JP2007216049A

JP2007216049A - 眼位置測定装置

Info

Publication number: JP2007216049A
Application number: JP2007113481A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hosoi; 良晋細井
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2019-02-22
Also published as: JP4616303B2

Abstract

【課題】適切な眼鏡調整ができるように、被検者の使用環境に応じた状態で被検者の眼の位置を正確に測定できる眼位置測定装置を提供する。
【解決手段】被検者眼を注視させるための注視目標を持ち該注視目標の呈示距離を光学的に変化させる注視目標呈示光学系と、被検者の両眼を含む前眼部を撮像するための撮像手段を持ち該撮像手段による撮影距離を光学的に変化させて前記注視目標と略同一位置から撮像する撮像光学系と、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて被検者の眼位置を測定する測定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検者の眼の瞳孔中心間距離、被検者が装用した眼鏡フレームに対する眼の位置（アイポジション）等の眼位置を測定する眼位置測定装置に関する。

眼鏡調整においては、眼鏡フレームに枠入れされるレンズの光学中心と被検者の眼の位置を合せることが重要である。このための測定としては、両眼の瞳孔中心間距離（以下、ＰＤという）を得るために、特開平１−１５８９３３号公報等にあるような瞳孔間距離計を用いていた。あるいは、自動的に眼の屈折力を測定する眼屈折力測定装置によってもＰＤを測定することも行われている。

また、眼鏡フレームを装用した状態の被検者の顔を個定位置に置かれたテレビカメラで撮影し、その撮影画像から眼鏡フレームに対する眼の位置（アイポジション）を求めるようにしたものも提案されている。

しかしながら、上記の瞳孔間距離計や眼屈折力測定装置で得られるＰＤは、眼鏡フレームとの位置を調べることなく眼鏡調整に利用されることになるので、眼鏡作成後に瞳孔中心とレンズの光学中心とのずれが発生しやすい。また、瞳孔間距離計は鼻当て部材で被検者の顔に装置を固定するが、被検者によって鼻の形状は様々であり、当て方による誤差が生じやすい。

一方、テレビカメラで撮影した画像を利用する方法は、眼鏡フレームに対する眼の位置情報を知り得る。しかし、従来は固定位置に置かれたテレビカメラで撮影していたので、被検者が注視する使用目的距離の違いによって測定される眼の位置は不正確になる。

また、最近では高齢化の進行に伴い、累進多焦点レンズを購入する被検者が増加する傾向にあるので、累進多焦点レンズは単焦点レンズに比べて眼との位置合わせが特に重要となる。すなわち、累進多焦点レンズでは遠用及び近用のアイポジションを装用者の使用環境に応じてより正確に測定することが必要とされている。

本発明は、上記従来技術に鑑み、適切な眼鏡調整ができるように、被検者の使用環境に応じた状態で被検者の眼の位置を正確に測定できる眼位置測定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）被検者眼の遠用及び近用のアイポジションを測定する眼位置測定装置において、被検者眼に注視させるための注視目標を持ち，該注視目標の呈示距離を所期する遠用距離に光学的に変化させる注視目標呈示光学系と、眼鏡フレームをかけた被検者の両眼を含む前眼部を撮像するための撮像手段を持つ撮影部と、前記撮像手段による撮影距離を光学的に変化させ，前記注視目標と略同一位置から撮像させる撮像光学系を有すると共に，該撮像光学系から前記撮影部が分離可能に配置された装置本体と、被検眼と前記撮像手段との距離を検出するために前記撮影部に配置された距離センサと、遠用のアイポジション測定時に前記撮影光学系を介して前記撮像手段により撮像された画像に基づいて瞳孔の中心位置を得て被検者の遠用の眼位置を測定し，近用のアイポジション測定時には前記撮像光学系から分離されて前記撮像手段により撮像された画像に基づいて瞳孔の中心位置を得て被検者の近用の眼位置を測定する測定手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼位置測定装置において、前記撮影部には、近用のアイポジション測定時に被検者眼に注視させる近用の注視位置に前記前記撮像手段の撮影口が配置され、さらに被検者自身が視線方向と撮影方向とを合わせるためのミラーが前記撮像手段の撮影口の両側に配置されていることを特徴とする。
（３）（１）又は（２）の眼位置測定装置は、さらに水平方向に対する前記撮影部の傾斜角度を検出する検出手段と、該検出手段により検出された傾斜角度を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、眼鏡装用の使用環境に応じた近用〜遠用の被検者眼の位置を正確に測定できる。したがって、適切な眼鏡調整が可能になる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本形態の装置の外観を示した図である。図２は装置内部に配置される光学系の概略構成を示す図である。

