JP5635976B2 - 検眼装置 - Google Patents
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Description
従って、被検眼の眼内レンズの焦点距離が輻輳したときの焦点距離となって、焦点距離を変えたときに液晶表示器と被検眼の眼底とが共役となるように、合焦レンズによる合焦操作を行わせることで、検査距離に応じて適切な調節刺激をあたえることができる。これにより、検査距離の視標を両眼で自然に見ている状態を作り出すことができる。この状態で、他覚屈折測定を行うことで、設定された検査距離における屈折力を他覚的に測定することができる。
前記検査ユニットの旋回角度に対する前記画像表示装置の視標の表示位置のズレ角度を検出するズレ角検出部と、前記画像表示装置に表示させる視標の表示位置を調整させる表示位置調整装置と、前記画像表示装置に表示される視標の表示位置を記録させる表示位置記録装置とを備えると共に、前記演算制御回路は、前記ズレ角検出部で検出される表示位置のズレ角度に基づいてズレ量を求めると共に、前記ズレ量に基づいて前記画像表示装置に表示させる視標の表示位置のズレを補正して、補正された表示位置を前記表示位置記録装置に基準画像表示位置として記録させる検眼装置としたことを特徴とする。
[構成]
図1において、1は高さが上下調節可能な検眼テーブル、2は検眼テーブル1に配設された検眼装置、3は検眼テーブル1で用いられる検眼椅子、4は検眼椅子に着座した被検者である。
また、図1,図2及び図2Aの検眼装置2は、検査ユニット駆動装置5bの装置本体5b1内に後述する演算制御回路を設けると共に、モニター装置64qを設けている。一方、図2Aの検眼装置2では、図1,図2のモニター装置64qを設ける代わりに、パソコン等の被検者応答入力装置6LRの表示部Dspを設けた例を示したものである。そして、図2Aでは、後述するように装置本体5b1内の演算制御回路(図2Aでは図示せず)にパソコン等の被検者応答入力装置6LRを接続するようにしている。
上述したように図1,図2の検眼装置2と図2Aの検眼装置2は、検査ユニット5L,5R内の光学系の構成および検査ユニット駆動装置5b内の後述する駆動機構は同じであるので、図1,図2及び図2Aを用いて光学系及び駆動機構等を以下に説明する。
図1,図2では図示されていないが、検査ユニット駆動装置5bの装置本体5b1内には図2Aに示した左支持ベースBL,右支持ベースBRが左右に間隔をおいて配設されている。この左支持ベースBL及び右支持ベースBRは、三次元方向(前後・左右・上下)にそれぞれ独立して移動可能に設けられている。そして、この左支持ベースBL,右支持ベースBRには、上述した鉛直方向に延びる支柱5p,5qが図2Aの鉛直軸(軸線)UoL,UoR周りにそれぞれ回転可能に取り付けられ(支持、保持され)ている。この鉛直軸(軸線)UoL,UoRは、被検者が顎受け6dに顔の顎を載せると共に額当て6cに顔の額を当てるように支持されたときに、被検者の左右の被検眼の眼球回旋軸(眼球旋回中心軸、眼球中心位置)となるように配置されている。
(検査ユニット5L)
この検査ユニット5Lの前眼部撮影光学系30Lは、図3に示した前眼部照明光学系34と、撮影光学系35を有する。前眼部照明光学系34は、前眼部照明用の照明光源36、絞り36a、照明光源36からの光を被検眼Eの前眼部に投影する投影レンズ37を有する。
(検査ユニット5R)
また、右眼用の検査ユニット5Rの測定光学系(検査光学系)は、上述したように検査ユニット5Lの測定光学系(検査光学系)と同一であるので、検査ユニット5Lに用いた符号を付して、その詳細な説明は省略する。尚、右眼用の検査ユニット5Rの測定光学系に用いられる液晶表示器53は右眼用液晶表示器(右眼用画像表示装置)である。
(XYZ駆動機構)
