JPH025920A - 眼屈折度測定装置 - 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】

本発明は被検眼の眼屈折度を他覚的に測定する眼屈折度
測定装置に関する。

【従来技術およびその課題】

一般に、他覚的に眼屈折度を測定する装置として種々の
レフラクトメータが知られている。レフラクトメータは
、先棒が被検眼の眼底即ち網膜上に正しく結像されてい
るか否かを光学系を通して観測し、眼の屈折度を他覚的
に測定する装置である。そして測定のためには、その前
段階の操作として装置側の測定用光学系と被検眼との位
置関係を測定可能な状態（合照準且っ合焦状態）に調整
操作しなければならず、従来用いられているレフラクト
メータ（オートレフラクトメータ）ではその調整操作た
めに、被検眼の固定された状況を数秒ないし数十秒間も
維持する必要があり、またその状況維持のためには被検
者の額や顎、あるいは頬に当接して顔を固定する頭部固
定具が必要であった。 具体的には第２１図に示すように、ベース６１上の一端
に設けられた頭部固定具６２と、ベース６１に対する移
動機構を内蔵した本体部６３と、その上に設置された光
学測定部６４と、ジョイスティック（操作桿）６５とを
備えて構成され、ジョイスティック６５で本体部６３を
前後左右上下に移動させることにより、頭部固定具６２
に固定された被検者の眼に対する光学測定部６４の位置
が調整される。このように従来のレフラクトメータない
しオートレフラクトメータでは、被検者を特定の姿勢に
所定時間拘束した状態で測定が行われることになり、被
検者に対してかなりの集中力を要求するものであり、被
検者が大人であってもある程度の忍耐力が要求され、小
さな子供にとっては測定不可能な場合さえあった。 また、装置自体の測定方式も、先棒が網膜上に正しく結
像するときの光学系の状態から眼屈折度を求めるもので
あり、先棒の投光系あるいは光１票の網膜反射光の受光
系にスリットやレンズ等の光学的要素が移動可能に構成
されなければならず、測定用光学系およびこれを内蔵す
る装置の小型化を制限する要因となっている。そして、
装置自体がこのようにある程度の大きさを有するもので
あるため、測定に際しては装置をテーブル等の適当な台
上に設置しなければならず、例えば寝台上に伏したまま
で起き上がった姿勢をとれないような患者に対して測定
を行うような場合には、特別な工夫を必要とするなど、
測定上の簡便性に関しては種々の解決されるべき課題が
あった。

【発明の目的】

本発明は上述のごとき従来技術の課題に鑑み、これを有
効に解決すべく創案されたものである。 したがって本発明の目的は、眼屈折度の他覚的な測定を
行うに際して、被検者の姿勢を拘束することなく、さら
には迅速に測定を終え、被検者に対して測定時の苦痛を
感じさせない眼屈折度測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明に係る眼屈折度測定装置は、上述のごとき従来技
術の課題を解決し、その目的を達成するために以下のよ
うに構成されている。 即ち、被検眼に対して他覚的に眼屈折度を測定するため
の測定用光学系を備えた光学測定部と、上記光学測定部
からの測定データ信号を演算処理して眼屈折度を算出す
る本体部とを備え、上記光学測定部は、上記本体部に対
して移動自在なように、該本体部から分離されたハンデ
ィタイプに構成されている。 また、好ましくは上記測定用光学系は次の各光学系を構
成要素として有している。■測定光を投光して被検ｌＲ
の眼底に投光パターンを投影する測定光投光光学系と、
■該被検眼の眼底に投影された投光パターン像の反射光
を受光センサ上に受光する測定光受光光学系と、■被検
眼の光軸と一致するこれら測定光光学系の光軸上または
その延長上に視標を有して該被検眼に遠点を見させる視
標光学系と、■被検眼を照明する照明光学系と、■上記
受光センサに受光される上記照明光学系の照明光源の角
膜反射パターンにより当該測定用光学系と被検眼との相
対的位置を示す照準光学系。そして、上記光学測定部ま
たは本体部の少なくともいずれか一方には、上記照準光
学系により被検眼の位置をモニタリングするモニタ手段
を備え、上記本体部Ｃ゛、上記測定用光学系が被検眼に
対して合焦準且つ合焦状態となることによって上記測定
先光学系による測定を開始させると共に上記受光センサ
からの画像信号に基づいて被検眼の眼屈折度を算出する
制御手段を備えている。

【作用】

本発明に係る眼屈折度測定装置によれば、測定に際して
被検眼との位置調整が必要な部分である光学測定部が、
被検眼に対する位置関係が無制約な本体部から分離され
てハンディタイプに構成されているので、被検者の姿勢
がどのようであっても被検眼の位置に合わせて光学測定
部の位置を検者の手の操作によって簡便に調整できる。 この位置調整は、検者がモニタ画面を見ながら見当をつ
けて目標位置へ近付けるように操作されるが、特にこの
モニタ画面は、液晶表示画面等を用いて十分に軽量小型
化し、光学測定部に取り付けてもその操作上で支障がな
ければ、調整操作対象である光学測定部から離れた本体
