JP2010240231A - 模型眼 - Google Patents

Abstract

【課題】 異なる波長に対して同一の屈折力を提供可能ないわゆる色収差フリーの模型眼を提供する。
【解決手段】 本発明の模型眼６０は、光を拡散する模擬眼底と、眼科用検査装置１Ａから射出された光束を入射光束Ｐ１として模擬眼底６４に導きかつ模擬眼底６４において拡散された拡散反射光Ｐ２を屈折力較正を行うための所定のディオプターを提供する射出光束Ｐ２’として眼科用検査装置に向けて射出する光学系とからなり、この光学系は、第１反射鏡軸Ｏ１を有しかつ第１反射面を有する第１反射鏡６２と、第１反射鏡６２と模擬眼底６４との間に配置されかつ第２反射面を有する第２反射鏡６３とを含み、眼科用検査装置１Ａからの入射光束Ｐ１は、第１反射面と第２反射面とをこの順に経由して模擬眼底６４に導かれ、模擬眼底６４からの拡散反射光は、第２反射面と第１反射面とをこの順に経由して第１反射面から射出光束Ｐ２’として射出される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、眼科用検査機器又は眼科用検査装置の較正に用いる模型眼に関する。

従来から、眼科用検査機器又は眼科用検査装置が知られている。これらの機器又は装置では、被検眼に測定用のパターン像を測定光として投影し、被検眼において反射された測定光の反射像を受像して、人間や動物等の被検眼の屈折度等の眼光学特性を図っている。

これらの機器又は装置では、測定光に主として近赤外線を用いている。可視光を被検者の眼に直接入射させて測定を行うと、被検者がまぶしさを感じるからである。

模型眼は、その機器や装置に用いる測定光の波長により機器や装置の較正を行うことができるように製作されている。この模型眼は、例えば、レンズ系により構成されている（例えば、特許文献１参照。）。そのレンズ系の光学材料には透明ガラス等が用いられている。

特開２０００−２３７１４２号公報

ところで、人は可視光で対象物を見ており、近赤外光で対象物を見ているわけではない。これに対して、眼光学特性値としての屈折度等の測定には、近赤外の波長の光が用いられているので、必ずしも、近赤外光を用いて得られた眼光学特性値が可視光を用いて得られた眼光学特性値に一致しているとは限らない。近時、この光の波長の相違に関する関心が高まりつつある。

そこで、可視光と近赤外光との両方を用いて被検眼の眼光学特性を測定する検査機器又は検査装置が開発されつつある。

ところが、従来の模型眼には、波長によって屈折力が異なるレンズ系が用いられている。従って、この開発中の機器又は装置の較正を従来の模型眼を用いて検査を行うと、可視光の波長を用いて測定することにより得られた眼屈折特性値と近赤外光を用いて測定することにより得られた眼屈折特性値とが異なることになる。

これでは、いずれの眼屈折特性値が正しいのか、判断がつかないことになり、いずれの波長を用いて測定しても、同一の眼屈折特性値が得られる模型眼の開発が望まれる。

本発明は、異なる波長に対して同一の屈折力を提供可能ないわゆる色収差フリーの模型眼を提供することを目的とする。

請求項１に記載の模型眼は、光を拡散する模擬眼底と、眼科装置から射出された光束を入射光束として前記模擬眼底に導きかつ該模擬眼底において拡散された拡散反射光を屈折力較正を行うための所定のディオプターを提供する射出光束として前記眼科用検査装置に向けて射出する光学系とからなり、
前記光学系は、第１反射鏡軸を有しかつ第１反射面を有する第１反射鏡と、該第１反射鏡と前記模擬眼底との間に配置されかつ第２反射面を有する第２反射鏡とを含み、前記眼科用検査装置からの入射光束は、前記第１反射面と前記第２反射面とをこの順に経由して前記模擬眼底に導かれ、該模擬眼底からの拡散反射光は、前記第２反射面と前記第１反射面とをこの順に経由して該第１反射面から前記射出光束として射出されることを特徴とする。

請求項２に記載の模型眼は、前記第１反射面の反射鏡は前記第１反射鏡軸からオフセットした位置に形成され、前記第２反射面は、前記第１反射面のオフセットに起因して生じる非点収差が打ち消されるように、前記第２反射面の曲面が形成されると共に配設されていることを特徴とする。

請求項３に記載の模型眼は、前記第１反射面は、放物面、楕円面、双曲面等のコーニック面によって形成され、前記第１反射鏡の第１反射鏡軸は前記コーニック面の軸であり、該コーニック面の軸は前記入射光束の光軸に対して平行にオフセットされ、前記第２反射鏡は前記コーニック面の軸が存在する側に配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の模型眼は、前記模擬眼底から前記第１反射鏡までの光学距離を変更して前記ディオプターを変化させるために、前記第1反射鏡と前記第２反射鏡との相対的距離を変更する距離変更部を有することを特徴とする。

請求項５に記載の模型眼は、前記第１反射鏡を構成する部材の一部に模擬眼底として用いるための拡散部分が設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の模型眼は、前記模擬眼底と前記光学系とが筐体内に設けられ、前記眼科用検査装置の対物レンズから前記第１反射鏡までの光学的距離が実質的に人間の目の瞳位置と同一となるように前記眼科用検査装置と前記筐体とを連結するアダプター部材を有することを特徴とする。

請求項７に記載の模型眼は、前記アダプター部材は、異なる作動距離を有する眼科用検査装置に対して較正を行うことができるように、前記眼科用検査装置の対物レンズから前記第１反射鏡までの光学的距離が変更可能であることを特徴とする。

