の少なくとも一つの方向であって、前記第１方向とは異なる方向である第２方向に前記検査手段をアライメントするための第２指標を投影する第２指標投影手段と、被検眼に投影された前記第２指標を検出する第２検出器と、を有し、前記制御手段は、前記第１検出器及び前記第２検出器の各露光時間をフレーム間隔より短い時間で、且つそれぞれの露光時間のタイミングが重ならないように制御することを特徴とする。

検眼装置の外観の概略構成を示す図である。 測定部に配置される光学系を示す図である。 検眼装置の内部を正面方向から見た概略構成図である。 検眼装置の内部を側面方向から見た概略構成図である。 検眼装置の内部を上面方向から見た概略構成図である。 検眼装置の制御系を示す図である。 各撮像素子の露光時間のタイミングと、各光源の点灯のタイミングと、の制御の例を説明する図である。 ＸＹ方向のアライメント指標を検出する撮像素子に撮像された画像の例を示す図である。 Ｚ方向のアライメント指標を検出する撮像素子に撮像された画像の例を示す図である。

［概要］
以下、典型的な実施形態の１つについて、図面を参照して説明する。なお、以下の＜＞にて分類された項目は、独立又は関連して利用されうる。

本実施形態における検眼装置（例えば、検眼装置１）は、検査手段（例えば、測定部７）と、アライメント検出手段（例えば、アライメント検出光学系５０Ａ）と、制御手段（例えば、制御部７０）と、を備える。例えば、検査手段は、被検眼を検査するために使用される。例えば、アライメント検出手段は、被検眼に対する検査手段のアライメント状態を検出するために使用される。例えば、制御手段は、検眼装置の動作を制御する。例えば、検眼装置は、導光光学系（例えば、導光光学系８０）を備えていてもよい。

＜検査手段＞
例えば、検査手段は、検査光学系（例えば、他覚式測定光学系１０）を備える。例えば、検査光学系は、被検眼に検査光を投光する検査光源（例えば、光源１１）と、被検眼からの検査光の戻り光を受光する検査受光素子（例えば、撮像素子２２）と、を備える。例えば、検査手段は、検査光学系として被検眼の眼屈折力を測定する他覚式測定光学系（例えば、他覚式測定光学系１０）を備えていてもよい。また、検査手段は、自覚式測定光学系（例えば、自覚式測定光学系２５）を備えていてよい。例えば、自覚式測定光学系は、視標投光光学系（例えば、視標投光光学系３０）と、矯正光学系（例えば、矯正光学系６０）と、を備えていてもよい。

＜アライメント検出手段＞
例えば、アライメント検出手段は、第１指標投影手段（例えば、第１指標投影光学系５５）と、第１検出器（例えば、撮像素子５２）と、第２指標投影手段（例えば、第２指標投影光学系４０ａ）と、第２検出器（例えば、撮像素子４８）と、を備える。

例えば、第１指標投影手段は、被検眼に対して左右（Ｘ方向）・上下（Ｙ方向）・前後（Ｚ方向）の内の少なくとも一つの方向の第１方向に検査手段をアライメントするための第１指標（例えば、指標５６Ｉ）を被検眼に投影する。例えば、第１方向は、被検眼に対する左右（Ｘ方向）・上下（Ｙ方向）とされる。例えば、第１指標投影手段は、指標を投影するための光源（例えば、光源５６）を持つ。

例えば、第１検出器は、被検眼に投影された第１指標を検出する。例えば、第１検出器は、被検眼に投影された第１指標を検出するための第１検出光学系（例えば、観察光学系５０）に備えられている。例えば、第１検出器は、エリアセンサである二次元受光素子の撮像素子、ラインセンサである一次元受光素子の少なくとも一つが使用される。例えば、第１検出器からの出力信号に基づいて第１方向における検査手段のアライメント状態が検出される。

例えば、第２指標投影手段は、被検眼に対して左右・上下・前後の内の少なくとも一つの方向であって、第１方向とは異なる方向である第２方向に検査手段をアライメントするための第２指標（例えば、指標４１Ｉ）を投影する。例えば、第２指標は第１指標とは異なる指標とされる。例えば、第２方向は、被検眼に対する前後（Ｚ方向、作動距離方向）とされる。例えば、第２指標投影手段は、指標を投影するための光源（例えば、光源４１）を持つ。例えば、第２指標の光源の波長は、第１指標の光源の波長と少なくとも一部が被っていてもよい。

例えば、第２検出器は、被検眼に投影された第２指標を検出する。例えば、第２検出器は、被検眼に投影された第２指標を検出するための第２検出光学系（例えば、第２指標投影光学系４０ａ）に備えられている。例えば、第２検出器は、エリアセンサである二次元受光素子の撮像素子、ラインセンサである一次元受光素子の少なくとも一つが使用される。例えば、第２検出器からの出力信号に基づいて第２方向における検査手段のアライメント状態が検出される。

＜制御手段＞
例えば、制御手段は、第１検出器及び第２検出器を制御する。例えば、制御手段は、第１検出器の露光時間（例えば、露光時間Ｅｔａ）と第２検出器の露光時間（例えば、露光時間Ｅｔｂ）とのタイミングが重ならないように制御する。例えば、制御手段は、第１検出器の露光時間と第２検出器の露光時間とがタイミング的に重ならないように、第１検出器及び第２検出器の各露光の開始と終了のタイミングを制御する。これにより、アライメント状態の判断を適切に行える。

例えば、制御手段は、第１検出器及び第２検出器の各露光時間を所定のフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ（1秒間のフレーム数））のフレーム間隔より短い時間で制御する。これにより、アライメント状態の判断が適切に行われる。例えば、第１検出器による第１指標の検出と、第２検出器による第２指標の検出と、の両方が所定のフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）で行われる。このため、例えば、第１検出器と第２検出器を使用した左右・上下・前後方向のアライメント状態の検出でありながら、１つの検出器のフレームレートでのアライメント検出の場合と同じフレームレート内で、第１指標及び第２指標の検出結果が得られる。これにより、アライメント完了をタイミング良く判断でき、検査手段による検査のタイミング判断に遅れを生じさせることなく、タイミング良く検査が行える。また、これにより、検査結果の精度を落とすことなく、信頼性の高い検査結果が得られる。

なお、露光時間は、検出器が光を取り込む時間とされる。また、フレーム間隔は、検出器の所定のフレームレートにおける１フレームの時間とされる。

例えば、制御手段は、第１検出器の露光時間をフレーム間隔の半分の時間で制御し、第２検出器の露光時間をフレーム間隔の半分の時間で制御する。第１検出器及び第２検出器の露光時間はこれに限られず、例えば、フレーム間隔内における第１検出器の露光時間と第２検出器の露光時間との合計時間がフレーム間隔の時間内となればよい。例えば、第１検出器の露光時間がフレーム間隔の２／３の時間で、第２検出器の露光時間がフレーム間隔の１／３の時間であってもよい。

また、例えば、制御手段は、第１検出器及び第２検出器の各露光時間のフレーム位相の関係を調整してもよい。例えば、制御手段は、第１検出器のフレーム位相に対する第２検出器のフレーム位相の関係を、第２検出器の露光時間分だけずらしてもよい。これにより、アライメント状態の判断をより適切に行える。また、フレーム位相をずらすことで第１検出器と第２検出器からのフレーム信号が同時に出力されずに、順番に出力されることにより、各フレーム信号の画像解析のための処理が効率的に行える。

例えば、制御手段は、第１指標投影手段及び第２指標投影手段を制御する。例えば、制御手段は、第１検出器の露光時間内に第２指標が被検眼に投影されず、且つ、第２検出器の露光時間内に第１指標が被検眼に投影されないように、第１指標投影手段及び前記第２指標投影手段を制御する。この場合、例えば、制御手段は、第１検出器及び第２検出器の各露光時間のタイミングに対応させて、第１指標投影手段の光源及び第２指標投影手段の光源の点灯を制御する。あるいは、第１指標投影手段及び第２指標投影手段の指標投影の光路に機械的又は電子的なシャッターを設け、制御手段が第１検出器及び第２検出器の各露光時間に対応させて、各光路に設けられたシャッターの開閉を制御することでもよい。これにより、左右（Ｘ方向）・上下（Ｙ方向）・前後（Ｚ方向）の方向におけるしれじれのアライメント状態の判断をより適切に行える。

