(57)【要約】【課題】超音波距離測定手段の検出情報と光学式のＺアライメント検知手段を適宜変更することにより、広い範囲におけるＺアライメント駆動と合焦位置への正確な駆動制御を両立可能な眼科装置を提供すること。【解決手段】被検眼Ｅに対する装置の上下左右方向のアライメント情報を検出するＸＹアライメント検出手段と、被検眼Ｅに対する装置のＺアライメント情報を受光素子により光学的に検出する光学Ｚアライメント検出手段と、ＸＹアライメント検出情報に基づいて被検眼Ｅに超音波を送波する超音波送波手段と、被検眼Ｅに送波した超音波の反射波を検出する超音波Ｚアライメント検出手段と、温度により変化する音速を補正する音速補正手段と、２つのＺアライメント検出手段により検出された検出信号の一方を選択するＺアライメント検出信号選択手段と、選択されたＺアライメント検出信号に基づいて装置を駆動するＺ軸駆動手段を設けた。【選択図】図４
2008154772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼を観察する観察光学系と、装置を左右上下前後の３軸方向に駆動させる駆動手段と、前記被検眼と前記装置の作動基準位置との左右上下方向の相対位置を光学的に検出するＸＹアライメント検出手段と、前記被検眼と前記装置の作動基準位置との前後方向の相対位置を光学的に検出する光学Ｚアライメント検出手段と、前記ＸＹアライメント検出手段と前記光学Ｚアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段を制御する駆動制御手段を備えた眼科装置において、前記被検眼に向けて超音波を送波する超音波送波手段と、前記ＸＹアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記超音波送波手段の制御を行なう超音波送波制御手段と、前記超音波の前記被検眼表面からの反射波を受波する超音波受波手段と、前記超音波送波手段から送波された超音波が前記超音波受波手段に受波されるまでの時間を距離に換算することによってＺアライメント検出を行なう超音波Ｚアライメント検出手段と、前記光学Ｚアライメント検出手段と前記超音波Ｚアライメント検出手段の検出結果を比較して前記駆動制御手段に出力するＺアライメント信号を選択するＺアライメント信号選択手段を設けたことを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記観察光学系の光路上に光束透過可能な超音波反射体が設けられ、前記光束透過可能な超音波反射体により反射された超音波の伝播経路が前記観察光学系の光軸と同軸になるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【請求項３】
前記超音波送波手段から送波された超音波束の一部を反射する超音波反射体と、前記超音波反射体により反射された超音波の送波から受波までの伝播距離と伝播時間の関係から音速値を算出するとともに前記超音波Ｚアライメント検出手段の検出結果を前記算出された音速値に基づいて補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１乃至２に記載の眼科装置。
【請求項４】
前記超音波の伝播経路の温度を計測する温度計測センサと、前記温度計測センサの計測結果から音速値を算出するとともに前記超音波Ｚアライメント検出手段の検出結果を前記算出された音速値に基づいて補正する補正手段を有することを特徴とする請求項1乃至３に記載の眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科医院等において眼屈折力等の測定や角膜内皮検査等に使用される眼科装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、眼科分野において、非接触で被検眼を検査あるいは観察を行なう装置が利用されている。かかる装置には、左右上下前後（ＸＹＺ）方向への移動させる移動手段が設けられ、検者は被検眼の所定部位と装置の作動位置を合わせるアライメント操作を行なうようになっている。近年では、前記移動手段を電気的に駆動する駆動手段を設けて、自動的に作動位置まで駆動移動を行なう装置が数多く提供されている。このような装置には、装置と被検眼の位置関係を検出するためのアライメント検出手段が備えられ、その検出結果を駆動制御に利用している。特にＺ（前後）方向の駆動は、被検眼への接触の危険が伴うため、Ｚアライメント検出はＸＹ（左右前後）方向のアライメント検出と比較して高い検出精度が求められる。
