特許 7249097 眼科装置及び検眼システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-22

(45)【発行日】2023-03-30

(54)【発明の名称】眼科装置及び検眼システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/028 20060101AFI20230323BHJP

【ＦＩ】

A61B3/028

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017188458

(22)【出願日】2017-09-28

(65)【公開番号】P2019062981

(43)【公開日】2019-04-25

【審査請求日】2020-09-16

【審判番号】

【審判請求日】2022-03-01

(73)【特許権者】

【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】中島 将

【合議体】

【審判長】福島 浩司

【審判官】▲高▼見 重雄

【審判官】石井 哲

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第０３／０４１５７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２４８３７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

A61B3/00-3/18

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

眼科装置であって、
被検者の顔を支持する顔支持部と、
前記被検者の左右の被検眼にそれぞれ対応して設けられた２つの検眼部と、
前記２つの検眼部を前記顔支持部に対して相対的に独立に移動させる駆動部とを備え、
前記２つの検眼部は、それぞれ、
前記被検眼に対向して配置された偏向部材と、
前記偏向部材による偏向方向に配置された少なくとも２つの撮影部であって、前記被検眼の前眼部上の特徴部位を、前記偏向部材を介して異なる方向から実質的に同時に撮影する少なくとも２つの撮影部とを備え、
前記眼科装置は、
前記少なくとも２つの撮影部によりそれぞれ撮影された少なくとも２つの撮影画像を解析して前記前眼部上の特徴部位の位置を特定する解析部と、
前記解析部により特定された前記特徴部位の位置に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
前記被検眼の前記前眼部に対してアライメント光束を投影するアライメント光学系と、
を備え、
前記前眼部上の特徴部位はアライメント光束の角膜反射光像である、
眼科装置。

【請求項2】

前記検眼部が、それぞれ、前記偏向部材を介して前記被検眼に対して視標を提示する検眼視標呈示部を更に備える請求項１記載の眼科装置。

【請求項3】

前記検眼部が、それぞれ、前記被検眼の視機能を光学的に矯正する光学素子を、前記偏向部材と前記被検眼との間の位置、又はこの位置と光学的に共役な位置に配置する光学素子配置部を備える請求項１又は２記載の眼科装置。

【請求項4】

前記被検眼と前記偏向部材の間に配置された透光性部材からなる検眼窓を更に備える、
請求項１から３のいずれか１項記載の眼科装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項記載の眼科装置と、
検査用視標が形成された自覚検眼視標とを備える検眼システムであって、
前記眼科装置は、前記２つの検眼部を収容する筐体であって、前記被検眼に対向する２つの開口部がそれぞれ設けられた筐体を更に備え、
前記２つの開口部がそれぞれ開閉可能であり、
前記偏向部材は、前記開口部から入射する光を前記被検眼側に透過するハーフミラーであり、
前記自覚検眼視標は、前記開口部が開放された場合に、前記ハーフミラーを介して前記被検眼により視認可能な位置に配置される、検眼システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は眼科装置及び検眼システムに係り、特に被検眼と光学系とのアライメントを行って、被検眼のデータを取得する眼科装置及びこの眼科装置を備えた検眼システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、２以上の前眼部カメラにより被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影し、２以上の撮影画像に基づいて被検眼の位置を求めて、被検眼と検査用光学系とのアライメントを行う眼科装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２４８３７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の眼科装置では、前眼部カメラ、アライメント光学系、照明光学系、撮影光学系、測定光学系等が被検眼の正面に配置されている（例えば、特許文献１の図１、図４Ｂ等参照）。このため、従来の眼科装置では、被検眼に対する奥行方向のサイズが大型化するという問題があった。

【0005】

また、従来の眼科装置では、被検眼の正面に配置された各種の光学系が妨げとなって、被検眼に対する奥行方向のスペースを活用することができないという問題があった。従来の眼科装置では、例えば、被検眼に対する奥行方向のスペースに、眼科装置に含まれる光学系以外の装置等を配置して検眼を行うことはできないという問題があった。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、被検眼に対する奥行方向のサイズを縮小することが可能で、かつ、被検眼に対する奥行方向のスペースを活用することが可能な眼科装置及び検眼システム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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る眼科装置は、被検者の顔を支持する顔支持部と、被検者の左右の被検眼にそれぞれ対応して設けられた２つの検眼部と、２つの検眼部を顔支持部に対して相対的に独立に移動させる駆動部とを備え、２つの検眼部は、それぞれ、被検眼に対向して配置された偏向部材と、偏向部材による偏向方向に配置された少なくとも２つの撮影部であって、被検眼の前眼部上の特徴部位を、偏向部材を介して異なる方向から実質的に同時に撮影する少なくとも２つの撮影部とを備える。

【0008】

第１の態様によれば、偏向部材を用いてアライメント光学系及び２以上の撮影部の光路を偏向させることにより、被検眼に対する奥行方向にコンパクトな構造でアライメントの範囲が広い眼科装置を実現することができる。

