(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光と測定用の非可視光を被検者の眼に照射する眼科測定装置において：
前記非可視光の被検眼網膜からの反射光束を受光し、受光した受光信号に基づき、被検眼の調節を測定する調節測定部と；
前記被検者の眼に照射される光線を遮蔽または通過させるよう制御可能な遮蔽部と；
前記遮蔽部を制御する光束制御部とを備え；
前記遮蔽部は、前記被検者の眼の前面に配置され、遮蔽時において、前記可視光を遮蔽し、かつ、前記測定用の非可視光を通過させる波長選択特性を有し、
前記光束制御部は、前記被検者がある注視対象物を両眼視した後、前記被検者の片眼への可視光を遮蔽するように、又は、前記被検者の片眼への可視光を遮蔽するようにして片眼視した後、前記被検者の片眼への可視光を透過するように、前記遮蔽部を制御し、
前記調節測定部は、前記可視光の遮蔽前後、又は、透過前後の被検眼の調節を測定する、
眼科測定装置。
【請求項２】
前記調節測定部は、前記非可視光を発光する照射部と、前記被検眼網膜からの反射光束を受光する受光部を含む、
請求項１に記載の眼科測定装置。
【請求項３】
更に、前記調節測定部は、前記遮蔽部で可視光を遮蔽されていない方の片眼についても、前記可視光の遮蔽前後、又は、透過前後の当該片眼の調節を測定する、
請求項１または請求項２に記載の眼科測定装置。
【請求項４】
更に、前記可視光の遮蔽前、及び、遮蔽後の被検眼の視線方向を測定する視線方向測定部を備える、
請求項１乃至請求項３に記載の眼科測定装置。
【請求項５】
前記可視光の遮蔽前後、又は、透過の前後の被検眼の調節を比較することにより、被検者の眼の特性の変化の大きさを判断する比較判断部を備える、
請求項１乃至請求項４に記載の眼科測定装置。
【請求項６】
前記調節測定部は、ハルトマンプレートを含む波面測定ユニットを有し、眼の高次収差も測定可能である、
請求項１に記載の眼科測定装置。
【請求項７】
前記波面測定ユニットは、少なくとも１７本のビームに分割するシャックハルトマン波面センサーを有する、
請求項６に記載の眼科測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科測定装置に関する。特に、遮蔽時の被検眼の特性の評価が可能で、斜位等の発見に有用な眼科測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンやテレビゲームの普及に伴い、年齢を問わず眼を酷使する機会が増えてきている。このような所謂ＶＤＴ作業は比較的近距離のものを両眼で長時間注視することが多く、その結果、眼の痛み、かすみ、まぶしさ、充血などの眼の症状を生じさせ、全身的には頭痛、肩こり、時には吐き気を伴うことがある。これを眼精疲労という。眼精疲労の原因はいくつか考えられるが、その原因の一つとして斜位による神経の緊張がある。斜位とは、両眼視したとき注視対象に対する左右各々の眼の眼位に基本的なずれがあるもので、潜伏斜視とも言われる。両眼を開いて見ているときには、両眼の視線が集中しているが、もともとの眼の位置が完全に正しくないため、そのままでは物体が二重に見えるので、融像をはたらかせ、視線を合わせて物体を一つに見るように努力することになる。斜位の程度が強いと、融像の努力をいつも強くはたらかせる必要があるので、神経が長時間緊張し、眼精疲労を誘発することになる。一方、筋肉組織である毛様体は水晶体と連携して水晶体を伸縮させ、ピントを調節するが、この機能も自律神経と関わっており、長時間の近見作業などで毛様体筋が緊張する状態（調節緊張）が続くことで眼精疲労を引き起こす一因となる。
【０００３】
斜位は斜視と異なり外観上気づかれることが少ないので放置されることが多い。しかし、早期に発見し、対処することが必要な場合があり、その定量的検査方法の確立が望まれている。斜位の検査は、カバーアンカバーテストが一般的である。これは不透明な板などで片眼を遮蔽し、その遮蔽を取り除く時の眼位を観察することによって斜位のスクリーニングを行うものである。この方法では、定量的な評価はできず、また微小な変化は見逃してしまう可能性がある。斜位の矯正を行う際には、数種のプリズムレンズを装用し、テスト視標を見ることで自覚的に検査を行うが、他覚的な検査、及びそれに用いる測定器は実現していなかった。眼球の回旋（輻輳、開散）は、調節機能と密接な関係がある。調節刺激を与えた時に、輻輳が誘発される調節性輻輳、輻輳刺激を与えた時に調節反応が誘発される輻輳性調節と呼ばれる機能がある。斜位眼は遮蔽することで本来の眼位（安静位）に向くが、調節については知られていない。調節は自律神経の働きにより両眼の反応に相関があることがわかっている。両眼を遮蔽した場合には調節も安静位になるが、片眼が開放されている場合は、開放されている方の眼の影響を受ける可能性がある。前述した通り、眼には調節性輻輳の機能があり、このように片眼遮蔽の調節が安静位を示さないとした場合、斜位眼の眼位が調節性輻輳により、安静位を向かない可能性がある。本願発明者は、斜位のある眼は、その視界を遮蔽することにより本来の特性が現れるので、視界が遮蔽された眼と開放された眼を同時に時系列測定すると有益なデータが得られ、診断の基準が得られることを見出した。本願発明はこの発見に基づいて創作されたものである。
【０００４】
