JP3880475B2 - 眼科装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼の眼圧、屈折力、角膜形状等を測定する眼科測定装置や被検眼の所定の部位を撮影する眼科撮影装置等の眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被検眼に対して眼科装置固有の光学系を所定の最適位置に合わせるためのアライメント操作が知られている。近年では、様々な画像解析及び指標解析と、光学系を含む光学ユニットの駆動手段を組み合わせて、自動的にアライメントを行うオートアライメント機構付き眼科装置が知られている。
【０００３】
これらのオートアライメント機構は、アライメントが完了するまでアライメント制御を継続するもの、また所定の時間内アライメント制御が完了しない場合にアライメント不良と判定し、アライメントを中止する方法が特開平８−１１７１８８号公報などに開示されている。また、アライメント制御が完了しても、測定動作へ移行しないスイッチを設ける方法が、特開平１０−３２８１４１号公報などに開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、オートアライメント機構が持つ欠点として、眼に対し装置が自動的に位置合わせを行うことに恐怖心を持つ被検者が多いことが知られている。眼と対物レンズとの距離が近く、更に空気を吹き付ける非接触式眼圧計においては、恐怖心をいだく被検者は特に多い。
【０００５】
このような被検者に対しては、医師などの操作者が被検者の頭の位置を固定したり、瞼を持ち上げるなどの的確な介助作業が必要となる。
【０００６】
上述の従来例におけるオートアライメント機構は、恐怖心をいだいている被検者に対してもアライメント制御を続けてしまい、被検者に多大な苦痛を与えることとなる。また、特開平８−１１７１８８号公報などに開示されているタイムアウトの機能を付加しても、タイムアウトまでは無条件に制御を行うこととなり、被検者の苦痛は軽減するが解決とはならない。
【０００７】
また、特開平１０−３２８１４１号公報などに開示されているアライメントの完了から測定の開始までをスイッチで制御する場合においても、アライメント制御は継続され、同様に被検者に苦痛を与え、更に操作者にスイッチ操作をさせることになるため、介助を行う操作者に対しても負担を与える。
【０００８】
本発明の第１の目的は、上述の問題点を解消し、恐怖心を持っている被検者をより早い段階で定量的に判定し、オートアライメント制御を中断する又は警告を発することにより、被検者の負担を最小限に抑え、操作者に対し的確なタイミングで介助作業を要求する眼科装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、更に介助処置が正常に行われたことを判定して、自動的にオートアライメント制御を再開することが可能な操作性に優れた眼科装置を提供することにある。
【００１０】
【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眼科装置は、被検眼の測定を行う測定手段を駆動する駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、被検眼に対する前記測定手段の位置合わせを行うために前記検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、前記判定手段によって前記検出結果が良と判定された場合には、前記駆動手段に前記検出手段の検出結果に基づく駆動指令を出力し、該計数手段の出力が予め定めた条件に該当する場合には、前記アライメント制御手段による制御を中断する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る眼科装置は、被検眼の測定を行う測定手段を駆動する駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、被検眼に対する前記測定手段の位置合わせを行うために前記検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを有する眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、前記判定手段によって前記検出結果が良と判定された場合には、前記駆動手段に前記検出手段の検出結果に基づく駆動指令を出力し、該計数手段の出力が予め定めた条件に該当する場合には、警告を発する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る眼科装置は、被検眼に対して位置合わせを行うアライメント用駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、該計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を中断する中断処理手段と、前記計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を再開する再開処理手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る眼科装置は、被検眼に対して位置合わせを行うアライメント用駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、該計数手段の出力に基づいて警告を発する警告手段と、前記計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を再開する再開制御手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を非接触式眼圧計に適応した構成を示している。光軸Ｌ１上には被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対向して、中心軸上にノズル１０を設けた対物レンズ１１とレンズ１２が配置され、その後方に空気室１３、観察窓１４、ダイクロイックミラー１５、１６、プリズム絞り１７、結像レンズ１８、撮像素子１９が順次に配列されている。ダイクロイックミラー１６は光軸Ｌ１に対して対称な位置に配置され前眼部を照明する外眼照明光源２０ａ、２０ｂから発せられる波長光を透過し、測定及びアライメント兼用のＬＥＤ光源２１からの波長の大部分の光を反射する特性とされている。
