JP7178683B2

JP7178683B2 - 眼科装置

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Publication number: JP7178683B2
Application number: JP2017206780A
Authority: JP
Inventors: 健二石原; 千比呂加藤
Original assignee: Tomey Corp
Current assignee: Tomey Corp
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2022-11-28
Anticipated expiration: 2037-10-26
Also published as: JP2019076547A

Description

本発明は、被検眼を検査する眼科装置に関するものである。

従来より、測定光学系とアライメント光学系とを備えた眼科装置が提供されている。

特許文献１には、アライメント光学系で角膜頂点の位置を検出し、検出した結果に基づいて、保持台に対して装置本体を移動してアライメントする前眼部断面画像解析装置が開示されている。このように、測定光学系とアライメント光学系とを備えた眼科装置では、アライメント光学系の光軸と眼特性を測定する測定光学系の光軸とが一致するように、製造時に各々光軸調整されている。そして、測定する際には、アライメント光学系からのアライメント光により被検眼上で生成する輝点の位置が角膜頂点に位置に来るように装置本体を保持台に対して上下左右及び前後方向に移動させることにより、装置本体内の測定光学系の光軸が被検眼の角膜頂点位置に調整される。

特開２０１５－３５９９４号公報

しかしながら、温度等の影響による測定光学系を構成するミラー等の部品の歪みや、外部からの衝撃、部品等の経年劣化などにより測定光学系の光軸がずれてしまうことがある。測定光学系の光軸がずれてしまうと、正確にアライメントを実施しても、測定光学系からの測定光が被検眼の角膜頂点位置に入射されず、その結果、測定精度の悪化や、最悪、測定不能になる恐れがあった。

測定光学系の光軸のずれは、測定結果の異常等から発見されるため、通常測定時には発見することが困難であるという問題や、光軸のずれを調整するには、装置本体を解体して再調整する必要があるという問題があった。

本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、測定光軸とアライメント光軸との位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量に基づいて、測定光軸とアライメント光軸とが一致するように測定光軸の位置を移動させる補正手段を備えた眼科装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る眼科装置は、測定光源から出射した光（測定光）を、被検眼に照射し、被検眼からの反射光を受光する受光手段と、アライメント光源から出射した光（アライメント光）を被検眼に照射し、被検眼上に生成される輝点の位置を検出する検出手段と、眼科装置を被検眼の軸方向に対して上下左右および前後方向に移動する移動手段と、移動手段によりアライメント光による輝点を被検眼が置かれるべき位置に配置された基準眼の頂点位置にアライメントして、輝点の位置を第１基準位置として検出手段により検出する第１ステップと、移動手段により輝点を基準眼の頂点位置に対して所定の範囲内で移動させて、受光手段で受光する受光信号の強度が最大となる輝点の位置を第２基準位置として検出手段により検出する第２ステップと、検出手段により検出した第１基準位置と第２基準位置との位置ずれ量を算出する第３ステップとを実行して、測定光とアライメント光の位置ずれ量を算出する位置ずれ算出手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２に係る眼科装置は、請求項１に記載の眼科装置であって、測定光の光軸（測定光軸）を、測定光軸に対して左右および上下方向に移動する測定光軸移動手段を備え、位置ずれ算出手段により算出した測定光とアライメント光との位置ずれ量に基づいて、測定光軸とアライメント光の光軸（アライメント光軸）とが一致するように測定光軸移動手段により測定光軸を移動させることを特徴とする。

請求項３に係る眼科装置は、請求項１に記載の眼科装置であって、アライメント光軸を、アライメント光軸に対して左右および上下方向に移動するアライメント光軸移動手段を備え、位置ずれ算出手段により算出した前記測定光と前記アライメント光との位置ずれ量に基づいて、測定光の光軸（測定光軸）とアライメント光軸とが一致するように、アライメント光軸移動手段によりアライメント光軸を移動させることを特徴とする。

請求項４に係る眼科装置は、請求項１に記載の眼科装置であって、測定光の光軸（測定光軸）を、測定光軸に対して左右および上下方向に移動する測定光軸移動手段と、アライメント光軸を、アライメント光軸に対して左右および上下方向に移動するアライメント光軸移動手段と、を備え、位置ずれ算出手段により算出した測定光とアライメント光との位置ずれ量に基づいて、測定光軸とアライメント光軸とが一致するように、測定光軸移動手段及び／或いはアライメント光軸移動手段により、測定光軸及び／或いはアライメント光軸を移動させることを特徴とする。

請求項５に係る眼科装置は、請求項２または４に記載の眼科装置であって、測定光軸移動手段は、測定光源から受光手段に至る測定光の測定光学系を構成する少なくとも１つのレンズをＶＣＭ（ボイスコイルモータ）により、測定光軸に対して左右および上下方向に移動することを特徴とする。

