JP2005095354A - 眼屈折力測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 虹彩で測定光束がけられることによる測定誤差や測定エラーの発生をなくし、信頼性の高いアライメント・測定を実現する。
【解決手段】 被検眼の瞳孔を介して眼底に光束を投影し、その眼底反射光束を受光して被検眼の眼屈折力を計測する眼屈折力測定装置において被検眼の前眼部を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像された前眼部像を記憶する記憶手段と、被検眼と装置の作動距離を検出する作動距離検出手段と前記記憶された前眼部像の中で測定光束が通過する画像領域の最外周上に設けられたの複数箇所の記憶画素の明るさ情報を取得する手段前記作動距離検出手段からの位置合わせ情報と該明るさ情報の取得手段によって得られた情報から前記測定光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判定する判定手段を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は被検眼の屈折力を測定する眼屈折力測定装置に関する。

従来、被検眼の屈折力を測定する眼屈折力計でその検眼光学系と被検眼の位置合わせを行うのに、被検眼角膜に光束を投影して、その角膜反射による輝点像を作成してその輝点像を検眼光学系の中心に一致させるようにしているものが多い。

しかし、もともと人眼の角膜中心と瞳孔中心は多少のずれをある場合が多く、角膜中心で位置合わせを行った場合に虹彩により眼屈折力測定の測定光束の一部がけられて正常な眼底からの信号が得られなくなる場合がある。

そのような場合、測定がエラーになったり、異常な測定値を出してしまう可能性が高い。

このような従来の眼屈折力計の問題点に対して、特開平１１−１９０４０では、角膜中心にアライメントを行ってから、虹彩エッヂの位置と測定領域を囲む矩形の座標から、測定光束が瞳孔を通過可能かどうかを判定し、通過し得ないと判断された場合に瞳孔中心に向けて検眼光学系を移動することが開示されている。

ところが、上記従来例では、測定光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判断するのに、被検眼前眼部像のメモリ画像で、縦横それぞれ１ラインをスキャンして虹彩エッヂの検出と円形の測定光束をカバーする矩形領域の座標の比較を行わなければならないので、処理に時間がかかるという問題点がある。

また、一般的に円形の測定光束通過領域をメモリ画像上で取り扱う際の簡便の為に矩形領域とした為に、外接する矩形領域を設定した時には、本当の測定領域（円形）と設定した矩形領域の四隅に余分な隙間ができるので、測定領域よりわずかに大きい瞳孔の被検眼の場合、瞳孔中心と測定光軸が一致したアライメント状態でも測定光束が虹彩にけられていると判断してしまう。

逆に内接する矩形領域を設定した時には、角膜中心と瞳孔中心がずれていて瞳孔が測定領域よりわずかに大きい瞳孔の場合など、測定領域は虹彩で遮られているのに矩形のライン上で見た虹彩エッヂの座標では虹彩で遮られていないと判断してしまう。
という問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、アライメント状態での測定光束が通過可能かどうかの判断を正確に迅速に行える検眼装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する為に本発明は、被検眼の瞳孔を介して、眼底に光束を投影し、眼光束の眼底反射光束を受光して被検眼の眼屈折力を計測する眼屈折力測定装置において
（１）被検眼の前眼部を撮像する撮像手段
該撮像手段で撮像された前眼部像を記憶する記憶手段
被検眼と装置の作動距離を検出する作動距離検出手段
前記記憶された前眼部像で、眼屈折力測定の投影光束又は眼底反射光束が通過する記憶画像の領域のうち、最外周上に設けられたの複数箇所の記憶画素の明るさ情報を取得する手段
前記作動距離検出手段からの位置合わせ情報と該明るさ情報の取得手段によって得られた情報から前記投影光束及び反射光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判定する判定手段を有することを特徴とする。

（２）（１）眼屈折測定装置で明るさ情報から装置の検眼部を移動する方向と移動量を算出し、少なくとも移動すべき方向を指示する指示手段を有することを特徴とする。

（３）更に、（２）の眼屈折力測定装置で検眼部を被検眼に対して、上下左右及び前後に移動させる駆動手段
前記移動方向の指示手段からの指示により該駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段を有する特徴とする。

（４）更に（３）の眼屈折力測定装置は、被検眼の瞳孔中心を求める手段を有し
前記駆動制御手段は該瞳孔中心に前記検眼部の光軸が一致するように前記駆動手段を制御するようにしたことを特徴とする。

（５）被検眼の前眼部を撮像する撮像手段
該撮像手段で撮像された前眼部像を記憶する記憶手段
被検眼と装置の作動距離を検出する作動距離検出手段
前記記憶された前眼部像で、眼屈折力測定の投影光束又は眼底反射光束が通過する記憶画像の領域で最外周上に位置する複数箇所の明るさ情報を検出する第一の明るさ検出手段
前記測定光束の通過領域の外側に設けられ前記第一の明るさ情報の検出箇所と同心に位置する複数箇所の第二の明るさ検出手段
前記作動距離検出手段からの位置合わせ情報と前記第一の明るさ検出手段からの情報により前記投影光束及び反射光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判定する判定手段
前記第一と第二の明るさ検出手段からの情報により装置の検眼部を移動する方向と移動量を算出し、少なくとも移動すべき方向を指示する指示手段を有することを特徴とする。

