JP3571102B2

JP3571102B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP3571102B2
Application number: JP06863595A
Authority: JP
Inventors: 功騎加藤
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JPH08229006A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被検眼を測定する眼科装置、さらに詳しく述べると被検眼と装置とを所定の位置関係にアライメントするアライメント機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触式眼圧計や他覚式眼屈折力測定装置等の眼科装置では、被検眼と装置との位置調整（アライメント）が必要であり、アライメント状態を検出する機構としては次のものが知られている。被検眼角膜に向けてアライメント光を投光することによって角膜反射像を形成し、角膜反射像の位置を分割受光素子やＰＳＤ等の位置検出素子により検出する。この検出位置に基づき、手動操作または自動的に被検眼と装置とのアライメントを行う。位置検出素子が角膜反射像を所定の位置に検出すると、スタ−ト信号を発し自動的に測定を開始する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来のアライメント機構では、被検眼の瞬きがあると誤ってアライメントが完了したと判断し、測定を開始しまうという欠点がある。被検眼の瞬きによりアライメント光はまぶたによって散乱され、この散乱光は角膜反射光と同様に位置検出素子により受光される。散乱光は状況によって位置検出素子に一様に入射することがあり、位置検出素子が入射する光量分布等の検出により被検眼の位置を検出する形式のときには、位置検出素子の出力は被検眼のアライメントが完了した状態と区別がつかない。このため、装置は不要な測定を開始し、無駄な時間が費やされるのみならず、検者及び被検者に余分な負担をかけるという欠点があった。
【０００４】
本発明は、上記欠点に鑑み案出されたものであり、装置の誤動作を防止して効率の良い測定を可能にし、検者及び被検者にかける負担を軽減す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】
本発明は、上記課題を解決するために、次のような構成を有することを特徴とする。
（１）被検眼にアライメント用指標を形成する指標形成手段と、該アライメント用指標を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいてアライメント状態を判断する判断手段と、被検眼の前眼部を観察する観察光学系と、流体噴射手段により被検眼角膜に圧縮気体を噴射して角膜を変形させ、角膜変形検出手段により角膜が圧平されたときの圧力から眼圧を測定する測定手段とを持つ眼科装置において、前記指標形成手段の指標光束を反射するミラーを前記観察光学系の光路に斜設することにより光路を分岐し、正常にアライメントされたときにはアライメント用指標光束が通過しないように、光軸からずれた位置に開口を持つ絞りを分岐された光路中でかつ被検眼に形成されるアライメント用指標と共役な位置に配置し、前記指標形成手段のまぶたで反射され、絞りを通過した散乱光を受光素子で受光する受光手段と、該受光手段の受光素子による受光量からまぶたの有無を検知する検知手段と、該検知手段によりまぶたを検知したときは前記流体噴射手段の作動開始を停止させる停止手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【実施例１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は実施例１の装置のアライメント光学系と制御系の概略構成を示す図であり、光学系は上から見た図を示している。なお、測定系については非接触式眼圧計（図５参照）や眼屈折力測定装置等周知の種々の構成のものが使用できるが、その説明は省略している。
