JP2817795B2 - 眼屈折力測定装置 - Google Patents

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、この種の従来の装置に於いては、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たものである。

その欠点を解消する為本出願人は、先の出願特願昭63
-238505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
を提案した。

本発明は、該眼屈折力測定装置の改良に係るものであ
り該装置の測定可能な範囲を更に広げ、広範囲に亘る眼
屈折力測定を可能しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系
と、被検眼眼底からの反射光束を被検眼瞳と略共役位置
に配置した受光素子上に導く為の受光系とを有し受光素
子上に形成された被検眼瞳像の光量分布により被検眼の
眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に於いて、前記受
光系は、被検眼に対向して配置される第１のレンズ系
と、第１のレンズ系の後方に配置され反射光束の少なく
とも一部を遮光する為のエッヂ状の遮光部材と、エッヂ
状の遮光部材を透過する光束を受光素子上に導く為の第
２のレンズ系とから構成し、前記エッヂ状の遮光部材を
光軸に沿って移動可能としたことを特徴とするものであ
り、又、被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系と、
被検眼眼底からの反射光束を被検眼瞳と略共役位置に配
置した受光素子上に導く為の受光系とを有し受光素子上
に形成された被検眼瞳像の光量分布により被検眼の眼屈
折力を測定する眼屈折力測定装置に於いて、前記受光系
は、被検眼に対向して配置される第１のレンズ系と、第
１のレンズ系の後方に配置され反射光束の少なくとも一
部を遮光する為のエッヂ状の遮光部材と、エッヂ状の遮
光部材を透過する光束を受光素子上に導く為の第２のレ
ンズ系とから構成し、前記第１のレンズ系を光軸に沿っ
て移動可能としたことを特徴とするものであり、更に、
被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系と、被検眼眼
底からの反射光束を被検眼瞳と略共役位置に配置した受
光素子上に導く為の受光系とを有し受光素子上に形成さ
れた被検眼瞳像の光量分布により被検眼の眼屈折力を測
定する眼屈折力測定装置に於いて、前記受光系は、被検
眼に対向して配置される第１のレンズ系と、第１のレン
ズ系の後方に配置され反射光束の少なくとも一部を遮光
する為のエッヂ状の遮光部材と、エッヂ状の遮光部材を
透過する光束を受光素子上に導く為の第２のレンズ系と
から構成し、前記第１のレンズ系を焦点距離の異なるレ
ンズに交換可能としたことを特徴とするものである。

［作用］ 複数の基準ディオプター値に対して、それぞれ被検眼
眼底からの反射光束が、エッヂ状の遮光部材の位置で集
光する様にエッヂ状の遮光部材を移動させ、又は第１の
レンズ系を移動させ、或は第１のレンズ系の焦点距離を
変更し、各基準ディオプター値で被検眼眼底からの反射
光束がエッヂ状の遮光部材の位置で集光することを実現
させた状態で受光素子上の瞳像の光量分布より眼屈折力
の測定を行う。

［実施例］ 以下図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。

第１図（Ａ）（Ｂ）に於いて、１は光源像を被検眼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、後述する遮光部材12と同期して光軸
方向に移動可能な光源４及び光源４からの光束11を集光
させる為の投影レンズ23、該光束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
光源４からの光束11を瞳孔６を通して眼底７上に光源４
の像を形成する様に投影するもので、被検眼３の眼屈折
力が基準ディオプター値（基準屈折力）の場合に眼底７
上に光源４の像が合焦されるように設定されている。

前記受光系２は、被検眼３に対向配置した対物レンズ
24、遮光部材12、結像レンズ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、撮像管或はこれらの２
以上の集合体であり、受光素子９の受光面9aは結像レン
ズ８及び対物レンズ24に関して被検眼３の瞳孔６と共役
位置に配置される。

前記遮光部材12は受光系２の光路内にあって、駆動機
構25を介しアクチュエータ（例えばパルスモータ）26に
より受光系２の光軸方向に移動可能に設けられており、
該遮光部材12はエッヂ部を有し、エッヂ部の稜線が前記
受光系２光軸Ｏと合致し、光軸Ｏを境界として光束10の
片側を遮光する様に配置されると共に前記ハーフミラー
５に関し光源４と共役な位置となる様設けられており、
被検眼の眼屈折力が基準ディオプター値の場合に眼底７
の像が遮光部材12上に合焦する様に設定されている。

又、図中13は演算器であり、該演算器13には前記受光
素子９及び前記アクチュエータ26の制御器28が接続され
ている。

而して、該演算器13は受光素子９の受光状態、光量分
布よりディオプター値を演算し、その結果を表示器14に
出力する様になっている。又、演算器13は予め少なくと
も２つの異なる基準ディオプター値が設定されており、
測定すべき被検眼３のディオプター値に応じて、基準デ
ィオプター値を選択し、遮光部材12の位置を移動する様
に制御器28に指令を発し、該制御器28はこの指令に従い
アクチュエータ26を駆動し、遮光部材12は駆動機構を介
して移動される。この遮光部材12の位置は基準ディオプ
ター値と対応し、例えば測定する際の基準ディオプター
値が２つ設定されていれば、該２の基準ディオプター値
に対応する２つの位置のうち１つが選択される。