【0009】

本発明の第２の態様に係る眼科装置は、第１の態様において、少なくとも２つの撮影部によりそれぞれ撮影された少なくとも２つの撮影画像を解析して前眼部上の特徴部位の位置を特定する解析部と、解析部により特定された特徴部位の位置に基づいて駆動部を制御する制御部とを更に備える。

【0010】

本発明の第３の態様に係る眼科装置は、第１又は第２の態様において、前眼部上の特徴部位を瞳孔としたものである。

【0011】

本発明の第４の態様に係る眼科装置は、第１又は第２の態様において、被検眼の前眼部に対してアライメント光束を投影するアライメント光学系を更に備え、前眼部上の特徴部位をアライメント光束の角膜反射光像としたものである。

【0012】

本発明の第５の態様に係る眼科装置は、第１から第４の態様のいずれかにおいて、検眼部が、それぞれ、偏向部材を介して被検眼に対して視標を提示する検眼視標呈示部を更に備えるようにしたものである。

【0013】

本発明の第６の態様に係る眼科装置は、第１から第５の態様のいずれかにおいて、検眼部が、それぞれ、被検眼の視機能を光学的に矯正する光学素子を、偏向部材と被検眼との間の位置、又はこの位置と光学的に共役な位置に配置する光学素子配置部を備えるようにしたものである。

【0014】

本発明の第７の態様に係る眼科装置は、第１から第６の態様のいずれかにおいて、被検眼と偏向部材の間に配置された透光性部材からなる検眼窓を更に備える。

【0015】

本発明の第８の態様に係る検眼システムは、第１から第７のいずれかの態様に係る眼科装置と、検査用視標が形成された自覚検眼視標とを備える検眼システムであって、眼科装置は、２つの検眼部を収容する筐体であって、被検眼に対向する２つの開口部がそれぞれ設けられた筐体を更に備え、２つの開口部がそれぞれ開閉可能であり、偏向部材は、開口部から入射する光を被検眼側に透過するハーフミラーであり、自覚検眼視標は、開口部が開放された場合に、ハーフミラーを介して被検眼により視認可能な位置に配置されるようにしたものである。

【0016】

第８の態様によれば、ハーフミラーを用いて、アライメント光学系及びステレオカメラの光路を曲げることにより、被検眼に対する奥行方向（ハーフミラーの後方）の空間を利用した検眼を行うことが可能になる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、偏向部材を用いて２以上の撮影部の光路を偏向させることにより、被検眼に対する奥行方向のサイズを縮小することができ、かつ、２つの撮影部により広範囲のアライメントが可能な眼科装置を実現することができる。さらに、本発明によれば、被検者の瞳孔間距離が狭い場合に、２つの検眼部を相互に近づけたとしても、上記光路の偏向により左右の検眼部が干渉しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係る眼科装置を示す外観図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態に係る検眼部の光学系を示す図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態に係る眼科装置を示すブロック図である。

【図4】図４は、ステレオカメラをミラーに対してそれぞれ鏡映変換した状態を示す図である。

【図5】図５は、被検眼と鏡映変換後のステレオカメラとの間の位置関係を示す上面図である。

【図6】図６は、被検眼と鏡映変換後のステレオカメラとの間の位置関係を示す側面図である。

【図7】図７は、本発明の第１の実施形態に係る眼科装置を示す外観図である。

【図8】図８は、本発明の第２の実施形態に係る検眼部の光学系を示す図である。

【図9】図９は、本発明の第２の実施形態に係る眼科装置を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付図面に従って本発明に係る眼科装置及び検眼システムの実施の形態について説明する。

【0020】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る眼科装置を示す外観図である。

【0021】

本実施形態に係る眼科装置１０は、検眼部１００（１００Ｌ及び１００Ｒ）により被検者の眼に対する他覚的な測定と、自覚的な検眼の両方を行うことが可能な装置である。

【0022】

図１に示すように、本実施形態に係る眼科装置１０は、検眼テーブル１２と、検眼部１００（１００Ｌ及び１００Ｒ）と、ユーザインターフェイス（ＵＩ）２００とを含む。

【0023】

検眼テーブル１２は、被検者の体型等に応じて高さが調節可能なテーブルである。

【0024】

検眼テーブル１２には、柱状の支持部１４が検眼テーブル１２の表面に対して略垂直に取り付けられている。支持部１４は、伸縮可能に構成されている。被検者の体型等に応じて支持部１４を伸縮させることにより、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒの高さを調節することが可能になっている。

【0025】

支持部１４の上端部には、腕部１６が取り付けられている。腕部１６は、支持部１４の周りを回動可能となっている。腕部１６には、吊り下げ部１８が取り付けられており、吊り下げ部１８には、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒが吊り下げられている。被検者又は検眼士（例えば、眼科医師、看護師、視能訓練士等）は、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒを支持部１４に対して回動させることにより、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒを被検者に正対させることができる。

