JP2004222849A - 検眼装置 - Google Patents

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JP2004222849A
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Tomoko Naito
朋子 内藤
Takeshi Hayashi
健史 林
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Abstract

【課題】眼底に投影する視標の光量を増加させることにより、白内障等の疾患による混濁が介在する被検眼の眼屈折力を他覚的に測定することが可能で、測定精度も確保された検眼装置を提供する。
【解決手段】検眼装置1は、被検眼Eの眼屈折力を他覚的に測定するために眼底に投影される測定用光束を偏向するプリズム23と、このプリズム23を含んで構成されたユニット2と、光軸O’を軸としてユニット2を回転駆動するモータM1とを備えている。プリズム23により偏向された測定用光束は、光軸O’と所定の距離を介して被検眼Eの眼底に投影される。モータM1によりユニット2を回転させると、測定用光束の投影像は、上記所定の距離を半径とする円軌道を眼底上に描く。この円軌道を円形の視標とする。この視標の反射光束をCCD19で検出し、眼屈折力を測定する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検眼装置に関し、より詳しくは、少なくとも他覚的に眼屈折力を測定することが可能な検眼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、被検眼の眼底に視標を投影し、その投影像の反射光束を受光して解析することにより眼屈折力を他覚的に測定するよう構成された検眼装置が広く利用されている。このような検眼装置としては、例えば、下記の特許文献1及び特許文献2に開示されたものがある。
【0003】
特許文献1に記載された検眼装置は、測定用光源からの光束を光分割部材等の光学素子を介して眼底に投影し、その反射光束を多数の小レンズが隙間無く配置されたレンズアレイを介して検出センサで受光するよう構成されている。そして、レンズアレイの各小レンズにより検出センサに結像された各点像の配置等に基づいて眼屈折力の算出を行うようになっている。
【0004】
特許文献2に記載された検眼装置は、測定用光源からの光束の眼底による反射光束をくさびプリズムで6本の光束に分割して撮像素子に投影し、その6つの投影像の位置関係を解析して眼屈折力を算出するよう構成されている。また、当該検眼装置は、被検眼の瞳孔の径に応じて測定光束径を設定可能とすることで、測定精度の向上を図っている。
【0005】
一方、眼屈折力を測定するための装置ではないが、下記の特許文献3に記載された検眼装置は、ステッピングモータを使って走査切換ミラーを回転することにより被検眼の前眼部を平行なスリット光により走査し、角膜などの前眼部の形状を解析するよう構成されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−336200号公報(段落〔0016〕−〔0018〕、第4図)
【特許文献2】
特開平7−255673号公報(段落〔0014〕及び〔0016〕、第3図及び第4図)
【特許文献3】
特開2000−197607号公報(段落〔0010〕、第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、上述のような検眼装置の適用範囲を広げようとする動きが出始めている。例えば、白内障等の疾患により被検眼に混濁が存在するようなケースにも対応できる検眼装置へのニーズも潜在化していると思われる。
【0008】
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の検眼装置のように、測定用光源からの光束を分割して眼屈折力測定に利用する構成では、光束の光量も分割され小さくなってしまうため、混濁した被検眼の眼底からの反射光束を検出することは困難である。
【0009】
また、このような検眼装置による他覚的測定では、被検眼の断片的なデータから測定結果を導くよう構成されているので、連続的なデータを得るためにリング状の視標を使って測定を行う検眼装置(公知であるため特に指摘はしない)と比較した場合、測定精度が低下してしまうことは否めない。特に、混濁により光量が失われるケースにおいては、反射光束の光量がより小さくなってしまうために、測定はさらに難度を増してしまう。
【0010】
また、特許文献2記載の検眼装置は、測定用光源からの光束の一部を遮断することによって測定光束径を設定するよう構成されているので、光量との兼ね合いを考慮すると、やはり混濁を生じている被検眼に対応することは困難と言える。
【0011】
即ち、混濁が生じている被検眼に対して他覚的眼屈折力測定を行うためには、眼底に投影する視標の光量を大幅に増加させるしかないと考えられる。
【0012】
本発明は、上述のような事情に鑑みて為されたもので、眼底に投影する視標の光量を増加させることにより、白内障等の疾患による混濁が介在する被検眼の眼屈折力を他覚的に測定することが可能で、かつ、測定精度も十分に確保された検眼装置を提供することを目的としている。
【0013】
さらに、本発明は、被検眼に混濁が部分的に存在する場合、混濁している部位を避けて視標を投影することにより、被検者が普段使用している視野領域の眼屈折力を測定することが可能な検眼装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、光束を生成する光源と、前記光源が生成した前記光束を前記眼底に投影する投影光学系と、前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の投影像が前記眼底上で閉軌道を形成するよう走査する走査手段と、前記走査手段により前記眼底上に前記閉軌道を形成する前記投影像の反射光束を受光する受光手段と、前記受光手段が受光した前記投影像の前記反射光束を解析して前記被検眼の眼屈折力を算出する算出手段と、を含むことを特徴とする検眼装置である。
