JP2003042904A - 眼科測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で被測定レンズ体の屈折度を求めた
り、レンズの種類を判別することのできる眼科測定装置
を提供する。 【解決手段】 被検レンズに測定光束を投影してエリア
センサ２２にパターン像を形成させ、エリアセンサ２２
から出力されるパターン像の画像信号から被検レンズの
屈折度を測定する眼科測定装置であって、エリアセンサ
２２から出力される画像信号の信号値と予め設定した閾
値とを比較して、閾値以下の信号値をゼロにするスライ
スレベル処理回路４１と、このスライスレベル処理回路
４１によってスライス処理された画像信号を圧縮処理す
るランレングス符号化画像圧縮回路４３と、このランレ
ングス符号化画像圧縮回路４３によって圧縮された画像
データから被測定レンズ体の屈折度を求める演算処理装
置３３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレンズや
被検眼の屈折度等の測定や生地レンズの種類の判別を行
う眼科測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばレンズの屈折度を測定する
レンズメータが知られている。このレンズメータは、被
検レンズに向けて平行な測定光束を投影する投影光学系
と、被検レンズを透過した測定光束を受光するエリアセ
ンサと、このエリアセンサと被検レンズとの間に配置さ
れたパターン板とを備え、パターン板には複数の透過孔
が設けられており、この透過孔を透過した光束によって
エリアセンサ上に複数の透過孔の透過像が形成され、こ
れら透過像の位置からレンズの屈折度を求めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
レンズメータにあっては、エリアセンサから出力される
画像信号を画像処理することによって透過像の位置を求
めているが、その画像処理に長時間要するため、短時間
でレンズ（被測定レンズ体）の屈折度を求めることがで
きないという問題があった。また、被検眼（被測定レン
ズ体）の屈折度を測定する眼屈折力測定装置においても
同様であった。

【０００４】また、生地レンズに付されている隠しマー
クを読み取って生地レンズ（被測定レンズ体）の種類を
判別する場合も同様な問題があった。

【０００５】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、短時間で被測定レンズ体の屈
折度を求めたり、レンズの種類を判別することのできる
眼科測定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、被測定レンズ体に測定光束を投
影してエリアセンサにパターン像を形成させ、前記エリ
アセンサから出力される前記パターン像の画像信号から
被測定レンズ体の屈折度を測定する眼科測定装置であっ
て、前記エリアセンサから出力される画像信号の信号値
と予め設定した閾値とを比較して、閾値以下の信号値を
ゼロにするスライス処理手段と、このスライス処理手段
によってスライス処理された画像信号を圧縮処理する圧
縮処理手段と、この圧縮処理手段によって圧縮された画
像データから被測定レンズ体の屈折度を求める演算手段
とを備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、被測定レンズに測定光
束を投影してエリアセンサにマーク像を形成させ、前記
エリアセンサから出力される前記マーク像の画像信号か
ら被測定レンズの種類を判別する眼科測定装置であっ
て、前記エリアセンサから出力される画像信号の信号値
と予め設定した閾値とを比較して、閾値以下の信号値を
ゼロにするスライス処理手段と、このスライス処理手段
によってスライス処理された画像信号を圧縮処理する圧
縮処理手段と、この圧縮処理手段によって圧縮された画
像データから被測定レンズの種類を判別する演算手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明は、前記スライス処理手段
は、閾値以上の画像信号をその閾値を差し引いた値の画
像信号にすることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、前記圧縮処理手段は、
ランレングス符号化処理であることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る眼科測定装
置の１つであるレンズメータの実施の形態を図面に基づ
いて説明する。 ［第１実施形態］図１において、１０はレンズメータで
あり、このレンズメータ１０の本体１０１の前面上部に
はＬＣＤパネルからなるモニタ１０２が設けられてい
る。このモニタ１０２には、後述する受光光学系２０の
光軸２０aを示す中心点Ｏと、この中心点Ｏを中心にし
た複数の同心円５２と、後述するレンズ受１０４に載置
された被検レンズ（被測定レンズ体）Ｌの光軸を示す十
字線５１とが表示されるようになっており、被検レンズ
Ｌがレンズ受１０４上を移動させたとき、その十字線５
１もその被検レンズＬの移動とともに移動していくよう
になっている。これは、被検レンズＬのプリズム量から
被検レンズＬの光軸位置を求め、この光軸位置に対応さ
せて十字線５１をモニタ１０２に表示するものである。