【０００３】
しかし、広く行なわれているアライメント検出手段は、被検眼に対しアライメント光を送波し、角膜表面の反射を撮像素子等で光学的に検出するものであり、光路を共有する他の検査（測定・撮影）用光学系により設計自由度が奪われ検出範囲や検出精度が制限されてしまう。そのため、アライメント光の角膜反射光が検出可能な位置まで検者がアライメント操作を行なう必要があり、装置と被検眼の接触防止について配慮が求められる検者には負担であった。また、外乱光や被検者の瞬き等でアライメント光の角膜による反射を特定できない場合、検出不能となる問題も有していた。
【０００４】
光学に依存しない方法として、例えば特許文献１に示されているような、被検眼（被検者）に向けて超音波を送波し、被検眼において反射した超音波を受波することにより、送波から受波までの伝播時間に基づいて被検眼までの距離情報を取得する装置が提案されている。
【０００５】
超音波を利用した距離測定は、光学的なものと比較して測定対象からの反射情報の取得が容易であるため検出範囲を広く設定することが可能であるが、反射情報には測定対象部位以外からの情報も取得してしまうため、光学的Ｚアライメント検出手段と同等の検出精度を確保が困難である短所も併せ持っている。特許文献１において開示されている発明は、Ｚアライメントの精度を要求されない装置に適用するものであり、アライメント検出精度を要求される装置に適用できるものではない。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２５３１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにおいて、本発明は上述の事情を背景としてなされたもので、その解決課題とするところは、広いアライメント検出範囲を有することで被検眼から離れた位置においても自動アライメント駆動が行なわれるとともに、装置の作動位置近傍においては高いアライメント検出精度が確保される眼科装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、前述の課題を解決するためになされた本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【０００９】
すなわち、本発明の第一の態様は、被検眼を観察する観察光学系と、装置を左右上下前後の３軸方向に駆動させる駆動手段と、前記被検眼と前記装置の作動基準位置との左右上下方向の相対位置を光学的に検出するＸＹアライメント検出手段と、前記被検眼と前記装置の作動基準位置との前後方向の相対位置を光学的に検出する光学Ｚアライメント検出手段と、前記ＸＹアライメント検出手段と前記光学式Ｚアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段を制御する駆動制御手段を備えた眼科装置において、前記被検眼に向けて超音波を送波する超音波送波手段と、前記ＸＹアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記超音波送波手段の制御を行なう超音波送波制御手段と、前記超音波の前記被検眼表面からの反射波を受波する超音波受波手段と、前記超音波送波手段から送波された超音波が前記超音波受波手段に受波されるまでの時間を距離に換算することによってＺアライメント検出を行なう超音波Ｚアライメント検出手段と、前記光学Ｚアライメント検出手段と前記超音波Ｚアライメント検出手段の検出結果を比較して前記駆動制御手段に出力するＺアライメント信号を選択するＺアライメント信号選択手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第二の態様は、前記観察光学系の光路上に光束透過可能な超音波反射体が設けられ、前記光束透過可能な超音波反射体により反射された超音波の伝播経路