(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼前眼部を照明する照明光学系と、被検眼前眼部を観察する観察光学系と、被検眼角膜に投影されたプラチドリング像を検出して角膜形状を測定する検査手段と、被検眼に対して該検査手段のアライメント状態を検出するアライメント状態検出手段と、を具備する眼科装置において、被検眼の上下方向に検出面を持ち、被検眼角膜と略共役な位置に配置され、被検眼前眼部からの反射光を受光する位置検出手段と、該位置検出手段からの出力信号に基づいて被検眼の瞼の位置を経時的に検出する瞼位置検出手段と、該瞼位置検出手段の検出結果に基づいて、上瞼の上昇がほぼ停止状態となり又は下降に転じたことを検出すると、前記アライメント状態が適正であることを条件として前記検査手段のトリガー信号を発し検査を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
被検眼前眼部を照明する照明光学系と、被検眼前眼部を観察する観察光学系と、被検眼角膜に投影されたプラチドリング像を検出して角膜形状を測定する検査手段と、被検眼に対して該検査手段のアライメント状態を検出するアライメント状態検出手段と、を具備する眼科装置において、被検眼の上下方向に検出面を持ち、被検眼角膜と略共役な位置に配置され、被検眼前眼部からの反射光を受光する位置検出手段と、該位置検出手段からの出力信号に基づいて被検眼の瞼の位置を経時的に検出する瞼位置検出手段と、該瞼位置検出手段の検出結果に基づいて前記アライメント状態が適正であることを条件として、測定する最大の角膜領域より上瞼が上にあるときは前記検査手段のトリガー信号を発し、上瞼が経時的な検出にもかかわらず測定する最大の角膜領域より上にこないときは上瞼の上昇がほぼ停止状態となり又は下降に転じたことを検出すると、前記検査手段のトリガー信号を発し検査を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院や眼鏡店等で使用される眼科装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
被検眼の特性を測定する眼屈折力測定装置、角膜曲率測定装置、非接触式眼圧計等の眼科装置では、検査に際して被検眼の上瞼の開きが十分でなく、測定領域に上瞼が掛かると正確な検査ができなくなる。また、被検眼角膜の広い領域に多数のプラチドリング像を投影し、その反射像を撮像することにより角膜形状を解析する角膜形状解析装置のような撮影装置では、詳細な検査データを得るためにできるだけ上瞼を開かせた状態で撮影することが望ましい。
【０００３】
このため、検者は被検眼の前眼部を観察しながらアライメントをした後、瞼の開きが十分でないときは被検者に眼を開けるように指示して検査を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被検眼を観察しながらの瞼の開き具合の確認は、あくまで検者の判断に委ねられており、その正確性は検者の経験などに依存するものであった。このため、瞼の開きが十分でないことに気が付かずに検査（測定や撮影）を実行してしまうことがあり、検査エラーを招いたり、検査データの信頼性が低下するといった問題があった。特に、できるだけ瞼が開いた状態で検査を実行することが望まれる上記のような角膜形状解析装置の場合、検査に不慣れな被検者では、撮影後の画像を確認しての再撮影が多くなる。
【０００５】
また、瞼の開きが十分でないときは被検者に眼を大きく開けてもらうが、眼を開ける動作時には、一旦合せたアライメントがずれることもあり、アライメントの適否と瞼の開き具合の適否の両方を検者が判断することは容易でない。アライメントに関しては、アライメント検出機構を設け、その適否に応じて検査を開始するように自動化を図ることができるが、瞼の開きに拘わりなく検査が自動的に開始されると、信頼性の高い検査が行い難い。
【０００６】
本発明は上記従来装置の問題点に鑑み、瞼の開きが不十分な状態での検査による検査エラーや検査のやり直しを低減し、信頼性の高い検査データを得ることができる装置を提供することを技術課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００８】
