JP4119035B2 - 角膜形状測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、眼屈折力と被検眼角膜形状とを測定可能な角膜形状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、角膜形状を精密に測定するための角膜形状測定装置としては、平面状で円形のパターン板に同心円状の光透過部すなわち透光リングパターン（プラチドパターン）を設け、パターン板の背面側に光源を配設して、この光源から出射された光を透光リングパターンを介して多数の同心円状のリングパターンの光束にし、この同心円状の透光リングパターンの光束を被検眼の角膜に向けて投影すると共に、この同心円状の透光リングパターンの被検眼角膜からの反射形状が投影パターン形状と比較してどの程度変化しているか否かを認識させて、この形状変化から角膜の形状を判断する角膜形状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】
ところで、この様な角膜形状測定装置において、角膜の形状を正確に求めたい場合には、多数の同心円状の透光リングパターンを投影するのが良い。しかし、透光リングパターンの数を増やして、多数の同心円状の透光リングパターンを投影しようとすると、平面状で円形のパターン板に設ける多数の透光リングパターンの最も外側のものの径が大きくなって、装置全体が大型化するため、透光リングパターンの数を増やすにも限度があった。
【０００４】
また、透光リングパターンの数を増やして、多数の同心円状の透光リングパターンを投影しようとした場合、パターン板と被検眼との距離も離れるため、光源も大きな光量のものが必要になるという問題がある。特に、パターン板の透光リングパターンは外側に位置するものほど被検眼との距離が離れるため、透光リングパターンから被検眼に投影されるリングパターンの光量は外側に位置するものほど低下する。このため、同心円状の多数の透光リングパターンから被検眼に投影されるリングパターンの光量を略均一にしようとすれば、透光リングパターンからの光量は外側に位置するものほど大きくする必要がある。
【０００５】
しかも、パターン板の前面に可視カットフィルタ又は可視透過率の低いフィルタを配置して、被検眼角膜に赤外光による透光リングパターンを投影する場合も、フィルタによってリングパターンの光量が減少するため、透光リングパターンからの光量は外側に位置するものほど大きくする必要がある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、装置全体を大型化することなく、透光リングパターンの数を増やして、被検眼角膜の広範囲にリングパターンを投影できると共に、最も外側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離をその内側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離と略同じにして、最小限の光源で十分な照明光量を得ることができる角膜形状測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した主目的を達成するため、請求項１の発明は、径の異なる複数の透光リングパターン及び遮光部が交互に同心に設けられたパターン板と、前記パターン板の背面に近接して配設され且つ前記透光リングパターンに沿って同心円状に設けられた複数のリング状光源を備えると共に、前記複数のリング状光源から出射して前記複数の透光リングパターンを透過した同心リング状のパターン光束が被検眼の角膜に向けてプラチドパターンとして投影される様にした角膜形状測定装置において、前記複数の透光リングパターンのうち最も外側の透光リングパターンの内側の透光リングパターンは前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射した光束をリングパターンにして前記被検眼の角膜に直接投影可能に設けられていると共に、前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射し且つ前記最も外側の透光リングパターンによりリング状のパターン光束にされた最も外側のリング状のパターン光束を前記被検眼の角膜に投影する屈折プリズムが設けられている角膜形状測定装置としたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の角膜形状測定装置において、前記屈折プリズムの底面には前記最も外側の透光リングパターンが設けられ、前記屈折プリズムの光射出面には可視カットフィルタが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【実施例】
以下、この発明に係わる、プラチドリングパターンを投影して角膜形状を測定する角膜形状測定装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１０】
この図４(c)は、この発明にかかる角膜形状測定装置１と被検者２との関係を示したものである。この角膜形状測定装置１は、ベース３と、ベース３上に前後・左右動可能に装着された装置本体４と、装置本体４に装着されて装置本体４を前後・左右動操作するジョイステック５と、ベース３の前端部に装着されたフレーム６と、フレーム６に上下動可能に設けられた顎受け７と、フレーム６に保持されて顎受け７を上下動操作する操作ノブ８を有する。
【００１１】
この装置本体１は、図１に示すように、被検眼Ｅの前眼部を観察する前眼部観察光学系１０と、被検眼Ｅに固視標を投影する固視標投影光学系５０と、被検眼Ｅの眼底Ｅrに眼屈折力を測定するための測定光を投影する測定投影光学系７０と、眼底Ｅrで反射される測定光を受光する受光光学系９０と、被検眼Ｅの角膜Ｅcに角膜形状を測定するためのプラチドパターンを投影するプラチドパターン投影系１００と、作動距離検出用のマークを角膜Ｅcに向けて投影するマーク投影光学系１２０とを備えている。
【００１２】
前眼部観察光学系１０は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー６０と、ミラー１３と、リレーレンズ１４と、ダイクロイックミラー１５と、リレーレンズ１６と、結像レンズ１７と、受光手段としてのＣＣＤからなるエリアセンサ（２次元撮像素子）１８とを備えている。
【００１３】
また、前眼部観察光学系１０には、エリアセンサ１８上に十字状のスケール像Ｐ（図７参照）を形成するスケール投影系２０が設けられている。スケール投影系２０は、光源２１と、コンデンサレンズ２２と、スケール(図示せず)が形成されたスケール板２３とを備え、光源２１から射出された光はコンデンサレンズ２２に集光されてスケール板２３を照射し、これによりスケール板２３から十字形状の光束がダイクロイックミラー１５,９２を介して結像レンズ１７に達し、この結像レンズ１７によりエリアセンサ１８上にスケール像Ｐが結像される。そして、このスケール像Ｐが前眼部とともにモニタ２０２（図７参照）に表示される。
【００１４】
