JPS5964022A - 屈折度測定装置 - Google Patents

屈折度測定装置

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JPS5964022A
JPS5964022A JP57175847A JP17584782A JPS5964022A JP S5964022 A JPS5964022 A JP S5964022A JP 57175847 A JP57175847 A JP 57175847A JP 17584782 A JP17584782 A JP 17584782A JP S5964022 A JPS5964022 A JP S5964022A
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light
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radial direction
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は屈折度測定方法及び測定装置に関し、特に可動
部を持たず自動的に屈折度測定が可能なものに関する。
従来、市場に供されているレンズメータ、ケラトメータ
はその殆んどが屈折度測定を手動で行なうもので測定に
時間がかかシ又、煩維性がある。
一方、測定を自動的に行なう自動レンズメー(2) タ、自動ケラトメータが知られているが、これには可動
部があって装置の複雑化、耐久性といった問題点がある
本発明は如上の点に鑑み、測定を自動的に且つ可動部な
く行表う新規な屈折度測定方法及び測定装置を提供する
ととを目的とする。
とれを達成するため、本発明では、少なくとも3本のエ
ネルギーと一ムを被測定要素の異なる位置に照射し、該
被測定要素を経たエネルギービームを光軸方向所定位置
に設けられた2次元位置検出素子に受は偏位ベクトル和
をゼロとするよう被測定要素のアライメントを行ない、
前記偏位ベクトルの所定径線方向のベクトル成分より各
径線方向の屈折度を算出することを特以下、本発明の実
施例を示すが、第1図に諺発明の詳細な説明を行々う。
第1図において、1人、1B、1Cは3箇のLED等の
光源であ)、これらを順次点灯する。
絞シ板2には光源1ム、1B、jCに対応した光軸上(
3) の点を中心とした円周上の3箇の穴2A、2B、2C被
検レンズ3で屈折した後、2次元光位置検出素子4に入
る。検出素子4は、アナログ信号の出る半導体装置検出
器の如き単一素子でも曳く、またCCDの如きアレイ素
子でも良い。
光源1人、IB、ICは光軸8から等距離にあシ光源か
ら光軸に下した足は互いに120°を為す。
絞シ板2の穴2人、 2B 、 2Cも同様の関係にあ
シ、従って3本の光ビームは互いに平行かつ光軸8に平
行となる。ここで被検レンズ3が無い時は、ビームは検
出素子4上の点4A 、 4B 、 4Gに至る。
被検レンズ3が入るとビームは屈折され、点4八′。
4B/、4C/にくる。とこで各点4A 、 4B 、
 4Gから屈折後の点4ムf、 4BZ 4CIに至る
偏位ベクトルA、B、Cが被検レンズ3の屈折度、即ち
球面度数、乱視度数、乱視角及び光軸8からの被検レン
ズ中心のずれに関する位置情報を与える。ここで光ビー
ムの被検レンズ5によυ屈折される角度は近軸(4) 的に考えると被検レンズの屈折力と諷ル、たるビームと
レンズ中心0との距離に比例する。ベクトルA、B、C
の大きさは、この角度の他、更に被検レンズ5と検出素
子4の距離にも比例する。
なおレンズ面を回転放物面と近似すれば、レンズ上の2
点に入射したビームの2点を結ぶ方向の収れん、発散の
度合は2点の間隔が一定なら入射位置には無関係である
。これによって、アライメントは三つの偏位ベクトルA
、B、Cのベクトル和がゼロと表るととによって求まる
すなわち次のようIc3つのベクトルの1方向成分、Y
方向成分が共にゼpとなるようにする。
ム、 + Bx+ Cx= O(1) ム、 + BY十CY= O(2) ここでAI、Bx、CXはベクトルム、B、C(7) 
!成分、ムア、 BY、 CYはベクトルム、B、Cの
Y成分である。
とのようにアライメントを行なうととによって次の屈折
度測定が精確になされる。なお被検レンズ3がプリズム
作用を含む場合又はレンズを偏心させて用い故意にプリ
ズム効果を出す場(5) 合は(1)(2)式の左辺の値がその位置でのプリズム
度数を与える。
