JP6686296B2 - 眼科測定装置 - Google Patents

Description

本開示は、被検眼の眼特性を測定する眼科測定装置に関する。

従来より、径の異なる複数のリング状のパターン指標を被検眼の角膜に投影することによって、被検眼の角膜形状を測定する眼科測定装置が知られている。この種の装置では、被検眼の角膜に投影されたパターン指標像をそれぞれ撮像し、それぞれのパターン指標像の形状を解析することによって、それぞれのパターン指標像が投影された位置における角膜曲率等、角膜形状を示す情報を得る（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−０１０７９８号公報

例えば、径の異なる複数のリング状のパターン指標像を形成するために、リング状光源が同心円状に複数設けられる場合、それらのリング状光源を備えるユニットがリングの半径方向に関して大型化しやすく、結果として、装置全体の大型化を招きやすい。

本開示は、従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑制しつつ、リング状のパターン指標像を角膜に良好に形成できる眼科測定装置を提供することを技術課題とするものである。

本開示の第１態様に係る眼科測定装置は、測定光軸を中心とするリング状のパターン指標を、互いに異なる径で被検眼の角膜に複数形成するための指標投影ユニットと、前記角膜に形成される複数のパターン指標を撮像する撮像素子を備える測定光学系と、を有し、前記指標投影ユニットは、前記測定光軸を中心として同心円状に配置される第１リング状光源，および，前記第１リング状光源よりも小径の第２リング状光源，と、前記同心円の各半径方向において前記測定光軸側を向く第１反射面を有する第１反射部材であって、前記第１リング状光源からの第１指標光を前記第１反射面によって前記測定光軸側に反射する第１反射部材と、前記第１反射部材によって反射された第１指標光を前記被検眼の角膜における第１円周領域にリング状のパターンで導き、且つ、前記第２リング状光源からの第２指標光を、前記角膜において前記第１円周領域よりも前記測定光軸側の第２円周領域にリング状のパターンで導く、パターン形成部を有し、前記パターン形成部は、更に、前記第１反射面を介さずに前記角膜へ導かれる第１指標光を遮光する。
本開示の第２態様に係る眼科測定装置は、測定光軸を中心とするリング状のパターン指標を、互いに異なる径で被検眼の角膜に複数形成するための指標投影ユニットと、前記角膜に形成される複数のパターン指標を撮像する撮像素子を備える測定光学系と、を有し、 前記指標投影ユニットは、前記測定光軸を中心として同心円状に配置され、且つ、互いに隣接する、第１リング状光源，および，前記第１リング状光源よりも小径の第２リング状光源，と、前記同心円の各半径方向において前記測定光軸側を向く第１反射面を有する第１反射部材であって、前記第１リング状光源からの第１指標光を前記第１反射面によって前記測定光軸側に反射する第１反射部材と、前記第１反射部材よりも前記測定光軸側の領域において、前記測定光軸を向く第２反射面を有し、前記第２リング状光源からの第２指標光を前記第２反射面によって前記測定光軸側に反射する第２反射部材と、前記第１反射部材によって反射された第１指標光を前記被検眼の角膜における第１円周領域にリング状のパターンで導き、且つ、前記第２反射部材によって反射された第２指標光を、前記角膜において前記第１円周領域よりも前記測定光軸側の第２円周領域にリング状のパターンで導く、パターン形成部を有する。

本開示によれば、装置の大型化を抑制しつつ、リング状のパターン指標像を角膜に良好に形成できる。

本実施形態に係る眼科測定装置の外観構成図である。 レフ・ケラト測定部と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。 レフ・ケラト測定部の撮像素子によって撮像される前眼部の正面画像を示した図である。 （ａ）は、被検眼の側から見た、指標投影ユニットの正面図であり、（ｂ）は、カバーを取り払った状態における正面図である。 図４（ａ）のＡ−Ａ線による指標投影ユニットの概略断面図である。 指標投影ユニットの断面において要部を拡大して示した図である。 本実施形態の変容例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施形態を説明する。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測定装置１を例として説明する。本実施形態において、眼科測定装置１は、さらに、角膜厚等のその他の眼特性の測定を行ってもよい。

図１において、本実施形態に係る眼科測定装置１の外観の一例を示す。図１（ａ）は、眼屈折力および角膜形状測定時の状態を表しており、図１（ｂ）は、眼圧測定時の状態を表している。

図１に例示する眼科測定装置１は、基台１１と、顔支持ユニット１２と、移動台１３と、測定ユニット２０と、を備える。

本実施形態において、顔支持ユニット１２は、基台１１に取り付けられている。顔支持ユニット１２は、顎台１２ａ、及び、額当て１２ｂを有する。これらの部材で被検者の顔を支持することで、装置に対して被検眼Ｅの位置が固定される。

本実施形態において、移動台１３は、基台１１上でＸＺ方向に移動するための移動機構（図示せず）が設けられている。移動機構は、例えば、メカニカルな摺動機構であってもよい。

