JP3539813B2

JP3539813B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP3539813B2
Application number: JP33790995A
Authority: JP
Inventors: 信雄鈴木
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2015-11-30
Also published as: JPH09149884A; US5807273A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼を測定するための眼科装置に係り、さらに詳しく述べれば、被検眼の瞼の開き具合を検出する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検眼の検査や測定を行う眼科装置としては、非接触式眼圧計や角膜形状測定装置等が知られている。この種の装置では、被検眼に測定用の気体を吹き付けたり測定用の光束を投光したりして測定を行う。測定に際しては、被検眼の開眼を十分に行い、測定用の気体や測定光束が瞼にけられない状態で測定を実行することが、正確な測定結果を得る上で重要となる。
従来、被検眼の瞼の開き（開瞼）が測定に対して十分であるか否かは、検者が観察光学系を介して被検眼を観察することにより判断し、開瞼が十分でない場合は、被検者に眼を開けるように指示した後、測定を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被検眼を観察しながらの開瞼状態の判断は、あくまで検者の主観的な判断に委ねられており、その判断の正確性は検者の経験等に依存するものであった。このため、検者によっては開瞼状態が不十分なことに気が付かず、測定を実行してしまうことがあり、測定エラ−を招いたり、あるいは測定できたとしても、測定結果にバラツキを生じることがあった。
特に、アライメントが完了すると自動的に測定を実行するようにした装置では、開瞼状態が不十分なままでも位置合わせが完了すると測定を実行してしまうことがあり、このため無用な測定を行ったりして正確な測定結果が得られず、検者、被検者に負担をかけることがあった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、被検眼の開瞼状態が十分でないままの不要な測定を回避し、信頼性の高い検査結果が得られ、効率のよい測定を行う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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本実施例は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）被検眼に対して測定系を所定の関係にアライメントする眼科装置において、被検眼角膜に向けてアライメント用の指標を投影し該指標の角膜反射像を検出しアライメント状態を検出するアライメント状態検出手段と、開瞼検出用の指標を角膜に向けて、被検眼の瞼がアライメント完了時を基準に測定に必要な領域以上に開かれているときに点状の角膜反射像を形成するように投影し、該開瞼検出用の角膜反射像の光束であって、角膜反射像の大きさに相当する開口を持ち且つ対物レンズに対して角膜反射像と共役な位置に配置されている視野絞りを通過した光束を受光素子で検出する開瞼検出手段と、開瞼検出手段の検出結果に基づいて開瞼状態を報知する報知手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼科装置において、前記開瞼検出用の指標は２つの指標を有し、それぞれの指標は被検眼の左右側方上部から対称に投影されることを特徴とする。
（３）（１）の眼科装置は、さらに前記開瞼検出手段の検出結果に基づいて開瞼状態が測定に十分なときにトリガ信号の発生を可能とする制御手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】
以下、実施例として非接触式眼圧計を挙げ、本発明を図面に基づいて説明する。
［全体構成］
図１は実施例である非接触式眼圧計の外観略図を示す図である。
