JP2024047535A

JP2024047535A - 眼科装置

Info

Publication number: JP2024047535A
Application number: JP2023099209A
Authority: JP
Inventors: 隆史行森; 陽子多々良; 誠雜賀
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2022-09-26
Filing date: 2023-06-16
Publication date: 2024-04-05

Abstract

【課題】被検眼の状態を適切に把握す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、被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′を取得する撮像素子１５９（画像取得部）と、被検眼Ｅに対して少なくとも２つの異なる提示位置に視標を提示する視標投影系１４０と、各提示位置に視標を提示したときに撮像素子１５９が取得した前眼部像Ｅ′から各々特徴点を抽出し、抽出した特徴点の前眼部像Ｅ′上での位置情報を検出し、位置情報に基づいて、被検眼Ｅの視線方向を検出する視線方向検出部としての制御部２６と、を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、眼科装置に関する。

従来、斜視や斜位は眼精疲労の原因であることが知られている。また、斜視や斜位がある被検眼は、視標の固視ができず眼特性が正確に取得されないことがある。そこで、被検眼の斜視や斜位のような眼位の異常を発見すべく、被検眼に対して可視光の遮蔽及び透過を急激に切り換えて、両眼視と片眼視を強制的に切り換え、切り換え前後の被検眼の調節を、非可視光を用いて測定し、視線方向の変化を測定する眼科装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このように、眼位異常等の被検眼の状態を、適切に把握できるような技術の開発が望まれている。

特許第５０１１１４４号公報

本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、被検眼の状態を適切に把握することができる眼科装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の眼科装置は、被検眼の前眼部像を取得する画像取得部と、前記被検眼に対して少なくとも２つの異なる提示位置に視標を提示する視標投影系と、各提示位置に前記視標を提示したときに前記画像取得部が取得した前記前眼部像から各々特徴点を抽出し、抽出した前記特徴点の前記前眼部像上での位置情報を検出し、前記位置情報に基づいて、前記被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と、を備える。

このように構成された眼科装置では、被検眼の状態を適切に把握することが可能となる。この結果、検者等は、被検眼の斜視や斜位等の眼位の状況も適切に把握できる。

第１実施形態に係る眼科装置の全体構成を示す斜視図である。第１実施形態に係る眼科装置の右眼用測定光学系の詳細構成を示す図である。図２のフィールドレンズの断面図を模式的に示した図である。図２の円錐プリズムの断面図を模式的に示した図である。第１実施形態に係る眼科装置の表示部の表示画面に表示される操作画面の一例を示す図である。第１実施形態に係る眼科装置の表示部の表示画面に表示される操作画面の一例を示す図である。正面視における被検眼の前眼部像及び左方視における被検眼の前眼部像と、輝点重心座標及び瞳孔中心座標との関係を説明するための説明図である。第１実施形態に係る眼科装置の表示部の表示画面に表示される情報表示画面の一例を示す図である。第１実施形態に係る眼科装置の動作の一例を示すフローチャートである。第１実施形態に係る眼科装置で用いられる視標の他の例を説明するための説明図である。正面視における被検眼の前眼部像及び左方視における被検眼の前眼部像と、輝点重心座標、瞳孔中心座標及びプリズムサークルとの関係を説明するための説明図である。視線方向の他の異なる検出手法を説明するための説明図である。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に係る眼科装置は、図１～図３Ｂを参照して、以下のように説明される。第１実施形態の眼科装置１００は、被検者が左右の両眼を開放した状態で、被検眼Ｅの特性測定を両眼同時に実行可能な両眼開放タイプの眼科装置である。なお、本実施形態の眼科装置１００は、片眼を遮蔽したり、固視標を消灯したりすることで、片眼ずつ検査等することも可能となっている。また、眼科装置が両眼開放タイプに限定されるものではなく、片眼ずつ特性測定する眼科装置にも本開示を適用することができる。

第１実施形態の眼科装置１００は、任意の自覚検査を行う装置であり、さらに他覚検査を行うこともできる。なお、自覚検査では、眼科装置１００は、被検者に所定の提示位置で視標等を提示し、この視標等に対する被検者の応答に基づいて検査結果を取得する。この自覚検査は、遠用検査、中用検査、近用検査、コントラスト検査、夜間検査、グレア検査、ピンホール検査、立体視検査等の自覚屈折測定や、視野検査等がある。また、他覚検査では、眼科装置１００は、被検眼Ｅに光を照射し、その戻り光の検出結果に基づいて被検眼Ｅに関する情報（眼特性）を測定する。この他覚検査は、被検眼Ｅの特性を取得するための測定と、被検眼Ｅ（図２参照）の画像を取得するための撮影とが含まれる。さらに、他覚検査は、他覚屈折測定（レフ測定）、角膜形状測定（ケラト測定）、眼圧測定、眼底撮影、光コヒーレンストモグラフィ（Optical Coherence Tomography：以下、「ＯＣＴ」という）を用いた断層像撮影（ＯＣＴ撮影）、ＯＣＴを用いた計測等がある。

［眼科装置の全体構成］
本実施形態の眼科装置１００は、図１に示されるように、本体部１０と、本体部１０に設けられた制御部２６と、検者用コントローラ２７と、図示しない被検者用コントローラとを主に備える。本体部１０は、基台１１と、検眼用テーブル１２と、支柱１３と、アーム１４と、一対の駆動機構（駆動部）１５と、一対の測定ヘッド１６と、額当部１７、制御部２６とを備える。眼科装置１００は、検眼用テーブル１２と正対する被検者が、両測定ヘッド１６の間に設けられた額当部１７に額を当てた状態で、被検者の被検眼Ｅの情報を取得する。なお、本明細書を通じて、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、図１に記すように設定され、被検者から見て、左右方向はＸ方向とされ、上下方向（鉛直方向）はＹ方向とされ、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向（測定ヘッド１６の奥行き方向）はＺ方向とされる。

検眼用テーブル１２は、検者用コントローラ２７や被検者用コントローラを置いたり検眼に用いるものを置いたりするための机であり、基台１１により支持されている。検眼用テーブル１２は、Ｙ方向での位置（高さ位置）を調節可能に基台１１に支持されていてもよい。

支柱１３は、検眼用テーブル１２の後端部でＹ方向に延びるように基台１１により支持されており、先端にアーム１４が設けられている。アーム１４は、検眼用テーブル１２上で駆動機構１５を介して両測定ヘッド１６を吊り下げるもので、支柱１３から手前側へとＺ方向に延びている。アーム１４は、支柱１３に対してＹ方向に移動可能とされている。なお、アーム１４は、支柱１３に対してＸ方向及びＺ方向に移動可能とされていてもよい。アーム１４の先端には、一対の駆動機構１５が吊り下げられる。この一対の駆動機構１５は、一対の測定ヘッド１６を吊り下げて支持している。

駆動機構１５及び測定ヘッド１６は、被検者の左右の被検眼Ｅに個別に対応すべく対を為して設けられる。以下では個別に述べる際には、駆動機構１５は、左眼用駆動機構１５Ｌ及び右眼用駆動機構１５Ｒと称され、測定ヘッド１６は、左眼用測定ヘッド１６Ｌ及び右眼用測定ヘッド１６Ｒと称される。左眼用駆動機構１５Ｌ及び右眼用駆動機構１５Ｒ、並びに左眼用測定ヘッド１６Ｌ及び右眼用測定ヘッド１６Ｒは、Ｘ方向で双方の中間に位置する鉛直面に関して面対称な構成とされている。

左眼用駆動機構１５Ｌは、左眼用測定ヘッド１６Ｌを移動可能に吊り下げている。左眼用駆動機構１５Ｌは、右眼用測定ヘッド１６Ｒを移動可能に吊り下げている。左眼用駆動機構１５Ｌ及び右眼用駆動機構１５Ｒは、制御部２６からの制御信号に基づいて、左眼用測定ヘッド１６Ｌ及び右眼用測定ヘッド１６Ｒを、個別に又は連動して、Ｙ方向（鉛直方向）に移動させ、Ｘ方向及びＺ方向（水平方向）に移動させる。また、左眼用駆動機構１５Ｌ及び右眼用駆動機構１５Ｒは、制御部２６からの制御信号に基づいて、左眼用測定ヘッド１６Ｌ及び右眼用測定ヘッド１６Ｒを、個別に又は連動させて被検眼Ｅの眼球回旋点Ｏ（図２参照）を通り鉛直方向（Ｙ方向）に延びる鉛直眼球回旋軸を中心（回旋軸）として、Ｘ方向（水平方向）に回旋させ、被検眼Ｅの眼球回旋点Ｏを通り水平方向（Ｘ方向）に延びる左右一対の水平眼球回旋軸を中心（回旋軸）として、Ｙ方向（鉛直方向、上下方向）に回旋させる。

このように、一対の駆動機構１５は、一対の測定ヘッド１６をＸ方向に回旋させることで、被検眼Ｅを開散（開散運動）させたり、輻輳（輻輳運動）させたりできる。また、一対の駆動機構１５は、一対の測定ヘッド１６をＹ方向に回旋させることで、被検眼Ｅの視線を下方向に向けさせたり、元の位置に戻させたりできる。これにより、眼科装置１００は、被検者に開散運動及び輻輳運動のテストを行わせることや、両眼視の状態で遠点距離での遠用検査から近点距離での近用検査まで様々な検査距離での検査を行わせて、両被検眼Ｅの各種特性を測定することができる。

