JPH10502002A

JPH10502002A - 目の屈折力を評価するための装置と方法

Info

Publication number: JPH10502002A
Application number: JP8502988A
Authority: JP
Inventors: ドンアール．ヤンスィ、
Original assignee: ダフネアイインストゥルメンツインコーポレイテッド
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1998-02-24
Also published as: AU2989595A; WO1996000031A1; EP0769924A1; EP0769924A4; US5576780A; TW348059B; US5684561A

Abstract

(57)【要約】自動屈折器は２つの光エミッタとそれに対応する素子を使用して像を眼底に投射し、正常視の人の全体球を一つにするこれらの像が焦点を結ぶ。単一の検出器は各々のエミッタに対応する信号を生成する。別の実施例では、単一のエミッタと正常視の人の全体球を一つにする焦点を有する２つの検出器は、各々の検出器に対応する信号を生成する。眼底から反射された光が検出され、２つの信号の強度差は０ヂオプター球からの屈折におけるずれを判定するために使われる。マルチセグメント又はＣＣＤ検出器は、円柱／軸を測定すること、凝視の長さと方向を決定すること（パーキンジェ結像センサとの組み合わせで）及び網膜上の像を生成、分析する為に使用することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】目の屈折力を評価するための装置と方法これは１９９２年５月２６日提出の出願番号０７／８８８、１６６の出願の一部継続出願である。技術分野この発明は目の屈折力を測定するための光学的装置、特に高速対物屈折力を測定する装置に関する。背景技術目は生きている器官であり、常に変化し動いているので、目の屈折力を測定することは難しい。分別があって協力的な患者が対象を凝視している場合であっても、目は微小眼振のために動く。この定常的な動き無しには、目は機能することが出来ない。目は特異な感覚器官であることは既に証明された事実である。もしある像が完全に網膜に結ばれると、頭脳はその像が視野から消えるようにする。そのために、効果的に見るためには、目は常に動いていなければならない。アライメントは、屈折力を測定するための大部分の方法にとって主要な問題である。目の光学軸と測定装置の光学軸を一致させなければならない。いくつかの目のアライメントの方法が従来技術では使われている。正しい目のアライメントを確保するのに役立つ１つの方法は、ビデオ画像である。典型的に、そのようなビデオ画像は何度も目を拡大しモニタに表示し、その結果、検査者は目が正確に固定され希望するところにアライメントが合わせられたことを確認することが出来る。二番目の方法は、目の動きを追跡する目追跡装置を使用することである。ダブルピンホール原理は大部分の装置で使用されているので、アライメントは非常に重要である。アライメントに関する問題を避けるために、測定光線を使用することが知られており、この方法によれば測定光線を瞳孔にあふれるばかりに充満させ、それによって、アライメントはそれほど重大ではなくなる。しかし、そのような装置の重大な欠点は、各々の目を測定するために長い測定時間（最大２０秒）が必要である。目は常に変化するので、各々の時間に行われた測定は、不確定な効果の為に、異なる値を示す可能性がある。測定に必要な時間幅が長くなればなるほど、その測定を以前に獲得した値に統合するために必要となる時間は長くなる。この方法では信号対ノイズ比率を向上するためにそれらの様々な効果の平均を取る必要があり、その結果、正確さが向上する。動きによるエラーを避ける１つの方法は、ミリ秒単位で、非常に短い測定時間にすることである。不幸なことに、不確定なエラーはこのように短い測定にも現われる可能性がある。上記の屈折力の測定に関する問題は、子供の場合には複合的である。子供の対物屈折は常に、多くの問題が関連している。子供は幅広い視力調節能力があるので、従来の試験方法では、様々な不正確な屈折力のデータを受け取ってしまうかもしれない。更に、子供はあまりにも長い時間同じ場所にただじっとしていることがない。その結果、自動屈折という別の方法が必要になる。最後的には、大きくて仰々しい光学装置は、例えば大部分の自動屈折器がそうであるように、若い被検体を興奮させ、驚かしてしまう傾向がある。子供の患者のすぐ傍にオペレータが居なくてはならない場合には特にそうである。単純に述べると、興奮したり驚いた若い被検体は間違った視力調節をする。その結果、その様な屈折力の測定はエラーになる可能性がある。視力調節上のエラーは正確で再生可能な測定をする上で最大の問題である。対象をクローズアップで見るために、目のレンズは形を変え、近くの対象物が網膜にくっきりと焦点を結ぶように“より厚く”なる必要がある。箱の内部を眺める場合、それがどんなタイプの装置であっても、箱の内部で見える対象が光学的に無限遠にある場合でも、視力調節を引き起こす。これは、心理学的な現象である。小さな穴（被験者が、眺めている対象物はすぐ傍にあるのに、自分は別の部屋を覗いているように思うような壁の中の穴）を通して被検者が眺めている対象物によって視力調節が緩和されることが発見されてきた。分別があり協力的な年長の子供であっても、経験の不足から、顎／前頭部受け台に容易に置き、対象物を正確に凝視し、必要な測定時間の間じっとしていることは出来ない。幼児や年少の子供では、屈折はもっと困難なことである。子供の目に装置をくっつけると子供は目を閉じ、検査に抵抗しようとする。この場合、測定は離れた場所から行わざるをえない。１メートル以上離れた場所から測定する方法では、光屈折技法を使用する。現在の計測ではＣＣＤが光学画像フィルムにとって変わり、素早い出力が可能になっている。それにも拘わらず、視力調節の問題は誰も実際には解決してはいない。視力調節の緩和（屈折は光学的無限遠で測定され、光学的無限遠の対象を眺めるために目はその光学的性格を変化する）のために使用される３つの主要な方法とは、１）患者に５メートル以上離れた対象物を凝視させる、２）光の１点か特徴の無いパターンを凝視させる、３）凸レンズで目を曇らせ、視力調節によって凝視された対象がもっとぶれ、視力調節メカニズムの緩和を促進させることなどである。視力調節を緩和するのに使われるもっとも普通の方法は曇らせる方法である。凸レンズを使用して、目の屈折力を測定して最初の度数を得る。次に、海に浮かんでいるヨットとか、畑の中のトラクタとか、空の中のバルーンとかの焦点の合っている対象物が、視力調節を緩和して、患者の屈折力の度数を得る為に曇らされて患者に提示される。しかし、ある子供で潜在的な遠視の人の場合には、曇らせることは効果的ではなく、視力調節を緩和するために毛様体筋麻痺を使用しなければならない。正確で再現可能な屈折力を提供するうえでのもう１つの問題は、屈折力の基本的なメリジオナル方法は、最初の測定で非常な正確さが要求されることである。１／４ヂオプター位の小さいメリジオナルエラーが完全に間違ったエラーを引き起こすかもしれないことが数学的に証明されている。メリジオナルな屈折力は最低３回のメリジオナル測定を必要とし、これらのデータは球面、円柱、軸を計算するためのローレンスの公式に代入される。上記の様に、もし測定が正確でないと、つまり非点収差が不規則な場合、屈折力は重大なエラーとなる可能性がある。この問題に対する１つのアプローチは、より高い正確さを提供するために非点収差の主軸を探すことである。発明の要約本発明の目的は、目の眼底の球面測定が素早くかつ直接に出来る装置を提供することである。本発明の別の目的は、目の解剖学的特徴を測定することが出来る装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、目の乱視、円柱と軸を決める方法を提供することである。本発明の更に別の目的は、目の追跡と視野測定を可能にして、目の眼底の明確な像を生成することを可能にする対話式光学素子システムの為に凝視の長さを素早く測定する方法を提供することである。例示した実施例では、自動屈折器は目の応答の為の光学路と最初の全体装置のアライメントのための操作者対患者の視線経路を含んでいる。全体装置アライメントが出来ると、第一と第二の像は、光エミッタによって、応答光学軸に沿って、目の眼底に向けて投射される。これらの第一と第二の像は、固定ヂオプター（例えば、−２０ヂオプター像と＋２０ヂオプター像によって画定されている）によって、正常視の人の従来の処方を画定する。眼底から逆反射した光は１個以上の検出器によって受け取られて、この２つの像からの光強度は差分的に比較され、全体球体の処方が決まる。単一の検出器が使われる場合には、光エミッタは交互にパルスを発生して、信号の分離を可能にする。別の実施例では、単一のエミッタが使われ、このエミッタは、例えば、−２０ヂオプターと＋２０ヂオプターにピークの感度を有する０ヂオプターを画定する２つの検出器と共同で０ヂオプターかその近くの像を投射する。ここに、屈折力の測定を可能にするには単一のパルスのみが必要となる。頂点範囲センサは、単一のエミッタと２つの検出器の形で提供される。自動屈折器内部のこのサブシステムは２つの検出器の出力を合計することにより全体のアライメントを検出して、その信号が変化する場合には、目は正確な屈折力測定の為には十分にアライメントが合っていないことになる。第二の実施例の頂点センサは、ヂオプター測定光を使用して、２個、４個又は２の偶数の倍数の光電検出器を使用して頂点位置を決定する。別の実施例では、対応するマイクロレンズを有するエミッタアレイが、通常の像アレイで角膜の中心部をカバーするために、決定された全体の球の処方の１方の確認可能な側の目に投射出来るように提供されることが好ましい。対応するマイクロレンズアレイを有する検出器アレイは目の対応するマトリクスに投射して、投射されたエミッタアレイの像を検出器に運搬する。応答する像マトリクスの強度は検出器で受け取られ比較される。検出器アレイでは、レンズの乱視特性の中心軸に一致し、軸と電力の情報を含んでいる表示器の軸パターンが作られる。パーキンジェの結像システムは、正確な装置のアライメントのために包含されている。このシステムは装置の応答する光学軸に沿って像を投射して、別の色波長（例えば、緑）で稼働するビーム分割器を有している。投射された像は、角膜の光学界面の反射されたパーキンジェ像と前と後ろのレンズ表面の間が一致するように検出器を使って検査される。モニタ検出器は像の表示を検出する。この検出器はログ増幅器と結合して、各々のパーキンジェ像のすべての像強度の比較を決め、それによって装置のアライメントの素早い表示を信号で知らせる。パーキンジェ像センサは、目が見つめている方向、つまり“凝視の方向”を追跡するために使用することが出来る。この応用では、第一のパーキンジェ像のみが必要で、相対的な像強度はそれほど重要ではない。以下に述べるように開示された装置は、それがコンパクトな大きさであり、可搬性があるために特に子供に対して利用価値があるとともに、この開示された装置はどんな人にでも利用することが出来、動物にも適用することが出来る。それに関する多くの適用の中で、本発明は遠隔の場所での科学的な実験に使用することが出来、例えば、宇宙空間で宇宙飛行士の目の屈折力の変化を測定したり、レーザによる屈折力に関する手術の間、進行具合を素早く追跡したり、仮想現実システムの対話的制御のために使用することできるとともに、目の焦点を追跡することによって像の焦点を調整することも出来る。この後者の技術は電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器アレイを使用して診断的目的のために使用することも可能である。図面の簡単な説明本発明の好適な実施例の詳細な記述を、添付した図面を参考にして考察することによって本発明の理解は容易になるだろう。なお同じ参照番号は同じ部分を示す。図１は、本発明のハンドヘルド形装置を子供の目に向けてかざしている検査者とその子供の図で、子供の患者の処方の自動屈折力を測定している。図２は、本発明の実施例の自動屈折器の略図である。