JP7099854B2 - 視標呈示装置 - Google Patents

Description

本発明は、検眼用の視表に付された視標を被検眼に向けて呈示する視標呈示装置に関する。

特許文献１および特許文献２には、被検眼の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出結果に基づいて視標光束を被検眼に導光するよう導光光学系を駆動する駆動手段と、を有する視力検査装置が開示されている。特許文献１および特許文献２に記載された視力検査装置において、位置検出手段は、検出用光束を投光する投光手段としての被検者側に配置するリモコンの発光部と、視力検査装置内にあって、前記リモコンから投光された検出用光束を検知する光位置検知手段としての位置検出素子と、からなる。

特許文献１および特許文献２に記載された視力検査装置の位置検出手段が被検眼の位置を検出する際には、被検者や検者がリモコンの発光部を目高位置などの被検眼の位置に配置し、リモコンの発光部から検出用光束を投光させる必要がある。しかし、被検者や検者により被検眼の位置に配置されたリモコンの発光部の位置は、視力検査中に変化するおそれがある。リモコンの発光部の位置が視力検査中に変化すると、正確な検査を行うことができないという問題がある。また、リモコンの発光部を目高位置などの被検眼の位置に配置し、リモコンの発光部から検出用光束を投光させる動作が煩雑であるという問題がある。

特開平７－２３６６１２号公報 特開平８－２０６０６４号公報

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、正確な検眼を行うことができるとともに、光学系のアライメント動作を容易に行うことができる視標呈示装置を提供することを目的とする。

前記課題は、本発明によれば、検眼用の視表に付された視標を被検眼に向けて呈示する視標呈示装置であって、筐体と、前記筐体の内部に設けられた視表と、前記筐体の前記内部に設けられ前記視表から放射された光束を前記筐体の前記内部に配置された光学系を介して前記被検眼に呈示する視標呈示光学系と、前記被検眼を撮影する撮影部と、を備えたことを特徴とする視標呈示装置により解決される。

前記構成によれば、撮影部が被検眼を撮影するため、撮影部により撮影された被検眼の画像に基づいて、視標呈示光学系のアライメントを調整することができる。これにより、被検者の首や顔の位置が変化することで被検眼の位置が変化した場合であっても、正確な検眼を行うことができる。また、位置検出用の光束を投光するための特別な器具は、不要である。これにより、撮影部により撮影された被検眼の画像に基づいて、視標呈示光学系のアライメント動作を容易に行うことができる。

好ましくは、前記撮影部により撮影された前記被検眼の画像を解析することにより前記被検眼の位置を特定し、前記被検眼の前記位置に基づいて前記視標呈示光学系のアライメント動作の制御を実行する制御装置をさらに備えたことを特徴とする。

前記構成によれば、制御装置は、撮影部により撮影された被検眼の画像を解析することにより被検眼の位置を特定し、被検眼の位置に基づいて視標呈示光学系のアライメント動作の制御を実行する。そのため、被検者の首や顔の位置が変化することで被検眼の位置が変化した場合であっても、制御装置は、被検眼の位置に基づいて視標呈示光学系のアライメント動作の制御を実行することにより、視標呈示光学系の位置を被検眼の位置の変化に追従させることができる。すなわち、制御装置は、被検眼の動きに対する視標呈示光学系のトラッキングを実行することができる。これにより、視表が筐体の内部に設けられ、被検者の首や顔の位置が変化することで被検眼の位置が変化した場合であっても、正確な検眼を行うことができる。

また、制御装置が被検眼の位置を特定するときに、被検者や検者は、位置検出用の光束を目高位置などの被検眼の位置から投光させなくともよい。そのため、制御装置が被検眼の位置を特定するときに、煩雑な動作を行う必要性が生ずることを抑えることができる。

好ましくは、前記視標呈示光学系は、前記視表から放射された前記光束を反射し前記被検眼に呈示する反射部材と、水平方向の軸および鉛直方向の軸の少なくともいずれかを中心として前記反射部材を回転させる反射部材駆動部と、を有し、前記制御装置は、前記被検眼の前記画像を解析することにより前記水平方向および前記鉛直方向の少なくともいずれかにおける前記被検眼の前記位置を特定し、前記被検眼の前記位置に基づいて前記反射部材駆動部を制御することにより、前記視表から放射された前記光束を前記反射部材により前記被検眼に向けて反射させることを特徴とする。

前記構成によれば、制御装置は、水平方向および鉛直方向の少なくともいずれかにおける被検眼の位置を特定する。そして、制御装置は、被検眼の位置に基づいて反射部材駆動部を制御することにより、視表から放射された光束を反射部材により被検眼に向けて反射させる。そのため、制御装置は、視標呈示光学系の位置を水平方向および鉛直方向の少なくともいずれかにおける被検眼の位置の変化に追従させることができる。