＜検査光学系とアライメント検出の波長制限手段＞
例えば、検査光学系は、第１波長制限手段（例えば、ダイクロイックミラー２９）を備え、アライメント検出手段は、第２波長制限手段（例えば、ダイクロイックミラー２９、レンズ４６）を備えていてもよい。例えば、第１波長制限手段は、アライメントに使用される第１指標及び第２指標の被検眼からの戻り光の波長が検査光学系の検査受光素子に入射することを制限するために使用される。例えば、第２波長制限手段は、検査光の被検眼からの戻り光の波長が第１検出器及び第２検出器に入射することを制限するために使用される。これにより、被検眼に投影された第１指標及び第２指標に影響されることなく、検査手段による被検眼の光学特性等の検査が適切に行われると共に、検査光に影響されることなく、被検眼に投影された第１指標及び第２指標に基づくアライメント状態の検出が適切に行われる。

例えば、第１波長制限手段は検査光学系の光路に配置された波長選択特性の第１光学部材（例えば、ダイクロイックミラー２９）を有する。例えば、その波長選択特性の第１光学部材は、検査光の波長を通過させるが、第１指標及び第２指標の波長を遮断することで、検査受光素子が配置された光路への第１指標及び第２指標の波長入射を制限する。

例えば、第２波長制限手段は、第１検出器が備えられた第１検出光学系の光路に配置された波長選択特性の第２光学部材（例えば、ダイクロイックミラー２９）を有する。例えば、その第２光学部材は、第１指標の波長を通過させるが、検査光の波長を遮断することで、第１検出器が配置された光路への検査光の入射を制限する。また、第２波長制限手段は、第２検出器が備えられた第２検出光学系の光路に配置された波長選択特性の第３光学部材（例えば、レンズ４６）を有する。例えば、その第３光学部材は、第２指標の波長を通過させるが、検査光の波長を遮断することで、第２検出器が配置された光路への検査光の入射を制限する。

なお、例えば、第１指標の波長と第２指標の波長との少なくとも一部が被る構成の場合、第１検出器には第１指標の光の他に、第２指標の光が入射し、また、第２検出器には第２指標の光の他に、第１指標の光が入射する。この場合であっても、制御手段による第１検出器及び第２検出器の各露光時間のタイミングの制御により、アライメント状態の判断が適切に行われる。

＜導光光学系＞
例えば、導光光学系は、第１指標及び第２指標の指標光を被検眼に導光し、被検眼からの指標光の戻り光を第１検出器及び第２検出器に導光する。また、導光光学系は、測定光学系からの測定光を被検眼に導光し、被検眼からの測定光の戻り光を測定光学系に導光する。例えば、導光光学系は、アライメント完了時に検査手段の光学系が光学的に被検者の眼前の所定の作動距離に配置されたことと等価とするための導光光学部材（例えば、凹面ミラー８５）を備える。例えば、この導光光学系によって、検眼装置は、被検者の眼前に検査手段を配置することなく、被検者の眼前を開放状態でアライメント及び測定が行われる構成とされている。これにより、被検者眼の測定を、より自然な状態で行える。

なお、本開示では、この導光光学系を採用したことにより、被検眼に対する検査手段のアライメントに使用される指標投影手段は、指標光束が導光光学系の導光光学部材（例えば、凹面ミラー８５）を通過できる角度からしか指標を投影できない。この場合、被検眼に対する検査手段の前後方向のアライメント状態を実用的な分解能で検出するためには、左右・上下方向のアライメント状態を検出するための検出器（例えば、第１検出器）を使用できない。そのため、左右・上下方向のアライメント状態を検出する検出器とは別に、前後方向のアライメント状態を検出するための検出器（例えば、第２検出器）が設けられている。例えば、被検眼の正面方向に位置する検査手段の光軸に対し、第２指標投影手段の光軸及び第２検出器を持つ指標検出手段の光軸の角度は、指標投影光及び被検眼からの戻り光が導光光学系を通過できる角度に設定されている。

［実施例］
本実施形態に係る検眼装置の一実施例について説明する。図１は、検眼装置１の外観の概略構成を示す図である。検眼装置１は、被検眼を検査する検査手段を備える検眼装置であればよく、例えば、被検眼の光学特性を測定する測定装置の他、被検眼の前眼部を撮影する装置、被検眼の眼底を撮影する装置、被検眼の眼底の断層像を撮影するＯＣＴ装置、等であってもよい。本実施例においては、検眼装置１は、被検眼の光学特性（例えば、眼屈折力）を他覚的に測定する他覚式測定部と、被検眼の光学特性（例えば、眼屈折力）を自覚的に測定する自覚式測定部と、を備えている装置を例にして説明する。以下の説明における「測定」の用語は、「検査」に読み替えることができるものとする。

なお、図１において、被検者側から見て左右方向（水平方向）をＸ方向、上下方向（鉛直方向）をＹ方向、前後方向（作動距離方向）をＺ方向として説明する。

例えば、検眼装置１は、筐体２、呈示窓３、額当て４、顎台５、コントローラ６、検査手段の例である測定部７、撮像部９０、前眼部照明部９２、等を備える。

呈示窓３は、被検眼に視標を呈示するために用いられる。被検者の額を当てる額当て４は、被検眼と検眼装置１との距離を一定に保つために用いられる。被検者の顎を載せる顎台５は、被検眼と検眼装置１との距離を一定に保つために用いられる。なお、顎台５は、必ずしも設けられていなくてもよい。

操作部の例であるコントローラ６は、表示手段の例であるディスプレイ６ａ、スイッチ部６ｂ、等を備える。ディスプレイ６ａは、各種の情報（例えば、被検眼の測定結果、等）を表示する。ディスプレイ６ａは、タッチパネルの機能を有し、ディスプレイ６ａがスイッチ部６ｂの機能を兼ねている。スイッチ部６ｂは、各種の設定（例えば、各所の操作信号の入力、等）を行うために用いられていてもよい。コントローラ６からの操作指示に応じた信号は、ケーブル等を介した有線通信と、赤外線等を介した無線通信と、の少なくとも一方により、後述する制御部７０（図６参照）へ出力される。

撮像部９０は、図示なき撮像光学系を備える。例えば、撮像光学系は、被検者の顔を撮像するために用いられる。例えば、撮像光学系は、撮像素子とレンズにより構成されてもよい。前眼部照明部９２は、内部に赤外照明光源（図示を略す）が配置され、後述する観察光学系５０（図２参照）によって被検眼の前眼部を撮像するための照明光を左右の被検眼に向けて発する。

＜測定部＞
測定部７は、左眼用測定部７Ｌと右眼用測定部７Ｒを備える。本実施例において、左眼用測定部７Ｌと、右眼用測定部７Ｒと、は同一の部材で構成される。もちろん、左眼用測定部７Ｌと、右眼用測定部７Ｒと、はその少なくとも一部が異なる部材で構成されてもよい。測定部７は、後述する左右一対の視標投光光学系と、後述する左右一対の自覚式測定部と、後述する左右一対の他覚式測定部と、を有する。測定部７からのアライメント光、視標光束及び測定光束は、呈示窓３を介して被検眼に導光される。

図２は、測定部７に配置される光学系を示す図である。図２では、測定部７として、左眼用測定部７Ｌを例に挙げる。右眼用測定部７Ｒは、左眼用測定部７Ｌと同様の構成であるため省略する。例えば、左眼用測定部７Ｌは、視標投光光学系３０、自覚式測定光学系２５、他覚式測定光学系１０、観察光学系５０、アライメント検出光学系５０Ａ、等を備える。自覚式測定光学系２５、他覚式測定光学系１０は、検査光学系の例である。

＜視標投光光学系＞
視標投光光学系３０は、視標光束を被検眼に投影する。例えば、視標投光光学系３０は、ディスプレイ３１、投光レンズ３３、投光レンズ３４、反射ミラー３６、対物レンズ３７、ダイクロイックミラー３５、ダイクロイックミラー２９、等を備える。

ディスプレイ３１には、視標（固視標、検査視標、等）が表示される。ディスプレイ３１から出射した視標光束は、投光レンズ３３からダイクロイックミラー２９までの光学部材を順に経由して、左の被検眼Ｅに投影される。ダイクロイックミラー３５は、他覚式測定光学系１０の光路と、自覚式測定光学系２５の光路と、を共通光路にする。すなわち、ダイクロイックミラー３５は、他覚式測定光学系１０の光軸Ｌ１と、自覚式測定光学系２５の光軸Ｌ２と、を同軸にする。ダイクロイックミラー２９は、光路分岐部材である。ダイクロイックミラー２９は、視標投光光学系３０による視標光束と、後述の投影光学系１０ａによる測定光束と、を反射して被検眼Ｅに導く。