【００１１】被検レンズＬの光軸と受光光学系２０の光
軸２０aとが一致されると、十字線５１の中心点５１aと
同心円５２の中心点Ｏとが一致されて表示されるように
なっている。

【００１２】また、本体１０１の前面の中間部には下部
筺体１０３が設けられており、この下部筺体１０３の上
面にはレンズ受１０４が設けられている。レンズ受１０
４の上方位置には上部筺体１０５が本体１０１に一体的
に設けられている。１０８は印点アームである。

【００１３】本体１０１の下部には、操作部１０１Ａが
設けられており、この操作部１０１Ａには各種の測定モ
ードを設定するモードスイッチＳ1〜Ｓ3と、各種のデー
タの入力や操作指令の入力を行うキースイッチＫとが設
けられている。

【００１４】上部筺体１０５内には、図２に示すように
レンズ受台１１に載置された被検レンズＬに測定光束を
投影する投影光学系１２が設けられており、下部筺体１
０３内には被検レンズＬを透過した測定光束を受光する
受光光学系２０が設けられている。

【００１５】投影光学系１２は、光源１３と、ピンホー
ル１４ａを有するピンホール板１４と、コリメータレン
ズ１５等とを有しており、被検レンズＬを平行光束で投
影するようになっている。ピンホール板１４はコリメー
タレンズ１５の前側焦点位置に配置されている。

【００１６】受光光学系２０は、パターン板２１と、Ｃ
ＣＤからなるエリアセンサ２２等とを有している。パタ
ーン板２１は光路から離脱したり光路へ挿入されたりす
るようになっている。

【００１７】パターン板２１は、図３に示すように、ガ
ラス基板２１Ａに遮光部２１Ｂと透過部２１Ｃとを設け
たものであり、透過部２１Ｃは、円形に形成された８つ
のパターン部２１cから構成されている。

【００１８】被検レンズＬを透過してきた平行光束は、
パターン板２１のパターン部２１cを透過してエリアセ
ンサ２２に達し、エリアセンサ２２上に円形状のパター
ン像が形成される。パターン板２１が光路から離脱され
た場合には、被検レンズＬの影がエリアセンサ２２に投
影される。

【００１９】図４は、レンズメータ１０の信号処理系の
構成を示したブロック図であり、図３において、エリア
センサ２２から出力される画像信号Ｇ1を相関２重サン
プリングしてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３１と、この
Ａ／Ｄ変換器３１によってＡ／Ｄ変換された画像信号
（デジタル信号）Ｇdを画像処理する画像処理装置（画
像処理手段）４０と、この画像処理装置４０によって画
像処理された画像データに基づいて被検レンズＬの屈折
度等を演算処理するＣＰＵ等からなる演算処理装置３３
と、この演算処理装置３３の演算結果等を記憶するＲＡ
Ｍ３４と、被検レンズＬの屈折度等を演算するプログラ
ム等を記憶したＲＯＭ３５と、モニタ１０２の表示制御
を行うＬＣＤコントローラ３７等とを備えている。

