JPH069544B2 - 眼測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、角膜曲率半径や角膜乱視等を測定するために
用いられる眼測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこのような眼測定装置では、複数のラインセンサ
上での光束位置より測定する方式を採っていたので、大
型化しかつ光束の部分検出になるために光の有効利用が
できなかった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、このような問題を改善し、構成が比較
的簡素で信号処理が容易であり、更には高精度な眼測定
装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、被検眼の
眼底に光束を照射し眼底からの反射光を対物レンズを介
して二次元光位置検出器で受光して被検眼の眼屈折情報
を測定する眼屈折測定系と、被検眼の前眼部に光束を照
射し角膜反射像を前記対物レンズを介して二次元光位置
検出器で受光して角膜形状情報を測定する角膜情報測定
系とを有し、前記眼底反射光と角膜反射像は何れも複数
の光束として前記二次元光位置検出器に入射し、眼底反
射光の複数の光束の二次元光位置検出器上での位置関係
から被検眼の眼屈折情報を測定し、角膜反射像の複数の
光束の前記二次元光位置検出器上での位置関係から角膜
形状情報を測定することを特徴とする眼測定装置であ
る。

［発明の実施例］ 例えば、第１図は本発明を理解するための第１の例を示
し、被検眼Ｅに対向して対物レンズ１が配置され、この
対物レンズ１の後方には絞り２、光分割部材３、４、円
柱レンズ５ａ、ＣＣＤ等から成る一次元センサアレイ６
ａが配列されている、また、光分割部材３の反射方向に
円柱レンズ５ｂ、一次元センサアレイ６ｂが配列され、
光分割部材４の反射方向に円柱レンズ５ｃ、一次元セン
サアレイ６ｃが配列されている。また、光軸Ｏを中心に
して第２図に示すように、等角度等距離に６個の測定光
源７ａ〜７ｆが配置されている。これらの測定光源７ａ
〜７ｆには発光ダイオード等の点状光源が用いられ、少
なくとも３径線方向にそれぞれ２個ずつ配置され、測定
光源７ａと７ｄ、７ｂと７ｅ、７ｃと７ｆは各径線Ａ
Ｄ、ＢＥ、ＣＦ方向に配置されている。ただし、被検眼
Ｅの角膜Ecと装置のアライメントが合致している場合に
は各径線ごとに光源７は１個ずつでもよい。

円柱レンズ５ａの母線方向と、一次元アレイセンサ６ａ
のアレイ配列方向は径線ＡＤ方向にあり、円柱レンズ５
ａは光束を一次元アレイセンサ６ａ上に集光する働きを
なすものである。同様に、他の円柱レンズ５ｂの母線方
向と一次元アレイセンサ６ｂの配列方向、及び円柱レン
ズ５ｃの母線方向と一次元アレイセンサ６ｃの配列方向
は、それぞれ各径線ＢＥ方向及びＣＥ方向になってい
る。また、各円柱レンズ６の母線と垂直な方向で、絞り
２と各一次元アレイセンサ７とは各円柱レンズ６により
共役になっている。

この例において、測定光源７ａ、７ｄは被検眼Ｅの角膜
Ec上にそれぞれ虚像７Ａ′、７Ｄ′を形成し、またこれ
らの像７Ａ′、７Ｄ′は対物レンズ１により絞り２、光
分割部材３、４及び円柱レンズ５ａを通って一次元アレ
イセンサ６ａに投影される。同様に、測定光源７ｂ、７
ｅの像は光分割部材３により反射され、円柱レンズ５ｂ
を通って一次元アレイセンサ６ｂに投影される。更に、
測定光源７ｃ、７ｆの像も光分割部材４により反射さ
れ、円柱レンズ５ｃを通り一次元アレイセンサ６ｃ上に
投影される。この場合に、作動距離による誤差を受け難
くするため、絞り２を対物レンズ１の後側焦点位置の近
傍に配置することが望ましい。

第３図は円柱レンズ５ａと一次元アレイセンサ６ａの説
明図であり、虚像７Ａ′、７Ｄ′は一次元アレイセンサ
６ａ上では虚像７Ａ″、７Ｄ″となるから、これらの位
置を求めればよい。このようにして求められた３径線上
の位置から、角膜曲率半径や角膜乱視等の角膜形状を測
定することができる。

