JPH1172417A - 光学系の屈折力測定装置およびそれを用いた光学系の屈折力測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 眼等の被検光学系における屈折力の測定と、
曲率半径の測定を、併せて行うことが出来る、新規な構
造の屈折力測定装置を提供すること。 【解決手段】 屈折力測定のために、光束を平板形状の
回転板１８で断続することにより、被検光学系１０に投
射される移動光束を得るようにした屈折力測定装置にお
いて、被検光学系の表面の曲率半径測定のために、被検
光学系からの反射光を、上記回転板１８を利用して断続
せしめるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、光学系の屈折力測定装置に係
り、特に眼等の光学系において、その屈折力の測定と共
に、表面の曲率半径の測定を、併せて行うことが出来
る、新規な構造の屈折力測定装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】人眼や光学器械用レンズ等の各種光学系に
おいて、その光学特性を知るために、屈折力だけでな
く、表面の曲率半径の測定も必要となる場合がある。そ
の際、屈折力の測定に際しては、例えば、特開昭６１−
２８０５４３号公報や特開昭６３−４６１３０号公報，
特開平４−５４９３４号公報等に記載されているよう
に、移動方向に対する傾斜角度が異なる二つ以上の境界
線を有する断続的な移動光束を、光学系に投射せしめ
て、該光学系を透過した移動光束の状態に基づいて、光
学系の屈折力を求める屈折力測定装置が、採用され得
る。また一方、表面の曲率半径の測定に際しては、一般
に、光学系の表面に複数の固定光束を投射せしめて、そ
れらの反射光をＣＣＤ等の二次元素子で検出し、この検
出データから画像処理と演算によって、光学系の表面の
曲率半径を求める曲率半径測定装置が、採用されてい
る。また、特公平５−３９４０３号公報においては、二
次元素子に代えて、光学系の表面における各固定光束の
投射位置に対応した位置に、それぞれ受光素子を配設す
ると共に、各受光素子に入射される反射光をドラム式回
転チョッパ等で断続せしめて、それら各受光素子によっ
て検出される各固定光束の反射光の位相差に基づいて光
学系の表面の曲率半径を求めるようにした曲率半径測定
装置が提案されている。

【０００３】ところで、屈折力測定装置と曲率半径測定
装置は、その基本的原理を全く異にするものであって、
屈折力測定装置では、被検光学系を透過して屈折された
光束を測定するのに対して、曲率半径測定装置では、被
検光学系で反射された光束を測定するのであり、それ
故、従来では、両装置は、当然のことながら、別々のも
のとして製造され、それぞれの測定に供されていた。

【０００４】そして、一つの光学系の光学特性を知るた
めに屈折力と曲率半径の両方を測定したい場合には、被
検光学系に対して屈折力測定装置をセッティングし、照
準等の調節を行って、所定の操作にて屈折力を測定した
後、該被検光学系に対して曲率半径測定装置をセッティ
ングし、照準等の調節を行って所定の操作にて曲率半径
を測定しなければならなかった。

【０００５】そのために、従来の屈折力測定装置と曲率
半径測定装置を用いた、被検光学系の屈折力と曲率半径
の測定に際しては、両装置をそれぞれ独立してセッティ
ングし、調節して、各別に測定しなければならず、検者
にとって操作が面倒であると共に、眼の光学特性を測定
する場合には、被検者の負担も大きく、測定に時間がか
かっていた。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、請求項１〜５に記載の本発
明は、何れも、上述の如き事情を背景として為されたも
のであって、その解決課題とするところは、眼等の被検
光学系における屈折力と曲率半径を、単一の装置によっ
て連続的に、且つ速やかに測定することの出来る、新規
で且つ簡単な構造の屈折力測定装置を提供することにあ
る。

【０００７】また、請求項６に記載の本発明は、そのよ
うな本発明に従う構造とされた屈折力測定装置を用い
て、被検光学系の屈折力と曲率半径を、より効率的に且
つ速やかに測定することの出来る屈折力測定方法を提供
することを、目的とする。

