(57)【要約】【課題】眼屈折力測定光源にＳＬＤを用いた場合であっても、簡単な構成でスペックルパターンによる測定誤差を低減し、精度の高い眼屈折力測定を行うことである。【解決手段】被検眼の眼底に指標光を投影する光源である低コヒーレント光源と、眼底に投影された指標光の反射散乱光を撮像する撮像手段と、を有する測定ヘッドと、測定ヘッドを駆動する駆動手段と、被検眼に対して測定ヘッドが所定の位置になるように駆動手段を制御する制御手段と、制御手段により測定ヘッドを所定の位置から移動させながら反射散乱光を撮像することにより得た撮像手段の出力に基づいて、被検眼の眼屈折力値を算出する算出手段と、を眼屈折力測定装置に配する。【選択図】図１
2017056026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の眼底に指標光を投影する光源である低コヒーレント光源と、前記眼底に投影された指標光の反射散乱光を撮像する撮像手段と、を有する測定ヘッドと、
前記測定ヘッドを駆動する駆動手段と、
前記被検眼に対して前記測定ヘッドが所定の位置になるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記制御手段により前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいて、前記被検眼の眼屈折力値を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項２】
前記制御手段により前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいてリング像を生成する生成手段を更に有し、
前記算出手段は、前記生成されたリング像に基づいて、前記被検眼の眼屈折力値を算出することを特徴とする請求項１に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記制御手段により前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいて複数の画像を生成し、前記生成された複数の画像を加算平均処理することにより前記リング像を生成することを特徴とする請求項２に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記制御手段により前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を前記撮像手段で蓄積し続けて得た前記撮像手段の出力に基づいて前記リング像を生成することを特徴とする請求項２に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項５】
前記被検眼に固視標を提示して固視を促す固視手段と、
前記固視標を前記被検眼に提示する距離を遠方に移動させて雲霧を行う雲霧手段と、を更に有し、
前記制御手段は、前記雲霧手段の駆動中は前記測定ヘッドを所定の位置に保持し、
前記生成手段は前記雲霧の完了後に前記リング像を生成することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項６】
前記リング像に基づいて前記眼屈折力値より乱視の弱主経線方向を検出する乱視軸検出手段を更に有し、
前記撮像手段は、前記雲霧を行う際に前記反射散乱光の撮像する予備測定を行い、
前記制御手段は、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させる方向を前記検出された弱主経線方向とすることを特徴とする請求項５に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項７】
前記被検眼の瞳孔径を検出する瞳孔径検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記検出された瞳孔径に基づいて、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させる移動量を決定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記測定ヘッドが所定の位置となった際の前記測定ヘッドの光軸に対して垂直な面内において、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項９】
被検眼の眼底に指標光を投影する光源である低コヒーレント光源と、前記眼底に投影された指標光の反射散乱光を撮像する撮像手段と、を有する測定ヘッドと、
前記測定ヘッドが前記被検眼に対して所定の位置にある状態において前記測定ヘッドの光軸に垂直な面内の所定の範囲で前記測定ヘッドを移動させる駆動手段と、
前記測定ヘッドの動きに応じて前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいて前記被検眼の眼屈折力値を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項１０】
