【手続補正書】
【提出日】平成15年8月13日(2003.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】眼科装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】被検眼前眼部像を表示する前眼部観察手段と、アライメント用光束を被検眼角膜に投影する光源とを有し、該光源により照射され前記前眼部観察手段により観察される角膜反射像を基にアライメントを行う眼科装置において、前記光源は被検眼の角膜から見た装置の中心光軸からの角度と光軸方向の距離とが異なる少なくとも２種類の光源群から構成したことを特徴とする眼科装置。
【請求項２】前記２種類の光源群の角膜反射像を撮像する撮像手段と、該撮像手段の出力から被検眼に対する装置のアライメント状態を検出するアライメント検出手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記光源群からの発散光束を角膜に投影する投影光学系と、前記光源による角膜反射像位置を光電検出して角膜形状を測定する測定手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】前記光源は前記前眼部観察手段により観察される前眼部を照明する照明光源を兼用することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】被検眼の前に配置した光分割部材を介して外部遠方を見ている被検眼に光束を投影し、その眼底反射光を検出して屈折力測定を行う屈折力測定手段とを有し、前記前眼部観察手段は前記屈折力測定手段の測定光軸から偏心して配置したレンズであり、該レンズにより被検眼を拡大して観察することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】前記光源による角膜反射像を撮像する撮像手段と、該撮像手段の出力から被検眼に対する装置のアライメント状態を検出するアライメント検出手段とを有し、前記屈折力測定手段は前記光分割部材を介して測定光束を受光して測定を行うと共に、前記アライメント検出手段の検出結果を前記光分割部材を介して表示するアライメント表示手段とを有し、前記光分割部材を介して被検眼及び前記アライメント表示手段による表示を観察することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院などで使用される眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ケラトメータにおいて作動距離合わせの誤差により生ずる測定誤差を軽減するために、視標投影光束を平行光にすることが知られており、また２つの異なる距離の視標の角膜反射像を使って作動距離合わせを行い、距離の誤差の影響を軽減する装置が特開平６−４６９９９号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例の装置では、撮影光束を平行光とするレンズを必要とするなど、構造の簡素化が不可能である。
【０００４】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、中心光軸からの角度と光軸方向の距離とが異なる少なくとも２種類の光源群を使用して、作動距離の許容範囲を増加させて操作性を向上した簡素な構造の眼科装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る眼科装置は、被検眼前眼部像を表示する前眼部観察手段と、アライメント用光束を被検眼角膜に投影する光源とを有し、該光源により照射され前記前眼部観察手段により観察される角膜反射像を基にアライメントを行う眼科装置において、前記光源は被検眼の角膜から見た装置の中心光軸からの角度と光軸方向の距離とが異なる少なくとも２種類の光源群から構成したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施例の屈折力測定及び角膜曲率測定が可能な手持式の眼科装置の側面図、図２は平面図を示している。被検眼Ｅに対向する光路O1上には、図３に示すような８個の周辺開口１ａ〜１ｈと中心開口１ｐを有する絞り１、赤外ＬＥＤから成る照明用光源２、３、可視光の殆どを透過しその一部を反射する横長の光分割部材４が順次に配列されている。
