JPS6128331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は眼の屈折力を測定するための装置に関
し、殊に自動的に他覚的測定を実行する装置に関
する。

眼科臨床の基礎検査として、また眼鏡を調製す
る際の資料を得る為に、眼屈折計は古くから使用
されてきており、また測定方法や装置の構造も
種々提案されているが、最近注目されている製品
は屈折力の測定を自動的に実行し、しかる後に球
面視度、乱視度及び乱視軸の角度を求めるもので
ある。これら装置は、通常、被検眼の眼底へ向け
て測定用のパターンを投射し、眼底にパターンが
鮮明に結像する様にサーボ制御を行つて眼屈折力
を測定し、またパターンを光軸中心に回転させて
乱視に関する情報を得るため、短いものでも数秒
の測定時間を必要とし、長いものでは数十秒を必
要とする。そのため、被検者の目の調節状態を変
えることなく固視目標を見詰めていなければなら
ず、成人にとつても苦痛であるが、子供の場合は
測定が無理なことも多く、また結果が得られたと
しても誤差が含まれることが多いため、調整した
眼鏡が目に合わなかつたり、修正に時間を要する
不都合があつた。

本発明は被検眼の屈折力を迅速に測定する目的
を持ち、また迅速な測定動作が可能な構造を提供
する目的を持つ。

以下、実施例を説明するが、その構成は少しく
複雑なため、構成の概要はまず説明する。

本実施例は、３つの測定指標の像を形成する光
束を被検眼の眼底へ投射し、眼底に対して指標の
像を移動させるためリレーレンズの様な光学部材
を投射系の光軸方向へ移動させ、指標像が所定状
態を満たす時に、基準位置からの偏差により被検
眼の屈折力を測定するものであつて、測定に先立
つて、可動の光学部材をその光軸上の位置を検出
する検出器からの信号に従つて、移動範囲の一端
域に位置付けて置き、測定開始スイツチを投入す
ると、可動光学部材は移動範囲の他端へ向つて急
速にまた連続的に移動し、眼底で反射した指標像
の各々に対応した３つの光応答素子へ入射する偏
位差信号と、眼屈折力に関連する可動光学部材の
光軸上位置の信号を、移動に伴つて順次信号処理
回路に送り込み、可動光学部材が移動範囲の他端
に来た時に測定データの取込みが完了する。即
ち、可動の光学部材が一方向に連続的に移動し
て、１往路又は１復路移動して測定データの取込
みが完了する。このような本方式では光学部材を
一方向に連続的に移動させるため高速で移動させ
ても従来方式の如きサーボ制御により光学部材を
前後させるときに生じ易いオーバーシユートやヒ
ステリシス誤差が発生しないので精度の良い測定
が可能である。

なお実施例では、指標像を移動するためにリレ
ーレンズを移動させているが、例えば指標を提供
するマスクを移動しても良く、途中の光路長を変
える方法でも良い。また、測定光束としては、測
定中の被検者を緊張させないために、眼の感応を
引き起さない赤外あるいは近赤外波長域の光束を
使用するのも良い。更に、実施例では３本の径線
について測定しているが、この理由を説明する。
まず乱視における経線方向による視度の変化が正
弦波的に変化するとみなせば、視度は経線方向の
角度の関数として次式で表わされる。

Ｄ＝Ａ sin（２θ＋α）＋Ｂ (1) 変数Ｄ，θは視度及び経線方向の角度を各々表
わす。定数Ａ，Ｂ，αは各々乱視度、平均視度、
乱視軸方向に相当する。(1)式の未知数は３つなの
で少なくとも３つの経線方向での測定値があれば
(1)式を適用し、乱視度、平均視度、乱視軸方向の
各値を任意の経線方向に対して求めることができ
る。測定する経線方向を３つに限度せずそれ以上
増すことにより、その内の任意の３組で上記値を
求め他の組合せで求めた値と平均化することによ
り精度を向上できることはいうまでもない。

第１図は、本発明の自動眼屈折計の第一の実施
例を示すもので、図中、Ｅは被検眼、Efは眼底
即ち網膜、Epは瞳孔を示す。また符番１は対物
レンズ、２は光分割器で、中央開口を備えるミラ
ーである。３はリレーレンズで、対物レンズと共
軸で且つ光軸方向へ移動可能である。４は投射マ
スク、５は三角プリズム柱の組である。このマス
ク４の平面形態は第２図に描いた通りで、その板
面には互に等角を成す３本の径線Ra，Rb，Rcに
垂直な方向へ延びたスリツト群４ａ，４ｂ，４ｃ
を備え、また各スリツトに合わせてプリズム柱５
ａ，５ｂ，５ｃが配される。このプリズム柱は、
各スリツトを射出した光束が瞳孔上で混合しない
ように互いに分離させるために屈折させる機能を
持つ。なお、これらスリツトが測定指標となる。