固視標投影光学系５０は、光源５１と、赤外をカットするフィルタＦと、コンデンサレンズ５２と、固視標板５３と、リレーレンズ５４と、ミラーＭ1と、ダイクロイックミラー５５と、リレーレンズ５６と、ミラーＭ2と、リレーレンズ５７と、ミラーＭ3と、ダイクロイックミラー６０と、対物レンズ１１とを備えている。固視標板５３は眼底Ｅrと共役位置にあり、固視標板５３には固視標となるマーク(図示せず)が形成され、このマークが眼底Ｅrに投影されるものである。このマークの投影により被検眼Ｅを所定方向に向けるとともに雲霧視させる。
【００１５】
測定投影光学系７０は、光源７１と、コンデンサレンズ７２と、円錐プリズム７３と、リング開口(図示せず)が形成されたリング開口板７４と、リレーレンズ７５と、ミラー７６と、リレーレンズ７７と、ダイクロイックミラー７８と、ミラー７９と、ダイクロイックミラー８０と、ダイクロイックミラー６０と、対物レンズ１１とを備えている。
【００１６】
円錐プリズム７３は、コンデンサレンズ７２によって集光された光源７１から光をリング開口板７４のリング開口に集光させるものである。リング開口板７４と眼底Ｅrとは共役位置にあり、リング開口板７４のリング開口を透過する光束によりリング像(図示せず)が眼底Ｅrに投影される。
【００１７】
この眼底Ｅrに投影されたリング像の反射光束は、対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ダイクロイックミラー８０,ミラー７９,ダイクロイックミラー７８,ダイクロイックミラー９１,リレーレンズ５７,ミラーＭ2,リレーレンズ５６,ダイクロイックミラー５５,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に結像してリング像が形成される。このリング像から眼屈折力を後述する演算制御装置２０３が演算して求める。
【００１８】
そして、受光光学系９０は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー６０と、ダイクロイックミラー８０と、ミラー７９と、ダイクロイックミラー７８,９１と、リレーレンズ５７と、ミラーＭ2と、リレーレンズ５６と、ダイクロイックミラー５５,９２と、結像レンズ１７と、エリアセンサ１８とから構成されている。
【００１９】
プラチドパターン投影系１００は、図２に示すように、プラチドパターン板１０１と、光源部１０２と、可視カットフィルタ１０３と、反射プリズム２００から構成されている。
【００２０】
このパターン板１０１のベースは光を透過拡散可能な拡散板からなる。このパターン板１０１には、図３に示すように、中心部に円形の孔１０１aが開いていると共に、この孔１０１aの周囲に同心に設けた８つの同心円状で光が透過可能な透光リングパターンＣ1〜Ｃ８が形成されている。また、パターン板１０１の外周部には細幅のドーナッツ形状のパターン板２０４が配置されている。このパターン板２０４にはリングＣ１〜Ｃ８と同心で光が透過可能な外側透光リングパターンＣ９が形成されている。
【００２１】
このリングＣ1〜Ｃ８は、図４(a)，(b)に示すように、白色塗料層１０１c（白色反射層）と黒色塗料層１０１d（黒色層）とからなる遮光部Ｄ１〜Ｄ９をパターン板１０１の表面１０１bに同心に間隔をおいて複数形成することにより、この遮光部Ｄ１〜Ｄ９の隣接するもの同士間（すなわち塗料１０１c,１０１dが塗られていない部分）に形成されたものである。
【００２２】
また、リングＣ９は、図３に示すように、遮光部Ｄ１０，Ｄ１０をパターン板２０４の表面に同心に間隔をおいて形成することにより、遮光部Ｄ１０，Ｄ１０間に形成したものである。この遮光部Ｄ１０も遮光部Ｄ１〜Ｄ９と同様にして形成されている。
【００２３】
また、パターン板１０１には、水平方向に並んだ２つの円形の孔部Ｈ１,Ｈ2が形成されている。この孔部Ｈ１，Ｈ２も上記と同様に塗料１０１c,１０１dが塗られていない部分である。この孔部Ｈ１，Ｈ２は後述するマーク投影光学系１２０からの光束を通過させるためのものである。
【００２４】
光源部１０２は、円板状のＰＣ板１０４に取り付けられた多数の赤外発光ダイオードＡからなる。赤外発光ダイオードＡは透光リングパターンＣに沿うように、即ち光軸Ｏを中心とした同心円上に配置されている（図５参照）
これにより、多数の発光ダイオードＡは複数の同心状のリング状光源Ａ１〜Ａ７を構成する。尚、このＰＣ板１０４はユニットベース１０５に取り付けられている。
【００２５】
この赤外発光ダイオードＡによりパターン板１０１のプラチドパターンが被検眼に投影されても、プラチドパターンは赤外光で投影されるため、被検眼の注意を喚起するようなことはなくなる。
【００２６】
また、このＰＣ板１０４の赤外発光ダイオードＡが設けられた面（パターン板１０１に対向する側の面）には、白色の反射層（図示略）が設けられている。この反射層は、ＰＣ板１０４に部品説明用の白色のシルク印刷を行う印刷手段を用いて、ＰＣ板１０４に白色の塗装を施すことにより簡易に形成できる。
【００２７】
また、ＰＣ板１０４には、リング状光源Ａ５の外周に同心に配設した筒状反射板２１０が設けられている。
【００２８】
ユニットベース１０５は対物レンズ１１を保持した鏡筒部１０６と一体に設けられている。
【００２９】
尚、可視カットフィルタ１０３は、可視透過率の低いフィルタに代えてもよい。また、可視カットフィルタ１０３の被検眼Ｅ側の面には、反射防止コーティング層１０３ａが施されている。しかも、この様な可視カットフィルタ１０３は、被検眼Ｅとパターン板１０１との間に配設されていて、パターン板１０１のプラチドパターンが見えるのを防止していると共に、反射防止コーティング層１０３ａにより被検者自身が可視カットフィルタ１０３に映って反射するのを防止している。
【００３０】
これにより、眼屈折測定に際して、プラチドパターンや被検者の像が被検眼の注意を惹いて、被検眼の調節作用が発生するようなことはなくなり、正確な眼屈折測定が可能となる。
【００３１】
また、ユニットベース１０５の周縁部には断面形状がＬ字状のブラケット２０２が固定され、このブラケット２０２の起立部２０２ａには筒状（リング状）の取付板２０１がネジ２０３を介して固定されている。この取付板２０１には、断面が略三角形状でリング状の屈折プリズム（リング状反射手段）２００が嵌着固定されている。これにより、屈折プリズム２００は、可視カットフィルタ１０３の外周縁部上に透光リングパターンＣ１〜Ｃ９と同心に配設されている。
【００３２】
この屈折プリズム２００は、底面２００ａにおいて可視カットフィルタ１０３の周縁部前面に固着されている。また、屈折プリズム２００は、底面２００ａに対して外周から内側に傾斜する外側の光反射面２００ｂと、底面２００ａの内周から外側に傾斜する光射出面２００ｃを有する。また、可視カットフィルタ１０３の外周面には、底面２００ａに固着したリング状のパターン板２０４が嵌着されていると共に、接着固定されている。この可視カットフィルタ１０３の前面とパターン板２０４の前面は略一平面上に設けられている。尚、光射出面２００ｃには可視カットコーティング（図示せず）が施されている。
【００３３】
マーク投影光学系１２０は、同一水平面に配設された一対の平行投影ユニット１２１,１３１（図１参照）とから構成されている。この平行投影ユニット１２１は、赤外発光ダイオード１２２と、ピンホールＱ１と、このピンホールＱ１から射出された赤外光を平行光束にして孔部Ｈ１，Ｈ２に向けて射出する投影レンズ１２３と、これらを保持する鏡筒１２５，１３５を備えている。平行投影ユニット１３１は、赤外発光ダイオード１３２と、ピンホールＱ２と、このピンホールＱ２から射出された赤外光を平行光束にして孔部Ｈ１，Ｈ２に向けて射出する投影レンズ１３３と、これらを保持する鏡筒１２５，１３５を備えている。