【０００７】
光分割部材４の後方には拡大観察レンズ５が設けられ、この拡大観察レンズ５は図２に示すように光路O1から偏心して配置されており、検者は光路O1に対して水平方向に１５度程度傾いた光路O2方向から、拡大された被検眼Ｅを観察するようになっている。また、拡大観察レンズ５は、光路O1上の軸Ａを中心に回転して反対側の点線位置に移動することができ、被検者のどちら側からでも操作することができるようになっている。なお、光路O1の両側に２枚の拡大観察レンズ５を設けるようにしてもよい。
【０００８】
照明用光源２は光路O1を中心として周囲の上下左右に配置された４個の光源２ａ〜２ｄから成り、照明用光源３は光源２ａ〜２ｄのそれぞれの間の４５度方向に配置された４個の光源３ａ〜３ｄから成っている。照明用光源２、３のそれぞれは所定位置にある角膜Ｃの視点からほぼ等角度に配置され、斜め４５度方向の光源３ａ〜３ｄは上下左右方向の光源２ａ〜２ｄとは角膜Ｃまでの距離が異なるように配置されている。
【０００９】
照明用光源２、３から出射される光束は発散光束なので、虹彩や瞼が広く照明されることになり、測定時におけるこれらの光束像２’、３’のコントラストが低下して、正確な位置計算が困難になるが、絞り１により照明用光源２からの光束が照明する被検眼Ｅ上の領域を制限することによって、コントラストの改善を行うことができる。
【００１０】
光分割部材４の上方入射方向の光路O3上には、ミラー６、図４に示すような開口視標７ａ、７ｂを有する視標板７、この視標板７を照明する赤色ＬＥＤなどの視標用光源８、拡散板９、緑色ＬＥＤなどの視標用光源１０が順次に配列されている。視標板７は光分割部材４から被検眼Ｅの前眼部と等距離にあり、光路O3の中心にあるリング開口視標７ａは拡散板９を介して視標用光源１０により照明され、周囲にある８個の開口視標７ｂは視標用光源８により照明されるようになっている。そして、これらからの光束は光路O3、O2を介して検眼ｅに投影され、位置合わせに使用される。
【００１１】
光分割部材４の下方反射方向の光路O4上には、照明用光源２、３の波長光を選択的に反射する光分割部材１１、レンズ１２、中心に小ミラーを有し周囲に６個の孔を有する被検眼Ｅの前眼部と共役な光分割部材１３、照明用光源２、３の波長光を選択的に反射する光分割部材１４、撮像素子などのエリアアレイセンサ１５が順次に配列され、エリアアレイセンサ１５の出力は演算手段１６に接続されている。なお、光分割部材１３は投影受光光束を分離する分離機能、エリアアレイセンサ１５を正視眼底と共役にするレンズ機能、受光光束を６光束に分離するプリズム機能を兼ねている。
【００１２】
光分割部材１１の反射方向の光路O5上には、ミラー１７、レンズ１８、ミラー１９、テレセントリック絞り２０が順次に配列され、光路O5は光分割部材１４において光路O4と交差している。また、光分割部材１３の入射方向の光路O6上には、可視光を反射し赤外光を透過する光分割部材２１、レンズ２２、赤外ＬＥＤなどの屈折力測定用光源２３が順次に配列され、光分割部材２１の入射方向には、赤色ＬＥＤなどの固視用光源２４が配置されている。
【００１３】
検者は被検者Ｓから自分の顔を４００〜５００ｍｍ程度離して、片手で装置を保持する。被検者Ｓは被検眼Ｅの視線方向を光路O1上に合わせ、検者の顔に視界が妨げられることなく、両眼で装置の外部遠方を見る。このとき、固視用光源２４からの点状の光束は光分割部材２４、分割部材１３の小ミラーで反射され、レンズ１２、光分割部材１１、４を経て光路O1方向から被検眼Ｅに投影される。被検者Ｓがこの固視光源像を見ることで、視線方向を測定することになる。
【００１４】
検者は視標用光源１０、８のそれぞれに照明された視標板７上の開口視標７ａ、７ｂを被検眼Ｅに重ね、これを見ながら位置合わせ操作を行う。視標用光源１０で常時照明されている中心の開口視標７ａは被検眼Ｅの位置合わせ基準用であり、その大きさは屈折測定光束と同じになっているので、瞳孔と大きさを比較することにより瞳孔径が分かる。最初に、視標７ａを概略被検眼Ｅに合わせ、次に視標７ｂを見ながら三次元的に正確な位置合わせを調整する。そして、被検眼Ｅの位置が合うと全部の視標７ａ、７ｂが明るく点灯する。
【００１５】