【0026】

吊り下げ部１８は、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒを移動させるための第１駆動部２０（図３参照）を内蔵している。操作者は、ＵＩ２００を用いて第１駆動部を操作することにより、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒを移動させることができる。操作者は、第１駆動部により、被検者の左右の眼の位置及び間隔に応じて、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒの角度及び間隔を調節することができる。

【0027】

検眼部１００（１００Ｌ及び１００Ｒ）は、それぞれ被検者の左右の眼を検査するための光学系を含んでおり、両眼同時他覚屈折測定及び自覚検眼機能を有する。被検者が顔支持部２４（図３参照）に顔を支持させると、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒの検眼窓に左右の被検眼を正対させて、各種の測定を行うことができるようになっている。

【0028】

ＵＩ２００は、操作者からの操作入力を受け付けるための操作部と、眼科装置１０による測定結果を表示するための表示部とを含む。図１に示す例では、ＵＩ２００として、タッチパネルディスプレイ２０２及びコントローラ２０４が図示されている。

【0029】

タッチパネルディスプレイ２０２は、操作受け付け用のグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）、眼科装置１０による測定結果等を表示する表示画面を備えており、表示画面の表面には、操作者の操作を受け付けるためのタッチパネルが設けられている。タッチパネルは、マトリクス・スイッチ、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式及び静電容量方式のいずれの方式であってもよい。

【0030】

コントローラ２０４は、操作者の操作を受け付ける操作部材（操作ボタン、スイッチ等）を備えている。

【0031】

なお、ＵＩ２００の種類は、タッチパネルディスプレイ２０２及びコントローラ２０４に限定されるものではない。ＵＩ２００は、これらに代えて又はこれらに加えて、マウス等のポインティングデバイス、文字入力のためのキーボード等を備えていてもよい。

【0032】

次に、本実施形態に係る検眼部１００Ｌ及び１００Ｒの構成について説明する。なお、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒは左右対称であるため、以下では、右眼用の検眼部１００Ｒについて説明し、左眼用の検眼部１００Ｌについては説明を省略する。

【0033】

図２は、本実施形態に係る検眼部１００Ｒの光学系を示す図である。以下の説明では、Ｘ方向を水平方向（横方向）、Ｙ方向を鉛直方向（縦方向）、Ｚ方向をＸＹ方向に垂直な方向とする３次元直交座標系を用いる。ここで、Ｚ方向は、視線方向と略一致する。

【0034】

図２に示すように、検眼部１００Ｒは、ミラー（偏向部材）１０４、アライメント光学系１０６、ステレオカメラ１０８（カメラ（撮影部）１０８Ａ及び１０８Ｂ）、対物レンズ１１０及び測定光学系１１２を含む。これらの構成は、それぞれ検眼部筐体１０２の中に収容されている。

【0035】

検眼部筐体１０２には、略円形の検眼窓１０２Ａが形成されている。検眼窓１０２Ａには、光を透過する板状の部材（例えば、白板ガラス等の透明度が比較的高い部材）が嵌め込まれていてもよい。

【0036】

ミラー（偏向部材）１０４は、検眼窓に対して奥側（－Ｚ側）に配置されている。ミラー１０４は、被検者が被検眼Ｅを検眼窓１０２Ａに正対させたときに正面に位置するように配置されており、右側（＋Ｘ側）の端部が検眼窓１０２Ａに対して奥側（－Ｚ側）になるように傾斜している。なお、本実施形態では、偏向部材として、ミラー１０４を用いたが、ミラー１０４に代えて、光を偏向可能なプリズム等の光学部材を用いてもよい。

【0037】

アライメント光学系１０６は、測定光学系１１２内に配置され、光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode））と、投光レンズとを含む。この光源から出射した光は、対物レンズ１１０を通して平行光としてミラー１０４に照射される。ミラー１０４に照射された光は、ミラー１０４によって反射されて被検眼Ｅに照射される。これにより、被検眼Ｅにアライメント指標像が投影される。

【0038】

ステレオカメラ１０８は、検眼部１００Ｒにおいて、相互に異なる箇所に取り付けられた２以上のカメラを含む。被検眼Ｅの前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する。ステレオカメラ１０８によって撮影された２以上の前眼部画像中の特徴点の位置（特徴部位）を解析することにより、被検眼Ｅと検眼部１００Ｒとの間の位置関係を求めることができ、被検眼Ｅに対する検眼部１００Ｒのアライメントを行うことができる。

【0039】

ここで、前眼部上の特徴点は、前眼部の角膜に投影された指標光束の角膜反射像（プルキンエ像）が用いられるが、これに限らず、瞳孔中心などを用いてもよい。

【0040】

図２に示す例では、ステレオカメラ１０８は、２つのカメラ１０８Ａ及び１０８Ｂにより構成されているが、カメラの個数及び設置箇所は、図２に示す例に限定されるものではない。カメラ１０８Ａ及び１０８Ｂのうちの一方は、測定光学系１１２の中に配置されていてもよい。また、ステレオカメラ１０８が３つ以上のカメラにより構成される場合には、そのうちの一部が測定光学系１１２の中に配置されていてもよい。

