JP2014529479A - 眼科装置及び眼を測定するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、検査がなされる眼に位置合わせされる、眼科装置に関する。装置は、被検者の眼を検査するための手段と、２本以上の光線を放出するための２つ以上の赤外又は近赤外光源と、赤外又は近赤外光に対して感受性があると共に、放出の結果として被検者の顔から反射した光を検出し且つ光が被検者の顔から反射する方向を検出する能力を有する検出器と、検査のために装置が被検者の右眼に位置合わせされたのか左眼に位置合わせされたのかを検出された方向に基づいて判断するための手段と、眼の検査結果及び検査がなされた眼を登録するための手段とを含む。本発明は、本発明の眼科装置を使用することによる、眼圧及び角膜の厚さに関する測定も含めた全ての種類の眼科検査を目的とした方法にも関する。方法は、眼科装置を、検査がなされる眼に位置合わせするステップと、１つの赤外又は近赤外光源の光線を被検者の顔に向けるステップと、別の赤外又は近赤外光源の光線の少なくともほとんどを、被検者を通り過ぎるように向けるステップと、被検者の顔から反射した赤外又は近赤外光の方向を検出するステップと、検査結果、及び検査された眼が被検者の右眼であるか左眼であるかを知るために検査された眼を登録するステップとを含む。

Description

本発明は、眼科装置、及び眼を測定するための方法に関する。

眼科デバイス又は装置（眼科学的デバイス又は角膜曲率計とも呼ばれる）は、一般に、被検者の片眼、即ち右眼又は左眼が測定されるように位置合わせされ、その測定結果がデバイスにより登録される。しかしデバイスは通常、右眼と左眼とを見分けることができず、したがって登録された結果には、その結果がどちらの眼に関するものかについての情報が含まれない。

眼圧計測定及び角膜に関した測定など眼科学的測定結果は、右眼と左眼とでは異なるので、測定結果が被検者の右眼に関するものなのか左眼に関するものなのかを知ることは、重要である。今のところ、この情報を確実に自動的に与えることができると考えられる眼科デバイスは、市場に存在しない。

従来技術では、この問題を解決するためのいくつかの試みがなされており、右眼と左眼とを見分けることができる、眼に関係した測定に関するいくつかの方法及び手段が開発されてきた。

米国特許第６，０５６，４０４号は、顔の輪郭に基づき受光デバイスにより検出された結果を使用して、眼が右眼であるか左眼であるかを判断するための、判断デバイスを備えた眼科装置を示す。この文献は、検査を行ったのが右眼であるか左眼であるかに関するデータを検査員が入力するのを忘れたときに生じる問題を、解決しようとする。

米国特許第５，８６１，９３７号は、光学系により検出された結果に基づいて、位置合わせされた眼が右眼であるか左眼であるかを判断するための、計算ユニットを有する眼科装置を示す。この目的で、ＣＣＤカメラが使用される。

米国特許第５，５６１，４８２号は、右眼と左眼とを向きに応じて区別する眼屈折力測定装置を示す。装置は、検査がなされる眼が右眼であるか左眼であるかの判断を行う。この解決策は、被検者の顔から放出される赤外線を感知するために赤外線検出を使用する。しかし被検者の顔から放出される赤外光は、検出するには非常に弱く、環境からの光と区別するのが常に可能というわけではない。

欧州特許第０７２２６９０号は、前記測定デバイスにより測定される検査中の眼が左眼なのか右眼なのかを区別するための区別手段を備えた眼科学的装置に関する。その目的のため、赤外光の反射を使用する。しかし、このシステムであっても、日光などの環境からの干渉赤外光により引き起こされた誤差に対して感受性がある。

米国特許第６，０５６，４０４号 米国特許第５，８６１，９３７号 米国特許第５，５６１，４８２号 欧州特許第０７２２６９０号

本発明の目的は、干渉の影響を受けず且つどちらの眼が検査されるかを検出する信頼性ある能力を有する、方法及び装置である。

本発明は、検査がなされる眼に位置合わせされる眼科装置に関する。装置は、被検者の眼を検査するための手段と、２本以上の光線を放出するための２つ以上の赤外又は近赤外光源と、赤外又は近赤外光に感受性があると共に、放出の結果として被検者の顔から反射した光を検出し且つ光が被検者の顔から反射する方向を検出する能力を有する検出器と、検査のために装置が被検者の右眼に位置合わせされたのか左眼に位置合わせされたのかを、検出された方向に基づいて判断するための手段と、眼の検査結果及び検査がなされた眼を登録するための手段とを含む。