図３Ａ，３Ｃ，３Ｅは、それぞれ正常視の人、遠視の人、近視の人の網膜平面の表面に対する光の焦点を示すもので人間の目の断面を示す略図であり、３Ｂ、３Ｄ及び３Ｆは本発明の対物屈折器による、それぞれの被検者に対する作用を示すための信号の強度を示す略図である。図４は検査されている目の拡張に抗して、一定の比例を保つ全体球を決めるのに役立つ実施例の差分回路の略図である。図５Ａは、目に表示された像の投射に関する略図である。図５Ｂは、患者が９０°軸に沿って乱視を有しており、その乱視は正の１ヂオプターの半分の範囲に示された目の強度を示す図である。図６Ａは、光学的な図であり、図６Ｂは、本発明の実施例の頂点センサの電気的回路図である。図６Ｃは、２個のフォトダイオードを有する頂点センサの光学的図であり、図６Ｄは、２対のフォトダイオードを有する頂点センサの光学的図である。図７Ａは、患者の右目を検査している間の患者の顔を示し、左と右のセンサを使用している様子を示す患者の平面図である。図７Ｂは、光源とセンサの拡大側面断面図である。図７Ｃは、患者の装置に対する一般的な近接状態とともに、検査されている患者の特定の目を示すために、患者の顔の各々の視野を比較する回路の図である。図８は、本発明の好ましい実施例の図である。図９は、好ましい実施例の照度制御回路の簡単な図である。図１０は、好ましい実施例の制御／検出回路の簡単な図である。図１１は、本発明に従って使用されたＣＣＤイメージャによって検出された光の強度をプロットしたものである。図１２は、メリジオナル屈折計の代表的な従来技術のノモグラムである。図１３Ａは、校正装置の図である。図１３Ｂは、校正装置を有する本発明の二重視野を示す図である。図１４は、ヂオプター単位で、目の屈折力を有する出力機能をプロットしたものである。好ましい実施例の態様図１は、目の検査者Ｄが本発明の装置Ｉを患者Ｐの目Ｅに向けて持っている様子を示している。この図で分かる様に、装置Ｉはハンドヘルド形の装置で、対物屈折を行っている間、目の検査者Ｄの手Ｈに握られている。図８に示すように、本発明の好ましい実施例は、主要素として２つのエミッタ１５０、１６０と光電検出器１８０と、それらとともに、被験者の目Ｅに対し、それからの入射光線と反射光線を伝播する鏡と、ビーム分割器と、レンズとを有している。観察者の接眼鏡１７６は、公称頂点距離２２ｍｍの位置の目Ｅを観察しやすくしている。全体システムプロセッサ１９０内部のクロック装置は、エミッタ１５０、１６０に交互にパルスを発射させ、光電検出器１８０は、所定の時間にどちらかのエミッタからの反射光を検出する。以下で詳細に説明する様に、エミッタ１５０によって生成された＋Ｄビームの焦点は正視眼の人の網膜平面Ｒの背後にあり、エミッタ１６０からの−Ｄビームは網膜平面Ｒの前に焦点を結ぶ。＋Ｄエミッタ１５０は、典型的にはＬＥＤであるが、＋Ｄスポットの像を運搬するビームを生成する。第一の表面鏡１５２は＋Ｄビームをホットミラー１５４に照射すると、このホットミラー１５４は、選択された波長、この場合は、７６０ｎｍ±３０ｎｍ以外のすべての光線を伝波させ、選択された範囲の光を光路１５８に沿うように反射させる。レンズ１５６は光学路を短縮して、＋Ｄビームを視準する。ビーム分割器１７２、１６４は＋Ｄビームをホットミラー１７０に照射すると、このホットミラー１７０は視力計レンズ１７４を通して目Ｅにビームを投射する。 −Ｄエミッタ１６０は、−Ｄスポットを運搬するビームを生成する。−Ｄビームは第一の表面鏡１６２で反射されて、ビーム分割器１６４に行き、光学路１５８を辿る。ホットミラー１７０は−Ｄビームを視力計１７４を通して目Ｅに投射する。−Ｄビームサブアセンブリ内部に副レンズを包含して、それを出来るだけ視力計レンズ１７４の近くに設置することが望ましい。０ヂオプター検出器１８０もまた、視力計レンズの焦点距離を短縮し、検出器の口径を０ヂオプターとするために副レンズを必要とする場合もある。ビーム分割器１６４は５０／５０ではない、即ち、ビーム分割器１６４はビームを等しく２つの方向に分割するのではない。＋Ｄビームは両方のビーム分割器を２度通過し、−Ｄビームはビーム分割器１６４だけを２度通過する。そのため、最大効率の得るためには、ビーム分割器は、ビーム分割器１６４では、反射／投射比率（Ｒ／Ｔ）が１／３：２／３であり、ビーム分割器１７２では５０：５０である必要がある。Ｒ／Ｔが正しいと仮定すると、＋Ｄと−Ｄビームの強度は目に於いて等しくなければならない。もしそうでない場合には、強度差を電子的に又は、絞りを使用して正しくすることが可能である。好ましくは、２つのビームの焦点は、最小幅が＋／−１３ヂオプターであって、最大＋／−１８ヂオプターでなければならず、０．５ヂオプターの精密度を有す必要がある。理想的には、ヂオプターの幅は＋／−２０ヂオプターである。試作品の装置では、日立製の赤外線放出ダイオード（モデルＨＬＰ３０Ｒ−Ａ）が使われた。このＬＥＤは、ＬＥＤの内部結合が分からないような半球形作用領域であるために、好ましい結果を提供した。他のタイプのエミッタに於いてもＬＥＤの内部結合が映し出されるのを避けるために、また異なるエミッタと光学素子のスポットサイズにおける差異を補償するために、開口を使用することが出来る。開口を選ぶ場合、効率的なエネルギ転換が出来、一方で、＋Ｄと−Ｄの投影されたスポットが強度に於いて等しくなるようにしなければならない。幅の小さな瞳孔が投射されたビームを阻害することがないように、エミッタによって生成されたビームは好ましくは、直径２．２ｍｍ台とする。これによって、角膜や虹彩からの反射された光や拡散された光を避ける。それより大きいビームは、測定ビームが瞳孔をあふれるほど満たすために使用する場合があるが、この場合は信号対ノイズ比率を低下させる可能性がある。検出器１８０は、７６０ｎｍ±３０ｎｍの幅の反射光線を検出するために選ばれたフォトダイオードであるが、その他の波長を選択することも出来る。検出器１８０は“０”Ｄに対応する距離の光学路に置かれる。つまり、この焦点は正常視の人の網膜平面Ｒにある。正常視の人にとって、網膜平面から反射した２つのエミッタの光は、図３Ｂに示すように、検出器１８０に於いて等しい強度を有する。しかし、もし屈折エラーが起こると、エミッタに供給される電圧（−ＤエミッタにはＶＬ＋ＤエミッタにはＶ２）は、検出器１８０で等しい強度が測定されるまで変化する。Ｖ１対Ｖ２の比率は屈折力と相関関係にある。光学路は、エミッタと検出器のいずれも幾何学的光学特性においてなんの変化も起こらないように設定されていることに注目しなければならない。それらの変形体に関する詳細な議論は後に行う。基本的なシステムでは、検出器１８０の為に、単一のフォトダイオードが使用される。試作品では、フォトダイオードは７００ｎｍで０．３６Ａ／Ｗの感度、ピークにおいて０．５０Ａ／Ｗの感度を有するハママツ１３３６−１８Ｂであった。マルチセグメントのフォトダイオードとＣＣＤイメージャを有する別のタイプの検出器を使うことが出来る。ＣＣＤアレイを使用すると投影されたスポット（又は、その他の形状の像）のひずみの測定が可能となり、ひずみ軸とひずみ量を発見して、経験的にまたは探索表を用いて、目の円柱と軸（乱視）を決定することが出来る。または、前もって選ばれたメリジアンから反射した強度の比率を、乱視が原因の歪を決定するために使うことが出来る。（図１２は、公知であるメリジオナル屈折判定のための典型的なノモグラムである。）１個１個別々の光電検出器の代わりに、開口の付いていないＣＣＤアレイに置き換えることにより、検出された＋Ｄ像と−Ｄ像の直径比率は、屈折力と相関させるために使用することが出来る。上記の検出器１８０をマルチセグメントのフォトダイオードに置き換えることにより、円柱と軸もまた測定することが出来る。＋／−ヂオプターの球、円柱及軸を完全に決めるために、３つのメリジアンを測定しなければならず、つまり、このことは少なくとも６個のセグメントを有するフォトダイオードを使用しなければならないことを意味する。図１２のノモグラムはパイ形の複数のセグメントをどのように形成するべきかの例を示している。試作品のシステムでは、８セグメントのフォトダイオードが使われた。０Ｄの位置にマルチセグメントのフォトダイオードを置いて、前もって選択されたメリジアンに対応するすべてのセグメントからの信号が合計され、＋／−ヂオプター球を求める。それぞれのメリジアンの屈折力が、連続した計測値から発見できる。＋／−球を発見して、複数のメリジアンの高速サンプリングを使用することによって、完全な屈折力のための全体の測定速度は５回連続に測定する場合に必要な速度の８０％まで減少させることが出来る。円柱と軸の測定は、メリジアン間の強度比率を比較することにより達成することが出来る。図３Ａ，３Ｂを参照すると、正常視の人の場合が示されており、単一のダイオードによって生成された１個の信号を有する場合である。それぞれの光源が正常視の人の目Ｅに２０ヂオプターの差を有して焦点を結び、網膜平面Ｒに像を形成すると仮定すると、図３Ｂから、−Ｄスポット５９からの信号７９と＋Ｄスポット６９からの信号８９はそれぞれ大体等しく、即ち、その差はゼロかゼロに近くなることが分かる。そうである理由は、スポット５９、６９は網膜平面Ｒに対して大体等しい距離で焦点から外れているからである。図３Ｃ、３Ｄを参照すると、遠視の人の場合が示されている。それぞれの光源が遠視の人の目Ｅに２０ヂオプターの差を有して焦点を結び、網膜平面Ｒに像を結ぶと仮定すると、図３Ｄから、−Ｄスポット５９からの信号７９‘が強いことが分かる。同時に、＋Ｄスポット６９からの信号８９’は減少して、大きな差が生じる。網膜平面Ｒに対して、＋Ｄスポット６９は焦点から外れ、一方、−Ｄスポット５９は網膜平面Ｒの上に来るからである。この例は、著しい遠視の場合である。図３Ｅ，３Ｆを参照すると、近視の人の場合が示されている。それぞれの光源が近視の人の目Ｅに２０ヂオプターの差を有して焦点を結び、網膜平面Ｒに像を結ぶと仮定すると、図３Ｄから−Ｄスポット５９からの信号７９”は減少して、その差は再びゼロではなくなる。同時に、＋Ｄスポット６９からの信号８９”は強度が増す。網膜平面Ｒに対して、−Ｄスポット５９は、焦点を外れ、＋Ｄスポット６９は網膜平面Ｒに来るからである。この例は著しい近視の場合である。図１４を参照すると、図３Ａ，３Ｃ，３Ｅにおける５９、６９のような２つの投影されたスポット間の関係は、信号Ｓ１、Ｓ２の対応するリトロレフレクトされ、検出された強度である。この場合は、信号Ｓ１、Ｓ２はエミッタ１５０、１６０による交互に光る光源から検出器１８０によって生成されたものである。この２つの検出された信号Ｓ１、Ｓ２は、対応する目の屈折力を提示する出力機能となる。−２０から＋２０ヂオプターの球形ヂオプター屈折力幅に対する図１４の曲線で示された出力機能は、式（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）で表わされる。Ｓ１とＳ２を得るために電子回路を設計し、信号処理でこの式（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）を計算して、目の＋／−ヂオプター球形屈折力に対する相関関係が導かれる。Ｓ１とＳ２を得て、該式を計算するために複数の別の回路を設計出来ることに注目して欲しい。その強度と検出された強度の間の関係の確定は、直接または出力関数を使用することにより、様々な方法で達成出来る。そして、この関係は、目の屈折力を得るために使用される。第一の実施例に於いて、眼底から反射された、エミッタ１５０、１６０からの光強度の違いを決めるために、エミッタの稼働を交互にして、検出器１８０は各々の信号を別々に受信する。これは、交互のクロックサイクルの間にエミッタにパルスを発生させることにより達成され、ノード１９１、１９２に電流を提供して、図９に示すように該当するエミッタを稼働させる。Ｖ１、Ｖ２を制御するものとして、可変抵抗１９４、１９６が示されているが、それぞれのエミッタによって送出された強度変化、つまり目Ｅで見える強度の変化は、自動利得制御（ＡＧＣ）回路、デジタルパルス制御、またはアルゴリスムを使用したソフトウエアによって達成され、固定強度エミッタの使用を可能にする。これらの装置はすべて従来技術で公知である。