JP3406358B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は眼科装置、特にフォトレ
フラクション方式の眼科装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被検眼眼底に測定光を投影し、被検眼眼
底からの反射光束の被検眼の瞳孔での光束の状態を撮像
し、その結果から被検眼の眼屈折力を測定するフォトレ
フラクション方式の眼科装置がある。

【０００３】以下、本出願人が提案したフォトレフラク
ション方式の眼科装置について説明する。

【０００４】図９に於いて、１は光源像を被検眼３の眼
底７に投影する為の投影系であり、２は眼底７により反
射された光束１０を受光する為の受光系であり、投影系
１及び受光系２は被検眼３に対向して配置される。

【０００５】前記投影系１は、光源４及び光源４からの
光束１１を被検眼３に向けて反射させる為のハーフミラ
ー５から成り、該投影系１は光源４からの光束１１を瞳
孔６を通して眼底７上に光源４の像を形成する様に投影
するもので、被検眼３の眼屈折力が基準ディオプター値
（基準屈折力）の場合に眼底７上に光源４の像が合焦さ
れるように光源４と被検眼３との距離が設定されてい
る。

【０００６】前記受光系２は、対物レンズ８及び受光素
子９から成り、眼底７からの光束１０はハーフミラー５
を透過して受光素子９上に導かれる。

【０００７】該受光素子９は、エリアＣＣＤ或は撮像管
であり、受光素子９の受光面９ａは対物レンズ８に関し
て被検眼３の瞳孔６と共役位置に配置される。

【０００８】前記受光系２の光路内には、ハーフミラー
５に関して光源４と共役な位置に対物レンズ８の光軸Ｏ
を境界として光束１０の片側を遮光する為のエッヂ状の
遮光部材１２を配置する。

【０００９】又、前記受光素子９には演算器１３が接続
され、該演算器１３は受光素子９の受光状態、光量分布
よりディオプター値（眼屈折力）を演算し、その結果を
表示器１４に出力する様になっている。

【００１０】被検眼の眼屈折力が基準眼屈折力の場合に
は、光束１０は遮光部材１２のエッヂ上に集光され、被
検眼３の眼屈折力が正の場合は前記遮光部材１２より受
光素子９側で集光し、被検眼３の眼屈折力が負の場合は
前記遮光部材１２より被検眼３側で集光し、この遮光の
状態は眼屈折力に対応して変化する。その為、受光面９
ａ上での瞳孔像の光量分布状態が屈折力により変化し、
この光量分布状態から被検眼３の眼屈折力が求められ
る。

【００１１】前記受光素子９は前記受光面９ａに形成さ
れる光束の光量分布を検出する為のものであり、前記演
算器１３は受光素子９からの信号を基に受光面９ａ上に
形成される光束の光量分布の傾きを検出し、基準となる
眼屈折力に対し被検眼の眼屈折力が正か負かを判断する
と共にその絶対値を演算し、演算結果を表示器１４に出
力し、該表示器１４は求められた結果を表示する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した様にフォトレ
フラクション方式の眼科装置では、測定光束を被検眼眼
底に投影するものであるから、被検眼の眼屈折力の測定
の際に測定光以外の光が入光すると、この光が本来の測
定光に加わった状態となり、前記受光素子９からの出力
も測定光以外の光が加わって出力される為、測定結果に
影響を与え、正確な眼屈折力を得られないという問題が
あった。

【００１３】本発明は斯かる実情に鑑み、外光の影響を
なくし、高精度の眼屈折力測定が可能である眼科装置を
提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検眼に測定
光を投影した時と、測定光を投影しない時に、受光素子
上に投影された投影像のそれぞれの状態を記憶させ、被
検眼に測定光を投影した時に得られた投影像より、所要
部分、点を抽出し得られた光量データと、該抽出部分、
点に相当する測定光を投影しない時に記憶された投影像
の光量データとを比較し、比較結果が設定されたレベル
の範囲内に入っているかどうかを判断し、その結果によ
り測定光を投影した時の像のみのデータから、或はそれ
ぞれの同じ位置でのデータを比較処理してからのいずれ
かで演算させる眼科装置に係り、又被検眼に測定光を投
影した時と、測定光を投影しない時に、受光素子上に投
影された投影像のそれぞれの状態を記憶させ、被検眼に
測定光を投影した時に得られた投影像より、所要部分、
点を抽出し得られた光量データと、該抽出部分、点に相
当する測定光を投影しない時に記憶された投影像の光量
データとを比較し、比較結果が設定されたレベルの範囲
内に入っているかどうかを判断し、その結果を表示或い
は出力する眼科装置に係るものである。

