特開 2019-162334 眼科装置及びその角膜形状測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-162334(P2019-162334A)

(43)【公開日】2019年9月26日

(54)【発明の名称】眼科装置及びその角膜形状測定方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/107 20060101AFI20190830BHJP

【ＦＩ】

   A61B3/10 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-52733(P2018-52733)

(22)【出願日】2018年3月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】内藤 朋子

(72)【発明者】

【氏名】柳 英一

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA03

4C316AA06

4C316AA13

4C316AA24

4C316AA28

4C316AB09

4C316FA18

4C316FY02

4C316FY09

4C316FZ01

(57)【要約】

【課題】被検眼の角膜形状を高精度に測定することができる眼科装置及びその角膜形状測定方法を提供する。
【解決手段】パターン光が投影されている角膜を撮影して、パターン光の反射像を含む角膜撮影像を取得する角膜撮影像取得部と、被検眼の瞳孔径を少なくとも１回以上変化させる瞳孔径変化部と、瞳孔径変化部により瞳孔径が変化されるごとに、パターン光投影光学系によるパターン光の投影と、角膜撮影像取得部による角膜撮影像の取得とを、再実行させる再実行制御部と、角膜撮影像取得部により取得された全ての角膜撮影像から、干渉反射像の検出を行う干渉反射像検出部と、角膜撮影像取得部により取得された角膜撮影像の少なくとも１つから、正常反射像を検出する正常反射像検出部と、正常反射像検出部が検出した正常反射像に基づき、被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検眼の角膜に角膜形状測定用のパターン光を投影するパターン光投影光学系と、
前記パターン光投影光学系から前記パターン光が投影されている前記角膜を撮影して、前記パターン光の反射像を含む角膜撮影像を取得する角膜撮影像取得部と、
前記被検眼の瞳孔径を少なくとも１回以上変化させる瞳孔径変化部と、
前記瞳孔径変化部により前記瞳孔径が変化されるごとに、前記パターン光投影光学系による前記パターン光の投影と、前記角膜撮影像取得部による前記角膜撮影像の取得とを、再実行させる再実行制御部と、
前記角膜撮影像取得部により取得された全ての前記角膜撮影像から、前記被検眼の瞳孔と虹彩との境界を示す瞳孔縁像に重なる前記反射像である干渉反射像の検出を行う干渉反射像検出部と、
前記干渉反射像検出部の検出結果に基づき、前記角膜撮影像取得部により取得された前記角膜撮影像の少なくとも１つから、前記瞳孔縁像に重ならない前記反射像である正常反射像を検出する正常反射像検出部と、
前記正常反射像検出部が検出した前記正常反射像に基づき、前記被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部と、
を備える眼科装置。

【請求項2】

前記干渉反射像検出部は、前記角膜撮影像取得部により前記角膜撮影像が取得されるごとに、前記角膜撮影像からの前記干渉反射像の検出を行い、
前記干渉反射像検出部により前記干渉反射像が検出されなかった場合に、前記瞳孔径変化部による前記瞳孔径の変化と、前記再実行制御部による前記再実行とを中止させる中止制御部を備える請求項１に記載の眼科装置。

【請求項3】

前記パターン光投影光学系が、前記角膜に対して複数の前記パターン光を同時に投影し、
前記角膜撮影像取得部が、複数の前記パターン光に対応した複数の前記反射像を含む前記角膜撮影像を取得し、
前記干渉反射像検出部が、前記角膜撮影像取得部により取得された全ての前記角膜撮影像から、前記角膜撮影像内の複数の前記反射像の中に前記干渉反射像が含まれているか否かを検出し、
前記正常反射像検出部が、前記干渉反射像検出部の検出結果に基づき、全ての前記反射像にそれぞれ対応する前記正常反射像を、前記角膜撮影像取得部により取得された全ての前記角膜撮影像の中から個別に検出し、
前記角膜形状演算部が、前記正常反射像検出部により検出された全ての前記正常反射像に基づき、前記被検眼の角膜形状を演算する請求項１又は２に記載の眼科装置。

【請求項4】

前記パターン光投影光学系が、複数の前記パターン光として、同心円状の複数のリング光を含むプラチドリング光を前記被検眼に投影する請求項３に記載の眼科装置。

【請求項5】

前記パターン光投影光学系は、不可視光である前記パターン光を前記被検眼に投影する請求項１から４のいずれか１項に記載の眼科装置。

【請求項6】

前記瞳孔径変化部が、前記被検眼に可視光を投影する可視光投影光学系であって、前記被検眼に投影する前記可視光の光量を変化させることで前記瞳孔径を変化させる可視光投影光学系である請求項１から５のいずれか１項に記載の眼科装置。

【請求項7】

前記被検眼の眼底部に対して眼特性測定用の測定光を投影する測定光投影光学系と、
前記眼底部で反射された前記測定光の反射光を受光して、反射像を取得する受光部と、
前記受光部により取得された前記反射像に基づき、前記被検眼の眼特性を演算する眼特性演算部と、
を備え、
前記瞳孔径変化部が、前記受光部による前記反射像の取得後に前記瞳孔径を変化させる請求項１から６のいずれか１項に記載の眼科装置。

【請求項8】

被検眼の角膜に角膜形状測定用のパターン光を投影するパターン光投影ステップと、
前記パターン光投影ステップで前記パターン光が投影されている前記角膜を撮影して、前記パターン光の反射像を含む角膜撮影像を取得する角膜撮影像取得ステップと、
前記被検眼の瞳孔径を少なくとも１回以上変化させる瞳孔径変化ステップと、
前記瞳孔径変化ステップで前記瞳孔径が変化されるごとに、前記パターン光投影ステップによる前記パターン光の投影と、前記角膜撮影像取得ステップによる前記角膜撮影像の取得とを、再実行させる再実行制御ステップと、
前記角膜撮影像取得ステップで取得された全ての前記角膜撮影像から、前記被検眼の瞳孔と虹彩との境界を示す瞳孔縁像に重なる前記反射像である干渉反射像の検出を行う干渉反射像検出ステップと、
前記干渉反射像検出ステップでの検出結果に基づき、前記角膜撮影像取得ステップで取得された前記角膜撮影像の少なくとも１つから、前記瞳孔縁像に重ならない前記反射像である正常反射像を検出する正常反射像検出ステップと、
前記正常反射像検出ステップで検出した前記正常反射像に基づき、前記被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算ステップと、
を有する眼科装置の角膜形状測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検眼の角膜形状を測定する眼科装置及びその角膜形状測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

被検眼の角膜の各種検査に用いられる眼科装置として、ケラトメータ及び角膜トポグラファー装置が良く知られている。ケラトメータは、被検眼の角膜に対して直径が３φ（ｍｍ）前後の１重〜３重のケラトリング光を投影すると共に、前眼部（角膜）を撮影して得られた被検眼の前眼部像を画像解析して、ケラトリング光の反射像を検出した結果に基づき、角膜曲率を測定する。また、角膜トポグラファー装置は、角膜に対してプラチドリング光を投影すると共に、前眼部を撮影して得られた前眼部像を画像解析して、プラチドリング光の反射像（プラチドリング像）を検出した結果に基づき、角膜の角膜形状［角膜のほぼ全領域の角膜曲率（曲率分布）等］を測定する。

【0003】

このような眼科装置では、被検眼の角膜形状を精度良く測定するために様々な取り組みがなされている。

【0004】

例えば、特許文献１に記載の眼科装置では、プラチドリング光の投影前に前眼部を撮影して得られた前眼部像を画像解析して、被検眼の瞳孔縁の形状及び位置等に関する境界情報を予め取得している。そして、この眼科装置では、前眼部像の画像解析を行う際に、先に取得した境界情報に基づき、プラチドリング像の中で瞳孔縁像に重なるリング像の検出結果を補正した上で、角膜形状の演算を行う。