当業者には理解可能であり、以下で説明する好ましい実施例の制御回路の詳細な構成図は、図１０に示してある。もう一度図８を参照すると、ハウジング１８２は一般的に、小さなフラッシュライトの大きさで、そのため検査者の手に容易に収まるし、ポケットや小さな小袋に入れて簡単に持ち運びが出来る。様々な構成要素がハウジングの中のスロットに収められていて、レンズやその他の構成要素を素早く簡単に取り替えることが可能である。非反射装置１７８がビーム分割器１６４、１７２と水平位置に取り付けてある。これらの装置は、対応するビーム分割器に対して９０°回転させたブラック鏡表面を有し、ｐまたはｓ偏光させた反射は光電検出器１８０に反射して戻ることは出来ない。頂点範囲センサをハウジング１８２の中に具備することが出来、最適の試験距離幅を決めることが出来る。このセンサは、光学路１５８‘に対して狭い角度で設置された２つの光電検出器１８４、１８６と、それぞれのエミッタ１５０、１６０あるいは別の専用ＩＲエミッタである単一のエミッタとから成る。頂点センサ１８４、１８６は狭い光学的許容角度を有し、目が１２ｍｍから３２ｍｍの頂点距離である許容頂点範囲（公称）内にある時にのみ＋Ｄと−Ｄビームからの光線を検出することができる。頂点センサの出力は合計され、合計された値は目が許容頂点範囲にある限り一定である。合計された値が変化すると、システムプロセッサは視覚または聴覚警告信号を発生し、装置が目と正しく照準が合っていないことを示す。検出器１８４、１８６の少し外に位置している第二の対になる検出器１８５、１８７を、レベル制御回路が頂点範囲センサのために使用できるように具備することができる。外部検出器１８５、１８７は幅の広い許容角度を具備することができ、一方、内部検出器１８４、１８６は幅の狭い許容範囲を具備し、目の頂点距離をより正確に検知することができる。また、この検出器は対になっており、目の中心をスパンするような位置にあり、頂点の距離とともに等しい信号強度と、見つめる方向とをモニタすることができる。この発明のシステムは、反射した光の差／合計成分の比、即ち、単数の又は複数の検出器によって検出された光の全体強度と相対強度とを決めることによって全体の球からの屈折に於ける逸脱距離を測定する。差／合計は、レンズ調整と同じように全体強度に於いて被験者の目毎に異なる。差／合計成分を得るために、３つの異なる方法を使うことが出来る。まず、それぞれのエミッタからの光は一定のレベルに保つことが出来て、全反射と差反射両方の関数である合計成分となる。これは合計と差の比率の計算と同様に合計と差の完全な計算が行われることを意味している。電気的な実行の為に、差はそれぞれの部分を独立に測定することにより評価され、一方、合計成分は両方のエミッタを同時に稼働することにより得られる。第二の方法は、フィードバック制御のエミッタの強度を使い、増幅器出力で一定の合計成分を保持する。この方法の利点は、電力は良好な信号対ノイズ比率を保持するために必要な最小の（任意の）電力に保持されることである。割り算のプロセスは、約数が一定であるため簡単である。第三の方法は第一の変形である。ここに、別々の測定は２つのパルスを発生させたエミッタに関してのみ行われ、その合計が電子的に得られる。これによって、第一の方法に比べて、ＬＥＤ励起電流は１／３減少することになる。本発明のシステムは連続か単一ステップモードで運転され、連続モードはシステム診断と表示のために最初から設定されている。単一ステップモードは実際の測定に使用される。後者のモードでは、ＬＥＤはシーケンス制御されており、検出された信号は処理され、その結果のデータは記憶と表示両方される場合と、記憶か表示の片方だけされる場合とがある。図１０を参照すると、ＬＥＤ１６０、１５０は精密、調整可能電流源によって駆動され、それぞれ論理信号ＬＥＤ１とＬＥＤ２によってオン、オフされる。これらの論理信号は、自動ゼロ調整プリアンプブロック２０２とサンプル・ホールド増幅器２０４にタイミング信号を生成する制御論理回路ブロック２００から発生する。システム制御論理は、すべてブロック２００の内部にあるＵ３Ａ，Ｕ５，Ｕ７Ａ，Ｂ及Ｃによって実行される。制御論理は、クロックオシレータ、１６分割（ ÷１６）タイミングカウンタ、論理機能実施ＬＥＤとサンプル・ホールド制御を具備している。これは、連続、単一ステップまたはスタンドバイ／オフのいずれかの稼働モードを選択し設定するための制御論理と本体スイッチのノイズを減少させるための回路も具備している。ＬＥＤ駆動論理回路２０６は、ＬＥＤ駆動トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３を具備している。ＬＥＤ回路はＲＥＦＬＶＬポテンショメータＲ９によって調整され、ＲＥＦＥＲＥＮＣＥチャネルサンプル／ホールド増幅器Ｕ２Ｂ（ＬＥＶＥＬ）からのフィードバックによって正しい合計成分レベルに保持される。自動ゼロ調整プリアンプ２０２に於いて、検出器ダイオード１８０（Ｄ３）からの出力はトランスインピーダンス増幅器Ｕ１Ａによって増幅される。この増幅器はクロックジェネレータとカウンタによって決められるように、マルチプレクサＵ３Ａ，Ｕ３Ｂを通して該当するサンプル／ホールドからのフィードバック駆動を得る。クロック／カウンタサイクルの４分の１の間、両方のエミッタ１５０、１６０はオフであり、検出器１８０は周囲光と迷光によってのみ照らされる。この自動ゼロ期間の間、Ｕ１Ｂは閉じたループフィードバック回路に結合されていて、増幅器出力をゼロにする。これは、必要なオフセット電圧をコンデンサＣ６に蓄積することにより達成される。自動ゼロ期間が終了した後、Ｕ１Ｂはオフセット電圧を保持して、測定サイクルは完成する。サンプル／ホールド論理は、自動ゼロサイクルが完了した後、起動され、エミッタ１５０はオンしてエミッタ１６０はオフする。光学システムから得られた検出された光を代表する信号が測定され、コンデンサＣ２に記憶される。次に、信号はＵ４Ａによって増幅される（試験ポイントＴＰ１）。出力電圧はＵ４Ａを通してフィードバックされ、それによって、精密閉ループフィードバック制御されたサンプルとホールド機能は完成する。上記のプロセスは、エミッタ１６０がオフで、エミッタ１５０がオンの状態で、次の４分の１クロックサイクルで繰返される。この信号はコンデンサＣ３に蓄えられ、試験ポイントＴＰ２で増幅されて現われる。ＴＰ１とＴＰ２の間の電圧の相違は屈折力を決定するために使用する成分の違いを表わしている。次の４分の１サイクルの間、両方のエミッタ１５０と１６０はオンになる。検出器１８０によって生成された合計成分はコンデンサＣ４に蓄えられ、ＴＰ３で増幅されて現われる。この合計要素は更に転換され、ＬＥＤ駆動論理ブロック２０６にフィードバック（ＬＥＶＥＬ）される。このフィードバックは合計要素を一定のレベルに保ち、その結果、合計によって分割された差を計算する必要性が無くなる。この場合、測定された差成分は、一定の分母のために、実際の読みと直接に比例している。本発明のシステムの構成要素は、被験者の目の減衰をシミュレートするように駆動して設定を助ける。エミッタ１５０、１６０と検出器１８０は、光学的に密閉された（部分的に）ハウジングに内包されている。エミッタは、低電力（約１０−２０ｍＡ）で駆動され、検出器とは離れている。ハウジング内部の反射によって各々のエミッタからのわずかの光が検出され、約１０^-4の減衰または４の光学的濃度をシミュレートして、一方で、各々のエミッタに提供された電流は、屈折力特性をシミュレートするために変化させることが出来る。エミッタ間に接続されたポテンショメータＲ４によって一単位の電流がフルオンからフルオフに変化することが可能になり、一方、その他はオフからオンに変化する。ポテンショメータＲ４がその範囲の中心にある場合には、両方のエミッタはフルオンである。本発明のシステムの試作品は±６Ｖの電源からオフする。電流の消耗は約２０ｍＡである。この電力は８−ＡＡの乾電池パックから供給され、中間点にセンタータップがある。電池パックは、好適には充電可能で、例えば、ＲｅｎｅｗａｌＢａｔｔｅｒｙという商標名で販売されているＲａｙｏｖａｃ（商標）を使用する。従来の技術で公知のその他のタイプの電池を使用することも出来る。本発明の自動屈折器は、１）エミッタ駆動点を正しい値に調整するため、２）差出力と合計（ＲＥＦＥＲＥＮＣＥ）成分に対するヂオプター制御の効果を観察するために最も良く設定され、２チャンネルのオシロスコープを使用して表示される。合計レベルを調整するために、オシロスコープの１つのチャネルはＴＰ４に接合されており、正転換に同期している。オシロスコープは単一のサイクルを獲得するために調整される。−６Ｖから＋６Ｖまでの正パルスは自動ゼロ期間を現わす。この後に、３つの等しい時間間隔が続く。ＴＰ５の電圧はそれぞれの期間の増幅された光信号を表わす。ＣＭＯＳの本体スイッチの空電による遷移が現われる可能性があるが、無視することが出来る。ＴＰ５の信号は、自動ゼロ期間の間はゼロであり、エミッタ１６０、１５０による成分が続く。第四の期間は合計成分を示しており、これはＲＥＦＬＶＬを使用して２．０Ｖに調整することが可能で、システムの稼働を表わす。この調整は、ヂオプター調整を中心にして行う必要があり、エミッタ１５０、１６０出力に対応する検出器信号は等しくなる。これらの条件で、エミッタ１５０、１６０は１．０Ｖを出力しなくてはならず、またＴＰ１とＴＰ２の差はゼロである必要がある。本発明で試験する対象である目の特性はエミッタの差分強度を変化させることによりシミュレートすることが出来る。これらのパラメータを調整するのに利用可能な機械的成分は存在しないので、これは電子的に行わなければならない。この変形の相対強度は本発明の作用のおおよそのシミュレーションとなる。つまり、検出器で受けた信号強度における差によって示されるように、全体の球からの逸脱の表示を自動屈折器が供給することによって状態が作られる。ヂオプターポテンショメータＲ４を調整すると光強度を最大値からバランス良く変化させ、どちらかの区間の遮断を完成させる。ＲＥＦＥＲＥＮＣＥレベルは２：１の範囲まで変化することが出来る。設定の為に、軸を外した測定によって決めることが出来る角膜反射に対するオフセットを与えることが望ましい。全体の信号に対するこの成分の貢献は様々な条件、例えば、背後の照明や異なる被検者に対する場合などの条件のもとで経験的に決められなければならない。これによって、正確さが向上し、ヂオプター幅が増大する。角膜反射の成分を取り除く１つの方法は、ＣＣＤ検出器を使用して、すべてのメリジアンを通る強度の断面図を生成することである。図１１に示す様に、角膜反射は、強度しきい値Ｔを超える値と決めることが出来る。この値は信号を処理するソフトウエアの中に、修正要素として挿入することが出来る。別の実施例は、図１３Ａに示す様に、第一の実施例の二重バージョンである。この場合の二重とは２つの光電検出器４０２、４０４を使用するということであり、単一のエミッタ４０６とそれに対応する素子を有している。この場合、信号Ｓ１、Ｓ２が２つの別々の検出器によって生成される。上記の様に、本発明の構造は、幾何学的な光学特性になんら変化することを要求せずに、検出器とエミッタの交換を可能にしている。したがって、図８に示すように、二重バージョン成分を第一の実施例の為に記述した構造に入れ替えると、＋Ｄ位置（エミッタ１５０の代わり）に対応する素子を通って検出器４０４に焦点を結び、検出器４０２は−Ｄ位置（エミッタ１６０の代わりに）に対して焦点を結ぶ。エミッタ４０６（検出器１８０の代わりに）は０Ｄ位置、つまり、正常視の人の網膜平面に像を投射する。したがって、検出器の焦点は０Ｄ位置を、例えば、＋２０／−２０ヂオプターの位置に確定する。このバージョンでは、エミッタ４０６の単一パルスが、両方の検出器で反射したとき信号を生成する。正常視の人にとって、検出器４０２、４０４によって生成された検出器信号Ｓ１、Ｓ２は等しくなる。前述の実施例の様に、屈折力を決めるのにこの関係（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）が使われる。この二重バージョンに於いて、円柱と軸を測定するために、上記と同様の手続きが使用され、それぞれＳ１，Ｓ２は１つのメリジアンに対応していることを除いて、検出器はマルチセグメントであり、Ｓ１、Ｓ２検出器から得たそれぞれのメリジアンは少なくとも３つのメリジアンに対応する円形に配置されたセグメントを少なくとも６対有している。