次に、６はコンデンサーレンズ、７は光源で、
コンデンサーレンズ６は光源７の発光々をマスク
４上に集光させる機能を持つ。

以上の部材１乃至７が投射系を構成し、光分割
器の開口２ａと瞳孔Epは対物レンズ１に関して
共役で、マスク４と眼底Efは中間結像を含んで
対物レンズ１とリレーレンズ３に関して共役に調
整し得る。

更に８は別のリレーレンズで、９は検知マス
ク、１０は光検出器で、対物レンズ１と光分割器
２の反射面そして部材８乃至１０は検知系を構成
する。そして投射系と検知系は光分割器２に関し
て光学的に共役で等価である。

また検知マスク９の平面形態は第３図の通り
で、径線Ra，Rb，Rcに垂直に長手方向のスリツ
ト群９ａ，９ｂ，９ｃを有しており、光分割器２
に関し投射マスク４と共役な関係を満たすように
配置する。検知マスク９のスリツト群９ａ，９
ｂ，９ｃの背後には光応答素子１０ａ，１０ｂ，
１０ｃが個別に配置され、光応答素子の出力は後
述する。増幅器４０ａ，４０ｂ，４０ｃに夫々加
えられる。

次に１１はリレーレンズ３を支持する支持部材
で光軸方向に案内する筒１２の内側に内接して光
軸方向に摺動可能になつている。１３は支持部材
１１より突出して先端にコロ１４が嵌合されてい
る連結部材である。又筒１２には光軸方向に長い
溝１２ａを有しており、溝の巾は連結部材１３と
軽く嵌合しており支持部材１１が回転することを
防いでいる。１５はスプリング、１６はハウジン
グに植設されたスプリング固定部材、１７は偏心
円板様の周面カムである。スプリング１５はコロ
１４をカム１７のカム面に密着させる。カム１７
は以下に記述する部材により回転するとコロ１４
を光軸方向に押し出して、リレーレンズ３は光軸
方向に移動する。１９は回転軸であり、不図示の
軸受により支持されている。１８は歯車で、回転
軸１９に固定されており、他端にはカム１７が固
定されている。１８′は歯車１８と噛合う歯車
で、２０は回転軸であり、歯車１８′と１７と同
様のカム１７′が固定されている。更に１１′乃至
１７′は１１乃至１７と同様の機能を持ち、各符
番は個々に対応した部材である。

ここで１１乃至１７はリレーレンズ３を光軸方
向に移動させる作用をし、１１′乃至１７′はリレ
ーレンズ８を光軸方向に移動させる作用をする。
なおリレーレンズ３とリレーレンズ８の屈折力を
等しくしておけば両レンズの移動量は常に等しく
なり、１１乃至１８の部材と１１′乃至１８′の部
材は各々同じ部材で構成できるので都合が良い。

またリレーレンズ３及び８はカム１回転で１往
復し、カム１７と１７′の回転角に対するリフト
は位相が合致するように回転軸１９，２０にカム
１７，１７′を固定し、歯車１８，１８′により係
合は保たれる。従つて回転軸２０が回転するとリ
レーレンズ３及び８は同期して移動する。

なお、本構成ではカムの回転方向は１方向だけ
で良い。

次に２１は電磁ブレーキ、２２は電磁クラツチ
である。２３は、クラツチ２２にギヤヘツド２４
の回転を伝達する軸、２５は電動モータで、一方
向回転型である。ここで電磁ブレーキ２１は回転
軸２０の回転を停止せる機能を持ち、電磁クラツ
チ２２はモータ２５の動力を回転軸２０に接続も
しくは切断する機能を持つ。以上の部材１１乃至
２５と１１′乃至１７′はリレーレンズ３と８を移
動させる機構を構成する。

一方、２６はリレーレンズ３の支持部材１１に
植設されたバー、２７は位置検出器で、バー２６
は位置検出器２７に給合される結果、位置検出器
２７の出力はリレーレンズ３の光軸上の位置変化
に伴ない変化する。位置検出器は直動型ポテンシ
ヨ・メータあるいはリニヤ・エンコーダが適して
いるが、もし回転軸１９の回転量を検出するよう
にしたならば、回転型ポテンシヨメータあるいは
ロータリー・エンコーダ等の使用が考えられる。
２８は光源７のチヨツパー・レテイクルで、外乱
を除去するのに適した周波数で、不図示のモータ
で回転する。