しかし、このような測定装置を実現する場合、視界が遮蔽された方の眼には光が入射されないため眼の調節を測定することができなかった。また、このような考えで眼の調節の変化を測定しようとしてもその変化が小さいので調節の変化を精密に検出できる技術が必要であった。このため、斜位等の眼位の異常の目を正確に発見する測定装置は実現されていなかった。
本発明は、これらの測定に加え、調節緊張で関係ある、球面収差の測定、ドライアイの状態をみるための縦のコマ収差を含む高次収差の測定も可能にしたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、視線が遮蔽された眼に対してもその調節特性を評価でき、しかも、遮蔽前後の眼の調節を精密に評価でき、斜位のような眼位の異常を正確に発見することが出来る測定装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の実施の形態にかかる眼科測定装置は、例えば、図１に示すように、可視光と測定用の非可視光を被検者の眼１４に照射する眼科測定装置１であって、前記非可視光の被検眼網膜Ｆからの反射光束を受光し、受光した受光信号に基づき、被検眼の調節を測定する調節測定部３０と、被検者の眼１４に照射される光線を遮蔽または透過させるよう制御可能な遮蔽部８１と、遮蔽部８１を制御する光束制御ユニット８２とを備え、遮蔽部８１は、被検者の眼１４の前面に配置され、遮蔽時において、可視光を遮蔽し、かつ、前記測定用の非可視光を透過させる波長選択特性を有し、光束制御ユニット８２は、前記被検者が注視対象物１２を両眼視した後、被検者の片眼（１４Ｒ又は１４Ｌ）への可視光を遮蔽するように、又は、前記被検者の片眼１４Ｒへの可視光を遮蔽するようにして片眼視した後、被検者の片眼１４Ｒへの可視光を透過するように、遮蔽部８１を制御し、調節測定部３０は、可視光の遮蔽前後、又は、透過前後の被検者の眼１４の調節を測定するように構成されている。
【０００７】
ここにおいて、「可視光」とは、人間の眼が検知できる範囲の波長の光である。「非可視光」とは、人間の眼が検知できる範囲外の波長の光のみを有する光であり、好ましくは近赤外線である。「調節」とは、注視する物体に対し、被検眼網膜Ｆ上に焦点を合わせる機能を言い、距離の逆数で表現する。例えば、注視距離１ｍに対し１ディオプター、注視距離０．５ｍに対し２ディオプターと表現される。「可視光の遮蔽前後の調節」とは、可視光によってある注視対象物１２を両眼で注視している時の当該可視光を短時間で遮蔽し、遮蔽前における調節と遮蔽直後における調節、と言う意味である。尚、遮蔽直後については、更に遮蔽以降の調節の時間的変化を含む。これとは逆に、「可視光の透過前後」とは、片眼の一方への可視光線を遮蔽し、その状態で、注視対象物１２を片眼で注視させておき、次に短時間で他方の目の光線を開放することを言う。尚、「遮蔽」は、可視光の反射及び吸収を含み、透過を阻止するという意である。
【０００８】
即ち、本発明の第１の実施の形態としての眼科測定装置は、可視光の遮蔽／透過を急激に切り換えて、両眼視と片眼視を強制的に切り換え、切り換え前後の眼の調節を非可視光を用いて測定するもので、可視光の遮蔽部に波長選択部材（フィルタ）を用いることを特徴とするものである。このような構成になっているので、眼に可視光が入射していない時にも眼の調節を測定することができるので調節を含めた片眼視の特性を正確に測定することができ、片眼視の研究や診断に資することができる。
【０００９】
好ましくは、本発明にかかる眼科測定装置は、例えば、図３に示すように、調節測定部３０は、非可視光を発光する照射部（１２６等）と、被検眼網膜Ｆ（図１参照）からの反射光束を受光する受光部（１３１等）を含むように構成されている。
【００１０】
このように構成されているので、測定用の光源及び受光部分が一体化されるので取り扱いが簡単となり、特に光軸合わせや受光位置の調節が容易となり、迅速で正確な測定が可能となる。
【００１１】
好ましくは、本発明にかかる眼科測定装置は、例えば、図１に示すように、更に、調節測定部３０は、前記遮蔽部８１で可視光を遮蔽されていない方の片眼についても、前記可視光の遮蔽前後、又は、透過前後の当該片眼の調節も測定できるように構成されている。
【００１２】
このように構成されているので、可視光が遮蔽されていない方の片眼についても同時に調節が測定できるので、両眼間の調節の相関を時間的に把握することができる。調節については自律神経による支配により両眼間の変動に相関があるといわれているが、特異な動きが見られることがあるので、このような場合にも本測定装置で定量的で精密な測定を行うことができる。
【００１３】
本発明の第２の実施の形態としての眼科測定装置２は、例えば、図１７に示すように、更に、可視光の遮蔽前後で被検者の眼１４の視線方向を測定する視線方向測定部３３を備えるように構成されている。
【００１４】
斜位がある眼については、視線方向が動揺するといわれており、本発明により可視光の遮蔽前後における調節の変化に加えて視線方向の動揺を測定することができ、本測定装置により、更に定量的で精密な測定を行うことができ、斜位の発見に有益なデータが得られる。
【００１５】
好ましくは、本発明にかかる眼科測定装置は、例えば、図１に示すように、前記可視光の遮蔽前後、又は、透過の前後の被検者の眼１４の調節の測定結果を比較することにより、被検者の眼１４の特性の変化の大きさを判断する比較判断部４０を備える。
