JPS5991940A - 瞳孔径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は瞳孔径測定装置、特に被検眼瞳孔像に混入する
外乱光反射像の影響を除去する瞳孔径測定装置に関する
。

被検眼前部を走査によって撮像し、これによって得られ
た撮像電気信号を用いて被検眼瞳孔領域の大きさを計測
する瞳孔計は従来から知られている。

従来のこの種装置は、第１図乃至第５図に示されるよう
に上記撮像電気信号から２値化処理によって、被検眼瞳
孔の大きさに対応する矩形波を抽出し、この矩形波の幅
に制御された積分回路を動作させ、この出力電位によっ
て瞳孔の直径および面積を計測するように構成されてい
たので、上記矩形波の瞳孔認識領域の中に異極性の不安
なノイズが存在すると、瞳孔の直径および面積の計測値
に誤差を発生すると−う欠点があった。ざらに従来装置
では上記欠点を未然に防ぐ為に、被検眼前部に入射する
外乱光を充分遮断する必要があシ、被検眼から見る視野
は極めて限定されることとなって、被検眼の固視条件を
種々に渡って試みたシする臨床応用が不可能になる欠点
があった。

すなわち、従来第１図に示されるように被検眼前部をテ
レビモニタ上に撮し出し、瞳孔部Ｐが光学的暗部である
ことを利用して、カーソルマーカーＳに該当する走査線
で光量を検出し、光学的暗部の幅より瞳孔径を更には、
これを各走査線毎に積分して瞳孔の面積を求めることが
知られている。

第２図は、瞳孔径計測回路の従来例の構成図を示す０ １はテレビカメラを示し、結像光学系乙によって被検眼
ＩＩ！ｐの前部を撮像してビデオ信号を出力する。２は
同期分離回路であシ、２ｂはＨ−ＳＹＭＯパルス、２０
はＶ　−５ＹＮＯパルスをそれぞれ示す。４はビデオ信
号の直流分再生回路であってクランプパルス２ａが入力
されるタイミング毎にビデオ信号の直流固定を行なうこ
とにより、被写体輝度の変化に伴う出力（ＡＦＬ）変動
に対してビデオ信号の直流動作点を固定する。５は２値
化回路を示し、直流固定されたビデオ信号を入力して予
め設定された直流スライスレベルによって２値の量子化
を行なう。ここで生体眼の前部を撮像したビデオ信号に
おいて、瞳孔領域のエリアはその周辺部である虹彩部分
や強膜部分と比較して反射光量の差から、低い信号レベ
ルが提供される。従って直流スライスレベルを適当に設
定することによシ、２値化回路５は瞳孔領域の水平の幅
に対応する矩形波５ａを出力する。１０は後述する構成
の積分回路であり、５ａを積分ゲート信号として入力し
、矩形波５ａの時間幅に比例したアナログ電圧を含む信
号１０ａを出力する。なお、積分回路１ｏにはリセット
信号としてＨ−５ＹＮＯパルス２ｂが入力されており、
出力１０ａはビデオ信号の水平周期毎に積分動作とリセ
ット動作を順次くり返した波形となる。３は瞳孔の直径
計測の位置を制御するカーソル制御回路であって、Ｈ−
ＢＹＮＯパルス２ｂ及びｖ−５ＹＮＯパルス２Ｇを入力
し、ビデオ信号の１フイールドに１回ずつカーソルパル
ス３＆を出力ｆるよう構成されている。ＶＲはカーソル
の上下位置を設定する可変抵抗器である。４０はサンプ
ルホールド回路を示し、カーソルパルス３ａを入力する
タイミング毎に前記積分回路から出力されるアナログ信
号１０ａのサンプリングホールドを行う。

従ってサンプルホールド回路４０は、ビデオ信号のフィ
ールド周期毎に瞳孔の直径に対応するアナログ電圧を順
次実更新保持した直径アナログ信号を出力する。５ｏは
直径アナログ信号の記録を行なうレコーダーを示してい
る。６０はテレビモニタである。

第３図は前記構成の中で述べた積分回路１０の詳細図で
ある。

１１は演算増幅器であり、反転入力端子に積分回路が接
続されている。１２は積分回路の充電、非充電制御用の
スイッチ回路であシ、スイッチ制御用の信号として２値
化回路の出力５ａが入力される。−Ｖａａは積分回路用
の電流源の電源である。

１３は積分電圧リセット制御用のスイッチ回路でありて
、この場合スイッチ制御用の信号人力はＨ−ＢＹＮＯパ
ルス２ｂが接続され、Ｉ（−５ＹＮＯのタイミング毎に
積分コンデンサー１４の放電動作を実行する。

