JP4987408B2

JP4987408B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JP4987408B2
Application number: JP2006266746A
Authority: JP
Inventors: 正直藤枝
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: US7506980B2; US20080079899A1; JP2008080065A

Description

本発明は、被検眼の眼屈折力分布もしくは波面収差を測定する眼科装置に関する。

従来、被検眼の眼底に測定光束を投光し、その反射光を受光することにより被検眼の眼屈折力分布もしくは波面収差を測定する眼科装置が知られている。このような眼科装置は、眼屈折力分布や波面収差を測定して得られた測定データを演算処理してマッピング画像として表示する（特許文献１参照）。
特開平１０−１０８８３７号公報

しかしながら、従来の装置では、被検眼の水晶体に混濁等があり、取得したマッピング画像にその影響が現れていても、この原因を確認することが困難であった。また、被検眼の眼屈折値（球面度数、乱視度数、乱視軸）を測定する眼屈折力測定装置では、被検眼の徹照像を撮影する機能を有するものが知られているが、測定結果の信頼性の確認に用いる程度であり、混濁等の影響による被検眼の眼屈折力分布の変化等を確認することはできなかった。

本発明は、上記問題点を鑑み、被検眼水晶体の混濁等を容易に確認することができるとともに、取得した眼屈折力分布等の測定結果をより好適に評価することができる眼科装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）被検眼の眼底に測定光束を投光し、その反射光を受光することにより被検眼の眼屈折力分布もしくは波面収差を測定するための測定光学系と、
前記測定光学系によって得られた測定データを演算処理して被検眼の眼屈折力分布もしくは波面収差を示すマッピング画像を取得する取得手段と、
被検眼の前眼部を撮影する前眼部撮影光学系と、
被検眼の眼底を照明し，その反射光を前記前眼部撮影光学系を用いて受光して被検眼の徹照像を撮影する徹照像撮影手段と、
前記取得手段によって取得された前記マッピング画像と前記徹照像撮影手段によって撮影された前記徹照像を同一画面上に並列して表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼科装置において、検者の操作に応じて前記マッピング画像及び前記徹照像上を同期して移動可能なカーソルを表示することを特徴とする。
（３）（２）の眼科装置において、前記表示制御手段は、前記カーソルによって指定された任意の一点における測定値を同一画面上に表示することを特徴とする。
（４）（１）〜（３）のいずれかの眼科装置において、被検者眼角膜に多数のリングパターンを投影し、前記多数のリングパターンが投影された前眼部像を前記前眼部撮影光学系を用いて撮像することにより被検眼の角膜形状分布を測定するための角膜形状測定光学系を有し、
前記取得手段は、前記角膜形状測定光学系によって得られた前眼部像を演算処理して角膜形状分布マップを取得し、
前記表示制御手段は、前記マッピング画像と、徹照像と、角膜形状分布マップとを、並列表示させることを特徴とする眼科装置。

本発明によれば、被検眼水晶体の混濁等を容易に確認することができるとともに、取得した眼屈折力分布等の測定結果をより好適に評価することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る眼科装置の光学系及び制御系を説明するための図である。

本実施形態の眼科装置の光学系は、被検眼Ｅの角膜上にプラチド指標を投影するプラチド指標投影光学系１０と、被検眼の前眼部を撮像する撮像光学系２０と、被検眼を固視させるための固視標呈示光学系３０と、被検眼角膜にＸＹ方向（上下左右）のアライメント用指標を投影するＸＹアライメント指標投影光学系４０と、被検眼角膜にＺ（作動距離）方向のアライメント用指標を投影しその反射光を検出することにより被検眼に対する装置本体のＺ方向のアライメント情報を検出する作動距離検出光学系４５（投影光学系４５ａ及び検出光学系４５ｂ）と、被検眼の眼屈折力分布又は波面収差を測定するための眼屈折力分布測定光学系１と、に大別される。

プラチド投影光学系１０は、光軸Ｌ１を中心にした同心円の多数の透光部と遮光部を持つリングパターンが形成されたプラチド板１２、プラチド光源１３、反射板１４を有する。光源１３を発した光が反射板１４で反射されると、プラチド板１２が背後からほぼ均一に照明される。そして、被検眼角膜上にプラチドリング像が投影される。なお、１５は被検眼前眼部を近赤外光にて照明する前眼部照明光源１５である。