【0005】

また、特許文献２に記載の眼科装置では、光断層法を用いて取得した角膜の断面形状に基づき、前眼部像内でのプラチドリング像の各リング像の仮想位置を求め、各リング像の仮想位置に基づき、前眼部像を画像解析して得られた各リング像の実測位置の採否を決定したり、或いは実測位置の補正を行ったりしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０００−３４２５３６号公報

【特許文献2】特開２０１１−１６７３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

角膜トポグラファー装置で用いられるプラチドリング光には前眼部の全体を照明する効果があるので、この角膜トポグラファー装置により得られる前眼部像には、プラチドリング像の他に、瞳孔、虹彩、及び強膜等の像が含まれる。一方、被検眼の瞳孔の直径である瞳孔径は、個人差及び周囲の明るさなどに応じて２φから６φ（ｍｍ）程度の範囲で変化する。このため、プラチドリング像には、瞳孔像上に位置するリング像、及び虹彩像上に位置するリング像が含まれる。

【0008】

図１１は、任意の径線方向に沿った前眼部像（瞳孔像及び虹彩像）の一部分の輝度変化を示したグラフである。なお、図中の符号「Ｖ」は、プラチドリング像の各リング像に相当する輝度変化を示す。

【0009】

図１１の符号XIAに示すように、瞳孔ではプラチドリング光が反射されないので、瞳孔像上に位置するリング像は暗い背景上（瞳孔像）に位置する。一方、虹彩は瞳孔よりもプラチドリング光の反射率が高いため、虹彩像上に位置するリング像は、瞳孔像よりも明るい背景（虹彩上）に位置する。

【0010】

このため、前眼部像から被検眼の角膜形状を解析する場合には、瞳孔像上に位置するリング像と、虹彩像上に位置するリング像とに対してそれぞれ異なる輝度の閾値（スライスレベル）を設定した上で、前眼部像の複数の経線方向ごとに各リング像の位置Ｐ０［ピーク位置（重心位置ともいう）］を検出する。そして、経線方向ごとの各リング像の位置検出結果に対して楕円近似等を行うことにより、各リング像の形状を検出し、各リング像の形状検出結果に基づき角膜形状を演算する。

【0011】

図１１の符号XIBに示すように、被検眼の瞳孔径によっては、プラチドリング像のいずれかのリング像が、被検眼の瞳孔と虹彩との境界を示す瞳孔縁の像（瞳孔縁像）に重なる場合がある。具体的には、リング像の全周が瞳孔縁像に重なったり、瞳孔縁の形状或いは偏心によってリング像が瞳孔縁像に部分的に重なったりするおそれがある。

【0012】

この場合、リング像と瞳孔縁像との識別が困難になる。また、リング像の一部が瞳孔像に重なる場合、この部分の輝度が高くなるため、リング像の見かけ上の位置Ｐ１が実際の位置Ｐ０よりも虹彩像側に移動してしまう。その結果、正確なリング像の形状（リング径等）を測定することができなくなる。

【0013】

さらに、リング像の全周が瞳孔縁像の全周に重なる場合、見かけ上のリング像が大きくなるので、前眼部像を画像解析して得られる角膜曲率が実際よりも緩く演算されてしまう。さらにまた、リング像が瞳孔縁像に部分的に重なる場合、このリング像の形状が歪になるので、乱視又は不正角膜と判断されるおそれがある。このため、瞳孔縁像と重なるリング像を無視して角膜形状を演算する方法も考えられるが、３φ（ｍｍ）から６φ（ｍｍ）の角膜形状測定に最も重要な部分のデータが得られなくなるので、角膜形状の測定値の信頼性が低下するおそれがある。

【0014】

そこで、上記特許文献１に記載されているように、予め取得した瞳孔と虹彩との境界情報に基づき、瞳孔縁像に重なるリング像の検出結果を補正する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、境界情報取得時の前眼部の撮影と、角膜形状測定時の前眼部の撮影とにおいて、被検眼の位置あるいは瞳孔径等が変わった場合に、角膜形状の正確な測定結果が得られない。

【0015】

また、上記特許文献２に記載されているように、瞳孔縁像に重なるリング像の仮想位置を求めることで、例えばこの仮想位置を実測位置の代わりに用いて角膜形状を演算する方法も考えられるが、この場合にも角膜形状の測定値の信頼性が低下するおそれがある。

【0016】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被検眼の角膜形状を高精度に測定することができる眼科装置及びその角膜形状測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明の目的を達成するための眼科装置は、被検眼の角膜に角膜形状測定用のパターン光を投影するパターン光投影光学系と、パターン光投影光学系からパターン光が投影されている角膜を撮影して、パターン光の反射像を含む角膜撮影像を取得する角膜撮影像取得部と、被検眼の瞳孔径を少なくとも１回以上変化させる瞳孔径変化部と、瞳孔径変化部により瞳孔径が変化されるごとに、パターン光投影光学系によるパターン光の投影と、角膜撮影像取得部による角膜撮影像の取得とを、再実行させる再実行制御部と、角膜撮影像取得部により取得された全ての角膜撮影像から、被検眼の瞳孔と虹彩との境界を示す瞳孔縁像に重なる反射像である干渉反射像の検出を行う干渉反射像検出部と、干渉反射像検出部の検出結果に基づき、角膜撮影像取得部により取得された角膜撮影像の少なくとも１つから、瞳孔縁像に重ならない反射像である正常反射像を検出する正常反射像検出部と、正常反射像検出部が検出した正常反射像に基づき、被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部と、を備える。

【0018】

この眼科装置によれば、パターン光の反射像の位置検出誤差を軽減し、角膜形状を正確（高精度）に測定することができる。

【0019】

本発明の他の態様に係る眼科装置において、干渉反射像検出部は、角膜撮影像取得部により角膜撮影像が取得されるごとに、角膜撮影像からの干渉反射像の検出を行い、干渉反射像検出部により干渉反射像が検出されなかった場合に、瞳孔径変化部による瞳孔径の変化と、再実行制御部による再実行とを中止させる中止制御部を備える。これにより、干渉反射像検出部により干渉反射像が検出されなかった場合には、測定を短時間で終了させることができる。

【0020】

本発明の他の態様に係る眼科装置において、パターン光投影光学系が、角膜に対して複数のパターン光を同時に投影し、角膜撮影像取得部が、複数のパターン光に対応した複数の反射像を含む角膜撮影像を取得し、干渉反射像検出部が、角膜撮影像取得部により取得された全ての角膜撮影像から、角膜撮影像内の複数の反射像の中に干渉反射像が含まれているか否かを検出し、正常反射像検出部が、干渉反射像検出部の検出結果に基づき、全ての反射像にそれぞれ対応する正常反射像を、角膜撮影像取得部により取得された全ての角膜撮影像の中から個別に検出し、角膜形状演算部が、正常反射像検出部により検出された全ての正常反射像に基づき、被検眼の角膜形状を演算する。複数のパターン光の反射像の全ての位置及び形状を正確（高精度）に測定することができるので、被検眼の角膜形状を高精度に測定することができる。

【0021】

本発明の他の態様に係る眼科装置において、パターン光投影光学系が、複数のパターン光として、同心円状の複数のリング光を含むプラチドリング光を被検眼に投影する。

【0022】

本発明の他の態様に係る眼科装置において、パターン光投影光学系は、不可視光であるパターン光を被検眼に投影する。

【0023】

本発明の他の態様に係る眼科装置において、瞳孔径変化部が、被検眼に可視光を投影する可視光投影光学系であって、被検眼に投影する可視光の光量を変化させることで瞳孔径を変化させる可視光投影光学系である。

【0024】

本発明の他の態様に係る眼科装置において、被検眼の眼底部に対して眼特性測定用の測定光を投影する測定光投影光学系と、眼底部で反射された測定光の反射光を受光して、反射像を取得する受光部と、受光部により取得された反射像に基づき、被検眼の眼特性を演算する眼特性演算部と、を備え、瞳孔径変化部が、受光部による反射像の取得後に瞳孔径を変化させる。これにより、瞳孔径の変化の影響が、眼特性の測定結果に及ぶことが防止される。

