JP3323559B2 - 眼屈折測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼科診療所や眼鏡店で
使用される眼屈折測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ等の撮像素子に受光し、光束位置
により検出している従来のオートリフラクトメータにお
いては、瞳孔共役位置の孔あきミラーにより投影光束と
受光光束を分離している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、孔あきミラーを使っているので、測定
光束は瞳孔のごく一部を通った光束で測定している。一
方、自覚屈折測定においては瞳孔の全域を通って測定し
ているので瞳孔内に収差があると差が生ずる。

【０００４】本発明の目的は、瞳孔のより多くの部分を
通った光束を用いて測定することにより、自覚測定に近
い測定値が得られる眼屈折測定装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る眼屈折測定装置は、眼底からの反射光束
を分割する光束分割部材を介して眼底に光束を投影する
投影系と、前記光束分割部材により分割した眼底からの
反射光束を瞳孔中心部から周辺部方向に対してそれぞれ
分離する複数の同心円状に分割したプリズムから成ると
共に瞳孔と共役に設けた光束分離部材、該光束分離部材
を介して前記複数のプリズムに対応した複数の前記反射
光束を検出する撮像素子を備えた受光系とを有し、前記
撮像素子からの複数の前記反射光束に対応する出力に基
づいて瞳孔部位の眼屈折値を測定することを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】上述の構成を有する眼屈折測定装置は、光束分
割部材を介して眼底に光束を投影し、その反射光を再び
光束分割部材、光束分離部材を介して撮像素子で受光
し、眼底反射光束の受光位置を基に瞳孔の広い範囲での
眼屈折値を求める。

【０００７】

【実施例】図１は第１の参考例であり、ＬＥＤ等から成
る点光源から成る光源１から被検眼Ｅに至る光路上に
は、レンズ２、図２に示すリング状の開口部３ａを有す
るリング開口絞り３、ミラー４、ハーフミラー５、対物
レンズ６が配置され、投影光学系が構成されている。ま
た、ハーフミラー５の背後の光路上には、中心開口絞り
７、逆円錐型のプリズム８、レンズ９、二次元ＣＣＤか
ら成る撮像素子１０が配置されて、受光光学系が構成さ
れている。

【０００８】ここで、図２に示すリング開口絞り３の中
心の遮光部３ｂは光軸上に配置され、リング開口絞り
３、中心開口絞り７は瞳孔Ｅｐと共役関係とされ、点光
源１と撮像素子１０は共役関係にある。レンズ２、９は
連動機構１１により光軸に沿ってそれぞれ連動されるよ
うになっている。

【０００９】光源１からの光束は、レンズ２、リング開
口絞り３を通り、ミラー４、ハーフミラー５で反射さ
れ、対物レンズ６を介して眼底Ｅｒを点状に照明する。
眼底Ｅｒでの反射光束は対物レンズ６、ハーフミラー
５、中心開口絞り７、プリズム８、レンズ９を通って撮
像素子１０上に、図３に示すリング状の反射光束像Ｐｒ
として結像される。レンズ２、９を連動機構１１により
光軸に沿って連動し、反射光束像Ｐｒのピントを合わ
せ、撮像素子１０の受光信号を図示しないコンピュータ
に入力し、反射光束像Ｐｒの形状を解析して眼屈折値を
求める。

【００１０】反射光束像Ｐｒの大きさは被検眼Ｅの屈折
力とレンズ２、９の位置により変化し、反射光束像Ｐｒ
の形状は被検眼Ｅが乱視眼であると楕円となるので、反
射光束像Ｐｒの大きさから屈折力が算出され、反射光束
像Ｐｒの変形の程度やその方向により乱視度、乱視角が
算出される。

