JP3708251B2

JP3708251B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP3708251B2
Application number: JP27339396A
Authority: JP
Inventors: 浩昭橋本
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2016-10-16
Also published as: JPH10118025A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は眼科装置に係り、特に被検眼と装置本体とのアライメント調整が可能な眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼屈折計等の眼科装置においては、アライメント指標光を被検眼に投影するアライメント指標投影光学系と、アライメント指標光の角膜からの反射光を光軸上に配置された検出素子（通常、ＣＣＤが用いられる）に導くアライメント検出光学系とが設けられている。
【０００３】
図９は、アライメント検出光学系の光軸上に配置されたＣＣＤを示している。図９に示すように、アライメント検出光学系の光軸はＣＣＤ上の中心位置に一致するように設定されており、この中心位置を中心とした直径ｄの円内（アライメント完了信号エリアという）に、角膜からの反射光によるアライメント指標像が入りかつ反射光が規定の光量に達した場合に、アライメントは完了したものと判断される。
【０００４】
また、眼科装置には照準マーク投影光学系が設けられ、この照準マーク投影光学系からＣＣＤ上に、アライメント調整のための照準マークが投影される。これにより、ＣＣＤ上には、図９に示すように直径Ｄ（Ｄ＞ｄ）の円からなる照準マークの投影像が形成される。なお、照準マーク投影光学系は、アライメント検出光学系と光学系の一部を共有している。すなわち、投影される照準マークの中心位置はアライメント検出光学系の光軸と一致している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の眼科装置では、振動、温度変化の影響等により、ＣＣＤの位置が最初の位置からずれてしまう場合がある。例えば、図９に示すように、４：３の縦横比を有するＣＣＤ上の位置を、左上部分を原点（０，０）、右下部分の座標を（４００，３００）とするＸＹ座標で表現した場合、ＣＣＤが当初の位置から、左上方に座標（２０，２０）分だけ移動したとすると、照準マークの中心位置は、もとの（２００，１５０）の位置から、右下方向の（２２０，１７０）の位置に移動する。一方、このようなＣＣＤの位置の変化があったとしても、アライメント完了信号エリアの位置は変化しない。すなわち、座標（２００，１５０）を中心とした直径ｄの円内のままである。
【０００６】
したがって、上記従来の眼科装置では、アライメントは適正であるにもかかわらず、アライメント完了信号が出力されなかったり、逆にアライメントが完了していないにもかかわらず、アライメント完了と判断されたりすることになり、アライメント調整を高精度に行うことができないという欠点がある。
【０００７】
本発明の目的は、振動、温度変化等の影響により検出素子の位置がずれてしまっても、アライメント調整を高精度に行うことのできる眼科装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、アライメント指標光を被検眼に投影するアライメント指標投影手段と、前記指標光の角膜からの反射光を光軸上に配置された検出素子に導き、前記反射光が該検出素子の所定の位置に到達し、かつ反射光が規定の光量に達した場合に、アライメントが完了したと判断するアライメント検出手段と、前記検出素子に向けてアライメントの照準のための照準マークを投影する照準マーク投影手段とを備え、被検眼と装置本体とのアライメントを行う眼科装置において、前記照準マークが投影された前記検出素子上における位置を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づき、あらかじめ設定された所定の位置からの前記検出素子の光軸に対するずれ量を算出すると共に、アライメント完了信号が出力される条件を変更する変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、アライメント調整を行う際に、検出素子上に投影された照準マークの位置が検出手段によって検出され、その検出結果は変更手段に入力される。