JPH0323044B2 - - Google Patents

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JPH0323044B2
JPH0323044B2 JP62011744A JP1174487A JPH0323044B2 JP H0323044 B2 JPH0323044 B2 JP H0323044B2 JP 62011744 A JP62011744 A JP 62011744A JP 1174487 A JP1174487 A JP 1174487A JP H0323044 B2 JPH0323044 B2 JP H0323044B2
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JP
Japan
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image
corneal
optical system
eye
examined
Prior art date
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JP62011744A
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Japanese (ja)
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JPS63181735A (en
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Toshiaki Mizuno
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Nidek Co Ltd
Original Assignee
Nidek Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、眼の角膜形状を自動的に測定する角
膜形状測定装置、殊に手術顕微鏡用に取り付ける
のに好適な角膜形状測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a corneal topography measuring device that automatically measures the corneal topography of an eye, and particularly to a corneal topography measuring device suitable for being attached to a surgical microscope.

[従来技術とその問題点] 白内障治療において、近年眼内レンズを移植し
て治療することが増加している。この手術は、角
膜周辺部を切開し白濁した水晶体を摘出し、代り
に眼内レンズを移植した後、切開部分を縫合して
行うが、この縫合のための糸の引つ張り加減によ
つて、角膜乱視が発生することが知られている。
このため手術中に角膜形状を測定しながら縫合の
加減をコントロールすることが行われている。
[Prior art and its problems] In recent years, cataract treatment by implanting an intraocular lens has been increasing. This surgery is performed by making an incision around the cornea, removing the cloudy crystalline lens, implanting an intraocular lens in its place, and then suturing the incision. , corneal astigmatism is known to occur.
For this reason, the degree of suturing is controlled while measuring the corneal shape during surgery.

このための装置として手動の通称ケラトメータ
が手術顕微鏡に組込まれたものが知られている
が、操作が煩雑で、しかも術者の指先が汚染され
る危険がある等の問題があつた。
A known device for this purpose is a manual keratometer built into a surgical microscope, but it has problems such as being complicated to operate and risking contamination of the surgeon's fingertips.

また近年角膜の曲率を自動的に測定する通称オ
ートケラトメータが普及するに至つており、これ
らの基本的動作原理を示す特許も数多く出願され
ている。例えば、特開昭58−54927号公報、特開
昭61−85920号公報等である。
Furthermore, in recent years, so-called autokeratometers that automatically measure the curvature of the cornea have become widespread, and many patents have been filed showing the basic operating principle of these devices. For example, JP-A-58-54927, JP-A-61-85920, etc.

これらの方式の1つの問題点は、測定のための
アライメントの許容範囲が狭いことである。角膜
上にできる指標の大きさが約3mmであるので、受
光素子にこの指標を結像させるには、アライメン
トの許容範囲を指標の大きさよりも大きくとるこ
とができない。ところが、手術中に於けるアライ
メントは手術顕微鏡に取り付けられた測定部を手
術顕微鏡と一体で動かす必要があること、手術中
の被検者に意識的に一定の位置を固視させること
ができないことから、これらのオートケラトメー
タを手術顕微鏡に取り付ける場合は、アライメン
トが極めて難しい。
One problem with these schemes is that they have narrow alignment tolerances for measurements. Since the size of the marker formed on the cornea is about 3 mm, in order to image this marker on the light-receiving element, the alignment tolerance cannot be larger than the size of the marker. However, for alignment during surgery, it is necessary to move the measuring unit attached to the surgical microscope together with the surgical microscope, and it is not possible to have the patient consciously fixate on a fixed position during surgery. Therefore, alignment is extremely difficult when attaching these autokeratometers to a surgical microscope.