部に設けられているよりも該光学測定部に設けられてい
る方が、検者は殆ど同一箇所を見ながら位置調整操作が
行えるのでその操作性がよくなる。また、光学測定部と
本体部との両方にモニタ画面を設けるとすれば、光学測
定部のモニタ画面には照準検知時（勿論合焦検知時も含
む）の画像のみを表示し、測定後の１ｆｌｌｌ定値表示
等は本体部のモニタ画面に表示すれば十分である。 測定対象としての被検眼を照明する照明光源は、合焦準
および合焦状況を調整するための照準光源を兼用し、且
つ一つの受光センサが測定光および照準光を受光するの
で測定用光学系は小型化される。 実際の測定および演算は、被検眼に対して測定用光学系
が合焦（イへ且つ合焦状態になることによって開始され
るので瞬時の測定タイミングを逃さない。

【実施例］ 以下に本発明の好適な一実施例について、第１図ないし
第２０図を参照して説明する。第１図は本実施例の眼屈
折度測定装置の概略構成を示すブロック図である。図示
するように、光学測定部ｌと本体部２との二つの構成に
大きく分けられている。光学測定部１は、その内部に測
定用光学系を内蔵しており、所謂ハンディ−タイプと呼
ばれる「手軽に片手で持って自在に動かせる」程度の大
きさ及び重さに構成されている。本体部２には、光学測
定部ｌからの画像信号が人力されて一方はその内容即ち
照準および焦点の合致状況を認識する画像認識装置３が
、もう一方はその画像信号を映像にして表示するモニタ
４がそれぞれ内蔵されている。また、画像認識装置３お
よびモニタ４の両者との信号のやり取りを行いながら制
御信号を光学測定部１へ出力し、且つ画像認識装置３に
人力された画像信号から得られる測定データに基づいて
眼屈折度を演算する制御回路５も内蔵されている。即ち
、測定用光学系が被検眼に対して合焦準且つ合焦状態と
なることにより、この光学系に測定を開始させ、光学測
定部１からの画像信号に基づいて眼屈折度を算出する制
御手段は、画像認識装置３および制御回路５によって構
成されることになる。尚、図中６は制御回路５に対する
操作スイッチであり、７は制御回路５で算出された結果
を印字して出力するプリンタである。光学測定部１と本
体部２とはケーブル（図示せず）あるいは無線によって
連絡されていればよく、いずれにしても測定時に被検眼
に対する位置調整か必要な部分である光学測定部１のみ
が抽出されて、据え置き型の本体部２に対して移動自在
なようにその運動系として分離されており、従って検者
がこれを手に持って被検眼に対する位置調整操作を行う
のは極めて簡便である。 第２図には本実施例における光学測定部ｌに内蔵された
１ＴｌｌＩ定用光学系８が示され、第３図ないし第８図
は該測定用光学系８を構成する各要素光学系として測定
光投光光学系９、ＩＩｔ＋＋定光受光先光受光光学系１
ｌ先光学系１１モニタ用カメラ光学系１２およびモニタ
用レチクル光学系１３よりなる照準光学系、さらにモニ
タ用照明光学系１４の各要素光学系をそれぞれ別々に表
している。 まず第３図は測定光投光光学系９を示しているが、測定
光の投光用光ｔＡ１５には赤外線光源が用いられ、光源
１５から投光された測定光は第１反射ミラー１６によっ
て直角上方へ反射される。この直角上方へ反射された測
定光の光軸ａ１上には、二つの直角プリズムの各直角対
辺を形成する面が該光軸ａ、に対して第１反射ミラー１
６とは反対側に４５°傾斜して接合された第１プリズム
１７が配置されている。この第１プリズム１７はハーフ
プリズムであって、赤外光はある比率で部分的に反射さ
せて残りを透過させ、且つ可視光は殆ど透過させる。従
って、第１プリズム１７によって直角に屈折された測定
光の光軸ａ、上に被検眼Ｅを位置させることによって、
測定光を被検眼Ｅ内に投光することができる。なお、光
源１５と第１反射ミラー１６との間の光軸ａ３上には、
光源１５側から順にコリメータレンズ１９．ｔｌｂパタ
ーンマスク２０．投光リレーレンズ２１が配置され、第
１反射ミラー１６と第１プリズム１７との間の光軸ａ、
上には接眼レンズ２２が配置されている。 測定光は、投光用光１１５から投光されてコリメータレ
ンズ１９．ｔＭ光パターンマスク２０．ｔ９光リレーレ
ンズ２１．第１反射ミラー１６．接眼レンズ２２．第１
プリズム１７を経、瞳孔から角膜面、水晶体を経て被検
眼Ｅ内に入り、網膜上に投光パターンの光源を投影する
。 第４図には測定光の受光光学系ｌＯを示す。受光系の測
定光は、被検眼Ｅの網膜上に形成された光源の像からの
反射光となって投光光学系９の光軸ａ　ｆｆｉ＋　ａ　
Ｉに沿って逆行するが、第１反射ミラー１６（第２図に
図示）の位置に達したときはこのミラー１６の大略中央
部に開口された第１透孔２３を通過する。第１透孔２３
の直下には絞り２４が形成されており、絞り２４の直下
には後述する第２反射ミラー２５（第２図に図示）の大
略中央部に形成された第２透孔２６が形成されており、
第１透孔２３を通過した測定光はさらに絞り２４および
第２透孔２６を通過して直進する。従って光軸ａ、を逆
行する受光系測定光の第１透孔２３通過後の光軸ａ、は
、そのまま下方へ直進して結像レンズ２７およびフィル