が前記観察光学系の光軸と同軸になるように構成されているように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第三の態様は、前記超音波送波手段から送波された超音波束の一部を反射する超音波反射体と、前記超音波反射体により反射された超音波の送波から受波までの伝播距離と伝播時間の関係から音速値を算出するとともに前記超音波Ｚアライメント検出手段の検出結果を前記算出された音速値に基づいて補正する補正手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の第四の態様は、前記超音波の伝播経路の温度を計測する温度計測センサと、前記温度計測センサの計測結果から音速値を算出するとともに前記超音波Ｚアライメント検出手段の検出結果を前記算出された音速値に基づいて補正する補正手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本態様に従う構造とされた眼科装置においては、アライメント光の角膜表面の反射が検出できない状態においては、超音波を利用した距離検出手段の検出結果に基づいてＺ方向の広範囲においてアライメント駆動制御を行ない、装置作動距離近傍の光学的なＺアライメント検出可能な範囲に到達後は光学式Ｚアライメント検出手段の検出結果に基づいて高精度のアライメント駆動制御を行なうことが可能となるため、装置と被検眼が接触する可能性が高くなる被検眼近傍でのＺアライメント操作が不要となり、検者の負担を軽減可能となる。
【００１４】
さらに、本態様に従う構造とされた眼科装置においては、超音波の送波および反射波が伝播する経路が被検眼の観察光学系の光軸に一致しているため、測定対象部位が容易に確認可能となるとともに、測定対象部位に送波された超音波がほぼ垂直に反射されて送波経路を逆進するため、超音波束の中心領域の音響成分を受信可能となり、測定対象までの距離変化に伴う検出精度の低下を三角測定法と比較して少なくすることができる。さらに、送波と受波を兼用して行なうことが可能な部品を採用することにより、部品削減および設計的自由度の拡大を図ることが可能となる。
【００１５】
さらに、本態様に従う構造とされた眼科装置においては、超音波の送波手段からの距離が既知である位置に設けられた超音波反射体により反射された超音波の伝播時間に基づいて使用環境下における超音波の伝播速度を求めることにより、被検眼と装置の作動基準位置までの距離を精度良く求めることが出来る。
【００１６】
さらに、本態様に従う構造とされた眼科装置においては、温度検出センサにより計測された温度に基づいて使用環境下における超音波の伝播速度を求めることにより、被検眼と装置の作動基準位置までの距離を精度良く求めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１８】
先ず、図１に、本発明における眼科装置の一実施形態としての角膜撮影装置の装置光学系１０を示す。装置光学系１０は、被検眼Ｅの前眼部を観察する観察光学系１２を挟んで、一方の側に撮像照明光学系１４および位置検出光学系１６が設けられ、他方の側に位置検出照明光学系１８および撮像光学系２０が設けられた構造とされている。なお、特に本実施形態においては、撮像照明光学系１４および位置検出照明光学系１８を含んで、照明光学系が構成されている。
【００１９】
観察光学系１２は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２２、対物レンズ２４、ハーフミラー２６、コールドミラー２７、および光電素子としてのＣＣＤ２８が光軸Ｏ１上に設けられて構成されている。また、被検眼Ｅの前方には、複数（本実施形態においては、２つ）の観察用光源３０，３０が配設されている。観察用光源３０，３０は、赤外光束を発する例えば赤外ＬＥＤなどが用いられる。そして、コールドミラー２７は、赤外光を透過せしめる一方、可視光を反射するようにされており、観察用光源３０，３０から発せられて被検眼Ｅの前眼部で反射された反射光束が、ハーフミラー２２、対物レンズ２４およびコールドミラー２７を通して、ＣＣＤ２８上で結像されるようになっている。さらに、かかる観察光学系１２の最前部には、図２に示される超音波Ｚアライメント検出系９０を構成するアパーチャー９６、ガラス板９４、超音波トランスデューサー９２が配設されている。アパーチャー９６には、環境温度によって変動する超音波の伝播速度を補正するために使用環境下の温度計測を行なう温度計測センサ９８が付設されている。超音波トランスデューサー９２は、超音波の送波および受波を兼用して行なうことが可能である。