【０００８】

【解決手段】そして、このような課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明の特徴とするところは、光透
過率の異なる領域の境界線が回転方向に対する二種以上
の傾斜角度をもって形成された平板形状の回転板が、第
一の光源と被検光学系の間に配されて一軸回りに回転せ
しめられることにより、断続された移動光束が該被検光
学系に投射されるようになっており、該被検光学系を透
過せしめられた移動光束の状態に基づいて該被検光学系
の屈折力を求めるようにされた光学系の屈折力測定装置
において、前記被検光学系の周囲に配されて該被検光学
系の表面に固定光束を投射せしめる第二の光源を少なく
とも三つ設けると共に、該被検光学系による該固定光束
の反射光を検知する複数の受光素子を、各光検知面が該
被検光学系の表面に対する各固定光束の投射位置にそれ
ぞれ対応し且つ共役となるように配し、更に、それら被
検光学系と各受光素子の間に前記回転板を位置せしめ
て、該回転板における前記境界線で該各固定光束の反射
光を断続せしめることにより、該各受光素子によって検
出される該各固定光束の反射光の位相差に基づいて該被
検光学系の表面の曲率半径を求めるようにしたことにあ
る。

【０００９】このような請求項１に記載の発明に従う構
造とされた屈折力測定装置においては、屈折力を測定す
るために被検光学系に投射される光束を断続的な移動光
束とするためのチョッピング手段として、平板形状の回
転板が採用されており、そして、この回転板を通過する
ようにして、曲率半径を測定するための反射光の光路が
設定されている。それによって、単一の回転板により、
屈折力を測定するために投射光束を断続せしめるチョッ
ピング手段と、曲率半径を測定するために反射光束を断
続せしめるチョッピング手段が、構成されているのであ
り、このように主要部品を共用することによって、屈折
力と曲率半径を何れも測定することの出来る新規な測定
装置が、簡単で且つコンパクトを構造をもって実現され
得たのである。

【００１０】しかも、平板形状の回転板を採用したこと
により、ドラム式のチョッピング手段を採用する場合に
比して、屈折力を測定するための第一の光源と曲率半径
を測定するための受光素子やそれらの調節機構等の配設
スペースを、該回転板の一方の側（被検光学系とは反対
の側）において、容易に且つ有利に確保することが可能
であると共に、屈折力を測定するための投射光の光路と
曲率半径を測定するための反射光の光路を容易且つシン
プルに形成することが出来るといった利点もある。

【００１１】また、曲率半径の測定機構において、反射
光の検出手段が複数の受光素子で構成されており、それ
らの受光素子で検知された反射光の位相差に基づいて曲
率半径が求められるようになっていることから、ＣＣＤ
等の二次元素子を採用する場合に比して、ハードおよび
ソフトの両面から簡略化と低コスト化が図られて、測定
時間の短縮が有利に図られ得るのである。

【００１２】そして、かかる屈折力測定装置において
は、曲率半径の測定を速やかに行うことが出来ることか
ら、被検光学系に対して装置をセッティングした状態下
で、屈折力の測定と曲率半径の測定とを、一連の操作に
よって連続的に且つ速やかに行うことが出来るのであ
り、検者の労力が大幅に軽減されると共に、眼の検査に
際しての被検者の負担も大幅に軽減されるのである。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に従う構造とされた屈折力測定装置におい
て、前記第一の光源と前記第二の光源が択一的に点灯さ
れて、該第一の光源を利用した前記被検光学系の屈折力
の測定と、該第二の光源を利用した該被検光学系の表面
の曲率半径の測定とが、選択的に実施されるようにした
ことを、特徴とする。

【００１４】このような構造とされた屈折力測定装置に
おいては、屈折力の測定に際しての第二の光源からの光
による悪影響や、曲率半径の測定に際しての第一の光源
からの光による悪影響が、何れも有利に解消され得て、
測定精度の向上が達成されるのである。なお、第一の光
源を利用した屈折力の測定と第二の光源を利用した曲率
半径の測定は、例えば一定の時間間隔で切り換えて順番
に或いは交互に連続して行うことが出来るが、その他、
それらの何れか一方だけを行うことも勿論可能である。

【００１５】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明に従う構造とされた屈折力測定装置
において、前記第二の光源が六つ設けられていると共
に、前記受光素子が、それら各第二の光源による前記固
定光束の前記被検光学系の表面における各投射位置に対
応して六つ配設されていることを、特徴とする。

【００１６】このような構造とされた屈折力測定装置に
おいては、第二の光源の幾つかが故障した場合にも、残
りの第二の光源を利用して測定を行うことが出来るので
あり、また、四つ以上の受光素子による検出信号を利用
することにより、曲率半径の測定精度の向上を図ること
も可能となる。

【００１７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至３の何れかに記載の発明に従う構造とされた屈折力
測定装置において、前記回転板の回転位置を検出する位
置センサが設けられており、該位置センサの出力信号に
よって該回転板における前記境界線の位置が認識可能と
されていると共に、かかる回転板の連続的な回転状態下
で、該位置センサの出力信号に基づいて、前記第一の光
源を利用した前記被検光学系の屈折力の測定と、前記第
二の光源を利用した前記被検光学系の表面の曲率半径の
測定とが、切り換えられるようにしたことを、特徴とす
る。

