JPH0241328B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、眼科器械、例えばレフラクトメータ
ー、眼底カメラ、またはオフサルモメーターなど
の被検眼光軸と上記器械光軸との位置合せ（狭義
のアライメント合せ）、もしくは作動距離合せの
ための眼科器械用アライメント装置に関する。以
下本明細書では特に断りのない限り、上記「狭義
のアライメント合せ」と「作動距離合せ」の両者
を含め、単に「アライメント」と言う。

従来、この種の装置としては、被検眼の角膜も
しくは強膜等の前眼部に予め定めた角度で光束を
照射する発光手段と、眼科器機が正規の位置にア
ライメントされているとき、前記照射光束が被検
眼の前眼部で反射されその反射光が帰環すべき位
置に配され、その反射光を受光する受光手段とか
ら構成され、受光手段が反射光を受光したときに
アライメント完了の信号を出し検者に知らせる装
置であつた。

そして従来のアライメント装置においては発
光、受光各手段の配置位置を定める前提として、
照射光を反射する被検眼前眼部の形状をある一定
のモデル眼に求めざるを得ず、通常例えば角膜で
反射させる場合は、角膜の前面の曲率半径を
7.5m／ｍないし7.8m／ｍのいずれか一つの値を
基準としていた。またアライメント精度を向上さ
せるためには発光手段として、発光ダイオード等
の微少光源を使用し、さらにこの光源からの光を
リレー光学系によりピンホールに結像し、このピ
ンホールを二次光源として使用しこの二次光源を
被検眼角膜上もしくはその近傍に結像レンズで結
像させ、また受光手段にもピンホールを設け、こ
のピンホールを受光素子の光学的共役位置に配置
し、このピンホール上に前記角膜からの反射光を
結像させる結像手段が採用されていた。

しかしながら、被検者はかならずしも、上記モ
デル眼と同一の形状を有する角膜をもつていると
は限らないばかりか、被検者の眼屈折特性、例え
ば遠視眼、近視眼においては角膜の曲率半径はモ
デル眼の数値からズレることが多く、このことは
アライメント検出精度の低下をまねいていた。さ
らに大きな欠点としては、従来のアライメント装
置は被検眼の乱視要素を一切考慮していない点に
ある。一般に人眼にはたとえ自覚もしくは他覚的
視力測定において正視と測定されても平均1Dの
生理的角膜乱視が約90％の人にみとめられる。こ
れは角膜の水平切面の曲率半径より垂直切面の曲
率半径が小さいためである。

また被検眼が乱視眼であれば、乱視眼中の約80
％は角膜性乱視に起因しているため、さらに角膜
の各径線上の曲率半径の差は大きくなる。これら
被検眼の乱視特性による角膜をある一定の球面と
みなして設計された従来のアライメント装置で
は、そのアライメント精度はきわめて低いものと
ならざるを得なかつた。

また従来のアライメント装置のある種のものに
は、前述の発光−受光手段を４組もうけ、その内
２組を装置光軸を含む水平面内に、他の２組を光
軸を含む垂直面内に配置し、さらにアライメント
表示装置に前記各受光素子に対応する位置関係で
４つの表示手段をもうけ、受光手段が反射光を受
光したとき点燈するように構成して、この表示手
段の表示状態によりアライメントの完了及びアラ
イメント方向すなわち器械を上下左右いずれの方
向に移動すればよいかを検者に指示する装置があ
つた。

しかしながらこのアライメント装置において
も、発光−受光手段はあくまで反射光を受光でき
たか、否かの信号を出力し得るだけであるから、
移動量を定量的に出力することは不可能であつ
た。このことはアライメント操作を検者に実行さ
せざるを得ず、検者は多大のアライメント調整時
間を費やす結果となり、また器機本来の機機、す
なわち眼底カメラであれば被検眼眼底の撮影、レ
フラクトメーターであれば屈折力測定、オフサル
モメーターであれば角膜の曲率半径測定等を実行
している間はアライメント状態を監視することが
できず、ややもするとアライメントが不完全な状
態のまま測定してしまうことにもなり、器械の測
定結果に大きな誤差をまねくという欠点があつ
た。特に被検者が小児の場合は固視がむずかし
く、測定とアライメント調整を頻繁にくり返すこ
ととなり、測定時間の長大化をまねき、被検眼の
調節力の介入が測定結果の誤差を将来するという
欠点につながつた。

特に近年多くの眼科器械がその測定を自動化す
る傾向にあるも、アライメントの自動化はいまだ
実現されておらず、たとえ測定自身は自動化され
ても、いなそれなるがゆえに、アライメント不完
全な状態で自動測定しても、アライメント不備を
知ることが出来ず、誤つた測定値を正しい測定値
とみなしてしまう欠点があつた。

本発明は、係る従来の眼科用器械におけるアラ
イメント装置の欠点を解決するためになされるも
ので、その第１の目的は非結像光学形式でアライ
メント量を定量的に測定できるアライメント装置
を提供することにある。

本発明の第２の目的は、継続的にアライメント
量を計測でき、しかもアライメント調整量を数値
化して出力し、その出力をもとに自動的にアライ
メント調整できる自動アライメント装置を提供す
ることにある。

本発明の第３の目的は、係るアライメント装置
を比較的安価に提供でき、しかもアライメント量
検出精度の高い、新しい型式のアライメント装置
を提供することにある。

以上の目的を達成するための本発明に係るアラ
イメント装置の構成上の特徴は、ある平面内で測
定の基準となる予め定められた形状を成し照明光
束を射出する光源と、光軸上に配置されたピンホ
ールと、前記ピンホールを通過する前記照明光束
の主光線を前記光軸と平行にし、かつ被検眼前眼
部の頂点の接平面近傍に前記光源の像を結像させ
るための光学部材とを有する照明光学系と；前記
照明光束の前記前眼部からの反射光を前記光源と
光学的に非共役な面内で光電的に検出する検出手
段と；前記検出手段が検出した前記反射光から前
記光源に対応する光源像を求め、前記光源像の前
記光源に対する形状および位置の変化を求め、そ
の形状および位置の変化に基いて装置のアライメ
ント量を演算する演算手段と から構成されてなることにある。

以上の構成により、非結像光学形式で、且つ従
来のアライメント装置では不可能であつた定量的
なアライメント量の測定が可能となり、このアラ
イメント量をもとに自動的にアライメント調整が
でき、しかもこのアライメント装置を有する眼科
器械の本来の測定あるいは検査もしくは記録取り
等を実行している間も、つねにアライメント量を
測定出来、この結果をもとに継続的にアライメン
ト調整ができる新しいアライメント装置を提供す
ることができる。

以下本発明の原理を図をもとに説明する。

第１図は、本発明に係わるアライメント装置の
基本原理を示すための概略光装置図である。

照明光軸O₂から予め定められた間隔を開けて
少なくとも３つの点光源P₁，P₂，P₃が配置され
ている（第１図ではP₁，P₂のみを図示する）。点
光源P₁，P₂，P₃から射出されか光束は、照明光
軸O₂上に配置されたピンホールPHを通つて、反
射鏡Ｍで反射されたのち、前記ピンホールPHの
位置に焦点を有する結像レンズＬにより装置光軸
O₁とその主光線I₁，I₂，I₃がそれぞれ平行となる
照明光束i₁，i₂，i₃となつて角膜Ｃに照射される。
そして結像レンズＬにより、角膜Ｃの頂点Ocと
接する接平面Ｈに点光源P₁，P₂，P₃の光源像が
結像されるようになつている。また装置光軸O₁
と垂直な平面内に平面型検出器Doを配置し、こ
の検出器Doは、前記結像レンズＬがリレーレン
ズとして働き図中Ｄの位置にその光学的共役像が
形成されている。共役検出面Ｄは、前記ピンホー
ルPHとは光学的に非共役な関係にある。ここで
検出面Ｄは、角膜Ｃから光軸O₁方向にｌ、また
結像レンズＬの前面から距離ｄ離れて位置してい
る。

また本測定原理において点光源P₁，P₂，P₃の
像を接平面Ｈ上に結像させる利点は以下のようで
ある。すなわち、一般に、平行光束が被検眼に光
束を入射されると、その光源像は、被検眼が正視
の場合にその焦点位置である網膜の黄斑中心窩上
に結像されるため強い照明光束を入射させると被
検眼に眩しさや、はなはだしい時には、損傷をあ
たえる可能性がある。これをさけるために接平面
上に光源像を結像させ、それにより第２図に示す
ように接平面Ｈ通過後の光束ｉは拡散光束として
角膜に入射し、角膜Ｃの焦点Fcに向う。そして
眼内に入射するに従つて拡散され、周辺網膜に拡
散光として照射されるため、網膜等の損傷や眩し
さを防止することができる。また照明光束ｉの主
光線Ｉは、つねに光軸O₁と平行であるから角膜
Ｃへ到達する主光線も平行であり、その角膜での
反射光は角膜焦点Fcから射出したごとき反射光
束となるため、測定原理上極めて便利となる。

第３図は本発明の第１の測定原理を説明するた
めの斜視図であり、共役検出面Ｄ以降の光学系に
ついては図示を省略してある。また以後の説明に
おいて照明光束i₁，i₂，i₃はすべてその主光線I₁，
I₂，I₃を使つて説明する。

第３図において装置光軸O₁に原点を有するX₀
−Y₀直交座標系を考える。。このX₀−Y₀座標系
を含む面に、その頂点を接するように角膜Ｃが配
置されているものとする。この角膜Ｃは、その光
学中心（角膜頂点）OcをX₀軸方向にE_H、Y₀軸方
向にE_Vずらして配置されており、かつ、曲率半
径r₁の第１主径線r₁がX₀軸に対し角度θだけ傾け
られて配置されているものとする。またその第２
主径線r₂の曲率半径をr₂とする。今このX₀−Y₀
座標面から装置光軸O₁にそつて距離ｌ離れた位
置に、その装置光軸O₁上に原点ＯをもつＸ−Ｙ
直交座標系を想定し、このＸ−Ｙ座標面に検出面
Ｄを配置したとする。

今、この角膜Ｃに前述したように光軸O₁と平
行な３本の光線I₁，I₂，I₃を照射するとこれら光
線は角膜Ｃにより反射され、その反射光線I₁′，
I₂′，I₃′は共役検出面Ｄに到達する。光線I₁，I₂，
I₃のX₀−Y₀座標面に入射する入射点をそれぞれ
U₀（₀X₁，₀Y₁）、V₀（₀X₂，₀Y₂）、W₀（₀X₃，₀Y₃）と
し、また反射光線I₁′，I₂′，I₃′の検出面Ｄへの到
達点のＸ−Ｙ座標上の位置をそれぞれＵ（X₁，
Y₁）、Ｖ（X₂，Y₂）、Ｗ（X₃，Y₃）とし、これら６
点について以下の係数の式を定義する。