以上の構成において被検眼の前部をテレビカメラｌで撮
像し、出力されたビデオ信号に対して２値化処理及び積
分動作を実行した模様を第４図。

第５図を用いて説明する。

第４図においてＰは被検眼の瞳孔像を示し、３ｂの位置
を走査したビデオ信号を２値化処理すると矩形波５ａと
なる。積分回路の充実制御用のスイッチ回路１２は正極
性の信号入力に対してゲートをＯＮする構成であって、
矩形波５＆がスイッチ回路１２に入力されると、積分回
路１０は時間’ｒｐだ砂積分動作を実行し、出力１０＆
に電圧Ｖｐを発生する。電圧（Ｖｐ　）の発生後、スイ
ッチ回路１２および１３が共にＯＦＦ状態であれば、積
分出力信′号１０ａにはＶｐの電圧が保持される。更に
スイッチ回路１３は負極性の信号人力に対してゲートを
ＯＮする構成であＦ）、Ｈ−ＢＹＮＯパルス２ｂが入力
されて前記の保持電圧Ｖｐは水平走査周期毎にリセット
される。

次に、被検眼の瞳孔像Ｐの瞳孔領域内に光学的な外乱光
が入射して−る場合を第５図に示す。

第５図においてＮは外乱光による反射像を示し、この位
置を走査するビデオ信号のレベルは、周辺瞳孔領域の信
号レベルに比べて当然高いレベルが提供される。３ｂの
位置を走査したビデオ信号を２値化処理して得られる矩
形波は５ａの如くなシ、Ｔ、に示される時間帯では、２
値化出力の認識極性が他の瞳孔領域に対して逆転して出
力される。矩形波５　ａ’がスイッチ回路１２に入力さ
れると、Ｔ）１の時間帯は１２のゲートがＯＦＦ状態で
動作するため、積分回路１０はＴ、の時間帯にお―て積
分動作を中断することとなり、積分出力波形はｌｏ＆′
に示す如くなる。この場合、第４図の状態で認識された
電圧ｖｐに対して、Ｅに示す電圧だけ低い積分電圧が出
力される。従って、瞳孔像の中にＮなる外乱光による反
射像が存在した場合、電圧Ｅが瞳孔直径の詔誠誤差とし
て発生することになる。

第６図は上記従来例の欠点を改善した本発明実施例の構
成図である。

テレビカメラ１、同期分離回路２、カーソル制御回路３
１直流分再生回路４．２値化回路５、サンプルホールド
回路４０、レコーダー５０は前記従来例と同様に構成さ
れてψる。

１５は双安定マルチバイブレータ回路であって、２値化
回路の出力５＆をセット信号として入力し、Ｈ−５ＹＮ
Ｏパルス２ｂをリセット信号として入力してリファレン
スドライブパルス１５ａを出力する。

２０は後述する構成の鋸歯状波発生回路であり、リファ
レンスドライブパルス１５ａを入力して負極性のリファ
レンス信号２０ａを出力する。２５は後述構成のサンプ
ルホールド回路であって、２値化回路の出力５ａをサン
プリングゲート信号として入力しリファレンス信号２０
＆に対してサンプリングホールドを実行する。

第７図は上記鋸歯状波発生回路２０およびサンプルホー
ルド回路２５の詳細な構成図である。

２１は鋸歯状波発生回路用の演算増幅器であシ、反転入
力端子に積分回路が接続されている。２２は鋸歯状波ド
ライブ用のスイッチ回路で、スイッチ制御用の信号とし
て負極性の信号人力に対してゲートをＯＮする構成であ
って、この場合スイッチ制御用の信号はリファレンスド
ライブパルス１５＆が入力される。＋ｖ０゜は積分回路
用電流源の電源であシ、２３は積分コンデンサーである
。

２６はサンプルホールド回路用の演算増幅器でありＳｆ
ｆｆｆ転入子端子電回路が接続されている。

２フはサンプリングゲート用のスイッチ回路で、スイッ
チ制御用の信号として正極性の信号入力に対してゲート
をＯＮする構成であシ、この場合スイッチ制御用の信号
は２値化回路の出力５ａが入力される。２日はホールド
用のコンデンサーであるＯ 以上の構成において、被検眼の前部をテレビカメラ１で
撮像し、出力されたビデオ信号に対して瞳孔の直径計測
を実行した模様を第８図を用−て説明する。第８図にお
−て、Ｐは被検眼の瞳孔像であすＮは外乱光による反射
像を示し、５！Ｌは３ｂの位置を走査したビデオ信号を
２値化処理した出力である。リファレンスドライブパル
ス１５ａは上述の双安定マルチバイブレータ回路１５の
構成ＫＪ：　ｌ：＞　、Ｈ−８ＹＮＯパルス２ｂのタイ
ミングでリセットされ、２値化回路出力５ａの最初の立
上シエッヂ１．のタイミングでセットされて正の極性と
なる。

