JPH02252435A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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
きず、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か、乳幼児の場合被検眼の
位置の固定が難しく、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か提案されている。

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かでき、
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。

［発明か解決しようとする課題］ この種の従来の装置に於いては、カメラの光軸に対し、
斜めの方向からストロボ光源により照明し、その時の瞳
孔像を単に撮像するだけであり、光源の位置により測定
できないデイオプター値かあり、又測定可能な範囲か狭
いという問題点を有していたものである。

斯かる問題点を解決する為、本出願人は、先の出願、特
願昭６３−２３８５０５号に於いて、被検眼眼底に光源
１ｇｌを投影し、眼底で反射される光源からの光束をエ
ッチ状の遮光部材で遮り、遮った光束を受光素子で受け
、その光束の光量分布状態を基に眼屈折力を測定する眼
屈折力α１定装置を提案した。

又、フォトレフラクション方式のものでは画像のピント
合せが必要であるか、６を来のものではある一定の位置
にレンズのピントを設定しておき、そのピント範囲内に
被検者が行き、被検者の移動によりピント合せを行った
後眼屈折力の測定を行っていた。従って、化１定に入る
迄の準備かかかり迅速な計１定を行うことかできなかっ
たと共にピント誤差も大きくて正確な測定値か得られな
いという問題もあっな、又、装置全体を移動させてピン
ト合せを行うことも可能であるか、その場合には装置全
体を移動させる為の移動機構が必要となり、装置全体か
大型になるというｒＪ１題もあった。

そこで本発明は先の出願に係る眼屈折力測定装置を基本
として、対物レンズだけの移動により迅速にピント合せ
を行い史に誤差か少なく精度の高い測定を可能とする眼
屈折力測定装置を提供しようとするものである。

Ｕ課題を解決するための手段］ 本発明は、被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系と
、被検眼撞孔と略共没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対物レンズを存する受光系と
、該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、前記対物し°ンズを光軸方向
に移動可能とし、該対物レンズの移動により瞳孔像を受
光素子上に結像させる櫟にすると共に該対物レンズの移
動量と前記受光素子上に投影された光束の光量分布状態
を基に被検眼の眼屈折力を測定し得る櫟に構成したこと
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
遮光する状態か異なってくる。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
光量分布と被検眼、遮光部材、受光系との相対位置関係
、即ちレンズの移動量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。

先ず、第２図（＾）（Ｂ）（Ｃ）〜第１３図に於いて先
に出願した眼屈折力測定装置について説明する。

第２図（＾）（Ｂ）（Ｃ）に於いて、１は光ｉ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′ａ４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の眼屈折力か基準デイオプター値（基準屈折
力）の場合に眼底７上に光Ｈ４の像か合焦されるように
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９１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チ状の遮光部材１２
を配置する。

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（８）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、＋ｉｆ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
中では上半分）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
デイオプター値か求められる。

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−開光プリズム等積々の
光束分離手段を用いることは勿論である。

以下第３図（Ａ）〜（Ｅ）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（Ａ）〜（［）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ぜ且遮光部材
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とは同一位置で重ね合わせて示してお
り、遮光部材１２は省略して示している。

第３図（Ｍ〜（Ｅ）は被検眼の屈折力りが基準屈折力Ｄ
ｏ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り、と
すると である。

第３図（＾）は被検眼の屈折力かＤ　（＜Ｄ、　）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からの投影光束を示すもの
で、点ＳＱ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。Ｄｏ　　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（Ｂ）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Ｉ、からの光束を考えると、この点の像Ｉ−３
′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Ｑ′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ッチ上での
広がり幅Δは被検眼の瞳径をＵとすると、第３図ｆＢ）
から明らかな様に、であり、第（１）式、第（２）式よ
り となり、被検眼３の屈折力りと基準屈折力り。

との差か大になるに従い遮光部４４１２上の広かりは大
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に関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、光軸に対して前記り、と対称な点１．からの光束も
同様に被検眼瞳孔６からグの位１に［Ｉ。′を結像した
後、受光素子９上の同じ領域βｌ」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１−、、・・・Ｉｏ、・・・Ｉ
ｂ、からの光束の積分か受光素子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な
め、受光素子９１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−、位置と
対称な位置Ｐ、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の距離（光源４と共役位置）の位置に光軸の一
方の光束Ａ′を遮断するエッチ状の遮光部材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−、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。

