JPS5829446A

JPS5829446A - 眼科測定装置

Info

Publication number: JPS5829446A
Application number: JP56129170A
Authority: JP
Inventors: 小早川　嘉; 増田　高
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-08-18
Filing date: 1981-08-18
Publication date: 1983-02-21
Also published as: JPS6150449B2

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、眼科測定装置、殊に被検眼の角膜形状と視度
（眼屈折力）を、選択的に同一の装置で測定できる眼科
測定装置に関する。

一般に角膜の形状を測定する角膜計は被検眼の角膜の曲
率、乱視度、乱視軸方向の３ｍ！素を測定するために用
いられるが、角膜の曲率測定によりコンタクトレンズの
ベースカーブの検査等にも応用される。

角膜計としては、市販されているオフサルモメータある
いはケラトメータと呼ばれるものの他、特開昭５６−１
８１１３７　、特開昭５６−６６２３５、本件出願人の
先願である特願昭５５−８２５１６に記載されるもの等
がある。一方、視度測定に際しては、被検眼が乱視であ
ることも多いため、視度が極値になる様な経線方向の視
度すなわち球面視度と、経線方向の変化に伴う視度の変
化すなわち乱視度、及び視度が極値になるときの経線の
方向すなわち乱視軸の３要素の測定が必要とされる。こ
れを測定する眼屈折計としては特開昭５５−１１０５３
１号公報、本件出願人の先願である５ｌｉＩ８５５−６
４４４３に記載されるもの等がある。

に合ったものを提供できる。

ところが一般に被検眼視度は、眼科医、メガネ屋等にお
いて、角膜形状測定とは別箇に測定されているのが現状
である。

しかも角膜針に関して如上のオ７サルモメータあるいは
ケラトメータを使用すると、測定に時間が掛かり、被検
眼の動きによ・る誤差が生じていた。

すなわち、オ７サルモメータあるいはケラトメータは、
検査マークを角膜に投影してその反射像を顕微鏡で観察
し、反射像が既定状態になるまでの調節量から測定する
もの、あるいは同心円状のマークを角膜に投影し、その
反射像を撮影し、像の歪から解析するものであり、例え
ば、角膜による光源反射像の大きさを顕微鏡で読み取る
装置では互いに垂直な二級線方向を測る手段を備えてお
り、まず反射像を観察して角膜乱視方向を決定し、その
経線、方向とそれに垂直な経線方向について、プリズム
等の光学要素を順次動かし、その移動量から曲率半径を
求めていた。

本発明は、測定時間を短縮して被検眼の動きによる誤差
′ｇｌｖｌを除大して角膜形状測定を行ない１しかも九
同−装置で選択的に被検眼視度測定との併用を可能なら
しめる眼科測定装置を提供することを目的とする。

以下、添附する図面を用いて本発明の詳細な説明する。

ｊｌｌ［は、本発明の実施例の図である。ここで便宜上
、まず角膜形状測定の系を説明し、次に視度測定の系に
ついて述べる。

図中１ａｑｌｌｓＧま角膜形状測定用の光源で、例えば
赤外発光ダイオード、閃光放電灯等である。第１図では
２個しか示されていないが、実際は、第２図に示される
ように測定光軸Ｘを通り、且つ同傾角（ｔｚｏ’）ヲ成
ス３本経ＩＩＩＲＩＲｔ息３上に光軸から、等距離隔た
った２個づつ３組の光源（ｌａ、　ｌｂ、　ｌｅ、　１
４１＠、　Ｉｆ　）が配されている。

ここで各光源は少なくとも円周方向に所定長さを有する
ものであり、更には円周方向に一体的となった円環状光
源であっても良い。

ここで３本の経線、を遺んだ理由は、角膜の中心部をト
ーリック面とみなした時に角膜曲率の経線方法の変化は
正弦波的になるので、少なくとも３経線方向の値がわか
っていれば、他の任意の経線方向での値は計算で求める
ことができ、その結果、角膜乱視軸方向も算出し得るこ
とによる。この点は後述する視度測定のところで更に説
明する。

ス２ｍ、２１＋は、光源１ａ、ｌｂに対応した食リットで
あ又り、円周方向、一体的に構成される円環状鵞リットであ
っても良い。

３ｍ、３ｂはフリメーティングレンズで光源１＆。

１ｂから出てスリン）　２ｍ、　２ｂを通過して入射す
る光束を角膜へ向けて平行光束に変換する。すなわち、
スリット２ｍ、　２ｂはコリメーティングレンズ３ｍ、
３にの焦点位置におかれる。

