(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の屈折力を測定するための屈折力測定部を備えた眼屈折力測定装置において、
被検眼の球面度数、乱視度数、乱視軸を含む通常の屈折力測定と、被検眼の１〜２．３Ｈｚの高周波成分の連続する屈折力変化を高速連続的に求める眼調節機能状態測定との少なくとも２種類の測定を選択する測定種類選択部と、
１回転することで２方向の経線方向の測定が可能な縞模様を被検眼に投影し、所定の回転速度で回転駆動されるチョッパと、
１Ｈｚ〜２．３Ｈｚの範囲で前記高周波成分の数値選択あるいは数値入力を行う高周波成分入力部と、
前記測定種類選択部により選択された各測定種類に応じて測定動作を変更する制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、
前記測定種類選択部により前記屈折力測定が選択された場合には、前記チョッパの前記所定の回転速度に基づいて測定回数のサンプリング数を設定して前記屈折力測定を行い、
前記測定種類選択部により前記眼調節機能状態測定が選択された場合には、前記高周波成分入力部の入力を受け付け、入力された前記高周波成分と前記チョッパの前記所定の回転速度とに基づいて、測定回数のサンプリング数を設定して前記眼調節機能状態測定を行うこと、
を特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の眼屈折力測定装置において、
前記制御部は、前記チョッパを前記所定の回転速度で回転駆動させている状態で、その回転速度に基づいて前記屈折力測定又は前記眼調節機能状態測定の前記測定回数のサンプリング数を設定すること、
を特徴とする眼屈折力測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の眼屈折力測定装置において、
前記眼屈折力測定部は複数の経線方向の眼屈折力測定が可能な複数経線眼屈折力測定部を備えること、
前記通常の屈折力測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部により少なくとも２方向の経線方向の眼屈折力測定を行うこと、
前記眼調節機能状態測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部によりある定められた１方向の経線方向について眼屈折力測定を行うこと、
を特徴とする眼屈折力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、被検眼の眼屈折力の測定及び被検眼の眼調節機能状態測定の測定を行う眼屈折力測定装置に関するものである。
【背景技術】  従来、眼科を含む各医療現場において、眼屈折力を測定する屈折力測定装置が広く使用されている。例えば、特許文献１や特許文献２に記載された屈折力測定装置のように、検影法が適用された屈折力測定装置などである。一方、眼科を含む各医療現場では、より詳しい屈折状態ということで眼の調節機能状態（眼調節機能状態）を測定することも望まれるようになってきており、例えば、特許文献３に記載された眼調節機能状態測定装置のように、他覚的な眼調節機能状態測定を行う装置が提案されている。
この眼調節機能状態測定は、従来の眼屈折力測定方法（例えば、特許文献２の方法）を利用して眼屈折力測定を高速連続的に行うものであるため、従来の眼屈折力測定装置との共通部が多く、通常の眼屈折力測定（以下、通常測定）と眼調節機能状態測定の両測定を１台で可能にする複合機が効率がよくかつ利便性も高くなる。
［特許文献１］特開昭５５−１６０５３８号公報
［特許文献２］特開平６−１６５７５７号公報
［特許文献３］特開２００３−７０７４０号公報
特許文献３によると眼調節機能状態測定装置では１〜２．３Ｈｚでの連続的な眼屈折力測定が必要であり、眼屈折力測定部には１回あたりの測定時間は例えば１Ｈｚであればそれに見合う測定時間間隔ということで０．１秒間隔、２Ｈｚであれば０．０５秒間隔と０．１秒以下の間隔で測定値を得ることができ、かつ連続的な測定が行われなければ高周波成分を得ることが出来ない。しかしながら、従来の眼屈折力測定装置では１回の測定時間は早い場合でも０．２秒程度はかかっていた。そのために、そのまま眼調節機能状態測定装置に転用は難しく、より高速でかつ連続測定が可能な装置にする改良や工夫が必用になる。
