JP4340656B2 - 眼屈折力測定装置 - Google Patents
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Description
この眼調節機能状態測定は、従来の眼屈折力測定方法(例えば、特許文献2の方法)を利用して眼屈折力測定を高速連続的に行うものであるため、従来の眼屈折力測定装置との共通部が多く、通常の眼屈折力測定(以下、通常測定)と眼調節機能状態測定の両測定を1台で可能にする複合機が効率がよくかつ利便性も高くなる。
[特許文献1]特開昭55−160538号公報
[特許文献2]特開平6−165757号公報
[特許文献3]特開2003−70740号公報
特許文献3によると眼調節機能状態測定装置では1〜2.3Hzでの連続的な眼屈折力測定が必要であり、眼屈折力測定部には1回あたりの測定時間は例えば1Hzであればそれに見合う測定時間間隔ということで0.1秒間隔、2Hzであれば0.05秒間隔と0.1秒以下の間隔で測定値を得ることができ、かつ連続的な測定が行われなければ高周波成分を得ることが出来ない。しかしながら、従来の眼屈折力測定装置では1回の測定時間は早い場合でも0.2秒程度はかかっていた。そのために、そのまま眼調節機能状態測定装置に転用は難しく、より高速でかつ連続測定が可能な装置にする改良や工夫が必用になる。
例えば、特許文献1に記載された屈折力測定方法を使う場合は、眼の全径線について測定するためにプリズムを含む光学系を経線方向にモータで1回転させている。上述のように0.1秒以下で1回の測定を可能にするためには、従来装置よりもより高速で回転させる必要が生じることになる。そのためにはモータ類の高速化のためにモータが大型になること、連続回転させるために装置の剛性を強化すること、高速測定処理を行うための高速処理回路等と、従来装置よりも大型かつ高価になってしまうという問題がある。
また、複合機にした場合に、眼調節機能状態測定装置に合わせて通常の屈折力測定があまりに高速になりすぎてしまうと、表示が見難くなることもあり、高速がゆえにかえって扱いにくくなるという問題も生じる。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第1の発明は、被検眼の屈折力を測定するための屈折力測定部(40,61)を備えた眼屈折力測定装置において、被検眼の球面度数、乱視度数、乱視軸を含む通常の屈折力測定と、被検眼の高周波成分の屈折力変化を求める眼調節機能状態測定との少なくとも2種類の測定を選択する測定種類選択部(30,68)と、前記測定種類選択部により選択された各測定種類に応じて測定動作を変更する制御を行う制御部と(20,65)、を備えることを特徴とする眼屈折力測定装置である。
第2発明は、第1の発明の眼屈折力測定装置において、前記測定動作の変更は、測定経線方向の数を変更する(S2,S5)ことで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第3の発明は、第1の発明の眼屈折力測定装置において、前記測定動作の変更は、1回の測定値を得るための測定サンプリング回数を変更する(S12,S17)ことで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第4の発明は、第1の発明の眼屈折力測定装置において、前記測定動作の変更は、1回の測定から次の測定までの測定インターバルを変更することで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第5の発明は、第1の発明の眼屈折力測定装置において、被検眼に測定のための縞模様を投影し、該縞模様を被検眼に対して移動させるためのモータ(61i)を備えること、前記測定動作の変更は、該モータの回転数を変更することで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第6の発明は、第1又は第2の発明の眼屈折力測定装置において、前記眼屈折力測定部は複数の経線方向の眼屈折力測定が可能な複数経線眼屈折力測定部(40)を備えること、前記通常の屈折力測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部により少なくとも2方向の経線方向の眼屈折力測定を行う(S2)こと、前記眼調節機能状態測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部によりある定められた1方向の経線方向について眼屈折力測定を行う(S5)こと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第7の発明は、第1から第6までのいずれかの発明の眼屈折力測定装置において、前記高周波成分は1Hz〜2.3Hzの範囲で高周波成分の数値選択あるいは数値入力を行う高周波成分入力部(69)を備えること、前記高周波成分入力部により入力された高周波成分数値に応じて前記眼屈折力測定部の測定動作を変更する制御部(65)を備えること、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
