JPH0438404A - Length measuring apparatus - Google Patents

Length measuring apparatus

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JPH0438404A
JPH0438404A JP2146531A JP14653190A JPH0438404A JP H0438404 A JPH0438404 A JP H0438404A JP 2146531 A JP2146531 A JP 2146531A JP 14653190 A JP14653190 A JP 14653190A JP H0438404 A JPH0438404 A JP H0438404A
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明彦 関根
Isao Minegishi
功 峯岸
Fumio Otomo
文夫 大友
Akihiro Arai
昭浩 荒井
Hideki Hatanaka
畑中 英樹
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Abstract

PURPOSE:To obtain a distance to an object to be measured by performing calculation based on a distance of a reference interference light path and a periodic wave signal which is obtained by a periodic wave signal forming unit. CONSTITUTION:A ring-like light source projection unit 102 projects illumination light to an eye to be inspected. A ring-like virtual image 121 is formed on a cornea 120 of the eye 103 to be inspected. Reflected light by the cornea 120 is led to a half mirror 114 via an objective lens 104 and a dichroic mirror 115 and split into a first light path 105 and a second light path 106. A laser diode 130 is controlled by a laser driving unit 152. A signal processing circuit 149 has a trigger circuit 153, which is synchronously controlled by the laser driving unit 152. The signal processing circuit 149 has a trigger circuit 153, which is synchronously controlled by the laser driving unit 152. The signal processing circuit 149 samples an interference signal of a photo sensor 142 based on an interference signal of a photo sensor 146 to form a periodic wave signal. An arithmetic circuit 156 calculates a distance to an object to be measured based on a difference in light paths of a reference interference light path and the periodic wave signal.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、測長装置に関し、殊に角膜頂点位置を幾何光
学的原理を利用した光学系を用いて求め、眼底位置を物
理光学的原理を利用した光学系としての干渉光学系を用
いて求めて、眼底から角膜頂点までの眼軸長を測定する
のに好適の測長装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a length measuring device, and in particular, the corneal apex position is determined using an optical system using the geometrical optics principle, and the fundus position is determined using the physical optics principle. The present invention relates to a length measuring device suitable for measuring the axial length from the fundus of the eye to the vertex of the cornea by using an interference optical system as an optical system that utilizes.

(従来の技術) 従来から、レーザーダイオードLDからの光束を被検眼
に照射し、眼底から反射した平面波と角膜から反射した
球面波とを干渉させ、その干渉信号を用いて眼底と角膜
との間の距離(眼軸長)を測定する測長装置、たとえば
、眼軸長測定装置が知られている。
(Prior art) Conventionally, the eye to be examined is irradiated with a light beam from a laser diode LD, a plane wave reflected from the fundus of the eye and a spherical wave reflected from the cornea are interfered with, and the interference signal is used to create a signal between the fundus of the eye and the cornea. A length measuring device, for example, an axial length measuring device, that measures the distance (ocular axial length) of the eye is known.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、この従来の測長装置では、眼底からの反
射平面波と角膜からの反射球面波を干渉させるとき、被
検眼に対しての測定装置のアライメントについて、厳し
いアライメント精度が要求され、殊に絶えず動く眼球の
測定においては、致命的ともいえる欠点である。また、
被検眼に対して測定装置のアライメントが若干でもずれ
ると干渉縞の位置が大きくずれて今まで観察していた場
所では、干渉縞の本数が急激に増え干渉が起こっている
のかを見きわめるのが困難であった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in this conventional length measuring device, when the plane wave reflected from the fundus of the eye and the spherical wave reflected from the cornea are caused to interfere, the alignment of the measuring device with respect to the eye to be examined is difficult. This is a fatal drawback especially when measuring constantly moving eyeballs, which require precision. Also,
If there is even a slight misalignment of the measurement device with respect to the eye being examined, the position of the interference fringes will shift significantly, and the number of interference fringes will rapidly increase in the area that was previously observed, making it difficult to determine whether interference is occurring. Met.