タ２８を介して受光センサ２９に至る。 第５図はモニタ用照明光学系１４を示すが、モニタ用照
明光学系の光軸ａ−６の周囲を均等に囲繞し、照明の合
った状態では該光軸ａ５上に位置する被検眼（こ臨むよ
うに６個の赤外線光源が照明光ｔＡ３０として配置され
ている。なお、この先軸ａ。 は測定光の光軸ａ、と一致している。そして、この照明
は赤外線によるので被検眼Ｅには光としての感覚がなく
、眩しさを感じない。 上述の照明光学系１４による照明光は被検眼Ｅの角膜で
反射し、この反射光が光学測定部ｌの被検眼Ｅに対する
照準合わせのための照準光としてモニタ用カメラ光学系
１２を第６図に示すように構成する。そしてこの照明光
は、第９図および第１０図に示すように、照明光学系の
光軸ａ５に対して適当な傾斜角度λを成す平行光線（ビ
ーム）が被検眼Ｅに向かうように投光された場合に、被
検眼Ｅの光軸ａ　Ｃ，が照明光学系の光軸ａ５に対して
ずれていると、６本のビームの角膜反射光（照準光）に
よる６個の像（大略点光源の反射像となって見える）の
中心位置（即ち被検眼Ｅの光軸ａｌｌ：）が照明光学系
の光軸ａ５に対して「ずれ」を生じるので、原理的には
この「ずれ」の量εを測定し、これをＯとすることによ
って照準合わせが行える。また、照明光源３０の角膜反
射輝点は他の映像信号に比べて３倍以上も強く、これを
利用して合焦状態の検出を行うことも可能である。即ち
、合焦時にはこの輝点が最も小さくコントラストが強く
なるので、この状態を画像認識装置３により検出すれば
よく、照準合わせ操作と同様に角膜反射輝点という同一
の対象に注目してその検出を行うので、照ｉＷ　合わせ
と焦点合わせとの両操作が比較的高速度で検出でき、即
時処理が可能となる。このように照明を合わせることに
より、被検眼Ｅの光軸ａ６に対して測定系やモニタ系等
の装置側光軸を測定可能なように一致させることができ
、また焦点を合わせることによって、光学測定部１と被
検眼Ｅとの距離、ひいては測定光投光光学系９の接眼レ
ンズ２２と被検眼Ｅの角膜面との距離を測定に適した一
定距離にすることができる。照明光学系１４の光軸ａ５
上の第１プリズム１７（赤外光を部分的に透過）の後方
（照明方向を前方として）には赤外線を反射するととも
に可視光を透過させるダイクロイックミラー３１が、照
準光（赤外線）を直角に下方へ反射させるように該光軸
ａ５に対して４５゜傾斜して配置されている。このダイ
クロイックミラー３１により直角下方へ屈曲された光軸
ａ８上には、第１プリズム１７とは大略逆特性のハーフ
プリズム、即ち赤外光を殆ど透過し且つ可視光を殆ど反
射させるハーフプリズムである第２プリズム３２が配置
されている。ダイクロイックミラー３１で反射された照
準光は、第２プリズム３２を透過してそのまま光軸ａ８
に沿って下方へ直進し、該第２プリズム３２の下方に配
置されたモニタリレーレンズ３３を経てさらにその下方
に設置された第３反射ミラー３４に入射する。そして照
準光はさらに直角に反射し、光軸ａ７に沿って第２反射
ミラー２５に至る。光軸ａ、は、第２反射ミラー２５の
平面上で測定光受光系ｌＯの光軸ａ４と交差するので、
正確には第２透孔２６内で交差することになる。照準光
は第２反射ミラー２５でさらに直角に下方へ反射され、
光軸ａｌｌに沿って受光センサ２９に至る。 第７図にモニタ用レチクル光学系１３を示す。 第２プリズム３２の側方に、照明位置表示標識のレチク
ルを表示するための可視光源であるレチクル光源３５．
レチクルパターンマスク３６．　　レチクル対物レンズ
３７が順に設けられており、レチクル光＃、３５から照
射される光は、光軸ａ、に沿っテレチクルパターンマス
ク３６を通過することによってその標識パターン光とな
り、さらにレチクル対物レンズ３７を通過して第２プリ
ズム３２に至り、直角下方へ屈折される。レチクルパタ
ーンは、例えば同心の２重円で表され、その内側円は最
小測定可能瞳孔径を示し、外側円は角膜反射像の生じる
標準位置に描かれる。第２プリズム３２によって直角下
方へ屈折されるレチクル光の光軸ａ＋ｏは、上記照準光
の光軸ａ。と一致するように第２プリズム３２のプリズ
ム面が配置されている。 従ってそれ以降の光学系はモニタ用カメラ光学系１２の
部分と同一である。このように、第２プリズム３２以降
の照準光の光学系とレチクル光の光学系とが一致するの
で、照明光学系の光軸ａ５上に６個の照明光の角膜反射
光の中心があれば、その中心とレチクルの標識パターン
の中心とは一致することになり、その一致したことを一
つの受光センサ２９上で検知すれば照明が合ったことを
検知したことになる。尚、本実施例ではレチクルパター
ンをレチクル光源３５およびレチクルパターンマスク３
６等によって得ているが、このレチクルパターンはモニ
タ画像上に照準基準となる位置を表示できればよいので
、例えばモニタ画像上にそのパターンを書いてもよく、
あるいは、モニタ用カメラ光学系１２上のモニタリレー
レンズ３３に関して被検眼Ｅと共役な位置に赤外光を透
過させる例えば透明なガラス板を配置し、これにパター
ンを書いて受光センサ２９上にそのパターンを検知させ
ることも可能である。 第８図には視標光学系１１が示されている。上記第１プ
