眼屈折力測定装置
【課題】 小型で故障や騒音の少ない光束偏向部材の回転駆動機構となる。
【解決手段】 被検眼眼底に測定指標を投光する投光光学系と、測定指標の眼底での反射により形成される指標像を受光する受光光学系と、その指標像を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定装置において、眼屈折力測定光学系の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置された光束偏向部材と、光束偏向部材が内周面に設けられた回転子と、回転子の外周面にベアリングを介して設けられ測定光学系の光軸を中心に回転子を回転させる固定子と、回転子を固定子に対して一定方向に連続的に回転させる駆動制御手段と、回転子の回転時において光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させるための第２の磁石と、を備える回転駆動ユニットを備える。
【解決手段】 被検眼眼底に測定指標を投光する投光光学系と、測定指標の眼底での反射により形成される指標像を受光する受光光学系と、その指標像を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定装置において、眼屈折力測定光学系の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置された光束偏向部材と、光束偏向部材が内周面に設けられた回転子と、回転子の外周面にベアリングを介して設けられ測定光学系の光軸を中心に回転子を回転させる固定子と、回転子を固定子に対して一定方向に連続的に回転させる駆動制御手段と、回転子の回転時において光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させるための第２の磁石と、を備える回転駆動ユニットを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼を測定・検査する眼科装置として、例えば、オートレフラクトメータが知られている。このような装置には、検査室に置かれる据え置き型の装置と、持ち運びが可能なハンディタイプの装置がある。
【０００３】
例えば、検査室に置かれる据え置き型のオートレフラクトメータにおいて、その投影光学系と受光光学系の共通光路に光束偏向部材（例えば、プリズム）を回転駆動可能に設けることにより、被検眼の瞳孔内の眼屈折力を平均的に測定する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
プリズムを回転させる構成について、従来は、プリズムの回転軸とは別の回転軸として配置されるモータと、プリズムを回転可能に保持する回転フォルダとが設けられ、モータの回転力をプーリを介して回転フォルダに伝達することにより、プリズムを回転させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
従来の構成の場合、そのモータの回転振動がプリズムに伝わってしまい、意図しない光軸ずれや故障の原因となっていた。意図しない光軸ずれは、瞳孔内での測定位置に影響を与えるため、測定精度の低下の原因になり得る。また、この回転振動が原因となる音が検者や被検者に不快感を与えている。
【０００７】
本発明は、上記問題点を鑑み、小型で故障や騒音の少ない光束偏向部材の回転駆動機構を持つ眼科装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００９】
（１） 被検眼眼底に測定指標を投光する投光光学系と、前記測定指標の眼底での反射により形成される指標像を受光する受光光学系と、その指標像を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定装置において、前記眼屈折力測定光学系の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置された光束偏向部材と、前記光束偏向部材が内周面に設けられた回転子と、前記回転子の外周面にベアリングを介して設けられ前記測定光学系の光軸を中心に前記回転子を回転させる固定子と、前記回転子を前記固定子に対して一定方向に連続的に回転させる駆動制御手段と、前記回転子の回転時において前記光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させるための第２の磁石と、を備える回転駆動ユニットを備えることを特徴とする。
（２） 前記磁石の近傍に配置され、前記磁石の吸着力を増強させるためのヨークを備える（１）の眼屈折力測定装置。
（３） 前記回転子は、該光束偏向部材を保持するフォルダと，前記フォルダに連結され固定子を外側から覆うカバーと，カバーの内側に設けられた駆動磁石と，を有し，前記固定子は、コイルが巻かれたコアが外側に配置され、前記磁石及びヨークが内側に配置されたハウジングを有し、前記駆動制御手段は、前記コイルに駆動電流を通電させることによって、前記駆動磁石を回転駆動させ、前記測定光軸を中心として前記光束偏向部材を連続的に回転させる（２）のいずれかの眼屈折力測定装置。
（４） 手持型の眼屈折力測定装置である（１）〜（３）のいずれかの眼屈折力測定装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型で故障や騒音の少ない光束偏向部材の回転駆動機構となる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態においては、眼科装置の一例として手持型の眼屈折力測定装置を例に説明をする。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る手持型眼屈折力測定装置の一例を示す外観側方図である。なお、以下の説明では、被検眼と装置との位置関係について、前後方向をＺ方向、左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向として説明する。
【００１２】
装置本体１００には、被検眼Ｅに指標光束を投光しその反射光を受光する検眼光学系１０を含む光学ユニット１が設けられている。また、検査窓１０２は、本体１００の眼Ｅ側に配置される。操作部８４及びモニタ８５は、本体１００の検者側に配置される。さらに、装置本体１００には、制御や演算処理のための電気系が収納される。検者は、被検者に対向し、本体１００を把持する。そして、モニタ８５を見ながら、眼Ｅに対し本体１００をアライメントする。
【００１３】
図１において、反射ミラー７２は、眼Ｅと対向する位置に配置され、検眼光学系（測定光学系）１０は、反射ミラー７２の下方に配置されている。なお、検眼光学系１０の光軸Ｌ１は、反射ミラー７２によって眼Ｅ方向に折り曲げられる。反射ミラー７２は、検眼光学系１０からの出射光を反射して眼Ｅに導き、また、眼Ｅからの反射光を反射して検眼光学系１０に導く。
【００１４】
図２は本体１００に収納された光学系を正面から見た光学配置図である。光学ユニット１は、検眼光学系１０、眼Ｅに固視標を投影するための投影光学系３０、眼Ｅを観察するための観察光学系５０、を備える。
【００１５】
図２において、検眼光学系１０は、他覚的に眼屈折力を測定するための光学系である。検眼光学系１０は、眼底Ｅｆに測定指標を投影し、その眼底反射光束を受光する。そして、その受光信号に基づいて眼Ｅの屈折力が測定される。
【００１６】
概して、検眼光学系１０の光路中には、回転駆動ユニット（図５参照）が設けられている。回転駆動ユニットにおいて、光束偏向部材と、回転子と、固定子と、駆動制御部と、吸着用磁石と、を備える。光束偏向部材は、検眼光学系１０の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置される。光束偏向部材は、検眼光束を偏向させる。光束偏向部材は、回転子の内周面に設けられている。