本実施例に於いては、位置検出器２７として直
動型ポテンシヨ・メータを使用しており、このポ
テンシヨメータの出力は後述の非直線増幅器３１
及び３４のコンパレータに加えられる。また直動
型ポテンシヨメータ２７の出力はリレーレンズ３
が移動範囲内で、マスク４に最も接近した状態で
最底の電圧を発生し、矢印方向に移動するに従つ
て増加し、リレーレンズ３がマスク４から最も離
れた状態で最高の電圧を発生する。３３は基準電
圧発生器で、リレーレンズ３がマスク４に最も接
近した位置から矢印方向に微小距離、例えば約
0.5mm移動した状態で直動型ポテンシヨメータ２
７が発生する電圧に等しい電圧を発生するように
構成し、該基準電圧発生器の出力はコンパレータ
３４に加えられる。コンパレータ３４は基準電圧
と直動型ポテンシヨメータ２７の出力を比較し、
直動型ポテンシヨメータの出力が基準電圧よりも
低い状態ではロジツク出力“Ｈ”を出力する。以
上の構成によりリレーレンズ３の位置がマスク４
に最も接近した位置から矢印方向に約0.5mm移動
した位置までの区間をリレーレンズ３の停止区間
と定め、この停止区間にリレーレンズ３が位置す
る時にコンパレータ３４はロジツク出力“Ｈ”を
出力する。

尚本構成では、リレーレンズ３がマスクに最も
接近した位置から約0.5mmの区間を停止区間と定
めたが、リレーレンズ３がマスクから最も離れた
位置から約0.5mmの区間を停止区間と定めても良
い。又直動型ポテンシヨメータ２７の出力はリレ
ーレンズ３が移動範囲の最端で最高の電圧を出力
し、リレーレンズ３の移動に伴ない出力電圧が減
少するように構成しても良い。

３５はダイオードのような表示器で、コンパレ
ータ３４がＨレベルを出力している時、即ちリレ
ーレンズ３が停止区間に位置している時に点灯
し、後者に知らせる。コンパレータ３４の出力は
マイクロプロセツサー３６に加えられる。マイク
ロプロセツサー３６はCPU、記憶素子（ROM，
RAM）入力出制御回路、クロツク等で構成され
ており、後述する信号処理回路の集中制御、シー
ケンス制御、関数演算処理、表示制御を行なわせ
るようプログラムを組んでおく。

次に３１は非直線増幅器でリレーレンズ３の光
学的位置変化に対応した直動型ポテンシヨメータ
２７の出力電圧変化を直線的視度変化となるよう
補正する。非直線増幅器３１の出力は、Ａ／Ｄ変
換器３２に送られ、マイクロプロセツサーが出力
するクロツク信号に同期して、デジタル信号に変
換される。このクロツク信号の周波数はリレーレ
ンズ３の移動速度と、所望する視度検出の分解能
から決定する。

更に４０ａは光検出器１０ａの出力から、搬送
波の上に重畳された光量信号のみを復調するため
の増幅器であり、前置増幅器と光源７のチヨツプ
周波数を中心周波数とする帯域通過フイルター
と、信号波を検波する復調器から構成されてい
る。

該復調出力信号は、Ａ／Ｄ変換器４１ａに送ら
れ、マイクロプロセツサー３６が出力するクロツ
ク信号に同期して、デジタル信号に変換され、マ
イクロプロセツサーに送られて逐一記憶させる。
ここで前記Ａ／Ｄ変換器３２とＡ／Ｄ変換器４１
ａとに加えられるクロツクは同一であり、クロツ
クパルスが入力される毎にＡ／Ｄ変換され、順次
マイクロプロセツサーに記憶させる。マイクロプ
ロセツサーは記憶したデジタル値を直ぐに読み出
し、次のクロツク信号でＡ／Ｄ変換器４１ａで
Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号との比較を行う。
マイクロプロセツサー３６は測定スイツチ３９が
オンさせられて、リレーレンズが移動し始め、コ
ンパレータ３４の出力符号が反転すると、前記ク
ロツクを出力し、前記比較を開始する。Ａ／Ｄ変
換器４１ａからの入力と、一つ前のクロツクパル
スでＡ／Ｄ変換されて記憶したデジタル値を比較
し、前者が後者より大きい場合は順次、比較を繰
返し、前者に消去して、後者を記憶させ前者が後
者よりも少さくなつた時点で、Ａ／Ｄ変換器３２
から入力されるリレーレンズの光学的位置を記憶
する指令を出してメモリーに記憶させ比較をや
め、Ａ／Ｄ変換器４１ａからの入力を禁止する。
又、マイクロプロセツサーにはリレーレンズの光
学的位置をクロツクパルスに対応して視度に変換
するプログラムを組んでおき、記憶させた光学的
位置を視度値に変換し、１クロツクパルス前の視
度値に補正するようプログラムを組んでおく。こ
こで得られた視度値が１回の測定で得られる極大
値であり、被検眼の１径線に於ける球面視度であ
り、メモリーに記憶しておく。４０ａ，４０ｂは
１０ｂからの出力を４０ｃ，４１ｃは１０ｃから
の出力を同様に処理し、被検眼の他の２径線に於
ける球面視度を記憶しておく。