好ましくは、前記撮影部は、前記被検眼に対して前記反射部材よりも前記視表側に配置され、前記反射部材を介して前記被検眼を撮影可能に構成されたことを特徴とする。

前記構成によれば、撮影部は、筐体の内部に配置可能とされる。これにより、撮影部と被検眼との間の撮影距離を短くすることができ、検眼に必要な空間の省スペース化を図ることができる。

好ましくは、前記筐体の前記内部に近用視表および前記視標呈示光学系の光軸に沿って移動させる近用視表駆動部をさらに備え、前記撮影部は、互いに異なる方向から実質的に同時に前記被検眼を撮影する第１カメラおよび第２カメラを有し、前記制御装置は、前記第１カメラおよび前記第２カメラにより実質的に同時に撮影された複数の画像を解析することにより前記光軸の方向における前記被検眼の前記位置を特定し、前記被検眼の前記位置に基づいて前記近用視表駆動部を制御することにより、前記近用視表と前記被検眼との間の距離を所定の呈示距離に合わせることを特徴とする。

前記構成によれば、制御装置は、第１カメラおよび第２カメラにより実質的に同時に撮影された複数の画像を解析することにより、視標呈示光学系の光軸の方向における被検眼の位置を特定する。そして、制御装置は、被検眼の位置に基づいて近用視表駆動部を制御することにより、近用視表と被検眼との間の距離を所定の呈示距離に合わせる。そのため、制御装置は、近用視表の位置を視標呈示光学系の光軸の方向における被検眼の位置の変化に追従させることができる。

好ましくは、前記撮影部により撮影された前記被検眼の画像を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする。

前記構成によれば、撮影部により撮影された被検眼の画像が表示部に表示される。そのため、検者は、被検眼と筐体との間の距離が短いことで被検眼と筐体の前面との間から被検者の顔や被検眼を観察できない場合であっても、表示部に表示された画像を確認することにより被検者の顔や被検眼を観察することができる。

好ましくは、前記被検眼に向けて赤外線を照射する赤外線照明をさらに備え、前記撮影部は、前記被検眼から放射された前記赤外線に感度を有する赤外線カメラであることを特徴とする。

前記構成よれば、制御装置は、被検者に対して照明を意識させることなく、赤外線カメラにより撮影された被検眼の画像を解析することにより被検眼の位置を特定することができる。また、視標呈示装置が暗室などの比較的暗い場所に設置された場合であっても、制御装置は、赤外線カメラにより撮影された被検眼の画像を解析することにより被検眼の位置を特定することができる。

本発明によれば、正確な検眼を行うことができるとともに、光学系のアライメント動作を容易に行うことができる視標呈示装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る視標呈示装置を表す斜視図である。 本実施形態に係る視標呈示装置を表す側面図である。 本実施形態に係る視標呈示装置を表す上面図である。 本実施形態に係る視標呈示装置の要部構成を表すブロック図である。 本実施形態に係る視標呈示装置の動作例を表すフローチャートである。 図５に表したステップＳ１６の処理の第１具体例を表すフローチャートである。 図５に表したステップＳ１６の処理の第２具体例を表すフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る視標呈示装置を表す斜視図である。
図２は、本実施形態に係る視標呈示装置を表す側面図である。
図３は、本実施形態に係る視標呈示装置を表す上面図である。
図４は、本実施形態に係る視標呈示示装置の要部構成を表すブロック図である。
なお、図２および図３では、説明の便宜上、視標呈示装置の筐体を破線で表している。

本実施形態に係る視標呈示装置２は、検眼用の視表に付された視標を被検眼Ｅに向けて呈示する装置であり、筐体３と、遠用視表４１と、視標呈示光学系５と、撮影部６と、を備える。視標呈示装置２は、検眼テーブル９と、制御装置７と、をさらに備えていてもよい。視標呈示光学系５と、撮影部６と、制御装置７と、遠用視表４１と、は筐体３の内部に設けられている。さらに、近用視表４２が筐体３の内部に設けられていても良い。本実施形態では、近用視表４２が筐体３の内部に設けられた場合を例に挙げて説明する。

図１に表したように、検眼テーブル９は、支柱９１と、自覚式検眼手段（レフラクターヘッド）９２と、照明ユニット９３と、を有する。支柱９１は、鉛直方向Ｙの軸を中心として回転可能に設けられている。自覚式検眼手段９２および照明ユニット９３は、支柱９１に支持されている。自覚式検眼手段９２は、視標呈示装置２の筐体３に固定され、被検眼前面に対して挿脱可能に構成されていても良い。

