JP3606706B2

JP3606706B2 - 眼科装置

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Publication number: JP3606706B2
Application number: JP13752797A
Authority: JP
Inventors: 吉田　　誠; 宗央中尾; 信雄鈴木
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2017-05-12
Also published as: JPH1071122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼に対して装置を所定の位置関係に位置合わせする眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検眼の屈折力を測定する眼屈折力測定装置や非接触で眼圧を測定する非接触眼圧計等の眼科装置は、被検眼に対して装置の測定光学系を所定の位置関係にアライメント調整する必要がある。
【０００３】
この種の装置のアライメント機構としては、被検眼の視軸方向からアライメント指標を投影し、角膜反射により形成される角膜頂点付近の反射輝点をＴＶカメラで撮像して観察用ＴＶモニタに映出すようにしたものが知られている。検者はレチクルに対して角膜反射輝点が所定の位置関係になるようして、上下左右方向のアライメント調整を行う。また、角膜反射輝点にピントを合わせることにより作動距離（前後）方向のアライメント調整を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなアライメント方法は角膜頂点を基準にしているため、角膜頂点が撮像画面から外れると輝点の観察及び検出ができず、アライメントの検出範囲が必ずしも広いとはいえなかった。観察用ＴＶモニタ上に輝点が観察できない場合は、被検眼の前眼部像等を手がかりに装置を動かして輝点が観察できるようにするが、検査に不慣れな検者では、前眼部像の一部のみでは装置をどの方向に移動させれば良いのか判然とせず、アライメントに時間がかかるという問題があった。
【０００５】
さらに、角膜頂点の輝点の検出情報に基づいて駆動手段を制御するアライメント装置の場合には、角膜頂点の輝点が検出できないと駆動手段を駆動できないという欠点があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、アライメントが容易にできる眼科装置を提供することを技術課題とする。
【０００７】
【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以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００８】
（１）被検眼を測定する測定手段を有し、該測定手段を被検眼に対して移動手段により移動させ所定の位置関係にアライメントする眼科装置において、被検眼の前眼部を正面から二次元撮像素子により撮影する撮影光学系と、該撮影光学系の撮影光軸に沿って第 1 アライメント用指標を投影するとともに、撮影光軸に対してある角度をもって交差する投影光軸を持つ複数の第２アライメント用指標を被検眼の角膜周辺に向けて投影する指標投影光学系と、前記撮影光学系による撮影像を処理して第 1 アライメント用指標及び第２アライメント用指標の角膜反射像を検出する画像処理回路と、検出された指標像の数と位置関係により上下左右方向のアライメント状態を判定する判定手段と、該判定結果に基づいて前記移動手段による移動を指示する指示手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
（２）（１）記載の眼科装置において、前記判定手段は第１のアライメント許容範囲と第１のアライメント許容範囲より広く設定された第２のアライメント許容範囲とを有し、前記指示手段は前記移動手段に駆動信号を与える制御手段を含み、該制御手段は第２のアライメント許容範囲への移動手段の移動速度を第２のアライメント許容範囲から第１のアライメント許容範囲への移動速度に対して速くすることを特徴とする。
【００２２】
【実施例１】
以下、本発明を非接触式眼圧計を実施例として挙げ、図面に基づいて説明する。
【００２３】
［全体構成］
図１に実施例である非接触式眼圧計の外観概略図を示す。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の水平面上を前後方向（Ｚ方向）及び左右方向（Ｘ方向）に摺動し、測定部４は本体部３に対して上下方向（Ｙ方向）に移動する。
【００２４】