次にマイクロプロセツサーは被検眼の３径線の
球面視度が記憶されると、各Ａ／Ｄ変換器へのク
ロツク発生を停止させる。

又、本構成では停止区間の検出を基準電圧発生
器とコンパレータにより行つたが、非直線増幅器
３１の出力を常時Ａ／Ｄ変換して、マイクロプロ
セツサーに検出させるよう構成させても良い。以
下に既述の構成の作用を説明する。

本実施例の装置を商用電源３７に接続し電源ス
イツチ３８を投入すると、マイクロプロセツサー
３６の指令により光源７、チヨツパーレテイクル
２８を回転させる不図示のモータ、モータ２５及
び各回路に所定の通電がなされる。次に直動型ポ
テンシヨメータ２７の出力と３３の基準電圧発生
器の出力をコンパレータ３４で比較して、リレー
レンズ３の位置が停止区間にあるか否かを検出す
る。リレーレンズ３が停止区間に位置している場
合は表示器３５を点灯し、マイクロプロセツサー
３６に“Ｈ”レベルの信号を送り、この信号によ
りマイクロプロセツサーは電磁ブレーキ２１への
スイツチ回路をオンにさせて、ブレーキ２１へ通
電し、回転軸２０に電磁ブレーキをかける。又、
マイクロプロセツサー３６は電磁クラツチ２２へ
のスイツチ回路をオフに指令し、電磁クラツチ２
２は開放状態を維持し、モータ２５、ギヤヘツド
２４、伝達軸２３、クラツチの駆動側のみ回転し
ている。

次にリレーレンズ３が停止区間に位置してない
場合はコンパレータ３４はロジツクレベル“Ｌ”
を出力し、マイクロプロセツサー３６はその出力
を受けて、電磁ブレーキ２１へのスイツチ回路を
オフに指令し、電磁クラツチ２２へのスイツチ回
路をオンに指令し、モータ２５の回転は回転軸２
０に伝達される。回転軸２０の回転は歯車１
８′，１８により回転軸１９に伝達され、回転軸
１９と２０の一端に固定されたカム１７と１７′
は同期して回転し、リレーレンズ３と８を同期し
て移動させる。リレーレンズ３，８が停止区間外
のどこに位置していても、最大でカム１７，１
７′が１回転弱する間に停止区間に入つてくる。

リレーレンズ３，８が停止区間に入ると前述し
た通りコンパレータ３４は“Ｈ”レベルを出力
し、表示器３５を点灯させ、マイクロプロセツサ
ー３６は電磁クラツチ２２がオフになり、電磁ブ
レーキ２１がオンとなるよう指令を与えて、リレ
ーレンズ３，８は停止区間に停止する。

又、後者は電源スイツチ３８をオンにした後、
被検者を所定の位置に着かせて、被検眼Ｅへ屈折
計の対物レンズ１を合わせ、不図示の固視目標を
見諾めさせる。

光源７を発した光はチヨツパーレテイクル２８
で高速度で断続されコンデンサーレンズ６で集光
され、各プリズム５ａ，５ｂ，５ｃで各々屈折作
用を受け、スリツト４ａ，４ｂ，４ｃを照明す
る。各スリツトを発した光はリレーレンズ３で収
斂された後光分割器２を通過し、一旦スリツトの
像を形成した後、対物レンズ１で収斂作用を受
け、被検眼に入射する。被検眼に入射する光束は
スリツト４ａ，４ｂ，４ｃ及びプリズム５ａ，５
ｂ，５ｃの作用により互いに適宜分離して入射す
る。各光束が眼自体の屈折力によつて収斂された
とき、各収斂点は屈折力に応じて網膜上あるいは
その前後にずれて形成され鮮明なスリツト像を結
ぶかあるいはボケた像を形成する。これらの網膜
上の像は散乱反射して逆行し、被検眼を射出して
対物レンズ１へ入射し、そこで収斂され次いで発
散して光分割器２で反射した後、リレーレンズ８
によつて再収斂され、マスク９を通して光検出器
１０ａ，１０ｂ，１０ｃへ到達する。マスク４と
９は共役に維持されているので、網膜上の像はマ
スク９面上に結像し、網膜上に鮮明にスリツト像
を結んだときにマスク９面上のスリツト像と各ス
リツト９ａ，９ｂ，９ｃは合致し、光検出器１０
の出力は最大となる。この状態からリレーレンズ
３及び８を前後に移動させるとスリツト像は網膜
の前後に像を形成し、網膜上にボケた像を形成
し、マスク９面上にボケた像を結んで、光検出器
１０の出力は低下する。すなわちリレーレンズ３
及び８を、正視眼で網膜上に鮮明なスリツト像を
結ぶ位置から前後に充分移動できるように装置を
構成しておき、移動範囲の１端すなわち前記停止
区間から他端に移動向けて一方向に連続的にさせ
れば光検出器１０の出力は被検眼の屈折力に応じ
た位置で極大値を発する。この極大値を発するリ
レーレンズ３の位置を検出することにより、リレ
ーレンズの位置に対応する屈折力の関係を設定し
ておけば、被検眼の屈折力を知ることができる。
そして、各光検出器の出力が時間的に一致して得
られれば被検眼は乱視でなく、各光検出器の出力
が時間的にズレて得られたときは、各経線方向に
よつて屈折力が異なることを意味し、乱視である
ことが知れる。

