CN1714740A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

提供一种眼科装置，可以正确地使眼检查部与瞳孔中心位置对准。为此，(a)中，照明光源像PL、PR的间隔d，是利用其它对准单元对于工作距离适当地进行了位置对准时得到的间隔。(b)表示在工作距离比适当位置远的状态下的间隔d1，(c)表示在工作距离比适当位置近的状态下的间隔d2。在与瞳孔中心进行位置对准时工作距离变动，即使如(b)、(c)所示，间隔变成d1、d2，通过在前后方向上移动测定部，如(a)所示使间隔与基准间隔d一致，也能够得到适当的工作距离。

Description

眼科装置

技术领域

本发明涉及自动地进行被检查的眼与眼检查部的瞳孔中心的位置对准，进行眼检查或摄像的眼科装置的合适技术。

背景技术

在现有的进行自动对准的眼科装置中，从眼检查部的测定光轴内向被检查的眼角膜投射光束，利用光接收元件检测其反射光，基于所检测出的反射像来检测被检查的眼与眼检查部的位置偏离，驱动眼检查部进行自动对准的装置，是公知的。

此外，象日本专利申请特开平9-66027号公报那样，检测瞳孔中心进行上下左右方向的自动对准的装置、以及象特开平9-131314号公报那样，根据前眼部照明光源的角膜反射像的间隔来检测前后方向的对准的装置，是公知的。

在上述现有例中，在应用于例如需要在瞳孔中心进行测定的客观型眼折射能力测定装置中时，在瞳孔中心进行上下左右方向的对准检测，而前后方向的对准检测则象特开平9-84760号公报那样、通过把对准光的角膜反射光束分离来进行检测。

此时，在共用对准用光源和测定光源时，由于测定用光源的光束较细，故能利用光接收元件来检测来自被检查的眼角膜的对准光的反射光的范围变窄。

关于前后方向的对准检测，象特开平9-131314号公报那样，有根据前眼部照明的角膜反射像的间隔进行检测的方法，但是，在该方法中，前眼部照明的角膜反射像的间隔随着角膜的曲率半径而变化。

发明内容

本发明的目的在于，提供自动地进行被检查的眼与眼检查部瞳孔中心的位置对准，进行眼检查或摄像的眼科装置的合适技术。

为了解决上述问题，本发明的眼科装置，其特征在于具有：对被检查的眼角膜投射对准用光束的对准光投射单元；对上述对准用光束的角膜反射光进行检测的对准光检测单元；对被检查的眼的前眼部进行照明的多个照明单元；对被检查的眼的前眼部进行摄像的摄像单元；从利用该投影单元拍摄的前眼部像检测出被检查的眼瞳孔位置的瞳孔位置检测单元；求出上述照明单元的多个角膜反射像的间隔的角膜反射像间隔检测单元；利用由上述对准光检测单元检测出的角膜反射光来检测被检查的眼的位置，进行眼检查部与被检查的眼的位置对准的第1位置对准单元；把在根据该第1位置对准单元进行的位置对准结束时，利用上述角膜反射像间隔检测单元求出的上述多个角膜反射像的上述间隔作为基准间隔，进行存储的存储单元；使上述眼检查部与利用上述瞳孔位置检测单元求出的上述瞳孔位置对准的第2位置对准单元；以及基于利用上述角膜反射像间隔检测单元求出的上述间隔、与存储在上述存储单元中的上述基准间隔的关系，对被检查的眼的前后方向的位置偏离进行检测，进行上述眼检查部与被检查的眼的前后方向的位置对准的第3位置对准单元。

从下面的结合附图所作的详述，本发明的其它特征和优点将更加明显。在全部附图中，相同的附图标记表示相同或类似的部件。

附图说明

包括在本说明书中并且构成其一部分的附图，说明本发明的实施例，且和详述一起用于解释本发明的原理。

图1为实施例的外观图。

图2为测定部的光学结构图。

图3为六分割光阑和六分割棱镜的斜视图。

图4为对准棱镜光阑的斜视图。

图5为控制系统的方框电路结构图。

图6A、6B、6C为出现在前眼部像中的对准光的角膜反射像产生的亮点、和照明光源产生的角膜反射像的说明图。

图7为从对准开始到结束的操作流程图。

图8A、8B、8C为照明光源的角膜反射像的说明图。

具体实施方式

下面，按照附图详细地描述本发明的优选实施方式。基于图示的实施方式，详细地说明本发明。

图1为本发明的眼折射测定装置的外观图。把测定部2可自由移动地放置在基座1上，在基座1的操作面上设有：选择测定值或被检查的眼像等的显示和各种装置的设定的、由液晶或CRT构成的监视器3；用于操作其显示画面和用于使测定部2与被检查的眼进行位置对准的跟踪球4；滚筒5；用于打印测定结果的打印机6；以及配置有打印机打印开关、测定开始开关、和选择设定开关等的开关面板7。

