JPH0191829A - 角膜形状測定装置 - Google Patents

角膜形状測定装置

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JPH0191829A
JPH0191829A JP62250533A JP25053387A JPH0191829A JP H0191829 A JPH0191829 A JP H0191829A JP 62250533 A JP62250533 A JP 62250533A JP 25053387 A JP25053387 A JP 25053387A JP H0191829 A JPH0191829 A JP H0191829A
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JP
Japan
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cornea
frame memory
corneal
optical system
shape measuring
Prior art date
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Pending
Application number
JP62250533A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Masuda
増田 高
Shigeo Maruyama
茂男 丸山
Yoshimasa Hamano
好正 濱野
Yukitsugu Nakamura
中村 行告
Isao Matsumura
勲 松村
Kazunobu Kobayashi
小林 萬伸
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、被検眼の角膜表面の曲率半径を71111定
するための角膜形状測定装置に関するものである。
[従来の技術] 従来の角膜形状測定装置としては、被検限上に指標を投
影し、その角膜反射像の大きさを光学的に手動によって
測定する所謂オフサルモメータ、ケラトメータと称する
装置が広く用いられている。
また、自動的に角膜形状を測定する方式も、例えば特開
昭58−73335号公報、同58−54927号公報
に開示されている。しかし、これらの自動測定方式では
、円環状の指標を角膜に投影し、その形状を解析するた
めに、 (a)複数の一次元位置検出素子の配置調整を厳密に行
う必要がある。
(b)円環状の指標を照明するための円環状の特殊な光
源が必要である。
(C)測定光学系と別個又は途中から光路を分割した観
察光学系が必要である。
(d)測定専用の複数個の位置検出素子とこれらの駆動
回路が必要である。
等の理由からコストが高くなるという欠点がある。
また、このような欠点を改善した角膜形状測定手段とし
て、本出願人による特願昭60−288223号、同6
2−52348号の発明があるが、これらは測定の再現
性又は測定精度が必ずしも保証されていないという問題
を有している。
[発明の目的] 本発明の目的は、測定精度及び測定の再現性が良好な角
膜形状測定装置を提供することにある。
[発明の概要] 上述の目的を達成するための本発明の要旨は。
複数個の輝点を被検眼の角膜に投影する投影光学系と、
前記輝点の角膜反射像を二次元撮像素子上に結像する結
像光学系と、前記撮像素子からの出力を記憶するフレー
ムメモリと、該フレームメモリに記憶された画像情報か
ら前記角膜反射像位置を算出する演算手段とを有し、前
記フレームメモリ内で認識される前記角膜反射像の面積
に対する前記各角膜反射像の周囲長の比が所定値以下と
なるように、前記角膜反射像の大きさ及び前記結像光学
系の倍率を選定したたことを特徴とする角膜形状測定装
置である。
[発明の実施例] 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第1図は第1の実施例を示し、被検眼Eの角膜Ecに対
向して対物レンズ1が配置され、この対物レンズ1の後
方には絞り2、撮像素子3が設けられている。また、対
物レンズ1の周囲には、第2図に示すように直交する2
径線上にLEDや白熱電球から成る計4個の光源4a〜
4dが配置され、これらの光源4a〜4dと被検眼Eの
角膜Ecの間には、それぞれ拡散板5a〜5d及び可変
の点状開口を有する開口6a〜6dが組になって配置さ
れている。
光源4a〜4dから出射した光束は拡散板5a〜5dに
より拡散され、可変開口6a〜6dは被検眼Eの角膜E
c上に点状光スポットを投影する。
4A〜4Dはこの光スポットの角膜Ecによる反射像で
あり、これらの像4A〜4Dは対物レンズ1、絞り2を
介して撮像素子3上に結像される。
また、この装置全体は可動部分の上に配置され、検者に
より被検眼Eとの位置合わせを行う。
また、絞り2は装置と被検眼Eとの距離の変化に伴う角
膜反射像4A〜4Dの大きさの変化を補正して、撮像素
子3上での角膜反射像4A〜4Dの像の大きさが不変と
なるような方向の主光線、及びこの主光線を中心とした
光束のみを特定して透過させる位置に配置されている。
第3図は信号処理系のブロック回路図を示し、撮像素子
3の出力は駆動回路lOに接続され、駆動回路10の出
力はA/D変換器11、メモリコトローラ12を経てフ
レームメモリ13に接続されている。また、MPU14
の出力はA/D変換itt、、tモリコトローラ12.
フレームメモリ13、可変開口6a〜6dに接続されて
いる。
撮像素子3の出力は駆動回路10によりNTSC,CC
IR等の信号とされ、駆動回路10の出力はMPU14
の指令によりA/D変換器11に入力されてデジタル信
号に変換され、メモリコントローラ12の指示によりフ
レームメモリ13の所定番地に格納される。フレームメ
モリ13では2値化された画像がビットパターンとして
格納されているので、それを再びMPU14の指示によ
り角膜反射像部分を抽出し、その重心の撮像素子3上で
の位置座標を求める。
フレームメモリ13上のビットパターンは、撮像管上で
メツシュを与えた場合と等価になるので、実際に閾値を