さて、被検レンズは一般に乱視を含んでいるが、各径線
方向の屈折力を求め石には少なくとも三極線方向の屈折
力を求めれば喪い。
すなわち、0を基準径線方向からの円周方向の角度とす
ると、対応する屈折力りは0の関数として D(θ)=α5in2(θ+β)+γ   (5)と表
わされる。
ここでα、β、γは定数であシ、各々乱視度、乱視角、
球面度数を表わす。第1図で被検レンズ3のレンズ面が
回転放物面に近似しているとし、且つ屈折に関するスネ
ルの法則に関し近似式を用いると、レンズの2点に一定
間隔で照たったビームの屈折後の偏位度合は、その2点
間を結ぶ方向に平行な如何なる2点間における場合につ
き同様となる。
従って、被検レンズ303ムSB方向と平行な径線方向
の屈折力をDABとし、3Ij5C方向、(6) 3C3ム方向と平行な径線方向の屈折力を各々DBOI
DOh とすると各々の屈折力は対応するベクトルム、
B、Cの対応する径線方向成分の和で表わされる。すカ
わち、 D、3=A□B +BBA        (4)”B
O:B  +C(5) BOCB ”OA”COA十ム、。(t5) ここでA□3はベクトルムの3ム3B方向成分の大きさ
を表わし、3人から5Bに向かうときプラス、3Bから
3ムに向かうときマイナスとする。他の符号についても
これに準する。
上述の3式によシ求まった二径線方向の各屈折力D□]
al”BOIDOAを(3)式に代入すれば連立方程式
よシ乱視度α、乱視角β、球面度数γが求まる。
因みに、3A、3B、!iCを円周上、120°毎の点
とし、3ム3B方向に平行表径線方向を基準径線方向と
すると、次のようになる。
DAB”ムAB+BBA=””2β+γDBO” ”B
O+COB ”α5in2(120°+β)+γ(7) DoA=CoA+AAo=α5in2(240°+β)
十γ々お(4)乃至(6)式を(3)式に代入し、連立
方程式を解いて未知数α、β、γを求めるのには公知の
自動演算手段が用いられる。
ところで2次元光位置検出素子4として、アナ四グ信号
の出るポジションディテクターを用いる場合、各ビーム
が照射する位置を検出するため3本のビームを順次被検
レンズに入射し々ければならない。
ポジションディテクターに複数のビームが同時に照射す
ると、照射位置が求まらず、単に平均化された照射位置
しか求まらないからである。
但し検出素子4としてCOD等のプレイ型の素子を用い
る場合は、3本のビームを同時に照射することが可能で
あシ、この場合光源は3箇でまく1箇で足シる。
次に第2図は本発明に係わる屈折度測定装置の第一の実
施例を示す。
11、IB、ICは3箇の光源であシ、IB、1Cは紙
面上で重なって見えるが第1図と同様に紙面に(8) 対し対称に位置する。
絞り板5は光軸8上に開口をもち、ことから出た光は細
いビームで入射レンズ6に入ヤ、ことで平行光束となシ
、被検レンズ3に入る。その後、被検レンズ3で屈折さ
れ受光レンズ7を通シ2次元光位置検出素子4に至る。
第2図において、破線は被検レンズ3の無いときの光ビ
ームの光路を示す。
検出素子4は受光レンズ7の後側焦点位置に設けられる
ため、被検レンズ3の光軸上の位置に拘らず、焦点面上
、偏位ベクトルの大きさが一定となり、屈折度が安定し
て検出される。
ここで前述した如く、光源1ム、IB、1Gを順次点灯
し、ベクトルA、B、Cを(1)(2)式によって被検
レンズ3の軸ずれを検出してアライメントを行ない、(
3)乃至(6)式で各径線方向の屈折度を測定できる。
第3図は、本発明の第二の実施例で、被検眼角膜の屈折
度を測定する自動ケラトメータに応用した亀のである。
光源1人から出た光は第4図(9) K示す絞シ板2の穴2Aを通シ光軸8と平行に被検眼角
膜Cに照たる。角膜Cでの反射光は受光レンズ9ムに入
シ、ミラー10Aによυ反射された後、受光レンズ9ム
の後側焦点位置に設けられた2次元光位置検出素子4に
至る。
ここで角膜曲率によって反射角度が異なり、それに応じ
て検出素子4上の光ビーム位置が異なる。検出素子4は
受光レンズ9ムの後側焦点位置に設けられ、また絞如板
2.からくる光は光軸8に平行であるため、角膜Cが光
軸上で動いても反射角度は一定となる。
角膜乱視が偏位ベクトルからの算出によシ求まるのは、
前述の実施例で述べたのと同様である。なお受光レンズ
、ミラーは第5図に示されるように3つの径線方向に3
次元的に配置され受光レンズ9ム、 9B 、 9Cの
各々がミラー10ム、10B。
10Cと組に表って光軸方向の所定位置に設けられる2
次元光位置検出素子4へ光ビームを向ける。