测定部2可以利用内装的三轴电机而相对于基座1在上下左右前后各方向上移动。

图2为测定部2的内部结构的结构图。在与被检查的眼E的视轴进行位置对准的测定部2的中心轴O上，作为眼折射测定用光学系统，配置有：使可见光全反射且使波长880nm的光束部分反射的二色镜11；物镜12；有孔反射镜13；光阑14；投射透镜15；投射光阑16；以及发射880nm光束的测定光源17。在有孔反射镜13的反射方向上排列有：六分割光阑18；六分割棱镜19；光接收透镜20；以及二维摄像元件21。图3示出六分割光阑18、六分割棱镜19的斜视图，实际上六分割光阑18与六分割棱镜19紧密接触。

另一方面，在二色镜11的反射方向上配置有：光接收光学系统；以及与前眼部观察共用对准检测的凝视目标投射光学系统。在光接收光学系统中配置有透镜22和二色镜23，在二色镜23的反射方向上，作为对准光学系统排列有：对准棱镜光阑24；成像透镜25；以及二维摄像元件26。

图4示出对准棱镜光阑24的斜视图，在圆板状的光阑板上以直线状设有三个开口部24a、24b、24c，在两侧开口部24a、24b的二色镜23侧粘接着使光束偏转的对准棱镜27a、27b。

而且，在二色镜23的透射侧上排列有：全反射镜28、凝视引导透镜29、凝视图30、和凝视目标光源31，构成了凝视投射光学系统。此外，在被检查的眼E的斜前方，相对于光程O呈对称地设有照明光源32a、32b。

图5为控制系统的方框电路结构图。开关板7、跟踪球4、滚筒5、和打印机6与CPU41的端口连接。

二维摄像元件21、26的输出被输入到视频开关42，视频开关42按照CPU41的指令来选择二维摄像元件21或26的某一个的信号，并将其输出到A/D变换器43。来自A/D变换器43的数字数据与图像存储器44连接，图像存储器44还与CPU41连接。另外，二维摄像元件26的输出与加法器45连接，在加法器45中与通过CPU41的字符发生器46的输出相加，再与监视器3连接。

将测定部2移动的上下电机47、左右电机48、前后电机49、凝视引导透镜用电机50，分别与电机驱动器51、52、53、54连接，按照来自CPU41的指令来驱动。测定光源17、凝视目标光源31、照明光源32a、32b通过未图示的驱动器与D/A变换器55连接，能够按照来自CPU41的指令来改变光量。

在凝视引导时，凝视目标光源31的投射光束从背侧照明凝视图30，通过凝视引导透镜29、透镜22投射到被检查的眼E的眼底。凝视引导透镜29能够通过凝视引导透镜用电机50的旋转而在光轴方向上移动，从而能够与被检查的眼E的能见度的变化对应。

在这样构成的眼折射装置中，在进行测定操作时，被检者把脸放在设置在测定部2前方的脸支座上，为了使测定部2的光轴O与被测眼E一致，操作者操作跟踪球4和滚筒5。跟踪球4使测定部2在前后和左右方向上相对于被测眼E移动，滚筒5使测定部2在上下方向上移动，进行位置对准。

在该操作中，利用CPU41接受来自在跟踪球4和滚筒5中内装的、各自的脉冲计数器和旋转编码器的输出信号，检测操作量和速度。进而，根据这些操作量和速度，通过各电机驱动器51、52、53来驱动上下电机47、左右电机48、前后电机49。

用于对准检测的波长880nm的光源与测定光源17兼用，来自测定光源17的对准光束被检查的眼E的角膜反射。该反射光束被二色镜11反射，通过透镜22，被二色镜23反射，被引导到对准光学系统。

图6A-6C示出为了进行对准检测而使用测定光源17的角膜反射像时所观察到的被检查的眼E的前眼部像，三个角膜反射像的亮点Pa-Pc在角膜中心部排列在大致上下方向上。透过对准棱镜光阑2A的开口部24a的光束构成下侧亮点Pa，透过开口部24b的光束构成上侧亮点Pb，透过开口部24c的光束构成中央亮点Pc。

