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JP2004216147A - 眼科用レフラクトメータ - Google Patents

眼科用レフラクトメータ Download PDF

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JP2004216147A JP2004003005A JP2004003005A JP2004216147A JP 2004216147 A JP2004216147 A JP 2004216147A JP 2004003005 A JP2004003005 A JP 2004003005A JP 2004003005 A JP2004003005 A JP 2004003005A JP 2004216147 A JP2004216147 A JP 2004216147A
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Abstract

【課題】公知技術の欠点を回避した新規な眼科用レフラクトメータを提供すること、簡単に、非常に良好な測定結果を達成することができる眼科用レフラクトメータを利用するための方法を提供すること。
【解決手段】オプトメータシステム及び観測システムは、所定の基準位置に対して相互に相対的に同期して調整され、視標が少なくとも部分的に輪郭がシャープに網膜上に投影される調整位置と基準位置との差から、眼の屈折力パラメータが特定される眼科用レフラクトメータにおいて、観測システムに設けられたデジタル撮像装置を用いて、網膜上に投影された視標のデジタル画像データを撮影することができ、撮影時に得られた画像データを、画像処理ユニットでデジタル画像処理することによって屈折力パラメータを決定する。
【選択図】図5

Description

本発明は、眼の対物屈折度測定用の眼科用レフラクトメータであって、視標を眼の網膜上に投影するためのオプトメータシステム、及び、網膜上に投影された視標の観測用の観測システムを有しており、オプトメータシステム及び観測システムは、所定の基準位置に対して相互に相対的に同期して調整することができ、視標が少なくとも部分的に輪郭がシャープに網膜上に投影される調整位置と基準位置との差から、眼の屈折力パラメータが特定可能である眼科用レフラクトメータに関する。
本発明は、眼の対物屈折度測定用の眼科用レフラクトメータの作動方法であって、視標を眼の網膜上に投影するためのオプトメータシステム、及び、眼の網膜上に投影された視標の観測用の観測システムを有しており、オプトメータシステム及び観測システムは、所定の基準位置に対して相互に相対的に同期して調整することができ、視標が少なくとも部分的に輪郭がシャープに網膜上に投影される調整位置と基準位置との差から、眼の屈折力パラメータが特定可能である眼科用レフラクトメータの作動方法に関する。
その種の眼科用レフラクトメータは、従来技術から公知であり、眼の対物屈折度測定用に使われる。眼科用レフラクトメータは、眼の障害の早期発見、並びに、メガネを作る際に基本的な前提である。
人間の眼は、光線をとらえて、フォーカシングすることによって働く。光線は、角膜、房水、水晶体、硝子体を通過する際にフォーカシングされる。理想的には、これらの構成要素を透過後、光の焦点は網膜上に位置しており、その結果、網膜上に周囲環境の輪郭がシャープな像が投影される。従って、通常の視力、つまり、屈折異常のない場合には、無限遠距離から眼に入射して、網膜上にフォーカシングするような光の焦点によって特徴付けられる。
眼の屈折異常により、非正視の人がたくさんおり、つまり、光の焦点が網膜上ではなく、網膜の少し手前の点上であるか(近視)、又は、網膜の少し後ろ側の点上であるか(遠視)によって特徴付けられる。そのような、1次屈折力の異常は、球状に形成されたレンズによって補正することができ、その結果、球状レンズを、眼のレンズ系と組み合わせることによって、光を網膜上にフォーカシングすることができるようになる。
この1次屈折力の異常には、2次の屈折力異常、所謂乱視も併発していることがある。眼が、異なった経線で異なった屈折異常を有している場合に、乱視となる。そのような、2次の屈折力異常は、球面レンズに円柱レンズを付加的に組み合わせることによって補正することができる。そのために、1次及び2次の屈折力異常を補償するのに適したメガネレンズの製造時に、通常、3つのパラメータからなるパラメータセットで、1次及び2次の屈折力異常を一義的に記述することができる。第1の屈折力パラメータD1により、第1の主軸方向での眼の屈折力が示される。第2の屈折力パラメータD2により、第2の主軸での眼の屈折力が示される。屈折力パラメータD1及びD2は、通常ジオプトリーで示される。第3の屈折力パラメータαは、垂直方向、乃至、水平方向に対して相対的な主軸の角度を示し、結局、垂直方向乃至水平方向に対して相対的に円柱レンズの長手方向軸が延びている角度に相応している。
公知の眼科用レフラクトメータを用いて、眼の種々の屈折力パラメータを測定することができる。そのために、各眼科用レフラクトメータに、眼の網膜上に視標を投影するためのオプトメータシステム、及び、網膜上に投影される視標の観測用の観測システムが設けられている。