コリメーティングレンズ３ｍ、３には、各々光源１ｍ、
１１＋に対応するものであるが断面形状が図示されるよ
うな、円周方向に一体的となった円環状レンズであって
も良い。

２１′と２ｖは角膜１ｅ表面が凸面鏡として作用した結
果生じた光源像（虚像）で、光源１ａ、ｌｂと同−断面
内に形成される。

４は対物レンズ、５は絞り板、６はプリズム、オフａｈはＣＯＤ等の一次元７鳥トダイオードアレイ（以
下アレイという）である。

４は光源像２ｍ’、　２ｂ’　をアレイＴａｂ上に投影
するためのレンズで、光源［１２ｍ’、　２ｂ’　　と
アレイＴａｂの検出面を共役に結びつける。

アレイ７は、第３図に示されるように三経鞭方向に対応
して７ｍｂ　、　７ｅｄ　、　７・ｆと測定光軸Ｘに関
し三つ放射状に設けられる。

絞り板５は対物レンズ４の後備焦点位置に設けられて、
テレセントリック系を構成′している。

すなわち第１図の紙面内で結像主光線は光軸Ｘに平行と
なる。

光ｌ１１ｍ、　１％からの照明光束が平行光束でありし
かも結像主光線が光軸Ｘに平行な構成をとるため、被検
者が光軸Ｘ方向に移動し、光源像２１゜２ｖ　が光軸Ｘ
方向に偏位しても、すなわ１作動距離（ワーキングディ
スタンス）が変わってもアレイＴａｂ上に形成される像
の大きさは変化せず、測定誤差を生じない。

さて、ここで絞り板５とプリズム６の作用について説明
する。

第４図に示されるように絞り板５には光源１ｍ。

１１＋、　ｌｅ、　１４１ｓ、　ｉｆに対応して、開口
５ａ、　ｓｂ、　５＠、　５＊。

５ｆが設けられる。

ここで注意すべきは、光源１ｍ、ｌｂに対応する開口５
ｍ、５ｂが光源１ｍ、ｌｂと同方向にあるのではなく、
直交して設けられ第５ｖ！Ｊに示されるプリズム６ａ、
６１＋によって光束が２次元的に偏向されてアレイＴａ
ｂに向かうということである。

もし、開口５ｍ、５ｂが光源１ｍ、ｌｂと同方向に配置
されると結像主光線は光軸Ｘに対し斜めの角誤差を生ず
る。これが開口５ｍ、　５ｋを光１１１ａ、ｌｂ方向と
直交させる理由である。

ここで光源像２ａ’からの光束は、開口５ａ　　を通過
してプリズム６＆によりアレイ７０上に偏肉されるが、
光源像２ｍ’　からの光束のうち、開口５ｋを通過して
プリズム６ｂにより偏向される光束はアレイＴａｂの配
列方向有効範囲外へ向かい、開口５ｇ、　５４　Ｓｓ、
　５ｆを通過して各々プリズム６　ｃ、６４６・、６ｆ
により偏向される光束は、アレイ７ｍｂの配列方向と大
幅に興なる方向へ向かい、結局、開口５ａを通過する光
束のみが測定に寄与する。

同様に光源像２ｂ’からの光束は、開口５ｂを通過する
光束のみが測定に寄与する。更に光源像２Ｃ′。

２１．２・′、２ｆ′からの光束は各々開口５０．５ｄ
、　５・、５ｆを通過する光束のみが測定に寄与する。

ここで開口５ｍ、５１＋に対応するプリズム６ｍ、６ｂ
は、斜上方へ２次元的に光を偏向するよう構成される。

すなわち開口５ｍ、５ｂを通過した光束は、各々プリズ
ム６ｍ、６１ｓによりアレイ７ｍｂの配列方向の所定点
に向けて偏向される。

同様に他のプリズム６Ｃと６ｄ、６・と６ｆも各々アレ
イ７＠ｄ、フ＠ｆに向けて２次元的に光を偏向する。

以上、要約するに光源像２に’、２１／　　からの光速
は、各々開口５へ５　ｂ＋　５　＠、　５４５・、ｉｆ
の全てを通過するものであり、何もしないと光源の再投
影像は重なり検出不能となるが、プリズム６を第５図に
示されるように六分割して構成し光束を各々偏向するこ
とにより、光源像２ｍ’からの光束は開口５ａを通過し
たもののみ、また光源像２％’からの光束は開口５ｂを
通過したもののみ、第１図に示されるようにアレイＴａ
１ｅ上に各々２／、２／とじて分離して結像される。

