JPS62240024A - 眼科機器の被検眼観察表示装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、眼検査機器と被検眼との相対的位置を二次元
的又は三次元的にアライメントすると共に、被検眼の瞳
孔情報を計測して検者が適切な眼科機器の操作ができる
ように指示を与えるための眼科機器の被検眼観察表示装
置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、眼底カメラで被検眼の眼底を撮影する場合に、
又は眼屈折計で被検眼の屈折度を測定する場合には、眼
検査機器の光軸と被検眼の視軸とを整合するアライメン
ト調整Ｊ整と、両者の作動距離を最適値に合致させる操
作を正し〈実施することが、正確で高精度な測定を達成
するために重要な条件である。

アライメント調整と作動距離調整を実施するための手段
は、既に数多く提案されている。それらの提案の多くは
、被検眼の角膜表面が凸面鏡に相当する作用を持つこと
を利用しているが、この方法の場合には角膜の頂点を眼
検査機器の光軸が通るように合わせることができる反面
で、必ずしも瞳孔の中心を光軸が通ることが保証されな
い。

従って、被検眼の視軸と光軸とが一致している場合には
問題とはならないが、これらが角度を持っている場合は
誤差が生じて、測定精度を低下させる原因となる。、ま
た、角膜表面の凸面鏡作用を利用する場合に、角膜の曲
率半径が小さいためにその反射像を検出又は観察できる
範囲が限定され、被検眼と眼検査機器の位置関係が概略
合致していない場合には、被検眼の位置情報を検出でき
ないという欠点がある。

更に、眼底カメラや眼屈折計で被検眼の撮影や測定をす
る場合には、被検眼の瞳孔の直径が所定値以上に開いて
ないと撮影・測定ができない。従来では、検者がファイ
ンダ又はＴＶモニタの画像を見て判断していたが、検者
に勘や経験を必要とする欠点がある。また、被検眼の瞳
孔径が所定値よりもやや大きい場合には撮影や測定はで
きるが、被検眼との７ライメント調整は厳密でなければ
ならず、この点でも検者に注意力を要求しなければなら
ない問題点がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の欠点を解消し、光軸に垂直方向
の二次元的検出、又は光軸方向の成分と光軸に垂直方向
の２成分との三次元的検出を可能にし、視軸が角膜頂点
を通っていない場合でも正確な検出を可能にすると共に
、被検眼の瞳孔と眼検査機器の光軸とのずれ量と方向及
び瞳孔の直径を算出して検者へ注意を促したり、全く検
査できない状態では無駄な検査をしないように眼検査機
器の機能を停止させることを可能にする眼科機器の被検
眼観察表示装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、対物レン
ズ又は対物レンズを含む光学系に関し被検眼の虹彩と略
共役面に光電検出器を配置し、該光電検出器に対する信
号処理制御装置と、該光電検出器の出力により被検眼の
位置情報と瞳孔情報とを演算する演算制御装置と、該演
算制御装置による出力の表示装置とを備えたことを特徴
とする眼科機器の被検眼観察表示装置である。

［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図において、Ｅは被検眼であり、その斜め方向に少
なくとも１個、本実施例では２個の光源１が配置されて
いる。被検眼Ｅに正対して対物レンズ２が設けられ、こ
の対物レンズ２の背後には光路折曲鏡３が置かれ、この
光路折曲鏡３により光軸から屈曲された光軸Ｚ°に沿っ
て、リレーレンズ４、例えば半透鏡から成る光分割器５
、例えばＣＣＤ　（電荷結像素子）から成るラインセン
サ６ａ、６ｂが順次に配列されている。そして、被検眼
Ｅの虹彩Ｅｉと眼検査機器との作動距離が適正なときに
、虹彩Ｅｉの像はラインセンサ６ａ、６ｂ間の中間の平
面Ｆに結像するような共役関係となっている。７は信号
処理制御装置であり、ラインセンサ６ａ、６ｂを駆動し
、ラインセンサ６ａ、６ｂの出力をサンプリング、増幅
、波形整形し、Ａ／Ｄ変換して演算制御装置８に送り込
むようになっている。また、演算制御装置８の出力は例
えばＣＲＴのような表示装置９に出力される。一方、光
分割器５の反射側の平面Ｆと共役な平面Ｆ′にテレビカ
メラ１０が配置され、このテレビカメラ１０の映像信号
は演算制２Ｊ！Ｊ装置８を経由して表示装置９に送り込
まれるようにされている。