A₁₂＝（₀X₁−X₁）−（（₀X₂−X₂） A₁₃＝（₀X₁−X₁）−（₀X₃−X₃） B₁₂＝（₀Y₁−Y₁）−（₀Y₂−Y₂） B₁₃＝（₀Y₁−Y₁）−（₀Y₃−Y₃） C₁₂＝₀X₁−₀X₂ C₁₃＝₀X₁−₀X₃ D₁₂＝₀Y₁−₀Y₂ D₁₃＝₀Y₁−₀Y₃ ……(1)式 以上の定義のもとに角膜への入射点と検出面へ
の投影点の間には ４（C₁₃D₁₂−C₁₂D₁₃）（ｌ／ｒ）²−２（A₁₂D₁₃＋ B₁₃C₁₂−A₁₃D₁₂−B₁₂C₁₃）（ｌ／ｒ）＋（A₁₃B₁₂− A₁₂B₁₃）＝０ ……(2)式 の方程式であらわされる。ここにｌは、前述の通
り角膜の頂点と検出面Ｄとの間の距離であり、ｒ
は角膜の曲率半径である。

ここで、上記係数のカツコ式を以下のもので定
義する。

〔ｐ，ｑ〕≡p₁₂q₁₃−q₁₂p₁₃ 〔ｐ，ｑ〕＝−〔ｑ，ｐ〕 ……(1)′式 ここで、ｐ，ｑはそれぞれ上記(1)式のＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄのいずれかをとるものとすると(2)式は ４〔Ｃ，Ｄ〕（ｌ／ｒ）²−２｛〔Ｂ，Ｃ〕−〔Ａ，
Ｄ〕｝（ｌ／ｒ）＋〔Ａ，Ｂ〕＝０……(3)式 として表わされる。ここで上記の二次方程式の根
を λi＝ｌ／ri ……(4)式 ここでｉ＝１，２ とする。

また、検出面Ｄを第１図に示すように角膜頂点
から距離l′の位置にその共役検出面を移動させ、
検出面D′への反射光線I₁′，I₂′，I₃′の到達点
U′（X₁′，Y₁′）、V′（X₂′，Y₂′）、W′（X₃′，Y
₃′）に
ついて考えると、X₀−Y₀座標面への光線I₁，I₂，
I₃の入射点U₀（₀X₁，₀Y₁）、V₀（₀X₂，₀Y₂）、W₀
（₀X₃，₀Y₃）との間にやはり上述の第(3)式と同様
に ４〔C′，D′〕（l′／ｒ）²−２｛〔B′，C′〕−〔
A′，D′〕｝ （l′／ｒ）＋〔A′，B′〕＝０ ……(3)′式 が成立し、その根を λi′＝l′／ri ここでｉ＝１、２ ……(4)′式 とする。

こうして、上記(4)，(4)′式の根λi，λi′より λi−λi′＝ｌ／ri−l′／ri＝ｌ−l′／ri これより ri＝ｌ−l′／λi−λi′ ここで、ri＝ｌ／λiであるから結局 ｌ＝λiｌ−l′／λi−λi′ ……(5) としてｌをもとめることができる。また第１図か
ら分かるように ｌ−l′＝d′−ｄ であり、かつｄ，d′は設計上予め定めることので
きる既知の距離であるから、第(5)式は ｌ＝λid′−ｄ／λi−λi′ と書くことができる。

また第１図から作動距離すなわちレンズＬと角
膜Ｃ間の距離WDは、WD＝ｌ＋ｄであるから結
局作動距離WDは WD＝λid′−ｄ／λi−λi′＋ｄ ……(6) として求めることが出来る。この求められた作動
距離wdと眼科装置の固有の正規の作動距離とを
比較すれば、装置が正規の作動距離位置に位置し
ているか否かが判定できるし、作動距離wdと正
規の作動距離との差を計算すれば眼科装置を光軸
方向にどれ程移動させればよいか求めることがで
きる。

次に、角膜頂点Ocが光軸O₁と水平方向にE_M、
垂直方向にE_Vずれていることに起因する狭義の
アライメントのための水平方向アライメント量
α、垂直方向アライメント量βを求めるために点
光源P₁，P₂，P₃の配置を ₀x₁＋₀x₂＋₀x₃＝０ 0y₁＋0y₂＋0y₃＝０｝ ……(7) を満たすよう例えば点光源P₁，P₂，P₃が作る正
三角形の重心が光軸O₁と一致するように予め設
計するか、もしくは角膜Ｃの前方に光軸O₁と垂
直な反射鏡を配置し、このときの検出面Ｄでの検
出点をもとに前記(7)式を満たすようなX₀−Y₀座
標系及びＸ−Ｙ座標系を作定し、これを初期条件
としてもよい。

こうすることにより、角膜Ｃに光線I₁，I₂，I₃
を入射させたときの検出面Ｄでの検出点Ｕ（X₁，
Y₁）、Ｖ（X₂，Y₂）、Ｗ（X₃，Y₃）より、アライメ
ント量α，βはそれぞれ α＝X₁＋X₂＋X₃／３ β＝Y₁＋Y₂＋Y₃／３ ……(8) としてもとめることができる。もし点光源Ｐをｎ
個にすればα，βはそれぞれ以下のように拡張で
きる。すなわち となる。

第４図は、本発明の第２の測定原理を説明する
ための斜視図である。前述の第１の測定原理と同
一の構成要素は、同一の符号を付して説明を省略
する。

本測定原理は、球面あるいはトーリツク面形状
の反射面に直線状光源からの平面光束を入射させ
ても、その反射光束はやはり平面光束であり、た
だ曲面特性により、その平面光束の長さと傾き角
のみが変化するという原理にもとずいている。

今、第４図に示すように直線状光源Ａ，Ｂを想
定する。この直線状光源Ａ及びＢは、１点Ｕで互
いに交差し、それぞれの端点をＶ，Ｗとする。直
線状光源Ａは、X₀軸と平行な直線Xpに対し角度
θ₁傾斜しており、また直線状光源Ｂは直線Xpに
対し角度θ₂で傾斜しているものとする。また両直
線光源Ａ，Ｂの交差角はθとする。

この直線光源Ａ，Ｂからの光が、その主光線を
装置光軸O₁に対し平行になるようにX₀−Y₀座標
面に投影結像されたとすると、光源Ａ，Ｂからの
主光線は角膜Ｃで反射され前記直線状光源Ａ，Ｂ
と光学的に非共役な検出面Ｄに到達する。この検
出面Ｄ上の前記直線状光源Ａの角膜Ｃでの反射に
よる投影直線をA′、前記直線状光源Ｂの角膜Ｃ
での反射による投影直線をB′とすると、角膜Ｃ
の前面のトーリツク面形状の形状特性、すなわち
それぞれの主径線の方向及び曲率半径によつて投
影直線A′とB′の交点はU′に、投影直線A′の端点
はV′に、その傾きはＸ軸とθ₁′の角度に変化し、
また投影直線B′の端点はW′、そのＸ軸との傾き
はθ₂′に変化する。そしてまた、直線状光源Ａの
長さ、すなわち交点Ｕと端点Ｖとの間の長さ₀l_A
は交点U′と端点V′の間の長さ₀l_A′に変化してお
り、同様に直線状光源Ｂの長さ、すなわち交点Ｕ
と端点Ｗとの間の長さ₀l_Bは、交点U′と端点W′の
間の長さ₀l_B′に変化している。そこでtanθ₁＝
₀m_A、tanθ₂＝₀m_B′、tanθ₁′＝₀m_A′、tanθ₂′＝
₀m_B′とすると、 4₀ψA・₀ψB（₀m_A−₀m_B）（ｌ／ｒ＋１）²−２〔₀ψA
（₀m_A−₀m_B′）＋₀ψ_B （₀m_A′−₀m_B）（ｌ／ｒ＋１）＋（₀m_A′−₀m_B′）＝
０……(9)式 但し、 の二次方程式が得られる。

この二次方程式の根を φi＝ｌ／ri（ここでｉ＝１，２） ……(10) とする。

ここで前述の第１測定原理と同様に共役検出面
ＤをD′に移動し、角膜Ｃからl′の距離に配置す
る。この場合の直線状光源Ａ及びＢのこの移動後
の検出面D′上への投影像についても上記第(9)式
と同様の二次方程式 4ψA・ψB（m_A−m_B）（l′／ｒ＋１）²−２〔ψA（m_A
−m_B′）＋B（m_A′−m_B〕 （l′／ｒ＋１）＋（m_A′−m_B′）＝０ ……(9)′ が成立するので、この二次方程式の根を φi′＝l′／ri（ここでｉ＝１，２） ……(10)′ とすると、前述の(5)式と同様に ｌ＝φiｌ−l′／φi−φi′ ……（11） が得られ、これより作動距離WDは WD＝φid′−ｄ／φi−φi′＋ｄ ……（12） として求めることができる。

以上の測定原理は、直線状光源Ａ，Ｂの角膜Ｃ
での反射による投影直線A′，B′の検出に検出面
ＤおよびD′を使つたが、次にＸ−Ｙ座標系の両
座標軸Ｘ軸及びＹ軸上だけでこれら投影直線
A′B′を決定する方法を考える。そのためには、
第５図に示すように直線状光源Ａ，Ｂの相方に交
差する今一つの直線状光源Ｃを想定し、その交点
をそれぞれＶ，Ｗとする。

この三つの直線状光源Ａ，Ｂ，ＣのＸ−Ｙ座標
系への角膜Ｃの反射による投影直線をそれぞれ
A′，B′及びC′とする。そしてＸ軸及びＹ軸とこ
れね投影直線A′，B′及びC′の交点を検出する。

Ｘ軸上の検出点を、それぞれxa₁，xa₂及びxa₃
とし、Ｙ軸上の検出点をそれぞれya₁，ya₂及び
ya₃とすると、直線はその内の任意の２点がきま
ればその方程式を決定できるので、検出点ya₁と
xa₃から投影直線A′の方程式が決定でき、同様に
検出点xa₁とya₂から投影直線B′の方程式が、検
出点xa₂とya₃から投影直線C′の方程式がそれぞ
れ決定できる。これら投影直線A′，B′及びC′の
それぞれの方程式からこれら３直線A′，B′及び
C′の交点U′，V′及びW′の座標が算出でき、これ
よりU′とV′間の長さ0^lA′，U′とW′間の長さ0^l
B′が求められ、また上記投影直線A′の方程式よ
りその傾きtanθ₁′＝0^mA′を、投影直線B′の方程式
よりその傾きtan〓₂′＝0^mB′をそれぞれ算出でき、
これより上述の第(9)式から第（12）式を使つて作
動距離WDを求めることができる。