その際、適切なビームスプリッタにより、眼に入射するビーム路(オプトメータシステム)を、眼から出射するビーム路(観測システム)から分離することができるようになる。オプトメータシステムと観測システムとは、当該各システムの光学特性が相応に変化して、所定の基準位置に対して相互に相対的に同期して位置調整するとよい。その際、基準位置は、光学特性が、屈折異常のない理想的な眼に相応している検査体を用いて、視標をオプトメータシステムによってフォーカシングされるように投影され、観測システムによって輪郭がシャープに観測されるような調整位置に相応している。屈折異常のある眼が、眼科用レフラクトメータによって観察される場合、眼科用レフラクトメータの基準位置で、視標が網膜上にアンシャープに投影され、相応してアンシャープに観測システムによって観察される。
測定時には、オプトメータシステムと観測システムとは、視標が網膜上にフォーカシングされて投影され、輪郭がシャープに観測システムによって観測することができるように同期して位置調整される。その際、この調整位置と基準位置との偏差から、屈折力パラメータを特定することができる。
眼に比較的高次の屈折異常がある場合、屈折異常の次数に相応する個数の種々の位置の各視標が、各々部分的に輪郭がシャープに網膜上に投影される。この認識から、比較的高次の屈折異常も、眼科用レフラクトメータを相応に位置調整することによって検出することができる。
水平方向乃至垂直方向に対して相対的な主軸の位置を示す角度αの測定のために、例えば、所謂Raubitscheck曲線(”Raubitscheck−Kurve”)を視標として使うことができる。このRaubitscheck曲線が、視標が最初に網膜上にフォーカシングされる位置に旋回されると、角度αを検出することができる。
観測システム内に、1つ乃至2つの接眼レンズが設けられていて、治療者が、この接眼レンズを通して、網膜上に投影された視標を観測することができる眼科用レフラクトメータが公知技術から公知である。この各システムの欠点は、屈折異常の測定が治療者にとって比較的大変な作業であり、しかも、測定精度が各治療者の注意力によって左右されてしまう点にある(例えば、特許文献1乃至2参照)。
観測システム内に、電子測定信号処理用の装置が設けられている眼科用レフラクトメータが公知技術から公知である(特許文献3乃至4参照)。それによると、電子測定信号の相応の評価によって、視標が網膜上にフォーカシングする眼科用レフラクトメータの調整位置を決めることができる。この装置の欠点は、高い装置技術上のコストを必要とし、むしろ、不十分な測定品質しか提供できない。
米国特許第4410243号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第3014907号公報 ドイツ連邦共和国特許公開第3037481号公報 ドイツ連邦共和国特許公開第3102450号公報
そのため、本発明の課題は、前述の公知技術の欠点を回避した新規な眼科用レフラクトメータを提供することにある。更に、本発明の課題は、簡単に、非常に良好な測定結果を達成することができる眼科用レフラクトメータを利用するための方法を提供することにある。
この課題は、本発明によると、冒頭に記載した眼科用レフラクトメータにおいて、観測システムに、デジタル撮像装置とデジタル画像処理ユニットとが設けられており、デジタル撮像装置を用いて、網膜上に投影された視標のデジタル画像データを撮影することができ、撮影時に得られた画像データを、画像処理ユニットでデジタル画像処理することによって屈折力パラメータを決定するように評価することができることにより解決される。
この課題は、本発明によると、冒頭に記載した眼科用レフラクトメータの作動方法において、オプトメータシステムと観測システムとの種々異なる調整時に、デジタル撮像装置を用いて複数のデジタル画像データセットを撮像して、オプトメータシステムと観測システムとの対応付けられた各調整パラメータと一緒に記憶し、個別画像データセットの各々によって、各調整時に網膜上に投影された視標を示し、画像処理ユニットで、画像データセットを、デジタル画像処理によって評価して、各画像データセットに輪郭がシャープな評価値を配属し、評価ユニットにより、画像データセットの輪郭がシャープな評価値を評価して、輪郭がシャープな評価値用の相対最大値となるように調整位置を決め、評価ユニットで、輪郭がシャープな評価値用の相対最大値となる調整位置と、基準位置との差から屈折力パラメータを特定することにより解決される。
有利な実施例は、従属請求項の対象である。
本発明によると、眼科用のレフラクトメータの観測システムに、画像処理ユニットと接続されたデジタル撮像装置が設けられている。画像処理ユニットは、例えば、相応の適切なソフトウェアがインストールされた標準コンピュータの形式で構成することができる。それに対して択一的に、ハードウェアにより構成された画像処理ユニットでもよい。眼科用レフラクトメータの通常の機能に相応して、視標が眼の網膜上に投影されて、デジタル撮像装置を用いて撮像される。そのようにして得られた、網膜上に投影された視標のデジタル画像データは、画像処理ユニットで評価されて、眼の1つ又は複数の屈折力パラメータが決められる。
本発明の有利な実施例によると、デジタル撮像装置は、CCDチップの形式で形成されている。その種のCCDチップは、充分に高い分解能を有しており、コスト上有利に利用することができる。