【0016】
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1記載の検眼装置であって、前記走査手段は、前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の前記投影像が前記眼底上で円軌道を形成するよう走査することを特徴とする。
【0017】
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項2記載の検眼装置であって、前記走査手段は、前記光源からの前記光束を偏向して前記眼底に投影させる偏向手段と、前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、を含み、前記駆動手段が前記偏向手段を回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記被検眼の瞳上で回転させて円軌道を形成することによって前記眼底上で前記円軌道を形成することを特徴とする。
【0018】
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項3記載の検眼装置であって、前記走査手段により前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御する制御手段を有することを特徴とする。
【0019】
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項4記載の検眼装置であって、前記制御手段は、前記偏向手段による前記光束の偏角を調整することで前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御することを特徴とする。
【0020】
上記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、請求項5記載の検眼装置であって、前記走査手段は、前記偏向手段としての第1のプリズム及び第2のプリズムと、前記第1のプリズム及び前記第2のプリズムを回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記眼底上で回転させ前記円軌道を形成する走査用モータとを含み、前記制御手段は、前記第1のプリズム及び前記第2のプリズムをそれぞれ回転駆動するプリズム用モータを含み、前記プリズム用モータを制御し前記第1のプリズムと前記第2のプリズムとの相対的な配置を調整することにより、前記第1のプリズム及び前記第2のプリズムによる前記光束の前記偏角を調整することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
【0022】
[第1の実施の形態]
以下に説明する本発明の第1の実施形態の検眼装置は、角膜の曲率分布を測定する機能と眼屈折力を他覚的に測定する機能とを併せ持った検眼装置である。
【0023】
〔光学系の構成〕
まず、このような検眼装置が内蔵する光学系の構成について詳細に説明する。図1は、当該検眼装置1の光学ユニットUに内蔵される光学系の構成を示している。検眼装置1の光学系は、第1の受光光学系10と、測定用視標投影光学系20と、第2の受光光学系30と、固視用視標投影光学系40と、リングパターン投影光学系50と、XYアライメント光学系60と、Zアライメント光学系70とを含んで構成されている。
【0024】
第1の受光光学系10は、被検眼Eの前眼部観察時や被検眼Eと(装置)光軸Oとのアライメント時、また角膜曲率分布の測定時に、被検眼Eからの反射光を受光するための光学系である。第1の受光光学系10は、対物レンズ11と、ダイクロイックミラー12と、絞り13と、ダイクロイックミラー14と、リレーレンズ15及び16と、ダイクロイックミラー17と、リレーレンズ18と、CCD19とをこの順番で配置され構成されている。
【0025】
被検眼Eからの反射光束は、上記各光学素子11ないし18によりCCD19に結像されたのち画像処理され、前眼部像等として図示しないモニタに映し出される。ここで、絞り13は、対物レンズ11の焦点位置に配置されたテレセントリック絞りで、絞り13の中心を通る光線は被検眼E上で装置光軸Oと平行となる。
【0026】
測定用視標投影光学系20は、眼屈折力を他覚的に測定するための視標を被検眼Eに対して投影するための光学系である。測定用視標投影光学系20は、赤外LED等からなる光源21と、コリメータレンズ22と、絞り23と、プリズム24と、指標板25と、リレーレンズ26と、リング状絞りレンズ27と、三角プリズム28と、ダイクロイックミラー29及び12と、対物レンズ11とをこの順番で含み構成されている。なお、光源21は、本発明で言う光源に相当し、またそれ以外の光学素子は、同投影光学系を構成している。
【0027】
光源21、コリメータレンズ22、絞り23、プリズム24(偏向手段)及び指標板25は、ユニット2として構成され、モータM1を駆動源とする駆動機構(以下、単にモータM1と呼ぶ)及びモータ2を駆動源とする駆動機構(以下、単にモータ2と呼ぶ)とが付設されている。モータM1は、光軸O’を軸にユニット2(特にプリズム24)を回転駆動し、モータM2は、ユニット2を光軸O’方向に移動させるよう駆動する。なお、モータM1は、本発明で言うモータに対応する。同様に、モータM1を駆動源とする駆動機構は、駆動手段に対応している。
【0028】
