JPS6349504B2 - - Google Patents

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JPS6349504B2
JPS6349504B2 JP57210937A JP21093782A JPS6349504B2 JP S6349504 B2 JPS6349504 B2 JP S6349504B2 JP 57210937 A JP57210937 A JP 57210937A JP 21093782 A JP21093782 A JP 21093782A JP S6349504 B2 JPS6349504 B2 JP S6349504B2
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JP
Japan
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eye
line sensor
alignment accuracy
examined
alignment
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Yasuyuki Ishikawa
Isao Matsumura
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    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/14Arrangements specially adapted for eye photography
    • A61B3/15Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は眼科器械の位置合わせ精度判定装置、
特に、予め位置合わせされた被検眼と眼科器械と
の位置合わせ精度を判定し、更には位置合わせの
微調整を行なうことができる装置に関する。
被検眼に光束を投影し、眼屈折力等を測定する
場合、眼科器械と被検眼との位置合わせが正確に
行なわれていないと測定誤差を生じるのみならず
写真等によつて判定する場合、判定資料として耐
え得る写真が得られない場合も生じてくる。そこ
で眼科器械において、例えば、位置合わせ用指標
を被検眼に投影し、角膜反射によりできる角膜反
射像(虚像)をテレビカメラに結像させ、これと
同時に眼科器械に固定の指標を同一画面に結像さ
せ、両者を合致させることにより位置合わせを行
なつている。
しかしながら被検眼が絶えず動いている場合、
位置合わせを行なつても計測までの時間的な遅れ
による変位のため、計測値に誤差を生ずる場合が
ある。
本発明は斯かる点に鑑み、計測時における位置
合わせ精度を判別できる装置を提供することを目
的とする。
これを達成するため本発明においては、屈折力
等の「計測用指標」の角膜反射像を光検出器とり
わけCCD等のイメージセンサー又はフオトダイ
オード等で検出することを特徴とする。
本発明を用いれば、計測光束を位置合わせ判別
に共用するため、計測データがどういう被検眼位
置で行なわれたか、直接判断する材料となり、適
否、信頼係数、誤差の補正等に供し得る。以下、
本発明の実施例を説明する。
第1図で光源1により照明された計測用の投影
チヤート2からの光は、レンズ3、ビームスプリ
ツター4,5、対物レンズ6を通して被検眼7の
眼底に投影される。眼底からの光は対物レンズ
6、ビームスプリツター5を透過し、ビームスプ
リツター4で反射後、レンズ8、受光マスク9を
経て受光器10で検出され、これをもとに眼屈折
力が求められる。
一方、チヤート2からの光のうち被検眼7の角
膜で反射された光束は、対物レンズ6を経てビー
ムスプリツター5で反射された後、ビームスプリ
ツター11で反射され、レンズ17で受光素子例
えばラインセンサー18に投影される。受光素子
18は対物レンズ6、レンズ17により角膜反射
像位置と光学的に共役位置とされる。ここで投影
チヤートを第2図のように3方向に開口をもつた
スリツトとし、その角膜反射像2a′,2b′に対し
てラインセンサー18を第4図の如く配置する
と、ラインセンサー上の2つの像2a′,2b′の位
置関係によりアライメントの縦と横のずれが、
又、ボケによつて前後ずれが検知される。
さて、このアライメントの操作上の基準は、被
検眼の前眼部を光源16a,16bにより照明し
て対物レンズ6、リレーレンズ12を使つてテレ
ビカメラ13の受光面に投影し、同時に光源15
により照明された第3図に示すチヤート14の指
標14aの像14′aと、前記前眼部照明用光源
16a,16bの角膜反射像16′a,16′bを
合致させることにより、上下、左右位置を合わ
せ、前記角膜反射像16′a,16′bが最も小さ
く結像するように前後位置を合わせる。すなわ
ち、この手段により予め位置合わせした位置合わ
せ精度を、本発明を用いて判別するものである。
ここで第4図にもとづき、ラインセンサー18
と前記チヤート2のスリツトの角膜反射像2a′,
2b′との位置関係について詳述する。本図は被検
眼と本発明による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。lは本装置の光学
系の光軸であり、正しくアライメントがなされた
ときには角膜反射像2a′,2b′,2c′はlを中心
