JP2000139841A - 水晶体の厚みの変化量測定方法及びその方法を用いた仮性近視自己治療訓練システム - Google Patents

水晶体の厚みの変化量測定方法及びその方法を用いた仮性近視自己治療訓練システム

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JP2000139841A
JP2000139841A JP10322274A JP32227498A JP2000139841A JP 2000139841 A JP2000139841 A JP 2000139841A JP 10322274 A JP10322274 A JP 10322274A JP 32227498 A JP32227498 A JP 32227498A JP 2000139841 A JP2000139841 A JP 2000139841A
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JP10322274A
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Ichiro Fukumoto
一朗 福本
Yuko Takane
優子 高根
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Elmo Co Ltd
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Elmo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水晶体の厚みの変化量測定方法及びその方法
を用いた仮性近視自己治療訓練システムを提供する。 【構成】 頭部装着型光源装置2は、被験者の頭部に装
着する装着バンド21と、該装着バンド21に取り付け
られて、前方から眼球に対して赤外LED光を照射する
光ファイバー22とからなる。CCDカメラ3は、上記
PS1像とPS3像とを撮影する。コンピュータ4は、
画像処理プログラムにより撮影されたPS1像とPS3
像を取り込み二値化して中心点を求める等の画像処理を
行い、該PS1像とPS3像間の距離を計測して、水晶
体の厚みの変化量を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶体の厚みの測定方
法及びその方法を用いた仮性近視自己治療訓練システム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】眼球から無侵襲で得られる情報として、
Purkinje−Sanson(プルキンエ−サンソ
ン)像が知られている。これは、眼球に光を照射したと
きにできる4つの反射像である。図7に示すように第1
像は角膜前面からの反射(PS1)像、第2像は角膜後
面からの反射(PS2)像、第3像は水晶体前面からの
反射(PS3)像で、第4像は水晶体後面からの反射
(PS4)像である。眼球焦点の調節は水晶体の厚みの
変化により行われるので、上記PS3像とPS4像の距
離を計測して水晶体の厚みを求めるとともに、焦点距離
を算出して被験者が観察する指標の位置と実際の指標の
位置との差を算出して、この差の大小を音の高低差とし
て被験者に報知することにより、本来無意識である眼球
焦点を認識させ、指標までの距離と眼球焦点距離を一致
させるように促して、仮性近視を矯正させるようにした
仮性近視自己治療訓練システムが本発明者等により開示
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記P
S4像は反射光が少なく輝度が低いため高精度で抽出す
ることが難しいという問題点があった。さらに、眼球焦
点の調節の際、水晶体後面では殆ど変化を生じていない
ことが分かった。本発明は、上記した点に鑑みてなされ
たものであり、高精度で測定可能な水晶体の厚みの変化
量測定方法及びその方法を用いた仮性近視自己治療訓練
システムを提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1に記載の水晶体の厚みの変化量測定方法は、被
験者の眼球に対して光を照射した時に観測される角膜前
面反射像と、遠近調節により移動する水晶体前面反射像
間の距離に基づいて、水晶体の厚みの変化量を測定する
ことを特徴とする。
【0005】また、請求項2に記載される仮性近視自己
治療訓練システムは、被験者の眼球に対して光を照射す
る光照射手段と、前記被験者が観察する指標を移動させ
る指標移動手段と、前記光照射手段による光照射により
観測される角膜前面反射像と、前記指標を観測する被験
者の遠近調節による水晶体の厚み変化に対応して移動す
る水晶体前面反射像を撮影する撮影手段と、撮影した前
記角膜前面反射画像と水晶体前面反射画像間の距離の変
