JP7440860B2 - Crystalline lens transmission spectrum estimation system and crystalline lens transmission spectrum estimation method - Google Patents
Crystalline lens transmission spectrum estimation system and crystalline lens transmission spectrum estimation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7440860B2 JP7440860B2 JP2020006376A JP2020006376A JP7440860B2 JP 7440860 B2 JP7440860 B2 JP 7440860B2 JP 2020006376 A JP2020006376 A JP 2020006376A JP 2020006376 A JP2020006376 A JP 2020006376A JP 7440860 B2 JP7440860 B2 JP 7440860B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystalline lens
- different wavelengths
- optical density
- mutually different
- transmission spectrum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000000695 crystalline len Anatomy 0.000 title claims description 141
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 title claims description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 136
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 31
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 13
- 210000004127 vitreous body Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 22
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 4
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000004382 visual function Effects 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 2
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
Images
Description
特許法第30条第2項適用 〔1〕 VISION第31巻第1号、日本視覚学会2019年冬季大会抄録集第34ページ(日本視覚学会発行、発行日平成31年1月20日)において発表〔2〕 日本視覚学会2019年冬季大会(期日平成31年1月29~1月31日、日本視覚学会主催、開催日(公開日)平成31年1月30日)において発表Application of
本発明は、水晶体の透過スペクトル推定システム及び水晶体の透過スペクトル推定方法に関する。 The present invention relates to a crystalline lens transmission spectrum estimation system and a crystalline lens transmission spectrum estimation method.
人間の眼の水晶体(以下、単に水晶体と記載する)の光学濃度は加齢に伴って増加することが知られている。水晶体の光学濃度の加齢に伴う変化は、色の感じ方等の視覚的な機能や、1日のリズムの調整等の非視覚的な機能に影響を及ぼすと考えられている。そのため、年齢に応じた水晶体の光学濃度を簡便に測定する技術が種々提案されている。 It is known that the optical density of the crystalline lens of the human eye (hereinafter simply referred to as crystalline lens) increases with age. Age-related changes in the optical density of the crystalline lens are thought to affect visual functions such as how colors are perceived and non-visual functions such as adjustment of daily rhythm. Therefore, various techniques have been proposed to easily measure the optical density of the crystalline lens according to age.
例えば、特許文献1には、測定対象者(以下、単に対象者という場合がある)が感じる光源の眩しさを評価する装置が開示されている。特許文献1に開示された装置では、対象者の眼の水晶体の透過特性を取得し、光源から照射される光のスペクトルと前述のように取得された透過特性に基づいて、対象者の眼の網膜に到達する光のスペクトルを算出する。その後、特許文献1に開示された装置では、対象者が感じる光源の眩しさを表す指標を前述の光のスペクトルに基づいて算出して出力する。 For example, Patent Document 1 discloses a device that evaluates the glare of a light source felt by a person to be measured (hereinafter sometimes simply referred to as the person). The device disclosed in Patent Document 1 acquires the transmission characteristics of the crystalline lens of the subject's eye, and determines the transmission characteristics of the subject's eye based on the spectrum of the light emitted from the light source and the transmission characteristics acquired as described above. Calculate the spectrum of light that reaches the retina. Thereafter, the device disclosed in Patent Document 1 calculates and outputs an index representing the glare of the light source felt by the subject based on the above-mentioned light spectrum.
特許文献2には、人間の眼の分光感度特性を簡易に測定する装置が開示されている。特許文献2に開示された装置では、年代別、症状の進行度別等の種別に対応して分類された平均的観察者の分光視感度効率に基づき、測定用の光源から照射される複数の異なる色光に対して同じ分類の平均的観察者が等輝度に感じられる色光間の光強度比を導出する。続いて、特許文献2に開示された装置では、被験者に前記異なる色光で光強度比を変化させた光を観察してもらい、等輝度と感じられるとの報告を受けると、前述のように算出された色光間の光強度比から予め作成された分類対応データに基づいて被験者を対応する分類に振り分ける。その後、振り分けられた分類から被験者の分光感度特性が推定される。 Patent Document 2 discloses an apparatus that easily measures the spectral sensitivity characteristics of the human eye. The device disclosed in Patent Document 2 uses a plurality of light sources irradiated from a measurement light source based on the spectral luminous efficiency of an average observer, which is classified according to age group, degree of progression of symptoms, etc. The light intensity ratio between different colored lights that is perceived as equibright by an average observer of the same classification is derived. Next, in the device disclosed in Patent Document 2, the test subject observes the light in which the light intensity ratio is changed using the different colored lights, and when the test subject reports that the light seems to be of equal brightness, the calculation is performed as described above. Based on the classification correspondence data created in advance from the light intensity ratio between the colored lights, the subject is sorted into the corresponding classification. Thereafter, the subject's spectral sensitivity characteristics are estimated from the assigned classifications.
しかしながら、上述の特許文献1、2に開示された装置をはじめとする従来の装置では、年齢に応じた水晶体の光学濃度を求める際に、対象者の感覚や応答に頼るところがあり、感覚による誤差等を含んだ光学濃度が算出される場合や、対象者が応答するのが難しいときに測定を行えずに水晶体の光学濃度を求められない場合があった。 However, with conventional devices such as the devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 mentioned above, when determining the optical density of the crystalline lens according to the age of the subject, they rely on the senses and responses of the subject, and errors due to senses occur. In some cases, the optical density of the crystalline lens could not be determined because measurements could not be performed when the subject had difficulty responding.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、対象者の感覚に頼らず且つ簡便に水晶体の光学濃度を求めるための水晶体の透過スペクトル推定システム及び水晶体の透過スペクトル推定方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a crystalline lens transmission spectrum estimation system and a crystalline lens transmission spectrum estimation method for easily determining the optical density of the crystalline lens without relying on the senses of a subject. do.
本発明は、以下の態様を含む。
[1]水晶体によって形成される複数の互いに異なる波長の像の輝度を前記複数の互いに異なる波長ごとに実測輝度として測定し、前記像の大きさを前記複数の互いに異なる波長ごとに実測サイズとして測定する像データ実測部と、前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測輝度と前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照輝度との比と、前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測サイズと前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照サイズとの比とに基づいて、前記水晶体の前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度を算出する光学濃度算出部と、前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度に対して所定の条件を満たし且つ前記複数の互いに異なる波長を含む所定の波長範囲について予め得られた既知光学濃度を推定光学濃度として推定する光学濃度推定部と、前記所定の波長範囲の前記推定光学濃度に基づいて前記水晶体の前記所定の波長範囲の透過率を前記水晶体の透過スペクトルとして算出するスペクトル算出部と、を備えた、水晶体の透過スペクトル推定システム。
[2]前記所定の波長範囲について予め得られた既知光学濃度は、前記所定の波長範囲内の波長ごとの前記水晶体の水晶体年齢と前記水晶体年齢に応じた所定の係数とに基づいて算出される、[1]に記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。
[3]前記像は、前記水晶体の表面のうち硝子体と隣り合う表面での反射によって形成される像である、[1]又は[2]に記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。
[4]前記複数の互いに異なる波長は、600nmと、400nm以上600nm未満の波長帯域内の少なくとも1波長と、を含む、[1]から[3]の何れか一つに記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。
[5]前記水晶体に前記複数の互いに異なる波長の光を照射する光源をさらに備えた、[1]から[4]の何れか一つに記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。
[6]前記水晶体を有する眼の視野内に注視物体が配置された、[1]から[5]の何れか一つに記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。
[7]水晶体によって形成される複数の互いに異なる波長の像の輝度を前記複数の互いに異なる波長ごとに実測輝度として測定し、前記像の大きさを前記複数の互いに異なる波長ごとに実測サイズとして測定し、前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測輝度と前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照輝度との比と、前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測サイズと前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照サイズとの比とに基づいて、前記水晶体の前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度を算出し、前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度と、前記複数の互いに異なる波長を含む所定の波長範囲について予め得られた既知光学濃度のうち前記複数の互いに異なる波長を含む所定の予め得られた既知光学濃度との差が最も小さくなる前記既知光学濃度を推定光学濃度として推定し、前記所定の波長範囲の前記推定光学濃度に基づいて前記水晶体の前記所定の波長範囲の透過率を前記水晶体の透過スペクトルとして算出する、ことを含む、水晶体の透過スペクトル推定方法。
The present invention includes the following aspects.