検査ユニット5L,5Rは、上述したように左右のXYZ駆動機構によりそれぞれ三次元方向に独立に駆動されるようになっている。この左右のXYZ駆動機構は、図8に示した左三次元駆動装置(三次元駆動手段)と、右三次元駆動装置(三次元駆動手段)を備えている。
(旋回駆動機構)
更に、上述したように検査ユニット5L,5Rは、左右の回転駆動機構(旋回駆動機構)は、図8の水平回転駆動装置(水平旋回駆動装置)28,28によりそれぞれ図2の支柱5p,5qの鉛直軸の周りに旋回駆動されるようになっている。
<制御回路>
更に、検査ユニット5L,5Rを備える図2の検眼装置2は、図8に示した制御系である制御回路(制御手段)を備えている。この制御回路は、上述した左右の演算制御回路62′(L),62′(R)と、左右の演算制御回路62′(サブの演算制御回路)を作動制御するメインの演算制御回路(メインの制御手段)63′を備えている。
(演算制御回路62′(L),62′(R))
このサブ(補助)の演算制御回路62′(L)は、メインの演算制御回路63′により動作制御されて、駆動装置20,24,26,28の図示しないパルスモータ等の駆動モータを駆動制御するようになっている。
(演算制御回路63′)
(a).接続関係
この演算制御回路(メインの制御手段)63′は、図8に示すように、検査ユニット5L,5Rの演算制御回路62′、62′を制御するようになっている。
(b).初期設定の構成
ところで、検査ユニット5L,5Rの各部品や部品組付部、この検査ユニット5L,5R内に部品の一部としてそれぞれ組み込まれた液晶表示器53,53等は、寸法公差の範囲内で高い精度で製造されている。しかし、寸法公差の範囲内とはいっても部品組付部や液晶表示器53等には寸法バラツキが生じる。このような部品の寸法バラツキに加えて、この様な部品を検査ユニット5L,5R等に組み込むときに生じる調整バラツキが特に問題となる。即ち、検眼装置の小型化に伴い液晶表示器53を小型化して、この液晶表示器53に表示されるチャート部を小さくすると共に、このチャート部を光学系のレンズを介して拡大して被検者に呈示しているため、液晶表示器53,53の検査ユニット5L,5Rへの組付時に液晶表示器53の表示中心と検査ユニット5L(5R)の光学系の光軸とを一致させる調整(組付調整)が非常に難しくなっている。
<表示位置補正のための構成>
また、顔受け装置6の顎受け6dに、図13のレチクル200を有する図11の望遠鏡201を水平旋回可能に取り付ける。尚、図2Aの右側の検査ユニットRに対しても望遠鏡201が図11と同様に配置されるが、図示の便宜上、図11では左側の検査ユニット5Lと望遠鏡201との関係のみを図示している。
ここで、標準の瞳孔間距離や標準の大きさ(直径)の被検眼を有する被検者の顔を顔受け装置6の顎受け6dに載せると共に、この被検者の額を額当に当接させて、被検者の左右の被検眼に輻輳させる際の、標準の被検眼の旋回中心を標準旋回中心位置とすると、レチクル200の水平旋回中心が標準旋回中心位置になるように望遠鏡201を顎受け6dに取り付ける。
即ち、検査ユニット5Lの液晶表示器53の表示補正の場合には図11に示したように望遠鏡201を支柱5pの鉛直軸UoLを中心に旋回可能に顎受け6d取り付ける。同様に、検査ユニット5Rの液晶表示器53の表示補正の場合には、望遠鏡201を支柱6qの鉛直軸UoRを中心に旋回可能に顎受け6dに取り付ける。
尚、図11では、望遠鏡201の旋回中心が検査ユニット5Lの支柱5pの旋回中心と一致しているのを模式的に示すために、望遠鏡201の旋回軸201aを支柱5pと一致させている。
<検眼装置2と他の機器との接続関係>
検眼装置2には、他の機器としてレンズメータ1000が接続されている。このレンズメータ1000の接続態様は図9A〜図9Cのいずれでも良い。そのレンズメータ1000の外観が例えば図10に示されている。このレンズメータ1000は眼鏡1006の左右のフレーム入り眼鏡レンズ1006L、1006Rの光学特性を同時に測定する機能を有する。