＜自覚式測定光学系＞
自覚式測定光学系２５は、被検眼Ｅの光学特性を自覚的に測定する自覚式測定部の構成の一部として用いられる。本実施例では、被検眼Ｅの光学特性として、被検眼Ｅの眼屈折力を測定する自覚式測定部を例に挙げる。なお、被検眼Ｅの光学特性は、眼屈折力の他、コントラスト感度、両眼視機能（例えば、斜位量、立体視機能、等）、等であってもよい。例えば、自覚式測定光学系２５は、前述した視標投光光学系３０と、矯正光学系６０と、で構成される。

＜矯正光学系＞
矯正光学系６０は、視標投光光学系３０の光路中に配置される。また、矯正光学系６０は、ディスプレイ３１からの視標光束の光学特性を変化させる。これにより、例えば、矯正光学系６０は、被検眼に付与する屈折力（球面屈折力、乱視屈折力）の矯正量を変化させる。例えば、矯正光学系６０は、乱視矯正光学系６３、球面矯正光学系として利用される駆動機構３９、等を備える。

乱視矯正光学系６３は、被検眼Ｅの乱視度数（円柱度数）や乱視軸角度を矯正するために用いられる。本実施例では、乱視矯正光学系６３は、投光レンズ３３と投光レンズ３４との間に配置される。乱視矯正光学系６３は、焦点距離の等しい、２枚の正の円柱レンズ６１ａ，６１ｂで構成される。円柱レンズ６１ａと円柱レンズ６１ｂは、回転機構６２ａと回転機構６２ｂの駆動によって、光軸Ｌ２を中心として、各々が独立に回転する。

なお、本実施例では、乱視矯正光学系６３として、円柱レンズ６１ａと円柱レンズ６１ｂを用いる構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。乱視矯正光学系６３は、円柱度数、乱視軸角度、等を矯正できる構成であればよい。一例としては、視標投光光学系３０の光路に、矯正レンズを出し入れしてもよい。

本実施例において、視標投光光学系３０が備えるディスプレイ３１は、駆動機構３９によって視標投光光学系３０の光軸Ｌ２方向へ移動される。例えば、駆動機構３９は、モータ及びスライド機構により構成される。例えば、自覚測定時において、ディスプレイ３１が移動されることで、被検眼に対する視標の呈示位置（呈示距離）が光学的に変えられ、被検眼の球面屈折力が矯正される。すなわち、本実施例ではディスプレイ３１の移動により、球面度数の矯正光学系が構成される。そして、ディスプレイ３１の移動により、基準位置に対する検査視標の光学的距離に基づいて球面度数が測定される。

なお、球面度数の矯正光学系としては、これに限定されない。例えば、球面度数の矯正光学系は、多数の光学素子を有し、光路中に光学素子が配置されることによって矯正を行う構成であってもよい。また、例えば、光路中に配置されたレンズを光軸方向に移動させる構成であってもよい。

＜他覚式測定光学系＞
検査光学系の例である他覚式測定光学系１０は、被検眼Ｅの光学特性を他覚的に測定する他覚式測定部の構成の一部として用いられる。本実施例では、被検眼Ｅの光学特性として、被検眼Ｅの眼屈折力を測定する他覚式測定部を例に挙げて説明する。例えば、他覚式測定光学系１０は、投影光学系１０ａと、受光光学系１０ｂと、で構成される。

投影光学系１０ａは、被検眼Ｅの瞳孔中心部を介して、被検眼Ｅの眼底にスポット状の測定指標を投影する。例えば、投影光学系１０ａは、光源１１、リレーレンズ１２、ホールミラー１３、プリズム１５、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー３５、ダイクロイックミラー２９、等を備える。例えば、ダイクロイックミラー３５は、７５０ｎｍ未満の光波長を透過し、７５０ｎｍ以上の光波長を反射する。例えば、ダイクロイックミラー２９は、９１０ｎｍ未満の光波長を反射し、９１０ｎｍ以上の光波長を透過する。

光源１１は、例えば、波長８８０ｎｍに中心を持つ波長の測定光束を出射するＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）が使用される。光源１１は、被検眼Ｅの眼底と共役な関係となっている。ホールミラー１３のホール部は、被検眼Ｅの瞳孔と共役な関係となっている。プリズム１５は、光束偏向部材である。プリズム１５は、被検眼Ｅの瞳孔と共役な位置から外れた位置に配置され、プリズム１５を通過する測定光束を光軸Ｌ１に対して偏心させる。プリズム１５は、光軸Ｌ１を中心として、駆動部（例えば、モータ）２３により回転駆動される。

受光光学系１０ｂは、被検眼Ｅの眼底で反射された眼底反射光束を、被検眼Ｅの瞳孔周辺部を介してリング状に取り出す。例えば、受光光学系１０ｂは、ダイクロイックミラー２９、ダイクロイックミラー３５、対物レンズ１４、プリズム１５、ホールミラー１３、リレーレンズ１６、ミラー１７、受光絞り１８、コリメータレンズ１９、リングレンズ２０、検査受光素子の例である撮像素子２２、等を備える。

リングレンズ２０は、リング状に形成されたレンズ部と、レンズ部以外の領域に遮光用のコーティングを施した遮光部と、から構成される。リングレンズ２０は、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係となっている。受光絞り１８と撮像素子２２は、被検眼Ｅの眼底と共役な関係となっている。撮像素子２２からの出力は、制御部７０に入力される。

上記の構成において、光源１１から出射された測定光束は、リレーレンズ１２、ホールミラー１３、及びプリズム１５からダイクロイックミラー２９までの光学部材を順に経由して、被検眼Ｅ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１５によって、ホールミラー１３における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Ｅからの戻り光として射出すると、ダイクロイックミラー２９とダイクロイックミラー３５に反射され、対物レンズ１０２によって集光し、高速回転するプリズム１５、ホールミラー１３、リレーレンズ１６、及びミラー１７を介して、受光絞り１８に再び集光する。その後、被検眼Ｅからの戻り光は、コリメータレンズ１９とリングレンズ２０により、リング状の像として撮像素子２２に結像する。

なお、ダイクロイックミラー２９は、例えば、波長９１０ｎｍ未満の光を反射し、波長９１０ｎｍ以上の光を透過する波長選択特性を持つ。これにより、ダイクロイックミラー２９は、後述するアライメント光学系５０Ａのアライメント光（例えば、波長９４０ｎｍ）を透過し、測定光の波長光８８０ｎｍを反射する。すなわち、ダイクロイックミラー２９は、アライメントに使用される光源５６、光源４１の被検眼からの戻り光の波長が撮像素子２２に入射することを制限する波長制限部材として機能する。また、図１に示された前眼部照明部９２も、アライメント光と同じく、波長９４０ｎｍ付近の近赤外光を発するため、この照明光もダイクロイックミラー２９によって撮像素子２２への入射が制限される。言い換えれば、ダイクロイックミラー２９は、測定光の波長を通過（ここでは反射）させるが、アライメント光（光源５６、光源４１の指標）の波長を遮断することで、撮像素子２２が配置された光路へのアライメント光の入射を制限する。

なお、本実施例において、プリズム１５は、投影光学系１０ａと受光光学系１０ｂの共通光軸に配置されている。例えば、投影光学系１０ａからの測定光束はプリズム１５を通過して被検眼Ｅに入射し、被検眼Ｅの眼底で反射した眼底反射光束は同じプリズム１５を通過するため、それ以降の光学系では、あたかも瞳孔上における投影光束・眼底反射光束（受光光束）の偏心がなかったかのように逆走査される。

なお、他覚式測定光学系１０の例である眼屈折力測定光学系は、眼屈折力が得られる構成であれば上記に限られない。例えば、シャックハルトマンセンサーを備えた構成であってもよい。これらの詳細については、例えば、特開２０１８－４７０４９号公報を参考されたい。

また、投影光学系１０ａが備える光源１１及びリレーレンズ１２と、受光光学系１０ｂが備える受光絞り１８、コリメータレンズ１９、リングレンズ２０、及び撮像素子２２は、光軸方向へ一体的に移動可能となっている。本実施例では、これらは、ディスプレイ３１を移動させる駆動機構３９により駆動ユニット９５として同期して一体的に移動される。駆動機構３９が移動させた駆動ユニット９５の移動位置は、図示なき検出器によって検出される。もちろん、これらは、それぞれが駆動される構成としてもよい。

