JP6112966B2 - 眼特性測定装置、眼特性測定方法、コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、被検眼の眼特性を測定するための眼特性測定装置、眼特性測定方法、コンピュータプログラムに関するものである。

近年、白内障手術に用いる眼内レンズ（ＩＯＬ）の普及により、眼内レンズを挿入した被検眼が増えてきている。以下、眼内レンズを「ＩＯＬ」と記し、眼内レンズが挿入された被検眼を「ＩＯＬ眼」と記す。ＩＯＬはその形状や材質、屈折力調節能力の有無など、水晶体とは異なる特徴を持っている。そのため、ＩＯＬ眼を高精度に測定するには、ＩＯＬ眼の特徴を考慮した測定方法を用いる必要がある。
特許文献１では、被検眼がＩＯＬ眼であるかどうかを検者が装置に入力し、その入力に応じて装置がジョグダイアルの機能を切り替える眼屈折力測定装置に関する技術が提案されている。そのため、一般に縮瞳しやすいＩＯＬ眼に対して、検者はジョグダイアルで固指標の光量を調節することができる。

特許第３２４４８７３号公報

従来、眼屈折力の測定が困難になることを防ぐため、縮瞳を回避する技術が提案されている。一方、角膜表面曲率測定の際には、十分に瞳孔が開いていると、測定光がＩＯＬで反射してゴーストを形成するため、測定精度を悪化させてしまうおそれがある。しかし、縮瞳した際にはゴーストとなる光束が虹彩で遮られることで、ゴーストは除去される。
本発明では、以上の点を鑑み、ＩＯＬ眼の角膜表面曲率測定の際に、ゴーストの除去を目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の眼特性測定装置は、被検眼の角膜に光路の中心軸の外側から光束を投影する光束角膜投影手段と、前記光束角膜投影手段による角膜反射光束を受光する角膜反射光束受光手段と、前記角膜反射光束受光手段で受光して得た角膜反射像に基づいて角膜表面曲率を算出する角膜表面曲率算出手段と、被検眼に可視光を投影する可視光投影手段と、前記可視光投影手段の光量を変化させる可視光光量制御手段と、を有し、前記可視光光量制御手段が、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、眼内レンズが挿入されていない被検眼の角膜表面曲率算出時よりも前記可視光投影手段の光量を上昇させ、前記角膜反射光束受光手段が、前記上昇の後に角膜表面曲率算出用の角膜反射光束を受光することを特徴とする。

本発明によれば、ＩＯＬ眼の角膜形状測定の際にゴーストを除去できる。このため、ＩＯＬ眼の角膜表面曲率の測定を精度良く行える。

本発明の第１と第２の実施形態に係る光学系の配置図である。 ケラトリング発生源理を示す図である。 ゴーストの発生源理を示す図である。 ケラトリングとゴーストの現れ方を示す図である。 ケラトリングとゴーストが共存する撮影画像の輝度プロファイルを示す図である。 本発明の第１と第２の実施形態に係るシステムブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るフローチャートである。 ゴーストがケラトリングに対して大きくずれて現れた状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る光学系の配置図である。 本発明の第３の実施形態に係るシステムブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るフローチャートである。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態を、図１〜７に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る眼特性測定装置１００ａの測定部の光学系配置図である。眼特性測定装置１００ａの光学系は、角膜表面曲率測定光学系と、眼屈折力測定光学系と、固視標投影光学系と、アライメント光学系と、前眼部観察光学系とを含む。

（角膜表面曲率測定光学系）
角膜表面曲率測定光学系は、角膜表面曲率測定のための投影系と受光系とを含む。
リング光源１０１から被検眼Ｅに至る光路０１は、角膜表面曲率測定のための投影系である。リング光源１０１は、波長７８０ｎｍの光を照射する。この投影系は、光束角膜投影手段の一例である。この光路０１の光軸(中心軸)Ｌ０を、眼特性測定装置１００ａの光軸とする。光束角膜投影手段の一例である投影系は、リング光源１０１の光路の中心軸である光路０１の外側から、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに光束を投影する。
被検眼Ｅから撮像素子１０６に至る光路０２は、角膜表面曲率測定光学系の受光系である。この受光系は、角膜反射光束受光手段の一例である。光路０２上には、被検眼Ｅの側から順に、ダイクロイックミラー１０２、レンズ１０３、ハーフミラー１０４、レンズ１０５、撮像素子１０６が配列されている。ダイクロイックミラー１０２は、可視光を全反射し波長８８０ｎｍの光束を一部反射する。アライメントプリズム絞り１２２は、不図示の拡散板挿脱ソレノイドにより、矢印Ａの方向に往復移動可能に構成される。そして、アライメントプリズム絞り１２２は、角膜表面曲率測定時には、光路０２外に配置されている。
なお、リング光源１０１と撮像素子１０６は、略共役な関係になっている。

リング光源１０１を含む投影系（光束角膜投影手段）からの投影光は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃの表面で反射する。その反射光束である角膜反射光束は、光路０２を通過して撮像素子１０６に至る。この際、角膜Ｅｃの表面曲率により反射角度が変わる。このため、撮像素子１０６には、角膜反射光束による角膜表面曲率算出用の角膜反射像として、角膜表面曲率に応じたリング像（ケラトリングＲ）が投影される。角膜表面曲率が大きいほど、ケラトリングＲは大きくなる。また、角膜Ｅｃがトーリック成分を持つと、ケラトリングＲは楕円になる。画像処理演算部４０７（後述）は、角膜反射像の一例であるリング像から、角膜表面曲率を算出する。
なお、ここでは、光束角膜投影手段の一例である投影系に、リング光源１０１が適用される構成としたが、リング光源１０１ではなくてもよい。たとえば、複数の点光源が適用され、複数の点光源が所定のパターンを描く構成であっても良い。リング光源１０１や点光源により描かれるパターンは、円形以外の任意の形状であっても良い。

