JP6454090B2 - 眼屈折力測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に関するものである。

従来では、ターゲット光を被検眼の眼底に投影し、眼底から反射する反射光を検出することにより、被検眼の眼屈折力を求める眼屈折力測定装置において、測定精度を向上させるために、複数の画像データを取得して、取得した複数の画像データを加算し、その加算された画像データの測定信号レベルが検出限界を飽和するか否かを判定することにより、加算処理の回数を制御することが行われている。（特許文献１参照）

特開２００６−１８７４８３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような従来の眼科装置では、白内障眼等においては、画像データにおける測定信号レベルが検出限界を飽和しているほど大きな値が得られた場合でも、コントラストが低いために測定精度が悪くなるという問題があった。

本発明は、取得した画像データに対して、測定信号の輝度レベルに加えて、コントラストについても評価を行い、その評価結果に基づいて画像データの加算処理を制御することにより、コントラストが高い画像データを取得し、精度の高い眼屈折力値を得ることができる眼屈折力測定装置を提供することを目的とするものである。

以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組合せで採用可能である。

本発明の第１の態様は、被検眼の眼底に眼屈折力の測定に用いる測定光を投光する投光光学系と、該被検眼の眼底からの反射光を受光部に受光させる受光光学系と、該受光部により撮像された撮影画像を複数取得する画像取得手段とを備えた眼屈折力測定装置において、前記取得した撮影画像において輝度及びコントラスト情報を取得する輝度情報取得手段と、該輝度情報取得手段によって取得される輝度及びコントラスト情報に基づいて前記撮影画像における撮像状態を評価する画像評価手段と、前記輝度情報取得手段によって取得される輝度情報またはコントラスト情報の少なくとも一方に基づいて前記複数の撮影画像の加算処理を制御する加算制御手段と、該加算制御手段による結果に基づいて得られた加算処理後の画像データから前記眼屈折力を求める演算処理手段と、を備える。

本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る眼科装置において、前記画像評価手段が、前記輝度情報取得手段によって取得された、前記撮影画像の輝度及びコントラスト情報に基づいて、予め設定された第１の所定値を超えるか否かを判断する第１の撮像状態判定手段を有している。

本発明の第３の態様は、前記第２の態様に係る眼科装置において、前記加算制御手段が、前記第１の撮像状態判定手段の判定結果に基づいて、加算処理を行うか否かを判断する。

本発明の第４の態様は、前記第２の態様に係る眼科装置において、前記画像評価手段が、前記第１撮像状態判定手段において所定値を超えなかった前記撮影画像に対して、コントラストが予め設定された第２の所定値を超えるか否かを判断する第２の撮像状態判定手段を有する。

本発明の第５の態様は、前記第４の態様に係る眼科装置において、前記加算制御手段が、前記第２の撮像状態判定手段の判定結果に基づいて、加算処理の回数を制御する。

本発明の第６の態様は、前記第１から５のいずれか１つの態様に係る眼科装置において、前記演算処理手段が、前記加算処理後の画像データに対して画像データの均一化を行う画像変換手段を有する。

本発明によれば、白内障眼であってもコントラストの高い画像データを取得できるため、精度の高い眼屈折力値を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る眼屈折力測定装置を説明する模式図である。 眼屈折力測定装置の測定手順を示すフローチャートである。 画像データの加算制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態に係る眼屈折力測定装置１について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施形態である眼屈折力測定装置を示したものである。眼屈折力測定装置１には、測定光を被検眼９０の眼底９１に投影するための投光光学系１０と、被検眼９０の眼底９１からの反射光を受光する受光光学系２０と、被検眼９０の視力調節力を弛緩させるための雲霧光学系３０と、被検眼９０の前眼部画像をモニタ５１に映し、装置と被検眼９０との上下左右方向の位置合わせを行うための観察光学系４０と、装置を被検眼９０との前後方向の位置情報を得るための前後位置検出光学系（図示省略）と、制御部５０と、が主に設けられている。なお、前後位置検出光学系には、公知の眼科装置に用いられているものを用いることができるため、その詳細な構成については説明を省略する。

