(57)【要約】【課題】眼底に投影する視標の光量を増加させることにより、白内障等の疾患による混濁が介在する被検眼の眼屈折力を他覚的に測定することが可能で、測定精度も確保された検眼装置を提供する。【解決手段】検眼装置１は、被検眼Ｅの眼屈折力を他覚的に測定するために眼底に投影される測定用光束を偏向するプリズム２３と、このプリズム２３を含んで構成されたユニット２と、光軸Ｏ’を軸としてユニット２を回転駆動するモータＭ１とを備えている。プリズム２３により偏向された測定用光束は、光軸Ｏ’と所定の距離を介して被検眼Ｅの眼底に投影される。モータＭ１によりユニット２を回転させると、測定用光束の投影像は、上記所定の距離を半径とする円軌道を眼底上に描く。この円軌道を円形の視標とする。この視標の反射光束をＣＣＤ１９で検出し、眼屈折力を測定する。【選択図】      図１
2004222849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を生成する光源と、
前記光源が生成した前記光束を前記眼底に投影する投影光学系と、
前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の投影像が前記眼底上で閉軌道を形成するよう走査する走査手段と、
前記走査手段により前記眼底上に前記閉軌道を形成する前記投影像の反射光束を受光する受光手段と、
前記受光手段が受光した前記投影像の前記反射光束を解析して前記被検眼の眼屈折力を算出する算出手段と、
を含むことを特徴とする検眼装置。
【請求項２】
前記走査手段は、前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の前記投影像が前記眼底上で円軌道を形成するよう走査することを特徴とする請求項１記載の検眼装置。
【請求項３】
前記走査手段は、
前記光源からの前記光束を偏向して前記眼底に投影させる偏向手段と、
前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、を含み、
前記駆動手段が前記偏向手段を回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記被検眼の瞳上で回転させて円軌道を形成することによって前記眼底上で前記円軌道を形成することを特徴とする請求項２記載の検眼装置。
【請求項４】
前記走査手段により前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御する制御手段を有することを特徴とする請求項３記載の検眼装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記偏向手段による前記光束の偏角を調整することで前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御することを特徴とする請求項４記載の検眼装置。
【請求項６】
前記走査手段は、
前記偏向手段としての第１のプリズム及び第２のプリズムと、
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムを回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記眼底上で回転させ前記円軌道を形成する走査用モータとを含み、
前記制御手段は、
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムをそれぞれ回転駆動するプリズム用モータを含み、
前記プリズム用モータを制御し前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの相対的な配置を調整することにより、前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムによる前記光束の前記偏角を調整することを特徴とする請求項５記載の検眼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検眼装置に関し、より詳しくは、少なくとも他覚的に眼屈折力を測定することが可能な検眼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被検眼の眼底に視標を投影し、その投影像の反射光束を受光して解析することにより眼屈折力を他覚的に測定するよう構成された検眼装置が広く利用されている。このような検眼装置としては、例えば、下記の特許文献１及び特許文献２に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載された検眼装置は、測定用光源からの光束を光分割部材等の光学素子を介して眼底に投影し、その反射光束を多数の小レンズが隙間無く配置されたレンズアレイを介して検出センサで受光するよう構成されている。そして、レンズアレイの各小レンズにより検出センサに結像された各点像の配置等に基づいて眼屈折力の算出を行うようになっている。
【０００４】
特許文献２に記載された検眼装置は、測定用光源からの光束の眼底による反射光束をくさびプリズムで６本の光束に分割して撮像素子に投影し、その６つの投影像の位置関係を解析して眼屈折力を算出するよう構成されている。また、当該検眼装置は、被検眼の瞳孔の径に応じて測定光束径を設定可能とすることで、測定精度の向上を図っている。
【０００５】
一方、眼屈折力を測定するための装置ではないが、下記の特許文献３に記載された検眼装置は、ステッピングモータを使って走査切換ミラーを回転することにより被検眼の前眼部を平行なスリット光により走査し、角膜などの前眼部の形状を解析するよう構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３３６２００号公報（段落〔００１６〕−〔００１８〕、第４図）
【特許文献２】
特開平７−２５５６７３号公報（段落〔００１４〕及び〔００１６〕、第３図及び第４図）