光学系
（観察光学系）
Ｌは観察光学系の光軸を示し、観察光軸Ｌ上にはハ−フミラ−１、対物レンズ２、フィルタ３、ハ−フミラ−４、ＣＣＤカメラ５が設けられている。フィルタ３は後述する正面指標投影光学系の光束の波長を透過し、距離指標投影光学系の光束の波長を透過しない特性を持ち、ＣＣＤカメラ５及び正面指標検出光学系の検出素子に不要なノイズ光が入射することを防止する。
６は被検眼Ｅの前眼部像を映し出すテレビモニタである。
【００１１】
（正面視標投影光学系）
１０は近赤外光を発する正面視標投影用の光源、１１は投光レンズである。光源１０からの光は投光レンズ１１により平行光束とされた後、ハ−フミラ−１により光軸Ｌにそって被検眼Ｅへ正面から投光される。
（正面視標検出光学系）
正面視標検出光学系は、観察光学系と共用する対物レンズ２及びフィルタ３、光軸Ｌａ上に配置されたハ−フミラ−１２、ＰＳＤ等の２次元位置検出素子１３から構成される。２次元位置検出素子１３の中心は光軸Ｌａ上に位置し、２次元位置検出素子１３は、光軸Ｌａと交わる点を原点として入射した光束の光量分布の重心位置の偏位から被検眼の上下左右方向を検出する。
（まぶた検出光学系）
Ｌｂはハ−フミラ−１２によって光軸Ｌａから分岐されたまぶた検出光学系の光軸である。まぶた検出光学系は観察光学系の対物レンズ２及びフィルタ３を共用し、光軸Ｌｂからずれた位置に開口を持つ絞り１５、受光素子１６を有する。
【００１２】
（距離指標投影光学系）
Ｍは距離指標投影光学系の光軸であり、光軸Ｍは観察光軸Ｌに対して斜めに交差して設けられている。光軸Ｍ上には光源１０と異なる波長の光を発する光源２０、投光レンズ２１が配置されている。
（距離指標検出光学系）
Ｎは距離指標検出光学系の光軸であり、光軸Ｎは光軸Ｌに対して光軸Ｍと対称に配置されている。光軸Ｎ上には受光レンズ２２、フィルタ２３、円柱レンズ２４、１次元位置検出素子２５が配置される。フィルタ２３は光源２０の波長の光を透過し、正面指標投影光学系の光源１０の波長の光を透過しない特性を持ち、位置検出素子２５に光源１０の角膜反射光束が入射することを防止する。位置検出素子２５は１次元のＰＳＤであり、その中心は光軸Ｎ上に位置する。１次元位置検出素子２５は被検眼の前後方向の位置をその光量分布の重心位置から検出する。
【００１３】
制御系
３０は２次元位置検出素子１３及び１次元位置検出素子２５からの出力信号に所定の処理を施して被検眼の位置を求める位置演算系である。３１は測定系３２を制御する測定制御系である。３３は測定系３２の作動を停止させるための測定停止信号を発生する停止信号発生系であり、停止信号発生系３３は受光素子１６からの出力信号に所定の処理を施し、その信号と予め設定記憶された基準値（後述する）とを比較することにより測定停止信号を発生する。
【００１４】
以上のような構成を持つ装置において、その動作を説明する。
正面視標投影光学系により光源１０の光束が被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投光されると、この光束により角膜Ｅｃでは光源１０の角膜反射像である虚像の指標ｉ１を形成する。指標ｉ１の光束は観察光学系によりＣＣＤカメラ５の撮像素子上に指標ｉ１の像を形成する。検者はこの指標像と、図示なき照明光源に照明された被検眼前眼部像をテレビモニタ６で観察し、アライメント操作のための情報とする。
【００１５】
角膜Ｅｃで反射した正面指標ｉ１の光束は、ハ−フミラ−４によって正面視標検出光学系に導かれ、２次元位置検出素子１３に受光される。また、正面視標検出光学系に導かれた光束の一部は、ハ−フミラ−１２によりまぶた検出光学系に入射するが、位置調整が完了した時には絞り１５の開口が光軸Ｌｂからずらしてあるので、受光素子１６には光束は入射しない（図２の（ｃ）参照）。
