(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の角膜表面に指標を投影し角膜反射像を形成する指標投影手段と、前記角膜反射像を基に角膜表面形状を検出するための対物レンズを含む結像光学系及び二次元撮像素子を含む角膜表面形状検出手段と、被検眼に対し前記結像光学系を位置合わせ操作をする移動手段と、前記指標投影手段を前記結像光学系とは別個に前記対物レンズの入射側光軸に沿って移動させることにより被検眼の角膜に対する前記指標の投影角度を可変する指標移動手段とを有し、前記位置合わせ操作時には前記角膜表面形状検出時と比較して前記指標投影手段を被検眼に対して後退させ前記指標の被検眼に対する前記投影角度を小さくすることを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
被検眼の眼底に測定光を投影しその反射光により眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定手段と、被検眼の角膜表面に指標を投影し角膜反射像を形成する指標投影手段と、前記角膜反射像を基に前記眼屈折力測定光学系と対物レンズを共有する光学系によって角膜表面形状を検出する角膜表面形状検出手段と、被検眼に対し前記屈折力測定光学系を位置合わせ操作をするための移動手段と、前記指標投影手段を前記眼屈折力測定光学系とは別個に前記対物レンズの入射側光軸に沿って移動させることにより被検眼の角膜に対する前記指標の投影角度を可変する指標移動手段とを有し、前記位置合わせ操作時には前記角膜表面形状検出時と比較して前記指標投影手段を被検眼に対して後退させ前記指標の前記投影角度を小さくすることを特徴とする眼科装置。
【請求項３】
前記投影指標移動手段は円錐面に描いた同心円上多重リングパターンを後方から照明する構成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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、眼科医院や眼鏡店において被検眼の角膜の表面形状を検出する眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(1) 従来から、被検眼の角膜周辺領域の表面形状を検出、解析する装置として、被検眼の角膜に多数本の同心円状パターンや格子状パターンを投影し、その角膜反射像を写真撮影したり、光電撮像素子で検出する方式が眼科診療に使用されているが、角膜周辺領域の表面形状を検出するためには、被検眼の角膜に対し広い投影角度で指標を投影する必要がある。
【０００３】
従って、このような実施形態としては、直径が約２５０ｍｍの非常に大きな円板状又は凹球面状の壁面に、１０本前後の同心円状パターンを描いた投影指標部材を被検眼の角膜から５０〜１００ｍｍ程度離れた位置に配置し、この投影指標部材からの光束を被検眼の角膜に投影する方式と、内径４０ｍｍ程度の円筒状又は円錐筒状の内壁に、１０本前後のリング状パターンを描いた投影指標部材を被検眼の角膜に近接させる方式とが実用化されている。
【０００４】
(2) また、角膜の曲率半径や角膜乱視度を測定するための角膜計と、眼の総合的屈折力を測定する眼屈折計とを複合した装置が眼科診療で使用されているが、このような装置における角膜測定では、被検眼の角膜に対して投影指標を約２４°方向から投影して角膜中央部領域の反射像を検出している。