リズム１７を通過した光軸ａ５上に配置されたダイクロ
イックミラー３１は可視光を透過させるので、光軸ａ、
の延長上でダイクロイックミラー３１の後方に位置させ
て視標となる物体３８を置けば、被検者は第１プリズム
１７およびタイクロイックミラー３１を通してその物体
３８を見ることができ、この視標を直視することによっ
て被検眼Ｅの光軸ａＥを大略光軸ａ５上に一致させるこ
とができる。 以上のように、照明光源３０は照準光の光源をも」（用
しており、また、受光センサ２９は一つでレチクル光を
含む照や光ならびに測定光を検知するように構成されて
おり、全体として測定用光学系８自体は小型化されてお
り、光学測定部１を）・ンディタイプに構成する上で極
めて有利に構成されている。 また照明光源３０は、第１１図に示すように検眼窓３９
の周縁部に配置されるが、その検眼窓３９の周縁部には
光軸ａ、の回りに回転自在な円盤部材１１０が光学測定
部ｌのハウジング（図示せず）に装青されており、この
円盤部材４０に照明光源３０が固定されている。この円
盤部材４０には、水平な基準径線４２上に二つの照明光
＃３０が位置するような箇所に錘４３か取り付けられて
おり、このことによって円盤部材４０ひいては照明光源
３０か、光学測定部１の傾きに拘わらず常に一定の姿勢
を維持できる。なお、このような構造のために照明光源
３０には不必要な「揺れ」を生じる恐れがあるが、照準
合わせ操作は元来慎重に静かな動作で行われるので、実
際には支障がない。そして、本体部２に内蔵されている
制御回路５によって基準径線４２上の照明光源がその他
の照明光源とは別々に点滅制御される。水平方向に対し
て光学測定部ｌの姿勢か傾いている場合には、基準径線
４２上の照明光源によるモニタ上の角膜反射輝点の座標
を画像認識装置３によって得られるので、どの輝点対が
水平であるか（水平を基準とした場合）を知るために、
基準径線上の照明光源だけを点灯し、その他の照明光源
は消灯する制御（逆の制御でも可）を行う。この制御動
作は一瞬の動作で十分であり、検者にとってはモニタ画
面が暗くなるといった見苦しさを意識させるようなこと
はない。このようにして、水平方向に対する光学測定部
１の傾き角度が得られるので、測定計算結果の−っであ
る軸角度（ＡＸＩＳ）の値からその角度分だけを減じて
補正かなされ、正確な値が出力表示される。 測定光投光光学系９の投光パターンマスク２０によるパ
ターンとしては種々のものか可能であるが、例えば光軸
ａ２の回りに環状に形成されて所定半径を有する円形パ
ターンや、この円形パターンと同様に中心から所定距離
だけ離れて、例えば９０°１ｊや６００毎あるいは４５
°毎のように、等中心角位置毎に配置されるスポットパ
ターンか現実的である。 以」−のように措成された本実施例の眼屈折度測定装置
における測定光の投受光光学系９，１０による眼屈折度
の測定は以下のように行われる。 第１２図は本実施例において測定光が光軸ａ。 」二の定点Ｏを通って角膜上に入射し、網膜上に至る光
路を斜硯図的に示した図である。照準が定まり且つ合焦
状態にある測定光の投光光学系９ては、その先軸ａ、が
被検眼の光軸ａやと図のＺ軸上で一致しており、且つ測
定光は光軸ａ、上の定点０を通って角膜上の点Ｐに入射
して網膜上の点Ｑに至る。尚、この定点Ｏは、測定光の
受光光学系１０において絞り２４の位置と角膜面の位置
とが互いに共役となるような位置に接眼レンズ２２が在
るときに、測定光用光源１５から投光された測定光が接
眼レンズ２２通過後に光軸ａ２上を通過する点である。 光軸ａ６上の網膜と角膜との間の距離をｄ、角膜と定点
Ｏとの間の距離をｄ、とする。 上記光軸ａＥから角膜上の点Ｐまでの距離をｆｉｌ＋Ｘ
軸方向に対する光軸ａＥから点Ｐまでの方向の傾きをＯ
とする。また、Ｘ軸に対してφだけ傾いた方向に被検眼
の屈折度の長軸ｒ１があると仮定する。短軸ｒ、は長軸
ｒ１に直交している。この点Ｐの長軸方向の成分をＰ、
１．短軸方向の成分をＰ　ｒ２とすれば、 Ｐ　＋＋＝ｈ＋ｃｏｓ（０−φ）（１）Ｐ　１２−ｈｌ
ｓｉｎ（Ｏ−φ）（２）と表せる。 同様に、この角膜面により屈折力を受けて網膜上に投影
される像（点Ｑ）について、光軸ａＥからの距１４ｈの
ｒ、方向およびｆ、方向の各成分Ｑ□＋　Ｑ　ｌ　２は
、 と表せる。 水平方向の眼屈折度を 垂直方向の眼屈折度を とすれば、 が成立する。 一方、網膜上に投影された投光パターンの像を測定光の
受光光学系１０から見れば、接眼レンズ２２に対して角
膜と共役な位置に配置された絞り２４により選択されて
受光系の光軸付近の光束だけがこの絞り２４を通過して
結像レンズ２７へ導かれる。また、絞り２４の位置は結
像レンズ２７の焦点の位置でもあり、絞り２４を通過し
て結像レンズ２７に入った像の光は、光軸に対して平行
に進んで受光センサ２９上に光軸からり。の距離の位置
にその像を形成する。即ち、受光系にあっては、網膜−
１−では光軸からｈの距離に像が形成され、この像と相
似形の像が受光センサ２９」〕では光軸からり。の距離
に形成される。ここで、Ｘ軸方向に対する光軸から点Ｑ
まての方向の傾きをψとする。 また、受光系において仮定したように、被検眼の屈折度