【００２５】
なお、プリズム絞り１７は図２に示すように３つの開口部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有しており、上下の開口部１７ａ、１７ｂには、互いに異なる左右方向に光束を偏向するための偏向プリズム１７ａ’、１７ｂ’が配置され、かつプリズム１７ａ’、１７ｂ’の表面には外眼照明光源２０ａ、２０ｂからの波長光を吸収し、測定及びアライメントの兼用のＬＥＤ光源２１からの波長光を透過する分光特性を有する図示しないフィルタが付設されている。これらの対物レンズ１１〜撮像素子１９により、被検眼Ｅに対する観察系及びアライメント検出系が構成されている。
【００２６】
空気室１３内の空気は、ソレノイド２２の駆動により押し上げられるピストン２３によって圧縮され、パルス状の空気がノズル１０を介して被検眼Ｅに噴出するようになっている。また、ソレノイド２２によってピストン２３が押し上げられたときの空気室１３内の圧力をモニタするために、空気室１３には圧力センサ２４が配置されている。そして、これらのノズル１０、空気室１３、ピストン２３、ソレノイド２２により被検眼加圧部が構成されている。
【００２７】
一方、ダイクロイックミラー１５の入射方向の光軸Ｌ２上には測定及びアライメント兼用のＬＥＤ光源２１と投影レンズ２５が配置されている。投影されるＬＥＤ光源２１からの光束は細い光束であり、ノズル１０内で一度結像し、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに照射され、角膜Ｅｃでの反射光束はノズル１０の外側の対物レンズ１１、レンズ１２を通るようになっている。これらにより、測定光投影系及びアライメント指標投影系が構成されている。
【００２８】
更に、図示は省略しているが、光軸Ｌ２上には可視光を反射し赤外光を透過する特性を有するダイクロイックミラーが４５度で斜設され、その反射方向の光軸上には、被検眼Ｅが固視するための固視灯を提示する固視灯投影系が設けられている。
【００２９】
また、ダイクロイックミラー１６の反射方向の光軸Ｌ３上には、レンズ２６、ピンホール板２７、光検出器２８が配置されている。対物レンズ１１〜ダイクロイックミラー１６、レンズ２６〜光検出器２８により、被検眼Ｅの角膜Ｅｃがパルス状に発せられた空気によって視軸方向に変形されるときの角膜反射光量の変化を検出する変形検出受光系が構成されている。
【００３０】
また、撮像素子１９の出力は映像信号処理手段３０を介して判断処理手段３１、表示手段３２に接続されている。判断処理手段３１は装置各部の制御や各制御に対する判断を行い、この判断処理手段３１にはＬＥＤ光源２１、ソレノイド２２、光検出器２８、検者が装置を操作するための操作手段３３、被検眼Ｅに対して光軸Ｌ１方向及び光軸Ｌ１に垂直な方向の３軸方向に装置測定部を駆動可能な駆動手段３４が接続されている。なお、駆動手段３４は固定部３５上に設けられ、駆動手段３４の上に上述の光学系、電気系を内蔵した駆動部３６が配置され、アライメント動作を行うようになっている。
【００３１】
外眼照明光源２０ａ、２０ｂから発せられた照明光束は、被検眼Ｅの前眼部を照明する。前眼部により反射散乱した照明光束は、対物レンズ１１、レンズ１２により略平行光とされ、観察窓１４、ダイクロイックミラー１５、１６を透過した後に、プリズム絞り１７の中央部の開口部１７ｂを通過し、結像レンズ１８によって撮像素子１９に結像される。
【００３２】
撮像素子１９の出力は、映像信号処理手段３０で前眼部画像から適当な閾値で２値化処理され、判断処理手段３１に出力される。判断処理手段３１は２値画像から瞳孔を検出し瞳孔中心を求め、装置測定部の光軸Ｌ１に対し瞳孔との垂直なｘｙ面内における相対位置が許容範囲内にないとき、駆動部３６を駆動して許容範囲内に入るように粗アライメントを行う。
【００３３】
被検眼Ｅと装置測定部との光軸Ｌ１との垂直な面内での位置合わせがほぼ終わると、判断処理手段３１はＬＥＤ光源２１を点灯する。ＬＥＤ光源２１を発した光束は、投影レンズ２５、ダイクロイックミラー１５により一旦ノズル１０内で結像して被検眼Ｅに達し角膜Ｅｃに達する。角膜Ｅｃで反射された光束は、対物レンズ１１、レンズ１２により集光され、観察窓１４を通過した後に、略５０％の光束がダイクロイックミラー１５を透過し、一部がダイクロイックミラー１６を透過する。その後に、プリズム絞り１７の３つの開口部１７ａ、１７ｂ、１７ｃにより３つの光束に分割され、結像レンズ１８により撮像素子１９上に結像する。
【００３４】
このとき、プリズム絞り１７の上下の開口部１７ａ、１７ｂを通過した光束は、偏向プリズム１７ａ’、１７ｂ’によりそれぞれ紙面奥の方向と手前の方向に偏向されるので、撮像素子１９上では、ＬＥＤ光源２１の３つに分割された角膜輝点像の位置関係は、被検眼Ｅと装置測定部との相対的な位置によって変化し、３つに分割された角膜輝点像の位置関係を検出することにより、被検眼Ｅと装置との位置関係を知ることができる。
【００３５】
例えば、被検眼Ｅと装置測定部との距離が所定距離よりも遠い場合には、撮像素子１９上の紙面奥の角膜輝点像は下方に、紙面手前の角膜輝点像は上方に移動する。反対に、被検眼Ｅと装置測定部との距離が所定距離よりも近い場合には、撮像素子１９上の紙面奥の角膜輝点像は上方に、紙面手前の角膜輝点像は下方に移動する。また、被検眼Ｅと装置測定部との光軸に垂直な面内でのずれがある場合には、３つの角膜輝点像の重心或いは中央の角膜輝点像の位置を検出することによって、被検眼Ｅと装置測定部との位置関係を求めることができる。
【００３６】
図３は図１における撮像素子１９、映像信号処理手段３０、表示手段３２、判断処理手段３１、駆動手段３４等のブロック回路構成図である。ただし、判断処理手段３１に関しては、本実施の形態に関わる部分以外は省略している。
【００３７】