左眼用測定ヘッド１６Ｌは、被検者の左側の被検眼Ｅの情報を取得し、右眼用測定ヘッド１６Ｒは、被検者の右側の被検眼Ｅの情報を取得する。

各測定ヘッド１６は、被検眼Ｅの眼情報を取得する測定光学系２１（個別に述べる際には右眼用測定光学系２１Ｒ及び左眼用測定光学系２１Ｌとする。）を備えている。各測定ヘッド１６は、偏向部材であるミラー１８（１８Ｌ，１８Ｒ）が備えられ、ミラー１８を通じて測定光学系２１により対応する被検眼Ｅの情報が取得される。

測定光学系２１（左眼用測定光学系２１Ｌ及び右眼用測定光学系２１Ｒ）は、それぞれ提示する視標を切り替えながら視力検査を行う視力検査装置、矯正レンズを切換え配置しつつ被検眼Ｅの適切な矯正屈折力を取得するフォロプタ、屈折力を測定するレフラクトメータや波面センサ、眼底の画像を撮影する眼底カメラ、網膜の断層画像を撮影する断層撮影装置、角膜内皮画像を撮影するスペキュラマイクロスコープ、角膜形状を測定するケラトメータ、眼圧を測定するトノメータ等が、単独又は複数組み合わされて構成される。

左眼用測定光学系２１Ｌ及び右眼用測定光学系２１Ｒの詳細構成は、図２に基づいて、以下のように説明される。図２ではミラー１８Ｒは、省略されている。なお、左眼用測定光学系２１Ｌ及び右眼用測定光学系２１Ｒの詳細構成は、図２に示される構成に限定されない。また、左眼用測定光学系２１Ｌと右眼用測定光学系２１Ｒとは同一の構成である。このため、以下では、左眼用測定光学系２１Ｌの説明は省略され、右眼用測定光学系２１Ｒについてのみ説明される。

また、以下の説明では、「眼底共役位置Ａ」は、アライメントが完了した状態での被検眼Ｅの眼底Ｅｆと光学的に略共役な位置であり、被検眼Ｅの眼底Ｅｆと光学的に共役な位置又はその近傍を意味するものとする。「瞳孔共役位置Ｂ」は、アライメントが完了した状態での被検眼Ｅの瞳孔と光学的に略共役な位置であり、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置又はその近傍を意味するものとする。

右眼用測定光学系２１Ｒは、図２に示すように、Ｚアライメント系１１０、ＸＹアライメント系１２０、ケラト測定系１３０、視標投影系１４０、前眼部観察系１５０、レフ測定投射系１６０、及びレフ測定受光系１７０を含む。

＜前眼部観察系１５０＞
前眼部観察系１５０は、被検眼Ｅの前眼部を動画撮影する。前眼部観察系１５０を経由する光学系において、画像取得部である撮像素子１５９の撮像面は瞳孔共役位置Ｂに配置されている。前眼部照明光源１５１は、被検眼Ｅの前眼部に平行光束からなる照明光（例えば、赤外光）を照射する。被検眼Ｅの前眼部により反射された光は、対物レンズ１５２を通過し、第１ダイクロイックミラー１５３を透過し、ハーフミラー１５４を透過し、第１リレーレンズ１５５及び第２リレーレンズ１５６を順に通過し、第２ダイクロイックミラー１５７を透過する。第２ダイクロイックミラー１５７を透過した光は、第１結像レンズ１５８により撮像素子１５９（エリアセンサ）の撮像面に結像される。撮像素子１５９は、所定のレートで撮像及び信号出力を行う。撮像素子１５９の出力（映像信号）は、制御部２６に入力される。制御部２６は、この映像信号に基づく前眼部像Ｅ′を表示部３０の表示画面３０ａに表示させる。前眼部像Ｅ′は、例えば赤外動画像である。

＜Ｚアライメント系１１０＞
Ｚアライメント系１１０は、前眼部観察系１５０の光軸方向（前後方向、Ｚ方向）におけるアライメントを行うための光（赤外光）を被検眼Ｅに投射する。Ｚアライメント光源１１１から出力された光は、被検眼Ｅの角膜に投射され、角膜により反射され、第２結像レンズ１１２によりラインセンサ１１３のセンサ面に結像される。角膜頂点の位置が前眼部観察系１５０の光軸方向に変化すると、ラインセンサ１１３のセンサ面における光の投射位置が変化する。制御部２６は、ラインセンサ１１３のセンサ面における光の投射位置に基づいて被検眼Ｅの角膜頂点の位置を求め、これに基づき測定光学系２１を移動させる駆動機構１５を制御してＺアライメントを実行する。

＜ＸＹアライメント系１２０＞
ＸＹアライメント系１２０は、前眼部観察系１５０の光軸に直交する方向（左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向））のアライメントを行うための光（赤外光）を被検眼Ｅに照射する。ＸＹアライメント系１２０は、ハーフミラー１５４により前眼部観察系１５０から分岐された光路に設けられたＸＹアライメント光源１２１を含む。ＸＹアライメント光源１２１から出力された光は、ハーフミラー１５４により反射され、前眼部観察系１５０を通じて被検眼Ｅに投射される。被検眼Ｅの角膜による反射光は、前眼部観察系１５０を通じて撮像素子１５９に導かれる。

この反射光に基づく像（輝点像）は前眼部像Ｅ′に含まれる。制御部２６は、輝点像を含む前眼部像Ｅ′とアライメントマークとを表示部３０の表示画面３０ａに表示させる。手動でＸＹアライメントを行う場合、検者等の検者は、アライメントマーク内に輝点像を誘導するように測定光学系の移動操作を行う。自動でアライメントを行う場合、制御部２６は、アライメントマークに対する輝点像の変位がキャンセルされるように、測定光学系２１を移動させる駆動機構１５を制御する。

＜ケラト測定系１３０＞
ケラト測定系１３０は、被検眼Ｅの角膜の形状を測定するためのリング状光束（赤外光）を角膜に投射する。ケラト板１３１は、対物レンズ１５２と被検眼Ｅとの間に配置されている。ケラト板１３１の背面側（対物レンズ１５２側）にはケラトリング光源（図示せず）が設けられている。ケラトリング光源からの光でケラト板１３１を照明することにより、被検眼Ｅの角膜にリング状光束が投射される。被検眼Ｅの角膜からの反射光（ケラトリング像）は撮像素子１５９により前眼部像Ｅ′とともに検出される。制御部２６は、このケラトリング像を基に公知の演算を行うことで、角膜の形状を表す角膜形状パラメータを算出する。

＜視標投影系１４０＞
視標投影系１４０は、固視標や自覚検査用視標等の各種視標を被検眼Ｅに提示する。光源１４１から出力された光（可視光）は、コリメートレンズ１４２により平行光束とされ、視標チャート１４３に照射される。視標チャート１４３は、例えば透過型の液晶パネルを含み、視標を表すパターンを表示する。視標チャート１４３を透過した光は、第３リレーレンズ１４４及び第４リレーレンズ１４５を順に通過し、第１反射ミラー１４６により反射され、第３ダイクロイックミラー１６８を透過し、第１ダイクロイックミラー１５３により反射される。第１ダイクロイックミラー１５３により反射された光は、対物レンズ１５２を通過して眼底Ｅｆに投射される。光源１４１、コリメートレンズ１４２及び視標チャート１４３は、視標ユニット１４７を構成し、一体となって光軸方向に移動可能である。

自覚検査を行う場合、制御部２６は、他覚測定の結果に基づき視標ユニット１４７を光軸方向に移動させ、視標チャート１４３を制御する。制御部２６は、検者又は制御部２６により選択された視標を視標チャート１４３に表示させる。それにより、当該視標が被検者に提示される。被検者は視標に対する応答を行う。応答内容の入力を受けて、制御部２６は、更なる制御や、自覚検査値の算出を行う。例えば、視力測定において、制御部２６は、ランドルト環等に対する応答に基づいて、次の視標を選択して提示し、これを繰り返し行うことで視力値を決定する。

また、視標チャート１４３が表示する視標は、検眼に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ランドルト環、スネレン視標、Ｅチャート等が好適に挙げられる。また、視標は、ひらがなやカタカナ等の文字、動物や指等の絵等からなる視標、十字視標等の両眼視機能検査用の特定の図形や風景画や風景写真等からなる視標等、様々な視標を用いることができる。また、視標は静止画であってもよいし、動画であってもよい。本実施形態では、視標チャート１４３は、液晶パネルを含むため、所望の形状、形態及びコントラストの視標を、所定の検査距離で表示することができ、多角的で綿密な検眼が可能となる。また、眼科装置１００は、左右の被検眼Ｅに対応して２つの視標ユニット１４７（視標チャート１４３）を備えているため、視差を与える視標を、所定の検査距離（視標の提示位置）に対応して表示することができ、立体視検査も自然な視軸の向きで、容易かつ精密に行うことが可能となる。

