JP4679123B2 - フォトレフラクター - Google Patents

Description

本発明はフォトレフラクターに関する。さらに詳しくは、フォトレフラクション法を用いて被検眼の屈折力を測定するためのフォトレフラクターに関する。

フォトレフラクション法は、被検眼に照明光を照射し、眼底からの反射光の瞳孔における割合から眼光学系の屈折力を求めるものである。具体的には、フォトレフラクターという光学機器を用い、瞳孔を通ってくる眼底で反射した上記光をフォトレフラクターのカメラによって撮影し、瞳孔における明るいクレッセントの瞳孔半径方向の寸法の瞳孔径に対する割合を検出し、下記理論式（１）によって屈折力を得るものである（たとえば、非特許文献１参照）。

Ｒ＝１−｛ｅＬ／２ｒ（Ａ＋Ｌ）｝ （１）
ここで、Ｒは瞳孔直径に対する瞳孔中の明るいクレッセントの寸法割合、すなわち図１０におけるＤ／２ｒを意味するものである。Ｄは明るいクレッセントＫの瞳孔半径方向の長さであり、ｒは被検眼の瞳孔の半径である。Ａは被検眼の屈折力であり、ｅは上記カメラの対物レンズ５１の端部５１ａから照明光源（ストロボ）５２までの距離である。Ｌは被検眼とカメラの対物レンズ５１との離間距離（測定距離）Ｓの逆数である（Ｌ＝１／Ｓ）。なお、照明光源５２は一個のみ配設されている。

上式の通り、明るいクレッセントＫの割合Ｒは、その他の条件が一定であるとすると、被検眼の屈折力Ａによって異なる。すなわち、一定条件下で測定された明るいクレッセントの割合Ｒから、下式（２）によって被検眼の屈折力Ａが算出される。

Ａ＝｛ｅＬ／２ｒ（１−Ｒ）｝−Ｌ （２）
このようにして求めた明るいクレッセントＫの割合Ｒと屈折力Ａとの関係の一例を図１１に示す。図１１において、横軸は被検眼の屈折力Ａ（単位：ジオプトリー）を表し、縦軸は明るいクレッセントの割合Ｒ（１．０を１００％とする）を表す。図示のごとく上式によれば屈折力の計測不能域Ｉが生じる。この計測不能域Ｉを挟んだ両側、つまり屈折力のプラス側とマイナス側、にクレッセントが生じているが、瞳孔においてこれらのクレッセントが出現する方向は正反対となる。また、屈折力のマイナスおよびプラスの絶対値が大きいほど計測精度が大幅に低下する。
魚里博、「フォトレフラクション法」、眼科、金原出版、１９９１年、Ｖｏｌ．３３、Ｎｏ．１２ このフォトレフラクション法に用いられる従来のフォトレフラクターは一つのカメラで被検者の両眼を同時に撮影するものである。両眼を同時に撮影することにより、両眼の不同視や斜視を判定することができ、また、左右の被検眼それぞれの屈折力を測定をする場合にも時間の短縮になる。

しかしながら、一つのカメラで一時に撮影した一つの画像に被検者の左右両眼が含まれるため、各被検眼の瞳孔の像が小さいものとなる。その結果、瞳孔内に出現したクレッセントの量を解析するには、瞳孔の像が小さすぎて十分な計測精度を得ることができない。また、屈折力に関する種々の分析を行うには情報量が不足することにもなる。

本発明は前述した課題を解消するためになされたものであり、左右の被検眼を同時に撮影することは可能であり、撮影された左右の各被検眼の瞳孔像についての情報量が多いため、計測精度が高く、種々の屈折力分析を行うことができる、被検眼の屈折力のスクリーニングに好適なフォトレフラクターを提供することを目的としている。

本発明のフォトレフラクターは、左右の被検眼に対応すべく左右に並列に配置された一対のカメラであって、被検眼を照明するための照明光源、および、被検眼の眼底によって反射された上記照明光源からの照明光を撮影する撮影光学系を含んでなるカメラと、撮影光学系によって撮影された撮影画像を処理し演算する画像処理演算部、および、この演算結果に基づいて被検眼の屈折力を測定する画像測定部を含む解析装置とを備えている。そして、上記各照明光源を、撮影光学系の対物レンズの外側に配置された実質的に三角形状の光源とし、その三角のうちの一つの角部が対物レンズの中心に最も近い側に位置するように構成している。この構成により、撮影光学系の光軸から遠い光源の影響度の低下を防止しつつ照明光源の明るさを向上させることができる。

