JP4838428B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば眼屈折力測定等に使用する眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から眼科装置は検査部を移動自在に備えていると共に、操作手段や表示手段を備え、被検眼を観察し、検査部と被検眼との位置合わせをして、眼屈折力、眼底像、眼底血流量等の被検眼の固有情報を得ている。
【０００３】
この種の眼科装置では、検査部と被検眼との位置合わせをする際に、検者である操作者は操作手段を操作し、テレビモニタにより被検眼の前眼部像を観察しながら、検査部と被検眼との位置を粗調整し、被検眼の角膜に投影した指標光束の角膜反射像がテレビモニタに現れると、指標光束の光軸周りに表示されている位置合わせ用マークに、その角膜反射像を一致させるように操作手段を操作している。
【０００４】
近年では、被検眼の角膜に位置合わせ用の指標を投影し、その反射指標像を光電的に検出して、その角膜反射指標像と測定部の光軸とが一致するように、装置測定部が固定されている３軸方向に駆動することのできる駆動手段を制御して、測定部を被検眼に自動的に位置合わせする眼科装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら後者の眼科装置では、被検眼と測定部の光軸とが或る程度ずれていても角膜反射指標像を検出できるように、Ｆ値の大きい位置合わせ指標光束を被検眼に投影しなければならないので、被検眼へ位置合わせ用の指標光束を投影するための専用のレンズや光源を用意する必要があって、構造が複雑になりコストも割高になっている。
【０００６】
本発明の目的は、上述の課題に着目し、簡単かつ安価な構成で、Ｆ値の明るい位置合わせ指標光束を被検眼に投影することができ、被検眼と測定部の装置光軸とのずれ量が大きい場合でも角膜反射指標像を検出でき、位置合わせが容易な眼科装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための眼科装置は、
測定光源と、前記測定光源が発する光束をピンホールを介して出射する指標板と、
で構成される光源と、
前記出射した光束を拡散する拡散板と、
前記拡散板で拡散された光束を平行光束にして被検眼の角膜に照射する対物レンズと、
を有することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するための眼科装置は、測定光源と、
前記測定光源が発する光束をピンホールを介して出射する指標板と、
前記指標板と光学的に共役な位置にあり、前記指標板のピンホールから出射した光束を拡散する拡散板と、
前記拡散板を後焦点とする位置にあり、前記拡散板で拡散された光束を被検眼に照射する対物レンズと、
前記光束の被検眼角膜による反射像を光学系を介して撮像する撮像器と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するための眼科装置は、被検眼の固有の情報を測定するための測定用光源と、測定用対物レンズと、被検眼の前眼部を観察する観察系に設けた撮像器とを備え、前記測定用光源側の焦点位置に挿脱可能な光拡散手段を設け、前記測定用光源からの光束を前記拡散手段により拡散し前記測定用対物レンズを介して被検眼に照射し、前記光束の被検眼角膜による反射像を前記撮像器により撮像することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施の形態における眼科装置の構成図を示しており、光路Ｏ１上には被検眼Ｅに向けて眼屈折力測定光源１、ピンホールを有する指標板２、投影レンズ３、投影絞り４、孔あきミラー５、光路Ｏ１に挿脱可能な拡散板６、眼屈折力測定用対物レンズ７、ダイクロイックミラー８が順次に配置されている。拡散板６は眼屈折力測定光源１から発せられる光束を拡散させるために配置されており、前方散乱強度が強く、拡散した光束の大部分が眼屈折力測定用対物レンズ７によって集光されるようになっている。
【００１１】
