JP6285136B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本明細書に開示の技術は、被検眼を検査する眼科装置に関する。特に、被検眼の対象部位（例えば、前房深度、水晶体等）の眼軸方向の長さ（寸法）を測定する眼科装置に関する。

被検眼の対象部位（例えば、前房深度、水晶体等）の眼軸方向の長さ（寸法）を測定するための眼科装置が開発されている。この種の眼科装置は、光源からの光を被検眼の内部に照射すると共にその反射光を導く測定光学系と、光源からの光を参照面に照射すると共にその反射光を導く参照光学系を備えている。そして、測定光学系により導かれた反射光と参照光学系により導かれた反射光とを合成した干渉光から、被検眼内部の対象部位の前面の位置と後面の位置を特定する。対象部位の前面及び後面の位置が特定されると、それらの位置から対象部位の眼軸方向（奥行き方向）の寸法を算出する。特許文献１，２には、この種の眼科装置の従来例が開示されている。

特開２００７−３７９８４号公報 特開２００７−３１３２０８号公報

前房深度や水晶体の厚みといった対象部位の眼軸方向の寸法を測定するためには、対象部位の前面（表面側の面）から反射される光と、対象部位の後面（内部側の面）から反射される光の両者を受光しなければならない。しかしながら、従来の眼科装置では、対象部位の前面と後面の両者から十分な強度を有する反射光を受光することが難しく、対象部位の眼軸方向の寸法を算出できない場合があった。例えば、対象部位の前面から反射される光の強度が十分にあり、対象部位の前面の位置を特定できる場合でも、対象部位の後面から反射される光の強度が十分でなく、対象部位の後面の位置を特定できない場合がある。あるいは、対象部位の後面から反射される光の強度が十分であっても、対象部位の前面から反射される光の強度が十分でない場合があった。このような場合には、対象部位の眼軸方向の寸法を算出することができない。本明細書の目的は、被検眼の対象部位の眼軸方向の寸法を安定（高確率）して測定することができる眼科装置を提供することである。

本明細書に開示する眼科装置は、光源と、光源からの光を被検眼の内部に照射すると共にその反射光を導く測定光学系と、光源からの光を分岐して参照光を生成する参照光学系と、測定光学系により導かれた反射光と参照光学系により生成された参照光とが合成された干渉光を受光する受光素子と、受光素子で受光される干渉光から、被検眼の対象部位の眼軸方向の寸法を算出する演算装置と、を有している。測定光学系は、被検眼に照射される光の被検眼への入射位置を変更する入射位置変更手段と、照射される光の入射位置が被検眼の予め設定された設定領域内を走査するように入射位置変更手段を駆動する駆動手段と、を有している。設定領域は、被検眼を正面視した場合に、被検眼の角膜頂点から半径方向に伸びる直線を周方向に予め設定された角度範囲で移動させたときに、前記直線が通過する領域とされている。

この眼科装置では、駆動手段で入射位置変更手段を駆動することによって、被検眼に照射される光の入射位置が変化し、被検眼に照射される光が設定領域内で走査される。本願発明者等が鋭意検討したところ、被検眼内部の各面から反射される光の強度が大きくなるときの光の入射位置は、被検眼の角膜頂点に対して所定の位置関係を有する領域内となる確率が高いことが判明した。具体的には、被検眼を正面視したときに、被検眼の角膜頂点に対して周方向の所定の角度範囲となる領域に光が入射したときに、その反射光の強度が大きくなる確率が高いことが判明した。この眼科装置では、被検眼を正面視したときに、被検眼の角膜頂点に対して周方向の所定の角度範囲となる領域を設定領域とし、その設定領域内で光を走査する。このため、被検眼内部の各面から十分な強度を有する反射光を高確率で得ることができ、被検眼内部の各面の位置を安定して特定することができる。

本実施例に係る眼科装置の光学系の概略構成図である。 本実施例に係る眼科装置の制御系のブロック図である。 ０点調整機構の機能を説明するための図である。 光源からの光を走査する設定領域と、設定領域内に設定される走査線を説明するための図である。 測定光学系の光路長を所定の光路長範囲で走査したときに得られる干渉信号波形を処理する手順を説明するための図である。 本実施例に係る眼科装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。 水晶体前面（右眼，左眼）からの反射光の強度が最大となる入射位置を実験により求めたときの実験結果を示す図。 水晶体後面（右眼，左眼）からの反射光の強度が最大となる入射位置を実験により求めたときの実験結果を示す図。

（特徴１） 本明細書に開示する眼科装置においては、演算装置は、被検眼に照射される光が設定領域内を走査されたときに受光される干渉光から、対象部位の前面の位置を特定すると共に対象部位の後面の位置を特定し、それら特定した位置から対象部位の眼軸方向の寸法を算出してもよい。このような構成によると、設定領域内で光を走査することで得られる干渉光を用いるため、対象部位の前面及び後面の位置を安定して特定することができ、対象部位の眼軸方向の寸法を安定して算出することができる。

（特徴２） 本明細書に開示する眼科装置においては、対象部位の前面の位置を特定する干渉光が得られるときの入射位置と、対象部位の後面を特定する干渉光が得られるときの入射位置とが相違してもよい。このような構成によると、被検眼の異なる入射位置に光が入射したときに得られる反射光から、対象部位の各面の位置を特定する。このため、対象部位の各面の位置を特定するために用いる反射光の強度を十分なものとすることができ、安定して対象部位の各面の位置を特定することができる。