請求項6に係る眼科装置は、請求項１乃至５の何れかに記載の眼科装置であって、基準眼は、人眼を摸した模擬眼であることを特徴とする。

請求項７に係る眼科装置は、請求項１乃至５の何れかに記載の眼科装置であって、基準眼は、人眼であることを特徴とする。

請求項１に係る眼科装置では、被検眼の位置に基準となる被検眼、例えば、人眼を摸した模擬眼や角膜の状態が正常な被検眼を基準眼として配置し、眼科装置を被検眼の軸方向に対して上下左右および前後方向に移動させて、アライメント光により生成される被検眼上の輝点を角膜頂点にアライメントし、その輝点の位置を第１基準位置とし、その第１基準位置に対して所定の範囲内で、（眼科装置を移動させて）輝点を移動して、測定光学系の受光手段で受光する受光信号が最大になる輝点の位置を第２基準位置として検出することにより、測定光学系の光軸ずれ量を算出することができる。これにより、許容範囲を超えて光軸ずれが発生している場合は警告表示等により、検者に認識させて、誤測定を未然に防止することができる。また、光軸ずれ量と測定結果との関係が予めわかっており、測定結果を補正することができる場合は、光軸ずれ量を用いて測定結果を補正することができる。

請求項２に係る眼科装置では、測定光学系の光軸を左右および上下方向に移動する測定光軸移動手段を備えることにより、上述で算出した光軸ずれ量に基づいて、測定光学系の光軸とアライメント光学系の光軸とが一致するように測定光学系の光軸を移動調整することができる。これにより、光軸ずれが生じたとしても、装置本体を解体することなく、簡易に光軸ずれを解消することができる。

請求項３に係る眼科装置では、アライメント光学系の光軸を左右および上下方向に移動するアライメント光軸移動手段を備えることにより、上述で算出した光軸ずれ量に基づいて、アライメント光学系の光軸とアライメント光学系の光軸とが一致するようにアライメント光学系の光軸を移動調整することができる。光軸ずれの発生は、上述のような測定光学系の光軸ずれに限定されるものでななく、アライメント光学系の光軸ずれが起因する場合がある。このような場合、アライメント光学系の光軸を移動させる方が効果的に光軸ずれを解消することができる。

請求項４に係る眼科装置では、測定光学系の光軸とアライメント光学系の光軸とを移動可能にする。光軸ずれ量が大きい場合は、一方の移動手段では、光軸ずれを解消できない恐れがある。両方で光軸が移動可能であれば、光軸ずれ量が大きい場合でも、光軸ずれを解消することができる。また、光軸ずれの状態により、測定光学系とアライメント光学とのいずれかを選択して光軸を移動することができることから、より効果的に光軸ずれを解消することができる。

請求項５に係る眼科装置では、測定光軸移動手段に、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を採用して、測定光学系を構成する少なくとも１のレンズを左右および上下に移動することにより、簡易な構成で光軸を移動させることができる。

請求項６に係る眼科装置では、基準眼に人眼を摸した模擬眼を採用する。基準眼として患者眼である人眼を採用した場合、光軸ずれを検出する際に、基準眼である人眼が移動してしまい、光軸ずれ量を正確に検出できない恐れがある。基準眼として模擬眼を採用することにより、基準眼の移動を防止することができるとともに、模擬眼の特性は一定で安定していることから、光軸ずれ量を正確で、かつ、高い再現性で算出することができる。

請求項７に係る眼科装置では、基準眼に人眼を採用する。患者眼の角膜の状態が比較的に正常な場合は、患者眼を基準眼として用いることができる。この場合、測定する前に光軸ずれの検出ができるため、測定する毎に光軸ずれを検出し、補正することができる。

本発明に係る一実施例である眼寸法測定装置の全体構成図である。本発明に係る一実施例である眼寸法測定装置の光学系の概略構成図である。本発明に係る眼寸法測定装置の制御系のブロック図である。本実施例に係る眼寸法測定装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。モニタの表示画面に表示される被検眼の前眼部の画像を示した図である。干渉光学系で検出した干渉信号をフーリエ変換して被検眼の対象部位を特定する手順を示した図である。（ａ）、（ｃ）は、干渉光学系の光軸がアライメント光学系の光軸に対してずれた状態の例を示す図であり、（ｂ）、（ｄ）は、光軸ずれを補正した例を示す図である。干渉光学系の光軸とアライメント光学系の光軸とのずれ量を検出する手順の一例を示すフローチャートである。測定ヘッドを模擬眼に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させる範囲と間隔の一例を示す図である。干渉光学系の光軸とアライメント光学系の光軸とを一致させる手順の一例を示すフローチャートである。本実施例で採用したＶＣＭ（ボイスコイルモータ）を説明する図である。干渉光学系の光軸とアライメント光学系の光軸との光軸ずれをさらに厳密に検出する方法を説明する図である。０点調整機構の機能を説明するための図である。焦点調整機構の機能を説明するための図である。

以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、本実施例では、光干渉を用いて被検眼内部の測定対象部位（例えば、水晶体、網膜など）の位置を特定する眼寸法測定装置を用いているが、本発明は、眼寸法測定装置に限ったものではなく、測定光学系とアライメント光学系とを備えた眼科装置であれば、採用することが可能である。

