JP2007097873A - 眼光学特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外光を用いて得られた測定値を可視光を用いて得られた測定値に変換するための変換関数を用いる必要がなく、しかも、可視光を用いた場合あっても被験者にそれほどのまぶしさを与えずに直接的に正確な測定を行うことができる眼光学特性測定装置を提供する。
【解決手段】本発明の眼光学特性測定装置は、赤外光と可視光とを選択的に被検眼眼底Ｆに投影して被検眼眼底Ｆに赤外光による第１のターゲット像Ｔと第２のターゲット像Ｔとをを形成するための投影系１と、被検眼眼底Ｆに赤外光による第１のターゲット像Ｔを投影した際の被検眼眼底Ｆからの反射光を受光して被検眼２の屈折度数を概略検出するための予備測定系２１Ａと、検出された屈折度数に基づいて被検眼眼底上に第２のターゲット像Ｔを概略合焦させるための合焦手段２０、２２と、合焦手段２０、２２により被検眼眼底上に概略合焦状態で投影された可視光による第２のターゲット像Ｔの被検眼眼底Ｆからの反射光束を受光して、被検眼の眼光学特性を測定するための精密測定系２１Ｂとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検眼の屈折度数、或いは、高次の収差成分を含む被検眼の眼光学特性を測定する眼光学特性測定装置の改良に関する。

従来から、被検眼眼底にターゲット像を投影し、そのターゲット像を光電的に検出して、この検出結果に基づき被検眼の眼光学特性を測定する眼光学特性測定装置が知られている。

この種の眼光学特性測定装置では、被検者にまぶしさを与えないようにするため、不可視光或いは被検眼にとっては感度が低い近赤外線領域の光束を用いて測定が行われている。

また、この種の眼光学特性測定装置では、高精度の測定を広範囲の測定範囲に渡って行うため、予め予備測定として被検眼の屈折度数を概略測定し、この測定結果に基づき概略の合焦制御を行い、その後に精密測定が行われている（特許文献１等参照。）。
特公平２−５４号公報

ところで、従来の眼光学特性測定装置では、不可視光或いは近赤外線領域の光束を用いて測定を行っているいるため、実際の人間の眼の可視領域の眼光学特性に換算することが行われている。

従来は、この換算を行うために、近赤外の光束を用いての測定と可視光の光束を用いての測定とを実験的に行って、近赤外での測定結果を可視光の測定結果に変換する変換関数を確定していた。

そして、この実験により確定された変換関数を用いて、近赤外光を用いて得られた測定値を可視光を用いて得られる測定値に変換している。

しかしながら、この変換は屈折度のみに着目して行われ、個人的な眼特性の差が考慮されていないため、しかも、視感度の低い赤外領域での測定結果を視感度の高い可視領域での測定結果に換算するため、被検者によっては、正しい測定結果を得ることができないという問題がある。

その一方、予備測定から精密測定までの一連の測定を可視光を用いて行うと、被験者にまぶしさを与えすぎるという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、赤外光を用いて得られた測定値を可視光を用いて得られた測定値に変換するための変換関数を用いる必要がなく、しかも、可視光を用いた場合あっても被験者にそれほどのまぶしさを与えずに直接的に正確な測定を行うことができる眼光学特性測定装置を提供することにある。

請求項１に記載の眼光学特性測定装置は、赤外光と可視光とを選択的に被検眼眼底に投影して該被検眼眼底に赤外光による第１のターゲット像と第２のターゲット像とを形成するための投影系と、前記被検眼眼底に赤外光による第１のターゲット像を投影した際の該被検眼眼底からの反射光を受光して被検眼の屈折度数を概略検出するための予備測定系と、該検出された屈折度数に基づいて前記被検眼眼底上に前記第２のターゲット像を概略合焦させるための合焦手段と、前記合焦手段により被検眼眼底上に概略合焦状態で投影された可視光による第２のターゲット像の前記被検眼眼底からの反射光束を受光して、被検眼の眼光学特性を測定するための精密測定系とを有することを特徴とする。