本発明の方法は、２つ以上の赤外又は近赤外光源と、赤外又は近赤外光を検出するための検出器と、反射した赤外又は近赤外光の方向を検出するための手段とを含む眼科装置を使用することによる、眼圧及び角膜の厚さに関する測定を含めた全ての種類の眼検査に向けたものである。方法は、検査がなされる眼に眼科装置を位置合わせするステップと、１つの赤外又は近赤外光源の光線を被検者の顔に向けるステップと、別の赤外又は近赤外光源の光線を、被検者を通り過ぎるように向けるステップと、被検者の顔から反射した赤外又は近赤外光の方向を検出するステップと、検査結果、及び検査された眼が被検者の右眼か左眼かを知るために検査された眼を登録するステップとを含む。

好ましい実施例は、従属請求項の特徴を有する。

本発明は、２方向に送られる赤外光と、患者の顔から反射した光の方向の検出を基にする。したがって本発明の眼科装置は、光を放出するための少なくとも２つの赤外又は近赤外光源と、どちらの眼に眼科機器が位置合わせされたかを検出するための１つ又は複数の赤外若しくは近赤外検出器とを含む。

赤外又は近赤外光源間の距離は、例えば眼科装置のサイズ及びタイプ、光源自体のサイズ及びタイプに応じて、且つ実際の設置問題に応じて変えることができる。さらに、追加の影響因子とは、異なる光源では異なっており且つそれらのいくつかでは調節することもできる、放出される光線の幅である。その結果、放出された赤外又は近赤外光線間に設定された角度は、本発明の実施の際に変わることになる。本発明の実施例による典型的な眼圧計／光源の組合せでは、角度を例えば約９０°にすることができる。

赤外又は近赤外光源は、測定がなされる眼に眼科装置が位置合わせされたとき、光源の一方により伝送された光線の１つが被検者の鼻又は顔のほぼ中心に向けられると共に、その他の光線は光線の少なくとも大部分が被検者の頭部から完全に逸れるように、互いに対する関係で配置され、向けられる。いくつかの実施例では、他方の光源の全光線が被検者の頭部から逸れる。

被検者の顔に向けられた光線は、元の位置に反射することになり、赤外線源と同じ波長範囲にある赤外又は近赤外波長に感受性のある検出器によって検出することができる。測定がなされる眼は、どちら側から反射が検出されたかに基づいて明らかにすることができる。

眼科デバイスが例えば患者の右眼に位置合わせされたとき、デバイスが送るＩＲ光線の１つは患者の顔に当たり、一方その他の光線は顔を通り越す。人の顔に当たったビームは元の位置に反射するが、その他は反射しない。次いでデバイスは、どの光線が元の位置に反射したかを検出し、眼科デバイスの位置を患者の頭部に対して決定する。

赤外（ＩＲ：Infrared）光は、波長が電磁スペクトルの可視部分とマイクロ波部分との間にあり且つ可視光よりも長い、電磁放射線である。波長範囲は約１ミリメートルから７５０ｎｍにまで下がる。可視スペクトルに隣接する範囲を「近赤外」と呼び、より長い波長部分を「遠赤外」と呼ぶ。これらの波長は、約１から４００ＴＨｚの周波数範囲に該当する。「可視光」は、４００〜７００ナノメートル（ｎｍ）の波長範囲及び紫から赤までの色範囲に該当する。

赤外線（ＩＲ）源は、赤外放射線を放出する任意の物体である。赤外線（ＩＲ）レーザは、技術的に妥当な波長である８５０ｎｍ、１３００ｎｍ、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、及び１６２５ｎｍを利用する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）からの出力は、赤（約７００ナノメートルの波長）から青紫（約４００ナノメートル）に及ぶことができる。いくつかの発光ダイオード（ＬＥＤ）は、８３０ナノメートル以上の赤外線（ＩＲ）エネルギーを放出し、これらのデバイスは、赤外線放出ダイオード（ＩＲＥＤ：infrared-emitting diodes）又は赤外発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ：infrared-light-emitting diodes）として公知である。典型的な赤外発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ）は、７４０から９５０ｎｍのピーク波長を有する。

赤外発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ）は、入射する赤外光を電流に変換する。電流は検出器デバイス（センサ又はレシーバとも呼ばれる）に送られ、検出器デバイスが電流を読み取って、入射光の強度を決定する。赤外線トランスミッタ部分及びレシーバ部分（検出器）は、それらの波長が一致するように、即ち同じ波長で作用するように選択されるべきである。

