JP7308721B2 - 眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラムに関する。

被検眼の角膜（表面）の形状を表す情報は、角膜疾患の診断や最適なコンタクトレンズの選択などに有用である。このような角膜の形状を表す情報は、角膜形状測定装置を用いて取得される。

角膜形状測定装置は、被検眼の角膜にリングパターンを投影し、その戻り光を検出することにより得られた反射像から角膜形状を表す情報を取得する（例えば、特許文献１、及び特許文献２）。

また、ハルトマン板を備え、角膜収差を算出することが可能な光学特性測定装置が知られている（例えば、特許文献３）。この光学特性測定装置は、プラチドリング像の歪みによる変位量等に基づいてゼルニケ係数を算出し、算出されたゼルニケ係数を用いて角膜収差を算出することが可能である。

特開２００３－１０２６８６号公報 特開２００７－０６１３１３号公報 特開２００２－２０４７８４号公報

しかしながら、角膜の広い範囲において角膜形状を表す情報を取得する場合、従来の手法では、被検眼の視線をずらす必要があったり、構成が複雑化したりする。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検眼の角膜の広い範囲における角膜形状を表す情報を簡素な構成で取得するための新たな技術を提供することにある。

実施形態の第１態様は、被検眼の角膜上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得する取得部と、前記２以上の角膜形状情報に基づいて、前記２以上の位置を通る直線上の外挿位置における角膜形状情報を推定する推定部と、を含む眼科情報処理装置である。

実施形態の第２態様では、第１態様において、前記推定部は、前記２以上の位置における前記２以上の角膜形状情報に対応した形状に近似された非球面を表す関数に基づいて前記外挿位置における角膜形状情報を求める。

実施形態の第３態様では、第２態様において、前記非球面を表す関数は、コーニック面を表す関数である。

実施形態の第４態様では、第１態様～第３態様のいずれかにおいて、前記２以上の位置は、前記直線上の基準位置を中心とする同心円状の２以上のリングパターン像上の位置である。

実施形態の第５態様では、第４態様において、前記取得部は、前記基準位置を通る２以上の経線のそれぞれについて、経線上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得し、前記推定部は、前記２以上の経線のそれぞれについて前記２以上の位置を通る経線上の外挿位置における角膜形状情報を推定し、推定された２以上の角膜形状情報に基づいて近似された所定の関数から前記２以上の経線と異なる所定の経線上の所定の位置における角膜形状情報を求める。

実施形態の第６態様では、第５態様において、前記所定の関数は、三角関数である。

実施形態の第７態様では、第４態様～第６態様のいずれかにおいて、前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側と反対側の位置である。

実施形態の第８態様では、第４態様～第６態様のいずれかにおいて、前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側の位置である。

実施形態の第９態様は、対物レンズと、前記対物レンズを介して前記被検眼に光を投射し、前記被検眼からの戻り光を検出する屈折力測定光学系と、前記基準位置を中心とする２以上のリングパターンを前記被検眼の角膜に投影し、前記角膜からの戻り光を検出する角膜形状測定光学系と、前記屈折力測定光学系において検出された前記戻り光に基づいて前記被検眼の屈折力を算出する眼屈折力算出部と、前記角膜形状測定光学系において検出された前記戻り光に基づいて前記２以上の位置における２以上の角膜形状情報を算出する角膜形状情報算出部と、第７態様の眼科情報処理装置と、を含む眼科装置である。

実施形態の第１０態様は、対物レンズと、光スキャナーを有し、光源からの光を前記光スキャナーにより偏向し、前記光スキャナーにより偏向された光を前記対物レンズを介して前記被検眼に投射し、前記被検眼からの戻り光を検出する検査光学系と、前記基準位置を中心とする２以上のリングパターンを前記被検眼の角膜に投影し、前記角膜からの戻り光を検出する角膜形状測定光学系と、前記角膜形状測定光学系において検出された前記戻り光に基づいて前記２以上の位置における２以上の角膜形状情報を算出する角膜形状情報算出部と、第８態様の眼科情報処理装置と、を含む眼科装置である。

実施形態の第１１態様は、被検眼の角膜上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得する取得ステップと、前記２以上の角膜形状情報に基づいて、前記２以上の位置を通る直線上の外挿位置における角膜形状情報を推定する推定ステップと、を含む眼科情報処理方法である。

実施形態の第１２態様では、第１１態様において、前記推定ステップは、前記２以上の位置における前記２以上の角膜形状情報に対応した形状に近似された非球面を表す関数に基づいて前記外挿位置における角膜形状情報を求める。

実施形態の第１３態様では、第１２態様において、前記非球面を表す関数は、コーニック面を表す関数である。

実施形態の第１４態様では、第１１態様～第１３態様のいずれかにおいて、前記２以上の位置は、前記直線上の基準位置を中心とする同心円状の２以上のリングパターン像上の位置である。

実施形態の第１５態様では、第１４態様において、前記取得ステップは、前記基準位置を通る２以上の経線のそれぞれについて、経線上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得し、前記推定ステップは、前記２以上の経線のそれぞれについて前記２以上の位置を通る経線上の外挿位置における角膜形状情報を推定し、推定された２以上の角膜形状情報に基づいて近似された所定の関数から前記２以上の経線と異なる経線上の所定の位置における角膜形状情報を求める。

実施形態の第１６態様では、第１５態様において、前記所定の関数は、三角関数である。

実施形態の第１７態様では、第１４態様～第１６態様のいずれかにおいて、前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側と反対側の位置である。

実施形態の第１８態様では、第１４態様～第１６態様のいずれかにおいて、前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側の位置である。

実施形態の第１９態様は、コンピュータに、第１１態様～第１８態様のいずれかに記載の眼科情報処理方法の各ステップを実行させるプログラムである。

なお、上記した複数の態様に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。

この発明によれば、被検眼の角膜の広い範囲における角膜形状を表す情報を簡素な構成で取得することが可能になる。

第１実施形態に係る眼科装置の外観構成を示す概略図である。 第１実施形態に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。 第１実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 第１実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例を示す概略図である 第１実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例を示す概略図である 第１実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例を示す概略図である 第１実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第１実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第１実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第１実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第１実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第１実施形態に係る眼科装置の動作例のフロー図である。 第１実施形態に係る眼科装置の動作例のフロー図である。 第１実施形態に係る眼科装置の動作例のフロー図である。 第１実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。 第１実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。 第１実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。 第２実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 第２実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す概略図である。 第２実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第２実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第２実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例を示す概略図である 第２実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。 第２実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。

この発明に係る眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラムの実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書において引用された文献の記載内容や任意の公知技術を、以下の実施形態に援用することが可能である。

実施形態に係る眼科情報処理装置は、被検眼の角膜（表面）上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得し、取得された２以上の角膜形状情報に基づいて、上記の２以上の位置を通る直線上の外挿位置における角膜形状情報を推定することが可能である。角膜形状情報は、角膜の形状を表す情報である。角膜形状情報の例として、角膜曲率半径、角膜曲率、角膜屈折力などがある。３以上の位置における３以上の角膜形状情報が取得される場合、３以上の位置を通る直線は、当該３以上の位置の近似直線であってよい。近似直線は、３以上位置に対して最小二乗法等の公知の手法を適用することにより求められる。

例えば、角膜形状情報は、公知の眼科装置を用いて取得される。この場合、眼科装置は、被検眼の角膜に対して同心円状の２以上のリングパターン（例えば、ケラトリングパターン又はプラチドリングパターン）を投影し、その戻り光を受光する。眼科装置は、戻り光を受光することにより得られた２以上のリングパターン像を解析し、各リングパターン像上の位置における角膜形状情報を取得する。角膜形状情報の取得位置を通る直線（又は近似直線。以下同様）上の外挿位置における角膜形状情報は、取得位置における角膜形状情報を外挿することにより推定される。いくつかの実施形態では、直線は、角膜の基準位置を通る。基準位置の例として、角膜中心位置、角膜重心位置、角膜頂点位置、後述の被検眼に対する装置光学系の位置合わせ（アライメント）の基準となる位置（アライメント基準位置）などがある。いくつかの実施形態では、上記の２以上のリングパターンは、角膜の基準位置を中心とする同心円状のパターンである。

いくつかの実施形態では、外挿位置は、上記の２以上の位置に対して基準位置側と反対側の位置である。この場合、基準位置を中心とする径の小さいリングパターンを投影する場合に、リングパターンよりも外側の角膜形状情報を推定することが可能になる。それにより、少ないリングパターン数で、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、外挿位置は、上記の２以上の位置に対して基準位置側の位置である。この場合、基準位置を中心とする径の大きいリングパターンを投影する場合に、リングパターンよりも内側の角膜形状情報を推定することが可能になる。それにより、少ないリングパターン数で、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

また、いくつかの実施形態では、基準位置を通る２以上の経線のそれぞれについて、取得された２以上の角膜形状情報に基づいて、外挿位置における角膜形状情報が推定される。２以上の外挿位置における２以上の角膜形状情報に基づいて近似された所定の関数から、上記の２以上の経線と異なる経線上の所定の位置における角膜形状情報を求めることで、乱視状態に対応した角膜形状情報を特定することが可能である。

実施形態に係る眼科情報処理方法は、実施形態に係る眼科情報処理装置においてプロセッサ（処理回路、コンピュータ）により実行される処理を実現するための１以上のステップを含む。実施形態に係るプログラムは、プロセッサに実施形態に係る眼科情報処理方法の各ステップを実行させる。

本明細書において「プロセッサ」は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））等の回路を意味する。プロセッサは、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。

以下では、実施形態に係る眼科装置が、実施形態に係る眼科情報処理装置の機能を有する場合について説明する。しかしながら、実施形態に係る眼科情報処理装置が、外部の眼科装置から角膜形状情報を取得するように構成されていてもよい。また、実施形態に係る眼科情報処理装置は、角膜に投影された２以上のリングパターンの受光結果を取得し、取得された受光結果に基づいて角膜形状情報を算出するように構成されていてもよい。

以下、説明の便宜上、主として、角膜形状測定において角膜中心位置を中心とする同心円状の２つのリングパターン（ケラトリングパターン）を角膜に投影する場合について説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る眼科装置は、検査（測定）の種別及び光学系の配置に起因する制約条件の下で、角膜形状を測定するために径の小さいリングパターンを角膜に投影する。この場合、角膜におけるリングパターンの投影位置より外側の外挿位置における角膜形状情報が推定される。

以下、実施形態に係る眼科装置が、左被検眼及び右被検眼の双方について自覚検査及び他覚測定が可能な眼科検査装置である場合について説明する。しかしながら、実施形態に係る眼科検査装置は、左被検眼及び右被検眼のいずれか一方だけについて自覚検査及び他覚測定が可能であってよい。

［構成］
図１に、実施形態に係る眼科検査装置の外観構成の概略を模式的に示す。実施形態に係る眼科検査装置１は、自覚検査と他覚測定とが可能な眼科装置である。自覚検査は、被検者の眼（被検眼）に視標を呈示し、その見え方に関する被検者からの応答に基づいて被検眼に関する情報を取得するための検査である。他覚測定は、被検者からの応答を参照することなく、主として物理的な手法を用いて被検眼に関する情報を取得するための測定である。

眼科検査装置１は、有線又は無線の通信路を介して、図示しない検者用コントローラ（例えば、タブレット端末）又は被検者用コントローラ（例えば、コントロールレバーユニット）と通信接続が可能である。眼科検査装置１は、検者用コントローラ又は被検者用コントローラに対する操作に基づいて制御される。以下では、被検者から見て左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とし、被検者から見て測定ヘッド１００の奥行き方向をＺ方向として説明する場合がある。

眼科検査装置１は、測定ヘッド１００と、制御装置２００とを含む。測定ヘッド１００には、上記の自覚検査や他覚測定を行うための光学系と移動機構系とが設けられている。制御装置２００は、測定ヘッド１００に対する制御と、検者用コントローラ又は被検者用コントローラに対する制御とを行う。

眼科検査装置１は、検眼用テーブル３を備える。検眼用テーブル３は、測定ヘッド１００の支持、及び検者用コントローラ又は被検者用コントローラの載置のための机である。検眼用テーブル３は、支持部４によって床の上に支持された状態で設置される。検眼用テーブル３の高さは、上下方向に調節可能である。

検眼用テーブル３には、支柱５が立設される。支柱５の先端部には、横アーム６の基端部が保持される。横アーム６の先端部には、測定ヘッド１００が吊り下げられている。例えば、支柱５は、アーム移動機構７により軸回り方向（矢印方向ｊ、矢印方向ｋ）に回動可能である。それにより、横アーム６は、軸回り方向に回動される。すなわち、測定ヘッド１００は、軸回り方向に回動される。従って、検眼用テーブル３の上方の検査空間から測定ヘッド１００を退避させることが可能になり、検眼用テーブル３上の空きスペースを利用して効率的に検査を進めることができるようになる。

アーム移動機構７は、アーム上下動機構として、支柱５の先端部を上下方向（矢印方向ｈ）に移動させるようにしてもよい。それにより、横アーム６は、上下方向に移動される。すなわち、測定ヘッド１００は、上下方向に移動される。アーム移動機構７は、アーム伸縮機構として、検眼用テーブル３から上方に突出する支柱５を伸縮させることにより横アーム６を上下方向に移動させてもよい。この場合でも、測定ヘッド１００を被検者の座高に合わせて上下したり、検眼用テーブル３の上方の検査空間から測定ヘッド１００を退避させたりすることが可能になる。

測定ヘッド１００を保管するための台を別途に設け、前述の回動や上下方向の移動により測定ヘッド１００を安定した位置に配置するようにしてもよい。この場合、測定ヘッド１００の重さに起因した横アーム６への継続的な負荷の低減が可能になる。

アーム移動機構７は、操作者による操作を受け、手動により軸回り方向や上下方向に横アーム６を移動させることが可能である。アーム移動機構７は、電気的な機構で横アーム６を移動させてもよい。この場合、アーム移動機構７を移動させるための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。

支持部４の側面には格納部９が設けられ、制御装置２００が格納される。なお、検眼用テーブル３の構成は、図１に示す構成に限定されるものではない。

〔測定ヘッド〕
測定ヘッド１００は、左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒを含む。左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒには、それぞれ検眼窓１３０Ｌ、１３０Ｒが形成されている。被検者の左眼（左被検眼）は、検眼窓１３０Ｌを通じて検査が行われる。被検者の右眼（右被検眼）は、検眼窓１３０Ｒを通じて検査が行われる。

図２に、実施形態に係る測定ヘッド１００の構成例のブロック図を示す。測定ヘッド１００は、移動機構系１１０と、左眼用検査ユニット１２０Ｌと、右眼用検査ユニット１２０Ｒとを含む。移動機構系１１０は、横アーム６に吊り下げられる。左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒは、移動機構系１１０により独立に又は連動して３次元的に移動される。左眼用検査ユニット１２０Ｌは、左被検眼の検査用の光学系を収容する。右眼用検査ユニット１２０Ｒは、右被検眼の検査用の光学系を収容する。

（移動機構系）
移動機構系１１０は、水平動機構１１１と、回動機構１１２Ｌ、１１２Ｒと、上下動機構１１３Ｌ、１１３Ｒとを含む。移動機構系１１０は、アーム移動機構７を更に含んでもよい。

水平動機構１１１は、回動機構１１２Ｌ、１１２Ｒ、上下動機構１１３Ｌ、１１３Ｒ、左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒを水平方向（横方向（Ｘ方向）、前後方向（Ｚ方向））に移動させる。それにより、被検眼の配置位置に応じて、検眼窓１３０Ｌ、１３０Ｒの水平方向の位置を調整することができる。水平動機構１１１は、例えば、パルスモータや送りネジなどを用いた公知の構成を備え、制御装置２００からの制御信号を受けて回動機構１１２Ｌ、１１２Ｒ等を水平方向に移動させる。水平動機構１１１は、操作者による操作を受け、前述の回動機構１１２Ｌ、１１２Ｒ等を水平方向に手動で移動させることも可能である。

回動機構１１２Ｌは、水平動機構１１１に連結された所定の第１軸を中心に上下動機構１１３Ｌ及び左眼用検査ユニット１２０Ｌを回動させる。第１軸は、略垂直方向の延びる軸であり、水平面に対して任意の角度で傾斜可能であってよい。回動機構１１２Ｌは、例えば、パルスモータや回動軸などを用いた公知の構成を備え、制御装置２００からの制御信号を受けて第１軸を中心に左眼用検査ユニット１２０Ｌ等を回動させる。回動機構１１２Ｌは、操作者による操作を受け、第１軸を中心に左眼用検査ユニット１２０Ｌ等を手動で回動させることも可能である。

