JP2691271B2 - Corneal shape measuring device - Google Patents

Corneal shape measuring device

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JP2691271B2
JP2691271B2 JP8042141A JP4214196A JP2691271B2 JP 2691271 B2 JP2691271 B2 JP 2691271B2 JP 8042141 A JP8042141 A JP 8042141A JP 4214196 A JP4214196 A JP 4214196A JP 2691271 B2 JP2691271 B2 JP 2691271B2
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eye
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嘉 小早川
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、眼科医院等で使用
され、被検眼に対する光学的測定を行う角膜形状測定装
置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来の角膜形状測定装置においては、角
膜測定とアライメントとは別の光学系を用いて実行して
いる。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、角膜
形状測定と正確なアライメントを簡素な構成で実行でき
る角膜形状測定装置を提供することにある。 【0004】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明に係る角膜形状測定装置は、光軸周囲に設け
たリング状光源と、該リング状光源の被検眼による角膜
反射像を被検眼の虹彩を含む前眼部と共に撮像する撮像
手段と、該撮像手段による撮像画像を表示する表示手段
と、該表示手段に被検眼のアライメントのためのアライ
メントマークを表示するアライメントマーク手段とを有
し、前記撮像手段により撮像された像中における少なく
とも3本の線と前記リング状光源の角膜反射像の交点か
ら角膜形状測定を実行することを特徴とする。 【0005】本発明の理解を促すため、先ず後述する実
施例を説明する前提となる例に基づいて詳細に説明す
る。図1は光学的構成図であり、被検眼Eの前方には光
軸O1に沿って被検眼E側から順次に、対物レンズ1、光
分割部材2、絞り3、二次元光センサ4が配置され、ま
た対物レンズ1の周囲にはリング状光源5が配置されて
いる。更に、光軸O1と直交し光分割部材2を通る光軸O2
上には、光源6、アライメント視標7、レンズ8、光分
割部材2、レンズ9、テレビカメラ10が順次に配さ
れ、テレビカメラ10の出力はテレビモニタ11に接続
されている。なお、被検眼Eからテレビカメラ10に至
る対物レンズ1、レンズ9は、テレセントリック系とさ
れている。 【0006】リング状光源5の被検眼Eの角膜Ecによる
反射像は、対物レンズ1、光分割部材2、絞り3を通っ
て二次元光センサ4上に結像され、その大きさを後述す
る手段で測定し、角膜Ecの曲率半径を求めることができ
る。一方、図2(a) に示すようにテレビカメラ10によ
ってテレビモニタ11上に被検眼Eの前眼部像が映され
ており、前眼部は図示しない可視光の外眼照明光源によ
って照明されている。アライメント視標7は可視光源6
により照射され、レンズ8、9を介してテレビカメラ1
0で撮影される。図2(a) におけるテレビモニタ11上
には、虹彩像Pi、リング状光源5の像Pr、アライメント
視標7の像Pa、瞳孔像Pp、外眼照明光源像Psが映し出さ
れる。なお、この場合のテレビカメラ10に至る光学系
はテレセントリック系とされているので、ぼけがあって
も読取り測定精度に影響することはない。 【0007】走査線lのビデオ信号を図2(b) に示す
と、強膜部Esは反射が強く、虹彩部Eiは暗くてレベルが
低くなっている。この中間にレベルLを設定すれば信号
を二値化でき、交点a、b間の距離を後述する手段で求
めれば虹彩像Piの寸法が判る。走査線lが被検眼Eの中
心を外れているのは光源像Psを避けるためであり、予め
そのずれ量を決めておけば虹彩像Piの直径に換算するこ
とができる。 【0008】図3は電気的ブロック回路構成図を示す。
先ず、角膜曲率半径の計測部について説明すると、二次
元光センサ4から読み出されたアナログ信号は、増幅器
20で増幅されサンプル値ホールド回路21で一時的に
信号レベルをホールドされて、次段のA/Dコンバータ
22でデジタル信号に変換される。また、光センサ4は
ドライバ23のクロック信号により制御されている。A
/Dコンバータ22から出力されたデジタル信号は、イ
ンタフェイス24を経てRAM(Random AccessMemory)
25に記憶される。26はROM(Read Only Memory)で
あり、マイクロプロセッサ27を作動するための制御プ
ログラムが書き込まれている。RAM25のデータから
二次元光センサ4上に結像されたリング像位置を求め、
楕円の一般式等に当て嵌めることにより角膜の曲率半径
が求められ、結果表示器28に表示され、必要に応じて
プリンタ29に出力される。 【0009】続いて、角膜径の計測部について説明する
と、テレビカメラ10で把えられた被検眼Eの前眼部像
のビデオ信号は、テレビモニタ11の他に増幅器30、
周期分離回路31に入力され、走査線カウンタ32を動
作させる。そして、走査線カウンタ32からの出力cは
インタフェイス24に接続されている。増幅器30で増
幅されたビデオ信号は、コンパレータ34、35、サン
プル値ホールド回路36に入力され、コンパレータ35
の出力は単安定マルチバイブレータ37を経てサンプル
値ホールド回路36に入力されている。コンパレータ3
5の他方の入力には、瞳孔レベル設定信号dが接続され
ていて、その出力eは単安定マルチバイブレータ37を
駆動させ、更にその出力fはサンプル値ホールド回路3
6を経て所定電圧信号gと加算器38で加算され、その
出力信号hがコンパレータ34の入力端に接続されてい
る。コンパレータ34の出力iはカウンタ39のゲート
入力に接続され、発振器40のクロック出力jによりカ
ウント制御を行っている。カウンタ39のカウント出力
kはインタフェイス24に入力され、カウンタ39の制
御信号mはインタフェイス24からカウンタ39に送出
されている。またインタフェイス24には、リング状光
源5、光源6が接続されていて、点灯・消灯の制御が行
われる。 【0010】図4により角膜径の計測部の動作を説明す
ると、瞳孔像Ppはほぼ黒レベルに近く個人差が無いの
で、瞳孔レベル設定信号dは一定でよい。コンパレータ
35からの出力信号eの立下がりで単安定マルチバイブ
レータ37を駆動させ、その信号eの立下がりの時点の
ビデオ信号をサンプル値ホールドさせれば、虹彩像Piの
レベルLiが決定され個人差のばらつきを抑えることがで
きる。このレベルLiに所定レベルgを加算し、そのレベ
ルhとテレビカメラ10の出力信号をコンパレータ34
で比較すれば、虹彩信号iを抽出することができる。加
算器38からの信号hは、テレビモニタ11の画面に瞳
孔が入っている間は走査線ごとに出力されている。走査
線カウンタ32からの出力cを基に、所定の走査線にな
るとカウンタ制御信号mを出力させ、虹彩信号iの幅を
クロック出力jで計数し、その出力kを読み取ることに
よって、その走査線l上の虹彩像Piの径を換算して角膜
径を求めることができる。 【0011】測定操作手順としては、テレビモニタ11
を見ながら先ずリング像Prをピント良く視標像Paに合致
させ、図示しない測定ボタンを押すと、光源5、6は消
灯され虹彩径つまり角膜径の測定を行い、その後にリン
グ状光源5を点灯して角膜曲率半径の測定を行うが、こ
の手順は逆でもよい。なお、虹彩径の測定時にはリング
状光源5は消灯しておいた方が信号処理が実施し易い。
また、虹彩は赤外光では反射率が高いので、外眼照明は
可視光を用いることが望ましい。 【0012】以上のような例の構成を前提に、実施例に
おいては、テレビモニタ11上に光源5によるリング状
の角膜反射像Prが映出されており、この像Prは一般には
楕円で表されるので、このリング状の像Prにかかる少な
