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技術 検眼装置

出願人 ライカマイクロシステムズインク.
発明者 デイビッドエー.ルースダグラスエイチ.フーヴァー
出願日 2000年1月20日 (21年0ヶ月経過) 出願番号 2000-011530
公開日 2000年8月2日 (20年6ヶ月経過) 公開番号 2000-210256
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置
主要キーワード 分散表面 オプトメータ テスト光 部分平面 光学的平面 可視光フィルタ スフェリカ 球面誤差
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年8月2日)のものです。
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図面 (3)

課題

検眼装置の自動較正を簡単にできるようにすること。

解決手段

ビームスプリッタで交差する光源光路及び検出光路を有する対物レンズリフレクタは、装置の製造中に生じた光学誤差を自動較正するために、眼の検査中に通常失われる光を使用する。

概要

背景

代表的な対物レンズリフラクタ(ないしリフラクタ投射装置)は通常、赤外線バンド内にある光源を有し、この光源は患者眼底によって検出器反射される光ビームを発生するようになっている。眼底の片側から反対側まで像平面をインクリメント状にシフトするのに、検眼装置軸線に沿って移動できるレンズ系が使用される。検出器によって生じた信号は次に評価され、合焦状態が最良となるレンズ系の位置を使用して、眼内の球面屈折誤差量を決定する。シリンドリカル屈折誤差の量および軸線を測定するのに、同じように装置の軸線を中心とする回転運動も使用される。正確な結果を得るうえで、各光学要素の位置および配向クリティカルであるので、これら検眼装置を較正することは極めて困難であり、かつ時間がかかる。レトロ再帰反射光路上に1つ以上の構成要素を有する対物レンズ付リフラクタでは、眼に至るまでの光路上で生じる誤差は、眼底で反射される光が眼からの復路で構成要素を通過する際に、同じ構成要素によって相殺される。精密な整合アライメント)を行った後でも構成要素およびそれらの整合の一貫性のなさにより、製造装置は所定の誤差を有し続ける。かかる誤差は、通常正しい値を出力するよう、ソフトウェアおよび/またはハードウェアを使った補償により工場で“除”かれている。

概要

検眼装置の自動較正を簡単にできるようにすること。

ビームスプリッタで交差する光源光路及び検出光路を有する対物レンズ付リフレクタは、装置の製造中に生じた光学的誤差を自動較正するために、眼の検査中に通常失われる光を使用する。

目的

通常、対物レンズ付リフラクタは少なくとも1つのビームスプリッタと、共通光路合流したり、および/またはこれから分離されるいくつかの光路を有する。当業者であれば知っているように、ビームスプリッタは光の一部を透過し、このビームスプリッタに入射した光の一部を反射するので、透過光または反射光が失われる。本発明は、検眼装置の較正を簡単に特に自動的に行うようにすることを課題とする。さらに、本発明は、装置の光源からの出射光を有効に利用して検眼装置ないしリフラクタ投射装置の精密な較正を行うことを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

照明光路と、前記照明光路の開始点に設けられた点光源と、前記照明光路に沿って離間して配された第1の複数の光学要素と、前記照明光路の終了点に設けられたビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで開始し、終了するレトロ反射光路と、前記レトロ反射光路に位置する中間像平面と、前記ビームスプリッタで開始する検出光路と、前記検出光路に沿って離間して配された第2の複数の光学要素と、前記検出光路の終了点に設けられ、前記光源の像を示す信号を発生するための検出手段と、それぞれの光路に沿って1つのユニットとしての前記点光源および前記検出手段の位置を選択的に変えるための駆動手段と、前記ビームスプリッタによって反射される前記点光源からの光を前記検出光路へ反射する表面と、前記像の焦点最良となる時の前記ユニットの位置を測定するための手段とを備え、前記第1および第2の複数の光学系によって生じる誤差較正するようになっている、眼を検査するための検眼装置

請求項2

前記検出手段が面状(エリア検出器であり、前記中間像平面および前記表面の双方に関し、前記光源に対して共焦位置にある、請求項1記載の検眼装置。

請求項3

前記光源および検出器の位置を前記駆動手段によって変える際に、光の輻輳ないし収束性を変えるための要素を、前記第1および第2の複数の光学的要素の各々が含む、請求項2記載の検眼装置。

請求項4

前記第1および第2の複数の光学的要素の各々が、同じ大きさで逆の度を有する一対の円柱レンズと、各対のうちの一方の円柱レンズを回転するための第1モータと、各対のうちの他方の円柱レンズを回転するための第2モータとを含む、請求項3記載の検眼装置。