回動機構１１２Ｒは、水平動機構１１１に連結された所定の第２軸を中心に上下動機構１１３Ｒ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒを回動させる。第２軸は、第１軸と同様に略垂直方向の延びる軸であり、水平面に対して任意の角度で傾斜可能であってよい。第２軸は、第１軸から所定の距離だけ離間した位置に配置された軸である。第１軸と第２軸との間の距離は、調整可能である。回動機構１１２Ｒは、回動機構１１２Ｌの回動に連動して右眼用検査ユニット１２０Ｒ等を回動させてもよいし、回動機構１１２Ｌの回動とは独立に右眼用検査ユニット１２０Ｒ等を回動させてもよい。回動機構１１２Ｒは、回動機構１１２Ｌと同様の公知の構成を備え、制御装置２００からの制御信号を受けて第２軸を中心に右眼用検査ユニット１２０Ｒ等を回動させる。回動機構１１２Ｒは、操作者による操作を受け、第２軸を中心に右眼用検査ユニット１２０Ｒ等を手動で回動させることも可能である。

回動機構１１２Ｌ、１１２Ｒにより左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒを回動させることにより、左眼用検査ユニット１２０Ｌと右眼用検査ユニット１２０Ｒとの向きを相対的に変更することが可能である。例えば、左眼用検査ユニット１２０Ｌと右眼用検査ユニット１２０Ｒとが、被検者の左右眼の眼球回旋点を中心にそれぞれ逆方向に回転される。それにより、被検眼を開散、輻輳させることができる。

上下動機構１１３Ｌは、左眼用検査ユニット１２０Ｌを上下方向（Ｙ方向）に移動させる。それにより、被検眼の配置位置に応じて、検眼窓１３０Ｌの高さ方向の位置を調整することができる。上下動機構１１３Ｌは、例えば、パルスモータや送りネジなどを用いた公知の構成を備え、制御装置２００からの制御信号を受けて左眼用検査ユニット１２０Ｌを上下方向に移動させる。上下動機構１１３Ｌは、操作者による操作を受け、左眼用検査ユニット１２０Ｌを上下方向に手動で移動させることも可能である。

上下動機構１１３Ｒは、右眼用検査ユニット１２０Ｒを上下方向に移動させる。それにより、被検眼の配置位置に応じて、検眼窓１３０Ｌの高さ方向の位置を調整することができる。上下動機構１１３Ｒは、上下動機構１１３Ｌによる移動に連動して右眼用検査ユニット１２０Ｒを移動させてもよいし、上下動機構１１３Ｌによる移動とは独立に右眼用検査ユニット１２０Ｒを移動させてもよい。上下動機構１１３Ｒは、上下動機構１１３Ｌと同様の公知の構成を備え、制御装置２００からの制御信号を受けて右眼用検査ユニット１２０Ｒを上下方向に移動させる。上下動機構１１３Ｒは、操作者による操作を受け、右眼用検査ユニット１２０Ｒを上下方向に手動で移動させることも可能である。

（各検査ユニットの構成）
左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒは、個別に動作可能である。

左眼用検査ユニット１２０Ｌは、第１視標呈示部１２２Ｌと、第１他覚測定部１２３Ｌと、第１撮影部１２４Ｌとを含む。第１視標呈示部１２２Ｌは、複数の視標を選択的に左被検眼に呈示する。第１他覚測定部１２３Ｌは、左被検眼の他覚屈折測定を行うために用いられる。第１撮影部１２４Ｌは、左被検眼の前眼部を撮影する。左眼用検査ユニット１２０Ｌには、左被検眼と後述の偏向部材ＰＬとの間に配置可能な複数の光学素子を選択的に左被検眼に適用する光学素子適用部が設けられていてもよい。

右眼用検査ユニット１２０Ｒは、第２視標呈示部１２２Ｒと、第２他覚測定部１２３Ｒと、第２撮影部１２４Ｒとを含む。第２視標呈示部１２２Ｒは、複数の視標を選択的に右被検眼に呈示する。第２他覚測定部１２３Ｒは、右被検眼の他覚屈折測定を行うために用いられる。第２撮影部１２４Ｒは、右被検眼の前眼部を撮影する。右眼用検査ユニット１２０Ｒには、右被検眼と後述の偏向部材ＰＲとの間に配置可能な複数の光学素子を選択的に右被検眼に適用する光学素子適用部が設けられていてもよい。

左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒには、図３に示すような光学系が収容されている。左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒは、その光学系を動作させることで、左被検眼ＥＬ及び右被検眼ＥＲのそれぞれに対して、視標呈示部を用いた自覚検査と他覚測定部及び撮影部を用いた他覚屈折測定とを実行するように構成されている。検者や被検者は、コントローラ等を適宜操作することにより検査を行う。

各検査ユニットに上記の光学素子適用部が設けられる場合、光学素子適用部は、複数の光学素子と駆動機構とを含む。複数の光学素子は、被検眼の視機能を検査するための各種レンズからなる集合であり、例えば、球面レンズ、円柱レンズ及びプリズムレンズのうち少なくとも１つを含む。複数の光学素子は、検眼パラメータの種別ごとに組分けされる。例えば、検眼パラメータの種別は、球面度数、乱視度数、乱視軸角度、加入度数、瞳孔間距離、プリズム度数及びプリズム基底方向のうち少なくとも１つを含む。検眼パラメータの種別ごとの組分けとして、球面度数の組は、複数の球面レンズを含み、それぞれ異なる球面度数の球面レンズにより構成される。乱視度数の組は、複数の円柱レンズを含み、それぞれ異なる乱視度数の円柱レンズにより構成される。なお、乱視度数の組は、更に乱視軸角度に合わせて回転可能となっていてもよい。加入度数の組は、挿脱可能なプラス度数の球面レンズやマイナス度数の球面レンズにより構成される。プリズム度数の組は、複数のプリズムレンズを含み、それぞれ異なるプリズム度数のプリズムレンズにより構成される。なお、プリズム度数の組は、更にプリズム基底方向に合わせて回転可能となっていてもよい。瞳孔間距離は、被検眼の瞳孔間距離に合わせて設定される検査条件である。瞳孔間距離は、左眼用検査ユニット１２０Ｌと右眼用検査ユニット１２０Ｒの一方又は双方が、水平方向（図１の矢印方向ｍ）にスライドすることにより設定される。

各検査ユニットに含まれる駆動機構は、複数の光学素子のそれぞれを検眼窓に配置させ、且つ、検眼窓から退避させることが可能に構成される。各駆動機構は、制御装置２００から制御信号を受けて光学素子を切り替える。それにより、球面度数、乱視度数、乱視軸角度、加入度数、瞳孔間距離、プリズム度数及びプリズム基底方向のうち少なくとも１つを切り替えて被検眼に適用することが可能である。

〔光学系の構成〕
図３に、測定ヘッド１００に収容された光学系の構成例を示す。図３は、左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒに収容された光学系の構成例のブロック図を表す。

左眼用検査ユニット１２０Ｌは、偏向部材ＰＬと、視標呈示光学系１０Ｌと、撮影光学系２０Ｌと、アライメント光学系３０Ｌ、３１Ｌと、レフ測定光学系４０Ｌと、ケラト測定光学系５０Ｌとを含む。左眼用検査ユニット１２０Ｌには、対物レンズ６０Ｌと、ビームスプリッタＢＳ１Ｌ～ＢＳ３Ｌとが設けられている。右眼用検査ユニット１２０Ｒは、偏向部材ＰＲと、視標呈示光学系１０Ｒと、撮影光学系２０Ｒと、アライメント光学系３０Ｒ、３１Ｒと、レフ測定光学系４０Ｒと、ケラト測定光学系５０Ｒとを含む。右眼用検査ユニット１２０Ｒには、対物レンズ６０Ｒと、ビームスプリッタＢＳ１Ｒ～ＢＳ３Ｒとが設けられている。左眼用検査ユニット１２０Ｌの光学系と右眼用検査ユニット１２０Ｒの光学系とは左右対称に構成されている。以下、特に指摘しない限り、左眼用検査ユニット１２０Ｌの光学系について説明することとする。

視標呈示光学系１０Ｌは、左被検眼ＥＬの眼底Ｅｆに視標を投影するための光学系である。視標呈示光学系１０Ｌは、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１１Ｌと、移動レンズ７０Ｌと、反射ミラーＭＬとを含む。ＬＣＤ１１Ｌは、検眼用の各種の視標（チャート）を表示する。ＬＣＤ１１Ｌには、風景チャートからなる固視標、視力検査用のランドルト環等の視力チャート、クロスシリンダテストチャート、乱視検査用の放射チャート、斜位検査用の十字チャート、レッドグリーンテストチャートなどの視標が選択的に表示される。視標呈示光学系１０Ｌには、ＬＣＤ１１Ｌに代えて、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などを利用した電子表示デバイスや、回転するガラス板等に描画された複数の視標のいずれかを光軸上に適宜配置するもの（ターレットタイプ）が設けられていてもよい。

移動レンズ７０Ｌは、視標呈示光学系１０Ｌの光軸方向に移動可能である。移動レンズ７０Ｌは、駆動機構７０ＤＬ（後述）により移動される。駆動機構７０ＤＬは、制御装置２００からの制御信号を受けて移動レンズ７０Ｌを移動させる。それにより、左被検眼ＥＬに付加される球面度を変更することが可能である。例えば、レフ測定時に左被検眼ＥＬの屈折力に応じた移動量だけ移動レンズ７０Ｌを光軸方向に移動させることにより、左被検眼ＥＬに対する固視雲霧を行うことができる。また、自覚検査時に、被検眼の遠点に相当する位置、近点に相当する位置、又はその中間の任意の位置に視標を呈示することができ、任意の検査距離で検査を行うことができる。

ＬＣＤ１１Ｌからの光は移動レンズ７０Ｌを通過し、反射ミラーＭＬにより反射される。反射ミラーＭＬにより反射された光は、ビームスプリッタＢＳ２Ｌを透過し、ビームスプリッタＢＳ１Ｌにより反射される。ビームスプリッタＢＳ１Ｌにより反射された光は、対物レンズ６０Ｌを通過し、偏向部材ＰＬにより左被検眼ＥＬの眼底Ｅｆに向けて偏向される。

視標呈示光学系１０Ｌには、左被検眼ＥＬの乱視度数及び乱視軸角度を矯正するためのＶＣＣレンズが設けられていてもよい。

撮影光学系２０Ｌは、左被検眼ＥＬの前眼部を撮影するための光学系である。撮影光学系２０Ｌは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）２１Ｌを含む。例えば図示しない前眼部照明系により左被検眼ＥＬの前眼部が照明されると、偏向部材ＰＬには、左被検眼ＥＬの前眼部からの反射光が入射する。偏向部材ＰＬは、反射光を対物レンズ６０Ｌに向けて偏向する。偏向部材ＰＬにより偏向された反射光は、対物レンズ６０Ｌを通過し、ビームスプリッタＢＳ１Ｌ、ＢＳ３Ｌを透過し、図示しないＣＣＤレンズ等によりＣＣＤ２１Ｌの受光面に結像される。また、撮影光学系２０Ｌは、レフ測定やケラト測定において左被検眼ＥＬに投影された測定光束の反射光を受光する受光系として機能する。

アライメント光学系３０Ｌは、左被検眼ＥＬに対する左眼用検査ユニット１２０Ｌの光学系のＸＹ方向のアライメントを行うための光学系である。アライメント光学系３０Ｌは、アライメント用の光束（平行光）を左被検眼ＥＬに投影する。アライメント用の光束は、ビームスプリッタＢＳ３Ｌにより反射され、ビームスプリッタＢＳ１Ｌを透過し、対物レンズ６０Ｌを通過して略平行光束とされ、偏向部材ＰＬにより左被検眼ＥＬの角膜に向けて偏向される。左被検眼ＥＬに投射されたアライメント用の光束の角膜による反射光は、入射経路と同じ経路で戻り、ビームスプリッタＢＳ３Ｌを通過し、撮影光学系２０ＬのＣＣＤ２１Ｌにより受光される。

アライメント光学系３１Ｌは、左被検眼ＥＬに対する左眼用検査ユニット１２０Ｌの光学系のＺ方向（或いは、ＸＹＺ方向）のアライメントを行うための光学系である。アライメント光学系３１Ｌは、互いに異なる２以上の方向から左被検眼ＥＬの前眼部を実質的に同時に撮影する２以上の撮影光学系を含む。以下、アライメント光学系３１Ｌは、２つの撮影光学系により左被検眼ＥＬを異なる２つの方向から撮影するものとする。各撮影光学系は、狭域カメラとして近赤外領域に高い感度を有するＣＣＤと、左被検眼ＥＬからの光をＣＣＤの受光面に結像させる結像レンズとを備えた赤外カメラを含む。各撮影光学系は、被検眼の前眼部（瞳孔や虹彩）だけではなく、被検眼の上瞼の少なくとも一部と下瞼の少なくとも一部を撮影可能である。これらの撮影光学系を用いて取得された互いに異なる２以上の方向からの前眼部の撮影画像に基づいて得られる視差からＺ方向（作動距離方向）のアライメントが行われる。

レフ測定光学系４０Ｌは、左被検眼ＥＬのレフ測定（他覚屈折測定、眼屈折力測定）を行うための光学系である。レフ測定光学系４０Ｌにより出射されたレフ測定用の光束は、ビームスプリッタＢＳ２Ｌにより反射され、ビームスプリッタＢＳ１Ｌにより反射され、対物レンズ６０Ｌを通過し、偏向部材ＰＬにより左被検眼ＥＬの眼底Ｅｆに向けて偏向される。左被検眼ＥＬに投射されたレフ測定用の光束の眼底からの反射光は、入射経路と同じ経路で戻り、ビームスプリッタＢＳ１Ｌ、ＢＳ３Ｌを透過し、撮影光学系２０ＬのＣＣＤ２１Ｌにより受光される。

ケラト測定光学系５０Ｌは、左被検眼ＥＬのケラト測定を行うための光学系である。例えば、ケラト測定光学系５０Ｌは、ケラトリング光源と、２つのリングパターンに対応した透光部が形成されたケラト板とを含む。ケラトリング光源からの光がケラト板を照明したとき、透光部を透過した光により２つのリングパターンが形成される。形成された２つのリングパターンは、偏向部材ＰＬにて偏向され左被検眼ＥＬの角膜に投影される。左被検眼ＥＬの角膜からの反射光は偏向部材ＰＬにより偏向され、対物レンズ６０Ｌを通過し、ビームスプリッタＢＳ１Ｌ、ＢＳ３Ｌを透過し、図示しないＣＣＤレンズ等によりＣＣＤ２１Ｌの受光面にリング状の像として結像される。

測定ヘッド１００は、後述の制御系の制御により、左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒのそれぞれの光学系のアライメント、他覚測定、自覚検査などを自動的に実行するようになっている。測定ヘッド１００は、更に、両眼バランステストを自動的に実行するようにしてもよい。自覚検査においては、他覚測定にて得られた値（他覚値）が利用される。特に、自覚検査のうちのクロスシリンダテストにおいては、他覚検査にて得られた乱視度数及び乱視軸角度が利用される。

〔制御系〕
次に、図４～図６を参照しながら、実施形態の眼科検査装置１の制御系について説明する。図４に示すブロック図は、眼科検査装置１の制御系の主要部分の概略構成を表している。図５に示すブロック図は、図４の演算部２１０の主要部分の概略構成を表している。図６に示すブロック図は、図５の角膜形状算出部３２０の主要部分の概略構成を表している。図４～図６において、図１～図３と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

眼科検査装置１の制御系は、図４に示すように、装置各部を制御する制御装置２００を中心に構成されている。制御装置２００は、例えば、格納部９に格納されている。制御装置２００は、制御部２０１と、記憶部２０２とを含む。

