JP3892434B2

JP3892434B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP3892434B2
Application number: JP2003399641A
Authority: JP
Inventors: 康文福間; 武中村; 浩久中尾; 憲行永井; 靖久石倉; 健行加藤
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2004073892A

Description

この発明は、被検眼角膜形状を測定可能な眼科装置に関する。

従来の眼科装置には、例えば、眼屈折力を他覚的に測定するオートレフラクトメータ（眼屈折計）や被検眼角膜の曲率を測定するオートケラトメータ（角膜曲率測定装置）がある。この両装置とも眼科医が適切な診断を行うために必要なデータを提供するものである。

近年、装置の設置面積の縮小，検査時間の短縮，及び装置コストの削減等の為に、異なる測定を行う複数の装置を組み合わせることが試みられている。例えば、上述したオートレフラクトメータとオートケラトメータの組み合せが試みられている。この組み合せでは眼屈折力の測定と角膜曲率を一つの装置で測定できるので、検査が容易となる。

しかし、白内障手術やその他の角膜にメスを入れる手術を行う前には、精密に角膜の形状を測定する必要がある。このため、角膜曲率を測定するオートケラトに比べてより広範囲に角膜の形状を測定することが求められている。

この角膜形状を精密に測定するための装置としては、被検眼の角膜に向けて可視光によるプラチドパターン即ち同心円状パターンを投影し、この同心円状パターンの被検眼角膜からの反射形状が投影パターン形状と比較してどの程度変化しているか否かを認識させて、この形状変化から角膜の形状を判断する角膜形状測定装置が知られている。

また、この様な角膜形状測定装置としては、被検眼にピントが合ったことをモニタの観察で確認して、このピントが合ったとき、即ち装置本体と被検眼角膜との作動距離が設定距離となってアライメントが完了したとき、被検眼の角膜の形状を測定すると共に、角膜の曲率半径によって変わる作動距離情報を求めて、これを用いて曲率値を補正するようにした装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１７４６３９号公報

ところで、角膜形状測定装置を被検眼の角膜に対してアライメントして、角膜形状測定装置と被検眼の角膜との作動距離を設定距離にするためには時間がかかるものである。

従って、アライメント時の角膜形状測定装置と被検眼の角膜との作動距離が完全に設定距離と一致していなくても、この作動距離が設定距離の所定範囲内にあるときには測定できるようにすることにより、角膜形状の測定ができるようにするのが望ましい。

そこで、この発明目的は、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも、アライメントの誤差が求められてその誤差に基づいて角膜形状が補正されて正確な角膜形状が求められる眼科装置を提供することを目的とするものである。
眼科装置を提供することにある。

この目的を達成するため、請求項１の発明は、多重リングパターンを被検眼の角膜に投影するパターン投影光学系と、前記被検眼からの反射光束を受光させる受光手段と、前記角膜における多重リングパターンの反射光を前記受光手段に導いて前記多重リングパターンのリング反射像を受光手段に結像させる観察光学系と、前記受光手段に結像された多重リングパターンのリング反射像を記憶するメモリと、前記受光手段の出力から前記被検眼の角膜形状を求める演算手段を備え、前記演算手段は、前記眼屈折力測定時に、前記メモリの多重リングパターンのリング反射像から前記被検眼の角膜形状を求めるように設定されている眼科装置であって、前記演算制御手段は、前記パターン投影光学系と異なった距離から前記角膜に投影した少なくとも一対のマークのマーク反射像の間隔と前記多重リングパターンのリング反射像の径との比からＺ方向におけるアライメント誤差を演算して、このアライメント誤差が所定範囲内である場合に、前記アライメント誤差を用いて前記リング反射像から求められた角膜形状を補正するように設定されている眼科装置としたことを特徴とする。