[1] The brightness of images of a plurality of mutually different wavelengths formed by the crystalline lens is measured as an actual luminance for each of the plurality of mutually different wavelengths, and the size of the image is measured as an actual size for each of the plurality of mutually different wavelengths. a ratio of the measured brightness of each of the plurality of mutually different wavelengths to a reference brightness obtained in advance for each of the plurality of mutually different wavelengths, and a ratio of the measured brightness of each of the plurality of mutually different wavelengths; an optical density calculation unit that calculates the measured optical density of the crystalline lens at each of the plurality of mutually different wavelengths based on a ratio between the measured size and a reference size obtained in advance for each of the plurality of mutually different wavelengths; an optical density that satisfies a predetermined condition for the measured optical density at each of the plurality of mutually different wavelengths and estimates a known optical density obtained in advance for a predetermined wavelength range that includes the plurality of mutually different wavelengths as an estimated optical density; A transmission spectrum of a crystalline lens, comprising: an estimation section; and a spectrum calculation section that calculates the transmittance of the crystalline lens in the predetermined wavelength range as a transmission spectrum of the crystalline lens based on the estimated optical density in the predetermined wavelength range. Estimation system.
[2] The known optical density obtained in advance for the predetermined wavelength range is calculated based on the crystalline lens age of the crystalline lens for each wavelength within the predetermined wavelength range and a predetermined coefficient according to the crystalline lens age. , the transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to [1].
[3] The transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to [1] or [2], wherein the image is an image formed by reflection on a surface of the crystalline lens that is adjacent to the vitreous body.
[4] The transmission spectrum of the crystalline lens according to any one of [1] to [3], wherein the plurality of mutually different wavelengths include 600 nm and at least one wavelength within a wavelength band of 400 nm or more and less than 600 nm. Estimation system.
[5] The crystalline lens transmission spectrum estimation system according to any one of [1] to [4], further comprising a light source that irradiates the crystalline lens with the plurality of lights of different wavelengths.
[6] The transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to any one of [1] to [5], wherein a gaze object is placed within the field of view of an eye having the crystalline lens .
[7] The brightness of images of a plurality of mutually different wavelengths formed by the crystalline lens is measured as an actual luminance for each of the plurality of mutually different wavelengths, and the size of the image is measured as an actual size for each of the plurality of mutually different wavelengths. and a ratio between the measured brightness of each of the plurality of mutually different wavelengths and a reference brightness obtained in advance for each of the plurality of mutually different wavelengths, the measured size of each of the plurality of mutually different wavelengths, and the plurality of and a reference size obtained in advance for each of the different wavelengths, calculate the measured optical density of the crystalline lens at each of the plurality of different wavelengths, and calculate the actual measured optical density at each of the plurality of different wavelengths. The difference between the optical density and a predetermined known optical density obtained in advance including the plurality of mutually different wavelengths among the known optical densities obtained in advance for a predetermined wavelength range including the plurality of mutually different wavelengths is the smallest. estimating the known optical density as an estimated optical density, and calculating the transmittance of the crystalline lens in the predetermined wavelength range as a transmission spectrum of the crystalline lens based on the estimated optical density in the predetermined wavelength range; A method for estimating the transmission spectrum of the crystalline lens.
上述の検査用照明装置及び検査装置によれば、検査対象部の形状によらずに、検査者が検査対象部からの鏡面反射光の色相を分解して視認できる。 According to the above-described inspection illumination device and inspection apparatus, an inspector can separate and visually recognize the hue of the specularly reflected light from the inspection target section, regardless of the shape of the inspection target section.
以下、本発明に係る水晶体の透過スペクトル推定システム及び水晶体の透過スペクトル推定方法の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a crystalline lens transmission spectrum estimation system and a crystalline lens transmission spectrum estimation method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明を適用した一実施形態の水晶体の透過スペクトル推定システム10(以下、単に推定システム10という場合がある)は、像データ実測部20と、光学濃度算出部50と、光学濃度推定部60と、スペクトル算出部70と、を備える。
As shown in FIG. 1, a crystalline lens transmission spectrum estimation system 10 (hereinafter sometimes simply referred to as estimation system 10) according to an embodiment of the present invention includes an image
像データ実測部20は、水晶体310によって形成される複数の互いに異なる波長のプルキンエ像(像)120の輝度と大きさとを複数の互いに異なる波長ごとに実測輝度と実測サイズとして測定する。プルキンエ像120は、角膜や水晶体の表面による反射像である。
The image
