JP3504314B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、角膜頂点位置を幾何光
学的原理を利用した光学系を用いて測定し、眼内測定対
象物の対象面の位置は物理光学的原理を利用した干渉光
学系を用いて測定し、その角膜頂点から対象面までの眼
内寸法を求める眼科装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、幾何光学的原理を利用して角
膜頂点位置を測定する角膜位置測定系と、測定光路に設
けられた被検眼からの測定反射光と参照光路に設けられ
た被検眼対応参照面からの参照反射光を干渉させて干渉
光を得る干渉光学系とを備え、眼内測定対象物から角膜
頂点位置までの距離を測定する眼科装置が知られてい
る。

【０００３】この種の眼科測定位置では眼内測定対象物
からの測定反射光束を観測している。そのため、眼内測
定対象物からの測定反射光束の光量が微弱であると測定
精度が劣化する。測定反射光束の光量増加を図るには、
被検眼に照射する測定光束の光量を増加させることが考
えられるが、被検眼に照射する測定光束の光量には安全
の面から上限があるため、従来の眼科装置では、測定光
束を眼内測定対象物に収束させて照射することにより、
その反射光束の光量増加を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の装置は眼内
測定対象物の位置を測定対象面からの反射光と装置内部
に設置の参照面からの反射光を干渉させて決定する。こ
のため、白内障等による混濁がひどく、視軸上の透過が
悪い被検眼では測定対象面からの反射光が低下すること
により、干渉縞が小さくなり位置検出精度が劣化し、最
悪の場合には測定困難に陥る問題がある。

【０００５】このような理由から、この方式の測定に
は、被検眼の白内障等による混濁がひどく、視軸上の透
過が悪い時、検者は混濁の少ない位置に装置光学系をア
ライメントすることが必要不可欠である。しかしなが
ら、検者が測定中に被検眼の白内障等による混濁の部位
をはっきりと確認することは困難なため、測定できる部
位を探して瞳孔の中心から周辺に至るまで、くまなくア
ライメントを行い、測定する部位を探す必要があり、測
定に非常に時間を要し、また、測定に困難な場合がある
など、眼内寸法の測定確率の向上と計測の迅速化の障害
となっている。

【０００６】本発明は、被検眼の白内障等による混濁の
状態を意識することなく被検眼の角膜形状および眼内寸
法の測定を精度よく行うことができる眼科装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の眼科装置は、幾
何光学的原理を利用して角膜頂点位置を測定する角膜位
置測定系と、眼内測定対象物位置を測定する干渉光学系
とからなる眼科装置において、上記干渉光学系は、光源
からの射出光を測定光束として被測定眼の瞳孔を通して
眼内測定対象物に照射すると共にその反射光束を導く測
定光路と、参照光束として光軸方向に可動の参照面に照
射すると共にその反射光束を導く参照光路と、両反射光
束が合成されて生成される干渉光を受光する受光素子
と、上記被測定眼の瞳孔の範囲内で瞳孔の表面における
上記測定光束の入射位置を移動させる光束移動手段と、
該光束移動手段による光束の移動の間で得られた上記受
光素子の信号のうち測定に十分なレベルの信号に基づい
て眼内測定対象物位置を測定する眼内測定対象物位置測
定部とを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の眼科装置は、上記光束移動
手段を、瞳孔表面位置における上記測定光束の入射位置
が、被測定眼の瞳孔の中心の周囲に螺旋状、放射状、格
子状、円形状、または直線状等の軌跡を描くように移動
させることを特徴とする。

【０００９】また、本発明の眼科装置は、上記光束移動
手段を、上記測定光束の光軸と平行な軸回りに回転可能
なイメージローテーターで構成したことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の眼科装置は、上記光束移動
手段を、上記測定光束の光軸に垂直な軸回りに回転可能
な平行平面板で構成したことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の眼科装置は、上記光束移動
手段を、上記測定光束の光軸と平行な軸回りに回転可能
なイメージローテーターおよび上記測定光束の光軸に垂
直な軸回りに回転可能な平行平面板で構成したことを特
徴とする。

【００１２】また、本発明の眼科装置は、上記光束移動
手段を、上記測定光束の光軸に垂直な異なる２つの軸回
りにそれぞれ回転可能な１組の平行平面板で構成したこ
とを特徴とする。