請求項８に記載の模型眼は、前記第１反射鏡から前記第２反射鏡までの間隔が前記眼科用検査装置の作動距離よりも小さく設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、模型眼を構成する光学系を反射光学系のみから構成したので、異なる波長に対して同一の屈折力を提供可能ないわゆる色収差フリーの模型眼を提供できる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、１個の模型眼により複数種類のディオプター値の較正を行うことができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、第１反射鏡を構成する部材の一部に模擬眼底として用いるための拡散部分が形成されているので、第１反射鏡の位置調整の完了と同時に模擬眼底の位置調整が完了するため、模型眼を作製する際の位置調整作業の迅速化を図ることができる。

請求項６ないし請求項８に記載の発明によれば、眼科用検査装置を較正する際に眼科用検査装置と模型眼との光学距離の設定を容易に行うことができるという効果を奏する。

特に、請求項７に記載の発明によれば、異なる作動距離を有する眼科用検査装置に対して光学距離の設定が容易である。

特に、請求項８に記載の発明によれば、第１反射鏡から第２反射鏡までの間隔が眼科用検査装置の作動距離よりも小さいので、第２反射鏡が波面収差測定装置に当たる等、波面収差測定装置と模型眼との干渉を避けることができる。

図１は本発明に係わる模型眼が適用される眼科用検査装置としての波面収差測定装置の光学系を示す説明図である。 図２は図１に示す波面収差測定装置の電気回路の要部構成を示すブロック回路図である。 図３は本発明に係わる模型眼の実施例１を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、「０」ディオプターを提供する模型眼を示す説明図である。 図４は本発明に係わる模型眼の実施例１を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、「−５」ディオプターを提供する模型眼を示す説明図である。 図５は本発明に係わる模型眼の実施例１を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、「−１０」ディオプターを提供する模型眼を示す説明図である。 図６は本発明に係わる模型眼の実施例２を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、「０」ディオプターを提供する位置に模擬眼底が位置している場合の模型眼を示す説明図である。 図７は本発明に係わる模型眼の実施例２を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、「−５」ディオプターを提供する位置に模擬眼底が位置している場合の模型眼を示す説明図である。 図８は本発明に係わる模型眼の実施例２を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、「−１０」ディオプターまでのディオプターを提供する位置に模擬眼底が位置している場合の模型眼を示す説明図である。 図９は本発明に係わる模型眼を用いての補正データの作成の一例を説明するフローチャートである。 図１０は本発明に係わる模型眼の実施例３を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、第１反射鏡を構成する部材の一部に眼底面として用いるための拡散部分を設けた例を示す説明図である。

この実施例では、以下に、本発明に係わる模型眼が適用される眼特性測定装置として波面収差測定装置を例示して説明する。しかし、本発明に係わる模型眼は眼屈折度を測定する眼屈折度測定装置にも適用される。

図１は本発明に係わる模型眼が適用される波面収差測定装置を示している。この図１において、符号１Ａは波面収差測定装置を示している。この波面収差測定装置１Ａは、照明光学系１と、受光光学系２と、前眼部照明系３と、前眼部観察系４と、第１調整光学系５と、第２調整光学系６と、固視光学系７と、光学系移動手段８とを備えている。なお、図１において、符号Ｅは被検眼、符号Ｅｆは網膜（眼底）、符号Ｅｃは角膜（前眼部）、符号Ｅｇは水晶体である。また、図２はその波面収差測定装置のブロック回路図を示している。その波面収差測定装置は、演算部９と、制御部１０と、入力部１１と、表示部１２と、記憶部１３と、第１の駆動部１４と、第２の駆動部１５とを備えている。

本発明に係わる模型眼（後述する）は、図１において、被検眼Ｅが置かれている位置に配置されるものである。

以下、本発明に係わる模型眼が適用される波面収差測定装置１Ａの光学系の大略構成、ブロック回路図の大略構成、この波面収差測定装置の作用の概略を説明し、その後に、本発明に係わる模型眼の詳細を説明する。
（照明光学系１の構成）
照明光学系１は、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに照明光束としてのスポット光を照射するのに用いられる。この照明光学系１は、例えば、光源部１６、集光レンズ１７、絞り１８、集光レンズ１９、ビームスプリッタ２０、２１、２２、集光レンズ（対物レンズ）２３、ロータリプリズム２４を有する。集光レンズ１７は照明光束を絞り１８の近傍に集光する。集光レンズ１９と集光レンズ（対物レンズ）２３との間にビームスプリッタ２０、２１、２２が配置されている。ビームスプリッタ２０は照明光束を反射し、眼底Ｅｆからの反射光束を透過するダイクロイックミラーにより構成される。ビームスプリッタ２１は照明光束及び反射光束を反射し、後述する固視光束を透過する波長選択性ミラーにより構成されている。

ビームスプリッタ２２は、照明光束、反射光束及び固視光束を反射し、後述する観察光束を透過させるダイクロイックミラーにより構成される。ロータリプリズム２４は、眼底Ｅｆにより反射される光の反射むら等に起因する光量分布の均一化を図る役割を果たす。

なお、被検眼Ｅからビームスプリッタ２２までの光学要素は照明光学系１、受光光学系２、固視光学系７、前眼部観察系４及び第２の調整光学系６について共通であり、ビームスプリッタ２２からビームスプリッタ２１までの光学要素は照明光学系１、受光光学系２及び固視光学系７について共通であり、ビームスプリッタ２１からビームスプリッタ２０までの光学要素は、照明光学系１及び受光光学系２について共通である。