記憶部２０２には、後述する処理を実行するための制御プログラムを含む眼科検査用のコンピュータプログラムや、ＬＣＤ１１Ｌ、１１Ｒに表示される視標パターンの画像データなどが記憶されている。また、記憶部２０２には、被検眼の前眼部の画像、レフ測定結果、ケラト測定結果などが保存される。被検眼の前眼部の画像は、撮影光学系２０Ｌ、２０Ｒを用いて取得された前眼部の画像と、アライメント光学系３１Ｌ、３１Ｒを用いて取得された前眼部の画像とを含む。前眼部の画像は、左被検眼ＥＬの前眼部の画像と、右被検眼ＥＲの前眼部の画像とを含む。制御部２０１は、記憶部２０２に記憶されたコンピュータプログラムを読み出し、記憶部２０２に記憶された画像データなどを参照しつつコンピュータプログラムを順次に実行する。このような制御部２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算制御用プロセッサを含む。

眼科検査装置１にはコンピュータ装置（図示せず）が接続されていてもよい。この場合、コンピュータ装置は、眼科検査装置１のコンソールとして用いられるとともに、眼科検査装置１による検査結果を蓄積して管理するために用いられる。なお、このコンピュータ装置のＣＰＵや記憶装置を制御装置２００として構成することも可能である。

制御装置２００（制御部２０１）は、左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒの動作制御を行う。具体的には、制御装置２００は、左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒを水平動させる水平動機構１１１を制御する。制御装置２００は、左眼用検査ユニット１２０Ｌを回動させる回動機構１１２Ｌと、左眼用検査ユニット１２０Ｌを上下動させる上下動機構１１３Ｌとをそれぞれ制御する。同様に、制御装置２００は、右眼用検査ユニット１２０Ｒを回動させる回動機構１１２Ｒと、右眼用検査ユニット１２０Ｒを上下動させる上下動機構１１３Ｒとをそれぞれ制御する。制御装置２００は、横アーム６を上下動させたり回動させたりするアーム移動機構７を制御するようにしてもよい。

制御装置２００（制御部２０１）は、左眼用検査ユニット１２０Ｌ及び右眼用検査ユニット１２０Ｒに収容された光学系の動作を制御する。制御装置２００は、例えば、ＬＣＤ１１Ｌ、１１Ｒの表示制御、移動レンズ７０Ｌ、７０Ｌのそれぞれを光軸方向に移動させる駆動機構７０ＤＬ、７０ＤＲの動作制御などを実行する。ＬＣＤ１１Ｌ、１１Ｒの表示制御には、視標の切り替え制御、視標の点灯制御、視標の消灯制御等がある。

制御装置２００は、ＣＣＤ２１Ｌ、２１Ｒによる受光制御、アライメント光学系３０Ｌ、３１Ｌ、３０Ｒ、３１Ｒ、レフ測定光学系４０Ｌ、４０Ｒ、ケラト測定光学系５０Ｌ、５０Ｒなどの動作制御などを実行する。アライメント光学系３０Ｌにより左被検眼ＥＬに投影されたスポット光の像の位置と左被検眼ＥＬの瞳孔中心の位置とのずれがキャンセルされるように、左被検眼ＥＬに対する左眼用検査ユニット１２０Ｌの光学系のＸＹ方向のアライメントを行うことが可能である。アライメント光学系３０Ｒも同様に、右被検眼ＥＲに対する右眼用検査ユニット１２０Ｒの光学系のＸＹ方向のアライメントを行うことが可能である。アライメント光学系３１Ｌを用いて取得された互いに異なる２以上の方向からの左被検眼ＥＬの前眼部の撮影画像に基づいて得られる視差からＺ方向のアライメントを行うことが可能である。アライメント光学系３１Ｒも同様に、互いに異なる２以上の方向からの右被検眼ＥＲの前眼部の撮影画像に基づいて得られる視差からＺ方向のアライメントを行うことが可能である。レフ測定光学系４０Ｌ、４０Ｒの動作制御には、レフ測定用の光束を出射する測定用光源の制御などがある。ケラト測定光学系５０Ｌ、５０Ｒの動作制御には、ケラトリング光源の制御などがある。

各検査ユニットに光学素子適用部が設けられる場合、制御装置２００（制御部２０１）は、複数の光学素子を選択的に左被検眼ＥＬ及び右被検眼ＥＲの少なくとも一方に適用するための駆動機構の制御などを実行する。

制御装置２００（制御部２０１）は、演算部２１０を制御する。

図６に示すように、演算部２１０は、眼屈折力算出部３１０と、角膜形状算出部３２０とを含む。

眼屈折力算出部３１０は、左眼用検査ユニット１２０Ｌを用いた眼屈折力測定及び右眼用検査ユニット１２０Ｒを用いた眼屈折力測定のそれぞれについて、眼屈折力値を求める。角膜形状算出部３２０は、左眼用検査ユニット１２０Ｌを用いた角膜形状測定及び右眼用検査ユニット１２０Ｒを用いた角膜形状測定のそれぞれについて、角膜形状情報を求める。

以下、眼屈折力算出部３１０及び角膜形状算出部３２０の動作は、左被検眼ＥＬ及び右被検眼ＥＲのそれぞれについて同様であるため、左被検眼ＥＬ及び右被検眼ＥＲのいずれか一方について説明する。

眼屈折力算出部３１０は、左眼用検査ユニット１２０Ｌ（右眼用検査ユニット１２０Ｒ）を用いた眼屈折力測定（他覚屈折測定）による測定結果に基づいて左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）の眼屈折力値（他覚値）を求める。眼屈折力算出部３１０は、例えば、レフ測定光学系４０Ｌ（４０Ｒ）により眼底Ｅｆに投影されたリング状の測定光束をＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）により受光することにより取得されたリング像の形状を公知の手法で解析することにより眼屈折力値を求める。

具体的には、眼屈折力算出部３１０は、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）による受光結果に基づいて取得された被検眼Ｅの眼底像に描出されたパターン光の戻り光に基づくリング像（パターン像）を解析する。

例えば、眼屈折力算出部３１０は、取得された受光像（眼底像）の輝度分布を求め、求められた輝度分布からリング像の重心位置を求める。更に、眼屈折力算出部３１０は、求められた重心位置から放射状に延びる複数の走査方向に沿った輝度分布を求め、この輝度分布からリング像を特定する。続いて、眼屈折力算出部３１０は、特定されたリング像の近似楕円を求め、この近似楕円の長径及び短径を公知の式に代入することによって球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視軸角度Ａを求める。いくつかの実施形態では、眼屈折力値として等価球面度数ＳＥ（＝Ｓ＋Ｃ／２）が算出される。

いくつかの実施形態では、眼屈折力算出部３１０は、基準パターンに対するリング像の変形及び変位に基づいて、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視軸角度Ａ、又は等価球面度数ＳＥを求める。

角膜形状算出部３２０は、左眼用検査ユニット１２０Ｌ（右眼用検査ユニット１２０Ｒ）を用いた角膜形状測定による測定結果に基づいて左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）の角膜形状を表す角膜形状情報を求める。角膜形状算出部３２０は、例えば、ケラト測定光学系５０Ｌ（５０Ｒ）により被検眼の角膜に投影された２つのリングパターンの戻り光をＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）により受光することにより取得されたリングパターン像に対して所定の演算処理を施す。それにより、２つのリングパターン上の２つの位置における角膜の形状を表すパラメータを他覚値として算出することが可能である。

更に、角膜形状算出部３２０は、算出された２つの位置の外挿位置におけるパラメータを推定することが可能である。これにより、リングパターン像の形状がほぼ正円である場合（すなわち、角膜の形状がほぼ正常である場合）に、２つのリングパターンを投影することにより角膜の広い範囲におけるパラメータを求めることができる。それにより、角膜の形状を広範囲にわたって高精度に特定することが可能になる。

また、角膜形状算出部３２０は、角膜における基準位置（例えば、角膜中心位置又はアライメント基準位置）を中心とする２以上の経線のそれぞれについて、上記の２つの位置の外挿位置のパラメータを推定することが可能である。角膜形状算出部３２０は、推定された２以上の外挿位置のパラメータを所定の関数で近似し、近似された所定の関数を用いて上記の２以上の経線と異なる経線上の所定の位置におけるパラメータを推定することが可能である。これにより、リングパターン像の形状が非正円である場合（すなわち、角膜の形状が異常である場合）に、２つのリングパターンを投影することにより角膜の広い範囲におけるパラメータを求めることができる。それにより、角膜の形状を広範囲にわたって高精度に特定することが可能になる。

このような角膜形状算出部３２０は、図６に示すように、像特定部３２１、像高特定部３２２、形状情報算出部３２３、第１フィッティング処理部３２４、第１推定部３２５、第２フィッティング処理部３２６、及び第２推定部３２７を含む。

像特定部３２１は、２つのリングパターンが投影された角膜からの戻り光の受光結果に基づいて、２つのリングパターン像を特定する。例えば、像特定部３２１は、角膜からの戻り光の受光結果に基づいて取得された受光像（前眼部像）の輝度分布を求め、求められた輝度分布から２つのリングパターン像の内側の位置（重心位置、中心位置）を求める。像特定部３２１は、求められた２つのリングパターン像の内側の位置から放射状に延びる複数の走査方向に沿った輝度分布を求め、この輝度分布から２つのリングパターン像を特定する。

像高特定部３２２は、像特定部３２１により特定された２つのリングパターン像のそれぞれの像高を特定する。例えば、像高特定部３２２は、ケラト測定光学系５０Ｌ（５０Ｒ）の光軸（対物レンズ６０Ｌ（６０Ｒ）の光軸）を基準にリングパターン像のＹ方向（上下方向）の高さを像高（リングパターン像の半径に相当する高さ）として特定する。いくつかの実施形態では、受光像におけるケラト測定光学系５０Ｌ（５０Ｒ）の光軸の位置は、特定された２つのリングパターン像の内側の位置（重心位置、中心位置）に略一致する。この場合、像高特定部３２２は、特定された２つのリングパターン像の内側の位置を基準にリングパターン像のＹ方向（上下方向）の高さを像高として特定する。

形状情報算出部３２３は、像高特定部３２２により特定された像高を用いて角膜の形状を表す形状情報を算出する。

図７に、実施形態に係る形状情報算出部３２３の動作説明図を示す。図７は、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）による受光結果に基づいて取得されたリングパターン像をＸＹ平面上に模式的に表したものである。図７では、像高の基準となる光軸Ｏを図示するため、便宜的に対物レンズ６０Ｌ（６０Ｒ）が図示されている。

角膜の中央部の形状が略円形形状であると仮定すると、大きさが既知のリングパターンが投影された角膜からの戻り光に基づいて形成されるリングパターン像の像高ｈは、角膜の表面の曲率半径Ｒの関数として表される。例えば、無限遠から入射角（２×θ）で投影されたリングパターン光束の戻り光が平行光束として対物レンズ６０Ｌ（６０Ｒ）に戻る場合、角膜とリングパターン光束との交点（接平面Ｓｐ）の傾きｄＸ／ｄＹは、次の式（１）のように表される。

従って、ｄＸ／ｄＹは曲率半径Ｒによらず一定となり、像高ｈを特定することにより曲率半径Ｒを求めることができる（θは既知）。

いくつかの実施形態では、形状情報算出部３２３は、像高特定部３２２により特定された像高ｈを用いて、リングパターン像上の位置における角膜形状情報としての曲率半径Ｒを式（１）から算出する。形状情報算出部３２３は、２つのリングパターン像上のそれぞれの位置における角膜形状情報としての曲率半径Ｒを算出する。

いくつかの実施形態では、形状情報算出部３２３は、２つのリングパターン像のそれぞれについて、次のように角膜形状情報を算出する。すなわち、曲率半径が既知の模型眼を用いて、大きさが既知の複数種類のリングパターンを投影したときの接平面Ｓｐの傾きｄＸ／ｄＹを事前に求めておく。形状情報算出部３２３は、リングパターン像毎に像高特定部３２２により特定された像高ｈを用いて接平面の傾きｄＸ／ｄＹを求めることで、測定対象の角膜の断面形状の微分カーブを表す情報を求める。形状情報算出部３２３は、求められた角膜の断面形状の微分カーブを表す情報を積分することにより、角膜の断面形状を表す情報を算出する。

第１フィッティング処理部３２４は、形状情報算出部３２３により算出されたリングパターン像上の位置と当該位置における曲率半径（角膜形状情報）とを、角膜の基準位置からの距離を変数として非球面を表す関数にフィッティングする。非球面の例として、コーニック面、バイコーニック面、チェビシェフ多項式面などがある。

以下では、第１フィッティング処理部３２４が、コーニック面を表す関数にフィッティングする場合について説明する。すなわち、第１フィッティング処理部３２４は、形状情報算出部３２３により算出された２つのリングパターン像上の２つの位置と当該２つの位置における２つの曲率半径とを、角膜の基準位置からの距離を変数としてコーニック面を表す関数にフィッティングする。

図８Ａ及び図８Ｂに、実施形態に係る第１フィッティング処理部３２４及び第１推定部３２５の動作説明図を示す。図８Ａは、２つのリングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２上の２つの位置Ｘ１、Ｘ２と外挿位置Ｘ３とを模式的に表したものである。図８Ｂは、第１フィッティング処理部３２４によりフィッティングされるコーニック面を模式的に表したものである。

図８Ａに示すように、形状情報算出部３２３は、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２と角膜の基準位置Ｏ１を通る直線との交点である２つの位置Ｘ１、Ｘ２における曲率半径ｒ１、ｒ２を求める。第１フィッティング処理部３２４は、直線上の外挿位置Ｘ３における曲率半径ｒ３を推定するために、コーニック面を表す関数を用いて角膜の表面を近似する。

コーニック面における基準位置Ｏ１からの距離ｘに対する像高ｈを表す関数ｈ（ｘ）は、次の式（２）のように表される。関数ｈ（ｘ）は、コーニック面を表す関数である。

式（２）において、ｋはコーニック定数を表し、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８は非球面係数を表し、
ｒ_０は基準位置Ｏ１における曲率半径を表す。第１フィッティング処理部３２４は、２つの位置Ｘ１、Ｘ２における曲率半径ｒ１、ｒ２を最小二乗法でフィッティングすることにより、コーニック定数（ｋ）、非球面係数（Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８）、基準位置Ｏ１における曲率半径（ｒ_０）を求める。

具体的には、第１フィッティング処理部３２４は、式（３）が最小になるように、コーニック定数（ｋ）、非球面係数（Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８）、基準位置Ｏ１における曲率半径（ｒ_０）を求める。式（３）において、ｎはリングパターン像の数を表し、ｒ_ｉは距離ｘ_ｉにおける像高ｈ_ｉから求められる曲率半径を表す。

コーニック面を表す関数が式（２）のように表される場合、第１フィッティング処理部３２４は、式（４）～式（８）を解くことにより、コーニック定数（ｋ）、非球面係数（Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８）、基準位置Ｏ１における曲率半径（ｒ_０）を求める。

図８Ｂに示すコーニック面ＣＭにおける基準位置Ｏ１からの距離ｘに対する曲率半径ｒを表す関数ｒ（ｘ）は、上記のように求められた式（２）を変形することで得られる。関数ｒ（ｘ）を用いて、基準位置Ｏ１からの所望の距離における曲率半径ｒを求めることが可能である。

第１推定部３２５は、２つの位置Ｘ１、Ｘ２の外挿位置Ｘ３（図８Ｂ参照）における曲率半径ｒ３（角膜形状情報）を推定する。第１フィッティング処理部３２４により求められたコーニック定数、非球面係数及び曲率半径により特定される関数ｒ（ｘ）は、図８Ｂに示すように、コーニック面ＣＭに対応する。コーニック面ＣＭに対応する関数（ｒ）を用いることで、基準位置Ｏ１から任意の距離の位置における曲率半径を求めることができる。第１推定部３２５は、関数ｒ（ｘ）を用いて外挿位置Ｘ３における曲率半径を算出し、算出された曲率半径ｒ３を外挿位置Ｘ３における曲率半径として推定する。

角膜の形状がほぼ正常である場合、リングパターン像は略正円となる。それにより、外挿位置Ｘ３において推定された曲率半径をそのまま用いることができる。

角膜の形状が異常である場合、リングパターン像は非正円となる。この場合、複数の外挿位置において推定された複数の曲率半径を所定の関数（例えば、三角関数）でフィッティングし、得られた関数を用いて他の位置における曲率半径を推定することが可能である。

図９Ａ及び図９Ｂに、実施形態に係る第２フィッティング処理部３２６及び第２推定部３２７の動作説明図を示す。図９Ａは、角膜の基準位置Ｏ１を中心とする複数の経線上の複数の外挿位置Ｘ３－１、Ｘ３－２、・・・を模式的に表したものである。図９Ｂは、第２フィッティング処理部３２６によりフィッティングされる三角関数を模式的に表したものである。

