JP7610544B2

JP7610544B2 - 屈折特性測定装置

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Publication number: JP7610544B2
Application number: JP2022035759A
Authority: JP
Inventors: 隆之飯塚
Original assignee: Hoya Lens Thailand Ltd
Current assignee: Hoya Lens Thailand Ltd
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2025-01-08
Anticipated expiration: 2042-03-09
Also published as: US20250216289A1; JP2023131184A; WO2023171606A1; EP4491097A1; EP4491097A4

Description

本発明は、眼の屈折特性を測定する屈折特性測定装置に関する。

眼鏡やコンタクトレンズを処方する際に、眼の屈折特性を測定する屈折検査が行われる。屈折検査として、呈示された視標や光の見え方を被検者自身が識別する自覚式検査や、眼球に入射させた光線などを外部から観察する他覚式検査が知られている。

特許文献１において、自覚式検査で簡単に眼の屈折検査を行える装置及び方法が提案されている。この装置及び方法は、シャイナー（Scheiner）の原理を利用したものであり、眼の前方に配した測定用ディスクに、光を絞って通過させる２つの開口を設け、２つの開口を通過して網膜に到達した第１の光と第２の光の見え方（２つの像の位置関係）に基づいて、眼の屈折特性を測定するものである。

特開２０２０－１０３７４３号公報

特許文献１の屈折検査装置及び屈折検査方法では、２つの開口に異なる透過特性を持たせて、第１の光と第２の光がそれぞれ対応する一方の開口のみを透過するように設定している。正確な検査を行うためには、各開口を透過した第１の光と第２の光が適正な位置で瞳孔に入射して網膜に到達するように、測定用ディスクに対する眼の位置や向きを設定する必要がある。この設定は、２つの開口に対応する視野領域の見え方に基づいて行うため、正確な設定を実現するには、被験者による視野領域の見やすさが重要である。

また、眼の屈折特性を高い精度で検査するためには、第１の光による像と第２の光による像の位置関係を被験者が識別しやすいことが求められる。

本発明は、以上の要求を満たすべく、２つの開口を通して第１の光と第２の光を眼に入射させて屈折特性を測定する屈折検査装置において、検査の精度や効率を向上させることを目的とする。

本発明の一態様は、眼の屈折特性を測定する屈折特性測定装置であって、光射出部と、前記光射出部と眼との間に位置し、前記光射出部が発した光を絞って通過させる第１開口及び第２開口を有する開口部材と、前記第１開口に設けられ、第１の波長帯域の光を透過させ、第２の波長帯域の光の透過を阻止する第１光学素子と、前記第２開口に設けられ、前記第２の波長帯域の光を透過させ、前記第１の波長帯域の光の透過を阻止する第２光学素子と、を備え、前記光射出部は、白色光を射出する背景部と、前記第１の波長帯域の光に対する補色となる第１の光を射出する第１視標部と、前記第２の波長帯域の光に対する補色となる第２の光を射出する第２視標部と、を備えることを特徴とする。

前記第１の波長帯域の光は緑色光、前記第２の波長帯域の光は赤色光であり、前記第１視標部が射出する前記第１の光はマゼンタ色の光であり、前記第２視標部が射出する前記第２の光はシアン色の光であることが好ましい。

一例として、前記背景部は、波長帯域４４０ｎｍ～４７５ｎｍに最大強度がある青色成分の光と、波長帯域５２０ｎｍ～５５０ｎｍに最大強度がある緑色成分の光と、波長帯域６００ｎｍ～６５０ｎｍに最大強度がある赤色成分の光との合成で前記白色光を発し、前記第１視標部は、前記青色成分の光と前記赤色成分の光との合成で前記第１の光を発し、前記第２視標部は、前記青色成分の光と前記緑色成分の光との合成で前記第２の光を発することが好ましい。

前記第１光学素子は、下記条件（１）及び（２）を満たすことが好ましい。
（１）Ｔ_Ｂ１／Ｔ_Ｇ１＜１／１０
（２）Ｔ_Ｒ１／Ｔ_Ｇ１＜１／１０
Ｔ_Ｇ１：前記第２の光のうち前記緑色成分の最大強度に相当する波長における前記第１光学素子の透過率。
Ｔ_Ｂ１：前記第１の光のうち前記青色成分の最大強度に相当する波長における前記第１光学素子の透過率。
Ｔ_Ｒ１：前記第１の光のうち前記赤色成分の最大強度に相当する波長における前記第１光学素子の透過率。

前記第２光学素子は、下記条件（３）及び（４）を満たすことが好ましい。
（３）Ｔ_Ｂ２／Ｔ_Ｒ２＜１／１０
（４）Ｔ_Ｇ２／Ｔ_Ｒ２＜１／１０
Ｔ_Ｒ２：前記第１の光のうち前記赤色成分の最大強度に相当する波長における前記第２光学素子の透過率。
Ｔ_Ｂ２：前記第２の光のうち前記青色成分の最大強度に相当する波長における前記第２光学素子の透過率。
Ｔ_Ｇ２：前記第２の光のうち前記緑色成分の最大強度に相当する波長における前記第２光学素子の透過率。

前記第１開口及び前記第２開口は直径が同じ円形であり、前記第１開口を通して観察される第１視野領域と前記第２開口を通して観察される第２視野領域とが重なる重複領域に、前記第１視標部に対応する形状の第１視標像と、前記第２視標部に対応する形状の第２視標像とが観察されることが好ましい。

本発明によれば、２つの開口を通して第１の光と第２の光を眼に入射させて屈折特性を測定する屈折検査装置において、被験者が観察する視野領域や像が見やすくなり、検査の精度や効率が向上する。

屈折特性測定装置の概略構成を示す図である。屈折特性測定装置に対する眼の位置を示す図である。屈折特性測定装置での検査時に被験者が観察する視野領域及び視標像を示す図である。眼の屈折特性に応じた第１視標像と第２視標像の見え方の例を示す図である。比較例の屈折特性測定装置での検査時に被験者が観察する視野領域及び視標像を示す図である。可視光線の比視感度を示すグラフである。図５の比較例から光射出装置の背景部を白色に変更した場合に被験者が観察する視野領域及び視標像を示す図である。本実施形態の屈折特性測定装置で、被験者が観察する第１視野領域と第２視野領域の見え方を個別に表した図である。本実施形態の屈折特性測定装置での検査時に被験者が観察する視野領域及び視標像を示す図である。