光源部１６は、複数の波長の光を発生する。光源部１６から複数の波長の光が切り替えて射出される。ここでは、光源部１６は２個の光源２５、２６と、ツリー型のファイバーカプラー２７と、１本のファイバー２８とから構成されている。光源２５、２６は波長の異なる光を発生する。光源２５、２６の発光・消灯制御（オン・オフ）は波長選択信号Ｓ１、Ｓ２により行われる。各ファイバ−２９、３０に入射した光は、ファイバー２８の射出端から射出される。
（受光光学系２の構成）
受光光学系２は、眼底Ｅｆからの反射光束を受光部３１に導く役割を果たす。この受光光学系２は、例えば、受光部３１、ハルトマン板３２、集光レンズ３３、絞り３４、集光レンズ３５、反射板３６、集光レンズ３７を有する。被検眼Ｅｆからビームスプリッタ２０までの光学系は照明光学系１の光学系と共通である。反射板３６は眼底Ｅｆからの反射光束の光軸を光源部１６からの照明光束の光軸の方向と平行にする役割を果たす。集光レンズ３３は絞り３４を通過した反射光束を平行光束に変換してハルトマン板３２に導く。ハルトマン板３２は、反射光束を複数の分割光束に分割するマイクロレンズアレイを有する。眼底Ｅｆからの反射光束は、ハルトマン板３２によって複数の分割光束に分割される。各分割光束は受光部３１の受光面上に集光される。受光部３１は、ハルトマン板３２によって分割された複数の分割光束を受光する。受光部３１からの受光信号Ｓ４を解析することにより波面収差が求められる。この波面収差の波長に基づく変化に基づき波面の色収差が求められる。その受光信号Ｓ４は演算部９に送信される。
（光学系移動手段８の構成）
光学系移動手段８は、照明光学系１、受光光学系２及び固視光学系（後述する）７を含む点線包囲部分（図１参照）を一体的に移動させる役割を有する。このために、例えば、照明光学系１、受光光学系２及び固視光学系７は１個のステージ上に配置される。光学系移動手段８は移動制御信号Ｓ３によって制御される。

この光学系移動手段８は、例えば、光源部１６からの照明光束が眼底Ｅｆにおいて反射されたとして、その反射光束に基づき受光部３１から出力される受光信号のピークが最大となる方向に照明光学系１、受光光学系２及び固視光学系（後述する）７を移動させ、受光強度が最大となる位置で停止させるようにこれらの光学系の位置を調整する。
（前眼部照明系３の構成）
前眼部照明系３は、前眼部Ｅｃを所定パターンの照明光によって照明する役割を有する。この前眼部照明系３の光源には、例えば、プラチドリング（PLACIDO' S DISC）若しくはケラトリング等のリング状光源３８を用いる。このリング状光源３８から発せられる光の波長には、照明光学系１から発せられる照明光の波長（５６０ｎｍ、８４０ｎｍ）とは異なる領域の波長（例えば、９４０ｎｍ）を用いても良い。このリング状光源３８は制御信号Ｓ６により制御される。プラチドリングを用いると、複数の同心輪帯からなるパターンの指標が前眼部Ｅｃに投影される。ケラトリングを用いると、角膜の曲率中心付近のみのパターンが角膜に投影される。なお、前眼部照明系３の光源として点状光源を用いても良い。
（前眼部観察系４の構成）
前眼部観察系４は、前眼部照明系３から照射された照明光束でかつ被検眼Ｅｆの前眼部Ｅｃにおいて反射された観察光束を用いて前眼部Ｅｃを観察する役割を有する。この前眼部観察系４は、例えば、受光部３９、テレセントリック絞り４０、集光レンズ４１、４２、４３、ビームスプリッタ４４を有する。被検眼Ｅからビームスプリッタ２２までの光学要素は照明光学系１等と共通である。集光レンズ４２と集光レンズ４３との間に配設されたビームスプリッタ４４は前眼部Ｅｆにおいて反射された観察光束を受光部３９に向けて透過し、第２調整光学系（後述する）６から射出された射出光束を反射するダイクロイックミラーによって構成される。集光レンズ４１は反射光束を集光光束に変換して受光部３９に導く。受光部３９は例えばＣＣＤによって構成されている。このＣＣＤにはプラチドリング、ケラトリング等のリング状パターンが受光される。受光部３９は受光信号Ｓ７を演算部９に送信する。
（第１調整光学系５の構成）
第１調整光学系５は、被検眼Ｅに対する装置本体の作動距離調整（角膜頂点から集光レンズ２３までの光学距離（作動距離Ｚｓ）、すなわち、被検眼Ｅに対する照明光学系１及び受光光学系２の光軸方向の位置調整を主として行う役割を果たす。この第１調整光学系５は、光源部４５、受光部４６、集光レンズ４７、４８を有する。この作動距離Ｚｓの調整は、例えば、光源部４５から射出された光束を集光レンズ４７により平行光束に変換して被検眼Ｅに向けて照射し、この被検眼Ｅからの反射光束を集光レンズ４８を介して受光部４６により受光することにより行われる。受光部４６には、一次元ＣＣＤ、ポジションセンシングデバイス（ＰＳＤ）等が用いられる。光源部４５は制御信号Ｓ９により制御される。受光部４６の受光信号Ｓ１０は演算部９に送信される。受光信号Ｓ１０は演算部９により作動距離調整に用いられる。被検眼Ｅが適正な作動距離Ｚｓから前後に外れている場合、光源部４５に対応するスポット像は、受光部４６の光軸に対して上又は下に形成される。被検眼Ｅが適正な作動距離にある場合、受光部４６の光軸上に、光源部４５に対応するスポット像が形成される。
（第２調整光学系６の構成）
第２調整光学系６は、例えば、被検眼ＥのＸＹ方向（被検眼Ｅの近傍の照明光学系１及び受光光学系２の光軸と垂直な面内）のアライメント調整を行う役割を果たす。第２調整光学系６は、アライメント用光源部４９と集光レンズ５０とを有する。被検眼Ｅからビームスプリッタ４４までの光学要素は前眼部観察系４と共通である。アライメント用光源部４９は制御信号Ｓ５によって制御される。
（固視光学系７の構成）
固視光学系７は、例えば、被検眼Ｅに、固視や雲霧をさせる為の視標を投影する役割を有する。この固視光学系７は、光源部（例えば、ランプ）５１、固視標５２、集光レンズ５３、反射板５４を有する。被検眼Ｅからビームスプリッタ２１までの光学要素は照明光学系１等と共通である。反射板５４は固視光学系７における光源部５１からの固視光束の光軸の方向を照明光学系１における光源部１６からの照明光束の光軸の方向及び受光光学系２における受光部３１に向かう反射光束の光軸の方向と一致させる役割を有する。光源部５１は制御信号Ｓ１１によって制御される。光源部５１からの固視光束に基づく固視標５２を眼底Ｅｆに投影することによって、被検眼Ｅにその固視標像を観察させる。これにより、被検眼Ｅの視線が固視標５２によって固定される。なお、この光学系全体において、被検眼Ｅの眼の瞳（虹彩）、ロータリープリズム２４、受光光学系２のハルトマン板３２、照明光学系１の絞り１８は共役とされている。
（電気回路の構成）
演算部９は、波面収差演算部９１、色収差演算部９２、再測定判定部９３、波長選択部９４、光学特性解析部９５を備えている。波面収差演算部９１は受光部３１で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める。色収差演算部は９２は波面収差演算部９１で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める。再測定判定部９３は求めるべき波面の色収差が、前回までの測定の波長における測定で十分であるか、不十分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行うべきか否かを判定する。波長選択部９４は、再測定判定部９３において次回の測定を行うと判定された場合には、追加又は変更する波長を選択する。光学特性解析部９５は、受光部３１又は受光部３９で受光された各波長の光に基づいて測定された波面収差及びその他の測定データから被検眼に関する種々の光学特性を解析する。この光学特性解析部９５では、例えば、点像分布係数（ＰＳＦ）、被検眼の伝達特性を示すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）、視力、瞳径、コントラスト感度等を解析する。