１は基台であり、基台１には被検眼を固定するための顎台２が固設されている。３は本体部、４は後述する光学系を収納した測定部であり、５は本体部３と測定部４を移動するためのジョイスティックである。ジョイスティック５の操作により本体部３は基台１の水平面上を前後左右に、測定部４は本体部３に対して上下に移動する。基台１に対する本体部３の移動は、ジョイスティック５の軸の下方に形成された球面部及び下端部と、下端部が揺動する摺動板と、摺動板と接し基台１に貼り付けされた摩擦板と、本体部３と一体のハウジング３ａ内部の球軸受けの構成により、水平方向の微動が実現される。また、本体部３に対する測定部４の上下動は、ジョイスティック外周上部の回転ノブ５ａと、回転ノブ５ａとともに回転するスリット板と、スリット板を挟み軸に設けられた光源および受光素子とにより、受光素子の信号から回転ノブ５ａの回転方向及び回転量を検出し、その検出結果に基づいて測定部４を上下させるモ−タを駆動制御することによりなされる。このジョイスティック機構の詳細については、本出願人による特願平４−３１６４０９に記載されているので、これを参照されたい。６はアライメントのための前眼部像や検者に報知する情報を表示するテレビモニタである。
【０００７】
［各部の構成］
図２は装置の光学系を側面から見た図および制御系の要部構成図を示す。
なお、非接触式眼圧計は被検眼角膜に圧縮空気を噴射して所定状態に角膜を変形させ、直接または間接に検出されたその時の空気圧に基づいて被検眼の眼圧を測定するものであるが、この測定機構自体の説明は本発明との関連が薄いため省略している。詳しくは、本出願人による出願である特願平３−２９４１５号（発明の名称非接触式眼圧計）を参照されたい。
【０００８】
光学系
光学系はアライメント光学系と開瞼状態を検出するための開瞼指標投影・検出光学系に別けて説明する。
＜アライメント光学系＞
１０は観察光学系であり、Ｌ１はその光軸を示す。観察光学系の光路上には、角膜変形用の気体を吹き出すノズル１１が配置され、その軸と光軸Ｌ１とは一致している。光軸Ｌ１上にはビームスプリッタ１３、対物レンズ１４、フィルタ１５、ビームスプリッタ１６、１７、ＴＶカメラ１８が配置されている。１２は被検眼前眼部を下方から照明する２つの前眼部照明用光源（一つは図示せず）であり、９５０ｎｍの波長の近赤外の光を発する。フィルタ１５はこの前眼部照明光源１２と、後述する正面指標投影光学系３０および開瞼指標投影光学系７０の光源から出射される９５０ｎｍの波長の光束を透過し、距離指標投影光学系６０の光源からの波長８００ｎｍの出射光束に対して不透過の特性を持っており、ＴＶカメラ１８、正面指標検出光学系４０、および開瞼指標検出光学系８０に、不必要なノイズ光が入射することを防止する。
【０００９】
２０はレチクル投影光学系を示す。２１はレチクル投影用光源、２２は円環状のマークが形成されたレチクル板、２３は投影レンズである。照明用光源２１に照明されたレチクル板２２上のレチクルは、投影レンズ２３を透過し、ビームスプリッタ１７で反射され、ＴＶカメラ１８に受像される。
【００１０】
３０は正面指標投影光学系を示す。３１は正面指標投影用の光源、３２は投影レンズである。光源３１は前眼部照明用光源１２と同じ波長の９５０ｎｍの赤外光を出射する。また、正面指標投影用光源３１の光束には、前眼部照明用光源１２、および開眼指標投影光学系７０の光源からの出射光束が、正面指標検出光学系４０のノイズ光となるのを防ぐために、所定の周波数で出力に変調がかけられており、これらの出射光束との区別ができるようにしてある。
【００１１】
光源３１を出射した光は投影レンズ３２によって平行光束とされた後、ビームスプリッタ１３で反射され、光軸Ｌに沿って被検眼角膜Ｃに照射される。角膜Ｃで鏡面反射した光束は光源３１の虚像である指標ｉ１を形成する。正面指標ｉ１の光束は観察光学系１０を介してＴＶカメラ１８に入射し、ＴＶカメラ１８の撮像素子上に像を形成する。
【００１２】
４０は正面指標検出光学系を示す。４１は視野絞り、４２は二次元位置検出素子である。視野絞り４１の径は、不用光が二次元位置検出素子４２に入射しないように設定されている。二次元位置検出素子４２には、ＣＣＤやＰＳＤ等の種々のセンサが使用できる。
【００１３】
被検眼角膜で反射した正面指標の光束は、ビームスプリッタ１３、対物レンズ１４、フィルタ１５、ビームスプリッタ１６を介し、ビームスプリッタ１７によって正面視標検出光学系４０に導かれ、視野絞り４１を通過して二次元位置検出素子４２に入射する。二次元位置検出素子４２は、その素子面上に入射した指標ｉ１の光束の二次元位置により測定軸（観察光軸Ｌ１）に対する被検眼の上下左右位置を検出する。
【００１４】
