本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、眼圧、眼屈折力及び角膜形状を測定する眼科装置を例として説明する。図1は、本実施形態に係る眼科装置の外観構成図である。図1(a)は、眼屈折力、角膜形状測定時の状態を表すものであり、図1(b)は、眼圧測定時の状態を表すものである。
眼科装置は、基台1と、基台1に取り付けられた顔支持ユニット2と、基台1上に移動可能に設けられた移動台3と、移動台3に移動可能に設けられた測定ユニット4を備える。測定ユニット4は、被検眼Eの眼屈折力及び角膜形状の眼特性(第1の眼特性)を測定するための眼屈折力・角膜形状測定部4a(以下、レフ・ケラト測定部と記す)と、レフ・ケラト測定部4aの上に位置するように積層配置され、非接触で被検眼Eの眼圧(第2の眼特性)を測定するための眼圧測定部4bとを持つ。このとき、測定ユニット4には、被検眼に対するレフ・ケラト測定部4aの測定光軸Laと眼圧測定部4bの測定光軸Lbとが異なる高さとなるようにレフ・ケラト測定部4aと眼圧測定部4bが配置され、測定光軸Laと測定光軸Lbを被検眼に対して各々位置合わせして被検眼を測定することにより第1及び第2の眼特性を測定することが可能である。
測定ユニット4は、移動台3に設けられたY駆動部6(上下動ユニット)により、被検眼に対して上下方向(図1に示すY方向)に移動される。また、Y駆動部6は、レフ・ケラト測定部4aや眼圧測定部4bの測定光軸を被検眼と略同じ高さになるように測定ユニット4を被検眼に対して上下方向に移動させる。
また、測定ユニット4は、Y駆動部6の上に設けられたXZ駆動部7により、被検眼Eに対して左右方向(X方向)、前後(作動距離)方向(Z方向)に移動される。これにより、測定ユニット4は、3次元方向に移動可能となる。なお、Y駆動部6及びXZ駆動部7としては、Y方向に移動可能なYテーブル上にX方向に移動可能なXテーブルを設け、このXテーブル上にZ方向に移動可能なZテーブルを設け、このZテーブルの上に測定ユニット4を搭載することにより構成できる。各テーブルの移動はXYZ用の各モータを駆動制御することにより行う。
また、眼圧測定部4bは、駆動部8の駆動によりレフ・ケラト測定部4aに対してZ方向に移動可能に配置されており、眼圧測定モードの際には眼圧測定部4bを被検眼Eに近づく方向に移動させ、レフ・ケラト測定モードの際には眼圧測定部4bを被検眼Eから遠ざかる方向に移動させるために用いられる。
移動台3は、ジョイスティック5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5aを回転操作することにより、測定ユニット4はY駆動部6のY駆動によりY方向に移動される。ジョイスティック5の頂部には、測定開始スイッチ5bが設けられている。移動台3には、表示モニタ40が設けられている。
以下、本実施形態の眼科装置の光学系、眼圧測定部4bの流体噴射機構、及び本装置の制御系の構成について説明する。図2は、レフ・ケラト測定部4aと眼圧測定部4bの光学系及び制御系の構成について説明するための図である。
まず、眼屈折力測定光学系と角膜形状測定光学系を持つレフ・ケラト測定部4aの光学系について説明する。10は被検眼Eの眼屈折力を測定するための眼屈折力測定光学系である。測定光学系10は、眼Eの瞳孔中心部を介して眼Eの眼底Efにスポット状の測定指標を投影する投影光学系と、眼底Efから反射された眼底反射光を瞳孔周辺部を介してリング状に取り出し、二次元撮像素子にリング状の眼底反射像を撮像させる受光光学系と、から構成される。二次元撮像素子からの出力は、制御部20に入力される。
測定光学系10に用いられる測定光束を透過するダイクロイックミラー29は、固視標呈示光学系30からの固視標光束を眼Eに導き、被検眼Eの前眼部からの反射光を観察光学系50に導く。
固視標呈示光学系30は、固視標呈示用可視光源31,固視標を持つ固視標板32,投光レンズ33,全反射ミラー34、ダイクロイックミラー35,及び観察用対物レンズ36を含み、ダイクロイックミラー29により光軸Laと同軸にされる。ダイクロイックミラー35は、可視光を通過し赤外光を反射する特性を有する。この場合、固視光源31は、眼底Efと光学的に共役な位置関係となっている。光源31及び固視標板32は、光軸方向に移動されることにより、被検眼Eの雲霧を行う。
眼Eの前眼部の前方には、眼Eの角膜Ecにリング指標を投影するための近赤外光を発するリング指標投影光学系45と、眼Eの角膜Ecに無限遠指標を投影することにより被検眼に対する作動距離方向のアライメント状態を検出するための近赤外光を発する作動距離指標投影光学系46が光軸Laに対して左右対称に配置されている。なお、リング投影光学系45は、被検眼の角膜形状測定用のリング状指標を投影する投影光学系として用いられる他、アライメント検出用指標、及び眼Eの前眼部を照明する前眼部照明としても用いられる。
観察光学系50は、固視標呈示光学系30の対物レンズ36及びダイクロイックミラー35が共用され、ダイクロイックミラー35の反射方向の光軸上に配置された,撮像レンズ51及び二次元撮像素子52を備える。撮像素子52からの出力は、制御部20に入力される。これにより、被検眼Eの前眼部像は二次元撮像素子52により撮像され、モニタ40上に表示される。なお、この観察光学系50は、被検眼Eの角膜Ec上に形成されるリング指標Rや、投影光学系46によるアライメント指標像Mを撮像する撮像光学系を兼ね、制御部20によりリング指標像やアライメント指標像の位置が検出される。