被検眼の眼底に指標光を投影する光源である低コヒーレント光源と、前記眼底に投影された指標光の反射散乱光を撮像する撮像手段と、を有する測定ヘッドと、
前記測定ヘッドを駆動する駆動手段と、を有する眼屈折力測定装置の制御方法であって、
前記被検眼に対して前記測定ヘッドが所定の位置になるように前記駆動手段を制御し、
前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を撮像させることにより得た前記撮像手段の出力に基づいて、前記被検眼の眼屈折力値を算出する、工程を有することを特徴とする眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１１】
前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいてリング像を生成する工程を更に有し、
前記算出する工程において、前記生成されたリング像に基づいて、前記被検眼の眼屈折力値を算出することを特徴とする請求項１０に記載の眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１２】
前記生成する工程において、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいて複数の画像を生成し、前記生成された複数の画像を加算平均処理することにより前記リング像を生成することを特徴とする請求項１１に記載の眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１３】
前記生成する工程において、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を前記撮像手段で蓄積し続けて得た前記撮像手段の出力に基づいて前記リング像を生成することを特徴とする請求項１１に記載の眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１４】
前記測定ヘッドは、前記被検眼に固視標を提示して固視を促す固視手段と、
前記固視標を前記被検眼に提示する距離を遠方に移動させて雲霧を行う雲霧手段と、を更に有し、
前記雲霧手段の駆動中は前記測定ヘッドを所定の位置に保持し、
前記生成する工程において、前記雲霧の完了後に前記リング像を生成することを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１５】
前記リング像に基づいて前記眼屈折力値より乱視の弱主経線方向を検出する乱視軸検出工程を更に有し、
前記撮像手段は、前記雲霧を行う際に前記反射散乱光の撮像する予備測定を行い、
前記制御する工程において、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させる方向を前記検出された弱主経線方向とすることを特徴とする請求項１４に記載の眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１６】
前記被検眼の瞳孔径を検出する瞳孔径検出工程を更に有し、
前記制御する工程において、前記検出された瞳孔径に基づいて、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させる移動量を決定することを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか一項に記載の眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１７】
前記制御する工程において、前記測定ヘッドが所定の位置となった際の前記測定ヘッドの光軸に対して垂直な面内において、前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させることを特徴とする請求項１０乃至１６の何れか一項に記載の眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１８】
被検眼の眼底に指標光を投影する光源である低コヒーレント光源と、前記眼底に投影された指標光の反射散乱光を撮像する撮像手段と、を有する測定ヘッド、を有する眼屈折力測定装置の制御方法であって、
前記測定ヘッドが前記被検眼に対して所定の位置にある状態において前記測定ヘッドの光軸に垂直な面内の所定の範囲で前記測定ヘッドを移動させ、
前記測定ヘッドの動きに応じて前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいて前記被検眼の眼屈折力値を算出する、工程を有することを特徴とする眼屈折力測定装置の制御方法。
【請求項１９】
請求項１０乃至１８の何れか一項に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検眼の眼底画像を解析する眼屈折測定装置および該眼屈折力測定装置を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検眼の眼底に赤外光源から発した指標光を投影し、投影された指標光の眼底からの反射光を受光して被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置が知られている。また、近年は、眼底に指標を投影するための光源として低コヒーレントの光源であるスーパールミネッセンスダイオード（以降、ＳＬＤと略す）が用いられた眼屈折力測定装置も知られている。
