JP4609697B2 - 眼屈折力測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼の眼屈折力を測定する眼屈折力測定装置に関する。

眼屈折力測定装置においては、被検眼に固視させる固視標を被検眼の光軸方向に移動する固視標光学系を持ち、固視標を被検眼の眼底に結像させる状態から適当なディオプタ分だけ遠方に移動することにより、被検眼に雲霧を掛けた状態で遠用屈折力を他覚的に測定している（特許文献１参照）。この固視標光学系は、近視眼及び遠視眼の遠用屈折力を測定可能とするため、固視標の呈示距離に拘わらず、固視標の視標像の見かけの大きさ（視角）をほぼ一定とする構成となっている。
特開平１０−１２７５８１号公報

しかしながら、上記のような固視標光学系を備える眼屈折力測定装置において、遠方位置から近方位置に固視標を移動して近くを見せた状態での屈折力や調節力を自覚的又は他覚的に確認する場合、例えば、固視標を３０ｃｍ相当の位置に呈示しても、固視標の見かけの大きさ（視角）が変わらないため、被検者は感覚的に近くに固視標が近づいたと感じられない。このため、近方視時の屈折力や調節力を測定、確認する際に正確性に欠けるという問題があった。

本発明は、上記問題点を鑑み、近方視時の屈折力や調節力をより正確に測定、確認できる眼屈折力測定装置を提供することを技術課題とする。

（１） 被検眼の屈折力を他覚的に測定する眼屈折力測定装置において、
被検眼の前眼部付近をその前側焦点位置とする対物レンズ系を介して被検眼に固視標を呈示する固視標光学系と、
被検眼に対する前記固視標の呈示距離を変える距離可変手段と、
該距離可変手段により前記固視標が遠方視の呈示距離から近方視の呈示距離に移動されるとき、固視標が近方に近づくにつれて固視標の見かけのサイズを大きくするサイズ可変手段と、
を備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼屈折力測定装置において、該距離可変手段により前記固視標が近方視の呈示距離に移動されたとき、被検眼の近用時の屈折力を他覚的に測定する近用屈折力測定手段を備えることを特徴とする。
（３） （１）〜（２）の何れかの眼屈折力測定装置において、前記固視標光学系には被検眼の乱視状態を矯正する乱視矯正光学系が設けられ、前記固視標を近方視の呈示距離としたときに、事前に得られた被検眼の乱視屈折力データに基づいて前記乱視矯正光学系を駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、近方視時の屈折力や調節力をより正確に確認、測定することができる。

以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。図１は眼屈折力測定装置の外観略図である。１は基台、２は被検眼の顔を固定するための顔固定ユニットである。３は本体部、４は後述する光学系が収納された測定部であり、本体部３はジョイスティック５の操作により基台１の水平面上を前後左右に摺動し、また、ジョイスティック５の回転ノブ５ａを回転操作することにより測定部４は本体部３に対して上下方向に移動する。ジョイスティック５の頂部には測定開始スイッチが設けられている。７は被検眼の前眼部像や各種情報を表示するＴＶモニタでる。８はスイッチ部であり、測定モード切換えスイッチ等が配置されている。

図２は光学系の概略構成図である。１１は赤外領域に波長を持つ２個の測定用光源であり、光軸を中心に回転可動に配置されている。１２は集光レンズである。１３は測定用指標（スポット開口）を有し、被検眼Ｅの眼底と共役な位置に配置されるべく移動可能な測定用ターゲット板である。１４は投影レンズ、１５ａ及び１５ｂはビームスプリッタである。１７は対物レンズ、３１はビームスプリッタ、１６はミラー、１８、１９はリレーレンズ、２０は被検眼Ｅの角膜と共役な位置に配置されている帯状の角膜反射除去マスク、２１はターゲット板１３とともに移動する移動レンズ、２２は結像レンズである。２３は測定用受光素子であり、測定用受光素子２３は測定用光源１１及び角膜反射除去マスク２０と同期して光軸を中心に回動する。