位置で光束の半分か遮光され、Ｐ８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
ッチ状の遮光部材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、の点で光量か０となる一
定トｐ斜の光量分布となるものである。

以上の第３図（八）〜（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か、光源４の端部の一点
Ｓ−言光源の大きさをＬとする第３図（０）に示すよう
になる。この点Ｓ−０からの光束は、第３図（ＤＪに示
す被検眼眼底７上の１、点から１１点の領域に投影され
、との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Ｑ′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−１
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−０に入射する光束は第３図（０）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（八）は、この考え方に基づき、受光素子９上の
Ｐ−、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−０の位置に入射する光束はＢの領域であり（第３図
（Ｄ）参照）、光源上での位置が上方に行くにしたかっ
てその光束も上方に移動し、軸上の光源位置Ｓｏ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（Ｅ）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！１１７　離の位置に遮
光部材１２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、座標位の光束は遮光部材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
の寄与を示したものか第４図（８）であり、斜線部の面
積か受光素子上のＰ−、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。

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−、の点からの光束の内Ｐ０の点に入射する光束は
Ｂｏの斜線領域、光源上の中心Ｓ。の点からはＡｏの斜
線領域、光源上のＳ、の点からの光束はｃｏ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（Ｂ）の斜線領域の面積Ｔ、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。

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−。

の点からの光束はＣ″の斜線領域の光束として示す、こ
の場合には、第６図（８）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。

これらの式（４）　、（５）　、（６）の結果かられが
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−値Ｄ０に対する
被検眼のデイオプター値の偏差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、前述の
よ（Ｂ）、第６図（Ｂ）はそれぞれ第１１図、第１２図
、第１３図、に示す様になり、この光Ｉ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か基準値よ
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図に示す如く、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第１ター値（屈折力）を
そして、傾斜の方向がデイオプタ定して説明を行ったも
のである。

−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 対する被検眼のデイオプター値の偏差ΔＤと次に、第１
図に於いて本発明の一実施例を説明する。

尚、第１図中第２図中で示したものと同一のものには同
符号を１寸しである。

対物レンズ８は光軸方向に移動可能に支持されており、
該対物レンズ８はラック・ピニオン或はナツト・スクリ
ュー等の駆動ｆｆｉ［１３を介してパルスモータ１４等
によって駆動される様になっている。

又、前記受光素子９には該受光素子９からの信号を処理
・演算する画像処理部１５を接続し、該画像処理部１５
には主制御部１６が接続され、該主制御部１６には駆動
制御部１７が接続されている。

該駆動制御部１７によって駆動される前記パルスモータ
１４にはエンコーダ等の回転検出器１８か取付けられて
おり、該回転検出器１８からの検出結果は、駆動制御部
１７ヘフイードバツクされる。

又、前記画像処理部１５には表示器１９が接続され、画
像処理部１５の演算結果が表示される様になっている。

前記した様に、本発明では被検眼瞳孔の像を受光素子９
上に結像させるが結像させる為の調整は以下の如く行わ
れる。

受光素子９上の像のピントのずれ状態を画像処理部１５
で演算して、その結果を前記主制御部１６へ入力し、主
制御部１６は画像処理部１５からの信号に晶づき前記駆
動制御部１７へ駆動指令信号を発する。駆動制御部１７
は該駆動指令信号に従って、パルスモータ１４を駆動し
対物レンズ８をＸ又は−Ｘの方向へ動かす、パルスモー
タ１４の動き量（対物レンズ８の動き１＞は回転検出器
１８によって検出され、該駆動制御部１７ヘフイードー
バツクされ、パルスモータ１４の動き量と駆動信号との
一致がなされる。

上述の如くして、瞳孔６の位置に合せ対物レンズ８を移
動させると瞳孔６、遮光部材１２、対物レンズ８、受光
素子９との相対位置は前述した基準の相対位置とは変化
したものとなる。