先ず、本発明に係る眼科装置の一例である眼寸法測定装置１の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１は、眼寸法測定装置１の全体構成を説明する図である。眼寸法測定装置１は、（図２に示す）測定部１０が収められる測定ヘッド２と、モニタ５や（図３で示す）演算装置８０などが収められる制御部３および前方位置にジョイスティック６が設けられ、（図３で示す）Ｘ軸駆動装置８２、Ｙ軸駆動装置８３やＺ軸駆動装置８４などが収められるベース４とからなる装置本体７と、から構成される。測定する際は、患者眼である（図２に示す）被検眼１００を測定ヘッド２の後方位置に配置し、検者はモニタ５に表示される被検眼１００を観察しながら、ベース４に設けられたジョイスティック６を操作して、測定ヘッド２を、装置本体７に対して、左右、上下および前後に移動させることにより、被検眼１００に対して測定ヘッド２内の測定部１０をアライメントして被検眼１００の測定を行う。尚、図１は眼寸法測定装置１の全体構成を模式的に示した模式図であり、本明細書で説明しない構成については省略されている。

次に、眼寸法測定装置１の測定部１０の光学系について、図２を参照して説明する。

図２は測定部１０の光学系の概略構成を説明する図である。図２に示すように、眼寸法測定装置１の測定部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に対する測定部１０の左右上下方向であるＸＹ方向の位置を検出するＸＹアライメント光学系６０と、被検眼１００に対する測定部１０の眼軸方向であるＺ方向の位置を検出するＺアライメント光学系７０と、被検眼１００を固視させる固視光学系７５と、から構成される。

干渉光学系１４は、光源１２と、光源１２からの光を被検眼１００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とによって構成されている。

光源１２は、波長掃引型の光源であり、出射される光の波長が所定の周期で変化するようになっている。光源１２から出射される光の波長が変化すると、出射される光の波長に対応して、被検眼１００の深さ方向の各部位から反射される光のうち参照光と干渉を生じる反射光の反射位置が被検眼の深さ方向に変化する。このため、出射される光の波長を変化させながら干渉光を測定することで、被検眼１００の内部の各部位（すなわち、水晶体１０４や網膜１０６）の位置を特定することが可能となる。

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、焦点調整機構１６と、ミラー４６と、ダイクロイックミラー４８と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、焦点調整機構１６、ミラー４６、及びダイクロイックミラー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、ダイクロイックミラー４８、ミラー４６、焦点調整機構１６、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と焦点調整機構１６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と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の前方に配置される光源５１、５２と、ダイクロイックミラー４８と、ダイクロイックミラー６６と、レンズ５３と、撮像素子５４とによって構成されている。光源５１、５２は、被検眼１００の前眼部を照射し、被検眼１００から反射される反射光（すなわち、照射された光源５１、５２の反射光）は、ダイクロイックミラー４８、ダイクロイックミラー６６、レンズ５３を介して撮像素子５４に導かれる。これにより、撮像素子５４は、被検眼１００の前眼部を撮影する。撮像素子５４で撮影された被検眼１００の前眼部の画像は、制御部３のモニタ５に表示される。尚、観察用の光源の数や配置については、本実施例に限定するものではなく、測定ヘッドの形状なども考慮し、適宜、設定することができる。また、撮像素子５４については、２次元ＣＣＤ素子などが採用可能である。

ＸＹアライメント光学系６０は、光源６１と、ダイクロイックミラー６３と、レンズ６４と、ダイクロイックミラー６５と、ダイクロイックミラー６６と、ダイクロイックミラー４８と、レンズ６７と、位置センサ６８とによって構成されている。光源６１から出射された光は、ダイクロイックミラー６３、レンズ６４、ダイクロイックミラー６５、ダイクロイックミラー６６、ダイクロイックミラー４８を介して、被検眼１００の角膜１０２に照射し、角膜１０２からの反射光は、ダイクロイックミラー４８、ダイクロイックミラー６６、ダイクロイックミラー６５、レンズ６７を介して位置センサ６８に導かれる。被検眼１００の角膜１０２に照射した光源６１の光は、角膜上で輝点が生成される。角膜上で生成された輝点の位置を、位置センサ６８により検出することにより、被検眼１００に対する測定部１０のＸＹ方向の位置を検出することができる。尚、位置センサ６８には、プロファイルセンサなどが採用可能である。

Ｚアライメント光学系７０は、光源７１と、レンズ７２と、位置センサ７３とによって構成されている。光源７１から出射された光は、被検眼１００に対し斜めの方向から照射される。被検眼１００からの光源７１の反射光はレンズ７２を介して位置センサ７３に導かれる。位置センサ７３で検出された位置情報により、被検眼１００に対する測定部１０のＺ方向の位置を検出することができる。尚、位置センサ７３には、プロファイルセンサなどが採用可能である。

固視光学系７５は、光源６２と、ダイクロイックミラー６３と、レンズ６４と、ダイクロイックミラー６５と、ダイクロイックミラー６６と、ダイクロイックミラー４８とによって構成されている。固視光学系７５の光源６２には、可視光が用いられ、光源６２から出射された光を被検者が凝視することにより、被検眼１００は固視される。尚、光源６２には、例えば５２５ｎｍの波長のＬＥＤなどが採用可能である。