【００１７】
固定子は、装置内部に固定される。固定子は、回転子の外周面にベアリングを介して設けられ、検眼光学系１０の光軸を中心に回転子を回転させるために用いられる。駆動制御部は、固定子に配置されたコイルと回転子に配置された駆動磁石との間に作用する反発吸引力により回転子（光束偏向部材）を固定子に対して一定方向に連続的に回転させる。吸着用磁石は、固定子又は回転子に設けられ、回転子の回転時において前記光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させる（本構成の具体例については後述する）。
【００１８】
より具体的には、検眼光学系１０は、瞳孔中心Ｐｃを介して被検眼Ｅの眼底Ｅｆに測定指標光束（スポット指標）を投光する投光光学系１０と、指標光束の眼底での反射光を瞳孔周辺からリング状に取り出し、受光素子（撮像素子）２６上に形成される指標像（リング状の反射像）を受光する受光光学系２０と、から構成される。
【００１９】
投光光学系１０ａは、光軸Ｌ１上に配置された光源１１、リレーレンズ１２、プリズム回転ユニット６０、ホールミラー１３、対物レンズ１４、及び反射ミラー７２を備える。光源１１は、眼底Ｅｆと略共役位置に配置され、ホールミラー１３の開口は、眼Ｅの瞳孔と略共役位置に配置される。プリズム回転ユニット（回転駆動ユニット）６０は、プリズム（光路偏向部材）６１を備え、光軸Ｌ１を中心にプリズム６１を回転駆動させる。プリズム６１は眼Ｅの瞳孔と共役な位置から外れた位置に配置されており、通過する光束を光軸Ｌ１に対して偏心させる。なお、プリズム６１に代えて平行平面板を光軸Ｌ１上に斜めに配置する構成でも良い。
【００２０】
光源１１から出射された測定光は、光源１１、リレーレンズ１２、プリズム６１、ホールミラー１３、ダイクロイックミラー３５、ダイクロイックミラー５３、対物レンズ１４を介して反射ミラー７２により反射される。そして、反射ミラー７２によって反射された測定光は瞳孔中心Ｐｃを通過し、そして、スポット状の光束が眼底Ｅｆ上に投影される。このとき、光軸Ｌ１を中心とするプリズム６１の回転によって、ホールミラー１３のホール部の瞳投影像（瞳上での投影光束）は、高速に偏心回転される。
【００２１】
プリズム６１は、投光光学系１０ａと受光光学系１０ｂと共通光路に配置されている。このため、眼底からの反射光束は、投光光学系１０ａと同じプリズム６１を通過するため、それ以降の光学系ではあたかも瞳孔上における投影光束・反射光束（受光光束）の偏心が無かったかのように逆走査される。
【００２２】
受光光学系１０ｂは、反射ミラー７２、対物レンズ１４、プリズム回転ユニット６０、ホールミラー１３、コリメータレンズ２２、リングレンズ２４、及び撮像素子（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の二次元撮像素子）２６、を備える。撮像素子２６は、レンズ１４、レンズ２２、リングレンズ２４を介して眼底Ｅｆと略共役位置に配置される。リングレンズ２０は、円筒レンズがリング状に形成されたレンズ部と、レンズ部と同じ大きさのリング開口を持つ遮光部と、から構成され、眼Ｅの瞳孔と略共役位置に配置されている。撮像素子２６からの出力信号は、制御部８０に接続される（図３参照）。
【００２３】
そして、投光光学系１０ａによる眼底反射光束は、再び反射ミラー７２により反射され、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー５３、ダイクロイックミラー３５、プリズム６１を介して、ホールミラー１３の反射面により反射され、コリメータレンズ２２にて略平行光束（正視眼の場合）とされ、リングレンズ２４によってリング状光束として取り出され、リング像として撮像素子２６に受光される。
【００２４】
なお、上記構成の他、瞳孔周辺部から眼底Ｅｆにリング指標を投影し、瞳孔中心から反射光を取り出して、撮像素子上にリング像を受光させる方式、など種々の方式が採用可能である。
【００２５】
対物レンズ１４とホールミラー１３との間には、ビームスプリッタとして可視反射・赤外透過のダイクロイックミラー３５が配置され、光源３１からの光が眼Ｅに向けて導光される。また、ダイクロイックミラー３５と対物レンズ１４との間には、ビームスプリッタとしてダイクロイックミラー５３が配置され、前眼部からの光が観察光学系５０に導光される。そのミラー５３は、測定光束を透過し、観察光束を反射する波長特性を有する。これらのビームスプリッタによって、測定光軸、固視光軸、観察光軸は、同じ光軸（Ｌ１）上に配置される。
【００２６】
投影光学系３０は、可視光を発する光源３１、風景／動物などが描かれた固視標３２、投光レンズ３３、全反射ミラー３４、ダイクロイックミラー３５、対物レンズ１４、反射ミラー７２を備える。なお、上記構成の他、固視標として、ＬＥＤなどの点光源、液晶パネルなどのディスプレイなどが用いられる。また、複数の固視標が二次元的に配置されてもよい。
【００２７】
光源３１に照明された固視標３２は、投光レンズ３３、全反射ミラー３４、ダイクロイックミラー３５、ダイクロイックミラー５３、対物レンズ１４、反射ミラー７２を介して眼底Ｅｆに投影される。これにより、眼Ｅは固視される。また、光源３１及び固視標３２が光軸方向に移動され、眼Ｅに雲霧がかけられる。
【００２８】
また、検査窓１０２の外側には、被検眼の角膜Ｅｃにリング状の有限遠指標を投光（投影）する第１投光光学系（第１投影光学系）４５が光軸Ｌ１と同心円状に配置されている。また、角膜Ｅｃに無限遠指標を投影する第２投光光学系（第２投影光学系）４６が光軸Ｌ１に対し左右対称（図の便宜上上下）に配置されている。なお、第１投影光学系４５は、赤外光にて前眼部を照明する。また、角膜形状測定指標（ケラト指標）としても利用されうる。
【００２９】
観察光学系５０は、反射ミラー７２、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー５３、撮像レンズ５１、二次元撮像素子５２を備える。撮像素子５２からの出力信号は、制御部８０に接続され、モニタ８５に出力される（図３参照）。なお、観察光学系５０は、眼Ｅの正面像を観察する他、眼Ｅに対する装置本体１００のアライメント状態を検出する検出光学系として用いられる。
【００３０】
第１投影光学系４５により照明された眼Ｅの前眼部像は、反射ミラー７２、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー５３、撮像レンズ５１を介して、撮像素子５２の撮像面に受光される。また、同様に、第１投影光学系４５、第２投影光学系４６によるアライメント指標像が、撮像素子５２に検出される。
【００３１】
図３は本体１００に収納された電気・制御系を示すブロック図である。制御部８０は、装置全体の制御、眼屈折値の算出などの演算処理を行う。制御部８０には、光源１１、撮像素子２６、光源３１、撮像素子５２、プリズム回転ユニット６０、各種設定に用いられる操作部８４、モニタ８５、メモリ８１、等が接続されている。
【００３２】
なお、制御部８０は、モニタ８５の表示を制御し、前眼部像、測定結果、などを画面上に重畳表示する。また、制御部８０は、撮像素子５２からの撮像信号に基づいてアライメントずれを検出する。
【００３３】
＜プリズム回転ユニット＞
図４は、プリズム回転ユニットの構成について説明するための正面図である。図５は、図４に示したプリズム回転ユニット６０をＡからＡ‘方向に切断して、横方向から見た断面図である。図６は、プリズム回転ユニット６０を可動部（回転子）６０ａと固定部（固定子）６０ｂに分けた図である。なお、図４の正面図では、レンズフォルダ６２とカバー６３を除いたプリズム回転ユニット６０の正面図を示している。
【００３４】
