JP3090704B2 - 眼軸長測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発振波長変化可能な
レーザー光源から射出されるレーザー光を測定レーザー
光と参照レーザー光とに分割し、その測定レーザー光を
被検眼に照射して、被検眼角膜で反射した角膜反射光と
被検眼眼底で反射した眼底反射光とを干渉させ、この干
渉光を用いて被検眼の眼軸長を求める眼軸長測定方法と
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザーダイオードからの光
束を被検眼に照射し、眼底から反射した眼底反射光と角
膜から反射した角膜反射光とを干渉させ、この干渉光を
光電変換し、この光電変換による受光信号から、眼底と
角膜との間の眼軸長を測定する眼軸長測定装置が知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の眼軸長測定装置
では、レーザー光を被検眼に照射し、眼底から反射した
眼底反射光と角膜から反射した角膜反射光とを干渉させ
ているが、被検眼に照射できる光量には限界があり、強
いレーザ光を被検眼に照射することができない。さら
に、眼底や角膜での反射率は小さいため、それら反射光
による干渉光を強くすることができなかった。

【０００４】このため、干渉光を光電変換して得られる
受光信号は弱く、Ｓ/Ｎ比が十分な受光信号を得ること
ができず、さらに、眼底が粗面であることに起因して受
光信号が不安定であり、その上、受光信号が弱いのでノ
イズとの区別がつきにくく、眼軸長の測定を正確に行な
うことが難しいという問題があった。

【０００５】この発明は、上記問題点に鑑みて為された
もので、その目的とするところは、被検眼に照射するレ
ーザー光を強くせずに、Ｓ/Ｎ比が十分な受光信号を得
ることができ、眼軸長の正確な測定を容易に行える眼軸
長装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発振波長変化が可能なレ
ーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光を
測定レーザー光と参照レーザー光とに分割する分割手段
と、前記測定レーザー光を被検眼に向けて照射するとと
もに、被検眼角膜で反射した角膜反射光と被検眼眼底で
反射した眼底反射光とを干渉させる測定干渉手段とを備
えている眼軸長測定装置であって、前記測定干渉手段に
よる干渉光にさらに前記参照レーザー光を干渉させる参
照レーザー光干渉手段と、この参照レーザー光干渉手段
による干渉光を受光する受光手段と、この受光手段から
出力される受光信号に基づいて前記角膜反射光と眼底反
射光との位相差に応じた位相差信号を出力する位相差検
出手段と、前記レーザー光の波長を微小範囲で変化させ
るレーザー波長変化手段と、このレーザー波長変化手段
によって前記レーザー光の波長を微小範囲で変化させた
際に、前記位相差検出手段から出力される位相差信号の
変化量に基づいて被検眼の眼軸長を演算する演算手段と
を備えていることを特徴とする。

【０００７】また、発振波長変化が可能なレーザー光を
射出するレーザー光源と、前記レーザー光を測定レーザ
ー光と参照レーザー光とに分割する分割手段と、前記測
定レーザー光を被検眼に向けて照射するとともに、被検
眼角膜で反射した角膜反射光と被検眼眼底で反射した眼
底反射光とを干渉させる測定干渉手段とを備えている眼
軸長測定装置であって、基準対象物により反射されるレ
ーザー光と基準対象物対応参照面により反射されるレー
ザー光とを干渉させる基準干渉光路を形成し、前記基準
対象物と基準対象物対応参照面との光路差が被検眼の眼
底と角膜との距離より長く設定し、前記レーザー光源か
ら射出されるレーザー光を前記基準干渉光路へ導くビー
ムスプリッタと、前記基準干渉光路によって干渉される
干渉レーザー光を受光する第１受光手段とを設けた基準
干渉手段と、前記測定干渉手段による干渉光にさらに前
記参照レーザー光を干渉させる参照レーザー光干渉手段
と、この参照レーザー光干渉手段による干渉光を受光す
る第２受光手段と、この第２受光手段から出力される受
光信号に基づいて前記角膜反射光と眼底反射光との位相
差に応じた位相差信号を出力する位相差検出手段と、前
記レーザー光の波長を微小範囲で変化させるレーザー波
長変化手段と、このレーザー波長変化手段によって前記
レーザー光の波長を微小範囲で変化させた際に、前記位
相差検出手段から出力される位相差信号の変化量と、前
記第１受光手段の出力信号の変化量とに基づいて被検眼
の眼軸長を演算する演算手段と、を備えていることを特
徴とする。

【０００８】

【０００９】

【作用】この発明の請求項第１項に記載の測定装置によ
れば、参照レーザー干渉手段が測定干渉手段による干渉
光にさらに参照レーザー光を干渉させ、受光手段がその
干渉光を受光し、位相差検出手段が前記受光手段から出
力される受光信号に基づいて前記角膜反射光と眼底反射
光との位相差に応じた位相差信号を出力し、レーザー波
長変化手段が前記レーザー光の波長を微小範囲で変化さ
せる。そして、演算手段が前記位相差検出手段から出力
される位相差信号の変化量に基づいて被検眼の眼軸長を
演算する。

【００１０】請求項第２項記載に記載の測定装置によれ
ば、基準干渉手段の基準干渉光路によって干渉される干
渉レーザー光を第１受光手段が受光して受光信号を出力
する。他方、参照レーザー干渉手段が測定干渉手段によ
る干渉光にさらに参照レーザー光を干渉させ、第２受光
手段がその干渉光を受光し、位相差検出手段が前記受光
手段から出力される受光信号に基づいて前記角膜反射光
と眼底反射光との位相差に応じた位相差信号を出力し、
レーザー波長変化手段が前記レーザー光の波長を微小範
囲で変化させる。そして、演算手段が前記位相差検出手
段から出力される位相差信号の変化量と、第１受光手段
が出力する受光信号の変化量とに基づいて被検眼の眼軸
長を演算する。

【００１１】

【００１２】

【実施例】以下、この発明に係る眼軸長測定装置の実施
例を図面に基づいて説明する。

【００１３】図１は眼軸長測定装置の光学系の配置を示
したものであり、この眼軸長測定装置は、被検眼Ｅに向
けてレーザー光を射出する測定干渉光学系10と、参照干
渉光学系（参照レーザー光干渉手段）50と、基準干渉光
学系（基準干渉手段）60等とを有している。

【００１４】測定干渉光学系10は、レーザー光を射出す
る半導体レーザー（レーザー光源）11と、そのレーザー
光を平行光束にするコリメータレンズ12と、反射光の半
導体レーザー11への入射を防止する光アイソレータ13
と、レーザー光を２分割して一方のレーザー光を基準干
渉光学系60へ導くビームスプリッタ14と、その他方のレ
ーザー光を測定レーザー光と参照レーザー光とに分割し
て参照レーザー光を参照干渉光学系50へ導くビームスプ
リッタ（分割手段）15と、前記測定レーザー光を角膜用
レーザー光と眼底用レーザー光とに分割するビームスプ
リッタ16と、前記角膜用レーザー光を対物レンズ17を介
して被検眼Ｅの角膜頂点Ｅa近傍へ集光させて角膜を照
射する角膜照射光学系20と、前記眼底用レーザー光を被
検眼Ｅの眼底Ｅrへ集光させて眼底Ｅrを照射する眼底照
射光学系30と、干渉光を受光する干渉受光光学系40とを
有している。