更に、上述した目的を達成するため、請求項２の発明は、多重リングパターンを被検眼の角膜に投影するパターン投影光学系と、前記被検眼からの反射光束を受光させる受光手段と、前記角膜における多重リングパターンの反射光を前記受光手段に導いて前記多重リングパターンのリング反射像を受光手段に結像させる観察光学系と、前記受光手段に結像された多重リングパターンのリング反射像を記憶するメモリと、前記受光手段の出力から前記被検眼の角膜形状を求める演算手段を備え、前記演算手段は、前記眼屈折力測定時に、前記メモリの多重リングパターンのリング反射像から前記被検眼の角膜形状を求めるように設定されている眼科装置であって、前記演算制御手段は、前記パターン投影光学系と異なった距離から前記角膜に投影した少なくとも一対のマークのマーク反射像の間隔と前記リング反射像の径との比から前記被検眼に対する作動距離を求めると共に、前記求めた作動距離が予め設定されている設定作動距離との差が所定範囲内の誤差である場合に、前記誤差を用いて前記リング反射像から求められた角膜形状を補正するように設定されている眼科装置としたことを特徴とする。

このような眼科装置によれば、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも、アライメントの誤差が求められてその誤差に基づいて角膜形状が補正されて正確な角膜形状が求められるので、作動距離が短くてもアライメントの許容範囲を広く設定することができ、しかも、正確な角膜形状を求めることができる。

以下、この発明に係わる、プラチドパターン（プラチドリングパターン）即ち多重リングパターンを投影して角膜形状を測定する角膜形状測定装置を一体化した眼科装置の実施例を図面に基づいて説明する。

この図４(c)は、この発明にかかる眼科装置１と被検者２との関係を示したものである。この眼科装置１は、ベース３と、ベース３上に前後・左右動可能に装着された装置本体４と、この装置本体４に装着されて装置本体４を前後・左右動操作するジョイステックレバー５（操作レバー）と、ベース３の前端部に装着されたフレーム６と、フレーム６に上下動可能に設けられた顎受け７と、フレーム６に保持されて顎受け７を上下動操作する操作ノブ８を有する。

この装置本体１は、図１に示すように、被検眼Ｅの前眼部を観察する前眼部観察光学系１０と、被検眼Ｅに固視標を投影する固視標投影光学系５０と、被検眼Ｅの眼底Ｅrに眼屈折力を測定するための測定光を投影する測定投影光学系７０と、眼底Ｅrで反射される測定光を受光する受光光学系９０と、被検眼Ｅの角膜Ｅcに角膜形状を測定するためのプラチドパターンを投影するプラチドパターン投影系１００と、作動距離検出用のマークを角膜Ｅcに向けて投影するマーク投影光学系１２０とを備えている。

前眼部観察光学系１０は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー６０と、ミラー１３と、リレーレンズ１４と、ダイクロイックミラー１５と、リレーレンズ１６と、結像レンズ１７と、受光手段としてのＣＣＤからなるエリアセンサ（撮像素子）１８とを備えている。

また、前眼部観察光学系１０には、エリアセンサ１８上に十字状のスケール像Ｐ（図７参照）を形成するスケール投影系２０が設けられている。スケール投影系２０は、光源２１と、コンデンサレンズ２２と、スケール(図示せず)が形成されたスケール板２３とを備え、光源２１から射出された光はコンデンサレンズ２２に集光されてスケール板２３を照射し、これによりスケール板２３から十字形状の光束がダイクロイックミラー１５,９２（後述する）を介して結像レンズ１７に達し、この結像レンズ１７よりエリアセンサ１８上にスケール像Ｐが結像される。そして、このスケール像Ｐが前眼部とともにモニタ２０２（図７参照）に表示される。

固視標投影光学系５０は、光源５１と、赤外をカットするフィルタＦと、コンデンサレンズ５２と、固視標板５３と、リレーレンズ５４と、ミラーＭ1と、ダイクロイックミラー５５と、リレーレンズ５６と、ミラーＭ2と、リレーレンズ５７と、ミラーＭ3と、ダイクロイックミラー６０と、対物レンズ１１とを備えている。固視標板５３は眼底Ｅrと共役位置にあり、固視標板５３には固視標となるマーク(図示せず)が形成され、このマークが眼底Ｅrに投影されるものである。このマークの投影により被検眼Ｅを所定方向に向けるとともに雲霧視させる。

