図面 (/)

技術 眼科装置

出願人 株式会社ニデック
発明者 羽根渕昌明河合規二滝井通浩越智永
出願日 2013年2月6日 (7年9ヶ月経過) 出願番号 2013-021069
公開日 2014年8月25日 (6年2ヶ月経過) 公開番号 2014-150857
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置
主要キーワード 回転角度区間 系列遷移 低減割合 測定信号レベル 手持型 インジゲータ 測定行 検査窓
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年8月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (13)

課題

アライメント状態が不安定であっても信頼性の高い眼特性情報を速やかに提供できる。

解決手段

検眼に向けて測定光投光するための光源投光光学系を有する投光手段と、投光手段に基づく被検眼からの反射光を所定の光学系を介して受光素子受光させる受光手段と、受光素子の受光結果から被検眼の眼情報を得るための情報取得手段と、被検眼と受光光学系とのアライメント状態を検出するアライメント検出手段と、を有し、測定開始から測定終了までの間にアライメント検出手段によるアライメント検出を継続的に行うとともに,測定開始から測定終了までの間に得られる前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて、投光手段,受光手段,情報取得手段の少なくとも1つを制御する制御手段を備える。

概要

背景

検眼の眼情報を取得する眼科装置として、被検眼の情報を測定(取得)した直後に被検眼と測定光学系アライメント状態を検出し、許容範囲を超えるアライメント状態(アライメントずれ)が生じていたときは測定結果となる眼屈折力を不採用として、エラーを表示する眼屈折力測定装置が知られている。この眼屈折力測定装置では、1回の測定行為で複数回の測定を行い、複数個眼屈折値を提示している(特許文献1参照)。

概要

アライメント状態が不安定であっても信頼性の高い眼特性情報を速やかに提供できる。 被検眼に向けて測定光投光するための光源投光光学系を有する投光手段と、投光手段に基づく被検眼からの反射光を所定の光学系を介して受光素子受光させる受光手段と、受光素子の受光結果から被検眼の眼情報を得るための情報取得手段と、被検眼と受光光学系とのアライメント状態を検出するアライメント検出手段と、を有し、測定開始から測定終了までの間にアライメント検出手段によるアライメント検出を継続的に行うとともに,測定開始から測定終了までの間に得られる前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて、投光手段,受光手段,情報取得手段の少なくとも1つを制御する制御手段を備える。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

検眼に向けて測定光投光するための光源投光光学系を有する投光手段と、前記投光手段に基づく被検眼からの反射光を所定の光学系を介して受光素子受光させる受光手段と、前記受光素子の受光結果から被検眼の眼情報を得るための情報取得手段と、被検眼と前記受光光学系とのアライメント状態を検出するアライメント検出手段と、を有する眼科装置において、測定開始から測定終了までの間に前記アライメント検出手段によるアライメント検出を継続的に行うとともに,前記測定開始から測定終了までの間に得られる前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて、前記投光手段,前記受光手段,前記情報取得手段の少なくとも1つを制御する制御手段を備えることを特徴とする眼科装置。

請求項2

前記受光素子は二次元撮像素子であって,前記測定開始から測定終了までの期間は、1つの測定値として前記眼情報を得るために必要とされる測定時間であることを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。

請求項3

前記眼科装置は手持ち型の眼科装置であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の眼科装置。

請求項4

前記受光素子に受光される被検眼からの前記反射光の光量を調節するための光量調節手段を,前記投光手段及び前記受光手段の少なくとも一方に備え、前記制御手段は前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて前記光量調節手段を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の眼科装置。

請求項5

前記投光手段に設けられる前記光量調節手段は,前記光源から出射される測定光の光量調節を行うための手段であることを特徴とする請求項4に記載の眼科装置。

請求項6

前記受光手段に設けられる前記光量調節手段は,被検眼からの前記反射光の光量を減光または遮光するための手段であることを特徴とする請求項4に記載の眼科装置。

請求項7

前記受光素子の受光結果を前記情報取得手段で利用するか否かを選択する選択手段を備え、前記選択手段は前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて前記受光素子の受光結果を選択し、前記情報取得手段は前記選択手段の選択結果に基づいて被検眼の前記眼情報を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の眼科装置。

請求項8

被検眼との共役関係において,略瞳孔位置偏芯回転する絞りを前記受光光学系に備え、前記偏芯回転する絞りの回転角度に基づいて前記アライメント検出手段の検出結果が変更されることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の眼科装置。

請求項9

前記アライメント検出手段の検出条件に基づいて,被検眼の前記眼情報の信頼値を求める信頼値演算手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の眼科装置。

請求項10

前記眼情報を演算する演算手段を備え、前記演算手段は前記眼情報を演算して被検眼の屈折力値を求めることを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の眼科装置。