くとも3本の走査線を使用して、リングの交点を求めれ
ばこの楕円は計算で求まることを利用して、各径線方向
の角膜曲率半径を算出できるようになっている。 【0013】更には、角膜曲率半径及び角膜径の測定結
果を基に、マイクロプロセッサ27により、コンタクト
レンズのベースカーブを演算し、結果表示器28、プリ
ンタ29に出力するようにしてもよい。 【0014】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る角膜形
状測定装置によれば、アライメントマークと共に表示さ
れた虹彩を含む前眼部画像を用いた正確なアライメント
と、角膜形状測定とを共通の撮像手段により実行できる
ため、簡素な構成で良好な角膜形状測定が実行できる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a corneal shape measuring apparatus used in an ophthalmological clinic or the like to perform optical measurement on an eye to be inspected. In the conventional corneal shape measuring apparatus, the cornea measurement and the alignment are performed using different optical systems. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a corneal shape measuring apparatus capable of performing corneal shape measurement and accurate alignment with a simple structure. A corneal shape measuring apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises a ring-shaped light source provided around the optical axis and a cornea of the eye to be examined by the ring-shaped light source. Image pickup means for picking up a reflected image together with an anterior segment including the iris of the eye to be inspected, display means for displaying an image picked up by the image pickup means, and alignment mark for displaying an alignment mark for alignment of the eye to be inspected on the display means Means for performing corneal shape measurement from the intersection of at least three lines in the image captured by the imaging means and the corneal reflection image of the ring-shaped light source. In order to facilitate understanding of the present invention, a detailed description will be given based on an example on which the following embodiments will be described. FIG. 1 is an optical configuration diagram. In front of the eye E to be inspected, an objective lens 1, a light splitting member 2, a diaphragm 3, and a two-dimensional optical sensor 4 are sequentially arranged along the optical axis O1 from the eye E side. A ring-shaped light source 5 is arranged around the objective lens 1. Further, an optical axis O2 which is orthogonal to the optical axis O1 and passes through the light splitting member 2
A light source 6, an alignment target 7, a lens 8, a light splitting member 2, a lens 9 and a television camera 10 are sequentially arranged on the upper side, and an output of the television camera 10 is connected to a television monitor 11. The objective lens 1 and the lens 9 from the eye E to be examined to the television camera 10 are of a telecentric system. A reflection image from the cornea Ec of the eye E to be inspected of the ring-shaped light source 5 is formed on the two-dimensional optical sensor 4 through the objective lens 1, the light splitting member 2 and the diaphragm 3, the size of which will be described later. The radius of curvature of the cornea Ec can be obtained by measuring with a means. On the other hand, as shown in FIG. 2A, an image of the anterior segment of the eye E is projected on the television monitor 11 by the television camera 10, and the anterior segment is illuminated by a visible external light source (not shown). ing. Alignment target 7 is visible light source 6
And the television camera 1 through the lenses 8 and 9
