(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼眼底に測定光を投光しその眼底反射光をリング像として取り出して二次元撮像素子に撮像させる測定光学系と、前記二次元撮像素子に撮像されたリング像に基づいて被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置において、
前記リング像の位置を検出したときの実測線と該実測線を近似処理したときの近似曲線との経線方向におけるずれを複数の経線方向の領域から成る分割領域毎に算出する算出手段と、
前記算出手段による複数の経線方向の領域から成る分割領域毎の算出結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項２】
請求項１の眼屈折力測定装置において、
前記算出手段は、分割領域毎に前記実測線を近似処理して近似曲線を算出し、前記実測線と各近似曲線との経線方向におけるずれを分割領域毎に算出することを特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２の眼屈折力測定装置において、
前記算出手段は、さらに、前記リング像全体を楕円近似処理したときの楕円中心と、分割領域毎の近似曲線における中心とのずれを算出することを特徴とする眼屈折力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検眼眼底に測定光を投光しその眼底反射光をリング像として取り出して二次元撮像素子に撮像させ、撮像されたリング像に基づいて被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置が知られている。そして、このような装置において、３６０度方向に１度ずつ順にリング像のエッジを検出したときの実測線とこれを楕円近似したものとの差分を算出し、これらを積算し信頼係数としてモニタに表示する装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８９７１５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置の場合、被検眼全体としてどの程度ずれがあるかを信頼係数で示しているものにすぎず、被検眼のある一領域に不正乱視がある場合に、その領域特定が困難である。また、そのような不正乱視がある場合、不正乱視の可能性が少ない正常な領域があるにも関わらず、一部の不正乱視成分によって信頼係数は低く算出されてしまう。なお、被検眼水晶体のある一領域に白内障混濁がある場合においても、同様である。
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑み、測定領域中の異常領域とそれ以外の領域とを検者が容易に特定できる眼屈折力測定装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
（１）  本発明の第１態様に係る眼屈折力測定装置は、被検眼眼底に測定光を投光しその眼底反射光をリング像として取り出して二次元撮像素子に撮像させる測定光学系と、前記二次元撮像素子に撮像されたリング像に基づいて被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置において、前記リング像の位置を検出したときの実測線と該実測線を近似処理したときの近似曲線との経線方向におけるずれを複数の経線方向の領域から成る分割領域毎に算出する算出手段と、前記算出手段による複数の経線方向の領域から成る分割領域毎の算出結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、測定領域中の異常領域とそれ以外の領域とを検者が容易に特定できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、本装置の光学系及び制御系の概略構成図である。測定光学系１０は、眼Ｅの瞳孔中心部を介して眼Ｅの眼底Ｅｆにスポット状の測定指標を投影する投影光学系１０ａと、眼底Ｅｆから反射された眼底反射光を瞳孔周辺部を介してリング状に取り出し、二次元撮像素子にリング状の眼底反射像を撮像させる受光光学系１０ｂと、から構成される。
【００１０】