測定用視標投影光学系20を構成する光学素子について詳しく説明する。図2は指標板25の外観の概略を示す斜視図、図3(A)はリング状絞りレンズ27に施されたエッチングの態様を示す概略正面図、図3(B)はリング状絞りレンズ27の概略断面図、図4(A)は三角プリズム28の構成を示す概略側面図、そして図4(B)は三角プリズム28に接着されたレンズ280に施されたエッチングの態様を示す概略図である。
【0029】
指標板25には、図2に示すように、両面を貫通して開口部25aが形成されている。また、図3(B)に示すリング状絞りレンズ27の凸面27bには、図3(A)に示す態様のエッチングが施され(同図の斜線部分)、光束を透過するリング状の透過部27aが形成されている。リング状絞りレンズ27のエッチングが施された凸面27bは抗原21及び被検眼Eの眼底とそれぞれ共役な位置に配置されている。従って、光源21からの光束は、リング状絞りレンズ27の凸面27bの位置で一度収束し、被検眼E上に細いビームとして投影される。また、図4(A)に示すように、三角プリズム28の一面にはレンズ280が接着されている。レンズ280の一面には、図4(B)に示すようなエッチングが施され、その中心領域に光束を透過する透光部280aが形成されている。なお、三角プリズム28は、エッチングが施されたレンズ280の一面が被検眼Eと共役な位置になるように配置されている。
【0030】
第2の受光光学系30は、被検眼Eの眼屈折力の測定時に被検眼Eからの反射光束を受光するための光学系であり、その構成は、対物レンズ11と、ダイクロイックミラー12及び29と、三角プリズム28と、反射ミラー31と、リレーレンズ32と、付設されたモータM3の駆動により被検眼Eの屈折力に対応して移動する移動リレーレンズ33と、ミラー34と、ダイクロイックミラー17と、リレーレンズ18と、CCD19とをこの順番で含んでなる。なお、第2の受光光学系30は、本発明で言うところの受光手段を構成している。
【0031】
移動リレーレンズ33は、被検眼Eが正視か否かに対応してその位置を移動するよう構成され、常に共役関係を保持するよう作用する。即ち、被検眼Eが正視の場合、被検眼Eの眼底からの反射像が前側(被検眼E側)の焦点位置で結像するよう配置され、また、被検眼Eが正視でない場合には、被検眼Eの眼底とCCD19とが共役となる位置に移動される。
【0032】
固視用視標投影光学系40は、被検眼Eを固視するための固視標を投影するための光学系である。固視標投影光学系40は、光源であるランプ41と、コリメータレンズ42と、風景チャート等からなる固視標43と、リレーレンズ44及び45と、ミラー46と、ダイクロイックミラー29及び12と、対物レンズ11とをこの順番で配置して構成されている。固視標43にはモータM4が接続されており、光軸O”に沿って移動可能とされている。
【0033】
リングパターン投影光学系50は、被検眼Eの角膜の曲率分布を測定するためのリングパターンを投影するための光学系で、前眼部を観察するための照明光を投影する観察照明系としての機能も兼用している。リングパターン投影光学系50は、光源としてのLED群51と、リングパターン52とから構成されている。
【0034】
リングパターン52は、図5に示すように、中心を光軸O上に配置された円盤状の部材で、一方の面には同心円状にエッチングが施され(同図の斜線部分)、受光光束など光軸Oに沿って進行する光束を透過させる中心透過部52aと、Zアライメント光学系70を経由する光束を透過させるアライメント光束透過部52bと、LED群51が発する光束を透過させる曲率測定光束透過部52cとを形成している。
【0035】
XYアライメント光学系60は、XY方向、即ちZ方向を定義する光軸Oに対し直交するXY平面方向におけるアライメントを行うための光束を投影する光学系である。XYアライメント光学系60は光源としてのLED61と、リレーレンズ62と、ダイクロイックミラー14と、絞り13と、ダイクロイックミラー12と、対物レンズ11とをこの順に含んで構成されている。
【0036】
Zアライメント光学系70は、Z方向(光軸O方向)のアライメントを行うための光束を投影する一対の光路からなる光学系である。各光路は、LED71とレンズ72とから構成され、光軸Oに対して所定の角度θを介して斜め方向から光束を入射する。なお、この光束は、リングパターン52のアライメント光束透過部52bを透過して被検眼Eに投影される。
【0037】
〔制御手段の構成〕
検眼装置1には、各部の動作制御や各種演算等を行う制御手段が設けられている。図6に示すブロック図は、当該制御手段100の概略構成を表している。
【0038】
制御手段100は、各種演算を実行したり、各種制御信号を生成し送信したりするCPU等からなる演算処理装置110と、演算処理装置110が処理を行う際に使用するデータや装置の動作を制御するための制御プログラム等を記憶している記憶装置120とを含んで構成されている。
【0039】
演算処理装置110は、モータ制御部111と、角膜曲率分布演算部112と、眼屈折力演算部113と、画像処理部114とを含んでいる。モータ制御部111は、ユニット2を回動駆動するモータM1,ユニットを移動駆動するモータM2,移動リレーレンズ33を移動駆動するモータM3、及び、固視標43を移動駆動するモータM4をそれぞれ制御する。また、角膜曲率分布演算部112は、角膜からの反射光束を受光したCCD19からの信号(電圧に関する情報を含んでいる)を解析して被検眼Eの角膜の曲率分布を算出する。また、眼屈折力演算部113(算出手段)は、眼底からの反射光束を受光したCCD19からの信号を解析して被検眼Eの眼屈折力を算出する。そして、画像処理部114は、角膜曲率分布演算部112や眼屈折力演算部113による算出結果をモニタMに表示したり、CCD19が検出した画像信号を処理してモニタに画像を表示したりするものである。
【0040】