一方、光源２０を出射した光は投光レンズ２１によりほぼ平行光束とされ、光軸Ｍにそって角膜Ｅｃへ斜め前から投光される。角膜Ｅｃで鏡面反射した光束は光源２０の虚像である指標ｉ２を形成し、角膜反射光は受光レンズ２２によりフィルタ２３、円柱レンズ２４を介して検出素子２５上に入射する。円柱レンズ２４はその母線方向を１次元位置検出素子２５の検出方向と一致するように配置することにより、被検眼が上下に振れても１次元位置検出素子２５は指標ｉ２の光束を受光することができる。
【００１６】
検者が装置のアライメントを行い、指標ｉ１の光束が２次元位置検出素子１３上に、指標ｉ２の光束が１次元検出素子２５上に入射するようになると、それぞれの位置検出素子は指標像を検出する。図２は被検眼と装置とが所定の位置関係に位置調整されたときのそれぞれの素子に入射する光束の状態を示す図であり、（ａ）は２次元位置検出素子１３を光軸Ｌａ方向から見た図、（ｂ）は１次元位置検出素子２５を光軸Ｎ方向から見た図、（ｃ）は受光素子１６を光軸Ｌｂ方向から見た図である。図中の点線は入射光束の分布を示す。位置演算系３０は２つの位置検出素子１３及び２５からの信号によりそれぞれの指標像の位置を算出し、両者の指標像が共に所定の許容誤差内にあると判定すると、測定制御系３１にアライメント完了の信号を出力する。被検眼が瞬きをせずに正常にアライメントが行われた場合には、角膜反射の指標ｉ１の光束は受光素子１６に入射しないので停止信号発生系３３は停止信号を出力しない。測定制御系はトリガ信号を測定系３２に発し、測定系３２は測定を開始する。
【００１７】
次に、被検眼が瞬きをして角膜Ｅｃがまぶたに覆われると、光源１０及び光源２０から出射した光束は像を結ぶことなく、まぶた表面でそれぞれ散乱反射される。この散乱光は角膜Ｅｃの反射光と同じ経路を経て各検出光学系に入射する（図３参照）。図中の点線は入射光束の分布を示し、まぶたによる散乱光は大きく広がって各素子に入射し、位置検出素子１３及び１次元位置検出素子２５では光量分布の重心位置を検出しているため、図２の状態と図３の状態を弁別ができず、図３の状態でもその重心位置が所定の許容誤差内であれば位置演算系３０はアライメント完了と判別し、その信号を測定制御系３１に出力する。
まぶたが閉じられた状態では、まぶた検出光学系の受光素子１６には図３の（ｃ）で示すように光束の一部が入射している。図４は受光素子１６のまぶたが閉じられることなくアライメントが完了したときの出力例（イ）と、まぶたが閉じられたときの出力例（ロ）を示しており、あらかじめ基準値であるしきい値Ｉ_０を設定しておくことにより２つの状態を判別できる。したがって、受光素子１６の出力からまぶたを検知することができる。
【００１８】
停止信号発生系３３は、受光素子１６の出力信号と基準値（Ｉ_０）とを比較することにより、基準値を越える出力があったときには測定停止信号を測定制御系３１に出力する。測定制御系３１はこの停止信号を受けたときは、位置演算系３０からのアライメント完了信号の入力にかかわらずトリガ信号の発生を停止し、測定系３２を作動させない。
このように瞬きによって検出された被検眼偏位信号が所定の許容誤差内におかれたとしても、装置は瞬きによるものであることを判別するため、誤って測定を開始することを防止することができる。
【００１９】
【実施例２】
実施例２は本発明を非接触式眼圧計に適用したものであり、測定系の角膜変形状態を検出するための光学系と共用させる構成としている。
図５はその流体噴射機構、光学系及び制御系の概略構成を示した図である。図において図１と共通な要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。非接触式眼圧計は、被検眼角膜に圧縮気体を噴射して角膜を変形させるとともに、その角膜で反射された光束を受光光学系で受光し、その受光量により角膜が所定の状態に変形されたことを検出し、所定状態に変形された気体圧を得、その気体圧に基づいて眼圧を測定するものであるが、本明細書では本発明と関連する要素のみの説明にとどめ、測定機構自体の詳細な説明は本出願人による特願平３−２９４１５号（発明の名称「非接触式眼圧計」）の記載を援用する。
【００２０】
