(57)【要約】【課題】自動アライメント機能を備えた眼科装置を提供することを目的とする。【解決手段】駆動可能に配置された光学ユニット５Ｌ、５Ｒには、被検眼の検眼を行うための光学系が内蔵されており、それぞれハーフミラー６Ｌ、６Ｒが取り付けられている。光学ユニット５Ｌ、５Ｒの前方には、被検者の頭部を観察し、被検者の眼球運動を測定する光学ユニット３が設けられている。被検者と光学ユニット３との間にはダイクロイックミラー７が設けられている。このダイクロイックミラー７は、光学ユニット３から発せられる被検者の眼球運動を測定するための光を透過させる機能を有する。この光学ユニット３は、被検者の両眼に略平行光を投影し、さらに、被検者の前眼部像を比較的広範囲（被検者の頭部が移動しても撮影可能な程度）に観察できるカメラを備えている。【選択図】      図１
2004298460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、
被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得する観察手段と、
前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置に基づいて、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、
被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得するとともに、前記被検者の眼球の運動を測定する観察手段と、
前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出するとともに、前記被検者の眼球の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置および眼球の位置に基づいて、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。
【請求項３】
各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、
被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得する観察手段と、
前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置に基づいて、前記観察手段を前記被検者の頭部に対してアライメントを行うとともに、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。
【請求項４】
各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、
被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得するとともに、前記被検者の眼球の運動を測定する観察手段と、
前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出するとともに、前記被検者の眼球の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置および眼球の位置に基づいて、前記観察手段を前記被検者の頭部に対してアライメントを行うとともに、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。
【請求項５】
前記アライメント制御手段は、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットと、をそれぞれ独立に移動させて、前記被検眼に対してアライメントを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼に対して観察、撮影、眼屈折力測定などの検眼を行うための自動アライメント機能を備えた眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、いわゆる自動アライメント機能を備えた眼科装置として、被検者の被検眼にアライメント用指標光を投影してその反射光を位置検出センサに導き、被検眼に対する装置本体（測定ユニット等）の相対的位置を検出し、この相対的位置が所定の基準を満たすように装置本体を自動的に移動させることによって、そのアライメントを行うものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような眼科装置では、被検者はまずファインダーやモニタを見ながらジョイスティック等を操作して手動で装置本体を移動させ、装置本体の被検眼に対するアライメントを概略行う。この概略のアライメントがなされると、上記の自動アライメント機能が作動して装置本体を微動させ、アライメントが完了したものとみなされた後に装置本体による測定等が自動的に開始される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８５４４４号公報（段落［００１２］−［００３６］、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の眼科装置においては、被検眼の光学特性を測定している間、例えば眼科装置に配置された椅子に着座している必要があり、被検者は自分の頭部を自由に動かすことができなかった。特に、長い間測定を必要とする場合においては、被検者は自由に動くことができず、不便を感じていた。
【０００６】