３０は固視標呈示光学系を表す。固視標呈示光学系３０は、ビームスプリッタ１５ａ,１５ｂ、対物レンズ１７、ビームスプリッタ３１、光軸上を移動可能な第１リレーレンズ３２、第２リレーレンズ３３、固視標表示部３４を備える。測定時の被検眼の前眼部付近は、対物レンズ１７の前側焦点位置にある。対物レンズ１７は一枚のレンズで示しているが、複数のレンズの組み合わせで対物レンズ系を構成する場合もある。固視標表示部３４は、液晶モニタやプラズマモニタ等の画像表示器により構成されており、被検眼に呈示する固視標の種類やサイズを自由に変えることができる。

図３は、固視標表示部３４に呈示される固視標の例を示し、マスクされた円形の呈示面の中心部に固視目標としての固視標３４ａが表示されている。この例では、サッカーボールを図柄としている。固視標表示部３４の表示面は、第２リレーレンズ３３の後側焦点位置に位置するように配置されている。固視標３４ａからの光束は第２リレーレンズ３３により平行光束となり、第１リレーレンズにより固視標像３４ａ´が結像する。被検眼は対物レンズ１７を介してこの固視標像３４ａ´を見ることとなる。第１リレーレンズ３２は光軸上を移動して、固視標像３４ａ´の呈示位置（呈示距離）を光学的に変化させる。遠用屈折力の測定時には、第１リレーレンズ３２の移動により被検眼の調節除去の雲霧を行う。

４５は観察光学系であり、図示無き照明光源により照明された被検眼前眼部像はビームスプリッタ１５ｂで反射された後、対物レンズ４６、ミラー４７を介してＣＣＤカメラ４８に撮像される。

図４は装置の制御系の概略構成図である。ＣＣＤカメラ４８からの映像信号は、画像処理部５１に入力され、ＴＶモニタ７に出力される。５０は制御部であり、固視標表示部３４、受光素子２３、スイッチ部８、測定用光源１１、測定用光源１１及び受光素子２３を駆動するモータ５６、測定用ターゲット板１３及びレンズ２１を移動するモータ５７、第１リレーレンズ３２を移動するモータ５８、ターゲット板１３の移動位置を検出するポテンショメータ６０、メモリ６２等が接続されている。制御部５０は固視標表示部３４を制御し、その表示面に表示する固視標３４ａのサイズを呈示距離に応じて変化させる。また、制御部５０は、受光素子２３やポテンショメータ６０からの検出信号を基に眼屈折力等を演算する。

以上のような構成を備える装置について、以下にその動作を説明する。まず、スイッチ部８のスイッチにより通常の遠用屈折力測定モードとした場合を説明する。モニタ７に表示される被検眼の前眼部像を観察しながら、ジョイスティック５及び回転ノブ５ａを操作してアライメントを行う。アライメントが完了したら測定開始スイッチ６を押して測定を行う。被検眼には固視標呈示光学系により固視標３４ａを呈示する。

測定用光源１１を出射した測定光は、集光レンズ１２、ターゲット板１３、投影レンズ１４、ビームスプリッタ１５ａ及び１５ｂを経て被検眼Ｅの角膜近傍に集光した後、眼底に到達する。正常眼の場合、眼底で反射したターゲット像はビームスプリッタ１５ａで反射し、対物レンズ１７、ビームスプリッタ３１を通過後、ミラー１６でもう一度反射され、リレーレンズ１８，１９及びレンズ２１を通過し、結像レンズ２２によって受光素子２３上で結像する。被検眼に屈折異常がある場合は、受光素子２３で受光した眼底反射光の受信信号に基づき、モータ５７を駆動して移動レンズ２１とともにターゲット板１３を被検眼Ｅの眼底と共役な位置にくるように移動させる。

次に、モータ５８の駆動により第１リレーレンズ３２を移動して固視標３４ａと被検眼Ｅの眼底とを共役な位置においた後、被検眼の調節を除去すべく、さらに適当なディオプタ分だけ雲霧が掛かるように第１リレーレンズ３２を移動させる。次に、被検眼Ｅに雲霧の掛かった状態で、測定用光源１１、角膜反射除去マスク２０、及び受光素子２３を光軸回りに１８０度回転させる。回転中、受光素子２３からの信号によりターゲット板１３及び移動レンズ２１が移動し、その移動量をポテンショメータ６０が検出して各経線方向の屈折力を求める。制御部５０は、この屈折力に所定の処理を施すことによって被検眼のＳ（球面屈折度数）、Ｃ（乱視度数）、Ａ（乱視軸角度）の他覚屈折力値を得る。雲霧状態での他覚屈折力値Ｓ，Ｃ，Ａはメモリ６２に記憶される。

