(57)【要約】【課題】角膜表皮からの反射光束に基づくピークと角膜内皮からの反射光束に基づくピークとを精確に求めることができ、角膜厚さをより一層精密に測定できる眼科装置を提供する。【解決手段】本発明の眼科装置は、被検眼Ｅの角膜Ｃの厚さを光学的に非接触で測定する角膜厚測定手段９２と、装置本体Ｓと被検眼Ｅとの相対位置関係を検出するアライメント検出手段７０とを有し、アライメント検出手段７０には角膜からの反射光束を受光するＣＭＯＳラインセンサ７１が設けられ、角膜厚測定手段９２にはＣＭＯＳラインセンサ７１の各画素に蓄積された信号電荷を各画素の番地を指定して読み出す信号処理回路が設けられている。【選択図】  図１
2004290286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の角膜の厚さを光学的に非接触で測定する角膜厚測定手段と、装置本体と被検眼との相対位置関係を検出するアライメント検出手段とを有し、前記アライメント検出手段には前記角膜からの反射光束を受光するＣＭＯＳラインセンサが設けられ、該角膜厚測定手段には前記ＣＭＯＳラインセンサの各画素に蓄積された信号電荷を各画素の番地を指定して読み出す信号処理回路が設けられていることを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記信号処理回路は、角膜表面からの反射光束に基づくピーク部に対応するＣＭＯＳセンサの画素の番地を予め求めて角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素の番地を想定し、想定番地を含めてその前後の所定範囲の画素列を走査して前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素を演算により求め、前記角膜表面からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素と前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素とから角膜厚さを演算することを特徴とする眼科装置。
【請求項３】
前記信号処理回路は、前記各画素毎にゲインを調整可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の眼科装置。
【請求項４】
前記信号処理回路は、前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素の番地を含めてその前後の所定範囲の画素列を複数回走査して、該画素列の各画素毎に出力信号を積算することにより積算出力信号を該画素列の各画素毎に求め、該積算出力信号により前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素を求めて、当該画素と前記角膜表面からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素とから前記角膜厚さを求めることを特徴とする請求項２に記載の眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触で被検眼の角膜の厚さの測定が可能な眼科装置、例えば、パコメーター、角膜厚さ測定機能が付加された角膜内皮細胞撮影装置等の眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、角膜の厚さ測定機能が付加された角膜内皮細胞撮影装置が知られている。この眼科装置では、被検眼に対して斜め方向からスリット光を投影し、その反射光を被検眼光軸に対して略対称な方向から受光して、角膜内皮細胞を含んだ角膜反射像を観察・撮影する。
【０００３】
