Ｚアラインメント装置と眼科装置
【課題】Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行えるＺアラインメント装置と眼科装置を提供する。
【解決手段】被検眼に対して前後及び上下に移動可能な且つ被検眼の検査または測定を行う検眼部と、この検眼部に設けられ前記被検眼の前眼部を照明する照明光源とを備えた眼科装置において、前記検眼部に設けられ前記前眼部を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した前眼部像に映り込んだ前記照明光源像の輝度を求める輝度検出手段とを備え、この輝度検出手段が検出した輝度に基づいてＺ方向の粗アライメントを行うＺアライメント検出装置であって、
前記検眼部がＺ方向のアライメント完了位置から被検眼の角膜までの区間内に位置している場合、前記撮像装置が撮像した光源像の輝度が所定の一定値となるように設定した。
【解決手段】被検眼に対して前後及び上下に移動可能な且つ被検眼の検査または測定を行う検眼部と、この検眼部に設けられ前記被検眼の前眼部を照明する照明光源とを備えた眼科装置において、前記検眼部に設けられ前記前眼部を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した前眼部像に映り込んだ前記照明光源像の輝度を求める輝度検出手段とを備え、この輝度検出手段が検出した輝度に基づいてＺ方向の粗アライメントを行うＺアライメント検出装置であって、
前記検眼部がＺ方向のアライメント完了位置から被検眼の角膜までの区間内に位置している場合、前記撮像装置が撮像した光源像の輝度が所定の一定値となるように設定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検眼の例えば眼屈折力などを測定する検眼部のＺ方向の粗アライメントを行うＺアライメント装置と、このＺアライメント装置を搭載した眼科装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動的にアライメントを行い、この後に被検眼の眼屈折力を測定する眼科装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
かかる眼科装置は、ベースに対して上下、前後、左右に移動可能に設けた検眼部に、眼屈折力を測定する測定部と、被検眼に対する測定部のアライメントを検出するアライメント検出手段などとを設けている。
【０００４】
また、この眼科装置は、手動でＸＹ方向やＺ方向の粗アライメントを行い、指標像がＴＶモニタ上に表れると、ＸＹ方向の自動アライメントが行われる。
【０００５】
近年、オートアライメント領域から外れた領域で、Ｚ方向の粗アライメントを自動で行うことが提案されており、この場合、停止位置にある検眼部から撮像した前眼部像に映り込んだ照明光源像と、この停止位置から例えば５mmほど前方または後方へ移動させて前眼部を撮像し、この撮像した前眼部像に映り込んだ照明光源像との輝度を比較して、アライメント方向が前方なのか後方なのかを判断し、この判断した方向へ検眼部を移動させることによりＺ方向の粗アライメントを行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３６７６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、検眼部の移動方向を判断するのに、停止位置から撮像した後、検眼部を５mmほど前方または後方へ移動させ、この後前眼部像を撮像して前眼部像を取り込まなければならず、このため、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行えないという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行えるＺアラインメント装置と眼科装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、被検眼に対して前後及び上下に移動可能な且つ被検眼の検査または測定を行う検眼部に設けられた、前記被検眼の前眼部を照明する照明光源と、前記前眼部を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した前眼部像に映り込んだ前記照明光源像の輝度を求める輝度検出手段とを備え、この輝度検出手段が検出した輝度に基づいて前記検眼部の前後方向の粗アライメントを行うＺアライメント検出装置であって、
前記検眼部が前後方向のアライメント完了位置から被検眼の角膜までの区間内に位置している場合、前記撮像装置が撮像した光源像の輝度が所定の一定値となるように設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係る眼科装置の外観図を示すものであり、（ａ）はモニタ部の表示画面が検者の側に向けられている場合を示す側面図であり、（ｂ）は（ａ）の背面図である。
【図２】（ａ）はモニタ部の表示画面が被検者の側に向けられている場合を示す側面図であり、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図３】（ａ）はモニタ部の表示画面を右側面に向けた側面図であり、（ｂ）は（ａ）の背面図である。
【図４】（ａ）はモニタ部の表示画面を左側面に向けて傾斜させた側面図であり、（ｂ）は（ａ）の背面図である。
【図５】眼科装置の光学系の配置を示した光学配置図である。
【図６】眼科装置の制御系の構成を示したブロック図である。
【図７】モニタ部の画面に前眼部像が表示された例を示した説明図である。
【図８】照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度と検眼部の位置との関係を示したグラフである。
【図９】第２実施例の眼科装置の光学系の配置を示した平面図である。
【図１０】図９に示す光学系の配置を示した側面図である。
【図１１】第２実施例の眼科装置の制御系の構成を示したブロック図である。
【図１２】表示部に表示される前眼部像と輝点像と照明光源像とを示した説明図である。
【図１３】ＸＹ方向のアライメントが完了した場合の前眼部像と輝点像と照明光源像とを示した説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明に係るＺアライメント検出装置を搭載した眼科装置の実施の形態である一実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１３】
［第１実施例］
図１ないし図４において、１は眼科装置である。この眼科装置１は、ベース部２と検眼部３と、顎受け部４とから概略構成されている。その顎受け部４にはこれと一体に額当て５が設けられている。
【００１４】
被検者は、顎受け部４に顎を置き、額当て５に額を当てた状態で検査を受ける。
【００１５】
検眼部３の内部には、図１（ａ）、図２（ａ）等に破線で示すように測定部６が設けられており、この測定部６は公知の観察・撮影用の観察光学系や屈折力などを測定する測定光学系（光学系）が設けられている。この測定部６により、被検者の前眼部、被検眼の角膜、眼底等が観察・撮影可能であり、眼底の検査なども行なえるようになっている。
【００１６】
検眼部３の被検者に対面する側には、図１（ｂ）等に示すように、前眼部照明用の光源６１が輪環状に配置されている。この光源６１は、角膜形状を測定する測定光源としても用いられる。
【００１７】
ベース部２には、図１（ａ）、図２（ａ）等に破線で示すように検眼部３を駆動する公知の駆動機構・駆動回路８が設けられている。
【００１８】
駆動機構・駆動回路８の駆動部には、例えば、図示を略すパルスモータが用いられる。
【００１９】
検眼部３は、後述するモニタ部を操作することにより、被検眼に対して上下左右前後方向に駆動される。その検眼部３の頂部９には、図１ないし図４に示すように、液晶のモニタ部（表示手段、液晶ディスプレイ）１０が設けられる。
【００２０】
このモニタ部１０は、図１ないし図４に示すように、所望の位置へ自由に移動させることができるようになっている。また、モニタ部１０の画面ＨにはタッチパネルＴＣ（図６参照）が装着されており、タッチパネルＴＣをタッチすることにより各種の操作が行えるようになっている。
［測定部］
測定部６の光学系の一例を図６に示す。この光学系は図示を略すケース内にコンパクトにまとめて配置されている。
【００２１】
