JP4124897B2 - 角膜形状測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、角膜の周辺部の曲率を測定する角膜形状測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、コンタクトレンズの処方を行う際には、ケラトメータと呼ばれる角膜形状測定装置を使用して、被検者の角膜の中心部付近の領域において強弱主経線曲率半径とその軸角度を測定して、装用するコンタクトレンズのベースカーブを決定している。
【0003】
また、より良い装用状態を実現するために、角膜の周辺部の曲率を測定して、中心部領域の曲率半径からのずれである離心率を求め、周辺部のフィッテイングに適するコンタクトレンズを選択することも行われている。このような角膜周辺部の測定は、被検者に所定の周辺測定用固視灯を固視するように指示し、被検眼を回旋して測定すべき周辺部分の測定を行っている。
【0004】
また、この種のケラトメータによる角膜周辺の形状測定方法として、測定光軸の周りに配置した周辺測定用固視灯の内、中心部測定から得た強弱主経線の軸角度方向、又はその軸角度方向に最も近い周辺固視灯を点灯し、被検者にその固視灯を注視させることにより被検眼を回旋して、測定すべき周辺部分をケラトメータの測定光軸上に配置して測定する装置が、特開平4−266737号公報に開示されている。
【0005】
【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のケラトメータにおいては、被検者が実際に点灯している周辺固視灯を注視しているか否かは、角膜中心部領域の測定終了後に、中心固視灯を消灯して周辺固視灯を点灯した時点で、被検眼の動きを観察用モニタで観察して確認しているために、見落しや検者の勘違いによって誤った周辺部位の測定を招くという問題点がある。また、測定操作を自動で行う検眼装置では、被検者が点灯した周辺固視灯を本当に注視しているか否かを確認できないために、角膜の周辺測定を行うことができないか、或いは測定の信頼性を確認することができないという問題点がある。
【0006】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、周辺固視灯を正しく被検者が注視しているか否かを判定して、所望の角膜周辺部位を測定光軸上に確実に位置合わせする角膜形状測定装置を提供することにある。
【0007】
【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、被検眼の注視方向を所望の方向に移動するために光軸周辺に設けた複数の周辺固視灯と、該周辺固視灯の点灯・消灯を制御する点灯制御手段と、該点灯制御手段による前記周辺固視標の点灯に応じて、被検眼の注視方向を検出する注視方向検出手段とを有し、該注視方向検出手段は、被検眼の角膜に角膜形状測定用を兼ねた視標を投影して角膜反射像を受光し、該角膜反射像の移動を検出することにより被検眼の注視方向を検出することを特徴とする。
【0008】
また、本発明に係る角膜形状測定装置は、被検眼の注視方向を所望の方向に移動するために光軸周辺に設けた複数の周辺固視灯と、該周辺固視灯の点灯・消灯を制御する点灯制御手段と、該点灯制御手段による前記周辺固視標の点灯に応じて、被検眼の注視方向を検出する注視方向検出手段と、前記点灯制御手段により点灯した前記周辺固視灯の方向及び前記注視方向検出手段により検出した被検眼の注視の移動方向が、概略同じ方向か否かを判定する注視方向判定手段とを有することを特徴とする。
【0009】
本発明に係る角膜形状測定装置は、被検眼の角膜形状を含む光学的特性を測定する検眼手段と、該検眼手段と被検眼の位置関係を検出するアライメント検知手段と、該アライメント検知手段からの検知信号により被検眼及び前記検眼手段の位置合わせを行うために前記検眼手段を被検眼に対して上下左右及び前後方向に駆動する駆動手段とを、被検眼の注視方向を所望の方向に移動するために光軸周辺に設けた複数の周辺固視灯と、該周辺固視灯の点灯・消灯を制御する点灯制御手段と、該点灯制御手段による前記周辺固視標の点灯に応じて前記検眼手段の前記駆動手段による移動方向を検出する移動方向検出手段と、前記点灯制御手段により点灯した前記周辺固視灯の方向及び前記移動方向検出手段により検出した前記検眼手段の移動方向が概略同じ方向か否かを判定する注視方向判定手段とを有することを特徴とする。
【0010】