【００１５】

【作用】測定光を投影した状態での受光素子上の投影像
と測定光を投影しない状態での受光素子上の投影像とを
比較演算することで、外光の影響を除去したデータ得る
ことができ、外光がある場合でも精度のよい測定をする
ことができ、更に投影像の内データを得る部分を必要な
範囲に限定するのでデータ処理量が少なく迅速且経済的
に演算処理が行える。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。

【００１７】先ず本発明の概略を説明する。

【００１８】被検眼３が測定光に照明されない状態と、
測定光を被検眼３に照明した状態との各々の状態で前記
受光素子９に投影された投影像、或はデータをそれぞれ
記憶する。

【００１９】測定光が照明されない状態で記憶した投影
像或いはデータでは、本来の測定光以外即ち外光で照明
された投影像或いはデータであり、実際の測定に際して
は、ノイズとも言うべきので、測定に影響を与えること
があり、不必要なものである。一方、測定光源で照明さ
れて記憶された投影像或はデータは、本来の測定光と外
光が重なった状態で記憶されることになる。

【００２０】前記測定光を被検眼３に照明した状態の投
影像或はデータと、測定光が被検眼３に照明されない状
態の投影像或はデータとを比較処理し、例えば前者のデ
ータと該前者のデータに対応する後者のデータとの差、
例えば受光素子９の出力の差、光量の差を求めること
で、外光の影響を除去したデータを得ることができる。
而して、外光の影響を除去したデータから眼屈折力を演
算すれば、外光のある環境下で測定しても正確な眼屈折
力を得ることができる。

【００２１】以下、図１により本実施例を具体的に説明
する。尚、図１中、光学系は図９で示したものと同一で
あるので省略してある。

【００２２】９は受光素子、１３は演算器、１４は表示
器、１５は測定光が照明されている状態の前記受光素子
９からの撮像を記憶する第１フレームメモリ、１６は測
定光が照明されない状態の前記受光素子９からの撮像を
記憶する第２フレームメモリ、１７は後述する演算処理
部の演算結果を記憶する第３フレームメモリ、１８は前
記第１フレームメモリ１５、第２フレームメモリ１６、
第３フレームメモリ１７に記憶されたデータを基に眼屈
折力を演算する演算処理部、１９は前記演算処理部１８
の同期指令、シーケンス指令を行う制御部、２０は前記
光源４を駆動発光させる駆動回路、２１は検者が入力す
る操作盤である。

【００２３】以下、作動を説明する。

【００２４】検者は前記表示器１４を観察し、例えば被
検眼が図２（Ａ）の様に表示器１４に撮像されているこ
とを確認して前記操作盤２１の操作開始釦（図示せず）
を操作して測定を開始する。

【００２５】前記制御部１９は前記駆動回路２０を介し
て前記光源４を点灯し、又前記制御部１９は前記演算処
理部１８に受光素子９の受光信号を前記第１フレームメ
モリ１５に取込む様指令する。前記演算処理部１８は測
定光が照明されている状態の前記受光素子９からの撮像
（例えば図２（Ａ））を前記第１フレームメモリ１５に
取込む。次に、前記制御部１９が前記駆動回路２０を介
して前記光源４を消灯させ、更に前記演算処理部１８に
測定光が照明されない状態の前記受光素子９からの撮像
を前記第２フレームメモリ１６に取込ませる。

【００２６】尚、被検眼に測定光が照明されない様にす
る手段としては、前記光源４を点滅させる代わりに測定
光の遮光部材で遮断してもよい。

【００２７】次に、前記演算処理部１８は前記制御部１
９から入力されるシーケンスに従い、画像処理、眼屈折
力の演算を行う。

【００２８】眼屈折力を演算する場合、必要とされるデ
ータは瞳孔領域、或はその近傍である。従って、演算を
経済的に、且短時間で行う為、前記第１フレームメモリ
１５、第２フレームメモリ１６に取込んだデータの内、
演算に必要な部分（例えば図２（Ｂ）で示すＸａ×Ｙ
ａ）を抽出しそれぞれ第１フレームメモリ１５、第２フ
レームメモリ１６に再度記憶させる。