技術分野

0001

本発明は、被検眼の情報を取得する眼科装置に関する。

背景技術

0002

被検眼の眼情報を取得する眼科装置として、被検眼の情報を測定(取得)した直後に被検眼と測定光学系アライメント状態を検出し、許容範囲を超えるアライメント状態(アライメントずれ)が生じていたときは測定結果となる眼屈折力を不採用として、エラーを表示する眼屈折力測定装置が知られている。この眼屈折力測定装置では、1回の測定行為で複数回の測定を行い、複数個眼屈折値を提示している(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開平10−43137号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、特許文献1に記載の装置は、測定した直後にアライメント状態を検出するため、測定中に許容範囲を超えるアライメントずれがあっても,測定後に許容範囲内とするアライメント位置にいればエラーと判定されない。即ち、許容範囲を超えるアライメント状態で受光した眼特性情報に基づいて眼屈折力を求める可能性がある。また、アライメントが不安定な場合は各々の測定でエラーが続くばかりとなり、眼屈折値を求めることが困難であった。また、手持ち型の装置では、装置を把持する検者の手にも手振れが生じ易く、特許文献1に記した据え置き型の装置よりも更にアライメント状態が不安定になり易い。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

0006

被検眼に向けて測定光投光するための光源投光光学系を有する投光手段と、前記投光手段に基づく被検眼からの反射光を所定の光学系を介して受光素子に受光させる受光手段と、前記受光素子の受光結果から被検眼の眼情報を得るための情報取得手段と、被検眼と前記受光光学系とのアライメント状態を検出するアライメント検出手段と、を有する眼科装置において、測定開始から測定終了までの間に前記アライメント検出手段によるアライメント検出を継続的に行うとともに,前記測定開始から測定終了までの間に得られる前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて、前記投光手段,前記受光手段,前記情報取得手段の少なくとも1つを制御する制御手段を備えることを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明によれば、アライメント状態が不安定であっても信頼性の高い眼特性情報を速やかに提供できる。

実施例

0008

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態に係る手持型眼屈折力装置の一例を示す外観側方図であり、図2本装置の光学系及び制御系概略構成図である。以下、手持ち型の眼屈折力測定装置(オートレフラクトメータ)を例に説明する。なお、以下の説明では被検眼と装置との位置関係について、前後方向をZ方向、左右方向をX方向、上下方向をY方向として説明する。

0009

装置本体100には、検査窓101を介して取得する被検眼Eの観察像や、測定結果等の各種の情報を表示するモニタ7、各種設定を行うためのスイッチが配置されたスイッチ部8が設けられている(図1参照)。装置本体100の内部には、被検眼Eに指標光束を投光しその反射光を受光する測定光学系10、制御や演算処理のための電気系が収納される(図2参照)。

0010

測定光学系10は、被検眼Eの瞳孔中心部を介して被検眼Eの眼底Efにスポット状の測定指標光束を投影(投光)する投影(投光)光学系10aと、眼底Efから反射された測定指標光束を瞳孔周辺部を介してリング状に取り出す受光光学系10bと、から構成される。

0011

投影光学系10aは、測定光学系10の光軸L1上に配置された,LEDやSLD等の測定用赤外点光源11,リレーレンズ12,ホールミラー13,駆動部23により光軸L1を中心に回転されるプリズム15,及び対物レンズ14を備え、投光手段となる。光源11は、正視眼の眼底Efと光学的に共役な位置関係となっている。また、ホールミラー13の開口は、被検眼Eの瞳孔と光学的に共役な位置関係となっている。なお、本明細書でいう「共役」とは、厳密に共役である必要はなく、測定精度との関係で必要とされる精度で共役であればよいことを意味する。

0012

受光光学系10bは、投影光学系10aの対物レンズ14,プリズム15,及びホールミラー13が共用され、ホールミラー13の反射方向の光軸L1上に配置された,リレーレンズ16及び全反射ミラー17と、全反射ミラー17の反射方向の光軸L1上に配置された,受光絞り18,コリメータレンズ19,リングレンズ20,及びエリアCCD等からなる撮像素子22を備え、受光手段となる。受光絞り18及び撮像素子22は、眼底Efと光学的に共役な位置関係となっている。リングレンズ20は、図3(a)及び(b)に示すように、透明平板状の片側に円筒レンズがリング状に形成されたレンズ部20aと、レンズ部20aのリング状円筒レンズ部分以外に施された遮光用コーティングによる遮光部20bと、から構成され、被検眼Eの瞳孔と光学的に共役な位置関係となっている。撮像素子22からの出力は、画像メモリ71を介して制御部70に入力される。なお、撮像素子22は二次元撮像素子であり、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサが用いられる。

0013

対物レンズ14と被検眼Eとの間には、固視標呈示光学系30からの固視標光束とXY方向アライメント指標投影光学系40からのアライメント指標光束とを被検眼Eに導き被検眼Eの前眼部からの反射光を観察光学系50に導くビームスプリッタハーフミラー)29が配置されている。

0014

固視標呈示光学系30は、ビームスプリッタ29により光軸L1と同軸にされた光軸L2上に配置された,固視標呈示可視光源31,固視標を持つ固視標板32,投光レンズ33,可視光透過赤外光反射のダイクロイックミラー34,ハーフミラー35,及び観察用対物レンズ36を備える。光源31及び固視標板32は、光軸L2方向に移動されることにより、被検眼Eの雲霧を行う。

0015

被検眼の正面から被検眼に対する上下左右(XY)方向のアライメント状態検出用指標を投影するXYアライメント指標投影光学系40は、固視標呈示光学系30のダイクロイックミラー34,ハーフミラー35,及び対物レンズ36が共用され、ダイクロイックミラー34の反射方向の光軸L2上に配置された,アライメント用近赤外点光源41及び集光レンズ42を備える。アライメント用近赤外点光源41からのアライメント指標光は、対物レンズ36により略平行光束とされ、被検眼Eに投影される。

