JP3976925B2

JP3976925B2 - Eye position measuring device

Info

Publication number: JP3976925B2
Application number: JP04396599A
Authority: JP
Inventors: 良晋細井
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2019-02-22
Also published as: JP2000241118A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検者の眼の瞳孔中心間距離、被検者が装用した眼鏡フレームに対する眼の位置（アイポジション）等の眼位置を測定する眼位置測定装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
眼鏡調整においては、眼鏡フレームに枠入れされるレンズの光学中心と被検者の眼の位置を合せることが重要である。このための測定としては、両眼の瞳孔中心間距離（以下、ＰＤという）を得るために、特開平１−１５８９３３号公報等にあるような瞳孔間距離計を用いていた。あるいは、自動的に眼の屈折力を測定する眼屈折力測定装置によってもＰＤを測定することも行われている。
【０００３】
また、眼鏡フレームを装用した状態の被検者の顔を個定位置に置かれたテレビカメラで撮影し、その撮影画像から眼鏡フレームに対する眼の位置（アイポジション）を求めるようにしたものも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の瞳孔間距離計や眼屈折力測定装置で得られるＰＤは、眼鏡フレームとの位置を調べることなく眼鏡調整に利用されることになるので、眼鏡作成後に瞳孔中心とレンズの光学中心とのずれが発生しやすい。また、瞳孔間距離計は鼻当て部材で被検者の顔に装置を固定するが、被検者によって鼻の形状は様々であり、当て方による誤差が生じやすい。
【０００５】
一方、テレビカメラで撮影した画像を利用する方法は、眼鏡フレームに対する眼の位置情報を知り得る。しかし、従来は固定位置に置かれたテレビカメラで撮影していたので、被検者が注視する使用目的距離の違いによって測定される眼の位置は不正確になる。
【０００６】
また、最近では高齢化の進行に伴い、累進多焦点レンズを購入する被検者が増加する傾向にあるので、累進多焦点レンズは単焦点レンズに比べて眼との位置合わせが特に重要となる。すなわち、累進多焦点レンズでは遠用及び近用のアイポジションを装用者の使用環境に応じてより正確に測定することが必要とされている。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に鑑み、適切な眼鏡調整ができるように、被検者の使用環境に応じた状態で被検者の眼の位置を正確に測定できる眼位置測定装置を提供することを技術課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００９】
（１）被検者眼の遠用及び近用のアイポジョンを測定する眼位置測定装置において、被検者眼に注視させるための注視目標を持ち、該注視目標の呈示距離を遠用距離から所期する近用距離まで光学的に変化させる注視目標呈示光学系と、被検者眼と前記注視目標との距離を検出する距離センサと、眼鏡フレームをかけた被検者の両眼を含む前眼部を撮像するための撮像手段を持ち、該撮像手段による撮影距離を光学的に変化させ、前記注視目標と光学的に略同一位置から撮像する撮像光学系と、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて瞳孔の中心位置を得て被検者の眼位置を測定する測定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本形態の装置の外観を示した図である。図２は装置内部に配置される光学系の概略構成を示す図である。
【００１８】
１は装置本体であり、被検者に対向する側には測定窓２が配置されている。３は画像表示部であり、テレビカメラ１０で撮影される画像や測定情報をディスプレイ３ａに表示する。ディスプレイ３ａにはＬＣＤ等の一般的なものが使用される。また、ディスプレイ３ａは矢印Ａ方向に倒すことが可能であり、携帯し易いようになっている。画像表示部３は図１（ｂ）に示すように取り外して使用することができる。画像表示部３と本体１とは接続ケーブル３ｂによって接続されている。４はポインティングデバイスとして使用されるマウスであり、画像表示部３に接続して使用する。
【００１９】
５は撮影部であり、図２に示すテレビカメラ１０、距離センサ１６、傾斜センサ１５をその筐体内部に持つ。撮影部５は装置本体１の両側面に配置された回転ノブ５ａの操作により、回転させることができる。近用距離での測定時には、図１（ｂ）に示すように、この回転操作によりカメラ１０を後述する撮影光学系から分離させて、装置本体１の上面側にカメラ１０の撮影口１０ａが向くようにしておく。これにより装置本体１内の撮影光学系を使用せず、カメラ１０単独で撮影できるようにすることが可能になる。
【００２０】
また、装置本体１の底面側に撮影口１０ａが向くように撮影部５を回転させておくこともできる。底面側に撮影口１０ａが向くように回転させた場合、ディスプレイ３ａを倒すことにより、装置本体１を垂直に立てた状態にて撮影が可能となる。さらに、回転操作で分離するのではなく、撮影部５を装置本体１の筐体から切り離す構成としてもよい。撮影口１０ａの両側にはミラー６が設けられており、このミラー６は被検者が視線とカメラ１０の撮影光軸とを合せるときに使用される。９は距離センサ１６の入射窓である。７は撮影スイッチである。
【００２１】
図２において、１１は視標照明用ランプ、１２はスポット開口を持つ視標板であり、ランプ１１は注視目標となる視標板１２を背後から照明する。１３はハーフミラーである。１４は凸レンズであり、被検者が両眼で視標板１２を注視できる大きさを持つ。また、凸レンズ１４はノブ８によりその光軸方向（Ｂ方向）に移動可能であり、測定窓２と視標板１２との光学距離を３００ｍｍから無限遠に変化させることができる。このランプ１１〜凸レンズ１４により、被検者眼を注視させるための注視目標を呈示する注視目標呈示光学系が構成される。
【００２２】
ハーフミラー１３の後方には、撮像手段としてのテレビカメラ１０を持つ撮影部５が設けられている。カメラ１０は凸レンズ１４の光軸上に配置されるとともに、視標板１２と光学的に略同一位置に置かれ、凸レンズ１４とカメラ１０とにより被検者の顔を撮像する撮像光学系が構成される。被検者には両眼により測定窓２を介して視標板１２を注視させる。凸レンズ１４を移動することにより、その注視距離を被検者の所望する距離に光学的に変化させるが、このとき同時にテレビカメラ１０の位置も視標板１２と光学的に同一位置となる。すなわち、この構成によりテレビカメラ１０は注視距離と同じ距離で被検眼の視線方向から被検眼前眼部を撮像することができる。
【００２３】
また、撮影部５内のカメラ１０の両側には２つの距離センサ１６が設けられており、被検者眼（被検者が装用する眼鏡フレーム）からのカメラ１０の距離、すなわち注視距離が検出される。測定時には、図３に示すスケール補助具２０（詳細は後述する）を眼鏡フレームに取り付ける。スケール補助具２０は赤外光を発するＬＥＤ２３を持ち、ＬＥＤ２３からの光は測定窓２、凸レンズ１４を介して距離センサ１６に入射する。距離センサ１６は集光レンズ、位置検出素子を持ち、カメラ１０の距離変化（凸レンズ１４の移動により光学的に変化する距離）に応じて位置検出素子への光の入射位置も変化する。この位置変化からカメラ１０が位置する距離（注視距離）が検出される。撮影部５を回転して使用するときは、ＬＥＤ２３からの光が距離センサ１６に直接入射してカメラ１０が位置する距離が検出される。