１は装置本体であり、被検者に対向する側には測定窓２が配置されている。３は画像表示部であり、テレビカメラ１０で撮影される画像や測定情報をディスプレイ３ａに表示する。ディスプレイ３ａにはＬＣＤ等の一般的なものが使用される。また、ディスプレイ３ａは矢印Ａ方向に倒すことが可能であり、携帯し易いようになっている。画像表示部３は図１（ｂ）に示すように取り外して使用することができる。画像表示部３と本体１とは接続ケーブル３ｂによって接続されている。４はポインティングデバイスとして使用されるマウスであり、画像表示部３に接続して使用する。

５は撮影部であり、図２に示すテレビカメラ１０、距離センサ１６、傾斜センサ１５をその筐体内部に持つ。撮影部５は装置本体１の両側面に配置された回転ノブ５ａの操作により、回転させることができる。近用距離での測定時には、図１（ｂ）に示すように、この回転操作によりカメラ１０を後述する撮影光学系から分離させて、装置本体１の上面側にカメラ１０の撮影口１０ａが向くようにしておく。これにより装置本体１内の撮影光学系を使用せず、カメラ１０単独で撮影できるようにすることが可能になる。

また、装置本体１の底面側に撮影口１０ａが向くように撮影部５を回転させておくこともできる。底面側に撮影口１０ａが向くように回転させた場合、ディスプレイ３ａを倒すことにより、装置本体１を垂直に立てた状態にて撮影が可能となる。さらに、回転操作で分離するのではなく、撮影部５を装置本体１の筐体から切り離す構成としてもよい。撮影口１０ａの両側にはミラー６が設けられており、このミラー６は被検者が視線とカメラ１０の撮影光軸とを合せるときに使用される。９は距離センサ１６の入射窓である。７は撮影スイッチである。

図２において、１１は視標照明用ランプ、１２はスポット開口を持つ視標板であり、ランプ１１は注視目標となる視標板１２を背後から照明する。１３はハーフミラーである。１４は凸レンズであり、被検者が両眼で視標板１２を注視できる大きさを持つ。また、凸レンズ１４はノブ８によりその光軸方向（Ｂ方向）に移動可能であり、測定窓２と視標板１２との光学距離を３００ｍｍから無限遠に変化させることができる。このランプ１１〜凸レンズ１４により、被検者眼を注視させるための注視目標を呈示する注視目標呈示光学系が構成される。

ハーフミラー１３の後方には、撮像手段としてのテレビカメラ１０を持つ撮影部５が設けられている。カメラ１０は凸レンズ１４の光軸上に配置されるとともに、視標板１２と光学的に略同一位置に置かれ、凸レンズ１４とカメラ１０とにより被検者の顔を撮像する撮像光学系が構成される。被検者には両眼により測定窓２を介して視標板１２を注視させる。凸レンズ１４を移動することにより、その注視距離を被検者の所望する距離に光学的に変化させるが、このとき同時にテレビカメラ１０の位置も視標板１２と光学的に同一位置となる。すなわち、この構成によりテレビカメラ１０は注視距離と同じ距離で被検眼の視線方向から被検眼前眼部を撮像することができる。