【0025】

本発明の目的を達成するための眼科装置の角膜形状測定方法は、被検眼の角膜に角膜形状測定用のパターン光を投影するパターン光投影ステップと、パターン光投影ステップでパターン光が投影されている角膜を撮影して、パターン光の反射像を含む角膜撮影像を取得する角膜撮影像取得ステップと、被検眼の瞳孔径を少なくとも１回以上変化させる瞳孔径変化ステップと、瞳孔径変化ステップで瞳孔径が変化されるごとに、パターン光投影ステップによるパターン光の投影と、角膜撮影像取得ステップによる角膜撮影像の取得とを、再実行させる再実行制御ステップと、角膜撮影像取得ステップで取得された全ての角膜撮影像から、被検眼の瞳孔と虹彩との境界を示す瞳孔縁像に重なる反射像である干渉反射像の検出を行う干渉反射像検出ステップと、干渉反射像検出ステップでの検出結果に基づき、角膜撮影像取得ステップで取得された角膜撮影像の少なくとも１つから、瞳孔縁像に重ならない反射像である正常反射像を検出する正常反射像検出ステップと、正常反射像検出ステップで検出した正常反射像に基づき、被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0026】

本発明は、被検眼の角膜形状を高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】眼科装置の光学系の配置を示した光学配置図である。

【図2】被検眼側から見たプラチドリングの正面図である。

【図3】第２受光光学系のエリアセンサの受光面の正面図である。

【図4】眼科装置の統括制御部の機能ブロック図である。

【図5】干渉リング像検出部による撮影画像データ内の干渉リング像の検出を説明するための説明図である。

【図6】正常リング像検出部による第１検出方法での各正常リング像の検出を説明するための説明図である。

【図7】符号７Ａは、図６中の１回目の撮影画像データの一例を示した説明図であり、符号７Ｂは、図６中の２回目の撮影画像データの一例を示した説明図である。

【図8】正常リング像検出部による第２検出方法での各正常リング像の検出を説明するための説明図である。

【図9】符号９Ａは、図８中の１回目の撮影画像データの一例を示した説明図であり、符号９Ｂは、図８中の２回目の撮影画像データの一例を示した説明図である。

【図10】眼科装置による被検眼の眼特性及び角膜形状の測定処理の流れを示すフローチャートである。

【図11】任意の径線方向に沿った前眼部像の一部分の輝度変化を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

［眼科装置の構成］
図１は、本発明の眼科装置１０の光学系の配置を示した光学配置図である。ここで、図中のＸ軸方向は被検者を基準とした左右方向（被検眼Ｅの眼幅方向）であり、Ｙ軸方向は上下方向であり、Ｚ軸方向は被検者に近づく前方向と被検者から遠ざかる後方向とに平行な前後方向（作動距離方向ともいう）である。

【0029】

図１に示すように、眼科装置１０は、被検眼Ｅの眼特性と、被検眼Ｅの前眼部の角膜Ｅｃの角膜形状との双方を測定する複合機である。なお、本実施形態では、被検眼Ｅの眼特性の測定として、被検眼Ｅの眼屈折力及び眼球波面収差の測定を例に挙げて説明する。また、本実施形態の角膜形状の測定には、角膜Ｅｃのほぼ全領域又は一部の領域の角膜曲率及び曲率半径等の測定の他に、角膜形状から求められる角膜波面収差の測定も含まれるものとする。

【0030】

眼科装置１０は、眼特性測定光学系１２と、角膜形状測定光学系１４と、アライメント光学系１６と、固視光学系１８とを備える。

【0031】

［眼特性測定光学系］
眼特性測定光学系１２は、測定光投影光学系２０と第１受光光学系２２（本発明の受光部に相当）とを有する。測定光投影光学系２０は、被検眼Ｅの眼底部Ｅｆに対して眼特性測定用の測定光Ｌ１を投影する。第１受光光学系２２は、眼底部Ｅｆで反射された測定光Ｌ１の反射光を受光して、本発明の反射像に相当する眼特性測定データＤ１を出力する。

【0032】

＜測定光投影光学系＞
測定光投影光学系２０は、測定光源２６と、コリメータレンズ２８と、偏光ビームスプリッタ３０と、ダイクロイックミラー３２と、ダイクロイックミラー３４と、対物レンズ３６と、光源移動部３８と、を有する。

【0033】

測定光源２６は、例えば近赤外の波長域の測定光Ｌ１をコリメータレンズ２８に向けて出射する。この測定光源２６としては、例えば、ＳＬＤ（Super luminescent diode）、レーザ光源、及びＬＥＤ（Light emitting diode）などが用いられる。また、測定光源２６は、光源移動部３８により測定光Ｌ１の出射方向に平行な方向に沿って移動自在に保持されている。

【0034】

コリメータレンズ２８は、測定光源２６から入射される測定光Ｌ１を平行光とした後、偏光ビームスプリッタ３０へ出射する。

【0035】

偏光ビームスプリッタ３０は、コリメータレンズ２８から入射される測定光Ｌ１のＰ偏光成分をダイクロイックミラー３２に向けて反射する。また、偏光ビームスプリッタ３０は、ダイクロイックミラー３２から入射される眼底部Ｅｆからの測定光Ｌ１の反射光のＳ偏光成分を透過して後述の反射鏡４０に入射させる。

【0036】

ダイクロイックミラー３２は、偏光ビームスプリッタ３０から入射される測定光Ｌ１をダイクロイックミラー３４に向けて反射し、ダイクロイックミラー３４から入射される測定光Ｌ１の反射光を偏光ビームスプリッタ３０に向けて反射し、さらに後述の反射鏡９６から入射される固視標光Ｌ５を透過してダイクロイックミラー３４に入射させる。

【0037】

ダイクロイックミラー３４は、ダイクロイックミラー３２から入射される測定光Ｌ１及び固視標光Ｌ５を対物レンズ３６に向けて反射し、対物レンズ３６から入射される測定光Ｌ１の反射光をダイクロイックミラー３２に向けて反射する。また、ダイクロイックミラー３４は、対物レンズ３６から入射される後述のプラチドリング光Ｌ２の反射光を透過して後述のハーフミラー７０に向けて出射し、ハーフミラー７０から入射される後述のＸＹアライメント光Ｌ４を透過して対物レンズ３６に向けて出射する。

【0038】

対物レンズ３６は、後述のリング光投影光学系５２を除く各光学系で共通に用いられ、測定光Ｌ１、ＸＹアライメント光Ｌ４、及び固視標光Ｌ５を被検眼Ｅに入射させる。

【0039】

＜第１受光光学系＞
第１受光光学系２２は、偏光ビームスプリッタ３０、ダイクロイックミラー３２,３４、及び対物レンズ３６を測定光投影光学系２０と共有すると共に、反射鏡４０と、レンズ４２と、コリメータレンズ４３と、ハルトマン板４４と、エリアセンサ４６と、センサ駆動部４８と、を有する。

【0040】

反射鏡４０は、偏光ビームスプリッタ３０から入射される測定光Ｌ１の反射光を、レンズ４２に向けて反射する。これにより、測定光Ｌ１の反射光が、レンズ４２を経てコリメータレンズ４３にて平行光に変換された後、ハルトマン板４４に入射する。

【0041】

ハルトマン板４４は、２次元配列された複数のマイクロレンズを有しており、レンズ４２から入射する測定光Ｌ１の反射光を複数の分割光に分割してエリアセンサ４６の受光面に入射させる。

【0042】

エリアセンサ４６は、例えばＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の撮像素子である。このエリアセンサ４６は、ハルトマン板４４から入射される複数の分割光を受光（撮像）して、各分割光に対応した複数の点像からなるハルトマン像の画像データを、被検眼Ｅの眼底部Ｅｆの眼特性測定データＤ１（本発明の反射像に相当）として後述の統括制御部１００（図４参照）へ出力する。

【0043】

センサ駆動部４８は、コリメータレンズ４３、ハルトマン板４４、及びエリアセンサ４６を、測定光Ｌ１の反射光の入射方向に平行な方向に沿って移動自在に保持する。センサ駆動部４８及び既述の光源移動部３８は、被検眼Ｅの屈折度数に応じて、測定光源２６と眼底部Ｅｆとエリアセンサ４６とが略共役な位置関係となるように駆動される。

