(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の角膜を検査する眼科装置であって、
被検者に対して固視を促す固視光学系と、
角膜に対して中心認識を行うためのスポット光を投影するスポット光学系と、
角膜または眼底に対してパターンを投影する照明光学系と、
スポット光学系及び照明光学系から投影された光による角膜または眼底から反射される画像を観察する測定光学系と、
測定光学系で観察される画像を撮影する撮像素子と、
撮像素子で撮影された画像を表示する表示手段と、を有しており、
その表示手段は、撮影された画像内の各画素の輝度レベルから分類される暗領域と明領域のうち、明領域内の虹彩領域の輝度レベルを基準として、その基準とした輝度レベルが最高輝度レベルと最低輝度レベルの間の所定値となるように各画素の輝度レベルが補正された画像を表示することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
表示手段は、被検者の角膜に対して測定光学系を位置合わせするときに、撮像素子によって撮影された画像を表示することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は角膜または眼底にパターンを投影して、その被検者の眼球の形状を測定する眼科装置、または角膜を気体噴射によって変形させて眼圧を測定する眼科装置において、光学系を角膜中心に位置付けるために、見やすい画像表示を行う処理に係わるものである。
【０００２】
【従来技術】
角膜に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や眼底にパターンを投影して観察・解析するレフラクトメーターなどの装置や、角膜に気体を噴射することでその変形度合いから眼圧を測定する眼圧計では、計測に先だって、光学系を角膜中心に位置付けて、正しく焦点を合わせる機構を有している。
【０００３】
そのために、まず初めに中心位置を示すスポット光や、パターンを投影してその角膜中心からのスポット光の反射位置が計測中心にくるように検査者は光学系を操作する。
【０００４】
観察画面には、それらスポット光やパターン投影の反射光の他に、照明光によって映し出された角膜表面の画像、例えば角膜が備えている虹彩の模様や、計測場所の周囲の風景や天井の蛍光灯などの雑多な光が写り込んでいる。それらの画像は様々な輝度で構成され、かなり明るい輝度を持つものもある。
【０００５】
一般に検査者は、角膜の中心を画面中心におおよそ位置付けるために、角膜の瞳孔に着目する。画像としてみると中心部が暗い円盤状になっているため、その中心付近に中心位置認識のスポット光反射が得られるように動かす。
【０００６】
それらの画像を捉える撮像素子は明るさに対して有限のレベルで画素ごとの輝度を測定している。Ｓ／Ｎ比の向上のために、撮像素子の量子化レベルは有意と認められる輝度レベルの上限以上を上限値に、下限以下を下限値に固定するか、撮像面の最高・最低輝度間を等分化することで情報を漏らさず捉える構成になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
撮像素子の量子化レベルが有意と認められる輝度レベルの上限以上を上限値に、下限以下を下限値に固定されている場合、個々の角膜反射の基底レベルが人ごとに違うため、本来有意と認められるべき輝度情報が上下限を超えて存在し、情報が失われる場合がある。
【０００８】
例えば、瞳孔径外に存在する虹彩模様等はその複雑な模様のために、検査者が光学系を角膜中心に位置付け、前後方向に動かして焦点位置合わせを行う際に便利な指標となるが、この部分の反射は明領域にあるため、上限を超えてしまう場合がある。その場合、虹彩模様はその視認性を失い、白っぽい領域の集合体としてのみ表示される。
【０００９】
撮像素子の量子化レベルを、撮像面の最高・最低輝度間を等分化した場合、個々の角膜反射の基底レベルが人ごとに違う問題は解決されるものの、中心位置認識用のスポット光反射や、角膜周辺の光源の写り込みによる反射が最大輝度を示す場合があり、他の有意な情報に比べて突出したレベルを有する場合がある。
【００１０】
この場合、上述の瞳孔径外に存在する虹彩模様等は、それら最大輝度に比べて低い輝度を示すため、虹彩模様等はその視認性を失い、暗い領域の集合体としてのみ表示される。
【００１１】