請求項5

前記光源が赤外光を放出する、請求項4記載の検眼装置。

請求項6

前記照明光路に沿って可視光投射するためのターゲット投射手段と、前記検出器からの可視光をブロックするためのフィルタ手段とを更に含む、請求項5記載の検眼装置。

請求項7

光路セレクタと、前記セレクタに結合された一対の吸光表面とを更に備え、前記対の表面の一方が前記ビームスプリッタを通過する前記光源からの光を選択的に遮り、前記対の表面のうちの他方が前記ビームスプリッタから反射された前記光源からの光を選択的に遮り、かくて、これらの双方の光の一方を交互に選択的に遮るようになっている、請求項1記載の検眼装置。

請求項8

前記吸光表面の対の各々が黒色ミラーである、請求項7記載の検眼装置。

請求項9

前記吸光表面の対の各々が前記ビームスプリッタからの吸収されない光を交互にそらすように傾斜している、請求項8記載の検眼装置。

請求項10

前記光路セレクタが枢動自在である、請求項9記載の検眼装置。

請求項11

前記検出手段が面状検出器であり、前記中間像平面および前記表面の双方に関し、前記光源に対して共焦点位置にある、請求項10記載の検眼装置。

請求項12

前記光源および検出器の位置を前記駆動手段によって変える際に、光の輻輳ないし収束性を変えるための要素を、前記複数の第1および第2光学的要素の各々が含む、請求項11記載の検眼装置。

請求項13

前記第1および第2の複数の光学的要素の各々が、同じ大きさで逆の度を有する一対の円柱レンズと、各対のうちの一方の円柱レンズを回転するための第1モータと、各対のうちの他方の円柱レンズを回転するための第2モータとを含む、請求項12記載の検眼装置。

請求項14

前記光源が赤外光を放出する、請求項13記載の検眼装置。

請求項15

前記照明光路に沿って可視光を投射するためのターゲット投射手段と、前記検出器からの可視光をブロックするためのフィルタ手段とを更に含む、請求項14記載の検眼装置。

請求項16

光源と、照明光路に沿って設けられた光学的要素と、検出光路に沿って設けられた検出器および光学的要素と、レトロ反射光路に沿って設けられた光学的要素とを有し、前記照明光路、前記検出光路及び前記レトロ反射光路はビームスプリッタで交差する対物レンズリフラクタであって、前記照明光路、前記検出光路及び前記レトロ反射光路と前記ビームスプリッタで交差する較正光路を備え、前記ビームスプリッタが通常は廃棄される光を前記較正光路に沿って分散表面に向けるように構成され、更に前記レトロ反射光路または前記較正光路を交互にブロックするための光路選択手段を更に備え、もって前記リフラクタ内で一般には廃棄される光を使って較正されること、を特徴とする対物レンズ付リフラクタ。

請求項17

前記光路選択手段が2つの吸光表面を有する、請求項16記載の対物レンズ付リフラクタ。

請求項18

前記照明光路に沿って設けられた光学的要素が、前記レトロ反射光路に照明光源の中間像を発生する、請求項16記載の対物レンズ付リフラクタ。

請求項19

前記照明光路に沿って設けられた複数の光学的要素が、前記レトロ反射光路に照明光源の中間像を発生する、請求項17記載の対物レンズ付リフラクタ。

請求項20

前記2つの吸光表面の各々が、吸収されない光をそれぞれのブロックされた光路から外れるように向けるよう、前記選択手段に配設された黒色ミラーである、請求項19記載の対物レンズ付リフラクタ。

技術分野

0001

本発明は、検眼装置、特にその自動較正に関し、或いはまた対物レンズリフラクタの自動較正に関する。

背景技術

0002

代表的な対物レンズ付リフラクタ(ないしリフラクタ投射装置)は通常、赤外線バンド内にある光源を有し、この光源は患者眼底によって検出器反射される光ビームを発生するようになっている。眼底の片側から反対側まで像平面をインクリメント状にシフトするのに、検眼装置の軸線に沿って移動できるレンズ系が使用される。検出器によって生じた信号は次に評価され、合焦状態が最良となるレンズ系の位置を使用して、眼内の球面屈折誤差量を決定する。シリンドリカル屈折誤差の量および軸線を測定するのに、同じように装置の軸線を中心とする回転運動も使用される。正確な結果を得るうえで、各光学要素の位置および配向クリティカルであるので、これら検眼装置を較正することは極めて困難であり、かつ時間がかかる。レトロ再帰反射光路上に1つ以上の構成要素を有する対物レンズ付リフラクタでは、眼に至るまでの光路上で生じる誤差は、眼底で反射される光が眼からの復路で構成要素を通過する際に、同じ構成要素によって相殺される。精密な整合アライメント)を行った後でも構成要素およびそれらの整合の一貫性のなさにより、製造装置は所定の誤差を有し続ける。かかる誤差は、通常正しい値を出力するよう、ソフトウェアおよび/またはハードウェアを使った補償により工場で“除”かれている。