オプトメータシステムと観測システムとを、どのようなやり方で、同期して位置調整するかは、基本的に任意である。オプトメータシステムと観測システムとを位置調整し、両調整移動を同期する種々の手段が従来技術から公知である。眼科用レフラクトメータの特に簡単な構造の構成では、眼科用レフラクトメータにリニアに位置調整可能な調整ユニットを設け、この調整ユニットに、第1の偏向要素と第2の偏向要素とが取り付けられている。その際、第1の偏向要素は、オプトメータシステムのビーム路内に設けられ、それに対して、第2の偏向要素は、観測システムのビーム路内に設けられている。その際、両偏向要素は、調整ユニットのリニアな調整によってオプトメータシステムと観測システム内のビーム路の長さが変えられるように構成されて設けられている。両偏向要素は、同様にして調整ユニットと接続されているので、調整ユニットを簡単にリニアに調整することによって、オプトメータシステムのビーム路の長さと、観測システムのビーム路の長さとを同期して変えるようにすることができる。
両偏向要素の構成的な実施例では、多数の実施例にすることができる。有利な実施例では、各偏向要素は、各々2つの反射要素、例えば、オプトメータシステム乃至観測システムのビーム路内に設けられているミラー又はミラープリズムによって構成されている。その際、両反射要素は、各ビーム路内にトロンボーンのスライダ式音栓状部を形成しており、即ち、光ビームが、各反射要素で2回90°偏向され、その際、第1の反射要素に入射する光ビームと、第2の反射要素から出射する光ビームとの距離は一定のままである。オプトメータシステム乃至観測システムのビーム路内で、そのようなトロンボーンのスライダ式音栓状部に光を偏向することによって、簡単に、調整ユニットに対状に設けられた反射要素をリニアに位置調整することによって、各ビーム路の長さを延長することができる。
製造時の許容偏差に求められる要求を下げるために、特に有利には、調整ユニットの偏向要素が調整可能に支承される。そうすることによって、眼科用レフラクトメータの組立時に、偏向要素を正確に調整ユニットに位置調整して、正確に測定することができるようになる。事後に測定誤差が検出された場合でも、偏向要素を相応に調整することによって、正確に測定することができるようになる。
観測システムでのビーム路の長さをオプトメータシステムでのビーム路の長さと正確に一致することは、眼の屈折力を正確に測定するのに決定的に重要である。相応に異なったビーム路で案内する場合でも、両ビーム路の長さを正確に一致するために、第1の偏向要素と第2の偏向要素との間に、調整方向にずれがあるようにするとよい。このずれにより、予め調整されるオフセットが生じ、他方のビーム路部の長さの差によって補償することができる。
位置調整用の調整ユニットを駆動するやり方は、基本的には任意である。しかし、有利な実施例によると、調整ユニットは、電子サーボモータで駆動される。その種のサーボモータから、その都度の実際調整位置がセンサのように検出することができ、眼科用レフラクトメータの相応の調整値として評価ユニットに転送することができる。更に、そのようなサーボモータを位置調整するようにしてもよく、それにより、調整ユニットを正確に所定位置にすることができ、この所定位置で、その都度、網膜に投影された視標がデジタル撮影される。その際、サーボモータは、ステップモータの形式で駆動するとよく、その結果、調整ユニットを調整路に沿って等間隔ステップで位置調整することができる。その際、調整ユニットの相互に等間隔で離隔した保持点で、その都度1回ずつデジタル撮影を行って、後続して、評価ユニットで評価することができる。
主軸角αの検出のために、例えば、所謂Raubitschek曲線(”Raubitschek−Kurve”)を用いるとよい。しかし、この特殊な視標は、経験豊富な治療者によって調整される必要があり、つまり、比較的時間コストがかかる。そのために、視標として、中心点から外側に延びた複数の輪郭移行部がある中心点対称な輪郭像を用いることが提案されている。その際、視標は、有利には、交互に配置された多数の明暗領域を有していなければならない。殊に、形状が「シーメンスシュテルン」(”Siemensstern”)に相応している視標は、本発明の眼科用レフラクトメータで使用するのに適している。
本発明の、眼科用レフラクトメータの作動方法は、先ず、デジタル撮影装置を持ったオプトメータシステム乃至観測システムの種々の調整時に、複数のデジタル画像データセットが撮影されて、各々対応する調整パラメータと一緒に記憶される。オプトメータシステム乃至観測システム乃至リニアに調整可能な調整ユニットの調整のために、この調整ユニットが調整路に沿って移動するようにされており、その際、所定の保持点で、その都度、網膜に投影された視標が撮影される。このデジタル撮影の各々が、1つの画像データセットを形成し、各々の調整量と一緒に、即ち、例えば、相応のリニアな調整値と一緒に記憶される。
そのようにして得られた画像データセットは、本発明によると、画像処理ユニットでデジタル画像処理によって評価される。その際、第1の実施例によると、第1の実施例によると、画像処理は、リアルタイムで行うことができ、その結果、画像データセットを、デジタル撮影装置による撮影と並行して、画像処理ユニットで評価される。しかし、そのようなリアルタイム処理の際には、非常に高い計算効率が必要である。そのような計算効率が利用できない場合には、画像データセットが先ず記憶され、全ての画像データセットの撮影が終わった後始めて評価される。こうすることによって、撮影を極めて迅速に行うことができ、その結果、治療者は、治療者の眼を極めて比較的短時間で眼科用レフラクトメータの前に位置付ける必要がある。