プリズム回転ユニット６０は、可動部６０ａと、固定部６０ｂと、ベアリング７１で構成される。プリズム回転ユニット６０に駆動信号が付与されると、可動部６０ａは、光軸Ｌ１を中心に回転する。固定部６０ｂは、検眼光学系１０に配置された光学部材を固定する台に対し、取り付け板７６を介して固定されている。固定部６０ｂは、可動部６０ａの回転時においても、回転しない。ベアリング７１は、可動部６０ａの回転軸受として用いられる。すなわち、可動部６０ａは、ベアリング７１を介して固定部６０ｂに対して相対的に回転可能に配置されている。
【００３５】
可動部６０ａは、プリズム６１、レンズフォルダ６２、カバー６３、駆動磁石（永久磁石）６４で構成され、これらの部材は連結されている。
【００３６】
レンズフォルダ６２は、プリズム６１を保持するためのものであり、レンズフォルダ６２の内側にプリズム６１が保持される。カバー６３は、固定部６０ｂを外側から覆うための鉄製の部材であり、レンズフォルダ６２の外側に連結されている。カバー６３の円筒部の内側には、リング形状の駆動磁石６４が設けられている。
【００３７】
駆動磁石６４は、円周方向に関して極性が交互にＮ極とＳ極とを繰り返すように、６極並ぶように配列されている。なお、本実施形態においては、６極並ぶように配列されている構成としたがこれに限定されない。例えば、これより多い１２極、これより少ない２極等で構成されていてもよい。
【００３８】
固定部６０ｂは、磁石（吸着用磁石）７３、ヨーク７４、ハウジング７５、取り付け板７６、コイル７７、コア７９、で構成され、これらの部材は連結されている。
【００３９】
ハウジング７５は、円筒状の部材であり、円筒面の外側に、コア７９、取り付け板７６が設けられ、円筒面の内側に、磁石７３、ヨーク７４が設けられている。
【００４０】
コア７９は、ハウジング７５の外側に配置され、円周方向に所定間隔毎に配置された複数の鉄製の柱によって形成されている。コア７９に関して、各柱に導線がそれぞれ巻かれており、これらは、それぞれコイル７７として用いられる。各コイル７７には、図無き回路基板に接続されている。回路基板は、制御部８０に接続され、回路基板を介して、各コイル７７へ駆動電流が通電される。すなわち、制御部８０は、各コイル７７に対して駆動電流を切り換え通電する（詳しくは後述する）。
【００４１】
磁石７３及びヨーク７４は、ハウジング７５の内側に配置され、それぞれリング形状で形成されている。磁石７３とヨーク７４は、後述するベアリング７１に与圧をかけて、安定して回転させるための構成である。
【００４２】
ベアリング７１は、可動部６０ａと固定部６０ｂとの間に配置される。ベアリング７１の内輪７１ａには、レンズフォルダ６１が嵌められ、これにより、ベアリング７１と可動部６０ａが連結される。一方、ベアリング７１の外輪７１ｂは、ハウジング７５の円筒部に嵌められ、これにより、ベアリング７１と固定部６０ａが連結される。これにより、可動部６０は、固定部６０ａに対して摩擦抵抗なく回転されると共に、その回転軸の位置が安定する。
【００４３】
以下、図７に示した回転駆動の模式図を用いて、プリズム回転ユニット６０の回転駆動について説明する。本実施形態において、図７に示すＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ'、Ｖ'、Ｗ'は、コア７９とコイル７７によって形成される。ＵとＵ'によってＵ相、ＶとＶ'によってＶ相、ＷとＷ'によってＷ相がそれぞれ形成されている。ＵとＵ'、ＶとＶ'、ＷとＷ'は、それぞれ、対角に向かい合わせに配置されており、電流の向きが逆となる。そして、回路基板によって三相交流電流（駆動電流）を各相に順に通電することにより各相に順に磁界を発生させ、磁界に基づく磁束が駆動磁石６４に作用することによって、駆動磁石６４が回転をする。
【００４４】
具体的には、各相（各コイル７７）に駆動電流を通電することによって、各相ごとに磁界が発生する。例えば、Ｕ相に対応するコイル７７に駆動電流を通電した場合、ＵとＵ'に磁界が発生する。このため、例えば、駆動磁石６４のＮ極６４ａがＵに引きつけられる。また、Ｕと電流の向きが逆であるＵ'に駆動磁石６４のＳ極６４ｂが引きつけられる。次いで、Ｕ相への通電をＶ相へ切り換えていく場合、ＵとＵ'に発生していた磁界が無くなっていき、ＶとＶ'に磁界が発生していく。このため、駆動磁石６４のＮ極６４ａが徐々にＶに引きつけられる。また、Ｖと電流の向きが逆であるＶ'に駆動磁石６４のＳ極６４ｂが徐々に引きつけられる。すなわち、Ｕ層に位置していたＮ極６４ａ及びＳ極６４ｂが徐々にＶ相に移動する。これによって、駆動磁石６４がＢ方向に移動する。次いで、Ｖ相からＷ相への駆動電流の切り換えが行われると、駆動磁石６４がＢ方向にさらに移動する。これらの駆動電流を通電させる相を切り換えていくことによって、駆動磁石６４が回転駆動する。
【００４５】
なお、Ｗ相まで通電を行った後、Ｕ相に通電を開始するが、このとき、電流の向きをＵとＵ'で変更して通電することによって、駆動磁石６４のＮ極６４ａがＵ'に引きつけられる。また、Ｕ'と電流の向きが逆であるＵに駆動磁石６４のＳ極６４ｂが引きつけられる。すなわち、駆動電流を通電させる相の切り換えと通電させる駆動電流の向きを変更することによって、駆動磁石６４が一定の方向に回転駆動をする。
【００４６】
以上のようにして、駆動磁石６４が回転駆動をするため、可動部６０ａは、固定部６０ｂに対して回転駆動をする。これによって、プリズム６１が回転駆動する。
【００４７】
以下、磁石７３とヨーク７４の作用について説明する。磁石７３とヨーク７４は、ベアリング７１の内輪７１ａの回転時に生じるベアリング７１のぐらつきを抑制するために、用いられる。磁石７３は、鉄製のカバー６３を磁石７３が持つ吸着力（磁力）によって、カバー６３を磁石７３側に引きつける。
【００４８】
ヨーク７４は、鉄製のリング形状の板であり、磁石７１の近傍に配置され、磁石７１が持つ吸着力を増幅（増強）する。ヨーク７４は、吸着対象（鉄製のカバー６３）を吸着するための磁力が磁石７１の後方（ベアリング７１側）から漏れるのを遮断し、その磁力を、吸着対象物（鉄製のカバー６３）に向ける役目をする。すなわち、ヨーク７４は、磁石７３が持つ吸着力を増強し、鉄製のカバー６３をより強く引きつけさせる。このため、ベアリング７１のぐらつきが抑制され、回転駆動以外の動きは抑制される。そして、レンズフォルダ６２を介してベアリング７１と固定されているプリズム６１は、回転駆動以外の動きが抑制され、安定して回転する。これにより、回転軸のぶれが抑制され、回転駆動以外の動きによる光軸ずれが抑制される。
【００４９】
以下、以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。検者は、装置本体１００を把持し、固視標３２を固視するよう指示した後、検査窓１０２を眼Ｅの正面に置く。これにより、前眼部が撮像素子５２によって撮像され、モニタ８５には、前眼部像Ｆ、第１投影光学系４５によるリング像（マイヤーリング像）Ｒ、第２投影光学系４６によって投影された無限遠指標像Ｍが表示される（図４参照）。
【００５０】
そして、制御部８０は、撮像素子５２からの撮像信号に基づいて被検眼に対するアライメント状態を検出する。この場合、制御部８０は、リング指標Ｒの中心位置（略角膜中心）を算出することによりＸＹ方向のアライメントずれを求める。また、制御部８０は、装置本体１００がＺ方向にずれた場合に、指標Ｍの間隔がほとんど変化しないのに対して、リング指標Ｒの像間隔が変化するという特性を利用して、Ｚ方向のアライメントずれを求める（詳しくは、特開平６−４６９９９号参照）。制御部８０は、Ｚ方向のアライメント検出結果に基づいてインジゲータＧの数を増減させる。
【００５１】
ここで、検者は、リング像ＲとレチクルマークＬＴが同心円になるように装置本体１００をＸＹ方向に移動させる。また、Ｚ方向のアライメント検出結果に基づいて変化するインジゲータＧを参考にしながら（もしくはリング像Ｒが最も細くなるように）、装置本体１００をＺ方向に移動させる。
【００５２】