測定投影光学系７０（測定光束投影系）は、光源７１と、コンデンサレンズ７２と、円錐プリズム７３と、リング開口(図示せず)が形成されたリング開口板７４と、リレーレンズ７５と、ミラー７６と、リレーレンズ７７と、ダイクロイックミラー７８と、ミラー７９と、ダイクロイックミラー８０と、ダイクロイックミラー６０と、対物レンズ１１とを備えている。

円錐プリズム７３は、コンデンサレンズ７２によって集光された光源７１から光をリング開口板７４のリング開口に集光させるものである。リング開口板７４と眼底Ｅrとは共役位置にあり、リング開口板７４のリング開口を透過する光束によりリング像(図示せず)が眼底Ｅrに投影される。

この眼底Ｅrに投影されたリング像の反射光束は、対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ダイクロイックミラー８０,ミラー７９,ダイクロイックミラー７８,ダイクロイックミラー９１,リレーレンズ５７,ミラーＭ2,リレーレンズ５６,ダイクロイックミラー５５,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に結像してリング像が形成される。このリング像から眼屈折力を後述する演算制御装置２０３が演算して求める。

そして、受光光学系９０は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー６０と、ダイクロイックミラー８０と、ミラー７９と、ダイクロイックミラー７８,９１と、リレーレンズ５７と、ミラーＭ2と、リレーレンズ５６と、ダイクロイックミラー５５,９２と、結像レンズ１７と、エリアセンサ１８とから構成されている。

プラチドパターン投影系１００は、図２に示すように、円板状のパターン板１０１（プラチドパターン板）と、複数の赤外発光ダイオード１０２（光源（光投影手段））と、可視カットフィルタ１０３等とから構成されている。この複数の発光ダイオード１０２は、後述するリングＣ1〜Ｃ9（透光リングパターン）に沿ってＰＣ板１０４（プリント基板）に取り付けられている。

しかも、この赤外発光ダイオード１０２によりパターン板１０１のプラチドパターン（即ち、径の異なる複数の同心リング（同心円）状の透光リングパターン）が被検眼に投影されても、プラチドパターンは赤外光で投影されるため、被検眼の注意を換気するようなことはなくなる。

また、このＰＣ板１０４の赤外発光ダイオード１０２が設けられた面（パターン板１０１に対向する側の面）には、白色の反射層（図示略）が設けられている。この反射層は、ＰＣ板１０４（プリント基板）に部品説明用の白色のシルク印刷を行う印刷手段を用いて、ＰＣ板１０４（プリント基板）に白色の塗装を施すことにより簡易に形成できる。

尚、可視カットフィルタ１０３は、可視透過率の低いフィルタに代えてもよい。また、可視カットフィルタ１０３の被検眼Ｅ側の面には、反射防止コーティング層１０３ａが施されている。しかも、この様な可視カットフィルタ１０３は、被検眼Ｅとパターン板１０１との間に配設されていて、室内照明光等の外光によりパターン板１０１のプラチドパターンが見えるのを防止していると共に、反射防止コーティング層１０３ａにより被検者自信が可視カットフィルタ１０３に映って反射するのを防止している。

これにより、眼屈折測定に際して、プラチドパターンや被検者の像が被検眼の注意を惹いて、被検眼の調節作用が発生するようなことはなくなり、正確な眼屈折測定が可能となる。

パターン板１０１のベースには光を透過拡散可能な拡散板が用いられている。このパターン板１０１は、図４(c)に示した様に装置本体４の前端部の円筒部４ａに装着されていると共に、図１，図２及びから分かるように、被検眼ＥＣ（一方の眼）を装置光軸Ｏに合わせた状態で、縁部近傍の部分が他方の眼（反対眼）ＥＣ´に臨む大きさに形成されている。これにより、被検者２の両方の眼（両眼）ＥＣ，ＥＣ´がパターン板１０１に臨んでいる。

しかも、このパターン板１０１には、図３に示すように、中心部に円形の孔１０１aが開いていると共に、この孔１０１aの周囲に同心に設けた９つの同心円状のリングＣ1〜Ｃ9（透光リングパターンまたは多重リングパターン）が形成されている。

