JP2805039B2 - 眼屈折力測定装置 - Google Patents

眼屈折力測定装置

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JP2805039B2
JP2805039B2 JP6140684A JP14068494A JP2805039B2 JP 2805039 B2 JP2805039 B2 JP 2805039B2 JP 6140684 A JP6140684 A JP 6140684A JP 14068494 A JP14068494 A JP 14068494A JP 2805039 B2 JP2805039 B2 JP 2805039B2
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繁 坂本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は眼屈折力測定装置、特に
実時間で眼屈折力の変化を測定できる眼屈折力測定装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、多角的眼屈折力測定装置としては
特開平2−154732号公報に示すようないわゆるオ
ートレフラクトメータ等の装置が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、オートレ
フラクトメータでは被験者が眼球の位置を装置に対しあ
る定まった位置に固定して測定する必要があり、連続的
な測定はもとより、作業をしながらの測定は不可能であ
った。
【0004】本発明は上記実情に鑑み頭部に測定部を装
着した状態で測定が可能となるように小型軽量とし、か
つ測定にあたって被験者は一定の姿勢例えば正面視状態
を保つ必要がなく、また連続的に実時間で眼屈折力デー
タを得ることができる眼屈折力測定装置を提供しようと
するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の眼屈折力測定装
置は、被験眼を照明し、眼底に光源像を結ばせる投光系
被験眼瞳孔と光学的に略共役な位置に置かれ、被験
眼眼底よりの反射光束分布を検出する受光系を有し、上
記投光系の光源が光軸から左右にわずかに隔てて配置し
た2つの光源から成り、上記受光系が受光素子と、上
記2つの光源を交互に発光させたとき上記受光素子上の
2点以上についての光量を求める手段と、この光量差
比をパラメータとして被験眼の眼屈折力を測定する手
段とより成ることを特徴とする。
【0006】本発明の眼屈折力測定装置においては、上
記2つの光源の夫々の幅をその光軸と直角方向に延長せ
しめる。
【0007】本発明の眼屈折力測定装置においては、検
出器上の被験眼の瞳孔と共役な関係にある部分ではその
大部分の領域で被験眼の眼屈折力に応じ光量変化がゼロ
でない値をもち、この値は眼屈折力に対応し、少なくと
も2点以上の光量差の比によって得られるパラメータを
基に眼屈折力を測定できる。瞳孔と共役な関係にある部
分以外では、2つの光源の光量を互いに等しい値に設定
することにより光量を概ねゼロとすることができる。
【0008】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。
【0009】本発明の第1の実施例においては、図1に
示すように被験眼1に投光系2及び受光系3を夫々共通
のハーフミラー4を介して対向配置し、上記投光系2を
介してある大きさを持った交互に点灯される線状あるい
は矩形の2つの均一光源5,5′により被験眼1を照明
しその眼底6に光源像を形成する。この光源像は受光系
3に対しては瞳孔7を裏面より照明する2次光源の作用
をする。なお光源は可視光あるいは被験者に影響を与え
ないための近赤外光のいずれであってもよい。
【0010】また、受光系3は光軸上に開口を有する矩
形マスク8、レンズ9及び検出器10により構成し、上
記矩形マスク8の二辺は上記光源5及び5′とハーフミ
ラー4に関して共役な位置となし、かつ、上記検出器1
0は、CCDなどの2次元イメージャ、撮像管あるいは