[作用]
次に、このような構成の図2Aに示した検眼装置2の演算制御回路63′による制御作用について説明する。
尚、この演算制御回路63′は上述したようにズレ角検出部63′aおよび制御部63′bを有していて、このズレ角検出部63′aは検査ユニット5L,5Rを制御部63′bにより水平回動制御したときのズレ角やズレ量を検出する。以下の説明では、ズレ角検出部63′aがズレ角やズレ量を検出し、制御部63′bが各部の駆動装置(モータ等)の制御や液晶表示器53への表示位置の表示制御をしているものとして、ズレ角検出部63′aや制御部63′bの明記を省略する。
(1).検査ユニット5L,5Rの検査光学系の初期位置へのセット
この様な構成において、検眼装置2の左の検査ユニット5Lの検査光学系の光軸のうちプリズムPより手前側(顔受け装置6側)の光軸部を左顔受け側光軸部とし、右の検査ユニット5Rの検査光学系の光軸のうちプリズムPより手前側(顔受け装置6側)の光軸部を右顔受け側光軸部として、検査ユニット5L,5Rの検査光学系の初期位置のセット状態を説明する。
(2).液晶表示器53への画像表示位置の補正
ところで、検眼装置2では、検査ユニット5L,5Rの液晶表示器53,53により左右眼(左右の被検眼)に別々に視標を提示する構成となっている。このためこの検眼装置2で正しく両眼視させるためには、正確な角度で検眼装置2の検査ユニット5L,5Rを輻輳させる必要がある。
(a).遠方視位置における画像表示位置の補正
(a−1).左の検査ユニット5Lにおける液晶表示器53への画像表示中心位置(画像表示位置)の補正
(i).画像表示中心位置示すマークMcの表示
また、検眼装置2の電源をONさせて起動させると、演算制御回路63′はモニター装置64qのモニター画面(表示部)64q′に操作メニュー等を表示させる。
(ii).図2Aの検眼装置2の表示位置補正に用いるレチクル200のセット
図2Aの検眼装置2では、レチクル200を有する望遠鏡201を用いて表示位置補正を行うことができる。即ち、図13のレチクル200を有する図11の望遠鏡201を図2Aの顎受け6dに取り付ける(取付状態の図示は省略)。ここで、上述したように標準の瞳孔間距離や標準の大きさ(直径)の被検眼を有する被検者の顔を顔受け装置6の顎受け6dに載せると共に、この被検者の額を額当に当接させて、被検者の左右を被検眼に輻輳させる際の、標準の被検眼の旋回中心を標準旋回中心位置とすると、レチクル200の水平旋回中心が標準旋回中心位置になるようにレチクル200を顎受け6dに取り付ける。即ち、検査ユニット5Lの液晶表示器53の表示補正の場合には図11に示したように望遠鏡201を支柱5pの鉛直軸UoLを中心に旋回可能に顎受け6d取り付ける。また、検査ユニット5Rの液晶表示器53の表示補正の場合には、望遠鏡201を支柱6qの鉛直軸UoRを中心に旋回可能に顎受け6d取り付ける。
尚、この望遠鏡201の輻輳角度検出手段(輻輳角度検出装置)には、上述したように目盛り等が用いられるが、図8Aのようにポテンショメータやロータリーエンコーダ等の回転角検出センサ400(左右別々)を用いることもできる。
(iii).画像表示中心位置を示すマークMcの表示位置補正(Δθ2の補正)
このような(i),(ii)の状態でジョイスティックレバー6hを傾動操作すると、演算制御回路63′は液晶表示器53に表示されたマークMc(中心位置画像)が移動制御する。
(a−2).右の検査ユニット5Rにおける液晶表示器53の画像表示中心位置(画像表示位置)の補正
この右の検査ユニット5Rにおける液晶表示器53の画像表示中心位置の補正も、左の検査ユニット5Lにおける液晶表示器53の画像表示中心位置の補正と同様にして行う。
(b).輻輳位置における画像表示中心位置(画像表示位置)の補正(Δθ1の補正)