被検眼の瞳孔を介して、眼底に光束を投影し、眼光束の眼底反射光束を受光して被検眼の眼屈折力を計測する眼屈折力測定装置において
（１）被検眼の前眼部を撮像する撮像手段
該撮像手段で撮像された前眼部像を記憶する記憶手段
被検眼と装置の作動距離を検出する作動距離検出手段
前記記憶された前眼部像で、眼屈折力測定の投影光束又は眼底反射光束が通過する記憶画像の領域のうち、最外周上に設けられたの複数箇所の記憶画素の明るさ情報を取得する手段
前記作動距離検出手段からの位置合わせ情報と該明るさ情報の取得手段によって得られた情報から前記投影光束及び反射光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判定する判定手段
を有するようにしたことにより測定領域が瞳孔を通過可能かどうかチェックする領域を過不足なく確認することができるので小瞳孔や角膜頂点と瞳孔中心が偏芯した被検眼も測定できる可能性を高められるという効果がある。

（２）（１）眼屈折測定装置で明るさ情報から装置の検眼部を移動する方向と移動量を算出し、少なくとも移動すべき方向を指示する指示手段を有することにより虹彩にかかったアライメント状態を警告し、虹彩にかからないアライメント状態への移動指示が簡便に短時間に行えるので、測定動作の時間短縮が図れるという効果がある。

（３）更に、（２）の眼屈折力測定装置で検眼部を被検眼に対して、上下左右及び前後に移動させる駆動手段
前記移動方向の指示手段からの指示により該駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段を有することによりオートアライメントの装置であっても虹彩による測定光の遮断で異常な測定値を出したり、測定エラーを未然に防ぐことができるので、オートアライメントシステムの信頼性が向上するという効果がある。

（４）更に（３）の眼屈折力測定装置は、被検眼の瞳孔中心を求める手段を有し
前記駆動制御手段は該瞳孔中心に前記検眼部の光軸が一致するように前記駆動手段を制御するようにしたことにより最も虹彩による蹴られの発生が抑えられ、かつ蹴られた場合のチェックを行うことができるのでよりスムーズなアライメント・測定操作ができるという効果がある。

（５）被検眼の前眼部を撮像する撮像手段
該撮像手段で撮像された前眼部像を記憶する記憶手段
被検眼と装置の作動距離を検出する作動距離検出手段
前記記憶された前眼部像で、眼屈折力測定の投影光束又は眼底反射光束が通過する記憶画像の領域で最外周上に位置する複数箇所の明るさ情報を検出する第一の明るさ検出手段
前記測定光束の通過領域の外側に設けられ前記第一の明るさ情報の検出箇所と同心に位置する複数箇所の第二の明るさ検出手段
前記作動距離検出手段からの位置合わせ情報と前記第一の明るさ検出手段からの情報により前記投影光束及び反射光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判定する判定手段
前記第一と第二の明るさ検出手段からの情報により装置の検眼部を移動する方向と移動量を算出し、少なくとも移動すべき方向を指示する指示手段を有するようにしたことにより虹彩に蹴られた場合の移動指示がすばやく、的確（移動した後に虹彩に蹴られないことが外側の画素ｎ１〜ｎ８の注目画素の明るさを判定することによりできるので）にできるようになるという効果がある。

（実施例）
図１は、本発明の実施例を示す検眼装置の外観図である。

本装置は被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力計である。

オペレータが操作する面には測定値や被検眼像等の表示や各標装置の設定を選択する液晶モニタやＣＲＴモニタ等の表示装置１と、その表示画面を操作したり、上部の測定部２を被検眼に対して位置合わせするためのトラックボール３、ローラ４、プリンタ印字スイッチや測定開始スイッチや測定モード選択スイッチ等が配置されたスイッチパネル５が配置されている。

また、装置の側面には測定結果などを印字出力する為のプリンタ６が配置されている。

被検者はオペレータが操作する側と反対側にある顔受け部８６で顔を固定して、測定部２の対物部の前に被検眼を置くことで測定が可能となる。

図２は本装置の測定部２を被検眼Ｅにアライメントするための駆動部を示している。

測定部２は上下方向に移動させるための上下駆動部７と接合されており、測定部２を約３０ｍｍ上下方向に移動できるようになっている。測定部２は上下支柱８に支えられており、直動型のボールベアリングと昇降用の送りねじが内蔵された上下駆動支柱９に接合され、その上下駆動支柱９は上下駆動基台１０に固定されている。測定部２の上下支柱８の中心軸回りの回転規制のため、回り止め支柱１１が測定部２から下方に突起されており、上下駆動基台１０に固定され直動軸受け１２に嵌合されている。