（特徴３） 本明細書に開示する眼科装置においては、演算装置は、被検眼に照射される光が設定領域内を走査されるときに、対象部位の前面から反射される反射光の強度が最大となる第１入射位置を特定すると共に、対象部位の後面から反射される反射光の強度が最大となる第２入射位置を特定してもよい。この場合、駆動手段は、第１入射位置及び第２入射位置を通過するように設定された走査線上を被検眼に照射される光が走査するように入射位置変更手段をさらに駆動し、演算装置は、第１入射位置及び第２入射位置を通過するように設定された走査線上を光が走査するときの干渉光から、対象部位の眼軸方向の寸法を算出してもよい。

このような構成によると、まず、被検眼に照射される光を設定領域内で走査し、第１入射位置と第２入射位置を特定する。次いで、被検眼に照射される光を第１入射位置及び第２入射位置を通る走査線上で走査する。したがって、この走査線を光が走査する際には、対象部位の前面から十分な強度の反射光を受光でき、また、対象部位の後面からも十分な強度の反射光を受光できる。すなわち、被検眼に照射される光を１走査線上で走査するだけで、対象部位の眼軸方向の厚みを算出することができる。被検眼に照射される光を１走査線上で走査するのに要する時間は短いため、対象部位の前面を特定するときの被検眼の状態と、対象部位の後面を特定するときの被検眼の状態とは略同一の状態となる。このため、対象部位の眼軸方向の寸法を精度よく算出することができる。

（特徴４） 本明細書に開示する眼科装置においては、被検眼を正面視したときに、第１入射位置と第２入射位置の一方は、被検眼の角膜頂点を通る垂直線に対して一方の側に位置する一方、第１入射位置と第２入射位置の他方は、前記垂直線に対して他方の側に位置してもよい。

（特徴５） 本明細書に開示する眼科装置においては、走査線は、被検眼の角膜頂点を含んでおり、角膜頂点と第１入射位置とを結ぶ第１区間と、角膜頂点と第２入射位置とを結ぶ第２区間を有していてもよい。このような構成によると、被検眼に照射される光を、第１入射位置から角膜頂点を介して第２入射位置に走査することができる。このため、１つの走査線に沿って光を走査するだけで、角膜頂点の位置と、対象部位の前面の位置と、対象部位の後面の位置を同時に取得することができる。したがって、これらの眼軸方向の寸法を精度よく取得することができる。例えば、対象部位が水晶体である場合、上記の走査線を設定することで、水晶体の厚み（水晶体の前面から後面までの寸法）と、前房深度（例えば、角膜表面又は角膜後面から水晶体の前面までの寸法）を同時に取得することができる。すなわち、第１区間を走査することで、角膜表面／角膜後面と水晶体前面の位置が取得でき、第２区間を走査することで、角膜表面／角膜後面と水晶体後面の位置が取得できる。したがって、水晶体の厚みと前房深度を同時に取得することができる。

（特徴６） 本明細書に開示する眼科装置においては、角度範囲は、被検眼を正面視したときに、被検眼の角膜頂点から上方に伸びる垂直線を基準線とし、その基準線に対して時計回りの方向を（＋）とする一方で反時計回りの方向を（−）とすると、＋２０°〜＋８５°の範囲と−２０°〜−８５°の範囲であってもよい。後述するように、角度範囲を上記の範囲とすると、被検眼の水晶体の後面と前面の位置を安定して（高確率で）特定することができる。角度範囲が適切に限定されるため、短時間で水晶体の眼軸方向の長さを測定することができる。

（特徴７） 本明細書に開示する眼科装置においては、対象部位は、角膜前面又は角膜後面から水晶体前面までの前房深度、及び／又は、水晶体前面から水晶体後面までの水晶体厚みとしてもよい。水晶体の法線方向が被検眼の視軸からずれているため、測定時に水晶体に対して斜めに光が入射して、水晶体の前面及び後面からの反射光の強度が低くなり易い。このため、本明細書に記載の眼科装置を用いることで、このような部位の測定を好適に行うことができる。

（特徴８） 本明細書に開示する眼科装置においては、入射位置変更手段は、被検眼に照射する光の光軸上に配置されたレンズとしてもよい。この場合、駆動手段は、そのレンズを前記光軸に対して直交する平面内で移動させてもよい。光軸上に配置されたレンズを用いることで、被検眼に照射される光の２次元的走査を安価に行うことができる。入射位置変更手段として用いるレンズとしては、例えば、ビームエキスパンダーを構成する複数のレンズの一つとすることができる。

図１に示すように、本実施例の眼科装置は、被検眼１００を検査するための測定部１０を有している。測定部１０は、被検眼１００から反射される反射光と参照光とを干渉させる干渉光学系１４と、被検眼１００の前眼部を観察する観察光学系５０と、被検眼１００に対して測定部１０を所定の位置関係にアライメントするためのアライメント光学系（図示省略）を有している。

干渉光学系１４は、光源１２と、光源１２からの光を被検眼の内部に照射すると共にその反射光を導く測定光学系と、光源１２からの光を参照面に照射すると共にその反射光を導く参照光学系と、測定光学系により導かれた反射光と参照光学系により導かれた参照光とを合成した干渉光を受光する受光素子２６によって構成されている。

光源１２は、波長掃引型（波長走査型）の光源であり、出射される光の波長が所定の周期で変化する。本実施例では、光源１２から出射される光の波長を変化させながら、被検眼Ｅからの反射光と参照光とを干渉させ、その干渉光を測定する。そして、測定した干渉光（干渉信号）をフーリエ変換することで、被検眼Ｅの内部の各部位（例えば、水晶体、網膜等）の位置を特定することができる。なお、光源１２は、１μｍ帯域の波長（例えば、９５０ｎｍ〜１１００ｎｍ程度）の光が出射される光源とされている。

