JPS5867233A - 角膜形状測定装置 - Google Patents

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】 本発明は被検眼の角膜形状を光学的に測定する装置特に
測定元軸方向から指標を投影して被検眼の小領域におけ
る角膜曲率、乱視度、乱視軸方向を測定できる角膜形状
測定装置に関する。

角膜形状６１１１定装置は一般に角膜の曲率、乱視度、
乱視軸方向の三要素を測定するために用いられるが、コ
ンタクトレンズのペースカーブの検査等にも使用される
。従来、オフサルモメータあるいはケラトメータと呼ば
れる角膜形状測定装置ｄが知られているが、これは指標
を測だ光１１１ハに対（７て斜めに投影し、被検眼の比
較的大きな１・α域（直径４朋程度）の角膜層状を算出
するものである。しかし、この方法では測定元軸近傍の
角膜形状を測定することが不可能である。

測定光軸近傍の角膜形状をスポット状に測定し、これを
異なる複数箇所で行なえば従来よりミクロな領域例えば
直径２朋程度の領域毎の角膜形状測定が可能となる。

本発明は如上の点に鑑み、被検眼の小領域における角膜
形状を測定できる新規な角膜形状測定装置を提供するこ
とを目的とする。

この目的は、指標を測定光軸方向から結像レンズによっ
て被検眼に投影し、指標、結像レンズの少なくとも一方
を光軸方向へ移動させて、角膜反射光を結像レンズの像
面上で観察し、ピントの合う２箇所の移動距離を測定し
、史には像面上に設けられる受光器の出力が極大となる
２箇所の移動距離を測定し、これより角膜曲率を算出す
ることによって達成される。

ここで受光器出力が極大となるのは光軸上、角膜表面位
置が指標と共役になる光学位置、角膜曲率中心位置が指
標と共役になる光学位置の２箇所である。なお指標位置
と受光位置は光学的に共役位置に設けられている。

ところで角膜表面は一般にトーリック面とみなせるが、
如上の一経線方向の測定を他の経線方向とりわけ３経線
方向で行なえば角膜曲率の他、乱視度、乱視軸方向が求
まる。

以下、添附する図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明装晴の実施例を示す。光源１は光軸上に
設けられる指標たるスリット板２を照明し、第２図に示
されるようなスリット板２のスリット開口からの光束は
光分割部材３を通過し、結像レンズ４により被検眼Ｅの
角膜Ｅｃを照射する。

角膜Ｅｃからの反射光は結像レンズ４を再び通過し、光
分割部材３で反射され、光分割部材５゜６により３光束
に分割され、第３図ｔＡ）　（Ｂ）　Ｉｃ）に示される
ようなマスク板７．８．９を通して結像レンズ４の像面
上に設けられる受光素子１０．１１．１２で受光される
。スリット板２のスリット開口とマスク板７．８．９の
マスク開口は各経線方向で対応し、各々測定経線方向に
狭い開口幅をもつ＾ここで結像レンズ４を矢印の如く光
ｌｌｌｌ１１方向に移動させると、スリット板２と角膜
Ｅｃの頂点位置が共役となるレンズ位置で受光素子１０
，１１．１２の出力はまず極大値を示す。結像レンズ４
を更に光軸方向に移動させると、スリット像が角膜曲率
半径の値だけ移動（７た位置すなわちスリット板２と角
膜曲率中心が共役となるレンズ位置で、再び受光素子１
０，１１．１２の出力が極大値を示す。

従ってこの結像レンズ４の光軸方向の移動量は測定経線
方向の角膜曲率半径と一定の相関関係をもつ。乙の点に
ついては後に詳しく述べる。

ところで一般に被検眼には乱視があり、角膜表面は球面
でなく、トーリック面とみなせる。

これより受光素子１０，１１．１２の出力が極大となる
結像レンズ４の光軸方向の移動ｉは一般に異なる。ここ
でトーリック面の経線方向による曲率半径の変化は正弦
波的に変化するので少なくとも３経線方向で求まれば角
膜形状を算出することが可能となる。すなわち、曲率半
径ｋ　Ｒｓ経線方向の角度をθとすると一般に Ｒ＝Ａｓｉｎ（２θ十ａ　）　＋　Ｂ と表わされる。ここで３経線方向の角膜曲率測定により
未知数Ａ、Ｂ、αが求まる。Ａ、Ｂ、　　。