請求項２に記載の眼光学特性測定装置は、前記第１のターゲット像はリング状像であり、前記予備測定系は前記リング状像の形状と大きさとに基づいて、前記被検眼の屈折度数を検出することを特徴とする。

請求項３に記載の眼光学特性測定装置は、前記第２のターゲット像はリング状像であり、前記精密測定系は前記リング状像の形状と大きさとに基づいて、前記被検眼の屈折度数を検出することを特徴とする。

請求項４に記載の眼光学特性測定装置は、前記第２のターゲット像は点光源像であり、前記精密測定系は多数の開口を有するハルトマン絞りを有し、前記開口を透過した各光束の受光面上の位置関係に基づき被検眼の眼光学特性を検出することを特徴とする。

請求項５に記載の眼光学特性測定装置は、前記第２のターゲット像は点光源像であり、前記精密測定系は前記被検眼眼底上での光量分布特性を検出し、該光量分布特性に基づいて前記被検眼の眼光学特性を検出することを特徴とする。

本発明によれば、赤外光を用いて得られた測定値を可視光を用いて得られた測定値に変換するための変換関数を用いる必要がなく、しかも、可視光を用いた場合あっても被験者にそれほどのまぶしさを与えずに直接的に正確な測定を行うことができるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る眼光学特性測定装置の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明に係わる眼光学特性測定装置の光学系を示す図である。

この図１において、１は投影系、２は被検眼、３は測定系である。投影系１は赤外光源４と可視光源５と共役絞り６と集光レンズ７と集光レンズ８とアキシコンレンズ９とリレーレンズ１０とから大略構成されている。赤外光源４と可視光源５とは、ここでは、赤外透過・可視反射のダイクロイックミラーＤ１に関して共役とされている。

集光レンズ７は赤外光源４からの赤外光を集光し、共役絞り６のピンホール６ａの位置に赤外点光源像４’を形成し、集光レンズ８は可視光源５からの可視光を集光し、共役絞り６のピンホール６ａの位置に可視点光源像５’を形成する。共役絞り６は被検眼２の眼底Ｆと共役とされている。

アキシコンレンズ９は輪環状の光束を形成するのに用いられ、このアキシコンレンズ９とリレーレンズ１０との間にはリング状絞り１１が設けられている。このリング状絞り１１は被検眼２の前眼部と略共役とされている。

アキシコンレンズ９とリレーレンズ１０とリング状絞り１１とはユニット化されてユニット体１４とされ、このユニット体１４は後述する合焦手段によって投影系１の光軸方向に可動される。

点光源像４’、５’はこのアキシコンレンズ９、リング状絞り１１、リレーレンズ１０により輪環状の光束とされ、可視・赤外を透過・反射するハーフミラー１２を透過して被検眼２に導かれる。

被検眼２とハーフミラー１２との間には、投影系１と測定系３とに兼用の対物レンズ１３が設けられている。輪環状の光束は被検眼２の瞳孔の周辺部を通って被検眼内部に導かれ、被検眼眼底Ｆにはリング状のターゲット像Ｔが形成される。

赤外光源４を点灯させたときには、その被検眼眼底Ｆに赤外光によるターゲット像が形成され、可視光源５を点灯させたときには、その被検眼眼底Ｆに可視光としての白色光によるターゲット像が形成され、投影系１は赤外光と可視光とを選択的に被検眼眼底Ｆに投影して被検眼眼底Ｆに赤外光による第１のターゲット像と第２のターゲット像とをを形成する機能を果たす。

そのリング状のターゲット像Ｔは被検眼眼底Ｆで反射され、再び瞳孔を通って対物レンズ１３に導かれ、対物レンズ１３によって集光される。その対物レンズ１３により集光された反射光束はハーフミラー１２に導かれて、このハーフミラー１２により反射され、測定系３の一部を構成する受光レンズ１５に導かれる。

受光レンズ１５は受像素子１６としてのＣＣＤイメージセンサに図３に示すリング状像１８を形成する。その受光レンズ１５は後述する機能を果たすハルトマンプレート１９と一体にユニット化されて、ユニット体２０とされている。このユニット体２０は受光レンズ１５の光軸方向に沿って移動される。