上下駆動支柱９と直動軸受け１２の間には、上下方向駆動用のモータ１３が配置されており、上下駆動基台１０の裏面にベルトを介して、上下駆動支柱９の送りねじを回転できるようになっており、モータ１３の正逆回転によって測定部２を昇降させることができる。図示は省略しているが、上下方向３０ｍｍのストロークの両端は、リミットスイッチの検知で移動限界位置が検知できるようになっている。また、モータ１３の軸上には、パルスカウントができるエンコーダが同軸状に配置され、上下駆動基台１０の裏面にはそれを検知するフォトカプラが設けられている。

上下駆動基台１０は前後駆動部１４によって駆動される上下駆動基台１０の裏面には雌ねじナット１５が固定され、その雌ねじ部には前後駆動基台１６に支持されている送りねじ１７と螺合されている。送りねじは前後モータ１８とカップリングを介して結合されている。また、上下駆動基台１０の左右両側面には、直動ガイドレール１９ａ、１９ｂが配置され、可動側が上下駆動基台１０に固定側が前後駆動基台１６に接合されている。

従って、前後モータ１８の正逆駆動によって、上下駆動部７を合む測定部２を前後方向に移動させることができる。前後方向４０ｍｍのストロークの両端は、図示を省略しているが、上下駆動部と同様にリミットスイッチの検知により移動限界位置を検知できるようになっている。また、前後モータ１８の軸上には、パルスカウントができるエンコーダが同軸状に配置され、前後駆動基台１６の上面には、それを検知するフォトカプラが配置されている。

前後駆動基台１６を左右方向に駆動させる左右駆動部２０は、前後駆動部１４と同様に前後駆動基台１４の裏面には図示していないが雌ねじナットが固定され、その雌ねじ部には左右駆動基台２１に支持されている送りねじ２２と螺合されている。送りねじは左右モータ２３とベルト２４を介して結合されている。また、前後駆動基台１４の前後両側面には、直動ガイドレール２５ａ、２５ｂが配置され、可動側が前後駆動基台１４に固定側が左右駆動基台２１に接合されている。

従って、左右モータ２３の正逆回転駆動によって、上下駆動部７及び前後駆動部１４を含む測定部２を左右方向に移動させることができる。図示していないが、前後駆動部１４と同様に左右方向９０ｍｍのストロークの両端は、リミットスイッチの検知で移動限界位置が検知できるようになっている。また、左右モータ２３の軸上には、パルスカウントができるエンコーダが同軸状に配置され、左右駆動基台２１の上面には、それを検知するフォトカプラが配置されている。

このようにして、測定部２は上下駆動部７、前後駆動部１４、左右駆動部２０によって、被検眼Ｅに対して三次元方向に移動でき、子供から大人までの被検者を顔受け部に顔を載せただけで、電動駆動により位置合わせすることができる。

図３は測定部２内部の光学系の配置図である。

被検眼Ｅの視軸に位置合わせする測定部２の中心軸Ｏ上には、被検眼Ｅ側から可視光を全反射し波長８８０ｎｍの光束を一部反射するダイクロイックミラー３１、対物レンズ３２、孔あきミラー３３、絞り３４、投影レンズ３５、投影絞り３６、８８０ｎｍの光を出射する測定光源３７が順次に配列されている。孔あきミラー３３の反射方向には、６分割絞り３８、６分割プリズム３９、受光レンズ４０、二次元撮像素子４１が順次に配置されている。６分割絞り３８と６分割プリズム３９は図４に示す形状になっており、実際にはこれらは密着されている。

上述した光学系は眼屈折測定用であり、測定光源３７から発せられた光束は、投影絞り３６で光束が絞られ、投影レンズ３５により対物レンズ３２の手前で１次結像するようにされ、対物レンズ３２、ダイクロイックミラー３１を透過して被検眼Ｅの瞳中心に投光される。その光束は眼底で結像され、その反射光は瞳周辺を通って再び対物レンズ３２に入射される。入射された光束は対物レンズ３２を透過後、孔あきミラー３３の周辺部で反射される。

反射された光束は被検眼瞳孔と略共役な６分割絞り３８で瞳分離され、６分割プリズム３９で二次元撮像素子４１の受光面に６点のスポット像として投影される。被検眼Ｅが正視眼であれば、この６点のスポット像の重心を結ぶ近似曲線は所定の円になり、近視眼や遠視眼では近似曲線の円の曲率が大きくなったり小さくなったりする。乱視がある場合は近似曲線は楕円になり、水平軸と楕円の長軸でなす角度が乱視軸角度となる。この楕円の近似曲線の係数より屈折値を求める。

一方、ダイクロイックミラー３１の反射方向には、固視標投影光学系と、被検眼の前眼部観察とアライメント検出が共用されるアライメント受光光学系が配置されている。

アライメント受光光学系は、ダイクロイックミラー３１側から、レンズ４２、ダイクロイックミラー４３、アライメントプリズム絞り４４、結像レンズ４５、二次元撮像素子４７が配置されている。