形状情報算出部３２３は、角膜の基準位置Ｏ１を中心とする複数の経線のそれぞれについて、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２と経線との交点である２つの位置（例えば、位置Ｘ１－１、Ｘ２－１）における曲率半径（例えば、ｒ１－１、ｒ２－１）を求める。リングパターン像と経線との交点における曲率半径については、図８Ａと同様に求められる。これにより、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２と２つの位置Ｘ１－１、Ｘ２－１を通る経線との交点における曲率半径ｒ１－１、ｒ２－１、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２と２つの位置Ｘ１－２、Ｘ２－２を通る経線との交点における曲率半径ｒ１－２、ｒ２－２、・・・、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２と２つの位置Ｘ１－Ｎ（Ｎは経線の総数）、Ｘ２－Ｎを通る経線との交点における曲率半径ｒ１－Ｎ、ｒ２－Ｎが得られる。

続いて、第１フィッティング処理部３２４は、複数の経線のそれぞれについて、求められた曲率半径を、経線上の外挿位置Ｘ３－１、Ｘ３－２、・・・、Ｘ３－Ｎを推定するためのコーニック面を表す関数にフィッティングする。第１フィッティング処理部３２４は、上記したように、各経線について求められたコーニック面を表す関数ｈ（ｘ）からコーニック面ＣＭにおける基準位置Ｏ１からの距離ｘに対する曲率半径ｒを表す関数ｒ（ｘ）を求める。第１推定部３２５は、経線毎に、求められた関数ｒ（ｘ）を用いて経線上の外挿位置における曲率半径を求めることで、外挿位置Ｘ３－１、Ｘ３－２、・・・、Ｘ３－Ｎにおける曲率半径ｒ３－１、ｒ３－２、・・・、ｒ３－Ｎを取得する（図９Ａ）。

第２フィッティング処理部３２６は、第１推定部３２５により得られた複数の経線上の外挿位置Ｘ３－１、Ｘ３－２、・・・、Ｘ３－Ｎにおける曲率半径ｒ３－１、ｒ３－２、・・・、ｒ３－Ｎを、経線の角度を変数として周期関数にフィッティングする。周期関数の例として、三角関数などがある。第２フィッティング処理部３２６は、第１推定部３２５により求められた２以上の外挿位置Ｘ３－１～Ｘ３－Ｎと、当該２以上の外挿位置における２以上の曲率半径ｒ３－１～ｒ３－Ｎとを、経線の角度を変数として三角関数にフィッティングする。

第２フィッティング処理部３２６は、第１フィッティング処理部３２４と同様に、２以上の外挿位置における曲率半径を最小二乗法でフィッティングすることにより、三角関数を表す公知の式の係数、位相、定数を求めることが可能である。

第２推定部３２７は、第２フィッティング処理部３２６により求められた三角関数を用いて、強主経線、弱主経線、及び軸角度を推定する。例えば、図９Ｂに示すような三角関数が求められた場合、第２推定部３２７は、曲率半径の最大値を強主経線と推定し、曲率半径の最小値を弱主経線と推定し、曲率半径が最小値となる経線の角度を軸角度と推定する。これにより、２つのリングパターンを角膜に投影することにより角膜の広い範囲で角膜の形状を特定し、角膜の乱視状態を高精度に特定することが可能になる。

以上のような構成を有する演算部２１０は、記憶部２０２又は図示しない記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを読み出し、記憶部に記憶されたデータなどを参照しつつコンピュータプログラムを順次に実行することにより以下の機能を実現する。このような演算部２１０は、ＣＰＵ等の演算制御用プロセッサを含む。

制御装置２００は、以上のような制御の他に、眼科検査装置１のあらゆる動作制御やデータ処理を実行する。

制御装置２００は、検者用コントローラ２５０と被検者用コントローラ２６０とそれぞれ有線又は無線の通信路を介して接続可能である。制御装置２００は、検者用コントローラ２５０や被検者用コントローラ２６０に対する操作内容に対応した操作信号を受けて、眼科検査装置１の各部を制御する。制御装置２００は、操作画面や測定を行うための各種情報などを検者用コントローラ２５０や被検者用コントローラ２６０の表示部に表示させることが可能である。

制御装置２００や演算部２１０は、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含んで構成されていてもよい。演算部２１０は、制御装置２００に含まれていてもよい。

なお、前述の光学系を用いたアライメントの動作原理、自覚検査の測定原理などは既に公知であるので、詳細な説明は省略する。

第１視標呈示部１２２Ｌの機能は、左眼用検査ユニット１２０Ｌに含まれる視標呈示光学系１０Ｌにより実現される。第２視標呈示部１２２Ｒの機能は、右眼用検査ユニット１２０Ｒに含まれる視標呈示光学系１０Ｒにより実現される。第１他覚測定部１２３Ｌの機能は、左眼用検査ユニット１２０Ｌに含まれるレフ測定光学系４０Ｌやケラト測定光学系５０Ｌにより実現される。第２他覚測定部１２３Ｒの機能は、右眼用検査ユニット１２０Ｒに含まれるレフ測定光学系４０Ｒやケラト測定光学系５０Ｒにより実現される。

制御装置２００及び演算部２１０は、実施形態に係る「眼科情報処理装置」の一例である。眼科検査装置１は、実施形態に係る「眼科装置」の一例である。ケラト測定光学系５０Ｌ、５０Ｒ、像特定部３２１、像高特定部３２２、及び形状情報算出部３２３は、実施形態に係る「取得部」の一例である。第１推定部３２５、又は、第１推定部３２５及び第２推定部３２７は、実施形態に係る「推定部」の一例である。レフ測定光学系４０Ｌ、４０Ｒは、実施形態に係る「屈折力測定光学系」の一例である。ケラト測定光学系５０Ｌ、５０Ｒは、実施形態に係る「角膜形状測定光学系」の一例である。形状情報算出部３２３は、実施形態に係る「角膜形状情報算出部」の一例である。

［動作例］
次に、実施形態に係る眼科検査装置１の動作について説明する。

図１０～図１２に、眼科検査装置１の動作例のフロー図を示す。図１０は、眼科検査装置１の全体的な動作例のフローを表す。図１１は、図１０のステップＳ２において取得されるリングパターン像が略正円である場合の具体的な動作例のフローを表す。図１２は、図１０のステップＳ２において取得されるリングパターン像が非正円である場合の具体的な動作例のフローを表す。

図１０～図１２は、特に言及しない限り左被検眼ＥＬに対する検査フローを表すが、右被検眼ＥＲに対する検査フローも左被検眼ＥＬに対する検査フローと同様である。いくつかの実施形態では、左被検眼ＥＬに対する検査フローの少なくとも一部が、右被検眼ＥＲに対する検査フローの少なくとも一部と同時に実行される。記憶部２０２には、図１０～図１２に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。制御部２０１（制御装置２００）は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図１０～図１２に示す処理を実行する。

（Ｓ１：アライメント）
制御部２０１は、左右眼についてアライメント制御を実行する。すなわち、制御部２０１は、アライメント光学系３０Ｌを用いて左被検眼ＥＬに対する左眼用検査ユニット１２０Ｌの光学系のＸＹ方向のアライメントを実行する。また、制御部２０１は、アライメント光学系３０Ｒを用いて右被検眼ＥＲに対する右眼用検査ユニット１２０Ｒの光学系のＸＹ方向のアライメントを実行する。

続いて、制御部２０１は、アライメント光学系３１Ｌを用いて取得された２つの被検眼画像に基づいて左被検眼ＥＬに対する左眼用検査ユニット１２０Ｌの光学系のＺ方向のアライメントを実行する。また、制御部２０１は、アライメント光学系３１Ｒを用いて取得された２つの被検眼画像に基づいて右被検眼ＥＲに対する右眼用検査ユニット１２０Ｒの光学系のＺ方向のアライメントを実行する。

（Ｓ２：角膜形状測定）
次に、制御部２０１は、角膜形状測定を実行する。ステップＳ２については後述する。

制御部２０１では、ステップＳ２において算出された角膜形状情報が記憶部２０２に記憶される。制御部２０１からの指示、又は図示しない操作部に対するユーザの操作若しくは指示により、眼科検査装置１の動作はステップＳ３に移行する。

（Ｓ３：眼屈折力測定）
続いて、制御部２０１は、屈折力測定を実行する。

眼屈折力測定では、制御部２０１は、前述のように眼屈折力測定のためのリング状の測定パターン光束を左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）に投射させる。左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）の測定パターン光束の戻り光に基づくリング像がＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）の撮像面に形成される。制御部２０１は、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）により検出された眼底Ｅｆからの戻り光に基づくリング像を取得できたか否かを判定する。例えば、制御部２０１は、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）により検出された戻り光に基づく像のエッジの位置（画素）を検出し、像の幅（外径と内径との差）が所定値以上であるか否かを判定する。或いは、制御部２０１は、所定の高さ（リング径）以上の点（像）に基づいてリングを形成できるか否かを判定することにより、リング像を取得できたか否かを判定してもよい。

リング像を取得できたと判定されたとき、眼屈折力算出部３１０は、左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）に投射された測定パターン光束の戻り光に基づくリング像を公知の手法で解析する。制御部２０１は、ＬＣＤ１１Ｌ（１１Ｒ）を更に雲霧位置に移動させた後、本測定としてリング像を再び取得させる。制御部２０１は、前述と同様に得られたリング像の解析結果から球面度数、乱視度数及び乱視軸角度（眼屈折力値）を眼屈折力算出部３１０に算出させる。

制御部２０１では、眼屈折力値などが記憶部２０２に記憶される。制御部２０１からの指示、又は図示しない操作部に対するユーザの操作若しくは指示により、眼科検査装置１の動作はステップＳ４に移行する。

リング像を取得できないと判定されたとき、制御部２０１は、強度屈折異常眼である可能性を考慮して、図示しない合焦レンズをあらかじめ設定したステップでマイナス度数側（例えば－１０Ｄ）、プラス度数側（例えば＋１０Ｄ）へ移動させることが可能である。制御部２０１は、各位置でリング像を検出させる。それでもリング像を取得できないと判定されたとき、制御部２０１は、所定の測定エラー処理を実行する。このとき、眼科検査装置１の動作はステップＳ４に移行してもよい。制御部２０１では、眼屈折力測定結果が得られなかったことを示す情報が記憶部２０２に記憶される。

（Ｓ４：自覚検査）
次に、制御部２０１は、自覚検査を実行する。

具体的には、制御部２０１は、ステップＳ２及びステップＳ３における他覚測定の結果に応じた位置に移動レンズ７０Ｌ（７０Ｒ）を移動させると共に、ＬＣＤ１１Ｌ（１１Ｒ）に自覚検査用の視標を表示させる。このとき、制御部２０１は、他覚測定で得られた被検眼Ｅの乱視状態（乱視度数、乱視軸角度）に基づいて、この乱視状態が矯正されるように光学系を制御することが可能である。例えば、ＶＣＣレンズを制御することにより乱視状態を矯正することができる。

検者又は制御部２０１により視標が選択されると、制御部２０１は、ＬＣＤ１１Ｌ（１１Ｒ）を駆動し、所望の視標を表示させる。この視標からの光は、眼底Ｅｆに投影される。

被検者は、眼底Ｅｆに投影された視標に対する応答を行う。例えば、視力表の場合には、被検者の応答により被検眼の視力値が決定される。例えば、乱視検査の場合には、ドットチャートが表示され、被検者の応答により左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）の乱視度数が決定される。視標の選択とそれに対する被検者の応答が、検者又は制御部２０１の判断により繰り返し行われる。検者又は制御部２０１は、被検者からの応答に基づいて視力値或いは処方値（Ｓ、Ｃ、Ａ）を決定する。

以上で、眼科検査装置１の動作は終了する（エンド）。

図１０のステップＳ２において取得されるリングパターン像が略正円である場合、角膜形状算出部３２０は、ステップＳ２において図１１に示すフローに従って動作する。

（Ｓ１１：リングパターンを投影）
例えば、制御部２０１は、角膜形状測定用の固視標をＬＣＤ１１Ｌ（１１Ｒ）に表示させる。その後、制御部２０１は、ケラトリング光源を点灯させる。ケラトリング光源から光が出力されると、左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）の角膜に２つのリングパターンが投射される。

（Ｓ１２：戻り光を検出）
ステップＳ１１において角膜に投影された２つのリングパターンの戻り光は、撮影光学系２０Ｌ（２０Ｒ）のＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）の撮像面で結像する。制御部２０１は、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）を制御することにより、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）の撮像面で形成された受光像を取得する。

（Ｓ１３：リングパターン像を特定）
次に、制御部２０１は、ステップＳ１２において取得された受光像に描出された２つのリングパターン像を、上記のように像特定部３２１に特定させる。

（Ｓ１４：像高を特定）
続いて、制御部２０１は、ステップＳ１３において特定されたリングパターン像の像高を、上記のように像高特定部３２２に特定させる。

（Ｓ１５：曲率半径を算出）
次に、制御部２０１は、ステップＳ１４において特定された像高から角膜形状情報としての曲率半径を、上記のように形状情報算出部３２３に算出させる。

（Ｓ１６：コーニック面に近似）
その後、制御部２０１は、第１フィッティング処理部３２４を制御することにより、ステップＳ１５において曲率半径が算出されたリングパターン像の位置と算出された曲率半径とを、上記のようにコーニック面を表す関数にフィッティングさせる。

（Ｓ１７：外挿位置の曲率半径を推定）
次に、制御部２０１は、ステップＳ１６において求められたコーニック面を表す関数を用いて、第１推定部３２５に外挿位置における曲率半径を推定させる。以上で、図１０のステップＳ２の処理は終了である（エンド）。

以上のように、角膜形状算出部３２０は、左被検眼ＥＬ及び右被検眼ＥＲのそれぞれについて、角膜形状を表す情報を算出する。すなわち、角膜形状算出部３２０は、左被検眼ＥＬ及び右被検眼ＥＲのそれぞれについて、２つのリングパターン像上の位置における曲率半径（角膜形状情報）を算出し、当該２つの位置の外挿位置における曲率半径を推定する。

図１０のステップＳ２において取得されるリングパターン像が非正円である場合、角膜形状算出部３２０は、ステップＳ２において図１２に示すフローに従って動作する。

（Ｓ２１：リングパターンを投影）
例えば、制御部２０１は、角膜形状測定用の固視標をＬＣＤ１１Ｌ（１１Ｒ）に表示させる。その後、制御部２０１は、ステップＳ１１と同様に、ケラトリング光源を点灯させる。それにより、左被検眼ＥＬ（右被検眼ＥＲ）の角膜に２つのリングパターンが投射される。

（Ｓ２２：戻り光を検出）
制御部２０１は、ステップＳ１２と同様に、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）を制御することにより、ＣＣＤ２１Ｌ（２１Ｒ）の撮像面で形成された受光像を取得する。

（Ｓ２３：リングパターン像を特定）
次に、制御部２０１は、ステップＳ１３と同様に、ステップＳ２２において取得された受光像に描出された２つのリングパターン像を像特定部３２１に特定させる。

（Ｓ２４：像高を特定）
続いて、制御部２０１は、ステップＳ１４と同様に、所定の経線について、ステップＳ２３において特定されたリングパターン像の像高を像高特定部３２２に特定させる。

（Ｓ２５：曲率半径を算出）
次に、制御部２０１は、ステップＳ１５と同様に、ステップＳ２４において特定された像高から角膜形状情報としての曲率半径を形状情報算出部３２３に算出させる。

（Ｓ２６：コーニック面に近似）
その後、制御部２０１は、ステップＳ１６と同様に、第１フィッティング処理部３２４を制御することにより、ステップＳ２５において曲率半径が算出されたリングパターン像の位置と当該曲率半径とを、コーニック面を表す関数にフィッティングさせる。

（Ｓ２７：外挿位置の曲率半径を推定）
次に、制御部２０１は、ステップＳ１７と同様に、ステップＳ２６において求められたコーニック面を表す関数を用いて、第１推定部３２５に外挿位置における曲率半径を推定させる。

（Ｓ２８：次の経線？）
続いて、制御部２０１は、次の経線（現在の経線に対して角膜の中心位置を中心に所定の角度だけ回転させた経線）について、リングパターン像上の曲率半径の算出と、外挿位置における曲率半径の推定とを行うか否かを判定する。