撮像素子１９から出力された映像信号は、前述したように映像信号処理手段３０に入力される。映像信号は直接に表示手段３２に出力される経路と、Ａ／Ｄ変換部３０ａに入力される経路に二岐される。Ａ／Ｄ変換部３０ａでデジタル化されたデータは、画像用メモリ３０ｂに入力される。ここまでの一連のＡ／Ｄ変換は、判断処理手段３１から命令を受けたタイミング制御部３０ｃが行う。画像用メモリ３０ｂに記憶されたデータは、直接出力する経路と、ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）３０ｄを介して２値化処理などを行って出力する経路を経て、判断処理手段３１に出力される。
【００３８】
出力されたデジタル画像データは、判定部３１ａで後述する良否の判断がなされ、その判定結果は判定結果記憶部３１ｂに記憶される。判定結果記憶部３１ｂは例えばリングバッファのような構成とされ、準備されたバッファの数を越えると古いものから上書きされる構造となっている。つまり、一定間隔で映像信号の取り込んでＡ／Ｄ変換を行う場合に、常に最新の所定時間分のデータがストアされていることになる。判定部３１ａは同時にデジタル画像データをアライメント解析部３１ｃに出力する。解析部３１ｃは画像データを解析後に、駆動部３６の次の目標位置を決定し、速度などを調整しながら駆動手段３４に駆動指令を与えてゆく。
【００３９】
粗アライメントに関しての判定例を説明すると、図４は撮像素子１９により得られた前眼部像を示す。ＬＵＴ３０ｄはこの画像の図５に示すように白黒の２値化処理を行い判定部３１ａに出力する。判定部３１ａはこの画像から瞳孔部の面積を求めたり、円形近似を行う。瞳孔部の面積が減少した場合や、所定の面積よりも少ない場合、或いは円形から外れた場合には、“否”の判定として判定結果記憶部３１ｂに記録する。
【００４０】
逆に、問題のない画像に関しては“良”の判定を記録する。ここで、“良”の判定を受けた画像はアライメント解析部３１ｃに出力される。アライメント解析部３１ｃは図６に示す点線の交点に示す撮像手段の中央と瞳孔部の重心との距離を求め、次の駆動位置を駆動手段３４に設定する。このように、本実施の形態の粗アライメント時の良否判定方法は、得られた２値画像から瞼の下がりや瞬きなどによる瞳孔部の変化により判定する。
【００４１】
前述したＬＥＤ光源２１を点灯した以降の精密アライメントに関しての判定例においては、図７はＬＥＤ光源２１によるアライメント視標が撮像素子１９に結像した図を示しており、偏向プリズム１７ａ’、１７ｂ’により導かれた光束が、それぞれ３点輝点の左側、右側に位置している。
【００４２】
図８は被検者の瞼が下がったことにより、睫毛等で上方向の光束が蹴られて、左側の輝点が暗くなった場合を示している。このように、判定部３１ａは各輝点の光量のばらつき、又は３点輝点が見えるか否かにより瞼下がりや瞬き等を検出する。
【００４３】
また、３点輝点の中心と、瞳孔中心とのずれにより固視が不安定になっている状態や、瞳孔全体のずれから顔が動いた状態などを検出可能となる。ここで得られた判定結果は、同様に判定結果記憶部３１ｂに記録され、“良”の判定を受けたものに関しては、アライメント解析部３１ｃに出力されて、同様に駆動手段３４に駆動指令を出力する。
【００４４】
前述したように、判定部３１ａが出力した所定時間分の判定結果は、判定結果記憶部３１ｂに記憶されている。計数部３１ｄは記憶されたデータと所定の条件とを常に比較する構成とすることにより、例えば２０回の判定結果に対して１０回以上“否”の判定が計数されればＮＧ、また５回連続して“否”の判定がされればＮＧなどという条件を設けて、ＮＧかＯＫかを監視する。ＮＧの場合には、アライメント解析部３１ｃにアライメントの中断を指示する。これにより、駆動手段３４から駆動部３６の停止が指示される。また、このタイミングで図示しないブザー等の警告手段を有し、ＮＧの判定に従って警告を発してもよい。
【００４５】
アライメントの中断又は警告を知った操作者は、瞼を上げる、頭を固定する、眼を大きく開かせる、又は少し休ませるなどの被検者に対する的確な介助を行う。
【００４６】
このように、被検眼Ｅの状態を定量的に判定することにより、アライメント動作を恐がっている被検者に対しても必要以上の恐怖心を与えずに、速やかにアライメント動作を中断し、的確な介助を要求することが可能となる。
【００４７】
次に、第２の目的に関する制御方法を説明すると、前述したように被検眼Ｅの状態が思わしくなく、ＮＧの判定により中断及び警告を発した場合においても、引き続き画像の取り込み、判定及び判定結果の記録を続ける。ここで、中断又は警告状態に遷移させた計数部３１ｄは、新たな条件で判定結果の評価を行う。例えば、２０回中１５回の“良”の判定がされたとき、又は１０回連続して“良”の判定が続いたときに、前述した的確な介助がなされたものと判断し、アライメント解析部３１ｃに駆動再開の指示を出力する。これにより、駆動手段３４の制御が再開され駆動部３６の駆動が再開する。
【００４８】
ここで、アライメント解析部３１ｃはアライメント状態が予め決められた許容範囲内に入ったことを確認すると、アライメント完了と判断し測定動作に移行する。測定動作は図１において、判断処理手段３１はソレノイド２２を駆動して、ノズル１０からパルス状の気流を被検眼Ｅの角膜Ｅｃに吹き付ける。角膜Ｅｃは吹き付けられた気流の強さに応じて変形し、その変形の様子を光検出器２８によって検出できる。判断処理手段３１は光検出器２８の出力と圧力センサ２４の出力信号に基づいて被検眼Ｅの眼圧値を演算する。この構成により、的確な介助がなされたことを定量的に判定し、アライメント動作を再開する非接触式眼圧計の構成が可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態において、計数部３１ｄは粗アライメントと精密アライメントに拘らず、一定の条件と比較していたが、例えば粗アライメント中は２０回の判定結果に対して５回以上の“否”の判定が計数されればＮＧ、精密アライメント中は２０回の判定結果に対して１０回以上の“否”の判定が計数されればＮＧなどと比較基準を変更することにより、対物レンズ１１がまだ粗アライメントにも至っていないにも拘らず、過剰に恐がっている被検者を更に早期に発見することが可能となる。
【００５０】
