JP7718930B2 - keratometry device - Google Patents
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Description
本発明は、被検眼の角膜を測定対象とする角膜測定装置に関する。 The present invention relates to a corneal measurement device that measures the cornea of a subject's eye.
特許文献1に記載のケラトメータ(角膜曲率測定装置)は、ケラトリング光源から被検眼の角膜上におけるφ3mmの位置にリングパターン光を投影すると共に、この角膜を撮影して被検眼の前眼部像を取得する。そして、ケラトメータは、前眼部像から検出したリングパターン光の反射像であるリングパターン像に基づき角膜のφ3mmの位置における角膜曲率半径(角膜曲率)を測定する。なお、一般に曲率と曲率半径とは互いに逆数の関係にあるので、角膜曲率と角膜曲率半径とは等価である。 The keratometer (corneal curvature measurement device) described in Patent Document 1 projects a ring pattern of light from a keratinizing light source onto a 3 mm diameter position on the cornea of the subject's eye, and captures an image of the anterior segment of the eye by photographing the cornea. The keratometer then measures the corneal radius of curvature (corneal curvature) at a 3 mm diameter position on the cornea based on the ring pattern image, which is a reflected image of the ring pattern light detected from the anterior segment image. Note that, since curvature and radius of curvature are generally reciprocal, the corneal curvature and radius of curvature are equivalent.
また、特許文献2に記載の角膜トポグラファー装置(角膜形状測定装置)は、プラチドリング光源から角膜に対して同心円状で且つ多重のプラチドリング光を投影すると共に、角膜を撮影して前眼部像を取得する。そして、角膜トポグラファー装置は、前眼部像からプラチドリング光の反射像であるプラチドリング像を検出し、このプラチドリング像に基づき角膜の角膜形状(角膜曲率分布又は角膜曲率半径分布)を測定する。 The corneal topographer device (corneal shape measurement device) described in Patent Document 2 projects multiple concentric Placido ring lights onto the cornea from a Placido ring light source and photographs the cornea to obtain an image of the anterior segment. The corneal topographer device then detects a Placido ring image, which is a reflected image of the Placido ring lights, from the anterior segment image, and measures the corneal shape (corneal curvature distribution or corneal curvature radius distribution) of the cornea based on this Placido ring image.
ところで、特許文献1に記載のケラトメータは、被検眼の角膜曲率半径を8mmとして想定し、この被検眼の角膜上のφ3mmの位置にリングパターン光を投影することができるように、ケラトリング光源の調整を行っているのが通常である。このため、被検眼の実際の角膜曲率半径が8mmからずれている場合には、ケラトリング光源から角膜上のφ3mmの位置にリングパターン光を投影することができない。その結果、被検眼の角膜上のφ3mmの位置における角膜曲率半径を測定することができない。このため、被検眼に投影するリングパターン光の位置形状を任意に調整可能にすることが強く要望されている。また、特許文献2に記載の角膜トポグラファー装置においても、被検眼に投影するプラチドリング光の位置形状を任意に調整可能にすることが強く要望されている。 The keratometer described in Patent Document 1 typically assumes that the corneal radius of curvature of the subject's eye is 8 mm, and adjusts the keratometer ring light source so that it can project a ring pattern light at a φ3 mm position on the cornea of the subject's eye. Therefore, if the actual corneal radius of curvature of the subject's eye deviates from 8 mm, it is not possible to project the ring pattern light from the keratometer ring light source at a φ3 mm position on the cornea. As a result, it is not possible to measure the corneal radius of curvature at a φ3 mm position on the cornea of the subject's eye. For this reason, there is a strong demand for the ability to freely adjust the position and shape of the ring pattern light projected onto the subject's eye. Similarly, there is a strong demand for the corneal topographer device described in Patent Document 2 to freely adjust the position and shape of the Placido ring light projected onto the subject's eye.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被検眼に投影するパターン光の位置形状を任意に調整可能な角膜測定装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a corneal measurement device that can arbitrarily adjust the position and shape of the pattern light projected onto the subject's eye.
本発明の目的を達成する角膜測定装置は、被検眼の少なくとも角膜に対してパターン光を投影し且つパターン光の形状を任意に変更可能なドットマトリクス方式のディスプレイと、ディスプレイによりパターン光が投影された被検眼からの戻り光を撮像して、被検眼の前眼部像を出力する撮像光学系と、を備える。 A corneal measurement device that achieves the objectives of the present invention includes a dot matrix display that projects pattern light onto at least the cornea of the subject's eye and can arbitrarily change the shape of the pattern light, and an imaging optical system that captures the light returning from the subject's eye onto which the pattern light is projected by the display, and outputs an image of the anterior segment of the subject's eye.
この角膜測定装置によれば、ドットマトリクス方式のディスプレイを用いて被検眼の少なくとも角膜に対してパターン光を投影することで、このパターン光の形状を任意に変更すること、すなわち角膜に投影されるパターン光の投影位置及び形状を任意に変更することができる。 This corneal measurement device uses a dot matrix display to project patterned light onto at least the cornea of the subject's eye, allowing the shape of this patterned light to be changed as desired, i.e., the projection position and shape of the patterned light projected onto the cornea can be changed as desired.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置は、ディスプレイが液晶ディスプレイである。 In another aspect of the corneal measurement device of the present invention, the display is a liquid crystal display.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置は、パターン光がリングパターン光であり、撮像光学系から出力された前眼部像に基づき、被検眼の角膜曲率半径を演算する角膜曲率半径演算部と、角膜曲率半径演算部の演算結果に基づき、ディスプレイを制御して、角膜に対するリングパターン光の投影位置を予め定められた目標位置に補正する第1表示制御部と、を備え、角膜曲率半径演算部が、第1表示制御部によりリングパターン光の投影位置が補正された場合に、撮像光学系から出力された前眼部像に基づき角膜曲率半径の再演算を行う。これにより、被検眼の角膜上の所望の目標位置における角膜曲率半径を測定することができる。 A corneal measurement device according to another aspect of the present invention includes a corneal radius of curvature calculation unit that calculates the corneal radius of curvature of the subject's eye based on an anterior segment image output from the imaging optical system, and a first display control unit that controls the display based on the calculation results of the corneal radius of curvature calculation unit to correct the projection position of the ring pattern light onto the cornea to a predetermined target position. When the projection position of the ring pattern light is corrected by the first display control unit, the corneal radius of curvature calculation unit recalculates the corneal radius of curvature based on the anterior segment image output from the imaging optical system. This makes it possible to measure the corneal radius of curvature at a desired target position on the cornea of the subject's eye.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、第1表示制御部が、角膜曲率半径演算部の演算結果と目標位置とに基づき、角膜に対するリングパターン光の入射角度であって且つ目標位置へのリングパターン光の入射が可能な入射角度を演算し、入射角度の演算結果に基づき投影位置の補正を行う。これにより、被検眼の角膜上の所望の目標位置における角膜曲率半径を測定することができる。 In a corneal measurement device according to another aspect of the present invention, the first display control unit calculates the angle of incidence of the ring pattern light with respect to the cornea that allows the ring pattern light to be incident on the target position based on the calculation result of the corneal curvature radius calculation unit and the target position, and corrects the projection position based on the calculation result of the angle of incidence. This makes it possible to measure the corneal radius of curvature at the desired target position on the cornea of the subject's eye.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、第1表示制御部による投影位置の補正と、角膜曲率半径演算部による角膜曲率半径の再演算と、を繰り返し実行する。これにより、被検眼の角膜上の所望の目標位置における角膜曲率半径を測定することができる。 In a corneal measurement device according to another aspect of the present invention, the first display control unit repeatedly corrects the projection position and the corneal radius of curvature calculation unit repeatedly recalculates the corneal radius of curvature. This makes it possible to measure the corneal radius of curvature at a desired target position on the cornea of the subject's eye.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、パターン光がリングパターン光であり、ディスプレイを制御して、角膜に投影されるリングパターン光のリング径を複数回変更する第2表示制御部と、第2表示制御部によるリング径の変更が行われる場合に、リング径ごとに撮像光学系による戻り光の撮像を実行させる第1撮像制御部と、撮像光学系によりリング径ごとに撮像された前眼部像に基づき、被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部と、を備える。これにより、被検眼の角膜形状をより正確に測定することができる。 In another aspect of the present invention, the corneal measurement device includes a second display control unit that controls the display to change the ring diameter of the ring pattern light projected onto the cornea multiple times by using a display controller; a first imaging control unit that causes the imaging optical system to capture images of the returning light for each ring diameter when the ring diameter is changed by the second display control unit; and a corneal shape calculation unit that calculates the corneal shape of the subject's eye based on anterior segment images captured by the imaging optical system for each ring diameter. This allows for more accurate measurement of the corneal shape of the subject's eye.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、ディスプレイ及び撮像光学系を備える測定ヘッドと、被検眼に対して測定ヘッドを、撮像光学系の光軸方向に沿って相対移動させる駆動機構と、駆動機構により被検眼に対して測定ヘッドが光軸方向に相対移動される場合に、光軸方向に沿った互いに異なる複数の撮像位置で撮像光学系による戻り光の撮像を実行させる第2撮像制御部と、撮像光学系により撮像位置ごとに撮像された前眼部像に基づき、被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部と、を備える。これにより、被検眼の角膜形状をより正確に測定することができる。 A corneal measurement device according to another aspect of the present invention includes a measurement head equipped with a display and an imaging optical system, a drive mechanism that moves the measurement head relative to the subject's eye along the optical axis direction of the imaging optical system, a second imaging control unit that causes the imaging optical system to capture images of returned light at multiple different imaging positions along the optical axis direction when the measurement head is moved relative to the subject's eye in the optical axis direction by the drive mechanism, and a corneal shape calculation unit that calculates the corneal shape of the subject's eye based on anterior segment images captured by the imaging optical system at each imaging position. This allows for more accurate measurement of the corneal shape of the subject's eye.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、ディスプレイが、リングパターンを表示する表示面を有し、表示面に表示されるリングパターンに対してアンチエイリアシング処理を施す第3表示制御部を備え、ディスプレイが、パターン光として、アンチエイリアシング処理が施されたリングパターンに対応するリングパターン光を角膜に投影する。これにより、低解像度のディスプレイを用いた場合でも、被検眼の角膜曲率半径及び角膜形状の測定精度を確保することができる。 In a corneal measurement device according to another aspect of the present invention, the display has a display surface that displays a ring pattern, and is equipped with a third display control unit that applies anti-aliasing processing to the ring pattern displayed on the display surface, and the display projects, as pattern light, ring pattern light corresponding to the ring pattern that has been subjected to anti-aliasing processing onto the cornea. This ensures accuracy in measuring the corneal radius of curvature and corneal shape of the subject's eye, even when a low-resolution display is used.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、ディスプレイが、格子状のパターン光を角膜に投影し、撮像光学系から出力された前眼部像に基づき、被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部を備える。これにより、被検眼の角膜曲率半径又は角膜形状をより高精度に測定することができる。 In a corneal measurement device according to another aspect of the present invention, the display projects a grid-shaped pattern of light onto the cornea and includes a corneal shape calculation unit that calculates the corneal shape of the subject's eye based on the anterior segment image output from the imaging optical system. This allows the corneal radius of curvature or corneal shape of the subject's eye to be measured with higher accuracy.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、ディスプレイが、被検眼の前眼部を照明するための照明パターンであって且つ被検眼の角膜曲率半径又は角膜形状の測定用のリングパターンよりも面積の大きい照明パターンを表示して、照明パターンに対応するパターン光を前眼部に投影する。これにより、ディスプレイを照明光源として兼用することができるので、角膜測定装置の部品数を削減して低コスト化を図ることができる。 In a corneal measurement device according to another aspect of the present invention, the display displays an illumination pattern for illuminating the anterior segment of the subject's eye, the illumination pattern having a larger area than the ring pattern used to measure the corneal radius of curvature or corneal shape of the subject's eye, and projects pattern light corresponding to the illumination pattern onto the anterior segment. This allows the display to double as an illumination light source, thereby reducing the number of parts in the corneal measurement device and achieving lower costs.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、ディスプレイ及び撮像光学系を備える測定ヘッドと、被検眼に対して測定ヘッドを相対移動させる駆動機構と、を備え、ディスプレイが、被検眼に対する測定ヘッドのアライメントに用いられるアライメント光を角膜に投影可能であり、ディスプレイから角膜に対してアライメント光が投影された場合に、撮像光学系から出力された前眼部像に基づき、駆動機構を駆動して、被検眼に対する測定ヘッドのアライメントを実行するアライメント制御部を備える。これにより、ディスプレイをアライメント光源として兼用することができるので、角膜測定装置の部品数を削減して低コスト化を図ることができる。また、アライメント光の形状及び大きさを任意に調整することができるので、アライメント検出のロバスト性を向上させることができる。 A corneal measurement device according to another aspect of the present invention includes a measurement head equipped with a display and an imaging optical system, and a drive mechanism for moving the measurement head relative to the subject's eye. The display is capable of projecting alignment light onto the cornea, which is used to align the measurement head with the subject's eye. The device also includes an alignment control unit that, when the alignment light is projected onto the cornea from the display, drives the drive mechanism based on an anterior segment image output from the imaging optical system to align the measurement head with the subject's eye. This allows the display to double as an alignment light source, thereby reducing the number of parts in the corneal measurement device and achieving cost savings. Furthermore, the shape and size of the alignment light can be adjusted as desired, improving the robustness of alignment detection.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、ディスプレイが、被検眼を固視させるための固視光を被検眼に投影可能である。これにより、ディスプレイを固視光源として兼用することができるので、角膜測定装置の部品数を削減して低コスト化を図ることができる。また、固視光の光量、色、大きさ、及び位置などを任意に変更することができる。 In a corneal measurement device according to another aspect of the present invention, the display can project fixation light onto the subject's eye to fixate the eye. This allows the display to double as a fixation light source, reducing the number of components in the corneal measurement device and lowering costs. Furthermore, the light intensity, color, size, and position of the fixation light can be freely changed.
本発明の他の態様に係る角膜測定装置において、被検眼からの戻り光を透過して撮像光学系へ出射する対物レンズと、対物レンズを収納する筒形状のレンズ保持部と、ディスプレイに形成され且つレンズ保持部が貫通する貫通穴と、を備え、ディスプレイが、レンズ保持部に外嵌固定されている。 A corneal measurement device according to another aspect of the present invention includes an objective lens that transmits return light from the subject's eye and emits it to an imaging optical system, a cylindrical lens holder that houses the objective lens, and a through-hole formed in the display through which the lens holder passes, with the display fitted and fixed to the outside of the lens holder.
本発明は、被検眼に投影するパターン光の位置形状を任意に調整することができる。 The present invention allows for arbitrary adjustment of the position and shape of the pattern light projected onto the subject's eye.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の角膜測定装置10の概略図である。なお、図中の互いに直交するXYZ方向のうち、X方向は左右方向であり、Y方向は上下方向であり、Z方向は被検者(被検眼E)に近づく前方向と被検者から遠ざかる後方向とに平行な前後方向(作動距離方向ともいう)である。
[First embodiment]
1 is a schematic diagram of a corneal measurement device 10 according to a first embodiment. Of the mutually orthogonal X, Y, and Z directions in the figure, the X direction is the left-right direction, the Y direction is the up-down direction, and the Z direction is the front-to-back direction (also referred to as the working distance direction) parallel to the front direction approaching the subject (subject's eye E) and the rear direction moving away from the subject.
図1に示すように、第1実施形態の角膜測定装置10は、被検眼Eの角膜Ec上の予め定められた目標位置(測定位置)、具体的にはφ3mm(約φ3mmを含む)の位置における角膜曲率半径(角膜曲率)を測定する角膜曲率測定装置、及び角膜Ecの角膜形状(角膜曲率分布又は角膜曲率半径分布)を測定する角膜形状測定装置として機能する。なお、第1実施形態では、角膜測定装置10による被検眼Eの角膜曲率半径の測定を例に挙げて説明を行う。 As shown in FIG. 1, the corneal measurement device 10 of the first embodiment functions as a corneal curvature measurement device that measures the corneal radius of curvature (corneal curvature) at a predetermined target position (measurement position) on the cornea Ec of the subject's eye E, specifically at a position of φ3 mm (including approximately φ3 mm), and as a corneal shape measurement device that measures the corneal shape (corneal curvature distribution or corneal radius of curvature distribution) of the cornea Ec. Note that the first embodiment will be described using the corneal measurement device 10 as an example to measure the corneal radius of curvature of the subject's eye E.