【００２４】
なお、カメラ１０はその内部に配置されるレンズによって、被写体像に自動的に焦点を合わせるオートフォーカス機構、被写体像がディスプレイ３ａに一定の大きさで映し出されるように自動的にズームする機構を持っている。この自動ズーム機構は、距離センサ１６の距離情報に基づいて、後述する演算制御部３０がズーム機構を制御する。また、光学的ズームの限界を超えた場合は画像処理によるデジタルズームを行なう。
【００２５】
１５はカメラ１０の撮影光軸の傾斜角度を検出する傾斜センサである。傾斜センサにて得られた角度情報はディスプレイ３ａに表示される。この角度情報は装置本体１の角度調節や、近用アイポジション時における眼球の下方回旋角度や顔の傾斜角度の算出等に使用される。
【００２６】
図３はアイポジションの位置や距離の検出に使用するスケール補助具２０を示した図であり、（ａ）は正面、（ｂ）は側面からの外観概略図である。
【００２７】
スケール補助具２０は、被検者が選択した眼鏡フレームＦのブリッジ上部に、取付け金具２１を介して取り付けることができるようになっている。２２はコの字形状のスケール板であり、正面側及び両側面に延びる板上に目視にて実長さが判るように目盛りが付してある。２４は測定距離の基準とするための基準点であり、スケール板２２上の正面と左右の側面にそれぞれ２点ずつの計６点が付されている。正面側の２点の距離５０、側面側の２点間の距離５１は、例えば１００ｍｍ、２０ｍｍというように予め既知の距離に決定されている。基準点２４間の距離５０、５１は、画像データに取り込んだ眼鏡フレーム等の大きさを検出するための基準距離として使用される。２３は赤外光を発するＬＥＤであり、前述したように注視点と被検眼Ｅとの間の距離を求めるのに使用する。
【００２８】
以上のような構成を備える装置において、その測定動作を図４の制御系のブロック図を参照して以下に説明する。ここでは、累進多焦点レンズを調整するときの測定について、被検眼が遠点（又は中点）を見ている時のアイポジションを測定するための遠用測定と、眼鏡フレームの前傾角等を測定するための側面測定と、近業距離でのアイポジションを測定する場合の近用測定との３つにわけて説明をする。
【００２９】
先ず、被検者に眼鏡フレームＦを装用させ、被検者の顔にフィットするように眼鏡フレームＦの掛け具合を調整しておいた上で、図３に示すように、被検者が選択した眼鏡フレームＦにスケール補助具２０を取り付けておく。スケール補助具２０の取付は、眼鏡フレームＦと平行とするためにスケール補助具２０の下端を眼鏡フレームＦの眼鏡枠上端に当接させる。
【００３０】
〈側面測定〉
この測定は装用した眼鏡フレームの前傾角、眼鏡フレームと角膜頂点との頂点間距離を知るために行う。
【００３１】
ディスプレイ３ａにて測定モードを側面測定モードにしておく。図５に示すように、モードの設定はマウス４を使用してカーソルマーク４０を測定モード項目４２上まで移動させておき、ボタン４ａを押してモードを設定する。マウス４を使用せずタッチパネル形式やタッチペンでも項目等の選択ができるようにすることも可能である。
【００３２】
側面測定モードに選択後、検者は装置本体１を手に取り、測定窓２を被検者顔の側面に向け、（又は、撮影部５を装置本体１の底面側に９０度回転して直接カメラ１０で撮像する）ディスプレイ３ａに被検者の眼鏡フレームを掛けた顔側面が映るようにその位置を決定させる。装置本体１の位置が決定したらスイッチ７を押す。スイッチ７が押されると演算制御部３０は被検者の顔側面映像を画像データとしてメモリ３１に記憶する。
【００３３】
図５はメモリ３１に記憶された画像例を示す図である。側面測定モードでは次のようにして、眼鏡フレームＦの前傾角θ、頂点間距離６２の測定結果を得る。まず、画面上の基準測定用項目４３をマウス４にて選択した後、カーソルマーク４０を移動させてスケール板像２２′上の２つの基準点像２４′をそれぞれ指定する（カーソルマーク４０を基準点像２４′に合せてボタン４ａを押す）。カーソルマーク４０により指定されると、演算制御部３０は基準点像２４′の２点間を結ぶ直線と、ディスプレイ３ａ上の水平線とがなす角度（以後、基準角度とする）を算出し、これをメモリ３２に記憶する。さらにスケール板２２に付された基準点２４の２点間の距離５１は予め決定されているため、演算制御部３０は距離５１と距離５１′とを比較して補正比率を算出する。
【００３４】
次に、角度検出項目４４を選択して、水平視線に対する鉛直面とレンズ面とのなす角度（前傾角）θを求める。検者は眼鏡フレーム像Ｆ′の前枠上にカーソルマーク４０を合わせ、任意の２点６０ａ、６０ｂをそれぞれ指定する。演算制御部３０はこの２点を結ぶ直線と、先に指定したスケール板２２′上の基準点が結ぶ直線とがなす角度を算出する。この算出された角度より眼鏡枠の前傾角θを算出し、その値をメモリ３２に記憶すると共にディスプレイ３ａにその角度を表示する。
【００３５】
また、角膜頂点から眼鏡フレームＦの枠の内側までの距離（頂間距離）を求める場合は、距離測定項目４１を選択した後、角膜頂点像とその水平方向に位置する眼鏡枠の内側とをカーソルマーク４０にてそれぞれ指定し、距離６２を求める。得られた距離６２と先程求めておいた補正比率より、その実距離が算出される。得られた頂間距離を利用して、例えば一般的な頂間距離（１２ｍｍ）になっていなかった場合には、頂間距離を１２ｍｍになるように眼鏡を再調整することができる。また、わざと頂間距離を変えて矯正効果を上げたい場合に、得られた頂間距離によりどれだけ矯正効果が変化するかの算出手段等にも使用できる。
【００３６】
〈遠用測定〉
検者は予め被検者が所望する遠用での使用距離を確認しておく。検者はディスプレイ３ａの測定モード項目４２を遠用測定モードにした後、装置本体１を手に取り、測定窓２を被検者の眼前１０ｃｍ程度の所に位置させる。被検者には測定窓２を介して注視目標である視標板１２の光を見るように指示する。被検者の前眼部は撮像光学系のカメラ１０により撮像されてディスプレイ３ａに表示される。検者はディスプレイ３ａを見ながら被検者の前眼部像がディスプレイ３ａの中央付近に映るように装置本体１を微調整する。ディスプレイ３ａには距離センサ１６により検出された距離が表示されるので、この表示が被検者に予め確認した注視点距離となるようにノブ８を操作して凸レンズ１４を移動調整する。また、ディスプレイ３ａには傾斜センサ１５により検出された傾斜角度が表示されるので、この傾斜角度を見ながら装置本体１を水平にさせる。
【００３７】
ディスプレイ３ａの観察により撮影位置の調整ができたら、撮影スイッチ７を使用して眼鏡フレームＦを掛けている被検者の前眼部像を画像データとしてメモリ３１に記憶させる。
【００３８】