【0044】

［角膜形状測定光学系］
角膜形状測定光学系１４は、リング光投影光学系５２と第２受光光学系５４とを有する。リング光投影光学系５２は、本発明のパターン光投影光学系に相当するものであり、被検眼Ｅの前眼部の角膜Ｅｃに対してプラチドリング光Ｌ２を投影する。また、第２受光光学系５４は、本発明の角膜撮影像取得部に相当するものであり、プラチドリング光Ｌ２が投影されている角膜Ｅｃ（前眼部）を撮影、すなわちプラチドリング光Ｌ２の反射光を撮像して、角膜Ｅｃを含む前眼部の撮影画像データＤ２を出力する。

【0045】

＜リング光投影光学系＞
リング光投影光学系５２は、プラチドリング５８と、一対の光源６０と、一対のコリメータレンズ６２と、を有する。

【0046】

図２は、被検眼Ｅ側から見たプラチドリング５８の正面図である。図２及び既述の図１に示すように、プラチドリング５８は略円環状に形成されており、中心開口６６と、複数のリングパターン６８と、一対の開口６９と、を有する。

【0047】

中心開口６６は、プラチドリング５８の中心部に形成された円状の開口穴であり、その中心が対物レンズ３６の光軸と略一致している。この中心開口６６を通して、測定光Ｌ１、ＸＹアライメント光Ｌ４、及び固視標光Ｌ５が被検眼Ｅに入射されると共に、被検眼Ｅにて反射された反射光が対物レンズ３６に入射される。

【0048】

複数のリングパターン６８は、対物レンズ３６の光軸を中心として同心円状に形成されており、それぞれ光を透過させる。また、プラチドリング５８の裏面側（対物レンズ３６側）には、各リングパターン６８に沿って複数のＬＥＤ等（図示せず）が配置されている。

【0049】

各リングパターン６８は、上述の不図示の各ＬＥＤから出射される不可視光（例えば近赤外光）により照明される。これにより、本発明の角膜形状測定用のパターン光として、各リングパターン６８をそれぞれ透過した透過光からなるプラチドリング光Ｌ２が被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投影されると共に、角膜Ｅｃにて反射されたプラチドリング光Ｌ２の反射光が、対物レンズ３６に入射される。なお、不可視光であるプラチドリング光Ｌ２の波長域は特に限定はされない。

【0050】

一対の開口６９は、プラチドリング５８の内側から外側に向かって例えば３番目（３番目以外でも可）のリングパターン６８の円周上に形成されている。

【0051】

一対の光源６０は、一対の開口６９にそれぞれ対応してプラチドリング５８の裏面側に設けられている。一対の光源６０は、それぞれ一対のコリメータレンズ６２に向けてＺアライメント光Ｌ３を出射する。

【0052】

一対のコリメータレンズ６２は、一対の光源６０から入射されたＺアライメント光Ｌ３を平行光にした後、一対の開口６９に向けてそれぞれ出射する。これにより、一対の開口６９をそれぞれ通過した一対のＺアライメント光Ｌ３が被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投影される。そして、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにて反射された一対のＺアライメント光Ｌ３の反射光が、既述のプラチドリング光Ｌ２の反射光と共に、対物レンズ３６に入射される。

【0053】

［第２受光光学系］
図１に戻って、第２受光光学系５４は、ダイクロイックミラー３４及び対物レンズ３６を測定光投影光学系２０と共有すると共に、ハーフミラー７０と、リレーレンズ７２と、結像レンズ７４と、エリアセンサ７６と、を有する。

【0054】

ハーフミラー７０は、後述の反射鏡８４から入射されるＸＹアライメント光Ｌ４をダイクロイックミラー３４に向けて反射させる。また、ハーフミラー７０は、ダイクロイックミラー３４から入射されるプラチドリング光Ｌ２、一対のＺアライメント光Ｌ３、及びＸＹアライメント光Ｌ４の各反射光を透過させてリレーレンズ７２に入射させる。これにより、各反射光が、リレーレンズ７２及び結像レンズ７４を介して、エリアセンサ７６の受光面に入射される。

【0055】

［アライメント光学系］
アライメント光学系１６は、ダイクロイックミラー３４、対物レンズ３６、及びハーフミラー７０を第２受光光学系５４と共有すると共に、アライメント光源８０と、レンズ８２と、反射鏡８４と、を有する。

【0056】

アライメント光源８０は、ＸＹアライメント光Ｌ４をレンズ８２に向けて出射する。このＸＹアライメント光Ｌ４は、レンズ８２を透過後、反射鏡８４、ハーフミラー７０、ダイクロイックミラー３４、及び対物レンズ３６を経て平行光として被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投影される。そして、角膜Ｅｃにて反射されたＸＹアライメント光Ｌ４の反射光は、対物レンズ３６、ダイクロイックミラー３４、ハーフミラー７０、リレーレンズ７２、及び結像レンズ７４を経て、エリアセンサ７６の受光面に入射される。

【0057】

図３は、第２受光光学系５４のエリアセンサ７６の受光面の正面図である。図３に示すように、エリアセンサ７６はＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型の撮像素子である。エリアセンサ７６の受光面には、結像レンズ７４により、前眼部像に重畳してプラチドリング光Ｌ２の反射光に基づく反射像であるプラチドリング像８６と、一対のＺアライメント光Ｌ３の反射光に基づく反射像である一対の輝点像Ｂ１と、ＸＹアライメント光Ｌ４の反射光に基づく反射像である輝点像Ｂ２と、が結像される。

【0058】

エリアセンサ７６は、プラチドリング像８６、一対の輝点像Ｂ１、及び輝点像Ｂ２を含む被検眼Ｅの前眼部の画像を撮像し、撮影画像データＤ２を後述の統括制御部１００（図４参照）へ出力する。なお、撮影画像データＤ２は本発明の角膜撮影像に相当する。

【0059】

プラチドリング像８６は、本発明のパターン光の（角膜による）反射像に相当するものであり、同心円状の複数（本実施形態では７本）のリング像８７により構成された多重リング像である。なお、本実施形態では、プラチドリング像８６が７重のリング像８７により構成されているが、２重以上のリング像８７で構成されていてもよい。以下、各リング像８７を、プラチドリング像８６の内側から外側に向かって第１リング像８７、第２リング像８７、…第７リング像８７とする。

【0060】

第３リング像８７（他のリング像８７でも可）と一対の輝点像Ｂ１との双方は、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のＺ軸方向のアライメント状態を示す。さらに、輝点像Ｂ２は、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のＸ軸方向及びＹ軸方向のアライメント状態を示す（特開2011-115387号公報参照）。

【0061】

［固視光学系］
図１に戻って、固視光学系１８は、本発明の瞳孔径変化部及び可視光投影光学系に相当するものであり、被検眼Ｅに対して、被検眼Ｅの固視又は雲霧のための固視標光Ｌ５を投影する。固視光学系１８は、ダイクロイックミラー３２、ダイクロイックミラー３４、及び対物レンズ３６を既述の測定光投影光学系２０と共有すると共に、光源８８と、レンズ９０と、固視標９２と、レンズ９４と、反射鏡９６と、視標移動部９８と、を有する。

【0062】

光源８８は、レンズ９０に向けて可視光の波長域の照明光を出射する。この照明光は、レンズ９０にて平行光とされた後、固視標９２に入射される。

【0063】

固視標９２は、例えば風景又は放射線のパターンであり、レンズ９０から入射される照明光によって後方から照明される。これにより、固視標９２からレンズ９４に向けて固視標光Ｌ５が出射される。この固視標光Ｌ５は、レンズ９４、反射鏡９６、ダイクロイックミラー３２、ダイクロイックミラー３４、及び対物レンズ３６を経て、被検眼Ｅに入射され、その眼底部Ｅｆに投影される。