複数個の光量センサーなどの光電変換素子より成り、レ
ンズ9により被験眼瞳孔7と共役な位置に配置する。
【0011】図2に被験眼より見た矩形マスク8と光源
5及び5′の相対位置関係を示す。
【0012】上記検出器10よりの出力は、光量差を求
める検出器11に加え、光源5の点灯時と光源5′の点
灯時の光量を検出せしめ、この光量差の値を演算器1
2によって眼屈折力D(ディオプター)に変換し、表示
器13に表示せしめる。
【0013】本発明の眼屈折力測定装置は上記のような
構成であるから、光源5が点灯したとき瞳孔7内の点P
は眼底6に形成された光源像を2次光源として照明を受
け、点Pを通る眼底反射光の光路は図3に示されるよう
になり、また、光源5′が点灯したとき瞳孔7上の点P
を通る眼底反射光の光路は図4に示されるようになる。
ここで光量差を求める検出器11が検出した光量を眼
屈折力Dに変換する方法について説明する。
【0014】図3及び図4において、点線は眼底光源中
心と、被験眼瞳孔7の中心及び矩形マスク8の各辺を結
ぶ線、一点鎖線は点Pを通る光束の中心線である。
【0015】網膜共役点Oは眼底6の共役点であること
から、上記点線と一点鎖線は上記網膜共役点Oの近傍
O′またはO″において互いに交わる。
【0016】検出器10上のQ点における光量変化を評
価するには、光源5が点灯したときと光源5′が点灯し
たときのそれぞれについて眼底6からの全光束に対する
斜線で示すマスク通過光束の割合を求めればよい。
【0017】図5は一方の光源5が点灯したときに瞳孔
7の中心Pcを通る光束を眼底6より矩形マスク8まで
抜き書きしたものである。眼底6には一方の光源5によ
る光源像が形成されており、眼底6に形成される光源像
の大きさは被験眼1が光源5を見張る角度によって決ま
る。被験眼1の眼屈折力の変化によっては上記光源像に
ボケを生じ像が拡大するが、以下の光量評価の目的のた
めには積分によってボケの効果は除去されてしまうので
ボケのない光源像によって考察を進めても問題はない。
【0018】網膜共役点Oの位置は視位置で眼底6と共
役であるため、眼底6の光源像を2次光源と考えたと
き、この2次光源の像がここに形成される。眼屈折力D
と視距離Lとの関係は数1により示される。
【0019】
【数1】
【0020】上記眼屈折力を求めることは視距離Lを求
めることに帰着する。瞳孔7の中心の点Pcから受光系
3に入射する光束のマスク位置での直径Cは投光系2の
光源5の大きさによって決まる固有の値であり、図5か
ら明らかなように点Pcから出た光束は上半分がマスク
8によって遮蔽されるので、受光系3には常に全光束の
1/2が入射することになる。
【0021】点Pが図6に示すように瞳孔7内で光軸か
らの高さがaの場合、点Pからの光束は点O′を経て受
光系3に入り、このとき、光束の中心線は点O′にて光
軸と交わり、マスク位置では上記光束の中心とマスクの
辺との隔たりはbとなる。
【0022】被験眼1から網膜共役点Oまでの距離を
L、同じくマスク8までの距離をL0とすると上記a,
b,L,L0 間の関係は数2で示される。
【0023】
【数2】
【0024】上記の値bは受光系3に入射する光束と全
光束IO との比より求められる。上記点Pcから受光系
3に入射する光量は(1/2)IO となり、(1/2)
O=k・C/2(ここでkは比例係数である)とな
り、また点Pから受光系3に入射される光量をIとする
と、I=k〔(1/2)C+b〕となる。
【0025】次に図7及び図8によって他方の光源5′
が点灯したときのP点を通る光束について説明する。
【0026】光源5′の発光光量を光源5の発光光量と
等しくしておけば点Pから受光系3に入射する光量を
I′とすると、I′=k〔(1/2)C−b〕となる。
従って2つの光源5,5′が交互に点滅したときの光量
変化はI′−I=k(−2b)となり光量変化の全光束
に対する比は数3に示されるようになる。
【0027】
【数3】
【0028】ここで(I′−I)/IO は測定値、Cは
上述のごとく既定値であるので数4によりbが求められ
る。
【0029】
【数4】
【0030】数1〜4をまとめると眼屈折力Dを求める
数5が得られる。