【特許文献３】
特開２０００−１９７６０７号公報（段落〔００１０〕、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、上述のような検眼装置の適用範囲を広げようとする動きが出始めている。例えば、白内障等の疾患により被検眼に混濁が存在するようなケースにも対応できる検眼装置へのニーズも潜在化していると思われる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の検眼装置のように、測定用光源からの光束を分割して眼屈折力測定に利用する構成では、光束の光量も分割され小さくなってしまうため、混濁した被検眼の眼底からの反射光束を検出することは困難である。
【０００９】
また、このような検眼装置による他覚的測定では、被検眼の断片的なデータから測定結果を導くよう構成されているので、連続的なデータを得るためにリング状の視標を使って測定を行う検眼装置（公知であるため特に指摘はしない）と比較した場合、測定精度が低下してしまうことは否めない。特に、混濁により光量が失われるケースにおいては、反射光束の光量がより小さくなってしまうために、測定はさらに難度を増してしまう。
【００１０】
また、特許文献２記載の検眼装置は、測定用光源からの光束の一部を遮断することによって測定光束径を設定するよう構成されているので、光量との兼ね合いを考慮すると、やはり混濁を生じている被検眼に対応することは困難と言える。
【００１１】
即ち、混濁が生じている被検眼に対して他覚的眼屈折力測定を行うためには、眼底に投影する視標の光量を大幅に増加させるしかないと考えられる。
【００１２】
本発明は、上述のような事情に鑑みて為されたもので、眼底に投影する視標の光量を増加させることにより、白内障等の疾患による混濁が介在する被検眼の眼屈折力を他覚的に測定することが可能で、かつ、測定精度も十分に確保された検眼装置を提供することを目的としている。
【００１３】
さらに、本発明は、被検眼に混濁が部分的に存在する場合、混濁している部位を避けて視標を投影することにより、被検者が普段使用している視野領域の眼屈折力を測定することが可能な検眼装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光束を生成する光源と、前記光源が生成した前記光束を前記眼底に投影する投影光学系と、前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の投影像が前記眼底上で閉軌道を形成するよう走査する走査手段と、前記走査手段により前記眼底上に前記閉軌道を形成する前記投影像の反射光束を受光する受光手段と、前記受光手段が受光した前記投影像の前記反射光束を解析して前記被検眼の眼屈折力を算出する算出手段と、を含むことを特徴とする検眼装置である。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の検眼装置であって、前記走査手段は、前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の前記投影像が前記眼底上で円軌道を形成するよう走査することを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の検眼装置であって、前記走査手段は、前記光源からの前記光束を偏向して前記眼底に投影させる偏向手段と、前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、を含み、前記駆動手段が前記偏向手段を回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記被検眼の瞳上で回転させて円軌道を形成することによって前記眼底上で前記円軌道を形成することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３記載の検眼装置であって、前記走査手段により前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４記載の検眼装置であって、前記制御手段は、前記偏向手段による前記光束の偏角を調整することで前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御することを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５記載の検眼装置であって、前記走査手段は、前記偏向手段としての第１のプリズム及び第２のプリズムと、前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムを回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記眼底上で回転させ前記円軌道を形成する走査用モータとを含み、前記制御手段は、前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムをそれぞれ回転駆動するプリズム用モータを含み、前記プリズム用モータを制御し前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの相対的な配置を調整することにより、前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムによる前記光束の前記偏角を調整することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
以下に説明する本発明の第１の実施形態の検眼装置は、角膜の曲率分布を測定する機能と眼屈折力を他覚的に測定する機能とを併せ持った検眼装置である。
【００２３】
〔光学系の構成〕