0016

Z方向アライメント指標投影光学系45は前後方向(Z方向)検出用のアライメント指標を投影する光学系であり、測定光軸L1を挟んで対称に配置された2組の第1投影光学系45a、45bと、この第1投影光学系45a、45bより狭い角度に配置された光軸を持ち測定光軸L1 を挟んで対称に配置された2組の第2投影光学系45c、45dを備える。第1投影光学系45a、45bは、近赤外光出射する点光源46a、46b、コリメータレンズ47a、47bを持ち、略平行光束の光により被検眼Eに無限遠の指標を投影する。一方、第2投影光学系45c、45dは、近赤外光を出射する点光源46c、46dを持ち、発散光束により被検眼Eに有限遠の指標を投影する。

0017

観察光学系50は、固視標呈示光学系30の対物レンズ36及びハーフミラー35が共用され、ハーフミラー35の反射方向の光軸上に配置されたハーフミラー53,撮像レンズ51及び二次元撮像素子52,レンズ54及びハーフミラー56,ポジションセンサー(一次元PSD)55(55a及び55b)を備える。二次元撮像素子52およびポジションセンサー55は被検眼Eの前眼部と光学的に共役な位置関係となっている。なお、ポジションセンサー55は受光部が長方形の形状を成しており、L2光軸に垂直となる平面で互いが直交する方向で配置している。なお、ポジションセンサー55bは受光面が二次元撮像素子52の操作方向と同じ方向になるように配置される。後述するように、直交する2つのポジションセンサーの出力信号に基づいて、制御部70はアライメント指標像の二次元方向の位置検出を行う。また、本実施形態の二次元撮像素子52の撮像間隔は1/30秒であり、制御部70はポジションセンサー55の出力を二次元撮像素子52の撮像間隔より十分に短い間隔(例えば0.5ms)で監視する。観察光学系50と制御部とによって被検眼Eと装置本体100とのアライメント状態を検出および判定するアライメント検出手段となる。なお、二次元撮像素子52はCCDイメージセンサCMOSイメージセンサが用いられる。また、本実施形態では感度を少しでも稼ぐためにポジションセンサー55として同じ特性をもつ一次元PSD(ポジションセンサー55a,55b)を2つ使用してハーフミラー53と共に組合せ、被検眼の前眼部で直交するように配置したが、ポジションセンサー55を1つの二次元PSDで構成してもよい。

0018

撮像素子52からの出力は画像処理部77を介して制御部70及びモニタ7に入力され、ポジションセンサー55からの出力はポジションセンサー55(55a,55b)に入射する入射光(後述する指標像Mc)の一次元方向の位置情報および光量情報を記憶する位置メモリ72(72a,72b)を介して制御部70に入力される。図示なき前眼部照明用光源による被検眼Eの前眼部像は、二次元撮像素子52により撮像され、モニタ7上に表示される。なお、この観察光学系50は被検眼Eの角膜に形成されるアライメント指標像(後述する指標像Ma,Mb)を検出する光学系を兼ねる。二次元撮像素子52と画像処理部77、およびポジションセンサー55と制御部70とによりアライメント指標像(後述する指標像Ma,Mb,Mc)の位置が検出される。

0019

制御部70には、画像メモリ71、位置メモリ72、メモリ75、画像処理部77、モニタ7、スイッチ部8等が接続される。制御部70は、装置全体の制御を行うと共に、眼屈折値の算出等を行う。

0020

被検眼の眼屈折力を求める場合、制御部70は、スイッチ部8からの測定開始信号の入力に基づき測定用赤外点光源11を点灯させると共に、プリズム15を駆動部23により高速回転させる。測定用赤外点光源11から出射された測定光は、リレーレンズ12からビームスプリッタ29までを介して眼底Efに投影され、眼底Ef上で回転するスポット状の点光源像を形成する。このとき、光軸L1を中心に回転するプリズム15により、ホールミラー13の開口の瞳投影像(瞳上での投影光束)は、高速偏心回転される。なお、プリズム15は撮像素子22の撮像周期(後述するように本実施形態の撮像間隔は1/30秒であり、1回の蓄光時間も1/30秒である)で2回転する速度で回転する。

0021

眼底Ef上に形成された点光源像の光は、反射・散乱されて被検眼Eを射出し、対物レンズ14によって集光され、高速回転するプリズム15から全反射ミラー17までを介して受光絞り18の開口上で再び集光され、コリメータレンズ19にて略平行光束(正視眼の場合)とされ、リングレンズ20によってリング状光束として取り出され、リング像として撮像素子22に受光される。なお、本実施形態では受光素子22と画像メモリ71と制御部70とで、被検眼の眼情報(後述する加算後画像および眼屈折力値)を取得するための情報取得手段としている。

0022

図4は、被検眼の瞳孔位置における、装置本体100の光軸L1と、測定用赤外点光源11による測定光投光光束Laと、瞳孔位置(共役関係)におけるリングレンズ20を通過する測定光受光光束Lbとの関係を示したものである。測定光投光光束Laは測定光受光光束Lbに重ならないように測定光受光光束Lbの内側に配置され、測定光投光光束Laと測定光受光光束Lbの中心位置は光軸L1に対して偏心している。この偏心した測定光投光光束Laおよび測定光受光光束Lbは、プリズム15によって高速に偏心回転される。偏心回転されることで、瞳孔の小さな被検眼Eに対しても眼屈折力を求めることが可能になる(詳しくは特開2005−185523を参照されたし)。