図５において、４１は被検眼Ｅを固視・雲霧させるために視標を眼底Ｅｒに投影する固視標投影光学系、４２は被検眼Ｅの前眼部Ｅｆを観察する観察光学系、４３は照準スケールをＣＣＤ（撮像装置）４４に投影するスケール投影光学系、４５は被検眼Ｅの屈折力を測定するためのパターン光束を眼底Ｅｒに投影するパターン光束投影光学系（測定光学系）、４６は眼底Ｅｒから反射された光束をＣＣＤ４４に受光させる受光光学系（測定光学系）、４７は光軸と垂直な方向のアライメント状態を検出するための指標光を被検眼に向けて投影するアライメント光投影系、４８は被検眼Ｅと装置本体（検眼部３）との間の作動距離を検出するための作動距離検出光学系、４９は信号処理部である。なお、パターン光束投影光学系４５と受光光学系４６は測定部６の光学系を構成している。
【００２２】
固視標投影光学系４１は、光源５１、コリメータレンズ５２、指標板５３、リレーレンズ５４、ミラー５５、リレーレンズ５６、ダイクロイックミラー５７、ダイクロイックミラー５８、対物レンズ５９を備えている。
【００２３】
光源５１から出射された可視光は、コリメータレンズ５２によって平行光束とされた後、指標板５３を透過する。指標板５３には、被検眼Ｅを固視・雲霧させるためのターゲットが設けられている。そのターゲット光束は、リレーレンズ５４を透過してミラー５５により反射され、リレーレンズ５６を経てダイクロイックミラー５７に導かれかつこのミラー５５により反射されて光学系の主光軸Ｏ１に導かれ、ダイクロイックミラー５８を透過した後、対物レンズ５９を経て被検眼Ｅに導かれる。
【００２４】
光源５１、コリメータレンズ５２、指標板５３は、指標ユニットＵ１０を構成し、指標ユニットＵ１０は、被検眼Ｅを固視・雲霧させるために、駆動モータＰＭ１（図６参照）によって、固視標投影光学系４１の光軸Ｏ２に沿って一体に移動可能とされている。
【００２５】
観察光学系４２は、照明光源６１、対物レンズ５９、ダイクロイックミラー５８、絞り６１’を有するリレーレンズ６２、ミラー６３、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５、結像レンズ６６、ＣＣＤ４４を有する。
【００２６】
照明光源６１から出射された照明光束は、被検眼Ｅの前眼部Ｅｆを照明する。前眼部Ｅｆで反射された照明光束は、対物レンズ５９を経てダイクロイックミラー５８に反射され、リレーレンズ６２の絞り６１’を通過し、ミラー６３により反射された後、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５を透過して、結像レンズ６６によりＣＣＤ４４に導かれ、ＣＣＤ４４の撮像面に後述する前眼部像が形成される。
【００２７】
スケール投影光学系４３は、光源７１、照準スケールを有するコリメータレンズ７２、リレーレンズ７３、ダイクロイックミラー５８、絞り６１’を有するリレーレンズ６２、ミラー６３、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５、結像レンズ６６、ＣＣＤ４４を有する。
【００２８】
光源７１から出射された光束は、コリメータレンズ７２を透過する際に平行光束とされ、リレーレンズ７３、ダイクロイックミラー５８、絞り６１’を有するリレーレンズ６２を経てミラー６３により反射され、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５を経て結像レンズ６６によってＣＣＤ４４に結像される。ＣＣＤ４４からの映像信号は、信号処理部４９を介してモニタ部１０に入力され、モニタ部１０に前眼部像Ｅｆ’が表示されると共にアライメントマークＡＬＭ１、ＡＬＭ２が表示される。なお、アライメント完了後の屈折力測定時には、光源６１、７１は消灯される。
【００２９】
アライメントマークＡＬＭ１はアライメント完了領域（測定可能エリア）の範囲を示すものであり、アライメントマークＡＬＭ２は粗アライメントの領域範囲を示すものである。
【００３０】
パターン光束投影光学系４５は、光源８１、コリメータレンズ８２、円錐プリズム８３、リング指標板８４、リレーレンズ８５、ミラー８６、リレーレンズ８７、穴空きプリズム８８、ダイクロイックミラー５７、ダイクロイックミラー５８、対物レンズ５９を備えている。
【００３１】
光源８１とリング指標板８４とは光学的に共役であり、リング指標板８４と被検眼Ｅの瞳孔ＥＰとは光学的に共役な位置に配置されている。また、光源８１、コリメータレンズ８２、円錐プリズム８３、リング指標板８４は、指標ユニットＵ４０を構成し、この指標ユニットＵ４０は、駆動モータＰＭ２（図６参照）により光軸Ｏ３に沿って進退駆動される。
【００３２】
光源８１から出射された光束は、コリメータレンズ８２によって平行光束とされ、円錐プリズム８３を透過してリング指標板８４に導かれる。このリング指標板８４に形成されたリング状のパターン部分を透過してパターン光束となる。このパターン光束は、リレーレンズ８５を透過した後、ミラー８６により反射され、リレーレンズ８７を透過して穴空きプリズム８８の反射面によって反射され、主光軸Ｏｌに沿つてダイクロイックミラー５７に導かれ、このダイクロイックミラー５７、５８を透過した後、対物レンズ５９により眼底Ｅｒに結像される。
【００３３】
受光光学系４６は、対物レンズ５９、ダイクロイックミラー５８、５７、穴空きプリズム８８の穴部８８ａ、リレーレンズ９１、ミラー９２、リレーレンズ９３、ミラー９４、合焦レンズ９５、ミラー９６、ダイクロイックミラー６５、結像レンズ６６、ＣＣＤ４４を有する。合焦レンズ９５は、指標ユニットＵ４０と連動して、光軸Ｏ４に沿って移動可能とされている。
【００３４】
パターン光束投影光学系４５によつて眼底Ｅｒに導かれかつこの眼底Ｅｒで反射された反射光束は、対物レンズ５９により集光され、ダイクロイックミラー５８、５７を透過し、穴空きプリズム８８の穴部８８ａへと導かれ、この穴部８８ａを通過する。この穴部８８ａを通過したパターン反射光束は、リレーレンズ９１を透過してミラー９２によって反射され、リレーレンズ９３を透過してミラー９４により反射され、合焦レンズ９５を透過してミラー９６、ダイクロイックミラー６５により反射され、結像レンズ６６によってＣＣＤ４４に導かれる。これにより、ＣＣＤ４４にパターン像が結像される。
【００３５】
アライメント光投影系４７は、ＬＥＤ１０１、ピンホール１０２、コリメートレンズ１０３、ハーフミラー１０４を備え、被検眼Ｅの角膜Ｃに向けてアライメント指標光束を投影するアライメント手段としての機能を有する。被検眼Ｅに向けて平行光として投影されたアライメント指標光束は、被検眼Ｅの角膜Ｃにおいて反射され、観察光学系４２によりＣＣＤ４４上にアライメント指標像（輝点像）Ｔが投影される。アライメント指標像ＴがアライメントマークＡＬＭ１内に位置すると（図５参照）、アライメント完了と判断される。
【００３６】
作動距離検出光学系４８は、被検眼Ｅと装置本体（検眼部３）との間の作動距離を検出するアライメント手段としての機能を有する。この作動距離検出光学系４８は、有限距離から指標を投影する有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌをそれぞれ主光軸Ｏ１に関して左右対称に有する。有限距離から指標を投影する有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌは光源１０２ａからの光束を指標光束として被検眼Ｅに左右の斜めから投影する。
【００３７】
これらの２つの有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌからの指標光束は、検眼部３がオートアライメント領域内に入っている場合、被検眼Ｅの角膜Ｃで反射されて、観察光学系４２によりＣＣＤ４４上に結像される。信号処理部４９は、このＣＣＤ４４からの出力に基づいて、有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌからの指標光束による指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’がモニタ部１０に表示される（図５参照）。なお、ＣＣＤ４４上には指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’と同じ指標像が結像されている。これらの指標像がＣＣＤ４４上で一定の位置関係になった場合、作動距離が測定に適した距離Ｗｏになったとして検出される。
［信号処理部］
信号処理部４９は、図６に示すように、演算制御回路（輝度検出手段、制御手段）１１０、Ａ／Ｄ変換器１１２、フレームメモリ１１３、Ｄ／Ａ変換器１１４、Ｄ／Ａ変換器１１５とを有している。
【００３８】
この演算制御回路１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路、コントロール回路等（図示せず）を有すると共に、各パルスモータを駆動制御する駆動制御手段と眼特性を演算する演算手段とを兼用し、演算結果等はＲＡＭに記憶される。