【0041】

測定光学系１１２は、被検眼Ｅの特性を測定するための構成を備える。測定光学系１１２は、上記アライメント光学系１０６のほか、対物レンズ１１０及びミラー１０４を介して被検眼Ｅに視標像を投影したり、対物レンズ１１０及びミラー１０４を介して被検眼Ｅに対して測定光を投影するための投影光学系と、反射光を受光する受光光学系１１３を備える。

【0042】

図３は、本実施形態に係る眼科装置を示すブロック図である。

【0043】

（プロセッサ１２０）
プロセッサ１２０は、各種の情報処理を実行する。本明細書において「プロセッサ」は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ（Simple Programmable Logic Device）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array））等の回路を意味する。

【0044】

プロセッサ１２０は、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。記憶回路や記憶装置の少なくとも一部がプロセッサ１２０に含まれていてよい。また、記憶回路や記憶装置の少なくとも一部がプロセッサ１２０の外部に設けられていてよい。プロセッサ１２０により実行可能な処理については後述する。プロセッサ１２０は、制御部１２２と、記憶部１２４と、データ処理部１２６とを含む。

【0045】

（制御部１２２）
制御部１２２は、眼科装置１０の各部の制御を実行する。特に、制御部１２２は、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒ、第１駆動部２０及び第２駆動部２２を制御する。制御部１２２により実行可能な制御については後述する。

【0046】

（記憶部１２４）
記憶部１２４は、各種のデータを記憶する。記憶部１２４としては、例えば、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の磁気ディスクを含む装置、ｅＭＭＣ（embedded Multi Media Card）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等のフラッシュメモリを含む装置等を用いることができる。記憶部１２４に記憶されるデータとしては、測定光学系１１２の受光光学系により取得されたデータ（測定データ、撮影データ等）や、被検者及び被検眼Ｅに関する情報などがある。記憶部１２４には、眼科装置１０を動作させるための各種のコンピュータプログラム及びデータが記憶されていてよい。記憶部１２４には、後述の処理において使用及び参照される各種のデータが記憶される。記憶部１２４は、前述の記憶回路や記憶装置を含む。

【0047】

（データ処理部１２６）
データ処理部１２６は、各種のデータ処理を実行する。特に、データ処理部１２６は、ステレオカメラ１０８により取得された撮影画像を解析する解析部１３２を備える。

【0048】

（検眼部１００）
検眼部１００Ｌ及び１００にＲは、被検眼Ｅの測定や撮影を行うための構成と、その準備を行うための構成とが格納されている。前者は測定光学系を含み、後者はアライメント光学系を含む。検眼部１００Ｌ及び１００Ｒは、測定光学系１１２のフォーカシングを行うための構成などを備えていてもよい。また、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒは、被検眼Ｅの前眼部を照明するための光源（前眼部照明光源）を備えてもよい。

【0049】

（測定光学系１１２）
測定光学系１１２は、被検眼Ｅの特性を測定するための構成を備える。測定光学系１１２は、眼科装置１０が提供する機能（測定機能、撮影機能等）に応じた構成を備える。例えば、測定光学系１１２には、上記アライメント光学系１０６のほか、光源、光学素子（光学部材、光学デバイス）、アクチュエータ、機構、回路、表示デバイス、受光素子、イメージセンサなどが設けられる。測定光学系１１２の構成は従来の眼科装置のそれと同様であってよい。測定光学系１１２は、対物レンズ１１０及びミラー１０４を介して被検眼Ｅに視標像を投影したり、対物レンズ１１０及びミラー１０４を介して被検眼Ｅに対して測定光を投影したり、受光光学系１１３により反射光を受光することが可能となっている。測定光学系１１２は、例えば、被検眼の眼屈折力を他覚的に測定する機能を有する場合、公知のレフラクトメータの光学系が配置される。

【0050】

測定光学系１１２は、検査に付随する機能を提供するための構成を備えていてよい。例えば、被検眼Ｅを固視又は雲霧させるための視標を呈示する固視光学系が設けられていてよい。

【0051】

（アライメント光学系１０６）
アライメント光学系１０６は、光源と、投光レンズとを含んでおり、光束を被検眼Ｅに投影する。アライメント光学系１０６に含まれる光源は、測定光学系１１２内に配置され対物レンズ１１０の光軸に沿って被検眼Ｅの角膜に平行光束を投影する。それにより、アライメントのための指標が被検眼Ｅの角膜に投影される。この指標は、角膜表面反射による虚像（プルキンエ像）として検出される。指標を用いたアライメントは、測定光学系１１２の光軸方向における光軸方向アライメントを少なくとも含む。指標を用いたアライメントは、Ｘ方向及びＹ方向におけるＸＹアライメントを含んでもよい。

