JP2003047594A

JP2003047594A - 検眼装置

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Publication number: JP2003047594A
Application number: JP2002217439A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kobayashi; 克彦小林
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2003-02-18
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: JP3637038B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検眼の眼底における検眼用指標像を明確に
観察できるようにする検眼装置を提供すること。【解決手段】被検者が検眼用指標を観察した場合の見
え具合の指標像を表示させる検眼装置において、屈折度
数を変換可能な矯正用レンズ系を通して被検者に検眼用
指標を観察させる観察部と、上記検眼用指標と異なる指
標を被検眼に投影し、その反射光から被検眼の屈折力を
測定する屈折力測定部と、上記観察部における矯正用レ
ンズ系での矯正データと、該屈折力測定部で測定された
屈折力とに基づき、被検眼が検眼用指標を観察した場合
の見え具合の指標像を形成する指標像形成部と、該指標
像形成部で、形成された被検眼が検眼用指標を観察した
場合の見え具合の指標像を表示する表示部と、から構成
され、被検眼における検眼用指標像を処理することな
く、被検者が、検眼用指標を観察した場合の見え具合の
指標像を表示させるように構成したことを特徴とする検
眼装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被検者が検眼用指標を観
察した場合の見え具合の指標像を表示させる検眼装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の検眼装置においては、被検眼の眼
底へ特殊な形状（例えばスリット状）のスプリット指標
を投影し、このスプリット量から被検眼の屈折度を測定
していた。これが、いわゆる他覚的検眼と呼ばれている
ものである。また、被検者にランドルト環のような検眼
用指標を矯正レンズ系を通して観察させ、被検者の応答
により被検者が該検眼用指標を適正に視準できるまで矯
正用レンズ系を調節し、この調節量から屈折度を測定し
ていた。これが、いわゆる自覚式検眼として知られてい
るものである。

【０００３】他覚式検眼装置は、被検者の応答を必要と
しないと言う利点がある。しかし、被検眼に最適の矯正
度数を検出すると言う点では自覚式検眼装置の方が優れ
ている。そのため、最近では、被検者の応答の煩わし
さ、不正確さを考慮して、他覚式検眼装置において概略
の矯正度数を測定し、この測定値を基にして、さらに個
別の、或るいは内蔵の自覚式検眼装置により、最終的な
矯正度数を決定する方法が採用されている。

【０００４】また、自覚式検眼装置において、検眼用指
標の被検眼の眼底上の指標像を撮像装置上に形成し、こ
の指標像の信号と網膜以降の信号レスポンス関数を掛け
合わせることによって、検者が、被検者の観察している
ものと同じ検眼用指標像を観察可能とした自覚式検眼装
置が提案されている。特公平４−１７０４７号公報を参
照。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の自覚式検眼装置
において、被検者の応答に生じ得る誤りを排除しようと
してより正確な測定を行うためには、自覚式検眼装置に
おいても検者が被検者の視準状態を観察可能にすること
が望ましいが、従来の装置ではこの様なことは不可能で
あった。

【０００６】しかも、例え被検者に自覚検眼用に指標を
視準させた状態で、被検眼眼底上の指標像の結像状態を
一般の撮像素子によって観察したとしても、眼底の反射
率の低さや撮像素子の感度の低さから、指標像だけを明
確に観察することは困難であった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、被検眼の眼底に
おける検眼用指標像を明確に観察できるようにする検眼
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の好ましい解決手
段は次のとおりである。

【０００９】（１）被検者が検眼用指標を観察した場合
の見え具合の指標像を表示させる検眼装置において、屈
折度数を変換可能な矯正用レンズ系を通して被検者に検
眼用指標を観察させる観察部と、上記検眼用指標と異な
る屈折力測定用指標を被検眼に投影し、その反射光から
被検眼の屈折力を測定する屈折力測定部と、上記観察部
における矯正用レンズ系での矯正データと、該屈折力測
定部で測定された屈折力とに基づき、被検眼が検眼用指
標を観察した場合の見え具合の指標像を形成する指標像
形成部と、該指標像形成部で、形成された被検眼が検眼
用指標を観察した場合の見え具合の指標像を表示する表
示部と、から構成され、被検眼における検眼用指標像を
処理することなく、被検者が、検眼用指標を観察した場
合の見え具合の指標像を表示させるように構成したこと
を特徴とする検眼装置。