【0064】

視標移動部９８は、被検眼Ｅの屈折力に応じて、光源８８、レンズ９０、及び固視標９２を一体に移動させる。これにより、被検眼Ｅを固視させることができる。さらに、視標移動部９８は、被検眼Ｅの眼屈折力の測定時には、被検眼Ｅの調節の影響をなくすための雲霧を行う。

【0065】

本実施形態の固視光学系１８は、後述の統括制御部１００（図４参照）の制御の下、光源８８から出射される照明光の光量、すなわち、被検眼Ｅに入射させる固視標光Ｌ５の光量を変化させる。被検眼Ｅは、対光反射（対光反応）により入射する可視光（固視標光Ｌ５）の光量が増加するほど瞳孔径が小さくなるので、被検眼Ｅに入射させる固視標光Ｌ５の光量を変化させることで、被検眼Ｅの瞳孔径を変化させることができる。

【0066】

［統括制御部の構成］
図４は、眼科装置１０の統括制御部１００の機能ブロック図である。図４に示すように、統括制御部１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を含む各種の演算部及びメモリ等から構成された演算回路である。この統括制御部１００には、既述の各光学系の他に、操作部１０２、記憶部１０４、表示部１０６、及びアライメント駆動部１０８が接続されている。そして、統括制御部１００は、検者による操作部１０２への入力操作に応じて、眼科装置１０の各部の動作を統括制御する。

【0067】

記憶部１０４には、被検眼Ｅの眼特性及び角膜形状の測定結果が記憶される他、眼科装置１０による測定を実行させるための測定プログラム（不図示）などが記憶されている。表示部１０６には、被検眼Ｅの眼特性及び角膜形状の測定結果等が表示される。アライメント駆動部１０８は、統括制御部１００による制御の下、被検眼Ｅに対して眼科装置１０の各光学系をＸＹＺ軸の各軸方向に相対移動させることにより、被検眼Ｅに対して眼科装置１０をオートアライメントさせる。

【0068】

統括制御部１００は、記憶部１０４から読み出した不図示の測定プログラムを実行することにより、眼特性測定制御部１１０、第１画像取得部１１２、眼特性演算部１１４、角膜形状測定制御部１１６、第２画像取得部１１８、アライメント検出部１２０、干渉リング像検出部１２２、正常リング像検出部１２４、及び角膜形状演算部１２６として機能する。

【0069】

眼特性測定制御部１１０は、眼科装置１０による被検眼Ｅの眼特性の測定を制御する。この眼特性測定制御部１１０は、固視光学系１８を制御して被検眼Ｅを雲霧（眼屈折力の測定時）させると共に、眼特性測定光学系１２（測定光投影光学系２０及び第１受光光学系２２）を制御して、被検眼Ｅの眼底部Ｅｆに対する測定光Ｌ１の投影と、測定光Ｌ１の反射光の撮像及び眼特性測定データＤ１の出力とを実行させる。

【0070】

なお、被検眼Ｅの眼特性の測定は、詳しくは後述するが、角膜形状測定光学系１４による被検眼Ｅの角膜形状測定用の１回目の撮影画像データＤ２の取得後のタイミングであって、且つ固視光学系１８により被検眼Ｅの瞳孔径を変化させる場合にはその変化前のタイミングで実行される。

【0071】

また、被検眼Ｅの眼特性の測定は必須ではなく、不要であれば省略してもよい。この場合、操作部１０２に対して眼特性の測定の中止操作を入力することで、眼科装置１０による被検眼Ｅの眼特性の測定が省略される。

【0072】

第１画像取得部１１２は、既述の第１受光光学系２２と共に本発明の眼底像取得部を構成する。この第１画像取得部１１２は、第１受光光学系２２から出力される眼底部Ｅｆの眼特性測定データＤ１を取得して、この眼特性測定データＤ１を眼特性演算部１１４へ出力する。

【0073】

眼特性演算部１１４は、第１画像取得部１１２から入力された眼特性測定データＤ１を解析して、被検眼Ｅの眼屈折力及び眼球波面収差等の眼特性を演算する。なお、眼特性の演算方法については公知技術（特開2011-115387号公報）であるので、ここでは具体的な説明は省略する。そして、眼特性演算部１１４は、被検眼Ｅの眼特性の演算結果を記憶部１０４に記憶させると共に表示部１０６に表示させる。

【0074】

角膜形状測定制御部１１６は、眼科装置１０による被検眼Ｅの角膜Ｅｃの角膜形状の測定を制御する。この角膜形状測定制御部１１６は、最初に、固視光学系１８を制御して被検眼Ｅを固視させると共に、リング光投影光学系５２及びアライメント光学系１６を制御して、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対して、プラチドリング光Ｌ２、一対のＺアライメント光Ｌ３、及びＸＹアライメント光Ｌ４を投影する。また、角膜形状測定制御部１１６は、第２受光光学系５４を制御して、各光の反射光、すなわち既述の図３に示したプラチドリング像８６、一対の輝点像Ｂ１、及び輝点像Ｂ２の撮像と、アライメント検出用の撮影画像データＤ２の出力とを実行させる。

【0075】

また、角膜形状測定制御部１１６は、アライメント完了後、角膜形状測定光学系１４を制御して、リング光投影光学系５２による角膜Ｅｃへのプラチドリング光Ｌ２の投影と、第２受光光学系５４によるプラチドリング像８６の１回目の撮像（取得）及び１回目の撮影画像データＤ２の出力と、を実行させる。なお、この１回目の撮影画像データＤ２の出力後、必要に応じて、既述の眼特性測定制御部１１０によって被検眼Ｅの眼特性の測定が実行される。

【0076】

さらに、角膜形状測定制御部１１６は、被検眼Ｅの眼特性の測定完了後、或いは被検眼Ｅの眼特性の測定が不要である場合には１回目の撮影画像データＤ２の出力後に、後述の干渉リング像検出部１２２からその検出結果を取得する。次いで、角膜形状測定制御部１１６は、干渉リング像検出部１２２の検出結果に基づき、固視光学系１８による被検眼Ｅの瞳孔径の変化と、この瞳孔径を変化させた状態での角膜形状測定光学系１４による２回目の撮影画像データＤ２の取得とを実行させる必要があるか否かを判定する。

【0077】

そして、角膜形状測定制御部１１６は、瞳孔径の変化及び２回目の撮影画像データＤ２の取得が必要と判定した場合、固視光学系１８を制御して、被検眼Ｅに投影する固視標光Ｌ５の光量を増加させることにより、被検眼Ｅの瞳孔径を変化（縮小）させる。すなわち、被検眼Ｅを縮瞳させる。次いで、角膜形状測定制御部１１６は、角膜形状測定光学系１４を制御して、角膜Ｅｃに対するプラチドリング光Ｌ２の投影と、２回目のプラチドリング像８６の撮像及び撮影画像データＤ２の出力とを再実行させる。

【0078】

第２画像取得部１１８は、既述の第２受光光学系５４と共に本発明の角膜撮影像取得部を構成するものであり、第２受光光学系５４から出力される前眼部（角膜Ｅｃ）の撮影画像データＤ２を取得する。この第２画像取得部１１８は、前述のアライメント駆動部１０８によるアライメント前に第２受光光学系５４からアライメント検出用の撮影画像データＤ２を取得した場合、この撮影画像データＤ２をアライメント検出部１２０へ出力する。また、第２画像取得部１１８は、アライメント駆動部１０８によるアライメント後に第２受光光学系５４から撮影画像データＤ２を取得した場合、この撮影画像データＤ２を干渉リング像検出部１２２へ出力する。

【0079】

アライメント検出部１２０は、第２画像取得部１１８から入力されるアライメント検出用の撮影画像データＤ２を解析して、既述の図３に示したように、第３リング像８７と一対の輝点像Ｂ１との位置関係に基づき、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のＺ軸方向のアライメント状態を検出する。また、アライメント検出部１２０は、輝点像Ｂ２の位置に基づき、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のＸ軸方向及びＹ軸方向のアライメント状態を検出する。