このように本発明の装置は注視目標位置と光学的に略同位置となる位置にカメラ１０を配置して被検眼像を撮像するので、アイポジションを正確に求めることができる。この理由を図６に基づき説明する。被検眼Ｅが所望の距離に置かれた注視目標Ｐ₀を注視するとき、眼鏡フレームＦを通る視線方向は実線Ｌ₀で示す方向となる。アイポジションは眼鏡フレームＦを通過する視線の位置であるので、図上の点Ｑ₀が正確な位置となる。ここで、注視目標Ｐ₀とは異なる距離の位置Ｐ₁に置いたテレビカメラＫで眼鏡フレームを含む被検眼像を撮像すると、瞳孔中心位置は点線Ｌ₁で示す方向にあるものとして撮影される。したがって、眼鏡フレームＦに対する瞳孔中心位置は、図に示した眼鏡フレームＦ上で点Ｑ₁となってしまい、点Ｑ₀に対してずれた結果を測定することになる。これに対して、注視目標Ｐ₀の位置にテレビカメラＫを配置すれば、視線方向を示す実線Ｌ₀上に瞳孔中心があるものとして撮像でき、眼鏡フレームＦ上での点Ｑ₀を正確に測定できる。
【００３９】
図７（ａ）はディスプレイ３ａに表示された画像データから遠用時のアイポジション、ＰＤを求める方法を説明する図である。検者はディスプレイ３ａ上に表示されている基準測定用項目４３を選択した後、２つの基準点像２４′にカーソルマーク４０を移動してそれぞれ指定する。スケール板２２の正面に付された基準点２４の２点間の距離５０は予め決定されているため、これと２つの基準点像２４′間の距離５０′とにより、アイポジション及びＰＤの実距離を求めるための撮影倍率の補正比率が算出される。また、２つの基準点像２４′の指定により撮影画像の左右方向に対する傾斜角度の補正が可能になる（この傾斜角度情報を基にディスプレイ３ａの画像が水平になるようにすれば、後述する測定が行いやすくなる）。
【００４０】
次に、距離測定項目４１を選択して遠用ＰＤを求める。マウス４を使用してカーソルマーク４０を移動させ、ディスプレイ３ａ上に表示されている前眼部像の瞳孔中心点Ｃ_RとＣ_Lとをそれぞれ指定する。これにより瞳孔中心点Ｃ_Rを中心とする水平基準線Ｘ_R、垂直基準線Ｙ_Rが表示され、また、瞳孔中心点Ｃ_Lを中心とする水平基準線Ｘ_L、垂直基準線Ｙ_Lが表示される。遠用ＰＤの実距離は基準線Ｙ_Rと基準線Ｙ_L間の距離５１を補正比率により補正することにより算出される。算出された遠用ＰＤの実距離はメモリ３２に記憶されると共にディスプレイ３ａ上に表示される（図示は略す）。
【００４１】
また、片眼ＰＤは以下のようにして求めることができる。
【００４２】
前述と同様に初めに２点の基準点像２４′、瞳孔中心点Ｃ_R、を予め指定しておく。次に、瞳孔中心点Ｃ_Rを指定することにより得られる水平基準線Ｘ_Rが左右の内枠と交差する交点７２、７６を指定する。これにより交点７２と交点７６との中点が求まり、この中点がフレームを２分する点（顔の中心）となる。したがって、瞳孔中心点Ｃ_Rから中点までの距離を求めることにより右眼側の片眼ＰＤが得られることとなる。左眼側の片眼ＰＤはＰＤから右眼側の片眼ＰＤを差し引くことにより、求めることが可能である。
【００４３】
なお、瞳孔中心は画像処理によって自動的に検出することも可能である。視標板１２を注視する被検者眼には視標板１２からの光が投光され、その角膜輝点が角膜頂点に形成される。角膜頂点がほぼ瞳孔中心と見なすことができるので、前眼部の画像からこの輝点を検出処理すれば瞳孔中心の位置データが得られる。
【００４４】
アイポジションの測定を行うには測定項目４５を選択する。各基準線と眼鏡フレームＦ像の左右の内枠との交点７０〜７５の位置にカーソルマーク４０を移動させ、それぞれ指定する。カーソルマーク４０によって指定された交点７０〜７５の位置データは、撮影倍率の補正比率の他、側面測定から得られた前傾角を考慮した寸法補正を行うことによって、実際の眼鏡フレームＦに対する被検眼の遠用アイポジションの位置（実距離）を求めることができる（図示は略す）。
【００４５】
図１０は上下方向の寸法補正を説明する図である。図１０（ｂ）のように遠用測定にて得られた距離Ｙは、前傾角θだけ傾いている眼鏡フレームＦを正面から見ているため実距離Ｙ′とは異なる。このため、三角関数を使用してＹ′＝Ｙ／（cosθ）にて実距離を求めることができる。
【００４６】
なお、アイポジションの測定は、図１１に示すように（図は右枠のみ示している）眼鏡枠形状の左端、右端、上端、下端に対する瞳孔中心の位置データとして求める方法でも良い。この場合には、水平及び垂直の各基準線Ｘ_R、Ｙ_Rをマウスによりドラッグして眼鏡枠内の内側に対する左端８０、右端８１、上端８２、下端８３をそれぞれ指定する。これと、先に指定した瞳孔中心Ｃ_Rにより眼鏡枠に対する瞳孔中心位置が算出される。
【００４７】
また、遠用測定において、注視点目標距離を無限遠ではなく中距離（例えば、１０ｍ等）に設定する場合には、装置本体１を水平にするのではなく、目線が若干下向きになるような角度がつくように装置本体１を傾けて測定を行なえば、さらに精度よく測定を行なうことが可能である。傾斜させる角度は、被検者の眼の高さと注視点の位置、注視点までの距離より求めることができるため、傾斜センサ１５によって得られる装置本体１の傾斜角度が、所望する角度になるまで装置本体１を傾ければよい。
【００４８】
〈近用測定〉
測定モード項目４２を近用測定モードに設定する。近用測定の場合、図８に示すように表示部３は装置本体１から取り外しておき、テーブル等に置いておく。装置本体１を被検者に持たせるとともに、撮影部５を９０度回転させて撮影口１０ａを被検者側に向けておく。撮影部５を装置本体１の上側（画像表示部３を搭載する側）に向ける場合には、遠用測定と上下逆さまに撮影されることとなるあため、演算制御部３０により補正されてディスプレイ３ａに表示されが、撮影部５を装置本体１の底面側に向けて使用すれば、その補正は不要となる。
【００４９】
被検者には自己の近用作業状態の姿勢で、かつ所望する近用距離に撮影口１０ａが位置するように、被検者自身にその距離を調節させる。この場合、撮影口１０ａの前に文字が描かれた紙面を配置しておくと、より一層被検者が所望する近用距離に位置させやすい。位置決めができたらその紙面を取り除き、被検者には撮影口１０ａを注視させる。これにより、カメラ１０は被検者の注視距離に置かれる。また、撮影口１０ａの中央に注視目標とする印を付しておいても良い。
【００５０】
このようにして近用位置が定まったら、検者は撮影部５を回転させて視線方向から撮影ができるように調節をする。この調節はディスプレイ３ａに映る左右の被検眼像が中央に位置するように撮影部５を駆動させればよい。また、被検者から見てミラー６に自分自身の眼が入るように、被検者自身が撮影部５を駆動させることによっても撮影方向を視線方向と同じにすることができる。なお、被検者が合せた近用距離は、距離センサ１６によって検出されてディスプレイ３ａに表示されるので、これにより被検者の所望した近用距離を知ることができる。
【００５１】
撮影部５の位置合わせができたら、スイッチ７を押して（若しくは測定用項目４６を選択して）被検眼像を撮影し、これをメモリ３１に記憶させる。また、同時に角度検出センサ１５により水平方向に対する視線角度が検出され、メモリ３２に記憶されるとともにディスプレイ３ａに視線角度が表示される。
【００５２】
図７（ｂ）は近用アイポジション、ＰＤの求め方を示した図である。スケール板像２２′上の２点の基準点像２４′をそれぞれ指定する。演算制御部３０は遠用測定時と同様に撮影倍率の補正比率、左右方向の傾斜角を求める。
【００５３】
なお、視線方向から被検眼像を撮影する近用測定では、被検眼の下方回旋により眼鏡フレーム像Ｆ′の上下幅は遠用測定時のフレーム像に対して偏平となった形状として撮影される。従って上下方向のアイポジションを測定するために、次のようにその偏平分を補正する。演算制御部３０は、近用画面で指定された基準点像２４′の位置と、遠用測定にて求めた２点の基準点像２４′の位置とを対応させる。次に対応させた位置データを基に、画像処理によって図７（ａ）の交点７０、７１を結ぶ直線、交点７３、７４を結ぶ直線が図７（ｂ）の眼鏡フレーム像Ｆ′上で位置するように垂直線８０_R，８０_Lを表示する。検者は、垂直線８０_R，８０_Lと眼鏡フレームの内枠との交点７０′、７１′、７３′、７４′をカーソルにより指定する（何れか一方の垂直線のみでも良い）。演算制御部３０は、交点７０′、７１′間の距離と、遠用測定で得た交点７０、７１の距離とにより、上下幅の偏平を補正する比率を算出する。