最近では、このような複合型装置の角膜計においても、角膜の中央部のみでなく周辺領域の形状測定も実施されており、この場合に角膜中央部のみに投影する指標投影方式のままで、被検眼の視線方向を上下左右に振って角膜の測定部位を変更しながら角膜周辺領域の表面形状を検出したり、装置の対物部に大きな投影指標を設けて角膜の周辺領域の表面形状を瞬時に検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（イ）しかしながら従来例(1) においては、角膜の周辺領域の表面形状検出のための投影指標部材は、被検眼の角膜に対し通常の眼科装置と同じように５０〜１００ｍｍ程度の作動距離を得ようとすると、投影指標部材が図９に示すように投影指標部材４１が非常に大きな形状になってしまい、装置全体が大型になるばかりでなく、被検者の顔が検者から見え難く操作性も悪いという問題があり、また図１０に示すように円筒状指標部材４２の内壁に複数本のリング状指標４３を設ける場合には、投影指標部材４２を小型化することはできるが、投影指標部材４２が被検眼Ｅの角膜Ecに非常に近接するために、被検者に圧迫感を与える上に、位置合わせ操作時に被検者の眼Ｅや鼻に投影指標部材の先端が接触する危険があるという欠点がある。
【０００６】
（ロ）また、従来例(2) の複合型の眼科装置において、被検眼の視線方向を変化させる場合は、装置がコンパクトになり眼屈折力を測定する際に指標投影部が操作の邪魔になることはない。しかし、角膜周辺領域の表面形状検出の際に、被検眼の視線方向を変えながら測定する場合に、視線方向を正確に固定しないと誤差が発生し、更に視線方向を変える毎に測定を行わなければならないので、測定に非常に時間が掛かるという欠点がある。また、大型の投影指標を使用する場合は、瞬時に検出できるという長所はあるが、角膜周辺領域へ投影する投影指標が大きな円板状になって装置の対物部が非常に大きくなり、眼屈折力測定時に被検者の顔の様子が見え難くなって位置合わせ操作が難しくなるという欠点がある。
【０００７】
本発明の第１の目的は、上述の問題点（イ）を解消し、投影指標部材を大型にすることなく、しかも位置合わせを容易にし、角膜形状検出用の投影指標部材が眼屈折力測定時に被検眼に対し調節力介入等の影響を与えない眼科装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、上述の問題点（ロ）を解消し、通常の角膜測定や眼屈折測定を行うときに使い易く、また装置を大型化することなく角膜周辺領域の形状を瞬時に検出できる眼科装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１発明に係る眼科装置は、被検眼の角膜表面に指標を投影し角膜反射像を形成する指標投影手段と、前記角膜反射像を基に角膜表面形状を検出するための対物レンズを含む結像光学系及び二次元撮像素子を含む角膜表面形状検出手段と、被検眼に対し前記結像光学系を位置合わせ操作をする移動手段と、前記指標投影手段を前記結像光学系とは別個に前記対物レンズの入射側光軸に沿って移動させることにより被検眼の角膜に対する前記指標の投影角度を可変する指標移動手段とを有し、前記位置合わせ操作時には前記角膜表面形状検出時と比較して前記指標投影手段を被検眼に対して後退させ前記指標の被検眼に対する前記投影角度を小さくすることを特徴とする。
【００１０】
また、第２発明に係る眼科装置は、被検眼の眼底に測定光を投影しその反射光により眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定手段と、被検眼の角膜表面に指標を投影し角膜反射像を形成する指標投影手段と、前記角膜反射像を基に前記眼屈折力測定光学系と対物レンズを共有する光学系によって角膜表面形状を検出する角膜表面形状検出手段と、被検眼に対し前記屈折力測定光学系を位置合わせ操作をするための移動手段と、前記指標投影手段を前記眼屈折力測定光学系とは別個に前記対物レンズの入射側光軸に沿って移動させることにより被検眼の角膜に対する前記指標の投影角度を可変する指標移動手段とを有し、前記位置合わせ操作時には前記角膜表面形状検出時と比較して前記指標投影手段を被検眼に対して後退させ前記指標の前記投影角度を小さくすることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