【００３９】
演算制御回路１１０は、駆動モータＰＭ１、ＰＭ２を駆動制御すると共に、駆動モータ（移動手段）３０、２３、２７を駆動制御する。これにより、装置本体（検眼部３）がＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動される。また、演算制御回路１１０は、各種光源５１、６１、７１、８１、１０２ａ、ＬＥＤ１０１の点灯制御を行うため、図示を略すドライバに接続されている。なお、駆動モータ２３が検眼部３を上下に移動させ、駆動モータ２７が検眼ヘッドを前後に移動させ、駆動モータ３０が検眼部３を左右に移動させる。
【００４０】
演算制御回路１１０は、ＣＣＤ４４に受光されたアライメント指標像Ｔ（輝点像）、指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’の受光位置を演算し、この演算結果に基づき、アライメント目標位置までの距離や方向を求めるものである。
【００４１】
また、 演算制御回路１１０は、検眼部３がアライメント領域外にあるとき、図７に示す照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度を求める輝度検出手段の機能を有するとともに、この輝度が予め設定された閾値Ｋより大きいか小さいかを求めて、検眼部３を前方または後方へ移動させる。そして、照明光源６１とＣＣＤ４４と信号処理部４９とでＺ方向の粗アライメントを検出するアライメント検出装置が構成される。
【００４２】
ところで、照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度は、図８に示すように、アライメント完了位置（Ｚアライメント完了位置）と、被検眼の角膜位置までの区間内に検眼部３が位置しているとき、最大あるいは所定の値で一定となるように、このアライメント完了位置から検眼部３を後方へ移動させたときその輝度が最大または所定の値から減少するように、照明光源６１の明るさやＣＣＤ４４のゲインを設定する。この設定は、顎受け部４に標準となる模型眼を設置して行う。
［動 作］
次に、上記のように構成される眼科装置１の動作について説明する。
【００４３】
先ず、図示しない電源をオンにし、顎受け部４に被検者（患者）の顎を載せ、図示しない操作部を操作して観察光学系４２の照明光源６１を点灯させるとともに、固視標投影光学系４１の光源５１を点灯させる。照明光源６１の点灯により被検眼Ｅの前眼部Ｅｆが照明される。
【００４４】
前眼部Ｅｆの照明により、観察光学系４２のＣＣＤ４４の撮像面上に前眼部像が結像され、フレームメモリ１１３に前眼部像が記憶され、モニタ部１０の画面に前眼部像Ｅｆ′が表示される。
【００４５】
アライメント光投影系４７のＬＥＤ１０１が点灯されて、ピンホール１０２、コリメートレンズ１０３、ハーフミラー１０４を介して被検眼Ｅの角膜Ｃに向けて平行光束のアライメント指標光束が投影される。被検眼Ｅに投影されたアライメント指標光束は、被検眼Ｅの角膜Ｃにおいて反射され、観察光学系４２によりＣＣＤ４４上にアライメント指標像（輝点像）Ｔが投影される。この輝点像Ｔ（この輝点像Ｔは通常アライメントマークＡＬＭ２の外側にある）が前眼部像Ｅｆ′とともに図５に示すように表示される。
【００４６】
検者は、輝点像ＴがアライメントマークＡＬＭ２内に入るようにモニタ部１０のタッチパネルＴＣを操作して、検眼部３を上下左右に移動させる。輝点像ＴがアライメントマークＡＬＭ２内に入ると、オートアライメントが実行されてアライメント指標像Ｔが図５に示すようにアライメントマークＡＬＭ１内に位置され、ＸＹ方向の精密なアライメントが完了される。
【００４７】
また、モニタ部１０の画面Ｈには、図７に示すように、眼部像Ｅｆ′と照明光源６１による照明光源像６１ａ′,６１ａ′が表示されている。
【００４８】
ＸＹアライメントが完了されると、信号処理部４９の演算制御回路１１０は、フレームメモリ１１３の前眼部像Ｅｆ′から照明光源像６１ａ′,６１ａ′を抽出し、この抽出した光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度を求め、この輝度が図８に示す予め設定した閾値Ｋ以上かどうかを判断する。
【００４９】
閾値Ｋは、アライメント完了位置から５.００mm以上、検眼部３が後方へ離れた場合、角膜の曲率が異なっていても閾値以下となるように、且つ、検眼部３が−１０mm〜−５mmの範囲に位置している場合、角膜の曲率が異なっていても閾値以上となるように設定する。なお、−５mm〜５mmの範囲では、ＣＣＤ４４上に結像される指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’によってＺ方向のアライメントが可能となっている。
【００５０】
したがって、検眼部３がどの位置に位置しても移動方向を即座に求めることができることになる。
【００５１】
演算制御回路１１０は、照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度が閾値Ｋより小さいとき、検眼部３はアライメント完了位置より後方に位置しているので、駆動モータ２７を制御して検眼部３を前方へ移動させてＺ方向の粗アライメントを行う。逆に照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度が閾値Ｋ以上のとき、検眼部３はアライメント完了位置より前方に位置しているので、駆動モータ２７を制御して検眼部３を後方へ移動させてＺ方向の粗アライメントを行う。
【００５２】
この検眼部３のＺ方向の粗アライメントにより、オートアライメント領域に入ると、図５に示すように、光源１０２ａの点灯により、モニタ部１０の画面に指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ′が表示される。
【００５３】
演算制御回路１１０は、指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’がＣＣＤ４４上で一定の位置関係になるように、駆動モータ２７を制御し、検眼部３を前後へ微小移動させて、Ｚ方向の精密アライメントを行う。精密アライメントが完了すると、被検眼Ｅの屈折力などの測定が実行される。
【００５４】
このように、照明光源６１による照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度に基づいて検眼部３の移動方向を求めて検眼部３を前方または後方へ移動させるものであるから、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行える。
【００５５】
ところで、角膜の曲率によって照明光源像６１ａ′,６１ａ′の焦点が合う位置が異なり、角膜の曲率がＲ５とＲ１０とで焦点距離差は２.６mmとなり、図８に示すように、角膜の曲率がＲ５とＲ１０とで輝度が最大となる位置が異なるが、閾値Ｋを上記のように設定することで不具合は生じない。
［第２実施例］
図９及び図１０は第２実施例の眼科装置１５０を示す。この眼科装置１５０は眼圧計であり、この眼圧計１５０の測定光学系２００は、図９及び図１０に示すように、前眼部観察光学系２１０と、ＸＹアライメント視標投影光学系２２０と、固視標投影光学系２３０と、ＸＹアライメント検出光学系２４０と、角膜変形検出光学系２５０と、スリット投影光学系２６０と、Ｚアライメント受光光学系２７０と、Ｚアライメント投影光学系２８０とを有している。
【００５６】
前眼部観察光学系２１０は、図９に示すように、検眼部３（図１参照）の前面に設けた前眼部照明光源２１１と、前眼部窓ガラス２１３と、気流吹付ノズル２１２と、チャンバガラス２１４と、ハーフミラー２１５と、対物レンズ２１６と、ハーフミラー２１７,２１８と、ＣＣＤなどのイメージセンサ（受光手段）２１９とを有している。気流吹付ノズル２１２はエア噴出装置３１０（図１１参照）によって圧縮された空気を被検眼Ｅに向けて吹き付ける。
【００５７】
ＸＹアライメント視標投影光学系２２０は、図１０に示すように、赤外光を射出するアライメント光源２２１と、集光レンズ２２２と、開口絞り２２３と、ピンホール板２２４と、ダイクロイックミラー２２５と、投影レンズ２２６と、ハーフミラー２１５と、チャンバガラス２１４と、気流吹付ノズル２１２とを有している。ダイクロイックミラー２２５は赤外光を反射させ、可視光を透過させる。
【００５８】
固視標投影光学系２３０は、固視標光源（報知手段）２３１と、ピンホール板２３２と、ダイクロイックミラー２２５と、投影レンズ２２６と、ハーフミラー２１５と、チャンバガラス２１４と、気流吹付ノズル２１２とを有している。
【００５９】