相応に適切な算出方法を用いることによって、画像処理ユニット内で、各画像データセットに、少なくとも1つの輪郭がシャープな値が配属される。つまり、言い換えると、画像処理ユニットによって、視標を網膜上に輪郭がシャープな結像を評価して、1つ又は複数のパラメータを用いて分類することができる。
全ての画像データセットに対して、輪郭がシャープな評価用のパラメータがある場合、これは、例えば、標準的なコンピュータにインストールされたソフトウェアによって構成することができる評価ユニットで評価される。それから、この評価ユニットによって、眼科用レフラクトメータをどのように調整すれば、輪郭がシャープな評価用の相対最大値が得られるのか決められる。つまり、この、輪郭のシャープさの評価の相対最大値は、眼の屈折力にとって特徴的であり、その結果、評価ユニットで、輪郭のシャープさの評価用の相対最大値が生じる調整量と基準調整量との差から、検査すべき眼の屈折力パラメータが導出される。
眼科医療では、通常、1次及び2次の屈折誤差が考慮される。そのために、特に有利には、評価ユニットで、画像データセットが、高々相対的な2つの最大値で検出することができる。相対最大値が配属された、眼科用レフラクトメータの調整量から、2つの屈折力主軸で屈折力パラメータを導出することができ、その結果、屈折力誤差の補正に必要な球面円柱レンズの製造用の通常パラメータのデータを迅速に換算することができる。
両主軸での屈折力補正用の2つのジオプトリー値の他に、更に角度αも求める必要がある場合、有利な方法の変形実施例を用いることができる。この方法の変形実施例では、視標として、中心点から外側に延びた複数の輪郭移行部がある、中心点対称な輪郭像を用いることができる。検査される眼が2次の屈折誤差を有している場合、それにより、眼科用レフラクトメータが調整されていない際に、この中心点対称な輪郭像は完全にフォーカシングして投影されるようになる。むしろ、輪郭のシャープさの評価用の相対最大値の画像データセットも領域毎にしか輪郭がシャープでない。それに対して、他の領域は、このような、輪郭のシャープさの評価用の相対最大値の画像データセットでも、少しぼやけてしか投影されない。角度αを導出するために、輪郭のシャープさの評価用の相対最大値のある画像データセットで、最大に輪郭がシャープな視標が投影された各輪郭移行部がサーチされる。この、最大に輪郭がシャープな輪郭移行部と、垂直方向乃至水平方向との角度差γから、角度αが導出される。
方法の実施時に必要な、画像データセットの輪郭がシャープな評価のために、種々の算出アルゴリズムを使用することができる。
眼科用レフラクトメータに、眼の位置固定用の固定照射部が、観測システムを用いて、眼の眼底、殊に、視神経乳頭部を撮影することができる位置に設けられている場合、眼科用レフラクトメータを、比較的大きな付加的な手段を用いずに、眼底カメラとして利用することができる。眼底の構造化されていない照射のために、単に1つの相応の適切な照射装置を設けさえすればよい。画像データの相応の評価によって、殊に、視神経乳頭部の窩(Exkavitation)の深さも測定することができる。
以下、本発明について、図示の実施例を用いて説明する。
図1には、健常視での眼01の状態が、横断面略図で示されている。図1に示されているように、光ビーム02は、平行に無限遠から到来して角膜03を通って眼01に入射し、つまり、角膜03、房水04、レンズ05及び硝子体06に入射する。光ビーム02は、角膜03、房水04、レンズ05及び硝子体06の屈折力によって、図1に示されているように、健常視の場合には、眼01の網膜07に位置している焦点にフォーカシングされる。
それに対して、図2に示されているように、眼08が近視である場合、無限遠から平行に入射した光ビーム02は、網膜07上ではなくて、網膜の少し手前でフォーカシングされ、その結果、網膜07上には、シャープでない投影しか形成されない。
それに対して、図3に示されているように、眼09が遠視である場合、無限遠から平行に入射した光ビーム02は、網膜07の少し後ろ側でフォーカシングされ、つまり、網膜07上の投影はぼやける。
図2及び図3に示された非正視は、1次の屈折異常と呼ばれ、球面に形成された眼鏡レンズを付けることによって補正することができる。その際、相応の球面眼鏡レンズは、無限遠から平行に入射した光ビームが、網膜07上でフォーカシングするように形成される。
図2及び図3に示された1次屈折異常の他に、眼に、2次屈折異常が生じることもある。そのような、2次の屈折異常とは、眼の屈折力があらゆる個所で等しいとは限らず、垂直方向乃至水平方向に対して相対的な角度に依存していることである。そのような、2次の屈折異常は、補正用円柱レンズによって補償することができる。そのために、眼鏡又はコンタクトレンズのような、通常の視覚補助では、眼鏡又はコンタクトレンズの製造のために、3つの屈折力パラメータが示されている。第1の屈折力パラメータD1により、補正用球面レンズの屈折力が示される。屈折力パラメータD2によって、補正用円柱レンズの屈折力が示される。その際、屈折力は、ジオプトリーで示される。第3の屈折力パラメータにより、補正用円柱レンズの中心軸が、水平方向乃至垂直方向に対して相対的に延在している角度αが示される。