【００１１】レンズ２、９によるピント合わせは、例え
ば常に撮像素子１０の水平方向の径線Ｋ１上の受光信号
をコンピュータに入力し、判断させればよい。ピントが
合っていない場合には、撮像素子１０の受光信号は図４
に示すように幅の広い低いピークを持つ信号Ｓ１である
ので、撮像素子１０の受光信号が幅が狭く最大のピーク
を持つ信号Ｓ２になるように、連動機構１１によりレン
ズ２、９を動かす。ピント合わせの終了後に、コンピュ
ータに撮像素子１０の受光信号を全て入力し、乱視を含
む眼屈折値を求める。

【００１２】図１において、リング開口絞り３と中心開
口絞り７の位置は逆にしてもよい。この場合に、撮像素
子１０へ角膜反射光束の入射は遮断できるが、対物レン
ズ６による反射光束の入射は遮断できなくなるので光束
を傾けるなどの対策が必要となる。

【００１３】また、逆円錐プリズム８の代りに６個のく
さびプリズムから成るプリズムを配置してもよい。この
場合には、眼底Ｅｒの反射光束は撮像素子１０上で、図
５に示すように６個の小円から成る反射光束像Ｐａとし
て結像し、この反射光束像Ｐａの受光位置から乱視を含
む眼科用屈折計値が求められる。

【００１４】更にリング開口絞り３の代りに、図６に示
すような光軸と偏心した位置に開口部１２ａを有する偏
心絞り１２を配置することもできる。この場合は、光源
１からの光束は偏心絞り１２の開口部１２ａを介して瞳
孔Ｅｐの一部を通って眼底Ｅｒに投影されるため、被検
眼Ｅの視度による投影光学系におけるぼけが少ないの
で、撮影系のレンズ２は駆動せずに、受光光学系のレン
ズ９のみを駆動してピント合わせを行えばよい。なお、
受光開口を小さくすれば、受交光学系を固定することも
できる。

【００１５】図７は第２の参考例の構成図であり、光源
２１から被検眼Ｅに至る光路上には、リング開口絞り２
２、レンズ２３、図２と同様のリング開口絞り２４、ミ
ラー２５、ハーフミラー２６、対物レンズ２７が配置さ
れ、ハーフミラー２６の背後の光路上には中心開口絞り
２８、レンズ２９、二次元撮像素子３０が配置され、レ
ンズ２３、２９は連動機構３１によって光軸に沿って連
動されるようになっている。そして、リング開口絞り２
２、二次元撮像素子３０は眼底Ｅｒと共役とされ、リン
グ開口絞り２４、中心開口絞り２８は瞳と共役とされて
いる。

【００１６】光源２１からの光束は、リング開口絞り２
２、レンズ２３、リング開口絞り２４を通り、ミラー２
５とハーフミラー２６で反射され、対物レンズ２７を介
して眼底Ｅｒをリング状に照明する。眼底Ｅｒからの反
射光束は対物レンズ２７、ハーフミラー２６、中心開口
絞り２８、レンズ２９を通り、撮像素子３０上で図８に
示すようなリング状の反射光束像Ｐｒとして結像する。

【００１７】連動機構３１により、レンズ２３、２９を
光軸に沿って連動し、反射光束像Ｐｒのピント合わせを
行う。ピント合わせの終了後に、図示しないコンピュー
タに撮像素子３０の受光信号を入力し、反射光束像Ｐｒ
の形状及びレンズ２３、２９の位置を解析して乱視を含
む屈折力が算出される。

【００１８】このピント合わせは、図４に示すように像
が鮮鋭となる位置を求めてもよいが、ピントの合う位置
でリング開口絞り２２と眼底Ｅｒが共役となるので、反
射光束像Ｐｒがリング開口絞り２２の開口部２２ａと同
じ大きさになる位置に合わせるようにしてもよい。連動
機構３１によりレンズ２３、２９を一度光軸上を走査し
て、この間に撮像素子３０の図８に示す水平方向の径線
Ｋ２上の受光信号をコンピュータにおいて監視させ、反
射光束像Ｐｒがリング開口絞り２２の開口部と同じ大き
さになるレンズ２３、２９の位置を求め、その位置にレ
ンズ２３、２９を移動して測定を行う。