一方、近年、三次元ディスプレイ、特に安全性の確保された人に優しい三次元ディスプレイの開発がなされている。ここで「安全性の確保された人に優しい」とは、例えば三次元ディスプレイを観ていて眼が疲労しないこと等をいう。三次元ディスプレイを実現させるために、従来から二眼式立体表示という方法が採用されている。しかしながら、この二眼式立体表示を用いた三次元ディスプレイを観察すると、観察者においては「眼の屈折状態と輻輳の不一致」が生じる。この現象が生じると、本来の人間の立体視覚の生理的要因に矛盾するため、眼の疲労が生じてしまう。従って、眼の疲労が生じない、つまり「眼の屈折状態と輻輳の不一致」が生じない三次元ディスプレイが望まれており、開発がなされている状態である。
【０００７】
その一方で、その三次元ディスプレイを適正に評価するために、従来の二次元ディスプレイのような装置側からの評価方法ではなく、「眼の屈折状態と輻輳の不一致」が生じているか否かの判断ができるような、ディスプレイと人間の眼を１つのシステムとして扱う新しい評価方法が望まれている。また、それをさらに発展させて、三次元ディスプレイの評価だけに限られず、被検者が周囲の風景を観察している状態での被検眼の視機能を測定する装置が求められている。つまり、ディスプレイなどの周囲の風景を観察している状態の被検眼の視機能を測定する装置が望まれている。しかしながら、従来の眼科装置においては、ディスプレイなどの周囲の風景を観察している状態の被検眼の視機能を実時間で測定することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、被検者の頭部を固定せず、被検者が比較的自由に移動しても、被検眼の屈折状態、輻輳、瞳孔径の大きさなどの光学特性を正確に測定できる、自動アライメント機能を備えた自動追従性が良い眼科装置を提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、ディスプレイなどの周囲の風景を観察している状態において、眼の屈折状態、輻輳、瞳孔径などの被検者の視機能を実時間で測定することができる眼科装置を提供することを目的とする。そして、三次元ディスプレイ、二眼式立体ディスプレイおよび実物体を観察している状態での視機能を測定し、三次元物体の提示位置に対する輻輳と眼の屈折状態の応答を測定し、「眼の屈折状態と輻輳の不一致」について調べることが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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得する観察手段と、前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置に基づいて、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得するとともに、前記被検者の眼球の運動を測定する観察手段と、前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出するとともに、前記被検者の眼球の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出処手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置および眼球の位置に基づいて、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得する観察手段と、前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置に基づいて、前記観察手段を前記被検者の頭部に対してアライメントを行うとともに、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、各種視標を提示して左右の被検眼の光学特性を求める、左眼用光学ユニットと右眼用光学ユニットとを有する眼科装置において、被検者の頭部を観察して該頭部の画像を取得するとともに、前記被検者の眼球の運動を測定する観察手段と、前記観察手段によって取得された前記画像に基づいて前記被検者の前記頭部の位置を検出するとともに、前記被検者の眼球の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された前記被検者の前記頭部の位置および眼球の位置に基づいて、前記観察手段を前記被検者の頭部に対してアライメントを行うとともに、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットとを前記被検眼に対してアライメントを行うアライメント制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記左眼用光学ユニットと前記右眼用光学ユニットと、をそれぞれ独立に移動させて、前記被検眼に対してアライメントを行うことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、第１の実施形態について説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
［構成］
（全体構成）
図１にその外観を示す本発明の第１の実施形態にかかる眼科装置１は、筐体２と、その筐体２上に設けられ、駆動可能に配置された左眼用光学ユニット５Ｌおよび右眼用光学ユニット５Ｒとから構成されている。左眼用光学ユニット５Ｌおよび右眼用光学ユニット５Ｒ（以下、まとめて光学ユニットと略称することがある。）には、それぞれ対応する被検眼の検眼を行うための光学系が内蔵されている。また、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒにはそれぞれハーフミラー６Ｌおよび６Ｒが取り付けられている。このハーフミラー６Ｌおよび６Ｒは、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒから発せられる眼屈折力測定用の測定光を分離して被検眼に向けて反射させ、被検者の周囲の風景から入射してくる可視光を透過させる機能を有する。