次に、眼圧測定部4bの空気(流体)吹付機構を図2に基づいて説明する。61は空気圧縮用のシリンダである。62はピストンであり、図示なきロータリソレノイドの駆動力によってシリンダ61内を移動する。ピストン62の移動によりシリンダ61内で圧縮された空気は、ノズル63を介して被検眼Eの角膜Ecに向けて噴射される。64はノズル63を保持する透明なガラス板である。65はノズル63の背後に設けられた透明なガラス板である。ガラス板65の背後には、後述する観察及びアライメントのための光学系が配置されている。66はシリンダ61内の圧力を検出する圧力センサである。圧力センサ66からの検出信号は、制御部20に入力され、眼圧値の算出に利用される。
次に、眼圧測定部4bの光学系について説明する。なお、眼圧測定部4bを使用する場合(眼圧測定時)は、レフ・ケラト測定部4aの最前面に対して眼圧測定4bに設けられたノズル63が被検眼E側にせり出した状態にて使用される。
70は前眼部照明用の赤外光源であり、ノズル63の軸線と一致する光軸Lbを中心に4個配置されている。光源70による被検眼Eの前眼部像は、光軸Lb上に配置されたガラス板65,ハーフミラー71,対物レンズ72,ダイクロイックミラー73及びフィルタ74を介して、二次元撮像素子75により撮像される。なお、ダイクロイックミラー73は、赤外光を透過し可視光を反射する特性を持つ。また、フィルタ74は、光源70及び後述する光源80の光を透過し後述する光源90の光を透過しない特性を持つ。二次元撮像素子75により撮像された前眼部像は、制御部20へ入力されたのちに表示モニタ40上に表示される。
80はX方向及びY方向のアライメント用の赤外光源であり、その光は投影レンズ81,ハーフミラー71及びガラス板65を介して、角膜Ecに正面から投影される。光源80による角膜反射像は、ガラス板65からフィルタ74までを介して撮像素子75に撮像される。撮像素子75からの撮像信号は、制御部20へと入力され、X方向及びY方向のアライメントに利用される。なお、光源70による角膜反射像をX方向及びY方向のアライメントに利用することもできる(詳しくは、本出願人による特開平10−71122号公報を参照)。85は固視標投影用の可視光源であり、光源85により照明された固視標86の光は、投影レンズ87,ダイクロイックミラー73,対物レンズ72,ハーフミラー71及びガラス板65を介して、被検眼Eに向かう。
90は角膜Ecの変形状態検出用の赤外光源であり、光源90による光は、コリメータレンズ91により略平行光束とされて角膜Ecに投影される。光源90による角膜反射像は、受光レンズ92,フィルタ93,ハーフミラー94及びピンホール板95を介して、光検出器96により受光される。フィルタ93は、光源90の光を透過し光源70及び光源80の光を透過しない特性を持つ。これら光学系は、角膜Ecが所定の変形状態(偏平状態)のときに光検出器96の受光量が最大になるように配置されている。光検出器96からの検出信号は、制御部20へと入力され、眼圧値の算出に用いられる。
また、光源90及びコリメータレンズ91はZ方向のアライメント検出の指標投影系に共用され、光源90による角膜反射像は、受光レンズ92からハーフミラー94を介してPSDやラインセンサ等の一次元位置検出素子97に入射する。そして、位置検出素子97からの検出信号は、制御部20に入力され、Z方向のアライメント検出に利用される。すなわち、被検眼E(角膜Ec)がZ方向に移動すると、光源90による角膜反射像の入射位置も位置検出素子97上を移動するため、位置検出素子97からの検出信号に基づき被検眼Eに対するZ方向のアライメント状態を検出することができる。
なお、図2においては、説明の便宜上、これら角膜変形検出及び作動距離検出の光学系を上下に配置しているように図示したが、本来は被検眼に対して左右方向に配置されているものである。
次に、制御系の構成について説明する。装置全体の制御や測定値の算出等を行う制御部20は、レフ・ケラト測定部4aや眼圧測定部4bに備わる各部材の他、表示モニタ40、Y駆動部6、XZ駆動部7、駆動部8、測定結果等を記憶するメモリ21、回転ノブ5a、測定開始スイッチ5b、及び測定モード選択スイッチ24a等の各種スイッチ群が配置されたスイッチ部24などが接続されている。
また、制御部20には、測定ユニット4の高さ位置情報を検出するための検出機構100が接続されている。測定ユニット4の高さ位置を求める構成としては、例えば、図2に示すように、測定ユニット4の高さが所定位置(例えば、測定開始時の初期位置や下限位置など)にあるかを検知するフォトセンサ101をY駆動部6付近に設け、Y駆動部6の駆動源として回転数の検出が可能なモータ102(例えば、パルスモータやブラシレスモータ)を用いるような構成が考えられる。この場合、フォトセンサ101がY駆動部6の一部に配置された遮光板103を検知すると、Y方向に移動可能なYテーブル104が所定位置に達したことを検知する。そして、制御部20は、このようにして検知される所定位置を測定ユニット4の高さを求める際の基準とし、所定位置からのモータ102の回転数を計測する(例えば、パルスモータの場合、パルスモータに対して付与したパルス数に基づいて求める)ことにより、測定ユニット4の上下方向の高さ位置を求める。