例えば、制御部２０１は、外挿位置における曲率半径の推定数があらかじめ決められた数に達したか否かを判定することにより、次の経線についてリングパターン像上の曲率半径の算出と外挿位置における曲率半径の推定とを行うか否かを判定する。例えば、制御部２０１は、次の処理対象の経線の角度があらかじめ決められた角度に達したか否かを判定することにより、次の経線についてリングパターン像上の曲率半径の算出と外挿位置における曲率半径の推定とを行うか否かを判定する。

次の経線について処理を行うと判定されたとき（Ｓ２８：Ｙ）、眼科検査装置１の動作はステップＳ２４に移行する。このとき、次の経線の角度は、現在の経線の角度に対して角膜の中心位置を中心に所定の角度だけ回転させた角度に設定される。

次の経線について処理を行わないと判定されたとき（Ｓ２８：Ｎ）、眼科検査装置１の動作はステップＳ２９に移行する。

（Ｓ２９：三角関数に近似）
Ｓ２８において次の経線について処理を行わないと判定されたとき（Ｓ２８：Ｎ）、制御部２０１は、ステップＳ２４～Ｓ２７を繰り返して取得された２以上の外挿位置における曲率半径を、第２フィッティング処理部３２６に三角関数にフィッティングさせる。

（Ｓ３０：強主経線、弱主経線等を推定）
続いて、制御部２０１は、ステップＳ２９において求められた三角関数を用いて、強主経線、弱主経線、及び軸角度を第２推定部３２７に推定させる。以上で、図１０のステップＳ２の処理は終了である（エンド）。

以上のように、角膜形状算出部３２０は、角膜の中心位置を中心とする複数の経線のそれぞれについて、２つのリングパターン像上の位置における曲率半径と外挿位置における曲率半径とを求め、２以上の外挿位置における曲率半径を推定する。そして、角膜形状算出部３２０は、上記のように、強主経線、弱主経線、及び軸角度を求める。

＜変形例＞
第１実施形態では、２つのリングパターンを角膜に投影する場合について説明したが、実施形態に係る眼科検査装置の構成はこれに限定されるものではない。３以上のリングパターンを角膜に投影する場合も、上記と同様である。

図１３Ａ及び図１３Ｂに、第１実施形態の変形例に係る第１フィッティング処理部３２４及び第１推定部３２５の動作説明図を示す。図１３Ａは、３つのリングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３上の３つの位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３と外挿位置Ｘ４とを模式的に表したものである。図１３Ｂは、第１フィッティング処理部３２４によりフィッティングされるコーニック面を模式的に表したものである。図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、図８Ａ及び図８Ｂと同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

本変形例において、形状情報算出部３２３は、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３と角膜の基準位置Ｏ１を通る直線との交点である３つの位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３における曲率半径ｒ１、ｒ２、ｒ３を求める。第１フィッティング処理部３２４は、直線上の外挿位置Ｘ４における曲率半径ｒ４を推定するために、第１実施形態と同様に、コーニック面を表す関数を用いて角膜の表面を近似する。

第１実施形態と同様に求められた関数ｒ（ｘ）（図１３Ｂ参照）を用いて、基準位置Ｏ１からの所望の距離における曲率半径ｒを求めることが可能である。すなわち、第１推定部３２５は、関数ｒ（ｘ）を用いて３つの位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の外挿位置Ｘ４（図１３Ｂ参照）における曲率半径ｒ４（角膜形状情報）を推定する。

角膜の形状がほぼ正常である場合、外挿位置Ｘ４において推定された曲率半径をそのまま用いることができる。

角膜の形状が異常である場合、第１実施形態と同様に、複数の外挿位置において推定された複数の曲率半径を所定の関数（例えば、三角関数）でフィッティングし、得られた関数を用いて他の位置における曲率半径を推定することが可能である。

図１４に、第１実施形態の変形例に係る第２フィッティング処理部３２６及び第２推定部３２７の動作説明図を示す。図１４は、角膜の基準位置Ｏ１を中心とする複数の経線上の複数の外挿位置Ｘ４－１、Ｘ４－２、・・・を模式的に表したものである。

形状情報算出部３２３は、角膜の基準位置Ｏ１を中心とする複数の経線のそれぞれについて、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３と経線との交点である３つの位置（例えば、位置Ｘ１－１、Ｘ２－１、Ｘ３－１）における曲率半径（例えば、ｒ１－１、ｒ２－１、ｒ３－１）を求める。これにより、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３と３つの位置Ｘ１－１、Ｘ２－１、Ｘ３－１を通る経線との交点における曲率半径ｒ１－１、ｒ２－１、ｒ３－１、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３と３つの位置Ｘ１－２、Ｘ２－２、Ｘ３－２を通る経線との交点における曲率半径ｒ１－２、ｒ２－２、ｒ３－２、・・・、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３と３つの位置Ｘ１－Ｎ、Ｘ２－Ｎ、Ｘ３－Ｎを通る経線との交点における曲率半径ｒ１－Ｎ、ｒ２－Ｎ、ｒ３－Ｎが得られる。

続いて、第１フィッティング処理部３２４は、複数の経線のそれぞれについて、経線上の外挿位置Ｘ４－１、Ｘ４－２、・・・、Ｘ４－Ｎを推定するためのコーニック面を表す関数にフィッティングする。第１フィッティング処理部３２４は、上記したように、各経線について求められたコーニック面を表す関数ｈ（ｘ）からコーニック面ＣＭにおける基準位置Ｏ１からの距離ｘに対する曲率半径ｒを表す関数ｒ（ｘ）を求める。第１推定部３２５は、経線毎に、求められた関数ｒ（ｘ）を用いて経線上の外挿位置における曲率半径を求めることで、外挿位置Ｘ４－１、Ｘ４－２、・・・、Ｘ４－Ｎにおける曲率半径ｒ４－１、ｒ４－２、・・・、ｒ４－Ｎを取得する（図１４）。

第２フィッティング処理部３２６は、第１推定部３２５により得られた複数の経線上の外挿位置Ｘ４－１、Ｘ４－２、・・・、Ｘ４－Ｎにおける曲率半径ｒ４－１、ｒ４－２、・・・、ｒ４－Ｎを、経線の角度を変数として周期関数にフィッティングする。第２フィッティング処理部３２６は、第１推定部３２５により求められた２以上の外挿位置Ｘ４－１～Ｘ４－Ｎと、当該２以上の外挿位置における２以上の曲率半径ｒ４－１～ｒ４－Ｎとを、経線の角度を変数として三角関数にフィッティングする。

第２推定部３２７は、第２フィッティング処理部３２６により求められた三角関数を用いて、強主経線、弱主経線、及び軸角度を推定する。例えば、図９Ｂに示すような三角関数が求められた場合、第２推定部３２７は、曲率半径の最大値を強主経線と推定し、曲率半径の最小値を弱主経線と推定し、曲率半径が最小値となる経線の角度を軸角度と推定する。

＜第２実施形態＞
第１実施形態又はその変形例では、基準位置Ｏ１に対して、外挿位置がリングパターン像上の位置より外側に存在する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。基準位置Ｏ１に対して外挿位置がリングパターン像上の位置より内側にある場合にも実施形態を適用することが可能である。

第２実施形態に係る眼科装置は、検査（測定）の種別及び光学系の配置に起因する制約条件の下で、角膜形状を測定するために径の大きいリングパターンを角膜に投影する。この場合、角膜におけるリングパターンの投影位置より内側の外挿位置における角膜形状情報が推定される。

第２実施形態に係る眼科装置は、対物レンズを共用化しつつ、複数の検査や測定を実行可能である。複数の検査や測定を実行可能な眼科装置において、検査や測定の種別に対応した複数の光学系で対物レンズを共用化することで装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

第２実施形態に係る眼科装置は、眼屈折力測定（レフ測定）と、スキャン計測とを実行可能である。スキャン計測は、計測用の光を偏向し、偏向された光を被検眼に投射し、被検眼からの戻り光を検出することにより計測結果を得る。スキャン計測には、光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）を用いた計測や撮影、ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）光学系を用いた計測や撮影などがある。以下では、実施形態に係る眼科装置が、スキャン計測として、眼底（又は前眼部）に対してＯＣＴを実行する場合について説明する。

以下、実施形態では、スウェプトソースタイプのＯＣＴの手法を用いる場合について特に詳しく説明するが、他のタイプ（例えば、スペクトラルドメインタイプ、タイムドメインタイプ）のＯＣＴを用いる眼科装置に対して、実施形態に係る構成を適用することも可能である。

いくつかの実施形態に係る眼科装置は、更に、自覚検査を行うための自覚検査光学系や、その他の他覚測定を行うための他覚測定系を含む。自覚検査には、遠用検査、近用検査、コントラスト検査、グレア検査等の自覚屈折測定や、視野検査などがある。他覚測定には、被検眼の特性を取得するための測定と、被検眼の画像を取得するための撮影とが含まれる。その他の他覚測定には、眼圧測定、眼底撮影等がある。

以下、眼底共役位置は、アライメントが完了した状態での被検眼の眼底と光学的に略共役な位置であり、被検眼の眼底と光学的に共役な位置又はその近傍を意味するものとする。同様に、瞳孔共役位置は、アライメントが完了した状態での被検眼の瞳孔と光学的に略共役な位置であり、被検眼の瞳孔と光学的に共役な位置又はその近傍を意味するものとする。

以下、作動距離は、被検眼から眼科装置の先端までの距離であるものとする。眼科装置の先端には、例えば、対物レンズの物体側のレンズ面、又はケラト板等の装置本体（筐体）の一部などがある。いくつかの実施形態では、作動距離は、対物レンズの光軸における距離である。

［構成］
図１５及び図１６に、第２実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す。実施形態に係る眼科装置１０００ｚは、被検眼Ｅを観察するための光学系と、被検眼Ｅを検査するための光学系と、これらの光学系の光路を波長分離するダイクロイックミラーとを含む。被検眼Ｅを観察するための光学系として、前眼部観察系５ｚが設けられている。被検眼Ｅを検査するための光学系としてＯＣＴ光学系やレフ測定光学系（屈折力測定光学系）が設けられている。

眼科装置１０００ｚは、Ｚアライメント系１ｚ、ＸＹアライメント系２ｚ、ケラト測定系３ｚ、固視投影系４ｚ、前眼部観察系５ｚ、レフ測定投射系６ｚ、レフ測定受光系７ｚ、及びＯＣＴ光学系８ｚを含む。以下では、例えば、前眼部観察系５ｚが９４０ｎｍ～１０００ｎｍの光を用い、レフ測定光学系（レフ測定投射系６ｚ、レフ測定受光系７ｚ）が８３０ｎｍ～８８０ｎｍの光を用い、固視投影系４ｚが４００ｎｍ～７００ｎｍの光を用い、ＯＣＴ光学系８ｚが１０００ｎｍ～１１００ｎｍの光を用いるものとする。

（前眼部観察系５ｚ）
前眼部観察系５ｚは、被検眼Ｅの前眼部を動画撮影する。前眼部観察系５ｚを経由する光学系において、撮像素子５９ｚの撮像面は瞳孔共役位置に配置されている。前眼部照明光源５０ｚは、被検眼Ｅの前眼部に照明光（例えば、赤外光）を照射する。被検眼Ｅの前眼部により反射された光は、対物レンズ５１ｚを通過し、ダイクロイックミラー５２ｚを透過し、絞り（テレセン絞り）５３ｚに形成された孔部を通過し、ハーフミラー２３ｚを透過する。ハーフミラー２３ｚを透過した光は、リレーレンズ５５ｚ及び５６ｚを通過し、ダイクロイックミラー７６ｚを透過する。ダイクロイックミラー５２ｚは、レフ測定光学系の光路と前眼部観察系５ｚの光路とを合成（分離）する。ダイクロイックミラー５２ｚは、これらの光路を合成する光路合成面が対物レンズ５１ｚの光軸に対して傾斜して配置される。実施形態において、リレーレンズ５６ｚは、前眼部観察系５ｚの光軸（又はリレーレンズ５６ｚの光軸）に沿って移動可能である。ダイクロイックミラー７６ｚを透過した光は、結像レンズ５８ｚにより撮像素子５９ｚ（エリアセンサー）の撮像面に結像される。撮像素子５９ｚは、所定のレートで撮像及び信号出力を行う。撮像素子５９ｚの出力（映像信号）は、後述の処理部９ｚに入力される。処理部９ｚは、この映像信号に基づく前眼部像Ｅ´を後述の表示部１０ｚの表示画面１０ｚａに表示させる。前眼部像Ｅ´は、例えば赤外動画像である。

（Ｚアライメント系１ｚ）
Ｚアライメント系１ｚは、対物レンズ５１ｚの光軸方向におけるアライメントを行うための光（赤外光）を被検眼Ｅに投射する。Ｚアライメント光源１１ｚから出力された光は、被検眼Ｅの角膜Ｃｒに投射され、角膜Ｃｒにより反射され、結像レンズ１２ｚによりラインセンサー１３ｚのセンサー面に結像される。角膜頂点の位置が前眼部観察系５ｚの光軸方向（対物レンズ５１ｚの光軸方向）に変化すると、ラインセンサー１３ｚのセンサー面における光の投射位置が変化する。処理部９ｚは、ラインセンサー１３ｚのセンサー面における光の投射位置に基づいて被検眼Ｅの角膜頂点の位置を求め、これに基づき光学系を移動させる機構を制御してＺアライメントを実行する。

（ＸＹアライメント系２ｚ）
ＸＹアライメント系２ｚは、前眼部観察系５ｚの光軸に直交する方向（左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向））のアライメントを行うための光（赤外光）を被検眼Ｅに照射する。ＸＹアライメント系２ｚは、ハーフミラー２３ｚにより前眼部観察系５ｚの光路から分岐された光路に設けられたＸＹアライメント光源２１ｚとコリメータレンズ２２ｚとを含む。ＸＹアライメント光源２１ｚから出力された光は、コリメータレンズ２２ｚを通過し、ハーフミラー２３ｚにより反射され、前眼部観察系５ｚを通じて被検眼Ｅに投射される。被検眼Ｅの角膜Ｃｒによる反射光は、前眼部観察系５ｚを通じて撮像素子５９ｚに導かれる。

この反射光に基づく像（輝点像）Ｂｒは前眼部像Ｅ´に含まれる。処理部９ｚは、輝点像Ｂｒを含む前眼部像Ｅ´とアライメントマークＡＬとを表示部の表示画面に表示させる。手動でＸＹアライメントを行う場合、ユーザは、アライメントマークＡＬ内に輝点像Ｂｒを誘導するように光学系の移動操作を行う。自動でアライメントを行う場合、処理部９ｚは、アライメントマークＡＬに対する輝点像Ｂｒの変位がキャンセルされるように、光学系を移動させる機構を制御する。

（ケラト測定系３ｚ）
ケラト測定系３ｚは、被検眼Ｅの角膜Ｃｒの形状を測定するためのリング状光束（赤外光）を角膜Ｃｒに投射する。ケラト板３１ｚは、対物レンズ５１ｚと被検眼Ｅとの間に配置されている。ケラト板３１ｚの背面側（対物レンズ５１ｚ側）にはケラトリング光源３２ｚが設けられている。ケラト板３１ｚには、対物レンズ５１ｚの光軸を中心とする同心円状の２つの円周上に沿ってケラトリング光源３２ｚからの光を透過するケラトパターン（透過部）が形成されている。なお、ケラトパターンは、対物レンズ５１ｚの光軸を中心とする円弧状（円周の一部）に形成されていてもよい。ケラトリング光源３２ｚからの光でケラト板３１ｚを照明することにより、被検眼Ｅの角膜Ｃｒに同心円状の２つのリングパターンが投射される。被検眼Ｅの角膜Ｃｒからの反射光（ケラトリング像）は撮像素子５９ｚにより前眼部像Ｅ´とともに検出される。処理部９ｚは、第１実施形態又はその変形例と同様に、ケラトリング像を基に公知の演算を行うことで、角膜Ｃｒの形状を表す角膜形状情報を算出する。

