特開 2023-130994 眼科装置

(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】P2023130994

(43)【公開日】2023-09-21

(54)【発明の名称】眼科装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/103 20060101AFI20230913BHJP

【ＦＩ】

A61B3/103

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022035625

(22)【出願日】2022-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】501299406

【氏名又は名称】株式会社トーメーコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡本 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】辺 光春

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA09

4C316AA13

4C316AB16

4C316FY01

4C316FY05

4C316FY06

(57)【要約】

【課題】 被検眼の眼軸長によらず、被検眼の眼底部に対して好適に光束を投光し得る技術を提案する。
【解決手段】 眼科装置は、被検眼の眼底部にスポット状の光束を投光する光源を有する投光光学系と、被検眼の眼底部からの反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、を備える測定光学系と、受光素子の出力に基づいて、被検眼の眼屈折力を算出する演算装置と、測定光学系の光路に配置されており、光源から投光される光束を偏向させる光束偏向部材と、光源から投光される光束が、被検眼に対してリング状に走査されるように光束偏向部材を駆動する駆動装置と、を備えている。光束偏向部材は、駆動装置によって駆動されたときに、光源から投光される光束の進行方向が被検眼と光束偏向部材との間で交差するように設けられている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

眼科装置であって、
被検眼の眼底部にスポット状の光束を投光する光源を有する投光光学系と、前記被検眼の前記眼底部からの反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、を備える測定光学系と、
前記受光素子の出力に基づいて、前記被検眼の眼屈折力を算出する演算装置と、
前記測定光学系の光路に配置されており、前記光源から投光される前記光束を偏向させる光束偏向部材と、
前記光源から投光される前記光束が、前記被検眼に対してリング状に走査されるように前記光束偏向部材を駆動する駆動装置と、
を備えており、
前記光束偏向部材は、前記駆動装置によって駆動されたときに、前記光源から投光される前記光束の進行方向が前記被検眼と前記光束偏向部材との間で交差するように設けられている、眼科装置。

【請求項2】

前記光束偏向部材は、前記光束の進行方向が交差する交差位置と共役な位置に配置されている、請求項１に記載の眼科装置。

【請求項3】

前記受光光学系は、前記被検眼の前記眼底部と共役な位置に配置されており、前記反射光を前記受光素子に対してリング状に集光させる光学部材をさらに有している、請求項１又は２に記載の眼科装置。

【請求項4】

前記受光光学系は、前記被検眼の前記眼底部と共役な位置に格子状に配置される複数のレンズであって、それぞれが前記反射光を前記受光素子に対して格子点状に集光させる前記複数のレンズ、を有する光学部材をさらに有している、請求項１又は２に記載の眼科装置。

【請求項5】

前記駆動装置は、前記被検眼に入射される前記光束の進行方向が、前記被検眼の内部において略平行となるように、前記光束偏向部材を駆動する、請求項１～４のいずれか一項に記載の眼科装置。

【請求項6】

前記被検眼の中心窩の直径を１．５ｍｍ、前記被検眼の眼球レンズの焦点距離を１７．１ｍｍ、前記被検眼の角膜頂点から前記光束の進行方向が交差する交差位置までの距離をａ’、前記交差位置から前記被検眼の前記眼球レンズに入射する前記光束と前記眼科装置の光軸とがなす角をθ、としたときに、
ａ＞ｆである場合、以下の式；

【数12】

を満たし、
ａ＜ｆである場合、以下の式；

【数13】

を満たすように、前記光束偏向部材の位置、又は、前記光束の振り角が設定される、請求項１～５のいずれか一項に記載の眼科装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、眼科装置に関する。

【0002】

特許文献１には、眼屈折力を測定する眼科装置が開示されている。この装置は、投光光学系及び受光光学系を有する測定光学系と、演算手段と、光束偏向部材と、回転手段を備える。投光光学系は、被検眼の眼底にスポット状の光束を投光する。受光光学系は、被検眼の眼底からの反射光を取り出して受光素子に受光させる。演算手段は、受光素子の出力に基づいて眼屈折力を測定する。光束偏向部材は、測定光学系の光路に配置され、瞳孔と共役な位置から外れた位置に配置されている。回転手段は、光束偏向部材を光軸周りに回転させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１８５５２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、スポット状に投光される光束を光軸周りに回転する光束偏向部材によって偏向させることで、当該光束を眼底部に対してリング状に走査する。光束偏向部材によって偏向された光束は、被検眼内部で眼科装置の光軸に対して傾斜して進み得る。このため、眼底部に照射される光束の走査径が、被検眼の眼軸長に応じて変化し得る。その結果、被検眼の眼軸長によっては、眼底部に照射される光束が、中心窩から離れた位置を走査されてしまい、測定値が自覚屈折力の検査値から乖離してしまう。本明細書は、被検眼の眼軸長によらず、被検眼の眼底部に対して好適に光束を投光し得る技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書に開示する眼科装置は、被検眼の眼底部にスポット状の光束を投光する光源を有する投光光学系と、前記被検眼の前記眼底部からの反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、を備える測定光学系と、前記受光素子の出力に基づいて、前記被検眼の眼屈折力を算出する演算装置と、前記測定光学系の光路に配置されており、前記光源から投光される前記光束を偏向させる光束偏向部材と、前記光源から投光される前記光束が、前記被検眼に対してリング状に走査されるように前記光束偏向部材を駆動する駆動装置と、を備えている。前記光束偏向部材は、前記駆動装置によって駆動されたときに、前記光源から投光される前記光束の進行方向が前記被検眼と前記光束偏向部材との間で交差するように設けられている。

