JPH11332827A - 眼屈折度測定装置および眼屈折度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で、短時間で高精度の眼屈折度測
定が可能な装置を提供する。 【解決手段】 投光光学系Ｐにより、被検眼Ｅの角膜上
に正方形のパターンＫを投影する。これによって被検眼
Ｅの眼底上に形成される平行四辺形のターゲット像Ｔ
を、受光光学系Ｒにより観察する。ターゲット像Ｔの傾
きと大きさとに基づいて、眼屈折度を算出することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検眼の眼屈折度
を他覚的に測定する眼屈折度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の眼屈折度測定装置の１つの代表例
として、被検眼に対して所定の径線方向に沿って分離し
た２つの測定用ターゲット像（測定パターン光）を瞳上
の２点を通して被検眼眼底へ投影し、眼底に生じる２つ
のターゲット像の反射像の分離量から、径線方向の眼屈
折度を検出し（検出は、少なくとも３径線方向で行って
いる）、その結果を基に、被検眼の球面度数、乱視度数
及び乱視軸角度を算出するように構成した装置が知られ
ている。

【０００３】また、今１つの眼屈折度測定装置として、
被検眼瞳周辺部からリング状光束を被検眼眼底へ投影
し、その眼底からの反射光束であるリング状パターンの
形状及び寸法により、球面度数、乱視度数及び乱視軸角
度を得るといったような測定装置も知られている。

【０００４】しかし、前者の従来装置は、３つの径線方
向の屈折度の検出後に、被検眼の球面度数、乱視度数及
び乱視軸角度の演算を行うために、短時間に眼屈折度の
測定ができないという問題があった。また、ターゲット
像を眼底上に略合焦させる必要があるため、測定ターゲ
ット象投光光学系を移動可能に構成せねばならず、その
ための投光光学系の構造が複雑とならざるを得なかっ
た。

【０００５】また、後者の従来装置では、まず被検眼眼
底に生じるリング状像の中心を検出する必要があり、そ
の後、リング状のパターンの形状及び大きさを求めるた
めに、まず、検出したリング状像中心を求めるスキャン
を行い、次に、その中心から放射線状にリング状像のス
キャンを行って各極座標を求め、演算により被検眼の眼
屈折度を算出する。そのため、これも短時間にて眼屈折
度を測定できないという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決すべき課題は、簡易な構成で、短時間で高精度の眼
屈折度測定が可能な装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記技
術的課題を解決するために、本発明は以下の構成の眼屈
折度測定装置を提供する。

【０００８】眼屈折度測定装置は、被検眼眼底へ測定用
パターン光を投影し、被検眼眼底上にターゲット像を形
成する投光光学系と、そのターゲット像の反射光束を受
光センサに導いて受光センサ上に観察像を形成する受光
光学系と、この観察像を検出して被検眼の眼屈折度を算
出する検出演算手段とを含んでなるタイプのものであ
る。上記投光光学系は、被検眼の角膜上の瞳周辺領域に
実質的に正方形を形成するように上記パターン光を投影
する。上記観察演算手段は、上記ターゲット像の傾きと
大きさとを検出し、それに基づいて被検眼の眼屈折度を
算出する。

【０００９】上記構成において、被検眼の視線方向と投
光および受光光学系の光軸とのアライメントを調節した
後、投光光学系により、被検眼の角膜上の瞳周辺領域に
同一の大きさの正方形パターンを投影する。これによっ
て、被検眼眼底には、被検眼の眼屈折度に応じた平行四
辺形（正方形を含む）のターゲット像が形成される。こ
のターゲット像を、受光光学系を通して捕らえる。検出
演算手段は、受光光学系を通して捕らえたターゲット
像、すなわち観察像を処理する。

【００１０】上記構成において、被検眼の角膜上の瞳周
辺領域に投影された測定用パターン光によるパターンの
形状・大きさと、被検眼眼底に形成されたターゲット像
の形状・大きさとは、眼屈折度をパラメータとして一定
の関係がある。そこで、検出演算手段は、ターゲット像
の傾きと大きさを求め、所定の計算式によって眼屈折度
を算出することができる。

