JP2002209852A - 眼光学特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被検者に視認結果を問うことなく、測定データ
より客観的に正確な視力値を得る様にする。 【解決手段】被検眼眼底に指標像１５を投影する為の指
標投影系２と、前記指標像を光電検出器２１上に導く為
の受光光学系３と、前記光電検出器に検出された指標像
の光量強度分布に基づき、被検眼眼底に複数の大きさの
異なる視標像を個々に投影した場合に形成される視標像
の画像を演算する為のシミュレーション画像演算部２８
と、該シミュレーション画像演算部で算出された複数の
視標像の画像の所定経線方向でのそれぞれの光量強度分
布から光量強度分布特性値を検出し、これらの複数の光
量強度分布特性値に基づき被検眼の視力値を演算する為
の視力演算部２８とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検眼眼底に投影
された指標像の光量強度分布特性に基づき被検眼の視力
値を推定演算可能な眼光学特性測定装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検眼眼底に指標像を投影する為
の指標投影系と、前記指標像を光電検出器上に導く為の
受光光学系を有し、前記光電検出器に検出された指標像
の光量強度分布に基づき、被検眼眼底に視標像を投影し
た場合に形成されるであろう眼底上のシミュレーション
画像を演算し、この演算結果により、被検眼眼底上にど
の様な画像が形成されるかを観察可能にした装置を本出
願人が既に出願している。

【０００３】この装置に於いては、実際に各種の視標像
を投影しなくても、各種視標像がどの様な状態で被検眼
眼底に投影されるかを演算により算出して観察できると
いう効果を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、この既に出
願をしている装置に於いて、シミュレーションで得られ
た画像自体を観察できるという利点がある反面、被検眼
の視力値に関しては観察結果から検者自身が視力値を推
測しなければならず、正確な視力値を得ることは困難で
あるという問題を有していた。

【０００５】本発明は斯かる実情に鑑み、従来の眼光学
特性測定装置の有する問題点を解決することを目的とす
るものであり、被検者に視認結果を問うことなく、測定
データより客観的に正確な視力値を得る様にするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検眼眼底に
指標像を投影する為の指標投影系と、前記指標像を光電
検出器上に導く為の受光光学系と、前記光電検出器に検
出された指標像の光量強度分布に基づき、被検眼眼底に
複数の大きさの異なる視標像を個々に投影した場合に形
成される視標像の画像を演算する為のシミュレーション
画像演算部と、該シミュレーション画像演算部で算出さ
れた複数の視標像の画像の所定経線方向でのそれぞれの
光量強度分布から光量強度分布特性値を検出し、これら
の複数の光量強度分布特性値に基づき被検眼の視力値を
演算する為の視力演算部とを具備する眼光学特性測定装
置に係り、又前記各視標像の画像の複数の所定経線方向
でのそれぞれの光量分布から光量強度分布特性値を検出
し、これらの複数の所定経線方向での光量強度分布特性
値に基づき被検眼の視力値を演算する眼光学特性測定装
置に係り、又前記各所定経線方向について得られる光量
強度分布特性値の平均値により被検眼の視力値を演算す
る眼光学特性測定装置に係り、又所定経線方向の複数の
光量強度分布特性値を補間して光量強度分布特性値−視
力曲線を求め、該光量強度分布特性値−視力曲線に基づ
き被検眼の視力値を演算する眼光学特性測定装置に係
り、又視標像の画像の光量強度分布特性値は、コントラ
スト値である眼光学特性測定装置に係り、又視標像の画
像の光量強度分布特性値は、デプレッション値である眼
光学特性測定装置に係り、更に又視標には少なくとも１
つのギャップが形成され、前記所定経線方向は視標像の
画像のギャップを横切る方向である眼光学特性測定装置
に係るものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【０００８】図１に於いて、本発明の実施の形態の光学
系について説明する。

【０００９】図中、１は被検眼、２は投影光学系、３は
受光光学系を示す。

【００１０】前記投影光学系２は光源５、該光源５から
発せられた投影光束を集光する投影レンズ６、該投影レ
ンズ６の光軸上に配設されたハーフミラー７、該ハーフ
ミラー７を透過した投影光束を前記被検眼１に向け第１
の偏光方向の直線偏光成分（Ｓ直線偏光）を反射して投
影する偏光ビームスプリッタ８、該偏光ビームスプリッ
タ８の投影光軸に該偏光ビームスプリッタ８側から配設
されたリレーレンズ９、対物レンズ１１、１／４波長板
１３を有する。更に、前記ハーフミラー７に対向して固
視標１５、集光レンズ１６を有する固視標系１７が配設
されている。前記光源５、固視標１５は前記被検眼１の
眼底と共役な位置にあり、後述する様に、前記光源５、
固視標１５は眼底に結像する。ここで、前記光源５と投
影レンズ６は一体で、後述の合焦レンズ１９と連動して
光軸方向に沿って移動可能となっている。

【００１１】前記受光光学系３は、前記偏光ビームスプ
リッタ８、該偏光ビームスプリッタ８の投影光軸に配設
された前記リレーレンズ９、対物レンズ１１、１／４波
長板１３を前記投影光学系２と共用している。

【００１２】前記偏光ビームスプリッタ８を透過する反
射光軸上には反射光軸に沿って移動可能な合焦レンズ１
９、結像レンズ２０が配設され、該結像レンズ２０は前
記被検眼１の眼底と共役な位置にある光電検出器２１上
に反射光束を結像させる。

