JPS581432A - 眼科機器の被検眼位置検出装置 - 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】 本発明は、眼科機器に対する被検眼の相対的位置を検出
する装置に関する。

例えば、眼屈折力測定位置や眼底カメラ等の眼科機器に
おいては、測定や撮影の前に被検眼に対し眼科機器を特
定の位置に設定する必要がある。

そのために、従来から、検眼機器に対する被検眼の位置
を検出する装置が複数提案されているが、このうち簡易
な構成の装置は、被検眼の適正位置からのずれ量のみを
測定し、ずれ方向を検出することができないため、調整
が困難である欠点を有する。また、被検眼の適正位置か
らのずれ量とずれ方向の双方を測定・検出することが可
能である装置も提案されているが、複雑な機構を必要と
するという欠点を有する。

本発明は、上記従来の被検眼位置検出装置を鑑みなされ
たものであって、簡易な装置により被検眼の適正位置か
らのずれ量すれ方向（特に眼科機器光軸方向）とを容易
に測定・検出可能な眼科機器の被検眼位量検出装置を提
供することを目的とする。本発明の構成上の特徴とする
ところは、被検眼に向けて光束を投影する光源部と、前
記投影された光束の被検眼前部からの反射光を結儂させ
る結儂レンズと、前記結儂レンズからの光束を少々くと
も一方向く走査させる走査部材と、前記走査部材を透過
した光束の位置を検出する光源位置検出装置とを有し、
前記光束位置検出装置からの信号により少なくとも該眼
科機器光軸方向の被検眼の相対的位置を検出することで
ある。

以下、本発明の実施例を、オートレフラクトメータに適
用した例について、図にもとづいて説明する。上記オー
トレフラクトメータの光学系は第１図に示すように、被
検眼位置検出系５０．測定ターゲットを被検眼眼底に投
影するターゲット投影光学系５１、上記測定ターゲット
儂のずれ量を検出する２次元検出器５２、被検眼眼底の
測定ターゲット儂をａ次元検出器５２に投影するターゲ
ット受光光学系５３、被検眼の規準線を固定する固視目
標系５４及び被検眼と本装置との位置関係を表示する照
準光学系５５たら構成される。

被検眼位置検出系５０は、第１図に示すように発光素子
１０２、投影レンズ１０４．　第１ハーフミラ−１０６
及び第コハーフミラー１０８を、第ユハーフミラー１０
Ｂの反射光軸上に配置する。

まえ、第１ハーフミラ−１０６の反射光軸上に、結像レ
ンズ１０９、チョッパー１１０．２次元受光素子１１２
を配置する。さらに、チョッパー１１０の一方の側には
基準信号用発光素子１１３、置される。発光素子１Ｇ２
と受光素子１１２とは、被検眼Ｅの角膜頂点と角膜曲率
中心との中点Ｃ（角膜を凸面鏡とした時の焦点位置）と
投影レンズ１０４及び結像レンズ１０９に関し共役であ
る。

すなわち被検＠Ｅが適正位置にある時、被検眼角膜から
の反射光束は平行光束となシ結儂レンズ１１０９により
、受光素子１１２上に発光実子１０２の儂が形成される
。チョッパー１１０は、第２図に示すように、複数の扇
形スリット１１５を有する円盤によって構成され、円盤
中心１１６を中心に回転運動する。光軸１１８は扇形ス
リット１１５のほぼ中心を通過する。また絞り１１９は
受光素子１１２に入射する光量を一定にするためのもの
であり、扇形スリット１１５の２倍の開口を有する絞り
である。扇形スリット１１５における光束１２０は、前
記絞り１１９の開口部の路外接円である。

上記構成における被検眼位置検出系５ｏの検出原理は、
以下の通りである。結像レンズ１０９による結像点（１
２２）が受光素子１１２よ妙後方（結像レンズ１０９と
反対側）にある場合において、チョッパー１１０が回転
すると、第３図Ａ、Ｂ、Ｃに示すように、扇形スリット
１１５が徐々に結像レンズの光束内を通過することによ
り、受光素子１１２上には第ダ図Ａ、Ｂ、Ｃに示すよう
な光束が入射する。第４図において、×は光軸の通過位
置を示し、○は入射光束の断面の重心位置を示す。

