JP6003298B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検者眼を観察又は撮影する眼科装置に関する。

眼科装置では被検者眼と装置との位置合わせをするために、照明系や観察系が内蔵された本体が上下移動される。例えば、スリットランプと呼ばれる細隙灯顕微鏡では、メカニカルな上下動機構が一般的であり、操作部であるジョイスティックの回転が歯車等を介して送りネジにメカニカルに伝達され、これに連動して本体（照明系や観察系）が眼に対して上下移動される（例えば、特許文献１参照）。

一方、オートレフラクトメータ等の眼科装置においては、電動上下動機構が一般的であり、ジョイスティックの回転が電気的に検出され、その検出結果に基づいて電動上下動機構が駆動される（例えば、特許文献２参照）。従来の電動上下動機構の場合、モータの回転が送りネジに伝達され、これに連動して本体が眼に対して移動される構成となっている。

特開２００１−８３４２９号公報 特開平６−７２９２号公報

ジョイスティックからの入力信号に基づき本体が電動で上下移動される構成では、粗動操作の場合には、ジョイスティックが比較的早く回されるため、本体の上下動に対して、ジョイスティックからの信号が連続して入力されるようになり、本体が滑らかに上下動される。一方、微動操作の場合には、ジョイスティックが比較的遅く回されるため、ジョイスティックからの入力信号が離散的となり、本体の上下動の離散的となる（つまり、駆動時と非駆動時の時間間隔が空いてしまう）ことで、振動が発生してしまうおそれがある。これらは、スリットランプのような高倍率での観察において、像がぶれて観察しづらいという問題につながる。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、本体を滑らかに上下動させることが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） 被検者眼を観察又は撮影する装置本体が搭載される可動部と、該可動部を上下移動させる駆動部を備える上下移動機構と、前記可動部を上下移動させるために検者によって操作され所定方向に回転可能に設けられた回転部を持つ操作部材と、前記回転部の回転量と回転速度を単位時間毎に検出する検出部と、前記検出部に検出結果に基づき前記駆動部を駆動制御する駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記単位時間毎に検出された回転量に応じた移動量で前記駆動部を用いて前記可動部を移動させると共に、前記単位時間毎に検出された回転速度に応じて前記駆動部の単位時間当たりの駆動時間を変更し、微動操作時には、粗動操作時に対して、前記駆動部の駆動時間を増加させることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で装置本体の上下移動を円滑える眼科装置を提供できる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明する。ここでは眼科装置としてスリットランプを例に挙げて説明する。図１は、スリットランプの外観の説明図である。図２は、スリットランプの光学系の説明図である。図３は、図１のスリットランプを軸Ａ−Ａで切断して見たときの断面図である。図４は本体１００ｂの斜視図である。

スリットランプ１００は、顔支持ユニット１００ａと本体１００ｂに大別される。被検者側に設けられた顔支持ユニット１００ａは、被検者の額を支持する額当て１１と、顎を支持する顎台１２を持ち、２本の支柱１３を介してベース２１に固定されている。本体１００ｂは、テーブル１に対して上下方向の高さ位置が調整される可動部２００ｂと、可動部２００ｂを支持する固定部２００ａを持つ。

可動部２００ｂの筐体内には、照明ユニット６０、顕微鏡ユニット（観察・撮影ユニット）７０、スリットランプ１００全体の動作制御をする制御部８５が設けられる。固定部２００ｂの筐体内には、被検者眼Ｅに対して可動部２００ｂを上下移動させるための上下移動機構２００が設けられる。

照明ユニット６０は、可視光源６１、コンデンサレンズ６２、可変アパーチャ６３、可変スリット６４、投影レンズ６５、プリズムミラー６６を備え、被検者眼Ｅの観察部位を照明する。可視光源６１からの光束（可視光）は、コンデンサレンズ６２を透過して可変アパーチャ６３及び可変スリット６４を照明する。アパーチャ６３及びスリット６４を通過した光束は、投影レンズ６５を透過してプリズムミラー６６で反射され、眼Ｅに投射される。なお可視光源６１には、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等周知のものが使用される。

顕微鏡ユニット７０は、対物レンズ７１、変倍光学系７２、ハーフミラー７３、結像レンズ７４、正立プリズム７５、視野絞り７６、接眼レンズ７７を持つ。被検者眼Ｅで反射された光束は、対物レンズ７１、変倍光学系７２、ハーフミラー７３、結像レンズ７４を透過して、正立プリズム７５で反射される。プリズム７５で反射された光束は、視野絞り７６、接眼レンズ７７を透過して、検者の眼Ｆに入射する。

ハーフミラー７３で反射された光束は、リレーレンズ７８を透過してカメラ（撮像素子）８０に入射する。なお、カメラ８０には、可視光に感度を持つＣＣＤを備えた周知のデジタルカメラ等が使用される。制御部８５は後述するスイッチ２２ａからの指令信号に基づきカメラ８０の撮影画像を取り込み、モニタ８７に表示させる。