【００１３】該光電検出器２１からの受光信号は信号処
理部２６を介して記憶部２７に記憶される。該記憶部２
７には、視力検査用の視標、例えば、大きさの異なるラ
ンドルト環が複数画像データとして格納されている。前
記信号処理部２６から前記記憶部２７へのデータの書込
みは制御部２８によって制御され、該制御部２８はシミ
ュレーション画像演算部と、視力演算部とを有し、前記
記憶部２７に記憶されたデータを基に所要の演算をし、
又演算結果を表示部２９に表示する。

【００１４】尚、視力検査用視標の画像データは、別途
光学系を設け、該光学系により視力検査用視標の像を前
記光電検出器２１に結像することで取得する様にしても
よい。

【００１５】以下、上記光学系の作用について説明す
る。

【００１６】前記被検眼１に前記固視標１５を注視させ
た状態で、前記投影光学系２により投影光束を投影す
る。尚、前記固視標１５に関しては、可視光が用いら
れ、前記投影光束については赤外光が用いられる。

【００１７】前記光源５からの投影光束（赤外光）が前
記投影レンズ６、ハーフミラー７を透過して前記偏光ビ
ームスプリッタ８に至り、該偏光ビームスプリッタ８で
Ｓ直線偏光分が反射され、前記リレーレンズ９を経て前
記対物レンズ１１により前記１／４波長板１３を経て前
記被検眼１の眼底に投影され、点像として第１次指標像
が結像される。

【００１８】Ｓ直線偏光が前記１／４波長板１３を透過
することで、右円偏光となる。前記被検眼１の眼底で投
影光束が反射され、反射光束は眼底で反射されること
で、左円偏光となる。更に、反射光束が前記１／４波長
板１３を透過することで、前記Ｓ直線偏光とは偏光方向
が９０°異なるＰ直線偏光となる。

【００１９】Ｐ直線偏光は、前記対物レンズ１１、リレ
ーレンズ９により前記偏光ビームスプリッタ８に導かれ
る。該偏光ビームスプリッタ８はＳ直線偏光を反射し、
Ｐ直線偏光を透過するので、前記反射光束は該偏光ビー
ムスプリッタ８を透過し、前記合焦レンズ１９、結像レ
ンズ２０により前記光電検出器２１上に第２次指標像と
して結像される。

【００２０】該光電検出器２１が受光した第２次指標像
の光量強度分布は前記被検眼１の眼光学特性を反映して
おり、前記光電検出器２１の受光状態を検出すること
で、眼光学特性を測定することができる。

【００２１】次に、前記被検眼１の眼底に投影された投
影光束は眼底で全て反射されるわけではなく、一部は眼
底表面から表層内部に侵入し、散乱反射される現象、所
謂にじみ反射（以下、散乱反射という）が発生する。こ
の散乱反射が、反射光束と共に前記光電検出器２１に受
光されると、第２次指標像の光量強度分布のノイズとな
り、正確な眼球光学系の眼光学特性が測定できない。

【００２２】斯かる散乱反射による光束の偏光状態はラ
ンダム状態である。この為、前記１／４波長板１３を透
過し、直線偏光となった場合にＰ直線偏光と合致するも
のは極限られた部分に限定される。従って、前記偏光ビ
ームスプリッタ８により散乱反射成分が殆ど吸収され、
前記光電検出器２１が受光するのは実質上散乱反射成分
が除去された投影反射光束となる。而して、前記１／４
波長板１３を投影光学系２、受光光学系３の構成要素と
することで、正確な眼球光学系の眼光学特性測定を可能
とする。

【００２３】前記制御部２８は、前記光電検出器２１か
らの受光信号を基に眼光学特性を演算し、求められた眼
光学特性と前記記憶部２７に格納された視標から、被検
眼眼底に視標像を投影した場合に形成されるであろう画
像をシミュレーションし、シミュレーションし得られた
画像は前記記憶部２７に保存される。前記制御部２８は
この保存された画像から更に一経線方向（視標ギャップ
方向３２）に沿ったプロフィール３３（光量強度分布特
性値）（後述）を演算し、このプロフィール３３から正
確な視力値を演算する。演算結果は前記表示部２９に表
示される。

【００２４】以下、シミュレーション画像の取得、更に
プロフィール３３、視力値の演算に付いて、図２を参照
して説明する。

【００２５】ＳＴＥＰ０１：被検者に前記固視標１５を
注視させた状態で、前記合焦レンズ１９を移動させる。
該合焦レンズ１９と連動して、前記光源５及び投影レン
ズ６も一体で移動する。概略のピント合わせを行い、被
検眼の眼屈折力に対応した目標測定位置を設定する。こ
の設定は、事前に測定した他覚式レフラクトメータの測
定結果に基づき設定を行う方法、或は、検者が前記光電
検出器２１からの信号に基づきモニタに表示された指標
像を観察し、指標像の概略のピントが合う様にピント合
わせを行う方法等が利用できる。

【００２６】ＳＴＥＰ０２：この状態で、ＳＴＥＰ０１
で設定された位置を中心として、その前後で前記合焦レ
ンズ１９を所定ステップ量で移動させる。該合焦レンズ
１９と連動して、前記光源５及び投影レンズ６も一体で
移動する。前記光電検出器２１上での合焦状態を変えな
がら各ステップ毎に該光電検出器２１で得られる画像信
号を前記記憶部２７（例えばフレームメモリ）に記憶す
る。記憶する画像信号は目標位置（目標合焦位置）を含
めた例えば３０フレーム分とする。

