JP3368119B2 - 角膜形状測定装置 - Google Patents

角膜形状測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、眼科診療所等で使
用される角膜形状測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の角膜形状測定装置は、光源からの
光束を角膜上で結像させ、この光源像をモニタ或いはレ
ンズを介して観察し、この光源像のピント及び結像位置
を調節して装置のアライメントを行い、測定釦を押して
角膜形状測定を開始する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高精度の角膜形状測定
をするためには、装置のアライメントを正確に行う必要
がある。しかしながら、従来においては装置のアライメ
ント終了の判断は光源像を目視することによっているた
め、検者の個人差或いは同一者でも測定毎にこのような
判断が異なるので測定値が不安定となる。また測定を行
うためには、改めて測定開始釦を押さなければならない
という煩わしさもあり、装置の操作には熟練を要する。
【0004】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
未熟者でも安定した高精度の角膜形状測定を行い得る角
膜形状測定装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る角膜形状測定装置は、被検眼の前眼部観
察用のテレビカメラと、被検眼の角膜形状を測定する測
定手段と、前記テレビカメラの光軸の周囲に配置した光
源と、前記テレビカメラにより撮像した前眼部像中の前
記光源による角膜反射像の複数個所の光強度を抽出し、
その光強度分布を解析して角膜形状測定が可能であるか
を判断する判断手段とを有し、該判断手段の結果により
前記角膜反射像を基に前記測定手段によって前記角膜形
状測定を自動的に開始することを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明に係る角膜形状測定装置においては、光
軸の周囲に設けられた光源からの光束を角膜で結像さ
せ、この光源による角膜反射像を検出し、その検出信号
を用いてアライメント状態の監視及び測定不能の検出を
行い、測定可能であれば自動的に角膜形状測定を開始す
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は第1の実施例の構成図であり、
光路O1上には被検眼E側からリング光源1、レンズ2、
テレビカメラ3が配置され、テレビカメラ3の2つの出
力のうち、一方はフレームメモリ等から成る信号処理器
4を介してテレビモニタ5に接続され、他方の出力は直
接テレビモニタ5に接続され、更にテレビカメラ3には
図示しないコンピュータが接続されている。
【0008】別途の照明光源による被検眼Eの前眼部で
の反射光束は、レンズ2を介してテレビカメラ3上で前
眼部像Pfとして結像し、テレビモニタ5に映出される。
リング光源1からの光束は、被検眼Eの角膜Ec上でリン
グ状の虚像PR’として再び結像し、この反射光束はレン
ズ2を介してテレビカメラ3上でリング像PRとして結像
し、前眼部像Pfと共にテレビモニタ5に映出される。更
に、テレビモニタ5にはコンピュータの出力により、光
軸O1とテレビカメラ3の撮像素子の交点を対称中心とす
る環状のアライメントマークAM及び線分X、Yが映出さ
れる。
【0009】検者はこのテレビモニタ5を観察しながら
アライメントを行う。先ず、光軸O1方向に装置の調節を
行い、リング像PRのピント合わせを行い、次にリング像
PRをアライメントマークAMと一致させる。アライメント
の間には、テレビカメラ3のビデオ信号線分X、Y方向
の成分が、図示しないコンピュータに取り込まれアライ
メントの監視が行われている。
【0010】図2はコンピュータに取り込まれるテレビ
カメラ3の撮像素子上での線分X方向の受光信号を示
し、線分Xとリング像PRとの交点x1、x2付近で2つのピ
ークを有する。リング像PRのピントが合っていない状態
では、点線で示すように受光信号は強度の小さい緩やか
なピークを持ち、リング像PRのピントが合った状態で
は、実線で示すように受光信号は強度が大きく先鋭化し
たピークを持つ。
