CN117752294A - 眼科装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够适当地掌握受检眼的状态的眼科装置。眼科装置具有:摄像元件(159)(图像获取部),获取受检眼(E)的前眼部像(E′);视标投影系统(140),在至少2个不同的呈现位置对受检眼(E)呈现视标;作为视线方向检测部的控制部(26),在各呈现位置呈现了视标时,从摄像元件(159)所获取到的前眼部像(E′)中提取各个特征点,并检测提取出的特征点在前眼部像(E′)上的位置信息,基于位置信息,检测出受检眼(E)的视线方向。
Description
技术领域
本公开涉及一种眼科装置。
背景技术
以往,已知斜视、隐斜是眼睛疲劳的原因。另外,具有斜视、隐斜的受检眼有时无法进行视标的固视,无法正确地获取眼特性。因此,为了发现受检眼的斜视、隐斜这样的眼位的异常,公开有如下的眼科装置,即,针对受检眼急剧地切换可见光的遮挡以及透过,强制地切换双眼目视和单眼目视,使用非可见光测定切换前后的受检眼的调节,测定视线方向的变化(例如,参照专利文献1)。这样,期望开发出一种能够适当地掌握眼位异常等受检眼的状态的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5011144号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种能够适当地掌握受检眼的状态的眼科装置。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的,本公开的眼科装置具有:图像获取部,获取受检眼的前眼部像;视标投影系统,在至少2个不同的呈现位置对所述受检眼呈现视标;以及视线方向检测部,在各呈现位置呈现了所述视标时,从所述图像获取部所获取的所述前眼部像中提取各个特征点,并检测提取出的所述特征点在所述前眼部像上的位置信息,基于所述位置信息,检测所述受检眼的视线方向。
发明的效果
在以这种方式构成的眼科装置中,能够适当地掌握受检眼的状态。其结果,检查者等也能够适当地掌握受检眼的斜视、隐斜等眼位的状况。
附图说明
图1是示出第一实施方式的眼科装置的整体结构的立体图。
图2是示出第一实施方式的眼科装置的右眼用测定光学系统的详细结构的图。
图3A是示意地示出图2的场镜的剖视图的图。
图3B是示意地示出图2的圆锥棱镜的剖视图的图。
图4是示出第一实施方式的眼科装置的显示部的显示画面所显示的操作画面的一个示例的图。
图5是示出第一实施方式的眼科装置的显示部的显示画面所显示的操作画面的一个示例的图。
图6是用于说明主视情况下受检眼的前眼部像以及左视情况下受检眼的前眼部像与亮点重心坐标以及瞳孔中心坐标之间的关系的说明图。
图7是示出第一实施方式的眼科装置的显示部的显示画面所显示的信息显示画面的一个示例的图。
图8是示出第一实施方式的眼科装置的动作的一个示例的流程图。
图9是用于说明第一实施方式的眼科装置所使用的视标的其他示例的说明图。
图10是用于说明主视情况下受检眼的前眼部像以及左视情况下受检眼的前眼部像与亮点重心坐标、瞳孔中心坐标以及棱镜圆(prism circle)之间的关系的说明图。
图11是用于说明视线方向的其他不同的检测方法的说明图。
附图标记说明
15:驱动机构、
21:测定光学系统、
26:控制部(视线方向检测部)、
30:显示部、
100:眼科装置、
140:视标投影系统、
Br:亮点像、
E:受检眼、
Ec:角膜、
E′:前眼部像、
Pc:瞳孔中心、
Q:亮点。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1~图3B对本公开的第一实施方式的眼科装置进行如下说明。第一实施方式的眼科装置100是在受检者左右双眼睁开的状态下能够对双眼同时执行受检眼E的特性测定的双眼睁开式眼科装置。此外,本实施方式的眼科装置100也能够通过遮挡单眼、或熄灭固视标,来逐个检查单眼等。另外,眼科装置并不限定于双眼睁开式,也能够将本公开适用于对单眼逐个进行特性测定的眼科装置中。
第一实施方式的眼科装置100是进行任意的主观检查的装置,也能够进行客观检查。此外,在主观检查中,眼科装置100在规定的呈现位置向受检者呈现视标等,基于受检者对于该视标等的响应来获取检查结果。该主观检查包括远用检查、中用检查、近用检查、对比度检查、夜间检查、眩光检查、针孔检查、立体视觉检查等主观屈光测定、视野检查等。另外,在客观检查中,眼科装置100向受检眼E照射光,基于其返回光的检测结果来测定与受检眼E相关的信息(眼特性)。该客观检查包括用于获取受检眼E的特性的测定和用于获取受检眼E(参照图2)的图像的拍摄。进而,客观检查包括客观屈光测定(折射测定)、角膜形状测定(角膜曲率测定)、眼压测定、眼底拍摄、使用光学相干层析成像(Optical CoherenceTomography:以下称为“OCT”)的断层像拍摄(OCT拍摄)、使用OCT的测量等。
[眼科装置的整体结构]
如图1所示,本实施方式的眼科装置100主要具有主体部10、设置于主体部10的控制部26、检查者用控制器27以及未图示的受检者用控制器。主体部10具有基台11、验光用工作台12、支柱13、臂部14、一对驱动机构(驱动部)15、一对测定头16、额头抵接部17以及控制部26。眼科装置100在正对验光用工作台12的受检者将额头抵靠于设置在两测定头16之间的额头抵接部17的状态下,获取受检者的受检眼E的信息。此外,在本说明书中,X轴、Y轴以及Z轴如图1所示那样设定,从受检者方向观察,左右方向设为X方向,上下方向(铅垂方向)设为Y方向,与X方向以及Y方向正交的方向(测定头16的进深方向)设为Z方向。
验光用工作台12是放置检查者用控制器27、受检者用控制器或放置用于验光的装置的桌子,由基台11支撑。验光用工作台12也可以以能够调节Y方向上的位置(高度位置)的方式支撑于基台11。
支柱13在验光用工作台12的后端部以沿Y方向延伸的方式被基台11支撑,在前端设置有臂部14。臂部14在验光用工作台12上方经由驱动机构15而悬挂两测定头16,从支柱13朝向近身侧沿Z方向延伸。臂部14能够相对于支柱13在Y方向上移动。此外,臂部14也可以能够相对于支柱13在X方向以及Z方向上移动。在臂部14的前端,悬挂有一对驱动机构15。该一对驱动机构15悬挂支撑一对测定头16。
驱动机构15以及测定头16为了与受检者的左右的受检眼E单独对应而成对设置。以下在单独描述时,驱动机构15被称为左眼用驱动机构15L以及右眼用驱动机构15R,测定头16被称为左眼用测定头16L以及右眼用测定头16R。左眼用驱动机构15L以及右眼用驱动机构15R及左眼用测定头16L以及右眼用测定头16R成为在X方向上关于位于双方中间的铅垂面呈面对称的结构。