なお、モニタMは、検眼装置1に備え付けられたものであっても、検眼装置1とは別個に設けられたものであってもよい。
【0041】
〔作用〕
以上のような構成の光学系及び制御手段を備えた検眼装置1の作用について説明する。本実施形態の検眼装置1は、端的に言うと、眼屈折力測定のために被検眼Eに投影する光束の光量を増大させることにより、通常の検眼装置では測定不可能な被検眼に対しても測定を可能とするものである。具体的には、白内障等の疾患によって混濁した被検眼の眼屈折力の測定を実現するものである。以下、検眼装置1を使用した測定のプロセスを追いながら、その作用を説明する。
【0042】
検眼装置1は、検眼テーブルに載置され、その傍らには検眼イスが備えられている。被検者が検眼イスに腰掛けて検眼装置1の図示しない検眼窓を覗き込んだら、検者は、被検眼Eの前眼部(角膜)を観察しアライメントを行う。
【0043】
まず、リングパターン投影光学系50のLED群51を点灯し、リングパターン52の曲率測定光束透過部52cを透過してきた拡散光で被検眼Eの前眼部を照明する。さらに、XYアライメント光学系60のLED61を点灯し、リレーレンズ62、ダイクロイックミラー14、絞り13、ダイクロイックミラー12及び対物レンズ11を介して、XY方向のアライメントを行うための光束を被検眼Eの前眼部に投影する。またさらに、Zアライメント光学系70のLED71を点灯して、レンズ72とリングパターン52のアライメント光束透過部52bとを介して、Z方向のアライメントを行うための光束を斜め2方向から被検眼Eの前眼部に投影する。
【0044】
リングパターン投影光学系50からの照明光、XYアライメント光学系60からの光束及びZアライメント光学系70からの光束は、それぞれ被検眼Eの角膜で反射され、対物レンズ11、ダイクロイックミラー12、絞り13、ダイクロイックミラー14、リレーレンズ15、16、ダイクロイックミラー17、リレーレンズ18を介してCCD19に投影される(つまり、第1の受光光学系10により受光される)。制御手段100の演算処理装置110は、CCD19の検知結果に基づき光学ユニットUの被検眼Eに対する位置を決定し、図示しない駆動機構を制御して光学ユニットUを駆動し当該位置に配置する(アライメントの過程は公知である)。
【0045】
アライメントが終了したら、Zアライメント光学系70のLED71を消灯し、被検眼Eの角膜の曲率分布の測定プロセスに移行する。このとき、被検眼Eの前眼部には、リングパターン投影光学系50からの照明光と、XYアライメント光学系60からの光束が投影されている。即ち、CCD19には、リングパターン52により光軸Oを中心として同心円状に生成された複数のリング状光束の反射光束と、LED61に由来する光束の反射輝点とが検知されている。当該反射輝点は、光軸O上に配置している。被検眼Eの角膜の曲率分布は、CCD19の受光面上における各リング状光束の反射輝点からの距離を測定し、その測定結果を演算処理装置110の角膜曲率分布演算部112が解析することで算出される(この算出過程も公知の内容である)。
【0046】
なお、上記複数のリング状光束の反射光束のうち最も内側の反射光束のCCD19の受光面上での位置を基準として、その他のリング状光束の反射光束の距離を測定することによって被検眼Eの角膜の曲率分布を導くことも可能である。
【0047】
角膜の曲率分布の測定が終了したら、被検眼Eの眼屈折力(球面度数S、乱視度数C、乱視軸角度A)の測定を行う。そのためにまず、固視標投影光学系40を作動させて被検眼Eに固視を促す。即ち、ランプ41を点灯し、コリメータレンズ42、固視標43、リレーレンズ44、45、ミラー46、ダイクロイックミラー29、12及び対物レンズ11を介して、被検眼Eに固視標(風景チャート)を投影する。また、ケラト測定時から固視標43を被検眼Eに投影していても良い。
【0048】
また、このとき、XYアライメント光学系60とZアライメント光学系70とを使用して再度アライメントを実行する。
【0049】
被検眼Eの固視(及びアライメント)が終了したら、測定用視標投影光学系20の光源21を点灯し、眼屈折力測定を開始する。光源21が発生した眼屈折力測定用の光束(以下、測定用光束と呼称する)は、コリメータレンズ22により光軸O’に平行とされたのち、絞り23、プリズム24、指標板25、リレーレンズ26、リング状絞りレンズ27、三角プリズム28、ダイクロイックミラー29、12及び対物レンズ11を経由して被検眼Eに投影される。
【0050】
図7は、測定用視標投影光学系20により被検眼Eに投影される測定用光束の経路の概略を示している。なお、同図では、本実施形態の検眼装置1の作用を明瞭に説明するため、実際の構成に比べ、各部材のサイズや距離的配置は誇張を含んで記述されている。また、説明に特に必要のない光学素子については省略されている。
【0051】
ユニット2は、制御手段100の演算処理装置110のモータ制御部111の制御により、例えば毎秒30回転(1800rpm)の速度で回転している。回転方向は、図7(A)、(B)中のΦが示す方向とする。図7(A)の状態をユニット2の基準の位置(回転角度0度)と定義すると、図7(B)は、ユニット2がΦ方向に180度だけ回転した状態を示している。
【0052】
図7(A)によれば、光源21が生成する測定用光束は、コリメータレンズ22により平行光束にされ、プリズム24により同図上方(+Y方向)に偏向され、指標板25の開口部25aを通過し、リレーレンズ26により偏向されたのち、リング状絞りレンズ27の透過部27aを透過し(このとき一度収束される)、対物レンズ11によって最終的に被検眼Eの眼底上の点Pに投影される。測定用光束の投影像は、ユニット2の回転Φに伴い、同図に示す矢印φの方向に回転する。
【0053】