2つ目の問題点として角膜に指標を投影し、投
影像の大きさから角膜形状を測定するオフサルモ
メータに於いては、被検眼角膜と指標及び結像系
(受光系)対物レンズとの距離が測定精度に影響
を及ぼすため、この距離を正確に合せて測定する
必要がある点である。
The second problem with ophthalmometers, which project an index onto the cornea and measure the corneal shape from the size of the projected image, is that the distance between the cornea of the eye to be examined, the index, and the imaging system (light receiving system) objective lens is very low. Since distance affects measurement accuracy, it is necessary to measure this distance accurately.

被検眼角膜と指標との距離によつて投影像の大
きさが変化するが、この点については投影光学系
をコリメータ光学系とし投影レンズからの出射光
束を平行光束とする技術が公知であるが、投影部
が大きくなる欠点がある。
The size of the projected image changes depending on the distance between the cornea of the eye to be examined and the target. Regarding this point, a technique is known in which the projection optical system is a collimator optical system and the light flux emitted from the projection lens is made into a parallel light flux. , there is a disadvantage that the projection part becomes large.

また、投影像を受光素子上に結像させる光学系
に於いても対物レンズと被検眼角膜との距離によ
つて光学系倍率が変化し測定誤差の要因となるこ
とが知られている。これも前記同様に代物レンズ
の像側焦点位置にテレセントリツク絞りを配置す
ることによりある程度改善が行い得る。しかしな
がら手術顕微鏡に取り付けて使用するオフサルモ
メータにおいて操作性を良くするためには、手術
顕微鏡の観察系を用いてアライメントをすること
が望ましいが、前記の角膜までの距離合わせを観
察系のピント合わせによつて行つた場合、手術顕
微鏡で一般に用いられる対物レンズの焦点距離
は、f=175〜200mmと長いために焦点深度が深
く、また空中像での観察のため測定者の視度変化
によつてもピント位置が異なつてしまい、測定誤
差が生ずる。
Furthermore, it is known that even in an optical system that forms a projected image on a light-receiving element, the optical system magnification changes depending on the distance between the objective lens and the cornea of the eye to be examined, which causes measurement errors. This can also be improved to some extent by arranging a telecentric diaphragm at the image-side focal point of the substitute lens, as described above. However, in order to improve the operability of an off-salmometer that is attached to a surgical microscope, it is desirable to perform alignment using the observation system of the surgical microscope. In the case of observation using a surgical microscope, the focal length of the objective lens generally used in a surgical microscope is long, f = 175 to 200 mm, resulting in a deep depth of focus, and since the observation is performed using an aerial image, it may be difficult to measure due to changes in the operator's diopter. However, the focus position will be different, resulting in measurement errors.

3つ目の問題として特開昭56−66235号公報や
特開昭58−58025号公報等では、二次元位置検出
素子や撮像素子を用いての角膜形状測定器への応
用が示されているが、手術顕微鏡に取り付けて使
用した場合、観察系の照明光が、角膜に投光さ
れ、このために角膜上に明るい照明光像ができ、
指標像と照明光像とを誤認し測定誤差を生ずる原
因となる。
As for the third problem, applications such as JP-A-56-66235 and JP-A-58-58025 to corneal shape measuring devices using two-dimensional position detection elements and image sensors are shown. However, when used attached to a surgical microscope, the illumination light from the observation system is projected onto the cornea, creating a bright illumination light image on the cornea.
This may cause a misunderstanding between the target image and the illumination light image, resulting in measurement errors.

本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、アライ
メントが容易で、測定精度のよい角膜形状測定装
置、殊に手術顕微鏡に好適な角膜形状測定装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a corneal shape measuring device that is easy to align and has good measurement accuracy, particularly a corneal shape measuring device that is suitable for a surgical microscope.