一般に、プルキンエ像120には、複数の種類がある。複数の種類のプルキンエ像には、例えば図2に示すように、第1のプルキンエ像121から第4のプルキンエ像124が含まれる。第1のプルキンエ像121は、不図示の対象者の眼の入射した入射光200が対象者の眼の角膜302における入射光200の入射方向の手前側の表面302aで反射したときの反射光202によって形成される像である。第2のプルキンエ像122は、角膜302の表面302aを透過した透過光205が角膜302における入射光200の入射方向の奥側の表面302bで反射したときの反射光204によって形成される像である。第1のプルキンエ像121及び第2のプルキンエ像122は、投影像130に対して上下方向及び上下方向に直交する左右方向において反転せず、互いに同じ向きになっている。なお、図2では、第1のプルキンエ像121及び第2のプルキンエ像122が互いに重ねて例示されている。
Generally, there are multiple types of Purkinje
第3のプルキンエ像123は、角膜302の表面302bを透過した透過光210が水晶体310における入射光200の入射方向の手前側の表面310aで反射したときの反射光206によって形成される像である。第3のプルキンエ像123は、投影像130に対して上下方向及び上下方向に直交する左右方向において反転せず、互いに同じ向きになっている。第4のプルキンエ像124は、水晶体310の表面310aを透過した透過光215が水晶体310における入射光200の入射方向の奥側の表面310bで反射したときの反射光208によって形成される像である。第4のプルキンエ像124は、投影像130に対して上下方向及び上下方向に直交する左右方向において反転し、互いに逆向きになっている。
The third Purkinje
像データ実測部20は、第4のプルキンエ像124の輝度と大きさとを測定する。図2に示すように、反射光204は、角膜302の表面302bから出射した後に表面302aを通って屈折するため、反射光202に対して傾斜する。但し、角膜302は非常に薄い(例えば、水晶体310の最大厚みに比べて薄い)ので、反射光202、204は互いに略平行であるといえる。一方、反射光208は、水晶体310の表面310bから出射した後に、表面310a、及び角膜302の表面302b、302aを順次通る度に屈折する。そのため、反射光208は、反射光202、204、206よりも反射光202に対して傾斜する。つまり、角膜302の表面302aを出射した反射光208(以下、単に反射光208という。)と入射光200とがなす角度θ4は、他の反射光202、204、角膜302の表面302aを出射した反射光206の各々が入射光200とがなす角度(図示略)の各々よりも大きい。
The image
水晶体310は、硝子体330と隣り合っている。硝子体330は、水晶体310に対して入射光200の入射方向の奥側にある。即ち、第4のプルキンエ像124は、水晶体310の表面のうち硝子体330と隣り合う表面310bでの反射によって形成される像である。
The
図1に示すように、像データ実測部20は、例えば光源22と、光ファイバ24と、成形用フィルタ28と、撮像カメラ30と、を備える。光源22からは、少なくとも複数の互いに異なる波長を含む多色光を出射される。光ファイバ24の入力端は、光源22の出射部に接続されている。光源22は、例えば多色光として白色光を点灯可能な不図示のキセノンランプと、バンドパスフィルタと、を備える。光源22の内部におけるバンドパスフィルタの回転に伴い、キセノンランプの多色光のうち複数の互いに異なる波長λ1、・・・、λmの光IL1、・・・、ILmがバンドパスフィルタ透過を透過し、光ファイバ24に入力され、光ファイバ24の出力端25から出射される。mは、複数の互いに異なる波長の数を表し、2以上の自然数である。波長λ1、・・・、λmは、600nmと、400nm以上600nm未満の波長帯域内の少なくとも1波長と、を含むことが好ましい。
As shown in FIG. 1, the image
成形用フィルタ28は、板面が光ファイバ24の出力端25から出射された光IL1、・・・、ILmの光軸(図1の破線)に対して略直交する姿勢で、光ファイバ24の出力端25から離れた位置に設けられている。成形用フィルタ28の中央部分には、例えば直径約3mmの孔が形成されている。光IL1、・・・、ILmは、成形用フィルタ28に形成されている孔を通り、所定の形状に成形される。光IL1、・・・、ILmは、進路上に配置された測定対象の眼350に照射される。
The shaping
撮像カメラ30は、眼350における水晶体310の表面310bで反射された反射光RL1、・・・、RLmを受光し、波長λ1、・・・、λmごとの第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mを撮像する。撮像カメラ30で撮像された第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mに関する情報は、ケーブルを介してパソコン等の計算機40に送信される。
The
計算機40は、光学濃度算出部50、光学濃度推定部60及びスペクトル算出部70を備える。但し、図1及び後述する図3では、光学濃度算出部50、光学濃度推定部60、スペクトル算出部70及び水晶体310は省略されている。
The
光学濃度算出部50は、水晶体310によって形成され且つ撮像カメラ30で撮像された第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mの輝度を実測輝度として測定する。また、光学濃度算出部50は、第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mの大きさを実測サイズとして測定する。例えば、第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mの実測輝度は、第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mの各々の範囲内で輝度の平均値である。同じく第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mの実測サイズは、図3に例示したプロファイルの縦軸の最大値を1としたときの縦軸の1/2に相当する位置のプロファイルの幅(実測位置の距離)であり、図3に例示したプロファイルの所謂半値全幅(full width at half maximum:FWHM)である。また、第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mの実測サイズは、図3に例示したプロファイルの縦軸の最大値を1としたときの縦軸の1/e2に相当する位置のプロファイルの幅(実測位置の距離)であってもよい。
The optical density calculation unit 50 measures the brightness of the fourth Purkinje images 124-1, . . . , 124-m formed by the
光学濃度算出部50は、光学濃度が波長λ1、・・・、λmに寄らず略一定である眼の第4のプルキンエ像124-1、・・・、124-mについて、実測輝度及び実測サイズの各々と同じ算出方法によって算出された参照輝度及び参照サイズの情報を予め得ている。光学濃度算出部50は、波長λ1、・・・、λmの各々の実測輝度と参照輝度との比、及び、波長λ1、・・・、λmの各々の実測サイズと参照サイズとの比に基づいて、波長λ1、・・・、λmの各々における実測光学濃度ADmedia(λ1)、・・・、ADmedia(λm)を算出する。 The optical density calculation unit 50 calculates the measured brightness and the measured size of the fourth Purkinje images 124-1, ..., 124-m of the eye whose optical density is substantially constant regardless of the wavelengths λ1, ..., λm. Information on the reference brightness and reference size calculated using the same calculation method as each of the above is obtained in advance. The optical density calculation unit 50 calculates the density based on the ratio between the measured brightness of each of the wavelengths λ1, ..., λm and the reference brightness, and the ratio of the measured size and the reference size of each of the wavelengths λ1, ..., λm. Then, the measured optical densities AD media (λ1), . . . , AD media (λm) at each of the wavelengths λ1, . . . , λm are calculated.
光学濃度算出部50は、波長λ1、・・・、λmを含む所定の波長範囲について予め得られた複数の既知光学濃度分布のうち、波長λ1、・・・、λmの各々の複数の既知光学濃度FDmedia(λ1)、・・・、FDmedia(λm)の情報を予め得ている。所定の波長範囲は、例えば可視光の波長帯域であり、380nm以上780nm以下の範囲である。複数の既知光学濃度分布は、例えば対象者の年齢に応じた光学濃度分布である。光学濃度算出部50は、複数の既知光学濃度FDmedia(λk)のうち、実測光学濃度ADmedia(λk)との差が最も小さくなる既知光学濃度FDmedia(λk)を推定光学濃度EDmedia(λ)として推定する。kは、1からmまでの自然数である。 The optical density calculation unit 50 calculates a plurality of known optical density distributions for each of the wavelengths λ1, . Information on the concentrations FD media (λ1), . . . , FD media (λm) is obtained in advance. The predetermined wavelength range is, for example, a wavelength band of visible light, and is in the range of 380 nm or more and 780 nm or less. The plurality of known optical density distributions are, for example, optical density distributions depending on the age of the subject. The optical density calculation unit 50 selects a known optical density FD media (λk) that has the smallest difference from the measured optical density AD media (λk) among the plurality of known optical densities FD media (λk) as an estimated optical density ED media ( λ). k is a natural number from 1 to m.
スペクトル算出部70は、所定の波長範囲の推定光学濃度EDmedia(λ)に基づいて水晶体310の所定の波長範囲の透過率T(λk)を水晶体310の透過スペクトルT(λ)として算出する。
The
光学濃度算出部50、光学濃度推定部60及びスペクトル算出部70は、各々の処理内容を実行するプログラムとして構成され、計算機40に内蔵されている。
The optical density calculation section 50, the optical
本発明を適用した一実施形態の水晶体の透過スペクトル推定方法は、次に説明する第1工程から第5工程を備える。 A crystalline lens transmission spectrum estimation method according to an embodiment of the present invention includes the first to fifth steps described below.
