JP2817797B2 - 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。

該眼屈折力測定装置では従来の装置と比べ測定範囲は
広がるが、被検眼の屈折力が著しく大きくなると測定精
度が落ちることは避けられない。又、該眼屈折力測定装
置では後述する様に眼屈折力を算出する要因の１つとし
て、瞳径が含まれており、該装置に於ける測定精度は被
検眼の屈折力値の絶対量ばかりでなく、被検眼の瞳径に
よっても影響を受ける。従って、より高い測定精度を要
求した場合測定結果だけでは、測定の信頼性を判断でき
ないという問題がある。

本発明は、測定結果が測定範囲を越えるものであるか
否かを判断し得る様にし、該眼屈折力測定装置の測定の
信頼性を確認できる様にしたものである。

［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投影系と、
被検眼眼底からの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を有し、該遮光部材を透過した
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、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算出する為の演算部
とを有する眼屈折力測定装置に於いて、前記演算部によ
り算出した眼屈折力値と被検眼の瞳径値とに基づき測定
可能範囲を越えているか否かを検出する様構成したこと
を特徴とするものであり、又被検眼眼底に光源像を投影
する投影系と、被検眼眼底からの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を有し、該遮光
部材を透過した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、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算出
する為の演算部とを有する眼屈折力測定装置に於いて、
基準ディオプター値に対応する光量分布曲線と測定で得
られる光量分布曲線とで囲まれる２つの面積の差と設定
値との比較により測定可能範囲を越えているか否かを検
出する様構成したことを特徴とするものである。

［作用］ 測定精度は被検眼眼底より反射された光束の広がりが
所定の状態を越えると低下し、光束の広がり状態は測定
で得られる眼屈折力と瞳孔径によって求められ、眼屈折
力と瞳孔径を監視することで測定範囲を越えているか否
かを検出する。又、ディオプター値が大きくなると光量
分布曲線の直線性がくずれてくる。この直線性のくずれ
は基準ディオプター値の光量分布曲線と測定光量分布曲
線によって曲れる２つの面積差と対応する。従って、２
つの面積差を監視する。ことで測定範囲を越えているか
否かを検出する。

［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。

先ず先の出願に係る眼屈折力測定装置を説明する。

第１図に於いて、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、光源４及び光源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
光源４と被検眼３との距離が設定されている。

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、ハーフミラー５に関して
光源４と共役な位置に対物レンズ８の光軸Ｏを境界とし
て光束10の片側を遮光する為のエッヂ状の遮光部材12を
配置する。

又、前記受光素子９には演算器13が接続され、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。

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、対物レンズ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と対物レンズ８とを一致させている。この為、光源
４と対物レンズ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D₀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対物レンズ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）は被検眼の屈折力が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
束は対物レンズ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、
対物レンズ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、対物レンズ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）において、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。

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
求めることが可能となる。

従って、被検眼のディオプター値Ｄは下記式で求める
ことができる。

Ｄ＝D_o＋ΔＤ …（11） 而して、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。

ところで、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
図に示す様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。前述の様に 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。

従って、光束の広がりΔがL/2より大きくなった場合
は測定の信頼性が低下する。

前記した様に光束の広がりΔは下記式で表わされ、 瞳孔径ｕと、ディオプター値の偏差ΔＤ（即ち被検眼の
ディオプター値）とを要因に含んでいる。この為、測定
結果得られたディオプター値の判断のみでは、被検眼の
ディオプター値が眼屈折力測定装置の測定範囲を越えて
いるか否かを判断することができない場合がある。

本発明は、眼屈折力測定と平行して、被検眼のディオ
プター値が測定範囲内にあるか否かを適正に判断しよう
とするものである。

又、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、前記した光量分布よりディオプター値の偏差
ΔＤを求める場合に、輝点の影響がないものしている。
輝点は眼屈折力の測定結果に影響を及ぼすので、測定に
際しては輝点の影響を除去するのが好ましい。

以下被検眼のディオプター値が測定範囲内にあるか否
かの判断を、輝点の影響を除去することと併せて説明す
る。

第16図は本発明の一実施例の概略を示すブロック図で
ある。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図を参照して該実施例を説明す
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れる。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。

尚、VTRにより連続画像として記憶しておき、この記
憶した連続画像を後で再生して、これから適正な静止画
面を選択し、この選択した静止画像より演算処理を行い
測定を行う様に構成してもよい。又、連続映像信号をフ
レームメモリに転送し、その画像を１画面ごとに連続的
にハードディスク等に記憶させておき、後で、このハー
ドディスクに記憶された多数枚の静止画像から適切な画
像をフレームメモリに呼びだし、この呼び出した静止画
像から測定を行ってもよい。この場合には、１人の画像
だけでなく複数の人の画像をも記憶しておくことがで
き、複数人の撮影を完了した後で演算処理を行うことが
できる。

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る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22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。

瞳孔径ｕが求められることにより、前眼部へ照明する
等の瞳孔径調整手段を設け、瞳孔径ｕを所定の値に保持
することもできる。瞳孔径ｕを一定値に保持すること
で、ディオプター値から瞳孔径の変化に対する影響を除
去できるので、ディオプター値自体が所定の範囲にある
か否かで測定範囲内か或は外かを判断する様にしてもよ
い。

