JPH049132A - フォトレチノスコープ - 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、例えば眼科医院等で使用されるフォトレチノ
スコープに関するものである。

［従来の技術］ 従来、眼屈折計として撮像素子又はカメラで撮像した瞳
孔像の照度分布から屈折力を算出する種々の形式のフォ
トレチノスコープが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のフォトレチノスコープにおいては
、測定対象は予め設定された方向の屈折力のみで、被検
眼が斜乱視の場合にはその乱視角や乱視度、球面度数は
測定できない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、被検眼が斜乱
視の場合であってもその乱視角、乱視度、球面度数を算
出することができるフォトレチノスコープを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するために、本発明に係るフォトレチ
ノスコープにおいては、被検眼を照明しその眼底での反
射光束によって映像媒体上に受像した瞳孔像の照度分布
から屈折力を測定するフォトレチノスコープにおいて、
光軸から外れた位置に直交する２方向のエツジを有する
遮光板を介して前記映像媒体上に瞳孔像を受像する受像
光学系と、前記２方向のエツジに直交した２方向に延在
する２個の光源を用いて被検眼を照明する照明光学系と
、前記受像光学系と照明光学系とを分割する光分割部材
と、前記２個の光源を個々に点灯して受像した２個の瞳
孔像の最大照度勾配方向と該方向の光量分布とから、被
検眼の乱視角、乱視度、球面度数を算出する手段とを有
することを特徴とするものである。

［作用］ 上述の構成を有するフォトレチノスコープは、２個の光
源を個々に点灯することによって被検眼を照明し、遮光
板を介して映像媒体上に受像した２個の瞳孔像の最大照
度勾配方向と、その方向の光量分布とから被検眼の乱視
角、乱視度、球面度数を算出する。

［実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は構成図を示し、被検眼ＥからＣＣＤ等の映像媒
体１に至る光軸Ｏ１上には、ハーフミラ−２、遮光板３
、レンズ４が順次に配列されており、遮光板３は第２図
で示すように、光軸旧から外れた位置に水平方向の直線
状エツジ３ａを有する遮光部３Ａと、同様に光軸旧から
外れた位置に垂直方向の直線状エツジ３ｂを有する遮光
部３Ｂと、光軸Ｏ１の周囲の開口部３Ｃとから構成され
ている。また、ハーフミラ−２の反射方向の光軸０２上
には、第２図に示すように遮光板３のエツジ３ａ、３ｂ
と直交するように配置された線状の光源５ａ及び５ｂが
遮光板３と共役に設けられている。また、映像媒体１の
出力は演算回路６、フレームメモリ７に接続されている
。

測定に際しては、光源５ａ、５ｂを個々に点灯して、映
像媒体１に２回瞳孔像を撮像する。光源５ａ、５ｂから
の光束はハーフミラ−２で反射されて被検眼Ｅの眼底Ｅ
ｒに至り、眼底Ｅｒによる反射光束はハーフミラ−２、
遮光板３、レンズ４を経て、映像媒体１上に瞳孔像が結
像される。被検眼Ｅの眼底Ｅｒを光源５及び遮光板３と
共役とならないように装置の位置関係を設定すれば、眼
底Ｅｒで反射された光源５ａ又は５ｂの各点からの光束
は、遮光板３の位置で被検眼Ｅに乱視があればその屈折
力によって楕円形状にぼける。そこでこのぼけ光束の楕
円形状を検知することによって眼屈折値測定を行うこと
になる。

−１１９に、被検眼Ｅは斜乱視であって、ぼけ光束の楕
円の長軸、短軸方向とエツジ３ａ、３ｂ方向とは必ずし
も一致しないので、光源５ａのみを点灯した場合には、
エツジ３ａ付近に投影されるぼけ光束は、第３図に示す
ようにエツジ３ａと被検眼Ｅの乱視角θ０をなす楕円Ｓ
群であって、これらはエツジ３ａを境界として遮光部３
Ａでけられ、そのけられる面積は明らかに楕円の形状で
ある乱視角θ０、長軸長、短軸長に依存するので、けら
れる面積によって映像媒体１上の円上の瞳孔像に照度分
布を生ずる。また、光源５ｂのみを点灯した場合にもエ
ツジ３ｂに関して同様のことが云える。