一個のカメラによって一個の被検眼を撮影画面一杯の大きさで撮影することができるので、倍率を拡大して瞳孔像を十分な大きさで撮影することができる。しかも、被検者の左右両眼を同時に撮影することができる。その結果、測定精度が向上すること、および、撮影画像から得られる情報量が大幅に増大する。

上記一対のカメラと単一の解析装置とを接続する切換装置をさらに備えており、この切換装置が、一対のカメラそれぞれから出力される画像情報を交互に切り換えて上記画像処理演算部に送るように構成されているフォトレフラクターが好ましい。単一の解析装置であっても、左右両眼を実質的に同時に撮影してその画像を解析することができるからである。さらに、左右両眼をほぼ同一条件で同時に撮影することができることになるので、不同視や斜視を判断することができ、さらに、左右の眼を個別に撮影する場合より測定時間を短縮することができる。

上記切換装置が、撮影光学系による撮影時に、上記カメラの各照明光源を、対応するカメラからの画像情報出力の切り換えと同期して交互に切り換えて点灯させるように構成されているのが好ましい。一方のカメラによる撮影時に、他方のカメラの照明による影響を防止しうるからである。

さらに、左右の前記各照明光源は、前記撮影光学系の前端に設けられた対物レンズの外周縁の外側において同心円上に設けられた第１の光源、第２の光源および第３の光源からなり、前記第１の光源は、左右の対物レンズの中心同士を結ぶ仮称直線上であって対物レンズの外側に配置され、前記第２の光源と前記第３の光源は、前記第１の光源を基準位置として１２０゜間隔で配置されていてもよい。かかる照明光源の配置により、対物レンズの中心（撮影光学系の光軸）の中心に被検眼の瞳孔中心が一致するとすれば、左右の対物レンズの中心同士を結ぶ仮想直線（水平線とする）上の第１の光源の瞳孔中心からの離間距離は、水平線の上下の第２及び第３の光源の瞳孔中心からの離間距離より大きい。これにより、水平線の上下の照明光源が、瞳孔の上下に存在する瞼やまつげの影響を受けにくくなる。

本発明に係るフォトレフラクターによれば、撮影された左右の各被検眼の瞳孔像についての情報量が多いため、計測精度が高く、種々の屈折力分析を行うことができる。そして、その照明光源の構成により、撮影光学系の光軸から遠い光源の影響度の低下を防止しつつ照明光源の明るさを向上させることができる。

添付図面を参照しつつ本発明のフォトレフラクターの実施形態を説明する。

図１は本発明にかかるフォトレフラクターの一実施形態を概略的に示すブロック図である。図２（ａ）はハンディータイプのフォトレフラクターの使用状態を示す図であり、図２（ｂ）は設置型のフォトレフラクターの使用状態を示す図である。

図１に示すように、本フォトレフラクター１は被検眼Ｅを撮影する光学ヘッド２と、この光学ヘッド２によって撮影された画像を解析する解析装置３と、光学ヘッド２から解析装置３への撮影画像出力を制御し、且つ、光学ヘッド２の照明を制御するための切換装置４とを備えている。そして、上記解析装置３には撮影画像や解析結果を表示するための表示装置５が接続されている。さらに、被検者の照合事項等を入力する入力装置（キーボード等）や撮影開始ボタン等が設置されたインターフェース装置２４が配設されている。

上記光学ヘッド２は図２（ａ）に示すような手で保持するハンディータイプのものでもよく、また、図２（ｂ）に示すような架台２３に設置したものでもよい。いずれのタイプであっても、検査者が解析装置３に連結された表示装置５によって被検眼Ｅを観察しつつ撮影を行う。そして検査者が光学ヘッド２に接続された解析装置（たとえばパーソナルコンピュータ）３を操作することにより、撮影画像の処理および演算、ならびに、処理演算結果に基づいた被検眼Ｅの屈折力の測定が行われる。上記表示装置５はこの測定結果をも表示する。