第２図はラインセンサ６ａ、６ｂと対物レンズ２とリレ
ーレンズ４によって、平面Ｆに結像する被検眼Ｅの虹彩
Ｅｉと瞳孔Ｅｐの像との位置関係を示し１円形部は光軸
Ｚ°に垂直な面での平面図である。ラインセンサ６ａ、
６ｂの長さは投影される瞳孔像Ｅｐ’　よりも十分長く
なっている。そして、虹彩像Ｅｉ′は明るく、瞳孔像Ｅ
Ｐ’は暗くなっている。Ｓａ、　Ｓｂはそれぞれライン
センサ６ａ、６ｂの出力を模式化した出力波形である。

この第２図は被検眼Ｅと眼検査装置とが正しくアライメ
ントされたときの状態を示している。このように正しく
アライメントがなされたときには、光軸Ｚ′と直交する
ｘ、Ｙ方向においても、出力波形Ｓａ、　Ｓｂが対称に
なるようにラインセンサ６ａ、６ｂは配置されている。

即ち、光軸２゛　と瞳孔像Ｅｐ’の中心とは一致してお
り、光軸Ｚ′と２−刺Ｊれめラインセンサ６＾、６ｂと
の間隔ＹａとＹｂは等しい。ラインセンサ６ａ、６ｂ上
には被検眼Ｅの像が投影され、虹彩像Ｅｉ′　と瞳孔像
ＥＰ’　による明暗に応じて、その出力Ｓａ、　Ｓｂは
左右対称で両端が高く中央部が低くなる。ここでは、ア
ライメントが上下・左右共に正しくなされているので、
出力Ｓａ、　ＳｂのＨレベル部の幅は等しくＮａ２＝Ｎ
ｂ２　＝　Ｎｂｌ　＝　Ｎｂ３であり、Ｌレベル部の幅
も等しくＮａ２＝Ｎｂ２　となる。また、ラインセンサ
６ａ、６ｂの受光面は、虹彩Ｅｉの光学的共役面Ｆに関
して前後に等距離だけ離しであるので、面Ｆに結像する
像はラインセンサ６ａ、６ｂ上では等量だけ若干ぼけて
投影され、出力Ｓａ、　ＳｂのＨレベル部とＬレベル部
との差ｖａとマｂは等しくなる。

次に、位置合わせが正しく行われなかった場合の一例と
して、第３図に示すように被検眼Ｅと眼検査装置とが上
下方向についてずれた場合について説明する。この場合
に、光軸Ｚ′と瞳孔像Ｅｐ’の中心はずれており、瞳孔
像Ｅｐ’の中心とそれぞれのラインセンサ６ａ、６ｂの
間隔はＹａ＃Ｙｂとなる。このとき、ラインセンサ６ａ
、６ｂの出力のＨレベル部とＬレベル部の幅は、それぞ
れＮａ４＝Ｎａ８　＃Ｎｂ４　＝Ｎｂ８　、　Ｎａ５　
＃Ｎｂ５となる。

ここで、瞳孔像Ｅｐ’　を円形と仮定し瞳孔Ｅｐの直径
を求めてみる。瞳孔像Ｅｐ’の半径をｒとし、１／ａ＋
Ｙｂは一定で予め定めた定数である。−例として、 ２　ｒ　＝　（１／（Ｙａ＋Ｙｂ））　脅［（（Ｎｂ５
／２）　２−（Ｎａ５／２）２−（Ｙａ＋Ｙｂ）２　）
　　２＋４（Ｙａ＋Ｙｂ）　　２　・（Ｎｂ５／２）　
　２１　　′！Ｉで計算できる。　［１１１孔像Ｅｐ’
の投影倍率及びラインセンサ６ａ、６ｂの画素ピッチは
予め判っているので、上式から求めた瞳孔像Ｅｐ″の直
径に所定倍率を乗ずれば、被検眼Ｅの瞳孔ＥＰの径が算
出できる。瞳孔像Ｅｐ’の半径ｒが求まると、次に間隔
Ｙａ−とｙｂを求め、瞳孔ＥＰの中心と光軸Ｚ”のずれ
量が計算できる。−例として次式となる。