0023

<第1実施形態>
以上のような構成を備える装置において、その動作を説明する。被検者は、装置本体100を把持し、固視標呈示光学系30からの固指標を固視するよう指示した後、検査窓101を被検眼Eの正面に配置させる。これにより、被検眼Eの前眼部が撮像素子52によって撮像され、モニタ7には、前眼部像F、第1投影光学系45a、45bによるマイヤーリング像Ma、第2投影光学系45c、45dによって投影された2つの無限遠指標像Mb、XYアライメント指標投影光学系40によるアライメント指標Mcが表示される(図5参照)。

0024

そして、制御部70は、二次元撮像素子52からの撮像信号およびポジションセンサー55の出力信号に基づいて被検眼に対するアライメント状態を検出する。制御部70は、アライメント指標Mcを受光したポジションセンサー55の出力信号によって被検眼Eと装置本体100(光軸L1)とのXY方向のアライメントずれを求める。また、制御部70は、二次元撮像素子52の撮像信号によって装置本体100がZ方向にずれた場合に、無限遠指標像Mbの間隔がほとんど変化しないのに対して、マイヤーリング像Maの像間隔が変化するという特性を利用して、Z方向のアライメントずれを求める(詳しくは、特開平6−46999号参照)。なお、制御部70は、Z方向のアライメント検出結果に基づいてインジゲータGの数を増減させる。

0025

ここで、検者は、レチクルマークLTの中にアライメント指標Mcが入るように装置本体100をXY方向に移動させる。また、Z方向のアライメント検出結果に基づいて変化するインジゲータGを参考にしながら(もしくはマイヤーリング像Maが最も細くなるように)、装置本体100をZ方向に移動させる。その後、オートショットを作動させた場合、制御部70は、XYZ方向のアライメント状態が許容範囲を満たしたら、測定開始のトリガ信号を発する。一方、オートショットがOFFの場合には、検者がスイッチ部8に設けられたトリガスイッチが押すと、制御部70はトリガスイッチの押下を検出してトリガ信号を発して測定を開始する。

0026

トリガ信号が出力されると、制御部70は、測定用赤外点光源11を点灯させて眼底Efに測定指標を投光する。そして、制御部70は、その反射光を二次元撮像素子52により受光し、指標像(リング像R)を検出する。このとき、はじめに予備測定が行われ、その結果に基づいて固視標呈示用可視光源31及び固視標板32が光軸方向に移動され、被検眼Eに対して雲霧がかけられる。その後、被検眼Eに対して本測定が行われる。なお、本実施形態の本測定では、撮像素子22にリング画像(リング像R)を連続して撮像させ、リング画像の加算/蓄積処理を行う。

0027

図6は、測定が開始し、撮像素子22で撮像されたリング像Rである。撮像素子22からの出力信号は、画像メモリ71に画像データ(リング画像)として記憶される。なお、本実施形態においては、加算処理回数が1〜2回を基本とする。この場合、撮像素子22にリング画像を連続して撮像させ、加算処理を行うための画像データとして画像メモリ71に複数の画像データを記憶させる。ここで、撮像素子22の1回の蓄光時間(露光時間)は例えば1/30秒となっており、撮像が所定間隔(本実施形態では1/30秒間隔)で行われる。得られた画像データは順次画像メモリ71に出力される。本実施形態では、このようにして撮像された画像データを、撮影順に、第1画像、第2画像、第3画像として説明する。画像データは、撮像素子22で撮像された各画素毎の輝度レベルを0〜255で表したデータとして画像メモリ71に記憶する。

0028

まず、制御部70は、第1画像と第2画像に対して第1の加算処理を行ない、続けて第1の加算処理で得られた第1加算画像と第3画像とで加算処理を行う。なお、本実施形態においては、加算処理後の画像データに基づく輝度信号レベル測定信号レベル)が所定値を超えるか否かを判定し、判定結果に基づいて加算処理の回数を制御する。ただし加算回数は2回に限るものではない。例えば白内障などで各画像データの輝度信号レベルが低いときには、撮像素子22の撮影回数を増加させ3回を超える(本実施形態では最大10回)の加算処理を行う。これら加算処理を行い得られた画像データを被検眼の眼特性を診断するための診断用画像(眼屈折力算出用のリング画像)として画像メモリ71に記憶する。制御部70は画像メモリ71に記憶されている加算後画像(診断用画像)を用いて眼屈折力の演算処理を行う。なお、加算処理とは、異なる画像データ同士の座標位置を一致させて、輝度レベルを足しあわせる処理のことをいう。

0029

加算処理を行う場合、1回の撮影(撮像素子22の出力)にて測定結果を得る必要がないため、1回の撮像で測定画像を得る場合と比較して、測定光源の光量や撮像素子22の撮像ゲインを低くさせておくことができる。測定光量や撮像ゲインを低く設定することにより、画像データに重畳するノイズ光を抑制することが可能である。画像データに重畳するノイズ光を抑制することで、精度よい測定結果を求めることが可能になる(詳しくは、特開2006−187482号参照)。