また、本実施形態において、移動台１３には、Ｙ駆動部１４が設けられている。更に、図１に示すように、ＸＺ駆動部１５が設けられていてもよい。Ｙ駆動部１４は、測定ユニット２０を、被検眼Ｅに対してＹ方向（上下方向）に移動させる。ＸＺ駆動部１５は、測定ユニット２０を、被検眼Ｅに対してＸ方向（左右方向）、及び、Ｚ方向（つまり、作動距離方向、前後方向）の各方向に移動させる。よって、本実施形態では、Ｙ駆動部１４と、ＸＺ駆動部１５は、測定ユニット２０を３次元的に移動させる３次元移動機構を構成する。より具体的な構成としては、例えば、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、Ｘテーブル上にＺ方向に移動可能なＺテーブルを設け、更に、Ｚテーブルの上に測定ユニット２０を搭載することで、構成できる。各テーブルは、例えば、テーブル毎に設けたアクチュエータ（例えば、モータ）を駆動制御することで移動するものでもよい。この種の３次元移動機構は、上記構成に限定されるものではなく、周知の各種構成が採用されてもよい。

測定ユニット２０は、眼屈折力・角膜形状測定部２０ａ（以下、レフ・ケラト測定部と記す）と、眼圧測定部２０ｂと、を有する。

レフ・ケラト測定部２０ａは、被検眼Ｅの眼屈折力及び角膜形状の眼特性を測定するために用いられる。レフ・ケラト測定部２０の詳細構成については、図２を参照し、後述する。

眼圧測定部２０ｂは、非接触で被検眼Ｅの眼圧を測定するために用いられる。例えば、眼圧測定部２０ｂは、ノズル２５を介して被検眼角膜に対して流体（例えば、圧縮空気等）を吹き付ける。そして、流体の吹付による角膜の変形に基づいて眼圧を測定する。眼圧測定部２０ｂは、例えば、ノズル２５のほか、流体圧縮室と、圧力センサと、を備えてもよい（何れも図示せず）。流体圧縮室は、角膜に吹き付ける流体を圧縮するための空間であり、例えば、シリンダとピストンによって、構成されてもよい。また、圧力センサは、流体圧縮室内の圧力を検出する。圧力センサからの検出信号は、制御部９０に入力されることで、制御部９０での眼圧値算出に利用されてもよい。また、眼圧測定部２０は、角膜の変形状態検出用の光学系、および、アライメント光学系等の各種光学系を備えてもよい（いずれも図示せず）。眼圧測定部２０ｂの更なる詳細構成については、例えば、本出願人による特開２００７−１４４１２８号公報等を参照されたい。

本実施形態において、測定ユニット２０には、レフ・ケラト測定部２０ａの測定光軸Ｌａと、眼圧測定部２０ｂの測定光軸Ｌｂと、の高さが異なるようにレフ・ケラト測定部２０ａおよび眼圧測定部２０ｂが配置されている。一例として、眼圧測定部２０ｂは、レフ・ケラト測定部２０ａの上に位置するように積層配置される。なお、図１に示した測定光軸Ｌｂは、前述した角膜の変形状態検出用の光学系における光軸であってもよい。

なお、眼科測定装置１は、さらに、被検眼Ｅの角膜厚を測定するための角膜厚測定光学系が設けられていてもよい。例えば、レフ・ケラト測定部２０ａの筐体内に、レフ・ケラト測定部２０ａの検査窓を介して被検眼角膜Ｅｃに対して角膜厚（パキ）測定用の光を投光する投光光学系が配置されているとともに、レフ・ケラト測定部の下部に、前述の投光光学系による被検眼角膜からの反射光をレフ・ケラト測定光軸Ｌａに対して下方向から異なる角度の光軸（受光光軸）を用いて受光する撮影（受光）光学系が配置されていてもよい。また、角膜厚測定光学系は、眼圧測定部２０ｂの筐体内に設けられていてもよい。

測定ユニット２０は、移動台１３に設けられたＹ駆動部１４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１４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２０を被検眼に対してＹ方向に移動させ、レフ・ケラト測定部２０ａの測定光軸Ｌａと眼圧測定部２０ｂの測定光軸Ｌｂのいずれかを顔支持ユニット１２にて固定された被検眼Ｅとほぼ同じ高さに合わせるために駆動される。このため、Ｙ駆動部１４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、眼圧測定部２０ｂをレフ・ケラト測定部２０ａに対してＺ方向に移動するための第３駆動部１６が、測定ユニット２０には設けられている。第３駆動部１６は、眼圧測定モードの際には眼圧測定部２０ｂ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２０ｂ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。

ジョイスティック１７は、被検眼Ｅと測定部２０との位置関係を変更させるために検者に操作される。本実施形態において、移動台１３は、ジョイスティック１７の操作により、基台１１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１７ａを回転操作することにより、測定ユニット２０はＹ駆動部１４のＹ駆動によりＹ方向に移動される。ジョイスティック１７の頂部には、測定開始スイッチ１７ｂが設けられている。また、眼科測定装置１は、モニタ９５が設けられている。

次に、図２を参照して、本実施形態の眼科測定装置１におけるレフ・ケラト測定部２０ａの構成を、より詳細に説明する。

図２に例示するレフ・ケラト測定部２０ａは、パターン投影光学系６０と、フォーカス指標投影光学系６５と、前眼部撮像光学系４０と、固視標投影光学系５０と、眼屈折力測定光学系７０（本実施形態における第２測定光学系の一例）と、を含む。本実施形態では、パターン投影光学系６０と前眼部撮像光学系４０とによって、光軸Ｌａを測定光軸とするケラト測定光学系が形成される。