一方、図7(B)によれば、光源21が生成する測定用光束は、コリメータレンズ22により平行光束にされ、プリズム24により同図下方(−Y方向)に偏向され、指標板25の開口部25aを通過し、リレーレンズ26により偏向されたのち、リング状絞りレンズ27の透過部27aを透過し(このとき一度収束される)、対物レンズ11によって最終的に被検眼Eの眼底上の点Qに投影される。測定用光束の投影像は、ユニット2の回転Φに伴い、同図に示す矢印φの方向に回転する。
【0054】
従って、眼底上における測定用光束の投影像は、光軸Oを軸として両図に点線で示す軌道Cに沿って毎秒30回転で走査され、眼屈折力測定用の視標を投影するための瞳リングを形成している。従って、リング状絞りレンズ27のリング状のエッチングは無くても構わない。更に、指標板25は、被検眼Eが正視の時に被検眼Eの眼底と共役となる配置となっており、ユニット2内で回転しているため眼底上でリングを形成する。当該視標は、即ち円軌道Cである。従って、ユニット2(特にプリズム24)とモータM1とは、本発明で言うところの走査手段を構成している。
【0055】
被検眼Eの眼底で反射された、視標Cを形成する測定用光束は、対物レンズ11、ダイクロイックミラー12、29、三角プリズム28、反射ミラー31、リレーレンズ32、移動リレーレンズ33、ミラー34、ダイクロイックミラー17及びリレーレンズ18を経由してCCD19の受光面に投影される。このとき、CCD19には、被検眼Eにより屈折力が加味されて歪んだリング状となった視標Cが投影されている。被検眼Eの眼屈折力は、CCD19の受光面上における測定用光束の反射像が元の円形からどの程度歪んでいるかを基に、演算処理装置110の眼屈折力演算部113が解析処理を行って算出される(算出過程は公知の内容である)。
【0056】
このような視標Cを眼屈折力測定に使用することで、次のような従来からの問題を解決することが可能となる。白内障等の疾患により被検眼の透光体に混濁が生じている場合、従来の検眼装置では投影される視標の光量が十分ではなかったので、測定用光束が形成する視標の眼底による反射光束を検出することができず、従って眼屈折力を測定することができなかった。
【0057】
例えば、上記した特許文献1や特許文献2に記載された検眼装置は、光源からの測定用光束を複数に分割して円状に配置された複数の視標を投影するよう構成されているので、光源の光量が複数に分割されることとなり、各視標の光量が小さくなってしまうため、上述の場合に対応することができない。
【0058】
また、円形の透光部を有する視標板を配置して円形の視標を投影するよう構成された従来の検眼装置では、光源からの測定用光束で視標板を照明し、透光部を透過した測定用光束が視標を形成するので、視標の光量はやはり小さくなってしまう。
【0059】
一方、本発明に係る検眼装置1によれば、光源21からの測定用光束の光量をそのままスポット像として被検眼Eの眼底に投影するとともに、円形として捉えられるのに十分な速度でスポット像を走査して視標を形成するよう構成されているので、従来と比較すると極めて明るい視標を投影することが可能となる。従って、検眼装置1によれば、従来は諦めざるを得なかった混濁を伴う被検眼の眼屈折力を測定することができる。また、上記スポット像は、閉軌道、特に円形の軌道に沿って繰り返し走査されるよう構成されているので、特許文献1及び特許文献2記載の検眼装置と比較した場合、より高精度の測定が可能となる。
【0060】
また、上記特許文献3に記載の検眼装置は、光束の走査という検眼装置1と同様の構成を有するように一見思われる。しかし、特許文献3記載の検眼装置は、他覚的測定を行うためのものでも、円形の視標を形成するために走査を行うものでも、視標の光量を増加させようとするものでもないので、検眼装置1とは区別されるべきものである。また、光束を走査するための構成も異なっている。
【0061】
なお、指標板25の開口部25aやリング状絞りレンズ27の透過部27aの幅をより狭く設計することにより測定用光束の一部を遮断するようにし、測定用光束をより細いビームとして被検眼Eの眼底に投影すれば、より明瞭な視標を得ることができる。また、開口部25aの口径を変化できるように指標板25を構成し、被検眼の状態に応じて口径を適宜調整することもできる。なお、測定用光束の一部を遮断する場合、投影される視標の光量は多少減少するが、従来のものと比べれば十分に明るいものとなる。従って、眼屈折力の測定の精度を向上させることが可能となる。
【0062】
ところで、図6に示されているように、光源21、コリメータレンズ22、絞り23、プリズム24及び指標板25を含むユニット2と、移動リレーレンズ33と、固視標43とは、それぞれ、モータM2とM3とM4とで駆動されるように構成されている。制御手段100の演算処理部110のモータ制御部111は、被検眼Eの眼屈折力に応じてモータM2,M3及びM4を制御し、ユニット2,移動リレーレンズ33及び固視標43の位置を調整することにより、測定精度をさらに向上させることができる。
【0063】
なお、検眼装置1の上記走査手段は、測定用光束が眼底上で円軌道Cを描くものであるが、複雑な形状を除外すれば、例えば楕円軌道などその他の閉軌道を形成するよう構成することも可能である。軌道を閉軌道とするのは、連続的な軌跡を描くことで測定精度を向上させるため、そして、眼底上に同一の軌道(視標)を提示しているのと同じ状態を作り出すためなどの理由による。ただ、構成の簡素化や眼屈折力算出時の演算の便宜を勘案すると、360度全ての方向に対称性を有する円軌道が最も適していると思われる。
【0064】
以上のように、本発明に係る検眼装置1は、他覚的眼屈折力測定の新たな手法を提供するもので、従来の測定手法に代わって広範な被検眼に対応することを可能としている。
【0065】
[第2の実施の形態]
続いて、本発明の第2の実施形態の検眼装置について説明する。当該検眼装置は、白内障等の疾患により眼内に混濁した部分が存在するときに、その混濁部位を避けて眼屈折力を測定しようとするものである。