【００１３】また、本発明の眼科装置は、上記光束移動
手段を、上記測定光束の光軸上に挿入された１組のジン
バルミラーで構成したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の眼科装置においては、イメージローテ
ーター単体、平行平面板単体または両ユニットの組み合
わせ、あるいは２種類の平行平面板の組み合わせ、さら
には１組のジンバルミラー等で構成される光束移動手段
により、瞳孔の範囲内で瞳孔の表面における測定光束の
入射位置を、例えば、螺旋状、放射状、格子状、円形
状、または直線状等の軌跡を描くように移動させて、眼
内測定対象物位置測定部によって該光束移動手段によ
る、光束の移動の間で得られた上記受光素子の信号のう
ち測定に十分なレベルの信号に基づいて眼内測定対象物
位置を測定するものであるから、瞳孔内に白内障等の混
濁の部位があっても、この部位以外からの測定に十分な
レベルの測定反射光束を容易に検出することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１６】図１は本発明の眼科装置の構成を示すブロ
ック図である。この図において、１００は角膜位置測定
系、１０１は眼内測定対象物位置測定系である干渉光学
系、１０２は被検眼角膜に光束を照射する照明光学系と
してのリング状光源投影部、１０３は被検眼、１０４は
対物レンズである。角膜位置測定系１００、リング状光
源投影部１０２、被検眼１０３および対物レンズ１０４
は、特開平４−３５６３７号と同じなので説明を省略す
る。また、ここでは眼内測定対象物位置測定系である干
渉光学系１０１について説明する。

【００１７】光源１３０から出射された光束は、レンズ
１３１を経由しピンホール１３２に導かれ、そのピンホ
ール１３２に集光される。ピンホール１３２を通過した
光束は、レンズ１３４により平行光束にされ、平行平面
板１６０、イメージローテーター１６１を経由し、ビー
ムスプリッタ１３３に導かれる。その平行光束はビーム
スプリッタ１３３により測定光路１７０に導かれる光束
と参照光路１８０に導かれる光束とに分割される。測定
光路１７０に導かれた平行光束は、合焦レンズ１３５、
全反射ミラー１３６、ダイクロイックミラー１１５、対
物レンズ１０４を経由して被検眼１０３の眼内測定対象
物１４７に投影される。

【００１８】眼内測定対象物１４７からの測定反射光
は、対物レンズ１０４、ダイクロイックミラー１１５、
合焦レンズ１３５を経由してビームスプリッタ１３３に
導かれる。ビームスプリッタ１３３に導かれた測定反射
光は、平行平面板、全反射ミラー１４２を経由し、レン
ズ１３７によりピンホール１４３に導かれる。ピンホー
ル１４３は、ビームスプリッタ１３３との反射面に関し
てピンホール１３２と共役であるので、被検眼１０３に
対して測定装置のアライメントが多少ずれていても眼底
からの測定反射光はピンホール１４３を通過できる。

【００１９】参照光路１８０に導かれた平行光束は、全
反射ミラー１３８，１３９，１４０で反射され、参照光
路１８０の光路長と測定光路１７０の光路長とが同じに
なるように移動可能とされた可動参照ミラー部材１４１
に導かれる。可動参照ミラー部材１４１は、集光レンズ
１４８、ミラー１４９、可動枠体１５０から構成されて
いる。可動参照ミラー部材１４１により反射された光
は、元の参照光路１８０を通ってビームスプリッタ１３
３に戻り、測定反射光と合成され、全反射ミラー１４２
により反射されて、レンズ１３７を経由してピンホール
１４３に導かれ、そのピンホール１４３を通過した光束
（干渉光束）は、レンズ１４４によって受光素子１４５
に収束される。

【００２０】可動参照ミラー部材１４１を移動させて、
参照光路１８０と測定光路１７０との光路差が光源１３
０のコヒーレント長以下になると、参照光束と測定光束
とが干渉を起こし、可動参照ミラー部材１４１の移動速
度と光源１３０の発振波長とに応じた干渉出力が受光素
子１４５において得られる。

【００２１】ピンホール１３２に対して光出射方向下流
側に位置した平行平面板１６０およびイメージローテー
ター１６１の駆動構造を図２および図３に示す。

【００２２】図２の１６０は平行平面板、１はその平行
平面板１６０を固定するためのホルダー、２はホルダー
１を回転させる回転軸、３，３ａはベアリング、４，４
ａは支柱、５，５ａはプーリー、６はワイヤー、７はモ
ータである。