固定部２００ａの上下動機構２００は、テーブル１に固定されるベース２１と、ベース２１に対して水平方向（前後左右方向）にスライド可能に設置された筐体２１ａと、筐体２１ａ内に設置され、その一部が筐体２１ａの図示を略す開口を介して外側に現れる操作部材であるジョイスティック２２と、筐体２１ａ内に設置された駆動部５０を備える。

ジョイスティック２２は、検者に把持されて回転操作されるグリップ（回転部）２２ａと、撮影（画像取得）のトリガ信号を入力するスイッチ２２ｂと、ジョイスティック２２を略鉛直方向（Ｙ方向）に挿通するシャフト（支持部材）２２ｃと、グリップ２２ａの回転角度を検知する周知のロータリーエンコーダ２２ｄから構成される。

図５にロータリーエンコーダ２２ｄの構成例を示す。ここでは、ジョイスティック２２内のエンコーダ２２ｄを、スイッチ２２ｂ側から見た状態が示されている。エンコーダ２２ｄは、シャフト２２ｃを軸として、グリップ２２ａと共に水平方向に回転可能に設けられた回転格子２７と、回転格子２７の回転角度を検出するためにジョイスティック２２内に固定された検出部２８を持つ。例えば、検出部２８は周知のフォトインタラプタ等が使用される。

回転格子２７は、グリップ２２ａの回転と連動してシャフト２２ｃを軸に回転される。回転格子２７の外周には板厚方向に貫通する複数のスリット２７ａが、所定の回転角度毎に形成されている。検出部２８は所定時間内に検出されたスリット２７ａの数によって、グリップ２２ａの回転量を求める。また、検出部２８は所定時間内のグリップ２２ａの回転量から、グリップ２２ａの回転速度を求める。また、図示は省略するが、エンコーダ２２ｄには、回転格子２７の回転方向を検出する周知の検出部が設けられており、検出部でグリップ２２ａの回転方向が検知される。検出部２８で検知された回転量及び回転速度に関する信号や、検出部で検出された回転方向に関する信号は、制御部８５にパルス出力される。

駆動部５０は、回転軸Ｌ１を中心として回転可能に設けられた中空のブラシレスモータ（以下、モータと記す）５１と、モータ５１の回転を検知する駆動検出部であるセンサー５６を持つ。図６にモータ５１の構成の説明図を示す。図６（ａ）は、モータ５１の断面図である。図６（ｂ）はモータ５１を軸Ｃ−Ｃで切断して見たときの断面図である。

モータ５１は筐体２１ａに固定されており、回転軸Ｌ１中心に設けられた中空部５１ａを持つロータ（回転子）５７と、ステータ（固定子）５８を備える。ロータ５７は、ステータ５８に対して回転軸Ｌ１を中心に回転可能に配置されている。ロータ５７は、回転軸Ｌ１方向に延びる円管構造を持つ。ロータ５７の内周側面には、雌ネジ５１ｂが形成されている。雌ネジ５１ｂの開口部は、中空部５１ａを形成する。ロータ５７の本体部は、永久磁石からなる。なお、ロータ５７の本体部と雌ネジ５１ｂは、同一部材で形成されていてもよいし、異なる部材で形成されていてもよい。異なる部材の場合、雌ネジ５１ｂがロータ５７の本体部に固定されていればよい。

ステータ５８は、筐体２１ａに固定されている。ステータ５８は、周知の電磁石を備える。例えば、電磁石は、鉄心５８ｂに巻線５８ａが巻かれた構成なっており、巻線５８ａに電流を流すことで所定の磁力を発する。したがって、ステータ５８に設けられた電磁石によって磁力が発生すると、ロータ５７が回転軸Ｌ１を中心に回転する。また、巻線５８ａに流す電流の「量と方向」を制御することで、ロータ（回転側）５７の回転方向が切換えられる。

雌ネジ５１ｂは所定のピッチに形成されており、雌ネジ５１ｂは、後述する可動部２００ｂ側の軸５２（雄ネジ５２ａ）と結合されている。モータ５１（ロータ５７）の回転に伴って雌ネジ５１ｂが回転すると、軸５２（雄ネジ５２ａ）が雌ネジ５１ｂを介して垂直（上下）方向に移動される。そして、雄ネジ５２ａの上下動に連動して可動部２００ｂの上下方向の高さが変えられる。

このように、駆動部５０のモータ５１に、ブラシレスモータが用いられることで、従来技術のＤＣモータやステッピングモータ等に比べて、モータ回転に伴い発生するノイズや振動が抑えられる。また、図示を略すモータのブラシの磨耗による劣化が無いため耐久性も向上される。