（１）  被検眼前眼部を照明する照明光学系と、被検眼前眼部を観察する観察光学系と、被検眼角膜に投影されたプラチドリング像を検出して角膜形状を測定する検査手段と、被検眼に対して該検査手段のアライメント状態を検出するアライメント状態検出手段と、を具備する眼科装置において、被検眼の上下方向に検出面を持ち、被検眼角膜と略共役な位置に配置され、被検眼前眼部からの反射光を受光する位置検出手段と、該位置検出手段からの出力信号に基づいて被検眼の瞼の位置を経時的に検出する瞼位置検出手段と、該瞼位置検出手段の検出結果に基づいて、上瞼の上昇がほぼ停止状態となり又は下降に転じたことを検出すると、前記アライメント状態が適正であることを条件として前記検査手段のトリガー信号を発し検査を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
（２）  被検眼前眼部を照明する照明光学系と、被検眼前眼部を観察する観察光学系と、被検眼角膜に投影されたプラチドリング像を検出して角膜形状を測定する検査手段と、被検眼に対して該検査手段のアライメント状態を検出するアライメント状態検出手段と、を具備する眼科装置において、被検眼の上下方向に検出面を持ち、被検眼角膜と略共役な位置に配置され、被検眼前眼部からの反射光を受光する位置検出手段と、該位置検出手段からの出力信号に基づいて被検眼の瞼の位置を経時的に検出する瞼位置検出手段と、該瞼位置検出手段の検出結果に基づいて前記アライメント状態が適正であることを条件として、測定する最大の角膜領域より上瞼が上にあるときは前記検査手段のトリガー信号を発し、上瞼が経時的な検出にもかかわらず測定する最大の角膜領域より上にこないときは上瞼の上昇がほぼ停止状態となり又は下降に転じたことを検出すると、前記検査手段のトリガー信号を発し検査を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る装置の概略光学系を示す図であり、角膜形状測定系と眼屈折力測定系を有する装置の例である。
【００１９】
１は拡散板からなるプラチド板であり、光軸Ｌ１を中心にして多数のリング状の透光部と遮光部が形成されている。その各透光部の背後には赤〜赤外の光を発する多数のＬＥＤ２がリング状の透光部に沿って配置されている。プラチド板１の外側には前眼部照明用光源４が設けられ、光源４は近赤外光により被検眼前眼部を左右方向から略一様に照明する。
【００２０】
また、プラチド板１の背後には作動距離検出用の指標投影系１０と指標検出系１５が設けられている。指標投影系１０は赤外の指標投影光源１１、レンズ１２を備え、光源１１からの光はレンズ１２によって略平行光束にされ、プラチド板１に開けられた開口を通って被検眼Ｅの角膜に斜め方向から照射される。指標検出系１５の検出光軸は装置の正面の光軸Ｌ１に対して指標投影系１０の投影光軸と対称となるように設けられており、その検出光軸上にはレンズ１６、１次元位置検出素子１７が配置されている。指標投影系１０により角膜反射光はプラチド板１に開けられた開口を通り、レンズ１６を介して１次元位置検出素子１７に入射する。被検眼ＥがＺ方向（前後方向）である光軸Ｌ１方向に移動すると、被検眼角膜に形成された指標像も位置検出素子１７上を移動するため、その偏位から被検眼の作動距離のアライメント状態が検出される。
【００２１】
プラチド板１の後方の光軸Ｌ１上にはビームスプリッタ５が配置され、その後方には眼屈折力測定系２０が配置されている。２１はビームスプリッタで、光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ２上には赤外照明光源２２、回転セクター２３、投影レンズ２４、絞り２５が配置されている。回転セクター２３にはその回転方向に対して４５度方向と１３５度方向の２種類のスリットが形成されている。光源２２によりスリットは照明され、回転セクター２３の回転により走査されたスリット光束は投影レンズ２４、絞り２５、ビームスプリッタ２１、及びビームスプリッタ５を介して被検眼Ｅの角膜近傍で集光した後、眼底に投影される。
【００２２】