図３〜図５に示す上記光学ヘッド２は前述したうちのハンディータイプのものであり、手によって保持する保持ハンドル６を備えている。この光学ヘッド２には、被検者の左右の眼をそれぞれ撮影するための一対のカメラ７が内蔵されている。この一対のカメラ７は左カメラ７Ｌと右カメラ７Ｒであり、後述するように被検者の左眼ＬＥと右眼ＲＥとに対応するように配置されている。左右のカメラ７Ｌ、７Ｒにはそれぞれ撮影光学系８Ｌ、８Ｒが配設されている。左右の撮影光学系８Ｌ、８Ｒは互いにほぼ平行となるように構成されている。各撮影光学系８Ｌ、８Ｒはその前端に対物レンズ１０Ｌ、１０Ｒを有し、後端には撮像用のＣＣＤ２０Ｌ、２０Ｒを有している。両ＣＣＤ２０Ｌ、２０Ｒは相互に独立してその感度を変更することが可能である。

両撮影光学系８Ｌ、８Ｒは被検眼Ｅが対物レンズ１０から所定の離間距離（測定距離）となるようにフォーカスされている。たとえばこの測定距離を１ｍとする。１ｍと設定したときには±１０ｃｍ程度のずれは検査上問題はない。測定距離（１ｍ）を確保できるように光学ヘッド２に距離計を設置しておいてもよい。そして、この設定測定距離を基準として許容離間距離の範囲内に被検眼が入っているときに測定可能という表示を発するように構成することができる。両撮影光学系の光軸８Ｌａ、８Ｒａは、上記測定距離に被検眼があるときに、平均的な被検者の左眼ＬＥおよび右眼ＲＥそれぞれの瞳孔中心に一致するように方向付けられている。たとえば、上記両撮影光学系は、その光軸８Ｌａ、８Ｒａが平均的な被検者の左右両眼の瞳孔中心同士の離間距離だけ離間し、且つ、互いに平行となるように配置される。

かかる構成によれば、左右の各カメラ７Ｌ、７Ｒがその撮影画面の中央に各被検眼の瞳孔を捉えるように撮影することができるので、簡単なレンズ系であっても高精度な良質の瞳孔画像を得ることができる。

左右のカメラ７Ｌ、７Ｒはそれらの撮影光学系８Ｌ、８Ｒに対応する照明光源９Ｌ、９Ｒを有している。照明光源９としては近赤外光を発光する赤色ＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられている。各照明光源９Ｌ、９Ｒはそれぞれ三個の組であり、光学ヘッド２の前面であって、撮影光学系の前端の各対物レンズ１０Ｌ、１０Ｒの外周円の外側の同心円上に１２０゜間隔に取り付けられている。両対物レンズ１０Ｌ、１０Ｒの中心同士を結ぶ仮想直線ＨＬ上であって各対物レンズの外側に位置基準となる光源９Ｌ１、９Ｒ１が配置され、これから反時計方向に１２０゜変位した位置にそれぞれ二つ目の光源９Ｌ２、９Ｒ２が配置され、これから反時計方向に１２０゜変位した位置にそれぞれ三つ目の光源９Ｌ３、９Ｒ３が配置されている。

かかる照明光源の配置による利点の一例は以下のとおりである。対物レンズの中心（撮影光学系の光軸）８ａの中心に被検眼の瞳孔中心が一致するとすれば、対物レンズ１０Ｌ、１０Ｒの中心同士を結ぶ仮想直線（水平線とする）ＨＬ上の照明光源９Ｌ１、９Ｒ１の瞳孔中心からの離間距離は、水平線ＨＬの上下の照明光源９Ｌ２、９Ｒ２、９Ｌ３、９Ｒ３の瞳孔中心からの離間距離より大きい。これは、水平線ＨＬの上下の照明光源が、瞳孔の上下に存在する瞼やまつげの影響を受けにくいことを意味する。

各照明光源は他の照明光源とは独立してその明るさを変更することができる。これと前述のＣＣＤの感度の個別調整とにより、左右の被検眼の特性の差（たとえば、左右の被検眼の網膜反射に差がある場合など）に応じてカメラの感度や照明強度を変更することが可能となる。