例えば、特許文献１に記載された屈折力測定方法を使う場合は、眼の全径線について測定するためにプリズムを含む光学系を経線方向にモータで１回転させている。上述のように０．１秒以下で１回の測定を可能にするためには、従来装置よりもより高速で回転させる必要が生じることになる。そのためにはモータ類の高速化のためにモータが大型になること、連続回転させるために装置の剛性を強化すること、高速測定処理を行うための高速処理回路等と、従来装置よりも大型かつ高価になってしまうという問題がある。
また、複合機にした場合に、眼調節機能状態測定装置に合わせて通常の屈折力測定があまりに高速になりすぎてしまうと、表示が見難くなることもあり、高速がゆえにかえって扱いにくくなるという問題も生じる。
【発明の開示】
本発明の目的は、従来の眼屈折力測定装置から大型化、高価になることを避け、かつ操作者にとって測定種類が変わっても扱いよい眼屈折力測定、眼調節機能状態測定の両機能を１台で有する複合機を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第１の発明は、被検眼の屈折力を測定するための屈折力測定部（４０，６１）を備えた眼屈折力測定装置において、被検眼の球面度数、乱視度数、乱視軸を含む通常の屈折力測定と、被検眼の高周波成分の屈折力変化を求める眼調節機能状態測定との少なくとも２種類の測定を選択する測定種類選択部（３０，６８）と、前記測定種類選択部により選択された各測定種類に応じて測定動作を変更する制御を行う制御部と（２０，６５）、を備えることを特徴とする眼屈折力測定装置である。
第２発明は、第１の発明の眼屈折力測定装置において、前記測定動作の変更は、測定経線方向の数を変更する（Ｓ２，Ｓ５）ことで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第３の発明は、第１の発明の眼屈折力測定装置において、前記測定動作の変更は、１回の測定値を得るための測定サンプリング回数を変更する（Ｓ１２，Ｓ１７）ことで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第４の発明は、第１の発明の眼屈折力測定装置において、前記測定動作の変更は、１回の測定から次の測定までの測定インターバルを変更することで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第５の発明は、第１の発明の眼屈折力測定装置において、被検眼に測定のための縞模様を投影し、該縞模様を被検眼に対して移動させるためのモータ（６１ｉ）を備えること、前記測定動作の変更は、該モータの回転数を変更することで行うこと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第６の発明は、第１又は第２の発明の眼屈折力測定装置において、前記眼屈折力測定部は複数の経線方向の眼屈折力測定が可能な複数経線眼屈折力測定部（４０）を備えること、前記通常の屈折力測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部により少なくとも２方向の経線方向の眼屈折力測定を行う（Ｓ２）こと、前記眼調節機能状態測定を行う場合に該複数経線屈折力測定部によりある定められた１方向の経線方向について眼屈折力測定を行う（Ｓ５）こと、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
第７の発明は、第１から第６までのいずれかの発明の眼屈折力測定装置において、前記高周波成分は１Ｈｚ〜２．３Ｈｚの範囲で高周波成分の数値選択あるいは数値入力を行う高周波成分入力部（６９）を備えること、前記高周波成分入力部により入力された高周波成分数値に応じて前記眼屈折力測定部の測定動作を変更する制御部（６５）を備えること、を特徴とする眼屈折力測定装置である。