【００１８】このような構造とされた屈折力測定装置に
おいては、回転板の回転角度を基準として屈折力の測定
と曲率半径の測定が切り換えられることから、屈折力の
測定に際して投射される移動光束の数や、曲率半径の測
定に際して受光される断続光の数を、それぞれ適当に設
定することが出来るのであり、切換間隔を調節すること
により、屈折力と曲率半径を連続的に測定するに際し
て、測定精度を確保しつつ時間的な測定効率を向上させ
ることが可能となるのである。

【００１９】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４の何れかに記載の発明に従う構造とされた屈折力
測定装置において、前記回転板に形成された光透過率が
異なる領域の境界線が、該回転板の回転方向に対して＋
４５度と−４５度の傾斜角度をもって、二種類形成され
ていることを、特徴とする。

【００２０】このような構造とされた屈折力測定装置に
おいては、二種類の傾斜角度だけが設定されていること
により、屈折力および曲率半径の測定に際しての演算処
理が容易となるのであり、しかも、それら二種類の傾斜
角度が、互いに直交する方向に設定されていることか
ら、測定精度も有利に確保され得るのである。それによ
って、測定精度を確保しつつ、測定時間の更なる短縮可
が達成可能となる。

【００２１】さらに、請求項６に記載の発明は、前述の
如き課題を解決するために為されたものであって、その
特徴とするところは、請求項１乃至５の何れかに記載さ
れた光学系の屈折力測定装置を用いて、前記被検光学系
の屈折力と表面の曲率半径をそれぞれ求めるに際して、
前記第一の光源を利用した前記被検光学系の屈折力の測
定と、前記第二の光源を利用した該被検光学系の表面の
曲率半径の測定とを、連続的に行い、それら屈折力の測
定値と曲率半径の測定値を相互に参照し、かかる両測定
値の関係が予め定められた範囲から外れていた場合に、
再度の測定を行う、光学系の屈折力測定方法にある。

【００２２】このような本発明方法に従えば、操作ミス
等の何等かの原因で、一方の測定に大きな誤差が含まれ
ていた場合にも、再度の測定を続けて行うことによっ
て、また初めから装置セッティング操作等を行うことな
く、迅速且つ容易に対処することが出来るのであり、測
定ミス等に起因する検者の労力の増大などが効果的に抑
えられるのである。要するに、請求項１乃至５の何れか
に記載された光学系の屈折力測定装置を用いれば、屈折
力と曲率半径を連続的に測定し、リアルタイムで求める
ことが出来ることから、それら両方の測定値を補完的に
扱うことが可能となるのであり、それによって、測定値
の信頼性の向上や測定ミスに対する対処の容易化等が、
容易に達成可能とされる。なお、屈折力と曲率半径の両
測定値の関係の許容範囲は、被検光学系の種類等に応じ
て、各種の経験値やデータ等から求められることとな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に具体的に明ら
かにするために、本発明の実施形態について、図面を参
照しつつ、詳細に説明する。

【００２４】先ず、図１には、本発明の一実施形態とし
ての眼屈折力測定装置の概略構成が示されている。かか
る屈折力測定装置においては、被検眼１０の屈折力を測
定するための屈折力測定光学系と共に、被検眼１０の角
膜の曲率半径を測定するための曲率半径測定光学系が、
両者の光学系の一部を共用して構成されることにより、
併せて設けられている。