また、撮影部５内のカメラ１０の両側には２つの距離センサ１６が設けられており、被検者眼（被検者が装用する眼鏡フレーム）からのカメラ１０の距離、すなわち注視距離が検出される。測定時には、図３に示すスケール補助具２０（詳細は後述する）を眼鏡フレームに取り付ける。スケール補助具２０は赤外光を発するＬＥＤ２３を持ち、ＬＥＤ２３からの光は測定窓２、凸レンズ１４を介して距離センサ１６に入射する。距離センサ１６は集光レンズ、位置検出素子を持ち、カメラ１０の距離変化（凸レンズ１４の移動により光学的に変化する距離）に応じて位置検出素子への光の入射位置も変化する。この位置変化からカメラ１０が位置する距離（注視距離）が検出される。撮影部５を回転して使用するときは、ＬＥＤ２３からの光が距離センサ１６に直接入射してカメラ１０が位置する距離が検出される。

なお、カメラ１０はその内部に配置されるレンズによって、被写体像に自動的に焦点を合わせるオートフォーカス機構、被写体像がディスプレイ３ａに一定の大きさで映し出されるように自動的にズームする機構を持っている。この自動ズーム機構は、距離センサ１６の距離情報に基づいて、後述する演算制御部３０がズーム機構を制御する。また、光学的ズームの限界を超えた場合は画像処理によるデジタルズームを行なう。

１５はカメラ１０の撮影光軸の傾斜角度を検出する傾斜センサである。傾斜センサにて得られた角度情報はディスプレイ３ａに表示される。この角度情報は装置本体１の角度調節や、近用アイポジション時における眼球の下方回旋角度や顔の傾斜角度の算出等に使用される。

図３はアイポジションの位置や距離の検出に使用するスケール補助具２０を示した図であり、（ａ）は正面、（ｂ）は側面からの外観概略図である。

スケール補助具２０は、被検者が選択した眼鏡フレームＦのブリッジ上部に、取付け金具２１を介して取り付けることができるようになっている。２２はコの字形状のスケール板であり、正面側及び両側面に延びる板上に目視にて実長さが判るように目盛りが付してある。２４は測定距離の基準とするための基準点であり、スケール板２２上の正面と左右の側面にそれぞれ２点ずつの計６点が付されている。正面側の２点の距離５０、側面側の２点間の距離５１は、例えば１００ｍｍ、２０ｍｍというように予め既知の距離に決定されている。基準点２４間の距離５０、５１は、画像データに取り込んだ眼鏡フレーム等の大きさを検出するための基準距離として使用される。２３は赤外光を発するＬＥＤであり、前述したように注視点と被検眼Ｅとの間の距離を求めるのに使用する。

以上のような構成を備える装置において、その測定動作を図４の制御系のブロック図を参照して以下に説明する。ここでは、累進多焦点レンズを調整するときの測定について、被検眼が遠点（又は中点）を見ている時のアイポジションを測定するための遠用測定と、眼鏡フレームの前傾角等を測定するための側面測定と、近業距離でのアイポジションを測定する場合の近用測定との３つにわけて説明をする。

先ず、被検者に眼鏡フレームＦを装用させ、被検者の顔にフィットするように眼鏡フレームＦの掛け具合を調整しておいた上で、図３に示すように、被検者が選択した眼鏡フレームＦにスケール補助具２０を取り付けておく。スケール補助具２０の取付は、眼鏡フレームＦと平行とするためにスケール補助具２０の下端を眼鏡フレームＦの眼鏡枠上端に当接させる。

〈側面測定〉
この測定は装用した眼鏡フレームの前傾角、眼鏡フレームと角膜頂点との頂点間距離を知るために行う。

ディスプレイ３ａにて測定モードを側面測定モードにしておく。図５に示すように、モードの設定はマウス４を使用してカーソルマーク４０を測定モード項目４２上まで移動させておき、ボタン４ａを押してモードを設定する。マウス４を使用せずタッチパネル形式やタッチペンでも項目等の選択ができるようにすることも可能である。

側面測定モードに選択後、検者は装置本体１を手に取り、測定窓２を被検者顔の側面に向け、（又は、撮影部５を装置本体１の底面側に９０度回転して直接カメラ１０で撮像する）ディスプレイ３ａに被検者の眼鏡フレームを掛けた顔側面が映るようにその位置を決定させる。装置本体１の位置が決定したらスイッチ７を押す。スイッチ７が押されると演算制御部３０は被検者の顔側面映像を画像データとしてメモリ３１に記憶する。