駆動ユニット９５が光軸方向へ移動されることで、被検眼Ｅの眼底に対し、光源１１、受光絞り１８、及び撮像素子２２が光学的に共役となるように配置される。なお、駆動ユニット９５の移動にかかわらず、ホールミラー１３とリングレンズ２０は、被検眼Ｅの瞳と一定の倍率で共役になるように配置されている。このため、投影光学系１０ａの測定光束が反射された眼底反射光束は、常に平行光束として受光光学系１０ｂのリングレンズ２０に入射し、被検眼Ｅの眼屈折力に関わらず、リングレンズ２０と同一の大きさのリング状光束が、ピントの合った状態で、撮像素子２２に撮像される。

＜観察光学系＞
観察光学系（撮像光学系）５０は、ダイクロイックミラー２９、対物レンズ５３、撮像レンズ５１、撮像素子５２、等を備える。ダイクロイックミラー２９は、前眼部観察光及びアライメント光を透過する。撮像素子５２は、被検眼Ｅの前眼部と共役な位置に配置された撮像面を持つ。撮像素子５２はエリアセンサが使用される。撮像素子５２からの出力は、制御部７０に入力される。これによって、被検眼Ｅの前眼部画像は撮像素子５２により撮像され、ディスプレイ６ａ上に表示される。

ここで、ダイクロイックミラー２９は、前述の波長透過特性により、被検眼からの測定光の戻り光が撮像素子５２に入射することを制限する波長制限部材として機能する。言い換えれば、ダイクロイックミラー２９は、アライメント光の波長を通過（ここでは透過）させるが、測定光の波長を遮断することで、撮像素子５２が配置された光路への測定光の入射を制限する部材として兼用される。

＜アライメント検出光学系＞
アライメント検出光学系５０Ａは、被検眼Ｅ（図２では左眼ＥＬ）に対する測定部７（図２では左眼用測定部７Ｌ）のアライメント状態を検出するために使用される。アライメント検出光学系５０Ａは、第１指標投影光学系５５、第１検出光学系として兼用する観察光学系５０、第２指標投影光学系４０ａ、第２検出光学系４０ｂを備える。

第１指標投影光学系５５は、被検眼Ｅに対して測定部７をＸＹ方向にアライメントするための第１指標を投影する。第１指標投影光学系５５は、近赤外光（例えば、波長９４０ｎｍ）を発する光源５６、コリメータレンズ５７、ハーフミラー５８、を備える。光源５６を出射した光は、コリメータレンズ５７により略平行光束とされ、ハーフミラー５８で反射されることで観察光学系５０の光軸Ｌ３と同軸にされる。その後、光源５６からの光は、ダイクロイックミラー２９を透過し、被検眼Ｅの正面方向から被検眼Ｅに投光される。

観察光学系５０は、被検眼Ｅに投影された第１指標を検出する第１検出光学系として兼用される。すなわち、第１指標投影光学系５５の光源５６からの光が被検眼Ｅの角膜で反射されることで、光源５６の虚像である指標（角膜反射輝点）が形成され、その指標の被検眼Ｅからの戻り光は、ダイクロイックミラー２９を透過し、ハーフミラー５８、対物レンズ５３、撮像レンズ５１を介して検出器の例である撮像素子５２に受光される。そして、撮像素子５２の出力信号に基づき、制御部７０によって指標の位置が解析されることで、被検眼ＥのＸＹ方向におけるアライメント状態が検出される。

第２指標投影光学系４０ａは、近赤外光（例えば、波長９４０ｎｍ）を発する光源４１及びコリメータレンズ４２を備え、被検眼Ｅの角膜に向けて斜め方向から指標を投影する。光源４１が発する近赤外光の波長は、第１指標投影光学系５５の光源５６が発する光の波長に対して、少なくとも一部が被っている。

第２検出光学系４０ｂは、第２指標投影光学系４０ａによって被検眼Ｅに投影された指標を検出する。第２検出光学系４０ｂは、レンズ４６、集光レンズ４７、検出器の例である撮像素子４８を備える。例えば、撮像素子４８はエリアセンサが使用される。光源４１からの光は、被検眼Ｅの角膜で反射されることで光源４１の虚像である指標（角膜反射輝点）を形成する。その指標の光は、レンズ４６及び集光レンズ４７を介して撮像素子４８に入射する。撮像素子４８上の指標の位置は、Ｚ方向における被検眼Ｅの位置に応じて変化する。撮像素子４８の出力信号は制御部７０に出力され、制御部７０によってＺ方向における被検眼Ｅのアライメント状態が検出される。

ここで、レンズ４６（又は集光レンズ４７であってもよい）は、ダイクロイックミラー２９と同じく、波長９１０ｎｍ未満の光を反射し、波長９１０ｎｍ以上の光を透過する特性を持つ。これにより、光源４１による指標の被検眼からの戻り光はレンズ４６を通過して撮像素子４８に入射できる。一方、アライメント検出のノイズ光となる、光源１１による測定光の被検眼からの戻り光及び可視光は、レンズ４６の波長選択特性によって撮像素子４８への入射が制限される。すなわち、波長選択特性を持つレンズ４６は、測定光の被検眼からの戻り光が撮像素子４８に入射することを制限する波長制限部材として機能する。言い換えれば、レンズ４６は、光源４１のアライメント指標の波長を通過させるが、測定光の波長を遮断することで、撮像素子４８が配置された光路への測定光の入射を制限する。

なお、第２検出光学系４０ｂの光軸は、観察光学系５０の光軸Ｌ３（光軸Ｌ３に同軸とされた測定光学系１０の光軸Ｌ２でもある）に関して第２指標投影光学系４０ａの光軸と対称的に配置されている。光軸Ｌ３に対する第２指標投影光学系４０ａ及び第２検出光学系４０ｂの光軸の角度αは、光源４１からの指標投影光及び被検眼Ｅからの戻り光が、後述する導光光学系８０の凹面ミラー８５を通過できる角度に設定されている。例えば、角度αは１０度以下であり、本開示では角度αは６度にされている。第２検出光学系４０ｂの撮像素子４８は、このような狭い角度αの投影光軸及び検出光軸であっても、必要な精度でＺ方向のアライメント状態を検出できる。

＜検眼装置の内部構成及び導光光学系＞
検眼装置１の内部構成について説明する。図３は、検眼装置１の内部を正面方向から見た概略構成図である。図４は、検眼装置１の内部を側面方向から見た概略構成図である。図５は、検眼装置１の内部を上面方向から見た概略構成図である。なお、図４及び図５では、説明の便宜上、左眼用測定部７Ｌの光軸のみを示している。

検眼装置１は、検眼装置１は測定部７からの視標光束の像を被検眼に導光する導光光学系８０を備える。本実施例の導光光学系８０は、光偏向部材の例である偏向ミラー８１、反射ミラー８４、凹面ミラー８５、等を備える。また、検眼装置１は、導光光学系８０に関連した構成として駆動機構８２、駆動部８３を備える。

凹面ミラー８５は、測定部７の光学系（アライメント検出光学系５０Ａ、他覚式測定光学系１０、等）が、アライメント完了時に光学的に眼前の所定の作動距離に配置されたことと等価とする。検眼装置１は、導光光学系８０は、導光光学部材の凹面ミラー８５により、被検者の眼前に測定部７の光学系を配置することなく、被検者の眼前を開放状態でアライメント及び測定が行われる構成とされている。また、導光光学系８０は、自覚測定時には、矯正光学系６０を介した視標光束の像を光学的に所定の検査距離となるように被検眼に導光する。

なお、導光光学系８０は、この構成に限定されない。例えば、導光光学系８０は、反射ミラー８４を有しない構成であってもよい。この場合には、測定部７からの視標光束が、偏向ミラー８１を介した後に凹面ミラー８５の光軸Ｌに対して斜め方向から照射されてもよい。また、例えば、導光光学系８０はハーフミラーを有する構成であってもよい。この場合には、測定部７からの視標光束を、ハーフミラーを介して凹面ミラー８５の光軸Ｌに対して斜め方向に照射し、その反射光束を被検眼Ｅに導光してもよい。