カメラ７の前端面に左右の照明光源９Ｌ、９Ｒの六組をセットにして設置するための取り付け板１１が配設されている。六組の照明光源９を設置した取り付け板１１を照明光源ユニットと呼ぶ。取り付け板１１はカメラ７の対物レンズ１０が露出する開口を有し、対物レンズ１０の周囲にネジ１１ａ等の固定手段によって着脱自在に取り付けられるものである。

また、光学ヘッド２の前面における両カメラ７Ｌ、７Ｒの間には被検者が固視するための固視灯１２が配設されている。固視灯１２は被検眼Ｅの視軸をカメラの対物レンズ１０の方に向けるためのものであるが、厳密に視軸を撮影光軸８ａに一致させる必要はない。被検者の顔をほぼカメラ７に向けうるものであればよい。そのために、固視灯１２としては、可視光ＬＥＤや電子発音器など、被検者がカメラ７を注視することを促しうるものを採用することができる。さらに、図示しないが、上記保持ハンドル６に光学ヘッド２の作動開始ボタンや、前述した撮影開始ボタンなどを設置してもよい。

図１を参照しつつ解析装置３を説明する。解析装置３は、光学ヘッド２によって撮影され、切換装置４によって入力される画像情報を受け入れるビデオキャプチャー１３を備え、このビデオキャプチャー１３に接続された画像合成部１４および画像処理演算部１５を備えている。ビデオキャプチャー１３に受け入れられた画像情報は画像合成部１４に出力される。画像合成部１４では、左カメラ７Ｌによって撮影された左眼の画像と右カメラ７Ｒによって撮影された右眼の画像とが左右に並ぶように合成され、これがあたかも一つのカメラで左右の両被検眼が同時に撮影されているように表示装置５のカメラ画像表示部１６に連続表示される（図６参照）。図６中の符号１６ａは通常のカメラ画像を表示する画面であり、符号１６ｂはカメラのピントを合わせるために画像の倍率を高くして視認性を向上させた画面である。

一方、ビデオキャプチャー１３から画像処理演算部１５に送られた画像情報はここで画像処理され、屈折力測定のために種々の演算がなされる。演算されたデータは画像処理演算部１５から画像測定部１７に送られる。画像測定部１７では屈折力の値が決定される。さらに、必要に応じて種々の判定基準に基づいて屈折力の正常、異常等が判定される。撮影画像を画像処理し、このデータを演算して屈折力を決定する（屈折力の測定）一連の動作に連続して、この測定結果を種々の判定基準に基づいて判定する動作をも実行させうるプログラムを図示しない記憶装置に格納しておくのがよい。

そして、上記判定の結果が表示装置５の結果表示部１８に表示される（図７）。図７中の符号１８ａは通常のカメラ画像を表示する画面であり、符号１８ｂは瞳孔中の明るいクレッセントＫなどを観察しやすくするために画像の倍率を高くして視認性を向上させた画面である。符号１８ｃは左右眼について別々に屈折力値を判定した結果（たとえば「右眼：近視（要治療）」）を表示する画面である。これらとともに、被検者の照合事項、クレッセントの測定条件、判定基準、屈折力値などを表示してもよい。また、プリンタなどの出力部（図示せず）によって検査結果を出力することも可能である。

図１ではカメラ画像表示部１６と結果表示部１８とを別の画面として表しているが、かかる構成に限定されることはない。たとえば、単一の表示画面を備えておき、時間差をとってこの画面にカメラ画像および測定結果や判定結果を表示するようにしてもよい。

上記切換装置４は、光学ヘッド２の照明の切換制御を行う照明切換部２１と、光学ヘッド２から解析装置３への撮影画像出力の切換制御を行うカメラ出力切換部２２とを含んでいる。これは、二つのカメラ７Ｌ、７Ｒによって撮影された画像を単一のキャプチャー１３に取り込むために、いわゆるタイムシェアリングを行うことにより左右眼の実質的な同時撮影を実現するためであり、一の被検眼に対して異なる方向から照射された照明光による撮影画像を同時に解析して表示するためである。この作用を図８および図９を参照しつつ説明する。

