JPH07136117A - 眼科用測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で被検レンズの屈折力を測定す
る。 【構成】 線状の線状光源１からの光束は、レンズ３、
被検レンズＬ、半円板状の遮光板４に下半分を覆われて
いるレンズ５を通り、２個の要素から成る光電センサ２
で受光される。この光電センサ２の光量分布に基づい
て、被検レンズＬの屈折力が算出される。

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で
使用され、眼やレンズの屈折力を測定する眼科用測定装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のレンズメータやレフラクトメータ
は、ＣＣＤ等のイメージセンサ或いはフォトディテクタ
により測定光束を受光している。また、イメージセンサ
を用いた装置では、イメージセンサ上の測定光束位置を
画像処理し屈折力を求めている。一方、フォトディテク
タを用いた眼科用測定装置は、フォトディテクタでの受
光光量分布から屈折力を求めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
イメージセンサを用いた装置は、測定光束位置を解析す
るための画像処理部を必要とし、一方、フォトディテク
タを用いた装置は異なる経線方向の屈折力を測定するた
めに、光学系を回転する機械的可動部を必要とし、何れ
の方式においても装置の構造が複雑化するという欠点が
生ずる。

【０００４】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
フォトディテクタを用いた機械的可動部のない構造の簡
単な眼科用測定装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第１発明に係る眼科用測定装置は、線状の開口縁を
有する受光開口に被検レンズからの透過光束を結像する
受光光学系と、前記受光開口の開口縁を境界とする両側
を照明する照明光学系と、前記受光開口の複数領域での
光量の関係から前記被検レンズの屈折力を求める検出手
段とを有することを特徴とする。

【０００６】また第２発明に係る眼科用測定装置は、直
線状の開口縁を有する測定開口を介して被検眼の眼底で
の反射光束を測定する光電センサを有する測定光学系
と、被検眼の瞳孔部を前記測定開口に結像する結像光学
系と、該結像光学系に設けた光分割部材を介して前記測
定開口の開口縁を境界とする両側に伸びる照明開口から
被検眼に光束を投影する照明光学系と、アライメントマ
ークを表示する前眼部観察系と、前記測定開口の複数領
域での眼底反射光束の光量の関係から眼屈折力を求める
検出手段とを有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】上述の構成を有する第１発明に係る眼科用測定
装置については、受光開口の線状の縁を境界線とする両
側を照明している照明光学系中に被検レンズを挿入する
ことにより受光開口の光量分布が変化するので、この受
光開口の複数領域での光量の関係から被検レンズの屈折
力を求める。

【０００８】第２発明に係る眼科用測定装置は、照明開
口を介して測定開口の開口縁を境界とする両側に延びる
光束を眼底に投影し、ここでの反射光束は投影光束と同
じ方向で測定開口で結像して光電センサに受光されるま
での測定開口での光量の関係から被検眼の屈折力を求め
る。

【０００９】

【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はレンズの屈折力を測定する眼科用測定装置
の第１の実施例の構成図であり、線状光源１から図２に
示すように２つの要素２ａ、２ｂから成る光電センサ２
に至る光路上には、レンズ３、被検レンズＬ、半円板状
の遮光板４、レンズ５が配置されている。

【００１０】図３は光軸方向から見た線状光源１、遮光
板４、レンズ５の配置関係を示し、遮光板４はレンズ５
の下半分を覆い、半円の直径に相当する遮光板４のエッ
ヂ４ａは光軸上に配置されている。また、線状光源１は
縁４ａに掛かって上下方向に延在している。

【００１１】線状光源１からの光束は、レンズ３、被検
レンズＬ、遮光板４、レンズ５を通り光電センサ２で受
光される。図４は光電センサ２の受光光量分布を示し、
横軸Ｘは光電センサ２の上下方向の座標を表し、遮光板
４の縁４ａに直交しており、縦軸Ｙは受光光量を表して
いる。

【００１２】被検レンズＬが光路上にない場合には、線
状光源１からの光束は、レンズ３により図３に示すよう
に遮光板４で線状の光源像として結像されるため、下半
分の光源像が遮光され、上半分の光源像が光電センサ２
で受光され、図４の実線で示すように光量分布B1は、光
電センサ２全体で一様となる。

【００１３】被検レンズＬが光路中に挿入されている場
合には、被検レンズＬの屈折力のため光電センサ２の光
量分布B2は鎖線で示すように線形に変化され、光電セン
サ２の上方ほど受光光量が増大する。この光量分布B2の
直線の傾きは被検レンズＬの屈折力の大きさを表し、光
電センサ２の要素２ａ、２ｂの受光光量比から算出され
る。