上記の遠用屈折力の測定段階では、固視標表示部３４に表示する固視標３４ａのサイズは変えずに固定である。固視標３４ａからの光束は第２リレーレンズ３３により平行光束となり、第１リレーレンズにより固視標像３４ａ´が結像する。第１リレーレンズ３２を光軸方向に移動させることにより固視標３４ａ（固視標像３４ａ´）の呈示距離を変化させるが、被検眼の前眼部付近が対物レンズ１７の前側焦点位置にあるため、固視標３４ａの見かけの大きさ（視角）は変化しない。このため、遠用屈折力の測定では、被検眼の視度に拘わらず、固視標３４ａの見かけの大きさ（視角）をほぼ同じとして呈示できる。

次に、近方視時の眼屈折力を測定する場合について説明する。上記の遠用屈折力測定後に、スイッチ８部により近用測定モード（固視標を近方視の呈示距離とするモード）を設定すると、遠用屈折力測定で得られたＳ値の位置（乱視がある場合は、Ｓ値にＣ値の半分を加えた等価球面値としても良い）を基準に近方方向に固視標３４ａ（固視標像３４ａ´）が移動される。例えば、遠用屈折力が−２．０Ｄであった場合、固視標３４ａを０Ｄ（ディオプター）の位置から、２．０Ｄ分だけ近方に移動した位置が基準位置となる。これにより、被検眼は遠用矯正された状態となる。次に、被検眼を近方視とさせるために、第一リレーレンズ３２の移動により、視標の呈示位置を一定の速度で遠用位置から近用位置（例えば、被検眼から３５ｃｍの位置）へゆっくりと移動させていく。近用位置の距離は、予めスイッチ部８に配置された近用位置設定スイッチで設定しておく。

この時、制御部５０は、固視標の呈示距離に応じて、固視標表示部３４に表示する固視標３４ａのサイズを連続的に大きくしていく。図５（ａ）〜（ｄ）は、呈示距離に応じて固視標３４ａのサイズを変えた例を示し、図５（ａ）から順に、被検眼からの呈示距離を５ｍ、１ｍ、５０ｃｍ、３５ｃｍとしたときの例である。呈示距離５ｍは遠用屈折力の基準位置から０．２Ｄ分だけ近方へ移動した位置であり、呈示距離１ｍは１．０Ｄ分、呈示距離５０ｃｍは２．０Ｄ分、呈示距離３５ｃｍは約２．８Ｄ分、それぞれ遠用屈折力の基準位置から近方へ移動した位置である。図５に示すように、固視標３４ａが被検眼に近づくにつれて、その固視標３４ａ（図はサッカーボールの例である）のサイズが大きくなっている。なお、遠用屈折力を測定するときも固視標が見える必要があるので、このサッカーボールの例の場合、５ｍ以上の遠方距離及び無限遠距離では呈示距離５ｍのときと同じサイズでほぼ一定とする。

このように固視標３４ａが近方に近づくにつれて、その固視標３４ａのサイズを大きくすることにより、固視標３４ａの見かけのサイズ（視角）も大きくなるので、被検者は固視標３４ａが近方に近づいたことを感覚的に容易に認識できる。これにより、被検者は近用位置に来た固視標を固視しようとして調節力を働かせるようになる。このときの屈折力を上記と同じように測定用光源１１、受光素子２３等を回転させ、ポテンショメータ６０からの出力を基に得ることで、近用時の屈折力を正確に測定できる。また、被検者も自分の眼の調節能力を自覚的に確認しやすくなる。そして、近用時の屈折力を基に調節力を求めたり、加入度を決定したりすることが可能である。調節力は遠用屈折力と近用屈折力の差により求められる。視標呈示距離３５ｃｍでの加入度は、３５ｃｍ＝約２．８Ｄであるので、この２．８Ｄと調節力との差により決定される。制御部５０により調節力と加入度が演算されると、その結果がモニタ７に表示される。