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および下端部と、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５の外周上部の回転ノブ５ａと、回転ノブ５ａと共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の回転方向および回転量を検出し、その検出結果に基づいて測定部４を上下動させるＹ軸モータを駆動制御することによって行われる。このジョイスティック機構の詳細については、本出願人による特開平６−７２９２号（発明の名称眼科装置のジョイスティック機構）に記載されているので、これを参照されたい。
【００２５】
また、測定部４は本体部３に対して左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｚ方向）にも移動する。これらの移動はジョイスティック５によらず、後述する制御回路によって駆動制御されるＸ軸モ−タ及びＺ軸モ−タにより行われる。
【００２６】
６は圧縮気体を被検眼に向けて噴出するためのノズルが配置されたノズル部である。測定部４の被検者側にはノズル部６を中心にして被検眼の角膜周辺にアライメント指標を投影する４個の光源７ａ〜７ｄが配置されている。本体部３の側部にはノズル部６が被検眼に接近できる移動限界を規制するためのツマミ８が配置されている。また、本体部３のジョイスティック５側（検者側）には、観察用のＴＶモニタが備えられている。
【００２７】
［光学系］
図２は装置のアライメント光学系の要部構成図であり、上から見たときの図である。なお、非接触式眼圧計は被検眼角膜に圧縮した気体を吹き付けて所定の形状に変形させ、直接あるいは間接的に検出されたその時の気体圧に基づいて、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は関係が薄いことから省略する。詳細については本出願人による特開平４−２９７２２６号（発明の名称非接触式眼圧計）を参照されたい。
【００２８】
（観察光学系）１０は観察光学系であり、Ｌ１はその光軸を示す。観察光学系１０は上下左右方向の第１及び第２アライメント用の指標（後述する）を検出する指標検出光学系を兼ねる。観察光学系１０の光路上には角膜変形用の気体を噴出するノズル９がガラス板８ａ，８ｂに保持されて配置され、その軸と光軸Ｌ１は一致している。光軸Ｌ１上には、ビームスプリッタ１１、対物レンズ１２、ビームスプリッタ１４、フィルタ１５、ＣＣＤカメラ１６が配置されている。フィルタ１５は、第１及び第２アライメント指標光学系（後述する）とレチクル投影光学系の光束（波長９５０ｎｍ）を透過し、可視光及び距離指標投影光学系（後述する）の光束（波長８００ｎｍ）に対して不透過の特性を持っており、ＣＣＤカメラ１６に不必要なノイズ光が混入することを防止する。ＣＣＤカメラ１６に撮像される前眼部像及び指標像はＴＶモニタ１７に映出され、検者はこれを観察する。
【００２９】
（レチクル投影光学系）２０はレチクル投影光学系２０を示す。２１は波長９５０ｎｍの赤外光を出射する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。レチクル投影用光源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、ビームスプリッタ１４、フィルタ１５を介してＣＣＤカメラ１６に受像される。
【００３０】
なお、レチクル投影用光源２１から出射される光束には、ＣＣＤカメラ１６による指標像の検出を容易にするため、所定の周波数で出力に変調がかけられ、これにより光源７ａ〜７ｄおよび光源３１から出射される光束とが区別される。また、レチクル像はＴＶモニタ上で観察できればよいので、光量を落として指標像との輝度の差から区別するようにしてもよいし、パタ−ンジェネレ−タにより電気的に生成させてもよい。
【００３１】
（固視光学系）固視光学系２５は、可視光を発する光源２６、固視標板２７、投影レンズ２８を持つ。光源２６の点灯により固視標板２７を出射した光束は、投影レンズ２８、ビームスプリッタ１４、対物レンズ１２、ビームスプリッタ１１を介し、ノズル９を通り被検眼に入射する。
【００３２】
（第１アライメント指標投影光学系）３０は第１アライメント指標投影光学系を示す。３１は中央指標投影用光源、３２は投影レンズである。光源３１は波長９５０ｎｍの赤外光を出射する。光源３１を出射した赤外光束は投影レンズ３２によって平行光束とされた後、ビームスプリッタ１１によって反射され、光軸Ｌ１に沿ってノズル９内を通過して被検眼角膜Ｅｃに照射される。角膜Ｅｃで鏡面反射する光束は光源３１の虚像である第１アライメント指標ｉ１を形成する。第１アライメント指標ｉ１の光束は、ＣＣＤカメラ１６の撮像素子上に第１アライメント指標ｉ１の像を形成する。
【００３３】
（第２アライメント指標投影光学系）第２アライメント指標投影光学系７は４個の光源７ａ〜７ｄを持つ（図１参照）。光源７ａと７ｂ及び光源７ｃと７ｄは、それぞれ光軸Ｌ１を挟んで同じ高さ距離に配置され、指標の光学的距離を同一にしている。光源７ａ〜７ｄは第１アライメント指標投影光学系の光源と同じ波長９５０ｎｍの赤外光を出射する。光源７ａ、７ｂからの光は被検眼の角膜周辺に向けて斜め上方向から照射され、光源７ａ、７ｂの虚像である指標ｉ２、ｉ３を形成する。また、光源７ａ、７ｂは瞼の開き具合を検出する（後述する）ための光源を兼ねている。光源７ｃ、７ｄからの光は被検眼の角膜周辺に向けて斜め下方向から照射され、光源７ｃ、７ｄの虚像である指標ｉ４、ｉ５を形成する。光源７ａ〜７ｄは被検眼前眼部を照明する照明用光源を兼ねている。