屈折特性測定装置１による眼の屈折検査（屈折特性の測定）の概要について、図１から図４を参照して説明する。この屈折特性の測定は、異なる２つの開口を通過した光がレンズで屈折し、焦点位置で交差して一つになり、焦点位置から離れた位置では２つに分離するという、シャイナー（Scheiner）の原理を利用したものである。

屈折特性測定装置１は、測定用ディスク（開口部材）１０と光射出装置（光射出部）２０とを有しており、光射出装置２０と被験者の眼２５（図２）との間に測定用ディスク１０が配置される。

測定用ディスク１０は平板状であり、第１開口１１と第２開口１２が形成されている。第１開口１１と第２開口１２は、光射出装置２０が射出した光を絞って通過させるピンホールとして機能する円形開口である。第１開口１１と第２開口１２の大きさ（直径）は同じである。また、第１開口１１と第２開口１２の大きさ及び互いの中心間距離は、シャイナーの原理が発現する程度に設定される。第１開口１１と第２開口１２が並ぶ方向（第１開口１１と第２開口１２の互いの中心を結ぶ方向）を、開口配列方向とする。

光射出装置２０は、測定用ディスク１０と平行な平面状の射出面を有し、射出面から測定用ディスク１０に向けて同距離から第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を射出する。光射出装置２０は射出面上に２つの矩形状の第１視標部２１及び第２視標部２２を有し、第１視標部２１から第１の光Ｌ１が射出され、第２視標部２２から第２の光Ｌ２が射出される。詳細は後述するが、第１の光Ｌ１の色と第２の光Ｌ２の色は異なる。光射出装置２０の射出面は、第１視標部２１及び第２視標部２２以外の領域が背景部２３となっており、背景部２３からも光を射出することができる。

光射出装置２０では、第１視標部２１と第２視標部２２の相対的な位置を、測定用ディスク１０の開口配列方向に沿って変化させることが可能である。また、射出面に対して垂直な軸（第１視標部２１と第２視標部２２の境界を通る軸）を中心として第１視標部２１と第２視標部２２の角度位置を変化させることができる。第１視標部２１と第２視標部２２の周囲の背景部２３上には、角度位置の目安となる放射状の方向指標２４が形成されている。

光射出装置２０による配光は様々な形態を選択可能である。例えば、第１視標部２１と第２視標部２２と背景部２３の領域をそれぞれ異なる色で発光させる透過型の面光源（ディスプレイ）を用いることができる。あるいは、第１視標部２１と第２視標部２２と背景部２３の領域をそれぞれ光反射部とし、第１視標部２１と第２視標部２２と背景部２３で反射された光を配光してもよい。

第１開口１１には第１光学素子１３が設けられ、第２開口１２には第２光学素子１４が設けられている。詳細は後述するが、第１光学素子１３と第２光学素子１４はそれぞれ、異なる色（波長帯域）の光のみを透過させる選択透過性（分光特性）を有している。第１光学素子１３は、第１の波長帯域の光を透過させ、第２の波長帯域の光の透過を阻止する。第２光学素子１４は、第２の波長帯域の光を透過させ、第１の波長帯域の光の透過を阻止する。この選択透過性を利用して、第１開口１１を通して第１視標部２１に対応する形状が識別され、第２開口１２を通して第２視標部２２に対応する形状が識別されるようになる。

図２に示すように、被験者の眼２５の視軸Ｑ（瞳孔２６の中心を通る仮想の軸線）が第１開口１１と第２開口１２の中間を通るように、光射出装置２０と被験者の眼２５の間に測定用ディスク１０を配置する。この配置により、第１開口１１を通る第１の光Ｌ１と、第２開口１２を通る第２の光Ｌ２が、被験者の眼２５の瞳孔２６に入射して網膜２７に達する。

以上のような構成及び条件で、第１視標部２１から第１の光Ｌ１を配光し、第２視標部２２から第２の光Ｌ２を配光した場合に、被験者により観察される視野領域と像の見え方を図３に示した。なお、後述する本発明の実施形態や比較例では、視野領域や像にそれぞれ色が付いているが、ここでは色の違いについての言及は省略して、それぞれの視野領域や像を被験者が識別できるものとして、眼の屈折特性の測定の概要を説明する。

図３に示すように、第１開口１１を通して観察される略円形の第１視野領域３０と、第２開口１２を通して観察される略円形の第２視野領域３１とが、中央の重複領域３２で重なっている。第１視標部２１に対応する部分が第１視標像３３として見え、第２視標部２２に対応する部分が第２視標像３４として見える。

測定用ディスク１０及び光射出装置２０に対して被験者の眼２５が適正な位置にある場合、図３のように、重複領域３２上に第１視標像３３と第２視標像３４が位置して見える。

眼２５の屈折特性が適正な場合、第１開口１１を通過した第１の光Ｌ１が網膜２７上に到達する位置と、第２開口１２を通過した第２の光Ｌ２が網膜２７上に到達する位置とが、第１開口１１及び第２開口１２の開口配列方向において合致する。この場合、被験者は、第１視標像３３と第２視標像３４が開口配列方向において重なって見える。つまり、光射出装置２０側でそれぞれが矩形状の第１視標部２１と第２視標部２２が直線状に並んでいる場合に、図４（Ａ）のように、矩形状の第１視標像３３と第２視標像３４が直線状に並んで見える。

これに対し、適正な眼の屈折力に対して眼２５の屈折力が大きい場合には、第１開口１１を通過した第１の光Ｌ１と、第２開口１２を通過した第２の光Ｌ２は、網膜２７に到達する前に交差する。逆に、適正な眼の屈折力に対して眼２５の屈折力が小さい場合、第１開口１１を通過した第１の光Ｌ１と、第２開口１２を通過した第２の光Ｌ２は、網膜２７上で交差せず、且つ網膜２７に到達する前で交差せずに、網膜２７に到達する（第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２が交差する位置が、網膜２７よりも後方になる）。従って、これらの場合は、被験者は、第１視標像３３と第２視標像３４が、開口配列方向においてずれて見える。つまり、光射出装置２０側でそれぞれが矩形状の第１視標部２１と第２視標部２２が直線状に並んでいる場合に、矩形状の第１視標像３３と第２視標像３４が、直線状に並ばないように見える。図４（Ｂ）は、眼２５の屈折力が適正よりも大きい場合の見え方の例を表し、図４（Ｃ）は、眼２５の屈折力が適正よりも小さい場合の見え方の例を表している。