演算部９には、受光光学系２の受光部３１からの受光信号Ｓ４と、前眼部観察系４の受光部３９からの受光信号Ｓ７と、第１の調整光学系５の受光部４６からの受光信号Ｓ１０とが入力される。演算部９は、受光光学系２からの受光信号Ｓ４、前眼部観察系４からの受光信号Ｓ７に基づいて被検眼Ｅの光学特性（例えば、波面収差、波面の色収差）を求める。また、第１の調整光学系５からの受光信号Ｓ１０に基づいて被検眼Ｅの作動距離Ｚｓを演算する。演算部９は、これら演算結果に応じた信号又は他の信号・データを、光学系及び電気系の制御を行う制御部１０と、表示部１２と、記憶部１３とにそれぞれ適宜出力する。

制御部１０は、演算部９からの信号に基づいて、照明光学系１の光源２５、２６の点灯、消灯を制御したり、光学系移動手段８を制御したり、第１の調整光学系５の光源部４５、第２の調整光学系６の光源部４９、前眼部照明系３の光源３８、固視光学系７の光源部５１、第１の駆動部１４及び第２の駆動部１５を制御する。制御部１０は、演算部９の演算結果に応じた信号に基づいて制御を行う。すなわち、照明光学系１の光源２５、２６に波長選択信号Ｓ１、Ｓ２を送信し、波長の切り替えを制御したり、第１の調整光学系５の光源部４５、第２の調整光学系６の光源部４９、前眼部照明系３の光源部３８、固視光学系７の光源部５１に制御信号Ｓ９、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１１を送信して制御したり、第１の駆動部１４を駆動してロータリープリズム１０８の回動を制御する回動制御信号Ｓ８を送信させたり、第２の駆動部１５を駆動して光学系移動手段８に移動制御信号Ｓ３を送信させる。また、制御部１０は波面収差測定装置１Ａの機能を発揮させるための諸制御を行う。さらに、制御用プログラムを用いて光源部１６から射出される光の波長の切り替え等に関して自動制御を行っても良い。

入力部１１は、操作者が、各種データを入力するためのキーボード、表示部１２に表示されたボタン、アイコン、位置、領域等を支持するためのポインティングデバイスを有する。表示部１２は測定結果、演算結果、解析結果や操作者がデータを入力、指示するためのウインドウ等を表示する。記憶部１３は被検眼Ｅに関するデータ、波面収差の演算に用いるデータ、測定における設定データ等を記憶する。また、測定を自動的に行う場合等の制御用プログラムを記憶することもできる。更に、記憶部１３は、波面収差測定装置１Ａの光学系の波面収差を補正するための補正データを記憶する補正データ記憶部１３ａを有する。

第１の駆動部１４は、ロータリープリズム２４を回動させるものであり、図示しない適宜のレンズ移動手段に対して回動制御信号Ｓ８を出力してレンズ移動手段を駆動する。第２の駆動部１５は、例えば、演算部９に入力された受光部３１からの受光信号Ｓ４に基づいて、照明光学系１、受光光学系２及び固視光学系７の主要部を一体的に光軸方向に移動させる光学系移動手段８を駆動する。第２の駆動部１５は、光学系移動手段８に対して移動制御信号Ｓ３を出力して駆動する。受光光学系２等を光軸方向に移動させることにより、球面成分の補償を行うことができる。