(i).検査ユニット5L,5Rの輻輳停止位置のズレ角度(誤差角)Δθ
また、上述したモニター画面(表示部)64q′の初期設定画面には、遠方視状態の表示位置補正メニュー(項目)すなわち初期位置補正のメニュー、輻輳状態の表示位置補正メニュー(項目)等が表示される。この初期設定画面から輻輳状態の表示位置補正メニュー(項目)をジョイスティックレバー6hの傾動操作で選択する。
(ii).ズレ角度(誤差角)Δθが生じたときの画像表示中心位置の補正
このように検査ユニット5L,5Rが所定の輻輳角になるように、水平回転駆動装置28をプログラム上の設定された所定数の駆動パルスで駆動制御して、検査ユニット5L,5Rを水平回動(水平旋回)させて停止させたときに、左右の検査ユニット5L,5Rの回動角度(旋回角度)は設計上の回動角度(旋回角度)からズレ角度(誤差角)ΔθL,ΔθRだけずれ(ズレ)ることになる。尚、このズレ角ΔθL,ΔθRは、上述したように検査ユニット5L,5Rの旋回角によって異なるものである。
・補正量算出条件
ここで、被検者の被検眼の角膜から眼の回旋中心(旋回中心)までの距離をEdmmとし、図14のように被検者の左右の被検眼EL,ERを検査ユニット5L,5Rと共に輻輳角αだけ輻輳させたときの検査距離(視距離)をDmm(図14参照)とする。尚、輻輳角αは、検査距離Dと被検者の瞳孔間距離PDとから求めることができる。表1は、瞳孔間距離PD,検査距離D,輻輳角α等の関係を示したものである。また、表2は、輻輳角のずれが視距離にどれだけ影響を与えるかを示したものである。
・補正量算出
このような条件において、被検者の片眼の輻輳時のズレ角度(誤差角)を図15のようにΔθとすると、このズレ角度Δθは上述した検査ユニット5L,5Rの旋回停止に伴うズレ角度(誤差角)ΔθL又はΔθRから得られる。そして、ズレ角度Δθから被検者の片眼(及び検査ユニット5L又は5Rの一方)の輻輳時の補正量であるシフト量dを求める。このシフト量dは、検査距離D,被検眼の角膜から眼の回旋中心までの距離とズレ角Δθを用いた近似式、
・画像表示中心位置(画像表示位置)の補正
演算制御回路63′は、被検者の瞳孔間距離PDと検査距離が入力されると輻輳角を算出して、この算出した輻輳角に基づく水平回転駆動装置28のモータの駆動パルス数を算出すると共に、この駆動パルス数で水平回転駆動装置28のモータを作動制御(駆動制御)したときの検査ユニット5L(5R)の輻輳時のズレ角度Δθを算出する。そして、演算制御回路63′は、算出したズレ角度Δθからシフト量dを算出すると共に、水平回転駆動装置28のモータを算出した駆動パルス数で作動制御(駆動制御)して、液晶表示器53への視標の描画位置(描画中心を含む)をシフト量dだけ液晶表示器53の中心からシフトさせる表示補正を行う。
・屈折力測定のための瞳孔間距離PDの入力
演算制御回路63′には、被検者の瞳孔間距離PDが入力される。この瞳孔間距離PDは、レンズメータ1000でメガネの左右の眼鏡レンズの光学中心間距離(メガネ装用者の瞳孔間距離PD)を測定することにより得られ、或いはPDメータ等で測定される。このレンズメータ1000で得られた瞳孔間距離PDは、レンズメータ1000から演算制御回路63′にデータ線等の接続線を介して入力される。また、PDメータ等で測定された瞳孔間距離PDは、検眼装置2に接続されるパソコン(データ入力装置)から演算制御回路63′に入力することができ、又は検眼装置2にキーボード(データ入力装置)を設けておいて、このキーボードから演算制御回路63′に入力することができる。また、瞳孔間距離PDは、モニター装置64qのモニター画面64q′にPD入力画面を表示させておいて、ジョイスティックレバー6hの傾動操作等で入力画面のPD入力枠に入力することもできる。尚、パソコンの場合、パソコンのキーボードやマウス等がデータ入力装置となる。