＜レフ測定投射系１６０、レフ測定受光系１７０＞
レフ測定投射系１６０及びレフ測定受光系１７０は他覚屈折測定（レフ測定）に用いられる。レフ測定投射系１６０は、他覚測定用のリング状光束（赤外光）を眼底Ｅｆに投射する。レフ測定受光系１７０は、このリング状光束の被検眼Ｅからの戻り光を受光する。

レフ測定光源１６１は、発光径が所定のサイズ以下の高輝度光源であるＳＬＤ（Superluminescent Diode）光源であってよい。レフ測定光源１６１は、光軸方向に移動可能であり、眼底共役位置Ａに配置される。リング絞り１６５（具体的には、透光部）は、瞳孔共役位置Ｂに配置されている。合焦レンズ１７４は、光軸方向に移動可能である。合焦レンズ１７４は、制御部２６からの制御を受け、焦点位置を変更可能な公知の焦点可変レンズであってもよい。レフ測定受光系１７０を経由する光学系において、撮像素子１５９の撮像面は眼底共役位置Ａに配置されている。

レフ測定光源１６１から出力された光は、第５リレーレンズ１６２を通過し、円錐プリズム１６３の円錐面に入射する。円錐面に入射した光は偏向され、円錐プリズム１６３の底面から出射する。円錐プリズム１６３の底面から出射した光は、フィールドレンズ１６４を通過し、リング絞り１６５にリング状に形成された透光部を通過する。リング絞り１６５の透光部を通過した光（リング状光束）は、孔開きプリズム１６６の反射面により反射され、ロータリープリズム１６７を通過し、第３ダイクロイックミラー１６８により反射される。第３ダイクロイックミラー１６８により反射された光は、第１ダイクロイックミラー１５３により反射され、対物レンズ１５２を通過し、被検眼Ｅに投射される。ロータリープリズム１６７は、眼底Ｅｆの血管や疾患部位に対するリング状光束の光量分布を平均化や光源に起因するスペックルノイズの低減のために用いられる。

円錐プリズム１６３は、瞳孔共役位置Ｂに可能な限り近い位置に配置されることが望ましい。

フィールドレンズ１６４は、例えば、図３Ａに示されるように、被検眼Ｅの側のレンズ面にリング絞り１６５が貼り付けられていてもよい。この場合、例えば、フィールドレンズ１６４は、レンズ面に、リング状の透光部が形成されるように遮光膜が蒸着される。

また、レフ測定投射系１６０は、フィールドレンズ１６４が省略された構成を有していてもよい。

さらに、円錐プリズム１６３は、例えば、図３Ｂに示されるように、第５リレーレンズ１６２を通過した光が円錐面１６３ａに入射する円錐プリズム１６３の底面１６３ｂにリング絞り１６５が貼り付けられていてもよい。この場合、例えば、円錐プリズム１６３は、底面１６３ｂに、リング状の透光部が形成されるように遮光膜が蒸着される。また、リング絞り１６５は、円錐プリズム１６３の円錐面１６３ａの側にあってもよい。

リング絞り１６５は、所定の測定パターンに対応した形状を有する透光部が形成された絞りであってよい。リング絞り１６５は、レフ測定投射系１６０の光軸に対して偏心した位置に透光部が形成されていてよい。また、リング絞り１６５は、２以上の透光部が形成されていてもよい。

眼底Ｅｆに投射されたリング状光束の戻り光は、対物レンズ１５２を通過し、第１ダイクロイックミラー１５３及び第３ダイクロイックミラー１６８により反射される。第３ダイクロイックミラー１６８により反射された戻り光は、ロータリープリズム１６７を通過し、孔開きプリズム１６６の孔部を通過し、第６リレーレンズ１７１を通過する。第６リレーレンズ１７１を通過した戻り光は、第２反射ミラー１７２により反射され、第７リレーレンズ１７３及び合焦レンズ１７４を通過する。合焦レンズ１７４を通過した光は、第３反射ミラー１７５により反射され、第２ダイクロイックミラー１５７により反射され、第１結像レンズ１５８により撮像素子１５９の撮像面に結像される。制御部２６は、撮像素子１５９からの出力を基に公知の演算を行うことで被検眼Ｅの屈折力値を算出する。例えば、屈折力値は、球面度数、乱視度数及び乱視軸角度を含む。

孔開きプリズム１６６と第６リレーレンズ１７１との間に、瞳孔上の光束径を制限する絞り（不図示）が配置されている。この絞りの透光部は、瞳孔共役位置Ｂに配置される。

制御部２６は、算出された屈折力値に基づいて、眼底Ｅｆとレフ測定光源１６１と撮像素子１５９の撮像面とが光学的に共役になるように、レフ測定光源１６１と合焦レンズ１７４とをそれぞれ光軸方向に移動させる。さらに制御部２６は、レフ測定光源１６１及び合焦レンズ１７４の移動に連動して視標ユニット１４７をその光軸方向に移動させる。光源１４１、コリメートレンズ１４２及び視標チャート１４３を含む視標ユニット１４７と、レフ測定光源１６１と、合焦レンズ１７４とは、連動してそれぞれの光軸方向に移動可能であってよい。

検者用コントローラ２７は、操作者である検者が眼科装置１００を操作するために用いられる機器である。検者用コントローラ２７は、ＣＰＵ及び記憶装置等を有するコンピュータを備えた情報処理装置である。第１実施形態の検者用コントローラ２７は、タブレット端末から構成される。なお、検者用コントローラ２７は、タブレット端末に限定されず、スマートフォン、その他の携帯情報端末とすることもできるし、ノート型パーソナルコンピュータ、デスクトップ型パーソナルコンピュータ等とすることもできる。また、検者用コントローラ２７は、眼科装置１００専用のコントローラとすることもできる。

本実施形態の眼科装置１００では、検者用コントローラ２７は携帯可能に構成されている。検者は、検者用コントローラ２７を、検眼用テーブル１２上に配置した状態で操作してもよいし、手に持って操作してもよい。

検者用コントローラ２７は、タッチパネルディスプレイからなる表示部（表示パネル）３０を備えている。この表示部３０は、画像等が表示される表示画面３０ａと、この表示画面３０ａ上に重畳して配置されたタッチパネル式の入力部３０ｂとを備えている。表示部３０は、それ自体が、一つの入力部であり、表示部３０の表示画面３０ａは、検者のタッチ操作を含む入力操作を受け入れる入力部３０ｂとして機能する。入力部３０ｂは、検者の指やスタイラスなどによるタッチ操作を検出する検知面としても機能する。

検者用コントローラ２７は、近距離無線等の通信手段により制御部２６と近距離通信可能となっている。検者用コントローラ２７は、制御部２６から送出される表示制御信号に基づいて、所定の画面（例えば、図４、図５に示される操作画面４０、図７に示される情報表示画面４０Ａ等）、測定光学系２１の撮像素子１５９が取得した前眼部像Ｅ′等の各種画像を表示画面３０ａに表示する。また検者用コントローラ２７は、表示画面３０ａ（入力部３０ｂ）に対する検者による操作入力を受け入れ、この操作入力に応じた入力情報（制御信号）を制御部２６に送出する。

図４、図５は、表示画面３０ａに表示される操作画面４０の一例を示す図である。操作画面４０は、被検眼Ｅの球面度（Ｓ）、乱視度数（Ｃ）、乱視軸（Ａ）、加入度（ＡＤＤ）等の矯正値が設定される矯正値設定領域４１、検査距離が設定される検査距離設定領域４２、視標を選択する視標アイコン４３、選択された視標が表示される視標表示領域４４、撮像素子１５９で撮影された前眼部像Ｅ′が表示される前眼部像表示領域（検眼窓）４５、各種操作ボタン４６等を有する。

図７は、表示画面３０ａに表示される情報表示画面４０Ａの一例を示す図である。この情報表示画面４０Ａは、左右の前眼部像Ｅ′が表示される前眼部像表示領域４７と、視線方向の検出結果（斜位量又は斜視量）が表示される視線方向表示領域４８とを有する。

被検者用コントローラは、被検眼Ｅの各種の眼情報の取得の際に、被検者が応答するために用いられる機器である。被検者用コントローラは、例えば図示しないキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、タッチパネル等を備える。被検者用コントローラは、制御部２６と有線又は無線の通信路を介して接続されており、被検者用コントローラに対して為された操作に応じた入力情報（制御信号）を制御部２６に送出する。

制御部２６は、検眼用テーブル１２の下方に設けられた情報処理装置である。制御部２６は測定ヘッド１６及び駆動機構１５を含む眼科装置１００の各部を統括的に制御する。また、制御部２６は、検者用コントローラ２７から送信された制御信号に基づいて、駆動機構１５及び測定ヘッド１６を制御し、測定ヘッド１６に被検眼Ｅの眼特性を測定させ、測定結果を検者用コントローラ２７に送信する。