このような第１視標像３３と第２視標像３４の見え方に基づいて、眼２５の屈折特性の情報を得ることができる。但し、被験者の側で２つの像のずれを定量的に識別して屈折特性を導き出すことは難しい。そのため、光射出装置２０側で開口配列方向に沿って第１視標部２１と第２視標部２２の位置関係を変化させながら、第１視標像３３と第２視標像３４が開口配列方向で重なって見える（第１視標像３３と第２視標像３４が直線状に並んで見える）合致状態にし、当該合致状態における第１視標部２１と第２視標部２２の位置関係（ずれ量やずれの方向）から、眼２５の屈折力を算出する。

屈折特性測定装置１を構成する処理部２は、コンピュータなどからなり、開口配列方向に沿った第１視標部２１と第２視標部２２の位置変更を制御する。例えば、キーボードやタッチパネルなどの入力デバイスに対する被験者や測定者の入力操作に応じて、第１視標部２１と第２視標部２２の位置が変化するようにする。また、処理部２は、光射出装置２０における射出面と測定用ディスク１０との距離情報を、距離センサなどから取得する。そして処理部２は、網膜２７上で第１視標像３３と第２視標像３４が前述の合致状態にあるときの、開口配列方向に沿った第１視標部２１と第２視標部２２の位置ずれ量に基づいて、眼２５の屈折力を算出する。眼２５の屈折力の算出については、前述した特許文献１（特開２０２０－１０３７４３号公報）に記載された式などを利用できる。

以上の屈折特性測定装置１によれば、被験者に第１視標像３３と第２視標像３４の合致状態を識別させるだけで、眼２５の屈折力を精度良く測定することができる。光射出装置２０で複雑な発光制御を行ったり、被験者や測定者が第１視標像３３と第２視標像３４のずれ量を記憶したりする必要がないので、屈折特性測定装置１の構造や制御をシンプルにできると共に、測定の手間も軽減される。

眼の屈折特性には方位方向依存性があるので、実際の屈折検査では、以上に述べた屈折特性の測定を複数の方位で行う必要がある。具体的には、第１開口１１と第２開口１２の開口配列方向を、水平方向、鉛直方向、水平方向及び鉛直方向の中間方位、の３つ以上に設定して、それぞれで測定を行うことが望ましい。

屈折特性測定装置１では、第１開口１１と第２開口１２に光の選択透過性を持たせ、第１開口１１を通して第１視標部２１に対応する形状のみが観察され、第２開口１２を通して第２視標部２２に対応する形状のみが観察されるようにする。これにより、網膜２７に同時に写る像が第１視標像３３と第２視標像３４の２つのみとなり、被験者が第１視標像３３と第２視標像３４の位置ずれの有無を正確に判断しやすくなる。

第１開口１１及び第２開口１２においてこのような光の選択透過性を持たせるために、第１開口１１に第１光学素子１３を備え、第２開口１２に第２光学素子１４を備える。第１光学素子１３と第２光学素子１４は、可視光線の波長の範囲のうち異なる波長帯域の光を透過させる光学フィルタである。

ところで、自覚式検査を行う屈折特性測定装置１では、図３に示す第１視野領域３０、第２視野領域３１、重複領域３２、第１視標像３３、第２視標像３４を被験者が識別しやすくすることによって、検査の精度や効率を向上させることができる。本発明は、光射出装置２０の各部が射出する光の色と、測定用ディスク１０の第１開口１１（第１光学素子１３）と第２開口１２（第２光学素子１４）における分光特性とを所定の関係にすることにより、被験者による観察時の視認性が顕著に向上することを見出してなされたものであり、その詳細を以下に説明する。

なお、図５、図７、図９では、２つの視標像が開口配列方向で合致している場合を示しているが、これは一例であり、眼２５の屈折特性に応じて、図４（Ｂ）や図４（Ｃ）のように２つの視標像が開口配列方向でずれて見える場合もある。

まず、本発明とは異なる条件設定を行った比較例を説明する。例えば、従来の眼の自覚式検査において、緑色や赤色の観察指標を用いるものが知られており、これを踏襲して、光射出装置２０の第１視標部２１から射出する第１の光Ｌ１を緑色光、第２視標部２２から射出する第２の光Ｌ２を赤色光とする。光射出装置２０の背景部２３は黒色になっている。すなわち、比較例では、光射出装置２０が、緑色光を射出する第１視標部２１と、赤色光を射出する第２視標部２２と、黒色の背景部２３とを備えている（図１中の「比較例」の箇所を参照）。

第１光学素子１３として、緑色光を透過させ、赤色光の透過を阻止する光学フィルタを用いる。第２光学素子１４として、赤色光を透過させ、緑色光の透過を阻止する光学フィルタを用いる。つまり、比較例では、第１光学素子１３が透過させる光の波長帯域と、第１視標部２１から射出する第１の光Ｌ１（緑色光）の波長帯域が略同じであり、第２光学素子１４が透過させる光の波長帯域と、第２視標部２２から射出する第２の光Ｌ２（赤色光）の波長帯域が略同じである。

第１光学素子１３と第２光学素子１４の作用によって、緑色光である第１の光Ｌ１は第１開口１１のみを通って眼２５の網膜２７に達し、赤色光である第２の光Ｌ２は第２開口１２のみを通って眼２５の網膜２７に達する。背景部２３が黒色であるため、第１視標部２１の情報のみが第１開口１１を通過し、第２視標部２２の情報のみが第２開口１２を通過する。

この場合の被験者による視野領域と像の見え方を、図５を参照して説明する。第１開口１１に対応する略円形の第１視野領域３０ＧＤは、緑色光を透過させる第１光学素子１３を通して黒色の背景部２３を観察したものであり、周辺光の影響によって暗緑色（明度の低い緑色）に見える。第２開口１２に対応する略円形の第２視野領域３１ＲＤは、赤色光を透過させる第２光学素子１４を通して黒色の背景部２３を観察したものであり、周辺光の影響によって暗赤色（明度の低い赤色）に見える。重複領域３２ＹＤは、第１視野領域３０ＧＤの暗緑色と第２視野領域３１ＲＤの暗赤色の合成（加法混色）により暗黄色（明度の低い黄色）に見える。