このリングＣ1〜Ｃ9は、図４(a)，(b)に示すように、白色塗料層１０１c（白色反射層）と黒色塗料層１０１d（黒色層）とからなる遮光部Ｄ１〜Ｄ９をパターン板１０１の表面１０１bに同心に間隔をおいて複数形成することにより、この遮光部Ｄ１〜Ｄ９の隣接するもの同士間（すなわち塗料１０１c,１０１dが塗られていない部分）に形成されたものである。

これにより、複数の赤外発光ダイオード１０２から出た光のうちリングＣ1〜Ｃ9に向かう光は、遮光部Ｄ１〜Ｄ９とＰＣ板１０４の作用により図４(a)，(b)のＬ，Ｌ１，Ｌ２に示した様に拡散と反射を繰り返す。即ち、この拡散と反射の作用をリングＣ1と一つの赤外発光ダイオード１０２を用いて説明すると、赤外発光ダイオード１０２からリング（透光リングパターン）Ｃ1に向かう光束Ｌは、大半が拡散板であるパターン板１０１を透過する際に拡散光Ｌ１としてリングＣ1を透過し、残りが反射光Ｌ２としてＰＣ板１０４側に反射する。この反射光Ｌ２及び赤外発光ダイオード１０２から直接に遮光部Ｄ１〜Ｄ９に向かう光は、ＰＣ板１０４で反射光Ｌ３として反射した後、白色塗料層（白色反射層）１０１ｃの部分とＰＣ板１０４との間で多数回反射した後にリングＣ1〜Ｃ9のいずれかから被検眼Ｅ側に投影される。これにより、赤外発光ダイオード１０２から出た光は無駄なくプラチドパターン（プラチドリングパターン）投影のために利用されると共に、このプラチドパターンに均一な照明光を投影できる。

尚、本実施例では、パターン板１０１を拡散板から形成しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、パターン板と拡散板（図示せず）を別体に形成して重ねあわせると共に、上述した遮光部Ｄ１〜Ｄ９をパターン板と拡散板との間に形成してもよい。

また、パターン板１０１には、水平方向に並んだ２つの円形のマークＱ1,Ｑ2が形成されている。このマークＱ1,Ｑ2も上記と同様に塗料１０１c,１０１dが塗られていない部分である。

赤外発光ダイオード１０２は、各リングＣ1〜Ｃ9に対向するとともに各リングＣ1〜Ｃ9に沿って、図５に示すように所定間隔毎にＰＣ板１０４に取り付けられている。ＰＣ板１０４はユニットベース１０５に固定され、その表面１０４aは白色となって赤外光を前方へ反射するようになっている。ユニットベース１０５は対物レンズ１１を保持した鏡筒部１０６に固定されている。１０７はＰＣ板１０４と可視カットフィルタ１０３との間に配置した反射鏡である。

マーク投影光学系１２０は、パターン板１０１に形成されたマークＱ1,Ｑ2と、同一水平面に配設された一対の平行投影ユニット１２１,１３１（図１参照）とから構成され、各平行投影ユニット１２１,１３１は赤外発光ダイオード１２２,１３２と、この赤外発光ダイオード１２２,１３２から射出された赤外光を平行光束にしてマークＱ1,Ｑ2に向けて射出する投影レンズ１２３,１３３とを鏡筒１２５，１３５にそれぞれ備えている。

平行投影ユニット１２１,１３１の光軸１２１a,１３１aはマークＱ1,Ｑ2を通って被検眼角膜Ｅcに向けられており、投影レンズ１２３,１３３による平行光束によってマークＱ1,Ｑ2を無限遠の距離から被検眼角膜Ｅcに向けて投影する状態となっている。すなわち、パターン板１０１と異なる距離からマークＱ1,Ｑ2を被検眼角膜Ｅcに向けて投影するものである。

平行投影ユニット１２１のケース１２５は、ＰＣ板１０４（プリント基板）の中心部に形成した孔１０４bの凹部１０４cに挿入されているとともに鏡筒部１０６にネジＮにより固定されている。平行投影ユニット１３１も上記と同様に鏡筒部１０６に固定されている。