【0006】

上記の眼科装置では、光束偏向部材が駆動装置によって駆動されたときに、光束が被検眼に対してリング状に走査されるとともに、光束の進行方向が被検眼と光束偏向部材との間で交差する。すなわち、この眼科装置では、光束偏向部材によって偏向された光束が、眼科装置の光軸から離れる方向に傾斜して被検眼に入射する。このため、リング状に走査される光束は、被検眼の眼球レンズ（すなわち、被検眼を１つのレンズと見做したときの当該レンズ）を通過するときに、その進行方向が平行に近づく方向に屈折して進む。したがって、この眼科装置では、被検眼の眼軸長が比較的長い又は短い場合であっても、眼底部に照射される光束の走査径がそれほど変化せず、被検眼の眼底部に対して好適に光をリング状に走査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施例１の眼科装置の光学系の概略構成図。

【図2】実施例１の眼科装置の屈折力測定光学系の投光光学系を説明するための図。

【図3】実施例１の眼科装置の屈折力測定光学系の受光光学系を説明するための図。

【図4】リングレンズの構成を説明するための図。

【図5】屈折力測定光学系の投光光学系の光の光路を模式的に示す図。

【図6】実施例１の眼科装置のフロントモニター光学系を説明するための図。

【図7】実施例１の眼科装置の位置検出投光光学系を説明するための図。

【図8】実施例１の眼科装置の位置検出受光光学系を説明するための図。

【図9】実施例１の眼科装置の固視標光学系を説明するための図。

【図10】屈折力測定光学系の投光光学系の光の経路を模式的に示す図。

【図11】屈折力測定光学系の受光光学系の光の経路を模式的に示す図。

【図12】短眼軸眼においてピボット位置及び光束の振り角の条件式を算出するための図。

【図13】長眼軸眼においてピボット位置及び光束の振り角の条件式を算出するための図。

【図14】ピボット位置及び光束の振り角が条件を満たす範囲を示すグラフ。

【図15】実施例２の眼科装置の屈折力測定光学系の受光光学系の光の経路を模式的に示す、図１１に対応する図。

【図16】レンズアレイの構成を説明するための図。

【図17】実施例３の眼科装置の屈折力測定光学系の投光光学系の光の光路を模式的に示す、図５に対応する図。

【図18】実施例４の眼科装置の屈折力測定光学系の投光光学系の光の光路を模式的に示す、図５に対応する図。

【図19】実施例５の眼科装置の屈折力測定光学系の投光光学系の光の光路を模式的に示す、図５に対応する図。

【0008】

本明細書が開示する技術要素を、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。

【0009】

本技術の一実施形態では、前記光束偏向部材は、前記光束の進行方向が交差する交差位置と共役な位置に配置されていてもよい。

【0010】

このような構成によると、光束の進行方向を被検眼と光束偏向部材との間で簡易に交差させることができる。

【0011】

本技術の一実施形態では、前記受光光学系は、前記被検眼の前記眼底部と共役な位置に配置されており、前記反射光を前記受光素子に対してリング状に集光させる光学部材をさらに有していてもよい。

【0012】

このような構成によると、受光素子に結像したリング像を楕円近似して解析することにより、被検眼の球面度数、円柱度数を算出することができる。

【0013】

本技術の一実施形態では、前記受光光学系は、前記被検眼の前記眼底部と共役な位置に格子状に配置される複数のレンズであって、それぞれが前記反射光を前記受光素子に対して格子点状に集光させる前記複数のレンズ、を有する光学部材をさらに有していてもよい。

【0014】

このような構成によると、受光素子に対して格子点状に入力された反射光の位置座標に基づいて、被検眼の眼球によって生じる波面の歪み（すなわち、眼球の全収差）を計測することができる。

【0015】

本技術の一実施形態では、前記駆動装置は、前記被検眼に入射される前記光束の進行方向が、前記被検眼の内部において略平行となるように、前記光束偏向部材を駆動してもよい。