上述の構成を有する第１発明の眼科装置は、指標投影手段を結像光学系とは別個に対物レンズの入射側光軸に沿って被検眼方向に移動可能として、被検眼の角膜表面に指標を投影し、その角膜反射像を結像光学系や二次元撮像素子を含む撮像手段により光電的に検出し、角膜周辺領域の表面形状情報を求め、この映像情報を表示手段に表示する。
【００１２】
また、第２発明の眼科装置は、眼屈折力測定光学系とは別個に対物レンズの入射側光軸に沿って指標投影手段を移動することにより、被検眼の角膜表面に対する指標の投影角度を可変し、眼屈折測定光学系と対物レンズを共有する光学系から被検眼の角膜に指標を投影し、その角膜反射像を撮像素子で検出して角膜表面形状を求め、更に被検眼の眼底に測定光を投影してその眼底反射光により眼屈折力を測定する。
【００１３】
【実施例】
本発明を図１〜図８に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施例の構成を示す断面図であり、固定台１上には摺動台２と測定部ユニット３が載置され、固定台１の前方には被検者Ｓの顔を支持する顔受け部材４が設けられている。摺動台２は被検眼Ｅに対し前後左右に移動し、測定部ユニット３は摺動台２上で上下に移動するようになっており、これによって被検眼Ｅと測定部ユニット３との位置合わせ操作が可能とされている。摺動台２の後方の検者側には操作桿５と指標移動用スイッチ６が設けられ、測定部ユニット３の検者側にはテレビモニタ７が設けられている。
【００１４】
測定部ユニット３の被検眼Ｅの前面には対物レンズ８が設けられ、対物レンズ８は対物レンズ鏡筒９に保持されており、対物レンズ鏡筒９の後方に二次元撮像素子１０が配置されている。対物レンズ鏡筒９の周囲には、円筒状の投影指標部材１１が光軸方向に摺動自在に嵌合されており、投影指標部材１１の内部は光透過性の素材で円錐形状に形成され、図２に示すように内壁に透光部と遮光部が交互に並んだ数本のリング状指標１２が描かれている。また、投影指標部材１１の後方には、図３に示すように複数個の発光ダイオード１３が円環状に配列された指標用光源１４が配置されている。
【００１５】
投影指標部材１１の下部にはラック１５が形成され、このラック１５には低速回転用モータ１６に取り付けられたピニオンギアが噛合されている。低速回転用モータ１６には駆動用電源１７の出力が接続され、駆動用電源１７には電子回路１８の出力が接続されている。また、操作桿５と指標移動用スイッチ６の出力が電子回路１８に接続され、二次元撮像素子１０の出力が電子回路１８を経てテレビモニタ７に接続されている。そして、テレビモニタ７は二次元撮像素子１０で検出した映像情報や、電子回路１８で画像処理した映像データ等を表示するようになっている。
【００１６】
測定に際しては、検者は指標移動用スイッチ６を押し、電子回路１８から駆動用電源１７に指令を発し、低速回転用モータ１６を駆動してピニオンギア、ラック６を介して投影指標部材１１を図１の実線位置に後退させる。次に、被検者Ｓの顔を顔受部材４に固定し、被検眼Ｅの角膜Ecに対して対物レンズ８、二次元撮像素子１０から成る撮像光学系が適正な位置関係となるように、摺動台２、測定部ユニット３を移動して位置合わせ操作を行う。
【００１７】
この状態では、被検眼Ｅの角膜Ecに対する投影指標部材１１の作動距離は５０ｍｍ程度であるので、位置合わせ操作時に投影指標部材１１が被検者Ｓの鼻や眼に接触する虞れはなく、更に被検眼Ｅを投影指標部材１１の外側から隙間を通して直接肉眼で観察することができる。
【００１８】
被検眼Ｅの角膜Ecに対して撮像光学系が適正な位置になると、リング状指標１２の角膜反射像は二次元撮像素子１０により検出されてテレビモニタ７で観察できる。この状態では、図４に示すようにリング状指標１２が被検眼Ｅの角膜Ecに対して小さな角度θS で投影されるので、角膜Ecの中央部のみの形状情報は得ることができるが、角膜Ecの周辺領域の形状情報は得ることはできない。
【００１９】