の長軸［、はＸ軸に対してφだけ傾いた方向にあり、短
軸ｆ、は長軸「１に直交している。そしてこのり、！：
ｈｏの関係は （９）式によって表される。 但し、■、は接眼レンズ２２および結像レンズ２７の焦
点距離と配置によって決まる定数である。以」−の仮定
条件から受光系におけるＱｔ、およびＱ　ｒｔはくｌＯ
）および（１１）式で表され、さらにこれら各式に（９
）式の関係を代入すれば（１２）、　（＋３）式で表さ
れる。 Ｑ、、　＝ｈｃｏｓ（ψ−φ） Ｑ　、、＝＝　ｈ　５ｉｎ（ψ−φ） ここで（７）式と（１２）式、（８）式と（１３）式と
から、（１４）式および（１５）式の関係が成１γする
。 −□　（１４） −（＋５） （１４）式および（１５）式において移項、展開等の演
算を行い、ｈｏｃｏｓψ＝＝　Ｓ　ｘ、　ｈｏｓｉｎψ
−＝ＳｙとしくＳｘおよびＳｙを求めると（１６）式お
よび（１７）式か得られる。 Ｓｘ Ｓｙ （１６）式および（１７）式において１．・ｈ、（１／
ｄ、−Ｄυ−Ａ。 Ｌ−ｈＩ（１／ｄ１−ＤＪ＝　Ｂと置換すると、Ｓ　ｘ
＝　Ａ　ｃｏｓ（θ−φ）ｃｏｓφ−Ｂｓｉｎ（θ−φ
）ｓｉｎφ−（＋８） Ｓ　　ｙ＝　Ａ　ｃｏｓ（Ｏ−φ）ｓｉｎφ−）Ｂｓｉ
ｎ（Ｏ−φ）ｃｏｓφと簡単に表現される。 （１８）式および（１９）式において披測定未知数はＡ
。 Ｂ、φの三ってあり、投光パターンによって決められる
値０の二つの値０１．θ、に対してそれぞれＳ　Ｘｌ＋
　Ｓ　Ｙ＋＋　Ｓ　ｘｔ、　Ｓ　ｙｔを与える四つの方
程式から理論的にこれらの未知数が求められる。 なお屈折異常の矯正値としては、一般に球面度数（ＳＰ
Ｉ＋）、柱面度数（ＣＹＬ）、軸角度（ＡＸ　Ｉｓ）を
用いるが、Ｓｔ”１ｌ＝Ｄ、、　ＣＹＩ、＝Ｄ、−Ｄ、
、　ＡＸＩＳ−φてそれぞれ表される。 ここで、投光パターンが、例えば被検眼Ｅの光軸ａＥを
通る瞳孔の２径線−１−に光軸ａ、を挾んで対向する合
４４点のスポットパターンとする。そしてこの２径線は
、水平方向および垂直方向の２径線とし、０．−０°の
場合にＳ　Ｘ　ｌ　・Ｓｘｏ＋　ＳＹ　＋　＝ｓｙ　ｏ
、０ｔ＝９０°の場合にＳ　Ｘ、”５ＸＩｌ＋　Ｓ　ｙ
ｔ＝ｓｙａとして上述の四つの方程式を解（と、 Δ−１／２・［５ｘｏ４Ｓｙｏ４／！（Ｓｘｎ−３ｙｅ
）’４Ｓｙｏ’ｌ）　　（２０）Ｂ−＋／２・［ｓｘｏ
＋５ｙｎ−ｊｌ（ｓｘｏ−ｓｙ＋＋）’＋４ｓｙｏ”ｌ
〕（２１）が得られる。 従っＣ、スボッ］・パターンにより第１３図に示すよう
に角膜１−に投光したＸ軸上およびｙ輔−にの２点１）
。、■）、の像にり・ｌ応して、第１４図に示すように
受光センサ２９１−に形成された像の点Ｓ。、Ｓ。 の座ｔｆｆｉ（Ｓｘｏ、　５ｙｏ）および（ＳＸ１１．
５ｙ９）を画像認識装置３により測定すれば被検眼の眼
屈折度を（ｌ見向に知ることができる。 以下、第１５図に本実施例の眼屈折度測定装置による測
定フローチャートを示し、順にその各ステップを説明す
る。 まずステップ［００では、準備モードとして照明光源３
ｏおよびレチクル光源３５がオンにされ、測定光の投光
用光源１５がオフにされてステップ１０１へ移行する。 また、ステップ１００には、ステップ１００′によるタ
イマー割り込みも可能であり、このステップ１００゛で
は照明光源３０のみがオンで、レチクル光源３５および
投光用光源１５がオフにされた状態でモニタ画像に入力
される。このときのモニタ画像には、照明光源３０の前
に被検眼Ｅかある場合には照明光の角膜反射光による輝
点群とレチクルパターンが現れ、被検眼Ｅがない場合に
はレチクルパターンのみが現れる。 ステップｌｏｔでは、プリンタ７のスイッチがオンであ
るか否かが判断され、オンである場合にはステップ１０
２でプリンタ７を出力してからステップ１０３へ移行し
、オフである場合には直接ステップ１０３へ移行する。 ステップ１０３では、照明光源３０の前に被検眼Ｅがあ
るか否かが判断される。ある場合にはステップ１０４へ
移行するが、ない場合にはステップ１００へ逆戻りして
再びステップ１０３までの各ステップが繰り返される。 この判断は、照明光の角膜反射光が受光センサ２９て検
知できているか否かによって判断でき、検者はモニタ画
像上でもそのことが判断できる。 ステップ１０４では、照準検知モードとして照明光の角
膜反射光による輝点群のｙ軸およびｙ軸のそれぞれに関
する重心位置の座標（ｘｏ＋ｙｏ）を画像認識装置３に
よって求め、ステップ１０５へ移行する。 ステップ１０５では、ステップ１０４で求めたＸ座標（
Ｘ、）の絶対値ＩＸ、ｌがＸ軸方向の「ずれ」の許容範
囲として設定されたｙ軸すれ基準の値よりも小さいか否
かが判断され、小さい場合にはステップ１０６へ移行し
、小さくない場＆にはステップ１００へ逆戻りして再び
ステ・ノブ１０５まての各ステップが繰り返される。 ステップ１０６では、ステップ１０４で求めたＸ座標（
ｙ　ｏ）の絶対値１ｙｏかＸ軸方向の１ずれ」の許容範
囲として設定されたｙ軸ずれ基準の値よりも小さいか否
かが判断され、小さい場合にはステップ１０７へ移行し
、小さくない場合にはステップ１００へ逆戻りして再び
ステップ１０６までの各ステップが繰り返される。 ステップ１０７では、合焦検知モードとして照明光の角