図５はメモリ３１に記憶された画像例を示す図である。側面測定モードでは次のようにして、眼鏡フレームＦの前傾角θ、頂点間距離６２の測定結果を得る。まず、画面上の基準測定用項目４３をマウス４にて選択した後、カーソルマーク４０を移動させてスケール板像２２′上の２つの基準点像２４′をそれぞれ指定する（カーソルマーク４０を基準点像２４′に合せてボタン４ａを押す）。カーソルマーク４０により指定されると、演算制御部３０は基準点像２４′の２点間を結ぶ直線と、ディスプレイ３ａ上の水平線とがなす角度（以後、基準角度とする）を算出し、これをメモリ３２に記憶する。さらにスケール板２２に付された基準点２４の２点間の距離５１は予め決定されているため、演算制御部３０は距離５１と距離５１′とを比較して補正比率を算出する。

次に、角度検出項目４４を選択して、水平視線に対する鉛直面とレンズ面とのなす角度（前傾角）θを求める。検者は眼鏡フレーム像Ｆ′の前枠上にカーソルマーク４０を合わせ、任意の２点６０ａ、６０ｂをそれぞれ指定する。演算制御部３０はこの２点を結ぶ直線と、先に指定したスケール板２２′上の基準点が結ぶ直線とがなす角度を算出する。この算出された角度より眼鏡枠の前傾角θを算出し、その値をメモリ３２に記憶すると共にディスプレイ３ａにその角度を表示する。

また、角膜頂点から眼鏡フレームＦの枠の内側までの距離（頂間距離）を求める場合は、距離測定項目４１を選択した後、角膜頂点像とその水平方向に位置する眼鏡枠の内側とをカーソルマーク４０にてそれぞれ指定し、距離６２を求める。得られた距離６２と先程求めておいた補正比率より、その実距離が算出される。得られた頂間距離を利用して、例えば一般的な頂間距離（１２ｍｍ）になっていなかった場合には、頂間距離を１２ｍｍになるように眼鏡を再調整することができる。また、わざと頂間距離を変えて矯正効果を上げたい場合に、得られた頂間距離によりどれだけ矯正効果が変化するかの算出手段等にも使用できる。

〈遠用測定〉
検者は予め被検者が所望する遠用での使用距離を確認しておく。検者はディスプレイ３ａの測定モード項目４２を遠用測定モードにした後、装置本体１を手に取り、測定窓２を被検者の眼前１０ｃｍ程度の所に位置させる。被検者には測定窓２を介して注視目標である視標板１２の光を見るように指示する。被検者の前眼部は撮像光学系のカメラ１０により撮像されてディスプレイ３ａに表示される。検者はディスプレイ３ａを見ながら被検者の前眼部像がディスプレイ３ａの中央付近に映るように装置本体１を微調整する。ディスプレイ３ａには距離センサ１６により検出された距離が表示されるので、この表示が被検者に予め確認した注視点距離となるようにノブ８を操作して凸レンズ１４を移動調整する。また、ディスプレイ３ａには傾斜センサ１５により検出された傾斜角度が表示されるので、この傾斜角度を見ながら装置本体１を水平にさせる。

ディスプレイ３ａの観察により撮影位置の調整ができたら、撮影スイッチ７を使用して眼鏡フレームＦを掛けている被検者の前眼部像を画像データとしてメモリ３１に記憶させる。

このように本発明の装置は注視目標位置と光学的に略同位置となる位置にカメラ１０を配置して被検眼像を撮像するので、アイポジションを正確に求めることができる。この理由を図６に基づき説明する。被検眼Ｅが所望の距離に置かれた注視目標Ｐ₀を注視するとき、眼鏡フレームＦを通る視線方向は実線Ｌ₀で示す方向となる。アイポジションは眼鏡フレームＦを通過する視線の位置であるので、図上の点Ｑ₀が正確な位置となる。ここで、注視目標Ｐ₀とは異なる距離の位置Ｐ₁に置いたテレビカメラＫで眼鏡フレームを含む被検眼像を撮像すると、瞳孔中心位置は点線Ｌ₁で示す方向にあるものとして撮影される。したがって、眼鏡フレームＦに対する瞳孔中心位置は、図に示した眼鏡フレームＦ上で点Ｑ₁となってしまい、点Ｑ₀に対してずれた結果を測定することになる。これに対して、注視目標Ｐ₀の位置にテレビカメラＫを配置すれば、視線方向を示す実線Ｌ₀上に瞳孔中心があるものとして撮像でき、眼鏡フレームＦ上での点Ｑ₀を正確に測定できる。

