JP2020182742A - 検眼装置及び検眼プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 本開示の第1態様に係る検眼装置は、被検眼に向けて測定用光束を投光する投光光学系を少なくとも有する測定手段と、前記投光光学系の光路中に固定配置される固定光学部材であって、前記投光光学系からの前記測定用光束を導光する固定光学部材と、を備え、前記被検眼の光学特性を測定する検眼装置であって、前記被検眼と、前記投光光学系における瞳共役位置と、の位置関係情報を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記位置関係情報に基づいて、前記被検眼と前記瞳共役位置との共役関係を保つように、駆動手段を制御して、前記被検眼に対して前記測定手段を移動させる移動制御手段と、前記移動制御手段による前記測定手段の移動によって変化する、前記固定光学部材と前記測定手段との間の距離に起因する前記測定用光束の発散収束角の変化を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
(2) 本開示の第2態様に係る検眼プログラムは、被検眼に向けて測定用光束を投光する投光光学系を少なくとも有する測定手段と、前記投光光学系の光路中に固定配置される固定光学部材であって、前記投光光学系からの前記測定用光束を導光する固定光学部材と、を備え、前記被検眼の光学特性を測定する検眼装置にて用いる検眼プログラムであって、前記検眼装置のプロセッサによって実行されることで、前記被検眼と、前記投光光学系における瞳共役位置と、の位置関係情報を検出する検出ステップと、前記検出手段により検出された前記位置関係情報に基づいて、前記被検眼と前記瞳共役位置との共役関係を保つように、駆動手段を制御して、前記被検眼に対して前記測定手段を移動させる移動制御ステップと、前記移動手段による前記測定手段の移動によって変化する、前記固定光学部材と前記測定手段との間の距離に起因する前記測定用光束の発散収束角の変化を補正する補正ステップと、を前記検眼装置に実行させることを特徴とする。
本開示の実施形態に係る検眼装置の概要について説明する。なお、以下の<>にて分類された項目は、独立または関連して利用されうる。
自覚式測定手段は、投光光学系(例えば、投光光学系30)を備えてもよい。自覚式測定手段における投光光学系は、被検眼に向けて視標光束を投光する。投光光学系は、被検眼に向けて投光された視標光束を導光する少なくとも1つの光学部材を有してもよい。
投光光学系は、視標呈示手段を備えてもよい。視標呈示手段は、被検眼に視標を呈示する。この場合、投光光学系は、被検眼に向けて視標呈示手段から出射された視標光束を投光する。例えば、視標呈示手段としては、ディスプレイ(例えば、ディスプレイ31)を用いることができる。ディスプレイは、LCOS(Liquid crystal on silicon)、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro Luminescence)等であってもよい。また、例えば、視標呈示手段としては、光源とDMD(Digital Micromirror Device)を用いることができる。一般的に、DMDは反射率が高く明るい。このため、偏光を用いるLCDを用いた場合と比べて、視標光束の光量を維持することができる。また、例えば、視標呈示手段としては、視標呈示用の可視光源と視標板を用いることができる。視標板は回転可能なディスク板であり、複数の視標をもっていてもよい。このような場合、被検眼に視標光束が導光される光路上において、視標板がモータ等により回転され、視標が切り換え配置される。
矯正光学系は、視標光束の光学特性を変更可能な構成であればよい。
他覚式測定手段は、投光光学系(例えば、投影光学系10a)を備えてもよい。他覚式測定手段における投光光学系は、被検眼の眼底に測定光束を投光する。また、他覚式測定手段は、受光光学系(例えば、受光光学系10b)を備えてもよい。受光光学系は、被検眼の眼底に測定光束が反射された眼底反射光束を受光する。