ＸＹアライメント検出光学系２４０は、気流吹付ノズル２１２と、チャンバガラス２１４と、ハーフミラー２１５と、対物レンズ２１６と、ハーフミラー２１７,２１８と、受光センサ２４１とを有している。受光センサ（エリアセンサ）２４１は結像点の位置検出が可能なポジションセンサなどで構成される。
【００６０】
角膜変形検出光学系２５０は、気流吹付ノズル２１２と、チャンバガラス２１４と、ハーフミラー２１５と、対物レンズ２１６と、ハーフミラー２１７と、ピンホール板２５１と、受光センサ２５２とを有している。
【００６１】
スリット投影光学系２６０は、図９に示すように赤外光を射出するスリット光源２６１と、集光レンズ２６２と、スリット２６３と、矩形開口絞り２６４と、ハーフミラー２８５と、投影レンズ２６５とを有している。
【００６２】
Ｚアライメント受光光学系２７０は、結像レンズ２７１と、ラインセンサ２７２とを有している。
【００６３】
Ｚアライメント投影光学系２８０は、赤外光を射出するアライメント光源２８１と、集光レンズ２８２と、開口絞り２８３と、ピンホール板２８４と、ハーフミラー２８５と、投影レンズ２６５とを有している。
［制御系］
図１１は眼科装置１の制御系の構成を示したブロック図であり、２１９は前眼部像が結像されるイメージセンサ（撮像装置）であり、このイメージセンサ上に結像された前眼部像はモニタ部１０に表示される。４００は検眼部３のＸ方向（被検眼Ｅに対して左右方向）へ移動させるパルスモータであるＸモータ（移動手段）、４０１は検眼部３をＹ方向（被検眼Ｅに対して上下方向）へ移動させるパルスモータであるＹモータ（移動手段）、４０２は検眼部３をＺ方向（被検眼Ｅに対して前後方向）へ移動させるパルスモータであるＺモータ（移動手段）である。
【００６４】
３０４はタッチパネル３０２の操作に基づいて各種の測定モードの設定や各光源２１１,２２１,２３１,２６１,２８１の点灯を制御したり、エア噴出装置３１０の駆動を制御したりする演算制御装置（制御手段）である。演算制御装置３０４は、エア噴出装置３１０によって噴出されるエアパルスの圧力と受光センサ２５２の受光量等に基づいて眼圧を求めたりする。
【００６５】
また、演算制御装置３０４は、検眼部３がアライメント領域外にあるとき、図１２に示す照明光源像２１１ａ,２１１ａの輝度を求める輝度検出手段３０４Ａの機能を有するとともに、この輝度が予め設定された閾値Ｋより大きいか小さいかを求めて、検眼部３を前方または後方へ移動させる。そして、前眼部照明光源２１１,２１１とイメージセンサ２１９と演算制御装置３０４とでＺ方向の粗アライメントを検出するアライメント検出装置が構成される。
［動 作］
次に、上記のように構成される眼科装置１５０の動作を説明する。
【００６６】
先ず、図示しない電源スイッチを投入する。この電源スイッチの投入により前眼部照明光源２１１が点灯し、被検眼Ｅの前眼部が照明される。
【００６７】
前眼部照明光源２１１によって照明された被検眼Ｅの前眼部像は、気流吹付ノズル２１２の内外を通り、前眼部窓ガラス２１３、チャンバガラス２１４、ハーフミラー２１５を透過し、対物レンズ２１６により集束されつつハーフミラー２１７，２１８を透過してイメージセンサ２１９上に形成される。そして、モニタ部１０に図１２に示すように前眼部像Ｅｆａと、前眼部照明光源２１１による照明光源像２１１ａ,２１１ａとが表示される。
【００６８】
一方、ＸＹアライメント視標投影光学系２２０のアライメント光源２２１や固視標投影光学系２３０の固視標光源２３１が点灯され、この固視標光源２３１の光がピンホール板２３２、ダイクロイックミラー２２５、投影レンズ２２６、ハーフミラー２１５、チャンバガラス２１４、ノズル２１２内を通って被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影され、被検眼Ｅが固視される。
【００６９】
アライメント光源２２１の点灯により、アライメント光源２２１から射出された赤外光は、集光レンズ２２２により集束されつつ開口絞り２２３を通過し、ピンホール板２２４に導かれる。そして、ピンホール板２２４を通過した光束は、ダイクロイックミラー２２５で反射され、投影レンズ２２６によって平行光束となってハーフミラー２１５で反射された後に、チャンバガラス２１４を透過して気流吹付ノズル２１２の内部を通過し、ＸＹアライメント指標光を形成して角膜Ｅｃに投影する。
【００７０】
このＸＹアライメント指標光は角膜Ｅｃの表面で反射され、この反射光束は、ノズル２１２の内部を通りチャンバガラス２１４、ハーフミラー２１５を透過し、対物レンズ２１６により集束されつつハーフミラー２１７でその一部が透過し、ハーフミラー２１８でその一部が反射される。ハーフミラー２１８で反射された光束は、受光センサ２４１上に輝点像Ｔ１を形成する。
【００７１】
また、ハーフミラー２１８を透過した反射光束はイメージセンサ２１９の受光面に輝点像Ｔ２を形成する。この輝点像Ｔ２により、図１２に示すようにモニタ部１０に前眼部像Ｅｆ上に輝点像Ｔが表示される。
【００７２】
検者は、モニタ部１０に表示される瞳孔像Ｅａの中心部へ輝点像Ｔが移動するように、モニタ部１０のタッチパネルのタッチ部(図示せず)をタッチ操作する。この操作により、演算制御装置３０４がＸ,Ｙモータ４００,４０１を駆動し、検眼部３が左右上下に移動する。
【００７３】
これら移動により、粗アライメント領域(図示せず)に輝点像Ｔが入ると、オートアライメントが実行されて精密なＸＹアライメントが行われる。
【００７４】
この精密なＸＹアライメントは、受光センサ２４１上の輝点像Ｔ１の位置に基づいて演算制御装置３０４がＸ,Ｙモータ４００,４０１を駆動して行われる。
【００７５】
ＸＹアライメントが完了すると、図１３に示す照明光源像２１１ａ,２１１ａが演算制御装置３０４によって抽出され、この抽出された照明光源像２１１ａ,２１１ａの輝度が演算制御装置３０４によって求められる。
【００７６】
演算制御装置３０４は、この求めた輝度が図８に示す予め設定した閾値Ｋ以上かどうかを判断し、輝度が閾値Ｋより小さいとき、Ｚモータ４０２を制御して検眼部３を前方へ移動させ、その輝度が閾値Ｋより大きいときＺモータ４０２を制御して検眼部３を後方へ移動させる。
【００７７】
この検眼部３の前方あるいは後方への移動により、Ｚ方向のオートアライメント領域に入ると、Ｚアライメント投影光学系２８０のアライメント光源２８１が点灯される。
【００７８】
この点灯により、アライメント光源２８１から赤外光が射出され、この赤外光が集光レンズ２８２に集光されて開口絞り２８３に到達する。開口絞り２８３を通過した赤外光の一部はピンホール板２８４を通過し、ハーフミラー２８５により反射され、投影レンズ２６５により角膜Ｅｃに投影される。
【００７９】
この赤外光は角膜Ｅｃで反射され、この反射された反射光は結像レンズ２７１により集光されてラインセンサ２７２の受光面に輝点像Ｑを形成する。演算制御装置３０４は、ラインセンサ２７２上の輝点像Ｑの位置に基づいてＺモータ４０２を制御してＺ方向の精密アライメントを行う。Ｚ方向の精密アライメントが完了すると、被検眼Ｅの眼圧の測定が実行される。
【００８０】
この第２実施例も第１実施例と同様に、Ｚ方向の粗アライメントが迅速に行える。
【００８１】
なお、第２実施例では、図８に示す−５mm〜５mmの範囲では、ラインセンサ２７２上に結像される輝点像Ｑの位置によってＺ方向のアライメントが可能となっており、このため、検眼部３がどの位置に位置しても移動方向を即座に求めることができる。
【００８２】
上記実施例では、被検眼Ｅの屈折力などの測定と眼底などの検査や眼圧を測定する検眼部について説明したが、これら測定や検査に限らず、他の測定や検査が行えるものであってもよく、またそれらの測定と検査のどちらかが行えるように測定光学系と検査光学系のどちらか一方だけを設けてもよい。また、検眼部とは、検査以外にもアライメントが必要な例えば眼底や角膜内皮細胞の撮影装置なども含まれる。
【００８３】
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００８４】
３ 検眼部
２３ 駆動モータ（移動手段）
２７ 駆動モータ（移動手段）
３０ 駆動モータ（移動手段）
４４ ＣＣＤ（撮像装置）
４７ アライメント光投影系
１１０ 演算制御回路（輝度検出手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検眼の例えば眼屈折力などを測定する検眼部のＺ方向の粗アライメントを行うＺアライメント装置と、このＺアライメント装置を搭載した眼科装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動的にアライメントを行い、この後に被検眼の眼屈折力を測定する眼科装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
