JP3798199B2

JP3798199B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP3798199B2
Application number: JP27716799A
Authority: JP
Inventors: 正直藤枝
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: US6361168B1; JP2001095761A; EP1088511A1; DE60027657D1; DE60027657T2; EP1088511B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院や眼鏡店等で使用される眼科装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
被検者眼の眼屈折力や角膜形状等を測定する眼科装置は、被検者の顔をヘッドレストに固定して安定させた後、被検眼に対して測定部をアライメントした上で測定を実行する。
【０００３】
また、最近では検者による微妙なアライメント操作の手間を省くために、被検眼に対する測定部のアライメント状態を検知し、その検知結果に基づいてアライメント完了するように測定部を駆動制御するようにしたオートアライメント機構を持つものも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような装置においては、測定時にはヘッドレストで被検者の顔を固定するが、装置の水平基準に対して被検者の顔（頭部）が傾いていることも少なくない。さらに、片眼の測定終了後にもう片方へと測定部を切換え移動するときに、頭部が動く可能性もある。このような状態での測定では、乱視軸や主経線方向の測定結果が不正確になり易い。特に、エキシマレーザ光により角膜を切除することにより屈折異常を矯正する角膜手術において、屈折力データや角膜形状データを利用する場合、精度の高い軸角度データを得ることが望まれる。
【０００５】
また、オートアライメント機構を持つ装置では、測定部が被検眼の動きに合わせて自動的に追尾し、アライメント完了すれば測定を実行してしまうので、被検眼の動きが分かり難い。被検眼の固定が安定していない場合には、測定結果に対する信頼性が乏しくなる。
【０００６】
本発明は、上記従来装置の問題点に鑑み、信頼性の高い測定結果を得る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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は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部を移動手段により移動して、測定部に対して被検眼をアライメントして被検眼を測定する眼科装置において、測定開始信号に基づいて被検眼に対して測定部を複数の所定回数動作させて測定を実行する複数測定実行手段と、複数回数の測定中における各測定時の測定部の位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の検出結果に基づいて、各測定時における測定部の位置の変化が所定の許容範囲にあるか否かを判定する判定手段と、該判定結果を報知する報知手段と、を備えることを特徴とする。
（２）被検眼を測定する測定部を移動手段により移動して、測定部に対して被検眼をアライメントして被検眼を測定する眼科装置において、測定開始信号に基づいて被検眼に対して測定部を複数の所定回数動作させて測定を実行する複数測定実行手段と、複数回数の測定中における各測定時の測定部の位置を検出する位置検出手段と、被検眼の固定の安定度を判定するために、該位置検出手段の検出結果に基づいて、測定部の各測定時における位置の変化を図形表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼科装置の外観略図である。図１（ａ）は被検者側正面図であり、図１（ｂ）は側面図である。
【００１５】
１は固定基台であり、固定基台１には被検者の頭部を固定するための頭部支持部２が固設されている。５は測定光学系やアライメント光学系等が収納された測定部であり、測定部５の被検者に対向する側の略左右中央には測定光束等が通過する測定窓５ａが設けられている。測定部５を搭載する本体部３はジョイスティック４の操作により固定基台１上を前後左右に摺動する。また、ジョイスティック４に設けられた回転ノブ４ａを回転操作することにより、モ−タ等からなるＹ（上下）方向駆動装置が作動し、測定部５は本体部３に対して上下に移動する。さらに、測定部５は、自動アライメントに対応できるように、本体部３に対してＸＹＺ方向に移動するようになっている。