（眼屈折力測定光学系）
眼屈折力測定光学系は、眼屈折力測定のための投影系と受光系とを含む。
光源１０７から被検眼Ｅに至る光路０３は、眼屈折力測定のための投影系である。光源１０７は、波長８８０ｎｍの光を照射する。この投影系は、光束眼底投影手段の一例である。この投影系の光路０３上には、光源１０７の側から順に、レンズ１０８、絞り１０９、孔あきミラー１１０、レンズ１１１、ダイクロイックミラー１０２が配置されている。絞り１０９は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと略共役である。
被検眼Ｅから孔あきミラー１１０で折り返して撮像素子１１５に至る光路０４は、眼屈折力測定のための受光系である。この受光系は、眼底反射光束受光手段の一例である。この受光系の光路０４上には、被検眼Ｅの側から順に、ダイクロイックミラー１０２、レンズ１１１、拡散板１２３、孔あきミラー１１０、眼屈折力測定絞り１１２、光束分離プリズム１１３、レンズ１１４、撮像素子１１５が配列されている。
拡散板１２３は半透明であり、不図示の拡散板挿脱ソレノイドにより矢印Ｂの方向に移動可能に構成される。そして、拡散板１２３は、眼屈折力測定時には、光路０４外に配置されている。

光源１０７が発した光束は、絞り１０９で絞られ、レンズ１０８によりレンズ１１１の手前で１次結像し、レンズ１１１、ダイクロイックミラー１０２を透過して被検眼Ｅの瞳中心に投光される。その光束は眼底Ｅｆで結像する。そして、眼底Ｅｆでは光が散乱し、一部の光が眼底反射光束として、瞳孔Ｅｐを抜けて再びレンズ１１１に入射する。レンズ１１１に入射した眼底反射光束は、レンズ１１１を透過後に、孔あきミラー１１０の周辺で反射する。反射した眼底反射光束は、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと略共役な眼屈折力測定絞り１１２と光束分離プリズム１１３で瞳分離される。眼屈折力測定絞り１１２は、リング状のスリットを有している。このため、瞳分離された眼底反射光束（眼屈折力算出用の眼底反射光束の一例）は、撮像素子１１５の受光面に、リング像（眼底反射像の一例）として投影される。被検眼Ｅが正視眼であれば、このリング像は所定の径の円になる。近視眼であれば正視眼に対して円が小さくなり、遠視眼であれば正視眼に対して円が大きくなる。被検眼Ｅに乱視がある場合には、リング像は楕円になる。画像処理演算部４０７は、リング像（眼底反射像）に基づいて、眼屈折力を算出する。この場合には、画像処理演算部４０７（後述）は、眼屈折力算出手段の一例として機能する。

（固視標投影光学系）
固視標照明用可視光光源１１６から被検眼Ｅに至る光路０５は、固視標投影光学系である。固視標投影光学系は、固指標投影手段の一例である。固視標投影光学系の光路０５上には、固視標照明用可視光光源１１６の側から順に、固視標１１７、レンズ１１８、ミラー１１９、レンズ１２０、ハーフミラー１０４、レンズ１０３、ダイクロイックミラー１０２が配置されている。固視標１１７は、被検眼Ｅを固視させるために用いられる。
固視誘導時には、固視標照明用可視光光源１１６が発する投影光束は、固視標１１７を裏側から照明する。そして投影光束は、レンズ１１８、ミラー１１９、レンズ１２０、ハーフミラー１０４、レンズ１０３、ダイクロイックミラー１０２を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｆに投影される。なお、レンズ１１８は、被検眼Ｅの雲霧状態を実現するため、視度誘導制御を行う図示しない固視誘導モータにより、光軸方向（矢印Ｃ方向）に移動可能である。
図１においては、固視標照明用可視光光源１１６が、被検眼縮瞳のための可視光投影の機能を有する（可視光投影手段の一例である）構成を示す。そのため、別途縮瞳を促すための可視光光源は設けられていないが、縮瞳のための可視光光源を別途設けられる構成であってもよい。

（アライメント光学系）
アライメント光学系は、アライメント用の投影系と受光系を含む。
アライメント用の投影系は、眼屈折力測定光学系の投影系と共通である。アライメント用の投影系（眼屈折力測定のための投影系）は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに光束を投影する。なお、アライメントを行う際には、半透明の拡散板１２３が、不図示の拡散板挿脱ソレノイドにより光路０３内に配置されている。拡散板１２３が挿入される位置は、光源１０７のレンズ１０８による一次結像位置であり、かつレンズ１１１の焦点位置である。アライメント用の投影系は、アライメント用の光束角膜投影手段の一例である。
アライメント用の受光系は、角膜表面曲率測定光学系の受光系と共通である。ただし、アライメントを行う際には、アライメントプリズム絞り１２２は、不図示の拡散板挿脱ソレノイドにより光路０２内に配置されている。
光源１０７が発する光は、拡散板１２３上に一旦結像して、それが二次光源となる。そして、拡散板１２３を透過した光（二次光源からの光）は、レンズ１１１から被検眼Ｅに向かって太い光束の平行光束として投影される。この平行光束は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃで反射する。反射した光束は、アライメントプリズム絞り１２２によって分光され、レンズ１０５を介して撮像素子１０６上に結像する。撮像素子１０６に結像する輝点の位置は、被検眼Ｅの位置によって異なる。このため、制御部４０６は、輝点の位置をもとに、被検眼Ｅのアライメントを行うことができる。