可動部２００ｂは、ベース２１に対して略鉛直に延びるベースシャフト２３と、照明ユニット６０を支持するアーム２４と、顕微鏡ユニット７０を支持するアーム２５を備える。なおアーム２４とアーム２５は中心軸Ｂを中心に個々に水平方向に回転可能に支持されており、これにより照明ユニット６０と顕微鏡ユニット７０が中心軸Ｂを中心に個別に回転されるようになる。

可動部２００ｂの下側には、モータ５１の雌ネジ５１ｂに挿通される軸５２が固定される。軸５２の先端には、所定のピッチを持つ送りネジ（雄ネジ）５２ａが形成され、雌ネジ５１ｂに嵌合される。雌ネジ５１ｂの回転が雄ネジ５２ａに伝達されることで、可動部２００ｂが所定のステップで上下に移動される。
なお雄ネジ５２ａは、可動部２００ｂが移動範囲の上限又は下限に達したときに、雌ネジ５１ｂから外れないように、軸５２上の所定範囲に形成されていれば良い。

なお雌ネジ５１ｂ及び雄ネジ５２ａのリード角は、可動部１００ｂの上下動が停止された時に、可動部２００ｂが自重で押し下げられず、位置を保持する摩擦力を奏する幅に形成される。またリード角は、可動部２００ｂの最小の上下可動幅を考慮して決定される。つまりリード角が小さいとより細かいステップで可動部２００ｂの上下位置合わせが行われる。一方でリード角が小さくなると、可動部２００ｂの上下動に時間が掛かるデメリットが生じる。以上の条件を考慮してリード角が決定されれば良い。更に、雌ネジ５１ｂ及び雄ネジ５２ａのリード角は、材質やグリスの状態等を考慮して決定されることが好ましい。

また本実施形態では、本体部１００ａに、可動部２００ｂの上下動を安定させるための支持部が設けられている。例えば支持部は、固定部２００ａに固定された円筒部２３１と、円筒部２３１の内部に形成された中空を相通する軸２３２であって、可動部２００ｂ側に固定される軸２３２との組み合わせで構成される。可動部２００ｂが上下動すると、可動部２００ｂに固定された軸２３２が、円筒部２３１の内壁に沿って上下方向に移動する。これにより、可動部２００ｂが複数の支持部材で保持される状態となり、上下動の動作がより安定する。なお上記では支持部が１つ設けられる例を示したが、支持部は複数箇所設けられても良い。

更に本実施形態では、本体部１００ａに、固定部２００ａに対する可動部２００ｂの上下位置を検知するための位置検出部が設けられている。例えば、位置検出部は、可動部２００ｂ側に固定されて可動部２００ｂと連動して上下動される板部５４と、固定部２００ａ側に固定され板部５４が通過する開口を持つ３つのセンサー５５ａ〜５５ｃとから構成される。

可動部２００ｂが上下動され、板部５４が３つのセンサー５５ａ〜５５ｃ全てによって検知されると、制御部８５によって可動部２００ｂが下限に有ることが検知される。板部５４がセンサー５５ａのみで検知されると可動部２００ｂが上限にあることが検知される。また本実施形態では、板部５４がセンサー５５ａ及び５５ｂで検知され、センサー５５ｃで検知されない場合は、本体部１００ａが可動範囲の中間位置（図示を略すアイレベルマーカーの位置）にあるとする。
つまり本体部１００ａの初期位置合わせのために、図示なきスイッチが押されると、モータ５１の駆動により、板部５４がセンサー５５ａ及び５５ｂで検知されるまで可動部２００ｂが上下動され、初期位置が自動的に簡単に合わせられる。なおセンサーには、フォトインタラプタ等の光センサー、磁気センサー、機械式センサー等の周知のセンサーが用いられる。

以上の構成により、検者の操作でジョイスティック２２が水平方向（前後左右方向）にスライドされると、周知のスライド機構によって、被検者眼Ｅに対して本体１００ｂが水平方向に移動する。一方、グリップ２２ａがシャフト２２ｂを軸として水平方向に回転されると、エンコーダ２２ｄによってその回転方向及び回転速度等が検知される。制御部８５はエンコーダ２２ｄからの出力信号に基づき、後述するメモリ８１に記憶されたグリップ２２ｄの回転量とモータ５１（ロータ５７）の回転量の対応関係に基づき、モータ５１（ロータ５７）の回転を制御する。制御部８５の駆動制御でロータ５７が回転すると、中空部５１ａに形成された雌ネジ５１ｂに沿って雄ネジ５２ａが上下動され、可動部２００ｂ全体が上下に移動される。

制御部８５は装置全体の駆動制御をする。制御部８５には上述のグリップ２２ａ、スイッチ２２ｂ、エンコーダ２２ｄ、センサー５５ａ〜５５ｃ、モータ５１、センサー５６、モニタ８７の他、メモリ８１等が接続される。メモリ８１には、エンコーダ２２ｄで検知されたジョイスティック２２（グリップ２２ａ）の回転パルス（回転量）に対する、モータ５１の回転パルス（回転量）の関係が対応付けて記憶されている。またメモリ８１にはエンコーダ２２ｄで検知されるジョイスティック２２の回転方向とモータ５１の回転方向が関連付けて記憶されている。