化量を算出する変化量算出手段と、水晶体の厚みの変化
量と前記指標の移動距離の対応関係と、角膜前面及び水
晶体前面をそれぞれ所定の曲率半径の凸面鏡とするモデ
ルに幾何光学を適用し、角膜前面反射像と水晶体前面反
射像の距離を算出して得られる当該モデルでの水晶体の
厚みの変化量と指標位置の対応関係との相関に基づき、
前記被験者が指標を観察した場合に、前記変化量算出手
段が算出する水晶体の厚みの変化量に対応する前記モデ
ルでの指標位置を求めて前記指標位置との差を算出する
位置差算出手段と、算出した位置差を音の高低で報知す
る報知手段とから構成したことを特徴とする。
【0006】
【作用及び発明の効果】請求項1に記載の水晶体の厚み
の変化量測定方法によれば、Purkinje−San
son像のうち、PS1像とPS3像間の距離に基づい
て水晶体の厚みの変化量を測定するから、高精度で水晶
体の厚みの変化量を測定できる。
【0007】請求項2に記載の仮性近視自己治療訓練シ
ステムは、PS1像と、PS3像間の距離の変化量が変
化量算出手段により算出され、該変化量と被験者が観察
する指標の移動距離の対応関係と、角膜前面及び水晶体
前面をそれぞれ所定の曲率半径の凸面鏡とするモデルに
幾何光学を適用し、PS1像とPS3像の距離を算出し
て得られる当該モデルでの水晶体の厚みの変化量と指標
位置の対応関係との相関に基づき、位置差算出手段が、
被験者が指標を観察したときの水晶体の変化量に対応す
る前記モデルでの指標位置と現実の指標位置の差を算出
する。そして、報知手段がこの位置差の大小を音の高低
で報知する。従って、音の高低で位置差を報知するとと
もに、本来無意識である眼球焦点を被験者に認識させ、
指標までの距離と眼球焦点距離を一致させるように、該
被験者が水晶体の遠近調整を訓練することができる。こ
の場合、高精度で水晶体の厚みの変化量が測定できるか
ら、仮性近視の自己治療訓練効果を高めることが可能と
なる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の1実施形態を添付図面を
参照して説明する。図1は本発明の仮性近視自己治療訓
練システム装置(システム装置)1の概略構成図、図2
は、PS1像と、PS3像との関係を示した説明図であ
る。システム装置1は、頭部装着型光源装置2、CCD
カメラ3、コンピュータ4及び提示指標5とからなる。
【0009】頭部装着型光源装置2は、被験者の頭部に
装着するキャップ21と、該キャップ21に取り付けら
れて、前方から眼球に対して赤外LED光を照射する光
ファイバー22とを備えている。CCDカメラ3は、上
記PS1〜4像を撮影する。コンピュータ4は、画像処
理プログラムによりPS像を部分抽出してPS1像とP
S3像を取り込む。そして、二値化して中心点を求める
等の画像処理を行い、該PS1像とPS3像の中心点間
距離を計測して、水晶体の厚みの変化量を計測する(図
3)。
【0010】また、コンピュータ4には、後述するPS
像結像姿態のモデルによる水晶体の厚みの変化量と、提
示指標5の位置との関係が記憶されている。そして、計
測されたPS1像とPS3像の距離に基づく水晶体の厚
みの変化量に対応する提示指標の位置と、被験者が観測
している現実の提示指標5の位置の差を算出する。そし
て、コンピュータ4に備えた音響装置により位置差の大
小を音の高低で報知する。提示指標5は、被験者から5
0cm離れた位置から遠ざかるように移動させる。移動
は電動装置等を操作して自動的に移動させることも可能
である。
【0011】図4は上記PS1の像結像姿態のモデルを
示した説明図である。図2からPS1像とPS3像は、
それぞれ所定の曲率半径の凸面鏡による反射像であるこ
とが容易にわかる。図4に示すように角膜前面中心を原
点(0,0)とし、そのときの提示指標の座標を(x
0,y0)とする。そして、曲率半径R1とし、正立虚
像であるPS1像の座標を(x1,y1)とし、幾何光
学を適用することにより、基本式 1/a1+1/b1=2/(−R1) が得られる。但し、a1は指標位置からと鏡心までの距
離(x0+R1)、b1は原点(0,0)と正立虚像ま
での距離(x1)である。
【0012】上記のように座標を決めることにより、P
S1像の座標(x1,y1)は、数1で求められる。
【0013】
【数1】
【0014】同様にして、原点(0,0)と水晶体前面
中心までの距離をla、水晶体前面を曲率半径R2とし
て結像されるPS3像の座標を(x2,y2)とすれ
ば、該座標(x2,y2)は、数2で求められる。
【0015】
【数2】 但し、R2′=la+R2である。従って、PS1像
(x1,y1)とPS3像(x2,y2)間の距離は、
当該座標を用いて計算により容易に算出される。
【0016】上記モデル及び遠近調節による水晶体の厚