【００３４】
平行投影ユニット１２１,１３１の光軸１２１a,１３１aは孔部Ｈ１，Ｈ２を通って被検眼角膜Ｅcに向けられており、投影レンズ１２３,１３３による平行光束を被検眼角膜Ｅcに向けて投影する状態となっている。
【００３５】
平行投影ユニット１２１のケース１２５は、ＰＣ板１０４の中心部に形成した孔１０４bの切欠凹部１０４cに挿入されていると共に、ユニットベース１０５に固定されている。平行投影ユニット１３１も平行ユニット１２１と同様にしてユニットベース１０５に固定されている。
【００３６】
図６はこの角膜形状測定装置の制御系の構成を示したブロック図である。図６において３０１はエリアセンサ１８が受光する画像を記憶するフレームメモリ、３０２はエリアセンサ１８が受光する画像を表示するモニタ、３０３はフレームメモリ３０１に記憶された画像の各リング像Ｃa〜Ｃi（図７参照）から角膜形状を演算して求めるとともに、リング像Ｃbの径Ｌ1と反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2との比から装置本体の作動距離を検出したり、この作動距離を基にして上記角膜形状を補正したりする演算制御装置である。そして、演算制御装置３０３は角膜形状演算手段と作動距離検出手段と補正手段としての機能を有している。
【００３７】
そして、プラチドパターン投影系１００と、マーク投影光学系１２０と、前眼部観察光学系１０と、演算制御装置３０３とで角膜の形状を測定する角膜形状測定装置が構成される。
【００３８】
また、この演算制御装置３０３は、操作部３０５の操作に基づいてプリンタ３０６,記録装置３０７,光源２１,５１,７１,１０２,１２２,１３２等の制御を行ったりする。また、演算制御装置３０３は眼底Ｅrに投影されたリング像から眼屈折力を演算するようになっている。
【００３９】
次に、上記実施例の動作について説明する。
【００４０】
操作部３０５の操作によりプラチドパターン投影系１００の赤外発光ダイオードＡと、マーク投影光学系１２０の赤外発光ダイオード１２２,１３２を点灯させる。また、スケール投影系２０の光源２１を点灯させる。
【００４１】
この状態で、リング状光源Ａ１〜Ａ７の各光源１０２を点灯させる。これにより、複数の赤外発光ダイオードＡから光のうちリングＣ1〜Ｃ9に向かう光の一部は、遮光部Ｄ１〜Ｄ１０とＰＣ板１０４，２０４の作用により図４(a)，(b)のＬ，Ｌ１，Ｌ２に示した様に拡散と反射を繰り返す。
【００４２】
即ち、この拡散と反射の作用をリングＣ1と一つの赤外発光ダイオードＡを用いて説明すると、赤外発光ダイオードから透光リングパターンＣ1に向かう光束Ｌは、大半が拡散板であるパターン板１０１を透過する際に拡散光Ｌ１としてリングパターンＣ1、孔１０１ａを透過し、残りが反射光Ｌ２としてＰＣ板１０４側に反射する。この反射光Ｌ２及び赤外発光ダイオードＡから直接に遮光部Ｄ１〜Ｄ１０に向かう光は、ＰＣ板１０４で反射光Ｌ３として反射した後、白色塗料層（白色反射層）１０１ｃの部分とＰＣ板１０４との間で多数回反射した後にリングＣ1〜Ｃ９のいずれかから被検眼Ｅ側に投影される。これにより、赤外発光ダイオードＡから出た光は無駄なくプラチドリングパターン投影のために利用されると共に、このプラチドパターンに均一な照明光を投影できる。
【００４３】
尚、本実施例では、パターン板１０１を拡散板から形成しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、パターン板と拡散板（図示せず）を別体に形成して重ねあわせると共に、上述した遮光部Ｄ１〜Ｄ１０をパターン板と拡散板との間に形成してもよい。
【００４４】
一方、リング状光源Ａ１〜Ａ４の各赤外発光ダイオードＡの点灯により、リング状光源Ａ１〜Ａ４から出射した光の一部は図２にＣ１′〜Ｃ４′で示したように透光リングパターンＣ１〜Ｃ４及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。
【００４５】
また、リング状光源Ａ５の各赤外発光ダイオードＡの点灯により、このリング状光源Ａ５から出射した光の一部は、図２にＣ５′で示したように透光リングパターンＣ５及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。一方、リング状光源Ａ５から出射した光の残りの一部は、図２にＣ６′で示したように筒状反射板２１０で反射した後、後述する透光リングパターンＣ６及び可視カットフィルタ１０３を介して被検眼角膜Ｅｃに投影される。
【００４６】
更に、リング状光源Ａ６の各赤外発光ダイオードＡの点灯により、リング状光源Ａ６から出射した光の一部は図２にＣ７′で示したように透光リングパターンＣ７及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。
【００４７】
また、リング状光源Ａ７から出射した光の一部は、図２にＣ８′で示したように透光リングパターンＣ８及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。一方、リング状光源Ａ７から出射した光の残りの一部は、図２にＣ９′で示したように透光リングパターンＣ９を透過した後、屈折プリズム２００の反射面２００ｂで反射した後、屈折プリズム２００の光射出面２００ｃから被検眼角膜Ｅｃに対して投影される。
【００４８】
この様にして、パターン板１０１のリングパターンＣ１〜Ｃ８及び可視カットフィルタ１０３を介して赤外光によるリング光束Ｃ１′〜Ｃ８′が射出され、パターン板２０４のリングＣ９及び可視カットコーティングが施された光射出面２００ｃを介して赤外光によるリング光束Ｃ９′が射出され、このリング光束Ｃ１′〜Ｃ９′が被検眼角膜Ｅcに投影されてリングパターンＣ1〜Ｃ9による反射像が形成されることとなる。
【００４９】
同様に、赤外発光ダイオード１２２,１３２から射出された赤外光は投影レンズにより平行光束となって被検眼角膜Ｅcに投影される。
【００５０】
そして、被検眼角膜Ｅcの反射によるリング反射像およびマーク反射像の光束は、対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ミラー１３,リレーレンズ１４,ダイクロイックミラー１５,リレーレンズ１６,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に前眼部像とともに結像される。そして、モニタ２０２には、図７に示すように前眼部像Ｅaとともにリング反射像Ｃa〜Ｃｊおよび反射像Ｑa,Ｑbが表示される。
【００５１】
また、スケール投影系２０の光源２１の点灯によりエリアセンサ１８上にスケール像が結像されるので、モニタ２０２にスケール像Ｐも表示される。
【００５２】
検者はモニタ２０２に表示されるスケール像Ｐとリング反射像Ｃaとを見ながら、スケール像Ｐの交点Ｐaがリング反射像Ｃaの中心に位置するように装置本体を上下左右に移動させてＸＹ方向のアライメントを行う。また、反射像Ｑa,Ｑbがリング反射像Ｃbとがほぼ一致するように装置本体を前後方向に移動させてＺ方向のアライメントを行う。
【００５３】