また、粗アライメントと精密アライメントの明確な切り分けがない装置においても、固定部３５に対する駆動部３６の位置関係を計測する手段を設けて、被検眼Ｅとの距離に応じて比較する条件を変更しても同様な効果が得られる。
【００５１】
また、計数部３１ｄが比較する条件は、既に固定されている例を示したが、比較すべき基準値を操作者が操作手段３３などから設定可能な構成すると、操作性が更に向上することは云うまでもない。
【００５２】
また、本実施の形態において、アライメントの完了を認識する許容範囲が一定である例を示したが、計数部３１ｄの結果に応じてアライメント許容範囲を可変にする方法も考えられる。その場合に、“否”の判定が多く検出された場合に許容範囲を広くして、“否”の判定が殆ど検出されない場合に許容範囲を狭くするなどの処理を行う。
【００５３】
例えば、２０回中１０回以上“否”の判定が計数されれば、前述したアライメント中止や警告判定を行い、２０回中５回以上“否”の判定が計数されれば許容範囲を広くする処置を行う。これにより、固視状態の良い被検者はより正確な測定が行え、アライメント中止や警告判定を受けないまでも固視が稍々悪い被検者に対しては、より迅速にアライメント動作を完了することが可能となる。
【００５４】
また、図１の構成図によって精密アライメント用輝点について説明したが、図２のプリズム絞り１７を９０度回転させた状態で取り付けることも可能である。その場合に、図７に示す３個の輝点は前後方向のアライメントが適正な場合に縦に３点が並ぶ構成となり、図８に示す瞼下がりが生じた場合に上側の輝点が瞼上に投影され、検出が非常に困難な状態となる。この状態によって、前述した精密アライメント時の良否判定に反映させてもよい。
【００５５】
以上の説明では、本発明を非接触式眼圧計に適応させたが、オートアライメント機構を備えた眼科装置であれば、同様な制御方法で同様な効果を得ることが可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科装置は、被検眼の状態を定量的に判定することにより、恐怖心を持っている被検者をより早い段階で判定しオートアライメントを制御、中断することにより、被検者の負担を最小限に抑えることが可能となる。
【００５７】
また、本発明に係る眼科装置は、警告を発することにより、また操作者に対し的確なタイミングで介助作業を要求することが可能となる。
【００５８】
更に、本発明に係る眼科装置は、被検者の負担を最小限に抑え、介助処置が正常に行われたことを判定して、自動的にオートアライメント制御を再開することが可能となる。
【００５９】
本発明に係る眼科装置は、操作者に対し的確なタイミングで介助作業を要求しかつ介助作業の開始を正確に判定しオートアライメントすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の全体構成図である。
【図２】アライメント絞りの斜視図である。
【図３】電気的処理部分のブロック図である。
【図４】粗アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図５】粗アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図６】粗アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図７】精密アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図８】精密アライメント時に得られた画像の説明図である。
【符号の説明】
１０ ノズル
１１ 対物レンズ
１３ 空気室
１４ 観察窓
１５、１６ ダイクロイックミラー
１７ プリズム絞り
１８ 結像レンズ
１９ 撮像素子
２０ 外眼照明光源
２１ ＬＥＤ光源
２２ ソレノイド
２３ ピストン
２８ 光検出器
３０ 映像信号処理手段
３１ 判断処理手段
３２ 表示手段
３３ 操作手段
３４ 駆動手段
３５ 固定部
３６ 駆動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼の眼圧、屈折力、角膜形状等を測定する眼科測定装置や被検眼の所定の部位を撮影する眼科撮影装置等の眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被検眼に対して眼科装置固有の光学系を所定の最適位置に合わせるためのアライメント操作が知られている。近年では、様々な画像解析及び指標解析と、光学系を含む光学ユニットの駆動手段を組み合わせて、自動的にアライメントを行うオートアライメント機構付き眼科装置が知られている。
【０００３】
これらのオートアライメント機構は、アライメントが完了するまでアライメント制御を継続するもの、また所定の時間内アライメント制御が完了しない場合にアライメント不良と判定し、アライメントを中止する方法が特開平８−１１７１８８号公報などに開示されている。また、アライメント制御が完了しても、測定動作へ移行しないスイッチを設ける方法が、特開平１０−３２８１４１号公報などに開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、オートアライメント機構が持つ欠点として、眼に対し装置が自動的に位置合わせを行うことに恐怖心を持つ被検者が多いことが知られている。眼と対物レンズとの距離が近く、更に空気を吹き付ける非接触式眼圧計においては、恐怖心をいだく被検者は特に多い。
【０００５】
このような被検者に対しては、医師などの操作者が被検者の頭の位置を固定したり、瞼を持ち上げるなどの的確な介助作業が必要となる。
【０００６】
上述の従来例におけるオートアライメント機構は、恐怖心をいだいている被検者に対してもアライメント制御を続けてしまい、被検者に多大な苦痛を与えることとなる。また、特開平８−１１７１８８号公報などに開示されているタイムアウトの機能を付加しても、タイムアウトまでは無条件に制御を行うこととなり、被検者の苦痛は軽減するが解決とはならない。
【０００７】
また、特開平１０−３２８１４１号公報などに開示されているアライメントの完了から測定の開始までをスイッチで制御する場合においても、アライメント制御は継続され、同様に被検者に苦痛を与え、更に操作者にスイッチ操作をさせることになるため、介助を行う操作者に対しても負担を与える。