ここで、ダイクロイックミラー４８は、干渉光学系１４の光源１２からの光を反射する一方で、観察光学系５０の光源５１、５２からの光やＸＹアライメント光学系６０の光源６２からの光、固視光学系７５の光源６２からの光を透過する。また、ダイクロイックミラー６６は、観察光学系５０の光源５１、５２からの光、ＸＹアライメント光学系６０の光源６２からの光および固視光学系７５の光源６２からの光の一部を反射する一方で、他の一部を透過する。また、ダイクロイックミラー６５は、ＸＹアライメント光学系６０の光源６１からの光と固視光学系７５の光源６２からの光の一部を反射する一方で、他の一部を透過する。また、ダイクロイックミラー６３は、固視光学系７５の光源６２からの光を反射する一方で、ＸＹアライメント光学系６０の光源６１からの光を透過する。このため、本実施例の眼寸法測定装置１では、被検眼１００を固視させながら、干渉光学系１４による測定と、観察光学系５０による前眼部の観察と、ＸＹアライメント光学系６０およびＺアライメント光学系７０によるアライメントとを同時に行うことができる。

次に、測定光学系に設けられる０点調整機構３０と焦点調整機構１６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８６（図３に図示）を備えている。第２駆動装置８６がコーナキューブ３２を図２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。ここで説明する０点とは図１３に示すように、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）と物体光路長（詳細には、光源１２～検出面＋検出面～受光素子２６）が一致する位置であり、干渉光を用いた測定装置ではこの０点を基準に深さ方向（本実施例では被検眼の網膜方向）の干渉信号を取得する。

０点に近いほど干渉光の強度は大きいため、本実施例のような被検眼１００の角膜１０２から網膜１０６までの測定を行う場合は、通常、図１３に示すように被検眼の角膜の少し手前の位置（図１３に示す被検眼１００からΔＺ前方の位置）に０点が来るように０点調整機構３０により調整される。尚、本実施例における０点調整機構３０は、０点位置を角膜１０２の表面から網膜１０６の表面までの距離で移動できるように構成されている。

焦点調整機構１６は、レンズ４２と、当該レンズ４２に対し、被検眼１００側に配置されるレンズ４４に対してレンズ４２を光軸方向に進退動させる第１駆動装置８５（図３に図示）と、を備えている。レンズ４２とレンズ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１駆動装置８５がレンズ４２を図２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、レンズ４４から照射される光が平行光となるようにレンズ４２とレンズ４４との間隔を調整した状態から、レンズ４２をレンズ４４から離れる方向に移動させると、レンズ４４から照射される光は収束光となり、レンズ４２をレンズ４４に近づく方向に移動させると、レンズ４４から照射される光は発散光となる。このため、レンズ４２を移動して、レンズ４２とレンズ４４との間隔を調整することで、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、正常視の被検眼１００に対して、照射される光の焦点の位置を角膜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。また、図１４（ｃ）、（ｄ）に示す近視眼に対しても、照射される光の焦点の位置が網膜１０６の位置となるように調整することができる。このように、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、本実施例の眼寸法測定装置１では、干渉光学系１４の光軸ＭＬのずれを補正するため、図２の矢印Ｃに示すようにレンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に移動する光軸調整機構４０と、光軸調整機構４０を駆動する第３駆動装置８７（図３に図示）を備えている。光軸調整機構４０による干渉光学系１４の光軸ＭＬのずれ補正については、後で詳述する。

次に、本実施例の眼寸法測定装置１の制御系の構成を説明する。図３に示すように、眼寸法測定装置１は演算装置８０によって制御される。演算装置８０は、（図示しない）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８０には、干渉光学系１４と、観察光学系５０と、ＸＹアライメント光学系６０と、Ｚアライメント光学系７０と、第１駆動装置８５と、第２駆動装置８６と、第３駆動装置８７と、モニタ５と、メモリ８１と、Ｘ軸駆動装置８２と、Ｙ軸駆動装置８３と、Ｚ軸駆動装置８４と、ジョイスティック６とが接続されている。演算装置８０は、干渉光学系１４、観察光学系５０、ＸＹアライメント光学系６０、Ｚアライメント光学系７０の各光学系の光源（光源１２、光源５１、光源５２、光源６１、光源６２、光源７１）のオン／オフの制御や、焦点調整機構１６、０点調整機構３０、光軸調整機構４０を駆動する、第１駆動装置８５、第２駆動装置８６、第３駆動装置８７の制御を行う。また、観察光学系５０を制御して観察光学系５０で撮像される被検眼１００の前眼部の画像をモニタ５に表示する。さらに、演算装置８０は、干渉光学系１４の受光素子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される。演算装置８０は、受光素子２６から入力される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の眼軸長を算出する。

次に、本実施例の眼寸法測定装置１を用いて、被検眼１００の各部位の位置を特定して眼寸法を測定する手順を、図４を参照して説明する。図４は、本実施例に係る眼寸法測定装置１の処理手順の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０で、ジョイスティック６を操作して被検眼１００に対して測定ヘッド２を粗アライメントする。

図５は、モニタ５の表示画面１１０に表示される被検眼１００の前眼部の画像を示した図である。モニタ５の表示画面１１０上には、例えばスーパーインポーズ信号などによって生成された、矩形枠形状のアライメントパターン１１２が、被検眼１００に重ねて表示される。それと共に、ＸＹアライメント光学系６０の光源６１から被検眼１００に向けて照射された光が、被検眼１００の前眼部で反射されて、撮像素子５４に導かれることによって、モニタ５の表示画面１１０に、点状の輝点１１４として表示される。検者が、ジョイスティック６を操作して、測定ヘッド２を上下左右および前後に移動させて、モニタ５の表示画面１１０に表示される輝点１１４がアライメントパターン１１２の中に入ると粗アライメントは終了する。