第6図は本発明に係わる測定装置の第三の実(10) 施例で、自動眼屈折計に応用したものである。
光源1人から出た光はレンズ16、絞シ11、レンズ1
5を通り、穴あきミラー12の周辺反射部で反射され、
対物レンズ15を通って光軸8に平行になシ、第7図に
示されるように被検眼Eの瞳Kpの周辺部から入射して
眼底Erに至る。
眼底Brから反射した光は瞳Kpの中心部1!!Oを通
シ穴あきミラー12の穴を抜け、レンズ14を介して2
次元光位置検出素子4に至る。
とこで光源1人、1B、1Cと穴あきミラー12と瞳E
pは光学的に共役でアシ、一方絞シ11と対物レンズ1
5の右側焦点位置と正視眼眼底11irと検出素子4は
光学的に共役である。すなわち、検出素子4は対物レン
ズ15の右側焦点位置と共役な位置に設けられる。被検
眼が正視なら入射光は眼底で光軸上に至り、反射光は光
軸8上を戻シ検出素子4の中心に至る。
被検眼が非正視眼であると図に実線で示される如く光軸
8と傾いた方向に反射され、検出素子4の中心から外れ
た点に至る。
(11) この検出素子4上の照射位置の偏位を光源iA。
1B、1Cに対応する3径線方向で算出することによシ
、既述したようにアライメントが行なわれ更に被検眼E
の眼屈折力が求まる。
なお本実施例では光束を瞳中心EOから取シ出している
が、入射点の瞳中心対称点から取り出しても良い。その
場合には、穴あきミラー12は3つの光透過部を設ける
必要がある。
以上、述べた如く、本発明によれば全く可動部が無く、
また検出素子からの電気出力を用い自動的な屈折度測定
が可能となる。なお本発明で測定方向は3方向に限定さ
れず、それ以上の方向で測定するととによシ、よシ多く
の情報による測定精度の向上が期待される。
また上述の実施例では、可視光ビームについて述べたが
、これに限定されず紫外光、赤外光、電子ビーム等、一
般のエネルギービームが用いられ、例えば電子レンズの
屈折度測定も可能である。
【図面の簡単な説明】
(12) 第1図は、本発明の詳細な説明図、 第2図は、本発明に係わる屈折度測定装置の第一実施例
の図、 第3図は第二実施例で自動ケラトメータに応用した図、 第4図は絞シ板の図、 第5図は、光軸方向から眺めた空間配置図、第6図は、
第三実施例で自動屈折計に応用した図、 第7図は光軸方向から眺めた被検眼へのビーム照射位置
の説明図、 図中 IA、1B、1C・・・光源 2・・・絞ヤ板 2A、2B、2G・・・開口 3・・・被検レンズ 4・・・2次元光位置検出素子 5・・・絞シ板 6・・・入射レンズ 7.9ム、9B、9G・・・受光レンズ(13) 10A 10B 10C・・・(ツー 12・・・穴あきミラー 15・・・対物レンズ 出願人 キャノン株式会社 (14) マ ー135− dく

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 素を経て来る前記エネルギービームを2次元位置検出素
    子に受け、偏位ベクトル和をゼpとするととによシアラ
    イメントを行なう段階と、 偏位ベクトルの所定径線方向のベクトル成分よシ、各径
    線方向の屈折度を算出する段階を有することを特徴とす
    る屈折度測定方法。 る特許請求の範囲第1項記載の屈折度測定方法。 & 平行な少なくとも3本のエネルギービームを被測定
    要素に照射する手段と、被測定要素を経たエネルギービ
    ームを受ける受光レンズと、 (1) 該受光レンズの後側焦点位置又はその共役位置に設けら
    れる2次元位置検出手段と、偏位ベクトルの所定径線方
    向のベクトル成分より各径線方向の屈折度を算出する手
    段を有するととを特徴とする屈折度測定装置。 4、 被検レンズの屈折度を測定する特許請求の範囲第
    3項記載の屈折度測定装置。 5、被検眼角膜の屈折度を測定す石特許請求の範囲第3
    項記載の屈折度測定装置。 6 被検眼の屈折度を測定する特許請求の範囲第3項記
    載の屈折度測定装置。
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US06/503,234 US4609287A (en) 1982-10-05 1983-06-10 Method of and apparatus for measuring refractive characteristics

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