パターン投影光学系６０は、被検眼の角膜に、パターン指標を投影するための光源６１，６２を有する。光源６１，光源６２は、それぞれ、測定光軸Ｌａを中心として、リング状に配置された光源である。つまり、光源６１と、光源６２とは、リング状光源である。それぞれのリング状光源は、光軸Ｌａを中心とする同一円周上に、少なくとも３つ以上の点光源をそれぞれ有していてもよい。つまり、間欠的なリング状光源であってもよい。光源６１は、角膜Ｅｃに拡散光（有限光）を照射して、角膜Ｅｃの第１円周領域Ａ１（図３参照）にパターン指標像Ｇ１を投影する。光源６２は、角膜Ｅｃに拡散光を照射して角膜Ｅｃの第２円周領域Ａ２にパターン指標像Ｇ２を投影する。例えば、第１円周領域Ａ１は、直径３．３ｍｍの円周領域、第２円周領域Ａ２は、直径２．４ｍｍの円周領域であってもよい。

本実施形態では、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２に基づいて、角膜形状（例えば、角膜曲率半径、角膜屈折力等）が眼科測定装置１によって測定される。なお、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２のうちいずれか一方は、被検眼Ｅと測定ユニット２０とのＺ方向のアライメントに利用されてもよい。

また、本実施形態では、パターン投影光学系６０の光源６１，６２は、前眼部を斜め方向から赤外光にて照明する前眼部照明を兼用する。但し、前眼部照明として、光源６１，６２とは別体の光源を設けてもよい。

また、フォーカス指標投影光学系６５は、例えば、前後方向（Ｚ方向）検出用のフォーカス指標（プルキンエ像）を投影する光学系である。フォーカス指標投影光学系６５は、第１光学系６５ａと、第２光学系６５ｂと、を含む。第１光学系６５ａは、平行光により無限遠の指標を被検眼Ｅに投光する。第１光学系６５ａは、例えば、光源６６と、コリメートレンズ６７と、を含む。光源６６，コリメートレンズ６７は、それぞれ光軸Ｌ１を中心に２個ずつ配置されており、それぞれの投影光軸が光軸Ｌ１に対して所定の角度で交わるように配置されている。光源６６（例えば、赤外光源）からの光は、コリメートレンズ６７を介することで、平行光として角膜Ｅｃに照射される。その結果、角膜Ｅｃには、２点の無限遠のフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２が投影される。また、第２光学系６５ｂは、発散光により、有限遠の指標を被検眼Ｅに投光する。第２光学系６５ｂは、例えば、光源６８を含む。光源６８は、光軸Ｌ１を中心に２個配置されており、それぞれの投影光軸が光軸Ｌ１に対して所定の角度で交わるように配置されている。光源６８から出射される光によって、２点の有限円のフォーカス指標Ｎ１，Ｎ２が投影される。なお、本実施形態において、第１光学系６５ａによるフォーカス指標Ｍ１，Ｍ２と、第２光学系６５ｂによるフォーカス指標Ｎ1，Ｎ２とは、角膜Ｅｃに同一円周上において光軸Ｌａを中心とする同一円周上に形成される。なお、パターン投影光学系６０が、第２光学系６５ｂを兼用してもよい。この場合、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２の何れかが、フォーカス指標Ｎ1，Ｎ２として利用される。

本実施形態では、フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２と、フォーカス指標Ｎ１，Ｎ２との組み合わせによってＺ方向のアライメント状態が検出される。これによって、被検眼Ｅに対するレフ・ケラト測定部２０ａの位置合わせ（例えば、自動アライメント、アライメント検出、手動アライメント等）が行われる。

前眼部撮像光学系４０は、撮像素子４６を有する。この撮像素子４６は、光源６１，６２からの光による前眼部反射光を受光する。また、光源６６，６７からの光による前眼部反射光も、撮像素子４６で受光される。本実施形態において、前眼部撮像光学系４０は、ダイクロイックミラー４１、対物レンズ４２、ダイクロイックミラー４３、フィルタ４４、レンズ４５、および、撮像素子４６、を含む。本実施形態において、撮像素子４６は、前眼部と共役な位置に配置される。また、本実施形態において、フィルタ４４は、光源６１，６２からの光、および、光源６６，６７からの光を透過する。一方、他の光を透過しない。なお、本開示において、「共役」は、必ずしも光学的に完全な共役関係に限定されるものではない。本開示において、「共役」な関係は、完全な共役関係のほか、許容される精度の範囲で完全な共役関係からずれた位置関係であってもよい。

パターン指標像Ｇ１，Ｇ２をそれぞれ形成する各光源６１，光源６２からの光束（以下、「指標光束」という）は、それぞれ角膜Ｅｃで反射されると、前眼部撮像光学系４０の各部４１〜４５を介して、前眼部撮像光学系４０の受光素子４６で結像する。結果、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２が撮像される。また、前述したように、光源６１，光源６２は、前眼部照明を兼ねているので、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２は、前眼部正面画像と共に撮像される。