変更手段では、検出手段からの検出結果に基づき検出素子のずれ量を算出する。この場合、照準マークの当初の位置は予め設定されており、その当初の位置と検出手段からの結果とを比較すれば、あらかじめ設定された所定の位置からの検出素子の光軸に対するずれ量は容易に算出できる。そして変更手段は、算出したずれ量に基づいてアライメント完了信号が出力される条件を変更する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明のように、前記検出手段による検出及び前記変更手段による変更は、装置本体の電源の投入時に行われるようにすると好都合である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明に係る眼科装置の光学系を示した説明図である。図１において、１０は被検眼Ｅを固視・雲霧させるために視標を眼底Ｅｒに投影する視標投影光学系、２０は被検眼Ｅの前眼部Ｅｆを観察する観察光学系、３０は照準マークを受光素子Ｓに投影する照準マーク投影光学系、４０は被検眼Ｅの屈折力を測定するためのパターン光束を眼底Ｅｒに投影するパターン光束投影光学系、５０は眼底Ｅｒから反射された光束を受光素子Ｓに受光させる受光光学系である。
【００１２】
視標投影光学系１０は、光源１１、コリメータレンズ１２、視標板１３、リレーレンズ１４、ミラー１５、リレーレンズ１６、ダイクロイックミラー１７、ダイクロイックミラー１８、対物レンズ１９を備えている。
【００１３】
光源１１から出射された可視光は、コリメータレンズ１２によって平行光束とされた後、視標板１３を透過する。視標板１３には被検眼Ｅを固視・雲霧させるためのターゲットが設けられている。そのターゲット光束は、リレーレンズ１４を透過してミラー１５で反射され、リレーレンズ１６を経てダイクロイックミラー１７に導かれる。そしてターゲット光束は、ダイクロイックミラー１７で反射されて装置本体の主光軸Ｏ１に沿って進み、ダイクロイックミラー１８を透過した後、対物レンズ１９を経て被検眼Ｅに導かれる。
【００１４】
なお、光源１１、コリメータレンズ１２、視標板１３は、被検眼Ｅを固視・雲霧させるために、視標投影光学系１０の光軸Ｏ２に沿って移動可能となるようにユニット化されている。
【００１５】
観察光学系２０は、光源２１、対物レンズ１９、ダイクロイックミラー１８、リレーレンズ２２、絞り２３、ミラー２４、リレーレンズ２５、ダイクロイックミラー２６、結像レンズ２７、受光素子Ｓを有する。
【００１６】
光源２１から出射された光束は、被検眼Ｅの前眼部Ｅｆをダイレクトに照明する。前眼部Ｅｆで反射された光束は、対物レンズ１９を経てダイクロイックミラー１８で反射され、リレーレンズ２２を透過すると同時に絞り２３を通過し、ミラー２４に導かれる。さらに、その光束はミラー２４で反射された後、リレーレンズ２５およびダイクロイックミラー２６を透過して、結像レンズ２７により受光素子Ｓに結像される。ここでは、光源２１はアライメント指標投影手段を、対物レンズ１９、ダイクロイックミラー１８、リレーレンズ２２、絞り２３、ミラー２４、リレーレンズ２５、ダイクロイックミラー２６、結像レンズ２７および受光素子Ｓは、アライメント検出手段をそれぞれ構成している。
【００１７】
照準マーク投影光学系３０は、光源３１、照準マークを設けたコリメータレンズ３２、リレーレンズ３３、ダイクロイックミラー１８、リレーレンズ２２、絞り２３、ミラー２４、リレーレンズ２５、ダイクロイックミラー２６、結像レンズ２７、受光素子Ｓを有する。ここでは、照準マーク投影光学系３０が照準マーク投影手段を構成している。
【００１８】
光源３１から出射された光束は、コリメータレンズ３２を透過する際に照準光束（平行光束）とされ、その後、リレーレンズ３３、ダイクロイックミラー１８、リレーレンズ２２、絞り２３を経てミラー２４に導かれる。さらに、その光束はミラー２４で反射され、リレーレンズ２５、ダイクロイックミラー２６を経て、結像レンズ２７によって受光素子Ｓに結像される。
【００１９】