この従来の眼科装置では、被検眼の角膜厚さを光学的に非接触で測定する角膜厚測定手段と、装置本体と被検眼との相対位置関係を検出するアライメント検出手段とを備え、アライメント検出手段にはＣＣＤからなるラインセンサが設けられ、角膜内皮細胞像の観察・撮影とともに、角膜表面での反射光と角膜裏面での反射光による光像をＣＣＤラインセンサにより受光してその像間隔を測定し、その値から被検眼角膜の厚さを求めている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この種の眼科装置で角膜の厚さを測定する場合、角膜が曲率をもっているために、被検眼と装置本体とのアライメント状態によって角膜表面での反射角が変化すること等の理由により、角膜表面での反射光と角膜裏面での反射光による像の間隔が変化し、その結果、測定時のアライメント誤差により角膜厚さの測定値がばらつくという問題が生じている。この角膜厚さの測定値のばらつきはアライメント許容範囲の大きさに依存し、通常角膜厚さの約１０％程度の大きさを有する。人眼の平均的な角膜の厚さは０．５ｍｍ程度であるので、その誤差量は０．０５ｍｍ程度となり、無視できない大きさで、角膜厚さの測定にとって致命的な欠点となっている。角膜厚さの測定精度を保つために、アライメント許容範囲を狭くすることは、検者及び被検者への負担を急激に増加させることになり、かえって測定の信頼性を低下させることとなる。
【０００５】
そこで、測定時のアライメント状態に極力左右されることなく角膜厚さを正確に測定できる眼科装置も提案されている（特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３２７６３４号
【特許文献２】
特開平９−１０８１８５号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、角膜表面の反射光による光像の光量に対して角膜内皮からの反射光による光像の光量は約１００分の１と非常に小さく、角膜表面の反射光による光像をＣＣＤラインセンサにより受光する構成であるため、角膜内皮からの反射光による光像のピークを精確に求めようとすると、アライメントの際に角膜表面からの反射光によりＣＣＤに蓄積された電荷が飽和し、角膜表面の反射光によるピーク部に対応する番地の画素を特定し難く、角膜表面からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素と角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素とから角膜厚さを精密に求めがたいという問題点がある。
【０００８】
そこで、角膜表面からの反射光束と角膜内皮からの反射光束とをそれぞれ別個のＣＣＤラインセンサで受光する構成とし、角膜表面からの反射光束を受光するＣＣＤの電荷蓄積時間と角膜内皮からの反射光束を受光するＣＣＤの電荷蓄積時間とを異ならせることにより、角膜表面からの反射光束を受光するＣＣＤのゲインに対して角膜内皮からの反射光束を受光するＣＣＤのゲインを相対的に高め、角膜表面からの反射光束のピーク部と角膜内皮からの反射光束のピーク部との双方を精確に検出することも考えられるが、別個のＣＣＤラインセンサを互いに装置本体に精度良く位置決めすることが困難であり、かつ、眼科装置個体間のばらつきも生じやすいという別の問題点が発生する。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、角膜表面からの反射光束に基づくピークと角膜内皮からの反射光束に基づくピークとを精確に求めることができ、角膜厚さをより一層精密に測定できる眼科装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の眼科装置は、被検眼の角膜の厚さを光学的に非接触で測定する角膜厚測定手段と、装置本体と被検眼との相対位置関係を検出するアライメント検出手段とを有し、前記アライメント検出手段には前記角膜からの反射光束を受光するＣＭＯＳラインセンサが設けられ、該角膜厚測定手段には前記ＣＭＯＳラインセンサの各画素に蓄積された信号電荷を各画素の番地を指定して読み出す信号処理回路が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の眼科装置は、前記信号処理回路は、角膜表面からの反射光束に基づくピーク部に対応するＣＭＯＳセンサの画素の番地を予め求めて角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