JPH08206066A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い測定範囲で高精度の屈折測定を行う。 【構成】 光源２３からの測定光は反射プリズム１０、
ダイクロイックミラー１等を経て被検眼Ｅの眼底Erに投
影される。眼底Erからの反射光は同一光路を戻り、可動
レンズ１３、分離プリズム１４等を経て、６個のスポッ
ト光としてテレビカメラ１７の撮像素子１６上に結像す
る。駆動手段１９により可動レンズ１３を駆動して焦点
を合わせ、可動レンズ１８の位置と６個のスポット光の
位置から、信号処理制御手段２５により屈折値を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼科病院や眼鏡店等で
屈折測定等に使用される眼科装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、眼球や眼鏡レンズ等の被検体
の屈折測定装置では、装置の中心光軸に対し所定の広が
りを有する視標が使用され、大きさを順次に変更して被
検体に呈示し、被検者の応答等により屈折値の測定を行
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例では、中心光軸に対し広がりを有する視標を使用し
ているために、被検体の屈折度によっては斜めからの光
束で測定することになり、視標を正確に視認できず測定
精度が悪化するという問題がある。また、広がりの小さ
い視標を使用した測定においても、従来例の場合は受光
センサ上に受光される光束は被検体の屈折度によってそ
の広がりが大きく異なり、合焦できないという問題が発
生し、狭い測定範囲に制限されてしまう。

【０００４】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
測定範囲が広く高精度で屈折測定ができる眼科装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る眼科装置は、視標からの光束を被検体に
透過させ、光軸周りの少なくとも３方向の光束を二次元
位置センサで受光する受光光学系と、前記視標と前記二
次元位置センサがほぼ共役関係となるように前記受光光
学系の光学部材を光軸方向に移動する移動手段とを有
し、受光した前記二次元位置センサ上の光束位置と前記
光学部材の位置に基づいて被検体の屈折値を求めること
を特徴とする。

【０００６】

【作用】上述の構成を有する眼科装置は、視標からの光
束を被検体に透過させ、測定光源による被検体からの反
射光の内、光軸周りの少なくとも３方向の光束を受光セ
ンサで受光する際に、光学部材を光軸方向に移動させて
視標と受光センサが共役関係となるように調節し、受光
された受光センサ上の光束位置と光学部材の位置とから
被検体の屈折値を測定する。

【０００７】

【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。図１は第１の実施例のオートレフラクトメータの
構成を示し、被検眼Ｅの前方の光軸O1上には、ダイクロ
イックミラー１、レンズ２、ダイクロイックミラー３、
視度可変レンズ４、固視標５が順次に配列されており、
視度可変レンズ４には駆動手段６が接続され、ダイクロ
イックミラー１の付近には赤外ＬＥＤ光源７が配置され
ている。

【０００８】ダイクロイックミラー１の反射方向に、レ
ンズ８、ミラー９が配置され、ミラー９の反射方向の光
軸O2上には、瞳孔Epと共役な反射プリズム１０を前面に
接着したガラス板１１、図２に示すような大きさの異な
る３個の円形開口を有し瞳孔Epとほぼ共役な開口板１
２、可動レンズ１３、図３に示すような中心対称な６個
の楔形プリズムから成る分離プリズム１４、ダイクロイ
ックミラー１５、撮像素子１６を有するテレビカメラ１
７が順次に配列されている。

【０００９】ここで、開口板１２にはステッピングモー
タ１８が連結されており、ステッピングモータ１８によ
り開口の大きさを選択して光軸O2内に挿入することによ
り、測定に用いる瞳孔Epの領域を変更することができる
ようになっている。また、可動レンズ１３には可動レン
ズ１３を光軸方向に駆動する駆動手段１９が連結されて
いる。

【００１０】ダイクロイックミラー３とダイクロイック
ミラー１５との中心を結ぶ光軸上にはレンズ２０が配置
されており、反射プリズム１０の反射方向の光軸O3上に
は、レンズ２１、中心に小円開口を有し正視眼底Erと共
役な絞り２２、視標用光源として眼底Epにほぼ共役な反
射プリズム１０と共役で、光源７と赤外域の波長が異な
るようにしたＬＥＤ等から成る赤外屈折測定光源２３が
順次に配列されている。なお、反射プリズム１０は光源
２３の像が縁に当たらない程度に大きくすることによ
り、プリズム１０から有害光が生じない。

【００１１】テレビカメラ１７の出力はテレビモニタ２
４、信号処理制御手段２５に接続され、信号処理制御手
段２５の出力は駆動手段６、１９、ステッピングモータ
１８に接続されている。

【００１２】赤外ＬＥＤ光源７が点灯し被検眼Ｅの前眼
部が照明されると、前眼部からの反射光は光軸O1上を進
み、ダイクロイックミラー１、レンズ２を通ってダイク
ロイックミラー３で反射され、レンズ２０を介してダイ
クロイックミラー１５で反射され、テレビカメラ１７の
撮像素子１６に結像し、テレビモニタ２４上に前眼部像
Ｅ’が映出される。一方、固視標５からの光束は光軸O1
上をレンズ４、ダイクロイックミラー３、レンズ２、ダ
イクロイックミラー１の順に進んで被検眼Ｅに至り、被
検者は固視標５を視認する。