<角膜測定装置の全体構成>
角膜測定装置10は、測定ヘッド12と、駆動機構14と、操作部16と、被検者の顔を支持する顔支持部(不図示)と、を備える。
<Overall configuration of the corneal measurement device>
The corneal measurement device 10 includes a measurement head 12, a drive mechanism 14, an operation unit 16, and a face support unit (not shown) that supports the face of the subject.
測定ヘッド12には、詳しくは後述するが、被検眼Eの角膜曲率半径の測定に用いられる各種光学系及び演算装置等が収納されている。 The measurement head 12, which will be described in more detail below, houses various optical systems and computing devices used to measure the corneal radius of curvature of the subject's eye E.
駆動機構14は、図示は省略するが、測定ヘッド12をXYZ方向にそれぞれ移動させる公知のアクチュエータにより構成されており、測定ヘッド12をXYZ方向の各方向に移動自在に保持している。そして、後述の制御装置30の制御の下で駆動機構14を駆動したり、或いは後述の操作部16での操作に応じて駆動機構14を駆動したりすることで、被検眼Eに対する測定ヘッド12のXYZ方向のアライメント(以下、単にアライメントと略す)が可能になる。 Although not shown, the drive mechanism 14 is composed of known actuators that move the measurement head 12 in each of the X, Y, and Z directions, and holds the measurement head 12 so that it can move freely in each of the X, Y, and Z directions. By driving the drive mechanism 14 under the control of the control device 30, which will be described later, or by driving the drive mechanism 14 in response to operation of the operation unit 16, which will be described later, it becomes possible to align the measurement head 12 in the X, Y, and Z directions with respect to the subject's eye E (hereinafter simply referred to as alignment).
操作部16は、被検眼Eの角膜曲率半径の測定開始操作、測定ヘッド12のXYZ方向の手動移動操作、及び角膜測定装置10の設定操作などの角膜測定装置10の各種操作の入力を受け付ける。 The operation unit 16 accepts input for various operations of the corneal measurement device 10, such as an operation to start measurement of the corneal curvature radius of the subject's eye E, an operation to manually move the measurement head 12 in the X, Y, and Z directions, and an operation to set up the corneal measurement device 10.
測定ヘッド12は、レンズ保持部20と、ドットマトリクス方式の液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display:LCD)であるドットマトリクスLCD22と、対物レンズ24と、撮像光学系26と、モニタ28と、制御装置30と、を備える。 The measurement head 12 includes a lens holder 20, a dot-matrix LCD (Liquid Crystal Display) 22, an objective lens 24, an imaging optical system 26, a monitor 28, and a control device 30.
レンズ保持部20は、測定ヘッド12のZ方向前面側(被検眼E側)の面に設けられており、Z方向に延びた略円筒形状に形成されている。このレンズ保持部20の内部には対物レンズ24が収納及び保持されている。また、レンズ保持部20には、ドットマトリクスLCD22が外嵌固定される。 The lens holder 20 is provided on the front surface of the measurement head 12 in the Z direction (toward the eye E to be examined) and is formed in a roughly cylindrical shape extending in the Z direction. An objective lens 24 is housed and held inside this lens holder 20. In addition, a dot matrix LCD 22 is fitted and fixed to the outside of the lens holder 20.
ドットマトリクスLCD22は、詳しくは後述するが、被検眼Eの角膜曲率半径の測定に用いられるリングパターン光L1を被検眼Eの角膜Ecに対して投影するものであり、所謂ケラトリング光源(プラチドリング光源)として機能する。 The dot matrix LCD 22, which will be described in more detail below, projects ring pattern light L1 onto the cornea Ec of the subject's eye E, which is used to measure the corneal curvature radius of the subject's eye E, and functions as a so-called keratin ring light source (Placido ring light source).
対物レンズ24は、ドットマトリクスLCD22によりリングパターン光L1が投影された角膜Ecからの戻り光L2を透過して撮像光学系26に向けて出射する。なお、図中の符号O1は、対物レンズ24及び撮像光学系26の光軸である。 The objective lens 24 transmits the return light L2 from the cornea Ec onto which the ring pattern light L1 is projected by the dot matrix LCD 22, and emits it toward the imaging optical system 26. Note that the symbol O1 in the figure indicates the optical axis of the objective lens 24 and the imaging optical system 26.
撮像光学系26は、図示は省略するが、1又は複数のレンズと、1又は複数の絞りと、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型又はCCD(Charge Coupled Device)型の撮像素子と、を備える。撮像光学系26は、対物レンズ24から入射した戻り光L2を撮像して、被検眼Eの前眼部の観察像である前眼部像Dを制御装置30へ出力する。 The imaging optical system 26, not shown, includes one or more lenses, one or more apertures, and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) or charge coupled device (CCD) imaging element. The imaging optical system 26 captures the return light L2 incident from the objective lens 24 and outputs an anterior segment image D, which is an observation image of the anterior segment of the subject's eye E, to the control device 30.
なお、図1では図示を省略するが、測定ヘッド12内にはアライメント光学系27(図5参照)が設けられている。アライメント光学系27は、被検眼Eに対する測定ヘッド12のアライメント用のアライメント光を角膜Ecに投影する。アライメント光学系27については公知技術(例えば上記特許文献2参照)であるので、ここでは具体的な説明は省略する。アライメント光が投影された被検眼E(角膜Ec)からの戻り光L2は撮像光学系26により撮像され、この撮像光学系26から制御装置30に対して前眼部像Dが入力される。 Although not shown in Figure 1, an alignment optical system 27 (see Figure 5) is provided within the measurement head 12. The alignment optical system 27 projects alignment light onto the cornea Ec for aligning the measurement head 12 with the subject's eye E. The alignment optical system 27 is a known technology (see, for example, Patent Document 2 above), so a detailed description will be omitted here. Return light L2 from the subject's eye E (cornea Ec) onto which the alignment light is projected is imaged by the imaging optical system 26, and an anterior eye image D is input from this imaging optical system 26 to the control device 30.
モニタ28は、後述の制御装置30の制御の下、被検眼Eの前眼部像D、被検眼Eの角膜曲率半径の測定結果、及び角膜測定装置10の設定画面等を表示する。 Under the control of the control device 30 (described below), the monitor 28 displays an anterior segment image D of the subject's eye E, the measurement results of the corneal curvature radius of the subject's eye E, and the setting screen of the corneal measurement device 10.
制御装置30は、操作部16に対する入力操作に応じて角膜測定装置10の各部の動作を統括制御すると共に、撮像光学系26から入力された前眼部像Dに基づき被検眼Eの角膜曲率半径の演算を行う。また、制御装置30は、詳しくは後述するが、被検眼Eの角膜曲率半径の想定値(8mm)に関係なく角膜Ecのφ3mmの位置における角膜曲率半径を測定するため、ドットマトリクスLCD22による角膜Ecへのリングパターン光L1の投影を制御する。なお、第1実施形態では、測定ヘッド12の内部に制御装置30が設けられているが、測定ヘッド12の外部に制御装置30が設けられていてもよい。 The control device 30 comprehensively controls the operation of each part of the corneal measurement device 10 in response to input operations on the operation unit 16, and calculates the corneal radius of curvature of the subject's eye E based on the anterior segment image D input from the imaging optical system 26. Furthermore, as will be described in detail below, the control device 30 controls the projection of ring pattern light L1 onto the cornea Ec by the dot matrix LCD 22 in order to measure the corneal radius of curvature at a position of φ3 mm on the cornea Ec regardless of the assumed value (8 mm) of the corneal radius of curvature of the subject's eye E. Note that, although the control device 30 is provided inside the measurement head 12 in the first embodiment, the control device 30 may also be provided outside the measurement head 12.
<ドットマトリクスLCD>
図2の符号2AはZ方向前方側(被検眼E側)から見たドットマトリクスLCD22の表示面22aの正面図であり、符号2Bは表示面22a(光出射面)の点線円Cで囲まれた領域を拡大した拡大図である。図3は、ドットマトリクスLCD22によりリングパターン光L1が投影された角膜Ecの正面図である。
<Dot matrix LCD>
2, reference numeral 2A is a front view of the display surface 22a of the dot matrix LCD 22 as seen from the front side in the Z direction (the side of the eye E to be examined), and reference numeral 2B is an enlarged view of the area of the display surface 22a (light exit surface) surrounded by a dotted circle C. Fig. 3 is a front view of the cornea Ec onto which the ring pattern light L1 is projected by the dot matrix LCD 22.
図2の符号2A及び符号2Bに示すように、ドットマトリクスLCD22は、カラーフィルタを有さないモノクロLCDであり、バックライト光源として例えば波長940nmの赤外光(近赤外光)を出射する赤外LED(light emitting diode)を備えている。ドットマトリクスLCD22は、各種パターンを表示可能な表示面22aと、既述のレンズ保持部20が貫通する貫通穴22bとを有する。 As shown by reference numerals 2A and 2B in Figure 2, the dot matrix LCD 22 is a monochrome LCD without a color filter and is equipped with an infrared LED (light emitting diode) as a backlight source, which emits infrared light (near-infrared light) with a wavelength of, for example, 940 nm. The dot matrix LCD 22 has a display surface 22a capable of displaying various patterns and a through-hole 22b through which the lens holder 20 described above passes.
表示面22aには、複数の画素23(ドット)がXY方向に2次元配列されている。このため、表示面22aには、制御装置30の制御の下、任意形状のパターンを表示可能である。これにより、表示面22aに表示するパターンの位置形状を調整することで、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影するパターン光の投影位置及び形状を任意に変更することができる。ドットマトリクスLCD22は、被検眼Eの角膜曲率半径測定時には、制御装置30の制御の下で表示面22aにリングパターンLPを表示する。 The display surface 22a has a plurality of pixels 23 (dots) arranged two-dimensionally in the X and Y directions. Therefore, under the control of the control device 30, it is possible to display a pattern of any shape on the display surface 22a. As a result, by adjusting the position and shape of the pattern displayed on the display surface 22a, it is possible to arbitrarily change the projection position and shape of the pattern light projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec. When measuring the corneal radius of curvature of the subject's eye E, the dot matrix LCD 22 displays a ring pattern LP on the display surface 22a under the control of the control device 30.
図3に示すように、表示面22aにリングパターンLPが表示されると、この表示面22aからリングパターンLPに対応するリングパターン光L1が出射され、このリングパターン光L1が角膜Ecに投影される。ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してリングパターン光L1を投影することにより、従来のケラトリング光源等に設けられている導光板及び拡散板を省略可能である。 As shown in Figure 3, when a ring pattern LP is displayed on the display surface 22a, ring pattern light L1 corresponding to the ring pattern LP is emitted from the display surface 22a, and this ring pattern light L1 is projected onto the cornea Ec. By projecting ring pattern light L1 from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec, it is possible to omit the light guide plate and diffusion plate provided in conventional keratin ring light sources, etc.
表示面22aに表示するリングパターンLPの形状、例えばリング径は任意に変更可能である。このため、表示面22aに表示するリングパターンLPのリング径を変更することで、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対するリングパターン光L1の入射角度を任意に変更することができる。その結果、角膜Ecに投影されるリングパターン光L1の投影位置(角膜Ec上でのリングパターン光L1のリング径)を任意に変更することができる(図6、図7参照)。 The shape of the ring pattern LP displayed on the display surface 22a, for example, the ring diameter, can be changed as desired. Therefore, by changing the ring diameter of the ring pattern LP displayed on the display surface 22a, the angle of incidence of the ring pattern light L1 from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec can be changed as desired. As a result, the projection position of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec (the ring diameter of the ring pattern light L1 on the cornea Ec) can be changed as desired (see Figures 6 and 7).
表示面22aに最初に表示されるリングパターンLPのリング径は、角膜曲率半径が8mmの被検眼Eを想定して、この被検眼Eの角膜Ec上のφ3mmの位置にリングパターン光L1を照射可能な大きさに調整されている。そして、ドットマトリクスLCD22は、後述の制御装置30の制御の下、被検眼Eの角膜曲率半径が想定値の8mmから外れる場合でも、角膜Ec上におけるφ3mmの位置にリングパターン光L1を投影することができるように、表示面22a上でのリングパターンLPのリング径を補正する。 The ring diameter of the ring pattern LP initially displayed on the display surface 22a is adjusted to a size that allows the ring pattern light L1 to be projected at a position of φ3 mm on the cornea Ec of the subject's eye E, assuming the subject's eye E has a corneal radius of curvature of 8 mm. Under the control of the control device 30 (described below), the dot matrix LCD 22 corrects the ring diameter of the ring pattern LP on the display surface 22a so that the ring pattern light L1 can be projected at a position of φ3 mm on the cornea Ec even if the corneal radius of curvature of the subject's eye E deviates from the assumed value of 8 mm.
図4は、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるリングパターン光L1の変形例を説明するための説明図である。上記図3及び図4では、表示面22a上に連続的なリングパターンLPを表示し、この表示面22aから角膜Ecに対して連続的なリングパターン光L1を投影しているが、被検眼Eの角膜曲率半径の測定が可能であればリングパターンLP及びリングパターン光L1の形状は特に限定されない。例えば、図示は省略するが表示面22a上に複数の円点で構成される断続的なリングパターンLPを表示することで、図4に示すように、表示面22aから角膜Ecに対して断続的なリングパターン光L1を投影してもよい。このリングパターン光L1の投影位置(リング径)についても任意に変更可能である。 Figure 4 is an explanatory diagram illustrating a modified example of the ring light pattern L1 projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec. In Figures 3 and 4 above, a continuous ring pattern LP is displayed on the display surface 22a, and continuous ring light pattern L1 is projected from this display surface 22a onto the cornea Ec. However, the shapes of the ring pattern LP and ring light pattern L1 are not particularly limited as long as the corneal radius of curvature of the subject's eye E can be measured. For example, although not shown, an intermittent ring pattern LP composed of multiple circular points may be displayed on the display surface 22a, and intermittent ring light pattern L1 may be projected from the display surface 22a onto the cornea Ec, as shown in Figure 4. The projection position (ring diameter) of this ring light pattern L1 can also be changed as desired.
<制御装置>
図5は、第1実施形態の制御装置30の機能ブロック図である。図5に示すように、制御装置30は、各種のプロセッサ(Processor)及びメモリ等から構成された演算回路を備える。各種のプロセッサには、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、及びプログラマブル論理デバイス[例えばSPLD(Simple Programmable Logic Devices)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、及びFPGA(Field Programmable Gate Arrays)]等が含まれる。なお、制御装置30の各種機能は、1つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種または異種の複数のプロセッサで実現されてもよい。
<Control device>
FIG. 5 is a functional block diagram of the control device 30 according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, the control device 30 includes an arithmetic circuit configured with various processors, memories, and the like. The various processors include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an application specific integrated circuit (ASIC), and a programmable logic device (e.g., a simple programmable logic device (SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA)). The various functions of the control device 30 may be implemented by a single processor or by multiple processors of the same or different types.
制御装置30は、不図示の記憶部から読み出した制御プログラムを実行することで、撮像制御部32、アライメント制御部34、角膜曲率半径演算部36、モニタ制御部38、及びLCD制御部40として機能する。なお、制御装置30の「~部」として説明するものは「~回路」、「~装置」、又は「~機器」であってもよい。すなわち、「~部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、及びハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで構成されていてもよい。 By executing a control program read from a storage unit (not shown), the control device 30 functions as an imaging control unit 32, an alignment control unit 34, a corneal curvature radius calculation unit 36, a monitor control unit 38, and an LCD control unit 40. Note that what is described as a "unit" of the control device 30 may also be a "circuit," a "device," or a "equipment." In other words, what is described as a "unit" may be composed of firmware, software, hardware, or a combination of these.