素の番地を想定し、想定番地を含めてその前後の所定範囲の画素列を走査して前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素を演算により求め、前記角膜表面からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素と前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素とから角膜厚さを演算することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の眼科装置は、前記信号処理回路は、前記各画素毎にゲインを調整可能であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の眼科装置は、前記信号処理回路は、前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素の番地を含めてその前後の所定範囲の画素列を複数回駆動して、該画素列の各画素毎に出力信号を積算することにより積算出力信号を該画素列の各画素毎に求め、該積算出力信号により前記角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素を求めて、当該画素と前記角膜表面からの反射光束に基づくピーク部に対応する画素とから前記角膜厚さを求めることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明に係わる眼科装置としての角膜厚さ測定機能付き角膜内皮細胞撮影装置の光学系を示している。
【００１５】
その図１、図２において、装置Ｓは被検眼Ｅの前眼部を観察するための前眼部観察光学系１０、ＸＹ方向のアライメント検出を行なうための指標光を被検眼Ｅの角膜Ｃに投影するための指標投影光学系２０、アライメント指標光の角膜Ｃによる反射光を受光して装置Ｓと角膜Ｃの相対位置を検出するＸＹアライメント検出光学系３０、角膜内皮細胞を投影するためのスリット光を角膜Ｃに対して斜めから照射する撮影用照明光学系４０、Ｚ方向のアライメント検出及び角膜厚測定用のスリット光を角膜Ｃに対して斜めから照射するＺアライメント検出用の照明光学系５０、撮影用の照明光学系４０と被検眼光軸に関して対称な位置に設けられて撮影用照明光学系４０により照射されたスリット光の角膜Ｃによる反射光を受光することにより角膜内皮細胞像を撮影する撮影光学系６０、照明光学系５０により照射されたスリット光の角膜Ｃによる反射光を受光してＺ方向のアライメント検出及び角膜厚さ測定のための角膜像を受像するＺアライメント用の検出光学系７０、被検眼Ｅに固視像を提供する固視標投影光学系８０を備えている。
【００１６】
前眼部観察光学系１０は、被検眼Ｅの左右に位置して前眼部をダイレクトに赤外光で照明する複数個の前眼部観察光源１１、ハーフミラー１２、対物レンズ１３、ハーフミラー１４、遮光板１５、ＣＣＤカメラ１６を備え、Ｏ１はその光軸である。前眼部観察光源１１によって照明された被検眼Ｅの前眼部像はハーフミラー１２、対物レンズ１３、ハーフミラー１４を経て、ＣＣＤカメラ１６に導かれる。遮蔽板１５は前眼部観察時は光路上から退避されていて、角膜内皮細胞撮影時には光路中に挿入される。
【００１７】
指標投影光学系２０は、赤外光を出射する光源２１、集光レンズ２２、開口絞り２３、指標を形成するピンホール板２４、ダイクロイックミラー２５、ピンホール板２４に焦点を一致させるようにして光路上に配置された投影レンズ２６、ハーフミラー１２を有する。光源２１から出射された赤外光は、集光レンズ２２により集光されつつ開口絞り２３を通過してピンホール板２４に導かれる。ピンホール板２４を通過した光束はダイクロイックミラー２５で反射され、投影レンズ２６によって平行光束Ｋとなり、ハーフミラー１２で反射されて角膜Ｃに導かれる。角膜Ｃに投影された指標光は、図３に示すように角膜Ｃの頂点Ｐと角膜Ｃの曲率中心Ｏ２との中間位置に輝点像Ｒを形成するようにして角膜表面Ｔで反射される。なお、開口絞り２３は投影レンズ２６に関して角膜頂点Ｐと共役な位置に設けられている。