【0011】コンピュータは受光信号の形状を解析し、
リング像PRのピントが合っているか否かの判断をし、受
光信号のピーク位置からテレビカメラ3の撮像素子上で
のリング像PRと線分Xとの交点x1、x2の位置が決定され
る。受光信号の線分Y方向成分についても同様の解析が
され、テレビカメラ3の撮像素子上でのリング像PRと線
分Yとの2つの交点が決定される。
【0012】ピント合わせの終了後に、リング像PRをア
ライメントマークAMと一致させると、リング像PRと線分
X、Yとの4個の交点が光軸O1に関し中心対称となり、
コンピュータはアライメントが終了したと判断する。更
に、コンピュータはリング像PRと線分X、Yとの4個の
交点でのそれぞれの信号強度を解析し、この強度が均一
であれば、瞼等により光が蹴られておらず測定可能であ
ることを確認する。なお、瞼のチェックだけであれば上
下方向のみで足りるが、涙液層の乱れ等も検出するには
左右方向の解析も加えるることが好ましい。
【0013】実際の測定では、アライメント中にコンピ
ュータではアライメント終了の判断及び測定可能か不可
能かの判断が繰り返し行われ、測定条件が揃えば、テレ
ビカメラ3のビデオ信号が信号処理器4のフレームメモ
リへ自動的に逐次に出力され、リング像PRの形状が解析
がされ角膜乱視を含む角膜曲率半径が算出され、テレビ
モニタ5の左下方の画面に表示される。
【0014】ここで、コンピュータへ受光信号の線分
X、Y方向成分以外に、より多くの方向の成分を取り込
めば、リング像の欠落状態で睫毛、瞳の判別等のより高
精度なアライメントの監視及び測定不能の検出が行え
る。また、信号処理器4にテレビカメラ3のビデオ信号
を取り込む際に音を出したり、テレビモニタ5に表示等
をするようにすると便利である。
【0015】この実施例では、アライメントと角膜形状
測定とに1個のリング光源1で兼用したが、図3に示す
ようにリング光源1の内側に4個の点状光源11a〜1
1dを別途に設けることもできる。アライメントを行う
場合は、リング光源1を点灯し、測定を行う場合は点状
光源11a〜11dを点灯する。
【0016】点状光源11a〜11dからの光束は、被
検眼Eの角膜Ec上で4個の小円から成る虚像PR’として
結像し、この反射光束はレンズ2を介して4個の小円か
ら成るスポット像としてテレビカメラ3上で結像する。
上述したように、測定条件が全て満たされると、テレビ
カメラ3の受光信号を信号処理器4へ取り込まれ、4個
のスポット像の位置から角膜曲率半径が算出される。
【0017】逆に、アライメントを行う場合には点状光
源11a〜11dを点灯し、角膜形状測定を行う場合に
はリング光源1を点灯させてもよい。
【0018】また、この実施例ではアライメントと角膜
形状測定とに1個のテレビカメラ3の撮像素子で兼用し
ているが、別途に角膜形状測定用に複数の一次元CCD
撮像素子を配置してもよい。この場合には、これらのア
ライメントを行う際には、この一次元CCD撮像素子或
いはテレビカメラ3の撮像素子の何か一方の受光信号を
コンピュータに取り込めばよい。
【0019】更に、光軸方向及び光軸と垂直方向のアラ
イメントに関しては、光軸O1上に点光源を別途に設け
て、その反射像のビデオ信号によりぼけと位置を解析し
てもよい。
【0020】図4は第2の実施例の構成図であり、光路
O2上には被検眼E側からリング光源21、レンズ22、
ダイクロイックミラー23、テレビカメラ24が配置さ
れ、テレビカメラ24の2つの出力のうちの一方は信号
処理器25を介し、他方は直接テレビモニタ26に接続
されている。また、ダイクロイックミラー23の反射方
向には光源27が配置され、光路O2に対して傾斜した2
本の光路O3、O4上には、被検眼Eからレンズ28、2
9、二葉状の光電センサ30、31が配置され、光電セ
ンサ30、31の出力には図示しない記号発生回路が接
続されている。
【0021】リング光源21からの光束は被検眼Eの角
膜Ec上でリング像PRとして結像し、ここでの反射光束は
レンズ22、ダイクロイックミラー23を通りテレビカ
メラ24上でリング像PRとして結像し、テレビモニタ2
6上に映出される。
【0022】光源27からの光束はダイクロイックミラ
ー23で反射され、レンズ22で平行光とされ、被検眼
Eの角膜Ec上で光源像PLとして結像する。この光束によ
る角膜Ecでの反射光束は、レンズ28、29を通り、光