【００１５】半導体レーザー11には図示しない加熱冷却
板が取り付けられ、この加熱冷却板にペルチェ効果型素
子(図示せず)が取り付けられている。そして、このペル
チェ効果型素子を制御することにより、半導体レーザー
11チップの温度を制御している。

【００１６】なお、ビームスプリッタ16と角膜照射光学
系20と眼底照射光学系30とで測定干渉手段が構成され
る。

【００１７】角膜照射光学系20は、光量調整用の可変ND
フィルタ21と、全反射ミラー22と、光路長補償板PCと、
レンズ23と、角膜頂点Ｅaと共役位置に配置され角膜以
外の反射光を除去する絞り24とを有している。

【００１８】眼底照射光学系30は、光量調整用の可変ND
フィルタ31と、レンズ32と、眼底Ｅrと共役位置に配置
され眼底以外の反射光を除去する絞り33と、レンズ34
と、全反射ミラー35と、光軸方向に移動して被検眼Ｅの
屈折力を補正する合焦レンズ36と、ビームスプリッタ37
とを有している。このビームスプリッタ37は角膜照明光
学系20の光束と眼底照明光学系30の光束とを合成すると
ともに同軸光として被検眼Ｅを照射するためのものであ
る。

【００１９】角膜照射光学系20の光路長Ｌcは、この光
路長Ｌcに被検眼Ｅの眼軸長Ｌeyeを加えた距離（Ｌc＋
Ｌeye）と、眼底照射光学系30の光路長Ｌrとが等しくな
るように、光路長補償板PCにより補償されている。

【００２０】角膜照射光学系20により角膜Ｅaがレーザ
ー光で照射されると角膜Ｅaにより反射され、この反射
した角膜反射光が角膜照射光学系20を逆行してビームス
プリッタ16に到達する。一方、眼底照射光学系30により
眼底Ｅrが照射されると眼底Ｅrにより反射され、この反
射した眼底反射光が眼底照射光学系30を逆行してビーム
スプリッタ16に到達する。そして、ビームスプリッタ16
で角膜反射光と眼底反射光とが干渉する。そして、この
干渉光は干渉光受光系40へ導かれる。

【００２１】参照干渉光学系50は、ビームスプリッタ15
によって導かれた参照レーザー光の光量を調整する可変
NDフィルタ51と、全反射ミラー52と、この全反射ミラー
52で反射した参照レーザー光と干渉受光光学系40へ導か
れた干渉光とを干渉させるビームスプリッタ53とを有し
ている。したがって、ビームスプリッタ53では、角膜反
射光と眼底反射光と参照レーザー光とが互いに干渉する
こととなる。

【００２２】干渉受光光学系40は、ビームスプリッタ53
と、結像レンズ41と、受光手段である受光器（第２受光
手段）42とを有し、ビームスプリッタ53で干渉された干
渉光は結像レンズ41によって受光器42の受光面42aに集
光され、受光面42aに干渉縞が形成される。そして、受
光器42はその干渉縞の強度に応じた受光信号を出力する
こととなる。

【００２３】基準干渉光学系60は、ビームスプリッタ1
4,61と、全反射ミラー（基準対象物）62と、全反射ミラ
ー（基準対象物対応参照面）63と、受光器（第１受光手
段）64等とを有している。そして、ビームスプリッタ1
4,61と、全反射ミラー62,63等とで基準干渉光路65が形
成され、全反射ミラー62で反射されるレーザー光と全反
射ミラー63で反射されるレーザー光とがビームスプリッ
タ61によって干渉されて受光器64がその干渉光を受光す
るようになっている。また、ビームスプリッタ14から全
反射ミラー62と全反射ミラー63とまでの光路差である基
準光路差Ｌbaseは眼軸長Ｌeyeより十分長く設定されて
いる。

【００２４】ところで、受光器42に受光される干渉光
は、角膜反射光と眼底反射光と参照レーザー光との振幅
を足して自乗した強度として観測される。また、受光器
42における各レーザー光の位相は半導体レーザー11から
受光器42までの光路長に依存して決まる。したがって、
参照光,眼底反射光,角膜反射光の振幅をＡref,Ａr,Ａc
とすると、これらは次式で表わすことができる。

【００２５】 Ａref＝Ａref₀・exp[ｉ｛ωｔ＋２π(Ｌa＋Ｌref＋Ｌd)/λ＋δ}] …(1) Ａr＝Ａr₀・exp[ｉ｛ωｔ＋２π(Ｌa＋Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi＋Ｌd)/λ＋δ}] …(2) Ａc＝Ａc₀・exp[ｉ｛ωｔ＋２π(Ｌa＋Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi＋Ｌd)/λ＋δ}] …(3) ただし、Ａref₀,Ａr₀,Ａc₀は最大振幅、δは半導体レー
ザー11を出射するときの初期位相である。また、Ｌaは
半導体レーザー11からビームスプリッタ15までの距離、
Ｌtはビームスプリッタ15からビームスプリッタ16まで
の距離、Ｌiはビームスプリッタ16からビームスプリッ
タ53までの距離、Ｌdはビームスプリッタ53から受光器4
2までの距離を示す。(2),(3)式を比較すると、位相を示
す項の内、ＬrとＬcだけが異なる。また、角膜照射光学
系20と眼底照射光学系30の光路のうち、光路長補償板Ｐ
Ｃによって分離している間の光路長を同一に設定してあ
るから、Ｌr＝Ｌc＋Ｌeyeとなる。

【００２６】次に、上記３つのレーザー光の合成波Ａ
（＝Ａref＋Ａr＋Ａc）を計算する。この場合、受光器4
2の受光面42aにおける各レーザー光の各々の位相を δr＝２π(Ｌa＋Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi＋Ｌd)/λ δc＝２π（Ｌa＋Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi＋Ｌd）/λ δref＝２π（Ｌa＋Ｌref＋Ｌd）/λ とすると、合成波Ａは、(1)(2)(3)式より、

【００２７】

【数式１】

【００２８】

【００２９】となる。ただし、Ｌrefはビームスプリッ
タ15からビームスプリッタ53までの距離を示す。また、 tanδ＝(Ａr₀sinδr＋Ａc₀sinδc＋Ａref₀・sinδref)/(Ａr₀cosδr＋Ａc₀cosδc ＋Ａref₀cosδref) と表される。

【００３０】これは、光軸に沿った３光束の重なる空間
での光波の振幅分布を表す。exp{ｉ（ωｔ＋δa )}は、
これが全体として進行波である事を示す。この合成波Ａ
の振幅を自乗すると強度Ｉになり、これが受光器42の受
光面42aで観測される干渉縞の強度である。

【００３１】そして、強度Ｉは、 Ｉ＝Ａr₀ ²＋Ａc₀ ²＋Ａref₀ ²＋２Ａr₀Ａc₀cos(２π・２Ｌeye/λ）＋２Ａref₀Ａr₀ cos{２π（Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref）/λ｝＋２Ａref₀・Ａc₀cos{２π(Ｌt＋ ２Ｌc＋Ｌi−Ｌref)/λ） …(5) と表わされる。