また、制御部２６は、左眼用測定光学系２１Ｌ及び右眼用測定光学系２１Ｒの各視標投影系１４０を制御して、被検眼Ｅに、ＸＹ平面において少なくとも２つの異なる提示位置に視標を提示させ、被検眼Ｅの視線方向を変化させる。また、制御部２６は、各提示位置に視標を提示したときに、前眼部観察系１５０を制御して、撮像素子１５９に被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′を取得させる。制御部２６は、撮像素子１５９で取得した各前眼部像Ｅ′から各々特徴点を抽出し、抽出した特徴点の前眼部像Ｅ′上での位置情報を検出し、この位置情報に基づいて、被検眼Ｅの視線方向を検出する。つまり、制御部２６は、視線方向検出部として機能する。制御部２６は、前眼部像Ｅ′とともに、検出した視線方向に関する情報を、表示部３０の表示画面３０ａに表示させ、検者等に提示させる。

また、制御部２６は、検出した視線方向に基づいて、前記被検眼の眼位に関する情報を検出する。眼位に関する情報は、例えば、斜位量や斜視量（プリズム量）等が挙げられる。制御部２６は、この眼位に関する情報を、表示部３０の表示画面３０ａに表示させることもでき、検者等は、被検眼Ｅに斜位又は斜視があることや、斜位又は斜視の程度（状況）を適切に把握できる。

また、特徴点は、例えば、被検眼Ｅに入射される平行光束（測定光学系２１の前眼部観察系１５０から被検眼Ｅに入射される光軸に平行な光線）が被検眼Ｅ内で結像して得られる点像に基づく角膜反射である輝点像（「プルキンエ像」ともいわれる。）から取得される特徴点（第１の特徴点）が挙げられる。また、特徴点は、前眼部像Ｅ′から検出した瞳孔（瞳孔像）から取得される特徴点（第２の特徴点）が挙げられる。制御部２６は、この第１の特徴点及び第２の特徴点に基づいて、被検眼Ｅの視線方向を検出する。

例えば、第１の特徴点は、角膜反射（輝点像）の重心の位置情報（輝点重心座標）であり、第２の特徴点は、瞳孔中心の位置情報（瞳孔中心座標）である。輝点重心座標及び瞳孔中心座標は、前眼部像Ｅ′に基づいて公知の手法により算出できる。制御部２６は、これらの位置情報の差分を求め、この差分に基づいて被検眼Ｅの視線方向を算出する。

具体的には、例えば、制御部２６は、第１の特徴点として輝点重心座標（Ｘ，Ｙ）を検出し、第２の特徴点として瞳孔中心座標（Ｘ’，Ｙ’）を検出する。そして、制御部２６は、所定の基準方向に対する被検眼の視線方向の水平方向のプリズム量（単位：Δ（プリズムディオプター））と、鉛直方向のプリズム量［Δ］とを、下記式（１）、（２）により算出する。下記式（１）、（２）中、ａ，ｂ，ａ’，ｂ’は補正係数であり、ａ＝ａ’，ｂ＝，ｂ’であってもよい。

被検眼の視線方向（水平方向）［Δ］＝ａ＊（Ｘ’－Ｘ）＋ｂ（１）
被検眼の視線方向（垂直方向）［Δ］＝ａ’＊（Ｙ’－Ｙ）＋ｂ’ （２）

補正係数ａ，ｂは、水平方向の視線方向の検出に用いられる補正係数であり、例えば下記式（３）、（４）により算出される。下記式（３）、（４）中、Ｘ０，Ｙ０は、例えば正面視（第１の提示位置に視標を提示したときの視線方向）での輝点像Ｂｒの輝点重心のＸ座標及びＹ座標であり、Ｘ０’，Ｙ０’は正面視での瞳孔中心ＰｃのＸ座標及びＹ座標である。また、Ｘ１，Ｙ１は、例えば左方視（第２の提示位置に視標を提示したときの視線方向）での輝点重心のＸ座標及びＹ座標であり、Ｘ１’，Ｙ１’は左方視での瞳孔中心ＰｃのＸ座標及びＹ座標である。Ｐは、既知のプリズム量［Δ］であり、具体的には、被検眼Ｅに提示される視標のプリズム量である。

ａ＝Ｐ／（（Ｘ１’－Ｘ１）－（Ｘ’０－Ｘ０））（３）
ｂ＝－Ｐ＊（Ｘ０’－Ｘ０）／（（Ｘ１’－Ｘ１）－（Ｘ’０－Ｘ０））（４）

ここで、正面視における被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′及び左方視における被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′と、輝点重心座標及び瞳孔中心座標との関係は、図６を参照して以下のように説明される。この図６に示されるＢｒが、輝点像であり、Ｐｃが瞳孔中心である。「正面視」は、被検眼Ｅが正面（測定光学系２１の光軸に平行な方向）を向いている状態をいう。「左方視」は、被検眼Ｅが光軸に交差する方向であって左方を向いている状態をいう。同様に、「右方視」、「上方視」及び「下方視」は、それぞれ被検眼Ｅが光軸に交差する方向であって右方、上方、下方を向いている状態をいう。

被検眼Ｅの視線方向を「正面視」、「左方視」、「右方視」、「上方視」及び「下方視」させるための視標の表示例は、図４、図５を用いて以下のように説明される。図４、図５に示される操作画面４０は、視標アイコン４３の中から視標が３行５列で示された視力表（いわゆる「字並び視標」）が選択され、視標表示領域４４に表示された状態が示されている。検者は、３行５列の視力表の中から、被検眼Ｅに提示する視標をタップ操作やボタン操作等によって選択する。この３行５列の字並び視標は、個々の視標のプリズム量が予め決められている。中央（１行３列目）の視標は、水平方向及び鉛直方向においてプリズム量が０Δの視標であり、上下及び左右で隣接する視標どうしのプリズム量の差は１．２８Δである。つまり、中央の視標に対して、水平方向（左右方向）に１列ずれるごとに、各視標の水平方向のプリズム量は、１．２８Δずつアップし、垂直方向（上下方向）１行ずれるごとに、各視標の垂直方向のプリズム量は、１．２８Δずつアップする。なお、隣接する視標どうしのプリズム量の差は、１．２８Δに限定されず、２Δ、４Δ、８Δ等、視線方向の検出の目的や、検査目的等に応じて、適宜のプリズム量とすることができる。

被検眼Ｅの視線方向を「正面視」とするときは、検者は、視標表示領域４４の中央の視標（プリズム量が０Δ）を選択する。この選択に応じて、図４に示されるように、制御部２６は視標表示領域４４の中央の視標を明るく表示し、他の視標を暗く表示するとともに、視標投影系１４０を制御し、視標チャート１４３の中央の提示位置（第１の提示位置）に視標を表示させる。被検眼Ｅは、この視標チャート１４３に表示された視標を固視することで、視線方向を「正面視」とすることができる。

一方、被検眼Ｅの視線方向を「左方視」とするときは、検者は、例えば、字並び視標の２行１列目の視標を選択する。この視標は、水平方向のプリズム量は、２．５６Δとなる（つまり、上記式（３）、（４）のＰ＝２．５６Δとなる。）。この選択に応じて、図５に示されるように、制御部２６は視標表示領域４４の２行１列目の視標を明るく表示し、他の視標を暗く表示するとともに、視標投影系１４０を制御し、視標チャート１４３の左側の提示位置（第２の提示位置）に視標を表示させる。被検眼Ｅは、この視標チャート１４３に表示された視標を固視することで、視線方向を「左方視」とすることができる。

なお、上記では制御部２６は、視標チャート１４３上での視標の提示位置を変化させることで、被検眼Ｅの視線方向を変化させている。しかし、制御部２６は、視標チャート１４３上にすべての視標を提示するようにして、検者は、被検者に中央の視標を固視するように指示し、その後、２行１列目の視標を固視するように指示してもよい。

水平方向（左右方向）の視線方向に用いられる補正係数ａ，ｂは、「正面視」及び「右方視」の各前眼部像Ｅ′に基づいて算出することもできる。また、垂直方向（上下方向）の視線方向の検出に用いられる補正係数ａ’，ｂ’は、「正面視」及び「上方視」の各前眼部像Ｅ′、又は「正面視」及び「下方視」の各前眼部像Ｅ′に基づいて算出することができる。また、補正係数は、三か所以上(例えば「正面視」、「右方視」及び「左方視」)での各前眼部像Ｅ′に基づく計算結果から、最小二乗法で算出することできる。また、補正係数ａ，ｂ及び補正係数ａ’，ｂ’は、図５等に示される中央の視標と、斜め方向に視線を向けさせる視標（例えば、１行２列目の視標、３行２列目の視標、１行４列目の視標及び／又は３行４列目の視標）を用いて、同時に算出することもできる。

以上のような視線方向の検出手順は、被検者の顔（頭部）の状態が、何れの場合でも用いることができ、特に、被検者の顔が固定されていないときに好適に用いることができる。「被検者の顔が固定されていない」は、額当部１７に額が当接しているかどうかに関わらず、顔の向き等が適切でない状態、例えば、顔がふらついたり、顔が横方向を向いていたり、頭が左右に傾いていたりする状態が挙げられる。このような状態でも、制御部２６は、前眼部像Ｅ′から抽出した輝点と瞳孔等に基づく複数の特徴点を用いることで、視線方向を適切に算出できる。なお、被検者の顔が、額当部１７や顎受部等によって、適切な状態（例えば、顔が不測に動かず、顔が正面を向き、頭が傾かずに真っすぐな状態）に固定されている場合は、特徴点が１つ（例えば、瞳孔像に基づく特徴点）であっても、制御部２６は、視線方向を適切に算出できる。さらに、複数の特徴点を用いることで、制御部２６は、視線方向をより適切に算出できる。