【００１８】
ＸＹアライメント検出光学系３０は、ハーフミラー１２、対物レンズ１３、ハーフミラー１４、アライメントセンサ３１を有する。指標投影光学系２０により角膜Ｃに投影され輝点像Ｒを形成するように反射された指標光は、ハーフミラー１２を透過し対物レンズ１３で集束されつつハーフミラー１４でその一部が反射されてアライメントセンサ３１上に輝点像Ｒの像Ｒ´を形成する。アライメントセンサ３１はＰＳＤ等の位置検出が可能な受光素子である。ＸＹアライメント検出回路９１ａは、アライメントセンサ３１の出力に基づき装置Ｓと角膜Ｃの相対位置（ＸＹ方向）を公知の手段によって演算し、制御回路９３及び測定値補正演算回路９４に出力する。一方、ハーフミラー１４を透過した角膜反射光束はＣＣＤカメラ１６に導かれて輝点像Ｒ´´を形成する。ＣＣＤカメラ１６はモニタ装置に画像信号を出力し、図４に示すように被検眼Ｅの前眼部像Ｅ´、輝点像Ｒ´´がモニタ装置の画面１７に表示される。なお、符号１８は図示しない画像生成手段によって生成されたアライメント許容範囲を示すマークである。検者はこの画面を観察しつつ、輝点像Ｒ´´がマーク１８内に入ってピントが合うように被検眼Ｅに対して装置Ｓを移動させることによりアライメントを行なう。
【００１９】
撮影用照明光学系４０は、キセノンランプからなる撮影用照明光源４１、集光レンズ４２、スリット板４３、可視光を透過し赤外光を反射するダイクロイックミラー４４、開口絞り４５、対物レンズ４６を有し、Ｏ３はその光軸である。撮影時に、撮影用照明光源４１から出射された可視光は集光レンズ４２により集光されてスリット板４３に導かれ、ダイクロイックミラー４４を透過し、開口絞り４５を通過して、対物レンズ４６により角膜Ｃに導かれ、その角膜Ｃが横断照明される。
【００２０】
図５（ａ）は、照明光学系４０により投光されたスリット光束の角膜Ｃにおける反射状態を示し、スリット光束の一部は空気と角膜Ｃとの境界面である角膜表面Ｔにおいてまず反射される。また、角膜表面Ｔを透過した光束の一部は角膜内皮細胞面Ｎで反射される。角膜表面Ｔからの反射光束Ｔ´の光量が最も大きく、角膜内皮細胞面Ｎからの反射光束Ｎ´の光量は相対的に小さく、角膜実質Ｍからの反射光束Ｍ´の光量が最も小さい。
【００２１】
照明光学系５０は、赤外光を出射する光源５１、集光レンズ５２、スリット板５３、ダイクロイックミラー４４、開口絞り４５、対物レンズ４６を有する。光源５１から出射された赤外光は、集光レンズ５２で集光され、スリット板５３を通過する。その通過光束はダイクロイックミラー４４で反射され、開口絞り４５を通過して対物レンズ４６により集束され、角膜Ｃに導かれる。照明光学系５０により投光されたスリット光束は、撮影用照明光学系４０によって投光されたスリット光束と同様に、図５（ａ）に示すように反射される。撮影光学系６０は、対物レンズ６１、赤外光を反射しかつ可視光を透過するダイクロイックミラー６２、マスク６３、ミラー６４、リレーレンズ６５、遮光板６６、前眼部観察光束の妨げとならない位置に配設されると共に物面側（被検眼Ｅ側）の傾斜角θと同一角をもって傾斜するミラー６７、ＣＣＤカメラ１６を有し、Ｏ４はその光軸である。
【００２２】
撮影用照明光学系４０から出射されかつ角膜Ｃによって反射された可視光反射光束は、対物レンズ６１により集光されつつダイクロイックミラー６２を透過してマスク６３上に一旦角膜内皮細胞像として結像される。角膜内皮細胞像を形成する以外の余分の反射光束はこのマスク６３により遮蔽され、マスク６３を通過した角膜内皮細胞像を形成する反射光束はミラー６４で反射され、リレーレンズ６５により集束されつつミラー６７に導かれかつ反射されて、ＣＣＤカメラ１６上に角膜内皮細胞像を形成する。ＣＣＤカメラ１６はモニタ装置に画像信号を出力し、モニタ装置の画面１７には図５（ｂ）に示すように角膜内皮細胞像６８ａが表示される。この図５（ｂ）において、破線で示す６８ｂはマスク６３によって遮蔽されないとしたら角膜表面Ｔからの反射光束Ｔ´により形成される光像である。この図５（ｂ）において、斜線部分はマスク６３によって遮蔽された部分である。なお、遮蔽板６６は角膜内皮細胞撮影時は光路上から退避されていて、前眼部観察時には光路中に挿入される。固視標投影光学系８０は、可視光を出射する固視標用光源８１、ピンホール板８２、ダイクロイックミラー２５、投影レンズ２６、ハーフミラー１２を有する。固視標用光源８１から出射された固視標光は、ピンホール板８２を経てダイクロイックミラー２５を透過し投影レンズ２６により平行光束とされた後、ハーフミラー１２に反射される。被検者は、このハーフミラー１２に反射された固視標光を固視目標として注視することにより視線が固定される。