図4には、補正用球面円柱レンズを前方から見た略図が示されている。この補正レンズは、補正用球面レンズ10、及び、その前方乃至後方に配置された補正用円柱レンズ11との組み合わせからなることが分かる。図4に示された補正レンズの記述のために、補正用球面レンズ10の屈折力、補正用円柱レンズ11の屈折力、補正用円柱レンズの中心軸12と、水平方向(乃至垂直方向)との角度αを示す必要がある。
図5には、本発明の眼科用レフラクトメータ13を上方から見た略図が示されている。眼科用レフラクトメータ13は、オプトメータシステムを有しており、このオプトメータシステムによって、ビーム路14を検査すべき眼Aの網膜上に配向することができる。更に、眼科用レフラクトメータ13は、観測システムを有しており、その結果、ビーム路15を介して、検査される眼の網膜を観測することができる。
眼科用レフラクトメータ13のオプトメータシステムは、実質的に、光源16(例えば、LED照射装置の形式で構成することができる)、視標ホルダー17(この視標ホルダー17に視標18(図7参照)が取り付けられている)、固定して取り付けられた2つの反射要素19、坦体要素20(この坦体要素に2つのレンズ21及び22が設けられている)、第1の偏向要素23(この偏向要素に2つの反射要素24及び25が設けられている)及び1つのミラープリズム26から構成されている。光源16、視標ホルダー17、反射要素19、レンズ21及び22の坦体要素20、及び、ミラープリズム26は、基板51上に固定して取り付けられている。それに対して、反射要素24及び25を有する偏向要素23は、スリットの形式で形成された調整ユニット27に調整可能に取り付けられている。調整ユニット27は、スピンドルナット28、駆動スピンドル29及び伝動装置30を介してサーボモータ31と係合されており、その結果、サーボモータ31の駆動によって、調整ユニット27を移動方向矢印32の方向に位置調整することができる。そのために、調整ユニット27は、基板51上に調整可能に取り付けられている2つのレール33及び34上で、リニアに位置調整可能に支承されている。
オプトメータシステムのビーム路14から分かるように、光源16から放射された光は、視標ホルダー17を貫通し、その結果、視標ホルダーに取り付けられた視標18の輪郭像が形成される。反射要素19,24,25及びミラープリズム26での反射面での反射によって、光ビームは、眼Aの網膜上に偏向され、その結果、網膜上に、視標18の輪郭像が投影される。ビーム路14の長さは、調整ユニット27の位置調整によって延長乃至短縮することができる。そのために、第1の偏向要素23の反射要素24及び25を、左側の反射要素19に及びミラープリズム26に対して相対的に配置構成することによって、所謂、トロンボーンのスライダ式音栓状部が形成される。そのために、調整ユニット27を基準ユニットを中心にして位置調整することによって、各々正確な2つの基準ユニットを中心にして、ビーム路14を短縮乃至延長することができるようになる。
眼科用レフラクトメータ13の観測システムは、坦体要素35(この坦体要素に2つのレンズ36及び37が取り付けられている)、第2の偏向要素38(この偏向要素に2つの反射要素39及び40が取り付けられている)、反射要素41及びデジタル撮影装置42(CCDチップの形式で構成されている)から構成されている。
観測システムのビーム路15から分かるように、眼Aの網膜上に投影された輪郭像は、網膜で反射され、反射要素39,40,41での反射によって、撮影装置42を用いて観測することができる。レンズ36及び37を有する坦体要素35及び反射要素41は、基板51に固定して取り付けられている。反射要素39及び41を有する第2の偏向要素38は、第1の偏向要素23に相応して調整ユニット27に調整可能に取り付けられており、従って、サーボモータ31の駆動によって、第1の偏向要素23と同期して位置調整することができる。両偏向要素23及び38を一緒に調整ユニット27に取り付けて、各々1つのトロンボーンのスライダ式音栓状部のビーム路部分を形成することによって、オプトメータシステムと観測システムの位置調整時の同期を極めて著しく簡単にすることができる。つまり、調整移動を同期して伝達するために、両システムを機械的に結合する必要はないからである。ビーム路14及びビーム路15は、正確に同じ長さである必要があるので、偏向要素23及び38は、調整ユニット27にずれ43を以て取り付けられている。このずれ43によって、種々異なる反射要素の種々異なる配置構成から生じる、ビーム路14及び15の経路長さの差が補償される。
ビーム路14及び15は、各々2つのレンズ21及び22乃至36及び37を透過するので、調整ユニット27が位置調整を行い、この位置調整によって、ビーム路14及び15が短縮したり、延長したりして、オプトメータシステム及び観測システム内でのフォーカシングが変えられる。その際、このフォーカシングの位置調整は、各々相互に同期して行われる。つまり、調整ユニット27に偏向要素23及び38を一緒に設けることによって、ビーム路14及び15での経路長を各々正確に同じように変えられるからである。