【００３２】今回利用するのは、光源の波長を微少量変
化させた場合の時間的な干渉縞の強度変化である。

【００３３】今、光源波長を連続的にΔλだけ変化させ
ると、(5)式のcos 項（干渉項）内の位相差が変化し、
受光器42の受光面42で観測される干渉縞の強度Ｉ´は Ｉ´＝Ａr₀ ²＋Ａc₀ ²＋Ａref₀ ²＋２Ａr₀Ａc₀cos・{２π・２Ｌeye /(λ＋Δλ)}＋ ２Ａref₀Ａr₀cos{２π(Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref)/(λ＋Δλ)}＋２Ａref₀ Ａc₀・cos{２π(Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref）/(λ＋Δλ)} …(5) ´となる。この結果は、(4)式を用いて波長変化後の振
幅の和を取り自乗しても同じである。そして、これは、
Ｉ→Ｉ´の変化は(5)式のcos項に対応する(5)´式の各c
os 項の和であることを示す。

【００３４】そして、λ》Δλとして、cos 項内の位相
差の変化量を近似的に示すと 第４項…２π・２Ｌeye Δλ/λ² …(6) 第５項…２π(Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref)Δλ/λ² …(7) 第６項…２π(Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref)Δλ/λ² …(8) と表せる。

【００３５】第４項の式は眼底反射光と角膜反射光との
位相差の変化量を示し、第５項の式は眼底反射光と参照
レーザー光との位相差の変化量を示し、第６項の式は角
膜反射光と参照レーザー光との位相差の変化量を示して
いる。

【００３６】第４項ないし第６項（(6)〜(8)式）に示す
位相差変化量は２πごとに１周期変化するから、各式
（(6)〜(8)）の位相差変化量は、その位相差変化量を２
πで割った周期の強度変化を起す。従って、波長を変化
させたときには、干渉縞の強度変化は、各干渉光を各々
独立に変化させた時の周期信号の和として観測される事
になる。

【００３７】ここで、説明を簡単にするために、波長λ
は時間に対しリニアに変化させるものとし、Δλ変化す
るのに要する時間ｔm を単位時間１秒、さらに単位光路
差Ｌ＝１に対してＬΔλ/λ² を１と仮定する。

【００３８】こうすると、波長を変化させたとき、(6),
(7),(8)式が示す位相差変化量に対応した強度変化の周
波数ｆeye,ｆr,ｆcは ｆeye＝２Ｌeye Hz ｆr＝Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref Hz ｆc＝Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref Hz となり、(5)式および(5)´式から与えられる干渉縞の強
度変化はこれら周波数ｆeye,ｆr,ｆcの各信号を重畳し
た信号の周波数として得られる事になる。

【００３９】このとき、被検眼Ｅに照射される各光束と
参照光との光路差を眼軸長Ｌeyeの長さに対し十分大き
く取っておくと、すなわち Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref》２Ｌeye Ｌt ＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref》２Ｌeye とすると、Ｌr ＝Ｌc＋Ｌeye であるから ｆr 〜ｆc (〜は近似値であることを示す) ∴Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref〜Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref となり、(5)式の５項と６項とによる合成信号はビート
を生じる。光学系に設けたＮＤフィルター21,31により
照射光比率を調整し、また、ＮＤフィルター51により受
光器42での受光光量を調整すれば、ビートのコントラス
トを適正なものに調整することができる。

【００４０】これら各項の合成信号は、ビート周波数ｆ
bが ｆb＝ｆr−ｆc ＝Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref−(Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref) ＝２Ｌeye で、合成周波数ｆ₀が ｆ₀＝（ｆr＋ｆc）/２ ＝Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref＋Ｌeye Hz のビート信号として観測される事になる。なお、ビート
周波数ｆbは、参照レーザー光と角膜反射光との位相差
の変化量と、参照レーザー光と眼底反射光との位相差の
変化量とに対応する。

【００４１】全体として観測される信号Ｓは、 Ｓ＝Ａr₀ ²＋Ａc₀ ²＋Ａref₀ ²＋２Ａr₀Ａc₀cos(２π・２Ｌeye・ｔ＋ψ₁,)＋ ４Ａref₀Ａr₀cos{２πＬeye・ｔ＋(ψ₂−ψ₃)/２｝cos{２π（Ｌt＋２Ｌc ＋ Ｌi−Ｌref＋Ｌeye）ｔ＋(ψ₂＋ψ₃)/２｝ …(9) と表わされる。ただし、ψ₁,₂,₃は各干渉項（(5)式の
４,５,６項）に対応する出力信号の初期位相、ｔは時間
である。

【００４２】そして、この信号Ｓは、バイアス成分がＡ
r₀ ²＋Ａc₀ ²＋Ａref₀ ²、周波数が２Ｌeye Hz、振幅が２
Ａr₀Ａc₀からなる信号と、合成周波数がＬt＋２Ｌc＋Ｌ
i−Ｌref＋Ｌeye Hz、最大振幅が４Ａref₀・Ａr₀、そし
てcos{２πＬeyeｔ＋(ψ2−ψ3)/２｝に振幅変調された
信号とを重畳した信号を表わしている。

【００４３】ところで、受光器42は、干渉縞の強度に応
じた受光信号を出力するものであるから、信号Ｓの受光
信号を出力することになる。

【００４４】したがって、受光器42が出力する受光信号
Ｓから図２に示すハイパスフィルター１を利用してバイ
アス成分と低周波成分である(9)式の第４項の信号を除
去し、次に、検波回路２により周波数ｆ₀の信号を検波
してビート周波数ｆbを測定すれば、ビート周波数は２
Ｌeye だけに比例するから、演算回路３によって眼軸長
Ｌeyeを簡単に求めることができることとなる。４は半
導体レーザー11を駆動させるとともにレーザー光の波長
を制御する波長制御回路、５は波長制御経路を作動させ
るとともに演算回路３に演算を行なわせる制御装置であ
る。

【００４５】そして、ここでは、ハイパスフィルター１
と検波回路２が受光信号Ｓから位相差情報を含む信号
（位相差信号と呼ぶ）を出力する位相差検出手段として
機能することになる。

【００４６】また、検波回路２から出力される検波信号
の周波数すなわちビート周波数ｆbは、角膜反射光と眼
底反射光との位相差の変化量に対応するものであるか
ら、図２に示す信号処理回路は、それら位相差の変化量
から眼軸長Ｌeyeを求めることを示していることにな
る。

【００４７】ここで、参照レーザー光の光量が眼底反射
光や角膜反射光の光量に対し大きくなるように調整し、
後者の（(9)式の５項の）信号振幅４Ａref₀Ａr₀を大き
くし、前者第４項の信号振幅２Ａr₀Ａc₀との差を大きく
する。このようにすることにより、Ｓ/Ｎ比が十分な受
光信号を受光器42から出力させることができる。