膜反射光による輝点群の画像信号の高周波成分（１１υ
を画像認識装置３によって求め、ステップ１０８へ移行
する。尚、このように高周波成分を検出することによっ
て合焦状態を検知する方法はソフトウェアのみによって
実現可能な方法の１例であるが、より一般的な考え方と
してはハードウェアによる方法も含めて輝点群のフン！
・ラスト状態を検知することによって合焦状態を検知す
ればよい。 ステップ１０８では、ステップ１０７で求めた高周波成
分（Ｈ，）が合焦状態の許容範囲として設定されたコン
トラスト基準の値よりも大きいか否かが判断され、大き
い場合にはステップ１０９へ移行し、大きくない場合に
はステップ１００へ逆戻りして再びステップ１０８まで
の各ステップか繰り返される。 以上のステップ１０４および１０７における照準状況お
よび合焦状況は、モニタ画像上ではレチクルパターンと
輝点群との位置ずれ状況および輝点群のコントラストの
強弱というかたちで現れ、検者はこのモニタ画像から照
準状況および合焦状況の調整見当がつけられる。 ステップ１０９では、角度補正モードとして照明光の角
膜反射光による輝点群のうら基準径線４２上の二つの輝
点に（口当する各照明光源のみオンにし、他の照明光源
と測定光の光源１５およびレチクル光源３５はオフにさ
れた状態でモニタ画像に入力されてステップ１１０へ移
行する。 ステップ１１０では、ステップ１０９でモニタ画像上に
示された二つの輝点を結ぶ直線と画像上の水平基準線（
光学測定部ｌの水平軸に相当）とのなす角αを検知して
ステップ１１１へ移行する。 ステップｉｌｌでは、測定モードとして照明光源３０お
よびレチクル光源３５かオフにされ、測定光の投光用光
源１５かオンにされた状態がモニタ画像に入力されてス
テップ１１２へ移行する。このときのモニタには、測定
光受光光学系１０によって受光センサ２９に検知された
眼底のパターンの像か画像として一瞬だけ現されるが、
測定はこの時点で完了しているので各光源に関しては直
ちにステップ１１２へ移行し、測定光の光源１５がオフ
に、照明光源３０とレチクル光源３５とがオンにされた
準（ｌｉｆｔモードと同じ状態にされる。 ステップ＋１２からはステップ１１３へ移行し、このス
テップでは測定モードにおける測定光の受光光学系ｌＯ
で受光センサ２９に入力された信号レベルの高さが十分
であるか否かが判断される。これは被検眼Ｅが白内障の
場合には測定に必要なだけのレベルの画像信号が得られ
ない場合があるため、このステップでそのチエ’７りが
行われる。ステップ１１３で信号レベルの高さが十分で
あった場合にはステップ１１４へ移行して計算モードに
入り、不十分であった場合にはステップ１２０へ移行し
てエラー処理が行われる。このステップ１２０でのエラ
ー処理としては、例えば“ｎｏ　ｔａｒｇｅｔ’”等の
表示を後述のステップ１１６においてモニタ画面に現せ
ばよい。 ステップ＋１４では、制御回路５に予め記憶されている
演算式に測定データが人力され、これに基ついて眼鏡レ
ンズあるいはコンタクトレンズの各要素である球面度数
（ＳＰｌｌ）、柱面度数（ＣＹＬ）、軸角度（ＡＸＩＳ
）が算出される。各要素の演算式は投光パターンによっ
てその測定点が異なるため一律ではないが、例えば比較
的簡単な例として中心角９０゜毎の合計４点のスポット
パターンを投影する場合には、各スポットのＸ座標およ
びＸ座標をそれぞれ（ＳＸ、）、　（ＳＸ−）、　（Ｓ
Ｘ、８）、　（ＳＸ２？）、　（Ｓｙ。）、　（Ｓｙ、
）。 （Ｓｙ　ｌ　ｅ）、　（ｓｙｔ７）とし、以下のような
演算により球面度！＆（Ｓｌ’ｌ＋）、柱面度数（ＣＹ
Ｌ）、軸角度（ＡＸＩＳ）が求められる。 以上の演算が終了するとステップ１１５へ移行する。 ステップ１１５では、ステップ１１４で求められた各要
素５ｌ）ＩＩ、　ＣＹＬ、　ＡＸ　Ｉｓの数値が合理的
な数値範囲に収まっているか否かか判断され、合理的範
囲内であれば適正な次のステップ１１６へ移行し、合理
的範囲外であればステップ［２１へ移行してエラー処理
か行われる。このステップ１２１でのエラー処理として
は、例えば“”ｔｒｙ　ａｇａｉｎ”等の表示を後述の
ステップ１１６においてモニタ画面に現せばよい。 ステップ１１６では、ステップ１１４での演算結果ある
いはステップ１２０または１２１でのエラー処理による
表示がモニタ画面に現される。尚、このステップ１１６
での演算結果を表示する出力条件として、眼鏡レンズ用
およびコンタクトレンズ用の表示切り替えが可能であり
、その他に、演算結果の数値をどの程度の細かさの数値
毎に表示するか、その表示段階（ＳＴＥＰ値）を設定す
ることも可能である。 また、眼鏡レンズと角膜との間の距１４（ＶＤ値コンタ
クトレンズの場合はＯ）を設定することも可能である。 ステップ１１６か終了すると再びステップ１００の準備
モードへ戻る。 なお上述の実施例では、投光パターンとして４点のスポ
ットパターンを用いる場合について説明したが、その他
のスポットパターンとして光軸を中心とするｎ本の各放
射線上にスポットパターン投光するｎ点のスポットパタ
ーンを用い、各点ニ関して統計的演算を行うことにより
、上記実施例ニオｉｔルＡ、　　Ｂ、　　φ＆ヒニ球面