これは、マーク投影系１２０が平行光束を投影していることにより、装置本体のＺ方向の距離に拘らずマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2は一定であり、他方、リング反射像Ｃbの径Ｌ1がＺ方向の距離によって変化するので、図７に示したマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2とリング反射像Ｃbの径Ｌ1の大きさとを比較することにより、Ｚ方向のアライメントを調整することができ、作動距離を求めることができる。
【００５４】
このように、モニタ３０２にスケール像Ｐが表示されているので、アライメントはそのスケール像Ｐを見て行えばよいので大変行い易いものとなる。
【００５５】
これらアライメントが完了したら、操作部３０５の測定スイッチ(図示せず)を押すと、図８に示すステップ２では図７に示す画像がフレームメモリ３０１に記憶される。
【００５６】
演算制御部３０３は、フレームメモリ３０１に記憶されたリング反射像Ｃbの径Ｌ1とマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2との比を求め、この比から装置本体の作動距離を演算する。そして、この作動距離と予め設定されている設定作動距離との差、すなわちＺ方向におけるアライメントの誤差を演算する（ステップ３）。この誤差が所定範囲内であるか否かがステップ４で判断され、イエスであれば、フレームメモリ３０１に記憶されたリング反射像Ｃa〜Ｃｊから角膜形状を求め、さらに、上記誤差に応じてその角膜形状を補正する（ステップ５）。この補正により、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも正確な角膜形状が求められることとなる。
【００５７】
補正前の角膜形状と補正後の角膜形状と作動距離とがモニタ３０２に表示されるとともに、これらデータはプリンタ３０６によってプリントアウトされ、記録装置３０７に図７に示す画像とともに記録される（ステップ６）。
【００５８】
このように、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも、アライメントの誤差が求められてその誤差に基づいて角膜形状が補正されて正確な角膜形状が求められるので、作動距離が短くてもアライメントの許容範囲を広く設定することができ、しかも、正確な角膜形状を求めることができる。
【００５９】
眼屈折力を測定する場合は、固視標投影光学系５０の光源５１を点灯させて被検眼Ｅを所定方向に向けさせるとともに雲霧視させる。そして、測定投影光学系７０の光源７１を点灯して眼底Ｅrにリング像(図示せず)を投影し、このリング像を対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ダイクロイックミラー８０,ミラー７９,ダイクロイックミラー７８,ダイクロイックミラー９１,リレーレンズ５７,ミラーＭ2,リレーレンズ５６,ダイクロイックミラー５５,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に結像させ、このリング像から眼屈折力を演算制御装置３０３が演算して求める。
【００６０】
上記実施例では、フレームメモリ３０１にスケール像Ｐも記憶させているが、測定スイッチを押した際に、スケール投影系２０の光源２１を消灯させてスケール像Ｐがフレームメモリ３０１に記憶されないようにしてもよい。このようにすることにより、角膜形状や作動距離を演算する際にスケール像Ｐが邪魔とならずに済む。
【００６１】
更に、上記実施例ではプリズム２００の底面２００ａにパターン板２０４を取り付けているが、光射出面２００ｃに取り付けるようにしても差し支えない。
【００６２】
上記実施例では、測定スイッチを押した際にフレームメモリ３０１に画像を取り込んで角膜形状や作動距離を演算しているが、測定スイッチを押さずに、常に画像を取り込むようにして、作動距離を演算し、この作動距離が適正な範囲にあるとき、角膜形状を演算して出力するようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明は、径の異なる複数の透光リングパターン及び遮光部が交互に同心に設けられたパターン板と、前記パターン板の背面に近接して配設され且つ前記透光リングパターンに沿って同心円状に設けられた複数のリング状光源を備えると共に、前記複数のリング状光源から出射して前記複数の透光リングパターンを透過した同心リング状のパターン光束が被検眼の角膜に向けてプラチドパターンとして投影される様にした角膜形状測定装置において、前記複数の透光リングパターンのうち最も外側の透光リングパターンの内側の透光リングパターンは前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射した光束をリングパターンにして前記被検眼の角膜に直接投影可能に設けられていると共に、前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射し且つ前記最も外側の透光リングパターンによりリング状のパターン光束にされた最も外側のリング状のパターン光束を前記被検眼の角膜に投影する屈折プリズムが設けられている構成としたので、装置全体を大型化することなく、透光リングパターンの数を増やして、被検眼角膜の広範囲にリングパターンのを投影できると共に、最も外側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離をその内側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離と略同じにして、最小限の光源で十分な照明光量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる角膜形状測定装置の光学系の配置を示した光学配置図である。
【図２】プラチドパターン投影系の構成を示した断面図である。
【図３】図２のプラチドパターン投影系の２つのパターン板を示した正面図である。
【図４】(a)は図３のパターン板の構成の一部を示した拡大断面図、(b)はパターン板とＰＣ板との関係を示す説明図、(c)はこの発明にかかる角膜形状測定装置と被検者との関係を示す斜視図である。
【図５】赤外発光ダイオードの配置を示したＰＣ板の正面図である。
【図６】角膜形状測定装置の制御系の構成を示したブロック図である。
【図７】モニタに表示された画像を示した説明図である。
【図８】角膜形状測定装置の動作を示したフロー図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ７・・・リング状光源
Ｃ１〜Ｃ８・・・透光リングパターン
Ｃ９・・・外側透光リングパターン
Ｃa〜Ｃi・・・リング像
Ｄ１〜Ｄ１０・・・遮光部
Ｅ・・・被検眼
Ｅc ・・・角膜
１０１・・・パターン板
２００・・・屈折プリズム２００（リング状反射手段）
２２０・・・リング状反射板（リング状反射手段）
Ｃa〜Ｃｊ・・・リング像
【産業上の利用分野】