（前眼部観察光学系）
前眼部観察光学系は、前眼部観察のための投影系と受光系とを含む。
光源１２１から被検眼Ｅに至る光路０６は、前眼部観察のための投影系である。光源１２１は、波長７８０ｎｍの光を照射する。この投影系は、瞳孔部照明手段の一例である。
前眼部観察のための受光系は、角膜表面曲率測定光学系の受光系と共通である。被検眼Ｅの前眼部（瞳孔部）で反射した光は、角膜表面曲率測定光学系の受光系の光路０２を通り、撮像素子１０６に投影される。撮像素子１０６は、投影された前眼部像（瞳孔部像の一例）を撮像する。この光路０２と撮像素子１０６は、瞳孔部撮影手段の一例である。これにより、前眼部画像（瞳孔部像の一例）を得ることができる。そして、画像処理演算部４０７（瞳孔径算出手段の一例）は、アライメントが完了した時点での前眼部画像（瞳孔部像）から、瞳孔のエッジを抽出し瞳孔径を算出することができる。

（ケラトリングおよびゴーストの発生原理）
次に、図２および図３を用いて、図１の角膜表面曲率測定光学系により得られる、ケラトリングＲおよびゴーストＲ’の発生原理を説明する。
図２は、ケラトリングＲの発生原理を示す図である。図中、線Ｌ１は、リング光源１０１から角膜表面に直角に交わる線である。線Ｌ２は、リング光源１０１から角膜中心を結んだ線である。線Ｌ３は、線Ｌ２の眼軸対称の線である。リング光源１０１から出た測定光は、角膜Ｅｃの表面で反射する。反射光は、線Ｌ１と線Ｌ３とが交わる位置Ｐ１に虚像を作る。そして、Ａｒｅａ１（ドット領域）を通る反射光束を、虚像位置Ｐ１に焦点を合わせ撮像することで、ケラトリングＲが得られる。

図３は、ゴーストＲ’の発生原理を示す図である。リング光源１０１から出た測定光は、ＩＯＬ２０３の裏面で反射した場合には、位置Ｐ２で結像する。この実像がゴーストＲ’である。また、図３では、二つの大きさの瞳孔の場合の測定光の光路を示している。実線で示す瞳孔２０２のように、瞳孔径が大きい場合、ＩＯＬ２０３の裏面からの反射光は位置Ｐ２で結像した後、Ａｒｅａ２（ドット密度の低い領域）とＡｒｅａ３（ドット密度の高い領域）の領域を通り眼特性測定装置１００ａの本体まで戻る。この反射光が、図１における光路０２を通り撮像素子１０６に受光されるとゴーストＲ’が発生する。
ただし、一部の反射光、特に光軸Ｌ０の外側に向かって発散していく成分は、光路上で遮断されるか光学部材（図１におけるダイクロイックミラー１０２およびレンズ１０３）を外れる。図３においては、撮像素子１０６まで到達する光束の領域をＡｒｅａ２とし、撮像素子１０６まで到達しない光束の領域をＡｒｅａ３として現わしている。
ここで、破線で示す瞳孔２０２’のように、瞳孔２０２が小さくなった場合を考える。リング光源１０１は、光軸Ｌ０の外側から角膜Ｅｃに向けて斜めに光束を投影している。このため、ゴーストＲ’が結像する位置Ｐ２は、光軸Ｌ０上から離れた位置となる。したがって、瞳孔２０２が縮瞳し、瞳孔２０２’程度の大きさになることにより、光軸Ｌ０側に向かっていく光束領域Ａｒｅａ２を遮る。この結果、ゴーストＲ’は除去される。

また、Ａｒｅａ２とＡｒｅａ３を区切る線Ｌ４は、光学部材（図１におけるダイクロイックミラー１０２およびレンズ１０３）およびその周りの構造部品の設計によって決まる。そして、ダイクロイックミラー１０２およびレンズ１０３を小さくすることにより、線Ｌ４を光軸Ｌ０に略平行な線とすることができる。この場合、光軸Ｌ０に略平行な線Ｌ４上の光束を、瞳孔２０２’の位置で遮ることによって、ゴーストＲ’を除去できる。この場合、瞳孔の先端の位置は、線Ｌ４を瞳孔側に延長した線に近接した位置になる。なお、角膜Ｅｃによる屈折が生じているが、角膜Ｅｃと瞳孔２０２’の距離は近いため、近接した位置となる。したがって、位置Ｐ２まで縮瞳させることにより、ゴーストＲ’を除去できる。

（角膜表面曲率測定精度に対するゴーストの影響）
次に、図４と図５を参照して、角膜表面曲率測定精度に対する影響を説明する。図４（ａ）は、角膜表面曲率測定のためのケラトリングＲである。図４（ｂ），（ｃ）は、角膜表面曲率測定におけるＩＯＬ眼の像である。図４（ｂ），（ｃ）に示すＩＯＬ眼の像には、ケラトリングＲだけでなく、ＩＯＬ反射によるゴーストＲ’も現れている。ＩＯＬ２０３が角膜中心に対して同軸で傾くことなく正面を向いている理想的な場合は、図４（ｂ）に示すように、ケラトリングＲと同心にゴーストＲ’が現れる。しかし、実際には、ＩＯＬは角膜中心に対し偏心したり、傾いたりすることにより、ゴーストＲ’の位置がずれる。図４（ｃ）は、ゴーストＲ’の位置が、ケラトリングＲの中心に対してずれている場合の例である。なお、図４（ｃ）では、図３における線Ｌ４が光軸Ｌ０に略平行な線となるように設計されている場合を想定している。このため、瞳孔先端３０１を境にゴーストＲ’の右上部分が消去される。

図５は、図４（ａ）の線Ｌ５および図４（ｃ）の線Ｌ６上での輝度分布の例を模式的に示すグラフである。線Ｌ５上においては、ケラトリングＲによる二つの山が得られる。各山の重心間距離Ｄ１より、リング像の径を算出する。一方、線Ｌ６上においては、ケラトリングＲによる二つの山と、これに重なるようにゴーストＲ’による山が存在する。このため、ゴーストＲ’により山の重心がずれることがある。そうすると、本来の重心間距離Ｄ１とは異なる重心間距離Ｄ２となり、角膜表面曲率測定に誤差を生じさせてしまう。例えば、図４（ｃ）においては、線Ｌ６の方向の径が小さくなり、ゴーストＲ’により誤って乱視成分を表示してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、縮瞳により図４（ｄ）に示すように、ゴーストＲ’を除去する。これにより、正確な角膜表面曲率測定を行えるようにする。