【００１７】
また、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒの前方には、被検者の頭部を観察するとともに、被検者の眼球運動を測定する光学ユニット３が設けられている。さらに、被検者と光学ユニット３との間にはダイクロイックミラー７が設けられている。このダイクロイックミラー７は、披検者の周囲の風景から入射してくる可視光を透過させ、被検眼の眼球運動を測定するための測定光（赤外光）を光学ユニット３へと反射させる。
【００１８】
この光学ユニット３は、被検者の前眼部像を比較的広範囲（被検者の頭部が移動しても撮影可能な程度）に観察して、被検者の頭部の画像を取得できるカメラを備えている。なお、ここでは、眼科装置１の前面側から見て、水平方向をＸ方向、垂直方向をＹ方向、そして前後方向をＺ方向としている。
【００１９】
尚、この第１の実施形態において、この光学ユニット３が本発明の「観察手段」に該当する。
【００２０】
図２は、眼科装置１を上面側からみた外観上面図である。上述したように、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒの前方には光学ユニット３が設けられている。その光学ユニット３には、対物レンズ２１が備えられており、その対物レンズ２１は、被検者の両眼を全面平行光で投影できるような大型の対物レンズとなっている。
【００２１】
（駆動装置）
図３は、検眼装置１を装置前面側から見た透視図で、光学ユニット５Ｌ、５Ｒを移動駆動するための機構を示すものである。筐体２内部に格納された駆動装置９Ｌおよび９Ｒは、それぞれ左眼用光学ユニット５Ｌおよび右眼用光学ユニット５Ｒを支持するとともに、その位置を移動させる。駆動装置９Ｌは、左眼用光学ユニット５Ｌを三次元的に駆動する三次元駆動機構１０Ｌと、垂直方向を軸として左眼用光学ユニット５Ｌを水平方向に回転駆動する回転駆動機構１１Ｌとから構成される。駆動装置９Ｒも同様に、右眼用光学ユニット５Ｒを三次元的に駆動する三次元駆動機構１０Ｒと、垂直方向を軸として右眼用光学ユニット５Ｒを水平方向に回転駆動する回転駆動機構１１Ｒとから構成されている。
【００２２】
以下、駆動装置９Ｌ、９Ｒについて詳しく説明するが、いずれの構成も同一（左右対称）であるから、対応する部分には同一の符号を付することとする。駆動装置９Ｌ、９Ｒの三次元駆動機構１０Ｌ、１０Ｒは、パルスモータ１２（または油圧シリンダ等でもよい。）と、パルスモータ１２に一端を接続されこのパルスモータ１２によりＹ方向に駆動される支持軸１３と、支持軸１３の他端が接続された三次元変位部１４とを含んで構成されている。
【００２３】
以下、図４も参照して三次元変位部１４の構成について詳しく述べる。図４は、駆動装置９Ｌ、９Ｒを装置上面側から、即ち光学ユニット５Ｌ、５Ｒ側から見た図である。三次元変位部１４は、支持軸１３の上記他端が接続されＹ方向に変位可能に設けられたＹ方向変位部材１４Ｙと、このＹ方向移動部材１４Ｙに嵌め込まれるかたちで配置されＺ方向に変位可能に設けられたＺ方向変位部材１４Ｚと、このＺ方向変位部材１４Ｚ上に設けられＸ方向に変位可能に設けられたＸ方向変位部材１４Ｘとを含んでいる。Ｚ方向変位部材１４Ｚは、Ｙ方向変位部材１４Ｙに取り付けられたパルスモータ１５により回転駆動される送りネジ１６の動作によってＺ方向に変位される。また、Ｘ方向変位部材１４Ｘは、Ｚ方向変位部材１４Ｚ上に取り付けられたパルスモータ１７により回転駆動される送りネジ１８の動作によってＸ方向に変位されるようになっている。
【００２４】
続いて、回転駆動機構１１Ｌ、１１Ｒについて説明する。回転駆動機構１１Ｌは、Ｘ方向変位部材１４Ｘの中央部に固定されたパルスモータ１９と、このパルスモータ１９に一端を接続されパルスモータ１９により垂直方向（Ｙ方向）を軸として水平方向に回転駆動される回転軸２０とから構成されている。回転軸２０の他端は、左眼用光学ユニット５Ｌに固着されている。回転駆動機構１１Ｒも同様に構成され、右眼用光学ユニット５Ｒに接続されている。
【００２５】
以上のような構成の駆動装置９Ｌ、９Ｒにより、左眼用光学ユニット５Ｌおよび右眼用光学ユニット５ＲはＸＹＺの三次元方向に駆動され、水平方向に回転駆動されるようになっている。
【００２６】
（光学ユニット）
次に、左眼用光学ユニット５Ｌおよび右眼用光学ユニット５Ｒに内蔵されている各種レンズやミラー等から構成される光学系について詳細に説明をする。なお、光学ユニット５Ｌ、５Ｒに内蔵された光学系は互いに左右対称に構成されているので、左眼用光学ユニット５Ｌに関してのみ図示して詳述することとし、右眼用光学ユニット５Ｒの光学系については上記対称性を以てその説明に代えることとする。
【００２７】
図５は、左眼用光学ユニット５Ｌの上面透過図であり、これに内蔵された光学系の構成を示すものである。ここで、ＥＬは被検者の左眼を示す。同図には、左被検眼ＥＬの前眼部像を撮像するための前眼部撮像光学系３０が図示されている。また、ＯＬは、光学系の光軸である。
【００２８】