図７（ａ）はディスプレイ３ａに表示された画像データから遠用時のアイポジション、ＰＤを求める方法を説明する図である。検者はディスプレイ３ａ上に表示されている基準測定用項目４３を選択した後、２つの基準点像２４′にカーソルマーク４０を移動してそれぞれ指定する。スケール板２２の正面に付された基準点２４の２点間の距離５０は予め決定されているため、これと２つの基準点像２４′間の距離５０′とにより、アイポジション及びＰＤの実距離を求めるための撮影倍率の補正比率が算出される。また、２つの基準点像２４′の指定により撮影画像の左右方向に対する傾斜角度の補正が可能になる（この傾斜角度情報を基にディスプレイ３ａの画像が水平になるようにすれば、後述する測定が行いやすくなる）。

次に、距離測定項目４１を選択して遠用ＰＤを求める。マウス４を使用してカーソルマーク４０を移動させ、ディスプレイ３ａ上に表示されている前眼部像の瞳孔中心点Ｃ_RとＣ_Lとをそれぞれ指定する。これにより瞳孔中心点Ｃ_Rを中心とする水平基準線Ｘ_R、垂直基準線Ｙ_Rが表示され、また、瞳孔中心点Ｃ_Lを中心とする水平基準線Ｘ_L、垂直基準線Ｙ_Lが表示される。遠用ＰＤの実距離は基準線Ｙ_Rと基準線Ｙ_L間の距離５１を補正比率により補正することにより算出される。算出された遠用ＰＤの実距離はメモリ３２に記憶されると共にディスプレイ３ａ上に表示される（図示は略す）。

また、片眼ＰＤは以下のようにして求めることができる。

前述と同様に初めに２点の基準点像２４′、瞳孔中心点Ｃ_R、を予め指定しておく。次に、瞳孔中心点Ｃ_Rを指定することにより得られる水平基準線Ｘ_Rが左右の内枠と交差する交点７２、７６を指定する。これにより交点７２と交点７６との中点が求まり、この中点がフレームを２分する点（顔の中心）となる。したがって、瞳孔中心点Ｃ_Rから中点までの距離を求めることにより右眼側の片眼ＰＤが得られることとなる。左眼側の片眼ＰＤはＰＤから右眼側の片眼ＰＤを差し引くことにより、求めることが可能である。

なお、瞳孔中心は画像処理によって自動的に検出することも可能である。視標板１２を注視する被検者眼には視標板１２からの光が投光され、その角膜輝点が角膜頂点に形成される。角膜頂点がほぼ瞳孔中心と見なすことができるので、前眼部の画像からこの輝点を検出処理すれば瞳孔中心の位置データが得られる。

アイポジションの測定を行うには測定項目４５を選択する。各基準線と眼鏡フレームＦ像の左右の内枠との交点７０〜７５の位置にカーソルマーク４０を移動させ、それぞれ指定する。カーソルマーク４０によって指定された交点７０〜７５の位置データは、撮影倍率の補正比率の他、側面測定から得られた前傾角を考慮した寸法補正を行うことによって、実際の眼鏡フレームＦに対する被検眼の遠用アイポジションの位置（実距離）を求めることができる（図示は略す）。

図１０は上下方向の寸法補正を説明する図である。図１０（ｂ）のように遠用測定にて得られた距離Ｙは、前傾角θだけ傾いている眼鏡フレームＦを正面から見ているため実距離Ｙ′とは異なる。このため、三角関数を使用してＹ′＝Ｙ／（cosθ）にて実距離を求めることができる。