【００２３】
Ｚアライメント用の検出光学系７０は、対物レンズ６１、ダイクロイックミラー６２、合焦位置検出センサ７１を有する。照明光学系５０により投光されたスリット光の角膜Ｃによる反射光は、対物レンズ６１により集束されつつダイクロイックミラー６２に導かれかつ反射され、合焦位置検出センサ７１上に結像される。合焦位置検出センサ７１は光量分布が検出可能なＣＭＯＳラインセンサから構成されている。合焦位置検出センサ７１上には、図６（ａ）に示す光像が形成され、その光量分布は図６（ｂ）のようになる。その図６（ａ）において、符号７２は角膜表面Ｔにおいて反射された光束Ｔ´の光像であり、符号７３は角膜内皮細胞面Ｎで反射された光束Ｎ´の光像である。ｚアライメント検出回路９１ｂは、合焦位置検出センサ７１の出力に基づき光束Ｎ´の光量のピーク位置７３´を検出し、これにより角膜内皮細胞面の位置が検出される。
【００２４】
なお、ＣＭＯＳラインセンサ７１の駆動方法は、後述する角膜厚さ測定駆動回路９２に内蔵の信号処理回路と同様のものを使用するので、その説明は省略する。
【００２５】
この角膜内皮細胞面Ｎの位置検出方法の詳細は特開平６−３２７６３４号公報に記載されているのでその詳細な説明は省略する。この位置検出結果は制御回路９３及び測定値補正演算回路９４に入力される。角膜厚測定回路９２は、合焦位置検出センサ７１の出力に基づき光束Ｔ´の光量のピーク位置７２´と光束Ｎ´の光量のピーク位置７３´との間の間隔Ｗ（図６（ｂ）を参照）を検出する。そして、この検出結果の出力に基づき、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、結像倍率Ｍをパラメータとして、ピーク位置７２´、７３´を合焦位置検出センサ７１と対物レンズ６１に関して共役な面７１´に射影した点Ｑ３、Ｑ４の間隔Ｗ´を求める。そして、この間隔Ｗ´から傾斜角θや角膜の屈折率等をパラメータとして角膜厚Ｄを演算する。その演算結果は測定値補正演算回路９４に入力される。以下、図８、図９を参照しつつ角膜厚測定回路９２の処理の詳細を説明する。
【００２６】
図８はＣＭＯＳラインセンサ７１の概略構成を示すブロック図である。このＣＭＯＳラインセンサ７１は一次元配列された画素Ｇｋ（Ｋは１からｎまでの正の整数、ｎは例えば１０２４である）を有する。
【００２７】
各画素Ｇｋは図９に示すようにフォトダイオード１００、転送トランジスタ１０１、アンプ用トランジスタ１０２、選択トランジスタ１０３、リセットトランジスタ１０４から構成されている。フォトダイオード１００のＰ型領域Ｐは接地され、フォトダイオード１００のＮ型領域Ｎは転送トランジスタ１０１のソースＳに接続されている。転送トランジスタ１０１のゲートは端子１０１ａを介して転送信号出力線１０５に接続され、転送トランジスタ１０１のドレインＤはリセットトランジスタ１０４のソースＳとアンプ用トランジスタ１０２のゲートＧに接続されている。
【００２８】
リセットトランジスタ１０４のドレインは、アンプ用トランジスタ１０２のドレインと基準電圧電源Ｖｄｄとに接続され、リセットトランジスタ１０４に所定の基準電源電圧Ｖｄｄが印加されている。リセットトランジスタ１０４のゲートは端子１０４ａを介してリセット信号出力線１０６に接続されている。
【００２９】
選択トランジスタ１０３のドレインＤはアンプ用トランジスタ１０２のソースＳに接続され、選択トランジスタ１０３のソースＳは端子１０３ａを介して信号出力線１０７に接続されている。また、端子１０３ｂは画素選択信号出力線１１２に接続されている。