ビームスプリッタ２１の後方の光軸Ｌ１には、受光レンズ２６、絞り２７、受光センサ部２８が順に設けられている。絞り２７は受光レンズ２６の後ろ側焦点位置に配置され、受光センサ部２８は受光レンズ２６に関して被検眼角膜と略共役な位置に配置される。受光センサ部２８は光軸Ｌ１を挟んで対称に配置された２対の受光素子（４個の受光素子）を備える。各受光素子は光軸Ｌ１を中心に９０度間隔でも設けられ、２．５ｍｍの瞳孔径で屈折力を測定できるように配置されている。回転セクター２３の回転により被検眼眼底には傾きが異なる２種類のスリット光束が投影される。眼屈折力は、一方のスリット光束が走査されたときの各対の受光素子による位相差信号と、もう一方のスリット光束が走査されたときの各対の受光素子による位相差信号とから、後述する制御部６０で算出される（特開平１０−１０８８３６号公報等を参照）。
【００２３】
ビームスプリッタ５によって光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ３上には、ハーフミラー３０、３１、レンズ３２、固視標３３、固視光源３４が配置され、レンズ３２は光軸方向に移動することによって被検眼Ｅの雲霧を行う。ハーフミラー３１は正面からのアライメント用光を投光する光源３６からの光を反射する。光源３６からの近赤外光はレンズ３５によって略平行光束にされて被検眼に投影される。
【００２４】
また、ハーフミラー３０の反射側の光軸Ｌ４上には、レンズ４０、光分割ミラー４１、ＣＣＤカメラ４２が配置されている。ＣＣＤカメラ４２は前眼部観察用、アライメント用光源３６により被検眼角膜に形成される輝点の検出用、及び前眼部に投影されたプラチドリング像の撮影用に使用される。一方、光分割ミラー４１の反射側にはレンズ４０を介して被検眼角膜と略共役にされる１次元の位置検出素子４５が設けられている。この位置検出素子４５は上瞼位置検出手段として使用され、図２（ａ）に示すように、その検出方向が被検眼Ｅの上下方向（光軸Ｌ１の上下方向）となるように配置され、検出面は少なくとも角膜中央から上瞼に掛かる範囲を持つ。
【００２５】
図３は制御系の要部構成を示すブロック図である。図１に示した光学系が配置される測定ユニット５０は、装置の基台５１上を水平方向に摺動可能な移動台５２に対して、Ｘ方向（左右方向）、Ｙ方向（上下方向）、Ｚ方向（前後方向）にそれぞれＸ駆動系５５、Ｙ駆動系５６、Ｚ駆動系５７により駆動される。なお、移動台５２はジョイスティック５３の操作によって基台５１上を摺動される。各駆動系５５、５６、５７はそれぞれモータ、スライド機構等から構成され、装置全体を制御する制御部６０によりその駆動が制御される。
【００２６】
６１は画像処理部であり、観察時にはＣＣＤカメラ４２に撮像されるアライメント指標像を検出し、その検出結果を制御部６０に入力する。制御部６０は入力された指標検出信号に基づいて被検眼に対する装置（測定ユニット５０）の上下左右のアライメント状態を判定する。また、撮影用のトリガ信号が入力されると、画像処理部６１はＣＣＤカメラ４２に撮像されたプラチドリング画像を取り込み、角膜形状解析用の所定の画像処理を施す。６２はＣＣＤカメラ４２により撮影される観察用の前眼部像や解析結果等を表示するカラーディスプレイである。また、制御部６０には上瞼位置検出用の位置検出素子４５、作動距離検出用の位置検出素子１７、音声発生部６３、測定モードを選択するスイッチ等が設けられたスイッチ部６４、眼屈折力測定系２０が接続されている。
【００２７】
次に以上のような装置における動作を説明する。装置は測定モード切換用のスイッチにより、眼屈折力測定モードと角膜形状解析モードが選択できる。以下、それぞれの検査について説明する。
【００２８】
＜眼屈折力測定＞
照明光源４により照明された前眼部像はＣＣＤカメラ４２により撮像され、その像はディスプレイ６２に映し出される。検者はディスプレイ６２に表示され前眼部像を観察しながら、ジョイスティック５３等を操作して粗くアライメントする。光源３６により形成される指標像が画像処理部６１により検出されるようになると、制御部６０はＸＹ方向が所定のアライメント状態となるように、Ｘ駆動系５５、Ｙ駆動系５６の駆動を制御して測定ユニット５０を移動する。また、位置検出素子１７により作動距離検出用の指標が検出できるようになると、制御部６０はその検出信号に基づいてＺ駆動系の駆動を制御して、Ｚ方向が適正の状態になるように測定ユニット５０を前後移動する。ＸＹＺ方向のアライメント状態がそれぞれ適正になると、被検眼の調節を排除するための雲霧動作（測定準備動作）を開始する。続いて、位置検出素子４５からの検出信号に基づいて瞼の開き具合の適否判定を行う。