み変化を仮定して、計算機シミュレーションを実行し
た。その結果を図5に示す。また、上記システム装置1
を用いて、提示指標5を仮性近視ではない健常人である
被験者の角膜前面より50cmの距離から350cmの
距離まで遠ざけていったときのPS1像とPS3像間の
距離を計測して、水晶体の厚みの変化量を実際に計測し
た。その結果を図6に示す。尚、図6では、提示指標5
の移動距離に対応するPS1像とPS3像間の距離を、
初めの点を100%として変化率で示したものである。
そして、図5及び図6との対照によりわかるように、計
算機シミュレーションによる水晶体の厚みの変化率と提
示指標の移動距離の対応関係と、上記実測結果による水
晶体の厚みの変化率と提示指標の移動距離の対応関係と
は、高精度で対応する相関関係を有する。
【0017】上記したように、本発明のシステム装置1
は、上記高精度の相関関係に基づき、仮性近視患者であ
る被験者が提示指標5を観察したときの水晶体の変化量
に対応する前記モデルでの提示指標の位置と現実の提示
指標5の位置の差を算出する。そして、この位置差の大
小を音の高低で報知するバイオフィードバック手法によ
り、被験者に本来無意識である眼球焦点を認識させ、指
標までの距離と眼球焦点距離を一致させるように、該被
験者が水晶体の遠近調整を訓練して仮性近視を矯正する
ことができる。この場合。PS1像とPS3像により高
精度で水晶体の厚みの変化量が測定できるから、仮性近
視の自己治療訓練効果を高め得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】システム装置1の概略構成図である。
【図2】PS1像とPS3像との関係を示した説明図で
ある。
【図3】水晶体の厚みの変化量を計測するコンピュータ
での画像処理を示した説明図である。
【図4】PS1の像結像姿態のモデルを示した説明図で
ある。
【図5】計算機シミュレーションの結果を示したグラフ
である。
【図6】システム装置1を用いて実測した結果を示した
グラフである。
【図7】Purkinje−Sanson像を示した説
明図である。
【符号の説明】
1...システム装置 2...頭部装着型 3...CCDカメラ 4...コンピュータ 5...提示指標

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被験者の眼球に対して光を照射した時に
    観測される角膜前面反射像と、遠近調節により移動する
    水晶体前面反射像間の距離に基づいて、水晶体の厚みの
    変化量を測定することを特徴とする水晶体の厚み変化量
    測定方法。
  2. 【請求項2】 被験者の眼球に対して光を照射する光
    照射手段と、 前記被験者が観察する指標を移動させる指標移動手段
    と、 前記光照射手段による光照射により観測される角膜前面
    反射像と、前記指標を観測する被験者の遠近調節による
    水晶体の厚み変化に対応して移動する水晶体前面反射像
    を撮影する撮影手段と、 撮影した前記角膜前面反射画像と水晶体前面反射画像間
    の距離の変化量を算出する変化量算出手段と、 水晶体の厚みの変化量と前記指標の移動距離の対応関係
    と、角膜前面及び水晶体前面をそれぞれ所定の曲率半径
    の凸面鏡とするモデルに幾何光学を適用し、角膜前面反
    射像と水晶体前面反射像の距離を算出して得られる当該
    モデルでの水晶体の厚みの変化量と指標位置の対応関係
    との相関に基づき、前記被験者が指標を観察した場合
    に、前記変化量算出手段が算出する水晶体の厚みの変化
    量に対応する前記モデルでの指標位置を求めて前記指標
    位置との差を算出する位置差算出手段と、 算出した位置差を音の高低で報知する報知手段とから構
    成したことを特徴とする仮性近視自己治療訓練システ
    ム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2457302A (en) * 2008-02-11 2009-08-12 Lein Applied Diagnostics Ltd Measurement apparatus and method therefor
US9131839B2 (en) 2011-01-18 2015-09-15 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Apparatus for obtaining status information of crystalline lens and equipment including the same

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Effective date: 20060207