この発明は、眼屈折力と被検眼角膜形状とを測定可能な角膜形状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、角膜形状を精密に測定するための角膜形状測定装置としては、平面状で円形のパターン板に同心円状の光透過部すなわち透光リングパターン（プラチドパターン）を設け、パターン板の背面側に光源を配設して、この光源から出射された光を透光リングパターンを介して多数の同心円状のリングパターンの光束にし、この同心円状の透光リングパターンの光束を被検眼の角膜に向けて投影すると共に、この同心円状の透光リングパターンの被検眼角膜からの反射形状が投影パターン形状と比較してどの程度変化しているか否かを認識させて、この形状変化から角膜の形状を判断する角膜形状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】
ところで、この様な角膜形状測定装置において、角膜の形状を正確に求めたい場合には、多数の同心円状の透光リングパターンを投影するのが良い。しかし、透光リングパターンの数を増やして、多数の同心円状の透光リングパターンを投影しようとすると、平面状で円形のパターン板に設ける多数の透光リングパターンの最も外側のものの径が大きくなって、装置全体が大型化するため、透光リングパターンの数を増やすにも限度があった。
【０００４】
また、透光リングパターンの数を増やして、多数の同心円状の透光リングパターンを投影しようとした場合、パターン板と被検眼との距離も離れるため、光源も大きな光量のものが必要になるという問題がある。特に、パターン板の透光リングパターンは外側に位置するものほど被検眼との距離が離れるため、透光リングパターンから被検眼に投影されるリングパターンの光量は外側に位置するものほど低下する。このため、同心円状の多数の透光リングパターンから被検眼に投影されるリングパターンの光量を略均一にしようとすれば、透光リングパターンからの光量は外側に位置するものほど大きくする必要がある。
【０００５】
しかも、パターン板の前面に可視カットフィルタ又は可視透過率の低いフィルタを配置して、被検眼角膜に赤外光による透光リングパターンを投影する場合も、フィルタによってリングパターンの光量が減少するため、透光リングパターンからの光量は外側に位置するものほど大きくする必要がある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、装置全体を大型化することなく、透光リングパターンの数を増やして、被検眼角膜の広範囲にリングパターンを投影できると共に、最も外側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離をその内側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離と略同じにして、最小限の光源で十分な照明光量を得ることができる角膜形状測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した主目的を達成するため、請求項１の発明は、径の異なる複数の透光リングパターン及び遮光部が交互に同心に設けられたパターン板と、前記パターン板の背面に近接して配設され且つ前記透光リングパターンに沿って同心円状に設けられた複数のリング状光源を備えると共に、前記複数のリング状光源から出射して前記複数の透光リングパターンを透過した同心リング状のパターン光束が被検眼の角膜に向けてプラチドパターンとして投影される様にした角膜形状測定装置において、前記複数の透光リングパターンのうち最も外側の透光リングパターンの内側の透光リングパターンは前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射した光束をリングパターンにして前記被検眼の角膜に直接投影可能に設けられていると共に、前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射し且つ前記最も外側の透光リングパターンによりリング状のパターン光束にされた最も外側のリング状のパターン光束を前記被検眼の角膜に投影する屈折プリズムが設けられている角膜形状測定装置としたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の角膜形状測定装置において、前記屈折プリズムの底面には前記最も外側の透光リングパターンが設けられ、前記屈折プリズムの光射出面には可視カットフィルタが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【実施例】
以下、この発明に係わる、プラチドリングパターンを投影して角膜形状を測定する角膜形状測定装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１０】
この図４(c)は、この発明にかかる角膜形状測定装置１と被検者２との関係を示したものである。この角膜形状測定装置１は、ベース３と、ベース３上に前後・左右動可能に装着された装置本体４と、装置本体４に装着されて装置本体４を前後・左右動操作するジョイステック５と、ベース３の前端部に装着されたフレーム６と、フレーム６に上下動可能に設けられた顎受け７と、フレーム６に保持されて顎受け７を上下動操作する操作ノブ８を有する。
【００１１】
この装置本体１は、図１に示すように、被検眼Ｅの前眼部を観察する前眼部観察光学系１０と、被検眼Ｅに固視標を投影する固視標投影光学系５０と、被検眼Ｅの眼底Ｅrに眼屈折力を測定するための測定光を投影する測定投影光学系７０と、眼底Ｅrで反射される測定光を受光する受光光学系９０と、被検眼Ｅの角膜Ｅcに角膜形状を測定するためのプラチドパターンを投影するプラチドパターン投影系１００と、作動距離検出用のマークを角膜Ｅcに向けて投影するマーク投影光学系１２０とを備えている。
【００１２】
前眼部観察光学系１０は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー６０と、ミラー１３と、リレーレンズ１４と、ダイクロイックミラー１５と、リレーレンズ１６と、結像レンズ１７と、受光手段としてのＣＣＤからなるエリアセンサ（２次元撮像素子）１８とを備えている。
【００１３】
また、前眼部観察光学系１０には、エリアセンサ１８上に十字状のスケール像Ｐ（図７参照）を形成するスケール投影系２０が設けられている。スケール投影系２０は、光源２１と、コンデンサレンズ２２と、スケール(図示せず)が形成されたスケール板２３とを備え、光源２１から射出された光はコンデンサレンズ２２に集光されてスケール板２３を照射し、これによりスケール板２３から十字形状の光束がダイクロイックミラー１５,９２を介して結像レンズ１７に達し、この結像レンズ１７によりエリアセンサ１８上にスケール像Ｐが結像される。そして、このスケール像Ｐが前眼部とともにモニタ２０２（図７参照）に表示される。
【００１４】
固視標投影光学系５０は、光源５１と、赤外をカットするフィルタＦと、コンデンサレンズ５２と、固視標板５３と、リレーレンズ５４と、ミラーＭ1と、ダイクロイックミラー５５と、リレーレンズ５６と、ミラーＭ2と、リレーレンズ５７と、ミラーＭ3と、ダイクロイックミラー６０と、対物レンズ１１とを備えている。固視標板５３は眼底Ｅrと共役位置にあり、固視標板５３には固視標となるマーク(図示せず)が形成され、このマークが眼底Ｅrに投影されるものである。このマークの投影により被検眼Ｅを所定方向に向けるとともに雲霧視させる。
【００１５】