【０００３】
特許文献１には、眼底に指標光束を投影し、指標光束の反射像から検出された信号から眼屈折力を測定するオートレフラクトメータが開示されている。このオートレフラクトメータは、被検眼の瞳孔が小さい場合、瞳孔の中心と測定光軸を一致させて測定を行うと、指標光束が虹彩により蹴られてしまい、測定ができないという問題を解決しようとしている。
小さい瞳孔径でも眼屈折力が測定できる眼屈折力測定装置には、単位立体角あたりの放射光度が高い光源であるＳＬＤなどを用いることが必要となる。しかし、ＳＬＤは低コヒーレントな光源ではあるが、空間コヒーレント性がある。このため、ＳＬＤから射出した光束を被検眼の眼底に投影した光源像には、光の干渉によるスペックルパターンが発生する。スペックルパターンが発生した測定指標像を用いて眼屈折力測定を行うと、スペックルパターンにより測定誤差が生じてしまう。特許文献１に開示されるオートレフラクトメータでは、指標光束を投影する際に測定光学系の光軸が被検眼の瞳孔中心の周りを回るように測定光学系を駆動して、この測定誤差の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８５５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述したスペックルパターンによる測定誤差が生じるという課題を解決するために、従来、測定系の光軸を瞳孔中心に回転させる等、新たな構成の付加を必要としている。
【０００６】
本発明の目的は、以上に鑑みて、眼屈折力測定光源にＳＬＤ等の低コヒーレント光源を用いた場合であっても、簡単な構成でスペックルパターンによる測定誤差を低減し、精度の高い眼屈折力測定を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る眼屈折力測定装置は、
被検眼の眼底に指標光を投影する光源である低コヒーレント光源と、前記眼底に投影された指標光の反射散乱光を撮像する撮像手段と、を有する測定ヘッドと、
前記測定ヘッドを駆動する駆動手段と、
前記被検眼に対して前記測定ヘッドが所定の位置になるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記制御手段により前記測定ヘッドを前記所定の位置から移動させながら前記反射散乱光を撮像することにより得た前記撮像手段の出力に基づいて、前記被検眼の眼屈折力値を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、眼屈折力測定光源にＳＬＤを用いた場合であっても、簡単な構成でスペックルパターンによる測定誤差を低減し、精度の高い眼屈折力測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施例に係る眼屈折力測定装置の全体構成の一例を表す概略図である。
【図２】図１に示す眼屈折力測定装置において用いた絞り板の構造を示した図である。
【図３】眼底Ｅｒに投影された測定光源像の一例を示した図である。
【図４】測定リング像の一例を示した図である。
【図５】測定リング像の明るさの分布を該リング像の断面において示した図である。
【図６】加算平均処理によって生成した測定リング像を示した図である。
【図７】加算平均処理後の測定リング像の明るさ分布を該リング像の断面において示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第一の実施例］
本発明を図示の実施例に基づいて以下に詳細に説明する。なお、以下の実施例は特許請求の範囲に関わる本発明を限定するものではなく、また、本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１１】
図１は本発明の第一の実施例に係る眼屈折力測定装置の構成の概略を示す模式図である。なお、同図中において実線で囲った部分は眼屈折力測定装置の測定ヘッド１００に対応する。
【００１２】
測定ヘッド１００における被検眼Ｅに対向した光軸１０１上には、ダイクロイックミラー１が配置されている。該ダイクロイックミラー１の反射方向の光軸１０２上には前眼部観察用対物レンズ２およびダイクロイックミラー３が配置される。ダイクロイックミラー３の反射方向の光軸１０３上には、結像レンズ４および撮像素子５が配置される。本実施例では撮像素子５にはＣＣＤカメラが用いられ、被検眼Ｅの前眼部付近と略共役な位置に配置されている。
【００１３】
さらに、被検眼前眼部を照明するための近赤外光を発するＬＥＤなどの一対の前眼部照明光源２６が、被検眼Ｅとダイクロイックミラー１との間であって光軸１０１に対称な位置に配置されている。これらの前眼部観察用対物レンズ２から撮像素子５に至る光学部材によって前眼部観察系が構成されている。
【００１４】