【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の実施例の角膜形状測定装置の側面図を示し、装置の外装カバー1には、被検者が額を当接する額当て2、被検者の顎を載置する顎受け台3が設けられており、外装カバー1の検者側には操作パネルユニット4、表示手段である液晶モニタ5、プリンタ6が取り付けられている。外装カバー1の内部において、装置に電力を供給する電源7を内蔵する基台8上には、前後、左右、上下方向に駆動して被検者に対して位置合わせを行う駆動機構を有する検眼ユニット9が載置されており、更に全体の制御を行う制御手段10が配置されている。なお、制御手段10の取付方法や各デバイスとの接続については、図示を省略している。
【0011】
また、外装カバー1の額当て2の下側には、図2に示すような覗き窓11R、11Lと、被検者が装置内部を覗き込んだときに外装カバー1に当接しないように被検者の鼻を回避する凹部12とが設けられている。
【0012】
検眼ユニット9の底面には、送りナット付きのジョイント部材13が設置され、送りねじ14に螺合している。送りねじ14の一端14aと駆動モータ15の出力軸15aは、カップリング16によって連結されている。この駆動モータ15はステージ台17に固定されており、駆動モータ15の回転によって、検眼ユニット9はステージ台17に対して被検眼Eに近付いたり遠去かったりするようにされている。ステージ台17の下面には、送りねじ18に螺合する送りナット部19aを有する連結部材19が固定されている。送りねじ18の下端18aと駆動モータ20の出力軸20aは、カップリング21によって連結されている。更に、駆動モータ20はステージ台22に固定されており、駆動モータ20が回転することによって、送りねじ18とそれに螺合する連結部材19の働きで、検眼ユニット9や駆動モータ15が固定されたステージ台17を上下に駆動することができるようになっている。
【0013】
ステージ台22と連結部材19の間には、ステージ台17や連結部材19の重量による駆動モータ20の負荷を軽減するために、圧縮ばね23が配置されている。また、ステージ台17の下面に設置された案内棒24は、ステージ台22の一部に設けた案内溝22aに嵌入しており、駆動モータ20の回転により検眼ユニット9やステージ台17が回転しないようにされている。
【0014】
ステージ台25はステージ台22を搭載し、ステージ台25の下面には、案内棒26、27を嵌入する案内部25a、25bと、送りねじ28と螺合する送りナット部25cが設けられている。案内棒26、27は被検眼Eの眼幅方向に平行つまり紙面と直交方向に、基台8の取付部8aに固定されている。また、送りねじ28も送りねじ14や送りねじ18と同様に、図示しないカップリングによって図示しない後述する駆動モータ29に連結されており、この駆動モータ29は駆動モータ20と同様に基台8の取付部8aに固定されている。そして、これらの駆動モータ15、20、29の回転によって、検眼ユニット9は被検者に対して前後、左右及び上下に駆動し位置合わせが行われるようになっている。
【0015】
被検者の顎を載置する顎受け台3は顎受け支柱30が固定されており、その内部に上下駆動用のねじ部30aが設けられ、そのねじ部30aにねじ棒31が螺合している、ねじ棒31の下端部31aと駆動モータ32の出力軸32aがカップリング33によって連結されており、駆動モータ32は取付板34を介して基台8に不動に取り付けられている。そして、駆動モータ32の回転により顎受け台3が上下に駆動して、被検眼Eの位置合わせのための補助機構が構成されている。
【0016】
図3は検眼ユニット9の光学系の構成図を示し、検眼ユニット9は覗き窓11R、11L間を移動可能に配置されており、検眼ユニット9の前面には保護ガラス40が取り付けられている。保護ガラス40の略中央部の光路O1上には対物レンズ41、ハーフミラー42、図4に示すような開口部43aと軸43bを有する絞り43、受光面44aを有する二次元撮像素子44が順次に配列されている。ハーフミラー42の入射方向の光路上には、レンズ45、ダイクロイックミラー46、可視光LEDの中心固視灯光源47が配列され、ダイクロイックミラー46の入射方向には、近赤外発光LEDのアライメント用視標光源48が配置されている。
【0017】