筐体３は、近用視表４２と、遠用視表４１と、視標呈示光学系５と、撮影部６と、制御装置７と、を内部に収容し、被検者Ｊと対向する位置に設けられたウインドウＷを有する。ウインドウＷは、ポリアクリルレート樹脂（ＰＭＭＡ）などの透光性樹脂により形成され、約２ｍｍ程度の厚さを有する。本実施形態に係る視標呈示装置２では、近用視表４２が筐体３の内部に設けられているため、被検者Ｊの被検眼Ｅの角膜頂点と、筐体３の前面と、の間の距離（ワーキングディスタンス）ＷＤは、近用検眼距離未満に設定可能とされている。この詳細については、後述する。本実施形態に係る視標呈示装置２では、ウインドウＷの前面は、筐体３の前面の一例である。

近用視表４２は、近用検査用の視表であり、被検眼Ｅに対して視標を呈示する。例えば、近用視表４２は、液晶表示装置などの電子表示装置として筐体３の内部に配置され、表示画面４２１にランドルト環などの視標を表示することができる。但し、近用視表４２は、液晶表示装置に限定されるわけではなく、他の表示デバイスであってもよく、紙やガラス板などにパターンを描画したものであってもよい。

遠用視表４１は、遠用検査用の視表であり、被検眼Ｅに対して視標を呈示する。例えば、遠用視表４１は、液晶表示装置などの電子表示装置として筐体３の内部に配置され、表示画面４１１にランドルト環などの視標を表示することができる。但し、遠用視表４１は、液晶表示装置に限定されるわけではなく、他の表示デバイスであってもよく、ガラス板などにパターンを描画したものであってもよい。

視標呈示光学系５は、筐体３の内部に設けられ、遠用視表４１および近用視表４２から放射された光束を筐体３の内部に配置された光学系を介して被検眼Ｅに呈示する。視標呈示光学系５は、第１反射ミラー５１と、凸レンズ系５２と、第２反射ミラー５３と、を有する。第１反射ミラー５１は、遠用視表４１から放射された光束を凸レンズ系５２に向けて反射する。凸レンズ系５２は、第１反射ミラー５１により反射された光束を屈折させ虚像を形成する。なお、遠用視表４１の表示画面４１１は、凸レンズ系５２と、凸レンズ系５２の焦点５２１と、の間に配置されている。また、凸レンズ系５２は、図２に表した１つの平凸レンズには限定されず、複数のレンズを有していてもよい。

遠用検査が行われる場合には、第２反射ミラー５３は、凸レンズ系５２を透過した光束を被検眼Ｅに向けて反射し、被検眼Ｅの角膜頂点の前方の所定距離の遠用呈示位置５３１に虚像を呈示する。このとき、例えば、近用視表４２は、近用視表駆動部４３（図４参照）から伝達された駆動力を受けて移動し、遠用視表４１から放射された光束の光路の外側に退避している。被検眼Ｅの角膜頂点と、遠用呈示位置５３１と、の間の距離は、約５ｍ程度である。

近用検査が行われる場合には、第２反射ミラー５３は、近用視表４２から放射された光束を反射し被検眼Ｅに呈示する。本実施形態の第２反射ミラー５３は、本発明の「反射部材」の一例である。図２に表したように、近用視表４２は、凸レンズ系５２の光出射側に設けられている。そのため、近用視表４２から放射された光束は、第１反射ミラー５１により反射されたり、凸レンズ系５２を透過したりすることはない。但し、本実施形態の視標呈示光学系５の構成は、一例であり、これだけに限定されるわけではない。

撮影部６は、筐体３の内部に設けられ、被検眼Ｅを撮影する。撮影部６は、被検眼Ｅに対して第２反射ミラー５３よりも遠用視表４１および近用視表４２の側に配置され、第２反射ミラー５３を介して被検眼Ｅを撮影可能に構成されている。撮影部６は、第１カメラ６１を有し、被検眼Ｅの二次元画像を撮影することができる。二次元画像は、動画であってもよく、静止画であってもよい。また、二次元画像は、カラー画像であってもよく、モノクロ画像であってもよい。撮影部６は、２以上のカメラを有していてもよい。撮影部６が２以上のカメラを有する場合には、第１カメラ６１および第２カメラ６２は、互いに異なる方向から実質的に同時に被検眼Ｅを撮影する。本実施形態では、撮影部６が第１カメラ６１および第２カメラ６２を有する場合を例に挙げて説明する。

第１カメラ６１および第２カメラ６２は、赤外線に感度を有する赤外線カメラであってもよい。第１カメラ６１および第２カメラ６２が赤外線カメラである場合には、撮影部６は、筐体３に設けられた赤外線照明６４からの赤外線により被検眼Ｅを照明し、被検眼Ｅにより反射された赤外線により被検眼Ｅの画像を撮影する。これによれば、撮影部６は、被検者Ｊに対して照明を意識させることなく、被検眼Ｅの画像を撮影することができる。赤外線照明６４は、自覚式検眼手段９２の被検眼Ｅに対向する面に取り付けられていてもよい。