として点対称の関係になる。ラインセンサー18
はlを原点とするXY座標に対して左右等分とな
るように、又、上下関係は角膜反射像2a′,2
b′のほぼ中心付近を横切るように、X軸からyだ
けずらして配置する。勿論本図以外の配置でもア
ライメントずれの検出は可能であるが、信号処理
や検出範囲等の点で、本図の配置が有利である。
更に、Y軸に対してラインセンサーの中心ncが正
しく配置されることが望ましいが、ラインセンサ
ーの1bit当りの間隔は狭いので、正しく配置され
ないことも有る。このときにはあらかじめ、その
ずれ量を測定して、デジタルスイツチ等により入
力して補正するシステムとしておけば良い。
さて、ラインセンサー18には、npからnzまで
例えば256bitに分割されているとして、像2a′は
nx番地に結像しており、像2b′はny番地に結像し
ている。この状態の出力を第7図に示す。波形は
nx番地とny番地にピークをもつ2つのとがつた山
で形成され、そのピークレベルはeである。中心
ncに対してnxとnyは対称であり、nc−nx=ny−nc
となり、nxとnyの間隔d=ny−nxは所定の巾とな
る。この巾dは基準値としてROMにメモリーし
ておく。
次に被検眼と本装置のアライメントが正しく行
なわれなかつたときについて説明する。第1に左
右方向がズレた場合であるが、第5図に示すよう
にΔだけズレると、ラインセンサーの出力はnx
とny′にピークがズレ、d′=ny′−nx′は変らない。
nx′とny′の中間をnc′とするとnc′−nx′=ny′−
nc′、nc−nc′=Δとなる。
第2に上下方向にズレた場合を第6図に示す。
Δ′だけズレるとラインセンサーの出力はnx″と
ny″にピークがズレ、その間隔d″=ny″−nx″は正
しく、アライメントされたときの間隔d=ny−nx
に対して増減するので、ROMにメモリーされて
いる基準値dと比較してズレが検出される。そし
てズレ量Δ′は、角膜反射像2a′,2c′及び2b′,
2c′とがなす角度をθとしておけばΔ′=
d−d″/2・tanθとして算出できる。
第3に前後方向(光軸方向)にずれた場合は、
角膜反射像はラインセンサー上でボケるため、出
力は第8図のごとくピークレベルe′は低く、なま
つた波形となる。
以上により、3次元方向のそれぞれのアライメ
ントのズレ量が検出されるが、左右ズレΔ、上下
ズレΔ′の許容できる範囲をあらかじめメモリー
しておき、前後ズレによりピークレベル低下の許
容値をesに定めておけば、許容範囲を超えたアラ
イメント状態で計測がなされた場合は、表示装置
29に警報表示をして、再測定をうながす。
次に第1図に戻つて、信号制御回路30につい
て説明する。ラインセンサー18の出力はアンプ
19で増巾され、A/Dコンバーター20でデジ
タルに変換され、マイコンのバスライン21を経
由して、RAM24に転送される。22はMPU、
23はROMで、インターフエース25を介し
て、ラインセンサー制御回路26を駆動する。2
7は文字信号発生器、28はビデオ信号と文字信
号のミキシング回路である。
本装置で被検眼を測定すると、測定光の一部は
角膜で反射して、その角膜反射像はセンサー18
上に投影され、その像の明暗がセンサー18に蓄
積される。次にセンサー読出し信号をセンサー制
御回路26に加え、センサー18に蓄積されてい
る明暗に応じたアナログ信号をA/D変換して、
RAM24に記憶する。MPU22はRAM24の
内容を読み出して、センサー18上のどの位置が
明るいかを算出し、又、明るさのレベルも算出す
る。アライメントずれの検出の詳細は前記のよう
に、センサー18上の角膜反射像のアドレスと明
るさのレベルをROM23にメモリーしておいた
基準値と比較することにより、アライメントの上
下、左右、前後のずれ量と方向を算出することが
できる。各方向におけるずれ量が許容値を超えた
状態で計測されたときには、計測データを表示器
29に表示するとともに、アライメントが適正で
なかつた旨、警告の表示を表示する。すなわち文
字発生器27により、文字又は記号を発生させ、
ミキシング回路28で前眼部のビデオ像の一部に
文字又は記号を表示する。アライメントのずれが
大きく計測値の信頼性が著しく低下した場合に
は、計測データは表示せずに、再計測するように
指示を表示する。例えば“ゼンゴイチアワセ ガ
ズレテマシタ。モウ イチド タダシク アワ
セテ ソクテイ シナオシテ クダサイ”と表示
する。
又、アライメント指数として、正しくアライメ
ントされたときを100として、各方向のずれ量を
合算して一定の式をあてはめて、85とか90と表示
しても良い。指数が70以下になつたら再測定とす
ることもできる。
第9図は別の実施例を示しており、全体の構成
は第1の実施例とチヤート2のスリツトのパター
ンを除いて同一である。ここでは、スリツトは各
方向とも2本ずつ配置されており、ラインセンサ
ー上の角膜反射像は各々2a′,2a″及び2b′,2
b″が結像する。この状態でのラインセンサーの出
力を第10図に示す。
ここで角膜の曲率について考えてみると、角膜
の曲率には個人差があり、多くの被検眼では
R7.6mm前後であるが、もつと大きい眼もあれば
小さい眼もある。第1の実施例において、角膜の
曲率が変れば、僅かづつであるが、角膜反射像2
a′,2b′の結像倍率も変わり、ラインセンサーの
出力から算出される間隔d=ny−nxも変つてく