検眼ユニット9が移動した場合の覗き窓11R又は11Lの近傍には、リング視標光源49が配置されており、このリング視標光源49は図5に示すように検眼ユニット9の測定光軸O1を中心とする円環形状の拡散板と、アライメント用視標光源48と同様の発光波長の近赤外光を発し円環状に配置された複数個のLEDの照明用光源50とから構成されている。リング視標光源49、照明用光源50はケース51に収納されており、リング視標光源49は照明用光源50によって拡散板を背面から照明することにより、被検眼Eの角膜に角膜形状測定用のリング視標を投影するようにされている。リング視標光源49のリングの内側には、角膜周辺部の曲率測定のために被検者に注視させるための可視光発光LEDから成る8個の周辺固視灯光源52a〜52hが、45度おきに円環状に配置されている。これらの周辺固視灯光源52a〜52hは被検眼Eに対し1個ずつ選択的に点灯し、それを注視させることによって被検眼Eの視線を回旋して、検眼ユニット5の測定光軸O1上に測定角膜周辺部位を配置するようになっている。
【0018】
絞り43は対物レンズ41の焦点位置に配置されてテレセントリック光学系が形成されており、角膜形状測定時に被検眼Eの位置ずれが測定誤差に入らないようにされている。また、絞り43は通常では測定前のアライメント時に図示しないモータなどの駆動手段により軸43bを中心に回動して、点線で示す光路外の位置に退避している。
【0019】
図6は操作パネルユニット4を示し、市販のトラックボール4a、前後ローラ4b、各種スイッチ群4c〜4hが設けられている。トラックボール4aを検者が手の平で転がすように操作することによって、その前後・左右方向の回転量を図示しないセンサが検出し、回転量に応じて検眼ユニット9を被検眼Eに対して上下・左右に移動するように、制御手段10が駆動モータ20、29を駆動するようにされている。また、前後ローラ4bは表面に滑り止めのローレットが形成された棒から成り、その回転量を図示しないセンサが検出し、その回転量に応じて検眼ユニット9を被検眼Eに対して前後方向に移動するように、制御手段10が駆動モータ15を駆動するようになっている。
【0020】
スイッチ群4c〜4hは、測定を開始するスタートスイッチ4c、測定結果をプリンタ6に出力するプリントスイッチ4d、角膜形状測定を自動で行うか手動操作で位置合わせして行うかを選択する自動/手動選択スイッチ4e、角膜形状の測定モードで中心部領域の測定から角膜周辺部位の測定に切換える周辺測定選択スイッチ4f、顎受け台3を上昇するスイッチ4g及び顎受け台3を下降するスイッチ4hから成っている。
【0021】
また、液晶モニタ5はモニタケース5aの内部に格納されており、検者に検眼ユニット9の二次元撮像素子44で撮像した被検眼Eの前眼部像を動画として表示したり、測定された測定値の表示や自動/手動モードなどの測定の条件等を表示するようになっている。このモニタケース5aの側面には、外装カバー1の図示しない孔部に嵌入する支点軸5bが形成されており、この軸5bを中心にモニタケース5aを矢印の方向に傾動して、検者の見易い位置に固定することができるようになっている。
【0022】
図7は制御手段10と各デバイスの関係を示すブロック回路の構成図であり、制御手段10はマイクロプロセッサやプログラムを格納するROM、周辺機器のインタフェイスなどを含んでいる。制御手段10の出力はプリンタ6、中心固視灯光源47、照明用光源50、周辺固視灯光源52a〜52h、アライメント用視標光源48に接続され、更に絞り43を被検眼Eのアライメント時と角膜形状測定時とで光路内へ挿脱する駆動モータ55、検眼ユニット9を被検眼Eに対して上下左右方向及び前後方向に駆動する駆動モータ15、20、29、更に顎受け台3を上下動する駆動モータ32に接続されて、それらの駆動を制御している。
【0023】
また、被検眼Eのアライメントや角膜形状の測定に使用する二次元撮像素子44の出力は、A/D変換器56を介して、フレームメモリ57に接続されており、制御手段10は二次元撮像素子44に撮像された画像を画像処理して、被検眼Eのアライメントや角膜形状測定を行うようになっている。更に、操作パネルユニット4のトラックボール4aや前後ローラ4bの検出信号、スタートスイッチ4c、プリントスイッチ4dなどの各スイッチやデバイスの信号が、制御手段10に入力されるように接続されている。
【0024】
角膜の中心部を測定する際には、被検者は覗き窓11R、11Lの中を覗きながら、額を額当て2に当接する。例えば、右側の被検眼Eを測定する場合には、検者は側方から被検者の眼の位置が、その眼前に位置する検眼ユニット9を介してほぼ覗き窓11Rの中心線上にあるか否かを確認して、被検者の顔が安定するようにスイッチ4g、4hを操作して顎受け台3を昇降し、被検者の顎を顎受け台3上に載置する。被検者の顔の姿勢が安定したら検者はスタートスイッチ4cを押し、これによって自動的に被検眼Eのアライメントが開始され測定が行われる。