【００５４】
近用ＰＤは遠用測定時と同様にカーソルマーク４０を移動させて左右の瞳孔中心_NＣ_R、_NＣ_Lをそれぞれ指定することにより算出される。また、近用アイポジションの位置データは次のようにして求めることができる。
【００５５】
上記のように交点７０′、７１′、７３′、７４を指定することにより、これらの点に対する瞳孔中心_NＣ_R、_NＣ_Lの位置関係が求まる。すなわち、垂直線８０_Rに対する右眼瞳孔中心_NＣ_Rの左右方向の位置関係（方向と距離）、交点７０′及び７１′に対する上下方向の位置関係（方向と距離）が求まる。左眼瞳孔中心_NＣ_Lの位置関係も同様に求まる。上下方向の位置関係については、上記のように上下幅の偏平の補正と、前傾角の補正を行うことにより実距離が求まる（図１２参照）。したがって、これらにより遠用の瞳孔中心Ｃ_R、Ｃ_Lからの近用アイポジションの位置データが算出される。この位置データにより遠用アイポジションからの内よせ量が判るため、遠用の片眼ＰＤから内よせ量を差し引けば、近用の片眼ＰＤも求めることができる。
【００５６】
また、被検眼の下方回旋角度（図１２における角度ψ）は眼鏡フレームの上下幅の偏平率により求まる。さらに、この下方回旋角度ψと角度検出センサ１５によって求められた視線角度（図１３における角度ω）とにより、近用注視時の被検者顔の傾斜角度（図１３における角度τ）が分かる。これら下方回旋角度ψ、被検者顔の傾斜角度τは、例えば、レンズメーカが製作する累進多焦点レンズの設計に役立てることができる。
【００５７】
以上のように近用のアイポジションの測定も、注視目標位置にカメラを配置して視線方向から撮影するので、固定されたカメラで撮影する場合に比べて、特に正確な測定結果が得られる。また、被検者の使用環境に応じた遠用アイポジション及び近用アイポジションを正確に測定できるので、最適な累進多焦点レンズを選択できるようになる。
【００５８】
最適な累進多焦点レンズの選択は、予めメモリ３２に各メーカのレンズのデータ（レンズに対する遠用ポジション、近用ポジションの位置関係、レンズ径等）を記憶させておき、遠用、近用測定にてＰＤ、アイポジションが決定された後、ディスプレイ３ａ上にメモリ３１に記憶させたレンズ像を順次表示させればよい。このときのレンズ像は、図７（ｂ）に示す近用測定時の眼鏡フレーム像Ｆ′と同じ偏平率となるように画像処理し、眼鏡フレーム像Ｆ′上の遠用の瞳孔中心Ｃ_R（Ｃ_L）にレンズ像の遠用ポイントをそれぞれ重ねた状態で表示する（レンズをフレームに配置したときに観察される状態にする）。この状態で、近用の瞳孔中心_NＣ_R（_NＣ_L）とレンズ像の近用ポイントとの位置関係を観察することにより、最も適合するレンズを選択する。又、レンズ径をフレーム像Ｆ′と比較することにより、レンズ径不足も確認できる。もちろんレンズデータと測定データとから演算制御部３０が自動的に最適なレンズを選択した後、これを上記のようにディスプレイ３ａ上に表示して確認してもよい。
【００５９】
また、レンズ像を画像処理するのではなく、眼鏡フレーム像Ｆ′を画像処理によって角度補正することにより、偏平がない状態の像としてディスプレイ３ａに表示させ、レンズ像と比較、観察することも考えられる。
【００６０】
得られた測定データは図示なき通信ケーブルを使用し、フレームセレクタ、レンズエッジャー等に送信してフレームの選択、レンズの加工データに当然利用できる。
【００６１】
以上の実施形態では眼鏡フレームを装用した状態で眼位置を測定したが、眼鏡フレームを装用しない状態でのＰＤ測定のみでも良いことは言うまでもない。この場合にはスケール補助具２０を被検者の頭部に装着すればよい。
【００６２】
また、アイポジションの求めかたは上記のような方法の他に、撮影された眼鏡フレーム像や前眼部像の輝度情報から画像処理により自動的に求める方法も可能である。
【００６３】
さらに、できあがった眼鏡をもう一度被検者に掛けてもらい、本実施の形態の装置を用いて眼鏡の仕上がり具合を確認することもできる。すなわち、装置の注視目標距離を測定時と同じにし、被検眼には測定窓２を介してランプ１１の照明による注視目標を注視させる。被検眼と眼鏡フレームのレンズには注視目標から発せられた光束によりそれぞれ反射輝点が形成されるので、カメラ１０に撮像されてディスプレイ３ａ映し出される両者の輝点が同心になっているか否かにより、視線に対して眼鏡レンズの光心が適切に位置しているかを確認することができる。
【００６４】
さらにまた、注視目標の呈示距離及び撮影距離を光学的に可変にする光学系としては、図９に示すように、装置本体１００の筐体内にハーフミラー１０１、移動可能な凹面ミラー１０２を配置し、凹面ミラー１０２の移動により各距離を可変にする構成とすることもできる。被検者は観察窓１０３を介して距離可変にされる視標を注視する。なお、図９において、図２の構成と共通要素には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、眼鏡装用の使用環境に応じた近用〜遠用の被検者眼の位置を正確に測定できる。したがって、適切な眼鏡調整が可能になる。
また、近用〜遠用を注視する被検者眼を撮影し、眼位置を測定する装置を極めてコンパクトな構成でハンディタイプとしたので、設置のためのスペースが節約できると共に、使い勝手が優れた装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の外観を示す図である。
【図２】装置内部に配置される光学系の概略構成を示す図である。
【図３】スケール補助具２０を示した図である。
【図４】制御系を示すブロック図である。
【図５】メモリ３１に記憶された画像例を示す図である。
【図６】撮像位置によりアイポジションが変化する理由を示した図である。
【図７】ディスプレイ３ａに表示された画像データからアイポジション、ＰＤを求める方法を説明する図である。
【図８】近用測定時の装置本体１の使用例を示した図である。
【図９】注視目標の呈示距離及び撮影距離を光学的に可変にする光学系の１例を示す図である。
【図１０】寸法補正を説明する図である。
【図１１】ボクシングシステムを説明する図である。
【図１２】下方回旋角度の求め方を示す図である。
【図１３】被検者の顔の傾斜角度の求め方を示す図である。
【符号の説明】
１装置本体
２測定窓
３画像表示部
３ａディスプレイ
３ｂ接続ケーブル
４マウス
５撮像部
５ａ回転ノブ
６ミラー
７撮影スイッチ
８ノブ
９入射窓
１０カメラ
１０ａ撮影口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an eye position measuring device that measures an eye position such as a pupil center distance of a subject's eye and an eye position (eye position) with respect to a spectacle frame worn by the subject.