【００４８】これまでは、幾つかの仮定の下に話を進め
たが、実際に計測に用いる場合、信号周波数は実際に使
用される光源の波長λ、変調される量Δλ、変調に要す
る時間によって決まるという点を考慮しなければならな
い。

【００４９】波長変化の方法として、例えば、半導体レ
ーザー11に取り付けたペルチェ効果型素子(図示せず)に
より、半導体レーザー11チップの温度を変化させ波長を
変化させる方法をとる。そして、波長をλからλ＋Δλ
へ、時間ｔm をかけて時間に対してリニアに変化させた
とすると（変調パターンを第４図(a)に示す）、実際の
位相差変化量に対応した周波数ｆeye,ｆr,ｆc は、 ｆeye ＝(２Ｌeye Δλ/λ²)・1/ｔm …(10)−1 ｆr＝(Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref)Δλ/λ² ・1/ｔm …(10)−2 ｆc＝(Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref)Δλ/λ² ・1/ｔm …(10)−3 となる。ビート周波数ｆbは、ｆb＝ｆr−ｆcであるか
ら、 ｆb ＝２Ｌeye Δλ/λ²・1/ｔm と表せ、求めたビート周波数ｆb とΔλ/λ² ・1/ｔm の
値から２Ｌeye を算出できる。

【００５０】しかしこれらの値、特に波長λおよび変化
量Δλを直接求めるのは厄介なので、周波数の扱いを若
干変えてＬeyeを求める。すなわち、周波数ｆbを直接Ｌ
eyeに関連付けずに、基準長さＬbaseをもつ基準の干渉
計で得られる信号(受光器64からの出力信号)の周波数と
の比からＬeye を求めるのである。

【００５１】次に、 基準長さＬbaseをもつ基準干渉光
学系60での位相差変化量を計算する。

【００５２】受光器64で観察される干渉縞の強さＩは
(5)式のＡrefに「０」を代入したものと等価で、 Ｉ＝Ａ1²＋Ａ2²＋２Ａ1Ａ2cos(２π・２Ｌbase/λ） となる。

【００５３】ここで、Ａ1,Ａ2は全反射ミラー62,63で反
射され受光器64に入射する２光束の振幅である。

【００５４】そして、上記と同様に、レーザー光の波長
を連続的にΔλだけ変化させたときの干渉縞の強さＩ´
は、 Ｉ´＝Ａ1²＋Ａ2²＋２Ａ1Ａ2cos(２π・２Ｌbase/(λ＋Δλ)） となる。

【００５５】これを近似的に示すと、 Ｉ´＝Ａr₀ ²＋Ａc₀ ²＋Ａref₀ ²＋２Ａr₀Ａc₀cos(２π・２Ｌbase・Δλ/λ²） となる。したがって、基準干渉光学系での位相差変化量
Δδbaseは上式より、 Δδbase＝２π・２Ｌbase・Δλ/λ² である。

【００５６】いま、未知のλおよびΔλによって周波数
ｆbase＝２ＬbaseΔλ/λ² の信号が受光器64から出る
とすると、周波数ｆr およびｆc は、上式ｆbase＝２Ｌ
baseΔλ/λ²と(10)−１,(10)−２,(10)−３式とによ
り、 ｆr＝ｆbase×(Ｌt＋２Ｌr＋Ｌi−Ｌref)・/２Ｌbase ｆc＝ｆbase×(Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref)・/２Ｌbase と表せ、その差分のビート周波数ｆbも、ｆb＝ｆr−ｆ
c,Ｌr＝Ｌc＋Ｌeの式より、 ｆb ＝ｆbase×２Ｌeye /２Ｌbase …(11) となる。この式を用いれば、Ｌbaseは既知なのでｆbと
ｆbaseを測定することより眼軸長Ｌeyeを算出すること
ができる。すなわち、眼軸長Ｌeyeは、 Ｌeye ＝(Ｌbase/ｆbase)×ｆb …(12) である。

【００５７】次に問題となるのが、ビート周波数ｆb お
よび基準周波数ｆbaseの測定であるが、これは以下のよ
うに行う。

【００５８】波長の変調はリニアに行うとして、同期制
御を行って、波長変調に同期して変調期間ｔm 中信号を
メモリに取り込む。データの取り込み周波数（Ａ/Ｄ変
換のクロック周波数）をｆadとすると、１変調期間中の
データ数は、Ｎdata＝ｆad×ｔm で与えられる。そこ
で、取り込んだデータを周期解析し、信号１周期を構成
するデータ数（端数も求める）を計算すれば、信号周波
数が算出できる。すなわち、信号１周期がｎsignal個で
構成されているとすると信号の周波数ｆsignalは、 ｆsignal＝(Ｎdate/ｎsignal)・１/ｔm ＝(ｆad・ｔm/ｎsignal)・１/ｔm ＝ｆad/ｎsignal となる。従って、この操作を基準干渉光学系60からの出
力信号と、ビート信号を検波した後の出力信号とに同時
に実施すれば、ｆadが不明でもｆb /ｆbaseを求めるこ
とができる。

【００５９】つまり、ｆbase＝ｆad/ｎbase,ｆb＝ｆad/
ｎbであるから、 ｆb /ｆbase＝ｎbase/ｎb ＝ビート信号周期数/基準干渉計信号周期数 となる（ただし、ｎbase：信号１周期における基準干渉
計信号データ数、ｎb：信号１周期におけるビート信号
データ数）。

【００６０】したがって、ｆb /ｆbase,ｎbase/ｎb,ビ
ート信号周期数/基準干渉計信号周期数の内解析時に最
も求めやすいものを計算すれば良いことになる。

【００６１】図３は、上記の方法によって眼軸長Ｌeye
を求める信号処理回路の構成を示したブロック図であ
る。

【００６２】以下、その構成と作用を図４に示す波形を
参照しながら説明する。

【００６３】図３において、71は半導体レーザー11を駆
動させる駆動回路、72は駆動回路71を制御するととも
に、半導体レーザー11チップの温度を制御して半導体レ
ーザー11から出射されるレーザー光の波長を第４図(ａ)
に示すように波長変調期間ｔmの間リニヤ的に変化させ
る波長制御回路である。半導体レーザー11チップの温度
制御はペルチェ効果型素子(図示せず)の制御によって行
なう。73は波長変調期間ｔmの期間中所定周波数のクロ
ック信号をクロック回路74から出力させるとともに、後
述する演算回路85に眼軸長Ｌeyeを演算させる同期制御
回路である。

【００６４】また、図３において、75は受光器42からア
ンプ76を介して出力される受光信号Ｓ（(9)式参照）の
直流成分(Ａr₀ ²＋Ａc₀ ²＋Ａref₀ ²)を除去して図４の
(ｂ)に示す信号Ｓ1にする直流成分除去回路である。直
流成分除去回路75から出力される信号Ｓ1は、高周波パ
スフィルタ77によって(9)式に示す第４項の低周波信号
（２Ａr₀Ａc₀cos(２π・２Ｌeye・ｔ＋ψ1)）を除去して
図４の(ｃ)に示す信号Ｓ2（周波数ｆr成分と周波数ｆc
成分を有する信号：位相差信号に対応する）にする。