発明が解決しようとする課題

0003

通常、対物レンズ付リフラクタは少なくとも1つのビームスプリッタと、共通光路合流したり、および/またはこれから分離されるいくつかの光路を有する。当業者であれば知っているように、ビームスプリッタは光の一部を透過し、このビームスプリッタに入射した光の一部を反射するので、透過光または反射光が失われる。本発明は、検眼装置の較正を簡単に特に自動的に行うようにすることを課題とする。さらに、本発明は、装置の光源からの出射光を有効に利用して検眼装置ないしリフラクタ投射装置の精密な較正を行うことを課題とする。

課題を解決するための手段

0004

本発明の第1の視点によれば、眼を検査するための検眼装置は、照明光路と、前記照明光路の開始点に設けられた点光源と、前記照明光路に沿って離間して配された第1の複数の光学要素と、前記照明光路の終了点に設けられたビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで開始し、終了するレトロ反射光路と、前記レトロ反射光路に位置する中間像平面と、前記ビームスプリッタで開始する検出光路と、前記検出光路に沿って離間して配された第2の複数の光学要素と、前記検出光路の終了点に設けられ、前記光源の像を示す信号を発生するための検出手段と、それぞれの光路に沿って1つのユニットとしての前記点光源および前記検出手段の位置を選択的に変えるための駆動手段と、前記ビームスプリッタによって反射される前記点光源からの光を前記検出光路へ反射する表面と、前記像の焦点が最良となる時の前記ユニットの位置を測定するための手段とを備え、前記第1および第2の複数の光学系によって生じる誤差を較正するようになっていること、を特徴とする。

0005

本発明の第2の視点によれば、対物レンズ付リフラクタが提供される。このリフラクタは、光源と、照明光路に沿って設けられた光学的要素と、検出光路に沿って設けられた検出器および光学的要素と、レトロ反射光路に沿って設けられた光学的要素とを有し、前記照明光路、前記検出光路及び前記レトロ反射光路はビームスプリッタで交差する対物レンズ付リフラクタであって、前記照明光路、前記検出光路及び前記レトロ反射光路と交差する較正光路を備え、前記ビームスプリッタが通常は廃棄される光を前記較正光路に沿って分散表面に向けるように構成され、更に前記レトロ反射光路または前記較正光路を交互にブロックするための光路選択手段を更に備え、もって前記リフラクタ内で一般には廃棄される光を使って較正されること、を特徴とする。

0006

本発明の各視点のさらなる展開特徴は、夫々従属請求項に記載されている。各従属請求項の記載事項は、必要において、ここに引照をもって組込まれているものとする。

発明を実施するための最良の形態

0007

概説すると、測定装置オンするたびに、自動較正する対物レンズ付リフレクタは、ビームスプリッタによりテスト光路に沿って透過された光をブロックする光路セレクタを有し、他方、ビームスプリッタにより反射された、通常廃棄される光は、分散表面により検出器へと反射され、検出器が信号を発生するように構成される。この信号は処理手段によって評価され、合焦状態が最良の時のキャリアの位置を決定する。眼の通常の検査中、較正光路上の、通常廃棄される光が分散表面から反射されて検出器に入射するのをブロックするように、光路セレクタは枢動旋回)されるようになっている。

0008

本発明のさらなる実施の形態は、各従属請求項に記載されている。

0009

[実施例]以下、添付図面を参照した好ましい実施例の次の詳細な説明において、本発明の性質および作動の態様についてより詳細に説明する。

0010

図1を参照すると、照明光路1は光の点光源となるダイオード2と、両凸ダブレット4と、両凸正シングレット5と、両凸正ダブレット6と、両凹円柱レンズ7と、両凸正円柱レンズ8(レンズ7と8のそれぞれの円柱軸線は平行である)と、視野絞り9と、ミラー10と、ビームスプリッタ11とを順次有する。ビームスプリッタ11を50%の光が通過し、この光は光路セレクタ13の吸光表面(吸収面)12によって遮られるが、ビームスプリッタ11によって50%の光が反射され、分散表面14上に点光源の像が形成される。分散表面14によって反射される光はビームスプリッタ11によって分割され、ビームスプリッタ11を通過する光の50%は検出光路15へ進む。この検出光路15は視野絞り16と、両凸正円柱レンズ17と、両凹負円柱レンズ18と、両凸正ダブレット19と、両凸正シングレット20と、両凸正ダブレット21と、平凸リレーレンズ22と、可視光フィルタ23と、面状(エリア)検出器24とを順次有し、面状検出器24は分散表面14からの反射光を代表する信号を発生する。