[解決すべき手段] 上記目的を達するために本発明の角膜形状測定
装置は、被検眼の角膜上に所定の指標を投影する
指標投影手段と、該指標の角膜反射像を撮像する
撮像光学系と、該撮像光学系により撮像された角
膜反射像の形状もしくは位置座標から角膜形状を
算出する演算手段とを有する角膜形状測定装置に
おいて、前記撮像された角膜反射像を抽出する像
抽出手段と、撮像光学系中に配置された複数の開
口を有するマスク板と、該マスク板の開口を通る
光路の開閉を行い順次光路を択一的に選択する光
路選択手段と、該光路選択手段に選択された光路
を通過した角膜反射像相互のずれ量から光軸方向
の装置と被検眼のずれ量を算出する演算手段と、
該演算手段で算出された装置と被検眼のずれ量か
ら前記角膜反射像の形状もしくは位置座標を補正
する補正手段とからなることを特徴としている。
[Means to be Solved] In order to achieve the above object, the corneal shape measuring device of the present invention includes an index projecting means for projecting a predetermined index onto the cornea of the eye to be examined, and an imaging optical system for capturing a corneal reflection image of the index. and an arithmetic means for calculating the corneal shape from the shape or position coordinates of the corneal reflection image imaged by the imaging optical system, an image extraction means for extracting the imaged corneal reflection image; a mask plate having a plurality of apertures disposed in the imaging optical system; an optical path selection means for opening and closing the optical paths passing through the apertures of the mask plate and sequentially selectively selecting the optical paths; calculation means for calculating the amount of deviation between the device and the subject's eye in the optical axis direction from the amount of deviation between the corneal reflection images that have passed through the optical path;
It is characterized by comprising a device calculated by the calculation means and a correction means for correcting the shape or position coordinates of the corneal reflection image based on the amount of deviation of the eye to be examined.

[本発明の実施例] まず、本実施例の前提となる測定原理を説明す
る。なお、理解が容易なように対物レンズの像側
焦点位置にテレセントリツク絞りが配置され、光
軸に平行な光束を取り出す場合で説明する。
[Embodiment of the present invention] First, the measurement principle that is the premise of this embodiment will be explained. For ease of understanding, a case will be explained in which a telecentric diaphragm is arranged at the image-side focal position of the objective lens and a beam parallel to the optical axis is taken out.

第5図は、本発明の実施例の測定原理を説明す
る図で、所定の距離から円環状の指標を角膜上に
投影したときに、角膜上にできる角膜反射像を表
しているものとする。図示なき円環状の指標を角
膜上に投影した際、角膜が球面の場合は、半径a
の円ができる。角膜がトーリツク面の場合長径線
b1、短径線b2の楕円ができる。ここで、円上の点
(A)、(B)が楕円状の(A′)、(B′)に対応している
ものとする。さらに、楕円は原点を中心にx軸よ
り(θ)だけ傾いているものとする。
FIG. 5 is a diagram explaining the measurement principle of the embodiment of the present invention, and shows a corneal reflection image formed on the cornea when an annular index is projected onto the cornea from a predetermined distance. . When an annular index (not shown) is projected onto the cornea, if the cornea is spherical, the radius a
A circle is formed. If the cornea is a toric surface, the major axis
An ellipse with b 1 and short axis b 2 is formed. Here, the point on the circle
Assume that (A) and (B) correspond to ellipsoids (A′) and (B′). Furthermore, it is assumed that the ellipse is tilted by (θ) from the x-axis with the origin as the center.

ここで、(A)から(A′)への変化量の(x、y)
成分をそれぞれ(ΔAx)(ΔAy)、(B)から(B′)
への変化量の(x、y)成分をそれぞれ(ΔBx)
(ΔBy)とすると、以下の関係が成立する。
Here, (x, y) of the change from (A) to (A')
The components are (ΔAx) (ΔAy) and (B) to (B′), respectively.
The (x, y) components of the amount of change to (ΔBx)
(ΔBy), the following relationship holds true.