【００６５】検波回路78は信号Ｓ2から図４の(ｄ)に示
すビート周波数ｆb（ｆb＝ｆr−ｆc）の信号Ｓ3を検波
する。そして、直流成分除去回路75と高周波パスフィル
タ77と検波回路78とで位相差検出手段が構成される。

【００６６】Ａ/Ｄ変換器79は、クロック回路74から出
力されるクロック信号のタイミングで信号Ｓ3の振幅値
をデジタル信号に変換していき、波形メモリ１80がＡ/
Ｄ変換されたデジタル信号を記憶していく。波形メモリ
には、図４の(ｅ)に示すように振幅値に応じたデジタル
値が記憶されていくものである。

【００６７】一方、アンプ82を介して受光器64から出力
される受光信号Ｓb（(9)式よりＳb＝Ａ1²＋Ａ2²＋２Ａ1
Ａ2cos(２π・２Ｌbase・ｔ＋ψ1)）は、その直流成分(Ａ
1²＋Ａ2²)が直流成分除去回路81によって除去されて図
４の(ｆ)に示すように、周波数ｆbaseの信号Ｓb1とな
る。信号Ｓb1はクロック回路74から出力されるクロック
信号のタイミングでＡ/Ｄ変換器83によりその振幅値に
応じたデジタル信号に変換されていく。

【００６８】Ａ/Ｄ変換されたデジタル信号は、波形メ
モリ84に記憶されていき、波形メモリ84には、図４の
(ｇ)に示すように振幅値に応じたデジタル値が記憶され
ていく。

【００６９】そして、演算回路85は、制御装置73からの
指令によって波形メモリ80,84に記憶されているデジタ
ル信号を周期解析して、信号Ｓ3,Ｓb1の周期ｔb,ｔbase
を求め、この周期ｔb,ｔbase期間におけるデータ数、す
なわち、周期ｔb,ｔbase期間に、Ａ/Ｄ変換された回数
であるビート信号データ数ｎbと基準干渉計信号データ
数ｎbaseとを求め、これらデータ数からｆb/ｆbaseを演
算し、さらに、ｆb/ｆbaseの値から(12)式により眼軸長
Ｌeyeを演算するものである。

【００７０】ところで、上記の様な測定法を取ると、ビ
ート周波数ｆbは眼軸長Ｌeyeだけに依存するから、装置
のアライメントのずれや、眼球の動き特に被検者の頭の
動きに対して、ビート周波数ｆbの変動は鈍いものとな
る。

【００７１】すなわち、式(10)−２,(10)−３におい
て、アライメントがずれ、長さＬr およびＬc がそれぞ
れΔＬだけ変化したとすると、次式に示すように波長変
調時の信号周波数ｆr とｆc が変化する。

【００７２】 ｆr ＝｛Ｌt＋２（Ｌr＋ΔＬ）＋Ｌi−Ｌref｝Δλ/λ² /ｔm ｆc ＝｛Ｌt＋２（Ｌc ＋ΔＬ）＋Ｌi−Ｌref｝Δλ/λ² /ｔm これに伴い、合成周波数ｆ₀も次式に示すように変化す
る。

【００７３】 ｆ₀＝（Ｌt＋２Ｌc＋Ｌi−Ｌref＋Ｌeye＋ΔＬ）Δλ/λ² /ｔm しかし、ｆr とｆc は同時に同じ量だけ変化するから、
その差分であるビート周波数ｆb は一定となり、アライ
メントのずれ等の影響を受けにくいものとなる。

【００７４】そして、ｆ₀とｆeye およびｆb を十分に
離し、合成周波数ｆ₀の変動に対し余裕をもったハイパ
スフィルターを使用すれば、ｆbのみを確実に検出する
ことができることとなる。

【００７５】実は、(9)式を見直すと第４項にもビート
周波数ｆbと同じ周波数の信号成分がある。今、(9)式よ
り判るように、干渉項の振幅は干渉し合う２光束の振幅
の積で決まるから、被検眼Ｅで反射する反射光（眼底反
射光と角膜反射光）と参照レーザー光の干渉項（５項）
では、参照レーザー光を増やしてやれば信号振幅を大き
くできることになる。

【００７６】これに対し、眼底反射と角膜反射の干渉項
（４項）では、被検眼Ｅに照射するレーザー光の光量を
大きくすれば、信号振幅を増加させることができる。し
かし、安全性を考慮すると被検眼Ｅに照射するレーザー
光の照射光量には自ずと限界があり、その照射光量を所
定量以上大きくすることはできない。

【００７７】そこで、この実施例では、被検眼Ｅに照射
する光量を少なくしたままＳ/Ｎ比の高い信号を得るた
めに、(9)式の第５項の信号を利用したものである。つ
まり、参照レーザー光により信号振幅を大きくした(9)
式の第５項に示す信号を受光器42から出力させるように
したものである。

【００７８】このように、参照レーザー光により信号振
幅を大きくするものであるから、被検眼Ｅに照射する光
量を少なくしたままＳ/Ｎ比の高い信号を得ることがで
き、眼軸長Ｌeyeの正確な測定を容易に行なうことがで
きることとなる。

【００７９】上記の信号処理回路は、レーザー光の波長
を変調期間ｔmに対してリニアに変化させた場合の眼軸
長Ｌeyeを求める処理回路を示したものである。

【００８０】次に、レーザー光の波長が変調期間ｔmに
対してリニアに変化しない場合の眼軸長Ｌeyeを求める
信号処理回路について説明する。

【００８１】図５において、101は駆動回路で、この駆
動回路は、パルス電流Ｐ（図６の(ａ)）を出力して半導
体レーザー11から射出されるレーザー光を矩形パルス出
力となるように半導体レーザー11を駆動させるものであ
る。

【００８２】ところで、半導体レーザー11がオンになっ
て駆動されると、半導体レーザー11チップの温度が上昇
していき、その温度が平衡に達するまでに時間がかか
る。そして、半導体レーザー11チップの温度が変化する
と発振波長が変化し、温度と波長の関係はモードホップ
の起こる位置以外では１対１に対応する。すなわち、半
導体レーザー11をオンにすると半導体レーザー11チップ
の温度変化が起こり、付随して射出レーザー光の波長変
化が起こる。

【００８３】この温度変化は、図６の(ｂ)に示すよう
に、発振開始直後の変化が急激で、次第に収斂してい
く。一定時間後、半導体レーザー11をオフして温度を元
の状態に復帰させると共に、レーザー光の照射を停止す
る。半導体レーザ11のパルス駆動により平均の照射光量
を少なくして測定時の光量を上げることができる。パル
ス幅は波長変化の幅を考慮して決める。例えば１ＫHz程
度の速さで半導体レーザー11を矩形駆動させると、温度
変化に対して波長が変化する主要部分の利用ができ、し
かも再現性もある。

【００８４】半導体レーザー11は、モードホップ間隔が
波長変化幅より広いものを使用し、パルス期間の温度変
化の間にモードホップが起きないように、半導体レーザ
ー11の基準温度を図５に示す温度制御回路102で制御し
ておく。つまり、レーザー光の波長を制御しておく。