【００１４】図５は第２の実施例の構成図であり、光軸
に関して対称に設けられている４個の線状光源１１ａ〜
１１ｄから光電センサ１２に至る光路上には、レンズ１
３、当接部材１４に当接された被検レンズＬ、レンズ１
５、矩形開口絞り１６、レンズ１７、４孔絞り１８が配
列されている。

【００１５】図６は光軸方向から見た線状光源１１ａ〜
１１ｄと矩形開口絞り１６の開口部１６ａとの配置関係
を示し、線状光源１１ａ〜１１ｄの外側半分が矩形開口
絞り１６により覆われている。また、４孔絞り１８は図
７に示すように光軸に関して対称な４個の開口部１８ａ
〜１８ｄを有し、光電センサ１２は図８に示すように光
軸に関して対称な４個の要素１２ａ〜１２ｄにより構成
されている。

【００１６】線状光源１１ａ〜１１ｄからの光束は、レ
ンズ１３で平行光束とされ、被検レンズＬ、レンズ１
５、矩形開口絞り１６の開口部１６ａ、レンズ１７を通
り、４孔絞り１８の開口部１８ａ〜１８ｄにより特定経
線方向の光束のみが透過し、それぞれ光電センサ１２の
要素１２ａ〜１２ｄで受光され、光電センサ１２の受光
光量分布から被検レンズＬのアライメント情報、乱視を
含む屈折力及び非対称性球面度数、プリズム度数等が算
出される。

【００１７】被検レンズＬに屈折力が無い場合には、被
検レンズＬからの透過光束は矩形開口絞り１６の開口部
１６ａで、図６に示すように４本の線状の光源像として
結像され、光軸寄りの内側半分の光源像のみが透過して
光電センサ１２に受光されるため、ここでの受光光量分
布は一様となる。

【００１８】被検レンズＬがに屈折力を持っている場合
には、被検レンズＬの面はレンズ１７により４孔絞り１
８で結像されて光電センサ１２で受光されるため、光電
センサ１２の受光光量分布は線形に変換される。

【００１９】アライメントの確認をする場合には、光軸
に関して対称な２個の光源を順次に点灯する。例えば、
線状光源１１ａ、１１ｃを点灯した場合には、線状光源
１１ａ、１１ｃの延びている上下方向のアライメントの
ずれが分かる。アライメントがずれている場合には、そ
れぞれの線状光源１１ａ、１１ｃに対する光電センサ１
２の光量分布の傾斜度は一致するが受光光量が異なるの
で、この受光光量の差からアライメントのずれ或いは偏
心を求めることができる。

【００２０】実際の測定では、線状光源１１ａ〜１１ｄ
を１個ずつ点灯する。図４に示すように光電センサ１２
の光量分布は傾斜し、軸Ｘは点灯した線状光源１１ａ〜
１１ｄが掛かっている矩形開口絞り１６の開口縁に関し
て直交しているので、要素１２ａ〜１２ｄの光量分布の
矩形開口絞り１６の開口縁に対する傾斜度を算出し、屈
折力に換算すればよい。また、光電センサ１２の光源１
１ａ、１１ｃによる受光光量が同じで、光量分布の傾斜
度が異なっている場合には、この光量分布の傾斜度の差
から非対称非球面度数を算出することができる。

【００２１】乱視を測定する場合には、光軸に関して直
交している２個の光源、例えば線状光源１１ｃ、１１ｄ
を順次に点灯する。被検レンズＬに乱視が無い場合に
は、図４に示すように光電センサ１２の受光光量分布は
軸Ｘ方向で線形に変化し、軸Ｘは点灯した線状光源１１
ｃ、１１ｄが掛かる矩形開口絞り１６の開口部１６ａの
縁に直交する。被検レンズＬに乱視がある場合には、こ
の軸Ｘが矩形開口絞り１６の開口部１６ａの縁と直交し
ない。この軸Ｘ方向の角度変化と光量分布の最大傾斜度
を２方向で求めれば、乱視を含む屈折力が算出できる。
この算出方法の詳細は例えば特開平４−９１３２号公報
に開示されている。

【００２２】線形な強度変化をする光量分布は、或る点
を中心とした円周上では正弦的であり、この光量Ｉは定
数Ａ、ｂ、ｃ、及び方向角θを用いて、 Ｉ＝Ａ sin（θ＋ｂ）＋ｃ …(1) と表すことができる。

