JPS63242219A

JPS63242219A - 眼測定装置

Info

Publication number: JPS63242219A
Application number: JP62079209A
Authority: JP
Inventors: 小早川　嘉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-07
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH069544B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、角膜曲率半径や角膜乱視等を測定するために
用いられるケラトメータに関するものである。

［従来の技術］従来のケラトメータは、測定光源として例えば蛍光灯等
のリング状光源を用いているため、構造的に大型複雑化
するという欠点を有している。また、構造を簡素にする
ために発光ダイオード等の点状光源を用いた場合には、
それらの角膜反射像の二次元的位置を測定する必要があ
るため、信号処理が相当に難しいという問題がある。

［発明の目的］本発明の目的は、このような問題を改善し、構成が比較
的簡素でかつ信号処理の容易なケラトメータを提供する
ことにある。

［発明の概要］上述の目的を達成するための本発明の要旨は、少なくと
も３径線方向に点状の測定光源を配し、これらの光源に
よる角膜反射像を光位置センサ上に投影し、投影された
光束のそれぞれの径線方向の位置を検知して角膜形状を
測定することを特徴とするケラトメータである。

［発明の実施例１本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示し、被検眼Ｅに対向
して対物レンズｌが配置され、この対物レンズ１の後方
には絞り２、光分割部材３．４、円柱レンズ５ａ、ＣＯ
Ｄ等から成る一次元センサアレイ６ａが配列されている
、また、光分割部材３の反射方向に円柱レンズ５ｂ、−
次元センサアレイ６ｂが配列され、光分割部材４の反射
方向に円柱レンズ５ｃ、−次元センサアレイ６ｃが配列
されている。また、光軸０を中心にして第２図に示すよ
うに、等角度等距離に６個の測定光源７ａ〜７ｆが配置
されている。これらの測定光源７ａ〜７ｆには発光ダイ
オード等の点状光源が用いられ、少なくとも３径線方向
にそれぞれ２個ずつ配置され、測定光源７ａと７ｄ、７
ｂと７８．７ｃと７ｆは各径線ＡＤ、ＢＥ、ＣＦ方向に
配置されている。ただし、被検眼Ｅの角膜Ｅｃと装置の
７ライメントが合致している場合には各径線ごとに光源
７は１個ずつでもよい。

円柱レンズ５ａの母線方向と、−次元アレイセンサ６ａ
のアレイ配列方向は径線ＡＤ力方向あり、円柱レンズ５
ａは光束を一次元アレイセンサ６ａ上に来光する働きを
なすものである。同様に、他の円柱レンズ５ｂの母線方
向と一次元アレイセンサ６ｂの配列方向、及び円柱レン
ズ５ｃの母線方向と一次元アレイセンサ６ｃの配列方向
は、それぞれ各径線ＢＥ力方向びＣＥ方向になっている
。また、各円柱レンズ６の母線と垂直な方向で、絞り２
と各−次元アレイセンサ７とは各円柱レンズ６により共
役になっている。

この実施例において、測定光源７ａ、７ｄは被検眼Ｅの
角膜Ｅｃ上にそれぞれ虚像７Ａ’　、７Ｄ’を形成し、
またこれらの像７Ａ’　、７Ｄ’は対物レンズｌにより
絞り２．光分割部材３．４及び円柱レンズ５ａを通って
一次元アレイセンサ６ａに投影される。同様に、測定光
源７ｂ、７ｅの像は光分割部材３により反射され、円柱
レンズ５ｂを通って一次元アレイセンサ６ｂに投影され
る。更に、測定光源７ｃ、７ｆの像も光分割部材４によ
り反射され１円柱レンズ５ｃを通り一次元アレイセンサ
６Ｃ上に投影される。この場合に、作動距離による誤差
を受は難くするため、絞り２を対物レンズ１の後側焦点
位置の近傍に配置することが望ましい。

第３図は円柱レンズ５ａと一次元アレイセンサ６ａの説
明図であり、虚像７Ａ″、７Ｄ゛は一次元アレイセンサ
６ａ上では像７Ａ”、７Ｄ″となるから、これらの位置
を求めればよい、このようにして求められた３径線上の
位置から、角膜曲率半径や角膜乱視等の角膜形状を測定
することができる。

角膜Ｅｃは一般に乱視があるので回転楕円面と仮定する
。先ず、光軸０上に角膜Ｅｃの曲率中心がない場合は、
−次元アレイセンサ７上の２つの像は中心に対し非対称
となる。即ち、第３図に示す２つの像７Ａ”、７Ｄ”の
中心座標が径線ＡＤ力方向偏心を表すことになり、２方
向の偏心を表すことになる。従って、２方向の中心座標
により二次元的偏心が測定できる。