また装置光軸O₁と被検角膜Ｃの頂点Ocとの狭
義のアライメントは、直線状光源Ａ，Ｂ及びＣの
交点Ｕ，Ｖ及びＷの座標をそれぞれＵ（0X₁，
0Y₁）、Ｖ（0X₂，0Y₂）及びＷ（0X₃，0Y₃）とする
とき、前記第１の測定原理と同様の考え方から、
第(7)式、第(8)式を使つてアライメント量α，βを
算出することができる。 また、前述の第(9)，
(9)′を解いて、その根φi，φi′をもとめることが演
算処理装置の能力上困難であれば、投影直線A′，
B′，C′のそれぞれの方程式を求め、これら三つの
方程式をもとに、三交点U′，V′，W′の座標を演
算し、以下前述の第１の測定原理で述べた第(1)式
から第(4)′を適用して、第(3)式、第(3)′のそれぞれ
の２根λi、λi′から、第(6)式により作動距離WDを
もとめ、また三交点U′、V′、W′の座標値から第
(7)式、第(8)式を適用してアライメント量α，βを
算出してもよい。

以上説明したように、第５図の方法にしたがえ
ば、第４図に示したように投影直線A′，B′のそ
れぞれの交点及び端点i′，j′，k′を検出する必要
がないばかりか、平面状の検出器でなく互いに交
差する２本の直線上の検出器で投影直線A′，B′，
C′が決定でき、これよりその交点i′，j′，k′を算
出できるので装置構成上有利である。

第６図は、本発明の第３の測定原理を説明する
ための斜視図である。

本測定原理は２本の平行直線状光源からの平行
する平面光束が球面またはトーリツク面状の反射
面に入射したとき、その反射面からの反射平面光
束の平行性はそこなわれずただそのピツチＰと平
行な平面光束自身の傾き角が変化するという原理
にもとずいている。

以下本原理の説明にあつては前述の第１または
第２の測定原理と同様の構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。

今、ピツチがＰで、Xo軸と傾きｍで交差する
少なくとも２本の平行直線群Ｌをなす直線光源か
らの光が、その主光線を装置光軸O₁と平行にな
るように前記Xo−Yo座標面に結像投影される
と、この照明光は、角膜Ｃの前面の曲面特性、す
なわちもしこの角膜がトーリツク面形状であれ
ば、その第１主径線R₁の曲率半径R₁、その第２
主径線R₂の曲率半径R₂、及び第１主径線の軸角
度θのそれぞれの値に応じて偏向反射され、前記
直線状光源と光学的に非共役な面にある前記検出
面Ｄに向う。

そして、直線状光源に対応した検出面Ｄ上の投
影直線パターンL′はそのピツチP′に、そのＸ軸と
の傾きをＭに変化させている。

検出面Ｄと角膜頂点Oc間の距離をｌとすると、
投影直線パターンL′の傾きＭは次式で表わされ
る。

Ｍ＝ｍ〔ａ（ｌ）sin²θ＋ｂ（ｌ）cos²θ〕＋〔ａ（
ｌ）−ｂ（ｌ）〕sinθ・cosθ／ｍ〔ａ（ｌ）−ｂ（ｌ
）sinθ・cosθ〕＋〔ａ（ｌ）cos²θ＋ｂ（ｌ）sin²θ
〕……（13） またピツチP′の変化は次式で表わされる。

P′／Ｐ＝a²（ｌ）sin²θ＋b²（ｌ）cos²θ ＋a²（ｌ）−b²（ｌ）／m²＋１ 〔cos²θ＋msin²θ〕 ……（14） ここで、（13），（14）式ともに、 ａ（ｌ）＝１＋2l／R₁ ｂ（ｌ）＝１＋2l／R₂ である。

実際の測定に際して、第（13），（14）式に基づ
き平行直線群の傾きとピツチの変化から作動距離
WDを測定するには、第（13），（14）式の未知数
がR₁，R₂，θの３つであるため、１つの平行直
線群の変化だけでは、第（13），（14）式の解は得
られないことがわかる。このため、実際には、他
の１つの平行直線群と合せ、２つの平行直線群の
傾きとピツチの変化を知る必要がある。この構成
を第７図に示す。第７図には、傾きm₁、ピツチ
P₁の２本の平行直線群L₁と、傾きm₂、ピツチP₂
の２本の平行直線群L₂を構成する直線光源が配
置されており、この光源を射出し被検角膜Ｃで反
射された光線束は、検出面Ｄ上で傾きm₁′、ピツ
チP₁′の２本の投影平行直線群L₁′と傾きm₂′、ピ
ツチP₂′の２本の投影平行直線群L₂′を形成する。
この２組の投影平行直線群から（13），（14）式が
それぞれ２組、合計４式得られるため、（13），
（14）式の未知数θ，R₁，R₂を求めることができ
る。二次方程式第（13），（14）式を解いてR₁，
R₂，θを求めることが演算処理上、複雑で処理
機構のコストアツプ、処理時間の増大をまねくよ
うであれば、以下の中間的演算処理をほどこせば
よい。

第８ａ図は、第７図の直線状光源が形成する平
行直線群L₁，L₂を示している。L₁の傾きはm₁で、
ピツチはP₁，L₂の傾きはm₂で、ピツチはP₂であ
ることは第７図と同様である。今、平行直線群
L₁のうちの１本L₁₁からピツチP₁のｅ倍の距離
eP₁へだてて平行線と、距離fP₁の平行線QW
を考える。

また平行直線群L₂のうちの１本L₂₁から距離
gP₂の平行線と距離hP₂の平行線を考え
る。これら平行線，，，から基準
仮想平行四辺形UVWQが形成され、これら四頂
点のｘ−ｙ座標系の仮想座標を、Ｕ（ox₁，oy₁）、
Ｖ（ox₂，oy₂）、Ｗ（ox₃，oy₃）、Ｑ（ox₄，oy₄）と
する。

第８ｂ図は、第８ａ図の平行直線群L₁，L₂が
角膜Ｃで反射し、検出面Ｄ上に投影された投影平
行直線群L₁′，L₂′を示す図で、このL₁′は傾き
m₁′ピツチP₂′に、L₂′は傾きm₂′、ピツチP₂′に変
化していることは第７図と同様である。この投影
平行直線群を検出面Ｄに配置された平面型ポジシ
ヨンセンサで検出してもよいが、今、仮りにＸ−
Ｙ座標の原点ＯからＸ軸方向にξ、Ｙ軸方向にη
だけ平行移動された点に原点O′を有する交差角
γで交差するX′−Y′座標軸上に配されたリニア
ポジシヨンセンサーS₁，S₂で検出するものとする
と、リニアセンサーS₁は検出点イ，ロ，ハ，ニで
投影平行直線群を検出し、リニアセンサーS₂は検
出点ホ，ヘ，ト，チで投影平行直線群を検出す
る。そして検出点ロ，ヘから投影平行直線群のう
ちの１本L₁₁′の方程式を演算し、また検出点ハ，
トからL₂₁′の方程式を演算する。また同様に検出
点イ，ホから投影平行直線群のうちの他の１本
L₁₂′の、検出点ニ，チからL₂₂′のそれぞれの方程
式が演算できL₁₁′，L₁₂′のピツチP₁′も、L₂₁′、
L₂₂′のピツチP₂′も演算できる。そしてL₁₁′からピ
ツチP₁′に第８ａ図でかけた倍率と同じ倍率ｅを
かけてeP₁′のピツチの平行線′′を考えること
ができ、同様にfP₁′ピツチの平行線′′を、
L₂₁′からgP₂′ピツチの平行線′′をhP₂′ピツチ
の
平行群′′を考えることができ、これら平行線
U′V′、′′、′′、′′から第１投影仮
想平
行四辺形U′V′W′Q′をもとめることができる。こ
の仮想平行四辺形の四頂点のｘ−ｙ座標系におけ
る仮想座標をU′（x₁，y₁）、V′（x₂，y₂）、W′（x₃
，
y₃）、Q′（x₄，y₄）とすると、第８ａ図の基準仮想
平行四辺形UVWQと第８ｂ図の第１投影平行四
辺形U′V′W′Q′は対応しており、この変化はまさ
に角膜の曲面特性にかかわるものである。

さてここで仮想４点に対し以下前述の第(1)式と
同様の係数と式を定義する。

Aij＝（oxi−xi）−（oxi−xj） Aij＝（oxi−xi）−（oxk−xk） Bij＝（oyi−yi）−（oyi−yj） Bij＝（oyi−yi）−（oyk−yk） Cij＝oxi−oxj Cij＝oxi−oxk Dij＝oyi−oyj Dij＝oyi−oyk （15a） ここにｉ，ｊ，ｋはｉを基準としてｊもしくは
ｋをとるものとする。仮想４点より、12通りの組
合せが考えられる。

上記第（15a）式を用いれば、２つの主径線の
半径に関するR₁，R₂は以下の２次方程式で表示
できる。

４（CikDij−CijDik）（ｌ／Ｒ）²−２（AijDik＋Bik
Cij−AikDij−BijCik）（ｌ／Ｒ） ＋（AikBij−AijBik）＝０ ……（15b） ここで上記係数のカツコ式を以下のもので定義
する。

〔ｐ，ｑ〕≡pijqik−qijpik 〔ｐ，ｑ〕＝−〔ｑ，ｐ〕 ここでｐ，ｑはそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれ
かをとるものとすると、（15b） 式は ４〔Ｃ，Ｄ〕（ｌ／Ｒ）²−｛〔Ｂ，Ｃ〕 −〔Ａ，Ｄ〕｝（ｌ／Ｒ）＋〔Ａ，Ｂ〕＝０ ……（15c） として表わされる。

ｌは第７図で示すように角膜Ｃと光役検出面Ｄ
間の距離をいう。

従つて、第７図のように２組の投影平行直線群
L₁′，L₂′のピツチP₁′，P₂′と傾きm₁′，m₂′を検出
し、第８ｂ図のように第１投影仮想投影四辺形を
作り、その平行四辺形を形成する４頂点より、第
（15）式の二次方程式を解くことにより、根を Ki＝ｌ／Ri（ここでｉ＝１、２）……（16） 求めることができる。ここで、第１の測定原理と
同様に検出面Ｄを角膜Ｃから距離l′の位置に移動
して検出面D′を作る。第８ｃ図に示すようにこ
の検出面D′上での投影平行四線群L₁″，L₂″が作る
第２投影仮想平行四辺形U″V″W″Q″についても
前記第（15a）式〜第（15c）式が適用でき、そ
の根を Ki′＝ｌ／Ri（ここでｉ＝１、２） ……（16′） とすると、Ki，Ki′から前述の(5)式と同様に ｌ＝Kiｌ−l′／Ki−Ki′ ……（17） が得られ、前述の第１の測定原理と同様の考え方
から作動距離WDは WD＝Kid′−d′／Ki−Ki′＋ｄ ……（18） が得られる。

上述した第８ａ図、第８ｂ図及び第８ｃ図で
は、仮想平行四辺形をもとめるのに、ピツチP₁，
P₂，P₁′，P₂′，P₁″及びP₂″に任意の倍率ｅ，ｆ，
ｇ，ｈをそれぞれ掛けたが実際にはｅ＝１、ｇ＝
１として仮想平行四辺形U₀V₀W₀Q、及び
U₀′V₀′W₀′Q′を使つて演算した方が、処理はその
分簡略化できる。