【００３４】
４個の指標ｉ２、ｉ３、ｉ４、ｉ５の光束は観察光学系１０を介してＣＣＤカメラ１６に入射し、ＣＣＤカメラ１６の撮像素子上に像を形成する。
【００３５】
（距離指標投影光学系）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９から所定の作動距離離れた位置で両光軸は交差する。５１は光源７ａ〜７ｄ及び光源３１と異なる波長８００ｎｍの光を出射する距離指標投影用の光源であり、５２は投影レンズである。
【００３６】
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に沿って角膜Ｅｃに照射される。角膜Ｅｃで鏡面反射した光束は光源５１の虚像である指標ｉ６を形成する。
【００３７】
（距離指標検出光学系）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、光源５１から出射される波長８００ｎｍの光束を透過し、光源７ａ〜７ｄおよび光源３１から出射される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。
【００３８】
指標ｉ６を形成する光源５１の角膜反射光束は、受光レンズ６１、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、指標ｉ６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上における指標ｉ６の像の偏位から被検眼の位置が検出される。
【００３９】
［制御系］
図３に装置の制御系の要部構成図を示す。７０は制御回路、７１は画像処理回路、７２は距離指標の検出処理回路である。７４〜７６は本体部３に対して測定部４を駆動させるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸モータ、７７〜７９は各モータの駆動回路である。８０は測定系、８１は文字情報や図形等を生成する表示回路、８２は合成回路である。８３はアライメントモ−ド切換スイッチであり、アライメントを指標検出に基づいて装置が行うオ−トアライメントにするか、検者によるジョイスティック５のみの操作で行うかを選択する。８４は測定開始の信号を入力する測定スイッチである。
【００４０】
画像処理回路７１はＣＣＤカメラ１６からの撮影像に対して画像処理を施し、その処理結果を制御回路７０に入力する。制御回路７０はその入力信号により、指標像の位置情報や瞳孔位置情報を得る。
【００４１】
また、制御回路７０は検出処理回路７２を介して入力される一次元検出素子６３からの信号により、被検眼Ｅに対する前後方向の偏位情報を得る。制御回路７０が得た偏位情報は表示回路８１に送られ、表示回路８１はその情報に基づき距離マ−クの図形信号とＴＶモニタ１７上における位置信号を発生させる。表示回路８１からの出力信号は合成回路８２によりＣＣＤカメラ１６からの映像信号と合成され、ＴＶモニタ１７上に出力される。
【００４２】
図４はＸＹ方向が適正な状態にアライメントされたときのＴＶモニタ１７上に表示される画面例を示した図である。ＸＹ方向が適正な状態にアライメントされた状態では、第２アライメント指標投影光学系により角膜周辺に形成された４つの指標像ｉ２０、ｉ３０、ｉ４０、ｉ５０と、第１アライメント指標投影光学系により角膜中心付近に形成された指標像ｉ１０が映出される。４１はレチクル像を示す。４２は距離マ−クを示し、距離マ−ク４２は被検眼の角膜とノズル部６との距離に対応してレチクル像４１の上下をリアルタイムに移動し、角膜が適正作動距離にあるとレチクル像４１に重なる。
【００４３】
次に、第１及び第２アライメント指標の検出結果に基づいて、測定部４のＸＹ方向の移動を制御するためのアライメント状態の判定方法を説明する。
【００４４】
まず、アライメント状態を判定するときの基礎とする５つの指標像の位置関係を図５により説明する。適正な状態にアライメントされたときの指標像ｉ１０に対して、指標像ｉ２０とｉ３０はＹ軸の上方向にともに略幅ａ分離れ、Ｘ軸方向には両側にそれぞれ略幅ｂ分離れて位置するものとする。また、指標像ｉ４０とｉ５０は、Ｙ軸の下方向にともに略幅ａ分離れ、Ｘ軸方向には両側にそれぞれ略幅ｃ分離れて位置するものとする。この位置関係及び間隔は、角膜形状や被検眼に対する装置の相対位置により多少の変化はあるものの大きく変動することはないので、指標の数と位置によりいずれの指標像が検出されているかを特定する判断基準とする。なお、ａ、ｂおよびｃは説明の便宜上使用する座標間隔であり、特段の意味はない。
【００４５】