５０は距離指標投影光学系であり、Ｌ２はその光軸を示す。光軸Ｌ２は光軸Ｌ１に対して傾斜して設けられ、ノズル１１から所定作動距離離れた位置で両光軸は交差する。５１は正面指標投影用光源３１とは異なる波長８００ｎｍの光を出射する距離指標投影用光源、５２は投影レンズである。
【００１５】
距離指標投影用光源５１を出射した光は投影レンズ５２によって平行光束とされ、光軸Ｌ２に沿って被検眼角膜Ｃに照射される。角膜Ｃで鏡面反射した光束は距離指標投影用光源５１の虚像である指標ｉ２を形成する。
【００１６】
６０は距離指標検出光学系であり、Ｌ３はその光軸を示す。光軸Ｌ３と光軸Ｌ２は光軸Ｌ１に対して対称な軸であり、光軸Ｌ３と光軸Ｌ２の両光軸は光軸Ｌ１上で交差する。光軸Ｌ３上には受光レンズ６１、フィルタ６２、一次元検出素子６３が配置されている。フィルタ６２は、距離指標投影用光源５１から出射される波長８００ｎｍの光束を透過し、前眼部照明用光源１２等から出射された波長９５０ｎｍの光束に対して不透過の特性を持ち、一次元検出素子６３にノイズ光が入射することを防止する。
【００１７】
指標ｉ２を形成する光源５１の角膜反射光束は、受光レンズ６１によってフィルタ６２を介し一次元検出素子６３に入射する。被検眼が観察光軸Ｌ１の軸方向（前後方向）に移動すると、距離指標ｉ２の像も一次元検出素子６３の検出方向に移動するため、一次元検出素子６３上における距離指標ｉ２の像の偏位から被検眼の位置が検出される。
なお、図２では説明の都合上、距離指標投影光学系５０及び距離指標検出光学系６０は被検眼に対して上下方向に配置されるように図示したが、好ましくは水平方向に配置する。
【００１８】
＜開瞼指標投影・検出光学系＞
７０は開瞼指標投影光学系であり、Ｌ４はその光軸を示す。開瞼指標投影光学系は被検眼に対し、瞼のやや下に角膜反射輝点ができるように設計されている。光軸Ｌ４上には、９５０ｎｍの波長の赤外光を出射するＬＥＤ等の光源７１、投影レンズ７２が配置されている。光源７１を出射した光は投影レンズ７２によってそれぞれ平行光束とされた後、光軸Ｌ４に沿って被検眼角膜Ｃに照射される。角膜Ｃで鏡面反射した光束は、所定のアライメント状態にある被検眼の瞼が所定の許容範囲以上に開かれているときに、瞼のやや下に光源７１の虚像である指標ｉ３を形成する。
【００１９】
８０は開瞼指標検出光学系を示し、８１は視野絞り、８２は受光素子である。指標ｉ３の光束は、ビームスプリッタ１３、対物レンズ１４、フィルタ１５を介し、ビームスプリッタ１６によって開瞼視標検出光学系８０に導光される。視野絞り８１は対物レンズ１４を介して指標ｉ３と共役な位置に配置され、指標ｉ３の光束が通過する位置に開口を持つ。開口の大きさは、アライメント完了時に指標ｉ３の光束のみが通過できる大きさにするとともに、瞼により乱反射される光束の通過を制限する大きさに設定されている（詳細は後述する）。開瞼状態は受光素子８２の素子面に入射した光量により検出する。
【００２０】
制御系
９０は制御回路、９１は正面指標検出処理回路、９２は距離視標検出処理回路、９３は開瞼視標検出処理回路、９４は表示回路、９５は合成回路、９７は報知用ブザー、９８は測定系である。表示回路９４は検者に報知するためのメッセージや位置合わせのためのマ−ク等のキャラクタを生成し、その信号は合成回路９５に入力される。合成回路９５は、表示回路９４から入力されたキャラクタ信号と、ＴＶカメラ１８からの映像信号を合成してモニタ６に出力する。
【００２１】
以上のような構成の装置において、以下にその動作を説明する。
まず、装置のアライメントについて説明する。前眼部照明用光源１２によって照明された被検眼前眼部は観察光学系１０を介し、レチクル光学系２０によるレチクル像とともにＴＶカメラ１８に受像される。ＴＶカメラ１８で受像された映像信号は合成回路９５を介してモニタ６に送られ、その画像が映出される。図３はモニタ６に映出された画像の表示例である。１００は被検眼前眼部像、１０１はレチクル像、１０２は正面指標像、１０３は距離マ−ク、１０４は開瞼指標投影光学系による指標像、１０５は前眼部照明光源１２による光源像である。
【００２２】