更に、遮光部材12の移動量（位置）はエンコーダ等の
検出器27によって検出され、制御器28へ入力され、制御
器28は遮光部材12の位置を演算器13へフィードバックす
る様になっている。

第１図（Ａ）は例えば基準ディオプター値がD_o＝−３
の時の遮光部材12と光源４の位置を例示し、第１図
（Ｂ）は例えば基準ディオプター値がD_o＝３の時の遮光
部材12と光源４の位置を例示しているものである。

次に上記構成の眼屈折力測定装置に於ける眼屈折力測
定は下記の如く行われる。

第２図（Ａ）に示す様に、被検眼３のディオプター値
が選択された１つの基準ディオプター値に比べて負のデ
ィオプター値の場合には、光源４の像は眼底７の前方で
結像され、この光束により照明された眼底７上の内、光
軸上の１点で反射された光束10を考えると、この光束10
は遮光部材12の前方、即ち被検眼３側で集光され、結像
レンズ８により受光素子９上に投影される光束の上半分
（斜線部分）が遮光される。

一方、第２図（Ｂ）に示す様に、被検眼のディオプタ
ー値が基準ディオプター値の場合には、光束10は遮光部
材12上に集光されるもので、光束10は遮光部材12によっ
て遮られない。

又、第２図（Ｃ）に示す様に、被検眼３のディオプタ
ー値が基準ディオプター値より正の場合には、光源４の
像は眼底７の後方で結像するように投影され、前述と同
様に眼底７で反射された光束10は遮光部材12の後方、即
ち受光素子９側で集光され、受光素子９上に投影される
光束10は第２図（Ａ）とは逆の部分の光束（図中では上
半分）が遮光される。

而して、受光面9aに投影される光束は基準ディオプタ
ー値に対して被検眼３のディオプター値の大小、正負に
よって光量分布状態が変化し、この光量分布状態を基に
ディオプター値が求められる。

受光素子９はこの受光面9aに形成される光束の光量分
布を検出する為のものであり、前記演算器13は受光素子
９からの信号を基に、受光面9a上に形成される光束の光
量分布を検出し、基準となるディオプター値に対し被検
眼の眼屈折力が正か負かを判断すると共にその絶対値を
演算し、演算結果を表示器14に出力し、表示器14は求め
られた結果を表示する。

尚、上記実施例では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ることは勿論である。

又、第３図（Ａ）〜（Ｅ）に於いて、受光面9aに形成
される光束の光量分布状態を説明する。

尚、第３図（Ａ）〜（Ｅ）に於いて説明を簡略化する
為、光源４の光軸と受光系の光軸とを合致させ且遮光部
材12と結像レンズ８とを一致させている。この為、光源
４と結像レンズ８とは同一位置で重ね合わせて示してお
り、遮光部材12は省略して示している。

第３図（Ａ）〜（Ｅ）は被検眼の屈折力Ｄが基準屈折
力D_oに対し負の場合を示しており、以下の説明は眼底か
らの反射光束は全て結像レンズ８によって受光面9a上に
投影されるものとする。

光源４と被検眼瞳孔６との距離をｌに設定しこの光源
の像が眼底に合焦する被検眼の屈折力を基準屈折力D₀と
すると である。

第３図（Ａ）の被検眼の屈折力がＤ（＜D₀）の場合
の、光軸に対し直角方向にＬの長さを有するスリット状
の光源４の軸上の一点S₀からの投影光束を示すもので、
点S₀の像は一旦、S₀′に結像され、被検眼眼底７には、
ぼけた像として投影される。D₀−Ｄが大きくなるに従い
投影される領域7aは広くなる。

第３図（Ｂ）は受光系２、及び、被検眼眼底７からの
反射光束の状態を示すものである。

第３図（Ｂ）に示す様に、被検眼眼底７上の投影領域
の端部の点I_-nからの光束を考えると、この点の像I_-n′
は被検眼瞳孔からｌ′の距離の位置に結像され、この光
束は結像レンズ８を介して被検眼瞳孔６と共役位置に配
置した受光素子９上に投影される。尚、このｌ′と被検
眼の屈折力Ｄの関係式は下記の通りである。

一方、この眼底上の一点から発した光束のエッヂ上で
の広がり幅Δは被検眼の瞳径をｕとすると、第３図
（Ｂ）から明らかな様に、 であり、第（１）式、第（２）式より となり、被検眼３の屈折力Ｄと基準屈折力D₀との差が大
になるに従い遮光部材12上の広がりは大きくなる。

