(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼を測定する測定系を備える眼科装置において、被検眼の固視を所定の方向に誘導する固視標と、検者が双眼で被検眼の前眼部を拡大観察するために光路に挿脱自在な凸レンズを持ち、該凸レンズが光路から外されたときには被検眼から検者の顔の一部が視認可能な観察光路と、被検眼前眼部の所定部位と一定の位置関係に配置された照準用マークと、該照準用マークからの光束を検者に向けて反射するために前記観察光路に設けられた光分割部材であって、前記凸レンズが挿脱される位置より被検眼側に配置された光分割部材と、を備えることを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
請求項１の眼科装置は、被検眼角膜に作動距離検出用のアライメント指標を投影する指標投影手段と、角膜に投影された指標の角膜反射像を検出する指標検出手段、該検出手段の検出結果に基づいてアライメント状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は被検眼を測定する眼科装置に係り、殊に小児の眼科測定に好適な眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検眼の屈折力等の測定をする眼科装置においては、装置に対して被検眼を適切な位置にアライメントすることが必要である。従来のアライメント機構としては、被検眼に固視視標を固視させることにより、被検眼の固視を装置の測定軸上に誘導する方式のものが知られている。
【０００３】
被検者が一般成人等の場合には、検者の指示があれば上記アライメント機構を使用し被検眼の固視を比較的容易に測定軸上に誘導することができる。しかし、被検者が小児の場合、装置や検者に対する恐怖感、不安感がある等の理由から、固視を誘導することは容易でないことが多く、正確な測定は困難であった。
【０００４】
従来、小児の不安感等を軽減するための装置として、被検眼との距離を１ｍ程離して測定する装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被検眼と装置との距離を長くとると、測定誤差は大きくならざるを得ず、高精度に測定するには被検眼と装置を十分に接近していた方がよい。上記の被検眼との距離を１ｍ程離して測定を行う装置においても、その測定値は極めて粗いスクリ−ニング用としての価値しかなかった。
【０００６】
また、これらの装置で一般成人も測定できるとしても、精度上の問題から事実上小児専用となってしまうという欠点があった。
さらに、上記装置は被検眼との距離を十分に確保する必要から装置のサイズも小型にできないという制約があった。
【０００７】
本発明は、上記従来装置の欠点に鑑み、被検者の年齢を問わず高い精度で測定できる眼科装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、次のような構成を持つことを特徴とする。
【０００９】
（１）  被検眼を測定する測定系を備える眼科装置において、被検眼の固視を所定の方向に誘導する固視標と、検者が双眼で被検眼の前眼部を拡大観察するために光路に挿脱自在な凸レンズを持ち、該凸レンズが光路から外されたときには被検眼から検者の顔の一部が視認可能な観察光路と、被検眼前眼部の所定部位と一定の位置関係に配置された照準用マークと、該照準用マークからの光束を検者に向けて反射するために前記観察光路に設けられた光分割部材であって、前記凸レンズが挿脱される位置より被検眼側に配置された光分割部材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