また、各フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２，Ｎ１，Ｎ２を形成する光束が角膜Ｅｃに投影される場合、該光束の角膜反射光が、前眼部撮像光学系４０の各部４１〜４５を介して、前眼部撮像光学系４０の受光素子４６で結像する。結果、Ｍ１，Ｍ２，Ｎ１，Ｎ２が、前眼部正面画像と共に撮像される（更に、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２と共に撮像されてもよい）。撮像された前眼部画像は、図３に示すように、モニタ９５に表示されてもよい。

固視標呈示光学系５０は、被検眼Ｅに対して固視標を呈示する。固視標呈示光学系５０は、可視光源５１と、固視標板５２と、レンズ５３と、を含む。また、ダイクロイックミラー４３、レンズ４２、および、ダイクロイックミラー４１を、前眼部撮像光学系４０と共用する。可視光源５１が点灯することで、固視標板５２よって固視標が形成される。そして、その固視標が、被検眼Ｅに呈示される。

眼屈折力測定光学系７０は、被検眼Ｅの屈折力を測定するために用いられる。本実施形態において、眼屈折力測定光学系７０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、を有していてもよい（いずれも図示せず）。

図２に示すように、レフ・ケラト測定部２０ａは、指標投影ユニット１００を有する。指標投影ユニット１００は、被検眼の角膜に測定光軸Ｌａを中心とするリング状のパターン指標像Ｇ１，Ｇ２を投影するために利用される。本実施形態において、指標投影ユニット１００は、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２を、異なる径で複数投影する。具体例として、以下では、径の異なるパターン指標像Ｇ１，Ｇ２が同心円状に、指標投影ユニット１００から角膜Ｅｃに投影される。指標投影ユニット１００は、ダイクロイックミラー４１と、被検眼Ｅの間において配置される。本実施形態では、パターン投影光学系６０と、フォーカス指標投影光学系６５とが、指標投影ユニット１００に設けられている。但し、指標投影ユニット１００は、パターン投影光学系６０の光源６１，６２が少なくとも配置される構造であってもよく、必ずしも、指標投影ユニット１００に、各光学系６０，６５の部材がすべて配置されていなくてもよい。

ここで、本実施形態における指標投影ユニット１００の詳細構成を説明する。ここで、図４（ａ）は、被検眼Ｅの側から見た、指標投影ユニット１００の正面図である。図４（ｂ）は、カバー１１０を取り払った状態における正面図である。図４（ａ）において、カバー１１０は、指標投影ユニット１００の前面（被検者側の面）に配置される。より詳細には、測定光軸Ｌａと直交する面上に配置される。本実施形態において、カバー１１０は、リング状光源６１，６２からの指標光束を、リング状のパターンでそれぞれ角膜に導くために利用される。本実施形態において、カバー１１０は、同心円状のリングスリットを持ち、このリングスリットによって、パターンを形成する。つまり、本実施形態では、同心円状の複数のリングスリットが、測定光軸Ｌａと垂直な同一平面上に設けられている。また、図５は、図４（ａ）のＡ−Ａ線による指標投影ユニット１００の断面を、概略的に示す。

指標投影ユニット１００は、パターン指標形成部１２０と、フォーカス指標形成部１３０と、を備える。これらの部材は、ベース（例えば、基板）１０２上に配置される。

パターン指標形成部１２０には、パターン投影光学系６０が設けられている。パターン指標形成部１２０は、リング状光源６１，６２、および、反射部１２１，１２２を備える。また、本実施形態において、パターン指標形成部１２０は、カバー１１０を含む。

本実施形態において、リング状光源６１は、光軸Ｌａを中心とする円Ｃ１の上において、リング状に配置されている複数のＬＥＤ６１ａを少なくとも含む。また、リング状光源６２は、円Ｃ１との同心円である円Ｃ２上において、リング状に配置されている複数のＬＥＤ６２ａを少なくとも含む。図４（ｂ）においては、円Ｃ２は、円Ｃ１に対して短い径で形成されている。これらの各ＬＥＤ６１ａと、各ＬＥＤ６２ａとは、指標投影ユニット１００の底部（例えば、ベース１０２上）に配置されている。

本実施形態において、ＬＥＤ６１ａおよびＬＥＤ６２ａは、赤外光を出射する。このとき、各ＬＥＤ６１ａ、および、各ＬＥＤ６２ａは、それぞれの配光角の中心軸（以下、光軸という）が、被検眼側に向くように、それぞれ配置されている。図５の例では、各ＬＥＤ６１ａと、各ＬＥＤ６２ａとのそれぞれにおける光軸が、光軸Ｌａと平行になるように、それぞれ配置されている。なお、ここでいう「平行」とは、各ＬＥＤ６１ａと、各ＬＥＤ６２ａとのそれぞれにおける光軸が、光軸Ｌａと完全に平行である場合に限定されるものではない。許容される制度の範囲で、各ＬＥＤ６１ａと、各ＬＥＤ６２ａとのそれぞれにおける光軸が、光軸Ｌａに対して傾いていてもよい。