【００２０】画像処理装置４０は、画像信号Ｇdの信号
値と所定の閾値とを比較してその信号値が閾値以下の場
合その信号値をゼロにするとともに、その信号値が閾値
より大きい場合その信号値のまま出力するスライスレベ
ル処理回路（スライス処理手段）４１と、このスライス
レベル処理回路４１によって処理された画像処理信号を
ランレングス符号化処理（圧縮処理）を行うするランレ
ングス符号化画像圧縮回路（圧縮処理手段）４３と、こ
のランレングス符号化画像圧縮回路４３によって圧縮処
理された圧縮画像データＤを記憶するメモリ４２,４４
と、メモリインターフェース回路４５と、エリアセンサ
２２の駆動やメモリインターフェース回路４５を駆動さ
せる駆動パルスを出力する駆動パルス発生回路４６等と
を備えている。 ［動 作］次に、上記のレンズメータの動作について説
明する。

【００２１】被検レンズＬの光学特性を測定する場合に
は、測定モードを設定してパターン板２１を光路に挿入
させる。

【００２２】そして、投影光学系１２の光源１３を点灯
させる。光源１３が点灯されると、光源１３から射出さ
れた測定光束は、ピンホール板１４のピンホール１４a
を介してコリメータレンズ１５に達し、この測定光束は
コリメータレンズ１５によって平行光束となって被検レ
ンズＬを照明する。この被検レンズＬを照明した測定光
束は、レンズ受１０４に載置された被検レンズＬを透過
してパターン板２１のパターン部２１Ｃを透過してエリ
アセンサ２２に達し、エリアセンサ２２上にパターン板
２１のパターン部２１Ｃのパターン像が形成される。

【００２３】そして、エリアセンサ２２は受光したパタ
ーン像に基づいて画像信号Ｇ1を出力し、Ａ／Ｄ変換器
３１がその画像信号Ｇ1を相関２重サンプリングしてＡ
／Ｄ変換する。このＡ／Ｄ変換された画像信号Ｇdは、
画像処理装置４０のスライスレベル処理回路４１によっ
て、所定の閾値とを比較されその信号値が閾値以下のと
きその信号値がゼロにされ、その信号値が閾値より大き
いときその信号値のまま出力される。

【００２４】いま、図４に示すようにエリアセンサ２２
上にパターン像２１Ｓが形成され、エリアセンサ２２か
らラインＬ1上の画像信号ＧLが出力された場合の一例に
ついて説明する。なお、図４に示す画像信号ＧLの斜線
部分がパターン像２１Ｓに対応する。

【００２５】エリアセンサ２２のラインＬ1上のＡ部分
の画像信号ＧLaがＡ／Ｄ変換されて例えば図４に示す画
像信号Ｇdaになる。ここで、図４に示す画像信号Ｇdaの
各升目がＡ部分の各画素に対応し、各升目内に示した数
値がその画素の輝度レベル（信号値）を示すものとす
る。

【００２６】Ａ／Ｄ変換された画像信号Ｇdaは、画像処
理装置４０のスライスレベル処理回路４１によって、例
えば閾値７０と比較され、閾値７０以下の画像信号Ｇda
の信号値（輝度値）がゼロにされて出力され、閾値７０
より大きい画像信号Ｇdaの信号値はそのまま出力され
る。すなわち、閾値７０以下の各画素の信号値がゼロに
されて、図４に示す画像信号Ｇeaとして出力される。

【００２７】この画像信号Ｇeaはランレングス符号化画
像圧縮回路４３によって圧縮処理される。この圧縮処理
は、連続する同じ信号値のデータの個数と信号値とをペ
アに置き換えていくものであり、例えば、画像信号Ｇea
の信号値がゼロとなっている個数とゼロとをペアに符号
化し、これをメモリ４２に記憶させていくものである。

【００２８】ここでは、画像信号Ｇeaの左から数えて信
号値がゼロとなっているデータの個数が７個あるので７
と０、８番目の信号値が１００となっており、その１０
０のデータの個数が１個であるので１と１００、同様に
して４と２００、１と１００、１と８０、５と０に符号
化してそれぞれメモリ４２に記憶させていく。このよう
に、符号化していくことによりメモリ４２に記憶される
画像データＧfaの量が圧縮され、メモリ４２に記憶され
るデータ量は少ないものとなる。このメモリ４２には、
一画面分の圧縮処理された画像データが記憶される。