【0080】

そして、アライメント検出部１２０は、ＸＹＺ軸の各軸方向のアライメント検出結果をアライメント駆動部１０８へ出力する。これにより、アライメント駆動部１０８によって、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のオートアライメントが実行される。なお、オートアライメントを実行する代わりに、アライメント検出部１２０によるアライメント検出結果を表示部１０６に表示させると共に、操作部１０２への入力操作に応じてアライメント駆動部１０８を駆動させる手動アライメントを行ってもよい。

【0081】

図５は、干渉リング像検出部１２２による撮影画像データＤ２内の干渉リング像８７ａの検出を説明するための説明図である。なお、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと虹彩Ｅｉとの境界を示す撮影画像データＤ２内の瞳孔縁像Ｅｄを明確化するため、図５の符号５Ａに示す撮影画像データＤ２として、符号５Ｂに示す撮影画像データＤ２（前眼部像）からプラチドリング像８６を省略したものを図示している。また、以下の説明において「瞳孔Ｅｐ」には撮影画像データＤ２内の瞳孔像が含まれ、且つ「虹彩Ｅｉ」には撮影画像データＤ２内の虹彩像が含まれるものとする。

【0082】

図５及び既述の図４に示すように、干渉リング像検出部１２２は、本発明の干渉反射像検出部に相当するものであり、撮影画像データＤ２を解析して撮影画像データＤ２内の干渉リング像８７ａの検出を行う。干渉リング像８７ａは、本発明の干渉反射像に相当するものであり、プラチドリング像８６を構成する各リング像８７の中で瞳孔縁像Ｅｄに対して少なくとも一部が重なる像である。

【0083】

撮影画像データＤ２内において瞳孔Ｅｐと虹彩Ｅｉと各リング像８７とはそれぞれ輝度値が大きく異なる。このため、干渉リング像検出部１２２は、撮影画像データＤ２の画素ごとの輝度値を検出する。そして、干渉リング像検出部１２２は、撮影画像データＤ２の画素ごとの輝度値に基づき、撮影画像データＤ２内から、瞳孔Ｅｐと虹彩Ｅｉとの境界である瞳孔縁像Ｅｄ、瞳孔Ｅｐと各リング像８７との境界、及び虹彩Ｅｉと各リング像８７との境界、をそれぞれ検出する。

【0084】

この際に、例えば第３リング像８７が瞳孔縁像Ｅｄと完全に重なる場合には、干渉リング像検出部１２２により瞳孔縁像Ｅｄを検出することができない。この場合、干渉リング像検出部１２２は、瞳孔Ｅｐ及び虹彩Ｅｉの双方との境界を有する第３リング像８７を干渉リング像８７ａとして検出する。

【0085】

また、各リング像８７の中のいずれかが瞳孔縁像Ｅｄの一部と重なる場合、干渉リング像検出部１２２により瞳孔縁像Ｅｄの一部のみが検出される。この場合、干渉リング像検出部１２２は、各リング像８７の中で瞳孔縁像Ｅｄに交わる像を干渉リング像８７ａとして検出する。

【0086】

さらに、各リング像８７の中で瞳孔縁像Ｅｄに重なる像、すなわち干渉リング像８７ａが存在しない場合、干渉リング像検出部１２２により瞳孔縁像Ｅｄの全周が検出される。この場合、干渉リング像検出部１２２は、各リング像８７の中に干渉リング像８７ａが無い旨の検出を行う。

【0087】

このように干渉リング像検出部１２２は、撮影画像データＤ２の画素ごとの輝度値の検出結果に基づき、撮影画像データＤ２内から干渉リング像８７ａの検出を行う。なお、干渉リング像検出部１２２が、例えばパターンマッチング法等を用いて撮影画像データＤ２から瞳孔Ｅｐ、虹彩Ｅｉ、及び各リング像８７を検出し、これらの検出結果に基づき、撮影画像データＤ２内の干渉リング像８７ａを検出してもよい。すなわち、干渉リング像検出部１２２による干渉リング像８７ａの検出方法は上記の方法に限定はされない。

【0088】

そして、干渉リング像検出部１２２は、既述の１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａの検出を行った場合、その１回目の検出結果を、正常リング像検出部１２４と既述の角膜形状測定制御部１１６とにそれぞれ出力する。

【0089】

角膜形状測定制御部１１６は、干渉リング像検出部１２２により１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出されなかった場合、固視光学系１８による被検眼Ｅの縮瞳と、角膜形状測定光学系１４による２回目の撮影画像データＤ２の取得とを中止させる。この場合、角膜形状測定制御部１１６は、本発明の中止制御部として機能する。

【0090】

一方、角膜形状測定制御部１１６は、１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出された場合、固視光学系１８を制御して、被検眼Ｅに投影する固視標光Ｌ５の光量を増加させる。これにより、被検眼Ｅが対光反射により縮瞳されて瞳孔Ｅｐの瞳孔径が小さくなるので、１回目の撮影画像データＤ２内の干渉リング像８７ａと、瞳孔縁像Ｅｄとの重なり（干渉）が解消される。

【0091】

次いで、角膜形状測定制御部１１６は、本発明の再実行制御部として機能し、角膜形状測定光学系１４を制御して、プラチドリング光Ｌ２の投影と、プラチドリング像８６の撮像及び撮影画像データＤ２の出力とを再実行させる。これにより、第２画像取得部１１８による２回目の撮影画像データＤ２の取得と、干渉リング像検出部１２２による２回目の干渉リング像８７ａの検出とが繰り返し実行される。そして、干渉リング像検出部１２２は、その２回目の検出結果を正常リング像検出部１２４へ出力する。

【0092】

正常リング像検出部１２４は、本発明の正常反射像検出部に相当するものである。この正常リング像検出部１２４は、干渉リング像検出部１２２の検出結果に基づき、１回目及び２回目の撮影画像データＤ２の少なくとも一方から、瞳孔縁像Ｅｄに重ならない各リング像８７（第１リング像８７から第７リング像８７）を、それぞれ第１正常リング像８７ｂから第７正常リング像８７ｂとして検出する（図６等参照）。

【0093】

正常リング像検出部１２４は、１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出されなかった場合、すなわち２回目の撮影画像データＤ２の取得が行われなかった場合、１回目の撮影画像データＤ２から各リング像８７の全てを各正常リング像８７ｂ（第１正常リング像８７ｂから第７正常リング像８７ｂ）として検出する。

【0094】

一方、正常リング像検出部１２４は、１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出された場合、すなわち２回目の撮影画像データＤ２の取得が行われた場合、１回目及び２回目の撮影画像データＤ２の少なくとも一方から、各正常リング像８７ｂの検出を行う。具体的に正常リング像検出部１２４は、干渉リング像検出部１２２の２回目の検出結果に基づき、以下の第１検出方法又は第２検出方法を用いて、各正常リング像８７ｂの検出を行う。

【0095】

図６は、正常リング像検出部１２４による第１検出方法での各正常リング像８７ｂの検出を説明するための説明図である。図７の符号７Ａは、図６中の１回目の撮影画像データＤ２の一例を示した説明図であり、符号７Ｂは、図６中の２回目の撮影画像データＤ２の一例を示した説明図である。

【0096】

図６及び図７に示すように、正常リング像検出部１２４は、干渉リング像検出部１２２により２回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出されなかった場合、第１検出方法を用いて各正常リング像８７ｂの検出を行う。具体的に、正常リング像検出部１２４は、２回目の撮影画像データＤ２から各リング像８７の全てを、第１正常リング像８７ｂから第７正常リング像８７ｂとして検出する。

【0097】

図８は、正常リング像検出部１２４による第２検出方法での各正常リング像８７ｂの検出を説明するための説明図である。図９の符号９Ａは、図８中の１回目の撮影画像データＤ２の一例を示した説明図であり、符号９Ｂは、図８中の２回目の撮影画像データＤ２の一例を示した説明図である。