【００１９】この参考例においては、中心開口絞り２８
の開口部の径よりも瞳孔Ｅｐが小さい場合でも、撮像素
子３０に受光される反射光束像Ｐｒのリングの大きさは
変化しないが、反射光束像Ｐｒの楕円率は瞳孔Ｅｐの大
きさに依存するので、被検眼Ｅが小瞳孔の場合は、正確
な乱視のデータを得るためには瞳孔Ｅｐの形状を測定し
て補正する必要がある。

【００２０】上述の参考例においては、光位置検出器に
撮像素子を使用した他覚的眼科用屈折計を示したが、オ
プトメータに用いる場合には、一次元の光位置検出器を
使用すればよい。

【００２１】図９は本発明の実施例の構成図を示し、Ｌ
ＥＤ等から成る点光源の光源４１から被検眼Ｅに至る光
路上には、レンズ４２、図２と同様のリング状の開口部
４３ａを有するリング開口絞り４３、ミラー４４、ハー
フミラー４５、対物レンズ４６が配置され、ハーフミラ
ー４５の背後の光路上には、中心開口絞り４８、光束分
離部材４９、レンズ５０、ＣＣＤ撮像素子５１が配置さ
れ、レンズ４２、５０、中心開口絞り４８を一体化して
連動させる連動機構５２が設けられている。

【００２２】ここで、リング開口絞り４３、光束分離部
材４９は被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと共役関係にある。中心開
口絞り４８は眼底Ｅｒと共役関係にあり、光束分離部材
４９は図１０、図１１に示すよう３つの円錐プリズム４
９ａ〜４９ｃから成り、中央部に光を透過しない不透過
部４９ｄが設けられている。また、中心開口絞り４８は
光源４１と共役関係にある。

【００２３】光源４１を射出した光束は、レンズ４２、
リング開口絞り４３の開口部４３ａを通り、ミラー４
４、ハーフミラー４５で反射され、対物レンズ４６を介
して被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影される。眼底Ｅｒによる
反射光束は瞳孔Ｅｐの全領域から射出し、ハーフミラー
４５で半分透過され、中心開口絞り４８の開口部４８
ａ、光束分離部材４９、レンズ５０を経て、撮像素子５
１上で図１２に示すリング像Ｒ１〜Ｒ３として結像す
る。ここで、リング像Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ光束分離部
材４９の円錐プリズム４９ａ〜４９ｃを経た光束に対応
し、これらの形状、大きさより眼屈折値を算出する。

【００２４】レンズ４２、５０及び中心開口絞り４８は
連動機構５２によって、光源４１、撮像素子５１が眼底
Ｅｒの略共役関係になる程度まで移動され、リング像Ｒ
１〜Ｒ３のピント合わせがなされる。

【００２５】眼屈折値の算出は、例えば撮像素子５１に
おいて、図１２に示すように中心から放射状に伸びる４
本の径線Ｋ１〜Ｋ４を定め、撮像素子５１の受光信号を
コンピュータに取り込み、この径線Ｋ１〜Ｋ４とリング
像Ｒ１〜Ｒ３との交点を求め、リング像Ｒ１〜Ｒ３のそ
れぞれを楕円に近似し、この楕円の寸法及びレンズ４
２、５０の位置から球面屈折度、乱視角、乱視度を算出
する。

【００２６】ここで、角膜反射光束は図９に示すように
対物レンズ４６を透過せず受光系の外部に進み、測定に
不要な光束は中心開口絞り４８によって遮光されるた
め、これらの光束は撮像素子５１に到達せず測定に問題
が生ずることはない。しかし、中心開口絞り４８の開口
部４８ａは光源４１と共役関係にあるが、あまり小さく
すると開口部４８ａの周縁部で測定光束が散乱して測定
誤差を生じてしまうので、或る程度の大きさが必要であ
る。また、中心開口絞り４８は撮像素子５１上でのリン
グ像Ｒ１〜Ｒ３の解明度を向上させることにも有効であ
るが、必ずしも必要としない。

