JP2775297B2

JP2775297B2 - 眼屈折力測定装置

Info

Publication number: JP2775297B2
Application number: JP1160083A
Authority: JP
Inventors: 康文福間; 昭男梅田
Original assignee: TOPUKON KK
Current assignee: TOPUKON KK
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH0323834A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は眼屈折力測定装置、特に小児から乳幼児に対
しても有用である眼屈折力測定装置に関するものであ
る。

［従来の技術］従来、眼屈折力測定装置としては、被検者の応答を基
に眼屈折力を測定する所謂自覚式検眼器、被検眼を他覚
的に測定する所謂オートレフラクトメーター等の装置が
知られている。

然し乍ら、この種の装置で乳幼児の測定を行なう場
合、乳幼児の協力を得られない為自覚式検眼器では測定
ができず、又一般のオートレフラクトメータでは被検眼
の位置を固定しなくてはならないが、乳幼児の場合被検
眼の位置の固定が難しく、測定は極めて困難であるとい
う欠点を有していた。

これらの欠点を解消する為、ストロボ光で被検眼眼底
を照明し、被検眼の瞳孔での光束の状態をカメラで撮影
し、その結果から被検眼の眼屈折力を測定するいわゆる
フォトレフラクション方式の測定方法が提案されてい
る。

このフォトレフラクション方式の測定に於いては、被
検眼の光軸が少しずれても充分に測定をすることがで
き、被検眼を固定することが困難である乳幼児の眼屈折
力の測定には有用であるとされているものである。

［発明が解決しようとする課題］然し乍ら、斯かるフォトレフラクション方式の眼屈折
力測定装置では、カメラの光軸に対し、斜め方向からス
トロボ光源により照明し、その時の瞳孔像を単に撮影す
るだけであり、光源の位置により測定できないディオプ
ター値があり、又測定可能な範囲が狭いという問題を有
している。

更に従来この種の装置では乱視度、乱視軸角度等乱視
についての測定に関しては考慮されていなかった。

ところで本出願人は、先の出願特願平１−24491号に
於いて、被検眼眼底に光源像を投影し、眼底で反射され
る光源からの光束をエッヂ状の遮光部材で遮ぎり、遮ぎ
った光束を受光素子で受け、その光束の光量分布状態を
基に眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置を提案し、前
述した問題を解決した。

本発明は、この先の出願に係る発明を基本とし、乱視
度、乱視軸角等についても測定し得る眼屈折力測定を提
案しようとするもである。

［課題を解決するための手段］本発明は、光源像を被検眼眼底に投影する為の投影系
と、被検眼眼底からの反射光束の一部を遮光する為のエ
ッヂ状の遮光部材を有し、遮光部材を介して被検眼眼底
からの反射光束を被検眼瞳孔と略共役な位置に配置した
受光素子上に導く為の受光系と、前記遮光部材を被検眼
に対し所定経線方向に配置した時の受光素子上の少なく
とも２方向での各光量分布情報と前記遮光部材を前記経
線方向と異なる経線方向に配置した時の受光素子上の少
なくとも２方向での各光量分布情報を基に被検眼の球面
度数、乱視度数、乱視軸を演算する為の演算処理部とを
備えたことを特徴とするものであり、更に光源像を被検
眼眼底に投影する為の投影系と、被検眼眼底からの反射
光束の一部を少なくとも２経線方向に於いて遮光するエ
ッヂ状遮光部材を有し、遮光部材を介して被検眼眼底か
らの反射光束を被検眼瞳孔と略共役な位置に配置した受
光素子上に導く為の受光系と、１経線方向の前記遮光部
材を透過した光束により形成される受光素子上の少なく
とも２方向での各光量分布情報と他経線方向の前記遮光
部材を透過した光束により形成される受光素子上の少な
くとも２方向での各光量分布情報を基に被検眼の球面度
数、乱視度数、乱視軸を演算する為の演算処理部とを備
えたことを特徴とするものである。