ビームスプリッタ２５により光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ２上には、固視標呈示光学系３０が配置されており、より具体的には、可視の照明光源３１、固視標３２、レンズ３３が配置されている。光源３１によって照明された固視標３２からの光は、レンズ３３、ダイクロイックミラー２７、ハーフミラー２６、対物レンズ２３、ビームスプリッタ２５を介して、被検眼の眼底に投影される。なお、光源３１及び固視標３２は光軸Ｌ２方向に移動可能であり、被検眼に固視させる固視標３２の視度を変更し、被検眼に雲霧を掛ける。

可視光を透過し赤外光を反射するダイクロイックミラー２７により光軸Ｌ２と同軸にされる光軸Ｌ３上には、ＸＹアライメント指標投影光学系４０が配置されており、より具体的には、光源４１、レンズ４２が配置されている。光源４１からの光は、レンズ４２を介して、ダイクロイックミラー２７にて反射された後、前述の固視標３２からの光と同様の光路を経て、被検眼の角膜上に投影される。

ハーフミラー２６により光軸Ｌ２と同軸にされる光軸Ｌ４上には、撮像光学系２０が配置されており、より具体的には、撮像レンズ２１、二次元撮像素子２２が配置されている。被検眼前眼部からの光束は、ビームスプリッタ２５、対物レンズ２３、ビームスプリッタ２６、撮像レンズ２１を介して、撮像素子２２により撮像（受光）される。撮像素子２２は、被検眼の前眼部像の観察用に使用される他、角膜上に投影されるプラチド指標の撮像、光源４１により形成されるアライメント指標像の検出用として兼用される。

光軸Ｌ１上のビームスプリッタ２５の透過方向には、眼屈折力分布測定光学系１が配置されている。眼屈折力分布測定光学系１は、被検眼の眼底に測定指標を投影する投影光学系２と、投影光学系によって投影された眼底反射光を受光する受光光学系３と、ビームスプリッタ４と、対物レンズ６と、を含む。ビームスプリッタ４は、投影光学系２に設けられた測定光源２ａから発せられた測定光束を反射して被検眼方向に向かわせ、被検眼眼底にて反射された測定光束を透過し受光光学系３方向へと向かわせる。なお、被検眼の眼屈折力分布もしくは波面収差を測定するための光学系としては、位相差方式（例えば、特開平１０−１０８８３７号公報参照）や、ハルトマン板を用いた方式（例えば、特開平１０−２１６０９２号公報）のものが考えられる。

なお、ビームスプリッタ２５は、測定光源２ａからの光の波長を所定の割合で反射透過し、かつ、プラチド光源１３及び前眼部照明光源１５からの光の波長及び可視光を反射する特性を有する。

次に、制御系について説明する。７０は制御部であり、撮像素子２２からの撮像信号に基づいて被検眼の角膜形状データ（角膜曲率分布データ）を取得したり、眼屈折力分布測定光学系１の受光光学系３からの受光信号に基づいて被検眼の眼屈折力分布データ（波面収差データ）を取得する。また、制御部７０は、光源４１により角膜に形成された指標像が撮像素子２２により検出されるようになると、指標像の座標位置を得てＸＹ方向のアライメント情報を検出する。また、制御部７０は、検出光学系４５ｂに設けられた位置検出素子からの信号によりＺ方向のアライメント情報を検出する。７５は表示モニタであり、撮像素子２２によって撮像される前眼部像や角膜形状データ等の取得結果が表示される。この場合、制御部７０による表示モニタ７５の表示制御によって、取得された角膜形状データ及び眼屈折力分布データが演算処理されたマッピング表示が行われる。７２は記憶手段としてのメモリである。７４は検者が各種測定条件の設定を行うための各種スイッチが配置されたコントロール部（例えば、測定モード選択スイッチなど）である。また、制御部７０には、検者がアライメント作業を行うためのジョイスティック５が接続されている。なお、ジョイスティック５の頂部には、測定開始スイッチ５ａが設けられている。