粗アライメントが終了すると、ステップＳ１１で、ＸＹアライメント光学系６０、Ｚアライメント光学系７０、Ｘ軸駆動装置８２、Ｙ軸駆動装置８３、Ｚ軸駆動装置８４により、被検眼１００に対して測定ヘッド２をＸＹＺ方向にオートアライメントが実施される。

ＸＹアライメント光学系６０の光源６１から照射されて、被検眼１００の前眼部で反射された光の一部は、ダイクロイックミラー６６およびダイクロイックミラー６５で反射されて、位置センサ６８に導かれる。ステップＳ１０で、光源６１が被検眼１００の前眼部に照射して生成された輝点１１４がモニタ５の表示画面１１０に表示されるアライメントパターン１１２の枠内に入ると、位置センサ６８は、光源６１から出射されたアライメント光の光軸ＡＬ（図２に図示）のＸ方向の位置とＹ方向の位置を検出することが出来るようにされている。かかるＸ方向の位置とＹ方向の位置は、演算装置８０に入力される。また、Ｚアライメント光学系７０の光源７１から出射し被検眼１００の前眼部に照射した光は、被検眼１００の前眼部で反射して位置センサ７３に導かれ、被検眼１００に対する測定ヘッド２のＺ方向の位置を検出し、かかるＺ方向の位置は、演算装置８０に入力される。

演算装置８０は、入力されたＸ方向の位置、Ｙ方向の位置およびＺ方向の位置に基づいて、ベース４内のＸ軸駆動装置８２、Ｙ軸駆動装置８３およびＺ軸駆動装置８４を駆動制御して、アライメント光の光軸ＡＬ（図２に図示）が被検眼１００の角膜１０２の角膜頂点に位置するように、被検眼１００に対して測定ヘッド２をＸＹＺ方向にオートアライメントする。

次に、ステップＳ１２で、０点位置を調整する。０点位置の調整は、上述のように、０点位置が被検眼１００からΔＺの前方位置に来るように０点調整機構３０を制御する。その後、被検眼１００の測定を開始する。

ステップＳ１３で、被検眼１００の干渉信号を取得する。被検眼１００の干渉信号は、上述にように、干渉計２０の受光素子２６で検出し、演算装置８０に入力される。

ステップＳ１４で、演算装置８０に入力された干渉信号をフーリエ変換する。そして、ステップＳ１５で、フーリエ変換されたデータ（「Ａスキャン像」と呼ぶ）から、被検眼１００の対象部位（例えば、角膜、水晶体、網膜など）を特定し、各眼寸法値を算出し、ステップＳ１６で、ステップＳ１５で算出した各眼寸法値をモニタ５の表示画面１１０に表示する。尚、図６は、受光素子２６で検出した干渉信号をフーリエ変換して被検眼１００の対象部位（例えば、角膜、水晶体、網膜など）を特定する手順を示した図である。

本実施例の眼寸法測定装置１では、測定光学系である干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させて、被検眼１００に照射するように組み立て時に調整されている。すなわち、上述のステップＳ１１で、ＸＹＺ方向にオートアライメントして、アライメント光学系の光軸ＡＬを被検眼１００の角膜１０２の角膜頂点に合致させると、測定光学系である干渉光学系１４の光軸ＭＬも被検眼１００の角膜１０２の角膜頂点に合致させることができる。これにより、被検眼１００の対象部位（例えば、角膜、水晶体、網膜など）が正確に特定することができて、眼寸法の値を正確に算出することができるのである。

しかしながら、上述のように、温度等の影響による干渉光学系１４を構成するミラー等の部品の歪みや、外部からの衝撃、部品等の経年劣化などにより干渉光学系１４の光軸ＭＬがずれてしまうことがある。図７には、その例を示す。図７の（ａ）は、干渉光学系１４の光軸ＭＬがアライメント光学系の光軸ＡＬに対して平行にずれた例を示したものであり、図７の（ｃ）は、干渉光学系１４の光軸ＭＬがアライメント光学系の光軸ＡＬに対して斜めにずれた例を示したものである。このように、干渉光学系１４の光軸ＭＬがアライメント光学系の光軸ＡＬに対してずれると、アライメント光学系により、アライメント光学系の光軸ＡＬを被検眼１００の角膜頂点位置にアライメントしても、干渉光学系１４の光軸ＭＬは、被検眼１００の角膜頂点位置から外れてしまい、そのため、正確に被検眼１００の測定ができず、誤った測定結果を表示してしまう恐れがある。以下に、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとのずれ量を検出する手順と検出したずれ量から、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させる手順とを説明する。尚、アライメント光学系には、ＸＹアライメント光学系６０とＺアライメント光学系７０とがあるが、ＸＹアライメント光学系６０とＺアライメント光学系７０との光軸は同じであるため、上述では、ＸＹアライメント光学系６０とＺアライメント光学系７０とを総称してアライメント光学系と記述したが、以下についても、ＸＹアライメント光学系６０とＺアライメント光学系７０とを総称してアライメント光学系と記述する。

まず、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとのずれ量を検出する手順について、図８および図９を参照して説明する。