［作用］エッヂ状の遮光部材によって被検眼眼底からの反射光
束の一部を遮光することで、受光素子上に投影された瞳
像には、眼屈折力に応じた光量分布と、反射光束の一部
を遮光したことには無関係な乱視による光量分布とが合
算した光量分布を有する。乱視に起因する光量分布は経
線角度に対して規制的に変化するので、少なくとも２経
線方向に対応して遮光部材の配置を変え受光素子上の少
なくとも２方向の光量分布情報を求めることで被検眼の
球面度数、乱視度数、乱視軸を演算することができる。

［実施例］以下、図面を参照しつつ本発明を一実施例を説明す
る。

先の出願（特願平１−24491）号に係る眼屈折力測定
装置は、眼底で反射される光源からの光束をエッヂ状の
遮光部材で遮ぎり、遮ぎった光束を受光素子で受光し眼
屈折力を測定するものであるが、遮ぎった光束を受光素
子で受けた場合、遮ぎった影響により受光素子上の光量
分布状態はエッヂ稜線と直角方向（経線方向）で眼屈折
力に対応したものとなる。ところで乱視は、各経線での
眼屈折力（ディオプター値）が異なることによって生じ
るものであり、乱視の状態は球面度Ｓ、乱視度Ｃ、乱視
軸角度Ａで特定される。従って被検眼が完全な球で乱視
がなければ、エッヂ稜線と平行な方向では光量分布は一
定であり、エッヂと平行な方向で光量分布の変化が現れ
れば、この光量分布は乱視の影響によるものである。

更に、エッヂ稜線と直交する方向をｘ方向、エッヂ稜
線と平行する方向をｙ方向とすると、受光素子上の光量
分布Ｌは、一般的に下記式で表わされる。

Ｌ（x,y）＝Ｉ＊ｘ＋Ｊ＊ｙ＋Ｋ …（１）ここで、被検眼の球面度数をSE、乱視度数をCyl、乱
視軸角Axs（エッヂと直交する経線に対する角度）とす
るとＩ、Ｊは共にSE、Cyl、Axsの関数であり、更にＩ、
Ｊの値を乱視軸を横軸として示すと、第４図の如く、Ｉ
とＪは位相が90゜ずれたsin曲線となることがシュミレ
ーションの結果判明した。即ち、Ｊは乱視軸とエッヂ稜
線とが平行若しくは直交するときには０（エッヂ稜線と
平行する方向の光量値が一定）となり、その間でsin変
化を示すことになる。而して、このsin曲線の振幅値が
乱視度数Cylに相当する。

一方、Ｉの値は、Ｊに対し90゜位相が異なり、且被検
眼の球面度数SE値と基準ディオプター値Doとの差であ
る。（SE−Do）値だけ、Ｊに対して平行移動したsin曲
線となる。

今、被検眼の瞳孔中心を通る水平方向を０゜とし評価
する経線方向（ｘ軸方向）をθとするとと表わされる。

ここで、 k:瞳孔径、眼底反射率、光源形状にて決定される係数 Do:基準ディオプター値上記（２）式で明かな様に２経線（θ_２≠θ_１＋ｎ
π）に於いてそれぞれ、（１）式より光量分布Ｌを測定
すると、各々の傾きI₁、I₂、J₁、J₂よりSE、Cyl、Axsが
決定される。

尚、評価する経線の角度θ、θ_２を０゜、90゜の様に
直交した方向とすると、計算が容易となることは勿論で
ある。

更に、２経線以上について評価し、平均や近似等の手
法を用いれば精度の向上を図り得ることも当然可能であ
る。

以下、θを、０゜、90゜とした場合のSE、Cyl、Axsの
各値を求める。

により各値が求められる。

ここで、上述の様に、θを０゜、90゜とした場合に
は、Ｊ_０゜−2J_０゜、或は、Ｊ_０゜−Ｊ_90゜゜＝2J_90゜
となり、Ｊ_０゜とＪ_90゜の２つの値を検出せずに一方の
値を検出しＩ_０゜、Ｉ_90゜を含めて３つの値だけで
（４）式に基づき、SE、Cyl、Axsを求めることができ
る。