【００２９】前記演算に必要な部分の抽出は、例えば以
下の如く行えばよい。

【００３０】図３（Ａ）に示す被検眼撮像に対して垂直
方向の光量分布を検出していくと、輝点２２を通る走査
線Ｙｎ上の光量分布では、図３（Ｂ）で示す様に光量の
突出した点ｐが現れる。この突出した点ｐは輝点であ
り、該輝点ｐは瞳孔６の略中心に生じるものであり、こ
の輝点ｐを基準として前記抽出すべき部分、例えば図２
（Ｂ）を設定すればよい。尚、図３（Ａ）中、２３は虹
彩を示し、図３（Ｂ）中の光量分布ではでこの虹彩２３
部分での光量の落込みｒ，ｑが示され、又瞳孔６部分で
は眼屈折力に基づく光量分布が示される。前記した様
に、該瞳孔６部分の光量分布の傾斜を基に被検眼の眼屈
折力を演算することができる。

【００３１】尚、輝点ｐを自動的に検出し、更に輝点ｐ
を除去する方法等については、本出願人が特開平２−２
６４６２６号に於いて提案してある。

【００３２】前記第１フレームメモリ１５、第２フレー
ムメモリ１６に記憶された抽出部分は図４（Ａ）に示さ
れるが、前記演算処理部１８が両フレームメモリの抽出
部分の撮像を読込み、前記第１フレームメモリ１５の抽
出部撮像に関する走査線Ｙｎの光量分布（図４（Ｂ））
を求めると共に前記第２フレームメモリ１６の抽出部撮
像に関する走査線Ｙｎの光量分布（図４（Ｃ））を求め
る。

【００３３】更に、光量分布（図４（Ｂ））から光量分
布（図４（Ｃ））を引くと、光量分布（図４（Ｄ））が
得られる。この光量分布（図４（Ｄ））が外光の影響の
ない真の被検眼の光量分布である。

【００３４】而して、前記光量分布（図４（Ｄ））を基
に前記演算処理部１８が被検眼３の眼屈折力を演算し、
前記表示器１４に出力する。

【００３５】尚、前記抽出部分は検者が前記操作盤２１
により手入力で設定してもよい。

【００３６】図５は角膜形状の測定について示したもの
である。

【００３７】角膜形状の測定を行うにはリング状の測定
光を被検眼に投影した場合と投影しない場合について、
それぞれ被検眼を光学系を介して受光素子に撮像し、第
１フレームメモリ１５、第２フレームメモリ１６に記憶
させ、更に前述したと同様第１フレームメモリ１５、第
２フレームメモリ１６から演算に必要な部分（例えば図
５（Ａ）Ｘａ×Ｙａ）を抽出し、第１フレームメモリ１
５の抽出部分のデータから第２フレームメモリ１６の抽
出部分のデータを引くことで外光の影響のない測定リン
グの光量出力を得ることができる。

【００３８】次に、被検眼が動いた場合、或は瞬きした
場合に採取したデータに基づき演算をすると正確な眼屈
折力は求められない。従って、斯かる場合に採取したデ
ータであることを検知することについて、以下に説明す
る。

【００３９】測定光を照明した時のデータの場合は、輝
点が検知できたかどうか、或は、輝点か輝点と瞳孔の関
係等を比較することにより、瞬きとか眼が動いたかどう
か等の判断が可能であるが、被検眼に測定光を照明しな
い時のデータでは、測定光による角膜反射光、即ち輝点
ができない為、同じ様には判断することが難しい。この
時に、測定光を照明した場合のデータを基に、測定光を
照明しない時のデータを比較する場合、例えば瞬き等が
あった場合、本来必要な瞳孔等のデータではなく、瞼等
のデータと比較してしまうことがある。

【００４０】この様な事をなくす為、測定光が照明され
ない時のデータを調べる場合、測定光を照明した時のデ
ータから得られた瞳孔位置と比較する時に、瞳孔位置に
相当する場所或は瞳孔域内と考えられるあらかじめ決め
られた位置、例えば、瞳孔縁近くの位置或は範囲と、そ
の位置から一定位置離れた場所或は範囲のデータと比
較、例えは、受光素子からの出力を比較し、その差が一
定値以上あるかどうかを判断する。この時に、比較すべ
き位置の数を複数用意することにより、より確実に判別
が可能となる。

【００４１】図６〜図８に於いて説明する。

【００４２】必要な部分画像（例えば図６（Ａ））の略
中央を通る走査線Ｙｎ、走査線Ｘｎ上の適宜箇所に監視
点２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ及び２５ａ，２５
ｂ，２５ｃ，２５ｄを選定し、これら監視点の光量を監
視する。

【００４３】前記監視点２４ｂ，２４ｃ及び２５ｂ，２
５ｃは受光光量の低い前記瞳孔６の周辺に配置し、前記
監視点２４ａ，２４ｄ及び２５ａ，２５ｄは受光光量の
高い瞼、白眼等に配置する。従って、走査線Ｙｎ、走査
線Ｘｎの光量分布は、図６（Ｂ）（Ｃ）に見られる様
に、前記瞳孔６に配置された監視点２４ａ，２４ｄ及び
２５ａ，２５ｄの光量が突出して高く、前記監視点２４
ｂ，２４ｃ及び２５ｂ，２５ｃの光量が顕著に低くなっ
ている。