ΔAx=b1cos2θ+b2sin2θ−a ……(1) ΔAy=(b1−b2)sin2θ・cosθ ……(2) ΔBx=(b1−b2)sinθ・cosθ ……(3) ΔBy=b1cos2θ+b2sin2θ−a ……(4) これより、b1、b2、θは次の式で表わすことが
できる。
ΔAx=b 1 cos 2 θ+b 2 sin 2 θ−a ...(1) ΔAy=(b 1 − b 2 ) sin 2 θ・cos θ ...(2) ΔBx=(b 1 − b 2 ) sin θ・cos θ ... ...(3) ΔBy=b 1 cos 2 θ+b 2 sin 2 θ−a ...(4) From this, b 1 , b 2 , and θ can be expressed by the following formula.

b1=ΔBy+ΔAx+2a ±√(−)2+42 ……(5) b2=ΔBy+ΔAx+2a−b1 ……(6) 2θ=sin2ΔBx/b1−b2 ……(7) さらに(A′)と対称な点(C′)の位置を検出
し、(A′)と(C′)の2点間の中心を求めること
により原点Oの位置を求める。
b 1 =ΔBy+ΔAx+2a ±√(−) 2 +4 2 …(5) b 2 =ΔBy+ΔAx+2a−b 1 …(6) 2θ=sin2ΔBx/b 1 −b 2 …(7) Furthermore, symmetrical with (A′) The position of the origin O is determined by detecting the position of point (C') and determining the center between the two points (A') and (C').

以上、基準円内の点(A)(B)(C)の各(x、y)座標
をあらかじめ記憶させるとともに、形状が未知の
角膜によりできる点(A)(B)(C)の各(x、y)座標を
検出することにより、角膜形状の測定が可能とな
る。
As described above, the (x, y) coordinates of points (A), (B), and (C) within the reference circle are memorized in advance, and each ( By detecting the x, y) coordinates, the corneal shape can be measured.

次に楕円形状と角膜トーリツク面形状との関係
について、第6図により説明する。
Next, the relationship between the elliptical shape and the corneal toric surface shape will be explained with reference to FIG.

光軸Oに対しαの角度をもつてコリメイトされ
た点光源を角膜上に投影する。このときできる像
の光源からの距離をb1とすると、この断面におけ
る角膜曲率半径Rb1は次式により表すことができ
る。
A collimated point light source is projected onto the cornea at an angle α to the optical axis O. If the distance of the image formed at this time from the light source is b 1 , the radius of corneal curvature Rb 1 in this cross section can be expressed by the following equation.

Rb1=b1/sinα/2 ……(8) 同様に光軸Oからの距離b2の像ができるときの
角膜曲率半径Rb2は次式により表すことができ
る。
Rb 1 =b 1 /sin α/2 (8) Similarly, the corneal curvature radius Rb 2 when an image at a distance b 2 from the optical axis O is formed can be expressed by the following equation.

Rb2=b2/sinα/2 ……(9) (8)、(9)式に(5)、(6)式を代入することにより、長
径のRb1、短径のRb2を求めることができる。
Rb 2 = b 2 /sinα/2 ...(9) By substituting equations (5) and (6) into equations (8) and (9), calculate the major axis Rb 1 and the minor axis Rb 2. I can do it.

なお、検出光学系にテレセントリツク光学系を
用いない場合は角膜反射像からの主光線は被検眼
の光軸と平行ではないから検出像の位置と求める
角膜上での像の位置とは異なるので、正確を期す
るためにはこれを補正することが必要である。尤
も、開口の位置を調整すればその誤差は非常に小
さくなるので、これを無視しても実用上問題は小
さい。
Note that if a telecentric optical system is not used as the detection optical system, the chief ray from the corneal reflected image is not parallel to the optical axis of the eye being examined, so the position of the detected image and the desired position of the image on the cornea will differ. , it is necessary to correct this in order to ensure accuracy. However, if the position of the aperture is adjusted, the error becomes very small, so even if this error is ignored, there is no problem in practice.

因みに、角膜反射像からの主光線と光軸となす
角をΔθとすると角膜曲率半径Rは、 となることは容易に算出できる。
Incidentally, if the angle between the principal ray from the corneal reflection image and the optical axis is Δθ, the corneal curvature radius R is It can be easily calculated.