受光素子Ｓには、例えば、２次元のエリアＣＣＤ等が用いられ、図示しないモニタ画面上に、観察光学系２０によって導かれた前眼部像が表示されると共に照準マークに基づく像が表示される。検者は、このモニタ画面に表示された前眼部像が照準マーク像に近付くように被検眼Ｅと装置本体との上下左右方向のアライメント操作を行う。また、同時に前後方向のアライメント操作も行う。なお、アライメント操作終了後の屈折力測定時には、光源２１，３１を消灯するか、ダイクロイックミラー１８からダイクロイックミラー２６に至る光路中にシャッター等を設けて受光素子Ｓへの受光が阻止される。
【００２０】
パターン光束投影光学系４０は、光源４１、コリメータレンズ４２、円錐プリズム４３、リング指標板４４、リレーレンズ４５、ミラー４６、リレーレンズ４７、穴空きプリズム４８、ダイクロイックミラー１７、ダイクロイックミラー１８、対物レンズ１９を備えている。なお、光源４１とリング指標板４４とは光学的に共役であり、リング指標板４４と被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐとは共役な位置に配置されている。
【００２１】
光源４１から出射された光束は、コリメータレンズ４２によって平行光束とされ、円錐プリズム４３を透過してリング指標板４４に導かれ、このリング指標板４４に形成されたリング上のパターン部分を透過してパターン光束となる。そしてパターン光束は、リレーレンズ４５を透過した後、ミラー４６で反射されリレーレンズ４７を透過して、穴空きプリズム４８によって主光軸Ｏ１に沿った方向に反射される。反射後のパターン光束は、ダイクロイックミラー１７，１８を透過して、対物レンズ１９により眼底Ｅｒに結像される。
【００２２】
受光光学系５０は、対物レンズ１９、ダイクロイックミラー１８，１７、穴空きプリズム４８の穴部４８ａ、リレーレンズ５１、ミラー５２、リレーレンズ５３、ミラー５４、合焦レンズ５５、ミラー５６、ダイクロイックミラー２６、結像レンズ２７、受光素子Ｓを有する。
【００２３】
なお、合焦レンズ５５は、光源４１、コリメータレンズ４２、円錐プリズム４３、リング指標板４４と一体に各光学系４０，５０の光軸Ｏ３，Ｏ４に沿って移動可能となっている。
【００２４】
パターン光束投影光学系４０によって眼底Ｅｒに導かれ、この眼底Ｅｒで反射された反射光束は、対物レンズ１９に集光され、ダイクロイックミラー１８，１７を透過して穴空きプリズム４８の穴部４８ａへと導かれ、この穴部４８ａを通過する。
【００２５】
穴部４８ａを通過したパターン反射光束は、リレーレンズ５１を透過してミラー５２で反射され、更にリレーレンズ５３を透過してミラー５４で反射された後、合焦レンズ５５に導かれる。さらにパターン反射光束は、合焦レンズ５５を透過してミラー５６並びにダイクロイックミラー２６で反射され、結像レンズ２７によって受光素子Ｓにパターン像が結像される。
【００２６】
上記の構成においては、先ず、各光源１１，２１，３１を点灯させて被検眼Ｅを固視させると共に被検眼Ｅと装置本体とのアライメント操作を行い、アライメントが完了した時点で各光源１１，２１，３１を消灯すると共に光源４１を点灯する。
【００２７】
光源４１から出射された照明光束は、リング指標板４４を透過することによりリング状のパターン光束となり、眼底Ｅｒにパターン像を結像させる。そして、眼底Ｅｒで反射された反射光束は、図２に示すように、光軸Ｏ１を中心としたパターン像４４’として受光素子Ｓに結像される。そして、受光素子Ｓ上に結像されたパターン像４４’の像幅中心位置Ｐ１，Ｐ２をピーク値によって検出し、この検出したピーク値に対応する受光素子Ｓ上の座標値に基づいてパターン像４４’の中心間距離Ｌ（Ｐ１，Ｐ２間距離）を算出することで屈折力等を求める
ここで、本発明に係る眼科装置の外観を図３に示す。図３において、７０はあご受け部、７１はパターン象４４’等が表示されるモニタ画面、７２は被検者の眼の位置合わせのためのジョイスティックである。
【００２８】
被検者はあご受け部７０にあごをのせ、検者がモニタ画面７１を見ながらジョイスティック７２を操作して、被検眼と装置本体とのアライメント調整を行う。このアライメント調整は、図４に示すように、自動測定モード（モニタ画面７１上に自動測定モード用アライメントマーク７５が表示されている）の場合は、照準マーク７６内に輝点７７をもっていき、更にその輝点７７のピントを合わせることにより、自動的に測定が開始される。そして、本実施の形態では、自動的に測定を行うために、装置本体の電源投入時に、図５に示すように、ＣＣＤ上に投影された照準マーク７６の中心座標（Ｘ，Ｙ）を求め、その結果からＣＣＤのずれ量を算出する。