【００２０】
撮像照明光学系１４は、被検眼Ｅに近い位置から順に投影レンズ３２、コールドミラー３４、スリット３６、集光レンズ３８、撮像用光源４０が設けられて構成されている。撮像用光源４０は可視光束を発する例えばＬＥＤ等が用いられる。コールドミラー３４は、赤外光を透過せしめる一方、可視光を反射するようにされている。そして、撮像用光源４０から発せられた光束は、対物レンズ３８およびスリット３６を通してスリット光束とされて、コールドミラー３４により反射された後に投影レンズ３２を通して、角膜Ｃに対して斜め方向から送波されるようになっている。
【００２１】
位置検出光学系１６は、その光軸の一部が撮像照明光学系１４の光軸と一致せしめられており、被検眼Ｅに近い位置から順に投影レンズ３２、コールドミラー３４、ラインセンサ４４が設けられて構成されている。そして、後述する観察用光源５４から送波されて角膜Ｃで反射された光束が、投影レンズ３２、コールドミラー３４を通して、ラインセンサ４４上に結像されるようになっている。
【００２２】
一方、位置検出照明光学系１８は、被検眼Ｅに近い位置から順に対物レンズ４６、コールドミラー４８、集光レンズ５２、および位置検出用光源としての観察用光源５４が設けられて構成されている。観察用光源５４は、例えば赤外ＬＥＤなどの赤外光源が好適に採用される。そして、観察用光源５４から発せられた赤外光束が、角膜Ｃに対して斜めから送波されるようになっている。なお、観察用光源５４は、例えばハロゲンランプや可視光ＬＥＤなどの可視光源と赤外フィルタを組み合わせることによって構成しても良い。但し、観察用光源５４は、必ずしも赤外光源とされる必要は無く、ハロゲンランプや可視光ＬＥＤなどの可視光源を用いても良い。可視光源を用いる場合には、その照度は撮像用光源４０の照度よりも小さくされることが好ましい。これにより、アライメント等、観察用光源５４による光束を送波せしめる際の被検者の負担を軽減することが出来る。
【００２３】
撮像光学系２０は、その光軸の一部が位置検出照明光学系１８の光軸と一致せしめられており、被検眼Ｅに近い位置から順に対物レンズ４６、コールドミラー４８、スリット５６、変倍レンズ５８、合焦レンズ６０、コールドミラー２７、ＣＣＤ２８が設けられて構成されている。そして、撮像用光源４０から送波されて角膜Ｃで反射された光束が、対物レンズ４６を介してコールドミラー４８で反射された後に、スリット５６によって平行光束とされて、変倍レンズ５８、合焦レンズ６０を介して、コールドミラー２７で反射されてＣＣＤ２８上に結像されるようになっている。
【００２４】
また、観察光学系１２上に設けられるハーフミラー２２は、固視標光学系６４、アライメント光学系６６の一部を構成している。
【００２５】
固指標光学系６４は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２２、投影レンズ６８、ハーフミラー７０、ピンホール板７２、固視標光源７４が設けられて構成されている。固視標光源７４は例えばＬＥＤなどの可視光を発する光源であり、固視標光源７４から発せられた光束は、ピンホール板７２、ハーフミラー７０を透過した後、投影レンズ６８によって平行光束とされて、ハーフミラー２２によって反射されて被検眼Ｅに送波される。
【００２６】
アライメント光学系６６は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２２、投影レンズ６８、ハーフミラー７０、絞り７６、ピンホール板７８、集光レンズ８０、アライメント光源８２が設けられて構成されている。アライメント光源８２からは赤外光が発せられるようになっており、かかる赤外光は集光レンズ８０により集光されてピンホール板７８を通過し、絞り７６に導かれる。そして、絞り７６を通過した光はハーフミラー７０に反射されて、投影レンズ６８によって平行光束とされた後に、ハーフミラー２２によって反射されて被検眼Ｅに送波される。
