JP5231746B2

JP5231746B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP5231746B2
Application number: JP2007050156A
Authority: JP
Inventors: 昭宏林; 重和高田; 直人本多; 一裕芳村
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2007289662A

Description

本発明は、被検眼の眼特性を測定（検査）する眼科装置に関する。

被検眼の眼圧を測定する眼圧測定部と被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定部を上下に積層配置し、高さ方向に異なる測定光軸を備えた測定ユニットを備え、上下駆動部の駆動により測定ユニットを上下方向に移動させることにより一方の測定光軸を被検眼に合わせて測定を行う複合型の眼科装置が開示されている（特許文献１参照）。そして、この装置では、上下方向に立てられた上下軸を用いて測定ユニットを上下方向に移動させている。

ところで、被検眼の眼特性（眼圧や眼屈折力等）を測定する眼科装置の分野において、測定ユニットを上下方向に移動させるための構成としては、以下のようなものが一般的である（図６参照）。すなわち、装置の本体部５００側に固定されたパルスモータ５００ａによりギアを介して送りネジ５０１を回転させることにより、Ｙテーブル５０２に固設された雌ネジ部５０３を上昇（下降）させ、Ｙテーブル５０２の上下動を可能にしている。５０４はＹテーブル５０２に固設されたガイド軸（主軸）である。また、Ｙテーブル５０２の上には、前後左右方向に測定部を移動させるためのＸＺ方向駆動系が設けられ、その上に測定部が配置されるような構成となっている。
特開平１−２６５９３７号公報

しかしながら、上述する装置の場合、上下方向に立てられた上下軸を用いて測定ユニットを上下動させる駆動量の分だけ、上下方向に延びるガイド軸（図６参照）の長さが必要となる。このため、従来、単機能の眼科装置に使用されている上下動移動機構を複合型の眼科装置にそのまま用いると、装置全体が大型化しやすいこととなる。

本発明は、上記問題点に鑑み、複数の測定機能が用意された測定ユニットを有する複合型の眼科装置において、装置を大型化させることなく、測定ユニットの上下移動量を確保することができる眼科装置を提供すること、さらには測定の切り換えを迅速に行うことのできる眼科装置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）被検眼の第１の眼特性を測定するための光学系を有する第１測定部と，被検眼の第２の眼特性を測定するための光学系を有する第２測定部とを有し，被検眼に対する前記第１測定部の測定軸と第２測定部の測定軸とが異なる高さとなるように前記第１及び第２測定部が配置された測定ユニットを有し、前記第１及び第２測定部の測定軸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眼科装置において、
前記測定ユニットを上下動可能な平行クランク機構と、該平行クランク機構が持つ相対するリンク同士の間隔を水平方向に調整する，もしくは該リンクの回転角度を調整することにより前記平行クランク機構を動作させるための駆動部を持つ駆動機構と、を有する上下動ユニットと、
前記第１及び第２測定部の測定軸を被検眼に対して各々位置合わせするため、前記駆動機構を制御し前記測定ユニットを上下に移動させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼科装置において、前記制御手段は前記測定ユニットの高さによって前記駆動部の単位時間辺りの駆動量が異なるように制御することを特徴とする。
（３）（１）の眼科装置は、
前記平行クランク機構による前記測定ユニットの高さ位置を直接的または間接的に検出する検出手段を有し、
前記制御手段は該検出手段による検出結果に基づいて前記測定ユニットの上下方向の移動速度を略等速とするように前記駆動部を制御することを特徴とする。
（４）
（１）の眼科装置において、
前記制御手段は、前記第１測定部による前記被検眼の測定後，測定モード切り換え信号に基づいて前記第２測定部の測定光軸が前記第１測定部による測定時の測定光軸と略同じ高さとなるように前記駆動機構を制御することを特徴とする。

（５）（２）の眼科装置において、前記制御手段は、前記第１の眼特性を測定するモードにおいて前記第１測定部の測定軸が所定の基準高さに位置されているときの該基準高さ近傍における前記測定ユニットの上下方向への移動速度と、前記第２の眼特性を測定するモードにおいて第２測定部の測定軸が所定の基準高さに位置されているときの該基準高さ近傍における前記測定ユニットの上下方向への移動速度とを、略等しくするために前記駆動部の単位時間辺りの駆動量を前記測定モードに応じて異なるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、複数の測定機能が用意された測定ユニットを有する複合型の眼科装置において、装置を大型化させることなく、測定ユニットの上下移動量を確保することができる。また、測定の切り換えを迅速に行うことができる。

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。測定ユニット４には、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及び測定光軸Ｌｂを被検眼に対して各々位置合わせして被検眼の測定を行う。