また、偏心があっても像の間隔は不変であり、この間隔
は角膜Ｅｃの反射球面屈折力と反射円柱屈折力のその径
線方向成分との和に反比例する。この関係から、３径繰
合わせて３つの関係式が得られることになり、未知数は
球面、円柱屈折力及びその角度の３つであるから、これ
らの連立方程式から球面屈折力等を算出することが可能
である。

第４図は第′２の実施例を示すものであり、ここで第１
図と同じ番号は同一部材を表わしている。

この実施例においては、第１図の光分割部材３゜４を用
いる代りに円柱レンズ板８が用いられている。この円柱
レンズ板８は第５図（ａ）に示すように、３径線ＡＤ、
ＢＥ、ＣＦの方向にそれぞれ母線を持つ６個の円柱レン
ズ８ａ〜８ｆによって構成され、かつその側面形状は第
５図（ｂ）に示すような模形状になっていて、光束を光
軸０方尚に屈折させる機能を持っている。光位置センサ
として第６図に示すような撮影用ＣＯＤ等の二次元エリ
アアレイセンサ９が用いられている。

径線ＡＤ、ＢＥ、ＣＦの線上に像７Ａ″、７Ｄ″等が投
影されるから、これらの像７Ａ”、７Ｄ“の間隔から上
述のように角ｊ１！２形状を測定することができる０円
柱レンズ板８は６個の光源像からの光束が、絞り２を通
過して分離した位置に配置され、同様に母線と垂直方向
で絞り２とエリアアレイセンサ９とを共役にしている。

また、楔形状の円柱レンズ８ａ〜８ｆによる偏向作用は
、精度を上げるため拡大した像の光束をエリアセンサア
レイ９内に入射することに役立っている。

第７図は第３の実施例を示し、この実施例は眼屈折測定
と角膜形状測定の双方の機能を有し、かつ受光部を共用
にした例を示している。先ず、角膜形状測定系について
は、点状光源である測定光源７ａ〜７ｄは第１図の場合
と同様に配置されているが、対物レンズｌの後方にはダ
イクロイックミラー１０が斜設され、その反射側の光軸
にはレンズ１１、絞り１２．円柱レンズ板１３．レンズ
１４が順次に配置されている。レンズ１４の後方には光
路変換用の全反射ミラー１５を介してレンズ１６、グイ
クロイックミラー１７１円柱レンズ板１８、二次元アレ
イセンサ１９が順次に配置されている。

ここで、絞り１２は対物レンズｌ及びレンズ１１から成
る光学系の後側焦点位置附近に首かれ、円柱レンズ板１
３は円柱レンズに関しては第５図に示す円柱レンズ板８
と同様な構成になっており、楔形状による偏向方向はＡ
Ｄ、ＢＥ、ＣＦ力方向ある。レンズ１４はフィールドレ
ンスであり、この面に角膜像が投影され、この面をレン
ズ１６により二次元アレイセンサ１９上に投影するよう
になっている。ダイクロイックミラー１７は測定光源７
ａ〜７ｄ等からの波長光を透過する特性のものとされて
いる０円柱レンズ板１８は第８図に示すように、測定径
線方向に母線を有する３ツノ円柱レンズ１８ａ、１８ｂ
、１８ｃから成り、二次元アレイセンサ１９の近傍に位
置し、母線垂直方向の光を集光する作用をなすものであ
る。

二次元アレイセンサ１９上に投影された像は例えば第９
図に示すようになり、測定径線と同じ径線ＡＤ、ＢＥ、
ＣＦで示す特定の径線上に光束が投影されるから、これ
らの径線上の２光点の距離から角膜形状を測定すること
が可能である。

次に、第７図における眼屈折測定系については、光軸０
上のダイクロイックミラ−１０の背後の穴あきミラー２
０に続いて絞り２１、レンズ２２、屈折測定用光源２３
が順次に配置され、穴あきミラー２０の反射側の光軸に
は６穴絞り２４、レンズ２５、プリズム板２６及びダイ
クロイックミラー１７が配置されている。

屈折測定用光源２３からの波長光は、グイクロイー、ク
ミラー１０を通過し、ダイクロイックミラー１７を反射
するようになっている。屈折測定用光源２３には発光ダ
イオード等の点状光源が用いられ、これは正視の被検眼
Ｅの眼底Ｅｒと共役に配置することが望ましい、屈折測
定用光源２３はレンズ２２により対物レンズ１の後側焦
点附近に結像される。絞り２１は中心に開口を有し、被
検眼Ｅの瞳と略共役になっている。また、６六絞り２４
は第１０図に示すように、光軸を中心にして等距離等角
度に設けられた６個の開口２４ａ〜２４ｆを有し、同様
に瞳に共役に配置されている。プリズム板２６は第１１
図に示すように６個の楔プリズム２６ａ〜２６ｆによっ
て構成され、また二次元アレイセンサ１９は円柱レンズ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃの屈折力を考慮しないとき屈折
測定用光源２３と共役になっている。