本発明は、赤外線エネルギーを放出する赤外線源として赤外発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ）を主に使用するが、上述の種類の赤外線（ＩＲ）レーザなど、その他の赤外線（ＩＲ）源を使用することもできる。

したがって本発明のそのような実施例の、１つの可能性ある実現例は、２つの赤外発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ）を有し、眼科デバイスのそれぞれの面に１つずつ設けられ、赤外線（ＩＲ）ビームは互いに対して約９０度に向けられる。デバイスは、反射した赤外（ＩＲ）光の強度及びその方向を検出する赤外線（ＩＲ）検出器も有する。

赤外発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ）は次々にスイッチがオン・オフされ、検出器は、これら２つのビームの波長におけるこれらの方向での赤外光又は近赤外光の強度の差を検出する。強度の値の１つは、被検者の顔から反射したビームの方向になる。簡単に言えば、右側からの反射が少ない場合、デバイスは右眼を測定しており、その逆も同様である。

記述される本発明は、眼の区別に関する上述の問題を解決するために設計され、どちらの眼が測定されているかを自動的に検出するのを可能にする。本発明は、眼科装置が被検者の右眼に位置合わせされたのか左眼に位置合わせされたのかを判断するための信頼性ある方法を提供する。測定結果を、測定がなされた正しい眼に結び付けることは重要である。

本発明の方法及び装置は、従来技術よりも非常に信頼性があり、環境からの妨害に影響を受けない。

測定がなされる眼を選択し、測定結果及び測定がなされた眼を手作業で記録する従来技術の手法は、ヒューマン・エラーの可能性をもたらす。本発明による信頼性ある自動的な眼の検出は、ヒューマン・エラーを無くし、測定結果を正しいほうの眼に結び付けることになる。

これは、例えば患者が自身で測定を行う眼圧計などに特に有用であり、一方の眼から他方の眼に容易に移動させることができる小型の手持ち式眼科機器に、一般に有利である。自動的な眼の検出は、ヒューマン・エラーを無くすだけではなく、測定又は検査プロセスをスピード・アップさせる。

人間及び動物の他に多くの物が、地球及び太陽と同様に赤外光を放出する。人は、正常な体温にあるとき、約１０マイクロメートル（ミクロン）の波長の赤外範囲で最も強力に放射する。また、多くの物は赤外光を放出するだけではなく、赤外光、特に近赤外光を反射する。

本発明の好ましい実施例として２つの光源を使用することにより、且つ光源を交互にオン・オフして切り換えることにより、反射の感知又は検出を１つの検出器により行うことができる。赤外又は近赤外光を検出するのにただ１つの検出器を使用する場合、バックグラウンドの赤外又は近赤外放射により引き起こされる基準線は、反射の両面で同じであり、バックグラウンドを容易に除外することができる。

或いは、それぞれの面はそれ自体の赤外又は近赤外光源及び検出器を有することができる。この実施例のその他の代替例は、１つの光源及び検出器を、本発明では１つのモジュールに組み合わせることもできることである。

日光は、非常に予測不可能な赤外線源であり、化学線の値は天候及び大気中の靄の両方によって変化する。したがって、それによって引き起こされる干渉が、赤外線（ＩＲ）検出での課題である。また、異なるその他の光源は、検出されると異なる赤外線（ＩＲ）値を示す。

したがって単一の光源から反射した赤外（ＩＲ）光を検出するのに赤外線（ＩＲ）検出を使用する従来技術のデバイスは、非常に信頼性がない。そのようなシステムは、高温素子、日光、及び太陽のような周辺の物体によって引き起こされた誤差に対して感受性がある。

２つの光源を使用することにより、赤外又は近赤外光を２つの異なる方向で送ることができる。これらのビームが短時間の範囲で交互に送られると、異なる方向からの放射線の状態の変化が検出器によって識別される。次いで検出器は、どちらの方向からより多くの反射があるかも識別することができ、このように、どちらの眼に眼科装置が位置合わせされたかを結論付けることができる。

このように本発明は、共に干渉に影響されず且つどちらの眼が検査されるかを検出する信頼性ある能力を有する、方法及び装置を提供する。

添付図面は、以下の記述と一緒になって、本発明のいくつかの好ましい実施例の原理及び利点を説明する役割を果たす。

左眼を測定するように位置合わせされた眼科装置を示す図である。 右眼を測定するように位置合わせされた眼科装置を示す図である。 左眼を測定するように位置合わせされた眼科装置であって、代替のセンサ配置構成を備えた装置を示す図である。