本発明によれば、従来の眼屈折力測定装置から大型化、高価になることを避け、かつ操作者にとって測定種類が変わっても扱いよい眼屈折力測定、眼調節機能状態測定の両機能を1台で有する複合機を提供することができる。
図2は、第1実施形態の光電変換素子8を図1のA−A断面により示す図である。
図3は、制御部20により実行される動作フローチャートである。
図4は、本実施形態の眼屈折力測定装置51の構成図である。
図5は、チョッパ61aの縞模様を示す図である。
図6は、制御部65により実行される動作フローチャートである。
(第1実施形態)
図1は、本発明による眼屈折力測定装置の第1実施形態の光学系の構成を示す図である。
図2は、第1実施形態の光電変換素子8を図1のA−A断面により示す図である。
本実施形態の眼屈折力測定装置は、屈折力測定部40と雲霧装置とからなる。屈折力測定部40の測定原理は検影法によるものであり、瞳孔上における陰影動きの速度を検出することにより眼屈折力を測定するものである。検影法を用いた他覚的眼屈折力測定装置は、例えば特開昭55−86437号に開示されている。尚、本発明で用いる装置の構成は特開昭55−86437号に開示されているものと基本的に同様であるため、測定原理の詳細については省略する。
図1に示すように、屈折力測定部40の光学系は、発光ダイオード1、コンデンサレンズ2、チョッパ4、ハーフミラー5、測定径線回転系6、対物レンズ7、受光部8及び絞り9によって構成されている。雲霧装置の光学系は、可視光源10、固視標11、保持部材32、投影レンズ12、絞り13、ミラー14、レンズ15、ダイクロイックミラー16により構成されている。さらに制御部20、測定種類選択部30、表示部17より構成される。
発光ダイオード1から射出された赤外光の像は、コンデンサレンズ2の作用により被検眼3の瞳孔上に結像するように構成されている。発光ダイオード1及びコンデンサレンズ2は、中空円筒体からなるチョッパ4によって包囲されている。チョッパ4には、スリット状の開口が円周に沿って複数個形成されている。開口の長手方向は、図1の紙面に垂直である。
チョッパ4は、図示を省略した駆動系によって発光ダイオード1を中心として回転することができるように構成されている。チョッパ4に形成されたスリット状の開口を透過した線状光束は、ハーフミラー5に入射する。ハーフミラー5は、発光ダイオード1からの赤外光を被検眼3の方向に反射し、被検眼3からの反射光を透過する。
図示の装置はさらに、プリズム6aとミラー6bとからなる測定径線回転系6を備えている。測定径線回転系6は、被検眼3の乱視状態を観察するためのものであり、これを光軸Aを中心としてステップ状に回転させることにより、被検眼3に入射する線状光束の径線方向が順次変化する。すなわち複数の経線方向で測定可能にするものである。被検眼3からの反射光は、上述の測定径線回転系6及びハーフミラー5を透過した後、対物レンズ7に入射する。対物レンズ7を透過した被検眼3の瞳孔面の像は、絞り9を介して受光部8上に結像される。絞り9は長手方向が図の紙面に垂直な長方形の開口を有し、この開口は対物レンズ7のほぼ焦点上に位置決めされている。
受光部8は、図2(図1のA−A断面)に示すように、基板8aと、基板8a上に固定された屈折力測定用の光電変換素子8b、8cと、位置ずれ検出用の4分割光電変換素子8dとを備えている。図より明らかなように、光電変換素子8b、8cは、被検眼3上での線状光束の走査方向に配置されている。光電変換素子8b、8cの間に配置された4分割光電変換素子8dは、4つの光電変換素子から構成されていて、これは光学的な中心を見るためのものである。さらに、4つの光電変換素子を持ち、中心Oは対物レンズ7の光軸Aに一致するようになっている。
固視標11及び可視光源10はモータ32の作用により光軸方向に往復移動されるようになっている。可視光源10によって照射された固視標11の像は、投影レンズ12及び絞り13を介し、ミラー14によって反射された後レンズ15に入射する。レンズ15を通過した固視標11の像は、ダイクロイックミラー16によって被検眼3の方向に反射され、被検眼3のレンズを介して網膜上に投影される。