【００２７】
また、観察光学系１２上に設けられたハーフミラー２６は、アライメント検出光学系８４の一部を構成している。
【００２８】
アライメント検出光学系８４は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２６、位置検出可能なアライメント検出センサ８８が設けられて構成されている。そして、アライメント光源８２から送波されて、角膜Ｃで反射された光束が、ハーフミラー２６で反射されて、アライメント検出センサ８８に導かれるようになっている。
【００２９】
このような構造とされた装置光学系１０は、図２に示す眼科装置１００に収容されている。眼科装置１００は、ベース１０２の上に本体部１０４が設けられており、かかる本体部１０４の上にケース１０６が前後左右および上下動可能に設けられて構成されている。ベース１０２には、電源装置が内蔵されていると共に、操作スティック１０８が設けられており、かかる操作スティック１０８を操作してケース１０６を駆動せしめることが出来るようにされている。また、本体部１０４には、駆動機構あるいは後述する制御回路などが収容されていると共に、例えば液晶モニタなどからなる表示画面１１０が設けられている。
【００３０】
さらに、図３に示すように、眼科装置１００には、ケース１０６を駆動せしめることによって、装置光学系１０を被検眼Ｅに対して接近乃至は離隔方向に移動せしめる駆動手段が設けられている。これらの駆動手段は例えばラック・ピニオン機構などによって構成されており、本実施形態においては、装置光学系１０を図３における上下方向のＸ方向に駆動せしめるＸ軸駆動機構１１２、図３における紙面と垂直のＹ方向に駆動せしめるＹ軸駆動機構１１４、図３における左右方向のＺ方向に駆動せしめるＺ軸駆動機構１１６が設けられている。
【００３１】
また、眼科装置１００には、装置光学系１０の駆動制御手段としての駆動制御回路１１５が設けられている。そして、Ｘ軸駆動機構１１２、Ｙ軸駆動機構１１４、Ｚ軸駆動機構１１６は、それぞれ、駆動制御回路１１５に接続されて、駆動制御回路１１５からの駆動信号に基づいて駆動せしめられるようにされている。また、アライメント検出センサ８８は、ＸＹアライメント信号処理回路１１８に接続されており、かかるＸＹアライメント信号処理回路１１８は、駆動制御回路１１５および超音波送波制御回路１１７を経由して超音波トランスデューサー９２に接続されている。かかる超音波トランスデューサー９２は、超音波Ｚアライメント信号処理回路１１９に接続されており、反射波の受波信号を駆動制御回路１１５に出力する。
【００３２】
ラインセンサ４４は、光学Ｚアライメント信号処理回路１２０に接続されており、かかる光学Ｚアライメント信号処理回路１２０は、駆動制御回路１１５に接続されている。これにより、アライメント検出センサ８８およびラインセンサ４４の検出情報が、駆動制御回路１１５に入力されるようになっている。それと共に、アライメント検出センサ８８の検出情報により、超音波トランスデューサー９２の送波を制御出来るようにされている。なお、各照明光源３０、４０、５４、７４、８２は図示しない撮像制御回路に接続されており、これらの発光を制御出来るようにされている。さらに、眼科装置１００は、ＣＣＤ２８が受像した画像を図示しない画像処理手段を経由して表示装置１１０に表示可能な構成になっている。
【００３３】
次に、このような構造とされた眼科装置１００において実行されるアライメント手順の概略を図５に示し、順に説明する。
【００３４】
先ず、Ｓ１において、被検眼Ｅに対して、手動によって装置光学系１０のＸ方向およびＹ方向の位置合わせ（ＸＹアライメント）を行なう。かかるＸＹアライメント時には、固視標光源７４から送波された固視標光が被検眼Ｅに導かれる。そして、被検者にかかる固視標光を固視させることによって、被検眼Ｅの光軸方向を、観察光学系１２の光軸Ｏ１の方向と一致させることが出来る。かかる状態下で、観察用光源３０、３０から送波されて、被検眼Ｅの前眼部で反射された光束がＣＣＤ２８上に導かれる。これにより、図６に示すように、表示画面１１０上に、被検眼Ｅの前眼部が表示される。