さらに、制御部20には、装置の固定部(基台1)に対して相対移動可能な測定ユニット4の相対位置(左右方向の位置情報、前後方向の位置情報)を求めるための左右位置検出機構110及び前後位置検出機構120が接続されている。これにより、測定ユニット4の左右方向の位置と、測定ユニット4の前後方向の位置を検出することが可能となる。測定ユニット4の左右(前後)位置を求める構成としては、例えば、基台1側に2つの光源110A及び110Bを配置し、測定ユニット4側に光源110A及び110Bの光束の入射を制限するスリット板112を備える一次元検出素子113を配置し、一次元検出素子上で検出された2つのスリット像に基づいて基台1に対する測定ユニット4の相対位置が求めるような構成が考えられる(詳しくは、特開平9−149885号公報)。なお、左右位置検出機構110からの検出結果は、装置の左右中心位置に対する測定ユニット4の左右方向の位置から測定眼が左右眼の何れかであるかを検知したり、両眼を測定した際の測定ユニットの移動距離から被検眼の瞳孔間距離を計測したりするために用いることも可能である。
以上のような構成を備える眼科装置において、その動作について説明する。本実施形態では、レフ・ケラト測定を行った後、眼圧を測定する場合について説明する。
この場合、眼光学特性測定モードとしてレフ・ケラト測定が初めに行われるが、制御部20は、Y駆動部6を駆動させることによりレフ・ケラト測定部4aの測定光軸Laと被検眼Eがほぼ同じ高さになるようにしておく(ラフで構わない)。この場合、制御部20は、顔支持ユニット2に形成される図示なきアイレベル確認ラインと測定光軸Laが略同じ高さになるように測定ユニット4の高さ位置を調整する。また、制御部20は、駆動部8を駆動させることにより、眼圧測定部4bをレフ・ケラト測定部4aに対して装置本体側に後退させ(被検眼Eから遠ざかる方向に移動させ)、レフ・ケラト測定を行う際にノズル63の先端が被検者の額等に接触しないようにしておく。これにより、レフ・ケラト測定が可能な装置形態となる(図3(a)参照)。また、制御部20は、XZ駆動部7を駆動させることにより、測定ユニット4を移動台3に対する原点位置に移動させておくことが好ましい。
以下の説明では、レフ・ケラト測定において、初めに右眼の測定を行い、右眼の測定が完了後、左眼の測定に移行する場合について説明する。まず、被検眼Eの右眼ERに対するレフ・ケラト測定部4aのX,Y及びZ方向のアライメントを行う。ここで、検者はモニタ40を観察しながらジョイスティック5及び回転ノブ5aを操作し、ラフなアライメントを行う。すると、二次元撮像素子52に撮像された前眼部像Fがモニタ40に表示されるようになり、やがて、リング指標投影光学系45によるリング指標R及び作動距離投影光学系46による無限遠指標像Mが撮像素子52により撮像される状態になる。
ここで、制御部20は、被検眼に対するレフ・ケラト測定部4aの上下左右方向及び前後方向のアライメント状態を検出することができる。そこで、制御部20は、アライメント検出結果に基づいてY駆動部6及びXZ駆動部7を駆動制御することにより測定ユニット4をXYZの各方向に自動的に移動させる(自動アライメント)。これにより、被検眼Eとレフ・ケラト測定部4aとの詳細な位置合わせが行われる。この場合、制御部20は、例えば、撮像素子52によって検出されたリング指標Rの中心位置の座標を算出することにより被検眼に対するレフ・ケラト測定部4aの上下左右方向のアライメントずれ量を求めることができる。また、制御部20は、測定ユニット4が被検眼Eに対してZ(作動距離)方向にずれた場合に、作動距離指標投影光学系46による角膜Ec上の無限遠指標Mの間隔がほとんど変化しないのに対して、前述のリング指標Rの所定経線方向の像間隔が変化するという特性を利用して、被検眼に対するレフ・ケラト測定部4の作動距離方向のアライメントずれ量を求めることができる。
このようにして、XYZ方向の被検眼に対するアライメントが完了したら自動的に測定が行われる。一方、オートショットがOFFの場合には、アライメントが完了して、検者から測定開始スイッチ5bが押されると、測定が開始される。
制御部20は、まず、撮像素子52にて撮像されたリング指標像Rの形状に基づいて眼Eの角膜形状を測定する。このとき、制御部20は、角膜形状の測定結果をモニタ40に表示する。そして、測定エラーを除いた測定値が所定数(例えば3個)得られたら、眼屈折力の測定に移行する。
制御部20は、測定開始信号の入力に基づき測定光学系10に設けられた測定光源を点灯させる。測定光源から出射された測定光は、図示なき測定光学系10の投光光学系、ダイクロイックミラー29を介して、被検眼の眼底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。
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、ダイクロイックミラー29を透過したのち、図示なき測定光学系10の受光光学系を介してリング像として撮像素子に受光される。
このとき、はじめに眼屈折力の予備測定が行われ、予備測定の結果に基づいて光源31及び固視標板32が光軸方向に移動されることにより、被検眼Eに対して雲霧がかけられる。その後、雲霧がかけられた被検眼に対して眼屈折力の測定が行われる。
測定光学系10が持つ撮像素子からの出力信号は、メモリ21に画像データとして記憶される。その後、制御部20は、メモリ21に記憶されたリング画像に基づいて被検眼の眼屈折値、S(球面度数)、C(柱面度数)、A(乱視軸角度)の各値を演算し、測定結果をモニタ40に表示する。そして、測定エラーを除いた測定値が所定数(例えば3個)得られたら、眼屈折力測定を終了する。
