JPH06245909A

JPH06245909A - 眼屈折計

Info

Publication number: JPH06245909A
Application number: JP5061167A
Authority: JP
Inventors: Yoshi Kobayakawa; 嘉小早川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】【目的】構造が簡単で正確な眼屈折値が得られるよう
にし、かつ小瞳孔や混濁眼にも対応できるようにする。【構成】点光源１からの光束をレンズ２、瞳孔共役位
置に中心開口を持つ絞り３、可動ミラー４、ハーフミラ
ー５及び対物レンズ６を通して被検眼Ｅの眼底Erに投影
し、その眼底反射光束を対物レンズ６、ハーフミラー
５、瞳孔Epと共役な絞り、逆円錐プリズム８及びレンズ
９を経て正視眼底と共役の光位置センサ１０上に受光さ
せるように構成し、光位置センサ１０上のリング光束の
位置、形状を解析して眼屈折値を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼科診療所や眼鏡店等
において眼屈折値を測定するために用いられる眼屈折計
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のオートレフラクトメータにおい
て、光位置センサを用いたものは各径線方向の屈折力が
同時に測定できるという長所を有している。この種のも
のは、投影光束と反射光束との分割を、瞳孔共役位置に
設けた穴あきミラー等の特殊な光学部材を使用して行っ
ている。一方、ハーフミラー等の波面分割部材を使用し
て分割する方法も、例えば米国特許第４１６２８２８号
公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

(1) 従来の投影光束と反射光束の分離を穴あきミラー等
で行っている方式のものは、光像が複雑化するため、光
学系の小型化等に問題がある。また、瞳上で分離する必
要があるため、混濁眼等の測定ができない場合がある。
一方、波面分割部材を使用して分離する方式は瞳孔共役
位置に光束制限手段がないため、測定範囲や精度等に問
題がある。

【０００４】(2) 更に、従来のオートレフラクトメータ
は瞳孔のごく一部を使用して測定しているが、一般に瞳
孔内では屈折力は不均一な分布を有しているため、全域
を使う自覚屈折測定との間に測定値に差が出るという不
都合がある。一方、自覚屈折測定は時間が掛かるし、被
検者によって応答が信頼できない場合がある等の問題が
ある。

【０００５】本発明の目的は、(1) の問題点を解決し、
特殊な光学部材を用いなくとも投影光束と眼底反射光束
とを分離できるようにして構造の単純化、小型化を図る
ことを可能とすると共に、小瞳孔や混濁眼にも容易に対
応できるようにした眼屈折計を提供することにある。

【０００６】また本発明の他の目的は、(2) の問題点を
解決し、他覚測定値と自覚測定値を合致させることがで
き、短時間で正確な屈折検査ができる眼屈折計を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る第１の眼屈折計は、投影光束と眼底反
射光束を分割する波面分割部材と、被検眼の瞳孔と共役
面に配置した光束制限手段と、前記波面分割部材及び光
束制限手段を介して眼底に光束を投影する投影光学系
と、前記波面分割部材及び別の光束制限手段を介して眼
底反射光を光位置センサに受光する受光光学系とを有
し、前記光位置センサ上の光束位置から眼屈折値を求め
ることを特徴とする。

【０００８】第２の眼屈折計は、被検眼の前眼部が前側
焦点位置にくるように配置した対物レンズと、凸レンズ
及びその後側焦点位置に配設された絞り及び光軸垂直方
向に屈折するプリズムとから成り光軸方向に移動可能な
フォーカス部と、該フォーカス部と被検眼の間に配設し
て投影光束と眼底反射光束とを分割する波面分割部材
と、前記眼底反射光束を受光する光電アレイセンサとを
有し、該光電アレイセンサ上の受光光束位置と前記フォ
ーカス部の位置とから眼屈折値を求めることを特徴とす
る。

【０００９】第３の眼屈折計は、対物レンズと、該対物
レンズの被検眼の前眼部と共役位置に配置した絞りと、
投影系の瞳共役位置にあり光軸垂直方向に屈折作用を有
するプリズムと、光軸方向に移動可能なフォーカスレン
ズと、被検眼と対物レンズの瞳共役位置との間に配設し
て投影光束と眼底反射光束とを分割する波面分割部材
と、前記フォーカスレンズを通った眼底反射光束を受光
する光電アレイセンサとを有し、該光電アレイセンサ上
の受光光束位置と前記フォーカスレンズの位置とから眼
屈折値を求めることを特徴とする。

【００１０】

【作用】上述の構成を有する第１の眼屈折計は、被検眼
の眼底からの反射光は波面分割部材により分割された
上、瞳孔共役位置にある光束制限手段を経て光位置セン
サ上に受光され、その受光光束位置は被検眼の屈折力に
より変化するので、受光光束位置及び形状の解析によっ
て眼屈折値を求める。