【0025】
スタートスイッチが押釦されると、制御手段10は中心固視灯光源47を点灯し、中心固視灯光源47を発した光束は、ダイクロイックミラー46、レンズ45を透過して、ハーフミラー42で反射され、対物レンズ41を透過して、保護ガラス40、更に覗き窓11Rを介して、レンズ45、対物レンズ41より平行光束となって右側の被検眼Eに投影される。被検眼Eはこの中心固視灯光源47の光束を注視することによって、角膜中心部の曲率測定を行う際に、被検眼Eの角膜Ec頂点を測定光軸O1上に位置合わせする。
【0026】
次に、制御手段10はアライメント用視標光源48を点灯し、アライメント用視標光源48から発した光束は中心固視灯光源47と同様の光路を通り、レンズ45、対物レンズ41により平行光束となって被検眼Eの角膜Ecに投影され、角膜Ecの虹彩Ei付近に輝点Tcとして結像する。この輝点Tcからの光束は光路を戻り、覗き窓11R、保護ガラス40、対物レンズ41、ハーフミラー42を透過して、二次元撮像素子44のセンサ受光面44aに達し、図8に示すようにセンサ受光面44a上に角膜反射輝点像T’を形成する。この時点では、輝点像T’は未だ被検眼Eのアライメントは完了していないので、位置合わせするセンサ受光面44aの中心部44c付近のアライメント許容領域Ma’から離れた個所にある。
【0027】
制御手段10はフレームメモリ57に入力されたアライメント時の前眼部像を逐次に画像処理して、輝点像T’とセンサ受光面44aの中心部44cとの距離が小さくなる方向に、駆動モータ20、29を駆動して制御を行う。この輝点像T’がアライメント許容範囲Ma’内に入ったら、検眼ユニット9の左右、上下方向のアライメントが完了したことになる。
【0028】
続いて、角膜形状測定のために、制御手段10はアライメント用視標光源48を消灯し、照明用光源50を発光して、リング視標光源49からリング光束を被検眼Eの角膜Ecに投影する。リング光束による被検眼Eでの角膜反射像Kは、覗き窓11R、保護ガラス40を介して、対物レンズ41で屈折し、ハーフミラー42、絞り43の開口部43aを介して、二次元撮像素子44のセンサ受光面44aに結像する。
【0029】
図9(a) はセンサ受光面44aに結像したリング視標光源49の角膜反射像Kを表し、被検眼Eの角膜形状によってリングの直径が大きくなったり小さくなったりする。また、被検眼Eの角膜Ecに乱視がある場合には、図9(b) に示すように角膜反射像Kは楕円形状になる。
【0030】
制御手段10はリング視標光源49の角膜反射像Kをフレームメモリ57に取り込み、例えばセンサ受光面44aの中心部44cを通る走査線に相当する図10(a) に示す水平方向の画素CLの並び方向での図10(b) に示すような角膜反射像Kのエッジの立ち上がり具合αを算出して記憶する。その後に、検眼ユニット9を被検眼Eに向かう方向に若干移動し、同様にして取り込んだリング視標光源49の角膜反射像Kのエッヂの立ち上がり具合αと比較する。リング視標光源49のエッヂの立ち上がり具合αが鋭くなればピントが合う方向となる。
【0031】
検眼ユニット9を移動する前後で検眼ユニット9の立ち上がり具合αを比較し、移動した後の方がエッヂの立ち上がり具合αが鋭くなっている場合は、更に同じ方向に移動し、更に鈍くなっている場合は、反対方向に移動して繰り返し立ち上がり具合αを比較する。以上の動作を、所定の立ち上がり具合αに達するまで繰り返すことによって、リング視標光源49の被検眼Eの角膜Ecによる反射像のピントの合った状態を見い出して、作動距離方向である前後方向の位置合わせを完了する。
【0032】
このようにして、被検眼Eと検眼ユニット9の前後・左右・上下方向の位置合わせが完了すると、制御手段10は位置合わせが完了したときのリング視標光源49の被検眼Ecによる角膜反射像Kの画像を、A/D変換器56を介してフレームメモリ52に取り込んで、そのリング像の大きさ及び形状を画像解析して、角膜形状を表す強弱主経線曲率半径とその軸角度を算出し、算出した結果は液晶モニタ5やプリンタ6に出力して表示する。
【0033】