図４に表したように、制御装置７は、演算部７１と、記憶部７２と、画像処理部７３と、を有する。演算部７１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などであり、プログラムの起動や、信号の制御処理や、演算や、各駆動部の駆動制御などを実行する。すなわち、演算部７１は、視標呈示装置２の全体の制御を行う。記憶部７２には、例えば、視標呈示光学系５のアライメント動作のためのシーケンスプログラムや、画像処理のためのシーケンスプログラムや、演算プログラムなどが格納されている。記憶部７２としては、例えば、筐体３に内蔵された半導体メモリなどが挙げられる。あるいは、記憶部７２としては、視標呈示装置２に接続可能なＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＲＡＭ（Random access memory）、ＲＯＭ（Read only memory）、ハードディスク、メモリカードなどの種々の記憶媒体が挙げられる。

画像処理部７３は、画像解析部７４と、画像判定部７３１と、を有し、撮影部６により撮影された画像に対して各種の画像処理や画像解析を実行する。画像解析部７４は、特徴点特定部７４１と、特徴点位置算出部７４２と、を有し、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を解析することにより被検眼Ｅの位置を特定する。「被検眼Ｅの位置」とは、水平方向Ｘ（図１参照）における被検眼Ｅの位置、鉛直方向Ｙ（図１参照）における被検眼Ｅの位置、および第２反射ミラー５３により反射され被検眼Ｅに導かれる光束の光軸ＬＡ２（図２参照）の方向（光軸方向Ｚ）における被検眼Ｅの位置の少なくともいずれかを含む。

特徴点特定部７４１は、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を解析することにより、被検眼Ｅの画像中において被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置を特定する。前述したように、被検眼Ｅの特徴点Ｅ０としては、例えば、角膜頂点、瞳孔中心、瞳孔輪郭、虹彩中心、および虹彩輪郭などが挙げられる。具体的には、特徴点特定部７４１は、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像の輝度値などを含む画素値の分布に基づいて、被検眼Ｅの画像中における特徴点Ｅ０に相当する位置を特定する。

特徴点位置算出部７４２は、特徴点特定部７４１により特定された被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置に基づいて、被検眼Ｅの角膜頂点の位置を算出する。水平方向Ｘおよび鉛直方向Ｙにおける被検眼Ｅの角膜頂点の位置については、特徴点位置算出部７４２は、第１カメラ６１および第２カメラ６２の少なくともいずれかにより撮影された画像中の特徴点Ｅ０（例えば瞳孔中心）に相当する位置に略一致するものとして算出することができる。また、光軸方向Ｚにおける被検眼Ｅの角膜頂点の位置については、特徴点位置算出部７４２は、第１カメラ６１および第２カメラ６２の位置と、特徴点特定部７４１により特定された被検眼Ｅの複数の画像中における特徴点Ｅ０に相当する位置（例えば瞳孔位置）と、に基づいて算出する。すなわち、特徴点位置算出部７４２は、第１カメラ６１および第２カメラ６２の位置と、被検眼Ｅの複数の画像中における瞳孔に相当する位置と、に対して、第１カメラ６１および第２カメラ６２の配置関係を考慮した公知の三角法を適用することにより算出し、一定量シフトした位置を角膜頂点とする。

画像判定部７３１は、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を解析することにより、被検眼Ｅの画像が撮影部６により撮影された二次元画像の中の所定領域に含まれているか否かを判定する。所定領域は、撮影部６による撮影範囲内においてあらかじめ設定され、例えば、撮影範囲の中心を含む領域として設定されている。所定領域の範囲は、撮影部６の位置や撮影倍率などの撮影条件に応じて変更可能とされている。画像判定部７３１は、所定領域に相当する座標と、特徴点特定部７４１により特定された被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置の座標と、を比較することにより、被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置が所定領域に含まれているか否か判定する。

図４に表したように、筐体３の内部には、撮影駆動部６３と、第２反射ミラー駆動部５４と、近用視表駆動部４３と、がさらに設けられている。撮影駆動部６３は、制御装置７から送信された信号に基づいて、第１カメラ６１および第２カメラ６２の位置や角度などを変更する。第２反射ミラー駆動部５４は、制御装置７から送信された信号に基づいて、水平方向Ｘの軸を中心として第２反射ミラー５３を回転させたり、鉛直方向Ｙの軸を中心として第２反射ミラー５３を回転させたりする。すなわち、第２反射ミラー駆動部５４は、第２反射ミラー５３の反射面の水平面に対する傾斜角度を変更したり、第２反射ミラー５３の反射面の鉛直面に対する傾斜角度を変更したりする。本実施形態の第２反射ミラー駆動部５４は、本発明の「反射部材駆動部」の一例である。近用視表駆動部４３は、近用視表４２から放射され第２反射ミラー５３に導かれる光束の光軸ＬＡ１（図２参照）の方向に沿って近用視表４２を移動させる。例えば、撮影駆動部６３、第２反射ミラー駆動部５４、および近用視表駆動部４３のそれぞれは、モータなどのアクチュエータと、歯車やベルトなどの伝動部材と、を有する。