【００１１】また第２の眼屈折計は、光路中に凸レンズ
と絞りとプリズムとから成るフォーカス部を設け、この
フォーカス部を動かして焦点を合わせ、このフォーカス
部の位置と光電アレイセンサで得られた眼底反射光束の
位置から眼屈折値を求める。

【００１２】更に第３の眼屈折計は、光路中に絞り、プ
リズム、フォーカスレンズを設け、フォーカスレンズを
動かして焦点を合わせ、このフォーカスレンズの位置と
光電アレイセンサで得られた眼底反射光束の位置から眼
屈折値を求める。

【００１３】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施例を示し、点光源１から被検眼
Ｅに至る光路O1上には、レンズ２、被検眼Ｅの瞳孔Epと
共役の中心開口を有する絞り３、可動ミラー４、ハーフ
ミラー５、対物レンズ６が配置されて投影光学系が構成
されており、可動ミラー４の反射点Ｐは対物レンズ６の
後側焦点位置に位置している。また、ハーフミラー５の
後方の光路O2上には、瞳孔Epと共役なリング状開口を有
する絞り７、逆円錐プリズム８、レンズ９、正視眼底と
共役の例えばＣＣＤ撮像素子から成る光位置センサ１０
が配置され受光光学系が構成されている。なお、ハーフ
ミラー５の代りに偏光プリズム等の波面分割部材を使用
してもよい。

【００１４】点光源１からの投影光束はレンズ２、絞り
３、可動ミラー４、ハーフミラー５及び対物レンズ６を
経て被検眼Ｅに至り、眼底Erで反射された眼底反射光束
は、対物レンズ６、ハーフミラー５、瞳孔Epと共役な絞
り７、逆円錐プリズム８及びレンズ９を通って光位置セ
ンサ１０上で受光される。

【００１５】ここで、絞り７はリング状開口を有するの
で、光位置センサ１０上には図２に示すようなリング光
束Ｒが受光される。このリング光束Ｒは眼屈折値によっ
て大きさが変化し、乱視がある場合には楕円になるの
で、その信号をコンピュータに入力して形状を解析すれ
ば眼屈折値が求められる。その計算は例えば図２に示す
中心点Ｏを通る線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとリング光束Ｒとの交
点を求めて楕円形状を解析すればよい。

【００１６】図３(a) 、(b) は瞳孔Ep面における投影光
束L1と反射光束L2とを例示し、図３(b) は瞳孔Epの中心
に混濁Ｇがある場合を示し、この場合には中心から投影
できないので可動ミラー４を傾けて投影光束L1の位置を
混濁Ｇから外す必要がある。可動ミラー４の位置は光位
置センサ１０に共役であるから、可動ミラー４を傾けて
も光位置センサ１０上での光束位置は不変である。

【００１７】なお、絞り７は円周上に例えば６個の開口
を持った絞りを用いることもできる。この場合に、逆円
錐プリズム８は６個のくさびプリズムとすれば、光位置
センサ１０上には６個のスポット光束が受光されるの
で、これらの光束位置を計算して眼屈折値を求めること
ができる。

【００１８】図４は第２の実施例を示し、図１と同一の
符号は同一又は同等の部材を表している。この場合に、
投影光学系の瞳孔共役位置の光路O1上には円錐プリズム
１１と絞り板１２が配置され、受光光学系の瞳孔共役位
置の光路O2上には中心開口絞り１３が配置されている。
なお、投影光学系のリング絞り板１２は図５に示すよう
に、大小２つのリング絞り１２ａ、１２ｂを有してお
り、絞り板１２の軸１４をソレノイド１５により回動し
て、リング絞り１２ａ、１２ｂを瞳孔径に応じて切換え
て使用するようになっている。

【００１９】この第２の実施例では光位置センサ１０と
してエリアセンサを用いた場合を示したが、経線方向の
みの測定でよければラインセンサを使用してもよい。ま
た、投影光束L1と眼底反射光束L2を分割する光分割部材
として実施例ではハーフミラー５を用いているが、偏光
によって分割する部材を使ってもよく、この光分割部材
は対物レンズ６の前に設けてもよい。何れの場合におい
ても、投影光束L1と眼底反射光束L2の分割に特殊な光学
部材を必要としないので、構成が著しく簡単になる。し
かも、投影光束L1と眼底反射光束L2とを瞳面で分離する
必要がないので、小瞳孔や混濁眼にも容易に対応するこ
とができる。

【００２０】図６は第３の実施例を示し、ＬＥＤ等の点
光源２１から被検眼Ｅに至る光路O3上には、レンズ２
２、及び光軸遮光部材２３を有する絞り２４とレンズ２
５とを一体化した投影側フォーカスユニット２６、ミラ
ー２７、対物レンズ２８、ハーフミラー２９が配列され
ている。ハーフミラー２９の後方の光路O4上には、対物
レンズ３０、及びレンズ３１と絞り３２と分離プリズム
３３とが一体化し投影側フォーカスユニット２６と連動
する受光側フォーカスユニット３４、レンズ３５、ＣＣ
Ｄ等から成る光電アレイセンサ３６が配置されている。