【００２５】より詳細には、屈折力測定光学系は、被検
眼１０に測定光を投射するための発光ダイオード等から
なる第一の光源１２を備えており、この第一の光源１２
からの光が、投影レンズ１４で集光された後、第一のビ
ームスプリッタ１６で反射されて被検眼１０の瞳孔上に
投射されるようになっている。また、投影レンズ１４と
第一のビームスプリッタ１６の間には、回転板としての
プレート１８が配設されており、駆動モータ２０によっ
て、測定光の光軸と平行な回転軸２２の回りに回転駆動
されるようになっている。このプレート１８は、図２に
示されているように、回転軸２２から外周側に向かって
突出する先細形状の歯部２４が周方向に等間隔で４つ形
成されて、全体として略星形状とされていると共に、各
歯部２４の突出先端部を周方向に相互に連結する円環部
２６が、一体形成されている。換言すれば、かかるプレ
ート１８は、全体として円板形状を有しており、周方向
に隣接する歯部２４，２４間において、略扇形の透孔２
８が、周方向に等間隔で４つ形成されているのである。
そして、かかるプレート１８は、歯部２４の突出方向中
央部分が、第一の光源１２からの投射光路２９を遮断し
得るように配設されており、プレート１８が回転される
ことによって、第一の光源１２からの投射光が断続され
てプレート１８の回転方向に移動する移動光束として、
被検眼１０に投射されるようになっている。即ち、プレ
ート１８では、歯部２４と透孔２８によって、互いに光
透過率が異なる二つの領域が周方向に交互に形成されて
いる。また、各歯部２４は、プレート１８の回転方向前
方に位置する前方側端縁３０と、回転方向後方に位置す
る後方側端縁３２とが、何れも直線状とされていると共
に、各歯部２４の前方側端縁３０における回転方向に対
する傾斜角度：ａと、後方側端縁３２における回転方向
に対する傾斜角度：ｂが、それぞれａ＝＋４５度，ｂ＝
−４５に設定されて、互いに９０度の相対的角度差をも
って形成されている。これにより、移動光束の移動方向
両側のエッジ部が、プレート１８の歯部２４の両側端縁
の傾斜角度：ａ，ｂに対応した角度だけ、移動方向に対
して傾斜せしめられるようになっている。

【００２６】そして、このように被検眼１０の瞳孔内に
投射された光束のうち、眼底で反射され、第一のビーム
スプリッタ１６を透過せしめられた光が、集光レンズ３
４で集光され、この集光レンズの焦点位置に置かれた絞
り３６の円形開口部を通じて、第一の受光部材３８に照
射されるようになっている。この第一の受光部材３８
は、受光面が、被検眼１０の角膜に対して略共役とされ
ていると共に、図面上に明示はされていないが、かかる
受光面上には、光軸を挟んで対向位置する二対の光電変
換素子が配設されており、各対を為す光電変換素子が、
被検眼１０に投射される移動光束の両側エッジ部の傾斜
角度に対応した傾斜角度をもって、受光面上に配設され
ている。即ち、各対を為す光電変換素子は、互いに光軸
を中心として９０度の傾斜角度差を有する直線上に配置
されているのである。

【００２７】なお、本実施形態の屈折力測定装置には、
装置をセッティングする際に検者がモニタで観察しなが
ら位置調節するためのＣＣＤ画像用素子４０が設けられ
ており、被検眼１０の角膜像が、第一及び第二のハーフ
ミラー４２，４４で反射され、結像レンズ４６を通って
ＣＣＤ画像用素子４０に結像せしめられるようになって
いると共に、照準用ターゲット４８の像が、第一のハー
フミラー４２を透過し、第二のハーフミラー４４で反射
されて結像レンズ４６を通ってＣＣＤ画像用素子４０に
導かれて、被検眼１０の角膜像に重ね合わせされてモニ
タ表示されるようになっている。また、本実施形態の屈
折力測定装置には、被検眼１０の状態を安定させるため
の観察用視標５０が設けられており、この観察用視標５
０が、レンズ５２を通り、ミラー５４で反射されて、被
検眼１０により観察されるようになっている。そして、
観察用視標５０の位置が、被検眼１０の屈折力に応じて
光軸方向に動いて、被検眼１０が近くを見るのを防止す
ることにより、公知の雲霧法が実施可能とされている。

【００２８】このように構成された屈折力測定光学系に
おいては、プレート１８を回転させて移動光束を被検眼
１０に投射せしめた際に、第一の受光部材３８の各光電
変換素子から出力されるＯＮ→ＯＦＦまたはＯＦＦ→Ｏ
Ｎの電気信号の位相差が、被検眼１０における球面屈折
力（Ｓ）や円柱軸角度（θ），円柱屈折力（Ｃ）に関す
る情報を有しているのであり、それ故、各光電変換素子
の出力信号を、図示しない処理装置に取り込んで演算処
理することにより、被検眼１０の屈折力を求めることが
出来るのである。なお、各光電変換素子の出力信号に基
づく演算処理方法は、特開平４−５４９３４号公報等に
詳述しており、公知であることから、詳細な説明を省略
する。