上述のような構成の第１実施形態の眼科装置１００で実行される動作の一例は、図８のフローチャートを用いて、以下のように説明される。なお、眼科装置１００は、電源がオンとなって起動され、制御部２６は検者用コントローラ２７及び被検者用コントローラと通信可能となっているものとする。

検査に際して、検者は、被検者を椅子等に座らせて、眼科装置１００と対峙させ、額当部１７に額を当てさせる。図８のフローチャートに示す動作は、例えば、被検者が額当部１７に額を当てたことをセンサ等が検知したタイミングで、又は検者が操作画面から撮影指示を与えたタイミングで開始される。

まず、ステップＳ１で、制御部２６は、左右の測定光学系２１に設けられた前眼部観察系１５０を制御して、左右の被検眼Ｅの前眼部の撮影を開始させる。制御部２６は、検者用コントローラ２７の表示部３０を制御して、前眼部観察系１５０の撮像素子１５９から出力される画像信号に基づく左右の前眼部像（正面像）Ｅ′を、表示画面３０ａに表示させる。

次に、検者は検者用コントローラ２７の入力部３０ｂからアライメント開始の操作入力を行う。この操作入力に対応する入力情報（制御信号）を受信した制御部２６は、ステップＳ２で、視標投影系１４０を制御して、視標チャート１４３の中央位置に固視標（例えば、点光源視標）を表示させ、被検眼Ｅに提示させる。この状態で、検者は被検者に対して固視標を固視するように指示する。

次のステップＳ３では、被検者に固視標を固視させた状態で、制御部２６の制御の下、Ｚアライメント系１１０が測定ヘッド１６のＺ方向のアライメンを行い、ＸＹアライメント系１２０が測定ヘッド１６のＸ方向及びＹ方向のアライメントを行う。

次のステップＳ４では、被検眼Ｅの視線方向を検出するための補正係数を算出するべく、検者による入力部３０ｂからの操作入力に基づき、又は自動で、制御部２６は、表示部３０を制御して、図４に示すような操作画面４０を表示画面３０ａに表示させる。

次のステップＳ５で、制御部２６は、検者からの視標の選択操作に従って、視標チャート１４３の中央の第１の提示位置に「正面視」用の視標を表示させる。検者は被検者に対して視標を固視するように指示する。次いで、ステップＳ６で、制御部２６は、撮像素子１５９で取得した「正面視」の前眼部像Ｅ′に基づいて、輝点重心座標を検出し、瞳孔中心座標を検出する。

次のステップＳ７で、制御部２６は、検者からの視標の選択操作に従って、例えば、視標チャート１４３の左側の第２の提示位置に「左方視」用の視標を表示させる。検者は被検者に対して視標を固視するように指示する。次いで、ステップＳ８で、制御部２６は、撮像素子１５９で取得した「左方視」の前眼部像Ｅ′に基づいて、輝点重心座標を検出し、瞳孔中心座標を検出する。

なお、ステップＳ６及びＳ８で、制御部２６は、前眼部像Ｅ′からの輝点重心座標と瞳孔中心座標の算出を、適宜のタイミングで自動的に行ってもよい。または、制御部２６は、被検者が被検者用コントローラを操作したタイミングでこれらを算出してもよく、被検者が視標を固視していない状態で算出が行われるのを抑制し、輝点重心座標と瞳孔中心座標をより適切に算出できる。

次のステップＳ９で、制御部２６は、取得した特徴点に基づいて、上記式（３）、（４）を用いて、補正係数を算出する。次のステップＳ１０で、制御部２６は、被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′に基づいて、被検眼Ｅが任意の方向を向いているときの視線方向（例えば、斜位検査や斜視検査をしたときの視線方向）を検出する。具体的には、制御部２６は、上記式（１）、（２）を用いて、被検眼Ｅの視線方向として水平方向及び垂直方向のプリズム量（Δ）を算出する。これらのプリズム量は、視線方向のデータとされる。

次のステップＳ１１で、制御部２６は、表示部３０を制御して、図７に示されるように、情報表示画面４０Ａの前眼部像表示領域４７に被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′を、視線方向表示領域４８に視線方向のデータ（水平方向及び垂直方向のプリズム量）を表示画面３０ａに表示させる。検者は、この表示画面３０ａの各画像を視認することで、被検眼Ｅに斜位又は斜視があるかどうか、斜位又は斜視といった眼位の状況（程度）を把握できる。また、検者は、被検眼Ｅが適切に視標を固視しているかどうかを確認でき、詐盲の防止等が可能となるとともに、以下のように眼科装置１００を用いて斜位検査や視野検査等を行うときに、制御部２６及び検者は、視線方向のデータを有効に活用できる。

なお、斜視のない正常な被検眼Ｅであっても、正面視のときに瞳孔中心と、輝点重心とはずれている。

また、眼科装置１００は、視線方向の検出と、前眼部像Ｅ′及び視線方向のデータの表示とは、所定のタイミングで一回のみ行ってもよい。また、眼科装置１００は、これらの工程を前眼部像Ｅ′を取得している間、常時（繰り返し）行って、リアルタイムで検出した前眼部像Ｅ′及び視線方向のデータを検者等に提示してもよい。

次のステップＳ１２では、検者による入力部３０ｂからの他覚検査の指示の操作入力に基づき、又は自動で、制御部２６は、左右の測定光学系２１を制御して、他覚検査を行わせる。他覚検査は、例えば、ケラト測定系１３０による角膜形状（ケラト）測定、レフ測定投射系１６０及びレフ測定受光系１７０による眼屈折力（レフ）測定等が挙げられる。ステップＳ１０により表示画面３０ａに表示された前眼部像Ｅ′及び視線方向（斜位量や斜視量）を視認することで、検者は、被検眼Ｅの眼位の状況を把握できるともに被検者が視標を適切に固視しているか、頭がふらついていないか等を把握できる。このため、視標の固視が適切でない場合は、事前に検者は被検者に視標を固視するよう指示したり、頭がふらつかないよう頭を抑える等の対応をしたりすることができ、他覚測定を適切に行うことができ、測定効率の向上や、測定エラーの抑制が可能となる。

次のステップＳ１３では、被検眼Ｅの自覚検査を行うことができる。検者は、操作画面４０の検査距離設定領域４２をタップ操作して検査距離を変更したり、視標アイコン４３をタップ操作して被検眼Ｅに提示する視標を選択したりできる。また、片眼による自覚検査を行うときには、検者は操作画面４０の前眼部像表示領域４５に表示された一方の前眼部像Ｅ′をタップ操作することで、一方の被検眼Ｅを遮蔽できる。また、制御部２６は、自動で、又は検者からの操作入力に応じて、ステップＳ１０で取得した視線方向（斜位量や斜視量）に基づいて、被検眼Ｅに提示する視標の位置を変更したり、被検眼Ｅの前方に矯正レンズを配置したりしてもよい。これにより、眼科装置１００は、被検眼Ｅの眼位に対応した自覚検査を行わせることが可能となる。

また、検者は、表示部３０に表示された前眼部像Ｅ′及び視線方向（斜位量や斜視量）を視認することで、字並び視標を提示したときの視線方向を確認したり、被検者が視標を固視しているかどうかを確認したりすることができる。また、詐盲の防止等が可能となるとともに、斜位検査等を行うときに、検者又は制御部２６は、視線方向のデータを有効に活用できる。また、視野計を用いた検査の際にも、検者又は制御部２６は、視線方向のデータを有効に活用できる。

そして、検者による入力部３０ｂからの視標の選択入力に基づき、制御部２６は、視標投影系１４０を制御して、視標を視標チャート１４３に表示して被検眼Ｅに提示し、同じ視標を、視標表示領域４４に表示する。このとき、被検眼Ｅの視軸を検査距離に応じた向きとすべく、制御部２６は、検査距離に応じて左右の駆動機構１５を駆動して、左右の測定ヘッド１６をＸ方向へ回旋させてもよい。

自覚検査は、被検眼Ｅに視標を提示した状態で、検者は被検者に視標の見え方を回答させることで行われる。提示している視標及び被検者の回答の正誤に応じて、検者は入力部３０ｂをタッチ操作して球面度数、乱視度数、及び乱視軸の角度等の矯正値を適宜変更する。制御部２６は、変更後の矯正値に基づいて測定光学系２１を制御する。これにより、測定光学系２１による被検眼Ｅの矯正値が変更され、被検者は、変更後の矯正値での自覚検査を行える。

自覚検査が繰り返され、処方が決定し、検者からの終了の操作がされると、プログラムはエンドへと進み、眼科装置１００による被検眼Ｅの情報の取得（検査）のための動作が終了する。