左眼用驱动机构15L将左眼用测定头16L以能够移动的方式悬挂。右眼用驱动机构15R将右眼用测定头16R以能够移动的方式悬挂。左眼用驱动机构15L以及右眼用驱动机构15R基于来自控制部26的控制信号,使左眼用测定头16L以及右眼用测定头16R单独或连动地在Y方向(铅垂方向)上移动,并在X方向以及Z方向(水平方向)上移动。另外,左眼用驱动机构15L以及右眼用驱动机构15R基于来自控制部26的控制信号,使左眼用测定头16L以及右眼用测定头16R单独或连动地以穿过受检眼E的眼球回旋点O(参照图2)而沿铅垂方向(Y方向)延伸的铅垂眼球回旋轴为中心(回旋轴),向X方向(水平方向)回旋,以穿过受检眼E的眼球回旋点O而沿水平方向(X方向)延伸的左右一对水平眼球回旋轴为中心(回旋轴)向Y方向(铅垂方向、上下方向)回旋。
这样,一对驱动机构15通过使一对测定头16向X方向回旋,能够使受检眼E开散(开散运动)、辐辏(辐辏运动)。另外,一对驱动机构15通过使一对测定头16向Y方向回旋,能够使受检眼E的视线朝向下方向或返回到原来的位置。由此,眼科装置100能够对受检者进行开散运动以及辐辏运动的测试,或在双眼目视的状态下进行从远点距离下的远用检查到近点距离下的近用检查的各种各样的检查距离下的检查,从而测定两受检眼E的各种特性。
左眼用测定头16L获取受检者的左侧的受检眼E的信息,右眼用测定头16R获取受检者的右侧的受检眼E的信息。
各测定头16具有获取受检眼E的眼信息的测定光学系统21(在单独描述时为右眼用测定光学系统21R以及左眼用测定光学系统21L。)。各测定头16具有作为偏转构件的反射镜18(18L、18R),利用测定光学系统21通过反射镜18获取对应的受检眼E的信息。
测定光学系统21(左眼用测定光学系统21L以及右眼用测定光学系统21R)是一边切换分别呈现的视标一边进行视力检查的视力检查装置、切换配置矫正透镜并获取受检眼E的适当的矫正屈光力的综合验光仪、测定屈光力的折射计或波前传感器、拍摄眼底的图像的眼底相机、拍摄视网膜的断层图像的断层拍摄装置、拍摄角膜内皮图像的镜面显微镜、测定角膜形状的角膜散光计、测定眼压的眼压计等单独或多个组合而构成的。
基于图2对左眼用测定光学系统21L以及右眼用测定光学系统21R的详细结构进行如下说明。在图2中省略了反射镜18R。此外,左眼用测定光学系统21L以及右眼用测定光学系统21R的详细结构不限于图2所示的结构。另外,左眼用测定光学系统21L和右眼用测定光学系统21R为相同结构。因此,以下,省略左眼用测定光学系统21L的说明,仅对右眼用测定光学系统21R进行说明。
另外,在以下的说明中,“眼底共轭位置A”是在完成对准的状态下的与受检眼E的眼底Ef在光学上大致共轭的位置,是指与受检眼E的眼底Ef在光学上共轭的位置或者其附近。“瞳孔共轭位置B”是在完成对准的状态下的与受检眼E的瞳孔在光学上大致共轭的位置,是指与受检眼E的瞳孔在光学上共轭的位置或者其附近。
如图2所示,右眼用测定光学系统21R包括Z对准系统110、XY对准系统120、角膜曲率测定系统130、视标投影系统140、前眼部观察系统150、折射测定投射系统160以及折射测定受光系统170。
<前眼部观察系统150>
前眼部观察系统150对受检眼E的前眼部进行动态图像拍摄。在经由前眼部观察系统150的光学系统中,作为图像获取部的摄像元件159的摄像面配置在瞳孔共轭位置B。前眼部照明光源151向受检眼E的前眼部照射由平行光束构成的照明光(例如,红外光)。被受检眼E的前眼部反射的光穿过物镜152,透过第一分色镜153,透过半反射镜154,并依次穿过第一中继透镜155以及第二中继透镜156,透过第二分色镜157。透过了第二分色镜157的光通过第一成像透镜158而在摄像元件159(区域传感器)的摄像面上成像。摄像元件159以规定的比率进行摄像以及信号输出。摄像元件159的输出(影像信号)被输入到控制部26。控制部26使基于该影像信号的前眼部像E′显示在显示部30的显示画面30a上。前眼部像E′例如为红外动态图像。
<Z对准系统110>
Z对准系统110向受检眼E投射用于进行前眼部观察系统150的光轴方向(前后方向、Z方向)上的对准的光(红外光)。从Z对准光源111输出的光投射至受检眼E的角膜,被角膜反射,通过第二成像透镜112而在线传感器113的传感器面上成像。若角膜顶点的位置在前眼部观察系统150的光轴方向上变化,则线传感器113的传感器面中的光的投射位置变化。控制部26基于线传感器113的传感器面上的光的投射位置求出受检眼E的角膜顶点的位置,基于此控制使测定光学系统21移动的驱动机构15从而执行Z对准。
<XY对准系统120>
XY对准系统120向受检眼E照射用于进行与前眼部观察系统150的光轴正交的方向(左右方向(X方向)、上下方向(Y方向))的对准的光(红外光)。XY对准系统120包括XY对准光源121,XY对准光源121设置在通过半反射镜154而从前眼部观察系统150分支的光路上。从XY对准光源121输出的光被半反射镜154反射,穿过前眼部观察系统150而投射至受检眼E。受检眼E的角膜的反射光穿过前眼部观察系统150而被引导至摄像元件159。
基于该反射光的像(亮点像)包含在前眼部像E′中。控制部26将包括亮点像的前眼部像E′和对准标志显示在显示部30的显示画面30a上。在手动进行XY对准的情况下,检查者等检查者以将亮点像向对准标志内引导的方式进行测定光学系统的移动操作。在自动进行对准的情况下,控制部26以取消亮点像相对于对准标志的位移的方式,控制使测定光学系统21移动的驱动机构15。
<角膜曲率测定系统130>
角膜曲率测定系统130向角膜投射用于测定受检眼E的角膜的形状的环状光束(红外光)。角模板131配置在物镜152与受检眼E之间。在角模板131的背面侧(物镜152侧)设置有角膜环光源(未图示)。通过用来自角膜环光源的光对角模板131进行照明,将环状光束投射到受检眼E的角膜。来自受检眼E的角膜的反射光(角膜环像)与前眼部像E′一同由摄像元件159检测。控制部26基于该角膜环像进行公知的运算,由此计算出表示角膜的形状的角膜形状参数。
<视标投影系统140>
视标投影系统140向受检眼E呈现固视标、主观检查用视标等各种视标。从光源141输出的光(可见光)通过准直透镜142而成为平行光束,照射至视标图表143。视标图表143例如包括穿透式的液晶面板,显示表示视标的图案。透过了视标图表143的光依次穿过第三中继透镜144以及第四中继透镜145,被第一反射镜146反射,透过第三分色镜168,被第一分色镜153反射。被第一分色镜153反射的光穿过物镜152而投射至眼底Ef。光源141、准直透镜142以及视标图表143构成视标单元147,能够一体地在光轴方向上移动。
在进行主观检查的情况下,控制部26基于客观测定的结果,使视标单元147在光轴方向上移动,控制视标图表143。控制部26将由检查者或控制部26选择的视标显示在视标图表143上。由此,向受检者呈现该视标。受检者对视标进行响应。接收到响应内容的输入,控制部26进行进一步的控制、主观检查值的计算。例如,在视力测定中,控制部26基于对兰氏环(Landolt ring)等的响应,选择并呈现下一个视标,重复进行该操作,由此确定视力值。
