JP2942312B2 - 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で視機能、特に眼位異常も
同時に測定可能とした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、被検眼眼底の光源像
を投影し、被検眼瞳像に於ける被検眼眼底からの反射光
束の光量分布より被検眼の眼屈折力を測定する装置が知
られている。

一方、眼科測定には被検眼の斜視、斜位その他視機能
等の眼位異常を測定するが、斯かる視機能測定、特に眼
位異常を測定するには眼屈折力測定装置とは別の装置で
行っていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、装置が２台必要となり、設備する為の費用が
高価となっていた。又、眼屈折力の測定、視機能測定、
特に眼位異常測定と２度に亘って測定を行うことにな
り、測定が煩雑となると共に時間が係り被検者の負担が
大きかったと言う問題があった。

本発明は、前記した眼屈折力測定装置に於いては眼底
に投影する光源像の角膜反射により輝点像が形成され、
瞳像と共に輝点が得られることに着目し、この輝点像と
瞳中心の位置検出を利用し、被検眼の眼屈折力測定と視
機能測定、特に眼位異常測定を同一の装置で而も同時に
測定し得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為の投影系
と、被検眼瞳孔と略共役位置に配置した受光素子と、該
受光素子上に被検眼眼底からの光束を集光する為の受光
系と、前記眼底からの光束の一部を遮光する様に該受光
系の光路内に配置されるエッヂ状の遮光部材と、左右の
被検眼それぞれに対して絵柄の異なる注視目標を投影す
る注視目標投影手段と、前記受光素子上の光量分布状態
に基づき被検眼の眼屈折力を演算し、又前記光源像の被
検眼角膜に於ける反射光束により形成される輝点位置と
前記被検眼瞳孔の像の中心とのずれ量に基づいて被検眼
の斜位を測定する演算部とを備え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、被検眼瞳孔と略共役位置に配置した受光素子と、該
受光素子上に被検眼眼底からの光束を集光する為の受光
系と、前記眼底からの光束の一部を遮光する様に該受光
系の光路内に配置されるエッヂ状の遮光部材と、左右の
被検眼それぞれに対して同一の絵柄の２つの注視目標又
は互いに絵柄の異なる注視目標を交換して投影する注視
目標投影手段と、前記受光素子上の光量分布状態に基づ
き被検眼の眼屈折力を演算し、又前記注視目標を交換す
る前の前記光源像の被検眼角膜に於ける反射光束により
形成される輝点の位置と、前記注視目標を交換した後の
前記輝点の位置とを検出し、この検出結果に基づき被検
眼の眼位異常を測定する演算部とを備えたことを特徴と
するものである。

［作用］ 左右の被検眼それぞれが絵柄の異なる注視目標を注視
することで、被検者に斜位があれば、測定状態で斜位の
状態が現れる。又、輝点の位置は被検眼の略視線方向を
示すものと考えられるから、予め定めた瞳中心、或は測
定の過程で求められる瞳中心と前記輝点の位置を比較す
ることで被検眼の眼位異常が測定できる。

特に自覚的に十分な反応ができない幼児でも興味ある
注視目標を提示することにより、他覚的に斜位等の測定
が可能となる。

［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。

本実施例は、測定光学系15と注視目標系23とを有して
おり、該測定光学系15と注視目標系23は左右の被検眼そ
れぞれに対して設けられる。

先ず測定光学系15について説明する。

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、赤外光を出射する光源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第１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は第１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、赤外光に感度があるエリアCCD、或
は撮像管であり、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。

尚、投影系１、受光系２のいずれも赤外光にて構成し
ていが、赤外光以外での構成でも可能なことはいうまで
もない。

前記受光系２の光路内には、第１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、注視目標系23について説明する。

該注視目標系23は第２図にも示される様に、注視目標
24と該注視目標24からの光束28を被検眼眼底７に向けて
投光結像させるレンズ25と、該レンズ25からの光束28を
投影系１の光軸に向かって反射させる為のミラー26と、
測定機の光軸上に配置され、且被検眼３とハーフミラー
５との間に設けられ、該光束28の光軸を測定機の光軸と
合致させ眼底７に投光させる例えば可視光反射で赤外光
透過のミラー27から成っている。

通常の測定では、上記注視目標系23は左右眼共通で１
個のものでも良いが、前記した様に、眼位の異常を測定
する場合には注視目標系23について左右の被検眼3L,3R
に対してそれぞれ設けられる。この場合構成を簡単とす
る為、前記ミラー26,27は両注視目標系に掛渡る幅広の
形状として共用しても良い。