測定光学系は、ビームスプリッタ２４と、ミラー２８と、０点調整機構３０と、ミラー３４と、ビームエキスパンダー４０と、ミラー４６と、ホットミラー４８によって構成されている。光源１２から出射された光は、ビームスプリッタ２４、ミラー２８、０点調整機構３０、ミラー３４、ビームエキスパンダー４０、ミラー４６、及びホットミラー４８を介して被検眼１００に照射される。被検眼１００からの反射光は、ホットミラー４８、ミラー４６、ビームエキスパンダー４０、ミラー３４、０点調整機構３０、ミラー２８、及びビームスプリッタ２４を介して受光素子２６に導かれる。０点調整機構３０とビームエキスパンダー４０については、後で詳述する。

参照光学系は、ビームスプリッタ２４と参照ミラー２２によって構成されている。光源１２から出射された光の一部は、ビームスプリッタ２４で反射され、参照ミラー２２に照射され、参照ミラー２２によって反射される。参照ミラー２２で反射された光は、ビームスプリッタ２４を介して受光素子２６に導かれる。参照ミラー２２とビームスプリッタ２４と受光素子２６は、干渉計２０内に配置され、その位置が固定されている。このため、本実施例の眼科装置では、参照光学系の参照光路長は一定で変化しない。

受光素子２６は、参照光学系により導かれた光と測定光学系により導かれた光とを合成した干渉光を検出する。受光素子２６としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。

観察光学系５０は、被検眼１００にホットミラー４８を介して観察光を照射すると共に、被検眼１００から反射される反射光（すなわち、照射された観察光の反射光）を撮影する。ここで、ホットミラー４８は、干渉光学系の光源１２からの光を反射する一方で、観察光学系の光源からの光を透過する。このため、本実施例の眼科装置では、干渉光学系による測定と、観察光学系５０による前眼部の観察を同時に行うことができる。なお、観察光学系５０には、公知の眼科装置に用いられているものを用いることができるため、その詳細な構成については説明を省略する。

ここで、測定光学系に設けられる０点調整機構３０とビームエキスパンダー４０について説明する。０点調整機構３０は、コーナキューブ３２と、コーナキューブ３２をミラー２８，３４に対して進退動させる第２駆動装置５６（図２に図示）を備えている。第２駆動装置５６がコーナキューブ３２を図１の矢印Ａの方向に駆動することで、光源１２から被検眼１００までの光路長（すなわち、測定光学系の物体光路長）が変化する。図３に示すように、光源１２から被検眼１００の検出面（図３では角膜表面）までの物体光路長（詳細には、光源１２〜検出面＋検出面〜受光素子２６）と、光源１２から参照ミラー２２までの参照光路長（詳細には、光源１２〜参照ミラー２２＋参照ミラー２２〜受光素子２６）とに光路差Δｚが存在する場合、光路差Δｚが大きくなるほど、検出面から反射される反射光と参照光とを合成した干渉光の強度は弱くなる。逆に、光路差Δｚが小さいほど、干渉光の強度は強くなる。このため、本実施例では、０点調整機構３０により物体光路長を変化させることで、参照光路長と物体光路長とが一致する位置（いわゆる、０点）を角膜１０２の表面から網膜１０６の表面まで変化させることができる。

ビームエキスパンダー４０は、光源１２側に配置される凸レンズ４２と、被検眼１００側に配置される凸レンズ４４と、凸レンズ４４に対して凸レンズ４２を光軸方向（ｚ軸方向）に進退動させると共に、凸レンズ４４を光軸に対して直交する平面（ｘｙ平面）内で移動させる第３駆動装置５８を備えている。凸レンズ４２と凸レンズ４４は、光軸上に配置され、入射する平行光の焦点の位置を変化させる。すなわち、第３駆動装置５８が凸レンズ４２を図１の矢印Ｂの方向に駆動することで、被検眼１００に照射される光の焦点の位置が被検眼１００の深さ方向に変化する。具体的には、凸レンズ４４から照射される光が平行光となるように凸レンズ４２と凸レンズ４４との間隔を調整した状態から、凸レンズ４２を凸レンズ４４から離れる方向に移動させると、凸レンズ４４から照射される光は収束光となり、凸レンズ４２を凸レンズ４４に近づく方向に移動させると、凸レンズ４４から照射される光は発散光となる。これによって、被検眼１００に照射される光の焦点の位置を被検眼１００の角膜１０２の表面や網膜１０６の表面に一致させることで、これらの面から反射される光の強度を強くでき、これらの面の位置を精度よく検出することができる。

また、凸レンズ４４は、凸レンズ４２に対して光軸に対して直交する平面（ｘｙ平面）内で２次元的に移動可能となっている。すなわち、第３駆動装置５８は、凸レンズ４２に対して凸レンズ４４を、光軸に対して直交する平面（ｘｙ平面）内で２次元的に駆動する。これによって、光源１２からの光の被検眼１００への入射位置が、被検眼１００に対して２次元的に変化する。具体的には、被検眼１００を正面視した図４において、入射位置はこの平面（ｘｙ平面）内を２次元的に変化する。例えば、凸レンズ４４を凸レンズ４２に対してｙ方向に移動させると、入射位置もｙ方向に変化する。また、凸レンズ４４を凸レンズ４２に対してｘ方向に移動させると、入射位置もｘ方向に変化する。したがって、凸レンズ４４を凸レンズ４２に対してｘ方向及び／又はｙ方向に移動させることで、入射位置がｘｙ平面内で変化する。