図４に表したように、本実施形態に係る視標呈示装置２は、ユーザインタフェース８をさらに備えていてもよい。ユーザインタフェース８は、操作部８１と、表示部８２と、報知部８３と、を有する。操作部８１は、筐体３の外部などに設けられた各種のボタンやキーなどを有し、各種のボタンやキーなどに対して操作された内容に関する信号を制御装置７に送信する。表示部８２は、液晶表示装置などを有し、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を表示することができる。操作部８１および表示部８２は、別個のデバイスとして設けられていなくともよく、タッチパネルなどのように、操作機能と表示機能とが一体化されたデバイスであってもよい。報知部８３は、制御装置７から送信された信号に基づいて、音声や光による報知を実行する。報知部８３としては、スピーカおよび発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などが挙げられる。

ここで、光学系のアライメント動作が行われる際に、被検者や検者が位置検出用の光束を投光するための特別な器具などを目高位置などの被検眼の位置に配置する必要がある場合には、被検者や検者により被検眼の位置に配置された発光部の位置は、視力検査中に変化するおそれがある。発光部の位置が視力検査中に変化すると、正確な検査を行うことができない。また、発光部を目高位置などの被検眼の位置に配置し、発光部から位置検出用の光束を投光させる動作が煩雑である。

また、近用視表が視標呈示装置に設けられている場合には、被検眼と筐体の前面との間の距離をより短く設定でき、またレフラクターヘッドを使用せずトライアルフレームや実際の眼鏡を装用した状態での近用検査が可能になる。一方で、被検眼の位置の変化により被検眼から視表までの距離、いわゆる検眼距離が変化してしまい、検眼精度に影響を与えるおそれがある。すなわち、遠用検査では、視標の呈示距離が約５ｍ程度と長いため、呈示距離に対する被検眼の位置変化の比率は、比較的低い。そのため、被検者の首や顔の位置が変化することで被検眼の位置が変化した場合であっても、検眼精度は、ほとんど影響を受けない。一方で、近用検査では、視標の呈示距離が約３０ｃｍ以上、５０ｃｍ以下程度であるため、呈示距離に対する被検眼の位置変化の比率は、比較的高い。そのため、近用検査を受ける際に、被検者の首や顔の位置が変化することで被検眼の位置が変化すると、正確な検査を行うことができないおそれがある。

これに対して、本実施形態に係る視標呈示装置２は、被検眼を撮影する撮影部６を備える。これによれば、撮影部６が被検眼Ｅを撮影するため、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像に基づいて、視標呈示光学系５のアライメントを調整することができる。これにより、被検者Ｅの首や顔の位置が変化することで被検眼Ｅの位置が変化した場合であっても、正確な検眼を行うことができる。また、位置検出用の光束を投光するための特別な器具は、不要である。これにより、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像に基づいて、視標呈示光学系５のアライメント動作を容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る視標呈示装置２では、制御装置７は、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を解析することにより被検眼Ｅの位置を特定し、被検眼Ｅの位置に基づいて近用視表４２および視標呈示光学系５の少なくともいずれかのアライメント動作の制御を実行する。本願明細書において「アライメント動作」とは、被検眼Ｅの位置に対する近用視表４２および視標呈示光学系５の少なくともいずれかの位置合わせ（アライメント）を行う動作をいう。

本実施形態に係る視標呈示装置２によれば、被検者Ｊの首や顔の位置が変化することで被検眼Ｅの位置が変化した場合であっても、制御装置７は、被検眼Ｅの位置に基づいて近用視表４２および視標呈示光学系５の少なくともいずれかのアライメント動作の制御を実行することにより、近用視表４２および視標呈示光学系５の少なくともいずれかの位置を被検眼Ｅの位置の変化に追従させることができる。すなわち、制御装置７は、被検眼Ｅの動きに対する近用視表４２および視標呈示光学系５のトラッキングを実行することができる。これにより、近用視表４２が筐体３の内部に設けられ、被検者Ｊの首や顔の位置が変化することで被検眼Ｅの位置が変化した場合であっても、正確な近用検査を行うことができる。