また、光軸１０３上の該結像レンズ４の前方には、図２に示したような絞り板７が配置されている。該絞り板７は、光軸１０３上に中央の開口７ｃが位置するように配置され、光軸外には対称な２つの開口７ａおよび７ｂを有し、光軸１０３に対して挿脱可能とされている。そして、開口７ａおよび７ｂには、偏向プリズム６ａおよび６ｂがそれぞれ密接されている。なお、偏向プリズム６ａおよび６ｂは、後述するアライメント指標投影光源３７から発せられる波長の光を透過し、前眼部照明光源２６から発せられる波長の光を透過しない分光特性をする。さらに偏向プリズム６ａは透過光を紙面下方へ、偏向プリズム６ｂは透過光を紙面上方へ光束を偏向するようになっている。
【００１５】
ダイクロイックミラー１の透過方向の光軸１０１上には、眼屈折力測定用対物レンズ８、穴あきミラー９、投影絞り１０、投影レンズ１１、および眼屈折力測定光源１２が配置される。該眼屈折力測定光源１２は、前述した前眼部照明光源２６より発生られる光よりも数十ナノメートル波長が長い近赤外光を発する。なお、この眼屈折力測定光源１２には、低コヒーレント光を発する低コヒーレント光源であるスーパールミネッセンスダイオード（以降、ＳＬＤ）が用いられている。即ち、眼屈折力測定光源１２は本実施例における低コヒーレント光源を構成する。また、穴あきミラー９の反射方向には、リング絞り１３、円錐プリズム１４、レンズ１５、および撮像素子１６が配置される。リング絞り１３は、光軸を中心としたリング上の開口部を有する。本実施例において、撮像素子１６にはＣＣＤカメラなどが用いられている。これらの眼屈折力測定用対物レンズ８から眼屈折力測定光源１２に至る光学部材により眼底に指標光を投影する眼屈折力測定光投影系が構成されている。また、眼屈折力測定用対物レンズ８から撮像素子１６に至る光学素子により、眼底に投影された指標光の反射散乱光を指標像として撮像する撮像手段である撮像素子１６を含む眼屈折力測定受光系が構成されている。
【００１６】
また、眼屈折力測定光源１２と撮像素子１６とには、被検眼Ｅの屈折力に応じてこれら構成を光軸方向に移動させ駆動するための測定系駆動手段１７が設けられている。
【００１７】
一方、ダイクロイックミラー３の透過方向の光軸１０４上にはレンズ１８および可視反射ミラー１９が配置される。さらに、可視反射ミラー１９の反射方向の光軸１０５上には、固視標投影レンズ２０、固視標２１、および固視標照明光源２２が配置されている。これら構成は本実施例にける固視手段を構成する。固視標投影レンズ２０は、固視標レンズ駆動手段２３によって光軸１０５の方向に移動可能とされている。本実施例では、固視標照明光源２２として白色ＬＥＤが用いられている。これらの観察用対物レンズ２から固視標投影レンズ２０、固視標２１および固視標照明光源２２に至る光学部材により、被検眼が固視するための固視標を提示する固視標投影系が構成されている。
【００１８】
さらに、可視反射ミラー１９の透過方向の光軸１０６上には、レンズ２４、アライメント指標板２５、およびアライメント指標投影光源３７が配置されている。ダイクロイックミラー１は眼屈折力測定光源１２から発せられる波長の光を透過し、前眼部照明光源２６から発せられた波長の光とアライメント指標投影光源３７から発せられた波長の光を反射する特性を有している。また、ダイクロイックミラー３は可視光を透過し、アライメント指標投影光源３７から発せられた波長の光に対してはハーフミラーとして作用する特性を有している。
【００１９】
以上に述べた前眼部観察系、固視標投影系、眼屈折力測定光投影系、眼屈折力測定受光系などにより測定ヘッド１００が構成されている。この測定ヘッド１００は測定ヘッド駆動手段３６によって支持されており、該測定ヘッド駆動手段３６によって３軸方向に電動にて移動し駆動される。本実施例における駆動手段たる測定ヘッド駆動手段３６は、測定ヘッド１００を被検眼Ｅに対して位置制御してアライメントを行う。このアライメントの操作によって、測定ヘッド１００は被検眼に対して所定の位置をとることとなる。
【００２０】
撮像素子５および撮像素子１６には、それぞれＡ／Ｄコンバーター２７およびＡ／Ｄコンバーター２８に接続されている。また、それらの各々の出力は、それぞれ画像メモリ２９および画像メモリ３０に接続されている。さらに、これら構成は、本実施例に係る眼屈折力測定装置のあらゆる制御を行なう制御手段３１に接続されている。より詳細には、前述の固視標投影系の固視標２１を照明する固視標照明光源２２は固視標光源制御部３２に接続されており、固視標光源制御部３２は制御手段３１に接続されている。制御手段３１には、眼屈折力測定光源１２、測定開始スイッチや駆動手段を操作するためのスイッチなどが配置された操作手段３３、眼屈折力測定光源１２と撮像素子１６とを光軸方向に移動させるための測定系駆動手段１７が接続されている。制御手段３１にはまた、モニター３５および測定ヘッド駆動手段３６が接続されている。制御手段３１は、測定ヘッド駆動手段３６、撮像素子１６、及びその他の構成の制御を行う。
【００２１】
次に第一の実施例に係る眼圧測定装置の作用について説明する。