αは各々、乱視度、平均角膜曲率、乱視方向に相当する
。

先ず第４図に示されるものは指標２が固定され、結像レ
ンズ４が光軸方向に移動するものである。スリット板２
と角膜ＥＣが共役になる位置で、結像レンズ４と角膜Ｅ
ｃとの光軸長をａ１結像レンズ４とスリット板２との光
軸長をｂｏとし、角膜曲率半径をＲ１結像レンズ４の焦
点距離をｆとするミー、＋、た、１「Ｓ１象し／ズ４が
光軸方向にＸだけ移動して、すなわち４′の位置で１拝
び受光器出力が極大値を示すとする。

結像関係の式より次の２式が明らかである。

ａ］−Ｒ−ｘ　”　ｂｏ＋　ｘ　＝了　　　　　　（２
）ところです。は測定装置として予め所定量に定められ
ており、（１）式よりａも対応して定数として算出され
る。これより結像レンズの光軸方向移動量ｚを検出すれ
ば角膜曲率半径Ｒが求まることが理解される。

なお、スリット２と角ｊｆ！Ｅｃが等倍で共役関係とな
る場合、すなわちす。＝　２ｆと設定するとａ＝２ｆよ
り（３）式は次のように簡略化される。

が 結像レンズ４の移動量ｘはエンコーダ等により精確に求
めることが可能である。

第５図は第４図の場合と逆に結像レンズ４が固定され、
指標２が光佃１方向に移動するものである。

角膜Ｅｃ上に指標像が結像される場合の被検眼Ｅｃと結
像レンズ４の光軸長をａ。、ｆｉ！７像レンズ４と指標
２の光軸長をす、受光器出力が極大となる指標２の移動
距離をｙとすると、結像の式より次式が成立する。

　１１ ａｏ＋百−了　　　　　　　　　　　　　（５）１　　
１　１ Ｒ＋　ａｏ＋ｂ　　ｙ　＝ｆ　　　　　　　　（６）こ
れより ところでこの方式では、被検眼Ｅｃと結像レンズ４の光
軸長ａ。の測定は比較的困難であるが、例えばスリット
板２と角膜Ｅｃが等倍で共役関係となることを検出して
１１４１１定することが可１１ヒである。

すなわち等倍系よりａｏ＝ｂ＝２ｆとなり（７）式は次
のようになる。

、ｆｙ さて、第４図、第５図に示される方式は結像レンズ４と
指標２の一方が固定され他方が光軸方向に移動されて像
面上の像の合ピン検出若しくは、光′成出力の極太検出
より角１漠曲率を求めるものであるが、（３）式若しく
は（７）式の換算が必要で比較的煩雑である。

第６図に示される方式は、前述の煩雑さを解消した実用
的なものである。この方式は、結像レンズ４と指標２を
一体的に光軸方向に移動するものである。指標２の共役
位置が角膜ＬＣＨ角膜曲率中心位置となる光軸方向の移
動距離を２とすると 　１１ １十百。＝了　　　　　　　　　　（９）これよりＲ＝
Ｚとなり、移動距離の測定値がそのまま曲率半径となり
簡便となる。

なお以上の原理説明で指標２と結像レンズ４との相対関
係のみ記載したが、結像面すなわち受光面の位置につい
ては指標２と等価な位置に常に設定される。すなわち第
５図、第６図に示される方式を採る場合第１図において
、破線で囲んだ部分が光分割部材３とともに一体的に光
軸方向に移動され、マスク板７．８．９とスリット板２
が常に光学的に共役関係に保たれる。

第７図ｅよ本発明装置の第２の実施例を示す。

これは、光分割部材５，６を削除Ｅ〜、且つスリット長
手方向のぼけを拾わないようにしたものである。

スリット板２は第８四回に示されるように３経線方向例
えば円周方向１２０°毎にスリット開］」第８図ＣＢ）
に示されるよフなマスク板１３を設ける。マスク板１３
のマスク開口は、スリット板２′のスリット開口より長
手方向が難くなっていて、スリット長手方向のぼけを拾
わないようになっている。これは、スリット投影による
被検眼のレンズ収嘔〕を考慮したものである。マスク板
１３の各マスク開Ｌ１からのｆｔ、、　ＩＣＥライトガ
イド１４．１５．１６によりその端面に設けられた受光
素子１０．１１．１２に向けられる。

