JPS6036290B2 - レ−ザ−スペックルパタ−ンを利用した視機能測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザー光線と粗面に照射することにより得
られるスペックルパターンを利用して、眼球結像系の光
学的収差、乱視状態あるいは屈折力などの硯機能を極め
て高い精度で測定することのでさる視機能測定装置に関
するものである。

一般に、レーザー光線を或る程度拡散させ、壁などの粗
面に照射あるいは反射させて、これを観察すると、その
粗面の凹凸により干渉性の良好なしーザー光線が干渉を
起して、その輝きが一様とはならず、粒子状の斑点ある
し、は輝点から成るパターン、所謂スペックルパターン
を見ることができる。粗面が或る方向にゆっくりと移動
している場合、スペックルパターンは、観測系の光学的
配置を適宜変えることにより、種々の方向に流れるよう
に見える。したがって、このような現象を利用して、被
験者にそのスペックルパターンの流れ、すなわちスペッ
クルパターンの移動方向あるいはその静止状態を適宜観
測させることにより、眼球結像系の光学的収差、屈折力
あるいは乱視状態などを精確に測定することができる。
従来、以上のような現象を応用して眼球の硯機能を測定
する装置として、本発明の出願人と同一出願人により昭
和５１年３月２７日に出願された特願昭５１一３３８１
び号‘こ開示されているような視機能測定装置あるいは
その改良に係る昭和５２王４月１９日に出願された特磯
昭５２−４４９４び号‘こ開示されているような視機能
測定装置などが知られている。

しかしながら、このよ−うな従来の視機能測定装置を用
いてスペックルパターンの流れを観測する場合、輝点あ
るいは経線から成るそのスペックルパターンが極めて遅
い速度で移動している状態と全く静止している状態とを
正確に判断あるいは判別することは容易ではなく、した
がってこのような装置による測定精度は十分満足できる
ものではなかつた。本発明は、以上のような従来装置の
欠点を除去するために「スペックルパターンの移動状態
、特にその移動速度が極めて遅い状態と全く静止した状
態とをそれぞれ精確に区別あるいは判別することを可能
にして「その測定精度を著しく向上させることを目的と
するものである。

本発明によれば、レーザー光線を発するレーザー光源と
被験者との間の光路中の任意の位置に、ドーブプリズム
のような光路反転手段を配置することにより、視野に映
し出されるスペックルパターンをほぼ二分すると同時に
、二分された各々のスペックルパターンの移動方向が互
いに逆方向になるように変換して、その移動状態と静止
状態とを容易に判別できるようにしたものである。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。第１図は、本発明が適用される硯機能測定装置の
基本構成を示したもので、レーザー光源１０の前方には
、レーザー光線１１をその焦点Ｆの位置に結像させるレ
ンズ１２が配置され、このレンズ１２の前方にはゆっく
りと動いている相面２０が配置されている。

この粗面２０には、焦点Ｐからのレーザー光線が照射さ
れ、さらに、この粗面２０‘こ近接して、その中心部に
適当な開□２１を有するマスク２２が配置されている。
また、このマスク２２と被験眼３０との間には、光軸Ａ
Ｘに沿って配置された第１のレンズ４１および第２のレ
ンズ４２から成る光学系４０が配置されている。この光
学系４川ま、その第１のレンズ４１の前方焦点がマスク
２２の関口２１と一致し、さらにその第２のレンズ４２
の後方焦点が被験眼３０の入射瞳３１と一致している。
したがって、第１のレンズ４１の前方焦点面、すなわち
、マスク開○２１からのレーザー光線４３は、第１のレ
ンズ４１および第２のレンズ４２を介して被験眼３０の
入射瞳３１に正確に入射する。換言すれば、被験眼３０
の入射瞳３１とマスク閉口２１、すなわち粗面２０とは
互いに共役の関係にある。また、レンズ１２の焦点Ｆと
第１レンズ４１との距離１，、ならびに第２のレンズ４
２と被験眼３０の入射瞳３１との距離１２は、それぞれ
一定に固定されている。このような構成の装置において
、光学系４０が図示されているような状態にある場合、
移動する粗面２０を被験眼３０‘こより観察すると、そ
のスペックルパターンは静止して見える。

そこで、光学系の第１のレンズ４１および第２のレンズ
４２間の距離１３を図示されない適当な光学系により変
化させると、この変化量に応じてスペックルパターンが
種々の方向に動いて見える。すなわち、この距離１３の
変化に応じて、スペックルパターンの移動方向あるいは
静止状態を観測し、それによって被験者３０の視機能、
特に屈折状態や乱視状態が測定される。第２図はこのよ
うにして視野４５に映し出される輝点Ｓから成るスペッ
クルパターンの移動状態を示したものである。一方、第
３図に示されているような屈折媒体としての柱状プリズ
ムを、第１図のレーザー光源１０および被験眼３０間の
任意位暦イ，口，ハ，二あるいは木に配置し、これを適
宜な速度で回転させることにより、第４図に示されてい
るように、スペックルパターンの各々の輝点Ｓをそれぞ
れ輝線Ｓに変換することもできる。

