JP4739896B2

JP4739896B2 - 眼科光学機器

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Publication number: JP4739896B2
Application number: JP2005288438A
Authority: JP
Inventors: 直己磯貝; 直人本多
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007102338A

Description

本発明は、共通の半導体基板を使用し、ユーザーの用途に応じて複数ある動作プログラムの一つを選択し動作させる眼科光学機器に関する。

複数の電子機器に対して共通の半導体基板を使用し、ユーザーの用途に応じて複数ある動作プログラムの一つを選択し動作させることにより、部品の共通化を図っている電子機器装置が知られている。

例えば、被検眼の検査を行う眼科光学機器などの電子機器装置にも上記手法の適用が可能であり、眼科光学機器が被検眼の角膜形状と眼屈折力を測定するための構成を備えることを前提として（特許文献１参照）、初期設定の際に選択する動作プログラムに基づいて、被検眼の眼屈折力を測定する（以下、レフ測定）機能を持つ眼屈折力測定装置もしくは被検眼の角膜形状を測定する（以下、ケラト測定）機能を持つ角膜形状測定装置、または眼屈折力を測定する機能と被検眼の角膜形状を測定する機能の両方（レフケラト測定）機能を兼ね備えた複合型眼科光学機器に設定するような手法が提案されている。また、このような手法を用いるに際して、不正基板の使用により装置が不正に改造されてしまうことを防ぐ技術も知られている。（特許文献２参照）。
特開平１０−２１６０８８号公報特開２００２−２６４４４１号公報

しかしながら、特許文献２に開示される技術においては、不正基板の使用を抑制できるものであるが、交換した基板が初期状態のものである場合、判別情報（識別情報）が新たに書き込まれてしまうこととなる。このように新たに書き込まれた基板を、別の装置に移し変えることにより、別の装置にて同機能の動作をさせることが可能となる。

本発明は、上記問題点を鑑み、部品の共通化を図っている眼科光学機器に対する不正な改造を防止できる眼科光学機器を提供することを技術課題とする。

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。

（１）複数の機能の動作制御に対応して用意される複数の動作プログラムの中から選択された一の動作プログラムに基づいて前記機能が設定される眼科光学機器において、
前記選択された動作プログラムを記憶する第１不揮発メモリと、該動作プログラムの識別情報を記憶する第２不揮発メモリと、前記第１不揮発メモリに記憶された前記選択された動作プログラムに基づいて装置の動作制御を行うための制御部と、を有する第１の半導体基板と、
前記選択された動作プログラムの識別情報を記憶する第３不揮発メモリであって、前記第１不揮発メモリとは独立して交換が可能な第３不揮発メモリと、眼科光学機器に設けられた各部材を駆動させるために前記制御部によって制御される駆動回路と、を有する第２の半導体基板と、
前記制御部は、電源投入時に前記第２不揮発メモリと第３不揮発メモリに記憶されている動作プログラムの識別情報を比較し，相違があると判定された場合，装置の動作を禁止する動作禁止手段を有することを特徴とする。
（２）（１）の眼科光学機器において、
前記制御部は、前記第２不揮発メモリまたは第３不揮発メモリのどちらかが初期状態である場合には、一方に記憶されている前記選択された動作プログラムの識別情報をコピー判別情報とともに初期状態である他方の不揮発メモリに書き込む識別情報書込手段を有し、
前記動作禁止手段は、
該識別情報書込手段による前記書き込み動作の際に書き込み元となる不揮発メモリに前記コピー判別情報が記憶されている場合には、他方の記憶部に前記選択された動作プログラムの識別情報を書き込むことを禁止する、
又は電源投入時に前記第２不揮発メモリ及び前記第３不揮発メモリに記憶されている動作プログラムの識別情報を比較するとともに前記第２不揮発メモリ及び前記第３不揮発メモリに前記コピー判別情報が記憶されていると判定された場合，装置の動作を禁止することを特徴とする。
（３）（２）の眼科光学機器は、眼屈折力測定光学系と、角膜形状測定光学系と、を有し、前記複数の動作プログラムは、眼屈折力測定機能を持つ眼屈折力測定装置として前記眼科光学機器を動作させるためのプログラムと、眼屈折力測定機能と角膜形状測定機能を持つ眼屈折力測定装置として前記眼科光学機器を動作させるためのプログラムと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、部品の共通化を図っている眼科光学機器に対する不正な改造を防止できる。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る電子機器装置のブロック図である。１は電子機器全体の制御を行う制御回路であり、本実施形態においては、後述する眼科光学機器１００（図２、図３参照）全体の制御を行う。