[0002]
[Prior art]
In the eyeglass adjustment, it is important to align the optical center of the lens framed in the eyeglass frame with the eye position of the subject. As a measurement for this purpose, an interpupillary distance meter such as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-158933 has been used in order to obtain a distance between pupil centers (hereinafter referred to as PD) of both eyes. Alternatively, PD is also measured by an eye refractive power measuring device that automatically measures the refractive power of the eye.
[0003]
Also proposed is a method in which the face of the subject wearing a spectacle frame is photographed with a TV camera placed at a fixed position, and the eye position (eye position) with respect to the spectacle frame is obtained from the photographed image. Has been.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the PD obtained by the interpupillary distance meter or the eye refractive power measuring device is used for eyeglass adjustment without checking the position with the eyeglass frame, the pupil center and the optical center of the lens after the eyeglasses are created. Deviation easily occurs. Moreover, although the interpupillary distance meter fixes the device to the subject's face with a nose pad member, the shape of the nose varies depending on the subject, and an error due to the way of contact tends to occur.
[0005]
On the other hand, the method of using an image photographed by a television camera can know the position information of the eye with respect to the spectacle frame. However, conventionally, since the image was taken with a television camera placed at a fixed position, the position of the eye measured by the difference in the intended use distance that the subject gazes at becomes inaccurate.
[0006]
In addition, as the number of subjects who purchase progressive multifocal lenses tends to increase with the aging of the population recently, the alignment of the progressive multifocal lens with the eye is particularly important compared to the single-focus lens. . That is, in the progressive multifocal lens, it is necessary to more accurately measure the distance and near eye positions according to the use environment of the wearer.
[0007]
The present invention provides an eye position measurement device that can accurately measure the position of the eye of a subject in a state according to the use environment of the subject so that appropriate eyeglass adjustment can be performed in view of the above-described prior art. Is a technical issue.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
[0009]
(1) In an eye position measuring apparatus that measures distance and near eyepoison of a subject's eye, the eye has a gaze target for gaze the subject's eye, and the presenting distance of the gaze target is determined from the distance A gaze target presentation optical system that optically changes to a desired near distance, a distance sensor that detects a distance between the subject's eye and the gaze target, and both eyes of the subject wearing spectacle frames An imaging optical system that has an imaging unit for imaging the anterior eye part, optically changes a shooting distance by the imaging unit, and images from substantially the same position as the gaze target, and is captured by the imaging unit Measuring means for obtaining the center position of the pupil based on the obtained image and measuring the eye position of the subject.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing the appearance of the apparatus of this embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an optical system arranged inside the apparatus.
[0018]
Reference numeral 1 denotes an apparatus main body, and a measurement window 2 is arranged on the side facing the subject. Reference numeral 3 denotes an image display unit which displays an image photographed by the television camera 10 and measurement information on the display 3a. A general display such as an LCD is used for the display 3a. Further, the display 3a can be tilted in the direction of arrow A, and is easy to carry. The image display unit 3 can be detached and used as shown in FIG. The image display unit 3 and the main body 1 are connected by a connection cable 3b. A mouse 4 used as a pointing device is connected to the image display unit 3 for use.
[0019]
Reference numeral 5 denotes a photographing unit, which has the television camera 10, the distance sensor 16, and the tilt sensor 15 shown in FIG. The photographing unit 5 can be rotated by operating the rotary knobs 5 a arranged on both side surfaces of the apparatus main body 1. At the time of measurement at a near distance, as shown in FIG. 1B, the camera 10 is separated from a photographing optical system to be described later by this rotation operation, and the photographing port 10a of the camera 10 faces the upper surface side of the apparatus main body 1. Keep it like that. As a result, it is possible to perform photographing with the camera 10 alone without using the photographing optical system in the apparatus main body 1.
[0020]
In addition, the photographing unit 5 can be rotated so that the photographing port 10 a faces the bottom surface side of the apparatus main body 1. When it is rotated so that the photographing port 10a is directed to the bottom side, photographing can be performed in a state where the apparatus main body 1 is set up vertically by tilting the display 3a. Furthermore, it is good also as a structure which separates the imaging | photography part 5 from the housing | casing of the apparatus main body 1 instead of isolate | separating by rotation operation. Mirrors 6 are provided on both sides of the photographing port 10a. The mirrors 6 are used when the subject matches the line of sight with the photographing optical axis of the camera 10. Reference numeral 9 denotes an incident window of the distance sensor 16. Reference numeral 7 denotes a photographing switch.
[0021]
In FIG. 2, 11 is a target illumination lamp, 12 is a target plate having a spot opening, and the lamp 11 illuminates the target plate 12 as a gaze target from behind. Reference numeral 13 denotes a half mirror. A convex lens 14 has such a size that the subject can gaze at the target plate 12 with both eyes. Further, the convex lens 14 can be moved in the optical axis direction (B direction) by the knob 8, and the optical distance between the measurement window 2 and the target plate 12 can be changed from 300 mm to infinity. The lamp 11 to the convex lens 14 constitute a gaze target presentation optical system that presents a gaze target for gaze the subject's eye.
[0022]
A photographing unit 5 having a television camera 10 as imaging means is provided behind the half mirror 13. The camera 10 is disposed on the optical axis of the convex lens 14 and is optically positioned substantially at the same position as the target plate 12, and an imaging optical system that images the subject's face is configured by the convex lens 14 and the camera 10. Is done. The subject gazes at the target plate 12 through the measurement window 2 with both eyes. By moving the convex lens 14, the gaze distance is optically changed to a distance desired by the subject. At the same time, the position of the television camera 10 is optically the same position as the target plate 12. That is, with this configuration, the television camera 10 can image the anterior eye portion of the eye to be examined from the line of sight of the eye to be examined at the same distance as the gaze distance.
[0023]
In addition, two distance sensors 16 are provided on both sides of the camera 10 in the photographing unit 5 to detect the distance of the camera 10 from the subject's eye (the spectacle frame worn by the subject), that is, the gaze distance. Is done. At the time of measurement, the scale auxiliary tool 20 (details will be described later) shown in FIG. 3 is attached to the spectacle frame. The scale auxiliary tool 20 has an LED 23 that emits infrared light, and light from the LED 23 enters the distance sensor 16 through the measurement window 2 and the convex lens 14. The distance sensor 16 has a condensing lens and a position detection element, and the incident position of the light to the position detection element also changes according to the distance change of the camera 10 (the distance optically changed by the movement of the convex lens 14). From this position change, the distance (gazing distance) at which the camera 10 is located is detected. When the imaging unit 5 is rotated and used, light from the LED 23 is directly incident on the distance sensor 16 to detect the distance at which the camera 10 is located.
