JPH07265267A - 眼測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成を小型化しながら眼屈折測定を高精度に
行う。 【構成】 点状光源から成る屈折測定用光源２３からの
波長光は、ダイクロイックミラー１０を通過し、ダイク
ロイックミラー１７を反射する。６穴絞り２４は光軸を
中心にして等距離等角度に設けられた６個の開口を有し
瞳に共役に配置されている。プリズム板２６は６個の楔
プリズムによって構成されている。屈折測定用光源２３
から被検眼Ｅの眼底Erに投影された光束は、眼底Erで反
射され、更に穴あきミラー２０で反射され、６穴絞り２
４の開口を通りレンズ２５により二次元アレイセンサ１
９に投影され、瞳周辺の３径線方向の６個所から反射光
を取り出す。これらの各径線上の２光点の間隔から各径
線方向の屈折力を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼屈折値を測定するた
めに用いられる眼測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から構成を小型化した眼測定装置が
求められており、特に小型化を達成しながら高精度な眼
屈折測定が実施できる装置が望まれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、構成
を小型化しながら測定精度を悪化させずに、高精度な眼
屈折測定が行える眼測定装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る眼測定装置は、光分割部材と、該光分割
部材を介して点状光束を被検眼の眼底に投影する投影系
と、前記光分割部材によって分岐した光路の被検眼瞳孔
と略共役な位置に配置した光束絞りと、１つの二次元光
位置センサと、前記投影系により点状光束投影した被検
眼の眼底からの反射光を前記光分割部材と前記光束絞り
とを介して前記二次元光位置センサに導く受光系とを有
し、前記二次元光位置センサで検出した光束の位置を基
に眼屈折値を求めることを特徴とする。

【０００５】

【作用】上述の構成を有する眼測定装置は、光分割部材
を介して点状光束を被検眼の眼底に投影し、眼底反射光
を光分割部材によって分割された光路中に被検眼瞳孔と
共役に配置した光束絞りを介して二次元光位置センサに
導光し、二次元光位置センサ上の光束位置を基に眼屈折
値を求める。

【０００６】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。例えば、図１は本発明を理解するための第１の例
を示し、被検眼Ｅに対向して対物レンズ１が配置され、
この対物レンズ１の後方には、絞り２、光分割部材３、
４、円柱レンズ５ａ、ＣＣＤ等から成る一次元センサア
レイ６ａが配列されている。また、光分割部材３の反射
方向に円柱レンズ５ｂ、一次元センサアレイ６ｂが配列
され、光分割部材４の反射方向に円柱レンズ５ｃ、一次
元センサアレイ６ｃが配列されている。また、光軸Ｏを
中心にして図２に示すように、等角度等距離に６個の測
定光源７ａ〜７ｆが配置されている。これらの測定光源
７ａ〜７ｆには発光ダイオード等の点状光源が用いら
れ、少なくとも３径線方向にそれぞれ２個ずつ配置さ
れ、測定光源７ａと７ｄ、７ｂと７ｅ、７ｃと７ｆは各
径線ＡＤ、ＢＥ、ＣＦ方向に配置されている。ただし、
被検眼Ｅの角膜Ecと装置のアライメントが合致している
場合には各径線ごとに光源７は１個ずつでもよい。

【０００７】円柱レンズ５ａの母線方向と、一次元アレ
イセンサ６ａのアレイ配列方向は径線ＡＤ方向にあり、
円柱レンズ５ａは光束を一次元アレイセンサ６ａ上に集
光する働きをなすものである。同様に、他の円柱レンズ
５ｂの母線方向と一次元アレイセンサ６ｂの配列方向、
及び円柱レンズ５ｃの母線方向と一次元アレイセンサ６
ｃの配列方向は、それぞれ各径線ＢＥ方向及びＣＥ方向
になっている。また、各円柱レンズ６の母線と垂直な方
向で、絞り２と各一次元アレイセンサ７とは各円柱レン
ズ６により共役になっている。

【０００８】この例において、測定光源７ａ、７ｄは被
検眼Ｅの角膜Ec上にそれぞれ虚像７Ａ' 、７Ｄ' を形成
し、またこれらの像７Ａ' 、７Ｄ' は対物レンズ１によ
り絞り２、光分割部材３、４及び円柱レンズ５ａを通っ
て一次元アレイセンサ６ａに投影される。同様に、測定
光源７ｂ、７ｅの像は光分割部材３により反射され、円
柱レンズ５ｂを通って一次元アレイセンサ６ｂに投影さ
れる。更に、測定光源７ｃ、７ｆの像も光分割部材４に
より反射され、円柱レンズ５ｃを通り一次元アレイセン
サ６ｃ上に投影される。この場合に、作動距離による誤
差を受け難くするために、絞り２を対物レンズ１の後側
焦点位置の近傍に配置することが望ましい。