屈折力の検出は、2つの光電変換素子8b、8cの出力する信号間の位相差を測定することによって行われる。すなわち、チョッパ4の回転によって被検眼3の眼底は線状光束によって走査されるから、被検眼3が正視眼の場合には、スリット9の位置はちょうど中和点に相当する。このため、スリット9の開口を射出する光束は一様に明るくなったり暗くなったりするので、2つの光電変換素子8b、8cの出力信号の位相は等しくなる。
被検眼3が正視眼でない場合には、それぞれの眼の屈折異常の状態に対応した明暗の縞がスリット9の開口から射出されることになり、光電変換素子8b、8cの出力信号の位相は被検眼の屈折異常の状態に応じて異なってくる。こうして、光電変換素子8b、8cの出力信号の位相差から被検眼の屈折力を求めることができる。
光電変換素子8b、8cの出力信号の位相差から被検眼の屈折力を求めることができるのは、1方向経線だけであり、眼全体の測定のためには、測定径線回転系6をステップ状に一回転させ全径線方向の眼屈折力を測定することが行われる。これにより得られた測定値から、例えば最強の屈折力、最弱の屈折力、最強及び最弱の屈折力にそれぞれ対応する径線、球面度数S、乱視度数C及び乱視軸角度AX等の通常眼屈折力と言われるデータが制御部20により算出される。
次にこの構成の装置を用いて、制御部20が通常測定、眼調節機能状態測定の各測定方法が選択された場合に測定動作を変更する内容について図3を用いて説明する。
図3は、制御部20により実行される動作フローチャートである。
操作者は測定種類を測定種類選択スイッチ(測定種類選択部)30で選択する(ステップS1)。制御部20は、選択された測定種類(通常測定、又は、眼調節機能状態測定)に応じて測定時間を選択する(ステップS2又はステップS5)。次に各測定種類ごとに説明する。
(通常測定が選択された場合)
前述のごとく測定径線回転系6をステップ状に一回転させ全径線方向の眼屈折力を測定することが行われる(ステップS2)。次にこれにより得られた測定値から、例えば最強の屈折力、最弱の屈折力、最強及び最弱の屈折力にそれぞれ対応する径線、球面度数S、乱視度数C及び乱視軸角度AX等の通常眼屈折力と言われるデータが制御部20により算出される(ステップS3)。算出された測定値である眼屈折力(球面度数S、乱視度数C及び乱視軸角度AX等)を表示部16に表示して、操作者に測定結果を示し(ステップS4)、測定を終了する。
(眼調節機能状態測定が選択された場合)
測定径線回転系6を一方向で固定したままで測定する(ステップS5)。これは、眼調節機能状態測定の場合は、屈折力の連続する変化を見るのが目的であるため、経線全方向を見なくてもその目的を達成できるからである。もちろん全経線方向を測定しても構わないが、測定径線回転系6はプリズム6aを内蔵しており大きく重いため、回転して測定間隔0.1秒以下で連続測定するのは困難になるからでもある。このように制御部20は、必要な情報を得るために最速の測定動作を選ぶわけである。次に得られた測定値より高周波成分が算出され(ステップS6)、調整機能状態を表示部17に表示して、操作者に測定結果を示し(ステップS7)、測定を終了する。なお実際の測定の際には、視標を動かしつつ、測定を繰り返すことになり、ここでの測定方法の詳細、高周波成分の算出、調整機能状態を表示の詳細方法については、前述の特許文献3に記載された眼調節機能状態測定装置と基本的に同じであり説明は省略する。
なお、経線方向を固定して測定する場合(ステップS5)は、固定される方向はどこでも構わない。また、本実施形態では眼調節機能状態測定が選択されたときに、測定径線回転系6を一方向で固定したが、測定時間が0.1秒以下になるのなら、測定径線回転系6を通常測定時よりも回転のステップを間引いて回転させることでも勿論構わない。
(第2実施形態)
次に、図4、図5、図6に基づいて本発明の第2実施形態について説明する。
図4は、本実施形態の眼屈折力測定装置51の構成図である。
本発明で用いる装置の構成は、前述の特許文献2,3に記載されているものと同じものであり、第1実施形態と似た検影法を用いている。また1回の屈折測定値を得るための基本原理は同じであるため、測定原理の詳細については省略する。図4に示すように、眼屈折力測定装置51には、屈折測定部61、投影部62、ダイクロイックミラー63、制御部65、表示器66、測定種類選択部68、高周波成分入力部69などが備えられる。投影部62には、視標62a、光源(可視光光源)62b、凸レンズ62c、モータ62dが備えられ、モータ62dの回転により図示なき視標移動機構で視標62a、光源(可視光光源)62bを光軸方向(図の矢印で示す方向)に移動可能である。