そこで、指標移動用スイッチ６を押して低速回転モータ１６を作動させ、図５に示すように投影指標部材１１を光軸方向に所定量移動して、被検眼Ｅに近付けると、リング状指標１２は被検眼Ｅの角膜Ecに対して大きな角度θL で投影されるので、角膜Ecの周辺領域を網羅することができる。従って、この角膜反射像を二次元撮像素子１０で検出することにより、被検眼Ｅの角膜Ecの周辺領域の形状情報を検出することができる。
【００２０】
このとき、被検眼Ｅの角膜Ecに投影指標部材１１が接近するが、既にほぼ適正な位置合わせ状態になっているので、位置合わせ操作はテレビモニタ７を観察しながらの僅かな微動調整操作を行うだけで済むので、投影指標部材１１が被検者Ｓの鼻や被検眼Ｅに接触する虞れはない。
【００２１】
図６は第１の実施例の変形例の断面図を示し、投影指標部材１１を電動で前後動かすのではなく、手動によりレバー１９をガイド溝２０に沿って摺動させることにより、投影指標部材１１を光軸方向に移動できるようになっており、その他の構成は図１と同じであり、同一の符号は同一の部材を示している。
【００２２】
この場合に、投影指標部材１１は極く軽い摩擦力で摺動するので、移動操作に際して測定部ユニット３は動かないようになっている。なお、上述の説明においては、投影指標の角膜Ecによる凸面鏡反射像を検出しているが、これに限らず被検眼Ｅに蛍光剤を点眼して角膜表面を拡散面とし、これに指標を投影しその投影像を検出する装置に、本実施例の投影指標の手段を適用してもよい。
【００２３】
図７は第２の実施例の構成を示す断面図であり、固定台２１上には被検眼Ｅに対し前後左右に移動可能な摺動台２２が載置され、摺動台２２上には上下に移動可能な測定ユニット２３が配置されており、固定台２１の前方には被検者Ｓの顔を支持する顔受部材２４が設けられている。また、測定ユニット２３の後方の検者側には、操作桿２５、指標移動用スイッチ２６、テレビモニタ２７が配置されている。
【００２４】
測定ユニット２３の被検眼Ｅの前面には対物レンズ２８が設けられ、対物レンズ２８は対物レンズ鏡筒２９に保持されており、対物レンズ鏡筒２９の周囲には投影指標部材３０が光軸方向に摺動可能に嵌合されている。投影指標部材３０は円筒形状に形成され、内壁には複数本のリング状指標３１が描かれている。投影指標部材３０の後方にはリング状指標３１を照明する指標用光源３２が設けられ、上側には投影指標部材３０の後退位置と前進位置を検知するように、それぞれマイクロスイッチ３３ａ、３３ｂが取り付けられている。
【００２５】
また、投影指標部材３０の下側には、低速回転モータ３４、ワイヤ３５、プーリ３６ａ、３６ｂ等から成る駆動機構が設けられ、光軸方向への移動を行うようになっており、駆動制御は図示しない電源と指標移動用スイッチ２６により行われるようにされている。
【００２６】
対物レンズ２８の背後の光軸上には、ダイクロイックミラー３７、被検眼Ｅの眼底に所定指標を投影しその眼底反射光の情報から眼屈折力を測定するための光源、光学系、検出器、電気回路等から成る眼屈折力測定手段３８が設けられており、ダイクロイックミラー３７の反射方向には、被検眼Ｅの外眼観察及び投影指標部材３０のリング状指標３１の角膜反射像の撮像検出を行う撮像素子３９が配置されており、眼屈折力測定手段３８と撮像素子３９の出力はテレビモニタ２７に接続されている。
【００２７】
測定に際して、被検者Ｓの顔を顔受部材２４に固定し、投影指標部材３０を実線で示す位置に後退させた状態で、測定部ユニット２３と被検眼Ｅとが適正な位置関係になるように、撮像素子３９で検出された被検眼Ｅの外眼像を表示手段２７で観察しながら位置合わせ操作を行う。このとき、投影指標部材３０と被検眼Ｅは十分に離れているので、被検者Ｓの鼻や眼に接触する虞れはない。なお、このような状態で眼屈折力の測定を行うので、投影指標部材３０が被検眼Ｅに圧迫感を与えることがなく、眼屈折力測定時に被検眼Ｅに所謂機械近視等の調節力が介入する虞れはない。
【００２８】