角膜周辺部の測定の際には、角膜Ecの中心部領域の測定が終了した後に、検者が操作パネルユニット4の周辺測定選択スイッチ4fを押釦することにより、中心部領域の測定値を基に角膜周辺部の測定を開始する。制御手段10はリング視標光源49の照明用光源50を消灯し、代りにアライメント用視標光源48を点灯する。中心部測定を行った直後なので、その角膜反射輝点像T’はセンサ受光面44aの中心部44c付近に輝点像として存在している。制御手段10はこのときの角膜反射輝点像のセンサ受光面44a上の位置を、フレームメモリ57に取り込んだ前眼部像を画像処理することによって算出、記憶しておく。
【0034】
そして、中心部領域の測定結果が、例えば弱主経線曲率半径が7.60mm、強主経線曲率半径が7.31mm、軸角度が97度であったとすると、その軸角度の値97度に最も近い周辺固視灯方向である90度方向、90度方向と正対する軸角度である270度方向、90度及び270度と直交する軸角度である180度方向及び0度方向で周辺部測定を行う。
【0035】
先ず、制御手段10は中心部領域測定時の固視灯である中心固視灯光源47を消灯し、被検眼Eを270度方向(下方向)に回旋して、90度方向の角膜周辺部を検眼ユニット9の測定光軸上に配置するために、下方向位置の周辺固視灯光源52eを点灯する。被検者は点灯した周辺固視灯光源52eを見るために、270度の方向に視線を移動する。
【0036】
図11は被検眼Eが周辺固視灯光源を固視して角膜Ecの位置が回旋したときの角膜反射輝点の移動の説明図を示す。中心部の測定を行っているときに、角膜反射輝点は位置T1に形成されるが、被検眼Eが周辺固視灯光源52eを固視すると、回旋点Qを中心にして角膜EcはE1からE2に角度θだけ回転し、角膜反射輝点も位置T2に移動する。角度θは検眼ユニット9の角膜形状測定光学系の測定部位の大きさにもよるが、手動操作のケラトメータなどの周辺曲率測定部位と同様に、20度程度の装置固有の角度であり、周辺固視灯光源52eの設置高さにより決まる。
【0037】
この角膜反射輝点の位置T1からT2への移動は、検眼ユニット9側から観察すると、距離hだけ周辺固視灯光源52eの方向に輝点が移動したように見える。ここで、角膜Ecの曲率半径をr、角膜頂点から被検眼Eの回旋点Qまでの距離をxとすると、距離hは次式で表される。
h=(x−r)sinθ …(1)
【0038】
この距離hは約13mm程度であるが、この値は個人差が大きい。なお、図11においてO、O’はそれぞれ被検眼Eの角膜EcがE1、E2にあるときの曲率中心を表している。このように、被検者が正しく周辺固視灯光源52eを固視していれば、角膜反射輝点の像は、略距離hだけ点灯中の周辺固視灯光源52eの方向に移動する。
【0039】
図12は二次元撮像素子44のセンサ受光面44aに投影された角膜反射輝点像T1’及びT2’を示す。輝点像T1’、T2’はそれぞれ図11の位置T1、T2の像を示しており、被検者の視線が周辺固視灯光源52eの方向に移動することによって、アライメント用視標光源48の角膜反射輝点像は、被検者の視線が移動した方向に移動している。制御手段10はこのときの角膜反射輝点像T2’のセンサ受光面44a上の位置を、フレームメモリ57に取り込んだ前眼部像から画像処理により算出し、中心部測定後に算出、記憶しておいた角膜反射輝点像T1’の位置と比較する。制御手段10はこの輝点像T1’の位置と輝点像T2’の位置とを比較し、その変化の方向が周辺固視灯光源52eの方向と概略一致しているか否かを判定する。
【0040】
この判定の基準は、例えば図12に示すように、輝点像T1’を中心として周辺固視灯光源光源52a〜52hが存在する8方向に分割された領域Aa〜Ahのどの領域に、周辺固視灯光源52e点灯時の角膜反射輝点像T2’が入っているかによって判定する。領域Aa〜Ahの円環の内径、外径の大きさは、式(1) において、この装置の角膜形状の測定範囲であるrの変動幅と、x=13として、xの許容変動幅を考慮して決定された領域である。領域Aeに一致していると判定されたときには、点灯した周辺固視灯光源52eを被検者が正しく注視していると判断できるので、中心部測定の時と同様に、角膜反射輝点像T2’がセンサ受光面44aのアライメント許容範囲Ma’内に入るように、被検眼Eに対して上下左右方向に検眼ユニット9を駆動する。
【0041】
次に、照明用光源50を点灯して、リング視標光源49を角膜Ecに投影し、、中心部測定の場合と同様にリング視標光源49による角膜反射像Kのピントを合わせることにより、被検眼Eと検眼ユニット9の前後方向の位置合わせを行う。その後に、角膜反射像Kの形状・大きさを画像処理によって求め、周辺部位での角膜形状測定を行う。このようにして求めた被検眼Eの90度方向の周辺部位の形状と、前に測定した中心部の角膜形状の測定値とから、制御手段10により90度方向の離心率eを算出する。