ここで乱視における経線方向による屈折力の変
化が正弦波的に変化するとすれば屈折力は経線方
向の角度の関数として表わされ、少なくとも３つ
の経線方向の測定値が得られればマイクロプロセ
ツサー３６で関数演算処理することにより球面視
度、乱視度、乱視軸角度を求めることができる。

測定を行なうときは表示器３５が点灯したのち
検者が測定スイツチ３９をオンにすると、マイク
ロプロセツサー３６の指令により、電磁ブレーキ
２１へのスイツチ回路がオフにされ、電磁クラツ
チ２２へのスイツチ回路がオンにされて、モータ
２５の回転がカム１７及び１７′に伝達されリレ
ーレンズ３及び８は移動を始める。

同時にポテンシヨメータ２７の出力は非直線補
正された後、Ａ／Ｄ変換されてマイクロプロセツ
サー３６に入力され、光検出器１０ａ，１０ｂ，
１０ｃの各出力は復調、増幅された後、Ａ／Ｄ変
換されて、マイクロプロセツサー３６に入力さ
れ、各Ra，Rb，Rcの経線での極大値を発する視
度を検出して記憶させておく。所定の番地に３経
線の視度が記憶されるとこの３つのデータをマイ
クロプロセツサーで関数演算処理して球面視度、
乱視度、乱視軸角度を算出する。

被検眼の視度が、この眼屈折計の測定範囲内に
あればリレーレンズ３，８が停止区間から所定の
移動量を移動して他端に到達するまでに測定デー
タの取込みは完了する。すなわち本実施例による
眼屈折計においては被検眼と対物レンズを合わせ
た後、リレーレンズが停止位置から所定の移動量
を連続的に１方向に移動して他端へ到達する間に
測定が完了する。モータ２５の回転数を適切に設
定しておけば極く短時間で測定が完了する。又、
電源スイツチをオンすることによりモータ２５を
常時回転させておき、電磁クラツチにより回転を
伝達する方式ではモータ及びクラツチのトルクが
負荷に対して充分であれば測定スイツチがオンし
た後、速やかにリレーレンズが移動を始め、測定
時間の短縮に効果的である。又、最初に電源スイ
ツチをオンしたときのリレーレンズの停止区間へ
の位置修正も極く短時間でなされるから、検者が
被検眼と対物レンズの光軸合せをしている間に完
了するので、特別な時間を要しない。

本方式ではリレーレンズが停止区間から所定の
移動量を片道だけ移動して測定は完了であるが、
カム１７と１７′をそのまま回転させれば、リレ
ーレンズは逆に停止区間に向けて戻つてくる。そ
してリレーレンズが停止区間に到ると直動型ポテ
ンシヨメータ２７の出力は基準電圧発生器３３の
出力よりも低くなり、表示器３５を点灯させ算出
した球面視度、乱視度、乱視軸覚度を不図示の表
示器にデジタル表示させる。又、マイクロプロセ
ツサーの指令により電磁クラツチ２２はオフにな
り、電磁ブレーキ２１がオンとなり、移動レンズ
３は停止区間内に停止させられて、直ぐ次の測定
が可能となる。なお表示器３５は点灯して装置が
測定可能な状態にあることを検者に知らせるが、
検者が測定スイツチをオンにすると一瞬後に消灯
し測定中であることを検者に知らせ、再び点灯す
れば測定が完了したことを知らせる。そしてその
状態を次に測定スイツチがオンにさせられるま
で、あるいは電源スイツチがオフにされるまで保
つ。

なお本システムでは誤動作を防止、機械を守る
為リレーレンズが停止区間に位置し、標示器が点
灯している時のみ測定スイツチからの測定開始信
号をマイクロプロセツサーが受けつけ、他のとき
はこの入力を禁止する様構成しておく。