投光光学系１０は、被検眼９０に近い位置から順にハーフミラー１１、対物レンズ１２、ダイクロイックミラー１３、被検眼眼底９１と共役な位置に配置されたリングパターン１４、集光レンズ１５、被検眼角膜９２と共役な位置に配置されたリング絞り１６、測定光源１７が設けられて構成されている。測定光源１７は、赤外光束を発する例えば赤外LEDなどが用いられる。そして、測定光源１７から発せられた光束は、リング絞り１６、集光レンズ１５、リングパターン１４、対物レンズ１２を通した後に、ハーフミラー１１により反射されて、被検眼眼底９１に投影される。測定光は、リング絞り１６及びリングパターン１４を透過することによりリング状の光束となり、このリング状光束が被検眼眼底９１に投影される。

受光光学系２０は、眼底９１からの反射光を、後述する測定用２次元センサ２５に受光させる光学系である。受光光学系２０は、その一部が投光光学系１０の光軸と一致せしめられており、被検眼９０に近い位置から順にハーフミラー１１、対物レンズ２１、コールドミラー２２、変倍レンズ２３、結像レンズ２４、および光電素子としての測定用２次元センサ２５が設けられて構成されている。

測定用２次元センサ２５は、眼底９１に投光された測定光の反射光が結像されるのもであり、複数のＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）などの受光素子が面状に並んで配置されたものである。測定用２次元センサ２５は、受光光学系２０の光軸方向に沿って移動可能となっており、被検眼眼底９１と共役な位置に移動させて眼底からの反射光を受光する。

コールドミラー２２は赤外光を透過せしめる一方、可視光を反射するようにされている。そして、眼底９１に投光されたリング状光束の反射光が、ハーフミラー１１、対物レンズ２１、コールドミラー２２、変倍レンズ２３、結像レンズ２４を通して、測定用２次元センサ９５上で結像される。測定用２次元センサ９５に結像された反射光の測定信号は、制御部５０に出力される。

雲霧光学系３０は、被検眼における水晶体等による調節力を働いていない状態、または、調節力が働いていても眼屈折力の測定に与える影響が小さい状態にするために用いられる光学系である。雲霧光学系３０は、その一部が投光光学系１０及び受光光学系２０の光軸と一致せしめられており、被検眼９０に近い位置から順にハーフミラー１１、対物レンズ２１、コールドミラー２２、コールドミラー３１、雲霧結像レンズ３２、視標３３が設けられて構成されている。視標３３は光軸方向に移動可能であり、被検眼眼底９１と共役の位置に移動させる。そして、視標３３は雲霧結像レンズ３２、対物レンズ２１を介して被検眼眼底９１に投影される。

観察光学系４０は、被検眼９０の前眼部の観察に用いられる光学系であり、装置と被検眼９０の上下左右の位置ずれを検出し、配置位置の調整（アライメント調整）に用いられるものである。観察光学系４０は、その一部が投光光学系１０、受光光学系２０、雲霧光学系３０の光軸と一致せしめられており、被検眼９０に近い位置から順にハーフミラー１１、ハーフミラー１１の反射側に対物レンズ１２、ダイクロイックミラー１３、ダイクロイックミラー１３の反射側にアライメント用光源４３が設けられ、また、ハーフミラー１１の透過側に対物レンズ２１、コールドミラー２２、コールドミラー２２の反射側にコールドミラー３１、コールドミラー３１の透過側にレンズ４１、光電素子としての観察用２次元センサ４２が設けられて構成されている。