【００２３】図３の１０はイメージローテーター１６１
を固定する回転枠体、１１，１２はイメージローテータ
ー１６１を回転させるためのモータ１３と回転枠体１０
を連結するギヤである。

【００２４】光源１３０から出射され、レンズ１３１、
ピンホール１３２、レンズ１３４を通過した光束は平行
平面板１６０を通過すると光軸から所定距離だけ平行移
動され、イメージローテーター１６１に導かれる。イメ
ージローテーター１６１は図３に示したように、光軸を
中心に常に回転している構造となっているため、イメー
ジローテーター１６１を通過した光束は光軸を中心とし
て平行平板１６０で移動した距離を半径とする円上を移
動する。さらに、平行平面板１６０は図２に示したよう
に、光軸に直交する軸を中心に前後に傾けられる構造に
なっているので、この平行平面板１６０の前後の傾き速
度とイメージローテーター１６１の回転数を同期させる
ことにより、平行平面板１６０により光束が平行移動し
ながら、そこを通過した光束はイメージローテーター１
６１の回転によって回転させられるので、結果として螺
旋状に移動され、被検眼１０３の瞳孔１０３ａに導かれ
るのである（図４参照）。ところで、上記のイメージロ
ーテーター１６１と平行平面板１６０の組み合わせを受
光側の光路中に全くの逆位相で同期させて回転させるこ
とにより、より受光側の光軸上に光束を移動できる。

【００２５】上述したように、平行平面板１６０とイメ
ージローテーター１６１の動きの同期をとると、被検眼
１０３の瞳孔１０３ａの範囲内において、瞳孔１０３ａ
の表面における測定光束の入射位置の軌跡は螺旋状とな
るが、平行平面板１６０の傾斜角度を段階的に変化さ
せ、その都度イメージローテーター１６１を光軸回りに
回転させれば、上記軌跡は同心円状となる。同様に、平
行平面板１６０の１走査ごとにイメージローテーター１
６１を一定角度回転させれば、上記軌跡は放射状とな
る。

【００２６】次に、図５を参照にして本発明の他の実施
例を説明する。

【００２７】前述した図１において、イメージローテー
ター１６１の代わりに平行平面板１６２を挿入する。構
造は図２のような構成で、平行平面板１６０とは傾斜方
向が違うだけとする。即ち、平行平面板１６０は光軸に
垂直な軸を中心に前後方向に傾けられるのに対して、イ
メージローテーター１６１の代わりに挿入した平行平面
板１６２は光軸に垂直な軸を中心に左右方向に傾けられ
る。この２枚の平行平面板１６０，１６２の動きを同期
させるようにすると、この２枚の平行平面板１６０，１
６２を通過した測定光束は図５のように瞳孔１０３ａ上
で格子状に移動できるのである。

【００２８】また、１組の平行平面板（図５に示す例に
は限定されない）を用いた光束移動手段において、互い
の回転軸が直交していて、同じ周期で、回転による光束
の移動量が等しくて、互いの回転の位相差が９０度の
時、上記軌跡は円形状になる。また、互いの回転軸が直
交していて、同じ周期で、回転による光束の移動量が等
しくない時で、互いの回転の位相差が９０度の時、上記
軌跡は楕円状となる。また、一方を主走査方向の移動と
して、他方を副走査方向の移動とする（主走査方向の１
走査が終了した時に副走査方向を１ピッチ移動）と、上
記軌跡は複数本の平行な直線状となる。さらに、一方を
主走査方向の移動として、他方を副走査方向の移動とす
る（副走査方向の移動が１走査分終わった時点で、平行
平面板の主走査方向と副走査方向の役割を交換する）
と、前述したようにその軌跡は格子状となる。

【００２９】光軸移動手段としては、この他に例えば、
（１）光軸に平行な軸回りに回転可能なイメージローテ
ーター単体、（２）光軸に垂直な軸回りに回転可能とさ
れる平行平面板単体、（３）１組のジンバルミラー、等
が考えられる。

【００３０】（１）の場合、上記軌跡は、イメージロー
テーターの回転中心と測定光束中心が徐々にずれながら
移動していくため、円形状となる。

【００３１】（２）の場合、上記軌跡は、平行平面板が
光軸に垂直な軸回りに回転するため、１本の直線状（軸
の取り方で直線方向変化）となる。

【００３２】（３）の場合、一方を主走査方向の移動と
して、他方を副走査方向の移動とする（主走査方向の１
走査を副走査方向により補正するように移動）と、主走
査方向の移動と副走査方向の移動の組み合わせにより上
記軌跡は、螺旋状、放射状、格子状、円形状または直線
状等になる。