尚、以下の説明中、構成要素を左右被検眼に対応させ
る場合は符号に、Ｌ、又はＲを添えて説明する。

前記注視目標としては、第３図（Ａ）に示す様に左右
同一の絵、模様を描いたもの24aL,24aRと第４図（Ａ）
に示す様に左右異なった絵、模様を描いたもの24bL,24b
Rの２種類を用意し、且注視目標24aL,24aR、24bL,24bR
は交換可能とする。

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。

先ず、眼屈折力の測定は被検者に左右両眼3L,3Rでそ
れぞれ同一の絵柄（図は樹木を示す）の注視目標24aL,2
4aRを注視させる。注視目標が同一の絵柄であった場
合、左右両眼3L,3Rで視た絵柄は合致させようとするの
で左右両眼3L,3Rの光軸は測定光軸と略一致する。而し
て測定は、被検眼３の光軸を固定した状態で行われる。

この場合は、１組の注視目標24或は注視目標系23であ
っても良いことは勿論である。

第５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５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５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５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、赤外
光はハーフミラーとし、可視光は反射のミラーであって
も良い。

又、第６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６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６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D_Oと
すると である。

第６図（Ａ）は被検眼の屈折力がＤ（＜D_O）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S_Oからの投影光束を示すもので、
点S_Oの像は一旦、S_O′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。D_O−Ｄが大きくなるに従い
投影される領域7aは広くなる。

第６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６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′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′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６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D_O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、
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′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、…I_O、…I_n、からの光束の積
分が受光素子９上に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６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の位置から上方の位置にいくに
従って受光は徐々に遮光され、中心P_O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６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６図（Ｄ）に示すようにな
る。この点S_-nからの光束は、第６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′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６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６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７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６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S_OではＡの領域の
光束となり（第６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６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７図（Ｂ）に示す。第７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７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７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８図（Ａ）は受光素子上での中心点P_Oに入射する
光束を第７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P_Oの点に入射する光束はB_Oの
斜線領域、光源上の中心S_Oの点からはA_Oの斜線領域、光
源上のS_nの点からの光束はC_O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８図
（Ｂ）の斜線領域の面積T_O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９図（Ａ）、第９図
（Ｂ）に示す。第９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S_Oの点からはＡ″の斜線領域、光源上
のS_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９図（Ｂ）に示す様に、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
様に、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９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D_O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13
図に示すような直線変化は示さない。これを第７図ない
し第９図にしたがって説明を行う。前述のように の場合には、第７図（Ｂ）、第９図（Ｂ）、第９図
（Ｂ）はそれぞれ第14図、第15図、第16図、に示す様に
なり、この光量変化は第10図に示す様な直線変化を示さ
ないことになる。

次に、第５図（Ｂ）で示す被検眼の屈折力が基準値で
ある場合、第５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11図に示す如く、均一分布、被
検眼の屈折力が正の場合は第12図で示す様に第10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14図を参照して説明する。

光量分布の傾きをΔf/f_O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D_Oに対する被検
眼のディオプター値の偏差ΔＤと（Δf/f_O）が比例して
いることを示している。従って、瞳孔径ｕが分れば、こ
の瞳孔径ｕと光量分布より求められる（Δf/f_O）とで被
検眼のディオプター値を求めることが可能となる。

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の偏差ΔＤを求めることがで
き、更にディオプター値Ｄは下記式によって求められ
る。

Ｄ＝D_O＋ΔＤ …（11） 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17図（Ａ）で示す眼球の各部分に対応した光量の
分布の変化（第17図（Ｂ）参照、第17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り形成される輝点19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
量の落込みσ等がある。

次に、斜位測定について説明する。

前記した様に両眼に対し、それぞれ同一の絵柄の注視
目標24aL,24aRを使用した場合或は、共通の１つの注視
目標の場合、被検者は絵柄を合致させようとするので
（第３図（Ｂ）参照）、斜位であっても両被検眼の光軸
は測定光軸に略一致している。

この状態で片方の眼が一致していない、即ちずれてい
る様な場合は、通常は斜視があるとされ、これについて
は、特願平１−86107号で説明されている。

尚、第３図（Ｃ）は受光素子上の画像を示している。

斜位の測定を行う場合、左右で絵柄の異なる注視目標
24bL,24bR（図では一方が鳥で他方が鳥籠を示してい
る）に交換する。又、操作スイッチ（図示しない）等に
より、自動的に切換える。