【００３０】
各画素Ｇｋを駆動し、各画素Ｇｋから出力信号を取り出し、図示を略す信号処理回路に出力するために、シフトレジスタ１０８、負荷トランジスタ１０９、ノイズキャンセラ１１０、信号読み出し線１１１ｋ（ｋ＝１からｎ；ｎ＝１０２４）が配置されている。
【００３１】
シフトレジスタ１０８には、画素選択信号出力線１１２、リセット信号出力線１０６、転送信号出力線１０５が接続されている。図示を略す基準電圧電源に接続されかつ所定の基準電圧が供給されている基準電圧供給線１１３に、負荷トランジスタ１０９のドレインが接続されている。
【００３２】
負荷トランジスタ１０９のゲートは、負荷トランジスタ駆動線１１４に接続されている。負荷トランジスタ１０９のソースは、信号出力線１０７に接続されている。信号出力線１０７は、各画素Ｇｋの選択トランジスタ１０３のソースとノイズキャンセラ１１０に接続されている。ノイズキャンセラ１１０は信号出力線１１１ｋ（ｋ＝１〜ｎ；ｎ＝１０２４）に接続されている。その信号出力線１１１ｋの途中にはゲイン調整アンプリファイア１１５ｋ（ｋ＝１〜ｎ；ｎ＝１０２４）が設けられている。各ゲイン調整アンプリファイア１１５ｋは角膜厚測定回路９２に内蔵の信号処理回路によって調整される。
【００３３】
ここで、画素の読み出しが行われていないときには、端子１０１ａ、端子１０３ａ、端子１０４ａはＬ電圧になっている。画素の読み出し動作が始まると、シフトレジスタ１０８からある特定の画素ｋに対応するリセット信号出力線１０６を通してリセットトランジスタ１０４のゲートにＨ電圧が印加され、これによりリセットトランジスタ１０４がオンする。
【００３４】
ここで、リセットトランジスタ１０４の閾値電圧をＶｔｈｒｓｔとすると、リセットトランジスタ１０４のドレインとゲートとには、基準電圧Ｖｄｄが印加されているので、アンプ用トランジスタ１０２のゲートの電位がＶｐとなる。
【００３５】
次に、リセット信号出力線１０６に印加された電圧がＨ電圧からＬ電圧になると、リセットトランジスタ１０４がオフになる。次に、シフトレジスタ１０８からその特定の画素Ｇｋの画素選択信号出力線１１２を通して選択トランジスタ１０３のゲートにＨ電圧が印加されると、選択トランジスタ１０３がオンする。
【００３６】
すると、アンプ用トランジスタ１０２のソースフォロワー回路が作動し、アンプ用トランジスタ１０２の閾値電圧をＶｔｈａｍｐとすると、（Ｖｐ−Ｖｔｈａｍｐ）の電圧値が端子ｇを介して信号出力線１０７に出力され、ノイズキャンセラ１１０がこの値を記憶する。
【００３７】
次に、シフトレジスタ１０８からその特定の画素Ｇｋの転送信号出力線１０５を通して転送トランジスタ１０１のゲートにＨ電圧が印加され、これにより転送トランジスタ１０１がオンする。
【００３８】
フォトダイオード１００には角膜Ｃからの反射光束が受光され、電子がフォトダイオード１００のＮ型領域Ｎに蓄積され、その電子の蓄積量は光の強さに依存する。
【００３９】
転送トランジスタ１０１がオンすると、フォトダイオード１００の電荷はアンプ用トランジスタ１０２のゲートに転送され、ゲートの電位が電荷量に比例してＶｓｉｇだけ低下する。その結果、フォトダイオード１００の電荷がなくなり、転送トランジスタ１０１がリセットされ、オフとなる。
【００４０】
その特定の画素Ｇｋの選択トランジスタ１０３はオンになっているので、アンプ用トランジスタ１０２のゲートの電位は取り出され、電圧（Ｖｐ−Ｖｓｉｇ−Ｖｔｈａｍｐ）が端子１０３ａを介して信号出力線１０７に出力され、ノイズキャンセラ１１０に入力される。
【００４１】
ノイズキャンセラ１１０は、先に、アンプ用トランジスタ１０２のゲートをリセットしたときに記憶している値（Ｖｐ−Ｖｔｈａｍｐ）から（Ｖｐ−Ｖｓｉｇ−Ｖｔｈａｍｐ）を差し引いて、フォトダイオード１００の出力Ｖｓｉｇを画素の信号として取り出す。次に、その特定の画素Ｇｋの選択トランジスタ１０３をオフにする。
【００４２】
この動作を、画素選択信号出力線１１２を介して選択トランジスタ１０３を駆動することにより、Ｋ＝１からｎ行に渡って行えば、各画素１００からの信号を連続して読み出すことができる。
【００４３】