また、ダイクロイックミラー８の反射方向である光路Ｏ２上には、前眼部観察用対物レンズ９、ダイクロイックミラー１０、ミラー１１から成る固視標投影系が配置されている。ここで、ダイクロイックミラー８は眼屈折力測定光源１から発する波長の光の大部分を透過して一部を反射し、後述する前眼部照明光源から発した波長の光を反射する特性を有しており、ダイクロイックミラー１０は可視光を透過し、近赤外光を反射する特性を有している。ダイクロイックミラー１０の反射方向の光路Ｏ３上には、絞り板１２が装着された偏向プリズム１３ａ、１３ｂ、結像レンズ１４、被検眼Ｅの前眼部付近と共役な位置にＣＣＤカメラ等の撮像素子１５が配列されている。
【００１２】
また、孔あきミラー５の反射方向には、光軸外に６つの開口部を有する６孔絞り１６、６分割プリズム１７、リレーレンズ１８、ＣＣＤカメラ等の撮像素子１９が順次に配列されている。更に、被検眼Ｅの前眼部を照明するための近赤外光の発するＬＥＤ等の前眼部照明光源２０が、被検眼Ｅとダイクロイックミラー８の間の光軸外の位置に配置されており、眼屈折力測定光源１よりも波長が数１０ｎｍ短い近赤外光を発するようになっている。
【００１３】
図２は絞り板１２と偏向プリズム１３ａ、１３ｂの正面図を有し、この偏向プリズム１３ａ、１３ｂは絞り板１２と共に光路Ｏ３上に挿脱可能な構成とされている。絞り板１２は周辺に２つの開口１２ａ、１２ｂが設けられ、これらの間に開口１２ｃが設けられ、開口１２ａ、１２ｂ上に偏向プリズム１３ａ、１３ｂがそれぞれ配置されている。偏向プリズム１３ａ、１３ｂは眼屈折力測定光源１からの波長の光を透過し、前眼部照明光源２０からの波長の光を透過しない分光特性を有し、偏向プリズム１３ａは紙面奥の方に、偏向プリズム１３ｂは紙面手前の方に光束を偏向するようになっている。
【００１４】
そして、撮像素子１５及び撮像素子１９は、それぞれＡ／Ｄ変換器２５及びＡ／Ｄ変換器２６に接続され、それらの出力は画像メモリ２７及び画像メモリ２８に接続されていると共に、装置の全ての制御を行う演算処理部２９に接続されている。この演算処理部２９には、この他に眼屈折力測定光源１、測定開始や駆動手段を操作するためのスイッチ等が配置された信号入力手段３０、Ｄ／Ａ変換器３１、テレビモニタ３２、モータ等の駆動手段３３が接続されている。
【００１５】
また、前述の前眼部観察系、固視標投影系、眼屈折力測定光投影系、眼屈折力測定受光系等により被検眼検査部が構成されており、この被検眼検査部は３軸方向に移動することのできる架台の上に載置されており、架台は駆動手段３３により電動で移動可能となっている。
【００１６】
先ず、検者が信号入力手段３０に設けられている測定開始スイッチを押すと、装置は測定動作を開始し、被検眼Ｅは前眼部照明光源２０により照明され、この照明光による前眼部周辺からの反射散乱光はダイクロイックミラー８において反射し、前眼部観察用対物レンズ９により略平行光とされ、更にダイクロイックミラー１０において反射し、絞り板１２の開口１２ｃを通り、結像レンズ１４によりＣＣＤカメラ等の撮像素子１５上に結像する。
【００１７】
そして、撮像素子１５の出力信号はＡ／Ｄ変換器２５によってデジタル信号に変換され、演算処理部２９、Ｄ／Ａ変換器３１を介して、テレビモニタ３２上に前眼部像Ｅ’として映出される。同時に、デジタル信号に変換された被検眼前眼部像のデータが画像メモリ２７に記憶されると、演算処理部２９は記憶された前眼部像データから被検眼Ｅの瞳孔を抽出して瞳孔中心位置を検出する。
【００１８】
この瞳孔中心位置の検出方法は、例えば被検眼Ｅの前眼部を十分に照明すると、前眼部像は瞳孔が最も暗く、虹彩、強膜の順で明るくなるため、適当な閾値を用いて２値化処理することにより瞳孔の境界を求めることができ、これより瞳孔中心位置を算出することができる。
【００１９】
演算処理部２９は瞳孔中心位置が検出されると、被検眼検査部の光軸と瞳孔中心位置との光軸と垂直な面内でのずれ量を算出し、それらが一致するように駆動手段３３を制御する。１回目の瞳孔中心位置検出、モータ駆動が終わると、演算処理部２９は再び瞳孔中心位置検出を行い、装置測定光軸とのずれ量が予め設定してある許容範囲内にあるか否かを判断する。
【００２０】
許容範囲内にない場合には、演算処理部２９は被検眼検査部の光軸と瞳孔中心位置との光軸が一致するように駆動手段３３を制御し、再び瞳孔中心位置と装置測定光軸とのずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断する。
【００２１】