【0098】

図８及び図９に示すように、正常リング像検出部１２４は、干渉リング像検出部１２２により２回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出された場合、第２検出方法を用いて各正常リング像８７ｂの検出を行う。具体的に、正常リング像検出部１２４は、干渉リング像検出部１２２による１回目及び２回目の検出結果に基づき、１回目の撮影画像データＤ２内の干渉リング像８７ａと、２回目の撮影画像データＤ２内の干渉リング像８７ａとをそれぞれ判別する。ここでは、１回目の撮影画像データＤ２内の第３リング像８７と、２回目の撮影画像データＤ２内の第２リング像８７とがそれぞれ干渉リング像８７ａであるものとする。

【0099】

そして、正常リング像検出部１２４は、１回目の撮影画像データＤ２から第２リング像８７を第２正常リング像８７ｂとして検出し、２回目の撮影画像データＤ２から第３リング像８７を第３正常リング像８７ｂとして検出する。また、正常リング像検出部１２４は、残りの各正常リング像８７ｂについては１回目及び２回目のいずれか一方の撮影画像データＤ２から検出する。

【0100】

このように正常リング像検出部１２４は、第１検出方法及び第２検出方法のいずれの方法によっても、１回目及び２回目の撮影画像データＤ２の少なくとも一方から、瞳孔縁像Ｅｄに重ならない各リング像８７、すなわち各正常リング像８７ｂを検出することができる。そして、正常リング像検出部１２４は、各正常リング像８７ｂの検出結果を角膜形状演算部１２６へ出力する。

【0101】

角膜形状演算部１２６は、正常リング像検出部１２４から入力される各正常リング像８７ｂの検出結果に基づき、１回目及び２回目の撮影画像データＤ２の少なくとも一方の各正常リング像８７ｂから、角膜形状及び角膜波面収差を演算する。なお、角膜形状及び角膜波面収差の具体的な演算方法は公知技術であるので、ここでは具体的な説明は省略する。そして、角膜形状演算部１２６は、被検眼Ｅの角膜形状等の演算結果を記憶部１０４に記憶させると共に表示部１０６に表示させる。

【0102】

［眼科装置の作用］
図１０は、上記構成の眼科装置１０による被検眼Ｅの眼特性及び角膜形状の測定処理（本発明の眼科装置の角膜形状測定方法に相当）の流れを示すフローチャートである。最初に、統括制御部１００の角膜形状測定制御部１１６は、固視光学系１８を制御して被検眼Ｅの眼底部Ｅｆに固視標光Ｌ５を通常の光量で投影させることにより、被検眼Ｅを固視させる（ステップＳ１）。

【0103】

また、角膜形状測定制御部１１６は、アライメント光学系１６及びリング光投影光学系５２を制御して、被検眼Ｅの前眼部にプラチドリング光Ｌ２、一対のＺアライメント光Ｌ３、及びＸＹアライメント光Ｌ４を投影させる。さらに、角膜形状測定制御部１１６は、第２受光光学系５４を制御して、被検眼Ｅからの各反射光（反射像）の撮像とアライメント検出用の撮影画像データＤ２の出力とを実行させる。このアライメント検出用の撮影画像データＤ２は、第２受光光学系５４から第２画像取得部１１８を経てアライメント検出部１２０に入力される。

【0104】

アライメント検出部１２０は、第２画像取得部１１８から入力されたアライメント検出用の撮影画像データＤ２を解析して、第３リング像８７と一対の輝点像Ｂ１との位置関係、及び輝点像Ｂ２の位置に基づき、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のＸＹＺ軸方向のアライメント状態を検出する。そして、アライメント検出部１２０は、アライメント状態の検出結果をアライメント駆動部１０８へ出力する。これにより、アライメント駆動部１０８によって、被検眼Ｅに対する眼科装置１０のオートアライメントが実行される（ステップＳ２）。なお、既述のようにオートアライメントの代わりに手動アライメントを行ってもよい。

【0105】

上述のアライメントが完了すると、角膜形状測定制御部１１６は、角膜形状測定光学系１４を制御して、リング光投影光学系５２から角膜Ｅｃへのプラチドリング光Ｌ２の投影（ステップＳ３）と、第２受光光学系５４によるプラチドリング像８６の１回目の撮像（取得）及び１回目の撮影画像データＤ２の出力（ステップＳ４）と、を実行させる。これにより、１回目の撮影画像データＤ２が、第２受光光学系５４から第２画像取得部１１８を経て干渉リング像検出部１２２に入力される。なお、ステップＳ３は本発明のパターン光投影ステップに相当し、且つステップＳ４は本発明の角膜撮影像取得ステップに相当する。

【0106】

１回目の撮影画像データＤ２の取得後、被検眼Ｅの眼特性を測定する必要がある場合、眼特性測定制御部１１０は、被検眼Ｅの眼特性の測定を開始させる（ステップＳ５でＹＥＳ）。なお、後述のステップＳ１１以降では被検眼Ｅを縮瞳させるため、その前に被検眼Ｅの眼特性の測定を行うことにより、眼特性の測定結果に縮瞳の影響が及ぶことが防止される。

【0107】

眼特性測定制御部１１０は、既述の固視光学系１８を制御して被検眼Ｅを雲霧させると共に、眼特性測定光学系１２を制御して、測定光投影光学系２０による被検眼Ｅの眼底部Ｅｆに対する測定光Ｌ１の投影（ステップＳ６）と、第１受光光学系２２による測定光Ｌ１の反射光の撮像及び眼特性測定データＤ１の出力（ステップＳ７）と、を実行させる。これにより、眼特性測定データＤ１が、第１受光光学系２２から第１画像取得部１１２を経て眼特性演算部１１４に入力される。そして、眼特性演算部１１４は、第１画像取得部１１２から入力された眼特性測定データＤ１を解析して、被検眼Ｅの眼屈折力及び眼球波面収差等の眼特性を演算し、この眼特性の演算結果を記憶部１０４に記憶させると共に表示部１０６に表示させる（ステップＳ８）。

【0108】

被検眼Ｅの眼特性の測定完了後、或いは被検眼Ｅの眼特性の測定を行わない場合には１回目の撮影画像データＤ２の取得後（ステップＳ５でＮＯ）、干渉リング像検出部１２２は、既述の図５に示したように、１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａの検出を行う（ステップＳ９）。なお、ステップＳ９は、本発明の干渉反射像検出ステップに相当する。そして、干渉リング像検出部１２２は、干渉リング像８７ａの１回目の検出結果を正常リング像検出部１２４と角膜形状測定制御部１１６とにそれぞれ出力する。

【0109】

角膜形状測定制御部１１６は、干渉リング像検出部１２２により１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出されなかった場合、固視光学系１８による被検眼Ｅの縮瞳と、角膜形状測定光学系１４による２回目の撮影画像データＤ２の取得とを中止させる（ステップＳ１０でＹＥＳ）。この場合には、後述のステップＳ１５に移行する。これにより、１回目の撮影画像データＤ２から各正常リング像８７ｂの全てを検出可能な場合には、その後の新たな撮影画像データＤ２の取得を省略させることにより、測定を短時間で終了させることができる。

【0110】

一方、角膜形状測定制御部１１６は、干渉リング像検出部１２２により１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出された場合、固視光学系１８による被検眼Ｅの縮瞳と、角膜形状測定光学系１４による２回目の撮影画像データＤ２の取得とを開始させる（ステップＳ１０でＮＯ、本発明の再実行制御ステップに相当）。

【0111】

最初に、角膜形状測定制御部１１６は、固視光学系１８を制御して被検眼Ｅの眼底部Ｅｆに固視標光Ｌ５を投影させると共にその光量を増加させる（ステップＳ１１、本発明の瞳孔径変化ステップに相当）。これにより、被検眼Ｅが固視されると共に対光反射によって縮瞳される。その結果、少なくとも１回目の撮影画像データＤ２内の干渉リング像８７ａと、瞳孔縁像Ｅｄとの重なりが解消される。なお、本実施形態では、既存の固視光学系１８を利用することで、眼科装置１０のハードウェア的な変更を行うことなく、被検眼Ｅを縮瞳させることができる。