角膜Ecの中央部のみの表面形状を検出する場合は、投影指標部材３０を実線位置に後退させた状態で、リング状指標３１の最も外側のみを被検眼Ｅの角膜Ecに投影する。次に、角膜Ecの周辺領域の表面形状を検出する場合は、指標移動用スイッチ２６を押して、投影指標部材３０を鎖線位置まで移動させる。これによって、投影指標部材３０のリング状指標３１は被検眼Ｅの角膜Ecに対して大きな角度で投影されるので、角膜Ecの周辺領域の表面形状を検出することができる。
【００２９】
このとき、投影指標部材３０だけが被検眼Ｅに近接する方向に移動するので、位置合わせは必要に応じて微調整を行うだけでよく、投影指標部材３０が被検者Ｓの鼻や被検眼Ｅに接触する虞れはない。また、投影指標部材３０が後退位置にあるか前進位置にあるかの判別は、位置検出スイッチ３３ａ、３３ｂで検知され、角膜Ecの中央部のみの表面形状の検出モードか、角膜周辺領域の表面形状の検出モードかは自動的に識別される。
【００３０】
なお、投影指標部材３０の指標は上述のリング状指標３１に限らず、例えば数個の点光源を配列して、その角膜反射像が被検眼Ｅの角膜Ec上で図８に示すように表れるものでもよい。また、投影指標はこのような多重リングや点光源だけでなく、放射状パターンや格子状パターン等の複数の線光源又は点光源から成る所定指標とすれば、その角膜反射像を撮像手段で検出して、これを図示しない角膜形状解析回路で演算処理することにより、単なる角膜の曲率半径や角膜乱視度を求めるだけでなく、角膜Ecの周辺領域の表面形状の微細な変化を角膜屈折力分布として演算し、その分布図をテレビモニタ２７に表示したり、プリントアウトするシステムを実現することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように第１発明に係る眼科装置は、被検眼に対して結像光学系をほぼ適正な位置関係になるように位置合わせ操作を行う際に、被検眼と投影指標部材は通常の眼屈折力計等と同じ程度の作動距離がとれるので、角膜周辺領域の表面形状を検出するために大型の投影指標を使用する必要がなく、検者が被検者の様子等を直接観察する際の邪魔にならない。また、被検眼に対する位置合わせに際しては指標投影手段を後退させて行うので、指標投影手段を被検者の鼻や眼に接触させる危険を回避することができる。
【００３２】
また、第２発明に係る眼科装置は、角膜周辺領域の表面形状を検出する機能を眼屈折力測定装置に複合させた場合も、対物部を大きくする必要がなく、正確な眼屈折力測定を行うことができる。また、被検眼に対する位置合わせに際しては指標投影手段を後退させて行うので、指標投影手段を被検者の鼻や眼に接触させる危険を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の断面図である。
【図２】投影指標部材の斜視図である。
【図３】指標光源の正面図である。
【図４】投影指標が角膜から離れた状態の説明図である。
【図５】投影指標が角膜に近接した状態の説明図である。
【図６】第１の実施例の変形例の断面図である。
【図７】第２の実施例の断面図である。
【図８】点光源指標の角膜反射像の正面図である。
【図９】従来例の大型円板形状指標の断面図である。
【図１０】円筒状指標の断面図である。
【符号の説明】
３、２３  測定ユニット
７、２７  テレビモニタ
８、２８  対物レンズ
９、２９  対物レンズ鏡筒
１０、３９  撮像素子
１１、３０  投影指標部材
１２、３１  リング状指標
１４、３２  指標用光源
１８  電子回路
３８  眼屈折力測定手段
【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】
0003591921.tif 000008
【図８】
0003591921.tif 000009
【図９】
0003591921.tif 000010
【図１０】
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