【００８５】この温度変化に対し、発振出力の変化（矩
形入力を加えた時に出力が安定するまでに過渡期間があ
り、その過渡期間である出力変動部分は図６の(ｂ)にお
いて省略してある。）は非常に早く収束するからパルス
期間での強度変化はほとんど無いと言える（従って、実
際にはこの過渡期間を過ぎた時点から利用する）。ただ
し、この時の波長変化は直線的でなく、初めに大きく変
化し次第に変化量が小さくなる。

【００８６】従って、得られる信号の周波数は、初期で
非常に高く時間の経過とともに次第に低下していく。す
なわち、図５に示す直流成分除去回路75,81から出力さ
れる信号Ｓa,Ｓcは、図６の(ｃ)(ｇ)に示すように、周
波数が初期で非常に高く時間の経過とともに次第に低下
していくものとなる。

【００８７】信号Ｓaは、ハイパスフィルタ103によって
低周波成分を除去されて、図６の(ｄ)に示す信号Ｓa1と
なる。

【００８８】図６の(ｄ)(ｇ)から分かるように、それら
信号Ｓa1,Ｓcの周波数も初期期間で非常に高く、時間の
経過とともに次第に低下していく。これは信号Ｓa1に含
まれる周波数ｆr,ｆcについてもいえることである。

【００８９】よって、図６の(ｄ)に示す信号を検波回路
104で検波して得たビート信号Ｓa2の周波数ｆbも図６の
(ｅ)に示すように、初期で高く、時間の経過とともに次
第に低下していく。

【００９０】したがって、図６の(ｅ)(ｇ)に示す信号Ｓ
a1,Ｓcをそのまま一定周波数のトリガーを用いてＡ/Ｄ
変換し、これをデータとすると、初期期間では周波数が
非常に高く、時間の経過とともに次第に周波数が低下す
る信号として記録されてしまい、そのままでは、そのデ
ータから信号の周期を正確に算出することはできない。

【００９１】今、(11)式を見ると、ビート信号の周波数
ｆbと基準干渉計の信号周波数ｆbaseの間には ｆb＝ｆbase×Ｌeye/Ｌbase の関係がある。これは、Ｌeye およびＬbaseが変調期間
内で一定であればｆb がｆbaseの定数倍であることを意
味する。そこで、この周波数ｆbaseの信号をＡ/Ｄ変換
のトリガーとして用いる。

【００９２】つまり、図５に示す直流成分除去回路81か
ら出力される周波数ｆbaseの信号Ｓcをトリガ回路105に
よってその周波数ｆbaseに応じたトリガ信号Ｓctを図６
の(ｈ)に示すように出力させ、このトリガ信号Ｓctの出
力するタイミングで検波回路104から出力される信号Ｓa
2をＡ/Ｄ変換器106で変換していくものである。

【００９３】Ａ/Ｄ変換されるべき信号Ｓa2の周波数
と、トリガ信号の周波数との比はいつでも一定であるか
ら得られる信号Ｓa3は、図６の(ｆ)に示すように、見掛
上一定周期の信号としてメモリ107に記憶されることと
なる。そして、得られた信号が幾つのトリガーによって
１周期を構成するか、すなわち信号１周期が何データで
構成されているか（端数も含む）を測定すれば、この測
定値はそのままｆb/ｆbaseを意味する。そして、その測
定値ｆb/ｆbaseから(11)式よりＬeyeを演算する。

【００９４】この様な周波数の変化する信号にノイズ除
去のフィルターを掛けたり検波したりする場合、ノイズ
除去用であるハイパスフィルター103や検波回路104のロ
ーパスフィルター104aは、信号周波数の変化と共にその
特性を変化させてやる必要がある。

【００９５】つまり、パルス電流Ｐ（図６の(ａ)）の初
期期間と最終期間とにおいて、その初期期間におけるノ
イズ周波数が最終期間の信号周波数ｆ₀よりも高い場合
や、初期のビート周波数ｆbが最終部のノイズ周波数ｆ₀
よりも高い場合も考えられる。このような場合、ハイパ
スフィルター103で最終部の信号ｆ₀を透過するように構
成すると、初期期間ではノイズも通してしまうことにな
る。また、ローパスフィルター104aでは初期期間のビー
ト信号を透過するようにすると、最終部でｆ₀をそのま
ま通してしまう事になり都合が悪い。

【００９６】そこで、周波数変化に同調して、遮断（カ
ットオフ）周波数ｆcutを変化させるフィルターを利用
する。図７に検波用のローパスフィルター104aの例を示
す。

【００９７】ローパスフィルター104aは、抵抗値の異な
る抵抗Ｒ1〜Ｒ6を直列につなぎ各抵抗Ｒ1〜Ｒ6に並列に
開閉器Ｓ1〜Ｓ6をそれぞれ接続し、出力端子104Cをコン
デンサＣを介して接地したものである。このローパスフ
ィルター104aの開閉器Ｓ1〜Ｓ6をオフにすることで、そ
れに並列につないだ抵抗をオンにしていくことにより、
カット周波数ｆcutを変えていくものである。

【００９８】この実施例では開閉器Ｓ1〜Ｓ6にはアナロ
グスイッチを用いる。アナログスイッチの開閉は、クロ
ック回路108（図５参照）から出力されるクロックパル
スを分周器109によって分周した信号やトリガ回路105か
ら出力されるトリガ信号を使用して、図８に示すように
駆動用の矩形波信号を作り、この矩形波信号を基にして
アナログスイッチ駆動回路110によって行なうものであ
る。

【００９９】カットオフ周波数ｆcutは、初めは高い周
波数に設定し、信号の周波数変化と共にカットオフ周波
数ｆcutを図９に示すように下げていくようにする。カ
ットオフ周波数ｆcutの動きは、処理すべき周波数の変
化に合わせて設定する。すなわち、パルスＰの初期では
処理すべき信号の周波数も早く変化するから、カットオ
フ周波数ｆcutも早く変化させ、パルスの終りの部分で
は緩やかに変化させるようにする。

【０１００】一例として、抵抗（Ｒ１〜６）の比率を
１,２,４,８,16,32にとり６ビットのアナログスイッチ
を用いると、カットオフ周波数ｆcutは ｆcut＝１/ＣＲ×定数 ただしＣ：コンデンサーの容量、 Ｒ：合成抵抗値 となる。

【０１０１】カットオフ周波数ｆcutは、コンデンサお
よび合成抵抗により決まるから、抵抗の組み合わせ（全
スイッチオンを除き63通り）によって、カットオフ周波
数ｆcutを最大設定値を１（１に相当するスイッチのみ
ＯＦＦ）として、１から１/63（全スイッチＯＦＦ）ま
で変化させることができる。

【０１０２】この場合、図８に示すように、クロック信
号から分周して作った信号を用いると、図９のグラフに
示すようなカットオフ周波数ｆcutの動きを実現するこ
とができる。

【０１０３】ハイパスフィルター103は、このローパス
フィルターの入力と出力とを入れ替える事で構成でき
る。但し、Ｃ,Ｒの値は、フィルターのカットオフ周波
数ｆcutの設定によって選択するもので、両フィルター
が同一になるとは限らない。