角膜Ecは一般に乱視があるので回転楕円面と仮定する。
先ず、光軸Ｏ上に角膜Ecの曲率中心がない場合は、一次
元アレイセンサ７上の２つの像は中心に対し非対称とな
る。即ち、第３図に示す２つの像７Ａ″、７Ｄ″の中心
座標が径線ＡＤ方向の偏心を表すことになり、２方向の
偏心を表すことになる。従って、２方向の中心座標によ
り二次元的偏心が測定できる。

また、偏心があっても像の間隔は不変であり、この間隔
は角膜Ecの反射球面屈折力と反射円柱屈折力のその径線
方向成分との和に反比例する。この関係から、３径線合
わせて３つの関係式が得られることになり、未知数は球
面、円柱屈折力及びその角度の３つであるから、これら
の連立方程式から球面屈折力等を算出することが可能で
ある。

第４図は本発明を理解するための第２の例を示し、ここ
で第１図と同じ番号は同一部材を表わしている。この実
施例においては、第１図の光分割部材３、４を用いる代
りに円柱レンズ板８が用いられている。この円柱レンズ
板８は第５図(a)に示すように、３径線ＡＤ、ＢＥ、Ｃ
Ｆの方向にそれぞれ母線を持つ６個の円柱レンズ８ａ〜
８ｆによって構成され、かつその側面形状は第５図(b)
に示すような楔形状になっていて、光束を光軸Ｏ方向に
屈折させる機能を持っている。光位置センサとして第６
図に示すような撮影用ＣＣＤ等の二次元エリアアレイセ
ンサ９が用いられている。

径線ＡＤ、ＢＥ、ＣＦの線上に像７Ａ″、７Ｄ″等が投
影されるから、これらの像７Ａ″、７Ｄ″の間隔から上
述のように角膜形状を測定することができる。円柱レン
ズ板８は６個の光源像からの光束が、絞り２を通過して
分離した位置に配置され、同様に母線と垂直方向で絞り
２とエリアアレイセンサ９とを共役にしている。また、
楔形状の円柱レンズ８ａ〜８ｆによる偏向作用は、精度
を上げるため拡大した像の光束をエリアセンサアレイ９
内に入射することに役立っている。

第７図は本発明の実施例を示し、この実施例は眼屈折測
定と角膜形状測定の双方の機能を有し、かつ受光部を共
用している。先ず、角膜形状測定系については、点状光
源である測定光源７ａ〜７ｄは第１図の場合と同様に配
置されているが、対物レンズ１の後方にはダイクロイッ
クミラー１０が斜設され、その反射側の光軸にはレンズ
１１、絞り１２、円柱レンズ板１３、レンズ１４が順次
に配置されている。レンズ１４の後方には光路変換用の
全反射ミラー１５を介してレンズ１６、ダイクロイック
ミラー１７、円柱レンズ板１８、二次元アレイセンサ１
９が順次に配置されている。

ここで、絞り１２は対物レンズ１及びレンズ１１から成
る光学系の後側焦点位置附近に置かれ、円柱レンズ板１
３は円柱レンズに関しては第５図に示す円柱レンズ板８
と同様な構成になっており、楔形状による偏向方向はＡ
Ｄ、ＢＥ、ＣＦ方向である。レンズ１４はフィールドレ
ンスであり、この面に角膜像が投影され、この面をレン
ズ１６により二次元アレイセンサ１９上に投影するよう
になっている。ダイクロイックミラー１７は測定光源７
ａ〜７ｄ等からの波長光を透過する特性のものとされて
いる。なお、６個の測定光源７ａ〜７ｆは１個ずつ点灯
することになる。円柱レンズ板１８は第８図に示すよう
に、測定径線方向に母線を有する３つの円柱レンズ１８
ａ、１８ｂ、１８ｃから成り、二次元アレイセンサ１９
の近傍に位置し、母線垂直方向の光を集光する作用をな
すものである。

二次元アレイセンサ１９上に投影された像は例えば第９
図に示すようになり、測定径線と同じ径線ＡＤ、ＢＥ、
ＣＦで示す特定の径線上に光束が投影されるから、これ
らの径線上の２光点の距離から角膜形状を測定すること
が可能である。

次に、眼屈折測定系については、光軸Ｏ上のダイクロイ
ックミラー１０の背後の穴あきミラー２０に続いて絞り
２１、レンズ２２、屈折測定用光源２３が順次に配置さ
れ、穴あきミラー２０の反射側の光軸には６穴絞り２
４、レンズ２５、プリズム板２６及びダイクロイックミ
ラー１７が配置されている。