二重バージョンの試作品は直径１／４インチの円の中に配置された６４個のアクティブ領域を有するフォトダイオードを使用しており、このフォトダイオードは３２対のセグメントと３２個のメリジアンに対応している。しかし、すべての８個の隣接する領域は４対のセグメントと４個のメリジアンを得るために結合されている。図１３Ａに示すように、二重バージョンはまた第三の光電検出器４０８を具備し、一定の照度レベルを得るためにフィードバック制御をする。（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）の関係のために照度は一定でなければならず、上記の出力機能に合致する。別の第三の検出器４０８が目の光学的経路の外に置かれ、その結果、目からの信号から独立しているので、この第三の検出器４０８は利点がある。この場合、ホットミラー１７０は“漏洩”状態でなければならず、つまり、エミッタ４０６から検出器４０８に対しての光の一部が透過する。第三の検出器４０８は参照信号を出力してシステムを校正し、一定の照度を確保して校正要素の熱と老化によって発生するかもしれない変化を無くす。第三の光電検出器４０８はまた、図１３Ｂに示すように、第二のエミッタ４１０と一緒に使用することが出来る。最初、第三の検出器４０８によって校正された第二のエミッタ４１０は２つの検出器４０２、４０４の校正のために独立した光源を提供する。特に、この独立した第二のエミッタからの光の検出によって、検出器４０２、４０４によって生成された信号Ｓ1、Ｓ２を増幅するフォトアンプリファイヤ４１２、４１４の利得を一致させるための参照信号を出力する。ビーム分割器４１６は検出器４０８と光学路１５８（ホットミラー１７０の後の光学路の部分１５８‘は除く）との間のエミッタ４１０からの光線を分割する。エミッタ４１０からの光は３つの検出器全部に向けられる。黒パネル（鏡）４１８は、ビーム分割器４１６の前部表面を通過する光を反射して、ビーム分割器の背後表面に返し、この反射光は検出器４０８に入る。第一に、検出器４０８はエミッタ４１０によって出力された光レベルを校正するために使用され、そして校正されたエミッタ４１０は、検出器４０２、４０４を校正するために使用される。もう１つ別の実施例の模式図が図２に示されている。装置Ｉは患者Ｐ（図２では目Ｅ以外は示されていない）の目Ｅに対して信号を送ったり受けたりする目の経路１４を包含している。この信号を送る目の経路１４は、装置とのすべての光経路が装置Ｉと患者の目Ｅの間で辿るルートである。光経路２２は、目の検査者Ｅが患者の目Ｅを観察することを可能にするために設置されている。この光経路は、装置Ｉから目Ｅへの必要な全体のアライメントを得る機能をする。ここに開示した素子や記録するための電子工学は、目が大体照準が合っている場合にのみ稼働することが出来る。しかし、本発明の好ましい実施例では、正確な目のアライメントを用いることが出来る。その様なアライメントの為に、パーキンジェ（Ｐｕｒｋｉｎｊｅ）像システムを使用することが出来る。従来のパーキンジェ像の為の光源３０がスライド３２の箇所に形成される。典型的に、光源３０からの光は別のカラーバンド（例えば、緑）内にあり、ビーム分割器３４、レンズ３５を通過して、ビーム分割器３６で偏向されて、信号を送る光経路１４に向かう。レンズ３５はパーキンジェ像を角膜Ｃと目ＥのレンズＬに焦点を結ばせるように機能する。加えて、第一のパーキンジェ像は目の検査者に見える。このパーキンジェ像は装置を被検者の目と大体照準が合うようにする。第一のパーキンジェ像はまた、角膜で反射した像は目とともに移動するので凝視方向を追跡するために使われる。パーキンジェ像の生成は従来技術で公知である。特に、これらの各々の像は角膜Ｃ（最も強い像）の表面から、次に目のレンズＬ（実質的に縮小した像）の前部表面から、最後に目のレンズＬの後部表面（非常にうっすらとした像）から生成される。それぞれのパーキンジェ像からの光は可視光に対して透過するホットミラー４０を通して逆反射されて、ビーム分割器３６、３４で偏向されて検出器３８に向かう。検出器３８はログ回路３９（あるいは、同様の圧縮回路）に出力して、最後に出力４２に向かう。ログ回路３９は、いくつかの強度段階となる様々な像の間の差を補償するように設けられている。更に、すべての信号が照準されると、ログ回路３９は４２で最大信号を出力するが、これは装置Ｉは屈折力のために目Ｅに正しくアライメントが合わされていることを示している。パーキンジェ像を有するマルチセグメントの光電検出器アレイを使用する時、センサはただ１つのセグメント（これら３つの像の一致を示す）が１個の信号を有しているか、１個以上のセグメント（一致していないこと、アライメントが合っていないことを示している）が複数の信号を有しているかどうか判断することが出来る。上記のパーキンジェシステムは副次的な装置で、必要ないかもしれない。それは目に非常に接近している距離、つまり２から６ｃｍの幅の距離でしか使われないからである。 “全体のアライメント”または“中心設定”の関係は正確なアライメントを必要としない。第一の実施例に対して、測定ビームは瞳孔内部に充満し、もし目が不完全に中心設定されていると、患者は依然として、目標を見ることが出来、患者が目標を見るときに、装置及患者の目の光学軸は完全に照準が合う。第二の実施例で必要なことは、患者の目が検査者の視野に現われることである（装置の接眼鏡を通して）。一秒当たり多くの測定パルスがあるので、患者は、屈折力を測定するためにほんの一瞬対象を凝視すればよい。一瞬ですら、目のアライメントが合うことの表示もＲ_lim１２３からの出力と図４に示す＋ヂオプターと−ヂオプターのバックグラウンド（拡散光）増幅器１０２、１０３の出力によって信号を発生する。これらの出力は記憶され各々の測定パルスが比較される。これらの出力の相対差は目が順応しているか（順応し瞳孔が小さくなって、その結果として目からの拡散光が変化する）、及び目が凝視対象を最も直接見ているか（最も良くアライメントが合っているということは、Ｒ_limを超えるエミッタの電流と出力が最小となるような最も強い像のリトロレフレクションを意味する）を示す。反射した光を減少させるブラックナー（Ｂｒｕｃｋｎｅｒ）効果は、この応用では効果はなく、その理由は、投影された像は点源よりはむしろ円であるためであるということに注目して欲しい。第二の実施例では、パーキンジェ像センサは目の動きには従わないが、目の光学軸が装置の素子とアライメントが合っているかまたは大体合っている（凝視対象を見ている）時だけを示す。（パーキンジェ像センサを、凝視方向を決めるために使用している時にパーキンジェ像センサを追跡するための設備を設けなければならない。）さらにパーキンジェ像センサを適用することは、患者の目が測定距離内にあり、正確に位置していることを確定することである。目がその距離内にないか、又は位置していない場合には、信号の戻りは無い。リターン信号（送出された信号とほとんど同時に出力されたリターン信号）がある場合には、単純なＡＮＤ論理は、目が正しい位置にあり、装置の出力と光学素子の内部にあることを示している。これは第一の実施例の頂点範囲センサに対応する。Ｒ_lim１２３を超える出力も頂点センサとして使うことが出来、その出力は、目が位置していなくて頂点が測定範囲を超えている時には最大になり、Ｒ_limの出力は頂点距離が減少するにつれて少なくなる。再び、図２を参照すると、最初の信号Ｄは、目Ｅに対して送出するためのターゲット像の形でエミッタ５２から送出される。この信号は凹レンズ５６を通過して、ビーム分割器５３で屈折して、次にホットミラー４０から、オプトメータレンズ“Ａ”を通り、応答目経路１４に至る。正常視の人の場合を考慮すると、負の像６９が網膜平面Ｒにある。レンズ“Ａ”は従来のオプトメータレンズとして働き、像源がオプトメータレンズの焦点距離よりも長い焦点距離にあると、収束する光線を生成し、像源がオプトメータレンズの焦点距離よりも短い焦点距離にあるときには拡散する光線を生成する。“凹”レンズと“凸”レンズは単に光学路を短縮するだけである。リターン光線の経路も同様である。像６９（網膜平面Ｒの）からの光はホットミラー４０とビーム分割器５８からの反射によって戻り、最後にビーム分割器５４を通過して、検出器６０に至る。再び図２を参照すると、第二の信号Ｄ＋が目Ｅへ送るためにターゲット像の形でエミッタ６２から送出される。この信号はビーム分割器６４で反射して、凸レンズ５６を通過して鏡６８に行き、その次にビーム分割器８０、５８を通過して、ホットミラー４０で反射して、その後、応答目経路１４に至る。正常視の人の場合を考慮すると、負の像５９は網膜平面Ｒに足らない。リターン光の経路は同様である。像５９（網膜平面Ｒ上の）からの光はオプトメータレンズ”Ａ”を通過して、ホットミラー４０で反射した後戻り、ビーム分割器５８、８０を通過して、鏡６８で反射して、ビーム分割器６４を通過して検出器７０に至る。光経路を設定して、目Ｅの瞳孔が拡張しないと仮定すると、各々の信号の強度は、すでに論じた図３Ａ−３Ｆに関して観察することが出来る。各々の信号間の比率を決めるための重要な問題は、検査中の目は拡張するかもしれないということである。そのような拡張が起こると、信号７９、８９の間の比率は変化するかもしれない。そのような比率の変化を防止するために、図４の回路が使われる。図４を参照すると、この回路の最初の部分は従来のものと同じである。検出器６０、７０からの各々のバックグランド信号と点５９、６９からの各々の像信号は増幅器１０１から１０４のルートを取り、総和増幅器１０５、１０６に至る。増幅器１０５、１０６の各々の出力は差動増幅器１１０のルートをとる。この差動増幅器１１０は、像強度の差に比例する電圧を出力する。例として述べると、陰電圧は近視の人を示し、陽電圧は遠視の人を表わす。患者Ｐの目Ｅが拡張する場合を、ここに示した副回路について述べる。特に、差動増幅器１１０への全体の信号は各々のライン１１１、１１２によってモニタされる。これらは総和抵抗１１５、１１６に行き、総和増幅器１１８の１つの入力となり、総和増幅器１１８の出力は電流制御増幅器１２４の入力となる。電流制御増幅器１２４の別の入力は基準電圧入力１１７から来る。この図示した電流制御（クランプ）回路は基準電圧を消滅させる比率計回路又は同様の目的の同じ種類の回路と入れ替えることが出来る。両方の像から受けた信号の総合の強度によって、電流制御増幅器１２４からの信号の出力はトランジスタ１２０のベースに行く。トランジスタ１２０は電流源からの電流を制御する働きをする。電流は各々の光源６２、５２を通過して、最後に制限抵抗１２３を通り、次に地面に接地する。瞳孔で目Ｅが収縮すると、基準電圧１１７に対してもっと少ない信号が増幅器１２４で見られる。この場合には、トランジスタ１２０のベースは開いて、光源５２、６２を通る電流がより流れるようにする。各々の光源５２、６２を通ってより多くの電流が流れると、増幅器１２４で受けた信号の強度は、平衡状態が出来るまで増加する。増幅器１１０の各々の出力信号は実質的に同じ比率であり続け、目の拡張によって影響を受けることはない。瞳孔が収縮する場合は、減少しつつある各々の光源５２、６２を通る全体の電流と反対である。多くのその他の方法で拡張がある場合、信号比率の必要な標準化が考えられる。本発明の自動屈折計の実施例は網膜の解剖学的なマップあるいはその詳細な分析のために使用することが出来る。網膜上の異なる点は屈折されることが可能で、屈折は目の素子からの距離、つまり解剖学的なマップと相関関係があるのでこれは可能である。２つの波長、例えば、緑（赤の入っていない光）と赤（近赤外線）を使うことにより、網膜の表面と副表面の特徴が地図化される。このデータは、様々な目の病気を対象に自動で検出するために神経システムに入力することが出来る。外科手術に本発明をすぐに適用することは黄斑水腫の場所を決めることで可能となる。技術は網膜下の排液のために開発されている。この性格の解剖学マップ装置は目をより良く理解して、眼科手術に於けるさらなる発展を可能にする。さらに、神経ネットに入力されるデータは初期緑内症を認識して治療するための方法を見つけるために分類することが出来る。