前眼部撮像光学系３０は、左被検眼ＥＬの前眼部を照明するための照明光学系５０と、実際に撮像を行うための撮像光学系６０とから構成されている。照明光学系５０は、前眼部照明用の光源５１、絞り５２、および、光源５１からの光束を被検眼ＥＬの前眼部に投影するための投影レンズ５３からなる。一方、撮像光学系６０は、対物レンズ６１と、ダイクロイックミラー６２と、絞り６３と、ダイクロイックミラー６４と、リレーレンズ６５および６６と、ダイクロイックミラー６７と、ＣＣＤレンズ６８と、撮像手段たるＣＣＤ６９とから構成される。したがって、前眼部撮像光学系３０によれば、照明光学系５０により左被検眼ＥＬに入射された投影光束は前眼部で反射され、この反射光束は、前眼部撮像光学系６０の各光学素子を経由してＣＣＤレンズ６８によりＣＣＤ６９に結像されて左被検眼ＥＬの前眼部像として撮像されることとなる。なお、反射光束が結像されるＣＣＤ６９の面（結像面）の中心は光軸ＯＬ上に配置されている。また、後述の演算制御回路により、結像面上に結像された光束の座標を求めることが可能に構成されている。座標の原点は、光軸ＯＬが通過する点、つまり結像面の中心である。
【００２９】
引き続き、図６を参照しながら左眼用光学ユニット５Ｌに内蔵された光学系について説明する。図６は、左眼用光学ユニット５Ｌの側面透視図で、当該光学系を構成する光学素子の配置を示したものである。同図によれば、左眼用光学ユニット５Ｌ内部にはさらに、左被検眼ＥＬに視標を投影するための視標投影光学系８０と、左被検眼ＥＬの眼屈折力を測定するための測定光学系１００とが内蔵されている。
【００３０】
視標投影光学系８０は、視標投影用の光源８１、コリメータレンズ８２、両眼視機能検査用の十字斜位チャート等を切り換え配置可能な視標板８３、ダイクロイックミラー８４、反射ミラー８５、コリメータレンズ８６、反射ミラー８７、移動レンズ８８、リレーレンズ８９および９０、反射ミラー９１、ダイクロイックミラー９２および６２、そして対物レンズ６１を含んで構成される。視標板８３としては、例えば、各種視標を切換表示可能な液晶画面を採用することができる。移動レンズ８８にはパルスモータＭが接続されており、左被検眼ＥＬの眼屈折力に応じて移動レンズ８８の位置を光軸上で前後させることにより雲霧を掛けることができるようになっている。
【００３１】
ところで、視標板８３により切り換え配置される視標のうちの十字斜位チャートとは、図７に示すように左眼用光学ユニット５Ｌに設けられたものと右眼用光学ユニット５Ｒに設けられたもので異なる形状を有し、双方を同時に左右の被検眼に投影される視標である。詳しくは、左眼用光学ユニット５Ｌ側の十字斜位チャートＣＬは、図７（Ａ）に示すように、水平方向に配置した２つの透光部ＣＬａおよびＣＬｂを有するもので、左被検眼ＥＬからは水平方向に並んだ２本の線として視認される。また、右眼用光学ユニット５Ｒ側の十字斜位チャートＣＲは、図７（Ｂ）に示すように、垂直方向に配置した２つの透光部ＣＲａおよびＣＲｂを有するもので、右被検眼ＥＲからは垂直方向に並んだ２本の線として視認される。
【００３２】
測定光学系１００は、左被検眼ＥＬの眼屈折力測定用の光束を投影するための測定光束投影光学系１１０と、この測定光束投影光学系１１０によって左被検眼ＥＬの眼底に投影された測定光束の反射光束を受光するための測定光束受光光学系１２０とからなる。測定光束投影光学系１１０は、赤外ＬＥＤ等の測定用光源１１１、コリメータレンズ１１２、円錐プリズム１１３、測定用のリング状の視標からなるリング視標１１４、リレーレンズ１１５、リング状絞り１１６、中央に透光部１１７ａが形成された三角プリズム１１７、ダイクロイックミラー９２および６２、そして対物レンズ６１から構成され、左被検眼ＥＬにリング状の視標を投影するようになっている。また、測定光束受光光学系１２０は、対物レンズ６１、ダイクロイックミラー９２および６２、三角プリズム１１７の透光部１１７ａ、反射ミラー１２１、リレーレンズ１２２、移動レンズ８８と同様に図示しないパルスモータを接続された移動レンズ１２３、反射ミラー１２４、ダイクロイックミラー６７、ＣＣＤレンズ６８、そしてＣＣＤ６９を含んで構成され、測定光束投影光学系１１０が左被検眼ＥＬの眼底に投影したリング状の視標の反射光束をＣＣＤ６９によって撮像するようになっている。
【００３３】
（演算制御回路等）
眼科装置１の筐体２には上述した構成各部の動作を制御する演算制御回路が格納されている。以下、この演算制御回路およびこれに付随する制御のための構成について説明するが、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒに内蔵された光学系のケースと同様に、左眼用光学ユニット５Ｌの動作に関する部分のみを取り上げることとする。図８は、眼科装置１に接続された制御手段としてのコンピュータ２００の構成を示すブロック図である。
【００３４】
眼科装置１には、図示しない接続ケーブルを介して、コンピュータ２００が接続されている。コンピュータ２００は、ＣＰＵやＩ／Ｏインターフェイス等を含んで構成された演算制御回路２０１と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等からなる記憶装置２０２とを内蔵している。演算制御回路２０１は、記憶装置２０２に記憶された各種プログラムに従って各種データの演算処理を行うように構成されている。記憶装置２０２には、眼科装置１の各種動作を自動制御するための制御プログラム２１０がインストールされている。また、コンピュータ２００には、表示装置としてのモニタ２０３が接続されており、コンピュータ２００からの入力情報や被検眼の前眼部像、被検眼の眼屈折力の測定値等が表示される。
【００３５】
コンピュータ２００の記憶装置２０２に格納された制御プログラム２１０には、光学ユニット３によって取得された前眼部像に基づいて被検者の頭部の位置および眼球運動による眼球の位置を検出するためのプログラムである位置検出手段２１１と、光学ユニット３、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒのアライメントを行うためのプログラムであるアライメント制御手段２１２、および他覚的に眼屈折力を測定するためのプログラムである眼屈折力測定手段２１３と、が含まれている。なお、これらのプログラムに基づく眼科装置１の動作の詳細については後述する。