測定投影光学系７０は、光源７１と、コンデンサレンズ７２と、円錐プリズム７３と、リング開口(図示せず)が形成されたリング開口板７４と、リレーレンズ７５と、ミラー７６と、リレーレンズ７７と、ダイクロイックミラー７８と、ミラー７９と、ダイクロイックミラー８０と、ダイクロイックミラー６０と、対物レンズ１１とを備えている。
【００１６】
円錐プリズム７３は、コンデンサレンズ７２によって集光された光源７１から光をリング開口板７４のリング開口に集光させるものである。リング開口板７４と眼底Ｅrとは共役位置にあり、リング開口板７４のリング開口を透過する光束によりリング像(図示せず)が眼底Ｅrに投影される。
【００１７】
この眼底Ｅrに投影されたリング像の反射光束は、対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ダイクロイックミラー８０,ミラー７９,ダイクロイックミラー７８,ダイクロイックミラー９１,リレーレンズ５７,ミラーＭ2,リレーレンズ５６,ダイクロイックミラー５５,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に結像してリング像が形成される。このリング像から眼屈折力を後述する演算制御装置２０３が演算して求める。
【００１８】
そして、受光光学系９０は、対物レンズ１１と、ダイクロイックミラー６０と、ダイクロイックミラー８０と、ミラー７９と、ダイクロイックミラー７８,９１と、リレーレンズ５７と、ミラーＭ2と、リレーレンズ５６と、ダイクロイックミラー５５,９２と、結像レンズ１７と、エリアセンサ１８とから構成されている。
【００１９】
プラチドパターン投影系１００は、図２に示すように、プラチドパターン板１０１と、光源部１０２と、可視カットフィルタ１０３と、反射プリズム２００から構成されている。
【００２０】
このパターン板１０１のベースは光を透過拡散可能な拡散板からなる。このパターン板１０１には、図３に示すように、中心部に円形の孔１０１aが開いていると共に、この孔１０１aの周囲に同心に設けた８つの同心円状で光が透過可能な透光リングパターンＣ1〜Ｃ８が形成されている。また、パターン板１０１の外周部には細幅のドーナッツ形状のパターン板２０４が配置されている。このパターン板２０４にはリングＣ１〜Ｃ８と同心で光が透過可能な外側透光リングパターンＣ９が形成されている。
【００２１】
このリングＣ1〜Ｃ８は、図４(a)，(b)に示すように、白色塗料層１０１c（白色反射層）と黒色塗料層１０１d（黒色層）とからなる遮光部Ｄ１〜Ｄ９をパターン板１０１の表面１０１bに同心に間隔をおいて複数形成することにより、この遮光部Ｄ１〜Ｄ９の隣接するもの同士間（すなわち塗料１０１c,１０１dが塗られていない部分）に形成されたものである。
【００２２】
また、リングＣ９は、図３に示すように、遮光部Ｄ１０，Ｄ１０をパターン板２０４の表面に同心に間隔をおいて形成することにより、遮光部Ｄ１０，Ｄ１０間に形成したものである。この遮光部Ｄ１０も遮光部Ｄ１〜Ｄ９と同様にして形成されている。
【００２３】
また、パターン板１０１には、水平方向に並んだ２つの円形の孔部Ｈ１,Ｈ2が形成されている。この孔部Ｈ１，Ｈ２も上記と同様に塗料１０１c,１０１dが塗られていない部分である。この孔部Ｈ１，Ｈ２は後述するマーク投影光学系１２０からの光束を通過させるためのものである。
【００２４】
光源部１０２は、円板状のＰＣ板１０４に取り付けられた多数の赤外発光ダイオードＡからなる。赤外発光ダイオードＡは透光リングパターンＣに沿うように、即ち光軸Ｏを中心とした同心円上に配置されている（図５参照）
これにより、多数の発光ダイオードＡは複数の同心状のリング状光源Ａ１〜Ａ７を構成する。尚、このＰＣ板１０４はユニットベース１０５に取り付けられている。
【００２５】
この赤外発光ダイオードＡによりパターン板１０１のプラチドパターンが被検眼に投影されても、プラチドパターンは赤外光で投影されるため、被検眼の注意を喚起するようなことはなくなる。
【００２６】
また、このＰＣ板１０４の赤外発光ダイオードＡが設けられた面（パターン板１０１に対向する側の面）には、白色の反射層（図示略）が設けられている。この反射層は、ＰＣ板１０４に部品説明用の白色のシルク印刷を行う印刷手段を用いて、ＰＣ板１０４に白色の塗装を施すことにより簡易に形成できる。
【００２７】
また、ＰＣ板１０４には、リング状光源Ａ５の外周に同心に配設した筒状反射板２１０が設けられている。
【００２８】
ユニットベース１０５は対物レンズ１１を保持した鏡筒部１０６と一体に設けられている。
【００２９】
尚、可視カットフィルタ１０３は、可視透過率の低いフィルタに代えてもよい。また、可視カットフィルタ１０３の被検眼Ｅ側の面には、反射防止コーティング層１０３ａが施されている。しかも、この様な可視カットフィルタ１０３は、被検眼Ｅとパターン板１０１との間に配設されていて、パターン板１０１のプラチドパターンが見えるのを防止していると共に、反射防止コーティング層１０３ａにより被検者自身が可視カットフィルタ１０３に映って反射するのを防止している。
【００３０】
これにより、眼屈折測定に際して、プラチドパターンや被検者の像が被検眼の注意を惹いて、被検眼の調節作用が発生するようなことはなくなり、正確な眼屈折測定が可能となる。
【００３１】
また、ユニットベース１０５の周縁部には断面形状がＬ字状のブラケット２０２が固定され、このブラケット２０２の起立部２０２ａには筒状（リング状）の取付板２０１がネジ２０３を介して固定されている。この取付板２０１には、断面が略三角形状でリング状の屈折プリズム（リング状反射手段）２００が嵌着固定されている。これにより、屈折プリズム２００は、可視カットフィルタ１０３の外周縁部上に透光リングパターンＣ１〜Ｃ９と同心に配設されている。
【００３２】
この屈折プリズム２００は、底面２００ａにおいて可視カットフィルタ１０３の周縁部前面に固着されている。また、屈折プリズム２００は、底面２００ａに対して外周から内側に傾斜する外側の光反射面２００ｂと、底面２００ａの内周から外側に傾斜する光射出面２００ｃを有する。また、可視カットフィルタ１０３の外周面には、底面２００ａに固着したリング状のパターン板２０４が嵌着されていると共に、接着固定されている。この可視カットフィルタ１０３の前面とパターン板２０４の前面は略一平面上に設けられている。尚、光射出面２００ｃには可視カットコーティング（図示せず）が施されている。
【００３３】
マーク投影光学系１２０は、同一水平面に配設された一対の平行投影ユニット１２１,１３１（図１参照）とから構成されている。この平行投影ユニット１２１は、赤外発光ダイオード１２２と、ピンホールＱ１と、このピンホールＱ１から射出された赤外光を平行光束にして孔部Ｈ１，Ｈ２に向けて射出する投影レンズ１２３と、これらを保持する鏡筒１２５，１３５を備えている。平行投影ユニット１３１は、赤外発光ダイオード１３２と、ピンホールＱ２と、このピンホールＱ２から射出された赤外光を平行光束にして孔部Ｈ１，Ｈ２に向けて射出する投影レンズ１３３と、これらを保持する鏡筒１２５，１３５を備えている。
【００３４】
平行投影ユニット１２１,１３１の光軸１２１a,１３１aは孔部Ｈ１，Ｈ２を通って被検眼角膜Ｅcに向けられており、投影レンズ１２３,１３３による平行光束を被検眼角膜Ｅcに向けて投影する状態となっている。
【００３５】
平行投影ユニット１２１のケース１２５は、ＰＣ板１０４の中心部に形成した孔１０４bの切欠凹部１０４cに挿入されていると共に、ユニットベース１０５に固定されている。平行投影ユニット１３１も平行ユニット１２１と同様にしてユニットベース１０５に固定されている。