従って、検者に対して虹彩模様といった、光学系の位置合わせに有益な情報を持つ部分を検査者に対して視認性を向上させた画像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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の眼科装置は、被検者の角膜を検査する眼科装置であって、被検者に対して固視を促す固視光学系と、角膜に対して中心認識を行うためのスポット光を投影するスポット光学系と、角膜または眼底に対してパターンを投影する照明光学系と、スポット光学系及び照明光学系から投影された光による角膜または眼底から反射される画像を観察する測定光学系と、測定光学系で観察される画像を撮影する撮像素子と、撮像素子で撮影された画像を表示する表示手段を有している。表示手段は、撮影された画像内の各画素の輝度レベルから分類される暗領域と明領域のうち、明領域内の虹彩領域の輝度レベルを基準として、その基準とした輝度レベルが最高輝度レベルと最低輝度レベルの間の所定値となるように各画素の輝度レベルが補正された画像を表示する。
この眼科装置では、まず、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、中心認識用のスポット光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。
【００１３】
そして、撮影された画像内の各画素の輝度レベルから分類される明領域と暗領域のうち明領域の輝度レベルを基底レベルとして撮像素子の量子化を行う。例えば、画像内の中心認識用スポット光の反射位置から、角膜に向かって右方向にその輝度レベルを撮像面の端まで走査する。
【００１４】
瞳孔内領域での輝度は暗領域に分類され、その外側の虹彩領域の輝度は明領域に分類されるため、中心から走査を始めて、暗領域から、初めに大きな立ち上がりを呈して明領域レベルに移行し、明領域内で若干の変化を示すのみで領域内に留まる場合を見つけ、明輝度領域のレベルを虹彩部分の基底レベルとする。
【００１５】
次に、この虹彩部分の基底レベルが、最高輝度と最低輝度間の７０〜８０％になるように、撮像素子の輝度の量子化を行ってから、画像表示を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
角膜または眼底に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。
【００１７】
図２に、撮像素子の量子化レベルが有意と認められる輝度レベルの上限以上を上限値に、下限以下を下限値に固定されている場合の画像を示す。
【００１８】
図３に、撮像素子の量子化レベルを、撮像面の最高・最低輝度間を等分化した場合の画像を示す。
【００１９】
図４に、虹彩部分の基底レベルが、最高輝度レベルと最低輝度レベル間の７０％になるように、撮像素子の輝度レベルの量子化を行った画像を示す。また図５はこの場合における補正前の中心から角膜に向かって右方向の輝度グラフを示す。ここで上述の、虹彩部分の基底レベルを、最高輝度レベルと最低輝度レベル間の７０％したことは、１例を示すものであって本発明の実施を固定的に表現するものではない。その数値は任意の値を取り得るが、虹彩部分のパターンを顕著に示すには極端に低い数値や、逆に高い数値を指定することは有益ではない。
【００２０】
【発明の効果】
本手法によって、個々の角膜ごとの状態に起因する輝度分布の偏りや、中心認識用のスポット光反射や、周囲光源の写り込みによる最高輝度レベルの偏りによる影響を抑えて、虹彩模様のような、有意な情報の欠落を抑えることが可能となる。
【００２１】
これによって、検査者に対して、機器の光学系の操作を容易にし、角膜ごとの差異や、検査周辺環境に左右されない一定水準の画面表示を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】角膜または眼底にパターンを投影し撮影する機器の光学系。
【図２】撮像素子の量子化レベルが有意と認められる輝度レベルの上限以上を上限値に、下限以下を下限値に固定されている場合の画像。
【図３】撮像素子の量子化レベルを、撮像面の最高・最低輝度間を等分化した場合の画像。
【図４】虹彩部分の基底レベルが、最高輝度レベルと最低輝度レベル間の７０％になるように、撮像素子の輝度レベルの量子化を行った画像。
【図５】中心から角膜に向かって右方向の輝度グラフ。
【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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【図５】
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