制御回路１の半導体基板１０ａ上には、眼科光学機器全体を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）２０、装置の機能を決定する動作プログラムが格納される不揮発メモリ２１（フラッシュメモリ、以下ＦＭ）、データの一時保管等を行うＲＡＭ２２、不揮発メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２３が実装されており、これらはデータバス２５を介して信号のやりとりが可能な構成となっている。また、基板１０ａ上には、表示モニタ４０の表示画面を制御する表示制御部４１が実装されている。また、基板１０ａには、ＵＳＢコネクタ３０が取り付けられており、ＵＳＢ接続のフラッシュメモリ５０（以下、ＵＳＢメモリと記す）を介して動作プログラムのインストールやバージョンアップが可能な構成となっている。なお、ＵＳＢメモリ５０には複数の動作プログラムが記憶されている。

また、半導体基板１０ｂ上には、眼科光学機器１００に設けられた各部材（詳しくは、後述する）を駆動させるための半導体素子が組み込まれた駆動（ドライブ）回路２６、書込読出可能な不揮発メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２７が実装されている。なお、不揮発メモリ２７は、ＦＭ２１と実装される基板が異なるため、ＦＭ２１とは独立して交換ができる。なお、不揮発メモリ２３及び２７は、選択された動作プログラムを識別するための識別情報を記憶するための記憶手段となる。

眼科光学機器１００の構成について、以下に簡単に説明する。図２は、眼科光学機器１００の外観図であり、基台１０１と、基台１０１に取り付けられた顔支持ユニット１０２と、基台１上に移動可能に設けられた移動台１０３と、移動台１０３に移動可能に設けられ、後述する光学系を収納する測定部１０４を備える。測定部１０４は、ＸＹＺ駆動部１０６により、被検眼Ｅに対してＸＹＺ方向に移動される。移動台１０３は、ジョイスティック１０５の操作により、基台１上をＸ方向及びＺ方向に移動される。また、検者が回転ノブ１０５ａを回転操作することにより、測定部１０４はＸＹＺ駆動部１０６のＹ駆動によりＹ方向に移動される。ジョイスティック１０５の頂部には、測定開始スイッチ１０５ｂが設けられている。移動台１０３には、表示モニタ４０、スイッチ部１０８が設けられている。

図３は、眼科光学機器１００の光学系及び制御系の構成について説明する概略構成図である。１１０はケラト測定光学系（角膜形状測定光学系）であり、ケラト測定用の指標を投影する投影光学系１１０ａと，角膜Ｅｃに投影された指標像を撮像する撮像素子を持つ撮像光学系１１０ｂとからなる。１１１はレフ測定光学系（屈折力測定光学系）であり、被検眼眼底Ｅｆに測定光束を投光する投光光学系１１１ａと，被検眼眼底Ｅｆからの反射光束を受光素子に受光させる受光光学系１１１ｂとからなる。１１２は眼Ｅを固視させるための固視標投影光学系である。なお、撮像光学系１１０ｂは、被検眼の前眼部を観察する観察光学系を兼用し、撮像された前眼部像は、表示モニタ４０に表示される。これにより、表示モニタ４０を見ながら、眼Ｅに対する測定部１０４のアライメントを行うことができる。

ケラト測定を行う場合、ケラト測定光学系１１０のリング光源７０を点灯させる。リング光源７０から出射されたリング投影光は、被検眼の角膜Ｅｃ上にリング指標像を形成する。そして、リング指標像の光は、ダイクロイックミラー８０、対物レンズ７１、ハーフミラー７２、撮像レンズ７３を介して、二次元撮像素子７４に撮像される。そして、ＣＰＵ２０は、二次元撮像素子７４に検出されたリング指標像の形状に基づいて眼Ｅの角膜形状を測定する。