かかる眼科装置は、ベースに対して上下、前後、左右に移動可能に設けた検眼部に、眼屈折力を測定する測定部と、被検眼に対する測定部のアライメントを検出するアライメント検出手段などとを設けている。
【０００４】
また、この眼科装置は、手動でＸＹ方向やＺ方向の粗アライメントを行い、指標像がＴＶモニタ上に表れると、ＸＹ方向の自動アライメントが行われる。
【０００５】
近年、オートアライメント領域から外れた領域で、Ｚ方向の粗アライメントを自動で行うことが提案されており、この場合、停止位置にある検眼部から撮像した前眼部像に映り込んだ照明光源像と、この停止位置から例えば５mmほど前方または後方へ移動させて前眼部を撮像し、この撮像した前眼部像に映り込んだ照明光源像との輝度を比較して、アライメント方向が前方なのか後方なのかを判断し、この判断した方向へ検眼部を移動させることによりＺ方向の粗アライメントを行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３６７６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、検眼部の移動方向を判断するのに、停止位置から撮像した後、検眼部を５mmほど前方または後方へ移動させ、この後前眼部像を撮像して前眼部像を取り込まなければならず、このため、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行えないという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行えるＺアラインメント装置と眼科装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、被検眼に対して前後及び上下に移動可能な且つ被検眼の検査または測定を行う検眼部に設けられた、前記被検眼の前眼部を照明する照明光源と、前記前眼部を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した前眼部像に映り込んだ前記照明光源像の輝度を求める輝度検出手段とを備え、この輝度検出手段が検出した輝度に基づいて前記検眼部の前後方向の粗アライメントを行うＺアライメント検出装置であって、
前記検眼部が前後方向のアライメント完了位置から被検眼の角膜までの区間内に位置している場合、前記撮像装置が撮像した光源像の輝度が所定の一定値となるように設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係る眼科装置の外観図を示すものであり、（ａ）はモニタ部の表示画面が検者の側に向けられている場合を示す側面図であり、（ｂ）は（ａ）の背面図である。
【図２】（ａ）はモニタ部の表示画面が被検者の側に向けられている場合を示す側面図であり、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図３】（ａ）はモニタ部の表示画面を右側面に向けた側面図であり、（ｂ）は（ａ）の背面図である。
【図４】（ａ）はモニタ部の表示画面を左側面に向けて傾斜させた側面図であり、（ｂ）は（ａ）の背面図である。
【図５】眼科装置の光学系の配置を示した光学配置図である。
【図６】眼科装置の制御系の構成を示したブロック図である。
【図７】モニタ部の画面に前眼部像が表示された例を示した説明図である。
【図８】照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度と検眼部の位置との関係を示したグラフである。
【図９】第２実施例の眼科装置の光学系の配置を示した平面図である。
【図１０】図９に示す光学系の配置を示した側面図である。
【図１１】第２実施例の眼科装置の制御系の構成を示したブロック図である。
【図１２】表示部に表示される前眼部像と輝点像と照明光源像とを示した説明図である。
【図１３】ＸＹ方向のアライメントが完了した場合の前眼部像と輝点像と照明光源像とを示した説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明に係るＺアライメント検出装置を搭載した眼科装置の実施の形態である一実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１３】
［第１実施例］
図１ないし図４において、１は眼科装置である。この眼科装置１は、ベース部２と検眼部３と、顎受け部４とから概略構成されている。その顎受け部４にはこれと一体に額当て５が設けられている。
【００１４】
被検者は、顎受け部４に顎を置き、額当て５に額を当てた状態で検査を受ける。
【００１５】
検眼部３の内部には、図１（ａ）、図２（ａ）等に破線で示すように測定部６が設けられており、この測定部６は公知の観察・撮影用の観察光学系や屈折力などを測定する測定光学系（光学系）が設けられている。この測定部６により、被検者の前眼部、被検眼の角膜、眼底等が観察・撮影可能であり、眼底の検査なども行なえるようになっている。
【００１６】
検眼部３の被検者に対面する側には、図１（ｂ）等に示すように、前眼部照明用の光源６１が輪環状に配置されている。この光源６１は、角膜形状を測定する測定光源としても用いられる。
【００１７】
ベース部２には、図１（ａ）、図２（ａ）等に破線で示すように検眼部３を駆動する公知の駆動機構・駆動回路８が設けられている。
【００１８】
駆動機構・駆動回路８の駆動部には、例えば、図示を略すパルスモータが用いられる。
【００１９】
検眼部３は、後述するモニタ部を操作することにより、被検眼に対して上下左右前後方向に駆動される。その検眼部３の頂部９には、図１ないし図４に示すように、液晶のモニタ部（表示手段、液晶ディスプレイ）１０が設けられる。
【００２０】
このモニタ部１０は、図１ないし図４に示すように、所望の位置へ自由に移動させることができるようになっている。また、モニタ部１０の画面ＨにはタッチパネルＴＣ（図６参照）が装着されており、タッチパネルＴＣをタッチすることにより各種の操作が行えるようになっている。
［測定部］
測定部６の光学系の一例を図６に示す。この光学系は図示を略すケース内にコンパクトにまとめて配置されている。
【００２１】
図５において、４１は被検眼Ｅを固視・雲霧させるために視標を眼底Ｅｒに投影する固視標投影光学系、４２は被検眼Ｅの前眼部Ｅｆを観察する観察光学系、４３は照準スケールをＣＣＤ（撮像装置）４４に投影するスケール投影光学系、４５は被検眼Ｅの屈折力を測定するためのパターン光束を眼底Ｅｒに投影するパターン光束投影光学系（測定光学系）、４６は眼底Ｅｒから反射された光束をＣＣＤ４４に受光させる受光光学系（測定光学系）、４７は光軸と垂直な方向のアライメント状態を検出するための指標光を被検眼に向けて投影するアライメント光投影系、４８は被検眼Ｅと装置本体（検眼部３）との間の作動距離を検出するための作動距離検出光学系、４９は信号処理部である。なお、パターン光束投影光学系４５と受光光学系４６は測定部６の光学系を構成している。
【００２２】
固視標投影光学系４１は、光源５１、コリメータレンズ５２、指標板５３、リレーレンズ５４、ミラー５５、リレーレンズ５６、ダイクロイックミラー５７、ダイクロイックミラー５８、対物レンズ５９を備えている。
【００２３】
光源５１から出射された可視光は、コリメータレンズ５２によって平行光束とされた後、指標板５３を透過する。指標板５３には、被検眼Ｅを固視・雲霧させるためのターゲットが設けられている。そのターゲット光束は、リレーレンズ５４を透過してミラー５５により反射され、リレーレンズ５６を経てダイクロイックミラー５７に導かれかつこのミラー５５により反射されて光学系の主光軸Ｏ１に導かれ、ダイクロイックミラー５８を透過した後、対物レンズ５９を経て被検眼Ｅに導かれる。
【００２４】
光源５１、コリメータレンズ５２、指標板５３は、指標ユニットＵ１０を構成し、指標ユニットＵ１０は、被検眼Ｅを固視・雲霧させるために、駆動モータＰＭ１（図６参照）によって、固視標投影光学系４１の光軸Ｏ２に沿って一体に移動可能とされている。
【００２５】
観察光学系４２は、照明光源６１、対物レンズ５９、ダイクロイックミラー５８、絞り６１’を有するリレーレンズ６２、ミラー６３、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５、結像レンズ６６、ＣＣＤ４４を有する。
【００２６】