Ｙａ＝±（ｒ２−（Ｎａ５／２）２）　’ｘＹｂ＝　±
（ｒ２−（Ｎｂ５／２）２）　’ここテ、　　Ｙａ＜　
＞　（Ｙａ＋Ｙｂ）　　、　　Ｙｂ＜　＞　（Ｙａ＋Ｙ
ｂ）　。

Ｙａ＜＞Ｙｂを判定し、　（Ｙａ又はＹｂ）　＜Ｙａ＋
Ｙｂ　、　Ｙａ＜Ｙｂのときのずれ量δｙは、δｙ　＝
　（Ｙａ＋Ｙｂ）／２−Ｙａで求まり、方向については
Ｙａ＜Ｙｂなので、瞳孔の中心が光ｌＴ！ＩＩＺ′　よ
りも上にずれていることが判る。また、Ｙｂ＞　（Ｙａ
−Ｙｂ）のときのずれ量δｙ゛は、 δｙ’　＝　（Ｙａ＋Ｙｂ）／２＋Ｙａで求まる。この
ようにして、瞳孔像［：ｐ′の中心と光軸Ｚ′のずれ量
を算出し、瞳孔像Ｈｐ’の投影倍率とラインセンサ６ａ
、６ｂの画素ピッチからアライメントのずれ量と方向を
求めることができる。

第４図は被検眼Ｅと装置とが左右方向についてずれた場
合を示しており、瞳孔像Ｅｐ’はラインセンサ６ａ、６
ｂの長手方向に片寄って投影されている。従って、ライ
ンセンサ６ａ、６ｂの出力のＨレベル部とＬレベル部の
幅は、Ｎａ７　＃　Ｎａ９、Ｎｂ７　ｓ　Ｎｂ９　、　
　Ｎａ７　＝　Ｎｂ２　、　　Ｎａ１３−Ｎｂ９　、　
Ｎａ８＝　Ｎｂ８となる。ここで、左右方向のずれ量δ
Ｘは、 δ！　罐（Ｎａ７＋Ｎａ８＋Ｎａ９）／２−（Ｎａ７＋
（Ｎａ８／２））−（Ｎｂ７＋Ｎｂ８＋Ｎｂ９）／２−
　（Ｎｂ７＋（Ｎｂ８／２））により、前述と同様に所
定倍率を乗じて簡単に求めることができる。

第５図は被検眼Ｅと装置との作動距離、つまり前後方向
が不適正な場合であり、第１図における平面Ｆに被検眼
Ｅの虹彩像Ｅｉ’　、瞳孔像Ｅｐ’が結像せずに、平面
Ｆの前又は後に結像しているため、ラインセンサ６ａ、
６ｂとでは結像状態が異なり、明暗のコントラストに差
が生じている。

従って、ラインセンサ６ａ、６ｂの出力のＨレベル部と
Ｌレベル部との差はマａＳマｂとなる。マａ−ｖｂを判
定するとずれの方向が判り、予め作動距離の変化によっ
てどのようにマａ及びマｂが変化するかを演算制御装置
８に記憶させておき、作動距離のずれ量を求めることが
できる。

以上のようにして、被検眼Ｅと装置の７ライメント状態
及び被検眼の瞳孔径、瞳孔面積が算出でき、次にこれら
を眼屈折計に応用したときの表示例を示す、第６図はＣ
ＲＴ表示装置９の画面を示し、テレビカメ→ｌｎｈヒス
石０≠飯ヱ油砺開での虹彩像Ｅ１”、瞳孔像Ｅρ”、映
像合成された装置の光軸Ｚ°　と同心になっている基阜
指標Ｍが映出されている。画面の下半分はデータ表示部
であり、左側のＳ、Ｃ１Ａは屈折測定値を表し、右側に
は位置合わせ情報としてｘ、、ｙ、ｚが表示され、Ｘは
左右方向、Ｙは上下方向、Ｚは奥行ぎ方向を表している
。ｘ＝ｏは左右は正しく、Ｙ＝−１は被検眼Ｅの瞳孔Ｅ
Ｐが装置の光軸Ｚ′よりも下に１ｍｍずれており、しが
も測定精度に影響が有ることを警告するためｒＹ」の文
字を反転文字としている。Ｚ＝＋は作動距離が長過ぎる
ことを意味している０位置情報の下のＰｄ＝４．０は被
検眼Ｅの瞳孔径が４．０ｍｍであることを意味し、Ｐａ
＝１２．６は瞳孔Ｅｐｃ７）面積が１２．６ｍｍ２であ
ることを意味する。