図６はこの眼科装置の制御系の構成を示したブロック図である。図６において２０１はエリアセンサ１８が受光する画像を記憶するフレームメモリ、２０２はエリアセンサ１８が受光する画像を表示するモニタ、２０３はフレームメモリ２０１に記憶された画像の各リング像Ｃa〜Ｃi（図７参照）から角膜形状を演算して求めるとともに、リング像Ｃbの径Ｌ1とマーク像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2との比から装置本体の作動距離を検出したり、この作動距離を基にして上記角膜形状を補正したりする演算制御装置（演算手段）である。そして、演算制御装置２０３は角膜形状演算手段と作動距離検出手段と補正手段としての機能を有している。

そして、プラチドパターン投影系１００と、マーク投影光学系１２０と、前眼部観察光学系１０と、演算制御装置２０３とで角膜の形状を測定する角膜形状測定装置が構成される。

また、この演算制御装置２０３は、操作部２０５の操作に基づいてプリンタ２０６,記録装置２０７,光源２１,５１,７１,１０２,１２２,１３２等の制御を行ったりする。また、演算制御装置２０３は眼底Ｅrに投影されたリング像から眼屈折力を演算するようになっている。図６中、２０６は演算結果等を表示するモニタ（表示手段）である。

更に、演算制御装置２０３にはモード設定手段３００が接続されていて、演算制御装置２０３はモード設定手段３００の操作によりプラチドモード，レフプラチドモード，レフモード，ケラトモード，レフケラモードの切換を行うようになっている。

このプラチドモードはプラチドパターン像から角膜形状を広範囲に測定するモードであり、レフプラチドモードはプラチド画像を一度取り込んだ後に操作部２０５の測定スイッチ（図示せず）をON操作する毎に眼屈折力を測定演算するモードであり、レフモードは眼屈折力の計算のみを行うモードであり、ケラトモードは角膜中心の曲率のみの計算を行うモードであり、レフケラモードであれば眼屈折力と角膜中心部の曲率の計算を行うモードである。

次に、上記実施例の動作につて説明する。
(1)プラチドモード（角膜形状のみの測定）
プラチドモードにおいて、操作部２０５の操作によりプラチドパターン投影系１００の赤外発光ダイオード１０２と、マーク投影光学系１２０の赤外発光ダイオード１２２,１３２を点灯する。また、スケール投影系２０の光源２１を点灯する。

赤外発光ダイオード１０２の点灯によりパターン板１０１のリングＣ1〜Ｃ9から可視カットフィルタ１０３を介して赤外光によるリング光束が射出され、このリング光束が被検眼角膜Ｅcに投影されてリングＣ1〜Ｃ9（図７，図１０参照）による反射像が形成されることとなる。

同様に、赤外発光ダイオード１２２,１３２から射出された赤外光は投影レンズにより平行光束となってマークＱ1,Ｑ2を照射し、このマークＱ1,Ｑ2により円形の平行光束となって被検眼角膜Ｅcに投影されてマークＱ1,Ｑ2による反射像が形成される。

そして、被検眼角膜Ｅcの反射によるリング反射像およびマーク反射像の光束は、対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ミラー１３,リレーレンズ１４,ダイクロイックミラー１５,リレーレンズ１６,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に前眼部像とともに結像される。そして、モニタ２０２には、図７に示すように前眼部像Ｅaとともにリング反射像Ｃa〜Ｃiおよびマーク反射像Ｑa,Ｑbが表示される。

また、スケール投影系２０の光源２１の点灯によりエリアセンサ１８上にスケール像が結像されるので、モニタ２０２にスケール像Ｐも表示される。

検者はモニタ２０２に表示されるスケール像Ｐとリング反射像Ｃaとを見ながら、スケール像Ｐの交点Ｐaがリング反射像Ｃaの中心に位置するように装置本体を上下左右に移動させてＸＹ方向のアライメントを行う。また、マーク反射像Ｑa,Ｑbがリング反射像Ｃbとがほぼ一致するように装置本体を前後方向に移動させてＺ方向のアライメントを行う。

これは、マークＱ1,Ｑ2が無限遠から投影されていることにより、装置本体のＺ方向の距離に拘らずマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2は一定であり、他方、リング反射像Ｃbの径Ｌ1がＺ方向の距離によって変化するので、図７に示したマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2とリング反射像Ｃbの径Ｌ1の大きさとを比較することにより、Ｚ方向のアライメントを調整することができ、作動距離を求めることができる。