アライメント用光源４３から出射されたアライメント光はダイクロイックミラー１３で反射し、対物レンズ１２を介した後にハーフミラー１１で反射し、被検眼角膜９２で鏡面反射する。被検眼角膜９２で鏡面反射したアライメント光はハーフミラー１１、対物レンズ２１を介して、コールドミラー２２で反射し、コールドミラー３１、レンズ４１を介して観察用２次元センサ４２上に結像される。

次に、以上のような構造とされた眼屈折力測定装置において、眼屈折力の測定手順の概略を図２に示し、以降、順に説明する。

先ず、被検眼９０に対してアライメントを調整する処理を実行する（Ｓ１１）。アライメントの調整とは、被検眼９０に対して、装置光学系のＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置合わせを行う調整のことである。

アライメント調整が終了すると、眼屈折力の仮測定を実行し（Ｓ１２）、被検眼９０に対して雲霧をかける（Ｓ１３）。具体的には、Ｓ１２で求められた仮の眼屈折力に基づいて、被検眼９０が焦点を合わせられる位置に指標を移動させる。その後、被検眼９０の焦点が合わない位置へ指標を移動させ、被検眼９０の調節力を除去させる。

この状態で本測定が行われる（Ｓ１４）。具体的には、被検眼９０に対して雲霧がかけられた状態で測定光源１７から赤外光が出射され、被検眼眼底９１にリング光束が投影され、この反射光が、受光光学系２０を介して測定用２次元センサ２５で取り込まれる。ここで、加算制御を行うための画像データとして、測定用２次元センサ２５により複数枚のリング画像データを取得し（Ｓ１５）、メモリ５１に保存する。そして、取得した複数の画像データについての輝度情報（輝度レベル及びコントラスト）を解析し取得する（Ｓ１６）。

次に、取得した複数の画像データを用いて、後述する加算制御を実施し（Ｓ１７）、加算制御Ｓ１６において得られた画像データに基づいて、リング像を楕円近似することにより眼屈折力が求められる（Ｓ１８）。

その後、求められた眼屈折力の値をモニタ５２に表示する処理を行う（Ｓ１９）。表示される眼屈折力の値は、被検眼９０に応じた眼鏡のレンズを選択する際に参考とされる眼屈折力である。以上により、被検眼９０の眼屈折力の測定が終了する。

以下に、複数枚取得した画像データに対する加算制御の方法について説明する。フローチャートを図３に示す。Ｓ１５において、画像を取得した順に第１の撮影画像、第２の撮影画像、第３の撮影画像、として説明する。

先ず、第１の撮影画像の輝度レベル及びコントラストが、予め設定された第１の所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ１１１）。輝度レベル及びコントラストがともに第１の所定値を超えていた場合は、加算処理を行うことなく、第１の撮影画像データに対して、後述する画像変換処理を行う（Ｓ１１７）。

Ｓ１１１において、第１の撮影画像について、輝度レベル及びコントラストのいずれか一方でも第１の所定値を超えていなかった場合、第１の撮影画像のコントラストが第２の所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ１１２）。

次に、Ｓ１１２において、第１の撮影画像のコントラストが第２の所定値を超えていた場合は、第１の撮影画像と第２の撮影画像に対して第１の加算処理を行う（Ｓ１１３）。ここで、加算処理とは、複数の画像データ同士の輝度レベルを足し合わせる処理である。

Ｓ１１３において第１の加算処理を行った後の画像データに対して、輝度レベルが第３の所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ１１４）。第３の所定値を超えていた場合、第１の加算処理後の画像データに対して、画像変換処理を行う（Ｓ１１７）。

Ｓ１１４において、第１の加算処理後の画像データの輝度レベルが第３の所定値を超えていなかった場合、第１の加算処理後の画像と第３の撮影画像に対して第２の加算処理を行い（Ｓ１１３）、第２の加算処理後の画像データに対して、再度輝度レベルが第３の所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ１１４）。その後、加算処理後の画像データの輝度レベルが第３の所定値を超えるまでＳ１１３及びＳ１１４を繰り返し、第３の所定値を超えた画像データに対して、画像変換処理を行う（Ｓ１１７）。