【００２９】
図６は、本発明に係る眼科装置の電源投入時におけるアライメント調整の処理手順を示している。図６において、まず装置本体の電源を投入し（ステップ１００）、さらに照準マーク投影光学系の光源を点灯させて、照準マーク像をＣＣＤ上に形成させる（ステップ１０１）。ＣＣＤ上に形成された照準マーク像の画像データを一旦メモリに取り込み、その画像データから照準マークの中心位置の投影位置を検出する（ステップ１０２）。一方、照準マークの当初の中心位置は予め設定されており、その中心位置のデータとステップ１０２での検出結果とを比較し、２点（照準マークの当初の中心位置とＣＣＤ上に形成された中心位置）間の距離を算出する（ステップ１０３）。
【００３０】
次に、２点間の距離が所定値以上（例えば１０以上）であるか否かを判断する（ステップ１０４）。そして２点間の距離が、図７に示すように所定値以上である場合、つまりアライメント完了信号エリアの中心位置（Ｘ₀，Ｙ₀）が判定エリア外の場合は、該中心位置（Ｘ₀，Ｙ₀）を、移動したアライメント照準マークの中心位置（Ｘ，Ｙ）と一致させる。すなわち、この場合には、アライメント完了信号エリアを、その中心位置が移動した照準マークの中心位置（Ｘ，Ｙ）と一致するような位置に設定し直す（ステップ１０５）。
【００３１】
また、２点間の距離が、図８に示すように所定値未満である場合、つまりアライメント完了信号エリアの中心位置（Ｘ₀，Ｙ₀）が判定エリア内に入っている場合は、予め設定されていた値のままで、すなわち、アライメント完了信号エリアの中心位置を（Ｘ₀，Ｙ₀）として測定する。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、振動や温度変化等の影響で、ＣＣＤ等の検出素子の位置が大きく変位したときは、その変位量を考慮したアライメント調整が行われるため、測定の精度が良くなり、信頼性の高い眼科装置を実現できる。
【００３３】
また、ＣＣＤの位置があまり変位しないときは、装置本体に予め設定されている、照準マークの中心位置のデータがそのまま用いられるので、アライメント完了信号エリアの中心位置を設定し直す処理が省略され、自動測定開始までの時間が長くなるのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態としての眼屈折計の光学系の説明図である。
【図２】受光素子上に結像されたパターン像とピーク値との関係を示す説明図である。
【図３】眼屈折計の外観図である。
【図４】眼屈折計のモニタ画面上での表示例を示した図である。
【図５】図４のモニタ画面上での照準マーク近辺の拡大図である。
【図６】電源投入時の処理手順を示したフローチャートである。
【図７】照準マークがアライメント完了信号エリアから所定値以上ずれた場合の一例を示した図である。
【図８】照準マークがアライメント完了信号エリアからずれたが、そのずれが所定値未満である場合の一例を示した図である。
【図９】ＣＣＤ上におけるアライメント完了信号エリアと照準マークの投影像を示した図である。
【符号の説明】
１０視標投影光学系
２０観察光学系
３０照準マーク投影光学系
４０パターン光束投影光学系
５０受光光学系
７１モニタ画面
７６照準マーク
７７輝点

Claims

アライメント指標光を被検眼に投影するアライメント指標投影手段と、
前記指標光の角膜からの反射光を光軸上に配置された検出素子に導き、前記反射光が該検出素子の所定の位置に到達し、かつ反射光が規定の光量に達した場合に、アライメントが完了したと判断するアライメント検出手段と、
前記検出素子に向けてアライメントの照準のための照準マークを投影する照準マーク投影手段とを備え、被検眼と装置本体とのアライメントを行う眼科装置において、前記照準マークが投影された前記検出素子上における位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に基づき、あらかじめ設定された所定の位置からの前記検出素子の光軸に対するずれ量を算出すると共に、アライメント完了信号が出力される条件を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とする眼科装置。
前記検出手段による検出及び前記変更手段による変更は、装置本体の電源の投入時に行われるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。