以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する（図２のフローチャート参照）。以下の説明では、測定モードをコントロール部７４に設けられた所定の設定スイッチにより眼屈折力分布測定モードに設定しておく。

まず、検者は、被検者の顔を図示なき顔支持ユニットに固定させた後、ジョイスティック５を用いて照明光源１５の点灯によって赤外照明された被検眼を観察し、アライメントを行う。検者は、表示モニタ７５に表示される前眼部像を見ながらアライメントを行い、上下左右方向、及び作動距離方向のアライメントが適正な状態となったら、測定開始スイッチ５ａを押す。

測定開始スイッチ５ａが押される（もしくは制御部７０によるアライメント判定によって自動的に測定開始のトリガが入力される）と、制御部７０は、前眼部照明光源１５を消灯させると共に、トリガ信号を発して眼屈折力分布測定光学系１により測定を実行する。投影光学系２に設けられた測定光源２ａから測定光束が発せられると、ビームスプリッタ４、対物レンズ６を介して、被検眼の眼底に指標が投影される。そして、指標が投影された被検眼眼底からの反射光は、対物レンズ６、ビームスプリッタ４を介して受光光学系３に向かい、受光光学系３に設けられた受光素子に受光される。この場合、制御部７０は、予備測定を行い、予備測定で得られた屈折力に対して所定の雲霧量分だけ固視標３２を遠方に移動し、被検眼に雲霧をかけた状態で本測定を行う。そして、制御部７０は、受光素子からの受光信号に基づいて取得される眼屈折力分布データをメモリ７２に記憶させておく。

眼屈折分布測定が完了したら、制御部７０は、引き続き徹照像の撮影に移行する。ここで、制御部７０は、投影光学系２の測定光源２ａの光量を増加させる。このとき、測定光源２ａから出射された光によって照明された眼底からの反射光束は、被検眼の瞳孔を通過したのち、その一部がビームスプリッタ２５で反射され、前眼部撮影光学系２０の光路を介して撮像素子２２に導かれる。

ここで、徹照像を撮影する際、被検眼の瞳孔が大きくなったタイミングで画像取得を行うことが好ましい。より具体的には、制御部７０は、撮像素子２２にて撮影される徹照像から被検眼の瞳孔の輪郭部分を画像処理により抽出し、これに基づいて被検眼の瞳孔径を算出する。そして、制御部７０は、例えば、瞳孔径が所定の許容範囲より大きくなるか否かを判定し、判定条件を満たした場合にトリガ信号を発し、撮像素子２２によって取得される徹照像画像を画像データとしてメモリ７２に記憶させておく。また、徹照像画像を随時メモリ７２に記憶させていき、瞳孔径が最大化されたときの画像データを選択的に用いるようにしてもよい。この場合、前眼部観察時（アライメント時）に点灯していた照明光源１５が消灯（減光でもよい）された状態で撮像されているため、ノイズ光が抑制され、測定光束が通過する瞳孔内画像（徹照像）が好適に取得される。よって、徹照像による明部と徹照像周辺の暗部との光量差に基づいて瞳孔のエッジ（瞳孔と虹彩の境界）が検出できる。

なお、上記のように光源２ａからの光束によって被検眼の水晶体付近が背後から照明されると、白内障による混濁部によって眼底反射光が遮光されるため、混濁部分が暗くなって撮像される。また、本実施形態では、投影光学系２の測定光源２ａを徹照像撮影用光源として用いているが、これに限るものではなく、徹照像撮影用の専用の光源（赤外光）を用いるようにしてもよい。

上記のように徹照像の撮影が完了したら、制御部７０は、測定光源２ａを消灯させると共に、前眼部照明光源１５を点灯（或いは前眼部観察時の光量に戻す）させ、前眼部照明光源１５によって照明された被検眼前眼部像を撮像素子２２によって取得し、画像データとしてメモリ７２に記憶させる。この場合、照明光源１５が点灯された状態で前眼部撮影を行っているため、角膜全体、瞳孔、虹彩、まつげ、鼻影等が含まれる前眼部像が取得される。