【００１６】
３９はカラーのモニタであり、観察用の被検眼像やアライメント情報、測定結果等の検者への報知情報が表示される。
【００１７】
１０Ａ、１０Ｂは赤外光を発するＬＥＤ等の位置検出用光源であり、固定基台１上の被検者側に、左右中央を中心にして所定の間隔で配置されている。受光部１１はスリット１２及び一次元光検出素子１３から構成される。スリット１２は縦方向に伸びたスリット開口１２ａを１つ持つ。スリット開口１２ａは測定部５の左右方向略中央に配置され、左右方向に沿った検出面を持つ一次元光検出素子１３が配置されている。
【００１８】
２つの光源１０Ａ、１０Ｂを出射した光はスリット１２を照明する。スリット開口１２ａにより制限された光束はそれぞれ一次元光検出素子１３に達し、スリット像の位置により固定基台１に対する測定部５のＸＹ方向の相対位置が検出される。
【００１９】
測定部５の位置検出方法を、図５を使用して説明する（説明を簡単にするために前後（Ｚ）方向は一定として、ＸＹ平面上で考える）。
【００２０】
まず、測定部５のＹ方向の距離検出について考える。いま、距離ｄの間隔で配置された光源１０Ａ、１０Ｂの垂直２等分面上を左右方向の基準位置Ｐにとり、この位置Ｐに対し、受光部１１のスリット開口１２ａが、左右（Ｘ）方向に距離ｘだけ離れた位置Ｐ´にあるとし、高さ方向（Ｙ方向）には、２つの光源１０Ａ及び１０Ｂの軸線から垂直方向に距離Ｌだけ離れてスリット開口１２ａがあるとする。また、スリット開口１２ａから一次元光検出素子１３の検出面までの距離はＬｏ（所定距離）とする。このとき、２つの光源１０Ａ、１０Ｂによる一次元光検出素子１３上のスリット像間隔をＤ´とすると、距離Ｌは、
Ｌ＝（ｄ／Ｄ´）×Ｌｏ
となる。
【００２１】
距離Ｌを定めることができれば、左右基準位置Ｐに対する位置Ｐ´の左右移動距離ｘは、一次元光検出素子１３上のある基準点に対して、光源１０Ａ又は１０Ｂの少なくともいずれか一方による一次元光検出素子１３上のスリット像の偏位を検出することにより得ることができる。例えば、スリット開口１２ａの真上に位置する一次元光検出素子１３上の点Ｏを基準点にとる（図上、基準点Ｏに対して右側方向を「＋」、左側方向を「−」とする）。光源１０Ａによるスリット像について考えた場合、位置Ｐ´のときの基準点Ｏからのスリット像までの偏位量をＤ´Aとすると、図から左右移動距離ｘは、
ｘ＝（Ｌ／Ｌｏ）×Ｄ´A−（ｄ／２）
となり、これに数１のＬを代入すると、
ｘ＝（Ｄ´A／Ｄ´）×ｄ−（ｄ／２）
となる。
【００２２】
また、光源１０Ｂによるスリット像に関して考えた場合は、位置Ｐ´のときの基準点Ｏからのスリット像までの偏位量をＤ´B、とすると、左右移動距離ｘは光源１０Ａによる求め方と同様にして、
ｘ＝（Ｄ´B／Ｄ´）×ｄ＋（ｄ／２）
となる。
【００２３】
したがって、スリット像間隔Ｄ´、及び光源１０Ａによるスリット像偏位量Ｄ´A（又は光源１０Ｂによるスリット像偏位量Ｄ´B）を検出して演算することにより、基準位置Ｐに対する位置Ｐ´の左右移動距離ｘを得ることができる（好ましくは、それぞれのスリット像偏位量Ｄ´A及びＤ´Bに基づいて得た距離の平均をとると良い）。なお、この位置検出についての詳細は、本出願人による特開平９−１４９８８５号公報を参照されたい。
【００２４】
図２は測定部５に収納される光学系を示す図である。１０１は角膜形状測定用の指標を投影する光学系である。１０２は中央部に開口を持つ略半球状のプラチド板であり、光軸Ｌ１を中心にした同心円の多数の透光部と遮光部を持つリングパターンが形成されている。１０３はＬＥＤ等の照明光源で、光源１０３を発した光は反射板１０４で反射され、プラチド板１０２を背後からほぼ均一に照明するようになっている。患者眼角膜にはリングパターン像が投影される。プラチド板１０２の外周には近赤外光を発する前眼部照明光源１０５が設けられている。
【００２５】