【0052】

なお、本実施形態では、測定光学系１１２の光軸は、ミラー１０４によって折り曲げられており、測定光学系１１２のミラー１０４に対する鏡像の位置では、測定光学系１１２の光軸がＺ軸と略一致するように構成されている。このため、測定光学系１１２の光軸方向におけるアライメントは、Ｚアライメントに相当する。以下の説明では、測定光学系１１２の光軸方向におけるアライメントをＺアライメントという。

【0053】

Ｚアライメントは、ステレオカメラ１０８により実質的に同時に得られる２以上の撮影画像を解析することによって実行される。ＸＹアライメントは、ステレオカメラ１０８により得られた２以上の撮影画像を解析することによって実行される。

【0054】

ＸＹアライメントは、２以上の撮影画像に描出されたプルキンエ像（指標像）のＸＹ方向における位置に基づき実行される。ＸＹアライメントは、アライメントのズレの許容範囲（アライメントマーク）内に指標像を誘導するように検眼部１００Ｒを手動又は自動で移動させることにより実行される。

【0055】

マニュアルアライメントの場合、制御部１２２は、２以上の撮影画像とアライメントマークとをＵＩ２００（タッチパネルディスプレイ２０２）に表示させる。操作者は、ＵＩ２００を操作して第１駆動部２０により検眼部１００Ｒを移動させ、アライメントのズレの許容範囲（アライメントマーク）内に指標像を移動させる。

【0056】

オートアライメントの場合、データ処理部１２６は、アライメントマークに対する指標像の変位を算出する。制御部１２２は、データ処理部１２６によって算出された変位をキャンセルするように検眼部１００ＲをＸＹ方向に移動させる。

【0057】

（ステレオカメラ１０８）
ステレオカメラ１０８は、検眼部１００Ｒにおいて、相互に異なる箇所に取り付けられた２以上のカメラを含む。ステレオカメラ１０８の各カメラは、例えば、所定のフレームレートで動画撮影を行うビデオカメラである。各カメラは、ミラー１０４による反射光を受光して被検眼Ｅの前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する。

【0058】

図２に示す例では、２のカメラ１０８Ａ及び１０８Ｂが設けられている。また、カメラ１０８Ａ及び１０８Ｂはそれぞれ、測定光学系１１２の光路から外れた位置に配置されている。

【0059】

なお、カメラ１０８Ａ及び１０８Ｂは、測定光学系１１２の光路よりも下方（－Ｙ側）に設けてもよい。それにより、被検眼Ｅの前眼部（例えば、角膜）に投影された光束（指標）の反射光が睫毛や瞼にケラレにくくなる。

【0060】

ステレオカメラ１０８に含まれるカメラの個数は２以上の任意の個数であってよいが、異なる２方向から実質的に同時に被検眼Ｅの前眼部を撮影可能な構成であればよい。また、ステレオカメラ１０８に含まれるカメラのうちの１つが測定光学系１１２と同軸に配置されていてもよい。

【0061】

ここで、「実質的に同時」とは、ステレオカメラ１０８の２以上のカメラによる撮影において、眼球運動を無視できる程度の撮影タイミングのズレを許容することを意味する。ステレオカメラ１０８の２以上のカメラにより被検眼Ｅの前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影することで、被検眼Ｅが同じ位置（向き）にあるときの２以上の撮影画像を取得することが可能になる。

【0062】

また、ステレオカメラ１０８による撮影は動画撮影でも静止画撮影でもよいが、本実施形態では動画撮影を行う場合について説明する。動画撮影の場合、撮影開始タイミングを合わせるよう制御したり、フレームレートや各フレームの撮影タイミングを制御したりすることにより、各カメラにより「実質的に同時」に被検眼Ｅの前眼部を撮影することができる。一方、静止画撮影の場合、ステレオカメラ１０８に含まれる各カメラの撮影タイミングを合わせるよう制御することにより、各カメラにより「実質的に同時」に被検眼Ｅの前眼部を撮影することができる。

【0063】

（検眼視標呈示部１１４）
検眼視標呈示部１１４は、測定光学系１１２よりミラー１０４を介して、被検眼Ｅに対して検眼視標（例えば、ランドルト環等）を視認可能に呈示する。検眼視標呈示部１１４としては、例えば、各種の視標を表示する液晶ディスプレイを用いることができる。

【0064】

検眼視標呈示部１１４の光学系では、視標部及びレンズの少なくとも一方が光学系の光軸に沿って移動可能に構成されており、被検眼の視度や検眼条件に応じて視標像の呈示距離を変更可能となっている。また、被検眼の乱視を矯正する光学素子が光路上に配置されていてもよい。なお、検眼視標呈示１１４は、上記固視光学系と共通であってもよい。