以上説明したように、第１実施形態に係る眼科装置１００は、被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′を取得する撮像素子１５９（画像取得部）と、被検眼Ｅに対して少なくとも２つの異なる提示位置に視標を提示する視標投影系１４０と、各提示位置に視標を提示したときに撮像素子１５９が取得した前眼部像Ｅ′から各々特徴点を抽出し、抽出した特徴点の前眼部像Ｅ′上での位置情報を検出し、位置情報に基づいて、被検眼Ｅの視線方向を検出する視線方向検出部としての制御部２６と、を備える。

この構成により、第１実施形態に係る眼科装置１００は、被検眼Ｅの視線方向を、前眼部像Ｅ′に基づいて、より簡易かつより高精度に検出することができる。このため、眼科装置１００は、従来のように両眼視と片眼視を強制的に切り換えて、切り換え前後の被検眼の調節を、非可視光を用いて測定し、視線方向の変化を測定する必要がない。

したがって、検出した視線方向に基づいて、検者又は眼科装置１００は、被検眼の状態を適切に把握することが可能となる。この結果、検者等は、被検眼Ｅが適切に視標を固視しているかどうかを確認でき、詐盲の防止等が可能となるとともに、斜位検査や視野検査等を行うときに、眼科装置１００及び検者は、視線方向のデータを有効に活用することが可能となる。

また、第１実施形態に係る眼科装置１００において、制御部２６は、検出した視線方向に基づいて、被検眼Ｅの眼位に関する情報、より詳細には斜位量や斜視量を検出する。これにより、制御部２６又は検者は、斜位、斜視等の被検眼Ｅの眼位の状況をより適切に把握できる。

また、第１実施形態に係る眼科装置１００では、制御部２６は、前眼部像Ｅ′の輝点像Ｂｒから第１の特徴点を取得し、瞳孔像から第２の特徴点を取得し、第１の特徴点及び第２の特徴点に基づいて、視線方向を検出している。このとき、制御部２６は、第１の特徴点として輝点重心座標（Ｘ，Ｙ）を検出し、第２の特徴点として瞳孔中心座標（Ｘ’，Ｙ’）を検出している。そして、制御部２６は、所定の基準方向に対する被検眼Ｅの視線方向の水平方向のプリズム量と、鉛直方向のプリズム量とを、上記式（１）、（２）により算出している。この構成により、眼科装置１００は、被検眼Ｅの眼位の状況、つまり斜位又は斜視の状況を、斜位量又は斜視量によって、より詳細かつ定量的に把握できる。

また、第１実施形態に係る眼科装置１００では、撮像素子１５９及び視標投影系１４０は、左右の被検眼Ｅに対応して、対を為して設けられている。この構成により、両眼視の状態で被検眼Ｅの眼情報及び視線方向を検出することも、又は片眼視の状態で被検眼Ｅの眼情報及び視線方向を検出することもできる。

以上、本開示の眼科装置を実施形態に基づいて説明してきたが、具体的な構成については、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、上記第１実施形態の眼科装置１００は、視標チャート１４３上での表示位置を変更して視標を提示することで、視線方向を変化させているが、これに限定されない。例えば、眼科装置１００は、被検眼Ｅの前方に既知のプリズム量のプリズムレンズ等の矯正レンズを配置したり、駆動機構１５を駆動して測定ヘッド１６の向きを変化させたりすることで、被検眼Ｅに、異なる複数の提示位置で視標を提示する構成とすることもできる。

また、上記第１実施形態の眼科装置１００は、視線方向の検出に字並び視標を用いていたが、字並び視標に限定されず、被検眼Ｅの視線方向を変化させることがでれば、何れの視標を用いてもよい。例えば、視標は、図９に示す風景チャートのような固定視標であってもよい。この図９に示す風景チャートは、中央の家の画像のプリズム量が０Δであり、水平線の左右の端部のプリズム量が８Δに設定されている。このため、検者は、被検者に対して、中央の家を固視するように指示することで、「正面視」の前眼部像Ｅ′を取得でき、水平線の右端部（又は左端部）を固視するように指示することで、８Δ位置での「右方視」（又は「左方視」）の前眼部像Ｅ′を取得できる。

また、第１実施形態の眼科装置１００において、制御部２６は、視線方向を検出して前眼部像Ｅ′を表示部３０に表示させるときに、前眼部像Ｅ′に、視線方向を定量的に示す画像（マッピング画像）を重畳して、表示部３０に表示させてもよい。図１０の左方視８△は、プリズム量８Δでの左方視の前眼部像Ｅ′に、マッピング画像としてプリズムサークル画像５０を重畳した図である。各サークルは、２Δ間隔で描かれている。なお、図１０の左方視８Δの前眼部像Ｅ′に示される十字スケールの中心、すなわちプリズムサークルの中心Ｃは、正面視における瞳孔中心Ｐｃの位置である。なお、側方視における瞳孔中心Ｐｃと角膜頂点Ｔ（図１１参照）との距離は非常に小さいため、この中心Ｃは、角膜頂点Ｔの位置とすることもできる。図１０の左方視８△では、瞳孔中心Ｐｃは、中心Ｃから４つ目（８Δ）のサークルに位置している。したがって、検者は、プリズムサークル画像５０上の瞳孔中心Ｐｃの位置に基づき、被検眼Ｅの眼位の状況を、リアルタイムで、より明確に、かつ定量的に把握できる。このとき、制御部２６は、表示部３０を制御して、プリズムサークル画像５０に代えて、被検眼Ｅに提示している視標の画像（視標像５１）を重畳してもよい。この視標像５１により、検者は被検眼Ｅが視標のどの場所を固視しているか、リアルタイムで把握できる。視標像５１の例は、図１０の紙面下方に示されるが、この例に限定されない。なお、被検者に対峙する方向から被検眼Ｅを視認しているように前眼部像Ｅ′を表示画面３０ａに表示していることから、視標像５１は、視標を左右反転させた状態で表示されることで、被検眼Ｅの視線方向とプリズム量とを、視標の提示位置によって、より適切に把握できる。また、制御部２６は、図４等に示される字並び視標を用いて視線方向を検出するときにも、前眼部像Ｅ′に、プリズムサークル（極座標）画像等のマッピング画像を重畳することや、各視標とプリズム量とが対応して配置されるようにして、前眼部像Ｅ′に字並び視標の画像を重畳することができる。なお、プリズムサークルの表示態様が図１０の例に限定されず、例えば、検者等が分かり易いように、プリズムサークルは、表示領域一杯に広がるように拡大表示されてもよい。プリズムサークルは、直交座標の円に限定されず、四角形状（□）でもよい。視標像５１を表示する際は、視標像５１はプリズム度数上での対応がなされるように座標変換される。

また、第１実施形態では、制御部２６は、上記式（１）、（２）を用いて被検眼Ｅの視線方向を検出しているが、この手法に限定されない。例えば、視線方向の他の異なる検出手法は、図１１を参照して、以下のように説明される。

制御部２６は、前眼部像Ｅ′から取得した特徴点である輝点重心座標及び瞳孔中心座標に基づき、視線方向として、瞳孔中心Ｐｃの位置に対する輝点像Ｂｒの位置のずれ量（プリズム量［Δ］、後述の変位ｄ₁）を求める。このずれ量は、視線方向のデータとされる。

図１１（ａ）は、斜視のない被検眼Ｅにおける輝点Ｑの位置が示され、図１１（ｂ）は、斜視のある被検眼Ｅの輝点Ｑの位置が示されている。輝点Ｑは、角膜の曲率半径ｒの半分の位置（ｒ／２）に形成される。輝点Ｑの像が、前眼部像Ｅ′上で、輝点像Ｂｒとなって現れる。また、図１１（ａ）又は図１１（ｂ）に示されるＯは眼球回旋点であり、Ｒは角膜曲率中心であり、Ｔは角膜頂点であり、ＰＸは瞳孔と眼球回旋点を通る軸である。また、Ｅｐは瞳孔像であり、Ｉｒは虹彩像である。

ところで、角膜の曲率半径ｒ（つまり角膜曲率中心Ｒから角膜頂点Ｔまでの距離）と、角膜頂点Ｔの位置と輝点像Ｂｒの位置との距離ｄと、図１１（ｂ）に示す瞳孔と眼球回旋点を通る軸ＰＸと平行光束とのなす角度θとは、下記式（５）のような関係式で表される。

ｓｉｎθ ＝ｄ／ｒ（５）

上記式（５）に、距離ｄと曲率半径ｒを代入することで、角度θを算出することができる。角膜の曲率半径ｒは、ケラト測定により取得された値を用いることが可能である。または、角膜の曲率半径ｒは、初期値として平均値（７．７ｍｍ）を用いてもよい。

この変形例では、制御部２６は、瞳孔中心Ｐｃの位置に対する輝点像Ｂｒの位置のずれ量（距離ｄ_０）と、角膜曲率中心Ｒから瞳孔中心Ｐｃまでの距離ｒ_０を用いて、下記式（６）に基づいて、角度θを求める。これにより、制御部２６は、前眼部像Ｅ′に基づいて、より効率的に角度θ等を算出できる。