投影光学系１０ａは、測定光学系１０の光軸Ｌ１上に配置された，測定光源１１，リレーレンズ１２，ホールミラー１３，及び対物レンズ１４を含む。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、眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係となっている。
【００１１】
受光光学系１０ｂは、投影光学系１０ａの対物レンズ１４，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等からなる二次元撮像素子２２を含む。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、リング状に形成されたレンズ部と、レンズ部以外の領域に遮光用のコーティングを施した遮光部と、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。
【００１２】
なお、測定光学系１０は上記のものに限らず、瞳孔周辺部から眼底Ｅｆにリング状の測定指標を投影し、瞳孔中心部から眼底反射光を取り出し、二次元撮像素子にリング状の眼底反射像を受光させる構成等、周知のものが使用できる。また、連続的なリング像でなく、間欠的なリング像を取り出す構成であってもよく、点像が略リング状に並べられた眼底反射像を取り出す構成であってもよい。
【００１３】
対物レンズ１４とホールミラー１３との間には、固視標呈示光学系３０からの固視標光束を眼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に導くダイクロイックミラー２９が配置されている。ダイクロイックミラー２９は、測定光学系１０に用いられる測定光束の波長を透過する。
【００１４】
固視標呈示光学系３０は、固視標呈示用可視光源３１，固視標を持つ固視標板３２，投光レンズ３３，ダイクロイックミラー２９、対物レンズ１４、を含む。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】
眼Ｅの前眼部の前方には、眼Ｅの角膜Ｅｃにリング指標を投影するための近赤外光を発するリング指標投影光学系４５と、眼Ｅの角膜Ｅｃに無限遠指標を投影することにより被検眼に対する作動距離方向のアライメント状態を検出するための近赤外光を発する作動距離指標投影光学系４６が観察光軸に対して左右対称に配置されている。なお、リング投影光学系４５は、眼Ｅの前眼部を照明する前眼部照明としても用いられる。また、角膜形状測定用の指標としても利用できる。
【００１６】
観察光学系５０は、固視標呈示光学系３０の対物レンズ１４、ダイクロイックミラー２９が共用され、ハーフミラー３５、撮像レンズ５１、及び二次元撮像素子５２を備える。撮像素子５２からの出力は、制御部７０に入力される。これにより、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を検出する光学系を兼ね、制御部７０によりアライメント指標像の位置が検出される。
【００１７】
演算制御部７０（以下、制御部７０）には、画像メモリ７１、撮像素子５２、メモリ７５、モニタ７、複数のスイッチを持ち測定の各種設定に用いられるスイッチ部８０等が接続されている。制御部７０は、装置全体の制御を行うと共に、眼屈折値の算出や角膜形状の算出等を行う。なお、メモリ７５は、リング像に基づいて眼屈折力を算出するための演算プログラム等を記憶できる。
【００１８】
以上のような構成を備える装置の測定動作について説明する。まず、被検者の顔を図示なき顔支持ユニットに固定させ、固視標３２を固視するよう指示した後、被検眼に対するアライメントを行う。
【００１９】
制御部７０は、測定開始信号の入力に基づき光源１１を点灯させる。光源１１から出射された測定光は、リレーレンズ１２から対物レンズ１４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。
【００２０】
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、ダイクロイックミラー２９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。
【００２１】
このとき、はじめに眼屈折力の予備測定が行われ、予備測定の結果に基づいて光源３１及び固視標板３２が光軸Ｌ２方向に移動されることにより、被検眼Ｅに対して雲霧がかけられる。その後、雲霧がかけられた被検眼に対して眼屈折力の測定が行われる。