【００２７】ＳＴＥＰ０３：前記制御部２８は前記記憶
部２７に記憶された多数の画像データを比較する。被検
眼が乱視を含むとすると、合焦位置は被検眼の前側焦線
位置、後側焦線位置の２つに現れる。前側焦線位置、後
側焦線位置の合焦時の前記合焦レンズ１９の位置等の合
焦状態のデータが取得される。

【００２８】ＳＴＥＰ０４：前記制御部２８は被検眼の
前側焦線位置、後側焦線位置の２つの画像データを選択
する。ここで、前側焦線位置、後側焦線位置では、指標
像は所定経線方向にのみ合焦し、それぞれ方向の異なる
スリット状の像として形成される為、前側焦線位置、後
側焦線位置である２つの画像データは、スリット状の像
の短辺方向が最も合焦するか否かで判断され、選択され
る。

【００２９】ＳＴＥＰ０５：ＳＴＥＰ０４で選択された
前側焦線位置、後側焦線位置での２つの画像データに基
づき、各位置での光量強度分布が前記制御部２８に於い
て演算され、更に各位置での光量強度分布から２次元的
光量強度分布（ＰＳＦ：Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏ
ｎ）が演算される。

【００３０】図３を参照して前記２次元的光量強度分布
を略述する。

【００３１】後側焦線位置での光量強度分布を図３
（Ａ）に示し、前側焦線位置での光量強度分布を図３
（Ｂ）に示している。

【００３２】図３（Ａ）で示す後側焦線位置の光量強度
分布に於いて、Ｘ方向断面であるＰx は後側焦線位置で
光束が最も集光している方向の光量強度分布を表してい
る。

【００３３】同様に、図３（Ｂ）で示す前側焦線位置の
光量強度分布に於いて、Ｙ方向断面であるＰy は前側焦
線位置で光束が最も集光している方向の光量強度分布を
表している。

【００３４】前記２次元的光量強度分布は、光量強度Ｉ
（ｉ）に於ける楕円近似により、図４（Ａ）、図４
（Ｂ）の様に表される。例えば、図４（Ｂ）では２次元
的光量強度分布はＰxyとして計算される。

【００３５】ＳＴＥＰ０６：被検眼の情報Ｓ，Ｃ，Ａｘ
（球面度数、乱視度数、乱視軸）を前記合焦レンズ１９
の位置データ、前記前側焦線位置、後側焦線位置でのス
リット像の方向及び前記２次元的光量強度分布Ｐxyに基
づき演算により取得する。

【００３６】前記前側焦線位置、後側焦線位置での合焦
レンズ１９の位置の差が乱視度数Ｃに該当し、後側焦線
位置での合焦レンズ１９の位置が球面度数Ｓに該当す
る。又、スリット像の方向から乱視軸Ａｘが求められ
る。

【００３７】ＳＴＥＰ０７：ＳＴＥＰ０５で示した様
に、後側焦線位置の光量強度分布及び前側焦線位置の光
量強度分布から前記Ｐxyが得られるが、得られたＰxyは
前記被検眼１の眼球光学系を投影光束が２度通過して得
られるものであるので、前記Ｐxyと被検眼１の眼球光学
系のスプレッドファンクション（ＰＳＦ）Ｐ′xyとは以
下の関係にある。

【００３８】Ｐxy＝(Ｐ′xy)²

【００３９】従って、Ｐ′xy＝√（Ｐxy）となる。従っ
て、前記Ｐxyを得ることで、被検眼１の眼球光学系のス
プレッドファンクション（ＰＳＦ）Ｐ′xyを求めること
ができる。

【００４０】以上の様にして、求められたＰxyを図５に
示す様にランドルト環の様な視力検査用視標Ｏxyと重合
わせ積分（コンボルーション積分）してイメージＩxyを
得ることができる。尚、視力検査用視標Ｏxyは前述した
様に前記記憶部２７に予めイメージデータとして格納さ
れている。イメージＩxyは前記被検眼１を屈折力−Ｓデ
ィオプターの球面レンズと、屈折力−ディオプターの円
柱レンズとを組合わせた眼鏡レンズで矯正した場合に得
られる被検眼眼底像を表している。尚、図５中、イメー
ジＩxyの周辺のギザギザは図がぼけている状態を示して
いる。

【００４１】ここで、ＦＴを逆フーリエ変換、ＩＦＴを
逆フーリエ変換すると

【００４２】ｐxy＝ＦＴ（Ｐxy） ｏxy＝ＦＴ（Ｏxy） ｉxy＝ＦＴ（Ｉxy） となるので、 ｉxy＝ｐxy×ｏxy Ｉxy＝ＩＦＴ（ｉxy） より、イメージＩxyを得ることもできる。

【００４３】ＳＴＥＰ０８：前記工程で得られたイメー
ジ３１は、例えば図６となる。該イメージ３１のギャッ
プ（ランドルト環の欠切部）を横切る方向（視標ギャッ
プ方向３２）のプロフィール３３を算出する。算出した
プロフィール３３をグラフ化して表示すると図７とな
る。該プロフィール３３の算出は各視力値に対応する視
力検査用視標に付いてそれぞれ算出される。