次に、検出される指標像の数と位置関係に基づく測定部４の誘導について説明する。なお、以下の説明上使用する指標像の順番は、画面の上から下に順次ふり、同一高さのものは左を先にする。
【００４６】
＜指標像が全５つ中１つのとき＞
指標像がいずれのものか特定できないので、制御回路７０は検出された指標像のＸＹ座標を得て、この指標像が基準位置（観察光学系の光軸）に向かうようにＸ軸モ−タ７４及びＹ軸モ−タ７５を駆動して測定部４を移動させる。ただし、この場合、他の指標像を検出することを目的としており、検出される指標像が増えたときには以下の条件に従ってアライメントが行われる。
【００４７】
＜指標像が全５つ中２つのとき＞
指標像が２つのときも指標像がいずれのものか特定できないので、制御回路７０は２つの指標像のＸＹ座標を得て、他の指標像を検出できる方向に向かうように測定部４を移動制御する。
＜指標像が全５つ中３つのとき＞
指標像が３つ以上検出されると、その位置関係により指標像ｉ１０〜ｉ５０のいずれのものか特定できるようになる。制御回路７０は１番目の指標像のＸＹ座標（Ｘ１，Ｙ１）、２番目の指標像のＸＹ座標（Ｘ２，Ｙ２）、３番目の指標像のＸＹ座標（Ｘ３，Ｙ３）をそれぞれ得ることにより、次のように測定部４の移動を行う。なお、図６の各指標像の右上に示した数字は、各指標像を区別するために説明の便宜上付した指標像の順番を意味する番号である。
【００４８】
［Ａ］１番目と２番目の指標像のＹ座標の差が略２ａの場合：図６（ａ）に示す２通りがある。この場合は、指標像ｉ１０が検出されていない状態であるが、制御回路７０は角膜中心がＸＹ座標（（Ｘ２＋Ｘ３）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）／２）にあるものとして、測定部４の移動を行う。
【００４９】
［Ｂ］１番目と２番目の指標像のＹ座標の差が略ａで、かつ２番目と３番目のＹ座標が略同じ場合：これは図６（ｂ）に示すケ−スである。１番目のものが指標像ｉ１０として特定できるため、これを基に測定部４を移動させる。
【００５０】
［Ｃ］１番目と２番目の指標像のＹ座標が略同じで、２番目と３番目の指標像のＹ座標の差が略２ａの場合：図６（ｃ）に示す２通りがある。図６（ａ）のときと同様、指標像ｉ１０が検出されていないが、角膜中心がＸＹ座標（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ３）／２）にあるものとして測定部４の移動を行う。
【００５１】
［Ｄ］２番目と３番目の指標像のＹ座標の差が略ａで、かつ１番目と２番目のＹ座標が略同じ場合：これは図６（ｄ）に示したケ−スである。３番目のものが指標像ｉ１０として特定できるため、これを基に測定部４の移動制御を行う。
【００５２】
［Ｅ］上記Ａ〜Ｅの条件を満たさない場合：図６（ｅ）に示す４つケ−スがある。この場合、２番目のもの指標像が指標像ｉ１０として特定できるため、これを基に移動を行う。
【００５３】
＜指標像が全５つ中４つのとき＞
制御回路７０は各指標像をＸＹ座標を得て、次のように測定部４の移動を行う。図７には図６と同様に各指標像を区別するために番号が付してある。
【００５４】
［Ａ］１番目と２番目の指標像のＹ座標が略同じでない場合：図７（ａ）に示す２つのケ−スがある。２番目のものが指標像ｉ１０として特定できるため、これを基に移動を行う。
【００５５】
［Ｂ］３番目と４番目の指標像のＹ座標が略同じでない場合：図７（ｂ）に示す２つのケ−スがある。３番目のものが指標像ｉ１０として特定できるため、これを基に移動を行う。
【００５６】
［Ｃ］上記Ａ，Ｂ以外の条件の場合：図７（ｃ）に示したケ−スである。これは指標像ｉ１０のみが検出されていないので、角膜頂点が４つの指標像の中点、例えば、（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ３）／２）にあるものとして、測定部４の移動を行う。
【００５７】
＜指標像が全５つ中５つのとき＞
指標像が全て検出できており、指標像ｉ１０が特定できるので、これを基に測定部４の移動を行う。
【００５８】
検出される指標像の数と位置に基づいた測定部４の誘導方法について説明したが、どの場合においても指標像ｉ１０が検出されて特定できたときにはそれを基準に、指標像ｉ１０が検出及び特定できないときには他の指標像の座標を基に移動を行う。また、最終的なＸＹ方向のアライメント状態の判定は、５つの指標像が全て検出されていなくても、検出及び特定できた指標像ｉ１０が所定の許容範囲にあればアライメントが完了したと判定できる。なお、装置は、ＸＹ方向のアライメント状態が完了したか否かを判定する第１の許容範囲と、測定部４のＸＹ方向の移動速度に差を持たせるための、第１の許容範囲より広く設定された第２の許容範囲を持つ。制御回路７０は、検出又は特定された指標像ｉ１０が第２の許容範囲内にあるか否かを判定し、範囲外のときは第２の許容範囲内に入るように測定部４を比較的速い速度で移動する。これにより、微調整前のアライメントの迅速化を図ることができる。
【００５９】