次に、受光素子９上での光束の広がりについて述べ
る。受光素子９は、被検眼３の屈折力に関係なく常に、
結像レンズ８に関して被検眼瞳孔と共役に配置されてお
り、被検眼瞳孔６の径をｕ、結像レンズ８の倍率をβと
すると、受光素子９上ではβｕの径の領域（被検眼の屈
折力に影響を受けない）に光束が投影される。

又、光軸に対して前記I_-nと対称な点I_nからの光束も
同様に被検眼瞳孔６からｌ′の位置に像I_n′を結像した
後、受光素子９上の同じ領域βｕに投影される。光源４
を点光源として、遮光部材12が無いものとした時、これ
ら眼底７からの各点I_-n、…I₀、…I_n、からの光束の積
分が受光素子９上の光量分布を決めるものである。

ここで、受光素子９上での光量分布について考察する
ため、受光素子９上の光束投影位置の端部位置P_-n、す
なわち、光軸を中心とした座標位置−βu/2に入射する
光束を考えると、この位置に入射する光束は第３図
（Ｃ）での斜線Ａの範囲の光束に限られることとなる。
又、同様に、光軸に対して、前記のP_-n位置と対称な位
置P_nに入射する光束を考えると斜線Ａ′範囲の光束に限
られることになる。してみると、被検眼瞳孔６からｌの
距離（光源４と共役位置）の位置に光軸の一方の光束
Ａ′を遮断するエッヂ状の遮光部材12を配置すると受光
素子９上のP_-nの位置に入射する光束は遮光部材12によ
り遮断されず、このP_-nの位置から上方に位置にいくに
従って光束は徐々に遮光され、中心P₀位置で光束の半分
が遮光され、P_nの位置になると全ての光束が遮断される
こととなるものである。従って、エッヂ状の遮光部材12
により受光素子９上には上方に行くにしたがって暗くな
り、P_nの点で光量が０となる一定傾斜の光量分布となる
ものである。

以上の第３図（Ａ）〜（Ｃ）では、光源４の光軸上の
一点から発する光束のみを示したが、光源４の端部の一
点S_-n（光源の大きさをＬとすると−L/2の座標位置の
点）からの光束を考えると第３図（Ｄ）に示すようにな
る。この点S_-nからの光束は、第３図（Ｄ）に示す被検
眼眼底７上のI_-n点からI_n点の領域に投影され、このI_-n
点、I_n点からの反射光は、前述と同様に被検眼瞳孔６か
らｌ′の距離の位置でI_n′、I_n′の像を結像した後、受
光素子９上のβｕの径の領域に投影されるものである。
ここで、光源４の端部の点S_-nから発する光束のうち、
受光素子９上の光束投影の端部位置P_-nに入射する光束
は第３図（Ｄ）のＢの斜線領域の光束となるものであ
る。

又、前記S_-nの点と対称な光源４の一点S_nからの光束
を考え、そのうち受光素子９上のP_-nの点に入射する光
束を考えると第３図（Ｅ）のＣの斜線領域の光束とな
る。この様に、光源４がある大きさを有するものとして
考えた場合、受光素子９上の一点の光量は、光源４の各
点からの光束の総和として考えなければならない。

第４図（Ａ）は、この考え方に基づき、受光素子９上
のP_-nの位置に入射する各光束を重ね合わせて示したも
のであり、光源上のS_-nの位置から発する光束のうちP_-n
の位置に入射する光束はＢの領域であり（第３図（Ｄ）
参照）、光源上での位置が上方に行くにしたがってその
光束も上方に移動し、軸上の光源位置S₀ではＡの領域の
光束となり（第３図（Ｃ）参照）、光源上でのS_nの位置
ではＣの領域の光束となる（第３図（Ｅ）参照）。従っ
て、受光素子９上のP_-nの点での光量は、これらの光束
の総和として考えられる。

ここで、被検眼瞳孔６からｌの距離の位置に遮光部材
12を配置した時の受光素子９上の点P_-nの光量を示す模
式図を第４図（Ｂ）に示す。第４図（Ｂ）は光源上の位
置が変化するにしたがって遮光部材12により光束がどの
様に遮光されるかを示すものである。第４図（Ｂ）の横
軸は光源上の座標位置、縦軸は光量を示すものであり、
光源上での各点からの光束を考えると、座標位置の−L/
2（Ｌは光源の大きさ）点から０点までの光束は遮光部
材12により遮光されず、座標位置の０点を過ぎると徐々
に遮光され、Δ（前述の光束の広がり）の位置で全ての
光束が遮断される事になるものである。ここで遮光され
ない場合の光源上の各点からの光量をｋとして光源上で
の各点からの光量の寄与を示したものが第４図（Ｂ）で
あり、斜線部の面積が受光素子上のP_-nの点の光量値に
対応するものである。この面積値Ｔは下記のようにな
る。