【００２９】同様にして、次画面の圧縮処理された画像
データがメモリ４４に記憶されていく。

【００３０】演算処理装置３３は、次画面の圧縮処理さ
れた画像データがメモリ４４に記憶されている期間、メ
モリ４２に記憶された画像データＧfaを解凍せずにその
ままの画像データＧfaを用いて、被検レンズＬの球面度
数Ｓ,円柱度Ｃ,軸角度Ａ等を演算して求め、この求めた
被検レンズＬの球面度数Ｓ,円柱度Ｃ,軸角度Ａ等をＲＡ
Ｍ３４に記憶させる。ＲＡＭ３４に記憶された球面度数
Ｓ,円柱度Ｃ,軸角度Ａ等がモニタ１０２に表示される。

【００３１】次に、演算処理装置３３は、メモリ４４に
記憶された圧縮された画像データを解凍せずにそのまま
の画像データを用いて、被検レンズＬの球面度数Ｓ,円
柱度Ｃ,軸角度Ａ等を演算して求め、前回求めた被検レ
ンズＬの球面度数Ｓ,円柱度Ｃ,軸角度Ａ等を更新してい
く。

【００３２】他方、演算処理装置３３がメモリ４４に記
憶された圧縮された画像データに基づいて画像解析を行
っている間、メモリ４２には圧縮処理された新たな画像
データが取り込まれていく。すなわち、メモリインター
フェース回路４５は、メモリ４２とランレングス符号化
画像圧縮回路４３とを接続し、演算処理装置３３とメモ
リ４４とを接続し、次に、メモリ４４とランレングス符
号化画像圧縮回路４３とを接続し、演算処理装置３３と
メモリ４２とを接続する。これら接続を交互に行って、
圧縮処理された画像データの取り込みと、圧縮処理され
た画像データに基づいた画像解析の処理とを並列処理し
ていくいくものであり、この並列処理により、画像デー
タのメモリ４２,４４への転送時間をゼロにすることが
できる。

【００３３】ところで、演算処理装置３３は、メモリ４
２,４４に記憶された画像データＧfaを解凍せずにその
ままの画像データＧfaに基づき、被検レンズＬの球面度
数Ｓ,円柱度Ｃ,軸角度Ａ等を演算処理して求めるので、
画像データＧfaが圧縮処理されていることにより、エリ
アセンサ２２の各画素毎に対応したメモリ４２の各番地
から各データを読み取って演算処理する必要がなく、こ
のため、その演算処理時間を短くすることができる。換
言すれば、画像データＧfaのデータ量が少ないことによ
り短時間で被検レンズＬの球面度数Ｓ,円柱度Ｃ,軸角度
Ａ等を求めることができる。すなわち、リアルタイムで
被検レンズＬの屈折度数を求めることができることにな
る。

【００３４】このため、モニタ１０２に表示される被検
レンズＬの光軸を示す十字線５１もレンズ受１０４に載
置した被検レンズＬの移動に対応させてスムーズに移動
させることができる。このため、モニタ１０２を見なが
らレンズ受１０４上の被検レンズＬを移動させて被検レ
ンズＬの光軸Ｌaを投影光学系１２（受光光学系２０）
の光軸１２a（２０a）に一致させる際、その被検レンズ
Ｌの移動操作の操作性を格段に向上させることできる。

【００３５】この操作性向上により、エリアセンサ２２
を取り付ける際の位置出し工程や補正値入力工程の作業
時間を短縮することができる。

【００３６】また、レンズメータ１０で累進レンズ,バ
イフォーカルレンズ,単性レンズの判定を行う場合、そ
の判定を短時間で行うことができる。

【００３７】ところで、演算処理装置３３は、画像解析
を行う前にメモリ４２,４４に記憶された圧縮された画
像データから最大となる輝度値を抽出し、この最大の輝
度値が所定の大きさの範囲内に入るようにエリアセンサ
２２の蓄積時間を制御していき、その最大の輝度値が所
定の範囲内に入ったら上記の画像解析を行っていくもの
である。