另外,视标图表143所显示的视标只要是用于验光就没有特别限定,例如,可以列举兰氏环、斯内伦视标、E图表等。另外,视标也能够使用平假名、片假名等文字、动物或手指等图画等构成的视标、十字视标等双眼目视功能检查用的特定的图形、风景画或风景照片等构成的视标等各种各样的视标。另外,视标可以是静止图像,也可以是动态图像。在本实施方式中,视标图表143由于包括液晶面板,因此能够在规定的检查距离显示期望的形状、形态以及对比度的视标,能够多角度细致地验光。另外,眼科装置100由于与左右的受检眼E对应地具有2个视标单元147(视标图表143),因此能够与规定的检查距离(视标的呈现位置)对应地显示赋予了视差的视标,立体视力检查也能够以自然的视轴的朝向容易且精密地进行。
<折射测定投射系统160、折射测定受光系统170>
折射测定投射系统160以及折射测定受光系统170用于客观屈光测定(折射测定)。折射测定投射系统160向眼底Ef投射客观测定用的环状光束(红外光)。折射测定受光系统170接收该环状光束的来自受检眼E的返回光。
折射测定光源161可以是作为发光直径在规定尺寸以下的高亮度光源的SLD(Super luminescent Diode:超辐射发光二极管)光源。折射测定光源161能够在光轴方向上移动,配置在眼底共轭位置A。环形光圈165(具体来说为透光部)配置在瞳孔共轭位置B。聚焦透镜174能够沿光轴方向移动。聚焦透镜174可以是接受来自控制部26的控制,能够变更焦点位置的公知的变焦透镜。在经由折射测定受光系统170的光学系统中,摄像元件159的摄像面配置在眼底共轭位置A。
从折射测定光源161输出的光穿过第五中继透镜162,入射至圆锥棱镜163的圆锥面。入射至圆锥面的光被偏转,从圆锥棱镜163的底面出射。从圆锥棱镜163的底面出射的光穿过场镜164,并穿过在环形光圈165上形成为环状的透光部。穿过环形光圈165的透光部的光(环状光束)被开孔棱镜166的反射面反射,穿过旋转棱镜167,被第三分色镜168反射。被第三分色镜168反射的光被第一分色镜153反射,穿过物镜152,投射至受检眼E。旋转棱镜167用于使环状光束相对于眼底Ef的血管或疾病部位的光量分布平均化、减少光源引起的散斑噪声。
圆锥棱镜163优选配置在尽可能靠近瞳孔共轭位置B的位置。
如图3A所示,场镜164例如在受检眼E侧的透镜面贴附有环形光圈165。在这种情况下,例如,场镜164以在透镜面形成有环状的透光部的方式蒸镀有遮光膜。
另外,折射测定投射系统160也可以具有省略了场镜164的结构。
进而,如图3B所示,圆锥棱镜163例如也可以在穿过第五中继透镜162的光入射到圆锥面163a的圆锥棱镜163的底面163b贴附有环形光圈165。在这种情况下,例如,圆锥棱镜163以在底面163b形成有环状的透光部的方式蒸镀有遮光膜。另外,环形光圈165也可以在圆锥棱镜163的圆锥面163a侧。
环形光圈165可以是形成有具有与规定的测定图案对应的形状的透光部的光圈。环形光圈165可以在相对于折射测定投射系统160的光轴偏心的位置形成透光部。另外,环形光圈165也可以形成2个以上的透光部。
投射至眼底Ef的环状光束的返回光穿过物镜152,被第一分色镜153以及第三分色镜168反射。被第三分色镜168反射的返回光穿过旋转棱镜167,穿过开孔棱镜166的孔部,并穿过第六中继透镜171。穿过第六中继透镜171后的返回光被第二反射镜172反射,穿过第七中继透镜173以及聚焦透镜174。穿过聚焦透镜174后的光被第三反射镜175反射,被第二分色镜157反射,通过第一成像透镜158而成像在摄像元件159的摄像面上。控制部26基于来自摄像元件159的输出进行公知的运算,由此计算受检眼E的屈光力值。例如,屈光力值包括球面度数、散光度数以及散光轴角度。
在开孔棱镜166与第六中继透镜171之间,配置有限制瞳孔上的光束直径的光圈(未图示)。该光圈的透光部配置在瞳孔共轭位置B。
控制部26基于计算出的屈光力值,以眼底Ef、折射测定光源161以及摄像元件159的摄像面在光学上共轭的方式,使折射测定光源161和聚焦透镜174分别在光轴方向上移动。进而,控制部26与折射测定光源161以及聚焦透镜174的移动连动地使视标单元147在其光轴方向上移动。包括光源141、准直透镜142以及视标图表143的视标单元147、折射测定光源161、聚焦透镜174也可以连动地分别在各自的光轴方向上移动。
检查者用控制器27是用于作为操作者的检查者操作眼科装置100的设备。检查者用控制器27是具有具备CPU以及存储装置等的计算机的信息处理装置。第一实施方式的检查者用控制器27由平板计算机终端构成。此外,检查者用控制器27不限于平板计算机终端,也能够是智能手机、其他便携信息终端,还能够是笔记本式个人计算机、台式个人计算机等。另外,检查者用控制器27也能够是眼科装置100专用的控制器。
在本实施方式的眼科装置100中,检查者用控制器27构成为能够便携。检查者既可以在检查者用控制器27配置在验光用工作台12上的状态下进行操作,也可以手持操作。
检查者用控制器27具有由触摸面板显示器构成的显示部(显示面板)30。该显示部30具有显示图像等的显示画面30a和重叠地配置在该显示画面30a上的触摸面板式的输入部30b。显示部30其自身是一个输入部,显示部30的显示画面30a发挥接受包括检查者的触摸操作的输入操作的输入部30b的功能。输入部30b也发挥检测检查者的手指、触笔等进行的触摸操作的检测面的功能。
检查者用控制器27能够通过近距离无线等通信手段与控制部26近距离通信。检查者用控制器27基于从控制部26发出的显示控制信号,将规定的画面(例如,图4、图5所示的操作画面40、图7所示的信息显示画面40A等)、测定光学系统21的摄像元件159所获取到的前眼部像E′等各种图像显示在显示画面30a上。另外,检查者用控制器27接受检查者对显示画面30a(输入部30b)的操作输入,并将与该操作输入相对应的输入信息(控制信号)发送给控制部26。
图4、图5是示出显示画面30a所显示的操作画面40的一个示例的图。操作画面40具有设定受检眼E的球面度(S)、散光度数(C)、散光轴(A)、加入度(ADD)等矫正值的矫正值设定区域41、设定检查距离的检查距离设定区域42、选择视标的视标图标43、显示被选择的视标的视标显示区域44、显示由摄像元件159拍摄到的前眼部像E′的前眼部像显示区域(验光窗)45、各种操作按钮46等。在图4、图5中,显示部中的“SCA”标签是关于视力值的视标标签,是确定SCA(S:球面度数,C:散光度数,A:散光轴)的视标,显示部中的“VA”标签是指视力检查视标的兰氏环之类的视力值视标。
图7是示出显示画面30a所显示的信息显示画面40A的一个示例的图。该信息显示画面40A具有显示左右的前眼部像E′的前眼部像显示区域47和显示视线方向的检测结果(隐斜量或斜视量)的视线方向显示区域48。