0030

その後、制御部70は、画像メモリ71に記憶されている加算後画像(リング画像)を解析し、各経線方向においてリング像Rの位置を特定する(細線化する)。図7は、診断用画像の所定経線方向の輝度信号波形を示す図である。リング像を形成する箇所は高い輝度信号を示す。制御部70は加算後画像の輝度信号波形を所定の閾値にて切断し、その切断位置での波形の中間点や、輝度信号の波形のピーク、輝度信号の重心位置などを求めることによりリング像Rの位置を特定する。図8は、各経線方向毎にリング像Rの位置を特定したときの概念図である。

0031

次に、制御部70は、図8に示すように特定されたリング像Rの像位置に基づいて、最小二乗法等を用いて楕円像を近似する。なお、楕円近似の方法としては、眼屈折力測定角膜形状測定等で周知である楕円近似の式を用いることができる。そして、近似された楕円の形状から各経線方向の屈折誤差を求めることができるので、これに基づいて被検眼の眼屈折値、S(球面度数)、C(柱面度数)、A(乱視軸角度)の各値が演算され、測定結果がモニタ8に表示される。

0032

ここで、本実施形態による制御を示す前に、前述した制御方法において本測定中にアライメントずれがあった場合に得られる加算後画像を、図9を用いて説明する。図9(a)は被検眼Eの角膜頂点と装置本体100の光軸L1とが略一致した状態で本測定を開始した後、装置本体100を把持する検者の手振れや被検眼Eの固視微動などによって、本測定中に装置本体100のアライメントが2mm右方向にずれた場合の加算後画像である。図9(b)は図9(a)で示す加算後画像において所定経線方向の輝度信号の波形を示す図である。本測定中に大きなアライメントずれが生じたことによって、被検眼Eの正の球面収差の影響を受け、アライメントずれが生じた方向、つまりリング像Rのリング幅のうち右側(1時方向から5時方向にかけて)の幅が広まる。

0033

図9(a)に(R1)と示すリング像は、アライメントずれがない状態で撮像したリング像の成分である。図9(a)に(R2)と示すリング像は、アライメントずれが生じた状態で撮像したリング像の成分である。図9(a)は異なる時点(撮像素子22の露光期間)で撮像されたリング像(成分R1および成分R2)を加算処理で加算したものである。アライメントずれが生じていないときのリング像成分R1でリング像Rを特定した位置(P1)と、アライメントずれによるリング成分R2を加算した加算画像でリング像Rを特定した位置(P2)とでは、特定したリング像の位置に差異ΔPが生じる。被検眼Eの眼屈折力は特定したリング像Rの位置から求めるため、同じ被検眼であっても本測定中のアライメント状態によって眼屈折力値に測定誤差が生じる。また、アライメントずれが大きくなるほど測定誤差が大きくなる。

0034

なお、撮像素子22の蓄光時間中にアライメントずれが生じれば、加算後画像と同様のリング像の歪みが生じる。また、アライメントずれによって生じるリング像Rの歪みは、これに限るものではない。アライメントずれの速度や方向によって加算後画像のリング像の歪み、および輝度信号波形の形状が変わってくる。ただし、アライメントずれが無く測定した場合に対して、求める被検眼Eの屈折力値に測定誤差が生じることに変わりない。

0035

上記の問題を解決するための第1の実施形態を、図10を用いて説明する。第1実施形態では、制御部70は本測定中も被検眼Eに対する装置本体100のアライメント状態を観察光学系50のポジションセンサー55(55a,55b)で逐次検出する。なお、図10は、ポジションセンサー55における光軸L1の位置、アライメント指標Mcの像位置、制御部70が判定に使用するアライメント許容範囲Aa、および制御部70が制御する測定光(測定用赤外光11)の点灯状態を示す。また図10では、本測定中のアライメント状態の時系列遷移((a),(b),(c),(d),(e)の順)の形で示している。なお、アライメント許容範囲Aaは、被検眼Eと装置本体100との位置関係において、モニタ7に表示されるレチクルマークLTと同じアライメント許容範囲を示すものである。また、アライメント許容範囲Aaは予め実験などにより決定しておく。本実施形態ではアライメント許容範囲Aaは被検眼Eの前眼部において半径0.5mmとなるように設定している。

0036

制御部70は、本測定中も被検眼Eに対する装置本体100のアライメントずれの方向とそのずれ量を逐次検出する。被検眼Eに対する装置本体100のアライメントずれがアライメント許容範囲Aaを超えるとき(図10(b),(d)状態)、制御部70は図示なき測定用赤外光源11の光量調節回路光量調節手段)を制御して測定用赤外光源11を直ちに減光(または消灯)させる。測定用赤外光源11を減光することで被検眼Eの眼底からの反射光は低減し、撮像素子22が出力する受光信号のレベルは下がる。すなわち、測定用赤外光源11を減光することで加算後画像に重畳する歪んだリング像の成分が低減する方向に作用する。測定用赤外光源11を減光した後も制御部70はアライメント状態を監視し、アライメントずれが許容範囲内に戻ったら測定用赤外光源11の光量を減光前の光量に増加させる。このように制御部70はアライメント状態に応じて撮像素子22と同期させることなく測定用赤外光原11の光量を逐次制御し、且つ、撮像素子22が出力する画像データを加算処理してゆく。アライメントずれによるリング像の歪み成分の重畳が低減した加算後画像を生成することで、測定誤差の少ない眼屈折力値を求めることが可能になる。