以上のような構成を備える非接触式眼圧計において、以下にその動作を説明する。ここではオ−トアライメントを選択したときのアライメント動作を中心に説明する。
【００６０】
検者は顎台２を使って被検眼を固定させ、被検眼には固視標を固視させる。測定の準備ができたら、検者はＴＶモニタ１７を観察しながらジョイスティック５等を操作し被検眼に対する測定部４を粗くアライメントする。粗アライメントは、第１及び第２アライメント指標投影光学系により形成される指標像の少なくとも１つがＴＶモニタ１７上に現れるようにする。
【００６１】
指標像が検出されると、ジョイスティック５の操作を停止する（必要によっては停止を指示するメッセ−ジを表示したり、またはジョイスティックの動きを拘束する手段を作用させても良い）。
【００６２】
その後のアライメント動作は図８のフローチャートに基づいて説明する。制御回路７０は、前記した指標像の数と位置関係に基づいて、指標像ｉ１０が第２の許容範囲内に入るように、Ｘ軸モ−タ７４及びＹ軸モ−タ７５を駆動して測定部４を移動させる。ＴＶモニタ１７の画面上では、指標像ｉ１０がレチクル像４１内に入るようになる。
【００６３】
指標像ｉ１０が第２の許容範囲内に入ると、制御回路７０はＸＹ方向の駆動を停止して作動距離の適否を判定する。距離指標投影光学系による指標ｉ６の光束が一次元検出素子６３に入射する状態になると、制御回路７０は一次元検出素子６３からの信号に基づいてＺ方向のずれ情報を得て、このずれ情報に基づきＺ軸モータ７６を駆動して測定部４を前後移動する。また、ＴＶモニタ１７上には距離マ−ク４２が表示され、測定部４の前後移動に伴ってレチクル像４１の上下をリアルタイムに移動する（距離マ−ク４２が表示されていないときは、ジョイスティック５が操作可能な状態になり、検者はレチクル像４１内の指標像ｉ１０のピントが合う方向に前後調整を行う）。
【００６４】
Ｚ方向が適正な状態になると、制御回路７０は測定部４の前後移動を停止し、今度は指標像ｉ１０が第１の許容範囲内にあるか否かを判定する。範囲外のときは第１の許容範囲内に入るように、測定部４をＸＹ方向に所定の時間微調整移動させる。このときの移動速度は先程のＸＹ方向の移動の場合（第２の許容範囲にもってくる場合）より遅い速度で行う。これにより指標像ｉ１０が第１の許容範囲を通り過ぎたりしないようにして、ＸＹ方向の微調整アライメントを容易に行うことができる。
【００６５】
指標像ｉ１０が第１の許容範囲内に入り、ＸＹ方向のアライメント状態が適正になると、瞼の開き具合の適否判定を行う。この判定は、被検眼角膜の上側周辺に形成される指標像ｉ２０又はｉ３０の少なくともいずれか一方が所定のエリア内に検出され、その光量出力レベルが所定以上の値であるかにより行う。瞼の開き具合が十分でないと、光源７ａ及び７ｂから出射した光束は像を結ぶことなく、瞼の表面で乱反射されるので、指標ｉ２又はｉ３の光束はＣＣＤカメラ１６の撮像素子上で大きく広がって入射する。したがって、所定のエリア内での光量出力が所定レベル以上あるか否かにより瞼の開き具合を検出することができる。瞼の開き具合の検出は、本出願人による特願平７−３３７９０９号と基本的に同じであるので、詳しくはこれを参照されたい。
【００６６】
瞼の開き具合に問題がなければ、次に固視ずれの適否判定を次のようにして行う。制御回路７０は、図９（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ１６からの撮影信号から指標ｉ１０を通るＸ軸方向のＡ−Ａライン及びＹ軸方向のＢ−Ｂラインの信号を取り出す。指標像ｉ１０、瞳孔、虹彩、強膜からの各反射光量レベルはそれぞれ異なるので、画像処理により瞳孔（又は虹彩）の境界エッジを検出する。制御回路７０はＡ−Ａライン及びＢ−Ｂラインのそれぞれにおいて、指標像ｉ１０から検出された境界エッジまでの距離を比較して、両者が許容範囲内の差異に止まるか、指標像ｉ１０が瞳孔の両境界の略中心に位置するか否かを判断する。Ａ−Ａライン及びＢ−Ｂラインの両ラインにおいて指標像ｉ１０が瞳孔の両境界の略中心に位置することが確かめられると、固視ずれがないものと判定される。一方にずれがあるときは固視がずれていると判定され、その旨をＴＶモニタに表示する。なお、瞳孔の境界エッジから瞳孔中心の座標を得て、指標像ｉ１０と瞳孔中心の偏位量の程度により固視ずれの有無を判定してもよい。
【００６７】
また、前述した瞼の開き具合の適否判定は、指標像の検出状態を用いるのではなく、固視ずれの適否判定と同じようにＹ軸方向のＢ−Ｂライン上の信号を取りだし、その光量レベルの差を利用するようにしても良い。すなわち、図９（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向の光量信号により虹彩の幅が測定に必要な領域以上に確保されていないときは、瞼の開き具合が十分でないと判定する。
【００６８】