アライメントプリズム絞り４４は図５に示す形状になっており、円盤状の絞り板に３つの開口部４４ａ、４４ｂ、４４ｃが設けられていて、両側の開口部４４ａ、４４ｂのダイクロイックミラー４３側には波長８８０ｎｍ付近のみの光束を透過するアライメントプリズム４８ａ、４８ｂが貼付されている。

また、被検眼Ｅの前眼部の斜め前方には、７８０ｎｍ程度の波長を有する前眼部照明光源５０ａ、５０ｂが配置されている。

この前眼部照明光源５０ａ，５０ｂで照明された被検眼Ｅの前眼部像の光束は、対物レンズ３２、ダイクロイックミラー３１、レンズ４２、ダイクロイックミラー４３、アライメントプリズム絞り４４の中央開口部４４ｃ、結像レンズ４５を介して二次元撮像素子４７の受光センサ面に結像する。

アライメント検出のための光源は、眼屈折測定用の測定光源３７と兼用されている。

アライメント時には駆動モータ３０で半透明の拡散板４６が、光路に挿入される。

拡散板４６が挿入される位置は、前述の測定光源３７の結像レンズ３５による一次結像位置であり、かつ対物レンズ３２の焦点位置に挿入される。

これにより、測定光源３７の像が拡散板４６上に一旦結像して、それが二次光源となり対物レンズ３２から被検眼に向かって太い光束の平行光束として投影される。

この平行光束が被検眼角膜Ｃで反射されて輝点像を形成し、その光束は再び測定部２の対物レンズ３２を透過、ダイクロイックミラー３１でその一部が反射され、レンズ４２を介してダイクロイックミラー４３で反射、アライメントプリズム絞り４４の開口部４４ｃ及びアライメントプリズム４８ａ、４８ｂを透過して結像レンズ４５により収斂されて二次元撮像素子４７の撮像面上に像を結ぶ。

アライメントプリズム絞り４４の中心の開口部４４ｃは、前眼部照明５０ａ、５０ｂの波長７８０ｎｍ以上の光束が通るようになっているので、前眼部照明光源５０ａ、５０ｂにより照明された前眼部像の反射光束は、上記角膜Ｃの反射光束の経路と同じく観察光学系を辿り、アライメントプリズム絞り４４の開口部４４ｃを介して、結像レンズ４５で二次元撮像素子４７に結像される。

また、アライメントプリズム４８ａを透過した光束は下方向に屈折され、アライメントプリズム４８ｂを透過した光束は上方向に屈折される。

ダイクロイックミラー４３の透過側には固視投影光学系が配置されており、反射ミラー５１、固視誘導レンズ５２、固視チャート５３、固視投影光源５４が順次に配列されている。固視誘導時に、点灯された固視投影光源５４の投影光束は固視チャート５３を裏側より照明され、固視誘導レンズ５２、レンズ４２を介して被検眼Ｅの眼底に投影される。なお、固視誘導レンズ５２は被検眼Ｅの視度誘導を行い雲霧状態を実現する為に、固視誘導モータ５５により光軸方向に移動できるようになっている。

図７はブロック回路構成図である。測定スイッチ、プリント開始スイッチ等が配置されたスイッチパネル５、測定部２を被検眼Ｅに対して上下左右に移動させるためのトラックボール３、測定部２を被検眼Ｅに対して前後に移動させるためのロータリーエンコーダに接続されたローラ４及び測定結果を印字するためのプリンタ６がＣＰＵ６０のポートに接続されている。

二次元撮像素子４１で撮影された眼底像の映像信号は、Ａ／Ｄ変換器６１によりデジタルデータに変換され、画像メモリ６２に格納される。ＣＰＵ６０は画像メモリ６２に格納された画像を基に、眼屈折力の演算を行う。また、二次元撮像素子４７で撮影された前眼部像の映像信号は、Ａ／Ｄ変換器６３によりデジタルデータに変換され画像メモリ６４に格納される。ＣＰＵ６０は画像メモリ６４に格納された画像を基に、アライメント輝点を検出してアライメント状態の検出判断を行ったり、被検眼角膜の曲率半径の演算を行う。

また、二次元撮像素子４７で撮影された前眼部像の映像信号は、キャラクタ発生装置６５からの信号と合成され、表示装置１上に前眼部像や測定値等が表示される。

上下モータ１３、前後モータ１８、左右モータ２３、固視誘導レンズ用モータ５５は、それぞれのモータドライバ６７、６８、６９、７０に接続され、ＣＰＵ６０からの指令により駆動される。

拡散板４６を光路Ｏに挿脱する駆動モータ３０はモータドライバ８５を介してＣＰＵ６０に接続されており、ＣＰＵ６０からの指令により駆動される。

固視標光源５４、ケラトリング光源３０、前眼部照明光源５０ａ、５０ｂ、測定光源３７は図示しないドライバを介してＤ／Ａ変換器７１に接続されており、ＣＰＵ６０からの指令により光量を変化させることができる。