0037

なお、制御部70が監視するポジションセンサー55の監視間隔(0.5ms)は二次元撮像素子22の撮像間隔(1/30秒)および蓄光時間(1/30秒)よりも十分に短い。よって、二次元撮像素子22の撮像タイミングと同期することなく、撮像素子22の蓄光時間内に測定用赤外光原11の光量を制御することが可能である。二次元撮像素子22の蓄光時間内に測定用赤外光11の光量を制御することで、二次元撮像素子22が出力する受光情報は、アライメントずれがアライメント許容範囲Aaに収まる位置における被検眼Eの眼底の反射情報となる。なお、測定用赤外光源11を減光することで撮像素子22の出力信号レベルが下がるが、加算処理の回数を増やし対応すればよい。また、アライメントが著しく不安定でアライメント許容範囲Aaに収まる割合が少ないときは、制御部70は該割合を所定の判断条件と比較してタイムアウトと判定し、モニタ7にエラーを表示させてもよい。判断条件として、例えば、加算処理の回数や加算後画像の輝度信号レベル値が考えられる。

0038

また、アライメントずれがあって測定用赤外光源11を減光しても、加算処理の回数を増やすことなく所定の測定時間に達した時点の加算後画像で眼屈折値を求めてもよい。この場合、眼屈折値を求めるために使用する画像(加算後画像)にアライメントずれの成分は含まれなくなるが、画像に含まれる被検眼Eの眼底の反射情報が少なくなるため、被検眼Eの前眼部で生じた不要光や二次元撮像素子22の暗ノイズの影響を受けやすくなり、眼屈折値の測定誤差に繋がることが考えられる。よって、測定用赤外光源11で減光した分を加算回数の増加で全て補うことなく眼屈折値を求めた場合には、モニタ7に眼屈折値と共に信頼係数(眼屈折力値の信頼情報)を表示させてもよい。例えば信頼係数として、9・8・7・6・5の5種類を設け、所定の測定時間中に測定用赤外光源11を減光した割合に関連付けた数字を表示させる。例えば、所定の測定時間中に測定用赤外光源11を減光をせず眼屈折値を求めた場合は9を表示し、所定の測定時間中に測定用赤外光源11を減光した区間が5割を超える場合は5を表示する。なお、所定の測定時間は実験やシミュレーションによって予め決定しておく。

0039

なお、本実施形態では測定用赤外光源11を減光することとしたが、これに限るものではない。眼屈折力値を求めるため使用する眼情報(加算後画像)に、アライメントずれが生じたときの被検眼Eの眼情報が重畳することを低減させればよい。例えば、受光光学系10bの光路中に、測定光受光光束の遮光または透過の選択が可能な減光部材(光量調節手段)を配置し、アライメント状態の検出結果に基づいて減光部材を制御し、撮像素子22に向かう反射光を減光調節すればよい。即ち、アライメント状態が許容範囲外のときは撮像素子22に被検眼Eの反射光が低減するように制御を行う。例えば受光絞り18を開口径が変更可能なアイリス絞りとし、制御部70はアライメント状態が許容範囲内のときはアイリス絞りの開口を開き、アライメント状態が許容範囲外のときはアイリス絞りの開口を閉じるように制御すればよい。

0040

また、制御部70が、ポジションセンサー55によるアライメント状態の検出結果に基づいて撮像素子22の蓄光開始または蓄光終了のタイミングを所定のタイミングに対して変更させるように制御してもよい。制御部70はアライメント状態の検出結果に基づいて撮像素子22の蓄光制御信号を制御する。アライメント状態が許容範囲外のときは撮像素子22の蓄光を禁止(停止)し、アライメント状態が許容範囲内に戻ったら撮像素子22の蓄光を有効とすればよい。即ち、制御部70がアライメント状態に基づいて撮像素子22の出力信号を制御し、アライメントずれが許容範囲内のときの被検眼Eの受光情報に基づいて眼屈折力値を求めるための加算後画像を生成する。

0041

このように制御部70は測定開始から測定完了までの間にアライメント検出を継続的に行ない、眼屈折値の算出に使用する加算後画像(眼特性情報)にアライメントずれによる不要な情報が含まれないように、測定光の投光,眼底反射光の受光,受光信号の処理,の少なくとも1つを制御する。加算後画像に測定誤差につながる不要な情報が含まれないことで、アライメントが不安定な場合においても精度よい眼屈折値を求めることが可能になる。また、測定中もアライメント状態を継続的に監視および判定するため、本測定中にアライメントずれが許容範囲内/許容範囲外と連続する場合においても、アライメントずれが許容範囲内のときの眼情報を効率よく取得してゆくことができる。よって、アライメントずれによるエラー(再測定)を低減でき、精度の高い眼情報の取得を速やかに完了することが可能になる。

0042

なお、本実施形態ではアライメント許容範囲Aaを判定基準として、測定光の投光,眼底反射光の受光,受光信号の処理,の制御を行うものとしたがこれに限るものではない。アライメントずれ量と加算処理で加算させてゆく受光情報の低減量の割合とを関連付けて制御を行ってもよい。この場合、被検眼Eとのアライメントずれが大きくなるほど加算後画像に含まれる受光情報の低減割合を増加させ、アライメントずれが小さくなるほど受光情報を増やすように受光情報の低減割合を減少させることが考えられる。