【００３６】
眼科装置１に内蔵された演算制御回路２０１は、光学ユニット３のパルスモータ８、三次元駆動機構１０Ｌのパルスモータ１２、１５および１７、回転駆動機構１１Ｌのパルスモータ１９の動作制御に対応する処理を行う。そのほかにも、光学ユニット６Ｌ、６Ｒの光学系の光源５１、７１、８１および１１１のオン／オフ制御や、図示はしないが視標投影光学系８０の視標板８３により切換配置される視標の制御、ＣＣＤ６９が撮像した画像に関する信号の処理なども行う。なお、ＣＣＤ６９からの画像信号はコンピュータ２００に送られ、演算制御回路２０１により処理され、画像としてモニタ２０３に表示される。
【００３７】
［眼科装置の動作制御］
上記のような構成による眼科装置１の動作制御について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の動作制御に関する説明においても、左眼用光学ユニット５Ｌを主として説明し、特に言及しない場合には右眼用光学ユニット５Ｒも全く同様の動作制御を受けるものとする。また、右眼用光学ユニット５Ｒの光学系を構成する光学素子については、原則として当該光学素子に対応する左眼用光学ユニット５Ｌ側の光学素子の符号をそのまま準用する。なお、被検者の右被検眼をＥＲと称し、右眼用光学ユニット５Ｒの光学系の光軸をＯＲと称することとする。
【００３８】
検眼装置１、コンピュータ２００およびモニタ２０３は、図示しない上下動可能な検眼テーブル上に載置されており、検眼テーブルとともにこれも図示しない椅子が配置されている。そして、例えば、被検者が三次元ディスプレイを観察している状態での被検眼の屈折状態、輻輳、瞳孔径の実時間測定を行うとする。三次元ディスプレイの適当な観察位置に椅子などを配置し、被検者はその椅子に腰掛け、その姿勢で被検者の頭部付近の装置の位置がアライメントできるようにしておく（ステップＳ０１）。また、観察する物は三次元ディスプレイに限らず、二次元ディスプレイや被検者の周囲の風景（実体物）を観察している状態であっても構わない。
【００３９】
被検者が椅子に腰掛けた後、眼科装置１の図示しない電源スイッチをオンして電源を投入すると、本発明の観察手段である光学ユニット３が動作を開始し、被検者を探す（ステップＳ０２）。そして、光学ユニット３は、概略の被検者の位置を探し出したら、被検者の頭部の画像を取得し、被検者の目の位置から被検者の頭部の位置と角度を測定する（ステップＳ０３）。そして、位置検出手段２１１は、光学ユニット３によって取得された前眼部像に基づいて頭部の移動した位置を検出する。ここまでの初期計測の段階では、光学ユニット３は被検者の頭部からかなりオフアライメントになっている場合がある。そのような場合には、位置検出手段２１１はアライメント制御手段２１２に被検者の頭部の位置に関するデータを送信し、そのアライメント制御手段２１２はそのデータに基づいて光学ユニット３の適正な位置を求める。そして、アライメント制御手段２１２は演算制御回路２０１に信号を送信し、演算制御回路２０１はその信号に基づいてパルスモータ１１に制御信号を送信して、光学ユニット３を被検者の頭部にアライメントする（ステップＳ０４）。これにより、被検者の頭部が光学ユニット３の観察範囲を超えてしまう場合に対応する。
【００４０】
このステップＳ０４の光学ユニット３のアライメントと同時に、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒのアライメントを行う（ステップＳ０５）。位置検出手段２１１は、アライメント制御手段２１２に被検者の頭部の位置に関するデータを送信し、そのアライメント制御手段２１２はそのデータに基づいて光学ユニット５Ｌおよび５Ｒの適正な位置を求める。そして、アライメント制御手段２１２は演算制御回路２０１に信号を送信し、演算制御回路２０１はその信号に基づいてパルスモータ２３に制御信号を送信して回転駆動機構１１Ｌおよび１１Ｒの動作を制御して光学ユニット５Ｌおよび５Ｒをそれぞれ測定に適した位置に移動させる。
【００４１】
さらに正確な屈折力測定を行うために、光学ユニット３は、被検者の眼球の運動を測定する（ステップＳ０６）。この眼球運動の測定結果を利用して光学ユニット５Ｌおよび５Ｒの位置、方向を精密にアライメントする（ステップＳ０７）。位置検出手段２１１は、光学ユニット３で測定された眼球の移動した位置を検出し、アライメント制御手段２１２に被検者の眼球の位置に関するデータを送信する。そして、アライメント制御手段２１２はそのデータに基づいて光学ユニット５Ｌおよび５Ｒの適正な位置を求める。そして、演算制御回路２０１に信号を送信し、演算制御回路２０１はその信号に基づいてパルスモータ１９に制御信号を送信して回転駆動機構１１Ｌおよび１１Ｒの動作を制御して光学ユニット５Ｌおよび５Ｒをそれぞれ測定に適した位置に移動させる。
【００４２】
そして、アライメントが正確に行われると、光学ユニット５Ｌおよび５Ｒは被検者の眼屈折力の測定を行う（ステップＳ０８）。
【００４３】
［他覚的眼屈折力の測定動作］
アライメントが完了したら、演算制御回路２０１は、眼屈折力測定手段２１３からの制御信号に従って、被検眼ＥＬ、ＥＲの他覚的眼屈折力を両眼同時に測定する。まず、演算制御回路２０１は、測定光束投影光学系１１０の測定用光源１１１を点灯してリング視標１１４が形成するリング状の視標を被検眼ＥＬ、ＥＲに投影する。投影されたリング状の視標の眼底での（リング状の）反射光束は、測定光束受光光学系１２０を経由してＣＣＤ６９に結像される。演算制御回路２０１は、ＣＣＤ６９からの画像信号に基づいて上記リング状の反射光束のサイズおよび歪みを検出し、記憶装置２０２に予め記憶されている基準のサイズおよび歪みとの比較を行うことで被検眼ＥＬ、ＥＲの眼屈折力の他覚的測定値（球面度数、乱視度数、乱視軸角度）を同時に求める。