第1図は上記の測定原理と基本的には同一な原
理に基づく1実施例の光学系の配置図である。
FIG. 1 is a layout diagram of an optical system of an embodiment based on basically the same measurement principle as described above.

発光ダイオード等の点光源1a,1bより出射
した光はコリメーテイングレンズ2a,2bによ
り平行光束となり、被検眼角膜に光軸と(α)の
角度をもつて投影され、点光源像3a,3bがで
きる。
The light emitted from the point light sources 1a, 1b such as light emitting diodes becomes a parallel beam of light by the collimating lenses 2a, 2b, and is projected onto the cornea of the subject's eye at an angle (α) with the optical axis, forming point light source images 3a, 3b. I can do it.

同様に点光源を光軸に90゜回転させた位置にあ
る図示なき点光源1cより出射した光は図示なき
点光源像3cをつくる。
Similarly, light emitted from a point light source 1c (not shown) located at a position where the point light source is rotated by 90 degrees about the optical axis forms a point light source image 3c (not shown).

結像レンズ4は撮像素子7の撮像面と点光源像
3a,3b,3cが共役となる位置に配置され、
撮像素子の撮像面上に点光源像が結像する。光路
はロータリーソレノイド6で回転駆動される開口
マスク5により変更される。
The imaging lens 4 is arranged at a position where the imaging surface of the imaging element 7 and the point light source images 3a, 3b, 3c are conjugate,
A point light source image is formed on the imaging surface of the image sensor. The optical path is changed by an aperture mask 5 which is rotationally driven by a rotary solenoid 6.

第4図は、開口マスクの形状例を示す。 FIG. 4 shows an example of the shape of the aperture mask.

9は開いている開口部で、8は閉じている開口
部である。
9 is an open aperture and 8 is a closed aperture.

第7図は、本発明の実施例の電気系のブロツク
回路図である。
FIG. 7 is a block circuit diagram of an electrical system according to an embodiment of the present invention.

撮像素子7は、CCDを使用したTVカメラ21
である。このTVカメラは標準TV信号を出力す
るものであればとくに問題はないが、小型で撮像
歪のない等の特徴があるCCDTVカメラが有利で
ある。TVカメラからの信号は、同期信号を含ん
だコンポジツトビデオ信号であるが、後に水平垂
直の同期信号を分離しなければならないことを考
えると外部同期式のセパレートタイプの出力を持
つTVカメラがよい。
The image sensor 7 is a TV camera 21 using a CCD.
It is. There is no particular problem with this TV camera as long as it outputs standard TV signals, but a CCD TV camera is advantageous because it is small and has no image distortion. The signal from the TV camera is a composite video signal that includes a synchronization signal, but considering that the horizontal and vertical synchronization signals must be separated later, it is better to use a TV camera with separate outputs that are externally synchronized. .

TVカメラ21からの映像信号は、コンポジツ
トビデオ信号の場合同期分離回路22を必要とす
る。ここでビデオ信号と同期信号が分離される。
分離された同期信号は、水平・垂直同期分離回路
28によつて水平同期信号と垂直同期信号に分離
される。これらの同期信号はフレームメモリ26
にビデオ信号を書込むときのフレームメモリアド
レスを生成するのに使う。
The video signal from the TV camera 21 requires a synchronization separation circuit 22 if it is a composite video signal. Here, the video signal and synchronization signal are separated.
The separated synchronization signal is separated into a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal by a horizontal/vertical synchronization separation circuit 28. These synchronization signals are stored in the frame memory 26.
It is used to generate frame memory addresses when writing video signals to.

またビデオ信号は増幅器23により、適当な振
幅に増幅した後、A/Dコンバータ24に入力さ
れデジタイズされる。デジタイズされた画像デー
タは、同期信号に基づきフレームアドレスジエネ
レータ29によつて生成されたフレームメモリア
ドレスの番地のメモリに記憶される。
Further, the video signal is amplified to an appropriate amplitude by an amplifier 23, and then inputted to an A/D converter 24 and digitized. The digitized image data is stored in the memory at the frame memory address generated by the frame address generator 29 based on the synchronization signal.