【００２１】レンズ２２とレンズ３５、対物レンズ２８
と対物レンズ３０とは同じものが用いられ、点光源２１
と光電アレイセンサ３６とはハーフミラー２９に関して
共役である。また、図７(a) 及び(b) に示す絞り２３及
び絞り３２は、それぞれレンズ２６とレンズ３１の後側
焦点位置にあり、瞳孔Epは対物レンズ２８と対物レンズ
３０の前側焦点位置にある。

【００２２】点光源２１からの光束はレンズ２２で平行
にされた上で、投影側フォーカスユニット２６を通り、
この投影側フォーカスユニット２６を通った光束はミラ
ー２７で反射された後に対物レンズ２８を通り、ハーフ
ミラー２９で反射されて被検眼Ｅの眼底Erにスポット光
束を投影する。眼底反射光束の一部はハーフミラー２
９、対物レンズ３０を通り、更に受光側フォーカスユニ
ット３４のレンズ３１、絞り３２及び分離プリズム３３
を通ってレンズ３５により光電アレイセンサ３６上に６
個のスポット光束となって受光される。

【００２３】図７(a) 及び(b) はそれぞれ絞り２３及び
絞り３２の形状を示し、投影側フォーカスユニット２６
の絞り２３の光軸遮光部２４は角膜反射光を除去する役
割を果たしている。こ光軸遮光部２４は受光側の絞り３
２に設けてもよいが、測定光束がけられる虞れがある。
分離プリズム３３は図８に示すように光軸対称の６個の
くさびプリズムから成り、光束を経線ごとに分離する作
用を持っている。

【００２４】従って、光電アレイセンサ３６上には図９
に示すように６個のスポット光束S1〜S6が受光される。
投影側フォーカスユニット２６と受光側フォーカスユニ
ット３４とは一体的に矢印Ｆのように各光軸方向に移動
され、点光源２１と光電アレイセンサ３６とが眼底Erに
共役になるように合焦される。そして、その位置とスポ
ット光束位置から、眼屈折値がコンピュータによって算
出される。

【００２５】光電アレイセンサ３６上のスポット光束S1
とS4との間隔は、焦点が合った時に被検眼Ｅの屈折度デ
ィオプタに対し線型に変化する。測定に際しては、例え
ば線Ｈ上の信号をモニタしながら合焦し、スポット光束
が最も良く合ったところで止めて、６個のスポット光束
S1〜S6の位置を計算すれば乱視を含む眼屈折値を求める
ことができる。

【００２６】もし乱視がある場合は、他のスポットは稍
々ぼけるがその重心を計算する。フォーカスの合った水
平スポット対に対して他の２対のスポット間隔は、同様
にディオプタ変化に対し線型な関係で変化する。

【００２７】この実施例においては、従来の場合と違っ
てフォーカスレンズの位置だけから決めるのではなく、
スポット位置とレンズ位置の双方を使用するのでフォー
カスはそれほど厳密にしなくても精度良く計算すること
ができる。

【００２８】なお、図６に示した分離プリズム３３の代
りに円錐プリズムを用いてもよいが、その場合には光束
はリング状になるのでその形状を解析すればよい。ま
た、分離プリズム３３は投影側の絞り２３の近傍に設け
てもよく、この場合には眼底に６個のスポットが投影さ
れることになる。

【００２９】絞り２３が非常に小さい径、例えば１ｍｍ
以下であれば、ぼけは殆どないので投影光学系はフォー
カスの必要は必ずしもない。その場合には、受光側のみ
フォーカスするようにすればよい。また、図６のハーフ
ミラー２９をプリズムに代替してもよいが、その場合に
は面を傾けて反射光を飛ばす必要がある。位置は対物レ
ンズ２８と対物レンズ３０の後方に置くと、対物レンズ
を１個で済ますことができるが、それによる面反射の対
策は必要である。

【００３０】図１０は第４の実施例を示し、点光源４１
から被検眼Ｅに至る光路O5上には、フォーカスレンズ４
２、絞り４３、レンズ４４、ミラー４５、ハーフミラー
４６、対物レンズ４７が配列されており、ハーフミラー
４６の後方の光路O6にはレンズ４８、絞り４９、分離プ
リズム５０、フォーカスレンズ４２と一体のフォーカス
レンズ５１、光電センサアレイ５２が配置されている。
そして、投影側の絞り４３と受光側の絞り４９とは瞳孔
Epと共役位置に置かれている。