投影部62においては、被検眼60に近い側(近方)から順に、凸レンズ62c、視標62a、及び光源62bが配置される。光源62bによって照明された視標62aからの光束は、凸レンズ62cにおいて平行光束に近い状態に変換されてから被検眼60へ入射するので、被検眼60から見ると、視標62aの位置は、実際の位置よりも遠方にあるように見える。
このうち、視標62aと光源62bとは、互いの位置関係を不変にした状態で、共に視標移動機構62d及びモータ62eによって被検眼60の光軸方向に移動可能である。
屈折測定部61には、スリットが形成されたチョッパ61a、チョッパ61aを回転させるモータ61i、チョッパ61aを照明する光源(赤外光光源)61b、チョッパ61aにより形成される縞模様を被検眼60の眼底に投影するレンズ61d、被検眼60の眼底から戻る光が形成する縞模様の移動速度を検出する受光部61h、光学系61f、61gなどが備えられる(因みに、符号61f、61cはレンズ、符号61eはハーフミラー、符号61gは絞りを示している。
)。
また、ダイクロイックミラー63は、屈折測定部61から出射される測定光(赤外光)と、投影部62から出射される測定光(可視光)とを、それぞれ被検眼60へ導き、また、被検眼60から戻る赤外光については、屈折測定部61へ戻す働きをする。ここで、屈折測定部61においては、チョッパ61aが回転するので、被検眼60の眼底に投影される縞模様は移動する。そして、受光部61h上に形成される縞模様の移動速度は、被検眼60の眼屈折力に応じて変化する。
図5は、チョッパ61aの縞模様を示す図である。
チョッパ61aの縞模様として図5のように2種類の方向の縞71a、71bがチョッパ61a上に形成されており、チョッパ61aが1周すると、2方向の経線方向が測定され、球面度数、乱視度数、乱視軸等の眼屈折力が算出される。
このように、本実施形態ではモータ61iの1周(チョッパ61aの1周)により、1回の測定値(後述するサンプリング値)を得ることが可能となる。
また、制御部65は、CPU、及びその動作に使用されるメモリを備えた回路などからなり、受光部61hの出力する信号を参照して、光源62b、61b、モータ62e、61i、及び表示器66を駆動制御したり演算を行ったりする。具体的に、制御部65は屈折測定部61を駆動しつつその出力を参照する(光源62bを駆動しつつモータ62eを駆動制御する)ことにより、視標62a(視標62a及び光源62b)の配置、及び位置の走査を行う。
さらに、制御部65は、光源61b、モータ61i、及び受光部61hを駆動しつつその受光部61hの出力を参照することにより、被検眼60の眼屈折力を測定する。
次にこの構成の装置を用いて、制御部65が通常の眼屈折力測定、眼調節機能状態測定装置の各測定方法が選択された場合に測定時間を変更する方法について図6を用いて説明する。
図6は、制御部65により実行される動作フローチャートである。
操作者は測定種類を測定種類選択部68で選択する(ステップS11)。制御部15は、選択された測定種類に応じて測定時間を選択する(ステップS12又はS15)。次に各測定種類ごとに説明する。
(通常測定が選択された場合)
前述のごとくモータ61iの1周(チョッパ61aの1周)により、1回の測定値(サンプリング値)を得ることが本実施形態では可能であり、この1周で得られる1回の測定値を1サンプリング数として、本実施形態では最終の測定値を得るのに20回サンプリングを行う(ステップS11)。これは、例えばモータ61iが6000rpmで回転しているとすると、1回転には0.01秒かかる。しかしこれだけ早いと、表示が見にくいなどかえって使いづらくなるため、最適な測定間隔0.2秒にするためにサンプリング数を増やしたものである。もちろんサンプリング数1にして、0.2秒間隔に1回測定してもよいのであるが、眼はまばたきとか、動いてずれることも考慮し、最大限安定させるために測定間隔の中で最大のサンプリング数を選ぶわけである。
次にこれにより得られた測定値から、例えば最強の屈折力、最弱の屈折力、最強及び最弱の屈折力にそれぞれ対応する径線、球面度数S、乱視度数C及び乱視軸角度AX等の通常の眼屈折力が制御部20により算出される(ステップS13)。なおサンプリング数が20個あるので眼屈折力を求めるのに平均化してもよいし、中間値を選ぶことでもよい。次に算出された測定値である眼屈折力(球面度数S、乱視度数C及び乱視軸角度AX等)を表示部66に表示して、操作者に測定結果を示し(ステップS14)、測定を終了する。
(眼調節機能状態測定が選択された場合)