図８はカメラによる被検眼の観察時（ファインダー時）および測定結果表示時における切換装置４によるカメラ７の出力の切り換えおよび照明光源９の点灯の切り換えの一例を示すタイミングチャートである。図８における横軸は時間軸であり、全図とも一致（同期）している。図８（ａ）は左カメラ７Ｌの画像出力のオンオフを示し、図８（ｂ）は右カメラ７Ｒの画像出力のオンオフを示している。このオンオフ動作はカメラ出力切換部２２によって制御される。また、図８（ｃ）は左右のカメラそれぞれにおける一部の照明光源９Ｌ１、９Ｒ１の点灯状況を示し、図８（ｄ）は左右のカメラそれぞれにおける残余の照明光源９Ｌ２、９Ｌ３、９Ｒ２、９Ｒ３の点灯状況を示している。この点灯の切換は照明切換部２１によって制御される。

図９は屈折力測定時における切換装置４によるカメラ７の出力の切り換えの一例を示すタイミングチャートである。図９における横軸は時間軸であり、全図とも一致（同期）している。図９（ａ）は左カメラ７Ｌの画像出力のオンオフを示し、図９（ｂ）は右カメラ７Ｒの画像出力のオンオフを示している。このオンオフ動作はカメラ出力切換部２２によって制御される。また、図９（ｃ）は左カメラ７Ｌの照明光源９Ｌ１、９Ｌ２、９Ｌ３の点灯状況を示し、図９（ｄ）は右カメラ７Ｒの照明光源９Ｒ１、９Ｒ２、９Ｒ３の点灯状況を示している。この点灯の切換は照明切換部２１によって制御される。また、図９（ｃ）および図９（ｄ）における縦軸は後述するように照明強度をも表している。

まず図８を参照しつつ、被検眼の観察時（ファインダー観察時）、すなわち、検査者が両カメラ７Ｌ、７Ｒを通して被検者の両眼を観察するときの切換制御を説明する。このとき、一方のカメラ７Ｌは一方の被検眼（左眼）を撮影し、他方のカメラ７Ｒは他方の被検眼（右眼）を撮影しているが、両カメラの画像出力をほぼ同時に単一の解析装置３に入力させるために両カメラ７Ｌ、７Ｒの画像出力を、切換装置４によって短時間ピッチで交互に切り換えて（図８（ａ）および図８（ｂ）参照）解析装置３に入力するようにしている。たとえば上記時間ピッチは１／３０秒である（１フレームが１／３０秒）。このとき、左右の被検眼に対してほぼ同一条件で照明している。すなわち、両カメラともに各対物レンズの外側にある位置基準の照明光源９Ｌ１、９Ｒ１のみが点灯を継続し（図８（ａ）および図８（ｂ）参照）、他の光源９Ｌ２、９Ｒ２、９Ｌ３、９Ｒ３は消灯したままである（図８（ｃ）および図８（ｄ）参照）。このように、きわめて短時間を見れば（厳密には）左右眼の撮影画像は時期を異にして解析装置３へ入力されてはいるが、実質的には左右眼の同時撮影画像を解析装置３に取り込んでいるとみなせる。

このようにして、切換装置４によって切り換えつつ解析装置３に受け入れられた左右眼の撮影画像を、画像合成部１４によって左眼画像が左に位置し右眼画像が右に位置した状態に合成したうえで、これをカメラ画像表示部１６に表示する。そうすると、カメラ画像表示部１６ではあたかも左右両眼が同時に一つのカメラで撮影されているように表現される。

ついで図９を参照しつつ、被検眼の屈折力測定時におけるカメラ７の出力および光源９の点灯の切り換えを説明する。このときもタイムシェアリングによって左右眼の実質的に同時撮影の画像を解析装置３に取り込む。すなわち、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、カメラ出力切換部２２によって両カメラ７Ｌ、７Ｒの画像出力を短時間ピッチで交互に切り換えて解析装置３に入力するようにしている。たとえば上記時間ピッチは１／５秒である（１フレームが１／５秒）。以上の１フレーム当たりの時間や間隔は変更可能である。