以下、第１図〜第３図に於いて具体例を説明する。

１は測定光源像を被検眼３の眼底７に投影する為の投
影系であり、２は眼底７により反射された光束10を受光
する為の受光系であり、投影系１及び受光系２は被検眼
３に対向して配置される。

前記投影系１は、投影系の光軸と直交し且後述する遮
光部材12のエッヂと直交する所要長さのスリット状発光
部4aを有し、且該遮光部材12と同期して回転する測定光
源４及び該測定光源４からの光束11を被検眼３に向けて
反射させる為のハーフミラー５から成り、該投影系１は
測定光源４からの光束11を瞳孔６を通して眼底７上に測
定光源４の像を形成する様に投影する。

前記受光系２は、対物レンズ８及び受光素子９から成
り、眼底７からの光束10はハーフミラー５を透過して受
光素子９上に導かれる。

該受光素子９は、エリアCCD、撮像管或は２以上の受
光素子の集合体であり、受光素子９の受光面9aは対物レ
ンズ８に関して被検眼３の瞳孔６と共役位置に配置され
る。

前記受光系２の光路内には、被検眼３の眼屈折力が基
準ディオプター値の場合に測定光源像が形成される位置
に、対物レンズ８の光軸Ｏを境界として光束10の片面を
遮光する為のエッヂ状の遮光部材12を光軸と垂直な平面
内に配置する。

遮光部材12は、エッヂ部15のエッヂ稜線15aが受光系
２の光軸と合致し且ローラ20等により該光軸を中心に回
転可能に支持され、前記した様に測定光源４と同期して
回転する様になっている。

又、前記受光素子９には演算器13が接続され、該演算
器３は受光素子９の受光状態を各稜線でのデータをメモ
リーにし、更に演算し、その結果を表示器14に出力する
様になっている。

以下作用を説明する。

前記した様に乱視の測定は例えば２経線及び該２経線
の各々に対して直交する方向の光量分布を測定すること
で求められる。

遮光部材12のエッヂ部15により、眼底で反射される測
定光現像４の光束（以下反射光束）の上半分を遮光す
る。遮光された反射光束は対物レンズ８により受光面9a
上に投影され、この投影像はエッヂ部稜線と直角方向
（ｘ軸方向）に明度が漸次増加、又は減少する。（増加
又は減少する方向は、被検眼の眼屈折力が基準ディオプ
ター値に対して大きいか、小さいかで異なる）。

受光素子９からの信号のうち、投影像の中心を通り、
エッヂ稜線と直角方向（ｘ軸方向）の各点の明度信号を
取出して光量分布を演算器13で演算する。この時の光量
分布の傾斜が前記した（１）式のI₀である。

又、投影像の中心を通り、エッヂ稜線と平行方向（ｙ
軸方向）の受光素子９、各点の明度信号を取出して光量
分布を演算器13で同様に演算する。この時の光量分布の
傾斜が前記した（１）式のJ₀である。

例に、この時のｘ軸の方向の乱視軸（Axs）に対する
角度がαであったとすると、第４図中でＩ曲線上の点Ｉ
_０゜として示され、同様にＪ曲線上の点Ｊ_０゜として示
される。

この時のｘ軸に沿った光量分布の傾斜角は、（SE−Ｉ
_０゜）分の乱視の影響を含んでいる。

又、ｙ軸に沿った光量分布の傾斜角は乱視のみの影響
によるものであるが、その値Ｊ_０゜はCyl/2よりも小さ
い。

次に、光源４及び遮光部材12を90゜回転させ、受光素
子９の投影像より、演算器13に於いてｘ軸方向、ｙ軸方
向の光量分布、及び光量分布の傾斜Ｉ_90゜、Ｊ_90゜を演
算する。この時のＩ_90゜、J₉₀゜も第４図中のＩ曲線、
Ｊ曲線上に示される。