【０１０４】この様なフィルタを通して得たビート信号
ｆbを前記のようにＡ/Ｄ変換して、ｆb/ｆbaseを測定す
る。

【０１０５】実際の測定時には複数のパルスＰ、例えば
128 パルス分のデータをメモリし、各パルスＰについて
信号の有無を判断した後、信号を含むパルスＰについて
信号位相を合わせて平均化を行うと、よりＳ/Ｎの高い
信号が得られる。その後、周期解析によりｆbase/ｆb
を測定する。

【０１０６】なお、111は110と同様なアナログスイッチ
駆動回路であり、104bは自乗回路である。

【０１０７】以上の実施例では、角膜反射光は角膜照射
光学系20だけを、一方眼底反射光は眼底照射光学系30の
みを通るとして論じた。しかし、以下に示すような反射
光の混入する可能性もある。

【０１０８】一つは、眼底照射光学系30による眼底照射
光の一部が角膜で反射され、そのうちの光軸近傍の反射
光は、角膜照射光学系20を戻り受光器42に達する（反射
光Ｒ1）。また、角膜照射光学系20による角膜照明光の
一部も眼底に達しそこで反射されて眼底照射光学系30へ
戻り、受光器42に達してしまう（反射光Ｒ2）。さら
に、眼底反射光および角膜反射光の一部は、相互に角膜
照射光学系20および眼底照射光学系30へ戻り、各々受光
器42に達してしまう（反射光Ｒ3,Ｒ4）。これらも、互
いに干渉を起す可能性がある。

【０１０９】そこで、光路長補償板ＰＣを用いて、角膜
照射光学系20および眼底照射光学系30のビームスプリッ
タ16からビームスプリッタ37までの間の光路長を等しく
した。こうすると、眼球に照射されるレーザ光は被検眼
角膜上で位相差がなくなり、被検眼から反射される各反
射光間の位相差は、0かまたは被検眼眼軸長２Ｌeyeによ
るものだけにできる。

【０１１０】よってこれらの干渉から得られる信号周波
数は、前述のｆrおよびｆcと、眼底反射光と角膜反射光
の干渉によるｆeyeだけにでき、これまでに述べた信号
処理を変えずに眼軸長を計算できる。

【０１１１】以上の実施例は、以下に示すように光学系
を変更することができる。

【０１１２】図１において、ビームスプリッタ37を偏光
ビームスプリッタ37´に交換し、ビームスプリッタ14と
15の間にλ/2板を挿入し、紙面に対し偏光面が45度傾い
た光束を測定干渉光学系10に導く。このようにすると、
半導体レーザ11を射出したレーザー光は、角膜照射光学
系20と眼底照射光学系30を経て、45度傾いた偏光面をも
って偏光ビームスプリッタ37´に到達する。

【０１１３】偏光ビームスプリッタ37´は、入射面（こ
こでは紙面）に平行なＰ成分を透過し、垂直なＳ成分を
反射するから、角膜照射光学系20を通過した照明レーザ
ー光はＰ成分のみが偏光ビームスプリッタ37´を透過し
て角膜Ｅaを照射する。

【０１１４】一方、眼底照射光学系30を通過した照明光
はＳ成分のみが偏光ビームスプリッタ37´で反射されて
眼底Ｅrを照射する。

【０１１５】角膜で反射された反射光は、再度偏光ビー
ムスプリッタ37´へ達した際、偏光が保存されている部
分がこれを通過し、角膜照射光学系20を逆行して干渉光
学系40へ入射する。また、眼底で反射された反射光は、
偏光ビームスプリッタ37´へ達した際、偏光が保存され
ている部分がこれにより反射され、眼底照射光学系30を
逆行して干渉光学系40へ入射する。

【０１１６】これらに対しビームスプリッタ15により干
渉光受光系40へ導かれた偏光面が45度傾いたレーザー光
すなわちＰ,Ｓ両成分を含んだ参照光を干渉させ、受光
器42で受光する。

【０１１７】このように構成すると、角膜反射は偏光を
かなり保存し、眼底反射も保存する傾向にあるので、ビ
ームスプリッタ37での光量ロスを軽減できる。

【０１１８】この時、角膜照明系にＰ偏光方向に、眼底
照明系にはＳ偏光方向に偏光子を挿入しておいても良
い。

【０１１９】また、Ｐ偏光とＳ偏光は干渉しないから、
眼底Ｅrと角膜Ｅaで反射された光束のうち偏光を保存す
る部分同志は干渉しない。従って、(9)式の第４項の干
渉成分を小さくすることができる。もちろん、これらの
偏光を入れ替えても構わない。

【０１２０】また、以上は角膜照射光学系20で角膜頂点
に集光した照明光によって角膜反射光を得ているが角膜
表面を球面と見た場合、その曲率中心に向かって集光し
た場合にも、反射光が絞り24を通過する。この場合もこ
れまでと同様に扱うことができる。

【０１２１】図10は、他の光学系の実施例を示したもの
であり、これは、被検眼Ｅに照射するレーザー光を１つ
にしたものである。

【０１２２】図10では、基準干渉光学系60は図示を省略
した。図10において、200は半導体レーザー11が射出す
るレーザー光を被検眼Ｅに照射する照明光学系で、被検
眼Ｅの屈折率を補正して被検眼眼底Ｅrに集光するため
の屈折力補正レンズ201,202を備えている。補正された
光束はビームスプリッタ203を経て被検眼Ｅに照射され
る。被検眼Ｅに照射されたレーザー光は、一部が角膜表
面Ｅaで反射され、残りが眼底Ｅrに達し反射光を生ず
る。

【０１２３】10は干渉光を受光する干渉光受光系40を備
えた測定干渉光学系で、角膜反射受光光学系20と眼底反
射受光光学系30を有し、角膜反射受光光学系20および眼
底反射受光光学系30は各々第１実施例の角膜照明光学系
および眼底照明光学系と同じ構成であり、第１実施例と
同様な過程で被検眼Ｅからの反射光を干渉光受光系40に
導く。

【０１２４】この場合、角膜反射光の作る虚像が絞り24
と共役な位置にあるときだけ、角膜反射光が絞り24を通
過し干渉光受光系40に達する点が異なる。角膜反射光の
作る虚像は、例えば平行光を被検眼Ｅに照射した場合、
角膜を球面と見ればその曲率中心と角膜表面の中間の位
置にできる。

【０１２５】こうして干渉光受光系40に導いた角膜反射
光、眼底反射光および参照光を干渉させ、第１実施例と
同様な信号処理により、眼軸長を算出する。ただし、こ
こでは、光学系の持つ光路差等が第１実施例とは異なる
ので、計算式は修正が必要である。

【０１２６】受光器42で受光する角膜反射光の持つ位相
は、 ２π（Ｌi＋ＬC＋ＬJ＋Ｌd）／λ となり、眼底反射光の持つ位相は、 ２π（Ｌi＋Ｌeye＋Ｌr´＋Ｌj＋Ｌd）／λ となる。