まず、このような検眼装置が内蔵する光学系の構成について詳細に説明する。図１は、当該検眼装置１の光学ユニットＵに内蔵される光学系の構成を示している。検眼装置１の光学系は、第１の受光光学系１０と、測定用視標投影光学系２０と、第２の受光光学系３０と、固視用視標投影光学系４０と、リングパターン投影光学系５０と、ＸＹアライメント光学系６０と、Ｚアライメント光学系７０とを含んで構成されている。
【００２４】
第１の受光光学系１０は、被検眼Ｅの前眼部観察時や被検眼Ｅと（装置）光軸Ｏとのアライメント時、また角膜曲率分布の測定時に、被検眼Ｅからの反射光を受光するための光学系である。第１の受光光学系１０は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー１２と、絞り１３と、ダイクロイックミラー１４と、リレーレンズ１５及び１６と、ダイクロイックミラー１７と、リレーレンズ１８と、ＣＣＤ１９とをこの順番で配置され構成されている。
【００２５】
被検眼Ｅからの反射光束は、上記各光学素子１１ないし１８によりＣＣＤ１９に結像されたのち画像処理され、前眼部像等として図示しないモニタに映し出される。ここで、絞り１３は、対物レンズ１１の焦点位置に配置されたテレセントリック絞りで、絞り１３の中心を通る光線は被検眼Ｅ上で装置光軸Ｏと平行となる。
【００２６】
測定用視標投影光学系２０は、眼屈折力を他覚的に測定するための視標を被検眼Ｅに対して投影するための光学系である。測定用視標投影光学系２０は、赤外ＬＥＤ等からなる光源２１と、コリメータレンズ２２と、絞り２３と、プリズム２４と、指標板２５と、リレーレンズ２６と、リング状絞りレンズ２７と、三角プリズム２８と、ダイクロイックミラー２９及び１２と、対物レンズ１１とをこの順番で含み構成されている。なお、光源２１は、本発明で言う光源に相当し、またそれ以外の光学素子は、同投影光学系を構成している。
【００２７】
光源２１、コリメータレンズ２２、絞り２３、プリズム２４（偏向手段）及び指標板２５は、ユニット２として構成され、モータＭ１を駆動源とする駆動機構（以下、単にモータＭ１と呼ぶ）及びモータ２を駆動源とする駆動機構（以下、単にモータ２と呼ぶ）とが付設されている。モータＭ１は、光軸Ｏ’を軸にユニット２（特にプリズム２４）を回転駆動し、モータＭ２は、ユニット２を光軸Ｏ’方向に移動させるよう駆動する。なお、モータＭ１は、本発明で言うモータに対応する。同様に、モータＭ１を駆動源とする駆動機構は、駆動手段に対応している。
【００２８】
測定用視標投影光学系２０を構成する光学素子について詳しく説明する。図２は指標板２５の外観の概略を示す斜視図、図３（Ａ）はリング状絞りレンズ２７に施されたエッチングの態様を示す概略正面図、図３（Ｂ）はリング状絞りレンズ２７の概略断面図、図４（Ａ）は三角プリズム２８の構成を示す概略側面図、そして図４（Ｂ）は三角プリズム２８に接着されたレンズ２８０に施されたエッチングの態様を示す概略図である。
【００２９】
指標板２５には、図２に示すように、両面を貫通して開口部２５ａが形成されている。また、図３（Ｂ）に示すリング状絞りレンズ２７の凸面２７ｂには、図３（Ａ）に示す態様のエッチングが施され（同図の斜線部分）、光束を透過するリング状の透過部２７ａが形成されている。リング状絞りレンズ２７のエッチングが施された凸面２７ｂは抗原２１及び被検眼Ｅの眼底とそれぞれ共役な位置に配置されている。従って、光源２１からの光束は、リング状絞りレンズ２７の凸面２７ｂの位置で一度収束し、被検眼Ｅ上に細いビームとして投影される。また、図４（Ａ）に示すように、三角プリズム２８の一面にはレンズ２８０が接着されている。レンズ２８０の一面には、図４（Ｂ）に示すようなエッチングが施され、その中心領域に光束を透過する透光部２８０ａが形成されている。なお、三角プリズム２８は、エッチングが施されたレンズ２８０の一面が被検眼Ｅと共役な位置になるように配置されている。
【００３０】
第２の受光光学系３０は、被検眼Ｅの眼屈折力の測定時に被検眼Ｅからの反射光束を受光するための光学系であり、その構成は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー１２及び２９と、三角プリズム２８と、反射ミラー３１と、リレーレンズ３２と、付設されたモータＭ３の駆動により被検眼Ｅの屈折力に対応して移動する移動リレーレンズ３３と、ミラー３４と、ダイクロイックミラー１７と、リレーレンズ１８と、ＣＣＤ１９とをこの順番で含んでなる。なお、第２の受光光学系３０は、本発明で言うところの受光手段を構成している。
【００３１】
移動リレーレンズ３３は、被検眼Ｅが正視か否かに対応してその位置を移動するよう構成され、常に共役関係を保持するよう作用する。即ち、被検眼Ｅが正視の場合、被検眼Ｅの眼底からの反射像が前側（被検眼Ｅ側）の焦点位置で結像するよう配置され、また、被検眼Ｅが正視でない場合には、被検眼Ｅの眼底とＣＣＤ１９とが共役となる位置に移動される。
【００３２】
固視用視標投影光学系４０は、被検眼Ｅを固視するための固視標を投影するための光学系である。固視標投影光学系４０は、光源であるランプ４１と、コリメータレンズ４２と、風景チャート等からなる固視標４３と、リレーレンズ４４及び４５と、ミラー４６と、ダイクロイックミラー２９及び１２と、対物レンズ１１とをこの順番で配置して構成されている。固視標４３にはモータＭ４が接続されており、光軸Ｏ”に沿って移動可能とされている。
【００３３】
リングパターン投影光学系５０は、被検眼Ｅの角膜の曲率分布を測定するためのリングパターンを投影するための光学系で、前眼部を観察するための照明光を投影する観察照明系としての機能も兼用している。リングパターン投影光学系５０は、光源としてのＬＥＤ群５１と、リングパターン５２とから構成されている。
【００３４】
リングパターン５２は、図５に示すように、中心を光軸Ｏ上に配置された円盤状の部材で、一方の面には同心円状にエッチングが施され（同図の斜線部分）、受光光束など光軸Ｏに沿って進行する光束を透過させる中心透過部５２ａと、Ｚアライメント光学系７０を経由する光束を透過させるアライメント光束透過部５２ｂと、ＬＥＤ群５１が発する光束を透過させる曲率測定光束透過部５２ｃとを形成している。