このように、モニタ２０２にスケール像Ｐが表示されているので、アライメントはそのスケール像Ｐを見て行えばよいので大変行い易いものとなる。

これらアライメントが完了したら、操作部２０５の測定スイッチ(図示せず)を押すと、図８に示すステップ２では図７に示す画像がフレームメモリ２０１に記憶される。

演算制御部２０３は、フレームメモリ２０１に記憶されたリング反射像Ｃbの径Ｌ1とマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2との比を求め、この比から装置本体の作動距離を演算する。そして、この作動距離と予め設定されている設定作動距離との差、すなわちＺ方向におけるアライメントの誤差を演算する（ステップ３）。この誤差が所定範囲内であるか否かがステップ４で判断され、イエスであれば、フレームメモリ２０１に記憶されたリング反射像Ｃa〜Ｃiから角膜形状を求め、さらに、上記誤差に応じてその角膜形状を補正する（ステップ５）。この補正により、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも正確な角膜形状が求められることとなる。

補正前の角膜形状と補正後の角膜形状と作動距離とがモニタ２０２に表示されるとともに、これらデータはプリンタ２０６によってプリントアウトされ、記録装置２０７に図７に示す画像とともに記録される（ステップ６）。

このように、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも、アライメントの誤差が求められてその誤差に基づいて角膜形状が補正されて正確な角膜形状が求められるので、作動距離が短くてもアライメントの許容範囲を広く設定することができ、しかも、正確な角膜形状を求めることができる。

このようにして、図１０(b)に示したトポグラフィが求められ、図１０(b)中、Ｔ１〜ｔ６等は角膜Ｃにおける等高線である。
(2)レフプラチドモード（画像取り込みと眼屈折力の複数測定平均値算出）
このレフプラチドモードにおいて、操作部２０５の測定スイッチ（図示せず）を１回目にONさせると、演算制御装置２０３は、最初にプラチドパターン像を取り込んでフレームメモリ２０６に記憶し、フレームメモリ２０６のプラチドパターン像を基に被検眼角膜の曲率形状を求める演算を開始する。尚、２回目以降の測定スイッチのON操作ではレフ測定（眼屈折力の測定）のみを行う。

従って、プラチドパターン像の取り込み後に、測定スイッチをON操作すると、レフ測定（眼屈折力の測定）が行われるので、このレフ測定（眼屈折力の測定）を複数回行わせる。この複数回のレフ測定時のアライメント等のときに、演算制御装置２０３はプラチドパターン像を基に被検眼角膜の曲率形状をもとめる。

そして、このレフ測定を数回行った後に、操作部２０５の図示しないプリントスイッチを押すと、演算制御装置２０３により求められた各レフ測定の値とその平均値及びプラチドパターン像による被検眼角膜の曲率形状の演算結果がプリントアウトされると同時に、フレームメモリ２０６がリセット（初期化）されて次の測定に備えられる。