制御部８５は、ジョイスティック２２からの入力信号に基づき直接モータ５１の回転量及び回転方向を制御する。また制御部８５はセンサー５６で検知されたモータ５１の回転量や回転速度に基づき、モータ５１の回転状態を検知して、ジョイスティック２２からの入力信号に基づき正しく動作させる制御をする。

以上のような構成を有する装置の動作を説明する。検者は、検査に先立ち、スリットランプ１００の電源（図示を略す）を入れる。電源投入時又は図示なきスイッチからの入力信号によって、制御部８５はモータ５１の駆動で本体１００ｂを上下動させ、位置検出部の検出結果に基づき可動部２００ｂの高さを初期状態に合わせる。次に、検者は、顔支持ユニット１００ａに被検者の顔を固定して、被検者眼Ｅと本体１００ｂの位置合わせをする。

ジョイスティック２２の水平移動で、被検者眼Ｅと本体１００ｂの前後左右の位置合わせが行われる。次に、被検者眼Ｅに対して本体１００ｂ（照明ユニット６０及び顕微鏡ユニット７０）の高さを合わせる。検者がジョイスティック２２のグリップ２２ａを回転すると、その回転量及び回転速度、回転方向が周知のエンコーダ２２ｄで検知され、検知結果が制御部８５に出力される。

制御部８５はエンコーダ２２ｄからの出力信号に基づき、モータ５１の回転量及び回転方向を、ギア等の機械構成を介さずに、直接制御する。モータ５１（ロータ５７）が回転すると、雌ネジ５１ｂに嵌合された雄ネジ５２ａが上方又は下方に移動され、固定部２００ａに対する移動部２００ｂの上下の高さが変えられる。この時、センサー５６によるモータ５１の回転角度及び回転方向の検知信号が、制御部８５にフィードバックされることで、ジョイスティック２２の入力信号に基づきモータ５１の動作が正しいか検知される。モータ５１の回転量が不足している場合等には、制御部８５によってモータ５１の回転動作が補正される。

なお、移動部２００ｂを上下反対方向に移動させる場合は、検者はジョイスティック２２（グリップ２２ａ）を逆回転させる。制御部８５はエンコーダ２２ｄからの信号に基づき、モータ５１を逆回転させる。以上のようにして、ジョイスティック２２の回転に連動して、移動部２００ｂの上下方向の移動制御がされる。また本実施形態では、移動部２００ｂの動きに連動して、支持部２００ｃの軸２３２が上下動されるため、移動部２００ｂ全体の移動がより安定する。

なおジョイスティック２２の回転操作で移動部２００ｂが上下動され、センサー５５ａ〜５５ｃによって板部５４が検知されると、制御部８５は移動部２００ａの移動限界位置（上限又は下限）に達したかどうかを検知する。例えば、センサー５５ａ〜５５ｃの全てで板部５４が検知されると、制御部８５は移動部２００ｂが移動限界位置の下限に達したとして、ジョイスティック２２からの入力信号に関わらず、モータ５１の駆動を停止する。同様にセンサー５５ａのみで板部５４が検知されると、制御部８５は移動部２００ｂが移動限界位置の上限に達したとして、ジョイスティック２２からの入力信号に関わらず、モータ５１の駆動を停止する。そして制御部８５は、移動限界位置に達したことが検出された以降で、ジョイスティック２２が回転され、エンコーダ２２ｄからの信号が入力されたとしても、その信号を無視する（無効にする）。これにより、移動部２００ｂが可動範囲を超えて、上下に移動してしまうことによる不具合の発生が抑えられる。

なお、制御部８５によって可動部２００ｂが上限又は下限の移動限界位置に達したことが検知されたときに、ジョイスティック２２の特定の回転方向の信号のみ無視されても良い。例えば制御部８５は、可動部２００ｂが下限に達したことが検知された時に、可動部２００ｂを更に下方向に移動させるためのジョイスティック２２（エンコーダ２２ｄ）からの信号を無視し、可動部２００ｂを上方向に移動させるためのジョイスティック２２（エンコーダ２２ｄ）からの信号は有効であるとして、モータ５１の回転駆動を制御しても良い。

被検者眼Ｅと本体１００ｂとのアライメントが完了したら、制御部８５は照明ユニット６０の光源６１を点灯し、照明光（光束）を被検者眼Ｅに投光する。これによって顕微鏡ユニット７０を介して被検者眼Ｅが観察されるようになる。検者は被検者眼Ｅを観察しながら、必要に応じてグリップ２２ａの回転操作を行い、移動部２００ｂ（照明ユニット６０及び顕微鏡ユニット７０）の細かなアライメントを行う。
以上のような構成によって、本件発明に係る電動のジョイスティック（電動の上下動機構）は、可動部２００ｂが素早く上下動されるようになり、可動部２００ｂの細かなステップでの微調整にも好適に対応できるようになる。