（眼特性装置の構成と動作）
次に、図６のシステムブロック図および図７のフローチャートを用いて、眼特性測定装置１００ａの構成と動作を説明する。

眼屈折力測定部４１４は、前記の眼屈折力測定光学系を含む。角膜表面曲率測定部４１３は、前記の角膜表面曲率測定光学系を含む。固視標投影部４１１は、前記の固視標投影光学系を含む。固視標投影部４１１は、さらに、可視光投影部４１２を含む。可視光投影部４１２は、被検眼Ｅの縮瞳のために被検眼Ｅに可視光を投影する。本実施形態においては、可視光投影部４１２は、固視標照明用可視光光源１１６を含む。ただし、縮瞳のために、固視標照明用可視光光源１１６とは別個の可視光光源を有する構成であってもよい。前眼観察部４１０は、前記の前眼部観察光学系を含む。
制御部４０６は、眼特性測定装置１００ａの各部を制御する。制御部４０６は、さらに、画像処理演算部４０７と可視光光量制御部４０８とを含む。画像処理演算部４０７は、各測定部や各観察部などが取得した画像を用いて所定の処理を行う（後述）。可視光光量制御部４０８は、可視光投影部４１２による可視光の光量を制御する。
メモリー４０５は、画像処理演算部４０７の演算結果や、各測定部や各観察部などが取得した画像など、各種データを記憶できる。
ディスプレー４０４は、各種メッセージや、各測定部や各観察部などが取得した画像を表示できる。ディスプレー４０４には、液晶表示装置など、公知の各種表示装置が適用できる。
操作部４０３は、ユーザーによる操作を受け付ける。制御部４０６は、操作部４０３に対する操作の内容に応じて各部を制御する。
ＩＯＬ情報入力部４０２は、ユーザーが、被検眼ＥがＩＯＬ眼であるか否かを登録するために操作する部分である。制御部４０６は、ＩＯＬ情報入力部４０２を通じて入力された情報（被検眼ＥがＩＯＬ眼であるか否かの情報）を、メモリー４０５などに登録する。
測定モード選択部４０１は、ユーザーが、眼特性測定装置１００ａの測定モードを選択するために操作する部分である。制御部４０６は、測定モード選択部４０１を介して選択された測定モードで動作する。

まず、ユーザーは、測定モード選択部４０１に対して、「眼屈折力測定と角膜表面曲率測定の連続撮影」、「眼屈折力測定」、「角膜表面曲率測定」から、測定モードを選択する操作を行う。制御部４０６は、眼特性測定装置１００ａの測定モードを、ユーザーにより選択された測定モードに切換える。
次に、眼特性測定装置１００ａは、被検眼ＥがＩＯＬ眼であるか否かの認識を行う。例えば、予め被検者の申告によりＩＯＬ眼であることが分かっている場合は、ユーザーは、ＩＯＬ情報入力部４０２から被検眼ＥはＩＯＬ眼であることを登録（入力）する操作を行うことができる。この場合には、ＩＯＬ情報入力部４０２は、眼内レンズ情報入力手段の一例として機能する。制御部４０６は、ユーザーによりＩＯＬ情報入力部４０２（眼内レンズ情報入力手段）を介して登録（入力）された内容を判断することによって、被検眼ＥがＩＯＬ眼であるか否かを認識する。この場合には、制御部４０６は、眼内レンズ挿入眼判定手段の一例として機能する。

また、ユーザーは、アライメント画像観察部４０９から得られた画像を、ディスプレー４０４を通して見ながら、操作部４０３にアライメントの操作を行う。制御部４０６は、ユーザーによる操作部４０３への操作に応じて、測定部のアライメント動作を行う。また、画像処理演算部４０７がアライメント画像観察部４０９から得られた画像を解析し、解析結果に応じて制御部４０６が自動的にアライメント動作を行うようにしてもよい。
このアライメント操作中もしくは操作後に、角膜表面曲率測定部４１３による予備的な撮影を行ってもよい。たとえば、アライメント用の投影系が、眼屈折力測定のための投影系と共通である構成においては、光源１０７の発する光束を被検眼Ｅの角膜Ｅｃに投影する。そして、撮像素子１０６により、角膜反射像を撮像する。アライメント画像観察部４０９を有するアライメント光学系も、角膜Ｅｃからの反射光の虚像を検出している。このため、角膜表面曲率測定と同様に、ＩＯＬ２０３の裏面からの反射光によるゴーストＲ’が発生する。そこで、画像処理演算部４０７が撮像素子１０６による撮像画像を解析してゴーストＲ’が発生しているか否かを判定することにより、被検眼ＥがＩＯＬ眼であるか否かを自動的に判定することもできる。この場合には、画像処理演算部４０７が眼内レンズ挿入眼判定手段の一例として機能する。
また、したがって、アライメント画像観察部４０９が、アライメント動作中にゴーストＲ’の発生の有無を判定し、ＩＯＬ眼であるか否かを判定してもよい。この場合には、アライメント画像観察部４０９が、眼内レンズ挿入眼判定手段の一例として機能する。