本発明によれば、従来の眼屈折力測定装置から大型化、高価になることを避け、かつ操作者にとって測定種類が変わっても扱いよい眼屈折力測定、眼調節機能状態測定の両機能を１台で有する複合機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明による眼屈折力測定装置の第１実施形態の光学系の構成を示す図である。
図２は、第１実施形態の光電変換素子８を図１のＡ−Ａ断面により示す図である。
図３は、制御部２０により実行される動作フローチャートである。
図４は、本実施形態の眼屈折力測定装置５１の構成図である。
図５は、チョッパ６１ａの縞模様を示す図である。
図６は、制御部６５により実行される動作フローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面等を参照して、本発明を実施するための最良の形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による眼屈折力測定装置の第１実施形態の光学系の構成を示す図である。
図２は、第１実施形態の光電変換素子８を図１のＡ−Ａ断面により示す図である。
本実施形態の眼屈折力測定装置は、屈折力測定部４０と雲霧装置とからなる。屈折力測定部４０の測定原理は検影法によるものであり、瞳孔上における陰影動きの速度を検出することにより眼屈折力を測定するものである。検影法を用いた他覚的眼屈折力測定装置は、例えば特開昭５５−８６４３７号に開示されている。尚、本発明で用いる装置の構成は特開昭５５−８６４３７号に開示されているものと基本的に同様であるため、測定原理の詳細については省略する。
図１に示すように、屈折力測定部４０の光学系は、発光ダイオード１、コンデンサレンズ２、チョッパ４、ハーフミラー５、測定径線回転系６、対物レンズ７、受光部８及び絞り９によって構成されている。雲霧装置の光学系は、可視光源１０、固視標１１、保持部材３２、投影レンズ１２、絞り１３、ミラー１４、レンズ１５、ダイクロイックミラー１６により構成されている。さらに制御部２０、測定種類選択部３０、表示部１７より構成される。
発光ダイオード１から射出された赤外光の像は、コンデンサレンズ２の作用により被検眼３の瞳孔上に結像するように構成されている。発光ダイオード１及びコンデンサレンズ２は、中空円筒体からなるチョッパ４によって包囲されている。チョッパ４には、スリット状の開口が円周に沿って複数個形成されている。開口の長手方向は、図１の紙面に垂直である。
チョッパ４は、図示を省略した駆動系によって発光ダイオード１を中心として回転することができるように構成されている。チョッパ４に形成されたスリット状の開口を透過した線状光束は、ハーフミラー５に入射する。ハーフミラー５は、発光ダイオード１からの赤外光を被検眼３の方向に反射し、被検眼３からの反射光を透過する。
図示の装置はさらに、プリズム６ａとミラー６ｂとからなる測定径線回転系６を備えている。測定径線回転系６は、被検眼３の乱視状態を観察するためのものであり、これを光軸Ａを中心としてステップ状に回転させることにより、被検眼３に入射する線状光束の径線方向が順次変化する。すなわち複数の経線方向で測定可能にするものである。被検眼３からの反射光は、上述の測定径線回転系６及びハーフミラー５を透過した後、対物レンズ７に入射する。対物レンズ７を透過した被検眼３の瞳孔面の像は、絞り９を介して受光部８上に結像される。絞り９は長手方向が図の紙面に垂直な長方形の開口を有し、この開口は対物レンズ７のほぼ焦点上に位置決めされている。
受光部８は、図２（図１のＡ−Ａ断面）に示すように、基板８ａと、基板８ａ上に固定された屈折力測定用の光電変換素子８ｂ、８ｃと、位置ずれ検出用の４分割光電変換素子８ｄとを備えている。図より明らかなように、光電変換素子８ｂ、８ｃは、被検眼３上での線状光束の走査方向に配置されている。光電変換素子８ｂ、８ｃの間に配置された４分割光電変換素子８ｄは、４つの光電変換素子から構成されていて、これは光学的な中心を見るためのものである。さらに、４つの光電変換素子を持ち、中心Ｏは対物レンズ７の光軸Ａに一致するようになっている。