図１は、本発明の眼科装置１の図であって、この装置の検査手段１ｂによって被検者の左眼３ｂを測定するように位置合わせされたときの図である。

図１の装置は、２つの赤外光源４ａ、４ｂを有し、図１中のその一方の光源４ａは被検者の顔の中心に向けられ、他方の赤外光源４ｂは、光線が被検者の頭部２の外側を完全に通り過ぎるように向けられる。光線の方向は、図では線で示される。これらの光源４ａ、４ｂの光線は、互いに対して例えば９０°にすることができる。その他の角度が可能であり、最適な角度は、例えば眼科機器のサイズと２つの光の赤外線源の間の距離とに依存する。目の検査結果及び検査がなされた目を登録するための手段７もある。

検出器５は、図１で破線により示される、被検者の顔から反射する光を検出する。

図２は、被検者の右眼３ａを測定するように位置合わせしたときの、本発明の眼科装置１の図である。異なる状態で位置合わせした図１の場合と同じ装置である。

図２において、赤外光源４ｂは、被検者の顔の中心に向けられ、他方の赤外光源４ａは、光線が被検者の頭部２の外側を完全に通り過ぎるように向けられる。放出された光線の方向を、図２では線で示す。

検出器５は、図２において破線で示される、被検者の顔から反射する光を検出する。

光源を交互にオン・オフして切り換えることにより、図１及び２の実施例の１つの検出器５によって反射の検出を行うことができる。図１及び２の実施例で行われるような測定でのただ１つの検出器５の使用には、バックグラウンドの赤外又は近赤外光により引き起こされた基準線が反射の両側で同じであり且つバックグラウンドを容易に除外することができるので、利点がある。

図３は、図１及び２の場合とは別の、本発明の眼科装置１の別の実施例の図である。図３では、装置１を、被検者の左眼３ｂが測定されるように位置合わせする。

図３の装置は、２つの赤外光源４ａ、４ｂを有し、その一方の４ａは被検者の顔の中心に向けられ、他方の赤外光源４ｂは、光線が被検者の頭部２の外側を完全に通り過ぎるように向けられる。光線の方向は、線で示される。

検出器６ａは、被検者の顔から反射する光を検出する。

別の検出器６ｂがあり、検出器６ｂは、光源が逆に向いている場合、即ち測定の際に光源４ｂが被検者の顔の中心に向けられ且つ別の赤外光源４ａが被検者の頭部２の外側を光線が完全に通り過ぎるように向けられている場合には、被検者の顔から反射する光を検出する。

どちらの眼に眼科機器が位置合わせされるかを決定するための可能性ある作業順序について、以下に記述する。

測定される眼は、測定の直前又は直後のいずれかで検出される。測定された眼又は測定がなされる眼は、記述される赤外又は近赤外システムにより検出することができる。

赤外線源の一方、例えば４ａのスイッチを最初にオンにし、それと共に他方の赤外線源４ｂのスイッチをオフにする。反射光の強度及び反射光線の方向が、赤外線検出器５を使用して検出され、その結果が処理装置７に記録される。

次いで第２の赤外線源４ｂのスイッチをオンにし、第１の赤外線源４ａのスイッチをオフにする。反射した赤外光線の方向及びその強度が再び検出され５、処理装置７により記録される。

眼科機器１（眼科装置）が被検者の眼の一方に位置合わせされたとき、赤外ビームが被検者の顔の中心に向かう側からの反射した赤外線強度は、より高い。次いで２つの方向の赤外又は近赤外光の強度の差を計算し、この差に基づいて、測定された眼を検出することができる。

差の閾値は、方向の精度を制御するために設定することができる。閾値は、２つの記録された反射同士の差が、信頼性ある結果を得るのに十分大きいか否かを決めるのに使用することができる。差が十分大きくない場合、機器は不正確に位置合わせされ又は患者に対して全く位置合わせされず、誤差のある結果をもたらす可能性があると想定することができる。不正確な位置合わせは、エラー表示として患者に示すことができる。

この技術により、測定される眼の非常に素早い検出が可能になる。検出は、何分の１秒で行うことができ、測定の作業順序を遅くすることはない。

Claims (13)