受光レンズ１５は後述する合焦手段の一部を構成し、受像素子１６は測定系３の一部を構成し、受像素子１６の検出出力は処理部２１に入力される。処理部２１は被検眼眼底Ｆに赤外光による第１のターゲット像を投影した際の被検眼眼底Ｆからの反射光を受光して被検眼２の屈折度数を概略検出するための予備測定系の一部を構成する演算部２１Ａと、合焦手段により被検眼眼底上Ｆに概略合焦状態で投影された可視光による第２のターゲット像の被検眼眼底Ｆからの反射光束を受光して、被検眼２の眼光学特性を測定するための精密測定系の一部を構成する演算部２１Ｂとを有する。

その演算部２１Ａはその屈折度数の演算結果に基づいて、合焦手段の一部を構成する駆動部２２に駆動信号を出力する。ユニット体１４は図２に示すようにその駆動部２２によって実線で示すように投影系１の光軸方向に可動され、ユニット体２０（受光レンズ５）は、図２に示すようにその駆動部２２によって実線で示すように受光レンズ５の光軸方向に沿って第２のターゲット像が受像素子１６上に概略合焦されるように可動される。

すなわち、ユニット体１４とユニット体２０（受光レンズ１５）と駆動部２２とは第１のターゲット像を投影した際の被検眼眼底Ｆからの反射光を受光することにより得られた被検眼２の屈折度数に基づいて被検眼眼底Ｆ上に第２のターゲット像を概略合焦させるための合焦手段として機能する。

この眼光学特性測定装置を用いて、被検眼２の眼光学特性としての屈折度数を測定するときには、赤外光源４を点灯させて、第１のターゲット像を被検眼眼底Ｆに投影する。その被検眼眼底Ｆにより反射された第１のターゲット像は対物レンズ１３、ハーフミラー１２、受光レンズ１５を経て受像素子１６に導かれる。受像素子１６には図３に示すリング状の像１８が形成される。

この受像素子１６の検出出力は演算部２１Ａに入力され、演算部２１Ａはそのリング状像１８の形状と大きさとに基づいて、被検眼２の屈折度数を求める。この被検眼２の屈折度数に基づいて、ユニット体１４を投影レンズ１の光軸方向に駆動すると共に、ユニット体２０を受光レンズ１５の光軸方向に駆動し、被検眼眼底Ｆの概略のピント合わせを行う。

ついで、可視光源５を点灯させて、第２のターゲット像を被検眼眼底Ｆに投影する。その被検眼眼底Ｆにより反射された第２のターゲット像は、同様の光路を通って受像素子１６に導かれ、受像素子１６には図３に示すリング状の像１８と同様のリング状の像１８が形成される。その受像素子１６の検出出力は演算部２１Ｂに入力され、演算部２１Ｂはそのリング状像の形状と大きさとに基づいて、被検眼２の屈折度数を演算する。

この発明の実施の形態によれば、予備測定を行う際には従来通り赤外光を用い、本測定を行う際には可視光を用いることにしたので、赤外光を用いて得られた測定値を可視光を用いて得られた測定値に変換するための変換関数を用いる必要がなく、しかも、可視光を用いた場合あっても被験者にそれほどのまぶしさを与えずに直接的に正確な測定を行うことができる。

この発明の実施の形態では、アキシコンレンズ９とリング状絞り１１とは投影系１の光軸に直交する矢印Ａ方向に可動可能とされて、図２に示すように破線で示すように投影系１の光路から離脱可能とされている。アキシコンレンズ９とリング状絞り１１とを投影系１の光路から離脱させると、被検眼眼底Ｆにはターゲット像として点光源像Ｔ’が破線で示すように形成される。

リング状のターゲット像Ｔを用いて概略の屈折度数の測定を行って、受像素子１６に対する被検眼眼底Ｆのピント合わせを行い、可視光源５を点灯させる前にアキシコンレンズ９とリング状絞り１１とを投影系１の光路から離脱させ、ついで、可視光源５を点灯させると、被検眼眼底Ｆに第２のターゲット像として点光源像Ｔ’が形成される。