固視標１１及び可視光源１０はモータ３２の作用により光軸方向に往復移動されるようになっている。可視光源１０によって照射された固視標１１の像は、投影レンズ１２及び絞り１３を介し、ミラー１４によって反射された後レンズ１５に入射する。レンズ１５を通過した固視標１１の像は、ダイクロイックミラー１６によって被検眼３の方向に反射され、被検眼３のレンズを介して網膜上に投影される。
屈折力の検出は、２つの光電変換素子８ｂ、８ｃの出力する信号間の位相差を測定することによって行われる。すなわち、チョッパ４の回転によって被検眼３の眼底は線状光束によって走査されるから、被検眼３が正視眼の場合には、スリット９の位置はちょうど中和点に相当する。このため、スリット９の開口を射出する光束は一様に明るくなったり暗くなったりするので、２つの光電変換素子８ｂ、８ｃの出力信号の位相は等しくなる。
被検眼３が正視眼でない場合には、それぞれの眼の屈折異常の状態に対応した明暗の縞がスリット９の開口から射出されることになり、光電変換素子８ｂ、８ｃの出力信号の位相は被検眼の屈折異常の状態に応じて異なってくる。こうして、光電変換素子８ｂ、８ｃの出力信号の位相差から被検眼の屈折力を求めることができる。
光電変換素子８ｂ、８ｃの出力信号の位相差から被検眼の屈折力を求めることができるのは、１方向経線だけであり、眼全体の測定のためには、測定径線回転系６をステップ状に一回転させ全径線方向の眼屈折力を測定することが行われる。これにより得られた測定値から、例えば最強の屈折力、最弱の屈折力、最強及び最弱の屈折力にそれぞれ対応する径線、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視軸角度ＡＸ等の通常眼屈折力と言われるデータが制御部２０により算出される。
次にこの構成の装置を用いて、制御部２０が通常測定、眼調節機能状態測定の各測定方法が選択された場合に測定動作を変更する内容について図３を用いて説明する。
図３は、制御部２０により実行される動作フローチャートである。
操作者は測定種類を測定種類選択スイッチ（測定種類選択部）３０で選択する（ステップＳ１）。制御部２０は、選択された測定種類（通常測定、又は、眼調節機能状態測定）に応じて測定時間を選択する（ステップＳ２又はステップＳ５）。次に各測定種類ごとに説明する。
（通常測定が選択された場合）
前述のごとく測定径線回転系６をステップ状に一回転させ全径線方向の眼屈折力を測定することが行われる（ステップＳ２）。次にこれにより得られた測定値から、例えば最強の屈折力、最弱の屈折力、最強及び最弱の屈折力にそれぞれ対応する径線、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視軸角度ＡＸ等の通常眼屈折力と言われるデータが制御部２０により算出される（ステップＳ３）。算出された測定値である眼屈折力（球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視軸角度ＡＸ等）を表示部１６に表示して、操作者に測定結果を示し（ステップＳ４）、測定を終了する。
（眼調節機能状態測定が選択された場合）
測定径線回転系６を一方向で固定したままで測定する（ステップＳ５）。これは、眼調節機能状態測定の場合は、屈折力の連続する変化を見るのが目的であるため、経線全方向を見なくてもその目的を達成できるからである。もちろん全経線方向を測定しても構わないが、測定径線回転系６はプリズム６ａを内蔵しており大きく重いため、回転して測定間隔０．１秒以下で連続測定するのは困難になるからでもある。このように制御部２０は、必要な情報を得るために最速の測定動作を選ぶわけである。次に得られた測定値より高周波成分が算出され（ステップＳ６）、調整機能状態を表示部１７に表示して、操作者に測定結果を示し（ステップＳ７）、測定を終了する。なお実際の測定の際には、視標を動かしつつ、測定を繰り返すことになり、ここでの測定方法の詳細、高周波成分の算出、調整機能状態を表示の詳細方法については、前述の特許文献３に記載された眼調節機能状態測定装置と基本的に同じであり説明は省略する。
なお、経線方向を固定して測定する場合（ステップＳ５）は、固定される方向はどこでも構わない。また、本実施形態では眼調節機能状態測定が選択されたときに、測定径線回転系６を一方向で固定したが、測定時間が０．１秒以下になるのなら、測定径線回転系６を通常測定時よりも回転のステップを間引いて回転させることでも勿論構わない。