左右の絵柄が異なる場合には、斜位がある場合は、斜
位の状態が現れる。

第４図（Ｂ）は被検者が感知する注視目標の絵柄であ
り、第４図（Ｃ）はその時の受光素子９上の画像を示し
ている。

被検眼の視線が正面を向いている時は、被検眼の視線
と測定光軸が略一致している時であり、輝点19は瞳孔６
の略中心にあり、被検眼の視線が測定光軸とずれている
時には輝点19も瞳孔６の中心からずれる。而して、瞳孔
６の中心と輝点19との位置関係を見ることで視線方向を
特定することができる。

ここで、第18図（Ａ）、（Ｂ）により、視線方向と輝
点19との関係を説明する。

第18図（Ａ）（Ｂ）中、Ｖは眼球の旋回点を示す。

第18図（Ａ）は被検眼３の視線方向と光軸Ｏの方向と
が合致している状態を示しており、光束11が角膜21で反
射することにより光源の虚像19が光軸Ｏ上に結ばれ、こ
れが前記した輝点である。次に、第18図（Ｂ）の如く被
検眼３が旋回点Ｖを中心にθだけ旋回すると、被検眼３
の視線Ｏ′と光軸Ｏとはやはりθの角度だけずれること
になる。この時、角膜21で反射する光束によって結ばれ
る虚像19′は光軸Ｏに対してｅ、瞳孔６の中心に対して
ｅ′ずれる。

従って、輝点（虚像）19が瞳孔６の略中心にあるか否
かを検出すれば、被検眼の視線Ｏ′の方向と測定光学系
の光軸Ｏの方向とが合致しているか否かを検出すること
ができる。

次に、斜視或は斜位は、両眼の光軸が同方向に向いて
いないものであり、斜視或は斜位の測定は両眼について
それぞれ瞳孔６の中心に対する輝点19の位置を検出すれ
ば被検者が斜視或は斜位であるか否かが分る。而して、
瞳孔６の中心は被検者に同一の絵柄の注視目標を固視さ
せた場合の輝点の位置であり、注視目標を変更させる前
後の輝点の位置の差を求めることで斜位の方向度合を検
出することができる。斜位の度合については輝点19と瞳
孔６の中心とのずれ量ｅ′を両眼について求め、このず
れ量の差を求めればよい。

以下、具体的に説明する。

第19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測定光学
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であ
る。

以下、第20図〜第24図を参照して該実施例を説明す
る。

尚、前記第13図の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としてい
る。輝点は、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。

以下は、輝点の影響を除去することも併せて説明す
る。

先ず被検眼者の、両眼を含む範囲を受光素子９によっ
て撮像し、この映像をフレームメモリ16に取込み記憶す
る。又、必要回数分のデータを取込む様にすることも可
能である。又、この映像は両眼がそれぞれ所定のエリア
例えば右眼が（X₁;Y₁）に含まれる様に撮像されてい
る。第21図（Ｂ）は（X₁;Y₁）のエリアを拡大したもの
である。

前記フレームメモリ16のエリア（X₁;Y₁）部分の光量
最大な点即ち電位が最大な点を調べる。

エリア（X₁;Y₁）での電位最大な点が求められれば、
これが輝点19であり、該輝点のフレームメモリ16中のビ
ットの位置から輝点19の位置が求められる。

輝点19が求められると、第22図（Ｂ）の如く該輝点を
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19の影響を除去した光量分布を示すもので
ある（第22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。

ここで、エッヂと平行な方向に走査することとしたの
は、エッヂと平行な方向では光束の状態が対称であり、
理想的には輝点部分を除き光量分布は均一と考えられる
ので、直線で近似した場合の誤差も少ないからである。

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19の影響を除去
した修正値を求める。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。

次に、検知エリアを瞳を充分に含む（X₂;Y₂）に拡大
し（第23図（Ｂ））、前記修正映像について該検知エリ
ア（X_S;Y_S）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。このＹ方
向の走査線、特に輝点19を通る走査線での光量分布γ
（第23図（Ｃ））が前記第13図で示した光量分布に相当
し、ディオプター値算出の基となるものである。

尚、光量分布γより傾斜を求めるについては、種々考
えられるが、例えば第24図に示す如く、最小二乗近似に
より直線を求め、この直線の傾きを求める等が挙げられ
る。

次に瞳孔径ｕ及びその中心位置を求める。

第17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23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及び瞳孔の中心
位置を求めることができる。