検眼装置１は、左眼用駆動部９Ｌと、右眼用駆動部９Ｒと、を有し、左眼用測定部７Ｌと、右眼用測定部７Ｒと、をそれぞれＸ方向（水平方向）に移動させることができる。例えば、左眼用測定部７Ｌ及び右眼用測定部７ＲをＸ方向に移動させることによって、測定部７と、後述の偏向ミラー８１と、の間の距離が変化し、測定部７からの視標光束のＺ方向（被検者に対する前後方向）における呈示位置が変更される。これによって、被検眼Ｅに、矯正光学系６０で矯正された視標光束を導光し、被検眼Ｅの眼底に矯正光学系６０で矯正された視標光束の像が形成されるように、測定部７がＺ方向に調整される。

例えば、偏向ミラー８１は、左右一対にそれぞれ設けられた右眼用偏向ミラー８１Ｒと左眼用偏向ミラー８１Ｌとを有する。例えば、偏向ミラー８１は、測定部７と被検眼Ｅとの間に配置される。本実施例では、偏向ミラー８１Ｒが測定部７Ｒと被検眼ＥＲとの間に配置され、偏向ミラー８１Ｌが測定部７Ｌと被検眼ＥＬとの間に配置されている。すなわち、偏向ミラー８１は、測定部７の他覚式光学系１０及び視標投光光学系３０の共用光路に配置されている。また、偏向ミラー８１は、自覚式測定光学系２５の光路にも配置されていることにもなる。なお、偏向ミラー８１は、瞳共役位置に配置されることが好ましい。

例えば、左眼用偏向ミラー８１Ｌは、左眼用測定部７Ｌから投影される光束を反射して、左眼ＥＬに導光する。また、例えば、左眼用偏向ミラー８１Ｌは、左眼ＥＬからの眼底反射光束を反射して、左眼用測定部７Ｌに導光する。例えば、右眼用偏向ミラー８１Ｒは、右眼用測定部７Ｒから投影される光束を反射して、右眼ＥＲに導光する。また、例えば、右眼用偏向ミラー８１Ｒは、右眼ＥＲからの眼底反射光束を反射して、右眼用測定部７Ｒに導光する。なお、本実施例では、被検眼Ｅに測定部７から投影された光束を反射させて導光する偏向部材として、偏向ミラー８１を用いる構成を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。偏向部材は、被検眼Ｅに測定部７から投影された光束を反射して導光することができればよく、例えば、プリズム、レンズ、等であってもよい。

例えば、駆動機構８２は、モータ（駆動部）等からなる。例えば、駆動機構８２は、左眼用偏向ミラー８１Ｌを駆動するための駆動機構８２Ｌと、右眼用偏向ミラー８１Ｒを駆動するための駆動機構８２Ｒと、を有する。例えば、駆動機構８２の駆動によって、偏向ミラー８１は回転移動する。例えば、駆動機構８２は、水平方向（Ｘ方向）の回転軸、及び鉛直方向（Ｙ方向）の回転軸に対して偏向ミラー８１を回転させる。すなわち、駆動機構８２は偏向ミラー８１をＸＹ方向に回転させる。なお、偏向ミラー８１の回転は、水平方向又は鉛直方向の一方であってもよい。

例えば、駆動部８３は、モータ等からなる。例えば、駆動部８３は、左眼用偏向ミラー８１Ｌを駆動するための駆動部８３Ｌと、右眼用偏向ミラー８１Ｒを駆動するための駆動部８３Ｒと、を有する。例えば、駆動部８３の駆動によって、偏向ミラー８１はＸ方向に移動する。例えば、左眼用偏向ミラー８１Ｌ及び右眼用偏向ミラー８１Ｒが移動されることによって、左眼用偏向ミラー８１Ｌ及び右眼用偏向ミラー８１Ｒとの間の距離が変更され、被検眼Ｅの瞳孔間距離にあわせて、左眼用光路と右眼用光路との間のＸ方向における距離を変更することができる。

なお、例えば、偏向ミラー８１は、左眼用光路と右眼用光路とのそれぞれにおいて複数設けられてもよい。例えば、左眼用光路と右眼用光路とのそれぞれに、２つの偏向ミラーを設ける構成（例えば、左眼用光路に２つの偏向ミラーを設ける構成、等）が挙げられる。この場合、一方の偏向ミラーがＸ方向に回転され、他方の偏向ミラーがＹ方向に回転されてもよい。例えば、偏向ミラー８１が回転移動されることによって、視標光束の像を被検眼Ｅの眼前に形成するためのみかけの光束を偏向させ、視標光束の像の形成位置を光学的に補正することができる。

例えば、凹面ミラー８５は、左眼用測定部７Ｌと、右眼用測定部７Ｒと、で共有される。例えば、凹面ミラー８５は、左眼用矯正光学系を含む左眼用光路と、右眼用矯正光学系を含む右眼用光路と、で共有される。すなわち、凹面ミラー８５は、左眼用矯正光学系を含む左眼用光路と、右眼用矯正光学系を含む右眼用光路と、を共に通過する位置に配置されている。もちろん、凹面ミラー８５は、左眼用光路と右眼用光路とで共有される構成でなくてもよい。例えば、左眼用矯正光学系を含む左眼用光路と、右眼用矯正光学系を含む右眼用光路と、のそれぞれに凹面ミラーが設けられる構成であってもよい。例えば、凹面ミラー８５は、矯正光学系６０で矯正された視標光束を光学的に所定の検査距離となるように被検眼Ｅに導光する。すなわち、凹面ミラー８５を含む導光光学系８０により、被検者の眼前に矯正光学系６０を配置することなく、被検者の眼前が開放状態にされる。

例えば、凹面ミラー８５は、自覚式測定部と、他覚式測定部と、で兼用される。例えば、自覚測定光学系２５から投影された視標光束は、凹面ミラー８５を介して、被検眼に投影される。また、例えば、他覚測定光学系１０から投影された測定光は、凹面ミラー８５を介して、被検眼に投影される。また、例えば、他覚測定光学系１０から投影された測定光の反射光は、凹面ミラー８５を介して、他覚測定光学系１０の受光光学系１０ｂに導光される。なお、本実施例においては、他覚測定光学系１０による測定光の反射光は、凹面ミラー８５を介して、他覚測定光学系１０の受光光学系１０ｂに導光される構成を例に挙げているが、これに限定されない。他覚測定光学系１０による測定光の反射光は、凹面ミラー８５を介さない構成であってもよい。

＜自覚式測定部の光路＞
自覚式測定部の光路について説明する。自覚式測定部は、矯正光学系６０を通過した視標光束を凹面ミラー８５によって、被検眼方向に反射することで被検眼Ｅに視標光束を導光し、矯正光学系６０を通過した視標光束の像を光学的に所定の検査距離となるように被検者の眼前に形成する。すなわち、凹面ミラー８５は、視標光束を略平行光束にするように反射する。このため、被検者から見た視標像は、被検眼Ｅからディスプレイ３１までの実際の距離よりも遠方にあるように見える。すなわち、凹面ミラー８５を用いることで、所定の検査距離の位置に視標光束の像が見えるように、被検者に視標像を呈示することができる。

より詳細に説明する。なお、以下の説明においては、左眼用光路を例に挙げて説明する。右眼用光路においても、左眼用光路と同様の構成となっている。例えば、左眼用の自覚測定において、左眼用測定部７Ｌのディスプレイ１３から投影された視標光束は、投光レンズ３３を介して、乱視矯正光学系６３に入射する。乱視矯正光学系６３を通過した視標光束は、反射ミラー３６、ダイクロイックミラー３５、ダイクロイックミラー２９を経由して、左眼用測定部７Ｌから左眼用の偏向ミラー８１Ｌに向けて投影される。左眼用測定部７Ｌから出射されて左眼用の偏向ミラー８１で反射された視標光束は、反射ミラー８４によって凹面ミラー８５に向けて反射される。凹面ミラーによって反射された視標光束は、左眼ＥＬに到達する。