第４図は別の実施例を示しており、図中、第１
図に係る実施例と同一の部材は同一番号を付す。
１乃至６は第１図の実施例と同一の部材で、７′
は光源の発光ダイオードであり、この光源はラン
プに比較して高速で安定したチヨツピングが実施
出来る長所を有する。１０１は全反射ミラーで、
８乃至１０の検出系の光軸を90゜曲げて、１乃至
７′の投射系の光軸と平行にする作用をもつ。１
１１はリレーレンズ８を支持する部材で、光軸方
向に案内する筒１１２の内側に内接して光軸方向
に摺動可能になつている。１１３はリレーレンズ
３を支持する部材で、１１４は連結部材によりリ
レーレンズ８の支持部材１１１に平行に固定され
る。１１５は、支持部材１１１より突出して先端
にコロ１１６が嵌合されている連結部材である。
又、筒１１２には光軸方向に長い溝１１２ａを有
しており、溝の幅は連結部材１１５と軽く嵌合し
ていて、支持部材１１１，１１３が回転すること
を防いでいる。１１７は、端面にコロ１１６に嵌
合する溝幅の溝カム１１７ａを有し、且つ外周に
歯車１１９と係合する歯を有するカム歯車で、回
転軸１１８に固定されている。回転軸１１８は不
図示の軸受けにより支持されている。カム歯車１
１７が以下に記述する部材により回転すると、コ
ロ１１６を光軸方向に押し出して、リレーレンズ
８及び３は光軸方向に移動する。２２は電磁クラ
ツチで、駆動軸２２ａには大歯車１２０が固定さ
れ、被駆動軸２２ｂには歯車１１９が固定されて
いる。１２１は小歯車で、モータ２５の回転軸に
固定され、電磁クラツチ２２はモータの回転をカ
ム歯車１１７への伝達を断続する作用をする。歯
車列１１７乃至１２１は、モータの回転をカム歯
車１１７が所定の回転数となるように減速させる
歯数構成にしてある。

２１は電磁ブレーキで、回転軸１１８の回転を
停止させる作用をする。

１２２と１２３は外周部に扇形の切欠きを有す
る円板で、回転軸１１８に固定され、光電スイツ
チ１２４，１２５と組合わされて、カム歯車１１
７の角度位置を検出する作用を持ち、該光電スイ
ツチの出力はTTLレベルでマイクロプロセツサ
ー３６に加えられる。円板１２２と光電スイツチ
１２４はリレーレンズの停止区間を検出するため
に有り、リレーレンズ３の位置がマスク４に最も
接近した位置から矢印方向に約0.5mm移動した区
間に有る状態とそれ以外の状態を識別できるよう
な扇形切欠きを円板１２２に設け、識別信号をマ
イクロプロセツサーに入力する。又、円板１２３
と光電スイツチ１２５は屈折測定データのマイク
ロプロセツサーへの入力の有効区間を検出するた
めに有り、リレーレンズ３がマスク４に最も接近
した位置から矢印方向に移動して、停止区間を超
えた点から、光分割器２に最も接近する約0.5mm
手前までの往復運動の往路の両端約0.5mmを除い
た区間を有効区間として、識別できるような扇形
切欠きを円板１２３に設け、識別信号のマイクロ
プロセツサーに入力し、計数回路１３３のリセツ
トを行なわしめる。なお停止区間と有効区間の検
出手段としては本実施例の他にカムとマイクロス
イツチの組合せ、又、小形磁石とリードスイツチ
の組合せ、又小形磁石とホール素子又は磁気抵抗
素子の組合せでも良い。

又１２７乃至１３０はリレーレンズの移動量を
検出するための光電式リニアエンコーダを構成し
ており、１２７は光源、１２８は多数の光透過ス
リツトを有するガラススケールで、連結部材１２
６によりリレーレンズ支持部材１１３に固定さ
れ、リレーレンズ３，８の動きと等しく光軸方向
に移動する。１２９は１つの光透過スリツトを有
するガラス・マスク、１３０は受光素子で、その
出力は増幅器１３１に加えられる。１３２は波形
整形回路、１３３は計数回路で、パルス数を計数
することによりリレーレンズの移動量を検出し、
マイクロプロセツサー３６に入力する。１３４は
光源駆動回路で、光源７′をリレーレンズの移動
速度に比らべて遥かに高速で点滅させる機能を備
える。

以上の構成で、電源スイツチ３８をオンにする
とマイクロプロセツサー３６の指令によりモータ
２５及び各回路に所定の通電がなされる。次に光
電スイツチ１２４の出力を調べ、リレーレンズが
停止区間に有るか否かを検出し、停止区間に位置
している場合はマイクロプロセツサーの指令によ
り表示器３５を点灯させ、電磁ブレーキ２１をオ
ンさせ、電磁クラツチ２２をオフの状態に維持す
る。

次にリレーレンズが停止区間外に位置している
場合は、マイクロプロセツサー３６の指令により
電磁ブレーキ２１をオンにし、電磁クラツチ２２
をオフにして、リレーレンズを移動させる。そし
てリレーレンズ８が停止区間に入つて来ると光電
スイツチ１２４の出力符号が反転して、マイクロ
プロセツサーの指令により電磁クラツチをオフに
して、電磁ブレーキをオンにして停止させ、表示
器を点灯させる。