【0066】
第2の実施形態の検眼装置は、上述の第1の実施形態の検眼装置1の一部構成を変形したものである。よって、全ての構成を一から述べることは冗長となるので、変形部分についてのみ詳細に説明し、検眼装置1と共通な部分についてはそちらの内容を流用する。
【0067】
〔構成〕
図8は、本発明の第2の実施形態の検眼装置1’の光学的構成の概略を示している(特徴部分のみ)。検眼装置1’は、実施形態1の検眼装置1の測定用視標投影光学系20に変形を加えたものである。例えば、第1の実施の形態の検眼装置1に設けられていたリング状絞りレンズ27は、この検眼装置1’の構成には含まれていない。
【0068】
検眼装置1’の測定用視標投影光学系20’は、図8に示すように、(第1の)プリズム24、第2のプリズム24’及び指標板25を内蔵したユニット2’を備えている。第1のプリズム24及び第2のプリズム24’は、光軸O’方向から見ると円形状または方形状に形成され、また、光軸O’と交わる2面のうち一面に傾斜角が設けられている。従って、光軸O’に沿って進行する光束は、各プリズム24,24’により偏向され、光軸O’に対して所定の偏角を与えられることとなる。また、第1のプリズム24及び第2のプリズム24’は、各々の基底方向を互いに逆側に向けて配置されている(この配置を基準配置と呼ぶ)。なお、光源21と、リレーレンズ26及び対物レンズ11の間の所定の位置とは共役関係にあり、また、この所定の位置と被検眼Eの瞳Hとは共役関係にある(図10参照)。更に、第1のプリズム24及び第2のプリズム24’にはモータM5(プリズム用モータ)が接続されており、それぞれ回転駆動されるようになっている。
【0069】
図9は、検眼装置1’の制御手段100’の概略構成を示すブロック図である。制御手段100’は、演算処理装置110’と記憶装置120’とを含む。演算処理装置110’は、モータ制御部111’と、角膜曲率分布演算部112’と、眼屈折力演算部113’と、画像処理部114’とを含んで構成されている。モータ制御部111’は、第1のプリズム24及び第2のプリズム24’をそれぞれ回転駆動するモータM5と、ユニット2’を回転駆動するモータM6(走査用モータ)とをそれぞれ制御している。
【0070】
モータM5は、光軸O’を回転軸として、第1のプリズム24と第2のプリズム24’とが同期して逆方向に回転するよう駆動制御される。つまり、両プリズムは、互いに逆方向に同じ角度だけ回転するよう駆動される。また、モータ6は、光軸O’を回転軸としてユニット2’を回転するよう駆動制御される。
【0071】
〔作用〕
次に、以上のような構成を有する第2の実施形態の検眼装置1’の作用について図を参照しながら説明する。
【0072】
まず、検眼装置1’の測定用視標投影光学系20’により被検眼Eに投影される視標の態様について図10に基づいて説明する。図10(A)は、第1のプリズム24と第2のプリズム24’とが基準配置とされているときの測定用光束の伝達の状態を示しており、図10(B)は、第1のプリズム24と第2のプリズム24’とがそれぞれ基準配置から180度ずつ逆方向に回転された配置における測定用光束の伝達の状態を示している。
【0073】
図10(A)に示す場合においては、光源21から発せられた測定用光束は、コリメータレンズ22により平行光束とされたのち、第1のプリズム24により上方(+Y方向)に偏向され、第2のプリズム24’により下方(−Y方向)に偏向され、指標板25の開口部25aを通過する際に断面積が制限され、リレーレンズ26により偏向され、光軸Oから距離aを介した上記所定の位置において一度収束される。そして、測定用光束は、対物レンズ11により瞳H上において一度収束されたのちに、被検眼Eの眼底上に開口部25aの像25a’を形成する。
【0074】
ここで、制御手段100’の演算処理装置110’のモータ制御部111’は、モータM6を制御してユニット2’を回転させる。すると、測定用光束(像25a’)は、被検眼Eの眼底上において、眼底と光軸Oとが交わる点Gを中心とした円を描き、視標C’を形成する。即ち、視標C’は、円形状に走査された測定用光束が生成する軌道に相当する。
【0075】
また、このとき、被検眼Eの瞳H上では、光軸Oを中心として円軌道Sが描かれる。軌道Sの半径(入射高さと呼ぶ)をhとする。なお、眼底上に描かれる円軌道と、瞳H上に描かれる円軌道とは、被検眼Eの眼屈折力を介して一対一に対応している。従って、測定時においては、(観察が容易な)瞳H上の円軌道を主として考慮するのが便利である。
【0076】
一方、図10(B)に示す場合においては、光源21から発せられた測定用光束は、コリメータレンズ22により平行光束とされたのち、第1のプリズム24により上方(+Y方向)に偏向され、第2のプリズム24’によりさらに上方に偏向され、指標板25の開口部25aを通過する際に断面積が制限され、リレーレンズ26により偏向され、光軸から距離a’(a’>a)を介した上記所定の位置において一度収束される。そして、測定用光束は、対物レンズ11により瞳H上において一度収束されたのちに、被検眼Eの眼底上に開口部25aの像25a”を形成する。
【0077】
ここで、モータ制御部111’によりモータM6が制御されユニット2’を回転すると、測定用光束(像25a”)は、被検眼Eの眼底上において点Gを中心とした円軌道を描き、視標C”を形成する。この視標C”は、視標C’と同一のサイズを有している。またこのとき、被検眼Eの瞳H上には、光軸Oを中心として入射高さh’(h’>h)の円軌道S’が描かれる。
【0078】
