(57)【要約】【目的】被検者に光を照射し、眼底からの反射光をリング状レンズを通して検知することより、人眼の角膜上での屈折力分布を測定することを目的とする。【構成】被検者に入射光束径をコントロール可能な細束光で照射する投光手段と、眼底からの反射光をリング状レンズを通して２次元受光素子に導く受光手段と、受光素子上での検知された測定値から、人眼の屈折力分布を角膜上の値で計算できるようにした眼屈折力測定装置。上記リング状レンズは、多重の環状の円柱レンズであることを特長としている。また、受光素子は屈折状況に応じて可動であることを特長とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の眼底と角膜に細いビーム状の光束を入射する投光手段と、その眼底からの反射光を受光側に置かれたリング状レンズを経て受光素子で検知する手段と、受光素子で検知された値から人眼の屈折力分布と角膜の通過点とを同時に計算する手段と、その値を表示する手段を有したことを特徴とした眼屈折力測定装置。
【請求項２】
投光手段の細いビーム状光束は、角膜と眼底の共役の位置に絞りが置かれることを特長とした請求項１に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項３】
受光側のリング状レンズが、多重の環状の円柱レンズであることを特長とした請求項１に記載の眼屈折力測定装置。
【請求項４】
多重環状円柱レンズの焦点位置付近にスリガラスをおき、このスリガラス上の眼底からの反射像を受光する素子が２次元素子であり、このスリガラスは反射像の合焦位置に合せて移動可能にしたことを特長とした請求項１に記載の眼屈折力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、眼科／眼鏡分野における人眼の屈折力を他覚的に自動で測定する眼屈折力測定装置（通称オートレフ）に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
特定の光束を人眼内に照射し、被検者の眼底からの反射光を検知し、この反射光の情報を用いて演算を行い、人眼の屈折力を測定する屈折力測定装置には、種々な方法が実現されている。最近は、従来のような角膜のある位置での屈折力測定から代表的な屈折力情報を提供する装置のほかに、角膜上の広範囲での屈折力の分布を測定し、表示をする装置が提供されている。これにより、屈折矯正手術において角膜表面の切削手術を行う時に有効に働いている。また、手術に限らずとも角膜上での屈折力分布を知ることで、人眼の視力評価にも利用されている。
【０００３】
ひとつの方法として、本出願人による特願２００２−２０４８２９、２０４８３１に記された方法がある。これは、被検者の眼底からの反射光束を明暗が交互につけられたリング状あるいは格子状パターンで分離し、そこから受光素子上に結像されたパターンの大きさから被検者眼の屈折力分布を測定し計算するものであった。しかしながらこのパターンは単なる明暗をつけただけのものであり、パターン透過後の光束が発散してたとえ素子を可動させて焦点合せをしても、屈折力の高い被検者眼の場合はぼけてリングが明確に分離できないという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、角膜の広範囲にわたりそれぞれの位置で代表される人眼の屈折力を高い屈折力の被検者眼においても測定できる、安価なかつ簡単な人眼の屈折力分布を測定できる装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
被測定者の眼底と角膜に細いビーム状の光束を入射する投光手段と、その眼底からの反射光を受光側に置かれたリング状レンズを通して受光素子で検知する手段と、受光素子で得られた値から人眼の屈折力分布と角膜の通過点とを同時に計算する手段と、その値を表示する手段を有した眼屈折力測定装置を提供する。
【０００６】
細いビーム状の投光光束は、投光光学系の角膜と眼底に相当する位置に置かれた絞りを通して照射される。このそれぞれの絞りの大きさで角膜上と眼底での照射スポットの大きさを最適な径に調整するのである。
【０００７】
受光光学系は、眼底からの反射光を集光し結像させる結像光学部と、結像を検知する受光素子からなっている。結像光学部の角膜と共役な位置には多重の環状の円柱レンズがおかれ、眼底からの反射光束を受光素子へリング状に集光するようになっている。この受光素子部は結像パターンの大きさに合せて前後に移動できる機能も付属できる。
【０００８】
【作用】
本発明の作用を図１を用いて説明する。光軸Ａ１は投光光学系を示し、Ａ１の光源１から照射された光束は、結像レンズ３及び５そしてハーフミラー６により絞り２の像を角膜上７に、また絞り４を介することで眼底９に絞り４を結像する。Ａ２は受光光学系を示し、眼底９で反射された光束は瞳孔８、角膜７を透過して対物レンズ１１で屈折を受けた後、多重環状円柱レンズ１２でパターン分割された後その焦点位置近傍に置かれたある結像検知位置１３に結像する。この上の像は結像レンズ１４を経て受光素子１５に結像する。１６は受光素子１５で検知された画像を処理を行う処理部を、１７はその値を表示する表示部を示している。この多重環状円柱レンズを通過した透過光は受光素子に集光入射する大きさが屈折力の大きさに比例する。また、この多重環状円柱レンズは角膜と共役な位置に置かれているため、レンズの通過位置と角膜通過位置が１対１に対応する。つまり角膜の特定位置での屈折力が求められるのである。