【００２３】従って、被検レンズＬの光学的中心を中心
とする円周上では、或る方向角θを有する経線上で光量
Ｉは、式(1) に示すように正弦的変化するため、少なく
とも３経線方向の光量Ｉを測定すれば定数Ａ、ｂ、ｃは
一義的に決定でき、光電センサ１２の光量分布の最大傾
斜度と、軸Ｘと矩形開口絞り１６の開口部１６ａの縁と
のなす角度を求めることができる。

【００２４】この実施例では、４孔絞り１８の開口部１
８ａ〜１８ｄの方向により、光電センサ１２の要素１２
ａ〜１２ｄにおいて４経線上の光量分布が測定できるた
め、要素１２ａ〜１２ｄのうち３個を順次に組み合わせ
て定数Ａ、ｂ、ｃを決定し、平均化すればよい。

【００２５】なお、被検レンズＬが偏心し、乱視が有る
場合には、４個の線状光源１１ａ〜１１ｄを順次に点灯
して測定を行えば、被検レンズＬの偏心及び乱視を含む
屈折力が測定できる。

【００２６】図９は第３の実施例の構成図であり、４個
の線状光源２１ａ〜２１ｄから４個の要素２２ａ〜２２
ｄから成る光電センサ２２に至る光路上には、レンズ２
３、当接部材２４に当接された被検レンズＬ、ハーフミ
ラー２５、矩形開口絞り２６、レンズ２７、４孔絞り２
８が配置されている。なお、レンズ２７と光電センサ２
２を結ぶ線上で、ハーフミラー２５の反対側に被検眼Ｅ
が位置するようにされている。更に、ハーフミラー２５
から下方に延びる２つの光路上には、開口絞り２９、３
０、レンズ３１、３２、点状光源３３、３４がそれぞれ
配置されている。

【００２７】ここで、光源２１ａ〜２１ｄ、矩形開口絞
り２６、４孔絞り２８、光電センサ２２は、先の実施例
の図６〜図８に示す線状光源１１ａ〜１１ｄ、矩形開口
絞り１６、４孔絞り１８、光電センサ１２と同様の部材
であり、光源２１ａ〜２１ｄと矩形開口絞り２６は、図
６に示すような配置関係を有している。また、開口絞り
２９、３０は図５に示す線状光源１１ｃ、１１ｄに相当
し、理解の都合上同一平面上に図示されているが、それ
ぞれ光軸に関して直交する平面内に配置されている。

【００２８】被検レンズＬの屈折力を測定する場合に
は、被検レンズＬを当接部材２４に載置し、光源２１ａ
〜２１ｄを順次に点灯する。光源２１ａ〜２１ｄからの
光束は、レンズ２３、被検レンズＬを通りハーフミラー
２５に反射され、矩形開口絞り２６で結像し、レンズ２
７、４孔絞り２８の開口部２８ａ〜２８ｄを通り、光電
センサ２２で受光され、光電センサ２２の光量分布から
被検レンズＬの乱視を含む屈折力が算出される。

【００２９】被検眼Ｅの屈折力を測定する場合は、点状
光源３３、３４を順次に点灯する。点状光源３３、３４
からの光束は、レンズ３１、３２、開口絞り２９、３０
をそれぞれ通り、ハーフミラー２５で反射され被検眼Ｅ
の瞳孔Epに結像し、眼底Erに投影される。ここでの反射
光束はハーフミラー２５を通り、矩形開口絞り２６で結
像し、レンズ２７、４孔絞り２８を通り光電センサ２２
で受光される。点状光源３３、３４を順次に点灯した際
のそれぞれの光電センサ２２の光量分布から、乱視を含
む屈折力が算出される。

【００３０】図１０は第４の実施例の構成図であり、点
状光源４１から被検眼Ｅに至る光路上には、レンズ４
２、開口絞り４３、ハーフミラー４４が配置され、照明
光学系が構成されている。ハーフミラー４４の背後の光
路上には、遮光板４５、レンズ４６、点状光源４１によ
る光束の波長を透過する波長分割特性を有するダイクロ
イックミラー４７、開口絞り４８、２個の要素４９ａ、
４９ｂから成る光電センサ４９が配置され、光電センサ
４９の出力はコンピュータ５０に接続されている。ま
た、ダイクロイックミラー４７の反射方向の光路上には
テレビカメラ５１が配置され、テレビカメラ５１の出力
はテレビモニタ５２に接続されている。