このとき、照明切換部２１の制御により、左右の被検眼に対して以下のごとく照明光源９が点滅する。すなわち、図９（ｃ）に示すように、左眼に対しては、左カメラ７Ｌからの画像出力を解析装置３へ入力する１／５秒間に、左カメラ７Ｌの照明光源９Ｌ１、９Ｌ２、９Ｌ３のみがこの順にそれぞれ１／３０秒を置いて１／３０秒間点灯する。ついで１／３０秒を置いて右カメラ７Ｒからの画像出力が解析装置３へ１／５秒間入力されるが、この間は図９（ｄ）に示すように、右眼に対して右カメラ７Ｒの照明光源９Ｒ１、９Ｒ２、９Ｒ３のみがこの順にそれぞれ１／３０秒を置いて１／３０秒間点灯する。このようにして、左右両眼はそれぞれ異なる三方向（１２０゜間隔）からの照明によって撮影される。このように、照明の切り換えとカメラ出力の切り換えとが同期させられている。

また、図９（ｃ）および図９（ｄ）の縦軸は前述のとおり照明強度を示している。図示のように、画像出力の解析装置３への入力ごとに照明強度を変更することもできる。すなわち、図示の範囲で、各カメラ７Ｌ、７Ｒの初回の画像出力時には照明強度を１．０とした場合、第二回目の画像出力時には照明強度を０．５としている。この強度の比は一例である。このように、照明強度を変えてほぼ同時に画像データを取得することにより、たとえば、両画像の比較によって撮影結果の信頼性を評価することができるという利点が得られる。また、被検眼の特性により、万が一強弱いずれか一方の照明強度では照明過多や照明不足が生じるときでも、他方の強度の照明による撮影が成功する可能性が極めて高いため、取り直しの必要が無くなる。

以上のごとくして解析装置３に入力された左右両眼の画像はそれぞれ画像処理演算部１５において画像処理され、屈折力測定のために種々の演算がなされる。演算されたデータは画像測定部１７において種々の指標に基づいて屈折力の測定がなされ、その結果が表示装置５の結果表示部１８に表示される（図７の符号１８ｃ参照）。このとき、屈折力測定時に撮影された被検眼画像も同時に表示することができる（図７の符号１８ｂ参照）。さらに、現時点での（測定が終了して結果が表示されている時点）カメラ画像を併せて表示することもできる（図７の符号１８ａ参照）。

以上のごとく、一個のカメラによって一個の被検眼を撮影画面一杯の大きさで撮影することができるので、倍率を拡大して瞳孔像を十分な大きさで撮影することができる。しかも、被検者の左右両眼を同時に撮影することができる。その結果、測定精度が向上すること、および、撮影画像から得られる情報量が大幅に増大するので種々の解析および診断が可能となる。また、前述したように左右の各カメラ７Ｌ、７Ｒが簡単なレンズ系であっても高精度な良質の瞳孔画像を得ることができることも相俟って、たとえば、瞳孔直径に対する瞳孔中の明るいクレッセントの寸法割合を算出する際にも精度の高い算出値が得られる。

加えて、左右両眼を同時に撮影することができ、これらを左右に組み合わせて表示することができるので、この画面をファインダーとして利用できる。その結果、撮影倍率を大幅に拡大しても、従来の一個のカメラで左右両眼を撮影するときと同等の事前観察機能（ファインダー機能）を発揮しうる。さらに、左右両眼をほぼ同一条件で同時に撮影することができるので、不同視や斜視を判断することができ、さらに、個別に撮影する場合より測定時間を短縮することができる。

上記結果表示部１８に表示されている測定時の被検眼画像は、前述した１２０゜間隔の三方向からの照明によって撮影された三種の画像を合成したものとすることができる。すなわち、画像合成部１４によって三種の画像を合成し、その状態のまま結果表示部１８に表示させることが可能である。たとえば、三種の画像を色分けして（たとえば青、赤、緑）表示することができる。三種の画像を合成して表示することにより、一枚の撮影画像から瞬きなどの一瞬の不正常を発見することが可能となる。同時に、上記三種の画像は画像処理演算部１５から画像測定部１７に送られ、この画像情報から乱視軸の測定等がなされる。

