(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼眼底に指標像を投影する為の指標投影系と、前記指標像を光電検出器上に導く為の受光光学系と、前記光電検出器に検出された指標像の光量強度分布に基づき、被検眼眼底に複数の大きさの異なる視標像を個々に投影した場合に形成される視標像の画像を演算する為のシミュレーション画像演算部と、
該シミュレーション画像演算部で算出された視標像の画像の複数の所定経線方向でのそれぞれの光量強度分布から光量強度分布特性値を検出し、これらの複数の光量強度分布特性値に基づき被検眼の視力値を演算する為の視力演算部とを具備することを特徴とする眼光学特性測定装置。
【請求項２】
前記各所定経線方向について得られる光量強度分布特性値の平均値により被検眼の視力値を演算する請求項１の眼光学特性測定装置。
【請求項３】
所定経線方向の複数の光量強度分布特性値を補間して光量強度分布特性値−視力曲線を求め、該光量強度分布特性値−視力曲線に基づき被検眼の視力値を演算する請求項１の眼光学特性測定装置。
【請求項４】
視標像の画像の光量強度分布特性値は、コントラスト値である請求項１乃至請求項３のいずれか１つの眼光学特性測定装置。
【請求項５】
視標像の画像の光量強度分布特性値は、デプレッション値である請求項１乃至請求項３のいずれか１つの眼光学特性測定装置。
【請求項６】
視標には少なくとも１つのギャップが形成され、前記所定経線方向は視標像の画像のギャップを横切る方向である請求項１乃至請求項３のいずれか１つの眼光学特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼眼底に投影された指標像の光量強度分布特性に基づき被検眼の視力値を推定演算可能な眼光学特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検眼眼底に指標像を投影する為の指標投影系と、前記指標像を光電検出器上に導く為の受光光学系を有し、前記光電検出器に検出された指標像の光量強度分布に基づき、被検眼眼底に視標像を投影した場合に形成されるであろう眼底上のシミュレーション画像を演算し、この演算結果により、被検眼眼底上にどの様な画像が形成されるかを観察可能にした装置を本出願人が既に出願している。
【０００３】
この装置に於いては、実際に各種の視標像を投影しなくても、各種視標像がどの様な状態で被検眼眼底に投影されるかを演算により算出して観察できるという効果を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、この既に出願をしている装置に於いて、シミュレーションで得られた画像自体を観察できるという利点がある反面、被検眼の視力値に関しては観察結果から検者自身が視力値を推測しなければならず、正確な視力値を得ることは困難であるという問題を有していた。
【０００５】
本発明は斯かる実情に鑑み、従来の眼光学特性測定装置の有する問題点を解決することを目的とするものであり、被検者に視認結果を問うことなく、測定データより客観的に正確な視力値を得る様にするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検眼眼底に指標像を投影する為の指標投影系と、前記指標像を光電検出器上に導く為の受光光学系と、前記光電検出器に検出された指標像の光量強度分布に基づき、被検眼眼底に複数の大きさの異なる視標像を個々に投影した場合に形成される視標像の画像を演算する為のシミュレーション画像演算部と、該シミュレーション画像演算部で算出された複数の視標像の画像の所定経線方向でのそれぞれの光量強度分布から光量強度分布特性値を検出し、これらの複数の光量強度分布特性値に基づき被検眼の視力値を演算する為の視力演算部とを具備する眼光学特性測定装置に係り、又前記各視標像の画像の複数の所定経線方向でのそれぞれの光量分布から光量強度分布特性値を検出し、これらの複数の所定経線方向での光量強度分布特性値に基づき被検眼の視力値を演算する眼光学特性測定装置に係り、又前記各所定経線方向について得られる光量強度分布特性値の平均値により被検眼の視力値を演算する眼光学特性測定装置に係り、又所定経線方向の複数の光量強度分布特性値を補間して光量強度分布特性値−視力曲線を求め、該光量強度分布特性値−視力曲線に基づき被検眼の視力値を演算する眼光学特性測定装置に係り、又視標像の画像の光量強度分布特性値は、コントラスト値である眼光学特性測定装置に係り、又視標像の画像の光量強度分布特性値は、デプレッション値である眼光学特性測定装置に係り、更に又視標には少なくとも１つのギャップが形成され、前記所定経線方向は視標像の画像のギャップを横切る方向である眼光学特性測定装置に係るものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１に於いて、本発明の実施の形態の光学系について説明する。
【０００９】
図中、１は被検眼、２は投影光学系、３は受光光学系を示す。
【００１０】