なお、以上のような測定において、遠近の移動量、移動の速度、遠近移動の繰り返しなどは、任意の設定が可能である。また、上記のように画像表示にて連続的に固視標のサイズを変えることにより、固視標の見かけのサイズ（視角）を変えるような構成の場合、固視標を遠方から近方へ（又は近方から遠方へ）移動し、この固視標の移動により誘起される屈折力変化を経時的に連続して測定する調節力測定においては、特に有利である。被検眼の近点を求める近点測定にも適用できる。

上記の呈示距離に応じた固視標の見かけのサイズ（視角）変化は、感覚的に近方に近づいてきたことを感じさせる変化であれば良いが、呈示距離に対する実際の視角の変化に合わせて表示倍率を変えてやれば、より自然に固視標が近づいたことを感じさせることができる。図６は、直径２２ｃｍのサッカーボールが５ｍから３５ｃｍまで近づいてきた時の、ボールの直径／視標呈示距離、及び被検眼が視認する実際の視角を計算した結果と、その計算結果をグラフに示したものである。被検眼の視角は、ボールの直径と固視標の呈示距離から求めることができる。これを基に、呈示距離に応じて固視標３４ａの大きさを実際の視角に合わせて変えていけば、被検眼に対象物が近づいてくる時の距離感をより認識しやすくなる。この時、ボール全体の画像が固視標表示部３４に表示できない時は、図５（ｄ）に示すように、実際の視角に対応したボールの拡大図（拡大されたボールの一部をとったもの）を表示すればよい。

図７は、被検眼に注視させる固視標の図柄を風景視標とした例であり、***の道路と車の固視標３４ｂを使って、視標呈示距離に応じて遠くから車が近づいてくるような構成としている。この場合、図７（ａ）の無限遠にある車は非常に小さく見えるが、図７（ｂ）の被検眼から１ｍの位置、図７（ｃ）の被検眼から３５ｃｍの位置へと近づくにつれて、車が大きくなってくるため、徐々に視角も大きくなり、固視標３４ｂが近づいてくることが認識しやすくなる。また、車と道路を拡大していくような構成として、被検眼が車へ近づいていくような構成としてもよい。

近用位置での屈折力や見え方を確認する場合、遠方視と近方視の２種類の固視標に切換えることでも良い。例えば、固視標を遠方視の呈示距離としたときには、図７（ａ）に示すように遠方視をイメージさせる図柄の固視標とし、これに対して、固視標を近方視の距離としたときには図７（ｃ）に示すように近方視をイメージさせる図柄の固視標に切換える。

次に、遠用屈折力測定の測定値に基づいて遠用矯正された状態で、遠方視した場合と近方視した場合の見え方の比較を、被検者に体験させる機能について説明する。スイッチ部８に配置された近用スイッチを押すと、第1リレーレンズ３２が移動し、遠用屈折力測定の測定値に基づいて遠用位置に置かれた固視標が、例えば３５ｃｍ（遠用位置から約２．８Ｄ分近方へ移動させた距離）の近用距離とされる。遠用位置での固視標は、例えば、図７（ａ）に示す遠方視をイメージさせる図柄の固視標であり、近用位置での固視標は、図７（ｃ）に示す近方視をイメージさせる図柄の固視標に切換えられる。そして、スイッチ部８に配置された比較用スイッチを押すたびに、固視標が遠用位置と近用位置と交互に切換えられると共に、固視標の図柄も図７（ａ）のものと図７（ｃ）のものとに交互に切換えられる。これにより、被検者は遠方視した場合と近方視した場合の見え方の比較を確認でき、近方視では感覚的に固視標が近くにあることを認識しやすくなる。そして、近用位置の固視標がボケて見えるときは、調節力が不足しているので、加入度の必要性を被検者に訴え易くなる。