(課題を解決するための手段) 本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その請
求項1に記載の測長装置の構成は、可干渉距離が長くか
つ波長変化が可能なレーザ光を発するレーザー光源と、 測定対象物により反射されたレーザー光と測定対象物対
応参照面により反射されたレーザー光とを干渉させる測
定干渉光路と該測定干渉光路より長い光路長を有して基
準対象物により反射されたレーザー光と基準対象物対応
参照面により反射されたレーザー光とを干渉させる基準
干渉光路とを形成し、前記レーザー光源からのレーザー
光を前記測定干渉光路と前記基準干渉光路とに導くビー
ムスプリッタと、 前記測定干渉光路を経由して干渉光として導かれた光を
受光する第1受光部と、 前記基準干渉光路を経由して干渉光として導かれた光を
受光する第2受光部と、 前記レーザ光源の発光波長を変化させるレーザー駆動部
と、 前記第2受光部の出力信号をタイミング信号として用い
て前記第1受光部の出力信号をサンプリングし、周期波
信号を形成する周期波信号形成部前記基準干渉光路の光
路長と前記周期波信号の周期とに基づき測定対象物まで
の距離を求める演算部と、 とからなることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the above circumstances, and the length measuring device according to claim 1 has a configuration that has a long coherence distance and can change wavelength. a laser light source that emits a laser beam; a measurement interference optical path that causes interference between the laser beam reflected by the object to be measured and the laser beam reflected by the reference surface corresponding to the object to be measured; and a measurement interference optical path having an optical path length longer than the measurement interference optical path. A reference interference optical path is formed in which the laser beam reflected by the reference object and the laser beam reflected by the reference surface corresponding to the reference object interfere with each other, and the laser beam from the laser light source is brought into contact with the measurement interference optical path and the reference interference optical path. a beam splitter that guides the light to the optical path; a first light receiving section that receives the light guided as interference light via the measurement interference optical path; and a first light receiving section that receives the light guided as interference light via the reference interference optical path. a second light receiving section, a laser driving section that changes the emission wavelength of the laser light source, and sampling the output signal of the first light receiving section using the output signal of the second light receiving section as a timing signal to generate a periodic wave signal. A periodic wave signal forming section for forming a periodic wave signal; and a calculation section for calculating a distance to a measurement target based on the optical path length of the reference interference optical path and the period of the periodic wave signal.

本発明の請求項3に記載の発明は、 可干渉距離が長くかつ波長変化が可能なレーザ光を発す
るレーザー光源と、 被検眼眼底により反射されたレーザー光と眼底対応参照
面により反射されたレーザー光とを干渉させる測定干渉
光路と該測定干渉光路より長い光路長を有して基準対象
物により反射されたレーザー光と基準対象物対応参照面
により反射されたレーザー光とを干渉させる基準干渉光
路とを形成し、前記レーザー光源からのレーザー光を前
記測定干渉光路と前記基準干渉光路とに導くビームスプ
リッタと、 前記測定干渉光路を経由して干渉光として導かれた光を
受光する第1受光部と、 前記基準干渉光路を経由して干渉光として導がれた光を
受光する第2受光部と、 前記レーザ光源の発光波長を変化させるレーザー駆動部
と、 前記第2受光部の出力信号をタイミング信号として用い
て前記第1受光部の出力信号をサンプリングし、周期波
信号を形成する周期波信号形成部と、 前記基準干渉光路の光路長と前記周期波信号の周期とに
基づき眼底までの距離を求める眼底位置測定部と、 前記被検眼の角膜に光束を照射する照射光学系と、 前記角膜からの反射光を第3受光部に導く受光光学系と
、 前記第3受光部の出力に基づき前記被検眼の角膜位置を
求める角膜位置測定部とを有し、前記被検眼の眼軸長を
測定することを特徴とする。
The invention according to claim 3 of the present invention includes: a laser light source that emits a laser beam having a long coherence distance and a variable wavelength; a laser beam reflected by the fundus of the eye to be examined; and a laser beam reflected by the fundus-corresponding reference surface. a measurement interference optical path that causes light to interfere with each other; and a reference interference optical path that has a longer optical path length than the measurement interference optical path and causes the laser beam reflected by the reference object to interfere with the laser beam reflected by the reference surface corresponding to the reference object. and a beam splitter that guides the laser light from the laser light source to the measurement interference optical path and the reference interference optical path; and a first light receiver that receives the light guided as interference light via the measurement interference optical path. a second light receiving section that receives the light guided as interference light via the reference interference optical path; a laser driving section that changes the emission wavelength of the laser light source; and an output signal of the second light receiving section. a periodic wave signal forming section that samples the output signal of the first light receiving section using as a timing signal and forms a periodic wave signal; an irradiation optical system that irradiates the cornea of the eye to be examined with a light beam; a light receiving optical system that guides reflected light from the cornea to a third light receiving section; and an output of the third light receiving section. and a corneal position measurement unit that determines the corneal position of the eye to be examined based on the above, and measures the axial length of the eye to be examined.

(作用) 本発明の請求項1に記載の測長装置によれば、基準干渉
光路の距離と周期波信号形成部により得られた周期波信
号とに基づき演算を行えば、測定対象物までの距離を求
めることができる。
(Function) According to the length measuring device according to claim 1 of the present invention, if calculation is performed based on the distance of the reference interference optical path and the periodic wave signal obtained by the periodic wave signal forming section, the distance to the object to be measured can be calculated. You can find the distance.