本実施形態において、反射部１２１は、光軸Ｌａ側に反射面１２１ａが形成されている。反射部１２１は、反射面１２１ａによって、各ＬＥＤ６１ａからの光の一部（例えば、図５における光線ｐ1）を、測定光軸Ｌａ側に向けて反射する。本実施形態において、反射部１２１は、概して、リング状光源６１よりも大きな径で、筒状に形成されており、リング状光源６１の外周側に配置されている。

リング状光源６１，６２及び反射部１２１，１２２と、被検眼Ｅとの間には、カバー１１０が置かれる。図４（ａ）に示すように、カバー１１０には、リング状光源６１と対応するリング状の開口１１１が形成されている。つまり、カバー１１０には、リングスリットが形成されている。カバー１１０における開口１１１の形成位置は、角膜に投影するパターン指標像Ｇ１の半径と、角膜頂点からカバー１１０までとの距離に応じて定められる。例えば、開口１１１は、第１円周領域Ａ１に対し、光軸Ｌａと平行な光を投影した場合において、その光の反射方向上に形成される。本実施形態では、各ＬＥＤ６１ａから出射される光のうち、各ＬＥＤ６１ａの光軸から傾いて出射される光が、反射面１２１で反射される。更に、反射された光のうち、開口１１１を通過した一部の（例えば、光線ｐ１）が、リング像Ｇ１を形成する指標光束として角膜Ｅｃに投影される。なお、各ＬＥＤ６１ａから、各ＬＥＤ６１ａ光軸に沿って出射される光は、例えば、カバー１１０によって、遮光される。このようにして、本実施形態では、開口１１１が、反射部１２１によって反射された指標光を角膜Ｅｃにおける第１円周領域Ａ１にリング状のパターンで導く。なお、本実施形態において、開口１１１には、拡散板１１１ａが配置されており、これにより、リング像Ｇ１の円周方向における光量を、均一化している。

ここで、実施形態との比較のために、図６において、ＬＥＤ６１ａ´からなるリング状光源６１´をベース面１０２上に設け、リング状光源６１´から第１円周領域Ａ１に指標光を直接投影する構成を仮定した場合を示す。ＬＥＤ６１ａ´は、ベース面１０２において、第１円周領域Ａ１と開口１１１を結ぶ直線上に配置されるので、ＬＥＤ６１ａ´は、ＬＥＤ６１ａに対し、測定光軸から離れた位置に配置する必要が生じる。よって、リング状光源６１´は、リング状光源６１に対して、大きな径で形成する必要がある。

このように、リング状光源６１´から第１円周領域Ａ１に指標光を直接投影する場合に比べ、本実施形態では、リング状光源６１の径をより短く形成することができる。よって、指標投影ユニット１００は、リング状光源６１の半径方向（つまり、本実施形態では、ＸＹ方向）に関してコンパクトに形成できる。

また、図６に示すように、反射面１２１ａは、その反射面１２１ａにおける被検眼Ｅに近い位置ほど測定光軸Ｌａに近づくように、各ＬＥＤ６１ａの光軸に対し傾いて配置される。傾斜した反射面１２１ａによって、角度θ１とφ１とが、θ１＞φ１の関係になる。但し、角度φ１は、ＬＥＤ６１ａの光軸と、反射面１２１に向かう光線ｐ１の主光線と、のなす角度である。また、θ１は、ＬＥＤ６１ａ´の光軸と、ＬＥＤ６１ａ´から第１円周領域Ａ１に向かう光線ｐ１´の主光線と、のなす角度である。

一般に、ＬＥＤには、配光の指向性がある。このため、光軸に対する出射角度が小さい光線は、比較的光量が高く、出射角が大きい光線は、比較的光量が小さくなる。本実施形態では、θ１＞φ１の関係が成り立つ場合には、ＬＥＤ６１ａ´から角膜Ｅｃに直接向かう光線ｐ１´よりも、高い光量が、光線ｐ１として反射面１２１に入射し、反射によって被検眼Ｅに導かれる。その結果、リング状光源６１によるパターン指標像Ｇ１が、良好に形成されやすい。

また、図４（ａ）に示すように、カバー１１０には、リング状光源６２と対応するリング状の開口１１２が形成されている。つまり、カバー１１０には、リング状光源６１用のリングスリットの他、該リングスリットとは異なる径の（図４（ａ）においては、より小さな径の）リングスリットが、同心円状に形成されている。カバー１１０における開口１１２の形成位置は、角膜に投影するパターン指標像Ｇ２の半径と、角膜頂点からカバー１１０までとの距離に応じて定められる。例えば、開口１１２は、第２円周領域Ａ２に対し、光軸Ｌａと平行な光を投影した場合において、その光の反射方向上に形成される。本実施形態では、開口１１２が、反射部１２２によって折り曲げられた指標光ｐ２を角膜Ｅｃにおける第１円周領域Ａ２にリング状のパターンで導く。指標光ｐ２は、第２リング状光源６２から出射される光のうち、反射面１２２に入射する光の一部である。なお、本実施形態では、開口１１１と同様、開口１１２に対しても、リング像Ｇ２の円周方向における光量を均一化するための拡散板１１２ａが設けられている。本実施形態では、各ＬＥＤ６２ａから出射される光のうち、反射面１２２で反射され、更に、開口１１２を通過した一部が、パターン指標像Ｇ２を形成する指標光束として角膜Ｅｃに投影される。結果、リング状光源６２を、小径で形成しやすくなるので、ＬＥＤ６１ａと、ＬＥＤ６２ａとの間隔を確保しやすくなる。つまり、パターン指標形成部１２０の底部（例えば、ベース面１０２）において、各リング状光源６１，６２の設置が容易になる。

