JPS6213010B2 - - Google Patents

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つて、簡易な装置により被検
眼の適正位置からのずれ量・ずれ方向（特に眼科
機器光軸方向）とを容易に測定・検出可能な眼科
機器の被検眼位置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像さ
せる結像レンズと、前記結像レンズからの光束を
少なくとも一方向に走査させる走査部材と、前記
走査部材による走査に伴なう光束の平均的位置の
変化を示す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
ターゲツトを被検眼眼底に投影するターゲツト投
影光学系５１、上記測定ターゲツト像のずれ量を
検出する２次元検出器５２、被検眼眼底の測定タ
ーゲツト像を２次元検出器５２に投影するターゲ
ツト受光光学系５３、被検眼の視準線を固定する
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から構成される。

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
ミラー１０６及び第２ハーフミラー１０８を、第
２ハーフミラー１０８の反射光軸上に配置する。
また、第１ハーフミラー１０６の反射光軸上に、
結像レンズ１０９、チヨツパー１１０、入射され
る光束の平均的位置を光電的に２次元検出する光
束位置検出装置すなわち１１２を配置する。さら
に、チヨツパー１１０の一方の側には基準信号用
発光素子１１３、また他方の側には基準信号用受
光素子１１４が配置される。発光素子１０２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。すなわち被検眼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
となり結像レンズ１０９により、受光素子１１２
上に発光実子１０２の像が形成される。チヨツパ
ー１１０は、第２図に示すように、複数の扇形ス
リツト１１５を有する円盤によつて構成され、円
盤中心１１６を中心に回転運動する。光軸１１８
は扇形スリツト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、扇形スリツト１１
５の２倍の開口を有する絞りである。扇形スリツ
ト１１５における光束１２０は、前記絞り１１９
の開口部の略外接円である。

上記構成における被検眼位置検出系５０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１２２が受光素子１１２より後方（結
像レンズ１０９と反対側）にある場合において、
チヨツパー１１０が回転すると、第３図Ａ，Ｂ，
Ｃに示すように、扇形スリツト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４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、〇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
軸はチヨツパーの位置を示し、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（結像レンズ１０９の
側）にある場合は、チヨツパー１０９が回転する
と、第６図、第７図に示すようになる。第６図、
第７図は第３図、第４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１１
２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
り、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きにどれだけず
れているかを検知することができる。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
に配置したが、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。

ターゲツト投影用光学系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１ａ，１ｂ、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
する測定ターゲツト５、結像レンズ６、投影用結
像レンズ７、赤外光に関するハーフミラー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
ツクミラー９とから構成される。上記一対の赤外
線光源１ａ，１ｂは高速度で交互に点灯し、また
該両源１ａ，１ｂは一体となつて光源を中心に回
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，１
ｂからの光は、それぞれ集光レンズ２ａ，２ｂに
よつて集光され、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の位置に結像した後、投影用結像レ
ンズ７、ハーフミラー８及びダイクロイツクミラ
ー９を介して被検眼Ｅに入射する。ここで赤外線
光源１ａ，１ｂの像は被検眼Ｅの瞳孔位置に結像
し、また測定ターゲツト５の円形開口絞り４の像
は被検眼の眼底P₂に結像する。そして、測定ター
ゲツト５と被検眼Ｅの眼底P₂とが共役な位置関係
にあるときには、赤外線光源１ａからの光によつ
て照明された円形開口絞り４の像と、赤外線光源
１ｂからの光によつて照明された円形開口絞り４
の像とが、眼底P₂の同一位置に結像される。他
方、測定ターゲツト５と被検眼Ｅの眼底P₂とが共
役な位置関係にないときには、上記各赤外線光源
からの光によつて照明された円形開口絞り４の像
が眼底P₂の分離した２ケ所にそれぞれ結像する。

ターゲツト受光光学系５３は、第１図に示すよ
うに、ダイクロイツクミラー９、ハーフミラー
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
配置された角膜反射光遮断絞り１２及びリレーレ
ンズ１３によつて構成される。上記角膜反射光遮
断絞り１２は、第８図に示すように、ほぼ円孔で
あつて、光軸通過位置に関し対称な２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１
ａ，１ｂが光軸回りに回転するとき、この回転運
動に連動して回転するように構成されている。さ
らに、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、被検眼眼底P₂の測定ター
ゲツト像は、ダイクロイツクミラー９、ハーフミ
ラー、受光用対物レンズ１０、ミラー１１、リレ
ーレンズ１３によつて、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，１
２ｂによつて除去される。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１４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つて構成され、結
像位置の前後においても測定ターゲツト像である
円孔像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の像が、赤外線光源１ａ及び１ｂの交
互点灯につ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
測定値から公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
光光源３１、集光レンズ３２、光源方向に移動可
能な固視ターゲツト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
ロイツクミラー３６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ツト３３
を照明する。固視ターゲツト３３からの光は、ミ
ラー３４、投影レンズ３５、ダイクロイツクミラ
ー３６を介し、さらに上記ハーフミラー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
ツト３３を注視することにより視準方向を固定す
る。また、被検眼は常に遠方視の状態であること
を要し、固視ターゲツト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、ハーフミラー９、ダイクロ
イツクミラー３６、投影レンズ３６′、ハーフミ
ラー３７及び撮像管３８を同一光軸上に配置し、
またハーフミラー３７の反射光軸上に光源４０、
集光レンズ４１、視準板４２、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。視準板
４２は、第９図に示すように、中央に円、その周
辺に放射線をもつた視準スケール４３を有する。