【００３５】
さらに、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１２５が、被検眼Ｅに重ねて表示される。それと共に、アライメント光源８２から被検眼Ｅに向けて送波された光束が、被検眼Ｅの前眼部で反射されて、ＣＣＤ２８に導かれることによって、表示画面１１０に、点状のアライメント光１２６として表示されるようになっている。そして、操作者は操作スティック１０８を操作することによって、装置光学系１０を駆動せしめて、アライメント光１２６がアライメントパターン１２５の枠内に入るように、装置光学系１０の位置を調節する。
【００３６】
また、アライメント光源８２から送波されて、被検眼Ｅの前眼部で反射された光束の一部は、ハーフミラー２６で反射されて、アライメント検出センサ８８に導かれるようになっている。なお、アライメント光源８２からは被検者に認識されない赤外光束が送波されることによって、被検者の負担が軽減されている。
【００３７】
次に、Ｓ２において、アライメント検出センサ８８は、アライメント光１２６がアライメントパターン１２５の枠内に入ると、アライメント光１２６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方向位置とＹ方向位置は、ＸＹアライメント信号処理回路１１８に入力される。そして、ＸＹアライメント信号処理回路１１８は駆動制御回路１１５にＸ方向位置とＹ方向位置についての検出情報を出力する。
【００３８】
次に、Ｓ３において、駆動制御回路１１５は、Ｘ方向の位置情報に基づいて観察光学系１０の光軸Ｏ１が被検眼Ｅの光軸に近づくようにＸ軸駆動機構１１２を駆動すると共に、Ｙ方向の位置情報に基づいて観察光学系１０の光軸Ｏ１が被検眼Ｅの光軸に近づくようにＹ軸駆動機構１１４を駆動せしめる。これにより、装置光学系１０の被検眼Ｅに対するＸＹ方向の位置合わせが行われる。なお、後述するように、かかるＸＹアライメントは、Ｚアライメント駆動中も適宜のタイミングで実施される。また、特に本実施形態においては、アライメント光源８２と観察用光源３０，３０を短時間で交互に点滅せしめると共に、アライメント光源８２の点灯タイミングに合わせてアライメント検出センサ８８による検出が行われるようになっている。これにより、ＸＹアライメントに際して観察用光源３０，３０の赤外光束が影響を与えることの無いようにされている。なお、アライメント光源８２と観察用光源３０，３０の点滅はＣＣＤ２８における受光信号への変換速度よりも高速に行われることから、ＣＣＤ２８の受光信号が出力される表示画面１１０には、両光源８２，３０が点滅して認識されることはなく、恰も両光源８２，３０が連続して点灯しているように認識される。
【００３９】
次に、Ｓ４において、ＸＹアライメント信号処理回路１１８は、超音波送波制御回路１１７にＸＹアライメント完了信号を出力する。そして、超音波送波制御回路１１７は超音波トランスデューサー９２に送波開始信号を出力する。
【００４０】
次に、Ｓ５において、被検眼Ｅに対して、手動によって装置光学系１０のＺ（接近離反）方向の位置合わせ（Ｚアライメント）を行なう。かかるＺアライメント時には、図２中の点線にて示されるように、超音波トランスデューサー９２から送波された超音波は、ガラス板９４に到達すると、観察光学系光軸Ｏ１に沿って被検眼Ｅに送波されるように伝播方向が変更される。そして、被検眼方向に向った超音波は、アパーチャー９６に到達する。図７は本実施例におけるアパーチャー９６の形状とアパーチャー９６に送波される観察光束および超音波束の位置関係を示している。ここで、９７は開口窓、９７で示される点状の円は観察光束の外縁部、９９で示される点状の円は超音波束の外縁部を表している。アパ−チャー９６の開口部９７は、観察光束をすべて通過させるとともに、到達した超音波束の外縁の一部を反射させる寸法になっている。
【００４１】
被検眼Ｅにおいて反射された超音波は、送波時と同一経路を逆進して超音波トランスデューサー９２にて受波される。かかる超音波トランスデューサー９２の超音波受波信号は、超音波Ｚアライメント信号処理回路１１９に出力される。
【００４２】