その被検眼眼底Ｆにより反射された点光源像Ｔ’は対物レンズ１３、ハーフミラー１２、受光レンズ１５を経て受像素子１６に導かれる。この受像素子１６には点光源像Ｔ’の像が形成され、この受像素子１６の検出出力は図４に示す被検眼眼底上での光量分布特性Ｑに対応する形状のものが得られる。演算部２１Ｂは光量分布特性に対応する検出出力を解析することによって、被検眼２の眼光学特性を求める。

ここでは、ユニット体２０は、受光レンズ１５の光軸と直交する矢印Ｂ方向に可動可能とされて、受光レンズ１５とハルトマンプレート（ハルトマン絞り）１９とは受光レンズ１５の光路に切り替え可能に挿入・離脱される構成とされている。そのハルトマンプレート（ハルトマン絞り）１９は多数の規則的に配列された開口（微小レンズ）１９ａを有する。

このハルトマンプレート（ハルトマン絞り）１９を受光レンズ１５の光路に挿入した状態で、第２のターゲット像としての点光源像Ｔ’を被検眼眼底Ｆに投影すると、開口１９ａを透過した光束により、図５に示すように、受像素子１６の受光面に多数の点像１９ｂが形成される。

従って、演算部２１Ｂを用いて、開口１９ｂを透過した各光束の受像素子１６の受光面上に形成された点像１９ｂの位置関係を解析することにより、被検眼の眼光学特性が求められる。

以上、発明の実施の形態においては、白色光を用いて被検眼の眼光学特性を測定する場合について説明したが、可視領域の単色光で測定しても良い。また、可視領域の単色光を用いて被検眼の眼光学特性を測定し、人の眼の視感度特性曲線を用いて白色光の測定値に変換しても良い。

本発明に係わる眼光学特性測定装置の光学系を示す図である。 図１に示すユニット体の移動後の状態を示す図である 図１に示す受像レンズの受光面に形成されたリング状像を示す図である。 図１に示す被検眼に形成された点光源の光量分布特性を示す図である。 図１に示すハルトマンプレートによって受像素子の受光面に形成された点像の分布状態を示す図である。

符号の説明

１…投影系
２…被検眼
２０…ユニット体
２２…駆動部
２１Ａ…予備測定系
２１Ｂ…精密測定系

Claims (5)

1. 赤外光と可視光とを選択的に被検眼眼底に投影して該被検眼眼底に赤外光による第１のターゲット像と第２のターゲット像とを形成するための投影系と、前記被検眼眼底に赤外光による第１のターゲット像を投影した際の該被検眼眼底からの反射光を受光して被検眼の屈折度数を概略検出するための予備測定系と、該検出された屈折度数に基づいて前記被検眼眼底上に前記第２のターゲット像を概略合焦させるための合焦手段と、前記合焦手段により被検眼眼底上に概略合焦状態で投影された可視光による第２のターゲット像の前記被検眼眼底からの反射光束を受光して、被検眼の眼光学特性を測定するための精密測定系とを有する眼光学特性測定装置。
2. 前記第１のターゲット像はリング状像であり、前記予備測定系は前記リング状像の形状と大きさとに基づいて、前記被検眼の屈折度数を検出することを特徴とする請求項１に記載の眼光学特性測定装置。
3. 前記第２のターゲット像はリング状像であり、前記精密測定系は前記リング状像の形状と大きさとに基づいて、前記被検眼の屈折度数を検出することを特徴とする請求項２に記載の眼光学特性測定装置。
4. 前記第２のターゲット像は点光源像であり、前記精密測定系は多数の開口を有するハルトマン絞りを有し、前記開口を透過した各光束の受光面上の位置関係に基づき被検眼の眼光学特性を検出することを特徴とする請求項１に記載の眼光学特性測定装置。
5. 前記第２のターゲット像は点光源像であり、前記精密測定系は前記被検眼眼底上での光量分布特性を検出し、該光量分布特性に基づいて前記被検眼の眼光学特性を検出することを特徴とする請求項１に記載の眼光学特性測定装置。

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