また、レフ測定を行う場合、投光光学系１１１ａの測定光源６０を点灯させる。光源６０から出射された測定光は、リレーレンズ６１、ホールミラー６２、対物レンズ６３、ダイクロイックミラー８０を介して眼底Ｅｆに投影され、眼底Ｅｆ上でスポット状の点光源像を形成する。そして、眼底Ｅｆ上に形成された点光源像の光は、反射・散乱されて被検眼Ｅを射出し、対物レンズ６３によって集光され、ホールミラー６２で反射されたのち、リレーレンズ６４、全反射ミラー６５を介して受光絞り６６の開口上で再び集光され、コリメータレンズ６７にて略平行光束（正視眼の場合）とされ、リングレンズ６８によってリング状光束として取り出され、リング像として二次元受光素子６９に受光される。そして、ＣＰＵ２０は、二次元受光素子６９に検出されたリング像の形状に基づいて眼Ｅの眼屈折力を測定する。なお、詳しい構成や動作については、本発明とは関連が薄いため省略する（詳しくは、特開平１０−２１６０８８号公報等を参考にされたい）。なお、上記のようにして測定された測定結果は、表示モニタ４０に表示される。

なお、ＸＹＺ駆動部１０６、ジョイスティック１０５、ケラト測定光学系１１０の光源７０や撮像素子７４、レフ測定光学系１１１の光源６０や受光素子６９等は、前述の駆動回路２６を介して、ＣＰＵ２０によって制御される。

上記のような眼科光学機器１００において、出荷時の初期設定として所定の機能を設定する場合には、図１に示したＵＳＢメモリ５０を使用する。ＵＳＢメモリ５０には、眼科光学機器が持つ機能を動作させるための動作プログラムが機能別に複数記憶されており、初期設定の際に一つの動作プログラムを選択することにより、眼科光学機器１００の機能の設定を行うことができる。例えば、レフ測定機能を持つ眼屈折力測定装置として動作させるためのプログラムＡＲと、レフ測定機能とケラト測定機能の両方を持つ複合型眼科光学機器として動作させるためのプログラムARKがあった場合、初期設定時においてプログラムＡＲを選択することにより、眼科光学機器１００を眼屈折力測定装置として設定できる。一方、初期設定時においてプログラムＡＲＫを選択することにより、眼科光学機器１００をレフ測定機能とケラト測定機能の両方を持つ複合型眼科光学機器として設定できる。

図４は、本実施形態の処理手順を示したフローチャートである。操作者より眼科光学機器１００の電源が投入されると、ＣＰＵ２０は、ＵＳＢメモリ５０がコネクタ３０に差し込まれているかどうか確認する。ＵＳＢメモリ５０が検知されると、ＣＰＵ２０は、プログラムインストール用のソフトを起動する。そして、ＣＰＵ２０は、不揮発メモリ２７を読み込み、初期状態（空の状態）であれば、初期設定に移行する。このとき、ＣＰＵ２０は表示モニタ４０にパスワード入力画面を表示させ、操作者よりスイッチ部１０８にて正しいパスワードが入力されると、動作プログラムの選択画面に移行する。また、不揮発メモリ２７が初期状態でなかった場合は、直接プログラム選択画面に移行する。

ここで、一のプログラムが選択されると、ＣＰＵ２０は、選択された動作プログラムのインストールを開始し、ＦＭ２１にこれを記憶する。インストールプログラムが終了した後、電源を再投入することによって前述のような眼科光学機器１００の機能設定が完了したことになる。なお、上記初期設定の作業は、通常、眼科光学機器１００を製造するメーカー側によって行われる。

