(57)【要約】      （修正有）【課題】検者に対して角膜の度合いを数値として提示する。【解決手段】投影リング状パターンの反射像に対して、中心から放射状に伸びる線分との交点を求める。ここで、これらの計測された交点データ列に対して、フーリエ変換を行い、３次以上の項にフィルタ処理を行った後、逆フーリエ変換をすることによって、０〜２次までのデータで構成されるデータ列に変換する。０次と２次の項は楕円近似における、長軸・短軸の項に相当し、１次の項は非対称の形状を示している。よって１次の項を用いて角膜の変形度合いの程度とし、その程度と方向を、観察画面中に表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者に対して固視を促す固視光学系と、角膜に対しリング状パターンを投影することができる照明光学系と、そのパターン照明による角膜からの反射画像を観察可能な光学系と、その画像をデジタルメモリに保存する手段と、デジタルメモリ内のデータを任意に取得して解析する機能を備えた角膜観察・解析装置において、投影パターンの角膜からの反射光を解析して角膜の不正度合いを計算することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
請求項１における解析結果を、装置の観察画面上に数値表示し、同時に、画面に映し出された角膜画像上にその方向と変形度合いをグラフィック表示可能とする眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は角膜にリング状パターンを投影して、被検者の眼球の角膜形状を測定する眼科装置において、より詳細な計測を促す指標を提示するものである。
【０００２】
【従来技術】
角膜にリング状パターンを投影して観察・解析するケラトメーターなどの装置では、リング状パターンを投影し、角膜からのリング状パターンの反射画像を撮影して、三角関数や楕円形等の対称図形に近似することによって、角膜の形状を、長軸・短軸およびその軸角度を計算している。
【０００３】
角膜形状が楕円状の対称形状を有する角膜に対しては、比較的正しく計測できるが、局所的に円錐状の急峻な変化を呈する円錐角膜等の非対称形状を有する角膜に対しては、その計算において、三角関数や楕円等の近似を行うために実際とは大きくかけ離れた計測値を示すことがある。
【０００４】
ケラトメーターを用いる代わりに、多数のリング状パターンを投影して角膜形状解析を行い２次元のマップ表示を行う角膜トポグラフィー装置を用いて、形状解析をすれば容易に円錐角膜等の度合いの判定は可能であるが、その普及はケラトメーターに対して低い。一般的にケラトメーターでの計測においては、円錐角膜等の症例の重篤度を判定することは容易ではなく、そのため、ケラトメーターを用いた検査において、円錐角膜等の症例については見落としてしまう場合もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
角膜に対してリング状パターンを投影して、観察した場合の角膜からの反射画像を図２に示す。この画像には、角膜に投影されたリング状パターンがはっきりと撮影されている。このリング状パターンの輝度分布からそのピーク点を抽出してリング状パターンのみを抽出し、パターン上の数点あるいは数十点の座標を知ることによって、そのパターンを楕円等の長径・短径に分離可能な形状に近似して解析する。認識された各点は、リング状パターン中心から等角度方向に伸びる放射状の線分との交点として認識されている。
【０００６】
その解析精度を上げるためには、放射状線分の角度間隔を小さくして、パターン上の座標を認識する必要がある。また楕円等に近似するにあたって、その計算の性質上、認識された点の分布が計測欠点のために偏在することは、近似計算の精度を低くする。そのため、まぶた等がリング状パターンを遮らない本来の角膜からの反射を正しく認識することが重要である。
【０００７】
部分的な円錐状の表面変移を持つ角膜に対してリング状パターンを眼底に投影して、観察した場合の角膜からの反射画像を図３に示す。図に示されているように、本来の角膜に投影されたリング状パターンは、局所的に円錐状の形状を持つ部位においては、大きな変移を持って観察される。
【０００８】
したがって、部分的な円錐状の表面変異を持つ角膜の場合には、ケラトメーターとしての正しい長軸・短軸のデータは得られず、そのため角膜トポグラフィーなどの２次元マッピングが可能な検査機器での計測が重要となる。しかし、ケラトメーターでは円錐状態の程度を示す指標はなく、検査者が直接投影されたリング状パターンの角膜での反射像の局所的なゆがみから判断する必要があるが、ケラトメーターは数値解析を行う装置であって、リング状パターンのゆがみを検者に観察させるものではないため、一般的にケラトメーター単体を用いた検査では見落としてしまう。