撮像制御部32は、撮像光学系26による戻り光L2の撮像を制御する。例えば撮像制御部32は、操作部16において角膜曲率半径の測定開始操作がなされた場合に、撮像光学系26による戻り光L2の撮像と前眼部像Dの出力とを連続的(継続的)に実行させる。これにより、アライメント時にはアライメント光学系27によりアライメント光が投影されている被検眼E(角膜Ec)の前眼部像Dが、撮像光学系26から制御装置30に対して連続的に出力される。また、角膜曲率半径測定時にはドットマトリクスLCD22によりリングパターン光L1が投影されている被検眼E(角膜Ec)の前眼部像Dが、撮像光学系26から制御装置30に対して連続的に出力される。 The imaging control unit 32 controls the imaging of the return light L2 by the imaging optical system 26. For example, when an operation to start measurement of the corneal radius of curvature is performed on the operation unit 16, the imaging control unit 32 causes the imaging optical system 26 to continuously (continuously) capture the return light L2 and output the anterior segment image D. As a result, during alignment, the anterior segment image D of the subject's eye E (cornea Ec) onto which alignment light is projected by the alignment optical system 27 is continuously output from the imaging optical system 26 to the control device 30. Furthermore, during corneal radius of curvature measurement, the anterior segment image D of the subject's eye E (cornea Ec) onto which ring pattern light L1 is projected by the dot matrix LCD 22 is continuously output from the imaging optical system 26 to the control device 30.
アライメント制御部34は、被検眼Eに対する測定ヘッド12のアライメントを行う場合に、アライメント光学系27を制御して角膜Ecに対してアライメント光を投影させると共に、撮像光学系26から連続的に出力される被検眼Eの前眼部像Dを取得する。そして、アライメント制御部34は、撮像光学系26から入力される前眼部像Dに基づき、被検眼Eに対する測定ヘッド12のXYZ方向のアライメント検出を行う。なお、具体的なアラメント検出方法は公知技術であるので、具体的な説明は省略する。次いで、アライメント制御部34は、XYZ方向のアライメント検出結果に基づき、駆動機構14を駆動してXYZ方向のアライメントを実行する。 When aligning the measurement head 12 with the subject's eye E, the alignment control unit 34 controls the alignment optical system 27 to project alignment light onto the cornea Ec, and acquires anterior segment images D of the subject's eye E, which are continuously output from the imaging optical system 26. The alignment control unit 34 then detects the alignment of the measurement head 12 in the X, Y, and Z directions with respect to the subject's eye E, based on the anterior segment images D input from the imaging optical system 26. Note that specific alignment detection methods are well-known techniques, so a detailed description will be omitted. Next, the alignment control unit 34 drives the drive mechanism 14 to perform alignment in the X, Y, and Z directions based on the alignment detection results in the X, Y, and Z directions.
角膜曲率半径演算部36は、被検眼Eの角膜曲率半径測定時に撮像光学系26から出力される前眼部像Dに基づき、前眼部像Dからリングパターン光L1に対応するリング像を検出し、このリング像の検出結果に基づき公知の手法で被検眼Eの角膜曲率半径を演算する。これにより、角膜Ec上のリングパターン光L1が投影されている位置(想定位置はφ3mm)における角膜曲率半径が測定される。 When measuring the corneal radius of curvature of the subject's eye E, the corneal radius of curvature calculation unit 36 detects a ring image corresponding to the ring pattern light L1 from the anterior segment image D output from the imaging optical system 26, and calculates the corneal radius of curvature of the subject's eye E using a known method based on the detection results of this ring image. This allows the corneal radius of curvature to be measured at the position on the cornea Ec where the ring pattern light L1 is projected (assumed position is φ3 mm).
また、角膜曲率半径演算部36は、後述のLCD制御部40により角膜Ecに投影されるリングパターン光L1の投影位置の補正が行われるごとに、撮像光学系26から新たに出力される前眼部像Dに基づき被検眼Eの角膜曲率半径の再演算を繰り返し行う。 In addition, the corneal curvature radius calculation unit 36 repeatedly recalculates the corneal curvature radius of the subject's eye E based on the new anterior segment image D output from the imaging optical system 26 each time the projection position of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec is corrected by the LCD control unit 40 (described below).
モニタ制御部38はモニタ28の表示を制御する。このモニタ制御部38は、少なくともアライメント時及び被検眼Eの角膜曲率半径測定時には、撮像光学系26から連続的に出力される前眼部像Dに基づきモニタ28に前眼部像Dを動画表示させる。また、モニタ制御部38は、角膜曲率半径演算部36により被検眼Eの角膜曲率半径が演算された場合には、その演算結果をモニタ28に表示させる。 The monitor control unit 38 controls the display on the monitor 28. At least during alignment and when measuring the corneal radius of curvature of the subject's eye E, the monitor control unit 38 causes the monitor 28 to display a moving image of the anterior segment image D based on the anterior segment image D continuously output from the imaging optical system 26. In addition, when the corneal radius of curvature calculation unit 36 calculates the corneal radius of curvature of the subject's eye E, the monitor control unit 38 causes the calculation result to be displayed on the monitor 28.
LCD制御部40は、第1実施形態では本発明の第1表示制御部に相当する。このLCD制御部40は、被検眼Eの角膜曲率半径測定時に作動して、ドットマトリクスLCD22によるリングパターンLPの表示を制御、すなわちドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるリングパターン光L1の投影位置(リング径)を制御する。 In the first embodiment, the LCD control unit 40 corresponds to the first display control unit of the present invention. This LCD control unit 40 operates when measuring the corneal radius of curvature of the subject's eye E, and controls the display of the ring pattern LP by the dot matrix LCD 22, i.e., controls the projection position (ring diameter) of the ring pattern light L1 projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec.
図6は、被検眼Eの角膜曲率半径と、角膜Ecに対するリングパターン光L1の入射角度と、角膜Ec上でのリングパターン光L1の投影位置と、の関係を説明するための説明図である。図6に示すように角膜曲率半径を「r」とし、角膜Ecに対するリングパターン光L1の入射角度(画角ともいう)を「2θ」とし、角膜Ec上でのリングパターン光L1の投影位置(光軸O1を基準とした光軸O1からの高さ位置)を「h」(2h=φ)とした場合、これらの関係は以下の[数1]式で表される。 Figure 6 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the corneal radius of curvature of the test eye E, the angle of incidence of the ring pattern light L1 onto the cornea Ec, and the projection position of the ring pattern light L1 on the cornea Ec. As shown in Figure 6, if the corneal radius of curvature is "r," the angle of incidence of the ring pattern light L1 onto the cornea Ec (also called the angle of view) is "2θ," and the projection position of the ring pattern light L1 on the cornea Ec (height position from the optical axis O1 with the optical axis O1 as the reference) is "h" (2h = φ), these relationships can be expressed by the following equation (1):
図5及び図6に示すように、最初にLCD制御部40は、被検眼Eの角膜曲率半径を8mmと想定し、この被検眼Eの角膜Ec上におけるφ3mmの位置を目標位置として、目標位置にリングパターン光L1が投影されるように角膜Ecに対するリングパターン光L1の入射角度、すなわち表示面22a上でのリングパターンLPの形状を制御する。 As shown in Figures 5 and 6, the LCD control unit 40 first assumes that the corneal curvature radius of the subject's eye E is 8 mm, and sets a φ3 mm position on the cornea Ec of the subject's eye E as the target position. It then controls the angle of incidence of the ring pattern light L1 with respect to the cornea Ec, i.e., the shape of the ring pattern LP on the display surface 22a, so that the ring pattern light L1 is projected at the target position.
具体的にはLCD制御部40は、上記[数1]式に基づき、r=8mmを想定して2h(φ)=3mmを実現する入射角度(2θ)でドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してリングパターン光L1が投影されるように、表示面22a内でのリングパターンLPの半径方向の高さ位置H(図7参照)を調整する。これにより、ドットマトリクスLCD22による角膜Ecへのリングパターン光L1の投影と、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力と、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の演算と、が実行される。ここで被検眼Eの実際の角膜曲率半径が想定値(r=8mm)から外れる場合には、角膜Ec上の2h(φ)=3mmからずれた位置での角膜曲率半径が測定される。 Specifically, based on the above formula (1), the LCD control unit 40 adjusts the radial height H (see FIG. 7) of the ring pattern LP within the display surface 22a so that the ring pattern light L1 is projected from the dot-matrix LCD 22 onto the cornea Ec at an incident angle (2θ) that achieves 2h(φ) = 3 mm, assuming r = 8 mm. This results in the projection of the ring pattern light L1 onto the cornea Ec by the dot-matrix LCD 22, the imaging optical system 26 capturing the returned light L2 and outputting the anterior segment image D, and the corneal radius of curvature calculation unit 36 calculating the corneal radius of curvature. If the actual corneal radius of curvature of the subject's eye E deviates from the assumed value (r = 8 mm), the corneal radius of curvature is measured at a position on the cornea Ec that deviates from 2h(φ) = 3 mm.
次いで、LCD制御部40は、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の演算結果を用いて、角膜曲率半径が想定値から外れる場合でも角膜Ec上のφ3mmの位置にリングパターン光L1が投影されるように、ドットマトリクスLCD22を制御して角膜Ecに対するリングパターン光L1の入射角度を調整する。このため、LCD制御部40は、被検眼Eの角膜曲率半径測定時には入射角度演算部40a及び高さ位置演算部40bとして機能する。 Next, the LCD control unit 40 uses the corneal radius of curvature calculation result obtained by the corneal radius of curvature calculation unit 36 to control the dot matrix LCD 22 to adjust the angle of incidence of the ring pattern light L1 relative to the cornea Ec so that the ring pattern light L1 is projected at a position of φ3 mm on the cornea Ec even if the corneal radius of curvature deviates from the expected value. Therefore, the LCD control unit 40 functions as an incident angle calculation unit 40a and a height position calculation unit 40b when measuring the corneal radius of curvature of the subject's eye E.
入射角度演算部40aは、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の演算結果「r」に基づき、上記[数1]式を用いて、2h(φ)=3mmを実現する入射角度(2θ)を演算する。 The incident angle calculation unit 40a calculates the incident angle (2θ) that achieves 2h(φ) = 3 mm using the above formula [1] based on the corneal curvature radius calculation result "r" by the corneal curvature radius calculation unit 36.
図7は、高さ位置演算部40bによる表示面22a上でのリングパターンLPの形状補正、より具体的には光軸O1に対するリングパターンLPの半径方向の高さ位置Hの補正を説明するための説明図である。なお、図中の符号25aは、撮像光学系26の絞りを示す。 Figure 7 is an explanatory diagram illustrating the shape correction of the ring pattern LP on the display surface 22a by the height position calculation unit 40b, more specifically, the correction of the height position H of the ring pattern LP in the radial direction relative to the optical axis O1. Note that the reference numeral 25a in the figure denotes the aperture of the imaging optical system 26.
図7と、既述の図5及び図6とに示すように、高さ位置演算部40bは、入射角度演算部40aによる入射角度(2θ)の演算結果に基づき、この入射角度が実現するように、表示面22a内でのリングパターンLPの形状(リング径)を調整、すなわち光軸O1に対するリングパターンLPの半径方向(XY方向)の高さ位置Hを調整する。 As shown in Figure 7 and the previously described Figures 5 and 6, the height position calculation unit 40b adjusts the shape (ring diameter) of the ring pattern LP on the display surface 22a based on the calculation result of the incident angle (2θ) by the incident angle calculation unit 40a, i.e., adjusts the height position H of the ring pattern LP in the radial direction (XY direction) relative to the optical axis O1, so that this incident angle is realized.
具体的には、被検眼Eの角膜頂点とドットマトリクスLCD22との間のZ方向の距離を「D」(既知の値)とし、角膜頂点と角膜Ecに対するリングパターン光L1の入射点Qとの間のZ方向の距離を「d」(図6参照)とし、入射点Qと光軸O1との間の既述の半径方向の距離を「h」とした場合に、入射角度は下記の[数2]式で表される。 Specifically, if the distance in the Z direction between the corneal apex of the subject's eye E and the dot matrix LCD 22 is "D" (a known value), the distance in the Z direction between the corneal apex and the incident point Q of the ring pattern light L1 on the cornea Ec is "d" (see Figure 6), and the radial distance between the incident point Q and the optical axis O1 is "h," then the incident angle is expressed by the following equation (2):
また、[数2]式の「θ」は下記の[数3]式で表され、「d」は下記の[数4]式で表される。 Furthermore, "θ" in equation (2) is expressed by the following equation (3), and "d" is expressed by the following equation (4).
ここで、上記[数3]式及び上記[数4]式の「r」は角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の演算結果であり、「h」は2h=φ3mmを満たす値である。従って、高さ位置演算部40bは、上記[数3]式を用いて2h=φ3mmを満たす入射角度(2θ)を演算可能である。また、高さ位置演算部40bは、上記[数4]式を用いて「d」を演算可能である。そして、高さ位置演算部40bは、「2θ」及び「d」の演算結果と、既知の「D」及び「h」とを、上記[数2]式を変形した下記の[数5]式に代入して、2h(φ)=3mmを実現する入射角度(2θ)に対応した高さ位置(H)を演算する。 Here, "r" in the above [Equation 3] and [Equation 4] is the result of the calculation of the corneal radius of curvature by the corneal radius of curvature calculation unit 36, and "h" is a value that satisfies 2h = φ3 mm. Therefore, the height position calculation unit 40b can calculate the angle of incidence (2θ) that satisfies 2h = φ3 mm using the above [Equation 3]. The height position calculation unit 40b can also calculate "d" using the above [Equation 4]. The height position calculation unit 40b then substitutes the calculation results of "2θ" and "d" and the known values "D" and "h" into the following [Equation 5], which is a modification of the above [Equation 2], to calculate the height position (H) corresponding to the angle of incidence (2θ) that achieves 2h(φ) = 3 mm.
LCD制御部40は、高さ位置演算部40bによる高さ位置(H)の演算結果に基づき、表示面22aに表示するリングパターンLPのリング径を高さ位置(H)に調整する。これにより、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対して2h(φ)=3mmを実現する入射角度(2θ)でリングパターン光L1が投影され、角膜Ecに対するリングパターン光L1の投影位置がφ3mmに補正される。なお、ここでいう「投影位置の補正」には、角膜Ec上でのリングパターン光L1の形状補正、すなわちリングパターン光L1のリング径の補正も含まれる。 The LCD control unit 40 adjusts the ring diameter of the ring pattern LP displayed on the display surface 22a to the height position (H) based on the calculation result of the height position (H) by the height position calculation unit 40b. As a result, the ring pattern light L1 is projected from the dot matrix LCD 22 at an incident angle (2θ) that achieves 2h(φ) = 3 mm onto the cornea Ec, and the projection position of the ring pattern light L1 onto the cornea Ec is corrected to φ3 mm. Note that "correction of the projection position" here also includes correction of the shape of the ring pattern light L1 on the cornea Ec, i.e., correction of the ring diameter of the ring pattern light L1.
LCD制御部40により角膜Ec上でのリングパターン光L1の投影位置が補正されると、既述の撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力と、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の再演算と、が実行される。 Once the projection position of the ring pattern light L1 on the cornea Ec is corrected by the LCD control unit 40, the imaging optical system 26 captures the return light L2 and outputs the anterior segment image D, and the corneal radius of curvature calculation unit 36 recalculates the corneal radius of curvature.