また、ＵＳＢメモリ５０が検知されなかった場合、ＣＰＵ２０は、ＦＭ２１に動作プログラムが書き込まれているかどうか確認する（ステップＡ）。ここで、ＦＭ２１が初期状態（本実施形態では、ソフトのインストール及びアップロードを目的としたインストールプログラムのみが記憶された状態）である場合、読み込む動作プログラムがないため、装置の動作が停止する。また、ＦＭ２１が初期状態でなければ、ＣＰＵ２０は、不揮発メモリ２３及び不揮発メモリ２７を読み込んで、両方が初期状態（選択された動作プログラムの識別情報が書き込まれていない状態）であるか確認する。

前述の初期設定によって眼科光学機器１００の機能設定が行われた直後である場合、不揮発メモリ２３及び不揮発メモリ２７は初期状態となっている。その場合、ＣＰＵ２０は、初期設定にて選択された動作プログラムの識別情報（設定した機能に対応する識別情報）を不揮発メモリ２３に書き込むとともに、さらに書き込んだ識別情報を不揮発メモリ２７に書き込み、ステップＢに移行する。なお、両方のメモリとも識別情報が記憶されていた場合、そのままステップＢに移行する。

一方、メモリ２３及びメモリ２７の両方が初期状態でなく、どちらか一方が初期状態であった場合、ステップＦに移行する。なお、ステップFに移行する場合としては、初期設定された眼科光学機器１００が購入され、購入先での基板１０ａもしくは基板１０ｂの故障または不正の目的にて基板１０ａもしくは１０ｂが新規の基板（メモリ２３もしくはメモリ２７が初期状態の基板）に交換された場合が想定される。この場合、メモリ２３が初期状態であれば、ＣＰＵ２０は、メモリ２３にプログラム識別情報を書き込む。そして、新規に交換されたメモリ２３に対して、メモリ２３が新規に交換されたもの（複製されたもの）であることを判別するための判別情報を書き込んでおく（複製フラグを書き込む）。また、メモリ２７が初期状態であれば、ＣＰＵ２０は、メモリ２３に記憶されたプログラム識別情報をメモリ２７に書き込む。そして、新規に交換されたメモリ２７に対して、メモリ２７が新規に交換されたもの（複製されたもの）であることを判別するための判別情報を書き込んでおく。

このように、どちらか一方の不揮発メモリが初期状態であった場合、ＣＰＵ２０は、初期状態の不揮発メモリに対して既に記憶されているプログラム識別情報を書き込むと共に、初期状態の不揮発メモリに書き込まれたプログラム識別情報がコピー情報である旨を書き込んでおく（言い換えると、初期設定時から基板に設けられていた不揮発メモリではなく、なんらかの理由によって新規のものに交換された不揮発メモリであることを判別するための複製フラグを書き込んでおく）。その後、ステップＢに移行する。

以下、ステップＢについて説明する。ＣＰＵ２０は、メモリ２３に記憶されたプログラム識別情報と、メモリ２７に記憶されたプログラム識別情報と、を比較する。そして、不一致であった場合には、ＣＰＵ２０は、表示モニタ４０に不一致である旨のメッセージを表示し、眼科光学機器１００の動作を行わせないようにする。これにより、異なる動作プログラムを持つ眼科光学機器として改造されるのを防ぐことができる。なお、前述の動作プログラムを選択しインストールする際に、選択された動作プログラムとメモリ２７に記憶されたプログラム識別情報が不一致であった段階で、表示モニタ４０に不一致である旨のメッセージを表示し、装置の動作を禁止（動作プログラムのインストールの禁止も含む）するようにしてもよい。

また、一致した場合には、ＣＰＵ２０は、メモリ２３とメモリ２７の両方に、前述の複製フラグが書き込まれているかどうか判定する（ステップＣ）。ここで、両方のメモリに複製フラグが書き込まれていると判定された場合、表示モニタ４０に基板１０ａ及び１０ｂが新規に交換されたものである旨のメッセージを表示し、眼科光学機器１００の動作を行わせないようにする。また、どちらのメモリにも複製フラグが書き込まれていない、もしくはどちらか一方のメモリのみに複製フラグが書き込まれていると判定された場合には、ＣＰＵ２０は、ＯＫとみなし、眼科光学機器１００の動作可能とする。