【００３６】
図６はこの角膜形状測定装置の制御系の構成を示したブロック図である。図６において３０１はエリアセンサ１８が受光する画像を記憶するフレームメモリ、３０２はエリアセンサ１８が受光する画像を表示するモニタ、３０３はフレームメモリ３０１に記憶された画像の各リング像Ｃa〜Ｃi（図７参照）から角膜形状を演算して求めるとともに、リング像Ｃbの径Ｌ1と反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2との比から装置本体の作動距離を検出したり、この作動距離を基にして上記角膜形状を補正したりする演算制御装置である。そして、演算制御装置３０３は角膜形状演算手段と作動距離検出手段と補正手段としての機能を有している。
【００３７】
そして、プラチドパターン投影系１００と、マーク投影光学系１２０と、前眼部観察光学系１０と、演算制御装置３０３とで角膜の形状を測定する角膜形状測定装置が構成される。
【００３８】
また、この演算制御装置３０３は、操作部３０５の操作に基づいてプリンタ３０６,記録装置３０７,光源２１,５１,７１,１０２,１２２,１３２等の制御を行ったりする。また、演算制御装置３０３は眼底Ｅrに投影されたリング像から眼屈折力を演算するようになっている。
【００３９】
次に、上記実施例の動作について説明する。
【００４０】
操作部３０５の操作によりプラチドパターン投影系１００の赤外発光ダイオードＡと、マーク投影光学系１２０の赤外発光ダイオード１２２,１３２を点灯させる。また、スケール投影系２０の光源２１を点灯させる。
【００４１】
この状態で、リング状光源Ａ１〜Ａ７の各光源１０２を点灯させる。これにより、複数の赤外発光ダイオードＡから光のうちリングＣ1〜Ｃ9に向かう光の一部は、遮光部Ｄ１〜Ｄ１０とＰＣ板１０４，２０４の作用により図４(a)，(b)のＬ，Ｌ１，Ｌ２に示した様に拡散と反射を繰り返す。
【００４２】
即ち、この拡散と反射の作用をリングＣ1と一つの赤外発光ダイオードＡを用いて説明すると、赤外発光ダイオードから透光リングパターンＣ1に向かう光束Ｌは、大半が拡散板であるパターン板１０１を透過する際に拡散光Ｌ１としてリングパターンＣ1、孔１０１ａを透過し、残りが反射光Ｌ２としてＰＣ板１０４側に反射する。この反射光Ｌ２及び赤外発光ダイオードＡから直接に遮光部Ｄ１〜Ｄ１０に向かう光は、ＰＣ板１０４で反射光Ｌ３として反射した後、白色塗料層（白色反射層）１０１ｃの部分とＰＣ板１０４との間で多数回反射した後にリングＣ1〜Ｃ９のいずれかから被検眼Ｅ側に投影される。これにより、赤外発光ダイオードＡから出た光は無駄なくプラチドリングパターン投影のために利用されると共に、このプラチドパターンに均一な照明光を投影できる。
【００４３】
尚、本実施例では、パターン板１０１を拡散板から形成しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、パターン板と拡散板（図示せず）を別体に形成して重ねあわせると共に、上述した遮光部Ｄ１〜Ｄ１０をパターン板と拡散板との間に形成してもよい。
【００４４】
一方、リング状光源Ａ１〜Ａ４の各赤外発光ダイオードＡの点灯により、リング状光源Ａ１〜Ａ４から出射した光の一部は図２にＣ１′〜Ｃ４′で示したように透光リングパターンＣ１〜Ｃ４及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。
【００４５】
また、リング状光源Ａ５の各赤外発光ダイオードＡの点灯により、このリング状光源Ａ５から出射した光の一部は、図２にＣ５′で示したように透光リングパターンＣ５及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。一方、リング状光源Ａ５から出射した光の残りの一部は、図２にＣ６′で示したように筒状反射板２１０で反射した後、後述する透光リングパターンＣ６及び可視カットフィルタ１０３を介して被検眼角膜Ｅｃに投影される。
【００４６】
更に、リング状光源Ａ６の各赤外発光ダイオードＡの点灯により、リング状光源Ａ６から出射した光の一部は図２にＣ７′で示したように透光リングパターンＣ７及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。
【００４７】
また、リング状光源Ａ７から出射した光の一部は、図２にＣ８′で示したように透光リングパターンＣ８及び可視カットフィルタ１０３を介して直接に被検眼角膜Ｅｃに投影される。一方、リング状光源Ａ７から出射した光の残りの一部は、図２にＣ９′で示したように透光リングパターンＣ９を透過した後、屈折プリズム２００の反射面２００ｂで反射した後、屈折プリズム２００の光射出面２００ｃから被検眼角膜Ｅｃに対して投影される。
【００４８】
この様にして、パターン板１０１のリングパターンＣ１〜Ｃ８及び可視カットフィルタ１０３を介して赤外光によるリング光束Ｃ１′〜Ｃ８′が射出され、パターン板２０４のリングＣ９及び可視カットコーティングが施された光射出面２００ｃを介して赤外光によるリング光束Ｃ９′が射出され、このリング光束Ｃ１′〜Ｃ９′が被検眼角膜Ｅcに投影されてリングパターンＣ1〜Ｃ9による反射像が形成されることとなる。
【００４９】
同様に、赤外発光ダイオード１２２,１３２から射出された赤外光は投影レンズにより平行光束となって被検眼角膜Ｅcに投影される。
【００５０】
そして、被検眼角膜Ｅcの反射によるリング反射像およびマーク反射像の光束は、対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ミラー１３,リレーレンズ１４,ダイクロイックミラー１５,リレーレンズ１６,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に前眼部像とともに結像される。そして、モニタ２０２には、図７に示すように前眼部像Ｅaとともにリング反射像Ｃa〜Ｃｊおよび反射像Ｑa,Ｑbが表示される。
【００５１】
また、スケール投影系２０の光源２１の点灯によりエリアセンサ１８上にスケール像が結像されるので、モニタ２０２にスケール像Ｐも表示される。
【００５２】
検者はモニタ２０２に表示されるスケール像Ｐとリング反射像Ｃaとを見ながら、スケール像Ｐの交点Ｐaがリング反射像Ｃaの中心に位置するように装置本体を上下左右に移動させてＸＹ方向のアライメントを行う。また、反射像Ｑa,Ｑbがリング反射像Ｃbとがほぼ一致するように装置本体を前後方向に移動させてＺ方向のアライメントを行う。
【００５３】
これは、マーク投影系１２０が平行光束を投影していることにより、装置本体のＺ方向の距離に拘らずマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2は一定であり、他方、リング反射像Ｃbの径Ｌ1がＺ方向の距離によって変化するので、図７に示したマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2とリング反射像Ｃbの径Ｌ1の大きさとを比較することにより、Ｚ方向のアライメントを調整することができ、作動距離を求めることができる。
【００５４】
このように、モニタ３０２にスケール像Ｐが表示されているので、アライメントはそのスケール像Ｐを見て行えばよいので大変行い易いものとなる。