そこで、先ず光源５８次いで光源５ｂをそれぞれ点灯し
た際の瞳孔像の照度分布から、水平方向１（１−Ｈ２及
び垂直方向Ｖｌ−Ｖ２を基準とした乱視角θ０、楕円率
ｅ、乱視角θ０方向の屈折力及び垂直方向の屈折力を、
後述する方法により演算回路６において算出することが
できる。なお、瞳孔像をテレビカメラで撮像した場合に
は、画像のビデオ信号をＡＤ変換してフレームメモリ７
に入力した後に演算処理を行えばよい。

第４図は光源５ａのみを点灯した場合の映像媒体１上の
瞳孔像Ｍを示し、先述したようにエツジ３ａで楕円光束
Ｓがけられることによって、この瞳孔像Ｍに照度分布が
生じている。中心を光軸ｏｉとする直径ｄの円Ｔの中心
線上の任意方向の２点Ｐ１．１２間の照度は、第５図に
示すように一定の照度勾配で一次的に変化するが、この
照度勾配は中心線上の２点Ｐ１、Ｐ２の与え方によって
、つまり２点ＰＩ、　Ｐ２を結ぶ線分と水平方向器−Ｈ
２とのなす角度に依存して異なる。ぼけ光束の楕円Ｓの
位置が、エツジ３ａに対して相対的に下がるにつれて、
楕円Ｓは第６図の上向きの垂直方向Ｖｌ−Ｖ２にけられ
る面積が増加してゆ（が、これは瞳孔像Ｍ上では第４図
の上向きの垂直方向Ｖｌ−Ｖ２に照度が減少することに
相当する。乱視角θ０は最大の照度勾配を有する線分方
向に依存しているので、照度勾配からこの線分方向を算
出し、その線分方向から乱視角θ０を導出することがで
きる。つまり、円Ｔの中心線上の任意の２点ＰＩ、　Ｐ
２間での照度勾配をそれぞれ算出して、その中で、照度
勾配が最大値をとる方向の２点をＰｌｍ　、　Ｐ２ｍと
し、線分Ｐ１ｍ　Ｐ２ｍに垂直な線分Ｐ１１Ｐ２１が水
平方向１（１−Ｈ２となす角度を０１とおくと、楕円Ｓ
の楕円率ｅに関して次式（１）が成立する。

ｔａｎθｏ＝（１／ｅ）・ｔａｎθ１　　　・・・（１
）同様のことが、光源５ｂの点灯時の瞳孔像についても
云え、図示は省略するが同様にそのその瞳孔像の中心を
先軸部とする直径ｄの円Ｔ°上で中心線上の任意の２点
Ｑｌ、　Ｑ２を考えて、照度勾配が最大値をとる２点Ｑ
１ｍ　、　Ｑ２ｍについて、線分Ｑ１ｍ０２ｍに垂直な
線分Ｑ１ｍ’　０２ｍ’が水平方向器−Ｈ２となす角度
を０２とすると、次式（２）が成立する。

ｔａｎ　（θｏ　　＋９０’　　）＝　　（１／ｅ）４
ａｎθ。

−・・（２） 従って、瞳孔像Ｍの照度勾配からこの（１）（２）式を
用いて被検眼Ｅの乱視軸θ０及び楕円率ｅを算出するこ
とができる。

次いで、乱視軸角θ０方向及びそれと直交する方向での
被検眼Ｅの屈折力を算出することになるが、眼底Ｅｒで
反射された光束は、屈折力に従って屈折されてぼけ楕円
Ｓを作るので、成る一方向での楕円Ｓの径はその方向で
の被検眼Ｅの屈折力に比例する。つまり、成る一方向の
眼屈折力によってその方向での楕円Ｓの径が拡大又は縮
小されている。そこで、楕円Ｓの成る方向の径をＬとす
ると、その方向のデイオプタ値りは、この径りと比例関
係にあって、次式（３）で与えられる。