その後、オートショットを作動させた場合、制御部８０は、ＸＹＺ方向のアライメント状態が許容範囲を満たしたら、測定開始のトリガ信号を発する。一方、オートショットがＯＦＦの場合には、操作部８４に設けられたトリガスイッチが押されると、測定が開始される。
【００５３】
トリガ信号が出力されると、制御部８０は、光源１１を点灯させ、眼底Ｅｆに測定指標を投光する。制御部８０は、コイル７７に流す駆動電流の方向や強さを可変させ、プリズム６１を回転駆動させる。制御部８０は、コイル７７に順に駆動電流を通電する。コイル７７に駆動電流が通電されると、そのコイル７７に磁界が発生し、駆動磁石６４が引きつけられる。そして、各コイル７７に駆動電流を切り換えて通電することによって、駆動磁石６４が回転駆動する。これによって、駆動磁石６４に設けられた可動部６０ａは、固定部６０ｂに対して回転駆動し、プリズム６１を測定光軸を中心として連続的に高速回転させる。そして、制御部８０は、眼底Ｅｆ上で回転するスポット状の点光源像を形成する。眼底Ｅｆ上に形成された点光源像の光は、反射・散乱されて眼Ｅを射出し、制御部８０は、その反射光を撮像素子２６により受光し、指標像を検出する。
【００５４】
なお、撮像素子２６の蓄積時間よりも短い周期でプリズム６１が高速回転されることにより、所定の測定領域内（例えば、φ＝４ｍｍ以下）を測定光束が通過することになる。そして、これらの測定光束は、眼底で反射され、最終的には、撮像素子２２からそれらを積分したリング状の像として検出される。そして、制御部７０は、撮像素子２２によって取得されたリング像に基づき眼屈折力を測定する。これにより、被検眼における瞳孔の所定領域内における眼屈折力の平均が得られる。
【００５５】
このとき、はじめに予備測定が行われ、その結果に基づいて光源３１及び固視標板３２が光軸方向に移動され、眼Ｅに対して雲霧がかけられる。その後、雲霧がかけられた被検眼Ｅに対して眼屈折力の本測定が行われる。
【００５６】
図８は測定の際に撮像素子２６に撮像されるリング像である。撮像素子２６からの出力信号は、メモリ８１に画像データ（測定画像）として記憶される。その後、制御部８０は、メモリ８１に記憶された画像に基づいて各経線方向に関し像位置を検出し、その後、最小二乗法等を用いて楕円近似を行う。そして、制御部８０は、近似した楕円の中心位置を検出し、中心位置を基準として楕円形状から各経線方向の屈折誤差が求める。そして、制御部８０は、各経線方向の測定結果に基づいて眼屈折値、Ｓ（球面度数）、Ｃ（柱面度数）、Ａ（乱視軸角度）を測定し、結果をモニタ８５に表示する。
【００５７】
上記のような実施形態によれば、従来のようなモータ機構やプーリが不要となり、光束偏向部材を回転駆動させる構成を小型化できる。これは、特に、手持型がん屈折力測定装置に有効となる。
【００５８】
さらに、上記ベアリング７１、磁石７３、及びヨーク７４によって、光束偏向部材を所定の回転軸（光軸ｌ１）を中心に安定して回転できるため、回転動作以外による意図しない光軸ずれを抑制できる。これによって、測定エラーや誤った測定結果が算出されることを防止できる。
【００５９】
これは、特に、手ぶれの振動によってプリズムが意図しない方向に動いてしまい、意図しない光軸ずれが頻繁に生じるような手持型眼科装置において有用である。すなわち、手ぶれの原因による光軸ずれと、プリズムが安定して回転しないことによる光軸ずれがともに生じるような眼科装置では、測定が特に困難となるため、上記のような構成が特に有用である。なお、追加的に、手ぶれによる光軸ずれを補正するための手ぶれ補正機構を設けることによって、手持型装置における意図しない光軸ずれをさらに軽減でき、測定精度を安定できる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、手持型眼科装置を例として説明をしたがこれに限定されない。手持型眼科装置でなく、据置型眼科装置であっても、装置が不安定な場所に置かれる場合に備えて、本発明の適用がありうる。
【００６１】
なお、本実施形態においては、固定部６０ｂにヨーク７４と磁石７３が設けられた構成としたがこれに限定されない。ヨーク７４と磁石７３によって、回転軸方向に関して可動部６０ａと固定部６０ｂが近づく方向に吸着させる構成であればよい。例えば、ヨーク７４と磁石７３が可動部６０ａに設けられた構成であってもよい。この場合、固定部６０ｂにヨーク７４と磁石７３によって吸着される構成（例えば、固定部６０ｂの一部を鉄製とする）が必要となる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、駆動磁石６４をコア７９及びコイル７７の外側に設ける構成としたが、これに限定されない。駆動磁石６４とコア７９及びコイル７７の配置位置は、駆動磁石６４とコア７９及びコイル７７によって、プリズム回転ユニット６０が回転駆動を行うことができる構成であればよい。例えば、コア７９及びコイル７７を可動部６０ａのカバー６３ａの内側に設け、ハウジング７５の外側に駆動磁石を設けた構成であってもよい。
【００６３】
なお、本実施形態において、プリズム回転ユニット６０の回転量を検出することが可能なロータリーエンコーダを設ける構成としてもよい。これによって、回転量が検出できるようになるため、ロータリーエンコーダによって回転量を確認しながら、コイル７７に通電する電流を調整することによって、回転量を調整することができる。
【００６４】
なお、駆動磁石６４については、駆動磁石６４を構成する６極が１つの磁石で構成されていてもよいし、複数の磁石の組み合わせによって構成されていてもよい。また、リング形状でなくてもよく、複数の磁石を各々に所定間隔で配置していく構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態に係る手持型眼屈折力測定装置の一例を示す外観側方図である。
【図２】本体に収納された光学系を正面から見た光学配置図である。
【図３】本体に収納された電気・制御系を示すブロック図である。
【図４】プリズム回転ユニットの構成について説明するための正面図である。
【図５】プリズム回転ユニットを横方向から見た断面図である。
【図６】プリズム回転ユニットを可動部と固定部に分けた図である。
【図７】プリズム回転ユニットの回転駆動を示す模式図である。
【図８】測定の際に撮像素子に撮像されるリング像である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 検眼光学系
４５ 第１投影光学系
４６ 第２投影光学系
５０ 観察光学系
６０ プリズム回転ユニット
６０ａ 可動部
６０ｂ 固定部
６１ プリズム
６２ レンズフォルダ
６３ カバー
６４ 駆動磁石
７１ ベアリング
７３ 磁石
７４ ヨーク
７５ ハウジング
７７ コイル
７９ コア
８０ 制御部
８１ メモリ
８５ モニタ
１００ 装置本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼を測定・検査する眼科装置として、例えば、オートレフラクトメータが知られている。このような装置には、検査室に置かれる据え置き型の装置と、持ち運びが可能なハンディタイプの装置がある。
【０００３】
例えば、検査室に置かれる据え置き型のオートレフラクトメータにおいて、その投影光学系と受光光学系の共通光路に光束偏向部材（例えば、プリズム）を回転駆動可能に設けることにより、被検眼の瞳孔内の眼屈折力を平均的に測定する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
プリズムを回転させる構成について、従来は、プリズムの回転軸とは別の回転軸として配置されるモータと、プリズムを回転可能に保持する回転フォルダとが設けられ、モータの回転力をプーリを介して回転フォルダに伝達することにより、プリズムを回転させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