【００３８】上記実施形態では、エリアセンサ２２上に
形成されるパターン像２１Ｓが円形であるが、どのよう
な形状であっても画像圧縮することができ、短時間で被
検レンズＬの屈折度を求めることができる。

【００３９】次に、生地レンズ（被測定レンズ体）ＫＬ
に付されている隠しマークを読み取る場合について説明
する。

【００４０】先ず、パターン板２１を図２に示す鎖線位
置に示す位置へ移動させて受光光学系２０の光路から外
す。パターン板２１の移動は、例えば、隠しマークを読
み取りモードに設定すると、ソレノイドなどによって自
動的に移動するように構成してもよく、手動で移動させ
るようにしてもよい。

【００４１】パターン板２１が図６に示すように受光光
学系２０の光路から外れると、コリメータレンズ１５に
よって平行光束となった測定光束は、レンズ受１０４に
載置された生地レンズＫＬを透過して直接エリアセンサ
２２に達し、エリアセンサ２２上に生地レンズＫＬの影
が投影され、モニタ１０２にその影の像が表示される。
そして、メガネＲをレンズ受け１０４に対して移動させ
ていき、エリアセンサ２７上に生地レンズＫＬの隠しマ
ークの影が投影されると、図７に示すように、隠しマー
クの影の像がモニタ１０２に表示される。

【００４２】モニタ１０２に隠しマークの影の像が表示
されたら、例えばスタートキーを操作する。すると、エ
リアセンサ２２から出力される画像信号をＡ／Ｄ変換器
３１がＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換された画像信号が
画像処理装置４０によって画像処理されていく。

【００４３】この画像処理は、上記と同様にして、Ａ／
Ｄ変換された画像信号は、スライスレベル処理回路４１
によって閾値７０と比較され、閾値７０以下の画像信号
の信号値がゼロにされ、画像信号Ｇeaと同様な画像信号
にされてメモリ４２に記憶される。そして、メモリ４２
に記憶された画像信号はランレングス符号化画像圧縮回
路４３によって圧縮処理され、この圧縮処理された画像
データはメモリ４４に記憶されていく。

【００４４】演算処理装置３３は、メモリ４４に記憶さ
れた画像データに基づいて、隠しマークを読みとり、こ
の読み取った隠しマークから生地レンズＫＬの種類を判
別してモニタ１０２に表示させる。

【００４５】このように、演算処理装置３３は、メモリ
４４に記憶された画像データに基づいて隠しマークを読
み取るが、そのメモリ４４に記憶されている画像データ
が圧縮されていることにより、隠しマークの読み取り処
理の時間を短くすることができ、生地レンズＫＬの判別
を短時間で行うことができる。すなわち、画像の特徴点
を短時間で抽出することができるので、ＯＣＲ処理にも
有効である。

【００４６】上記実施形態は、画像処理装置４０をレン
ズメータに適用した場合について説明したが、眼底にリ
ング像（パターン像）を投影し、このリング像を受光光
学系のエリアセンサに結像させて、そのリング像から被
検眼（被測定レンズ体）の屈折度を求める眼屈折力測定
装置に適用してもよい。この場合も、短時間で被検眼の
屈折度を求めることができることになる。 ［第２実施形態］図８は、圧縮処理の第２実施形態を示
したものである。この第２実施形態では、スライスレベ
ル処理回路４１によって、閾値７０以下の画像信号Ｇda
の信号値（輝度値）をゼロにする他、閾値７０より以上
の画像信号の信号値をスライスして出力するものであ
る。

【００４７】すなわち、画像信号Ｇdaの信号値が１００
の場合には信号値を３０に、画像信号Ｇdaの信号値が２
００の場合には信号値を１３０に、画像信号Ｇdaの信号
値が８０の場合には信号値を１０にするものである。こ
のようにスライスした画像信号Ｇea′を第１実施形態と
同様に圧縮処理するものである。