Ｄ＝　−（Ｌ／ｄｏ　）　　・Ｄｏ　　　　　　　　　
＝ｉ３）ここで、Ｄｏは光源位置における基準デイオプ
タ値、ｄｏは瞳孔径である。従って、最終目的である被
検眼Ｅの乱視角θ０方向のデイオプタ値Ｄａ又はそれと
直交する方向のデイオプタ値Ｄｂを算出するためには、
楕円Ｓの乱視角θ０方向又はそれと直交する方向の径り
に相当する楕円Ｓの長径Ｌａ又は短径Ｌｂを得る必要が
あるが、この長径Ｌａ及び短径Ｌｂは瞳孔像Ｍの照度分
布からは直接算出することができない。そこで、第７図
に示すように先ず楕円Ｓの水平方向器−Ｈ２での径Ｌ１
及び垂直方向Ｖｌ−Ｖ２テ（７）径Ｌ２を算出し、この
２個の径Ｌ１、Ｌ２を用いて長径Ｌａ及び短径Ｌｂを導
出することになる。

光源５ａのみを点灯した場合の瞳孔像Ｍの２点Ｐ１ｍ”
、Ｐ２ｍ　’における照度比をＡＩ、コントラストをＢ
ｌとし、光源５ｂのみを点灯した場合の瞳孔像Ｍの２点
Ｑ１ｍ’、０２ｍ　’における照度比をＡ２、コントラ
スト比を８２とすると、径ＬＬ、　Ｌ２は次式（４）〜
（月で与えられる。これらの照度比、コントラストは例
えば２つの領域を基に算出することもできる。

そして、この場合の間隔は領域の重心間距離とすればよ
い。

Ｌ１＝　（（ＡＩ　−１）　／　（Ａｔ＋　１１）・２
Ｉ２　・・・（４）Ｌ１＝Ｂ１・２Ｊ２　　　　　　　
　　　　　・・−（５）Ｌ２＝　（（Ａ２−１　）　／
　（Ａ２＋　１　））・２ｉ　・・・（６）Ｌ２＝８２
・２Ｉ２　　　　　　　　　　−・・（７）ここで、氾
は第２図に示す光源５ａ、５ｂの開口部３Ｃ側部分の長
さであり、径ＬＬ、　Ｌ２と長径Ｌａ、短径Ｌｂとの関
係は両者の幾何学関係から導出される。

第７図は乱視角θ０方向をＸ軸に一致させて楕円Ｓをｘ
−ｙ直交座標平面に描いたものであり、楕円Ｓは式（８
）、又は角度θをパラメータとした式（９）で与えられ
る。

ｘ２／　（４Ｌａ”　）　＋ｙ２／　（４Ｌｂ”　）　
＝１・・・（８） ｘ＝　　（１／２）Ｌａ・　ｃｏｓθ ｙ＝　　（１／２）Ｌｂ−ｓｉｎθ　　　　　　　−（
９）また、第７図の楕円Ｓにおいて、水平方向器−Ｈ２
から角度Ｑ１をなす方向の２点Ｐ　１　ｍ　”、Ｐ　２
　ｍ　”間の距離をｄｐ”とすると、先の瞳孔像Ｍの径
Ｌ１は線分Ｐ１ｎ＋”Ｐ２ｍ”の乱視角Ｂ０方向への斜
影となって次式（ｌＯ）で与えられ、一方で距離ｄｐ”
は先の式（９）より算出される式（１１）で与えられる
。

Ｌ１＝ｄｐ″・ｃｏｓ（θ０−θ、　）　　　　　・ｆ
ｌｏ）ｄｐ”＝　（Ｌａ”　・ｃｏｓ２θ８ ”　Ｌｂ”　・ｓｉｎ”ｏｒ　）　”２−　［１１）同
様のことが、楕円Ｓ上において水平方向旧−Ｈ２から角
度Ｑ２をなす方向の２点Ｑ１ｍ”、Ｑ２ｍ”に対しても
成立し、２点０１　ｍ　”、０２ｍ”間の距離をｄｑ”
とすると、先の瞳孔像Ｍの径Ｌ２に関して次式（１２）
、（１３）が成立する。

Ｌ２＝　ｄｑ”　・ｃｏｓ　（θｏ　＋９０−〇、　）
　・（１２）ｄｑ”　＝　（Ｌａ”ｃｏｓ”　θ＊　十
Ｌｂ”ｓｉｎ”　θ　）　Ｉ／１・・・（１３） そして、これら４つの式（１０）〜（１３）から逆に、
長径Ｌａ及び短径Ｌｂを与える次式、（１５）、（１４
）が導かれる。