この波面収差測定装置１Ａの波面収差の測定の詳細は、本発明には、直接的には関係しないので、その測定の詳細については省略することにし、次に、本発明に係わる色収差が生じない模型眼６０についての説明を図３〜図８を参照しつつ説明する。ここで、色収差が生じないとは、実用上色収差を無視できる範囲も含まれるものとする。
（模型眼６０の実施例１）
図３は、屈折力特性が「０」ディオプターの模型眼６０を示している。この模型眼６０の筐体６１の内部には反射光学系が配置されている。この反射光学系は第１反射鏡６２、第２反射鏡６３、模擬眼底６４から大略構成されている。その筐体６１には円筒状取付部６１ａが設けられている。この円筒状取付部６１ａの内周壁にはネジ部６１ｂが形成されている。この円筒状取付部６１ａの外周部には目盛り６１ｃが設けられている。波面収差測定装置１Ａにはその筐体１Ｂの前部に対物鏡筒部１Ｃが設けられている。その模型眼６０はアダプター部材（取り付け金具）としての位置決め筒６５を介して対物鏡筒部１Ｃに固定される。位置決め筒６５にはその外周部にネジ部６５ａが設けられている。その位置決め筒６５が対物鏡筒部１Ｃに突き当てられた状態で、模型眼６０はその位置決め筒６５に螺合される。位置決め筒６５は波面収差測定装置１Ａの集光レンズ（対物レンズ）２３から後述する第１反射鏡までの光学的距離が実質的に人間の目の瞳位置と同一となるように、波面収差測定装置１Ａと模型眼６０とを連結する役割を果たす。

その模型眼６０は目盛り６１ｃを見ながら、模型眼６０と波面収差測定装置１Ａとの螺合量を調整する。これにより、作動距離（集光レンズ２３から第１反射鏡までの光学的距離に相当）Ｚｓの異なる波面収差測定装置１Ａに対する模型眼６０の位置決めが行われる。すなわち、その位置決め筒６５を用いることにより、異なる作動距離を有する眼科用検査装置について、ディオプターの較正を行うことができるように、眼科用検査装置の集光レンズ（対物レンズ）２３から後述する第１反射鏡までの光学的距離が変更可能とされている。

波面収差測定装置１Ａは細い光束Ｐ１を射出する。正常眼（０ディオプターの眼）は、この光束（入射光束）Ｐ１が平行光束として入射したとき、眼底Ｅｆで像を結んだ後、眼底Ｅｆで反射されて平行光束としての射出光束を眼から射出する。模型眼６０はこの「０」ディオプターの正常眼に模して作成される。

すなわち、第１反射鏡６２の第１反射面は放物面鏡６２ａの一部を用いて作成される。第１反射鏡６２はその放物面鏡６２ａの反射鏡軸Ｏ１からオフセットした位置に配置されている。第２反射鏡６３の第２反射面は平面鏡により構成されている。この第２反射鏡６３は第１反射鏡６２により反射された光束を折り曲げて模擬眼底６４に向けて反射する。模擬眼底６４は放物面鏡６２ａの焦点位置に配置される。いわゆる放物面鏡６２ａは反射鏡軸Ｏ１に平行に入射した光束を焦点位置に集光する役割を果たす。模擬眼底６４は例えば拡散板により構成される。

光束Ｐ１は、第１反射鏡６２、第２反射鏡６３により反射されて、模擬眼底６４に照射される。この光束Ｐ１は模擬眼底６４において拡散され、拡散反射光Ｐ２となる。この拡散反射光Ｐ２の一部は第２反射鏡６３に向けて反射され、この第２反射鏡６３により光路を折り曲げられて、第１反射鏡６２に導かれる。第１反射鏡６２には視野絞り６６が設けられている。その拡散反射光Ｐ２はその視野絞り６６によって光束の径が絞られて、屈折力較正を行うための所定のディオプターを提供するために集光レンズ２３の光軸に平行な射出光束Ｐ２’として波面収差測定装置１Ａに戻る。波面収差測定装置１Ａは、この射出光束Ｐ２’に基づき波面収差を測定する。なお、第２反射鏡６３は、光束の折り曲げのみに使用されており、放物面鏡６２ａに焦点距離ｆの短いものを使用する場合には、設けなくとも良い。

図４は屈折力特性が「−５」ディオプターの模型眼６０を示している。筐体６１の構成、位置決め筒６５の構成については、図３に示す屈折力特性が「０」ディオプターの模型眼６０の構成と同じなので、その詳細な説明は省略する。

「−５」ディオプターの眼は、光束Ｐ１が平行光束として入射したとき、眼底Ｅｆよりも手前で像を結ぶ。眼底Ｅｆとの共役点は基準位置（瞳又は眼鏡の位置）から１／５ｍの点である。従って、模擬眼底６４により反射された射出光束Ｐ２’が基準位置から１／５ｍに集光するように第１反射鏡６２と第２反射鏡６３との形状を決定する。

ここでは、第１反射鏡６２は双曲面鏡６２ｂの一部を用いて構成されている。第２反射鏡６３は球面鏡６３ａの一部を用いて構成されている。その第１反射鏡６２は双曲面鏡６２ｂの反射鏡軸Ｏ２からオフセットした位置に配置されている。第２反射鏡６３は球面鏡６３ａの反射鏡軸Ｏ３からオフセットした位置に配置されている。すなわち、第１反射鏡６２の反射鏡軸Ｏ２は光束Ｐ１の光束中心Ｏ４に対して下側にオフセットされ、第２反射鏡６３の反射鏡軸Ｏ３は光束Ｐ１の光束中心Ｏ４に対して上側にオフセットされている。双曲面鏡６２ｂは、光束Ｐ１の光束中心Ｏ４と反射鏡軸Ｏ３とを一致させた状態で、光束Ｐ１が入射した場合、集光する特徴を有する。