許容範囲内にあると判断された場合には、演算処理部２９は眼屈折力測定光源１を点灯する。測定光源１から射出した光束は、指標板２を照明し、そのピンホール部を透過した光束は、投影レンズ３、投影絞り４を介して、一旦、眼屈折力測定用対物レンズ７の後側焦点面で指標板２のピンホールの像を作り、眼屈折力測定用対物レンズ７により略平行光とされ、その大部分がダイクロイックミラー８を透過し被検眼Ｅに達する。指標板２を通過して被検眼Ｅに達した光束は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにより反射され、角膜曲率中心と角膜頂点の中点の位置に反射光束である角膜反射指標像Ｐを形成する。
【００２２】
光束の一部はダイクロイックミラー８で反射され、前眼部観察用対物レンズ９により略平行光とされ、ダイクロイックミラー１０で光路Ｏ３に偏向され、偏向プリズム１３ａ、１３ｂを伴う絞り板１２の３つの開口１２ａ、１２ｂ、１２ｃにより、３つの光束Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに分割され、結像レンズ１４により撮像素子１５上に達して被検眼前眼部像と共に撮像され、Ａ／Ｄ変換器２５によりデジタル化され画像メモリ２７に記憶される。
【００２３】
しかしながら、瞳孔中心位置検出による装置検査部との被検眼Ｅとの位置合わせが不十分であったり、瞳孔による位置合わせ後に被検眼Ｅが動いたり、或いは被検眼Ｅの瞳孔と角膜の偏心量が大きい等の理由で、被検眼Ｅの角膜頂点と装置検査部光軸との光軸と垂直な平面内でのずれ量が大きい場合には、眼屈折力測定光源１から射出した光束は、指標板２と投影絞り４によりＦ値の暗い光束となっているため、角膜による反射光束は前眼部観察用対物レンズ９の有効径から大きく逸れてしまい、反射光束は撮像素子１５上に達することができない。
【００２４】
そこで本実施の形態では、眼屈折力測定用対物レンズ７の後側焦点面つまり指標板２と光学的に共役な位置に拡散板６を挿入し、指標板２のピンホールによる実像を作り、光束を拡散させることにより、Ｆ値の明るい光束で被検眼Ｅを照明する。これによって、被検眼Ｅが装置検査部光軸と一致していなくとも、広い範囲で角膜反射指標像Ｐを検出することができる。
【００２５】
図３は被検眼Ｅと装置光軸とが一致している場合の説明図であり、角膜Ｅｃに対向して対物レンズ４１が位置している。Ｓは対物レンズ４１の後側焦点面である。右方からＦ値の暗い光束Ｌ１が入射し、後側焦点面Ｓ上に一旦結像し、図示しない指標板の指標像を形成している。その後に、光束Ｌ１は対物レンズ４１により細い平行光束Ｌ２とされ、角膜Ｅｃに達する。角膜Ｅｃで反射された光束Ｌ２は、虚像である角膜反射指標像Ｐを形成し、対物レンズ４１によって集光され、図示しない結像レンズや撮像素子等により、角膜反射指標像Ｐが検出される。
【００２６】
図４は被検眼Ｅと装置光軸とにずれがある場合の説明図であり、図３と同様に、図の右方からのＦ値の暗い光束Ｌ１が後側焦点面Ｓ上に一旦結像し、図示しない指標板の指標像を形成し、対物レンズ４１により細い平行光束Ｌ２とされ、角膜Ｅｃに達している。ところが、被検眼Ｅの光軸と装置光軸とのずれ量ｄが大きい場合には、角膜Ｅｃに達した光束Ｌ２は角膜Ｅｃで反射されると、図４に示すように対物レンズ４１の有効径外に逸れてしまい、角膜反射指標像Ｐを検出することができない。
【００２７】
図５は被検眼Ｅと装置光軸とにずれがあり、かつ後側焦点面Ｓの近傍に拡散板４２を挿入した場合の説明図であり、図３と同様に、図の右方からのＦ値の暗い光束Ｌ１が後側焦点面Ｓ上に置かれた拡散板４２上に一旦結像し、拡散板４２上に図示しない指標板の指標像を形成する。指標像を二次光源として射出した光束Ｌ３は、対物レンズ４１によりＦ値の明るい光束となり角膜Ｅｃを照明する。
【００２８】
この場合に、図４とは異なって角膜Ｅｃを広い範囲で照明しているので、被検眼Ｅの光軸と装置光軸とのずれ量ｄが大きい場合でも、角膜Ｅｃに達した光束Ｌ３のうちの光束Ｌ４が角膜Ｅｃで反射され、図５に示すように対物レンズ４１によって集光され、結像レンズや撮像素子等により角膜反射指標像Ｐを検出することができる。
【００２９】
図６〜図８は角膜指標光源から発した光束が、眼屈折力測定用対物レンズ７により被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投影され、角膜Ｅｃにより反射された光束がダイクロイックミラー８、前眼部観察用対物レンズ９、ダイクロイックミラー１０を介した後に、偏向プリズム１３ａ、１３ｂ、絞り板１２により分割、偏向され、結像レンズ１４により撮像素子１５上に導かれている様子を示している。