また、仮想平行四辺形の各頂点の座標をx₀−y₀
直交座標系、Ｘ−Ｙ直交座標系を使つて説明した
が、リニアセンサーS₁，S₂の配置にそつて斜交座
標系X′−Y′座標系を考えると、第９図に示すよ
うにＸ軸とX′軸が角度αで交差し、Ｙ軸とY′軸
が角度βで交差し、かつX′−Y′座標系の原点O₂
はＸ−Ｙ座標系の原点O₁からＸ軸方向にξ，Ｙ
軸方向にηずれているので、このときのX′−
Y′座標系からＸ−Ｙ座標系への座標変換は、 Ｘ＝X′sinα＋Y′sinβ＋ξ Ｙ＝Y′cosβ−X′cosα＋η ……（19） 前記（15）式から Aij＝（oxi−xi）−（oxj−xj） これに（19）式を代入して Aij＝｛（ox′isinα＋oy′isinβ＋ξ） −（x′isinα＋y′isinβ＋ξ）｝−｛（ox′jsinα ＋oy′jsinβ＋ξ）−（x′jsinα−y′jsinβ＋ξ）｝ ＝sinα｛（ox′i−x′i）−（ox′j−x′j）｝ ＋sinβ｛oy′i−y′i）−（oy′j−y′j）｝ ＝A′ijsinα＋B′ijsinβ ……（20a） またBij＝（oyi−yi）−（oyj−yj）で 上記同様の計算で Bij＝cosβ｛（oy′i−y′i）−（oy′j−y′j）｝ −cosα｛（ox′i−x′i）−（ox′j−x′j）｝ ＝B′ijcosβ−A′ijcosα ……（20b） 以下同様に Cij＝C′ijsinα＋D′ijsinβ ……（20c） Dij＝D′ijcosβ＋C′ijcosα ……（20d） となる。

ここで〔Ｃ，Ｄ〕、〔Ｂ，Ｃ〕、〔Ａ，Ｄ〕、〔Ａ，
Ｂ〕を求めると、第（20a）〜（20d）式から 〔Ｃ，Ｄ〕＝CijDik−DijCik ＝（C′ijsinα＋D′ijsinβ）（D′ikocsβ −C′ikcosα）−（D′ijcosβ− C′ijcosα）（C′iksinα＋D′iksinβ） ＝（sinαsinβ＋cosαsinβ）〔C′，D′〕 同様に、 〔Ｂ，Ｃ〕＝（sinαsinβ＋sinβcosα）〔A′，B′
〕 〔Ａ，Ｄ〕＝sinαcosβ〔A′，D′〕 −sinαcosα〔A′，C′〕 ＋sinβcosβ〔B′，D′〕 −sinβcosα〔B′，C′〕 〔Ａ，Ｂ〕＝sinαcosβ＋cosαsinβ）〔A′，B′〕 また 〔Ｂ，Ｃ〕−〔Ａ，Ｄ〕＝（sinαcosβ＋cosαsinβ
） ｛〔B′，C′〕−〔A′，D′〕｝ 従つて第（15c）式は sin（α＋β）×｛４（C′，D′〕（ｌ／Ｒ）²−２（
〔B′，C′〕−〔A′，D′〕）（ｌ／Ｒ） ＋〔A′，B′〕｝＝０ ……（21） となり、｛ ｝内は第（15c）式と同一形式の二次
方程式となり、このことから第（15c）式の二次
方程式は、座標系の取り方に無関係な不変方程式
であることがわかる。このことは、検出器として
の２本のリニアセンサーの配置において、その配
置の自由度が非常に大きいことを示す。すなわ
ち、２本のリニアセンサーをＸ，Ｙ座標系と直交
座標軸上におく必要はなく、X′−Y′座標系にお
いてもよいことを意味するもので、リニアセンサ
ーの直交精度及び光軸合せはまつたく考えなくと
も、測定精度に無関係にすることができる。そし
て測定に際しては共役検出面Ｄにおける平行直線
群パターンL₁′，L₂′を斜交座標系X′−Y′座標の
X′軸、Y′軸に配したリニアセンサーS₁，S₂で検
出しておき、この検出からつくられる仮想平行四
辺形U′V′W′Q′を第１投影仮想平行四辺形とし、
つぎに検出面をD′の位置に移動し、このときの
第２投影仮想平行四辺形U″V″W″Q″をつくり、
第１投影仮想平行四辺形と第２投影仮想平行四辺
形とに基づき、その各頂点U′，V′，W′，Q′及び
U″，V″，W″，Q″の座標から前述の第（15）〜
第（18）式を使つて作動距離WDを求める。そし
てこのとき両平行四辺形は任意に選択できる斜交
座標系X′−Y′座標系に対してのみ座標系を考え
ていることとなり、かつこの斜交座標系X′−
Y′は、上述したようにその選択は作動距離WD演
算のための二次方程式に対し、無関係な不変式で
あり、本発明によればリニアセンサS₁，S₂の配置
に対して、何ら組立上も、メンテナンス上も調整
を必要としないという非常に有利な効果をもつ。

次にアライメント量α，βの算出について第１
０図をもとに説明する。光源位置に想定される
X₀−Y₀直交座標系と検出面位置に想定されるＸ
−Ｙ直交座標系によるアライメント量α，βの算
定は、Y₀軸に対し、同じ角度γで対称に配置さ
れたピツチP₁の平行直線群L₁とピツチP₂の平行
直線群L₂のそれぞれいずれか１本の直線L₁₁，L₂₁
からe′P₁にある直線，を、同様にf′P₁で，
Ｑを、g′P₂で，を、h′P₂で，を引き、基
準仮想平行四辺形の四頂点が光源位置の
X₀軸、Y₀軸に一致するようにとる。すなわち基
準仮想平行四辺形を測定光軸O₁に対して対称に
なるように演算により作れば、この基準仮想平行
四辺形の中心は、測定光軸O₁と一致している。
次に、角膜Ｃを照明して、検出面（Ｘ−Ｙ座標
系）に投影される投影平行直線群L′₁，L′₂を検出
し、投影平行直線L′₁₁からe′P′₁にある直線，
を引く、同様にf′P′₁で直線，、δ′P′₂で′
，
W′、h′P′₂で′，′を引き第１投影仮想平行四辺
形′′′′をつくる。この第１投影仮想平行四
辺形の四頂点は、検出面Ｘ−Ｙ座標系で′（x₁，
y₁）、′（x₂，y₂）、′（x₃＋y₃）、′（x₄，y₄
）
となり、この四頂点の座標から水平方向アライメ
ント量α、及び垂直方向アライメント量βは次式
で表わされる。

斜交座標系x′−y′で測定した場合は、直交座標
系の場合と同様に、対称性の原理から、初期仮想
点を（ox₁，oy₁）（ox₂＋oy₂）（ox₃，oy₃）（ox₄，
oy₄）とおき ox₁＋ox₂＋ox₃＋ox₄＝０ oy₁＋oy₂＋oy₃＋oy₄＝０ ……（23） を満たすように仮想点を設定すればよい。そし
て、水平方向アライメント量α、垂直方向アライ
メント量βは、それぞれ第（22）式で与えられる
から第（23）式を第（19）式により変換すれば となり、第（22）式を同様に第（19）式で変換す
れば となる。αおよびβは、角膜Ｃを照射しないとき
の初期仮想点（oxi，oyi）の斜交座標系での座標
（ox′i，oy′i）と、角膜Ｃを照射し、検出面Ｄで測
定したときの測定座標の斜交座標系における座標
（x′i，y′i）との差であるから、第（24），（25）式
から次式が得られる。

この式がアライメント量を表わすものである。

以上のべたように本測定原理では、作動距離の
測定には、座標系の取り方に無関係な不変方程式
で算出できるが、アライメント量において斜交−
直交座標変換が必要となり、第（26）式の変換が
必要であるが、演算機構上複雑であれば、斜交座
標系での測定座標（x′，y′）から第（19）式で直
交座標変換したのち、直交座標系による算出式第
（22）式を使つて、アライメント量を算出しても
よい。

このように、本測定原理では、光源位置（X₀
−Y₀座標系）に配置された直線状光源の平行直
線群L₁，L₂から光軸O₁に対し対称な基準仮想平
行四辺形をこのX₀−Y₀座標系に演算により作り、
次にＸ−Ｙ座標系にある検出面Ｄへの投影平行直
線群L₁−，L₂−から前記基準仮想平行四辺形と
相似的な第１投影仮想平行四辺形を演算により作
れば、この両方仮想平行四辺形の４頂点の座標か
らアライメント量α，βが算出でき、このアライ
メント量α，βの算出は作動距離WDを知らなく
とも独立に求めることができる。これは、従来の
アライメント装置が、まず作動距離を調整してか
らでなければアライメント調整ができなかつた点
を考えれば非常に有利であり、作動距離算出ステ
ツプとアライメント量算出ステツプとを独立に平
行して進めることができるため演算時間の大幅な
短縮ができる利点をもつ。

さらにアライメント量が定量的に測定できる点
は従来のアライメント装置にない本発明特有の大
きな特徴である。

また、仮想平行四辺形を作成するとき、直線
L₁₁，L₂₁にそれら直線の属する直線群のピツチを
ｎ倍して、直線L₁₁，L₂₁の傾きに平行に仮想直線
を引くことにより仮想平行四辺形を作成したが、
仮想平行四辺形の作成方法はこれに限定されるも
のでなく、第８ｄ図のように直線L₁₁に対し、角
度βの傾きをもつ仮想直線l₁₁を、また、直線L₂₁
に対し角度αの傾きをもつ仮想直線l₂₁を作り、
この作られた仮想直線l₁₁，l₂₁をもとにして仮想
平行四辺形uvwqを作成してもよいことは言うま
でもなく、これにより、本願の測定原理が変更を
うけるものではない。 第１１図は本発明の第４
の測定原理を説明するための斜視図である。本測
定原理は円形光源からの光束が球面により反射さ
れる場合は、その反射光束は、反射面の曲率半径
に応じた円形光束となり、またトーリツク面によ
り反射される場合はその曲面特性により楕円光束
となる原理にもとずくものである。

本測定原理を説明するにあたり前述の第１の測
定原理と同様の構成要素には、同一の符号を付し
て説明は省略する。

今、予め定められた半径Ｒの円形光源からの光
束Fxが装置光軸O₁とその主光線が平行になるよ
うにXo−Yo座標面上に投影され結像されている
ものとする。この照明光束の角膜Ｃでの反射光は
角膜Ｃの曲面特性すなわちその角膜前面の形状の
３要素である第１主径線r₁の曲率半径r₁、第２主
径線r₂の曲率半径r₂及び第１主径線r₁の軸方向θ
さらに光学中心Ocの装置光軸O₁に対する偏位量
E_H、E_Vの影響により偏向され検出面Ｄ上に楕円
パターンFX′を投影形成する。

