JPS59230536A - 眼科装置 - 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】 本発明は眼科装置特に被検眼の角膜形状を測定する装置
に関する。

従来、角膜形状を測定するにはオフサルモメータが使わ
れてきたがこの測定方式では角膜に投影した指標の反射
像の大きさを顕微鏡を用いて観察し、プリズム等の光学
部材を移動し、その移動量から角膜形状を求めていたた
め、短時間に測定できず更に反射＠を肉眼観察している
ので精度の高い測定はできなかった。

又、フォトケラトスコープとして知られているものは角
膜に同心の複数個の円環状パターンを投影し、この投影
パターンの角膜反射像を写真に撮影し、その撮影された
パターンをデジタイザー等でコンピュータに入力して演
算を施して角膜形状を表示していたが、デジタイザー等
を使用してパターンを入力する際に精度が落ち、測定か
ら角膜形状を出力するまでに長時間必要とするため、被
検眼角膜形状の変化を把握しながらの診察１手術等に利
用できない欠点があった。

これを解消するため、角膜に投影した指標の反射像を結
像光学系で撮像素子上に再結像させ測定を迅速に行なえ
るよう自動化した角膜計が提案されているが次のような
問題点があった。

すなわち、従来装置においては作動距離が一定であって
結像光学系の倍率が一定であることを前提として測定を
行なっているため、測定時に被検眼が所定位置から光軸
方向にずれたりすると、指標を見込む角度及び結像光学
系の倍率が変化することにより角膜形状測定が正確に行
なえなかった。このため特に幼児の場合等、被検者が動
き易い場合には測定結果が妥当なものであるか信頼性に
乏しかった。

更に従来装置においては、作動距離が数十ｍと比較的近
距離であり、幼児の眼を静止するため玩具等を眼の前方
に設定しようとしても近すぎて所望の目的が達成できな
いのが通例であり、作動距離を例えば１ｍとかなり大き
くと９、しかも測定精度を劣化させないようにする要望
が太きかった。

本発明は斯かる点に鑑み、測定を迅速に行なうとともに
作動距離が変化しても正確な角膜形状の測定ができる眼
科装置を提供することを目的とする。この目的を達成す
るため、本発明においては、フォーカシングを行なうフ
ォーカシング手段の所定位置から合焦捷での移動量よシ
指標を見込む角度の正弦及び結像光学系の撮影倍率の積
である総合倍率に関する出力を検出し、これを用いて作
動距離の変化に伴なう算出されるべき角膜形状の変化を
抑えることを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係わる装［１子の概略説明図である。

Ｅは被検眼、　Ｅｃは角膜＋　Ｌａ　、Ｌｂはｎ＋＋」
定指標たる光源を示す。１は結像レンズであって、フォ
ーカシング操作部１ａ及びフォーカス位置検出用の回転
型可変抵抗器２を併設する。

フォーカシング操作部１ａは歯車１ｂを有し、歯車２ｂ
がこれに噛み合い、歯車２ｂは回転型可変抵抗器２と軸
２ａにより結合される。そして回転型可変抵抗器２は取
付金具３に取付ねじ３ａで取付けられ、取付金具３は取
付ねじ３ｂで非回転部に取付けられている。４はテレビ
カメラであり、被検眼角膜Ｅｃ上の光源反躬鹸光を受光
する。なお光源Ｌａ　、　Ｌｂとしては、光源反射像の
間隔をテレビカメラ走査線を用いて計測する関係上、テ
レビカメラ走査線に直交する方向に長いものが安定した
計測をする上で望ましい。また被検者に眩しさを感じさ
せないようにするために赤外光等の不可視光を発するも
のが望ましい、これに伴ってテレビカメラも赤外域にも
感度を有するものが良い、図中、５ａ〜５ｅはケーブル
である。

次に６は網側処理部を示し、後述する構成の光源像間隔
検知部、総合倍率決定部、角膜曲率演算処理部等を有す
る。７はテレビモニタ、７ａは測定データ、８は測定ス
イッチ、９はプリンタを示す。

第２図は本発明の原理説明図である。

指標である光源Ｌａ、Ｌｂを発する光束は被検眼Ｅを照
明し、あたかも不図示の角膜反射像（虚像）から射出す
るように角膜Ｅｃで反射される。ここで光源Ｌａ、Ｌｂ
の角膜反射像の間隔をγとすると、角膜曲率半径Ｒは次
のように求められる。

