JP6205733B2 - 自覚式眼屈折力測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼に視標を呈示する自覚式眼屈折力測定装置に関する。

従来、自覚式眼屈折力測定装置としては、例えば、屈折度の調節が可能な矯正光学系を被検者の眼前に個別に配置し、矯正光学系を介して検査視標を被検眼の眼底へ投光するものが知られている（特許文献１参照）。検者は、被検者の応答を受けその視標が被検者に適正に見えるまで矯正光学系の調節を行って矯正値を求め、この矯正値に基づいて被検眼の屈折力を測定する。

特開平５−１７６８９３号公報 特開昭５９−８５６４２号公報

ところで、矯正光学系を被検者の眼前に配置せずに、矯正光学系の像を、リレー光学系を介して被検眼の眼前に形成され得るように構成された装置がある（特許文献２参照）。

ところで、この種の装置は、矯正光学系の像が形成される位置が限定されているため、被検眼の移動によって、矯正光学系の像の形成位置が、被検眼の眼前からずれてしまう場合がありうる。この場合、適正な測定を行うことができない。結果として、検者は、再測定、被検者の顔の位置の調整等を行う必要があった。

本発明は、上記問題点を鑑み、矯正光学系を被検者の眼前に配置せずに、スムーズに眼屈折力を測定できる自覚式眼屈折力測定装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 本開示の第１態様に係る自覚式眼屈折力測定装置は、被検眼の眼底に検査用視標を形成させるための視標光束を前記被検眼に向けて投光する投光光学系と、前記投光光学系の光路中であって屈折力を変化しうるように構成された矯正光学系と、前記矯正光学系を通過した光束をリレーし、かつ前記矯正光学系によって矯正された前記視標光束を前記被検眼に投影するように配置されたリレー光学系と、を備え、前記矯正光学系の屈折力を変化することにより前記被検眼の眼屈折力を測定する自覚式眼屈折力測定装置であって、前記被検眼と、前記矯正光学系によって矯正された前記視標光束との位置ずれを検出するずれ検出手段と、前記ずれ検出手段によって検出された検出結果に基づいて、前記視標光束の投影位置を光学的に補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、被検者に適正な視標呈示が行える。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の装置の外観図である。図２は本実施形態の内部を示す概略構成図である。本件発明の装置は視標投光系１０と、矯正光学系２０、リレー光学系３０、検出光学系４０、ずれ補正手段５０から大略構成される。視標投光系１０は、被検眼Ｅに検査視標を投光する投光光学系である。矯正光学系２０は、左右の被検眼Ｅに向かう検査視標の光束の屈折度をそれぞれ変化し得るように構成される。リレー光学系３０は矯正光学系２０を通過した視標を被検眼Ｅへリレーする。検出光学系４０は、被検眼Ｅの位置ずれを検出するずれ検出手段である。検出光学系４０は眼屈折力測定中の被検眼Ｅの位置ずれを検出する。ずれ補正手段５０は眼位置のずれに基づいて、検査視標の結像位置を補正する補正手段である。なお、以下符号に付されるＲ、Ｌはそれぞれ右眼用、左眼用を示すものとする。また、以下の説明では、被検眼Ｅと装置との位置関係について、被検眼Ｅと装置が対向した状態における前後方向をＺ方向、左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向として説明する。

＜外観＞
図１（ａ）は本実施形態の自覚式眼屈折力測定装置（以下、装置と略す）１を斜め方向から見た概略図である。装置１は、筐体２と、被検者に視標を呈示するための呈示窓３、装置１を操作するためのコントローラ４、被検眼Ｅと装置１との距離を一定に保つための額当て６０などを備える。

図１（ｂ）は本実施形態の額当て６０をＡ方向から見たときの図である。額当て６０は、当接部６１、連結部６２、回転ノブ６３、送りネジ６４で構成される。送りネジ６４は連結部６２の雌ネジ部６５と螺合する。また、送りネジ６４は当接部６１と係合する。回転ノブ６３は送りネジ６４の本装置１側の端部に設けられる。連結部６２には溝６６がある。当接部６１には凸部６７が備わる。この溝６６と凸部６７により当接部６１が回転するのを防止している。

これにより、検者が回転ノブ６３を回転させると、当接部６１が送りネジ７３の回転軸方向に押し出されるか、または引き戻される。従って、回転ノブ６３の操作により、当接部６１はＺ方向に移動可能である。

また、本実施形態の視標呈示装置１は報知手段８を備える。報知手段８は、装置１と被検眼ＥとのＺ方向における位置が適正であること報知する。報知手段８としては、光源やスピーカーなどが考えられる。報知手段８の詳細は後述する。

筐体２の内部には視標投光系１０と、矯正光学系２０、リレー光学系３０、検出光学系４０、ずれ補正手段５０等が配置される。

＜視標投光系＞
図２を用いて視標投光系１０を説明する。視標投光系１０は、例えば、視標投光部１１と、ハーフミラー１４、凹面鏡１５、駆動部１６等によって構成される。視標投光部１１は、例えば、光源１２、液晶ディスプレイ１３等で構成され、検査視標を投光する。