円形光源と検出面Ｄ上の楕円パターンFX′との
関係は円形光源からの光束FXの主光線が作る円
形照明光束が x²＋y²＝R²≡定数 の条件のもとに 〔a²（ｌ）sin²θ＋b²（ｌ）cos²θ〕（x′−α）² ＋〔a²（ｌ）cos²θ＋b²（ｌ）sin²θ〕（y′−β）² −〔a²（ｌ）−b²（ｌ）〕sin²θ＋ａ（ｌ）ｂ
（ｌ）・R²＝０ ……（27） ここで、ａ（ｌ）≡１−2l／r₁ ｂ（ｌ）≡１＋2l／r₂ の方程式が成り立つ。今この方程式の根 μi＝ｌ／ri （ここでｉ＝１、２） ……（28） とする。また、この方程式中のα，βはそれぞれ
角膜Ｃの頂点Oc（光学中心でもある）のXo−Yo
座標系の頂点O₀との偏位量E_H、E_Vに起因する本
発明が測定しようとしているアライメント量であ
り水平方向アライメント量をα、垂直方向アライ
メント量をβと定義してあることは前述の各測定
原理と同様である。

今、前述の第１原理と同様に検出面Ｄを角膜Ｃ
から距離l′の位置におき、これを検出面D′とし、
このときの楕円パターンについても上記第(1)式が
成り立つので、その根を μ′i＝l′／ri （ここでｉ＝１、２）……（28′
） とすると（28）（28′）式より、前記(5)式と同様に ｌ＝μi・ｌ−l′／μi−μi′ ……（29） としてｌを求めることができ、また前記第１の原
理と同様の考え方で作動距離WDは WD＝μid′−ｄ／μi−μi′＋ｄ（ここにｉ＝１、２
） ……（30）として求めることができる。

上記第（27）式においてｌは第（29）式でもと
められるので、結局第（27）式の未知数はr₁，
r₂，θ，α，βの５つであるから投影楕円パター
ン上の５点を検出しその座標値（Xi′，Yi′）（こ
こにｉ＝１、２、３、４および５）を第（27）式
のX′及びY′値として代入し、これによつてでき
る５元連立方程式を解けば、検出面Ｄ上の投影楕
円パターンは、その形状及びＸ−Ｙ座標系上の位
置が決定できるので、これよりアライメント量
α，βを求めることができる。

もし、第１１図に示したように検出器として平
面型のポジシヨンセンサを使用することやあるい
は光軸O₁を中心にリニアポジシヨンセンサを回
転させることが検出器のコストアツプや精度保証
上の問題があるならば以下のような構成をとれば
よい。すなわち第１２図に示すように円形光源
に、さらにこれと交差する一本の直線光源をもち
いると前述の第２の原理より明らかなように直線
光源からの平面光束が角膜Ｃで反射され検出面Ｄ
に投影されたとき、その傾きは変化しても直線性
自身はくずれないので、この傾きの変化を知るこ
とにより、逆に角膜Ｃの曲面特性の情報を得るこ
とができる。そしてその曲面特性を利用して作動
距離及びアライメント量を求めることができる。

今、第１２図に示すように、直線状光源のXo
軸との傾き角をａ、この直線状光源に対応する検
出面Ｄ上の投影直線パターンL_A′のＸ軸との傾き
をa′とすれば、以下の方程式が成り立つ。

〔Ａ（ｌ）ａ−Ｂ（ｌ）a′〕tan²θ ＋〔Ａ（ｌ）−Ｂ（ｌ）〕（１−ａ・a′）tanθ ＋〔Ａ（ｌ）a′−Ｂ（ｌ）ａ〕＝０ ……（31） ここに Ａ（ｌ）＝１＋2l／r₁ Ｂ（ｌ）＝１＋2l／r₂ である。

これよりＸ−Ｙ座標系のＸ軸上に記したリニア
ポジシヨンセンサlxとＹ軸上に配置されたリニア
ポジシヨンセンサlyとにより、投影楕円パターン
上の４点Ｕ（o₁，y₁）、Ｖ（x₁，ｏ）、Ｗ（ｏ，y₂）、
Ｑ（x₂，ｏ）、及び投影直線パターン上の２点Ｉ
（x₃，ｏ）、Ｊ（ｏ，y₃）を求めれば、角膜Ｃの曲
面特性を求めることができる。

またリニアセンサlx、lyの配置としては前記第
３の原理で説明したように検出面上で斜交させて
もよい。この場合前記の座標変換式 ｘ＝x′sinα＋y′sinβ＋ξ ｙ＝y′cosβ−x′cosα＋η ……（19） を使えばよい。また、第１２図に示すように、２
本の平行なリニアセンサ₁ly，₂lyを使用してもよ
い。このとき投影楕円パターンFx′は検出点Ｕ，
U^，Ｗ，W^，から、投影直線パターンLA′は検出
点Ｊ，J^、からそれぞれ決定できる。

以上説明した測定原理を利用したアライメント
装置の２，３の実施例を以下図をもとに説明す
る。

第１３図は、本発明の第１の実施例を示す光学
配置図である。

架台１上に前後左右及び上下方向に可動自在に
支持された眼科器機筐体２にはこの眼科器機本来
の測定あるいは検査もしくは撮影をつかさどる測
定光学系部３と本発明のアライメント光学系４が
組込まれている。測定光学系３とは、例えばレフ
ラクトメーター、オフサルモメーターあるいは眼
底カメラの光学系である。

アライメント装置４は、大きく分けて照明光学
系５、測定光学系６、演算回路７、表示器８及び
架台１内に内蔵された筐体駆動部９とから構成さ
れている。

照明光学系５の構成は次の通りである。その光
源としては発光波長が互いに異なる２つの赤外光
を発光する発光ダイオード１０ａ，１０ｂが利用
される。発光ダイオード１０ａを射出した光は、
ダイクロイツクプリズム１１のダイクロイツク面
１１ａで反射され、また発光ダイオード１０ｂを
射出した光は、ダイクロイツク面１１ａを透過し
てコンデンサレンズ１２により開口板１３に入射
する。開口板１３には、第１４図ａ〜ｄに示すよ
うに前記第１から第４の測定原理のそれぞれに則
した開口パターンのいずれかが形成されている。
第１４図ａの開口板１３は前記第１測定原理を採
用するときの開口板の一例である。この開口板１
３には、多数の点開口２００が、直交する２軸上
にそつて配列されている。第１４図ｂは前記第２
測定原理を採用するときの開口板であり、この開
口板１３には、太い開口直線２０１ａ，２０１ｂ
が平行に配列され、かつこの開口直線２０１ａ，
２０１ｂの両方に直交するようにして細い３本の
直線開口を１組とする第１直線群開口２０２ａ、
及び同様の構成からなる第２直線群開口２０２ｂ
が配列されており、前記開口直線２０１ａ，２０
１ｂとの交差部では、直線群開口２０２ａ，２０
２ｂは切断された形となつている。ここで直線開
口として太い直線からなる直線開口２０１と細い
３本線からなる直線群開口２０２を形成したの
は、互いの直線開口の投影パターンを検出すると
きに区別できるようにするためであり、本発明は
この開口板のパターンに限定されるものではな
い。例えば開口２０１と２０２の透過率に差をも
たせてもよいし、単に互いの太さのみを変えるだ
けでもよい。第１４図ｃは前述の第３の測定原理
を採用するための開口板に形成される開口パター
ンの一例を示す図であり、この開口板１３には直
線開口２０３ａを複数本同一のピツチ間隔で平行
に配列してなる第１平行直線開口群２０３とこの
第１平行直線開口群２０３とその配列方向を異に
する直線開口２０４ａを複数本同一のピツチ間隔
で平行に配列してなる第２平行直線開口群２０４
が形成されている。また、第１及び第２それぞれ
の平行直線開口群には少なくとも１本の前記直線
開口２０３ａ，２０４ａと太さの異なる基準直線
開口２０３ｂ及び２０４ｂが形成されている。こ
の基準直線開口２０３ｂ，２０４ｂをもうけた理
由は、これら平行直線開口群の投影パターンを２
本のリニア型ポジシヨンセンサで検出し、その検
出点から投影パターンの方程式を決定するときど
の検出点とどの検出点を結ぶ方程式を算出すれば
よいかが簡単にかわるようにするためである。ま
た直線開口を多数形成したのはこれらに対応する
投影パターンを平均化して測定精度を高めるため
である。

第１４ｄ図は、前記第４の測定原理を採用する
ときの開口板の開口パターンの一例を示す図であ
り、この開口板１３には、円形開口２０５と、こ
れに交わる２本の互いに平行な直線開口２０６
ａ，２０６ｂからなる平行直線開口群２０６が形
成されている。ここで、直線開口２０６ａと２０
６ｂを２本、平行にもうけたのは、例えばこの開
口パターンの投影パターンを２本のリニアセンサ
で検出する場合、直線開口２０６ａに対応する投
影直線パターンが、この２本のリニアセンサの交
差点上に投影された場合でも、他の直線開口２０
６ｂに対応する投影直線パターンはかならず２本
のリニアセンサ上にまたがつて投影されるため、
その投影パターン上の２点が検出でき、もつてこ
の投影パターンの方程式が算出できることを利用
するためである。

この様に、各測定原理により、その測定原理に
そつた種々の開口パターンが採用可能であるが、
以下本実施例の説明は第１４図ｂに示した開口パ
ターンを有する開口板１３が組込まれているもの
として説明する。

すなわち、この開口板１３が前述の直線光源と
して作用する。開口板１３の開口パターンを射出
した光束はピンホール板１４のピンホール１４ａ
を通つて結像補助レンズ１５に入射する。この結
像補助レンズ１５を射出した照明光束は、測定光
学系６の測定光軸O₁に傾設されている小ハーフ
ミラー１６で反射され結像レンズ１７に入射す
る。この結像レンズ１７は、アライメント装置と
して独立のものでもよいし、このアライメント装
置を組込んだ眼科器機の測定光学部３の対物レン
ズとして兼用されてもよい。結像レンズ１７と前
記結像補助レンズ１５の両方の合成焦点位置に前
記ピンホール１４ａが配置されている。結像レン
ズ１７を射出した照明光束は、被検眼Ｅの角膜Ｃ
の近傍の像平面ISにその光源すなわち開口板１３
の開口パターン像を結像する。