【００４４】ＳＴＥＰ０９：前記プロフィール３３それ
ぞれに基づき前記制御部２８に於いてデプレッション値
（Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値）及びコントラスト値（Ｃｏ
ｎｔｒａｓｔ値）が算出される。

【００４５】前記プロフィール３３の極大値をＩmax 、
極小値をＩmin とすると、

【００４６】 Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値（％）＝（Ｉmax −Ｉmin ）×１００／Ｉmax …(１) である。尚、Ｌｏｒｄ Ｒａｙｌｅｉｇｈの判定基準で
は２６（％）以上の値であると分解可能、即ち被検者が
実際にランドルト環を注視した場合に、被検眼がランド
ルト環のギャップを判別できるとされている。この時、
Ｉmin ／Ｉmax ＝０．７４となる。

【００４７】次に、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値を求める。

【００４８】 Ｃｏｎｔｒａｓｔ値（％）＝（Ｉmax −Ｉmin ）×１００／（Ｉmax ＋Ｉmin ） ＝（１−Ｉmin ／Ｉmax ）×１００／（１＋Ｉmin ／ Ｉmax ）…(２)

【００４９】上記Ｉmin ／Ｉmax ＝０．７４を代入する
と、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値＝１４．９（％）となるので、
Ｃｏｎｔｒａｓｔ値での分解可能な判定基準は約１５
（％）ということとなる。尚、前述の各判定基準は、実
験によって求めた他の値でも良いし、例えば自覚視力と
整合する様に他の判定基準を別途定めても良い。

【００５０】又、Ｉmax は図示で明らかな様に２つの値
が得られるが、いずれか一方のＩmax を用いてもよく、
平均値を用いてもよい。

【００５１】算出されたシミュレーション画像、プロフ
ィール３３等は図８の様に対比させて示される。

【００５２】図８はＡ段に各視力値Ｖ．Ａ．に対応する
視力検査用視標のシミュレーション画像のイメージＩxy
を表し、Ｂ段には各視力値Ｖ．Ａ．に対応するイメージ
Ｉxyのプロフィール３３を表し、Ｃ段には後述するＤｅ
ｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−
視力曲線を示している。尚、図中、明確には示されてい
ないが、Ａ段のイメージＩxyは視力値が大きくなると共
に輪郭がぼけている。

【００５３】図８に示す様に、各視力値Ｖ．Ａ．に対応
する視力検査用視標についてのシミュレーション画像の
イメージＩxy（図８のＡ段参照）と、各視力値Ｖ．Ａ．
に対応するイメージＩxyのプロフィール３３（図８のＢ
段参照）とを求め、更に前記プロフィール３３の極大値
と極小値を求める。この極大値と極小値に基づき上記式
(１)、式(２)からそれぞれの視力値のＤｅｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値を演算し、更に演算結果を
回帰曲線（例えば３次多項式）で補間することにより、
シミュレートに用いた視力検査用視標以外の視力値のＤ
ｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値が推定でき
る。尚、図８に於いて、前記記憶部２７に格納されたオ
リジナルの視力検査用視標像をイメージＩxyと並置して
表示すれば、その各像を比較でき可視的効果は更に上が
る。

【００５４】上記した様に、前記制御部２８による演算
で補間された曲線が求められる。補間して得られた曲線
を示すと、図８のＣ段であり、左側がＤｅｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ値に関する線図（Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲
線）、右側がＣｏｎｔｒａｓｔ値に関する線図（Ｃｏｎ
ｔｒａｓｔ値−視力曲線）である。

【００５５】尚、縦軸にはＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃ
ｏｎｔｒａｓｔ値を示し、横軸には視力値の対数を示し
ている。

【００５６】上記した様に、視力検査用視標を識別でき
るのはＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値で２６（％）、Ｃｏｎｔ
ｒａｓｔ値で１５（％）であるので、Ｄｅｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ値−視力曲線の２６（％）、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−
視力曲線の１５（％）の視力値を見れば、被検眼の視力
値が測定データから得られる。

【００５７】図８（Ｃ）の線図によれば、Ｄｅｐｒｅｓ
ｓｉｏｎ値−視力曲線の２６（％）はｌｏｇＶ．Ａ．＝
０．２７２であるので、視力値Ｖ．Ａ．は１．８７と求
められる。

【００５８】又、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線の１５
（％）はｌｏｇＶ．Ａ．＝０．２６２であるので、視力
値Ｖ．Ａ．は１．８３と求められる。

【００５９】即ち、前記制御部２８はＤｅｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ値−視力曲線の２６（％）、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−
視力曲線の１５（％）によって被検眼の視力値を算出す
ることができる。

【００６０】上記した様に、得られたＤｅｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ値−視力曲線、又はＣｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線
により、被検眼の視力値を定量的に、客観的に測定する
ことができる。更に、矯正した状態での到達視力値が推
定できると共に、検者はＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力
曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線の形状、特徴から
被検眼の光学的特性がより明示的に把握できる。

【００６１】上記視力検査用視標に於いてランドルト環
を用いたが、その他、前記Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値が明
確に現れる様に工夫されたオリジナルの視力検査用視標
を用いることも可能であり、又ｌｏｇＭＡＲチャート等
様々なタイプの視力検査用視標を用いることが可能であ
り、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値も白黒の２値のみに限らず、グ
レーチャートを用いることによって視力値の推定が明確
になる。