【０００９】
眼底で反射されパターンを通して受光素子上に結像された像は被検者の屈折力情報をもち、これを装置内蔵あるいは外部の情報処理機器で画像処理し、変位量を解析することで角膜の各特定位置に代表される屈折力を計算するのである。この時、解像力をあげるため結像検知位置１３はモーター等に接続され、パターン分布の大きさに合せて移動可能とすることもできる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の眼科装置の実施形態について、図面を参照しつつ詳述する。本実施例の測定方法は、角膜表面の複数の所定位置においてその位置から出射した光線による屈折力を計算するもので、これらのデータを総合的に評価することで、角膜上の屈折力の分布がわかるのである。
【００１１】
図１は本発明の実施例の一つであり、作用の項でその役割は説明されたものである。また、図３は多重環状円柱レンズの実施例を示し、２１は環状の円柱レンズを、２２は遮光部あるいは平面部を示している。眼底からの光束は環状円柱レンズにより、人眼の屈折力による光の偏向具合を受光素子に伝えるのである。なお実施例では可測角膜最大径は直径６ミリ、多重リングの本数は４本である。
【００１２】
図２は受光部の実施例を理論的に説明するための詳細図で、角膜７上の光軸からの高さＨで眼底から出射した光線が、対物レンズ１１、多重環状円柱レンズ１２、結像検知位置１３、結像レンズ１４、受光素子１５上でそれぞれ光軸からｙ１、ｙ２、ｈ、ｙ３、Ｙで通過する状態を示している。また、角膜から多重環状円柱レンズへの結像倍率をｍとし、結像検知位置から受光素子への結像倍率をＭとする。対物レンズ、多重環状円柱レンズ、結像レンズの焦点距離をそれぞれｆ１、ｆ２、ｆ３とし、多重環状円柱レンズ、結像検知位置、結像レンズ、受光素子の置かれるそれぞれの間隔をｃ、ａ、ｂとしてある。
【００１３】
今、角膜上の任意の位置での屈折力Ｄを角膜頂点を基準として測るとすると結像検知位置１３の上には、下記の関係式で示された大きさで結像する。
ｈ＝ｍ・Ｈ＋ｆ２・Ｈ／ｆ１＋Ｄ・ｆ２・Ｈ／（１０００・ｍ）
これが、結像倍率Ｍで受光素子に結像され、受光素子上には、
Ｙ＝Ｍ・ｈ
という大きさで示される。つまり、受光素子上のパターンの大きさＹを測定することから、上式により屈折力Ｄが計算できるのである。ここでは代表的な一点の大きさで説明したが、多重の環状パターンの各点でその大きさを測定／計算することから角膜上の屈折力分布を同時に知ることができるのである。
【００１４】
このようにリング上のある一点の屈折力は、そのリングに１対１に対応する角膜位置の値となり、全リングの値を計算することで、全角膜位置での屈折力分布を求めることと同値になる。つまり、角膜上の対応するＨｉの位置に、屈折力Ｄｉ（受光素子上ではＹｉ）を対応させるのである。広範囲測定により屈折力の波面収差の情報も得ることができるのである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は近年の屈折矯正手術において、屈折力分布を測定するため、あるいは被検者の視力を評価する場合に用いられ、有効な手段を提供するのである。受光部には、多重の環状円柱レンズを使用することから、格子状のレンズアレーの方式に比べ中心を特定することが有利に行え、センタリングも簡単な組立調整に工数をかけない方法を提供する。また本発明から容易に推定される方法も本発明に含むものである。例えば、投光側の絞りの一つは光源そのものと考えて省略もでき、ハーフミラーの位置も、投光側と受光側で対物レンズの後ろにレンズを共有するように置かれてもいい。また結像検知位置にスリガラスを置くことでこの効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての眼科装置の構造概略図。
【図２】原理説明のための詳細図。
【図３】本発明の一実施形態としての多重環状円柱レンズの説明図。
【符号の説明】
１        投光光学系の光源
２        角膜用の結像絞り
３        投光光学系の結像レンズ
４        眼底用の結像絞り
５        投光光学系の結像レンズ
６        ハーフミラー
７        角膜
８        瞳孔
９        眼底（網膜）
１０      人眼
１１      受光光学系の対物レンズ
１２      多重環状円柱レンズ
１３      結像検知位置（スリガラス）
１４      結像レンズ
１５      受光素子
１６      演算処理部
１７      表示部
２１      多重環状円柱レンズのレンズ部
２２      多重環状円柱レンズの平面部／遮光部
２３      中心球面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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