まず、検者が被検者の右眼Ｅがモニター３５上に映し出されるように操作手段３３に設けられているアライメント操作捍を操作し、被検眼と測定ヘッド１００との大まかな位置合せを行なう。このとき、固視標照明光源２２に照明された固視標２１からの光束が固視標投影レンズ２０、可視反射ミラー１９、およびレンズ１８を介し、ダイクロイックミラー３を透過し、前眼部観察用対物レンズ２およびダイクロイックミラー１を介し、被検眼Ｅに導かれる。その結果、固視標２１が被検眼Ｅに対して提示される。
【００２２】
次に、操作手段３３に設けられている測定開始スイッチを押すと、制御手段３１は測定動作を開始する。測定が開始されると、被検眼Ｅは前眼部照明光源２６により照明される。照明光の前眼部周辺からの反射散乱光はダイクロイックミラー１により反射され、前眼部観察用対物レンズ２により略平行光とされる。その後、該反射散乱光はダイクロイックミラー３により反射され、絞り板７の開口７ｃを通り、結像レンズ４により撮像素子５上に結像する。そして、該像に基づいて撮像素子５より出力された出力信号はＡ／Ｄコンバーター２７によってデジタル信号に変換される。該デジタル信号は、制御手段３１を介して画像に変換され、モニター３５上に前眼部像として映し出される。同時にデジタル信号に変換された被検眼前眼部像のデータは、画像メモリ２９に記憶されると、制御手段３１は、さらに記憶された前眼部像データより被検右眼の瞳孔を抽出し、さらに瞳孔中心位置を検出する。
【００２３】
この瞳孔中心位置の検出方法は、例えば、被検眼前眼部を十分に照明すると、前眼部像の明るさは瞳孔がもっとも暗く、虹彩、強膜の順で明るくなる。このため、適当な閾値でもって画像を二値化処理することにより瞳孔の境界を求めることができ、それより瞳孔中心位置を算出することができる。
【００２４】
制御手段３１は、瞳孔中心位置が検出されると、測定ヘッド１００の光軸と瞳孔中心位置との位置関係において、光軸と垂直な面内でのずれ量を算出する。そして、算出された瞳孔中心位置と装置測定光軸とのずれ量が予め設定してある許容内にあるか否かを判断する。
【００２５】
瞳孔中心位置と装置測定光軸とのずれ量が該許容内にない場合、制御手段３１は、測定ヘッド１００の光軸と瞳孔中心位置とが一致するように測定ヘッド駆動手段３６を制御する。測定ヘッド１００の駆動後、再度瞳孔中心位置と装置測定光軸とのずれ量が該許容内にあるか否かを判断する。以上が瞳孔中心オートアライメントである。
【００２６】
該瞳孔中心位置と装置測定光軸とのずれ量が許容内にあると判断した場合、次のステップへ進む。
【００２７】
制御手段３１は、アライメント指標投影光源制御部３８を介してアライメント指標投影光源３７を点灯する。アライメント指標投影光源３７から発せられた光は、アライメント指標板２５を照明し、アライメント指標光束となり、レンズ２４、可視反射ミラー１９、およびダイクロイックミラー３を経て、前眼部観察用対物レンズ２により、略平行光束とされる。該略平行光束はダイクロイックミラー１によって反射され、その後被検眼Ｅに達する。
【００２８】
アライメント指標光束が指標光として被検眼Ｅに達すると、該アライメント指標光束は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにより反射され、角膜曲率中心と角膜頂点の中点の位置に該反射光束の角膜反射指標像を形成する。角膜Ｅｃで反射されたアライメント指標光束は、ダイクロイックミラー１に反射され、前眼部観察用対物レンズ２により略平行光とされ、ダイクロイックミラー３により光軸１０３に沿って偏向される。偏向後、該光束は偏向プリズム６ａおよび６ｂを伴う絞り板７の３つの開口７ｃ、７ａおよび７ｂにより、３つの光束に分割されるその後、これら光束は結像レンズ４により撮像素子５上に達し、被検眼前眼部像と共に撮像され、Ａ／Ｄコンバーター２７によりデジタル化されて画像メモリ２９に記憶される。また、画像メモリ２９に記憶された画像データからは、該３つの光束より得られるスポット像が検出される。
【００２９】
次に、検出した３つのスポット像の重心位置とそれぞれの相対位置から、測定ヘッド１００と被検眼Ｅとの相対位置を検出する。検出した結果から、測定ヘッド１００と被検眼Ｅが所定位置関係に対して許容される範囲内の位置関係にあるか否かを判断する。測定ヘッド１００と被検眼Ｅとの位置関係が該許容範囲内にない場合、制御手段３１は測定ヘッド１００と被検眼Ｅとが所定位置関係になるように測定ヘッド駆動手段３６を制御する。測定ヘッド駆動手段３６の動作後、再度３つのスポット像を検出し、測定ヘッド１００と被検眼Ｅとが所定位置関係にあるか否かを判断する。即ち、本実施例では、３点のスポット像を用いたオートアライメントを行なっている。
【００３０】
測定ヘッド１００と被検眼Ｅとの位置関係が該許容範囲内にある、即ち被検眼Ｅに対して所定の位置にあると判断した場合、次のステップへ進む。次に、制御手段３１は、被検眼Ｅの雲霧を促す。
【００３１】