図７は、「眼屈折力測定と角膜表面曲率測定の連続撮影」モードにおいて、ＩＯＬ眼であることが認識された場合のフローチャートである。
ステップＳ１０１では、制御部４０６は、前記のとおり、被検眼ＥがＩＯＬ眼であるか否かを判定する。
ステップＳ１０２では、制御部４０６は、眼屈折力測定部４１４を起動させ、眼屈折力測定を行う。まず、撮像素子１１５は、リング像（眼底反射像の一例）を受光する。そして、撮像素子１１５は、このリング像を撮像する。画像処理演算部４０７（眼屈折力算出手段の一例）は、撮像されたリング像に基づいて、眼屈折力を算出する。
本実施形態においては、角膜表面曲率測定の際のＩＯＬ２０３に起因するゴーストＲ’を除去するために、被検眼Ｅを縮瞳させる。ただし、瞳孔径が小さくなると、眼屈折力の測定ができなくなってしまうおそれがある。すなわち、瞳孔が小さすぎると、図１における眼屈折力測定絞り１１２のスリットまで反射光が広がらなくなり、リング像が得られなくなる。このため、縮瞳前に眼屈折力測定を行なう方がよい。ＩＯＬ眼の認識（Ｓ１０１）が行われる前は、測定部は、通常の測定フローに従って起動している。例えば、通常は、被検眼Ｅの瞼をより大きく開かせる必要のある角膜表面曲率測定を、被検眼Ｅの開瞼による疲労を考慮し、眼屈折力測定よりも先に行ってもよい。この場合には、「眼屈折力測定と角膜表面曲率測定の連続撮影」モードが選択されると、角膜表面曲率測定部４１３がアクティブな状態となる。そこで、制御部４０６は、ＩＯＬ眼を認識することにより、眼屈折力測定部４１４をアクティブな状態に切り替える動作を行う。また、測定モード選択部４０１に対して「角膜表面曲率測定」モードを選択する操作が行われた場合は、制御部４０６は、「眼屈折力の測定を行う場合は先に行ってください」等の警告をディスプレー４０４に表示する。このように、制御部４０６は、「眼屈折力測定」→「角膜表面曲率測定」という順番で測定を行うようにユーザーに促す動作を行う。

制御部４０６は、眼屈折力測定が終わると、測定値をメモリー４０５に保存する。そしてステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、制御部４０６は、角膜表面曲率測定部４１３を立ち上げる。そして、角膜表面曲率測定部４１３によってケラトリングＲを撮影する。
ステップＳ１０４では、画像処理演算部４０７は、撮影されたケラトリングＲの像を解析し、ゴーストＲ’が存在するか否かの判定を行う。ゴーストＲ’が存在する場合には、画像処理演算部４０７は、可視光投影部４１２による可視光の光量を上昇させることを決定する。このように、本実施形態では、画像処理演算部４０７が、可視光投影部４１２による可視光の光量を上昇させるか否かを決定する可視光光量上昇判断手段の一例となる。ゴーストＲ’が存在する場合は、ステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５では、可視光光量制御部４０８は、可視光投影部４１２による可視光投影光量を上昇（変化）させ、被検眼Ｅの縮瞳を促す。このように、本実施形態においては、画像処理演算部４０７が、可視光投影部４１２の光量を変化させる可視光光量制御手段の一例として機能する。
なお、本実施形態では固視標投影部４１１内の固視標照明用可視光光源１１６が、可視光投影部４１２として機能している。可視光投影部４１２の光量は、眼特性測定装置１００ａの動作開始からアライメント完了までは、一般的なＩＯＬ眼ではない被検眼が固視を行うのに適した光量に一意に決められている。可視光光量制御部４０８は、このＩＯＬ眼ではない被検眼向けの設定光量（アライメント時の設定光量）よりも高い値に変更するように、可視光投影部４１２に対して命令をする。可視光光量制御部４０８は、可視光投影部４１２がＩＯＬ眼ではない被検眼向けの設定光量よりも高い値になっている間において、ディスプレー４０４に「縮瞳を促すため、固視灯の光量が高くなっています」等の表示を行わせてもよい。これにより、縮瞳を待っている間に、ユーザーが誤って眼特性測定装置１００ａに他の動作をさせることを防止できる。縮瞳に要する時間を考慮し、所定の時間が経過した後に、ステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６では、画像処理演算部４０７は前眼観察部４１０から得られた画像を解析して瞳孔径を算出する。そして、画像処理演算部４０７は、縮瞳が行われていることを確認する。縮瞳が確認された場合には、再度、ステップＳ１０３に進む。
このように、ゴーストＲ’が除去されるまで、Ｓ１０３からＳ１０５の動作や処理を繰り返す。

Ｓ１０４で、ゴーストＲ’が除去されたことが確認されると、ステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０７では、制御部４０６は、ユーザーによる操作に応じて、角膜表面曲率測定を行う。前記のとおり、撮像素子１０６は、角膜反射光束による角膜表面曲率算出用の角膜反射像として、角膜表面曲率に応じたリング像（ケラトリングＲ）を得る。角膜表面曲率が大きいほど、ケラトリングＲは大きくなる。また、角膜Ｅｃがトーリック成分を持つと、ケラトリングＲは楕円になる。そこで、画像処理演算部４０７は、リング像から、角膜表面曲率を算出する。そして、制御部４０６は、測定値をメモリー４０５に保存する。角膜表面曲率測定の際には、画像処理演算部４０７は、ステップＳ１０３で撮影したケラトリングＲから角膜表面曲率を算出しても良い。
以上の動作フローに従うことで、角膜表面曲率測定の際に、ＩＯＬ２０３に起因するゴーストＲ’の影響を受けないようにできる。このため、角膜表面曲率の正確な測定ができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と共通の構成については、第１の実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。
第１の実施形態では、実際に角膜表面曲率測定における撮影画像にゴーストＲ’が発生しているか否かを調べ、その結果に基づいて可視光光量を上昇（変化）させた。このような構成では、ゴーストＲ’の消去のためにどの程度光量を上げればよいかが分かりづらい。このため、必要以上に強い可視光を照射することで、被検眼Ｅに負担をかけてしまうおそれがある。そこで、第２の実施形態では、瞳孔径の大きさを指標に用いることにより、必要以上に可視光光量を上昇させないで、正確な角膜表面曲率測定ができるようにする。
上述したように、図３における線Ｌ４が光軸Ｌ０に略平行であれば、瞳孔の境界でちょうどゴーストＲ’が隠れる。つまり、瞳孔径を指標にゴーストＲ’が存在するか否かを予測することができる。また、図８（ａ）に示すように、例えば、ＩＯＬ２０３が被検眼Ｅ内で大きく傾いたり偏心したりすると、ケラトリングＲに対してゴーストＲ’が大きくずれる。この場合、ゴーストＲ’を完全に消去するには非常に強い可視光を照射する必要がある。また、ゴーストＲ’が瞳孔中心まで来ている場合は、完全にゴーストＲ’を消去することは出来ない。しかし、図８（ｂ）に示すように、瞳孔径をケラトリングＲの内径よりも小さくすることにより、ケラトリングＲとゴーストＲ’が重なり合わないように分離することができる。このように分離できれば、画像処理により容易にゴーストＲ’の影響を排除し、正確に角膜表面曲率が測定できるようになる。以上のことから、瞳孔径がケラトリングＲの内側よりも小さくなるまで可視光光量を上昇させ、それ以上光量を上げないようにすれば、必要以上に可視光光量を上昇させないようにできる。