第1工程では、像データ実測部20を用いて、予め所定の波長範囲の光学濃度(既知光学濃度との区別のため、絶対光学濃度と称する)ZDmedia(λk)が波長λ1、・・・、λmに寄らず略一定な(光学濃度が既知である)模擬眼を図1の眼350の位置に設定する。入射光ILkを眼350に照射する。続いて、撮像カメラ30で反射光RLkを受光し、第4のプルキンエ像124-kを撮像する。ここで、模擬眼の第4のプルキンエ像124-kをプルキンエ像Ref[124-k]とする。撮像カメラ30で撮像されたプルキンエ像Ref[124-k]に関する情報を計算機40の光学濃度算出部50に送信する。
In the first step, using the image
光学濃度算出部50では、プルキンエ像Ref[124-k]を図3に示すように横軸が実測位置で縦軸が輝度であるグラフにプロットしたプロファイルとして表し、そのプロファイルの最大値と半値全幅とを求め、それぞれを参照輝度FL(λk)と参照サイズFW(λk)とする。なお、前述のプロファイルの実測位置は、撮像カメラ30のピクセル数で表される。前述のプロファイルの輝度は、撮像カメラ30の各ピクセルにおける明るさ即ち諧調によって表される。撮像カメラ30の各ピクセルと実測時の大きさとはキャリブレーションされ、撮像カメラ30の各ピクセルにおける明るさ即ち諧調と撮像カメラ30に入射する光の輝度もキャリブレーションされている。得られた参照輝度FL(λk)及び参照サイズFW(λk)は、計算機40の記憶部45又は任意のデータベース等に記憶される。
In the optical density calculation unit 50, the Purkinje image Ref[124-k] is expressed as a profile plotted on a graph in which the horizontal axis is the measured position and the vertical axis is the luminance as shown in FIG. 3, and the maximum value and full width at half maximum of the profile are are determined, and are respectively defined as a reference brightness FL (λk) and a reference size FW (λk). Note that the actually measured position of the profile described above is expressed by the number of pixels of the
次に、第2工程では、水晶体310によって形成される複数の互いに異なる波長λkの第4のプルキンエ像124-kの輝度を複数の波長λkごとに実測輝度AL(λk)として測定し、第4のプルキンエ像124-kの大きさを複数の波長λkごとに実測サイズAW(λk)として測定する。
Next, in the second step, the luminance of the fourth Purkinje image 124-k of a plurality of mutually different wavelengths λk formed by the
詳しく説明すると、対象者の眼を図4の眼360の位置に設定し、図4に示すように眼360の視野内に注視物体90を配置する。つまり、推定システム10では、入射光(複数の互いに異なる波長の光)ILkの入射方向において水晶体310よりも後側に注視物体90が配置される。
To explain in detail, the subject's eye is set at the position of the
続いて、像データ実測部20を用いて、第1工程と同様に、成形用フィルタ28を作動させ、入射光ILkを眼350に照射する。撮像カメラ30で反射光RLkを受光し、第4のプルキンエ像124-kを撮像する。ここで、対象者の眼の第4のプルキンエ像124-kをプルキンエ像Meas[124-k]とする。撮像カメラ30で撮像されたプルキンエ像Meas[124-k]に関する情報を計算機40の光学濃度算出部50に送信する。
Subsequently, using the image
続いて、プルキンエ像Meas[124-k]を図3に示すように横軸が実測位置で縦軸が輝度であるグラフにプロットしたプロファイルとして表し、そのプロファイルの最大値と半値全幅とを求め、それぞれを実測輝度AL(λk)と実測サイズAW(λk)とする。 Next, the Purkinje image Meas[124-k] is expressed as a profile plotted on a graph where the horizontal axis is the measured position and the vertical axis is the brightness as shown in FIG. 3, and the maximum value and full width at half maximum of the profile are determined. Let them be measured luminance AL (λk) and measured size AW (λk), respectively.
次に、第3工程では、図5に示すように光学濃度算出部50において、複数の波長λk(k=1~m)の各々の実測輝度AL(λk)と予め得られた参照輝度FL(k)との比と、複数の波長λkの各々の実測サイズAW(λk)と予め得られた参照サイズFW(λk)との比とに基づいて、対象者の眼の水晶体310の複数の波長λkの各々における実測光学濃度ADmedia(λk)を算出する。
Next, in the third step, as shown in FIG. k) and the ratio between the measured size AW (λk) of each of the plurality of wavelengths λk and the reference size FW (λk) obtained in advance, the plurality of wavelengths of the
詳しく説明すると、光学濃度算出部50において、次に示す(1)式を用いて実測輝度AL(λk)、参照輝度FL(λk)、実測サイズAW(λk)及び参照サイズFW(λk)から実測光学濃度ADmedia(λk)を算出する。 To explain in detail, the optical density calculation unit 50 calculates the actual measurement from the actual measurement brightness AL (λk), the reference brightness FL (λk), the actual measurement size AW (λk), and the reference size FW (λk) using the following equation (1). Calculate the optical density AD media (λk).
次に、第4工程では、光学濃度推定部60において、複数の波長λkの各々の実測光学濃度ADmedia(λk)と、所定の波長範囲について予め得られた1種類以上の既知光学濃度FDmedia(λk)のうち、所定の条件として「実測光学濃度ADmedia(λk)との差が最も小さくなる」種類の既知光学濃度FDmedia(λk)を推定光学濃度EDmedia(λ)として推定する。
Next, in the fourth step, the optical
詳しく説明すると、例えば予め得られる1種類以上の既知光学濃度FDmedia(λk)として、心理学・物理学的方法に基づいて求められたもの(例えば、J. van de Kraats et al., 2007参照)が挙げられる。この既知光学濃度FDmedia(λk)は、2つの所定の群の係数:第1群の係数{dRL(age)、dTP(age)、dLY(age)、dLOUV(age)、dLO(age)、dneutral}、第2群の係数{MRL(λ)、MTP(λ)、MLY(λ)、MLOUV(λ)、MLO(λ)}によって、次に示す(2)式のように表される。 To explain in detail, for example, one or more kinds of known optical densities FD media (λk) obtained in advance are obtained based on psychological/physical methods (for example, see J. van de Kraats et al., 2007). ). This known optical density FD media (λk) is determined by the coefficients of two predetermined groups: the coefficients of the first group {d RL (age), d TP (age), d LY (age), d LOUV (age), d LO (age), d neutral }, and the coefficients of the second group {M RL (λ), M TP (λ), M LY (λ), M LOUV (λ), M LO (λ)}, as shown below. It is expressed as in equation (2).
(2)式の波長λに波長λk(k=1~m)の各々を代入することで、波長λkの各々の既知光学濃度FDmedia(λk)を得る。(2)式からわかるように、変数である年齢ageを変更すると、変更した年齢ageの数と同数の既知光学濃度FDmedia(λk)が得られる。そこで、波長λkの各々について、実測光学濃度ADmedia(λk)との差が最も小さくなる既知光学濃度FDmedia(λk)の年齢ageを算出し、その年齢ageを水晶体年齢AGEとする。光学濃度推定部60では、(2)式の年齢ageに水晶体年齢AGEを代入し、推定光学濃度EDmedia(λ)を推定する。
By substituting each wavelength λk (k=1 to m) for the wavelength λ in equation (2), the known optical density FD media (λk) for each wavelength λk is obtained. As can be seen from equation (2), when the variable age is changed, the same number of known optical densities FD media (λk) as the number of changed ages is obtained. Therefore, for each wavelength λk, the age of the known optical density FD media (λk) that has the smallest difference from the measured optical density AD media (λk) is calculated, and the age is set as the crystalline lens age AGE. The optical
次に、第5工程では、光学濃度推定部60において、所定の波長範囲の推定光学濃度EDmedia(λ)に基づいて眼360の水晶体310の所定の波長範囲の透過率T(λ)を水晶体310の透過スペクトルとして算出する。
Next, in the fifth step, the optical
詳しく説明すると、光学濃度推定部60では、(2)式の年齢ageに推定年齢AGEを代入し、第1群の係数を全て定数化した既知光学濃度FDmedia(λk)を推定光学濃度EDmedia(λ)とする。推定光学濃度EDmedia(λ)は、任意の波長λのみで求まる関数である。透過率T(λ)は、推定光学濃度EDmedia(λ)によって次に示す(3)式のように表される。
To explain in detail, the optical
所定の波長範囲が前述のように可視光の波長帯域であり、380nm以上780nm以下の範囲であれば、横軸に少なくとも380nmから780nmまでの波長をとり、縦軸に(3)式で表される透過率T(λ)をプロットすると、水晶体310の透過スペクトルが図示される。