液晶ディスプレイ１３は、例えば、２枚のガラス板の間に特殊な液体を封入し、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変え、光の透過率を増減させることで像を表示する構造になっている。光源１２からの出射光が液晶ディスプレイ１３を透過することで、表示された像を投影することができる。

視標投光部１１は、球面度数、円柱度数、円柱軸等の検出のため各種の検査視標を投光することができる。これらの検査視標は、例えば、ディスプレイ１３の表示が制御部９０によって制御されることで選択され、光源１２によって投影される。

ディスプレイ１３の検査視標が投影された光束は、ハーフミラー１４を透過し、凹面鏡１５によって反射される。そして、反射された光束はハーフミラー１４によって反射される。反射された光束は一対の矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌに入射する。

駆動部１６は視標投光部１１を凹面鏡１５に近づける、または、遠ざける方向に移動可能にする。駆動部１６は、遠用検査時と近用検査時とで視標の呈示距離を光学的に変更する距離変更手段として機能する。

＜矯正光学系＞
一対の矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌは球面度数、円柱度数、円柱軸等を矯正する。矯正光学系２０Ｒは右眼測定用、矯正光学系２０Ｌは左眼測定用であり、これらは光学的に同一の構成になっている。図３は矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌを図２のＢ方向から見た概略図である。

図３に示すように矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌの検査光路をそれぞれ光路Ｌ１,光路Ｌ２とすると、光路Ｌ１と光路Ｌ２の間の距離Ｄは、被検者の瞳孔間距離に設定される。

矯正光学系２０Ｒを例として矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌを説明する。矯正光学系２０Ｒに備わるレンズディスク２１Ｒには、多数の光学素子（球面レンズ、円柱レンズ、分散プリズム、等）が同一円周上に配置されている。レンズディスク２１Ｒが駆動部（アクチュエータ等）２２Ｒによって回転制御されることにより、検者が所望する光学素子が右眼用の検査光路Ｌ１に配置される。

また、光路Ｌ１に配置された光学素子（例えば、円柱レンズ、クロスシリンダレンズ、ロータリープリズム等）が駆動部２３Ｒによって回転制御されることにより、検者が所望する回転角度にて光学素子が光路Ｌ１に配置される。光路Ｌ１に配置される光学素子の切換え等は、コントローラ４などの入力手段（操作手段）の操作によって行われてもよい。

レンズディスク２１Ｒは、１つのレンズディスク、又は図３に示すように複数のレンズディスクからなる。複数のレンズディスクが配置された場合、各レンズディスクに対応する駆動部２２ａＲ〜２２ｄＲがそれぞれ設けられる。例えば、レンズディスク群として、各レンズディスクが開口（又は０Ｄのレンズ）及び複数の光学素子を備える。各レンズディスクの種類としては、度数の異なる複数の球面レンズを有する球面レンズディスク、度数の異なる複数の円柱レンズを有する円柱レンズディスク、複数種類の補助レンズを有する補助レンズディスクが代表的である。補助レンズディスクには、赤フィルタ／緑フィルタ、プリズム、クロスシリンダレンズ、偏光板、マドックスレンズ、オートクロスシリンダレンズの少なくともいずれかが配置される。また、円柱レンズは、駆動部２２ａＲにより光軸Ｌ１を中心に回転可能に配置され、ロータリプリズム及びクロスシリンダレンズは、駆動部２３ｂＲ，２３ｃＲにより各光軸を中心に回転可能に配置されてもよい。

上記の構成によって、右眼測定用矯正光学系２０Ｒは球面度数、円柱度、円柱軸、プリズム値などの屈折状態を独立別個に矯正し得るように構成されているが、左眼用測定用光学系２０Ｌも同様に説明できるので、その詳細は省略する。なお、各矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌは被検眼ＥＲ，ＥＬの瞳孔間距離ＰＤに合致できるよう両者の距離を調節可能としてもよい。

この場合、レンズディスク２１Ｒ，２１Ｌに移動機構を設ける。移動機構はレンズディスク２１Ｒ,２１Ｌを移動させ、両者の相対的な距離を調節してもよい。瞳孔間距離ＰＤを瞳孔間距離計等によって測定し、その測定結果をコントローラ４に入力する。すると、制御部９０は、距離Ｄと瞳孔間距離ＰＤが一致するように移動機構を駆動し、レンズディスク２１Ｒ,２１Ｌを移動する。瞳孔間距離測定手段を装置１に設けてもよい。

＜リレー光学系＞
図２に示すように、リレー光学系３０は、例えば、ハーフミラー３１、凹面鏡３２、追尾用ミラー３３、凹面鏡３４、追尾用ミラー３３を下方（Ｙ方向）に移動可能な移動機構３５から構成されてもよい。移動機構３５には駆動部３６が備わり、追尾用ミラー３３を下方（Ｙ方向）に移動させる。

移動機構３５は、被検眼Ｅに向けて視標光束を投光するための光路を切り換える光路切換手段である。例えば、移動機構３５は、視標光束を水平方向から被検眼Ｅに向けて投光するための第１光路と、水平方向に対して下方に傾斜した方向から被検眼Ｅに投光するための第２光路とを切り換える。移動機構３５は、例えば、光学部材（追尾用ミラー３３等）の配置を変更し、視標光束の光路を切り換える。