る。多くの被検眼ではアライメントずれの検出に
影響がでる程ではないが、本実施例では、通常よ
り角膜曲率が大きい又は小さい被検眼にも、対処
しうるものである。すなわち、被検眼の角膜曲率
が変わると、第10図において間隔Qが変わると
同時にP、Rも変わる。アライメントが正しいと
きはP=Rである。一般に角膜曲率とP/Q又は P+Q+R/Qは一定の関係が成立つので、これを 用いて角膜曲率半径が標準(約7.6mm)から大き
く異なつているときにも補正が可能となる。
第11図は更に別の実施例を示す。第1図にお
けるチヤート2と同一又は相似形のチヤート2′
を、受光素子18上に配置する。受光素子18は
ここでフオトダイオードのような単一素子であ
り、受光面はチヤート2′のスリツト2′a,2′
b,2′cをカバーしている。アライメントがΔ
だけズレていると、角膜反射像2a′,2b′,2
c′はスリツト2′a,2′b,2′cからずれて受
光素子18の出力は低下する。又、前後にずれた
ときには、各々の角膜反射像はボケて、やはり、
受光素子の出力は低下する。すなわち、左右、上
下、前後すべてのアライメントが正しくおこなわ
れたときに受光素子の出力は最大になる。従つ
て、出力があるレベル以下になつたときに、アラ
イメント不良として警告を出すことができる。ず
れの方向、量の検出はできないが、安価で簡単な
構成とすることが長所となる。
更に本実施例の改良として、受光素子18をス
リツト2′a,2′b,2′cに対応させて同一又
は相似形に18a,18b,18cと3ケ配置す
れば(不図示)、ズレの方向を検出することも可
能となる。このように本発明は角膜反射像光の光
位置又は光量を、眼計測用指標の角膜反射像位置
と光学的に共役な位置に設けられる光検出器で検
出するものである。
以上のように本位置合わせ精度判定装置は、 1 計測光束により、アライメントの精度判定を
行うので、別途アライメントの精度判定用の投
影光学系をそなえた装置に比べて、投影光束の
ずれが皆無で、精度が高い装置とすることがで
きる。
2 実際に測定した瞬間の情報で判定を行う為、
早い眼の動きにも誤差のない判定ができる。
3 一本のラインセンサーで上下、左右、前後の
判定ができるので、簡便な装置となしうる。
4 上下、左右、前後のずれの方向と量が検出で
きるので、検者に適切な指示を提供しうる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す光学系及び制
御回路の構成図、第2図、第3図は各々眼計測
用、位置合わせ用投影チヤートの平面図、第4
図、第5図、第6図はラインセンサーと投影チヤ
ートの角膜反射像の位置関係を示す平面図、第7
図、第8図はラインセンサーが各々光軸方向に位
置合わせされたとき、位置合わせされていないと
きの出力波形図、第9図は別の実施例におけるラ
インセンサーと投影チヤートの角膜反射像の位置
関係を示す平面図、第10図は第9図に示す実施
例のラインセンサーの出力波形図、第11図は更
に別の実施例の受光素子と投影チヤートの角膜反
射像の位置関係を示す平面図、 図中1は光源、2は計測用の投影チヤート、
5,11はビームスプリツター、6は対物レン
ズ、7は被検眼、17はレンズ、18は受光素
子、19はアンプ、20はA/D変換器、21か
ら24はコンピユーター、29は表示器である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検眼眼底に指標を投影し、その眼底反射光
    から眼屈折力情報を検出する手段を備えた眼科器
    械と被検眼との位置合わせ精度を判定する装置に
    おいて、 被検眼眼底に投影される前記指標からの光束で
    あつて被検眼角膜で反射される光束を受光する結
    像光学系と、該結像光学系に関し前記指標の角膜
    反射像位置と光学的に共役な位置に設けられる光
    位置検出器と、該光位置検出器の出力を被検眼と
    の位置合わせが正しいときの所定出力と比較する
    比較手段を有することを特徴とする眼科器械の位
    置合わせ精度判定装置。 2 前記指標のパターンは、2以上のスリツトを
    有し、該スリツトの少なくとも2つは互いに角度
    をもつて対向する特許請求の範囲第1項記載の眼
    科器械の位置合わせ精度判定装置。 3 前記光位置検出器は、ラインセンサーより成
    り、前記対向する2以上のスリツト像を前記ライ
    ンセンサーが横切り、スリツト像とラインセンサ
    ーの為す角度が互いに等角となるように配置され
    る特許請求の範囲第2項記載の眼科器械の位置合
    わせ精度判定装置。 4 前記比較手段は前記スリツト像の結像する位
    置のアドレスとスリツト像の明るさのレベルとを
    比較検出する特許請求の範囲第3項記載の眼科器
    械の位置合わせ精度判定装置。 5 正しい位置合わせ状態でのスリツト像のアド
    レスと、明るさのレベルの情報の基準値がメモリ
    ーされていて、前記比較手段は前記基準値と比較
    検出する特許請求の範囲第4項記載の眼科器械の
    位置合わせ精度判定装置。 6 前記ラインセンサーは単一のラインセンサー
    である特許請求の範囲第3項記載の眼科器械の位
    置合わせ精度判定装置。
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