【０００８】
本発明の第１の目的は、上述の問題点を解消し、恐怖心を持っている被検者をより早い段階で定量的に判定し、オートアライメント制御を中断する又は警告を発することにより、被検者の負担を最小限に抑え、操作者に対し的確なタイミングで介助作業を要求する眼科装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、更に介助処置が正常に行われたことを判定して、自動的にオートアライメント制御を再開することが可能な操作性に優れた眼科装置を提供することにある。
【００１０】
【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眼科装置は、被検眼の測定を行う測定手段を駆動する駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、被検眼に対する前記測定手段の位置合わせを行うために前記検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、前記判定手段によって前記検出結果が良と判定された場合には、前記駆動手段に前記検出手段の検出結果に基づく駆動指令を出力し、該計数手段の出力が予め定めた条件に該当する場合には、前記アライメント制御手段による制御を中断する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る眼科装置は、被検眼の測定を行う測定手段を駆動する駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、被検眼に対する前記測定手段の位置合わせを行うために前記検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを有する眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、前記判定手段によって前記検出結果が良と判定された場合には、前記駆動手段に前記検出手段の検出結果に基づく駆動指令を出力し、該計数手段の出力が予め定めた条件に該当する場合には、警告を発する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る眼科装置は、被検眼に対して位置合わせを行うアライメント用駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、該計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を中断する中断処理手段と、前記計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を再開する再開処理手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る眼科装置は、被検眼に対して位置合わせを行うアライメント用駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、該計数手段の出力に基づいて警告を発する警告手段と、前記計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を再開する再開制御手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を非接触式眼圧計に適応した構成を示している。光軸Ｌ１上には被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対向して、中心軸上にノズル１０を設けた対物レンズ１１とレンズ１２が配置され、その後方に空気室１３、観察窓１４、ダイクロイックミラー１５、１６、プリズム絞り１７、結像レンズ１８、撮像素子１９が順次に配列されている。ダイクロイックミラー１６は光軸Ｌ１に対して対称な位置に配置され前眼部を照明する外眼照明光源２０ａ、２０ｂから発せられる波長光を透過し、測定及びアライメント兼用のＬＥＤ光源２１からの波長の大部分の光を反射する特性とされている。
【００２５】
なお、プリズム絞り１７は図２に示すように３つの開口部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有しており、上下の開口部１７ａ、１７ｂには、互いに異なる左右方向に光束を偏向するための偏向プリズム１７ａ’、１７ｂ’が配置され、かつプリズム１７ａ’、１７ｂ’の表面には外眼照明光源２０ａ、２０ｂからの波長光を吸収し、測定及びアライメントの兼用のＬＥＤ光源２１からの波長光を透過する分光特性を有する図示しないフィルタが付設されている。これらの対物レンズ１１〜撮像素子１９により、被検眼Ｅに対する観察系及びアライメント検出系が構成されている。
【００２６】
空気室１３内の空気は、ソレノイド２２の駆動により押し上げられるピストン２３によって圧縮され、パルス状の空気がノズル１０を介して被検眼Ｅに噴出するようになっている。また、ソレノイド２２によってピストン２３が押し上げられたときの空気室１３内の圧力をモニタするために、空気室１３には圧力センサ２４が配置されている。そして、これらのノズル１０、空気室１３、ピストン２３、ソレノイド２２により被検眼加圧部が構成されている。
【００２７】
一方、ダイクロイックミラー１５の入射方向の光軸Ｌ２上には測定及びアライメント兼用のＬＥＤ光源２１と投影レンズ２５が配置されている。投影されるＬＥＤ光源２１からの光束は細い光束であり、ノズル１０内で一度結像し、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに照射され、角膜Ｅｃでの反射光束はノズル１０の外側の対物レンズ１１、レンズ１２を通るようになっている。これらにより、測定光投影系及びアライメント指標投影系が構成されている。
【００２８】
更に、図示は省略しているが、光軸Ｌ２上には可視光を反射し赤外光を透過する特性を有するダイクロイックミラーが４５度で斜設され、その反射方向の光軸上には、被検眼Ｅが固視するための固視灯を提示する固視灯投影系が設けられている。
【００２９】