【0065】

（光学素子配置部１１６）
光学素子配置部１１６は、複数種類の矯正レンズ１１６Ａを備えており、被検眼Ｅとミラー１０４との間に、被検眼Ｅの視機能を光学的に矯正するための光学素子（矯正レンズ１１６Ａ）を挿入する。なお、光学素子配置部１１６は、検眼窓１０２Ａの外側の所定位置に設けて、検眼士等が手動で矯正レンズ１１６Ａを交換可能にしてもよい。なお、光学素子配置部１１６は、測定光学系１１２の内部の、上記所定位置と光学的に共役な位置に配置されていてもよい。

【0066】

（顔支持部２４）
顔支持部２４は、被検者の顔を支持するための部材を含む。例えば、顔支持部２４は、被検者の額が当接される額当てと、被検者の顎が載置される顎受けとを含む。なお、顔支持部２４は、額当て及び顎受けのいずれか一方のみを備えてもよく、これら以外の部材を備えてもよい。

【0067】

（第１駆動部２０及び第２駆動部２２）
第１駆動部２０は、制御部１２２による制御を受けて検眼部１００Ｌ及び１００Ｒを移動する。第１駆動部２０は、検眼部１００Ｌ及び１００Ｒを３次元的にそれぞれ移動可能である。第１駆動部２０は、例えば、従来と同様に、検眼部１００Ｌ及び１００ＲをＸ方向に移動させるための機構と、Ｙ方向に移動させるための機構と、Ｚ方向に移動させるための機構とを含む。また、第１駆動部２０は、検眼部１００Ｌ及び１００ＲのＺ軸を含む平面（水平面、垂直面等）内で検眼部１００Ｌ及び１００Ｒをそれぞれ回動させる回動機構を含んでもよい。

【0068】

第２駆動部２２は、制御部１２２による制御を受けて顔支持部２４を移動する。第２駆動部２２は、顔支持部２４を３次元的に移動可能である。第２駆動部２２は、例えば、被検者の額もしくは顎の双方、少なくともいずれか一方を保持する顔支持部２４をＸ方向に移動させるための機構と、Ｙ方向に移動させるための機構と、Ｚ方向に移動させるための機構とを含む。また、第２駆動部２２は、顔支持部２４（又はそれに含まれる部材）の向きを変更するための回動機構を含んでもよい。顔支持部２４に複数の部材が設けられている場合、第２駆動部２２は、これら部材を個別に移動するよう構成されてよい。例えば、第２駆動部２２は、額当てと顎受けとを個別に移動するよう構成されてよい。なお、眼科装置１０は、第１駆動部２０及び第２駆動部２２のいずれか一方のみを備えていてもよいし、両方を備えていてもよい。

【0069】

ユーザインターフェイス（ＵＩ２００）は、情報の表示、情報の入力、操作指示の入力など、眼科装置１０とそのユーザとの間で情報をやりとりするための機能を提供する。ＵＩ２００は、出力機能と入力機能とを提供する。出力機能を提供する構成の例として、フラットパネルディスプレイ等の表示装置、音声出力装置、印刷出力装置、記録媒体への書き込みを行うデータライタなどがある。入力機能を提供する構成の例として、操作レバー、ボタン、キー、ポインティングデバイス、マイクロフォン、データライタなどがある。また、ＵＩ２００は、情報の入出力を行うためのグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を含んでもよい。

【0070】

本実施形態では、ＵＩ２００は、出力機能と入力機能とが一体化されたタッチパネルディスプレイ２０２と、コントローラ２０４を備える。

【0071】

（データ処理部１２６の詳細）
データ処理部１２６の詳細について説明する。データ処理部１２６は、指標像検出部１２８と、位置特定部１３０とを備える。

【0072】

（指標像検出部１２８）
指標像検出部１２８は、ステレオカメラ１０８により実質的に同時に得られた２以上の撮影画像を解析することにより、各撮影画像に描出された指標像を検出する。

【0073】

カメラ１０８Ａ及び１０８Ｂが動画撮影を行う場合、指標像検出部１２８は、各フレームから指標像を検出する。指標像検出部１２８は、撮影画像の画素値を解析することによって指標像を検出する。撮影画像が輝度画像である場合、指標像検出部１２８は、撮影画像における輝度値の分布に基づいて、指標像に相当する画像領域（画素）を特定する。この処理は、例えば、既定閾値よりも高い輝度値を有する画素を選択する処理を含む。撮影画像がカラー画像である場合、指標像検出部１２８は、例えば、既定閾値よりも高い輝度値を有する画素を選択する処理、又は、所定の色を表す画素を選択する処理を含む。

【0074】

（位置特定部１３０）
位置特定部１３０は、ステレオカメラ１０８により実質的に同時に取得された２以上の撮影画像から検出された２以上の指標像に基づいて、被検眼Ｅの位置を特定する。

【0075】

位置特定部１３０は、少なくとも、Ｚ方向における被検眼Ｅと測定光学系１１２との間の距離を算出する。この算出結果に基づきＺアライメントが実行される。さらに、位置特定部１３０は、ＸＹ方向における被検眼Ｅと測定光学系１１２との間の変位を算出してもよい。この算出結果に基づきＸＹアライメントが実行される。