従来の構成の場合、そのモータの回転振動がプリズムに伝わってしまい、意図しない光軸ずれや故障の原因となっていた。意図しない光軸ずれは、瞳孔内での測定位置に影響を与えるため、測定精度の低下の原因になり得る。また、この回転振動が原因となる音が検者や被検者に不快感を与えている。
【０００７】
本発明は、上記問題点を鑑み、小型で故障や騒音の少ない光束偏向部材の回転駆動機構を持つ眼科装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００９】
（１） 被検眼眼底に測定指標を投光する投光光学系と、前記測定指標の眼底での反射により形成される指標像を受光する受光光学系と、その指標像を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定装置において、前記眼屈折力測定光学系の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置された光束偏向部材と、前記光束偏向部材が内周面に設けられた回転子と、前記回転子の外周面にベアリングを介して設けられ前記測定光学系の光軸を中心に前記回転子を回転させる固定子と、前記回転子を前記固定子に対して一定方向に連続的に回転させる駆動制御手段と、前記回転子の回転時において前記光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させるための第２の磁石と、を備える回転駆動ユニットを備えることを特徴とする。
（２） 前記磁石の近傍に配置され、前記磁石の吸着力を増強させるためのヨークを備える（１）の眼屈折力測定装置。
（３） 前記回転子は、該光束偏向部材を保持するフォルダと，前記フォルダに連結され固定子を外側から覆うカバーと，カバーの内側に設けられた駆動磁石と，を有し，前記固定子は、コイルが巻かれたコアが外側に配置され、前記磁石及びヨークが内側に配置されたハウジングを有し、前記駆動制御手段は、前記コイルに駆動電流を通電させることによって、前記駆動磁石を回転駆動させ、前記測定光軸を中心として前記光束偏向部材を連続的に回転させる（２）のいずれかの眼屈折力測定装置。
（４） 手持型の眼屈折力測定装置である（１）〜（３）のいずれかの眼屈折力測定装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型で故障や騒音の少ない光束偏向部材の回転駆動機構となる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態においては、眼科装置の一例として手持型の眼屈折力測定装置を例に説明をする。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る手持型眼屈折力測定装置の一例を示す外観側方図である。なお、以下の説明では、被検眼と装置との位置関係について、前後方向をＺ方向、左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向として説明する。
【００１２】
装置本体１００には、被検眼Ｅに指標光束を投光しその反射光を受光する検眼光学系１０を含む光学ユニット１が設けられている。また、検査窓１０２は、本体１００の眼Ｅ側に配置される。操作部８４及びモニタ８５は、本体１００の検者側に配置される。さらに、装置本体１００には、制御や演算処理のための電気系が収納される。検者は、被検者に対向し、本体１００を把持する。そして、モニタ８５を見ながら、眼Ｅに対し本体１００をアライメントする。
【００１３】
図１において、反射ミラー７２は、眼Ｅと対向する位置に配置され、検眼光学系（測定光学系）１０は、反射ミラー７２の下方に配置されている。なお、検眼光学系１０の光軸Ｌ１は、反射ミラー７２によって眼Ｅ方向に折り曲げられる。反射ミラー７２は、検眼光学系１０からの出射光を反射して眼Ｅに導き、また、眼Ｅからの反射光を反射して検眼光学系１０に導く。
【００１４】
図２は本体１００に収納された光学系を正面から見た光学配置図である。光学ユニット１は、検眼光学系１０、眼Ｅに固視標を投影するための投影光学系３０、眼Ｅを観察するための観察光学系５０、を備える。
【００１５】
図２において、検眼光学系１０は、他覚的に眼屈折力を測定するための光学系である。検眼光学系１０は、眼底Ｅｆに測定指標を投影し、その眼底反射光束を受光する。そして、その受光信号に基づいて眼Ｅの屈折力が測定される。
【００１６】
概して、検眼光学系１０の光路中には、回転駆動ユニット（図５参照）が設けられている。回転駆動ユニットにおいて、光束偏向部材と、回転子と、固定子と、駆動制御部と、吸着用磁石と、を備える。光束偏向部材は、検眼光学系１０の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置される。光束偏向部材は、検眼光束を偏向させる。光束偏向部材は、回転子の内周面に設けられている。
【００１７】
固定子は、装置内部に固定される。固定子は、回転子の外周面にベアリングを介して設けられ、検眼光学系１０の光軸を中心に回転子を回転させるために用いられる。駆動制御部は、固定子に配置されたコイルと回転子に配置された駆動磁石との間に作用する反発吸引力により回転子（光束偏向部材）を固定子に対して一定方向に連続的に回転させる。吸着用磁石は、固定子又は回転子に設けられ、回転子の回転時において前記光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させる（本構成の具体例については後述する）。
【００１８】
より具体的には、検眼光学系１０は、瞳孔中心Ｐｃを介して被検眼Ｅの眼底Ｅｆに測定指標光束（スポット指標）を投光する投光光学系１０と、指標光束の眼底での反射光を瞳孔周辺からリング状に取り出し、受光素子（撮像素子）２６上に形成される指標像（リング状の反射像）を受光する受光光学系２０と、から構成される。
【００１９】
投光光学系１０ａは、光軸Ｌ１上に配置された光源１１、リレーレンズ１２、プリズム回転ユニット６０、ホールミラー１３、対物レンズ１４、及び反射ミラー７２を備える。光源１１は、眼底Ｅｆと略共役位置に配置され、ホールミラー１３の開口は、眼Ｅの瞳孔と略共役位置に配置される。プリズム回転ユニット（回転駆動ユニット）６０は、プリズム（光路偏向部材）６１を備え、光軸Ｌ１を中心にプリズム６１を回転駆動させる。プリズム６１は眼Ｅの瞳孔と共役な位置から外れた位置に配置されており、通過する光束を光軸Ｌ１に対して偏心させる。なお、プリズム６１に代えて平行平面板を光軸Ｌ１上に斜めに配置する構成でも良い。
【００２０】
光源１１から出射された測定光は、光源１１、リレーレンズ１２、プリズム６１、ホールミラー１３、ダイクロイックミラー３５、ダイクロイックミラー５３、対物レンズ１４を介して反射ミラー７２により反射される。そして、反射ミラー７２によって反射された測定光は瞳孔中心Ｐｃを通過し、そして、スポット状の光束が眼底Ｅｆ上に投影される。このとき、光軸Ｌ１を中心とするプリズム６１の回転によって、ホールミラー１３のホール部の瞳投影像（瞳上での投影光束）は、高速に偏心回転される。
【００２１】
プリズム６１は、投光光学系１０ａと受光光学系１０ｂと共通光路に配置されている。このため、眼底からの反射光束は、投光光学系１０ａと同じプリズム６１を通過するため、それ以降の光学系ではあたかも瞳孔上における投影光束・反射光束（受光光束）の偏心が無かったかのように逆走査される。
【００２２】
受光光学系１０ｂは、反射ミラー７２、対物レンズ１４、プリズム回転ユニット６０、ホールミラー１３、コリメータレンズ２２、リングレンズ２４、及び撮像素子（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の二次元撮像素子）２６、を備える。撮像素子２６は、レンズ１４、レンズ２２、リングレンズ２４を介して眼底Ｅｆと略共役位置に配置される。リングレンズ２０は、円筒レンズがリング状に形成されたレンズ部と、レンズ部と同じ大きさのリング開口を持つ遮光部と、から構成され、眼Ｅの瞳孔と略共役位置に配置されている。撮像素子２６からの出力信号は、制御部８０に接続される（図３参照）。