また、近用視表４２は、筐体３の内部に設けられているため、近用検査の際に、被検眼Ｅと筐体３の前面との間には呈示されない。そのため、被検眼Ｅと筐体３の前面との間において、近用視表４２を呈示するための空間を確保する必要がない。これにより、被検眼Ｅと筐体３の前面との間の距離ＷＤを短くすることができ、検眼に必要な空間Ｌ０（図２参照）を短く、省スペース化することができる。また、画像解析部７４が撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を解析することにより被検眼Ｅの位置を特定するため、検者や被検者Ｊは、被検眼Ｅの位置を特定するための特別な動作を行う必要はない。そのため、制御装置７が被検眼Ｅの位置を特定するときに、煩雑な動作を行う必要性が生ずることを抑えることができる。

また、撮影部６は、被検眼Ｅに対して第２反射ミラー５３よりも遠用視表４１および近用視表４２の側に配置され、第２反射ミラー５３を介して被検眼Ｅを撮影可能に構成されている。これによれば、撮影部６は、筐体３の内部に配置可能とされる。これにより、撮影部３と被検眼Ｅとの間の撮影距離を短くすることができ、検眼に必要な空間Ｌ０を短く、省スペース化することができる。

また、近用検査および遠用検査が行われる際に、表示部８２は、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を表示する。具体的には、制御装置７は、撮影部６により撮影された被検眼Ｅの画像を表示部８２に表示させる制御を実行する。これによれば、検者は、被検眼Ｅと筐体３との間の距離が短いことで被検眼Ｅと筐体３の前面との間から被検者Ｊの顔や被検眼Ｅを観察できない場合であっても、表示部８２に表示された画像を確認することにより被検者Ｊの顔や被検眼Ｅを観察することができる。

さらに、第１カメラ６１および第２カメラ６２が赤外線カメラである場合には、画像解析部７４は、被検者Ｊに対して照明を意識させることなく、赤外線カメラにより撮影された被検眼Ｅの画像を解析することにより被検眼Ｅの位置を特定することができる。また、視標呈示装置２が暗室などの比較的暗い場所に設置された場合であっても、画像解析部７４は、赤外線カメラにより撮影された被検眼Ｅの画像を解析することにより被検眼Ｅの位置を特定することができる。

次に、本実施形態に係る視標呈示装置の動作例を、図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係る視標呈示装置の動作例を表すフローチャートである。
図６は、図５に表したステップＳ１６の処理の第１具体例を表すフローチャートである。
図７は、図５に表したステップＳ１６の処理の第２具体例を表すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１において、制御装置７は、検眼が開始されると、第１カメラ６１および第２カメラ６２により被検眼Ｅの撮影を開始する。図５に表したフローチャートの動作例において、被検眼Ｅの撮影は、動画撮影である。第１カメラ６１および第２カメラ６２は、所定のフレームレートで動画撮影を行う。第１カメラ６１および第２カメラ６２による撮影タイミングは、制御装置７によって同期されていてもよい。第１カメラ６１および第２カメラ６２は、取得したフレームを制御装置７に順次送信する。制御装置７は、第１カメラ６１および第２カメラ６２から送信されたフレームを撮影タイミングに応じて対応付ける。つまり、制御装置７は、第１カメラ６１および第２カメラ６２により実質的に同時に取得されたフレーム同士を対応付ける。この対応付けは、例えば、第１カメラ６１および第２カメラ６２から送信されたフレームの入力タイミングに基づいて実行される。

続いて、ステップＳ１２において、画像解析部７４の特徴点特定部７４１は、第１カメラ６１および第２カメラ６２から送信された各フレームを解析することにより、各フレーム中において被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置を特定する処理を実行する。なお、特徴点特定部７４１が被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置を特定する処理を実行する前に、各フレームの歪みを補正する処理が実行されていてもよい。

続いて、ステップＳ１３において、制御装置７は、特徴点特定部７４１が被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置の特定に成功したか否かを判断する。特徴点特定部７４１が被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置の特定に失敗した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御装置７は、検者に対して被検者Ｊの顔（被検眼）を規定の範囲内に配置するように指示する（ステップＳ１４）。これに基づいて、検者は、被検者Ｊの椅子や視表呈示装置２の位置や高さを調整する。そして、特徴点特定部７４１は、ステップＳ１２に関して前述した処理を実行する。

一方で、特徴点特定部７４１が被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置の特定に成功した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、画像判定部７３１は、被検眼Ｅに相当する画像がフレームの所定領域内に含まれているか否かを判定する。被検眼Ｅに相当する画像がフレームの所定領域内に含まれていない場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、制御装置７は、ステップＳ１４に関して前述した処理を実行する。一方で、被検眼Ｅに相当する画像がフレームの所定領域内に含まれている場合には（ステップＳ１５：ＹＳ）、ステップＳ１６において、画像解析部７４の特徴点位置算出部７４２は、特徴点特定部７４１により特定された被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置に基づいて、被検眼Ｅの角膜頂点の位置を算出する。また、ステップＳ１６において、制御装置７は、特徴点位置算出部７４２により算出された被検眼Ｅの角膜頂点の位置に基づいて、近用視表４２および視標呈示光学系５の少なくともいずれかのアライメント動作の制御を実行する。