次に、制御部７０は、取得された徹照像が所定の撮影条件を満たしているかどうかを判定し、判定結果が良好であれば、次のステップに移行する。また、エラーと判定された場合には、再度、測定を行う。なお、この際の撮影条件としては、例えば、被検眼のまぶた等によって撮影光束がけられずに、徹照像が所定範囲以上取得されているか否かを画像処理により判定するような手法が考えられる。なお、眼屈折力分布データや前眼部像に関しても、エラー判定を行うようにしてもよい。

以上のようにして、眼屈折力分布測定及び徹照像撮影及び前眼部像撮影が完了したら、制御部７０は、メモリ７２に記憶された眼屈折力分布データを演算処理してマッピング画像を取得する。また、メモリ７２に記憶された瞳孔内徹照画像と前眼部画像を重ね合わせた合成画像である徹照・前眼部像を取得する（図３参照）。この場合、制御部７０による画像処理によって、例えば、前眼部画像データＦにおける瞳孔領域Ｐの内側に相当する領域に徹照像データＴを貼り付けるようにすればよい。また、制御部７０による画像処理によって、瞳孔内徹照像と前眼部像のそれぞれの瞳孔中心位置（画像処理により検出）もしくは角膜中心位置（光源４１による指標像の検出位置）を所定の表示基準位置に一致させた状態で、徹照像を前眼部像に重畳させておくと、測定タイミングの違いによるＸＹ方向のアライメントずれが補正される。

図４は、制御部７０によって取得されたマッピング画像及び徹照・前眼部像がモニタ７５に並列して表示される場合の図である。１００は眼屈折力分布が色分けして表現されるマップ表示であり、被検眼の前眼部像と合成して表示される。１０１は徹照像と前眼部像が合成された徹照・前眼部像である。なお、上記並列表示では、光源４１による指標像から得られる角膜中心位置（瞳孔中心位置でもよい）が各マップの中心である十字マーク１００ａ、１０１ａに一致するように、モニタ７５の表示が制御部７０によって制御される。これにより、異なるタイミングで得られた２つの画像におけるＸＹ方向のずれが補正される。

ここで、徹照・前眼部像１０１には、白内障と思われる混濁部Ｋが見られる。また、マップ表示１００において、徹照・前眼部像１０１の混濁部位Ｋに対応する位置の屈折力は、周囲とは異なる色合いとなって表示されている。すなわち、上記のようにマッピング画像及び徹照像画像を並列表示させることにより、マップ表示１００上における特異部位と徹照・前眼部像１０１上における混濁部位との位置関係を確認できる。また、マップ表示１００上に特異部位があるにもかかわらず、徹照・前眼部像１０１上に混濁部位Ｋがない場合には、他の要因による測定異常であることが確認できる。なお、上記のように眼内から水晶体を照明すれば、白内障による混濁部以外にも、被検眼に挿入された眼内レンズの輪郭の撮影が可能であり、これがモニタ７５に表示されることにより、眼内レンズの位置を把握することが可能である。

また、３００はカーソルであり、制御部７０に接続されたマウス３０１の移動によってマップ表示１００及び徹照・前眼部像１０１上を同期して移動可能であり、マウス３０１に対するドラック操作によってマップ表示１００及び徹照・前眼部像１０１上における任意の一点が指定される。これにより、マッピング画像上で指定された任意の一点における測定値１０５が表示される。すなわち、マップ表示１００では、その点での眼屈折力が表示される。このようにすれば、マップ表示１００上における特異部位（色の変化部位）の測定値と徹照・前眼部像１０１上における混濁部位との対応関係を正確に把握できる。

なお、以上の説明においては、マップ表示１００及び徹照・前眼部像１０１が同一画面上に並列表示されるようにしたが、これに加えて、さらに、プラチド指標の撮像によって取得される角膜形状分布が色分けして表現される角膜形状分布マップ表示が並列表示されるようにしてもよい。これにより、マップ表示１００との特異部位と、並列表示された角膜形状分布マップ表示や徹照・前眼部像とを対応づけながらその原因を特定できるので、被検眼の診断において有用な情報を得ることができる。また、本実施形態では、眼屈折分布の測定後、続けて徹照像を取得するものとしているが、眼屈折力分布の測定前あるいは測定中に徹照像を取得することもできる。さらに、本実施形態では眼特性の測定、徹照像撮影、前眼部像撮影の３動作を一回のトリガ信号に基づいて連続的に行うものとしているが、これに限るものではなく、それぞれ単独、或いは一つの動作（例えば眼特性測定）のみ単独で、残りの２つの動作は連続で取得し、その後、前述した画像処理により対応付けて合成表示させることも可能である。