【００２９】一方、曲率半径測定光学系は、被検眼１０
の前方において、光軸回りに所定間隔を隔てて配され
た、発光ダイオード等からなる複数の第二の光源５６を
備えており、これら第二の光源５６から被検眼１０に照
射される光によって、図３に示されているように、被検
眼１０の角膜５８上において、複数の反射光点６０が形
成されるようになっている。なお、各第二の光源５６
は、角膜５８の形状が判れば、角膜５８上での反射光点
６０の位置が演算で算出可能となるように、予め決定さ
れた位置に配設されており、特に本実施形態では、角膜
５８が所定半径の球面状である場合に、角膜５８の光軸
６２から半径ｒの円周上に６つの反射光点６０が周方向
で等間隔に形成されるように、６つの第二の光源５６が
位置決め配置されている。即ち、複数の第二の光源５６
から発せられた光は、角膜５８上の複数の反射光点６０
として、角膜５８の曲率半径の情報を含んだ新たな物点
を形成するようにされているのである。

【００３０】そして、図１に示されているように、この
角膜５８上の各反射光点６０から発せられた光が、第一
のハーフミラー４２と第一のビームスプリッタ１６を透
過せしめられ、集光レンズ３４およびその焦点位置に置
かれた絞り３６を通じて、第二のビームスプリッタ６６
で反射されて第二の受光部材６８に投射されるようにな
っている。更に、第二の受光部材６８は、受光面が、被
検眼１０の角膜５８に対して略共役とされていると共
に、かかる受光面上には、図４に示されているように、
光軸：Ｐを中心とした周方向に配列された６つの光電変
換素子７２が配設されている。

【００３１】ここにおいて、第二の受光部材６８の受光
面は、被検眼１０の角膜５８に対して略共役とされてい
ることから、図５に示されているように、角膜５８上の
各反射光点６０から発せられた光は、第二の受光部材６
８の受光面において、角膜５８上の位置と対応した位置
に結像せしめられる。そして、図４に示されているよう
に、それら各反射光点６０の結像点７４が、各第二の受
光素子７２上に位置せしめられるように、６つの受光素
子７２が位置決めされているのである。換言すれば、角
膜５８上の反射光点６０の数に対応して６つ設けられた
第二の受光素子７２は、一つの受光素子７２に対して一
つの反射光点６０の結像点７４が位置するように、調節
されているのである。

【００３２】また、図１に示されているように、第二の
受光部材６８における受光面の直前には、プレート１８
が位置せしめられており、角膜５８の反射光点６０から
の反射光の光路を遮るようにしてプレート１８が配設さ
れている。これにより、第二の受光部材６８を構成する
各光電変換素子７２の受光面が、プレート１８の歯部２
４によって覆われ、或いは透孔２８によって露呈され
て、受光面に入射される反射光点６０からの反射光が、
プレート１８に形成された歯部２４と透孔２８の各境界
線（端縁）３０，３２によって断続されるようになって
いる。そして、このプレート１８による各反射光点６０
からの反射光の断続状態が、各反射光の結像点７４に配
された各光電変換素子７２によって検出されるようにな
っているのである。このように断続状態を検出する各光
電変換素子７２による出力信号は、第二の受光部材６８
の受光面上における各結像点７４の位置、ひいては被検
眼１０の角膜５８上における各反射光点６０の位置に関
する情報を有しているのであり、それ故、各光電変換素
子７２の出力信号を、図示しない処理装置に取り込んで
演算処理することにより、被検眼１０の角膜５８の曲率
半径や主経線方向を求めることが出来るのである。

【００３３】より具体的には、先ず、回転するプレート
１８の境界線３０，３２によって、任意の結像点７４の
断続される状態が、図６に数学モデル的に示されてい
る。図中、点：Ｃはプレート１８の回転中心であり、
点：Ｏは第二の受光部材６８の中心軸である。また、図
中、角度：α，βは、それぞれ、プレート１８の境界線
３０，３２が第二の受光部材６８の中心軸：Ｏ上に位置
した時の、点：Ｃと点Ｏを結ぶＸ軸と為す角度である。

【００３４】図６において、任意の結像点７４の光電変
換素子７２上における座標を（Ｘｉ，Ｙｉ）とし、プレ
ート１８の境界線３０および３２が、上記中心軸：Ｏ上
に位置せしめられた状態からこの点（Ｘｉ，Ｙｉ）に至
るまでのプレート１８の回転角度：即ち位相を、それぞ
れ、ｑｉ１およびｑｉ２とする。これらの回転角度：ｑ
ｉ１，ｑｉ２が判れば、下記（式１），（式２）によっ
て、任意の結像点７４の光電変換素子７２上における座
標：（Ｘｉ，Ｙｉ）を求めることが出来る。下式中、Ｒ
は、点：Ｃと点：Ｏの間の距離である。なお、これらの
（式１）および（式２）は、特開平５−２３１９８５号
公報等の記載からも明らかな公知の式であって、ここで
は詳細な説明を省略するが、これらの式によって、任意
の結像点７４の基準点からの変位量と変位方向を知るこ
とが出来るのである。