つまり、従来技術のように、ギア等の複数の機械構成を介して可動部２００ｂをネジ回転により駆動させる上下動機構の構成では、モータの回転が上下動ネジに伝達されるまでに遅延時間が生じ、可動部２００ｂの上下動の微調整をスムーズに行うことが困難な場合があった（ジョイスティックの操作で上下動を繰り返さなければならなかった）。一方、本発明に係る電動のジョイスティック（電動上下動機構）２２は、モータの回転が上下動ネジに直接伝達されるため、ジョイスティック２２からの入力信号に対して上下動ネジが素早く反応する。これにより、操作応答性が向上し、ジョイスティック２２の回転操作に連動して移動部２００ｂを細かなステップで上下動できるようになる。

また従来技術の電動のジョイスティック（電動の上下動機構）及び機械式のジョイスティック（機械式の上下動機構）では、モータ５１を駆動するために、ジョイスティックを介して複数の機械部品を動かす必要があった。その為、ギアの噛み合わせ状態等によっては、可動部の上下動に要する作動力が大きくなったり、装置の経時変化で作動力にばらつきが生じる場合があった。これらは、微妙なアライメントにおいて障害となる可能性がありうる。一方、本発明は機械部品を介さずにモータの回転により上下動ネジを直接駆動するので、操作に係る作動力を小さく且つ一定にできる。したがって、電動上下動機構を備える眼科装置において、被検眼に対する微妙なアライメント調整が可能となる。

なお上記の構成において、可動部２００ｂが可動範囲の上限又は下限に達したことが検者に分かり易く示されると良い。つまり上述のようにスリットランプの上下動をエンコーダ付きのジョイスティックとモータを用いて行う場合、センサーによる検知結果に基づきモータの上下動の処理を停止できる。しかしこのような電動式では、ジョイスティックとモータが機械的に接続されていないため、仮に可動部に上下動の制限が掛かっていたとしても、ジョイスティックを回転操作できる。その為、検者は、可動部の上下動に制限がかかっていることに容易に気が付く事が出来ない場合がある。特に、上述のようなスリットランプ等の場合には、検者が双眼鏡を覗きながら本体の上下動の操作をするので、可動部の上下動の制限が分かりにくくなる。

そこで、ジョイスティック２２の内部にブレーキ機構２６を設けても良い（図３参照）。ブレーキ機構２６には周知の電磁ブレーキ等が用いられる。この場合、上述と同様にグリップ２２ａが回転され、エンコーダ２２ｄで生成された信号が制御部８５に入力されると、制御部８５はその回転量及び回転方向に基づき、モータ５１を回転させる。これにより雌ネジ５１ｂが回転し、雄ネジ５２ａが上方又は下方に移動され、可動部２００ｂが上方又は下方に移動される。そして、可動部２００ｂに設けられた板部５４がセンサー５５ａ又は、全てのセンサー５５ａ〜５５ｃ検知されると、制御部８５は、可動部２００ｂが上限又は下限の移動限界位置に達したとして、ジョイスティック２２に設けたブレーキ機構２６を駆動させて、グリップ２２ａの回転にロックをかける。これにより、検者は、可動部２００ｂが上限又は下限に達したことを感覚的に捕らえることができ、機械式に近い操作感を得ることができる。

これ以外にも、ジョイスティック２２に振動アクチュエータを設け、可動部２００ｂが移動限界位置に達したときに、制御部８５がジョイスティックを振動させることで、検者に可動部２００ｂが限界位置にあることを知らせても良い。これ以外にも、様々な方法で検者の触覚を刺激して可動部２００ｂの限界位置を感覚的に知らせることができる。

なお、可動部２００ｂが上限又は下限に達した事を、照明ユニット６０の光量を変えて示しても良い。例えば、上述のように可動部２００ｂが可動限界位置に達したことが検知されると、制御部８５は、照明ユニット６０の光源６１の光量を検者が認識可能な期間、減光する（又は輝度を高くする）。このようにすると、検者がスリットランプの顕微鏡で眼Ｅを観察しながら、可動部２００ｂが移動可能範囲の限界位置に来ていることを知る事が出来る。これ以外にも光源６１を点滅する。又は、光源６１の点灯波長を変える等によって、可動部２００ｂが移動限界位置にあることを知らせても良い。また、移動可能範囲の上限と下限とで照明ユニット６０の点灯状態を変えて、何れの限界位置にあるのかを区別して示しても良い。