If the predetermined wavelength range is the wavelength band of visible light as described above, and is in the range of 380 nm or more and 780 nm or less, then the horizontal axis is at least the wavelength from 380 nm to 780 nm, and the vertical axis is expressed by equation (3). When the transmittance T(λ) is plotted, the transmission spectrum of the
以上の各工程を行うことによって、少なくとも所定の波長範囲に含まれる任意の波長λについて、対象者の眼360の水晶体310の透過スペクトルが算出される。
By performing each of the above steps, the transmission spectrum of the
以上説明した本実施形態の推定システム10によれば、像データ実測部20によって対象者の眼360の水晶体310から光学的に形成されるプルキンエ像Meas[124-k]に基づき、光学濃度算出部50、光学濃度推定部60及びスペクトル算出部70の各々での計算を経て、任意の波長λにおける水晶体310の透過率T(λ)、即ち水晶体310の透過スペクトルが算出される。つまり、眼360に複数の波長λkの光を照射でき且つプルキンエ像Meas[124-k]を撮像さえできれば、対象者の感覚に頼らず且つ簡便に、水晶体310の透過スペクトルを算出できる。
According to the
また、本実施形態の推定システム10によれば、既知光学濃度FDmedia(λk)は、前記所定の波長範囲内の波長λkごとの水晶体310の水晶体年齢AGEと水晶体年齢AGEに応じた第1群の係数(所定の係数){dRL(AGE)、dTP(AGE)、dLY(AGE)、dLOUV(AGE)、dLO(AGE)、dneutral}とに基づいて算出される。つまり、プルキンエ像Meas[124-k]から実測輝度AL(λk)と実測サイズAW(λk)が得られれば、前述の(1)式から(3)式に従って水晶体310の水晶体年齢AGEを算出すると共に水晶体310の透過スペクトルを簡便に算出できる。
Further, according to the
また、本実施形態の推定システム10によれば、プルキンエ像Meas[124-k]、Ref[124-k]は、水晶体310の表面のうち硝子体330と隣り合う表面310bでの反射によって形成される像である。そのため、プルキンエ像Meas[124-k]の実測輝度AL(λk)及び実測サイズAW(λk)の双方に水晶体310の光学濃度が良好に反映され、推定光学濃度EDmedia(λ)及び水晶体310の透過スペクトルを高精度に算出できる。また、図1及び図3に例示したように入射光ILkの光軸と反射光RLkの光軸との角度θ4を確保できる。このことによって、像データ実測部20の光源22、光ファイバ24、成形用フィルタ28や撮像カメラ30を配置しやすくなる。
Further, according to the
また、本実施形態の推定システム10によれば、複数の互いに異なる波長λkは、600nmと、400nm以上600nm未満の波長帯域内の少なくとも1波長とを含む。この場合、複数の波長λkには、例えば基準波長とする600nmと、600nmよりも短い波長範囲(即ち、光学濃度が高く、加齢変化が大きい範囲)とが含まれる。そのため、光学濃度の高い波長範囲において、他の波長範囲を用いる場合よりも水晶体310の水晶体年齢AGE及び水晶体310の透過スペクトルを正確に算出できる。なお、600nm程度の波長であれば、水晶体の光学濃度の加齢変化が小さく、光学濃度の年齢差が零に近いため、基本的には基準波長を600nm以上の可視波長とすることが好ましい。但し、基準波長は被験者の条件等に応じて適宜設定変更してもよい。
Further, according to the
また、本実施形態の推定システム10によれば、水晶体310に向けて複数の波長λkの入射光ILkを照射する光源22をさらに備えることで、複数の波長λkに対して個別に光源等を用意する必要がなく、簡便に且つ省スペースで構成される。
Further, according to the
また、本実施形態の推定システム10によれば、複数の波長λkの入射光ILkの入射方向において水晶体310よりも後側に、複数の波長λkのプルキンエ像Meas[124-k]を形成するための注視物体90が配置されたので、プルキンエ像Meas[124-k]の撮像時に、水晶体310の動きを略止め、プルキンエ像Meas[124-k]を安定させ、且つ複数の波長λkごとのばらつきや誤差を抑えることができる。
Furthermore, according to the
また、本実施形態の水晶体の透過スペクトル推定方法によれば、上述の推定システム10を用いて、少なくとも第2工程から第5工程までを行い、対象者の感覚に頼らず且つ簡便に、水晶体310の透過スペクトルを算出できる。
Further, according to the transmission spectrum estimation method of the crystalline lens of the present embodiment, at least the second to fifth steps are performed using the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。本発明は、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、変更可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can be modified within the scope of the invention as defined in the claims.
例えば、上述の各実施形態において、複数の互いに異なる波長の数は少なくとも2つあればよく、8つ程度であることが好ましいが、2つ以上であれば特に限定されない。また、上述の実施形態では、複数の既知光学濃度FDmedia(λk)として、(2)式で表されるものを用いたが、任意の波長の関数として表される光学濃度であれば(2)式で表されるものに限定されず用いることができる。 For example, in each of the embodiments described above, the number of the plurality of mutually different wavelengths may be at least two, preferably about eight, but is not particularly limited as long as it is two or more. Furthermore, in the above embodiment, the known optical density FD media (λk) expressed by equation (2) was used; however, if the optical density is expressed as a function of an arbitrary wavelength, (2 ) can be used without being limited to what is expressed by the formula.
また、上述の推定システム10では、複数の波長λ1、・・・、λmの光を出射可能な光源22と、波長λ1、・・・、λmごとのプルキンエ像(像)を取得可能な撮像カメラ30があり、光源22から出射される入射光ILkの進行方向及び撮像カメラ30の撮像方向との角度θ4を確保できれば、光源22及び撮像カメラ30と眼350、360との距離は特に限定されず、眼350、360に対する光源22及び撮像カメラ30の相対配置は制限されない。例えば、ヘッドマウントディスプレイの内側、即ちヘッドマウントディスプレイの筐体内部に、光源22及び撮像カメラ30が角度θ4を確保できる相対配置で設けられてもよい。
In addition, the
また、上述の推定システム10及び水晶体の透過スペクトル推定方法において、プルキンエ像の取得時間は、光源22から互いに異なる波長の入射光ILkを出射させる時間に依存する。光源22におけるバンドパスフィルタの回転時間(即ち、切り替え時間)が短縮され、それに伴い撮像カメラ30のフレームレートが短縮される程、プルキンエ像の取得時間を短縮でき、より高速に水晶体の透過スペクトルを推定できる。
Furthermore, in the
上述の実施形態の水晶体の透過スペクトル推定方法では、参照輝度FL(λk)と参照サイズ(λk)の一例として各波長λkにおける模擬眼の第4プルキンエ像の輝度と大きさとを取得した。しかしながら、本発明に係る水晶体の透過スペクトル推定方法では、参照輝度FL(λk)と参照サイズ(λk)は、実測光学濃度ADmedia(λk)を算出可能とするものであればよく、模擬眼の第4プルキンエ像の輝度と大きさに限定されない。実測光学濃度ADmedia(λk)は眼に入射した各波長λkの光の強度が例えば第4プルキンエ像として反射される前にどれだけ減衰したかを示す物理量であるから、参照輝度FL(λk)及び参照サイズ(λk)は、複数の波長λ1~λmを含む所定の波長帯域において光学濃度が波長に寄らず略一定なもので形成される像の輝度及び大きさであればよく、例えば所定の波長帯域において所定の光学濃度を有する部材によって形成される像の輝度及び大きさであってもよい。 In the crystalline lens transmission spectrum estimation method of the embodiment described above, the brightness and size of the fourth Purkinje image of the simulated eye at each wavelength λk were obtained as an example of the reference brightness FL (λk) and the reference size (λk). However, in the method for estimating the transmission spectrum of a crystalline lens according to the present invention, the reference brightness FL (λk) and the reference size (λk) may be anything that makes it possible to calculate the actual measured optical density AD media (λk), and It is not limited to the brightness and size of the fourth Purkinje image. Since the measured optical density AD media (λk) is a physical quantity that indicates how much the intensity of light of each wavelength λk incident on the eye is attenuated before being reflected as, for example, the fourth Purkinje image, the reference brightness FL (λk) The reference size (λk) may be the brightness and size of an image formed by an image whose optical density is approximately constant regardless of the wavelength in a predetermined wavelength band including a plurality of wavelengths λ1 to λm. It may be the brightness and size of an image formed by a member having a predetermined optical density in a wavelength band.