眼科用レフラクトメータ13を使用する前に、このレフラクトメータ13は、先ず較正されなければならない。そのために、眼Aの代わりに、テスト体が使用される。このテスト体の光学特性は、屈折誤差のない理想的な眼に相応している。続いて、調整ユニット27は、調整路に沿って、撮影装置42によって、投影視標18の輪郭がシャープな画像が撮影される迄、位置調整される。調整ユニット27の相応の位置は、基準位置乃至ゼロ位置として記憶されている。
眼Aの屈折力パラメータの測定のために、以下のように行われる:
先ず、調整ユニット27がサーボモータ31の駆動によって調整領域の後ろ側の限界に至る迄動かされる(図5に示された位置に相応している)。その後、眼Aは、治療者によって、眼科用レフラクトメータ13の基板51に対して相対的に配向される。そのために、治療者は、ミラープラズマ26で偏向することによって、眼Aを直接観測することができる装置44を利用する。続いて、装置44を用いて、上から固定マークをミラープリズム26を介して眼A内で集束して、眼の瞳孔が所定の軸内に固定されるようになる。
このようにして、眼Aが最適に配向された後、光源16が作動されて、視標18が眼Aの網膜上にビーム路14を介して投影されるようになる。網膜上での投影は、このような、網膜上での投影は、ビーム路15によって撮影装置42によって観測され、その結果、撮影装置42は、デジタル画像を形成し、第1の画像データセットとして記憶される。続いて、調整ユニット27は、所定の値だけ、移動方向矢印32の方向に手前の方に動かされ、スタート位置に対して所定の間隔をおいて新たに留まる。このように、ビーム路14及び15を新たにフォーカシングすることによって、新規に、デジタル画像が撮影装置42を用いて撮影されて、別の画像データセットとして記憶される。このようにして、調整ユニットは、続いて、多数の等間隔ステップで前の方動き、各個別保持点で、撮影装置42を用いて、網膜上に投影された視標18のデジタル画像が撮影されて、記憶される。画像データセットの記憶の際、更に、各画像データセットに、調整ユニット27乃至サーボモータ31の、基準又はゼロ位置に対して相対的な位置も添えられ、相応に対応付けられて記憶される。調整ユニット27が調整領域の前方端に達すると即座に、治療者は、眼Aを再度、固定位置から離すことができる。この撮影周期が終了した後、網膜上に投影された視標17の多数のデジタル撮影画像からなるデータ量を利用することができ、その際、各撮影画像に、基準又はゼロ位置に対して相対的な、調整ユニット27の所定の位置が配属される。
直ぐ次のステップで、個別画像データセットが、例えば、適切なソフトウェアを標準コンピュータにインストールすることによって構成することができる画像処理ユニットによって解析される。その際、相応の適切な解析アルゴリズムによって、各画像データセットに少なくとも1つの値Yが配属される。その際、このYによって、画像データセットによって示される画像の輪郭のシャープさが、クラス分けされる。
図6には、1測定周期での種々異なる画像データセットの輪郭のシャープさの評価Yが、調整ユニット27の調整領域に亘って記載されているダイアグラムが略示されている。輪郭のシャープさの評価用の値は、調整ユニット27の調整領域内で2つの相対最大値46をとることが分かる。調整ユニット27の、較正時に確定された基準位置に対して相対的に配属された調整値X1及びX2から、球面円柱状補正レンズの屈折力によって決められる、両屈折力パラメータD1及びD2を導出することができる。
眼科用レフラクトメータ13での測定から角度αも導出することができるためには、図8に示されているテストマークが用いられる。このテストマーク18は、多数の明暗領域47及び48を有するシーメンスシュテルンSiemens−Sternsの形式で構成されている。この明暗領域47及び48は、円弧状に形成され、その結果、外側に向かって延びている輪郭移行部49がある中心点対称な輪郭が形成される。
図8に示されたデジタル撮影画像50は、位置X2に位置しているような、即ち、低い相対最大値46で撮影されたような、テストマーク18を撮影したものを示している。その際、図8に示されている図は、単に例として理解すべきである。つまり、実際の撮影画像では、眼Aの2次屈折誤差によって、テストマーク18の部分領域しか輪郭のシャープさに投影されず、それに対して、他の領域は少しぼやけている。
適切な画像処理アルゴリズムによって、デジタル撮影画像50で、画像50内での相対的に最高の輪郭がシャープな値を有する輪郭移行部49aが決められる。それから、垂直方向乃至水平方向との角度γから、適切な換算によって、屈折力バラメータ、即ち、角度αを導出することができる。
健常眼の横断略図。 近視眼の横断略図。 遠視眼の横断略図。 1次及び2次屈折誤差の補正用の球面円柱レンズを前方から見た略図。 眼科用レフラクトメータを上方から見た略図。 眼科用レフラクトメータの調整路に亘って記載された視標の種々異なった撮影の輪郭がシャープな評価の測定ダイアグラムの略図。 眼の網膜上に投影するのに適切な視標の輪郭像。 図7に示された指標の、網膜上への投影像の撮影略図。
符号の説明
01 眼(健常視)
02 光ビーム
03 角膜
04 房水
05 レンズ
06 硝子体
07 網膜
08 眼(近視)
09 眼(遠視)
10 補正用球面レンズ
11 補正用円柱レンズ
12 中心軸(補正用円柱レンズ)
13 眼科用レフラクトメータ
14 オプトメータシステムのビーム路
15 観測システムのビーム路