１対の矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌを通過した各光束は、ハーフミラー３１を通過し、凹面鏡３２によって反射され集光する。そして、光束はハーフミラー３１によって反射され、追尾用ミラー３３を通過する。追尾用ミラー３３を通過した光束は、凹面鏡３４によって反射される。そして、その反射光は、追尾用ミラー３３によって反射され、被検眼ＥＲ，ＥＬに到達し、両眼底上に視標の像を形成させる。

また、矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌを通過した各光束は、リレー光学系３０により共通にリレーされ両被検眼ＥＲ，ＥＬの眼鏡装用位置（例えば、角膜頂点から１２ｍｍ程度）に矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌの像が形成されるようになっている。従って、矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌがあたかも眼前に配置されたことと等価になっており、被検者は追尾用ミラー３３を介して自然の状態で視標の像を視準することができる。

こうして、被検者は自然視の状態で視標を直視しつつ検者に対する応答を行い、検査視標が適正に見えるまで矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌによる矯正を図り、その矯正値に基づいて屈折度数測定を行うようになっている。

＜検出光学系＞
図２に示すように、検出光学系４０は自動追尾用光源４１、遮蔽板４２、平面ミラー４３、ハーフミラー４４、集光レンズ４５、受光素子４６等で構成される。検出光学系４０は眼屈折力測定中の被検眼Ｅの位置ずれを検出する。また、検出光学系４０は、被検眼Ｅと矯正光学系２０の像とのずれを検出する。光源４１は、例えば、被検者の眼鏡装用位置に配置されるよう、テストフレーム７に取り付けられる。光源４１の位置ずれに基づいて、被検眼Ｅの位置ずれを検出する。遮蔽板４２には、２つの孔４２ａ,４２ｂが開いている。孔４２ａと孔４２ｂは間隔を空けて設けられる。また、蓋４７は孔４２ｂを塞ぐために設けられる。駆動部４８は蓋４７を制御し、孔４２ｂを開閉することができてもよい。

光源４１から出射された光束は追尾用ミラー３３を通過し、遮蔽板４２に開いた孔４２ａ,４２ｂを通る。孔４２ａを通過した光束はハーフミラー４４を通過する。その後、その光束は集光レンズ４５で集光され、受光素子４６に受光される。一方、孔４２ｂを通過した光束は平面ミラー４３、ハーフミラー４４で反射される。そして集光レンズ４５によって集光され、受光素子４６に受光される。受光素子４６としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ、ＰＳＤ（光位置センサ）などの２次元センサを用いてもよい。

本実施形態の作動距離の調節方法について説明する。本装置１では、孔４２ａ,４２ｂを通った２つの光束が合致して受光素子４６に受光されるように、被検眼Ｅに対する作動距離が設定される。すなわち、矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌの像が形成される位置と、テストフレーム７のレンズ枠の位置（例えば、角膜頂点から１２ｍｍだけ被検者の前方）がＺ方向（作動距離方向）において一致する。

このような構成は、一般的にレンジファインダーと呼ばれ、カメラのピント合わせ等に利用される構成である。作動距離調整の方法として、例えば、検者は回転ノブ６３を操作して、当接部６１を限界まで被検者側に押し出す。検者は、被検者にテストフレーム７を装着させる。そして、被検者の額を当接部６１に当てるように指示する。

このとき、テストフレーム７に取り付けられた光源１２からの出射光は孔４２ａ，４２ｂで分離される。そして、分離された各光束は集光レンズ４５通過し、受光素子４６の表面上の異なる位置で集光する。

検者は回転ノブ６３を操作し、当接部６１を徐々に装置１の方向に引き戻す。それと同時に、被検者の額およびテストフレーム７,光源４１も装置１の方向に移動する。光源４１と装置１の距離が適正になると、孔４２ａ,４２ｂで分離された光束が、受光素子４６の表面上に合致して集光するようになる。

このとき、制御部９０は受光素子４６の信号から、作動距離が適正になったことを検知し、報知手段８に指令信号を送る。指令信号を受け取ると、報知手段８はテストフレーム７と装置１とのＺ方向の距離が適正になったことを検者に報知する。

報知手段８が作動すると、検者は作動距離が適正であることを認識する。そして、検者は回転ノブ６３の操作を終了し、作動距離調整を完了する。

なお、２次元センサに限らず、例えば、ラインセンサなどの１次元センサが考えられる。この場合、２つの１次元センサを少なくとも一定の角度（好ましくは、９０度）を成すように配置するとよい。また、２つのセンサにそれぞれ光束を集光させるためにセパレータレンズなどを用いて、光束を２つに分離させてもよい。

＜ずれ補正手段＞
ずれ補正手段５０は、例えば、追尾用ミラー３３、駆動機構５１（図２参照）で構成される。追尾用ミラー３３は左右一対の矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌの共通光路に配置される。追尾用ミラー３３を回転移動させることで、矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌ（において光路Ｌ１，Ｌ２に配置された光学素子）の像が形成される位置を補正する。

なお、矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌ（において光路Ｌ１，Ｌ２に配置された光学素子）の像とは、実際に光が集光して形成される像ではない。つまり、矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌの像の形成される位置とは、リレー光学系３０に関して矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌ（において光路Ｌ１，Ｌ２に配置された光学素子）と共役な位置のことである。