以下、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の演算結果が収束するまで、LCD制御部40によるリングパターン光L1の投影位置の補正と、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力と、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の再演算と、が繰り返し実行される。そして、角膜曲率半径演算部36は、角膜曲率半径の演算結果が収束すると、その値を被検眼Eの角膜曲率半径の測定結果として確定する。なお、角膜曲率半径演算部36が、入射角度演算部40aによる最終的な入射角度(2θ)の演算結果に基づき、上記[数1]式を用いて角膜曲率半径を演算してもよい。 The following steps are repeated until the calculation result of the corneal radius of curvature by the corneal radius of curvature calculation unit 36 converges: correction of the projection position of the ring pattern light L1 by the LCD control unit 40; imaging of the returned light L2 by the imaging optical system 26 and output of the anterior segment image D; and recalculation of the corneal radius of curvature by the corneal radius of curvature calculation unit 36. When the calculation result of the corneal radius of curvature converges, the corneal radius of curvature calculation unit 36 confirms this value as the measurement result of the corneal radius of curvature of the subject's eye E. Note that the corneal radius of curvature calculation unit 36 may calculate the corneal radius of curvature using the above formula (1) based on the calculation result of the final incident angle (2θ) by the incident angle calculation unit 40a.
[第1実施形態の作用]
図8は、上記構成の第1実施形態の角膜測定装置10による被検眼Eの角膜曲率測定の流れを示したフローチャートである。図8に示すように、被検者の顔が顔支持部(不図示)に支持された後、検者が操作部16にて測定開始操作を行う(ステップS1)。この測定開始操作に応じて、アライメント光学系27による角膜Ecへのアライメント光の投影と、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力と、アライメント制御部34によるXYZ方向のアライメントと、が実行される。
[Operation of the First Embodiment]
8 is a flowchart showing the flow of corneal curvature measurement of the subject's eye E using the corneal measurement device 10 of the first embodiment configured as described above. As shown in Fig. 8, after the subject's face is supported on a face support (not shown), the examiner performs a measurement start operation using the operation unit 16 (step S1). In response to this measurement start operation, the alignment optical system 27 projects alignment light onto the cornea Ec, the imaging optical system 26 captures the returned light L2 and outputs an anterior eye image D, and the alignment control unit 34 performs alignment in the X, Y, and Z directions.
アライメントが完了すると、LCD制御部40が、ドットマトリクスLCD22を制御して、角膜曲率半径8mmの被検眼Eの角膜Ec上におけるφ3mmの位置にリングパターン光L1が投影されるように表示面22aにリングパターンLPを表示させる(ステップS2)。これにより、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してリングパターン光L1が投影され(ステップS3)、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力が連続的に実行される(ステップS4)。そして、撮像光学系26から出力された前眼部像Dが角膜曲率半径演算部36及びモニタ制御部38に入力され、モニタ制御部38により前眼部像Dがモニタ28に表示される。 Once alignment is complete, the LCD control unit 40 controls the dot matrix LCD 22 to display a ring pattern LP on the display surface 22a so that the ring pattern light L1 is projected at a position of φ3 mm on the cornea Ec of the subject's eye E, which has a corneal curvature radius of 8 mm (step S2). This causes the ring pattern light L1 to be projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec (step S3), and the imaging optical system 26 continuously captures the return light L2 and outputs an anterior eye image D (step S4). The anterior eye image D output from the imaging optical system 26 is then input to the corneal curvature radius calculation unit 36 and the monitor control unit 38, and the monitor control unit 38 displays the anterior eye image D on the monitor 28.
次いで、角膜曲率半径演算部36が、撮像光学系26から入力された前眼部像Dに基づき、角膜Ec上のリングパターン光L1の投影位置における角膜曲率半径を演算し、その演算結果をモニタ制御部38及び入射角度演算部40aに出力する(ステップS5)。これにより、モニタ制御部38により被検眼Eの角膜曲率半径の演算結果がモニタ28に表示される。 Next, the corneal curvature radius calculation unit 36 calculates the corneal curvature radius at the projection position of the ring pattern light L1 on the cornea Ec based on the anterior eye image D input from the imaging optical system 26, and outputs the calculation result to the monitor control unit 38 and the incident angle calculation unit 40a (step S5). As a result, the monitor control unit 38 displays the calculation result of the corneal curvature radius of the subject's eye E on the monitor 28.
また、入射角度演算部40aが、角膜曲率半径演算部36から入力された角膜曲率半径の演算結果に基づき、上記[数1]式を用いて、2h(φ)=3mmを実現するような角膜Ecに対するリングパターン光L1の入射角度(2θ)を再演算し、その再演算結果を高さ位置演算部40bへ出力する(ステップS6)。 Furthermore, based on the calculation result of the corneal radius of curvature input from the corneal radius of curvature calculation unit 36, the incident angle calculation unit 40a recalculates the incident angle (2θ) of the ring pattern light L1 with respect to the cornea Ec using the above [Equation 1] so as to achieve 2h(φ) = 3 mm, and outputs the recalculation result to the height position calculation unit 40b (step S6).
そして、高さ位置演算部40bが、入射角度演算部40aから入力された入射角度(2θ)の演算結果に基づき、この入射角度が実現するように上記[数2]式~[数5]式を用いてリングパターンLPの半径方向の高さ位置(H)を演算する(ステップS7)。 Then, based on the result of the calculation of the incident angle (2θ) input from the incident angle calculation unit 40a, the height position calculation unit 40b calculates the radial height position (H) of the ring pattern LP using the above equations [2] to [5] so that this incident angle is realized (step S7).
高さ位置演算部40bによる高さ位置(H)の演算が完了すると、その演算結果に基づき、LCD制御部40がドットマトリクスLCD22を制御して、表示面22a上でのリングパターンLPのリング径を高さ位置(H)に補正する。これにより、角膜Ecに対するリングパターン光L1の投影位置(リング径)が角膜Ec上のφ3mmの位置に補正される(ステップS8)。 Once the height position calculation unit 40b has completed calculation of the height position (H), the LCD control unit 40 controls the dot matrix LCD 22 based on the calculation results to correct the ring diameter of the ring pattern LP on the display surface 22a to the height position (H). As a result, the projection position (ring diameter) of the ring pattern light L1 onto the cornea Ec is corrected to a position of φ3 mm on the cornea Ec (step S8).
リングパターン光L1の投影位置の補正が完了すると、再び撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力と(ステップS9)、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の再演算と(ステップS10)、が実行される。 Once the correction of the projection position of the ring pattern light L1 is complete, the imaging optical system 26 again captures the return light L2 and outputs the anterior eye image D (step S9), and the corneal curvature radius calculation unit 36 recalculates the corneal curvature radius (step S10).
以下、角膜曲率半径演算部36による角膜曲率半径の演算結果が収束するまで、上述のステップS6からステップS10までの処理が繰り返し実行される(ステップS11)。そして、角膜曲率半径演算部36は、角膜曲率半径の演算結果が収束すると、その値を被検眼Eの角膜曲率半径の測定結果として確定したり、或いは入射角度演算部40aによる最終的な入射角度の演算結果に基づき上記[数1]式を用いて角膜曲率半径を演算したりする。そして、モニタ制御部38により被検眼Eの角膜曲率半径の測定結果がモニタ28に表示される。 Then, the above-mentioned processes from step S6 to step S10 are repeated until the calculation result of the corneal radius of curvature by the corneal radius of curvature calculation unit 36 converges (step S11). Then, when the calculation result of the corneal radius of curvature converges, the corneal radius of curvature calculation unit 36 confirms that value as the measurement result of the corneal radius of curvature of the subject's eye E, or calculates the corneal radius of curvature using the above-mentioned [Equation 1] based on the final calculation result of the incident angle by the incident angle calculation unit 40a. Then, the measurement result of the corneal radius of curvature of the subject's eye E is displayed on the monitor 28 by the monitor control unit 38.
以上のように第1実施形態では、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してリングパターン光L1を投影することで、被検眼Eの角膜Ecに投影するリングパターン光L1の投影位置(リング径などの形状を含む)を任意に調整することができる。その結果、被検眼Eの角膜曲率半径に関係なく、角膜Ec上の所望位置(φ3mm)の角膜曲率半径を測定することができる。 As described above, in the first embodiment, by projecting ring pattern light L1 from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec, the projection position (including the shape such as the ring diameter) of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec of the subject's eye E can be adjusted as desired. As a result, the corneal radius of curvature at the desired position (φ3 mm) on the cornea Ec can be measured regardless of the corneal radius of curvature of the subject's eye E.
なお、上記第1実施形態では、角膜測定装置10により角膜Ec上のφ3mmの位置における被検眼Eの角膜曲率半径を測定しているが、φ3mmとは異なる角膜Ec上の任意の位置(例えばφ1mm、φ2mm、φ4mm、…)を目標位置として、この目標位置における角膜曲率半径の測定を行う場合にも本発明を適用可能である。 In the first embodiment described above, the corneal measurement device 10 measures the corneal radius of curvature of the test eye E at a φ3 mm position on the cornea Ec. However, the present invention can also be applied to cases where an arbitrary position on the cornea Ec other than φ3 mm (e.g., φ1 mm, φ2 mm, φ4 mm, ...) is set as the target position and the corneal radius of curvature is measured at this target position.
[第2実施形態]
図9は、第2実施形態の角膜測定装置10の制御装置30の機能ブロック図である。上記第1実施形態では、角膜測定装置10による被検眼Eの角膜曲率半径測定を例に挙げて説明したが、第2実施形態では角膜測定装置10による被検眼Eの角膜形状測定について説明を行う。
Second Embodiment
9 is a functional block diagram of the control device 30 of the corneal measurement device 10 of the second embodiment. In the first embodiment, the corneal measurement device 10 is used to measure the corneal radius of curvature of the subject's eye E, but in the second embodiment, the corneal measurement device 10 is used to measure the corneal shape of the subject's eye E.
なお、第2実施形態の角膜測定装置10は、制御装置30のLCD制御部40の機能が一部異なり且つ制御装置30が角膜形状演算部42として機能する点を除けば、上記第1実施形態の角膜測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The corneal measurement device 10 of the second embodiment has basically the same configuration as the corneal measurement device 10 of the first embodiment, except that the LCD control unit 40 of the control device 30 has some different functions and the control device 30 functions as the corneal shape calculation unit 42. Therefore, parts that are the same in function or configuration as those of the first embodiment are given the same reference numerals and their description will be omitted.
図10は、第2実施形態のドットマトリクスLCD22に表示されるプラチドリングLPMの一例を示した説明図である。図11は、第2実施形態のドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるプラチドリング光L1Mの一例を示した説明図である。 Figure 10 is an explanatory diagram showing an example of the Placido ring LPM displayed on the dot matrix LCD 22 of the second embodiment. Figure 11 is an explanatory diagram showing an example of the Placido ring light L1M projected onto the cornea Ec from the dot matrix LCD 22 of the second embodiment.
図10及び既述の図9に示すように、第2実施形態のLCD制御部40は、操作部16において被検眼Eの角膜形状の測定操作がなされた場合に、ドットマトリクスLCD22を制御して、同心円状で且つ多重(二重以上)のリングパターンLPであるプラチドリングLPMを表示面22aに表示させる。これにより、図11に示すように、ドットマトリクスLCD22から被検眼Eに対して、同心円状で且つ多重のリングパターン光L1により構成されるプラチドリング光L1Mが投影される。そして、プラチドリング光L1Mが投影された角膜Ecからの戻り光L2が対物レンズ24を通して撮像光学系26に入射し、第1実施形態と同様に、撮像光学系26による戻り光L2の撮像と前眼部像Dの出力とが実行される。 As shown in FIG. 10 and the previously described FIG. 9, when a measurement operation for the corneal shape of the subject's eye E is performed using the operation unit 16, the LCD control unit 40 of the second embodiment controls the dot matrix LCD 22 to display the Placido ring LPM, which is a concentric and multiple (double or more) ring pattern LP, on the display surface 22a. As a result, as shown in FIG. 11, Placido ring light L1M, which is composed of concentric and multiple ring pattern light L1, is projected from the dot matrix LCD 22 onto the subject's eye E. Return light L2 from the cornea Ec onto which the Placido ring light L1M is projected is then incident on the imaging optical system 26 through the objective lens 24, and, as in the first embodiment, the imaging optical system 26 captures the return light L2 and outputs an anterior segment image D.
図9に戻って、角膜形状演算部42は、被検眼Eの角膜形状測定時に撮像光学系26から出力される前眼部像Dに基づき、前眼部像Dからプラチドリング光L1Mの各リングパターン光L1にそれぞれ対応するリング像を検出し、各リング像の検出結果に基づき公知の手法で被検眼Eの角膜形状を演算する。角膜形状演算部42による被検眼Eの角膜形状の演算結果は、モニタ制御部38によりモニタ28に表示される。 Returning to Figure 9, the corneal shape calculation unit 42 detects ring images corresponding to each ring pattern light L1 of the Placido ring light L1M from the anterior segment image D based on the anterior segment image D output from the imaging optical system 26 during corneal shape measurement of the subject's eye E, and calculates the corneal shape of the subject's eye E using a known method based on the detection results of each ring image. The calculation results of the corneal shape of the subject's eye E by the corneal shape calculation unit 42 are displayed on the monitor 28 by the monitor control unit 38.
以上のように第2実施形態では、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してプラチドリング光L1Mを投影することで、被検眼Eの角膜形状の測定も行うことができる。また、ドットマトリクスLCD22に表示するパターンを切り替えるだけで被検眼Eの角膜曲率半径測定と角膜形状測定との切り替えが可能になるため、角膜曲率半径測定及び角膜形状測定の切り替えを簡単かつ低コストに行うことができる。 As described above, in the second embodiment, the corneal shape of the subject's eye E can also be measured by projecting the Placido ring light L1M from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec. Furthermore, simply by switching the pattern displayed on the dot matrix LCD 22, it is possible to switch between measuring the corneal radius of curvature and measuring the corneal shape of the subject's eye E, making it possible to switch between measuring the corneal radius of curvature and measuring the corneal shape easily and at low cost.
[第2実施形態の変形例]
上記第2実施形態では、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してプラチドリング光L1Mを投影し、この角膜Ecからの戻り光L2を撮像光学系26により撮像して得られた前眼部像Dに基づき被検眼Eの角膜形状を測定している。この場合には、プラチドリング光L1Mを構成する各リングパターン光L1のピッチを小さくするほど、被検眼Eのより正確な角膜形状を測定することができる。しかしながら、各リングパターン光L1のピッチが撮像光学系26の解像力(分解能)よりも小さくなると、前眼部像Dから各リング像を精度良く検出することができず、角膜形状の測定誤差が大きくなってしまう。
[Modification of the second embodiment]
In the second embodiment, the corneal shape of the subject's eye E is measured based on an anterior-segment image D obtained by projecting Placido ring light L1M from the dot-matrix LCD 22 onto the cornea Ec and capturing return light L2 from the cornea Ec using the imaging optical system 26. In this case, the smaller the pitch of each ring pattern light L1 constituting the Placido ring light L1M, the more accurately the corneal shape of the subject's eye E can be measured. However, if the pitch of each ring pattern light L1 is smaller than the resolving power (resolution) of the imaging optical system 26, the ring images cannot be detected accurately from the anterior-segment image D, resulting in a large measurement error in the corneal shape.
そこで第2実施形態の変形例では、プラチドリング光L1Mを構成する各リングパターン光L1を順番に角膜Ecに投影、すなわち時間差を設けて角膜Ecに投影することで、各リングパターン光L1のピッチが撮像光学系26の解像力よりも小さくなる場合でも被検眼Eの正確な角膜形状を測定可能にする。なお、第2実施形態の変形例は、上記第2実施形態と基本的に同じ構成であるので、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。 In this modified example of the second embodiment, each ring pattern light L1 constituting the Placido ring light L1M is projected onto the cornea Ec in sequence, i.e., projected onto the cornea Ec with a time difference, making it possible to accurately measure the corneal shape of the subject's eye E even if the pitch of each ring pattern light L1 is smaller than the resolving power of the imaging optical system 26. Note that the modified example of the second embodiment has basically the same configuration as the second embodiment described above, and therefore, components that are identical in function or configuration to the above embodiments are assigned the same reference numerals and their description will be omitted.