解剖学的なマップ機能の為に、眼底に投影された像は正確にアライメントを合わせている必要がある。従って、パーキンジェ画像システムは次の様に使われる。第一の実施例では、対話的光学システムが第一のパーキンジェ像（角膜からの反射）を使用して、目の凝視方向を追跡して、自動屈折機能によって凝視の長さを測定する。（凝視の長さは、実際または投影された観察者からの所定の距離に於ける対象に焦点を結ぶための順応中の屈折力の測定を含む。一旦、屈折力が測定されると、目の焦点を当てた距離が分かる）近くと離れた位置の像を投影するための仮想現実的な技法を使用して、検出器としてＣＣＤイメージャを使用する本発明のシステムは、屈折力の障害、斜視、及弱視などの障害を見付け出すことが出来る。凝視の方向や長さを知ることにより、多くの装置をゴーグル（又は仮想現実ヘルメット）とラップトップコンピュータの組み合わせに単純化することが出来る。これによって、子供に行うのはしばしば困難なことである上に掲げた試験も含むような多くの視覚テストを実施することが可能となる。別の適用は、凝視の長さと方向が分かっている時は正確に確定出来るペリメトリーである。凝視の方向によって、追跡システムの正確性により限定される正確なマッピングが可能になり、凝視の長さによって投影された誘導点が実際に網膜上に結像されることを保証する。ペリメトリーを制御するためにラップトップコンピュータを使用することによって、マップ化された視野の解釈はペリメトリー診断に使用することが可能である。これによって、操作に必要な最小の訓練で、最大に節約したコストで病気の自動的かつ対象的な診断が可能なポータブルなシステムを提供する。ＣＣＤイメージャを使用する自動屈折器の別の適用は、眼底の像を捕え、それをカラーのＬＣＤスクリーンに表示して、その結果、検査者によって見られる像を拡大する。これにより、適当なレンズ焦点距離を選択することが容易になり、網膜をＣＣＤ上のはっきりした焦点に持っていき、網膜の像の記録が後に行うコンピュータまたは検査者による再検査によって分析するために記憶しておくことが可能になり、この場合、検査者はいろいろな基準のなかから７つの以下に述べる基準を探し出す。すべての実施例におけるフォトダイオードに取って代わることの出来るＣＣＤイメージャと追跡の為のパーキンジェ像センサとの組み合わせで自動屈折器の機能を使うことにより、眼底のシャープな像を生成することが出来る。次に掲げる７つの基準によって像を分析することにより正常と異常な像を区別することが出来る。１）光学的円のシャープさ、２）左右対称、３）色、４）動脈対静脈の比率（異なる光の色（緑と赤）を使用することにより、静脈と動脈を区別することが出来る）５）静脈と動脈の連続、６）色の連続性、７）レンズと石英における連続性。上記の７つの基準をテストすることに加えて、臨床的診断を援助するために眼底の像と視覚野のマップを相関づけることが出来る。ＣＣＤイメージャを有するシステムで網膜像を分析する方法は、眼底の像を生成すること、そして眼底を４分円に分割することを含む。加えて、多くの別々の光学円を生成することが出来る。ＣＣＤイメジャーを有する二色性フィルタを使用することにより青、緑、赤の光を利用して生成した像を使って、それぞれの４分円あるいは別々の円の為に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行する。４分円又は別々の円のそれぞれのため、被検者の目のため、正常の目のため、そして、考察の対象である目の病気のタイプのために、１２から１５の多くのＦＦＴの組を確保しなければならない。被検者のデータセットは比較され、多分、神経ネットワークを使い正常及び異常基準に従って、入力データを分類する。被検者がまっすぐ、上、下、右、左を見つめる状態で、像をモザイク状に構成するコンピュータを使用することにより、像を得て網膜全体をスキャンする。被検者の屈折力は分かっているので、ガラス体の障害や白内症を発見するために網膜から角膜までの範囲で焦点を変化させることが出来る。第二の実施例に関して図２を参照すると、光源のマトリックスＥはビーム分割器８２から反射して、次にビーム分割器８０で反射して応答光学路１４に至る。応答光学路１４において、マトリックスＭの像の調節は経路９２に沿って目Ｅからレンズ９１を離したり、近づけたりして行う。可動レンズの目的は、高い解像度を可能にして、つまり、多くの別々の点をマップすることである。即ち、マトリクスＭは別々の円を投影すると、この円は網膜でぼけるが、投影された網膜上の円が重なり合うほどぼけることはない。その解剖学的な輪郭は光電検出器アレイＮ上での光電検出測定に対応している。ＣＣＤを使用して眼底の像を得る場合には、レンズの動きによって眼底の高い解像度が可能になる。本発明のこの実施例では、測定の開口は目の瞳孔内部をあふれるほど満たす。正確な測定をするために、目は相対的なおよその限度内で、装置の範囲内にあることが唯一必要である。これらのおよその限度は、頂点範囲センサの別の実施例によって決めることが出来る。図６Ａを参照すると、単一のエミッタ２００（ＩＲ）は図に示すように目の角膜２１０に光線を投射する。これは距離を見つけるためのその他の同様な多くの装置と実質的に同じである。この構成の最大の違いは図６Ｂの電子工学である。つまり、２つの入力２２０、２２２（光電検出器信号）は増幅器２３０で合計され、エミッタ電流２４０は増減して、その２つの入力の一定の合計を保持する。これは、検出器の電子工学からの電圧は頂点距離に比例していることを示している。そして、この電圧は、もし修正が必要ならば、装置のオプトメータレンズからの目の距離を変化することにより生成されるヂオプター測定の修正をするために使用することが出来る。この＋Ｄと−Ｄ信号の構成は目の測定を、頂点距離の変化に対してそれほど敏感ではなくするような構成である。図６Ｃに示した頂点センサは測定ビームを使用して、わずか２個の光電検出器２２１、２２３を有している。図６Ｄの２２１‘、２２３’と同様に頂点フォトダイオード２２１、２２３は、幅の狭い視角を有し、図では長くて細い検出器として表わされており、レンズの付いた光電検出器を示している。頂点光電検出器の軸から非常に離れた反射はどんなものでも検出されない。さらに、測定ビームの強度は固定され、目が頂点センサの測定範囲に位置している時、及び目が光電検出器２２１、２２３の間に位置している時には、その２つの検出器の出力は大体同じで、両方の出力は前に（経験的に）決めた強度レベルよりも上である。図６Ｄに示した頂点センサは固定強度と、２対のレンズ付きの、狭い角度のフォトダイオード（２２１、２２１‘、２２３、２２３’）を有する測定ビームを使う。目が自動屈折器の測定距離内にあるとき、検出器（２２１／２２１‘、２２３／２２３’）の各々の対の出力は、測定ビームの強度に拘わらず、大体等しくなる。目Ｅへの応答光学路１４に装置Ｉを正確にアライメントを合わせると、自動屈折を起こすことが出来る。必要な自動屈折を説明する時、正常視の人の場合を第一に考える。図３Ａ−３Ｆを参照すると、目からの信号の受信が示されている。図４において、目Ｅに対する処方に比例した電圧を出力するための回路が示されている。図５Ａを参照すると、像のマトリクスＭは、８×８の光源アレイ、例えば、マイクロレンズ１３４を通過する低強度のマイクロレーザ１３２のようなものを包含している。これらの各々の光源１３２とレンズ１３４はそれぞれの焦点距離を有していて、光源のマトリクスは目Ｅ上の網膜平面Ｒに投射する。受け取る像は同じである。それぞれの検出器セグメント１４２は、対応するマイクロレンズ１４４を通して、目Ｅの網膜平面からの像を受け取る。それぞれの投射マトリクスＭと受け取りアレイＡはお互いに登録されている。この様に、受け取りアレイＰの１個の要素は投射マトリクスＭの対応する要素に重なっている。図５Ｂを参照すると、そのような像の各々の結果が投射される。特に、本発明の球形部分は全体の球だけを観察するので、乱視は見過ごされてしまうことに注意して欲しい。図５Ｂを参照すると、アレイＡで受け取る結果としての像は、従来のＣＲＴと同じように投影されて示されている。それぞれのマトリクスの位置の増幅が、各々のマトリクスの位置に於ける拡大されたサイズで図式的に示されている。この図に示すように、患者Ｐは示された９０°軸に沿った凸の球を有している。平均的な球エラーと＋／−ヂオプターエラーは主要ヂオプター測定回路から得られ、円柱と軸は、次の３つの方法の１つによって得られる。第一の方法は、固定の検出器アレイ（マイクロレンズと光電検出器）を使用して、メリジアン上の屈折（光学軸の周りの点）とどちらかのローレンスの公式（＋／−ヂオプター球はすでに与えられている：＋／−ヂオプター球をすぐに見つけることは従来のメリジアンによる屈折力計測に比較して重大な違いであることを想起されたい）で使用されるこれらの屈折力測定値を見つけること、または乱視を矯正するための最も良い曲線を発見するために曲線適合プログラムを使用することである。理論的には、この方法でたとえ不規則な乱視であっても、乱視を完全に矯正することが出来る。その理由は、結果としての矯正レンズはコンピュータに基づくもので、様々な、マイクロレンズの検出器アレイのメリジアン上の屈折力測定値に完全に合致させることが出来る。二番目の方法は、投射した円の楕円形の歪みを測定することである。楕円形の歪みの量と方向はメリジアン上の屈折力と相関関係にあり、ローレンスの公式に代入するための少なくとも３つの軸を提供するか、または、すでに発見されている＋／−Ｄ球、曲線適合プログラムまたは円柱と軸を提供することで、知られた公式の解法を想起させる。三番目の方法はリトロレフレクションされた円形パターンの歪みを検知し、軸を見つけるための歪みの傾向を測定し、長さと幅の比率を測定して、円柱を発見するために簡便な検索表を使うことである。これらの方法の各々は、第一の実施例の記述とほとんど同じで、ただ、例外として、第一の実施例では、像は点のマトリクスであるというよりむしろ単なる投射された点であるということである。マトリクスの照明パターンだけが図示されており、その他の技術を使うことが出来ることに注意すべきである。例えば、楕円形の歪みは−Ｄ光電検出器位置に置かれたメリジアンの光電検出器のアレイ、つまりマルチセグメントのフォトダイオードによって検出される。重要なコンセプトは、本発明の屈折器のこの実施例の作用であり、つまり全体の球が最初に決められ、次に円柱と軸を検出するために用いられることである。図７Ａから７Ｃを参照すると、屈折器の一実施例を示してあり、この中で、患者Ｐが検査中（左か右）であり、その患者の目が示されている。この装置によると特定の測定値と検査中の目との相関関係を得ることが可能になると共に、弱視の検出に特に効果的であるもう一方の目の対応する測定を比較することが可能になる。図７Ａを参照すると、エミッタ／レセプタ対３００は、患者Ｐの目の検査中に反射されない信号を送出する。エミッタ／レセプタ対３０２は、患者Ｐの目の検査中に反射される信号を送出する。図７Ｂを参照すると、エミッタ／レセプタ対３００、３０２の対の１つが示されている。エミッタ３１０は患者Ｐの鼻のところに光線３１１を投射し、リターン信号はレセプタ３１２で登録される。図７Ｃを参照すると、左目の光電センサ３１２と右目の光電センサ３１２‘が示されている。出力３２４、３２６が合計抵抗３１６に送られ、その後、増幅器３２０に送られる。受信した信号の強度に従って、トランジスタ３２２は右目には光源３１０を通して、左目には光源３１０’を通して電流を送る。信号が弱いと、各々の光源３１０、３１０‘は最高強度で稼働する。信号が強いと、増幅器３２０からの出力は減少して、それぞれの光源３１０、３１０’を通る電流も減少する。検査されている特定の目に関する判断は差動増幅器３２７を通して行われる。左目３１２のセンサは優勢な信号を有するが、正電圧が増幅器３２７、３３０を通して出力される。右目３１２のセンサは優勢な信号を有しているが、負電圧は増幅器３２７、３３０を通して出力される。そのため、使用している信号の極性によって、検査した特定の目の判断を行うことが出来る。実施している測定に信号の極性を合わせることにより、それぞれの目の測定に名前をつけることが出来、弱視を示す相違を検出することが出来る。回路は比較回路であるので、暗い色素の皮膚の人が検査を受けているのか、明るい色素の皮膚の人が検査を受けているのかは問題ではないことに注目して欲しい。