【００３５】
ＸＹアライメント光学系６０は、ＸＹ方向、即ちＺ方向を定義する光軸Ｏに対し直交するＸＹ平面方向におけるアライメントを行うための光束を投影する光学系である。ＸＹアライメント光学系６０は光源としてのＬＥＤ６１と、リレーレンズ６２と、ダイクロイックミラー１４と、絞り１３と、ダイクロイックミラー１２と、対物レンズ１１とをこの順に含んで構成されている。
【００３６】
Ｚアライメント光学系７０は、Ｚ方向（光軸Ｏ方向）のアライメントを行うための光束を投影する一対の光路からなる光学系である。各光路は、ＬＥＤ７１とレンズ７２とから構成され、光軸Ｏに対して所定の角度θを介して斜め方向から光束を入射する。なお、この光束は、リングパターン５２のアライメント光束透過部５２ｂを透過して被検眼Ｅに投影される。
【００３７】
〔制御手段の構成〕
検眼装置１には、各部の動作制御や各種演算等を行う制御手段が設けられている。図６に示すブロック図は、当該制御手段１００の概略構成を表している。
【００３８】
制御手段１００は、各種演算を実行したり、各種制御信号を生成し送信したりするＣＰＵ等からなる演算処理装置１１０と、演算処理装置１１０が処理を行う際に使用するデータや装置の動作を制御するための制御プログラム等を記憶している記憶装置１２０とを含んで構成されている。
【００３９】
演算処理装置１１０は、モータ制御部１１１と、角膜曲率分布演算部１１２と、眼屈折力演算部１１３と、画像処理部１１４とを含んでいる。モータ制御部１１１は、ユニット２を回動駆動するモータＭ１，ユニットを移動駆動するモータＭ２，移動リレーレンズ３３を移動駆動するモータＭ３、及び、固視標４３を移動駆動するモータＭ４をそれぞれ制御する。また、角膜曲率分布演算部１１２は、角膜からの反射光束を受光したＣＣＤ１９からの信号（電圧に関する情報を含んでいる）を解析して被検眼Ｅの角膜の曲率分布を算出する。また、眼屈折力演算部１１３（算出手段）は、眼底からの反射光束を受光したＣＣＤ１９からの信号を解析して被検眼Ｅの眼屈折力を算出する。そして、画像処理部１１４は、角膜曲率分布演算部１１２や眼屈折力演算部１１３による算出結果をモニタＭに表示したり、ＣＣＤ１９が検出した画像信号を処理してモニタに画像を表示したりするものである。
【００４０】
なお、モニタＭは、検眼装置１に備え付けられたものであっても、検眼装置１とは別個に設けられたものであってもよい。
【００４１】
〔作用〕
以上のような構成の光学系及び制御手段を備えた検眼装置１の作用について説明する。本実施形態の検眼装置１は、端的に言うと、眼屈折力測定のために被検眼Ｅに投影する光束の光量を増大させることにより、通常の検眼装置では測定不可能な被検眼に対しても測定を可能とするものである。具体的には、白内障等の疾患によって混濁した被検眼の眼屈折力の測定を実現するものである。以下、検眼装置１を使用した測定のプロセスを追いながら、その作用を説明する。
【００４２】
検眼装置１は、検眼テーブルに載置され、その傍らには検眼イスが備えられている。被検者が検眼イスに腰掛けて検眼装置１の図示しない検眼窓を覗き込んだら、検者は、被検眼Ｅの前眼部（角膜）を観察しアライメントを行う。
【００４３】
まず、リングパターン投影光学系５０のＬＥＤ群５１を点灯し、リングパターン５２の曲率測定光束透過部５２ｃを透過してきた拡散光で被検眼Ｅの前眼部を照明する。さらに、ＸＹアライメント光学系６０のＬＥＤ６１を点灯し、リレーレンズ６２、ダイクロイックミラー１４、絞り１３、ダイクロイックミラー１２及び対物レンズ１１を介して、ＸＹ方向のアライメントを行うための光束を被検眼Ｅの前眼部に投影する。またさらに、Ｚアライメント光学系７０のＬＥＤ７１を点灯して、レンズ７２とリングパターン５２のアライメント光束透過部５２ｂとを介して、Ｚ方向のアライメントを行うための光束を斜め２方向から被検眼Ｅの前眼部に投影する。
【００４４】
リングパターン投影光学系５０からの照明光、ＸＹアライメント光学系６０からの光束及びＺアライメント光学系７０からの光束は、それぞれ被検眼Ｅの角膜で反射され、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２、絞り１３、ダイクロイックミラー１４、リレーレンズ１５、１６、ダイクロイックミラー１７、リレーレンズ１８を介してＣＣＤ１９に投影される（つまり、第１の受光光学系１０により受光される）。制御手段１００の演算処理装置１１０は、ＣＣＤ１９の検知結果に基づき光学ユニットＵの被検眼Ｅに対する位置を決定し、図示しない駆動機構を制御して光学ユニットＵを駆動し当該位置に配置する（アライメントの過程は公知である）。
【００４５】
アライメントが終了したら、Ｚアライメント光学系７０のＬＥＤ７１を消灯し、被検眼Ｅの角膜の曲率分布の測定プロセスに移行する。このとき、被検眼Ｅの前眼部には、リングパターン投影光学系５０からの照明光と、ＸＹアライメント光学系６０からの光束が投影されている。即ち、ＣＣＤ１９には、リングパターン５２により光軸Ｏを中心として同心円状に生成された複数のリング状光束の反射光束と、ＬＥＤ６１に由来する光束の反射輝点とが検知されている。当該反射輝点は、光軸Ｏ上に配置している。被検眼Ｅの角膜の曲率分布は、ＣＣＤ１９の受光面上における各リング状光束の反射輝点からの距離を測定し、その測定結果を演算処理装置１１０の角膜曲率分布演算部１１２が解析することで算出される（この算出過程も公知の内容である）。
【００４６】
なお、上記複数のリング状光束の反射光束のうち最も内側の反射光束のＣＣＤ１９の受光面上での位置を基準として、その他のリング状光束の反射光束の距離を測定することによって被検眼Ｅの角膜の曲率分布を導くことも可能である。
【００４７】