電センサ30、31で図5に示すように、それぞれ小円
状の光源像PLとして結像する。二葉光電センサ30、3
1の受光信号は図示しない記号発生回路で解析され、そ
れぞれ半円状のアライメントマークM1、M2として、テレ
ビモニタ26へリング像PRと共に映出される。
【0023】検者はこのテレビモニタ26を観察しなが
ら、先ず光軸O2方向のアライメントを行う。装置が作動
距離にある場合は、光電センサ30、31のそれぞれの
2要素上での光源像PLの受光量比が同一となり、2個の
アライメントマークM1、M2が光軸O2を対称中心とする環
状を形成する。装置の位置が作動距離からずれている場
合には、アライメントマークM1とM2はずれてしまい、環
状を形成しない。検者は光路O2方向に装置を調整し、ア
ライメントマークM1、M2が環状となるようにする。次
に、検者は光路O2の垂直方向に装置を調節し、環状とな
ったアライメントマークM1、M2にリング像PRを合致さ
せ、光路O2と垂直方向のアライメントを行う。
【0024】アライメントの間には、光路O2とテレビモ
ニタ26の撮像素子との交点を中心とする線分X、Y方
向成分の光源21の角膜反射像PRの受光信号がコンピュ
ータへ取り込まれて、アライメント状態の監視及び測定
不能の検出を行っている。コンピュータにおける信号処
理は第1の実施例と同様であり、コンピュータがリング
像PRと線分X、Yとの4個の交点が中心対称性で、かつ
交点における光量分布が均一であると判断すると、テレ
ビカメラ24のビデオ信号が信号処理器25に逐次に出
力され、角膜曲率半径が算出される。
【0025】この実施例においても、図3に示す点状光
源11a〜11dをアライメント用に別途に設けてもよ
い。なお、この実施例では、照明光を平行光にしたり、
結像系をテレセントリックにする必要がなくなるため、
光学系を簡単にすることができるので装置を小型化する
ことができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る角膜形
状測定装置は、光軸の周囲に設けられた光源の角膜反射
像を検出し、この検出信号からアライメントが完了し、
測定可能な状態であると判断すると、自動的に角膜形状
測定をするため、正確にアライメントがされた時点の角
膜曲率半径を測定することができ、測定開始のために測
定釦を押す操作を行わなくとも済むので、操作に未熟な
検者でも高精度で安定した角膜形状測定を行い得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の構成図である。
【図2】テレビカメラの受光信号の光量分布図である。
【図3】リング光源及び点状光源の正面図である。
【図4】第2の実施例の構成図である。
【図5】光電センサで受光される光源像の説明図であ
る。
【符号の説明】
1、21 リング光源 3、24 テレビカメラ 4、25 信号処理器 5、26 テレビモニタ 11a〜11d 点状光源 30、31 光電センサ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検眼の前眼部観察用のテレビカメラ
    と、被検眼の角膜形状を測定する測定手段と、前記テレ
    ビカメラの光軸の周囲に配置した光源と、前記テレビカ
    メラにより撮像した前眼部像中の前記光源による角膜反
    射像の複数個所の光強度を抽出し、その光強度分布を解
    析して角膜形状測定が可能であるかを判断する判断手段
    を有し、該判断手段の結果により前記角膜反射像を基
    に前記測定手段によって前記角膜形状測定を自動的に開
    始することを特徴とする角膜形状測定装置。
  2. 【請求項2】 前記判断手段は、前記角膜反射像の前記
    テレビカメラの光軸に対する上下個所の光強度分布を比
    較することにより被検眼の瞼を検知することを特徴とす
    る請求項1に記載の角膜形状測定装置。
  3. 【請求項3】 前記判断手段は、前記角膜反射像の前記
    テレビカメラの光軸に対する上下及び左右の計4個所の
    光強度分布を比較し、前記測定手段は、前記角膜反射像
    の前記4個所の位置を求めて角膜形状測定を行うことを
    特徴とする請求項に記載の角膜形状測定装置。
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