測定ユニット４は、移動台３に設けられた上下動ユニット６により、被検眼に対して上下方向（図１に示すＹ方向）に移動可能である。また、上下動ユニット６は、眼圧測定モードと，レフ・ケラト測定モードの切換によって測定ユニット４を被検眼に対してＹ方向に移動させ、レフ・ケラト測定部４ａの測定光軸Ｌａまたは眼圧測定部４ｂの測定光軸Ｌｂのいずれかを顔支持ユニット２にて固定された被検者の被検眼Ｅと略同じ高さに位置させる。このため、上下動ユニット６の駆動量は、少なくとも測定光軸Ｌａと測定光軸Ｌｂとの間隔以上は確保する必要がある。さらに好ましくは、各測定モードにおいて、被検眼に対する自動アライメントをスムーズに行うことができる程度の移動可能範囲を確保するのが好ましい。

また、測定ユニット４は、上下動ユニット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、上下動ユニット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。なお、ＸＺテーブルの移動は、ＸＺ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４ａ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、ジョイスティック５に設けられた回転ノブ５ａを回転操作することにより、測定ユニット４は上下動ユニット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の検者側面には、表示モニタ４０が設けられている。

以下に、本実施形態に係る上下動ユニット６の具体的な構成について説明する。図２は上下動ユニット６を説明する斜視図である。図２（ａ）は上下動ユニット６をななめ横方向からみた際の斜視図であり、図２（ｂ）は上下動ユニット６をななめ上方からみた際の斜視図である。

上下動ユニット６は、測定ユニット４を水平に保ちながら上下動可能な平行クランク機構１００と、平行クランク機構１００を動作させる駆動機構１２０とで構成されている。平行クランク機構１００は、図示するように、下端が一体となったＵ字型アームからなる第１リンクアーム１０５，第２リンクアーム１０７を持ち、この相対するリンクアーム１０５，１０７によって測定ユニット４やＸＺ駆動部７を保持する（図２参照）。なお、本実施形態では、平行クランク機構１００として、相対する２本のリンクアームがＸ字状に交差するＸ脚式の平行クランク機構を用いている。なお、上下動ユニット６の上には、点線で示す連結部１２２を介してＸＺ駆動部７（図２中の点線で示す）が配置される。

第１リンクアーム１０５の上端部（固定端）は、第１支点軸１０６を中心に回転可能にガイド部材１１３に接続されている。また、第２リンクアーム１０７の下端部（固定端）は、第２支点軸１０８を中心に回転可能にガイド部材１１１に接続されている。さらに、第１リンクアーム１０５と第２リンクアーム１０７は、第３支点軸１０９を共有軸として取り付けられている。第１リンクアーム１０５と第２リンクアーム１０７は長さが等しく、中央が第３支点軸１０９によって軸支されている。

また、第１リンクアーム１０５の下端部には、ローラ１１０が取り付けられ、ローラ１１０はガイド部材１１１に形成されたガイド溝１１１ａに沿って水平方向に回転移動する構成となっている。また、第２リンクアーム１０７の上端部には、ローラ１１２が取り付けられ、ローラ１１２はガイド部材１１３に形成されたガイド溝１１３ａに沿って水平方向に回転移動する構成となっている。

駆動機構１２０は、図示なき平面台の上に固定されている上下動駆動用のモータ１１４（駆動部）、ベルト１１５、ネジ軸１１６、ナット１１７、連結部材１１９を含む。なお、駆動機構１２０は、後述する制御部３００に接続され、測定ユニット４の上下方向の駆動速度を略等速とするようにモータ１１４を制御する（詳しくは、後述する）。本実施形態のモータ１１４は、駆動量（回転数）の検出が可能なパルスモータを使用している（ブラスレスモータであっても良い）。モータ１１４の回転力はベルト１１５を介してネジ軸１１６に伝達され、これによりネジ軸１１６と，連結部材１１９に固定されたナット１１７と０でネジ駆動を可能としている。連結部材１１９は、ネジ軸１１６を貫通する孔を持ち、第２リンクアーム１０７の上端部同士と連結される。

ナット１１７は連結部材１１９に対して回転不能に組み込まれているため、モータ１１４の回転によりネジ軸１１６が回転すると、ネジ軸１１６とナット１１７とのネジ作用により連結部材１１９が移動し、第２リンクアーム１０７のローラ１１２がガイド溝１１３ａに沿って回転移動する。さらに、第３支点軸１０９により、第１リンクアーム１０５のローラ１１０がガイド溝１１１ａに沿って移動する。以上のような構成により、測定ユニット４を水平に保持した状態で上下方向に平行移動させることが可能となる。