照明用光源２、３からの光束は、絞り１により照明領域が制限されて被検眼Ｅの角膜Ｃに投影され、その角膜反射光は、光分割部材４、１１、ミラー１７、レンズ１８、ミラー１９、テレセントリック絞り２０、光分割部材１４を介して、エリアアレイセンサ１５に結像する。
【００１６】
図５はエリアアレイセンサ１５上に結像した角膜反射像２’、３’を示し、この信号は演算手段１６に導かれて各光束の位置が演算され、アライメント検出と角膜曲率測定に使用される。角膜Ｃの面が所定の位置にあれば、光軸距離が異なる光源２ａ〜２ｄと光源３ａ〜３ｄの像は同一円周上に形成されるが、角膜Ｃが所定位置から外れると両光源２、３の反射像２’、３’の位置に差が生ずる。
【００１７】
角膜曲率半径ｒと角膜Ｃから光源２ａ〜２ｄまでの光軸距離Ｌは、光源２ａ〜２ｄから光源３ａ〜３ｄまでの距離ΔＬ、光源２ａ〜２ｄと光源３ａ〜３ｄのそれぞれの高さＨ、Ｈ’及びそれらの像高ｈ、ｈ’を使用して、近軸関係から次式のように表すことができる。
Ｌ＝（ｈ＋Ｈ）・ｈ' ・ΔＬ／｛ｈ（ｈ' ＋Ｈ')−ｈ'(ｈ＋Ｈ)}  …(1)
ｒ＝ｈ・Ｌ／（ｈ＋Ｈ）                                      …(2)
【００１８】
従って、像高ｈ、ｈ’が分かれば、式(1) 、(2) から距離Ｌと角膜曲率半径ｒを算出することができるので、角膜曲率半径ｒは作動距離とは関係なく求めることができる。また、角膜Ｃは一般に中心と周辺で曲率が異なるので、光源２ａ〜２ｄと光源３ａ〜３ｄが同じ像高になるように、角膜Ｃから同じ角度にしておくことが好ましい。乱視があると径線方向によって像高が異なるので、式(1) 、(2) を適用する場合には同じ径線に換算した像高を使う必要がある。
【００１９】
角膜Ｃを回転楕円体と見做すと、３個以上の光源像位置からその形状を特定することができるので、これから角膜曲率半径ｒ、乱視度、乱視が分かる。計算の順序としては、反射像２’などから楕円を算出し、例えば水平の像高ｈを計算し、反射像３ａ’と３ｂ’の距離である水平方向の像高ｈ’を式(1) に代入して、角膜Ｃから光源２ａまでの距離Ｌを計算し、更に式(2) を使って水平方向の角膜曲率半径ｒを計算する。そして、先に計算された楕円と角膜曲率半径ｒから角膜乱視度及び角膜乱視角度を計算する。
【００２０】
角膜Ｃが光路O1から偏心していると、反射像２’、３’が全体的に中心からずれるので、このずれを計算して軸アライメントを検出して視標７ｂを表示する。８個の照明用光源８を部分的に点灯して方向を表示し、アライメントが合えば全部が点灯する。距離アライメントは距離Ｌで分かるので、これを光源８の明るさで表示し、作動距離が合えば光源８が明るく点灯する。
【００２１】
屈折力測定用光源２３からの光束は、レンズ２２、光分割部材２１、光分割部材１３の中心ミラー、レンズ１２、光分割部材１１、４を通り、被検眼Ｅの瞳孔中心から眼底にスポット光束として投影される。眼底からの反射光は同じ光路を戻り、光分割部材１３の周囲の６個の孔で６光束に分割され、光分割部材１４を通り、エリアアレイセンサ１５の中心の周囲に６光束として受光される。そして、これらの光束位置が演算手段１６で認識され屈折値が算出される。
【００２２】
図６、図７は第２の実施例を示し、第１の実施例のミラー６、視標板７、視標用光源８、１０、拡散板９から成る視標投影手段と拡大観察レンズ５の代りに、液晶表示器３０が光分割部材４の近傍に検者側に向けて配置されている。液晶表示器３０の背後にはミラー３１が斜設され、上部からの室内光Ａがミラー３１で反射されて液晶表示器３０を照明するようになっている。なお、測定光学系は図１と同じである。
【００２３】
また、光分割部材１４の透過方向の光路O4上には、撮像素子３２を有するテレビカメラ３３が配置され、テレビカメラ３３の出力は液晶表示器３０とアライメントマークＭを発生する記号発生回路や測定画像を記憶するフレームメモリなどを備え演算処理を行う信号処理器３４とに接続されている。
【００２４】
検者は光路O1方向から被検者Ｅを直接見て概略の位置合わせを行い、次に被検眼Ｅの前方視を妨げないように、光路O1の稍々横方向から液晶表示器３０の表示面を見ながら操作する。測定の妨げになる外乱光が撮像素子３２に入射し難くするために、テレビカメラ３３の視野を狭くしてあるが、検者は光分割部材４を通して直接被検眼Ｅを見ることができるので、操作性が低下することはない。また、作動距離は角膜反射像２’、３’の位置から判断しているので、絞り２０を小さくすることにより外乱光の影響を軽減することが可能である。