Ｌａ”　　＝　　（Ｌｌ”　　・ｓｉｎ”θｘ　／　ｃ
ｏｓ”　（θ２−θ、）−Ｌ２”　・ｓｉｎ”θ＋　／
　ｓｉｎ”　（θ０−０２））／　　（ｓｉｎ”θｇｃ
ｏｓ”　　θ＋　　　Ｓｉｎ”θ＋ＣＯ８”　　Ｂ２　
）Ｌｂ”　　＝　　（Ｌｌ”　　・ｃｏｓ”θｚ　　／
ｃｏｓ”　（Ｂ０−０１　）−Ｌ２”　　・５ｉｎ２θ
＋　　／ｓｉｎ”　（Ｂ０−０２　））／　　（ｓｉｎ
”θ＋ＣＯ５”　　θ＋　　−５ｉｎ”θｚｃＯ８”　
　θｌ　）・・・（１４） つまり、瞳孔像Ｍ上での角度θ、及び角度Ｂ２方向の照
度比Ａ１、Ａ２又はコントラストＢ１、Ｂ２から、楕円
Ｓの長径Ｌａ及び短径Ｌｂが算出され、最終的には（３
）式によって乱視角Ｂ０方向及びそれと直交する方向の
デイオプタ値Ｄａ及びＤｂが得られることになる。

上述の実施例においては、瞳孔Ｅｐの中心を通過して眼
底Ｅｒを照射する光束について考えているが、瞳孔Ｅｐ
全全体通過する光束についても同様のことがほぼ当ては
まる。光源５ａ、５ｂは線状に限られず、成る程度の幅
を有するスリット光源でもよく、照度勾配を正確に得る
ために、光源５ａ及び５ｂの一端を開口部３Ｃの中心の
光軸０１付近に配置して、そこからのぼけ光束を全て開
口部３Ｃを透過させることが望ましい。また、光源５ａ
及び５ｂの他の一端は、エツジ３ａ及び３ｂの反射側に
同程度に延長して、その寄与も含めた瞳孔像を得る方が
好ましいので、光源５ａ、５ｂとしては複数個のストロ
ボ光源やＬＥＤを一列に設けておいて発光数を変えるこ
とが適当である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るフォトレチノスコープ
は、直交する２方向のエツジを有する遮光板を受像光学
系に設け、これらの２方向のエツジと直交する２方向に
延在する２個の光源を照明光学系に設け、その２個の光
源を個々に点灯して瞳孔像を映像媒体上に受像し、２個
の瞳孔像の最大照度勾配方向と、その方向の光量分布と
から、被検眼の乱視角、乱視度、球面度数を算出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るフォトレチノスコープの実施例を示
し、第１図は構成図、第２図は遮光板及び光源の合成し
た正面図、第３図、第６図、第７図はぼけ光束の説明図
、第４図は映像媒体上の瞳孔像の説明図、第５図は照度
勾配の説明図である。 符号１は映像媒体、２はハーフミラ−３は遮光板、３ａ
、３ｂはエツジ、３Ａ、３Ｂは遮光部、３Ｃは透過部、
４はレンズ、５は光源、６は演算回路、７はフレームメ
モリである。 特許出願人　　キャノン株式会社 響 郵

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検眼を照明しその眼底での反射光束によって映像
   媒体上に受像した瞳孔像の照度分布から屈折力を測定す
   るフォトレチノスコープにおいて、光軸から外れた位置
   に直交する２方向のエッジを有する遮光板を介して前記
   映像媒体上に瞳孔像を受像する受像光学系と、前記２方
   向のエッジに直交した２方向に延在する２個の光源を用
   いて被検眼を照明する照明光学系と、前記受像光学系と
   照明光学系とを分割する光分割部材と、前記２個の光源
   を個々に点灯して受像した２個の瞳孔像の最大照度勾配
   方向と該方向の光量分布とから、被検眼の乱視角、乱視
   度、球面度数を算出する手段とを有することを特徴とす
   るフォトレチノスコープ。