第１視標部２１が射出する緑色光は、第２光学素子１４により第２開口１２の透過を阻止され、第１光学素子１３を備えた第１開口１１のみを透過して、重複領域３２上に緑色の第１視標像３３Ｇとして見える。第２視標部２２が射出する赤色光は、第１光学素子１３により第１開口１１の透過を阻止され、第２光学素子１４を備えた第２開口１２のみを透過して、重複領域３２上に赤色の第２視標像３４Ｒとして見える。

測定用ディスク１０と光射出装置２０に対して被験者の眼２５が適正な位置にある場合、図５に示すように、第１視野領域３０ＧＤと第２視野領域３１ＲＤが互いに均等に重なって見え、重複領域３２ＹＤ上に第１視標像３３Ｇと第２視標像３４Ｒが位置する。

屈折検査の際には、以上の適正な見え方になるように、被験者の顔の位置や向きを設定する必要がある。しかし、第１視野領域３０ＧＤと第２視野領域３１ＲＤがそれぞれ、背景部２３の黒色を背景にした暗緑色と暗赤色であると、それぞれの視野領域が暗くて被験者が識別しづらいという問題がある。

可視光線の比視感度を図６に示した。図６のグラフから分かるように、緑色光（一例として、５３０ｎｍ～５４０ｎｍ付近の波長帯域の光）に比べて、赤色光（一例として、６１０ｎｍ～６４０ｎｍ付近の波長帯域の光）は比視感度が低い。そのため、図５における暗緑色の第１視野領域３０ＧＤと暗赤色の第２視野領域３１ＲＤのうち、被験者にとっては、特に第２視野領域３０ＲＤが見えにくい傾向となる。

なお、第１開口１１を通る光と第２開口１２を通る光によって２つの視標像が別々に観察されるという条件を満たしていれば、被験者の眼に入射する２つの光が緑色光と赤色光ではなくても、屈折検査を行うことが可能である。例えば、第１視標部２１が青色光（一例として、４５０ｎｍ～４６５ｎｍ付近の波長帯域の光）を射出し、第１光学素子１３として青色光を通す光学フィルタを用いることも可能である。しかし、図６から分かるように、青色光は緑色光に比べて比視感度が低く、第１開口１１を通して見る視野領域が見えにくくなりやすいという点で、赤色光の場合と同様の問題がある。

ここで、本件発明者は、光射出装置２０の背景部２３を黒色にせず、背景部２３から白色光を射出することで、第１開口１１と第２開口１２に対応するそれぞれの視野領域の明度が高くなり、識別しやすくなることに着眼した。前述した比較例に対して背景部２３が白色光を射出する変更を行った場合における、被験者による視野領域と像の見え方を、図７を参照して説明する。

第１開口１１に対応する略円形の第１視野領域３０ＧＬは、緑色光を透過させる第１光学素子１３を通して、背景部２３から射出された白色光を観察することにより、白色光の緑色成分によって明緑色（明度の高い緑色）に見える。第２開口１２に対応する略円形の第２視野領域３１ＲＬは、赤色光を透過させる第２光学素子１４を通して、背景部２３から射出された白色光を観察することにより、明赤色（明度の高い赤色）に見える。重複領域３２ＹＬは、第１視野領域３０ＧＬの明緑色と第２視野領域３１ＲＬの明赤色の合成（加法混色）により明黄色（明度の高い黄色）に見える。従って、背景部２３が黒色である場合（図５）に比べて、第１視野領域３０ＧＬ、第２視野領域３１ＲＬ、重複領域３２ＹＬを被験者が識別しやすくなる。

しかし、光射出装置２０において、白色光を射出する背景部２３上に、緑色光を射出する第１視標部２１と赤色光を射出する第２視標部２２を配した場合には、次の問題が生じる。

第１光学素子１３を備えた第１開口１１を透過するのは、第１視標部２１から射出される第１の光Ｌ１（緑色光）だけでなく、背景部２３から射出される白色光のうち緑色付近の所定の波長帯域の成分も含まれる。すると、第１視標部２１からの光と背景部２３からの光との屈折誤差によって、第１視標部２１の対応部分が緑の単色にならずに、色の異なる部分が混在した二重の像である第１視標像３３Ｘに見えてしまう可能性がある。

第２光学素子１４を備えた第２開口１２を透過するのは、第２視標部２２から射出される第２の光Ｌ２（赤色光）だけでなく、背景部２３から射出される白色光のうち赤色付近の所定の波長帯域の成分も含まれる。すると、第２視標部２２からの光と背景部２３からの光との屈折誤差によって、第２視標部２２の対応部分が赤の単色にならずに、色の異なる部分が混在した二重の像である第２視標像３４Ｘに見えてしまう可能性がある。

それぞれが二重の像として見える第１視標像３３Ｘと第２視標像３４Ｘとでは、被験者にとって、開口配列方向における位置関係を把握しにくくなってしまうという問題がある。このように、第１光学素子１３及び第２光学素子１４が透過させる色の光と同色の光を第１視標部２１及び第２視標部２２が発する関係を維持しながら、背景部２３が白色光を発するという変更を行うだけでは、第１開口１１と第２開口１２に対応する各視野領域（３０ＧＬ、３１ＲＬ）が見やすくなる一方で、第１視標部２１と第２視標部２２のそれぞれに対応する第１視標像３３Ｘと第２視標像３４Ｘの位置関係を識別しにくくなるおそれがある。

本件発明者は、研究の結果、光射出装置２０における第１視標部２１と第２視標部２２から射出する光の色を、第１光学素子１３が透過させる第１の波長帯域の光の色に対する補色と、第２光学素子１４が透過させる第２の波長帯域の光の色に対する補色にすることで、前記問題を解決できることを見出した。

具体的な例として、第１視標部２１が射出する第１の光Ｌ１については、第１光学素子１３が透過させる緑色光（第１の波長帯域の光）の補色であるマゼンタ色の光とした。換言すれば、第１の光Ｌ１のマゼンタ色は、白色光から緑色光（第１の波長帯域）の成分を減じた色である。