ステップＳ１６の処理の第１具体例として、図６に表した具体例では、ステップＳ１６１において、特徴点位置算出部７４２は、特徴点特定部７４１により特定された被検眼Ｅの特徴点Ｅ０に相当する位置に基づいて、水平方向Ｘおよび鉛直方向Ｙの少なくともいずれかにおける被検眼Ｅの角膜頂点の位置を算出する。続いて、ステップＳ１６２において、制御装置７は、特徴点位置算出部７４２により算出された被検眼Ｅの角膜頂点の位置に基づいて、第２反射ミラー駆動部５４を制御することにより、遠用視表４１および近用視表４２から放射された光束を第２反射ミラー５３により被検眼Ｅの角膜頂点に向けて反射させる。つまり、制御装置７は、第２反射ミラー駆動部５４を制御することにより、遠用視表４１および近用視表４２から放射された光束を第２反射ミラー５３を介して被検眼Ｅの角膜頂点に導く。

あるいは、ステップＳ１６の処理の第２具体例として、図７に表した具体例では、ステップＳ１６３において、特徴点位置算出部７４２は、第１カメラ６１および第２カメラ６２により実質的に同時に撮影された複数の画像を解析することにより光軸方向Ｚ（光軸ＬＡ２（図２参照）の方向）における被検眼Ｅの角膜頂点の位置を算出する。具体的には、特徴点位置算出部７４２は、第１カメラ６１および第２カメラ６２の位置と、特徴点特定部７４１により特定された被検眼Ｅの複数の画像中における特徴点Ｅ０に相当する位置（例えば瞳孔位置）と、に基づいて、光軸方向Ｚにおける被検眼Ｅの角膜頂点の位置を算出する。言い換えれば、特徴点位置算出部７４２は、第１カメラ６１および第２カメラ６２の位置から得られる２つの画像の視差に基づいて光軸方向Ｚにおける被検眼Ｅの角膜頂点の位置を算出する。続いて、ステップＳ１６４において、制御装置７は、特徴点位置算出部７４２により算出された被検眼Ｅの角膜頂点の位置に基づいて、近用視表駆動部４３を制御することにより、近用視表４２と被検眼Ｅの角膜頂点との間の距離（光路長）を所定の呈示距離に合わせる。

なお、制御装置７は、近用視表４２と被検眼Ｅの角膜頂点との間の距離（光路長）を所定の呈示距離に合わせる際に、報知部８３を制御することにより音声や光による報知を実行してもよい。これによれば、例えば、検者および被検者Ｊは、近用視表４２と被検眼Ｅの角膜頂点との間の距離を所定の呈示距離に容易に合わせることができたり、近用視表４２と被検眼Ｅの角膜頂点との間の距離が所定の呈示距離に合ったか否かを確認したりすることができる。

図５に表したステップＳ１６に続くステップＳ１７において、制御装置７は、視標呈示光学系５および近用視表４２の位置が収束したか否かを判断する。視標呈示光学系５および近用視表４２の位置が収束していない場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、制御装置７は、ステップＳ１６に関して前述した処理を実行する。一方で、視標呈示光学系５および近用視表４２の位置が収束した場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、図５に表した視標呈示装置２の動作例は終了する。なお、制御装置７は、ステップＳ１１～ステップＳ１７の処理を繰り返すことにより、被検眼Ｅの動きに対する近用視表４２および視標呈示光学系５のトラッキングを実行することができる。

図５および図６に表した動作例によれば、制御装置７は、視標呈示光学系５の位置を水平方向および鉛直方向の少なくともいずれかにおける被検眼Ｅの特徴点Ｅ０の位置の変化に追従させることができる。図５および図７に表した動作例によれば、制御装置７は、近用視表４２の位置を視標呈示光学系５の光軸方向Ｚ（光軸ＬＡ２（図２参照）の方向）における被検眼Ｅの特徴点Ｅ０の位置の変化に追従させることができる。