角膜Ｃで反射された照明光束は、結像レンズ１
７を通り、この照明光束を眼科器機の測定光学部
３への光束とアライメント測定用光束とに分割す
る光軸O₁に傾設されたハーフミラー１８で一部
が反射され、前記ダイクロイツクプリズム１１と
同一の波長選択反射透過特性を有するダイクロイ
ツクプリズム１９により、第１光路２０と第２光
路２１に分割される。第１光路２０は、補助リレ
ーレンズ２２とミラー２３及び光学光路長調整用
の平行平面ガラス２４から構成される。他方第２
光路２１は補助リレーレンズ２５、ミラー２６及
びこの第２光路の光軸回わりに像すなわち光束を
所定角回転するイメージローテーター２７から構
成されている。そして第１光路２０と第２光路２
１の光束は、ダイクロイツクプリズム１１と同一
の波長選択反射透過特性を有するダイクロイツク
プリズム２８により合成される。そしてダイクロ
イツクプリズム２８を射出した角膜反射光束はリ
ニアポジシヨンセンサ２９に投影される。このリ
ニアポジシヨンセンサ２９としては例えば直線状
のCCD（Chage Coupled Deviice）アレイが利用
される。リニアセンサ２９は後に詳述する演算回
路７に接続している。ダイクロイツクプリズム２
８とリニアセンサ２９との間には演算回路７から
の信号を受けて、検出面切替回路３０の駆動制御
により光路内に挿入及び選出される例えば平行平
面ガラスから成る光路長変換部材３１が配置され
ている。リニアセンサ２９は、その光学的共役像
が、補助リレーレンズ２２または２５により一度
結像点IPに作つたのち結像レンズ１７により光
路長変換部材３１が光路内に挿入されているとき
は図中Ｄの位置に、光路長変換部材３１が光路か
ら飛出しているときは図中D′の位置にそれぞれ
形成される。またこれら共役検出面Ｄ，D′は前
記照明光学系のピンホール１４ａとは非共役な位
置に位置付けられている。

さらに、結像レンズ１７の前方には、測定時の
基準投影パターンを得るための手段として、光軸
O₁に垂直な反射面をもち測定光路内に挿入退出
できる反射鏡３２を配置してこの反射鏡３２を使
つて、この反射鏡により照明光の反射光による直
線光源と同一形状の投影パターンをリニアセンサ
２９で検出し、これをもとに基準投影パターンを
作り、その値を演算回路のメモリーに記憶してお
けば直線光源としての開口板１３の開口パターン
の制作に際して設計値と誤差があつたりあるいは
開口板１３の照明光学系５への組込みの誤差があ
つたとしてもその装置２２に個有の基準投影パタ
ーンを使えるので測定誤差にならないという利点
をもつている。

次に本実施例の測定作用を説明する。

まず基準投影パターンの作り方を説明する。通
常被検眼が位置するであろうと予想される位置
で、反射鏡３２を光軸O₁と垂直になるように図
示しない保持手段、例えばこのアライメント装置
を有する眼科器機の被検者頭部固定用のアゴ受け
手段等に取り付ける。次に光路長変換部材３１を
測定光路内に挿入し、発光ダイオード１０ａを点
燈する。発光ダイオード１０ａを射出した光束
は、開口板１３で選択透過され、この開口板１３
の開口パターンを直線状光源とし、この光源から
射出した光は結像レンズ１７及び結像補助レンズ
１５により光軸O₁とその主光線が平行とされて
反射鏡に照明され、反射鏡近傍の像平面IS上に直
線光源像を作る。反射鏡３２からの反射光は、照
明光と同一の光路を通つて結像レンズに入射す
る。そして結像レンズ１７により、その反射光は
ハーフミラー１８により反射されダイクロイツク
プリズム１９のダイクロイツク面で反射され第１
光路２０を通つてリニアセンサ２９に投影され
る。この基準投影パターンP₀を第１５図に実線
で示す。リニアセンサ２９はこの基準投影パター
ンと交差する点すなわち検出点₀S₀，₀S₂，₀S₃，₀S₄
を検出する。

次に発光ダイオード１０ｂに発光を切り替える
と、この光束による開口板１３の開口パターンに
よる直線状光源の反射鏡３２による反射光束は、
ダイクロイツクプリズム１９のダイクロイツク面
を透過し第２光路２１を通りリニアセンサ２９に
投影される。ここで光束は、第２光路２１のイメ
ージローテーター２７の作用により回転され、第
１５図に２９′で示す位置にリニアセンサ２９を
配置したと等価な反射光束となつてリニアセンサ
２９に入射する。リニアセンサは、この投影パタ
ーン上の検出点₀S₅，₀S₆，₀S₇及び₀S₈を検出する。
そして検出点₀S₁と₀S₆より投影直線パターン２０
１′ａの方程式をもとめる。同様に検出点₀S₃と
₀S₇より直線パターン２０１′ｂの方程式を検出点
₀S₅と₀S₄から投影パターン２０２′ａの方程式を、
検出点₀S₂と₀S₈とから投影パターンの方程式をそ
れぞれ求め、これら４つの方程式をもとに投影パ
ターンの交点U₀，V₀，W₀，Q₀を算定し、この交
点U₀とW₀を通る直線をＸ軸とし、また交点V₀と
Q₀を通る直線をＹ軸としてＸ−Ｙ座標系を定め
る。そして以後このＸ−Ｙ座標系を測定上の座標
系として使用する。また交点U₀，V₀，W₀，Q₀を
基準点とする。そして、これらＸ−Ｙ座標系と交
点U₀，V₀，W₀，Q₀を基準原点として演算回路の
メモリー回路に記憶しておく。

このように準備されている眼科器機を被検眼に
対置させ、上述と同様の測定手順で測定し、光路
長変換部材３１を光路中に挿入しての共役検出面
Ｄでの検出により、第１投影パターンP₁の各投
影直線パターン２０１″ａ，２０１″ｂ，２０２″
ａ，２０２″ｂのそれぞれの方程式を求め、この
４つの方程式をもとに交点U₁，V₁，W₁，Q₁を求
める。その４点U₁，V₁，W₁，Q₁と上述の基準原
点U₀，V₀，W₀，Q₀のＸ−Ｙ座標系における座標
値を記憶しておく。

次に、光路変換部材３１を光路外に退出させ、
共役検出面D′の位置において前述と同様の測定
手順で第２投影パターンP₂を検出する。検出点
から第２投影パターンの交点U₂，V₂，W₂，Q₂を
前述と同様の手順で求めＹのＸ−Ｙ座標系での座
標値を記憶する。

そして前述の基準原点U₀，V₀，W₀，Q₀と第１
投影パターンの４交点U₁，V₁，W₁，Q₁との間で
第(1)〜(4)式を適用し、その根λtを求める。つぎに
基準原点U₀，V₀，W₀，Q₀と第２投影パターンの
４交点U₂，V₂，W₂，Q₂との間で同様に第(1)〜(4)
式を適用し、その根λ′tを求める。これらλt′，
λt′とから第(6)式により作動距離WDを演算して
求める。また基準原点U₀，V₀，W₀，Q₀と第１投
影パターンの４交点U₁，V₁，W₁，Q₁との間で第
(8)′式のｎをｎ＝４の場合として適用し、アライ
メント量を求める。これら作動距離とアライメン
ト量の演算は独立に並行して演算回路７で演算で
きることは、原理説明で述べた通りである。そし
て、作動距離調整量とアライメント量はCRTデ
イスプレイ３３に数値あるいは図形表示するか、
あるいは筐体駆動部９に入力され自動的に作動距
離とアライメントが調整される。

第１６図は、以上の演算処理を行うための演算
回路７の一例を示すブロツク図である。リニアポ
ジシヨンセンサ駆動回路１０１によつて駆動され
るリニアポジシヨンセンサ２９はドライブ回路１
００によつて駆動された発光ダイオード１０ａの
発光により投影直線パターンの検出出力を信号ラ
イン１０２に送出する。符号１０４はアナログス
イツチであり、マイクロプロセツサ１０５によつ
てコントロールされるものである。マイクロプロ
セツサ１０５は、リニアセンサ２９を駆動する駆
動回路１０１よりリニアセンサの走査開始パルス
１０６により割込みを受けると、アナログスイツ
チ１０４を制御して、リニアセンサ２９の出力が
Ａ／Ｄ変換器１０７に入力される様にする。Ａ／
Ｄ変換器１０７は駆動回路１０１からの読み出し
パルス１０８により読み出されるリニアセンサの
１素子毎の出力をアナログ−デジタル変換し変換
されたデジタル値をマイクロプロセツサに供給す
る。ここでＡ／Ｄ変換器１０７は８ピツト（1/25
６）程度の分解能を有し、かつリニアセンサ走査
周波数より速い変換時間を有するものが選ばれ
る。マイクロプロセツサ１０５は１素子毎にデジ
タル値に変換されたリニアセンサ２９の出力を読
み込み、RAM（ランダム・アクセス・メモリー）
等で構成されるデータメモリー１０９に遂次記憶
させる。従つてデータメモリー１０９には、予め
定められた番地より、リニアセンサの最初の素子
による出力から順にデジタル値として記憶され
る。例えばリニアセンサ２９が1728素子のもので
あれば、1728個のデータ取り込みが終了すると、
マイクロプロセツサ１０５は、それ以上のデータ
取り込みをやめ駆動回路１００を制御して今まで
発光していた発光ダイオード１０ａを消し、発光
ダイオード１０ｂを発光させる。そして前述と同
様の駆動によりリニアセンサ２９の検出出力をデ
ータメモリ１０９に記憶する。次にマイクロプロ
セツサは検出面切替回路３０の切替信号１２０を
出力し、この切替回路３０を駆動し光路長変換部
材３１を測定光路から退出させ、再び前述と同様
の駆動をしすべての検出データをデータメモリ１
０９に記憶する。以後、マイクロプロセツサ１０
５内の演算回路１１２はデータメモリ１０９に書
き込まれたデータを基に、以下の処理をおこな
う。

直線投影パターンによるリニアセンサ出力波
形の中心位置がリニアセンサの素子の何番目に
位置するかを検出する。

）の検出位置から投影直線パターンの方程
式を算出する。

方程式より、投影パターンの交点の位置座標
をもとめる。

交点の座標値をもとに、第(1)〜第(4)′式の２
根λi，λiをもとめる。

２根λi，λi′を使つて第(6)式より作動距離を
算出する。

交点座標値からアライメント量を算出する。

以上の処理により求められた各値はCRTデイ
スプレイ３３により数値もしくは図形表示され
る。あるいは予め基準値設定回路１２１に記憶さ
れている基準作動距離との差をベクトル値、すな
わち装置筐体２を移動させたい量及びその方向を
演算回路１１２で演算し、その値を筐体駆動部９
内の前後方向移動用モータ１１７を駆動制御する
駆動制御回路１１４に入力して作動距離を自動的
に調整させる。

同様に水平方向アライメント量αを左右方向移
動用モータ１１８の駆動制御回路１１５に、また
垂直方向アライメント量βを上下方向移動用モー
タ１１９の駆動制御回路１１６にそれぞれ入力
し、自動的にアライメント調整させる。