以上示したように、上下動ユニットとして測定ユニット４を水平に上下動可能な平行クランク機構１００を用いることにより、例えば、ネジ軸１１６等を水平方向に配置することが可能となるため、測定ユニット４の上下動に要するスペースを削減できる。すなわち、従来、測定ユニットの上下動に用いられた上下方向に延びるガイド軸を使用しないため、上下動ユニットの上下方向の大きさをコンパクトにできる。よって、本実施形態のような構成を有する眼科装置において、装置の設置面からアイレベル（測定時の被検眼の高さ）までの高さを一般的な眼科装置と同じくらいの高さ（例えば、３８５ｍｍ）にすることができる上、装置全体を小型化させることが可能となる。なお、平行クランク機構１００としては、これに限るものではなく、パンダグラフ式のものを用いるようにしてもよい。

なお、以上の説明においては、駆動機構１２０の動作によって水平方向に対向する第１リンクアームの上端部と第２リンクアームの上端部の間隔を調整するような構成としたが、
相対するリンク同士の間隔を水平方向に調整するものであればよい。例えば、水平方向に対向する第１リンクアームの下端部と第２リンクアームの下端部の間隔を駆動機構１２０によって調整するようにしてもよい。また、他の構成としては、平行クランク機構を動作させる駆動機構によってリンク（例えば、第２リンクアーム１０７）の回転角度を調整するような構成が考えられる。

１５０は測定ユニット４の高さ位置を検出するために設けられたフォトセンサであり、上下動ユニット６付近に設けられている。この場合、フォトセンサ１５０が上下動ユニット６の一部に配置された遮光板１５１を検知すると、測定ユニット４が所定の原点位置に達したことを検知する。したがって、この原点位置を測定ユニット４の高さ情報を求める際の基準としておき、原点位置からのモータ１１４の回転数を検出する（例えば、パルスモータの場合、モータ１１４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の高さ位置（上下方向の位置情報）を求めることができる。なお、原点位置の検出タイミングとしては、電源投入時にキャリブレーション等を行うことが考えられる。なお、測定ユニット４の高さ位置を検出する手法としては、上記手法に限るものではなく、ポテンショメータやマグネスケールや一次元ＣＣＤセンサなどを用いて測定ユニット４の高さを検出することが考えられる。

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３は、レフ・ケラト測定部４ａ及び眼圧測定部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有するレフ・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、例えば、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。

測定光学系１０に用いられる測定光束の波長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。

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。

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３００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。

次に、眼圧測定部４ｂの空気（流体）吹付機構を図３に基づいて説明する。６０は被検眼角膜に空気を噴射する空気（流体）吹付機構であり、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及び６５は、ノズル６３を保持する透明なガラス板である。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、眼圧測定光学系を有する眼圧測定部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３００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３００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。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３００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３００に入力され、Ｚ方向のアライメント検出に利用される。

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３００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、駆動機構１２０、ＸＺ駆動部７、駆動部８、測定結果等を記憶するメモリ３０１、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３１２、センサ１５０、等が接続されている。

なお、本実施形態のように、上下動ユニット６として平行クランク機構を用いる場合、上下方向における測定ユニット４の高さによってモータ１１４の回転数に対する測定ユニット４の上下移動量が変化してしまう。具体的には、モータ１１４の回転量が同じであっても、測定ユニット４が高い位置にあるほど移動量が小さくなり、測定ユニット４が低い位置にあるほど移動量が大きくなる。（ただし、ネジ軸１１６や連結部材１１９等の駆動機構１２０の一部を上下方向に配置し、第１リンクアーム１０５の固定端（上端部）と第２リンクアーム１０７の固定端（下端部）との距離を短くすることで測定ユニット４を上下動させる構成であれば問題ない。）
したがって、検者による回転ノブ５ａを用いた手動アライメントが行われるような場合、回転ノブ５ａに対して同じ操作（例えば、回転ノブ５ａを同じ回転量回転させる）を行っても、レフ・ケラト測定部４ａによる眼屈折力及び角膜形状測定の際には測定ユニット４の移動量が小さく、眼圧測定部４ｂによる眼圧測定の際には測定ユニット４の移動量が大きいという問題が生じる。このような場合、検者にとってアライメント調整が行い難い。

そこで、本実施形態では、測定ユニット４の高さにかかわらず測定ユニット４の上下方向の駆動速度を略等速にするような制御を行う。例えば、前述のように検出される測定ユニット４の高さ位置情報に基づいて測定ユニット４の上下方向の駆動速度が略等速になるように駆動機構１２０のモータ１１４を駆動制御することが考えられる。この場合、実験や演算等によって、測定ユニット４の高さにかかわらず測定ユニット４の上下方向の駆動速度を等速になるような測定ユニット４の高さ位置情報とモータ１１４に付与する駆動信号（例えば、パルスモータであればパルス数、ＤＣモータであれば印加電圧など）の関係を予め求め、これをメモリ３０１に記憶させておけばよい。