【0016】

このような構成によると、被検眼の眼軸長によらず、被検眼の眼底部に対して精度良く光束を照射することができる。

【0017】

本技術の一実施形態では、前記被検眼の中心窩の直径を１．５ｍｍ、前記被検眼の眼球レンズの焦点距離を１７．１ｍｍ、前記被検眼の角膜頂点から前記光束の進行方向が交差する交差位置までの距離をａ’、前記交差位置から前記被検眼の前記眼球レンズに入射する前記光束と前記眼科装置の光軸とがなす角をθ、としたときに、
ａ＞ｆである場合、以下の式；

【数1】

を満たし、
ａ＜ｆである場合、以下の式；

【数2】

を満たすように、前記光束偏向部材の位置、又は、前記光束の振り角が設定されてもよい。

【0018】

このような構成によると、被検者の被検眼の眼軸長によらず、被検眼の中心窩の直径よりも小さい走査径で光束をリング状に走査することができる。

【0019】

（実施例１）
以下、実施例１に係る眼科装置１０について説明する。本実施例の眼科装置１０は、被検眼Ｅの眼屈折力を他覚的に測定する眼屈折力測定装置である。眼科装置１０は、図１に示す光学系２０を備えている。光学系２０は、屈折力測定光学系と、フロントモニター光学系と、位置検出光投光光学系と、位置検出光受光光学系と、固視標光学系と、被検眼Ｅを観察する観察光学系（図示省略）を備える。観察光学系は、公知の眼科装置に用いられているものを利用できるため、その詳細な説明は省略する。なお、以下ではまず、理想的な被検眼Ｅ（例えば、Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄ模型眼）に対して設定される、理想的な光学配置について説明する。

【0020】

図２に示すように、屈折力測定光学系の投光光学系は、光源１２０と、レンズ１２２と、偏光ビームスプリッタ１２４と、２次元スキャナ１０８（光束偏向部材の一例）と、ダイクロイックミラー１１０と、ダイクロイックミラー１２６と、対物レンズ１２８と、によって構成されている。

【0021】

光源１２０は、ＳＬＤ（super luminescent diode）、ＬＤ（laser diode）、ＬＥＤ（light emitting diode）等の赤外点光源である。光源１２０は、中心波長が０．８３μｍの光を出射する。光源１２０から出力された光は、レンズ１２２及び偏光ビームスプリッタ１２４を透過し、２次元スキャナ１０８に入射される。２次元スキャナ１０８は、不図示の駆動装置によって駆動されることで、入射する光束を被検眼Ｅの眼底部に対してｘ方向及びｙ方向の２方向に走査する。本実施例では、２次元スキャナ１０８にガルバノスキャナが用いられている。なお、２次元スキャナ１０８には、ガルバノスキャナ以外のものを用いてもよく、例えば、２軸スキャンが可能なＭＥＭＳミラーを用いてもよい。２次元スキャナ１０８から出射された光は、ダイクロイックミラー１１０を透過し、ダイクロイックミラー１２６で反射され、対物レンズ１２８に入射する。対物レンズ１２８に入射した光は、対物レンズ１２８を透過して、被検眼Ｅの眼底部（例えば、中心窩等）に照射される。

【0022】

図３に示すように、屈折力測定光学系の受光光学系は、対物レンズ１２８と、ダイクロイックミラー１２６と、ダイクロイックミラー１１０と、２次元スキャナ１０８と、偏光ビームスプリッタ１２４と、レンズ１３０と、ミラー１３２と、アパーチャ１３４と、レンズ１３６と、リングレンズ１３８（光学部材の一例）と、２次元センサ１４０（受光素子の一例）と、焦点調整機構１４２と、雲霧機構（図示省略）によって構成されている。

【0023】

図２及び３の比較から明らかなように、被検眼Ｅの眼底部で散乱した光の経路は、対物レンズ１２８から偏光ビームスプリッタ１２４までは、投光光学系と同一の経路となる。偏光ビームスプリッタ１２４では、被検眼Ｅの眼底部で散乱した光のうちＳ偏光成分のみが反射され、レンズ１３０を介してミラー１３２に照射される。ミラー１３２に照射された光は、アパーチャ１３４、レンズ１３６、リングレンズ１３８を透過する。