第９図は本発明装置の第３の実施例を示す。

ＬＥＤ等の光源１７から出た光はレンズ１８．光分割部
材１９を通り可動レンズ２０により光源１７の像を被検
眼Ｅの角膜Ｅｃの頂点に結ぶ。角膜Ｅｃで反射された光
は光分割部材１９で反射され光分割部材２１．２２を通
り、シリンドリカルレンズ２３，２４．２５によりその
母線方向に細長い開口を持つマスク板２６，２７．２８
を通って各々受光素子２９．３０．３１に入る。

マスク板２６，２７．２８は指標たる光源１７と共役な
位置に設けられ、光軸方向から見てマスク板２６、２７
．２８の開口長手方向は円周方同各１２σの角度を為す
。

可動レンズ２０を光軸方向に移動させると、光源１７の
共役位置が角膜表面位置になったとき受光素子２９，３
０．３１で出力が極大となり更に可動レンズ２０を移動
し、２０′の位置になって、光電１７の共役位置が角膜
曲率中心位置となるとき再び出力が極大となる。

この可動レンズ２０の移動距離より角膜曲率が算出され
る。捷だ既述したように３経線方向で角膜曲率が求捷れ
ば、これより乱視度、乱視’Ｉ１１方向が算出される。

ところで本発明を光電的に検出することを中心に述べて
きたが、光学的に検出するととすなわち角膜反射による
指標像のピント状態を肉眼。

顕微鏡等で観察し検出しても良いことを明記しておく。

以上、本発明によれば、測定光軸方向から指標を投影（
７て、被検眼の小領域における角膜曲率、乱イ兄就、乱
視軸方向等の角膜形状を測定でき、測定の自動化も可能
な角膜形状測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置ａの実施例の図、第２図はスリット
板の説明図、第３図（Ａ）　（）３）　（Ｃ）は各マス
ク板の図、第４図乃至第６図は本発明の原理説明図、第
７図は本発明装置のｇ２の実施例の図、ｒ′ｌ”：　８
四回１８１は各々スリット板、マスク板の図、第９図は
本発明装置の第３の実施例（１）図。図中Ｅは被検眼、
Ｅｃｆｄ：角膜、ｌＦｉ光源、２．２′はスリット板、
３．５．６　ｕ、光分割部材、４は結像レンズ、７、８
．９．１３はマスク板、１０．１１．１２は受光素子、
１４、１５．１６はライトガイド、２３．２４．２５は
シリンドリカルレンズである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、指標を被検眼角膜に投影し、角膜反射光を用いて角
   膜形状を測定する装置において、前記指標を被検眼に投
   影する結像光学系を有し、該結像光学系と前記指標の少
   なくとも一方が光軸方向に移動可能であり、前記結像光
   学系による前記指標の共役位置が角膜表面となる第１の
   位置と、角膜曲率中心となる第２の位置との移動距離感
   より角膜形状を測定することを特徴とする角膜形状測定
   装置。 ２、前記結像光学系の像面位置に受光素子が設けられる
   特許請求の範囲第１項記載の角膜形状測定装置。 ３、　前記結像光学系が光軸方向に移動可能であり、前
   記指標が固定される特許請求の範囲第１項若しくは第２
   項記載の角膜形状測定装置。 ４、　前記結像光学系が固定され、前記指標が光軸方向
   に移動可能である特許請求の範囲第１項若［７〈は第２
   項記載の角膜形状測定装置。 ５、　前記結像光学系及び指標が一体的に光軸方向に移
   動可能である特許請求の範囲第１項若しくは第２項記載
   の角膜形状測定装置。 ６、　前記指標が光軸上にあって測定経線方向に狭い開
   ［１幅を有するスリットである特許請求の範囲第３墳若
   しくは第４項若しくは第５項記載の角膜形状測定装置。 ７、光路中、前記結像光学系の像面位置の手前に測定経
   線方向に狭い開口幅を有するマスクが設けられる特許請
   求の範囲第６項記載の角−膜形状測定装置０ ８、前記指標が３経線方向に設けられる特許請求の範囲
   第６項記載の角膜形状測定装置。 ９、　前記３経線方向に応じて光分割部材により光路が
   ３箇に分割される特許請求の範囲第６項記載の角膜形状
   測定装置。 １０、前記マスクの開口長手方向が前記スリットの長手
   方向より短い特許請求の範囲第７項記載の角膜形状測定
   装置。 １１．　　前記マスクと前記受光素子との間にライトガ
   イドが設けられる特許請求の範囲第７項記載の角膜形状
   測定装置１イ。