さらに１５ａは次のＨ−５ＹＮＯパルス２ｂで再びリセ
ットされる。

ここで図中に示したＴＲいの期間において、リファレン
スドライブパルス１５ａは一旦セット状ａＫ入ると５ａ
の信号の状態の如何に拘わらず正極性が保持される。２
０＆は鋸歯状波発生回路２０の出力波形であり、スイッ
チ回路２２がＴＲ１ｆｆの時間帯に０ＦＩＦとなること
によって鋸歯状波が発生される。

このとき２０け反転積分回路を構成して−るので、出力
２０１Ｌは負極性の鋸歯状波となる。ここで出力２０＆
は被検眼瞳孔領域の走査の開始点ｔ１から積分動作が開
始される鋸歯状波であって、さらに２値化回路の出力５
＆の信号の状態の如何に拘わらず一様な積分動作を継続
して′実行するので、瞳孔の直径認識に対してリファレ
ンス信号として利用することが出来る。２５ｍはサンプ
ルホールド回路２５の出力波形である。サンプルホール
ド回路２５においてサンプリングゲート２フは、第７図
に示されるｔ、〜１．　、１．〜１．　、１．〜ｔ６の
各時間帯ＫＯＩＡ状態となる。

上記の各時間帯で２５はリファレンス信号２０＆のサン
プリング動作を実行する。このとき２５は反転増幅器を
構成しているので負極性のリファレンス信号２０ＳＬを
入力して、出力２５！Ｌは再び正極性の波形となる。こ
こでサンプリングゲート２７は第８図に示すｔ、−ｗｔ
３．　ｔ４〜ｔ、の各時間帯に０Ｆ１Ｆ状態となって、
２５は一時サンプリング動作を中断しホールド状態とな
るが、それぞれ次の時間帯に実行されるサンプリング動
作において、出力２５＆はリファレンス信号２０ａを忠
実にトレースした信号を発生する。そして瞳孔領域の走
査の終了点ｔ６に到ると、サンプルホールドは路２５は
サンプリング動作を完全に終了し、出力２５＆にはｖｐ
の電圧が保持される。ここでサンプルホールド回路２５
はｔ、−ｗｔ、の期間内でのサンプリングゲート２７が
ｏ′ＩＰＩＰとなるホールド状態が何回〈シ返されても
ｔ６のタイミングでサンプリングホールドされる電圧は
ｖｐと一致する。

従って、瞳孔像Ｐの中にＮなる外乱光による反射像が存
在した場合でも、瞳孔直径の認ｍ誤差は発生しない。

サンプルホールド回路４０による直径アナログ信号の発
生とレコーダー５０の動作は、前述実施例と同様である
。

尚、本実施例では瞳孔の直径計測について述べたが、瞳
孔の面積計測を実Ｗする場合は、前述して計測出来る。

以上説明したように、瞳孔計の計測回路に２つの記憶回
路を備えることによって、被検眼瞳孔像に外乱光の反射
像が混入した場合であっても、瞳孔の大きさを正確に計
測することが可能となシ、種々の固視条件下でも正確な
瞳孔の計測が実行可能で、臨床上非常に有用な陥孔計を
提供する効果がある。なお、撮像手段として上述した撮
像管の他、例えは２次元又は１次元イメージセンサ等の
各種撮像素子を用いることができることは明らか

【図面の簡単な説明】

第１図は、テレビそニタ上での被検眼前部の図、第２図
は従来例の構成図、 第３図は従来例の積分回路の構成図、 第４図、第５図は従来例の動作波形図、ｔｇｃ図は本発
明の実施例の構成図、 第１図は、鋸歯状波発生回路及びサンプルホールド回路
の構成図、 第８図は動作波形図、 図中、Ｐは瞳孔像、Ｓはカーソルマーカー、Ｉｐｉ！：
被検眼、Ｌは結像光学系、１はテレビカメラ、２は同期
分離回路、２ｂはＨ−ＢＹＮＯパルス、２ｅはＶ　−５
ＹＮＯパルス、３はカーソル制御回路、４は直流分再生
回路、５は２体値化回路、１５は双安定マルチパイプレ
ーク回路、２０は鋸歯状波発生回路、２５．４０はサン
プルホールド回路、５０はレコーダーである。 出　願　人　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検眼前部を電子走査によって撮像する被検眼前部撮像
   手段と、該撮像手段の出力信号から被検眼瞳孔の大きさ
   に対応する矩形波を抽出する２値化手段を有し、該２値
   化手段の出力から被検眼瞳孔の大きさを測定する瞳孔径
   測定装置において、被検眼瞳孔領域の走査開始点から鋸
   歯状波を発生する鋸歯状波発生回路と、 該鋸歯状波を人力信号とし、前記２値化手段の出ホ 力をゲート信号とするサンプリングオールド回路を有し
   、 ホ 該サンプリング偉−ルド回路出力よシ瞳孔の大きさを検
   出することを特徴とする瞳孔径測定装置。