【００２７】なお、レンズ４２、５０は連動機構５２に
よって駆動されるが、従来のように固定して撮像素子５
１のリング像Ｒ１〜Ｒ３の大きさのみで眼屈折度を求め
るようにしてもよい。

【００２８】光源４１は点状光源であれば中心窩測定が
可能であり、リング像Ｒ１〜Ｒ３を細くできるので、撮
像素子５１上でそれぞれを分離し易く都合が好いが、撮
像素子５１の受光量を多くするためには、或る程度の面
積を必要とする。

【００２９】また、ハーフミラー４５はリング開口絞り
４３と被検眼Ｅの間に配置されれば、どこに位置しても
支障はなく、偏光により分離することもできる。撮像素
子５１は１個の二次元アレイセンサで構成しても、或い
は複数のアレイセンサで構成してもよい。

【００３０】更には、円錐プリズム４９ａ〜４９ｃの代
りに、図１３に示すように中央に遮光部５３ａを有し、
複数の同心円状に分割すると共に、同一同心円内におい
て更に円周方向に分割した多数のくさびプリズム５３ｂ
で構成された光束分離部材５３を用いてもよい。この場
合には、撮像素子５１上には図１４に示すような多数の
点状光束像PTが結像し、これらの結像位置を算出し、結
像位置に対応する被検眼Ｅの瞳孔Epの部位の眼屈折値が
得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように眼屈折測定装置にお
いては、瞳孔のより多くの部分を通った光束を用いて測
定することにより、自覚測定に近い測定値を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の参考例の構成図である。

【図２】リング開口絞りの正面図である。

【図３】撮像素子上に結像した反射光束像の説明図であ
る。

【図４】撮像素子の水平方向の径線上の受光信号の説明
図である。

【図５】撮像素子上に結像した反射光束像の説明図であ
る。

【図６】偏心絞りの正面図である。

【図７】第２の参考例の構成図である。

【図８】撮像素子上に結像した反射光束像の説明図であ
る。

【図９】実施例の構成図である。

【図１０】光束分離部材の正面図である。

【図１１】光束分離部材の断面図である。

【図１２】撮像素子上のリング像の説明図である。

【図１３】光束分離部材の変形例の正面図である。

【図１４】撮像素子上の点状光束像の説明図である。

【符号の説明】

１、２１、４１ 光源 ３、２２、２４、４３ リング開口絞り ５、２６、４５ ハーフミラー ７、２８、４８ 中心開口絞り ８ プリズム １０、３０、５１ 撮像素子 １１、３１、５２ 連動機構 ４９ 光束分離部材

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼底からの反射光束を分割する光束分割
   部材を介して眼底に光束を投影する投影系と、前記光束
   分割部材により分割した眼底からの反射光束を瞳孔中心
   部から周辺部方向に対してそれぞれ分離する複数の同心
   円状に分割したプリズムから成ると共に瞳孔と共役に設
   けた光束分離部材、該光束分離部材を介して前記複数の
   プリズムに対応した複数の前記反射光束を検出する撮像
   素子を備えた受光系とを有し、前記撮像素子からの複数
   の前記反射光束に対応する出力に基づいて瞳孔部位の眼
   屈折値を測定することを特徴とする眼屈折測定装置。
2. 【請求項２】 前記光束分割部材のプリズムは、更に同
   一同心円内において円周方向に複数に分割した請求項１
   に記載の眼屈折測定装置。
3. 【請求項３】 前記光束分離部材の光軸中心近傍に遮光
   部を設けた請求項１に記載の眼屈折測定装置。