図10には、基準配置のケース、及び、基準配置から180度回転された配置のケースのみが示されているが、第1のプリズム24及び第2のプリズム24’の構成や、モータM5によるプリズム24、24’の駆動の態様(互いに逆方向に同じ角度だけ回転されること)から分かるように、第1のプリズム24及び第2のプリズム24’を回転してこれらから出射される測定用光束の偏角を調整することにより、被検眼Eの瞳H上に描かれる円軌道の直径、即ち入射高さ、を調整することが可能である。つまり、瞳H上の円軌道のサイズは、モータM5によるプリズム24、24’の回転角度を変化することによって連続的に変化させることができる。
【0079】
図10(B)を参照して、円軌道のサイズとプリズム24、24’の回転角度との関係をより具体的に説明する。ここで、対物レンズ11のリレー倍率をβとし、リレーレンズ26の焦点距離をfと定義する。このとき、入射高さh’の円軌道S’を被検眼Eの瞳H上に形成するためには、プリズム24’を通過した測定用光束が光軸O’に対して成す角度θは、式tanθ=h’×β/fを満足すればよい。この式からθを導き、出射角度がこのθとなるようにプリズム24及び24’を回転させればよい。
【0080】
また、上述したように、検眼装置1’は、白内障等により混濁した部位を避けて眼屈折力を測定しようとするものである。検眼装置1’では、以下の要領で混濁した部位を検知することができる。
【0081】
まず、LED61を点灯する。被検眼Eに入射したLED61からの光束は、眼底を照明して拡散反射され、反射光束は瞳孔を通過し被検眼Eから出射する。被検眼Eから出射した上記反射光束は、第1の受光光学系10の各光学素子を介してCCD19によりその位置や光量の大きさが検出される。
【0082】
このとき、被検眼Eが健常であれば、図11(A)に示すように、濁った部位(光量が小さく検出される部位)の無い徹照像が検出される。一方、被検眼Eに白内障等による混濁がある場合には、図11(B)に示すように、混濁した部位(以下、混濁部位と称する)Kに対応する光量の小さな部位を含んだ徹照像が得られるので、演算処理装置111’を使ってその他の領域との光量差を比較することにより、混濁部位Kの位置や大きさを検知することが可能である。
【0083】
また、演算処理装置111’は、被検眼Eの混濁した部位Kとその他の領域との光量差を解析することにより、混濁部位Kの混濁の度合いを検知することもできる。この検知結果を利用して、演算処理装置111’は次のような処理を行うことができる。
【0084】
まず、図12(B)に示す座標xの方向に沿って、反射光束の光量を調査する。なお、座標xは、光軸Oを通過している。また、光量の調査は、CCD19の各点におけるCCD強度(電圧値)に基づいて為される。このとき、混濁部位Kを通過してくる反射光束の光量は、他の領域を通過してきた反射光束の光量よりも小さいものと検出される。
【0085】
ここで、上記座標xとCCD強度との関係を表すグラフを示す図13にあるように、予め、CCD強度の閾値Vが設定してあるものとすると、座標x上における光軸Oから混濁部位Kまでの距離x1が検出されるとともに、混濁部位Kを通過してきた反射光束の光量が閾値Vを下回っているか否か判断可能となる。
【0086】
演算処理装置111’に上述のような処理を行わせることにより、図13のフローチャートに示すような手順で眼屈折力を測定することができる。以下にその測定手順を説明する。
【0087】
まず、被検眼Eの徹照像を観察して(S1)CCD強度を調査し(S2)、被検眼Eに混濁部位が存在するか否かを判断する(S3)。被検眼Eに混濁部位がある場合には(S3;Y)、当該混濁部位を通過してきた反射光束の光量を、予め設定されている閾値と比較する(S4)。上記光量が閾値よりも小さい場合(S4;Y)、当該混濁部位の位置を検知したのち(S5)、当該混濁部位に掛からない大きさの円軌道を被検眼Eの瞳H上で描く入射高さとなるようにプリズム24,24’の回転角度を算出する(S6)。そして、モータM5を制御してプリズム24,24’を回転させて上記の算出された角度を設定し(S7)、眼屈折力測定を行う(S8)。
【0088】
この場合の被検眼Eの瞳H上を通る円軌道は、例えば図14に示す円軌道S1のように混濁部位Kに掛からない小さなサイズのものとなる。
【0089】
また、混濁部位が存在しない場合や(S3;N)、混濁部位を通過してきた反射光束の光量が上記閾値よりも小さい場合(S4;N)には、大きなサイズの円軌道を被検眼Eの瞳H上に形成する所定のプリズム角度が設定され(S9)、眼屈折力測定が行われる(S8)。
【0090】
このような工程の眼屈折力測定を行うことの第1の利点は、白内障等の疾患による混濁部位を自動的に避けて眼屈折力を測定することができることである。従って、このような測定手法を採用することによって、測定の精度が向上するとともに、白内障等の患者が日常において使用している視野(混濁部位以外の領域)を選択して眼屈折力を測定することができるので、患者ごとに適切な測定を行うことが可能となる。また、第2の利点としては、健常者や、さほど重症ではない患者に対して測定を行う場合に、大きなサイズの円軌道を形成するようセッティングを行うことが可能であるから、測定精度を担保できるという点が挙げられる。
【0091】
以上のように、演算処理装置111’及びモータM5は、被検眼Eの瞳H上に形成される円軌道のサイズ(直径)を調整する、本発明で言う制御手段を構成するものである。
【0092】
なお、被検眼Eの瞳H上に形成される円軌道のサイズを決定するための上記閾値は、被検眼Eに入射される測定用光束の光量などのファクターに基づいて、検者は任意に設定することが可能である。
【0093】
また、被検眼Eの眼屈折力の影響を受け眼底に投影される測定用光束が形成する視標の変化率は、瞳H上に描かれる円軌道Sの大きさに依存して変化するが、上記円軌道のサイズは入射高さとして既知であるから、これを基にして被検眼Eの屈折力を補正することは可能である。
【0094】
以上、詳しく説明した検眼装置の構成は、あくまでも本発明の実施形態の一例に過ぎないものである。
【0095】