【００４４】
そして、この眼屈折力測定の結果および眼球運動の測定結果から、輻輳および瞳孔径を算出する。ステップＳ０３からＳ０８までのステップを被検眼の屈折状態、輻輳、瞳孔径の実時間測定が必要な間、繰り返し眼屈折力を測定する。そして、測定の必要な時間が過ぎたら測定を終了する（ステップＳ０９）。
【００４５】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施形態における眼科装置について、図１０および図１１を参照しつつ説明する。
【００４６】
［構成］
図１０は本発明の第２の実施形態における眼科装置３００の外観斜視図である。また、図１１はこの眼科装置３００の外観上面図である。この第２の実施形態における光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒは、２つのアーム３０２および３０３によって吊り下げられており、自由に被検者の目の前にアライメントできるようになっている。また、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒもこのアーム３０２および３０３によって吊り下げられている。このステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒは、被検者の頭部の形状取得に優れており、その頭部の画像を取り込んで、目の位置を探し出すことができる。第２の実施形態においてこのステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒが本発明の「観察手段」に該当する。このステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒによって目の位置を探し出した後は、アーム３０２および３０３を動かすことにより、光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒが被検者の目の位置に自動的にアライメントされる。
【００４７】
ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒによってある程度アライメントされた光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒは、さらに、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒが測定した被検者の眼球運動を測定し、その眼球の位置に基づいて、より被検者の眼屈折力などの測定に適した位置にアライメントされる。
【００４８】
次に、この第２の実施形態の眼科装置の構成について詳細な説明をする。光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒは、支柱３０１、アーム３０２、アーム３０３、支柱３０５および釣下げ金具３０７によって保持され、被検者から見ると、空中に浮いているように見える。そして、光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒが三次元空間の必要な領域を自由に移動できるように、アーム３０２およびアーム３０３のジョイント部には駆動用モータが設けられ、ジョイント部の角度を自由に変えられるようになっている。
【００４９】
具体的には、支柱３０１とアーム３０２のジョイント部にはジョイントモータ３２５が設けられ、アーム３０２とアーム３０３のジョイント部にはジョイントモータ３２６が設けられ、金具３０４と支柱３０５にはジョイントモータ３２７が設けられている。これらは、光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒの水平方向の位置および角度を調節するために用いられる。
【００５０】
また、アーム３０２およびアーム３０３のジョイント部にはジョイントモータ３２８が設けられ、ジョイント３０３と金具３０５にはジョイントモータ３２９が設けられている。これらは、光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒの高さ方向の調節に用いられる。
【００５１】
また、釣下げ金具３０７は支柱３０５に固定されており、この釣下げ金具３０７から光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒが支柱３２１Ｌおよび３２１Ｒにより釣下げられている。ダイクロイックミラー３０９Ｌおよび３０９Ｒも釣下げ金具３０７から支柱３２２Ｌおよび３２２Ｒにより釣下げられている。このダイクロイックミラー３０９Ｌおよび３０９Ｒは、釣下げ金具３０７に対してモータ駆動で回転できるようになっている。
【００５２】
左右２台のステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒは、支柱３１１Ｌおよび３１１Ｒによって、釣下げ金具３０６から釣下げられており、被検者の顔の前方の適当な位置に保持されている。ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒは十分に広い視野を持ち、特に被検者の頭部の三次元計測が可能となっている。このステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒからの情報により、各部のジョイントモータが調整され、光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒの位置、角度およびダイクロイックミラー３０９Ｌおよび３０９Ｒの角度が調節され、被検眼の眼屈折力の測定が正確にできるように被検者の目に対するアライメントが可能となる。