検者はモニタ６に映し出された被検眼前眼部１００とレチクル像１０１を観察しながら、ジョイスティック５を操作して円環状のレチクル像１０１を前眼部像の虹彩または瞳孔の中心付近に合わせ、ピント調節をすることにより、粗くアライメントする。この状態になると、視標ｉ１の光束が二次元位置検出素子４２及びＴＶカメラ１８の撮像面上に入射し、モニタ６には正面指標像１０２が映出されるようになる。また、指標ｉ２の光束が一次元検出素子６３に入射するようになると、モニタ６には距離マ−ク１０３が表示されるようになる。距離マ−ク１０３は次のようにして表示される。制御回路９０は、一次元検出素子６３からの検出信号に所定の処理を施してノズル１１から被検眼角膜までの距離を得る。制御回路９０からの距離情報に基づいて表示回路９４は距離マ−ク１０３のキャラクタ信号とモニタ６上での位置信号とを発生させる。合成回路９５はＴＶカメラ１８からの映像信号と距離マ−ク１０３とを合成し、モニタ６に出力する。距離マ−ク１０３は、ノズル１１から角膜までの距離に対応してモニタ６上のレチクル像１０１の上下をリアルタイムで移動し、角膜が適性作動距離にあるときにレチクル像１０１に重なる。
【００２３】
検者は、モニタ６を観察しながらジョイスティック５等を操作して、正面指標像１０２がレチクル像１０１の中に入るように装置を移動することにより上下左右のアライメントを行う。作動距離のアライメントは、前述したように距離マ−ク１０３とレチクル像１０１とを合致させて行う。このとき、制御回路９０は検者によるアライメントに平行して、二次元位置検出素子４２及び一次元検出素子６３上のそれぞれの指標像が許容範囲内に入ったか否かにより、アライメント完了の適否を判断する。
【００２４】
アライメントが完了すると、続いて制御回路９０は被検眼の開瞼状態の適否を次のようにして判断する。被検眼の瞼が測定許容範囲以上に開かれている場合、角膜Ｃでの鏡面反射により形成された指標ｉ３の光束は、開瞼視標検出光学系８０の視野絞り８１の開口部を通過し、受光素子８２の素子面に入射する。図４の（ａ）はこのときに入射する光束の状態を示す図である。１１０は入射光束の分布を示す。指標ｉ３の光束の大部分は視野絞り８１の開口部８１ａを通過することができ、受光素子８２の素子面に入射する。
【００２５】
一方、被検眼の開瞼が不十分な場合、開瞼指標投影光学系７０の光源７１から出射した光束は像を結ぶことなく、瞼の表面でそれぞれ乱反射される。この散乱光は角膜での反射光と同じ経路を経て、開瞼指標検出光学系８０に入射する。図４の（ｂ）はこの散乱光が受光素子８２の素子面に入射する状態を示した図であり、瞼による散乱光分布１１１は開口部８１ａより大きく広がり、開口で制限された光束の一部のみが受光素子８２に入射する。
【００２６】
制御回路９０は受光素子８２の出力に基づいて開瞼状態を判断する。すなわち、開瞼が十分な場合は、視野絞り８１の開口部を通過した指標ｉ３の光束の大部分が素子面に入射するので、受光素子８２からの出力レベルは高くなる。これに対して開瞼が不十分な場合、視野絞り８１の開口部で制限された散乱光束の一部が受光面に入射するのみであるので、その出力レベルは指標ｉ３の光束入射に比べて低い。したがって、出力レベルにより開瞼状態を判別する閾値を予め設定しておくことにより、２つの状態を検出できる。
【００２７】
このような開瞼状態の検出により、測定に十分な開瞼であると判断できると、制御回路９０は測定を開始するトリガ信号を自動的に発して測定系９８を作動させ、測定を実行して測定結果を得る。
【００２８】
瞼が角膜の測定許容範囲にかかり、開瞼が十分でないと判断されると、制御回路９０は測定開始のトリガ信号は発せず、表示回路９４、合成回路９５を介してモニタ６に被検者に十分な開瞼を行う旨のメッセージを表示する。同時に、ブザー９７を作動させ音声によっても開眼を促す旨を報知する。
【００２９】
検者は被検者に眼を開くように指示する。この時、アライメントがずれた場合には、検者は再びモニタ９６の観察によりアライメントを完了させる。装置はアライメント完了を判断した後、同様に受光素子８２の出力信号に基づいて十分な開瞼であると判断できれば、トリガ信号を発して測定を実行する。
【００３０】
このように装置は開瞼状態の適否を判断した後に測定を実行するので、不十分な開瞼のまま測定を行うことを確実に防止でき、測定エラ−が少なく、信頼性の高い検査結果を得られる。
【００３１】
なお、上記の説明では、装置がアライメント状態を検出し、自動的にトリガ信号を発して測定を実行するものとしたが、検者の操作によるスイッチ入力でトリガ信号を発生させて測定を行うものでも良い。この場合、検者のスイッチ入力でのトリガ信号の発信に対し、開瞼状態が十分でないと検出されたときはそのトリガ信号を受け付けず、開瞼を行う旨をモニタによる表示及びブザ−による音声で報知する。
【００３２】