0 is photographed. An iris image Pi, an image Pr of the ring-shaped light source 5, an image Pa of the alignment target 7, a pupil image Pp, and an external eye illumination light source image Ps are displayed on the television monitor 11 in FIG. Since the optical system reaching the television camera 10 in this case is a telecentric system, even if there is a blur, it does not affect the reading measurement accuracy. When the video signal of the scanning line 1 is shown in FIG. 2 (b), the sclera Es has strong reflection and the iris Ei is dark and low in level. If the level L is set in the middle, the signal can be binarized. If the distance between the intersections a and b is obtained by means described later, the size of the iris image Pi can be determined. The reason why the scanning line 1 is deviated from the center of the eye E is to avoid the light source image Ps. If the shift amount is determined in advance, it can be converted into the diameter of the iris image Pi. FIG. 3 shows an electrical block circuit configuration diagram.
First, the measurement unit of the corneal radius of curvature will be described. The analog signal read from the two-dimensional optical sensor 4 is amplified by the amplifier 20 and temporarily held at the signal level by the sample value holding circuit 21, and then the next stage. The digital signal is converted by the A / D converter 22. The optical sensor 4 is controlled by a clock signal from the driver 23. A
The digital signal output from the / D converter 22 is passed through an interface 24 to a RAM (Random Access Memory).
25. Reference numeral 26 denotes a ROM (Read Only Memory) in which a control program for operating the microprocessor 27 is written. The position of the ring image formed on the two-dimensional optical sensor 4 is obtained from the data in the RAM 25,
The radius of curvature of the cornea is determined by fitting to a general formula of an ellipse or the like, and is displayed on a result display 28 and output to a printer 29 as necessary. Next, the corneal diameter measuring unit will be described. The video signal of the anterior ocular segment image of the subject's eye E captured by the television camera 10 is supplied to the television monitor 11, the amplifier 30, and
The signal is input to the period separation circuit 31 to operate the scanning line counter 32. The output c from the scanning line counter 32 is connected to the interface 24. The video signal amplified by the amplifier 30 is input to comparators 34 and 35 and a sample value hold circuit 36,
Is input to the sample value hold circuit 36 via the monostable multivibrator 37. Comparator 3
5 is connected to a pupil level setting signal d, an output e of which drives a monostable multivibrator 37, and an output f of which outputs a sample value hold circuit 3.
The output signal h is added to a predetermined voltage signal g via an adder 38 via an adder 38, and the output signal h is connected to an input terminal of a comparator 34. The output i of the comparator 34 is connected to the gate input of the counter 39, and count control is performed by the clock output j of the oscillator 40. The count output k of the counter 39 is input to the interface 24, and the control signal m of the counter 39 is sent from the interface 24 to the counter 39. Further, the ring-shaped light source 5 and the light source 6 are connected to the interface 24, and the turning on / off control is performed. The operation of the corneal diameter measuring unit will be described with reference to FIG. 4. Since the pupil image Pp is close to a black level and there is no individual difference, the pupil level setting signal d may be constant. If the monostable multivibrator 37 is driven by the fall of the output signal e from the comparator 35 and the video signal at the time of the fall of the signal e is held as a sample value, the level Li of the iris image Pi is determined and the individual difference Can be suppressed. A predetermined level g is added to this level Li, and the level h and the output signal of the TV camera 10 are compared by the comparator 34.