なお、本実施例のビームエキスパンダー４０では、凸レンズ４２を光軸方向に移動させることで光の焦点の位置を調整し、凸レンズ４４を光軸に対して直交する平面内で移動させることで光の入射位置を調整したが、このような構成には限られない。例えば、凸レンズ４２に代えて凸レンズ４４を光軸方向に移動させることで、光の焦点の位置を変更するようにしてもよい。また、凸レンズ４４に代えて凸レンズ４２を光軸に対して直交する平面内で移動させることで、光の入射位置を調整するようにしてもよい。あるいは、凸レンズ４２と凸レンズ４４の一方を他方に対して、光軸方向及び光軸と直交する平面内で移動させることで、光の焦点の位置及び光の入射位置の両者を調整するようにしてもよい。また、本実施例では、２つの凸レンズ４２，４４でビームエキスパンダー４０を構成したが、３以上のレンズによってビームエキスパンダーを構成してもよい。例えば、凸レンズ４２を複数のレンズによって構成してもよい。

図４に示すように本実施例では、第３駆動装置５８が凸レンズ４４を駆動することで、被検眼１００に照射される光の入射位置を設定領域１０８ａ，１０８ｂ内で走査する。設定領域１０８ａは、被検眼１００の角膜頂点１１０から上方に伸びる垂線（図中のｙ軸）を基準線とすると、この基準線に対して周方向（時計回りの方向）にθ１〜θ２の角度範囲となる扇形の領域である。一方、設定領域１０８ｂは、基準線（ｙ軸）に対して周方向（反時計回りの方向）にθ３〜θ４の角度範囲となる扇形の領域である。上記の説明から明らかなように、設定領域１０８ａ，１０８ｂは、被検眼１００を正面視したときに、被検眼１００の角膜頂点１１０から半径方向に伸びる直線を周方向に角度範囲θ１〜θ２又はθ３〜θ４で移動させたときに、前記直線が通過する領域ということができる。なお、設定路領域１０８ａ，１０８ｂの半径方向の寸法（すなわち、上記の直線の長さ）は、角膜頂点から所定の長さ（例えば、１〜３ｍｍ程度）とすることができる。

後述する実験結果（図７，８参照）に示されるように、被検眼１００が右眼であるときは、水晶体１０４の前面から反射される光の強度は、入射位置が領域１０８ａにあるときに最も強くなり、水晶体１０４の後面から反射される光の強度は、入射位置が領域１０８ｂにあるときに最も強くなる。一方、被検眼１００が左眼であるときは、水晶体１０４の後面から反射される光の強度は、入射位置が領域１０８ａにあるときに最も強くなり、水晶体１０４の前面から反射される光の強度は、入射位置が領域１０８ｂにあるときに最も強くなる。したがって、被検眼１００に照射される光の入射位置を設定領域１０８ａ，１０８ｂ内で走査することで、水晶体１０４の前面と後面からの反射光の強度が最も強くなるときの光の入射位置を効率的に特定することができる。なお、本実施例では、θ１は＋２０°とされ、θ２は＋８５°とされ、θ３は−２０°とされ、θ４は−８５°とされている。ここで、（＋）は時計回りの方向を表し、（−）は反時計回りの方向を表している。

また、本実施例では、上述した設定領域１０８ａ，１０８ｂの全体をカバーするように、設定領域１０８ａ，１０８ｂ内に複数の走査線１１２が設定される（図４の（ｂ）では１本の走査線１１２のみを図示している）。図４の（ｂ）に示すように、走査線１１２は、角膜頂点１１０から設定領域１０８ｂ内を伸びる直線部分と、角膜頂点から設定領域１０８ａ内を伸びる直線部分により構成されている。このように走査線１１２を角膜頂点１１０を通る直線とすることで、設定領域１０８ａ，１０８ｂの全体に漏れなく光を走査することができる。

なお、アライメント光学系は、公知の眼科装置に用いられているものを用いることができ、また、被検眼１００の角膜頂点１１０の位置を検出する検出装置６０（図２に図示）を備えている。本実施例では、角膜頂点検出装置６０が被検眼１００の角膜頂点１１０を検出し、その検出結果に基づいて測定部１０（詳細には、測定部１０のうち干渉計２０を除いた部分の光学系）の位置が調整される。これによって、測定部１０が被検眼１００の角膜頂点１１０に対して所定の位置に位置決めされる。測定部１０の位置を調整するための機構として、本実施例の眼科装置は、被検眼１００に対して測定部１０の位置を調整するための位置調整機構１６（図２に図示）と、その位置調整機構１６を駆動する第１駆動装置５４（図２に図示）を備えている。なお、アライメント光学系及び角膜頂点検出装置６０は、公知の構成を採ることができるため、その詳細な説明は省略する。

次に、本実施例の眼科装置の制御系の構成を説明する。図２に示すように、眼科装置は演算装置６４によって制御される。演算装置６４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）によって構成されている。演算装置６４には、光源１２と、第１〜第３駆動装置５４〜５８と、モニタ６２と、観察光学系５０が接続されている。演算装置６４は、光源１２のオン／オフを制御し、第１〜第３駆動装置５４〜５８を制御することで各機構１６，３０，４０を駆動し、また、観察光学系５０を制御して観察光学系５０で撮像される前眼部像をモニタ６２に表示する。また、演算装置６４には、受光素子２６が接続され、受光素子２６で検出される干渉光の強度に応じた干渉信号が入力する。演算装置６４は、受光素子２６からの干渉信号をフーリエ変換することによって、被検眼１００の各部位（角膜１０２の前後面、水晶体１０４の前後面、網膜１０６の表面）の位置を特定し、被検眼１００の眼軸方向の寸法（例えば、前房深度、水晶体厚み等）を算出する。また、演算装置６４には、角膜頂点検出装置６０が接続され、角膜頂点検出装置６０からの信号が入力する。演算装置６４は、角膜頂点検出装置６０からの信号に基づいて、第１駆動装置５４により位置調整機構１６を駆動する。なお、演算装置６４による被検眼１００の各部位の位置を特定する処理の詳細については後述する。