16 光源(LED)
17 テストマークホルダー
18 テストマーク
19 反射要素
20 坦体要素
21 レンズ
22 レンズ
23 第1の偏向要素
24 反射要素
25 反射要素
26 ミラープリズム
27 調整ユニット
28 スピンドルナット
29 駆動スピンドル
30 伝動装置
31 サーボモータ
32 調整方向
33 レール
34 レール
35 坦体要素
36 レンズ
37 レンズ
38 第2の偏向要素
39 反射要素
40 反射要素
41 反射要素
42 デジタル撮影装置
43 第1及び第2の偏向要素間のずれ
44 固定マークの集束用、及び、眼の直接観測用の装置
45 輪郭のシャープさの評価Yの第1の相対最大値
46 輪郭のシャープさの評価Yの第2の相対最大値
47 テストマークの明領域
48 テストマークの暗領域
49 輪郭移行部
50 デジタル撮影画像
51 基板
A 眼

Claims (22)

  1. 眼(A)の対物屈折度測定用の眼科用レフラクトメータ(13)であって、視標(18)を前記眼(A)の網膜上に投影するためのオプトメータシステム、及び、前記網膜上に投影された前記視標(18)の観測用の観測システム(51)を有しており、前記オプトメータシステム及び観測システムは、所定の基準位置に対して相互に相対的に同期して調整することができ、前記視標(18)が少なくとも部分的に輪郭線がシャープに前記網膜上に投影される調整位置と基準位置との差から、前記眼(A)の屈折力パラメータが特定可能である眼科用レフラクトメータにおいて、
    観測システムに、デジタル撮像装置(42)とデジタル画像処理ユニットとが設けられており、前記デジタル撮像装置(42)を用いて、網膜上に投影された視標(18)のデジタル画像データを撮影することができ、前記撮影時に得られた画像データを、画像処理ユニットでデジタル画像処理することによって屈折力パラメータを決定するように評価することができることを特徴とする眼科用レフラクトメータ。
  2. デジタル撮像装置(42)は、CCDチップの形式で形成されている請求項1記載の眼科用レフラクトメータ。
  3. オプトメータシステムと観測システムの同期した位置調整のために、リニアに位置調整可能な調整ユニット(27)が設けられており、該調整ユニットに、前記オプトメータシステムのビーム路(14)内に設けられた第1の偏向要素(23)と、前記観測システムのビーム路(15)内に設けられた第2の偏向要素(38)とが取り付けられており、該取り付けの結果、前記調整ユニット(27)の位置調整によって、前記オプトメータシステム内の前記ビーム路(14)の長さと、前記観測システム内の前記ビーム路(15)の長さとが相互に変えられる請求項1又は2記載の眼科用レフラクトメータ。
  4. 第1の偏向要素(23)及び/又は第2の偏向要素(38)は、各々、オプトメータシステムのビーム路(14)及び/又は観測システムのビーム路(15)内に、前記オプトメータシステム内の前記ビーム路(14)の長さ、及び/又は、前記観測システム内の前記ビーム路(15)の長さを変えるのに適したトロンボーンのスライダ式音栓状部(Posaunenzug)が構成されるように設けられた2つの反射要素(24,25;39,40)によって構成請求項3記載の眼科用レフラクトメータ。
  5. 第1の偏向要素(23)及び/又は第2の偏向要素(38)は、調整ユニット(27)上に調整可能に支承されている請求項3又は4記載の眼科用レフラクトメータ。
  6. 第1の偏向要素(23)及び/又は第2の偏向要素(38)は、オプトメータシステム内での、視標(18)と眼(A)との間の長さが、正確に、観測システム内での前記眼(A)とデジタル撮像装置(42)との間のビーム路(15)の長さに相応するように、相互に所定のずれ(43)をもって調整ユニット(27)上に支承されている請求項3から5迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  7. 調整ユニット(27)は、サーボモータ(31)で調整することができる請求項3から6迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  8. 調整ユニット(27)の位置は、センサを用いて検出することができ、該検出時に、前記調整ユニット(27)のゼロ位置は、眼科用レフラクトメータ(13)の基準位置を定義し、前記センサによって測定された前記調整ユニット(27)の各々の位置は、評価ユニットに転送され、該評価ユニットで前記眼科用レフラクトメータ(13)の実際の位置として評価することができる請求項3から7迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  9. 調整ユニット(27)の位置は、サーボモータ(31)の位置の評価によって検出することができる請求項8記載の眼科用レフラクトメータ。