反射板１０４の背後には、光源１１１とレンズ１１２を備える作動距離検出用の指標投影光学系１１０、レンズ１１６と位置検出素子１１７を備える指標検出光学系１１５が配置されている。光源１１１からの光はレンズ１１２によって略平行光束にされ、反射板１０４及びプラチド板１０２に設けられた開口を通って患者眼角膜に斜め方向から照射され、角膜に光源１１１の指標像が投影される。角膜に形成された指標像の光束はプラチド板１０２及び反射板１０４に設けられた開口を通り、指標検出光学系１１５のレンズ１１６を介して位置検出素子１１７に入射する。位置検出素子１１７に入射した指標像の位置から装置に対する患者眼の作動距離のアライメント状態が検出される。
【００２６】
光軸Ｌ１の後方には眼屈折力測定光学系２０が設けられている。１２０は受光部で、その受光面に、図４に示すように、受光レンズ１１１に関して被検眼角膜と略共役な位置に位置する８個の受光素子１１５ａ〜１１５ｈを有している。この内の受光素子１１５ａ〜１１５ｆは受光面の中心を通る直線上に位置し、受光素子１１５ａと１１５ｂ、受光素子１１５ｃと１１５ｄ、受光素子１１５ｅと１１５ｆがそれぞれ受光面の中心に対して対称になるように設けられている。この３対の受光素子は、角膜の経線方向の各位置に対応した屈折力を検出できるように、その配置距離が設定されている（図４上では、角膜上における等価サイズとして示している）。一方、受光素子１１５ｇと１１５ｈは、光軸Ｌ１を中心にして受光素子１１５ａ〜１１５ｆと直交する直線上で対称になるように設けられている。眼屈折力測定光学系２０は周知のものが使用できるが、本形態では本出願人による特開平10-108837号に記載したものを使用しており、受光素子１１５ａ〜１１５ｆの位相差信号出力に基づいて、経線方向で変化する複数の角膜部位での屈折力を求めて眼屈折力の分布を得ることができるものである。
【００２７】
また、光軸Ｌ１上にはビームスプリッタ２５が設けられている。ビームスプリッタ２５により光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ２上には、ハーフミラー２６、２７、レンズ２８、固視標２９、可視の照明光源３０が配置されている。固視標２９は中央に固視点を持ち、その周りは可視光を透過する構成としている。また、レンズ２８は光軸Ｌ２方向に移動可能であり、患者眼に固視させる固視標２９の視度を変更する。ハーフミラー２７により光軸Ｌ２と同軸にされる光軸Ｌ３上にはレンズ３３、光源３４が配置されており、光源３４の点灯により患者眼角膜に上下左右方向のアライメント用指標が投影される。
【００２８】
ハーフミラー２６により光軸Ｌ２と同軸にされる光軸Ｌ４上には、レンズ３５、撮像素子であるＣＣＤカメラ３８が配置されており、ＣＣＤカメラ３８からの出力はモニタ３９に入力される。ＣＣＤカメラ３８は患者眼の前眼部観察用に使用される他、角膜に投影されるプラチドリング像の撮像用、光源３４により形成されるアライメント指標像の検出用として兼用される。
【００２９】
次に、装置の動作を図３に示す制御系のブロック構成図を使用して説明する。まず、眼屈折力測定モードによる測定について説明する。測定モードはモード切換スイッチ４０で選択する。
【００３０】
例えば、測定は右眼から行う。検者は光源１０５に照明された右眼の前眼部像をモニタ３９により観察しながら、ジョイスティック４等の操作で本体部３のＸＺ移動及び測定部５のＹ移動によって粗くアライメントを行う。光源３４により角膜に形成された指標像がＣＣＤカメラ３８により検出されるようになると、制御部５０は指標像の座標位置を得てＸＹ方向のアライメント状態を検出し、被検眼に対して測定部５がアライメント完了するように、Ｘ駆動部１３０ａ及びＹ駆動部１３０ｂを駆動して測定部５を本体部３に対してＸＹ移動する。また、制御部５０は位置検出素子１１７からの信号によりＺ方向のアライメント状態を得て、この情報に基づいてＺ駆動部１３０ｃを駆動し、測定部５を前後方向に移動する。
【００３１】
アライメントが完了すると、制御部５０はＸＹＺの各駆動部１３０ａ，１３０Ｂ，１３０ｃの駆動を停止した後、自動的にトリガ信号を発して眼屈折力測定光学系２０により測定を実行する。眼屈折力演算部５２は、受光部１２０が持つ各受光素子からの出力信号の位相差に基づいて眼屈折力分布を得る。まず、従来の位相差法の屈折力と同様に予備測定を行い、その結果に基づいてレンズ２８を移動して被検眼の雲霧を行う。その後、受光部１２０上でのスリット像の光の移動に伴って変化する受光素子１１５ｇと１１５ｈの出力信号から、受光素子１１５ａ〜１１５ｆが位置する経線方向の角膜中心を求める。次に、その中心に対する各受光素子１１５ａ〜１１５ｆの出力信号の位相差から、各受光素子に対応する角膜部位での屈折力を求める。スリット投影光学系２１と受光部１２０を所定の角度（１度）ステップで光軸回りに１８０度回転させながら、各角度ステップの経線毎にこの屈折力の演算を行うことにより、経線方向で変化する屈折力の分布を求める（この詳細については、本出願人による特願平８−２８３２８１号を参照）。ここでの眼屈折力値は角膜頂点基準の値である。得られた眼屈折力のデータは、ＨＤＤ５５ａ又はメモリ５５ｂに記憶する。