前者は電源スイツチ３８をオンにした後、被検
者を所定の位置に着かせて、被検眼Ｅへ屈折計の
対物レンズ１を合わせ、不図示の固視目標を見諾
めさせて、測定スイツチ３９をオンにする。マイ
クロプロセツサー３６は測定スイツチオンの入力
を受けて、電磁ブレーキ２１をオフに、電磁クラ
ツチ２３をオンに指令し、又光源駆動回路１３４
を動作させ、光源７′を点灯させる。光源７′を発
した光は第１図の実施例と同様にして光検出器１
０に到り、その出力は増幅器４０ａ，４０ｂ，４
０ｃに加えられ、Ａ／Ｄ変換器４１ａ，４１ｂ，
４１ｃに加えられる。

電磁クラツチ２３のオンによりモータの回転が
カム歯車１１７に伝達され、リレーレンズ３と８
が移動しはじめ、停止区間を過ぎて光電スイツチ
１２４の出力符号は反転し、有効区間検出の光電
スイツチ１２５の出力符号が反転してマイクロプ
ロセツサー３６に入力される。この符号反転によ
りマイクロプロセツサーは計数回路をセツトし、
リレーレンズの移動量を計数してマイクロプロセ
ツサーに入力する。

ここで光電式リニアエンコーダのガラススケー
ル１２８の透過スリツトを視度目盛に対応する様
に刻んでおけば、マイクロプロセツサーは計数回
路からの入力を視度値に変換できる。

又、マイクロプロセツサーは計数回路からの入
力をクロツクとしてＡ／Ｄ変換器４１ａ，４１
ｂ，４１ｃを動作させ、順次視度目盛に対応した
光出力を第１図の実施例と同様にして記憶、読出
し、比較を繰返し、リレーレンズが更に移動して
光検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃの出力がそれぞ
れ極大値を発すると、それぞれの視度値を記憶さ
せ、Ａ／Ｄ変換器からの入力を禁止して、データ
の取込みを完了する。

リレーレンズが更に移動して有効区間を過ぎる
と光電スイツチ１２５の出力符号は反転して、マ
イクロプロセツサーは記憶させておいた３径線の
極大値を発した視度を呼びだし、関数演算処理を
開始し球面視度、乱視度、乱視軸角度を算出す
る。リレーレンズは更に移動して終点に到り、逆
に移動して停止区間に到ると、光電スイツチ１２
４の出力符号が反転して、マイクロプロセツサー
は電磁クラツチをオフに電磁ブレーキをオンに指
令し、リレーレンズは停止する。そして表示器３
５を点灯させ、不図示の表示器に球面視度、乱視
度、乱視軸角度をデジタル表示する。

第５図と第６図はそれぞれ、リレーレンズの位
置検出部の変形例を示しており、停止区間の検出
部と有効区間の検出部と視度に関連するリレーレ
ンズの位置検出のエンコーダーを１つのユニツト
にまとめた例である。

第５図に於いて２０１は光源で、２０２はコリ
メータレンズ、２０３は、不図示のリレーレンズ
を支持する部材に固定されるガラススケールで、
光透過部２０３ａ，２０３ｂ及び多数の光透過ス
リツト２０３ｃを有しており、リレーレンズの移
動により矢印方向に移動する。２０４は固定のガ
ラスマスクでガラススケール２０３の各光透過部
に対応してスリツト２０４ａ，２０４ｂ，２０４
ｃを有している。光透過部２０３ａ及びスリツト
２０４ａを透過した光は受光素子２０５ａに入射
し、光透過部２０３ｂ及びスリツト２０４ｂを透
過した光は受光素子２０５ｂに入射しスリツト２
０３ｃ及びスリツト２０４ｃを透過した光は受光
素子２０５ｃに入射する。

ここで符号にａを付した系は有効区間を検出す
る系であり、ｂを符した系は停止区間を検出する
系であり、ｃを付した系はエンコーダの系であ
る。受光素子の出力はそれぞれ増幅器２０６ａ，
２０６ｂ，２０６ｃで増幅され、波形整形器２０
７ａ，２０７ｂ，２０７ｃで波形整形される。そ
して波形整形器２０７ａ，２０７ｂの出力はフリ
ツプフロツプ回路２０８に入力される。波形整形
器２０７ｂの出力はリレーレンズが停止区間に位
置しているか否かにより符号が反転する。今仮り
に、リレーレンズが停止区間に位置しているとし
て、検者により不図示の測定スイツチがオンにさ
れ、リレーレンズが移動し始めると、少し後に波
形整形回路２０７ｂの出力符号が反転する。フリ
ツプフロツプ２０８はこの時点で有効区間の始り
を出力し、更にリレーレンズが移動して、ガラス
スケールの光透過部２０３ａ及びガラスマスクの
スリツト２０４ａを透過してくる光が遮断される
と波形整形器２０７ａの出力符号が反転してフリ
ツプフロツプ２０８は有効区間の終りを出力す
る。