すなわち、照明主光線と測定光軸の為す角度をθとして
、次式が成立する。

γ−２Ｒ５１ｎ′！−・・・・・・（１）このとき結像
レンズ１の撮影倍率をｍとし、テレビカメラ４の撮像面
に結像する反射像の間隔をｄとすると、次式が成立する
。

ｄ　＝　ｍγ　　　　・・・・・・・・・伐）（１）　
（２）式より次式が得られる。

θ ここで総合倍率Ｍ壬２ｄｎ　２・ｍとすると、次式の如
くなる。

Ｒ−−・・・・・・・・・・・・（３）′ここで光源Ｌ
ａ、Ｌｂの間隔をり、被検眼角膜頂点から光源Ｌａ　、
　Ｌｂを含む面までの距離をｌ。

両光源Ｌａ、Ｌｂからの照明主光線が光軸上で交差する
位置と被検眼角膜頂点までの距離をｌ′とすると、 人間の角膜曲率Ｒは６乃至９欄程度であり、一方ｌは１
０００＋＋ｓ程度であり、一般ｖＣ１’＜＜ｌとなり式
（４）は次のように近似される。

いま光源Ｌａ　、Ｌｂ　＋テレビカメラ４が装置内に固
定され、これに対し被検眼が光軸方向に動くと、ｌが変
化し、光源Ｌａ、Ｌｂを見込む角度θ、更には撮影倍率
ｍが変化してしまい、従来のように作動距離が一定であ
って、総合倍率Ｍが一定という前提では、撮像面上での
反射像の間隔ｄを測定しても角膜曲率Ｒが正確に算出さ
れない。

因みに撮影倍率ｍに関しては、次式が成立するが、この
展は作動距離に応じて変化する。第２図で角膜反射像の
位置から結像レンズ１−ｉ：での距離をＵ、結像レンズ
１からテレビカメラ４の撮像面までの距離をＶ、結像レ
ンズ１の焦点距離をｆ、ｕ＋ｖ三Ｗとすると、 となる。

本発明は上述した欠点を解決するものであり、作動距離
の変化に応じた総合倍率Ｍを検出し、撮像面上での反射
像の間隔ｄをＭで除算することにより、すなわち両者の
比を求めて角膜曲率Ｒを安定して測定できるようにした
ものである。

第２図で被検眼が光軸方向に動いて作動距離が変化する
場合、非合焦の状態となるが、合焦の状態とすべく結像
レンズ１のフォーカシングレンズ部を光軸方向に移動さ
せる。

ぞして、プリセット位置から合焦となる位置までのスー
ムレンズであるフォーカシングレンズ部の移動量から前
述のｌ！、ｕ、ｖ、ｗを算出することができる。すなわ
ち、フォーカシングレンズ部の移動量を△Ｘ、プリセッ
ト位置でのレンズの焦点距離をｆ。、角膜反射像の位置
から結像レンズまでの距離をＵ。、結像レンズからテレ
ビカメラの撮像面までの距離をＶ。とじ、合焦後のレン
ズの焦点距離をｆとすると、 １−１−１−”−’、ｗ＝ｕ＋ｖ ｖ＝ｖ”””’　ｕ　　ｆ　　ｖ　　ｆ　　ｖｏ＋△ｘ
よりＵ、Ｖ、Ｗが求まる。なおｌについては△が一定で
あるため、７＝ｗ−△−１！””ニー　Ｗ−△より算出
される。

このような作動距離Ｕと総合倍率Ｍとの関係は第３図に
示されるようになる。

さて、前述した如く曲率半径Ｒは撮像面での距離ｄを総
合倍率Ｍで除算することにより、すなわち比を求めるこ
とにより算出されるが、第４図に自動測定のための計測
処理系の実施例を示す。

符号１．２．４，８．９は第１図について説明した部材
と同一符号の部材を示す。１ｏは倍率検知器で、フォー
カシング位置までのレンズの移動量を回転可変抵抗２で
検知し、前述の総合倍率Ｍに比例した出力を形成する。

すなわち１０ａは倍率信号である。１１は計測回路で、
ビデオ信号４ａ、倍率信号１０ａをもとに光源反射像の
間隔を測定する。ｌｌａは計測回路１１のアナログ出力
で、１３ｉ／よアナログ・デジタル変換のためのＡ／Ｄ
コンバータである。１２は同期分離回路で、ビデオ４６
号４ａを同期分離して水平同期信号Ｈ８ＹＮＯ１２ａ及
び垂直同期信号Ｖ８ＹＮＯ１２ｂを発生する、１４はタ
イミング制御回路で測定及びデータ取得のタイミングを
ビデオ信号に同期させ制御する。１４ａは測定タイミン
グ化量、１４ｂはＡ／Ｄタイミング信号である。１５は
中央処理装置でデジタル測距データ１３ａをもとに所定
の演算を実行した後、プリンタ９及び混合器１６へ各々
角膜の曲率Ｒを示す文字データ１５ａ、１５ｂを出力す
る。