（レフ測定投射系６ｚ、レフ測定受光系７ｚ）
レフ測定光学系は、屈折力測定に用いられるレフ測定投射系６ｚ及びレフ測定受光系７ｚを含む。レフ測定投射系６ｚは、屈折力測定用の光束（例えば、リング状光束）（赤外光）を眼底Ｅｆに投射する。レフ測定受光系７ｚは、この光束の被検眼Ｅからの戻り光を受光する。レフ測定投射系６ｚは、レフ測定受光系７ｚの光路に設けられた孔開きプリズム６５ｚによって分岐された光路に設けられる。孔開きプリズム６５ｚに形成されている孔部は、瞳孔共役位置に配置される。レフ測定受光系７ｚを経由する光学系において、撮像素子５９ｚの撮像面は眼底共役位置に配置される。

いくつかの実施形態では、レフ測定光源６１ｚは、高輝度光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）光源である。レフ測定光源６１ｚは、光軸方向に移動可能である。レフ測定光源６１ｚは、眼底共役位置に配置される。レフ測定光源６１ｚから出力された光は、リレーレンズ６２ｚを通過し、円錐プリズム６３ｚの円錐面に入射する。円錐面に入射した光は偏向され、円錐プリズム６３ｚの底面から出射する。円錐プリズム６３ｚの底面から出射した光は、リング絞り６４ｚにリング状に形成された透光部を通過する。リング絞り６４ｚの透光部を通過した光（リング状光束）は、孔開きプリズム６５ｚの孔部の周囲に形成された反射面により反射され、ロータリープリズム６６ｚを通過し、ダイクロイックミラー６７ｚにより反射される。ダイクロイックミラー６７ｚにより反射された光は、ダイクロイックミラー５２ｚにより反射され、対物レンズ５１ｚを通過し、被検眼Ｅに投射される。ロータリープリズム６６ｚは、眼底Ｅｆの血管や疾患部位に対するリング状光束の光量分布を平均化や光源に起因するスペックルノイズの低減のために用いられる。

眼底Ｅｆに投射されたリング状光束の戻り光は、対物レンズ５１ｚを通過し、ダイクロイックミラー５２ｚ及びダイクロイックミラー６７ｚにより反射される。ダイクロイックミラー６７ｚにより反射された戻り光は、ロータリープリズム６６ｚを通過し、孔開きプリズム６５ｚの孔部を通過し、リレーレンズ７１ｚを通過し、反射ミラー７２ｚにより反射され、リレーレンズ７３ｚ及び合焦レンズ７４ｚを通過する。合焦レンズ７４ｚは、レフ測定受光系７ｚの光軸に沿って移動可能である。合焦レンズ７４ｚを通過した光は、反射ミラー７５ｚにより反射され、ダイクロイックミラー７６ｚにより反射され、結像レンズ５８ｚにより撮像素子５９ｚの撮像面に結像される。処理部９ｚは、撮像素子５９ｚからの出力を基に公知の演算を行うことで被検眼Ｅの屈折力値を算出する。例えば、屈折力値は、球面度数、乱視度数及び乱視軸角度、又は等価球面度数を含む。

（固視投影系４ｚ）
ダイクロイックミラー６７ｚによりレフ測定光学系の光路から波長分離された光路に、後述のＯＣＴ光学系８ｚが設けられる。ダイクロイックミラー８３ｚによりＯＣＴ光学系８ｚの光路から分岐された光路に固視投影系４ｚが設けられる。

固視投影系４ｚは、固視標を被検眼Ｅに呈示する。固視投影系４ｚの光路には、固視ユニット４０ｚが配置されている。固視ユニット４０ｚは、後述の処理部９ｚからの制御を受け、固視投影系４ｚの光路に沿って移動可能である。固視ユニット４０ｚは、ＬＣＤ４１ｚを含む。ダイクロイックミラー８３ｚと固視ユニット４０ｚとの間に、リレーレンズ４２ｚが配置されている。

処理部９ｚによる制御を受けたＬＣＤ４１ｚは、固視標を表すパターンを表示する。ＬＣＤ４１ｚの画面上におけるパターンの表示位置を変更することにより、被検眼Ｅの固視位置を変更できる。被検眼Ｅの固視位置としては、眼底Ｅｆの黄斑部を中心とする画像を取得するための位置や、視神経乳頭を中心とする画像を取得するための位置や、黄斑部と視神経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像を取得するための位置などがある。固視標を表すパターンの表示位置を任意に変更することが可能である。

ＬＣＤ４１ｚからの光は、リレーレンズ４２ｚを通過し、ダイクロイックミラー８３ｚを透過し、リレーレンズ８２ｚを通過し、反射ミラー８１ｚにより反射され、ダイクロイックミラー６７ｚを透過し、ダイクロイックミラー５２ｚにより反射される。ダイクロイックミラー５２ｚにより反射された光は、対物レンズ５１ｚを通過して眼底Ｅｆに投射される。いくつかの実施形態では、ＬＣＤ４１ｚ及びリレーレンズ４２ｚのそれぞれは、独立に光軸方向に移動可能である。

（ＯＣＴ光学系８ｚ）
ＯＣＴ光学系８ｚは、ＯＣＴ計測を行うための光学系である。ＯＣＴ計測よりも前に実施されたレフ測定結果に基づいて、光ファイバーｆ１の端面が撮影部位（眼底Ｅｆ又は前眼部）と光学系に共役となるように合焦レンズ８７ｚの位置が調整される。

ＯＣＴ光学系８ｚは、ダイクロイックミラー６７ｚによりレフ測定光学系の光路から波長分離された光路に設けられる。上記の固視投影系４ｚの光路は、ダイクロイックミラー８３ｚによりＯＣＴ光学系８ｚの光路に結合される。それにより、ＯＣＴ光学系８ｚ及び固視投影系４ｚのそれぞれの光軸を同軸で結合することができる。

ＯＣＴ光学系８ｚは、ＯＣＴユニット１００ｚを含む。図１６に示すように、ＯＣＴユニット１００ｚにおいて、ＯＣＴ光源１０１ｚは、一般的なスウェプトソースタイプのＯＣＴ装置と同様に、出射光の波長を掃引（走査）可能な波長掃引型（波長走査型）光源を含んで構成される。波長掃引型光源は、共振器を含むレーザー光源を含んで構成される。ＯＣＴ光源１０１ｚは、人眼では視認できない近赤外の波長帯において、出力波長を時間的に変化させる。

図１６に例示するように、ＯＣＴユニット１００ｚには、スウェプトソースＯＣＴを実行するための光学系が設けられている。この光学系は、干渉光学系を含む。この干渉光学系は、波長可変光源（波長掃引型光源）からの光を測定光と参照光とに分割する機能と、被検眼Ｅからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを重ね合わせて干渉光を生成する機能と、この干渉光を検出する機能とを備える。干渉光学系により得られた干渉光の検出結果（検出信号）は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、処理部９ｚに送られる。

ＯＣＴ光源１０１ｚは、例えば、出射光の波長（１０００ｎｍ～１１００ｎｍの波長範囲）を高速で変化させる近赤外波長可変レーザーを含む。ＯＣＴ光源１０１ｚから出力された光Ｌ０は、光ファイバー１０２ｚにより偏波コントローラ１０３ｚに導かれてその偏光状態が調整される。偏光状態が調整された光Ｌ０は、光ファイバー１０４ｚによりファイバーカプラー１０５ｚに導かれて測定光ＬＳと参照光ＬＲとに分割される。

参照光ＬＲは、光ファイバー１１０ｚによりコリメータ１１１ｚに導かれて平行光束に変換され、光路長補正部材１１２ｚ及び分散補償部材１１３ｚを経由し、コーナーキューブ１１４ｚに導かれる。光路長補正部材１１２ｚは、参照光ＬＲの光路長と測定光ＬＳの光路長とを合わせるよう作用する。分散補償部材１１３ｚは、参照光ＬＲと測定光ＬＳとの間の分散特性を合わせるよう作用する。コーナーキューブ１１４ｚは、参照光ＬＲの入射方向に移動可能であり、それにより参照光ＬＲの光路長が変更される。

コーナーキューブ１１４ｚを経由した参照光ＬＲは、分散補償部材１１３ｚ及び光路長補正部材１１２ｚを経由し、コリメータ１１６ｚによって平行光束から集束光束に変換され、光ファイバー１１７ｚに入射する。光ファイバー１１７ｚに入射した参照光ＬＲは、偏波コントローラ１１８ｚに導かれてその偏光状態が調整され、光ファイバー１１９ｚによりアッテネータ１２０ｚに導かれて光量が調整され、光ファイバー１２１ｚによりファイバーカプラー１２２ｚに導かれる。

一方、ファイバーカプラー１０５ｚにより生成された測定光ＬＳは、光ファイバーｆ１により導かれてコリメータレンズユニット８９ｚにより平行光束に変換され、光スキャナー８８ｚ、合焦レンズ８７ｚ、リレーレンズ８５ｚ、及び反射ミラー８４ｚを経由し、ダイクロイックミラー８３ｚにより反射される。

光スキャナー８８ｚは、測定光ＬＳを１次元的又は２次元的に偏向する。光スキャナー８８ｚは、例えば、第１ガルバノミラーと、第２ガルバノミラーとを含む。第１ガルバノミラーは、ＯＣＴ光学系８ｚの光軸に直交する水平方向に撮影部位（眼底Ｅｆ又は前眼部）をスキャンするように測定光ＬＳを偏向する。第２ガルバノミラーは、ＯＣＴ光学系８ｚの光軸に直交する垂直方向に撮影部位をスキャンするように、第１ガルバノミラーにより偏向された測定光ＬＳを偏向する。例えば、第１ガルバノミラーと第２ガルバノミラーとの間に、瞳孔共役位置が配置される。このような光スキャナー８８ｚによる測定光ＬＳの走査態様としては、例えば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋スキャンなどがある。

ダイクロイックミラー８３ｚにより反射された測定光ＬＳは、リレーレンズ８２ｚを通過し、反射ミラー８１ｚにより反射され、ダイクロイックミラー６７ｚを透過し、ダイクロイックミラー５２ｚにより反射され、対物レンズ５１ｚにより屈折されて被検眼Ｅに入射する。測定光ＬＳは、被検眼Ｅの様々な深さ位置において散乱・反射される。被検眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバーカプラー１０５ｚに導かれ、光ファイバー１２８ｚを経由してファイバーカプラー１２２ｚに到達する。

ファイバーカプラー１２２ｚは、光ファイバー１２８ｚを介して入射された測定光ＬＳと、光ファイバー１２１ｚを介して入射された参照光ＬＲとを合成して（干渉させて）干渉光を生成する。ファイバーカプラー１２２ｚは、所定の分岐比（例えば１：１）で干渉光を分岐することにより、一対の干渉光ＬＣを生成する。一対の干渉光ＬＣは、それぞれ光ファイバー１２３ｚ及び１２４ｚを通じて検出器１２５ｚに導かれる。

検出器１２５ｚは、例えばバランスドフォトダイオードである。バランスドフォトダイオードは、一対の干渉光ＬＣをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを含み、これらフォトディテクタにより得られた一対の検出結果の差分を出力する。検出器１２５ｚは、この出力（検出信号）をＤＡＱ（Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）１３０ｚに送る。

ＤＡＱ１３０ｚには、ＯＣＴ光源１０１ｚからクロックＫＣが供給される。クロックＫＣは、ＯＣＴ光源１０１ｚにおいて、波長可変光源により所定の波長範囲内で掃引される各波長の出力タイミングに同期して生成される。ＯＣＴ光源１０１ｚは、例えば、各出力波長の光Ｌ０を分岐することにより得られた２つの分岐光の一方を光学的に遅延させた後、これらの合成光を検出した結果に基づいてクロックＫＣを生成する。ＤＡＱ１３０ｚは、検出器１２５ｚから入力される検出信号をクロックＫＣに基づきサンプリングする。ＤＡＱ１３０ｚは、検出器１２５ｚからの検出信号のサンプリング結果を処理部９ｚの演算処理部２２０ｚに送る。演算処理部２２０ｚは、例えば一連の波長走査毎に（Ａライン毎に）、サンプリングデータに基づくスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことにより、各Ａラインにおける反射強度プロファイルを形成する。更に、演算処理部２２０ｚは、各Ａラインの反射強度プロファイルを画像化することにより画像データを形成する。

本例では、参照光ＬＲの光路（参照光路、参照アーム）の長さを変更するためのコーナーキューブ１１４ｚが設けられているが、これら以外の光学部材を用いて、測定光路長と参照光路長との差を変更することも可能である。

処理部９ｚは、レフ測定光学系を用いて得られた測定結果から屈折力値を算出し、算出された屈折力値に基づいて、眼底Ｅｆとレフ測定光源６１ｚと撮像素子５９ｚとが共役となる位置に、レフ測定光源６１ｚ及び合焦レンズ７４ｚのそれぞれを光軸方向に移動させる。いくつかの実施形態では、処理部９ｚは、合焦レンズ７４ｚの移動に連動してＯＣＴ光学系８ｚの合焦レンズ８７ｚをその光軸方向に移動させる。いくつかの実施形態では、処理部９ｚは、レフ測定光源６１ｚ及び合焦レンズ７４ｚの移動に連動してＬＣＤ４１ｚ（固視ユニット４０ｚ）をその光軸方向に移動させる。

実施形態に係る眼科装置１０００ｚは、少なくともレフ測定光学系及びＯＣＴ光学系８ｚにおいて対物レンズを共用化しつつ、レフ測定光学系を用いたレフ測定（眼屈折力測定）とＯＣＴ光学系８ｚを用いたＯＣＴ計測とで作動距離を変更することが可能である。それにより、ＯＣＴ光学系８ｚによるスキャン範囲を確保しつつ、簡素な構成で、高精度なレフ測定結果と高精度なＯＣＴ計測結果とを取得することができる。

［レフ測定を行うときの作動距離］
眼科装置１０００ｚでは、レフ測定を行うときに器械近視の影響を受けないように作動距離（第１作動距離）が設定される。この作動距離は、角膜形状解析に有用なケラト測定結果の取得が可能な作動距離である。

図１７に、第２実施形態に係るレフ測定を行うときの作動距離の説明図を示す。図１７は、図１５の光学系の一部を拡大した図である。図１７において、図１５と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

ケラト測定系３ｚは、作動距離が変化しても像高が変化しないケラトリング像を取得できるようにテレセントリックな光学である。ケラト測定系３ｚにより角膜Ｃｒに光を投射したとき、角膜が凸面鏡として作用し、主として角膜Ｃｒの前面で反射された像が現れる。

被検眼Ｅの角膜Ｃｒの曲率半径をＲとし、対物レンズ５１ｚの光軸に対するケラトリング像の像高をｈ１とし、光軸に対するリング状光束の投影角をαとする。ケラトリング光源３２ｚからのリング状光束の入射位置にリングパターン（測定パターン）が配置されるためには、角膜Ｃｒの曲率中心と当該入射位置とを結ぶ線が光軸となす角をβとすると、以下の式（９）～式（１０）が成立する。

ケラト板３１ｚに形成されたケラトパターンの半径をＨとし、ケラト板３１ｚから被検眼Ｅ（角膜頂点）までの距離を作動距離ＷＤｒｅｆとし、リング状光束の入射位置と角膜頂点との距離Δｄ（＝Ｒ－√（Ｒ²－ｈ１²））を考慮すると、以下の式（１１）が成立する。

以上より、実施形態に係る眼科装置１０００ｚでは、レフ測定を行うとき、以下の式（１２）に示す作動距離ＷＤｒｅｆに設定される。式（１２）は、式（１１）に式（９）及び式（１０）を代入することにより得られる。

いくつかの実施形態では、曲率半径Ｒには、模型眼等の既知のデータが用いられる。なお、対物レンズ５１ｚの有効径Ｄは、リングパターンの半径Ｈから決定することができる。

例えば、角膜形状解析に有用な角膜Ｃｒ上のφ３のエリアの角膜形状を測定するために、ｈ１＝１．５ミリメートルである。

以上のように、レフ測定を行うとき、式（１２）に示す作動距離ＷＤｒｅｆを設定することにより、作動距離を長くして器械近視の影響を低減しつつ、ケラト板３１ｚのサイズの大型化を防ぐことができる。それにより、簡素な構成で、高精度なレフ測定結果やケラト測定結果の取得可能な眼科装置を提供することができる。