第１７図は本発明の第２の実施例を示す光学配
置図である。前述の第１の実施例と同一もしくは
均等の構成要素には、同一の符号を付して説明を
省略する。

本実施例の照明光学系５の開口板は、２つの開
口板５０，５１からなり、それぞれダイクロイツ
クプリズム１１の反射光軸上と、透過光軸上に配
置されている。また、発光光源は、発光ダイオー
ドでなく一般の白熱電球５２，５３を使用してい
る。光源５２，５３を射出した光束はそれぞれ散
板５４及び赤外光のみを透過する赤外フイルター
５５を通過して開口板５０，５１に入射する。開
口板５１には、第１４図に示す開口板１３の各開
口パターンにつき、その一方の開口のみが形成さ
れる。例えば第１４ｂ図について言えば開口板５
０には直線開口２０１ａ，２０１ｂが、開口板５
１には平行直線群開口２０２ａ，２０２ｂが、そ
れぞれ形成されており、ピンホール１４ａを通つ
て結像レンズ１７、補助結像レンズ１５によつて
角膜近傍の像平面IS上に結像され、この像平面内
で合成される。

またハーフミラー５６は、測定光学系６の第１
光路２０、第２光路２１の合成を行なうととも
に、第１光路２０を通つてきた角膜反射光を２分
割しこのハーフミラー５３の反射光はリニアセン
サ２９に、また透過光はリニアセンサ５７にそれ
ぞれ投影される。同様に第２光路２１を通つてき
た角膜反射光は、ハーフミラー５７で２分割さ
れ、このハーフミラー５６の反射光はリニアセン
サ５７に、透過光はリニアセンサ２９に投影させ
る。ここで２本のリニアセンサ２９と５７はそれ
ぞれ補助リレーレンズ２２又は２５及び結像レン
ズ１７により、共役検出面ＤもしくはD′内で互
いに交差するように配置されている。

光源５２を発光すると、その射出光は開口板５
０で選択透過されダイクロイツクプリズム１１で
反射されて角膜に向う。そして角膜反射光は光学
像レンズ１７、ハーフミラー１８、第１光路２０
を通つてハーフミラー５６で２分され、リニアセ
ンサ２９及び５７にそれぞれ投影される。そして
リニアセンサ２９は、第１５図の検出点₁S₁，₁S₂
を、リニアセンサ５７は検出点₁S₃，₁S₄をそれぞ
れ検出する。

次に光源５３に発光を切り替えると、その射出
光は開口板５１で選択透過されて、角膜Ｃに向
う。角膜Ｃからの反射光は第２光路２１を通つて
同様にハーフミラー５６で２分され、一方はリニ
アセンサ２９に投影され、リニアセンサ２９は検
出点₁S₅，₁S₆を検出する。他方はリニアセンサ５
７に投影され、リニアセンサ５７は検出点₁S₇，
₁S₈を検出する。そしてこれら８個検出点₁S₁，
₁S₂、…₁S₈から各投影直線パターンの方程式を求
め４交点U₁，V₁，W₁，Q₁を求める。以後は前述
の第１実施例と同様の測定手順により作動距離と
アライメント量を求めることができる。

第１８図は本発明の第３の実施例を示す光学配
置図であり、第１９図は本発明の第４の実施例を
示す光学配置図である。

第３、及び第４実施例において前述の第１また
は第２実施例と同一もしくは均等の構成要素には
同一の符号を附して説明を省略する。

第１８図の第３の実施例はリニアセンサ２９を
回転駆動制御回路３０１で制御されるパルスモー
ター３００で光軸O₁を回転軸として回転し、そ
してリニアセンサ２９を固定しておいて鎖線で示
したようにイメージローテーター３０２を回転す
る例を示している。これにより平面型センサとま
つたく同様の効果が得られるので第１の測定原理
のように測定に点光源を使う場合も一本のリニア
センサで検出できる。また第４の測定原理におい
て同形光源のみを使う場合も同様に１本のリニア
センサで検出できる。

また第１９図に示す第４実施例は検出器として
二本のリニアセンサを平行に配置する代りに、平
行平面ガラス３０３を光軸O₁に垂直な軸を回転
軸として回転して反射光束をシフトすることによ
り１本のリニアセンサで平行配置したと同様の作
用効果をもたせた例である。

以上説明した各実施例とも光源として、開口板
上に形成した開口パターンを利用しているが、本
発明はこれに限定されるものでなく、光源からの
照明光束を選択的に反射する反射パターンを光源
として利用してもよいことは説明するまでもない
ことであり、また多数の微少発光素子を配列して
直接各パターンを形成してもよいことは言うまで
もなく、特に点光源を利用する第１の測定原理の
場合は十分実用性があるものである。

さらに、これら光源を得るために、１つの点光
源から射出された光束を複数の屈折面から成るピ
ラミツトプリズムや多角錐形プリズムを通して、
あたかも複数光源があるかの様に構成すること
や、１本のリニア発光素子アレイまたは、マスク
パターンを移動あるいは回転して、上記原理の述
べたような複数本のリニア発光素子アレイや複数
本のマスクパターンを仮想的に形成せしめてもよ
いことは言うまでもない。