【００２５】
図８は液晶表示器３０の画面を示し、角膜測定用及びアライメント検出用の照明用光源２、３は前眼部照明用光源も兼ねている。表示画面には光路O1を中心にアライメントマークＭ、照明用光源２、３に照明された被検眼Ｅの瞳孔像Ｐ’及び角膜反射像２’、３’が映出されている。検者は液晶表示器３０の映像を見て反射像２’と３’の大きさを比較し、同じ円周上にあれば適正作動距離にあると判断し、アライメントが合えば自動的に測定が行われる。屈折測定時には照明用光源２、３は消灯する。
【００２６】
また、距離アライメントに関しても概略アライメント状態が合えば自動的に測定を行い、このときの距離Ｌを記憶しておき、屈折力測定値の計算に使用する。正視の被検眼Ｅの場合には光束が絞り１から平行光として出射されるので、屈折値は作動距離に無関係となるが、近視や遠視の被検眼Ｅの場合には、被検眼Ｅからの光束は収斂又は発散するために作動距離の関数となる。角膜曲率測定に続いて屈折力測定をする場合には、角膜曲率測定時の距離Ｌを使って屈折値の計算を行う。測定時には被検者は両眼で遠方視しているので、調節介入がない正確な屈折力測定ができる。
【００２７】
なお、第２の実施例において、オートケラトメータとしての機能を必要とせずにオートレフラクトメータとして使用する場合には、図９に示すように照明用光源２、３の代りに２対の光源３５と３６、３７と３８を設け、アライメント検出用と前眼部照明用に兼用する。この２対の光源３５と３６、３７と３８は、同じ経線上の所定位置にある角膜Ｃからの角度α、α’が若干異なり、角膜Ｃからの距離が差ΔＬだけ異なる。これらの各光源に対する像の位置関係から作動距離の適否を判断することができ、中心光軸からの位置から軸アライメントを検出することができる。２個の光源３５、３６と像３５’、３６’との間のそれぞれの距離Ｈ、Ｈ’を用いて、作動距離Ｌを前述の式(2) で表すことができる。
【００２８】
式(2) からｈ、ｈ’が分かれば作動距離Ｌが計算できる。光源の用途を兼用することにより構造が簡単になる。これらの光源は前眼部照明と兼用させることなく作動距離検出のみに使用してもよい。
【００２９】
なお、図９の片側の光源例えば光源３５、３７を用いるだけでもよく、この場合には光軸O1上にもう１つの光源を設け、その像と光源３５、３７の像との距離をｈ、ｈ’とし、光路O1から光源３５、３７までの距離をＨ、Ｈ’とすれば、式(2) を適用して作動距離Ｌを計算することができる。
【００３０】
また、角膜反射光の光強度は大きいので、検出センサに角膜反射像を結像するレンズ１８の代りにピンホールを使うことも可能で、光学系の開口を小さくすることにより、虹彩や瞼などからの不要光を軽減でき、正確な検出が可能となる。更に、室内光により液晶表示器３０を照明しているので、バックライトが不要となり電池駆動の軽量な手持式装置とすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科装置は、被検眼の角膜からの角度、距離が異なる複数の光源群からの光束の角膜反射像位置を検出して、アライメントを行うことにより、視標投影光学系の構成が簡素化され、作動距離の許容範囲が拡大され、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の検眼装置の側面図である。
【図２】平面図である。
【図３】光束制限絞りの正面図である。
【図４】受光センサ上の角膜反射光束の説明図である。
【図５】アライメント視標の開口板の正面図である。
【図６】第２の実施例の前眼部観察光学系の構成図である。
【図７】受光部の構成図である。
【図８】前眼部観察モニタ画面の説明図である。
【図９】第３の実施例の光源部の構成図である。
【符号の説明】
１  、２０  絞り
２、８、１０、２３、２４、３５、３６、３７、３８  光源
４、１１、１３、１４、２１  光分割部材
１５  エリアアレイセンサ
１６  演算手段
３０  液晶表示器
３３  テレビカメラ
３４  信号処理手段


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
1998057315.tif 000001