図８は、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとのずれ量を検出する手順の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ２０で、被検眼１００の位置に基準眼をセットする。本実施例では、人眼に摸した模擬眼２００を被検眼１００の代わりにセットする。模擬眼２００は、少なくとも干渉光学系１４の光源１２からの光が照射する面は、人眼の角膜の標準的な曲率半径を持つ球面状の角膜部２０２（図９に図示）に形成されている。これにより、図６に示す被検眼１００に代えてセットした模擬眼２００の角膜部２０２の干渉信号を取得することができる。また、模擬眼２００には、ガラス部材、樹脂部材、金属部材など様々な材質を採用することができる。尚、本実施例では、模擬眼２００を採用するが、角膜の状態が正常であれば被検眼１００と同様、人眼を基準眼として採用することも可能である。

次に、ステップＳ２１で、模擬眼２００に対して、測定ヘッド２をＸＹＺアライメントして、アライメント光学系の光軸ＡＬを模擬眼２００に設けられた角膜部２０２の頂点に合致させる。アライメントの方法については、上述した被検眼１００の眼寸法測定時と同様であるので、詳細は省略する。

ステップＳ２２で、ＸＹアライメント光学系６０の位置センサ６８により、アライメント光学系の光軸ＡＬを模擬眼２００の角膜部２０２の頂点に合致した時のＸ方向およびＹ方向の位置を検出し、ＸＹ座標の値（Ｘ０、Ｙ０）としてメモリ８１に保存する。

ステップＳ２３で、光軸調整機構４０で干渉光学系１４の光軸ＭＬに対して上下左右（ＸＹ）方向に移動するレンズ４４の光学中心を光軸ＭＬに設定する。本実施例では、図１１に示すＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１２０を用いてレンズ４４を光軸ＭＬに対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させる。これにより、下述するように、干渉光学系１４の光軸ＭＬを移動して、アライメント光学系によりアライメントした状態で、干渉光学系１４の光源１２の光は被検眼１００の角膜頂点に入射させることができる。尚、本実施例では、光軸調整機構４０に、レンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に簡易な構成で移動できるＶＣＭを採用したが、光軸調整機構４０はＶＣＭに限定するものでなく、例えば、焦点調整機構１６で用いた機構を２つ、互いに垂直に配置して、レンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に移動することも可能である。また、レンズ４４は固定し、レンズ４４の被検眼１００側にガルバノミラーまたは２軸走査ＭＥＭＳミラーなどを配置して干渉光学系１４の光軸ＭＬを、上下左右（ＸＹ）方向に移動させることも可能である。

ステップＳ２４で、測定ヘッド２を模擬眼２００に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させる範囲と間隔を設定する。図９は、測定ヘッド２を模擬眼２００に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させる範囲と間隔の一例を示す図である。

図９の（ａ）は、モニタ５の表示画面１１０に表示された模擬眼２００の画像を示した図である。模擬眼２００の画像は、観察光学系５０の撮像素子５４で撮像される。ステップＳ２１で、測定ヘッド２をＸＹＺアライメントしているため、ＸＹアライメント光学系６０の光源６１が模擬眼２００の角膜部２０２に照射して生成される輝点１１４は模擬眼２００の角膜部２０２の頂点位置に表示される。測定ヘッド２を模擬眼２００に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させる範囲として、模擬眼２００の角膜部２０２の頂点位置（すなわち、ステップＳ２２でメモリ８１に保存されたＸＹ座標の値（Ｘ０、Ｙ０））を中心とする、四角形状の範囲エリア１３０を設定する。そして、図９の（ｂ）に示すようにＸ方向及びＹ方向に移動する間隔ｄＸおよびｄＹを設定する。

図９の（ｂ）は、範囲エリア１３０の拡大図である。本実施例では、図９の（ｂ）に示すように、Ｘ方向の移動間隔ｄＸ、Ｙ方向の移動間隔ｄＹを設定し、ＸＹ座標（Ｘ０－２ｄＸ、Ｙ０＋２ｄＹ）であるＰ１の位置からＸＹ座標（Ｘ０＋２ｄＸ、Ｙ０－２ｄＹ）であるＰ２５の位置まで、輝点１１４が移動するように、測定ヘッド２を模擬眼２００に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させる。

ステップＳ２５で、測定ヘッド２を移動する。最初は、輝点１１４がＸＹ座標（Ｘ０－２ｄＸ、Ｙ０＋２ｄＹ）であるＰ１の位置に来るように、測定ヘッド２を模擬眼２００に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させる。

ステップＳ２６で、干渉光学系１４により干渉信号を取得してフーリエ変換する。そして、ステップＳ２７で、フーリエ変換したＡスキャン像から角膜前ピークの値を取得する。

そして、ステップＳ２７で取得した角膜前ピークの値とＸＹ座標の値（Ｐ１であれば（Ｘ０－２ｄＸ、Ｙ０＋２ｄＹ））をメモリ８１に保存する。

ステップＳ２９では、ステップＳ２４で設定した測定位置（Ｐ１からＰ２５）の全ての位置で測定したか否かを判断する。測定ヘッド２の移動はＰ１の位置からＰ２５の位置まで移動するため、ここでは、具体的にはＰ２５の位置で測定したか否かを判断する。Ｐ２５の位置で測定した場合（ＹＥＳ）は、測定を終了する。Ｐ２５の位置まで移動していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ２５に戻り、測定ヘッド２を移動する。