第３図において屈折媒体として示されている４面体柱状
プリズム５川ま、固定金具５１およびこの固定金具５１
に固着された軸５２から成る屈折媒体支持手段により支
持され、さらにこの支持手段の軸５２は、柱状プリズム
５０を適宜な回転速度で駆動する速度可変モータ５３の
回転駆動軸５４に結合部材５５を介して連結されている
。

したがって、柱状プリズム５０は、光軸ＡＸを含む光路
内で速度可変モータ５３の速度に応じた適宜な回転速度
で回転する。また、この柱状プリズム５０は、図示され
ない適当なりンク機構により上記光路内に適当挿脱され
る。なお、この屈折媒体としての上記柱状プリズム５０
の詳細な動作原理については、前記特願昭５２−４４９
４ぴ号を参照されたい。さて、以上のような輝点Ｓから
成るスペックルパターン（第２図）あるいは輝度Ｓ′か
ら成るスペックルパターン（第４図）を用いて、その移
動状態と静止状態特にその移動速度が極めて遅い場合と
全く静止した場合とをより精確に判断することは、前述
した通り、若干困難である。

したがって、本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、以下、第５図ないし第８図に示されて
いる各実施例について具体的に説明する。まず、第５図
に示されている本発明の第１の実施例としての光路変換
装置６０は、視野に映し出されるスペックルパターンを
二分し、かつ二分されたスペックルパターンの各移動方
向を互いに逆方向になるように適宜変換するもので、こ
れは第１図のレーザー光源１０と彼験眼３０との間の光
路中の所望位置、たとえば第３図の柱状プリズム５０が
配置されるイ，口，ハ，二あるし、はホの位置に、この
柱状プリズム５０と重複しないように配置される。この
光路変換装置６０は、矢印ａの方向に移動するスペック
ルパターンの光線群Ｌのうち、光線６２を含む下側半分
の光像群Ｌ，の光路を反転させるドーフェプリズムのよ
うな光路反転手段６４と、光線６６を含む上側半分の光
線群Ｌを反転させることなくそのまま通過させる矩形状
ガラス柱６８とから構成されている。これらのの光路反
転プリズム６４およびガラス柱６８は、上記光線群Ｌ，
およびＬ２の入射・反射・屈折などに直接関与しない１
つの面どうしが互いに背中合せされて接合されている。
ガラス柱６８は、プリズム６４により反転される光線群
Ｌの結像位置すなわち光線６２の光路Ａ，ＢＣ，Ｄ，Ｅ
，を経て結像される下側半分の光線群Ｌの結像位置×と
、全く反転されない光線群−の結像位置すなわち光線６
６の光路んＢ２Ｃ２Ｄ２Ｅ２を経て結像される下側半分
の光線群Ｌ２の結像位置Ｙとが互いに同一平面内に存在
するように適宜補正するためのものであり、その形状・
サイズ・屈折率は、上記プリズム６４の形状・サイズ・
屈折率に応じて適宜定められる。第６図および第７図は
、以上のような光路変換装置６０１こよって上下に二分
された上記光線群Ｌのスペックルパターンが、視野６７
あるいは７７にそれぞれ映し出された状態を示すもので
、第６図は第２図の輝点Ｓから成るスペックルパターン
を上下方向に二分しかつその二分されたスペックルパタ
ーンの移動方向が互いに逆方向（ａ，ａ）になるように
光路変換したスペックルパターソを示し、一方第７図は
第４図の輝線Ｓ′から成るスペックルパターンを上下方
向に二分しかつその二分されたスペックルパターンの移
動方向が互いに逆方向（ａ，ａ）になるように光路変換
したスペックルパターンを示すものである。

このように、上下に二分された綾点Ｓあるし・は輝線Ｓ
′から成るスペックルパターンの移動方向が互いに逆方
向となっているため、視野６７あるいは７７に映し出さ
れるスペックルパターンの移動状態、特にその移動速度
が極めて遅い状態と全く静止した状態とを精確に判別す
ることは、第２図あるいは第４図に示されるようなスペ
ックルパターンに比較して、著しく容易である。

これは、次のような理由からであると考えられる。‘１
１ 上下に二分されたスペックルパターンの各々の移動
速度、すなわち相対速度がスペックルパターン自体の速
度の２倍であること。