照明光源６１から出射された照明光束は、被検眼Ｅの前眼部Ｅｆを照明する。前眼部Ｅｆで反射された照明光束は、対物レンズ５９を経てダイクロイックミラー５８に反射され、リレーレンズ６２の絞り６１’を通過し、ミラー６３により反射された後、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５を透過して、結像レンズ６６によりＣＣＤ４４に導かれ、ＣＣＤ４４の撮像面に後述する前眼部像が形成される。
【００２７】
スケール投影光学系４３は、光源７１、照準スケールを有するコリメータレンズ７２、リレーレンズ７３、ダイクロイックミラー５８、絞り６１’を有するリレーレンズ６２、ミラー６３、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５、結像レンズ６６、ＣＣＤ４４を有する。
【００２８】
光源７１から出射された光束は、コリメータレンズ７２を透過する際に平行光束とされ、リレーレンズ７３、ダイクロイックミラー５８、絞り６１’を有するリレーレンズ６２を経てミラー６３により反射され、リレーレンズ６４、ダイクロイックミラー６５を経て結像レンズ６６によってＣＣＤ４４に結像される。ＣＣＤ４４からの映像信号は、信号処理部４９を介してモニタ部１０に入力され、モニタ部１０に前眼部像Ｅｆ’が表示されると共にアライメントマークＡＬＭ１、ＡＬＭ２が表示される。なお、アライメント完了後の屈折力測定時には、光源６１、７１は消灯される。
【００２９】
アライメントマークＡＬＭ１はアライメント完了領域（測定可能エリア）の範囲を示すものであり、アライメントマークＡＬＭ２は粗アライメントの領域範囲を示すものである。
【００３０】
パターン光束投影光学系４５は、光源８１、コリメータレンズ８２、円錐プリズム８３、リング指標板８４、リレーレンズ８５、ミラー８６、リレーレンズ８７、穴空きプリズム８８、ダイクロイックミラー５７、ダイクロイックミラー５８、対物レンズ５９を備えている。
【００３１】
光源８１とリング指標板８４とは光学的に共役であり、リング指標板８４と被検眼Ｅの瞳孔ＥＰとは光学的に共役な位置に配置されている。また、光源８１、コリメータレンズ８２、円錐プリズム８３、リング指標板８４は、指標ユニットＵ４０を構成し、この指標ユニットＵ４０は、駆動モータＰＭ２（図６参照）により光軸Ｏ３に沿って進退駆動される。
【００３２】
光源８１から出射された光束は、コリメータレンズ８２によって平行光束とされ、円錐プリズム８３を透過してリング指標板８４に導かれる。このリング指標板８４に形成されたリング状のパターン部分を透過してパターン光束となる。このパターン光束は、リレーレンズ８５を透過した後、ミラー８６により反射され、リレーレンズ８７を透過して穴空きプリズム８８の反射面によって反射され、主光軸Ｏｌに沿つてダイクロイックミラー５７に導かれ、このダイクロイックミラー５７、５８を透過した後、対物レンズ５９により眼底Ｅｒに結像される。
【００３３】
受光光学系４６は、対物レンズ５９、ダイクロイックミラー５８、５７、穴空きプリズム８８の穴部８８ａ、リレーレンズ９１、ミラー９２、リレーレンズ９３、ミラー９４、合焦レンズ９５、ミラー９６、ダイクロイックミラー６５、結像レンズ６６、ＣＣＤ４４を有する。合焦レンズ９５は、指標ユニットＵ４０と連動して、光軸Ｏ４に沿って移動可能とされている。
【００３４】
パターン光束投影光学系４５によつて眼底Ｅｒに導かれかつこの眼底Ｅｒで反射された反射光束は、対物レンズ５９により集光され、ダイクロイックミラー５８、５７を透過し、穴空きプリズム８８の穴部８８ａへと導かれ、この穴部８８ａを通過する。この穴部８８ａを通過したパターン反射光束は、リレーレンズ９１を透過してミラー９２によって反射され、リレーレンズ９３を透過してミラー９４により反射され、合焦レンズ９５を透過してミラー９６、ダイクロイックミラー６５により反射され、結像レンズ６６によってＣＣＤ４４に導かれる。これにより、ＣＣＤ４４にパターン像が結像される。
【００３５】
アライメント光投影系４７は、ＬＥＤ１０１、ピンホール１０２、コリメートレンズ１０３、ハーフミラー１０４を備え、被検眼Ｅの角膜Ｃに向けてアライメント指標光束を投影するアライメント手段としての機能を有する。被検眼Ｅに向けて平行光として投影されたアライメント指標光束は、被検眼Ｅの角膜Ｃにおいて反射され、観察光学系４２によりＣＣＤ４４上にアライメント指標像（輝点像）Ｔが投影される。アライメント指標像ＴがアライメントマークＡＬＭ１内に位置すると（図５参照）、アライメント完了と判断される。
【００３６】
作動距離検出光学系４８は、被検眼Ｅと装置本体（検眼部３）との間の作動距離を検出するアライメント手段としての機能を有する。この作動距離検出光学系４８は、有限距離から指標を投影する有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌをそれぞれ主光軸Ｏ１に関して左右対称に有する。有限距離から指標を投影する有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌは光源１０２ａからの光束を指標光束として被検眼Ｅに左右の斜めから投影する。
【００３７】
これらの２つの有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌからの指標光束は、検眼部３がオートアライメント領域内に入っている場合、被検眼Ｅの角膜Ｃで反射されて、観察光学系４２によりＣＣＤ４４上に結像される。信号処理部４９は、このＣＣＤ４４からの出力に基づいて、有限距離指標投影系１０２Ｒ、１０２Ｌからの指標光束による指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’がモニタ部１０に表示される（図５参照）。なお、ＣＣＤ４４上には指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’と同じ指標像が結像されている。これらの指標像がＣＣＤ４４上で一定の位置関係になった場合、作動距離が測定に適した距離Ｗｏになったとして検出される。
［信号処理部］
信号処理部４９は、図６に示すように、演算制御回路（輝度検出手段、制御手段）１１０、Ａ／Ｄ変換器１１２、フレームメモリ１１３、Ｄ／Ａ変換器１１４、Ｄ／Ａ変換器１１５とを有している。
【００３８】
この演算制御回路１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路、コントロール回路等（図示せず）を有すると共に、各パルスモータを駆動制御する駆動制御手段と眼特性を演算する演算手段とを兼用し、演算結果等はＲＡＭに記憶される。
【００３９】
演算制御回路１１０は、駆動モータＰＭ１、ＰＭ２を駆動制御すると共に、駆動モータ（移動手段）３０、２３、２７を駆動制御する。これにより、装置本体（検眼部３）がＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動される。また、演算制御回路１１０は、各種光源５１、６１、７１、８１、１０２ａ、ＬＥＤ１０１の点灯制御を行うため、図示を略すドライバに接続されている。なお、駆動モータ２３が検眼部３を上下に移動させ、駆動モータ２７が検眼ヘッドを前後に移動させ、駆動モータ３０が検眼部３を左右に移動させる。
【００４０】
演算制御回路１１０は、ＣＣＤ４４に受光されたアライメント指標像Ｔ（輝点像）、指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’の受光位置を演算し、この演算結果に基づき、アライメント目標位置までの距離や方向を求めるものである。
【００４１】
また、 演算制御回路１１０は、検眼部３がアライメント領域外にあるとき、図７に示す照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度を求める輝度検出手段の機能を有するとともに、この輝度が予め設定された閾値Ｋより大きいか小さいかを求めて、検眼部３を前方または後方へ移動させる。そして、照明光源６１とＣＣＤ４４と信号処理部４９とでＺ方向の粗アライメントを検出するアライメント検出装置が構成される。
【００４２】
ところで、照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度は、図８に示すように、アライメント完了位置（Ｚアライメント完了位置）と、被検眼の角膜位置までの区間内に検眼部３が位置しているとき、最大あるいは所定の値で一定となるように、このアライメント完了位置から検眼部３を後方へ移動させたときその輝度が最大または所定の値から減少するように、照明光源６１の明るさやＣＣＤ４４のゲインを設定する。この設定は、顎受け部４に標準となる模型眼を設置して行う。
［動 作］
次に、上記のように構成される眼科装置１の動作について説明する。
【００４３】