次に、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させる手順について、図１０を参照して説明する。図１０は干渉光学系の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させる手順の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３０で、メモリ８１に保存された、Ｐ１の座標位置からＰ２５の座標位置まで各座標位置で取得した角膜前ピークの値の中から最大値を抽出する。

次に、ステップＳ３１で、ステップＳ３０で抽出した角膜前ピークの値の最大値のＸＹ座標（Ｘ１、Ｙ１）を取得する。具体的には、Ｐ１の座標位置からＰ２５の座標位置までの間に取得した２５個の角膜前ピークの値の中から角膜前ピークの値が最大値である座標位置（Ｐ１からＰ２５の１つ）を取得する。例えば、Ｐ１の座標位置の時に角膜前ピークの値が最大値である場合は、Ｐ１の座標位置（Ｘ０－２ｄＸ、Ｙ０＋２ｄＹ）が角膜前ピークの値の最大値のＸＹ座標（Ｘ１、Ｙ１）となる。

ステップＳ３２で、上述のステップＳ２２で取得した模擬眼２００の角膜部２０２の頂点位置のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）との差（Ｘ１－Ｘ０、Ｙ１－Ｙ０）を算出する。ここで算出された座標の差（Ｘ１－Ｘ０、Ｙ１－Ｙ０）が、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとの光軸ずれ量となる。干渉光学系１４の光源１２からの光が模擬眼２００の角膜部２０２の頂点位置に照射した場合に、角膜部２０２からの反射光の強度が最大になるため、上述のように、測定ヘッド２を模擬眼２００に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させながら、角膜部２０２から得られる干渉信号の強度を取得して、干渉信号の最大値を検出することにより、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとの光軸ずれ量を求めることができるのである。

ステップＳ３３で、ステップＳ３２で算出した干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとの光軸ずれ量からＶＣＭ１２０によるレンズ４４の上下左右（ＸＹ）方向の移動量を算出する。本実施例では、干渉光学系１４の光軸とアライメント光学系の光軸との光軸ずれ量とレンズ４４の上下左右（ＸＹ）方向の移動量との関係は予め算出されてメモリ８１に保存されている。メモリ８１に保存されている干渉光学系１４の光軸とアライメント光学系の光軸との光軸ずれ量とレンズ４４の上下左右（ＸＹ）方向の移動量との関係から、レンズ４４の上下左右（ＸＹ）方向の移動量を求めることができる。

ステップＳ３４で、ステップＳ３３で求めたレンズ４４の上下左右（ＸＹ）方向の移動量に基づいて、演算装置８０は、第３駆動装置８７を駆動して光軸調整機構４０であるＶＣＭ１２０を制御し、レンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に移動する。これにより、干渉光学系１４の光軸ＭＬが移動して、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させる。

図７の（ｂ）および（ｄ）には、レンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に移動して干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させた例を示す。すなわち、上述に示す干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとの光軸ずれを検出し、光軸調整機構４０により干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させることにより、アライメント光学系の光軸ＡＬを被検眼１００の角膜１０２の角膜頂点位置にアライメントすることにより、干渉光学系１４の光源１２からの光が被検眼１００の角膜１０２の角膜頂点位置に照射させることができる。これにより、干渉光学系１４による被検眼１００の測定が、正確に行うことができて、眼寸法の値が正確に算出することができるのである。

図１１は、本実施例で採用したＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１２０を示した図である。ＶＣＭ１２０は互いに１２０度で交差するＡ軸、Ｂ軸およびＣ軸の３つの移動軸を備えており、これら３つの移動軸を制御することにより、ＶＣＭ１２０の中心に配置したレンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に移動させることができる。このように、光軸調整機構４０にＶＣＭ１２０を採用することにより、簡易な構成で、レンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に移動させて、干渉光学系１４の光軸ＭＬの位置を調整することができる。

図１２は、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを光軸ずれをさらに厳密に検出する方法を示す図である。図１２では、Ｐ１９の座標位置で角膜前ピークの値が最大値になった例である。図１２の（ａ）に示すように、Ｐ１９を中心に四角形状の範囲エリア１３１を設定し、図１２の（ｂ）に示すように、範囲エリア１３１内で上述の間隔ｄＸ、ｄＹより小さな間隔ｄＸ’、ｄＹ’の間隔で測定ヘッド２を模擬眼２００に対して移動して、角膜前ピークの値が最大値になる座標位置を再度検出することにより、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを光軸ずれをさらに厳密に検出することができる。尚、図１２（ｂ）は、範囲エリア１３１を拡大した図である。このような操作を重ねることにより、より高い精度で干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを光軸ずれを検出することができる。これにより、干渉光学系１４の光軸ＭＬを高い精度で移動調整することができる。

このように、本発明にかかる眼寸法測定装置１では、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを光軸ずれ量を検出し、検出した光軸ずれ量に基づいて、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとが一致するように、光軸調整機構４０により干渉光学系１４の光軸ＭＬを調整できることから、光軸ずれが生じても、測定ヘッド２などを解体することなく、光軸調整をすることができる。