【０００９】図３は円柱レンズ５ａと一次元アレイセン
サ６ａの説明図であり、虚像７Ａ'、７Ｄ' は一次元ア
レイセンサ６ａ上では像７Ａ" 、７Ｄ" となるから、こ
れらの位置を求めればよい。このようにして求められた
３径線上の位置から、角膜曲率半径や角膜乱視等の角膜
形状を測定することができる。

【００１０】角膜Ecは一般に乱視があるので回転楕円面
と仮定する。先ず、光軸Ｏ上に角膜Ecの曲率中心がない
場合は、一次元アレイセンサ７上の２つの像は中心に対
し非対称となる。即ち、図３に示す２つの像７Ａ" 、７
Ｄ" の中心座標が径線ＡＤ方向の偏心を表すことにな
り、２方向の偏心を表すことになる。従って、２方向の
中心座標により二次元的偏心が測定できる。

【００１１】また、偏心があっても像の間隔は不変であ
り、この間隔は角膜Ecの反射球面屈折力と反射円柱屈折
力のその径線方向成分との和に反比例する。この関係か
ら、３径線合わせて３つの関係式が得られることにな
り、未知数は球面、円柱屈折力及びその角度の３つであ
るから、これらの連立方程式から球面屈折力等を算出す
ることが可能である。

【００１２】図４は本発明を理解するための第２の例を
示し、ここで図１と同じ番号は同一部材を表している。
この実施例においては、図１の光分割部材３、４を用い
る代りに円柱レンズ板８が用いられている。この円柱レ
ンズ板８は図５に示すように、３径線ＡＤ、ＢＥ、ＣＦ
の方向にそれぞれ母線を持つ６個の円柱レンズ８ａ〜８
ｆによって構成され、かつその側面形状は図６に示すよ
うな楔形状になっていて、光束を光軸Ｏ方向に屈折させ
る機能を持っている。光位置センサとして、図７に示す
ような撮影用ＣＣＤ等の二次元エリアアレイセンサ９が
用いられている。

【００１３】径線ＡＤ、ＢＥ、ＣＦの線上に像７Ａ" 、
７Ｄ" 等が投影されるから、これらの像７Ａ" 、７Ｄ"
の間隔から上述のように角膜形状を測定することができ
る。円柱レンズ板８は６個の光源像からの光束が、絞り
２を通過して分離した位置に配置され、同様に母線と垂
直方向で絞り２とエリアアレイセンサ９とを共役にして
いる。また、楔形状の円柱レンズ８ａ〜８ｆによる偏向
作用は、精度を上げるため拡大した像の光束をエリアセ
ンサアレイ９内に入射することに役立っている。

【００１４】図８は本発明の実施例を示し、この実施例
は眼屈折測定と角膜形状測定の双方の機能を有し、かつ
受光部を共用している。先ず、角膜形状測定系について
は、点状光源である測定光源７ａ〜７ｄは図１の場合と
同様に配置されているが、対物レンズ１の後方にはダイ
クロイックミラー１０が斜設され、その反射側の光軸に
はレンズ１１、絞り１２、円柱レンズ板１３、レンズ１
４が順次に配置されている。レンズ１４の後方には光路
変換用の全反射ミラー１５を介してレンズ１６、ダイク
ロイックミラー１７、円柱レンズ板１８、二次元アレイ
センサ１９が順次に配置されている。

【００１５】ここで、絞り１２は対物レンズ１及びレン
ズ１１から成る光学系の後側焦点位置附近に置かれ、円
柱レンズ板１３は円柱レンズに関しては図５、図６に示
す円柱レンズ板８と同様な構成になっており、楔形状に
よる偏向方向はＡＤ、ＢＥ、ＣＦ方向である。レンズ１
４はフィールドレンスであり、この面に角膜像が投影さ
れ、この面をレンズ１６により二次元アレイセンサ１９
上に投影するようになっている。ダイクロイックミラー
１７は測定光源７ａ〜７ｄ等からの波長光を透過する特
性のものとされている。なお、６個の測定光源７ａ〜７
ｆは１個ずつ点灯することになる。円柱レンズ板１８は
図９に示すように、測定径線方向に母線を有する３つの
円柱レンズ１８ａ、１８ｂ、１８ｃから成り、二次元ア
レイセンサ１９の近傍に位置し、母線垂直方向の光を集
光する作用をなすものである。

【００１６】二次元アレイセンサ１９上に投影された像
は例えば図１０に示すようになり、測定径線と同じ径線
ＡＤ、ＢＥ、ＣＦで示す特定の径線上に光束が投影され
るから、これらの径線上の２光点の距離から角膜形状を
測定することが可能である。