【００３１】図１１は視軸方向から見た開口絞り４３の
開口部４３ａ、遮光板４５、レンズ４６の配置関係を示
し、開口部４３ａの縦方向の長さは遮光板４５の横方向
の長さと同じとされ、幅は測定値に殆ど影響を与えない
ので任意に設定でき、開口部４３ａは遮光板４５により
光軸側のみが透過領域とされている。図１２は視軸方向
から見た開口絞り４８と光電センサ４９の関係を示し、
外縁を鎖線で示す光電センサ４９の２つの要素４９ａ、
４９ｂの境界線は、開口絞り４８の開口部４８ａを２分
し、開口絞り４８は瞳孔Epと共役関係にある。

【００３２】アライメントを行う場合は、テレビモニタ
５２で前眼部観察を行う。外光による前眼部での反射光
束は、ハーフミラー４４、遮光板４５、レンズ４６を通
りダイクロイックミラー４７で反射され、テレビカメラ
５１で前眼部像Pfとして結像し、テレビモニタ５２に映
出される。このとき、図示しない記号発生器により瞳孔
Ep上の開口絞り４８の開口部４８ａの共役な位置に、ア
ライメントマークAMが発生され、テレビモニタ５２に前
眼部像Pfと共に映出される。アライメントマークAMは開
口絞り４８の開口部４８ａにより瞳孔Epから取り出さ
れ、光電センサ４９に受光される眼底反射光束を表して
いる。検者はアライメントマークAMが瞳孔Epと同心円状
になるようにアライメントを行う。アライメントの終了
後に、点状光源４１を点灯して屈折力の測定を行う。

【００３３】点状光源４１からの光束は、レンズ４２、
開口絞り４３の開口部４３ａを通りハーフミラー４４で
反射され、被検眼Ｅの瞳孔Epで結像し眼底Erを照明す
る。眼底反射光束はハーフミラー４４、遮光板４５、レ
ンズ４６、ダイクロイックミラー４７、開口絞り４８の
開口部４８ａを通り光電センサ４９で受光され、光電セ
ンサ４９の信号がコンピュータ５０に取り込まれ眼屈折
力が算出される。開口絞り４８の開口部４８ａでの光量
分布は、図４に示すように線形的であり、上方ほど強度
が大きくなる。この光量分布の直線の傾斜度を光電セン
サ４９の要素４９ａ、４９ｂの受光量比から求め屈折力
に換算する。なお、この場合の屈折力の計算法は例えば
特開平３−２１０２３１号公報に詳細が開示されてい
る。

【００３４】なお、前眼部観察用のテレビカメラ５１、
テレビモニタ５２の代りに光学ファインダを用いること
もできる。また、測定に余分な角膜反射光束を遮光する
ために、図１３に示すように開口絞り４８の開口部４８
ａの中心に遮光部４８ｂを別途に設けてもよい。この場
合には、瞳孔Epの中心以外からの角膜反射光束は測定光
学系に入射しないで済む。

【００３５】また、点状光源４１、開口絞り４３の代り
に、開口絞り４３の開口部４３ａと合同な形状の光源を
使用することができる。更に、開口絞り４８、光電セン
サ４９の代りに、開口絞り４８の開口部４８ａと同じ形
状の２つの要素から成るセンサを設けることもできる。
この場合には、光源、光電センサの外縁が開口絞り４
３、４８の開口部４３ａ、４８ａの縁と同じ作用をす
る。

【００３６】また、この実施例は１経線方向のみ屈折力
測定を行い得るが、図１４は乱視を含む屈折力が測定可
能な第５の実施例の概略図を示している。即ち、全体の
構成は図１０に示す第４の実施例とほぼ同様であり、図
１０の点光源４１、レンズ４２、開口絞り４３で構成さ
れる照明光学系の代りに、直交する平面内にある２つの
照明光学系の光路上には、点状光源７１、７２、重なら
ないように切断されたレンズ７３、７４、開口部７５
ａ、７６ａを有する開口絞り７５、７６がそれぞれ配置
されている。

【００３７】更に、照明光束と瞳孔Epからの眼底反射光
束を分割する図示しない光束分割部材が配置され、この
光束分割部材を介して瞳孔Epからの反射光束を受光する
受光光学系が配置されている。この受光光学系は図１０
に示すハーフミラー４４の背後の光路上に配置された受
光光学系と略同様の構成であるが、遮光板４８の代りに
図１５に示す開口部７７ａを有する矩形開口絞り７７が
配置され、開口絞り４８、光電センサ４９の代りに、図
７、図８に示すような光軸に関して対称な４つの開口部
を有する４孔絞りと、４個の要素から成る光電センサが
配置されている。

