JPH0223938A - 眼科機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、眼球の曲率、屈折力の測定や前眼部、眼底の
撮影等の種々の眼科測定及び観察に用いることが可能な
眼科機械に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、眼球の測定又は観察のために二次元センサア
レイによって被検眼像を検出し、この被検眼像に対して
種々の画像処理を施して所望の画像やデータを得る眼科
機械が知られている。これらは通常二次元センサアレイ
をラスクスキャン方式で走査して各画素からの出力を得
て、これらの出力を適宜に合成することによって画像及
び測定データを得ている。しかし、このような走査方法
で二次元センサアレイから出力を取り出す場合には、単
純な画像表示であれば比較的高速で行うことができる。

しかし、二次元センサアレイ上での入射光束の位置を求
める等の複雑な画像処理では、二次元センサアレイの出
力を一旦フレームメモリに記憶させ、単純な画像表示と
は異なる複雑な画像処理を実行しなければならず、相当
の時間を必要とする。また、正確な位置情報を得ようと
する場合には、二次元センサアレイの各画素から十分な
Ｓ／Ｎ比を有する位置信号を得る必要があるが、被検体
が異なると二次元センサアレイ上に得られる光強度が変
化するため、常に良好なＳ／Ｎ比を保持するためには被
検体毎に照明光を調節する必要がある。

このような光量の調節は、従来では上述のような画像処
理動作によって、フレームメモリに記憶される情報から
十分なＳ／Ｎ比が得られる光量を予想して、徐々に光量
を変化させながら行っている。従って、位置信号が測定
に十分なＳ／Ｎ比を有する状態に達するには、数回のフ
レームメモリの記憶動作及び画像処理を行わなければな
らず、測定に多くの時間を必要とするという欠点がある
。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の従来例の欠点を除去し、短時間
で測定及び観察に十分な画像信号が得られるように、光
学系を調節することが可能な眼科機械を提供することに
ある。

［発明の概要１ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、被検眼に
光を照射する光源と、光量情報信号出力端子と画像情報
信号出力端子を有する光電変換素子を平面上に複数個配
置して構成し、被検眼からの反射光を受光する二次元セ
ンサアレイと、前記光量情報信号出力端子からの出力値
に応じて前記光源の発光強度を制御する光量調節手段と
を備えたことを特徴とする眼科機械である。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係る眼科機械を角膜曲率測定装置に応
用した実施例の構成図であり、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対
向して、眼軸を中心とする円周上に例えば４個の光源１
ａ−１ｄが等間隔に設置され、これらの光源１ａ〜１ｄ
の後方の眼軸上には対物レンズ２、二次元センサアレイ
３が順次に配置されている。二次元センサアレイ３は２
つの出力系統を有しており、入射光量信号３ａは編成手
段４、光量演算手段５、光量調節手段６に順次に接続さ
れ、光量調節手段６の調節出力は光源１ａ〜１ｄに接続
されている。一方、二次元センサアレイ３の画像信号出
力３ｂは角膜曲率測定のための画像処理手段７、眼情報
演算手段８．モニタ、プリンタ等の表示手段９に順次に
接続されているが、これは従来の角膜曲率測定方式と同
様である。

第２図、第３図は二次元センサアレイ３の基本構造及び
動作原理を示し、第２図は基本構造図、第３図は動作原
理を示した回路図である。二次元センサアレイ３は第２
図に示すように平面上にフォトトランジスタＴＲ層ｎの
受光面Ｐａｎをマトリックス状に複数個配列されている
。マトリックスを構成する要素は、原理的には第３図に
示すように、２つのエミッタ端子Ｅ１、Ｒ２を有するフ
ォトトランジスタＴＲ層ｎのベースＢを受光面Ｐ■ｎと
し。

ベースＢにはコンデンサＣが接続され、エミッタ端子Ｅ
１、　Ｒ２には負荷旧、Ｒ２がそれぞれ接続され。

コレクタ端子ＣＯにはバイアス電源Ｖが加えられた構成
となっている。

先ず、光が受光面ＰａｎつまりベースＢに入射されると
、コンデンサＣに電荷が蓄積されるので。

エミッタ端子Ｅ１、Ｒ２にはその蓄積された電荷量に対
応して電流が流れる。従って、負荷Ｒ１，Ｒ２を介して
出力を得ることによって入射光量の情報を得ることがで
きる。また、コンデンサＣの両端を短絡する図示しない
スイッチを設けて、コンデンサＣに蓄積された電荷を消
去できるようにする。更には、エミッタ端子Ｅ１．　Ｒ
２及びコレクタ端子ＣＯに存在する浮遊容量についても
、それぞれ図示しないスイッチにより短絡できるように
しておき、その影響を除去するようになっている。