図８は、第２実施例を示す図である。図２と同じ符号は同じ機能の部材を示しているものとし、その説明を省略する。第２実施例の固視光学系３０は、固視標表示部３４のかわりに、固視標板７４が円周上に複数個配置されたディスク７１と、ディスク７１を回転させる図示無き駆動部と、固視標板７４を照明する照明光源７３とを備える。ディスク７１は、固視光学系３０の光軸に固視標板７４を切換え配置する。複数個の固視標板７４には、図５や図７に示したような視標呈示距離に対応した図柄の視標がそれぞれ描かれている。この例では、ディスク７１の回転制御により呈示距離に応じて固視標板７４を切換え配置し、視標の大きさを段階的に変化させることにより、視標の見かけの大きさ（視角）を変化させる。遠用屈折力測定モードのときは、固視標板７４の中の遠用固視標を光路に配置する。固視標を近方視の呈示距離とするモードでは、その近用の呈示距離に応じたサイズの固視標が描かれた固視標板７４を切換え配置する。

図９は、第３実施例を示す図である。図２と同じ符号は同じ機能の部材を示しているものとし、その説明を省略する。第３実施例では、固視光学系３０にズームレンズを用いることにより、呈示する視標の見かけの大きさ（視角）を呈示距離に応じて変える。８０は固視標であり、８１は照明光源であり、８２は第１リレーレンズ３２の代わりに配置されたズームレンズ光学系である。ズームレンズ光学系８２は、凸レンズ８２ａ及び凹レンズ８２ｂよりなり、凹レンズ８２ｂを光軸方向に移動させることにより、固視標板８０の視標像８０´の投影倍率が可変となる。その視標像８０´の結像位置は、凸レンズ８２ａ及び凹レンズ８２ｂを一体的に移動することにより変えることができる。遠用屈折力測定では投影倍率を一定のままとし、近用測定モードのときには、凹レンズ８２ｂを移動することにより呈示距離に応じて投影倍率を変える。この場合、固視標の見かけのサイズ（視角）は第１実施例と同様に連続的に変えることができる。

図１０は、第４実施例の固視標呈示光学系を示す図である。固視標光学系の光軸上には、被検眼側から順に対物レンズ９０、絞り９１、レンズ９２、固視標表示部９３が配置されている。絞り９１は対物レンズ９０に関して被検眼の前眼部付近と共役であり、レンズ９２の前側焦点位置に配置されている。この例では、対物レンズ９０とレンズ９２からなる光学系が、実施例１の対物レンズ１７に相当する対物レンズ系を構成し、この対物レンズ系の前側焦点位置に被検眼前眼部付近が位置する。また、この例では固視標表示部９３を光軸方向に移動させて呈示距離を可変とする。固視標表示部９３は第１実施例の固視標表示部３４と同じであり、画像表示により固視標のサイズを変える。絞り９１は被検眼の瞳孔に入射する視標光束の大きさをより一定に保持しやすくするものであり、これは必ずしも無くても良い。この例においても、固視標を近方視の呈示距離とするモードのときに、固視標表示部９３に表示する固視標のサイズを呈示距離に応じて変えることで対応する。

なお、固視標を近方視の呈示距離とするモードにおいて、強度の乱視を持つ被検眼に固視標を呈示するような場合、被検者は固視標が２重に見えてしまう等により、近方に固視標が呈示されたかどうか自覚しづらい。この場合には、被検者は調節力を十分に働かせることができず、近方視時の屈折力や調節力を正確に測定することができなくなる。このため、上記の実施例においては、固視標呈示光学系に被検眼の乱視状態を矯正する乱視矯正光学系を設けることが好ましい。

図１１は、第１実施例の固視標呈示光学系に被検眼の乱視状態を矯正する乱視矯正光学系及び駆動機構を設けたものである。なお、以下に示す乱視矯正光学系及び駆動機構は、第２〜第４実施例記載の固視標呈示光学系においても適用可能である。３７は乱視矯正光学系であり、焦点距離が等しい２つの負の円柱レンズ３７ａ，３７ｂを持ち、両者は互いに独立して光軸を中心に同一方向又は反対方向に回転可能である。３８は駆動機構であり、レンズ３７ａとレンズ３７ｂをそれぞれ光軸を中心に回転させる。制御部５０は、乱視矯正光学系３７を被検眼の乱視状態が矯正されるように調整すべく、駆動機構３８に駆動信号を出力する。なお、２枚の円柱レンズを使用する場合、球面成分が発生するので、その分固視標３４ａの位置を補正する。