【0024】

図４に示すように、リングレンズ１３８は、平板上に円筒レンズをリング状に形成したレンズ部１３８ａと、レンズ部１３８ａを除く範囲に遮光のためのコーティングを施した遮光部１３８ｂとによって構成されている。リングレンズ１３８は、遮光部１３８ｂが被検眼Ｅの眼底部と共役な位置となるように配置される。これにより、眼底部からの反射光が瞳孔周辺部から遮光部１３８ｂに対応した大きさでリング状に取り出される。リングレンズ１３８に反射光が入射すると、２次元センサ１４０の検出面には、リングレンズ１３８と同じサイズの像がリング状に結像する。２次元センサ１４０で結像されたリング像に基づいて、被検眼Ｅの屈折力が算出される。例えば、２次元センサ１４０で結像されたリング像を楕円近似して解析することにより、被検眼Ｅの球面度数や円柱度数の屈折度を算出することができる。

【0025】

ここで、図５を参照して、屈折力測定光学系における測定光束の走査について説明する。図５は、光源１２０から出射される光が被検眼Ｅまで照射される光路を示しており、光路上に配置された一部の光学部材（すなわち、レンズ１２２、２次元スキャナ１０８、対物レンズ１２８）のみを図示し、その他の光学部材は図示を省略している。また、２次元スキャナ１０８は、光路Ｌ１のうちの、被検眼Ｅと対物レンズ１２８の間の範囲と共役な位置に配置される。このため、屈折力測定光学系では、２次元スキャナ１０８によって走査された光が、対物レンズ１２８と被検眼Ｅの間の範囲で眼科装置１０の光軸（光路Ｌ１）と交差する。すなわち、屈折力測定光学系では、被検眼Ｅの手前でピボットを結ぶスキャンとなる。また、屈折力測定光学系では、対物レンズ１２８と被検眼Ｅの間で交差した光が、被検眼Ｅの内部に入射したときに眼科装置１０の光軸に対して平行になるように、ピボット位置（交差位置）Ｐが設定される。すなわち、屈折力測定光学系では、当該ピボット位置Ｐが、被検眼Ｅを１つのレンズと見做したときの当該レンズの前側焦点と一致するように設定される。このため、屈折力測定光学系では、２次元スキャナ１０８によって走査された光が、眼科装置１０の光軸に対して略平行に眼底部に到達する。すなわち、屈折力測定光学系では、テレセントリックスキャンとなり、測定光束は、被検眼Ｅの内部で、測定光軸から所定距離離れた位置を保ったまま円状に走査され、眼底部に到達する。

【0026】

また、屈折力測定光学系は、焦点調整機構１４２を備えている。焦点調整機構１４２は、光源１２０と、アパーチャ１３４と、レンズ１３６と、リングレンズ１３８と、２次元センサ１４０を光軸（光路Ｌ２、Ｌ３）の方向に一体的に移動させる移動装置（図示省略）を備えている。焦点調整機構１４２は、移動装置を駆動することによって、被検眼Ｅの屈折力に応じて、光源１２０の位置と２次元センサ１４０の位置を被検眼Ｅの眼底部と共役な位置に移動することができ、精度よく屈折力測定を行うことができる。

【0027】

次に、フロントモニター光学系について説明する。図６に示すように、フロントモニター光学系は、ＬＥＤ１４４、１４６と、対物レンズ１２８と、ダイクロイックミラー１２６と、ダイクロイックミラー１１０と、アパーチャ１４８と、レンズ１５０と２次元センサ１５２によって構成されている。

【0028】

ＬＥＤ１４４、１４６は、被検眼Ｅの斜め前方に配置されており、被検眼Ｅの前眼部を照明する。ＬＥＤ１４４、１４６は、中心波長が０．７６μｍの光を出射する。被検眼Ｅで反射された光は、対物レンズ１２８を透過し、ダイクロイックミラー１２６、１１０で反射し、アパーチャ１４８、レンズ１５０を透過し、２次元センサ１５２上で前眼部の正面画像が結像する。２次元センサ１５２で撮像された被検眼Ｅの前眼部像は、図示しない表示装置に表示される。なお、アパーチャ１４８は、対物レンズ１２８の後側焦点に配置され、前眼部画像がデフォーカスしていても画像倍率が変わらないようになっている。

【0029】

次に、位置検出光投光光学系について説明する。図７に示すように、位置検出光投光光学系は、ＬＥＤ１５４と、レンズ１５６と、ダイクロイックミラー１５８と、ダイクロイックミラー１２６と、対物レンズ１２８によって構成されている。ＬＥＤ１５４は、中心波長が０．９４μｍの光を出射する。ＬＥＤ１５４から出射された光は、レンズ１５６、ダイクロイックミラー１５８、１２６、対物レンズ１２８を透過し、被検眼Ｅの角膜を照射する。被検眼Ｅに照射された光は、被検眼Ｅの角膜表面で鏡面反射し、角膜頂点の延長線上にＬＥＤ１５４の発光面の虚像が形成される。