尚、瞳孔の境界点ｍ、ｎを求める場合、前記遮光部材
12のエッヂの位置如何に拘らず求めることができるが、
エッヂと平行な方向の走査線での光量分布より境界点
ｍ、ｎを求める様にすれば、エッヂ或は瞼の影響が少な
いので、好都合である。

上記輝点19の位置を注視目標24aと24bとを交換する前
後で求め、求めた２つの輝点19の位置を演算処理部17で
比較して前記ずれ量ｅ′を求める。

このずれ量ｅ′は両眼についてそれぞれ算出し、両眼
についてのずれ量ｅ′_Ｒ、ｅ′_Ｌを比較する。両眼につ
いてのずれ量ｅ′_Ｒ、ｅ′_Ｌが共に０か同じであれば正
常、ｅ′_Ｒ−ｅ′_Ｌ＝τが所定量を越えるものであれば
斜位であり、この斜位の度合はτの大きさによって判定
できる。

又、斜位方向については、少なくともいずれか一方の
ずれ量ｅ′が０又は所定の値以下である時に被検眼３が
正面を向いていると判定する。

而して、前記τの値、視線方向の判定の結果は、前記
表示部14で表示され、検者は斜位であるか否か、又斜位
の程度、ずれ量ｅ′の方向を確認することができると共
に、視線方向の確認も行える。

以上述べた様に、検者は表示部14のτの表示で被検者
の斜視或は斜位測定を行えると共に表示部14の斜線方向
の判定表示を確認しつつ測定を行うことで、測定した時
期が適正であったかどうかも直に判断できる。

又、表示器14には、カラー表示できるものを使用し、
演算結果等の表示をカラーで表示することも可能であ
る。

この場合、例えばエラー等の異常があった場合に他の
表示と違った色の表示にすれば、注目し易く、判別が行
い易くなる。又、表示の項目の種類によって色を変える
ことにより、区分けし易くなり、見間違え等が少なくな
る。

受光素子９そのものもカラー対応のものを使用し、被
検眼像を表示器14で、カラー表示することが可能である
ことは勿論である。

上記説明では、注視目標として左右同一の絵柄のもの
と、左右絵柄の異なるものとを用意したが、被検者が測
定装置に対して正しい姿勢、位置をとると瞳の中心は略
決定されるので、瞳の中心の値を固定値として演算器13
の方へ入力しておき、該固定値と左右絵柄の異なった場
合の注視目標で得られた輝点の位置とを比較する様に
し、左右同一の絵柄の注視目標を省略してもよい。

尚、第17図（Ｂ）に見られる様に虹彩20の境界部でも
著しい光量変化があり、この光量変化の位置を求めるこ
とで、虹彩20の径、中心位置が求められる。

又、瞼が虹彩20、或は瞳孔６にかかっている場合、瞼
の影響を受けにくいＸ方向の複数の走査線上の光量分布
から虹彩20、瞳孔６の境界位置を求め、求められた点よ
り円（楕円）を演算し、演算により虹彩、瞳孔の径、中
心位置を求め、得られた中心位置と輝点とのずれ量を求
める様にしてもよい。

尚、簡略的・他覚的に斜位の有無・大小を知る為に
は、本方法とは別に片方の被検眼を覆う十分な大きさの
赤外光透過・可視光不透過（反射）の部材を各々の被検
眼の眼前付近に配置し、交互に被検眼と測定器の光軸の
間に出入れし、両方の被検眼の各々を覆った時と注視目
標を見た時の輝点と瞳孔の位置関係を調べることによっ
ても可能である。

又、前記測定光学系15は左右被検眼に対して１つとし
ても良い。

この場合、測定光学系15については、左右眼を１つの
受光素子９で検知しようとすると、人間の左右眼が一定
距離離れている為、受光素子９への投影倍率が限られて
しまう。

この為に、例えば投影系１は共通にして受光系２のエ
ッジ状の遮光部材12と対物レンズ８を共用し、受光素子
９までの間を第25図の如く途中で分けて、別々に観察す
る様にし、拡大レンズ30,31により倍率を上げて１つの
受光素子に第26図（Ａ）又は第26図（Ｂ）の様に両眼の
拡大部分を投影すれば、拡大した像で演算を行うことが
可能となる。この様にして測定すれば、被検眼の状態も
見易くなり、更にはより精度の良い測定が可能となる
（図では遮光部材は省略してある）。