以上説明した実施例では開瞼指標投影光学系７０による指標投影を一つとしたが、複数にしても良い。例えば、開瞼指標投影光学系を２組設ける場合は、図５のように（図は２組の開瞼指標投影光学系を上からみたときのものを示す）、側方上部より被検眼角膜に斜めに向かうように投影光軸を左右対称に配置し、それぞれの光源の虚像である指標ｉ３ａ、ｉ３ｂが形成されるようにする。こうすると、被検眼に対して側方から光を照射できるので、彫りの深い被検者でも指標を投影しやすくなる。開瞼指標検出光学系には被検眼に形成される２つの指標ｉ３ａ、ｉ３ｂに対応して、視野絞り８１の開口、及び受光素子８２も２つ設ける。開瞼状態の判断は、２つの受光素子が共に指標像を検出しているか、あるいはいずれか一方が検出しているかにより行う（この検出判断は、左右眼の別、測定許容範囲等を考慮して都合の良い方を適宜設定すれば良い）。
【００３３】
また、開瞼視標検出光学系を設けずにＴＶカメラ１８が捕らえた画像により被検眼の開瞼状態を判断することも可能である。すなわち、アライメント完了時には開瞼指標投影光学系７０による指標ｉ３の光束がＴＶカメラ１８の撮像素子面にも入射するので、視野絞り８１と同じ様に撮像素子面上で指標ｉ３の像を検出する範囲を設定する。この設定した範囲の素子面での受光量を検出し、受光素子の場合と同様に予め定めた基準の閾値レベルと比較することにより、測定に十分な開瞼状態かを判断する。
【００３４】
さらには、特別に開瞼指標投影光学系も設けることなく、ＴＶカメラ１８が捕らえた前眼部像に画像処理を施して開瞼状態を検出することもできる。例えば、アライメントを完了させたときの前眼部画像をメモリに記憶し、測定に必要な範囲での水平走査線上の輝度差に基づいて瞳孔や虹彩、眼瞼の境界エッジを画像処理して求める。これにより開瞼状態を判断する。
【００３５】
また、正面指標検出光学系と開瞼視標検出光学系を、ＣＣＤ等の位置検出素子を用いることによって共用することも可能である。アライメント完了時の位置検出素子には正面指標像と開瞼指標像の両方が入射するように構成し、指標投影光学系の光源に変調をかけることにより両指標像を区別する。開瞼状態の判断は、前述した方法と同様に、位置検出素子上の予め定めた範囲の光量信号に基づいて行う。
【００３６】
この他、前眼部照明用光源と開眼視標投影用光源を共用したりする等の変容を加えたり、測定動作中も開瞼状態を検出して測定を中止しエラ−表示するようにすることもできる。
【００３７】
このように本発明は種々の変容が可能であり、これらも技術思想を同一にする範囲において本発明に含まれるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被検眼の開瞼状態が十分でない不要な測定を回避でき、信頼性の高い検査結果を得られる。殊に、アライメント完了後、装置がトリガ−信号を発して自動的に測定を実行する機構の場合、不十分な開瞼のままでの測定を防止でき、検者や被検者への負担をより軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の外観略図を示す図である。
【図２】実施例の装置の光学系を側面から見た図および制御系の要部構成図である。
【図３】実施例の装置のモニタに映出された画像の表示例である。
【図４】開瞼指標検出光学系の受光素子に入射する光束の状態を示す図である。
【図５】開瞼指標投影光学系の変容例を説明する図である。
【符号の説明】
６テレビモニタ
１８テレビカメラ
３０正面指標投影光学系
４０正面指標検出光学系
７０開瞼指標投影光学系
８０開瞼指標検出光学系
９０制御回路
９７報知用ブザー

Claims

被検眼に対して測定系を所定の関係にアライメントする眼科装置において、被検眼角膜に向けてアライメント用の指標を投影し該指標の角膜反射像を検出しアライメント状態を検出するアライメント状態検出手段と、開瞼検出用の指標を角膜に向けて、被検眼の瞼がアライメント完了時を基準に測定に必要な領域以上に開かれているときに点状の角膜反射像を形成するように投影し、該開瞼検出用の角膜反射像の光束であって、角膜反射像の大きさに相当する開口を持ち且つ対物レンズに対して角膜反射像と共役な位置に配置されている視野絞りを通過した光束を受光素子で検出する開瞼検出手段と、開瞼検出手段の検出結果に基づいて開瞼状態を報知する報知手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置において、前記開瞼検出用の指標は２つの指標を有し、それぞれの指標は被検眼の左右側方上部から対称に投影されることを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置は、さらに前記開瞼検出手段の検出結果に基づいて開瞼状態が測定に十分なときにトリガ信号の発生を可能とする制御手段を備えることを特徴とする眼科装置。