雲霧の操作において、まず、固視標照明光源２２を点灯し、固視標２１を照明する。固視標２１からの光束は、固視標投影レンズ２０、可視反射ミラー１９、レンズ１８、ダイクロイックミラー３、および観察用対物レンズ２を介して略並行光とされ、被検眼Ｅに提示される。被検眼Ｅは、提示された固視標２１の像を固視する。続いて、制御手段３１は、眼屈折力測定光源１２を点灯する。眼屈折力測定光源１２から発せられて光は、投影レンズ１１、投影絞り１０、穴あきミラー９の穴部、および眼屈折力測定用対物レンズ８を介し、ダイクロイックミラー１に至る。当該光はさらにダイクロイックミラー１を透過し、被検眼Ｅの眼底Ｅｒに眼屈折力測定光源１２の像である測定光源像を投影する。被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影された測定光源像を２次光源として反射、散乱した光束は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ及び角膜から射出する。該射出光束は、ダイクロイックミラー１を透過し、眼屈折力測定用対物レンズ８で集光され、穴あきミラー９の周辺部で反射される。反射された射出光束は、さらにリング絞り１３によって光束が制限された後、円錐プリズム１４、レンズ１５を経て、撮像素子１６上に達し、測定リング像として撮像される。
【００３２】
該測定リング像に基づく撮像素子１６の出力は、Ａ／Ｄコンバーター２８によりデジタル化され、画像メモリ３０に記録される。また、制御手段３１により、得られた測定リング像に基づいて、既知の方法で被検眼Ｅの雲霧前の屈折力Ｄ１が算出される。実際の屈折力の算出では、例えば、測定リング像の明るさの分布である断面像からリング部の面積重心を計算し、次々と測定リング像の断面位置を変えた断面像からリング部の面積重心の計算を繰り返す。得られた複数のリング部の面積重心位置から最小二乗法で近似楕円を求め、その近似楕円の大きさまたは長軸と短軸の比などから被検眼Ｅの屈折力Ｄ１を求めている。
【００３３】
屈折力Ｄ１の算出後、制御手段３１は、固視標レンズ駆動手段２３により、光軸１０５の光軸方向に固視標投影レンズ２０を移動させる。固視標投影レンズ２０の移動に際しては、屈折力Ｄ１を求めた雲霧前の光軸１０５上の共役な位置よりも＋０．５ディオプター遠い位置に固視標２１が位置するようにする。同時に、測定系駆動手段１７により、眼屈折力測定光源１２と撮像素子１６とを、検出した屈折力Ｄ１に応じて光軸方向に移動させる。これら光学部材の移動終了後、再び、眼屈折力測定光源１２を点灯し被検眼Ｅの眼底Ｅｒに光束を投影する。得られる眼底Ｅｒからの反射、散乱光は再び撮像素子１６で撮像され、屈折力Ｄ２が算出される。そして、屈折力Ｄ２を求めた光軸１０５上の共役な位置よりもさらに＋０．５ディオプター遠い位置に固視標２１が位置するように固視標レンズ駆動手段２３を制御する。同時に、測定系駆動手段１７により、眼屈折力測定光源１２と撮像素子１６を検出した屈折力Ｄ２に応じて光軸方向に移動させる。以上の操作を、被検眼Ｅの屈折力が固視標２１の光軸１０５上の光学的な位置に追従できなくなるまで、繰り返す。こうすることにより、被検眼Ｅの視度調節を弛緩させ、雲霧（遠方視）状態とすることができる。
【００３４】
即ち、雲霧の操作に際して、固視標を被検眼Ｅに提示する際の距離を徐々に遠方に移動させて雲霧を行っている。以上の操作を行う構成は、本実施例における雲霧手段に対応する。なお、制御手段３１は、上記の被検眼Ｅの雲霧の操作を行っている間も、前述の３点スポットオートアライメントを実行しており、被検眼Ｅと測定ヘッド１００との位置関係を一定に保っている。
【００３５】
雲霧が完了すると、制御手段３１は、眼屈折力測定の本測定を行う。
【００３６】
本測定において、制御手段３１は、まず前述の３点スポットオートアライメントにより、現時点の被検眼Ｅと測定ヘッド１００の光軸との位置関係をアライメント状態（ａ）として記憶する。該アライメント状態において、測定ヘッド１００は被検眼Ｅに対して所定の位置にある。そのアライメント状態で、眼屈折力測定光源１２を点灯し、前述した眼屈折力測定光投影系を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｒに眼屈折力測定光源１２の像である測定光源像を投影する。図３（ａ）に例示したように、測定光源像３７（ａ）には、眼屈折力測定光源１２がＳＬＤであるためにスペックルパターンが現れる。被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影された測定光源像３７（ａ）を２次光源として反射、散乱した光束は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ及び角膜から射出する。該射出光束は前述した眼屈折力測定受光系を経て撮像素子１６上に達し、図４（ａ）に示したような測定リング像３８（ａ）として撮像される。
【００３７】
ここで、図４（ａ）に矢印で示すｙ軸上の測定リング像の明るさの分布を該リング像の断面において、断面像３９（ａ）として図５（ａ）に示す。スペックルパターンのために、測定リング像の明るさの分布である断面像３９（ａ）には、明るさのムラが生じてしまっている。図５（ａ）に参照番号４０（ａ）および４１（ａ）で示される位置は、断面像３９（ａ）のリング部から求めた面積重心の位置である。面積重心位置４０（ａ）および４１（ａ）は、スペックルパターンによる影響を受けてしまっている。
【００３８】