[0024]
The camera 10 has an autofocus mechanism that automatically focuses on the subject image by a lens disposed therein, and a mechanism that automatically zooms so that the subject image is displayed on the display 3a at a certain size. ing. In the automatic zoom mechanism, the arithmetic control unit 30 described later controls the zoom mechanism based on the distance information of the distance sensor 16. When the optical zoom limit is exceeded, digital zoom is performed by image processing.
[0025]
An inclination sensor 15 detects the inclination angle of the photographing optical axis of the camera 10. The angle information obtained by the tilt sensor is displayed on the display 3a. This angle information is used for adjusting the angle of the apparatus body 1 and calculating the downward rotation angle of the eyeball and the tilt angle of the face at the near eye position.
[0026]
3A and 3B are diagrams showing the scale auxiliary tool 20 used for detecting the position and distance of the eye position. FIG. 3A is a schematic external view from the front, and FIG.
[0027]
The scale auxiliary tool 20 can be attached to the upper part of the bridge of the spectacle frame F selected by the subject via the attachment fitting 21. Reference numeral 22 denotes a U-shaped scale plate, which has a scale on the plate extending on the front side and both side surfaces so that the actual length can be seen visually. Reference numeral 24 is a reference point used as a reference for the measurement distance, and a total of six points are added to the front and left and right side surfaces of the scale plate 22, two points each. The distance 50 between the two points on the front side and the distance 51 between the two points on the side surface side are determined in advance as known distances such as 100 mm and 20 mm, for example. The distances 50 and 51 between the reference points 24 are used as reference distances for detecting the size of a spectacle frame or the like captured in the image data. Reference numeral 23 denotes an LED that emits infrared light, and is used to obtain the distance between the gazing point and the eye E as described above.
[0028]
In the apparatus having the above configuration, the measurement operation will be described below with reference to the control system block diagram of FIG. Here, for the measurement when adjusting the progressive multifocal lens, the distance measurement for measuring the eye position when the eye to be examined is looking at the far point (or the middle point), the forward tilt angle of the spectacle frame, etc. The description will be made in three parts: side measurement for measurement and near measurement in the case of measuring the eye position at a near working distance.
[0029]
First, the subject wears the spectacle frame F, and after adjusting the degree of the spectacle frame F so as to fit the face of the subject, the subject selects as shown in FIG. The scale auxiliary tool 20 is attached to the spectacle frame F. The scale auxiliary tool 20 is attached such that the lower end of the scale auxiliary tool 20 is brought into contact with the upper end of the spectacle frame F so as to be parallel to the spectacle frame F.
[0030]
<Side measurement>
This measurement is performed to know the forward tilt angle of the spectacle frame worn and the distance between the spectacle frame and the apex of the cornea.
[0031]
The measurement mode is set to the side measurement mode on the display 3a. As shown in FIG. 5, the mode is set by moving the cursor mark 40 onto the measurement mode item 42 using the mouse 4 and pressing the button 4a to set the mode. It is also possible to select an item or the like using a touch panel type or a touch pen without using the mouse 4.
[0032]
After selecting the side measurement mode, the examiner takes the apparatus main body 1 and points the measurement window 2 toward the side of the subject's face (or rotates the imaging unit 5 90 degrees toward the bottom surface of the apparatus main body 1). The position is determined so that the side face of the subject wearing the spectacle frame is reflected on the display 3a. When the position of the apparatus main body 1 is determined, the switch 7 is pressed. When the switch 7 is pressed, the arithmetic control unit 30 stores the face side image of the subject in the memory 31 as image data.
[0033]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an image stored in the memory 31. In the side surface measurement mode, measurement results of the forward tilt angle θ and the inter-vertex distance 62 of the spectacle frame F are obtained as follows. First, after the reference measurement item 43 on the screen is selected with the mouse 4, the cursor mark 40 is moved to designate two reference point images 24 'on the scale plate image 22' (see the cursor mark 40 as a reference). Press the button 4a according to the point image 24 '). When designated by the cursor mark 40, the arithmetic control unit 30 calculates an angle (hereinafter referred to as a reference angle) formed by a straight line connecting the two points of the reference point image 24 'and a horizontal line on the display 3a. Is stored in the memory 32. Further, since the distance 51 between the two reference points 24 attached to the scale plate 22 is determined in advance, the arithmetic control unit 30 compares the distance 51 and the distance 51 'to calculate the correction ratio.
[0034]
Next, the angle detection item 44 is selected to obtain an angle (forward tilt angle) θ between the vertical plane and the lens plane with respect to the horizontal line of sight. The examiner places the cursor mark 40 on the front frame of the spectacle frame image F ′ and designates two arbitrary points 60a and 60b. The arithmetic control unit 30 calculates the angle formed by the straight line connecting the two points and the straight line connecting the reference point on the scale plate 22 'specified earlier. The forward tilt angle θ of the spectacle frame is calculated from the calculated angle, the value is stored in the memory 32, and the angle is displayed on the display 3a.
[0035]
When the distance from the corneal apex to the inner side of the frame of the spectacle frame F (distance between the apexes) is selected, after selecting the distance measurement item 41, the apex image of the cornea and the inner side of the spectacle frame positioned in the horizontal direction are selected. The distance 62 is obtained by designating each with the cursor mark 40. The actual distance is calculated from the obtained distance 62 and the correction ratio obtained previously. Using the obtained distance between the apexes, for example, when the general apex distance (12 mm) is not reached, the glasses can be readjusted so that the apex distance becomes 12 mm. Further, when it is desired to intentionally change the distance between the vertices to increase the correction effect, it can be used as a calculation means for how much the correction effect changes depending on the obtained distance between the vertices.
[0036]
<Distance measurement>
The examiner confirms in advance the distance used by the subject for distance use. After setting the measurement mode item 42 of the display 3a to the distance measurement mode, the examiner picks up the apparatus main body 1 and positions the measurement window 2 about 10 cm in front of the subject's eyes. The subject is instructed to view the light of the target plate 12 that is the gaze target through the measurement window 2. The anterior segment of the subject is captured by the camera 10 of the imaging optical system and displayed on the display 3a. While examining the display 3a, the examiner fine-tunes the apparatus main body 1 so that the anterior ocular segment image of the subject is reflected near the center of the display 3a. Since the distance detected by the distance sensor 16 is displayed on the display 3a, the knob 8 is operated to adjust the movement of the convex lens 14 so that this display becomes the gaze point distance confirmed in advance by the subject. Further, since the inclination angle detected by the inclination sensor 15 is displayed on the display 3a, the apparatus main body 1 is made horizontal while observing the inclination angle.
[0037]
When the photographing position can be adjusted by observing the display 3a, the anterior segment image of the subject wearing the spectacle frame F is stored in the memory 31 as image data using the photographing switch 7.
[0038]
Thus, the apparatus of the present invention images the eye image by placing the camera 10 at a position that is optically substantially the same as the gaze target position, so that the eye position can be accurately obtained. The reason for this will be described with reference to FIG. When the subject eye E gazes at the gaze target P ₀ placed at a desired distance, the gaze direction passing through the spectacle frame F is the direction indicated by the solid line L ₀ . Since the eye position is the position of the line of sight that passes through the spectacle frame F, the point Q _{0 in} the figure is an accurate position. Here, when an eye image including a spectacle frame is captured by the television camera K placed at a position P ₁ at a different distance from the gaze target P ₀ , the pupil center position is captured as being in the direction indicated by the dotted line L _1. . Therefore, the pupil center position with respect to the spectacle frame F becomes a point Q ₁ on the spectacle frame F shown in the figure, and the result of deviation from the point Q ₀ is measured. On the other hand, if the television camera K is arranged at the position of the gaze target P ₀ , it is possible to capture an image as if the center of the pupil is on the solid line L ₀ indicating the line of sight direction, and the point Q ₀ on the spectacle frame F is accurately It can be measured.