次に、本実施例の眼科装置を用いて水晶体１０４の厚み（水晶体１０４の前面から後面までの寸法）及び前房深度（角膜１０２の表面又は後面から水晶体１０４の前面までの寸法）を測定する際の手順を説明する。図６に示すように、まず、検査者が図示しないスイッチ（測定開始を入力するスイッチ）を操作すると、演算装置６４は、角膜頂点検出装置６０で検出した角膜１０２の頂点の位置に基づいて、測定部１０の位置合わせを行う（Ｓ１０）。すなわち、演算装置６４は、角膜頂点検出装置６０からの信号を処理することによって、被検眼１００の角膜１０２の頂点の位置を特定する。そして、演算装置６４は、被検眼１００の角膜１０２の頂点が測定光学系の光軸上に位置するように、第１駆動装置５４により位置調整機構１６を駆動して測定部１４を位置決めする。これによって、被検眼１００に対する測定部１０のｘｙ方向（縦横方向）の位置とｚ方向（進退動する方向）の位置が調整される。測定部１４が位置決めされると、観察光学系５０で撮像される前眼部像の中心に角膜１０２の頂点が位置する。また、演算装置６４は、第２，第３駆動装置５６，５８を駆動して、０点調整機構３０及びビームエキスパンダー４０を調整する。これによって、光源１２から被検眼１００に照射される光の焦点の位置が被検眼１００の所定の位置（例えば、水晶体１０４の前面）となり、また、物体光路長と参照光路長が一致する０点の位置が被検眼１００の所定の位置（例えば、水晶体１０４の前面）となる。なお、ステップＳ１０では、ビームエキスパンダー４０の凸レンズ４４は光軸方向にのみ駆動される。

次に、演算装置６４は、被検眼１００に対して光を照射する領域（すなわち、図４に示す設定領域１０８ａ，１０８ｂ）を設定し、かつ、その設定領域内に走査線（すなわち、図４に示す走査線１１２）を設定する（Ｓ１２）。すなわち、本実施例の眼科装置では、測定対象部位に応じた設定領域１０８ａ，１０８ｂ（θ１〜θ２，θ３〜θ４）が、演算装置６４のメモリに記憶されている。したがって、演算装置６４は、測定対象部位に応じて、メモリから設定領域１０８ａ，１０８ｂを読み出す。次いで、演算装置６４は、設定領域１０８ａ，１０８ｂ内の全域に光が照射されるように、設定領域１０８ａ，１０８ｂ内に複数の走査線１１２を設定する。すなわち、光源１２からの光が全ての走査線１１２上を走査することで、設定領域１０８ａ，１０８ｂの全域に光源からの光が照射されるようにする。これによって、設定領域１０８ａ，１０８ｂの全域の断層情報が取得されることとなる。

設定領域１０８ａ，１０８ｂ及び走査線１１２の設定が終わると、演算装置６４は、設定した複数の走査線１１２の中から１つの走査線を選択する（Ｓ１４）。次いで、演算装置６４は、光源１２から照射される光の周波数を変化させながら、光源１２からの光の被検眼１００への入射位置が走査線上を移動するように、第３駆動装置５８によりビームエキスパンダー４０を駆動する（Ｓ１６）。この際、演算装置６４は、受光素子２６から入力する干渉信号を処理することで、ステップＳ１４で選択された走査線の位置の２次元断層情報を取得することができる。すなわち、既に説明したように、光源１２から照射される光の周波数を変化させると、測定光と参照光とが干渉して干渉波を生じる位置が被検眼１００の深さ方向に変化する。このため、受光素子２６から出力される干渉信号は、図５に示すように、信号強度が時間によって変化する信号となり、この信号には被検眼１００の各部（角膜１０２の前面及び後面、水晶体１０４の前面及び後面、網膜１０６の表面）から反射された各反射光と参照光とを合成した干渉波による信号となる。そこで、演算装置６４は、受光素子２６から入力する信号をフーリエ変換することで、その信号から被検眼１００の各部（角膜１０２の前面及び後面、水晶体１０４の前面及び後面、網膜１０６の表面）から反射された反射光による干渉信号成分を分離する。これにより、演算装置６４は、被検眼１００の各部の位置を特定することができる。また、上記の処理を行うと同時に、光源１２からの光は走査線１１２上をスキャンされる。すなわち、演算装置６４は、第３駆動装置５８によりビームエキスパンダー４０を駆動（詳細には、凸レンズ４４を光軸に直交する平面内で駆動）し、光の入射位置が走査線上を移動するようにする。これによって、演算装置６４は、走査線１１２の位置に対応した２次元の断層情報を取得することができる。なお、既に説明したように、被検眼１００の各部から反射される反射光の強度は、光の入射位置によって変化する。したがって、走査線１１２上をスキャンすることで得られる２次元断層情報は、入射位置によって被検眼１００の各部からの反射光の強度が異なり、被検眼１００の各部の位置を特定できない場合も生じ得る。