【００１０】（２）指標像形成部は、上記観察部におけ
る矯正用レンズ系の矯正値と、上記屈折力測定部で求め
られた被検眼の屈折のデータとの差から残存矯正値を求
め、この残存矯正値に認定される表示用の調整レンズ系
を介して、上記検眼用指標を撮像することにより、被検
眼が検眼用指標を観察した場合の見え具合の指標像を形
成するように構成されていることを特徴とする前述の検
眼装置。

【００１１】

【実施例】図１に示すように、自覚式検眼装置は、被検
眼の光学的特性に由来する点像強度分布を測定する測定
手段７と、この点像強度分布を重ね合わせて積分する画
像処理手段（例えばコンピュータ８）と、コンピュータ
８を介して検者によって操作されて所定の検眼用指標１
を指示する指標提示装置２と、指標提示装置２の視準光
軸３上に配置されて同じくコンピュータ８を介して検者
によって操作される被検眼の屈折度を矯正する矯正用レ
ンズ系４とを備えている。被検眼Ｅは、矯正用レンズ系
４を介して検眼用指標１を視準する。そのとき被検眼Ｅ
の眼底Ｅｒ上に検眼用指標１の像１´が結像する。

【００１２】一方、指標提示装置２と矯正用レンズ系４
との間の視準光軸３上にはハーフミラー５が斜設されて
いる。そのハーフミラー５の反射光軸６上には被検眼Ｅ
の光学的特性に由来する点像強度分布を測定する測定手
段７が備えられている。

【００１３】この測定手段７は、点像のパターンを被検
眼Ｅ内に投影する投影部、例えば測定手段７に内蔵され
ている図示していない赤外点光源の光源面と、被検眼Ｅ
のＥｒ眼底上でのパターン像の強度分布を検出する検出
部、例えば測定手段７に設けられた図示していない受光
装置の受光面とを有する。

【００１４】検眼用指標１と、測定手段７に内蔵されて
いる図示していない前述の赤外点光源の光源面とは、矯
正用レンズ系４と被検眼Ｅの光学系に関し共役となるよ
うに配置されている。また、眼底Ｅｒと、測定手段７の
図示していない前述の受光装置の受光面とは、矯正用レ
ンズ系４と被検眼Ｅの光学系に関し共役となるように配
置されている。

【００１５】測定手段７は、図３に１０１として示す光
強度分布を持つ赤外点光源をハーフミラー５、矯正用レ
ンズ系４及び被検眼Ｅの光学系を通して被検眼Ｅの眼底
Ｅｒ上に投影する。図３に１０１として示すような光強
度分布SO(X,y)を持つ赤外点光源は矯正用レンズ系４及
び被検眼Ｅの光学系によって変調されて特有の光強度分
布を持つ点像１０２（図４）となる。この点像１０２は
被検眼Ｅの光学系、矯正用レンズ系４及びハーフミラー
５を介して再び測定手段７の図示していない前述の受光
装置の受光面に結像され、コンピュータ８内で補正され
て点像強度分布関数Ph(X,y)として取り込まれる。

【００１６】さらに、コンピュータ８内では検眼用指標
１を現す画像信号O(X,y)に対して点像強度分布関数Ph
(X,y)が以下のように重ね合わせて積分されて被検眼Ｅ
の眼底Ｅｒ上に結像しているのと同じ像状態の検眼用指
標１の像１´が数式１によりシミュレートされる。

【００１７】

【数１】シミュレートされた像１´の画像１０が表示手段たとえ
ばモニターＴＶ９上に表示される。

【００１８】また、表示手段つまり図１のモニターＴＶ
９は、上記パターン像の強度分布に対応する強度分布デ
ータ及び所定の指標に対応する指標データに基づいて、
その被検眼Ｅによって所定の指標を観察した場合の見え
具合の指標像を形成するか、あらかじめ用意してある複
数の見え具合の指標像から選択するかして、見え具合の
指標像１０を表示する。

【００１９】例えば、測定手段７が、被検眼Ｅの光学的
特性に由来する線像強度分布を測定する場合は、測定手
段７により得られた光軸３を中心とする少なくとも３方
向の線像強度分布を基にして、画像処理手段（図示例で
はコンピュータ８）によって点像強度分布が算出され
る。

【００２０】この点について図５〜１０を参照して説明
する。

【００２１】図５に示すように、ｒ₆₀軸とｒ₁₂₀軸はｘ
軸（r₀軸）に対してそれぞれ６０度と１２０度の角度を
有する。

【００２２】測定手段７は、図６に示すようなr₀軸方向
のみに光強度分布をもつ赤外線光源４０１をハーフミラ
ー５、矯正用レンズ系４及び被検眼Ｅの光学系を通して
被検眼Ｅの眼底Ｅｒ上に投影する。４０１として示すよ
うな光強度分布を持つ赤外線光源は矯正用レンズ系４及
び被検眼Ｅの光学系によって変調されてr₀軸方向のみに
光強度分布を持つ特有の線像４０２となる。