【００１３】検者は先ずテレビモニタ２４上において、
光軸中心に相当する位置に表示されているアライメント
マークＡに、瞳孔像Ep’が合致するように装置の位置合
わせを行う。位置が合ったことを確認した後に、図示し
ない操作桿上の屈折力測定用釦を押す。この瞬間に光源
７がより強く発光し、テレビモニタ２４上の１画面分の
前眼部像Ｅ’がテレビカメラ１７から信号処理制御手段
２５の内蔵メモリに取り込まれる。信号処理制御手段２
５はこの画像から瞳孔Epの縁をレベル差で認識し瞳孔径
を算出する。光源７を強く発光することにより、瞳孔Ep
の縁を判別する画像処理が容易に行うことができる。瞳
孔Epの縁はアライメントマークＡを横切る水平走査線Ｐ
の１本又は数本の映像信号から計算する。

【００１４】算出された瞳孔径に合わせてステッピング
モータ１８が駆動して、開口板１２の開口の大きさが選
択される。このときの開口の大きさは瞳孔面での測定光
束径を規定し、テレビモニタ２４の画面上のアライメン
トマークＡは、開口板１２の開口の大きさを表してい
る。従って、検者はどの開口がセットされているかをモ
ニタ２４面のマークＡを見て知ることができる。アライ
メントが合っているときは、アライメントマークＡを横
切る走査線Ｐは必ず瞳孔Epの縁と交叉することになる。
従って、この走査線Ｐの信号から瞳孔Epの横径を求める
ことができる。

【００１５】次に、屈折度測定を行うために光源７を消
灯し光源２３を点灯する。光源２３からの測定光は、絞
り２２、レンズ２１を進み、反射プリズム１０で反射さ
れて光軸O2上を進みミラー９で反射され、対物レンズ８
を通って、ダイクロイックミラー１で反射され、被検眼
Ｅの瞳孔Epの中心から眼底Erに視標としてのスポット光
を投影する。

【００１６】眼底Erからの反射光は同じ光路を戻り、反
射プリズム１０の周囲、開口板１２、可動レンズ１３、
分離プリズム１４、ダイクロイックミラー１５を通り、
テレビカメラ１７の撮像素子１６上に図４に示すような
６個のスポット光Ｓとして受光される。

【００１７】駆動手段１９により可動レンズ１３を駆動
して、これらのスポット光Ｓが合焦する位置に移動す
る。このとき、画像処理で画面の合焦状態を判別するこ
とは難しいので、中心走査線PO上のスポット光Ｓ間の間
隔を判別して、可動レンズ１３の位置決めを行う。可動
レンズ１３は分離プリズム１４の前方に配置されている
ので、焦点が合っているときは被検眼Ｅの屈折度に拘わ
らず、撮像素子１６に受光されるスポット光Ｓ間の間隔
は一定となっている。

【００１８】所定の間隔になったときの可動レンズ１３
の位置で、６個のスポット光Ｓの画像を信号処理制御手
段２５のメモリに取り込み、６個のスポット光Ｓのそれ
ぞれの位置を演算する。乱視がある場合は、水平以外の
径線のスポット光Ｓの焦点は完全には合致しないが、そ
れ程ぼけることはないので、スポット光Ｓの位置を正確
に認識することができ、精度の良い測定が可能である。
このように３径線以上で屈折値を算出することができる
ので、６個のスポット光Ｓの位置と可動レンズ１３との
位置から、乱視を含む被検眼Ｅの屈折値を決定すること
が可能となる。

【００１９】上記の測定プロセスは検者が測定ボタンを
押した後は自動的に行われる。分離プリズム１４として
逆円錐形を使うこともできる。６個のスポット光Ｓの像
は円環状となるので、この円環の大きさと形状から屈折
度を求める。また、可動レンズ１３の位置を予め離散的
に設定しておき、最も合焦に近い状態となる位置で測定
するようにしてもよい。

【００２０】屈折度測定釦を押したときに瞳孔径を測定
するようにすると、前眼部像は焦点が合い、かつアライ
メントも合った状態なので、瞳孔Epの認識を精度良くか
つ容易に行うことができる。更に、測定時の瞳孔径も正
確に測定できるので、屈折値に対応した瞳孔径をテレビ
モニタ２４や図示しないプリンタに表示して、その相関
性を１目で判別するようにすることもできる。また、屈
折測定時の光束径を被検者の瞳孔径に合わせて変更する
ようにすれば、自覚屈折測定時の瞳孔径で正確に他覚屈
折測定を行うことが可能である。

【００２１】図５は第２の実施例を示し、眼鏡レンズの
屈折度を測定するレンズメータの構成を示し、図６に示
すように光軸O4を中心に対称的に配置された４個の光源
３０の前方に、レンズ３１、光源３０と共役な図７に示
すように中心に小円開口を有し光軸O4方向に可動な可動
絞り３２、レンズ３３、図８に示すように４開口絞り３
４、被検レンズＬ、レンズ３５、このレンズ３５の焦点
に配置された光位置検出器３６が順次に配列されてい
る。光位置検出器３６の出力は信号処理制御手段３７に
接続され、信号処理制御手段３７の出力は可動絞り３２
を動かす駆動手段３８に接続されている。