この時の受光素子１１２の検出信号は、第５図の実線で
示す如くである。第５図において、横軸はチョッパーの
位置を示し、縦軸はＹ軸方向の座標値を示す。

また、結像レンズ１０９による結像点（１２２’）が受
光素子１１２より前方（結像し／ズ１０１１の側）にあ
る場合は、チョッパー１０ｇが回転すると、＠６図、第
７図に示すようになる。第６図、第７図は第３図、第ｑ
図にそれぞれ対応する。この時の受光素子１１２の検出
信号は、第５図の点　。

線で示す如くである。

さらにまた、結像レンズ１０９による結像点が受光素子
１１２上である場合には、受光素子１１２の検出信号は
、第５図の一点鎖線で示す如く横軸と平行な直線となる
。

すなわち、上記受光素子１１２の検出信号によ抄、結像
点が受光素子の前後方向のどこにあるか、言い換えれば
、被検眼の角膜頂点位置が所定位置から前後方向におい
てどの向１！にどれだけヂれているかを検知することが
で事る。同時に、受光素子１１２上の平均的入射位置の
座標を検出することにより、被検眼の角膜頂点位置が所
定適当位置に対し上下及び左右方向においてどの向きに
どれだけずれているかを検出することができる。なお、
本実施例では、被検眼Ｅが適正位置にある時、受光素子
１１２が被検眼Ｅの角膜頂点と角膜曲率中心との中点Ｃ
と共役な位置関係になるように配電したが、被検眼Ｅの
角膜頂点あるいは角膜曲率中心と共役な位置に配置して
もよい。

ターゲット投影用光学系５１は、第１図に示すように、
光軸を中心に配置された一対の赤外線光源１δ、ｌｂ、
赤外線光源１ａ、１ｂからの光をそれぞれ集光する集光
レンズ２ａ　、　２ｂ、平行光を作るコリメータレンズ
３、円形開口絞り４を有する測定ターゲット５、結像レ
ンズ６、投影用結像レンズＴ、赤外光に関するハーフミ
ラ−８および長波長部の赤外光を反射し可視部とこれに
近接した赤外光とを透過する特性を有するダイクロイッ
クミラー９とから構成される。上記一対の赤外線光源１
ａ。

１ｂは高速度で交互に点灯し、を九該両源１ａｔｌｂは
一体となって光源を中心に回転可能に構成される。

上記構成において、一対の赤外線光源１ａ、１ｂからの
光は、それぞれ集光レンズ２ａ、２ｂによって集光され
、さらにコリメーターレンズ３により平行光にされて円
形開口絞り４に斜に入射する。

円形開口絞り４を通過した光は、結像レンズ６により点
Ｐ１の位置に結像し九後、投影用結像レンズ７、ハーフ
ミラ−８及びダイクロイックミラー９を介して被検＠Ｅ
に入射する。ここで赤外線光源１ａ、１ｉ）の儂は被検
＠Ｅの瞳孔位置に結像し、また測定ターゲット５０円形
間口絞り４の像は被検眼の眼底Ｐ、に結像する。そして
、測定ターゲット５と被検１１Ｈの眼底Ｐｍ＆が共役な
位置関係にあるときには、赤外線光源１ａからの光によ
って照明され九円形開口絞り４の儂と、赤外線光源１ｂ
からの光によって照明された円形開口絞り４の儂とが、
眼底Ｐ、の同一位置に結像される。他方、測定ターゲッ
ト５と被検眼Ｅの眼底Ｐ、とが共役な位置ｍ−にないと
真には、上記各赤外線光源からの光によって照明された
円形開口絞り４の儂が眼底への分離したコケ所にそれぞ
れ結像する。

ターゲット受光光学系５３は、第１図に示すように、ダ
イクロイックミラー９、ハーフミラ−８、受光用対物レ
ンズ１０、ミラー１１、受光用対物レンズ１０に関し被
検眼角膜と共役な位置に配置され九角膜反射光値断絞り
１２及びリレーレンズ１３によって構成される。上記角
膜反射光遮断絞シ１２は、第３図に示すように、はぼ円
孔であって、光軸通過位置に関し対称な一個所に突出遮
光部１２ａ　、　１２ｂを有する絞り板である。また、
上記角膜反射光遮断絞り１２は、赤外光源１ａ、ｌｂが
光軸間りに回転するとき、この回転運動に連動して回転
するように構成されて−る。さらに１上記角膜反射光遮
断絞り１２は、リレーレンズ１３の前側焦点位置に配置
されて、リレーレンズ１３による投影光学系はテレセン
光学系に類似したものとなる。