ｓｉｎθ ＝ｄ_０／ｒ_０（６）

角度θは、上記式（６）に、先に求めた距離ｄ_０を代入することにより算出できる。距離ｒ_０は、例えば平均値を用いることができる。具体的には、距離ｒ_０は、角膜の曲率半径ｒから、角膜頂点Ｔと瞳孔中心Ｐｃとの距離ｒ₁を差分することで求められる。ｒの平均値＝７．７ｍｍ、ｒ₁の平均値＝３．６ｍｍ（ただし、瞳孔中心Ｐｃを水晶体の前面とした場合の平均値）とした場合、距離ｒ_０＝（７．７－３．６）ｍｍ＝４．１ｍｍとなる。

なお、瞳孔中心Ｐｃと輝点像Ｂｒの各位置は、角膜の屈折作用の影響を受け易く、また距離ｒ_０には個人差がある。そのため、距離ｒ_０は、図１１（ａ）のような斜視のない被検眼Ｅの瞳孔と眼球回旋点を通る軸ＰＸや、他の様々な方向を向いた被検眼Ｅの瞳孔と眼球回旋点を通る軸ＰＸに関する、距離ｄ_０、距離ｒ_０を収集し、これらの連立方程式に基づいて最適化されてもよい。または、距離ｒ_０は、ケラト測定により取得された角膜の曲率半径ｒの実測値から最適化されてもよい。

また、角度θは、上記（５）または（６）を用いた算出手順に代えて、下記式（７）によっても算出できる。次式（７）中、Ｌは角膜頂点Ｔから眼球回旋点Ｏまでの距離を示し、Ｄは角膜頂点Ｔの位置と眼球回旋点Ｏの位置との距離を示す。なお、角膜頂点Ｔから眼球回旋点Ｏまでの距離Ｌは予め決められた値（例えば、平均的な値である１３ｍｍ）であってよい。あるいは、別の機器による測定において、実距離が既知である場合には、眼科装置１００は、この値を距離Ｌとして入力されるものでもよい。またこの場合も、制御部２６は、距離Ｌに代えて瞳孔中心Ｐｃから眼球回旋点Ｏまでの距離を用い、距離Ｄに代えて、前眼部像Ｅ′における瞳孔中心Ｐｃの位置と眼球回旋点Ｏの位置との距離を用いて算出してもよい。

ｓｉｎθ ＝Ｄ／Ｌ（７）

さらに異なる角度θの算出手法として、例えば、輝点像Ｂｒの変位ｄ₁（図１１（ｂ）参照）を用いることもできる。変位ｄ₁は、ずれが検出された被検眼Ｅのみに固視標を固視させて、図１１（ａ）の状態での各数値を求め、眼球回旋点Ｏからの輝点像Ｂｒのずれ量として表すことができる。この変位ｄ₁が、斜視量（プリズム量［Δ］）に相当する。

角膜頂点Ｔから眼球回旋点Ｏまでの距離をＬとし、角膜の曲率半径をｒとすると、図１１（ｂ）に示す輝点像Ｂｒの変位ｄ₁は、下記式（８）のように表される。この場合も、角膜頂点Ｔから眼球回旋点Ｏまでの距離Ｌは予め決められた値（例えば、平均的な値である１３ｍｍ）であってよい。あるいは、別の機器による測定において、実距離が既知である場合にはこの値を入力可能としてもよい。角膜の曲率半径ｒは、ケラト測定により取得された値又は平均値（７．７ｍｍ）を用いることが可能である。

ｄ₁＝（Ｌ－ｒ）・ｓｉｎθ （８）

また、第１実施形態に係る眼科装置１００において、制御部２６は、視線方向の検出に加えて、被検眼Ｅの前房深度を検出する構成とすることもできる。制御部２６は、特徴点である輝点重心座標（Ｘ、Ｙ）、及び瞳孔中心座標（Ｘ’、Ｙ’）に基づいて、例えば、図１１（ｂ）を参照して、以下のようにして前房深度を算出できる。

輝点重心偏心量（Ｘ１－Ｘ０）と、角膜曲率中心Ｒから眼球回旋点Ｏまでの距離Ｌ₁とは、下記式（９）のような関係式で表される。瞳孔中心偏心量（Ｘ１’－Ｘ０’）と、瞳孔中心Ｐｃから眼球回旋点Ｏまでの距離Ｌ₂とは、下記式（１０）のような関係式で表される。また、プリズム量Ｐと角度θとは、は、下記式（１１）のような関係式で表される。

輝点重心偏心量（Ｘ１－Ｘ０）＝Ｌ₁ｓｉｎθ （９）
瞳孔中心偏心量（Ｘ１’－Ｘ０’）＝Ｌ₂ｓｉｎθ （１０）
ｔａｎθ＝Ｐ／１００（１１）

制御部２６は、上記式（９）～（１１）に基づいて、距離Ｌ₁、距離Ｌ₂、Ｐを算出し、これらの値用いて、下記式（１２）により、被検眼Ｅの前房深度を算出する。下記式（１２）中、ｒは角膜の曲率半径（角膜曲率中心Ｒから角膜頂点Ｔまでの距離）であり、Ｌは角膜頂点Ｔから眼球回旋点Ｏまでの距離であり、Ｌ₁は角膜曲率中心Ｒから眼球回旋点Ｏまでの距離であり、Ｌ₂は瞳孔中心Ｐｃから眼球回旋点Ｏまでの距離である。角膜厚は、予め決められた値（例えば、平均的な値である５３０μｍ）であってよい。あるいは、別の機器による測定において、実距離が既知である場合にはこの値を入力可能としてもよい。

中心前房深度＝Ｌ－Ｌ₂－角膜厚＝ｒ＋Ｌ₁－Ｌ₂－角膜厚（１２）

以上のようにして、制御部２６は、前房深度を算出したら、表示部３０を制御して、視線方向ととともに前房深度を表示画面３０ａに表示させることができる。この表示画面３０ａを視認することで、検者等は、視線方向に基づいて、被検眼Ｅの斜位、斜視等の眼位の状況を把握できるとともに、前房深度に基づいて、被検眼Ｅの斜位、斜視以外の病気のリスク、例えば、緑内障のリスク等を把握することができる。

以下は、角度θのさらに異なる算出手法及びプリズムサークル画像５０のさらに異なる重畳手法の説明である。前述したように、瞳孔中心Ｐｃと角膜頂点Ｔとの距離は非常に小さい。このため、制御部２６は、以下のような手法によって角膜頂点Ｔを算出したり、以下のような手法によって前眼部像Ｅ′にプリズムサークル画像５０等を重畳したりしてもよい。

例えば、被検者が額当部１７に適切に額を当てて、顔を移動させることなく、正面視から視線だけを移動させて側方視を行った場合、前眼部像Ｅ′の眼球回旋点Ｏは画像上からずれることはない。このため、制御部２６は、前眼部像Ｅ′上に被検眼Ｅの眼球回旋点Ｏを中心とする十字スケールを描き、角膜頂点Ｔを中心Ｃとするプリズムサークル画像５０を前眼部像Ｅ′に重畳してもよい。このとき、角度θは、図１１に示す角膜曲率中心Ｒから眼球回旋点Ｏまでの距離Ｌ₁と、輝点像Ｂｒの変位ｄ₁に基づいて、下記式（１３）により算出できる。

ｓｉｎθ＝ｄ₁／Ｌ₁ （１３）

これに対して、被検者が顔を移動させつつ正面視から視線を移動させて側方視を行った場合でも、制御部２６は、前眼部像Ｅ′を画像解析して目尻と目頭を検出することで、被検眼の移動を認識することができる。この移動状態に基づいて、制御部２６は、画像解析によって側方視のときの眼球回旋点Ｏ及び角膜頂点Ｔを抽出し、眼球回旋点Ｏを中心とする十字スケールと、角膜頂点Ｔを中心とするプリズムサークル画像５０を前眼部像Ｅ′に重畳するとともに、正面視のときの眼球回旋点Ｏの位置を前眼部像Ｅ′に表示することで、検者に被検者の顔が移動したことを知らせることができる。

また、制御部２６は、眼球回旋点Ｏと輝点像Ｂｒとの関係を示すプリズムサークル画像５０を生成し、前眼部像Ｅ′に重畳することもできる。または、制御部２６は、眼球回旋点Ｏと瞳孔中心Ｐｃとの関係を示すプリズムサークル画像５０を生成し、前眼部像Ｅ′に重畳することもできる。これらの場合も、側方視を行った際に、被検者の顔が移動したときは、制御部２６は、目尻と目頭を検出し、被検眼Ｅの移動状態に基づいて各プリズムサークル画像５０を生成し、前眼部像Ｅ′に重畳することが好ましい。

また、制御部２６は、輝点像Ｂｒと瞳孔中心Ｐｃとの関係を示すプリズムサークル画像を生成し、前眼部像Ｅ′に重畳することもできる。この場合も、側方視を行った際に、被検者の顔が移動しても、制御部２６は、輝点像Ｂｒと瞳孔中心Ｐｃを画像解析によって適切に抽出することができ、プリズムサークル画像５０の生成と重畳を適切に行うことができる。

また、制御部２６は、角度θに基づき角膜頂点Ｔの位置を算出し、輝点像Ｂｒと算出した角膜頂点Ｔとの関係を示すプリズムサークル画像を生成して前眼部像Ｅ′に重畳することもできる。角度θは、前述したように、距離Ｌ、距離Ｌ₁、距離Ｌ₂、曲率半径ｒ、距離ｒ_０、距離ｒ₁、距離Ｄ、距離ｄ、距離ｄ_０、変位ｄ₁等を用いて、三角関数の式等に基づいて算出することができる。