角膜の曲率分布の測定が終了したら、被検眼Ｅの眼屈折力（球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸角度Ａ）の測定を行う。そのためにまず、固視標投影光学系４０を作動させて被検眼Ｅに固視を促す。即ち、ランプ４１を点灯し、コリメータレンズ４２、固視標４３、リレーレンズ４４、４５、ミラー４６、ダイクロイックミラー２９、１２及び対物レンズ１１を介して、被検眼Ｅに固視標（風景チャート）を投影する。また、ケラト測定時から固視標４３を被検眼Ｅに投影していても良い。
【００４８】
また、このとき、ＸＹアライメント光学系６０とＺアライメント光学系７０とを使用して再度アライメントを実行する。
【００４９】
被検眼Ｅの固視（及びアライメント）が終了したら、測定用視標投影光学系２０の光源２１を点灯し、眼屈折力測定を開始する。光源２１が発生した眼屈折力測定用の光束（以下、測定用光束と呼称する）は、コリメータレンズ２２により光軸Ｏ’に平行とされたのち、絞り２３、プリズム２４、指標板２５、リレーレンズ２６、リング状絞りレンズ２７、三角プリズム２８、ダイクロイックミラー２９、１２及び対物レンズ１１を経由して被検眼Ｅに投影される。
【００５０】
図７は、測定用視標投影光学系２０により被検眼Ｅに投影される測定用光束の経路の概略を示している。なお、同図では、本実施形態の検眼装置１の作用を明瞭に説明するため、実際の構成に比べ、各部材のサイズや距離的配置は誇張を含んで記述されている。また、説明に特に必要のない光学素子については省略されている。
【００５１】
ユニット２は、制御手段１００の演算処理装置１１０のモータ制御部１１１の制御により、例えば毎秒３０回転（１８００ｒｐｍ）の速度で回転している。回転方向は、図７（Ａ）、（Ｂ）中のΦが示す方向とする。図７（Ａ）の状態をユニット２の基準の位置（回転角度０度）と定義すると、図７（Ｂ）は、ユニット２がΦ方向に１８０度だけ回転した状態を示している。
【００５２】
図７（Ａ）によれば、光源２１が生成する測定用光束は、コリメータレンズ２２により平行光束にされ、プリズム２４により同図上方（＋Ｙ方向）に偏向され、指標板２５の開口部２５ａを通過し、リレーレンズ２６により偏向されたのち、リング状絞りレンズ２７の透過部２７ａを透過し（このとき一度収束される）、対物レンズ１１によって最終的に被検眼Ｅの眼底上の点Ｐに投影される。測定用光束の投影像は、ユニット２の回転Φに伴い、同図に示す矢印φの方向に回転する。
【００５３】
一方、図７（Ｂ）によれば、光源２１が生成する測定用光束は、コリメータレンズ２２により平行光束にされ、プリズム２４により同図下方（−Ｙ方向）に偏向され、指標板２５の開口部２５ａを通過し、リレーレンズ２６により偏向されたのち、リング状絞りレンズ２７の透過部２７ａを透過し（このとき一度収束される）、対物レンズ１１によって最終的に被検眼Ｅの眼底上の点Ｑに投影される。測定用光束の投影像は、ユニット２の回転Φに伴い、同図に示す矢印φの方向に回転する。
【００５４】
従って、眼底上における測定用光束の投影像は、光軸Ｏを軸として両図に点線で示す軌道Ｃに沿って毎秒３０回転で走査され、眼屈折力測定用の視標を投影するための瞳リングを形成している。従って、リング状絞りレンズ２７のリング状のエッチングは無くても構わない。更に、指標板２５は、被検眼Ｅが正視の時に被検眼Ｅの眼底と共役となる配置となっており、ユニット２内で回転しているため眼底上でリングを形成する。当該視標は、即ち円軌道Ｃである。従って、ユニット２（特にプリズム２４）とモータＭ１とは、本発明で言うところの走査手段を構成している。
【００５５】
被検眼Ｅの眼底で反射された、視標Ｃを形成する測定用光束は、対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１２、２９、三角プリズム２８、反射ミラー３１、リレーレンズ３２、移動リレーレンズ３３、ミラー３４、ダイクロイックミラー１７及びリレーレンズ１８を経由してＣＣＤ１９の受光面に投影される。このとき、ＣＣＤ１９には、被検眼Ｅにより屈折力が加味されて歪んだリング状となった視標Ｃが投影されている。被検眼Ｅの眼屈折力は、ＣＣＤ１９の受光面上における測定用光束の反射像が元の円形からどの程度歪んでいるかを基に、演算処理装置１１０の眼屈折力演算部１１３が解析処理を行って算出される（算出過程は公知の内容である）。
【００５６】
このような視標Ｃを眼屈折力測定に使用することで、次のような従来からの問題を解決することが可能となる。白内障等の疾患により被検眼の透光体に混濁が生じている場合、従来の検眼装置では投影される視標の光量が十分ではなかったので、測定用光束が形成する視標の眼底による反射光束を検出することができず、従って眼屈折力を測定することができなかった。
【００５７】
例えば、上記した特許文献１や特許文献２に記載された検眼装置は、光源からの測定用光束を複数に分割して円状に配置された複数の視標を投影するよう構成されているので、光源の光量が複数に分割されることとなり、各視標の光量が小さくなってしまうため、上述の場合に対応することができない。
【００５８】
また、円形の透光部を有する視標板を配置して円形の視標を投影するよう構成された従来の検眼装置では、光源からの測定用光束で視標板を照明し、透光部を透過した測定用光束が視標を形成するので、視標の光量はやはり小さくなってしまう。
【００５９】
一方、本発明に係る検眼装置１によれば、光源２１からの測定用光束の光量をそのままスポット像として被検眼Ｅの眼底に投影するとともに、円形として捉えられるのに十分な速度でスポット像を走査して視標を形成するよう構成されているので、従来と比較すると極めて明るい視標を投影することが可能となる。従って、検眼装置１によれば、従来は諦めざるを得なかった混濁を伴う被検眼の眼屈折力を測定することができる。また、上記スポット像は、閉軌道、特に円形の軌道に沿って繰り返し走査されるよう構成されているので、特許文献１及び特許文献２記載の検眼装置と比較した場合、より高精度の測定が可能となる。