また円形光源のかわりに、１つの光軸外点光源
もしくは光軸外点開口を光軸を回転軸として回転
して円形光源を作つてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示すための光学配置
図、第２図は角膜への照明光の角膜近傍での反射
屈折状態を示す図、第３図は本発明の第１の測定
原理を説明するための斜視図、第４図及び第５図
は本発明の第２の測定原理を説明するための斜視
図、第６図、第７図は本発明の第３の測定原理を
示すための斜視図、第８ａ図ないし第８ｄ図及び
１０図は本発明の投影パターンから仮想平行四辺
形を作る方法を示す概略図、第９図は直交座標系
と斜交座標系の関係を示す図、第１１図及び第１
２図は本発明の第４の測定原理を説明するための
斜視図、第１３図は本発明の第１の実施例を示す
光学配置図、第１４図ａ〜ｄは開口板の例を示す
正面図、第１５図は投影パターンの検出法を示す
概略図、第１６図は演算回路の一例を示すブロツ
ク図、第１７図は本発明の第２の実施例を示す光
学配置図、第１８図は本発明の第３の実施例を示
す光学配置図、第１９図は本発明の第４の実施例
を示す光学配置図。 ５……照明光学系、６……測定光学系，１０
ａ，１０ｂ……発光ダイオード、１４ａ……ピン
ホール、１７……結像レンズ、２７，３０２……
イメージローテーター、２９，５７……リニアポ
ジシヨンセンサ、３１……光路長変換部材、５
２，５３……光源、５５……赤外フイルター、３
０３……光束シフト手段、３００……パルスモー
ター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ある平面内で測定の基準となる予め定められ
   た形状を成し照明光束を射出する光源と、光軸上
   に配置されたピンホールと、前記ピンホールを通
   過する前記照明光束の主光線を前記光軸と平行に
   し、かつ被検眼前眼部の頂点の接平面近傍に前記
   光源の像を結像させるための光学部材とを有する
   照明光学系と； 前記照明光束の前記前眼部からの反射光を前記
   光源と光学的に非共役な面内で光電的に検出する
   検出手段と； 前記検出手段が検出した前記反射光から前記光
   源に対応する光源像を求め、前記光源像の前記光
   源に対する形状および位置の変化を求め、その形
   状および位置の変化に基いて装置のアライメント
   量を演算する演算手段と から構成されたことを特徴とする眼科器械用アラ
   イメント装置。 ２ 前記光源は、前記平面内に予め定められた間
   隔をへだてて配置された少なくとも３点の点光源
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の眼科器械用アライメント装置。 ３ 前記点光源は発光ダイオードであることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の眼科器械用
   アライメント装置。 ４ 前記点光源は発光光源からの光を透過する点
   開口であることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の眼科器械用アライメント装置。 ５ 前記検出手段を前記非共役面に結像させるリ
   レー光学手段を有してなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   の眼科器械用アライメント装置。 ６ 前記前眼部と前記検出手段との間に光路長変
   換手段を配したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第５項のいずれかに記載の眼科器械
   用アライメント装置。７ 前記前眼部と前記検出
   手段の間に前記光軸と垂直な反射面をもつ反射部
   材を挿入可能に配して成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載
   の眼科器械用アライメント装置。 ８ 前記照明光束は、赤外光であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ
   かに記載の眼科器械用アライメント装置。 ９ 前記リレー光学手段の光軸と前記照明光学系
   の光軸とを小さくとも一部共通にしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第５項ないし第８項のいず
   れかに記載の眼科器械用アライメント装置。 １０ 前記検出手段は多数の受光素子を平面状に
   配置した平面型ポジシヨンセンサであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のい
   ずれかに記載の眼科器械用アライメント装置。 １１ 前記検出手段は、多数の受光素子を直線状
   に配列して成り、かつ前記非共役面内で回転する
   リニアポジシヨンセンサであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに
   記載の眼科器械用アライメント装置。 １２ 前記光源は、前記平面内に少なくとも２本
   の直線で少なくとも１つの実質的もしくは仮想的
   な交点を成す直線光源からなり、前記検出手段は
   前眼部で反射された照明光によつて形成される前
   記光源に対応する投影直線パターンを検出し、そ
   して前記演算手段はこの検出手段によつて検出さ
   れた投影直線バターンから装置のアライメント量
   を演算するようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の眼科器械用アライメン
   ト装置。 １３ 前記直線光源は少なくとも３本の直線で少
   なくとも３点で実質的もしくは仮想的に交差して
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記
   載の眼科器械用アライメント装置。 １４ 前記直線光源は、それを構成する前記直線
   が互いに太さ、もしくは本数または発光強度を異
   にして成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項ないし第１３項記載の眼科器械用アライメン
   ト装置。 １５ 前記直線光源はそれぞれ１本の互いに平行
   な直線からなる第１平行直線群と、該第１平行直
   線群に交差するそれぞれ３本の直線を１組とする
   ２組の直線群を平行に形成してなる第２平行直線
   群とから構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１３項または第１４項記載の眼科器械
   用アライメント装置。 １６ 前記直線光源は、発光光源からの光を透過
   する直線開口であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項ないし第１５項のいずれかに記載の
   眼科器械用アライメント装置。 １７ 前記照明光束は、赤外光であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項ないし第１６項の
   いずれかに記載の眼科器械用アライメント装置。 １８ 前記検出手段は平面型ポジシヨンセンサで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１２項な
   いし第１７項のいずれかに記載の眼科器械用アラ
   イメント装置。 １９ 前記検出手段は、前記非共役面内で実質的
   もしくは、仮想的に交差する少なくとも２本のリ
   ニア型ポジシヨンセンサであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１３項ないし第１７項のいずれ
   かに記載の眼科器械用アライメント装置。 ２０ 前記検出手段は、前記非共役面内で実質的
   もしくは仮想的に平行な少なくとも２本のリニア
   型ポジシヨンセンサであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１３項ないし第１７項のいずれかに
   記載の眼科器械用アライメント装置。 ２１ 前記検出手段は、前記非共役面内で回転す
   る少なくとも１本のリニア型ポジシヨンセンサで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１２項な
   いし第１７項のいずれかに記載の眼科器械用アラ
   イメント装置。 ２２ 前記検出手段は、少なくとも１本のリニア
   型ポジシヨンセンサであり、かつ前記前眼部から
   の前記反射光を装置光軸を回転軸として回転させ
   る光束回転手段を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項ないし第１７項のいずれかに記
   載の眼科器械用アライメント装置。 ２３ 前記検出手段は前記非共役面内で平行移動
   する少なくとも１本のリニア型ポジシヨンセンサ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１２項
   ないし第１７項のいずれかに記載の眼科器械用ア
   ライメント装置。 ２４ 前記検出手段は、少なくとも１本のリニア
   型ポジシヨンセンサであり、かつ前記反射光を装
   置光軸と垂直な面内で平行移動させる光束シフト
   手段を有してなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１２項ないし第１３項いずれかに記載の眼科
   器械用アライメント装置。 ２５ 前記検出手段を、前記非共役面に結像させ
   るリレー光学手段を有してなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１２項ないし第２４項のいずれ
   かに記載の眼科器械用アライメント装置。 ２６ 前記前眼部と前記検出手段の間に光路長変
   換手段を配したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１２項ないし第２５項のいずれかに記載の眼科
   器械用アライメント装置。 ２７ 前記前眼部と前記検出手段の間に前記照明
   光軸と垂直な反射面をもつ反射部材を挿入可能に
   配して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項ないし第２６項のいずれかに記載の眼科器械
   用アライメント装置。 ２８ 前記リレー光学手段の光軸と、前記照明光
   軸とを少なくとも一部共通にしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２５項ないし第２７項のいず
   れかに記載の眼科器械用アライメント装置。 ２９ 前記演算手段は、前記直線投影パターンの
   直線の方程式を算出する第１演算手段と、前記直
   線光源の方程式を基準として、前記直線投影パタ
   ーンの方程式の長さと傾きの変化から装置のアラ
   イメント量を演算する第２演算手段とから構成さ
   れて成ることを特徴とする特許請求の範囲第１２
   項ないし第２８項いずれかに記載の測定装置。 ３０ 前記光源は、前記平面内で少なくとも２本
   の平行な直線からなる少なくとも２組の互いに配
   列方向の異なる平行直線群を構成する直線光源と
   からなり、前記検出手段は前記反射光の前記光源
   に対応する投影直線パターンを検出し、前記演算
   手段は上記検出されたパターンの傾きとピツチの
   変化から装置のアライメント量を演算することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の眼科器械
   用アライメント装置。 ３１ 前記直線光源を構成する前記少なくとも２
   組の平行直線群は互いにそのピツチを異にしてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３０項記載
   の眼科器械用アライメント装置。 ３２ 前記平行直線群を構成する直線の内、少な
   くとも１本は他の直線と太さ若しくは本数又は発
   光強度を異にしてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第３０項又は第３１項記載の眼科器械用ア
   ライメント装置。 ３３ 前記直線光源は、発光光源からの光を透過
   する直線開口であることを特徴とする特許請求の
   範囲第３０項ないし第３２項のいずれかに記載の
   眼科器械用アライメント装置。 ３４ 前記照明光束は、赤外光であることを特徴
   とする特許請求の範囲第３０項ないし第３３項の
   いずれかに記載の眼科器械用アライメント装置。 ３５ 前記検出手段は平面型ポジシヨンセンサで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第３０項な
   いし第３４項のいずれかに記載の眼科器械用アラ
   イメント装置。 ３６ 前記検出手段は、前記非共役面内で実質的
   もしくは仮想的に交差する少なくとも２本の、リ
   ニア型ポジシヨンセンサであることを特徴とする
   特許請求の範囲第３０項ないし第３４項のいずれ
   かに記載の眼科器械用アライメント装置。 ３７ 前記検出手段は、前記非共役面内で実質的
   もしくは仮想的に平行な少なくとも２本のリニア
   型ポジシヨンセンサであることを特徴とする特許
   請求の範囲第３０項ないし第３４項のいずれかに
   記載の眼科器械用アライメント装置。 ３８ 前記検出手段は、前記非共役面内で回転す
   る少なくとも１本のリニア型ポジシヨンセンサで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第３０項な
   いし第３４項のいずれかに記載の眼科器械用アラ
   イメント装置。 ３９ 前記検出手段は、少なくとも１本のリニア
   型ポジシヨンセンサであり、かつ前記被検曲面か
   らの前記反射光を装置光軸を回転軸として回転さ
   せる光束回転手段を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第３０項ないし第３４項のいずれかに
   記載の眼科器械用アライメント装置。 ４０ 前記検出手段は前記非共役面内で平行移動
   する少なくとも１本のリニア型ポジシヨンセンサ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３０項
   ないし第３４項いずれかに記載の眼科器械用アラ
   イメント装置。 ４１ 前記検出手段は、少なくとも１本のリニア
   型ポジシヨンセンサであり、かつ前記反射光を装
   置光軸と垂直な面内で平行移動させる、光束シフ
   ト手段を有してなることを特徴とする特許請求の
   範囲第３０項ないし第３４項のいずれかに記載の
   眼科器械用アライメント装置。 ４２ 前記検出手段を、前記非共役面に結像させ
   るリレー光学手段を有してなることを特徴とする
   特許請求の範囲第３０項ないし第４１項のいずれ
   かに記載の眼科器械用アライメント装置。 ４３ 前記前眼部と前記検出手段の間に光路長変
   換手段を配したことを特徴とする特許請求の範囲
   第３０項ないし第４２項のいずれかに記載の眼科
   器械用アライメント装置。 ４４ 前記前眼部と前記検出手段の間に前記照明
   光軸と垂直な反射面をもつ反射部材を挿入可能に
   配して成ることを特徴とする特許請求の範囲第３
   ０項ないし第４２項いずれかに記載の眼科器械用
   アライメント装置。 ４５ 前記リレー光学手段の光軸と、前記照明光
   軸とを少なくとも一部共通にしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４２項ないし第４４項いずれ
   かに記載の眼科器械用アライメント装置。 ４６ 前記演算手段は、前記投影直線パターンの
   直線の方程式を算出する第１演算部と、前記直線
   光源の方程式を基準として、前記直線投影パター
   ンの方程式のピツチと傾きの変化から装置のアラ
   イメント量を演算する第２演算部とから構成され
   て成ることを特徴とする特許請求の範囲第３０項
   ないし第４６項記載の眼科器械用アライメント装
   置。 ４７ 前記演算手段は、前記投影直線パターンの
   直線の方程式を算出する第１演算部と、該直線の
   方程式から該投影直線パターンのピツチと傾きを
   演算する第２演算部と、該ピツチと傾きをもとに
   仮想平行四辺形を作成する第３演算部と、前記角
   膜に前記照明光を照射しないときと照射したとき
   の該仮想平行四辺形の変化から装置のアライメン
   ト量を演算する第４演算部とから構成されること
   を特徴とする特許請求の範囲第３０項ないし第４
   ５項のいずれかに記載の眼科器械用アライメント
   装置。 ４８ 前記光源は、前記面内に予め定められた半
   径をもつ円形をなす光源からなり、前記検出手段
   は前記円形光源に対応する投影パターンの形状を
   検出し、前記演算手段は前記検出した投影パター
   ンの形状から装置のアライメント量を演算するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の眼科
   器械用アライメント装置。 ４９ 前記光源にはさらにそれと交差する少なく
   とも１本の直線を成す光源を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第４８項記載の眼科器械用ア
   ライメント装置。５０ 前記円形を成す光源及
   び／又は前記直線を成す光源は、発光ダイオード
   の集合体から構成されたことを特徴とする特許請
   求の範囲第４８項又は第４９項記載の眼科器械用
   アライメント装置。 ５１ 前記円形を成す光源及び／又は前記直線を
   成す光源は、発光光源からの光を透過する円形開
   口及び／又は直線開口であることを特徴とする特
   許請求の範囲第４８項又は第４９項記載の曲率半
   径測定装置。 ５２ 前記円形光源と前記直線光源はそれぞれ独
   立の光源で前記面内で仮想的に合成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第４９項ないし第５１
   項のいずれかに記載の曲率半径測定装置。 ５３ 前記検出手段を前記非共役面に結像させる
   リレー光学手段を有してなることを特徴とする特
   許請求の範囲第４８項ないし第５２項のいずれか
   に記載の眼科器械用アライメント装置。 ５４ 前記前眼部と前記検出手段の間に光路長変
   換手段を配したことを特徴とする特許請求の範囲
   第４８項ないし第５３項のいずれかに記載の眼科
   器械用アライメント装置。 ５５ 前記前眼部と前記検出手段の間に前記光軸
   と垂直な反射面をもつ反射部材を挿入可能に配し
   て成ることを特徴とする特許請求の範囲第４８項
   ないし第５４項のいずれかに記載の眼科器械用ア
   ライメント装置。 ５６ 前記照明光束は、赤外光であることを特徴
   とする特許請求の範囲第４８項ないし第５５項の
   いずれかに記載の眼科器械用アライメント装置。 ５７ 前記リレー光学手段の光軸と前記照明光学
   系の光軸とを小さくとも一部共通にしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第５３項ないし第５６項
   のいずれかに記載の眼科器械用アライメント装
   置。 ５８ 前記検出手段は、多数の受光素子を平面状
   に配置した平面型ポジシヨンセンサであることを
   特徴とする特許請求の範囲第４８項ないし第５７
   項のいずれかに記載の眼科器械用アライメント装
   置。 ５９ 前記検出手段は、多数の受光素子を直線状
   に配列して成り、かつ前記非共役面内で回転する
   リニアポジシヨンセンサであることを特徴とする
   特許請求の範囲第４８項ないし第５８項のいずれ
   かに記載の眼科器械用アライメント装置。 ６０ 前記検出手段は少なくとも２本のリニアポ
   ジシヨンセンサであることを特徴とする特許請求
   の範囲第４９項ないし第５８項のいずれかに記載
   の眼科器械用アライメント装置。 ６１ 前記リニアポジシヨンセンサは前記非共役
   面内で互いに交差することを特徴とする特許請求
   の範囲第６０項記載の眼科器械用アライメント装
   置。 ６２ 前記リニアポジシヨンセンサは、前記非共
   役面内で互いに平行に配置されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６０項記載の眼科器械用アラ
   イメント装置。 ６３ 前記検出手段は、少なくとも１本のリニア
   ポジシヨンセンサと、前記反射光を装置光軸と垂
   直な面内で移動させる光束移動手段とを有してな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４８項ない
   し第５７項のいずれかに記載の眼科器械用アライ
   メント装置。 ６４ 前記光束移動手段は、光束回転手段である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６３項記載の
   眼科器械用アライメント装置。 ６５ 前記光束移動手段は、前記反射光束を平行
   移動させる光束シフト手段であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６３項記載の眼科器械用アラ
   イメント装置。 ６６ 前記演算手段で求められた前記アライメン
   ト量に基いて前記装置を自動的に移動させる移動
   手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第６５項いずれかに記載の眼科器械用
   アライメント装置。