瞼の開き具合及び固視ずれに問題がなく、指標像ｉ１０が第１の許容範囲内にあれば、制御回路７０は測定開始条件を満たしているものとして、測定開始信号を自動的に発して測定系８０による測定を実行する（アライメントが完了した旨をＴＶモニタに表示、又は音により検者に報知し、これにより検者が測定開始スイッチ８４を押して測定を実行しても良い）。
【００６９】
以上の実施例では、測定部４の移動をＸＹＺの３方向で制御するものとしたが、ＸＹ方向のみとしても良いし、検者のジョイスティック５による手動操作で行う場合は、指標の検出結果に基づいて測定部４の移動方向を検者に報知するための矢印や予め約束された指示マ−ク等をＴＶモニタ上に表示させて誘導するようにしても良い。また、装置のアライメント制御を検者が選択できるようにしても良い。
【００７０】
また、実施例では被検眼の角膜周辺に向けて投影する指標像を４つとしたが、少なくとも２つの指標像を投影すれば、アライメント状態を判定できる。投影する指標像は４つより多くても良い。
【００７１】
なお、前述した測定部４の誘導方法においては、指標像の位置関係に基づいて指標像ｉ１０を特定しているため、外乱光の影響で他の指標像又は外乱光を指標像ｉ１０として特定してしまう可能性がある。この場合には測定部４の誘導が不安定になるので、指標像ｉ１０と特定できた場合であっても、その指標像がＣＣＤカメラ１６上の基準位置を中心にして所定の範囲内（ノズル９の径に相当する範囲内）になければ、移動しないようにする。こうすると、自動アライメントの誤動作を防止することができる。
【００７２】
【実施例２】
実施例１では、指標像が全５つ中１つのとき及び指標像が全５つ中２つのときには、指標像がいずれのものか特定できなくても、他の指標像を検出できる方向に測定部４を誘導するようにしたが、これは角膜中心に対して測定部４の中心軸を一致させるように測定部４が移動しないので、角膜中心位置に相当する指標像ｉ１０が必ずしも検出できる方向に測定部４が移動するとは限らない。このため、被検眼の開き具合の状態や瞬きにより指標検出の数の変動が頻繁に起こる場合、ノズル９により指標ｉ１の光束がけられる場合等には、測定部４の誘導が不安定になり、アライメントに時間がかかるときがある。この場合には次のような誘導方法を採用すると、アライメントの誤動作を低減することができる。
【００７３】
＜指標像が全５つ中１つのとき＞
検出された指標像が指標像ｉ１０と特定できたときのみ測定部４を移動し、指標像ｉ１０と特定できないときには、測定部４の移動は行わない。検出された指標像が次の条件を満たすときは、その指標像が指標像ｉ１０と特定できる。
【００７４】
▲１▼検出された指標像が基準位置を中心にして所定の範囲内（例えば、ノズル９の径に相当する大きさ内）に存在する。
【００７５】
▲２▼かつ、適正作動距離に対してＺ方向のずれが所定の範囲内である（距離指標投影光学系５０による指標ｉ６の像が一次検出素子６３で検出でき、その偏位が所定の範囲内にある）。
【００７６】
＜指標像が全５つ中２つのとき＞
指標像を形成する光学系に変容を加えることにより、検出できる指標像が２つであってもその位置関係に基づいていずれのものか特定できるようになる。例えば、前述の図５において、指標像ｉ２０、ｉ３０の幅ｂが指標像ｉ４０、ｉ５０の幅ｃよりも小さくなるように（幅ｃの半分までにはならないように）、第２アライメント指標投影光学系７の配置を設定する。こうすると、検出できる２つの指標像の座標位置を見ることにより、次のようにいずれのものか特定できる。
【００７７】
［Ａ］１番目と２番目の指標像のＸ座標の差が小さく（幅ｂ以下）、かつ１番目と２番目の指標像のＹ座標の差が大きい（略幅２ａ）場合：図１０Ａ（ａ）、（ｂ）に示すように指標像ｉ２０、ｉ４０の組み合わせと、指標像ｉ３０、ｉ５０の組み合わせの２通りがある。さらにこの２通りを次のように区別する。
▲１▼１番目のＸ座標＞２番目のＸ座標の場合：指標像ｉ３０、ｉ５０と判断できる。
▲２▼１番目のＸ座標＜２番目のＸ座標の場合：指標像ｉ２０、ｉ４０と判断できる。
【００７８】
［Ｂ］１番目と２番目の指標像のＹ座標が略同じ場合：図１０Ｂの（ａ）、（ｂ）に示すように指標像ｉ２０、ｉ３０の組み合わせと、指標像ｉ４０、ｉ５０の組み合わせの２通りがある。さらにこの２通りを次のように区別する。
▲１▼１番目と２番目のＸ座標の差≦幅２ｂの場合：指標像ｉ２０、ｉ３０と判断できる。
▲２▼１番目と２番目のＸ座標の差＞幅２ｂの場合：指標像ｉ４０、ｉ５０と判断できる。
【００７９】
［Ｃ］１番目と２番目の指標像のＹ座標の差が略ａで、かつ１番目の指標像のみが基準位置（中心光軸）を中心にして所定の範囲内にある場合：図１０Ｃ（ａ）、（ｂ）に示すように指標像ｉ１０、ｉ４０の組み合わせと、指標像ｉ１０、ｉ５０の組み合わせの２通りがあり、いずれも１番目のものが指標像ｉ１０として特定できる。
【００８０】
［Ｄ］１番目と２番目の指標像のＹ座標の差が略ａで、かつ２番目の指標像のみが基準位置（中心光軸）を中心にして所定の範囲内にある場合：図１０Ｄ（ａ）、（ｂ）に示すように指標像ｉ１０、ｉ２０の組み合わせと、指標像ｉ１０、ｉ３０の組み合わせの２通りがあり、いずれも２番目のものが指標像ｉ１０として特定できる。