【００６２】上記実施の形態では、固視標１５として１
つのギャップを有する視力検査用のランドルト環を使用
したが、更に測定精度を向上させる為、複数のギャップ
を有する視標を使用してもよい。

【００６３】図９は角度が０°方向のギャップＧh 、９
０°方向のギャップＧv 、４５°方向のギャップＧru、
１３５°方向のギャップＧrdを有する円環状の視標３４
を示している。

【００６４】該視標３４を視力値に応じた大きさのもの
（対称形状で大きさの異なるもの）を所要数用意し、各
視力値に対する前記視標３４と眼光学特性とのコンボリ
ューション積分によってシミュレーション画像を演算し
（図８のＡ段に相当するもの）、更に得られたシミュレ
ーション画像について前記各ギャップＧh 、Ｇv 、Ｇr
u、Ｇrdに関し、該各ギャップの方向と直交する経線方
向、即ち視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５RU，３
５RD（図１０参照）のプロフィールを求める。

【００６５】各視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５
RU，３５RDのプロフィールに関し、極大値Ｉmax 、極小
値Ｉmin を求め、これら極大値Ｉmax 、極小値Ｉmin か
ら前述したＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、又Ｃｏｎｔｒａｓ
ｔ値を求める。

【００６６】視力値に対応した前記各視標３４のシミュ
レーション画像について得られたＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ
値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値、及び演算し得られたＤｅｐｒ
ｅｓｓｉｏｎ値間を回帰曲線で補間し、又演算し得られ
たＣｏｎｔｒａｓｔ値間を回帰曲線で補間することによ
り、前記各視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５RU，
３５RDのプロフィール毎のＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視
力曲線、又はＣｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線が得られ
る。

【００６７】各視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５
RU，３５RD毎のＣｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線３６H ，
３６V ，３６RU，３６RDを示したものが、図１１であ
る。

【００６８】前述した様に、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値に関し
ては、分解可能な判定基準は１５（％）であるので、図
１１の各Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線３６H ，３６V
，３６RU，３６RDの１５（％）でのｌｏｇＶ．Ａ．を
求めると、ｌｏｇH ＝０．２５８、ｌｏｇV ＝０．２６
０、ｌｏｇRU＝０．１９６、ｌｏｇRD＝０．１２５、更
に平均値でｌｏｇAvg ＝０．２１０であり、その時の視
力値Ｖ．Ａ．はＨ：１．８１、Ｖ：１．８２、ＲＵ：
１．５７、ＲＤ：１．３３、平均視力値は１．６２であ
る。

【００６９】而して、図９に示す様に複数のギャップを
有する視標３４を用い、更に経線方向の異なる複数のプ
ロフィールに基づき平均視力値を求めることで、より精
度の高い視力値の推測が可能となる。

【００７０】尚、上記ランドルト環、或は一方向のギャ
ップを有する視標を用い、格納した視標のイメージを適
宜回転させ、回転させたそれぞれの視標イメージと眼光
学特性とから、シミュレーション画像を演算し、そのシ
ミュレーション画像について複数の経線方向についてプ
ロフィールを求めても同様な効果が得られることは言う
迄もない。又、経線方向の角度は上記した角度に限ら
ず、０°〜１８０°の任意の角度でよい。

【００７１】次に、図１２により他の実施の形態につい
て説明する。

【００７２】該他の実施の形態では、図８に於けるＡ段
の各視力値Ｖ．Ａ．に対応する視力検査用視標のイメー
ジＩxyを他の方法により求めている。求められたイメー
ジＩxyから各視力値Ｖ．Ａ．に対応するイメージＩxyの
プロフィール３３を求め、更に図８に於けるＣ段のＤｅ
ｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−
視力曲線を求める方法については前述した実施の形態と
同様である。

【００７３】他の実施の形態の光学系を図１２に示す。
該他の実施の形態に於ける光学系では図１で示した前記
実施の形態の光学系に矯正光学系１２を追加し、１／４
λ波長板１３を光軸に対して挿脱可能としたものであ
り、その他の構成については同等であるので、説明は省
略する。

【００７４】前記矯正光学系１２は球面レンズで構成さ
れ、前記対物レンズ１１と前記被検眼１との間に配設さ
れ、前記した様に１／４λ波長板１３は光軸に対して挿
脱が可能となっている。

【００７５】以下、該他の実施の形態の作用について説
明する。

【００７６】前記合焦レンズ１９を基準位置とし、前記
被検眼１に前記固視標１５を注視させ、前記矯正光学系
１２により前記被検眼１の視力を矯正する。

【００７７】眼屈折力の矯正後、前記被検眼１に前記固
視標１５を注視させた状態で、前記投影光学系２により
投影光束が被検眼眼底に投影される。尚、前記固視標１
５に関しては、可視光が用いられ、前記投影光束につい
ては赤外光が用いられる。

【００７８】先ず、前記１／４波長板１３が光路に挿入
されている状態を説明する。

【００７９】前記光源５からの投影光束（赤外光）が前
記投影レンズ６、ハーフミラー７を透過して前記偏光ビ
ームスプリッタ８に至り、該偏光ビームスプリッタ８で
Ｓ直線偏光分が反射され、前記リレーレンズ９を経て前
記対物レンズ１１、矯正光学系１２により前記１／４波
長板１３を経て前記被検眼１の眼底に投影され、該眼底
上に第１次指標像が結像される。