【００５５】
これらアライメントが完了したら、操作部３０５の測定スイッチ(図示せず)を押すと、図８に示すステップ２では図７に示す画像がフレームメモリ３０１に記憶される。
【００５６】
演算制御部３０３は、フレームメモリ３０１に記憶されたリング反射像Ｃbの径Ｌ1とマーク反射像Ｑa,Ｑb間の距離Ｌ2との比を求め、この比から装置本体の作動距離を演算する。そして、この作動距離と予め設定されている設定作動距離との差、すなわちＺ方向におけるアライメントの誤差を演算する（ステップ３）。この誤差が所定範囲内であるか否かがステップ４で判断され、イエスであれば、フレームメモリ３０１に記憶されたリング反射像Ｃa〜Ｃｊから角膜形状を求め、さらに、上記誤差に応じてその角膜形状を補正する（ステップ５）。この補正により、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも正確な角膜形状が求められることとなる。
【００５７】
補正前の角膜形状と補正後の角膜形状と作動距離とがモニタ３０２に表示されるとともに、これらデータはプリンタ３０６によってプリントアウトされ、記録装置３０７に図７に示す画像とともに記録される（ステップ６）。
【００５８】
このように、Ｚ方向のアライメントが正確に行われなくとも、アライメントの誤差が求められてその誤差に基づいて角膜形状が補正されて正確な角膜形状が求められるので、作動距離が短くてもアライメントの許容範囲を広く設定することができ、しかも、正確な角膜形状を求めることができる。
【００５９】
眼屈折力を測定する場合は、固視標投影光学系５０の光源５１を点灯させて被検眼Ｅを所定方向に向けさせるとともに雲霧視させる。そして、測定投影光学系７０の光源７１を点灯して眼底Ｅrにリング像(図示せず)を投影し、このリング像を対物レンズ１１,ダイクロイックミラー６０,ダイクロイックミラー８０,ミラー７９,ダイクロイックミラー７８,ダイクロイックミラー９１,リレーレンズ５７,ミラーＭ2,リレーレンズ５６,ダイクロイックミラー５５,ダイクロイックミラー９２,結像レンズ１７を介してエリアセンサ１８に結像させ、このリング像から眼屈折力を演算制御装置３０３が演算して求める。
【００６０】
上記実施例では、フレームメモリ３０１にスケール像Ｐも記憶させているが、測定スイッチを押した際に、スケール投影系２０の光源２１を消灯させてスケール像Ｐがフレームメモリ３０１に記憶されないようにしてもよい。このようにすることにより、角膜形状や作動距離を演算する際にスケール像Ｐが邪魔とならずに済む。
【００６１】
更に、上記実施例ではプリズム２００の底面２００ａにパターン板２０４を取り付けているが、光射出面２００ｃに取り付けるようにしても差し支えない。
【００６２】
上記実施例では、測定スイッチを押した際にフレームメモリ３０１に画像を取り込んで角膜形状や作動距離を演算しているが、測定スイッチを押さずに、常に画像を取り込むようにして、作動距離を演算し、この作動距離が適正な範囲にあるとき、角膜形状を演算して出力するようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明は、径の異なる複数の透光リングパターン及び遮光部が交互に同心に設けられたパターン板と、前記パターン板の背面に近接して配設され且つ前記透光リングパターンに沿って同心円状に設けられた複数のリング状光源を備えると共に、前記複数のリング状光源から出射して前記複数の透光リングパターンを透過した同心リング状のパターン光束が被検眼の角膜に向けてプラチドパターンとして投影される様にした角膜形状測定装置において、前記複数の透光リングパターンのうち最も外側の透光リングパターンの内側の透光リングパターンは前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射した光束をリングパターンにして前記被検眼の角膜に直接投影可能に設けられていると共に、前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射し且つ前記最も外側の透光リングパターンによりリング状のパターン光束にされた最も外側のリング状のパターン光束を前記被検眼の角膜に投影する屈折プリズムが設けられている構成としたので、装置全体を大型化することなく、透光リングパターンの数を増やして、被検眼角膜の広範囲にリングパターンのを投影できると共に、最も外側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離をその内側の透光リングパターンと被検眼角膜との距離と略同じにして、最小限の光源で十分な照明光量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる角膜形状測定装置の光学系の配置を示した光学配置図である。
【図２】プラチドパターン投影系の構成を示した断面図である。
【図３】図２のプラチドパターン投影系の２つのパターン板を示した正面図である。
【図４】(a)は図３のパターン板の構成の一部を示した拡大断面図、(b)はパターン板とＰＣ板との関係を示す説明図、(c)はこの発明にかかる角膜形状測定装置と被検者との関係を示す斜視図である。
【図５】赤外発光ダイオードの配置を示したＰＣ板の正面図である。
【図６】角膜形状測定装置の制御系の構成を示したブロック図である。
【図７】モニタに表示された画像を示した説明図である。
【図８】角膜形状測定装置の動作を示したフロー図である。
【符号の説明】
Ａ１〜Ａ７・・・リング状光源
Ｃ１〜Ｃ８・・・透光リングパターン
Ｃ９・・・外側透光リングパターン
Ｃa〜Ｃi・・・リング像
Ｄ１〜Ｄ１０・・・遮光部
Ｅ・・・被検眼
Ｅc ・・・角膜
１０１・・・パターン板
２００・・・屈折プリズム２００（リング状反射手段）
２２０・・・リング状反射板（リング状反射手段）
Ｃa〜Ｃｊ・・・リング像
Claims (2)
- 径の異なる複数の透光リングパターン及び遮光部が交互に同心に設けられたパターン板と、前記パターン板の背面に近接して配設され且つ前記透光リングパターンに沿って同心円状に設けられた複数のリング状光源を備えると共に、前記複数のリング状光源から出射して前記複数の透光リングパターンを透過した同心リング状のパターン光束が被検眼の角膜に向けてプラチドパターンとして投影される様にした角膜形状測定装置において、
前記複数の透光リングパターンのうち最も外側の透光リングパターンの内側の透光リングパターンは前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射した光束をリングパターンにして前記被検眼の角膜に直接投影可能に設けられていると共に、
前記複数の前記リング状光源の最も外側のものから出射し且つ前記最も外側の透光リングパターンによりリング状のパターン光束にされた最も外側のリング状のパターン光束を前記被検眼の角膜に投影する屈折プリズムが設けられていることを特徴とする角膜形状測定装置。 - 請求項１に記載の角膜形状測定装置において、前記屈折プリズムの底面には前記最も外側の透光リングパターンが設けられ、前記屈折プリズムの光射出面には可視カットフィルタが設けられていることを特徴とする角膜形状測定装置。
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