【００４４】次に、図７に示される様に、被検眼が図中
左方に動いた場合、前記監視点２４ｂ，２４ｃは前記瞳
孔６から外れ、虹彩２３に位置し、前記監視点２５ａ，
２５ｃは虹彩２３に位置する様になる。従って、走査線
Ｙｎの光量分布では前記監視点２４ｂ，２４ｃの光量が
増え、走査線Ｘｎの光量分布では前記監視点２５ａの光
量が著しく減少する。

【００４５】更に、図８は瞬きをした場合を示し、この
場合監視点２４ｂ，２５ａ，２５ｄが瞼に関するもので
あるので走査線Ｙｎの光量分布で監視点２４ｂの光量が
突出して増大すると共に、走査線Ｘｎの光量分布で２５
ａ，２５ｄの光量が増大する。

【００４６】而して、各監視点の光量を比較することで
被検眼の状態を検出することができる。尚、上記走査線
Ｙｎ、走査線Ｘｎの光量分布のパーターンも被検眼の状
態に対応したパターンを示す。従って、各特徴的なパー
タンを予め設定入力しておけば設定入力したパターンと
の比較で被検眼の状態を検出することも可能である。

【００４７】又、監視点の位置設定は前記画像の中央を
通過する走査線上である必要はなく、被検眼の状態変化
で光量が変化する位置であればよい。

【００４８】外光からの照明が無い時に、瞬きをした
り、顔が動いたりした場合、測定光を照明した時と同じ
位置には、瞳孔がなかったり、瞼等でけられていること
がある。外光の影響がある様な場合でも、被検眼の正面
側より直接外光が照明されることのない様に配置するの
が通常であり、瞳孔が、略同じ位置にあれば、その位置
は、外光で照明されても他の部分より明るくなることは
なく、一定位置離れた所は、顔部の皮膚或は被検眼の強
膜等があり、外光で照明されていれば、瞳孔より明るく
なっている。この為に、この両方の光量の比較を行え
ば、瞳孔位置に相当する場所が暗くなっているかどうか
判断でき、瞬きや顔が動いたかどうかが分かり、この場
合は、何等かの異常或はエラー表示や出力をすることが
可能である。

【００４９】又、外光からの照明がなく、全体が暗い
為、瞳孔位置と他の顔部の位置、即ち皮膚或は被検眼と
強膜等との判別が出来ない場合は、前述した様に、外光
の影響がないものと判断することができる。この場合
は、測定光を照明しない時のデータと測定光を照明した
時のデータの比較・演算を省略することも可能である。

【００５０】この時に、測定光を照明しない時の像で、
角膜上に測定光以外の光源像が形成されている様な場合
は、瞳孔域内の光量分布を調べ、明るい部分があるかど
うかで判断することが可能である。例えば、瞳孔域内の
平均光量に対して、一定値以上明るい部分があるかどう
かで判断する。一定値以上明るい部分がある場合は、異
常等の表示や出力を行い、処理・演算を中止することが
できる。

【００５１】以上の様に、受光素子からの出力を比較し
た時に、所定の範囲内にあるかどうかで異常等の有無を
判断する場合、所定の範囲の境界領域にある場合に、異
常とせずに、処理・演算の結果を表示や出力を行い、そ
の時に所定の範囲の境界領域にあることが分かる様な表
示を行っても良い。

【００５２】尚、上記実施例に於いて、測定光を照明し
た場合としない場合のデータの比較に関し、比較すべき
位置・範囲について、検者等が指示・入力等して行うこ
とも可能であり、更に、前記した様に、測定光或はアラ
イメント用輝点投影光を照明してできる、受光素子内の
任意の位置にある、角膜反射像（輝点）を自動的に検知
し、更に自動的に比較すべき位置・範囲について決め、
処理することが可能である。又、この範囲についても可
変にし、例えば瞳孔径の大きさ等により、自動的に設定
することも可能である。又、前眼部照明光が別個に設け
られている場合は、データ取込み時には、前眼部照明光
を消して行う。

【００５３】尚、測定中に測定光以外の外光に大きな変
化が無いと思われる時には、必要な測定データ、即ち、
受光学系により、受光素子に投影された投影像或はデー
タを記憶させる度に、測定光を照明した時と、照明しな
い時のデータを記憶させる操作を行わずに、測定光を照
明して測定に必要なデータを記憶させる期間或は回数の
最初或は最後更には必要な時等に、測定光を照明しない
時のデータを取り、必要測定データを得る回数より省略
し、他の測定データの時に使用することが可能である。