屈折測定用光源２３からの波長光は、ダイクロイックミ
ラー１０を通過し、ダイクロイックミラー１７を反射す
るようになっている。屈折測定用光源２３には発光ダイ
オード等の点状光源が用いられ、これは正視の被検眼Ｅ
の眼底Erと共役に配置することが望ましい。屈折測定用
光源２３はレンズ２２により対物レンズ１の後側焦点附
近に結像される。絞り２１は中心に開口を有し、被検眼
Ｅの瞳と略共役になっている。また、６穴絞り２４は第
１０図に示すように、光軸を中心にして等距離等角度に
設けられた６個の開口２４ａ〜２４ｆを有し、同様に瞳
に共役に配置されている。プリズム板２６は第１１図に
示すように６個の楔プリズム２６ａ〜２６ｆによって構
成され、また二次元アレイセンサ１９は円柱レンズ１８
ａ、１８ｂ、１８ｃの屈折力を考慮しないとき屈折測定
用光源２３と共役になっている。

被検眼Ｅの眼底Erから反射してきた光束は穴あきミラー
２０で反射され、６穴絞り２４の開口を通りレンズ２５
により二次元アレイセンサ１９に投影される。この場合
に、６穴絞り２４は瞳に共役であるから、瞳周辺の３径
線方向の６個所から反射光を取り出すことができる。

プリズム板２６がない場合には、正視の被検眼Ｅの眼底
Erからの６光束は中心の一点に集中することになるが、
プリズム板２６はこれらの６光束の位置を独立に測定で
きるように二次元アレイセンサ１９上で分離し、かつ円
柱レンズ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの各方向に偏向する作
用を果たしている。例えば、６穴絞り２アの開口２４
ａ、２４ｄから出射した光束は、円柱レンズ１８ａを通
って二次元アレイセンサ１９上で径線ＡＤ上に至る。ま
た、６穴絞り２４の開口２４ｂ、２４ｅからの光束は円
柱レンズ１８ｂを通って径線ＢＥ上に至り、同様に開口
２４ｃ、２４ｆからの光束は径線ＣＦ上に到達するか
ら、これらの各径線上の２光点の間隔から各径線方向の
屈折力を測定できる。即ち、３径線方向の屈折力が求ま
り、径線方向の変化を正弦波的と仮定すれば、円球屈折
力、乱視度、乱視角から成る眼屈折値を求めることがで
きる。

上述の実施例は、３径線の場合を示したが、勿論３径線
以上でも同様に適用できることは云うまでもない。ま
た、光位置センサはアレイセンサを用いた場合を説明し
たが、例えば半導体光位置検出器（ポジションディテク
タ）等のアナログ型光位置センサを用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る眼測定装置は、眼屈折
測定系と角膜情報測定系の何らも、複数の光束の二次元
光位置検出器上での位置関係を基に測定を行うため、従
来の装置に比べて小型化が可能であり、また反射光束を
有効利用でき精度の高い測定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明を理解するための例を示し、第
１図は第１の例の光学的構成図、第２図は測定光源の配
置例の正面図、第３図は円柱レンズと一次元アレイセン
サの関係の説明図、第４図は第２の例の構成図、第５図
(a)は円柱レンズ板の正面図、(b)は側面図、第６図はエ
リアアレイセンサ上の光点の説明図、第７図以下は本発
明に係る眼測定装置の実施例を示し、第７図は構成図、
第８図は円柱レンズ板の正面図、第９図はアレイセンサ
と光点との関係の説明図、第１０図は６穴絞りの正面
図、第１１図はプリズム板の正面図である。 符号１は対物レンズ、１２、２１は絞り、７ａ〜７ｆは
測定光源、１３、１８は円柱レンズ板、１９は二次元エ
リアアレイセンサ、１０、１７はダイクロイックミラ
ー、２０は穴あきミラー、２３は屈折測定用光源、２４
は６穴絞り、２６はプリズム板である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検眼の眼底に光束を照射し眼底からの反
   射光を対物レンズを介して二次元光位置検出器で受光し
   て被検眼の眼屈折情報を測定する眼屈折測定系と、被検
   眼の前眼部に光束を照射し角膜反射像を前記対物レンズ
   を介して二次元光位置検出器で受光して角膜形状情報を
   測定する角膜情報測定系とを有し、前記眼底反射光と角
   膜反射像は何れも複数の光束として前記二次元光位置検
   出器に入射し、眼底反射光の複数の光束の二次元光位置
   検出器上での位置関係から被検眼の眼屈折情報を測定
   し、角膜反射像の複数の光束の前記二次元光位置検出器
   上での位置関係から角膜形状情報を測定することを特徴
   とする眼測定装置。