【００１１】上記構成によれば、ターゲット像の合焦位
置を被検眼ごとに調節する必要がないので、従来の装置
のようにターゲット像を略合焦させるための移動機構は
不要であり、可動部を含まない簡易な構成とすることが
できる。また、検眼眼底上に形成されたターゲット像の
傾きと大きさは、上下左右スキャンのみで検出でき、処
理が簡単である。これに対し、従来のリング状パターン
の解析では、リング中心検出のための上下左右スキャン
に加え、検出したリング中心から径方向に回転しながら
スキャンしてリングの各極座標を検出するといった複雑
な処理が必要となり、処理に時間がかかる。

【００１２】したがって、簡単な構成で、短時間で高精
度の眼屈折度測定が可能である。

【００１３】なお、被検眼の角膜上の瞳周辺領域には、
実質的に正方形の測定用パターン光を投影すればよく、
正方形から若干ずれたような四角形であってもよい。た
とえば、辺の長さが異なる場合には辺の長さの比率を用
いて補正するによって、また，辺が傾いている場合には
辺の傾きの差分を用いて補正することによって、正方形
の場合と同様に眼屈折度を測定することができる。ま
た、眼屈折度の算出のために求めるターゲット像の傾き
は、たとえば、ターゲット像の辺の傾きであっても、対
角線の傾きであっても、中心線の傾きであってもよい。
ターゲット像の傾きについては、少なくとも１つの値を
求めれば、眼屈折度を算出できる。また、眼屈折度の算
出のために求めるターゲット像の大きさは、たとえば、
ターゲット像の辺の長さであっても、対角線の長さであ
ってもよい。

【００１４】好ましくは、上記観察演算手段が検出する
上記ターゲット像の傾きは、上記ターゲット像の隣接す
る２つの辺の傾きである。上記構成によれば、ターゲッ
ト像の傾きを、簡単な処理で精度よく検出することがで
きる。

【００１５】また、好ましくは、上記観察演算手段が検
出する上記ターゲット像の大きさは、所定方向に見たと
きの上記ターゲット像の対向する辺間の距離である。上
記構成によれば、ターゲット像の大きさを、たとえば水
平方向に順次走査するというような簡単な処理で精度よ
く検出することができる。

【００１６】好ましくは、上記受光光学系は、上記ター
ゲット像からの反射光束を被検眼の瞳中心部から取り出
すように構成される。

【００１７】上記構成によれば、被検眼眼底のターゲッ
ト像からの反射光束は、瞳中心を通るので、このときに
眼屈折の再影響をほとんど受けないので、受光光学系を
通して被検眼眼底のターゲット像を歪みなく正確に観察
できる。したがって、測定精度をより高めることができ
る。

【００１８】また、本発明は、眼屈折度測定方法も提供
する。

【００１９】眼屈折度測定方法は、被検眼眼底へ測定用
パターン光を投影し、被検眼眼底に形成されたターゲッ
ト像を観察して眼屈折度を求める方法であり、第１〜第
３ステップを備える。第１ステップにおいて、被検眼の
角膜上の瞳周辺領域に実質的に正方形を形成するように
上記パターン光を投影する。第２のステップにおいて、
上記第１ステップにより被検眼眼底に形成された上記タ
ーゲット像の傾きと大きさとを検出する。第３ステップ
において、上記第２ステップの検出結果に基づいて、被
検眼の眼屈折度を算出する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る眼屈折度測定装置および眼屈折度
測定方法について説明する。

【００２１】眼屈折度測定装置の光学系は、図１に示す
ように、投光光学系Ｐと、受光光学系Ｒと、視標光学系
Ｓと、モニター光学系Ｍとからなる。

【００２２】投光光学系Ｐおよび受光光学系Ｒは眼屈折
度測定のために用いる。

【００２３】投光光学系Ｐは、被検眼Ｅの眼屈折度を測
定するときに、測定用パターン光を被検眼Ｅの眼底に投
射する。詳しくは、ＬＥＤ（発光ダイオード）の光源８
からの光束は、図９（２）に示したマスク７のロ字状の
スリット７ａを透過した後、レンズ６を通り、さらに、
図９（１）に示したマスク５のロ字状のスリット５ａマ
スク５を通って、正方形の測定用パターン光となり、穴
明きミラー４、ハーフミラー３、接眼レンズ２、接眼ガ
ラス１を経て被検眼Ｅの瞳周辺部から眼底に入射する。
これによって、被検眼Ｅの眼底に、平行四辺形（正方形
を含む）のターゲット像が形成される。