【００３５】 Ｘｉ＝（Ｒ（ cosα・sin ｑｉ１− cosβ・sin ｑｉ２） ／ sin （ｑｉ１−ｑｉ２））−Ｒ ・・・（式１） Ｙｉ＝Ｒ（ cosα・ cosｑｉ２− cosβ・ cosｑｉ１） ／ sin （ｑｉ１−ｑｉ２） ・・・（式２）

【００３６】ここにおいて、上記プレート１８の回転角
度：ｑｉ１，ｑｉ２は、例えば、以下の如くして求める
ことが出来る。先ず、図２に示されているように、プレ
ート１８の円環部２６に対して、プレート１８の境界線
３０によって反射光路が開口状態から遮断状態に変化す
る点に対応する部位に、それぞれ第一の位置センサ７６
を装着すると共に、プレート１８の境界線３２によって
反射光路が遮断状態から開口状態に変化する点に対応す
る部位に、それぞれ第二の位置センサ７８を装着する。
即ち、これら第一の位置センサ７６と第二の位置センサ
７８の出力信号により、プレート１８の基準回転位置、
換言すれば、図６において、プレート１８の端縁部３０
がＸ軸上の点：Ｏに至った時点：ｔ0 １と、プレート１
８の端縁部３２がＸ軸上の点：Ｏに至った時点：ｔ0 ２
とが、それぞれ、検出されるようになっている。なお、
これらの位置センサ７６，７８は、例えば、透孔として
形成し、該透孔に検出用光束を照射する光源と、透孔を
透過した光束を検出する光センサとを設けること等によ
って構成され得る。そして、図６に示された点（Ｘｉ，
Ｙｉ）に位置せしめられた結像点７４が、実際に、プレ
ート１８の境界線３０によって遮断された時点をｔｉ１
とし、境界線３２によって遮断状態が解除された時点を
ｔｉ２とすると、図７に示されているように、回転角度
ｑｉ１，ｑｉ２は、下記（式３）及び（式４）によって
求めることが出来るのである。なお、下式中、ｍは、時
間量を角度に変換する定数で、プレート１８の駆動モー
タ２０の回転速度と装置の設定条件等によって自動的に
決定される。

【００３７】 ｑｉ１＝ｍ（ｔｉ１−ｔ0 １） ・・・（式３） ｑｉ２＝ｍ（ｔｉ２−ｔ0 ２） ・・・（式４）

【００３８】また一方、眼光学の理論によれば、上述の
如くして、各結像点７４について求められた座標値（Ｘ
ｉ，Ｙｉ），ｉ＝１〜６は、図８に示されたような楕円
の形状にのり、下記（式５）に示された楕円の数式の解
となる。なお、下式中、Ａ，Ｈ，Ｂは、何れも、楕円の
形状ファクターである。

【００３９】 ＡＸｉ² ＋ ２ＨＸｉＹｉ ＋ ＢＹｉ² ＝ １ ・・・（式５）

【００４０】また、かかる（式５）中のＡ，Ｈ，Ｂの値
は、例えば、最小自乗法を用いて、下記（式６）に示さ
れる３元連立法廷式の解として求められる。なお、この
ことから明らかなように、少なくとも３つの結像点７４
について座標値（Ｘｉ，Ｙｉ）がわかれば、Ａ，Ｈ，Ｂ
の値を求めることが可能である。

【００４１】

【数６】

【００４２】そして、このようにして求められたＡ，
Ｈ，Ｂの値より、角膜５８の曲率半径や主経線方向を確
定し、その形状を決定するために必要となる軸角度：
θ，長径：Ｋ１および短径：Ｋ２の各値は、下記（式
７），（式８）及び（式９）によって、算出することが
出来るのである。要するに、各結像点７４の位相差とし
ての各点の座標値（Ｘｉ，Ｙｉ）に基づいて、角膜５８
の曲率半径を求めることが出来るのである。

【００４３】 θ ＝ Ａ tan( ２Ｈ／（Ａ−Ｂ））／２ ・・・（数７） Ｋ１＝１／（Ａ cos² θ＋２Ｈ sinθ cosθ＋Ｂ sin² θ）・・・（数８） Ｋ２＝１／（Ａ sin² θ−２Ｈ sinθ cosθ＋Ｂ cos² θ）・・・（数９）