また、ダイクロイックミラー１６の反射方向の光軸Ｌ３上には、レンズ２６、ピンホール板２７、光検出器２８が配置されている。対物レンズ１１〜ダイクロイックミラー１６、レンズ２６〜光検出器２８により、被検眼Ｅの角膜Ｅｃがパルス状に発せられた空気によって視軸方向に変形されるときの角膜反射光量の変化を検出する変形検出受光系が構成されている。
【００３０】
また、撮像素子１９の出力は映像信号処理手段３０を介して判断処理手段３１、表示手段３２に接続されている。判断処理手段３１は装置各部の制御や各制御に対する判断を行い、この判断処理手段３１にはＬＥＤ光源２１、ソレノイド２２、光検出器２８、検者が装置を操作するための操作手段３３、被検眼Ｅに対して光軸Ｌ１方向及び光軸Ｌ１に垂直な方向の３軸方向に装置測定部を駆動可能な駆動手段３４が接続されている。なお、駆動手段３４は固定部３５上に設けられ、駆動手段３４の上に上述の光学系、電気系を内蔵した駆動部３６が配置され、アライメント動作を行うようになっている。
【００３１】
外眼照明光源２０ａ、２０ｂから発せられた照明光束は、被検眼Ｅの前眼部を照明する。前眼部により反射散乱した照明光束は、対物レンズ１１、レンズ１２により略平行光とされ、観察窓１４、ダイクロイックミラー１５、１６を透過した後に、プリズム絞り１７の中央部の開口部１７ｂを通過し、結像レンズ１８によって撮像素子１９に結像される。
【００３２】
撮像素子１９の出力は、映像信号処理手段３０で前眼部画像から適当な閾値で２値化処理され、判断処理手段３１に出力される。判断処理手段３１は２値画像から瞳孔を検出し瞳孔中心を求め、装置測定部の光軸Ｌ１に対し瞳孔との垂直なｘｙ面内における相対位置が許容範囲内にないとき、駆動部３６を駆動して許容範囲内に入るように粗アライメントを行う。
【００３３】
被検眼Ｅと装置測定部との光軸Ｌ１との垂直な面内での位置合わせがほぼ終わると、判断処理手段３１はＬＥＤ光源２１を点灯する。ＬＥＤ光源２１を発した光束は、投影レンズ２５、ダイクロイックミラー１５により一旦ノズル１０内で結像して被検眼Ｅに達し角膜Ｅｃに達する。角膜Ｅｃで反射された光束は、対物レンズ１１、レンズ１２により集光され、観察窓１４を通過した後に、略５０％の光束がダイクロイックミラー１５を透過し、一部がダイクロイックミラー１６を透過する。その後に、プリズム絞り１７の３つの開口部１７ａ、１７ｂ、１７ｃにより３つの光束に分割され、結像レンズ１８により撮像素子１９上に結像する。
【００３４】
このとき、プリズム絞り１７の上下の開口部１７ａ、１７ｂを通過した光束は、偏向プリズム１７ａ’、１７ｂ’によりそれぞれ紙面奥の方向と手前の方向に偏向されるので、撮像素子１９上では、ＬＥＤ光源２１の３つに分割された角膜輝点像の位置関係は、被検眼Ｅと装置測定部との相対的な位置によって変化し、３つに分割された角膜輝点像の位置関係を検出することにより、被検眼Ｅと装置との位置関係を知ることができる。
【００３５】
例えば、被検眼Ｅと装置測定部との距離が所定距離よりも遠い場合には、撮像素子１９上の紙面奥の角膜輝点像は下方に、紙面手前の角膜輝点像は上方に移動する。反対に、被検眼Ｅと装置測定部との距離が所定距離よりも近い場合には、撮像素子１９上の紙面奥の角膜輝点像は上方に、紙面手前の角膜輝点像は下方に移動する。また、被検眼Ｅと装置測定部との光軸に垂直な面内でのずれがある場合には、３つの角膜輝点像の重心或いは中央の角膜輝点像の位置を検出することによって、被検眼Ｅと装置測定部との位置関係を求めることができる。
【００３６】
図３は図１における撮像素子１９、映像信号処理手段３０、表示手段３２、判断処理手段３１、駆動手段３４等のブロック回路構成図である。ただし、判断処理手段３１に関しては、本実施の形態に関わる部分以外は省略している。
【００３７】
撮像素子１９から出力された映像信号は、前述したように映像信号処理手段３０に入力される。映像信号は直接に表示手段３２に出力される経路と、Ａ／Ｄ変換部３０ａに入力される経路に二岐される。Ａ／Ｄ変換部３０ａでデジタル化されたデータは、画像用メモリ３０ｂに入力される。ここまでの一連のＡ／Ｄ変換は、判断処理手段３１から命令を受けたタイミング制御部３０ｃが行う。画像用メモリ３０ｂに記憶されたデータは、直接出力する経路と、ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）３０ｄを介して２値化処理などを行って出力する経路を経て、判断処理手段３１に出力される。
【００３８】
出力されたデジタル画像データは、判定部３１ａで後述する良否の判断がなされ、その判定結果は判定結果記憶部３１ｂに記憶される。判定結果記憶部３１ｂは例えばリングバッファのような構成とされ、準備されたバッファの数を越えると古いものから上書きされる構造となっている。つまり、一定間隔で映像信号の取り込んでＡ／Ｄ変換を行う場合に、常に最新の所定時間分のデータがストアされていることになる。判定部３１ａは同時にデジタル画像データをアライメント解析部３１ｃに出力する。解析部３１ｃは画像データを解析後に、駆動部３６の次の目標位置を決定し、速度などを調整しながら駆動手段３４に駆動指令を与えてゆく。
【００３９】
粗アライメントに関しての判定例を説明すると、図４は撮像素子１９により得られた前眼部像を示す。ＬＵＴ３０ｄはこの画像の図５に示すように白黒の２値化処理を行い判定部３１ａに出力する。判定部３１ａはこの画像から瞳孔部の面積を求めたり、円形近似を行う。瞳孔部の面積が減少した場合や、所定の面積よりも少ない場合、或いは円形から外れた場合には、“否”の判定として判定結果記憶部３１ｂに記録する。
【００４０】
逆に、問題のない画像に関しては“良”の判定を記録する。ここで、“良”の判定を受けた画像はアライメント解析部３１ｃに出力される。アライメント解析部３１ｃは図６に示す点線の交点に示す撮像手段の中央と瞳孔部の重心との距離を求め、次の駆動位置を駆動手段３４に設定する。このように、本実施の形態の粗アライメント時の良否判定方法は、得られた２値画像から瞼の下がりや瞬きなどによる瞳孔部の変化により判定する。
【００４１】
前述したＬＥＤ光源２１を点灯した以降の精密アライメントに関しての判定例においては、図７はＬＥＤ光源２１によるアライメント視標が撮像素子１９に結像した図を示しており、偏向プリズム１７ａ’、１７ｂ’により導かれた光束が、それぞれ３点輝点の左側、右側に位置している。