【００２４】受光光学系Ｒは、被検眼Ｅからの眼底反射
光を、接眼ガラス１、接眼レンズ２、ハーフミラー３お
よび４、リレーレンズ９、ミラー１０、リレーレンズ１
１、ミラー１２、結像像用レンズ１３、ハーフミラー１
４を経て、受光センサ２６に導く。受光センサ２６で捕
らえた映像（観察像）は、不図示のコンピュータを用い
て処理し、球面度数、乱視度数及び乱視軸角度を算出す
る。

【００２５】視標光学系Ｓおよびモニター光学系Ｍは、
視線方向と投光光学系Ｐおよび受光光学系Ｒの光軸とが
一致するようにアライメント調整をするために用いる。

【００２６】視標光学系Ｓは、従来の装置と同様に、被
検者が覗く視標２２を装置内で光学的に作像するもので
ある。詳しくは、ＬＥＤの光源２３により背面から照明
された視標２２の映像は、リレーレンズ２１、ハーフミ
ラー２４、１５および１３、接眼レンズ２、接眼ガラス
１を経て、被検眼眼底Ｅに投影されるようになってい
る。視標２２は、測定時に被検者に注視してもらうもの
であり、例えば、灯台、気球、ヨットなどの風景や、ス
ターバーストのように、適宜な映像を用いることができ
る。

【００２７】モニター光学系Ｍは、被検眼Ｅからの反射
光束を、接眼ガラス１、接眼レンズ２、ハーフミラー
３、ハーフミラー１５、フィールドレンズ１６、ミラー
１８、結像用レンズ２０、ハーフミラー１４を経て、受
光センサ２６に導き、受光センサ２６上に観察像を形成
する。受光センサ２６で捕らえた観察像は、不図示のモ
ニター画面に映し出される。検者は、このモニター画面
を見ながら、アライメント操作を行う。

【００２８】なお、図中、２５はＬＥＤの光源、２７は
照明光源であり、照準合わせ操作時に用いる。

【００２９】投光光学系Ｐは、図２の斜視図に示すよう
に、マスク５および７を透過した測定パターン光束が、
その光軸上のある点Ｑ（定点）を通って被検眼の角膜の
瞳周辺領域上に入射し、網膜上（眼底）に四角形状のタ
ーゲット像Ｔを形成する。

【００３０】このとき、投光光学系Ｐは、図２および図
３に示すように、一辺の長さがａの正方形の測定パター
ンＫを角膜上に投影する。そして、瞳を透過した光束
は、被検眼Ｅの眼底上に、図２および図４に示すよう
に、平行四辺形（正方形を含む）の眼底パターン、すな
わちターゲット像Ｔを形成する。なお、図３および図４
は、平面上に一般化して示したものである。

【００３１】眼底上に形成されるこのターゲット像Ｔ
は、投光光学系Ｐから同じように光束を被検眼Ｅに投射
しても、被検眼Ｅの眼屈折度によってその大きさや形状
が異なる。たとえば、図５に示すように、正視の場合に
は正方形のパターン（２）が観察されるが、遠視の場合
には正視の場合より小さい正方形のパターン（１）が観
察され、近視の場合には正視の場合より大きい正方形の
パターン（３）が観察され、乱視のある場合には斜めの
平行四辺形のパターン（４）が観察される。

【００３２】眼底上のターゲット像Ｔは、受光光学系Ｒ
により受光センサ２６に導いて観察する。このとき、図
６の斜視図に示すように、眼底からの反射光束は被検眼
の瞳中心Ｃに集まるように光路を形成し、被検眼Ｅの眼
屈折度の再影響を受けることなく、眼底上のターゲット
像Ｔを観察できる。たとえば、図４に示したターゲット
像Ｔは、受光センサ２６上では、図７に示すように観察
される。