【0030】

次に、位置検出光受光光学系について説明する。位置検出光受光光学系は、光軸（光路Ｌ１）に直交する方向（横方向）の角膜頂点位置を検出すると共に、光軸方向（奥行き方向）の角膜頂点位置を検出する。図８に示すように、位置検出光受光光学系は、レンズ１６０及び２次元センサ１６２と、レンズ１６４及び２次元センサ１６６によって構成されている。レンズ１６０と２次元センサ１６２は、被検眼Ｅの斜め前方に配置されている。レンズ１６４と２次元センサ１６６も、被検眼Ｅの斜め前方に配置されている。レンズ１６４及び２次元センサ１６６と、レンズ１６０及び２次元センサ１６２とは、光軸（光路Ｌ１）に対して対称な位置に配置されている。被検眼Ｅの角膜頂点からわずかにずれた位置で反射した光は、斜め方向に反射し、レンズ１６０を透過し、２次元センサ１６２にＬＥＤ１５４の発光面の虚像が投影される。同様に、被検眼Ｅの角膜頂点からわずかにずれた位置で反射した光は、レンズ１６４を透過し、２次元センサ１６６にＬＥＤ１５４の発光面の虚像が投影される。本実施例の眼科装置１０では、２次元センサ１６２、１６６で検出されるＬＥＤ１５４の発光面の虚像に基づいて、光軸（光路Ｌ１）に直交する方向（横方向）の角膜頂点位置が検出されると共に、光軸方向（奥行き方向）の角膜頂点位置が検出される。

【0031】

次に、固視標光学系について説明する。図９に示すように、固視標光学系は、ＬＥＤ１６８と、レンズ１７０と、ミラー１７２と、ダイクロイックミラー１５８、１２６と、対物レンズ１２８と、ダイクロイックミラー１１６とによって構成されている。ＬＥＤ１６８は、白色光を出射する。ＬＥＤ１６８からの光は、被検者が固視するためのシンボルが印刷された画像フィルムを透過し、ミラー１７２で反射される。ミラー１７２で反射された光は、ダイクロイックミラー１５８で反射し、ダイクロイックミラー１２６、対物レンズ１２８、ダイクロイックミラー１１６を透過して被検眼Ｅに向かって照射される。なお、ＬＥＤ１６８及び画像フィルムは、光軸方向（光路Ｌ４に沿った方向）に移動可能となっており、被検眼Ｅの屈折力に応じて位置が調整される。

【0032】

次に、眼科装置１０を用いて、被検眼Ｅの眼屈折力の測定を実行する処理について説明する。まず、検査者が眼科装置１０の操作部（例えば、タッチパネルモニタ）に検査開始の指示を入力すると、演算装置（図示省略）が、被検眼Ｅと眼科装置１０のアライメントを実行する。アライメントは、眼科装置１０が備える位置検出光学系（図７、８）を用いて実行される。なお、アライメントの方法については公知であるため、その詳細な説明は省略する。

【0033】

被検眼Ｅと眼科装置１０のアライメントが完了すると、演算装置は、屈折力測定を実行する。屈折力測定は、以下の手順で実行される。まず、演算装置は、２次元スキャナ１０８を調整する。このとき、演算装置は、予め定められた設定値範囲に基づいて、スキャンする走査径と被検眼Ｅへの照射位置を調整する。設定値範囲については、後に詳述する。

【0034】

２次元スキャナ１０８の調整が終わると、演算装置は、光源１２０をオンにする。図１０は、投光光学系において、光源１２０から出射される光束が被検眼Ｅまで照射される光路を示しており、光路上に配置された一部の光学部材（すなわち、レンズ１２２、２次元スキャナ１０８、対物レンズ１２８）のみを図示し、その他の光学部材は図示を省略している。また、図１０では、２次元スキャナ１０８が光を走査している態様が簡略化して描かれている。図１０に示すように、光源１２０から出射された光束は、レンズ１２２、２次元スキャナ１０８、対物レンズ１２８を経て、被検眼Ｅの眼底部にスポット状の点光源像を形成する。このとき、駆動装置によって２次元スキャナ１０８が駆動されることにより、光源１２０からの光束が被検眼Ｅに対してリング状に走査され、スポット状の点光源像が、被検眼Ｅの眼底部に対してリング状に照射される。

【0035】

図１１は、受光光学系において、眼底部から反射される光束が２次元センサ１４０に結像するまでの光路を示しており、光路上に配置された一部の光学部材（すなわち、対物レンズ１２８、２次元スキャナ１０８、レンズ１３０、アパーチャ１３４、レンズ１３６、リングレンズ１３８、２次元センサ１４０）のみを図示し、その他の光学部材は図示を省略している。眼底部に投影された点光源像は、反射、散乱されて被検眼Ｅを射出し、対物レンズ１２８、２次元スキャナ１０８、レンズ１３０を介してアパーチャ１３４を通り、レンズ１３６及びリングレンズ１３８によって２次元センサ１４０にリング状に結像する。なお、図１１に示すように、眼底部からの反射光束は、投光光学系と同じ２次元スキャナ１０８によって、それ以降の光学系では、被検眼Ｅに対する光束の偏向がなかったかのように逆走査される。