【００５３】
尚、この第２の実施形態の眼科装置３００に設けられている光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒに内蔵されている各種レンズやミラー等から構成される光学系は、前述した第１の実施形態の眼科装置１に設けられている光学ユニット５Ｌおよび５Ｒに内蔵されている光学系と同一である。
【００５４】
さらに、眼科装置３００には前述した構成各部の動作を制御する演算制御回路が格納されているが、この演算制御回路についても第１の実施形態の演算制御回路と同一である。
【００５５】
［眼科装置の動作制御］
上記のような構成による眼科装置３００の動作制御について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００５６】
例えば、被検者が三次元ディスプレイ観察を観察している状態での被検眼の屈折状態、輻輳、瞳孔径の実時間測定を行うものとする。三次元ディスプレイの適当な観察位置に椅子などを配置し、被検者はその椅子に腰掛け、その姿勢で被検者の頭部付記の装置の位置がアライメントできるようにしておく（ステップＳ０１）。また、上述した第１の実施形態と同様に、観察する物は、三次元ディスプレイに限らず、二次元ディスプレイや被検者の周囲の風景（実体物）であっても構わない。さらに、被検者は椅子などに腰を掛けている必要もなく、立っている状態であっても、被検眼の屈折状態などを測定できる。
【００５７】
被検者が椅子に腰掛けた後、眼科装置３００の図示しない電源スイッチをオンして電源を投入すると、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒが動作を開始し、被検者を探す（ステップＳ０２）。そして、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒは、概略の被検者の位置を探し出したら、被検者の頭部の画像を取得し、被検者の目の位置から被検者の頭部の位置と角度を測定する（ステップＳ０３）。そして、位置検出手段２１１は、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒによって取得された前眼部像に基づいて頭部の移動した位置を検出する。ここまでの初期計測の段階では、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒは被検者の頭部からかなりオフアライメントになっている場合がある。そのような場合には、位置検出手段２１１は、アライメント制御手段２１２に被検者の頭部の位置に関するデータを送信し、そのアライメント制御手段２１２はそのデータに基づいてステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒの適正な位置を求める。そして、アライメント制御手段２１２は演算制御回路２０１に信号を送信し、演算制御回路２０１はその信号に基づいてジョイントモータ３２５、３２６、３２７、３２８および３２９に制御信号を送信して、アーム３０２、３０３の動作を制御してステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒを被検者の頭部にアライメントする（ステップＳ０４）。これにより、被検者の頭部がステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒの観察範囲を超えてしまう場合に対応する。
【００５８】
このステップＳ０４のステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒのアライメントと同時に、光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒのアライメントを行う（ステップＳ０５）。位置検出手段２１１は、アライメント制御手段２１２に被検者の頭部の位置に関するデータを送信し、そのアライメント制御手段２１２はそのデータに基づいて光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒの適正な位置を求める。そして、アライメント制御手段２１２は演算制御回路２０１に信号を送信し、演算制御回路２０１はその信号に基づいてジョイントモータ３２６、３２７、３２８および３２９に制御信号を送信して、アーム３０２、３０３の動作を制御して光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒをそれぞれ測定に適した位置に移動させる。
【００５９】
さらに正確な屈折力測定を行うために、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒにより、被検者の眼球の運動を測定する（ステップＳ０６）。この眼球運動の測定結果を利用して光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒの位置、方向を精密にアライメントする（ステップＳ０７）。位置検出手段２１１は、ステレオカメラ３１０Ｌおよび３１０Ｒで測定された眼球の移動した位置を検出し、アライメント制御手段２１２に被検者の眼球の位置に関するデータを送信する。そして、アライメント制御手段２１２はそのデータに基づいて光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒの適正な位置を求める。そして、演算制御回路２０１に信号を送信し、演算制御回路２０１はその信号に基づいてジョイントモータ３２５、３２６、３２７、３２８および３２９に制御信号を送信してアーム３０２および３０３の動作を制御して光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒをそれぞれ測定に適した位置に移動させる。