【００３３】この受光センサ２６で観察したパターン、
すなわち観察像Ｌについて、不図示のコンピュータを用
いて、球面度数ＳＰＨ、乱視度数ＣＹＬ、および乱視軸
角度ＡＸＩＳを求める。詳しくは、図８に示すように、
観察像Ｌの上下および左右の辺の傾きβ₁，β₂（正視の
場合を０度とする）と、対向する辺間の距離Ｘ₀，Ｙ₀と
を測定し、次の式によって求める。

【００３４】

【数１】

【数２】

【数３】

【００３５】ここで、ａは、角膜上における正方形パタ
ーンの一辺の長さ(図２参照)、ｄは、光軸上の定点Ｑか
ら被検眼Ｅの角膜までの距離（図２参照）、ｄ₁は、被
検眼Ｅの角膜から観察像の結像位置までの距離（図６参
照）である。

【００３６】この装置では、観察像Ｌの上下および左右
の辺の傾きβ₁，β₂と、対向する辺間の距離Ｘ₀，Ｙ₀と
を測定するために、たとえば以下のような処理を行う。

【００３７】すなわち、水平方向走査線を上から下に順
に移動し、走査線が観察像と交わる２点間の距離から左
右辺間の距離Ｘ₀を求め、また、走査線との一方（左
側）の交点の差分から傾きβ₁を求める。同様に、垂直
方向走査線を右から左に移動して、上下辺間の距離Ｙ₀
と傾きβ₂とを求める。このような処理は、簡単であ
り、短時間に行うことができる。

【００３８】これに対し、リング状パターンを用いる従
来装置では、水平方向走査線の移動と垂直方向走査線と
の移動によって、まず、パターンの中心を求める。次
に、求めた中心を通る走査線を回転し、パターンの極座
標を求めるという複雑な処理を行う必要がある。

【００３９】つまり、本発明の装置は、水平および垂直
方向の処理だけよく、従来のリング状パターンの解析に
必要であった中心検出および検出した中心から像をスキ
ャンして各極座標を求めるといった面倒な処理が不要と
なる。

【００４０】したがって、簡単な処理で短時間で高精度
の眼屈折度測定が可能となる。

【００４１】また、被検眼眼底に形成するターゲット像
の合焦位置を調節する必要がないので、光学部を移動可
能に構成することを必要としない。

【００４２】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

【００４３】たとえば、被検眼Ｅの角膜上の瞳周辺領域
に投影する正方形パターンは、図１０の例１に示すよう
に、正方形のすべての辺がつながっていても、例２に示
すように、四隅が切れて、縦と横の各々２本のラインで
形成されてもよい。例２の場合には、測定用パターン光
を形成するためのマスク５および７は、パターンを蒸着
した物など高価な部品の代わりに、たとえば互いに分離
した４つスリットを形成した板状部材を用いることがで
き、コストを低減することができる。

【００４４】また、被検眼Ｅの角膜上の瞳周辺領域に
は、正方形パターンの代わりに、長方形のパターンや、
平行四辺形のパターンを投影してもよい。たとえば、長
方形のパターンの場合には、短辺と長辺との比率によっ
て正方形の場合の算出式を補正することによって、ま
た、平行四辺形の場合には、辺の傾きの差分を用いて補
正することによって、同様に、眼屈折度を測定すること
ができる。また、観察像の傾きβ₁，β₂のいずれか一方
だけによって、眼屈折度を算出することができる。ま
た、辺の傾きβ₁，β₂の代わりに、対角線の傾きを求め
ても、中心線の傾きを求めてもよい。また、対向する辺
間の距離Ｘ₀，Ｙ₀の代わりに、辺の長さを求めても、対
角線の長さを求めてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の眼屈折度測定装置の光学部の構成図
である。