【００８０】Ｓ直線偏光が前記１／４波長板１３を透過
することで、右円偏光となる。前記被検眼１の眼底で投
影光束が全反射され、全反射光束は眼底で反射されるこ
とで左円偏光となる。更に、全反射光束が前記１／４波
長板１３を透過することで、前記Ｓ直線偏光とは偏光方
向が９０°異なるＰ直線偏光となる。

【００８１】Ｐ直線偏光は前記矯正光学系１２、対物レ
ンズ１１、リレーレンズ９により前記偏光ビームスプリ
ッタ８に導かれる。該偏光ビームスプリッタ８はＳ直線
偏光を反射し、Ｐ直線偏光を透過するので、前記全反射
光束は該偏光ビームスプリッタ８を透過し、前記合焦レ
ンズ１９、結像レンズ２０により前記光電検出器２１上
に第２次指標像として結像される。

【００８２】前記被検眼１の眼底では前述した様に全反
射と散乱反射が生じる。この散乱反射光束が、全反射光
束と共に前記光電検出器２１に受光されると、第２次指
標像の光量強度分布のノイズとなり、正確な眼球光学系
の眼光学特性が測定できない。

【００８３】前記した様に散乱反射による光束の偏光状
態はランダム状態である。この為、前記１／４波長板１
３を透過し、直線偏光となった場合にＰ直線偏光と合致
するものは限られた部分に限定され、前記偏光ビームス
プリッタ８により散乱反射光束でＰ直線偏光と合致する
もの以外は反射される。従って、被検眼１の眼底で全反
射されたＰ直線偏光分に対して散乱反射光束によるＰ直
線偏光分の比率は無視できる程度に小さくなる。

【００８４】従って、前記光電検出器２１が受光するの
は実質上散乱反射光束分が除去された全反射光束とな
る。而して、前記１／４波長板１３を投影光学系２、受
光光学系３の構成要素とすることで、正確な眼球光学系
の眼光学特性の測定を可能とする。

【００８５】前記光電検出器２１が受光した第２次指標
像の光量強度分布は前記被検眼１そのものの眼光学特性
を反映しており、前記光電検出器２１の受光状態を検出
することで、眼光学特性を測定することができる。

【００８６】次に、前記１／４波長板１３が光路から退
避している状態を説明する。

【００８７】前記１／４波長板１３が除去されているの
で、眼底からの全反射光束の偏光状態はＳ直線偏光のま
まであり、前記偏光ビームスプリッタ８により全て反射
される。従って、前記偏光ビームスプリッタ８を透過す
るのは、眼底で散乱反射された散乱反射光束のＰ直線偏
光成分だけである。前記光電検出器２１上には散乱反射
光束による第２次指標像が結像される。該光電検出器２
１が受光した第２次指標像の光量強度分布は前記被検眼
眼底と被検眼１の眼底光学特性、眼光学特性を反映して
いる。

【００８８】前記１／４波長板１３を挿入した状態での
前記光電検出器２１の受光状態と、前記１／４波長板１
３を退避させた状態の前記光電検出器２１の受光状態と
に基づき以下の手順により、眼底光学特性を測定するこ
とができる。

【００８９】又、前記１／４波長板１３の挿脱により、
前記光電検出器２１に投影される反射光束は、眼底で全
反射された全反射光束か、眼底で散乱反射した散乱反射
光束かのいずれかを選択でき、前記１／４波長板１３は
光束切替え手段として機能する。

【００９０】先ず図１３（Ａ）に示す様に、前記１／４
波長板１３を光路中に挿入した場合、即ち散乱反射光束
を除去した場合に於いて、前記被検眼１の眼球光学系の
光学特性をＰ、眼底で全反射された全反射光束を受光し
た場合の前記光電検出器２１上での２次元光量強度分布
をＩr とすると、該光電検出器２１で受光する全反射光
束は前記被検眼１を２度通過していることから、前記Ｐ
とＩr との間には

【００９１】Ｐ※Ｐ＝Ｉr ここで、※は、コンボルーション積分を意味する。又、
Ｐ、Ｉr をフーリエ変換すると、 ＦＴ（Ｐ）＝ｐ、ＦＴ（Ｉr ）＝ｉr となるので、 ｐ² ＝ｉr （３） と表される。

【００９２】次に図１３（Ｂ）に示す様に、前記１／４
波長板１３を退避させた場合、即ち反射光束が散乱反射
のみである場合に於いて、前記被検眼１の眼球光学系の
光学特性をＰ、眼底での散乱反射により生じる眼底の光
学特性をＲ、眼底で散乱反射された散乱反射光束を受光
した場合の前記光電検出器２１上での２次元光量強度分
布をＩd とすると、前記光電検出器２１で受光する散乱
反射光束は前記被検眼１を２度通過し、更に眼底の光学
特性の影響を受けていることから、前記ＰとＩd との間
には

【００９３】Ｐ※Ｒ※Ｐ＝Ｉd ここで、Ｐ、Ｒ、Ｉd をフーリエ変換すると、 ＦＴ（Ｐ）＝ｐ、ＦＴ（Ｒ）＝ｒ、ＦＴ（Ｉd ）＝ｉd とすると、 ｐ×ｒ×ｐ＝ｐ² ×ｒ＝ｉd （４） と表される。（３）式、（４）式から ｒ＝ｉd ／ｉr となり、更に逆フーリエ変換すると Ｒ＝ＩＦＴ（ｉd ／ｉr ） （５） となる。