図３に示すように、各照明光源９Ｌ１、９Ｌ２、９Ｌ３、９Ｒ１、９Ｒ２、９Ｒ３はいずれも三個のＬＥＤ１９が正三角形状に配置されたものである。すなわち、対物レンズ１０に最も近いＬＥＤ１９ａが、対物レンズ１０の中心から半径方向に延びる（撮影光学軸８ａに垂直に放射状に延びる）１２０゜毎の仮想直線上に配置され、他の二個のＬＥＤ１９ｂ、１９ｃは上記ＬＥＤ１９ａより外側で上記仮想直線を挟んだ両側にほぼ線対称に配置されている。

これは、照明光源に安価なＬＥＤを用いながら照明強度を向上させる手法である。現在のＬＥＤは、一個では撮影用照明として十分な明るさを発揮し得ないので複数個（三個）を用いるが、乱視軸の算出時の誤差を無くす観点からはこの複数個のＬＥＤをできるだけ対物レンズ中心から半径方向に延びる仮想直線上に一直線に収束配置するのが望ましい。しかし、照明光源が対物レンズ１０の半径方向に遠ざかるほど、撮影画像に対する照明の影響度（照明の効果）が低下する。そこで、それを防止するために半径方向に遠ざかるほど照明強度を上昇させ（ＬＥＤ１９の個数を増やし）、出来る限り半径方向の仮想直線上に収束するように照明光源を構成したのが上記ＬＥＤの配置である。かかる構成によれば、一個では明るさが不足しがちな安価なＬＥＤ１９を複数個用いて、一個のＬＥＤの照明による画像をそのまま明るくした画像を得ることができる。すなわち、クレッセントの明暗が識別できる高輝度の画像を得ることができる。

もちろん、三個のＬＥＤからなる構成に限定されることはなく、また、対物レンズ１０の中心から遠い側のＬＥＤ１９ｂ、１９ｃの位置を仮想直線について線対称とする必要はなく、仮想直線の両側に配置することにも限定されない。たとえば、照明光量を増大するために単一の大きな光源を用いる場合、マスク等を用いて照明光源を三角形状にする。そして、その一頂点が上記直線上の対物レンズ１０の中心に近い側に位置するようにし、他の二頂点が上記一頂点より外側（対物レンズ１０の中心から遠い側）に配置してもよい。そのうちの一選択肢として上記仮想直線を挟んだ両側の位置がある。この仮想直線を挟んだ両側のうちの一選択肢として仮想直線について線対称となる位置がある。要するに、照明光量を増大するために光源の個数を増加したり発光面積を増加する場合、上記仮想直線上の各光源をほぼ三角状に形成または配列し、三角形の一つの角部が仮想直線上の対物レンズ中心に近い側に位置し、他の二つの角部が対物レンズ中心から遠い側であればよい。しかし、これら他の二つの角部は仮想直線を挟んだ両側に線対称位置とする方が、より良質な画像を得るうえでは好ましい。

以上のごとく構成されたフォトレフラクター１の操作の一例を簡単に説明する。まず、検査者は、光学ヘッド２から所定距離（たとえば、前述したように約１ｍ）だけ離間した位置に被検眼が位置するように被検者を座らせる。

検査者は、カメラ画像表示部１６を観察しながら被検者の両眼がカメラ画像表示部１６内に正しく位置づけられるように、光学ヘッド２を左右上下に動かして位置決めする。同時に被検眼にピントが合うようにカメラ画像表示部１６を観察しながら光学ヘッド２を被検者に対して接近離間させて位置決めする。ついで、被検者に呼びかけて固視灯１２を固視させる。

測定スイッチをオンする。この測定スイッチとしてフットスイッチを採用してもよい。そうすると、切換装置４の作動により、たとえば図８および図９に示すごとく、照明光源が順次点滅し、カメラ７による撮影画像が順次解析装置３に取り込まれる。解析装置３では撮影画像が処理され、演算されてその結果が結果表示部１８に表示され、屈折力測定が終了する。

本発明のフォトレフラクターによれば、撮影光学系として高解像度の高価なレンズ系を用いる必要なく、左右の各被検眼について情報量の多い瞳孔像を得ることができる。その結果、測定精度が向上させることができ、また、種々の屈折力分析を行うことができるので、精度のよい屈折力スクリーニングが期待できる。