追尾用ミラー３３は、光反射部材等の光学部材であってもよい。駆動機構５１は追尾用ミラー３３の鏡面が向く方向を変更できてもよい。駆動機構５１は、例えば、水平方向及び鉛直方向、または、そのどちらか一方の回転軸を持つ回転機構などが考えられる。

ずれ補正手段５０は、例えば、追尾用ミラー３３のような光学部材を駆動させ、矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌ（において光路Ｌ１，Ｌ２に配置された光学素子）の像を形成させるためのみかけの光束を偏向させる。これにより、矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌ（において光路Ｌ１，Ｌ２に配置された光学素子）の像が形成する位置が被検眼Ｅの眼前に位置するように光学的に補正される。被検眼Ｅの眼前とは、例えば、被検眼Ｅの眼鏡装用位置である。

駆動機構５１は、駆動部（例えば、ボイルコイルモータ機構等）５２を備え、水平方向の回転軸、及び鉛直方向の回転軸に対して追尾用ミラー３３を回転させてもよい。つまり、駆動部５２は追尾用ミラー３３をＸＹ方向に回転させてもよい。なお、ずれ補正用の反射ミラーが複数設けられた構成（例えば、ガルバノモータ機構が利用される）であってもよく、この場合、一方がＸ方向に回転され、他方がＹ方向に回転されてもよい。

＜制御系＞
図４は本実施形態の制御系を示すブロック図である。コントローラ４に備わる制御部９０は、視標投光系１０の光源１２、ディスプレイ１３、駆動部１６、矯正光学系２０の駆動部２２，２３、リレー光学系３０の駆動部３６、検出光学系４０の光源４１、受光素子４６、駆動部４８、ずれ補正手段５０の駆動部５２、コントローラのメモリ８０などと接続されてもよい。制御部９０は受光素子４６からの受光信号を受け取る。制御部９０はこの受光信号に基づいて駆動部５２を制御し、追尾用ミラー３３の向く方向を制御する。

＜追尾用ミラー制御方法＞
追尾用ミラー３３の制御方法を説明する。図５は本実施形態に係る装置において、検査中の被検眼Ｅの位置ずれを補正する際の一例である。図５（ａ）は被検眼Ｅの眼位置がずれる前の状態であり、図５（ｂ）はＹ方向に眼位置がずれた直後の図であり、図５（ｃ）はずれに基づいて追尾用ミラー３３の角度が補正された後の状態である。なお、被検眼Ｅと光源４１は一体的に移動するものとする。また、検査中において孔４２ｂは蓋４７によって塞がれているものとする。

図５（ａ）に示すように、光源４１が基準位置Ｐにあり、追尾用ミラー３３は基準姿勢（例えば、Ｘ方向に０°、Ｙ方向に４５°傾いた位置）にある。光源４１が位置Ｐにある状態では、矯正光学系２０の像は、被検眼Ｅの眼前に形成される。これにより、被検眼Ｅに入射した視標光束は被検眼Ｅに対して適正な位置で結像するものとする。位置Ｐから出射された光源４１の光束は追尾用ミラー３３、孔４２ａ、ハーフミラー４４、集光レンズ４５を通過し、受光素子４６の表面上の基準点Ｏに集光する。受光素子４６は受光信号を制御部９０に送信する。そして、制御部９０は受光信号に基づいて基準点Ｏの位置情報を得る。メモリ８０には基準点Ｏの位置情報が記憶されている。

ここから、図５（ｂ）に示すように、光源４１はＹ方向にΔＹだけずれた位置Ｑに移動したとする。追尾用ミラー３３の角度が補正される前の状態では、矯正光学系２０の像は被検眼の眼前から外れた位置に形成される。これにより、被検眼Ｅに入射した視標光束は、被検眼Ｅに対して不適正な位置で結像する。このとき、位置Ｑから出射された光源４１の光束は追尾用ミラー３３、孔４２ａ、ハーフミラー４４、集光レンズ４５を通過し、受光素子４６の表面上の点Ｖ１に集光する。点Ｖ１は基準点ＯからＹ方向にΔＹ´だけずれた位置である。受光素子４６はこのときの受光信号を制御部９０に送信する。制御部９０は受光信号から点Ｖ１の基準点Ｏからのずれ量とずれた方向を検知する。

制御部９０は、受光素子４６からの受光信号に基づいて、駆動部５２を制御する。制御方法の一例として、制御部９０は、ずれ量ΔＹ´とずれた方向に基づき、メモリ８０に予め記憶された駆動量だけ追尾用ミラー３３を駆動させ、方向を変化させてもよい。例えば、メモリ８０には点Ｖ１が基準点ＯからΔＹ´１だけずれている場合は角度θ１°、ΔＹ´２だけずれている場合は角度θ２°、ΔＹ´３だけずれている場合は角度θ３°、・・・、というように、ずれ量ΔＹ´に対応する角度θが予め記憶されている。ずれ量ΔＹに対応する角度θ°（回転量、回転方向）は計算によって求めてもよいし、実験によって求めてもよい。制御部９０は、受光素子４６からの受光信号からずれ量ΔＹ´を求め、メモリ８０に記憶されたΔＹ´に対応する角度θ°だけ追尾用ミラー３３を回転させる。これにより、矯正光学系２０の像が被検眼Ｅの眼前に形成されるように補正される。従って、被検眼Ｅに入射した視標光束は適正位置で結像するようになる。このように、被検眼Ｅの位置がずれた時、追尾用ミラー３３を回転させて矯正光学系２０の像が形成する位置を補正することによって、被検眼Ｅに対して適正な視標呈示を行える。