光束Ｐ１は、第１反射鏡６２が偏心した位置に設けられているので、この第１反射鏡６２により角度をもって反射されることになり、軸ずれが生じる。従って、幾何光学的には、完全に集光されないが、双曲面鏡６２ｂの形状を工夫することにより、収差の少ない光学系が実現できる。第２反射鏡６３も第１反射鏡６２と同様に双曲面鏡を用いて構成でき、この場合には、設計上収差のほとんどない光学系を形成できる。すなわち、第２反射鏡６３を双曲面鏡を用いて形成することにより、第１反射面のオフセットに起因して生じる非点収差を打ち消すことができる。しかしながら、模型眼６０を実際に組立てる際の公差が厳しくなる。その一方、第２反射鏡６３に球面鏡６３ａの一部を用いることにすると、組み立て状の公差をやや緩やかにすることができる。

「−５」ディオプターの模型眼６０を用いて波面収差測定装置１Ａを較正する場合には、波面収差測定装置１Ａから射出された光束Ｐ１は、第１反射鏡６２で反射され、第２反射鏡６３で再反射されて、模擬眼底６４において集光するような発散光束となる。模擬眼底６４において拡散反射された拡散反射光Ｐ２は、第２反射鏡６３、第１反射鏡６２を経て、第１反射鏡６２の視野絞り６６によって光束径が絞られ、射出光束Ｐ２’として波面収差測定装置１Ａに向けて収束されつつ戻る。

図５は屈折力特性が「−１０」ディオプターの模型眼６０を示している。

「−１０」ディオプターの眼も、「−５」ディオプターの眼と同様に、光束Ｐ１が平行光束として入射したとき、眼底Ｅｆよりも手前で像を結ぶ。眼底Ｅｆとの共役点は基準位置（瞳又は眼鏡の位置）から１／１０ｍの点である。従って、模擬眼底６４で反射された射出光束Ｐ２’が基準位置から１／１０ｍに集光するように第１反射鏡６２と第２反射鏡６３との形状を決定する。

ここでも、図４に示す模型眼６０と同様に、第１反射鏡６２の第１反射面は双曲面鏡６２ｂの一部を用いて構成されている。第２反射鏡６３の第２反射面は球面鏡６３ａの一部を用いて構成されている。その第１反射鏡６２は双曲面鏡６２ｂの反射鏡軸Ｏ２からオフセットした位置に配置されている。第２反射鏡６３は球面鏡６３ａの反射鏡軸Ｏ３からオフセットした位置に配置されている。すなわち、第１反射鏡６２の反射鏡軸Ｏ２は光束Ｐ１の光束中心Ｏ４に対して下側にオフセットされ、第２反射鏡６３の反射鏡軸Ｏ３は光束Ｐ１の光束中心Ｏ４に対して上側にオフセットされている。

光束Ｐ１は、第１反射鏡６２が偏心した位置に設けられているので、この第１反射鏡６２により角度をもって反射されることになり、軸ずれが生じる。従って、幾何光学的には、完全に集光されないが、双曲面鏡の形状を工夫することにより、収差の少ない光学系が実現できる。

「−１０」ディオプターの模型眼６０を用いて波面収差測定装置１Ａを較正する場合には、波面収差測定装置１Ａから射出された光束Ｐ１は第１反射鏡６２で反射され、第２反射鏡６３で再反射されて、模擬眼底６４において集光するような発散光束となる。模擬眼底６４において拡散反射された拡散反射光Ｐ２は、第２反射鏡６３、第１反射鏡６２を経て、第１反射鏡６２の視野絞り６６によって光束径が絞られ、射出光束Ｐ２’として波面収差測定装置１Ａに収束されつつ戻る。

図３ないし図５に示す模型眼６０についての放物面鏡６２ａ、双曲面６２ｂの形状の具体例を以下に説明する。

放物面鏡６２ａ、双曲面６２ｂは、一般に下記の式（１）を用いて表される。

この（１）式は、放物面鏡６２ａの頂点を座標原点（０，０）として、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向の点の位置座標の関係を示している。その（１）式において、符号ｚは反射鏡軸Ｏ１、Ｏ２に平行な方向の点の位置座標、ｘ、ｙは反射鏡軸Ｏ１、Ｏ２に対して直交する平面内における位置座標を示し、符号ｃは面の曲率、ｋはコーニック係数、放物面鏡６２ａではｋ＝−１であり、双曲面鏡６２ｂでは、ｋ＜−１である。

具体的には、「０」ディオプターの模型眼６０の場合、開口数ＮＡ＝０．０５として、放物面鏡６２ａの焦点距離ｆを６０ｍｍ（曲率半径を１２０ｍｍ）、放物面鏡６２ａの非点収差量を０．００００μｍ（ＲＭＳ：Root Mean Square）、コマ収差量を０．００００μｍ（ＲＭＳ）に設計した。なお、第２反射鏡６４が平面鏡であるので合成焦点距離は６０ｍｍである。

また、「−５」ディオプターの模型眼６０の場合、開口数＝０．０４８として、コーニック係数を「−１．５９」、双曲面鏡６２ｂの焦点距離ｆを９５ｍｍ（曲率半径を１９０ｍｍ）、球面鏡６３ａの焦点距離ｆは８０ｍｍ、非点収差量０．００２０μｍ（ＲＭＳ）、コマ収差量０．００２２μｍ（ＲＭＳ）である。なお、合成焦点距離ｆは６０．８ｍｍである。

また、「−１０」ディオプターの模型眼６０の場合、開口数＝０．０５０として、双曲面鏡６２ｂの焦点距離ｆは１０１．８ｍｍ、球面鏡６３ａの焦点距離ｆは６７．７ｍｍ、非点収差量０．００２６μｍ（ＲＭＳ）、コマ収差量０．００５９μｍ（ＲＭＳ）である。なお、合成焦点距離ｆは５７．６７ｍｍである。