上述の推定システム10では、光源22から出射された光が光ファイバ24によって導かれ、光ファイバ24から眼350、360への入射光ILkとして出射される。しかしながら、第4のプルキンエ像124を撮影できれば、推定システム10において複数の波長の入射光ILkを眼350、360に入射させるための構成は、特に限定されない。例えば、光源22に波長λ1、・・・λmの各々の光を発するLEDが設けられれば、バンドパスフィルタやカラーフィルタは不要である。また、光源22にLEDを用いることで、光源22から出射される光の強度を適度に低くすることができるため、カバー部材や孔が形成されたフィルタ等が不要である場合が考えられる。このことによって、推定システム10の小型化を図ることができる。
In the
次いで、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。 Next, examples of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to the following examples.
本実施例では、図1及び図4で説明した推定システム10を試作した。試作では、光源22として、市販のキセノンランプ(型番;MAX-301、朝日分光株式会社製)及び複数のカラーフィルタを用いた。本実施例では、第4のプルキンエ像124を取得するために、430nm、460nm、470nm、480nm、500nm、520nm、540nm、600nmの合計8つの波長に着目した。前述の8つの波長に対応するように、8つの市販のカラーフィルタ(型番;MX0430、MX0600等、朝日分光株式会社製)を用いた。
In this example, the
光ファイバ24として、市販のライトガイド(型番;UD0164、朝日分光株式会社製)を用いた。図6に示すように、ライトガイドの出射端には、入射光ILkの進路上に直径3mmの正面視円形の孔が形成されたカバー部材を設けた。カバー部材を、黒に着色したスチレンボードで形成した。キセノンランプからは高強度の白色光が発せられるが、ライトガイドの出射端にカバー部材を設けることで、光源22からの光ILkの強度を適度に抑えて眼360に照射できる。本実施例では、前述のようにk=8である。
As the
撮像カメラ30として、市販のCMOSカメラ(型番;BFS-U3-32S4M-C、FLIR Systems,Inc.製)を用いた。CMOSカメラの受光部に、焦点距離50mm、開口数0.018の市販の固定焦点レンズ(型番;TECHSPEC C series 50mm VIS-NIR、エドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社製)を設けた。図4に示す注視物体90には、電球色の発光ダイオード(LED)(順方向電圧VF=3.2V、順方向電流IF=20mA、光度IV=18000mcd)を用いた。
As the
前述した水晶体の透過スペクトル推定方法に基づき、試作した推定システム10を用いて、20歳から34歳までの若年齢層(Young)の被験者10名と、35歳から49歳までの中年齢層(Middle)の被験者9名と、50歳から70歳までの高年齢層(Older)の7名との合計26名の被験者の水晶体の透過スペクトルを推定した。図7は、ある被験者の眼によって形成された第1のプルキンエ像、第3のプルキンエ像及び第4のプルキンエ像の一例である。試作した推定システム10では、カバー部材に形成された孔の直径が小さくなるに従って第1のプルキンエ像、第3のプルキンエ像及び第4のプルキンエ像が互いに離れて識別し易くなる一方、第4プルキンエ像が非常に小さくなる。カバー部材に形成された孔の直径は3mmに限定されないが、一例として3mmとした場合、図7に示すように第1のプルキンエ像、第3のプルキンエ像及び第4のプルキンエ像をそれぞれ識別できるように互いに分離させ、且つ第4のプルキンエ像を感知できることがわかる。
Based on the above-mentioned crystalline lens transmission spectrum estimation method, a
26名の各被験者の眼360によって形成された第4のプルキンエ像Meas[124-k]を撮影し、第4のプルキンエ像Meas[124-k]に関する情報に基づいて実測輝度AL(λk)及び実測サイズAW(λk)を測定した。また、光学濃度が可視波長帯域の波長に寄らず一定の市販の模擬眼を用いて参照輝度FL(λk)及び参照サイズFW(λk)を測定した。
The fourth Purkinje image Meas[124-k] formed by the
次に、前述の(1)式に基づいて、各被験者について実測光学濃度ADmedia(λk)を算出した。即ち、本実施例では、各被験者についてADmedia(430nm)、ADmedia(460nm)、ADmedia(470nm)、ADmedia(480nm)、ADmedia(500nm)、ADmedia(520nm)、ADmedia(540nm)、ADmedia(600nm)の8つの実測光学濃度を算出した。図8に、各年齢層(Young、Middle、Older)の被験者について前述の8つの波長の各々のADmedia(λk)を算出した結果を標準偏差のエラーバー形式で示す。なお、図8では、実測光学濃度ADmedia(λk)の標準偏差のエラーバーが年齢層同士で重ならないように、若年齢層については負方向に、中年齢層及び高年齢層については正方向に表示した。 Next, the measured optical density AD media (λk) was calculated for each subject based on the above-mentioned equation (1). That is, in this example, for each subject, AD media (430 nm), AD media (460 nm), AD media (470 nm), AD media (480 nm), AD media (500 nm), AD media (520 nm), AD media (540 nm) ), AD media (600 nm), eight actually measured optical densities were calculated. FIG. 8 shows the results of calculating AD media (λk) for each of the eight wavelengths described above for subjects in each age group (Young, Middle, Old) in the form of standard deviation error bars. In addition, in FIG. 8, the error bars of the standard deviation of the measured optical density AD media (λk) are set in the negative direction for the young age group and in the positive direction for the middle-aged and elderly groups so that the error bars do not overlap between age groups. displayed.
続いて、光学濃度推定部60において、前述の(2)式の波長λに波長λk(k=1~8、即ち430nm、460nm、470nm、480nm、500nm、520nm、540nm、600nmの8つの波長)の各々を代入することで、波長λkの各々の既知光学濃度FDmedia(λk)を得た。各被験者の前述の8つの波長の各々での実測光学濃度ADmedia(λk)との差が最も小さくなる既知光学濃度FDmedia(λk)の年齢ageを算出し、水晶体年齢AGEとした。
Subsequently, in the optical
続いて、光学濃度推定部60において、各被験者について求めた水晶体年齢AGEを前述の(2)式に代入し、推定光学濃度EDmedia(λ)(λ=430nm~600nm)を推定した。推定光学濃度EDmedia(λ)は(2)によって求まるので、波長λに依存する連続関数として被験者ごとの推定光学濃度EDmedia(λ)を得た。図9には、年齢層ごとの水晶体の透過スペクトルの変化の傾向を見るために各年齢層の推定光学濃度EDmedia(λ)の平均値を算出した結果を示す。
Subsequently, in the optical
続いて、算出した各年齢層の平均的な推定光学濃度EDmedia(λ)を前述の(3)式に代入し、各年齢層の複数の被験者の水晶体の透過率T(λ)(以下、平均透過率TAVE(λ)とする。)を算出した。図10に、各年齢層の380nm以上700nm以下の可視波長帯域の平均透過率TAVE(λ)、即ち各年齢層の複数の被験者の可視波長帯域における水晶体の平均的な透過スペクトルを算出した結果を示す。 Next, by substituting the calculated average estimated optical density ED media (λ) for each age group into the above equation (3), the transmittance T (λ) of the crystalline lens of multiple subjects in each age group (hereinafter referred to as The average transmittance T AVE (λ) was calculated. Figure 10 shows the average transmittance T AVE (λ) in the visible wavelength band from 380 nm to 700 nm for each age group, that is, the calculated average transmission spectrum of the crystalline lens in the visible wavelength band for multiple subjects in each age group. shows.