これによって、被検者の左眼ＥＬの眼鏡装用位置（例えば、角膜頂点から１２ｍｍ程度）を基準として矯正光学系６０によって矯正された視標像が左眼ＥＬの眼底上に形成される。従って、乱視矯正光学系６３があたかも眼前に配置されたこと、及び、球面度数の矯正光学系（本実施例においては、駆動機構３９の駆動）による球面度数の調整が眼前で行われたこと、と等価になっており、被検者は凹面ミラー８５を介して自然な開放状態で視標の像を視準することができる。なお、右眼用光路においても、左眼用光路と同様の構成であり、左右の被検眼Ｅの眼鏡装用位置（例えば、角膜頂点から１２ｍｍ程度）を基準として、左右一対の矯正光学系６０によって矯正された視標像が両被検眼の眼底上に形成されるようになっている。このようにして、被検者は自然視の状態で視標を直視しつつ検者に対する応答を行い、検査視標が適正に見えるまで矯正光学系６０による矯正を図り、その矯正値に基づいて自覚的に被検眼の光学特性の測定が行われる。

＜他覚式測定部の光路＞
他覚式測定部の光路について説明する。なお、以下の説明においては左眼用光路を例に挙げて説明するが、右眼用光路においても左眼用光路と同様の構成となっている。例えば、左眼用の他覚式測定部において、他覚式測定光学系１０における投影光学系１０ａの光源１１から出射された測定光は、リレーレンズ１２からダイクロイックミラー２９を経由し、左眼用測定部７Ｌから左眼用の偏向ミラー８１Ｌに向けて投影される。左眼用測定部７Ｌから出射されて左眼用の偏向ミラー８１で反射された測定光は、反射ミラー８４によって凹面ミラー８５に向けて反射される。凹面ミラーによって反射された測定光は、左眼ＥＬに到達し、左眼ＥＬ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１５によって、ホールミラー１３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。

左眼ＥＬの眼底上に形成された点光源像の光は、反射・散乱されて被検眼Ｅを射出し、測定光が通過した光路を経由して対物レンズ１４により集光され、プリズム１５、ホールミラー１３、リレーレンズ１６、ミラー１７に達する。ミラー１７で反射された光は、受光絞り１８の開口上で再び集光され、コリメータレンズ１９にて略平行光束（正視眼の場合）とされ、リングレンズ２０によってリング状光束として取り出され、リング像として撮像素子２２に受光される。受光したリング像を解析することによって、他覚的に被検眼Ｅの光学特性を測定することができる。

＜制御部＞
図６は、検眼装置１の制御系を示す図である。例えば、制御部７０には、撮像部９０、前眼部照明部９２、コントローラ６のディスプレイ６ａ、スイッチ部６ｂ、測定部７が備える光源１１、撮像素子２２、ディスプレイ３１、撮像素子５２、駆動機構３９、回転機構６２ａ、回転機構６２ｂ、第１指標投影光学系５５の光源５６、第２指標投影光学系４０ａの光源４１及び撮像素子４８、導光光学系８０の駆動機構８２、駆動部８３、等の各電気要素が接続されている。また、制御部７０には、記憶手段の例であるメモリ７５（例えば、不揮発性メモリ）、プリンタ７７が接続されている。例えば、メモリ７５は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、メモリ７５としては、ハードディスクドライブ、フラッシュＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、等を使用することができる。プリンタ７７からは測定結果が印字出力される。

例えば、制御部７０は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、等を備える。例えば、ＣＰＵは、検眼装置１における各部材の制御を司る。例えば、ＲＡＭは、各種の情報を一時的に記憶する。例えば、ＲＯＭには、検眼装置１の動作を制御するための各種プログラム、視標、初期値、等が記憶されている。制御部７０は、複数の制御部（つまり、複数のプロセッサ）によって構成されてもよい。また、制御部７０は、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）７０ａを備えていてもよい。ＦＰＧＡ７０ａにより、装置の設計者が制御構成を自由に設定できる
なお、制御部７０は、ディスプレイ６ａの表示、ディスプレイ３１の表示を制御する表示制御手段としても機能する。また、制御部７０は、矯正光学系６０の駆動系（駆動機構３９、回転機構６２ａ、回転機構６２ｂ）の駆動を制御する測定制御手段としても機能する。また、制御部７０は、導光光学系８０の駆動機構８２、駆動部８３の駆動を制御するアライメント制御手段としても機能する。

＜動作＞
以上のような構成を備える検眼装置１の動作を説明する。被検者は額当て４に額を当て、呈示窓３を観察する。被検者の検査態勢が整ったら、検者はコントローラ６のディスプレイ６ａのタッチパネル（又はスイッチ部６ｂ）を操作し、被検眼Ｅを固視させるための視標（固視標）の選択信号を入力する。制御部７０は、左眼用測定部７Ｌ及び右眼用測定部７Ｒの各々に設けられたディスプレイ３１に、視標の選択信号に基づく同一の視標を表示させる。左右の被検眼Ｅ（左眼ＥＬと右眼ＥＲ）にはそれぞれ視標が呈示されるが、同一の視標が呈示されることで、被検者は両眼で一つの視標として認識する。なお、片眼測定の場合は、測定眼側のディスプレイ３１のみに視標が表示される。

＜被検眼に対する測定部のアライメント＞
続いて、検者は、被検者の左眼ＥＬ及び右眼ＥＲに、左眼用測定部７Ｌ及び右眼用測定部７Ｒをそれぞれアライメントするためのスタート信号をディスプレイ６ａのタッチパネル（又はスイッチ部６ｂ）によって入力する。左眼ＥＬ及び右眼ＥＲにはそれぞれ第１指標投影光学系５５による指標及び第２指標投影光学系４０ａによる指標が投影される。これにより、被検眼Ｅに対して他覚式測定光学系１０等を含む測定部７を三次元的に所定の位置関係にアライメントする自動アライメント手段が動作される。以下、自動アライメント手段の動作を説明する。

第１指標投影光学系５５によって被検眼に投影された光源５６による指標は撮像素子５２により受光され、撮像素子５２からの出力信号に基づいてＸＹ方向における測定部７のアライメント状態が検出される。また、第２指標投影光学系４０ａによって被検眼に投影された光源４１による指標は撮像素子４８に受光され、撮像素子４８の出力信号に基づいてＺ方向における測定部７のアライメント状態が検出される。

ここで、撮像素子５２及び撮像素子４８による撮像を通常の処理で行うと、撮像素子５２には光源５６による指標（角膜反射輝点）の他、光源４１による指標（角膜反射輝点）が入射する。このため、制御部７０は、光源５６による指標のみを判別してＸＹ方向のアライメント状態を適切に検出することが難しい。また、撮像素子４８には、光源４１による指標の他、光源５６による指標、前眼部照明部９２による照明光が入る。この場合も、制御部７０は、光源４１による指標のみを判別してＺ方向のアライメント状態を適切に検出することが難しい。

そこで、本開示の制御部７０は、撮像素子５２の露光時間と撮像素子４８の露光時間とがタイミング的に重ならないように、撮像素子５２及び撮像素子４８の各露光時間のタイミングを制御する。例えば、制御部７０は、撮像素子５２及び撮像素子４８の各露光のスタートのタイミングを制御する。そして、より好ましくは、制御部７０は、所定のフレームレートのフレーム間隔（１フレームの時間）より短い時間で、撮像素子５２及び撮像素子４８の各露光時間を制御する。さらに好ましくは、制御部７０は、撮像素子５２及び撮像素子４８の各露光時間のフレーム位相の関係を調整する。また、制御部７０は、撮像素子５２及び撮像素子４８の各露光時間に対応させて、光源５６及び光源４１の点灯を制御する。前眼部照明部９２を用いている場合は、制御部７０は撮像素子５２及び撮像素子４８の各露光時間に対応させて前眼部照明部９２の点灯も制御する。

図７は、撮像素子５２及び撮像素子４８の露光時間のタイミング（露光の開始と終了のタイミング）と、各光源（光源５６、光源４１、前眼部照明部９２）の点灯のタイミング（点灯の開始と終了のタイミング）と、の制御の例を説明する図である。図７において、図形Ｇ５２は、撮像素子５２のフレーム間隔ＦＲ（１フレームの時間）とフレーム出力Ｆｏ（露光されたフレームの出力）の時系列的なタイミングを示す。例えば、撮像素子５２のフレームレートは３０ｆｐｓ（1秒間のフレーム数）であり、そのフレーム間隔ＦＲは約３３ｍｓ（ミリ秒）である。図形Ｇ４８は、撮像素子４８のフレーム間隔ＦＲとフレーム出力Ｆｏの時系列的なタイミングを示す。例えば、撮像素子４８のフレームレートは、撮像素子５２と同じく、３０ｆｐｓであり、そのフレーム間隔ＦＲは約３３ｍｓである。