【００４４】従って、上述の如き構造とされた眼屈折力
測定装置においては、屈折力測定光学系と曲率半径測定
光学系が、プレート１８を含む主要な構成要素を共用し
て構成されていることから、一つの装置によって眼屈折
力と角膜形状の何れをも測定することの出来る装置が、
極めて簡単な構造をもってコンパクトに形成され得るの
である。

【００４５】その結果、一つの装置を、一度、被検者に
対してセッティングするだけで、屈折力と角膜の曲率半
径を、連続的に且つ速やかに測定することができるので
あり、検者の労力と被検者の負担が飛躍的に軽減され得
るのである。

【００４６】特に、平板形状のプレート１８を採用した
ことにより、プレート１８に対して、一方の側に、屈折
力測定光学系を構成する第一の光源１２等と、曲率半径
測定光学系を構成する第二の受光部材６８等の配設スペ
ースを容易に確保することが出来、装置構造の一層の簡
略化が図られ得ると共に、屈折力測定光学系と曲率半径
測定光学系の光路を、プレート１８を跨いで、共にシン
プルに形成することが出来るといった大きな効果が発揮
される。

【００４７】加えて、かかる眼屈折力測定装置において
は、曲率半径測定光学系において、反射光の位置を検出
するための受光部材として、光電変換素子を用いたこと
により、従来のＣＣＤ等を用いる場合に比して、演算処
理時間の大幅な短縮化が実現されたのであり、それによ
って、屈折力の測定と角膜の曲率半径の測定とを、連続
的に行い、それら両方の測定値を相互に参照して測定値
の信頼性を確認すること等も可能となるのである。

【００４８】なお、屈折力の測定と角膜の曲率半径の測
定とは、例えば、プレート１８の回転角度によって自動
的に切り換え、第二の光源５６を消灯させた状態下で第
一の光源１２を点灯させ、第一の受光部材３８によって
得られた信号に基づいて屈折力を測定する操作と、第一
の光源１２を消灯させた状態下で第二の光源５６を点灯
させ、第二の受光部材６８によって得られた信号に基づ
いて角膜の曲率半径を測定する操作とを、順次、或いは
交互に行うことによって実施され得る。

【００４９】以上、本発明の実施形態について詳述して
きたが、これは文字通りの例示であって、本発明は、か
かる実施形態に関する具体的説明によって、何等、限定
的に解釈されるものではない。

【００５０】例えば、第一の光源１２の数や第二の光源
５６の数は、実施形態のものに限定されるものでなく、
目的とする測定値が求められれば良いのであって、何れ
も、少なくとも３つ設けられていれば良い。

【００５１】また、プレート１８の具体的形状も、特に
限定されるものでなく、例えば、歯部２４が１つ、２
つ、３つ、或いは５つ以上形成されたものや、円環部２
６が設けられていないもの等も、採用可能であり、更
に、特開平４−５４９３４号公報に記載されるように、
歯部２４の端縁３０，３２が湾曲形状を有するものや、
特開昭６３−４６１３０号公報に記載されるように、プ
レート１８にスリットを貫設せしめて境界線を形成した
もの等も、採用可能である。

【００５２】また、屈折力測定光学系および曲率半径測
定光学系における具体的な光路形態も、前記実施形態の
ものに限定されるものでなく、当業者の知識に基づき、
要求される装置の大きさや形状等を考慮して、適宜に変
更され得るものである。

【００５３】また、前記実施形態では、本発明を、眼屈
折力測定装置に適用したものの一例を示したが、本発明
は、その他、例えば、レンズメータ等に対しても、原理
的には特別な変更を加えることなく、適用することが出
来る。

【００５４】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更，修正，改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもない。

【００５５】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に従う構造とされた屈折力測定装置においては、基本的
な測定原理を異にする屈折力測定光学系と曲率半径測定
光学系を、回転板を含む主要な構成要素を共用して構成
せしめ得たのであり、それにより、一つの装置によって
被検光学系における屈折力と角膜形状の両方を、極めて
優れた操作性をもって迅速に測定することの出来る装置
が、簡単な構造とコンパクトなサイズをもって実現され
得たのである。

【００５６】また、本発明方法に従えば、連続的に行わ
れた屈折力の測定値と曲率半径の測定値を相互に参照す
ることによって、それら両方の測定値の信頼性の向上や
測定ミスに対する対処の容易化等が、相乗的に達成され
得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態として眼屈折力測定装置を
概略的に示すモデル説明図である。