本発明にかかるフォトレフラクターの一実施形態を概略的に示すブロック図である。 図２（ａ）はハンディータイプのフォトレフラクターの使用状態を示す図であり、図２（ｂ）は設置型のフォトレフラクターの使用状態を示す図である。 図１のフォトレフラクターにおける光学ヘッドを示す正面図である。 図３の光学ヘッド内部の側面図である。 図３の光学ヘッド内部の平面図である。 図１のフォトレフラクターのカメラ画像表示部の一例を示す正面図である。 図１のフォトレフラクターの結果表示部の一例を示す正面図である。 図１のフォトレフラクターの切換装置による、カメラによる被検眼観察時（ファインダー観察時）および測定結果表示時の継時的なカメラ出力の切り換えおよび照明光源点灯の切り換えの一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は左カメラの画像出力のオンオフを示し、（ｂ）は右カメラの画像出力のオンオフを示し、（ｃ）は左右のカメラそれぞれにおける一部の照明光源の点灯状況を示し、（ｄ）は左右のカメラそれぞれにおける残余の照明光源の点灯状況を示している。 図１のフォトレフラクターの切換装置による、屈折力測定時における継時的なカメラ出力の切り換えおよび照明光源点灯の切り換えの一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は左カメラの画像出力のオンオフを示し、（ｂ）は右カメラの画像出力のオンオフを示し、（ｃ）は左カメラの照明光源の点灯状況を示し、（ｄ）は右カメラの照明光源の点灯状況を示している。 フォトレフラクション法の原理を示す図である。 フォトレフラクション法による被検眼の屈折力を測定する方法を説明するグラフである。

符号の説明

１・・・・フォトレフラクター
２・・・・光学ヘッド
３・・・・解析装置
４・・・・切換装置
５・・・・表示装置
６・・・・保持ハンドル
７・・・・カメラ
８・・・・撮影光学系
９・・・・照明光源
１０・・・・対物レンズ
１１・・・・取付板
１２・・・・固視灯
１３・・・・ビデオキャプチャ
１４・・・・画像合成部
１５・・・・画像処理演算部
１６・・・・カメラ画像表示部
１７・・・・画像測定部
１８・・・・結果表示部
１９・・・・ＬＥＤ
２０・・・・ＣＣＤ
２１・・・・照明切換部
２２・・・・カメラ出力切換部
２３・・・・架台
２４・・・・インターフェース
Ａ・・・・屈折力
Ｄ・・・・明るいクレッセントの寸法
Ｅ・・・・被検眼
ｅ・・・・対物レンズの端縁から照明光源までの距離
Ｋ・・・・（明るい）クレッセント
Ｒ・・・・クレッセントの寸法割合
ｒ・・・・瞳孔の半径
Ｓ・・・・測定距離

Claims (4)

1. 左右の被検眼に対応すべく左右に並列に配置された一対のカメラであって、それぞれが、被検眼を照明するための照明光源、および、被検眼の眼底によって反射された上記照明光源からの照明光を撮影する撮影光学系を含んでなるカメラと、
   撮影光学系によって撮影された撮影画像を処理し演算する画像処理演算部、および、この演算結果に基づいて被検眼の屈折力を測定する画像測定部を含む解析装置とを備え、
   前記各照明光源が前記撮影光学系の対物レンズの外側に配置された実質的に三角形状の光源であり、その三角のうちの一つの角部が対物レンズの中心に最も近い側に位置するように構成されてなるフォトレフラクター。
2. 上記一対のカメラと単一の解析装置とを接続する切換装置をさらに備えており、該切換装置が、一対のカメラそれぞれから出力される画像情報を交互に切り換えて上記画像処理演算部に送るように構成されてなる請求項１記載のフォトレフラクター。
3. 上記切換装置が、撮影光学系による撮影時に、上記カメラの各照明光源を、対応するカメラからの画像情報出力の切り換えと同期して交互に切り換えて点灯させるように構成されてなる請求項２記載のフォトレフラクター。
4. 左右の前記各照明光源は、前記撮影光学系の前端に設けられた対物レンズの外周縁の外側において同心円上に設けられた第１の光源、第２の光源および第３の光源からなり、
   前記第１の光源は、左右の対物レンズの中心同士を結ぶ仮称直線上であって対物レンズの外側に配置され、前記第２の光源と前記第３の光源は、前記第１の光源を基準位置として１２０゜間隔で配置されてなる請求項１記載のフォトレフラクター。

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