【００４２】
図８は被検者の瞼が下がったことにより、睫毛等で上方向の光束が蹴られて、左側の輝点が暗くなった場合を示している。このように、判定部３１ａは各輝点の光量のばらつき、又は３点輝点が見えるか否かにより瞼下がりや瞬き等を検出する。
【００４３】
また、３点輝点の中心と、瞳孔中心とのずれにより固視が不安定になっている状態や、瞳孔全体のずれから顔が動いた状態などを検出可能となる。ここで得られた判定結果は、同様に判定結果記憶部３１ｂに記録され、“良”の判定を受けたものに関しては、アライメント解析部３１ｃに出力されて、同様に駆動手段３４に駆動指令を出力する。
【００４４】
前述したように、判定部３１ａが出力した所定時間分の判定結果は、判定結果記憶部３１ｂに記憶されている。計数部３１ｄは記憶されたデータと所定の条件とを常に比較する構成とすることにより、例えば２０回の判定結果に対して１０回以上“否”の判定が計数されればＮＧ、また５回連続して“否”の判定がされればＮＧなどという条件を設けて、ＮＧかＯＫかを監視する。ＮＧの場合には、アライメント解析部３１ｃにアライメントの中断を指示する。これにより、駆動手段３４から駆動部３６の停止が指示される。また、このタイミングで図示しないブザー等の警告手段を有し、ＮＧの判定に従って警告を発してもよい。
【００４５】
アライメントの中断又は警告を知った操作者は、瞼を上げる、頭を固定する、眼を大きく開かせる、又は少し休ませるなどの被検者に対する的確な介助を行う。
【００４６】
このように、被検眼Ｅの状態を定量的に判定することにより、アライメント動作を恐がっている被検者に対しても必要以上の恐怖心を与えずに、速やかにアライメント動作を中断し、的確な介助を要求することが可能となる。
【００４７】
次に、第２の目的に関する制御方法を説明すると、前述したように被検眼Ｅの状態が思わしくなく、ＮＧの判定により中断及び警告を発した場合においても、引き続き画像の取り込み、判定及び判定結果の記録を続ける。ここで、中断又は警告状態に遷移させた計数部３１ｄは、新たな条件で判定結果の評価を行う。例えば、２０回中１５回の“良”の判定がされたとき、又は１０回連続して“良”の判定が続いたときに、前述した的確な介助がなされたものと判断し、アライメント解析部３１ｃに駆動再開の指示を出力する。これにより、駆動手段３４の制御が再開され駆動部３６の駆動が再開する。
【００４８】
ここで、アライメント解析部３１ｃはアライメント状態が予め決められた許容範囲内に入ったことを確認すると、アライメント完了と判断し測定動作に移行する。測定動作は図１において、判断処理手段３１はソレノイド２２を駆動して、ノズル１０からパルス状の気流を被検眼Ｅの角膜Ｅｃに吹き付ける。角膜Ｅｃは吹き付けられた気流の強さに応じて変形し、その変形の様子を光検出器２８によって検出できる。判断処理手段３１は光検出器２８の出力と圧力センサ２４の出力信号に基づいて被検眼Ｅの眼圧値を演算する。この構成により、的確な介助がなされたことを定量的に判定し、アライメント動作を再開する非接触式眼圧計の構成が可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態において、計数部３１ｄは粗アライメントと精密アライメントに拘らず、一定の条件と比較していたが、例えば粗アライメント中は２０回の判定結果に対して５回以上の“否”の判定が計数されればＮＧ、精密アライメント中は２０回の判定結果に対して１０回以上の“否”の判定が計数されればＮＧなどと比較基準を変更することにより、対物レンズ１１がまだ粗アライメントにも至っていないにも拘らず、過剰に恐がっている被検者を更に早期に発見することが可能となる。
【００５０】
また、粗アライメントと精密アライメントの明確な切り分けがない装置においても、固定部３５に対する駆動部３６の位置関係を計測する手段を設けて、被検眼Ｅとの距離に応じて比較する条件を変更しても同様な効果が得られる。
【００５１】
また、計数部３１ｄが比較する条件は、既に固定されている例を示したが、比較すべき基準値を操作者が操作手段３３などから設定可能な構成すると、操作性が更に向上することは云うまでもない。
【００５２】
また、本実施の形態において、アライメントの完了を認識する許容範囲が一定である例を示したが、計数部３１ｄの結果に応じてアライメント許容範囲を可変にする方法も考えられる。その場合に、“否”の判定が多く検出された場合に許容範囲を広くして、“否”の判定が殆ど検出されない場合に許容範囲を狭くするなどの処理を行う。
【００５３】
例えば、２０回中１０回以上“否”の判定が計数されれば、前述したアライメント中止や警告判定を行い、２０回中５回以上“否”の判定が計数されれば許容範囲を広くする処置を行う。これにより、固視状態の良い被検者はより正確な測定が行え、アライメント中止や警告判定を受けないまでも固視が稍々悪い被検者に対しては、より迅速にアライメント動作を完了することが可能となる。
【００５４】
また、図１の構成図によって精密アライメント用輝点について説明したが、図２のプリズム絞り１７を９０度回転させた状態で取り付けることも可能である。その場合に、図７に示す３個の輝点は前後方向のアライメントが適正な場合に縦に３点が並ぶ構成となり、図８に示す瞼下がりが生じた場合に上側の輝点が瞼上に投影され、検出が非常に困難な状態となる。この状態によって、前述した精密アライメント時の良否判定に反映させてもよい。
【００５５】
以上の説明では、本発明を非接触式眼圧計に適応させたが、オートアライメント機構を備えた眼科装置であれば、同様な制御方法で同様な効果を得ることが可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科装置は、被検眼の状態を定量的に判定することにより、恐怖心を持っている被検者をより早い段階で判定しオートアライメントを制御、中断することにより、被検者の負担を最小限に抑えることが可能となる。
【００５７】
また、本発明に係る眼科装置は、警告を発することにより、また操作者に対し的確なタイミングで介助作業を要求することが可能となる。
【００５８】