図12の符号XIIA~XIICは、第2実施形態の変形例でのLCD制御部40によるドットマトリクスLCD22の表示制御を説明するための説明図である。図13の符号XIIIA~XIIICは、第2実施形態の変形例において角膜Ecに投影されるリングパターン光L1のリング径の変化を説明するための説明図である。 Reference symbols XIIA to XIIC in Figure 12 are explanatory diagrams illustrating display control of the dot matrix LCD 22 by the LCD control unit 40 in a modified example of the second embodiment. Reference symbols XIIIA to XIIIC in Figure 13 are explanatory diagrams illustrating changes in the ring diameter of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec in a modified example of the second embodiment.
図12の符号XIIA~XIICに示すように、第2実施形態のLCD制御部40は、本発明の第2表示制御部に相当するものであり、操作部16に対する角膜形状の測定開始操作に応じてドットマトリクスLCD22を制御して、表示面22aに1つのリングパターンLPを表示させると共に、このリングパターンLPのリング径を複数回変更する。具体的にはLCD制御部40は、表示面22aに表示するリングパターンLPのリング径を、所望のプラチドリングLPMを構成する各リングパターンLPのリング径に順番に変更する。これにより、図13の符号XIIIA~XIIICに示すように、互いにリング径の異なるリングパターン光L1が角膜Ecに順番に投影される。 As shown by reference numerals XIIA to XIIC in Figure 12, the LCD control unit 40 of the second embodiment corresponds to the second display control unit of the present invention and controls the dot matrix LCD 22 in response to an operation to start corneal shape measurement using the operation unit 16 to display one ring pattern LP on the display surface 22a and change the ring diameter of this ring pattern LP multiple times. Specifically, the LCD control unit 40 sequentially changes the ring diameter of the ring pattern LP displayed on the display surface 22a to the ring diameter of each ring pattern LP that constitutes the desired Placido ring LPM. As a result, ring pattern light L1 with different ring diameters is projected sequentially onto the cornea Ec, as shown by reference numerals XIIIA to XIIIC in Figure 13.
なお、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対して投影するリングパターン光L1ごとのリング径、すなわち角膜Ec上での投影位置(例えばφ1mm、φ2mm、φ3mm、…)が予め定められている場合には、リングパターン光L1のリング径(投影位置)ごとに上記第1実施形態と同様の補正を行ってもよい。 In addition, if the ring diameter of each ring pattern light L1 projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec, i.e., the projection position on the cornea Ec (e.g., φ1 mm, φ2 mm, φ3 mm, ...), is predetermined, correction similar to that in the first embodiment described above may be performed for each ring diameter (projection position) of the ring pattern light L1.
第2実施形態の変形例の撮像制御部32(本発明の第1撮像制御部に相当)は、撮像光学系26を制御して、角膜Ecに投影されるリングパターン光L1のリング径ごとに、撮像光学系26による角膜Ecからの戻り光L2の撮像と前眼部像Dの出力とを繰り返し実行させる。これにより、リングパターン光L1の各リング径にそれぞれ対応した前眼部像Dが得られる。これらの前眼部像Dは、既述の図11に示したプラチドリング光L1Mが角膜Ecに投影された被検眼Eの前眼部像Dと等価である。 The imaging control unit 32 (corresponding to the first imaging control unit of the present invention) of the modified second embodiment controls the imaging optical system 26 to repeatedly capture the return light L2 from the cornea Ec by the imaging optical system 26 and output an anterior eye image D for each ring diameter of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec. This allows an anterior eye image D corresponding to each ring diameter of the ring pattern light L1 to be obtained. These anterior eye images D are equivalent to the anterior eye image D of the subject's eye E in which the Placido ring light L1M shown in Figure 11 has been projected onto the cornea Ec.
角膜形状演算部42は、撮像光学系26によってリングパターン光L1の互いに異なるリング径ごとに撮像された前眼部像Dからそれぞれリングパターン光L1に対応するリング像を検出し、各前眼部像Dにおけるリング像の検出結果に基づき、上記第2実施形態と同様の公知の手法で被検眼Eの角膜形状を演算する。 The corneal shape calculation unit 42 detects ring images corresponding to the ring pattern light L1 from the anterior segment images D captured by the imaging optical system 26 for each different ring diameter of the ring pattern light L1, and calculates the corneal shape of the subject's eye E based on the detection results of the ring images in each anterior segment image D using a known method similar to that of the second embodiment described above.
図14は、第2実施形態の変形例における被検眼Eの角膜形状測定の流れを示したフローチャートである。図14に示すように、検者が操作部16にて測定開始操作を行うと(ステップS1)、既述のアライメントが実行される。そして、既述の図8に示した上記第1実施形態の角膜曲率測定時と同様に、ドットマトリクスLCD22によるリングパターンLPの表示(ステップS2)と、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecへのリングパターン光L1の投影と(ステップS3)、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力と(ステップS4)、が実行される。 Figure 14 is a flowchart showing the flow of corneal shape measurement of the subject's eye E in a modified example of the second embodiment. As shown in Figure 14, when the examiner performs a measurement start operation on the operation unit 16 (step S1), the previously described alignment is performed. Then, as with the corneal curvature measurement of the first embodiment shown in Figure 8, the following steps are performed: displaying a ring pattern LP on the dot matrix LCD 22 (step S2), projecting ring pattern light L1 from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec (step S3), and capturing the return light L2 by the imaging optical system 26 and outputting an anterior segment image D (step S4).
この際に、既述の図8に示した上記第1実施形態と同様のステップS5からステップS8までの処理を繰り返し実行して、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるリングパターンLPの投影位置を所望の目標位置に補正してもよい。 At this time, the processing from step S5 to step S8, which is the same as that of the first embodiment shown in Figure 8, may be repeatedly executed to correct the projection position of the ring pattern LP projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec to the desired target position.
次いで、LCD制御部40が、ドットマトリクスLCD22を制御して、表示面22aに表示されるリングパターンLPのリング径を変更する(ステップS4AでYES、ステップS4B)。これにより、リング径の変更後のリングパターン光L1がドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対して投影され(ステップS3)、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力が再度実行される(ステップS4)。 Next, the LCD control unit 40 controls the dot matrix LCD 22 to change the ring diameter of the ring pattern LP displayed on the display surface 22a (YES in step S4A, step S4B). As a result, the ring pattern light L1 with the changed ring diameter is projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec (step S3), and the imaging optical system 26 again captures the return light L2 and outputs the anterior eye image D (step S4).
以下、残りの全てのリング径に対応したリングパターン光L1ごとの前眼部像Dの撮像が完了するまで(ステップS4AでNO)、ステップS4B、ステップS3、ステップS4の処理が繰り返し実行される。これにより、リングパターン光L1の互いに異なるリング径ごとに撮像された前眼部像D、すなわちプラチドリング光L1Mが投影された前眼部像Dと等価な画像が得られる(ステップS4AでYES)。 The processes of steps S4B, S3, and S4 are repeated until the anterior eye image D has been captured for each of the ring pattern light L1 corresponding to all remaining ring diameters (NO in step S4A). This results in an anterior eye image D captured for each of the different ring diameters of the ring pattern light L1, i.e., an image equivalent to the anterior eye image D onto which the Placido ring light L1M is projected (YES in step S4A).
次いで、角膜形状演算部42が、リングパターン光L1の互いに異なるリング径ごとに撮像された前眼部像Dに基づき、前眼部像Dごとにリングパターン光L1に対応するリング像の検出を行う。各前眼部像Dにそれぞれ含まれているリング像の数は1つであるので、撮像光学系26の解像力に関係なく各前眼部像Dからリング像を検出することができる。そして、角膜形状演算部42が、各前眼部像Dからのリング像の検出結果に基づき被検眼Eの角膜形状を演算する(ステップS5A)。この被検眼Eの角膜形状の演算結果は、モニタ制御部38によりモニタ28に表示される。 The corneal shape calculation unit 42 then detects a ring image corresponding to the ring pattern light L1 for each anterior segment image D, based on the anterior segment images D captured for each different ring diameter of the ring pattern light L1. Because each anterior segment image D contains only one ring image, it is possible to detect a ring image from each anterior segment image D regardless of the resolution of the imaging optical system 26. The corneal shape calculation unit 42 then calculates the corneal shape of the subject's eye E based on the detection results of the ring images from each anterior segment image D (step S5A). The calculation results of the corneal shape of the subject's eye E are displayed on the monitor 28 by the monitor control unit 38.
以上のように第2実施形態の変形例では、ドットマトリクスLCD22を制御して被検眼Eに投影するリングパターン光L1のリング径を変更しながら、互いに異なるリング径ごとの前眼部像Dの撮像を撮像光学系26に実行させることで、1つの前眼部像Dから多重のリング像の検出を行う必要がなくなる。これにより、各リングパターン光L1のピッチが撮像光学系26の解像力よりも小さくなる場合でも、各前眼部像Dからのリング像の検出を精度良く実行することができる。その結果、上記第2実施形態のようにプラチドリング光L1Mを構成する各リングパターン光L1のピッチを撮像光学系26の解像力よりも大きくする必要がなくなるので、第2実施形態よりも被検眼Eの角膜形状を正確に測定することができる。 As described above, in the modified example of the second embodiment, the dot matrix LCD 22 is controlled to change the ring diameter of the ring pattern light L1 projected onto the subject's eye E, while the imaging optical system 26 captures anterior eye images D for each different ring diameter. This eliminates the need to detect multiple ring images from a single anterior eye image D. This allows for accurate detection of ring images from each anterior eye image D, even when the pitch of each ring pattern light L1 is smaller than the resolving power of the imaging optical system 26. As a result, it is no longer necessary to make the pitch of each ring pattern light L1 constituting the Placido ring light L1M larger than the resolving power of the imaging optical system 26, as in the second embodiment, and therefore the corneal shape of the subject's eye E can be measured more accurately than in the second embodiment.
[第3実施形態]
図15は、第3実施形態の角膜測定装置10の制御装置30の機能ブロック図である。上記第2実施形態の変形例では、リングパターン光L1の互いに異なるリング径ごとに撮像された前眼部像Dを取得するために、ドットマトリクスLCD22の表示面22aに表示するリングパターンLPのリング径を変更しているが、第3実施形態では被検眼Eと測定ヘッド12との間の距離を変更する。
[Third embodiment]
15 is a functional block diagram of the control device 30 of the corneal measurement device 10 of the third embodiment. In the modified example of the second embodiment, the ring diameter of the ring pattern LP displayed on the display surface 22a of the dot matrix LCD 22 is changed to obtain anterior eye images D captured for each of different ring diameters of the ring pattern light L1. However, in the third embodiment, the distance between the subject's eye E and the measurement head 12 is changed.
図15に示すように、第3実施形態の角膜測定装置10は、制御装置30が移動制御部44として機能し且つ撮像制御部32及びLCD制御部40の機能が一部異なる点を除けば、上記各実施形態の角膜測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 As shown in Figure 15, the corneal measurement device 10 of the third embodiment has basically the same configuration as the corneal measurement device 10 of each of the above embodiments, except that the control device 30 functions as the movement control unit 44 and the functions of the imaging control unit 32 and LCD control unit 40 are slightly different. Therefore, parts that are functionally or structurally identical to those of the above embodiments are given the same reference numerals and their description will be omitted.
図16の符号XVIA~XVICは、移動制御部44による測定ヘッド12の移動制御を説明するための説明図である。図16及び既述の図15に示すように、移動制御部44は、操作部16に対する角膜形状の測定開始操作に応じて駆動機構14を制御して、被検眼Eに対して測定ヘッド12を光軸O1に沿った光軸方向、すなわちZ方向に相対移動させる。なお、図16では測定ヘッド12を被検者側から検者側に移動させているが、検者側から被検者側に移動させてもよい。 Reference symbols XVIA to XVIC in Figure 16 are explanatory diagrams illustrating movement control of the measurement head 12 by the movement control unit 44. As shown in Figure 16 and the previously described Figure 15, the movement control unit 44 controls the drive mechanism 14 in response to an operation to start corneal shape measurement on the operation unit 16, and moves the measurement head 12 relative to the subject's eye E in the optical axis direction along the optical axis O1, i.e., in the Z direction. Note that although Figure 16 shows the measurement head 12 being moved from the subject side to the examiner side, it may also be moved from the examiner side to the subject side.
第3実施形態のLCD制御部40は、上述の測定開始操作に応じてドットマトリクスLCD22を制御して、例えば角膜Ec上におけるφ3mm(3mm以外でも可)の位置にリングパターン光L1を投影可能なリングパターンLPを表示面22aに表示させる。これにより、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してリングパターン光L1が投影される。この状態で駆動機構14により測定ヘッド12が被検眼Eに対してZ方向に相対移動されることで、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに入射するリングパターン光L1の入射角度が変化する。その結果、被検眼Eに対する測定ヘッド12のZ方向の相対移動に応じて、角膜Ec上に投影されるリングパターン光L1のリング径(投影位置)を変化させることができる。なお、測定ヘッド12をZ方向に相対移動させるだけで角膜Ecに対して所望のリング径のリングパターン光L1を投影できない場合には、上記第2実施形態の変形例で説明したリングパターン光L1のリング径の変更を同時に実行してもよい。 In the third embodiment, the LCD control unit 40 controls the dot matrix LCD 22 in response to the measurement start operation described above to display on the display surface 22a a ring pattern LP that can project ring pattern light L1 at a position, for example, φ3 mm (or a position other than 3 mm) on the cornea Ec. This causes the ring pattern light L1 to be projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec. In this state, the drive mechanism 14 moves the measurement head 12 relative to the subject's eye E in the Z direction, changing the angle of incidence of the ring pattern light L1 incident on the cornea Ec from the dot matrix LCD 22. As a result, the ring diameter (projection position) of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec can be changed in accordance with the relative movement of the measurement head 12 in the Z direction relative to the subject's eye E. Note that if it is not possible to project ring pattern light L1 of the desired ring diameter onto the cornea Ec simply by moving the measurement head 12 relative to the Z direction, the ring diameter of the ring pattern light L1 may be changed simultaneously as described in the modified example of the second embodiment above.
第3実施形態の撮像制御部32(本発明の第2撮像制御部に相当)は、駆動機構14により測定ヘッド12が被検眼Eに対してZ方向に相対移動される場合に、Z方向に沿った複数の撮像位置で撮像光学系26による戻り光L2の撮像と前眼部像Dの出力とを実行させる。これにより、第2実施形態の変形例と同様に、リングパターン光L1の互いに異なるリング径ごとに撮像された前眼部像Dが得られる。その結果、角膜形状演算部42により被検眼Eの角膜形状の演算を行うことができる。 The imaging control unit 32 of the third embodiment (corresponding to the second imaging control unit of the present invention) causes the imaging optical system 26 to capture the return light L2 and output anterior segment images D at multiple imaging positions along the Z direction when the measurement head 12 is moved relative to the subject's eye E in the Z direction by the drive mechanism 14. As a result, as in the modified example of the second embodiment, anterior segment images D captured for each different ring diameter of the ring pattern light L1 are obtained. As a result, the corneal shape of the subject's eye E can be calculated by the corneal shape calculation unit 42.
図17は、第3実施形態における被検眼Eの角膜形状測定の流れを示したフローチャートである。図17に示すように、検者が操作部16にて測定開始操作を行うと(ステップS1)、既述の第2実施形態の変形例(図14参照)と同様にアライメントが実行され、被検眼Eに対して測定ヘッド12が最初の撮像位置に位置決めされる。 Figure 17 is a flowchart showing the flow of corneal shape measurement of the subject's eye E in the third embodiment. As shown in Figure 17, when the examiner performs a measurement start operation on the operation unit 16 (step S1), alignment is performed in the same manner as in the modified example of the second embodiment described above (see Figure 14), and the measurement head 12 is positioned at the initial imaging position relative to the subject's eye E.
アライメントが完了すると、ドットマトリクスLCD22によるリングパターンLPの表示(ステップS2)と、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecへのリングパターン光L1の投影と(ステップS3)、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力と(ステップS4)、が実行される。 Once alignment is complete, the dot matrix LCD 22 displays the ring pattern LP (step S2), the dot matrix LCD 22 projects the ring pattern light L1 onto the cornea Ec (step S3), and the imaging optical system 26 captures the return light L2 and outputs the anterior segment image D (step S4).