このようにすれば、前述のように初期設定されたメモリ２３やメモリ２７を新規のものに交換した際にプログラム識別情報が書き込まれるのを利用して、別に用意された眼科光学機器１００と、別に用意された初期状態の半導体基板１０ａと新規のものに交換されプログラム識別情報が書き込まれたメモリ２７を持つ基板１０ｂとの組み合わせ、もしくは別に用意された初期状態の基板１０ｂと新規のものに交換されプログラム識別情報が欠き込まれたメモリ２３を持つ基板１０ｂとの組み合わせ、もしくは新規のものに交換されプログラム識別情報が書き込まれたメモリ２３を持つ基板１０ａと新規のものに交換されプログラム識別情報が書き込まれたメモリ２７を持つ基板１０ｂとの組み合わせによって、不正に機能を改変させることによる眼科光学機器１００の不正改造を防止することができる（例えば、図５及び図６を参照。図５は不正改造がされてしまう場合であり、図６は、図５のような不正改造を前述の複製フラグを用いることによって防止する場合を示す図である）。

なお、この場合、ステップＦを経て、メモリ２３もしくはメモリ２７にプログラム識別情報を書き込む前に、書き込み元のメモリに複製フラグが書き込まれているかどうか判定し、判定結果に基づいて（判別情報が書き込まれていれば）プログラム識別情報の再度の書き込みを禁止するようにしてもよい。この場合、不正改造に利用される恐れのあるメモリの作成を事前に防止できる。

また、メモリ２３を新規のものに交換する場合、本実施形態では動作プログラムを記憶するＦＭ２１を持つ基板１０ａごと交換するため、再度プログラムを選択し、ＦＭ２１にインストールする必要がある。よって、これを利用して、インストールの際のメモリ２７を読み込んだ際（ステップＧ）に、異なる基板１０ｂに設けられたメモリ２７に複製フラグが書き込まれているとＣＰＵ２０が判定したら、表示モニタ４０に基板１０ａ及び１０ｂが新規に交換されたものである旨のメッセージを表示し、装置の動作を禁止する（インストールの禁止を含む）ようにしてもよい。

なお、動作プログラムを記憶する記憶部（本実施形態では、フラッシュメモリ２１）自体にプログラム識別情報及び判別情報（複製フラグ）を記憶させるようにし、これとは独立して新規のものに交換が可能なメモリ２７であって、プログラム識別情報を記憶するメモリ２７の組み合わせでも本発明の適用は可能である。この場合、半導体基板１０ａに記憶部とＩＣコネクタを実装し、ＩＣコネクタを介してメモリ２７を半導体基板１０ａに装着する形式のものも含む。

なお、メモリ２３もしくはメモリ２７に複製フラグが書き込まれてからの時間を計測し、その時間が所定時間を経過したら、前記判別情報を消去するようにしてもよい。すなわち、ＦＭ２１に時間計測プログラムを記憶しておき、ＣＰＵ２０は、メモリ２３もしくはメモリ２７に複製フラグが書き込まれてからの時間計測を開始する。例えば、複製フラグが書き込まれてからの、電源が投入されている時間の累計を計測し、電源がＯＦＦされる際にメモリ２３やメモリ２７にその累計時間を記憶しておく。そして、時間計測の開始後、所定時間（例えば、累計時間が１週間に達する）が経過したら、メモリ２３もしくはメモリ２７に書き込まれた複製フラグを消去する。これにより、メモリ２３もしくはメモリ２７は、所定時間経過後には、複製フラグを持たないメモリとして判定されるようになる。これにより、初期設定を経たメモリ２３とメモリ２７のどちらか一方を新規のものに交換したのち、所定時間経過後であれば、もう一方のメモリも新規のものに交換する必要性が生じた場合に、動作禁止になるのを回避できる。すなわち、検者は、メモリ２３とメモリ２７のどちらか一方を新規のものに交換したのちに、所定時間経過後であれば、もう一方のメモリを新規のものに交換することができる。このようにすれば、不正目的でない正当な理由によるメモリの交換を行うことができるようになる。なお、複製フラグをメモリに書き込んでから消去するまでの所定時間は、不正を防ぐことと、正当な交換を認めることのバランスを考慮して決定するとよい。なお、計測される時間としては、複製フラグを書き込んでからの眼科光学機器１００の利用回数（測定回数）や電源投入回数等を計測するようなものも含む。