なお、上記説明においては、測定ユニット４の高さ位置を直接的に検出するような構成としたが、以下に測定ユニット４の間接的に検出するような場合について説明する。図４は、平行クランク機構１００を模式的に示す図である。ここで、ｒは第２リンクアームＡＢ及び第１リンクアームＣＤの長さである。θは平行クランク機構の水平面ＡＣに対する第２リンクアームの回転角度である。また、Ｌｙは第１リンクアームの下端Ａから上端Ｂまでの上下方向における距離を表し、Ｌｙ＝ｒｓｉｎθで表される。また、Ｌｘは第２リンクアームの下端Ａから上端Ｂまでの左右方向における距離を表し、Ｌｘ＝ｒｃｏｓθで表される。なお、第２リンクアームの下端Ａと第１リンクアームの上端Ｄは回転可能に軸支されており、第２リンクアームの上端Ｂと第１リンクアームの下端Ｃは水平方向に移動可能である。また、第１リンクアームＡＢと第２リンクアームＣＤの中央は、共有軸によって軸支されている。

ここで、回転角度θにおける第２リンクアームの上端Ｂの移動速度をＶ（ｔ）とすると、水平方向の移動速度Ｖｘ＝Ｖ（ｔ）ｓｉｎθ、上下（垂直）方向の移動速度Ｖｙ＝Ｖ（ｔ）ｃｏｓθで表すことができる。よって、Ｖｙを等速にするには（Ｖｙ＝ｋ（任意に設定可能））、

のような関係となればよい。したがって、（式１）の関係を満たすように、回転角度θに応じてＶ（ｔ）を変化させれば、測定ユニット４の高さに関わらず測定ユニット４を等速（Ｖｙ＝ｋ）で上下動させることが可能となる。なお、測定ユニット４の上下動によって変化する回転角度θは、ｒは既知であるため、第１リンクアームの下端Ａから上端Ｂまでの上下方向における距離Ｌｙや第２リンクアームの下端Ａから上端Ｂまでの左右方向における距離Ｌｘを検出したり、第２リンクアームの回転角度を直接的に検出するなど種々の手法によって検出可能である。したがって、制御部３００は、前述のように検出される回転角度θに応じてモータ１１４を駆動制御させるようにすればよい。よって、上記のような関係式をメモリ３０１に記憶させておき、この関係式を用いた演算によって移動速度Ｖ（ｔ）を求めるようなことが考えられる。

なお、本実施形態では、駆動機構１２０の駆動により上端Ｂと上端Ｄの間隔を水平方向に調整することで平行クランク機構を動作させる構成であるから、
Ｖ（ｔ）＝Ｖｘ／ｓｉｎθとすると、

となる。ここで、Ｖｘはパルスモータ１１４の回転速度（所定時間内に与えるパルス数）と比例の関係にあるから、測定ユニット４の上下動によって変化する回転角度θに応じて（式２）の関係を満たすようにＶｘを変化させれば、測定ユニット４の高さに関わらず測定ユニット４を等速で上下動させることが可能となる。

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。なお、以下の説明では、測定ユニット４の高さ位置を直接的に検出する場合の動作について説明する。なお、本実施形態では、レフ・ケラト測定後、眼圧測定を行う場合について説明する。

この場合、眼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、この場合、制御部３００は、レフ・ケラト測定をスムーズに開始できるように、測定ユニット４の高さを初期化させておく。すなわち、制御部３００は、上下動ユニット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）。また、制御部３００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状態となる（図５（ａ）参照）。

ここで、被検眼Ｅに対する測定ユニット４のＸ，Ｙ及びＺ方向のアライメントを行う。二次元撮像素子５２に撮像された前眼部像Ｆがモニタ４０に表示されるので、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。ここで、測定ユニット４を上下動させるための指令信号（回転ノブ５ａからの操作信号）が制御部３００に入力された場合、制御部３００は、前述のように測定ユニット４の現在の高さ位置情報を検出し、検出された高さ位置に対応するモータ１１４の駆動信号をメモリ３０１により取得する。