前記投影光学系２は光源５、該光源５から発せられた投影光束を集光する投影レンズ６、該投影レンズ６の光軸上に配設されたハーフミラー７、該ハーフミラー７を透過した投影光束を前記被検眼１に向け第１の偏光方向の直線偏光成分（Ｓ直線偏光）を反射して投影する偏光ビームスプリッタ８、該偏光ビームスプリッタ８の投影光軸に該偏光ビームスプリッタ８側から配設されたリレーレンズ９、対物レンズ１１、１／４波長板１３を有する。更に、前記ハーフミラー７に対向して固視標１５、集光レンズ１６を有する固視標系１７が配設されている。前記光源５、固視標１５は前記被検眼１の眼底と共役な位置にあり、後述する様に、前記光源５、固視標１５は眼底に結像する。ここで、前記光源５と投影レンズ６は一体で、後述の合焦レンズ１９と連動して光軸方向に沿って移動可能となっている。
【００１１】
前記受光光学系３は、前記偏光ビームスプリッタ８、該偏光ビームスプリッタ８の投影光軸に配設された前記リレーレンズ９、対物レンズ１１、１／４波長板１３を前記投影光学系２と共用している。
【００１２】
前記偏光ビームスプリッタ８を透過する反射光軸上には反射光軸に沿って移動可能な合焦レンズ１９、結像レンズ２０が配設され、該結像レンズ２０は前記被検眼１の眼底と共役な位置にある光電検出器２１上に反射光束を結像させる。
【００１３】
該光電検出器２１からの受光信号は信号処理部２６を介して記憶部２７に記憶される。該記憶部２７には、視力検査用の視標、例えば、大きさの異なるランドルト環が複数画像データとして格納されている。前記信号処理部２６から前記記憶部２７へのデータの書込みは制御部２８によって制御され、該制御部２８はシミュレーション画像演算部と、視力演算部とを有し、前記記憶部２７に記憶されたデータを基に所要の演算をし、又演算結果を表示部２９に表示する。
【００１４】
尚、視力検査用視標の画像データは、別途光学系を設け、該光学系により視力検査用視標の像を前記光電検出器２１に結像することで取得する様にしてもよい。
【００１５】
以下、上記光学系の作用について説明する。
【００１６】
前記被検眼１に前記固視標１５を注視させた状態で、前記投影光学系２により投影光束を投影する。尚、前記固視標１５に関しては、可視光が用いられ、前記投影光束については赤外光が用いられる。
【００１７】
前記光源５からの投影光束（赤外光）が前記投影レンズ６、ハーフミラー７を透過して前記偏光ビームスプリッタ８に至り、該偏光ビームスプリッタ８でＳ直線偏光分が反射され、前記リレーレンズ９を経て前記対物レンズ１１により前記１／４波長板１３を経て前記被検眼１の眼底に投影され、点像として第１次指標像が結像される。
【００１８】
Ｓ直線偏光が前記１／４波長板１３を透過することで、右円偏光となる。前記被検眼１の眼底で投影光束が反射され、反射光束は眼底で反射されることで、左円偏光となる。更に、反射光束が前記１／４波長板１３を透過することで、前記Ｓ直線偏光とは偏光方向が９０°異なるＰ直線偏光となる。
【００１９】
Ｐ直線偏光は、前記対物レンズ１１、リレーレンズ９により前記偏光ビームスプリッタ８に導かれる。該偏光ビームスプリッタ８はＳ直線偏光を反射し、Ｐ直線偏光を透過するので、前記反射光束は該偏光ビームスプリッタ８を透過し、前記合焦レンズ１９、結像レンズ２０により前記光電検出器２１上に第２次指標像として結像される。
【００２０】
該光電検出器２１が受光した第２次指標像の光量強度分布は前記被検眼１の眼光学特性を反映しており、前記光電検出器２１の受光状態を検出することで、眼光学特性を測定することができる。
【００２１】
次に、前記被検眼１の眼底に投影された投影光束は眼底で全て反射されるわけではなく、一部は眼底表面から表層内部に侵入し、散乱反射される現象、所謂にじみ反射（以下、散乱反射という）が発生する。この散乱反射が、反射光束と共に前記光電検出器２１に受光されると、第２次指標像の光量強度分布のノイズとなり、正確な眼球光学系の眼光学特性が測定できない。
【００２２】
斯かる散乱反射による光束の偏光状態はランダム状態である。この為、前記１／４波長板１３を透過し、直線偏光となった場合にＰ直線偏光と合致するものは極限られた部分に限定される。従って、前記偏光ビームスプリッタ８により散乱反射成分が殆ど吸収され、前記光電検出器２１が受光するのは実質上散乱反射成分が除去された投影反射光束となる。而して、前記１／４波長板１３を投影光学系２、受光光学系３の構成要素とすることで、正確な眼球光学系の眼光学特性測定を可能とする。
【００２３】
前記制御部２８は、前記光電検出器２１からの受光信号を基に眼光学特性を演算し、求められた眼光学特性と前記記憶部２７に格納された視標から、被検眼眼底に視標像を投影した場合に形成されるであろう画像をシミュレーションし、シミュレーションし得られた画像は前記記憶部２７に保存される。前記制御部２８はこの保存された画像から更に一経線方向（視標ギャップ方向３２）に沿ったプロフィール３３（光量強度分布特性値）（後述）を演算し、このプロフィール３３から正確な視力値を演算する。演算結果は前記表示部２９に表示される。
【００２４】
以下、シミュレーション画像の取得、更にプロフィール３３、視力値の演算に付いて、図２を参照して説明する。
【００２５】
ＳＴＥＰ０１：被検者に前記固視標１５を注視させた状態で、前記合焦レンズ１９を移動させる。該合焦レンズ１９と連動して、前記光源５及び投影レンズ６も一体で移動する。概略のピント合わせを行い、被検眼の眼屈折力に対応した目標測定位置を設定する。この設定は、事前に測定した他覚式レフラクトメータの測定結果に基づき設定を行う方法、或は、検者が前記光電検出器２１からの信号に基づきモニタに表示された指標像を観察し、指標像の概略のピントが合う様にピント合わせを行う方法等が利用できる。
【００２６】