（２）  （１）の眼科装置は、被検眼角膜に作動距離検出用のアライメント指標を投影する指標投影手段と、角膜に投影された指標の角膜反射像を検出する指標検出手段、該検出手段の検出結果に基づいてアライメント状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は実施例である手持ち型の角膜形状測定装置の外観斜視図である。１は装置本体であり、後述する光学系、制御や演算処理等のための電気系が収納されている。２は被検眼に対向する側に配置される測定窓であり、３は観察窓である。検者は観察窓３及び測定窓２を通して被検眼を観察し、アライメントを行う。４は電源スイッチ、５は不図示のプリンタユニットに測定デ−タを送信するためのプリントスイッチ、６、７は測定する被検眼の左右を指定するＲスイッチ、Ｌスイッチである。８は測定結果等を表示する液晶の表示器である。
【００１４】
装置本体１の下方は、検者が装置を片手で持つことができるようにグリップ状になっており、グリップの下部にはバッテリ９が着脱自在に収納されている。
また装置本体１の幅は、小児の眼幅の約２倍より小さくし、被検者が小児の場合でも被検者は他眼により前方に検者の顔の一部を見ることができる。
【００１５】
図２は装置本体１に配置される光学系を側面から見た配置略図であり、図３は図２の被検眼の観察系を上方から見た図である。
【００１６】
１０は被検眼を、１１は検者眼をそれぞれ示す。装置本体１には検者眼１１ａ，１１ｂが被検眼１０を観察するための貫通口１２が設けられており、観察光軸上には凸レンズの対物レンズ１３、ビ−ムスプリッタ１４が配置されている。
【００１７】
対物レンズ１３の焦点距離（Ｆ）を例えば２５０ｍｍとし、対物レンズ１３から被検眼１０までの距離（Ａ）を７５ｍｍ、対物レンズ１３から検者眼１１までの距離（Ｌ）を２００ｍｍとすれば、被検眼は１．２８倍に拡大観察することができる。逆に被検眼１０からは検者眼１１がボケて見える。対物レンズ１３は図４に示すように保持部材１５にて装置本体１の観察窓３に着脱自在に保持されており、保持部材１５とともに対物レンズ１３を取り外せば被検眼１０からも検者眼１１が見通せるようになっている。
【００１８】
１６は照準用マ−ク板であり、例えば図５に示すようなマ−クが形成されている。照準用マ−ク１６ａは円環パタ−ン、１６ｂは装置の水平基準線を示す。また、水平基準線１６ｂは角膜乱視の軸角度の０度方向を示す。１７は照準用マ−ク照明光源であり、光源１７の点灯により照準用マ−ク板１６を通過した照準用マ−クの光束はビ−ムスプリッタ１４で反射して検者眼１１に向かう。
【００１９】
１８は固視標用光源、１９はスポット開口を持つ固視標板、２０は凹レンズである。２１は後述する検出光学系の光軸と固視標の投影光軸を同軸にするダイクロイックミラ−であり、光源１８に照明された固視標板１９は、凹レンズ２０、結像レンズ２２によりダイクロイックミラ−２１及びビ−ムスプリッタ１４を介して被検眼眼底に投影され、被検眼１０は固視標板１９を固視することができる。２２は結像レンズである。
【００２０】
２３は指標投影光学系であり、観察光軸を中心とする同一円周上に４５度間隔に８組配置され、その投影光軸は観察光軸に対して所定の角度をなしている。８組の指標投影光学系の中には、９０度間隔に配置された４組の角膜形状測定兼作動距離検出用の光学系（２３ａ〜２３ｄ）があり、２３ａ〜２３ｄは赤色光又は近赤外域の光を発するＬＥＤ等の光源２４、スポット絞り２５及びスポット絞り２５を無限遠におくためのコリメ−タレンズ２６からなる。作動距離検出用の視標投影光学系（２３ｅ〜２３ｈ  ただし図示していない）は、光源２４及びスポット絞り２５からなり、被検眼に有限光束を投影する。
【００２１】
２７はテレセントリック絞りであり、結像レンズ２２の焦点位置に配置されている。２８は２次元位置検出素子であり、結像レンズ２２に対して角膜反射像が形成される虹彩近傍と共役な位置に配置されている。ビ−ムスプリッタ１４、結像レンズ２２、テレセントリック絞り２７及び２次元位置検出素子２８により検出光学系が構成され、２次元位置検出素子２８は指標投影光学系２３による角膜反射像の位置を検出する。