そして、制御部３００は、取得した駆動信号に基づいてモータ１１４を回転駆動させる。ここでメモリ３０１から取得されたモータ１１４に付与する駆動信号は、前述のように測定ユニット４がどの高さにあっても等速で移動できるように設定されたものであるため、これに基づいてモータ１１４を駆動制御することにより、測定ユニット４がどの高さにあっても測定ユニット４を等速で移動させることができる。そして、制御部３００は、測定ユニット４の高さが変化すると、再度測定ユニット４の高さ位置情報を検出し、これに基づいてモータ１１４を駆動制御する。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と、制御部３００は、上下動ユニット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の各方向に移動させ、被検眼Ｅに対する測定ユニット４の詳細なアライメントを行う。このようなオートアライメントにおいても、前述のように測定ユニット４の現在の高さ情報を検出し、検出された高さ情報に対応するモータ１１４の駆動信号をメモリ３０１もしくは所定の関係式を用いた演算によって取得するようにしてもよい。そして、制御部３００は、取得した駆動信号に基づいてモータ１１４を回転駆動させる。この場合、制御部３００は、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上下左右方向のアライメント状態を求める。また、制御部３００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、被検眼に対する作動距離方向のアライメント状態を求める（詳しくは、特開平６−４６９９９号参照）。

その後、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３００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３００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３００は、測定開始信号の入力に基づき測定光学系１０の測定光源を点灯させる。測定光源１１から出射された測定光は、測定光学系１０の投影光学系、ダイクロイックミラー２９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。

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、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３０１に画像データとして記憶される。そして、制御部３００は、リング像の像位置に基づいて、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、制御部３００が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。眼圧測定モードへの切換信号が入力されると、制御部３００は、上下動ユニット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５（ｂ）参照）。この場合、制御部３００は、測定モード切換信号に基づいて眼圧測定部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駆動機構１２０を制御すればよい。なお、この際の測定ユニット４の上下動の場合には、必ずしも上記のような等速制御を行う必要はない。

また、制御部３００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。これにより、眼圧測定が可能な状態となる（図５（ｃ）参照）。

制御部３００は、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、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３００は、眼圧測定モードへの切換信号により、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と共に、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及び上下動ユニット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。なお、眼圧測定モードにおいても、前述のように等速制御を行う。

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３００は、自動的（手動でも良い）にトリガ信号を発し、流体吹付機構６０を動作させてノズル６３から角膜Ｅｃに向けて流体を吹き付ける。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３００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。

以上のような構成とすれば、測定ユニット４の高さにかかわらず、測定ユニット４を等速で移動させることが可能となる。すなわち、回転ノブ５ａに対して同じ操作を行った場合に、測定ユニット４の高さにかかわらず測定ユニット４の移動量を一定とすることができる。よって、眼屈折力及び角膜形状測定モードにおいても、眼圧測定モードにおいても回転ノブ５ａに対して同じ操作を行った場合に、測定ユニット４の上下方向の移動量を一定とすることができる。したがって、眼屈折力及び角膜形状測定モードにおいても、眼圧測定モードにおいても、違和感なく一定の操作間隔でアライメントを行うことができる。

なお、自動アライメントにおいても、被検眼に対するアライメントずれ量の大きさとずれ量の大きさに応じて決定される駆動信号（パルス数や印加電圧）との関係を示す所定の関係式を測定ユニット４の高さに関係なく用いることができ、安定した自動アライメント制御を行うことができる。よって、眼屈折力及び角膜形状測定モードにおいても、眼圧測定モードにおいても、安定した自動アライメントを行うことができる。

なお、測定ユニット４の高さにかかわらず測定ユニット４を上下に等速で移動させる場合、以上の説明においては測定ユニット４の高さごとにモータ１１４に付与する駆動信号を変化させるような構成としたが、測定ユニット４の高さをある程度上下幅を持った領域に分割し（例えば、１０等分する）、各領域に応じて駆動信号を変化させるようにしてもよい。

なお、上記のように上下動ユニット６として平行クランク機構１００を用いる場合、測定ユニット４の高さが低い位置にあるほど、測定ユニット４の荷重によって、相対するリンクアーム同士の間隔が広がる方向への負荷がかかるようになる。したがって、モータ１１４のトルクを大きくする必要が出てくる。

そこで、図７（ａ）に示すように、相対するリンクアーム同士の間隔が狭くなる方向への引張力（荷重）を常時付加する引張ばね２００をクランク機構１００に設けるようなことが考えられる。また、測定ユニット４の高さが所定の高さより低い位置になったとき（いいかえれば、水平方向に対するリンクアームの角度が所定角度（図４の回転角度θ参照）より小さくなったとき）に、測定ユニット４に対して上方向への荷重を付加するための圧縮ばねユニット２０１をクランク機構１００に設けるようなことが考えられる。なお、図７（ａ）はクランク機構１００を側方からみたときの側面図である。