【００２３】また、測定手段７は、図７に示すようなR
₆₀軸方向のみに光強度分布を持つ赤外線光源４１１をハ
ーフミラー５、矯正用レンズ系４及び被検眼Ｅの光学系
を通して被検眼Ｅの眼底Ｅｒ上に投影する。４１１とし
て示すような光強度分布を持つ赤外線光源は矯正用レン
ズ系４及び被検眼Ｅの光学系によって変調されてR₆₀軸
方向のみに光強度分布を持つ特有の線像４１２となる。

【００２４】さらに、測定手段７は、図８に示すような
R₁₂₀軸方向のみに光強度分布を持つ赤外線光源４２１を
ハーフミラー５、矯正用レンズ系４及び被検眼Ｅの光学
系を通して被検眼の眼底Ｅｒ上に投影する。４２１とし
て示すような光強度分布を持つ赤外線光源は矯正用レン
ズ系４及び被検眼Ｅの光学系によって変調されてr₁₂₀軸
方向のみに光強度分布を持つ特有の線像４２２となる。

【００２５】これら三つの線像４０２、４１２、４２２
は被検眼Ｅの光学系、矯正用レンズ系４及びハーフミラ
ー５を介して再び測定手段７の図示していない受光装置
の受光面に結像され、コンピュータ８内で補正されて点
像強度分布関数1h(r₀)、1h(r ₆₀)及び1h(r₁₂₀)として取
り込まれる。

【００２６】次に、コンピュータ８内では、これら三つ
の関数1h(r₀)、1h(r₆₀)及び1h(r₁₂₀)より、ある光強度z
を切る楕円の長軸長Az、短軸長Bz及び長軸のX軸からの
回転角θが算出され、これを基に、矯正用レンズ系４及
び被検眼Ｅの光学系によって生じる点像強度分布の、あ
る光強度zを切る平面上の楕円関数として数式２が算出
される。

【００２７】

【数２】この楕円関数を光強度z軸の複数点について算出し、補
完法により最終的に矯正用レンズ系４おより被検眼Ｅの
光学系によって生じる図９に示す点像強度分布関数５０
１がph(x,y)として算出される。

【００２８】さらに、コンピュータ８内では、図２に示
すように、検眼用指標１の画像信号O(x,y,)に対して点
像強度分布関数ph(x,y)が重ね合わせ積分されて被検眼
Ｅの眼底Er上に結像しているのと同じ像状態の検眼用指
標１の像１´がシミュレートされる。シミュレートされ
た像１´の画像１０がコンピュータ８のモニターＴＶ９
上に表示される。

【００２９】なお、図２及び数式１において、「※」印
は「コンボリューション」を示す。数式３〜５において
「×」印は掛け算を示す。

【００３０】他方、本発明の別の実施例においては、上
記測定手段７は、スリット状又は階段状のパターンを上
記被検眼内に投影する投影部（図示せず）と、被検眼の
眼底上での上記パターン像の少なくとも２方向の強度分
布に基づき、点像における強度分布を求める検出部（図
示せず）を有し、上記表示手段（コンピュータ９）は、
上記強度分布に対応する強度分布データ及び所定の指標
に対応する指標データに基づいて、その被検眼によって
所定の指標を観察した場合の見え具合の指標像を形成す
るか、あらかじめ用意してある複数の見え具合の指標像
から選択するかして、見え具合の指標像を表示する。

【００３１】例えば、図１０に示す例においては、測定
手段７が被検眼Ｅの光学的特性に由来する階段状ステッ
プ像強度分布を測定する。この例を説明すると、測定手
段７により得られた光軸３を中心とする少なくとも３方
向の階段状ステップ像強度分布を基にして画像処理手段
（つまり図示例ではコンピュータ８）によって点像強度
分布が算出される。

【００３２】この点を図１０を参照してさらに詳細に説
明する。

【００３３】測定手段７は、図１０に６０１として示す
ようなr₀軸方向のみに光強度分布を持つ赤外段階ステッ
プ状光源を図１１に示すようなハーフミラー５、矯正用
レンズ系４及び被検眼Ｅの光学系を通して被検眼Ｅの眼
底Er上に投影する。図１０に６０１として示すような光
強度分布を持つ赤外階段状ステップ光源は矯正用レンズ
系４及び被検眼Ｅの光学系によって変調されてr₀軸方向
に光強度分布を持つ特有のステップ像となる。