【００２２】４個の光源３０を順次に点灯すると、光源
３０からの光束は、レンズ３１、可動絞り３２、レンズ
３３、４開口絞り３４、被検レンズＬ、レンズ３５を通
り光位置検出器３６に受光される。これらの受光された
スポット光Ｓの位置から信号処理制御手段３７が演算を
行って、被検レンズＬの屈折値が求められる。駆動手段
３８により可動絞り３２を光軸O4方向に駆動して光位置
検出器３６に共役な位置に移動し、この位置で４個の光
源３０を順次に発光させ、光位置検出器３６での受光信
号から屈折値を算出する。

【００２３】被検レンズＬが球面レンズであれば、光位
置検出器３６上での４つの光束は、被検レンズＬの屈折
度に対応した光軸O4上の可動絞り３２の位置に集光する
ので、可動絞り３２の位置から屈折度を求めることがで
きる。

【００２４】光位置検出器３６に二次元的光束位置をア
ナログ信号で出力し、それぞれをＡＤ変換してメモリに
入力しコンピュータで計算を行う。視標となる可動絞り
３２の開口は光軸O4上において小開口なので、屈折度に
拘わらず光軸O4に平行な光束が使用され高精度の屈折測
定が実施できる。また、光位置検出器３６上において４
つの光束は集光位置で測定するので、屈折度によって光
束が位置検出器３６を外れるようなことはなく、その非
直線性の影響も受け難い。

【００２５】図９は第３の実施例を示し、図５に示すレ
ンズ３５の後に４個の楔プリズムから成る分離プリズム
４０が挿入され、光位置検出器３６の代りに二次元ＣＣ
Ｄセンサ４１が配置されており、その他は図５と同様で
あり、同じ符号は同じ部材を表している。４個の光源３
０は同時に点灯し、ＣＣＤセンサ４１上には図１０に示
すように光源３０によるスポット光Ｓが結像する。可動
絞り３２がＣＣＤセンサ４１に共役位置にあるときは、
４個のスポット光Ｓの広がりは屈折度によらず一定であ
る。

【００２６】分離プリズム４０は４開口絞り３４の４つ
の開口からの４光束をそれぞれ光軸O4から離れる方向に
屈折させる。共役位置の設定は水平線上の２個のスポッ
ト光Ｓの間隔をモニタしながら可動絞り３２を動かして
行い、所定の間隔になったときにＣＣＤセンサ４１の像
を全てメモリに取り込み、４個のスポット光Ｓのそれぞ
れの位置を計算して乱視度を含む屈折値を求める。被検
レンズＬの前に分離プリズム４０が配置されているの
で、レンズＬを光軸に垂直に動かしたときに４個のスポ
ット光Ｓは全体に広がった状態でＣＣＤセンサ４１上を
移動するが、ＣＣＤセンサ４１にスペースが十分にある
ので簡単に外れるようなことはない。

【００２７】このように本実施例では、合焦位置におい
て光束を受光するようにしているために、光束位置の検
出精度が高くなる。また、ディオプタにより受光センサ
上での光束の広がりが変らないので、投影倍率を上げて
精度を上げることができ、また測定範囲を広げることが
できる。更に、広がりが少ない視標を使用するので、斜
め光束による測定はなく、常に精度の良い測定を行うこ
とができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る眼科装
置は、被検体の屈折度に拘わらず常に光軸付近の光束を
使用することができるので、精度の良い測定が可能とな
る。また、受光センサ上で光束が屈折度によってそれ程
広がらないので、受光センサが有効に使用でき、測定範
囲を広くとることができる。更に、ピントの合った位置
で光束の位置を認識するので、精度の高い認識が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】開口板の平面図である。

【図３】分離プリズムの正面図である。

【図４】６個の光束像の説明図である。

【図５】第２の実施例の構成図である。

【図６】４個の光源の配置の説明図である。

【図７】可変絞りの平面図である。

【図８】４開口絞りの平面図である。

【図９】第３の実施例の構成図である。

【図１０】４個の光束像の説明図である。

【符号の説明】

５ 固視標 ７、２３、３０ 光源 １０ 反射プリズム １２ 開口板 １４ 分離プリズム １７ テレビカメラ ２４ テレビモニタ ２５、３７ 信号処理制御手段 ３６ 光位置検出器 ４１ ＣＣＤセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 視標からの光束を被検体に透過させ、光
   軸周りの少なくとも３方向の光束を二次元位置センサで
   受光する受光光学系と、前記視標と前記二次元位置セン
   サがほぼ共役関係となるように前記受光光学系の光学部
   材を光軸方向に移動する移動手段とを有し、受光した前
   記二次元位置センサ上の光束位置と前記光学部材の位置
   に基づいて被検体の屈折値を求めることを特徴とする眼
   科装置。