以上の構成において、被検ａｍ底Ｐ、の測定ターゲット
儂は、ダイクロイックミラー９、ノーーフミラー、受光
用対物レンズ１０、ミラー１１、リレーレンズ１３によ
って、２次元検出器５２に投影される。この時、被検眼
角膜からの有害反射光は、反射光遮断絞り１２の突出遮
光部１２ａ、１２ｂによって除去される。また、角膜反
射光遮断絞り１２とリレーレンズ１３とはテレセン光学
系に類似した光学系を構成しているから、測定光学系１
４に結像される測定ターゲツト像は、光軸に平行な主光
線からなる光束によって構成され、結像位置の前後にお
いても測定ターゲツト像である円孔儂の中心位置が変位
しない性質を有する。

２次元検出器５２は、被検眼眼底における円形開口絞り
４の儂が、赤外線光源１ａ及び１ｂの交互点灯によって
合致するか分離するかを弁別し、分離している時にはそ
の分離距離を測定する。この測定値から会知の演算回路
によりその赤外線光源１ａ及び１ｂの並んだ径線方向の
被検眼屈折力を算出する。

固視目標系５４は、第１図に示すように、可視光光１［
３１、集光レンズ３２、光源方向に移動可能な固視ター
ゲット３３、ミラー３４、投影レンズ３５、可視光を反
射し赤外光を透過するダイクロイックミラー３１８によ
り構成される。

以上の構成において、可視光光源３１からの光は、集光
レンズ３２を介して固視ターゲット３３を照明する。固
視ターゲット３３からの光は、ミラー３４、投影レンズ
３５、ダイクロイックミラー３６を介し、さらに上記ハ
ーフミラ−９を通過して被検眼Ｅに投影される。被検者
は固視ターゲット３３を注視するととＫより規準方向を
固定する。まえ、被検眼は常に遠方視の状態であること
を要し、固視ターゲット３３は視検眼が遠方視となる位
置に調節される。

照準光学系５５は、バー７ンラー９、ダイクロイックミ
ラー３６、投影レンズ３６′、ハーフミラ−３ｒ及び撮
儂管３８を同一光軸上に配置し、またバー７オラー３１
の反射光軸上に光ｆｆ４０．集光レンズ４１、規準板４
２、ミラー４４及び投影レンズ４５を配置して構成され
る。撮影管３８はモニターテレビ３９に連結されている
。規準板４２は、第９図に示すように、中央に円、その
周辺に放射線をもった規準スケール４３を有する。

上記のように構成され九照準光学系において、撮儂管３
８には、投影レンズ３６′によ；６被検＠Ｅの前眼部偉
と、投影レンズ４５による規準スケール４３の儂が重ね
て投影される。検者はモニターテレビ３９に見て、被検
眼の瞳孔偉の中心と規準スケール４３の儂とが一致して
、被検眼の光軸とターゲット受光光学系５２の光軸とが
一致するように、被検眼に対し本装置を上下左右に移動
させる。

以上の構成及び作用において、少なくとも３りの径線方
向の禎検眼屈折力を測定し、この測定値から被検眼の屈
折度、乱視度及び乱視方向を求める。

次に、被検眼検出系５０の一次元受光素子１１２が検出
した信号によって、オートレフラクトメータ本体を移動
して、被検眼とオートレフラクトメータとの相対的位置
関係を適正なものとする電気回路を、第１Ｏ図にもとづ
いて説明する。受光素子１１２は、第１／図忙示すよう
に、光束１００が入射すると、その入射位置の座標に係
る距離×、。

Ｘｔ　、Ｖｓ　、Ｖｓに対応した電圧Ｘｌ　＋　×１　
　＊　ＹＩ　＋　Ｙｔを出力する。光束１００が受光素
子１１２の中央に入射すルト、ｘ＋　−ＸｔｌＹｓ　＝
Ｙ＊　トｉｋル。ナオ、本実施例では、チョッパー１１
０の回転によって光束をＹ方向に走査するものとする。