【0076】

次に、本実施形態に係る位置特定部１３０が実行する処理について、図４から図６を参照して説明する。

【0077】

図４は、カメラ１０８Ａ及び１０８Ｂをミラー１０４に対してそれぞれ鏡映変換した状態を示している。以下では、鏡映変換後のカメラ１０８Ａ´及び１０８Ｂ´を用いて説明する。

【0078】

図５は、被検眼Ｅと鏡映変換後のカメラ１０８Ａ´及び１０８Ｂ´との間の位置関係を示す上面図であり、図６は、側面図である。

【0079】

ＸＹ方向におけるカメラ１０８Ａ´及び１０８Ｂ´の間の距離（基線長）を「Ｂ」で表す。カメラ１０８Ａ´及び１０８Ｂ´の基線と、指標像Ｐとの間の距離（指標像距離）を「Ｈ」で表す。各カメラ１０８Ａ´及び１０８Ｂ´と、その画面平面との間の距離（画面距離）を「ｆ」で表す。一般に、指標光束を被検眼Ｅに対して平行光束として投射した場合、指標像（プルキンエ像）Ｐは、被検眼Ｅの角膜曲率半径の２分の１だけ角膜表面から＋Ｚ方向に変位した位置に形成される。

【0080】

このような配置状態において、カメラ１０８Ａ´及び１０８Ｂ´による撮影画像の分解能は次式で表される。ここで、Δｐは画素分解能を表す。

【0081】

ＸＹ方向の分解能：ΔＸＹ＝Ｈ×Δｐ／ｆ
Ｚ方向の分解能：ΔＺ＝Ｈ×Ｈ×Δｐ／（Ｂ×ｆ）
位置特定部１３０は、カメラ１０８Ａ´及び１０８Ｂ´の位置（既知）と、２つの撮影画像において指標像Ｐの位置とに対して、図５及び図６に示す配置関係を考慮した公知の三角法を適用することにより、指標像Ｐの位置、つまり、被検眼Ｅの位置を特定する。特定される位置は、少なくともＺ方向の位置を含み、ＸＹ方向の位置を更に含んでもよい。

【0082】

位置特定部１３０により特定された被検眼Ｅの位置は制御部１２２に送られる。制御部１２２は、被検眼ＥのＺ位置に基づいて、Ｚ方向における被検眼Ｅと測定光学系１１２との間の距離を作動距離に一致させるように第１駆動部２０及び第２駆動部２２の少なくとも一方を制御する。さらに、制御部１２２は、被検眼ＥのＸＹ位置に基づいて、測定光学系１１２の光軸と被検眼Ｅの軸とを一致させるように第１駆動部２０及び第２駆動部２２の少なくとも一方を制御する。なお、作動距離（ワーキングディスタンス）とは、測定光学系１１２による測定を行うための被検眼Ｅと測定光学系１１２との間の既定の距離を意味する。

【0083】

以上のように、位置特定部１３０は、指標像Ｐ（プルキンエ像）の位置を被検眼Ｅの位置（その近似位置）として求めることができる。さらに、位置特定部１３２は、特定された指標像Ｐの位置と、別途に測定された角膜曲率半径とに基づいて、被検眼Ｅの角膜（頂点）の位置を求めることが可能である。ＸＹＺアライメントが合っている状態において、角膜頂点は、指標像Ｐから角膜曲率半径の２分の１だけ－Ｚ方向に変位した位置に配置されていると考えられる。したがって、角膜曲率半径の２分の１の値を指標像ＰのＺ座標値から減算することにより、角膜頂点のＺ座標値（それを含むＸＹＺ座標値）を求めることができる。

【0084】

角膜曲率半径は平均的な角膜曲率ｒ８ｍｍとすることができるが、被検眼の角膜曲率半径が取得可能であれば、実際の値を用いることもできる。

【0085】

角膜曲率半径の測定は、ケラトメータや角膜トポグラファを用いて行われる。角膜曲率半径を測定する機能を眼科装置１０が備えていない場合、過去に得られた角膜曲率半径の測定値が眼科装置１０に入力される。位置特定部１３０は、この測定値を用いて角膜頂点位置を求める。一方、角膜曲率半径を測定する機能を眼科装置１０が備えている場合、例えば、アライメントを実行した後に角膜曲率半径を測定し、得られた測定値を利用して再度アライメントを行うことができる。また、角膜曲率半径を測定する機能を眼科装置１０が備えている場合であっても、過去に得られた角膜曲率半径の測定値を利用することも可能である。

【0086】

本実施形態によれば、ミラー１０４を用いて、アライメント光学系１０６及びステレオカメラ１０８の光路を曲げることにより、被検眼に対して奥行方向にコンパクトな構造でアライメントの範囲が広い眼科装置を実現することができる。

【0087】

［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る眼科装置を含む検眼システムを示す外観図である。図８は、本実施形態に係る眼科装置の検眼部の光学系を示す図であり、図９は、本実施形態に係る眼科装置を示すブロック図である。