検眼装置は、固定光学部材を備える。固定光学部材は、投光光学系の光路中に固定配置される固定光学部材であって、投光光学系からの測定用光束を導光する固定光学部材である。固定光学部材は、被検眼に、投光光学系に投光され、さらに、矯正光学系に矯正された測定用光束を導光するための固定光学部材であってもよい。例えば、固定光学部材としては、凹面鏡(例えば、凹面ミラー85)、レンズ、等の少なくともいずれかを用いることができる。
検眼装置は、取得手段(例えば、制御部70)を備えていてもよい。取得手段は、被検眼の光学特性を取得する。取得手段は、被検眼の光学特性として、検眼装置における自覚式測定手段または他覚式測定手段により測定された測定結果に基づく光学特性を取得してもよい。また、取得手段は、検眼装置とは異なる装置にて測定された測定結果に基づく光学特性を受信することで取得してもよい。また、取得手段は、検者による操作手段(例えば、モニタ4)の操作により入力された値を光学特性として取得してもよい。なお、取得手段は、被検眼の光学特性として、これらの光学特性に基づいた、被検眼を矯正するための矯正度数(例えば、球面度数、円柱度数、乱視軸角度、等の少なくともいずれか)を取得する構成であってもよい。
検眼装置は、検出手段(例えば、制御部70)を備える。検出手段は、被検眼と、投光光学系における瞳共役位置と、の位置関係情報を検出する。被検眼と瞳共役位置との位置関係情報は、被検眼(例えば、角膜頂点位置または瞳孔位置)と瞳共役位置との各々の位置座標であってもよい。また、被検眼と瞳共役位置との位置関係情報は、被検眼と瞳共役位置との距離であってもよい。なお、検出手段は、被検眼及び瞳共役位置の少なくともいずれかを検出することによって、被検眼と瞳共役位置との位置関係情報を検出してもよい。
検眼装置は、移動制御手段(例えば、制御部70)を備える。移動制御手段は、検出手段により検出された位置情報に基づいて、被検眼と瞳共役位置との共役関係を保つように、駆動手段(例えば、左眼用駆動部9L、右眼用駆動部9R)を制御し、被検眼に対して測定手段を移動させる。これによって、被検眼に位置ずれが生じても、被検眼と投光光学系の瞳共役位置とを一致させ、被検眼と瞳共役位置との共役関係を維持するように、被検眼と測定手段との間の距離が自動的に調整される。このため、被検眼と測定手段の位置合わせが容易に行われる。
検眼装置は、補正手段(例えば、制御部70)を備える。補正手段は、移動手段による測定手段の移動によって変化する、固定光学部材と測定手段との間の距離に起因する測定用光束の発散収束角の変化を補正する。すなわち、補正手段は、被検眼と瞳共役位置との共役関係を保つことによって変化する倍率(つまり、瞳倍率)に起因した測定用光束の発散収束角の変化を補正する。例えば、測定用光束の発散収束角とは、測定用光束が発散する発散角から測定用光束が収束する収束角までを表すいずれかの角度であってもよい。
本実施形態に係る自覚式検眼装置の一実施例について説明する。
測定部7からの視標光束は、呈示窓3を介して被検眼Eに導光される。測定部7は、左眼用測定部7Lと右眼用測定部7Rを備える。測定部7は、左右一対の後述する自覚式測定部と、左右一対の後述する他覚式測定部と、を有する。本実施例における左眼用測定部7Lと右眼用測定部7Rは、同一の部材で構成される。もちろん、左眼用測定部7Lと右眼用測定部7Rは、その少なくとも一部が異なる部材で構成されてもよい。
自覚式測定光学系25は、被検眼Eの光学特性を自覚的に測定する自覚式測定部の構成の一部として用いられる(詳細は後述する)。本実施例では、被検眼Eの光学特性として、被検眼Eの眼屈折力を測定する自覚式測定部を例に挙げる。なお、被検眼Eの光学特性は、眼屈折力の他、コントラスト感度、両眼視機能(例えば、斜位量、立体視機能、等)、等であってもよい。例えば、自覚式測定光学系25は、投光光学系(視標投光系)30、矯正光学系60、及び、補正光学系90、で構成される。