なお上記の眼科装置の構成では、エンコーダ２２ｄで検知されたジョイスティック２２（グリップ２２ｄ）の回転量に応じて、モータ５１の回転量が決定されている。その為、検者がジョイスティックを勢い良く回したときに、手を離しても有る程度の惰性で回転する機械式のジョイスティックと比べて、可動部を大きく（素早く）上下動させることが困難な場合がある。一方、スリットランプにレーザデリバリーシステムを搭載して、レーザ照射を行う場合等には、ジョイスティック２２の操作で微細に上下の位置合わせをすることが必要となる。

そこで、ジョイスティック２２の操作速度（グリップ２２ａの回転速度）に応じてモータ５１の回転量（可動部２００ｂの上下の移動量）が制御されても良い。
例えば、グリップ２２ａの回転速度に対するモータ５１の回転速度を段階的に（又はリニア）に設定してメモリ８１に記憶させる。これにより、ジョイスティック２２の回転速度が遅く、制御部８５によって微動操作であると判断された場合には、モータ５１の回転による上下動の最小ピッチ（リード角）が細かく設定されるようにする（例えば、１０μｍ）。一方、ジョイスティック２２の回転が早く、制御部８５によって祖動操作と判断された場合には、モータ５１の回転による上下動の最小ピッチが粗く設定されるようにする（例えば、５０μｍ）。つまり微動操作と判断されたときの上下動の最小ピッチを、粗動操作の上下動と判断された時の上下動の最小ピッチと比べて細かくなるように設定する。

このようにすると、ジョイスティック２２の回転速度を早くすることで、可動部２００ｂを大きく上下動させることができ、素早い位置合わせに対応出来る。一方、ジョイスティック２２の回転速度を遅くすることで、可動部２００ｂが細かなステップで上下動させることができ、微細な位置合わせが可能になる。

なお、ジョイスティックで可動部２００ｂが直接上下動移動される機械式のジョイスティックと比べて、電動式のジョイスティックでは、エンコーダ２２ｄの回転角度の検出精度が低いと、可動部２００ｂの上下移動の動作が粗く、離散的になるおそれがある。
図７にジョイスティック２２（エンコーダ２２ｄ）から出力される操作信号に対するモータの駆動制御の説明図を示す。図７（ａ）はジョイスティックの粗動操作に対するモータの駆動制御の説明図、図７（ｂ）は従来技術のジョイスティックの微動操作に対するモータの駆動制御の説明図、図７（ｃ）は本件発明に係るジョイスティックの微動操作に対するモータの駆動制御の説明図である。また各図中において、「Ｓ１」はエンコーダ２２ｄの出力信号（出力パルス）のタイミングを示すグラフである。「Ｓ２」はモータ５１の駆動信号（駆動パルス）のタイミングを示すグラフである。「Ｓ３」はモータ５１の駆動量の変化を示すグラフである。「Ｓ４」はモータの速度変化を示すグラフである。また時間ｔｎ（ｎ＝０、１、２・・・、ｍ）は、エンコーダ２２ｄからの出力パルスが制御部８５に入力されるタイミングである。期間（間隔）Ｔｎ（ｎ＝０、１，２・・・ｍ）は、エンコーダ２２ｄからの出力信号が連続して制御部８５に入力されるときの時間間隔である。期間Δｔは、エンコーダ２２ｄの出力信号に基づくモータ５１の駆動が一旦完了してから，次のエンコーダ２２ｄの出力信号でモータ５１の駆動が開始されるまでの空き時間である。つまり期間Δｔではモータ５１の駆動がないため、可動部２００ｂは上下動されない。閾値ＴＳは、期間Ｔｎとの比較により、制御部８５が、粗動操作と微動操作を切換えるための時間間隔の基準値である。

なお、ジョイスティック２２のグリップ２２ａの回転量に対して、可動部２００ｂの上下の移動量は一定であり、本実施形態では、エンコーダ２２ｄから出力される１回のパルス信号に対して所定の移動量Ｄが設定されている。例えばエンコーダ２２ｄの１パルスにつき可動部２００ｂが１０μｍ上下動され、グリップ２２ａの１回転に対して可動部２００ｂが４ｍｍ上下移動されるように、エンコーダ２２ｄの出力に対するモータ５１の回転量が決定されている。

その為、従来技術では、図７（ａ）に示されるように、粗動操作でジョイスティック２２（グリップ２２ｂ）が比較的早く回される場合は、モータ５１の回転動作が完了した直後（又は回転動作中）に、エンコーダ２２ｄによる回転角度の検知信号が連続して出力されるようになる。この場合、期間Δｔが短い（又は無い）為、モータ５１が連続駆動されて、可動部２００ｂは比較的滑らかに上下動される。

一方、微動操作で本体部１００ａの高さを微調整する為に、グリップ２２ｃが遅く回されると、モータ５１の駆動制御で可動部２００ｂの上下動が一旦完了してから、次のエンコーダ２２ｄの出力信号が入力されるまでの期間Ｔｎが長くなる。制御部８５は、エンコーダ２２の出力信号に基づき、モータ５１を回転させるので、エンコーダ２２の出力信号のタイミングが遅いと、期間Δｔが長くなり、モータ５１駆動による可動部２００ｂの上下動が離散的になってしまう。可動部２００ｂが滑らかに上下動されないと、振動が発生し、被検者に不快感を与える恐れが有る。