【００６０】
また、上記特許文献３に記載の検眼装置は、光束の走査という検眼装置１と同様の構成を有するように一見思われる。しかし、特許文献３記載の検眼装置は、他覚的測定を行うためのものでも、円形の視標を形成するために走査を行うものでも、視標の光量を増加させようとするものでもないので、検眼装置１とは区別されるべきものである。また、光束を走査するための構成も異なっている。
【００６１】
なお、指標板２５の開口部２５ａやリング状絞りレンズ２７の透過部２７ａの幅をより狭く設計することにより測定用光束の一部を遮断するようにし、測定用光束をより細いビームとして被検眼Ｅの眼底に投影すれば、より明瞭な視標を得ることができる。また、開口部２５ａの口径を変化できるように指標板２５を構成し、被検眼の状態に応じて口径を適宜調整することもできる。なお、測定用光束の一部を遮断する場合、投影される視標の光量は多少減少するが、従来のものと比べれば十分に明るいものとなる。従って、眼屈折力の測定の精度を向上させることが可能となる。
【００６２】
ところで、図６に示されているように、光源２１、コリメータレンズ２２、絞り２３、プリズム２４及び指標板２５を含むユニット２と、移動リレーレンズ３３と、固視標４３とは、それぞれ、モータＭ２とＭ３とＭ４とで駆動されるように構成されている。制御手段１００の演算処理部１１０のモータ制御部１１１は、被検眼Ｅの眼屈折力に応じてモータＭ２，Ｍ３及びＭ４を制御し、ユニット２，移動リレーレンズ３３及び固視標４３の位置を調整することにより、測定精度をさらに向上させることができる。
【００６３】
なお、検眼装置１の上記走査手段は、測定用光束が眼底上で円軌道Ｃを描くものであるが、複雑な形状を除外すれば、例えば楕円軌道などその他の閉軌道を形成するよう構成することも可能である。軌道を閉軌道とするのは、連続的な軌跡を描くことで測定精度を向上させるため、そして、眼底上に同一の軌道（視標）を提示しているのと同じ状態を作り出すためなどの理由による。ただ、構成の簡素化や眼屈折力算出時の演算の便宜を勘案すると、３６０度全ての方向に対称性を有する円軌道が最も適していると思われる。
【００６４】
以上のように、本発明に係る検眼装置１は、他覚的眼屈折力測定の新たな手法を提供するもので、従来の測定手法に代わって広範な被検眼に対応することを可能としている。
【００６５】
［第２の実施の形態］
続いて、本発明の第２の実施形態の検眼装置について説明する。当該検眼装置は、白内障等の疾患により眼内に混濁した部分が存在するときに、その混濁部位を避けて眼屈折力を測定しようとするものである。
【００６６】
第２の実施形態の検眼装置は、上述の第１の実施形態の検眼装置１の一部構成を変形したものである。よって、全ての構成を一から述べることは冗長となるので、変形部分についてのみ詳細に説明し、検眼装置１と共通な部分についてはそちらの内容を流用する。
【００６７】
〔構成〕
図８は、本発明の第２の実施形態の検眼装置１’の光学的構成の概略を示している（特徴部分のみ）。検眼装置１’は、実施形態１の検眼装置１の測定用視標投影光学系２０に変形を加えたものである。例えば、第１の実施の形態の検眼装置１に設けられていたリング状絞りレンズ２７は、この検眼装置１’の構成には含まれていない。
【００６８】
検眼装置１’の測定用視標投影光学系２０’は、図８に示すように、（第１の）プリズム２４、第２のプリズム２４’及び指標板２５を内蔵したユニット２’を備えている。第１のプリズム２４及び第２のプリズム２４’は、光軸Ｏ’方向から見ると円形状または方形状に形成され、また、光軸Ｏ’と交わる２面のうち一面に傾斜角が設けられている。従って、光軸Ｏ’に沿って進行する光束は、各プリズム２４，２４’により偏向され、光軸Ｏ’に対して所定の偏角を与えられることとなる。また、第１のプリズム２４及び第２のプリズム２４’は、各々の基底方向を互いに逆側に向けて配置されている（この配置を基準配置と呼ぶ）。なお、光源２１と、リレーレンズ２６及び対物レンズ１１の間の所定の位置とは共役関係にあり、また、この所定の位置と被検眼Ｅの瞳Ｈとは共役関係にある（図１０参照）。更に、第１のプリズム２４及び第２のプリズム２４’にはモータＭ５（プリズム用モータ）が接続されており、それぞれ回転駆動されるようになっている。
【００６９】
図９は、検眼装置１’の制御手段１００’の概略構成を示すブロック図である。制御手段１００’は、演算処理装置１１０’と記憶装置１２０’とを含む。演算処理装置１１０’は、モータ制御部１１１’と、角膜曲率分布演算部１１２’と、眼屈折力演算部１１３’と、画像処理部１１４’とを含んで構成されている。モータ制御部１１１’は、第１のプリズム２４及び第２のプリズム２４’をそれぞれ回転駆動するモータＭ５と、ユニット２’を回転駆動するモータＭ６（走査用モータ）とをそれぞれ制御している。
【００７０】
モータＭ５は、光軸Ｏ’を回転軸として、第１のプリズム２４と第２のプリズム２４’とが同期して逆方向に回転するよう駆動制御される。つまり、両プリズムは、互いに逆方向に同じ角度だけ回転するよう駆動される。また、モータ６は、光軸Ｏ’を回転軸としてユニット２’を回転するよう駆動制御される。
【００７１】
〔作用〕
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の検眼装置１’の作用について図を参照しながら説明する。
【００７２】
まず、検眼装置１’の測定用視標投影光学系２０’により被検眼Ｅに投影される視標の態様について図１０に基づいて説明する。図１０（Ａ）は、第１のプリズム２４と第２のプリズム２４’とが基準配置とされているときの測定用光束の伝達の状態を示しており、図１０（Ｂ）は、第１のプリズム２４と第２のプリズム２４’とがそれぞれ基準配置から１８０度ずつ逆方向に回転された配置における測定用光束の伝達の状態を示している。
【００７３】