図７において、図形Ｇ５２ＥＴは、図形Ｇ５２のフレーム間隔ＦＲに対する撮像素子５２の露光時間Ｅｔａのタイミングを示す。撮像素子５２の露光時間Ｅｔａは、フレーム間隔ＦＲより短く、制御部７０のＦＰＧＡ７０ａによってフレーム間隔ＦＲの半分（約１６．６ｍｓ）に制御される。また、図７において、図形Ｇ４８ＥＴは、図形Ｇ４８のフレーム間隔ＦＲに対する撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂのタイミングを示す。撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂも、フレーム間隔ＦＲより短く、ＦＰＧＡ７０ａによってフレーム間隔ＦＲの半分（約１６．６ｍｓ）に制御される。そして、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａと撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂとがタイミング的に重ならないように、ＦＰＧＡ７０ａによって、撮像素子５２のフレーム位相に対する撮像素子４８のフレーム位相のずれ量Ｐhが露光時間Ｅｔｂ分だけとされる。

また、ＸＹ方向のアライメントに使用される光源５６の点灯時間Ｇ５６ＯＮが、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａと同期するように制御される。言い換えれば、撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂの間は、第１指標投影光学系５５（光源５６）による指標が被検眼に投影されないように制御される。同様に、前眼部観察に使用される前眼部照明部９２の点灯時間Ｇ９２ＯＮも、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａと同期するように制御される。言い換えれば、撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂの間は、被検眼が前眼部照明部９２によって照明されないように制御される。一方、Ｚ方向のアライメントに使用される光源４１の点灯時間Ｇ４１ＯＮが、撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂと同期するように制御される。言い換えれば、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａの間は、第２指標投影光学系４０ａ（光源４１）による指標が被検眼に投影されないように制御される。

以上のような撮像素子５２及び撮像素子４８の露光時間の制御と、光源５６及び光源４１の点灯制御と、により、撮像素子５２には、ＸＹ方向のアライメントに使用される光源５６による指標が入射するが、Ｚ方向のアライメントに使用される光源４１による指標が入射しない。このため、制御部７０により、図８に示すように、撮像素子５２に撮像された指標５６Ｉの位置が解析されることで、被検眼に対する測定部７のＸＹ方向のアライメント状態が適切に検出される。図８は、撮像素子５２に撮像されたの画像５２Ｉの例であり、画像５２Ｉには、前眼部照明部９２に照明された被検眼Ｅの前眼部像ＥＦＩ内に、被検眼角膜の反射によって形成される指標５６Ｉが撮像されている。

また、撮像素子４８には、Ｚ方向のアライメントに使用される光源４１による指標が入射するが、光源５６による指標及び前眼部照明部９５による照明光が入射しない。このため、図９に示すように、制御部７０により、撮像素子４８に撮像された指標４１Ｉの位置が解析されることで、被検眼に対する測定部７のＺ方向のアライメント状態が適切に検出される。図９は、撮像素子４８に撮像された画像４８Ｉの例であり、撮像素子４８の露光時間中は前眼部照明部９２が消灯されているため、図８のように被検眼Ｅの前眼部像は撮像されず、暗い背景の中に被検眼角膜の反射によって形成される指標５６Ｉが撮像される。

また、撮像素子５２のフレーム位相に対する撮像素子４８のフレーム位相がずらされていることにより、撮像素子５２及び撮像素子４８に撮像された各画像が同時に出力されず、順番に出力されるため、各画像の解析が効率的に行われる。

制御部７０は、撮像素子５２に撮像された指標５６Ｉの検出結果に基づき、駆動機構８２（８２Ｌ、８２Ｒ）、駆動部８３（８３Ｌ、８３Ｒ）の駆動を制御し、ＸＹ方向におけるアライメントを自動的に調整する。また、制御部７０は、撮像素子４８に撮像された指標５６Ｉの検出結果に基づき、駆動部９（９Ｌ、９Ｒ）の駆動を制御し、Ｚ方向におけるアライメントを自動的に調整する。指標５６Ｉの位置が撮像素子５２上におけるＸＹ方向の基準位置に対して所定の許容範囲に入り、また、指標５６Ｉの位置が撮像素子４８上におけるＺ方向の基準位置に対して所定の許容範囲に入ると、制御部７０は、被検眼Ｅに対する測定部７のアライメントが完了したと判断する。そして、制御部７０は、被検眼Ｅに対するアライメントが完了すると、他覚眼屈折力測定（他覚測定）を開始するためのトリガ信号を発し、他覚式測定光学系１０による眼屈折力測定を自動的に実行する（オートショットを実行する）。

制御部７０は、他覚式測定光学系１０から測定光束を出射する。この場合、各測定光束は、偏向ミラー８１Ｒ、８１Ｌを介して凹面ミラー８５によって反射された後、被検眼の眼底に投影される。眼底から反射された測定光は、凹面ミラー８５を介して、偏向ミラー８１Ｒ、８１Ｌを経て、左右の測定部７の撮像素子２２によって測定画像が撮像される。

例えば、他覚眼屈折力の測定においては、初めに眼屈折力の予備測定が行われ、予備測定の結果に基づいてディスプレイ３１が光軸Ｌ２方向に移動されることにより、被検眼Ｅに対して雲霧がかけられてもよい。その後、雲霧がかけられた被検眼に対して眼屈折力の本測定が行われてもよい。本測定では、測定画像は撮像素子２２に撮像され、撮像素子２２からの出力信号は、メモリ７５に画像データ（測定画像）として記憶される。その後、制御部７０は、メモリ７５に記憶されたリング像を画像解析して各経線方向の屈折力の値を求める。制御部７０は、この屈折力に所定の処理を施すことによって遠用時での被検眼のＳ（球面度数）、Ｃ（乱視度数）、Ａ（乱視軸角度）の他覚眼屈折力（他覚値）を得る。得られた遠用時での他覚値はメモリ７５に記憶される。なお、被検眼の他覚眼屈折力の測定は、左右の被検眼で同時に行われてもよいし、左右の被検眼で別々に行われてもよい。

他覚眼屈折力の測定は、左右の被検眼でそれぞれ複数回（例えば、３回）が実行される。この複数回の測定の実行に当たり、制御部７０は、ＸＹＺ方向のアライメント調整を完了した後も、被検眼が動くことによって、そのアライメント状態が所定の許容範囲を外れた場合には、アライメント状態が再び所定の許容範囲に入るように、駆動部９、駆動機構８２、駆動部８３の駆動を制御する。すなわち、アライメントの自動追尾（自動トラッキング）が実行される。

以上のようなアライメント完了の判断及びアライメントの自動追尾に当たり、撮像素子５２と撮像素子４８の両方の露光がフレーム間隔（例えば、３３ｍｓ）内で行われることにより、撮像素子５２による指標検出と、撮像素子４８による指標検出と、の両方が所定のフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）で行われる。このため、撮像素子５２と撮像素子４８を使用したＸＹＺ方向のアライメント状態の検出でありながら、１つの撮像素子５２のフレームレートでのアライメント検出の場合と同じフレームレート内で、光源５６による指標及び光源４１による指標の検出結果が得られる。これにより、アライメント状態の検出の判断が遅れることなく、適切にアライメント完了の判断を行える。

ここで、仮に、光源５６及び光源４１をフレーム間隔ＦＲで交互に点灯し、撮像素子５２及び撮像素子４８の露光時間を通常と同じくフレーム間隔ＦＲのままとした場合、撮像素子５２に撮像される光源５６の指標の検出、及び撮像素子４８に撮像される光源４１の指標の検出は、それぞれ所定のフレームレートの半分（例えば、１５ｆｐｓ）のタイミングとなる。この場合、被検眼の眼振や瞬き等により、アライメント完了の判断が遅れることになり、結果的に、測定のタイミング判断も遅れることになり、測定値が不正確認なる等、測定結果に影響しやすい。これに対して、本開示では、前述のように、撮像素子５２に撮像される光源５６の指標の検出、及び撮像素子４８に撮像される光源４１の指標の検出は、それぞれ所定のフレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）で行われるため、アライメント完了をタイミング良く判断でき、測定実行のタイミング判断が遅れることなく、測定が実行される。これにより、測定結果の精度を落とすことなく、信頼性の高い測定結果を得ることができる。