ここで、測定リング像３８（ａ）の断面位置を順次変え、測定リング像３８（ａ）上の面積重心位置をリング像全周に渡り求め、それらの面積重心から近似楕円を最小二乗法により算出することも可能である。しかし、この場合、スペックルパターンの影響で相関係数の悪い近似楕円となってしまい、測定精度が低下してしまう。
【００３９】
そこで、本実施例において、制御手段３１は、アライメント状態（ａ）とは異なり、且つ被検眼Ｅと測定ヘッド１００の光軸との位置関係を、光軸１０１と垂直な面内で水平方向に僅かにずらすように測定ヘッド駆動手段３６を制御する。即ち、所定の位置から移動させながら被検眼Ｅからの反射散乱光の撮像を行う。得られたアライメント状態をアライメント状態（ｂ）において得られる測定光源像３７（ｂ）を図３（ｂ）に、測定リング像３８（ｂ）を図４（ｂ）に、該リング像の明るさ分布を示す断面像３９（ｂ）を図５（ｂ）に各々示す。被検眼Ｅと測定ヘッド１００の光軸との位置関係をずらすことにより、眼屈折力測定光源１２からの測定光束の眼底Ｅｒへの入射角度が変わるため、スペックルパターンも変化することを表している。即ち、図５（ｂ）のリング像の明るさの分布である断面像３９（ｂ）に示されるスペックルノイズに関連する明るさの揺れは、断面像３９（ａ）から変化している。
【００４０】
前述したように、アライメント状態（ａ）の時の測定リング像３８（ａ）からのみで眼屈折力を算出すると、スペックルパターンの影響により、測定精度が低下してしまう。そこで、本実施例において、制御手段３１は、被検眼Ｅと測定ヘッド１００の光軸との位置関係を水平方向に徐々にずらして行く、即ち測定ヘッド１００の被検眼Ｅに対するアライメントを順次変更することとしている。その際、アライメント状態（ａ）、アライメント状態（ｂ）、アライメント状態（ｃ）、・・・、アライメント状態（ｎ）、とｎ個の測定リング像３８（ａ）〜３８（ｎ）を被検眼Ｅからの反射散乱光として撮像し出力する。アライメントを順次変更している間に、或いは順次変更させる測定ヘッド１００の動きに応じて得られた出力であるｎ個の測定リング像に対し、加算平均処理をして、スペックルパターンの影響をなくした一つの測定指標像としてリング像を生成する。このリング像の生成は、制御手段３１において生成手段として機能するモジュールにより実行される。また、眼屈折力値は、こうして得られたリング像を用いて算出する。この眼屈折力値の算出は、測定ヘッド１００を所定の位置から移動させながら反射散乱光を撮像することによって得た撮像手段の出力に基づいて被検眼の眼屈折力値を算出する算出手段、として機能するモジュールにより実行される。
【００４１】
図６および図７には、アライメント状態をずらしたときに撮像した測定リング像３８（ａ）〜３８（ｎ）から加算平均処理によって生成したリング像４２、および該リング像の明るさのｙ軸方向の分布である断面像４３を各々示している。これら図に示すように、アライメント状態をずらして得た画像を加算平均処理したために、スペックルパターンの影響が軽減される。これにより、スペックルパターンの影響を受けることなく、リング像の楕円近似をすることができ、精度の高い眼屈折力測定が可能となる。
【００４２】
なお、以上述べた第一の実施例では、穴あきミラー９の穴部の方向にＳＬＤである眼屈折力測定光源１２を配置し、穴あきミラー９の反射方向にリング絞り１３、円錐プリズム１４、および撮像素子１６を配置した。しかし本実施例の態様はこれに限ったことではなく、例えば、穴あきミラーの反射方向において、リングレンズやプリズムなどを介しその後方にＳＬＤである眼屈折力測定光源１２を配置し、被検眼Ｅの眼底Ｅｒにリング状の測定指標像を投影することとしてもよい。この場合、穴あきミラー９の穴部の方向においてレンズなどを介した位置に撮像素子１６を配置し、リング指標像を測定像として撮像する構成としてもよい。
【００４３】
なお、以上の測定指標像の取得の操作は、前述した雲霧の操作の終了後に行われることが好ましい。即ち、上述した雲霧手段を駆動中は、測定ヘッド駆動手段３６を制御してアライメントを一定の状態に保持し、雲霧の完了後に、リング像を生成させて眼屈折力値を算出させることが好ましい。
【００４４】
［第二の実施例］
上述した第一の実施例では、順次、アライメント状態（ａ）〜（ｎ）へ変更し、それぞれのアライメント状態での測定リング像を撮像し、これらに加算平均処理をしてスペックルパターンの影響を軽減した。これに対して、第二の実施例では、アライメント状態を順次状態（ａ）〜（ｎ）へ変更している間、眼屈折力測定光源１２を点灯し続け、眼底Ｅｒからの反射散乱光である測定光束を撮像素子１６で撮像し続けることとしている。即ち、被検眼Ｅに対する測定ヘッド１００のアライメントを順次変更している間に、撮像素子１６における信号の蓄積を続けることとしている。当該構成とすることにより、図６に示すリング像４２と同等のスペックルパターンの影響のない測定リング像を撮像することができ、精度の高い眼屈折力測定が可能となる。
【００４５】
なお、このとき、撮像した測定リング像が飽和してしまわないようにあらかじめ撮像素子１６での蓄積時間に応じて、眼屈折力測定光源１２の発光量を制御するようになっている。
【００４６】
［第三の実施例］