また、第２視標部２２が射出する第２の光Ｌ２については、第２光学素子１４が透過させる赤色光（第２の波長帯域の光）の補色であるシアン色の光とした。換言すれば、第２の光Ｌ２のシアン色は、白色光から赤色光（第２の波長帯域）の成分を減じた色である。

つまり、本発明を適用した実施形態の屈折特性測定装置１では、光射出装置２０が、第１の光Ｌ１としてマゼンタ色の光を射出する第１視標部２１と、第２の光Ｌ２としてシアン色の光を射出する第２視標部２２と、白色光を射出する背景部２３とを備えている（図１中の「本実施形態」の箇所を参照）。

図８（Ａ）は、背景部２３が白色光を射出し、第１視標部２１がマゼンタ色の第１の光Ｌ１を射出し、第１光学素子１３が緑色光の波長帯域のみを透過させる光学フィルタである場合に、第１開口１１に対応する第１視野領域３０ＧＧの見え方を単独で示したものである。第２開口１２を塞ぐなどして第１開口１１の視野のみで観察した場合に、図８（Ａ）のように見える。

図８（Ａ）では、第１視野領域３０ＧＧ全体については、前述した図７の第１視野領域３０ＧＬと同様に、白色光を発する背景部２３を、第１光学素子１３を通して観察することにより、白色光の緑色成分によって明緑色（明度の高い緑色）に見えている。マゼンタ色は白色に対して緑色の成分を除いたもの（緑色に対する補色）であるから、第１視標部２１がマゼンタ色の第１の光Ｌ１を射出すると、第１光学素子１３の透過色（緑色）に対して第１視標部２１が呈示する図形が影（補色同士の減色による黒）となる。その結果、第１視野領域３０ＧＧのうち第１視標部２１に対応する領域は、第１視標部２１の形状に色が付いていない第１影部３５になる。

図８（Ｂ）は、背景部２３が白色光を射出し、第２視標部２２がシアン色の第２の光Ｌ２を射出し、第２光学素子１４が赤色光の波長帯域のみを透過させる光学フィルタである場合に、第２開口１２に対応する第２視野領域３１ＲＲの見え方を単独で示したものである。第１開口１１を塞ぐなどして第２開口１２の視野のみで観察した場合に、図８（Ｂ）のように見える。

図８（Ｂ）では、第２視野領域３１ＲＲ全体については、前述した図７の第２視野領域３１ＲＬと同様に、白色光を発する背景部２３を、第２光学素子１４を通して観察することにより、白色光の赤色成分によって明赤色（明度の高い赤色）に見えている。シアン色は白色に対して赤色の成分を除いたもの（赤色に対する補色）であるから、第２視標部２２がシアン色の第２の光Ｌ２を射出すると、第２光学素子１４の透過色（赤色）に対して第２視標部２２が呈示する図形が影（補色同士の減色による黒）となる。その結果、第２視野領域３１ＲＲのうち第２視標部２２に対応する領域は、第２視標部２２の形状に色が付いていない第２影部３６になる。

なお、マゼンタ色の第１の光Ｌ１を発する第１視標部２１を第２開口１２の視野で見た場合、第２光学素子１４の作用で、背景部２３における白色の背景中の赤色の成分とマゼンタ色を区別できないため、第１視標部２１が背景部２３に埋没して、被験者は第１視標部２１の形状を認識できない。

また、シアン色の第２の光Ｌ２を発する第２視標部２２を第１開口１１の視野で見た場合、第１光学素子１３の作用で、背景部２３における白色の背景中の緑色の成分とシアン色を区別できないため、第２視標部２２が背景部２３に埋没して、被験者は第２視標部２２の形状を認識できない。

従って、第１視標部２１に対応する形状が、第１開口１１の視野（第１視野領域３０ＧＧ）のみで第１影部３５として観察される。また、第２視標部２２に対応する形状が、第２開口１２の視野（第２視野領域３１ＲＲ）のみで第２影部３６として観察される。

図８（Ａ）の第１視野領域３０ＧＧと図８（Ｂ）の第２視野領域３１ＲＲを合わせて、本実施形態の屈折特性測定装置１で被験者によって観察される視野領域と像の見え方を図９に示した。測定用ディスク１０に対して被験者の眼２５が図２に示す適正な位置にある場合、第１視野領域３０ＧＧと第２視野領域３１ＲＲが中央の重複領域３２ＹＹで重なる。

前述の通り、第１視野領域３０ＧＧと第２視野領域３１ＲＲは、背景部２３が射出する白色光を第１光学素子１３と第２光学素子１４を通して観察することにより、明るく見えて識別しやすくなっている。また、前述した図７の重複領域３２ＹＬと同様に、図９の重複領域３２ＹＹは、第１視野領域３０ＧＧの明緑色と第２視野領域３１ＲＲの明赤色の合成（加法混色）により明黄色に見えるため、被験者が識別しやすい。

第１影部３５に相当する部分は重複領域３２ＹＬに位置する。すると、第１影部３５に相当する部分は、背景部２３が射出した白色光のうち、第２開口１２（第２光学素子１４）を透過した赤色の成分の光（第２視野領域３１ＲＲに含まれる）によって、矩形状の第１視標像３３ＲＲとして見える。つまり、光射出装置２０においてマゼンタ色の第１の光Ｌ１を射出する第１視標部２１に対応する形状が、赤色の第１視標像３３ＲＲとして観察される。

第２影部３６に相当する部分は重複領域３２ＹＬに位置する。すると、第２影部３６に相当する部分は、背景部２３が射出した白色光のうち、第１開口１１（第１光学素子１３）を透過した緑色の成分の光（第１視野領域３０ＧＧに含まれる）によって、矩形状の第２視標像３４ＧＧとして見える。つまり、光射出装置２０においてシアン色の光を射出する第２視標部２２に対応する形状が、緑色の第２視標像３４ＧＧとして観察される。