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））。

求めら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ΔＤ、更に（11）式よりディオプター値Ｄを求める
ことが可能となる。

上記の演算によりディオプター値偏差ΔＤが求められ
ると、演算処理部17に於いて、下記（９）式により光束
の広がりΔが演算され、 更に、光束の広がりΔが光源ＬのL/2と比較され、 の場合は測定範囲内での表示が、又 の場合は測定範囲外での表示である旨表示器14を介して
表示される。

の場合は、測定結果に信頼性がないので、検者は測定範
囲外の表示がなされると、被検者にメガネを掛けてもら
い、被検者がメガネを掛けた状態で眼屈折力の測定を行
う。

ところが、メガネを掛けるとレンズ表面での反射があ
り、角膜反射による輝点21とレンズ表面での反射による
輝点21′と、輝点が複数存在することになる（第27図参
照）。従って、メガネを掛けた状態で眼屈折力の測定を
行う場合は、眼屈折力測定のシーケンスに於いて被検眼
の輝点を検者が手入力する。

尚、輝点位置手入力の方法としては、第28図に示す様
に表示器14上の画面に座標メモリをとっておき、検者が
輝点の座標の数値を読取り、輝点位置を数値入力する方
法、或はマウス、ライトペン等のポインティングデバイ
スによって画面上で輝点位置を入力する方法等がある。

尚、画面処理によりレンズの輝点であるか、角膜の輝
点であるかを判別することも可能である。即ち、ある光
量以上の画素を検出して、それぞれの面積を求める。レ
ンズの輝点21′と角膜の輝点21とを比較するとレンズの
輝点21′の方が面積が大きいので、面積の小さいものを
角膜の輝点21と特定できる。角膜の輝点21が特定できる
と後のシーケンス動作は前述したものと同様である。

又、測定結果が測定範囲内であるか否かの判断につい
ての他の実施例を以下に説明する。

第29図は基準ディオプター値D_oに於ける光量分布と測
定ディオプター値D₁、D₂に於ける光量分布との関係を示
すものである。

ディオプター値Ｄが基準ディオプター値を外れた場合
の、光量分布は瞳孔中心を中心として傾斜することが分
っており、又光量分布の傾斜が大きくなればなる程、光
量大側の頂部が傾斜を表わす直線より光量が低下する
（だれる）現象が現れる。即ち、瞳の中心u/2を境に基
準ディオプター値の光量分布曲線D_oと測定ディオプター
値Ｄの光量分布曲線とが囲む面積S₁、S₂は傾きが大きく
なればなる程、面積差ΔＳ＝｜S₁−S₂｜、が大きくな
る。従って、測定結果が範囲内にあるかどうかは、予め
実験などで求めておいた限界値ΔS_Lと比較し、ΔＳ＜Δ
S_Lの時は測定範囲内、ΔＳ＞ΔS_Lの時は測定範囲外の判
断をすればよい。

具体的には、前記演算処理部17に基準ディオプター値
光量分布曲線、限界値ΔS_Lを設定入力しておき、測定で
得られた分布曲線と基準分布曲線とよりS₁、S₂又ΔＳを
演算し、更にΔＳとΔS_Lとの比較を行わせる。

測定範囲内であるか測定範囲外であるの判断結果は、
前記したと同様、表示器14に表示し、測定範囲外の時
は、被検者にメガネを掛けてもらい、メガネを掛けた状
態での眼屈折力を測定する等は前記した実施例と同様で
ある。

上記した２つの実施例に於いてメガネを掛け測定した
眼屈折力にはメガネのディオプター値が加算されている
ので、裸眼の屈折力はメガネのディオプター値を引いた
ものであることは言う迄もない。

以上述べた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。

尚、上記各実施例の基本構成図には特に図示していな
いが、被検眼の視線を固定する為の固視標が設けられる
ことは言う迄もなく、該固視標も両眼で１つの固視標を
見る様にしてもよく、２つの固視標を片眼でそれぞれ見
る様にしてもよい。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、測定結果が眼屈折力
測定装置の測定範囲に入っているか否かを判断するの
で、得られた測定結果は極めて信頼性の高いものとなる
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が実施され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図はメガネを掛けた場
合の輝点についての説明図、第28図は表示画面の座標と
輝点との関係を示す説明図、第29図はディオプター値に
対応した光量分布曲線を示す線図である。 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は対物レンズ、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、18は制御部を示す。

フロントページの続き (72)発明者 福間 康文 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社 トプコン内 (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 (2)

(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投影系と、
   被検眼眼底からの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を有し、該遮光部材を透過した
   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、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算出する為の演算部
   とを有する眼屈折力測定装置に於いて、前記演算部によ
   り算出した眼屈折力値と被検眼の瞳径値とに基づき測定
   可能範囲を越えているか否かを検出する様構成したこと
   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投影系と、
   被検眼眼底からの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を有し、該遮光部材を透過した
   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、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算出する為の演算部
   とを有する眼屈折力測定装置に於いて、基準ディオプタ
   ー値に対応する光量分布曲線と測定で得られる光量分布
   曲線とで囲まれる２つの面積の差と設定値との比較によ
   り測定可能範囲を越えているか否かを検出する様構成し
   たことを特徴とする眼屈折力測定装置。