またA/Dコンバータを通した後の画像データ
信号ラインの画像データバスと画像メモリの読み
出しデータバスは理論演算ユニツト32にそれぞ
れ接続され、画像間演算が可能である。この画像
間演算機能により始めに測定用の点光源が消灯時
の画像を記憶した後、点光源が点灯している画像
データから引き算することにより手術顕微鏡の観
察照明による影響を除去できる。画像間演算され
た画像データはコンパレータ33によつて予め設
定された輝度レベルと比較され、画像データの明
るい部分のデータのみを取りだす。ここで取りだ
されるデータは、2種類あり、1つは輝度値、も
う1つがフレームメモリアドレスで、撮像素子上
の位置を示す。この2つのデータはデータメモリ
36に記憶される。この処理により点光源像を取
り出すことが可能となる。データメモリ36から
周知の画像処理により各点光源像の中心座標が求
められ、マイクロコンピユータ回路37により前
記した測定原理に基づく計算処理が行なわれ被検
眼の角膜形状が求められる。
Further, the image data bus of the image data signal line after passing through the A/D converter and the read data bus of the image memory are respectively connected to the theoretical calculation unit 32, and inter-image calculations are possible. This inter-image calculation function first stores an image when the measurement point light source is off, and then subtracts it from the image data when the point light source is on, thereby eliminating the influence of observation illumination from the surgical microscope. The image data subjected to the inter-image calculation is compared with a preset brightness level by a comparator 33, and only the data of the bright portion of the image data is extracted. There are two types of data extracted here: one is a brightness value, and the other is a frame memory address, which indicates the position on the image sensor. These two pieces of data are stored in data memory 36. This processing makes it possible to extract a point light source image. The center coordinates of each point light source image are determined from the data memory 36 by well-known image processing, and the microcomputer circuit 37 performs calculation processing based on the measurement principle described above to determine the corneal shape of the eye to be examined.

次に装置と被検眼との位置が所定の位置にない
場合の測定値の誤差の補正を第2図、第3図に従
つて説明する。
Next, correction of errors in measured values when the position of the device and the eye to be examined are not at the predetermined positions will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

作動距離の変化による測定値の誤差の補正の基
本的な考え方は開口マスクの2つの位置における
画像から得られた各点光源像の位置変化量を求
め、この値と2つの開口マスク間距離の変化量、
結像レンズの焦点距離、結像レンズと撮像面まで
の距離等の値から作動距離の変化量を求めて補正
する。
The basic idea of correcting errors in measured values due to changes in working distance is to find the amount of change in position of each point light source image obtained from images at two positions of the aperture mask, and then calculate the difference between this value and the distance between the two aperture masks. amount of change,
The amount of change in the working distance is determined and corrected from values such as the focal length of the imaging lens and the distance between the imaging lens and the imaging surface.

第2図は測定時の作動距離を求める具体的な考
え方を示す。
Figure 2 shows a specific concept for determining the working distance during measurement.

lは基準作動距離、l′は測定時作動距離、Hは
開口マスク間距離、hは測定時光束円の大きさ、
fは結像レンズの焦点距離、mは結像レンズと撮
像面までの距離、m′は測定時結像レンズと結像
点までの距離を示す。
l is the reference working distance, l' is the working distance during measurement, H is the distance between the aperture masks, h is the size of the luminous flux circle during measurement,
f is the focal length of the imaging lens, m is the distance between the imaging lens and the imaging surface, and m' is the distance between the imaging lens and the imaging point at the time of measurement.