より具体的に説明すると、引張ばね２００は、引張ばね２００ａと引張ばね２００ｂを持ち、引張ばね２００ａは第１支点軸１０６の端部とローラ１１２の端部を連結するように水平に設けられている。そして、引張ばね２００ｂは、第２支点軸１０８の端部とローラ１１０の端部を連結するように水平に設けられている。また、圧縮ばねユニット２０１は連結部材１１９の下側底面に垂直に設けられており、ユニット内に内蔵された圧縮ばね２０１ａと、圧縮ばね２０１ａの弾性力を受けると共に上下方向に移動可能に取り付けられた押圧部材２０１ｂと、を持つ。なお、上記構成において、引張ばね２００、圧縮ばね２０１ａは、弾性部材であればよく、ゴムなどであってもよい。

ここで、第１リンクアーム１０５及び第２リンクアーム１０７は、引張ばね２００ａ及び２００ｂの弾性力によってリンクアーム同士の間隔が狭くなる方向に常に引張られるため、モータ１１４への負荷が軽減される。この場合、測定ユニット４の高さが低い位置にあるほど、引張ばね２００ａ及び２００ｂの引張力が大きくなる。

また、水平方向に対する第２リンクアーム１０７の角度が所定角度以下（例えば、４５度以下）になると、第１リンクアーム１０５の下端部同士と連結される連結部材２２０（図７（ｂ）参照）によって押圧部材２０１ｂが上方に押されるようになり、圧縮ばね２０１ａの弾性力によって測定ユニット４に対して上方向への荷重が加えられる。そして、上方向への荷重が加えられると、結果的に相対するリンクアーム同士の間隔が狭くなる方向に力が加えられるため、モータ１１４への負荷が軽減される。なお、本実施形態では、押圧部材２０１ｂにおける連結部材２２０との当接面が連結部材２２０の形状に沿うような形状（例えば、凹面状）に形成されているため、押圧部材２０１の動作を安定させることができる。例えば、連結部材２２０の断面形状が円形であれば、図７に示すように、当接面の断面形状を凹面状（より詳しくは、凹面カップ状）に形成させておく。

以上示したように、水平方向に引張ばね２００、上下方向に圧縮ばねユニット２０１を設けることにより、モータ１１４への負荷を効率よく軽減することができる。

また、上記のように上下動ユニット６として平行クランク機構１００を用いる場合、測定ユニット４の高さが高い位置にあるほど、相対するリンクアーム同士の間隔が狭くなって測定ユニット４が不安定になる。したがって、測定ユニット４がリンクアームの可動方向に揺れてしまう可能性がある。

そこで、図７（ｂ）及び図８に示すように、測定ユニット４の高さが所定の高さより高い位置になったとき（いいかえれば、水平方向に対するリンクアームの角度が所定角度より大きくなったとき）に相対するリンクアーム同士の間隔を広げる方向への荷重を付加するための圧縮ばねユニット２０２をクランク機構１００に設けるようなことが考えられる。なお、図７（ｂ）は圧縮ばねユニット２０２について説明する断面図である。図８は圧縮ばねユニット２０２について説明する斜視図である。

より具体的に示すと、圧縮ばねユニット２０２は、ユニット内に内蔵された圧縮ばね２０２ａと、圧縮ばね２０２ａの弾性力を受けると共に水平方向に移動可能に取り付けられた押圧部材２０２ｂとを持ち、クランク機構１００の図示無き上面部（モータ１１４とネジ軸１１６との間に設けられる）に固定されネジ軸１１６を貫通する固定部材２１０（図８参照）に水平に設けられている。なお、上記構成において、圧縮ばね２０２ａは、弾性部材であればよく、ゴムなどであってもよい。

ここで、水平方向に対する第２リンクアームの角度が４５度以上になると、押圧部材２０２ｂが連結部材１１９の側面から押されるようになり、圧縮ばね２０２ａの弾性力によって第１リンクアーム１０５と第２リンクアーム１０７との間隔を広げる方向への荷重が加えられる。これにより、リンクアームの可動方向における測定ユニット４の揺れが軽減される。

また、以上の説明において、測定ユニット４の高さ位置を検出し、その検出結果に基づいて前記測定ユニット４の上下方向の移動速度が略等速となるようにモータ１１４を駆動制御するような構成としたが、これに限るものではなく、測定ユニット４の高さによってモータ１１４の単位時間当たりの駆動量（駆動速度）が異なるように制御するものであればよい。

例えば、測定ユニット４の高さ領域を、レフ・ケラト測定モードにて使用される測定ユニット４の高さ領域と眼圧測定モードにて使用される測定ユニット４の高さ領域と分けて、各測定モードに応じてモータ１１４の単位時間当たりの駆動量（駆動速度）を変化させるようにしてもよい。