ＳＴＥＰ０２：この状態で、ＳＴＥＰ０１で設定された位置を中心として、その前後で前記合焦レンズ１９を所定ステップ量で移動させる。該合焦レンズ１９と連動して、前記光源５及び投影レンズ６も一体で移動する。前記光電検出器２１上での合焦状態を変えながら各ステップ毎に該光電検出器２１で得られる画像信号を前記記憶部２７（例えばフレームメモリ）に記憶する。記憶する画像信号は目標位置（目標合焦位置）を含めた例えば３０フレーム分とする。
【００２７】
ＳＴＥＰ０３：前記制御部２８は前記記憶部２７に記憶された多数の画像データを比較する。被検眼が乱視を含むとすると、合焦位置は被検眼の前側焦線位置、後側焦線位置の２つに現れる。前側焦線位置、後側焦線位置の合焦時の前記合焦レンズ１９の位置等の合焦状態のデータが取得される。
【００２８】
ＳＴＥＰ０４：前記制御部２８は被検眼の前側焦線位置、後側焦線位置の２つの画像データを選択する。ここで、前側焦線位置、後側焦線位置では、指標像は所定経線方向にのみ合焦し、それぞれ方向の異なるスリット状の像として形成される為、前側焦線位置、後側焦線位置である２つの画像データは、スリット状の像の短辺方向が最も合焦するか否かで判断され、選択される。
【００２９】
ＳＴＥＰ０５：ＳＴＥＰ０４で選択された前側焦線位置、後側焦線位置での２つの画像データに基づき、各位置での光量強度分布が前記制御部２８に於いて演算され、更に各位置での光量強度分布から２次元的光量強度分布（ＰＳＦ：Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が演算される。
【００３０】
図３を参照して前記２次元的光量強度分布を略述する。
【００３１】
後側焦線位置での光量強度分布を図３（Ａ）に示し、前側焦線位置での光量強度分布を図３（Ｂ）に示している。
【００３２】
図３（Ａ）で示す後側焦線位置の光量強度分布に於いて、Ｘ方向断面であるＰx は後側焦線位置で光束が最も集光している方向の光量強度分布を表している。
【００３３】
同様に、図３（Ｂ）で示す前側焦線位置の光量強度分布に於いて、Ｙ方向断面であるＰy は前側焦線位置で光束が最も集光している方向の光量強度分布を表している。
【００３４】
前記２次元的光量強度分布は、光量強度Ｉ（ｉ）に於ける楕円近似により、図４（Ａ）、図４（Ｂ）の様に表される。例えば、図４（Ｂ）では２次元的光量強度分布はＰxyとして計算される。
【００３５】
ＳＴＥＰ０６：被検眼の情報Ｓ，Ｃ，Ａｘ（球面度数、乱視度数、乱視軸）を前記合焦レンズ１９の位置データ、前記前側焦線位置、後側焦線位置でのスリット像の方向及び前記２次元的光量強度分布Ｐxyに基づき演算により取得する。
【００３６】
前記前側焦線位置、後側焦線位置での合焦レンズ１９の位置の差が乱視度数Ｃに該当し、後側焦線位置での合焦レンズ１９の位置が球面度数Ｓに該当する。又、スリット像の方向から乱視軸Ａｘが求められる。
【００３７】
ＳＴＥＰ０７：ＳＴＥＰ０５で示した様に、後側焦線位置の光量強度分布及び前側焦線位置の光量強度分布から前記Ｐxyが得られるが、得られたＰxyは前記被検眼１の眼球光学系を投影光束が２度通過して得られるものであるので、前記Ｐxyと被検眼１の眼球光学系のスプレッドファンクション（ＰＳＦ）Ｐ′xyとは以下の関係にある。
【００３８】
Ｐxy＝(Ｐ′xy)2
【００３９】
従って、Ｐ′xy＝√（Ｐxy）となる。従って、前記Ｐxyを得ることで、被検眼１の眼球光学系のスプレッドファンクション（ＰＳＦ）Ｐ′xyを求めることができる。
【００４０】
以上の様にして、求められたＰxyを図５に示す様にランドルト環の様な視力検査用視標Ｏxyと重合わせ積分（コンボルーション積分）してイメージＩxyを得ることができる。尚、視力検査用視標Ｏxyは前述した様に前記記憶部２７に予めイメージデータとして格納されている。イメージＩxyは前記被検眼１を屈折力−Ｓディオプターの球面レンズと、屈折力−ディオプターの円柱レンズとを組合わせた眼鏡レンズで矯正した場合に得られる被検眼眼底像を表している。尚、図５中、イメージＩxyの周辺のギザギザは図がぼけている状態を示している。
【００４１】
ここで、ＦＴを逆フーリエ変換、ＩＦＴを逆フーリエ変換すると
【００４２】
ｐxy＝ＦＴ（Ｐxy）
ｏxy＝ＦＴ（Ｏxy）
ｉxy＝ＦＴ（Ｉxy）
となるので、
ｉxy＝ｐxy×ｏxy
Ｉxy＝ＩＦＴ（ｉxy）
より、イメージＩxyを得ることもできる。
【００４３】
ＳＴＥＰ０８：前記工程で得られたイメージ３１は、例えば図６となる。該イメージ３１のギャップ（ランドルト環の欠切部）を横切る方向（視標ギャップ方向３２）のプロフィール３３を算出する。算出したプロフィール３３をグラフ化して表示すると図７となる。該プロフィール３３の算出は各視力値に対応する視力検査用視標に付いてそれぞれ算出される。
【００４４】
ＳＴＥＰ０９：前記プロフィール３３それぞれに基づき前記制御部２８に於いてデプレッション値（Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値）及びコントラスト値（Ｃｏｎｔｒａｓｔ値）が算出される。
【００４５】
前記プロフィール３３の極大値をＩmax 、極小値をＩmin とすると、
【００４６】
Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値（％）＝（Ｉmax −Ｉmin ）×１００／Ｉmax …(１)である。尚、Ｌｏｒｄ  Ｒａｙｌｅｉｇｈの判定基準では２６（％）以上の値であると分解可能、即ち被検者が実際にランドルト環を注視した場合に、被検眼がランドルト環のギャップを判別できるとされている。この時、Ｉmin ／Ｉmax ＝０．７４となる。
【００４７】
次に、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値を求める。
【００４８】
Ｃｏｎｔｒａｓｔ値（％）＝（Ｉmax −Ｉmin ）×１００／（Ｉmax ＋Ｉmin ）
＝（１−Ｉmin ／Ｉmax ）×１００／（１＋Ｉmin ／Ｉmax ）…(２)
【００４９】
上記Ｉmin ／Ｉmax ＝０．７４を代入すると、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値＝１４．９（％）となるので、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値での分解可能な判定基準は約１５（％）ということとなる。尚、前述の各判定基準は、実験によって求めた他の値でも良いし、例えば自覚視力と整合する様に他の判定基準を別途定めても良い。
【００５０】
又、Ｉmax は図示で明らかな様に２つの値が得られるが、いずれか一方のＩmax を用いてもよく、平均値を用いてもよい。
【００５１】
算出されたシミュレーション画像、プロフィール３３等は図８の様に対比させて示される。
【００５２】
図８はＡ段に各視力値Ｖ．Ａ．に対応する視力検査用視標のシミュレーション画像のイメージＩxyを表し、Ｂ段には各視力値Ｖ．Ａ．に対応するイメージＩxyのプロフィール３３を表し、Ｃ段には後述するＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を示している。尚、図中、明確には示されていないが、Ａ段のイメージＩxyは視力値が大きくなると共に輪郭がぼけている。
【００５３】
図８に示す様に、各視力値Ｖ．Ａ．に対応する視力検査用視標についてのシミュレーション画像のイメージＩxy（図８のＡ段参照）と、各視力値Ｖ．Ａ．に対応するイメージＩxyのプロフィール３３（図８のＢ段参照）とを求め、更に前記プロフィール３３の極大値と極小値を求める。この極大値と極小値に基づき上記式(１)、式(２)からそれぞれの視力値のＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値を演算し、更に演算結果を回帰曲線（例えば３次多項式）で補間することにより、シミュレートに用いた視力検査用視標以外の視力値のＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値が推定できる。尚、図８に於いて、前記記憶部２７に格納されたオリジナルの視力検査用視標像をイメージＩxyと並置して表示すれば、その各像を比較でき可視的効果は更に上がる。
【００５４】
上記した様に、前記制御部２８による演算で補間された曲線が求められる。補間して得られた曲線を示すと、図８のＣ段であり、左側がＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値に関する線図（Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線）、右側がＣｏｎｔｒａｓｔ値に関する線図（Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線）である。
【００５５】
尚、縦軸にはＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値を示し、横軸には視力値の対数を示している。
【００５６】
上記した様に、視力検査用視標を識別できるのはＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値で２６（％）、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値で１５（％）であるので、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線の２６（％）、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線の１５（％）の視力値を見れば、被検眼の視力値が測定データから得られる。
【００５７】
図８（Ｃ）の線図によれば、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線の２６（％）はｌｏｇＶ．Ａ．＝０．２７２であるので、視力値Ｖ．Ａ．は１．８７と求められる。
【００５８】
又、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線の１５（％）はｌｏｇＶ．Ａ．＝０．２６２であるので、視力値Ｖ．Ａ．は１．８３と求められる。
【００５９】
即ち、前記制御部２８はＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線の２６（％）、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線の１５（％）によって被検眼の視力値を算出することができる。
【００６０】