このプリントスイッチを押したときにレフ測定の回数が少なく、プラチドパターン像による被検眼角膜の曲率形状の演算が終っていないときには、演算制御装置２０３はモニタ２０２の画面に演算中と表示させる。尚、レフ測定中にプラチドパターン像による被検眼角膜の曲率形状の演算が先に終ると、モニタ２０２の画面にプラチドパターン像による被検眼角膜の曲率形状の演算終了（プラチド終了）の表示が演算制御装置２０３によりなされると共に、演算結果が表示されるが、レフ測定ための前眼部像は表示されている状態となっている。この様な制御は演算制御装置２０３により行われる。
(3)レフモード（眼屈折力の測定）
レフモードにおいて眼屈折力を測定する場合に演算制御装置２０３は、固視標投影光学系５０の光源５１を点灯させて被検眼Ｅを所定方向に向けさせるとともに雲霧視させる。そして、測定投影光学系７０の光源７１を点灯して眼底Ｅrにリング像(図示せず)を投影し、このリング像を対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ダイクロイックミラー８０,ミラー７９,ダイクロイックミラー７８,ダイクロイックミラー９１,リレーレンズ５７,ミラーＭ2,リレーレンズ５６,ダイクロイックミラー５５,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に結像させ、このリング像から眼屈折力を演算制御装置２０３が演算して求める。
(4)ケラトモード（角膜中心部の曲率測定）
ケラトモードにおいて演算制御装置２０３は、操作部２０５の測定スイッチ（図示せず）をONすると、被検眼角膜ｃに投影されているプラチドパターン像を取り込んでフレームメモリ２０６に記憶させた後、図９に示した様に、被検眼の瞳の輪郭線Ｐ１内プラチドパターン像のうちのリングＣａ〜Ｃiの内側から２本目と３本目（所定のリングパターン）から角膜Ｃの曲率形状を演算して求める。図中、Ｐ２は非検眼の虹彩の外側輪郭を示す。
(5)レフケラモード（角膜中心部の曲率形状及び眼屈折力の測定）
レフケラモードにおいて演算制御装置２０３は、角膜中心部の曲率形状及び眼屈折力の測定する。即ち、演算制御装置２０３は、図９に示した様に、ステップＳ１０で操作部２０５の測定スイッチ(図示せず)を押す（ONする）と、ステップＳ１１で被検眼角膜ｃに投影されているプラチドパターン像を取り込んでフレームメモリ２０６に記憶させ、次にステップＳ１２で(2)の眼屈折力測定を行う。

そして、演算制御装置２０３は、この眼屈折力測定と並行して、フレームメモリ２０６に記憶されたプラチドパターン像を用い、図１０に示した様に、被検眼の瞳の輪郭線Ｐ１内プラチドパターン像のうちのリングＣａ〜Ｃiの内側から２本目と３本目（所定のリングパターン）から角膜Ｃの曲率形状を演算して求める。

したがって、このレフケラモードにおいては、角膜の中心部における曲率形状を求める時間と眼屈折力を求めるための時間を単純に加算した場合に比べて、より少ない時間で角膜の中心部における曲率形状と眼屈折力を求めることができる。

そして、この様にして所定のリングパターンから求められた被検眼角膜の曲率形状は、即ちケラトの数値をフレームメモリ２０１に記憶させて、この記憶された演算結果すなわちケラトの数値をステップＳ１３でモニタ２０２に表示させた後、ステップＳ１４でプリンタ２０６によりプリントアウトされステップＳ１５に移行する。

また、ステップＳ１５では、既にレフケラモードによる測定の演算結果、即ちケラトの数値がモニタ２０２に表示されているので、このモニタ２０２に表示された演算結果から被検眼角膜の形状が正常あるか否か（即ちケラトの数値が所定値を越えているか否かを）判断して、再度被検眼角膜を広範囲に精密に測定する必要があるか否かを決定する。この判断決定は、測定者が行ってもよいし、演算制御装置２０３が判断してもよい。

そして、正常である場合には終了し、異常であり広範囲に測定する必要がある場合には、ステップＳ１６に移行して、測定者が操作部２０５の測定スイッチとは異なる図示しないプラチド演算スイッチを押すことにより、或は演算制御装置が広範囲な演算を開始させ、ステップＳ１７に移行する。このステップＳ１７では、演算制御装置２０３は、既にフレームメモリ２０１に記憶されているプラチドパターン像のリングＣａ〜Ｃiの内、レフケラモードで用いたリングを除いたものを用いて、角膜Ｃの曲率形状を演算により求め、この演算結果とレフケラモードで求めた角膜の中心部における曲率形状とから図１０(b)に示した様なトポグラフィを求める。

この場合も、既にフレームメモリ２０１に取り込まれたプラチドパターン像と既にレフケラモードで求めた角膜の中心部の曲率形状を用いているので、新たにプラチドパターン像を取り込むための測定を行わなくてもよく、又、プラチドモードによる角膜形状の広範囲な測定に要する時間は新たに(1)の測定を行う場合に比べて大きく短縮できる。尚、角膜形状の広範囲な測定を行う場合、既にフレームメモリ２０１に取り込まれたプラチドパターン像のリングＣａ〜Ｃiの全てについて演算を行わせてもよい。この場合でも、新たにプラチドパターン像を取り込むための測定を行わなくてもよいので、新たにプラチドパターン像を取り込んだ後に演算を行うときと比較して、プラチドモードによる角膜形状の広範囲な測定に要する時間を短縮できる。