また、上述の実施例では、検出した干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとの光軸ずれ量に基づいて、干渉光学系１４の光軸ＭＬがアライメント光学系の光軸ＡＬと一致するように干渉光学系１４の光軸ＭＬを移動させたが、必ずしも、干渉光学系１４の光軸ＭＬをアライメント光学系の光軸ＡＬと一致させる必要はない。例えば、光軸ずれ量により測定値を補正することが可能な場合は、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとの光軸ずれ量を求めるだけでよい。また、眼科装置によっては、光軸ずれの補正が困難な場合もある、このような場合、検出した光軸ずれ量が許容範囲を超えている場合は、モニタ５の表示画面１１０に警告表示をすることにより、誤測定を未然に防止することができる。

ここで、眼寸法測定装置１は眼科装置の一例であり、光源１２は測定光源の一例であり、受光素子２６は受光手段の一例であり、光源６１、光源７１はアライメント光源の一例であり、位置センサ６８、位置センサ７３は検出手段の一例であり、Ｘ軸駆動装置８２、Ｙ軸駆動装置８３、Ｚ軸駆動装置８４は移動手段の一例であり、光軸調整機構４０は測定光軸移動手段の一例であり、ＶＣＭ１２０はＶＣＭの一例であり、模擬眼２００は模擬眼の一例である。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。

上記実施例では、測定光学系である干渉光学系１４の光軸ＭＬを光軸調整機構４０により移動して、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させたが、アライメント光学系の中に光軸調整機構４０のように光軸ＡＬを移動する移動手段を設けてもよい。アライメント光学系の光軸ＡＬがずれやすい場合は、光軸ずれの要因がアライメント光学系にある場合がある。このような場合、アライメント光学系の光軸ＡＬを移動させて、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとを一致させる方が効果的である。

さらに、光軸調整機構４０のような光軸移動手段を干渉光学系１４およびアライメント光学系の両方に設けてもよい。例えば、光軸ずれ量が大きい場合は、一方の移動手段では、光軸ずれを解消できない恐れがある。両方で光軸が移動可能であれば、光軸ずれ量が大きい場合でも、光軸ずれを解消することができる。また、光軸ずれの状態により、干渉光学系１４とアライメント光学とのいずれかを選択して光軸を移動することができることから、より効果的に光軸ずれを解消することができる。

また、上記実施例では、測定ヘッド２を模擬眼２００に対して上下左右（ＸＹ）方向に移動させて、角膜前ピークの値が最大値になる座標位置を求め、干渉光学系１４の光軸ＭＬとアライメント光学系の光軸ＡＬとの光軸ずれ量を算出したが、例えば、光軸ずれ量が小さい場合は、測定ヘッド２をアライメントした状態で、光軸調整機構４０のＶＣＭ１２０を制御してレンズ４４を上下左右（ＸＹ）方向に移動させて、角膜前ピークの値が最大値になる座標位置を求め、光軸ずれ量を算出してもよい。測定ヘッド２の移動がないため、簡易に位置ずれ量を算出することができる。

１・・眼寸法測定装置
２・・測定ヘッド
５・・モニタ
７・・装置本体
１０・・測定部
１２、５１、５２、６１、６２、７１・・光源
１４・・干渉光学系
１６・・焦点調整機構
３０・・０点調整機構
４０・・光軸調整機構
５０・・観察光学系
６０・・ＸＹアライメント光学系
７０・・Ｚアライメント光学系
１００・・被検眼
１２０・・ＶＣＭ
２００・・模擬眼

Claims

測定光源から出射した光（測定光）を、被検眼に照射し、被検眼からの反射光を受光する受光手段と、
アライメント光源から出射した光（アライメント光）を被検眼に照射し、被検眼上に生成される輝点の位置を検出する検出手段と、
眼科装置を被検眼の軸方向に対して上下左右および前後方向に移動する移動手段と、
前記移動手段により前記アライメント光による前記輝点を前記被検眼が置かれるべき位置に配置された基準眼の頂点位置にアライメントして、前記輝点の位置を第１基準位置として前記検出手段により検出する第１ステップと、
前記移動手段により前記輝点を前記基準眼の頂点位置に対して所定の範囲内で移動させて、前記受光手段で受光する受光信号の強度が最大となる前記輝点の位置を第２基準位置として前記検出手段により検出する第２ステップと、
前記検出手段により検出した前記第１基準位置と前記第２基準位置との位置ずれ量を算出する第３ステップとを実行して、前記測定光と前記アライメント光の位置ずれ量を算出する位置ずれ算出手段と、
前記測定光の光軸（測定光軸）を、該測定光軸に対して左右および上下方向に移動する測定光軸移動手段を備え、
前記位置ずれ算出手段により算出した前記測定光と前記アライメント光との位置ずれ量に基づいて、前記測定光軸と前記アライメント光の光軸（アライメント光軸）とが一致するように、前記測定光軸移動手段により前記測定光軸を前記アライメント光軸に対して相対的に移動させることを特徴とする眼科装置。
前記測定光軸移動手段は、前記測定光源から前記受光手段に至る前記測定光の測定光学系を構成する少なくとも１つのレンズをＶＣＭ（ボイスコイルモータ）により、前記測定光軸に対して左右および上下方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
前記基準眼は、人眼を摸した模擬眼であることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
前記基準眼は、人眼であることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。