上記のように構成された照準光学系において、
撮像管３８には、投影レンズ３６′による被検眼
Ｅの前眼部像と、投影レンズ４５による視準スケ
ール４３の像が重ねて投影される。検者はモニタ
ーテレビ３９に見て、被検眼の瞳孔像の中心と視
準スケール４３の像とが一致して、被検眼の光軸
とターゲツト受光光学系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つ
の径線方向の被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２次元受光素子１１
２が検出した信号によつて、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１０図にもとづいて説明する。受光
素子１１２は、第１１図に示すように、光束１０
０が入射すると、その入射位置の座標に係る距離
x₁，x₂，y₁，y₂に対応した電圧X₁，X₂，Y₁，Y₂
を出力する。光束１００が受光素子１１２の中央
に入射すると、X₁＝X₂、Y₁＝Y₂となる。なお、
本実施例では、チヨツパー１１０の回転によつて
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１
１２のX₁出力端子、X₂出力端子は、それぞれ増
幅回路２００，２０１に入力され、増幅回路２０
０，２０１はそれぞれ（X₁−X₂）を計算する減算
回路２０２及び（X₁＋X₂）を計算する加算回路２
０４に連結されている。減算回路２０２及び加算
回路２０４は、（X₁−X₂）／（X₁＋X₂）を計算する
割算回路２０６に連結されている。割算回路２０
６は、（X₁−X₂）／（X₁＋X₂）の正負を判断する方
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、チヨツパー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１００の平均的位置を示す信号
X₁，X₂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X₁，X₂は、それぞれ増幅回路
２００，２０１によつて増幅され、減算回路２０
２及び加算回路２０４でそれぞれの演算（X₁−
X₂）及び（X₁＋X₂）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
よつて（X₁−X₂）／（X₁＋X₂）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
号を得ることができるようにするためである。
（X₁−X₂）／（X₁＋X₂）＝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。チヨツパー１
１０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，Y₂
は、該走査に対応した変調信号となる。ここで、
電圧信号Y₁，Y₂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、Ｚ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Y₁（Z₁），Y₂
（Z₂）で示すものとする。受光素子１１２のY₁
（Z₁），Y₂（Z₂）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
スフイルター回路２２６を経て割算回路２２８に
連結され、また、加算回路２２４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、ローパスフイル
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Z₁，Z₂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、（Y₁
−Y₂）／（Y₁＋Y₂）の正負を弁別して、ドライバ
ー２３２がモータ２３４を駆動してＹ方向のずれ
を調整する。

次に、Ｚ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、ハンドルパスフイルター回路２４４、同期整
流回路２４６、ローパスフイルター回路２４８、
方向弁別回路２５０、ドライバー２５２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Y₁（Z₁）−Y₂
（Z₂）／Y₁（Z₁）＋Y₂（Z₂）の演算がなされ、ハンド
パスフイルター回路２４４に入力される。ハンド
パスフイルター回路２４４からの出力は、Ｚ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１２図Ａ及びＢのように、
ずれの方向によつ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によつて増幅されて、第１２図Ｃに示す矩
形波のリフア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、このリフア
レンス信号で上記バンドパスフイルター回路２４
４からの出力とを同期整流して、ずれの方向によ
つて第１１図Ｄ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、ローパスフイルタ
ー回路２４８により第１２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２５０は入力された信号の正負を弁別
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
号をドライバーに入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
示によつ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（Ｓ／Ｍ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、Ｚ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２次元素子の代り
に、同じ位置に１次元素子をチヨツパーの走査方
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
置検出系のチヨツパー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
よつ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
記実施例のチヨツパーの説明図、第３図ないし第
７図は本発明の検出原理の説明図、第８図は反射
光遮断絞りの正面図、第９図は視準スケールの正
面図、第１０図は上記実施例の電気回路のブロツ
ク図、第１１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：ターゲツト投
影光学系、５２：２次元検出器、５３：ターゲツ
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ハーフミラー、１０９：結像レン
ズ、１１０：チヨツパー、１１２：２次元受光素
子、１１４：基準信号用受光素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   像させる結像レンズと、前記結像レンズからの光
   束を少なくとも一方向に走査させる走査部材と、
   前記走査部材を透過して入射される光束の平均的
   位置を光電的に検出する光束位置検出装置とを有
   する眼科機器において、前記走査部材による走査
   に伴なう光束の平均的位置の変化を示す前記光束
   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。