また、顎受け台上下モータ７２がモータドライバ７３を介してＣＰＵ６０に接続されていて、スイッチパネル５の顎受け台上下スイッチの入力によるＣＰＵ６０からの指令により駆動される。

図８はスイッチパネル５の配置図である。

スイッチパネル５には、前述のトラックボール３、ローラ４の他に、被検眼のオートアライメントや測定を開始する為に用いられる測定開始スイッチ８０、通常は被検眼の眼屈折力測定を自動（オートアライメント・モード）で行うか手動でトラックボール３、ローラ４で位置合わせを行うマニュアルモードで行うかの選択を行う測定モード選択スイッチ８１、眼屈折力測定における角膜頂間距離、乱視度数の符号や表示単位など装置の種々の設定を行う為の設定スイッチ８２、測定結果のプリンタ６への印字を行う為の印字スイッチ８３が図のように配置されている。

また、顎受け台を顎受け台上下モータ７２により上昇させる為のスイッチ８４ａ，下降させる為のスイッチ８４ｂも図のように配置されている。

図９は設定スイッチ８２を押した後、装置の設定を行う為に表示装置１の画面に表示される内容の一部を示した図である。

角膜頂間距離ＶＤは０，１２．０，１３．５から選択できるようになっている。

乱視度数の符号ＣＹＬは−、＋、＋／−から選択できるようになっている。

表示単位Ｉｎｃは０．１２、０．２５から選択できるようになっている。

オートアライメントで測定を行う際に一回の測定で測定される回数Ａｕｔｏ Ｍｅａｓｕｒｅは１，３，５から選択できるようになっている。

オートアライメントで測定を行う際に被検者の左右両眼を連続して測定するＲ＆Ｌ Ｍｅａｓｕｒｅは、連続で測定するか（ＯＮ）、片眼の測定で停止するか（ＯＦＦ）を選択できるようになっている。

測定終了後、プリンタ６から自動で測定結果を印字するかの設定Ａｕｔｏ ＰｒｉｎｔはＯＮ，ＯＦＦから選択できるようになっている。

図８で各項目の下線が引かれている項目が現在の設定を示している。

この設定は、図最下部のグラフィックで示されているように顎受け台上下スイッチ８４ａ，８４ｂ、トラックボール３、ローラ４及び各スイッチ８０〜８３の操作で指示して変更を行える。

このように構成された本実施例の眼屈折力計において、被検者の顔を顔受け台８６に固定し、被検眼Ｅに対して測定部２を光軸Ｏを合わせるため、操作者はトラックボール３とローラ４を操作する。

トラックボール３の操作は測定部２を被検眼Ｅに対し左右及び上下方向に移動させ、ローラ４は測定部２を前後方向に移動させて位置合わせができる。

この操作において、装置側ではトラックボール３及びローラ４に接続されているそれぞれのパルスカウンタやロータリーエンコーダからの出力信号をＣＰＵ６０で受けて、操作量及び速度が検知できるようになっている。更に、その操作量及び速度から各モータドライバ６７、６８、６９を介して、上下モータ１３、前後モータ１８、左右モータ２３を駆動させる。

操作者は上述した操作により被検眼Ｅの前眼部を表示装置１で確認しながら測定部２を移動し、被検眼Ｅの瞳孔が確認できると、スイッチパネル５に配置された測定開始スイッチ８０を押す。

測定開始スイッチ８０を押すと、装置は先ず被検眼Ｅに対して測定部２を自動的に位置合わせするオートアライメントを開始する。

オートアライメントにより被検眼Ｅと測定部２の光軸Ｏの位置合わせが完了後、眼屈折力の測定を行う。

ａ）オートアライメント動作
図１０は測定を開始した状態での、２次元撮像素子４７の受光センサ面に投影された被検眼Ｅの前眼部像を表すものである。

ＣＰＵ６０は、この画像を一旦画像メモリ６４に取り込み、画像の中の暗い部分、例えばメモリの１画素の分解能を８ビットとした場合にスレッショルドレベルを８０として、それより暗い部分を被検眼の瞳孔部分として検出し、その暗い部分の面積中心Ｄｃを算出する。

図１０のように被検眼Ｅの瞳孔の一部しか撮像されていない時は、前記面積中心Ｄｃは瞳孔中心と一致しないが、後述のように測定部２を移動させ、被検眼Ｅのアライメントがより正確に行われることによって、被検眼Ｅの瞳孔がすべて撮像されるようになるので、測定開始当初に瞳孔中心と面積中心Ｄｃが一致していなくても問題はない。

算出された瞳孔像の面積中心Ｄｃが受光センサ面の中心４７ｃに一致或いはアライメント許容範囲内（Ｍａ内）に入るように、ＣＰＵ６０は前述の駆動モータ１３，２３を作動させ、測定部２を上下左右に移動させる。

図１０の場合、被検眼の瞳孔像の面積中心Ｄｃは受光センサ面中心４７Ｃより左斜め上に位置しているので、ＣＰＵ６０は被検眼から見て上方向及び右方向に測定部２を移動させるように駆動モータ１３，２３を駆動する。