なお、アイポジションの測定は、図１１に示すように（図は右枠のみ示している）眼鏡枠形状の左端、右端、上端、下端に対する瞳孔中心の位置データとして求める方法でも良い。この場合には、水平及び垂直の各基準線Ｘ_R、Ｙ_Rをマウスによりドラッグして眼鏡枠内の内側に対する左端８０、右端８１、上端８２、下端８３をそれぞれ指定する。これと、先に指定した瞳孔中心Ｃ_Rにより眼鏡枠に対する瞳孔中心位置が算出される。

また、遠用測定において、注視点目標距離を無限遠ではなく中距離（例えば、１０ｍ等）に設定する場合には、装置本体１を水平にするのではなく、目線が若干下向きになるような角度がつくように装置本体１を傾けて測定を行なえば、さらに精度よく測定を行なうことが可能である。傾斜させる角度は、被検者の眼の高さと注視点の位置、注視点までの距離より求めることができるため、傾斜センサ１５によって得られる装置本体１の傾斜角度が、所望する角度になるまで装置本体１を傾ければよい。

〈近用測定〉
測定モード項目４２を近用測定モードに設定する。近用測定の場合、図８に示すように表示部３は装置本体１から取り外しておき、テーブル等に置いておく。装置本体１を被検者に持たせるとともに、撮影部５を９０度回転させて撮影口１０ａを被検者側に向けておく。撮影部５を装置本体１の上側（画像表示部３を搭載する側）に向ける場合には、遠用測定と上下逆さまに撮影されることとなるあため、演算制御部３０により補正されてディスプレイ３ａに表示されが、撮影部５を装置本体１の底面側に向けて使用すれば、その補正は不要となる。

被検者には自己の近用作業状態の姿勢で、かつ所望する近用距離に撮影口１０ａが位置するように、被検者自身にその距離を調節させる。この場合、撮影口１０ａの前に文字が描かれた紙面を配置しておくと、より一層被検者が所望する近用距離に位置させやすい。位置決めができたらその紙面を取り除き、被検者には撮影口１０ａを注視させる。これにより、カメラ１０は被検者の注視距離に置かれる。また、撮影口１０ａの中央に注視目標とする印を付しておいても良い。

このようにして近用位置が定まったら、検者は撮影部５を回転させて視線方向から撮影ができるように調節をする。この調節はディスプレイ３ａに映る左右の被検眼像が中央に位置するように撮影部５を駆動させればよい。また、被検者から見てミラー６に自分自身の眼が入るように、被検者自身が撮影部５を駆動させることによっても撮影方向を視線方向と同じにすることができる。なお、被検者が合せた近用距離は、距離センサ１６によって検出されてディスプレイ３ａに表示されるので、これにより被検者の所望した近用距離を知ることができる。

撮影部５の位置合わせができたら、スイッチ７を押して（若しくは測定用項目４６を選択して）被検眼像を撮影し、これをメモリ３１に記憶させる。また、同時に角度検出センサ１５により水平方向に対する視線角度が検出され、メモリ３２に記憶されるとともにディスプレイ３ａに視線角度が表示される。

図７（ｂ）は近用アイポジション、ＰＤの求め方を示した図である。スケール板像２２′上の２点の基準点像２４′をそれぞれ指定する。演算制御部３０は遠用測定時と同様に撮影倍率の補正比率、左右方向の傾斜角を求める。

なお、視線方向から被検眼像を撮影する近用測定では、被検眼の下方回旋により眼鏡フレーム像Ｆ′の上下幅は遠用測定時のフレーム像に対して偏平となった形状として撮影される。従って上下方向のアイポジションを測定するために、次のようにその偏平分を補正する。演算制御部３０は、近用画面で指定された基準点像２４′の位置と、遠用測定にて求めた２点の基準点像２４′の位置とを対応させる。次に対応させた位置データを基に、画像処理によって図７（ａ）の交点７０、７１を結ぶ直線、交点７３、７４を結ぶ直線が図７（ｂ）の眼鏡フレーム像Ｆ′上で位置するように垂直線８０_R，８０_Lを表示する。検者は、垂直線８０_R，８０_Lと眼鏡フレームの内枠との交点７０′、７１′、７３′、７４′をカーソルにより指定する（何れか一方の垂直線のみでも良い）。演算制御部３０は、交点７０′、７１′間の距離と、遠用測定で得た交点７０、７１の距離とにより、上下幅の偏平を補正する比率を算出する。