以下に、各測定モードに応じてモータ１１４の単位時間当たりの駆動量を変化させる場合について説明する。ここで、制御部３００は、レフ・ケラト測定モードにおいてレフ・ケラト測定部４ａの測定光軸Ｌａが所定の基準高さ（例えば、顔支持ユニット２に形成されるアイレベルマーカと同じ高さ）に位置されているときの基準高さ近傍における測定ユニット４の上下方向への移動速度と、眼圧測定モードにおいて眼圧測定部４ｂの測定光軸Ｌｂが所定の基準高さに位置されているときの基準高さ近傍における測定ユニット４の上下方向への移動速度とを、略等しくするためにモータ１１４の単位時間辺りの駆動量を測定モードに応じて異なるように制御する。

より具体的には、ジョイスティック４に設けられ回転ノブ５ａに対する操作情報（例えば、回転ノブの操作量、操作速度等）を検出する操作検出部によって同じ検出結果が得られた場合に、測定光軸Ｌａが所定の基準高さに位置されているときの測定ユニット４の上下方向への移動速度と、測定光軸Ｌｂが所定の基準高さに位置されているときの測定ユニット４の上下方向への移動速度とを、略等しくするためにモータ１１４の単位時間辺りの駆動量を測定モードに応じて異なるように制御する。

この場合、検者によって回転ノブ５ａに対して同じ操作（例えば、所定時間当たりの回転量が同じ）が行われたときに、測定ユニット４の上下方向の単位時間当たりの移動量がほぼ等しくなるように、各測定モードにおけるモータ１１４の駆動パラメータがそれぞれ設定されてメモリ３０１に記憶されている（図９参照）。なお、以下の説明では、測定光軸Ｌａが所定の基準高さにあるときを第１の高さ状態、測定光軸Ｌｂが所定の基準高さにあるときを第２の高さ状態とする。

ここで、駆動パラメータとは、操作検出部によって検出された検出結果に基づいてモータ１１４を駆動させるための駆動情報を表し、例えば、所定時間当たりの回転ノブ５ａの回転量Ｋとモータ１１４に印加する駆動電圧との関係などが挙げられる。ここで、各測定モードにおける駆動パラメータは、第１の高さ状態及び第２の高さ状態それぞれにおいて回転ノブ５ａを所定量操作し、そのときの測定ユニット４の各移動量を求めるような実験を通じて作成するようにしてもよいし、測定ユニット４の高さ情報に基づいて計算式を用いて駆動パラメータを作成するようにしてもよい。

図９は、所定時間当たりの回転ノブ５ａの回転量Ｋとモータ１１４に印加する駆動電圧との関係について説明する図である。図９中において、直線ＡＲはレフ・ケラト測定モードにて用いられる駆動パラメータ（第１の駆動パラメータ）に対応する直線であり、直線ＮＴは眼圧測定モードに用いられる駆動パラメータ（第２の駆動パラメータ）に対応する直線である。

ここで、制御部３００は、レフ・ケラト測定モードに設定されたときには第１の駆動パラメータを用いてモータ１１４を駆動制御し、眼圧測定モードに設定されたときに第２の駆動パラメータを用いてモータ１１４を駆動制御する。例えば、制御部３００は、所定時間当たりの回転ノブ５ａの回転量ＫがＫ１の場合、レフ・ケラト測定モードではモータ１１４に対して駆動電圧Ｖ１を印加し、眼圧測定モードではモータ１１４に対して駆動電圧Ｖ２を印加する。

このようにすれば、回転ノブ５ａから制御部３００へ同じ操作信号が出力された場合に、測定モードが異なる第１の高さ状態と第２の高さ状態における測定ユニット４の上下移動速度をほぼ等しくできる。また、測定光軸Ｌａもしくは測定光軸Ｌｂが所定の基準高さから遠ざかる場合においても、測定に使用する測定ユニット４の高さ位置が異なることに起因する測定モード間における測定ユニット４の上下方向の移動速度のずれを少なくすることができる。したがって、眼圧測定モード及びレフ・ケラト測定モードにおける回転ノブ５ａの操作感をほぼ統一させることができる。

なお、上記技術思想は、被検眼に対して測定ユニット４を自動的にアライメントさせる自動アライメント制御においても適用可能である。ここで、制御部３００は、レフ・ケラト測定モードにおいて撮像素子５２からの撮像信号に基づいて上下方向における被検眼に対するレフ・ケラト測定部４ａのアライメント偏位量を検出し、眼圧測定モードにおいて撮像素子７５からの撮像信号に基づいて上下方向における被検眼に対する眼圧測定部４ａのアライメント偏位量を検出する。そして、レフ・ケラト測定モードにおいて検出されたアライメント検出結果と眼圧測定モードにおいて検出されたアライメント検出結果において同じ検出結果が得られた場合に、測定光軸Ｌａが所定の基準高さ近傍に位置されているときの測定ユニット４の上下方向への移動速度と、測定光軸Ｌｂが所定の基準高近傍に位置されているときの測定ユニット４の上下方向への移動速度とを、略等しくするためにモータ１１４の単位時間辺りの駆動量を測定モードに応じて異なるように制御する。この場合、アライメント偏位量を検出する手法としては、例えば、レフ・ケラト測定モードでは、撮像素子５２によって検出されたリング指標Ｒの中心位置の座標と，測定光軸Ｌａと撮像素子５２の撮像面との交点位置との偏位量を検出するようなことが考えられる。また、眼圧測定モードでは、光源８０による角膜反射像の検出位置と、測定光軸Ｌｂと撮像素子７５の撮像面との交点位置との偏位量を検出するようなことが考えられる。