尚、図中ｒａの距離は最終アライメント許容範囲Ｍａの半径、ｒｂは粗アライメントでの目標アライメント許容範囲の半径である。

ＣＰＵ６０は、上述の瞳孔の面積中心Ｄｃの計算、センサ中心４７ｃとの変位方向・変位量の算出を行い、変位量が所定の粗アライメント許容量ｒｂ以下になるまで、測定部２の駆動を行って測定部２の光軸と被検眼の粗アライメント動作を継続する。

瞳孔の面積中心Ｄｃが粗アライメントの許容範囲Ｍｂ内に入り、Ｄｃと４７ｃとの距離がｒｂ以下になったら、ＣＰＵ６０は拡散板４６を光路内に挿入して、測定光源３７を点灯する。

その時の前眼部像を図１１に示す。

前述したように測定光源３７の光束は拡散板４６上に測定光源３７の像を一旦結像して、その像からの拡散光束が被検眼角膜に平行光束を投影する。その平行光束が被検眼角膜で反射され、よく知られているように被検眼角膜の曲率半径の１／２の位置、光軸上に輝点として像を結ぶ。

この角膜輝点像が測定部２内に設けられたアライメントプリズム絞り４４の開口部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ及びプリズム４８ａ，４８ｂにより二次元撮像素子４７の受光センサ面上に３つの輝点Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃとして投影される。

ＣＰＵ６０は画像メモリ６４に図１１の前眼部像を取り込み、３つの輝点の検出を行う。

３つの輝点Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃが検出できたら、中心の輝点Ｔａを受光センサ中心４７ｃの方向に一致させるように測定部２を駆動制御して移動させる。

ＣＰＵ６０は輝点Ｔａが最終アライメント許容範囲Ｍａ内に入り、Ｔａとセンサ中心４７ｃとの距離がｒａ以下になるまで測定部２を上下・左右に移動させる（図１２）と、その後、検眼ユニット５を前後方向に移動させてピント方向の位置合わせを行う。

図１２の角膜輝点Ｔｂ，Ｔｃが鉛直に並ぶように、ＣＰＵ６０は測定部２を前後方向に駆動させ、図１３のように３つの角膜輝点が並んだ状態でアライメントを完了する。

この３つの輝点の位置関係から作動距離を求める方法、つまり測定部２の前後の移動方向と角膜輝点Ｔｂ，Ｔｃの挙動については、特開平９−８４７６０に記述されているので、詳細については参照されたい。

瞳孔・角膜輝点によるアライメントが完了すると、次に測定光束が被検眼Ｅの瞳孔を通過可能かどうかのチェックを行う。

チェックの方法は以下の通りである。

図１４は二次元撮像素子４７に写し込まれた画像を画像メモリ６４に取り込んだ時のメモリ画像である。

６分割絞り３８は眼屈折力測定光学系の光束の取り入れ口として機能し、被検眼瞳孔と略共役なのでその被検眼瞳孔を観察する二次元撮像素子４７の画像上では共役像３８ａの部分が測定光束の取り入れ口、つまり測定領域となる。

この測定領域３８ａの最外周上で４５°毎の経線上にあるメモリ・セルｍ１〜ｍ８は画像メモリ６４上で
番地が決まった８個のメモリである。

角膜輝点によるアライメントが完了した時点で、その前眼部のメモリ画像からｍ１〜ｍ８のメモリの明るさを読み込んで８個全てのメモリ値が所定値以下であれば、測定領域３８ａが完全に瞳孔領域にあり測定光束が通過可能であると判断する。

所定値としては、前述の瞳孔検出時に用いたスレッショルド値８０とすれば良い。

図１５は角膜輝点によるアライメントが完了した時点の前眼部像を取り込んだ画像メモリ６４の状態を表す図である。

ＣＰＵ６０はｍ１〜ｍ８のメモリの値をチェックして、全てのメモリの値がスレッショルド値より暗くなっているので、この状態のアライメントで測定光束が被検眼瞳孔を通過可能であると判断して、以下に説明する眼屈折力測定に移る。

しかし、図１６のように角膜輝点によるアライメントが完了した時点で、角膜頂点と瞳孔中心が偏芯している被検眼などでは測定領域が虹彩に掛かっている場合がある。

このような場合、測定光束が虹彩に蹴られて正しい測定値が得られない可能性が高い。

本実施例ではＣＰＵ６０はｍ１〜ｍ８のメモリの値をチェックして、虹彩に蹴られているｍ２，ｍ３，ｍ４の画素は瞳孔部分より明るいことを検出、測定領域が蹴られていると判断してアライメント位置の変更を行う。

アライメント位置の変更は以下のように行う。

図１７（ａ）のようにｍ１〜ｍ８で１個のメモリの値が明るい場合、明るいメモリの位置とは反対のＡの方向に、隣接するメモリまでの距離ａだけ移動する。

図１７（ｂ）のようにｍ１〜ｍ８で２個のメモリの値が明るい場合、２個のメモリの垂直二等分線の方向Ｂに隣接するメモリまでの距離ｂだけ移動する。

図１７（ｃ）のようにｍ１〜ｍ８で３個のメモリの値が明るい場合、最も瞳孔から離れているメモリの位置とは反対の方向Ｃの方向に、隣接するメモリまでの距離ｃだけ移動する。図１６の場合はこのように移動させる。