【００５４】この時、測定途中で顔や目が動いてしまっ
たり、瞬き等をした場合、測定光を照明しない時のデー
タを省略していると、正しい位置を比較していない場合
がある。その場合は、測定光を照明して得られた各々の
像の輝点位置或は瞳孔位置を比較して、ずれていないか
或はずれが一定範囲内にあるかどうかを見て、ずれてい
るか、或いは一定範囲外にある場合は、何等かの異常或
いはエラー表示や出力をして、その後の処理を中止すれ
ば良い。

【００５５】又、必要な測定データを取る度に、測定光
を照明した時と、照明しない時のデータを記憶した場合
に、測定光を照明して得られた各々の像の輝点位置を比
較して、ずれていないか或いはずれが一定範囲内にある
場合には、その測定光が照明されていない時の像のすべ
てを使用せずに、いずれかの像を使用して、他の測定デ
ータの時に使用しても良い。

【００５６】測定光を照明した時と、照明しない時に記
憶した一定範囲・位置或いは瞳孔域内等のデータを比較
し、その結果が、一定範囲内にあるかどうか、例えば、
必要な瞳孔等の範囲内の光量比が、一定値以上ある場合
は，外光の影響がないものとして、測定光を照明した時
に得られた測定データのみで、演算しても良い。又、一
定値以内の場合は、測定に影響を与える様な、測定光以
外の光が有るとの判断をし、表示や出力を行うことも可
能である。或いは又、前記異常等の表示や出力を行い、
処理・演算を中止することも可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、被検眼
の眼屈折力、角膜形状の測定等で、測定光以外に外光が
あり、該外光が測定結果に影響を与える状況であって
も、外光の影響を排除して精度のよい眼科測定を行うこ
とができ、又投影像の内データを得る部分を必要な範囲
に限定するのでデータ処理量が少なく迅速且経済的に演
算処理が行え、更に眼科測定に影響を与える被検眼の状
態を検出することができる等、種々の優れた効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示すブロック図であ
る。

【図２】受光素子上の撮像と抽出部との関係を示す説明
図である。

【図３】被検眼の輝点、眼屈折力と受光素子上の光量分
布を示す説明図である。

【図４】眼屈折力を求める場合の測定光が照明された状
態での受光素子上の光量分布と測定光がない状態での受
光素子上の光量分布、外光の影響を除去した場合の受光
素子上の光量分布を示す説明図である。

【図５】角膜形状を測定する場合の指標光束が照明され
た状態での受光素子上の光量分布と指標光束がない状態
での受光素子上の光量分布、外光の影響を除去した場合
の受光素子上の光量分布を示す説明図である。

【図６】被検眼撮像画面での監視点の位置と、該監視点
の光量を示す説明図である。

【図７】被検眼撮像画面での監視点の位置と、該監視点
の光量を示す説明図である。

【図８】被検眼撮像画面での監視点の位置と、該監視点
の光量を示す説明図である。

【図９】眼屈折力測定装置の基本構成図である。

【符号の説明】

１ 投影系 ３ 被検眼 ４ 光源 ９ 受光素子 １３ 演算器 １４ 表示器 １５ 第１フレームメモリ １６ 第２フレームメモリ １７ 第３フレームメモリ １８ 演算処理部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検眼に測定光を投影した時と、測定光
   を投影しない時に、受光素子上に投影された投影像のそ
   れぞれの状態を記憶させ、被検眼に測定光を投影した時
   に得られた投影像より、所要部分、点を抽出し得られた
   光量データと、該抽出部分、点に相当する測定光を投影
   しない時に記憶された投影像の光量データとを比較し、
   比較結果が設定されたレベルの範囲内に入っているかど
   うかを判断し、その結果により測定光を投影した時の像
   のみのデータから、或はそれぞれの同じ位置でのデータ
   を比較処理してからのいずれかで演算させることを特徴
   とする眼科装置。
2. 【請求項２】 被検眼に測定光を投影した時と、測定光
   を投影しない時に、受光素子上に投影された投影像のそ
   れぞれの状態を記憶させ、被検眼に測定光を投影した時
   に得られた投影像より、所要部分、点を抽出し得られた
   光量データと、該抽出部分、点に相当する測定光を投影
   しない時に記憶された投影像の光量データとを比較し、
   比較結果が設定されたレベルの範囲内に入っているかど
   うかを判断し、その結果を表示或いは出力することを特
   徴とする眼科装置。