投光光学系30は、被検眼Eに向けて視標光束を投影する。例えば、投光光学系30は、ディスプレイ31、投光レンズ33、投光レンズ34、反射ミラー36、ダイクロイックミラー35、ダイクロイックミラー29、対物レンズ14、等を備える。
矯正光学系60は、投光光学系30の光路中に配置される。また、矯正光学系60は、ディスプレイ31から出射した視標光束の光学特性を変化させる。例えば、矯正光学系60は、乱視矯正光学系63、駆動機構39、等を備える。
補正光学系90は、対物レンズ14と偏向ミラー81(後述)の間に配置される。補正光学系90は、自覚式測定で生じる光学収差(例えば、非点収差、等)を補正するために用いる。補正光学系90は、円柱度数と乱視軸角度を調整することで、非点収差を補正する。補正光学系90は、焦点距離の等しい、2枚の正の円柱レンズ91aと円柱レンズ91bで構成される。円柱レンズ91aと円柱レンズ91bは、回転機構92aと回転機構92bの駆動によって、光軸L3を中心として、各々が独立に回転する。なお、本実施例では、補正光学系90として、2枚の正の円柱レンズ91aと円柱レンズ91bを用いる構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。補正光学系90は、非点収差を矯正できる構成であればよい。例えば、この場合には、光軸L3に補正レンズを出し入れしてもよい。
他覚式測定光学系10は、被検眼の光学特性を他覚的に測定する他覚式測定部の構成の一部として用いられる(詳細は後述する)。本実施例では、被検眼Eの光学特性として、被検眼Eの眼屈折力を測定する他覚式測定部を例に挙げて説明する。なお、被検眼Eの光学特性は、眼屈折力の他、眼軸長、角膜形状、等であってもよい。例えば、他覚式測定光学系10は、投影光学系10a、受光光学系10b、及び、補正光学系90、で構成される。
例えば、本実施例においては、第1指標投影光学系45及び第2指標投影光学系46が、補正光学系90と、偏向ミラー81との間に配置される。もちろん、第1指標投影光学系45及び第2指標投影光学系46の配置位置は、これに限定されない。例えば、第1指標投影光学系45と第2指標投影光学系46は、筐体2のカバーに備えられていてもよい。例えば、この場合には、第1指標投影光学系45及び第2指標投影光学系46が、呈示窓3の周囲に配置される構成が挙げられる。
観察光学系(撮像光学系)50は、対物レンズ14、ダイクロイックミラー29、撮像レンズ51、撮像素子52、等を備える。ダイクロイックミラー29は、前眼部観察光及びアライメント光を透過する。撮像素子52は、被検眼Eの前眼部と略共役な位置に配置された撮像面をもつ。撮像素子52からの出力は、制御部70に入力される。これによって、被検眼Eの前眼部画像は撮像素子52により撮像され、モニタ4上に表示される。なお、この観察光学系50は、第1指標投影光学系45及び第2指標投影光学系46によって、被検眼Eの角膜に形成されるアライメント指標像を検出する光学系を兼ね、制御部70によってアライメント指標像の位置が検出される。
以下、検眼装置1の内部構成について説明する。図3は、本実施例に係る検眼装置1の内部を正面方向(図1のA方向)から見た概略構成図である。図4は、本実施例に係る検眼装置1の内部を側面方向(図1のB方向)から見た概略構成図である。図5は、本実施例に係る検眼装置1の内部を上面方向(図1のC方向)から見た概略構成図である。なお、図4及び図5では、説明の便宜上、左眼用測定部7Lの光軸のみを示している。
以下、自覚式測定部の光路について説明する。例えば、自覚測定部は、矯正光学系60を通過した視標光束を、凹面ミラー85によって被検眼方向に反射することで被検眼Eに視標光束を導光し、矯正光学系60を通過した視標光束の像を光学的に所定の検査距離となるように被検眼Eの眼前に形成する。例えば、このとき、矯正光学系60を通過した視標光束は、凹面ミラー85の光軸Lから外れた光路を通過して凹面ミラー85へ入射し、凹面ミラー85の光軸Lから外れた光路を通過するように反射されて、被検眼Eに導光される。例えば、被検者から見た視標は、被検眼Eからディスプレイ31までの実際の距離よりも遠方にあるように見える。すなわち、凹面ミラー85を用いることで被検眼Eに対する視標の呈示距離を延長し、所定の検査距離の位置に視標光束の像が見えるように、被検者に視標を呈示することができる。
