JPH02264627A - 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］ 本件発明は、角１摸形状をも測定できる眼屈折力測定装
置に関する。

［従来の技術］ 従来、被検眼の眼屈折力と角膜形状とを１つの装置で測
定できる装置か提案されている。この装置に於いては、
被検眼眼底に眼屈折力測定用の指標像を投影し、この指
標像の合焦状態を被検眼眼底と共役位置に配置した受光
素子からの信号により被検眼の屈折力を測定しようとす
るものである。一方、角膜形状に関しては、前眼部にで
きる角膜反射指標像を光電的に検出して角膜形状を測定
する様に構成している。

［発明が解決しようとする課題］ 然し乍ら、この装置に於いては、被検眼の屈折力を測定
する場合には被検眼眼底に形成される指標像を、角膜形
状を測定する場合には被検眼前眼部に形成される指標像
を検出する必要があり、その検出の為の光学系を共用す
ることかできないという欠点を有する。

従って、眼屈折力測定装置の構造が複雑となリ、コメ１
ヘアツブの原因となっていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み眼屈折力測定の光学系と角
膜形状測定の光学系とを共用可能とした眼屈折力測定装
置を提供しようとするものである。

１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し、眼底からの反
射光を被検眼瞳と略共役位置に配置した受光素子上に導
き受光素子上に形成された被検眼瞳の像の光量分布によ
り被検眼の屈折力を測定する装置に於いて、被検眼角膜
に向け指標光束を投影しこの指標光束の角膜反射により
形成される指標像から被検眼の角膜形状を測定する為の
角膜形状測定系を設けたことを特徴とするものである。

［作　　用］ 眼屈折力測定は受光素子上に形成された被検眼の光量分
布より測定し、被検眼の角膜形状は、指標像の形状変化
を基に測定する。

［実　施　例コ 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
する為の眼屈折力測定用投影系であり、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、１４は被
検眼３に指標光束を投影する角膜形状測定用投影系であ
り、眼屈折力ｉＴ！Ｉ定用投影系１及び受光系２は被検
眼３に対向して配置され、角膜形状測定用投影系１４は
眼屈折力測定用投影系１と光軸を共用し、且眼屈折力測
定用投影系１の周囲に配置される。

前記眼屈折力測定用投影系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、該眼屈折力測定用投影系１は光源４か
らの光束１１、対物レンズ１３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１（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。

＋ｉｉｆ記受光光受光系２物レンズ１３、リレーレンズ
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９Ｆに導かれる。

該受光素子９は、エリアＣＣＤ、或は撮像管であり、受
光素子９の受光面９ａは対物レンズ１３及びリレーレン
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と共役な位置にリレーレンズ８の光軸Ｏ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１
２を配置する。

前記角膜形状測定用投影系１４は、前記光軸０を共用す
る様に配設されたリング状ミラー（シリンドリカルミラ
ー）１５と該リング状ミラー１５と同心に配設され指標
光束を発するリング状光源１６から成り、該リング状光
源１６から発ぜられた指標光束１８はＯ４Ｉ記リング状
ミラー１５で反射され平行で且リング状の指標光束とな
って角膜へ投影される様になっている。

又、前記受光素子９には演算器１９か接続され、該演算
器１８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２０に出力する様に
なっている。

本実施例では、角膜形状測定用の指標像及び眼屈折測定
用の被検眼＠像とも同じ受光素子９に導く様にしている
が、リレーレンズ８の後方にハーフミラ−を配置し、そ
れぞれを別の受光素子に導く様に構成してもよい。

以下眼屈折力の測定、次に角膜形状の測定について説明
する。

先ず眼屈折力の測定は、光源４を点灯し、光源１６を消
灯しておく。

第２図（Ａ）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、リレーレンズ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１
０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（Ａ）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、この光景分布状態を基に
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１９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２０に出力し、表示器２
０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）〜（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）〜（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とリレーレンズ８とを一致させている。この為、光
源４とリレーレンズ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（八）〜（Ｅ）は被検眼の屈折力りか基準屈折力
り、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リレーレンズ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（Ａ）は被検眼の屈折力が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Ｓｏからの投影光束を示すもの
で、点Ｓ０の像は一旦、Ｓ・。′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：ＤｏＤ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（Ｂ）に示す様に、被検眼眼底７上の投影領域の
端部の点Ｉ−３からの光束を考えると、この点の像■−
１′は被検眼瞳孔からΩ′の距、ｌｉ争の位置に結像さ
れ、この光束はリレーレンズ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
のグ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（Ｂ）
から明らかな様に、であり、第（１）式、第（２ンより となり、被検眼３の屈折力りと基準屈折力り。

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上での光束の広かりについて述べる。

受光素子９は、被検眼３の屈折力に関係なく常に、リレ
ーレンズ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ｌ」、リレーレンズ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）に光束か投影される。

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Ｉｏ′を結像
した後、受光索子９上の同じ領域βＵに投影される。光
源４を点光源として、遮光部材１２か無いものとした時
、これら眼底７からの各点り、、・・・■ｏ、・・・Ｉ
ｌ、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た
め、受光素子９上の光束投影位置の端部位Ｈｐ−３、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ｉ）−＊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−１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。

位置で光束の半分か遮光され、Ｐ、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
くにしたかって暗くなり、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（＾）〜（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−，＜光源の大きさをＬとする第３図（Ｄ）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Ｉ−４点から１４点の領域に投影
され、このＩ−１点、Ｉ、点からの反射光は、前述と同
様に被検眼瞳孔６から２′の距離の位置で１．　　、Ｉ
。