【0112】

次いで、角膜形状測定制御部１１６は、角膜形状測定光学系１４を制御して、リング光投影光学系５２による角膜Ｅｃへのプラチドリング光Ｌ２の投影（ステップＳ１２）と、第２受光光学系５４によるプラチドリング像８６の２回目の撮像及び２回目の撮影画像データＤ２の出力（ステップＳ１３）と、を実行させる。これにより、１回目と２回目とで互いに異なる瞳孔径での被検眼Ｅの角膜Ｅｃ（前眼部）の撮影が実行される。

【0113】

そして、干渉リング像検出部１２２への２回目の撮影画像データＤ２の入力と、干渉リング像検出部１２２による２回目の干渉リング像８７ａの検出及び正常リング像検出部１２４への検出結果の出力と、が実行される（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１２は本発明のパターン光投影ステップに相当し、ステップＳ１３は本発明の角膜撮影像取得ステップに相当し、さらにステップＳ１４は本発明の干渉反射像検出ステップに相当する。

【0114】

正常リング像検出部１２４は、１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出されなかった場合、１回目の撮影画像データＤ２から各正常リング像８７ｂの全てを検出する。

【0115】

一方、正常リング像検出部１２４は、１回目の撮影画像データＤ２から干渉リング像８７ａが検出された場合、干渉リング像検出部１２２の検出結果に基づき、既述の図６から図８に示した第１検出方法又は第２検出方法を用いて、１回目及び２回目の撮影画像データＤ２の少なくとも一方から各正常リング像８７ｂを個別に検出する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５は、本発明の正常反射像検出ステップに相当する。そして、正常リング像検出部１２４は、各正常リング像８７ｂの検出結果を角膜形状演算部１２６へ出力する。

【0116】

各正常リング像８７ｂの検出結果の入力を受けた角膜形状演算部１２６は、１回目及び２回目の撮影画像データＤ２の少なくとも一方の各正常リング像８７ｂに基づき、角膜形状及び角膜波面収差を演算する（ステップＳ１６、本発明の角膜形状演算ステップに相当）。この角膜形状演算部１２６による角膜形状等の演算結果は記憶部１０４に記憶されると共に表示部１０６に表示される（ステップＳ１７）。

【0117】

［本実施形態の効果］
以上のように本実施形態の眼科装置１０では、瞳孔径が異なる同一の被検眼Ｅの撮影画像データＤ２を２回取得し、瞳孔縁像Ｅｄに重ならない各リング像８７（各正常リング像８７ｂ）を、１回目及び２回目の撮影画像データＤ２の中から個別に検出することにより、プラチドリング像８６の各リング像８７の位置検出誤差を軽減することができる。また、各リング像８７の中で３φ（ｍｍ）から６φ（ｍｍ）の範囲における角膜形状測定に最も重要な部分の形状を正確に測定することができる。その結果、被検眼Ｅの角膜形状を高精度に測定することができる。

【0118】

［その他］
上記実施形態では、本発明の角膜形状測定用のパターン光として７重のプラチドリング光Ｌ２を例に挙げて説明したが、１重又は２重以上のプラチドリング光Ｌ２（ケラトリング光を含む）、及び所定パターンのドット光などの角膜形状の測定に利用可能なパターン光であれば特に限定はされない。また、１つ（１種類）のパターン光を被検眼Ｅに投影してもよいし、或いはプラチドリング光Ｌ２のように複数のパターン光を被検眼Ｅに同時に投影してもよい。

【0119】

上記実施形態では、２回目の撮影画像データＤ２の取得を行う際に、被検眼Ｅに投影される固視標光Ｌ５の光量を増加させて被検眼Ｅを縮瞳（瞳孔径を減少）させているが、逆に被検眼Ｅに投影される固視標光Ｌ５の光量を減少させて被検眼Ｅを散瞳（瞳孔径を増加）させてもよい。

【0120】

上記実施形態では、本発明の瞳孔径変化部及び可視光投影光学系として固視光学系１８を例に挙げて説明したが、例えばプラチドリング５８の近傍に可視光源を設けて、この可視光源から被検眼Ｅに可視光を投影させると共に、可視光の光量を変化させてもよい。また、この場合、可視光源は眼科装置１０とは別体に設けられていてもよい。

【0121】

上記実施形態では、被検眼Ｅに投影される固視標光Ｌ５（可視光）の光量を変化させることで被検眼Ｅの瞳孔径を変化させているが、被検眼Ｅとは反対側の眼に入射させる可視光の光量を変化させることにより、間接対光反射を利用して被検眼Ｅの瞳孔径を変化させてもよい。また、被検者に対して何らかの刺激を与えることによりその瞳孔径を変化させてもよい。

【0122】

上記実施形態では、固視光学系１８により被検眼Ｅの瞳孔径を１回変化させることで、角膜形状測定光学系１４によるプラチドリング光Ｌ２の投影及び撮影画像データＤ２の取得を１回再実行しているが、瞳孔径の変化の回数及び前述の再実行の回数は１回に限定されるものではない。すなわち、固視光学系１８により被検眼Ｅの瞳孔径を複数回変化させることで、角膜形状測定光学系１４によるプラチドリング光Ｌ２の投影及び撮影画像データＤ２の取得を複数回再実行してもよい。

【0123】

例えば、正常リング像検出部１２４が既述の図６及び図７に示した第１検出方法のみで各正常リング像８７ｂの検出を行う場合には、干渉リング像検出部１２２により干渉リング像８７ａが検出されなくなるまで、固視光学系１８による被検眼Ｅの瞳孔径の変化が繰り返される。また、固視光学系１８により被検眼Ｅの瞳孔径が変化されるごとに、角膜形状測定光学系１４によるプラチドリング光Ｌ２の投影及び撮影画像データＤ２の取得が再実行される。

【0124】

上記実施形態では、角膜形状測定光学系１４により新たな撮影画像データＤ２が取得されるごとに、干渉リング像検出部１２２による干渉リング像８７ａの検出を実行しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、固視光学系１８により被検眼Ｅの瞳孔径を所定回数（少なくとも１回以上）だけ変化させると共に、角膜形状測定光学系１４により所定回数分の撮影画像データＤ２の取得が実行された後で、干渉リング像検出部１２２が全ての撮影画像データＤ２からの干渉リング像８７ａの検出を実行してもよい。

【0125】

上記実施形態では、角膜形状測定光学系１４による１回目の撮影画像データＤ２の取得と２回目の撮影画像データＤ２の取得との間に、眼特性測定光学系１２による被検眼Ｅの眼特性の測定を行っているが、この被検眼Ｅの眼特性の測定を、角膜形状測定光学系１４による１回目の撮影画像データＤ２の取得前に行ってもよい。

【0126】

上記実施形態では、眼科装置１０により被検眼Ｅの眼特性として眼屈折力等を測定する場合を例に挙げて説明を行ったが、眼屈折力以外の各種眼特性［眼圧、眼底の光学断層画像、角膜内皮細胞、及び眼軸長等］の測定を行ってもよい。

【0127】

上記実施形態では、眼科装置１０として被検眼Ｅの眼特性と角膜Ｅｃの角膜形状との双方を測定する複合機を例に挙げて説明したが、本発明の眼科装置には、角膜Ｅｃの角膜形状の測定を行う角膜トポグラファー装置等の角膜形状測定装置、及び角膜Ｅｃの一部の領域の角膜曲率を測定するケラトメータ等も含まれる。

【符号の説明】

【0128】

１０…眼科装置，
１２…眼特性測定光学系，
１４…角膜形状測定光学系，
１８…固視光学系，
２０…測定光投影光学系，
２２…第１受光光学系，
５２…リング光投影光学系，
５４…第２受光光学系，
５８…プラチドリング，
８６…プラチドリング像，
８７…リング像，
８７ａ…干渉リング像，
８７ｂ…正常リング像，
１００…統括制御部，
１１６…角膜形状測定制御部，
１２２…干渉リング像検出部，
１２４…正常リング像検出部，
１２６…角膜形状演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】