以上説明したように、本実施例では、前述した水晶体の透過スペクトル推定方法に基づき、3つの年齢層の合計26名の各被験者の水晶体の第4プルキンエ像を取得することによって、3つの年齢層の水晶体の平均的な透過スペクトルを算出した。図10に示す3つの透過スペクトルから、年齢層による水晶体の透過スペクトルの変化の傾向を読み取ることができる。 As explained above, in this example, based on the transmission spectrum estimation method of the crystalline lens described above, the fourth Purkinje image of the crystalline lens of each of the 26 subjects in three age groups was obtained. The average transmission spectrum of the crystalline lens was calculated. From the three transmission spectra shown in FIG. 10, it is possible to read the tendency of changes in the transmission spectrum of the crystalline lens depending on the age group.
例えば、図10に示すように、400nmから700nmの波長帯域全体において、若年齢層(Young)に比べて中年齢層(Middle)の方が水晶体の平均透過率TAVE(λ)が低く、さらに中年齢層(Middle)に比べて高年齢層(Older)の方が水晶体の平均透過率TAVE(λ)が低かった。このことから、既に知られているように、水晶体の光学濃度は加齢に伴って増加することが示された。しかしながら、本実施例では、図10に示すように、若年齢層と中年齢層との平均透過率TAVE(λ)の差、及び中年齢層と高年齢層との平均透過率TAVE(λ)の差をそれぞれ380nm以上700nm以下の可視波長帯域にわたって定量的に透過スペクトルとして得ることができた。このことによって、若年齢層と中年齢層との水晶体の平均透過率TAVE(λ)の差が380nm以上700nm以下の可視波長帯域において一定ではないことがわかり、同様に若年齢層と中年齢層との水晶体の平均透過率TAVE(λ)の差が380nm以上700nm以下の可視波長帯域において一定ではないことがわかった。また、同じ波長λにおいて、若年齢層と中年齢層との水晶体の平均透過率TAVE(λ)の差に比べて中年齢層と高年齢層との水晶体の平均透過率TAVE(λ)の差が大きいこと、及び若年齢層と中年齢層との水晶体の平均透過率TAVE(λ)の差と中年齢層と高年齢層との水晶体の平均透過率TAVE(λ)の差との違いが380nm以上700nm以下の可視波長帯域において一定ではないことがわかった。特に、450nm以上500nm以下の可視波長帯域では、他の可視波長帯域に比べて、中年齢層と高年齢層との水晶体の平均透過率TAVE(λ)の差が大きくなった。このことから、赤色や緑色の可視光に比べて青色の可視光に対して高年齢層の水晶体の光学濃度が高まるという傾向が得られた。 For example, as shown in FIG. 10, in the entire wavelength band from 400 nm to 700 nm, the average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens is lower in the middle age group than in the young age group, and The average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens was lower in the older age group than in the middle age group. This indicates that, as is already known, the optical density of the crystalline lens increases with age. However, in this example, as shown in FIG . λ) could be quantitatively obtained as a transmission spectrum over the visible wavelength band of 380 nm or more and 700 nm or less. This shows that the difference in the average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens between the young and middle-aged groups is not constant in the visible wavelength band from 380 nm to 700 nm. It was found that the difference in the average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens and the layer is not constant in the visible wavelength band of 380 nm or more and 700 nm or less. Furthermore, at the same wavelength λ, the average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens between the middle-aged group and the older age group is greater than the difference in the average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens between the young age group and the middle-aged group. There is a large difference in the average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens between the young and middle-aged groups, and a difference in the average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens between the middle-aged and elderly groups. It was found that the difference is not constant in the visible wavelength band from 380 nm to 700 nm. In particular, in the visible wavelength band from 450 nm to 500 nm, the difference in average transmittance T AVE (λ) of the crystalline lens between middle-aged and elderly groups was larger than in other visible wavelength bands. From this, it was found that the optical density of the crystalline lens of older people tends to be higher for visible blue light than for red and green visible light.
上述のように、本実施例の結果から、上述の水晶体の透過スペクトル推定方法によれば、複数の所定の波長の第4プルキンエ像を撮影してから、単に所定の波長の水晶体の光学濃度を得るに留まらず、所定の波長を含む可視波長帯域における水晶体の透過スペクトルを算出できることを確認した。可視波長帯域の透過スペクトルを得ることによって、各年代層の水晶体の透過スペクトルの変化に反映される被験者の視覚的な機能及び非視覚的な機能を把握し、被験者に適した診断や生活環境及び使用する補助器具等の提案を行うことができる。 As mentioned above, from the results of this example, according to the above-mentioned method for estimating the transmission spectrum of the crystalline lens, the optical density of the crystalline lens at a predetermined wavelength is simply calculated after taking the fourth Purkinje image at a plurality of predetermined wavelengths. We have confirmed that it is possible to not only obtain, but also calculate the transmission spectrum of the crystalline lens in the visible wavelength band including a predetermined wavelength. By obtaining the transmission spectrum in the visible wavelength band, we can understand the visual and non-visual functions of the subject, which are reflected in changes in the transmission spectrum of the crystalline lens in each age group, and determine the appropriate diagnosis, living environment, and usage for the subject. We can make suggestions for auxiliary equipment, etc.
なお、本実施例では、年齢層ごとの水晶体の透過スペクトルの変化の動向を検討するために、各年齢層において複数の被験者の8つの波長の各々での推定光学濃度EDmedia(λ)の平均値を算出した。但し、例えば同じ年齢層の中でも被験者個人ごとの水晶体の透過スペクトルの変化を知りたい場合は、各被験者につき8つの波長の各々で推定した推定光学濃度EDmedia(λ)に基づいて(3)式から被験者ごとの透過率T(λ)を算出してもよい。そのことによって、各被験者の水晶体の透過スペクトルを算出でき、各被験者における水晶体の透過スペクトルの年代による変化や変化の要因と生活習慣等との関連性を調べることができる。 In this example, in order to examine trends in changes in lens transmission spectra for each age group, the average estimated optical density ED media (λ) at each of eight wavelengths for multiple subjects in each age group was calculated. The value was calculated. However, for example, if you want to know the change in the lens transmission spectrum for each subject within the same age group, use equation (3) based on the estimated optical density ED media (λ) estimated at each of the eight wavelengths for each subject. The transmittance T(λ) for each subject may be calculated from . By doing so, it is possible to calculate the transmission spectrum of the crystalline lens of each subject, and it is possible to investigate changes in the transmission spectrum of the crystalline lens of each subject with age and the relationship between the factors of the change and lifestyle habits.