第６図は光軸Ｘを中心とし、光源像２１，２Ｗの位置を
通る仮想円がアレイ面に投影されるときの模式図である
。

光源像２ｍ’、　２１／を通る仮想円は、各六プリズム
６ｍ、６ｂの所宕の偏向作用により各、Ｉｋ８ｍ、８１
＋なる円としてアレイＴａｂに投影される。他の光源像
２ｇ’、　２１．２・／、２ｔｌについても同様である
。

とアレイ７ｍｂが交差した点である。アレイ７・ｄ。

７・ｆについても同様である。アレイＴａｂで、各実像
２ｍ”と２１の素子には光分布のピークが在るから、そ
れに相当する電気信号列が得られる。

この信号列か゛ら不図示の処理回路でピーク間の間隔を
検出し、それを経ｍ１Ｌｔ方向の曲率半径に変換する。

同様に他のアレイ７＠ｄと７ｅｆから得られた信号から
別の経線Ｒ２とｎｓ力方向曲率半径を採集することがで
きるから、各経線の基準位置からの角度及び値が決定さ
れることになる。

ここで、アライメントが十分でない場合、再結像される
実像がアレイ７ｍｂの走査面からずれても走査面に誘導
して、設定課差を許容するようにアレイ７畠すの手前に
シリンドリカルレンズ８ｍｂを設けると良い。シリンド
リカルレンズ８ＩＩｋの母線とアレイ７ｍｂの走査方向
は一致されて設けられる。アレイＴａｂの走査方向より
眺めた系（平面図）は後述する第１２図に記載される。

アレイ７ｍｂ、　７ｃｄ、　７・ｆによる３経線方向の
座標測定により角膜曲率、角膜乱視度、角膜乱視軸が求
まる。

さて、次に視度測定に関し説明する。これは本件出願人
の先願である特願昭ｓｓ　−５４４４３’ｆｆに示され
るものである。既述したように視度を測定する場合、被
検眼が乱視であることも多いため、視度が極値になる様
な経線方向の視度即ち球面視度と、経線方向の変化に伴
う視度の変化即ち乱視度、及び視度が極値になるときの
経線の方向即ち乱視軸の３要素もしくはこれらと等価な
データを測定する必要がある。

ここで３経線方向の屈折力を測定すれば必要な情報がす
べて得られる理由を説明する。まず乱視における経線方
向による視度の変化を正弦波的に変化するものとみなす
と、視度は経線方向の角度の関数として例えば次の様に
表わし得るＯルＤ＝五ｓｉｎ　　（２０＋１）十Ｂただし、Ｄは視度を、０は経線方向の角度を表バーわすものとし、定数ム・Ｂ−鴨は各々乱視度、平均視度
、乱視方向に相当する。

ここで３つの定数を決定することを要求されているので
あるから、少なくとも３つの経線方向の測定値を与えれ
ば良いことになる。

第８図において、眼屈折計としての系を説明する。ここ
で第８図は第１図の視度測定の系と等価なものである。

照明光源９を点燈すると、光源９を発した赤外線は集光
レンズ１０の作用でリレーレンズ１３上に収束する様な
形態で投影用マスク１１を照明する。マスク１１の第９
した光束は開口板で絞られた後、リレーレンズハ１３で結像作用を受け、スポットｓラー１４で反射して
、！上に−Ｈチヤード像を形成し、その後、対物レンズ
４でコリメートされて瞳孔の所定領域から眼底蔦ｒへ向
い、そこにチャート像を結像する。眼底］！ｒで散乱反
射した光束は被検眼を射出し、封切レンズ４で結像され
た後、リレーレンズ１５で結像作用を受は第１θ図に示
されるような六孔絞り板１６の開口を通過し、第１１図
に示されるようなプリズム１７ｍ　、　１７にで偏向さ
れ、シリンドリカルレンズ８ｍｂを介して、アレイ７ａ
ｂ上にチャート像を形成する。