［ＯＣＴ計測を行うときの作動距離］
実施形態に係る眼科装置１０００ｚでは、ＯＣＴ計測を行うときに少なくとも標準データを用いた解析に有用なスキャン範囲をスキャンできるように作動距離（第２作動距離）が設定される。標準データは、多数の正常眼の測定データと当該測定データの被測定者の情報から統計的に導出され、正常眼データ（ノーマティブデータ）などと呼ばれる。ＯＣＴ計測を行うときに設定される作動距離は、上記の標準データの導出に用いられた測定データが取得されたときのスキャン範囲（又は当該スキャン範囲より広い範囲）をスキャン可能な作動距離であってよい。

図１８に、実施形態に係るＯＣＴ計測を行うときの作動距離の説明図を示す。図１８は、図１５の光学系の一部を拡大した図である。図１８において、図１５と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

所望のスキャン範囲のデータを網羅なく取得するために、光スキャナー８８ｚはＸ方向及びＹ方向それぞれの方向に測定光ＬＳを偏向する。眼底Ｅｆにおけるスキャン範囲をＲＡ×ＲＡの範囲とすると、光スキャナー８８ｚは各方向に少なくともＲＡ×√２（＝ＳＡ）だけ偏向する必要がある。

ここで、光スキャナー８８ｚが被検眼Ｅの瞳孔と光学的に略共役になるように配置される。作動距離をＷＤｏｃｔとし、角膜前面から瞳孔までの距離をＬａとし、瞳孔から眼底までの距離をＬｅとし、ケラト板３１ｚ（被検眼Ｅの側の面）から対物レンズ５１ｚの主面までの距離をＬｋとする。瞳孔を頂点とし底辺が対物レンズ５１ｚの半径とする三角形と、瞳孔を頂点とし底辺が眼底Ｅｆにおけるスキャン範囲ＳＡ／２とする三角形との相似の関係から、スキャン範囲ＳＡは、以下の式（１３）を満たす。

以上より、実施形態に係る眼科装置１０００ｚでは、ＯＣＴ計測を行うとき、以下の式（１４）に示す作動距離ＷＤｏｃｔに設定される。

例えば、対物レンズ５１ｚの有効径Ｄは、対物レンズ５１ｚにおいてスキャン範囲ＳＡのスキャンに必要なスキャン範囲の径（スキャン径）として、リングパターンの半径Ｈから決定される。いくつかの実施形態では、距離Ｌｅ、Ｌａには、標準的な眼のデータ、若しくは模型眼等の既知のデータが用いられる。いくつかの実施形態では、距離Ｌｋは、眼科装置１０００ｚにおいて既知のデータである。いくつかの実施形態では、距離Ｌｋは略零である。

これにより、ＯＣＴ計測で得られた結果を既存の標準データと比較し、既存の標準データを活用してＯＣＴ計測結果に対して有用な判断を補助することができるようになる。

以上のように、ＯＣＴ計測を行うとき、式（１４）に示す作動距離ＷＤｏｃｔを設定することにより、標準データを用いた解析に有用なスキャン結果を取得することができる。それにより、簡素な構成で、既存の標準データを活用してＯＣＴ計測結果に対して有用な判断を補助することが可能な眼科装置を提供することができる。

眼科装置１０００ｚは、レフ測定を行うときに作動距離ＷＤｒｅｆとなるように被検眼Ｅに対して光学系をＺ方向に相対的に移動し、ＯＣＴ計測を行うときに作動距離ＷＤｏｃｔとなるように被検眼Ｅに対して光学系をＺ方向に相対的に移動する。

このような構成を有する眼科装置１０００ｚにおいて、スキャン範囲ＳＡとリングパターンの半径Ｈと作動距離ＷＤｒｅｆ、ＷＤｏｃｔとの間には所定の関係が存在する。

スキャン範囲ＳＡを広くする場合、式（１３）に示すように、対物レンズ５１ｚの有効径Ｄを大きくしつつ、作動距離ＷＤｏｃｔを小さくする必要がある。一方、式（１１）に示すように、作動距離ＷＤｒｅｆが小さくなると、リングパターンの半径Ｈが小さくなる。すなわち、対物レンズ５１ｚの有効径Ｄを大きくすると、リングパターンの半径Ｈが小さくなる。

スキャン範囲を確保するためには対物レンズ５１ｚの有効径Ｄを大きいことが望ましい。そこで、半径が大きいリングパターンを角膜に投影し、リングパターン像上の位置における角膜形状情報を用いて、リングパターンの内側の位置の角膜形状情報を推定する。この場合、φ３（ｈ１＝１．５ｍｍ）よりも大きいリングパターンを角膜に投影し、φ３に相当する位置の角膜形状情報を取得することができるようになる。

＜処理系の構成＞
眼科装置１０００ｚの処理系の構成について説明する。眼科装置１０００ｚの処理系の機能的構成の例を図１９に示す。図１９は、眼科装置１０００ｚの処理系の機能ブロック図の一例を表す。図１９において、図１５又は図１６と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

処理部９ｚは、眼科装置１０００ｚの各部を制御する。また、処理部９ｚは、各種演算処理を実行可能である。処理部９ｚは、プロセッサ又は処理回路を含む。処理部９ｚは、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。

処理部９ｚは、制御部２１０ｚと、演算処理部２２０ｚとを含む。また、眼科装置１０００ｚは、移動機構２００ｚと、表示部２７０ｚと、操作部２８０ｚと、通信部２９０ｚとを含む。

レンズ移動機構５６ｚＤは、リレーレンズ５６を移動させるための機構である。例えば、レンズ移動機構５６ｚＤには、リレーレンズ５６を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。制御部２１０ｚ（主制御部２１１ｚ）は、アクチュエータに対して制御信号を送ることによりレンズ移動機構５６ｚＤに対する制御を行う。

移動機構２００ｚは、Ｚアライメント系１ｚ、ＸＹアライメント系２ｚ、ケラト測定系３ｚ、固視投影系４ｚ、前眼部観察系５ｚ、レフ測定投射系６ｚ、レフ測定受光系７ｚ及びＯＣＴ光学系８ｚ等の光学系が収納されたヘッド部を前後左右方向に移動させるための機構である。例えば、移動機構２００ｚには、ヘッド部を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。制御部２１０ｚ（主制御部２１１ｚ）は、アクチュエータに対して制御信号を送ることにより移動機構２００ｚに対する制御を行う。

（制御部２１０ｚ）
制御部２１０ｚは、プロセッサを含み、眼科装置の各部を制御する。制御部２１０ｚは、主制御部２１１ｚと、記憶部２１２ｚとを含む。記憶部２１２ｚには、眼科装置を制御するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納される。コンピュータプログラムには、光源制御用プログラム、検出器制御用プログラム、光スキャナー制御用プログラム、光学系制御用プログラム、演算処理用プログラム及びユーザインターフェイス用プログラムなどが含まれる。このようなコンピュータプログラムに従って主制御部２１１ｚが動作することにより、制御部２１０ｚは制御処理を実行する。

主制御部２１１ｚは、測定制御部として眼科装置の各種制御を行う。主制御部２１１ｚは、Ｚアライメント系１ｚ、ＸＹアライメント系２ｚ、ケラト測定系３ｚ、固視投影系４ｚ、前眼部観察系５ｚ、レフ測定投射系６ｚ、レフ測定受光系７ｚ及びＯＣＴ光学系８ｚを制御する。

ＯＣＴ光学系８ｚに対する制御には、ＯＣＴ光源１０１ｚの制御、光スキャナー８８ｚの制御、合焦レンズ８７ｚの制御、コーナーキューブ１１４ｚの制御、検出器１２５ｚの制御、ＤＡＱ１３０ｚの制御などがある。ＯＣＴ光源１０１ｚの制御には、光源の点灯、消灯、光量調整、絞り調整などがある。光スキャナー８８ｚの制御には、第１ガルバノミラーによる走査位置や走査範囲や走査速度の制御、第２ガルバノミラーによる走査位置や走査範囲や走査速度の制御などがある。

合焦レンズ８７ｚの制御には、合焦レンズ８７ｚの光軸方向への移動制御、撮影部位に対応した合焦基準位置への合焦レンズ８７ｚの移動制御、撮影部位に対応した移動範囲（合焦範囲）内での移動制御などがある。主制御部２１１ｚは、例えば、合焦レンズ７４ｚの移動に連動して合焦レンズ８７ｚを移動させた後、干渉信号の強度に基づいて合焦レンズ８７ｚだけを移動させるようにしてもよい。

コーナーキューブ１１４ｚの制御には、コーナーキューブ１１４ｚの光路に沿った移動制御などがある。例えば、ＯＣＴ光学系８ｚは、コーナーキューブ１１４ｚを光路に沿った方向に移動する移動機構を含む。この移動機構には、移動機構２００ｚと同様に、当該移動機構を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。主制御部２１１ｚは、アクチュエータに対して制御信号を送ることにより移動機構に対する制御を行い、コーナーキューブ１１４ｚを光路に沿った方向に移動させる。検出器１２５ｚの制御には、検出素子の露光調整やゲイン調整や検出レート調整などがある。主制御部２１１ｚは、検出器１２５ｚにより検出された信号をＤＡＱ１３０ｚによりサンプリングし、サンプリングされた信号に基づく画像の形成等の処理を演算処理部２２０ｚ（画像形成部２２３ｚ）に実行させる。

また、主制御部２１１ｚは、記憶部２１２ｚにデータを書き込む処理や、記憶部２１２ｚからデータを読み出す処理を行う。

（記憶部２１２ｚ）
記憶部２１２ｚは、各種のデータを記憶する。記憶部２１２ｚに記憶されるデータとしては、例えば他覚測定の測定結果、断層像の画像データ、眼底像の画像データ、主制御部２１１ｚにより参照される制御情報、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者ＩＤや氏名などの被検者に関する情報や、左眼／右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部２１２ｚには、眼科装置を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。

（演算処理部２２０ｚ）
演算処理部２２０ｚは、眼屈折力算出部２２１ｚと、角膜形状算出部２２２ｚと、画像形成部２２３ｚと、データ処理部２２４ｚとを含む。

眼屈折力算出部２２１ｚは、レフ測定投射系６ｚにより眼底Ｅｆに投影されたリング状光束（リング状の測定パターン）の戻り光を撮像素子５９ｚが受光することにより得られたリング像（パターン像）を解析する。眼屈折力算出部２２１ｚの機能は、眼屈折力算出部３１０の機能と同様である。

角膜形状算出部２２２ｚは、前眼部観察系５ｚにより取得されたリングパターン像（ケラトリング像）に基づいて、角膜形状情報を算出する。角膜形状算出部２２２ｚの機能は、角膜形状算出部３２０の機能と同様である。すなわち、角膜形状算出部２２２ｚは、図６に示すように、像特定部３２１、像高特定部３２２、形状情報算出部３２３、第１フィッティング処理部３２４、第１推定部３２５、第２フィッティング処理部３２６、及び第２推定部３２７を含む。

図２０Ａ及び図２０Ｂに、実施形態に係る第１フィッティング処理部３２４及び第１推定部３２５の動作説明図を示す。図２０Ａは、２つのリングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２上の２つの位置Ｘ１、Ｘ２と外挿位置Ｘ３とを模式的に表したものである。図２０Ｂは、第１フィッティング処理部３２４によりフィッティングされるコーニック面を模式的に表したものである。

図２０Ａに示すように、形状情報算出部３２３は、リングパターン像ＲＰ１、ＲＰ２と角膜の基準位置Ｏ１を通る直線との交点である２つの位置Ｘ１、Ｘ２における曲率半径ｒ１、ｒ２を求める。第１フィッティング処理部３２４は、直線上の外挿位置Ｘ３における曲率半径ｒ３を推定するために、コーニック面を表す関数を用いて角膜の表面を近似する。

図２０Ｂに示すコーニック面ＣＭにおける基準位置Ｏ１からの距離ｘに対する曲率半径ｒを表す関数ｒ（ｘ）を用いて、基準位置Ｏ１からの所望の距離における曲率半径ｒを求めることが可能である。

第１推定部３２５は、２つの位置Ｘ１、Ｘ２の外挿位置Ｘ３（図２０Ｂ参照）における曲率半径ｒ３（角膜形状情報）を推定する。第１フィッティング処理部３２４により求められたコーニック定数、非球面係数及び曲率半径により特定される関数ｒ（ｘ）は、図２０Ｂに示すように、コーニック面ＣＭに対応する。コーニック面ＣＭに対応する関数（ｒ）を用いることで、基準位置Ｏ１から任意の距離の位置における曲率半径を求めることができる。第１推定部３２５は、関数ｒ（ｘ）を用いて外挿位置Ｘ３における曲率半径を算出し、算出された曲率半径ｒ３を外挿位置Ｘ３における曲率半径として推定する。

角膜の形状がほぼ正常である場合、外挿位置Ｘ３において推定された曲率半径をそのまま用いることができる。

角膜の形状が異常である場合、第１実施形態と同様に、複数の外挿位置において推定された複数の曲率半径を所定の関数（例えば、三角関数）でフィッティングし、得られた関数を用いて他の位置における曲率半径を推定することが可能である。この処理は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

画像形成部２２３ｚは、検出器１２５ｚにより検出された信号に基づいて、眼底Ｅｆの断層像の画像データを形成する。すなわち、画像形成部２２３ｚは、干渉光学系による干渉光ＬＣの検出結果に基づいて被検眼Ｅの画像データを形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプのＯＣＴと同様に、フィルター処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの処理が含まれている。このようにして取得される画像データは、複数のＡライン（被検眼Ｅ内における各測定光ＬＳの経路）における反射強度プロファイルを画像化することにより形成された一群の画像データを含むデータセットである。

画質を向上させるために、同じパターンでのスキャンを複数回繰り返して収集された複数のデータセットを重ね合わせる（加算平均する）ことができる。

データ処理部２２４ｚは、画像形成部２２３ｚにより形成された断層像に対して各種のデータ処理（画像処理）や解析処理を施す。例えば、データ処理部２２４ｚは、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行する。また、データ処理部２２４ｚは、前眼部観察系５ｚを用い得られた画像（前眼部像等）に対して各種の画像処理や解析処理を施す。

データ処理部２２４ｚは、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行することにより、被検眼Ｅのボリュームデータ（ボクセルデータ）を形成することができる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、データ処理部２２４ｚは、このボリュームデータに対してレンダリング処理を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な３次元画像を形成する。

（表示部２７０ｚ、操作部２８０ｚ）
表示部２７０ｚは、ユーザインターフェイス部として、制御部２１０ｚによる制御を受けて情報を表示する。表示部２７０ｚは、図１５に示す表示部１０ｚを含む。

操作部２８０ｚは、ユーザインターフェイス部として、眼科装置を操作するために使用される。操作部２８０ｚは、眼科装置に設けられた各種のハードウェアキー（ジョイスティック、ボタン、スイッチなど）を含む。また、操作部２８０ｚは、タッチパネル式の表示画面１０ｚａに表示される各種のソフトウェアキー（ボタン、アイコン、メニューなど）を含んでもよい。

表示部２７０ｚ及び操作部２８０ｚの少なくとも一部が一体的に構成されていてもよい。その典型例として、タッチパネル式の表示画面１０ｚａがある。

（通信部２９０ｚ）
通信部２９０ｚは、図示しない外部装置と通信するための機能を有する。通信部２９０ｚは、外部装置との接続形態に応じた通信インターフェイスを備える。外部装置の例として、レンズの光学特性を測定するための眼鏡レンズ測定装置がある。眼鏡レンズ測定装置は、被検者が装用する眼鏡レンズの度数などを測定し、この測定データを眼科装置１０００ｚに入力する。また、外部装置は、任意の眼科装置、記録媒体から情報を読み取る装置（リーダ）や、記録媒体に情報を書き込む装置（ライタ）などでもよい。更に、外部装置は、病院情報システム（ＨＩＳ）サーバ、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ ＣＯｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）サーバ、医師端末、モバイル端末、個人端末、クラウドサーバなどでもよい。通信部２９０ｚは、例えば処理部９ｚに設けられていてもよい。

なお、第２実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に、２つのリングパターンを角膜に投影する場合に限定されるものではない。第２実施形態においても、３以上のリングパターンを角膜に投影することが可能である。

処理部９ｚは、実施形態に係る「眼科情報処理装置」の一例である。眼科装置１０００ｚは、実施形態に係る「眼科装置」の一例である。ケラト測定系３ｚ、像特定部３２１、像高特定部３２２、及び形状情報算出部３２３は、実施形態に係る「取得部」の一例である。第１推定部３２５、又は、第１推定部３２５及び第２推定部３２７は、実施形態に係る「推定部」の一例である。レフ測定投射系６ｚ及びレフ測定受光系７ｚは、実施形態に係る「屈折力測定光学系」の一例である。ケラト測定系３ｚは、実施形態に係る「角膜形状測定光学系」の一例である。ＯＣＴ光学系８ｚは、実施形態に係る「検査光学系」の一例である。形状情報算出部３２３は、実施形態に係る「角膜形状情報算出部」の一例である。