眼屈折力及び角膜形状の測定によりそれぞれ予め定められた個数の測定結果が得られる等、所定の測定終了条件が満たされると、右眼の測定を完了とする。ここで、制御部20は、被検者の右眼のレフ・ケラト測定をした際の測定ユニット4の位置情報ER(X、Y、Z)をメモリ21に記憶させておく。この際、制御部20は、前述の左右眼検知機構(左右位置検出機構110)による被検眼の左右眼情報に対応づけて測定ユニット4の位置情報ERを記憶する。ER(X)は測定ユニット4の左右方向の位置情報を表し、左右位置検出機構110からの検出結果に基づいて取得可能である。ER(Y)は測定ユニット4の上下方向の高さ位置情報を表し、高さ位置検出機構100からの検出結果に基づいて取得可能である。ER(Z)は測定ユニット4の前後方向の位置情報を表すものであり、前後位置検出機構120からの検出結果に基づいて取得可能である。なお、前述の測定ユニット4の位置情報ER(X、Y、Z)を検出するタイミングとしては、右眼ERに対するアライメント完了時、や測定完了時などが考えられる。また、現在測定した被検眼が左右眼のいずれかであるかは、左右位置検出機構110からの左右検出信号に基づいて取得可能である。
右眼の測定が完了すると、表示モニタ40の画面上にFINISHの文字が表示されるので、検者は、これに基づいて左眼の測定に移行する。このとき、制御部20は、XZ駆動部7を駆動させることにより、測定ユニット4を移動台3に対する原点位置に復帰させておく。
検者は、ジョイスティック4の操作により基台1に対して移動台3を右方向に移動させることにより、測定ユニット4を被検眼の左眼EL方向に移動させる(図4参照)。そして、右眼の測定と同様に、検者の手動操作によるレフ・ケラト測定部4aと被検眼とのラフな位置合わせ、制御部20の駆動制御による被検眼に対するレフ・ケラト測定部4aの自動アライメントによって、左眼ELとレフ・ケラト測定部4aとの位置合わせを行う。
このようにして、アライメントが完了したら自動的に左眼ELに対する測定が行われる。このとき、制御部20は、右眼測定時と同様に、被検眼の角膜形状・眼屈折力測定を行う。そして、所定の測定終了条件が満たされると、左眼の測定を完了とする。ここで、制御部20は、被検者の左眼ELのレフ・ケラト測定をした際の測定ユニット4の位置情報EL(X、Y、Z)を左右眼情報に対応付けてメモリ21に記憶しておく。EL(X)は測定ユニット4の左右方向の位置情報、EL(Y)は測定ユニット4の高さ位置情報を示すものであり、EL(Z)は測定ユニット4の前後方向の位置情報を示すものである。
上記のように眼特性測定モードにて左右眼のレフ・ケラト測定が順次行われ、両眼の測定が完了したら、眼圧測定モードに移行する。なお、この時点で、眼光学特性測定時の測定ユニット4の位置情報(左右位置、高さ位置、前後位置)が左右眼情報に対応付けられた状態でメモリ21に記憶されている。
測定完了信号が発せられると、制御部20は、眼圧測定モードへの切換信号を自動的に発し、眼圧を測定するモードに切換える。この場合、測定モード選択スイッチ24aからの操作信号に応じて眼圧測定へのモード切換(選択)を行うようにしてもよい。
眼圧測定モードへの切換信号が入力されると、制御部20は、Y駆動部6を駆動させることにより測定ユニット4を下方向に移動させ、眼圧測定部4bの測定光軸Lbと被検眼Eとがほぼ同じ高さになるようにする(ラフで構わない)(図3(b)参照)。この場合、制御部20は、眼圧測定部4bの測定光軸Lbがレフ・ケラト測定部4aによる測定時の測定光軸Laと略同じ高さになるようにY駆動部6を制御する。また、制御部20は、前述のような左右眼検知機構によって検知された左右眼情報に対応する高さ位置情報をメモリ21から取得する。
測定眼が左眼ELであると判別された場合、制御部20は、眼圧測定部4bの測定光軸Lbと左眼ELとがほぼ同じ高さになるように制御を行う。この場合、制御部20は、メモリ21に記憶された左眼に対応する測定ユニット4の高さ位置情報EL(Y)を取得し、測定ユニット4の高さ位置情報EL(Y)に対して既知の値である測定光軸Laと測定光軸Lbとの上下方向の光軸間距離分測定ユニット4を移動させる。
また、測定眼が右眼ERであると判別された場合、制御部20は、眼圧測定部4bの測定光軸Lbと右眼ERとがほぼ同じ高さになるように制御を行う。この場合、制御部20は、メモリ21に記憶された右眼に対応する測定ユニット4の高さ位置情報ER(Y)を取得し、測定ユニット4の高さ位置情報ER(Y)に対して既知の値である測定光軸Laと測定光軸Lbとの上下方向の光軸間距離分測定ユニット4を移動させる。
また、眼圧測定モードへの切換信号が入力されると、移動台3を後方へ移動する旨のメッセージがモニタ40に表示される。この表示に従って検者がジョイスティック4を手前に引くことにより移動台3が後方に移動され、前後位置検出機構120からの検出結果に基づいて測定ユニット4が所定の後方位置まで移動したことが検知されると、制御部20は、駆動部8の駆動によるレフ・ケラト測定部4aに対する眼圧測定部4bの前進動作が許可される。
眼圧測定部4bの前進が許可されると、制御部20は、駆動部8を駆動させることにより眼圧測定部4bを被検眼Eへ近づく方向に移動させ、ノズル63の先端をレフ・ケラト測定部4aの筐体前面より被検者側に位置する(せり出す)ようにしておく(図3(c)参照)。
以上の動作により、装置が眼圧測定可能な装置形態に移行する。(図3(c)参照)。そして、制御部20は、モニタ40に表示する画像を二次元撮像素子75からの撮像信号に切換える。以下の説明では、初めに左眼の眼圧測定を行い、左眼の測定が完了後、右眼の眼圧測定を行う場合について説明する。制御部20は、測定眼が左眼になったことが判別されると、メモリ21に記憶された左眼に対応する高さ位置情報EL(Y)に基づいて測定ユニット4を駆動制御して高さ調整を行うことにより、眼圧測定部4bの測定光軸Lbが左眼ERとほぼ同じ高さになるように調整する。