以上のように前眼部像Ｅ′にプリズムサークル画像５０や視標像５１を重畳することの効果は、以下のように説明される。従来、検眼を行う場合、検者は被検者の姿勢や視線方向を確認したり、提示している視標を確認したり、検査結果をコントローラで確認したりする必要があり、作業が煩わしいものとなっていた。これに対して、上記実施形態及び変形例の眼科装置１００は、検者が操作する検者用コントローラ２７の表示部３０に、情報表示画面４０Ａとして、前眼部像Ｅ′と、これに重畳したプリズムサークル画像５０や視標像５１を表示している。このため、検者は、検者用コントローラ２７の表示部３０を視認するだけで、被検眼Ｅを視認できるだけでなく、被検眼Ｅの斜位量、斜位の方向等の斜位の状態、提示している視標、被検眼Ｅが視認している視標の位置等を、明確かつ適切に把握することができる。このため、検者は、検眼のための作業を、効率的かつ適切に行うことができる。すなわち、上記第１実施形態及び変形例に係る眼科装置１００は、検者等に被検眼Ｅの斜視や斜位等の眼位の状況を適切に把握させることが可能なだけでなく、検者の利便性を向上させることが可能となる。

また、第１実施形態に係る眼科装置１００の変形例として、制御部２６は、被検眼Ｅに提示する視標の軌跡を視標チャート１４３上に表示させる軌跡表示制御部としての機能を有していてもよい。具体的には、制御部２６は、視標チャート１４３に、例えば、中央の視標を提示させ、次に左方に視標を提示させる。このとき、制御部２６は、視標チャート１４３に、中央の視標の提示位置から次の固視目標である左方の視標の提示位置に向けて移動する軌跡の画像を動的に表示させる。

視標チャート１４３に表示された軌跡像の光束は、視標の光束とともに被検眼Ｅに投射される。この軌跡像は、被検者の注意を引き、被検眼Ｅの固視位置を中央の視標の提示位置から左方の視標の提示位置まで確実に誘導することができる。この結果、制御部２６は、視線方向の検出を、より高精度に行うことができるとともに、詐盲等をより適切に防止できる。また、視標は、字並び視標や風景チャートに限定されず、被検眼Ｅの視線方向を変化させることができれば、何れの視標を用いてもよいし、視標を拡大縮小して表示することも効果的であり、被検眼Ｅに確実に視標を固視させることができる。

また、第１実施形態に係る眼科装置１００は、前眼部像Ｅ′から瞳孔像と虹彩像を取得し、視線方向の検出に、瞳孔中心座標と虹彩中心座標とを用いることや、さらには虹彩のパターンを用いることができる。この場合、眼科装置１００は、前眼部観察系１５０を、被検眼Ｅに可視光を照射してカラー画像を取得可能な構成とすることが望ましく、虹彩像がより鮮明な前眼部像Ｅ′を取得し、視線方向の検出に有効に用いることができる。

また、第１実施形態に係る眼科装置１００は、撮像素子１５９とは別個に、測定光学系２１に被検眼Ｅの前眼部像Ｅ′を異なる複数方向から撮影して取得するカメラ（いわゆるステレオカメラ）を備えていてもよい。このようなカメラは、前眼部像Ｅ′だけでなく、目頭、目尻、瞼等を含む被検眼Ｅのより広い範囲の画像を取得できる。なお、眼科装置１００は、ステレオカメラに代えて、広角カメラを備えることや、前眼部観察系１５０に広角レンズを配置して撮像素子１５９に結像させることで、広い範囲の画像を取得することもできる。このような広い範囲を撮影した画像に基づいて、制御部２６は、例えば、被検眼Ｅの目頭と目尻の位置の変化によって、顔の動きを把握し、この顔の動きに基づいて、視線方向を補正することができる。よって、制御部２６は、被検者の顔が固定されていない場合でも、より適切に視線方向等の被検眼Ｅの情報を取得できる。

以上の実施形態及び変形例の説明に関し、以下を開示する。
（１）被検眼の前眼部像を取得する画像取得部と、前記被検眼に対して少なくとも２つの異なる提示位置に視標を提示する視標投影系と、各提示位置に前記視標を提示したときに前記画像取得部が取得した前記前眼部像から各々特徴点を抽出し、抽出した前記特徴点の前記前眼部像上での位置情報を検出し、前記位置情報に基づいて、前記被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と、を備えたことを特徴とする眼科装置。
（２）前記視線方向検出部は、検出した前記視線方向に基づいて、前記被検眼の眼位の状況を検出する、前記（１）に記載の眼科装置。
（３）前記視線方向検出部は、前記被検眼に入射される平行光束が前記被検眼内で結像して得られる点像に基づく角膜反射から第１の特徴点を取得し、前記前眼部像から検出した瞳孔像から第２の特徴点を取得し、前記第１の特徴点及び前記第２の特徴点に基づいて、前記視線方向を検出する、前記（１）又は（２）に記載の眼科装置。
（４）前記視線方向検出部は、前記第１の特徴点として輝点重心座標（Ｘ，Ｙ）を検出し、前記第２の特徴点として瞳孔中心座標（Ｘ’，Ｙ’）を検出し、所定の基準方向に対する前記被検眼の前記視線方向の水平方向のプリズム量と、鉛直方向のプリズム量とを、次式
被検眼の視線方向（水平）［Δ］＝ａ＊（Ｘ’－Ｘ）＋ｂ
被検眼の視線方向（垂直）［Δ］＝ａ’＊（Ｙ’－Ｙ）＋ｂ’
上記式中のａ，ｂ，ａ’，ｂ’は補正係数
により算出する、前記（３）に記載の眼科装置。
（５）前記前眼部像が表示される表示部と、前記前眼部像に、前記視線方向を定量的に示す画像を重畳して、前記表示部に表示させる表示制御部と、を備える、前記（１）～（４）の何れか一項に記載の眼科装置。
（６）被検眼の情報を取得する測定光学系、前記被検眼の前記測定光学系の光軸上の前記前眼部像を取得する前記画像取得部、及び前記視標投影系を備える測定ユニットと、前記測定ユニットを鉛直方向及び水平方向に移動させ、鉛直方向に平行な軸及び水平方向に平行な軸を回転軸として回転させる駆動機構と、前記前眼部像が表示される表示部と、を備える、前記（１）～（５）の何れか一項に記載の眼科装置。

１５：駆動機構２１：測定光学系
２６：制御部（視線方向検出部）３０：表示部
１００：眼科装置１４０：視標投影系
Ｂｒ：輝点像Ｅ：被検眼
Ｅｃ：角膜Ｅ′ ：前眼部像
Ｐｃ：瞳孔中心Ｑ：輝点

Claims

被検眼の前眼部像を取得する画像取得部と、
前記被検眼に対して少なくとも２つの異なる提示位置に視標を提示する視標投影系と、各提示位置に前記視標を提示したときに前記画像取得部が取得した前記前眼部像から各々特徴点を抽出し、抽出した前記特徴点の前記前眼部像上での位置情報を検出し、前記位置情報に基づいて、前記被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と、を備えた
ことを特徴とする眼科装置。
前記視線方向検出部は、検出した前記視線方向に基づいて、前記被検眼の眼位の状況を検出する
請求項１に記載の眼科装置。
前記視線方向検出部は、前記被検眼に入射される平行光束が前記被検眼内で結像して得られる点像に基づく角膜反射から第１の特徴点を取得し、前記前眼部像から検出した瞳孔像から第２の特徴点を取得し、前記第１の特徴点及び前記第２の特徴点に基づいて、前記視線方向を検出する
請求項１に記載の眼科装置。
前記視線方向検出部は、前記第１の特徴点として輝点重心座標（Ｘ，Ｙ）を検出し、前記第２の特徴点として瞳孔中心座標（Ｘ’，Ｙ’）を検出し、所定の基準方向に対する前記被検眼の前記視線方向の水平方向のプリズム量と、鉛直方向のプリズム量とを、次式
被検眼の視線方向（水平）［Δ］＝ａ＊（Ｘ’－Ｘ）＋ｂ
被検眼の視線方向（垂直）［Δ］＝ａ’＊（Ｙ’－Ｙ）＋ｂ’
上記式中のａ，ｂ，ａ’，ｂ’は補正係数
により算出する
請求項３に記載の眼科装置。
前記前眼部像が表示される表示部と、
前記前眼部像に、前記視線方向を定量的に示す画像を重畳して、前記表示部に表示させる表示制御部と、を備える
請求項１に記載の眼科装置。
被検眼の情報を取得する測定光学系、
前記被検眼の前記測定光学系の光軸上の前記前眼部像を取得する前記画像取得部、
及び前記視標投影系を備える測定ユニットと、
前記測定ユニットを鉛直方向及び水平方向に移動させ、鉛直方向に平行な軸及び水平方向に平行な軸を回転軸として回転させる駆動機構と、
前記前眼部像が表示される表示部と、
を備える
請求項１～５の何れか一項に記載の眼科装置。