【0031】
【数5】
【0032】上記光量I。は光量差を求める検出器11
への入力前の信号から被験眼瞳孔面中心の光量より求め
られる他、瞳孔範囲内の光量を積分して平均した値から
も求められる。
【0033】以上は被験眼1から網膜共役点Oまでの距
離Lが同じくマスク8までの距離LO より近いときの説
明であるが、LがLO より遠い場合についても同様に成
り立つ。
【0034】次に瞳孔以外の点Rについて、光源5及び
5′が点灯したときの受光系3に入射する光束を考えて
みる。
【0035】点Rは光源より直接照明を受ける拡散面上
の点であるので、光源5もしくは5′によって照明され
た時にあらゆる方向に光を散乱するが、その中で受光系
3のレンズ9によって捉えられて検出器10上の共役点
Sに至る光束はマスク8を通る光束のみである。光源5
及び5′の発光光量は等しくとってあるので、マスク8
の開口面積は変わらないため光源5,5′が点滅したと
きの光量変化はゼロとなる。
【0036】図9Aは光源5が点灯したときの検出器1
0上の光量分布、図9Bは光源5′が点灯したときの検
出器10上の光量分布を示す。図9A,図9Bにおいて
横軸は光量、縦軸は検出器10の位置を示す。
【0037】この結果から光量差を求める検出器11の
出力は、図9Cのようになり、図9A及び図9Bに現れ
ていた瞳孔7内のノイズN,N′は互いに打ち消され、
また、(Q′ −Q )地点の光量と、(Q′
)地点の光量の差から2倍の光量変化が得られ、検
出分解能が2倍に向上するようになる。もし被験眼1か
ら網膜共役点Oまでの距離Lが同じくマスク8までの距
離L。より遠い場合には、光量変化の増減関係は逆にな
る。光源5,5′の発光光量を等しくしておけば、瞳孔
7の共役点以外の部分では光量はなく、瞳孔7の共役
点では光量差を生ずる。そしてこの光量は数5に従っ
て眼屈折力と一定の関係にあるので、上記光量を測定
することにより被験眼の眼屈折力を知ることができる。
【0038】本発明の第2の実施例においては図10に
示すように、光源5,5′の幅をその光軸と直角な方向
に、例えば各光源の幅の1/2だけ右方に延長して延長
光源14,14′を形成し、これら延長光源からの光を
ハーフミラー4で折り曲げ被験眼1に入射せしめる。こ
の場合のマスク8と光源5,5′,14,14′の被験
眼1より見た相対位置関係を図11に示す。
【0039】この場合、各延長光源からの光束は眼底6
に2次光源を生ぜしめ受光系3に対し瞳孔7を裏面より
照明するが、光源5の点灯時には眼底延長光源像からの
光束が常にマスク8の開口部を通過するのに対して、光
源5′の点灯時には眼底延長光源像からの光束は常にマ
スク8により遮蔽されて検出器10に到達することがな
い。
【0040】この場合の光源5が点灯したときの検出器
10上の光量分布を図12Aに示し、光源5′が点灯し
たときの検出器10上の光量分布を図12Bに示し、光
差を求める検出器11の出力を図12Cに示す。
【0041】このようにすれば瞳孔共役点の光量変化量
の中に光源光量の情報を盛り込めるので信号処理系統が
少なくて済むと共に、信号処理に当たって処理すべき瞳
孔部分を抽出するプロセスも単純な二値化回路で済むと
いう利点もある。
【0042】なお、延長光源14,14′は光源5,
5′と独立した点状光源であってもよい。
【0043】
【発明の効果】上記のように本発明の眼屈折力測定装置
においては、検出器の光量変化がゼロでない部分のみに
着目してパラメータを算出し、眼屈折力を求めるように
したので、データ処理量が少なくてすみ実時間で眼屈折
力を測定できる他、測定の繰り返し速度を高めることが
できるため眼屈折力の時間的な変化も連続して測定でき
るという優れた効果を発揮する。
【0044】また、被験眼が装置に正対していない場合
でも測定される眼屈折力と真の眼屈折力の間には、装置
の光軸と視方向のなす方位及び角度に依存して個々の眼
によってきまる一定の関係があるので、事前にこの関係
を求めておくならば、被験者はいちいち装置の光軸に眼
をあわせることなく自由な方向を見ながらでも連続的な
測定が可能となる。
【0045】更に瞳孔直径が上記検出の過程で容易に得