【００３３】上述したように、本発明によれば、被検眼
１０３の瞳孔１０３ａにおいて、白内障等による混濁部
１０３ｂが存在していても（図６参照）、前記干渉光学
系１０１によって、光束の移動の間で得られた上記受光
素子の信号のうち測定に十分なレベルの信号に基づいて
眼内測定対象物位置が測定されて、測定光束を混濁部１
０３ｂからずらして（図７参照）、生体眼計測を行うこ
とができる。なお、図６において、１０３ｃは虹彩であ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
束移動手段により、瞳孔表面において測定光束の入射点
を任意にずらすことができるようにしたので、前記眼内
測定対象物位置測定部によって、光束の移動の間で得ら
れた上記受光素子の信号のうち測定に十分なレベルの信
号に基づいて眼内測定対象物位置が測定されて、被検眼
の白内障等による混濁の状態を意識することなく、被検
眼の角膜形状および眼内寸法の測定を精度よく容易に行
うことができ、生体眼計測の信頼性を増すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の眼科装置の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】平行平面板駆動機構を示す斜視図である。

【図３】イメージローテーターの駆動機構を示す透視斜
視図である。

【図４】第１の実施例の光束移動手段による測定光束移
動の様子を示す模式図である。

【図５】第２の実施例の光束移動手段による測定光束移
動の様子を示す模式図である。

【図６】瞳孔内に混濁が生じている被検眼の正面図であ
る。

【図７】瞳孔内の混濁部を避けて測定光束を被検眼に入
射する様子を示す模式図である。

【符号の説明】

１００ 角膜位置測定系 １０１ 干渉光学系 １０３ 被検眼 １３０ 光源 １４５ 受光素子 １６０ 平行平面板（光束移動手段構成要素） １６１ イメージローテーター（光束移動手段構成要
素） １６２ 平行平面板（光束移動手段構成要素） １７０ 測定光路 １８０ 参照光路

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 幾何光学的原理を利用して角膜頂点位置
   を測定する角膜位置測定系と、眼内測定対象物位置を測
   定する干渉光学系とからなる眼科装置において、 上記干渉光学系は、光源からの射出光を測定光束として
   被測定眼の瞳孔を通して眼内測定対象物に照射すると共
   にその反射光束を導く測定光路と、参照光束として光軸
   方向に可動の参照面に照射すると共にその反射光束を導
   く参照光路と、両反射光束が合成されて生成される干渉
   光を受光する受光素子と、上記被測定眼の瞳孔の範囲内
   で瞳孔の表面における上記測定光束の入射位置を移動さ
   せる光束移動手段と、該光束移動手段による光束の移動
   の間で得られた上記受光素子の信号のうち測定に十分な
   レベルの信号に基づいて眼内測定対象物位置を測定する
   眼内測定対象物位置測定部とを備えたことを特徴とする
   眼科装置。
2. 【請求項２】 上記光束移動手段を、瞳孔表面位置にお
   ける上記測定光束の入射位置が、被測定眼の瞳孔の中心
   の周囲に螺旋状、放射状、格子状、円形状、または直線
   状等の軌跡を描くように移動させることを特徴とする請
   求項１記載の眼科装置。
3. 【請求項３】 上記光束移動手段を、上記測定光束の光
   軸と平行な軸回りに回転可能なイメージローテーターで
   構成したことを特徴とする請求項１記載の眼科装置。
4. 【請求項４】 上記光束移動手段を、上記測定光束の光
   軸に垂直な軸回りに回転可能な平行平面板で構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の眼科装置。
5. 【請求項５】 上記光束移動手段を、上記測定光束の光
   軸と平行な軸回りに回転可能なイメージローテーターお
   よび上記測定光束の光軸に垂直な軸回りに回転可能な平
   行平面板で構成したことを特徴とする請求項１記載の眼
   科装置。
6. 【請求項６】 上記光束移動手段を、上記測定光束の光
   軸に垂直な異なる２つの軸回りにそれぞれ回転可能な１
   組の平行平面板で構成したことを特徴とする請求項１記
   載の眼科装置。
7. 【請求項７】 上記光束移動手段を、上記測定光束の光
   軸上に挿入された１組のジンバルミラーで構成したこと
   を特徴とする請求項１記載の眼科装置。