By comparison, the iris signal i can be extracted. The signal h from the adder 38 is output for each scanning line while the screen of the television monitor 11 has a pupil. On the basis of the output c from the scanning line counter 32, a counter control signal m is output when a predetermined scanning line is reached, the width of the iris signal i is counted by the clock output j, and the output k is read, whereby the scanning line is read. The corneal diameter can be obtained by converting the diameter of the iris image Pi on 1. The measurement operation procedure is as follows:
First, while aligning the ring image Pr with the target image Pa with good focus while pressing the measurement button (not shown), the light sources 5 and 6 are turned off and the iris diameter, that is, the cornea diameter is measured. While lit, the radius of curvature of the cornea is measured, but the procedure may be reversed. In addition, it is easier to perform the signal processing when the ring-shaped light source 5 is turned off when measuring the iris diameter.
Also, since the iris has a high reflectance with infrared light, it is desirable to use visible light for external eye illumination. On the assumption of the configuration of the above example, in the embodiment, a ring-shaped corneal reflection image Pr by the light source 5 is projected on the television monitor 11, and this image Pr is generally represented by an ellipse. Therefore, by using at least three scanning lines of the ring-shaped image Pr and finding the intersection of the rings, this ellipse can be calculated, and the radius of corneal curvature in each radial direction can be calculated. It can be calculated. Furthermore, the microprocessor 27 may calculate the base curve of the contact lens based on the measurement results of the radius of curvature of the cornea and the diameter of the cornea, and output the result to the result display 28 and the printer 29. As described above, according to the corneal shape measuring apparatus of the present invention, the accurate alignment using the anterior segment image including the iris displayed together with the alignment mark and the corneal shape measurement can be performed. Can be performed by a common image pickup unit, and therefore, excellent corneal shape measurement can be performed with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例を説明するための前提となる例
及び本発明の実施例の基本となる光学的構成図である。 【図2】テレビモニタの正面図と特定走査線のビデオ信
号の波形図である。 【図3】ブロック回路構成図である。 【図4】ブロック回路構成図の信号波形図である。 【符号の説明】 1 対物レンズ 2 光分割部材 3 絞り 4 光センサ 5 リング状光源 6 光源 7 アライメント視標 11 テレビモニタ 21、36 サンプル値ホールド回路 22 A/Dコンバータ 25 RAM 26 ROM 27 マイクロプロセッサ 34、35 コンパレータ 37 単安定マルチバイブレータ 38 加算器 39 カウンタ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an example which is a premise for explaining an embodiment of the present invention and an optical configuration which is a basis of the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a television monitor and a waveform diagram of a video signal of a specific scanning line. FIG. 3 is a block circuit configuration diagram. FIG. 4 is a signal waveform diagram of a block circuit configuration diagram. [Description of Signs] 1 Objective lens 2 Light splitting member 3 Aperture 4 Optical sensor 5 Ring light source 6 Light source 7 Alignment target 11 TV monitor 21, 36 Sample value hold circuit 22 A / D converter 25 RAM 26 ROM 27 Microprocessor 34 , 35 comparator 37 monostable multivibrator 38 adder 39 counter

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.光軸周囲に設けたリング状光源と、該リング状光源
の被検眼による角膜反射像を被検眼の虹彩を含む前眼部
と共に撮像する撮像手段と、該撮像手段による撮像画像
を表示する表示手段と、該表示手段に被検眼のアライメ
ントのためのアライメントマークを表示するアライメン
トマーク手段とを有し、前記撮像手段により撮像された
像中における少なくとも3本の線と前記リング状光源の
角膜反射像の交点から角膜形状測定を実行することを特
徴とする角膜形状測定装置。
(57) [Claims] A ring-shaped light source provided around the optical axis, an imaging unit that images a corneal reflection image by the subject's eye of the ring-shaped light source together with an anterior segment including the iris of the subject's eye, and an image captured by the imaging unit. A display unit for displaying and an alignment mark unit for displaying an alignment mark for alignment of the eye to be inspected on the display unit are taken by the image pickup unit .
Of at least three lines in the image and the ring-shaped light source
A corneal shape measuring apparatus, characterized in that a corneal shape measurement is executed from an intersection of corneal reflection images .
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