（第２実施形態）
次に、図４、図５、図６に基づいて本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本実施形態の眼屈折力測定装置５１の構成図である。
本発明で用いる装置の構成は、前述の特許文献２，３に記載されているものと同じものであり、第１実施形態と似た検影法を用いている。また１回の屈折測定値を得るための基本原理は同じであるため、測定原理の詳細については省略する。図４に示すように、眼屈折力測定装置５１には、屈折測定部６１、投影部６２、ダイクロイックミラー６３、制御部６５、表示器６６、測定種類選択部６８、高周波成分入力部６９などが備えられる。投影部６２には、視標６２ａ、光源（可視光光源）６２ｂ、凸レンズ６２ｃ、モータ６２ｄが備えられ、モータ６２ｄの回転により図示なき視標移動機構で視標６２ａ、光源（可視光光源）６２ｂを光軸方向（図の矢印で示す方向）に移動可能である。
投影部６２においては、被検眼６０に近い側（近方）から順に、凸レンズ６２ｃ、視標６２ａ、及び光源６２ｂが配置される。光源６２ｂによって照明された視標６２ａからの光束は、凸レンズ６２ｃにおいて平行光束に近い状態に変換されてから被検眼６０へ入射するので、被検眼６０から見ると、視標６２ａの位置は、実際の位置よりも遠方にあるように見える。
このうち、視標６２ａと光源６２ｂとは、互いの位置関係を不変にした状態で、共に視標移動機構６２ｄ及びモータ６２ｅによって被検眼６０の光軸方向に移動可能である。
屈折測定部６１には、スリットが形成されたチョッパ６１ａ、チョッパ６１ａを回転させるモータ６１ｉ、チョッパ６１ａを照明する光源（赤外光光源）６１ｂ、チョッパ６１ａにより形成される縞模様を被検眼６０の眼底に投影するレンズ６１ｄ、被検眼６０の眼底から戻る光が形成する縞模様の移動速度を検出する受光部６１ｈ、光学系６１ｆ、６１ｇなどが備えられる（因みに、符号６１ｆ、６１ｃはレンズ、符号６１ｅはハーフミラー、符号６１ｇは絞りを示している。
）。
また、ダイクロイックミラー６３は、屈折測定部６１から出射される測定光（赤外光）と、投影部６２から出射される測定光（可視光）とを、それぞれ被検眼６０へ導き、また、被検眼６０から戻る赤外光については、屈折測定部６１へ戻す働きをする。ここで、屈折測定部６１においては、チョッパ６１ａが回転するので、被検眼６０の眼底に投影される縞模様は移動する。そして、受光部６１ｈ上に形成される縞模様の移動速度は、被検眼６０の眼屈折力に応じて変化する。
図５は、チョッパ６１ａの縞模様を示す図である。
チョッパ６１ａの縞模様として図５のように２種類の方向の縞７１ａ、７１ｂがチョッパ６１ａ上に形成されており、チョッパ６１ａが１周すると、２方向の経線方向が測定され、球面度数、乱視度数、乱視軸等の眼屈折力が算出される。
このように、本実施形態ではモータ６１ｉの１周（チョッパ６１ａの１周）により、１回の測定値（後述するサンプリング値）を得ることが可能となる。
また、制御部６５は、ＣＰＵ、及びその動作に使用されるメモリを備えた回路などからなり、受光部６１ｈの出力する信号を参照して、光源６２ｂ、６１ｂ、モータ６２ｅ、６１ｉ、及び表示器６６を駆動制御したり演算を行ったりする。具体的に、制御部６５は屈折測定部６１を駆動しつつその出力を参照する（光源６２ｂを駆動しつつモータ６２ｅを駆動制御する）ことにより、視標６２ａ（視標６２ａ及び光源６２ｂ）の配置、及び位置の走査を行う。
さらに、制御部６５は、光源６１ｂ、モータ６１ｉ、及び受光部６１ｈを駆動しつつその受光部６１ｈの出力を参照することにより、被検眼６０の眼屈折力を測定する。
次にこの構成の装置を用いて、制御部６５が通常の眼屈折力測定、眼調節機能状態測定装置の各測定方法が選択された場合に測定時間を変更する方法について図６を用いて説明する。
図６は、制御部６５により実行される動作フローチャートである。
操作者は測定種類を測定種類選択部６８で選択する（ステップＳ１１）。制御部１５は、選択された測定種類に応じて測定時間を選択する（ステップＳ１２又はＳ１５）。次に各測定種類ごとに説明する。