受检者用控制器是在获取受检眼E的各种眼信息时,用于受检者进行响应的设备。受检者用控制器例如具有未图示的键盘、鼠标、操纵杆、触控板、触摸面板等。受检者用控制器经由有线或无线的通信路径与控制部26连接,将与对受检者用控制器进行的操作相对应的输入信息(控制信号)发送给控制部26。
控制部26是设置在验光用工作台12的下方的信息处理装置。控制部26对包括测定头16以及驱动机构15的眼科装置100的各部分进行统一控制。另外,控制部26基于从检查者用控制器27发送的控制信号,控制驱动机构15以及测定头16,使测定头16测定受检眼E的眼特性,将测定结果发送给检查者用控制器27。
另外,控制部26对左眼用测定光学系统21L以及右眼用测定光学系统21R的各视标投影系统140进行控制,对受检眼E在XY平面中的至少2个不同的呈现位置呈现视标,使受检眼E的视线方向变化。另外,控制部26在各呈现位置呈现了视标时,控制前眼部观察系统150,使摄像元件159获取受检眼E的前眼部像E′。控制部26从由摄像元件159获取到的各前眼部像E′中提取各特征点,检测提取出的特征点在前眼部像E′上的位置信息,基于该位置信息,检测受检眼E的视线方向。也就是说,控制部26发挥视线方向检测部的功能。控制部26将检测到的与视线方向相关的信息与前眼部像E′一起显示在显示部30的显示画面30a上,向检查者等呈现。
另外,控制部26基于检测到的视线方向,检测与所述受检眼的眼位相关的信息。与眼位相关的信息例如可列举隐斜量、斜视量(棱镜度)等。控制部26能够将与该眼位相关的信息显示在显示部30的显示画面30a上,检查者等能够适当地掌握受检眼E存在隐斜或斜视、隐斜或斜视的程度(状况)。
另外,特征点例如可列举从亮点像(也称为“浦肯野氏像”)获取到的特征点(第一特征点),所述亮点像是作为基于入射到受检眼E的平行光束(与从测定光学系统21的前眼部观察系统150入射到受检眼E的光轴平行的光线)在受检眼E内成像而得到的点像的角膜反射的亮点像。另外,特征点可列举从瞳孔(瞳孔像)获取的特征点(第二特征点),所述瞳孔(瞳孔像)是从前眼部像E′中检测出的。控制部26基于该第一特征点以及第二特征点检测受检眼E的视线方向。
例如,第一特征点是角膜反射(亮点像)的重心的位置信息(亮点重心坐标),第二特征点是瞳孔中心的位置信息(瞳孔中心坐标)。亮点重心坐标以及瞳孔中心坐标能够基于前眼部像E′而通过公知的方法计算。控制部26求出这些位置信息的差分,基于该差分计算受检眼E的视线方向。
具体来说,例如,控制部26检测亮点重心坐标(X,Y)作为第一特征点,检测瞳孔中心坐标(X’,Y’)作为第二特征点。然后,控制部26通过下述式(1)、(2)计算受检眼的视线方向相对于规定的基准方向的水平方向的棱镜度(单位:Δ(棱镜屈光度))和铅垂方向的棱镜度[Δ]。在下述式(1)、(2)中,a、b、a’、b’为修正系数,可以是a=a’、b=b’。
受检眼的视线方向(水平方向)[Δ]=a*(X’-X)+b(1)
受检眼的视线方向(垂直方向)[Δ]=a’*(Y’-Y)+b’(2)
修正系数a、b是用于水平方向的视线方向的检测的修正系数,例如通过下述式(3)、(4)进行计算。在下述式(3)、(4)中,X0、Y0是例如主视情况(在第一呈现位置呈现了视标时的视线方向)下的亮点像Br的亮点重心的X坐标以及Y坐标,X0’、Y0’是主视情况下的瞳孔中心Pc的X坐标以及Y坐标。另外,X1、Y1例如是左视情况(在第二呈现位置呈现了视标时的视线方向)下的亮点重心的X坐标以及Y坐标,X1’、Y1’是左视情况下的瞳孔中心Pc的X坐标以及Y坐标。P是已知的棱镜度[Δ],具体来说,是对受检眼E呈现的视标的棱镜度。
a=P/((X1’-X1)-(X’0-X0)) (3)
b=-P*(X0’-X0)/((X1’-X1)-(X’0-X0)) (4)
在此,参照图6对主视情况下的受检眼E的前眼部像E′以及左视情况下的受检眼E的前眼部像E′与亮点重心坐标以及瞳孔中心坐标之间的关系进行如下说明。该图6所示的Br为亮点像,Pc为瞳孔中心。“主视”是指受检眼E朝向正面(与测定光学系统21的光轴平行的方向)的状态。“左视”是指受检眼E在与光轴交叉的方向上朝向左方的状态。同样地,“右视”、“仰视”以及“俯视”分别是受检眼E在与光轴交叉的方向上朝向右方、上方、下方的状态。
使用图4、图5对用于使受检眼E的视线方向为“主视”、“左视”、“右视”、“仰视”以及“俯视”的视标的显示例进行如下说明。在图4、图5所示的操作画面40中,从视标图标43中选择视标为3行5列所示的视力表(所谓的“文字排列视标”),在视标显示区域44示出了显示的状态。检查者从3行5列的视力表中,通过点击操作、按钮操作等选择对受检眼E呈现的视标。该3行5列的文字排列视标预先确定有各个视标的棱镜度。中央(第1行第3列)的视标是在水平方向以及铅垂方向上棱镜度为0Δ的视标,上下以及左右相邻的视标彼此的棱镜度之差为1.28Δ。也就是说,相对于中央的视标,沿水平方向(左右方向)每错开1列,各视标的水平方向的棱镜度就提高1.28Δ,沿垂直方向(上下方向)每错开1行,各视标的垂直方向的棱镜度就提高1.28Δ。此外,相邻的视标彼此的棱镜度之差不限于1.28Δ,可以是2Δ、4Δ、8Δ等,可根据视线方向的检测的目的、检查目的等而设为合适的棱镜度。
在将受检眼E的视线方向设为“主视”时,检查者选择视标显示区域44中央的视标(棱镜度为0Δ)。根据该选择,如图4所示,控制部26明亮地显示视标显示区域44的中央的视标,较暗地显示其他视标,并且控制视标投影系统140,使视标显示在视标图表143的中央的呈现位置(第一呈现位置)。受检眼E通过固视该视标图表143所显示的视标,能够使视线方向成为“主视”。
另一方面,在使受检眼E的视线方向为“左视”时,检查者例如选择文字排列视标的第2行第1列的视标。该视标的水平方向的棱镜度为2.56Δ(也就是说,上述式(3)、(4)的P=2.56Δ。)。根据该选择,如图5所示,控制部26明亮地显示视标显示区域44第2行第1列的视标,较暗地显示其他视标,并且控制视标投影系统140,使视标显示在视标图表143的左侧的呈现位置(第二呈现位置)。受检眼E通过固视该视标图表143所显示的视标,能够使视线方向成为“左视”。
此外,在上述内容中,控制部26通过使视标图表143上的视标的呈现位置变化来使受检眼E的视线方向变化。然而,控制部26也可以在视标图表143上呈现所有的视标,检查者指示受检者固视中央的视标,之后,指示受检者固视第2行第1列的视标。
水平方向(左右方向)的视线方向所使用的修正系数a、b也能够基于“主视”以及“右视”的各前眼部像E′来计算。另外,垂直方向(上下方向)的视线方向的检测所使用的修正系数a’、b’能够基于“主视”以及“仰视”的各前眼部像E′或“主视”以及“俯视”的各前眼部像E′进行计算。另外,修正系数能够根据基于三处以上(例如“主视”、“右视”以及“左视”)的各前眼部像E′的计算结果,通过最小二乘法进行计算。另外,修正系数a、b以及修正系数a’、b’也能够使用图5等所示的中央的视标和使视线朝向倾斜方向的视标(例如,第1行第2列的视标、第3行第2列的视标、第1行第4列的视标以及/或第3行第4列的视标)来同时计算。