同様にして、受光素子上での他の点についても考察す
る。第５図（Ａ）は受光素子上での中心点P₀に入射する
光束を第４図（Ａ）と同様に示したものであり、光源上
のS_-nの点からの光束の内P₀の点に入射する光束はB₀の
斜線領域、光源上の中心S₀の点からはA₀の斜線領域、光
源上のS_nの点からの光束はC₀の斜線領域の光束となるも
のであり、受光素子９の中心に入射する光量は第５図
（Ｂ）の斜線領域の面積T₀に対応することになる。すな
わち、光源の各点からの受光素子の中心点に入射する光
束を考えると、光源上の座標位置−L/2の位置から−Δ/
2の位置までは光束は遮光されず、−Δ/2位置を過ぎる
と徐々に光束が遮られΔ/2の位置で全ての光束が遮断さ
れることになり、この面積値を前述と同様に計算すると
下記値になる。

同様にして、受光素子上での点P_nに入射する光束の状
態、及びこの点での光量値を第６図（Ａ）、第６図
（Ｂ）に示す。第６図（Ａ）に於いて、光源上のS_-nの
点からの光束の内P_nの点に入射する光束はＢ′の斜線領
域、光源上の中心S₀の点からはＡ″の斜線領域、光源上
のP_-nの点からの光束はＣ″の斜線領域の光束として示
す。この場合には、第６図（Ｂ）に示すように、光源の
各点から受光素子のP_nの点に入射する光束を考えると、
光源上の−L/2の位置から−Δの位置までは光束は遮光
されず、−Δ位置を過ぎると徐々に光束が遮られ、０の
位置で全ての光束が遮断されることになり、この面積値
を計算すると下記値になる。

これらの式（５）、（６）、（７）の結果からわかる
ように、受光素子９上の光量値は下方から上方にいくに
したがって、光量値は徐々に低くなるものであり、その
受光素子上での光量分布を図示すると第７図に示すよう
に直線的に変化する。

前述の説明に於いては、眼底の一点から発する光束を
考えた場合の遮光部材12上での広がり幅Δが光源の大き
さＬの1/2より小さな場合を想定して説明を行ったもの
である。

然し乍ら の場合、即ち、基準ディオプター値D₀に対する被検眼の
ディオプター値の偏差ΔＤが所定量以上の場合には、第
10図に示すような直線変化は示さない。これを第４図な
いし第６図にしたがって説明を行う。前述のように の場合には、第４図（Ｂ）、第５図（Ｂ）、第６図
（Ｂ）はそれぞれ第11図、第12図、第13図、に示す様に
なり、この光量変化は第７図に示す様な直線変化を示さ
ないことになる。

次に、第２図（Ｂ）で示す被検眼の屈折力が基準値で
ある場合、第２図（Ｃ）で示す被検眼の屈折力が基準値
より正の場合も、前記したと同様に受光素子９上の光量
分布を考察することができ、その場合被検眼の屈折力が
基準値である場合は、第８図に示す如く、均一分布、被
検眼の屈折力が正の場合は第９図に示す様に第７図で示
したものと逆な分布状態となる。

上記した光量分布の傾斜がディオプター値（屈折力）
をそして、傾斜の方向がディオプター値の正負を表わ
す。以下第10図を参照して説明する。

光量分布の傾きを と定義すると、 前記した光束の広がりΔ、即ちボケ量Δは、前記
（４）式より、 よって（８）式より 而して、（10）式は基準ディオプター値D₀に対する被
検眼のディオプター値の偏差ΔＤと が比例していることを示している。従って、光量分布よ
り を求めることにより被検眼のディオプター値の偏差Δを
求めることができ、更に下記式によりディオプター値Ｄ
を求めることができる。

Ｄ＝D_o＋ΔＤ …（11） 上述の如く、眼底から反射される光束の光量分布から
被検眼のディオプター値を求めることができる。尚、上
述した光量分布は模式的に表わしており、実際には第14
図（Ａ）で示す眼球の各部分に対応した光量の変化（第
14図（Ｂ）参照、第14図（Ｂ）で示す光量分布は基準デ
ィオプター値での光量分布を示している）、即ち角膜の
反射による輝点21での光量の突出ρであるとか、瞳孔６
を外れた虹彩20部分での光量の落込σ等がある。更に、
測定時のまばたき、或はまつ毛、水晶体の濁り等測定結
果に影響を及ぼす種々の要因がある。

従って、以下に更に具体的に説明する。

第16図中、15は前記した眼屈折力測定装置の光学系、
９は受光素子、13は演算器、14は表示器、16は受光素子
９の映像及び演算処理部の結果を記憶するフレームメモ
リ、17は演算処理部、18はフレームメモリ16、演算処理
部17の同期指令、シーケンス指令を行う制御部、19は測
定開始スイッチである。