上記した様に、得られたＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、又はＣｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線により、被検眼の視力値を定量的に、客観的に測定することができる。更に、矯正した状態での到達視力値が推定できると共に、検者はＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線の形状、特徴から被検眼の光学的特性がより明示的に把握できる。
【００６１】
上記視力検査用視標に於いてランドルト環を用いたが、その他、前記Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値が明確に現れる様に工夫されたオリジナルの視力検査用視標を用いることも可能であり、又ｌｏｇＭＡＲチャート等様々なタイプの視力検査用視標を用いることが可能であり、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値も白黒の２値のみに限らず、グレーチャートを用いることによって視力値の推定が明確になる。
【００６２】
上記実施の形態では、固視標１５として１つのギャップを有する視力検査用のランドルト環を使用したが、更に測定精度を向上させる為、複数のギャップを有する視標を使用してもよい。
【００６３】
図９は角度が０°方向のギャップＧh 、９０°方向のギャップＧv 、４５°方向のギャップＧru、１３５°方向のギャップＧrdを有する円環状の視標３４を示している。
【００６４】
該視標３４を視力値に応じた大きさのもの（対称形状で大きさの異なるもの）を所要数用意し、各視力値に対する前記視標３４と眼光学特性とのコンボリューション積分によってシミュレーション画像を演算し（図８のＡ段に相当するもの）、更に得られたシミュレーション画像について前記各ギャップＧh 、Ｇv 、Ｇru、Ｇrdに関し、該各ギャップの方向と直交する経線方向、即ち視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５RU，３５RD（図１０参照）のプロフィールを求める。
【００６５】
各視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５RU，３５RDのプロフィールに関し、極大値Ｉmax 、極小値Ｉmin を求め、これら極大値Ｉmax 、極小値Ｉmin から前述したＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、又Ｃｏｎｔｒａｓｔ値を求める。
【００６６】
視力値に対応した前記各視標３４のシミュレーション画像について得られたＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値、及び演算し得られたＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値間を回帰曲線で補間し、又演算し得られたＣｏｎｔｒａｓｔ値間を回帰曲線で補間することにより、前記各視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５RU，３５RDのプロフィール毎のＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、又はＣｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線が得られる。
【００６７】
各視標ギャップ方向３５H ，３５V ，３５RU，３５RD毎のＣｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線３６H ，３６V ，３６RU，３６RDを示したものが、図１１である。
【００６８】
前述した様に、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値に関しては、分解可能な判定基準は１５（％）であるので、図１１の各Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線３６H ，３６V ，３６RU，３６RDの１５（％）でのｌｏｇＶ．Ａ．を求めると、ｌｏｇH ＝０．２５８、ｌｏｇV ＝０．２６０、ｌｏｇRU＝０．１９６、ｌｏｇRD＝０．１２５、更に平均値でｌｏｇAvg ＝０．２１０であり、その時の視力値Ｖ．Ａ．はＨ：１．８１、Ｖ：１．８２、ＲＵ：１．５７、ＲＤ：１．３３、平均視力値は１．６２である。
【００６９】
而して、図９に示す様に複数のギャップを有する視標３４を用い、更に経線方向の異なる複数のプロフィールに基づき平均視力値を求めることで、より精度の高い視力値の推測が可能となる。
【００７０】
尚、上記ランドルト環、或は一方向のギャップを有する視標を用い、格納した視標のイメージを適宜回転させ、回転させたそれぞれの視標イメージと眼光学特性とから、シミュレーション画像を演算し、そのシミュレーション画像について複数の経線方向についてプロフィールを求めても同様な効果が得られることは言う迄もない。又、経線方向の角度は上記した角度に限らず、０°〜１８０°の任意の角度でよい。
【００７１】
次に、図１２により他の実施の形態について説明する。
【００７２】