以上这种视线方向的检测步骤能够在受检者的脸(头部)的状态为任意的情况下使用,特别是在受检者的脸没有固定时优选使用。“受检者的脸没有固定”是与额头是否与额头抵接部17抵接无关,脸的朝向等不适当的状态,例如可列举脸摇晃、脸朝向横向、头向左右倾斜的状态。即使在这样的状态下,控制部26通过使用基于从前眼部像E′提取出的亮点和瞳孔等的多个特征点,也能够适当地计算视线方向。此外,在受检者的脸被额头抵接部17、下颌承受部等固定为适当的状态(例如,脸没有意外地移动、脸朝向正面、头不倾斜地笔直的状态)的情况下,即使特征点为1个(例如,基于瞳孔像的特征点),控制部26也能够适当地计算视线方向。进而,通过使用多个特征点,控制部26能够更适当地计算视线方向。
使用图8的流程图对上述这种结构的第一实施方式的眼科装置100所执行的动作的一个示例进行如下说明。此外,眼科装置100在接通电源时启动,控制部26能够与检查者用控制器27以及受检者用控制器通信。
在检查时,检查者让受检者坐在椅子等上,与眼科装置100相向,将额头抵靠在额头抵接部17上。例如在传感器等检测到受检者将额头抵靠在额头抵接部17上的时机、或者检查者从操作画面给予了拍摄指示的时机,开始图8的流程图所示的动作。
首先,步骤S1中,控制部26控制设置于左右的测定光学系统21的前眼部观察系统150,开始左右的受检眼E的前眼部的拍摄。控制部26控制检查者用控制器27的显示部30,将基于从前眼部观察系统150的摄像元件159输出的图像信号的左右的前眼部像(正面像)E′显示在显示画面30a上。
接下来,检查者从检查者用控制器27的输入部30b进行对准开始的操作输入。接收到与该操作输入对应的输入信息(控制信号)的控制部26在步骤S2中控制视标投影系统140,使固视标(例如,点光源视标)在视标图表143的中央位置显示,呈现给受检眼E。在该状态下,检查者指示受检者固视固视标。
在接下来的步骤S3中,在使受检者固视固视标的状态下,在控制部26的控制下,Z对准系统110进行测定头16的Z方向的对准,XY对准系统120进行测定头16的X方向以及Y方向的对准。
在接下来的步骤S4中,为了计算用于检测受检眼E的视线方向的修正系数,基于检查者从输入部30b的操作输入,或者自动地,控制部26控制显示部30,将如图4所示的操作画面40显示在显示画面30a上。
在接下来的步骤S5中,控制部26根据来自检查者的视标的选择操作,在视标图表143的中央的第一呈现位置显示“主视”用的视标。检查者指示受检者固视视标。接下来,在步骤S6中,控制部26基于摄像元件159所获取到的“主视”的前眼部像E′,检测亮点重心坐标,并检测瞳孔中心坐标。
在接下来的步骤S7中,控制部26根据来自检查者的视标的选择操作,例如,在视标图表143的左侧的第二呈现位置显示“左视”用的视标。检查者指示受检者固视视标。接下来,在步骤S8中,控制部26基于摄像元件159所获取的“左视”的前眼部像E′,检测亮点重心坐标,并检测瞳孔中心坐标。
此外,在步骤S6以及S8中,控制部26也可以在适当的时机自动进行来自前眼部像E′的亮点重心坐标和瞳孔中心坐标的计算。另外,控制部26也可以在受检者操作受检者用控制器的时机计算这些坐标,抑制在受检者没有固视视标的状态下进行计算,能够更适当地计算亮点重心坐标和瞳孔中心坐标。
在接下来的步骤S9中,控制部26基于获取到的特征点,使用上述式(3)、(4)计算修正系数。在接下来的步骤S10中,控制部26基于受检眼E的前眼部像E′,检测受检眼E朝向任意方向时的视线方向(例如,进行了隐斜检查、斜视检查时的视线方向)。具体来说,控制部26使用上述式(1)、(2),计算水平方向以及垂直方向的棱镜度(Δ)作为受检眼E的视线方向。这些棱镜度是视线方向的数据。
在接下来的步骤S11中,控制部26控制显示部30,如图7所示,在显示画面30a上,在信息显示画面40A的前眼部像显示区域47显示受检眼E的前眼部像E′,在视线方向显示区域48显示视线方向的数据(水平方向以及垂直方向的棱镜度)。检查者通过目视确认该显示画面30a的各图像,就能够掌握受检眼E是否存在隐斜或斜视、隐斜或斜视等眼位的状况(程度)。另外,检查者能够确认受检眼E是否正在适当地固视视标,能够防止诈盲,并且在以如下方式使用眼科装置100进行隐斜检查、视野检查等时,控制部26以及检查者能够有效地利用视线方向的数据。
此外,即使是没有斜视的正常的受检眼E,在主视时,瞳孔中心与亮点重心也产生偏离。
另外,眼科装置100也可以在规定的时机仅进行一次视线方向的检测和前眼部像E′以及视线方向的数据的显示。另外,眼科装置100也可以在获取前眼部像E′的期间始终(反复)进行这些工序,从而实时地将检测到的前眼部像E′以及视线方向的数据呈现给检查者等。
在接下来的步骤S12中,基于检查者对输入部30b的客观检查的指示的操作输入,或者自动地,控制部26控制左右的测定光学系统21,进行客观检查。客观检查例如可列举角膜曲率测定系统130进行的角膜形状(角膜曲率)测定、折射测定投射系统160以及折射测定受光系统170进行的眼屈光力(折射)测定等。通过目视确认由步骤S10显示在显示画面30a上的前眼部像E′以及视线方向(隐斜量、斜视量),检查者在能够掌握受检眼E的眼位的状况的同时掌握受检者是否正在适当地固视视标、头是否摇晃等。因此,在视标的固视不适当的情况下,检查者能够事先指示受检者固视视标、或者能够采用控制头让头不摇晃等的措施,从而能够适当地进行客观测定,能够提高测定效率、抑制测定错误。
在接下来的步骤S13中,能够进行受检眼E的主观检查。检查者能够对操作画面40的检查距离设定区域42进行点击操作来变更检查距离、或者对视标图标43进行点击操作来选择呈现给受检眼E的视标。另外,在进行单眼的主观检查时,检查者通过对显示于操作画面40的前眼部像显示区域45的一方的前眼部像E′进行点击操作,能够遮挡一方的受检眼E。另外,控制部26也可以自动地或者根据来自检查者的操作输入,基于在步骤S10中获取到的视线方向(隐斜量、斜视量),变更呈现给受检眼E的视标的位置,或者在受检眼E的前方配置矫正透镜。由此,眼科装置100能够进行与受检眼E的眼位对应的主观检查。
另外,检查者通过目视确认显示于显示部30的前眼部像E′以及视线方向(隐斜量、斜视量),能够确认呈现了文字排列视标时的视线方向,或者确认受检者是否正在固视视标。另外,能够防止诈盲等,并且在进行隐斜检查等时,检查者或控制部26能够有效地利用视线方向的数据。另外,在使用视野仪进行检查时,检查者或控制部26能够有效地利用视线方向的数据。
而且,基于检查者从输入部30b的视标的选择输入,控制部26控制视标投影系统140,将视标显示在视标图表143上并呈现给受检眼E,并将相同的视标显示在视标显示区域44上。此时,为了使受检眼E的视轴成为与检查距离相对应的方向,控制部26也可以根据检查距离驱动左右的驱动机构15,使左右的测定头16向X方向回旋。