（通常測定が選択された場合）
前述のごとくモータ６１ｉの１周（チョッパ６１ａの１周）により、１回の測定値（サンプリング値）を得ることが本実施形態では可能であり、この１周で得られる１回の測定値を１サンプリング数として、本実施形態では最終の測定値を得るのに２０回サンプリングを行う（ステップＳ１１）。これは、例えばモータ６１ｉが６０００ｒｐｍで回転しているとすると、１回転には０．０１秒かかる。しかしこれだけ早いと、表示が見にくいなどかえって使いづらくなるため、最適な測定間隔０．２秒にするためにサンプリング数を増やしたものである。もちろんサンプリング数１にして、０．２秒間隔に１回測定してもよいのであるが、眼はまばたきとか、動いてずれることも考慮し、最大限安定させるために測定間隔の中で最大のサンプリング数を選ぶわけである。
次にこれにより得られた測定値から、例えば最強の屈折力、最弱の屈折力、最強及び最弱の屈折力にそれぞれ対応する径線、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視軸角度ＡＸ等の通常の眼屈折力が制御部２０により算出される（ステップＳ１３）。なおサンプリング数が２０個あるので眼屈折力を求めるのに平均化してもよいし、中間値を選ぶことでもよい。次に算出された測定値である眼屈折力（球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ及び乱視軸角度ＡＸ等）を表示部６６に表示して、操作者に測定結果を示し（ステップＳ１４）、測定を終了する。
（眼調節機能状態測定が選択された場合）
先に示した特許文献３によると眼調節機能状態測定装置では１〜２．３Ｈｚでの連続的な眼屈折力測定が必要であり、眼屈折力測定部には１回あたりの測定時間は例えば１Ｈｚであればそれに見合う測定時間間隔ということで０．１秒間隔、２Ｈｚであれば０．０５秒間隔と０．１秒以下の間隔で測定値を得ることが必要になる。まず操作者が１〜２．３Ｈｚで測定を希望する高周波成分を高周波成分入力部６９で選択する（ステップＳ１５）。高周波成分入力部６９はテンキーのような数値入力キーでもよいし、あらかじめ準備された数値から選択することでもよい。高周波成分入力部６９で選択された高周波成分値に従い、制御部６５は、眼調節機能状態測定用に１回の測定時間を決定する。例えば１Ｈｚが選ばれたら０．１秒に、２Ｈｚなら０．０５秒にということになる。具体的には、例えばモータ６１ｉが毎分６０００回転しているとすると、１回転には０．０１秒かかることになるので、１Ｈｚではサンプリング数１０、２Ｈｚではサンプリング数５が算出される（ステップＳ１６）。
次に所定サンプリング数になるまでモータ６１ｉが回転して測定が繰り返される（ステップＳ１７）。
こうして得られた測定値より高周波成分が算出され（ステップＳ１８）、調整機能状態を表示部６６に表示して、操作者に測定結果を示し（ステップＳ１９）、測定を終了する。実際の測定の際には、視標６２ａを動かしつつ、測定を繰り返すことになり、ここでの測定方法の詳細、高周波成分の算出、調整機能状態を表示の詳細方法については、特許文献３に記載された眼調節機能状態測定装置と基本的に同じであり説明は省略する。
このように、選択された高周波成分値に応じてサンプリング数を変更することで、測定時間に応じて最大のサンプリング回数を選択して、測定安定性と測定時間を最もうまくバランスするように制御を行うわけである。
なお、本実施形態では測定サンプリング数で測定動作変更を行ったが、測定時間に合わせてモータの回転数速度を制御することでも良い。
また、通常測定の際のサンプリング数は本例では２０としたが、この数はこれに限定されるものではない。
さらに、サンプリング数は１のままで一つの測定から次の測定までの測定インターバルだけ変更することでもよい。
さらにまた、高周波成分入力部も必ずしも必要ではなく、あらかじめ決められた高周波成分値で測定することでも構わない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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