【００８１】
［Ｅ］１番目と２番目の指標像のＸ座標が略同じではなく、かつ１番目と２番目の指標像のＹ座標の差が大きい（略２ａ）場合：図１０Ｅ（ａ）、（ｂ）に示すように指標像ｉ２０、ｉ５０の組み合わせと、指標像ｉ３０、ｉ４０の組み合わせの２通りがある。
【００８２】
次に、上記のように特定できる指標像のパターンとその位置関係に基づく測定部４の誘導方法について説明する。
【００８３】
まず、上記［Ｃ］，［Ｄ］のように、指標像ｉ１０が特定できたパターンのときは、これを基に測定部４を誘導する。
【００８４】
指標像ｉ１０が特定できないパターンのときは、２つの指標像から角膜中心のＸＹ座標を割り出し、その座標位置に基づいて測定部４を誘導する。例えば、上記［Ａ］の▲１▼のように指標像ｉ３０、ｉ５０が特定できたときの角膜中心のＹ座標は、『（Ｙ１＋Ｙ２）／２』で割り出せる。一方、Ｘ座標は、指標像ｉ３０を基準として考えればそのＸ座標であるＸ１に幅ｂの座標分を加え、『Ｘ１＋ｂ』で一応割り出せる。しかし、これは角膜の大きさの固体差の影響を受けて不正確になりやすい。各指標像の座標位置は角膜曲率の大きさ変化にほぼ比例して変化する。Ｘ座標についてはこの関係を利用し、幅ｂの座標分の代わりに、指標像ｉ３０、ｉ５０のＹ座標間隔にある定数αを乗算し、これを指標像ｉ３０のＸ座標であるＸ１に加える（又は指標像ｉ５０のＸ座標であるＸ２に加える）。すなわち、この場合のＸ座標は、『Ｘ１＋（Ｙ２−Ｙ１）×α』とすることができる。このようにすると、ただ単に定数を加える場合に比べて、より精度の高い角膜中心位置の座標を割り出すことができる。なお、定数αの値は指標投影系と検出系の配置の関係から予め設定しておく。
【００８５】
同様に、［Ａ］の▲２▼のように指標像ｉ２０、ｉ４０が特定できたときの角膜中心のＸＹ座標は、（Ｘ１−（Ｙ２−Ｙ１）×α，（Ｙ１＋Ｙ２）／２）となる。
【００８６】
また、同様な考えに基づき、［Ｂ］の▲１▼の指標像ｉ２０、ｉ３０と特定できたときの角膜中心のＸＹ座標は、（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，Ｙ１＋（｜Ｘ１−Ｘ２｜）×β）となる。［Ｂ］の▲２▼の指標像ｉ４０、ｉ５０と特定できたときの角膜中心のＸＹ座標は、（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，Ｙ１−（｜Ｘ１−Ｘ２｜）×γ）となる。ここで、定数β、γの値も、指標投影系と検出系の配置の関係から予め設定しておく。
【００８７】
［Ｅ］のように、指標像ｉ２０、ｉ５０の組み合わせと、指標像ｉ３０、ｉ４０の組み合わせが特定できたときの角膜中心のＸＹ座標は、（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）／２）とすることができる。
【００８８】
以上のようにして、検出できる指標像が２つであっても、指標像ｉ１０と判断できればそれに基づき、指標像ｉ１０が特定できないときは２つの指標像から求められる角膜中心位置に基づき測定部４を誘導するようにすれば、角膜中心に対して測定部４の中心軸を一致させるように測定部４が常に移動するようになる。これにより測定部４の誘導が安定する。
【００８９】
【実施例３】
実施例１（実施例２の場合も含む）では、最終的に指標像ｉ１０を検出することにより、ＸＹ方向のアライメントの適否の判断を行うようにしている。角膜表面状態が良好であれば、角膜中心からのアライメント指標の反射光は十分な輝度と大きさを持ち、その指標像ｉ１０の検出は比較的容易である。ところが、角膜表面の裂傷、ドライアイ等の眼疾患患者やＩＯＬ挿入眼、緑内障手術後の患者等、角膜表面が何らかの理由で変形している場合には、アライメントが本来完了しているにも拘らず角膜中心からのアライメント指標の反射光（指標像ｉ１０）が十分な輝度と大きさで得られないことがある。この場合、実施例１、２の検出方法ではＸＹ方向のアライメントの判断ができないことがある。特に、アライメントの完了状態の検出に基づいて自動的に測定を開始する設定では、なかなか測定を開始しないようになってしまう。
【００９０】
このような場合のアライメント動作を図１１のフローチャ−トに基づいて説明する。装置は指標像の数と位置により角膜中心位置を検出し、その位置に基づいて角膜中心が第２の許容範囲（実施例１と同様）に入るように測定部４を移動する。ここで角膜中心から指標の反射光がある基準の光量レベル以上であれば、指標像ｉ１０として検出できるが、基準の光量レベルを下回るときには、ＣＣＤカメラ１６上の基準位置を中心とした所定領域の光量分布が所期する状態で検出できるか否かにより、ＸＹ方向のアライメントを判断する。この判断は、例えば、図１２に示すように、ＣＣＤカメラ１６上の基準点を中心にする第１の光量分布判別領域１００（前述の第１のアライメント許容範囲と同じ領域）と、これより広い第２の光量分布判別領域１０１（前述の第２の許容範囲より狭い領域）を設定し、この第１の領域１００と第２の領域１０１の光量分布を見る。第２の領域１０１内でアライメント指標の反射光であると判別できるある程度の光量が得られ、かつ第１の領域１００内でもあるレベル以上の光量が得られれば、アライメント指標の反射像がＣＣＤカメラ１６上の基準位置を中心にして位置するものと判断でき得る。すなわちＸＹ方向のアライメントが完了状態である否かが判断できる。アライメントが完了状態でないときは、ＴＶモニタ１７上に“ＮｏＳＥＡＲＣＨＩＮＧ”のように、自動アライメントが行われない旨を検者に報知する。検者はＴＶモニタ１７上に映し出されるアライメント指標の反射像を観察しながら、ジョイスティック５の操作により測定部４を移動する。