先に示した特許文献3によると眼調節機能状態測定装置では1〜2.3Hzでの連続的な眼屈折力測定が必要であり、眼屈折力測定部には1回あたりの測定時間は例えば1Hzであればそれに見合う測定時間間隔ということで0.1秒間隔、2Hzであれば0.05秒間隔と0.1秒以下の間隔で測定値を得ることが必要になる。まず操作者が1〜2.3Hzで測定を希望する高周波成分を高周波成分入力部69で選択する(ステップS15)。高周波成分入力部69はテンキーのような数値入力キーでもよいし、あらかじめ準備された数値から選択することでもよい。高周波成分入力部69で選択された高周波成分値に従い、制御部65は、眼調節機能状態測定用に1回の測定時間を決定する。例えば1Hzが選ばれたら0.1秒に、2Hzなら0.05秒にということになる。具体的には、例えばモータ61iが毎分6000回転しているとすると、1回転には0.01秒かかることになるので、1Hzではサンプリング数10、2Hzではサンプリング数5が算出される(ステップS16)。
次に所定サンプリング数になるまでモータ61iが回転して測定が繰り返される(ステップS17)。
こうして得られた測定値より高周波成分が算出され(ステップS18)、調整機能状態を表示部66に表示して、操作者に測定結果を示し(ステップS19)、測定を終了する。実際の測定の際には、視標62aを動かしつつ、測定を繰り返すことになり、ここでの測定方法の詳細、高周波成分の算出、調整機能状態を表示の詳細方法については、特許文献3に記載された眼調節機能状態測定装置と基本的に同じであり説明は省略する。
このように、選択された高周波成分値に応じてサンプリング数を変更することで、測定時間に応じて最大のサンプリング回数を選択して、測定安定性と測定時間を最もうまくバランスするように制御を行うわけである。
なお、本実施形態では測定サンプリング数で測定動作変更を行ったが、測定時間に合わせてモータの回転数速度を制御することでも良い。
また、通常測定の際のサンプリング数は本例では20としたが、この数はこれに限定されるものではない。
さらに、サンプリング数は1のままで一つの測定から次の測定までの測定インターバルだけ変更することでもよい。
さらにまた、高周波成分入力部も必ずしも必要ではなく、あらかじめ決められた高周波成分値で測定することでも構わない。
Claims (3)
- 被検眼の屈折力を測定するための屈折力測定部を備えた眼屈折力測定装置において、
被検眼の球面度数、乱視度数、乱視軸を含む通常の屈折力測定と、被検眼の1〜2.3Hzの高周波成分の連続する屈折力変化を高速連続的に求める眼調節機能状態測定との少なくとも2種類の測定を選択する測定種類選択部と、
1回転することで2方向の経線方向の測定が可能な縞模様を被検眼に投影し、所定の回転速度で回転駆動されるチョッパと、
1Hz〜2.3Hzの範囲で前記高周波成分の数値選択あるいは数値入力を行う高周波成分入力部と、
前記測定種類選択部により選択された各測定種類に応じて測定動作を変更する制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、
前記測定種類選択部により前記屈折力測定が選択された場合には、前記チョッパの前記所定の回転速度に基づいて測定回数のサンプリング数を設定して前記屈折力測定を行い、
前記測定種類選択部により前記眼調節機能状態測定が選択された場合には、前記高周波成分入力部の入力を受け付け、入力された前記高周波成分と前記チョッパの前記所定の回転速度とに基づいて、測定回数のサンプリング数を設定して前記眼調節機能状態測定を行うこと、
を特徴とする眼屈折力測定装置。 - 請求項1に記載の眼屈折力測定装置において、
前記制御部は、前記チョッパを前記所定の回転速度で回転駆動させている状態で、その回転速度に基づいて前記屈折力測定又は前記眼調節機能状態測定の前記測定回数のサンプリング数を設定すること、
を特徴とする眼屈折力測定装置。 - 請求項1に記載の眼屈折力測定装置において、
前記眼屈折力測定部は複数の経線方向の眼屈折力測定が可能な複数経線眼屈折力測定部を備えること、
前記通常の屈折力測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部により少なくとも2方向の経線方向の眼屈折力測定を行うこと、
前記眼調節機能状態測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部によりある定められた1方向の経線方向について眼屈折力測定を行うこと、
を特徴とする眼屈折力測定装置。
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