被検眼Ｅの眼底Ｅｒから反射してきた光束は穴あきミラ
ー２０で反射され、６穴絞り２４の開口を通りレンズ２
５により二次元アレイセンサ１９に投影される。この場
合に、６穴絞り２４は瞳に共役であるから、瞳周辺の３
径線方向の６個所から反射光を取り出すことができる。

プリズム板２６がない場合には、正視の被検眼Ｅの眼底
Ｅｒからの６光束は中心の一点に集中することになるが
、プリズム板２６はこれらの６光束の位置を独立に測定
できるように二次元アレイセンサ１９上で分離し、かつ
円柱レンズ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの各方向に偏向する
作用を果たしている。例えば、６穴絞り２４の開口２４
ａ、２４ｄから出射した光束は、円柱レンズ１８ａを通
って二次元アレイセンサ１９上で径ｉＡＤ上に至る。ま
た、６穴絞り２４の開口２４ｂ、２４ｅからの光束は円
柱レンズ１８ｂを通って径線ＢＥ上に至り、同様に開口
２４ｃ、２４ｆからの光束は径線ＣＦ上に到達するから
、これらの各径線上の２光点の間隔から各径線方向の屈
折力をＷ１１定できる。即ち、３径線方向の屈折力が求
まり、径線方向の変化を正弦波的と仮定すれば、円球屈
折力、乱視度、乱視角から成る眼屈折値を求めることが
できる。

上述の実施例は、３径線の場合を示したが、勿論３径線
以上でも同様に適用できることは云うまでもない。また
、光位置センサはアレイセンサを用いた場合を説明した
が、例えば半導体装置検出器（ポジションディテクタ）
等のアナログ型光位置センサを用いてもよい、このアナ
ログ型光位置センサを第１図の実施例で使用するときに
は、６個の測定光源７ａ〜７ｆのうち、３個ずつ点灯し
て各７レイセンサ６ａ、６ｂ、６Ｃに１本ずつ光束が順
次に入射するようにすればよい。また、第４図、第７図
に示す実施例では、６個の測定光源７ａ〜７ｆを１個ず
つ点灯することになる。

なお、第１図の実施例において、ポジションディテクタ
を使用する場合には、その幅が充分あれば幅方向に集光
する円柱レンズ５ａ、５ｂ、５ｃは不要になる。更に第
４図の実施例においても、アナログ型光位置センサを用
いた場合には、光束を特定の径線上に持ってくる必要が
ないから、円柱レンズ板８を省略することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明に係るケラトメータは、測定
用光源として発光ダイオード等の点状光源を各径線上に
配置しているため、従来のリング状光源を用いたものに
比べて構造的に簡単になり、また光位置センサとして二
次元ＣＯＤ等を使用する場合でも、特定の径線上の光点
の位置を求めればよいから信号処理が容易になるという
効果がある。更に、３径線方向に７レイセンサを備えた
オートレフ測定系をケラトメータの受光部に兼用して、
構造の簡易なオートレフケラトメータを得ることも可能
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るケラトメータの実施例を示すもので
あり、第１図は第１の実施例の光学的構成図、：５２図
は測定光源の配置例の正面図、第３図は円柱レンズと一
次元アレイセンサの関係の説明図、第４図は第２の実施
例の構成図、第５図（ａ）は円柱レンズ板の正面図、（
ｂ）は側面図、第６図はエリアアレイセンサ上の光点の
説明図、第７図は第３の実施例の構成図、第８図は円柱
レンズ板の正面図、第９図はアレイセンサと光点との関
係の説明図、第１Ｏ図は６穴絞りの正面図、第１１図は
プリズム板の正面図である。符号１は対物レンズ、２，１２．２１は絞り、３．４は
光分割部材、５ａ、５ｂ、５Ｃは円柱レンズ、６ａ、６
ｃ、６ｂは一次元アレイセンサ、７ａ〜７ｆは′Ａｔｎ
定光源、８．１３．１８は円柱レンズ板、９．１９は二
次元エリアアレイセンサ、１０．１７はグイクロイック
ミラー、２０は穴あきミラー、２３は屈折測定用光源、
２４は６穴絞り、２６はプリズム板である。

Claims

【特許請求の範囲】１、少なくとも３径線方向に点状の測定光源を配し、こ
れらの光源による角膜反射像を光位置センサ上に投影し
、投影された光束のそれぞれの径線方向の位置を検知し
て角膜形状を測定することを特徴とするケラトメータ。２、前記光位置センサは３個の一次元センサアレイとし
、３径線方向に配置するようにした特許請求の範囲第１
項に記載のケラトメータ。３、前記光位置センサはエリアセンサアレイとした特許
請求の範囲第１項に記載のケラトメータ。