【００３８】図１５は視軸方向から見た開口絞り７５、
７６の開口部７５ａ、７６ａと矩形開口絞り７７の開口
部７７ａとの配置関係を示し、開口部７５ａ、７６ａに
対し、矩形開口絞り７７の開口部７７ａの２つの縁が、
図１１に示す遮光板４５の縁４５ａと同様の作用をし、
矩形開口絞り７７により開口部７５ａ、７６ａの光軸側
のみが透過領域とされている。

【００３９】点状光源７１、７２からの光束は、レンズ
７３、７４、開口絞り７５、７６をそれぞれ経て、瞳孔
Epで結像し眼底へ投影される。ここでの反射光束は図示
しない光束分割部材を介し、矩形開口絞り７７の開口
部、４孔絞りの４つの開口部を通り、光電センサの４個
の要素でそれぞれ受光される。実際の測定では、点状光
源７１、７２を順次に点灯し、それぞれの光電センサの
受光信号を比較して、乱視を含めた屈折力が算出され
る。

【００４０】この実施例においては、２個の開口絞り７
５、７６を用いているが、１個の開口絞りを回転するよ
うにしてもよい。また点状光源７１、７２の点灯は瞬時
に切換えればよく、交互に繰り返し点灯すれば、眼屈折
力の時間的変化を測定することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る眼
科用測定装置においては、被検レンズに光束を投影する
照明光学系を線状の開口縁を境界線として受光開口の両
側を照明するようにしたため、受光開口の開口縁の方向
及びここでの光量の関係から被検レンズの屈折力を求め
ることができる。

【００４２】第２の眼科用測定装置においては、眼底で
の反射光束が開口縁を境界とする測定開口の両側に渡り
結像するようにしたため、測定開口の開口縁の方向及び
ここでの光量の関係から眼屈折力を求めることができる
ので、光学系を回転するための可動部や、屈折力を算出
するための画像処理部を必要とせず、構成を簡単にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】光電センサの正面図である。

【図３】線状光源、遮光板、レンズの配置関係を示す正
面図である。

【図４】光電センサの受光分量分布図である。

【図５】第２の実施例の構成図である。

【図６】線状光源と、矩形開口絞りの開口部の配置関係
を示す正面図である。

【図７】４孔絞りの正面図である。

【図８】光電センサの正面図である。

【図９】第３の実施例の構成図である。

【図１０】第４の実施例の構成図である。

【図１１】開口絞りの開口部と、遮光板と、レンズの配
置関係を示す正面図である。

【図１２】開口絞り、センサの平面図である。

【図１３】開口絞り、遮光部の平面図である。

【図１４】第５の実施例の概略図である。

【図１５】開口絞りの開口部と矩形開口絞りの開口部の
配置関係を示す正面図である。

【符号の説明】

１、１１ａ〜１１ｄ、２１ａ〜２１ｄ 線状光源 ２、１２、２２、４９ 光電センサ ４、４５ 遮光板 １６、２６、７７ 矩形開口絞り １８、２８、７８ ４孔絞り ２９、３０、４３、４８、７５、７６ 開口絞り ３３、３４、４１、７１、７２ 点状光源 ５０ コンピュータ ５１ テレビカメラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線状の開口縁を有する受光開口に被検レ
   ンズからの透過光束を結像する受光光学系と、前記受光
   開口の開口縁を境界とする両側を照明する照明光学系
   と、前記受光開口の複数領域での光量の関係から前記被
   検レンズの屈折力を求める検出手段とを有することを特
   徴とする眼科用測定装置。
2. 【請求項２】 直線状の開口縁を有する測定開口を介し
   て被検眼の眼底での反射光束を測定する光電センサを有
   する測定光学系と、被検眼の瞳孔部を前記測定開口に結
   像する結像光学系と、該結像光学系に設けた光分割部材
   を介して前記測定開口の開口縁を境界とする両側に伸び
   る照明開口から被検眼に光束を投影する照明光学系と、
   アライメントマークを表示する前眼部観察系と、前記測
   定開口の複数領域での眼底反射光束の光量の関係から眼
   屈折力を求める検出手段とを有することを特徴とする眼
   科用測定装置。