【0042】
中心部測定後の輝点像T1’の位置と周辺固視灯光源52eを点灯した時の輝点像T2’の位置を比較し、その変化の方向が周辺固視灯光源52eの方向と一致していないと判定されたときには、図13に示すように制御手段10は液晶モニタ5に被検者の固視状態が不良であることを表示し、一旦測定を中断する。その後に、制御手段10は周辺固視灯光源52eを点滅したり、更に明るく点灯して被検者の注視を促進するように動作したり、或いはブザーを鳴らして検者に被検者が正しく周辺固視灯光源52eを注視していないことを警告し、被検者への注意を促して、被検者の注視を周辺固視灯光源52eに向けるように制御する。
【0043】
この間に、制御手段10は常に角膜反射輝点像T2’の位置をセンサ受光面44a上で検出しているので、角膜反射輝点像T2’の移動方向が正しく周辺固視灯光源52eの方向と―致しているか否か判定を続け、一致していると判定された場合にのみ測定を再開して、その方向の周辺部測定を行う。
【0044】
なお、このとき、被検者の固視状態が適正であることを示すために、図13に示す「Fixation Error」の代りに、「Fixed」等と表示してもよいが、本実施例では現在の測定部位を表す図13の「90度」という数字を点滅することによって固視が適正であることを表している。また、左下のマークMDは既に測定が終了している場所を黒丸で示し、中央の黒丸が中心部測定の終了を示している。更に、白丸は未測定の部位を示し、現在測定中の部位を例えばマークMDeのように黒丸と白丸の点滅で表示する。
【0045】
次に、180度方向の角膜周辺部位の測定を行うために、制御手段10は同様に周辺固視灯光源52eを消灯して、代りに周辺固視灯光源52cを点灯する。角膜Ecに投影されたアライメント用視標光源48の角膜反射輝点像T2’の位置を、中心部測定の角膜反射輝点像T1’の位置と比較して、被検者の注視方向が正しく周辺固視灯光源52cの方向に向いているか否かを判別して、180度方向の角膜周辺部位の測定を行う。更に、同様にして270度方向の角膜周辺部位の測定の時は、周辺固視灯光源52aを点灯し、0度方向の角膜周辺部位の測定の時は、周辺固視灯光源52gを点灯して、角膜周辺部位の測定を行う。そして、図14に示すように測定した角膜周辺部の測定結果の一覧をプリンタ6に出力し、角膜周辺部の測定を終了する。
【0046】
通常、検眼装置に設置されている表示手段は5インチ程度の小さな液晶モニタ5なので、角膜周辺部の測定結果などの複数個の測定データ群を一度に表示する場合は、プリンタ6の出力の方が見易く、90度、180度、270度、0度の測定を完了する毎に、周辺測定を行っている部位の表示と共に、その時の測定値である曲率半径と離心率eを、図13の測定部位を表す角度の数字の下の表示「Fixation Error」の場所に表示するようにしてもよい。
【0047】
以上の説明では、アライメント用視標光源48による平行光束の角膜反射輝点の位置を検出して、中心部測定の時の角膜反射輝点像T1’の位置と、周辺固視灯光源52eを点灯したときの角膜反射輝点像T2’の位置とを比較することにより、被検眼Eの注視方向の検出を行っているが、アライメント用視標光源48の代りに、リング視標光源49の角膜反射像Kの位置を検出することによって、被検眼Eの注視方向の検出を行ってもよい。
【0048】
図15はセンサ受光面44a上に撮像されたリング視標光源49の角膜反射像Kを示し、図15(a) は中心部測定時の角膜反射像Kcで、その計算上の中心Ccはセンサ受光面44aのほぼ中心にある。また、図15(b) は角膜周辺部位の測定のために、周辺固視灯光源52eを点灯した後に、被検者が周辺固視灯光源52eを注視したときのリング視標光源49の角膜反射像Kpであり、その計算上の中心Cpは、角膜反射輝点像T2’と同様に点灯した周辺固視灯光源52eの方向に移動している。
【0049】
このリング形状或いは楕円形状のリング視標光源49の角膜反射像Kcの中心位置を、制御手段10により画像解析することによって求め、リング視標光源49の角膜反射像Kcの中心位置の変化と、周辺固視灯光源52a〜52hの内の点灯している光源の角膜反射像Kpの位置を比較し、被検眼Eの注視状態を検出することができる。また、被検眼Eとのアライメントのために駆動する検眼ユニット9の移動量から、周辺固視灯光源52a〜52hの点灯による被検眼Eの注視方向を検出することもできる。