【００９４】 即ち、ＦＴ（Ｉr ）＝ｉr 、ＦＴ（Ｉd ）＝ｉd （６） であるから、前記光電検出器２１上に於ける、眼底での
全反射光束による光量強度分布Ｉr 、眼底での散乱反射
光束よる光量強度分布Ｉd をそれぞれ測定し、前記
（３）式に基づいて眼底での散乱反射により生じる像の
劣化を定量的に示す眼底の光学特性を算出することがで
きる。

【００９５】上記した手順で眼底の光学特性を測定する
ことができ、眼底の光学特性を考慮して眼底でのシミュ
レーション画像を演算することができる。

【００９６】前記矯正光学系１２、或は前記合焦レンズ
１９の調整により、任意の状態で被検眼眼底に視標像を
投影した場合の眼底上での視標像を以下の手順により、
シミュレーションする。

【００９７】この場合、前記光電検出器２１上に結像さ
れる視標像の光量強度を測定する場合は、前記１／４波
長板１３を退避させ散乱反射光束を受光する状態で行
う。尚、上記手順で求めた眼底の光学特性については変
化はない。

【００９８】その時の眼球光学系の光学的光伝達関数を
Ｐa 、眼底での散乱反射により生じる眼底の光学的光伝
達関数をＲ、散乱反射光束で受光した場合の光電検出器
上での光量強度分布をＩa とすると、

【００９９】 Ｐa ※Ｒ※Ｐa ＝Ｉa （７） となる。ここで、前述と同様に、フーリエ変換をする。 ＦＴ（Ｐa ）＝ｐa 、ＦＴ（Ｒ）＝ｒ、ＦＴ（Ｉa ）＝
ｉa となり、更に、 ｐa²×ｒ＝ｉa となり、 ｐa ＝√（ｉa ／ｒ） （８） となる。従って、逆フーリエ変換をすると、 Ｐa ＝ＩＦＴ（√（ｉa ／ｒ）） （９） となる。

【０１００】前記光電検出器２１上での光量強度分布Ｉ
a を測定し、前述の演算により算出したＲに基づき、そ
の任意の状態での光伝達関数を算出することができ、こ
の算出されたＰa と、実際に使用する視標の光量強度分
布関数Ｏとをコンボルーション積分することにより、被
検眼の眼底に投影された場合のイメージＩのシミュレー
ション画像を下記式により演算することができる。

【０１０１】 Ｉ＝Ｐa ※Ｏ （１０）

【０１０２】従って、シミュレーション画像を表示装置
に表示することで、任意の眼屈折力矯正状態、任意の合
焦状態での被検者が実際に認識している像をリアルタイ
ムで観察することができる。

【０１０３】被検眼の眼光学特性の測定について図１４
を参照して説明する。

【０１０４】ＳＴＥＰ０１：前記被検眼１に前記固視標
１５を注視させた状態で、前記矯正光学系１２により、
被検眼の球面度数、乱視度数、乱視軸に対応して被検眼
の視力を矯正する。この矯正は、事前に測定した他覚式
レフラクトメータの測定結果に基づき矯正を行う方法、
或は、検者が前記光電検出器２１からの信号に基づきモ
ニタに表示された指標像を観察し指標像が点像として観
察される様に矯正を行う方法等が利用できる。

【０１０５】ＳＴＥＰ０２：前記１／４波長板１３を挿
入して、眼底での全反射光束を選択する。

【０１０６】ＳＴＥＰ０３：前記光電検出器２１には全
反射光束により第２次指標像が結像され、該第２次指標
像に基づく受光信号から第１の光量強度分布Ｉr が測定
される。該第１の光量強度分布Ｉr を前記記憶部２７に
記憶させる。

【０１０７】ＳＴＥＰ０４：前記１／４波長板１３を外
して、受光光束を散乱反射光束とする。

【０１０８】ＳＴＥＰ０５：前記光電検出器２１上に形
成される第２次指標像は散乱反射光束のみにより形成さ
れる。該第２次指標像に基づく受光信号から第２の光量
強度分布Ｉd が測定され、前記記憶部２７に記憶され
る。

【０１０９】ＳＴＥＰ０６：前記制御部２８に於いて、
ＳＴＥＰ０３、ＳＴＥＰ０５の測定結果より被検眼１の
眼底光学特性Ｒを算出する。該眼底光学特性Ｒが前記記
憶部２７に記憶される。

【０１１０】ＳＴＥＰ０７：前記１／４波長板１３を退
避させ、散乱反射光束が選択される。

【０１１１】ＳＴＥＰ０８：前記光電検出器２１に形成
された指標像に基づく受光信号から光量強度分布Ｉa が
測定される。該光量強度分布Ｉa が前記記憶部２７に記
憶される。

【０１１２】ＳＴＥＰ０９：眼底光学特性Ｒは既に求め
られているので、上記（７）式、（９）式より任意の合
焦状態での眼光学特性Ｐa が求められ、更に（１０）式
によりシミュレーション画像を演算する。