られる他、被験眼の瞳孔近傍には照明光の角膜による反
射により光源の虚像が生じており、この虚像は眼球の視
方向が変化すると共にその位置を変えるので、虚像の位
置を検出する処理装置を併用するならば被験眼の視方向
も同時に測定することが可能である。
【0046】したがって、本発明によれば、眼の三大機
能といわれる調節、眼球運動、瞳孔反応が同時に実時間
で連続して測定できるという多くの効果が得られる。
【0047】また、瞳孔内傾きが2倍となるため、検出
分解能が2倍向上する。また、瞳孔外はほぼゼロレベル
となるため、検出必要部である瞳孔部の抽出が短時間で
可能となり画像処理が簡単になるから、高速画像処理が
可能となる。更に、検出光源以外の外光は検出ノイズと
なり計測精度を低下させる要因となるが、本発明装置に
よれば検出ノイズが除去され高精度計測が保持される
種々な利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の眼屈折力測定装置の基本構成の説明図
である。
【図2】本発明の眼屈折力測定装置において被験眼から
見たマスク及び光源の配置である。
【図3】本発明の眼屈折力測定装置において一方の光源
が点灯した場合の光束の状態を示す説明図である。
【図4】本発明の眼屈折力測定装置において他方の光源
が点灯した場合の光束の状態を示す説明図である。
【図5】図3において光束の一部を抜き書きした説明図
である。
【図6】本発明の眼屈折力測定装置おいて光束の状態か
ら眼屈折力を演算する場合の説明図である。
【図7】図4において光束の一部を抜き書きした説明図
である。
【図8】本発明の眼屈折力測定装置おいて光束の状態か
ら眼屈折力を演算する場合の説明図である。
【図9A】本発明の眼屈折力測定装置において一方の光
源が点灯した場合の検出器上の光量分布の説明図であ
る。
【図9B】本発明の眼屈折力測定装置において他方の光
源が点灯した場合の検出器上の光量分布の説明図であ
る。
【図9C】図9Aと図9Bに示す光量分布の変化の説明
図である。
【図10】本発明の眼屈折力測定装置の第2の実施例の
説明図である。
【図11】本発明の第2の実施例において被験眼から見
たマスク及び光源の配置である。
【図12A】本発明の眼屈折力測定装置の第2の実施例
における検出器上の光量分布の説明図である。
【図12B】本発明の眼屈折力測定装置の第2の実施例
における検出器上の光量分布の説明図である。
【図12C】図12Aと図12Bに示す光量分布の変化
の説明図である。
【符号の説明】
1 被験眼 2 投光系 3 受光系 4 ハーフミラー 5 光源 5′ 光源 6 眼底 7 瞳孔 8 矩形マスク 9 レンズ 10 検出器 11 光量変化検出器 12 演算器 13 表示器 14 延長光源 14′ 延長光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 3/103

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被験眼を照明し、眼底に光源像を結ばせ
    る投光系と被験眼瞳孔と光学的に略共役な位置に置か
    れ、被験眼眼底よりの反射光束分布を検出する受光系を
    有し、上記投光系の光源が光軸から左右にわずかに隔て
    て配置した2つの光源から成り、上記受光系が受光素
    子と、上記2つの光源を交互に発光させたとき上記受光
    素子上の2点以上についての光量を求める手段と、こ
    光量差の比をパラメータとして被験眼の眼屈折力を測
    定する手段とより成ることを特徴とする眼屈折力測定装
    置。
  2. 【請求項2】 上記2つの光源の夫々の幅をその光軸と
    直角方向に延長せしめた請求項1記載の眼屈折力測定装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3114819B2 (ja) * 1991-09-21 2000-12-04 株式会社トプコン 眼科用測定装置

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