また、反射面１２２ａは、反射面１２２ａにおける被検眼Ｅに近い位置ほど測定光軸Ｌａに近づくように、各ＬＥＤ６２ａの光軸に対し傾いて配置されてもよい。その結果、パターン指標像Ｇ２を形成する指標光の光量が確保されやすくなるので、リング状光源６２によるパターン指標像Ｇ２が、良好に形成されやすくなる。

また、フォーカス指標形成部１３０には、フォーカス指標投影光学系６５（つまり、第１光学系６５ａと第２光学系６５ｂ）が設けられている。フォーカス指標形成部１３０には、光源６６，６８および、コリメータレンズ６７を備えている。詳細な図示は省略するが、図４において、光源６６は、コリメータレンズ６７に対し、紙面奥側にある基板１０２に配置されていてもよい。

次に、制御系について説明する。制御部９０は、装置全体の制御及び測定結果の算出を行う。制御部９０は、レフ・ケラト測定部２０ａや眼圧測定部２０ｂ等に備わる各部材の他、モニタ９５、Ｙ駆動部１４、ＸＺ駆動部１５、第３駆動部１６、メモリ９１、回転ノブ１７ａ、測定開始スイッチ１７ｂ、及び操作部（ユーザインターフェイス）９２、等と接続されている。

本実施形態では、撮像素子４６から出力される撮像信号は、制御部９０によって画像処理され、モニタ９５に表示される。さらに、制御部９０は、撮像素子４６から出力される撮像信号に基づいて被検眼に対するアライメント状態を検出してもよい。

メモリ９１は、書き換え可能な非一過性の記憶媒体を含んでいてもよく、例えば、フラッシュメモリ、およびハードディスク等のいずれかであってもよい。撮影および測定の結果得られた画像および測定データは、メモリ９１に保存される。測定シーケンスを規定するプログラムおよび固定データは、このメモリ９１に記憶されていてもよい。

以上のような構成を備える眼科測定装置１において、その動作について説明する。なお、以下の説明においては、測定モードの切り替えに伴う測定ユニット２０の移動を、中心として説明する。各種の眼特性を得る測定動作の詳細については、例えば、本出願人による特開２００７−１４４１２８号公報等を参照されたい。

例えば、眼科測定装置１には、測定モードとして、眼屈折力及び角膜形状のみを測定する第１モード、眼圧のみを測定する第２モード、及び、眼屈折力，角膜形状及び眼圧を連続測定する第３モード、が用意されていてもよい。例えば、第３モードでは、先に眼屈折力及び角膜形状を測定するモードが実行（選択）された後、眼圧を測定するモードに自動的に切換えられる。これは先に眼圧を測定すると、圧縮空気の吹き付け等による影響が残る可能性があるからである。以下では、第３モードについて説明する。

この場合、レフ・ケラト測定が初めに行われる。この場合、制御部９０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２０の高さを調整する。すなわち、制御部９０は、Ｙ駆動部１４を駆動させることにより、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９０は、第３駆動部１６を駆動させることにより、眼圧測定部２０ｂをレフ・ケラト測定部２０ａに対して装置本体側に後退させる。これにより、レフ・ケラト測定を行う際にノズル２５の先端が被検者の額等に接触しないようにしておく。

次に、被検眼Ｅに対する測定ユニット２０のＸ，Ｙ及びＺ方向のアライメントが行われる。撮像素子４６に撮像された前眼部画像がモニタ９５に表示される（図３参照）ので、検者はモニタ９５を観察しながらジョイスティック１７及び回転ノブ１７ａを操作し、ラフなアライメントを行う。パターン指標投影光学系６０によるパターン指標像Ｇ１，第１光学系６５ａによるフォーカス指標像Ｍ１，Ｍ２、および、第２光学系６５ｂによるフォーカス指標像Ｎ１，Ｎ２が撮像素子４６により撮像される状態になると、制御部９０は、Ｙ駆動部１４及びＸＺ駆動部１５を駆動制御することにより測定ユニット２０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２０の詳細なアライメントを行う。この場合、制御部９０は、撮像素子４６によって検出されたパターン指標像Ｇ１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９０は、測定ユニット２０が被検眼Ｅに対してＺ（作動距離）方向にずれた場合に、フォーカス指標Ｍ１，Ｍ２間の間隔がほとんど変化しないのに対して、フォーカス指標像Ｎ１，Ｎ２の所定半径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、レフ・ケラト測定が行われる。なお、ケラト測定では、角膜Ｅｃにパターン指標像Ｇ１，Ｇ２が投影される。このとき、いずれか一方が投影されてもよいし、両方が投影されてもよい。両方を投影する場合、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２を同時に投影してもよいし、一方ずつ投影してもよい。制御部９０は、撮像素子４６によって撮像されるパターン指標像Ｇ１，Ｇ２を解析することによって、角膜形状を得る。