本発明の請求項3に記載の測長装置によれば、角膜頂点
位置は幾何光学的原理を利用した照射光学系及び受光光
学系を用いて測定され、眼底位置は、物理光学的原理を
利用した干渉光学系を用いて測定され、これによって眼
軸長が求められることになる。
According to the length measuring device according to claim 3 of the present invention, the corneal apex position is measured using the irradiation optical system and the light receiving optical system that utilize the principle of geometric optics, and the position of the fundus of the eye is measured using the principle of physical optics. The axial length of the eye is determined using an interference optical system.

(実施例1) 第1図は、角膜距離測定系として角膜にリング像を投影
して角膜頂点位置を求める実施例を示すものである。
(Example 1) FIG. 1 shows an example of a corneal distance measuring system in which a ring image is projected onto the cornea to determine the corneal apex position.

第1図において、100は角膜距離測定系、101は干
渉光学系、102は被検眼角膜に光束を照射する照射光
学系としてのリング状光源投影部、103は被検眼、1
04は対物レンズである。角膜距離測定系100は第1
光路105、第2光路106を有している。第1光路1
05は第3受光部としての二次元イメージセンサ107
、結像レンズ108、ハーフミラ−109、絞り110
、  レンズ111、全反射ミラー112)レンズ11
3、ハーフミラ−114、ダイクロイックミラー115
、対物レンズ104から大略構成されている。第2光路
106はレンズ117、全反射ミラー116.118.
119、絞り124から大略構成されている。
In FIG. 1, 100 is a corneal distance measurement system, 101 is an interference optical system, 102 is a ring-shaped light source projection unit as an irradiation optical system that irradiates the cornea of the eye to be examined, 103 is the eye to be examined;
04 is an objective lens. The corneal distance measuring system 100 is a first
It has an optical path 105 and a second optical path 106. 1st optical path 1
05 is a two-dimensional image sensor 107 as a third light receiving section
, imaging lens 108, half mirror 109, aperture 110
, lens 111, total reflection mirror 112) lens 11
3. Half mirror 114, dichroic mirror 115
, and an objective lens 104. The second optical path 106 includes a lens 117, total reflection mirrors 116, 118 .
119 and an aperture 124.

リング状光源投影部102は、リング状光源とパターン
板(図示を略す)とからなり、ここでは、メリジオナル
断面光線が平行であるような照明光を被検眼に投影する
ものとなっているが、放射照明光を投影してもよい。こ
の照明光を被検眼103に向かって照射すると、被検眼
103の角膜120にはリング状の虚像121が形成さ
れる。ここで、リング状光源投影部102の照明光の波
長は900nm〜11000nである。ダイクロインク
ミラー115は、その照明光を透過し、後述するレーザ
ー光を反射する役割を果たす。
The ring-shaped light source projection unit 102 consists of a ring-shaped light source and a pattern plate (not shown), and here projects illumination light such that the meridional cross-section rays are parallel to the subject's eye. Radiant illumination light may also be projected. When this illumination light is irradiated toward the eye 103 to be examined, a ring-shaped virtual image 121 is formed on the cornea 120 of the eye 103 to be examined. Here, the wavelength of the illumination light from the ring-shaped light source projection unit 102 is 900 nm to 11000 nm. The dichroic ink mirror 115 transmits the illumination light and reflects the laser light, which will be described later.

角膜120による反射光は、対物レンズ104、ダイク
ロインクミラー115を介してハーフミラ−114に導
かれ、第1光路105と第2光路106とに分岐される
。第1光路105に導かれた反射光はレンズ113に基
づき一旦リング状の空中像122として結像され、さら
に、全反射ミラー112)レンズ111、絞り110、
ハーフミラ−109、結像レンズ108を経由して二次
元イメージセンサ107にリング像i2(第2図参照)
として結像される。なお、このリング像12の結像倍率
は、ここでは、0.5倍とする。第2光路106に導か
れた反射光は全反射ミラー119により反射され、対物
レンズ104に基づき一旦空中像123として結像され
、全反射ミラー118、レンズ117、全反射ミラー1
16、絞り124、ハーフミラ−109、結像レンズ1
08を経由して、二次元イメージセンサ107にリング
像11として結像される。なお、このリング像11の結
像倍率は、リング像12の結像倍率よりも大きく設定さ
れている。
The light reflected by the cornea 120 is guided to the half mirror 114 via the objective lens 104 and the dichroic ink mirror 115, and is branched into a first optical path 105 and a second optical path 106. The reflected light guided to the first optical path 105 is once imaged as a ring-shaped aerial image 122 based on the lens 113, and further includes a total reflection mirror 112), a lens 111, an aperture 110,
A ring image i2 is sent to the two-dimensional image sensor 107 via the half mirror 109 and the imaging lens 108 (see Figure 2).
imaged as. Note that the imaging magnification of this ring image 12 is assumed to be 0.5 times here. The reflected light guided to the second optical path 106 is reflected by a total reflection mirror 119, and is once formed into an aerial image 123 based on the objective lens 104.
16, aperture 124, half mirror 109, imaging lens 1
08, the ring image 11 is formed on the two-dimensional image sensor 107. Note that the imaging magnification of this ring image 11 is set larger than that of the ring image 12.