さらに、Ｓ１１２において、第１の撮影画像のコントラストが第２の所定値を超えていなかった場合、第１の撮影画像と第２の撮影画像に対して第３の加算処理を行う（Ｓ１１５）。

Ｓ１１５において、第３の加算処理後の画像データに対して、コントラストが第４の所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ１１６）。第４の所定値を超えていた場合、第３の加算処理後の画像データに対して、画像変換処理を行う（Ｓ１１７）。

Ｓ１１６において、第３の加算処理後の画像データのコントラストが第４の所定値を超えていなかった場合、第３の加算処理後の画像と第３の撮影画像に対して第４の加算処理を行い（S１１５）、第４の加算処理後の画像データに対して、再度コントラストが第４の所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ１１６）。その後、加算処理後の画像データのコントラストが第４の所定値を超えるまでＳ１１５及びＳ１１６を繰り返し、第４の所定値を超えた画像データに対して、画像変換処理を行う（Ｓ１１７）。

ここで、Ｓ１１７における画像変換処理とは、画像データに対して、画素値を０〜２５５の階調で表される画像データへの変換処理を行うことであり、具体的には、画像データの最小値を画素値０、最大値を画素値２５５となるように変換する。

以上に説明したとおり、本実施によれば、白内障などの原因で眼底からの反射画像のコントラストが低い場合でも、加算制御処理と画像変換処理を行うことによりコントラストが高い鮮明な眼底画像データを得ることができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、かかる実施形態における具体的な記載によって、本発明は限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１：眼屈折力測定装置、１０：投光光学系、１７：測定光源、２０：受光光学系、２５：測定用２次元センサ、３０：雲霧光学系、３３：視標、４０：観察光学系、４２：観察用２次元センサ、５０：制御部、５１：メモリ、５２：モニタ

Claims (6)

1. 被検眼の眼底に眼屈折力の測定に用いる測定光を投光する投光光学系と、該被検眼の眼底からの反射光を受光部に受光させる受光光学系と、該受光部により撮像された撮影画像を複数取得する画像取得手段とを備えた眼屈折力測定装置において、
   前記取得した撮影画像において輝度及びコントラスト情報を取得する輝度情報取得手段と、該輝度情報取得手段によって取得される輝度及びコントラスト情報に基づいて前記撮影画像における撮像状態を評価する画像評価手段と、前記輝度情報取得手段によって取得される輝度情報またはコントラスト情報の少なくとも一方に基づいて前記複数の撮影画像の加算処理を制御する加算制御手段と、該加算制御手段による結果に基づいて得られた加算処理後の画像データから前記眼屈折力を求める演算処理手段とを設けたことを特徴とする眼屈折力測定装置。
2. 前記画像評価手段が、前記輝度情報取得手段によって取得された、前記撮影画像の輝度及びコントラスト情報に基づいて、予め設定された第一の所定値を超えるか否かを判断する第一の撮像状態判定手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の眼屈折力測定装置。
3. 前記加算制御手段が、前記第一の撮像状態判定手段の判定結果に基づいて、加算処理を行うか否かを判断することを特徴とする、請求項２に記載の眼屈折力測定装置。
4. 前記画像評価手段が、前記第一の撮像状態判定手段において所定値を超えなかった前記撮影画像に対して、コントラストが予め設定された第二の所定値を超えるか否かを判断する第二の撮像状態判定手段を有することを特徴とする、請求項２に記載の眼屈折力測定装置。
5. 前記加算制御手段が、前記第二の撮像状態判定手段の判定結果に基づいて、加算処理の回数を制御することを特徴とする、請求項４に記載の眼屈折力測定装置。
6. 前記演算処理手段が、前記加算処理後の画像データに対して画像データの均一化を行う画像変換手段を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の眼屈折力測定装置。