気体噴射機構は、シリンダ４０、ソレノイド４１により駆動されて往復するピストン４２、圧縮気体の噴射口のノズル４３、ノズル４３を保持するガラス部材４５、シリンダ４０の後壁を構成する後壁窓４６、シリンダ４０内の圧力を検出する圧力センサ４７等から構成される。圧縮気体は測定系３２がソレノイド４１を駆動してピストン４２で押圧することにより発生し、ノズル４３から角膜Ｅｃに向けて噴射される。
【００２１】
５０は角膜変形検出光学系であり、光源２０（距離指標検出光学系の光源と共用される）の光束の角膜反射光を検出し、角膜Ｅｃの変形状態を検出する。角膜変形検出光学系５０は、距離指標検出光学系の受光レンズ２２及びフィルタ２３を共用し、光軸Ｎ上に配置されたハ−フミラ−５１、受光素子５２、受光素子５２への入射光を制限する絞り５３から構成される。絞り５３は位置調整が完了して測定が行われ、角膜Ｅｃが変形されて所定形状になったときに光源２０と共役になる位置に設けられている。
角膜変形検出光学系５０はまぶた検出光学系と共用され、受光素子５２はアライメント時のまぶたによる反射光を検出する。これは角膜とまぶたとでは、まぶたの方がより平面に近いため、アライメンが完了されたときと、まぶたが閉じられたときでは、まぶたが閉じられたときの方が受光素子５２の受光量が多いことを利用している。
【００２２】
５５は測定波形処理系であり、測定波形処理系５５は測定時の受光素子５２の受光量の変化を解析し、ピ−ク検出処理等を行う。停止信号発生系３３がアライメント中の受光素子５２の受光量が、予め設定された基準値を越えたときに、停止信号を測定制御系３１に出力し、まばたきにより誤って測定を開始することを防ぐことができる。
このように、実施例２ではまぶた検出のための専用の光学系を設けることなく、非接触式眼圧計の周知の構成要素を利用できるので、より簡単に本機能を装置に付加することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の誤動作を防止して効率の良い測定を可能にし、検者及び被検者にかける負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の装置のアライメント光学系と制御系の概略構成を示す図である。
【図２】被検眼と装置とが所定の位置関係に位置調整されたときのそれぞれの素子に入射する光束の状態を示す図である。
【図３】角膜がまぶたに覆われたときのそれぞれの素子に入射する光束の状態を示す図である。
【図４】まぶたが閉じられることなくアライメントが完了したときの出力例と、まぶたが閉じられたときの出力例を示す図である。
【図５】本発明を非接触式眼圧計に適用した実施例２の装置の流体噴射機構、光学系及び制御系の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
１０光源
１３２次元位置検出素子
１６受光素子
２０光源
２５１次元位置検出素子
３０位置演算系
３１測定制御系
３２測定系
３３停止信号発生系

Claims

被検眼にアライメント用指標を形成する指標形成手段と、該アライメント用指標を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいてアライメント状態を判断する判断手段と、被検眼の前眼部を観察する観察光学系と、流体噴射手段により被検眼角膜に圧縮気体を噴射して角膜を変形させ、角膜変形検出手段により角膜が圧平されたときの圧力から眼圧を測定する測定手段とを持つ眼科装置において、前記指標形成手段の指標光束を反射するミラーを前記観察光学系の光路に斜設することにより光路を分岐し、正常にアライメントされたときにはアライメント用指標光束が通過しないように、光軸からずれた位置に開口を持つ絞りを分岐された光路中でかつ被検眼に形成されるアライメント用指標と共役な位置に配置し、前記指標形成手段のまぶたで反射され、絞りを通過した散乱光を受光素子で受光する受光手段と、該受光手段の受光素子による受光量からまぶたの有無を検知する検知手段と、該検知手段によりまぶたを検知したときは前記流体噴射手段の作動開始を停止させる停止手段と、を設けたことを特徴とする眼科装置。