ところが、前述した様にデイオプター値の偏差ΔＤは光
源４即ち遮光部材１２と被検眼瞳孔６との距離Ｑ、倍率
βに関係するものであるから、前記（９）式は補正され
なければならない。

以下この補正について説明する。

対物レンズ８を基準位置ｘ＝Ｏに配した時、遮光部材１
２からＱだけ離れた基準位置に配置した瞳孔６の像が受
光面９ａ上で倍率βで結像されているものとする。その
場合、対物レンズ８の焦点距離をｆとすると対物レンズ
８と受光面９ａとの距離ｍ１はＪ（１＋β）である。

ここで、被検眼３が適正位置からずれ、その為対物レン
ズ８をΔＸだけ移動させて受光面９ａ上に瞳孔の像を結
像したとすると、その時の受光面９ａと対物レンズ８と
の距１１１１ｍ２は下記式で表わされる。

ｍ２＝ｍ１−Δｘ＝Ｊ（１＋β）−ΔＸ　・・・（１０
）又、この距Ｍｍ２は、レンズ移動後の倍率をβ′とす
ると、Ｊ（１＋β′）であるから（１０）式は、Ｊ（１
＋β）−Δｘ＝Ｊ（１＋β′）　　・・・（１１）とな
る、この（１１）式より対物レンズ８をΔＸだけ移動さ
せた後の倍率β′は ΔＸ β′−β−□　　　　・・・（１２）となる。

次に対物レンズ８をΔＸたけ移動させて受光面９ａ上に
瞳孔６の像を結像させた後の、被検眼と遮光部材１２と
の距離（光ａ４との距離＞Ｑ’について考察する。

対物レンズ８の移動により生ずる遮光部材１２と被検眼
３との距離の変化量ΔＱ、遮光部材１２と対物レンズ８
との距離の変化量Δｍ、被検眼３と対物レンズ８との距
離の変化量Δｎとの間には下記関係式が成立する。

Δｎ−ΔＱ＋Δｍ　　・・・（１３） ここでΔｍはレンズの移動量に外ならす、Δｍ−ΔＸ　
　　　　・・・（１４） である、又、倍率βの場合の対物レンズ８と被となる。

従って（１３）〜（１５）式よりとなる。よって対物レ
ンズ８をΔＸだけ移動させた場合の被検眼３と遮光部材
１２との距ＭＱｘは ・・・（１７） となり、従って、対物レンズ８の移動に伴ない基準デイ
オプター値Ｄｏか下記Ｄｏ’となる。

ンズ８をΔＸだけ移動させ倍率かβ′となった而して前
記（９）式は 記（１２）式を代入することにより となる。

而して、ピントが合った時の対物レンズ８の移動量ΔＸ
を回転検出器１８より主制御部１６へフィードバックす
ることで、（１７）式、（１８）式の演算を行い、この
演算で求められた結果を基に（９′）式より正確なデイ
オプターｆＢ偏差を求めることができる。

得られたデイオプター値開差は、被検眼のデイオプター
値に換算されて表示器１９に表示される。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、被検者が測定の適正な
位置に移動する必要がなく、対物レンズだけを移動して
容易にピント合せ調整を行うので測定時間を大幅に短縮
でき、測定の操作性を向上させ得ると共にピント合せを
正確に行い得るので測定精度の向上も図り得る。

【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）ｆＢ）（Ｃ
）は本発明の基本となる眼屈折力測定装置の概略を示す
と共に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（Ａ）（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ｆＡ）、第５図（Ａ）、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景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、１３は駆動機構、１５
は画像処理部、１６は主制御部、１７は駆動制御部、１
８は回転検出器を示す。 特　　許　　出　　願　　人 東京光学機械株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）被検眼眼底に光源像を投影する為の投影系と、被検
   眼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対物レンズを有する受光系と、該受
   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、前記対物レンズを光軸方向に移動可
   能とし、該対物レンズの移動により瞳孔像を受光素子上
   に結像させる様にすると共に該対物レンズの移動量と前
   記受光素子上に投影された光束の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。