（眼特性測定装置の動作）
図９は、第２の実施形態における眼特性測定装置１００ａの動作を示したフローチャートである。眼特性測定装置１００ａが動作を開始してから、ＩＯＬ眼の認識（ステップＳ２０１）と、眼屈折力の測定（ステップＳ２０２）は、それぞれ、第１の実施形態における図７のＳ１０１とＳ１０２と同じである。
ステップＳ２０３では、画像処理演算部４０７は、前眼観察部４１０から得られた画像を解析して瞳孔径を算出し、縮瞳が行われていることを確認する。
ステップＳ２０４では、角膜表面曲率測定部４１３は、予備的な撮影を行い、ケラトリング像を得る。そして、画像処理演算部４０７は、得られたケラトリング像を解析し、ケラトリングＲの内径を算出する。
ステップＳ２０５では、画像処理演算部４０７は、得られた瞳孔径とケラトリングＲの内径の大きさを比較する。ケラトリングＲの内径の算出方法は、次のとおりである。図５に示したように、画像処理演算部４０７は、リング像による２つの山のうち、予め設定された輝度の閾値Ｌ７以上をリング像として認識する。そして、画像処理演算部４０７は、２つの山の内側における線Ｌ７上の位置の距離Ｄ３を、ケラトリングＲの内径として求めることができる。ケラトリングＲの内径が瞳孔径以下である場合には、ステップＳ２０６に進む。
ステップＳ２０６では、可視光光量制御部４０８は、可視光投影部４１２による可視光投影光量を上昇させ縮瞳を促す。そして、縮瞳に要する時間を考慮し、所定の時間経過したのちに、ステップＳ２０３に戻る。ステップＳ２０３に戻ると、再度、再度瞳孔径測定（Ｓ２０３）を行う。そして、ステップＳ２０５において、瞳孔径がケラトリングＲの内径以下になるまで、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６のフローを繰り返す。
Ｓ２０５において、瞳孔径がケラトリングＲの内径以下になると、ステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７では、制御部４０６は、ユーザーによる操作にしたがって、角膜表面曲率測定を行う。そして、制御部４０６は、測定値をメモリー４０５に保存する。
このように、瞳孔径をケラトリングＲの内径以下にする。これにより、ゴーストＲ’の除去、または、ケラトリングＲに対してゴーストＲ’を明確に分離することができる。したがって正確な角膜表面曲率測定を行うことができる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態にかかる眼特性測定装置１００ｃは、角膜表面曲率測定および眼屈折力測定に、角膜厚測定機能が追加されたものである。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る眼特性測定装置１００ｃの測定部の光学系の配置図である。本実施形態にかかる眼特性測定装置１００ｃの光学系は、角膜厚測定光学系と、角膜表面曲率測定光学系と、眼屈折力測定光学系と、固視標投影光学系と、アライメント光学系と、前眼部観察光学系とを有する。第３の実施形態の光学系は、図１に示す第１の実施形態の光学系に、角膜厚測定光学系が追加されたものであり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。第１または第２の実施形態と共通の構成については、第１または第２の実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。

（角膜厚測定光学系）
角膜厚測定光学系は、角膜厚測定のための投影系と受光系とを含む。
光源１２４から被検眼Ｅに至る光路０７は、角膜厚測定のための投影系である。光源１２４は、波長４５０ｎｍの光を照射する。この投影系は、スリット光投影手段の一例であり、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにスリット光を投影する。この投影系（スリット光投影手段）の光路０７上には、光源１２４の側から順に、スリット板１２５、レンズ１２６、ハーフミラー１２７、ハーフミラー１０４、レンズ１０３、ダイクロイックミラー１０２が配列されている。また、この投影系は、被検眼Ｅを縮瞳させるために、被検眼Ｅに可視光を投影する。すなわち、本実施形態では、この投影系は、可視光投影手段としての機能も有する。
被検眼Ｅから撮像素子１３０に至る光路０８は、角膜厚測定のための受光系である。この受光系は、角膜散乱光束受光手段の一例である。この受光系（角膜散乱光束受光手段）の光路０８上には、被検眼Ｅの側から順に、フィルタ１２８、レンズ１２９、撮像素子１３０が配置されている。フィルタ１２８は、光源１２４による角膜散乱光波長域の光を透過する。
投影光学系である光路０７と受光系である光路０８は、角膜Ｅｃの角膜頂点で交差している。また、スリット板１２５、角膜Ｅｃ、撮像素子１３０は略共役の関係になっている。
光源１２４は、スリット板１２５を照明する。スリット板１２５の像（スリット光）は、レンズ１２６、レンズ１０３により、角膜Ｅｃ上に結像する。投影光（スリット光）は、角膜Ｅｃ内を透過する際に散乱して角膜散乱光束となる。この角膜散乱光束は、角膜厚算出用の角膜散乱光束の一例である。角膜散乱光束は、フィルタ１２８で余分な光がカットされた後、レンズ１２９により撮像素子１３０に結像する。撮像素子１３０に結像した角膜散乱光束が、角膜散乱像の一例である。これにより、撮像素子１３０では角膜断面像が取得され、画像処理演算部４０７（角膜厚算出手段の一例）は、角膜断面像の幅から角膜厚を算出することができる。