Ｉｐは被検眼の虹彩縁であり、斜線部は虹彩を表している。

本実施例では４個以上のメモリの値が明るい場合は、エラー表示して停止する。

４個以上のメモリに虹彩や瞼が掛かっている場合は、検者による開瞼や注意喚起なしに測定領域を確保することが難しいからである。

図１６のような場合、Ｃの方向にｃだけ移動させた後、再度、ｍ１〜ｍ８のメモリの明るさをチェックして全部のメモリが暗ければ、以下の測定動作に移る。

ｂ）眼屈折力測定
ＣＰＵ６０は以下の手順で、被検眼Ｅの眼屈折力を算出する。

測定光源３７を点灯し、被検眼の眼底からの反帰光を二次元撮像素子４１で受光する。

撮像された眼底像は被検眼の屈折力により、６点に分離されて投影される。

撮像された６点の画像をＡ／Ｄ変換器６１によりデジタル化して、画像メモリ６２に格納する。

画像メモリ６２に格納された６点各々の重心座標を算出、その６点を通る楕円の方程式を求める。（６点から楕円の方程式を求める方法は周知である。）
求められた楕円の長径、短径及び長径軸の傾きを算出して、被検眼Ｅの眼屈折力を算出する。

なお、求められた楕円の長径、短径に相当する眼屈折力値及び撮像素子の受光面上での楕円軸の角度と乱視軸との関係は予め装置の製造過程において較正されているものである。

以上のようにして、まず求められた眼屈折力値からその屈折力値に相当する位置まで、固視誘導レンズ用モータ５５を駆動して、固視誘導レンズ５２を移動させて被検眼の屈折度に相当する屈折度で固視チャート５３を被検眼に呈示する。

その後、固視誘導レンズ５２を所定量、遠方に移動させ、固視チャート５３を雲霧させる。

再び測定光源３７を点灯し、屈折力を測定する。

上記のような、屈折力の測定→固視目標の雲霧動作→屈折力の測定を繰り返し、屈折力が安定する最終の測定値を得る。

本実施例では測定部２を電動駆動して被検眼のアライメントを自動で行う構成について説明を行ったが、従来の眼屈折力計のように被検眼前眼部像をモニタで観察しながら、ジョイスティック操作でアライメント・測定を行うマニュアルアライメント方式の眼屈折力計でも、本発明を適用可能である。

即ち、一般の眼屈折力計のアライメント輝点方式と同様、被検眼角膜に平行光束を投影してできた角膜輝点をアライメントサークルの中に入れることによりアライメントを行った後（図１２のＴａをアライメントサークルＭａに入れるのと同様）、アライメントサークル内の角膜輝点の有無を画像メモリの解析によって行い、アライメントサークル内に角膜輝点が検出されることと同時に、上述の実施例のように測定光束の外周部の画素ｍ１〜ｍ８の明るさをチェックする。

ｍ１〜ｍ８全てが所定のスレッショルドレベル８０より暗くなった時に測定可能の表示、たとえば表示装置１に「Ａｌｉｇｎ ＯＫ」等と表示を出して測定スイッチの押ボタン動作を促すか、測定動作を自動で開始するようにする。また、このとき角膜輝点がアライメントサークル内に検出されたにもかかわらず、ｍ１〜ｍ８のうち、少なくとも１ヶ所がスレッショルドレベルより明るければ、上述の実施例の移動方法（図１７（ａ），（ｂ），（ｃ））に従い、移動すべき方向（Ａ，Ｂ，Ｃ等の矢印）を表示するようにする。

また、本実施例では、角膜に平行光束を投影して角膜中心に輝点を形成し、その輝点をアライメントと作動距離合わせの基準に用いた場合を説明したが、被検眼と装置の最終アライメント目標を瞳孔の中心にするアライメントの場合でも同様に適用できる。

上述した実施例で瞳孔の面積中心Ｄｃをアライメント目標Ｍａ内に位置するようにＣＰＵ６０は左右・上下駆動モータを駆動制御して、作動距離方向は虹彩部のピントが合うように前後動モーターを駆動制御する。（虹彩の紋様のピントで作動距離を合わせるのは周知の方法である）
このようにして行う瞳孔中心アライメントと、上述の実施例で述べた測定領域外周部の画素の明るさチェック及び上記の虹彩にけられた場合の移動方法を組み合わせると、測定光束が虹彩にけられる危険性がもっとも少ない瞳孔中心で測定光束がけられた際の移動も少なくて済むので、より早いアライメントが可能になる。