次に、演算装置６４は、上述したステップＳ１６の測定を、ステップＳ１２で設定した全ての走査線１１２について実施したか否かを判断する（Ｓ１８）。全ての走査線についてステップＳ１６の測定を実施していない場合（ステップＳ１８でＮＯ）は、ステップＳ１４に戻って、ステップＳ１４からの処理が繰り返される。これによって、ステップＳ１２で設定された全ての走査線１１２について、各走査線１１２に対応する位置の２次元断層情報が取得される。

全ての走査線についてステップＳ１６の測定を実施している場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）は、演算装置６４は、各走査線について得られた２次元断層情報から、被検眼１００の水晶体１０４の前面の位置から反射される反射光の強度が最も大きくなるときの光の入射位置（以下、第１位置という）と、被検眼１００の水晶体１０４の後面の位置から反射される反射光の強度が最も大きくなるときの光の入射位置（以下、第２位置という）を特定する（Ｓ２０）。上述したように、被検眼１００の各部位から反射される反射光は、被検眼１００への光の入射位置によって変化する。このため、ある入射位置に光を照射したときに得られる干渉信号をフーリエ変換して、その位置における被検眼１００の各部（角膜１０２の前面及び後面、水晶体１０４の前面及び後面、網膜１０６の表面）から反射された反射光による干渉信号成分を分離すると、各干渉信号成分の強度は、対応する面から反射された反射光の強度に応じて相違することとなる。したがって、演算装置６４は、水晶体１０４の前面の位置に対応する干渉信号成分が、どの入射位置で最大となったかを判断する。そして、干渉信号成分が最大となる入射位置を「第１入射位置」とする。同様に、演算装置６４は、水晶体１０４の後面の位置に対応する干渉信号成分が、どの入射位置で最大となったかを判断する。そして、干渉信号成分が最大となる入射位置を「第２入射位置」とする。

次に、演算装置６４は、ステップＳ２０で特定された「第１入射位置」と角膜頂点とを結ぶ直線と、ステップＳ２０で特定された「第２入射位置」と角膜頂点とを結ぶ直線とを結んで、新たな走査線を設定する（Ｓ２２）。例えば、図４（ｂ）に示すように、設定領域１０８ｂ内で第１入射位置１１４が特定され、設定領域１０８ａ内で第２入射位置１１６が特定された場合を考える。この場合、第１入射位置１１４と角膜頂点１１０を結ぶ直線と、第２入射位置１１６と角膜頂点１１０とを結ぶ直線とで構成される走査線１１２ａを、新たな走査線として設定する。

新たな走査線１１２ａが設定されると、演算装置６４は、光源１２から照射される光の周波数を変化させながら、光源１２からの光の被検眼１００への入射位置が走査線１１２ａ上を移動するように、第３駆動装置５８によりビームエキスパンダー４０を駆動する（Ｓ２４）。なお、走査線１１２ａには、水晶体１０４の前面からの反射光の強度が最も大きくなる「第１入射位置」と、水晶体１０４の後面からの反射光の強度が最も大きくなる「第２入射位置」が含まれている。また、光源１２からの光が角膜１０２の頂点に入射されるときは、角膜１０２の表面及び後面からの反射光の強度が最も強くなる。このため、ステップＳ２４で得られる干渉信号には、角膜１０２の表面及び後面の位置を特定するために十分な強度を有する干渉信号成分と、水晶体１０４の前面の位置を特定するために十分な強度を有する干渉信号成分と、水晶体１０４の後面の位置を特定するために十分な強度を有する干渉信号成分が含まれている。また、これらの干渉信号成分が１走査線をスキャンする間に取得される。すなわち、極めて短い時間で干渉信号が取得される。したがって、被検眼１００が略一定の状態で、これらの干渉信号成分を得ることができる。

ステップＳ２４で干渉信号を取得すると、演算装置６４は、その干渉信号から水晶体１０４の前面の位置を特定し、また、水晶体１０４の後面の位置を特定し、さらに、角膜１０２の前面又は後面の位置を特定する（Ｓ２６）。上述したように、ステップＳ２４で得られた干渉信号には、水晶体１０４の前面の位置を特定するために十分な強度を有する干渉信号成分と、水晶体１０４の後面の位置を特定するために十分な強度を有する干渉信号成分と、角膜１０２の前面及び後面の位置を特定するために十分な強度を有する干渉信号成分が含まれている。また、ステップＳ２４の干渉信号を得る時間は極めて短いため、被検眼１００の状態は略一定に保たれる。したがって、演算装置６４は、水晶体１０４の前面の位置と、水晶体１０４の後面の位置と、角膜１０２の前面及び後面の位置を精度よく特定することができる。これらの位置が特定されると、演算装置６４は、被検眼１００の水晶体１０４の厚み（水晶体１０４の前面から後面までの寸法）及び前房深度（角膜１０２の表面又は後面から水晶体１０４の前面の位置までの寸法）を算出する（Ｓ２８）。算出された値は、モニタ６２に表示される。上述したように、水晶体１０４の前面及び後面の位置と、角膜１０２の前面及び後面の位置が精度よく特定されるため、水晶体１０４の厚み及び前房深度も精度よく算出することができる。