（眼特性測定装置の構成と動作）
次に、第３の実施形態にかかる眼特性測定装置１００ｃの構成と動作について、図１１のシステムブロック図および図１２のフローチャートを用いて説明する。なお、第１の実施形態と共通の構成については、第１の実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。

図１１に示すように、眼特性測定装置１００ｃは、角膜厚測定部４１５を有する。角膜厚測定部４１５は、前記の角膜厚測定光学系を含む。そして、角膜厚測定部４１５は、可視光投影部４１６を含む。前記のとおり、角膜厚測定光学系の投影系が、可視光投影手段の一例としての機能も有する。その他は、第１の実施形態と共通の構成が適用できる。

図１２のフローチャートは、「眼屈折力測定、角膜表面曲率測定、角膜厚測定の連続撮影」モードにおいて、ＩＯＬ眼であることが認識された場合の動作の流れを示している。眼特性測定装置１００ｃが動作を開始してから、ステップＳ３０１のＩＯＬ眼の認識と、ステップＳ３０２の眼屈折力の測定は、それぞれ、第１の実施形態における図７のステップＳ１０１とＳ１０２と同じである。
ステップＳ３０３では、角膜厚測定部４１５は、角膜厚測定を行う。前記のとおり、撮像素子１３０は、角膜散乱光束による角膜散乱像を撮像する。これにより、角膜断面像が得られる。画像処理演算部４０７は、角膜断面像から角膜厚を算出する。このように、本実施形態では、画像処理演算部４０７が角膜厚算出手段の一例として機能する。
角膜厚測定には、波長４５０ｎｍの可視光領域の光を用いる。このため、測定の際に眩しさによって被検眼Ｅが縮瞳する場合がある。したがって、角膜厚測定の段階で縮瞳しゴーストＲ’が除去できていれば、可視光光量を上昇させて縮瞳させる手間を省くことができる。そこで、第３の実施形態においては、角膜表面曲率測定の前に、角膜厚測定を行う流れとする。以降の動作フロー（ステップＳ３０４〜Ｓ３０８）は、第２の実施形態におけるステップＳ２０３〜Ｓ２０７と同じである。
角膜厚測定により、瞳孔径がケラトリングＲの内径以下になっていれば、そのまま角膜表面曲率測定に移行する。瞳孔径がケラトリングＲの内径よりも大きければ、可視光光量を上昇させる。そして、瞳孔径がケラトリングＲの内径よりも小さくなったことを確認したうえで、角膜表面曲率測定に移行する。
なお、第１の実施形態と第２の実施形態においては、可視光投影を、固視標投影部４１１内の可視光投影部４１２（固視標照明用可視光光源１１６）によって行っていた。第３の実施形態においては、第１の実施形態と第２の実施形態と同じであってもよい。また、角膜厚測定部４１５の有する可視光投影部４１６（光源１２４）による可視光投影により、縮瞳を促すようにしてもよい。すなわち、スリット光投影手段の一例である可視光投影部４１６が、可視光投影手段の一例として機能する構成であってもよい。
第３の実施形態では、第２の実施形態の動作を基本とし、角膜厚測定機能が含まれた場合の動作フローを説明したが、第１の実施形態の動作に従うようにしてもよい。この場合も、眼屈折力測定のすぐあとに、角膜厚測定を行う動作フローとなる。
以上の動作フローに従うことで、角膜厚測定機能を有する眼特性測定装置の場合に、効率的な測定が行える。

＜眼特性測定装置の共通の構成＞
ここで、各実施形態にかかる眼特性測定装置１００ａ，１００ｃのハードウェア構成について、簡単に説明する。図６と図１１に示す各部は、ＰＣ、マイコン制御機器、論理制御回路等が適用され、具体的な構成は限定されない。また、コンピュータがプログラムを実行することにより実現される構成であってもよい。この場合には、眼特性測定装置１００ａ，１００ｃがコンピュータを有し、眼特性測定装置１００ａ，１００ｃを制御するためのコンピュータプログラムが、ＲＯＭやＨＤＤなどの各種記憶媒体に、コンピュータ読取り可能に格納されている。そして、コンピュータのＣＰＵがこのコンピュータプログラムを読み出し実行することにより、コンピュータが図６や図１１に示す各部として機能し、図７、図９、図１２に示す処理が実行される。

本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するコンピュータ読取り可能なプログラム（ソフトウェア）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム及びプログラムを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。

本発明は、眼特性測定装置に有効な技術である。本発明によれば、被検眼に眼内レンズが挿入されている場合であっても、眼内レンズに起因するゴーストの影響を除去して角膜表面曲率測定を行うことができる。

Claims (18)