【0088】

図７に示すように、本実施形態に係る検眼システム１では、眼科装置１０の後方（－Ｚ側）の実距離（例えば、被検眼から５ｍ）の位置に、自覚検眼視標５０が配置されている。自覚検眼視標５０の表面には、自覚検眼用の視標（例えば、ランドルト環等）が形成されている。自覚検眼視標５０は、眼科装置１０の後方の壁面に貼り付けられていてもよいし、可動式のパネル（例えば、キャスターつきの衝立等）に貼り付けられていてもよい。なお、自覚検眼視標５０は、自覚検眼用の視標が形成された印刷物等であってもよいが、本発明はこれに限定されない。例えば、検査距離（例えば、被検眼から５ｍ）に、自覚検眼用の視標の虚像を呈示する装置を設けてもよい。

【0089】

図８に示すように、ハーフミラー１０４Ａの後方（－Ｚ側）には、開口部１０２Ｂが形成されており、開口部１０２Ｂは蓋１０２Ｃにより開閉可能となっている。

【0090】

図８に示すように、本実施形態に係る検眼部１００Ｒには、ミラー１０４に代えて、ハーフミラー１０４Ａが設けられている。ハーフミラー１０４Ａは、アライメント光学系１０６及び測定光学系１１２から照射される光の一部を被検眼Ｅに向けて反射し、かつ、開口部１０２Ｂ（－Ｚ側）から入射する光の一部を被検眼Ｅ側（＋Ｚ側）に透過させることが可能となっている。ここで、ハーフミラー１０４Ａにより反射される光と、ハーフミラー１０４Ａを透過する光の比率は５０：５０としてもよいし、いずれかの比率を大きくするように構成されていてもよい。

【0091】

なお、ハーフミラー１０４Ａに代えて、他覚測定やアライメントに用いる近赤外光をほぼ１００％反射し、可視光の透過率及び反射率が適切な比率となるダイクロイックミラーを用いることもできる。

【0092】

測定光学系１１２内の視標を消灯し、開口部１０２Ｂを開放すると、開口部１０２Ｂ（－Ｚ側）から入射する光がハーフミラー１０４Ａを透過して被検眼Ｅ側（＋Ｚ側）に到達する。被検者は、被検眼Ｅにより自覚検眼視標５０を視認可能となる。これにより、検眼視標呈示部１１４により左右眼に個別に呈示される視表ではなく、左右眼で同一の視表による検眼が可能になる。

【0093】

本実施形態によれば、ハーフミラー１０４Ａを用いて、アライメント光学系１０６及びステレオカメラ１０８の光路を曲げることにより、ハーフミラー１０４Ａの後方（－Ｚ側）の空間を利用した検眼を行うことが可能になる。

【0094】

図９に示すように、ハーフミラー１０４Ａの後方（－Ｚ側）には、透過型の液晶パネル１３４が配置されていてもよい。この場合、制御部１２２は、液晶パネル１３４の表示を制御することにより、各種のメッセージを被検者に視認可能に表示させることが可能になる。制御部１２２は、液晶パネル１３４に枠を表示させ、被検者は、ＵＩ２００からの入力に応じてこの枠を移動させて自覚検眼視標５０の輪郭と一致させるようにしてもよい。そして、液晶パネル１３４に、自覚検眼視標５０のランドルト環を指示するための画像を表示させ、ランドルト環の開いている方向を視認可能か否か及び開いている方向を、被検者がＵＩ２００を介して入力可能としてもよい。これにより、液晶パネル１３４を介して、自覚検眼視標５０上の視標を指示して視力検査を行うことが可能になる。

【0095】

なお、液晶パネル１３４の代わりに検眼視標呈示部１１４に同様のメッセージ、枠等の情報を表示し、自覚検眼視標５０の視標像に重畳して呈示することも可能である。この場合は被検眼の調節力に応じて呈示距離の変更や乱視の矯正ができるため、視認性の良い状態で前記情報を呈示することが可能となる。

【0096】

なお、本実施形態では、ハーフミラー１０４Ａを用いたが、通常のミラー１０を用いて、ミラー１０４と、ミラー１０４の駆動用のアクチュエータ又はモータを用いて、ミラー１０４を検眼窓１０２Ａと開口部１０２Ｂとの間から退避可能としてもよい。

【0097】

また、本実施形態では、ハーフミラーの検眼窓に対向する面とは反対側の面に、透過型の液晶を貼り付けて、透過型の液晶に被検者へのメッセージ等を表示可能としてもよい。

【符号の説明】

【0098】

１０、１０Ａ 眼科装置
２０ 第１駆動部
２２ 第２駆動部
２４ 顔支持部
１００、１００Ｌ、１００Ｒ 検眼部
１０４ ミラー（偏向部材）
１０４Ａ ハーフミラー
１０６ アライメント光学系
１０８Ａ、１０８Ｂ カメラ
１２０ プロセッサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】