該他の実施の形態では、図８に於けるＡ段の各視力値Ｖ．Ａ．に対応する視力検査用視標のイメージＩxyを他の方法により求めている。求められたイメージＩxyから各視力値Ｖ．Ａ．に対応するイメージＩxyのプロフィール３３を求め、更に図８に於けるＣ段のＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を求める方法については前述した実施の形態と同様である。
【００７３】
他の実施の形態の光学系を図１２に示す。該他の実施の形態に於ける光学系では図１で示した前記実施の形態の光学系に矯正光学系１２を追加し、１／４λ波長板１３を光軸に対して挿脱可能としたものであり、その他の構成については同等であるので、説明は省略する。
【００７４】
前記矯正光学系１２は球面レンズで構成され、前記対物レンズ１１と前記被検眼１との間に配設され、前記した様に１／４λ波長板１３は光軸に対して挿脱が可能となっている。
【００７５】
以下、該他の実施の形態の作用について説明する。
【００７６】
前記合焦レンズ１９を基準位置とし、前記被検眼１に前記固視標１５を注視させ、前記矯正光学系１２により前記被検眼１の視力を矯正する。
【００７７】
眼屈折力の矯正後、前記被検眼１に前記固視標１５を注視させた状態で、前記投影光学系２により投影光束が被検眼眼底に投影される。尚、前記固視標１５に関しては、可視光が用いられ、前記投影光束については赤外光が用いられる。
【００７８】
先ず、前記１／４波長板１３が光路に挿入されている状態を説明する。
【００７９】
前記光源５からの投影光束（赤外光）が前記投影レンズ６、ハーフミラー７を透過して前記偏光ビームスプリッタ８に至り、該偏光ビームスプリッタ８でＳ直線偏光分が反射され、前記リレーレンズ９を経て前記対物レンズ１１、矯正光学系１２により前記１／４波長板１３を経て前記被検眼１の眼底に投影され、該眼底上に第１次指標像が結像される。
【００８０】
Ｓ直線偏光が前記１／４波長板１３を透過することで、右円偏光となる。前記被検眼１の眼底で投影光束が全反射され、全反射光束は眼底で反射されることで左円偏光となる。更に、全反射光束が前記１／４波長板１３を透過することで、前記Ｓ直線偏光とは偏光方向が９０°異なるＰ直線偏光となる。
【００８１】
Ｐ直線偏光は前記矯正光学系１２、対物レンズ１１、リレーレンズ９により前記偏光ビームスプリッタ８に導かれる。該偏光ビームスプリッタ８はＳ直線偏光を反射し、Ｐ直線偏光を透過するので、前記全反射光束は該偏光ビームスプリッタ８を透過し、前記合焦レンズ１９、結像レンズ２０により前記光電検出器２１上に第２次指標像として結像される。
【００８２】
前記被検眼１の眼底では前述した様に全反射と散乱反射が生じる。この散乱反射光束が、全反射光束と共に前記光電検出器２１に受光されると、第２次指標像の光量強度分布のノイズとなり、正確な眼球光学系の眼光学特性が測定できない。
【００８３】
前記した様に散乱反射による光束の偏光状態はランダム状態である。この為、前記１／４波長板１３を透過し、直線偏光となった場合にＰ直線偏光と合致するものは限られた部分に限定され、前記偏光ビームスプリッタ８により散乱反射光束でＰ直線偏光と合致するもの以外は反射される。従って、被検眼１の眼底で全反射されたＰ直線偏光分に対して散乱反射光束によるＰ直線偏光分の比率は無視できる程度に小さくなる。
【００８４】
従って、前記光電検出器２１が受光するのは実質上散乱反射光束分が除去された全反射光束となる。而して、前記１／４波長板１３を投影光学系２、受光光学系３の構成要素とすることで、正確な眼球光学系の眼光学特性の測定を可能とする。
【００８５】
前記光電検出器２１が受光した第２次指標像の光量強度分布は前記被検眼１そのものの眼光学特性を反映しており、前記光電検出器２１の受光状態を検出することで、眼光学特性を測定することができる。
【００８６】
次に、前記１／４波長板１３が光路から退避している状態を説明する。
【００８７】
前記１／４波長板１３が除去されているので、眼底からの全反射光束の偏光状態はＳ直線偏光のままであり、前記偏光ビームスプリッタ８により全て反射される。従って、前記偏光ビームスプリッタ８を透過するのは、眼底で散乱反射された散乱反射光束のＰ直線偏光成分だけである。前記光電検出器２１上には散乱反射光束による第２次指標像が結像される。該光電検出器２１が受光した第２次指標像の光量強度分布は前記被検眼眼底と被検眼１の眼底光学特性、眼光学特性を反映している。
【００８８】
前記１／４波長板１３を挿入した状態での前記光電検出器２１の受光状態と、前記１／４波長板１３を退避させた状態の前記光電検出器２１の受光状態とに基づき以下の手順により、眼底光学特性を測定することができる。
【００８９】
又、前記１／４波長板１３の挿脱により、前記光電検出器２１に投影される反射光束は、眼底で全反射された全反射光束か、眼底で散乱反射した散乱反射光束かのいずれかを選択でき、前記１／４波長板１３は光束切替え手段として機能する。
【００９０】
先ず図１３（Ａ）に示す様に、前記１／４波長板１３を光路中に挿入した場合、即ち散乱反射光束を除去した場合に於いて、前記被検眼１の眼球光学系の光学特性をＰ、眼底で全反射された全反射光束を受光した場合の前記光電検出器２１上での２次元光量強度分布をＩr とすると、該光電検出器２１で受光する全反射光束は前記被検眼１を２度通過していることから、前記ＰとＩr との間には
【００９１】
Ｐ※Ｐ＝Ｉr
ここで、※は、コンボルーション積分を意味する。