ここで、被検眼Eの左眼ELに対する眼圧測定部4bのX、Y、Z方向のアライメントを行う。検者はモニタ40を観察しながらジョイスティック5を操作し、左眼ELに対する眼圧測定部4bのXZ方向のラフなアライメントを行う。ここで、光源90による角膜反射像が位置検出素子97に入射する状態になると、制御部20は、この検出結果に基づいてXZ駆動部7を駆動制御し、Z方向の詳細なアライメントを行う。また、制御部20は、撮像素子75の光源80による角膜反射像の検出結果に基づき、XZ駆動部7及びY駆動部6を駆動制御し、X方向及びY方向の詳細なアライメントを行う。
左眼ELに対する眼圧測定部4bのX,Y及びZ方向のアライメントがそれぞれ許容範囲に入ると、制御部20は、自動的にトリガ信号を発し(またはアライメント完了の旨をモニタ40に表示することにより、検者が測定開始スイッチ5bを押してトリガ信号を入力し)、図示なきロータリソレノイドを駆動させる。ロータリソレノイドの駆動によりピストン62が移動されると、シリンダ61内の空気が圧縮され、圧縮空気がノズル63から角膜Ecに向けて吹き付けられる。角膜Ecは、圧縮空気の吹き付けにより徐々に変形し、扁平状態に達したときに光検出器96に最大光量が入射される。制御部20は、圧力センサ66からの出力信号と光検出器96からの出力信号とに基づき眼圧値を求める。そして、測定結果を表示モニタ40に表示する。ここで、所定の測定終了条件が満たされると、左眼の測定を完了とする。左眼の測定が完了したら、検者は、右眼の測定に移行する。
検者は、ジョイスティック5を一旦手前に引いてから、右眼の正面にノズル63を移動させる。ここで、制御部20は、XZ駆動部7を駆動させることにより、測定ユニット4を移動台3に対する原点位置(XZ方向)に復帰させておく。また、制御部20は、測定眼が右眼になったことが判別されると、メモリ21に記憶された右眼に対応する高さ位置情報ER(Y)に基づいて測定ユニット4を駆動制御して高さ調整を行うことにより、眼圧測定部4bの測定光軸Lbが右眼ERとほぼ同じ高さになるように調整する。なお、今回の説明のように、片眼の測定が完了しているような場合、眼圧測定モードで他眼が選択された際の測定ユニット4の高さ調整は、測定眼が片眼から他眼へ移行したと判別される前段階で行うようにしてもよい。例えば、片眼の眼圧測定の測定完了信号が発せられた時点で高さ調整を行うようにしてもよい。
そして、検者は、被検眼Eの右眼ERに対する眼圧測定部4bのX,Y及びZ方向のアライメントを行う。検者はモニタ40を観察しながらジョイスティック5を操作し、ラフなアライメントを行う。この場合、左眼の眼圧測定の際と同様に、検者の手動操作による眼圧測定部4bと右眼ERとのラフな位置合わせ、制御部20の駆動制御による被検眼に対する眼圧測定部4bの自動アライメントによって、右眼ERと眼圧測定部4bとの位置合わせを行う。このようにして、アライメントが完了したら自動的に右眼ERの眼圧測定が行われる。
以上のように、レフ・ケラト測定部4aによるレフ・ケラト測定終了後、被検眼の眼圧を測定する際に、レフ・ケラト測定時にて記憶された測定ユニット4の高さ位置から光軸Laと光軸Lbとの間の幅だけ測定ユニット4を動かすことにより、眼圧を測定する際に検者が測定ユニット4の高さ調整を行う手間が軽減され、眼圧測定モードでの測定をスムーズに行うことができる。特に、顔支持ユニット2に固定された被検者の顔が傾いて左右眼の高さが上下方向に異なるような場合であっても、左右眼それぞれのアライメント調整を迅速に行うことが可能となる。
なお、以上のように、レフ・ケラト測定終了後、眼圧測定を行う際に、レフ・ケラト測定の際の測定ユニット4の前後左右位置情報に基づいて表示モニタ40の画面上にガイド表示を行うようにしてもよい。(図5参照)。以下の説明では、眼圧測定モードで右眼ERに対してアライメントを行う場合について説明する。
この場合、制御部20は、前述の左右眼検知によって測定眼が右眼であると検知される。水平方向に表示される500は、右眼のレフ・ケラト測定の際にメモリ21に記憶された測定ユニット4の左右位置ER(X)と、左右位置検出機構110によって検出される現在の測定ユニット4の左右方向の位置のずれを表現するインジケータである。制御部20は、インジケータ500の本数を表示制御することによって眼光学特性測定時の測定ユニット4の左右方向の位置と、現在の測定ユニット4の左右位置との偏位量の大きさを表現する。
510は、右眼のレフ・ケラト測定の際にメモリ21に記憶された測定ユニット4の前後位置ER(Z)と、前後位置検出機構120によって検出される現在の測定ユニット4の前後方向の位置のずれを表現するインジケータである。制御部20は、インジケータ500の本数を表示制御することによって眼光学特性測定時の測定ユニット4の前後方向の位置と、現在の測定ユニット4の前後位置との偏位量の大きさを表現する。なお、本実施形態では、眼圧測定モードにおいて被検眼と眼圧測定部4bとの作動距離が適正である場合のレフ・ケラト測定部4aから被検眼までの距離K1と、レフ・ケラト測定モードにおいて被検眼とレフ・ケラト測定部4aとの作動距離が適正である場合のレフ・ケラト測定部4aから被検眼までの距離K2(K2=被検眼とレフ・ケラト測定部4aとの適性作動距離ともいえる)とがほぼ同じ距離となるような構成としたが、これらの距離が異なる場合、制御部20は、これらの距離の間の差分(K2−K1)を考慮して前後位置を演算する。例えば、前後位置ER(Z)に差分(K2−K1)を加えることで、前後位置を求める。
なお、制御部20は、位置検出素子97に光源90による角膜反射像が検出されたら、制御部20は、表示モニタ40上のZ方向のガイド表示を消去するのが好ましい。また、像素子75の光源80による角膜反射像が検出されたら、制御部20は、表示モニタ40上のX方向のガイド表示を消去するのが好ましい。