  10. サーボモータ(31)は、ステップモータの機能で、調整ユニット(27)の位置調整のために等距離ステップで作動することができる請求項7から9迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  11. 視標(18)として、中心点から外側に延びた複数の輪郭移行部(49)を有する中心点に関して対称な輪郭像が使用される請求項1から10迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  12. 視標(18)は、交互に配列された多数の明領域(47)と暗領域(48)とを有している請求項1から11迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  13. オプトメータシステムには、視標(18)の照射用のLED照射装置(16)が設けられている請求項1から12迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  14. オプトメータシステムのビーム路(14)内、及び/又は、観測システムのビーム路(15)内に、各々少なくとも2つの固定して設けられたレンズ(21,22;36,37)が設けられている請求項1から13迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  15. レンズ(21,22;36,37)は、共通の坦体要素(20,35)に、前記レンズ(21,22;36,37)がビーム路(14,15)のトロンボーンのスライダ式音栓状部の領域内に配列されているように取り付けられている請求項14記載の眼科用レフラクトメータ。
  16. 固定視標を眼(A)内にフォーカシングするための装置(44)が設けられている請求項1から15迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  17. 治療者による眼(A)の直接観測用の装置(44)が設けられている請求項1から16迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  18. 眼の眼底、殊に、視神経乳頭の観測システムを用いて撮像することができる位置に眼を固定するための固定照射部が設けられている請求項1から17迄の何れか1記載の眼科用レフラクトメータ。
  19. 眼(A)の対物屈折度測定用の眼科用レフラクトメータ(13)の作動方法であって、視標(18)を前記眼(A)の網膜上に投影するためのオプトメータシステム、及び、前記眼(A)の前記網膜上に投影された前記視標(18)の観測用の観測システムを有しており、前記オプトメータシステム及び観測システムは、所定の基準位置に対して相互に相対的に同期して調整することができ、前記視標(18)が少なくとも部分的に輪郭線がシャープに前記網膜上に投影される調整位置と基準位置との差から、前記眼(A)の屈折力パラメータが特定可能である眼科用レフラクトメータの作動方法において、
    オプトメータシステムと観測システムとの種々異なる調整時に、デジタル撮像装置(42)を用いて複数のデジタル画像データセットを撮像して、前記オプトメータシステムと前記観測システムとの対応付けられた各調整パラメータと一緒に記憶し、個別画像データセットの各々によって、各調整時に網膜上に投影された視標(18)を示し、
    画像処理ユニットで、画像データセットを、デジタル画像処理によって評価して、各画像データセットに輪郭のシャープさの評価値を配属し、
    評価ユニットで、前記画像データセットの前記輪郭のシャープさの評価値を評価して、前記輪郭のシャープさの評価値用の相対最大値(45,46)となるように調整位置を決め、
    前記評価ユニットで、前記輪郭のシャープさの評価値用の相対最大値(45,46)となる前記調整位置と、基準位置との差から屈折力パラメータを特定する
    ことを特徴とする眼科用レフラクトメータの作動方法。
  20. 評価ユニットで、輪郭のシャープさの評価用の高々2つの相対最大値(45,46)を決め、配属された相応の調整位置から、屈折力パラメータを両屈折力主軸内で導出する請求項19記載の眼科用レフラクトメータ。
  21. 視標(18)として、中心点から外側に延びた複数の輪郭移行部(49)を有する中心点に関して対称な輪郭像を使用し、画像処理ユニットで、画像データセットを殊に輪郭のシャープさの評価用の低い最大値(46)を用いて評価して、輪郭のシャープさが最大の視標(18)の輪郭移行部(49a)を導出し、前駆輪郭移行部(49a)と垂直乃至水平部との角度差から、前記垂直乃至水平部に対する屈折力主軸の傾き角度(α)を導出する請求項19又は20記載の眼科用レフラクトメータ。
  22. 観測システムを用いて、視神経乳頭部を撮像することができる位置に、眼を、固定照射部を用いて固定し、
    観測システムの種々異なる調整位置で、デジタル撮像装置を用いて、複数のデジタル画像データセットを撮像して、観測システムの配属された各調整パラメータと一緒に記憶し、各個別画像データセットにより、各調整位置で撮像された視神経乳頭部を示し、
    画像処理ユニットで、前記画像データセットを、デジタル画像処理によって評価して、各画像データセットに輪郭のシャープさの評価値を配属させ、
    評価ユニットで、画像データセットの輪郭のシャープさの評価値を評価して、輪郭のシャープさの評価用の相対的な最大値が得られる調整位置を決め、
    前記評価ユニットで、輪郭のシャープさの評価値用の相対的な最大値となる各調整位置間
    の差から、視神経乳頭部の窩(Exkavitation)の深さを特定する請求項19記載の方法。
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