・輻輳時の表示位置補正データに基づく画像表示
演算制御回路63′は、上述したように被検者の瞳孔間距離PDと検査距離が入力又は選択されると、左右の検査ユニット5L,5Rの検査光学系の左顔受け側光軸部と右顔受け側光軸部との間隔が入力された瞳孔間距離PDとなるまで左ユニット駆動装置Ld,右ユニット駆動装置Rdを作動制御して、左ユニット駆動装置Ld,右ユニット駆動装置Rdにより検査ユニット5L,5Rを左右に移動させる。この制御は、瞳孔間距離PDを検査ユニット5L,5Rの移動により求めて演算制御回路63′に入力する場合には必要がない。
(3).眼屈折力測定の遠方視状態及び輻輳状態の設定
演算制御回路63′は、被検者の瞳孔間距離PDが入力されると、左右の検査ユニット5L,5Rの検査光学系の左顔受け側光軸部と右顔受け側光軸部との間隔が入力された瞳孔間距離PDとなるまで左ユニット駆動装置Ld,右ユニット駆動装置Rdを作動制御して、左ユニット駆動装置Ld,右ユニット駆動装置Rdにより検査ユニット5L,5Rを左右に移動させる。この状態では、無限遠方視状態における眼屈折力の測定ができる。
(4).変形例
(5).他の実施例(図1,図2,図2Aの望遠鏡201以外の装置による表示位置のズレ検出と補正)
上述したように検査ユニット5L,5Rが所定の輻輳角になるように、水平回転駆動装置28をプログラム上の設定された所定数の駆動パルスで駆動制御して、検査ユニット5L,5Rを水平回動(水平旋回)させて停止させたときに、左右の検査ユニット5L,5Rの回動角度(旋回角度)は設計上の回動角度(旋回角度)からズレ角度(誤差角)ΔθL,ΔθRだけずれ(ズレ)ることになる。
このズレ角度は、支柱5p,5qの水平回動角度を検出する回転角度検出センサPsL,PsRにより求めることができる。即ち、支柱5p,5qの水平回動角度を回転角度検出センサPsL,PsRによりそれぞれ検出させて、この回転角度検出センサPsL,PsRにより検査ユニット5L,5Rの実際の輻輳角度を求めることにより、実際の輻輳角度と設定された輻輳角との差からズレ角度を求めることができる。この場合にも、ズレ角検出部63′aにより求めることができる。この回転角度検出センサPsL,PsRには、上述したようにポテンショメータやロータリーエンコーダ等の回転角検出センサが用いられている。
そして、演算制御回路63′は、求められたズレ角度に基づいて、制御部63′bにより液晶表示器53,53の画像表示中心位置をズレ方向とは反対方向にズレ角度分だけ移動させる補正をさせることで、設定した輻輳角度の位置に視標等を正確に表示できる。
また、この発明の実施の形態の検眼装置において、前記画像表示装置は液晶表示器53,53である。
更に、この発明の実施の形態の検眼装置において、前記演算制御回路(63′)は、ズレ角検出部63′aを有すると共に、前記ズレ角検出部63′aで検出される表示位置のズレ角度に基づいてズレ量を求めると共に、前記ズレ量に基づいて前記画像表示装置(液晶表示器53,53)に表示させる視標の表示位置のズレを補正して、補正された表示位置を前記表示位置記録装置(メモリM)に基準画像表示位置として記録させるようになっている。このようなズレ量は、回転駆動装置(水平回転駆動装置28)や左右の検査ユニットの部費寸法バラツキ,重量,組付精度等により検眼装置ごとに異なる固有のものであり、検査ユニットの回動制御に伴う回動量や回動位置毎に異なる。従って、このようなズレの補正は回動角度や回動量等に基づいて一度行うことで、演算制御回路(63′)は次回からは表示位置記録装置(メモリM)に記録された基準画像表示位置となるように迅速に制御できる。
また、この発明の実施の形態の検眼装置において、前記視標選択装置はジョイスティックレバー6hである。更に、この発明の実施の形態の検眼装置において、表示位置調整装置は演算制御回路63′の制御部63′bである。