ここで開口１６ｍ、１６ｂの中心を結ぶ方向はアレイＴ
ａｂの配列方向と同方向であり、プリズム１７ｍ、１７
ｂは一次元的に光束を偏向し、アレイ’ｙ＆ｂの有効領
域へ向ける。１７＊　、　　１７４　、１７＠　。

１７ｆも同様である。シリンドリカルレンズ８畠すは、
第１２図に示されるように絞り板１６の開口位置を、ア
レイＴａｂ上に略結像するような位置にアｌ〜イアｍｂ
の配列方向に沿って設けられ、設定岨差を許容し更に光
量を増大させるために次走査すると、光強度に応じた電
気信号列が出力されるから、この信号列にピークＰとＱ
の位置を検出する電気処理を施して、このピークの４ｗ
践を取出し、その幅から屈折力を算出する。

そしてもし、被検者が近視であれば開口を通過した光束
は収斂しており、２光束のピーク位置は接近するから、
正視眼の場合のピーク幅より減少している点から近視で
あることが１別され、減少の度合から屈折力異常の程度
が測定できるわけである。遠視であれば逆傾向となる。

次に角膜形状測定と、視度測定を選択的に用いる場合を
詳述する。

まず瞑屈折針として用いる場合は第１図で光源９を発し
た赤外光が集光レンズ１０、投影用マス？　１１　％　
Ｉｌ１口板１２、リレーレンズ１３を介し、スポットミ
ラー１４で反射しミラー１８、光路選択部材１９で更に
反射し、封切レンズ４によって被検Ｉｌｌの眼底１ｒに
入射し、マスク１１の像が眼底１ｒに投影される。光源
９が指向性の高いものであれば集光レンズ１０．リレー
レンズ１３及びマスク１１が省略でき、眼底′Ｅｒに光
源９の像が投影され、視度測定の際の指標となり得る。

眼底１ｒから反射した光は、往路を戻ってスポットミラ
ー１４の外側を通り、被検眼の臆Ｅｐと共役な位置に設
けられるリレーレンズ１５、六孔絞り板１６の開口１６
ｍ　、　　１（＋ｌｋ　％プリズム１７ｍ　、　　１７
ｂを介し、ミラー２０、光路選択部材２１で反射され、
シリンドリカルレンズ８ｍｂを介して、アレイ７ｍｂに
結像される。

一方、角膜形状を測定する場合、光源１ｍ、ｌｂを発し
た光束は、円周方向のスリン）２ｍ、２ｂｓコリメ一テ
イングレンズ３ｍ、３ｂ（若しくは円環状レンズ）を介
して角膜りにより像２ｍ’、２ｂ’を結ぶ。

角膜で反射される光は、あたかも像２ｍ’、　２Ｗから
発するように対物レンズ４に向かい、光路選択部材１９
を透過し、絞り板５、プリズム６を介し、更に光路選択
部材２１を透過しシリンドリカルレンズ８ａｂを通って
アレイＴａｂ上に結像される。

ここで光路選択部材１９．２１をダイクロイックミラー
とすることにより光源９と、光源１ｍ、２ｍ（若しくは
円環状光源）からの光束を効率良く分離できる。

例えば光路選択部材１９．２１として赤色域の光を反射
し、青色域の光を透過するようなダイクロイックミラー
を用い、更に光源９として赤色域の光を発するもの、光
源１ｍ、２ａ（若しくは円環状光源）として青色域の光
を発するものを用いれば、視度測定の系と、角膜形状測
定の系をダイクロイックミラーでの反射、透過によって
分離できる。

ここでダイクロイックミラーとして赤外域で２色分解す
るものを用いれば、角膜形状測定。

視度測定共に照明光として赤外光を用いることができ、
被検者のまばたき等による測定の際の問題がなくなる。

また光路選択部材！９．２１として通常のミラニを用い
、これを光路中に挿入し、又は光路外に離脱させるとい
ういわゆるクイック・リターン方式によって視度測定の
系と、角膜形状測定の系を分離することもできる。

ここで角膜形状測定用の光源と、視度測定用の光源を共
に点燈しておくと、アレイ上で角膜像と眼底像が重複し
てしまうので、角膜形状測定、視度測定に応じて選択的
に点燈するものとする・但し、クイック・リターン方式
の場合、　。