【００３０】
図６は被検眼Ｅと装置との距離が適正な場合、図７は近過ぎる場合、図８は遠過ぎる場合を示し、光束Ｌｃは開口１２ｃにより制限された光束であり、光束Ｌａは開口１２ａにより制限され偏向プリズム１３ａにより紙面奥の方に偏向された光束であり、光束Ｌｂは開口１２ｂにより制限され偏向プリズム１３ｂにより紙面手前の方に偏向された光束である。
【００３１】
また、図９〜図１１は瞳孔中心位置に位置合わせをした後のテレビモニタ３２に映し出された被検眼Ｅの前眼部を示し、拡散板６上に形成された指標板２の像は二次光源とする光束の角膜Ｅｃにより反射され、絞り板１２の開口１２ａ、１２ｂ、１２ｃにより分割され、角膜反射指標像２Ａ、２Ｂ、２Ｃとなる。
【００３２】
図９は被検眼Ｅと装置との距離が適正な場合、図１０は近過ぎる場合、図１１は遠過ぎる場合を示している。このように本実施の形態では、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにより反射された角膜反射指標像２Ａ、２Ｂ、２Ｃの位置を検知し、駆動手段３３を制御することにより、被検眼Ｅと装置との適正な距離に位置合わせすることができる。更に、角膜Ｅｃにより反射された角膜反射指標像２Ｃの位置を検知することにより、装置検査部の光軸に垂直な面内の角膜頂点位置を求めることができる。演算処理部２９は角膜頂点位置と被検眼検査部とが所定の位置関係になるように、駆動手段３３を制御する。
【００３３】
このように、被検眼Ｅと装置検査部との位置合わせが終了すると、演算処理部２９は既知の方法で被検眼Ｅの雲霧を促すために固視標投影系を制御する。被検眼Ｅが雲霧状態になると、演算処理部２９は角膜反射指標像２Ａ、２Ｂ、２Ｃの位置を検出し、被検眼Ｅと装置検査部とが所定の位置関係の許容範囲内にあるか否かを判断する。
【００３４】
被検眼Ｅと装置検査部とが所定の位置関係の許容範囲内にない場合には、その位置関係が許容範囲内に入るように駆動手段３３を制御し、再び角膜反射指標像の位置を検出し、被検眼Ｅと装置検査部とが所定の位置関係の許容範囲内にあるか否かを判断する。
【００３５】
被検眼Ｅと装置検査部とが所定の位置関係の許容範囲内にある場合には、演算処理部２９は既知の方法で被検眼Ｅの固有情報である眼屈折力を測定を開始する。先ず、拡散板６を光路Ｏ１から退避させ、眼屈折力測定光源１を点灯する。すると、眼屈折力測定光源１から射出した光束は、指標板２を照明し、そのピンホール部を透過し、投影レンズ３、投影絞り４を介して一旦眼屈折力測定用対物レンズ７の後側焦点面で指標板２のピンホール像を作り、眼屈折力測定用対物レンズ７により略平行光とされ、その大部分がダイクロイックミラー８を透過し、被検眼Ｅの眼底に投影される。
【００３６】
被検眼Ｅの眼底からの反射光は、再び大部分がダイクロイックミラー８を透過し、眼屈折力測定用対物レンズ７により一旦結像し、孔あきミラー５で反射偏向され、６分割絞り１６により６つの光束に分割され、リレーレンズ１８を介して撮像素子１９に達して、６つのスポット像として撮像される。演算処理部２９はこれらの６つのスポット像の位置から、被検眼Ｅの眼屈折力値を算出する。
【００３７】
１回目の測定が終了すると、演算処理部２９は再び光路Ｏ１上に拡散板６を挿入し、眼屈折力測定光源１を点灯してＦ値の明るい光束で被検眼Ｅの角膜Ｅｃを照明し、被検眼Ｅと装置検査部との位置関係を検出して、次の測定のための位置合わせを開始する。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科装置は、眼屈折力測定用対物レンズの後側焦点面付近に拡散手段を挿脱可能にしたことにより、簡素かつ安価な構成で、Ｆ値の明るい位置合わせ指標光束を被検眼に投影することができ、被検眼と装置光軸とのずれ量が大きい場合でも角膜反射指標像を検出でき、位置合わせが容易となる。
【００３９】
また、眼屈折力測定光源と角膜指標用光源とを共用すれば、更に簡素化、小型化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成図である。
【図２】絞り板の正面図である。
【図３】作動距離が適正な場合の拡散板の効果の説明図である。
【図４】作動距離が近い場合の拡散板の効果の説明図である。