[0039]
FIG. 7A is a diagram for explaining a method for obtaining the eye position and PD for distance use from the image data displayed on the display 3a. After selecting the reference measurement item 43 displayed on the display 3a, the examiner moves the cursor mark 40 to the two reference point images 24 'and designates them. Since the distance 50 between the two reference points 24 attached to the front surface of the scale plate 22 is determined in advance, the distance 50 'between the two reference point images 24' and the actual position of the eye position and PD are determined. A correction ratio of the photographing magnification for obtaining the distance is calculated. Further, it is possible to correct the tilt angle with respect to the left-right direction of the photographed image by specifying the two reference point images 24 '(if the image on the display 3a is horizontal based on this tilt angle information, the measurement will be described later. Is easier to do).
[0040]
Next, the distance measurement item 41 is selected to obtain the distance PD. Use the mouse 4 to move the cursor mark 40, respectively specify the pupillary center point C _R and C _L of the anterior segment image displayed on the display 3a. Thus pupil center point C _R horizontal reference line centered at X _R, the vertical reference line Y _R appears, also, the horizontal reference line X _L, the vertical reference line Y _L display around the pupil center point C _L Is done. The actual distance of the distance PD is calculated by correcting the distance 51 between the reference line Y _R and the reference line Y _L with a correction ratio. The calculated actual distance of the distance PD is stored in the memory 32 and displayed on the display 3a (not shown).
[0041]
One eye PD can be obtained as follows.
[0042]
Similar to the above, two reference point images 24 ′ and pupil center point C _R are designated in advance. Next, the intersection points 72 and 76 where the horizontal reference line X _R obtained by designating the pupil center point C _R intersects the left and right inner frames are designated. As a result, the midpoint between the intersection 72 and the intersection 76 is obtained, and this midpoint becomes a point (the center of the face) that bisects the frame. Therefore, the eye PD of the right eye side is obtained by obtaining the distance from the pupil center point C _R to the midpoint. The one eye PD on the left eye side can be obtained by subtracting the one eye PD on the right eye side from the PD.
[0043]
Note that the pupil center can be automatically detected by image processing. The subject's eye gazing at the optotype plate 12 is projected with light from the optotype plate 12, and the corneal bright spot is formed at the apex of the cornea. Since the apex of the cornea can be regarded almost as the center of the pupil, position data of the center of the pupil can be obtained by detecting this bright spot from the anterior eye image.
[0044]
To measure the eye position, the measurement item 45 is selected. The cursor mark 40 is moved to the positions of intersections 70 to 75 between the respective reference lines and the left and right inner frames of the spectacle frame F image, and designated respectively. The position data of the intersections 70 to 75 designated by the cursor mark 40 is subjected to dimensional correction in consideration of the forward tilt angle obtained from the side measurement in addition to the correction ratio of the photographing magnification, so that the eye to be inspected with respect to the actual spectacle frame F is obtained. The position (actual distance) of the far eye position can be obtained (not shown).
[0045]
FIG. 10 is a diagram for explaining dimensional correction in the vertical direction. The distance Y obtained by the distance measurement as shown in FIG. 10B is different from the actual distance Y ′ because the eyeglass frame F tilted by the forward tilt angle θ is viewed from the front. For this reason, a real distance can be calculated | required by Y '= Y / (cos (theta)) using a trigonometric function.
[0046]
As shown in FIG. 11, the eye position may be measured as the position data of the pupil center with respect to the left end, right end, upper end, and lower end of the spectacle frame shape as shown in FIG. 11 (only the right frame is shown). In this case, the horizontal and vertical reference lines X _R and Y _R are dragged with the mouse to designate the left end 80, right end 81, upper end 82, and lower end 83 with respect to the inside of the spectacle frame. This results in the pupil center position with respect to the eyeglass frame is calculated by the pupil center C _R the previously specified.
[0047]
In the distance measurement, when the target distance of the gazing point is set to a medium distance (for example, 10 m) instead of infinity, the apparatus main body 1 is not leveled but the line of sight is slightly downward. If the measurement is performed with the apparatus body 1 tilted so as to form an angle, the measurement can be performed with higher accuracy. Since the tilt angle can be obtained from the height of the eye of the subject, the position of the gazing point, and the distance to the gazing point, the tilt angle of the apparatus main body 1 obtained by the tilt sensor 15 becomes a desired angle. The apparatus main body 1 may be tilted.
[0048]
<Near-term measurement>
The measurement mode item 42 is set to the near measurement mode. In the case of near-field measurement, the display unit 3 is detached from the apparatus main body 1 and placed on a table or the like as shown in FIG. While holding the apparatus main body 1 to the subject, the imaging unit 5 is rotated 90 degrees so that the imaging port 10a faces the subject side. When the photographing unit 5 is directed to the upper side of the apparatus main body 1 (the side on which the image display unit 3 is mounted), since it is photographed upside down with the distance measurement, it is corrected by the arithmetic control unit 30 and displayed. Although displayed on 3a, if the photographing unit 5 is used facing the bottom surface side of the apparatus main body 1, the correction is unnecessary.
[0049]
The subject himself / herself adjusts the distance so that the photographing port 10a is positioned at the desired near-distance in the posture of his / her near-field work state. In this case, if a paper surface on which characters are drawn is arranged in front of the photographing port 10a, the subject can be more easily positioned at a near distance desired by the subject. When the positioning is completed, the paper surface is removed and the subject gazes at the imaging port 10a. Thereby, the camera 10 is placed at the gaze distance of the subject. Further, a mark as a gaze target may be attached to the center of the photographing port 10a.
[0050]
When the near-use position is determined in this manner, the examiner adjusts the photographing unit 5 so that photographing can be performed from the line-of-sight direction by rotating the photographing unit 5. This adjustment may be performed by driving the imaging unit 5 so that the left and right eye images displayed on the display 3a are positioned at the center. The subject can also make the photographing direction the same as the line-of-sight direction when the subject himself / herself drives the photographing unit 5 so that his / her own eyes enter the mirror 6 when viewed from the subject. The near distance combined by the subject is detected by the distance sensor 16 and displayed on the display 3a, so that the near distance desired by the subject can be known.
[0051]
When the imaging unit 5 is aligned, the switch 7 is pressed (or the measurement item 46 is selected), and an eye image is taken and stored in the memory 31. At the same time, the line-of-sight angle with respect to the horizontal direction is detected by the angle detection sensor 15 and stored in the memory 32 and the line-of-sight angle is displayed on the display 3a.
[0052]
FIG. 7B is a diagram showing how to obtain the near eye position and PD. Two reference point images 24 'on the scale plate image 22' are designated. The arithmetic control unit 30 obtains the correction ratio of the photographing magnification and the tilt angle in the left-right direction as in the distance measurement.