次いで、他覚式測定部の光路について説明する。なお、以下の説明においては左眼用光路を例に挙げて説明するが、右眼用光路においても左眼用光路と同様の構成となっている。例えば、左眼用の他覚測定部において、他覚式測定光学系10における投影光学系10aの光源11から出射された測定光は、リレーレンズ12から対物レンズ14までを介して補正光学系90に入射する。補正光学系90を通過した測定光は、左眼用測定部7Lから左眼用の偏向ミラー81Lに向けて投影される。左眼用測定部7Lから出射されて左眼用の偏向ミラー81で反射された測定光は、反射ミラー84によって凹面ミラー85に向けて反射される。凹面ミラーによって反射された測定光は、反射ミラー84を透過して左眼ELに到達し、左眼ELの眼底上にスポット状の点光源像を形成する。このとき、光軸周りに回転するプリズム15によって、ホールミラー13のホール部の瞳投影像(瞳上での投影光束)は高速に偏心回転される。
図6は、本実施例に係る検眼装置1の制御系を示す図である。例えば、制御部70には、モニタ4、不揮発性メモリ75(以下、メモリ75)、測定部7が備える光源11、撮像素子22、ディスプレイ31、撮像素子52等の各種部材が電気的に接続されている。また、例えば、制御部70には、駆動部9、駆動機構39、回転機構62aと62b、駆動部83、回転機構92aと92bがそれぞれ備える図示なき駆動部が電気的に接続されている。
検眼装置1の制御動作について説明する。
検者は、被検者に、顎を顎台5に載せて呈示窓3を観察するように指示する。また、検者は、モニタ4を操作し、被検眼Eを固視させるための固視標を選択する。制御部70は、モニタ4からの入力信号に応じて、ディスプレイ31に固視標を表示する。これによって、被検眼Eには固視標が投影される。
検者は、被検眼Eと測定部7とのアライメントが完了すると、被検眼に対する自覚式測定を開始する。検者は、モニタ4を操作して、被検眼Eの眼屈折度を所定の値(例えば、0D等)に矯正するため矯正度数を設定する。検者は、被検眼Eの光学特性(例えば、被検眼Eの他覚式測定における光学特性、被検眼Eの自覚式測定における光学特性、等)を予め取得しておき、これに基づいて矯正度数を設定してもよい。
被検眼Eと測定部7とのアライメントが完了した後、被検眼EのZ方向のずれ量δzに応じて測定部7が移動量δzpだけ移動すると、被検眼Eの眼屈折度を所定の値で矯正できない場合がある。つまり、被検眼EのZ方向のずれ量δz(言い換えると、測定部7のZ方向の移動量δzp)によっては、被検眼Eに所望の矯正度数を付加できず、被検眼Eの眼屈折度が所定の値とは異なる別の値で矯正されてしまうことがある。このような現象は、被検眼Eに対して測定部7を移動させることによって、投光光学系30の光路中に固定配置された凹面ミラー85に対して測定部7が移動され、被検眼Eに入射する視標光束の発散収束角(すなわち、視標光束の発散収束状態)が変化するために生じる。以下、視標光束の発散収束角の変化について説明する。
そこで、本実施例では、被検眼Eと測定部7とのアライメントにより変化する視標光束の収束発散角が、被検眼E(測定部7)の移動前と移動後で一定の角度となるように、視標光束の光学特性を補正する。言い換えると、被検眼Eと測定部7とのアライメントにより変化する視標光束の収束発散状態(収束光束、平行光束、あるいは発散光束)が、被検眼Eの移動前と移動後で維持されるように、視標光束の光学特性を補正する。これによって、被検眼Eに所望の矯正度数を付加することができる。