測定時作動距離は次のようにして求める。 The working distance during measurement is determined as follows.

l′=m′×f/m′−f ……(10) h=(m′−m)/m′×H ……(11) (11)より m′=m・H/(H−h) ……(12) (12)式を(10)へ代入し、 l′=m・H/(H−h)×f/m・H/(
H−h)−f……(13) となる。
l'=m'×f/m'-f......(10) h=(m'-m)/m'×H...(11) From (11), m'=m・H/(H-h )...(12) Substituting equation (12) into (10), l'=m・H/(H-h)×f/m・H/(
H-h)-f...(13)

また前述したように、第6図における角膜反射
像からの光の主光線が光軸となす各Δθが作動距
離によつて変化するため角膜曲率半径Rの計算に
おいては Δθをその都度計算して利用する。
Furthermore, as mentioned above, in calculating the radius of corneal curvature R, since each Δθ between the optical axis and the principal ray of light from the corneal reflection image in Fig. 6 changes depending on the working distance. Calculate and use Δθ each time.

また、作動距離の変化に伴う結像光学系の倍率
変化による測定誤差の補正は、結像レンズと角膜
までの距離と、結像レンズと撮像面までの距離に
よつて求める。
Furthermore, correction of measurement errors due to changes in magnification of the imaging optical system due to changes in working distance is determined based on the distance between the imaging lens and the cornea, and the distance between the imaging lens and the imaging surface.

第3図はこの補正の基本的な考え方を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing the basic concept of this correction.

hは基準作動距離での撮像面上での点光源像の
高さを示す。lからl′へ作動距離が移動すること
により撮像面上の像高さはhからh1′〜h2′となる。
なお、Hは開口マスクと光軸との間距離とする。
このときの結像点における像の高さをgとする
と、次式が成立つ。
h indicates the height of the point light source image on the imaging surface at the reference working distance. As the working distance moves from l to l', the image height on the imaging surface changes from h to h1 ' to h2 '.
Note that H is the distance between the aperture mask and the optical axis.
If the height of the image at the imaging point at this time is g, then the following equation holds true.

h/b=m/l g/b=m′/l′ g=m′/l′b
b=m′/l′l/mh H±g/H±h′=m′/m ∴h=l′/lh′±l′/lH(1−m/m′ よつて、h=l′/l(h1+h2)/2 故に、撮像面上の測定時の点光源像高さhを基
準作動距離lと測定時の作動距離l′によつて補正
することにより正しい点光源像高さhを求めるこ
とができる。
h/b=m/l g/b=m'/l'g=m'/l'b
b=m'/l'l/mhH±g/H±h'=m'/m∴h=l'/lh'±l'/lH(1-m/m' Therefore, h=l' /l (h 1 + h 2 )/2 Therefore, by correcting the point light source image height h at the time of measurement on the imaging surface by the reference working distance l and the working distance at the time of measurement l', the correct point light source image height can be obtained. You can find h.

以上示した方法により作動距離が異なつても測
定誤差をなくすことができる。
By the method shown above, measurement errors can be eliminated even if the working distances are different.

以上のようにして、演算された角膜曲率半径は
デイスプレイ38、プリンタ39によつて表示さ
れる他、他の機器にデータとして通信40され
る。
The radius of corneal curvature calculated as described above is displayed on the display 38 and printer 39, and is also communicated 40 as data to other devices.

なお、実施例中において投影手段としてコリメ
ータ光学系を使つているが、作動距離の違いによ
る測定誤差を補正できるので、とくにコリメータ
光学系を採用する必要はない。
Although a collimator optical system is used as the projection means in the embodiments, it is not necessary to use a collimator optical system because measurement errors due to differences in working distance can be corrected.

一般に手術用顕微鏡には観察用のテレビカメラ
が設けられているので、本発明を手術用顕微鏡に
応用するときはこのまま利用することができるの
で特に観察用の光学系を配置する必要がない。
Generally, a surgical microscope is equipped with a television camera for observation, so when the present invention is applied to a surgical microscope, it can be used as is, and there is no need to particularly arrange an optical system for observation.