それぞれの検出器が患者の全体の範囲に位置しており、増幅器３２Ｄ、３３０のそれぞれのプリセットしたしきい値を送ると、左又は右目の検査を示す信号が増幅器３３０から送出される。その結果、屈折力の測定値は右目と左目に分類することが出来る。屈折力の測定値が十分異なっている場合や両方の屈折力の測定値が低い視力を示す場合には、この装置は検査者に、弱視の可能性はないか患者をさらに検査するように警告する。各々の測定順序の始めで装置の自動校正の用意をして、最高の直線性とゼロ点移動の長期安定性を確認する。自動校正は様々な方法で実施することができ、この方法は単に例示してあるだけであることを確認したい。図２を参照すると、光電検出器４０１は−ヂオプターエミッタ５２と＋ヂオプターエミッタ６２の経路に位置している。４０１の位置はまた、ビーム分割器５８の位置であるか、その他の同様に位置決めされた場所である。ホットミラー４０は漏洩するかエミッタ光線のおよそ１％が漏洩する構成になっているので、光電検出器４０１は−ヂオプターと＋ヂオプターエミッタからの光学的出力を測定することが出来る。所定の校正されたエミッタ電流を与えるため光学出力が等しくなるように、修正要素は１つか両方のエミッタに適用可能とするか、あるいは、修正要素が検出されたリトロレフレクション信号の信号処理に含ませることを可能とするかのどちらかにして、一連の校正されたパルスがそれぞれのエミッタを交互に通過する。この方法の特定の効果は、高度な直線性とゼロ点移動を可能にすることのほかに、高い正確さを確保するためにヂオプタースケールの最大範囲に“校正マーク ”を付けることである。本発明の実施例に関して述べたので、多くの効果が実現されることが分かった。このなかには、ａ）非常に短いパルスは目の動きを止め、一方で、平均化のために行う多くの測定値が正確性を向上することを可能にする。ｂ）ランダムノイズは有効測定値の数の二乗で減少する。つまり、４９の有効測定値の場合には、信号対ノイズ比率は７倍に向上する。ｃ）低い平均電力であるが、高いピーク光パワーを出力する。例えば、もし１つの成分が１ミリワットであるが、２０％の衝撃係数を有する場合、ピーク電力は５ミリワットまで５倍増加する。ｄ）低い平均電力と高いピーク出力のために、微小な構成要素をこの装置で使用可能である。電力比率を増加する為と寿命を長くするために、ヒートシンクが使われる。どんな場合にも、装置はそれぞれの患者のために数秒間使われるだけである。ｅ）低い電力消費により完全に独立した、電池で動く装置を可能にした。ｆ）この装置のサイズが小さいことの意味は、これが手のひらサイズであり、完全に独立していることを意味している。装置のケースは２つの部品に分けて射出成形することが出来、光学要素と電子工学要素を前もって形成したベースやスロットに取り付けることが出来る。しかしながら、同様に重要なことは製造のローコスト（より小さくて数の少ない要素）、より低い流通コスト（郵送による出荷）、及びより低いサービスコスト（宅配便による装置の交換）である。ｇ）可動部品の無い固定された光学システムｈ）光学検出器は高い量子効率と、高い感度のためにレンズが付けられている。Ｉ）光学と電子工学フィルタは周囲の光を抑止する。ｊ）二色性のビーム分割器は光パターンの効率を増加させる。ｋ）ＬＥＤ測定信号強度を比較的高い光学的出力をおこなう。（しかし、使用しても完全に安全であるように標準の検眼鏡よりも低い）。ｌ）１ｐＡ以下の入力バイアスとマイクロボルトの安定性を有する非常に感度の良い光電検出器。ｍ）光学と電子工学手段によって抑止された内部装置光（“まぶしさ”）。ｎ）２つの主要ヂオプター測定信号は、変化する信号強度下で一定でなければならない。（瞳孔の拡張／収縮、網膜の色素等）。この理由は、これらの２つの信号の比率は屈折力と相関関係にある（ＣＣＤ光電検出器の場合、ぼけの円の比率が、以前記述したように使用される。）これを達成するために１）（＋Ｄエミッタの信号）＋（−Ｄエミッタの信号）＝一定の（固定の）電圧、あるいは２）（＋Ｄエミッタの信号）＝（−Ｄエミッタの信号）と（信号＋Ｄ）＝（信号−Ｄ）＝一定（固定）の電圧 “一定（固定）電圧”は５Ｖまたは回路と公式１）と２）を満足するその他のどんな値にも設定することが出来る。ｏ）バックグラウンドノイズ（拡散光）は主要なヂオプター信号から減算される。１）軸外れフォトダイオードは拡散光を検出する。２）マルチセグメントのフォトダイオードまたはＣＣＤイメージャによって決定される角膜反射は減算することが出来る。３）装置のまぶしさは光学的に抑止されているが、ダイオードのＲ振幅制限回路からの出力によって、このまぶしさは主要なヂオプター信号から減算（消去）することが出来る。その理由はより高い（少ない）信号出力とそれ以上の（少ない）まぶしさに対して、Ｒ振幅制限回路電圧はより高く（低く）なるからである。ｐ）頂点幅は接近した（１メートル）測定のために装置を自動化する。装置は、正規の頂点距離にある時に始めて測定パルスを出力する。この回路は、頂点距離に対応する電圧が出力されるので、その他の同様な回路とは異なる。この電圧は、屈折力の検出値をわずかに調整するために使用される。ｑ）拡散光レベルは変化して、最小限の調節（この調節で瞳孔はより小さくなる）を示すために最大の虹彩開度と閉度を示す。ｒ）パーキンジェ像センサは、第一と第二のイメージ（別々の可視緑光線ＬＥＤから）が一致している時に検出する。これは詳細な屈折力と必要な時に使用する光線の為の副次的なセンサである。ｓ）データ記憶装置はすべての“有効”な測定値を記録する。ｔ）１）エミッタのＲ_limと２）バックグラウンド（拡散）光検出器から生成された信号を使用することにより、アライメント／最小限調節を決めることが出来る。その理由は、１）Ｒ_limを超える電圧は、目が調節されていない時（毛様体がレンズを引っぱりレンズの焦点距離を短くするとき、調節すると目の瞳孔が収縮する。）最小になる。ｕ）出力機能（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）と対応する目の屈折力を得るために様々な電子開路が形成され得る。上記に述べたことに加えて、本発明の自動屈折器の適用には、眼科医や視力検定医の事務所から離れた場所での屈折力の測定、例えば、学校での現場検査や、スペースシャトルやフライト／スペースシュミレータの様な実験装置での使用などを含む。加えて、大型の動物の検査のために家を訪問しなくてはならない獣医によって屈折力試験を動物に行うことが出来る。近視を矯正するためのレーザ屈折力外科手術（レーザ角膜手術）の到来はレーザ外科手術の進行をモニタするために、外科手術用マイクロスコープに搭載された自動屈折器を必要とする。本発明が小型を可能にしたことにより、そのような応用に理想的となる。現在の仮想現実技術は、ユーザの目をどこに焦点を合わせたらよいか決めるのが困難であるなどの問題により限界がある。例えば、たとえあるシーンがクローズアップで提供されても、観察者の目は実際、近くの対象に焦点を結ぶことはない。同様に、対象が観察者に近づいている時は、観察者は近づく対象の両眼の映像を有していても、その対象は、接近するにつれて、目の調節メカニズムによって知覚されない。これによって、頭脳の視覚中枢に混乱が起こり、嘔吐や頭痛を引き起こす。観察者の焦点距離に関する情報を入力することで、ＶＲプロセッサは本発明の自動屈折器と対話的に可動し、目が凝視しているシーンが正しい焦点に合わせられる。これらの対話的光学素子は、現在のＶＲ技術に関係するめまいや頭痛を減じることに役立つことが可能である。上記しなかったが明らかに本発明の範囲と精神に合致する別の複数の実施例が可能であることは明らかである。それゆえ、上記の記述と図面は例として示しただけで、本発明の範囲は、添付した請求の範囲によってのみ限定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年４月４日【補正内容】補正書１）（＋Ｄエミッタの信号）＋（−Ｄエミッタの信号）＝一定の（固定の）電圧、あるいは２）（＋Ｄエミッタの信号）＝（−Ｄエミッタの信号）と（信号＋Ｄ）＝（信号−Ｄ）＝一定（固定）の電圧 “一定（固定）電圧”は５Ｖまたは回路と公式１）と２）を満足するその他のどんな値にも設定することが出来る。ｏ）バックグラウンドノイズ（拡散光）は主要なヂオプター信号から減算される。１）軸外れフォトダイオードは拡散光を検出する。２）マルチセグメントのフォトダイオードまたはＣＣＤイメージャを使用することにより決定される角膜反射は減算することが出来る。３）装置のまぶしさは光学的に抑止されているが、ダイオードのＲ振幅制限回路からの出力によって、このまぶしさは主要なヂオプター信号から減算（消去）することが出来る。その理由はより高い（少ない）信号出力とそれ以上の（少ない）まぶしさに対して、Ｒ振幅制限回路電圧はより高く（低く）なるからである。ｐ）頂点幅は接近した（１メートル）測定のために装置を自動化する。装置は、正規の頂点距離にある時に始めて測定パルスを出力する。この回路は、頂点距離に対応する電圧が出力されるので、その他の同様な回路とは異なる。この電圧は、屈折力の検出値をわずかに調整するために使用される。ｑ）拡散光レベルは変化して、最小限の調節（この調節で瞳孔はより小さくなる）を示すために最大の虹彩開度と閉度を示す。ｒ）パーキンジェ像センサは、第一と第二のイメージ（別々の可視緑光線ＬＥＤから）が一致している時に検出する。これは詳細な屈折力と必要な時に使用する光線の為の副次的なセンサである。ｓ）データ記憶装置はすべての“有効”な測定値を記録する。ｔ）１）エミッタのＲ_limと２）バックグラウンド（拡散）光検出器から生成された信号を使用することにより、アライメント／最小限調節を決めることが出来る。その理由は、１）Ｒ_limを超える電圧は、目が調節されていない時（毛様体がレンズを引っぱりレンズの焦点距離を短くするとき、調節すると目の瞳孔が収縮する。）最小になる。ｕ）出力機能（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）と対応する目の屈折力を得るために様々な電子開路が形成され得る。上記に述べたことに加えて、本発明の自動屈折器の適用には、眼科医や視力検定医の事務所から離れた場所での屈折力の測定、例えば、学校での現場検査や、スペースシャトルやフライト／スペースシュミレータの様な実験装置での使用などを含む。加えて、大型の動物の検査のために家を訪問しなくてはならない獣医によって屈折力試験を動物に行うことが出来る。近視を矯正するためのレーザ屈折力外科手術（レーザ角膜手術）の到来はレーザ外科手術の進行をモニタするために、外科手術用マイクロスコープに搭載された自動屈折器を必要とする。本発明が小型を可能にしたことにより、そのような応用に理想的となる。現在の仮想現実技術は、ユーザの目をどこに焦点を合わせたらよいか決めるのが困難であるなどの問題により限界がある。例えば、たとえあるシーンがクローズアップで提供されても、観察者の目は実際、近くの対象に焦点を結ぶことはない。同様に、対象が観察者に近づいている時は、観察者は近づく対象の両眼の映像を有していても、その対象は、接近するにつれて、目の調節メカニズムによって知覚されない。これによって、頭脳の視覚中枢に混乱が起こり、嘔吐や頭痛を引き起こす。観察者の焦点距離に関する情報を入力することで、ＶＲプロセッサは本発明の自動屈折器と対話的に可動し、目が凝視しているシーンが正しい焦点に合わせられる。これらの対話的光学素子は、現在のＶＲ技術に関係するめまいや頭痛を減じることに役立つことが可能である。上記しなかったが明らかに本発明の範囲と精神に合致する別の複数の実施例が可能であることは明らかである。それゆえ、上記の記述と図面は例として示しただけで、本発明の範囲は、添付した請求の範囲によってのみ限定される。請求の範囲１．網膜と、角膜と、レンズを有する被検者の目を応答させる光学路と、少なくとも３つの主要要素から成るエミッタと検出器の組み合わせであって、第一の主要要素は第一のエミッタであり、第二の主要要素は第一の検出器であり、第三の主要要素は第二のエミッタと第二の検出器のうちの１つであり、前期組み合わせの各々のエミッタは反射像が前期目で反射されるように前記光学路に沿って像を投射し、前記組み合わせの検出器は前記反射像を受け取り、前記反射像の強度に比例した電気信号を生成し、前記組み合わせはＳ１とＳ２の２つの電気信号を生成するエミッタと検出器の組み合わせと、前記２つの電気信号を比較して出力信号を生成するプロセッサとを有する被検者の目の屈折像を試験するための装置。