次いで、移動制御部44が駆動機構14を駆動して、被検眼Eに対して測定ヘッド12をZ方向の相対移動を開始させる(ステップS4C)。そして、撮像制御部32は、駆動機構14により測定ヘッド12がZ方向に沿った残りの撮像位置に順番に移動されるごとに、撮像光学系26による戻り光L2の撮像及び前眼部像Dの出力を繰り返し実行させる(ステップS4D、ステップS4EでNO)。これにより、リングパターン光L1の互いに異なるリング径ごとに撮像された前眼部像Dであって且つプラチドリング光L1Mが投影された前眼部像Dと等価な画像が得られる。なお、測定ヘッド12が撮像位置に移動されるごとに、必要に応じてLCD制御部40が角膜Ecに投影されるリングパターン光L1のリング径の変更を同時に行ってもよい。 Next, the movement control unit 44 drives the drive mechanism 14 to start moving the measurement head 12 in the Z direction relative to the test eye E (step S4C). Then, the imaging control unit 32 repeatedly controls the imaging optical system 26 to capture the return light L2 and output the anterior eye image D each time the drive mechanism 14 moves the measurement head 12 to the remaining imaging positions along the Z direction (step S4D, NO in step S4E). This results in an anterior eye image D captured for each different ring diameter of the ring pattern light L1, and is equivalent to the anterior eye image D projected with the Placido ring light L1M. Note that each time the measurement head 12 is moved to an imaging position, the LCD control unit 40 may simultaneously change the ring diameter of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec, if necessary.
撮像光学系26による全ての撮像位置での戻り光L2の撮像が完了すると、移動制御部44が駆動機構14による測定ヘッド12の相対移動を停止させる(ステップS4EでYES)。次いで、角膜形状演算部42が、既述の第2実施形態の変形例と同様に、リング径が互いに異なるリングパターン光L1ごとの前眼部像Dに基づき、被検眼Eの角膜形状の演算を行う(ステップS5A)。 When the imaging optical system 26 has completed capturing the return light L2 at all imaging positions, the movement control unit 44 stops the relative movement of the measurement head 12 by the drive mechanism 14 (YES in step S4E). Next, the corneal shape calculation unit 42 calculates the corneal shape of the subject's eye E based on the anterior segment images D of the ring pattern light L1 with different ring diameters, as in the modified example of the second embodiment described above (step S5A).
以上のように第3実施形態では、被検眼Eに対して測定ヘッド12をZ方向に相対移動させながら、Z方向に沿った複数の撮像位置で撮像光学系26による戻り光L2の撮像を行うことで、第2実施形態の変形例と同様の効果が得られる。 As described above, in the third embodiment, the measurement head 12 is moved relative to the test eye E in the Z direction while the imaging optical system 26 captures images of the return light L2 at multiple imaging positions along the Z direction, thereby achieving the same effect as the modified example of the second embodiment.
なお、上記第3実施形態では、駆動機構14により測定ヘッド12をZ方向に移動させているが、例えば、顔支持部(図示は省略)をZ方向に移動させてもよく、被検眼Eに対して測定ヘッド12をZ方向に相対移動させる方法は特に限定されるものではない。 In the third embodiment described above, the measurement head 12 is moved in the Z direction by the drive mechanism 14, but for example, a face support unit (not shown) may be moved in the Z direction, and the method of moving the measurement head 12 relative to the subject's eye E in the Z direction is not particularly limited.
[第4実施形態]
図18は、ドットマトリクスLCD22でリングパターンLPの表示を行う場合の課題を説明するための説明図である。なお、図18の符号XVIIIAはZ方向前方側(被検眼E側)から見たドットマトリクスLCD22の表示面22aの正面図であり、符号XVIIIBは表示面22aの点線円D1で囲まれた領域の拡大図である。
[Fourth embodiment]
Fig. 18 is an explanatory diagram for explaining a problem that occurs when the ring pattern LP is displayed on the dot matrix LCD 22. Note that reference numeral XVIIIA in Fig. 18 is a front view of the display surface 22a of the dot matrix LCD 22 as viewed from the front side in the Z direction (the side of the eye E to be examined), and reference numeral XVIIIB is an enlarged view of the area surrounded by the dotted circle D1 on the display surface 22a.
上記各実施形態(第2実施形態を除く)では、ドットマトリクスLCD22の表示面22aにリングパターンLPを表示させることで、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してリングパターン光L1の投影を行っている。この際に図18の符号XVIIIA及び符号XVIIIBに示すように、ドットマトリクスLCD22の解像度(分解能)が低い場合には表示面22aに表示されるリングパターンLP、すなわち角膜Ecに投影されるリングパターン光L1にジャギー(jaggy)が発生する。その結果、角膜曲率半径演算部36による前眼部像Dからのリング像の検出精度が低下するため、被検眼Eの角膜曲率半径(ケラト値)の測定精度も低下してしまう。 In each of the above embodiments (except for the second embodiment), a ring pattern LP is displayed on the display surface 22a of the dot matrix LCD 22, and ring pattern light L1 is projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec. In this case, as shown by symbols XVIIIA and XVIIIB in Figure 18, if the resolution of the dot matrix LCD 22 is low, jaggies will occur in the ring pattern LP displayed on the display surface 22a, i.e., in the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec. As a result, the accuracy with which the corneal curvature radius calculation unit 36 detects the ring image from the anterior eye image D will decrease, and the accuracy with which the corneal curvature radius (keratomileus value) of the subject's eye E will also decrease.
ここでISO(International Organization for Standardization)で定められている角膜曲率半径(ケラト値)の要求精度は±0.03mmである。例えば既述の図6及び図7において、D=65mm、2h=3mm、r=10mmとした場合にはH=41.14mmとなるが、この際に「H」が約0.12mmずれてしまうと「r」が0.03mmずれて測定されてしまう。このため、ドットマトリクスLCD22の解像度は0.12mmよりも十分に小さくする必要があるが、例えば上記各実施形態で用いられるドットマトリクスLCD22の解像度は0.18mmであり、0.12mmよりも低解像度になる。 The required accuracy for the corneal radius of curvature (keratomileusis value) specified by the ISO (International Organization for Standardization) is ±0.03 mm. For example, in the previously mentioned Figures 6 and 7, if D = 65 mm, 2h = 3 mm, and r = 10 mm, then H = 41.14 mm. However, if "H" deviates by approximately 0.12 mm, "r" will be measured with a deviation of 0.03 mm. For this reason, the resolution of the dot matrix LCD 22 must be sufficiently smaller than 0.12 mm; however, for example, the resolution of the dot matrix LCD 22 used in each of the above embodiments is 0.18 mm, which is lower than 0.12 mm.
そこで、第4実施形態の角膜測定装置10では、低解像度のドットマトリクスLCD22を用いた場合でも被検眼Eの角膜曲率半径(ケラト値)の測定精度を確保することができるように、ドットマトリクスLCD22に表示するリングパターンLPの解像度を疑似的に高くする。なお、第4実施形態の角膜測定装置10は、LCD制御部40の機能が一部異なる点を除けば、上記各実施形態の角膜測定装置10と基本的に同じ構成であるので、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。 In the corneal measurement device 10 of the fourth embodiment, the resolution of the ring pattern LP displayed on the dot matrix LCD 22 is artificially increased so that measurement accuracy of the corneal curvature radius (keratomileusis value) of the subject's eye E can be ensured even when a low-resolution dot matrix LCD 22 is used. The corneal measurement device 10 of the fourth embodiment has basically the same configuration as the corneal measurement devices 10 of the above embodiments, except for some differences in the function of the LCD control unit 40. Therefore, components that are the same in function or configuration as those of the above embodiments are assigned the same reference numerals and their description will be omitted.
図19は、第4実施形態のLCD制御部40によるドットマトリクスLCD22のリングパターンLPの表示制御を説明するための説明図である。なお、図19の符号XIXAはZ方向前方側(被検眼E側)から見たドットマトリクスLCD22の表示面22aの正面図であり、符号XIXBは表示面22aの点線円D2で囲まれた領域を拡大した拡大図である。 Figure 19 is an explanatory diagram illustrating display control of the ring pattern LP on the dot matrix LCD 22 by the LCD control unit 40 of the fourth embodiment. Note that reference symbol XIXA in Figure 19 is a front view of the display surface 22a of the dot matrix LCD 22 as seen from the front side in the Z direction (the side of the subject's eye E), and reference symbol XIXB is an enlarged view of the area surrounded by the dotted circle D2 on the display surface 22a.
図19に示すように、第4実施形態のLCD制御部40は、本発明の第3表示制御部に相当する。このLCD制御部40は、ドットマトリクスLCD22の表示面22aに表示させるリングパターンLPに対してアンチエイリアシング処理(スムージング処理ともいう)を施して、例えばリングパターンLPの境界に中間色(中間階調)のドットを配置する。これにより、リングパターンLPのジャギーが軽減される(目立たなくなる)ので、表示面22aに表示されるリングパターンLP、すなわちドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるリングパターン光L1が疑似的に高解像度化される。例えば、リングパターンLPの解像度が0.18mmからその1/4の0.045mmになると、上述のISOで定められている角膜曲率半径(ケラト値)の要求精度が満たされる。 As shown in FIG. 19, the LCD control unit 40 of the fourth embodiment corresponds to the third display control unit of the present invention. This LCD control unit 40 performs anti-aliasing processing (also known as smoothing processing) on the ring pattern LP displayed on the display surface 22a of the dot matrix LCD 22, for example, by placing intermediate color (intermediate gradation) dots at the boundaries of the ring pattern LP. This reduces (makes less noticeable) the jaggedness of the ring pattern LP, thereby virtually increasing the resolution of the ring pattern LP displayed on the display surface 22a, i.e., the ring pattern light L1 projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec. For example, if the resolution of the ring pattern LP is reduced from 0.18 mm to 0.045 mm, which is one-fourth of that, the required accuracy of the corneal radius of curvature (keratomileusis value) specified by the ISO mentioned above is met.
以上のように第4実施形態では、ドットマトリクスLCD22に表示するリングパターンLPに対してアンチエイリアシング処理を施すことで、低解像度のドットマトリクスLCD22を用いた場合でも、被検眼Eの角膜曲率半径の測定精度を確保することができる。 As described above, in the fourth embodiment, by applying anti-aliasing processing to the ring pattern LP displayed on the dot matrix LCD 22, it is possible to ensure the accuracy of measuring the corneal radius of curvature of the subject's eye E even when a low-resolution dot matrix LCD 22 is used.
なお、上記第2実施形態においてドットマトリクスLCD22の表示面22aにプラチドリングLPMを表示する場合においても、上記第4実施形態と同様にプラチドリングLPMに対してアンチエイリアシング処理を施してもよい。 In the second embodiment, when the Placido ring LPM is displayed on the display surface 22a of the dot matrix LCD 22, anti-aliasing processing may be applied to the Placido ring LPM, as in the fourth embodiment.
[第5実施形態]
図20は、Z方向前方側(被検眼E側)から見た第5実施形態のドットマトリクスLCD22の表示面22aの正面図である。図21は、第5実施形態のドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影される格子パターン光L3の一例を示した説明である。上記各実施形態では、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してリングパターン光L1又はプラチドリング光L1Mを投影しているが、上記第4実施形態で説明したようにリングパターン光L1にジャギーが発生することで、前眼部像Dからのリング像の検出精度が低下(リング像の重心点変動等)するおそれがある。そこで、第5実施形態の角膜測定装置10は、上記各実施形態とは異なる形状のパターン光をドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対して投影可能である。
Fifth Embodiment
Fig. 20 is a front view of the display surface 22a of the dot-matrix LCD 22 of the fifth embodiment, as seen from the front side in the Z direction (the side of the test eye E). Fig. 21 illustrates an example of a grating pattern light L3 projected onto the cornea Ec from the dot-matrix LCD 22 of the fifth embodiment. In each of the above embodiments, the dot-matrix LCD 22 projects a ring pattern light L1 or a Placido ring light L1M onto the cornea Ec. However, as described in the fourth embodiment, the occurrence of jaggies in the ring pattern light L1 may reduce the detection accuracy of the ring image from the anterior eye image D (such as due to fluctuations in the center of gravity of the ring image). Therefore, the corneal measurement device 10 of the fifth embodiment is capable of projecting a pattern light having a different shape from that of each of the above embodiments onto the cornea Ec from the dot-matrix LCD 22.
なお、第5実施形態の角膜測定装置10は、LCD制御部40の機能が一部異なる点を除けば、上記各実施形態の角膜測定装置10と基本的に同じ構成であるので、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。 The corneal measurement device 10 of the fifth embodiment has basically the same configuration as the corneal measurement device 10 of each of the above embodiments, except for some differences in the functionality of the LCD control unit 40. Therefore, parts that are the same in function or configuration as the above embodiments are given the same reference numerals and their description will be omitted.
図20に示すように、第5実施形態の角膜測定装置10のLCD制御部40は、操作部16に対する角膜曲率半径又は角膜形状の測定開始操作に応じて、ドットマトリクスLCD22を制御して、格子状のパターンである格子パターンGPを表示させる。これにより、図21に示すように、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対して、格子パターンGPに対応する格子パターン光L3が投影される。そして、格子パターン光L3が投影された角膜Ecからの戻り光L2が対物レンズ24を通して撮像光学系26に入射して、撮像光学系26による戻り光L2の撮像と前眼部像Dの出力とが実行される。 As shown in FIG. 20, the LCD control unit 40 of the corneal measurement device 10 of the fifth embodiment controls the dot matrix LCD 22 to display a grid pattern GP, which is a grid-like pattern, in response to an operation to start measurement of the corneal radius of curvature or corneal shape using the operation unit 16. As a result, as shown in FIG. 21, grid pattern light L3 corresponding to the grid pattern GP is projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec. Return light L2 from the cornea Ec onto which the grid pattern light L3 is projected enters the imaging optical system 26 through the objective lens 24, and the imaging optical system 26 captures the return light L2 and outputs an anterior eye image D.
第5実施形態の角膜曲率半径演算部36又は角膜形状演算部42は、撮像光学系26から出力される前眼部像Dに基づき、前眼部像Dから格子パターン光L3に対応するパターン像を検出し、このパターン像の検出結果に基づき公知の手法で被検眼Eの角膜曲率半径又は角膜形状の演算を行う。 The corneal radius of curvature calculation unit 36 or corneal shape calculation unit 42 of the fifth embodiment detects a pattern image corresponding to the grating pattern light L3 from the anterior segment image D based on the anterior segment image D output from the imaging optical system 26, and calculates the corneal radius of curvature or corneal shape of the subject's eye E using a known method based on the detection results of this pattern image.
以上のように第5実施形態では、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対して格子パターン光L3を投影可能にすることで、角膜Ecに対してリングパターン光L1を投影する場合よりも被検眼Eの角膜曲率半径又は角膜形状をより高精度に測定することができる。 As described above, in the fifth embodiment, by making it possible to project grid pattern light L3 onto the cornea Ec from the dot matrix LCD 22, it is possible to measure the corneal radius of curvature or corneal shape of the test eye E with higher accuracy than when ring pattern light L1 is projected onto the cornea Ec.
なお、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影するパターン光の形状は、被検眼Eの角膜曲率半径又は角膜形状の測定が可能であれば上記各実施形態に示した例に限定されるものではなく適宜変更可能である。 The shape of the pattern light projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec is not limited to the examples shown in the above embodiments and can be modified as appropriate, as long as it is possible to measure the corneal radius of curvature or corneal shape of the subject's eye E.
[第6実施形態]
図22は、ドットマトリクスLCD22を被検眼Eの前眼部の照明光源として使用する場合の課題を説明するための説明図である。図23は、図22中のドットマトリクスLCD22をZ方向前方側(被検眼E側)から見た正面図である。
Sixth Embodiment
Fig. 22 is an explanatory diagram for explaining the problem when the dot matrix LCD 22 is used as an illumination light source for the anterior segment of the subject's eye E. Fig. 23 is a front view of the dot matrix LCD 22 in Fig. 22 as seen from the front side in the Z direction (the subject's eye E side).