先ず、図示しない電源をオンにし、顎受け部４に被検者（患者）の顎を載せ、図示しない操作部を操作して観察光学系４２の照明光源６１を点灯させるとともに、固視標投影光学系４１の光源５１を点灯させる。照明光源６１の点灯により被検眼Ｅの前眼部Ｅｆが照明される。
【００４４】
前眼部Ｅｆの照明により、観察光学系４２のＣＣＤ４４の撮像面上に前眼部像が結像され、フレームメモリ１１３に前眼部像が記憶され、モニタ部１０の画面に前眼部像Ｅｆ′が表示される。
【００４５】
アライメント光投影系４７のＬＥＤ１０１が点灯されて、ピンホール１０２、コリメートレンズ１０３、ハーフミラー１０４を介して被検眼Ｅの角膜Ｃに向けて平行光束のアライメント指標光束が投影される。被検眼Ｅに投影されたアライメント指標光束は、被検眼Ｅの角膜Ｃにおいて反射され、観察光学系４２によりＣＣＤ４４上にアライメント指標像（輝点像）Ｔが投影される。この輝点像Ｔ（この輝点像Ｔは通常アライメントマークＡＬＭ２の外側にある）が前眼部像Ｅｆ′とともに図５に示すように表示される。
【００４６】
検者は、輝点像ＴがアライメントマークＡＬＭ２内に入るようにモニタ部１０のタッチパネルＴＣを操作して、検眼部３を上下左右に移動させる。輝点像ＴがアライメントマークＡＬＭ２内に入ると、オートアライメントが実行されてアライメント指標像Ｔが図５に示すようにアライメントマークＡＬＭ１内に位置され、ＸＹ方向の精密なアライメントが完了される。
【００４７】
また、モニタ部１０の画面Ｈには、図７に示すように、眼部像Ｅｆ′と照明光源６１による照明光源像６１ａ′,６１ａ′が表示されている。
【００４８】
ＸＹアライメントが完了されると、信号処理部４９の演算制御回路１１０は、フレームメモリ１１３の前眼部像Ｅｆ′から照明光源像６１ａ′,６１ａ′を抽出し、この抽出した光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度を求め、この輝度が図８に示す予め設定した閾値Ｋ以上かどうかを判断する。
【００４９】
閾値Ｋは、アライメント完了位置から５.００mm以上、検眼部３が後方へ離れた場合、角膜の曲率が異なっていても閾値以下となるように、且つ、検眼部３が−１０mm〜−５mmの範囲に位置している場合、角膜の曲率が異なっていても閾値以上となるように設定する。なお、−５mm〜５mmの範囲では、ＣＣＤ４４上に結像される指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’によってＺ方向のアライメントが可能となっている。
【００５０】
したがって、検眼部３がどの位置に位置しても移動方向を即座に求めることができることになる。
【００５１】
演算制御回路１１０は、照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度が閾値Ｋより小さいとき、検眼部３はアライメント完了位置より後方に位置しているので、駆動モータ２７を制御して検眼部３を前方へ移動させてＺ方向の粗アライメントを行う。逆に照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度が閾値Ｋ以上のとき、検眼部３はアライメント完了位置より前方に位置しているので、駆動モータ２７を制御して検眼部３を後方へ移動させてＺ方向の粗アライメントを行う。
【００５２】
この検眼部３のＺ方向の粗アライメントにより、オートアライメント領域に入ると、図５に示すように、光源１０２ａの点灯により、モニタ部１０の画面に指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ′が表示される。
【００５３】
演算制御回路１１０は、指標像１０２Ｒ’、１０２Ｌ’がＣＣＤ４４上で一定の位置関係になるように、駆動モータ２７を制御し、検眼部３を前後へ微小移動させて、Ｚ方向の精密アライメントを行う。精密アライメントが完了すると、被検眼Ｅの屈折力などの測定が実行される。
【００５４】
このように、照明光源６１による照明光源像６１ａ′,６１ａ′の輝度に基づいて検眼部３の移動方向を求めて検眼部３を前方または後方へ移動させるものであるから、Ｚ方向の粗アライメントを迅速に行える。
【００５５】
ところで、角膜の曲率によって照明光源像６１ａ′,６１ａ′の焦点が合う位置が異なり、角膜の曲率がＲ５とＲ１０とで焦点距離差は２.６mmとなり、図８に示すように、角膜の曲率がＲ５とＲ１０とで輝度が最大となる位置が異なるが、閾値Ｋを上記のように設定することで不具合は生じない。
［第２実施例］
図９及び図１０は第２実施例の眼科装置１５０を示す。この眼科装置１５０は眼圧計であり、この眼圧計１５０の測定光学系２００は、図９及び図１０に示すように、前眼部観察光学系２１０と、ＸＹアライメント視標投影光学系２２０と、固視標投影光学系２３０と、ＸＹアライメント検出光学系２４０と、角膜変形検出光学系２５０と、スリット投影光学系２６０と、Ｚアライメント受光光学系２７０と、Ｚアライメント投影光学系２８０とを有している。
【００５６】
前眼部観察光学系２１０は、図９に示すように、検眼部３（図１参照）の前面に設けた前眼部照明光源２１１と、前眼部窓ガラス２１３と、気流吹付ノズル２１２と、チャンバガラス２１４と、ハーフミラー２１５と、対物レンズ２１６と、ハーフミラー２１７,２１８と、ＣＣＤなどのイメージセンサ（受光手段）２１９とを有している。気流吹付ノズル２１２はエア噴出装置３１０（図１１参照）によって圧縮された空気を被検眼Ｅに向けて吹き付ける。
【００５７】
ＸＹアライメント視標投影光学系２２０は、図１０に示すように、赤外光を射出するアライメント光源２２１と、集光レンズ２２２と、開口絞り２２３と、ピンホール板２２４と、ダイクロイックミラー２２５と、投影レンズ２２６と、ハーフミラー２１５と、チャンバガラス２１４と、気流吹付ノズル２１２とを有している。ダイクロイックミラー２２５は赤外光を反射させ、可視光を透過させる。
【００５８】
固視標投影光学系２３０は、固視標光源（報知手段）２３１と、ピンホール板２３２と、ダイクロイックミラー２２５と、投影レンズ２２６と、ハーフミラー２１５と、チャンバガラス２１４と、気流吹付ノズル２１２とを有している。
【００５９】
ＸＹアライメント検出光学系２４０は、気流吹付ノズル２１２と、チャンバガラス２１４と、ハーフミラー２１５と、対物レンズ２１６と、ハーフミラー２１７,２１８と、受光センサ２４１とを有している。受光センサ（エリアセンサ）２４１は結像点の位置検出が可能なポジションセンサなどで構成される。
【００６０】
角膜変形検出光学系２５０は、気流吹付ノズル２１２と、チャンバガラス２１４と、ハーフミラー２１５と、対物レンズ２１６と、ハーフミラー２１７と、ピンホール板２５１と、受光センサ２５２とを有している。
【００６１】
スリット投影光学系２６０は、図９に示すように赤外光を射出するスリット光源２６１と、集光レンズ２６２と、スリット２６３と、矩形開口絞り２６４と、ハーフミラー２８５と、投影レンズ２６５とを有している。
【００６２】
Ｚアライメント受光光学系２７０は、結像レンズ２７１と、ラインセンサ２７２とを有している。
【００６３】
Ｚアライメント投影光学系２８０は、赤外光を射出するアライメント光源２８１と、集光レンズ２８２と、開口絞り２８３と、ピンホール板２８４と、ハーフミラー２８５と、投影レンズ２６５とを有している。
［制御系］
図１１は眼科装置１の制御系の構成を示したブロック図であり、２１９は前眼部像が結像されるイメージセンサ（撮像装置）であり、このイメージセンサ上に結像された前眼部像はモニタ部１０に表示される。４００は検眼部３のＸ方向（被検眼Ｅに対して左右方向）へ移動させるパルスモータであるＸモータ（移動手段）、４０１は検眼部３をＹ方向（被検眼Ｅに対して上下方向）へ移動させるパルスモータであるＹモータ（移動手段）、４０２は検眼部３をＺ方向（被検眼Ｅに対して前後方向）へ移動させるパルスモータであるＺモータ（移動手段）である。
【００６４】
３０４はタッチパネル３０２の操作に基づいて各種の測定モードの設定や各光源２１１,２２１,２３１,２６１,２８１の点灯を制御したり、エア噴出装置３１０の駆動を制御したりする演算制御装置（制御手段）である。演算制御装置３０４は、エア噴出装置３１０によって噴出されるエアパルスの圧力と受光センサ２５２の受光量等に基づいて眼圧を求めたりする。
【００６５】
また、演算制御装置３０４は、検眼部３がアライメント領域外にあるとき、図１２に示す照明光源像２１１ａ,２１１ａの輝度を求める輝度検出手段３０４Ａの機能を有するとともに、この輝度が予め設定された閾値Ｋより大きいか小さいかを求めて、検眼部３を前方または後方へ移動させる。そして、前眼部照明光源２１１,２１１とイメージセンサ２１９と演算制御装置３０４とでＺ方向の粗アライメントを検出するアライメント検出装置が構成される。