【００２２】
２９は観察光軸を中心とする同一円周上に３０度間隔に配置されているＬＥＤである。各ＬＥＤ２９の角膜反射像の全体はマイヤリングとしての機能を果たす。またＬＥＤ２９は前眼部の照明も兼ねる。
【００２３】
図６は実施例の装置の要部電気系ブロック図である。
２次元位置検出素子２８によって得られた信号は、検出処理回路４０により所定の処理が施され、マイクロコンピュ−タ４１に入力される。
【００２４】
マイクロコンピュ−タ４１は入力された位置信号に基づき演算処理を行い、後述する作動距離の適否の判定及び角膜の曲率半径を得る。マイクロコンピュ−タ４１により得られた測定結果は、表示回路４２を介して表示器８に表示される。
【００２５】
以上のような構成の装置において、その動作を説明する。
被検者が小児等で不安感を持ち、固視を誘導することが困難な場合は、保持部材１５によって装置本体１の観察窓３に取り付けられている対物レンズ１３を、保持部材１５とともに取り外す。取り外すと被検眼１０からも検者眼１１が見通せるので、被検者の不安感が軽減される。また、本装置はスイッチ操作が単純化され、さらに照準合致の自動判定・自動測定が行われるため、装置に精通していない操作者でもわずかな説明で操作できる。したがって、被検者が小児の場合は母親等の近親者が測定を行うことも可能であり、対物レンズ１３を取り外すことにより小児の被検眼からも測定窓３を通して測定者である母親等の顔の一部が見え、固視を測定光軸上に誘導しやすくなる。
【００２６】
検者は装置本体１を片手で持ち、電源スイッチ４を投入して各光源を点灯させ、Ｒスイッチ６又はＬスイッチ７を押して被検眼の左右を選択する。その後、選択した被検眼に測定窓２を持って行き、被検眼に固視標板１９を固視させるとともに、検者は両眼にて観察窓３を介し被検眼を観察する。
【００２７】
照準用マ−ク１６と被検眼の前眼部像を観察し、照準用マ−クの円環パタ−ン１６ａが虹彩または角膜輪部とが同心円となるように装置を移動させることによって、観察光軸と被検眼の視軸とのアライメントを行う。
【００２８】
次に、検者は装置を光軸方向に移動させて作動距離調整を行う。被検眼との作動距離の調整は、マイヤリング像の位置（または被検眼の虹彩）を基準として照準マ−ク１６の前後関係を判断し、照準用マ−ク１６ａがほぼ同一の距離に観察される位置に装置が移動されることによってなされる。後述する対物レンズ１３が取り付けられている場合と比べて、作動距離調整はやや難しいが、ラフなアライメントは十分できる。
【００２９】
検者による作動距離調整と並行して、装置は作動距離の適否を検出光学系により検出している。
【００３０】
作動距離の検出は、無限遠の指標投影光学系２３ａ〜２３ｄ及び有限遠の指標投影光学系２３ｅ〜２３ｈにより形成される角膜反射像の像高さを比較することによりなされる（ＬＥＤ２４ａ〜２４ｄとＬＥＤ２４ｅ〜２４ｈを交互に点灯してもよいし、その点灯手順は問わない）。これは、無限遠光源と有限遠光源とにより角膜反射像を形成した場合、作動距離が変化しても無限遠光源による角膜反射像の像高さは変化しないが、有限遠光源による角膜反射像の像高さは変化するという特性を利用するものである。この詳細は本出願人による特願平４−２２４８９６号（発明の名称「アライメント検出装置」）に記されているので、これを参照されたい。無限遠光源と有限遠光源とによる角膜反射像の像高さ比較は、同位置にある光源の場合はそれぞれ１点の指標像が検出されれば作動距離の適否を判断できるが、本実施例では、マイクロコンピュ−タにより無限遠の指標投影光学系（２３ａ〜２３ｄ）の角膜反射像を結ぶ楕円形状と、有限遠の指標投影光学系（２３ｅ〜２３ｈ）の角膜反射像を結ぶ楕円形状のそれぞれを求め、各楕円の所定経線方向（一定の角度のものでもよいし、乱視軸方向という決め方でもよい）の位置を取り出し、その高低を比較する。像高さが所定の許容範囲で一致すると、マイクロコンピュ−タ４１は像高さが一致した時の指標像の位置から角膜形状を算出する。なお、眼屈折計等の場合に必要なように、一致した時にトリガ信号を発し測定するようにしてもよい（検査者に測定スイッチを押すよう命ずるようにしてもよい）。