【０００９】
従って、検者に対してそれらの変形度合いを数値として提示することが、本発明が解決しようとする課題となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
はじめに、被検者に対して固視標を見させることによって固視を促しながら、リング状パターンを角膜に投影しながら、測定光学系をその光軸方向に対して前後に移動させて、角膜付近に存在する焦点位置近傍まで動かす。
【００１１】
次に焦点位置近傍において、測定光学系をその光軸方向に微小に手動またはモーター駆動によって動かしながら、正確な焦点位置まで動かし、角膜からのリング状パターンの反射像を撮影する。
【００１２】
この投影リング状パターンの反射像に対して、中心から放射状に伸びる線分との交点を求める。線分は等間隔に１回転３６０度を分割する方向に位置づけられ、投影リング状パターンの反射像は、この等間隔に分割された位置座標として有限個の計測点として得られる。
【００１３】
ここで、これらの計測された交点データ列に対して、フーリエ変換を行い、３次以上の項にフィルタ処理を行った後、逆フーリエ変換をすることによって、０〜２次までのデータで構成されるデータ列に変換する。０次と２次の項は楕円近似における、長軸・短軸の項に相当し、１次の項は非対称の形状を示している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
角膜にリング状パターンを投影し撮影する機器の光学系を図１に示す。投影リング状パターンは照明装置（１３）とマスク（１１）で構成され、照明光学系（１０、１２）を経て、ハーフミラー（０２）において、測定光学系の光軸上に入射して、眼球（０１）の角膜に焦点を結ぶように投影される。角膜中心において垂直方向に測定光学系（０３、０８）が配置され、観察画像はＣＣＤカメラ（０９）において計測される。その脇に置かれた固視標（０６）は固視標光学系（０４、０５）によって構成され、ハーフミラー（０７）において、測定光学系の光軸上に配置される。
【００１５】
図２に角膜に投影されたリング状パターンを撮影した画像を示す。ケラトメーターではこのリング位置を計算し、楕円形に近似することによって、長軸・短軸の長さとその角度を計算させる。
【００１６】
しかし図３に示すように円錐角膜と呼称する場合等では、局所的に急峻な変化をするため非対称となる。この場合にはフーリエ変換による１次の項を用いて非対称成分の度合いとその方向を計算することができる。
【００１７】
その結果を、図４に示す。ケラトメーターで計測される、画面中の長軸・短軸とその軸角度データと合わせて、その方向と程度を表現する数値で表示される。また画面上にその結果をグラフィックで表示させる。図４はその一例であり、同種の意味合いを持つ数値およびグラフィックの表現は多岐にわたる為、ここではその表現は省略する。そのため図４の例は本発明の実施を固定的に表現するものではない。
【００１８】
【発明の効果】
本手法によって、角膜に投影されたリング状パターンは解析され、通常のケラトメーターの解析結果である長軸・短軸および軸角度に加えて、変形度合いを示す数値とその方向を同時に表記することができる。
【００１９】
これによって、角膜変形の簡単な指標を得ることができ、その程度によって、検者に対して２次元マッピングができる角膜形状解析等の手技による検査を適用する判断材料を提供することができる。一般にコンタクトレンズの処方では、長軸・短軸および軸角度を基本にしているが、それらだけによるコンタクトレンズの装用指導では、実際には不具合を生じさせる予見を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】角膜にリング状パターンを投影し撮影する機器の光学系。
【図２】角膜に投影されたリング状パターンを撮影した画像。
【図３】円錐角膜状の変化を呈する角膜の画像。
【図４】解析結果を表示する一例。
【符号の説明】
０１  眼球
０２  測定光学系ハーフミラー１
０３  測定光学系レンズ１
０４  固視標光学系ミラー
０５  固視標光学系レンズ
０６  固視標
０７  測定光学系ハーフミラー２
０８  測定光学系レンズ２
０９  ＣＣＤカメラ
１０  照明光学系ミラー
１１  投影リング状パターンマスク
１２  照明光学系レンズ
１３  照明ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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