图6A示出亮点Pa-Pc在上下排成一列、对于被检查的眼E的工作距离进行了适当的位置对准的情况，图6B示出在被检查的眼E与测定部2的工作距离比适当位置远的状态下的观察像，图6C示出在被检查的眼E与测定部2的工作距离比适当位置近的状态下的观察像。在工作距离方向上的对准偏离量，根据三个亮点Pa-Pc中的上下亮点Pa、Pb的X坐标的偏离来计算，此外，在上下左右方向上的对准偏离量根据中心亮点Pc的位置来计算。

在利用监视器3确认得到了亮点Pa-Pc，并且按下测定开始开关时，CPU41使测定部2对于被检查的眼E开始在图6所示的状态下自动地进行位置对准的自动对准。

图7为自动对准从开始到结束的一系列动作的流程图。再有，X方向意味着左右方向，Y方向意味着上下方向，Z方向意味着工作距离方向。在利用上述对准光的角膜反射光的被检查的眼E与测定部2的位置对准中，步骤S1中，把利用二维摄像元件26拍摄的图像取入图像存储器44。步骤S2中，利用CPU41从取入图像存储器44的前眼部图像来检测测定光源17产生的亮点Pa-Pc。步骤S3中，利用CPU41从三个亮点Pa-Pc的位置来计算X、Y、Z各方向的位置偏离量。

步骤S4中，判断计算出的X、Y、Z各方向的位置偏离是否在预定的容许范围内，在预定的容许范围之外时转移到步骤S5。该Z方向的预定容许范围是其大小对测定不造成影响的范围，而X、Y方向由于不在角膜顶点的位置上进行测定，故也可以比Z方向的容许范围宽。步骤S5中，按照CPU41的指令、根据X、Y、Z各方向的位置偏离量，对于上下左右前后的各电机47、48、49进行驱动来移动测定部2，再次返回回到步骤S1继续进行自动对准工作。

在步骤S4中判断为X、Y、Z各方向的位置偏离量在预定的容许范围内以前，即，在亮点Pa-Pc如图6A所示在上下方向上以直线状排成一列以前，重复进行步骤S1-步骤S5的循环，如果变成预定的容许范围内则转移到步骤S6。

另一方面，通过由照明光源32a和32b所产生的被检查的眼E的前眼部像、以及利用照明光源32a和32b透过对准棱镜光阑24的中心开口部24c的光束所产生的角膜反射像，照明光源像PL、PR如图6A-6C所示在瞳孔的左右成像。

步骤S6中，在步骤S4中在使用亮点Pa-Pc已判断为在预定的容许范围内时的图像存储器44内的图像，即在Z方向的对准偏离，处于可以进行测定的容许范围内、如图6A所示测定光源17产生的角膜反射像的三个亮点Pa-Pc已正确地排列在上下方向上的、Z方向上几乎没有对准偏离的状态下，求出两侧的照明光源32a、32b这两个的照明光源像PL、PR的间隔，将其作为基准间隔d存储起来，转移到步骤S7。

步骤S7中，与步骤S1一样，把利用二维摄像元件26拍摄了的图像取入图像存储器44。步骤S8中，从步骤S1中取入图像存储器44的前眼部图像判断出成为黑图像的瞳孔，利用CPU41从该瞳孔的重心检测其中心，从该瞳孔的中心坐标检测X、Y方向的位置偏离量，把测定部2移动到瞳孔的中心。该瞳孔中心的检测，是因为上述利用亮点Pa-Pc的检测是角膜顶点的检测，有时瞳孔相对于角膜顶点有偏心。

通过利用上下、左右电机47、48使测定部2在X、Y方向上移动，把该测定部2移动到瞳孔中心，但是，在该调整中有时由于被检查的眼E的活动等，Z方向的距离也变化了。此外，此时亮点Pa-Pc的一部分有时也检测不出来，因此，步骤S9中，利用CPU41从已取入图像存储器44中的前眼部图像来计算照明光源像PL、PR的间隔，再次检测Z方向的对准偏离。

图8A展示出照明光源像PL、PR的间隔为d、对于测定部2的工作距离进行了适当的位置对准时的前眼部。图8B为在被检查的眼E与测定部2的工作距离比适当位置远的状态下的被检查的眼E的前眼部像，照明光源像PL、PR的间隔为d1，此时工作距离越远离，间隔d1就变得越窄。图8C为在被检查的眼E与测定部2的工作距离比适当位置近的状态下的被检查的眼E的前眼部像，照明光源像PL、PR的间隔为d2，工作距离越靠近，间隔d2就变得越宽。