【００１６】
ここで、「調節を比較」とは、（イ）遮蔽前後の遮蔽された当該片眼の調節の変化の比較、（ロ）遮蔽前後における遮蔽されなかった片眼と遮蔽された片眼の調節の変化の比較、（ハ）遮蔽されない片眼において他方の片眼が遮蔽された場合の遮蔽前後における遮蔽されなかった方の片眼の調節の変化の比較、等の組み合わせを含む。更に、それらの時間推移を含む。これらの比較データは表示部４１で表示され、又は、更に詳細なデータ処理のために図示しない外部機器に出力され、もしくは、図示しないメモリ等に記憶する。
【００１７】
このような構成となっているので、得られた測定値を人手を介さずに処理できる上、例えば医師等の専門家の知識をデータベース化したエキスパートシステム等を適用し診断等を容易にすることができる。
【００１８】
本発明は、非可視光を測定光に用い、当該測定光の波長を透過し、可視光を遮蔽する遮蔽部８１を用い、片眼視している状態の被検者の眼１４の調節の変動を測定できるので、非遮蔽眼と遮蔽眼の調節の変動の相関を定量的に知ることができる。また、当該可視光を短時間に透過から遮蔽（または、その逆）に切り換えることにより被検者の眼１４の視線方向の変化を測定できるので、遮蔽眼の斜位の大きさを知ることができる。更に、非遮蔽眼の両眼視の時と片眼視の時の眼位を比較することができ、これにより非遮蔽眼の斜視の大きさを知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において、互いに同一又は相当する部分には同一符号を付し，重複した説明は省略する。また、「１４Ｒ」、「１４Ｌ」のように数字の後に英文字を付したものは、１４の構成と大部分の構成は共通するが一部相違するものを含む意である。尚、１４Ｒ，１４Ｌを区別する必要のないときは一括して「１４」と呼ぶ。
【００２０】
[第１の実施の形態]
[構成]
図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態としての眼科測定装置１について説明する。図１は被検者の眼１４（両眼のうち片眼を各々、１４Ｒ、１４Ｌとする（図２参照））、注視用対象物１２、本発明にかかる眼科測定装置１を示したものである。注視用対象物１２は、被検者の眼１４に対して所定の距離Ｄに設置される。注視用対象物１２の位置を移動することにより被検者の眼１４に対して種々の距離において対象物を見たときの眼の特性を測定できるようになっている。また、注視用対象物１２が仮想的な三次元画像を形成するもので、注視用対象物１２の距離が仮想的な手段により変更できるものであっても良い。眼科測定装置１は、ダイクロイックミラー１９０、遮蔽部（フィルタ）８１、光束制御部８２、調節測定部３０、比較判断部４０を含んで構成される。比較判断部４０は調節測定部３０の測定結果を解析し、表示もしくは出力するものである。図１では、比較判断部４０の中に表示部４１を含む構成が示されているが、表示部４１は比較判断部４０とは別個であっても良い。
【００２１】
被検者５０（図２参照）は注視対象物１２をダイクロイックミラー１９０及び遮蔽部８１を介して両眼または片眼で注視する。注視対象物１２は自然光で照明されるか、又は自然光による発光像である。ダイクロイックミラー１９０は注視対象物１２を見たときの被検者の眼１４の視線に対して４５°傾斜して設置する。遮蔽部８１は、後に述べる調節測定部３０で送受光される測定光の波長を透過するが可視用の自然光は遮蔽する波長選択性部材であり、光束制御部８２の指令により、遮蔽部８１を被検者の眼１４の前で、例えば、動かして、該遮蔽部８１を装着する状態か、装着しない状態に設定する。この動作は眼の調節速度に対して十分短く設定される。
【００２２】
図２は、眼科測定装置１を用いて測定を行う場合の様子を示したものである。図のように、被検者の眼１４の角膜から１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度離れた位置に遮蔽部８１を設け、完全に可視光を遮蔽できるようにする。遮蔽部８１は片眼各々独立に設ける。更に、両眼にダイクロイックミラー１９０を視線に対して４５°になるように配置する。被検者５０は適当な距離に置かれた注視対象物１２を遮蔽部８１及びダイクロイックミラー１９０を介して注視する。被検者５０の視線１５とほぼ直角に調節測定部３０Ｒ、３０Ｌが配置される。
【００２３】
調節測定部３０には近赤外線を発生する測定光学系１０３及び波面測定ユニット１２５等を内蔵し、測定光投影光源１２６から射出した測定光を、ダイクロイックミラー１９０を介して被検者の眼１４に入射し、被検眼網膜Ｆで反射された光を受光素子１３１で受光する（図３参照）。調節測定部３０は、片眼に対して各々設ける（３０Ｌ、３０Ｒ）。調節測定部３０は、架台１０の上に支持部２０で支持される。支持部２０はその軸周りに回転かつＸＹＺ方向に移動可能であり、これにより調節測定部３０の測定光の光軸を被検者の眼１４の中心に設定することが出来る。調節測定部３０からの測定結果は比較判断部４０に送られ、必要なデータ処理及び結果の表示が行われる。
【００２４】
図３は、調節測定部３０の構成を示したものである。図のように、調節測定部３０は、波面測定ユニット１２５、波面測定ユニット１２５に測定光線を導く測定光学系１０３、測定光を受光する受光素子１３１、受光素子１３１からの出力である映像画像から波面測定ユニット１２５の移動調整量と波面収差を算出する演算部１３２、演算結果から調節値を算出する調節算出部１８０、眼科測定装置１の各部を制御する制御部１４０を含む。尚、制御部１４０の制御は、演算部１３２の結果を受けて制御することに加え、手動操作によって行うこともできる。