【0050】
図16は第2の実施例の角膜形状測定装置の側面図を示し、図1と同じ符号は同じ部材を表している。図17に示すような等間隔のスリット60aを有するスリット板60が、駆動モータ29により被検眼Eに対して左右方向(眼幅方向)に駆動するステージ台25に取り付けられている。そして、そのスリット板60を挟むように、フォトエンコーダ61が基台8に取り付けられており、駆動モータ23によるステージ台25の左右方向の移動によって、スリット板60がフォトエンコーダ61の間隙を移動し、このときのステージ台25の移動方向と移動量をフォトエンコーダ61が検出するように構成されている。
【0051】
ステージ台17には、スリット板60と同様のスリットを有するスリット板62が取り付けられ、またステージ台25には、スリット板62を挟むようにしてフォトエンコーダ63が取り付けられており、駆動モータ20の駆動によるステージ台17の上下方向の移動方向及び移動量を検出できるように構成されている。そして、フォトエンコーダ61、63の出力は何れも制御手段10に接続され、これによって制御手段10はステージ台17に搭載された検眼ユニット9の左右上下方向の移動量と移動方向を検出できるようなっている。
【0052】
なお、図示しないが検眼ユニット9にスリット板を取り付け、ステージ台17にフォトエンコーダをこのスリット板を挟むように設置すれば、検眼ユニット9の被検眼Eに対する前後方向の移動量及び移動方向を検出することができるので、その移動量を参考にして、被検眼Eと検眼ユニット9の作動距離方向の位置合わせを精度良く行うことが可能となる。
【0053】
このような構成により、被検眼Eの角膜Ecの中心部領域の測定を行った後に、周辺固視灯光源52eを点灯してこれを被検眼Eに注視させ、アライメント動作中に常に角膜反射輝点像T’がセンサ受光面44aのアライメント許容範囲Ma’に入るように検眼ユニット9を移動する動作を行い、検眼ユニット9の移動量と移動方向をフォトエンコーダ61、63の出力から算出することにより、検眼ユニット9の駆動方向である被検眼Eの注視方向を検出して、被検眼Eが正しく周辺固視灯光源52eを注視しているか否かを判定している。このように、常に測定のためのアライメント動作を行うことによって、測定時間を短縮することが可能となる。
【0054】
また、角膜形状測定装置と眼屈折力計との複合機などでは、通常では眼屈折力計の機能により被検眼Eの眼幅を測定する機能が求められているが、本実施例においては、検眼ユニット9の眼幅方向の移動量を求める機構を眼幅測定に共用できるので合理的である。なお、自動測定の角膜形状測定装置を実施例としたが、手動で操作する従来のケラトメータでも、図13に示すように液晶モニタ5に、点灯している周辺固視灯光源52eの方向と被検者の視線の方向を表示すようにすれば、同様の効果を得ることができる。
【0055】
このように本実施例では、被検者の点灯した周辺固視灯光源52eに対する注視状態が、所望の角膜周辺部位の測定に適しているか否かを判断するので、被検眼Eの注視状態を検者の判断だけに任せることなく、正しい周辺部位の測定を確実に行うことができる。また、検者にこれから行う角膜周辺測定が正当か否かを予め知らせることができるので、検者の操作ミス・判断ミスによる誤った測定を回避することができ、誤った測定部位の測定が強制的或いは偶発的に行われたり、間違った測定値を採用してしまうことを防止することができる。更に、検者による被検者への注意や指導をすることなく、被検者に正しく固視させることができるので、検査の省力化や測定の自動化が可能になり、注視方向検出のための専用の視標や光学系を設けることなく、安価な構成で角膜周辺測定における被検眼Eの注視方向の検出を行うことができる。
【0056】
【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、複数の周辺固視灯の点灯・消灯を点灯制御手段により制御して、被検眼の注視方向を検出することにより、角膜周辺形状の測定の際に、被検者が正しく周辺固視灯を注視し、所望の角膜周辺部位が測定光軸上に位置合わせされているか否かを検出することができるので、被検者の固視不良による誤った周辺部位の測定を未然に防止することができる。
【0057】