以上のようなガイド表示に基づいて検者がアライメント操作を行えば、検者が被検眼を探す手間が軽減され、眼圧測定モードでの被検眼に対するラフなアライメントを容易に行うことができる。特に、眼光学特性測定モードから眼圧測定モードに装置形態を移行する際に、検者が測定ユニット4を後方に移動させるような場合のアライメントをスムーズに行うことが可能となる。なお、左右方向のガイド表示は、検者が測定ユニット4を後方に下げた際に、左右方向のいずれかに測定ユニット4が移動してしまうような場合に有効である。
なお、眼圧測定モードにおいて片眼を測定した後に、もう一方の被検眼に対するガイド表示を行うような場合、ノズル63と被検眼の鼻とが当接しないように、測定ユニット4が中央より左側に移動したことを検知してから開始することが好ましい。
また、制御部20は、初めに左右方向に関するガイド表示を行い、測定ユニット4の左右位置が所定の左右位置に達して(例えば、インジケータ500の本数が0になるような場合)から、前後方向に関するガイド表示を行うようにしてもよい。
なお、以上の説明においては、レフ・ケラト測定にて右眼、左眼の順で測定後、眼圧測定にて左眼、右眼の順で測定を行うようにしたが、レフ・ケラト測定の際と同じ順番で、眼圧を測定するような場合でも本発明の適用は可能である。
以下に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同じ番号を付したものについては、特段の説明がない限り、同様の構成を有するものとする。
なお、第2実施形態では、基台1に対して移動台3は固定された状態となっており、測定ユニット4の3次元移動によって被検眼に対するアライメントを行う。この場合、XZ駆動部7は、移動台3の移動無しに被検眼に対するアライメントを行うことができるように、移動可能範囲を大きく確保しておく。これにより、第2実施形態では、上記第1実施形態で示した測定動作を自動的に行うことができる。なお、ジョイスティック4の操作信号は電気的に検出できるような構成となっており、電気的に検出された操作信号に基づいてXZ駆動部7が駆動するような構成となっている。
この場合、左右位置検出機構110として、例えば、測定ユニット4が所定の左右位置(例えば、左右中央位置)にあるかを検知するセンサをXZ駆動部7付近に設けると共に、XZ駆動部6のX方向駆動用の駆動源として回転数の検出が可能なモータ(例えば、パルスモータやブラシレスモータ)を用いることにより、測定ユニット4の左右方向の位置情報を検出することができる。また、前後位置検出機構120についても、左右方向の位置情報を検出する構成と同様の構成を用いることにより、測定ユニット4の前後方向の位置情報を検出することができる。
本実施形態では、レフ・ケラト測定にて、右眼、左眼の順で測定を行い、眼圧測定にて、左眼、右眼の順で測定を行うように予め設定されている。ここで、被検眼Eの右眼に対するレフ・ケラト測定部4aのX,Y及びZ方向のアライメントを行う(図3(a)参照)。なお、レフ・ケラト測定モードにおいて最初の眼を測定する際には、検者の手動アライメントが用いられる。すなわち、検者はモニタ40を観察しながらジョイスティック5及び回転ノブ5aを操作し、ラフなアライメントを行う。このようにして、ラフなアライメントが完了したら、制御部20の制御による自動アライメント機能を動作させる。
このようにして、アライメントが完了したら自動的に測定が行われる。なお、測定開始後の動作については、第1の実施形態と同様であるため、省略する。
そして、眼屈折力及び角膜形状の測定によりそれぞれ予め定められた個数の測定結果が得られる等、所定の測定終了条件が満たされると、右眼の測定を完了とする。ここで、制御部20は、被検者の右眼のレフ・ケラト測定をした際の測定ユニット4の位置情報ER(X、Y、Z)をメモリ21に記憶させておく。この際、制御部20は、前述の左右眼検知機構(左右位置検出機構110)による被検眼の左右眼情報に対応づけて測定ユニット4の位置情報ERを記憶する。
右眼の測定が完了すると、制御部20は、表示モニタ40の画面上にFINISHの文字を表示すると共に、左眼の測定に移行する(図4参照)。
ここで、制御部20は、XZ駆動部7を駆動させ、測定ユニット4を右方向に移動させることにより、測定ユニット4を被検眼の左眼EL方向に移動させる。そして、左眼ELが撮像素子52により検出されるようになると、自動アライメントを動作させる。この場合、例えば、左右位置検出機構110からの検出結果に基づいて左右中心位置から右眼ERの測定位置までの距離Lを算出しておき、算出された距離Lの2倍分測定ユニット4を右方向に移動させるような手法が考えられる。
このようにして、アライメントが完了したら自動的に左眼の測定が行われる。このとき、制御部20は、右眼測定時と同様に、被検眼の角膜形状・眼屈折力測定が行う。そして、所定の測定終了条件が満たされると、左眼のレフ・ケラト測定を完了とする。ここで、制御部20は、被検者の左眼ELのレフ・ケラト測定をした際の測定ユニット4の位置情報EL(X、Y、Z)を左右眼情報に対応付けてメモリ21に記憶しておく。
上記のように眼特性測定モードにて左右眼のレフ・ケラト測定が順次行われ、両眼の測定が完了したら、眼圧測定モードに移行する。なお、この時点で、眼光学特性測定時の測定ユニット4の位置情報(高さ位置、左右位置、前後位置)が左右眼情報に対応付けられた状態でメモリ21に記憶されている。
測定完了信号が発せられると、制御部20は、眼圧測定モードへの切換信号を自動的に発し、眼圧を測定するモードに切換える。