図22及び図23に示すように、角膜測定装置10において被検眼Eの前眼部を照明する照明光源としてドットマトリクスLCD22を用いることが考えられるが、この場合にはリングパターン光L1(角膜曲率測定装置)又はプラチドリング光L1M(角膜形状測定装置)では光量が不足するおそれがある。 As shown in Figures 22 and 23, it is possible to use a dot matrix LCD 22 as an illumination light source to illuminate the anterior segment of the subject's eye E in the corneal measurement device 10. However, in this case, there is a risk that the amount of light provided by the ring pattern light L1 (corneal curvature measurement device) or the Placido ring light L1M (corneal shape measurement device) may be insufficient.
そこで、第6実施形態の角膜測定装置10では、ドットマトリクスLCD22を照明光源として兼用するために表示面22aの表示制御を行う。なお、第6実施形態の角膜測定装置10は、LCD制御部40の機能が一部異なる点を除けば、上記各実施形態の角膜測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 In the corneal measurement device 10 of the sixth embodiment, the display of the display surface 22a is controlled so that the dot matrix LCD 22 also functions as an illumination light source. The corneal measurement device 10 of the sixth embodiment has essentially the same configuration as the corneal measurement devices 10 of the above embodiments, except for a partial difference in the function of the LCD control unit 40. Therefore, components that are identical in function or configuration to those of the above embodiments are assigned the same reference numerals and their description will be omitted.
図24は、第6実施形態の角膜測定装置10のドットマトリクスLCD22による被検眼Eの前眼部の照明を説明するための説明図である。図25は、図24中のドットマトリクスLCD22をZ方向前方側(被検眼E側)から見た正面図である。 Figure 24 is an explanatory diagram illustrating illumination of the anterior segment of the subject's eye E by the dot matrix LCD 22 of the corneal measurement device 10 of the sixth embodiment. Figure 25 is a front view of the dot matrix LCD 22 in Figure 24 as viewed from the front side in the Z direction (the side of the subject's eye E).
図24及び図25に示すように、第6実施形態のLCD制御部40は、操作部16において被検眼Eの前眼部の照明開始操作がなされた場合に、ドットマトリクスLCD22を制御して被検眼Eの前眼部照明用の照明パターンIPを表示面22aに表示させる。この照明パターンIPは、リングパターンLP(角膜曲率測定装置)又はプラチドリングLPM(角膜形状測定装置)よりも表示面積が大きくなるように、LCD制御部40によって表示面22aに表示される。これにより、ドットマトリクスLCD22から被検眼Eの前眼部(角膜Ec)に対して、照明パターンIPに対応する照明パターン光L4が投影される。この照明パターン光L4の光量はリングパターン光L1又はプラチドリング光L1Mの光量よりも大きくなるので、被検眼Eの前眼部を照明パターン光L4で照明することができる。 24 and 25, when an operation to start illuminating the anterior segment of the subject's eye E is performed on the operation unit 16, the LCD control unit 40 of the sixth embodiment controls the dot matrix LCD 22 to display an illumination pattern IP for illuminating the anterior segment of the subject's eye E on the display surface 22a. This illumination pattern IP is displayed on the display surface 22a by the LCD control unit 40 so that its display area is larger than that of the ring pattern LP (corneal curvature measurement device) or the Placido ring LPM (corneal shape measurement device). As a result, illumination pattern light L4 corresponding to the illumination pattern IP is projected from the dot matrix LCD 22 onto the anterior segment (cornea Ec) of the subject's eye E. Because the light intensity of this illumination pattern light L4 is greater than that of the ring pattern light L1 or the Placido ring light L1M, the anterior segment of the subject's eye E can be illuminated with the illumination pattern light L4.
なお、照明パターンIPは、リングパターンLP又はプラチドリングLPMよりも表示面22a上での表示面積が大きければその形状は特に限定されるものではない。例えば、照明パターンIPを表示面22aの全面(略全面を含む)に拡大して、表示面22aの全面から被検眼Eの前眼部に対して照明パターン光L4を投影してもよい。 The shape of the illumination pattern IP is not particularly limited as long as it has a larger display area on the display surface 22a than the ring pattern LP or the Placido ring LPM. For example, the illumination pattern IP may be expanded to cover the entire surface (including substantially the entire surface) of the display surface 22a, and the illumination pattern light L4 may be projected onto the anterior segment of the subject's eye E from the entire surface of the display surface 22a.
以上のように第6実施形態では、ドットマトリクスLCD22から被検眼Eの前眼部に対して照明パターン光L4を投影可能にすることで、ドットマトリクスLCD22を照明光源として兼用することができる。その結果、角膜測定装置10の部品数を削減して低コスト化を図ることができる。 As described above, in the sixth embodiment, the illumination pattern light L4 can be projected from the dot matrix LCD 22 onto the anterior segment of the subject's eye E, allowing the dot matrix LCD 22 to also serve as an illumination light source. As a result, the number of components in the corneal measurement device 10 can be reduced, leading to lower costs.
[第7実施形態]
図26は、ドットマトリクスLCD22をZ方向前方側(被検眼E側)から見た正面図である。図27は、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるリングパターン光L1を示した説明図であって且つ被検眼Eに対する測定ヘッド12のアライメント用のアライメント光源としてドットマトリクスLCD22を使用する場合の課題を説明するための図である。
Seventh Embodiment
Fig. 26 is a front view of the dot matrix LCD 22 as seen from the front side in the Z direction (the side of the subject's eye E). Fig. 27 is an explanatory diagram showing the ring pattern light L1 projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec, and is a diagram for explaining problems that arise when the dot matrix LCD 22 is used as an alignment light source for aligning the measurement head 12 with the subject's eye E.
上記各実施形態では、アライメント光学系27から角膜Ecに対してアライメント光を投影することで、アライメント制御部34によるアライメントを実行しているが、第7実施形態の角膜測定装置10では、アライメント光学系27の代わりにドットマトリクスLCD22を用いてアライメントを実行する。 In each of the above embodiments, alignment is performed by the alignment control unit 34 by projecting alignment light from the alignment optical system 27 onto the cornea Ec, but in the corneal measurement device 10 of the seventh embodiment, alignment is performed using a dot matrix LCD 22 instead of the alignment optical system 27.
この際に図26及び図27に示すように、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるリングパターン光L1が被検眼Eの虹彩又は虹彩の縁にかかると、このリングパターン光L1に対応するリング像を前眼部像Dから検出することが困難になり、アライメントの精度が低下するおそれがある。このため、第7実施形態の角膜測定装置10では、リングパターン光L1に対応するリング像を前眼部像Dから容易に検出可能にするために、ドットマトリクスLCD22を制御して、角膜Ecに投影するリングパターン光L1の形状を調整する。 In this case, as shown in Figures 26 and 27, if the ring pattern light L1 projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec falls on the iris or edge of the iris of the subject's eye E, it becomes difficult to detect the ring image corresponding to this ring pattern light L1 from the anterior segment image D, which may reduce alignment accuracy. For this reason, in the corneal measurement device 10 of the seventh embodiment, the dot matrix LCD 22 is controlled to adjust the shape of the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec so that the ring image corresponding to the ring pattern light L1 can be easily detected from the anterior segment image D.
なお、第7実施形態の角膜測定装置10は、LCD制御部40の機能及びアライメント制御部34の機能が一部異なる点を除けば、上記各実施形態の角膜測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 The corneal measurement device 10 of the seventh embodiment has basically the same configuration as the corneal measurement device 10 of each of the above embodiments, except for some differences in the functions of the LCD control unit 40 and the alignment control unit 34. Therefore, parts that are the same in function or configuration as the above embodiments are given the same reference numerals and their description will be omitted.
図28は、ドットマトリクスLCD22をZ方向前方側(被検眼E側)から見た正面図であって、表示面22aにアライメント用のリングパターンLAを表示している状態を示した図である。図29は、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに投影されるアライメント光L5を示した説明図である。 Figure 28 is a front view of the dot matrix LCD 22 as seen from the front side in the Z direction (toward the subject's eye E), showing the state in which the alignment ring pattern LA is displayed on the display surface 22a. Figure 29 is an explanatory diagram showing the alignment light L5 projected from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec.
図28及び図29に示すように、第7実施形態のLCD制御部40は、アライメント時にドットマトリクスLCD22を制御して表示面22aにXYアライメント用のリングパターンLAを表示させることで、このリングパターンLAに対応するアライメント光L5をドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対して投影させる。 As shown in Figures 28 and 29, the LCD control unit 40 of the seventh embodiment controls the dot matrix LCD 22 during alignment to display a ring pattern LA for XY alignment on the display surface 22a, and projects alignment light L5 corresponding to this ring pattern LA from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec.
この際に、表示面22aに表示されるリングパターンLAのリング径は、ドットマトリクスLCD22から出射されたアライメント光L5が被検眼Eの虹彩の内側、すなわち瞳孔に投影されるような大きさに調整されている。例えば第7実施形態では、リングパターンLAのリング径を、角膜曲率半径測定用のリングパターンLPのリング径よりも小径に形成している。これにより、アライメント光L5が被検眼Eの虹彩又は虹彩の縁にかかることが防止される。そして、アライメント光L5が投影された角膜Ecからの戻り光L2が対物レンズ24を通して撮像光学系26に入射して、撮像光学系26による戻り光L2の撮像と前眼部像Dの出力とが実行される。 At this time, the ring diameter of the ring pattern LA displayed on the display surface 22a is adjusted to a size such that the alignment light L5 emitted from the dot matrix LCD 22 is projected onto the inside of the iris of the subject's eye E, i.e., onto the pupil. For example, in the seventh embodiment, the ring diameter of the ring pattern LA is formed to be smaller than the ring diameter of the ring pattern LP used to measure the corneal radius of curvature. This prevents the alignment light L5 from impinging on the iris or iris edge of the subject's eye E. Then, return light L2 from the cornea Ec onto which the alignment light L5 is projected enters the imaging optical system 26 through the objective lens 24, and the imaging optical system 26 captures the return light L2 and outputs an anterior segment image D.
第7実施形態のアライメント制御部34は、撮像光学系26から入力される前眼部像Dに基づき被検眼Eに対する測定ヘッド12のXY方向のアライメント検出を行い、このアライメント検出結果に基づき駆動機構14を駆動してXY方向のアライメントを実行する。 The alignment control unit 34 of the seventh embodiment detects the alignment of the measurement head 12 in the X and Y directions relative to the subject's eye E based on the anterior eye image D input from the imaging optical system 26, and drives the drive mechanism 14 based on the alignment detection results to perform alignment in the X and Y directions.
なお、図示は省略するが、ドットマトリクスLCD22の表示面22aにZアライメント用のアライメントパターンを表示させ、このアライメントパターンに対応するZアライメント光を角膜Ecに投影してもよい。この場合にも撮像光学系26が戻り光L2の撮像と前眼部像Dの出力とを行い、さらにアライメント制御部34が撮像光学系26から入力される前眼部像Dに基づき被検眼Eに対する測定ヘッド12のZ方向のアライメント検出を行い、このアライメント検出結果に基づき駆動機構14を駆動してZ方向のアライメントを実行する。 Although not shown, an alignment pattern for Z alignment may be displayed on the display surface 22a of the dot matrix LCD 22, and Z alignment light corresponding to this alignment pattern may be projected onto the cornea Ec. In this case, the imaging optical system 26 also captures the returned light L2 and outputs the anterior segment image D. The alignment control unit 34 then detects the Z-direction alignment of the measurement head 12 with respect to the subject's eye E based on the anterior segment image D input from the imaging optical system 26, and drives the drive mechanism 14 based on the alignment detection results to perform Z-direction alignment.
以上のように第7実施形態では、ドットマトリクスLCD22から角膜Ecに対してアライメント光L5を投影可能にすることで、ドットマトリクスLCD22をアライメント光学系27として兼用することができる。その結果、角膜測定装置10からアライメント光学系27を省略可能であるので、角膜測定装置10の部品数を削減して低コスト化を図ることができる。また、アライメント光L5の形状及び大きさを任意に調整することができるので、アライメント検出のロバスト性を向上させることができる。 As described above, in the seventh embodiment, by making it possible to project alignment light L5 from the dot matrix LCD 22 onto the cornea Ec, the dot matrix LCD 22 can also be used as the alignment optical system 27. As a result, the alignment optical system 27 can be omitted from the corneal measurement device 10, reducing the number of components in the corneal measurement device 10 and achieving cost reductions. Furthermore, since the shape and size of the alignment light L5 can be adjusted as desired, the robustness of alignment detection can be improved.
[第8実施形態]
図30は、第8実施形態の複合機9の対物レンズ24及びドットマトリクスLCD22の正面図である。上記各実施形態では角膜測定装置10にドットマトリクスLCD22を設けているが、図30に示すように第8実施形態では複合機9にドットマトリクスLCD22を設ける。第8実施形態の複合機9は、上記各実施形態の角膜測定装置10と、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography:OCT)を用いて被検眼Eの断層像を得る光干渉断層計と、を組み合わせたものである。なお、複合機9は、測定ヘッド12内に公知のOCT計測用の光学系が内蔵されている点を除けば、上記各実施形態の角膜測定装置10と基本的に同じ構成である。このため、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
Eighth Embodiment
Figure 30 is a front view of the objective lens 24 and dot-matrix LCD 22 of the multifunction device 9 of the eighth embodiment. While the dot-matrix LCD 22 is provided in the corneal measurement device 10 in each of the above embodiments, in the eighth embodiment, as shown in Figure 30, the dot-matrix LCD 22 is provided in the multifunction device 9. The multifunction device 9 of the eighth embodiment combines the corneal measurement device 10 of each of the above embodiments with an optical coherence tomography (OCT) device that obtains a tomographic image of the subject's eye E using optical coherence tomography (OCT). The multifunction device 9 has basically the same configuration as the corneal measurement device 10 of each of the above embodiments, except that the measurement head 12 includes a well-known optical system for OCT measurement. Therefore, components that are identical in function or configuration to those of the above embodiments are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted.
複合機9で被検眼EのOCT計測(断層像撮影)を行う場合には、被検眼Eの所望の部位を検査するために固視が行われる。この固視は、被検眼Eにむけて固視光を出射し、この固視光を被検眼Eに注視させることにより実現される。このような固視として、対物レンズ24を通して固視光を被検眼Eに投影する内部固視の他に、周辺固視と外部固視とが知られている(例えば特開2020-138002号公報参照)。 When OCT measurement (tomographic imaging) of the subject's eye E is performed using the multifunction device 9, fixation is performed to examine the desired area of the subject's eye E. This fixation is achieved by emitting fixation light toward the subject's eye E and having the subject's eye E gaze at this fixation light. In addition to internal fixation, in which fixation light is projected onto the subject's eye E through the objective lens 24, peripheral fixation and external fixation are also known as such fixations (see, for example, JP 2020-138002 A).
周辺固視は、対物レンズ24の周囲に複数配置された固視孔(固視灯)を選択的に点灯させることで所望の方向に被検眼Eを大きく回旋させる固視方式である。また、外部固視は、外部固視灯を用いて行われ、外部固視灯の光源の位置を調整することで被検眼を任意の方向に回旋させたり、或いは内部固視時よりも大きく回旋させたり、或いは内部固視が行えない場合に被検眼E又は僚眼の視線を誘導することで被検眼Eの向きを調整したりする固視方式である。そして、第8実施形態の複合機9では、ドットマトリクスLCD22を用いて周辺固視を行う。 Peripheral fixation is a fixation method in which the subject's eye E is rotated significantly in the desired direction by selectively illuminating multiple fixation holes (fixation lights) arranged around the objective lens 24. External fixation is performed using an external fixation light, and by adjusting the position of the light source of the external fixation light, the subject's eye can be rotated in any direction, or rotated more significantly than with internal fixation, or the direction of the subject's eye E can be adjusted by guiding the gaze of the subject's eye E or fellow eye when internal fixation is not possible. The multifunction device 9 of the eighth embodiment performs peripheral fixation using the dot matrix LCD 22.