【００３１】この場合に、点光源４１からの光束はフォ
ーカスレンズ４２、絞り４３、レンズ４４、ミラー４
５、ハーフミラー４６及び対物レンズ４７を経て被検眼
Ｅの眼底Erに投影され、その眼底反射光束は対物レンズ
４７、ハーフミラー４６、レンズ４８、絞り４９、分離
プリズム５０及びフォーカスレンズ５１を経て光電アレ
イセンサ５２に受光される。

【００３２】ここで、レンズ４４、４８は光束を平行光
としている。これはプラス側ディオプタとマイナス側デ
ィオプタに対し、光電アレイセンサ５２上のスポット光
束の変化をバランスさせる作用をしている。フォーカス
レンズ４２、５１は一体となって各光軸方向に移動さ
れ、点光源４１と光電アレイセンサ５２とが眼底Erに共
役になるようにフォーカスされる。そのときの光電アレ
イセンサ５２上の６個のスポット位置とフォーカスレン
ズ位置から眼屈折値が求められることは、図６に示す実
施例の場合と同じである。フォーカスが合った位置での
スポット間隔変化は、前述のようにプラス側、マイナス
側共に同量で同一方向に変化するが、その変化はディオ
プタに対して線型ではない。

【００３３】しかし、或るフォーカスレンズの位置に対
しては、スポット間隔はディオプタ変化に対して線型に
変化する。従って、図６の実施例の場合と同様に、例え
ば水平のスポット対に対しほぼフォーカスする位置で、
他の２対のスポット位置の間隔を計算して眼屈折値を求
めることができる。

【００３４】なお、分離プリズム５０は投影側の絞り４
３の近傍に配置してもよい。また、片側の光束を細くす
ればフォーカスの必要はない。図６及び図１０に示す実
施例の場合に、瞳孔全域を使用して他覚的な測定ができ
るため、正確な測定値が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る第１の
眼屈折計は、投影光束と眼底反射光束との分割に特殊な
光学部材を必要としないため、構造が簡単になり、コス
ト的にも小型化にも有利である。また、投影光束と眼底
反射光束とを瞳面で分離する必要がないので、小瞳孔や
混濁眼にも対応することができる。

【００３６】また、第２、第３の眼屈折計は、瞳孔全域
を使って他覚的に測定でき、短時間で正確な測定値を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の光学的配置図である。

【図２】光位置センサ上の眼底反射光束の説明図であ
る。

【図３】瞳孔面の投影光束と眼底反射光束の説明図であ
る。

【図４】第２の実施例の光学的配置図である。

【図５】絞りの説明図である。

【図６】第３の実施例の光学的配置図である。

【図７】瞳共役絞りの説明図である。

【図８】分離プリズムの説明図である。

【図９】光電アレイセンサ上の眼底反射光束の説明図で
ある。

【図１０】第４の実施例の光学的配置図である。

【符号の説明】

１、２１、４１点光源５、２９、４６ハーフミラー１０光位置センサ１１円錐プリズム１２絞り板２６投影側フォーカスユニット３１受光側フォーカスユニット３６、５２光電アレイセンサ４２、５１フォーカスレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投影光束と眼底反射光束を分割する波面
分割部材と、被検眼の瞳孔と共役面に配置した光束制限
手段と、前記波面分割部材及び光束制限手段を介して眼
底に光束を投影する投影光学系と、前記波面分割部材及
び別の光束制限手段を介して眼底反射光を光位置センサ
に受光する受光光学系とを有し、前記光位置センサ上の
光束位置から眼屈折値を求めることを特徴とする眼屈折
計。
【請求項２】被検眼の前眼部が前側焦点位置にくるよ
うに配置した対物レンズと、凸レンズ及びその後側焦点
位置に配設された絞り及び光軸垂直方向に屈折するプリ
ズムとから成り光軸方向に移動可能なフォーカス部と、
該フォーカス部と被検眼の間に配設して投影光束と眼底
反射光束とを分割する波面分割部材と、前記眼底反射光
束を受光する光電アレイセンサとを有し、該光電アレイ
センサ上の受光光束位置と前記フォーカス部の位置とか
ら眼屈折値を求めることを特徴とする眼屈折計。
【請求項３】対物レンズと、該対物レンズの被検眼の
前眼部と共役位置に配置した絞りと、投影系の瞳共役位
置にあり光軸垂直方向に屈折作用を有するプリズムと、
光軸方向に移動可能なフォーカスレンズと、被検眼と対
物レンズの瞳共役位置との間に配設して投影光束と眼底
反射光束とを分割する波面分割部材と、前記フォーカス
レンズを通った眼底反射光束を受光する光電アレイセン
サとを有し、該光電アレイセンサ上の受光光束位置と前
記フォーカスレンズの位置とから眼屈折値を求めること
を特徴とする眼屈折計。