越えた角膜反射像4A〜4Dの強度とフレームメモリ1
3のビットパターンとは第4図に示すようになる。この
第4図において、両方向にクロス状のハツチングを施し
た部分は輝点内にある画素を示し、一方向のみにハツチ
ングを施した部分は輝点の境界を含む画素を、またハツ
チングのない部分は輝点外にある画素を表している。
いま第4図の状態を考えると、両方向のハツチングを施
した画素ではビットが1になる確率は1、ハツチングの
ない画素ではビットがOになる確率は1である。これに
対し、一方向のみにハツチングを施した画素では、ビッ
トがOになる確率も、1になる確率も共に1ではなく、
装置と被検眼Eとの位置を固定したとしても不確定の要
素が残る部分である。
測定の再現性として、各ビットの1/10を得ようとす
るには、輝点の面積が何ビット程度になるかを考察して
みる。仮に、メツシュが位置に対し正方形になっている
とし、輝点の半径がrビットで結像しているとすれば、
その面積は平均してπr2に近付く一方で、そのうちの
境界を含む画素は2πrと考えられる。また、その2π
r個の画素の中でも、第4図のaで示すように、0→1
又は1→0と状態の変化する確率が殆ど1/2に近いも
のもある。また、第4図のbで示すように状態の変化す
る確率が0に近いものもあって、平均すると2πr個の
うち1/4の確率で状態の変化が起り、再現性を悪くす
るものと考えられる。
また、1画素が重心を変化させるために及ぼす影響は1
/πr2であるから、 2πr/(πr2・4) = 1 / 2 r < 1 / 10であれば、はぼ
1710画素の再現性を得ることになる。そこで、r>
5となりπr2キ80となるから5N点としての認識が
800画素上あれば、約1/10画素の再現性を持つこ
とができる。
即ち、フレームメモリ13内で認識される各輝点の角膜
反射像4A〜4Dの面積が、フレームメモリ13上の画
素に換算したときに、少なくとも800画素上であるよ
うに、MPU14の出力により可変開口6八〜6dの大
きさを変えればよい、或いは、対物レンズ1を変倍可能
としてその倍率を選択すればよい、一般的には、フレー
ムメモリ13内で認識される各角膜反射像4A〜4Dの
面積に対する各角膜反射像4A〜4Dの周囲長の比が所
定値以下となるように輝点の大きさと結像光学系の倍率
を選択すればよい。
なお、以上のことは輝点内に照度むらがないことを前提
としているが、装置と被検眼Eとの距離が変化して輝点
がぼけてしまうときには、その配光特性がぼけた像の照
度むらとなるので、第1図に示すように拡散板5a〜5
dを用いて開口6a〜6dを照明するとか、或いは第5
図に示すように投影光学系に光ファイバ8a〜8dを用
いて、光ファイバ8a〜8dの出口側の端面を開口とす
る輝点を角膜Ecへ投影することが望ましい、この第5
図に示す実施例では、各光源7a〜7dの光を導く光フ
ァイバ8a〜8dの出口側の端面によって輝点が形成さ
れ、8A、8Bは角膜による反射像を表している。
E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は、
輝点として認識されるフレームメモリ上の画素が、例え
ば80個以上あるように、輝点の大きさと結像光学系の
倍率を選択すれば、約1/10画素の再現性が得られる
というように、角膜形状測定の再現性と精度を高めるこ
とが可使となる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る角膜形状Wlll定装置の実施例を
示し、第1図は第1の実施例の構成図、第2図は開口の
配置図、第3図はブロック回路図、第4図は画素と輝点
の関係図、第5図は第2の実施例の構成図である。 符号1は対物レンズ、2は開口、3は撮像素子、4a〜
4dは光源、5a〜5dは拡散板、6a〜6dは可変開
口、7a〜7dは光源、8a〜8dは光ファイバ、10
は駆動回路、11はコンパレータ、12はメモリコント
ローラ、13はフレームメモリ、14はMPUである。 特許出願人  キャノン株式会社 図面  筒1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数個の輝点を被検眼の角膜に投影する投影光学系
    と、前記輝点の角膜反射像を二次元撮像素子上に結像す
    る結像光学系と、前記撮像素子からの出力を記憶するフ
    レームメモリと、該フレームメモリに記憶された画像情
    報から前記角膜反射像位置を算出する演算手段とを有し
    、前記フレームメモリ内で認識される前記角膜反射像の
    面積に対する前記各角膜反射像の周囲長の比が所定値以
    下となるように、前記角膜反射像の大きさ及び前記結像
    光学系の倍率を選定したことを特徴とする角膜形状測定
    装置。 2、前記各角膜反射像の面積は、前記フレームメモリ上
    の画素に換算した場合に80画素以上となるようにした
    特許請求の範囲第1項に記載の角膜形状測定装置。 3、前記フレームメモリは1ビットのフレームメモリと
    した特許請求の範囲第1項に記載の角膜形状測定装置。 4、前記輝点は光源とその前方に配置した拡散板及び開
    口によって形成した特許請求の範囲第1項に記載の角膜
    形状測定装置。 5、前記投影光学系は光源とその光を導く光ファイバと
    から成り、前記輝点は該光ファイバの光源と反対側の端
    面によって形成した特許請求の範囲第1項に記載の角膜
    形状測定装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013056152A (ja) * 2011-08-30 2013-03-28 Oculus Optikgeraete Gmbh 眼科分析機器及び方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59125552A (ja) * 1982-12-29 1984-07-19 キヤノン株式会社 眼科手術用顕微鏡

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