この実施例１では、第１反射鏡の第１反射面を放物面又は双曲面により形成したが、楕円面を用いて形成しても良い。
（模型眼６０の実施例２）
図３ないし図５に示す構造の模型眼では、眼の屈折力の特性に対応させて、模型眼６０をそれぞれ準備する必要がある。この実施例２では、第１反射鏡６２と第２反射鏡６３との光学距離を変化させることにより、ディオプターを変更可能ないわゆる色収差フリーの模型眼を１個の模型眼６０を用いて提供可能としたものである。

図６ないし図８はディオプターを変更可能な色収差フリーの模型眼６０を示している。この模型眼６０には、実施例１と同様に、第１反射鏡６２の第１反射面には放物面鏡６２ａの一部が用いられ、第２反射鏡６３の第２反射面には平面鏡が用いられ、模擬眼底６４には拡散板が用いられている。第１反射鏡６２は筐体６１に固定されている。この筐体６１の内部には、可動筐体６７が配置されている。この可動筐体６７には、第２反射鏡６３と模擬眼底６４とが固定されている。その可動筐体６７は、模擬眼底６４から第１反射鏡６２までの光学距離を変更してディオプターを変更するために、第１反射鏡６２から第２反射鏡６３までの光学距離を変更する距離変更部としての役割を有する。

可動筐体６７は上下方向ステージ６８に載置されている。その上下方向ステージ６８は、例えば昇降モータにより昇降される。上下方向ステージ６８には、例えば、一対の前後方向レール（図示を略す）が設けられている。可動筐体６７は、例えば、一対の前後方向レールに案内されて前後方向に可動可能とされている。その可動筐体６７は例えば後方に向けて付勢されている。この可動筐体６７の後部には、例えば、マイクロメータ６９が設けられている。このマイクロメータ６９は、上下方向ステージ６８に取り付けられ、可動筐体６７は、上下方向ステージ６８とそのマイクロメータ６９とにより上下前後方向の移動量が設定される。

その図６には、「０」ディオプターの眼、図７には「−５」ディオプターの眼、図８には「−１０」ディオプターの眼の位置に対応させたときの可動筐体６７のセット位置がそれぞれ図示されており、上下方向ステージ６８の上下動量とマイクロメータ６９のスピンドルの進出量とを調節することにより、第１反射鏡６２から第２反射鏡６３までの光軸間距離が変更され、模型眼６０の屈折力を「０」ディオプターから「−１０」ディオプターまでの間で連続的に変更可能である。

第１反射鏡６１から第２反射鏡６２までの光学距離が長くなると、開口数ＮＡが小さくなるので、例えば、可動筐体６７が「０」ディオプターに対応する位置にセットされたときの開口数ＮＡが０．０６となるように設計したとき、第１反射鏡６２の放物面鏡６２ａの曲率半径を−１０１．６ｍｍとし、第２反射鏡６３は平面とすると、「−５」ディオプターに対応する位置にセットされたときの開口数ＮＡは０．０５、「−１０」ディオプターに対応する位置にセットされたときの開口数ＮＡは０．０４となる。

この場合、可動筐体６７が「０」ディオプターに対応する位置にセットされたときの非点収差量は０．００００μｍ（ＲＭＳ）、コマ収差量は０．００００μｍ（ＲＭＳ）、可動筐体６７が「−５」ディオプターの位置にセットされたときの非点収差量は０．０１３μｍ（ＲＭＳ）、コマ収差量は０．０４５７μｍ（ＲＭＳ）、可動筐体６７が「−５」ディオプターの位置にセットされたときの非点収差量は０．０４２μｍ（ＲＭＳ）、コマ収差量は０．１０５８μｍ（ＲＭＳ）である。

この実施例２では、図３ないし図５に示す「−５」、「−１０」ディオプターの模型眼に比べると、非点収差、コマ収差が大きくなるが、実質的に波面収差の測定には問題のない範囲内である。

この実施例２の模型眼６０によれば、ディオプターの異なる複数個の模型眼６０を準備しなくとも、１個の模型眼６０を用いて、模型眼６０のディオプターを変更できるので、保管が容易、波面収差測定装置１Ａに取り付けたまま、ディオプターを変更できる等のメリットがあり、非常に便利である。

なお、この実施例２の模型眼６０の光学特性は実施例１の模型眼６０（図３ないし図５参照）と同一なので、その詳細な説明は省略する。
（模型眼６０の実施例３）
図１０は、本発明に係わる模型眼の実施例３を説明するための模式的光学系を示す説明図であって、第１反射鏡６２を構成する部材の一部に眼底面として用いるための拡散部分を設けた例を示す説明図である。

図４の模型眼では、第１反射鏡６２は双曲面６２ｂの一部を用いて構成されているが、この双曲面６２ｂと模擬眼底６４の位置が非常に接近しているような設計の場合には、第１反射鏡６２を構成する部材の一部に模擬眼底６４を形成することができる。

すなわち、図１０に示すように、双曲面６２ｂと模擬眼底６４とが接近している模型眼では、第１反射鏡６２の模擬眼底６４に相当する箇所を加工して拡散面とすることにより、第１反射鏡６２と模擬眼底６４とを共通の部材に形成することができる。

このように、第１反射鏡６２を構成する部材の一部分に模擬眼底６４の眼底面として用いるための拡散部分を設けることにすれば、第１反射鏡６２の位置調整が完了すると、同時に模擬眼底６４の位置調整も完了するので、模擬眼底６４の公差を考える必要はなくなり、模型眼を作製する際の位置調整作業の迅速化を図ることができる。
（波面収差補正データの作成手順）
この波面収差測定装置１Ａによる波面収差の測定の詳細は、本発明には、直接的には関係しないので、その測定の詳細については省略することにし、本発明に係わる模型眼６０を用いての波面収差の補正について図９に示すフローチャートを用いて説明する。