リレーレンズが更に移動して逆に停止区間に向
つて移動して行くと、再び受光素子２０５ａには
光が入射するが、波形整形器２０７ａの出力符号
反転ではフリツプフロツプは動作しない。つまり
リレーレンズの停止位置からの往復移動に対し
て、往路でのみ有効区間を出力するようにフリツ
プフロツプを動作させる。

次に波形整形器２０７ｃの出力は計数回路２０
９に加えられ、デジタル化されたリレーレンズの
移動量を出力する。フリツプフロツプ２０８の出
力は有効区間の検出信号として、又波形整形器２
０７ｂの出力は停止区間の検出信号として、計数
回路２０９の出力はリレーレンズの移動量信号と
してそれぞれマイクロプロセツサーに入力され、
第４図の実施例に於けるがごとく屈折計を制御す
る。なお本変形例を第４図の実施例に取り入れれ
ば、リニア・エンコーダ部を本変形例に置き換
え、リレーレンズの停止区間及び有効区間検出の
為の円板１２２，１２３及び光電スイツチ１２
４，１２５を除去できる。

第６図はリレーレンズの位置検出部をロータリ
ーエンコーダで構成しており、３００は回転軸
で、１端にリレーレンズを移動させるための不図
示のカムが固定されているものとする。第５図と
同様に３０１は光源、３０２はコリメータレン
ズ。３０３は回転軸３００に固定されるガラス・
スケールで、光透過部３０３ａ，３０３ｂ及び多
数の光透過スリツト３０３ｃを有しており、回転
軸の回転に従つて回転する。３０４は固定のガラ
ス・マスクでスリツト３０４ａ，３０４ｂ，３０
４ｃが有り、その背面に受光素子３０５ａ，３０
５ｂ，３０６ｃがそれぞれ配され、その出力はそ
れぞれ増幅器３０６で増幅され、波形整形器３０
７で波形整形される。

ここで符号にａに付した系は有効区間を検出す
る系で、ｂを付した系は停止区間を検出した系
で、ｃを付した系はエンコーダーの系である。波
形整形器３０７ａ，３０７ｂの出力はマイクロプ
ロセツサーに入力され、波形整形器３０７ｃの出
力は計数回路３０９で計数されてマイクロプロセ
ツサーに入力される。第５図との違いは有効区間
を検出するためにフリツプフロツプを必要としな
いことである。

以上述べた実施例によれば、検者（操作者）が
測定スイツチを投入した直後にリレーレンズが移
動範囲の所定端から単に１方向に高速で他端に向
けて移動して、視度測定に必要な全てのデータが
得られるので、非常に短時間に測定が完了し、被
検者の負担が軽く、眼の調節や固視不安定に起因
する測定誤差を最小にして、精度の高い測定が可
能である。そして本発明に依れば、測定に先立
つ、装置の準備調整が精密に実施されるから、正
確で迅速な測定を可能にする効果があり、また更
に、駆動器は測定前に、動力供給が可能な状態に
なつているため、極めて高速の測定立上り動作が
可能になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図。第
２図は第１図実施例中のスリツトマスクを示す平
面図。第３図は同実施例中の検出部を示す平面
図。第４図は別の実施例を示す断面図。第５図と
第６図はリレーレンズの位置検出装置の変形例を
示す図。 図中で、３と８は可動リレーレンズ、１０は光
検出器、１７はカム、２１は電磁ブレーキ、２２
は電磁クラツチ、２５はモータ、２７は位置検出
器、３５は表示器、３６はマイクロプロセツサー
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検眼眼底に少なくとも３個の指標を投影す
   る指標投影系を備え、各指標像を被検眼眼底に対
   して光軸方向に同期的に移動させ各指標像が所定
   状態となるまでの移動量より被検眼の屈折力を測
   定する自動眼屈折計において、 指標投影系の移動始端を位置規制する位置規制手
   段と、 移動始端から他端まで常時一定方向に指標投影
   系を駆動させる駆動手段と、 該駆動手段の移動始端からの位置を検出する位
   置検出手段を有することを特徴とする自動眼屈折
   計。 ２ 前記移動始端から他端までの往路の移動と、
   該他端から前記移動始端までの復路の移動を駆動
   源の一方向回転で行なうためのカム手段を有する
   特許請求の範囲第１項記載の自動眼屈折計。 ３ 前記移動始端で駆動源からの動力を断続する
   断続手段と、指標投影系の移動を停止させる停止
   手段を有する特許請求の範囲第１項記載の自動眼
   屈折計。