【0036】

演算装置は、２次元センサ１４０から出力される画像を取り込み、当該画像を解析することによって屈折力を測定する。このとき、不図示の雲霧機構を用いて、被検眼Ｅの水晶体による屈折調節力を排除した状態で、屈折力を測定してもよい。なお、雲霧機構は、公知の眼科装置に用いられているものを採用することができるため、その詳細な説明は省略する。

【0037】

なお、光源１２０は、被検眼Ｅの眼底部と共役な位置に配置される。これによって、光源１２０から出射される光を被検眼Ｅの眼底部に集光させることができる。また、２次元スキャナ１０８により、測定光束が被検眼Ｅの瞳孔上で光軸を中心としてリング状に走査される。このため、白内障等による混濁部位を避けて測定することが可能となり、スペックルノイズによる測定精度の悪化を抑制することができる。

【0038】

上述した説明では、眼科装置１０によって眼屈折力を測定するときの、理想的な被検眼Ｅに対する各光学部材の理想的な配置を説明した。しかしながら、本技術分野においては、被検眼Ｅの眼底部に照射されるリング状の光束の走査径が、被検眼Ｅの中心窩の直径以下であれば、十分な精度で他覚的に眼屈折力を測定できることが知られている。そこで、本発明者らは、眼科装置１０において、精度良く（すなわち、自覚屈折力の値との乖離が小さい）眼屈折力を測定可能な条件について検討した。

【0039】

上述した説明では、２次元スキャナ１０８によって走査された光が、所定のピボット位置Ｐで交差して被検眼Ｅに入射することにより、眼科装置１０の光軸に対して平行に眼底部まで到達した。しかしながら、実際には、被検眼Ｅに入射した光が当該光軸に対して完全に平行とならない場合であっても、被検眼Ｅの眼軸長によっては、眼底部に照射される光束の走査径が被検眼Ｅの中心窩の直径以下となり得る。すなわち、被検眼Ｅに入射した光が当該光軸に対して平行ではない場合、眼軸長によって、当該走査径が中心窩の直径よりも大きくなる場合や小さくなる場合がある。

【0040】

以下では、走査径が中心窩の直径以下となる（すなわち、走査径の最大値が中心窩の直径以下となる）ための、ピボット位置Ｐ及び２次元スキャナ１０８による光束の振り角（ピボット位置Ｐから被検眼Ｅの眼球レンズに入射する光束と、眼科装置１０の光軸とがなす角（以下、入射角度と言うことがある。））θの、眼軸長に対応する条件について説明する。

【0041】

図１２は、被検眼Ｅの眼球レンズ（すなわち、被検眼Ｅを１つのレンズと見做したときの当該レンズ）ＯＬの焦点（前側焦点）よりも角膜から離間する位置に、ピボット位置Ｐを設定した場合の光束の経路を示している。眼球レンズＯＬの焦点距離（主点から前側焦点までの距離）をｆ、眼球レンズＯＬの主点からピボット位置Ｐまでの距離をａ、眼球レンズＯＬの主点からピボット位置Ｐの眼球レンズＯＬに対する共役位置Ｑまでの距離をｂとすると、近軸近似より、以下の式（１）が成立する。

【0042】

【数3】

【0043】

図１２に示すようにピボット位置Ｐを設定した場合、ａ＞ｆであるため、ｂが正の値となり、眼球レンズＯＬを透過した光は眼底部の中心に収束する（すなわち、眼底部の中心に近づく）ように屈折して進む。したがって、光束の走査径は、眼球レンズを通過した直後に最大となる。すなわち、被検眼Ｅの眼底部に照射される光束の走査径は、被検眼Ｅの眼軸長が短いほど大きくなる。したがって、ａ＞ｆと設定した場合、一般的な眼軸長よりも短い（すなわち、いわゆる短眼軸眼である）被検眼Ｅにおいて、走査径の最大値が中心窩の直径以下となるための各値の条件を算出する。

【0044】

ここで、眼球レンズＯＬの主点に照射される光束の高さ（眼科装置１０の光軸からの距離）をｈ_０、主点から短眼軸眼の眼底部までの空気換算距離をＡＬ_Ｓとすると、眼底部における光束の走査半径（眼底部の中心からの距離）ｈ_Ｓは、以下の式（２）で表すことができる。