1. 被検眼の角膜に光路の中心軸の外側から光束を投影する光束角膜投影手段と、
   前記光束角膜投影手段による角膜反射光束を受光する角膜反射光束受光手段と、
   前記角膜反射光束受光手段で受光して得た角膜反射像に基づいて角膜表面曲率を算出する角膜表面曲率算出手段と、
   被検眼に可視光を投影する可視光投影手段と、
   前記可視光投影手段の光量を変化させる可視光光量制御手段と、
   を有し、
   前記可視光光量制御手段が、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、眼内レンズが挿入されていない被検眼の角膜表面曲率算出時よりも前記可視光投影手段の光量を上昇させ、
   前記角膜反射光束受光手段が、前記上昇の後に角膜表面曲率算出用の角膜反射光束を受光することを特徴とする眼特性測定装置。
2. 前記被検眼の眼底に光束を投影する光束眼底投影手段と、
   前記光束眼底投影手段による眼底反射光束を受光する眼底反射光束受光手段と、
   前記眼底反射光束受光手段で受光して得た眼底反射像に基づいて眼屈折力を算出する眼屈折力算出手段と、
   をさらに有し、
   前記眼底反射光束受光手段が、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、前記上昇の前に眼屈折力算出用の眼底反射光束を受光することを特徴とする請求項１に記載の眼特性測定装置。
3. 前記被検眼の瞳孔部を照明する瞳孔部照明手段と、
   前記瞳孔部照明手段により照明された瞳孔部像を撮影する瞳孔部撮影手段と、
   前記瞳孔部像に基づいて瞳孔径を算出する瞳孔径算出手段と、
   前記角膜反射像の大きさと前記瞳孔径算出手段により算出された瞳孔径に基づいて前記可視光投影手段の光量をアライメント時の設定光量よりも上昇させるか否かを決定する可視光光量上昇判断手段と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の眼特性測定装置。
4. 前記被検眼を固視させるための固視標と、
   前記固視標を前記被検眼に投影するための固視標投影手段と、
   をさらに有し、
   前記可視光投影手段は前記固視標投影手段であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
5. 前記被検眼の角膜にスリット光を投影するスリット光投影手段と、
   前記スリット光投影手段による角膜散乱光束を受光する角膜散乱光束受光手段と、
   前記角膜散乱光束受光手段で受光して得た角膜散乱像に基づいて角膜厚を算出する角膜厚算出手段と
   をさらに有し、
   前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、前記角膜反射光束受光手段が角膜表面曲率算出用の角膜反射光束を受光する前に、前記角膜散乱光束受光手段が角膜厚算出用の角膜散乱光束を受光することを特徴とした請求項１から４のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
6. 前記被検眼の角膜にスリット光を投影するスリット光投影手段と、
   前記スリット光投影手段による角膜散乱光束を受光する角膜散乱光束受光手段と、
   前記角膜散乱光束受光手段で受光して得た角膜散乱像に基づいて角膜厚を算出する角膜厚算出手段と、
   をさらに有し、
   前記可視光投影手段は前記スリット光投影手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
7. ユーザーの操作に応じて被検眼に眼内レンズが挿入されていることを入力する眼内レンズ情報入力手段をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
8. 前記角膜反射光束受光手段で受光して得た角膜反射像から前記被検眼に眼内レンズが挿入されているか否かを判定する眼内レンズ挿入眼判定手段をさらに有すること特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
9. 前記被検眼の角膜に光束を投影するアライメント用の光束角膜投影手段と、
   前記角膜反射光束受光手段により受光された前記アライメント用の光束角膜投影手段によりつくられる角膜反射像から前記被検眼に眼内レンズが挿入されているか否かを判定する別の眼内レンズ挿入眼判定手段と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
10. 前記光束角膜投影手段は、リング光源を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
11. 前記角膜反射光束受光手段は、前記リング光源に略共役な位置に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の眼特性測定装置。
12. 被検眼に眼内レンズが挿入されているか否かが認識可能に構成されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
13. 前記角膜反射光束受光手段は、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、前記角膜反射光束および眼内レンズ反射光束を受光し、
    前記可視光光量制御手段が、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、前記眼内レンズ反射光束が前記角膜反射光束受光手段により受光されなくなるまで前記可視光投影手段の光量を上昇させることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
14. 前記角膜反射光束受光手段は、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、前記角膜反射光束および眼内レンズ反射光束を受光し、
    前記可視光光量制御手段が、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、前記角膜反射光束受光手段で受光して得た眼内レンズ反射像と前記角膜反射像とが重なり合わなくなるまで前記可視光投影手段の光量を上昇させることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の眼特性測定装置。
15. 被検眼の角膜に光路の中心軸の外側から光束を投影して角膜反射光束を受光する角膜反射光束受光ステップと、
    前記角膜反射光束受光ステップで受光して得た角膜反射像に基づいて角膜表面曲率を算出する角膜表面曲率算出ステップと、
    被検眼に可視光を投影する可視光投影ステップと、
    前記可視光投影ステップでの光量を変化させる可視光光量制御ステップと、
    を有し、
    前記可視光光量制御ステップでは、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、眼内レンズが挿入されていない被検眼の角膜表面曲率算出時よりも前記可視光投影ステップでの光量を上昇させ、
    前記角膜反射光束受光ステップでは、前記上昇の後に角膜表面曲率算出用の角膜反射光束を受光することを特徴とする眼特性測定方法。
16. 前記被検眼の眼底に光束を投影して眼底反射光束を受光する眼底反射光束受光ステップと、
    前記眼底反射光束受光ステップで受光して得た眼底反射像に基づいて眼屈折力を算出する眼屈折力算出ステップと、
    をさらに有し、
    前記眼底反射光束受光ステップでは、前記被検眼に眼内レンズが挿入されている場合には、前記上昇の前に眼屈折力算出用の眼底反射光束を受光することを特徴とする請求項１５に記載の眼特性測定方法。
17. 前記被検眼の瞳孔部を照明して瞳孔部像を撮影する瞳孔部撮影ステップと、
    前記瞳孔部像に基づいて瞳孔径を算出する瞳孔径算出ステップと、
    前記角膜反射像の大きさと前記瞳孔径算出ステップで算出された瞳孔径に基づいて前記可視光投影ステップの光量をアライメント時の設定光量よりも上昇させるか否かを決定する可視光光量上昇判断ステップと、
    をさらに有することを特徴とする請求項１５または１６に記載の眼特性測定方法。
18. コンピュータに、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラム。

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