【００３２】
１回目の測定結果が得られると、制御部５０は再びＣＣＤカメラ３８で得られる指標像の検出信号、及び位置検出素子１１７からの信号により、測定部５を移動する自動アライメントを行う。アライメントが完了したら、同様に眼屈折力測定を実行する。
【００３３】
眼屈折力の測定は、片眼で所定回数（例えば５回）の測定結果が得られるまで自動的に行われるようにプログラムされている。右眼で所定回数の測定が終了したら同様に左眼で所定回数の測定を行う。
【００３４】
このような測定を実行した都度、制御部５０の位置検出演算部５１は一次元光検出素子１３からの信号から測定部５のＸＹ方向の位置（以下、測定ポイントという）を前述した方法により得る。得られた測定ポイントは移動履歴としてメモリ５５ｂに記憶される。そして、片眼又は両眼で所定回数の測定結果が得られたら、測定ポイントの移動履歴がモニタ３９上に図形表示される。
【００３５】
測定ポイントの移動履歴を表わすモニタ画面を図６に示す。図６は右眼を５回、左眼を５回それぞれ測定した例である。測定順に▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼→▲５▼の番号が測定ポイント６１の近くに表示され、測定ポイント６１は測定順に矢印６２で結ばれる。６３は測定ポイントのばらつきの許容範囲を示している。図６の例では、ばらつきの許容範囲６３はφ2ｍｍの範囲と設定している。なお、許容範囲６３は検者の設定したい範囲に可変である。許容範囲６３の中心は各測定ポイント６１の重心とし、右眼及び左眼における上下左右（ＸＹ座標）の原点も各測定ポイント６１の重心位置としている。測定ポイント６１が２点、３点と増えるにつれて、この重心位置もそれに対応して変化する。
【００３６】
ここで、片眼の複数回の測定においては、制御部５０によって測定ポイント６１のバラツキが許容範囲６３から外れたか否かが判断される。すなわち、被検眼の固定の安定度が判定される。測定ポイント６１のバラツキが許容範囲６３から外れるようであれば、その旨のメッセージがモニタ３９上に表示され、または、音声発生装置４９によって、被検者の頭部が頭部支持部２に固定されてなく動いてしまっているか、被検者の眼が動いてしまい視線が安定していないことが、検者及び被検者に報知される。
【００３７】
このような報知があった場合、測定結果の信頼性が薄くなるので、検者は被検者に頭部の固定をしっかりする旨の指示等の必要な処置をとった上で、再測定を行う。これにより、被検眼の固定が不安定なままでの測定結果をそのまま採用することなく、正確な測定結果が得られやすくなる。もちろん、必ずしも許容範囲から外れたか否かを装置が判断しなくても、モニタ３９上に図形表示される測定ポイントの移動履歴から検者が判断しても良い。
【００３８】
なお、自動アライメントの場合には、検者が細かなアライメント作業をしなくても測定部５が被検眼の動きに応じて移動してしまうので、検者は被検者の眼の動きに気がつかないこともある。したがって、上記のように測定ポイントの移動履歴を表示したり、その安定度の判定結果が報知されることは特に都合が良い。もちろん、手動によるアライメントでも同様の効果が有ることは言うまでもない。
【００３９】
図６のように、右眼及び左眼それぞれにおいて複数回の測定ポイントが許容範囲に収まって両眼の測定が終了したら、右眼及び左眼の各測定ポイント６１の重心位置から測定状態での水平基準線からのずれ角θを求めることにより、測定結果の乱視軸角度を補正する。図６中のずれ角θについては、右眼及び左眼における各測定ポイント６１の重心位置のＸ方向とＹ方向の距離から求めることができる。つまり、検者の頭部が頭部支持部２上で傾いていた場合、測定データは頭部が傾いていた状態での乱視軸角度となってしまうが、ずれ角θを求め、測定データに加減算することにより正確な測定データが得られる。被検眼を正視になおす角膜矯正手術において乱視軸角度を必要とする場合は、正確な測定データを用いらなければならないため、この乱視軸角度の補正は特に有用である。また、右眼及び左眼における各測定ポイント６１の重心位置から瞳孔間距離が得られる。