近用ＰＤは遠用測定時と同様にカーソルマーク４０を移動させて左右の瞳孔中心_NＣ_R、_NＣ_Lをそれぞれ指定することにより算出される。また、近用アイポジションの位置データは次のようにして求めることができる。

上記のように交点７０′、７１′、７３′、７４を指定することにより、これらの点に対する瞳孔中心_NＣ_R、_NＣ_Lの位置関係が求まる。すなわち、垂直線８０_Rに対する右眼瞳孔中心_NＣ_Rの左右方向の位置関係（方向と距離）、交点７０′及び７１′に対する上下方向の位置関係（方向と距離）が求まる。左眼瞳孔中心_NＣ_Lの位置関係も同様に求まる。上下方向の位置関係については、上記のように上下幅の偏平の補正と、前傾角の補正を行うことにより実距離が求まる（図１２参照）。したがって、これらにより遠用の瞳孔中心Ｃ_R、Ｃ_Lからの近用アイポジションの位置データが算出される。この位置データにより遠用アイポジションからの内よせ量が判るため、遠用の片眼ＰＤから内よせ量を差し引けば、近用の片眼ＰＤも求めることができる。

また、被検眼の下方回旋角度（図１２における角度ψ）は眼鏡フレームの上下幅の偏平率により求まる。さらに、この下方回旋角度ψと角度検出センサ１５によって求められた視線角度（図１３における角度ω）とにより、近用注視時の被検者顔の傾斜角度（図１３における角度τ）が分かる。これら下方回旋角度ψ、
被検者顔の傾斜角度τは、例えば、レンズメーカが製作する累進多焦点レンズの設計に役立てることができる。

以上のように近用のアイポジションの測定も、注視目標位置にカメラを配置して視線方向から撮影するので、固定されたカメラで撮影する場合に比べて、特に正確な測定結果が得られる。また、被検者の使用環境に応じた遠用アイポジション及び近用アイポジションを正確に測定できるので、最適な累進多焦点レンズを選択できるようになる。

最適な累進多焦点レンズの選択は、予めメモリ３２に各メーカのレンズのデータ（レンズに対する遠用ポジション、近用ポジションの位置関係、レンズ径等）を記憶させておき、遠用、近用測定にてＰＤ、アイポジションが決定された後、ディスプレイ３ａ上にメモリ３１に記憶させたレンズ像を順次表示させればよい。このときのレンズ像は、図７（ｂ）に示す近用測定時の眼鏡フレーム像Ｆ′と同じ偏平率となるように画像処理し、眼鏡フレーム像Ｆ′上の遠用の瞳孔中心Ｃ_R（Ｃ_L）にレンズ像の遠用ポイントをそれぞれ重ねた状態で表示する（レンズをフレームに配置したときに観察される状態にする）。この状態で、近用の瞳孔中心_NＣ_R（_NＣ_L）とレンズ像の近用ポイントとの位置関係を観察することにより、最も適合するレンズを選択する。又、レンズ径をフレーム像Ｆ′と比較することにより、レンズ径不足も確認できる。もちろんレンズデータと測定データとから演算制御部３０が自動的に最適なレンズを選択した後、これを上記のようにディスプレイ３ａ上に表示して確認してもよい。

また、レンズ像を画像処理するのではなく、眼鏡フレーム像Ｆ′を画像処理によって角度補正することにより、偏平がない状態の像としてディスプレイ３ａに表示させ、レンズ像と比較、観察することも考えられる。