一方、第７図は第６図と同様の表示であるが、ｘ、Ｙ、
ｚの位置合ゎせは正しいが、瞳孔Ｅｐの径が２．６ｍｍ
で所要の径よりも小さく測定不能を警告するため、ｒ２
．６Ｊの数字を反転文字とし、左側の屈折測定値の棚の
ＥＲＲｎｌｌｌも畑♀木洛ル意味している。

なお、本実施例では被検眼Ｅの瞳孔像ＥＰ’が２本のラ
インセンサ６ａ、６ｂにかかつていないと、被検眼Ｅの
位置情報及び瞳孔Ｅｐの情報の計測ができないが、検出
面に例えば４個等のより多くのラインセンサを配列すれ
ば計測範囲をより拡大することが可能である。また、本
実施例では瞳孔Ｅｐの共役面に相前後してラインセンサ
６ａ、６ｂを配列したが、光分割器５をラインセンサ６
ａ、６ｂの前方に挿入して、被検眼Ｅからの光束を分割
して瞳孔Ｅｐの共役面を複数個形成し、ラインセンサ６
ａ、６ｂを同一検出面に１列に配列して検出することも
できる。

第８図は本発明の他の実施例を示し、光分割器５゛はｌ
／３透過の半透鏡面５ａ、ｌ／２透過の半透鏡面５ｂを
有し、被検眼Ｅからの光束を分割して、被検眼Ｅの瞳の
共役面Ｆ、Ｆ’　、Ｆ”をそれぞれ形成する。共役面Ｆ
とＦｏの中間に位置する像検出面Ｇには、ラインセンサ
６ａ’、６ｂ’、６ｃ’、６ｄ’がそれぞれ配列されて
いる。それぞれのラインセンサ６ａ’、６ｂ’、６ｃ’
、６ｄ’の出力は信号処理制御装置７を通って、演算制
御装置８に入力されるが、演算制御装置８では４組の入
力信号から適宜２組の入力を選択して演算すればよい。

また、この実施例では像検出面Ｇ上にそれぞれ４木の個
別のラインセンサ６ａ’、６ｂ’、６Ｃ°。

６ｄ’を配列したが、第１図の実施例と異なって像検出
面を同一面に揃えであるので、１個の２次元エリアセン
サを像検出面Ｇ上に配置することも可能であり、このエ
リアセンサを走査して任意のラインを選択して以降の信
号処理をすればよい。

更に、本実施例では光分割器５′により共役面Ｆ及びＦ
ｏを形成しているが、光分割器５°の半透鏡面を更に増
加して共役面を増やし、それに対応させてラインセンサ
を増してゆけば、奥行き方向に関してもより詳細な検知
をすることが可能である。なお、実施例の表示では、ｘ
、ｙ、ｚの位置情報、瞳孔径を数値化して示したが、こ
れを符号化して「測定不能・・・アライメント」、「測
定不能・・・小瞳孔」、「アライメントずれ注意」等の
意味を表示することも勿論可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る眼科機器の被検眼観察
表示装置は、被検眼に対する上下・左右・前後の二次元
又は三次元方向のずれの方向と量を検知でき、必要に応
じて瞳孔径、瞳孔面積も計算して、眼科機器が被検眼を
撮影又は測定することに対して、不能又は悪い影響とな
るほどアライメント調整がずれていたり、被検眼瞳孔が
小さい場合にはその旨を表示して検者に注意を与えるこ
とができ、正しいアライメント調整を可能とし。