【００４０】
角膜形状の測定を行うときは、スイッチ４０によって角膜形状測定モードを選択する。眼屈折力測定時と同様に自動アライメントの作動によりアライメントが完了すると、照明光源１０３が所定時間点灯され、ＣＣＤカメラ３８によってプラチドリング像が撮像される。角膜形状演算部５３は、ＣＣＤカメラ３８で撮影された像を画像処理して、プラチドリング像のエッジ検出を行う。そして、所定の角度（１度）ステップ毎に角膜中心に対する各エッジ位置を得ることより角膜曲率分布を求める。得られた角膜曲率の分布データは、ＨＤＤ５５ａ又はメモリ５５ｂに記憶する。
【００４１】
この測定においても、複数回の測定（撮像）を行った測定ポイントが移動履歴として記憶され、その測定ポイントの移動履歴がモニタ３９上に図形表示される。また、被検眼の安定度が判定される。そして、両眼の測定が終了した時点で、右眼の測定ポイントの重心位置と、左眼の測定ポイントの重心位置とから水平基準線からのずれ角θが求められ、角膜曲率の分布データに対する傾き角度（経線方向）の補正がなされる。
【００４２】
また、モード切換スイッチ４０によって眼屈折力測定と角膜形状測定の連続モードが選択でき、このモードでは片眼で眼屈折力測定と角膜形状測定が続けて行われる。この場合も、両方の各測定実行時の測定ポイントが移動履歴として記憶され、その表示や許容範囲から外れたか否かの判断がなされ、これにより採用する測定結果の信頼性を判断することができる。また、両測定の軸角度（傾き角度）が補正され、被検者の頭部が傾いていた場合にも角度データが正確になる。
【００４３】
以上の測定においては、測定結果や軸角度（傾き角度）の補正値の算出にあたっての測定結果の採用を、左右それぞれの測定ポイントの移動履歴からバラツキ具合を見て検者が選択しても良い。例えば、片眼の測定において、測定ポイントのバラツキが大きいデータは除外したり、測定ポイントの安定したものを指定して軸角度（傾き角度）の補正値の算出を行っても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被検眼の動きを把握することができ、測定結果に対する信頼性を高めることができる。また、被検者の頭部が傾いている場合であっても、より信頼性の高い測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本形態の眼科装置の外観略図である。
【図２】測定部に配置される光学系の概略配置図である。
【図３】制御系の概略構成を示す図である。
【図４】眼屈折力測定光学系の受光部が有する受光素子の配置を示す図である。
【図５】測定部の上下左右方向の相対位置を検出する方法を説明する図である。
【図６】測定ポイントの移動履歴を表わすモニタ画面を示す図である。
【符号の説明】
１固定基台
２頭部支持部
５測定部
１０Ａ，１０Ｂ位置検出用光源
１１受光部
１２スリット
１３一次元光検出素子
３９モニタ
４９音声発生装置
５０制御部
５１測定部位置検出演算部
５２眼屈折力演算部
５５ａＨＤＤ
５５ｂメモリ
６１測定ポイント
１３０ａＸ駆動部
１３０ｂＹ駆動部
１３０ｃＺ駆動部

Claims

被検眼を測定する測定部を移動手段により移動して、測定部に対して被検眼をアライメントして被検眼を測定する眼科装置において、測定開始信号に基づいて被検眼に対して測定部を複数の所定回数動作させて測定を実行する複数測定実行手段と、複数回数の測定中における各測定時の測定部の位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の検出結果に基づいて、各測定時における測定部の位置の変化が所定の許容範囲にあるか否かを判定する判定手段と、該判定結果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。
被検眼を測定する測定部を移動手段により移動して、測定部に対して被検眼をアライメントして被検眼を測定する眼科装置において、測定開始信号に基づいて被検眼に対して測定部を複数の所定回数動作させて測定を実行する複数測定実行手段と、複数回数の測定中における各測定時の測定部の位置を検出する位置検出手段と、被検眼の固定の安定度を判定するために、該位置検出手段の検出結果に基づいて、測定部の各測定時における位置の変化を図形表示する表示手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。