なお、以上の説明においては、被検眼前眼部に向けて照射される照明光を前眼部観察時に照射する照明光の光量に対して消灯（或いは減光）された状態で取得された徹照像と、前眼部照明が点灯された状態で取得された前眼部像とを合成させた状態で表示することによって、前眼部像上における徹照像の位置関係等から瞳孔内の混濁部位の位置を的確に把握することができる。また、合成画像に含まれる徹照像は、前眼部照明によるノイズが抑制されるため、コントラストの良い鮮明な画像として表示される。また、徹照像と前眼部像をそれぞれ異なるタイミングで取得する（経時的に取得）ことにより、撮像素子２２のオートゲインコントロール等による瞳孔内と瞳孔外の両画像のコントラストの低下に伴う瞳孔輪郭の見づらさが解消される。ただし、前眼部照明が点灯された状態で徹照像と前眼部像が同時に取得される徹照・前眼像であっても、一定の効果は得られる。

なお、以上の説明において、マップ表示１００と徹照・前眼部像１０１を並列表示させるものとしたが、マップ表示１００と徹照・前眼部像１０１とが重ね合わせて表示されるようにしてもよい。例えば、半透明状に表示される処理を施した徹照・前眼部像１０１を、位置関係を対応づけた上で、マップ表示１００に重ね合わせて表示させるような手法が考えられる（図５（ａ）参照）。また、徹照・前眼部像１０１上における混濁部位Ｋを画像処理により抽出し、混濁部位のエッジ部分を表現するエッジ表示を、位置関係を対応づけた上で、マップ表示１００に重ねあわせて表示させるような手法も考えられる（図５（ｂ）参照）。

本実施形態に係る眼科装置の光学系及び制御系を説明するための図である。本実施形態に係る眼科装置の動作について説明するフローチャートである。メモリに記憶された瞳孔内徹照画像と前眼部画像を重ね合わせた合成画像である徹照・前眼部像を取得する場合について説明する図である。制御部によって取得されたマッピング画像及び徹照・前眼部像がモニタに並列して表示される場合の図である。マップ表示と徹照・前眼部像とが重ね合わせて表示される場合の例である。

符号の説明

１眼屈折力分布測定光学系
２投影光学系
２ａ測定光源
５ａ測定開始スイッチ
１５前眼部照明光源
２０前眼部撮像光学系
７０制御部
７５表示モニタ

Claims

被検眼の眼底に測定光束を投光し、その反射光を受光することにより被検眼の眼屈折力分布もしくは波面収差を測定するための測定光学系と、
前記測定光学系によって得られた測定データを演算処理して被検眼の眼屈折力分布もしくは波面収差を示すマッピング画像を取得する取得手段と、
被検眼の前眼部を撮影する前眼部撮影光学系と、
被検眼の眼底を照明し，その反射光を前記前眼部撮影光学系を用いて受光して被検眼の徹照像を撮影する徹照像撮影手段と、
前記取得手段によって取得された前記マッピング画像と前記徹照像撮影手段によって撮影された前記徹照像を同一画面上に並列して表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
請求項１の眼科装置において、検者の操作に応じて前記マッピング画像及び前記徹照像上を同期して移動可能なカーソルを表示することを特徴とする眼科装置。
請求項２の眼科装置において、前記表示制御手段は、前記カーソルによって指定された任意の一点における測定値を同一画面上に表示することを特徴とする眼科装置。
請求項１〜３のいずれかの眼科装置において、被検者眼角膜に多数のリングパターンを投影し、前記多数のリングパターンが投影された前眼部像を前記前眼部撮影光学系を用いて撮像することにより被検眼の角膜形状分布を測定するための角膜形状測定光学系を有し、
前記取得手段は、前記角膜形状測定光学系によって得られた前眼部像を演算処理して角膜形状分布マップを取得し、
前記表示制御手段は、前記マッピング画像と、徹照像と、角膜形状分布マップとを、並列表示させることを特徴とする眼科装置。