该间隔的大小还随角膜的曲率半径而变化，但是，如果首先利用前后电机49在Z方向即前后方向上移动测定部2，以成为作为适当工作距离的间隔d，再使之与图8A所示的存储着的基准间隔d一致，就得到了适当的工作距离。

步骤S10中，判断在步骤S8、S9中计算出的X、Y、Z各方向的位置偏离量是否在可以进行测定的范围内，在可以进行测定的范围外时转移到步骤S11。步骤S11中，按照CPU41的指令、根据X、Y、Z各方面的位置偏离量，对于上下左右前后的各电机47、48、49进行驱动来移动测定部2，再次返回到步骤S7继续进行自动对准工作。

在步骤S10中判断为X、Y、Z各方向的位置偏离量在可以进行测定的范围内以前，重复进行步骤S7-步骤S11的循环，如果在可以进行测定的范围内则结束自动对准工作，转移到步骤S12，开始测定眼折射能力。

在眼折射能力测定中，在眼折射测定用光学系统中，利用投射光阑16使从测定光源17发射的光束变细，利用投射透镜15使该光束在物镜12之前一次成像，该光束透过物镜12和二色镜11而投光到被检查的眼E的瞳孔中心。光束在被检查的眼E的眼底成像，其反射光通过瞳孔周边再次返回到物镜12。

被有孔反射镜13反射的光束被六分割光阑18六分割，被六分割棱镜19折射以使二维摄像元件21在光接收面区域的适当范围内接收光，把六个点的光点像投射在二维摄像元件21上。然后，基于在二维摄像元件21上得到的光点像的位置，利用公知的手段计算眼折射值。

本实施例中，在自动对准工作结束以后测定眼折射能力，但是，由于关于眼折射能力的测定有模糊(clouding)工作等要花费一定程序的时间，测定中有产生对准偏离的可能性，故也可以一边持续进行自动对准，一边进行测定。

按照本发明，能够提供自动地进行被检查的眼与眼检查部瞳孔中心的位置对准，进行眼检查或摄像的眼科装置的合适技术。

因为不脱离本发明的精神和范围就能够作出很多本发明的显然广泛不同的实施例，所以，除了权利要求中所规定的以外，本发明当然不限定于其特定的实施例。

Claims (5)

1.一种眼科装置，其特征在于具有：

对被检查的眼角膜投射对准用光束的对准光投射单元；

对上述对准用光束的角膜反射光进行检测的对准光检测单元；

对被检查的眼的前眼部进行照明的多个照明单元；

对被检查的眼的前眼部进行摄像的摄像单元；

从利用该投影单元拍摄的前眼部像检测出被检查的眼瞳孔位置的瞳孔位置检测单元；

求出上述照明单元的多个角膜反射像的间隔的角膜反射像间隔检测单元；

利用由上述对准光检测单元检测出的角膜反射光来检测被检查的眼的位置，进行眼检查部与被检查的眼的位置对准的第1位置对准单元；

把在根据该第1位置对准单元进行的位置对准结束时，利用上述角膜反射像间隔检测单元求出的上述多个角膜反射像的上述间隔作为基准间隔，进行存储的存储单元；

使上述眼检查部与利用上述瞳孔位置检测单元求出的上述瞳孔位置对准的第2位置对准单元；以及

基于利用上述角膜反射像间隔检测单元求出的上述间隔、与存储在上述存储单元中的上述基准间隔的关系，对被检查的眼的前后方向的位置偏离进行检测，进行上述眼检查部与被检查的眼的前后方向的位置对准的第3位置对准单元。

2.根据权利要求1所述的眼科装置，其特征在于：上述对准光检测单元与上述摄像单元共用。

3.根据权利要求1所述的眼科装置，其特征在于：上述对准光投射单元与眼检查用的测定用光源共用。

4.根据权利要求1所述的眼科装置，其特征在于：上述第1位置对准单元调整上述眼检查部的位置，以使上述角膜反射光的三个亮点在上下排成一列。

5.根据权利要求1所述的眼科装置，其特征在于：上述第2位置对准单元调整上述眼检查部的位置，以使上述眼检查部的位置与利用上述瞳孔位置检测单元求出的瞳孔重心的中心位置一致。

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