この補正データの作成は、例えば、前述の３個の模型眼６０を用いてそれぞれ行う。まず、模型眼６０を固定する（Ｓ１）。波面収差測定装置１の光軸に模型眼６０の光軸を合わせるように、位置決め筒６５を用いて、模型眼６０を対物鏡筒部１Ｃに固定する。次に、演算部９の波長選択部９４により、照明光学系１の光源部１６からの照明光束の波長が設定される（Ｓ２）。波長選択部９４は測定に使用する波長を設定する。これにより、測定に使用する波長が複数の場合、その順序も設定される。なお、測定に使用する波長が複数の場合、その個数も設定される。

ここでは、光源２５は近赤外域の光源（波長８４０ｎｍ）、光源２６は可視域の光源（波長５６０ｎｍ）とする。測定に使用する波長はこれらの光源の波長とする。また、個数を「２」とする。実際の測定では、近赤外域の波長の光を用いての測定が行われ、ついで、可視域の波長の光を用いての測定が行われるので、補正データの作成の際の測定順序も、光源２５を用いての測定、光源２６を用いての測定の順に行なう。

制御部１０は照明光学系１の光源２５，２６に波長選択信号Ｓ１、Ｓ２を送信し、光源２５を点灯し、光源２６を消灯する。これにより、近赤外域の波長で波面収差の測定が行なわれる（Ｓ３）。

波面収差の測定（Ｓ３）の後に、演算部９０は、再測定判定部９３において、所定個数の波長で測定したか否かを判定する（Ｓ４）。ここでは、所定個数は「２」であるので、可視域の波長の光を用いての測定がなされていないと判定された場合、光源２６の照明光束の波長が選択又は設定される（Ｓ２）。制御部１０は照明光学系１の光源２５、２６に波長選択信号Ｓ１、Ｓ２を送信し、光源２５を消灯し、光源２６を点灯する。これにより、可視域の波長で波面収差の測定が行われる（Ｓ３）。波面収差の測定（Ｓ３）の後に、再測定判定部９３により測定に使用する波長の個数数が所定の個数に達したか否かを判定する（Ｓ４）。所定の個数に達するまで波面収差の測定が繰り返される（Ｓ２〜Ｓ４）。ここでは、所定個数が「２」なので、イエスと判定され、Ｓ５に移行する。Ｓ．５では、補正データの作成が実行される。この模型眼６０による波面収差の測定データは、補正データ記憶部１３ａに記憶される。この補正データは、装置内部の波面収差として記憶される。色収差解析において、被検眼Ｅを測定することにより得られた波面収差の測定値からこの補正データ記憶部１３ａに記憶保存された装置内部の波面収差を差し引くことにより、装置内部の波面の色収差補正が行なわれる。なお、ここでは、２個の波長について、装置内部の光学系の波面収差を測定して、補正データを得ることにしたが、なるべく、多くの波長について、装置内部の光学系の波面収差を測定するのが望ましい。また、この実施例では、波面収差測定装置１Ａについてのみの構成について模型眼６０を用いる場合について説明したが、本発明の模型眼６０はこれ以外の眼科用検査装置にも適用できるものである。

１Ａ…眼科用検査装置
６０…模型眼
６２…第１反射鏡
６３…第２反射鏡
６４…拡散板（模擬眼底）

Claims (8)

1. 光を拡散する模擬眼底と、眼科用検査装置から射出された光束を入射光束として前記模擬眼底に導きかつ該模擬眼底において拡散された拡散反射光を屈折力較正を行うための所定のディオプターを提供する射出光束として前記眼科用検査装置に向けて射出する光学系とからなり、
   前記光学系は、第１反射鏡軸を有しかつ第１反射面を有する第１反射鏡と、該第１反射鏡と前記模擬眼底との間に配置されかつ第２反射面を有する第２反射鏡とを含み、前記眼科用検査装置からの入射光束は、前記第１反射面と前記第２反射面とをこの順に経由して前記模擬眼底に導かれ、該模擬眼底からの拡散反射光は、前記第２反射面と前記第１反射面とをこの順に経由して該第１反射面から前記射出光束として射出されることを特徴とする模型眼。
2. 前記第１反射面の反射鏡は前記第１反射鏡軸からオフセットした位置に形成され、前記第２反射面は、前記第１反射面のオフセットに起因して生じる非点収差が打ち消されるように、前記第２反射面の曲面が形成されると共に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の模型眼。
3. 前記第１反射面は、放物面、楕円面、双曲面等のコーニック面によって形成され、前記第１反射鏡の第１反射鏡軸は前記コーニック面の軸であり、該コーニック面の軸は前記入射光束の光軸に対して平行にオフセットされ、前記第２反射鏡は前記コーニック面の軸が存在する側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の模型眼。
4. 前記模擬眼底から前記第１反射鏡までの距離を変更して前記ディオプターを変化させるために、前記第1反射鏡と前記第２反射鏡との相対的距離を変更する距離変更部を有することを特徴とする請求項１記載の色収差フリー模型眼。
5. 前記第１反射鏡を構成する部材の一部に模擬眼底として用いるための拡散部分が設けられていることを特徴とする請求項１記載の模型眼。
6. 前記模擬眼底と前記光学系とが筐体内に設けられ、前記眼科用検査装置の対物レンズから前記第１反射鏡までの光学的距離が実質的に人間の目の瞳位置と同一となるように前記眼科用検査装置と前記筐体とを連結するアダプター部材を有することを特徴とする請求項１に記載の模型眼。
7. 前記アダプターは、異なる作動距離を有する眼科用検査装置に対して較正を行うことができるように、前記眼科用検査装置の対物レンズから前記第１反射鏡までの光学的距離が変更可能であることを特徴とする請求項６に記載の模型眼。
8. 前記第１反射鏡から前記第２反射鏡までの間隔が前記眼科用検査装置の作動距離よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の模型眼。

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