【００２２】
図２は、測定の際に撮像素子２２に撮像されたリング像である。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（測定画像）として記憶される。その後、制御部７０は、画像メモリ７１に記憶された測定画像に基づいて各経線方向にリング像の位置を特定（検出）する。この場合、制御部７０は、エッジ検出によりリング像の位置を特定する。なお、リング像の位置の特定は、輝度信号の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によって求めてもよい。次に、制御部７０は、特定されたリング像の像位置に基づいて、最小二乗法等を用いて楕円を近似する。そして、制御部７０は、近似した楕円の形状から各経線方向の屈折誤差が求め、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）の各値が演算し、測定結果をモニタ７に表示する。また、制御部７０は、信頼係数を求め、検出結果をモニタ７に表示する。
【００２３】
以下に、図３のフローチャートに基づいて、本実施形態に係る信頼係数の算出手法について説明していく。まず、リング像全体の信頼係数Ｅ１を算出する。制御部７０は、リング像の中心座標を基準に、３６０度方向に１度ずつ順に各経線方向のエッジを検出する。そして、エッジ検出による実測線とその実測線を楕円近似した楕円との差分を算出し、３６０度方向全方向の差分結果を積算する。
【００２４】
しかし、上記手法の場合、図４に示すような、近似された楕円曲線に近い形状の標準部Ｓ１と部分的にギザギザ形となっているような屈折異常Ａ１があるリング像の場合、全体として、信頼係数が算出されるため、異常部があった場合でも、全体では、うもれてしまい、その領域特定や判定が困難となる。また、図５に示すような、標準部Ｓ２とリング像の一部分だけが極端に不正な屈折異常Ａ２があるリング像の場合においても、同様である。一方、図４、図５のリング像における標準部Ｓ１、Ｓ２においては、ほぼ楕円近似曲線に近い形状も関わらず、屈折異常Ａ１・Ａ２が近似処理の対象に含まれるため、正常部分が全体で埋もれてしまい、その領域特定や判定が困難となる。
【００２５】
そこで、制御部７０は、リング像の位置を検出したときの実測線と実測線を近似処理したときの近似曲線との経線方向におけるずれを所定の分割領域Ｂ１〜Ｂ８毎に算出し、分割された各領域Ｂ１〜Ｂ８において信頼係数（Ｅ２，Ｅ３、Ｅ４）を算出する（図４、図５参照）。なお、図４、図５において、リング像の実測線は、所定角度（４５度）毎に分割される。
【００２６】
より具体的には、信頼件数Ｅ２を求める場合、制御部７０は、分割された各領域Ｂ１〜Ｂ８でエッジ検出による実測線を求め、その実測線に基づく近似曲線を分割領域Ｓ１〜Ｓ８毎に算出する。そして、経線方向における実測線と各近似曲線との差分を分割領域Ｂ１〜Ｂ８毎に算出し、信頼係数Ｅ２を分割領域Ｂ１〜Ｂ８毎に求める。
【００２７】
図４に示したリング像の屈折異常Ａ１を拡大した図６を例にとって説明する。例えば、制御部７０は、分割領域Ｂ８において、近似曲線Ｃ１とエッジ検出による実測線Ｊを比較したときの差分Ｔ１（斜線部）を積算する。ここで、差分Ｔ１の求め方として、図６の実測線Ｊにおける各エッジ位置Ｅ１〜Ｅｎと近似曲線Ｃ１とのずれ量ｄ１〜ｄｎを二乗し、加算してその個数でわった値を差分Ｔ１として求める。すなわち差分Ｔ１は、Ｔ１＝（ｄ１2＋ｄ２2＋・・・ｄｎ2）／ｎで表わされる。そして、制御部７０は、差分Ｔ１を信頼係数Ｅ２（１〜９の９段階）に換算（分類）する。なお、制御部７０は、同様の手法により他の分割領域Ｂ１〜Ｂ７の信頼係数Ｅ２を算出する。
【００２８】
上記のように分割領域毎の信頼係数Ｅ２が算出されると、図４のリング像の場合、標準部Ｓ１に対応する分割領域Ｂ１〜Ｂ６の各信頼係数は、差分Ｔ１が小さくなるため、屈折異常Ａ１による影響を受けることなく高くなる。よって、不正乱視の可能性が少ない部分として特定される。
【００２９】
一方、ギザギザ形となっている屈折異常Ａ１に対応する分割領域Ｂ７・Ｂ８の各信頼係数は、差分Ｔ１が大きくなるため、低くなる。ゆえに、分割領域Ｂ７・Ｂ８のような実測線と近似曲線に大きなずれが表れる領域においては、局所的な屈折異常（不正乱視）の可能性が高い部分として特定される。