【００２９】
この適否判定について説明する。前眼部照明用光源４により照明された前眼部からの反射光は、ビームスプリッタ５によって光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ３上には、ハーフミラー３０、レンズ４０、光分割ミラー４１を経て位置検出素子４５に入射する。図２（ｂ）はアライメント完了時に位置検出素子４５から出力される信号を模式的に示した図である。図から分かるように、前眼部が照明された状態では、瞳孔、虹彩、上瞼の順に各輝度は高くなるので、各輝度情報の比較により上瞼部分を検出でき、エッジ検出処理等により基準位置からの位置情報を得ることができる。基準位置は上下左右のアライメント光軸上にとることにより、測定光束が通過する測定領域に瞼が入っているかの判別がし易くなる。すなわち、本形態の眼屈折力測定では２．５ｍｍの瞳孔径で測定できる構成としているので、上瞼が半径１．２５ｍｍ＋αの測定可能領域より上の位置にあれば瞼の開き具合が適正と判定され、それ以下であれば不十分と判定される。
【００３０】
瞼の開きが不十分である場合には、音声発生部６３より「眼を大きく開けて下さい」等の音声指示がなされる。また、ディスプレイ６２上にもその旨が表示されるので、検者が被検者に指示しても良い。被検者が眼を開けることにより、瞼の開き具合が適正と判定されると（この間も、ＸＹＺ方向の移動が自動的に行われる）、制御部６０はトリガ信号を自動的に発し、眼屈折力測定系２０による測定を実行する。この測定実行中に被検者の疲労で上瞼が上記の測定可能領域に下がってくるときがある。この場合には、制御部６０は測定を中断し、被検者に対して注意を促す指示を音声発生部６３より行い、測定を待機状態とする。上瞼が測定可能領域より上に移動したことが検出されると、測定を自動的に再開する（又は再度測定をやり直す）。
【００３１】
また、通常、眼屈折力測定は同一被検眼で複数回（３〜５回程度）の連続測定を行うので、制御部６０はＸＹＺのアライメント検出情報に従って測定ユニットを自動追尾させるとともに、位置検出素子４５により検出される上瞼位置の適否を測定実行の都度判定する。図４は上瞼の検出位置を時系列的に示した図であり、上瞼が下垂れぎみの被検者の例である。このような被検者の場合、開眼の指示により瞼を上げるが、しばらくすると疲労により下がってきてしまう。従って、連続測定は、図に示す測定可能位置Ｄより上瞼が上側に位置しているＰ１〜Ｐ２の間で行うが、この間で期待する回数に達しなければ、再び開眼の指示を行った後のＰ３〜Ｐ４の間で追加測定を行う。
【００３２】
なお、本形態ではＸＹＺ方向のアライメント検出によりトリガ信号を自動的に発して測定を行う構成で説明したが、ディスプレイ６２に表示されるレチクルとアライメント輝点を観察しながら、ジョイスティック５３の操作でアライメントした後、測定開始スイッチ５４を押すことで測定開始のトリガ信号を発する構成でも良い。この場合、制御部６０は測定の準備動作である雲霧動作を実行した後、上瞼の位置が図４に示した例でＰ１以前であれば、測定実行は待機状態とし、上瞼が測定可能な位置Ｄより上に移動したことが検出された時点で測定を開始する。このようにすると測定のタイミングを逃さずに測定エラーの発生を低減することができる。
【００３３】
＜角膜形状解析＞
眼屈折力測定と異なる部分を中心に説明する（図６参照）。眼屈折力測定の場合と同様に、装置はアライメント検出情報に基づいてＸＹＺ方向のアライメントを自動的に行う。アライメントが完了したら、位置検出素子４５により検出される上瞼位置が撮影に適する位置にあるか否かを判定し、撮影可能と判定されればプラチドリングが投影された前眼部像の撮影（画像処理部６１が持つフレームメモリへ静止画像として取り込む）を自動的に行う。プラチドリングの投影による角膜形状解析では最大直径１１ｍｍ程の角膜領域を測定するので、この領域（半径５．５ｍｍ＋α）より上に瞼があれば測定可能と判断される。しかし、被検者によっては開眼指示を行ってもこの領域より上に瞼を位置させることが難しい場合がある。この場合には上瞼の動きをモニタし、瞼が最上位置になったことを検知して撮影を行う。
【００３４】