そこで、図７（ｃ）に示されるように、本発明に係る眼科装置では、微動操作と判断されるエンコーダ２２ｄの出力信号の間隔（期間）である閾値ＴＳを予めメモリ８１に記憶させておく。制御部８５は、連続して出力されるエンコーダ２２ｄの出力信号の期間Ｔｎが、閾値ＴＳ以上（Ｔｎ≧ＴＳ）となった場合に、ジョイスティック２２の操作が、粗動から微動に切換えられたと判断して、エンコーダ２２ｄの回転に対して、モータ５１の駆動制御を分割して行う（モータ４１のパルス出力を複数倍の駆動量で行う）。駆動量とは、１つの駆動信号（例えば、駆動パルス）当たりのモータの回転角度を示す。なお、モータ５１の回転角度を検知するセンサー５６は、エンコーダ２２ｄよりも高い精度で角度検知ができるものが使用されているとする。

例えば、図７（ｃ）において、時間ｔｎ（ｎ＝０、１、２・・・、ｍ）で、エンコーダ２２ｄから制御部８５へと信号（パルス）が出力されるとする。また時間ｔ０〜ｔ１でのジョイスティック２２の回転速度（期間）Ｔ１，時間ｔ１〜ｔ２でのジョイスティック２２での回転速度（期間）Ｔ２，時間ｔ２〜ｔ３での回転速度（期間）Ｔ３とする。なお図示するように、時間ｔ０以前の期間Ｔｎでは、粗動操作が行われているとする。一方、時間ｔ０において、制御部８５によって、期間Ｔ０がメモリ８１に記憶された閾値ＴＳ以上であると判断されると、制御部８５はグリップ２２ａの操作が粗動から微動に切換えられたと判断して、エンコーダ２２ｄの回転に対して、モータ５１の駆動を分割して出力させる。

例えば、制御部８５は、エンコーダ２２ｄの１パルスの出力に対して、モータ５１の駆動のための駆動パルスを複数倍（Ｎ倍（Ｎ≧２））で出力させる。制御部８５は、粗動操作時における１回の駆動パルス当たりの移動量Ｄ（移動ピッチ）に対し、モータ５１の駆動パルス数（倍率）の逆数１／Ｎを掛けることにより、微動操作時における１回の駆動パルス当たりの移動量（Ｄ／Ｎ）を設定する。すなわち、制御部８５は、駆動パルス数をＮ倍、１回の駆動パルス当たりの移動量（Ｄ／Ｎ）でモータ５１を制御し、可動部２００ｂの上下移動（距離、ステップ）を制御する。つまり、粗動操作の場合には、エンコーダ２２ｄの１パルスの出力に対してモータ５１をパルス数１回にて駆動させて、可動部２００ｂを一度に所定距離上下動させる。１回の駆動パルス当たりの移動量はＤｍｍである。

これに対し、微動操作では、エンコーダ２２ｄの１パルスの出力に対して、モータ５１の駆動をＮ回に分割し、Ｎ回に分けて可動部２００ｂを所定距離上下動させる。ここでの、１回の駆動パルス当たりの移動量は、Ｄ／Ｎｍｍである。このようにすると、微動操作でエンコーダ２２ｄのパルス出力のタイミングが遅くなったとしても、エンコーダ２２ｄから次のパルスが出力される間、可動部２００ｂが比較的ゆっくり上下方向に移動される。その為、ジョイスティック２２の操作に連動して、可動部２００ｂが滑らかに上下移動される。

一方、エンコーダ２２ｄの回転に対する可動部２００ｂの移動量は一定であり、最小ピッチ以内の精度が保たれるので、可動部２００ｂの上下移動の微調整が精度良くされる。また、駆動部の分解能を小さくし、駆動回数を増やすことで、微動操作時における上下動の間隔が小さくなり、振動が軽減される。そして、時間ｔ３以降において、エンコーダ２２ｄのパルス出力の間隔Ｔｎが、閾値ＴＳよりも小さいと判断されると、制御部８５は微動操作から粗動操作に切換えられたと判断して、モータ５１を粗動操作での駆動制御に切換える。なお、粗動操作に切換えられるタイミングで、微動操作時のモータ５１の駆動量が残っている場合は、残りの駆動量は無視されても良い。粗動操作に切換えられたことで、微動操作による微細な位置合わせの要求は完了していると判断されるためである。

なお、微動操作を行う際のジョイスティック２２の回転速度に応じて、エンコーダ２２の回転に対するモータ５１駆動の分解能を変化させても良い。例えば、ジョイスティック２２の回転速度が遅くなるに従い、モータ５１の回転制御がより細かく設定されるようにする。このようにすると、電動ジョイスティックの場合にも、機械式ジョイスティックに近い滑らかな操作感を実現できるようになる。