【００３４】このステップ像は被検眼Ｅの光学系、矯正
用レンズ４及びハーフミラー５を介して再び測定装置７
の図示していない受光装置の受光面に結像され、コンピ
ュータ８内で補正されてステップ像強度分布関数e(r₀)
としてと取り込まれる。

【００３５】次に、コンピュータ８内ではde(r₀/dr₀）
を計算することで、X軸方向の線像強度分布関数eh(r₀)
を算出する。

【００３６】この操作を図５に示す三つの軸（r₀軸、r
₆₀軸、r₁₂₀軸）方向について行うと、eh(r₀)、eh(r₆₀)
及びeh(r₁₂₀)が求められる。前述したように、測定手段
７が、被検眼Ｅの光学的特性に由来する線像強度分布を
測定する場合と同様にして点像強度分布ph(x,y)が求め
られる。

【００３７】さらに、コンピュータ８内では、図２に示
すように、検眼用指標１の画像信号O(x,y)対して点像強
度分布関数ph(x,y)が重ね合わせ積分されて、被検眼Ｅ
の眼底Er上に結像しているのと同じ像状態の検眼用指標
１の像１´がシミュレートされる。シミュレートされた
像１´の画像１０がコンピュータ８のモニターＴＶ９上
に表示される。

【００３８】さらに本発明の別の実施例においては、測
定手段７は、被検眼の屈折力データを測定する屈折力測
定部（図示せず）を有し、表示手段（コンピュータ８）
は、上記屈折力測定部で求められた被検眼の屈折のデー
タ及び所定の指標に対応するデータに基づいて、その被
検眼によって所定の指標像を観察した場合の見え具合の
指標像を形成するか、あらかじめ用意してある複数の見
え具合の指標像から選択するかして、見え具合の指標像
を表示する。

【００３９】たとえば、測定手段７が、被検眼の屈折状
態を測定する。この場合には、予めコンピュータ８内に
記憶されている点像強度分布関数群の中から、測定手段
７により得られた被検眼Ｅの屈折力を基にして、この屈
折力に対応する点像強度分布関数ph(x,y)が画像処理手
段（コンピュータ８）によって決定される。

【００４０】さらに、コンピュータ８内では、図２に示
すように、検眼用指標１の画像信号O(x,y)に対して点像
強度分布関数ph(x,y)が重ね合わせて積分されて、被検
眼Ｅの眼底Er上に結像しているのと同じ像状態の検眼用
指標１の１´がシミュレートされる。シミュレートされ
た像１´の画像１０がコンピュータ８のモニターＴＶ９
上に表示される。

【００４１】続いて、上記自覚式検眼装置による測定方
法を説明する。

【００４２】検者はコンピュータ８を介して検眼用指標
１を呈示して、被検者がこれを注視するようにさせる。
この時点での被検眼Ｅの眼底Er上に結像しているのと同
じ像状態の検眼用指標１の像１´がシミュレートされ
て、モニターＴＶ９上に表示される。検者はモニターＴ
Ｖ９上に表示される指標像１０を見ながら、これが最適
の合焦状態となるようにコンピュータ８を介して矯正用
レンズ系４を操作する。このときの矯正レンズ系４の矯
正量から被検眼Ｅの屈折度を求める。

【００４３】次に、図１１を参照して本発明のさらに別
の実施例（矯正値を利用する態様）を説明する。

【００４４】レフラクトメータ２０で被検眼Ｅの矯正値
D₁を求める。これは屈折力データに相当し、その要素
は、球面成分S₁、円柱成分C₁、円柱軸角度A₁である。

【００４５】レフラクトメータ２０は、円環状の光束を
被検眼Ｅの眼底Ｅrに投影し、結像された像の大きさか
ら球面成分S₁を、楕円の度合いから円柱成分C₁を、楕円
の長軸方向から円柱角度A₁をそれぞれ求める。このよう
なレフラクトメータ２０は、すでに公知のものを利用す
ればよい。

【００４６】矯正用として、被検眼Ｅの前方に挿入され
ている矯正用レンズ系４の矯正値をD₂とする。この矯正
値Ｄ₂の要素は、球面成分S₂、円柱成分C₂、円柱軸角度A
₂である。画像処理手段（コンピュータ２３）では、被
検眼Ｅが観察している残存矯正値D₀（その要素は、球面
成分S₀、円柱成分C₀、円柱軸角度A₀）を「D₀=-(D₁-
D₂)」として演算し、表示用の調整レンズ系２１に残存
矯正値D₀に設定するように指示する。表示用カメラ２２
は、調整レンズ系２１を介して検眼用指標１を撮像し、
その画像信号をモニタＴＶ９が出力する。モニタＴＶ９
は、表示用カメラ２２から受け取った画像信号に基づ
き、検眼用指標１の像を形成する。