【００２３】
そして、投光光学系１０ａによる眼底反射光束は、再び反射ミラー７２により反射され、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー５３、ダイクロイックミラー３５、プリズム６１を介して、ホールミラー１３の反射面により反射され、コリメータレンズ２２にて略平行光束（正視眼の場合）とされ、リングレンズ２４によってリング状光束として取り出され、リング像として撮像素子２６に受光される。
【００２４】
なお、上記構成の他、瞳孔周辺部から眼底Ｅｆにリング指標を投影し、瞳孔中心から反射光を取り出して、撮像素子上にリング像を受光させる方式、など種々の方式が採用可能である。
【００２５】
対物レンズ１４とホールミラー１３との間には、ビームスプリッタとして可視反射・赤外透過のダイクロイックミラー３５が配置され、光源３１からの光が眼Ｅに向けて導光される。また、ダイクロイックミラー３５と対物レンズ１４との間には、ビームスプリッタとしてダイクロイックミラー５３が配置され、前眼部からの光が観察光学系５０に導光される。そのミラー５３は、測定光束を透過し、観察光束を反射する波長特性を有する。これらのビームスプリッタによって、測定光軸、固視光軸、観察光軸は、同じ光軸（Ｌ１）上に配置される。
【００２６】
投影光学系３０は、可視光を発する光源３１、風景／動物などが描かれた固視標３２、投光レンズ３３、全反射ミラー３４、ダイクロイックミラー３５、対物レンズ１４、反射ミラー７２を備える。なお、上記構成の他、固視標として、ＬＥＤなどの点光源、液晶パネルなどのディスプレイなどが用いられる。また、複数の固視標が二次元的に配置されてもよい。
【００２７】
光源３１に照明された固視標３２は、投光レンズ３３、全反射ミラー３４、ダイクロイックミラー３５、ダイクロイックミラー５３、対物レンズ１４、反射ミラー７２を介して眼底Ｅｆに投影される。これにより、眼Ｅは固視される。また、光源３１及び固視標３２が光軸方向に移動され、眼Ｅに雲霧がかけられる。
【００２８】
また、検査窓１０２の外側には、被検眼の角膜Ｅｃにリング状の有限遠指標を投光（投影）する第１投光光学系（第１投影光学系）４５が光軸Ｌ１と同心円状に配置されている。また、角膜Ｅｃに無限遠指標を投影する第２投光光学系（第２投影光学系）４６が光軸Ｌ１に対し左右対称（図の便宜上上下）に配置されている。なお、第１投影光学系４５は、赤外光にて前眼部を照明する。また、角膜形状測定指標（ケラト指標）としても利用されうる。
【００２９】
観察光学系５０は、反射ミラー７２、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー５３、撮像レンズ５１、二次元撮像素子５２を備える。撮像素子５２からの出力信号は、制御部８０に接続され、モニタ８５に出力される（図３参照）。なお、観察光学系５０は、眼Ｅの正面像を観察する他、眼Ｅに対する装置本体１００のアライメント状態を検出する検出光学系として用いられる。
【００３０】
第１投影光学系４５により照明された眼Ｅの前眼部像は、反射ミラー７２、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー５３、撮像レンズ５１を介して、撮像素子５２の撮像面に受光される。また、同様に、第１投影光学系４５、第２投影光学系４６によるアライメント指標像が、撮像素子５２に検出される。
【００３１】
図３は本体１００に収納された電気・制御系を示すブロック図である。制御部８０は、装置全体の制御、眼屈折値の算出などの演算処理を行う。制御部８０には、光源１１、撮像素子２６、光源３１、撮像素子５２、プリズム回転ユニット６０、各種設定に用いられる操作部８４、モニタ８５、メモリ８１、等が接続されている。
【００３２】
なお、制御部８０は、モニタ８５の表示を制御し、前眼部像、測定結果、などを画面上に重畳表示する。また、制御部８０は、撮像素子５２からの撮像信号に基づいてアライメントずれを検出する。
【００３３】
＜プリズム回転ユニット＞
図４は、プリズム回転ユニットの構成について説明するための正面図である。図５は、図４に示したプリズム回転ユニット６０をＡからＡ‘方向に切断して、横方向から見た断面図である。図６は、プリズム回転ユニット６０を可動部（回転子）６０ａと固定部（固定子）６０ｂに分けた図である。なお、図４の正面図では、レンズフォルダ６２とカバー６３を除いたプリズム回転ユニット６０の正面図を示している。
【００３４】
プリズム回転ユニット６０は、可動部６０ａと、固定部６０ｂと、ベアリング７１で構成される。プリズム回転ユニット６０に駆動信号が付与されると、可動部６０ａは、光軸Ｌ１を中心に回転する。固定部６０ｂは、検眼光学系１０に配置された光学部材を固定する台に対し、取り付け板７６を介して固定されている。固定部６０ｂは、可動部６０ａの回転時においても、回転しない。ベアリング７１は、可動部６０ａの回転軸受として用いられる。すなわち、可動部６０ａは、ベアリング７１を介して固定部６０ｂに対して相対的に回転可能に配置されている。
【００３５】
可動部６０ａは、プリズム６１、レンズフォルダ６２、カバー６３、駆動磁石（永久磁石）６４で構成され、これらの部材は連結されている。
【００３６】
レンズフォルダ６２は、プリズム６１を保持するためのものであり、レンズフォルダ６２の内側にプリズム６１が保持される。カバー６３は、固定部６０ｂを外側から覆うための鉄製の部材であり、レンズフォルダ６２の外側に連結されている。カバー６３の円筒部の内側には、リング形状の駆動磁石６４が設けられている。
【００３７】
駆動磁石６４は、円周方向に関して極性が交互にＮ極とＳ極とを繰り返すように、６極並ぶように配列されている。なお、本実施形態においては、６極並ぶように配列されている構成としたがこれに限定されない。例えば、これより多い１２極、これより少ない２極等で構成されていてもよい。
【００３８】
固定部６０ｂは、磁石（吸着用磁石）７３、ヨーク７４、ハウジング７５、取り付け板７６、コイル７７、コア７９、で構成され、これらの部材は連結されている。
【００３９】
ハウジング７５は、円筒状の部材であり、円筒面の外側に、コア７９、取り付け板７６が設けられ、円筒面の内側に、磁石７３、ヨーク７４が設けられている。
【００４０】
コア７９は、ハウジング７５の外側に配置され、円周方向に所定間隔毎に配置された複数の鉄製の柱によって形成されている。コア７９に関して、各柱に導線がそれぞれ巻かれており、これらは、それぞれコイル７７として用いられる。各コイル７７には、図無き回路基板に接続されている。回路基板は、制御部８０に接続され、回路基板を介して、各コイル７７へ駆動電流が通電される。すなわち、制御部８０は、各コイル７７に対して駆動電流を切り換え通電する（詳しくは後述する）。
【００４１】
磁石７３及びヨーク７４は、ハウジング７５の内側に配置され、それぞれリング形状で形成されている。磁石７３とヨーク７４は、後述するベアリング７１に与圧をかけて、安定して回転させるための構成である。
【００４２】
ベアリング７１は、可動部６０ａと固定部６０ｂとの間に配置される。ベアリング７１の内輪７１ａには、レンズフォルダ６１が嵌められ、これにより、ベアリング７１と可動部６０ａが連結される。一方、ベアリング７１の外輪７１ｂは、ハウジング７５の円筒部に嵌められ、これにより、ベアリング７１と固定部６０ａが連結される。これにより、可動部６０は、固定部６０ａに対して摩擦抵抗なく回転されると共に、その回転軸の位置が安定する。
【００４３】