なお、追尾用ミラー３３の駆動量及び駆動方向は、点Ｖ１の基準点Ｏからのずれに基づいて決定するものとしたが、点Ｖ１の位置情報（番地）に基づいて決定してもよい。このような方法によっても、被検眼Ｅの位置がずれたとき、被検眼Ｅに対して適正な視標呈示を行える。

なお、以上の説明では、Ｙ方向の位置ずれが生じた場合の追尾用ミラー３３の制御方法を説明したが、Ｘ方向の位置ずれが生じた場合も同様の制御方法であるため、説明を省略する。

＜遠用検査手順・動作＞
本実施形態の装置１を用いて被検眼Ｅの遠用検査を行う手順を装置１の動作とともに説明する。まず、検者はコントローラ４を操作し、測定モードを遠用測定モードに設定する。そして、所望の遠用検査視標を呈示窓３に呈示する。次に、検者は被検者にテストフレーム７を装着させる。また、検者は、額当て６０に被検者の額を当てさせ、呈示窓３を観察するように指示する。検者は報知手段８が作動する（例えば、ランプが点灯する）まで、ノブ６３の操作によって額当て６０の作動距離方向の位置を調整する。額当て６０の位置調整が完了すると、検者はコントローラ４の操作によって孔４２ｂを蓋４７で塞ぐ。制御部９０は駆動部４８を制御して蓋４７で孔４２ｂを塞ぐ。これにより、受光素子４６に受光される光束は孔４２ａを通過した光束のみになる。孔４２ａを通過した光束は、ＸＹ方向の眼位置の検出に利用される。

次にＸＹ方向の眼位置の検出を行う。孔４２ａを通過した光源４１からの光束は、ハーフミラー４４、集光レンズ４５を通過し、例えば、受光素子４６の表面上の点Ｇに集光する（図６参照）。受光素子４６はこのときの受光信号を制御部９０に送る。制御部９０は受光信号を受け取り、点Ｇの基準点Ｏからのずれ量ΔＸ´ｇ,ΔＹ´ｇとずれた方向を算出する。

ＸＹ方向の眼位置の検出が完了すると、制御部９０は、ずれ量ΔＸ´ｇ,ΔＹ´ｇに基づき、メモリ８０から追尾用ミラー３３をＸ方向に回転させる角度θＸ°と回転方向、Ｙ方向に回転させる角度θＹ°と回転方向をそれぞれ読み出す。制御部９０は駆動部５２を制御し、追尾用ミラー３３の向く方向を変化させる。追尾用ミラー３３の方向が変化することによって、矯正光学系２０の像が被検眼Ｅの眼前に形成されるように補正される。従って、被検眼Ｅに入射した視標光束は被検眼Ｅに対して適正位置で結像するようになる。

上記の動作によって、被検眼Ｅに対して適正に検査視標を呈示することができると、検者は遠用検査を開始する。検者は、被検者に自然視の状態で視標を直視させ、検査視標の見え具合について尋ねる。検者は、検査視標が適正に見えるまで矯正光学系２０Ｒ，２０Ｌによる矯正を図り、その矯正値に基づいて屈折度数測定を行う。

ところで、検査中、被検者の姿勢が変化し、被検眼Ｅの位置がずれることがある。この場合、矯正光学系２０の像の形成位置が被検眼Ｅの眼前から外れてしまうため、被検者には適正な検査視標が観察できなくなる。被検眼Ｅの位置がずれると、光源４１の位置もずれる。光源４１の位置がずれると、光源４１からの光束が受光素子４６の表面上に集光する位置がずれる。

例えば、ずれた位置を点Ｋとする。受光素子４６は、このときの受光信号を制御部９０に送る。制御部９０は受光信号を受け取り、点Ｋの基準点Ｏからのずれ量ΔＸ´ｋ,ΔＹ´ｋとずれた方向を算出する。制御部９０は、ずれ量ΔＸ´ｋ,ΔＹ´ｋとずれた方向に基づき、メモリ８０から追尾用ミラー３３をＸ方向に回転させる角度θＸ°と回転方向、Ｙ方向に回転させる角度θＹ°と回転方向をそれぞれ読み出す。制御部９０は駆動部５２を制御し、追尾用ミラー３３の向く方向を変化させる。追尾用ミラー３３の方向が変化することによって、矯正光学系２０の像が被検眼Ｅの眼前に形成されるように補正される。つまり、眼屈折力測定中の被検眼Ｅの位置ずれを検出し、被検眼Ｅの眼前に矯正光学系２０の像が復帰されるように像の形成位置を補正する。従って、被検眼Ｅに入射した視標光束は被検眼Ｅに対して適正位置で結像するようになる。

上記のような構成を備えることで、検査中に被検眼Ｅの位置がずれ、矯正光学系２０の像の形成位置が被検眼Ｅの眼前から外れてしまっても、矯正光学系２０の像を再び眼前に形成させることができる。これにより、被検眼Ｅに対して適正な視標呈示を行える。従って、被検者は被検眼Ｅの位置がずれることによって不適正な視標を観察することがなくなる。また、被検者は検査中、姿勢を一定に保つ必要がなく、楽な姿勢で検査を行うことができる。検者は、被検眼Ｅの位置ずれを確認してから装置や被検者の位置を調整する必要がなくなる。

＜近用検査手順・動作＞
近用検査を行う手順を装置１の動作とともに説明する。図７は近用検査時における光学系の配置を示す概略図である。検者はコントローラ４を操作し、測定モードを近用測定モードに設定する。近用測定モードに設定されると、制御部９０は駆動部１６を制御し、視標投光部１１（例えば、光源１２とディスプレイ１３）を凹面鏡１５に近づける。光路長を変化させることで、検査視標を近用距離（例えば、被検眼Ｅから４０ｍｍ前方）にて呈示することができる。なお、近用距離を短く設定する場合、ハーフミラー１４と凹面鏡１５を凸レンズで置き換えた構成にすることが考えられる。この構成において、検査視標を遠用距離から近用距離に切り替えて呈示する場合、視標投光部１１を凸レンズに近づけるとよい。この構成については、特開昭５９‐８５６４２号公報を参照されたい。

また、視標投光部１１を移動させると、矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌの度数が変わってしまう。そのため、視標投光部１１を移動させた距離に基づいて、矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌの度数を補正するとよい。例えば、測定モードを近用測定モードに設定すると、制御部９０は、屈折度数が＋１０ディオプターである球面レンズが光路Ｌ１,Ｌ２に配置された状態を０ディオプターの状態（非矯正状態）として検査してもよい。これにより、矯正光学系２０を遠用検査と近用検査とで取り替えることなく、同一の矯正光学系２０を用いてどちらの検査も行うことができる。

また、近用測定モードに設定されると、制御部９０は駆動部３６を制御し、追尾用ミラー３３の位置を被検眼Ｅに対して下方向（Ｙ方向）に移動させる。追尾用ミラー３３を下方向に移動させると、遠用検査時に比べ、リレー光学系３０は視標光束を下方向から被検眼Ｅに投光することになる。被検者は検査視標を観察するために、視線を水平方向から下方に傾斜させる。

その後の検査手順及び装置の動作は遠用検査時と同様であるため、説明を省略する。ただし、追尾用ミラー３３を下方（Ｙ方向）へ移動させた場合、光路の長さが変化することで、被検眼Ｅに到達する光束の屈折度が変化することが考えられる。この場合、近用検査時に改めて額当て６０の作動距離調整を行うことが好ましい。

一般的に、人が近くのものを自然視するとき、視線は水平方向より下方に傾斜する。上記のように、追尾用ミラー３３を下方に移動させ、被検者の視線を水平方向から下方に傾斜させることで、より自然視に近い状態で被検者の近用検査を行うことができる。

また、近用検査においても前述のように、検出光学系４０とずれ補正手段５０によって、矯正光学系２０の像を被検眼Ｅの眼前に形成するように補正することができる。

ところで、近用検査の際、例えば、被検者が首を前方に傾けて視線方向を下方に傾斜させる場合が考えられる。このような場合、一定の方向（例えば、被検眼Ｅに対して水平方向）から被検眼Ｅを検出することが困難な場合がある。例えば、被検眼Ｅが瞼に隠れてしまうような場合である。

本実施形態の検出光学系４０は、被検眼Ｅの位置ずれを検出するために、被検者が装着するテストフレーム７の光源４１を検出している。テストフレーム７の位置であれば、被検者の首が傾く等の状況変化が生じてもその位置を検出することができる。このように、被検者が装用するテストフレーム７の位置を検出することで、被検眼Ｅの検出が困難な場合にも、被検眼Ｅの位置ずれを検出することができる。

また、本実施形態の検出光学系４０はテストフレーム７の位置を検出するものとしたが、これに限らない。例えば、鼻や口などの特徴部位を検出するものとしてもよい。その検出結果に基づいて、被検眼Ｅ等の位置ずれを検出できればよい。

このように、検出光学系４０は、被検眼Ｅの眼位置と、眼位置等のずれを求めることができればよい。もちろん、被検眼Ｅ等の位置ずれを検出する手法として、被検眼Ｅの位置を直接的に検出することによって、位置ずれを検出するようにしてもよい。

なお、視標投光系１０は本実施形態の構成に限るものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、視標投光系１０は、光源１１２、ディスプレイ１１３、反射部材１１４、凹面鏡１１５を備えてもよい。光源１１２からの光束は、ディスプレイ１１３の表示を投影し、反射部材１１４によって反射され、凹面鏡１１５に対して斜めに入射する。そして、光束は凹面鏡１１５によって反射され、凹面鏡１１５の光軸上を進み、矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌを通過する。それ以降の光路は本実施形態と同様であるため、説明を省略する。

上記のように、凹面鏡１１５に対して凹面鏡１１５の光軸外から視標光束を入射させる構成を備えることで、視標投光系１０のハーフミラー１４を省略することができる。ハーフミラーは通過する、または反射するたびに光量が低下するため、これを省略することによって視標光束の光量を維持できる。

また、図８（ｂ）に示すように、視標投光系１０は液晶ディスプレイ１３の代わりに、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２１３を用いてもよい。一般的にＤＭＤ２１３は反射率が高く、明るい。そのため、偏光を用いる液晶ディスプレイ１３を用いた場合と比べ、視標光束の光量を維持できる。

なお、検出光学系４０は本実施形態の構成に限らない。例えば、図９（ａ）に示すように、検出光学系４０は、テストフレーム７に取り付けられた２つの光源１４１ａ,光源１４１ｂ、集光レンズ１４２、受光素子１４３を備えてもよい。光源１４１ａと光源１４１ｂの光束は受光素子１４３の表面上に集光する位置が異なる。例えば、点Ｉ，点Ｊに集光したとする。点Ｉ，点Ｊの２点間の距離Ｗは、Ｚ方向（作動距離方向）における光源１４１ａ，１４１ｂと装置１との距離によって変化する。

したがって、この２点間の距離Ｗが予め設定された距離になるように、額当て６０及び被検眼Ｅの作動距離を調整することができる。このような構成の場合、被検眼Ｅが装置１に近い場合には距離Ｗが大きくなり、被検眼Ｅが装置１から遠い場合には距離Ｗが小さくなる。したがって、制御部９０は距離Ｗの長さによって被検眼Ｅと装置１との距離を算出してもよい。算出した距離に基づいて、制御部９０が額当て６０の位置を自動で調節するための駆動部を設けてもよい。また、被検眼Ｅと装置１との距離が近い、または遠いことを検者に報知するための報知手段を設けてもよい。

ＸＹ方向における被検眼Ｅの位置検出は、本実施形態と同様に考えることができる。例えば、ある基準点からの点Ｉのずれ量とずれた方向に基づいて被検眼ＥのＸＹ方向の位置を検出することができる。

このように、検出光学系４０は、被検眼Ｅの眼位置と、眼位置のずれを求めることができればよい。

また、点Ｉ，点Ｊの位置からテストフレーム７の傾きを検出してもよい。例えば、図９（ｂ）に示すように、２点の傾きαを検出し、その検出結果に基づいて、テストフレーム７の傾きを検出してもよい。テストフレーム７の傾きを検出することで、左右の被検眼ＥＬ，ＥＲの傾きを検出する。このように、検出光学系４０は、被検眼ＥＲ，ＥＬの傾きを検出する傾き検出手段として機能する。

左右の被検眼ＥＬ，ＥＲが傾くと、矯正光学系２０の像が被検眼Ｅの眼前から外れた位置で形成される。したがって、制御部９０は、検出光学系４０によって左右の被検眼ＥＬ，ＥＲの傾きが検出されると、報知手段８を作動させる。これにより、検査視標が適正に呈示されていないことを検者に報知するようにしてもよい。検者は、報知手段８が作動したことを確認し、被検者に首を横に傾けないように指示する。

このように、左右の被検眼ＥＬ．ＥＲの傾きを検出する検出手段（例えば、検出光学系４０）と、その結果を報知するための報知手段（例えば、報知手段８）を備えてもよい。

なお、ずれ補正手段５０は本実施形態の構成に限らない。例えば、図１０に示すように、ずれ補正手段５０は上記の構成と、さらに凹面鏡３４を移動させる移動機構１５１を備える構成でもよい。移動機構１５１は駆動部１５２等を備える。

移動機構１５１によって凹面鏡３４がＸＺ方向に移動されると、矯正光学系２０の像が形成される位置が変化する。これにより、制御部９０は検出光学系４０によって検出した被検眼Ｅのずれに基づいて移動機構１５１を制御し、矯正光学系２０の像が被検眼Ｅの眼前に形成されるように補正する。このように、被検眼Ｅに対して適正な視標呈示を行うようにしてもよい。

また、図１１に例示するように、ずれ補正手段５０は、前述の構成と、さらにロータリプリズム２３３ａ，２３３ｂ、移動機構２５１を備えてもよい。移動機構２５１は駆動部２５２ａ，２５２ｂを備える。矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌを通過した光源１２からの視標光束は、リレー光学系３０を介し、ロータリプリズム２３３ａ，２３３ｂを通過し、被検眼Ｅに入射する。移動機構２５１によってロータリプリズム２３３ａ，２３３ｂをそれぞれ回転させると、矯正光学系２０の像が形成される位置が変化する。これにより、矯正光学系２０の像が被検眼Ｅの眼前に形成されるように補正してもよい。図１１では、ロータリプリズム２３３ｂを９０°回転させる前（図１１（ａ）参照）と、回転させた後（図１１（ｂ）参照）を例示している。

このように、ずれ補正手段５０は光学部材によって視標光束の光路を変化させてもよい。ただし、ロータリプリズム２３３ａ，２３３ｂ等を用いる場合、光源４１からの光束が受光素子４６に到達するまでに、ロータリプリズム２３３ａ，２３３ｂ等の影響を受ける場合がある。したがって、検出光学系４０は、ロータリプリズム２３３ａ，２３３ｂ等の影響が及ばない位置に配置されることが好ましい。例えば、遮蔽板４２、平面ミラー４３、ハーフミラー４４、集光レンズ４５、受光素子４６等の受光系はハーフミラー３３の上方であって、凹面鏡３４より被検者側に配置されてもよいし、筐体２の外部に配置されてもよい。

また、変容例として、検査中、被検眼ＥのＺ方向のずれに基づいて、視標光束の像が形成される位置を補正することが考えられる。この場合、矯正光学系２０Ｒ,２０Ｌは、それぞれ周知のアルバレッツレンズで構成されるとよい。

アルバレッツレンズは、一方の面が特殊な非球面で、他方の面が平面で形成された光学素子（例えば、位相差板等）２枚によって構成される。そして、これら２枚の光学素子の非球面側を対向させ、互いに１８０°回転させた位置を保ち、両者を互いに反対方向に同一の変位量（移動量）だけ変位（移動）させることによって、屈折力を連続的に変化させることができる（米国特許３，３０５，２９４号）。

検出光学系４０は、Ｚ方向の被検眼Ｅのずれを検出し、その検出結果に基づいて、視標投光系１０を凹面鏡１４に対して移動させる。同時に、視標光束の度数変化を補正するように、アルバレッツレンズの２枚の光学素子を変位させるとよい。

このように、検査中、被検眼ＥのＺ方向のずれに基づいて、矯正光学系２０の像が形成される位置を補正することができる。

なお、本装置１はコントローラ４に制御部９０を備えるものとしたが、これに限らない。制御部は筐体２の内部に設けられてもよい。あるいは、コントローラ４と筐体２の内部にそれぞれ設けられてもよい。制御部と、それに接続される各構成要素は有線または無線によって接続されてもよい。

本実施形態に係る自覚式眼屈折力測定装置の外観構成図である。 本実施形態に係る自覚式眼屈折力測定装置の光学系を示す概略図である。 本実施形態に係る矯正光学系の概略図である。 本実施形態に係る自覚式眼屈折力測定装置の制御系を示すブロック図である。 本実施形態に係る自覚式眼屈折力測定装置のずれ補正手段を説明する図である。 本実施形態に係る自覚式眼屈折力測定装置の受光素子状の集光位置の変化を示す図である。 本実施形態の近用測定時の光学系の配置を示す概略図である。 本実施形態の変容例を説明するための図である。 検出光学系の変容例を示す図である。 ずれ補正手段の変容例を示す図である。 ずれ補正手段の変容例を示す図である。

１ 自覚式眼屈折力測定装置
２ 筐体
３ 呈示窓
４ コントローラ
７ テストフレーム
１０ 視標投光系
２０ 矯正光学系
３０ リレー光学系
４０ 検出光学系
５０ ずれ補正手段
６０ 額当て

Claims (6)

1. 被検眼の眼底に検査用視標を形成させるための視標光束を前記被検眼に向けて投光する投光光学系と、前記投光光学系の光路中であって屈折力を変化しうるように構成された矯正光学系と、前記矯正光学系を通過した光束をリレーし、かつ前記矯正光学系によって矯正された前記視標光束を前記被検眼に投影するように配置されたリレー光学系と、を備え、前記矯正光学系の屈折力を変化することにより前記被検眼の眼屈折力を測定する自覚式眼屈折力測定装置であって、
   前記被検眼と、前記矯正光学系によって矯正された前記視標光束との位置ずれを検出するずれ検出手段と、
   前記ずれ検出手段によって検出された検出結果に基づいて、前記視標光束の投影位置を光学的に補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする自覚式眼屈折力測定装置。
2. 前記補正手段は、前記矯正光学系と被検者との間に配置された光学部材を駆動させる駆動手段を有し、前記検出結果に基づいて前記駆動手段を制御し、前記視標光束を偏向させることにより前記投影位置を光学的に補正することを特徴とする請求項１の自覚式眼屈折力測定装置。
3. 前記矯正光学系は、左右一対に設けられた右眼用矯正光学系と左眼用矯正光学系を有し、
   前記補正手段は、左右一対に設けられた右眼用補正手段と、左眼用補正手段と、を有することを特徴とする請求項１または２の自覚式眼屈折力測定装置。
4. 前記矯正光学系は、左右一対に設けられた右眼用矯正光学系と左眼用矯正光学系を有し、
   前記リレー光学系は、さらに、左右一対の各矯正光学系を通過した光束を共通にリレーするリレー光学系であって、
   前記光学部材は、前記リレー光学系における前記右眼用矯正光学系と前記左眼用矯正光学系の共通光路に配置されていることを特徴とする請求項２の自覚式眼屈折力測定装置。
5. さらに、前記被検眼の左右眼の傾きを検出する傾き検出手段と、
   前記傾き検出手段による検出結果を報知する報知手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの自覚式眼屈折力測定装置。
6. 前記ずれ検出手段は、前記被検眼の眼屈折力の測定中における、前記被検眼と、前記矯正光学系によって矯正された前記視標光束との位置ずれを検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの自覚式眼屈折力測定装置。

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