JP3001247B2 - 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、特に被検眼の乱視状態に
ついても同時に測定可能な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、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所謂
フォトレフラクション方式の眼屈折力測定装置がある。

［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もので
は、一般のカメラで撮影する為、撮影されたフィルム面
での像を解析し、この解析から眼屈折力を算出しなくて
はならず、精度の高い測定結果が得られず、又測定はフ
ィルムの現像を待って行われる為、測定結果は瞬時に得
られないという欠点を有しているものであった。

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。従
って、乱視の測定については別の装置により測定をしな
ければならなかった。

ところで本出願人は、特開平２−191428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、高精度に而
も瞬時に眼屈折力を測定できることを可能とした。

本発明は、この先の出願に係る発明を基本とし、乱視
度、乱視軸角度等についても測定し得る眼屈折力測定装
置を提供しようとするものである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明は、複数の経線上にそれぞれ設けた発光源を含
める光源を有し、該各発光源の光源像を被検眼眼底に投
影する投影系と、前記経線と直交する稜線で被検眼眼底
からの反射光束の一部を遮光する為の遮光部材と、被検
眼瞳孔と略共役位置に配され、前記複数の経線と対応し
て互いに交差する方向に設けられた少なくとも２つの１
次元受光素子とを有し、該少なくとも２つの受光素子上
に被検眼瞳像を導く様に構成した受光系と、前記受光素
子の受光情報より眼屈折力を演算する演算処理部を具備
したことを特徴とするものである。

［作用］ 被検眼の眼屈折力は、遮光部材で光束を遮りエッヂ稜
線と直角方向の経線上の受光素子の光量分布状態で測定
することができ、該光量分布は１次元受光素子からの受
光情報に等しく、該受光情報に基づき眼屈折力が演算さ
れる。

又、交差する１次元受光素子のそれぞれの受光情報に
基づき演算により、被検眼の球面度数、乱視度数、乱視
軸が求められる。

［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。

先の出願（特開平２−191428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Ｓph、乱視度数をCy、
乱視角度を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Ｓph、Cy、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Cy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Ｓph値と基準ディオプター値D_Oとの差であ
る（Ｓph−D_O）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、光源形状等にて決定される係数 D_O: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Ｓph、Cy、Ax
sが決定される。

尚、評価する経線の角度θ、θ_２は、直交させなくて
もよいが、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。この場合は、その経線に対応させ、１次元受光素子
を配置する様にする。

以下、θを、０゜、90゜とした場合のＳph、Cy、Ax
sの各値を求める。

従って、 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゜−Ｊ_90゜＝−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、Ｓph、Cy、A_XS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の眼底に投影する為の投影
系であり、２は眼底により反射された光束を受光する為
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、且相互に直
交する２本のスリット状光源4a,4bから成る測定光源
４、及び該測定光源４からの光束を被検眼３に向けて反
射させる為のハーフミラー5,6から成り、該投影系１は
測定光源４からの光束を被検眼３の瞳孔を通して眼底上
に前記測定光源４の像を形成する様に投影する。

尚、前記スリット状光源4a,4bとしては、LEDを直線的
に配列したもの等がある。

前記受光系２は、対物レンズ８、該対物レンズ８を透
過した光束を２分割するハーフミラー７、及び該ハーフ
ミラー７によって分割された光束をそれぞれ受光するラ
インセンサ9a,9bから成り、該ラインセンサ9a,9bは相互
に直交する配置となっている。図中ラインセンサ9bは紙
面に対して垂直となっている。

前記眼底からの光束はハーフミラー６で反射され、ハ
ーフミラー5,7を透過してそれぞれラインセンサ9a,9b上
に導びかれる。該ラインセンサ9a,9bは、前記対物レン
ズ８に関して被検眼３の瞳孔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を境界として被検眼眼底から
の光束の片側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、円板に半月状の孔が穿設されており、
エッヂ部のエッヂ稜線が受光系２の光軸と合致し且ロー
ラ等により該光軸を中心に回転可能に支持され、モータ
11により回転される様になっている。

前記ラインセンサ9a,9bの点灯時期は、駆動制御器13
によって制御されると共に前記遮光部材12の回転位置も
モータ11を介し、該駆動制御器13によって制御される様
になっている。

又、前記ラインセンサ9a,9bからの受光信号は、セン
サ制御器14を介して記憶器15に取込まれ、更に該記憶器
15より演算処理部16へ入力される様になっている。

該演算処理部16は、予め入力されているシーケンスプ
ログラムに従って記憶器15からの受光信号を取込むと共
に、前記駆動制御器13に指令信号を出力する。又、該演
算処理部16はラインセンサ9a,9bからの受光信号に基づ
き、眼屈折力の演算、乱視状態の演算を行い、演算結果
は表示器17に出力する様になっている。