また上記では微動操作と粗動操作を切換えるための一つの閾値が用意されている例を示した。これ以外にも、複数の閾値をメモリ８１に記憶させて置き、制御部８５の制御によって、微動操作と粗動操作とが段階的に切換えられるようにしても良い。このようにすると、用途に応じてより好ましい操作感を得ることができるようになる。

更に、上記ではエンコーダ２２ｄの回転に対する可動部２００ｂの移動量は一定であるとしたが、これに限られるものではない。例えば、微動操作での可動部２００ｂの移動量が、粗動操作での可動部２００ｂの移動量に対して小さくなるように駆動制御がされても良い。このようにすると、微動操作の際により細かいステップでの上下位置合わせを行うことが可能になる。

また、上記構成においては、微動操作時と粗動操作時において、駆動部の分解能と単位時間当たりの駆動回数を変更したが、これに限定されず、単位時間当たりの駆動時間を変更する構成であれば、従来の離散的なモータ動作に対して一定の効果が得られる。図８に本件発明に係るモータ５１の駆動制御の変用例を示す。例えば、微動操作において、モータ５１の駆動回数は１回とままとし、単位時間における駆動部の駆動時間を粗動操作時に対して長くしても良い。この場合、単位時間当たりの回転量に対して一定の駆動量が得られるように、駆動電圧が設定されるのが好ましい。

なお本発明は上記に限定されるものではない。例えば、操作杆には眼科装置の本体を上下動させるための、トラックボール等の周知の様々な構成が使用される。

また、上記の構成は、装置本体を操作杆の操作によって電動で上下動させることができる様々な種類の眼科装置に適用可能であり、同様の効果を奏することができる。例えば、眼科装置としては、眼の屈折力測定を行う眼屈折力測定装置、眼底観察及び撮影を行う眼底撮影装置、眼の眼圧を測定する眼圧測定装置、目の角膜形状を測定する角膜形状測定装置等が挙げられる。

以上のように、ジョイスティック２２の回転速度に応じてモータ５１の回転量を変えることで、ジョイスティック２２の操作感が軽くなり、機械式のように可動部２００ｂを大きく（素早く）上下方向に移動させることや、微細な位置合わせに柔軟に対応できるようになる。

スリットランプの外観の説明図である。 スリットランプの光学系の説明図である。 スリットランプの断面図である。 スリットランプ本体の斜視図である。 ロータリーエンコーダの構成図である。 モータの構成の説明図である。 モータの駆動制御の説明図である。 モータの駆動制御の変用例の説明図である。

２２ ジョイスティック
５０ 駆動部
５１ モータ
５１ａ 中空部
５１ｂ 雌ネジ
５２ａ 雄ネジ
６０ ユニット
７０ 顕微鏡ユニット
８０ カメラ
１００ スリットランプ
１００ａ 顔支持ユニット
１００ｂ 可動部
２００ 上下動機構
２００ａ 固定部
２００ｂ 可動部

Claims (3)

1. 被検者眼を観察又は撮影する装置本体が搭載される可動部と、
   該可動部を上下移動させる駆動部を備える上下移動機構と、
   前記可動部を上下移動させるために検者によって操作され所定方向に回転可能に設けられた回転部を持つ操作部材と、
   前記回転部の回転量と回転速度を単位時間毎に検出する検出部と、
   前記検出部に検出結果に基づき前記駆動部を駆動制御する駆動制御手段と、を備え、
   前記駆動制御手段は、前記単位時間毎に検出された回転量に応じた移動量で前記駆動部を用いて前記可動部を移動させると共に、前記単位時間毎に検出された回転速度に応じて前記駆動部の単位時間当たりの駆動時間を変更し、微動操作時には、粗動操作時に対して、前記駆動部の駆動時間を増加させることを特徴とする眼科装置。
2. 前記駆動制御手段は、前記単位時間毎に検出された回転速度に応じて前記駆動部の分解能及び前記駆動部の単位時間当たりの駆動回数を変更し、微動操作時には、粗動操作時に対して、前記駆動部の駆動回数を増加させる一方、前記駆動部の分解能を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 粗動操作と微動操作を判定するために、単位時間毎に検出される前記回転部の回転速度に関する閾値が記憶された記憶手段と、
   前記検出部で前記単位時間毎に検出された前記回転部の回転速度が，前記閾値よりも遅い場合に微動操作と判定し，前記閾値よりも早い場合に粗動操作と判定する判定手段と、を備え、
   前記判定手段で微動操作と判定されたときに、前記駆動制御手段が、前記駆動部の駆動を分割すると共に、粗動操作時における前記駆動量に、その分割数の逆数を掛けることによって設定される駆動量にて前記可動部を上下動させる請求項１〜２のいずれかに記載の眼科装置。

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