ここで、眼圧測定モードへの切換信号が入力されると、制御部20は、Y駆動部6を駆動させることにより測定ユニット4を下方向に移動させ、眼圧測定部4bの測定光軸Lbと左眼ELとがほぼ同じ高さになるようにする(ラフで構わない)(図3(b)参照)。この場合、制御部20は、メモリ21に記憶された左眼に対応する高さ位置情報EL(Y)に基づいて測定ユニット4を駆動制御して高さ調整を行うことにより、眼圧測定部4bの測定光軸Lbが左眼ERとほぼ同じ高さになるように調整する。
また、制御部20は、眼圧測定モードへの切換信号が入力されると、XZ駆動部7の駆動により測定ユニット4を後方へ移動させる。そして、前後位置検出機構120により測定ユニット4が所定の後方位置まで移動したことを検知すると、レフ・ケラト測定部4aに対する眼圧測定部4bの前進動作が許可される。
眼圧測定部4bの前進動作が許可されると、制御部20は、駆動部8を駆動させることにより眼圧測定部4bを被検眼Eへ近づく方向に移動させ、ノズル63の先端をレフ・ケラト測定部4aの筐体前面より被検者側に位置する(せり出す)ようにしておく(図3(c))参照)。
以上の動作により、装置が眼圧測定可能な装置形態に移行される。そして、制御部20は、モニタ40に表示する画像を二次元撮像素子75からの撮像信号に切換える。
ここで、制御部20は、XZ駆動部7を駆動制御して左眼ERに対する眼圧測定部4bのZ方向のアライメントを行う。このとき、制御部20は、眼特性測定モードでの左眼測定時の測定ユニット4のZ方向位置EL(Z)に測定ユニット4を移動させる。上記のようにして、光源90による角膜反射像が位置検出素子97に入射する状態になると、制御部20は、この検出結果に基づいてXZ駆動部7を駆動制御し、Z方向のアライメントの微調整を行う。また、制御部20は、撮像素子75の光源80による角膜反射像の検出結果に基づき、XZ駆動部7及びY駆動部6を駆動制御し、X方向及びY方向のアライメントの微調整を行う。
被検眼Eに対する眼圧測定部4bのX,Y及びZ方向のアライメントがそれぞれ許容範囲に入ると、制御部20は、自動的にトリガ信号を発し眼圧測定を行う。そして、測定結果を表示モニタ40に表示する。そして、左眼の眼圧測定が完了すると、制御部20は右眼の測定に移行する。
制御部20は、XZ駆動部7を駆動制御して測定ユニット4のノズル63を右眼の正面に移動させる。このとき、制御部20は、ノズル63と被検眼の鼻との当接を回避するよう測定ユニット4を後方に移動させながら、測定ユニット4を左方向に移動させる。
また、制御部20は、眼圧測定部4bの測定光軸Lbと右眼ERとがほぼ同じ高さになるようにする。この場合、制御部20は、メモリ21に記憶された右眼に対応する高さ位置情報ER(Y)に基づいて測定ユニット4を駆動制御して高さ調整を行うことにより、眼圧測定部4bの測定光軸Lbが右眼ERとほぼ同じ高さになるように調整する。
ここで、制御部20は、XZ駆動部7を駆動制御して右眼ERに対する眼圧測定部4bのX及びZ方向のアライメントを行う。制御部20は、基台1に対して測定ユニット4が中央より左側に移動したことを検知したら、眼光学特性モードで右眼を測定した際の測定ユニット4の位置EL(X、Z)に基づいてXZ駆動部7を駆動制御する。すなわち、制御部20は、眼光学特性モードで右眼を測定した際の左右方向の測定ユニット4の位置ER(X)に測定ユニット4を移動させる。また、制御部20は、眼特性測定モードでの右眼測定時の測定ユニット4のZ方向位置ER(Z)に測定ユニット4を移動させる。
そして、測定ユニット4が左右位置ER(X)、前後位置ER(Z)まで移動し、光源
90による角膜反射像が位置検出素子97に入射する状態になると、制御部20は、この検出結果に基づいてXZ駆動部7を駆動制御し、Z方向のアライメントの微調整を行う。また、制御部20は、撮像素子75の光源80による角膜反射像の検出結果に基づき、XZ駆動部7及びY駆動部6を駆動制御し、X方向及びY方向のアライメントの微調整を行う。そして、被検眼Eに対する眼圧測定部4bのX,Y及びZ方向のアライメントがそれぞれ許容範囲に入ると、制御部20は、自動的にトリガ信号を発し眼圧測定を行う。
第2の実施形態によれば、検者のアライメント操作の手間を軽減すると共に、眼圧測定の際のアライメント調整を迅速に行うことができる。よって、測定時間が短縮化できる。
なお、以上の説明においては、眼光学特性モードにて左右眼を順次測定したのちに、眼圧測定モードにて左右眼の眼圧を順次測定する場合、眼光学特性モードでの測定完了時点での測定眼から先に眼圧測定を行うような構成としたことにより、測定時間を短縮かできる。例えば、以上の実施形態のように、眼光学特性測定モードにて右眼、左眼を測定後、眼圧測定モードにて左眼、右眼の順で測定を行うような測定手順としたため、測定ユニット4の移動に無駄が無く、眼光学特性測定モード終了から眼圧測定モード完了までを短時間で行うことができる。なお、前述の眼光学特性モードでの測定完了時点での測定眼から先に眼圧測定を行う動作モードと、眼光学特性測定モードにて左右眼を順次測定するのと同じ順番で眼圧測定を行う動作モードとをスイッチ部24にて選択できるような構成としてもよい。
なお、以上の説明においては、測定ユニット4を後方に下げてから眼圧測定部4bのノズル63をせり出すような構成としたが、測定ユニット4を後方に移動させると共に、測定ユニット4を中央位置に移動させ被検眼の鼻の前にノズル63を退避させた状態でノズル63を前進させるような構成としても良い。このようにすれば、装置形態が眼圧測定形態に移行する際に、被検眼に対してノズル63が向かってくるという印象を軽減でき、被検者に対して安心感を与えることができる。