又、特に図示していないが、ハーフミラー７、ライン
センサ9a,9b等の支持機構部18は光軸に対して垂直な面
内を自在に動き得る様になっている。

尚、図中19は眼屈折力測定装置、20はアライメント用
接眼部を示す。

又、被検者が前記ハーフミラー６を透して、遠方視、
或は光学系及び固視標により、無限遠方が見れる様な構
成としておく。

以下、作用を説明する。

先ずアライメント用接眼部20に被検者の前眼部を当接
させ（第１図参照）、遠方視或は無限遠視させる。

この前眼部をアライメント用接眼部20に当接させるこ
とで、光軸方向の位置調整が行われる。

スリット状光源4a,4bのうち少なくともいずれか１
つ、例えば4aを点灯させる。

次に、センサ制御器４によりラインセンサのいずれか
１つ例えば9aからの受光信号を取込む。測定光束が角膜
反射によって生じる輝点は、瞳の中心にあるので、該輝
点に起因する受光信号の突出を検知し、輝点による突出
位置をラインセンサ9aの中心位置、或は中央位置付近の
決められた範囲内に合致させる。同様にラインセンサ9b
についても輝点による突出位置をラインセンサ9bの中央
位置、或は中央位置付近の決められた範囲内に合致させ
る。

尚、各経線方向のラインセンサを複数本にして、輝点
が検知されたラインセンサを使用するようにしてもよ
い。

この輝点位置を各ラインセンサ9a,9bの中央、或は中
央位置付近の決められた範囲内に合致させるには、各ラ
インセンサ9a,9bの受光信号を監視しつつ、前記支持機
構部18を光軸と直交する平面内を適宜移動させることで
行う。

而して、投影系１の光軸と、受光系２の光軸、被検眼
３の光軸とが合致し、測定可能な状態、即ちアライメン
トが完了する。

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。

測定は、先ずスリット状光源4aとを点灯し、前記モー
タ11を駆動し、遮光部材12を回転させ、エッヂ稜線12a
が前記スリット状光源4aと直交する状態として１経線に
ついて行う。

尚、遮光部材12を液晶板で構成し、前記スリット状光
源4a,4bの点灯に同期させて、透過、不透過の部位を変
化させて測定を行うことも可能である。

遮光部材12のエッヂ部により、眼底で反射されるスリ
ット状光源4aの光束（以下反射光束）の半分を遮光す
る。遮光された反射光束は対物レンズ８によりラインセ
ンサ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）。

ラインセンサ9aからの映像信号を基にＸ軸方向の光量
分布を演算処理部16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。

次に、遮光部材12の位置を変えないで、スリット状光
源4bを点灯し、該光源像をラインセンサ9bで受光し、該
ラインセンサ9bからの映像信号を基に、エッヂ稜線と平
行方向（Ｙ軸方向）の光量分布を演算処理部16で演算す
る。この時の光量分布の傾斜が前記した（１）式のJ₀で
ある。

仮に、この時のＸ軸方向の乱視軸（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、（Ｓph−
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_Ｏ′はCy/2よりも小さ
い。

次に、遮光部材12を90゜回転させ、スリット状光源4b
を点灯し、該光源像をラインセンサ9bで受光し、更にス
リット状光源4aを点灯し、該光源像をラインセンサ9aで
受光し、それぞれの受光信号より、前述したと同様演算
処理部16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゜、Ｊ_90゜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゜）が共
に振幅Cy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、Ｊ曲
線が求められ、更にＳph、Cy、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Ｓph、乱視度
数Cy、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。

例えば、第５図、第６図で示す様に、遮光部材12を固
定として、該遮光部材12に矩形の孔を穿設し、該孔の４
辺をエッヂ稜線12a,12b,12c,12bとしたもので、光源４
も該エッヂ稜線12a,12b,12c,12dに対応したスリット状
発光源4a,4b,4c,4dが設けられている。

発光源4a,4b,4c,4dのうち同一経線上のものを除き、
２つ選択し、１箇所ずづ点灯させ、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Ｓph、
乱視度数Cy、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、睫の影響、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。

尚、上記実施例ではアライメント作業後、測定用のデ
ータを取込む様にしたが、アライメント作業中、連続的
にデータを取込み、測定条件に合致した場合に該データ
を測定用のデータとして取込む様にしてもよいことは勿
論である。又、第５図に示す光源の例ではスリット状で
なくとも点状の発光源であってもよい。

尚、上記実施例では、図示していないが、睫等の影響
緩和の為、１次元センサの前に、そのセンサと垂直方向
にパワーのあるシリンダレンズを配置してもよい。

又、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。

［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実現化すると共に受光系は受
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図は光源の他の例を示す説明
図、第６図は遮光部材の他の例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、4a,4
bはスリット状光源、9a,9bはラインセンサ、12は遮光部
材、16は演算処理部を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の経線上にそれぞれ設けた発光源を 含む光源を有し、該各発光源の光源像を被検眼眼底に投
   影する投影系と、前記経線と直交する稜線で被検眼眼底
   からの反射光束の一部を遮光する為の遮光部材と、被検
   眼瞳孔と略共役位置に配され、前記複数の経線と対応し
   て互いに交差する方向に設けられた少なくとも２つの１
   次元受光素子とを有し、該少なくとも２つの受光素子上
   に被検眼瞳像を導く様に構成した受光系と、前記受光素
   子の受光情報より眼屈折力を演算する演算処理部を具備
   したことを特徴とする眼屈折力測定装置。
2. 【請求項２】演算処理部が、少なくとも２つの交差方向
   に設けた１次元受光素子の受光情報に基づき被検眼の球
   面度数、乱視度数、乱視軸を演算する様にした請求項第
   １項記載の眼屈折力測定装置。