【００６０】
そして、アライメントが正確に行われると、光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒは被検者の眼屈折力の測定を行う（ステップＳ０８）。
【００６１】
［他覚的眼屈折力の測定動作］
眼屈折力の測定動作についても、上述した第１の実施形態における眼屈折力の測定動作と同様に、演算制御回路２０１が、眼屈折力測定手段２１３からの制御信号に従って、被検眼ＥＬ、ＥＲの他覚的眼屈折力を両眼同時に測定する。そして、この眼屈折力測定の結果および眼球運動の測定結果から、輻輳および瞳孔径を算出する。ステップＳ０３からＳ０８までのステップを被検眼の屈折状態、輻輳、瞳孔径の実時間測定が必要な間、繰り返し眼屈折力を測定する。そして、測定の必要な時間が過ぎたら測定を終了する（ステップＳ０９）。
【００６２】
以上、詳細に説明した眼科装置１および眼科装置３００は、本発明の一実施形態にすぎないものであるから、本発明の主旨を理解、解釈する際には、この実施形態の構成態様に限定してこれを行うべきではない。
【００６３】
例えば、本発明の実施形態である眼科装置１に備え付けられている光学ユニット５Ｌおよび５Ｒと、眼科装置３００に備え付けられている光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒには、被検者の前眼部撮像光学系が備え付けられているため、平行光を被検眼の角膜全面に投影することにより角膜頂点反射の明るい反射点像を得ることができる。さらに、前眼部像から瞳孔径の中心も得ることができるため、これらの２つの位置情報から被検眼の眼球運動の情報を得ることができる。従って、眼科装置１の光学ユニット５Ｌおよび５Ｒと、眼科装置３００の光学ユニット３０８Ｌおよび３０８Ｒは、本発明の「位置検出手段」の１部として機能し、その被検眼の眼球運動の情報により、被検眼の眼屈折力などの測定に適した位置にアライメントされるように、自らアライメント制御手段２１２に位置に関するデータを送信して、アライメントを行うこともできる。
【００６４】
また、このような眼科装置１および眼科装置３００に対し、いわゆるレッドグリーンテストやクロスシリンダテストを施すための構成を追加することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の眼科装置によれば、被検者の頭部を固定せず、被検者が比較的自由に移動しても、被検眼の屈折状態、輻輳、瞳孔径の大きさなどの光学特性を正確に測定することができる。また、光学ユニットを自動的にアライメントすることができ、自動追従性が良い眼科装置を提供すことが可能となる。
【００６６】
また、本発明の眼科装置によれば、被検者がディスプレイなどの周囲の風景を観察している状態において、被検者の視機能を実時間で測定することができ、さらに、三次元物体の提示位置に対する被検眼の屈折状態と輻輳との不一致を調べることができる眼科装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる眼科装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる眼科装置の外観上面図である。
【図３】眼科装置の光学ユニットを駆動する機構を示す概略図である。
【図４】眼科装置の光学ユニットを駆動する機構を示す概略図である。
【図５】眼科装置の左眼用光学ユニットに格納された光学系の構成を示す図である。
【図６】眼科装置の左眼用光学ユニットに格納された光学系の構成を示す図である。
【図７】眼科装置の光学ユニットにより投射される十字斜位チャートを示す概略図である。
【図８】眼科装置の制御を行うための構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の眼科装置において検眼の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかる眼科装置の外観正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかる眼科装置の外観上面図である。
【符号の説明】
１、３００  眼科装置
２  筐体
３  光学ユニット
４Ｌ、４Ｒ  ＸＹＺ移動装置
５Ｌ、５Ｒ、３０８Ｌ、３０８Ｒ  （左眼用、右眼用）光学ユニット
６Ｌ、６Ｒ  ハーフミラー
７  ダイクロイックミラー
８、９Ｌ、９Ｒ  駆動装置
３０  前眼部撮像光学系
５０  照明光学系
６０  撮像光学系
８０  視標投影光学系
８３  視標板
１００  測定光学系
２００  コンピュータ
２０１  演算制御回路
２０２  記憶装置
２１０  制御プログラム
２１１  位置検出手段
２１２  アライメント制御手段
２１３  眼屈折力測定手段
３０１、３０５、３１１、３２１Ｌ、３２１Ｒ、３２２Ｌ、３２２Ｒ  支柱
３０２、３０３  アーム
３０４  金具
３０６、３０７  釣下げ金具
３１０Ｌ、３１０Ｒ  ステレオカメラ
３２５、３２６、３２７、３２８、３２９  ジョイントモータ
【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】
2004298460.tif 000009
【図８】
2004298460.tif 000010
【図９】
2004298460.tif 000011
【図１０】
2004298460.tif 000012
【図１１】
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