なお、１５ｃは測定開始タイミング信号で測定スイッチ
８の信号を中央処理装置１５が検知した後に出力される
。

以上の構成で測定スイッチ８がオンされると中央処理装
置１５は１ｆ１１ｊ定開始タイミング信号１５ｃ’ｚ出
力してＡ／Ｄタイミング信号１４　ｂが入力されるまで
待期状態となる。タイミング制御回路１４は測定開始タ
イミイグ信号１５ｃを受けて測定タイミング信号１４ａ
を計測回路１１に供給する。計測回路１１ではビデオ信
号４ａの２値化、該２値化イ１号の整形、該整形された
パルス時間幅に対応した積分、該積分出方のピークホー
ルド全タイミング制御回路１４がら供給されるタイミン
グ１４ａに同期して英施し、テレビカメラの撮像面上で
の前記光源反射像の間隔に比例した信号出方を得る。

すなわち、角膜における真の光源反射像の間隔γに、総
合倍率Ｍが乗算さ＝れた値に比例する計測信号Ｆ′＝ｋ
Ｍγを出力する。ここでｋは計測回路１１が有する定数
である、 さて倍率検知回路１ｏはレンズ位置を検出し、前述の総
合倍率Ｍを算出し、これに比例する倍率信号Ｑ＝に’Ｍ
を出力する。ここでに′は倍率検知回路１０が有する定
数である。

このように計測信号Ｆ′と倍率信号Ｑが得られにγを求
めれば、除算信号Ｆの出力より角膜での光源反射像の間
隔γが算定できる。このアナログ除算は計測回路１１で
実施し、定数には予め所定値に設定しておく。

除算信号Ｆはアナログ測距データｌｌａとして出力し、
Ａ／Ｄコンバータ１３でＡ／Ｄタイミング信号１４ｂに
同期してデジタル測距データ１３ａに変換され、中央処
理装置１５に入力する。

そして光源反射像の間隔γと角膜曲率Ｒに関する前述の
関係式に基いて所定の演算を実施して、角膜曲率Ｒが算
出されこの値を示す文字データ１５ａ、１５ｂを出力す
る。

文字データ１５ａは混合器３を経てモニタ画面上に文字
となって映写され、他方、文字データ１５ｂはプリンタ
６に印字される。

ところで前述したような計測回路１１でアナログ除算を
施さずに、倍率検知回路１ｏで得られた倍率信号１０ａ
を専用のＡ／Ｄコンバータを用いるか或いは不図示の選
択回路を経てＡ／Ｄコンバータ１３を共用させて、倍率
信号をデジタルデータとして中央処理装置１５に取込み
その演算処理過程の中で前記除算を実施するようにして
も良い。

また作動距離の変化に対応する総合倍率Ｍの変化は直線
性を持たず前述した如く総合倍率Ｍをアナログ的に算出
するのは困難であるが計測回路１１でのアナログ除算を
廃し、倍率検知回路１０では結像レンズ１の移動量のみ
を検知し、即ちレンズ位置検出回路として動作させその
出力をＡ／Ｄ変換して中央処理装置に入力し、その演算
機能を用いて総合倍率Ｍを算出し、これをもって除算を
実施すればより簡略された構成となる。

以上、本発明によれば作動距離の変化に起因した測定誤
差が解消され、幼児等、動き易い被検者に対しても安定
した角膜曲率の測定ができ、更には作動距離を充分にと
って玩具等に注意をひかせることによって幼児等の動き
を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる装置の概略説明図、第２図は本
発明の原理説明図、第３図は作動距離と総合倍率との関
係を示す図、第４図は計測処理系の実施例の図、 図中、Ｅは被検眼、Ｅｃは被検眼角膜、Ｌａ、Ｌｂは指
標、１は結像レンズ、ｌａはフォーカシング操作部、２
は回転型可変抵抗器、４はテレビカメラ、６は計測処理
部、７はテレビモニタ、７ａは測定データ、８は測定ス
イッチ、９はプリンタである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　被検眼に所定指標を投影し、該指標の角膜反
   射像を結像光学系にょシ結像し、結像面上に結像される
   角膜反射像を検出して被検眼に関する測定を行なう装置
   において、被検眼が結像面上に合焦して結像されるよう
   移動する７オ一カシング手段と、該７オ一カシング手段
   の移動量よシ、被検眼に対する前記指標を見込む角度の
   正弦及び前記結像光学系の撮影倍率の積である総合倍率
   に関する出方を形成する手段とを備え、該出方と前記結
   像面上において検出される角膜反射像の検出出方の比よ
   シ角膜形状を測定することを特徴とする眼科装置。
2. （２）前記結像面に撮像手段が配され、前記指標が該撮
   像手段の走査方向に対して直交する方向に長く配される
   特許請求の範囲第１項記載の眼科装置。
3. （３）前記指標は赤外光源である特許請求の範囲第１項
   若しくは第２項記載の眼科装置。