10 推定システム(水晶体の透過スペクトル推定システム)
20 像データ実測部
50 光学濃度算出部
60 光学濃度推定部
70 スペクトル算出部
10 Estimation system (crystalline lens transmission spectrum estimation system)
20 Image data measurement unit 50 Optical
Claims (7)
前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測輝度と前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照輝度との比と、前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測サイズと前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照サイズとの比とに基づいて、前記水晶体の前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度を算出する光学濃度算出部と、
前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度に対して所定の条件を満たし且つ前記複数の互いに異なる波長を含む所定の波長範囲について予め得られた既知光学濃度を推定光学濃度として推定する光学濃度推定部と、
前記所定の波長範囲の前記推定光学濃度に基づいて前記水晶体の前記所定の波長範囲の透過率を前記水晶体の透過スペクトルとして算出するスペクトル算出部と、
を備えた、水晶体の透過スペクトル推定システム。 Image data in which the brightness of images of a plurality of mutually different wavelengths formed by the crystalline lens is measured as an actual luminance for each of the plurality of mutually different wavelengths, and the size of the image is measured as an actual size for each of the plurality of mutually different wavelengths. Actual measurement section,
a ratio between the measured brightness of each of the plurality of mutually different wavelengths and a reference brightness obtained in advance for each of the plurality of mutually different wavelengths, the measured size of each of the plurality of mutually different wavelengths, and the ratio of the plurality of mutually different wavelengths; an optical density calculation unit that calculates the measured optical density of the crystalline lens at each of the plurality of mutually different wavelengths based on a ratio with a reference size obtained in advance for each of the different wavelengths;
an optical density that satisfies a predetermined condition for the measured optical density at each of the plurality of mutually different wavelengths and estimates a known optical density obtained in advance for a predetermined wavelength range that includes the plurality of mutually different wavelengths as an estimated optical density; Estimating section;
a spectrum calculation unit that calculates the transmittance of the crystalline lens in the predetermined wavelength range as a transmission spectrum of the crystalline lens based on the estimated optical density in the predetermined wavelength range;
A system for estimating the transmission spectrum of crystalline lenses.
請求項1に記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。 The known optical density obtained in advance for the predetermined wavelength range is calculated based on the crystalline lens age of the crystalline lens for each wavelength within the predetermined wavelength range and a predetermined coefficient according to the crystalline lens age.
The transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。 The image is an image formed by reflection on a surface of the crystalline lens adjacent to the vitreous body.
The transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to claim 1 or 2.
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。 The plurality of mutually different wavelengths include 600 nm and at least one wavelength within a wavelength band of 400 nm or more and less than 600 nm,
The transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。 further comprising a light source that irradiates the crystalline lens with the plurality of lights of different wavelengths;
The transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から請求項5の何れか一項に記載の水晶体の透過スペクトル推定システム。 a gaze object is placed within the visual field of the eye having the crystalline lens;
The transmission spectrum estimation system for a crystalline lens according to any one of claims 1 to 5.
前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測輝度と前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照輝度との比と、前記複数の互いに異なる波長の各々の前記実測サイズと前記複数の互いに異なる波長の各々について予め得られた参照サイズとの比とに基づいて、前記水晶体の前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度を算出し、
前記複数の互いに異なる波長の各々における実測光学濃度と、前記複数の互いに異なる波長を含む所定の波長範囲について予め得られた既知光学濃度のうち前記複数の互いに異なる波長を含む所定の予め得られた既知光学濃度との差が最も小さくなる前記既知光学濃度を推定光学濃度として推定し、
前記所定の波長範囲の前記推定光学濃度に基づいて前記水晶体の前記所定の波長範囲の透過率を前記水晶体の透過スペクトルとして算出する、
ことを含む、水晶体の透過スペクトル推定方法。 measuring the brightness of images of a plurality of mutually different wavelengths formed by the crystalline lens as measured brightness for each of the plurality of mutually different wavelengths, and measuring the size of the image as a measured size for each of the plurality of mutually different wavelengths;
a ratio between the measured brightness of each of the plurality of mutually different wavelengths and a reference brightness obtained in advance for each of the plurality of mutually different wavelengths, the measured size of each of the plurality of mutually different wavelengths, and the ratio of the plurality of mutually different wavelengths; Calculating the measured optical density of the crystalline lens at each of the plurality of mutually different wavelengths based on the ratio with a reference size obtained in advance for each of the different wavelengths,
Measured optical densities at each of the plurality of mutually different wavelengths and predetermined pre-obtained optical densities including the plurality of mutually different wavelengths among the known optical densities obtained in advance for a predetermined wavelength range including the plurality of mutually different wavelengths. Estimating the known optical density with the smallest difference from the known optical density as the estimated optical density,
calculating the transmittance of the crystalline lens in the predetermined wavelength range as a transmission spectrum of the crystalline lens based on the estimated optical density in the predetermined wavelength range;
A method for estimating the transmission spectrum of a crystalline lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020006376A JP7440860B2 (en) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | Crystalline lens transmission spectrum estimation system and crystalline lens transmission spectrum estimation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020006376A JP7440860B2 (en) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | Crystalline lens transmission spectrum estimation system and crystalline lens transmission spectrum estimation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021112369A JP2021112369A (en) | 2021-08-05 |
JP7440860B2 true JP7440860B2 (en) | 2024-02-29 |
Family
ID=77077380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020006376A Active JP7440860B2 (en) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | Crystalline lens transmission spectrum estimation system and crystalline lens transmission spectrum estimation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7440860B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070109619A1 (en) | 2000-10-07 | 2007-05-17 | Physoptics Opto-Electronic Gmbh | Information system and method for providing information using a holographic element |
JP2015085176A (en) | 2013-05-01 | 2015-05-07 | 株式会社ニデック | Ophthalmologic apparatus, analysis program, intermediate translucent body opacity acquisition method, and fluorescence intensity acquisition method |
-
2020
- 2020-01-17 JP JP2020006376A patent/JP7440860B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070109619A1 (en) | 2000-10-07 | 2007-05-17 | Physoptics Opto-Electronic Gmbh | Information system and method for providing information using a holographic element |
JP2015085176A (en) | 2013-05-01 | 2015-05-07 | 株式会社ニデック | Ophthalmologic apparatus, analysis program, intermediate translucent body opacity acquisition method, and fluorescence intensity acquisition method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021112369A (en) | 2021-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4750721B2 (en) | Custom glasses manufacturing method | |
US7845797B2 (en) | Custom eyeglass manufacturing method | |
EP1433418A1 (en) | Skin diagnostic imaging method and apparatus | |
WO1998012985A1 (en) | Tooth color matching system | |
US20190269326A1 (en) | Digital 3D Infrared Slit lamp with Pupil measurement | |
Khamene et al. | A spectral-discrimination method for tear-film lipid-layer thickness estimation from fringe pattern images | |
CN110658625B (en) | Holographic eye imaging apparatus | |
KR20140064727A (en) | Apparatus and method for identifying one or more amyloid beta plaques in a plurality of discrete oct rentinal layers | |
JP7440860B2 (en) | Crystalline lens transmission spectrum estimation system and crystalline lens transmission spectrum estimation method | |
JP5638234B2 (en) | Transparency measuring device and transparency measuring method | |
JP5217046B2 (en) | Optical characteristic measuring apparatus and optical characteristic measuring method | |
WO2010005013A1 (en) | Measuring apparatus | |
US20230162354A1 (en) | Artificial intelligence-based hyperspectrally resolved detection of anomalous cells | |
Huang et al. | Validity of a new comprehensive pterygia grading scale for use in clinical research and clinical trial | |
JP6691824B2 (en) | Evaluation method of skin transparency | |
JP6862229B2 (en) | Analytical device, imaging device, analysis method, and program | |
RU176795U1 (en) | Optical device for the study of the fundus to detect age-related macular degeneration of the retina | |
CN111886492B (en) | Color grading process and system for jadeite | |
JP6400159B2 (en) | Medical imaging apparatus and imaging method for photosensitive object, for example, biological tissue | |
WO2024073869A1 (en) | Apparatus and method for acquiring surface multi-point chromaticity coordinate values of photographed object | |
JP4679123B2 (en) | Photorefractor | |
KR102260260B1 (en) | Diagnostic Imaging System for Scalp Using Multi-Angle and wavelength Light Sources | |
US6709109B1 (en) | Differential spectroscopic imaging of the human retina | |
CN103799972B (en) | Ophthalmologic apparatus and method thereof | |
Krúdy et al. | Measuring wavelength discrimination threshold along the entire visible spectrum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20200217 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20200428 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200430 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230704 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20231003 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7440860 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |