JPH02191428A - 眼屈折力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は眼屈折力測定装置、特に小児から乳幼児に対し
ても有用である眼屈折力測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、眼屈折力測定装置としては、被検者の応答を基に
眼屈折力を測定する所謂自覚式検眼器、被検眼を他覚的
に測定する所謂オートレフラクトメータ等の装置が知ら
れている。

然し乍ら、この種の装置で乳幼児の測定を行なう場合、
乳幼児の協力を得られない為自覚式検眼器では測定がで
きす、又一般のオートレフラクトメータでは被検眼の位
置を固定しなくてはならないが、乳幼児の場合被検眼の
位置の固定か難しく、測定は極めて困難であるという欠
点を有していた。

これらの欠点を解消する為、ストロボ光で被検眼眼底を
照明し、被検眼の瞳孔での光束の状態をカメラで撮影し
、その結果から被検眼の眼屈折力を測定するいわゆるフ
ォトレフラクション方式の測定方法が提案されている。

このフォトレフラクション方式の測定に於いては、被検
眼の光軸が少しずれても充分に測定をすることができ、
被検眼を固定することか困難である乳幼児の眼屈折力の
測定には有用であるとされているものである。

［発明が解決しようとする課Ｕ］ 然し乍ら、斯かるフォトレフラクション方式のものでは
、ストロボ光の投影光軸とカメラの撮影光軸とが同軸で
なく、その為デイオプター感度がなく、測定不可能なデ
イオプター値が存在するという欠点を有している。

更に、一般のカメラで撮影する為、撮影されたフィルム
面での像を解析し、この解析から眼屈折力を算出しなく
てはならず、精度の高い測定結果を瞬時に得られないと
いう欠点を有しているものである。

本発明は、上記実情に鑑みなしたものであり、いかなる
デイオプター値でも測定が可能で且瞬時に測定結果を得
ることができる眼屈折力測定装置を提供しようとするも
のである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明は、被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系と
、該投影系と同軸で瞳孔と略共役位置に配置した受光素
子上に前記眼底からの光束を集光する為の受光系と、受
光系の光路内に配置され受光光束の一部を遮光する為の
遮光部材とを有し、前記受光素子上に投影された光束の
形状又は光量分布状態を基に被検眼の眼屈折力を測定し
得る様に構成したことを特徴とするものである。

［作　　用］ 被検眼の眼屈折力の相違により、遮光部材による光束を
遮光する状態が異なってくる。この遮光の状態と眼屈折
力とは対応し、受光素子に投影された光束の状態、即ち
形状、光量分布を基に眼屈折力を測定できる。

［実　施　例］ 以下図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。

第１図に於いて、１は光源像を被検眼３の眼底７に投影
する為の投影系であり、２は眼底７により反射された光
束１０を受光する為の受光系であり、投影系１及び受光
系２は被検眼３に対向して配置される。

前記投影系１は、光源４及び光源４からの光束１１を被
検眼３に向けて反射させる為のハーフミラ−５から成り
、該投影系１は光源４からの光束１１を瞳孔６を通して
眼底７上に光源４の像を形成する様に投影するもので、
被検眼３の眼屈折力が基準デイオプター値〈基準屈折力
）の場合に眼底７上に光源４の像が合焦されるように光
源４と被検眼３との距離が設定されている。

前記受光系２は、対物レンズ８及び受光素子９から成り
、眼底７からの光束１０はハーフミラ−５を透過して受
光素子９上に導かれる。

該受光素子９は、エリアＣＣＤ、撮像管或はこれらの２
以上の集合体であり、受光素子９の受光面９ａは対物レ
ンズ８に関して被検眼３の瞳孔６と共役位置に配置され
る。

前記受光系２の光路内には、ハーフミラ−５に関して光
源４と共役な位置に対物レンズ８の光軸０を境界として
光束１０の片側を遮光する為のエッヂ状の遮光部材１２
を配置する。

又、前記受光素子９には演算器１３が接続され、該演算
器１３は受光素子９の受光状態、光量分布よりデイオプ
ター値を演算し、その結果を表示器１４に出力する様に
なっている。

以下作用を説明する。

第２図（＾）に示す様に、被検眼３のデイオプター値が
基準デイオプター値に比べて負のデイオプター値の場合
には、光源４の像は眼底７の前方で結像され、この光束
により照明された眼底７上の内、光軸上の１点で反射さ
れた光束１０を考えると、この光束１０は遮光部材１２
の前方、即ち被検眼３側で集光され、対物レンズ８によ
り受光素子９上に投影される光束の上半分（斜線部分）
が遮光される。一方、第２図（Ｂ）に示す様に、被検眼
のデイオプター値が基準デイオプター値の場合には、光
束１０は遮光部材１２上に集光されるもので、光束１０
は遮光部材１２によって遮られない。

又、第２図（Ｃ）に示す様に、被検眼３のデイオプター
値が基準デイオプター値より正の場合には、光源４の像
は眼底７の後方で結像するように投影され、前述と同様
に眼底７で反射された光束１０は遮光部材１２の後方、
即ち受光素子９側で集光され、受光素子９上に投影され
る光束１０は第２図（＾）とは逆の部分の光束（図中で
は下半分）が遮光される。

而して、受光面９ａに投影される光束は基準デイオプタ
ー値に対して被検眼３のデイオプター値の大小、正負に
よって光量分布状態が変化し、この光量分布状態を基に
デイオプター値が求められる。

受光素子９はこの受光面９ａに形成される光束の光量分
布を検出する為のものであり、前記演算器１３は受光素
子９からの信号を基に、受光面９ａ上に形成される光束
の光量分布を検出し、基準となるデイオプター値に対し
被検眼の眼屈折力が正か負かを判断すると共にその絶対
値を演算し、演算結果を表示器１４に出力し、表示器１
４は求められた結果を表示する。

尚、上記実施例では光束分離手段としてハーフミラ−を
使用したが、ビームスプリッタ−偏光プリズム等種々の
光束分離手段を用いることは勿論である。

以下第３図（Ａ）〜（［）に於いて、受光面９ａに形成
される光束の光量分布状態を説明する。

尚、第３図（＾）〜（Ｅ）に於いて説明を簡略化する為
、光源４の光軸と受光系の光軸とを合致させ且遮光部材
１２と対物レンズ８とを一致させている。この為、光源
４と対物レンズ８とは同一位置で重す合わせて示してお
り、遮光部材１２は省略して示している。

第３図（＾）〜（［）は被検眼の屈折力りが基準屈折力
Ｄ０に対し負の場合を示しており、以下の説明は眼底か
らの反射光束は全て対物レンズ８によって受光面９ａ上
に投影されるものとする。

光源４と被検眼瞳孔６との距離をＱに設定しこの光源の
像が眼底に合焦する被検眼の屈折力を基準屈折力Ｄｏと
すると である。

第３図（＾）は被検眼の屈折力がＤ（＜Ｄｏ）の場合の
、光軸に対し直角方向にＬの長さを有するスリット状の
光源４の軸上の一点Ｓ０がらの投影光束を示すもので、
点Ｓ０の像は一旦、Ｓｏ′に結像され、被検眼眼底７に
は、ぼけた像として投影される。Ｄ６−Ｄが大きくなる
に従い投影される領域７ａは広くなる。

第３図（８）は受光系２、及び、被検眼眼底７からの反
射光束の状態を示すものである。

第３図（８）に示す様に、被検眼眼底７上の投影領域の
端部の点■−１からの光束を考えると、この点のｌｒ−
、’は被検眼瞳孔から９゛の距離の位置に結像され、こ
の光束は対物レンズ８を介して被検眼瞳孔６と共役位置
に配置した受光素子９上に投影される。尚、この９゛と
被検眼の屈折力りの関係式は下記の通りである。

一方、この眼底上の一点から発した光束のエツジ上での
広がり幅Δは被検眼の瞳径をＵとすると、第３図（Ｂ）
から明らかな様に、となり、被検眼３の屈折力りと基準
屈折力Ｄ０との差が大になるに従い遮光部材１２上の広
がりは大きくなる。

次に、受光素子９上での光束の広がりについて述べる。

受光素子９は、被検眼３の屈折力に関係なく常に、対物
レンズ８に間して被検眼瞳孔と共役に配置されており、
被検眼瞳孔６の径をＵ、対物レンズ８の倍率をβとする
と、受光素子９上ではβＵの径の領域（被検眼の屈折力
に影響を受けない）に光束が投影される。

又、光軸に対して前記Ｉ−，と対称な点Ｉ、からの光束
も同様に被検眼瞳孔６からΩ゛の位置に像■、′を結像
した後、受光素子９１の同じ領域βＵに投影される。光
源４を点光源として、遮光部材１２が無いものとした時
、これら眼底７からの各点り、、・・・Ｉｏ、・・・Ｉ
ｍ、からの光束の積分が受光素子９上の光量分布を決め
るものである。

ここで、受光素子９上での光量分布について考察するた
め、受光素子９上の光束投影位置の端部位置Ｐ−，、す
なわち、光軸を中心とした座この位置に入射する光束は
第３図（Ｃ）での斜線Ａの範囲の光束に限られることと
なる。又、同様に、光軸に対して、前記のＰ−１位置と
対称な位置Ｐ１に入射する光束を考えると斜線Ａ′範囲
の光束に限られることになる。してみると、被検眼瞳孔
６からＱの距＃！（光源４と共役位置）の位置に光軸の
一方の光束Ａ′を遮断するエツジ状の遮光部材１２を配
置すると受光素子９上のＰ−、の位置に入射する光束は
遮光部材１２により遮断されず、このＰ−１の位置から
上方の位置にいくに従って光束は徐々に遮光され、中心
Ｐ。

位置で光束の半分が遮光され、Ｐｌの位置になると全て
の光束が遮断されることとなるものである。従って、エ
ツジ状の遮光部材１２により受光素子９上には上方に行
くにしたがって暗くなり、Ｐ、の点で光量が０となる一
定傾斜の光量分布となるものである。

以上の第３図（Ａ）〜（Ｃ）では、光源４の光軸上の一
点から発する光束のみを示したが、光源４の端部の一点
５−３（光源の大きさをＬとする第３図（０）に示すよ
うになる。この点Ｓ−１からの光束は、第３図（Ｄ）に
示す被検眼眼底７上のり、点から１１点の領域に投影さ
れ、こめＩ−。

点、１１点からの反射光は、前述と同様に被検眼瞳孔６
からｇ゛の距離の位置で１．、Ｉ。

の像を結像した後、受光素子９上のβＵの径の領域に投
影されるものである。ここで、光源４の端部の点Ｓ−ｏ
から発する光束のうち、受光素子９上の光束投影の端部
位置Ｐ−１に入射する光束は第３図ｆＤ）のＢの斜線領
域の光束となるものである。

又、前記Ｓ−１の点と対称な光源４の一点Ｓ。

からの光束を考え、そのうち受光素子９上のＰ−、の点
に入射する光束を考えると第３図（Ｅ）のＣの斜線領域
の光束となる。この様に、光源４がある大きさを有する
ものとして考えた場合、受光素子９上の一点の光量は、
光源４の各点からの光束の総和として考えなければなら
ない。

第４図（＾）は、この考え方に基づき、受光素子９上の
Ｐ−１の位置に入射する各光束を重ね合わせて示したも
のであり、光源上のＳ−１の位置から発する光束のうち
Ｐ□、の位置に入射する光束はＢの領域であり（第３図
（０）参照）、光源上での位１が上方に行くにしたがっ
てその光束も上方に移動し、軸上の光源位置Ｓ０ではＡ
の領域の光束となり（第３図（Ｃ）参照）、光源上での
Ｓ。の位置ではＣの領域の光束となる（第３図（［）参
照）、従って、受光素子９上のＰ−。

の点での光量は、これらの光束の総和として考えられる
。

ここで、被検眼瞳孔６からＱの距離の位置に遮光部材１
２を配置した時の受光素子９上の点Ｐ−，の光量を示す
模式図を第４図（Ｂ）に示す。

第４図（Ｂ）は光源上の位置が変化するにしたがって遮
光部材１２により光束がどの様に遮光されるかを示すも
のである。第４図（Ｂ）の横軸は光源上の座標位置、縦
軸は光量を示すものであり、光源上での各点からの光束
を考えると、座標値の光束は遮光部材１２により遮光さ
れず、座標位置の０点を過ぎると徐々に遮光され、Δ（
前述の光束の広がり）の位置で全ての光束が遮断される
事になるものである。ここで遮光されない場合の光源上
の各点からの光量をｋとして光源上での各点からの光量
の寄与を示したらのが第４図（Ｂ）であり、斜線部の面
積が受光素子上のＰ−１の点の光量値に対応するもので
ある。この面積値Ｔは下記のようになる。

Ｔ＝−ｋ（Ｌ＋Δ）　・・・（４） 同様にして、受光素子上での他の点についても考察する
。第５図（＾）は受光素子上での中心点Ｐ０に入射する
光束を第４図（Ａ）と同様に示したものであり、光源上
のＳ−１の点からの光束の内Ｐ０の点に入射する光束は
Ｂｏの斜ＭＡ領域、光源上の中心Ｓｏの点からはＡａの
斜線領域、光源上のＳ、の点からの光束はＣａの斜線領
域の光束となるものであり、受光素子９の中心に入射す
る光量は第５図（Ｂｌの斜線領域の面積′ｒｏに対応す
ることになる。すなわち、光源の各点からの受光素子の
中心点に入射する光束をの光束が遮断されることになり
、この面積値を前述と同様に計算すると下記値になる。

■ Ｔｏ　二　ｋＬ　　・・・（５） 同様にして、受光素子上での点Ｐ、に入射する光束の状
態、及びこの点での光量値を第６図（Ａ）、第６図（Ｂ
）に示す、第６図（Ａ）において、光源上のＳ−１の点
からの光束の内Ｐ、の点に入射する光束はＢ′の斜線領
域、光源上の中心Ｓ０の点からはＡ“の斜線領域、光源
上のＰ−１の点からの光束はＣ″の斜線領域の光束とじ
て示す、この場合には、第６図（Ｂ）に示すように、光
源の各点から受光素子のＰ、の点に入射する光束を考え
ると、光源上のｍ−の位置から−Δの位置までは光束は
遮光されず、−Δ位置を過ぎると徐々に光束が遮られ、
０の位置で全ての光束が遮断されることになり、この面
積値を計算すると下記値になる。

Ｔ。・＝１ｋ（Ｌ−ユ）　、（６１ これらの式（４）　、（５）　、（６）の結果かられか
るように、受光素子９上の光量値は下方から上方にいく
にしたがって、光量値は徐々に低くなるものであり、そ
の受光素子上での光量分布を図示すると第７図に示すよ
うに直線的に変化する。

前述の説明に於いては、眼底の一点から発する光束を考
えた場合の遮光部材１２上での広がり定して説明を行っ
たものである。

−値り。に対する被検眼のデイオプター値の面差ΔＤが
所定量以上の場合には、第１０図に示すような直線変化
は示さない、これを第４図ないし第６図にしたがって説
明を行う、前述５図（Ｂ）、第６図（Ｂ）はそれぞれ第
１１図、第１２図、第１３図、に示ず様になり、この光
量変化は第７図に示す様な直線変化を示さないことにな
る。

次に、第２図（Ｂ）で示す被検眼の屈折力が基準値であ
る場合、第２図（Ｃ）で示す被検眼の屈折力が基準値よ
り正の場合も、前記したと同様に受光素子９上の光量分
布を考察することができ、その場合被検眼の屈折力が基
準値である場合は、第８図に示す々口く、均一分布、被
検眼の屈折力が正の場合は第７図で示したものと逆な分
布状態となる。

上記した光量分布の傾斜がデイオプター値（屈折力）を
そして、傾斜の方向がデイオプター値の正負を表わす、
以下第１０図を参照して説明する。

前記した光束の広がりΔ、即ちボケ量Δは、前記（４）
式より、 よって（７）式より 而して、（９）式は基準デイオプター値Ｄ０に対する被
検眼のデイオプター値の開基ΔＤとにより被検眼のデイ
オプター値を求めることが可能となる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、投影系と受光系とが同
軸に配置される構成であるので、如何なるデイオプター
値でも測定が可能で、且つ受光系は受光素子を用いてい
るので測定結果は瞬時に得られるという優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概略図、第２図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ
）は被検眼のデイオプター値の相違による光束の状態の
相違を示す説明図、第３図（＾）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（
Ｅ）は受光系及び被検眼眼底からの反射光束の状態を示
す説明図、第４図（＾）、第５図（＾）、第６図（＾）
は受光素子に到達する光源各点の反射光束の状態を示す
説明図、第４図（Ｂ）、第５図（Ｂ）、第６図（Ｂ）は
遮光部材によって遮られた場合の各光束の光量変化を示
す説明図、第７図、第８図、第９図はデイオプター値に
対応した受光面での光量分布状態を示す説明図、第１０
図は光量分布状態よりデイオプター値を求める場合の説
明図、第１１図、第１２図、第１３図は遮光部材上での
広がり幅Δが光源の１７２の大きさより大きな場合の遮
光部材によって遮光された場合の各光束の光量変化を示
す説明図である。 １は投影系、２は受光系、３は被検眼、４は光源、５は
ハーフミラ−１８は対物レンズ、９は受光素子を示す。 特　　許　　出　　願　　人 東京光学機械株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系と、該投
   影系と同軸で瞳孔と略共役位置に配置した受光素子上に
   前記眼底からの光束を集光する為の受光系と、受光系の
   光路内に配置され受光光束の一部を遮光する為の遮光部
   材とを有し、前記受光素子上に投影された光束の形状又
   は光量分布状態を基に被検眼の眼屈折力を測定し得る様
   に構成したことを特徴とする眼屈折力測定装置。 ２）遮光部材は、受光系の光軸を境界とするエッヂ状部
   材で構成した請求項第１項記載の眼屈折力測定装置。 ３）投影系が受光系の光路中に配置した光束分離手段を
   有する請求項第１項記載の眼屈折力測定装置。