【図２】図１に示された眼屈折力測定装置を構成するプ
レートの正面図である。

【図３】図１に示された眼屈折力測定装置における曲率
半径測定光学系において、角膜表面に形成される反射光
点を示す説明図である。

【図４】図１に示された眼屈折力測定装置を構成する第
二の受光素子を示す正面図である。

【図５】図１に示された眼屈折力測定装置における曲率
半径測定光学系による測定原理を説明するための説明図
である。

【図６】第二の受光部材の受光面上における角膜反射光
の位置座標の算出方法を説明するためのモデル図であ
る。

【図７】図６に示されたモデル図と共に、角膜反射光の
位置座標の算出方法を説明するための図である。

【図８】図６に示されたモデル図に従って求められた各
角膜反射光の位置座標の関係を示す説明図である。

【図９】図８に示された各角膜反射光の位置座標から求
められた楕円形状と角膜形状の関係を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 被検眼 １２ 第一の光源 １８ プレート ２０ 駆動モータ ２２ 回転軸 ２４ 歯部 ２８ 透孔 ３８ 第一の受光部材 ５６ 第二の光源 ５８ 角膜 ６０ 反射光点 ６８ 第二の受光部材 ７２ 光電変換素子 ７４ 結像点

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過率の異なる領域の境界線が回転方
   向に対する二種以上の傾斜角度をもって形成された平板
   形状の回転板が、第一の光源と被検光学系の間に配され
   て一軸回りに回転せしめられることにより、断続された
   移動光束が該被検光学系に投射されるようになってお
   り、該被検光学系を透過せしめられた移動光束の状態に
   基づいて該被検光学系の屈折力を求めるようにされた光
   学系の屈折力測定装置において、 前記被検光学系の周囲に配されて該被検光学系の表面に
   固定光束を投射せしめる第二の光源を少なくとも三つ設
   けると共に、該被検光学系による該各固定光束の反射光
   を検知する複数の受光素子を、各光検知面が該被検光学
   系の表面に対する各固定光束の投射位置にそれぞれ対応
   し且つ共役となるように配し、更に、それら被検光学系
   と各受光素子の間に前記回転板を位置せしめて、該回転
   板における前記境界線で該各固定光束の反射光を断続せ
   しめることにより、該各受光素子によって検出される該
   各固定光束の反射光の位相差に基づいて該被検光学系の
   表面の曲率半径を求めるようにしたことを特徴とする光
   学系の屈折力測定装置。
2. 【請求項２】 前記第一の光源と前記第二の光源が択一
   的に点灯されて、該第一の光源を利用した前記被検光学
   系の屈折力の測定と、該第二の光源を利用した該被検光
   学系の表面の曲率半径の測定とが、選択的に実施される
   ようになっている請求項１に記載の光学系の屈折力測定
   装置。
3. 【請求項３】 前記第二の光源が六つ設けられていると
   共に、前記受光素子が、それら各第二の光源による前記
   固定光束の前記被検光学系の表面における各投射位置に
   対応して六つ配設されている請求項１又は２に記載の光
   学系の屈折力測定装置。
4. 【請求項４】 前記回転板の回転位置を検出する位置セ
   ンサが設けられており、該位置センサの出力信号によっ
   て該回転板における前記境界線の位置が認識可能とされ
   ていると共に、かかる回転板の連続的な回転状態下で、
   該位置センサの出力信号に基づいて、前記第一の光源を
   利用した前記被検光学系の屈折力の測定と、前記第二の
   光源を利用した前記被検光学系の表面の曲率半径の測定
   とが、切り換えられる請求項１乃至３の何れかに記載の
   光学系の屈折力測定装置。
5. 【請求項５】 前記回転板に形成された光透過率が異な
   る領域の境界線が、該回転板の回転方向に対して＋４５
   度と−４５度の傾斜角度をもって、二種類形成されてい
   る請求項１乃至４の何れかに記載の光学系の屈折力測定
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載された光
   学系の屈折力測定装置を用いて、前記被検光学系の屈折
   力と表面の曲率半径をそれぞれ求めるに際して、 前記第一の光源を利用した前記被検光学系の屈折力の測
   定と、前記第二の光源を利用した該被検光学系の表面の
   曲率半径の測定とを、連続的に行い、それら屈折力の測
   定値と曲率半径の測定値を相互に参照し、かかる両測定
   値の関係が予め定められた範囲から外れていた場合に、
   再度の測定を行うことを特徴とする光学系の屈折力測定
   方法。