第8実施形態のLCD制御部40は、被検眼Eの周辺固視が行われる場合に、操作部16に入力された選択操作に応じてドットマトリクスLCD22を制御して、その表示面22a内において対物レンズ24を囲むように配置され且つ従来の固視孔に対応する8個(8個以外でも可)の固視領域50を選択的に点灯させる。これにより、点灯した固視領域50から固視光が被検眼Eに投影され、周辺固視が実行される。 When peripheral fixation of the subject's eye E is performed, the LCD control unit 40 of the eighth embodiment controls the dot matrix LCD 22 in response to a selection operation input to the operation unit 16, selectively lighting up eight (or a number other than eight) fixation areas 50 that are arranged to surround the objective lens 24 on the display surface 22a and correspond to conventional fixation holes. As a result, fixation light is projected onto the subject's eye E from the lit fixation areas 50, and peripheral fixation is performed.
また、ドットマトリクスLCD22の表示面22aの表示面積が広い場合には、表示面22a内の任意の位置(操作部16で指定された位置)で固視領域50を点灯させて、この固視領域50から被検眼Eに投影する外部固視を行うことができる。 Furthermore, if the display area of the display surface 22a of the dot matrix LCD 22 is large, the fixation area 50 can be illuminated at any position on the display surface 22a (a position specified by the operation unit 16), and external fixation can be performed by projecting this fixation area 50 onto the subject's eye E.
なお、角膜曲率半径測定時又は角膜形状測定時にドットマトリスクLCDから角膜Ecに投影されるリングパターン光L1は赤外光であるが、被検眼Eの固視に用いられる固視光は可視光である。このため、第8実施形態では、赤外光の出射と可視光の出射とを切り替え可能なドットマトリスクLCD22、例えば赤外LED及び白色LEDの2種類を備えるドットマトリスクLCD22を用いることが好ましい。 Note that the ring pattern light L1 projected onto the cornea Ec from the dot matrix LCD when measuring the corneal radius of curvature or corneal shape is infrared light, but the fixation light used to fixate the subject's eye E is visible light. For this reason, in the eighth embodiment, it is preferable to use a dot matrix LCD 22 that can switch between emitting infrared light and visible light, for example, a dot matrix LCD 22 equipped with two types of LEDs: an infrared LED and a white LED.
以上のように第8実施形態では、ドットマトリクスLCD22から被検眼Eに対して固視光を投影することができるので、ドットマトリクスLCD22を固視光源(固視孔、外部固視灯)として兼用することができる。その結果、複合機9から固視光源を省略可能であるので、複合機9の部品数を削減して低コスト化を図ることができる。また、固視光源としてドットマトリクスLCD22を用いることで、固視光の光量、色、大きさ、及び位置などを任意に変更することができる。 As described above, in the eighth embodiment, fixation light can be projected from the dot matrix LCD 22 onto the subject's eye E, so the dot matrix LCD 22 can also be used as a fixation light source (fixation hole, external fixation light). As a result, the fixation light source can be omitted from the multifunction device 9, reducing the number of components in the multifunction device 9 and achieving cost reduction. Furthermore, by using the dot matrix LCD 22 as a fixation light source, the light intensity, color, size, position, etc. of the fixation light can be changed as desired.
なお、上記第8実施形態では、角膜測定装置10に対して光干渉断層計を組み合わせた複合機9を例に挙げて説明したが、角膜測定装置10に対して例えば眼底カメラなどの被検眼Eの固視を行う各種眼科装置を組み合わせた複合機9にも本発明を適用可能である。 In the above eighth embodiment, an all-in-one device 9 was described as combining an optical coherence tomography device with a corneal measurement device 10, but the present invention can also be applied to an all-in-one device 9 that combines various ophthalmic devices that perform visual fixation of the subject's eye E, such as a fundus camera, with a corneal measurement device 10.
[その他]
上記各実施形態では、ドットマトリクスLCD22から被検眼Eに各種光の投影を行っているが、有機EL(Electro Luminescence)、或いは液晶を用いずにLEDのみを集積したマイクロLEDディスプレイ等の公知のドットマトリクス方式のディスプレイを用いて被検眼Eに各種光の投影を行ってもよい。
[others]
In each of the above embodiments, various types of light are projected onto the subject's eye E from the dot matrix LCD 22, but various types of light may also be projected onto the subject's eye E using a known dot matrix display such as an organic EL (Electro Luminescence) display or a micro LED display that integrates only LEDs without using liquid crystal.
上記各実施形態では、角膜測定装置10としてケラトメータ、角膜トポグラファー装置、或いはケラトメータ等の複合機を例に挙げて説明したが、例えば、角膜Ecに対してスリット光を照射してこの角膜Ecの角膜内皮細胞からの反射光を受光して角膜内皮細胞を撮影する角膜内皮細胞撮影装置(スペキュラーマイクロスコープ)或いはその複合機にも本発明を適用可能である。 In the above embodiments, the corneal measurement device 10 has been described as a keratometer, a corneal topographer, or a combination device such as a keratometer. However, the present invention can also be applied to, for example, a corneal endothelial cell imaging device (specular microscope) or a combination device thereof that irradiates the cornea Ec with slit light and receives reflected light from the corneal endothelial cells of the cornea Ec to image the corneal endothelial cells.
9 複合機
10 角膜測定装置
12 測定ヘッド
14 駆動機構
16 操作部
20 レンズ保持部
22 ドットマトリクスLCD
22a 表示面
22b 貫通穴
23 画素
24 対物レンズ
26 撮像光学系
27 アライメント光学系
28 モニタ
30 制御装置
32 撮像制御部
34 アライメント制御部
36 角膜曲率半径演算部
38 モニタ制御部
40 LCD制御部
40a 入射角度演算部
40b 高さ位置演算部
42 角膜形状演算部
44 移動制御部
50 固視領域
C 点線円
D 前眼部像
D1,D2 点線円
E 被検眼
Ec 角膜
GP 格子パターン
H 高さ位置
L1 リングパターン光
L1M プラチドリング光
L2 戻り光
L3 格子パターン光
L4 照明パターン光
L5 アライメント光
LA リングパターン
LC ドットマトリクス
LP リングパターン
LPM プラチドリング
O1 光軸
9 Multifunction device 10 Corneal measurement device 12 Measurement head 14 Drive mechanism 16 Operation unit 20 Lens holding unit 22 Dot matrix LCD
22a Display surface 22b Through hole 23 Pixel 24 Objective lens 26 Imaging optical system 27 Alignment optical system 28 Monitor 30 Control device 32 Imaging control unit 34 Alignment control unit 36 Corneal curvature radius calculation unit 38 Monitor control unit 40 LCD control unit 40a Incident angle calculation unit 40b Height position calculation unit 42 Corneal shape calculation unit 44 Movement control unit 50 Fixation area C Dotted circle D Anterior eye segment images D1, D2 Dotted circle E Test eye Ec Cornea GP Grating pattern H Height position L1 Ring pattern light L1M Placido ring light L2 Return light L3 Grating pattern light L4 Illumination pattern light L5 Alignment light LA Ring pattern LC Dot matrix LP Ring pattern LPM Placido ring O1 Optical axis
Claims (15)
前記ディスプレイにより前記パターン光が投影された前記被検眼からの戻り光を撮像して、前記被検眼の前眼部像を出力する撮像光学系と、
前記撮像光学系から出力された前記前眼部像に基づき、前記パターン光の投影位置が、前記角膜の予め定められた目標位置となるように前記ディスプレイを制御する第1表示制御部と、
を備える角膜測定装置。 a dot matrix display that projects pattern light onto at least the cornea of the subject's eye and is capable of arbitrarily changing the shape of the pattern light;
an imaging optical system that captures an image of return light from the subject's eye onto which the pattern light is projected by the display, and outputs an image of an anterior segment of the subject's eye;
a first display control unit that controls the display based on the anterior eye image output from the imaging optical system so that a projection position of the pattern light is set to a predetermined target position of the cornea;
A corneal measurement device comprising:
前記第1表示制御部は、前記角膜曲率半径演算部の演算結果に基づき、前記ディスプレイを制御して、前記角膜に対する前記パターン光の前記投影位置を前記目標位置に補正する請求項1又は2に記載の角膜測定装置。3. The corneal measurement device according to claim 1, wherein the first display control unit controls the display based on the calculation result of the corneal curvature radius calculation unit to correct the projection position of the pattern light on the cornea to the target position.
前記ディスプレイにより前記パターン光が投影された前記被検眼からの戻り光を撮像して、前記被検眼の前眼部像を出力する撮像光学系と、
を備え、
前記パターン光がリングパターン光であり、
前記撮像光学系から出力された前記前眼部像に基づき、前記被検眼の角膜曲率半径を演算する角膜曲率半径演算部と、
前記角膜曲率半径演算部の演算結果に基づき、前記ディスプレイを制御して、前記角膜に対する前記リングパターン光の投影位置を予め定められた目標位置に補正する第1表示制御部と、
を備え、
前記角膜曲率半径演算部が、前記第1表示制御部により前記リングパターン光の前記投影位置が補正された場合に、前記撮像光学系から出力された前記前眼部像に基づき前記角膜曲率半径の再演算を行う角膜測定装置。 a dot matrix display that projects pattern light onto at least the cornea of the subject's eye and is capable of arbitrarily changing the shape of the pattern light;
an imaging optical system that captures an image of return light from the subject's eye onto which the pattern light is projected by the display, and outputs an image of an anterior segment of the subject's eye;
Equipped with
the pattern light is a ring pattern light,
a corneal curvature radius calculation unit that calculates a corneal curvature radius of the subject's eye based on the anterior eye image output from the imaging optical system;
a first display control unit that controls the display based on a calculation result of the corneal curvature radius calculation unit to correct a projection position of the ring pattern light on the cornea to a predetermined target position;
Equipped with
a corneal radius of curvature calculation unit that recalculates the corneal radius of curvature based on the anterior segment image output from the imaging optical system when the projection position of the ring pattern light is corrected by the first display control unit.
前記ディスプレイを制御して、前記角膜に投影される前記リングパターン光のリング径を複数回変更する第2表示制御部と、
前記第2表示制御部による前記リング径の変更が行われる場合に、前記リング径ごとに前記撮像光学系による前記戻り光の撮像を実行させる第1撮像制御部と、
前記撮像光学系により前記リング径ごとに撮像された前記前眼部像に基づき、前記被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部と、
を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の角膜測定装置。 the pattern light is a ring pattern light,
a second display control unit that controls the display to change a ring diameter of the ring pattern light projected onto the cornea a plurality of times;
a first imaging control unit that, when the ring diameter is changed by the second display control unit, causes the imaging optical system to capture an image of the returned light for each of the ring diameters;
a corneal shape calculation unit that calculates a corneal shape of the subject's eye based on the anterior eye image captured by the imaging optical system for each ring diameter;
The corneal measurement device according to claim 1 , further comprising:
前記被検眼に対して前記測定ヘッドを、前記撮像光学系の光軸方向に沿って相対移動させる駆動機構と、
前記駆動機構により前記被検眼に対して前記測定ヘッドが前記光軸方向に相対移動される場合に、前記光軸方向に沿った互いに異なる複数の撮像位置で前記撮像光学系による前記戻り光の撮像を実行させる第2撮像制御部と、
前記撮像光学系により前記撮像位置ごとに撮像された前記前眼部像に基づき、前記被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部と、
を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の角膜測定装置。 a measurement head including the display and the imaging optical system;
a drive mechanism that moves the measurement head relative to the subject's eye along the optical axis of the imaging optical system;
a second imaging control unit that causes the imaging optical system to capture images of the return light at a plurality of imaging positions that are different from each other along the optical axis when the measurement head is moved relative to the eye to be examined in the optical axis direction by the drive mechanism; and
a corneal shape calculation unit that calculates a corneal shape of the subject's eye based on the anterior eye image captured by the imaging optical system at each imaging position;
The corneal measurement device according to claim 1 , further comprising:
前記表示面に表示される前記リングパターンに対してアンチエイリアシング処理を施す第3表示制御部を備え、
前記ディスプレイが、前記パターン光として、前記アンチエイリアシング処理が施された前記リングパターンに対応するリングパターン光を前記角膜に投影する請求項1から9のいずれか1項に記載の角膜測定装置。 the display has a display surface that displays a ring pattern;
a third display control unit that performs anti-aliasing processing on the ring pattern displayed on the display surface;
The corneal measurement device according to claim 1 , wherein the display projects, as the pattern light, a ring pattern light corresponding to the ring pattern that has been subjected to the anti-aliasing process onto the cornea.
前記撮像光学系から出力された前記前眼部像に基づき、前記被検眼の角膜形状を演算する角膜形状演算部を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の角膜測定装置。 the display projects the grid-shaped pattern light onto the cornea;
5. The corneal measurement device according to claim 1, further comprising a corneal shape calculation unit that calculates a corneal shape of the subject's eye based on the anterior eye image output from the imaging optical system.
前記被検眼に対して前記測定ヘッドを相対移動させる駆動機構と、
を備え、
前記ディスプレイが、前記被検眼に対する前記測定ヘッドのアライメントに用いられるアライメント光を前記角膜に投影可能であり、
前記ディスプレイから前記角膜に対して前記アライメント光が投影された場合に、前記撮像光学系から出力された前記前眼部像に基づき、前記駆動機構を駆動して、前記被検眼に対する前記測定ヘッドのアライメントを実行するアライメント制御部を備える請求項1から12のいずれか1項に記載の角膜測定装置。 a measurement head including the display and the imaging optical system;
a drive mechanism that moves the measurement head relative to the eye to be examined;
Equipped with
the display is capable of projecting alignment light used for aligning the measurement head with respect to the subject's eye onto the cornea;
13. The corneal measurement device according to claim 1, further comprising an alignment control unit that, when the alignment light is projected from the display onto the cornea, drives the drive mechanism based on the anterior eye image output from the imaging optical system to align the measurement head with the subject's eye.
前記対物レンズを収納する筒形状のレンズ保持部と、
前記ディスプレイに形成され且つ前記レンズ保持部が貫通する貫通穴と、
を備え、
前記ディスプレイが、前記レンズ保持部に外嵌固定されている請求項1から14のいずれか1項に記載の角膜測定装置。
an objective lens that transmits the return light from the subject's eye and outputs the return light to the imaging optical system;
a cylindrical lens holding portion that houses the objective lens;
a through hole formed in the display and through which the lens holding portion passes;
Equipped with
The corneal measurement device according to any one of claims 1 to 14 , wherein the display is fitted and fixed to the outside of the lens holding portion.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000516500A (en) | 1996-08-12 | 2000-12-12 | ジィエックス コーポレーション | Method and apparatus for measuring features of eyes using virtual images |
| JP2005237901A (en) | 2004-03-01 | 2005-09-08 | Nidek Co Ltd | Ophthalmological device |
| US20110090459A1 (en) | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Christian Rathjen | Device and method for measuring a cornea |
| JP2012010798A (en) | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nidek Co Ltd | Ophthalmologic device |
| JP2019208856A (en) | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 株式会社ニデック | Ophthalmologic measurement apparatus |
| JP2021029651A (en) | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社トプコン | Ophthalmologic device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467150A (en) * | 1993-05-26 | 1995-11-14 | Nikon Corporation | Apparatus for measuring a cornea shape |
| JPH0975306A (en) * | 1995-09-08 | 1997-03-25 | Canon Inc | Corneal shape measuring device |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000516500A (en) | 1996-08-12 | 2000-12-12 | ジィエックス コーポレーション | Method and apparatus for measuring features of eyes using virtual images |
| JP2005237901A (en) | 2004-03-01 | 2005-09-08 | Nidek Co Ltd | Ophthalmological device |
| US20110090459A1 (en) | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Christian Rathjen | Device and method for measuring a cornea |
| JP2012010798A (en) | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Nidek Co Ltd | Ophthalmologic device |
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