二次元センサアレイ３の基本構造は、このような構成及
び動作原理のマトリックス要素を第２図に示す座標Ｘ方
向にｎ個、Ｙ方向にｍ個配列している。各マトリックス
要素の構成は第３図とほぼ同様であるが、コンデンサＣ
の一端は接地され、エミッタ端子Ｅ１にはスイッチＳ層
ｎが設けられている。各マトリックス要素を構成するフ
ォトトランジスタＴＲ層ｎのコレクタ端子ＣＯは各行毎
に電源ラインＶｍに共通して接続され、図示しない電源
に接続されている。各フォトトランジスタＴＲ層ｎのエ
ミッタ端子Ｅ１は、スイッチＳ■ｎを介して各列毎に画
像信号ラインＸｎに共通して接続され、更にそれぞれア
ナログスイッチＳｎを介して、１本の画像信号出力３ｂ
に統合されている。また、スイッチＳ腸ｎはＹシフトレ
ジスタｌＯの各行毎の制御信号ラインＹｍによって各行
毎に開閉できるように構成され。

アナログスイッチＳｎはＸシフトレジスタ１１の各列毎
の制御信号ラインＸｎ’によって各列毎に開閉できるよ
うに構成されている。各フォトトランジスタＴＲｍｎの
エミッタ端子Ｅ２は各行毎に共通して接続された後に、
入射光量信号３ａとして１本の出力に統合されている。

第２図において、先ずＹシフトレジスタｌＯは所定クロ
ック周期で制御信号ラインＹｌ−Ｙ■に順次にスイッチ
ング信号を送り、各行毎に順次にスイッチ５ＩＩｎの開
閉動作を行う、従って、ＹシフトレジスタｌＯから制御
信号ラインＹ層を介してスイッチング信号を送れば、ス
イッチＳ■１、・・・Ｓｍｎは閉じられる。このとき、
゛ｘＸシフトレジスタ１１Ｙシフトレジスタ１０よりも
相当に速い周期で制御信号ラインｘ１°〜ｘｎ°に順次
にスイッチング信号を送り、アナログスイッチ５ｔ−Ｓ
ｎを順次に閉じるので、画像信号出力３ｂからは対応す
るマトリックスを構成する各フォトトランジスタＴＲ層
１〜ＴＲｍｎのエミッタ端子Ｅｌの出力が順次に得うれ
る。以下、同様にしてＹシフトレジスタｌＯのスイッチ
ング信号によってマトリックスの行単位でのスイッチン
グを行い、Ｘシフトレジスタ１１によって列単位でのス
イッチングを行うので、種々の組合わせによって全ての
マトリックス要素つまりフォトトランジスタＴＲ＋＊ｎ
のエミッタ端子Ｅ１の出力を個々に画像信号出力３ｂか
ら得ることができる。一方、入射光量信号３ａからは最
大の入射光量のあったフォトトランジスタＴＲｍｎの出
力に対応した電気信号が得られるので、各フォトトラン
ジスタＴＲｍｎ当りの最大入射光量値を得ることができ
る。

第４図は実際に第１図において用いられる二次元センサ
アレイ３の全体構成として、編成手段４を含めた部分構
成図であり、二次元センサアレイ３は光源１ａ〜１ｄ毎
に別個に光量情報を得るために、各光源像の構成される
位置に対応して部分マトリックス３１〜３４に分割され
ており、入射光量信号３ａは３１ａ〜３４ａの４系統と
なるが１画像値号出力３ｂは部分マトリックス３１〜３
４に分割されずｌ系統である。一方、編成手段４は選択
スイッチ群４ａと図示しないＣＰＵに接続したＩ１０ボ
ート４ｂから構成され、選択スイッチ群４ａには入射光
量出力信号３１ａ〜３４ａがそれぞれ接続され、Ｉ１０
ボート４ｂからの出力信号によって開閉を別個に制御で
きる構成となっている。従って、二次元センサアレイ３
の入射光量信号出力３１ａ〜３４ａは、スイッチ群４ａ
を介して光量演算手段５に接続されることになる。

光源１ａ−１ｄから出射された光束は、被検眼Ｅの角膜
Ｅｃで反射され、対物レンズ２を通って二次元センサア
レイ３上に結像される。このとき二次元センサアレイ３
上には、第５図に示すように前眼部像Ｅ′と、測定用光
源像１ａ’〜ｌｄ″とが重なって得られる。光源像１ａ
’〜１ｄ”の角膜Ｅｃの曲率に伴う移動範囲は限定され
るので、第４図に示すように４分割された部分マトリッ
クス３１〜３４上にそれぞれの光源像１ａ’〜ｌｄ’が
対応して結像するようにしている。また、光源像１ａ’
〜ｌｄ’は周囲の前眼部Ｅ°と比べて光強度が強いので
、各部分マトリックス３１〜３４内では最大の光量を有
する輝点となる。