主观检查是在向受检眼E呈现了视标的状态下,检查者让受检者回答视标的视觉表现来进行的。根据呈现的视标以及受检者的回答的对错,检查者对输入部30b进行触摸操作,适当地变更球面度数、散光度数以及散光轴的角度等矫正值。控制部26基于变更后的矫正值控制测定光学系统21。由此,测定光学系统21的受检眼E的矫正值被变更,受检者能够进行变更后的矫正值下的主观检查。
反复进行主观检查,确定处方,若检查者进行结束操作,则程序进入至结束,眼科装置100用于获取(检查)受检眼E的信息的动作结束。
如以上所说明的那样,第一实施方式的眼科装置100具有:摄像元件159(图像获取部),获取受检眼E的前眼部像E′;视标投影系统140,在至少2个不同的呈现位置对受检眼E呈现视标;以及作为视线方向检测部的控制部26,在各呈现位置呈现了视标时,从摄像元件159所获取到的前眼部像E′提取出各个特征点,检测提取出的特征点在前眼部像E′上的位置信息,基于位置信息,检测受检眼E的视线方向。
根据该结构,第一实施方式的眼科装置100能够基于前眼部像E′更简单且更高精度地检测受检眼E的视线方向。因此,眼科装置100无需像以往那样强制切换双眼目视和单眼目视并使用非可见光测定切换前后的受检眼的调节从而测定视线方向的变化。
因此,基于检测出的视线方向,检查者或眼科装置100能够适当地掌握受检眼的状态。其结果,检查者等能够确认受检眼E是否适当地固视视标,能够防止诈盲,并且在进行隐斜检查、视野检查等时,眼科装置100以及检查者能够有效地利用视线方向的数据。
另外,在第一实施方式的眼科装置100中,控制部26基于检测到的视线方向,检测与受检眼E的眼位相关的信息,更详细来说,检测隐斜量、斜视量。由此,控制部26或检查者能够更适当地掌握隐斜、斜视等受检眼E的眼位的状况。
另外,在第一实施方式的眼科装置100中,控制部26从前眼部像E′的亮点像Br获取第一特征点,从瞳孔像获取第二特征点,并基于第一特征点以及第二特征点,检测视线方向。此时,控制部26检测亮点重心坐标(X,Y)作为第一特征点,检测瞳孔中心坐标(X’,Y’)作为第二特征点。然后,控制部26通过上述式(1)、(2)来计算受检眼E的视线方向相对于规定的基准方向的水平方向的棱镜度和铅垂方向的棱镜度。根据该结构,眼科装置100能够利用隐斜量或斜视量更详细且定量地掌握受检眼E的眼位的状况、即隐斜或斜视的状况。
另外,在第一实施方式的眼科装置100中,摄像元件159以及视标投影系统140与左右的受检眼E对应地成对设置。根据该结构,能够在双眼目视的状态下检测受检眼E的眼信息以及视线方向,也能够在单眼目视的状态下检测受检眼E的眼信息以及视线方向。
以上,基于实施方式对本公开的眼科装置进行了说明,但具体的结构并不限定于本实施方式,只要不超出权利要求书中的各权利要求的发明的意旨,就允许进行设计的变更、追加等。
例如,上述第一实施方式的眼科装置100通过变更视标图表143上的显示位置而呈现视标,从而使视线方向变化,但不限于此。例如,眼科装置100也能够构成为,通过在受检眼E的前方配置已知的棱镜度的棱镜透镜等矫正透镜,或者驱动驱动机构15使测定头16的朝向变化,来对受检眼E在不同的多个呈现位置呈现视标。
另外,上述第一实施方式的眼科装置100在视线方向的检测中使用了文字排列视标,但不限于文字排列视标,只要能够使受检眼E的视线方向变化,可以使用任何视标。例如,视标可以是图9所示的风景图表那样的固定视标。在该图9所示的风景图表中,中央的房屋的图像的棱镜度为0Δ,水平线左右的端部的棱镜度被设定为8Δ。因此,检查者通过指示受检者固视中央的房屋,能够获取“主视”的前眼部像E′,通过指示受检者固视水平线的右端部(或左端部),能够获取8Δ位置的“右视”(或“左视”)的前眼部像E′。
另外,在第一实施方式的眼科装置100中,控制部26在检测视线方向而将前眼部像E′显示在显示部30上时,也可以在前眼部像E′上重叠定量地示出视线方向的图像(映射图像),并显示在显示部30上。图10的左视8△是在棱镜度8Δ情况下的左视的前眼部像E′上作为映射图像而重叠了棱镜圆图像50的图。各圆以2Δ间隔描绘。此外,图10的左视8Δ的前眼部像E′所示的十字尺的中心即棱镜圆的中心C是主视情况下的瞳孔中心Pc的位置。此外,侧视情况下的瞳孔中心Pc与角膜顶点T(参照图11)之间的距离非常小,因此该中心C也能够位于角膜顶点T的位置。在图10的左视8△中,瞳孔中心Pc位于从中心C起第四个(8Δ)圆上。因此,检查者基于棱镜圆图像50上的瞳孔中心Pc的位置,能够实时地更明确且定量地掌握受检眼E的眼位的状况。此时,控制部26也可以控制显示部30,重叠向受检眼E呈现的视标的图像(视标像51)来代替棱镜圆图像50。通过该视标像51,检查者能够实时地掌握受检眼E正在固视视标的哪个位置。视标像51的示例示出在图10的纸面下方,但不限于该示例。此外,由于以从与受检者相向的方向对受检眼E进行目视确认的方式将前眼部像E′显示在显示画面30a上,所以视标像51在使视标左右反转的状态下显示,由此,能够通过视标的呈现位置更适当地掌握受检眼E的视线方向和棱镜度。另外,控制部26在使用图4等所示的文字排列视标检测视线方向时,也可以在前眼部像E′上重叠棱镜圆(极坐标)图像等映射图像,或使各视标和棱镜度对应地配置,在前眼部像E′上重叠文字排列视标的图像。此外,棱镜圆的表示形态不限于图10的示例,例如,为了使检查者等容易理解,棱镜圆也可以放大显示为扩展到占满显示区域。棱镜圆不限于正交坐标的圆,也可以为四边形状(□)。在显示视标像51时,以成为棱镜度数上的对应的方式对视标像51进行坐标转换。
另外,在第一实施方式中,控制部26使用上述式(1)、(2)检测受检眼E的视线方向,但不限于该方法。例如,参照图11对视线方向的其他不同的检测方法进行如下说明。
控制部26基于从前眼部像E′获取到的特征点即亮点重心坐标以及瞳孔中心坐标,求出亮点像Br的位置相对于瞳孔中心Pc的位置的偏离量(棱镜度[Δ],后述的位移d1)作为视线方向。该偏离量作为视线方向的数据。
图11中的(a)示出没有斜视的受检眼E中的亮点Q的位置,图11中的(b)示出有斜视的受检眼E的亮点Q的位置。亮点Q形成在角膜的曲率半径r的一半的位置(r/2)。亮点Q的像在前眼部像E′上呈现为亮点像Br。另外,图11中的(a)或图11中的(b)所示的O是眼球回旋点,R是角膜曲率中心,T是角膜顶点,PX是穿过瞳孔和眼球回旋点的轴。另外,Ep是瞳孔像,Ir是虹膜像。
另外,角膜的曲率半径r(即从角膜曲率中心R到角膜顶点T的距离)、角膜顶点T的位置与亮点像Br的位置之间的距离d、图11中的(b)所示的穿过瞳孔和眼球回旋点的轴PX与平行光束所成的角度θ由下述式(5)的关系式表示。
sinθ=d/r (5)
在上述式(5)中,通过代入距离d和曲率半径r,能够计算角度θ。角膜的曲率半径r能够使用通过角膜曲率测定而得到的值。另外,角膜的曲率半径r也可以使用平均值(7.7mm)作为初始值。