【００３０】
次に、制御部７０は、分割領域Ｂ１〜Ｂ８毎に算出した近似曲線Ｃ１と、リング像全体から算出した楕円近似曲線Ｏ１と、に基づいて、各分割領域Ｂ１〜Ｂ８における信頼係数Ｅ３を求める。
【００３１】
例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、楕円近似曲線Ｏ１に対して近似曲線Ｃ１を所定経線方向（例えば、分割領域Ｂ８の場合、６７．５度）に仮想的に移動させる。そして、近似曲線Ｃ１と楕円近似曲線Ｏ１とのずれが最小となる位置を求め、その地点における近似曲線Ｃ１と楕円近似曲線Ｏ１の差分をとって分割領域における信頼係数Ｅ３を求める。この場合、楕円近似曲線Ｏ１と近似曲線Ｃ１とが接する状態又は交差する状態となる。
【００３２】
図５に示したリング像の屈折異常Ａ２を拡大した図８を例にとって説明する。例えば、制御部７０は、分割領域Ｂ８における近似曲線Ｃ１とリング像全体を楕円近似した楕円近似曲線Ｏ１を比較したときの差分Ｔ２（斜線部）を積算する。そして、制御部７０は、差分Ｔ２を信頼係数Ｅ３（１〜９の９段階）に換算する。なお、制御部７０は、同様の手法により他の分割領域Ｂ１〜Ｂ７の信頼係数を算出する。
【００３３】
この場合、標準部Ｓ２に対応する分割領域Ｂ１〜Ｂ７の各信頼係数は、差分Ｔ２が小さくなるため、屈折異常Ａ２による影響を受けることなく高くなる。よって、不正乱視の可能性が少ない部分として特定される。
【００３４】
一方、屈折異常Ａ２に対応する分割領域Ｂ８の信頼係数は、差分Ｔ２が大きくなるため、低くなる。ゆえに、分割領域Ｂ８のような楕円近似曲線Ｏ１と近似曲線Ｃ１に大きなずれが表れる領域においては、局所的な屈折異常（不正乱視）の可能性が高い部分として特定される。
【００３５】
さらに、図９に示すような図４と図５の不正乱視をあわせもつようなリング像の場合、制御部７０が上記の流れで、演算処理を行えば、より詳細な不正乱視情報を得ることができる。例えば、Ａ３のような部分的にギザギザ形のような屈折異常がある分割領域については、制御部７０により、上記信頼係数Ｅ２の演算処理によって信頼係数が低く算出され、分割領域Ｂ１・Ｂ４において不正乱視があることが特定される。また、Ａ４のような部分的にかつ極端に不正な極端な屈折異常がある分割領域に対しては、上記信頼係数Ｅ３の演算処理によって信頼係数が低く算出され、分割領域Ｂ７・Ｂ８において不正乱視があることが特定される。なお、他の分割領域については、比較的高い信頼係数Ｅ２・Ｅ３が算出される。
【００３６】
上記のようにして信頼係数Ｅ１〜Ｅ３が求められた後、制御部７０は、各分割領域Ｂ１〜Ｂ８において、信頼係数Ｅ２と信頼係数Ｅ３との平均の信頼係数Ｅ４を求める。
【００３７】
検者が信頼係数表示画面切り換えスイッチ（図示略）を選択すると、切り換えスイッチより、制御部７０に操作信号が出され、制御部７０は、測定結果表示画面から信頼係数表示画面へとモニタ７の表示画面を切り換える。信頼係数表示画面において、制御部７０は、例えば、図１０に示すように、ＳＣＡ、全体の信頼係数Ｅ１とともに、エッジ検出による実測線Ｊ（測定画像）と、測定画像における各分割領域Ｂ１〜Ｂ８と各信頼係数Ｅ４とを対応付けてモニタ７に表示させる。なお、信頼係数の数値範囲は、例えば、１〜９段階で示すことができる。また、実測線Ｊはリング画像の生画像でもよい。
【００３８】
以上のように、分割領域毎に信頼係数を出力することにより、検者は、各領域の信頼係数を確認でき、リング像全体に基づく信頼係数では解明ができなかった不正乱視位置を把握することができ、どの経線方向またどの領域に異常があるか判断することができる。
【００３９】
これにより、例えば、検者が眼屈折力を測定した時点で、局所的な異常領域を察知できるため、病変の早期発見が可能となる。
【００４０】
また、全体としての信頼係数が低くても、信頼係数が高く算出された分割領域の存在を認識でき、検者は、眼鏡等による屈折矯正時において、不正乱視の少ない領域を利用した矯正の可能性があることを知ることができる。
【００４１】
なお、以上の説明においては、測定領域中の不正乱視領域とそれ以外の領域とを特定する手法について説明したが、上記手法は、被検眼水晶体のある一領域に白内障混濁がある場合においても同様の効果が得られる。すなわち、白内障混濁があるリング領域については、リング像がギザギザ状になり、信頼係数Ｅ２が低下する。したがって、分割領域毎に信頼係数Ｅ２を算出することにより測定領域中の異常領域とそれ以外の領域とが特定される。