図１０（Ａ）に示す場合においては、光源２１から発せられた測定用光束は、コリメータレンズ２２により平行光束とされたのち、第１のプリズム２４により上方（＋Ｙ方向）に偏向され、第２のプリズム２４’により下方（−Ｙ方向）に偏向され、指標板２５の開口部２５ａを通過する際に断面積が制限され、リレーレンズ２６により偏向され、光軸Ｏから距離ａを介した上記所定の位置において一度収束される。そして、測定用光束は、対物レンズ１１により瞳Ｈ上において一度収束されたのちに、被検眼Ｅの眼底上に開口部２５ａの像２５ａ’を形成する。
【００７４】
ここで、制御手段１００’の演算処理装置１１０’のモータ制御部１１１’は、モータＭ６を制御してユニット２’を回転させる。すると、測定用光束（像２５ａ’）は、被検眼Ｅの眼底上において、眼底と光軸Ｏとが交わる点Ｇを中心とした円を描き、視標Ｃ’を形成する。即ち、視標Ｃ’は、円形状に走査された測定用光束が生成する軌道に相当する。
【００７５】
また、このとき、被検眼Ｅの瞳Ｈ上では、光軸Ｏを中心として円軌道Ｓが描かれる。軌道Ｓの半径（入射高さと呼ぶ）をｈとする。なお、眼底上に描かれる円軌道と、瞳Ｈ上に描かれる円軌道とは、被検眼Ｅの眼屈折力を介して一対一に対応している。従って、測定時においては、（観察が容易な）瞳Ｈ上の円軌道を主として考慮するのが便利である。
【００７６】
一方、図１０（Ｂ）に示す場合においては、光源２１から発せられた測定用光束は、コリメータレンズ２２により平行光束とされたのち、第１のプリズム２４により上方（＋Ｙ方向）に偏向され、第２のプリズム２４’によりさらに上方に偏向され、指標板２５の開口部２５ａを通過する際に断面積が制限され、リレーレンズ２６により偏向され、光軸から距離ａ’（ａ’＞ａ）を介した上記所定の位置において一度収束される。そして、測定用光束は、対物レンズ１１により瞳Ｈ上において一度収束されたのちに、被検眼Ｅの眼底上に開口部２５ａの像２５ａ”を形成する。
【００７７】
ここで、モータ制御部１１１’によりモータＭ６が制御されユニット２’を回転すると、測定用光束（像２５ａ”）は、被検眼Ｅの眼底上において点Ｇを中心とした円軌道を描き、視標Ｃ”を形成する。この視標Ｃ”は、視標Ｃ’と同一のサイズを有している。またこのとき、被検眼Ｅの瞳Ｈ上には、光軸Ｏを中心として入射高さｈ’（ｈ’＞ｈ）の円軌道Ｓ’が描かれる。
【００７８】
図１０には、基準配置のケース、及び、基準配置から１８０度回転された配置のケースのみが示されているが、第１のプリズム２４及び第２のプリズム２４’の構成や、モータＭ５によるプリズム２４、２４’の駆動の態様（互いに逆方向に同じ角度だけ回転されること）から分かるように、第１のプリズム２４及び第２のプリズム２４’を回転してこれらから出射される測定用光束の偏角を調整することにより、被検眼Ｅの瞳Ｈ上に描かれる円軌道の直径、即ち入射高さ、を調整することが可能である。つまり、瞳Ｈ上の円軌道のサイズは、モータＭ５によるプリズム２４、２４’の回転角度を変化することによって連続的に変化させることができる。
【００７９】
図１０（Ｂ）を参照して、円軌道のサイズとプリズム２４、２４’の回転角度との関係をより具体的に説明する。ここで、対物レンズ１１のリレー倍率をβとし、リレーレンズ２６の焦点距離をｆと定義する。このとき、入射高さｈ’の円軌道Ｓ’を被検眼Ｅの瞳Ｈ上に形成するためには、プリズム２４’を通過した測定用光束が光軸Ｏ’に対して成す角度θは、式ｔａｎθ＝ｈ’×β／ｆを満足すればよい。この式からθを導き、出射角度がこのθとなるようにプリズム２４及び２４’を回転させればよい。
【００８０】
また、上述したように、検眼装置１’は、白内障等により混濁した部位を避けて眼屈折力を測定しようとするものである。検眼装置１’では、以下の要領で混濁した部位を検知することができる。
【００８１】
まず、ＬＥＤ６１を点灯する。被検眼Ｅに入射したＬＥＤ６１からの光束は、眼底を照明して拡散反射され、反射光束は瞳孔を通過し被検眼Ｅから出射する。被検眼Ｅから出射した上記反射光束は、第１の受光光学系１０の各光学素子を介してＣＣＤ１９によりその位置や光量の大きさが検出される。
【００８２】
このとき、被検眼Ｅが健常であれば、図１１（Ａ）に示すように、濁った部位（光量が小さく検出される部位）の無い徹照像が検出される。一方、被検眼Ｅに白内障等による混濁がある場合には、図１１（Ｂ）に示すように、混濁した部位（以下、混濁部位と称する）Ｋに対応する光量の小さな部位を含んだ徹照像が得られるので、演算処理装置１１１’を使ってその他の領域との光量差を比較することにより、混濁部位Ｋの位置や大きさを検知することが可能である。
【００８３】
また、演算処理装置１１１’は、被検眼Ｅの混濁した部位Ｋとその他の領域との光量差を解析することにより、混濁部位Ｋの混濁の度合いを検知することもできる。この検知結果を利用して、演算処理装置１１１’は次のような処理を行うことができる。
【００８４】
まず、図１２（Ｂ）に示す座標ｘの方向に沿って、反射光束の光量を調査する。なお、座標ｘは、光軸Ｏを通過している。また、光量の調査は、ＣＣＤ１９の各点におけるＣＣＤ強度（電圧値）に基づいて為される。このとき、混濁部位Ｋを通過してくる反射光束の光量は、他の領域を通過してきた反射光束の光量よりも小さいものと検出される。
【００８５】
ここで、上記座標ｘとＣＣＤ強度との関係を表すグラフを示す図１３にあるように、予め、ＣＣＤ強度の閾値Ｖが設定してあるものとすると、座標ｘ上における光軸Ｏから混濁部位Ｋまでの距離ｘ１が検出されるとともに、混濁部位Ｋを通過してきた反射光束の光量が閾値Ｖを下回っているか否か判断可能となる。
【００８６】
演算処理装置１１１’に上述のような処理を行わせることにより、図１３のフローチャートに示すような手順で眼屈折力を測定することができる。以下にその測定手順を説明する。
【００８７】