度ｆｉ（ＳＰｌｌ）、柱面度数（ＣＹＬ）、軸角度（Ａ
ＸＩＳ）が求められ、この場合にはｎを大きな値とする
ことによって測定精度を飛躍的に高めることができる。 またスポットパターン以外の投光パターンとしては、連
続して光軸の回りに環状をなす円形パターンであっても
よく、その場合には網膜上に投影されるパターンは楕円
の式で表され、その楕円の長軸および短軸のそれぞれの
長さから水平方向の眼屈折度り、および垂直方向の眼屈
折度り、が容易に求められ、またその長袖の傾き角（軸
角度）も受光センサ上の座標から容易に求められる。そ
して、上述のような測定用光学系と投光パターンを用い
て眼屈折度を演算により求める測定方式に関しては、本
発明のように光学測定部と本体部が分離された測定装置
に用いることのみに有効ではな（、従来の一体据え置き
型装置に採用してもよいのは勿論である。 また、測定用光学系として第２図から第８図に示した例
は本発明の一実施例に過きず、光学測定部をハンディタ
イプに構成するためにはこの実施例から種々に変形する
か当業者にとっては可能であり、第１６図ないし第１９
図にその一変形実施例を４点のスポットパターンの例で
示しておく。 第１６図には測定用光学系８゛、第１７図は測定光投光
光学系、第１８図は測定光受光光学系、第１９図は照準
光学系をそれぞれ示す。 測定光投光光学系９°は、ハーフプリズムの代わりにハ
ーフミラ−４５が用いられ、赤外線発光ダイオードの投
光用光源１５°からハーフミラ−４５まて真っすぐな光
軸　、＋に沿い、ハーフミラ−４５で直角に反射された
測定光の光軸　、＋に被検眼Ｅ゛を位置させることによ
って、測定光を被検眼Ｅ′内に投光することができる。 光源１５”からハーフミラ−４５までの間の光軸ａＩ゛
上には、光源１５°側から順にコリメータレンズ１９゛
、ピラミッド形状の４角錐プリズム４６．絞す４７゜投
光リレーレンズ２１’、４穴ミラー４８．接眼レンズ２
２”が配置されている。４角錐プリズム４６は、４点の
スポットパターンを形成するために、光源１５°からコ
リメータレンズ１９°を経た赤外光を光軸　、＋の回り
に中心角９０°毎の位置を通る４本の光束に分離させる
。絞り４７は投光リレーレンズ２ビの焦点位置に配置さ
れており、４角錐プリズム４６から出た４本の光束は絞
り４７を通過した後に投光リレーレンズ２１°へ入射し
、それぞれが光軸　、＋に平行な光束となって４点スポ
ットパターンを形成する。４穴ミラー４８は、後述の測
定光受光光学系１０’における網膜反射光である測定光
を直角に反射させるためのミラーであって、その上側の
反射面が光軸　、＋に対して４５°傾斜しており、投光
光学系９′において投光スポットパターンの光路を遮断
しないように、その光路に相当する部分に小さな穴が形
成されている。従って、４穴ミラー４８の各人を通過し
た測定光は、４点スポットパターンとなって接眼レンズ
２２°に入射し、ハーフミラ−４５で直角に反射されて
被検眼Ｅ′内に入る。 測定光受光光学系１０゛では、測定光は被検眼Ｅ”から
４穴ミラー４８まで投光光学系９′の光路を逆行し、４
穴ミラー４８で直角に反射される。 この反射光の光軸ａｌｌ上には、４穴ミラー４８と平行
な反射面を持つマイクロミラー４つが配置されており、
このマイクロミラー４９によって測定光がさらに下方へ
直角に反射される。マイクロミラー４９の下方には光軸
　、１に沿って結像レンズ２７゛および受光センサ２９
゛が配置されている。 照準光学系５０では、ハーフミラ−４５を部分的に透過
した照明光の角膜反射光がタイクロイックミラー３ビに
よって直角下方へ反射され、モニタリレーレンズ３３°
を通過する。モニタリレーレンズ３３°の下方には第１
の４５°　ミラー５１が配置され、その反射光路上にレ
チクルパターンの書かれた透明ガラスのレチクル板５２
が配置され°Ｃいる。このレチクル板５２は、モニタリ
レーレンズ３３゛に関して被検眼Ｅ′と共役な位置に配
置されている。第１の４５°　ミラー５１がらレチクル
板５２を通過した位置には第２の４５°　ミラー５３力
へこれに入射した照桑光を直角下方へ反射させるように
配置されている。第２の４５°　ミラー５３の下方には
、測定光受光光学系１０°におけるマイクロミラー４９
以下の光軸　、＋をこの受光系１０′と共有しており、
結像レンズ２７゛および受光センサ２９゛をも共有して
いる。従ってこの照準光学系５０は、モニタ用レチクル
光学系がモニタ用カメラ光学系内に組み込まれた形に構
成されている。尚、照準光学系５０においてマイクロミ
ラー４９は極めて小さく、照準光はその周辺部分を通過
するので、その存在は支障を来さない 以上に説明した実施例および変形実施例のような構成お
よび作用によれば、例えば第２０図に示すように、本体
部２をテーブル等の台上に据え置き、検者がハンディタ
イプの光学測定部ｌだけを片手に持ってこれを被検眼に
向けて位置させ、被検者には３〜５必しの視標３８を見
させた状態にし、モニタ４を眺めながら光学測定部ｌの
姿勢や位置を微調整操作しているうちに合焦準且っ合焦
状態となれば、検者はその瞬間だけを捕まえるだけで後
は自動的に本体部２で演算が行われ、眼屈折度が算出さ