撮影や測定の精度を向上させ、小瞳孔に対して無駄な撮
影や測定をしなくとも済む利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る眼科機器の被検眼観察表示装置の実
施例を示し、第１図は光学系の構成図、第２図はアライ
メント調整及び作動距離調整の正しい状態における各ラ
インセンサの出力波形及び被検眼像の説明図、第３図、
第４図はアライメント調整が不良の状態の説明図、第５
図は作動距離調整が不良の状態の説明図、第６図、第７
図は表示の説明図、第８図は他の実施例による光学系の
構成図である。 符号ｌは光源、２は対物レンズ、４はリレーレンズ、５
．５′は光分割器、６ａ、６ｂはラインセンサ、７は信
号処理制御装置、８は演算制御装置、９は表示装置、１
０はテレビカメラである。 特許出願人　　キャノン株式会社 ！、、″２１　　面 へ 派 Ｃつ ｉ駅 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズ又は対物レンズを含む光学系に関し被検
   眼の虹彩と略共役面に光電検出器を配置し、該光電検出
   器に対する信号処理制御装置と、該光電検出器の出力に
   より被検眼の位置情報と瞳孔情報とを演算する演算制御
   装置と、該演算制御装置による出力の表示装置とを備え
   たことを特徴とする眼科機器の被検眼観察表示装置。 ２、前記略共役面の１つにテレビカメラを配置し、虹彩
   像を前記演算制御装置の出力と共に、前記表示装置に表
   示するようにした特許請求の範囲第１項に記載の眼科機
   器の被検眼観察表示装置。 ３、前記光電検出器は２個のラインセンサから成り、こ
   れらのラインセンサ上に投影される被検眼の瞳孔の直径
   よりも長い受光部を有し、被検眼の虹彩像と瞳孔像の明
   と暗に対応してハイレベルとローレベルを出力し、被検
   眼の瞳孔像が前記受光部の内側にある状態ではハイレベ
   ル・ローレベル・ハイレベルの３つの状態を出力する特
   許請求の範囲第１項に記載の眼科機器の被検眼観察表示
   装置。 ４、前記光電検出器はラインセンサから成り、２個のラ
   インセンサを被検眼の虹彩の共役面を挟んで光軸方向に
   前後に、かつ光軸を挟んで対称的に１個ずつ配置し、こ
   れら２個のラインセンサ上に投影される被検眼の瞳孔像
   のラインセンサ出力を基に前記演算制御装置により被検
   眼の瞳孔と前記対物レンズの３次元位置情報と被検眼の
   瞳孔の直径・面積とを演算し、前記表示装置に表示する
   ようにした特許請求の範囲第１項に記載の眼科機器の被
   検眼観察表示装置。 ５、前記２個のラインセンサは被検眼に対して水平方向
   に配置した場合と等価となるように配置した特許請求の
   範囲第３項に記載の眼科機器の被検眼観察表示装置。 ６、前記２個のラインセンサの出力を基に、被検眼の瞳
   孔中心と対物レンズの光軸とのずれ量・ずれ方向及び作
   動距離のずれ量・ずれ方向を演算して表示するようにし
   た特許請求の範囲第４項に記載の眼科機器の被検眼観察
   表示装置。 ７、前記演算制御装置により演算した被検眼の瞳孔の直
   径が予め定めた値より小さいときには、前記表示装置に
   より警告をするようにした特許請求の範囲第４項に記載
   の眼科機器の被検眼観察表示装置。 ８、前記演算制御装置により演算した被検眼の瞳孔の直
   径が予め定めた値より小さいときには、計測又は撮影機
   能を停止させるようにした特許請求の範囲第４項に記載
   の眼科機器の被検眼観察表示装置。 ９、前記演算制御装置により演算した被検眼の瞳孔と対
   物レンズのずれ量が予め定めた値より大きいときには、
   前記表示装置により警告をするようにした特許請求の範
   囲第４項に記載の眼科機器の被検眼観察表示装置。 １０、前記演算制御装置により演算した被検眼の瞳孔と
   前記対物レンズのずれ量が予め定めた値より大きいとき
   には、計測又は撮影機能を停止させるようにした特許請
   求の範囲第４項に記載の眼科機器の被検眼観察表示装置
   。 １１、前記演算制御装置により演算した被検眼の瞳孔の
   直径が予め定めた値より大きいときには、瞳孔の直径と
   前記予め定めた被検眼の瞳孔と前記対物レンズのずれの
   許容量から、被検眼の瞳孔と対物レンズのずれの許容量
   を瞳孔径に応じて可変し、被検眼の瞳孔と対物レンズの
   ずれ量が許容量を超えたときには、前記表示装置への表
   示及び計測又は撮影機能を停止させるようにした特許請
   求の範囲第４項に記載の眼科機器の被検眼観察表示装置
   。