更に、本発明に係る眼科装置は、被検者の負担を最小限に抑え、介助処置が正常に行われたことを判定して、自動的にオートアライメント制御を再開することが可能となる。
【００５９】
本発明に係る眼科装置は、操作者に対し的確なタイミングで介助作業を要求しかつ介助作業の開始を正確に判定しオートアライメントすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の全体構成図である。
【図２】アライメント絞りの斜視図である。
【図３】電気的処理部分のブロック図である。
【図４】粗アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図５】粗アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図６】粗アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図７】精密アライメント時に得られた画像の説明図である。
【図８】精密アライメント時に得られた画像の説明図である。
【符号の説明】
１０ ノズル
１１ 対物レンズ
１３ 空気室
１４ 観察窓
１５、１６ ダイクロイックミラー
１７ プリズム絞り
１８ 結像レンズ
１９ 撮像素子
２０ 外眼照明光源
２１ ＬＥＤ光源
２２ ソレノイド
２３ ピストン
２８ 光検出器
３０ 映像信号処理手段
３１ 判断処理手段
３２ 表示手段
３３ 操作手段
３４ 駆動手段
３５ 固定部
３６ 駆動部
Claims (13)
- 被検眼の測定を行う測定手段を駆動する駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、被検眼に対する前記測定手段の位置合わせを行うために前記検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、前記判定手段によって前記検出結果が良と判定された場合には、前記駆動手段に前記検出手段の検出結果に基づく駆動指令を出力し、該計数手段の出力が予め定めた条件に該当する場合には、前記アライメント制御手段による制御を中断する制御手段とを有することを特徴とする眼科装置。
- 被検眼の測定を行う測定手段を駆動する駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、被検眼に対する前記測定手段の位置合わせを行うために前記検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを有する眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、前記判定手段によって前記検出結果が良と判定された場合には、前記駆動手段に前記検出手段の検出結果に基づく駆動指令を出力し、該計数手段の出力が予め定めた条件に該当する場合には、警告を発する制御手段とを有することを特徴とする眼科装置。
- 前記計数手段は前記判定手段の否の判定数を計数することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
- 前記計数手段は所定の基準値と比較する比較手段を有し、前記基準値を入力可能な入力手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
- 被検眼との位置情報を検出する位置検出手段を有し、前記計数手段は所定の基準値と比較する比較手段を有し、前記位置検出手段からの出力に基づいて前記基準値を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
- 前記検出手段は、アライメントの完了を認識する許容範囲を有し、前記計数手段の出力に基づいて、前記許容範囲を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
- 被検眼に対して位置合わせを行うアライメント用駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、該計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を中断する中断処理手段と、前記計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を再開する再開処理手段とを有することを特徴とする眼科装置。
- 前記計数手段は、前記判定手段の良否の判定数をそれぞれ計数し、否の判定数に応じて前記中断制御手段により中断し、良の判定数に応じて前記再開制御手段により再開することを特徴とする請求項７に記載の眼科装置。
- 被検眼に対して位置合わせを行うアライメント用駆動手段と、被検眼に対するアライメント状態を検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果に基づいて前記駆動手段を制御するアライメント制御手段とを備えた眼科装置であって、前記アライメント制御手段は、前記検出結果の良否を判定する判定手段と、所定時間内における前記判定手段からの出力を計数する計数手段と、該計数手段の出力に基づいて警告を発する警告手段と、前記計数手段の出力に基づいて前記アライメント制御を再開する再開制御手段とを有することを特徴とする眼科装置。
- 前記計数手段は、前記判定手段の良否の判定数をそれぞれ計数し、否の判定数に応じて前記警告手段を有効とし、良の判定数に応じて前記再開制御手段により再開することを特徴とする請求項９に記載の眼科装置。
- 前記計数手段は所定の基準値と比較する比較手段を有し、前記基準値を入力可能な入力手段を有することを特徴とする請求項７又は９に記載の眼科装置。
- 被検眼との位置情報を検出する位置検出手段を有し、前記計数手段は、所定の基準値と比較する比較手段を有し、前記位置検出手段からの出力に基づいて前記基準値を変更することを特徴とする請求項７又は９に記載の眼科装置。
- 前記検出手段は、アライメントの完了を認識する許容範囲を有し、前記計数手段の出力に基づいて、前記許容範囲を変更することを特徴とする請求項７又は９に記載の眼科装置。
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