更に、図１８に示すように画像メモリ６４上に測定領域３８ａの最外周部に設けたチェック画素ｍ１〜ｍ８の外側にｎ１〜ｎ８のような更に外側のチェック画素を設けて、ｍ１〜ｍ８のいずれかが虹彩に蹴られた場合にｎ１〜ｎ８の明るさをチェックすることにより移動方向と移動量を決めることも可能である。

即ち、図１６のようにｍ２，ｍ３，ｍ４の画素が虹彩により蹴られた場合はその反対側にある外周部の画素ｎ７，ｎ６，ｎ８の明るさを順次チェックして、ｎ７，ｎ８，ｎ６のうち暗い画素の方向（ベクトル和の方向）に移動するように制御することも可能である。

このとき内側のチェック画素と外側のチェック画素の距離ｄは図１７（ｃ）に示したｃの距離と同じにとってあるので、図１７の実施例と同様の移動距離を判定することができる。

本発明の実施例に係る眼屈折力計の外観図である。 測定部２の駆動機構の説明図である。 測定部２の光学配置図である。 ６分割絞り、６分割プリズムの斜視図である。 アライメントプリズム絞りの斜視図である。 ブロック回路構成図である。 操作パネルの配置図である。 設定モード画面の説明図である。 オートアライメント説明用の前眼部画像である。 オートアライメント説明用の前眼部画像である。 オートアライメント説明用の前眼部画像である。 オートアライメント説明用の前眼部画像である。 画像メモリ６４上の測定光束の通過領域３８ａとチェックする画素ｍ１〜ｍ８の位置関係の説明図である。 前眼部画像とチェックする画素ｍ１〜ｍ８の位置関係の説明図である。 前眼部画像とチェックする画素ｍ１〜ｍ８の位置関係の説明図である。 チェックする画素ｍ１〜ｍ８と移動方向・移動量の説明図である。 第二の実施例の第一のチェック画素ｍ１〜ｍ８と第二のチェック画素ｎ１〜ｎ８の説明図である。

符号の説明

４７ 前眼部観察用２次元撮像素子
６４ 前眼部の画像メモリ
６４ｃ 画像メモリの中心
Ｄｃ 瞳孔像の面積中心
Ｍａ，Ｍｂ アライメント許容範囲
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ 測定光源による角膜輝点像
３８ａ 画像メモリ上の測定光束の通過領域
ｍ１〜ｍ８ 画像メモリ上で明るさをチェックする画素
ｎ１〜ｎ８ 画像メモリ上で明るさをチェックする第二の領域の画素

Claims (5)

1. 被検眼の瞳孔を介して、眼底に光束を投影し、眼光束の眼底反射光束を受光して被検眼の眼屈折力を計測する眼屈折力測定装置において
   被検眼の前眼部を撮像する撮像手段
   該撮像手段で撮像された前眼部像を記憶する記憶手段
   被検眼と装置の作動距離を検出する作動距離検出手段
   前記記憶された前眼部像で、眼屈折力測定の投影光束又は眼底反射光束が通過する記憶画像の領域のうち、最外周上に設けられた複数箇所の記憶画素の明るさ情報を取得する手段
   前記作動距離検出手段からの位置合わせ情報と該明るさ情報の取得手段によって得られた情報から前記投影光束及び反射光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判定する判定手段を有することを特徴とする眼屈折力測定装置。
2. 前記取得された明るさ情報から装置の検眼部移動する方向と移動量を算出し、少なくとも移動すべき方向を指示する指示手段を有することを特徴とする請求項第一項に記載の眼屈折力測定装置。
3. 検眼部を被検眼に対して、上下左右及び前後に移動させる駆動手段
   前記移動方向の指示手段からの指示により該駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段を有する請求項第２項に記載の眼屈折力測定装置。
4. 被検眼の瞳孔中心を求める手段を有し
   前記駆動制御手段は該瞳孔中心に前記検眼部の光軸が一致するように前記駆動手段を制御する請求項第３項に記載の眼屈折力測定装置。
5. 被検眼の瞳孔を介して、眼底に光束を投影し、眼光束の眼底反射光束を受光して被検眼の眼屈折力を計測する眼屈折力測定装置において
   被検眼の前眼部を撮像する撮像手段
   該撮像手段で撮像された前眼部像を記憶する記憶手段
   被検眼と装置の作動距離を検出する作動距離検出手段
   前記記憶された前眼部像で、眼屈折力測定の投影光束又は眼底反射光束が通過する記憶画像の領域で最外周上に位置する複数箇所の明るさ情報を検出する第一の明るさ検出手段
   前記測定光束の通過領域の外側に設けられ前記第一の明るさ情報の検出箇所と同心に位置する複数箇所の第二の明るさ検出手段
   前記作動距離検出手段からの位置合わせ情報と前記第一の明るさ検出手段からの情報により前記投影光束及び反射光束が被検眼瞳孔を通過可能かどうかを判定する判定手段
   前記第一と第二の明るさ検出手段からの情報により装置の検眼部を移動する方向と移動量を算出し、少なくとも移動すべき方向を指示する指示手段を有することを特徴とする眼屈折力測定装置。
   

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