２．前記第三の主要要素は第二のエミッタであって、前記第一のエミッタと前記第二のエミッタは、正常視の人の０ヂオプター球を一つにする複数の点に焦点が結ばれるように前記光学路にそって配置されており、前記第一のエミッタからの第一の像を前記０ヂオプター球の１つの側の前もって選択された距離に焦点を結ぶように前記光学路に沿って配置され、かつ前記第二のエミッタからの第二の像を前記０ヂオプター球の他方の側の前記前もって選択した距離に焦点を結ぶように前記光学路に沿って配置された複数の光学的要素と、前記２つの電気信号を生成するために前記第一の検出器は第二の反射した像と交互にする第一の反射した像を受け取るように前記第一のエミッタと前記第二のエミッタの稼働を交互にするクロック装置であって、前記プロセッサは更に、前記第一の反射した像と前記第二の反射した像の前記強度の差を確定するために前記２つの電気信号を比較するクロック装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。３．前記プロセッサは更に、前記２つの電気信号の合計で前記差を分割することを特徴とする請求項２に記載の装置。正常視の人の０ヂオプターに対応した焦点にある前記目の網膜に前記光学路に沿って第一の像を投射する第一のエミッタと、正常視の人の０ヂオプターに対して前もって選択された正の屈折値を有する前記光学路に沿った焦点を有する第一の検出器であって、前記第一の検出器は前記目の網膜により前記第一の像の反射の結果である反射された像を検出し、前記反射された像から第一の信号Ｓ１を生成する第一の検出器と、正常視の人の０ヂオプターに対して前もって選択された負の屈折値を有する前記光学路に沿った焦点を有する第二の検出器であって、前記第二の検出器は前記反射された像を検出して、その検出された像から第二の信号Ｓ２を生成する第二の検出器と、前記第一の信号と前記第二の信号とを比較して、前記目の全体球を決めるプロセッサとを有する装置。２９．前記第一と第二の検出器は各々マルチセグメントのフォトダイオードを有して、前記フォトダイオードの各々のセグメントは別々の電気信号を生成して、前記プロセッサは更に実質的に別々の電気信号を読み、その別々の電気信号を合計して屈折力を決めることを特徴とする請求項２６に記載の装置。３０．前記プロセッサは更に、前記セグメントの別々の電気信号の比率を決めて円柱と軸を決めることを特徴とする請求項２９に記載の装置。３１．前記第一と第二の検出器は各々ＣＣＤイメージャを有し、前記プロセッサは前記第一の反射された像の直径と前記第二の反射された像の直径とを比較することを特徴とする請求の範囲第２８項に記載の装置。３２．前記ＣＣＤイメージャはその中に画定された複数のメリジアンを有し、前記プロセッサは更に、前記メリジアンの各々を別のメリジアンと比較して、前記第一の反射した像と前記第二の反射した像の中の歪みを決めることを特徴とする請求項３１に記載の装置。３３．前記第一と第二の検出器はそれぞれＣＣＤイメージャを有し、更に、凝視の方向を追跡するためのパーキンジェ結像センサを有することを特徴とする請求の範囲第２８項に記載の装置。３４．前記目の最も近くの前記装置の出力に隣接して配置された少なくとも１つの検出器の対を有し、前記検出器の対は前記光学路の反対側に配置され、前記光学路からの前もって選択された角度範囲内の前記角膜によって反射された光を受け止めることを特徴とする請求項２６に記載の装置。３５．前記プロセッサは屈折力を判定する関係（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）に従って前記第一の信号と前記第二の信号を比較することを特徴とする請求項２６に記載の装置。３６．レンズと角膜と網膜とを有する前記目の屈折力を決める処理であって、組み合わせによりこの処理は、正常視の処方のために目を応答させる光学路を提供する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択された正の屈折値を有する全体球を持つ前記目の網膜に第一の像を前記光学路に沿って投射する段階と、前記目の網膜から反射した前記光学路からの前記第一の像を第一のマルチセグメントの検出器を使用して検出し、前記第一の像の強度に比例した第一の信号を生成する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択した負の屈折値を有する全体球を持つ前記目の網膜に第二の像を前記光学路に沿って投射する段階と、前記目の網膜から反射した前記光学路からの前記第二の像を第一のマルチセグメントの検出器を使用して検出し、前記第二の像の強度に比例した第二の信号を生成する段階と、前記目の全体球を決めるために前記第一と第二の像の相対強度を示す前記第一と第二の信号を比較する段階と、円柱レンズと軸を決めるために前記第一と第二のマルチセグメントの検出器のそれぞれのセグメントによって生成された電気信号の比率を決める段階とを包含することを特徴とする処理。３７．前記目の角膜の近くに焦点を結ぶ前記光学路に沿ってパーキンジェ像を投射する段階と、前記目の角膜からの反射したパーキンジェ像を受け取る段階と、凝視の方向を決めるために前記反射したパーキンジェ像の動きを追跡する段階とを有することを特徴とする請求項３６に記載の処理。３８．更に、前記目の角膜の近くに焦点を結ぶ前記光学路に沿って第三の像を投射する段階と、各々の検出器が出力信号を出力する検出器の少なくとも１つの対で、角膜からの反射した第三の像を受け取る段階と、対の検出器の出力信号を合計する段階と、出力信号の合計が前もって選択された一定値から変化して正しくないアライメントを示す時、信号を出力する段階とを有する請求項３６に記載の処理。３９．前記第一と第二のマルチセグメントの検出器の各々はマルチセグメントのフォトダイオードを有することを特徴とする請求項３６に記載の処理。４０．前記第一と第二のマルチセグメントの各々は複数の前もって選択されたメリジアンを有する少なくとも１個のＣＣＤイメージャを有することを特徴とする請求項３６に記載の処理。４１．レンズと角膜と網膜を有する前記目の屈折力を決める処理であって、組み合わせによりこの処理は、処方のために目を応答させる光学路を提供する段階と、前記正常視の処方に対応する０屈折値を有する全体球を持つ前記目の網膜に第一の像を前記光学路に沿って投射する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択された正の屈折値に対応する焦点を有する第一の検出器で、前記目の網膜から反射した前記光学路からの前記第一の像を検出し、前記第一の像の第一の反射の強度に比例した第一の信号Ｓ１を生成する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択された負の屈折値に対応する焦点を有する第二の検出器で、前記目の網膜からの反射した前記光学路からの前記第一の像を検出し、前記第一の像の第二の反射の強度に比例した第二の信号Ｓ２を生成する段階と、前記目の全体球を決めるために、関係（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）に従って前記第一と第二の信号を比較する段階とを含むことを特徴とする処理。４２．更に、前記目の網膜の近くに焦点を結んだ、前記光学路に沿った第二の像を投射する段階と、各々の検出器は出力信号を出力する検出器の少なくとも１つの対で、網膜からの反射した第二の像を受け取る段階と、検出器の対の出力信号を合計する段階と、出力信号の合計が前もって選択された一定値から変化して正常でないアライメントを示す時、信号を出力する段階とを含む請求項４１に記載の処理。４３．前記第一の像を第一の検出器と第二の検出器で検出する段階は、２つのマルチセグメントのフォトダイオードで検出する段階を含み、更に、円柱と軸を決めるために、前記マルチセグメントのフォトダイオードのそれぞれのセグメントによって生成された電気信号の比率を決める段階を含むことを特徴とする請求項４１に記載の処理。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．網膜と、角膜と、レンズを有する被検者の目を応答させる光学路と、少なくとも３つの主要要素から成るエミッタと検出器の組み合わせであって、第一の主要要素は第一のエミッタであり、第二の主要要素は第一の検出器であり、第三の主要要素は第二のエミッタと第二の検出器のうちの１つであり、前期組み合わせの各々のエミッタは反射像が前期目で反射されるように前記光学路に沿って像を投射し、前記組み合わせの検出器は前記反射像を受け取り、前記反射像の強度に比例した電気信号を生成し、前記組み合わせはＳ１とＳ２の２つの電気信号を生成するエミッタと検出器の組み合わせと、前記２つの電気信号を比較して出力信号を生成するプロセッサとを有する被検者の目の屈折像を試験するための装置。２．前記第三の主要要素は第二のエミッタであって、前記第一のエミッタと前記第二のエミッタは、正常視の人の０ヂオプター球を一つにする複数の点に焦点が結ばれるように前記光学路にそって配置されており、前記第一のエミッタからの第一の像を前記０ヂオプター球の１つの側の前もって選択された距離に焦点を結ぶように前記光学路に沿って配置され、かつ前記第二のエミッタからの第二の像を前記０ヂオプター球の他方の側の前記前もって選択した距離に焦点を結ぶように前記光学路に沿って配置された複数の光学的要素と、前記２つの電気信号を生成するために前記第一の検出器は第二の反射した像と交互にする第一の反射した像を受け取るように前記第一のエミッタと前記第二のエミッタの稼働を交互にするクロック装置であって、前記プロセッサは更に、前記第一の反射した像と前記第二の反射した像の前記強度の差を確定するために前記２つの電気信号を比較するクロック装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。３．前記プロセッサは更に、前記２つの電気信号の合計で前記差を分割することを特徴とする請求項２に記載の装置。４．前記第一のエミッタを駆動するための第一のエミッタ駆動電流と前記第二のエミッタを駆動するための第二の駆動電流が、前記強度のゼロではない差に応じて、前記差が実質的にゼロになるまで変化することを特徴とする請求項２に記載の装置。５．前記第一の検出器はマルチセグメントのフォトダイオードを有し、各々のセグメントは別々の電気信号を生成して、前記プロセッサは更に、別々の電気信号を読み、別々の電気信号を合計して屈折力を判定することを特徴とする請求項２に記載の装置。６．前記プロセッサは更に、前記セグメントの別々の電気信号の比率を判定して円柱と軸を決めることを特徴とする請求項５に記載の装置。７．前記第一の検出器はＣＣＤイメージャであって、前記プロセッサは前記第一の反射した像の直径と前記第二の像の直径とを比較することを特徴とする請求項２に記載の装置。８．前記ＣＣＤイメージャはその中に画定された複数のメリジアンを有し、前記プロセッサは更に、前記メリジアンの各々と別の前記メリジアンとを比較して、前記第一の反射した像と前記第二の反射した像の内部の歪みを判定することを特徴とする請求項７に記載の装置。９．前記第一の検出器は前記光学路に配置されていて、正常視の人の０ヂオプター全体球に対応する焦点を有することを特徴とする請求項２に記載の装置。１０．前記第一の検出器はＣＣＤイメージャを有し、更に、凝視の方向を追跡するパーキンジェ結像センサを有することを特徴とする請求項２に記載の装置。１１．前記装置の出力に隣接して配置された少なくとも１つの検出器の対を有し、前記検出器の対は前記光学路の反対側に配置され、前記光学路からの前もって選択された角度範囲内の前記角膜によって反射された光を受け止めることを特徴とする請求項２に記載の装置。１２．