【図２】 投光光学系の要部斜視図である。

【図３】 被検眼の角膜上に形成されるパターンの平面
図である。

【図４】 被検眼の眼底上に形成されるパターンの平面
図である。

【図５】 屈折度により異なる被検眼眼底に形成される
パターンの平面図である。

【図６】 受光光学系の要部斜視図である。

【図７】 受光センサ上に形成されるパターンの平面図
である。

【図８】 眼屈折度測定原理の説明図である。

【図９】 マスクの平面図である。

【図１０】 変形例の説明図である。

【符号の説明】

１ 接眼ガラス ２ 接眼レンズ ３ ハーフミラー ４ 穴あきミラー ５ マスク ６ レンズ ７ マスク ８ 光源 ９ リレーレンズ １０ ミラー １１ リレーレンズ １２ ミラー １３ 結像用レンズ １４ ハーフミラー １５ ハーフミラー １６ フィールドレンズ １８ ミラー ２０ 結像用レンズ ２１ リレーレンズ ２２ 視標 Ｃ 角膜中心 Ｅ 被検眼 Ｋ，Ｋ’ パターン Ｐ 投光光学系 Ｑ 定点 Ｍ モニター光学系 Ｒ 受光光学系 Ｓ 視標光学系 Ｔ ターゲット像

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検眼（Ｅ）眼底へ測定用パターン光を
   投影し、被検眼（Ｅ）眼底上にターゲット像（Ｔ）を形
   成する投光光学系（Ｐ）と、そのターゲット像（Ｔ）の
   反射光束を受光センサ（２６）に導いて受光センサ（２
   ６）上に観察像（Ｌ）を形成する受光光学系（Ｒ）と、
   該観察像（Ｌ）を検出して被検眼（Ｅ）の眼屈折度を算
   出する検出演算手段を含んでなる眼屈折度測定装置にお
   いて、 上記投光光学系（Ｐ）は、被検眼（Ｅ）の角膜上の瞳周
   辺領域に実質的に正方形（Ｋ）を形成するように上記パ
   ターン光を投影し、 上記観察演算手段は、上記ターゲット像（Ｔ）の傾き
   （β₁，β₂）と大きさ（Ｘ₀，Ｙ₀）とを検出し、それに
   基づいて被検眼（Ｅ）の眼屈折度（ＳＰＨ，ＣＹＬ，Ａ
   ＸＩＳ）を算出することを特徴とする眼屈折度測定装
   置。
2. 【請求項２】 上記観察演算手段が検出する上記ターゲ
   ット像（Ｔ）の傾き（β₁，β₂）は、上記ターゲット像
   （Ｔ）の隣接する２つの辺の傾き（β₁，β₂）であるこ
   とを特徴とする、請求項１記載の眼屈折度測定装置。
3. 【請求項３】 上記観察演算手段が検出する上記ターゲ
   ット像（Ｔ）の大きさ（Ｘ₀，Ｙ₀）は、所定方向に見た
   ときの上記ターゲット像（Ｔ）の対向する辺間の距離
   （Ｘ₀，Ｙ₀）であることを特徴とする、請求項１記載の
   眼屈折度測定装置。
4. 【請求項４】 被検眼（Ｅ）眼底へ測定用パターン光を
   投影し、被検眼（Ｅ）眼底に形成されたターゲット像
   （Ｔ）を観察して眼屈折度（ＳＰＨ，ＣＹＬ，ＡＸＩ
   Ｓ）を求める、眼屈折度測定方法において、 被検眼（Ｅ）の角膜上の瞳周辺領域に実質的に正方形
   （Ｋ）を形成するように上記パターン光を投影する第１
   のステップと、 該第１ステップにより被検眼（Ｅ）眼底に形成された上
   記ターゲット像（Ｔ）の傾き（β₁，β₂）と大きさ（Ｘ
   ₀，Ｙ₀）とを検出する第２ステップと、 該第２ステップの検出結果に基づいて、被検眼（Ｅ）の
   眼屈折度（ＳＰＨ，ＣＹＬ，ＡＸＩＳ）を算出する第３
   ステップとを備えることを特徴とする、眼屈折度測定方
   法。