以下、第17図〜第26図を参照して説明する。

先ず、検者は表示器14上に表示された被検眼像を観察
する。第18図（Ａ）は、表示器14上の画面を示すもの
で、表示器14上には所定エリアを示す基準指標22R,22L
に重合わせて被検眼像が表示さる。この被検眼の両眼像
の瞳の中心には光源４からの光束のうち被検眼角膜によ
り反射された光束により形成される輝点像が形成されて
いる。検者は、この指標22R,22Lの中に両眼像が入り概
略の位置合わせ調整が完了していること、及び被検者が
まっすぐ視準していることを確認した後測定開始スイッ
チ19をONする。この測定開始スイッチ19のONにより、受
光素子９からの映像信号はフレームメモリ16に取込み記
憶される。このフレームメモリ16には測定開始スイッチ
19の１回の操作により、所定時間の間隔で自動的に複数
枚の映像信号が記憶される。

この複数枚の映像信号を取込む時間間隔は、通常の人
がまばたきをする時間（0.2秒）より若干長い時間に予
め設定されている。これにより、後述する様に１枚目の
画像信号にまばたきがあった場合でも、次に撮影された
画像信号にはまばたきが終了した後の画像が記憶されて
おり、この映像信号から被検眼の屈折力を測定すること
ができるもので、撮影後再測定を行わなくてもすむとい
う利点を有する。

又、複数枚を記憶しておけば、これらの複数枚の画像
信号よりそれぞれ測定を行うことができ、この測定結果
を平均化することによって更に高精度の測定が可能とな
る。

演算処理部17は、このフレームメモリ16に記憶された
映像に基づき以下述べるステップにより演算処理を行う
ものである。

先ず、角膜反射によって生ずる輝点像の位置を検出す
る。

フレームメモリ16に記憶された映像は両眼が所定のエ
リア（前述した指標22R,22Lのエリアに対応している）
例えば右眼が（X₁；Y₁）に含まれる様に撮像されてい
る。第18図（Ｂ）はこのエリアを拡大したものである。

前記フレームメモリ16の（X₁；Y₁）エリアの範囲内に
於いて受光素子９の各画素で光量を比較し最も光量値が
高い点21pを求める。この点21pが輝点像の中で最も光量
が明るい点である。第18図（Ｃ）はこの輝点の周辺領域
を拡大した図である。次にこの最も明るい点21pを中心
に所定のエリア（J_X；J_Y）を設定する。このエリア内で
各画像の光量値を比較し、所定レベル以上の画像の点を
抽出し、これらの点の集合によって形成される輝点像の
図形の重心（以下輝点重心と称する）位置21Gを算出す
る。

次にこの輝点重心位置21Gを中心として輝点消去の為
の所定エリア（後述する）（X_S：Y_S）が設定される。角
膜反射により形成された輝点は中心が最も明るいとは限
らない為、単に最も明るい点21pを中心として前記輝点
消去の為の所定エリアを定めると、このエリアから輝点
像がはみでてしまう虞れがあるが、前述した様に輝点重
心位置21Gを中心とした場合にはこの虞れがない。

左眼についても、上記したと同様の手順で輝点重心の
位置21G′を算出する。

両眼についての輝点重心の位置21G,21G′が求められ
ると、両輝点重心位置の距離Ｗ、両輝点を結んだ直線の
傾きθを求める（第19図参照）。この両輝点の距離Ｗを
求めることで、被検者の両眼の間隔、又傾きを求めるこ
とで被検者自体が装置に対して何度傾いているかがそれ
ぞれ検出される。

上記した様に、両眼について輝点重心が求められた
が、以下輝点重心の位置に基づき両眼の輝点の除去を行
う。

尚、以下の説明は右眼について説明する。

輝点重心が求められると、前述した様に第20図（Ｂ）
の如く該輝点重心を中心とする輝点近傍の検知エリア
（X_S；Y_S）が設定される。エッヂと平行なＸ方向の走査
線で検知エリア（X_S；Y_S）の境界線と交差する点ａ点、
ｂ点の光量を求め、このａ点、ｂ点を直線で近似する。
このａ点、ｂ点を結んだ直線が前記検知エリア（X_S；
Y_S）でのＸ方向の走査線に於ける輝点の影響を除去した
光量分布を示すものである（第20図（Ｃ）参照、尚図中
δで示す光量分布は瞳孔部分をＸ方向に走査して得られ
る光量分布曲線を示す）。

而してａ点,b点間の近似直線の式は Ｌ＝｛（L_b−L_a）／X_S｝×Ｘ＋L_a …（12）となる。

斯かる走査を検知エリア（X_S；Y_S）全域に亘って行
い、検知エリア（X_S；Y_S）について輝点の影響を除去し
た修正値を求め記憶しておく。

次にエッヂと直角なＹ方向の走査線で検知エリア
（X_S；Y_S）の境界線と交差する点ｃ点、ｄ点の光量を求
め、このｃ点、ｄ点を直線で近似する。

この近似した直線は、 Ｌ′＝｛（L_d−L_c）／Y_S｝×Ｙ＋L_c …（12′）となる。

斯かる走査を検知エリア（X_S；Y_S）全域に亘って行
い、Ｙ方向の走査に関しても同様に輝点の影響を除去し
た修正値を求め記憶する。

更に、Ｘ方向走査修正値とＹ方向走査修正値とを同一
の座標についての画素の光量値を逐一比較し、比較の結
果で大なる方の光量値をその座標での最終値として記憶
する。斯かる比較によって得られたものが輝点を除去し
た検知エリア（X_S；Y_S）の画像信号となる。前記フレー
ムメモリ16の検知エリア（X_S；Y_S）部分についての記憶
値を前記比較し得られた修正値に置換し、この修正値に
置換したものを新たに修正映像としてフレームメモリ16
に記憶する。