以下、図７に示した回転駆動の模式図を用いて、プリズム回転ユニット６０の回転駆動について説明する。本実施形態において、図７に示すＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ'、Ｖ'、Ｗ'は、コア７９とコイル７７によって形成される。ＵとＵ'によってＵ相、ＶとＶ'によってＶ相、ＷとＷ'によってＷ相がそれぞれ形成されている。ＵとＵ'、ＶとＶ'、ＷとＷ'は、それぞれ、対角に向かい合わせに配置されており、電流の向きが逆となる。そして、回路基板によって三相交流電流（駆動電流）を各相に順に通電することにより各相に順に磁界を発生させ、磁界に基づく磁束が駆動磁石６４に作用することによって、駆動磁石６４が回転をする。
【００４４】
具体的には、各相（各コイル７７）に駆動電流を通電することによって、各相ごとに磁界が発生する。例えば、Ｕ相に対応するコイル７７に駆動電流を通電した場合、ＵとＵ'に磁界が発生する。このため、例えば、駆動磁石６４のＮ極６４ａがＵに引きつけられる。また、Ｕと電流の向きが逆であるＵ'に駆動磁石６４のＳ極６４ｂが引きつけられる。次いで、Ｕ相への通電をＶ相へ切り換えていく場合、ＵとＵ'に発生していた磁界が無くなっていき、ＶとＶ'に磁界が発生していく。このため、駆動磁石６４のＮ極６４ａが徐々にＶに引きつけられる。また、Ｖと電流の向きが逆であるＶ'に駆動磁石６４のＳ極６４ｂが徐々に引きつけられる。すなわち、Ｕ層に位置していたＮ極６４ａ及びＳ極６４ｂが徐々にＶ相に移動する。これによって、駆動磁石６４がＢ方向に移動する。次いで、Ｖ相からＷ相への駆動電流の切り換えが行われると、駆動磁石６４がＢ方向にさらに移動する。これらの駆動電流を通電させる相を切り換えていくことによって、駆動磁石６４が回転駆動する。
【００４５】
なお、Ｗ相まで通電を行った後、Ｕ相に通電を開始するが、このとき、電流の向きをＵとＵ'で変更して通電することによって、駆動磁石６４のＮ極６４ａがＵ'に引きつけられる。また、Ｕ'と電流の向きが逆であるＵに駆動磁石６４のＳ極６４ｂが引きつけられる。すなわち、駆動電流を通電させる相の切り換えと通電させる駆動電流の向きを変更することによって、駆動磁石６４が一定の方向に回転駆動をする。
【００４６】
以上のようにして、駆動磁石６４が回転駆動をするため、可動部６０ａは、固定部６０ｂに対して回転駆動をする。これによって、プリズム６１が回転駆動する。
【００４７】
以下、磁石７３とヨーク７４の作用について説明する。磁石７３とヨーク７４は、ベアリング７１の内輪７１ａの回転時に生じるベアリング７１のぐらつきを抑制するために、用いられる。磁石７３は、鉄製のカバー６３を磁石７３が持つ吸着力（磁力）によって、カバー６３を磁石７３側に引きつける。
【００４８】
ヨーク７４は、鉄製のリング形状の板であり、磁石７１の近傍に配置され、磁石７１が持つ吸着力を増幅（増強）する。ヨーク７４は、吸着対象（鉄製のカバー６３）を吸着するための磁力が磁石７１の後方（ベアリング７１側）から漏れるのを遮断し、その磁力を、吸着対象物（鉄製のカバー６３）に向ける役目をする。すなわち、ヨーク７４は、磁石７３が持つ吸着力を増強し、鉄製のカバー６３をより強く引きつけさせる。このため、ベアリング７１のぐらつきが抑制され、回転駆動以外の動きは抑制される。そして、レンズフォルダ６２を介してベアリング７１と固定されているプリズム６１は、回転駆動以外の動きが抑制され、安定して回転する。これにより、回転軸のぶれが抑制され、回転駆動以外の動きによる光軸ずれが抑制される。
【００４９】
以下、以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。検者は、装置本体１００を把持し、固視標３２を固視するよう指示した後、検査窓１０２を眼Ｅの正面に置く。これにより、前眼部が撮像素子５２によって撮像され、モニタ８５には、前眼部像Ｆ、第１投影光学系４５によるリング像（マイヤーリング像）Ｒ、第２投影光学系４６によって投影された無限遠指標像Ｍが表示される（図４参照）。
【００５０】
そして、制御部８０は、撮像素子５２からの撮像信号に基づいて被検眼に対するアライメント状態を検出する。この場合、制御部８０は、リング指標Ｒの中心位置（略角膜中心）を算出することによりＸＹ方向のアライメントずれを求める。また、制御部８０は、装置本体１００がＺ方向にずれた場合に、指標Ｍの間隔がほとんど変化しないのに対して、リング指標Ｒの像間隔が変化するという特性を利用して、Ｚ方向のアライメントずれを求める（詳しくは、特開平６−４６９９９号参照）。制御部８０は、Ｚ方向のアライメント検出結果に基づいてインジゲータＧの数を増減させる。
【００５１】
ここで、検者は、リング像ＲとレチクルマークＬＴが同心円になるように装置本体１００をＸＹ方向に移動させる。また、Ｚ方向のアライメント検出結果に基づいて変化するインジゲータＧを参考にしながら（もしくはリング像Ｒが最も細くなるように）、装置本体１００をＺ方向に移動させる。
【００５２】
その後、オートショットを作動させた場合、制御部８０は、ＸＹＺ方向のアライメント状態が許容範囲を満たしたら、測定開始のトリガ信号を発する。一方、オートショットがＯＦＦの場合には、操作部８４に設けられたトリガスイッチが押されると、測定が開始される。
【００５３】
トリガ信号が出力されると、制御部８０は、光源１１を点灯させ、眼底Ｅｆに測定指標を投光する。制御部８０は、コイル７７に流す駆動電流の方向や強さを可変させ、プリズム６１を回転駆動させる。制御部８０は、コイル７７に順に駆動電流を通電する。コイル７７に駆動電流が通電されると、そのコイル７７に磁界が発生し、駆動磁石６４が引きつけられる。そして、各コイル７７に駆動電流を切り換えて通電することによって、駆動磁石６４が回転駆動する。これによって、駆動磁石６４に設けられた可動部６０ａは、固定部６０ｂに対して回転駆動し、プリズム６１を測定光軸を中心として連続的に高速回転させる。そして、制御部８０は、眼底Ｅｆ上で回転するスポット状の点光源像を形成する。眼底Ｅｆ上に形成された点光源像の光は、反射・散乱されて眼Ｅを射出し、制御部８０は、その反射光を撮像素子２６により受光し、指標像を検出する。
【００５４】
なお、撮像素子２６の蓄積時間よりも短い周期でプリズム６１が高速回転されることにより、所定の測定領域内（例えば、φ＝４ｍｍ以下）を測定光束が通過することになる。そして、これらの測定光束は、眼底で反射され、最終的には、撮像素子２２からそれらを積分したリング状の像として検出される。そして、制御部７０は、撮像素子２２によって取得されたリング像に基づき眼屈折力を測定する。これにより、被検眼における瞳孔の所定領域内における眼屈折力の平均が得られる。
【００５５】
このとき、はじめに予備測定が行われ、その結果に基づいて光源３１及び固視標板３２が光軸方向に移動され、眼Ｅに対して雲霧がかけられる。その後、雲霧がかけられた被検眼Ｅに対して眼屈折力の本測定が行われる。
【００５６】
図８は測定の際に撮像素子２６に撮像されるリング像である。撮像素子２６からの出力信号は、メモリ８１に画像データ（測定画像）として記憶される。その後、制御部８０は、メモリ８１に記憶された画像に基づいて各経線方向に関し像位置を検出し、その後、最小二乗法等を用いて楕円近似を行う。そして、制御部８０は、近似した楕円の中心位置を検出し、中心位置を基準として楕円形状から各経線方向の屈折誤差が求める。そして、制御部８０は、各経線方向の測定結果に基づいて眼屈折値、Ｓ（球面度数）、Ｃ（柱面度数）、Ａ（乱視軸角度）を測定し、結果をモニタ８５に表示する。
【００５７】
上記のような実施形態によれば、従来のようなモータ機構やプーリが不要となり、光束偏向部材を回転駆動させる構成を小型化できる。これは、特に、手持型がん屈折力測定装置に有効となる。
【００５８】
さらに、上記ベアリング７１、磁石７３、及びヨーク７４によって、光束偏向部材を所定の回転軸（光軸ｌ１）を中心に安定して回転できるため、回転動作以外による意図しない光軸ずれを抑制できる。これによって、測定エラーや誤った測定結果が算出されることを防止できる。
【００５９】