又、Ｐ、Ｉr をフーリエ変換すると、
ＦＴ（Ｐ）＝ｐ、ＦＴ（Ｉr ）＝ｉr
となるので、
ｐ2 ＝ｉr                                        （３）
と表される。
【００９２】
次に図１３（Ｂ）に示す様に、前記１／４波長板１３を退避させた場合、即ち反射光束が散乱反射のみである場合に於いて、前記被検眼１の眼球光学系の光学特性をＰ、眼底での散乱反射により生じる眼底の光学特性をＲ、眼底で散乱反射された散乱反射光束を受光した場合の前記光電検出器２１上での２次元光量強度分布をＩd とすると、前記光電検出器２１で受光する散乱反射光束は前記被検眼１を２度通過し、更に眼底の光学特性の影響を受けていることから、前記ＰとＩd との間には
【００９３】
Ｐ※Ｒ※Ｐ＝Ｉd
ここで、Ｐ、Ｒ、Ｉd をフーリエ変換すると、
ＦＴ（Ｐ）＝ｐ、ＦＴ（Ｒ）＝ｒ、ＦＴ（Ｉd ）＝ｉd
とすると、
ｐ×ｒ×ｐ＝ｐ2 ×ｒ＝ｉd                       （４）
と表される。
（３）式、（４）式から
ｒ＝ｉd ／ｉr
となり、更に逆フーリエ変換すると
Ｒ＝ＩＦＴ（ｉd ／ｉr ）                        （５）
となる。
【００９４】
即ち、ＦＴ（Ｉr ）＝ｉr 、ＦＴ（Ｉd ）＝ｉd     （６）
であるから、前記光電検出器２１上に於ける、眼底での全反射光束による光量強度分布Ｉr 、眼底での散乱反射光束よる光量強度分布Ｉd をそれぞれ測定し、前記（３）式に基づいて眼底での散乱反射により生じる像の劣化を定量的に示す眼底の光学特性を算出することができる。
【００９５】
上記した手順で眼底の光学特性を測定することができ、眼底の光学特性を考慮して眼底でのシミュレーション画像を演算することができる。
【００９６】
前記矯正光学系１２、或は前記合焦レンズ１９の調整により、任意の状態で被検眼眼底に視標像を投影した場合の眼底上での視標像を以下の手順により、シミュレーションする。
【００９７】
この場合、前記光電検出器２１上に結像される視標像の光量強度を測定する場合は、前記１／４波長板１３を退避させ散乱反射光束を受光する状態で行う。尚、上記手順で求めた眼底の光学特性については変化はない。
【００９８】
その時の眼球光学系の光学的光伝達関数をＰa 、眼底での散乱反射により生じる眼底の光学的光伝達関数をＲ、散乱反射光束で受光した場合の光電検出器上での光量強度分布をＩa とすると、
【００９９】
Ｐa ※Ｒ※Ｐa ＝Ｉa                             （７）
となる。
ここで、前述と同様に、フーリエ変換をする。
ＦＴ（Ｐa ）＝ｐa 、ＦＴ（Ｒ）＝ｒ、ＦＴ（Ｉa ）＝ｉa
となり、更に、
ｐa2×ｒ＝ｉa
となり、
ｐa ＝√（ｉa ／ｒ）                            （８）
となる。
従って、逆フーリエ変換をすると、
Ｐa ＝ＩＦＴ（√（ｉa ／ｒ））                  （９）
となる。
【０１００】
前記光電検出器２１上での光量強度分布Ｉa を測定し、前述の演算により算出したＲに基づき、その任意の状態での光伝達関数を算出することができ、この算出されたＰa と、実際に使用する視標の光量強度分布関数Ｏとをコンボルーション積分することにより、被検眼の眼底に投影された場合のイメージＩのシミュレーション画像を下記式により演算することができる。
【０１０１】
Ｉ＝Ｐa ※Ｏ                                    （１０）
【０１０２】
従って、シミュレーション画像を表示装置に表示することで、任意の眼屈折力矯正状態、任意の合焦状態での被検者が実際に認識している像をリアルタイムで観察することができる。
【０１０３】
被検眼の眼光学特性の測定について図１４を参照して説明する。
【０１０４】
ＳＴＥＰ０１：前記被検眼１に前記固視標１５を注視させた状態で、前記矯正光学系１２により、被検眼の球面度数、乱視度数、乱視軸に対応して被検眼の視力を矯正する。この矯正は、事前に測定した他覚式レフラクトメータの測定結果に基づき矯正を行う方法、或は、検者が前記光電検出器２１からの信号に基づきモニタに表示された指標像を観察し指標像が点像として観察される様に矯正を行う方法等が利用できる。
【０１０５】
ＳＴＥＰ０２：前記１／４波長板１３を挿入して、眼底での全反射光束を選択する。
【０１０６】
ＳＴＥＰ０３：前記光電検出器２１には全反射光束により第２次指標像が結像され、該第２次指標像に基づく受光信号から第１の光量強度分布Ｉr が測定される。該第１の光量強度分布Ｉr を前記記憶部２７に記憶させる。
【０１０７】
ＳＴＥＰ０４：前記１／４波長板１３を外して、受光光束を散乱反射光束とする。
【０１０８】
ＳＴＥＰ０５：前記光電検出器２１上に形成される第２次指標像は散乱反射光束のみにより形成される。該第２次指標像に基づく受光信号から第２の光量強度分布Ｉd が測定され、前記記憶部２７に記憶される。
【０１０９】
ＳＴＥＰ０６：前記制御部２８に於いて、ＳＴＥＰ０３、ＳＴＥＰ０５の測定結果より被検眼１の眼底光学特性Ｒを算出する。該眼底光学特性Ｒが前記記憶部２７に記憶される。
【０１１０】
ＳＴＥＰ０７：前記１／４波長板１３を退避させ、散乱反射光束が選択される。
【０１１１】
ＳＴＥＰ０８：前記光電検出器２１に形成された指標像に基づく受光信号から光量強度分布Ｉa が測定される。該光量強度分布Ｉa が前記記憶部２７に記憶される。