【００２５】
波面測定ユニット１２５は、ダイクロイックミラー１９０への入出射光軸ＡＸ１、ＡＸ２（図２のＺ軸方向）に対して移動可能である。測定光学系１０３は、上記光軸に対して移動しない。波面測定ユニット１２５の移動は、ハルトマンプレート１３０を被検者の眼１４の瞳の位置と共役な位置に設定して、受光光線を平行光線にするもので、制御部１４０によって制御される。
【００２６】
測定光学系１０３は、対物レンズ１７０、回転プリズム１１７、偏光ビームスプリッタ１１８、リレーレンズ１１９、虹彩絞り１２０、リレーレンズ１２１、１２２、ハーフミラー１２３、及び、リレーレンズ１２４を有している。
【００２７】
波面測定ユニット１２５は、測定光投影光源１２６と測定光受光光学系１２７を含む。測定光投影光源１２６は、リレーレンズ１２１、虹彩絞り１２０、リレーレンズ１１９、偏光ビームスプリッタ１１８、回転プリズム１１７、対物レンズ１７０、ダイクロイックミラー１９０、遮蔽部８１の順で伝播し、被検者の眼１４に光束を照射する光学系を構成している。その虹彩絞り１２０は、被検者の眼１４の瞳と共役の位置にあり、測定光投影光源１２６は被検眼網膜Ｆと共役の位置にある。測定光投影光源１２６の波長は、非可視光領域であり、眼に悪影響を与えないため、好ましくは近赤外光線である。遮蔽部８１は、測定光の波長を透過するので、遮蔽部８１の可視光に対する遮蔽／透過の制御状態に関わらず、常に測定光投影光源の光は被検者の眼１４に入射する。
【００２８】
虹彩絞り１２０は、被検者の眼１４に適当な光量の光を供給するためのもので、受光素子１３１での受光強度を基に手動もしくは制御部１４０から制御される。回転プリズム１１７は、光軸ＡＸ３の周りに測定中常時回転し、被検者の眼１４に回転光束が入射するようにして測定光投影光源１２６のビーム面内不均一の影響を低減する。尚、被検者の眼１４で反射し、再び回転プリズム１１７を通ると光束は先の回転と反対の回転を受け静止する。これによって、網膜Ｆ内で平均化された受光信号が得られ、より正確な測定が可能となる。回転プリズム１１７の駆動制御は制御部１３５により行う。
【００２９】
被検眼網膜Ｆで反射された測定光は、遮蔽部８１、ハーフミラー１９０、対物レンズ１７０、回転プリズム１１７、偏光ビームスプリッタ１１８、リレーレンズ１２２、ハーフミラー１２３、リレーレンズ１２４の順で伝播し、波面測定ユニット１２５に入射する。
【００３０】
波面測定ユニット１２５は、バリアブルクロスシリンダ１２８、結像レンズ１２９、ハルトマンプレート１３０、受光部としての受光素子１３１を有する。  被検者の眼１４が乱視眼である場合は、例えば、バリアブルクロスシリンダ１２８のような光学素子を用いて矯正を行う。
【００３１】
バリアブルクロスシリンダ１２８は、凸状の面（正の度数）を有する円柱レンズと、凹状の面（負の度数）を有する円柱レンズとを含んで構成される。二つの円柱レンズは、パルスモータ等の駆動装置により駆動され、測定光学系１０３の光軸ＡＸ３を中心としてそれぞれ独立に回動される。二つの円柱レンズが互いに逆方向に回転されると乱視度数が変更され、同じ方向に一体的に回転されると乱視軸角度が変更される。尚、駆動制御は制御部１３５によって行う。
【００３２】
受光素子１３１としては、例えば、ＣＣＤ素子が好適である。結像レンズ１２９は被検者の眼１４からの反射光を平行光線にするための光学部材として機能する。ハルトマンプレート１３０は、その表面にその焦点距離が等しい多数の微小レンズを配置するもので、結像レンズ１２９からの光束を微小レンズに対応した複数の光束に分割し、各々、受光素子１３１の受光面上に結焦させるものである。
【００３３】
図４に、レンズアレイ像１３１’の例を示す。ハルトマンプレート１３０に入射する光が平行光線であると全ての微小レンズにより形成されるスポットが微小レンズのハルトマンプレート上の配置に対応して結焦し、微小レンズを等間隔に配置しておけば、受光素子１３１には、図４に示す等間隔の複数のスポットのレンズアレイ像１３１’が形成される。このレンズアレイ像１３１’のスポット間隔は微小レンズの間隔に等しい。尚、図４で、横軸ｘは例えば、被検者の眼１４の左右方向に対応し、縦軸ｙは例えば、被検者の眼１４の上下方向に対応する。Ｉ（ｘｉ、ｙｉ）は（ｘｉ、ｙｉ）点におけるレンズアレイ像１３１’の光量強度である。後述するように、光量強度分布から被検者の眼１４の球面度、円柱度、円柱軸角度等の粗い特性を、レンズアレイ１３１’の点像位置から球面収差を求め、これから被検者の眼１４の調節の精密な値を算出することが出来る。尚、図中ＰＥは被検者の眼１４の瞳の範囲を示す。ハルトマンプレートは、４次のゼルニケ係数の測定のためには、少なくとも１７のビームに分割され、少なくとも１７個のレンズアレイ像１３１’が形成されていることが望ましい。これにより、少なくとも１７本のビームに分割するシャックハルトマン波面センサーで、波面測定ユニットは形成されることとなる。
【００３４】