最初に、Ｘ方向すなわち水平方向のずれを検出して調整
する回路について説明する。受光素子１１２のｘ１出力
端子Ｓ　ｘｔ出力端子は、それぞれ増幅回路２００，２
０１に入力され、増幅回路２０ｏ。

２０１はそれぞれ（Ｘ、　−ｘｔ　）を計算する減算回
路２０２及び（ＸＩ　＋　Ｘｔ　）を計算する加算回路
２０４に連軸さｆ″７ている。減算回路２０２及び加算
回路２０４は、（ＸＩ　−Ｘｔ）／　（Ｘｌ＋ｘ、　）
　を計算ｆ；ｂ割算回路２０６に連結されている。割算
回路２０６は、（Ｘ、−ｘｔ）　／　（Ｘ＋＋　ｘｔ）
　ｏ正負を判断する方向弁別回路２０８及びドライバー
２１０を経てモータ２１２に連結されている。以上の回
路において、チョッパ−１１０による走査がＹ方向につ
いてなされているため、被検眼のずれ量の如何にかかわ
らず、光束１０Ｇの平均的位置を示す信号＾。

潟は、受光素子１１２への入射光量が変化しない限り、
一定レベルで出力される。受光素子１１２の出力信号Ｘ
、、Ｘ、は、それぞれ増幅回路２００゜２０１によって
増幅され、減算回路２０２及び加算回路２０４でそれぞ
れの演算（ｘｔｘｔ）及び（ｘｔ＋　ｘｔ）がなされる
。減算回路２０２及び加算回路２０４の出力は、割算回
路２０６によって（Ｘ、−ｘｔ）　／　（Ｘ、＋ｘｔ）
が演算されるが、これは、。

受光素子１１２への入射光量が変動しても、入射座標位
置に対応した一定レベルの電圧信号を得ることがで色る
ようにするためである。（Ｘｌ−Ｘ、）／（Ｘｔ十Ｘ、
）＝Ｘ値の絶対値は被検眼のＸ方向のずれ量を示す。割
算回路２０６の出力は、方向弁別回路２０８に入力され
て、上記Ｘの正負が判断される。Ｘの正負は、Ｘ方向の
ずれの向きを示す。

上記Ｘの正負の弁別により、ドライバー２１０がモータ
２１２を駆動してＸ方向の位置ずれを調整する。

次に、Ｙ方向すなわち垂直方向のずれを検出して調整す
る回路について説明する。チョッパー・１１０による走
査はＹ方向についてなされているから、受光素子１１２
の出力する電圧信号Ｙ１．４は、該走査に対応した変調
信号となる。ここで、電圧信’ｔ　Ｙ、Ｙｔは、上記被
検眼位置検出系５０の原理の説明で示したように、２方
向すなわちレフラクトメータの前後方向（光軸方向）の
位置の情報も含んでいるから、以後、信号Ｙｔ　（Ｚ＋
）　、’ｔ＊　（ＺＪで示すものとす、る、受光素子１
１２のＹｌ（２１）。

ｙ＊（ｚｍ）の出力端子は、それぞれ増幅回路２２０゜
２２１を経て減算回路２２２及び加算回路２２４に接続
される。減算回路２２２はローパスフィルター回路２２
６を経て割算回路２２８に連結され、また、加算回路２
２４は直接割算回路２２８に連結される。

割算回路２２８は、上記Ｘ方向の回路と同様に、方向弁
別回路２３０、ドライバー２３２を経て、モータ２３４
に連結される。以上の回路における作動は、ローパスフ
ィルター回路２２６が減算回路２２２からの出力信号か
らその変調成分、すなわち信号２．　、２．の影響を取
除いて一定レベルの電圧信号とすることを除けば、上記
Ｘ方向の回路の作動と同じであり、（ＹＩ　　Ｙｔ）／
（Ｙｔ＋Ｙｔ）の正負を弁別して、ドライバー２３２が
モーフ２３４ｅ駆動してＹ方向のずれを調整する。