(1)のプラチドモードによる角膜形状の広範囲な測定と(2)のレフモードによる眼屈折力の測定をこの順に行って、フレームメモリ２０１に取り込んだリングＣａ〜Ｃiから角膜形状を眼屈折力の測定と並行して演算により求めるように演算制御装置２０３を設定することもできる。この場合にも、角膜形状の広範囲な測定に要する時間と眼屈折力に要する時間を単に加算した場合に比べて、角膜形状の広範囲な測定と眼屈折力に要する時間を非常に短くできる。

この発明に係わる眼科装置の光学系の配置を示した光学配置図である。プラチドパターン投影系の構成を示した断面図である。図２のプラチドパターン投影系のパターン板を示した正面図である。 (a)は図３のパターン板の構成の一部を示した拡大断面図、(b)はパターン板とＰＣ板との関係を示す説明図、(c)はこの発明にかかる眼科装置と被検者との関係を示す斜視図である。赤外発光ダイオードの配置を示したＰＣ板の正面図である。眼科装置の制御系の構成を示したブロック図である。モニタに表示された画像を示した説明図である。眼科装置の動作の一例を示したフロー図である。眼科装置の動作の他の例を示したフロー図である。 (a)は被検眼角膜からのプラチドパターン像の説明図、(b)はプラチドパターン像から求めた被検眼角膜のトポグラフィである。

符号の説明

１０…前眼部観察光学系
１８…エリアセンサ（受光手段）
３０…アライメント投影光学系（投影光学系）
７０…測定投影光学系（測定光束投影光学系）
９０…受光光学系
１００…プラチドパターン投影系
１０１…パターン板（プラチドパターン板）
１２０…マーク投影光学系
２０２…モニタ
２０３…演算制御装置（演算手段）
Ｃａ〜Ｃi…リング（リングパターン）
Ｅ…被検眼
Ｅc…角膜
Ｑ１，Ｑ２…マーク

Claims

多重リングパターンを被検眼の角膜に投影するパターン投影光学系と、前記被検眼からの反射光束を受光させる受光手段と、前記角膜における多重リングパターンの反射光を前記受光手段に導いて前記多重リングパターンのリング反射像を受光手段に結像させる観察光学系と、前記受光手段に結像された多重リングパターンのリング反射像を記憶するメモリと、前記受光手段の出力から前記被検眼の角膜形状を求める演算手段を備え、前記演算手段は、前記眼屈折力測定時に、前記メモリの多重リングパターンのリング反射像から前記被検眼の角膜形状を求めるように設定されている眼科装置であって、
前記演算制御手段は、前記パターン投影光学系と異なった距離から前記角膜に投影した少なくとも一対のマークのマーク反射像の間隔と前記多重リングパターンのリング反射像の径との比からＺ方向におけるアライメント誤差を演算して、このアライメント誤差が所定範囲内である場合に、前記アライメント誤差を用いて前記リング反射像から求められた角膜形状を補正するように設定されていることを特徴とする眼科装置。
多重リングパターンを被検眼の角膜に投影するパターン投影光学系と、前記被検眼からの反射光束を受光させる受光手段と、前記角膜における多重リングパターンの反射光を前記受光手段に導いて前記多重リングパターンのリング反射像を受光手段に結像させる観察光学系と、前記受光手段に結像された多重リングパターンのリング反射像を記憶するメモリと、前記受光手段の出力から前記被検眼の角膜形状を求める演算手段を備え、前記演算手段は、前記眼屈折力測定時に、前記メモリの多重リングパターンのリング反射像から前記被検眼の角膜形状を求めるように設定されている眼科装置であって、
前記演算制御手段は、前記パターン投影光学系と異なった距離から前記角膜に投影した少なくとも一対のマークのマーク反射像の間隔と前記リング反射像の径との比から前記被検眼に対する作動距離を求めると共に、前記求めた作動距離が予め設定されている設定作動距離との差が所定範囲内の誤差である場合に、前記誤差を用いて前記リング反射像から求められた角膜形状を補正するように設定されていることを特徴とする眼科装置。