■ 二分された各々のスペックルパターンを互いに近接
させることにより、視野内に動きの比較対象が存在する
こと。

｛３’ 彼験者の心理的な作用が働くこと。

一方、第８図は本発明の第２実施例としての光路変換装
置８０の平面図を示すもので、これは互いに結合された
２つの三角柱プリズム８１および８２から構成されてお
り、第５図の光路変換装置６０と同様に、第１図の光路
中の任意位贋イ，口，ハ，二あるいはホに配置され、矢
印を方向に移動するスペックルパターンの光線群Ｌ′の
うち、光線８３を含む一部の光線群Ｌ′の光路を反転さ
せるものである。すなわち、矢印ａ′−方向に移動する
一部の光線群Ｌ′の上記光線８３は、光路んＢ３Ｃ３Ｃ
３′Ｃ３′′Ｄ３Ｅ３を通過することにより、その結像
位置Ｚに反転されたａ′方向のスペックルパタ−−−ン
を結像させる。この実施例においては、第５図に示され
ている光路差補正のためのガラス柱６４に相当する手段
は含まれていない。これは、この装置８０を構成するプ
リズム８１および８２の幅ｄがプリズム内部の光学距離
ｄ′／ｎ（但しｄ′は上記光路＆Ｃ３Ｃ３′Ｃ３″○３
の長さ、−ｎはプリズムの屈折率をそれぞれ表わす）に
等しくなるように定められているため、光線群Ｌ′の反
転された上記一部光線群Ｌ，′の結像位置Ｚと、全く反
転されず空気中を通過する光像群Ｌ′の他の光線群（図
示せず）の結像位置とが互いに一致することによるもの
である。以上述べたように、本発明によれば、極めて観
察し易いスペックルパターンを容易に作り出すことがで
きるため、装置の測定精度を著しく向上させることがで
きると言う顕著なる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザースペックルパターンを利
用した視機能測定装置の基本構成を示す図、第２図は輝
点によるスペックルパターンが視野に映し出された状態
を示す図、第３図は第１図の硯機能測定装置に使用され
る回転屈折媒体を示す図、第４図は輝線によるスペック
ルパターンが視野に映し出された状態を示す図、第５図
は、本発明の第１の実施例である光路変換装置を示す図
、第６図は第５図の光路変換装置により輝点から成る二
分されたスペックルパターンが視野に映し出された状態
を示す図、第７図は同じく輝線から成る二分されたスペ
ックルパターンが視野に映し出された状態を示す図、そ
して第８図は、本発明の第２の実施例である光路変換装
置を示す図である。 １０……レーザー光源、１１……レーザー光線、１２・
・・・・・レンズ、２０……粗面、２１・・・・・・関
口、２２……マスク、３０・・・・・・彼験眼、３１・
・・・・・入射瞳、４０・・・…光学系、４１・・・・
・・レンズ、４２．・・・・・レンズ、４３…・・・レ
ーザー光線、４５・・・・・・視野、５０・・・・・・
プリズム、５１・・・・・・支持金具、５２……軸、５
３・・・・・・速度可変モータ、５４・・・・・・駆動
轍、５５・・・・・・結合部材、６０・・・・・・第１
の光線変換装置、６２・・・・・・光線、６４……反転
プリズム、６６・・・・・・光線、６７・…・・視野、
６８……ガラス柱、７７・・…・視野、８０・…・・第
２の光路変換装置、８１……プリズム、８２……プリズ
ム、８３……光線、Ｆ，Ｆ′・・…・焦点、ＡＸ・・・
・・・光軸、Ｓ・・・・・・輝点、Ｓ′・・・・・・輝
線、Ｌ，Ｌ′，Ｌ．，Ｌ，Ｌ′…・・・光線群、ａ，ａ
・・・…スペックルパターンの移動方向、Ｘ，Ｙ，Ｚ・
…・・スペックルパターンの結像位置、ｄ・・・・・・
プリズムの幅、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ．・・・・・・光路
、んＢ２Ｄ２Ｅ２・・・・・・光路、Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｃ３
′Ｃ３″Ｄ３Ｅ３・・・・・・光路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学系の光路を横切る方向にゆつくりと移動する粗
   面に対してレーザー光線を照射して作り出される多数の
   輝点あるいは輝線からなるレーザースペツクルパターン
   を視野に映し出し、その移動状態あるいは静止状態を観
   察することにより眼球の視機能を測定する装置において
   、前記光学系の光路内の所望の位置に、視野に映し出さ
   れる前記スペツクルパターンを二分すると同時に二分さ
   れた各々のスペツクルパターンの移動方向が互いに逆方
   向になるように変換する光路変換手段が配置されている
   ことを特徴とするレーザースペツクルパターンを利用し
   た視機能測定装置。 ２ 前記光路変換手段が、前記スペツクルパターンの二
   分された一方の光路を反転させる光路反転手段と、この
   光路反転手段により反転された光路および二分された他
   方の反転されない光路との光路差を適宜補正する光路補
   正手段とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の視機能測定装置。 ３ 前記光路差補正手段が矩形状のガラス柱であり、こ
   のガラス柱が前記光路差を補正するような屈折率および
   光路長を有していることを特徴としている特許請求の範
   囲第２項記載の視機能測定装置。 ４ 前記光路変換手段が、前記スペツクルパターンの二
   分された一方の光路を反転させ、かつ反転された光路長
   と二分された他方の反転されない光路長とが互いに相等
   しくなるような形状・サイズ・屈折率を有する反転プリ
   ズムから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の視機能測定装置。