そのシフトレジスタ１０８には、信号処理回路から制御信号が入力され、シフトレジスタ１０８は所定番地の画素Ｇｋの出力をランダムに取り出すことができるようにされている。また、ゲイン調整アンプリファイア１１５ｋのゲインを調整することにより、画素Ｇｋからの出力を増幅・減衰させることができるようにされている。
【００４４】
信号処理回路は、画素Ｇｋを順次指定し、その出力信号を検出処理し、表皮に対応するピーク位置７２’を検出する。そのピーク位置は例えば隣合う画素の出力信号の差を求め、ｋ番目の出力信号の差が正から負に反転したとき、それより一つ手前の（ｋ−１）番目の画素Ｇｋ−１をピーク位置の番地と判定する。
【００４５】
信号処理回路は、その際、信号蓄積時間を短くして、フォトダイオード１００に蓄積される電荷が飽和しないように各画素Ｇｋを制御する。すなわち、角膜Ｃに対して装置本体ＳのＺ方向の概略アライメントが完了するまで、信号処理回路は、ＣＭＯＳラインセンサ７１のゲインを下げた状態で、各画素Ｇｋの出力信号を読み出し、全画素Ｇｋ（ｋ＝１〜ｎ；ｎ＝１０２４）を走査し、各画素Ｇｋから角膜表面Ｔに対応するピーク位置７２’を特定する。
【００４６】
言い換えると、信号処理回路は、角膜表面からの反射光束の光量が閾値Ｔ１を超えた否かを判定する。ついで、信号処理回路は、図１０に示すように、角膜内皮細胞からの反射光束に基づくピーク位置の画素Ｇｒの番地ｒを予め予想する。
【００４７】
角膜内皮の位置は角膜表面Ｔの位置から平均０．５ｍｍの箇所にあるので、信号処理回路は、ｋ−１番目の番地から番地ｒ番目までの距離が０．５ｍｍとなるような想定番地ｒを演算により求めることができる。というのは、画素Ｇｋの幅が設計により既知であるからである。
【００４８】
そして、信号処理回路は、その想定番地ｒの前後δの範囲内にある画素Ｇｒ−δから画素Ｇｒ＋δまでの範囲の出力信号が読み出されるように指定する。その際、信号処理回路は、これらの画素Ｇｒ−δからＧｒ＋δに対応するゲイン調整アンプリファイアのゲインをあげる。これにより、図１０に破線で示すように、各画素Ｇｒ−δからＧｒ＋δまでの間の各画素Ｇｒの出力信号が増幅される。
【００４９】
そして、信号処理回路は、画素Ｇｒ−δから画素Ｇｒ＋δまでの範囲内の出力信号を読み出し、角膜内皮細胞に対応する反射光のピークを有する画素Ｇｒ’の番地ｒ’を求める。この番地ｒ’と番地ｋ−１とから角膜表面Ｔのピーク位置７２’から角膜内皮のピーク位置７３’までの間隔（距離）Ｗが演算により得られる。
【００５０】
この発明の実施の形態では、角膜表面Ｔからの反射光に対するピーク位置７２’の検出と角膜内皮からの反射光に対するピーク位置７３’の検出とを、ＣＭＯＳラインセンサの画素Ｇｒのゲインを部分的に変化させて検出することにしたが、角膜表面Ｔのピーク部分に相当する範囲の画素Ｇｋからの読み出し回数と角膜内皮に相当する範囲の画素Ｇｒからの読み出し回数とを異ならせ、画素Ｇｒから出力された出力信号を複数回積算して、角膜内皮の位置に対応するピーク位置７３’を検出するようにしても良い。
【００５１】
すなわち、画素Ｇｒ−δから画素Ｇｒ＋δまでの範囲内の画素Ｇｒを複数回走査し、各画素毎の出力信号をメモリし、各画素毎にその出力信号を積算して、図１０に破線で示したと同様の積算出力信号を各画素毎に求めて、この積算出力信号に基づき、角膜内皮に対応するピーク位置の番地ｒ’を求めるようにしてもよい。
【００５２】
また、従来の光束Ｎ’と光束Ｔ’とを同時に測定する測定時優先モードを設けても良い。この場合、アライメント状態に合わせ、個人差分を加味した光束Ｎ’と光束Ｔ’との間隔分を順次検出することにより、より一層測定時間の短縮を図ることができる。
【００５３】
次に、演算値の補正について説明する。
【００５４】
アライメント調整が完全な場合、即ち、図７（ａ）に示すようにアライメント適正位置からの被検眼のずれ量がゼロの場合には、角膜厚測定回路９２により得られた角膜厚さの値がそのまま正確な値として制御回路９３に出力される。
【００５５】