ハルトマンプレート１３０に入射する光束が平行光線でない場合、レンズアレイ像１３１’のスポット像の間隔は平行光線入射の場合からずれる。被検者５０が近視である場合、被検者の眼１４からの測定光束は平行光線より絞られ、スポットの間隔は微小レンズの間隔よりも狭まり、逆に、被検者５０が遠視である場合は、レンズアレイ像１３１’のスポット像間隔は微小レンズの間隔よりも広がる。このため、個人差に合わせて、ハルトマンプレート面で平行光線となるように波面測定ユニット１２５全体を光軸Ｚ方向に移動させることが必要である。この為の移動制御は制御部１４０によって行う。尚、移動制御の詳細については後述する。
【００３５】
図５に演算部１３２、及び、制御部１３５の構成を示す。受光素子１３１の受光出力は、演算部１３２に入力される。演算部１３２は所定の演算を行う演算ユニット１３３と受光出力である映像信号を記憶するメモリユニット１３４を有する。演算ユニット１３３の出力は制御部１３５及び調節算出部１８０に出力される。
【００３６】
制御部１３５は、制御ユニット１４０と、第１〜第３駆動ユニット（１３６，１３７，１３８）、を有する。各ユニットは演算部１３２の結果を受け、制御ユニットにおける処理を基に動作する。第１駆動ユニット１３６はバリアブルクロスシリンダ１２８を駆動し乱視等の矯正を行う。第２駆動ユニット１３７は波面測定ユニット１２５を駆動し、ハルトマンプレート１３０の面上で受光光線が平行光線になるように設定する。第３駆動ユニット１３８は回転プリズム１１７の回転運動を駆動する。尚、ここでは、各ユニットは制御ユニット１４０の指令により動作する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、測定者の手動操作により行われる場合もある。また、図示しない外部装置からの指令信号で動作させても良い。更に、制御ユニット１４０からは測定光投影光源１２６に向けて点灯駆動信号を出力し、これにより測定光投影光源１２６を必要に応じて適宜点灯させる。
【００３７】
[動作]
次に、本発明の眼科測定装置１の動作について説明する。本測定装置の測定モードとして、以下を想定する。
（ａ）両眼における注視の後、片眼視に移行した場合の各片眼の調節の時間的推移を測定する。この場合の各片眼自身の時間的変化、両眼間の相関性を評価するモード。（モードＡ）。
（ｂ）片眼における注視の後、両眼視に移行した場合の各片眼の調節の時間的推移を測定する。この場合の各片眼自身の時間的変化、両眼間の相関性を評価するモード（モードＢ）。
ここでは、上記（ａ）に場合を例にその動作を説明する。
【００３８】
図６は、本測定装置の動作の全体を示したものである。工程１〜５からなる。以下、動作を説明するが、適宜、図１〜図５を参照する。尚、各工程の詳細な内容は後に参照する図（図７〜図９、図１３、図１４）で各部を細分して説明する。参照の便宜のため、図６の各工程の右側に参照するフロー図とその図の番号を示した。
先ず、工程１で本眼科測定装置１と被検者の眼１４のアライメント調整を行う。この調整は測定光の光軸と被検者の眼１４を合わせることと、被検者５０が近視でも遠視でもない正常の眼を有すると仮定した場合にハルトマンプレート１３０へ平行光線が入射する位置（基準位置）に波面測定ユニット１２５を設定することである。
工程２では、被検者の眼１４の球面度数等の特性を測定し（粗測定モード）、更に基準位置を精密に再設定する。更に、乱視の矯正を行う。即ち、個人差に応じた精密設定を行う。
工程３では、遮蔽部８１の開閉を行い、可視光の遮蔽／透過を行う。
工程４では、被検者の眼１４の調節の精密測定（精密測定モード）を行う。行程３、行程４は適宜繰り返して行う。
行程５では、得られた調節データに基づいて評価を行う。
【００３９】
本測定装置の対象とする眼の調節の変動は一般に小さく、また、速い変化を有する。そこで、その変化を精密に、しかも高速に検出するのに、本発明では波面収差測定（工程４）を用いる。波面収差測定は、周知のとおり平面波からのずれをハルトマンプレートで生成される点像の位置ずれから検出し、これにより被検者の眼１４の波面収差を測定するもので、その前提として基準となる入射光線が正しく平行光線になっていることが必要である。この精密な設定を行うのが工程２である。本発明は、上記工程２及び４が同一のハードウェアで実現できる点に特徴を有する。
【００４０】
図７を参照して工程１及び工程２の内容を説明する。尚、フロー図のうちのステップを、更に別のフロー図に細分して説明することがある。この場合にはステップを示す枠を二重線にし、参照されるステップ番号を＜＞で囲んで示した。
【００４１】
先ず、注視対象物１２を被検者５０の前に提示し、遮蔽したい被検者の眼１４Ｒまたは１４Ｌの前に遮蔽部８１を装着しておく。遮蔽部８１の装着位置は視界を遮る場所ならどこでもよいが、角膜から１０ｍｍ〜１５ｍｍの位置に装着すると視界の遮蔽される割合が増し有効である。遮蔽部８１を制御し、注視対象物１２が被検者から見えるように設定する。
【００４２】
次に、被検者の眼１４のアライメント調整を行う（Ｓ１１）。具体的には、被検者の眼１４と調節測定部３０の位置、角度、及び、ダイクロイックミラー１９０の位置と角度を調節し、測定光投影光源の光線が被検者の眼１４に正しく入射されると共に、受光素子１３１にその反射光が十分受光できるように設定する。次に、第２駆動ユニット１３７により波面測定ユニット１２５の位置を基準位置にセットする（Ｓ１２）。ここで、基準位置とは、被検者の眼１４が平均的な正常眼である時にハルトマンプレート１３０への入射光線が平行光線になるような位置である。尚、この距離は個人差があるので後に述べるように、工程２において、最適になるように精密に制御される（Ｓ１３〜Ｓ１７参照）。