次に、２方向のずれを検出して調整する電気回路につい
て説明する。上記Ｙ方向に関する回路における減算回路
２２２および加算回路２２４は直接割算回路２４２に連
結される。割算回路２４２は、バンドパスフィルター回
路２４４、同期整流回路２４６、ローパスフィルター回
路２４　ｇ　、方向弁別回路２５０１　ドライバー２５
２を経てモータ２５４に連結されている。また、基準信
号検出素子１１４は、増幅回路２６０を経て同期整流回
路２４６に連結されている。上記回路において、割算回
路２４２は、信号Ｙｔ　（Ｚｌ）−Ｙｌ　（ｚｔ）／ｙ
＋　（Ｚ＋）＋ｙｔ　（ｚｔ）の演算がなされ、バンド
パスフィルター回路２４４に人力される。バンドパスフ
ィルター回路２４４からの出力は、２方向のずれ量に比
例した振幅を有する変調波を出力する。この変調波は、
第７２図Ａ及びＢのように、ずれの方向によって位相の
異なる信号となる。他方、基準信号検出素子１１４の出
力は、増幅回路２６０によって増幅されて、第１２図Ｃ
に示す矩形波のリファレンス信号を同期整流回路２４６
に入力される。同期整流回路２４６は、このリファレン
ス信号で上記バンドパスフィルター回路２４４からの出
力とを同期整流して、ずれの方向によって第１／図りま
たはＥの信号を出力する。同期整流回路２４６からの出
力は、ローパスフィルター回路２４８により第７２図Ｆ
またはＧの信号に変換されて、方向弁別回路２５０に入
力される。方向弁別器２５０ｔｉ入力され良信号の正負
を弁別し、これをずれの方向の信号としてドライバー２
５４に入力して、モータ２５４を駆動する。

上記実施例は、被検眼位置検出系５０の出力信号をドラ
イバーに人力して眼科機器の位置調整用モータを駆動さ
せているが、眼科機器のずれの量とずれの方向とを表示
器に表示し、検者はこの表示によって手動で該位置の調
整を行うように構成してもよい。

上述回路処理は発光素子１０２をＤＣ点灯したものであ
るが、ＡＣ点灯（５７Ｍ向上の目的）した場合は若干の
回路を附加すれば同様に信号が得られる。

また、２方向のみのずれの量及びずれの方向を検出する
場合は、上記実施例の一次元素子の代りに、同じ位置に
／次元素子をチョッパーの走査方向に配置して構成すれ
ばよい。

さらにまた、上記実施例においては、被検眼位置検出系
のチョッパー１１０を受光側に配置したが、これを発光
側の発光素子１０２と投影レンズ１０４との間に配置す
ることも可能である。

本発明は、以上説明したように、簡易な装置によって被
検眼の適正位置からのずれ量とずれ方向とを容易に測定
・検出可能であり、眼科機器の操作の容易化、調整時間
の短縮化に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の光学図、第２図は上記実施例
のチョッパーの説明図、第３図ないし第７図は本発明の
検出原理の説明図、第５図は反射光遮断絞妙の正面図、
第９図は規準スケールの正面図、第１０図は上記実施例
の電気回路のブロック図、第１／図は２次受光素子の出
力信号説明図、第１２図は上記電気回路の波形図である
。 ５０：被検眼位置検出系 ５１：ターゲット投影光学系 ５２：２次元検出器 ５３：ターゲット受光光学系 ５４：固視目標系 ５５：照準光学系 １０２：発光素子 １０４：投影レンズ １０６：第１ハーフミラ− １０９：結儂レンズ １１０：チョッパー １１２　：２次元受光素子 １１４：基準信号用受光素子。 代理人 弁理士　　中　　　村　　　　　　　捻回　　　　山　
　　　本　　　　　　　　　部同　　　　串　　　　岡
　　　　八　　　　部間　　　大　　　塚　　　文　　
　部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検眼に向けて光束を投影する光源部と、前記投影され
   た光束の被検眼前部からの反射光を結儂させる結儂レン
   ズと、前記結倫レンズからの光束を少なくと本一方向に
   走査させる走査部材と、前記走査部材を透過した光束の
   位置を検出する光源位置検出装置とを有し、前記光束位
   置検出装置からの信号により少なくとも該眼科機器光軸
   方向の被検眼の相対的位置を検出することを特徴とする
   眼科機器の被検眼位置検出装置。