［動 作］
次に、上記のように構成される眼科装置１５０の動作を説明する。
【００６６】
先ず、図示しない電源スイッチを投入する。この電源スイッチの投入により前眼部照明光源２１１が点灯し、被検眼Ｅの前眼部が照明される。
【００６７】
前眼部照明光源２１１によって照明された被検眼Ｅの前眼部像は、気流吹付ノズル２１２の内外を通り、前眼部窓ガラス２１３、チャンバガラス２１４、ハーフミラー２１５を透過し、対物レンズ２１６により集束されつつハーフミラー２１７，２１８を透過してイメージセンサ２１９上に形成される。そして、モニタ部１０に図１２に示すように前眼部像Ｅｆａと、前眼部照明光源２１１による照明光源像２１１ａ,２１１ａとが表示される。
【００６８】
一方、ＸＹアライメント視標投影光学系２２０のアライメント光源２２１や固視標投影光学系２３０の固視標光源２３１が点灯され、この固視標光源２３１の光がピンホール板２３２、ダイクロイックミラー２２５、投影レンズ２２６、ハーフミラー２１５、チャンバガラス２１４、ノズル２１２内を通って被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影され、被検眼Ｅが固視される。
【００６９】
アライメント光源２２１の点灯により、アライメント光源２２１から射出された赤外光は、集光レンズ２２２により集束されつつ開口絞り２２３を通過し、ピンホール板２２４に導かれる。そして、ピンホール板２２４を通過した光束は、ダイクロイックミラー２２５で反射され、投影レンズ２２６によって平行光束となってハーフミラー２１５で反射された後に、チャンバガラス２１４を透過して気流吹付ノズル２１２の内部を通過し、ＸＹアライメント指標光を形成して角膜Ｅｃに投影する。
【００７０】
このＸＹアライメント指標光は角膜Ｅｃの表面で反射され、この反射光束は、ノズル２１２の内部を通りチャンバガラス２１４、ハーフミラー２１５を透過し、対物レンズ２１６により集束されつつハーフミラー２１７でその一部が透過し、ハーフミラー２１８でその一部が反射される。ハーフミラー２１８で反射された光束は、受光センサ２４１上に輝点像Ｔ１を形成する。
【００７１】
また、ハーフミラー２１８を透過した反射光束はイメージセンサ２１９の受光面に輝点像Ｔ２を形成する。この輝点像Ｔ２により、図１２に示すようにモニタ部１０に前眼部像Ｅｆ上に輝点像Ｔが表示される。
【００７２】
検者は、モニタ部１０に表示される瞳孔像Ｅａの中心部へ輝点像Ｔが移動するように、モニタ部１０のタッチパネルのタッチ部(図示せず)をタッチ操作する。この操作により、演算制御装置３０４がＸ,Ｙモータ４００,４０１を駆動し、検眼部３が左右上下に移動する。
【００７３】
これら移動により、粗アライメント領域(図示せず)に輝点像Ｔが入ると、オートアライメントが実行されて精密なＸＹアライメントが行われる。
【００７４】
この精密なＸＹアライメントは、受光センサ２４１上の輝点像Ｔ１の位置に基づいて演算制御装置３０４がＸ,Ｙモータ４００,４０１を駆動して行われる。
【００７５】
ＸＹアライメントが完了すると、図１３に示す照明光源像２１１ａ,２１１ａが演算制御装置３０４によって抽出され、この抽出された照明光源像２１１ａ,２１１ａの輝度が演算制御装置３０４によって求められる。
【００７６】
演算制御装置３０４は、この求めた輝度が図８に示す予め設定した閾値Ｋ以上かどうかを判断し、輝度が閾値Ｋより小さいとき、Ｚモータ４０２を制御して検眼部３を前方へ移動させ、その輝度が閾値Ｋより大きいときＺモータ４０２を制御して検眼部３を後方へ移動させる。
【００７７】
この検眼部３の前方あるいは後方への移動により、Ｚ方向のオートアライメント領域に入ると、Ｚアライメント投影光学系２８０のアライメント光源２８１が点灯される。
【００７８】
この点灯により、アライメント光源２８１から赤外光が射出され、この赤外光が集光レンズ２８２に集光されて開口絞り２８３に到達する。開口絞り２８３を通過した赤外光の一部はピンホール板２８４を通過し、ハーフミラー２８５により反射され、投影レンズ２６５により角膜Ｅｃに投影される。
【００７９】
この赤外光は角膜Ｅｃで反射され、この反射された反射光は結像レンズ２７１により集光されてラインセンサ２７２の受光面に輝点像Ｑを形成する。演算制御装置３０４は、ラインセンサ２７２上の輝点像Ｑの位置に基づいてＺモータ４０２を制御してＺ方向の精密アライメントを行う。Ｚ方向の精密アライメントが完了すると、被検眼Ｅの眼圧の測定が実行される。
【００８０】
この第２実施例も第１実施例と同様に、Ｚ方向の粗アライメントが迅速に行える。
【００８１】
なお、第２実施例では、図８に示す−５mm〜５mmの範囲では、ラインセンサ２７２上に結像される輝点像Ｑの位置によってＺ方向のアライメントが可能となっており、このため、検眼部３がどの位置に位置しても移動方向を即座に求めることができる。
【００８２】
上記実施例では、被検眼Ｅの屈折力などの測定と眼底などの検査や眼圧を測定する検眼部について説明したが、これら測定や検査に限らず、他の測定や検査が行えるものであってもよく、またそれらの測定と検査のどちらかが行えるように測定光学系と検査光学系のどちらか一方だけを設けてもよい。また、検眼部とは、検査以外にもアライメントが必要な例えば眼底や角膜内皮細胞の撮影装置なども含まれる。
【００８３】
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００８４】
３ 検眼部
２３ 駆動モータ（移動手段）
２７ 駆動モータ（移動手段）
３０ 駆動モータ（移動手段）
４４ ＣＣＤ（撮像装置）
４７ アライメント光投影系
１１０ 演算制御回路（輝度検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼に対して前後及び上下に移動可能な且つ被検眼の検査または測定を行う検眼部に設けられた、前記被検眼の前眼部を照明する照明光源と、前記前眼部を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した前眼部像に映り込んだ前記照明光源像の輝度を求める輝度検出手段とを備え、この輝度検出手段が検出した輝度に基づいて前記検眼部の前後方向の粗アライメントを行うＺアライメント検出装置であって、
前記検眼部が前後方向のアライメント完了位置から被検眼の角膜までの区間内に位置している場合、前記撮像装置が撮像した光源像の輝度が所定の一定値となるように設定したことを特徴とするＺアライメント検出装置。
【請求項２】
前記所定の一定値は、前記撮像装置が出力する画像信号の輝度値の最大値であることを特徴とする請求項１に記載のＺアライメント検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＺアライメント検出装置を備えたことを特徴とする眼科装置。
【請求項４】
請求項３に記載の眼科装置は、被検眼の眼圧を測定することを特徴とする眼圧計。
【請求項１】
被検眼に対して前後及び上下に移動可能な且つ被検眼の検査または測定を行う検眼部に設けられた、前記被検眼の前眼部を照明する照明光源と、前記前眼部を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した前眼部像に映り込んだ前記照明光源像の輝度を求める輝度検出手段とを備え、この輝度検出手段が検出した輝度に基づいて前記検眼部の前後方向の粗アライメントを行うＺアライメント検出装置であって、
前記検眼部が前後方向のアライメント完了位置から被検眼の角膜までの区間内に位置している場合、前記撮像装置が撮像した光源像の輝度が所定の一定値となるように設定したことを特徴とするＺアライメント検出装置。
【請求項２】
前記所定の一定値は、前記撮像装置が出力する画像信号の輝度値の最大値であることを特徴とする請求項１に記載のＺアライメント検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＺアライメント検出装置を備えたことを特徴とする眼科装置。
【請求項４】
請求項３に記載の眼科装置は、被検眼の眼圧を測定することを特徴とする眼圧計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−８１５１７（Ｐ２０１３−８１５１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１７９０（Ｐ２０１１−２２１７９０）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
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