【００４３】
次に、被検眼網膜Ｆで反射された測定光が受光素子１３１に入射し、受光素子１３１の出力である映像信号が演算部１３２に入力される。受光素子１３１のピクセル数は、ここでは、横方向（ｘ方向）Ｎ個、縦方向（ｙ方向）Ｍ個とする。その受光素子１３１のピクセル（ｘｉ：１〜Ｎ、ｙｊ：１〜Ｍ）の受光強度値Ｉ（ｘｉ，ｙｊ）がメモリユニット１３４に保存される（Ｓ１３）。
【００４４】
ついで、演算部１３２は、レンズアレイ像１３１’のスポット点像（以下、単に「点像」ということがある）の数が波面収差測定が十分精度良く可能であるかを判断する位置検出判定フロー（Ｓ２１〜Ｓ３０：図８参照）に移行する（Ｓ１４）。測定開始当初では設定調整が十分でないので、通常の場合、Ｓ１５〜Ｓ１７が実行され、設定調整が繰り返される。設定が終了し、スポット点像の数が所定数値以上得られるようになると、Ｓ１８〜Ｓ２０が実行され、最終的な精密測定である波面収差測定が実施される。
【００４５】
図８を参照して上記位置検出判定フローの内容を説明する。ハルトマンプレート１３０上のｋ番目の微小レンズ（微小レンズ全てに一連の番号を与え、ｋ番目のもの。ここで、微小レンズの総数をＬとする）の理想点像位置（被検者の眼１４が正常な場合に受光素子１３１上に形成される各点像の位置）をピクセルの配置順番を基準として、（Ｈｘｋ，Ｈｙｋ）として表現する。
【００４６】
先ず、点像の受光強度Ｉの閾値Ｉｔｈを設定する。Ｉｔｈを設定するのは強度の低いものと高いものを区別して被検者の眼１４に十分光が入射されている状態かを評価するためのものである。このような状態であるか否かは閾値Ｉｔｈ以上の点像が所定の数以上存在するか否かで判断する。後述する波面収差測定では、ある程度の点像の数を確保する必要があるからであり、そのため検出可能である点像の数ｇｔｈを設定する（Ｓ２１）。ｇｔｈは、５程度を設定する。次に、微小レンズ番号の初期値として、微小レンズの番号ｋと点像の数ｇを、各々、１，０に設定する（Ｓ２２）。ついで、演算ユニット１３３は、全ての微小レンズについて（ｋ：１〜Ｌ）、閾値以上の受光強度が得られる点像がいくつ得られるかを式１を使用して求める（Ｓ２３〜Ｓ２７）。
【数１】
0005011144.tif 000002
ここで、αは被検者の眼１４の瞳に対するレンズアレイ像１３１’の倍率、ｄｘ、ｄｙは、それぞれｘ方向、ｙ方向の微小レンズアレイのレンズ間距離、ｐはレンズアレイ像１３１’を取得するピクセルのサイズ（ピクセル形状を正方形とした場合の一辺の長さ）である。即ち、式１は、各点像の理想位置（完全な平行光線が入射した時のスポット位置）の周りで実際に受光される点像をサーチし、その強度の総和をｃｄとして算出するものである。ｃｄの値が閾値より大きいか否かを判断し（Ｓ２４）、大きい場合は、ｇの値を１つインクリメントする（Ｓ２５）。この処理を全ての微小レンズについて繰り返す（Ｓ２６→Ｓ２７→Ｓ２３→Ｓ２６）。この結果、ｇの値は、閾値以上の受光強度の点像の総数となっている。ここで得られたｇの値を設定値ｇｔｈと比較し（Ｓ２８）、設定値ｇｔｈ以下の場合は所定の数の点像が検出不可能と判断してフーリエ変換利用の球面度数測定（Ｓ３２〜Ｓ３６）（図９参照）に移行し（Ｓ２９）、波面測定ユニット１２５の再設定のための工程２を繰り返す。設定値ｇｔｈより大きい場合は所定の数より多い数の点像が検出可能（即ち、波面収差測定可能）として、遮蔽部の制御工程（工程３、Ｓ１８）及び、眼球の波面収差測定（工程４、Ｓ１９）（図７参照）に移行する（Ｓ３０）。
【００４７】
以下、図９を参照して、工程２のフーリエ変換利用の球面度数測定について説明する。演算部１３２で、図４に示した瞳解析範囲ＰＥを設定する（Ｓ３２）。この瞳解析範囲ＰＥは被検者の眼１４の瞳範囲に対応するレンズアレイ像１３１’における範囲である。次に、点像の位置（ｘｉ，ｙｊ）が解析範囲ＰＥ以外であればＩ（ｘｉ，ｙｊ）＝０とする（Ｓ３３）。このようにするのは、瞳範囲以外の測定データで精度が低下することを防止するためである。ここで、添え字ｉは１からＮまでの自然数、添え字ｊは１からＭまでの自然数である。瞳解析範囲ＰＥは、レンズアレイ像１３１’の広がりから求めることができるが、明視で２ｍｍ、暗視で６ｍｍの直径に設定すれば大部分の被検者に適した値となる。
【００４８】
ついで、演算ユニットで、式２に基づいて、Ｉ（ｘｉ，ｙｊ）を離散フーリエ変換し、空間周波数像Ｒ（ｕｉ，ｕｊ）を求める（Ｓ３４）。
【数２】
0005011144.tif 000003
ここで、ｍ：０〜Ｍ−１，ｎ：０〜Ｎ−１、である。
図１０にフーリエ変換された空間周波数像１３１’’の例を示す。
【００４９】
次に、演算ユニット１３３は、空間周波数軸ｕ，ｖ方向に存在する点像のうち、それぞれの最も近い重心点演算処理を実行する（図９のフロー図ではＳ３５）。
図１１は、重心点算出処理の一例を示す説明図であって、図１０に示すＵＶ空間の中心点近傍部分の拡大図である。図のように、Ｒ（ｕｉ，ｕｊ）の中心Ｏを（ｕ，ｖ）座標の原点とする（図１３のＳ４１）。原点から最も近い点像をＰｖ、Ｐｕとすると、その点における最大輝度値の座標最大値の位置Ｍｖを算出し（Ｓ４５）、Ｍｖ付近のピクセルから重心点Ｇｖを算出し（Ｓ４６）、重心点Ｇｖと中心点Ｏとの距離Δｖを算出する（Ｓ４７）。