0043

なお、本実施形態では被検眼Eの角膜頂点(指標像Mc)と光軸L1との距離と、光軸L1を中心とした所定の許容範囲とを比較してアライメント状態を判定し、判定したアライメント状態に基づいて測定用赤外光源11を制御するがこれに限るものではない。本実施形態の眼屈折力装置は測定光投光光束Laと測定光受光光束Lbとが光軸L1を偏心回転する(図4参照)。ここで、偏心回転する測定光投光光束Laまたは測定光受光光束Lbが所定のアライメント許容範囲を超えるとき(回転角度区間)のみ測定用赤外光源11を減光するようにしてもよい。このようにすることでアライメントずれによるリング像Rの歪みを低減しつつ、アライメントずれの許容範囲を広げることが可能になる。

0044

なお、撮像素子22が出力する画像データを加算処理して眼情報(加算後画像)を生成するため、偏心回転中に測定用赤外光源11を一時的に減光しても影響は少ない。しかし、特定の回転角度(回転角度区間)のみ測定用赤外光源11の減光を行う比率が多い場合には、モニタ7に眼屈折値と共に信頼係数(眼屈折力値の信頼情報)を表示させてもよい。例えば信頼係数として、9・8・7・6・5の5種類を設け、測定用赤外光源11を減光させる回転角度区間が特定の区間に集中した測定では信頼係数として5を表示する。また、測定用赤外光源11を減光した回転角度区間が分散した測定では信頼係数として7を表示し、測定用赤外光源11を全く減光しなかった測定では信頼係数として9を表示する。

0045

また、アライメント許容範囲を複数種類備えてもよい。図11はポジションセンサー55において、本実施形態に示したアライメント許容範囲Aa(破線)よりも広いアライメント許容範囲Ab(実線)を設けた場合の図である。アライメント許容範囲の変更は検者がスイッチ部8で選択できるようにしてもよい。若しくは、制御部70が予備測定または本測定中に被検眼Eに対する装置本体100のアライメントずれの安定状態を判定し、不安定と判定した場合には許容範囲の狭いアライメント許容範囲Aaから許容幅の広いアライメント許容範囲Abへと自動的に切替えるようにしてもよい。不安定さの判定方法として、例えば所定時間中にアライメント許容範囲Aaに入っている割合などが考えられる。広いアライメント許容範囲で本測定を行うことで、被検眼Eの固視微動が多い場合や,検者が把持する測定部100の手振れが多い場合においても,すみやかに被検眼Eの眼屈折力を求めることが可能になる。

0046

アライメント許容範囲を広くすることで、不安定なアライメント状態においてもアライメント許容範囲を超えることが少なくなり本測定の遂行が容易になるが、一方、撮像素子22が撮像するリング像に歪みが生じ易く、求める眼屈折力値の測定誤差が生じ易くなる。よって、アライメント許容範囲に対応した信頼度(信頼情報)を求めた眼屈折力値と共にモニタ7に表示させてもよい。例えば信頼度として、広い許容範囲で測定した場合の眼屈折力値の隣には”*”記号を表示させる。

0047

なお、本実施形態ではトリガ信号が出力されると加算後画像(眼特性情報)にアライメントずれによる不要な情報が含まれないように、測定光の投光,眼底反射光の受光,受光信号の処理,の少なくとも1つを制御し、生成した加算後画像に基づいて眼屈折力値(S,C,A)を求めモニタ7に表示している。ここで、1つのトリガ信号で本実施形態に記した眼屈折力を求めるまでの制御を繰り返し(例えば3回)、各々のステップで求めた眼屈折値を並べてモニタ7に表示してもよい。眼屈折値は被検眼の水晶体緊張状態によっても変化するため、眼屈折値の取得を繰り返し行い表示することで、検者は複数表示される眼屈折値のばらつきを確認することで測定の安定性を把握しやすくなる。

0048

<第2実施形態>
続けて第2の実施形態について図12を用いて説明する。図12は第2実施形態の光学系及び制御系の概略構成図であり、第1実施形態(図2)と同じ符合で記した箇所は同じ部品で構成される。ただし、第2実施形態では、撮像素子22と二次元撮像素子52とが1/30秒よりも十分に短い撮像間隔で撮影できる撮像素子(CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサ)を使用している。本実施形態では撮像素子22と二次元撮像素子52に撮像間隔が1/1000秒で撮影できる撮像素子を使用し、1回の蓄光時間は1/1000秒以下となる。また、撮像素子22と二次元撮像素子52とは撮像間隔および撮影開始のタイミングが同期して撮像させる。撮像素子22の撮像間隔はプリズム15が1回転する時間(約1/60秒)よりも短いが、第1実施形態と同様にして加算処理したリング像の輝度信号レベル(測定信号レベル)が所定値を超えるまで撮像素子22の出力信号を加算してゆく。また、第一実施形態と同様にして加算後画像(リング画像)から被検眼Eの屈折力を求める。