また、本発明に係る角膜形状測定装置は、点灯した周辺固視灯の方向と、注視方向検出手段により検出した被検眼の注視の移動方向とが、概略同じ方向か否かを判定することにより、被検者が固視不良にある場合に、被検者又は検者に被検者の固視不良を警告したり、適正な固視状態に誘導することが可能になるので、誤った周辺部位の測定を防止することができる。
【0058】
本発明に係る角膜形状測定装置は、被検眼のアライメント及び測定を自動的に行う際に、複数の周辺固視灯、点灯・消灯に応じて検眼手段の移動方向を検出することにより、被検眼の固視不良を検出・判定することができ、これにより誤った周辺部位の測定を防止して角膜周辺部の自動測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の側面図である。
【図2】接眼部の正面図である。
【図3】検眼ユニットの光学系の構成図である。
【図4】絞りの正面図である。
【図5】周辺固視灯光源及びリング光源の正面図である。
【図6】操作パネルの正面図である。
【図7】制御手段のブロック回路の構成図である。
【図8】リング光源の反射像の説明図である。
【図9】角膜反射輝点像の説明図である。
【図10】角膜反射像の1走査線上の光強度のグラフ図である。
【図11】角膜反射輝点像の移動の説明図である。
【図12】センサ受光面の角膜反射輝点像の説明図である。
【図13】表示手段の表示の説明図である。
【図14】プリント出力の説明図である。
【図15】リング光源の角膜反射像の説明図である。
【図16】第2の実施例の側面図である。
【図17】スリット板の正面図である。
【符号の説明】
1 外装カバー
2 額当て
3 顎受け
4 操作パネルユニット
5 液晶モニタ
6 プリンタ
8 基台
9 検眼ユニット
14、18、28 送りねじ
15、20、29、32、55 駆動モータ
10 制御手段
43 絞り
44 二次元撮像素子
44a センサ受光面
47 中心固視灯光源
48 アライメント用視標光源
50 リング視標光源
52a〜52h 周辺固視灯光源
60、62 スリット板
61、63 フォトエンコーダ
Claims (6)
- 被検眼の注視方向を所望の方向に移動するために光軸周辺に設けた複数の周辺固視灯と、該周辺固視灯の点灯・消灯を制御する点灯制御手段と、該点灯制御手段による前記周辺固視標の点灯に応じて、被検眼の注視方向を検出する注視方向検出手段とを有し、該注視方向検出手段は、被検眼の角膜に角膜形状測定用を兼ねた視標を投影して角膜反射像を受光し、該角膜反射像の移動を検出することにより被検眼の注視方向を検出することを特徴とする角膜形状測定装置。
- 被検眼の注視方向を所望の方向に移動するために光軸周辺に設けた複数の周辺固視灯と、該周辺固視灯の点灯・消灯を制御する点灯制御手段と、該点灯制御手段による前記周辺固視標の点灯に応じて、被検眼の注視方向を検出する注視方向検出手段と、前記点灯制御手段により点灯した前記周辺固視灯の方向及び前記注視方向検出手段により検出した被検眼の注視の移動方向が、概略同じ方向か否かを判定する注視方向判定手段とを有することを特徴とする角膜形状測定装置。
- 前記注視方向判定手段の判定結果を表示する表示手段を有する請求項2に記載の角膜形状測定装置。
- 前記注視方向判定手段により被検眼の注視方向と点灯している周辺固視灯の方向とが一致していないことが判定されたときに、前記周辺固視灯の固視不良状態を警告する警告手段を設けた請求項2に記載の角膜形状測定装置。
- 前記注視方向判定手段により被検眼の注視方向と点灯している周辺固視灯の方向とが一致していないことが判定されたときには、角膜周辺部位の測定を禁止する禁止手段を設けた請求項2に記載の角膜形状測定装置。
- 被検眼の角膜形状を含む光学的特性を測定する検眼手段と、該検眼手段と被検眼の位置関係を検出するアライメント検知手段と、該アライメント検知手段からの検知信号により被検眼及び前記検眼手段の位置合わせを行うために前記検眼手段を被検眼に対して上下左右及び前後方向に駆動する駆動手段と、被検眼の注視方向を所望の方向に移動するために光軸周辺に設けた複数の周辺固視灯と、該周辺固視灯の点灯・消灯を制御する点灯制御手段と、該点灯制御手段による前記周辺固視標の点灯に応じて前記検眼手段の前記駆動手段による移動方向を検出する移動方向検出手段と、前記点灯制御手段により点灯した前記周辺固視灯の方向及び前記移動方向検出手段により検出した前記検眼手段の移動方向が概略同じ方向か否かを判定する注視方向判定手段とを有することを特徴とする角膜形状測定装置。
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