【０１１２】
ＳＴＥＰ０９：眼底光学特性Ｒは既に求められているので、上記（７）式、（９）式より任意の合焦状態での眼光学特性Ｐa が求められ、更に（１０）式によりシミュレーション画像を演算する。
【０１１３】
ＳＴＥＰ１０：ＳＴＥＰ０９で得られたシミュレーション画像に基づき視力検査用視標ギャップ方向のプロフィール３３を演算する。
【０１１４】
ＳＴＥＰ１１：Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を演算する。
【０１１５】
尚、プロフィール３３、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を求めることについて、及びＤｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線から視力値を推定することについては上記実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【０１１６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、被検眼眼底に指標像を投影する為の指標投影系と、前記指標像を光電検出器上に導く為の受光光学系と、前記光電検出器に検出された指標像の光量強度分布に基づき、被検眼眼底に複数の大きさの異なる視標像を個々に投影した場合に形成される視標像の画像を演算する為のシミュレーション画像演算部と、該シミュレーション画像演算部で算出された複数の視標像の画像の所定経線方向でのそれぞれの光量強度分布から光量強度分布特性値を検出し、これらの複数の光量強度分布特性値に基づき被検眼の視力値を演算する為の視力演算部を具備する構成であるので、各種の大きさの視力検査用視標を見せて被検者の応答により視力値を測定するといういわゆる自覚式検眼方法を使用せずに、所定の指標像を眼底に投影しその指標像の光量強度分布を測定することだけで、演算処理により、被検眼の視力値を正確に推測できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す光学系の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態での測定で得られる光量強度分布の線図であり、（Ａ）は後側焦線位置での光量強度分布を示す線図、（Ｂ）は前側焦線位置での光量強度分布を示す線図である。
【図４】（Ａ）は後側焦線位置での光量強度分布、（Ｂ）は前側焦線位置での光量強度分布から得られる２次元光量強度分布の線図である。
【図５】視力検査用視標と演算されたイメージの説明図である。
【図６】ランドルト環視標と視標ギャップ方向を示す説明図である。
【図７】視標ギャップ方向の光量強度分布のプロフィールを示す説明図である。
【図８】シミュレーション画像、プロフィール、Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ値−視力曲線、Ｃｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を同一画面に表示した場合の表示例を示す図である。
【図９】複数のギャップを有する視標の一例を示す図である。
【図１０】該視標と視標ギャップ方向を示す説明図である。
【図１１】複数のギャップを有する視標で得られるＣｏｎｔｒａｓｔ値−視力曲線を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態を示す光学系の概略構成図である。
【図１３】（Ａ）は被検眼眼底での全反射状態を示す説明図、（Ｂ）は被検眼眼底での散乱反射状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に於ける測定についてのフローチャートである。
【符号の説明】
１          被検眼
２          投影光学系
３          受光光学系
５          光源
８          偏光ビームスプリッタ
９          リレーレンズ
１１        対物レンズ
１２        矯正光学系
１３        １／４波長板
１７        固視標系
１９        合焦レンズ
２１        光電検出器
２７        記憶部
２８        制御部
２９        表示部
【図１】
0004598261.tif 000002
【図２】
0004598261.tif 000003
【図３】
0004598261.tif 000004
【図４】
0004598261.tif 000005
【図５】
0004598261.tif 000006
【図６】
0004598261.tif 000007
【図７】
0004598261.tif 000008
【図８】
0004598261.tif 000009
【図９】
0004598261.tif 000010
【図１０】
0004598261.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0004598261.tif 000013
【図１３】
0004598261.tif 000014
【図１４】
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