例えば第１ｊ！ｅｌで光路選択部材１９．２１が光路内
に挿入される系を考えると、角膜による反射光は光路選
択部材１９．２１で反射されアレイ７ａｂに向かうが、
光学設計によってはデフォーカスされることにより又は
、スポットミラー１４．絞り板１６によってケラれるこ
とにより実質上、角膜形状測定の系が無視できることに
より、角膜形状測定用の光源と、視度測定用の光源を選
択的に点燈しなくとも共に常時点燈させておくことが可
能となる。

なお、本発明において、角膜形状測定の系と、視度測定
の系を分離する手段は本実施例に限られず、他の手段、
例えば偏光特性を用いて分離するものであっても良い。

以上、本発明によれば、被検眼の角膜形状と視度を同一
の装置で選択的に測定できる。更には短時間のうちに測
定できる簡便な眼科測定装置を提供できる。

また本発明によれば角膜形状と視度を殆んど連続して測
定できるから、それぞれ独立して測定する場合に避は難
い被検眼の変化（周囲の環境、眼の緊張度等、時間の経
過に伴う様々の変化）の要素を殆んど除去できるもので
両側定値の相関性を信頼できる効果がある。

一方、もし別々の測定機を用いれば被検者は、その装置
のところまで移動し、また新たにアライメンシと作動距
離調整等を行なう必要があるが、本発明によればこの種
の煩雑な操作や時間の無駄がなくなるから殊に子供、老
人、病人に対して有効である。

また本発明は光電検出器その他を共用する構成としたか
ら、単純に両測定機を重畳させたものと異なり、コンパ
クトで簡単な装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の図。第２図は、光軸Ｘ方向から眺めた角膜形状測定用の光源
の配置図。第３図は、光軸Ｘ方向から眺めたアレイの配置図。第４図、第５図は各々、角膜形状測定用の絞り板、プリ
ズムを光軸Ｘ方向から眺めた図。／−）５立１第６図は、光軸Ｘを中心とし、各光源像を通ハる仮想円が各アレイに投影されるときの模式図。第７図は各アレイ上の測定点を示す図。第８図は、視度測定の糸の説明図。第９図は、投影用マスクの説明図。第１０図、第１１図は各★、視度測定用の絞り板、プリ
ズムを光軸方向から眺めた図。第１２図はシリトリカルレンズの説明図。図中１ａ、ｌｂは角膜形状測定用の光源、２ａ、Ｈｋは
スリツ）、３ａ、３にはコリメーティングレンズ、２ｍ
’、　２ｂ’は光源像、４は対物レンズ、５は絞り板、
６はプリズム、７＆ｂはアレイ、８ｍｂはシリンドリカ
ルレンズ、９は視度測定用の光源、ｌＯは集光レンズ、
１１は投影用マスク、１２は開口［、ｔｓ！ｔリレーレ
ンズ、１４はスポットミラー、１５はリレーレンズ、１
６は絞り板、１７ａ。１）ｂはプリズム、１８．２０はミラー、１９．２１は
光路選択部材である。

Claims

【特許請求の範囲】１６　　所定経線方向の像検出のためのフオヘトアレイ
に、被検眼の眼底反射像、角膜反射像を各々投影し、像
間隔を検出することにより視度及び角膜形状を測定する
眼科測定装置であって、眼底反射光路と角膜反射光路が
光路選択部材により選択されて、前記アレイにて視度又
は角膜形状が選択的に測定されることを特徴とする眼科
測定装置。１　前記アレイが少なくとも三級線方向に対応して三箇
設けられる特許請求の範囲第１項記載の眼科測定装置。３、ｌｉ定反射像、角膜反射像を各前分離してアレイ上
へ投影するレン、ズ及び分割されたプリズムを有する特
許請求の範囲第２項記載の眼科Ｓ黛装置。表　前記投影系がテレセンシリツク系である特許請求の
範囲第２項記載の眼科測定装置。５、被検眼への照明光束が平行光束である特許請求の範
囲第２項記載の眼科測定装置＠（光路選択部材がダイク
ロイックミラーである特許請求の範囲第１項記載の眼科
測定装置。７、　光路選択部材が光路内に挿入し又は離脱されるミ
ラーである特許請求の範囲第１項記載の眼科測定装置。８、視度測定のための眼底に投影されるべき指標が、対
物系の光軸上より投影される特許請求の範囲第１項記載
の眼科測定装置。９、光路選択部材は、角膜反射光路に対して眼底反射光
路の光路長を伸長するよう用いられる特許請求の範囲第
１項記載の眼科測定装置。