【００９１】
装置は基準点を中心とした所定領域からの光量分布によりＸＹ方向のアライメントが完了したと判断できれば、Ｚ方向の適否を判定し、ずれがあるときはＺ方向に測定部４を移動してＺ方向もアライメントを完了させて測定を自動的に実行する。Ｚ方向の検出は、角膜中心付近が変形している場合であっても、角膜全体に指標光束を投影するようにしてその反射光束を検出するようにすれば、角膜表面の状態の変化の影響を受けず容易に検出が可能である。
【００９２】
さらに、装置がＸＹ方向のアライメント完了を判定できないときには、検者の判断により測定スイッチ８４を押して測定を実行する。
【００９３】
なお、角膜中心からのアライメント指標の反射光が弱い場合には、単に指標像判別のための基準の光量レベルを低く設定する等の検出条件の変更も可能である。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の指標を角膜に投影することにより、検出範囲を広くとることができ、アライメントが容易になる。
【００９５】
また、固視ずれによる無用な測定を回避して、信頼性の高い測定結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例である非接触式眼圧計の外観概略図である。
【図２】実施例である非接触式眼圧計のアライメント光学系の要部構成図である。
【図３】実施例である非接触式眼圧計の制御系の要部構成図である。
【図４】被検眼が適正な状態にアライメントされたときのＴＶモニタ上に表示される画面例を示した図である。
【図５】アライメント状態を判定するときの基礎とする５つの指標像の位置関係を示す図である。
【図６】指標像が３つ検出されるた場合の指標像の位置関係を示す図である。
【図７】指標像が４つあるいは５つ検出された場合の指標像の位置関係を示す図である。
【図８】指標像検出後のアライメント動作のフローチャートを示す図である。
【図９】被検眼のＸＹ軸方向の反射光量レベルを示す図である。
【図１０Ａ】指標像が２つ検出された場合に、いずれのものかを特定する第１の組み合わせを示す図である。
【図１０Ｂ】指標像が２つ検出された場合に、いずれのものかを特定する第２の組み合わせを示す図である。
【図１０Ｃ】指標像が２つ検出された場合に、いずれのものかを特定する第３の組み合わせを示す図である。
【図１０Ｄ】指標像が２つ検出された場合に、いずれのものかを特定する第４の組み合わせを示す図である。
【図１０Ｅ】指標像が２つ検出された場合に、いずれのものかを特定する第５の組み合わせを示す図である。
【図１１】実施例３の装置のアライメント動作を説明するフローチャ−トを示す図である。
【図１２】光量分布からＸＹ方向のアライメントを判断するための判別領域の例を示す図である。
【符号の説明】
７第２アライメント指標投影光学系
７ａ〜７ｄ光源
１０観察光学系
１６ＣＣＤカメラ
３０第１アライメント指標投影光学系
３１光源
７０制御回路
７４Ｘ軸モータ
７５Ｙ軸モータ
７６Ｚ軸モータ

Claims

被検眼を測定する測定手段を有し、該測定手段を被検眼に対して移動手段により移動させ所定の位置関係にアライメントする眼科装置において、被検眼の前眼部を正面から二次元撮像素子により撮影する撮影光学系と、該撮影光学系の撮影光軸に沿って第 1 アライメント用指標を投影するとともに、撮影光軸に対してある角度をもって交差する投影光軸を持つ複数の第２アライメント用指標を被検眼の角膜周辺に向けて投影する指標投影光学系と、前記撮影光学系による撮影像を処理して第 1 アライメント用指標及び第２アライメント用指標の角膜反射像を検出する画像処理回路と、検出された指標像の数と位置関係により上下左右方向のアライメント状態を判定する判定手段と、該判定結果に基づいて前記移動手段による移動を指示する指示手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
請求項１記載の眼科装置において、前記判定手段は第１のアライメント許容範囲と第１のアライメント許容範囲より広く設定された第２のアライメント許容範囲とを有し、前記指示手段は前記移動手段に駆動信号を与える制御手段を含み、該制御手段は第２のアライメント許容範囲への移動手段の移動速度を第２のアライメント許容範囲から第１のアライメント許容範囲への移動速度に対して速くすることを特徴とする眼科装置。