【図５】作動距離が遠い場合の拡散板の効果の説明図である。
【図６】作動距離が適正な場合の角膜反射指標光束の説明図である。
【図７】作動距離が近い場合の角膜反射指標光束の説明図である。
【図８】作動距離が遠い場合の角膜反射指標光束の説明図である。
【図９】作動距離が適正な場合のテレビモニタ上の被検眼前眼部像の説明図である。
【図１０】作動距離が近い場合のテレビモニタ上の被検眼前眼部像の説明図である。
【図１１】作動距離が遠い場合のテレビモニタ上の被検眼前眼部像の説明図である。
【符号の説明】
１ 眼屈折カ測定光源
２ 指標板
５ 孔あきミラー
６ 拡散板
７ 眼屈折力測定用対物レンズ
８、１０ ダイクロイックミラー
９ 前眼部観察用対物レンズ
１５、１９ 撮像素子
２０ 前眼部照明光源
２５、２６ Ａ／Ｄ変換器
２７、２８ メモリ
２９ 演算処理部
３０ 信号入力手段
３１ Ｄ／Ａ変換器
３２ テレビモニタ
３３ 駆動手段

Claims (10)

1. 測定光源と、前記測定光源が発する光束をピンホールを介して出射する指標板と、
   で構成される光源と、
   前記出射した光束を拡散する拡散板と、
   前記拡散板で拡散された光束を平行光束にして被検眼の角膜に照射する対物レンズと、
   を有することを特徴とする眼科装置。
2. 光束を出射する光源と、
   前記光束を拡散する拡散板と、
   前記拡散板で拡散された光束を平行光束にして被検眼の角膜に照射する対物レンズと、を有し、
   前記拡散板は前記対物レンズの光軸上に挿脱可能であり、
   前記拡散板が前記対物レンズの光軸上にない場合には、前記光源の光束に基づいて前記被検眼の固有の情報を取得し、
   前記拡散板を前記対物レンズの光軸上にある場合には、前記被検眼の角膜反射光に基づき前記対物レンズの光軸と前記被検眼の位置合わせを行うことを特徴とする眼科装置。
3. 前記拡散板は前記光源と光学的に共役であることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
4. 前記光源は、
   測定光源と、
   前記測定光源が発する光束をピンホールを介して出射する指標板と、
   で構成されることを特徴とする請求項２又は３のいずれか一項に記載の眼科装置。
5. 前記角膜からの前記平行光束の反射光を光学系を介して撮像する撮像器と、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の眼科装置。
6. 光束を出射する光源と、
   前記光束を拡散する拡散板と、
   前記拡散板で拡散された光束を平行光束にして被検眼の角膜に照射する対物レンズと、
   観察用の対物レンズを介した前記反射光を分割する２つの開口に変更プリズムを有する絞りと、
   前記変更プリズムを介して分割された前記反射光を撮像する撮像器と、
   を備えることを特徴とする眼科装置。
7. 前記撮像器の出力信号に基づいて前記対物レンズの光軸と前記被検眼との位置関係を演算する演算処理部を更に有することを特徴とする請求項６に記載の眼科装置。
8. 前記拡散板が前記対物レンズの光軸上にない場合に、前記光源から出射される光束に基づいて前記被検眼の眼屈折力を測定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の眼科装置。
9. 測定光源と、
   前記測定光源が発する光束をピンホールを介して出射する指標板と、
   前記指標板と光学的に共役な位置にあり、前記指標板のピンホールから出射した光束を拡散する拡散板と、
   前記拡散板を後焦点とする位置にあり、前記拡散板で拡散された
   光束を被検眼に照射する対物レンズと、
   前記光束の被検眼角膜による反射像を光学系を介して撮像する撮像器と、
   を有することを特徴とする眼科装置。
10. 被検眼の固有の情報を測定するための測定用光源と、測定用対物レンズと、被検眼の前眼部を観察する観察系に設けた撮像器とを備え、前記測定用光源側の焦点位置に挿脱可能な光拡散手段を設け、前記測定用光源からの光束を前記拡散手段により拡散し前記測定用対物レンズを介して被検眼に照射し、前記光束の被検眼角膜による反射像を前記撮像器により撮像することを特徴とする眼科装置。

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