【0045】

【数4】

【0046】

また、光束の振り角θは、以下の式（３）で表すことができる。

【0047】

【数5】

【0048】

上述した通り、眼科装置１０により精度良く眼屈折力を測定するためには、走査径が中心窩の直径以下であることを要するため、中心窩の直径をｄとしたときに、以下の式（４）が成立する必要がある。

【0049】

【数6】

【0050】

式（１）～（４）より、眼球レンズＯＬの主点からピボット位置Ｐまでの距離ａと、光束の振り角θの条件は、以下の式（５）の通り表すことができる。

【0051】

【数7】

【0052】

図１３は、ピボット位置Ｐを被検眼Ｅの眼球レンズＯＬの焦点（前側焦点）よりも角膜に近接する位置に設定した場合の光束の経路を示している。図１３に示すようにピボット位置Ｐを設定した場合、ａ＜ｆであるため、ｂが負の値となり、眼球レンズＯＬを透過した光は眼底部の周囲に発散する（すなわち、眼底部の中心から離れる）ように屈折して進む。したがって、光束の走査径は、眼球レンズＯＬから遠ざかるほど大きくなる。すなわち、被検眼Ｅの眼底部に照射される光束の走査径は、被検眼Ｅの眼軸長が長いほど大きくなる。したがって、ａ＜ｆと設定した場合、一般的な眼軸長よりも長い（すなわち、いわゆる長眼軸眼である）被検眼Ｅにおいて、走査径の最大値が中心窩の直径以下となるための各値の条件を算出する。

【0053】

式（２）と同様に、主点から長眼軸眼の眼底部までの空気換算距離をＡＬ_Ｌとすると、眼底部における光束の走査半径ｈ_Ｌは、図１３から以下の式（６）で表すことができる。なお、上述の通り、ｂは負の値を有するため、図１３では、眼球レンズＯＬの主点から共役位置Ｑまでの距離を「－ｂ」として以下の式（６）を導出している。

【0054】

【数8】

【0055】

したがって、式（１）、（３）、（４）、（６）より、眼球レンズＯＬの主点からピボット位置Ｐまでの距離ａと、光束の振り角θの条件は、以下の式（７）の通り表すことができる。

【0056】

【数9】

【0057】

ここで、中心窩の直径ｄや眼球レンズの焦点距離ｆの値は、被検眼Ｅの主点から眼底部までの空気換算距離ＡＬ_Ｓ、ＡＬ_Ｌよりも被検者によるばらつきが小さい。すなわち、上記式（５）及び（７）においては、直径ｄ及び焦点距離ｆを固定値として設定することができる。具体的には、直径ｄは、本技術分野において知られている一般的な中心窩の直径である約１．５ｍｍと設定することができる。また、焦点距離ｆについては、Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄ模型眼の全屈折力が５８．６４Ｄであることから、１０００／５８．６＝１７．１（ｍｍ）と設定することができる。

【0058】

一方、上記式（５）における空気換算距離ＡＬ_Ｓについては、短眼軸長の下限（すなわち、考慮すべき最短の眼軸長）を算出する。具体的には、国際標準化機構による国際規格ＩＳＯ１０３４２：２０１０に定められたレフラクトメータ測定範囲上限である＋１５Ｄ及び、上記焦点距離ｆから、１／（１／１７＋１５／１０００）＝１３．６（ｍｍ）と設定することができる。また、上記式（７）における空気換算距離ＡＬ_Ｌについては、長眼軸長の上限（すなわち、考慮すべき最長の眼軸長）を算出する。具体的には、国際規格ＩＳＯ１０３４２：２０１０に定められたレフラクトメータ測定範囲下限である－１５Ｄ及び、上記焦点距離ｆから、１／（１／１７－１５／１０００）＝２２．９（ｍｍ）と設定することができる。以上の数値を、式（５）及び式（７）に代入することにより、距離ａ及び振り角θの条件式を算出することができる。具体的には、以下の式（８）及び（９）を満たす範囲であると求めることができる。

【0059】

【数10】

【0060】

【数11】

【0061】

なお、実際に被検眼Ｅの眼屈折力を測定する際には、ピボット位置Ｐは、被検眼Ｅの角膜頂点からの距離ａ’として設定される。しかしながら、眼球レンズＯＬの主点は、被検眼Ｅの内部に存在するため、被検眼Ｅの角膜頂点から前側焦点までの実際の距離は、焦点距離１７．１ｍｍに一致しない。このため、実際に条件を算出する際には、Ｇｕｌｌｓｔｒａｎｄ模型眼の角膜頂点から前側焦点までの距離が１５．７ｍｍであることに基づいて、上記式（８）及び（９）における距離ａを、ａ＝ａ’－１５．７＋１７．１＝ａ’＋１．４（ｍｍ）に補正して条件を算出する。