また、上記のように眼光学特性測定形態から眼圧測定形態に装置形態を移行する際、被検眼と眼圧測定部4bの測定光軸Lbの高さをほぼ一致させるべく測定ユニット4の高さを調整するが、測定ユニット4のノズル63が被検眼の眼前に位置する間に、前述のノズル63のせり出し動作を行うようにしてもよい。このようにすれば、被検眼に対してノズル63が向かってくるという印象を軽減でき、被検者に対して安心感を与えることができる。
なお、以上の説明においては、レフ・ケラト測定の際の測定ユニット4の左右眼それぞれの高さ位置情報EL(Y)及びER(Y)に対して測定光軸Laと測定光軸Lbとの上下方向の光軸間距離分差し引くことにより眼圧測定の際の測定ユニット4の高さ位置を求めるようにしたが、これに限るものではない。すなわち、左眼のレフ・ケラト測定の際の測定ユニット4の高さ位置情報EL(Y)と右眼のレフ・ケラト測定の際の測定ユニット4の高さ位置情報ER(Y)との差分を用いて高さ位置を求めるようにしてもよい。例えば、左眼のレフ・ケラト測定の際の測定ユニット4の高さ位置情報EL(Y)に対して測定光軸Laと測定光軸Lbとの上下方向の光軸間距離分差し引くことにより左眼ELの眼圧を測定する際の測定ユニット4の高さ位置を求めておき、求められた高さ位置に対して高さ位置情報ER(Y)とEL(Y)との差分を加えることにより、右眼ERの眼圧を測定する際の測定ユニット4の高さ位置を求めるようにしてもよい。
なお、以上の説明においては、第1測定部を用いた第1の眼特性の測定終了後、第2測定部を用いて第2の眼特性を測定する際に、第1の眼特性の測定時に記憶された測定ユニットの高さに対して第1測定部の測定光軸と第2測定部の測定光軸との光軸間距離分測定ユニットを移動させるようにしたが、これに限るものではない。すなわち、第1の眼特性の測定時に測定ユニットの高さを記憶しておき、第2測定部の測定光軸が被検眼とほぼ同じ高さになるように記憶された高さに基づいて測定ユニットの高さ調整を行うような制御であればよい。例えば、第1の眼特性の測定時の測定ユニットの高さを記憶したのち、第2の眼特性の測定を行うために測定ユニットの高さ調整する際、記憶された測定ユニットの高さから第2測定部が持つ前眼部観察光学系の撮像素子(本実施形態であれば、撮像素子75)に被検眼の前眼部が撮像される高さまで測定ユニットを移動させるようなものであってもよい。
また、同一被検眼(例えば、右眼)に対してレフ・ケラト測定を行った際の測定ユニット4の高さ位置と、同一被検眼(例えば、右眼)に対して眼圧測定を行った際の測定ユニット4の高さ位置をメモリ21に記憶させておき、これに基づいて測定光軸Laと測定光軸Lbとの上下方向の高さの偏位量を補正するようにしてもよい。このようにすれば、装置特有の測定光軸Laと測定光軸Lbとの光軸間距離が得られるため、より精度良くアライメントを行うことができる。
以上の説明においては、レフ・ケラトの測定終了の信号に応じて眼圧を測定するための測定ユニット4の高さ調整を行うような制御としたが、これに限るものではなく、レフ・ケラト測定終了から被検眼と眼圧測定部4bとのアライメントを開始するまでの間に高さ調整がされていればよい。例えば、レフ・ケラト測定終了後、前述のように測定ユニット4が所定の後方位置まで移動したことが検知されてから高さ調整を開始するようにしてもよい。また、高さ調整を行うタイミングを複数に分け、結果的に被検眼と眼圧測定部4bの測定光軸Lbがほぼ同じ高さになるように高さ調整を行うようにしてもよい。
また、以上のように眼特性測定モードで左右眼を測定し、眼圧測定モードで左右眼を測定したのち、再度同じ被検者に対して再測定するような場合であっても本発明の適用は可能である。例えば、右眼の眼光学特性を再測定するような場合、はじめに右眼の眼光学特性を測定した際の測定ユニット4の位置情報を用いて被検眼に対するアライメント制御を行うことが可能である。
なお、以上説明した装置において、装置の電源の投入、測定結果の印刷、測定結果のクリアを実行するための指令信号のうちのいずれかが入力された場合、制御部20は、予め設定された初期位置に測定ユニット4を復帰させるような構成となっている。
なお、第1測定部による第1の眼特性の測定終了後、第2測定部を用いて第2の眼特性を測定する際の測定ユニット4の自動高さ調整について、第1測定部による第1の眼特性の測定終了後,第2の眼特性を測定する際に、第2測定部の測定光軸が第1測定部による測定時の測定光軸と略同じ高さになるように前記測定ユニットを駆動制御して高さ調整を行うものであればよい。より具体的には、第1測定部の測定光軸と第2測定部の測定光軸との上下方向における光軸間距離に相当する距離情報を予め記憶しておき、第1測定部による第1の眼特性の測定終了後、第2の眼特性を測定する際に、記憶された距離情報に基づいて前記測定ユニットを駆動制御して高さ調整を行うものであればよい。
例えば、制御部20は、レフ・ケラト測定モードにおけるレフ・ケラト測定部4aによる被検眼の角膜形状・眼屈折力測定終了後、自動もしくは手動操作(例えば、スイッチ24a)によって眼圧測定モードへの切換信号が入力されたら、レフ・ケラト測定終了後の測定ユニット4の高さ位置に対して測定光軸Laと測定光軸Lbの光軸間距離分測定ユニット4を下方向に移動させるようにY駆動部6を駆動させるようにしてもよい。この場合、測定光軸Laと測定光軸Lbとの光軸間距離を予めメモリ120に記憶させておいてもよいし、被検眼に対してレフ・ケラト測定部4aをアライメントした状態から被検眼に対して眼圧測定部4bをアライメントした状態になるまでのY駆動部6の駆動量を算出し,光軸間距離としてメモリ301に記憶させるようにしてもよい。