なお、図５～図７に表した動作例では、近用検査が行われる際に、制御装置７が被検眼Ｅの特徴点Ｅ０の位置に基づいて近用視表４２および視標呈示光学系５の少なくともいずれかのアライメント動作を行う例を説明した。これだけには限定されず、遠用検査が行われる際に、制御装置７は、被検眼Ｅの特徴点Ｅ０の位置に基づいて遠用視表４１および視標呈示光学系５の少なくともいずれかのアライメント動作を行ってもよい。すなわち、制御装置７は、特徴点位置算出部７４２により算出された被検眼Ｅの角膜頂点の位置に基づいて、第２反射ミラー駆動部５４を制御することにより、遠用視表４１から放射された光束を第２反射ミラー５３により被検眼Ｅの角膜頂点に向けて反射させてもよい。また、制御装置７は、特徴点位置算出部７４２により算出された被検眼Ｅの角膜頂点の位置に基づいて、図示しない遠用視表駆動部を制御することにより、遠用視表４１と被検眼Ｅの角膜頂点との間の距離（光路長）を所定の呈示距離に合わせてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。

２・・・視標呈示装置、 ３・・・筐体、 ５・・・視標呈示光学系、 ６・・・撮影部、 ７・・・制御装置、 ８・・・ユーザインタフェース、 ９・・・検眼テーブル、 ４１・・・遠用視表、 ４２・・・近用視表、 ４３・・・近用視表駆動部、 ５１・・・第１反射ミラー、 ５２・・・凸レンズ系、 ５３・・・第２反射ミラー、 ５４・・・第２反射ミラー駆動部、 ６１・・・第１カメラ、 ６２・・・第２カメラ、 ６３・・・撮影駆動部、 ６４・・・赤外線照明、 ７１・・・演算部、 ７２・・・記憶部、 ７３・・・画像処理部、 ７４・・・画像解析部、 ８１・・・操作部、 ８２・・・表示部、 ８３・・・報知部、 ９１・・・支柱、 ９２・・・自覚式検眼手段（レフラクターヘッド）、 ９３・・・照明ユニット、 ４１１、４２１・・・表示画面、 ５２１・・・焦点、 ５３１・・・遠用呈示位置、 ７３１・・・画像判定部、 ７４１・・・特徴点特定部、 ７４２・・・特徴点位置算出部、 Ｅ・・・被検眼、 Ｅ０・・・特徴点、 Ｊ・・・被検者、 ＬＡ１、ＬＡ２・・・光軸、 Ｗ・・・ウインドウ、 ＷＤ・・・距離、 Ｘ・・・水平方向、 Ｙ・・・鉛直方向、 Ｚ・・・光軸方向

Claims (5)

1. 検眼用の視表に付された視標を被検眼に向けて呈示する視標呈示装置であって、
   筐体と、
   前記筐体の内部に設けられた視表と、
   前記筐体の前記内部に設けられ前記視表から放射された光束を前記筐体の前記内部に配置された光学系を介して前記被検眼に呈示する視標呈示光学系と、
   前記被検眼を撮影する撮影部と、
   前記撮影部により撮影された前記被検眼の画像を解析することにより前記被検眼の位置を特定し、前記被検眼の前記位置に基づいて前記視標呈示光学系のアライメント動作の制御を実行する制御装置と、
   を備え、
   前記視標呈示光学系は、
   前記視表から放射された前記光束を反射し前記被検眼に呈示する反射部材と、
   水平方向の軸および鉛直方向の軸の少なくともいずれかを中心として前記反射部材を回転させる反射部材駆動部と、
   を有し、
   前記制御装置は、前記被検眼の前記画像を解析することにより前記水平方向および前記鉛直方向の少なくともいずれかにおける前記被検眼の前記位置を特定し、前記被検眼の前記位置に基づいて前記反射部材駆動部を制御することにより、前記視表から放射された前記光束を前記反射部材により前記被検眼に向けて反射させることを特徴とする視標呈示装置。
2. 前記撮影部は、前記被検眼に対して前記反射部材よりも前記視表側に配置され、前記反射部材を介して前記被検眼を撮影可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の視標呈示装置。
3. 前記筐体の前記内部に設けられ近用検査用の前記視表である近用視表を前記視標呈示光学系の光軸に沿って移動させる近用視表駆動部をさらに備え、
   前記撮影部は、互いに異なる方向から実質的に同時に前記被検眼を撮影する第１カメラおよび第２カメラを有し、
   前記制御装置は、前記第１カメラおよび前記第２カメラにより実質的に同時に撮影された複数の画像を解析することにより前記光軸の方向における前記被検眼の前記位置を特定し、前記被検眼の前記位置に基づいて前記近用視表駆動部を制御することにより、前記近用視表と前記被検眼との間の距離を所定の呈示距離に合わせることを特徴とする請求項１または２に記載の視標呈示装置。
4. 前記撮影部により撮影された前記被検眼の画像を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の視標呈示装置。
5. 前記被検眼に向けて赤外線を照射する赤外線照明をさらに備え、
   前記撮影部は、前記被検眼から放射された前記赤外線に感度を有する赤外線カメラであることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の視標呈示装置。
   
   

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