レフ・ケラト測定の完了後、眼圧を測定するモードに移行する。このとき、制御部９０は、Ｙ駆動部１４を駆動させることにより測定ユニット２０を下方向に移動させ、眼圧測定部２０ｂ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１（ｂ）参照）。

また、制御部９０は、第３駆動部１６を駆動させることにより眼圧測定部２０ｂを被検眼Ｅへ近づく方向に移動させる。これにより、ノズル２５の先端が、レフ・ケラト測定部２０ａ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。これは、レフ・ケラト測定部２０ａの筐体前面が被検者の顔（例えば、鼻）に当接しないようにするとともに、被検眼と装置との作動距離を眼圧測定に合わせて短くするためである。このようにして、眼圧測定が可能な状態となる。

なお、眼圧測定部２０ｂを被検眼側に移動させる場合、ノズル２５の先端が被検眼Ｅに接触する可能性があるので、好ましくは、一旦、第３駆動部１６を駆動制御して測定ユニット２０を被検眼Ｅから遠ざかる方向の後方位置へ一旦移動した後（例えば、最も後方側に設定されている基準位置まで後退させた後）、ノズル２５の先端をレフ・ケラト測定部２０ａの前面より一定量だけ突出させてもよい。

その後、制御部９０は、眼圧測定に際して、アライメント（例えば、Ｚアライメント）を行う。このときのアライメントは、例えば、角膜反射像に基づいて行われてもよいし、他の指標に基づいて行われてもよい。被検眼に投影される指標は、例えば、眼圧測定ユニット２０ｂに内蔵された指標投影光学系（図示せず）から投影されるものであってもよい。

アライメント完了後、制御部９０は、ピストンを駆動してシリンダ内の空気を圧縮し、圧縮空気をノズルから角膜Ｅｃに向けて吹き付けて、眼圧測定を行う。

以上説明したように、本実施形態における眼科測定装置１では、レフ・ケラト測定部２０ａと、眼圧測定部２０ｂとが、測定ユニット２０において積層されている。レフ・ケラト測定部２０ａと、眼圧測定部２０ｂとの切換は、被検眼Ｅに対して、測定ユニット２０を上下方向に移動させることによって行われる。ここで、本実施形態では、反射部１２１を設けたことによって、レフ・ケラト測定部２０ａにおける指標投影ユニットが、リング状光源６１，６２におけるリングの半径方向に関してコンパクトに構成される。このため、レフ・ケラト測定部２０ａ（の測定光軸Ｌａ）と、眼圧測定部２０ｂ（の測定光軸Ｌｂ）とを、より接近させて積層可能である。その結果、測定モードを切換える際におけるＹ駆動部１４の移動量を抑制できるので、コンパクトなＹ駆動部１５を採用しやすくなる。結果、装置全体のサイズを抑制しやすくなる。また、レフ・ケラト測定部２０ａと、眼圧測定部２０ｂとを、接近させることによって、装置の低重心化が図られる。その結果、上下移動の際に、左右方向に装置がズレることが抑制される。

以上、実施形態に基づいて説明を行ったが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態を種々に変形した実施例を含む。

例えば、上記実施形態では、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２として、連続したリング状の指標像を例示したが（図３参照）、それぞれのリングは、間欠的なリングであってもよい。この場合、例えば、開口１１１，１１２のそれぞれが、間欠的なリング形状に形成されていてもよい。また、拡散板１１１ａ，１１２ａを開口１１１，１１２に設けないことによって、パターン指標像Ｇ１，Ｇ２として、間欠的なリング像を形成してもよい。

また、反射部１２１，１２２は、反射面１２１ａ，１２２ａがそれぞれ連続的な筒形状で形成されるものとして説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、反射部１２１，１２２は、円周方向に関して、複数に分割されていてもよい。この場合、各反射部は、光軸Ｌａに対し、それぞれのＬＥＤと同一半径方向上において、測定光軸Ｌａ側に反射面１２１ａ，１２２ａを向けて配置される。

なお、光源６１，光源６２には、例えば、赤外光または可視光を発するＬＥＤが使用される。また、光源６１，光源６２について、光軸Ｌ１を中心とする同一円周上に少なくとも３つ以上の点光源が配置されていればよく、間欠的なリング光源であってもよい。また、上記実施形態において、測定部は、角膜の形状測定として、ケラト測定が行われる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものでなく、例えば、角膜のトポグラフィーが測定されてもよい。この場合において、パターン投影光学系６０は、複数のリング指標を投影するプラチド指標投影光学系であってもよい。

また、上記実施形態では、パターン指標像毎に、個別のリング状光源を設ける場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、１つのリング状光源によって、第１パターン指標像Ｇ１、および第２パターン指標像Ｇ２のいずれとも径の異なるパターン指標像を、更に形成してもよい。