又、輝点を除去した修正映像は修正前の映像と共に表
示器14に表示される。

ここで、Ｘ方向走査修正値とＹ方向修正値との比較
で、光量の大なる方を選択したのは、測定に於いて測定
誤差としての要因、例えばまつ毛の影響、水晶体の濁り
等は光量を減ずる方向に作用する。従って、光量の大な
る方がより真値に近いという理由による。

次に、検知エリアを輝点重心を中心に瞳を充分に含む
（X₂；Y₂）に拡大し（第22図（Ｂ））、前記修正映像に
ついて該検知エリア（X₂；Y₂）をＸ方向（前記エッヂと
平行な方向）、又はＹ方向（前記エッヂと直角な方向）
に走査して、走査した線上での光量分布を求める。この
光量分布より瞳孔径ｕを求める。

第14図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）にも示した様に、瞳孔部分
を外れ虹彩部分になると光量が急激に低下する（第20図
（Ｃ））。従って、光量分布γの変化率を求めると瞳孔
６と虹彩部分20の境界点ｍ、ｎで値が突出する。この境
界点ｍ、ｎの座標位置を前記フレームメモリから読みと
り、演算処理部17で演算すれば瞳孔径ｕを求めることが
できる。

次に、まばたきをすると第15図（Ａ）に示す様に、ま
ぶたが瞳孔６にかかり、瞳孔６のまぶたがかかった上部
分の光量が低下する。従って、光量分布ではまぶたの境
界位置ｍ′が瞳孔６の境界位置である様な様相を呈す
る。この為、第15図（Ａ）の状態で瞳孔径ｕを演算する
と実際の値より小さくなる。

第14図（Ｂ）、第15図（Ｂ）は鉛直方向の走査線で見
た光量分布であるが、水平方向の走査線でも同様な光量
分布が得られる。従って、この水平方向の光量分布より
求めた瞳孔径ｕは、まばたきの影響を受けない値であ
る。演算処理部17で鉛直方向の瞳孔径u_vと水平方向の瞳
孔径u_Hを求め、更に鉛直方向の瞳孔径u_vと水平方向の瞳
孔径u_Hとの比（u_v／u_H）を求め、この比が所定の値（理
想的には１）より小さい場合はまばたきがあったと判定
する。

又、輝点重心21G,21G′を利用して、まばたきの検出
をすることもできる。この輝点重心21G,21G′は瞳孔６
の中心にあるので、輝点重心位置ρと瞳孔６の境界位置
ｍ、ｎとの距離を監視することでまばたきを判定でき
る。

前記演算処理部17で▲▼と▲▼を演算し両者
の比を求め、この比を監視する。即ち、まばたきのない
場合は▲▼／▲▼＝１であり、まばたきのあっ
た場合は▲▼／▲▼＜１となる。

尚、まばたきの検出は光量分布曲線について境界点
ｍ、ｍ′、ｎ迄を積分し、その積分値を前述したと同様
に比較しても可能である。

本装置では前記した様に光量分布の傾きより、眼屈折
力を求めるが、まばたきがあったと判定された場合は次
のステップに進むことなく、前記フレームメモリ16に取
込まれている他の映像信号について、今迄述べた処理が
繰返し行われ、まばたきがないと判定された場合に以下
に述べる眼屈折力の演算処理が行われる。

前記修正映像について検知エリア（X₂；Y₂）をＹ方向
（前記エッヂと直角な方向）に走査して、走査した線上
での光量分布を求める。

光量分布を求める走査線は前記輝点重心を通過する走
査線と該走査線−Ｘ側、＋Ｘ側にずれた各複数本とする
（第23図（Ａ））。

求めれた光量分布について、各走査線のＹ方向の同一
座標の各画素の光量の平均を算出し、平均値を新に輝点
重心を通る走査線の光量値として置換し記憶する（第23
図（Ｂ）（Ｃ）参照）。この置換して得られた光量分布
を第24図に示す。この平均化した光量分布を前記表示器
14に両眼の映像と共に表示する（第21図参照）。

この平均化光量分布の表示により、検者は被検眼の眼
屈折力を目視により判定できる。又、第21図で示す光量
分布より平均化し、第10図で示される直線的な測定用光
量分布に修正する。図示される様に瞳孔の境界近傍は曲
線がだれているが、これは虹彩エッヂで光が散乱する為
だと考えられる。従って、修正するについて、瞳孔の境
界近傍α分については、除去して、直線的なな測定用光
量分布を求める。この測定用光量分布を求めるについ
て、例えば最小２乗近似法を用いる。