1. 被検者の眼を検査するための手段（１ｂ）と、
   ２本以上の光線を放出するための２つ以上の赤外又は近赤外光源（４ａ、４ｂ）と
   を含む、検査がなされる眼に位置合わせされる眼科装置（１）であって、
   赤外又は近赤外光に対して感受性があると共に、前記放出の結果として前記被検者の顔（２）から反射した光を検出し且つ前記光が前記被検者の顔（２）から反射する方向を検出する能力を有する検出器（５）と、
   前記検査のために前記装置（１）が前記被検者の右眼（３ａ）に位置合わせされたのか左眼（３ｂ）に位置合わせされたのかを前記検出された方向に基づいて判断し、前記眼の検査結果及び前記検査がなされた眼を登録するための手段（７）と
   をさらに含み、
   前記赤外又は近赤外光源（４ａ、４ｂ）は、異なる眼に関連付けられており、前記光源（４ａ、４ｂ）の一方が前記被検者の顔（２）の方向に光線を放出するために向けられており且つ前記光源の他方が前記被検者の顔から逸れる光線を放出するように、異なる方向に光を放出するように向けられている
   ことを特徴とする装置。
2. 前記検査がなされる眼に前記装置（１）が位置合わせされたとき、前記光源（４ａ、４ｂ）の一方は前記被検者の鼻又は顔の本質的に中心に向けられる光線を放出するように且つ前記光源の他方は光線の大部分が前記被検者の頭部（２）を通り過ぎるように向けられた光線を放出するように、前記赤外又は近赤外光源（４ａ、４ｂ）が向けられている、請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記赤外光源（４ａ、４ｂ）が赤外発光ダイオード（ＩＲＬＥＤ）である、請求項１又は２に記載の眼科装置。
4. 前記赤外光源（４ａ、４ｂ）が、前記眼科装置（１）のそれぞれの面に位置決めされ、且つ異なる反射をもたらす方向に赤外又は近赤外ビームを放出することができるように位置決めされる、請求項１、２、又は３に記載の眼科装置。
5. 前記検出器（５）が、前記赤外又は近赤外線源（４ａ、４ｂ）と同じ波長範囲内の赤外又は近赤外光を検出することができる、請求項１、２、３、又は４に記載の眼科装置。
6. ２つ以上の赤外又は近赤外光源（４ａ、４ｂ）、赤外又は近赤外光を検出するための検出器（５）を含む眼科装置（１）を使用することによって、眼科測定を行うための方法であって、
   前記眼科装置（１）を、検査がなされる眼に位置合わせするステップと、
   １つの赤外又は近赤外光源（４ａ、４ｂ）の光線を、被検者の顔に向けるステップと、
   別の赤外又は近赤外光源の光線の少なくともほとんどを、前記被検者の頭部（２）を通り過ぎるように向けるステップと、
   前記被検者の顔から反射した赤外又は近赤外光の方向を検出するステップと、
   前記方向に基づいて、検査のために前記装置（１）が前記被検者の右眼（３ａ）に位置合わせされたか左眼（３ｂ）に位置合わせされたかを判断するステップと、
   前記検査結果及び前記検査された眼を登録するステップと
   を含む方法。
7. 前記赤外又は近赤外光線が、異なる反射をもたらすように異なる方向に向けられる、請求項６に記載の方法。
8. 前記赤外又は近赤外光源（４ａ、４ｂ）のスイッチが交互にオン・オフされる、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記２つの光源（４ａ、４ｂ）の赤外又は近赤外光線が、短時間の範囲内で交互に送られる、請求項６、７、又は８に記載の方法。
10. 反射ビームの方向と、前記被検者の頭部（２）を通り過ぎるその他の方向に放出されたビームの方向とにおいて、赤外又は近赤外光の強度の差を検出することを特徴とする、請求項７、８、又は９に記載の方法。
11. 前記赤外光源（４ａ、４ｂ）からの放出が無い環境での赤外光又は近赤外光を検出するステップと、前記検出を、前記赤外又は近赤外光源（４ａ、４ｂ）による放出の際に前記検出器により識別された反射光と比較することによって放射線の状態の変化を登録するステップとを特徴とする、請求項７、８、９、又は１０に記載の方法。
12. 前記検出器（５）が、どの方向でより多くの反射があるかを識別し、且つこの情報を、どちらの眼に前記眼科装置（１）が向けられているかを結論付けるための基準として使用する、請求項７、８、９、１０、又は１１に記載の方法。
13. 前記結果が使用されるように、超過される必要のある、検出される赤外又は近赤外光のための閾値が設定される、請求項７、８、９、１０、１１、又は１２に記載の方法。

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