0011

図2を参照すると、ここには光路セレクタ13が示されているが、この光路セレクタ13はレトロ(再帰)反射テスト光路30をオフとするように、この表面12をスウィングし、ビームスプリッタ11によって反射された光を吸光表面25によって遮るように枢動された状態で示されている。吸光表面12と吸光表面25の双方は吸光されない光(残光)を光学的平面からそらすよう、それぞれの光路に対して斜めに配されていることが好ましい。これに関し、吸光表面12と25とは例えば誘電反射からの光のような反射光を光学系から外に向けるように、極めて高いパーセントの光を吸収するようになっている黒色ミラーでもよい。再び図1を参照すると、レトロ反射テスト光路30は、中間像平面31と、ミラー32と、凸凹負レンズ33と、両凸正レンズ34とを順次有し、眼36の眼底35に点光源像を形成するようになっている。患者を補助するために、ダイオード40がビームスプリッタ45で照明光路1と交差(結合入射・分離)する光路44に沿って、ターゲット41と、絞り42と、両凸非球面フォギングレンズ43を通過するように可視光投射する。

0012

点光源2および検出器24(及びその他の要素)を支持する、点線50で示されたキャリアは、軸線1と15の平行部分に沿って選択的に移動され、レンズ4と、5と、6とを通過する光の輻輳ないし収束性(vergence)を変え、中間像平面31の位置を同じように軸線30に沿って移動させる。レンズ33と34の焦点は中間像平面31にあり、正常視眼が眼底35に点光源2の像を形成する際には、眼に平行光線を向ける望遠鏡として働くが、一方、球面誤差を有する眼は光軸30に沿った中間像平面31の或る他の位置において、眼底35に点光源2の像を形成する。眼底35からレトロ反射された光像は検出器24へ導かれる前にレンズ19と、20と、21により、同じように処理される。「広いレンジの焦点位置に亘るデータを用いた自動オプトメータ評価方法」(Automatic Optometer Evaluation Method Using Data Over A Wide Range Of Focussing Positions)を発明の名称とする本願と同日提出の出願、特願2000−11187号(米国特許出願09/234,723、1999年1月21日に基づく優先権主張)(整理番号P6719AM)に記載されている評価システムは、点光源2の最良の像が検出器24へ与えられる際のキャリア50の精密な位置を測定するようになっている。(必要に応じて上記出願の開示事項は参照され、また本願の開示にも繰み込むことができるものとする。)当業者であれば、キャリア50の位置と眼36内の球面誤差との間が線形関係にある系(バダールBadal系)を提供するのに、レンズ4と、5と、6とを選択することが理解できよう。レンズ19と、20と、21とは、製造によって可能な範囲でレンズ4と、5と、6と同じものである。較正中、キャリア50は移動され、分散表面14から検出器24へ点光源2の最良の焦点像が与えられる時の精密な位置を測定する。この位置は後に行われるテストのための基準位置として使用できる。その理由は、レトロ反射によって自動補正される誤差を生じさせる光学要素を除けば、この基準位置を決定する際に、テスト結果に影響を与えるすべての光学要素が含まれるからである。同じように分散表面14から検出器24に点光源2の最良の焦点像が与えられる際に、等しく、かつ反対の度を有する円柱レンズ7および8だけでなく、同じ大きさでかつ逆の度を有する円柱レンズ17および18に対して、回転基準位置が測定(決定)される。レンズ7と18とはモータ52により同時に回転されるように接続されており、同様にレンズ8と17もモータ54により同時に回転されるように接続されている。レンズ7および8だけでなく、レンズ17および18も同じ大きさで、かつ逆の度を有するので、これらの円柱シリンダ)軸線が一致している際に、これらレンズは装置にシリンダ誤差を生じさせることはない。工場において、線形スフェリカル)および回転(シリンドリカル)基準位置は、テスト眼(ISO)と比較され、基準位置における球面および/またはシリンダ(誤差)の値を測定する。これら値は処理手段に記憶され、1つの眼に対して行われる、テスト中に得られる値から推定される。

発明の効果

0013

本発明によれば、比較的簡単な構成により高精度の較正を達成できる。また、本発明によれば、通常ビームスプリッタで廃棄されている光を有効に利用して検眼装置ないしリフラクタ投射装置の正確な較正ができ、しかも自動較正の基礎を与える。

図面の簡単な説明

0014

図1自動較正中の、本発明に係わる光学装置の平面図である。
図2眼のテスト中の光路セレクタの別の位置の部分平面図である。

--

0015

照明
2ダイオード
4両凸正ダブレット
5 両凸正シングレット
6 両凸正ダブレット
7両凹負円柱レンズ
8 両凸正円柱レンズ
9視野絞り
10ミラー
11ビームスプリッタ
12吸光表面
13光路セレクタ
14分散表面
15検出光路
16 視野絞り
17 両凸正円柱レンズ
18 両凹負円柱レンズ
19 両凸正ダブレット
20 両凸正シングレット
21 両凸正ダブレット
22平凸リレーレンズ
23可視光フィルタ
24 面状検出器
30テスト光路

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