在该变形例中,控制部26使用亮点像Br的位置相对于瞳孔中心Pc的位置的偏离量(距离d0)和从角膜曲率中心R到瞳孔中心Pc的距离r0,基于下述式(6),求出角度θ。由此,控制部26能够基于前眼部像E′更有效地计算角度θ等。
sinθ=d0/r0 (6)
角度θ能够通过在上述式(6)中代入预先求出的距离d0来计算。距离r0例如能够使用平均值。具体来说,距离r0是通过从角膜的曲率半径r减去角膜顶点T与瞳孔中心Pc之间的距离r1而求出的。在r的平均值=7.7mm、r1的平均值=3.6mm(其中,将瞳孔中心Pc作为晶状体的前表面的情况下的平均值)的情况下,距离r0=(7.7-3.6)mm=4.1mm。
此外,瞳孔中心Pc和亮点像Br的各位置容易受到角膜的屈光作用的影响,另外,距离r0存在个人差异。因此,可以收集与图11中的(a)那样的穿过没有斜视的受检眼E的瞳孔和眼球回旋点的轴PX、或穿过朝向其他各种方向的受检眼E的瞳孔与眼球回旋点的轴PX相关的距离d0、距离r0,基于它们的联立方程式使距离r0最优化。另外,距离r0也可以根据通过角膜曲率测定获取到的角膜的曲率半径r的实测值来最优化。
另外,也能够代替使用上述(5)或(6)的计算步骤,而通过下述式(7)来计算角度θ。在下式(7)中,L表示从角膜顶点T到眼球回旋点O的距离,D表示角膜顶点T的位置与眼球回旋点O的位置之间的距离。此外,从角膜顶点T到眼球回旋点O的距离L可以是预先确定的值(例如,平均值为13mm)。或者,在其他设备进行的测定中,在实际距离为已知的情况下,眼科装置100也可以输入该值作为距离L。另外,在这种情况下,控制部26也可以使用从瞳孔中心Pc到眼球回旋点O的距离来代替距离L,使用前眼部像E′中的瞳孔中心Pc的位置与眼球回旋点O的位置之间的距离来代替距离D进行计算。
sinθ=D/L (7)
进而,作为不同的角度θ的计算方法,例如,也能够使用亮点像Br的位移d1(参照图11中的(b))。对于位移d1,仅使检测到偏离的受检眼E固视固视标,求出图11中的(a)的状态下的各数值,并表示为亮点像Br从眼球回旋点O的偏离量。该位移d1相当于斜视量(棱镜度[Δ])。
若将从角膜顶点T到眼球回旋点O的距离设为L,将角膜的曲率半径设为r,则图11中的(b)所示的亮点像Br的位移d1表示为下述式(8)。在这种情况下,从角膜顶点T到眼球回旋点O的距离L可以是预先确定的值(例如,平均值为13mm)。或者,在别的设备进行的测定中,在实际距离为已知的情况下,也能够输入该值。角膜的曲率半径r能够使用通过角膜曲率测定而获取到的值或平均值(7.7mm)。
d1=(L-r) ·sinθ (8)
另外,在第一实施方式的眼科装置100中,控制部26也能够构成为,除了视线方向的检测之外,还检测受检眼E的前房深度。控制部26基于作为特征点的亮点重心坐标(X,Y)以及瞳孔中心坐标(X’,Y’),例如参照图11中的(b)以如下方式计算前房深度。
亮点重心偏心量(X1-X0)和从角膜曲率中心R到眼球回旋点O的距离L1由下述式(9)的关系式表示。瞳孔中心偏心量(X1’-X0’)和从瞳孔中心Pc到眼球回旋点O的距离L2由下述式(10)的关系式表示。另外,棱镜度P和角度θ由下述式(11)的关系式表示。
亮点重心偏心量(X1-X0)=L1sinθ (9)
瞳孔中心偏心量(X1’-X0’)=L2sinθ (10)
tanθ=P/100 (11)
控制部26基于上述式(9)~(11),计算距离L1、距离L2、P,使用这些值,通过下述式(12),计算受检眼E的前房深度。在下述式(12)中,r是角膜的曲率半径(从角膜曲率中心R到角膜顶点T的距离),L是从角膜顶点T到眼球回旋点O的距离,L1是从角膜曲率中心R到眼球回旋点O的距离,L2是从瞳孔中心Pc到眼球回旋点O的距离。角膜厚度是预先确定的值(例如,平均值为530μm)。或者,在别的设备进行的测定中,在实际距离为已知的情况下,也能够输入该值。
中心前房深度=L-L2-角膜厚度=r+L1-L2-角膜厚度(12)
如上所述,控制部26能够在计算前房深度后,控制显示部30,在显示画面30a上与视线方向一同显示前房深度。通过目视确认该显示画面30a,检查者等能够基于视线方向,掌握受检眼E的隐斜、斜视等的眼位的状况,并且能够基于前房深度,掌握受检眼E的隐斜、斜视以外的疾病风险,例如青光眼的风险等。
以下,对角度θ的进一步不同的计算方法以及棱镜圆图像50的进一步不同的重叠方法进行说明。如上所述,瞳孔中心Pc与角膜顶点T之间的距离非常小。因此,控制部26也可以通过以下的方法计算角膜顶点T,或者通过以下的方法在前眼部像E′上重叠棱镜圆图像50等。
例如,在受检者适当地将额头抵靠在额头抵接部17上,不使脸移动,在从主视情况下仅使视线移动而进行侧视的情况下,前眼部像E′的眼球回旋点O不会从图像上偏离。因此,控制部26可以在前眼部像E′上描绘以受检眼E的眼球回旋点O为中心的十字尺,将以角膜顶点T为中心C的棱镜圆图像50重叠在前眼部像E′上。此时,角度θ能够基于图11所示的从角膜曲率中心R到眼球回旋点O的距离L1和亮点像Br的位移d1,通过下述式(13)计算。
sinθ=d1/L1 (13)
对此,在受检者使脸移动并且从主视情况下使视线移动而进行侧视的情况下,控制部26通过对前眼部像E′进行图像解析来检测外眼角和内眼角,从而能够识别受检眼的移动。基于该移动状态,控制部26利用图像解析提取侧视时的眼球回旋点O以及角膜顶点T,将以眼球回旋点O为中心的十字尺和以角膜顶点T为中心的棱镜圆图像50重叠在前眼部像E′上,并且将主视时的眼球回旋点O的位置显示在前眼部像E′上,由此能够使检查者知道受检者的脸移动了。
另外,控制部26也能够生成表示眼球回旋点O与亮点像Br之间的关系的棱镜圆图像50,并重叠在前眼部像E′上。另外,控制部26能够生成表示眼球回旋点O与瞳孔中心Pc之间的关系的棱镜圆图像50,并重叠在前眼部像E′上。在这些情况下,在进行侧视时,在受检者的脸发生了移动时,优选控制部26检测外眼角和内眼角,基于受检眼E的移动状态生成各棱镜圆图像50,并重叠在前眼部像E′上。
另外,控制部26也能够生成表示亮点像Br与瞳孔中心Pc之间的关系的棱镜圆图像,并重叠在前眼部像E′上。在该情况下,在进行侧视时,即使受检者的脸发生了移动,控制部26也能够利用图像解析来适当地提取出亮点像Br和瞳孔中心Pc,从而能够适当地进行棱镜圆图像50的生成和重叠。
另外,控制部26也能够基于角度θ计算角膜顶点T的位置,生成表示亮点像Br与计算出的角膜顶点T之间的关系的棱镜圆图像并重叠在前眼部像E′上。角度θ能够如前所述那样使用距离L、距离L1、距离L2、曲率半径r、距离r0、距离r1、距离D、距离d、距离d0、位移d1等并基于三角函数的公式来计算。