の１象を結像した後、受光素子９上のＣｕ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−
０から発する光束のうち、受光素子９Ｊ−の光束投影の
端部位置Ｐ−１に入射する光束は第３図（ＤＪ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Ｓ７からの光
束を考え、そのうち受光素子９１の■〕−３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ｉは、光源４
の各点からの光束の総和とし７て考えなければならない
。

第４図（＾）は、この考え方に基つき、受光素子９上の
Ｐ−７の位置に入射する各光束を重ね合わぜて示したも
のであり、光源上のＳ−、の位置から発する光束のうち
Ｐ−７の位置に入射する光束はＢの領域であり（第３図
（Ｄ）参１ぜイ）、光源上での位置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Ｓ。で
はＡの領域の光束となり（第３図（Ｃ）参照）、光源上
でのＳ力の位置ではＣの領域の光束となる（第３図ｆＥ
）参照）、従って、受光素子９上のＰ−７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１ｆｆｉＡＩ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かって遮
光部材１２により光束か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１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が第４図（８）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。

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（Ａ）は受光素子上での中心点Ｐ。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−０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Ｓ、の点からの光束はＣ０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Ｔｏ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−０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Ｓｏ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（Ｂ）に示すように、光源の各点か
ら受光素子のＰｌ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か遮られ、０
の位置で全ての光束か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（５）　、（６）　、（７）の結果がられか
るように、受光素子９上の光量値は下方がら上方にいく
にしたかって、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。

一値り。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
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、前記しなと同様に受光素子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
眼の屈折力か正の場合は第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（８）式より ｆ。

ＤＯ 而して、（１０）式は基準デイオプター値り。に対する
被検眼のデイオプター値の偏差ΔＤとにより被検眼のデ
イオプター値の偏差ΔＤを求めることが可能となり、下
記式によりデイオプター値りを求めることかできる。

Ｄ−Ｄ。＋ΔＤ　　　　＝−（１１） 以下第１４図を参照して角膜の形状測定について説明す
る。

角膜の形状測定を行う場合は、光源４を消灯し、リング
状光源１ｐを点灯する。リング状光源１６からのリング
状の指標光束１８はリング状ミラー１５を経て角膜上に
投影される。この角膜上投影された指標光束、角膜によ
って反射され角膜内部に虚像を結ぶ、この虚像は受光系
２により受光素子９に投影される。従って、受光素子９
からの信号で、角膜上に投影された指標光束の形状を見
ることができる。

角膜の形状が完全な球面であると受光素子９での指標光
束の形状は真円となるか、角膜の形状が真円でない場合
は第１４図に示される様な楕円１８′となる。

この楕円形状は、前記受光素子９の指標光束を受光して
いる画素の座標を逐次求めることにより計算することが
できる。

ここで受光素子９上の基準座標系をＸ０Ｙｏとし、計算
し得られた楕円の長軸方向をＸＫ軸、短軸方向をＹＫ軸
とする。

この楕円１８′の長軸（Ｘに軸）の半径ＳＸＫか角膜Ｃ
の弱主径線の曲率半径Ｒ１に対応し、短軸（Ｙに軸）の
半径ＳＹＫが作土径線の曲率半径Ｒ２に対応し、長軸の
角度θに１及び短軸の角度θに２が各々作土径線の軸角
度θ１、弱主径線の軸角度θ２に相当する。

ＸＫ　　ＹＫ座標系に於ける楕円１８′の一般式％式％
（１２） として表わされる。

そして、楕円１８′の半径ＳＫは、角膜の半径をｒとし
、基準となる真円の半径をｈとし、光学系の全体の倍率
をβとすると、 ＳＫ　＝ＹＸβ Ｙ＝ｈｘｒ／２　　　　　　−−・（１４）の関係があ
る為、（１２）、（１３）式からＳｘＫ、ＳＹにを求め
て（１４）式から弱主径線の曲率半径ｒ１は５強主径線
の曲率半径ｒ２は、同様に として求めることかできる。

又、作土径線の軸角度θ、−〇に２、弱主径線の軸角度
θ２−θに１として求められる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、眼屈折力よＩＪ定系と
角膜形状測定系の光軸を共用した構成であるので、装置
の構成を著しく簡略化することかできるという優れた効
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（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（八）、第５図（＾）、第６図（Ａ）
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（８）、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、第１４図は受光素子上に投影されるリング状
指標光束の形状を示す図である。 １は眼屈折力測定用投影系、２は受光系、３は被検眼、
４は光源、５はハーフミラ−１８はリレーレンズ、９は
受光素子、１５はリング状ミラー、１６はリング状光源
を示す。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社ドブコン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被検眼眼底に光源像を投影し、眼底からの反射光を
   被検眼瞳と略共役位置に配置した受光素子上に導き受光
   素子上に形成された被検眼瞳の像の光量分布により被検
   眼の屈折力を測定する装置に於いて、被検眼角膜に向け
   指標光束を投影しこの指標光束の角膜反射により形成さ
   れる指標像から被検眼の角膜形状を測定する為の角膜形
   状測定系を設けたことを特徴とする眼屈折力測定装置。 ２）被検眼瞳像と指標像とを同一受光素子上に導き、前
   記受光素子からの信号により被検眼の眼屈折力及び角膜
   形状を測定することを特徴とする請求項第１項記載の眼
   屈折力測定装置。