【０１２７】そして、参照光の持つ位相が、 ２π（Ｌref＋Ｌd）／λ と表わせる。ただし、Ｌiはビームスプリッタ15の中心
から角膜までの光路長、Ｌr´は角膜からビームスプリ
ッタ16までの光路長、Ｌjはビームスプリッタ16からビ
ームスプリッタ53までの光路長、Ｌdはビームスプリッ
タ53から受光器42までの光路長を表わす。なお、初期位
相は省略した。

【０１２８】ここで、これまでと同様な思想に従って Ｌr´＝Ｌc となるように光学系を構成すれば、第１実施例と同様な
手続によって眼軸長が算出できる。

【０１２９】図１に示す第１実施例では、角膜および眼
底の反射光は別々の光学系を通して受光器42に導いてい
たが、これは、角膜反射光と眼底反射光を効率良く干渉
させると同時に、被検眼Ｅへの照射光量と被検眼Ｅでの
反射光量とを調整して、受光器42が受光するそれぞれの
光量を等しくするためである。これにより、ビートを起
こした時のコントラストを高くすることができる。

【０１３０】しかし、制御系の回路にバイアス成分を除
去し信号成分だけ利用するような構成を用いているか
ら、必ずしもコントラストを大きくする必要はないとい
える。そこで、変形例として、光学系を図11に示すよう
に構成し、被検眼Ｅに照射する光束を１つとし、角膜反
射および眼底反射を対物レンズ17を通して受光系に導
き、ほぼ同一の光束径となる位置で受光するようにして
もよい。

【０１３１】図11において、301は偏光ビームスプリッ
タ、302,304,305はビームスプリッタ、303はλ/2板であ
る。

【０１３２】この場合も、同一の光源の光を参照光とし
て利用し、参照光の光路は被検眼Ｅを経由する光路に比
べできるだけ短くなるようにする事は図１と同じであ
る。

【０１３３】第１実施例では、角膜照明系と眼底照明系
の光路差を無くすように、光路長補償板を入れたが、実
際には、完全に０にしなくとも良い。なぜなら、その光
路差を測定しておけば、測定結果に加えてあるいは測定
結果から引くことで最終的に眼軸長を測定できる。すな
わち、Ｌr ＝Ｌc＋Ｌeye＋α（α：上記の光路差）とし
て、２（Ｌeye＋α）を測定し、結果からαを引けばＬe
ye が求まる。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、参照レーザー光により信号振幅を大きくするもので
あるから、被検眼に照射する光量を少なくしたままＳ/
Ｎ比の高い信号を得ることができ、眼軸長の正確な測定
を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる眼軸長測定装置の光学系の配
置関係を示した光学配置図、

【図２】ビート周波数から眼軸長を求める信号処理回路
を示したブロック図、

【図３】基準干渉光学系を利用して眼軸長を求める測定
装置の信号処理回路の構成を示したブロック図、

【図４】上記信号処理回路の各回路等から出力される信
号波形を示した説明図、

【図５】第３図の測定装置の他の実施例の信号処理回路
の構成を示したブロック図、

【図６】第５図の信号処理回路の各回路等から出力され
る信号波形を示した説明図、

【図７】ローパスフィルタの説明図、

【図８】分周器の作用を説明するタイムチャート、

【図９】カットオフ周波数の変化を示したグラフ、

【図１０】第３実施例の光学配置を示した光学配置図、

【図１１】第４実施例の光学配置を示した光学配置図で
ある。

【符号の説明】

１…ハイパスフィルタ（位相差検出手段） ２…検波回路 ３…演算回路（演算手段） 11…半導体レーザー（レーザー光源） 14…ビームスプリッタ 15…ビームスプリッタ（分割手段） 16…ビームスプリッタ 20…角膜照射光学系 測定干渉手段 30…眼底照射光学系 42…受光器（受光手段） 50…参照干渉光学系（参照レーザー光干渉手段） 60…基準干渉光学系（基準干渉手段） 62…全反射ミラー（基準対象物） 63…全反射ミラー（基準対象物対応参照面） 65…基準干渉光路 72…波長制御回路（レーザー波長変化手段） 75…直流成分除去回路 77…高周波パスフィルタ(位相差検出手段) 85…演算回路（演算手段）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発振波長変化が可能なレーザー光を射出す
   るレーザー光源と、前記レーザー光を測定レーザー光と
   参照レーザー光とに分割する分割手段と、前記測定レー
   ザー光を被検眼に向けて照射するとともに、被検眼角膜
   で反射した角膜反射光と被検眼眼底で反射した眼底反射
   光とを干渉させる測定干渉手段とを備えている眼軸長測
   定装置であって、 前記測定干渉手段による干渉光にさらに前記参照レーザ
   ー光を干渉させる参照レーザー光干渉手段と、 この参照レーザー光干渉手段による干渉光を受光する受
   光手段と、 この受光手段から出力される受光信号に基づいて前記角
   膜反射光と眼底反射光との位相差に応じた位相差信号を
   出力する位相差検出手段と、 前記レーザー光の波長を微小範囲で変化させるレーザー
   波長変化手段と、 このレーザー波長変化手段によって前記レーザー光の波
   長を微小範囲で変化させた際に、前記位相差検出手段か
   ら出力される位相差信号の変化量に基づいて被検眼の眼
   軸長を演算する演算手段と、 を備えていることを特徴とする眼軸長測定装置。
2. 【請求項２】発振波長変化が可能なレーザー光を射出す
   るレーザー光源と、前記レーザー光を測定レーザー光と
   参照レーザー光とに分割する分割手段と、前記測定レー
   ザー光を被検眼に向けて照射するとともに、被検眼角膜
   で反射した角膜反射光と被検眼眼底で反射した眼底反射
   光とを干渉させる測定干渉手段とを備えている眼軸長測
   定装置であって、基準対象物により反射されるレーザー光と基準対象物対
   応参照面により反射されるレーザー光とを干渉させる基
   準干渉光路を形成し、前記基準対象物と基準対象物対応
   参照面との光路差が被検眼の眼底と角膜との距離より長
   く設定し、前記レーザー光源から射出されるレーザー光
   を前記基準干渉光路へ導くビームスプリッタと、前記基
   準干渉光路によって干渉される干渉レーザー光を受光す
   る第１受光手段とを設けた基準干渉手段と、 前記測定干渉手段による干渉光にさらに前記参照レーザ
   ー光を干渉させる参照レーザー光干渉手段と、 この参照レーザー光干渉手段による干渉光を受光する第
   ２受光手段と、 この第２受光手段から出力される受光信号に基づいて前
   記角膜反射光と眼底反射光との位相差に応じた位相差信
   号を出力する位相差検出手段と、 前記レーザー光の波長を微小範囲で変化させるレーザー
   波長変化手段と、 このレーザー波長変化手段によって前記レーザー光の波
   長を微小範囲で変化させた際に、前記位相差検出手段か
   ら出力される位相差信号の変化量と、前記第１受光手段
   の出力信号の変化量とに基づいて被検眼の眼軸長を演算
   する演算手段と、 を備えていることを特徴とする眼軸長測定装置。