ここで、複数人に対して被検眼の全域を光の入射位置が走査するように測定を行い、水晶体の前面の位置から反射される反射光の強度が最も大きくなるときの光の入射位置と、水晶体の後面の位置から反射される反射光の強度が最も大きくなるときの光の入射位置を実験した結果について説明する。図７に示すように、右眼の水晶体の前面については、反射光の強度が最大となる光の入射位置は、一部の例外を除き、角膜頂点から上方に伸びる基準線に対して時計回りの方向に２０°〜８５°の範囲となった。一方、左眼の水晶体の前面については、反射光の強度が最大となる光の入射位置は、一部の例外を除き、基準線に対して反時計回りの方向に２０°〜８５°の範囲となった。また、図８に示すように、右眼の水晶体の後面については、反射光の強度が最大となる光の入射位置は、一部の例外を除き、基準線に対して反時計回りの方向に２０°〜８５°の範囲となった。一方、左眼の水晶体の後面については、反射光の強度が最大となる光の入射位置は、一部の例外を除き、基準線に対して時計回りの方向に２０°〜８５°の範囲となった。したがって、図４に示すように設定領域１０８ａ，１０８ｂを設定することで、水晶体の前面からの反射光が最大となる位置と、水晶体の後面からの反射光が最大となる位置を効率的に特定することができる。

上述の説明から明らかように、本実施例に係る眼科装置では、被検眼１００に照射される光の入射位置を変化させ、被検眼１００の対象部位（例えば、水晶体１０４）の前後面から反射される光の強度が最大となる入射位置を特定する。そして、その特定した入射位置を通過するように走査線を設定し、その走査線に対して測定を行うことで、対象部位の眼軸方向の寸法を算出する。したがって、安定して被検眼の対象部位の眼軸方向の寸法を算出することができる。また、反射光の強度が最大となる入射位置を探索するときは、これらの入射位置が存在する確率の高い設定領域内を探索するため、最大となる入射位置を効率よく探索することができる。

また、本実施例に係る眼科装置は、ビームエキスパンダー４０の凸レンズ４４を利用して、被検眼１００に照射される光の入射位置を移動させる。このため、小型な凸レンズ４４を駆動することで、被検眼１００に照射される光を高速でスキャンすることができる。また、ビームエキスパンダー４０を用いるため、ガルバノミラー等で光をスキャンする場合と比較して、光をスキャンするための機構を安価に製造することができる。

また、本実施例の眼科装置では、ビームエキスパンダー４０に焦点調整機能と入射位置調整機能の両者が具備されている。このため、ビームエキスパンダー４０にレンズを駆動（移動）させる機能を集約することができる。その結果、部品点数の削減、及び、製造コストの削減を図ることができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上述した実施例では、水晶体の厚みと前房深度を算出する例であったが、それ以外の部位の眼軸方向の寸法を算出してもよい。また、上述した実施例のように、水晶体の厚みと前房深度の両者を測定する必要は必ずしもなく、水晶体の厚みのみを測定してもよいし、前房深度のみを測定してもよい。例えば、水晶体の厚みのみを測定する場合は、第１入射位置（水晶体の前面からの反射光が最大となる位置）と、第２入射位置（水晶体の後面からの反射光が最大となる位置）とを結ぶ走査線を設定し、この走査線上を直線的に光を走査してもよい。あるいは、前房深度のみを測定する場合は、第１入射位置と角膜頂点とを結ぶ走査線を設定し、この走査線上を直線的に光を走査してもよい。このような構成とすることで、より短時間で所望の測定を行うことができる。

上述した実施例では、ビームエキスパンダー４０を２つの凸レンズ４２，４４で構成したが、このような構成に限られず、種々の構成（例えば、凹レンズと凸レンズの組合せ、凸レンズと凹レンズの組合せ等）を採用することができる。すなわち、凸レンズと凹レンズの組合せ等のように異なる構成を用いても、本実施例と同様の機能（すなわち、焦点位置の調整、入射位置の調整）を果たすことできる。

また、上述した実施例では、ビームエキスパンダー４０を利用して光の入射位置を変化させたが、これ以外の構成を採ることができる。例えば、光路上に配置されたレンズを利用し、そのレンズを光路（光軸）に対して直交する面内で２次元的に駆動してもよい。

なお、上述した実施例においては、設定領域１０８ａ，１０８ｂ内で光を走査することで、所望の部位の眼軸方向の寸法を算出するが、設定領域１０８ａ，１０８ｂ内で光を走査するだけでは、所望の部位の眼軸方向の寸法が算出できない場合は、設定領域１０８ａ，１０８ｂ以外の領域をさらに新設定領域（例えば、＋８５°〜＋１３５°，−８５°〜−１３５°（＋は時計回り、−は反時計回り））を設定し、新設定領域において測定を行ってもよい。このような構成によると、最初の測定を行う設定領域を狭く設定できるため、大多数の人に対して効率的（短時間）で測定対象部位の厚み等を測定することができる。

また、上述した実施例は、フーリエドメイン方式の干渉計を利用した例であったが、タイムドーメイン方式の干渉計を利用してもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０・・測定部
１２・・光源
１４・・干渉光学系
２０・・干渉計
２２・・参照ミラー
２４・・ビームスプリッタ
２６・・受光素子
２８，３４・・ミラー
３０・・０点調整機構
３２・・コーナキューブ
４０・・ビームエキスパンダー
４２・・凹レンズ
４４・・凸レンズ
４８・・ホットミラー
５０・・観察光学系
５４・・第１駆動装置
５６・・第２駆動装置
５８・・第３駆動装置
６２・・モニタ
６４・・演算装置

Claims (10)