【００１７】次に、眼屈折測定系については、光軸Ｏ上
のダイクロイックミラー１０の背後の穴あきミラー２０
に続いて絞り２１、レンズ２２、屈折測定用光源２３が
順次に配置され、穴あきミラー２０の反射側の光軸には
６穴絞り２４、レンズ２５、プリズム板２６及びダイク
ロイックミラー１７が配置されている。

【００１８】屈折測定用光源２３からの波長光は、ダイ
クロイックミラー１０を通過し、ダイクロイックミラー
１７を反射するようになっている。屈折測定用光源２３
には発光ダイオード等の点状光源が用いられ、これは正
視の被検眼Ｅの眼底Erと共役に配置することが望まし
い。屈折測定用光源２３はレンズ２２により対物レンズ
１の後側焦点附近に結像される。絞り２１は中心に開口
を有し、被検眼Ｅの瞳と略共役になっている。また、６
穴絞り２４は図１１に示すように、光軸を中心にして等
距離等角度に設けられた６個の開口２４ａ〜２４ｆを有
し、同様に瞳に共役に配置されている。プリズム板２６
は図１２に示すように６個の楔プリズム２６ａ〜２６ｆ
によって構成され、また二次元アレイセンサ１９は円柱
レンズ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの屈折力を考慮しないと
き屈折測定用光源２３と共役になっている。

【００１９】被検眼Ｅの眼底Erから反射してきた光束は
穴あきミラー２０で反射され、６穴絞り２４の開口を通
りレンズ２５により二次元アレイセンサ１９に投影され
る。この場合に、６穴絞り２４は瞳に共役であるから、
瞳周辺の３径線方向の６個所から反射光を取り出すこと
ができる。

【００２０】プリズム板２６がない場合には、正視の被
検眼Ｅの眼底Erからの６光束は中心の一点に集中するこ
とになるが、プリズム板２６はこれらの６光束の位置を
独立に測定できるように二次元アレイセンサ１９上で分
離し、かつ円柱レンズ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの各方向
に偏向する作用を果たしている。例えば、６穴絞り２ア
の開口２４ａ、２４ｄから出射した光束は、円柱レンズ
１８ａを通って二次元アレイセンサ１９上で径線ＡＤ上
に至る。また、６穴絞り２４の開口２４ｂ、２４ｅから
の光束は円柱レンズ１８ｂを通って径線ＢＥ上に至り、
同様に開口２４ｃ、２４ｆからの光束は径線ＣＦ上に到
達するから、これらの各径線上の２光点の間隔から各径
線方向の屈折力を測定できる。即ち、３径線方向の屈折
力が求まり、径線方向の変化を正弦波的と仮定すれば、
円球屈折力、乱視度、乱視角から成る眼屈折値を求める
ことができる。

【００２１】上述の実施例は、３径線の場合を示した
が、勿論３径線以上でも同様に適用できることは云うま
でもない。また、光位置センサはアレイセンサを用いた
場合を説明したが、例えば半導体光位置検出器（ポジシ
ョンディテクタ）等のアナログ型光位置センサを用いて
もよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る眼測定
装置は、眼底反射光を１つの二次元光位置センサで光束
位置検出する構成によって装置を小型化できると共に、
点状光束によって受光面上での光束位置が眼底の凹凸の
影響を受け難くすると共に、瞳孔と略共役な位置にある
光束絞りによって前眼部や場合によって眼鏡等の有害光
もより有効に除去できるようにして、受光面が広がった
ことによって発生し易くなった誤差を防止し、小型化し
ながら測定精度を悪化させずに高精度な測定を可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の例の光学的構成図である。

【図２】測定光源の配置例の正面図である。

【図３】円柱レンズと一次元アレイセンサの関係の説明
図である。

【図４】第２の例の構成図である。

【図５】円柱レンズ板の正面図である。

【図６】側面図である。

【図７】エリアアレイセンサ上の光点の説明図である。

【図８】実施例の構成図である。

【図９】円柱レンズ板の正面図である。

【図１０】アレイセンサと光点との関係の説明図であ
る。

【図１１】６穴絞りの正面図である。

【図１２】プリズム板の正面図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ １２、２１ 絞り ７ａ〜７ｆ 測定光源 １３、１８ 円柱レンズ板 １９ 二次元エリアアレイセンサ １０、１７ ダイクロイックミラー ２０ 穴あきミラー ２３ 屈折測定用光源 ２４ ６穴絞り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光分割部材と、該光分割部材を介して点
   状光束を被検眼の眼底に投影する投影系と、前記光分割
   部材によって分岐した光路の被検眼瞳孔と略共役な位置
   に配置した光束絞りと、１つの二次元光位置センサと、
   前記投影系により点状光束投影した被検眼の眼底からの
   反射光を前記光分割部材と前記光束絞りとを介して前記
   二次元光位置センサに導く受光系とを有し、前記二次元
   光位置センサで検出した光束の位置を基に眼屈折値を求
   めることを特徴とする眼測定装置。