尚、以上説明した実施例では、画像表示装置として液晶表示器53,53を用いているが、画像表示装置としてはEL表示装置を用いることもできる。
[関連出願への相互参照]
本出願は、2009年4月16日に日本国特許庁に出願された特願2009−99586に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
Claims (7)
- 検査光学系がそれぞれ内蔵され且つ少なくとも左右の間隔及び前後位置が調整可能且つ被検眼の眼球の回旋旋回中心軸を軸として水平旋回可能に設けられた左右の検査ユニットと、
前記左右の検査ユニットの検査光学系にそれぞれ組み込まれた画像表示装置と、前記左右の検査ユニットをそれぞれ水平方向に旋回駆動させるのに用いる回転駆動装置と、
複数の視標を記録させた視標記録装置と、
前記視標記録装置に記録させた視標を選択する視標選択装置と、
前記視標選択装置により選択された視標を前記画像表示装置に表示させる演算制御回路とを、備える検眼装置であって、
前記検査ユニットの旋回角度に対する前記画像表示装置の視標の表示位置のズレ角度を検出するズレ角検出部と、
前記画像表示装置に表示させる視標の表示位置を調整させる表示位置調整装置と、
前記画像表示装置に表示される視標の表示位置を記録させる表示位置記録装置とを備えると共に、
前記演算制御回路は、前記ズレ角検出部で検出される表示位置のズレ角度に基づいてズレ量を求めると共に、前記ズレ量に基づいて前記画像表示装置に表示させる視標の表示位置のズレを補正して、補正された表示位置を前記表示位置記録装置に基準画像表示位置として記録させることを特徴とする検眼装置。 - 請求項1に記載の検眼装置において、前記ズレ角検出部は、前記検眼ユニットを所定角度旋回させて設定角度位置に停止させる制御信号を前記回転駆動装置に入力して前記回転駆動装置を作動制御することにより、前記検査ユニットを旋回させて停止させたときの前記検査ユニットの前記設定角度に対する停止角度のズレ角度を検出することにより、前記検査ユニットの旋回角度に対する前記画像表示装置の視標の表示位置のズレ角を検出することを特徴とする検眼装置。
- 請求項2に記載の検眼装置において、前記演算制御回路は、前記回転駆動装置を単位駆動パルスで駆動制御して前記検査ユニットを前記回転駆動装置により旋回させたときに、前記検査ユニットを旋回させることが可能な旋回角を前記回転駆動装置の分解能としたとき、前記被検眼の瞳孔間距離と検査距離とにより決定される必要輻輳角に対して前記分解能に起因するズレ角度を前記視標の表示位置をシフトさせることにより補完することを特徴とする検眼装置。
- 請求項1に記載の検眼装置において、前記ズレ角検出部は、前記検眼ユニットの水平旋回角を初期位置の無限遠方視状態にしたときに、前記画像表示装置の視標表示部と前記検査ユニットの光軸とのズレ角度を検出することを特徴とする検眼装置。
- 請求項4に記載の検眼装置において、前記ズレ角検出部は、前記検査ユニットの水平旋回角を初期位置の無限遠方状態にしたときに、前記画像表示装置の前記検査ユニットへの組付誤差を前記画像表示装置の視標表示部と前記検査ユニットの光軸とのズレ角度として検出することを特徴とする検眼装置。
- 請求項1に記載の検眼装置において、前記画像表示装置は液晶表示器であることを特徴とする検眼装置。
- 請求項1に記載の検眼装置において、前記演算制御回路は、ズレ角検出部を有すると共に、前記ズレ角検出部で検出される表示位置のズレ角度に基づいてズレ量を求めると共に、前記ズレ量に基づいて前記画像表示装置に表示させる視標の表示位置のズレを補正して、補正された表示位置を前記表示位置記録装置に基準画像表示位置として記録させることを特徴とする検眼装置。
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