以上のように、第２実施形態では、外挿位置は、上記の２以上の位置に対して基準位置側の位置である。この場合、径の大きいリングパターンを投影し、リングパターンよりも内側の角膜形状情報を推定することが可能になる。それにより、少ないリングパターン数で、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

［効果］
実施形態に係る眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラムの効果について説明する。

いくつかの実施形態に係る眼科情報処理装置（制御装置２００及び演算部２１０、又は処理部９ｚ）は、取得部（ケラト測定光学系５０Ｌ、５０Ｒ、像特定部３２１、像高特定部３２２、及び形状情報算出部３２３、又はケラト測定系３ｚ、像特定部３２１、像高特定部３２２、及び形状情報算出部３２３）と、推定部（第１推定部３２５、又は、第１推定部３２５及び第２推定部３２７）とを含む。取得部は、被検眼の角膜上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得する。推定部は、２以上の角膜形状情報に基づいて、２以上の位置を通る直線上の外挿位置における角膜形状情報を推定する。

このような構成によれば、２以上の角膜形状情報を取得することで、外挿位置における角膜形状情報を推定することができる。それにより、少なくとも２つの角膜形状情報を取得するための測定パターンを角膜に投影することにより、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、推定部は、２以上の位置における２以上の角膜形状情報に対応した形状に近似された非球面を表す関数に基づいて外挿位置における角膜形状情報を求める。

このような構成によれば、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を高精度に推定することが可能になる。

いくつかの実施形態では、非球面を表す関数は、コーニック面を表す関数である。

このような構成によれば、コーニック面に近似された角膜のより広い範囲における角膜形状情報を高精度に推定することが可能になる。

いくつかの実施形態では、２以上の位置は、上記の直線上の基準位置を中心とする同心円状の２以上のリングパターン像上の位置である。

このような構成によれば、同心円状の２以上のリングパターンを角膜に投影することにより、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、取得部は、基準位置を通る２以上の経線のそれぞれについて、経線上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得し、推定部は、２以上の経線のそれぞれについて２以上の位置を通る経線上の外挿位置における角膜形状情報を推定し、推定された２以上の角膜形状情報に基づいて近似された所定の関数から２以上の経線と異なる所定の経線上の所定の位置における角膜形状情報を求める。

このような構成によれば、角膜の形状に異常がある場合でも、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、所定の関数は、三角関数である。

このような構成によれば、角膜の形状に異常がある場合でも、簡素な処理で角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、外挿位置は、２以上の位置に対して基準位置側と反対側の位置である。

このような構成によれば、角膜形状情報が取得された２以上の位置に対して基準位置と反対側の外挿位置における角膜形状情報を取得することができる。それにより、例えば、基準位置を中心とする同心円状の径が小さいリングパターンを投影した場合でも、リングパターンより外側の外挿位置における角膜形状情報を推定することが可能となり、角膜のより広い範囲で角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、外挿位置は、２以上の位置に対して基準位置側の位置である。

このような構成によれば、角膜形状情報が取得された２以上の位置に対して基準位置側の外挿位置における角膜形状情報を取得することができる。それにより、例えば、基準位置を中心とする同心円状の径が大きいリングパターンを投影した場合でも、リングパターンより内側の外挿位置における角膜形状情報を推定することが可能となり、角膜のより広い範囲で角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態に係る眼科装置（眼科検査装置１）は、対物レンズ（６０Ｌ、６０Ｒ）と、屈折力測定光学系（レフ測定光学系４０Ｌ、４０Ｒ）と、角膜形状測定光学系（ケラト測定光学系５０Ｌ、５０Ｒ）と、眼屈折力算出部（３１０）と、角膜形状情報算出部（形状情報算出部３２３）と、上記の眼科情報処理装置とを含む。屈折力測定光学系は、対物レンズを介して被検眼（左被検眼ＥＬ、右被検眼ＥＲ）に光を投射し、被検眼からの戻り光を検出する。角膜形状測定光学系は、基準位置を中心とする２以上のリングパターンを被検眼の角膜に投影し、角膜からの戻り光を検出する。眼屈折力算出部は、屈折力測定光学系において検出された戻り光に基づいて被検眼の屈折力を算出する。角膜形状情報算出部は、角膜形状測定光学系において検出された戻り光に基づいて２以上の位置における２以上の角膜形状情報を算出する。

一般に、屈折力測定において器械近視の影響を低減するために所定の作動距離を確保する必要がある場合に、所定の径以上のリングパターンを投影しようとすると対物レンズの径が大きくなる。対物レンズの大型化は装置の大型化及びコストの上昇を招くため、小さい径のリングパターンを投影せざるを得なくなる場合がある。このような場合、取得された２以上の位置における角膜形状情報を用いて上記２以上の位置に対して基準位置側と反対側の外挿位置における角膜形状情報を推定するようにしたので、角膜のより広い範囲で角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態に係る眼科装置（１ｚ）は、対物レンズ（５１ｚ）と、検査光学系（ＯＣＴ光学系８ｚ）と、角膜形状測定光学系（ケラト測定系３ｚ）と、角膜形状情報算出部（形状情報算出部３２３）と、上記の眼科情報処理装置とを含む。検査光学系は、光スキャナー（８８ｚ）を有し、光源（ＯＣＴ光源１０１ｚ）からの光（測定光ＬＳ）を光スキャナーにより偏向し、光スキャナーにより偏向された光を対物レンズを介して被検眼に投射し、被検眼からの戻り光を検出する。角膜形状測定光学系は、基準位置を中心とする２以上のリングパターンを被検眼の角膜に投影し、角膜からの戻り光を検出する。角膜形状情報算出部は、角膜形状測定光学系において検出された戻り光に基づいて２以上の位置における２以上の角膜形状情報を算出する。

一般に、屈折力測定において器械近視の影響を低減するために所定の作動距離を確保することとスキャン範囲を広くすることとは、トレードオフの関係にある。このような場合に、スキャン範囲を広くする場合、対物レンズの径を小さくすることは難しいため、大きい径のリングパターンを投影せざるを得なくなる場合がある。このような場合、取得された２以上の位置における角膜形状情報を用いて上記２以上の位置に対して基準位置側の外挿位置における角膜形状情報を推定するようにしたので、角膜のより広い範囲で角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態に係る眼科情報処理方法は、被検眼の角膜上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得する取得ステップと、２以上の角膜形状情報に基づいて、２以上の位置を通る直線上の外挿位置における角膜形状情報を推定する推定ステップと、を含む。

このような方法によれば、２以上の角膜形状情報を取得することで、外挿位置における角膜形状情報を推定することができる。それにより、少なくとも２つの角膜形状情報を取得するための測定パターンを角膜に投影することにより、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、推定ステップは、２以上の位置における２以上の角膜形状情報に対応した形状に近似された非球面を表す関数に基づいて外挿位置における角膜形状情報を求める。

このような方法によれば、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を高精度に推定することが可能になる。

いくつかの実施形態では、非球面を表す関数は、コーニック面を表す関数である。

このような方法によれば、コーニック面に近似された角膜のより広い範囲における角膜形状情報を高精度に推定することが可能になる。

いくつかの実施形態では、２以上の位置は、上記の直線上の基準位置を中心とする同心円状の２以上のリングパターン像上の位置である。

このような方法によれば、同心円状の２以上のリングパターンを角膜に投影することにより、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、取得ステップは、基準位置を通る２以上の経線のそれぞれについて、経線上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得し、推定ステップは、２以上の経線のそれぞれについて２以上の位置を通る経線上の外挿位置における角膜形状情報を推定し、推定された２以上の角膜形状情報に基づいて近似された所定の関数から２以上の経線と異なる経線上の所定の位置における角膜形状情報を求める。

このような方法によれば、角膜の形状に異常がある場合でも、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、所定の関数は、三角関数である。

このような方法によれば、角膜の形状に異常がある場合でも、簡素な処理で角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、外挿位置は、２以上の位置に対して基準位置側と反対側の位置である。

このような方法によれば、角膜形状情報が取得された２以上の位置に対して基準位置と反対側の外挿位置における角膜形状情報を取得することができる。それにより、例えば、基準位置を中心とする同心円状の径が小さいリングパターンを投影した場合でも、リングパターンより外側の外挿位置における角膜形状情報を推定することが可能となり、角膜のより広い範囲で角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態では、外挿位置は、２以上の位置に対して基準位置側の位置である。

このような方法によれば、角膜形状情報が取得された２以上の位置に対して基準位置側の外挿位置における角膜形状情報を取得することができる。それにより、例えば、基準位置を中心とする同心円状の径が大きいリングパターンを投影した場合でも、リングパターンより内側の外挿位置における角膜形状情報を推定することが可能となり、角膜のより広い範囲で角膜形状情報を取得することが可能になる。

いくつかの実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、上記のいずれかに記載の眼科情報処理方法の各ステップを実行させる。

このようなプログラムによれば、２以上の角膜形状情報を取得することで、外挿位置における角膜形状情報を推定することができる。それにより、少なくとも２つの角膜形状情報を取得するための測定パターンを角膜に投影することにより、角膜のより広い範囲における角膜形状情報を取得することが可能になる。

［その他］
なお、前述の実施形態又はその変形例は、図２、図３で説明した光学系の構成や図４～図６で説明した制御系の構成や制御内容に限定されるものではない。例えば、眼圧測定、眼底撮影、ＯＣＴの手法を用いたＯＣＴ計測などの他覚測定や、遠用検査、近用検査、コントラスト検査、グレア検査などの自覚屈折測定や、視野検査などの自覚検査が可能に構成されていてよい。

すなわち、実施形態に係る眼科検査装置は、自覚検査として、遠用検査、近用検査、コントラスト検査、グレア検査などを実行可能であり、且つ、他覚測定として、他覚屈折測定、角膜形状測定、ＯＣＴ計測などを実行可能な装置であってよい。ＯＣＴ計測では、眼軸長、角膜厚、前房深度、水晶体厚などの被検眼の構造を表す眼球情報の取得が行われてもよい。

いくつかの実施形態では、上記の眼科情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。このようなプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ／ＤＶＤ－ＲＡＭ／ＤＶＤ－ＲＯＭ／ＭＯ等）、磁気記憶媒体（ハードディスク／フロッピー（登録商標）ディスク／ＺＩＰ等）などを用いることが可能である。また、インターネットやＬＡＮ等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。

以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形（省略、置換、付加など）を適宜に施すことが可能である。

１ 眼科検査装置
３ｚ ケラト測定系
５ｚ 前眼部観察系
６ｚ レフ測定投射系
７ｚ レフ測定受光系
８ｚ ＯＣＴ光学系
９ｚ 処理部
２０Ｌ、２０Ｒ 撮影光学系
２１Ｌ、２１Ｒ ＣＣＤ
４０Ｌ、４０Ｒ レフ測定光学系
５０Ｌ、５０Ｒ ケラト測定光学系
５１ｚ、６０Ｌ、６０Ｒ 対物レンズ
１００ 測定ヘッド
１２０Ｌ 左眼用検査ユニット
１２０Ｒ 右眼用検査ユニット
２００ 制御装置
２１０ 演算部
３１０ 眼屈折力算出部
３２０ 角膜形状算出部
３２１ 像特定部
３２２ 像高特定部
３２３ 形状情報算出部
３２４ 第１フィッティング処理部
３２５ 第１推定部
３２６ 第２フィッティング処理部
３２７ 第２推定部
１０００ｚ 眼科装置
Ｅ 被検眼
ＥＬ 左被検眼
ＥＲ 右被検眼

Claims (19)

1. 被検眼の角膜上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得する取得部と、
   前記２以上の角膜形状情報に基づいて、前記２以上の位置を通る直線上の外挿位置における角膜形状情報を推定する推定部と、
   を含む眼科情報処理装置。
2. 前記推定部は、前記２以上の位置における前記２以上の角膜形状情報に対応した形状に近似された非球面を表す関数に基づいて前記外挿位置における角膜形状情報を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の眼科情報処理装置。
3. 前記非球面を表す関数は、コーニック面を表す関数である
   ことを特徴とする請求項２に記載の眼科情報処理装置。
4. 前記２以上の位置は、前記直線上の基準位置を中心とする同心円状の２以上のリングパターン像上の位置である
   ことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。
5. 前記取得部は、前記基準位置を通る２以上の経線のそれぞれについて、経線上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得し、
   前記推定部は、前記２以上の経線のそれぞれについて前記２以上の位置を通る経線上の外挿位置における角膜形状情報を推定し、推定された２以上の角膜形状情報に基づいて近似された所定の関数から前記２以上の経線と異なる所定の経線上の所定の位置における角膜形状情報を求める
   ことを特徴とする請求項４に記載の眼科情報処理装置。
6. 前記所定の関数は、三角関数である
   ことを特徴とする請求項５に記載の眼科情報処理装置。
7. 前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側と反対側の位置である
   ことを特徴とする請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。
8. 前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側の位置である
   ことを特徴とする請求項４～請求項６のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。
9. 対物レンズと、
   前記対物レンズを介して前記被検眼に光を投射し、前記被検眼からの戻り光を検出する屈折力測定光学系と、
   前記基準位置を中心とする２以上のリングパターンを前記被検眼の角膜に投影し、前記角膜からの戻り光を検出する角膜形状測定光学系と、
   前記屈折力測定光学系において検出された前記戻り光に基づいて前記被検眼の屈折力を算出する眼屈折力算出部と、
   前記角膜形状測定光学系において検出された前記戻り光に基づいて前記２以上の位置における２以上の角膜形状情報を算出する角膜形状情報算出部と、
   請求項７に記載の眼科情報処理装置と、
   を含む眼科装置。
10. 対物レンズと、
    光スキャナーを有し、光源からの光を前記光スキャナーにより偏向し、前記光スキャナーにより偏向された光を前記対物レンズを介して前記被検眼に投射し、前記被検眼からの戻り光を検出する検査光学系と、
    前記基準位置を中心とする２以上のリングパターンを前記被検眼の角膜に投影し、前記角膜からの戻り光を検出する角膜形状測定光学系と、
    前記角膜形状測定光学系において検出された前記戻り光に基づいて前記２以上の位置における２以上の角膜形状情報を算出する角膜形状情報算出部と、
    請求項８記載の眼科情報処理装置と、
    を含む眼科装置。
11. 被検眼の角膜上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得する取得ステップと、
    前記２以上の角膜形状情報に基づいて、前記２以上の位置を通る直線上の外挿位置における角膜形状情報を推定する推定ステップと、
    を含む眼科情報処理方法。
12. 前記推定ステップは、前記２以上の位置における前記２以上の角膜形状情報に対応した形状に近似された非球面を表す関数に基づいて前記外挿位置における角膜形状情報を求める
    ことを特徴とする請求項１１に記載の眼科情報処理方法。
13. 前記非球面を表す関数は、コーニック面を表す関数である
    ことを特徴とする請求項１２に記載の眼科情報処理方法。
14. 前記２以上の位置は、前記直線上の基準位置を中心とする同心円状の２以上のリングパターン像上の位置である
    ことを特徴とする請求項１１～請求項１３のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。
15. 前記取得ステップは、前記基準位置を通る２以上の経線のそれぞれについて、経線上の２以上の位置における２以上の角膜形状情報を取得し、
    前記推定ステップは、前記２以上の経線のそれぞれについて前記２以上の位置を通る経線上の外挿位置における角膜形状情報を推定し、推定された２以上の角膜形状情報に基づいて近似された所定の関数から前記２以上の経線と異なる経線上の所定の位置における角膜形状情報を求める
    ことを特徴とする請求項１４に記載の眼科情報処理方法。
16. 前記所定の関数は、三角関数である
    ことを特徴とする請求項１５に記載の眼科情報処理方法。
17. 前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側と反対側の位置である
    ことを特徴とする請求項１４～請求項１６のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。
18. 前記外挿位置は、前記２以上の位置に対して前記基準位置側の位置である
    ことを特徴とする請求項１４～請求項１６のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。
19. コンピュータに、請求項１１～請求項１８のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法の各ステップを実行させることを特徴とするプログラム。

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