【００４８】この第２実施形態によれば、画像信号Ｇda
から画像信号Ｇea′に変換した際に、画像信号Ｇea′の
変動を最小限に抑えることができる。例えば、信号値７
０にノイズ成分が加わって信号値が７１になると、スラ
イスレベルを引かない場合には７１になってしまう。こ
れは、信号値が７０のときにはゼロであったものが僅か
なノイズ成分が加わったことによって信号値が７１とし
て処理されてしまい、処理データが大きく変動すること
になる。

【００４９】しかし、スライスレベルを差し引くことに
より、信号値７０が僅かなノイズ成分が加わって信号値
７１に変動しても、信号値を１として処理することにな
るので処理データの変動を最小限に抑えることができる
ことになる。

【００５０】また、第１,第２実施形態とも、圧縮処理
する前に画像信号をスライス処理しているので、ランレ
ングス法による圧縮処理によってデータが膨張してしま
うことを未然に防止することができる。これは、同じ信
号値が連続してしない画像信号をスライスせずにそのま
まランレングス法によって圧縮処理すると、データがか
えって膨張してしまう。スライスレベル以下をゼロにす
ることによってこの膨張を防止することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、短時間で被測定レンズ体の屈折度を求めることがで
き、また、被測定レンズ体の種類を短時間で判別するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のレンズメータの概略の外観を示した
斜視図である。

【図２】図１のレンズメータの光学系を示した概略光学
配置図である。

【図３】パターン板を示した平面図である。

【図４】レンズメータの信号処理系の構成を示したブロ
ック図である。

【図５】画像信号の圧縮処理を示した説明図である。

【図６】パターン板を光路から外した状態を示した説明
図である。

【図７】隠しマークがモニタに表示された状態を示した
説明図である。

【図８】信号処理の第２実施形態を示した説明図であ
る。

【符号の説明】

２２ エリアセンサ ３３ 演算処理装置（演算手段） ４１ スライス処理レベル回路（スライス処理手
段） ４３ ランレングス符号化画像圧縮回路（圧縮処
理手段） Ｌ 被検レンズ（被測定レンズ体）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定レンズ体に測定光束を投影してエリ
   アセンサにパターン像を形成させ、前記エリアセンサか
   ら出力される前記パターン像の画像信号から被測定レン
   ズ体の屈折度を測定する眼科測定装置であって、 前記エリアセンサから出力される画像信号の信号値と予
   め設定した閾値とを比較して、閾値以下の信号値をゼロ
   にするスライス処理手段と、 このスライス処理手段によってスライス処理された画像
   信号を圧縮処理する圧縮処理手段と、 この圧縮処理手段によって圧縮された画像データから被
   測定レンズ体の屈折度を求める演算手段とを備えたこと
   を特徴とする眼科測定装置。
2. 【請求項２】被測定レンズに測定光束を投影してエリア
   センサにマーク像を形成させ、前記エリアセンサから出
   力される前記マーク像の画像信号から被測定レンズの種
   類を判別する眼科測定装置であって、 前記エリアセンサから出力される画像信号の信号値と予
   め設定した閾値とを比較して、閾値以下の信号値をゼロ
   にするスライス処理手段と、 このスライス処理手段によってスライス処理された画像
   信号を圧縮処理する圧縮処理手段と、 この圧縮処理手段によって圧縮された画像データから被
   測定レンズの種類を判別する演算手段とを備えたことを
   特徴とする眼科測定装置。
3. 【請求項３】前記スライス処理手段は、閾値以上の画像
   信号をその閾値を差し引いた値の画像信号にすることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の眼科測定装
   置。
4. 【請求項４】前記圧縮処理手段は、ランレングス符号化
   処理であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の
   いずれか１つに記載の眼科測定装置。