このように、第１視野領域３０ＧＧでは第１視標部２１に対応する箇所が第１影部３５となり、第２視野領域３１ＲＲでは第２視標部２２に対応する箇所が第２影部３６となるように、第１の光Ｌ１の色と第２の光Ｌ２の色を設定したことにより、第１視野領域３０ＧＧと第２視野領域３１ＲＲが重複領域３２ＹＹで重なる状態では、第１影部３５の箇所が単色（赤色）の第１視標像３３ＲＲになり、第２影部３６の箇所が単色（緑色）の第２視標像３４ＧＧになる。これにより、第１視標像３３ＲＲと第２視標像３４ＧＧは、図７に示す第１視標像３３Ｘと第２視標像３４Ｘのような複数の色が混在した像にはならず、被験者にとって識別しやすい。

従って、図９に示す第１視野領域３０ＧＧ、第２視野領域３１ＲＲ、重複領域３２ＹＹ、第１視標像３３ＲＲ、第２視標像３４ＧＧはいずれも、明度が高く、色の区別が行いやすいものとして観察されて、被験者による視認性が向上する。より詳しくは、第１視野領域３０ＧＧ、第２視野領域３１ＲＲ、重複領域３２ＹＹを明瞭に識別できるので、測定の準備段階において、重複領域３２ＹＹ上に第１視標像３３ＲＲと第２視標像３４ＧＧを位置させるための調整が容易になり、屈折特性測定装置１に対する眼２５の適正な位置合わせを行いやくなる。また、第１視標像３３ＲＲと第２視標像３４ＧＧはそれぞれ、赤と緑の単色のシンプルな矩形状として明瞭に見えるため、開口配列方向における第１視標像３３ＲＲと第２視標像３４ＧＧの合致状態の判断を行いやすくなる。その結果、検査の精度や効率を向上させることができる。

なお、図９の説明として、第１視野領域３０ＧＧを明緑色、第２視野領域３１ＲＲを明赤色、第１視標像３３ＲＲを赤色、第２視標像３４ＧＧを緑色と表現したが、これは第１視標像３３ＲＲや第２視標像３４ＧＧよりも、第１視野領域３０ＧＧや第２視野領域３１ＲＲの方が必ず明るく見えるという意味ではない。比較例（図５）における第１視野領域３０ＧＤの暗緑色や第２視野領域３０ＲＤの暗赤色との対比で、第１視野領域３０ＧＧや第２視野領域３１ＲＲの方が視認性に優れるという意味で、明緑色、明赤色と表現したものである。

第１視標像３３ＲＲは、背景部２３の白色光に含まれる赤色の成分が第１影部３５に乗ったものであるため、重複領域３２ＹＹ上で識別しやすく明瞭に観察することができる。第２視標像３４ＧＧは、背景部２３の白色光に含まれる緑色の成分が第２影部３６に乗ったものであるため、重複領域３２ＹＹ上で識別しやすく明瞭に観察することができる。従って、第１視野領域３０ＧＧと第２視野領域３１ＲＲだけではなく、第１視標像３３ＲＲと第２視標像３４ＧＧについても高い視認性を得ることができる。

前述したように、第１開口１１の視野で見た場合（図８（Ａ））と、第２開口１２の視野で見た場合（図８（Ｂ））と、２つの視野の重複領域（重複領域３２ＹＹ）で見た場合（図９）とで、第１視標部２１と第２視標部２２のそれぞれの図形は、異なる色の状態に見える。例えば、測定用ディスク１０に対して被験者の眼２５が適正な位置ではない場合には、第１影部３５や第２影部３６に色が乗らず、赤色の第１視標像３３ＲＲや緑色の第２視標像３４ＧＧとして見えないことがある。そのため、被験者の眼２５が適正な位置にあるか否かを、第１視野領域３０ＧＧ、第２視野領域３１ＲＲ、重複領域３２ＹＹの位置関係の見え方に加えて、第１視標部２１と第２視標部２２に対応する部分の色の見え方に基づいても判断することができる。

以上の効果は、第１開口１１（第１光学素子１３）と第２開口１２（第２光学素子１４）がそれぞれ緑色の波長帯域の光と赤色の波長帯域の光を透過させ、これら２色の補色であるマゼンタ色の光とシアン色の光を第１視標部２１と第２視標部２２が射出し、さらに背景部２３が白色光を射出することによって得られる。第１光学素子１３と第２光学素子１４に付与する分光特性と、光射出装置２０の射出面の各領域から発する光の色設定とによって特徴づけられるものであるため、屈折特性測定装置１における複雑な構造や制御を必要とせず、低コストに実現できるという点で優れている。

前述のように緑色は比視感度が高いので、第１視野領域３０ＧＧや第２視標像３４ＧＧの色として緑色を用いることにより、これらの部分の識別のしやすさが向上する。また、第２視野領域３１ＲＲや第１視標像３３ＲＲの色として赤色を用いることにより、緑色である第１視野領域３０ＧＧや第２視標像３４ＧＧとの視覚的な区別をつけやすくなる。

続いて、屈折特性測定装置１において、以上に説明した特徴を実現する条件設定の具体例を示す。まず、光射出装置２０について述べる。

光射出装置２０の背景部２３から射出する光を、下記ａ１、ｂ１、ｃ１の色成分の合成による白色光とすることが好ましい。
ａ１：波長４４０ｍｍ～４７５ｎｍに最大強度を持つ青色成分。
ａ２：波長５２０ｍｍ～５５０ｎｍに最大強度を持つ緑色成分。
ａ３：波長６００ｍｍ～６５０ｎｍに最大強度を持つ赤色成分。

光射出装置２０の第１視標部２１から射出する第１の光Ｌ１を、下記ａ１、ａ３の色成分の合成によるマゼンタ色の光とすることが好ましい。
ａ１：波長４４０ｍｍ～４７５ｎｍに最大強度を持つ青色成分。
ａ３：波長６００ｍｍ～６５０ｎｍに最大強度を持つ赤色成分。

光射出装置２０の第２視標部２２から射出する第２の光Ｌ２を、下記ａ１、ａ２の色成分の合成によるシアン色の光とすることが好ましい。
ａ１：波長４４０ｍｍ～４７５ｎｍに最大強度を持つ青色成分。
ａ２：波長５２０ｍｍ～５５０ｎｍに最大強度を持つ緑色成分。