上瞼の最上位置の検知について図５を使用して説明する。図５は開眼の指示により上瞼が移動したときの位置を時系列的に示した図である。制御部６０は上瞼位置を経時的（一定時間間隔ごとに）にサンプリングして記憶しながら、サンプリングされた時刻ｔ（ｎ）での上瞼位置Ｐ（ｎ）に対して、その１つ前のサンプリング時刻ｔ（ｎ−１）での上瞼位置Ｐ（ｎ−１）との変化を順次求める。ここで、Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）≧ｍであるならば、上方向に瞼が移動中と見なせ、Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）＜ｍであるならば、上瞼の移動はほぼ停止状態（または下降に転じている）と見なせる。但し、ｍは上瞼の移動を判定するために設定された所定の変化量で、ｍ＞０の定数とする。
【００３５】
したがって、一定時間間隔ごとにサンプリングした位置データの変化が所定の変化量以上かそれ未満かで、その被検者にとって上瞼が最上位置に来たかどうかが判定できる。プラチドリングを角膜に投影して形状解析をする場合には、できるだけ角膜の広い範囲に亘ってリング像を得ることが望ましいので、装置は上瞼が最上位置に来たことが検知されると、そのタイミングでトリガ信号を自動的に発して撮影を行う。これにより被検者にとって最も上瞼を開けた状態の撮影像をタイミング良く得ることができる。
【００３６】
撮影像はフレームメモリに取り込まれ、画像処理部６１によりプラチドリング像のエッジが検出される。制御部６０はその検出データに基づいて所定の演算処理を行って角膜形状を解析する。解析結果は例えばトポグラフとしてディスプレイ６２に表示される。
【００３７】
以上のように測定の種類によって開眼が必要な上瞼の位置が異なるので、前眼部照明の反射光から瞼の位置を検出できることは装置の自由度が増して都合が良い。特に本形態のように異なる測定を１台の装置で行う構成の場合には、瞼位置検出系を共用できて好適である。
【００３８】
また、角膜形状解析の場合には、角膜に投影されるプラチドリング像の反射光の状態から上瞼の位置を検出しても良い。すなわち、上瞼がプラチドリング像にかかるとリングパターン像は検出されなくなるので、検出されるリングパターン像から上瞼の位置を判断することができる。
【００３９】
以上の実施形態はさらに種々の変容が可能である。例えば、上瞼位置検出には位置検出素子４５の代わりに観察用のＣＣＤカメラ４２を利用することができる。ＣＣＤカメラ４２からは１／６０秒毎に奇数フィールドと偶数フィールドの映像信号が交互に出力されるので、何れかの信号をメモリに記憶してその輝度変化から瞼の位置を随時検出していく。この場合、全ての領域の信号を必要としないので、縦方向は位置検出素子４５と同じように中心から上瞼をカバーできる範囲をとり、横方向は中心を挟んで数画素分の範囲をとる。瞼位置の検出は横方向の輝度信号を平均処理して得れば良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、瞼の開きが不十分な状態での検査実行による検査エラーや検査のやり直しを低減し、また、信頼性の高い検査データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の概略光学系を示す図である。
【図２】（ａ）上瞼位置を検出する位置検出素子の配置を示す図である。
（ｂ）アライメントが完了時に位置検出素子から出力される信号を模式的に示した図である。
【図３】制御系の要部構成を示すブロック図である
【図４】上瞼の検出位置を時系列的に示した図である。
【図５】開眼の指示により上瞼が移動したときの位置を時系列的に示した図である。
【図６】角膜形状解析におけるフローチャートと示す図である。
【符号の説明】
１  プラチド板
４  前眼部照明用光源
２０  眼屈折力測定系
４２  ＣＣＤカメラ
４５  前眼部照明用光源
６０  制御部
６１  画像処理部
【図１】
0003660145.tif 000002
【図２】
0003660145.tif 000003
【図３】
0003660145.tif 000004
【図４】
0003660145.tif 000005
【図５】
0003660145.tif 000006
【図６】
0003660145.tif 000007