【００４２】
なお、以上の説明においては、信頼係数をＥ１、Ｅ２、Ｅ３という順に行うこととしてきたが、これに限るものではなく、上記Ｅ１〜Ｅ３の演算処理を行うのであれば、順序は、考慮しなくてもよい。
【００４３】
なお、以上の説明においては、信頼係数Ｅ２、Ｅ３を算出する際の分割領域として４５度毎の８分割を適用して説明したが、これに限るものではなく、例えば３０度毎の１２分割等、でもかまわない。
【００４４】
なお、上記の説明においては、一部分だけが極端に不正な屈折異常Ａ２がある場合に、各領域の近似曲線とリング像全体の近似した楕円曲線とを重ねその差分をとり信頼係数Ｅ３を求める演算処理を行ったがこれに限るものではない。例えば、リング像全体を楕円近似処理し求めた楕円の中心座標と、分割した領域ごとに楕円近似処理を行い求めた楕円の中心座標と、のずれを算出し、それより信頼係数を算出してもかまわない。この場合、ずれが大きいほど、信頼係数が低くなる。
【００４５】
なお、以上の説明においては、信頼係数Ｅ２、Ｅ３を求めその平均信頼係数をモニタ７に表示するとしたが、これに限るものではなく、例えば、信頼係数Ｅ２、Ｅ３両方を表示する等、部分的な領域の信頼係数を反映できる表示であればかまわない。
【００４６】
なお、信頼係数Ｅ３を求める場合、リング像全体を楕円近似処理したときの楕円近似曲線と近似曲線との経線方向における相対位置を仮想的に変化させればよい。すなわち、近似曲線Ｃ１に対して楕円近似曲線Ｏ１を仮想的に移動させてもよい。また、近似曲線Ｃ１の代わりに実測線を用いるようにしてもよい。
【００４７】
なお、信頼係数Ｅ３を求める場合、上記実施例においては、ずれが最小となるような位置を求めることで、局所的な屈折異常を精度良く特定するものとした。ただし、これに限るものではなく、楕円近似曲線Ｏ１と近似曲線Ｃ１とが接する状態又は交差する状態におけるずれを基に信頼係数Ｅ３が算出されるものであれば、一定の効果は得られる。
【００４８】
また、分割領域毎の信頼係数を求める場合、上記手法に限るものではなく、リング像全体の実測線を楕円近似して楕円近似曲線を算出し、リング像全体の実測線と楕円近似曲線とのずれを分割領域毎に算出するようにしてもよい。
【００４９】
なお、信頼係数の出力手法について、測定の信頼度を示すものであれば、これに限るものではない。例えば、信頼度を色で段階的に表現するようにしてもよいし、目盛ゲージ等のグラフィックであってもよい。また、信頼度の算出結果は、プリンタにより印字出力されるようにしてもよい。
【００５０】
また、図１０に示すような実測線Ｊと各分割領域Ｂ１〜Ｂ８における信頼係数を含むグラフィックを前眼部画像上に重ね合わせて表示する、又は用紙に印字出力するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本装置の光学系及び制御系の概略構成図である。
【図２】測定の際に眼屈折力測定光学系の撮像素子に撮像されたリング像を示す図である。
【図３】信頼係数算出手順のフローチャートである。
【図４】部分的にギザギザ形の屈折異常がある場合に得られるリング像を示す図である。
【図５】一部分だけが極端に不正な屈折異常ある場合に得られるリング像を示す図である。
【図６】図３のＡ１を拡大表示した図である。
【図７】楕円近似曲線Ｏ１に対して近似曲線Ｃ１を所定経線方向に仮想的に移動させ、接する状態を求める手順を示す図である。
【図８】図４のＡ２を拡大表示した図である。
【図９】部分的にギザギザ形の屈折異常と一部分だけに極端に屈折異常の両方の屈折異常を伴う場合に得られるリング像を示す図である。
【図１０】信頼係数表示画面の画面例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
７  モニタ
１０  測定光学系
１０ａ  投影光学系
１０ｂ  受光光学系
２２  二次元撮像素子
３０  固視標呈示光学系
５０  観察光学系
７０  演算制御部
７５  メモリ
【図１】
0005578542.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005578542.tif 000010
【図１０】
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