このように構成して、二次元センサアレイ３からテレビ
用の画像信号と最大入射光量に対応する信号とを同時に
得ることができる。特に、光源１ａ−１ｄの発光期間を
Ｙシフトレジスタ１０による垂直同期期間内とし、画像
信号を読み出したフォトトランジスタＴＲ５ｎのエミッ
タ端子Ｅ１．　Ｅ２の短絡残留電荷消去を、読み出し直
後のＸシフトレジスタ１１による水平同期期間内に行え
ば、シューディングのない画像信号が得られる。

このように、二次元センサアレイ３は最大入射光量値を
得ることができるので、各部分マトリックス３１〜３４
から得られる入射光量信号出力３１ａ〜３４ａは光源像
１ａ’〜ｌｄ’の光量信号となる。各光量信号はＩ１０
ボート４ｂの出力に応じてスイッチ群４ａが選択動作し
て光量演算手段５に送られる。光量信号の選択は１６通
りの組合わせがあり、光量演算手段５において光量が測
定に十分耐え得るＳ／Ｎ比にまで達しているか否かの判
断がなされる。光量が不足している場合には、光量調節
手段６に対して強度を増加させるように指令を出力して
光源１ａ−１ｄの光強度を強める。このように、編成手
段４によって演算する光源像１ａ’〜ｌｄ’の光量信号
を選択できるので、光ｓ１ａ〜１ｄを別個に強度調節す
ることも可能である０以上の：ｇｉｍ動作を繰り返し、
光源像１ａ〜ｌｄ’の光量が最適量に達すると、光量演
算手段５は発光停止を光量調節手段６に指令して、光源
ｌａ〜１ｄの発光を停止する。

一方１以上の動作と並行して二次元センサアレイ３の画
像信号出力３ｂからは画像信号が出力され、画像処理手
段７によりデジタル化されフレームメモリに記憶される
と共に、眼情報演算手段８によって被検眼Ｅの角膜Ｅｃ
の曲率、屈折力等が計算され、表示手段９上に前眼部像
Ｅ゛と併せて表示される。従って、最適光量に光源像１
ａ’〜ｌｄ’が達するのに時間が掛からず、最適量に達
すれば直ちに測定を行うことが可能である。

上述の実施例では、角膜曲率測定装置の応用した場合の
みについて説明したが、その他の眼科機器例えばオート
レフラクトメータ、眼底カメラ、ホトスリットランプの
ような装置においても、二次元センサアレイ３を被撮影
部位と共役な面に配置すれば、同様の動作を行うことが
できる。特に、光源１ａ〜１ｄの調節によって、乳頭或
いはスリット照明光の余分な反射等撮影に悪影響を及ぼ
す強い発光域を、編成手段４によって除外することも可
能であり、極めて見易い画質の写真撮影が可能となる。

また、画像信号をビデオ信号として画像記録することも
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る眼科機械は、画像信号
と同時に別系統に入射光量信号を取り出すことができる
ので、測定用光源の光強度を短時間で測定に十分なＳ／
Ｎ比の得られる強度とすることが可能となり、　Ｉ！１
ｌｌｌ定時間の短縮が実現される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る眼科機械の実施例を示し、第１図は
角膜曲率測定装置の応用した構成図、第２図は二次元セ
ンサアレイの基本構造図、第３図は動作原理を示す回路
図、第４図は部分構成図。 第５図は被検眼の撮像図である。 符号１　ａ　−１ｄは光源、３は二次元センサアレイ、
３ａは入射光量信号出力、３ｂは画像信号出力、４は編
成手段、４ａはスイッチ群、４ｂはＩ１０ボート、５は
光量演算手段、６は光量調節手段、７は画像処理手段、
８は眼情報演算手段、９は表示手段、ｌＯはＹシストレ
ジスタ、１１はＸシフトレジスタ、３１〜３４は二次元
センサアレイの部分マトリックス、ＴＲ層ｎはフォトト
ランジスタ、Ｅ１、　Ｅ２はエミッタ端子である。 第３図 特許出願人　　　キャノン株式会社 １ａ’

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検眼に光を照射する光源と、光量情報信号出力端
   子と画像情報信号出力端子を有する光電変換素子を平面
   上に複数個配置して構成し、被検眼からの反射光を受光
   する二次元センサアレイと、前記光量情報信号出力端子
   からの出力値に応じて前記光源の発光強度を制御する光
   量調節手段とを備えたことを特徴とする眼科機械。