なお、眼科光学機器１００を動作させる場合、眼屈折力もしくは角膜形状測定に関するキャリブレーションデータ（装置の較正データ）を眼科光学機器１００に記憶させておく必要がある。この場合、キャリブレーションの基準となる模型眼を用意し、模型眼の眼屈折値（もしくは角膜曲率）と、実際の測定値との間で測定誤差が生じないように装置の較正を行う。ここで、ＣＰＵ２０は、取得されたキャリブレーションデータを、動作プログラムの識別情報とともに、不揮発メモリ２３及び２７に書き込むようにするとよい。このようにすれば、一方の不揮発メモリを新規のものに交換しても、他方の不揮発メモリに記憶されたキャリブレーションデータを初期状態の方の不揮発メモリに書き込めばよいため、キャリブレーションの作業を再度行う手間を省くことができる。

本実施形態に係る電子機器装置のブロック図である。眼科光学機器の外観図である。眼科光学機器の光学系及び制御系の構成について説明する概略構成図である。本実施形態の処理手順を示したフローチャートである。不正改造がされてしまう場合について説明する図である。図５に示した不正改造を複製フラグを書き込むことによって防止する場合を示す図である。

符号の説明

１制御回路
１０ａ、１０ｂ半導体基板
２０ＣＰＵ
２１不揮発メモリ（ＦＭ）
２３不揮発メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
２７不揮発メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
１００眼科光学機器
１１０ケラト測定光学系
１１１レフ測定光学系

Claims

複数の機能の動作制御に対応して用意される複数の動作プログラムの中から選択された一の動作プログラムに基づいて前記機能が設定される眼科光学機器において、
前記選択された動作プログラムを記憶する第１不揮発メモリと、該動作プログラムの識別情報を記憶する第２不揮発メモリと、前記第１不揮発メモリに記憶された前記選択された動作プログラムに基づいて装置の動作制御を行うための制御部と、を有する第１の半導体基板と、
前記選択された動作プログラムの識別情報を記憶する第３不揮発メモリであって、前記第１不揮発メモリとは独立して交換が可能な第３不揮発メモリと、眼科光学機器に設けられた各部材を駆動させるために前記制御部によって制御される駆動回路と、を有する第２の半導体基板と、
前記制御部は、電源投入時に前記第２不揮発メモリと第３不揮発メモリに記憶されている動作プログラムの識別情報を比較し，相違があると判定された場合，装置の動作を禁止する動作禁止手段を有することを特徴とする眼科光学機器。
請求項１の眼科光学機器において、
前記制御部は、前記第２不揮発メモリまたは第３不揮発メモリのどちらかが初期状態である場合には、一方に記憶されている前記選択された動作プログラムの識別情報をコピー判別情報とともに初期状態である他方の不揮発メモリに書き込む識別情報書込手段を有し、
前記動作禁止手段は、
該識別情報書込手段による前記書き込み動作の際に書き込み元となる不揮発メモリに前記コピー判別情報が記憶されている場合には、他方の記憶部に前記選択された動作プログラムの識別情報を書き込むことを禁止する、
又は電源投入時に前記第２不揮発メモリ及び前記第３不揮発メモリに記憶されている動作プログラムの識別情報を比較するとともに前記第２不揮発メモリ及び前記第３不揮発メモリに前記コピー判別情報が記憶されていると判定された場合，装置の動作を禁止することを特徴とする眼科光学機器。
請求項２の眼科光学機器は、眼屈折力測定光学系と、角膜形状測定光学系と、を有し、前記複数の動作プログラムは、眼屈折力測定機能を持つ眼屈折力測定装置として前記眼科光学機器を動作させるためのプログラムと、眼屈折力測定機能と角膜形状測定機能を持つ眼屈折力測定装置として前記眼科光学機器を動作させるためのプログラムと、を含むことを特徴とする眼科光学機器。