勿論、投影系１も別々に設けることも可能であるし、
受光系２・受光素子９の各々を別にすることもいずれか
を共用することも可能である。更には受光素子９は別々
で画面表示、或は処理系を共通にすることも可能である
（図示せず）。

又、前記注視目標系23の注視目標24、或はレンズ25、
或はその両方を被検者の屈折度に合わせ移動できる様に
なっていても良いし、更に被検者の遠点よく遠くにある
様に雲霧をかけても良いことは勿論である。又、注視目
標24は例えば5mの距離に置いておいても良いし、器械内
部に置いても良い。5mの距離に注視目標24を置いた時に
は、レンズ25を省略し、注視目標24を動かしても良い。
又、ミラー27は赤外光反射で可視光反射の構成となる様
にしても良い。

更に、該注視目標系23に手動機構をつけ、最初は被検
者の屈折力より十分遠点に注視目標を置き、被検者がは
っきり見える所まで注視目標24或はレンズ25を動かして
はっきり見えた所で検者が測定ボタンを押しても良い
し、被検者が測定ボタンを押しても良い（測定ボタンは
図示せず）。

その時、直ぐに測定を行っても良いし、測定ボタンを
押した時に注視目標24、或はレンズ25を一定量自動的に
被検者の遠点より更にプラス側に動かしてから測定する
様にしても良い。

この場合、測定ボタンを押した時、前測定として例え
ば１経線のみの概略測定を行い、その結果から注視目標
の移動量を決め、移動後測定を行っても良い。

被検者の遠点での屈折力を測定した後、注視目標24を
眼前の有限距離になる様、注視目標24は或はレンズ25を
動かすか、或は別の注視目標を用意し、切替えて眼前の
任意の近用距離を置くことにおり、近用状態での屈折力
・輻湊状態等の測定も両眼同時に測定可能となる。

有限距離注視目標を被検者に提示する場合、第27図の
様にミラー27を省略し、被検眼３と本器29の間に直接注
視目標24を置く様にしても良いが、その場合測定光束が
けられてしまい、測定に支障が生じ、測定光軸からずら
す必要が出てくる。

その為、少なくとも赤外透過或は赤外光透過・可視光
不透過（反射）の部材を用意し、この部材に測定の妨げ
にならない範囲で文字、或は絵等の指標を印刷或は貼付
けして注視目標24を構成し、該注視目標24を被検者に提
示すれば測定光軸上に指標を提示しても光束がけられる
こと無く測定することが可能となる。又、被検者に注視
目標24を持ってもらい、見易い位置に置いてその後ろか
ら測定することが可能となる。又、該注視目標24を光軸
に沿って自動的に動かす様にしても良い。この時、注視
目標24を測定光の反射が入らない範囲で光軸に対し傾け
ると良い。

老視等、近くを見る場合は、眼鏡或は眼鏡枠を掛け少
し下向きで物を見ることが多い。この場合、第28図の様
に少なくとも赤外透過、或は赤外光透過・可視光不透過
（反射）の部材からなる注視目標24の後に反射ミラー32
を置き、その反射を利用して測定すれば測定可能とな
り、輻湊角だけでなく遠用時の輝点と近用時の輝点を比
較すれば、近用装用眼鏡の光学中心も測定可能となる。

次に、乱視を求める場合、少なくとも３経線方向の眼
屈折力が得られれば良いことは周知である。従来は例え
ば３経線に沿った光源とそれぞれに直行する方向でのエ
ッジ状稜線を用意し、光源を順次点灯して２次元受光素
子上で、各々の経線でのデータを検出していた（例えば
特願平１−86105号）。

尚、別の方法として、複数の測定経線或は１経線でも
それぞれに対応するエッジ状稜線に対して直行する方向
の１次元受光素子で構成しても良いことは勿論である。

斯かる構成に於いて、第29図に示す如く、遮光部材12
をドーナッツ状に形成し、エッジは円縁の円形とし光源
４は円形エッジの接線と直行する様に配置し、１次元受
光素子９は円形エッジの接線と直行する様に配置する。
即ち、光源４と１次元受光素子９の方向は対応して配置
される。この様な配置にすれば、遮光部材12と光源４或
は１次元受光素子９との関係は、中心位置合わせのみで
傾きを気にする必要がなくなる。

又、測定をするとき光源４と受光素子９を２つのモー
タ33,34により同期させて回転させることにより、又１
つのモータにより光源４、受光素子９を回転させること
により、乱視測定だけでなく、任意経線でのデータ取込
みは勿論、任意経線での必要数のデータを取込むことが
できる。データを取ったときの経線の角度とデータとを
記憶して、演算を行い必要により表示すれば良い。この
様にすれば、１次元受光素子を１つの乱視をも測定する
ことが可能になる。又、２次元受光素子を使用すれば受
光素子は回転しないでも良い。