【０１１３】ＳＴＥＰ１０：ＳＴＥＰ０９で得られたシ
ミュレーション画像に基づき視力検査用視標ギャップ方
向のプロフィール３３を演算する。

【０１１４】ＳＴＥＰ１１：Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、
Ｃｏｎｔｒａｓｔ値、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲
線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を演算する。

【０１１５】尚、プロフィール３３、Ｄｅｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値
−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を求めるこ
とについて、及びＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、
Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線から視力値を推定するこ
とについては上記実施の形態と同様であるので、説明は
省略する。

【０１１６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、被検眼
眼底に指標像を投影する為の指標投影系と、前記指標像
を光電検出器上に導く為の受光光学系と、前記光電検出
器に検出された指標像の光量強度分布に基づき、被検眼
眼底に複数の大きさの異なる視標像を個々に投影した場
合に形成される視標像の画像を演算する為のシミュレー
ション画像演算部と、該シミュレーション画像演算部で
算出された複数の視標像の画像の所定経線方向でのそれ
ぞれの光量強度分布から光量強度分布特性値を検出し、
これらの複数の光量強度分布特性値に基づき被検眼の視
力値を演算する為の視力演算部を具備する構成であるの
で、各種の大きさの視力検査用視標を見せて被検者の応
答により視力値を測定するといういわゆる自覚式検眼方
法を使用せずに、所定の指標像を眼底に投影しその指標
像の光量強度分布を測定することだけで、演算処理によ
り、被検眼の視力値を正確に推測できるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す光学系の概略構成図
である。

【図２】本発明の実施の形態の作用を示すフローチャー
トである。

【図３】本発明の実施の形態での測定で得られる光量強
度分布の線図であり、（Ａ）は後側焦線位置での光量強
度分布を示す線図、（Ｂ）は前側焦線位置での光量強度
分布を示す線図である。

【図４】（Ａ）は後側焦線位置での光量強度分布、
（Ｂ）は前側焦線位置での光量強度分布から得られる２
次元光量強度分布の線図である。

【図５】視力検査用視標と演算されたイメージの説明図
である。

【図６】ランドルト環視標と視標ギャップ方向を示す説
明図である。

【図７】視標ギャップ方向の光量強度分布のプロフィー
ルを示す説明図である。

【図８】シミュレーション画像、プロフィール、Ｄｅｐ
ｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視
力曲線を同一画面に表示した場合の表示例を示す図であ
る。

【図９】複数のギャップを有する視標の一例を示す図で
ある。

【図１０】該視標と視標ギャップ方向を示す説明図であ
る。

【図１１】複数のギャップを有する視標で得られるＣｏ
ｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を示す図である。

【図１２】本発明の他の実施の形態を示す光学系の概略
構成図である。

【図１３】（Ａ）は被検眼眼底での全反射状態を示す説
明図、（Ｂ）は被検眼眼底での散乱反射状態を示す説明
図である。

【図１４】本発明の他の実施の形態に於ける測定につい
てのフローチャートである。

【符号の説明】

１ 被検眼 ２ 投影光学系 ３ 受光光学系 ５ 光源 ８ 偏光ビームスプリッタ ９ リレーレンズ １１ 対物レンズ １２ 矯正光学系 １３ １／４波長板 １７ 固視標系 １９ 合焦レンズ ２１ 光電検出器 ２７ 記憶部 ２８ 制御部 ２９ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 楽 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 Ｆターム(参考） 5B057 AA07 BA02 CA08 CA12 CB08 CB12 CC02 CH01 DA01 DA20 DB02 DB09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検眼眼底に指標像を投影する為の指標
   投影系と、前記指標像を光電検出器上に導く為の受光光
   学系と、前記光電検出器に検出された指標像の光量強度
   分布に基づき、被検眼眼底に複数の大きさの異なる視標
   像を個々に投影した場合に形成される視標像の画像を演
   算する為のシミュレーション画像演算部と、該シミュレ
   ーション画像演算部で算出された複数の視標像の画像の
   所定経線方向でのそれぞれの光量強度分布から光量強度
   分布特性値を検出し、これらの複数の光量強度分布特性
   値に基づき被検眼の視力値を演算する為の視力演算部と
   を具備することを特徴とする眼光学特性測定装置。
2. 【請求項２】 前記各視標像の画像の複数の所定経線方
   向でのそれぞれの光量分布から光量強度分布特性値を検
   出し、これらの複数の所定経線方向での光量強度分布特
   性値に基づき被検眼の視力値を演算する請求項１の眼光
   学特性測定装置。
3. 【請求項３】 前記各所定経線方向について得られる光
   量強度分布特性値の平均値により被検眼の視力値を演算
   する請求項２の眼光学特性測定装置。
4. 【請求項４】 所定経線方向の複数の光量強度分布特性
   値を補間して光量強度分布特性値−視力曲線を求め、該
   光量強度分布特性値−視力曲線に基づき被検眼の視力値
   を演算する請求項１又は請求項２の眼光学特性測定装
   置。
5. 【請求項５】 視標像の画像の光量強度分布特性値は、
   コントラスト値である請求項１乃至請求項４の眼光学特
   性測定装置。
6. 【請求項６】 視標像の画像の光量強度分布特性値は、
   デプレッション値である請求項１乃至請求項４の眼光学
   特性測定装置。
7. 【請求項７】 視標には少なくとも１つのギャップが形
   成され、前記所定経線方向は視標像の画像のギャップを
   横切る方向である請求項１乃至請求項４の眼光学特性測
   定装置。