对如上所述那样在前眼部像E′上重叠棱镜圆图像50、视标像51的效果进行如下说明。以往,在进行验光的情况下,检查者需要确认受检者的姿势、视线方向,或确认所呈现的视标,或通过控制器确认检查结果,作业复杂繁琐。对此,上述实施方式以及变形例的眼科装置100在检查者所操作的检查者用控制器27的显示部30上,作为信息显示画面40A,显示前眼部像E′和与之重叠的棱镜圆图像50、视标像51。因此,检查者仅通过目视确认检查者用控制器27的显示部30就能够目视确认受检眼E,不仅如此,还能够明确且适当地掌握受检眼E的隐斜量、隐斜的方向等隐斜的状态、正在呈现的视标、受检眼E正目视确认的视标的位置等。因此,检查者能够高效且适当地进行用于验光的作业。即,上述第一实施方式以及变形例的眼科装置100不仅能够使检查者等适当地掌握受检眼E的斜视、隐斜等的眼位的状况,还能够提高检查者的便利性。
另外,作为第一实施方式的眼科装置100的变形例,控制部26也可以具有作为将呈现给受检眼E的视标的轨迹显示在视标图表143上的轨迹显示控制部的功能。具体来说,控制部26在视标图表143上例如呈现中央的视标,接下来在左方呈现视标。此时,控制部26在视标图表143上动态地显示从中央的视标的呈现位置朝向下一个固视目标即左方的视标的呈现位置移动的轨迹的图像。
视标图表143所显示的轨迹像的光束与视标的光束一起被投射到受检眼E。该轨迹像引起受检者的注意,能够将受检眼E的固视位置从中央的视标的呈现位置可靠地引导至左方的视标的呈现位置。其结果,控制部26能够更高精度地进行视线方向的检测,并且能够更适当地防止诈盲等。另外,视标不限于文字排列视标、风景图表,只要能够使受检眼E的视线方向变化,可以使用任何视标,将视标放大缩小地显示也是有效的,能够使受检眼E可靠地固视视标。
另外,第一实施方式的眼科装置100能够从前眼部像E′获取瞳孔像和虹膜像,在视线方向的检测中可以使用瞳孔中心坐标和虹膜中心坐标,还可以使用虹膜的图案。在这种情况下,眼科装置100优选将前眼部观察系统150构成为对受检眼E照射可见光而能够获取彩色图像,获取虹膜像更鲜明的前眼部像E′,能够有效地用于视线方向的检测。
另外,在第一实施方式的眼科装置100中,也可以与摄像元件159不同地,在测定光学系统21中具有从不同的多个方向拍摄并获取受检眼E的前眼部像E′的相机(所谓的立体相机)。这种相机不仅能够获取前眼部像E′,还能够获取包括内眼角、外眼角、眼睑等的受检眼E的更大范围的图像。此外,眼科装置100也能够代替立体相机而具有广角相机,或通过在前眼部观察系统150配置广角透镜而在摄像元件159成像,从而获取大范围的图像。基于这种拍摄了大范围的图像,控制部26例如能够通过受检眼E的内眼角和外眼角的位置的变化,掌握脸的运动,基于该脸的运动来修正视线方向。由此,控制部26即使在受检者的脸没有固定的情况下,也能够更适当地获取视线方向等的受检眼E的信息。
关于以上的实施方式以及变形例的说明,公开了以下内容。
(1)一种眼科装置,其特征在于,具有:图像获取部,获取受检眼的前眼部像;视标投影系统,在至少2个不同的呈现位置对所述受检眼呈现视标;以及视线方向检测部,在各呈现位置呈现了所述视标时,从所述图像获取部所获取的所述前眼部像中提取各个特征点,并检测提取出的所述特征点在所述前眼部像上的位置信息,基于所述位置信息,检测所述受检眼的视线方向。
(2)根据(1)所述的眼科装置,所述视线方向检测部基于检测出的所述视线方向,检测所述受检眼的眼位的状况。
(3)根据(1)或(2)所述的眼科装置,所述视线方向检测部从角膜反射获取第一特征点,从瞳孔像提取第二特征点,并基于所述第一特征点以及所述第二特征点,检测所述视线方向,所述角膜反射是基于入射至所述受检眼的平行光束在所述受检眼内成像而得到的点像的角膜反射,所述瞳孔像是从所述前眼部像中检测出的。
(4)根据(3)所述的眼科装置,所述视线方向检测部检测亮点重心坐标(X,Y)作为所述第一特征点,检测瞳孔中心坐标(X’,Y’)作为所述第二特征点,利用下式计算所述受检眼的所述视线方向相对于规定的基准方向的水平方向的棱镜度和铅垂方向的棱镜度,
受检眼的视线方向(水平)[Δ]=a*(X’-X)+b
受检眼的视线方向(垂直)[Δ]=a’*(Y’-Y)+b’
上述式中的a、b、a’、b’为修正系数。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的眼科装置,具有:显示部,显示所述前眼部像;以及显示控制部,在所述前眼部像上重叠定量地示出所述视线方向的图像,并显示在所述显示部上。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的眼科装置,具有:测定单元,具有获取受检眼的信息的测定光学系统、获取所述受检眼的所述测定光学系统的光轴上的所述前眼部像的所述图像获取部以及所述视标投影系统;驱动机构,使所述测定单元在铅垂方向以及水平方向上移动,并以与铅垂方向平行的轴以及与水平方向平行的轴为旋转轴旋转;以及显示部,显示所述前眼部像。
Claims (6)
1.一种眼科装置,其特征在于,具有:
图像获取部,获取受检眼的前眼部像;
视标投影系统,在至少2个不同的呈现位置对所述受检眼呈现视标;以及
视线方向检测部,在各呈现位置呈现了所述视标时,从所述图像获取部所获取的所述前眼部像中提取各个特征点,并检测提取出的所述特征点在所述前眼部像上的位置信息,基于所述位置信息,检测所述受检眼的视线方向。
2.根据权利要求1所述的眼科装置,其特征在于,
所述视线方向检测部基于检测出的所述视线方向,检测所述受检眼的眼位的状况。
3.根据权利要求1所述的眼科装置,其特征在于,
所述视线方向检测部从角膜反射获取第一特征点,从瞳孔像提取第二特征点,并基于所述第一特征点以及所述第二特征点,检测所述视线方向,所述角膜反射是基于入射至所述受检眼的平行光束在所述受检眼内成像而得到的点像的角膜反射,所述瞳孔像是从所述前眼部像中检测出的。
4.根据权利要求3所述的眼科装置,其特征在于,
所述视线方向检测部检测亮点重心坐标(X,Y)作为所述第一特征点,检测瞳孔中心坐标(X’,Y’)作为所述第二特征点,利用下式计算所述受检眼的所述视线方向相对于规定的基准方向的水平方向的棱镜度和铅垂方向的棱镜度,
受检眼的视线方向(水平)[Δ]=a*(X’-X)+b
受检眼的视线方向(垂直)[Δ]=a’*(Y’-Y)+b’
上述式中的a、b、a’、b’为修正系数。
5.根据权利要求1所述的眼科装置,其特征在于,具有:
显示部,显示所述前眼部像;以及
显示控制部,在所述前眼部像上重叠定量地示出所述视线方向的图像,并显示在所述显示部上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的眼科装置,其特征在于,具有:
测定单元,具有获取受检眼的信息的测定光学系统、获取所述受检眼在所述测定光学系统的光轴上的所述前眼部像的所述图像获取部以及所述视标投影系统;
驱动机构,使所述测定单元在铅垂方向以及水平方向上移动,并以与铅垂方向平行的轴以及与水平方向平行的轴为旋转轴旋转;以及
显示部,显示所述前眼部像。
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