[0053]
In the near-field measurement in which the eye image is taken from the direction of the line of sight, the vertical width of the spectacle frame image F ′ is taken as a flat shape with respect to the frame image at the distance measurement by the downward rotation of the eye to be examined. . Therefore, in order to measure the eye position in the vertical direction, the flat part is corrected as follows. The arithmetic control unit 30 associates the position of the reference point image 24 ′ designated on the near vision screen with the position of the two reference point images 24 ′ obtained by the distance measurement. Next, based on the corresponding position data, the straight line connecting the intersections 70 and 71 in FIG. 7A and the straight line connecting the intersections 73 and 74 are positioned on the eyeglass frame image F ′ in FIG. 7B by image processing. As shown, vertical lines 80 _R and 80 _L are displayed. Examiner, vertical lines 80 _R, 80 _L and the intersection of the inner frame of the spectacle frame 70 ', 71', 73 ', 74' (or only either one of the vertical line) is designated by the cursor. The arithmetic control unit 30 calculates a ratio for correcting the vertical flatness based on the distance between the intersections 70 ′ and 71 ′ and the distance between the intersections 70 and 71 obtained by the distance measurement.
[0054]
The near vision PD is calculated by moving the cursor mark 40 and designating the left and right pupil centers _N C _R and _N C _L as in the distance measurement. Further, the position data of the near eye position can be obtained as follows.
[0055]
By designating the intersections 70 ', 71', 73 ', 74 as described above, the positional relationship between the pupil centers _N C _R , _N C _L with respect to these points can be obtained. That is, the horizontal positional relationship (direction and distance) of the right eye pupil center _N C _R with respect to the vertical line 80 _R and the vertical positional relationship (direction and distance) with respect to the intersections 70 ′ and 71 ′ are obtained. The positional relationship of the left eye pupil center _N C _L can be obtained in the same manner. As for the positional relationship in the vertical direction, the actual distance can be obtained by correcting the vertical flatness and correcting the forward tilt angle as described above (see FIG. 12). Therefore, the position data of the near eye position from the far pupil centers C _R and C _L is calculated from these. Because the position data can be obtained from the distance eye position, the near eye eye PD can also be obtained by subtracting the distance from the distance eye eye PD.
[0056]
Further, the downward rotation angle (angle ψ in FIG. 12) of the eye to be examined is obtained by the flatness ratio of the vertical width of the spectacle frame. Further, the tilt angle of the subject's face (angle τ in FIG. 13) at the near gaze is known from the downward rotation angle ψ and the line-of-sight angle (angle ω in FIG. 13) obtained by the angle detection sensor 15. The downward rotation angle ψ and the inclination angle τ of the subject's face can be used for designing a progressive multifocal lens manufactured by a lens manufacturer, for example.
[0057]
As described above, the measurement of the near eye position can also be obtained with a particularly accurate measurement result as compared with the case of shooting with a fixed camera since the camera is placed at the gaze target position and shooting is performed from the line of sight. Further, since the distance eye position and the near eye position corresponding to the use environment of the subject can be accurately measured, the optimum progressive multifocal lens can be selected.
[0058]
The optimum progressive multifocal lens is selected by storing the lens data of each manufacturer (distance position relative to the lens, positional relationship of the near position, lens diameter, etc.) in advance in the memory 32, and measuring distance and near distances. After the PD and eye positions are determined in step S1, the lens images stored in the memory 31 may be sequentially displayed on the display 3a. The lens image at this time is subjected to image processing so as to have the same flatness as the spectacle frame image F ′ at the time of near vision measurement shown in FIG. 7B, and the distance pupil center C _R on the spectacle frame image F ′. The distance image point of the lens image is superimposed on (C _L ) (displayed when the lens is placed on the frame). In this state, the most suitable lens is selected by observing the positional relationship between the near pupil center _N C _R ( _N C _L ) and the near point of the lens image. Further, by comparing the lens diameter with the frame image F ′, it can be confirmed that the lens diameter is insufficient. Of course, after the arithmetic control unit 30 automatically selects the optimum lens from the lens data and the measurement data, it may be displayed and confirmed on the display 3a as described above.
[0059]
Further, instead of performing image processing on the lens image, the spectacle frame image F ′ may be displayed on the display 3a as an image without flattening by correcting the angle by image processing, and compared with the lens image for observation. It is done.
[0060]
The obtained measurement data is transmitted to a frame selector, lens edger, etc. using a communication cable (not shown), and can be used for frame selection and lens processing data.
[0061]
In the above embodiment, the eye position is measured with the eyeglass frame worn, but it goes without saying that only the PD measurement without wearing the eyeglass frame may be used. In this case, the scale auxiliary tool 20 may be mounted on the subject's head.
[0062]
In addition to the above method, the eye position can be obtained automatically by image processing from the luminance information of the photographed spectacle frame image or anterior eye image.
[0063]
Furthermore, the completed glasses can be put on the subject once again, and the finish of the glasses can be confirmed using the apparatus of the present embodiment. That is, the gaze target distance of the apparatus is set to be the same as that at the time of measurement, and the eye to be examined is gazeed at the gaze target by illumination of the lamp 11 through the measurement window 2. Reflective luminescent spots are formed on the subject eye and the lens of the spectacle frame by the light beams emitted from the gaze target, respectively, so that depending on whether the luminescent spots captured by the camera 10 and projected on the display 3a are concentric. It is possible to confirm whether the optical center of the spectacle lens is appropriately positioned with respect to the line of sight.
[0064]
Furthermore, as an optical system for optically changing the presenting distance and the photographing distance of the gaze target, a half mirror 101 and a movable concave mirror 102 are arranged in the housing of the apparatus main body 100 as shown in FIG. In addition, each distance can be made variable by moving the concave mirror 102. The subject gazes at the target whose distance is variable through the observation window 103. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same elements as those in FIG.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately measure the position of the near-to-distance subject eye according to the use environment of the spectacle wearing. Accordingly, appropriate eyeglass adjustment is possible.
In addition, the device for photographing the subject's eyes gazing at near and far distances and measuring the eye position is a handy type with an extremely compact configuration, which saves space for installation and is easy to use A device can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of an apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an optical system arranged inside the apparatus.
FIG. 3 is a view showing a scale auxiliary tool 20;
FIG. 4 is a block diagram showing a control system.
5 is a diagram showing an example of an image stored in a memory 31. FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a reason why an eye position changes depending on an imaging position.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method for obtaining an eye position and PD from image data displayed on the display 3a.
FIG. 8 is a diagram showing an example of use of the apparatus main body 1 during near-field measurement.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an optical system that optically varies a gaze target presentation distance and an imaging distance.
FIG. 10 is a diagram for explaining dimensional correction.
FIG. 11 is a diagram illustrating a boxing system.
FIG. 12 is a diagram showing how to obtain a downward rotation angle.
FIG. 13 is a diagram showing how to determine the inclination angle of the face of a subject.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus main body 2 Measurement window 3 Image display part 3a Display 3b Connection cable 4 Mouse 5 Imaging part 5a Rotation knob 6 Mirror 7 Shooting switch 8 Knob 9 Incident window 10 Camera 10a Shooting port

Claims

In an eye position measuring apparatus for measuring distance eye and near eye positions of a subject's eye, the eye position measuring device has a gaze target for gazing at the subject's eye, and the expected distance of the gaze target is expected from the distance distance An anterior eye unit including a gaze target presentation optical system that optically changes to a near distance, a distance sensor that detects a distance between the subject's eye and the gaze target, and both eyes of the subject wearing a spectacle frame An imaging optical system that optically changes an imaging distance by the imaging unit and optically captures from the substantially same position as the gaze target, and an image captured by the imaging unit. An eye position measuring apparatus comprising: a measuring unit that obtains the center position of the pupil based on the eye and measures the eye position of the subject.