なお、本実施例では、被検眼E(測定部7)がZ方向へずれることによって変化する視標光束の発散収束角を、被検眼E(測定部7)の移動前と移動後で維持することで補正する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、被検眼EがZ方向へずれることによって、視標光束が凹面ミラー85に入射する領域が変化し、凹面ミラー85による収差が発生することがある。このため、本実施例では、視標光束の発散収束角と、凹面ミラー85による収差と、を各々考慮して、視標光束を補正するようにしてもよい。
2 筺体
4 モニタ
5 顎台
7 測定部
10 他覚式測定光学系
25 自覚式測定光学系
30 投光光学系
45 第1指標投影光学系
46 第2指標投影光学系
50 観察光学系
60 矯正光学系
70 制御部
75 メモリ
81 偏向ミラー
84 ハーフミラー
85 凹面ミラー
90 補正光学系
100 前眼部撮像光学系
Claims (7)
- 被検眼に向けて測定用光束を投光する投光光学系を少なくとも有する測定手段と、
前記投光光学系の光路中に固定配置される固定光学部材であって、前記投光光学系からの前記測定用光束を導光する固定光学部材と、
を備え、
前記被検眼に前記測定用光束を投光することで、前記被検眼の光学特性を測定する検眼装置であって、
前記被検眼と、前記投光光学系における瞳共役位置と、の位置関係情報を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記位置関係情報に基づいて、前記被検眼と前記瞳共役位置との共役関係を保つように、駆動手段を制御して、前記被検眼に対して前記測定手段を移動させる移動制御手段と、
前記移動制御手段による前記測定手段の移動によって変化する、前記固定光学部材と前記測定手段との間の距離に起因する前記測定用光束の発散収束角の変化を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする検眼装置。 - 請求項1の検眼装置において、
前記被検眼の光学特性を取得する取得手段を備え、
前記補正手段は、前記取得手段により取得された前記光学特性と、前記検出手段により検出された前記位置関係情報と、に基づいて、前記測定用光束の発散収束角の変化を補正することを特徴とする検眼装置。 - 請求項1または2の検眼装置において、
前記補正手段は、前記測定用光束の発散収束角が、前記測定手段の移動前と移動後で維持されるように補正することを特徴とする検眼装置。 - 請求項1〜3のいずれかの検眼装置において、
前記測定手段は、前記投光光学系と、前記投光光学系の光路中にあって、前記測定用光束の光学特性を変化させる矯正光学系と、を有する自覚式測定手段であって、
前記補正手段は、前記矯正光学系を制御することで、前記測定用光束の発散収束角の変化を補正することを特徴とする検眼装置。 - 請求項1〜4のいずれかの検眼装置において、
前記固定光学部材は、前記被検眼に、前記矯正光学系に矯正された前記測定用光束を導光することを特徴とする検眼装置。 - 請求項1〜5のいずれかの検眼装置において、
前記固定光学部材は、凹面鏡であることを特徴とする検眼装置。 - 被検眼に向けて測定用光束を投光する投光光学系を少なくとも有する測定手段と、
前記投光光学系の光路中に固定配置される固定光学部材であって、前記投光光学系からの前記測定用光束を導光する固定光学部材と、
を備え、
前記被検眼の光学特性を測定する検眼装置にて用いる検眼プログラムであって、
前記検眼装置のプロセッサによって実行されることで、
前記被検眼と、前記投光光学系における瞳共役位置と、の位置関係情報を検出する検出ステップと、
前記検出手段により検出された前記位置関係情報に基づいて、前記被検眼と前記瞳共役位置との共役関係を保つように、駆動手段を制御して、前記被検眼に対して前記測定手段を移動させる移動制御ステップと、
前記移動手段による前記測定手段の移動によって変化する、前記固定光学部材と前記測定手段との間の距離に起因する前記測定用光束の発散収束角の変化を補正する補正ステップと、
を前記検眼装置に実行させることを特徴とする検眼プログラム。
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