得られた測定データは図示なき通信ケーブルを使用し、フレームセレクタ、レンズエッジャー等に送信してフレームの選択、レンズの加工データに当然利用できる。

以上の実施形態では眼鏡フレームを装用した状態で眼位置を測定したが、眼鏡フレームを装用しない状態でのＰＤ測定のみでも良いことは言うまでもない。この場合にはスケール補助具２０を被検者の頭部に装着すればよい。

また、アイポジションの求めかたは上記のような方法の他に、撮影された眼鏡フレーム像や前眼部像の輝度情報から画像処理により自動的に求める方法も可能である。

さらに、できあがった眼鏡をもう一度被検者に掛けてもらい、本実施の形態の装置を用いて眼鏡の仕上がり具合を確認することもできる。すなわち、装置の注視目標距離を測定時と同じにし、被検眼には測定窓２を介してランプ１１の照明による注視目標を注視させる。被検眼と眼鏡フレームのレンズには注視目標から発せられた光束によりそれぞれ反射輝点が形成されるので、カメラ１０に撮像されてディスプレイ３ａ映し出される両者の輝点が同心になっているか否かにより、視線に対して眼鏡レンズの光心が適切に位置しているかを確認することができる。

さらにまた、注視目標の呈示距離及び撮影距離を光学的に可変にする光学系としては、図９に示すように、装置本体１００の筐体内にハーフミラー１０１、移動可能な凹面ミラー１０２を配置し、凹面ミラー１０２の移動により各距離を可変にする構成とすることもできる。被検者は観察窓１０３を介して距離可変にされる視標を注視する。なお、図９において、図２の構成と共通要素には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。

装置の外観を示す図である。装置内部に配置される光学系の概略構成を示す図である。スケール補助具２０を示した図である。制御系を示すブロック図である。メモリ３１に記憶された画像例を示す図である。撮像位置によりアイポジションが変化する理由を示した図である。ディスプレイ３ａに表示された画像データからアイポジション、ＰＤを求める方法を説明する図である。近用測定時の装置本体１の使用例を示した図である。注視目標の呈示距離及び撮影距離を光学的に可変にする光学系の１例を示す図である。寸法補正を説明する図である。ボクシングシステムを説明する図である。下方回旋角度の求め方を示す図である。被検者の顔の傾斜角度の求め方を示す図である。

符号の説明

１装置本体
２測定窓
３画像表示部
３ａディスプレイ
３ｂ接続ケーブル
４マウス
５撮像部
５ａ回転ノブ
６ミラー
７撮影スイッチ
８ノブ
９入射窓
１０カメラ
１０ａ撮影口

Claims

被検者眼の遠用及び近用のアイポジションを測定する眼位置測定装置において、被検者眼に注視させるための注視目標を持ち，該注視目標の呈示距離を所期する遠用距離に光学的に変化させる注視目標呈示光学系と、眼鏡フレームをかけた被検者の両眼を含む前眼部を撮像するための撮像手段を持つ撮影部と、前記撮像手段による撮影距離を光学的に変化させ，前記注視目標と略同一位置から撮像させる撮像光学系を有すると共に，該撮像光学系から前記撮影部が分離可能に配置された装置本体と、被検眼と前記撮像手段との距離を検出するために前記撮影部に配置された距離センサと、遠用のアイポジション測定時に前記撮影光学系を介して前記撮像手段により撮像された画像に基づいて瞳孔の中心位置を得て被検者の遠用の眼位置を測定し，近用のアイポジション測定時には前記撮像光学系から分離されて前記撮像手段により撮像された画像に基づいて瞳孔の中心位置を得て被検者の近用の眼位置を測定する測定手段と、を備えることを特徴とする眼位置測定装置。
請求項１の眼位置測定装置において、前記撮影部には、近用のアイポジション測定時に被検者眼に注視させる近用の注視位置に前記前記撮像手段の撮影口が配置され、さらに被検者自身が視線方向と撮影方向とを合わせるためのミラーが前記撮像手段の撮影口の両側に配置されていることを特徴とする眼位置測定装置。
請求項１又は２の眼位置測定装置は、さらに水平方向に対する前記撮影部の傾斜角度を検出する検出手段と、該検出手段により検出された傾斜角度を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする眼位置測定装置。