上記４点（Ｉ_０゜、Ｉ_90゜）（Ｊ_０゜、Ｊ_90゜止）が
共に振幅Cylのsin曲線上にあり、更にＩ曲線とＪ曲線と
は位相が90゜ずれているという関係から、Ｉ曲線から、
Ｊ曲線が求められ、更にSE、Cyl、Axsの各値が求められ
る。

前記演算器13は前記４点Ｉ_０゜、Ｉ_90゜、Ｊ_０゜、Ｊ
_90゜の値及び前記（４）式を基に球面度数SE、乱視度数
Cyl、乱視軸Axsを演算し、その結果を表示器14に表示す
る。

尚、エッヂの異なる２位置でのｘ軸方向、ｙ軸方向の
光量分布を測定する構成は種々考えられる。

第５図〜第７図は第２の実施例を示すものである。

遮光部材17に矩形形の孔を穿設し、該孔の４辺をエッ
ヂ稜線15a,15b,15c,15dとしたもので、光源16も該稜線1
5a,15b,15c,15dに対応したスリット状発光部16a,16b,16
c,16dが設けられている。

発光部16a,16b,16c,16dのうち同一経線上のものを除
き２つを選択し、１箇所ずつ点灯させ、前記と同様にエ
ッヂ稜線に対して、直角方向、平行な方向について光量
分布、光量分布の傾斜角度を求めることにより球面度数
SE、乱視度数Cyl、乱視軸Axsを演算することができる。

尚、発光部16a,16b,16c,16dを全て順次点灯させて測
定を行い、更に同一経線上の測定結果について平均化す
れば、マツ毛の影響、水晶帯の濁等により測定誤差をな
くすることができ、測定精度の向上を図れる。又、発光
部にLED等を使用した場合に16a,16b,16c,16dの順で点灯
を行えば、同一経線方向でのデータ取込みの時間差を少
なくすることができる。

又、第８図、第９図は第３の実施例を示しており、該
実施例では第２の実施例中で示した光源16と同様な構成
を有し、各光源部16a,16b…が点滅しない様になってい
る光源16′と第２の実施例中で示したものと同一の遮光
部材17を有すると共に該遮光部材17と対物レンズ８との
間に各光源部16a,16b…からの光束を受光系２の光軸よ
り分離即ち該光軸より離反される方向に分離させる光束
分離手段、例えば偏角プリズム19を設けている。該偏角
プリズム19は各光源部16a,16b…に対応するプリズム片1
9a,19b…を光軸を中心に放射状に集合させたものであ
る。

該実施例では各光源部16a,16b…からの光束が、受光
面9aの異なった位置に投影される為、受光面9aの投影さ
れた各部分で前記したと同様な方法で光量分布、傾斜角
度Ｉ、Ｊを求める様にすれば、複数の経線方向に関する
光量分布の傾斜角度Ｉ、Ｊが同時に求められ、球面度S
E、乱視度数Cyl、乱視軸角度Axsも又同時に求められ
る。

更に、第10図は第４の実施例を示している。

光源４を被検眼３に対して対向した位置に配置し、該
光源４、被検眼３の光軸を含む平面内で該光軸に交差す
る光軸を有する受光系2x,2yを被検眼３側より順次配設
する。而して、被検眼３の光軸上にハーフミラー5x,5y
を配設し、眼底７からの光束を受光系2x、2yに向けて分
割反射する。