また、点光源数を多くすることにより、測定精
度が向上するほかに、被検眼角膜表面が凹凸なイ
レギユラー面の場合に点光源像の数が減少しても
残りの点光源数によつて計算を行うことが可能と
なる。
In addition to improving measurement accuracy by increasing the number of point light sources, even if the number of point light source images decreases when the corneal surface of the subject's eye is irregular, calculations can be made using the remaining number of point light sources. It becomes possible to do this.

なお、本発明は検出系にテレセントリツク光学
系を用いた角膜形状測定装置にも使用することが
できることは明白である。
It is clear that the present invention can also be used in a corneal shape measuring device using a telecentric optical system as a detection system.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、測定光学
系を移動すること無く、被検眼と装置との作動距
離の相違から生ずる誤差を補正することができ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, errors caused by a difference in working distance between the eye to be examined and the apparatus can be corrected without moving the measurement optical system.

また、被検眼と装置との作動距離の相違から生
ずる問題を考慮する必要がないので、光学系を単
純にでき、組み立てや装置の保全に有利であると
ともに操作性を向上することができる。
Further, since there is no need to consider problems caused by differences in working distance between the eye to be examined and the device, the optical system can be simplified, which is advantageous for assembly and maintenance of the device, and improves operability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の1実施例の光学系の配置図、
第2図、第3図は測定値の誤差の補正を説明する
説明図、第4図は開口マスクの形状例を示す図、
第5図は本発明の実施例の測定原理を説明する説
明図、第6図は角膜投影像と角度トーリツク面形
状との関係を説明する説明図、第7図は本発明の
実施例の電気系のブロツク回路図である。 4……対物レンズ、5……開口マスク、7……
撮像素子、21……TVカメラ、22……同期分
離回路、26……フレームメモリ、32……論理
演算ユニツト、33……コンパレータ回路、36
……データメモリ、37……マイクロコンピユー
タ回路。
FIG. 1 is a layout diagram of an optical system according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams for explaining correction of errors in measured values, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the shape of an aperture mask.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the measurement principle of the embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the corneal projection image and the angular toric surface shape, and FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the measurement principle of the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block circuit diagram of the system. 4...Objective lens, 5...Aperture mask, 7...
Image sensor, 21...TV camera, 22...Synchronization separation circuit, 26...Frame memory, 32...Logic operation unit, 33...Comparator circuit, 36
...Data memory, 37...Microcomputer circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被検眼の角膜上に所定の指標を投影する指標
投影手段と、該指標の角膜反射像を撮像する撮像
光学系と、該撮像光学系により撮像された角膜反
射像の形状もしくは位置座標から角膜形状を算出
する演算手段とを有する角膜形状測定装置におい
て、 前記撮像された角膜反射像を抽出する像抽出手
段と、 撮像光学系中に配置された複数の開口を有する
マスク板と、 該マスク板の開口を通る光路の開閉を行い順次
光路を択一的に選択する光路選択手段と、 該光路選択手段に選択された光路を通過した角
膜反射像相互のずれ量から光軸方向の装置と被検
眼のずれ量を算出する演算手段と、 該演算手段で算出された装置と被検眼のずれ量
から前記角膜反射像の形状もしくは位置座標を補
正する補正手段と、 を有することを特徴とする角膜形状測定装置。
[Scope of Claims] 1. An index projecting means for projecting a predetermined index onto the cornea of the eye to be examined, an imaging optical system for capturing a corneal reflection image of the index, and a corneal reflection image captured by the imaging optical system. A corneal shape measuring device comprising a calculation means for calculating the corneal shape from the shape or positional coordinates, comprising: an image extraction means for extracting the captured corneal reflection image; and a mask having a plurality of apertures disposed in the imaging optical system. a plate, an optical path selection means for sequentially selectively selecting an optical path by opening and closing an optical path passing through the aperture of the mask plate; A calculation means for calculating the amount of deviation between the device and the eye to be examined in the axial direction, and a correction means for correcting the shape or position coordinates of the corneal reflected image from the amount of deviation between the device and the eye to be examined calculated by the calculation means. A corneal shape measuring device characterized by:
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