まず、被検眼Ｅの徹照像を観察して（Ｓ１）ＣＣＤ強度を調査し（Ｓ２）、被検眼Ｅに混濁部位が存在するか否かを判断する（Ｓ３）。被検眼Ｅに混濁部位がある場合には（Ｓ３；Ｙ）、当該混濁部位を通過してきた反射光束の光量を、予め設定されている閾値と比較する（Ｓ４）。上記光量が閾値よりも小さい場合（Ｓ４；Ｙ）、当該混濁部位の位置を検知したのち（Ｓ５）、当該混濁部位に掛からない大きさの円軌道を被検眼Ｅの瞳Ｈ上で描く入射高さとなるようにプリズム２４，２４’の回転角度を算出する（Ｓ６）。そして、モータＭ５を制御してプリズム２４，２４’を回転させて上記の算出された角度を設定し（Ｓ７）、眼屈折力測定を行う（Ｓ８）。
【００８８】
この場合の被検眼Ｅの瞳Ｈ上を通る円軌道は、例えば図１４に示す円軌道Ｓ１のように混濁部位Ｋに掛からない小さなサイズのものとなる。
【００８９】
また、混濁部位が存在しない場合や（Ｓ３；Ｎ）、混濁部位を通過してきた反射光束の光量が上記閾値よりも小さい場合（Ｓ４；Ｎ）には、大きなサイズの円軌道を被検眼Ｅの瞳Ｈ上に形成する所定のプリズム角度が設定され（Ｓ９）、眼屈折力測定が行われる（Ｓ８）。
【００９０】
このような工程の眼屈折力測定を行うことの第１の利点は、白内障等の疾患による混濁部位を自動的に避けて眼屈折力を測定することができることである。従って、このような測定手法を採用することによって、測定の精度が向上するとともに、白内障等の患者が日常において使用している視野（混濁部位以外の領域）を選択して眼屈折力を測定することができるので、患者ごとに適切な測定を行うことが可能となる。また、第２の利点としては、健常者や、さほど重症ではない患者に対して測定を行う場合に、大きなサイズの円軌道を形成するようセッティングを行うことが可能であるから、測定精度を担保できるという点が挙げられる。
【００９１】
以上のように、演算処理装置１１１’及びモータＭ５は、被検眼Ｅの瞳Ｈ上に形成される円軌道のサイズ（直径）を調整する、本発明で言う制御手段を構成するものである。
【００９２】
なお、被検眼Ｅの瞳Ｈ上に形成される円軌道のサイズを決定するための上記閾値は、被検眼Ｅに入射される測定用光束の光量などのファクターに基づいて、検者は任意に設定することが可能である。
【００９３】
また、被検眼Ｅの眼屈折力の影響を受け眼底に投影される測定用光束が形成する視標の変化率は、瞳Ｈ上に描かれる円軌道Ｓの大きさに依存して変化するが、上記円軌道のサイズは入射高さとして既知であるから、これを基にして被検眼Ｅの屈折力を補正することは可能である。
【００９４】
以上、詳しく説明した検眼装置の構成は、あくまでも本発明の実施形態の一例に過ぎないものである。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、光源からの光束を被検眼の眼底上で走査することで視標を形成するよう構成され、視標の光量を増加させることができるので、白内障等の疾患により混濁が介在する被検眼であっても眼屈折力を他覚的に測定することが可能である。
【００９６】
また、本発明によれば、被検眼に混濁が部分的に存在する場合、混濁している部位を避けて視標を投影可能に構成されているので、被検者が日常使用している視野領域の眼屈折力を測定することが可能となり、被検者毎に適切な測定を施すことができる。
【００９７】
また、本発明の検眼装置が眼屈折力測定に使用する視標は円形のものであるから、測定の精度も担保されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の検眼装置が備える光学系の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図３】第１の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図４】第１の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図５】第１の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図６】第１の実施の形態の検眼装置が備える制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図７】第１の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の検眼装置が備える光学系の特徴部分の構成を示す概略図である。
【図９】第２の実施の形態の検眼装置が備える制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【図１１】第２の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【図１２】第２の実施の形態の検眼装置の作用を説明するためのグラフである。
【図１３】第２の実施の形態の検眼装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１、１’  検眼装置
２、２’  ユニット
１０  第１の受光光学系
１１  対物レンズ
１９  ＣＣＤ
２０、２０’  測定用視標投影光学系
２１  光源２１
２４、２４’プリズム
２５指標板
３０  第２の受光光学系
４０  固視用視標投影光学系
４１  ランプ
４３  固視標
５０  リングパターン投影光学系
６０  ＸＹアライメント光学系
７０  Ｚアライメント光学系
１００，１００’  制御手段
１１０，１１０’  演算処理装置
１１１，１１１’  モータ制御部
１１２，１１２’  角膜曲率分布演算部
１１３，１１３’  眼屈折力演算部
１２０、１２０’  記憶装置
Ｅ  被検眼
Ｏ，Ｏ’，Ｏ”  光軸
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６  モータ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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