【発明の効果】
本発明によれば、光源からの光束を被検眼の眼底上で走査することで視標を形成するよう構成され、視標の光量を増加させることができるので、白内障等の疾患により混濁が介在する被検眼であっても眼屈折力を他覚的に測定することが可能である。
【0096】
また、本発明によれば、被検眼に混濁が部分的に存在する場合、混濁している部位を避けて視標を投影可能に構成されているので、被検者が日常使用している視野領域の眼屈折力を測定することが可能となり、被検者毎に適切な測定を施すことができる。
【0097】
また、本発明の検眼装置が眼屈折力測定に使用する視標は円形のものであるから、測定の精度も担保されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の検眼装置が備える光学系の構成を示す概略図である。
【図2】第1の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図3】第1の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図4】第1の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図5】第1の実施の形態の検眼装置が備える光学系に含まれる光学素子の構成を示す概略図である。
【図6】第1の実施の形態の検眼装置が備える制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図7】第1の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態の検眼装置が備える光学系の特徴部分の構成を示す概略図である。
【図9】第2の実施の形態の検眼装置が備える制御手段の概略構成を示すブロック図である。
【図10】第2の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【図11】第2の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【図12】第2の実施の形態の検眼装置の作用を説明するためのグラフである。
【図13】第2の実施の形態の検眼装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図14】第2の実施の形態の検眼装置の作用を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1、1’ 検眼装置
2、2’ ユニット
10 第1の受光光学系
11 対物レンズ
19 CCD
20、20’ 測定用視標投影光学系
21 光源21
24、24’プリズム
25指標板
30 第2の受光光学系
40 固視用視標投影光学系
41 ランプ
43 固視標
50 リングパターン投影光学系
60 XYアライメント光学系
70 Zアライメント光学系
100,100’ 制御手段
110,110’ 演算処理装置
111,111’ モータ制御部
112,112’ 角膜曲率分布演算部
113,113’ 眼屈折力演算部
120、120’ 記憶装置
E 被検眼
O,O’,O” 光軸
M1,M2,M3,M4,M5,M6 モータ

Claims (6)

  1. 光束を生成する光源と、
    前記光源が生成した前記光束を前記眼底に投影する投影光学系と、
    前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の投影像が前記眼底上で閉軌道を形成するよう走査する走査手段と、
    前記走査手段により前記眼底上に前記閉軌道を形成する前記投影像の反射光束を受光する受光手段と、
    前記受光手段が受光した前記投影像の前記反射光束を解析して前記被検眼の眼屈折力を算出する算出手段と、
    を含むことを特徴とする検眼装置。
  2. 前記走査手段は、前記投影光学系により前記眼底に投影される前記光束の前記投影像が前記眼底上で円軌道を形成するよう走査することを特徴とする請求項1記載の検眼装置。
  3. 前記走査手段は、
    前記光源からの前記光束を偏向して前記眼底に投影させる偏向手段と、
    前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、を含み、
    前記駆動手段が前記偏向手段を回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記被検眼の瞳上で回転させて円軌道を形成することによって前記眼底上で前記円軌道を形成することを特徴とする請求項2記載の検眼装置。
  4. 前記走査手段により前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御する制御手段を有することを特徴とする請求項3記載の検眼装置。
  5. 前記制御手段は、前記偏向手段による前記光束の偏角を調整することで前記瞳上に形成される前記円軌道の直径を調整するよう制御することを特徴とする請求項4記載の検眼装置。
  6. 前記走査手段は、
    前記偏向手段としての第1のプリズム及び第2のプリズムと、
    前記第1のプリズム及び前記第2のプリズムを回転駆動することにより前記光束の前記投影像を前記眼底上で回転させ前記円軌道を形成する走査用モータとを含み、
    前記制御手段は、
    前記第1のプリズム及び前記第2のプリズムをそれぞれ回転駆動するプリズム用モータを含み、
    前記プリズム用モータを制御し前記第1のプリズムと前記第2のプリズムとの相対的な配置を調整することにより、前記第1のプリズム及び前記第2のプリズムによる前記光束の前記偏角を調整することを特徴とする請求項5記載の検眼装置。
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