図８は、本実施例における超音波系の構成および位置関係を示すものであり、被検眼Ｅは作動基準に、被検眼Ｅ’は作動基準から離れて位置している状態である。超音波トランスデューサー９２からアパーチャー９６、被検眼ＥおよびＥ’までの距離はそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３である。ここでＬ１、Ｌ２は設計的に距離が既知であるが、Ｌ３は設計的には決定できない。図９は、図８の構成において送波された超音波の送波開始からの経過時間と反射信号強度の関係を示している。図中の括弧付の距離符号が２倍されているのは、反射波が検出される時間に超音波は各区間を往復するため、超音波の移動距離は区間距離の２倍になることを示している。（ａ）および（ｂ）は同一温度下における被検眼ＥおよびＥ’に送波された超音波を超音波トランスデューサー９２にて受波したものである。波形１３０は超音波トランスデューサー９２表面、波形１３６はアパーチャー９６、波形１３２は被検眼Ｅ、波形１３４は被検眼Ｅ’でそれそれ生じる反射波である。（ｃ）は（ａ）と同じく被検眼が作動基準Ｌ２に位置している状態で、温度変化の影響により被検眼による反射波１３２が１３２’に移動して、（ｂ）における１３４の位置になった例を示している。
【００４３】
超音波、つまり音の伝播速度（音速）は温度とともに変化することは周知である。超音波の反射戻り時間に基づいて距離計測を行なう場合、温度変化に対する音速の補正を行なうことが安定した計測を行なう上で必須である。しかし、温度計測手段を有しない場合においても、おおよその補正は可能である。（ａ）と（ｃ）において、超音波トランスデューサー９２とアパーチャー９６の距離Ｌ1は設計的に決定される既知な値であり、超音波の往復時間ｔ１あるいはｔ１’との関係からそれぞれの環境下における音速値が推定され、それぞれの音速値と被検眼Ｅによる反射波の戻り時間ｔ２あるいはｔ２’から被検眼Ｅまでの距離Ｌ２、Ｌ３も算出可能である。本実施例では、光学系内部に不要な光の侵入を防ぐ目的で光学系の入射開口部に一般的に設けられるアパーチャーを補正の基準として利用し、新たな部品を設けることなく温度変化による影響を補正した超音波Ｚアライメント検出を実現している。
【００４４】
本発明の実施においては、前述のアパーチャー９６を設ける音速補正で充分である。しかし、本実施例においてはアパーチャー９６に温度計測センサ９８が付設されている。これは、超音波の伝播経路の温度分布が一様ではないことを考慮し、検出精度をさらに向上させるためである。装置内は電気基板等からの放熱の影響を受けるため、装置外の温度よりも高くなる。図８のＬ１に該当する経路は、本実施例における装置内に存在しているため、前述の反射体を使用した補正では、装置内外の温度差が大きくなるに従い、アパーチャー９６から被検眼Ｅまでの距離検出精度は低下してしまう。アパーチャー９６は装置外縁部である装置開口部に位置するため、アパーチャー９６に付設された温度計測センサ９８は装置外とほぼ同等の温度を計測して、音速補正回路１２１に計測結果を出力する。計測された温度の音速は周知の音速計算式にて求められるため、アパーチャー９６から被検眼ＥあるいはＥ’までの超音波伝播時間差、例えば図９（ａ）の「ｔ２−ｔ１」に基づいて、アパーチャー９６のみを利用する音速補正よりも精度の高い検出が可能となる。
【００４５】
次に、Ｓ６において、超音波Ｚアライメント信号処理回路１１９は、受波信号が所定レベル以上に達したことを検出すると、超音波受波可能範囲内であることを示す信号を音速補正回路１２１を経由して駆動制御回路１１５に出力する。
【００４６】
次に、Ｓ７において、Ｚ軸駆動機構１１６を駆動せしめて、装置光学系１０を、被検眼Ｅに対して接近する方向に前進作動せしめる。そして、観察用光源５４を発光せしめて、観察用光源５４から送波された赤外光束を、被検眼Ｅの角膜Ｃに対して斜め方向から送波すると共に、角膜Ｃから反射された光束を、ラインセンサ４４によって受光する。特に本実施形態においては、観察用光源５４から送波される光束が赤外光束とされていることから、被検者の負担が軽減されている。
【００４７】