【００５０】
以上より、Δｕ，Δｖが求まったので球面度数ＤＩＯＰを算出する。
図９に球面度数測定のフロー図を示した。演算ユニット１３３は、式３、式４により、横方向球面度数ＤＩＯＰｘ，縦方向球面度数ＤＩＯＰｙを算出する（Ｓ５１，Ｓ５２）。
【数３】
0005011144.tif 000004
【数４】
0005011144.tif 000005
ここで、ＦＴｘ，ＦＴｙは、各々ｘ，ｙ方向の離散フーリエ変換時の格子数、ｆはハルトマンプレート１３０の焦点距離、αは被検者の眼１４の瞳に対するレンズアレイ像１３１’の倍率である。
次に、演算ユニット１３３は、球面度数Ｓｆを下記の式５に基づき算出し、メモリユニット１３４に保存する（Ｓ５３）。
【数５】
0005011144.tif 000006
次に、演算ユニット１３３は、バリアブルクロスシリンダ１２８を適宜駆動して乱視度数Ｃを式６に基づき算出してメモリユニット１３４に保存する（Ｓ５４）。
【数６】
0005011144.tif 000007
更に、演算ユニット１３３は、乱視軸Ａを式７に基づき算出してメモリユニット１３４に保存する（Ｓ５５）。
【数７】
0005011144.tif 000008
そして、演算ユニット１３３は、球面度数Ｓｆ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａの測定結果（粗測定結果）を出力する（Ｓ１６）（図７参照）。
【００５１】
図１５、図１６はこのようにして得られた球面度数Ｓｆ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａの測定結果とパワーマップを示す図である。近視眼、つまり球面度数Ｓｆの符号が負の場合、点像の間隔はハルトマンプレート１３０の微小レンズの間隔よりも狭まり、一方、遠視眼、つまり球面度数Ｓｆの符号が正の場合、点像の間隔は微小レンズの間隔よりも広くなる。また、ｕ方向とｖ方向の間隔が差が大きいほど、乱視度数Ｃの絶対値は大きくなる。
【００５２】
次に、図７に戻り動作の説明を続ける。演算ユニット１３３は、制御部１３５に測定ユニット１２５により得られる球面度数Ｓｆが０になるように、測定ユニット１２５を基準位置から光軸Ｚ方向（図３参照）に移動して設定し、又、乱視度数Ｃが０になるように、バリアブルクロスシリンダ１２８の位置を設定する（Ｓ１７）。
【００５３】
演算ユニット１３３は、点像の数が所定数ｇｔｈより多く検出されるまで、Ｓ１３〜Ｓ１７の処理を繰り返す。Ｓ１４において、点像の位置検出が可能であるか否かを判定する。ここで、点像の位置検出が可能であると判定すると、遮蔽部制御（工程３、Ｓ１８）と、眼球の波面収差測定処理（工程４、Ｓ１９）に移行する。
【００５４】
波面収差測定は、ハルトマンプレート１３０により生成される点像を撮影し、その位置を検出することで行う。即ち、被検者の眼１４の調節が変動すると点像の位置が変化するのでその位置の変化から波面収差を求めることができる。なお、波面収差測定処理による演算は公知であるので（例えば、特開２００４−７３３９５）、これについてはその説明を割愛する。
【００５５】
先ず、遮蔽部８１を被検者の眼１４から装着しない状態にし（Ｓ１８）、次にこの状態で眼球の球面収差を測定する（Ｓ１９）。次に、光束制御部８２からの信号により遮蔽部を装着した状態として可視光を遮蔽する（Ｓ１８）。この遮蔽直後から遮蔽された方の眼球の波面収差を測定すると共に、その時間的推移を記憶する。遮蔽部８１を被検者の眼１４から装着しない状態から、波面収差の時間的推移の測定を開始し、遮蔽部８１を装着する間も引き続き測定を継続し、記憶してもよい。
【００５６】
そして、調節算出部１８０により、被検者の眼１４の波面収差の測定値から視軸上のピント位置である被検者の眼１４の真の調節位置（調節）を算出する。
【００５７】
次に、可視光が遮蔽された眼と遮蔽されない眼の調節の値を比較判断部４０で比較し、表示部４１で表示する。又は、遮蔽眼の遮蔽前後の調節の値を比較判断部４０から外部機器に出力する（Ｓ２０）。以上で測定が終了する。
【００５８】
以上説明したのは、両眼視から片眼視に移行した場合の当該遮蔽された眼について測定するモードＡの場合であったが、これとは逆に片眼視から両眼視に移行するモードＢの場合も遮蔽部の遮蔽手順が逆である場合を除き、同様に測定することができる。また、遮蔽されない方の片眼についても測定することができる。これにより、遮蔽による調節の影響や、片眼視している非遮蔽眼と遮蔽眼の調節の相関の大きさを知ることができる。また、片眼視している非遮蔽眼の、その眼の本来の特性を知ることができる。
【００５９】
更に、遮蔽部による遮蔽を行わず常に両眼視をしている場合の片眼の調節も独立に測定することができるので、本発明の構成でこのような場合にも使用することができる。
【００６０】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態では、波面収差測定処理による精密測定ができないときには、波面測定ユニット１２５を光軸方向に移動させ、その後、波面収差による精密測定を行うものであるから、光学特性を精密に測定するための光学系と粗測定用の光学系を専用に追加する構造を採用することなく、広範囲の眼の光学特性を測定でき、装置全体の構造の簡単化、コストの低減を図ることができる。
【００６１】
[第２の実施の形態]  