第一の実施例および第二の実施例では、順次、被検眼Ｅに対する測定ヘッド１００のアライメント状態を水平方向にずらして測定リング像の撮像を行った。しかし、アライメント状態をずらす方向は、水平方向に限らず鉛直方向でもよい。或いは、被検眼Ｅの光軸に対し、測定ヘッド１００の光軸１０１が同心円を描くようにアライメント状態をずらしてもよい。即ち、複数の指標像を得る際に行われる被検眼Ｅと測定ヘッド１００とのアライメントの順次の変更は、当初これらの間を所定の位置関係とするアライメントを得た際の測定ヘッド１００の光軸に対して垂直な面内において所定の範囲の内側で任意の方向に行われる。
【００４７】
さらには、雲霧時に得られた測定リング像から乱視軸方向を算出し、乱視の弱主経線方向にアライメント状態をずらすようにしてもよい。そうすることで、眼底Ｅｒに投影された眼屈折力測定光源１２の像の眼底Ｅｒ上での移動量を最小とすることができる。
【００４８】
また、前眼部観察系の撮像素子５に撮像された被検眼Ｅの観察像から被検眼Ｅの瞳孔径や開瞼状態を求め、瞳孔径に応じてアライメント状態のずらし量を決定する手段を設けてもよい。当該手段を設けてアライメント状態をずらすことで、被検眼Ｅの瞳孔で測定光束が遮られてしまうことを防ぎ、測定精度の低下を回避することが可能となる。なお、この場合、瞳孔径を検出する瞳孔径検出手段は、制御手段３１の一モジュールとして配される態様となる。制御手段３１は更に、検出された瞳孔径に基づいて、被検眼に対して測定ヘッド１００のアライメントを順次移動させる際の移動量を決定することとなる。
【００４９】
即ち、本実施例として述べた構成は、測定指標像に基づいて眼屈折力の値より乱視の弱主経線方向を乱視軸として検出する乱視軸検出手段を配することに対応する。この場合、乱視軸方向の検出は、雲霧を行う際に反射散乱光の撮像を実行させて予備測定を行わせ、その際に得られた測定リング像に基づいて行われることとなる。
【００５０】
以上に述べた実施例に係る眼屈折力測定装置は、アライメント位置をずらすことで、眼底への測定光の投影角度が変化して、スペックルパターンも変化する。即ち、アライメントをずらしながら複数の指標像を撮像し、これら複数の指標像から１つの測定指標像を生成し、該測定指標像から被検眼の眼屈折力を算出する。これにより、装置を複雑化することなく、スペックルノイズの影響を軽減し、精度の高い測定が可能となる。
【００５１】
より詳細には、アライメントを変更している間に撮像手段で複数の画像を撮像し、該複数の画像を加算平均処理して１つの測定指標像を生成する。このようにすることで、生成後の測定指標像のスペックルパターンの影響を減らし、かつ加算平均処理前の画像の明るさ分解能を十分に活用できる。
【００５２】
或いは、アライメントを変更している間に撮像手段で蓄積を続けることにより１つの測定指標像を生成することとしても良い。このようにすることで、生成時に必要なメモリを増設する必要がなく、加算平均処理の工程を省くことができる。
【００５３】
また、以上述べた眼屈折力測定装置は雲霧手段を有している。雲霧の処理に対しては、雲霧している際の予備測定時には、アライメント状態を一定に保持し、雲霧完了後に、順次被検眼に対するアライメントを変更しながら撮像手段からの出力から１つの測定指標像を生成することが好ましい。このようにすることで、測定時間全体を短縮することができ、被検者への負荷が軽減できるため、安定した測定が可能となる。また、この場合は更に、雲霧中の予備測定時に、眼屈折力値の乱視の弱主経線方向を算出し、雲霧完了後に、アライメントを変更する方向を乱視の弱主経線方向とすることがより好ましい。このようにすることで、測定光源の像の眼底上での移動量を最小とすることができ、安定した測定が可能となる。
【００５４】
さらには、上述したように、検出した瞳孔径に応じて、順次被検眼に対する測定ヘッドの位置を移動させる移動量を決定することが好ましい。このようにすることで、被検眼の瞳孔により、測定光が遮られることがなくなるため、測定精度の低下を回避することが可能となる。
【００５５】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ダイクロイックミラー
２  前眼部観察用対物レンズ
３  ダイクロイックミラー
４  結像レンズ
５  撮像素子
６ａ、６ｂ  偏向プリズム
７  絞り板
８  眼屈折力測定用対物レンズ
９  穴開きミラー
１０  投影絞り
１１  投影レンズ
１２  眼屈折力測定光源
１３  リング絞り
１４  円錐プリズム
１６  撮像素子
１７  測定系駆動手段
２０  固視標投影レンズ
２１  固視標
２２  固視標照明光源
２３  固視標レンズ駆動手段
２５  アライメント指標板
２７  Ａ／Ｄコンバーター
３１  制御手段
３２  固視標光源制御部
３３  操作手段
３５  モニター
３６  測定ヘッド駆動手段
Ｅ    被検眼
Ｅｃ  角膜
Ｅｒ  眼底
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図３】
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【図４】
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