この近似法で求めた直線が第24図中Z_oで示すものであ
り、この直線Z_oによりディオプター値算出に必要なΔf/
f_oを求めることができる。ところが、前記平均化光量分
布にはまつ毛の影響、水晶体の濁りなどでεの様な落込
みがある。従って、より精度の高い測定用光量分布を求
めるにはこの落込みεの影響を少なくする必要がある。

その一つの方法としては、第25図に示す如く、直線Z_o
に対しε′だけレベルの低い直線Z_o′を基準とし、該直
線Z_o′より更にレベルの低い値（第25図中ε″で示され
る範囲のもの）は近似する際のデータとして使用しない
で、更に近似して得られた直線Ｚを測定用光量分布とす
るものである。

又、他の方法としては、第26図に示す様に直線Z_oより
レベルの低い範囲（第26図中εで示される範囲）につ
いては直線Z_oの値に置換え、平均化光量分布を修正し、
この修正した平均化光量分布で最小２乗法で近似し、更
にこの操作を繰返して測定用光量分布を求めるものであ
る。

該測定用光量分布より、前記 が求められ前記（10）式より被検眼のディオプター値の
偏差Δ、更に前記（11）式よりディオプター値Ｄを求め
ることが可能となる。

このディオプター値の算出は複数の映像メモリについ
て、それぞれ行い、算出した値を平均化すれば精度の向
上が図れる。

上記した操作で右眼についてのディオプター値が求め
られるが、左眼についても同様の操作を行ってディオプ
ター値を求める。

次に、前記選択したディオプター値で測定し得る範囲
を越えるディオプター値を有する被検眼については、も
う１つのディオプター値を選択する。この選択により、
演算器13より制御器28へ駆動指令信号が発せられ、前記
した様に制御器28はアクチュエータ26、駆動機構25を介
して遮光部材12又光源４をもう１つのディオプター値に
対応する位置に移動させる。

尚、前記瞳孔６と受光素子とは結像レンズ８に関して
共役な位置にあるので結像される瞳像については変動が
なく補正する必要がない。又、基準ディオプター値を変
更したことに伴い、演算器13に於いて前記（11）式で示
される基準ディオプター値が選択し直された基準ディオ
プター値に入替えられ演算されることは言う迄もない。

第27図（Ａ）、第27図（Ｂ））は本発明の他の実施例
を示すものである。

該実施例で遮光部材12を固定とし、対物レンズ24と投
影レンズ23を同期させそれぞれ光軸Ｏに沿って移動可能
とし、２つの基準ディオプター値例えばＤ＝−３（第27
図（Ａ）参照）、例えばＤ＝３（第28図（Ｂ）参照）で
光源４の光束11を眼底11に集光させ且光束10を遮光部材
12上で集光させる。そして、対物レンズ24の移動に伴な
い、被検眼の瞳像が受光素子９上に合焦する様に結像レ
ンズ８が移動し、被検眼の瞳と受光素子９とが常に共役
関係を保つように構成している。

該実施例に於いては対物レンズ24の移動に伴ない、受
光素子９上に形成される被検眼の瞳像の倍率が変わり、
（10）式でのＫの値が変化するので、受光素子９からの
信号により被検眼の瞳孔径を算出する際、この倍率の変
化分を補正する。尚、基準ディオプター値の変更につい
ては前述した説明と同様である。

第28図（Ａ）、第28図（Ｂ）は更に他の実施例を示す
ものであり、該実施例では、対物レンズ24を移動させる
かわりに対物レンズ24を基準ディオプター値の選択に合
せて焦点距離の異なるレンズに交換し、それぞれ基準デ
ィオプター値で光束11を眼底７に集光させ、光束10を遮
光部材12上で集光させる様にしたものであり、結像レン
ズ８を移動させ瞳像を受光素子上９に結像させる様にす
ることは前述と同様である。