なお、本実施例においては、駆動機構８２及び駆動部８３による偏向ミラー８１の駆動と、駆動部９Ｌ及び駆動部９Ｒによる測定部７の移動と、によってＸＹＺ方向のアライメントを調整する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。被検眼と測定部７との位置関係を調整できる構成であればよい。例えば、顎台６に対して、測定部７が配置された筐体２をＸＹＺ方向に移動可能な構成を設けて、筐体２を移動させる構成であってもよい。この場合、左眼用偏向ミラー８１Ｌ及び右眼用偏向ミラー８１ＲをそれぞれＸ方向に移動する構成が設けられているとよい。これにより、被検者の瞳孔間距離に合わせて、測定部７Ｌ及び測定部７Ｒのそれぞれの光軸の左右方向を調整することができる。また、例えば、偏向ミラー８１のみによってＸＹＺ方向の調整を行える構成としてもよい。この場合、例えば、偏向ミラー８１は、回転駆動するとともに、測定部７との間の距離が変更するように、偏向ミラー８１がＺ方向に移動する構成が挙げられる。

＜変容例＞
以上、本開示の典型的な実施例を説明したが、本開示は前述した実施例に限られず、種々の変容が可能である。

例えば、前述の図７の説明では、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａ及び撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂは、それぞれフレーム間隔ＦＲの半分としたが、これに限られず、露光時間Ｅｔａ及びＥｔｂはフレーム間隔ＦＲより短く、露光時間Ｅｔａと露光時間Ｅｔｂの合計時間がフレーム間隔ＦＲ以下であればよい。例えば、撮像素子５２に撮像される指標５６Ｉ（光源５６による指標）の輝度が撮像素子４８に撮像される指標４１Ｉ（光源４１による指標）より低く、画像解析による指標５６Ｉの検出精度が低下する場合、指標４１Ｉの輝度が増すように、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａを撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂより長くする。例えば、露光時間Ｅｔａをフレーム間隔ＦＲの２／３の時間（例えば、約２２．２ｍｓ）とし、露光時間Ｅｔｂをフレーム間隔ＦＲの１／３の時間（例えば、約１１．１ｍｓ）としてもよい。また、撮像素子４８のフレーム位相のずれ量Ｐhは、露光時間Ｅｔｂと同じ時間とする。そして、光源５６の点灯時間Ｇ５６ＯＮ及び前眼部照明部９２の点灯時間Ｇ９２ＯＮも、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａと同期するように制御されると共に、光源４１の点灯時間Ｇ４１ＯＮが、撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂと同期するように制御される。これにより、指標５６Ｉが増加され、アライメント状態の検出がより適切に行われる。

また、前述の図７の説明では、フレーム間隔ＦＲに対する撮像素子５２の露光時間Ｅｔａ及び撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂのタイミングは、それぞれフレーム出力Ｆｏの直前とされているが、これに限られない。例えば、撮像素子５２及び４８のフレーム間隔ＦＲ内における露光時間のタイミングを任意に変更できる制御が構築できれば、撮像素子５２及と撮像素子４８のフレーム位相の関係をずらさなくてもよい。例えば、撮像素子５２の露光時間Ｅｔａをフレーム間隔ＦＲの前半のタイミングに設定し、撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂをフレーム間隔ＦＲの後半のタイミングに設定することでもよい。

また、前述の図２の説明では、第２検出光学系４０ｂの検出器はエリアセンサの撮像素子４８としたが、前後方向（Ｚ方向）の一つの方向の検出であるので、第２検出光学系４０ｂの検出器はラインセンサであってもよい。ラインセンサが使用される場合であっても、その露光時間は、図７で示された撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂと同じで制御すればよい。ラインセンサはエリアセンサである撮像素子４８の水平ラインの内の一つと扱える。このため、ラインセンサの露光時間を撮像素子４８の露光時間Ｅｔｂと同じとすることで、撮像素子４８による指標の検出と同じ輝度の指標を検出ができ、アライメント状態の判断をより適切に行える。

なお、ラインセンサを使用する場合、第２検出光学系４０ｂの集光レンズ４７に代えてシリンダーレンズを配置するとよい。シリンダーレンズのシリンダー軸は、ライン状に集光する指標光束がラインセンサの長手方向に直交するように配置すればよい。これにより、被検眼のＸＹ方向のアライメントにずれがあっても、Ｚ方向に変位する指標光束がラインセンサに入射できる。

また、前述の実施例の説明では、光源５６及び光源４１の点灯制御により、撮像素子５２の露光時間内に光源４１による指標４１Ｉが被検眼に投影されず、撮像素子４８の露光時間内に指標５６Ｉが被検眼に投影されないようにしたが、これに限られない。例えば、光源４１の指標投影の光路及び光源５６の指標投影の光路にそれぞれ機械的又は電子的なシャッターを設け、各シャッターの開閉が制御されることで、撮像素子５２の露光時間内にノイズとなる指標４１Ｉが投影されず、撮像素子４８の露光時間にノイズとなる指標５６Ｉが投影されないようにしてもよい。また、同様に、前眼部照明部９２の照明光路に機械的又は電子的なシャッターが設けられていてよい。

１ 検眼装置
１０ 他覚式測定光学系
１１ 光源
２２ 撮像素子
２９ ダイクロイックミラー
４０ａ 第２指標投影光学系
４８ 撮像素子
５０ 観察光学系
５０Ａ アライメント検出光学系
５２ 撮像素子
５５ 第１指標投影光学系 ７０ 制御部
８０ 導光光学系
８５ 凹面ミラー

Claims (6)

1. 被検眼を検査する検査手段を備える検眼装置であって、
   被検眼に対する前記検査手段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、
   前記検眼装置の動作を制御する制御手段と、を備え、
   前記アライメント検出手段は、
   被検眼に対して左右・上下・前後の内の少なくとも一つの方向の第１方向に前記検査手段をアライメントするための第１指標を被検眼に投影する第１指標投影手段と、
   被検眼に投影された前記第１指標を検出する第１検出器と、
   被検眼に対して左右・上下・前後の内の少なくとも一つの方向であって、前記第１方向とは異なる方向である第２方向に前記検査手段をアライメントするための第２指標を投影する第２指標投影手段と、
   被検眼に投影された前記第２指標を検出する第２検出器と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１検出器及び前記第２検出器の各露光時間をフレーム間隔より短い時間で、且つそれぞれの露光時間のタイミングが重ならないように制御することを特徴とする検眼装置。
2. 請求項１の検眼装置において、
   前記制御手段は、前記第１検出器の露光時間内に前記第２指標が被検眼に投影されず、且つ、前記第２検出器の露光時間内に前記第１指標が被検眼に投影されないように、前記第１指標投影手段及び前記第２指標投影手段を制御することを特徴とする検眼装置。
3. 請求項１又は２の検眼装置において、
   前記制御手段は、前記第１検出器及び前記第２検出器の各露光時間のタイミングが重ならないように前記第１検出器と前記第２検出器のフレーム位相の関係を調整することを特徴とする検眼装置。
4. 請求項１～３の何れかの検眼装置において、
   前記制御手段は、フレーム間隔内における前記第１検出器の露光時間と前記第２検出器の露光時間との合計時間がフレーム間隔の時間内となるように制御することを特徴とする検眼装置。
5. 請求項１～４の何れかの検眼装置において、
   前記検査手段は、被検眼に検査光を投光する検査光源と、被検眼からの前記検査光の戻り光を受光する検査受光素子と、を有する検査光学系を備え、
   前記検査光学系は、アライメントに使用される前記第１指標及び第２指標の被検眼からの戻り光の波長が前記検査受光素子に入射することを制限する第１波長制限手段を備え、
   前記アライメント検出手段は、前記検査光の被検眼からの戻り光の波長が前記第１検出器及び前記第２検出器に入射することを制限する第２波長制限手段を備えることを特徴とする検眼装置。
6. 請求項１～４の何れかの検眼装置において、
   前記検査手段は、被検眼に検査光を投光する検査光源と、被検眼からの前記検査光の戻り光を受光する検査受光素子と、を有する検査光学系を備え、
   前記検眼装置は、前記第１指標及び前記第２指標の指標光を被検眼に導光し、被検眼からの前記指標光の戻り光を前記第１検出器及び前記第２検出器に導光する導光光学系であって、前記検査光学系からの前記検査光を被検眼に導光し、前記検査光の被検眼からの戻り光を前記検査光学系に導光する導光光学系を有し、
   前記導光光学系によって被検者の眼前を開放状態でアライメント及び検査が行われる構成としたことを特徴とする検眼装置。