このような構成を備える装置において、乱視を持つ被検眼の近方視時の眼屈折力を測定する場合、上記遠用屈折力測定後に、スイッチ８部により近用測定モードを設定すると、遠用屈折力で得られたＳ値（弱主経線方向の屈折力）の位置を基準に近方方向に固視標３４ａ（固視標像３４ａ´）が移動される。また、遠用屈折力測定等で事前に得られたＣ（乱視度数：強主経線方向の屈折力−弱主経線方向の屈折力）とＡ（乱視軸角度）の乱視屈折力に基づいて、被検眼の乱視状態が矯正されるように乱視矯正光学系３７が制御部５０により駆動制御される。これにより、被検眼の乱視状態が矯正された状態となる。

乱視矯正光学系３７を設けたことにより、強度の乱視を持つ被検眼であっても、近方に近づいてきた固視標が二重に見えてしまう等の問題が解消され、近方に近づくに従ってそのサイズが大きくなる固視標を十分に固視することができる。このため、被検者は固視標が近方に近づいてきたことを感覚的に容易に認識でき、近方位置の固視標を固視しようとして調節力を働かせるようになるので、正確な測定が可能となる。また、近用位置での視標の見え方を被検者に確認させる場合においても、固視標がぼけて見えたような場合、その原因が眼の乱視によるものではなく、眼の調節力不足によるものであることが正確に分かる。

眼屈折力測定装置の外観略図である。 第一実施例の装置の光学系の概略構成図である。 固視標表示部に呈示される固視標の例を示す図である。 装置の制御系の概略構成図である。 呈示距離に応じて固視標のサイズを変えた例を示す図である。 直径２２ｃｍのサッカーボールが５ｍから３５ｃｍまで近づいてきた時の、ボールの直径／視標呈示距離、及び被検眼が視認する実際の視角を計算した結果と、その計算結果をグラフに示したものである。 被検眼に注視させる固視標の図柄を風景視標とした例である。 第２実施例を示す図である。 第３実施例を示す図である。 第４実施例の固視標呈示光学系を示す図である。 第１実施例の固視標呈示光学系に被検眼の乱視状態を矯正する乱視矯正光学系及び駆動機構を設けたものである。

符号の説明

８ スイッチ部
１７ 対物レンズ
３０ 固視標呈示光学系
３２ 第１リレーレンズ
３３ 第２リレーレンズ
３４ 固視標表示部
３４ａ、３４ｂ 固視標
３４ａ' 固視標像
３７ 乱視矯正光学系
３８ 駆動機構
５０ 制御部
７１ ディスク
７３ 照明光源
７４ 固視標板
８０ 固視標板
８０' 視標像
８２ ズームレンズ光学系

Claims (3)

1. 被検眼の屈折力を他覚的に測定する眼屈折力測定装置において、
   被検眼の前眼部付近をその前側焦点位置とする対物レンズ系を介して被検眼に固視標を呈示する固視標光学系と、
   被検眼に対する前記固視標の呈示距離を変える距離可変手段と、
   該距離可変手段により前記固視標が遠方視の呈示距離から近方視の呈示距離に移動されるとき、固視標が近方に近づくにつれて固視標の見かけのサイズを大きくするサイズ可変手段と、
   を備えることを特徴とする眼屈折力測定装置。
2. 請求項１の眼屈折力測定装置において、該距離可変手段により前記固視標が近方視の呈示距離に移動されたとき、被検眼の近用時の屈折力を他覚的に測定する近用屈折力測定手段を備えることを特徴とする眼屈折力測定装置。
3. 請求項１〜２の何れかの眼屈折力測定装置において、前記固視標光学系には被検眼の乱視状態を矯正する乱視矯正光学系が設けられ、前記固視標を近方視の呈示距離としたときに、事前に得られた被検眼の乱視屈折力データに基づいて前記乱視矯正光学系を駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする眼屈折力測定装置。