1. 光源と、
   光源からの光を被検眼の内部に照射すると共にその反射光を導く測定光学系と、
   光源からの光を分岐して参照光を生成する参照光学系と、
   測定光学系により導かれた反射光と参照光学系により生成された参照光とが合成された干渉光を受光する受光素子と、
   受光素子で受光される干渉光から、被検眼の対象部位の眼軸方向の寸法を算出する演算装置と、を有しており、
   測定光学系は、
   被検眼に照射される光の被検眼への入射位置を変更する入射位置変更手段と、
   照射される光の入射位置が被検眼の予め設定された設定領域内を走査するように入射位置変更手段を駆動する駆動手段と、を有しており、
   前記設定領域は、被検眼を正面視した場合に、被検眼の角膜頂点から半径方向に伸びる直線を周方向に予め設定された角度範囲で移動させたときに、前記直線が通過する領域とされており、
   前記演算装置は、被検眼に照射される光が前記設定領域内を走査されたときに受光される干渉光から、対象部位の前面の位置を特定すると共に対象部位の後面の位置を特定し、それら特定した位置から対象部位の眼軸方向の寸法を算出し、
   対象部位の前面の位置を特定する干渉光が得られるときの入射位置と、対象部位の後面を特定する干渉光が得られるときの入射位置とが相違する、眼科装置。
2. 演算装置は、被検眼に照射される光が前記設定領域内を走査されるときに、対象部位の前面から反射される反射光の強度が最大となる第１入射位置を特定すると共に、対象部位の後面から反射される反射光の強度が最大となる第２入射位置を特定し、
   駆動手段は、第１入射位置及び第２入射位置を通過するように設定された走査線上を被検眼に照射される光が走査するように入射位置変更手段をさらに駆動し、
   演算装置は、第１入射位置及び第２入射位置を通過するように設定された走査線上を光が走査するときの干渉光から、対象部位の眼軸方向の寸法を算出する、請求項１に記載の眼科装置。
3. 被検眼を正面視したときに、第１入射位置と第２入射位置の一方は、被検眼の角膜頂点を通る垂直線に対して一方の側に位置する一方、第１入射位置と第２入射位置の他方は、前記垂直線に対して他方の側に位置する、請求項２に記載の眼科装置。
4. 前記走査線は、被検眼の角膜頂点を含んでおり、角膜頂点と第１入射位置とを結ぶ第１区間と、角膜頂点と第２入射位置とを結ぶ第２区間を有している、請求項２又は３に記載の眼科装置。
5. 前記角度範囲は、被検眼を正面視したときに、被検眼の角膜頂点から上方に伸びる垂直線を基準線とし、その基準線に対して時計回りの方向を（＋）とする一方で反時計回りの方向を（−）とすると、＋２０°〜＋８５°の範囲と−２０°〜−８５°の範囲である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の眼科装置。
6. 対象部位は、角膜前面又は角膜後面から水晶体前面までの前房深度、及び／又は、水晶体前面から水晶体後面までの水晶体厚みである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の眼科装置。
7. 入射位置変更手段は、被検眼に照射する光の光軸上に配置されたレンズであり、
   駆動手段は、前記レンズを前記光軸に対して直交する平面内で移動させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の眼科装置。
8. 入射角変更手段は、被検眼に照射する光の光軸上に配置されたビームエキスパンダーを構成する複数のレンズの一つである、請求項７に記載の眼科装置。
9. 光源と、
   光源からの光を被検眼の内部に照射すると共にその反射光を導く測定光学系と、
   光源からの光を分岐して参照光を生成する参照光学系と、
   測定光学系により導かれた反射光と参照光学系により生成された参照光とが合成された干渉光を受光する受光素子と、
   受光素子で受光される干渉光から、被検眼の対象部位の眼軸方向の寸法を算出する演算装置と、を有しており、
   測定光学系は、
   被検眼に照射される光の被検眼への入射位置を変更する入射位置変更手段と、
   照射される光の入射位置が被検眼の予め設定された設定領域内を走査するように入射位置変更手段を駆動する駆動手段と、を有しており、
   前記設定領域は、被検眼を正面視した場合に、被検眼の角膜頂点から半径方向に伸びる直線を周方向に予め設定された角度範囲で移動させたときに、前記直線が通過する領域とされており、
   演算装置は、被検眼に照射される光が前記設定領域内を走査されるときに、対象部位の前面から反射される反射光の強度が最大となる第１入射位置を特定すると共に、対象部位の後面から反射される反射光の強度が最大となる第２入射位置を特定し、
   駆動手段は、第１入射位置及び第２入射位置を通過するように設定された走査線上を被検眼に照射される光が走査するように入射位置変更手段をさらに駆動し、
   演算装置は、第１入射位置及び第２入射位置を通過するように設定された走査線上を光が走査するときの干渉光から、対象部位の眼軸方向の寸法を算出する、眼科装置。
10. 光源と、
    光源からの光を被検眼の内部に照射すると共にその反射光を導く測定光学系と、
    光源からの光を分岐して参照光を生成する参照光学系と、
    測定光学系により導かれた反射光と参照光学系により生成された参照光とが合成された干渉光を受光する受光素子と、
    受光素子で受光される干渉光から、被検眼の対象部位の眼軸方向の寸法を算出する演算装置と、を有しており、
    測定光学系は、
    被検眼に照射される光の被検眼への入射位置を変更する入射位置変更手段と、
    照射される光の入射位置が被検眼の予め設定された設定領域内を走査するように入射位置変更手段を駆動する駆動手段と、を有しており、
    前記設定領域は、被検眼を正面視した場合に、被検眼の角膜頂点から半径方向に伸びる直線を周方向に予め設定された角度範囲で移動させたときに、前記直線が通過する領域とされており、
    入射位置変更手段は、被検眼に照射する光の光軸上に配置されたレンズであり、
    駆動手段は、前記レンズを前記光軸に対して直交する平面内で移動させ、
    入射角変更手段は、被検眼に照射する光の光軸上に配置されたビームエキスパンダーを構成する複数のレンズの一つである、眼科装置。