例えば、図７において、リング状光源６１から出射する光によって、２つのパターン指標像を形成する場合を例示する。この場合、例えば、図７に示すように、一つのリング状光源６１からの指標光束が、２つ以上の光路で、被検眼の角膜に導かれる。図７では、２つの光路が形成される場合を例示する。
１つ目の光路では、上記実施形態と同様、反射部１２１によって指標光束を折り曲げた後、その指標光束が第１円周領域Ａ１に投影される。２つ目の光路は、反射部を介さずに、指標光束を第１円周領域Ａ１よりも内側の第３円周領域に導く光路である。第３円周領域に指標光束を投影するために、指標投影ユニット１００は、第３円周領域に向けてリング状光源６１から出射される第３指標光を、第３円周領域に対してリング状に導く開口１３１（例えば、リングスリット等）を有する。この開口１３１によって、パターン状に光束が形成される。また、開口１３１を介して角膜Ｅｃに投影される第３指標光によって、パターン指標像Ｇ１よりも径の小さなパターン指標像が角膜Ｅｃに形成される。

また、上記実施形態では、レフ・ケラト測定部２０ａと、眼圧測定部２０ａとを積層配置する場合について説明したが、レフ・ケラト測定部２０ａと、眼圧測定部２０ａとは、リング状光源６１，６２が置かれるリングの半径方向のうち、一方向に並べて配置されてもよく、左右方向に並べて配置されていてもよい。

なお、上記実施形態において、リング状光源６１，６２は、それぞれ、複数のＬＥＤによって構成されるものとして説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。リング状光源６１，６２は、リング状の光束を、測定光軸Ｌａと平行な方向に発するものであればよい。例えば、ＬＥＤの代わりに、ＳＬＤが用いられてもよいし、周知のレーザー光源が用いられてもよいし、その他の光源が用いられてもよい。

１ 眼科測定装置１
１４ Ｙ駆動部
２０ａ レフ・ケラト測定ユニット
２０ｂ 眼圧測定ユニット
４０ 前眼部撮影光学系
４６ 撮像素子
６０ パターン投影光学系
６１，６２ リング状光源
６１ａ，６２ａ ＬＥＤ
７０ 眼屈折力測定光学系
１１１，１１２ 開口
１２１，１２２ 反射部材
１２１ａ，１２２ａ 反射面
１００ 指標投影ユニット
Ａ１ 第１円周領域
Ａ２ 第２円周領域
Ｅｃ 角膜
Ｌａ 測定光軸
Ｇ１，Ｇ２ パターン指標

Claims (3)

1. 測定光軸を中心とするリング状のパターン指標を、互いに異なる径で被検眼の角膜に複数形成するための指標投影ユニットと、
   前記角膜に形成される複数のパターン指標を撮像する撮像素子を備える測定光学系と、を有し、
   前記指標投影ユニットは、
   前記測定光軸を中心として同心円状に配置される第１リング状光源，および，前記第１リング状光源よりも小径の第２リング状光源，と、
   前記同心円の各半径方向において前記測定光軸側を向く第１反射面を有する第１反射部材であって、前記第１リング状光源からの第１指標光を前記第１反射面によって前記測定光軸側に反射する第１反射部材と、
   前記第１反射部材によって反射された第１指標光を前記被検眼の角膜における第１円周領域にリング状のパターンで導き、且つ、前記第２リング状光源からの第２指標光を、前記角膜において前記第１円周領域よりも前記測定光軸側の第２円周領域にリング状のパターンで導く、パターン形成部を有し、
   前記パターン形成部は、更に、前記第１反射面を介さずに前記角膜へ導かれる第１指標光を遮光する、眼科測定装置。
2. 測定光軸を中心とするリング状のパターン指標を、互いに異なる径で被検眼の角膜に複数形成するための指標投影ユニットと、
   前記角膜に形成される複数のパターン指標を撮像する撮像素子を備える測定光学系と、を有し、
   前記指標投影ユニットは、
   前記測定光軸を中心として同心円状に配置され、且つ、互いに隣接する、第１リング状光源，および，前記第１リング状光源よりも小径の第２リング状光源，と、
   前記同心円の各半径方向において前記測定光軸側を向く第１反射面を有する第１反射部材であって、前記第１リング状光源からの第１指標光を前記第１反射面によって前記測定光軸側に反射する第１反射部材と、
   前記第１反射部材よりも前記測定光軸側の領域において、前記測定光軸を向く第２反射面を有し、前記第２リング状光源からの第２指標光を前記第２反射面によって前記測定光軸側に反射する第２反射部材と、
   前記第１反射部材によって反射された第１指標光を前記被検眼の角膜における第１円周領域にリング状のパターンで導き、且つ、前記第２反射部材によって反射された第２指標光を、前記角膜において前記第１円周領域よりも前記測定光軸側の第２円周領域にリング状のパターンで導く、パターン形成部を有する、眼科測定装置。
3. 前記測定光学系を含む第１測定ユニットと、
   前記第１測定ユニットと上下方向に積層されており、前記測定光学系を介して測定される眼特性とは異なる眼特性である第２眼特性を測定する第２測定光学系を有する第２測定ユニットと、
   前記第１測定ユニットと前記第２測定ユニットとを、上下方向に関して移動させるための移動機構と、を備える請求項１又は２記載の眼科測定装置。

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