【００４７】モニタＴＶ９は、調整用レンズ系２１に何
等の屈折力も与えられないときに、指標１の像を鮮明に
（ボケることなく）撮像するように調整されている。こ
のため、モニタＴＶ９は、矯正用レンズ系４にレフラク
トメーター２０で求めた矯正値が設定されている際に
は、調整用レンズ系２１には、何等の屈折力も与えられ
ず、鮮明な指標１の像を（ボケる事なく）撮像する。モ
ニタＴＶ９上では、鮮明な（ボケのない）指標１の像１
０が表示される。

【００４８】また、表示用カメラ２２がある残存矯正値
D₀に設定された調整レンズ系２１を介して検眼用指標１
を撮像する際には、モニタＴＶ９に、被検者が観察して
いるのと同じような状態のボケた検眼用指標１の像１０
が表示される。

【００４９】残存矯正値D₀=-(D₁-D₂)の演算は、その要
素を用いると、残存矯正値D₀(θ)の円柱成分C₀は数式３
として求められ、残存矯正値D₀(θ)の球面成分S₀は数式
４として求められ、残存矯正値D₀(θ)の円柱軸角度A₀
は数式５として求められる。

【００５０】

【数３】

【数４】

【数５】

【００５１】

【発明の効果】本発明は、前述のように自覚式検眼装置
において被検眼の眼底の検眼用指標の指標像がシュミレ
ートされて表示手段に表示されるから、検者は該指標像
の観察により被検者の応答の誤りを排除する等して正確
な検眼を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自覚式検眼装置の一例を示す説明
図。

【図２】検眼用指標と、シュミレートされた像の画像の
関係を示す説明図。

【図３】特定の光強度分布をもつ赤外点光源を示す。

【図４】変調された特有の光強度分布をもつ点像を示
す。

【図５】r₀軸、r₆₀軸、及びr₁₂₀軸の関係を示す。

【図６】r₀軸方向のみに光強度分布をもつ赤外線光源を
示す。

【図７】r₆₀軸方向のみに光強度分布をもつ赤外線光源
を示す。

【図８】r₁₂₀軸方向のみに光強度分布をもつ赤外線光源
を示す。

【図９】コンピュータにより算出される点像強度分布関
数の一例を示す。

【図１０】被検眼の光学的特性に由来する階段状ステッ
プ像強度分布とそれにより算出される点像強度分布の関
係を示す。

【図１１】本発明による自覚式検眼装置の他の例を示す
説明図。

【符号の説明】

１検眼用指標２指標提示装置３視準光軸４矯正用レンズ系５ハーフミラー６反射光軸７測定手段８画像処理手段（コンピュータ）９モニターＴＶ１０画像Ｅ被検眼Ｅｒ眼底２０レフラクトメータ２２表示用カメラ２３画像処理手段（コンピュータ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検者が検眼用指標を観察した場合の見
え具合の指標像を表示させる検眼装置において、屈折度数を変換可能な矯正用レンズ系を通して被検者に
検眼用指標を観察させる観察部と、上記検眼用指標と異なる屈折力測定用指標を被検眼に投
影し、その反射光から被検眼の屈折力を測定する屈折力
測定部と、上記観察部における矯正用レンズ系での矯正データと、
該屈折力測定部で測定された屈折力とに基づき、被検眼
が検眼用指標を観察した場合の見え具合の指標像を形成
する指標像形成部と、該指標像形成部で、形成された被検眼が検眼用指標を観
察した場合の見え具合の指標像を表示する表示部と、から構成され、被検眼における検眼用指標像を処理する
ことなく、被検者が、検眼用指標を観察した場合の見え
具合の指標像を表示させるように構成したことを特徴と
する検眼装置。
【請求項２】指標像形成部は、上記観察部における矯
正用レンズ系の矯正値と、上記屈折力測定部で求められ
た被検眼の屈折のデータとの差から残存矯正値を求め、
この残存矯正値に認定される表示用の調整レンズ系を介
して、上記検眼用指標を撮像することにより、被検眼が
検眼用指標を観察した場合の見え具合の指標像を形成す
るように構成されていることを特徴とする請求項１記載
の検眼装置。