次に、図７（ｂ）に示すように、アライメント許容範囲内で、例えばＺ方向に一定のずれ量ΔＺだけ微小にずれた状態での正確な角膜厚の演算を説明する。被検眼が理想位置よりΔＺだけずれると、角膜表面Ｔの反射点ｑの位置が約ΔＺ・ｔａｎθだけずれるとともに、反射光の反射方向が約２・ｔａｎθ／Ｒ（Ｒは角膜曲率半径）ずれることになる。これらのずれは、合焦位置検出センサ７１上の角膜表面反射像のピーク位置７２と角膜内皮像のピーク位置７３との間隔Ｗに影響を与える。従って、これらの影響によるＷの値の変化ΔＷを演算し、この変化量ΔＷに基づき測定値Ｗ´に補正を加えれば、ずれ量ΔＺが存在する状況下でも正確な角膜厚値Ｄを得ることができる。このようにして得られた補正値は、制御回路９３に出力される。制御回路９３は補正された角膜厚さの測定値をモニタ装置やプリンタに出力する。
【００５６】
なお、あらかじめずれ量ΔＺと補正量との関係を実験により求めて、テーブルの形で記憶させておいても良い。
【００５７】
次に測定及び撮影の手順を述べる。
【００５８】
制御回路９３は光源１１、２１、５１、８１を点灯させる。検者はモニタ装置の画面を観察しながらアライメントを行い、装置Ｓと被検眼Ｅが所定位置関係になると、つまり、アライメント検出回路９１の出力が所定範囲内に入ると、自動的に角膜厚さの測定及び内皮細胞の撮影が行われ、角膜厚補正演算回路９４は、角膜厚測定回路９２とアライメント検出回路９１の出力に基づき角膜厚さを求め、制御回路９３に出力する。その後、制御回路９３は、光源１１、２１、５１、８１を消灯し、光源４１を発光させ、角膜内皮細胞の撮影を行う。モニタ装置の画面１７には角膜の厚さ及び角膜内皮細胞像が表示される。
【００５９】
以上、発明の実施の形態においては、角膜表面における反射位置、反射方向の変化のみを考慮して補正を行ったが、角膜裏面における反射角の変化をも考慮して補正することにより、更に測定値の精度を上げることができる。その他、他のパラメータをも考慮して補正することも可能である。
【００６０】
【発明の効果】
本発明にかかる角膜厚測定装置は、以上説明したように構成したので、角膜表皮からの反射光束に基づくピーク部と角膜内皮からの反射光束に基づくピーク部とを精確に検出することができ、角膜厚さをより一層精密に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる眼科装置の光学系の要部構成図であってその平面配置図である。
【図２】本発明に係わる眼科装置の光学系の要部構成図であってその側面配置図である。
【図３】角膜に照射されたアライメント光束の反射の説明図である。
【図４】モニターの画面に表示された前眼部像を示す図である。
【図５】角膜に照射されるスリット光束と画面に表示される角膜内皮細胞像の説明図であって、（ａ）は角膜に照射されたスリット光束の反射の説明図、（ｂ）は画面に表示された角膜内皮細胞像の説明図である。
【図６】角膜からのスリット反射光束と合焦位置検出センサとの位置関係を示す説明図であって、（ａ）はその合焦位置検出センサに投影された反射光束の光像を示す説明図、（ｂ）はその光量分布を示す図である。
【図７】角膜厚さの補正を説明するための光束の入反射関係を示す図であって、（ａ）は装置と被検眼とが理想状態にある場合の説明図、（ｂ）は装置と被検眼とが理想状態からΔＺだけｚ方向にずれている場合の説明図である。
【図８】本発明に係わるＣＭＯＳラインセンサの概要を示すブロック回路図である。
【図９】図８に示す画素の一例を示す等価回路図である。
【図１０】図８に示すＣＭＯＳラインセンサの画素の一部を駆動して角膜内皮に相当する画素からの出力信号の読み出しの説明図である。
【符号の説明】
７０…アライメント検出光学系（アライメント検出手段）
７１…ＣＭＯＳラインセンサ（合焦位置検出センサ）
９２…角膜厚さ測定回路（角膜厚測定手段）
Ｃ…角膜
Ｅ…被検眼
Ｓ…装置
Ｄ…角膜厚さ
【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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【図１０】
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