次に、Ｓ８において、Ｚ軸駆動機構１１６を駆動して装置光学系１０が角膜表面近傍まで移動させることにより、ラインセンサ４４が角膜反射光を受光可能な位置に至ると、光学Ｚアライメント信号処理回路１２０は駆動制御回路１１５にＺアライメント情報信号を出力する。
【００４８】
次に、Ｓ９において、駆動制御回路１１５は、超音波Ｚアライメント信号処理回路１１９から音速補正回路１２１を経由して出力される超音波Ｚアライメント情報信号、および光学Ｚアライメント信号処理回路１２０から出力される光学Ｚアライメント情報信号のどちらを利用するか選択するＺアライメント信号選択回路１２２を経由して駆動制御回路１１５に出力する。本実施例においては、ラインセンサ４４の出力に基づいて光学的に検出される信号を優先している。これは、ラインセンサ４４による光学的な検出の方が超音波と比較して精度が高い検出が可能なためである。
【００４９】
次に、Ｓ１０において、駆動制御回路１１５は、Ｓ９においてラインセンサ４４による検出信号の利用を選択されている場合、狭いラインセンサ４４の受光可能範囲から外れないようにＺ軸駆動機構１１６の駆動速度を減速させる。
【００５０】
次に、Ｓ１１において、光学Ｚアライメント信号処理回路１２０は、ラインセンサ４４が角膜表面（上皮）反射光を所定領域で検出した時点で、駆動制御回路１１５に上皮合焦到達信号を出力して、Ｚアライメント駆動制御を完了する。
【００５１】
以上の手順により、角膜撮影装置の装置光学系１０は、被検眼Ｅの角膜表面（上皮）に合焦する位置に移動される。この後、角膜内皮撮影の手順に進む。角膜内皮撮影の詳細手順については、本出願人による特願２００６−２３６２０９号等を参照されたい。
【００５２】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、かかる実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、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で実施可能であり、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は、言うまでもない。
【００５３】
前記実施例に示した角膜撮影装置における採用はあくまでも例示であって、被検眼角膜表面を基準としてＺ方向のアライメント駆動制御を行なう装置、例えば、眼圧計や角膜形状測定装置等において採用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態としての角膜撮影装置の光学系の説明図。
【図２】本発明の一実施形態としての超音波Ｚアライメント検出系の説明図。
【図３】本発明の一実施形態としての眼科装置の説明図。
【図４】図１および図２に示した光学系および超音波Ｚアライメント検出系に接続される制御回路等の説明図。
【図５】本発明に関わる眼科装置のアライメント制御手順を示すフローチャート。
【図６】表示画面に表示される前眼部の説明図。
【図７】本発明に関わる超音波反射体の一実施形態であるアパーチャーと送波される超音波および観察光束の関係を示した説明図。
【図８】本発明に関わる超音波反射体を有する超音波Ｚアライメント検出系の説明図。
【図９】図８の構成において受波（検出）される超音波反射信号の説明図。
【符号の説明】
【００５５】
１０：装置光学系、１２：観察光学系、１４：撮像照明光学系、１６：位置検出光学系、１８：位置検出照明光学系、２０：撮像光学系、２８：ＣＣＤ、３０：観察用光源、４０：撮像用光源、４４：ラインセンサ、５４：観察用光源、６４：固視標光学系、６６：ＸＹアライメント光学系、７４：固視標光源、８２：ＸＹアライメント光源、８４：ＸＹアライメント検出光学系、８８：ＸＹアライメント検出センサ、９０：超音波Ｚアライメント検出系
【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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【図８】
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【図９】
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