れてモニタ４に表示される。したがって測定時間は極め
て短縮化され、また、被検者がどのような姿勢をとって
いても光学測定部１をその状態に合わせられるので、検
者にとっては測定が容易となり、被検者にとっては測定
時の窮屈な苦痛感から解放される。 【効果】 以上の説明より明らかなように、本発明によれば次のご
とき優れた効果か発揮される。 即ち、眼屈折度の他覚的な測定を行うに際して、被検者
の姿勢を拘束することなく、さらには迅速に測定を行い
、被検者に対して測定時の苦痛を感じさせない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の眼屈折度測定装置の概略構成を示す
ブロック図である。第２図は本実施例における光学測定
部に内蔵された測定用光学系を示す図である。第３図な
いし第８図は本実施例の測定用光学系を構成する各要素
としての各光学系を示す図であり、第３図は測定光投光
光学系、第４図は測定光受光光学系、第５図は照明光学
系、第６図および第７図は照準光学系としてのモニタ用
カメラ光学系およびモニタ用レチクル光学系、第８図は
視標光学系をそれぞれ示している。第９図および第１０
図は照明光源の位置の違いによる角膜反射光の照準状況
を説明する説明図であり、第９図は照準がずれている状
態、第１Ｏ図は照準があっている状態をそれぞれ示して
いる。第１１図は本実施例において照明光源および錘が
円盤部材に取り付けられている状態を示す図である。第
１２図は本実施例において測定光がその先軸上の定点を
通って角膜上に入射し、網膜上に至る光路を斜硯図的に
示した図である。第１３図は本実施例において角膜上に
投影される測定光パターンの位置を座標平面上に一般化
して示す図であり、第１４図は第１３図のように角膜上
に投影された測定光パターンに対応する受光センサ上の
像の位置を座＋、ＦＴ７面上に一般化して示すである。 第１５図は本実施例による眼屈折度測定の制御を示すフ
ローチャート図である。第１６図は変形実施例の測定用
光学系を示す図、第１７図は第１６図における測定光投
光光学系を示す図、第１８図は第１６図における測定光
受光光学系を示す図、第１９図は第１６図における照り
光学系を示す図である。第２０図は本実施例による眼屈
折度の測定状態を示す図でアル。第２１図は従来技術の
オートレフラクトメータによる眼屈折度の測定状態を示
す図である。 ■・・・光学測定部、２・・・本体部、３・・・制御手
段の一部としての画像認識装置、４・・・モニタ、５・
・・制御手段の一部としての制御回路、８・・・測定用
光学系、９・・・測定光投光光学系、１ｏ・・・測定光
受光光学系、１１・・・視標光学系、１２・・・照準光
学系の一部としてのモニタ用カメラ光学系、１３・・・
照準光学系の一部としてのモニタ用レチクル光学系、１
４・・・照明光学系、Ｉ５・・・測定光の投光用光源、
２９・・・受光センサ、３０・・・照明光源、３５・・
・レチクル光源、３８・・・視標、Ｅ・・・被検限時　
許　出　願　人　　　　隆祥産業株式会社代　理　人　
弁理士　　　　青白　葆（外１名）第１図 第１３図 第１４図 第３図 第６図 第５図 第２図 第１１図 ス○ 第９図 第１０図 ：＄１５図 （伸２） 第２０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、被検眼に対して他覚的に眼屈折度を測定するた
   めの測定用光学系（８）を備えた光学測定部（１）と、 上記光学測定部（１）からの測定データ信号を演算処理
   して眼屈折度を算出する本体部（２）とを備え、 上記光学測定部（１）は、上記本体部（２）に対して移
   動自在なように、該本体部（２）から分離されたハンデ
   ィタイプに構成されていることを特徴とする眼屈折度測
   定装置。
2. （２）、上記測定用光学系（８）は、測定光を投光して
   被検眼の眼底に投光パターンを投影する測定光投光光学
   系（９）と、該被検眼の眼底に投影された投光パターン
   像の反射光を受光センサ（２９）上に受光する測定光受
   光光学系（１０）と、被検眼の光軸と一致するこれら測
   定光光学系（９、１０）の光軸上またはその延長上に視
   標（３８）を有して該被検眼に遠点を見させる視標光学
   系（１１）と、被検眼を照明する照明光学系（１４）と
   、上記受光センサ（２９）に受光される上記照明光学系
   （１４）の照明光源（３０）の角膜反射パターンにより
   当該測定用光学系（８）と被検眼との相対的位置を示す
   照準光学系（１２、１３）とを有し、 上記光学測定部（１）または本体部（２）の少なくとも
   いずれか一方には、上記照準光学系（１２、１３）によ
   り被検眼の位置をモニタリングするモニタ手段（４）を
   備え、 上記本体部（２）は、上記測定用光学系（８）が被検眼
   に対して合照準且つ合焦状態となることによって上記測
   定光光学系（９、１０）による測定を開始させると共に
   上記受光センサ（２９）からの画像信号に基づいて被検
   眼の眼屈折度を算出する制御手段（３、５）を備えた請
   求項１記載の眼屈折度測定装置。