ここで、受光系2x,2yの受光素子9x,9yの受光面9xa,9y
aは前記実施例と同様対物レンズ8x,8yに関して被検眼３
の瞳孔６と共役位置とし、該２つの受光系2x,2yの光路
内に前記実施例と同様な位置に遮光部材12x,12yを遮光
部材12yは光軸に関し遮光部材12xより90゜回転させた位
置とする。

斯かる構成とすれば、受光素子9x,9yの受光結果より
得られる光量分布の傾斜角度Ｉ、Ｊは２経線方向に関す
る値となり、しかも同時に測定することができる。

尚、第10図で示した実施例に於いて、受光系2x,2yを
全く同一の構成とし、ハーフミラーで分割反射する方向
を被検眼３の光軸に関し、90゜変え、受光系2x,2yが被
検眼３の光軸に対して放射状となる様な配置としても、
同様に２経線方向に関する光量分布傾斜角を得ることが
可能である。

尚、上記した第１、第２、第３、第４の実施例に於い
て乱視状態を特定する為には２経線に関する光量分布傾
斜角を求めればよいが、３経線以上の経線の関する光量
分布傾斜角Ｉ、Ｊをそれぞれ求め平均化すれば、測定精
度は更に向上する。

尚、上記実施例では投影系の光束分離手段としてハー
フミラーを使用したが、ビームスプリッター、偏光プリ
ズム等種々の光束分離手段を用い得ることは勿論であ
る。

又、上記実施例では、エッヂ稜線と直角な方向の光量
分布、平行な光量分布より必要な情報を取出したが、任
意の２方向があっても勿論乱視状態を特定する為の情報
を得ることができる。

［発明の効果］以上述べた如く本発明によれば眼屈折力の測定と共
に、乱視についての測定を現実化すると共に受光系受光
素子を用いているので測定結果は瞬時に得られるという
優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す基本構成図、第２
図は第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図は第１図のＢ−Ｂ矢
視図、第４図は受光素子上の光量値に関する係数と経線
角度との関係を示す図、第５図は第２実施例を示す基本
構成図、第６図は第５図のＣ−Ｃ矢視図、第７図は第５
図のＤ−Ｄ矢視図、第８図は第３の実施例を示す基本構
成図、第９図は第８図のＥ−Ｅ矢視図、第10図は第４の
実施例を示す基本構成図である。１は投影系、2,2x,2yは受光系、３は被検眼、4,16,16′
は光源、5,5x,5yはハーフミラー、8,8x,8yは対物レン
ズ、9,9x,9yは受光素子、12,12x,12y,17は遮光部材、19
は偏向プリズムを示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源像を被検眼眼底に投影する為の投影系
と、被検眼眼底からの反射光束の一部を遮光する為のエ
ッヂ状の遮光部材を有し、遮光部材を介して被検眼眼底
からの反射光束を被検眼瞳孔と略共役な位置に配置した
受光素子上に導く為の受光系と、前記遮光部材を被検眼
に対し所定経線方向に配置した時の受光素子上の少なく
とも２方向での各光量分布情報と前記遮光部材を前記経
線方向と異なる経線方向に配置した時の受光素子上の少
なくとも２方向での各光量分布情報を基に被検眼の球面
度数、乱視度数、乱視軸を演算する為の演算処理部とを
備えたことを特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項２】光源像を被検眼眼底に投影する為の投影系
と、被検眼眼底からの反射光束の一部を少なくとも２経
線方向に於いて遮光するエッヂ状遮光部材を有し、遮光
部材を介して被検眼眼底からの反射光束を被検眼瞳孔と
略共役な位置に配置した受光素子上に導く為の受光系
と、１経線方向の前記遮光部材を透過した光束により形
成される受光素子上の少なくとも２方向での各光量分布
情報と他経線方向の前記遮光部材を透過した光束により
形成される受光素子上の少なくとも２方向での各光量分
布情報を基に被検眼の球面度数、乱視度数、乱視軸を演
算する為の演算処理部とを備えたことを特徴とする眼屈
折力測定装置。