0049

第1実施形態ではポジションセンサー55を用いて被検眼Eと装置本体100とのXY方向のアライメント判定を行っていたが、第2実施形態では二次元撮像素子52のみで被検眼Eに対するXYZ方向のアライメント判定を行う。第2実施形態にはXY方向アライメント指標光学系を備えないため、モニタ7にはアライメント指標Mcは表示されない。ここで、第2実施形態ではマイヤーリング像MaとレチクルマークLTが同心円になるように装置本体100をXY方向に移動させ被検眼Eに対するXY方向のアライメントを行う。制御部70は、撮像素子52からの撮像信号に基づいて被検眼に対するアライメント状態を検出する。制御部70はマイヤーリング像Maの中心位置(略角膜中心)を算出することによりXY方向のアライメントずれを求めることができる。

0050

また、第2実施形態においては、二次元撮像素子52によるアライメント状態の解析と撮像素子22の出力信号の取込みを平行して行う。制御部70はアライメント状態が許容範囲内のときの撮像素子22の出力信号を、加算処理の対象として画像メモリ71に記憶してゆく。制御部70は加算処理した画像の輝度信号レベルが所定値となるまで二次元撮像素子52の出力信号でアライメント状態を検出し、該当する区間の撮像素子22の出力信号を加算してゆく。加算処理した加算後画像の輝度信号レベルが所定値に達したところで、加算後画像から眼屈折力を求める。

0051

このように、測定中、二次元撮像素子52の出力信号に基づいてアライメント状態を解析し、撮像素子22の出力信号を選択して加算後画像から眼屈折力を求めることで、測定誤差の少ない眼屈折力値を求めることが可能になる。なお、本実施形態では撮像素子22と二次元撮像素子52に撮像間隔が1/1000秒となる撮像素子を用いたが、これに限るものではない。撮像素子22と二次元撮像素子52に第1実施形態で使用した撮像間隔が1/30秒となる撮像素子を用いてもよい。撮像素子の撮像間隔が短いほど素早いアライメントずれに対応できる。

0052

また、本実施形態では画像の取得時にアライメント状態の判定結果に基づいて画像メモリ71への記憶を選択しているが、この制御方法に限るものではない。撮像素子22から逐次出力される出力信号(画像)とアライメント状態の判定結果とを関連付け、予め複数の画像を画像メモリ71に記憶しておいてもよい。画像とアライメント判定結果を関連付けて記憶する場合、加算処理では画像メモリ71に記憶している画像データのうちアライメントが許容範囲となる画像データを選択して加算後画像を生成し眼屈折値を求める。ここで、加算後画像を生成したときに加算後画像の階調値が所定の階調に達しないときは、不足している階調分を補うために撮像素子22の受光を再開してもよい。

0053

なお、以上の説明においては、眼底反射光によるリングパターン像を取得する測定光学系を例にとって説明したが、これに限るものではなく、被検者眼の眼屈折力を求めるために、眼底に測定光を投光し,その眼底反射光を所定の指標パターン像として二次元撮像素子に撮像させる構成であれば、本発明の適用は可能である。例えば、被検者眼の波面収差を求めるために、被検眼眼底スポット指標を投光し、その眼底反射光をシャックハルトマンセンサを用いて検出する測定光学系であってもよい。また、第1実施形態および第2実施形態は手持ち型の眼屈折力測定装置として記したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、据え置き型の眼屈折力測定装置や角膜形状を測定する装置においても適用できる。また、アライメントずれが生じることで眼特性情報に不要な情報の重畳が生じてしまう眼科装置であれば適用できる。

図面の簡単な説明

0054

実施形態に係る装置の外観構成図である。
本装置の第1の実施形態を示す光学系及び制御系の概略構成図である。
リングレンズの構成について説明する概略図である。
瞳孔共役位置での投光光束と受光光束の状態を示す図である。
モニタに表示される前眼部像及び各種指標像を示した図である。
撮像素子22に撮像されたリング像である。
リング像における所定経線方向の輝度信号の波形を示す図である。
各経線方向毎にリング像の位置を特定したときの概念図である。
アライメントずれのまま加算した場合の撮像特性を示す図である。
アライメントずれと光源11の制御関係を示す図である。
アライメント許容範囲の種類を示す図。
本装置の第2の実施形態を示す光学系及び制御系の概略構成図である。

0055

7モニタ
8 スイッチ部
10測定光学系
22撮像素子
30 固指標呈示光学系
40 XY方向アライメント指標投影光学系
50観察光学系
52二次元撮像素子
55ポジションセンサー
70 制御部
75メモリ
77画像処理部
100 装置本体

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社デンソー北海道の「 物品判定教育訓練装置」が 公開されました。( 2019/06/24)

    【課題】訓練者の身体状態と正否判定結果との関連性を蓄積可能な物品判定教育訓練装置を提供する。【解決手段】物品判定教育訓練装置は、複数の物品を画面1に表示する表示部23と制御部20と計測部22と記憶部2... 詳細

  • 株式会社ニデックの「 眼科撮影装置」が 公開されました。( 2019/06/24)

    【課題】複数の光学系のうち2つ以上が機能または性能を良好に発揮できる眼科装置を提供すること。【解決手段】 眼科装置1は、OCT光学系100と、対物光学系をOCT光学系100と共用する前眼部撮影光学系... 詳細

  • 国立大学法人静岡大学の「 画像処理装置及び画像処理方法」が 公開されました。( 2019/06/24)

    【課題】被験者の視線方向を安定して精度よく検出すること。【解決手段】視線検出装置1は、対象者Aの左右の瞳孔PL,PR及びそれらの周辺部を撮像することで眼画像を取得するカメラ10と、眼画像を基に左右の瞳... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