【００３１】
角膜形状の測定には特願昭５９−２０７５３９号（発明の名称「角膜形状測定装置」特公平１−１９８９６号）に記載されるように３点の指標像が検出されれば、角膜形状を算出できる。測定結果は表示器８に表示される。
【００３２】
次に、被検者が成人であり、検者の指示により固視標板１９を固視することが可能な場合について説明する。対物レンズ１３を保持部材１５によって装置本体１の観察窓３に取り付ける。
【００３３】
この場合のアライメントも、基本的には小児等の場合と異ならないが、対物レンズ１３を取り付けることにより、マイヤリング像の位置（または被検眼の虹彩）を基準とする照準マ−ク１６の前後関係の判断が容易になり、作動距離の調整が素早くできる。これは次の理由による。
【００３４】
被検眼１０の前眼部像と照準用マ−ク１６とを重ねた場合、図７のように表すことができる。検者眼１１から対物レンズ１３の配置位置までの距離をＬ、対物レンズ１３の配置位置から照準用マ−ク１６までの距離をＡ、照準用マ−クと被検眼虹彩との距離差をｘ、検者の瞳孔間距離をＰＤとすると、対物レンズ１３を配置しない場合の、照準用マ−ク１６と被検眼虹彩との距離差の立体視差は次式で表される。
Ｖ＝ＰＤ・ｘ・Ｋ／（Ｌ＋Ａ）２
なお、Ｋはラジアンを秒に単位変換する定数である。
【００３５】
例えば、Ａを７５ｍｍ、Ｌを２００ｍｍ、ＰＤを６４ｍｍ、ｘを１ｍｍ、Ｋを２０６２６５とすると、Ｖは１７４´´となる。一般的に、健常者の遠近を識別できる立体視差の最小深視力値は３０´´前後といわれており、１ｍｍ程度の遠近差でも十分に認知できることを意味している。
【００３６】
また、Ｆ＝２５０ｍｍの焦点距離を持つ凸レンズの対物レンズ１３を配置した場合は、前述のように１．２８倍の拡大像が得られ、照準用マ−ク１６と被検眼虹彩との距離差も拡大される。その距離差をｘ´  とすると、
ｘ´  ＝Ｆ・（Ａ＋ｘ）／（Ｆ−Ａ−ｘ）−Ｆ・Ａ／（Ｆ−Ａ）
となり、この場合の立体視差Ｖは、
Ｖ＝ＰＤ・ｘ´  ・Ｋ／［Ｌ＋Ｆ・Ａ／（Ｆ−Ａ）］２
となる。これを算出すると２８７．２´´の立体視差が得られ、凸レンズを配置することにより見掛上の立体視差も拡大されることになる。
【００３７】
以上、手持ち型の装置における実施例を説明したが、本発明の応用はこのタイプのものに限られるものではなく、測定部を充分に小さくし、操作性を容易にすることにより従来の据え置き型の装置にも利用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定精度を落とすことなく、観察・照準光学系に凸レンズを着脱自在に配置することにより、被検者が小児であっても被検眼の固視を誘導しやすくなり、正確な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例である手持ち型の角膜形状測定装置の外観斜視図である。
【図２】装置本体１に配置される光学系を側面から見た配置略図である。
【図３】図２の被検眼の観察系を上方から見た図である。
【図４】対物レンズを保持する保持部材を示した図である。
【図５】照準用マ−ク板を示す図である。
【図６】実施例の装置の要部電気系ブロック図である。
【図７】被検眼前眼部と照準用マ−クとを重ねるときの光学系の状態を示す図である。
【符号の説明】
１  装置本体
３  観察窓
１０  被検眼
１１  検者眼
１２  貫通口
１３  対物レンズ
１４  ビ−ムスプリッタ
１５  保持部材
１６  照準用マ−ク板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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