光射出装置２０として、第１視標部２１と第２視標部２２と背景部２３の領域をそれぞれ異なる色で発光させることが可能な透過型の面光源を用いる場合、入手性の高さや発光制御の行いやすさなどの点で、ＬＥＤバックライト方式やレーザーバックライト方式の液晶ディスプレイが適している。このような液晶ディスプレイが発する光の三原色では、青色成分の中心波長が４５０ｎｍ～４６５ｎｍの範囲、緑色成分の中心波長が５３０ｎｍ～５４０ｎｍの範囲、赤色成分の中心波長が６１０ｎｍ～６４０ｎｍの範囲である場合が多い。そして、製品の個体差や温度依存性による発色のばらつきを考慮して、各範囲にそれぞれ±１０ｎｍ程度の余裕を持たせて、ａ１、ａ２、ａ３の値を設定している。

続いて、第１開口１１と第２開口１２における分光特性についての好適な条件を述べる。

第１開口１１に設ける第１光学素子１３は、第１の光Ｌ１（マゼンタ色）の透過を抑制し、背景部２３の白色光のうち波長５２０ｍｍ～５５０ｎｍに最大強度を持つ緑色成分を透過させる光学フィルタであり、以下の条件（１）、（２）を満たすことが好ましい。
（１）Ｔ_Ｂ１／Ｔ_Ｇ１＜１／１０
（２）Ｔ_Ｒ１／Ｔ_Ｇ１＜１／１０
Ｔ_Ｇ１：第２の光Ｌ２（シアン色）のうち緑色成分（５２０ｎｍ～５５０ｎｍ）の最大強度に相当する波長λ_Ｇ２における透過率。
Ｔ_Ｂ１：第１の光Ｌ１（マゼンタ色）のうち青色成分（４４０ｎｍ～４７５ｎｍ）の最大強度に相当する波長λ_Ｂ１における透過率。
Ｔ_Ｒ１：第１の光Ｌ１（マゼンタ色）のうち赤色成分（６００ｎｍ～６５０ｎｍ）の最大強度に相当する波長λ_Ｒ１における透過率。

条件（１）を満たすことにより、マゼンタ色である第１の光Ｌ１の青色成分の透過を抑制してクロストークを低減する効果が得られる。条件（２）を満たすことにより、マゼンタ色である第１の光Ｌ１の赤色成分の透過を抑制してクロストークを低減する効果が得られる。従って、条件（１）、（２）を満たす第１光学素子１３を用いることで、第１の光Ｌ１の透過を十分に抑制し、第２の光Ｌ２の緑色成分を十分に透過させることができる。

第２開口１２に設ける第２光学素子１４は、第２の光Ｌ２（シアン色）の透過を抑制し、背景部２３の白色光のうち波長６００ｍｍ～６５０ｎｍに最大強度を持つ赤色成分を透過させる光学フィルタであり、以下の条件（３）、（４）を満たすことが好ましい。
（３）Ｔ_Ｂ２／Ｔ_Ｒ２＜１／１０
（４）Ｔ_Ｇ２／Ｔ_Ｒ２＜１／１０
Ｔ_Ｒ２：第１の光Ｌ１（マゼンタ色）のうち赤色成分（６００ｎｍ～６５０ｎｍ）の最大強度に相当する波長λ_Ｒ１における透過率。
Ｔ_Ｂ２：第２の光Ｌ２（シアン色）のうち青色成分（４４０ｎｍ～４７５ｎｍ）の最大強度に相当する波長λ_Ｂ２における透過率。
Ｔ_Ｇ２：第２の光Ｌ２（シアン色）のうち緑色成分（５２０ｎｍ～５５０ｎｍ）の最大強度に相当する波長λ_Ｇ２における透過率。

条件（３）を満たすことにより、シアン色である第２の光Ｌ２の青色成分の透過を抑制してクロストークを低減する効果が得られる。条件（４）を満たすことにより、シアン色である第２の光Ｌ２の緑色成分の透過を抑制してクロストークを低減する効果が得られる。従って、条件（３）、（４）を満たす第２光学素子１４を用いることで、第２の光Ｌ２の透過を十分に抑制し、第１の光Ｌ１の赤色成分を十分に透過させることができる。

続いて、サンプル品により構成した光射出装置２０、第１光学素子１３、第２光学素子１４の実施例を示す。

＜実施例１＞
光射出装置２０（ＬＥＤバックライト使用の液晶ディスプレイ）
λ_Ｂ１＝４５０ｎｍ
λ_Ｇ２＝５４０ｎｍ
λ_Ｒ１＝６１０ｎｍ
第１光学素子１３（波長５３０ｎｍ付近に透過率のピークを有するバンドパスフィルタ）
Ｔ_Ｂ１＝０．００
Ｔ_Ｇ１＝０．５４
Ｔ_Ｒ１＝０．０３
Ｔ_Ｂ１／Ｔ_Ｇ１＝０．００
Ｔ_Ｒ１／Ｔ_Ｇ１≒０．０６

＜実施例２＞
光射出装置２０（ＬＥＤバックライト使用の液晶ディスプレイ）
λ_Ｂ２＝４５０ｎｍ
λ_Ｇ２＝５４０ｎｍ
λ_Ｒ１＝６１０ｎｍ
第２光学素子１４（波長６００ｎｍ付近が透過限界波長であるロングパスフィルタ）
Ｔ_Ｂ２＝０．００
Ｔ_Ｇ２＝０．００
Ｔ_Ｒ２＝０．６５
Ｔ_Ｂ２／Ｔ_Ｇ２＝０．００
Ｔ_Ｒ２／Ｔ_Ｇ２＝０．００

＜実施例３＞
光射出装置２０（レーザーバックライト使用の液晶ディスプレイ）
λ_Ｂ１＝４５０ｎｍ
λ_Ｇ２＝５４０ｎｍ
λ_Ｒ１＝６１０ｎｍ
第１光学素子１３（波長５３５ｎｍ付近に透過率のピークを有するバンドパスフィルタ）
Ｔ_Ｂ１＝０．００
Ｔ_Ｇ１＝０．６３
Ｔ_Ｒ１＝０．０３
Ｔ_Ｂ１／Ｔ_Ｇ１＝０．００
Ｔ_Ｒ１／Ｔ_Ｇ１≒０．０５