更に前記光学路の一部分に沿って配置された第三の検出器を有し、前記第三の検出器は前記反射した像を受けないで、前記第一のエミッタからの光の一部分を受け取り、前記第一のエミッタのレベルを校正するための信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の装置。１３．更に前記光学路の一部分に沿って配置された第三のエミッタを有し、前記第三のエミッタからの光は前記目に投射されないで、前記第一の検出器と、前記第二の検出器と、前記第三の検出器の各々に光を投射して、前記第一の検出器と前記第二の検出器の各々に対応して増幅器を校正することを特徴とする請求項１２に記載の装置。１４．前記第三の要素は第二の検出器であって、前記第一の検出器と前記第二の検出器は、正常視の人の０ヂオプター球を一つにする複数の点に焦点を結ぶように前記光学路に沿って配置され、この装置は更に、前記光学路に沿って配置された複数の光学要素であって、前記０ヂオプター球の１つの側の前もって選択された距離に前記第一の検出器の焦点を合わせ、前記０ヂオプター球の他方の側の前記前もって選択された距離に前記第二の検出器の焦点を合わせる複数の光学要素を有し、前記プロセッサは更に、前記第一の反射した像と前記第二の反射した像の前記強度の差を判定するために前記２つの電気信号を比較することを特徴とする請求項１に記載の装置。１５．前記第一のエミッタは前記光学路に配置されていて、正常視の人の０ヂオプター全体球に対応した焦点を有することを特徴とする請求項１４に記載の装置。１６．更に、前記光学路の一部分に沿って配置された第三の検出器を有し、前記第三の検出器は前記反射した像を受けないで、前記第一のエミッタからの光の一部分を受け取り、前記第一のエミッタのレベルを校正するための信号を生成することを特徴とする請求項１４に記載の装置。１７．更に、前記光学路の一部分に沿って配置された第三のエミッタを有し、前記第三のエミッタからの光は前記目に投射されないで、光を前記第一の検出器と、前記第二の検出器と前記第三の検出器の各々に投射して、前記第一の検出器と前記第二の検出器に対応して増幅器を校正することを特徴とする請求項１４に記載の装置。１８．前記第三の要素は第二の検出器であって、前記プロセッサは更に、第一の合計された値を生成するために前記２つの電気信号を合計し、前記第一の合計された値が一定値から外れた時に、指示信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の装置。１９．更に第三の検出器と第四の検出器は第二の電気信号対を生成するために、前記第一の検出器と前記第二の検出器に隣接して配置され、前記第二の電気信号対は前記プロセッサが前記指示信号を生成するために前記第一の合計された値と比較する前記第二の合計された値を作り出すために合計されたものであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。２０．前記出力信号は、屈折力を決める関係（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）に従って生成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。２１．レンズと角膜と網膜とを有する目の屈折力を判定する装置であって、前記装置は、前記目を応答する光学路と、正常視の人の０ヂオプターに対して、前もって選択された正の屈折値を有する全体球を持つ前記目の網膜に、第一の像を前記光学路に沿って投射する第一のエミッタと、正常視の人の０ヂオプターに対して、前もって選択した負の屈折値を有する前記目の網膜に前記光学路に沿って第二の像を投射する第二のエミッタと、前記第一の像に対応する第一の反射された像を検出して第一の信号を生成し、かつ前記第二の像に対応する第二の反射された像を検出して第二の信号を生成する検出器と、前記第一の反射された像と前記第二の反射された像とを交互にする前記検出器を制御するクロック装置と、前記第一の反射した像の強度と前記第二の反射した像の強度とを比較して、前記目の全体球を決めるためのプロセッサとを有することを特徴とする装置。２２．前記第一の検出器はマルチセグメントのフォトダイオードを有し、各々のセグメントは別々の電気信号を生成して、前記プロセッサは更に、別々の電気信号を読み、別々の電気信号を合計して屈折力を判定することを特徴とする請求項２１に記載の装置。２３．前記プロセッサは更に、前記セグメントの別々の電気信号の比率を判定して円柱と軸を決めることを特徴とする請求項２２に記載の装置。２４．前記第一の検出器はＣＣＤイメージャであって、前記プロセッサは前記第一の反射した像の直径と前記第二の像の直径とを比較することを特徴とする請求項２１に記載の装置。２５．前記ＣＣＤイメージャはその中に画定された複数のメリジアンを有し、前記プロセッサは更に、前記メリジアンの各々と別の前記メリジアンとを比較して、前記第一の反射した像と前記第二の反射した像の内部の歪みを判定することを特徴とする請求項２４に記載の装置。２６．前記第一の検出器はＣＣＤイメージャを有し、更に、凝視の方向を追跡するパーキンジェ結像センサを有することを特徴とする請求項２１に記載の装置。２７．前記目の最も近くの前記装置の出力に隣接して配置された少なくとも１つの検出器の対を有し、前記検出器の対は前記光学路の反対側に配置され、前記光学路からの前もって選択された角度範囲内の前記角膜によって反射された光を受け止めることを特徴とする請求項２１に記載の装置。２８．レンズと角膜と網膜とを有する目の屈折力を判定する装置であって、前記装置は、前記目を応答する光学路と、正常視の人の０ヂオプターに対応した焦点にある前記目の網膜に前記光学路に沿って第一の像を投射する第一のエミッタと、正常視の人の０ヂオプターに対して前もって選択された正の屈折値を有する前記光学路に沿った焦点を有する第一の検出器であって、前記第一の検出器は前記目の網膜により前記第一の像の反射の結果である反射された像を検出し、前記反射された像から第一の信号Ｓ１を生成する第一の検出器と、正常視の人の０ヂオプターに対して前もって選択された負の屈折値を有する前記光学路に沿った焦点を有する第二の検出器であって、前記第二の検出器は前記反射された像を検出して、その検出された像から第二の信号Ｓ２を生成する第二の検出器と、前記第一の信号と前記第二の信号とを比較して、前記目の全体球を決めるプロセッサとを有する装置。２９．前記第一と第二の検出器は各々マルチセグメントのフォトダイオードを有して、前記フォトダイオードの各々のセグメントは別々の電気信号を生成して、前記プロセッサは更に実質的に別々の電気信号を読み、その別々の電気信号を合計して屈折力を決めることを特徴とする請求項２６に記載の装置。３０．前記プロセッサは更に、前記セグメントの別々の電気信号の比率を決めて円柱と軸を決めることを特徴とする請求項２９に記載の装置。３１．前記検出器はＣＣＤイメージャであり、前記プロセッサは前記第一の反射した像の直径と前記第二の反射した像の直径とを比較することを特徴とする請求項２６に記載の装置。３２．前記ＣＣＤイメージャはその中に画定された複数のメリジアンを有し、前記プロセッサは更に、前記メリジアンの各々を別のメリジアンと比較して、前記第一の反射した像と前記第二の反射した像の中の歪みを決めることを特徴とする請求項３１に記載の装置。３３．前記検出器はＣＣＤイメージャを有し、更に、凝視の方向を追跡するためのパーキンジェ結像センサを有することを特徴とする請求項２６に記載の装置。３４．前記目の最も近くの前記装置の出力に隣接して配置された少なくとも１つの検出器の対を有し、前記検出器の対は前記光学路の反対側に配置され、前記光学路からの前もって選択された角度範囲内の前記角膜によって反射された光を受け止めることを特徴とする請求項２６に記載の装置。３５．前記プロセッサは屈折力を判定する関係（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）に従って前記第一の信号と前記第二の信号を比較することを特徴とする請求項２６に記載の装置。３６．レンズと角膜と網膜とを有する前記目の屈折力を決める処理であって、組み合わせによりこの処理は、処方のために目を応答させる光学路を提供する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択された正の屈折値を有する全体球を持つ前記目の網膜に第一の像を前記光学路に沿って投射する段階と、前記目の網膜から反射した前記光学路からの前記第一の像を検出し前記第一の像の強度に比例した第一の信号を生成する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択した負の屈折値を有する全体球を持つ前記目の網膜に第二の像を前記光学路に沿って投射する段階と、前記目の網膜から反射した前記光学路からの前記第二の像を検出し前記第二の像の強度に比例した第二の信号を生成する段階と、前記目の全体球を決めるために前記第一と第二の像の相対強度を示す前記第一と第二の信号を比較する段階とを包含することを特徴とする処理。３７．前記目の角膜の近くに焦点を結ぶ前記光学路に沿ってパーキンジェ像を投射する段階と、前記目の角膜からの反射したパーキンジェ像を受け取る段階と、凝視の方向を決めるために前記反射したパーキンジェ像の動きを追跡する段階とを有することを特徴とする請求項３６に記載の処理。３８．更に、前記目の角膜の近くに焦点を結ぶ前記光学路に沿って第三の像を投射する段階と、各々の検出器が出力信号を出力する検出器の少なくとも１つの対で、角膜からの反射した第三の像を受け取る段階と、対の検出器の出力信号を合計する段階と、出力信号の合計が前もって選択された一定値から変化して正しくないアライメントを示す時、信号を出力する段階とを有する請求項３６に記載の処理。３９．前記第一の像と前記第二の像を検出する段階は、マルチセグメントのフォトダイオードで検出する段階を含み、更に、円柱と軸を決める為に、前記マルチセグメントのフォトダイオードの各々のセグメントによって生成された電気信号の比率を決定する段階を含むことを特徴とする請求項３６に記載の処理。４０．前記第一の像と前記第二の像を検出する段階は、少なくとも１つのＣＣＤイメージャで検出する段階を含み、更に、円柱と軸を決める為に、前記ＣＣＤイメージャの前もって選択されたメリジアンによって生成された電気信号の比率を決定する段階を含むことを特徴とする請求項３６に記載の処理。４１．レンズと角膜と網膜を有する前記目の屈折力を決める処理であって、組み合わせによりこの処理は、処方のために目を応答させる光学路を提供する段階と、前記正常視の処方に対応する０屈折値を有する全体球を持つ前記目の網膜に第一の像を前記光学路に沿って投射する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択された正の屈折値に対応する焦点を有する第一の検出器で、前記目の網膜から反射した前記光学路からの前記第一の像を検出し、前記第一の像の第一の反射の強度に比例した第一の信号Ｓ１を生成する段階と、前記正常視の処方に対して前もって選択された負の屈折値に対応する焦点を有する第二の検出器で、前記目の網膜からの反射した前記光学路からの前記第一の像を検出し、前記第一の像の第二の反射の強度に比例した第二の信号Ｓ２を生成する段階と、前記目の全体球を決めるために、関係（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）に従って前記第一と第二の信号を比較する段階とを含むことを特徴とする処理。４２．更に、前記目の網膜の近くに焦点を結んだ、前記光学路に沿った第二の像を投射する段階と、各々の検出器は出力信号を出力する検出器の少なくとも１つの対で、網膜からの反射した第二の像を受け取る段階と、検出器の対の出力信号を合計する段階と、出力信号の合計が前もって選択された一定値から変化して正常でないアライメントを示す時、信号を出力する段階とを含む請求項４１に記載の処理。４３．前記第一の像を第一の検出器と第二の検出器で検出する段階は、２つのマルチセグメントのフォトダイオードで検出する段階を含み、更に、円柱と軸を決めるために、前記マルチセグメントのフォトダイオードのそれぞれのセグメントによって生成された電気信号の比率を決める段階を含むことを特徴とする請求項４１に記載の処理。