【0062】

図１４は、式（８）及び式（９）を満たす範囲（ハッチングされた領域）を示すグラフである。距離ａ’及び入射角度θのそれぞれを、図１４に示すハッチングされた領域内の値に設定することにより、リング状に走査された光束の走査径を、被検眼Ｅの眼軸長によらず、被検眼Ｅの中心窩の直径以下とすることができる。すなわち、精度良く眼屈折力を測定することができる。なお、本実施例では、２次元スキャナ１０８によって偏向される光束が、被検眼Ｅの手前でピボットを結ぶように設定されている。このため、図１４において、縦軸上及び横軸上（すなわち、ａ’＝０ｍｍ、θ＝０°）は、条件に含まれない。

【0063】

（実施例２）
実施例１では、リングレンズ１３８を用いることで、被検眼Ｅの眼底部で散乱した光を２次元センサ１４０の受光面にリング状に結像させた。実施例２では、図１５に示すように、リングレンズ１３８に代えて、レンズアレイ２３８（光学部材の一例）が配置されている。図１６に示すように、レンズアレイ２３８は、平板上に格子状に配置された複数のレンズ２３８ａと、各レンズ２３８ａを除く範囲に遮光のためのコーティングが施された遮光部２３８ｂとによって構成されている。レンズアレイ２３８は、実施例１のリングレンズ１３８と同様に、遮光部２３８ｂが被検眼Ｅの眼底部と共役な位置となるように配置される。これにより、眼底部からの反射光が、瞳孔周辺部から遮光部２３８ｂに対応した格子点状に取り出される。レンズアレイ２３８に反射光が入射すると、２次元センサ１４０の検出面には、各レンズ２３８ａに対応するドットパターンの像が結像する。本実施例では、２次元センサ１４０で結像されたドットパターンに基づいて、被検眼Ｅの屈折力が算出される。例えば、２次元センサ１４０に結像した各ドットの位置座標を検出することにより、被検眼Ｅの眼球によって生じる波面の歪み（すなわち、眼球の全収差）を計測することができる。

【0064】

（実施例３）
実施例３の眼科装置では、図１７に示すように、実施例１の２次元スキャナ１０８に代えて、リレーレンズ２０８が配置されている。リレーレンズ２０８は、実施例１の２次元スキャナ１０８と同様、ピボット位置Ｐと共役な位置に配置される。リレーレンズ２０８は、不図示の駆動装置（例えば、中空モータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等）によって、眼科装置の光軸に直交する面上で、当該光軸を中心としてリング状に駆動される。本実施例では、リレーレンズ２０８が、眼科装置の光軸に対してリング状に偏心することにより、リレーレンズ２０８に入射する光束を偏向させ、被検眼Ｅの眼底部に対してリング状に走査することができる。本実施例では、リレーレンズ２０８とＶＣＭ等の駆動装置との組み合わせによって、低コストで光束をリング状に走査することができる。

【0065】

（実施例４）
実施例４の眼科装置では、図１８に示すように、実施例１の２次元スキャナ１０８に代えて、楔形のプリズム３０８が配置されている。プリズム３０８は、実施例１の２次元スキャナ１０８と同様、ピボット位置Ｐと共役な位置に配置される。プリズム３０８は、不図示の駆動装置（例えば、中空モータ）によって光軸を中心に回転駆動される。本実施例では、プリズム３０８が、光軸を中心として回転することにより、プリズム３０８に入射する光束を偏向させ、被検眼Ｅの眼底部に対してリング状に走査することができる。本実施例においても、プリズム３０８と中空モータとの組み合わせによって、低コストで光束をリング状に走査することができる。

【0066】

（実施例５）
実施例５の眼科装置では、図１９に示すように、実施例１の２次元スキャナ１０８に代えて、平面平行板４０８が配置されている。本実施例では、平面平行板４０８は、対物レンズ１２８の焦点距離となる位置でピボットを結ぶように厚みや傾斜角度が調整されている。平面平行板４０８は、不図示の駆動装置（例えば、中空モータ）によって光軸を中心に回転駆動される。本実施例では、平面平行板４０８が光軸を中心として回転することにより、平面平行板４０８に入射する光束を、入射光束と同じ進行方向（すなわち、光軸方向）で、光軸の周囲から出力する。すなわち、平面平行板４０８が回転することにより、平面平行板４０８からは、光軸と平行なリング状に走査された光束が出力される。したがって、本実施例においても、光源１２０から出射される光束を、被検眼Ｅの眼底部に対してリング状に走査することができる。

【0067】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0068】

１０：眼科装置
２０：光学系
１０８：２次元スキャナ
１２０：光源
１２８：対物レンズ
１３８：リングレンズ
１４０：２次元センサ

【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14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】