図１７は、本発明の第２の実施の形態である眼科測定装置２の構成を示したものである。本眼科測定装置２は、第１の実施の形態である眼科測定装置１に視線方向測定部３３を付加したものである。視線方向測定部３３は、被検者の眼１４の視線方向を検出するもので視線方向が遮蔽によってどのように変化するかを検出する。視線方向の検出方式として、強膜反射方式と角膜検出方式等がある。
【００６２】
図１８は、強膜反射方式を適用した構成例を示したもので、角膜（黒目）と強膜（白目）の反射率の違いを利用するもので、図１８（ａ）に示すように、眼球に、近赤外線を照射し、２台の光検出器１５０ａと１５０ｂで眼からの反射光の強度を測定する。図１８（ｂ）では２台の光検出器の強度はほぼ同じであるが、図１８（ｃ）では、検出器１５０ａの出力が光検出器１５０ｂより大きくなる。そのレベル差を視線方向測定部３３で処理し、比較判断部４０で、波面収差測定による場合と同様に比較するものである。
【００６３】
図１９（ａ）は、角膜反射方式の原理を示したものである。角膜反射方式は、角膜の曲率中心と眼球の回転中心が異なることを利用して、眼球に入射したスポットライトの角膜内部の虚像が、眼球の動きとともに相対的に移動するのを測定するものである。図のように実線で示した眼球に対してスポットライトの虚像が位置Ｑ１に観察される。ここで、眼球がθだけ回転（点線参照）した時角膜内部のスポットライトの虚像が位置Ｑ２に観測される。この虚像に図１９（ｂ）のような撮像素子１５１で観測し、その変化を視線方向測定部３３で処理し、比較判断部４０で、波面収差測定による場合と同様に比較するものである。
【００６４】
上記視線方向測定部３３による視線方向の測定データは、前述の波面測定ユニットによる調節と別に評価項目としてもよいし、双方を使用して評価してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の測定装置の全体構成図。
【図２】本発明による測定の様子を示す図。
【図３】調節測定部の構成を示す図。
【図４】受光素子における受光画像の例。
【図５】演算部及び制御部の構成を示す図。
【図６】本測定装置の動作を簡略に示す図。
【図７】本測定装置の動作の詳細を示す図。
【図８】点像の位置検出判定フロー図。
【図９】球面度数測定フロー図。
【図１０】フーリエ変換された空間周波数像の例
【図１１】重心点算出処理の一例を示す説明図であって、図１０に示すＵＶ空間の中心点近傍部分の拡大図。
【図１２】重心点算出処理の一例を示す説明図であって、図１１に示すＵＶ空間の最大点近傍部分の拡大図。
【図１３】重心点演算処理のフロー図。
【図１４】球面度数算出処理のフロー図。
【図１５】粗測定モードで得られた眼屈折力値とそのパワーマップとの一例を画面に表示した図である。
【図１６】粗測定モードで得られた眼屈折力値とそのパワーマップとの他例を画面に表示した図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の測定装置の全体構成図。
【図１８】強膜反射方式の原理図。
【図１９】角膜反射方式の原理図。
【符号の説明】
【００６６】
１ 眼科測定装置
１０ 架台
１２ 注視対象物
１４ 被検者の眼
１５ 視線
２０ 支持部
３０ 調節測定部
３３ 視線方向検出部
４０ 比較判断部
４１ 表示部
５０ 被検者
８１ 遮蔽部
８２ 光束制御部
１０３ 測定光学系
１１７ 回転プリズム
１１８ 偏光ビームスプリッター
１１９ リレーレンズ
１２０ 虹彩絞り
１２１ リレーレンズ
１２２ リレーレンズ
１２３ ハーフミラー
１２４ リレーレンズ
１２５ 波面測定ユニット
１２６ 測定光投影光源
１２７ 測定光受光光学系
１２８ バリアブルクロスシリンダ
１２９ 結像レンズ
１３０ ハルトマンプレート
１３１ 受光素子
１３１’レンズアレイ像
１３１’’フーリエ変換された空間周波数像
１３２ 演算部
１３３ 演算ユニット
１３４ メモリユニット
１３５ 制御部
１３６ 第１駆動ユニット
１３７ 第２駆動ユニット
１３８ 第３駆動ユニット
１４０ 制御ユニット
１５０ 光検出器
１７０ 対物レンズ
１８０ 調節算出部
１９０ ダイクロイックミラー
【図１】
0005011144.tif 000009
【図２】
0005011144.tif 000010
【図３】
0005011144.tif 000011
【図４】
0005011144.tif 000012
【図５】
0005011144.tif 000013
【図６】
0005011144.tif 000014
【図７】
0005011144.tif 000015
【図８】
0005011144.tif 000016
【図９】
0005011144.tif 000017
【図１０】
0005011144.tif 000018
【図１１】
0005011144.tif 000019
【図１２】
0005011144.tif 000020
【図１３】
0005011144.tif 000021
【図１４】
0005011144.tif 000022
【図１５】
0005011144.tif 000023
【図１６】
0005011144.tif 000024
【図１７】
0005011144.tif 000025
【図１８】
0005011144.tif 000026
【図１９】
0005011144.tif 000027