以上の様に、左右眼同時に測定が可能であり、更に上
記の様に、輝点と瞳孔或は虹彩との位置検出から、種々
の視機能測定が可能となる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、眼屈折力の測定と視
機能測定特に眼位異常の測定を同一装置で行え、而も両
測定を該装置に於ける受光素子上に結像された映像を基
に測定するので、眼屈折力の測定と視機能測定特に眼位
異常の測定とを同一の光学系で共用でき構造が複雑とな
ることがなく、更に両測定を平行して同時期に行えるの
で測定時間を大幅に短縮し得、操作性の向上と被検者の
負担を軽減することができ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図は注視目標系の平面概念図、第３図
（Ａ）、第４図（Ａ）はそれぞれ注視目標の絵柄を示す
図、第３図（Ｂ）、第４図（Ｂ）はそれぞれ被検者の感
知する絵柄の状態を示す図、第３図（Ｃ）、第４図
（Ｃ）はそれぞれ受光素子上の画像を示す図、第５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６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７図（Ａ）、第８図
（Ａ）、第９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７図（Ｂ）、第８図
（Ｂ）、第９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10図、第11図、第
12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13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14図、第15図、第16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17図（Ａ）は被検眼の説明
図、第17図（Ｂ）は被検眼に対応する光量分布を示す線
図、第17図（Ｃ）は光量分布の変化率を示す線図、第18
図（Ａ）（Ｂ）は光軸と視線及び輝点の関係を示す説明
図、第19図は本発明の一実施例を示すブロック図、第20
図は該実施例に於けるフローチャート、第21図（Ａ）は
前記眼屈折力測定装置の撮像画面の図、第21図（Ｂ）は
被検眼部分を拡大した図、第22図（Ａ）は第21図（Ｂ）
と同様被検眼部分の拡大図、第22図（Ｂ）は輝点を含む
範囲を示す図、第22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23図（Ａ）は第21
図（Ｂ）と同様被検眼部分の拡大図、第23図（Ｂ）は瞳
孔を含む走査領域を示す図、第23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24図は光
量分布より傾斜を近似により求める場合を示す説明図、
第25図は１つの測定光学系により両眼の測定を行う様に
した測定光学系の概念図、第26図（Ａ）、第26図（Ｂ）
は該測定光学系に於ける受光素子上の画像を示す図、第
27図は本発明の他の実施例を示す説明図、第28図は同前
他の実施例を示す説明図、第29図は同前他の実施例を示
す説明図、第30図は該他の実施例に於ける遮光部材と光
源の関係を示す説明図である。 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、23は注視目標系、24,24a,24b,24aL,24
aR,24bL,24bRは注視目標を示す。

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為の投影系
   と、被検眼瞳孔と略共役位置に配置した受光素子と、該
   受光素子上に被検眼眼底からの光束を集光する為の受光
   系と、前記眼底からの光束の一部を遮光する様に該受光
   系の光路内に配置されるエッヂ状の遮光部材と、左右の
   被検眼それぞれに対して絵柄の異なる注視目標を投影す
   る注視目標投影手段と、前記受光素子上の光量分布状態
   に基づき被検眼の眼屈折力を演算し、又前記光源像の被
   検眼角膜に於ける反射光束により形成される輝点位置と
   前記被検眼瞳孔の像の中心とのずれ量に基づいて被検眼
   の斜位を測定する演算部とを備え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、被検眼瞳孔と略共役位置に配置した受光素子と、該
   受光素子上に被検眼眼底からの光束を集光する為の受光
   系と、前記眼底からの光束の一部を遮光する様に該受光
   系の光路内に配置されるエッヂ状の遮光部材と、左右の
   被検眼それぞれに対して同一の絵柄の２つの注視目標又
   は互いに絵柄の異なる注視目標を交換して投影する注視
   目標投影手段と、前記受光素子上の光量分布状態に基づ
   き被検眼の眼屈折力を演算し、又前記注視目標を交換す
   る前の前記光源像の被検眼角膜に於ける反射光束により
   形成される輝点の位置と、前記注視目標を交換した後の
   前記輝点の位置とを検出し、この検出結果に基づき被検
   眼の眼位異常を測定する演算部とを備えたことを特徴と
   する眼屈折力測定装置。