該実施例に於いても瞳像の倍率が変化するので前記し
たと同様に基準ディオプター値の変更と共に変化した倍
率で測定値は補正する。

上記した２つの他の実施例のいずれも受光素子上の瞳
像の光量分布によりディオプター値を求め得ることは先
に述べた第１の実施例と同様であるので説明は省略す
る。

尚、上記実施例に於いて各レンズは１枚のレンズで示
したがレンズ群であってもよいことは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明は、簡単な構成により基準ディ
オプター値を変換させることができ広範囲のディオプタ
ー値の測定が可能にな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（Ａ）（Ｂ）は本発明の一実施に係る眼屈折力測
定装置の基本概略図、第２図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は被検
眼のディオプター値の相違による光束の状態の相違を示
す説明図、第３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は受
光及び被検眼眼底からの反射光束の状態を示す説明図、
第４図（Ａ）、第５図（Ａ）、第６図（Ａ）は受光素子
に到達する光源各点の反射光束の状態を示す説明図、第
４図（Ｂ）、第５図（Ｂ）、第６図（Ｂ）は遮光部材に
よって遮られた場合の各光束の光量変化を示す説明図、
第７図、第８図、第９図はディオプター値に対応した受
光面での光量分布状態を示す説明図、第10図は光量分布
状態よりディオプター値を求める場合の説明図、第11
図、第12図、第13図は遮光部材上での広がり幅Δが光源
の1/2の大きさより大きな場合の遮光部材によって遮光
された場合の各光束の光量変化を示す説明図、第14図
（Ａ）は通常の眼球状態を示す図、第14図（Ｂ）は該状
態での光量分布を示す線図、第14図（Ｃ）は同前光量変
化率を示す線図、第15図（Ａ）はまばたき状態を示す
図、第15図（Ｂ）は該状態での光量分布を示す図、第15
図（Ｃ）は同前光量変化率を示す線図、第16図は本発明
の一実施例を示すブロック図、第17図は該実施例に於け
るフローチャート、第18図（Ａ）は前記眼屈折力測定装
置の撮像画面の図、第18図（Ｂ）は被検眼部分を拡大し
た図、第18図（Ｃ）は輝点像を示す図、第19図は測定装
置と両眼との関係を示す図、第20図（Ａ）は第18図
（Ｂ）と同様被検眼部分の拡大図、第20図（Ｂ）は輝点
を含む範囲を示す図、第20図（Ｃ）は輝点を通過するエ
ッヂに対して平行な走査線の光量分布図、第20図（Ｄ）
はエッヂに対して直角方向の走査線の光量分布図、第21
図は表示器の表示画面の図、第22図（Ａ）は第18図
（Ｂ）と同様被検眼部分の拡大図、第22図（Ｂ）は瞳孔
を含む走査領域を示す図、第22図（Ｃ）はエッヂに対し
て直角方向の走査線の光量分布を示す図、第23図（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）は平均化した光量分布を求める場合の説明
図、第24図は光量分布と近似値直線の関係を示す図、第
25図、第26図はそれぞれ近似直線の求め方を示す説明
図、第27図（Ａ）（Ｂ）は本発明の他の実施例の基本構
成図、第28図（Ａ）（Ｂ）は本発明の更に他の実施例の
基本構成図である。 １は投影系、２は受光系、３は被検眼、４は光源、５は
ハーフミラー、８は結像レンズ、９は受光素子、13は演
算器、14は表示器、16はフレームメモリ、17は演算処理
部、23は投影レンズ、24は対物レンズ、25は駆動機構、
28は制御器を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石倉 靖久 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社 トプコン内 (56)参考文献 光学 Ｖｏｌ．18，Ｎｏ．10，ＰＰ. 545〜546 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 3/103

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系
   と、被検眼眼底からの反射光束を被検眼瞳と略共役位置
   に配置した受光素子上に導く為の受光系とを有し受光素
   子上に形成された被検眼瞳像の光量分布により被検眼の
   眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に於いて、前記受
   光系は、被検眼に対向して配置される第１のレンズ系
   と、第１のレンズ系の後方に配置され反射光束の少なく
   とも一部を遮光する為のエッヂ状の遮光部材と、エッヂ
   状の遮光部材を透過する光束を受光素子上に導く為の第
   ２のレンズ系とから構成し、前記エッヂ状の遮光部材を
   光軸に沿って移動可能としたことを特徴とする眼屈折力
   測定装置。
2. 【請求項２】被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系
   と、被検眼眼底からの反射光束を被検眼瞳と略共役位置
   に配置した受光素子上に導く為の受光系とを有し受光素
   子上に形成された被検眼瞳像の光量分布により被検眼の
   眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に於いて、前記受
   光系は、被検眼に対向して配置される第１のレンズ系
   と、第１のレンズ系の後方に配置され反射光束の少なく
   とも一部を遮光する為のエッヂ状の遮光部材と、エッヂ
   状の遮光部材を透過する光束を受光素子上に導く為の第
   ２のレンズ系とから構成し、前記第１のレンズ系を光軸
   に沿って移動可能としたことを特徴とする眼屈折力測定
   装置。
3. 【請求項３】被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系
   と、被検眼眼底からの反射光束を被検眼瞳と略共役位置
   に配置した受光素子上に導く為の受光系とを有し受光素
   子上に形成された被検眼瞳像の光量分布により被検眼の
   眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に於いて、前記受
   光系は、被検眼に対向して配置される第１のレンズ系
   と、第１のレンズ系の後方に配置され反射光束の少なく
   とも一部を遮光する為のエッヂ状の遮光部材と、エッヂ
   状の遮光部材を透過する光束を受光素子上に導く為の第
   ２のレンズ系とから構成し、前記第１のレンズ系を焦点
   距離の異なるレンズに交換可能としたことを特徴とする
   眼屈折力測定装置。