＜実施例４＞
光射出装置２０（レーザーバックライト使用の液晶ディスプレイ）
λ_Ｂ２＝４６５ｎｍ
λ_Ｇ２＝５３０ｎｍ
λ_Ｒ１＝６３９ｎｍ
第２光学素子１４（波長５７５ｎｍ付近が透過限界波長であるロングパスフィルタ）
Ｔ_Ｂ２＝０．００
Ｔ_Ｇ２＝０．００
Ｔ_Ｒ２＝０．８８
Ｔ_Ｂ２／Ｔ_Ｇ２＝０．００
Ｔ_Ｒ２／Ｔ_Ｇ２＝０．００

以上から、実施例１及び実施例３の第１光学素子１３はいずれも、条件（１）及び条件（２）を満たしている。また、実施例２及び実施例４の第２光学素子１４はいずれも、条件（３）及び条件（４）を満たしている。各実施例で例示した分光特性のバンドパスフィルタやロングパスフィルタは、光学機器における色補正用や色分解用として広く流通しており、入手性に優れている。

以上、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

前述の実施形態では、第１光学素子１３が透過させる第１の波長帯域の光を緑色光、第２光学素子１４が透過させる第２の波長帯域の光を赤色光とした上で、第１視標部２１がマゼンタ色（緑色の補色）の第１の光Ｌ１を射出し、第２視標部２２がシアン色（赤色の補色）の第２の光Ｌ２を射出している。この設定により、被験者が第１開口１１と第２開口１２を通して観察する２つの視野領域（第１視野領域３０ＧＧ、第２視野領域３１ＲＲ）と２つの視標像（第１視標像３３ＲＲ、第２視標像３４ＧＧ）が、比視感度の高い緑色と、緑色に対して心理補色の関係に近い赤色とになり、被験者による視認性を良くすることができる。

しかし、第１光学素子１３と第２光学素子１４がそれぞれ透過させる波長帯域の光と、第１視標部２１が射出する第１の光Ｌ１と、第２視標部２２が射出する第２の光Ｌ２とに関して、前述の実施形態から色の設定を変更することも可能である。

屈折特性測定装置の細部構成については、前述の実施形態の屈折特性測定装置１とは異なっていてもよい。例えば、測定用ディスク１０に設ける第１開口１１と前記第２開口１２の形状として、円形以外を選択することも可能である。また、第１視標部２１と第２視標部２２の形状は、矩形以外であってもよい。

１：屈折特性測定装置
１０：測定用ディスク（開口部材）
１１：第１開口
１２：第２開口
１３：第１光学素子
１４：第２光学素子
２０：光射出装置（光射出部）
２１：第１視標部
２２：第２視標部
２３：背景部
２４：方向指標
２５：眼
２６：瞳孔
２７：網膜
３０ＧＧ：第１視野領域
３１ＲＲ：第２視野領域
３２ＹＹ：重複領域
３３ＲＲ：第１視標像
３４ＧＧ：第２視標像
３５：第１影部
３６：第２影部
Ｌ１：第１の光
Ｌ２：第２の光
Ｑ：視軸

Claims

眼の屈折特性を測定する屈折特性測定装置であって、
光射出部と、
前記光射出部と眼との間に位置し、前記光射出部が発した光を絞って通過させる第１開口及び第２開口を有する開口部材と、
前記第１開口に設けられ、第１の波長帯域の光を透過させ、第２の波長帯域の光の透過を阻止する第１光学素子と、
前記第２開口に設けられ、前記第２の波長帯域の光を透過させ、前記第１の波長帯域の光の透過を阻止する第２光学素子と、を備え、
前記光射出部は、白色光を射出する背景部と、前記第１の波長帯域の光に対する補色となる第１の光を射出する第１視標部と、前記第２の波長帯域の光に対する補色となる第２の光を射出する第２視標部と、を備えることを特徴とする屈折特性測定装置。
前記第１の波長帯域の光は緑色光、前記第２の波長帯域の光は赤色光であり、前記第１視標部が射出する前記第１の光はマゼンタ色の光であり、前記第２視標部が射出する前記第２の光はシアン色の光であることを特徴とする請求項１に記載の屈折特性測定装置。
前記背景部は、波長帯域４４０ｎｍ～４７５ｎｍに最大強度がある青色成分の光と、波長帯域５２０ｎｍ～５５０ｎｍに最大強度がある緑色成分の光と、波長帯域６００ｎｍ～６５０ｎｍに最大強度がある赤色成分の光との合成で前記白色光を発し、
前記第１視標部は、前記青色成分の光と前記赤色成分の光との合成で前記第１の光を発し、
前記第２視標部は、前記青色成分の光と前記緑色成分の光との合成で前記第２の光を発することを特徴とする請求項２に記載の屈折特性測定装置。
前記第１光学素子は、下記条件（１）及び（２）を満たすことを特徴とする請求項３に記載の屈折特性測定装置。
（１）Ｔ_Ｂ１／Ｔ_Ｇ１＜１／１０
（２）Ｔ_Ｒ１／Ｔ_Ｇ１＜１／１０
Ｔ_Ｇ１：前記第２の光のうち前記緑色成分の最大強度に相当する波長における前記第１光学素子の透過率。
Ｔ_Ｂ１：前記第１の光のうち前記青色成分の最大強度に相当する波長における前記第１光学素子の透過率。
Ｔ_Ｒ１：前記第１の光のうち前記赤色成分の最大強度に相当する波長における前記第１光学素子の透過率。
前記第２光学素子は、下記条件（３）及び（４）を満たすことを特徴とする請求項３に記載の屈折特性測定装置。
（３）Ｔ_Ｂ２／Ｔ_Ｒ２＜１／１０
（４）Ｔ_Ｇ２／Ｔ_Ｒ２＜１／１０
Ｔ_Ｒ２：前記第１の光のうち前記赤色成分の最大強度に相当する波長における前記第２光学素子の透過率。
Ｔ_Ｂ２：前記第２の光のうち前記青色成分の最大強度に相当する波長における前記第２光学素子の透過率。
Ｔ_Ｇ２：前記第２の光のうち前記緑色成分の最大強度に相当する波長における前記第２光学素子の透過率。
前記第１開口及び前記第２開口は直径が同じ円形であり、
前記第１開口を通して観察される第１視野領域と前記第２開口を通して観察される第２視野領域とが重なる重複領域に、前記第１視標部に対応する形状の第１視標像と、前記第２視標部に対応する形状の第２視標像とが観察されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の屈折特性測定装置。