この場合、レフ・ケラト測定モードにおいて制御部３００によって検出されるアライメント偏位量と、眼圧測定モードにおいて制御部３００によって検出されるアライメント偏位量とが、同じ偏位量のときに、測定モードが異なる第１の高さ状態と第２の高さ状態における測定ユニット４の上下方向の単位時間当たりの移動量がほぼ等しくなるように各測定モードにおけるモータ１１４の駆動パラメータを設定すればよい。ここで、駆動パラメータとは、前述のように検出されるアライメント偏位量に基づいてモータ１１４を駆動させるための駆動情報を表す。この場合、例えば、被検眼に対する測定ユニット４のアライメント偏位量とモータ１１４に印加する駆動電圧との関係が考えられる。

本実施形態に係る眼科装置の外観構成図である。上下動ユニットを説明する斜視図である。レフ・ケラト測定部及び眼圧測定部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。平行クランク機構を模式的に示す図である。レフ・ケラト測定を行った後、眼圧測定を行う場合の装置形態の変化を示す図である。測定ユニットを上下方向に移動させる上下動機構の従来例を示した図である。クランク機構に設けられた引張ばね及び圧縮ばねユニットについて説明する図である。圧縮ばねユニットの配置位置にについて説明する斜視図である。所定時間当たりの回転ノブの回転量とモータに印加する駆動電圧との関係について説明する図である。

符号の説明

４測定ユニット
４ａレフ・ケラト測定部
４ｂ眼圧測定部
６上下動ユニット
１００平行クランク機構
１１４モータ
１２０駆動機構
１５０フォトセンサ
１５１遮光板
３００制御部
Ｌａレフ・ケラト測定部の測定光軸
Ｌｂ眼圧測定部の測定光軸
２００引張ばね
２０１圧縮ばねユニット
２０２圧縮ばねユニット

Claims

被検眼の第１の眼特性を測定するための光学系を有する第１測定部と，被検眼の第２の眼特性を測定するための光学系を有する第２測定部とを有し，被検眼に対する前記第１測定部の測定軸と第２測定部の測定軸とが異なる高さとなるように前記第１及び第２測定部が配置された測定ユニットを有し、前記第１及び第２測定部の測定軸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眼科装置において、
前記測定ユニットを上下動可能な平行クランク機構と、該平行クランク機構が持つ相対するリンク同士の間隔を水平方向に調整する，もしくは該リンクの回転角度を調整することにより前記平行クランク機構を動作させるための駆動部を持つ駆動機構と、を有する上下動ユニットと、
前記第１及び第２測定部の測定軸を被検眼に対して各々位置合わせするため、前記駆動機構を制御し前記測定ユニットを上下に移動させる制御手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置において、前記制御手段は前記測定ユニットの高さによって前記駆動部の単位時間辺りの駆動量が異なるように制御することを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置は、
前記平行クランク機構による前記測定ユニットの高さ位置を直接的または間接的に検出する検出手段を有し、
前記制御手段は該検出手段による検出結果に基づいて前記測定ユニットの上下方向の移動速度を略等速とするように前記駆動部を制御することを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置において、
前記制御手段は、前記第１測定部による前記被検眼の測定後，測定モード切り換え信号に基づいて前記第２測定部の測定光軸が前記第１測定部による測定時の測定光軸と略同じ高さとなるように前記駆動機構を制御することを特徴とする眼科装置。
請求項２の眼科装置において、前記制御手段は、前記第１の眼特性を測定するモードにおいて前記第１測定部の測定軸が所定の基準高さに位置されているときの該基準高さ近傍における前記測定ユニットの上下方向への移動速度と、前記第２の眼特性を測定するモードにおいて第２測定部の測定軸が所定の基準高さに位置されているときの該基準高さ近傍における前記測定ユニットの上下方向への移動速度とを、略等しくするために前記駆動部の単位時間辺りの駆動量を前記測定モードに応じて異なるように制御することを特徴とする眼科装置。