これは、特に、手ぶれの振動によってプリズムが意図しない方向に動いてしまい、意図しない光軸ずれが頻繁に生じるような手持型眼科装置において有用である。すなわち、手ぶれの原因による光軸ずれと、プリズムが安定して回転しないことによる光軸ずれがともに生じるような眼科装置では、測定が特に困難となるため、上記のような構成が特に有用である。なお、追加的に、手ぶれによる光軸ずれを補正するための手ぶれ補正機構を設けることによって、手持型装置における意図しない光軸ずれをさらに軽減でき、測定精度を安定できる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、手持型眼科装置を例として説明をしたがこれに限定されない。手持型眼科装置でなく、据置型眼科装置であっても、装置が不安定な場所に置かれる場合に備えて、本発明の適用がありうる。
【００６１】
なお、本実施形態においては、固定部６０ｂにヨーク７４と磁石７３が設けられた構成としたがこれに限定されない。ヨーク７４と磁石７３によって、回転軸方向に関して可動部６０ａと固定部６０ｂが近づく方向に吸着させる構成であればよい。例えば、ヨーク７４と磁石７３が可動部６０ａに設けられた構成であってもよい。この場合、固定部６０ｂにヨーク７４と磁石７３によって吸着される構成（例えば、固定部６０ｂの一部を鉄製とする）が必要となる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、駆動磁石６４をコア７９及びコイル７７の外側に設ける構成としたが、これに限定されない。駆動磁石６４とコア７９及びコイル７７の配置位置は、駆動磁石６４とコア７９及びコイル７７によって、プリズム回転ユニット６０が回転駆動を行うことができる構成であればよい。例えば、コア７９及びコイル７７を可動部６０ａのカバー６３ａの内側に設け、ハウジング７５の外側に駆動磁石を設けた構成であってもよい。
【００６３】
なお、本実施形態において、プリズム回転ユニット６０の回転量を検出することが可能なロータリーエンコーダを設ける構成としてもよい。これによって、回転量が検出できるようになるため、ロータリーエンコーダによって回転量を確認しながら、コイル７７に通電する電流を調整することによって、回転量を調整することができる。
【００６４】
なお、駆動磁石６４については、駆動磁石６４を構成する６極が１つの磁石で構成されていてもよいし、複数の磁石の組み合わせによって構成されていてもよい。また、リング形状でなくてもよく、複数の磁石を各々に所定間隔で配置していく構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態に係る手持型眼屈折力測定装置の一例を示す外観側方図である。
【図２】本体に収納された光学系を正面から見た光学配置図である。
【図３】本体に収納された電気・制御系を示すブロック図である。
【図４】プリズム回転ユニットの構成について説明するための正面図である。
【図５】プリズム回転ユニットを横方向から見た断面図である。
【図６】プリズム回転ユニットを可動部と固定部に分けた図である。
【図７】プリズム回転ユニットの回転駆動を示す模式図である。
【図８】測定の際に撮像素子に撮像されるリング像である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 検眼光学系
４５ 第１投影光学系
４６ 第２投影光学系
５０ 観察光学系
６０ プリズム回転ユニット
６０ａ 可動部
６０ｂ 固定部
６１ プリズム
６２ レンズフォルダ
６３ カバー
６４ 駆動磁石
７１ ベアリング
７３ 磁石
７４ ヨーク
７５ ハウジング
７７ コイル
７９ コア
８０ 制御部
８１ メモリ
８５ モニタ
１００ 装置本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼眼底に測定指標を投光する投光光学系と、前記測定指標の眼底での反射により形成される指標像を受光する受光光学系と、その指標像を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定装置において、
前記眼屈折力測定光学系の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置された光束偏向部材と、前記光束偏向部材が内周面に設けられた回転子と、前記回転子の外周面にベアリングを介して設けられ前記測定光学系の光軸を中心に前記回転子を回転させるための固定子と、前記回転子を前記固定子に対して一定方向に連続的に回転させる駆動制御手段と、前記回転子の回転時において前記光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させるための吸着用磁石と、を備える回転駆動ユニットを備えることを特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項２】
前記磁石の近傍に配置され、前記磁石の吸着力を増強させるためのヨークを備える請求項１の眼屈折力測定装置。
【請求項３】
前記回転子は、該光束偏向部材を保持するフォルダと，前記フォルダに連結され固定子を外側から覆うカバーと，カバーの内側に設けられた駆動磁石と，を有し，
前記固定子は、コイルが巻かれたコアが外側に配置され、前記磁石及びヨークが内側に配置されたハウジングを有し、
前記駆動制御手段は、前記コイルに駆動電流を通電させることによって、前記駆動磁石を回転駆動させ、前記測定光軸を中心として前記光束偏向部材を連続的に回転させる請求項２のいずれかの眼屈折力測定装置。
【請求項４】
手持型の眼屈折力測定装置である請求項１〜３のいずれかの眼屈折力測定装置。
【請求項１】
被検眼眼底に測定指標を投光する投光光学系と、前記測定指標の眼底での反射により形成される指標像を受光する受光光学系と、その指標像を受光して眼屈折力を測定する眼屈折力測定光学系を有する眼屈折力測定装置において、
前記眼屈折力測定光学系の光路に配置され、かつ瞳孔と共役位置から外れた位置に配置された光束偏向部材と、前記光束偏向部材が内周面に設けられた回転子と、前記回転子の外周面にベアリングを介して設けられ前記測定光学系の光軸を中心に前記回転子を回転させるための固定子と、前記回転子を前記固定子に対して一定方向に連続的に回転させる駆動制御手段と、前記回転子の回転時において前記光軸方向に関して回転子と固定子が接近する方向に吸着させるための吸着用磁石と、を備える回転駆動ユニットを備えることを特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項２】
前記磁石の近傍に配置され、前記磁石の吸着力を増強させるためのヨークを備える請求項１の眼屈折力測定装置。
【請求項３】
前記回転子は、該光束偏向部材を保持するフォルダと，前記フォルダに連結され固定子を外側から覆うカバーと，カバーの内側に設けられた駆動磁石と，を有し，
前記固定子は、コイルが巻かれたコアが外側に配置され、前記磁石及びヨークが内側に配置されたハウジングを有し、
前記駆動制御手段は、前記コイルに駆動電流を通電させることによって、前記駆動磁石を回転駆動させ、前記測定光軸を中心として前記光束偏向部材を連続的に回転させる請求項２のいずれかの眼屈折力測定装置。
【請求項４】
手持型の眼屈折力測定装置である請求項１〜３のいずれかの眼屈折力測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７０９４３（Ｐ２０１３−７０９４３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４２４０（Ｐ２０１１−２１４２４０）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
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