絞り110は、第2絞りとしての役割を果たし、レンズ
111、レンズ113によって対物レンズ104の後方
焦点位置にリレーされ、共役像125がその対物レンズ
104の後方焦点位置に形成され、第1光路105の光
学系は物理にテレセントリックである。絞り124は、
第1絞りとしての役割を果たし、レンズ117によって
被検眼103の前方(対物レンズ104の前方)にリレ
ーされ、ここでは、共役像(実像)126が被検眼の前
方25mm〜50mmの箇所に形成される。
The aperture 110 serves as a second aperture, and is relayed to the rear focal position of the objective lens 104 by the lens 111 and lens 113, and a conjugate image 125 is formed at the rear focal position of the objective lens 104, and the first optical path 105 The optical system of is physically telecentric. The aperture 124 is
It plays the role of a first aperture, and is relayed to the front of the eye 103 to be examined (in front of the objective lens 104) by the lens 117. Here, a conjugate image (real image) 126 is formed at a location 25 mm to 50 mm in front of the eye to be examined. Ru.

ここで、対物レンズ104と絞り110.124との関
係を模式的に示す第3図、第4図を参照しつつ説明する
。いま、絞り124の共役像126が形成される光軸O
上での位置を原点Gとして、原点Gから光軸方向に距離
L1だけ離れた箇所に基準位置Yを定める。この基準位
置Yはリング像L+、i2がピンボケしない程度に決め
る。そして、この基準位置Yに物体高がhの物体(リン
グ像iの半径に相当する)を置く。このとき、第2光路
106によって観察面127(二次元イメージセンサ1
07の位置)に形成される像高をyl、第1光路105
によって観察面127に形成される像高をy2とする。
Here, the relationship between the objective lens 104 and the aperture 110, 124 will be explained with reference to FIGS. 3 and 4, which schematically show the relationship. Now, the optical axis O where the conjugate image 126 of the aperture 124 is formed
The above position is defined as the origin G, and a reference position Y is determined at a distance L1 from the origin G in the optical axis direction. This reference position Y is determined to such an extent that the ring images L+, i2 are not out of focus. Then, an object having a height h (corresponding to the radius of the ring image i) is placed at this reference position Y. At this time, the observation surface 127 (two-dimensional image sensor 1
The image height formed at the position 07) is yl, and the first optical path 105
Let the image height formed on the observation surface 127 be y2.

次に、この既知の物体を距離Xsだけ移動させ、このと
きの像高、Yl’   y2′ とする。また、観察面
127から点Zまでの距離をL+’とし、基準位置Yか
ら点Z′までの距離をL2)絞り110から観察面12
7までの距離をL2’ とする、さらに、角倍率をβ1
、β2とする。
Next, this known object is moved by a distance Xs, and the image height at this time is set to Yl'y2'. Also, the distance from the observation surface 127 to the point Z is L+', and the distance from the reference position Y to the point Z' is L2) From the aperture 110 to the observation surface 12
Let the distance to 7 be L2', and further, let the angular magnification be β1
, β2.

すると、以下の式が得られる。Then, the following formula is obtained.

h / L 1= y +・β+ / L + ’  
        ■h / (L + 十X s ) 
= (V 1  ・β+)/L+’  ■h / L 
2= Y 2/ (β2・L2′)        ■
h/ (L2+X@)−’−y2’ / (β2・L2
′)■■式、■式において角倍率β1、距離L1、Ll
が定数であるとし、 K1=(β1・L+)/L+ K 2 =β1/L1 と置くと、 ■式、■式は、以下の式に変形される。
h / L 1= y +・β+ / L + '
■h / (L + 10Xs)
= (V 1 ・β+)/L+' ■h/L
2= Y 2/ (β2・L2') ■
h/ (L2+X@)-'-y2'/(β2・L2
′) In formula ■■, formula ■, angular magnification β1, distance L1, Ll
Assuming that is a constant, and setting K1=(β1·L+)/L+ K 2 =β1/L1, equations (1) and (2) can be transformed into the following equations.

h=に+−yl                ■h
 = K +・y1′十に2・y1′ ・Xll   
   ■また、■式、■式において角倍率β2)距離L
2)L2’が定数であるとし、 K3=L2/ (L2’  ・β2) K4=1/ (L2’  ・β2) と置くと、 ■式、■式は、以下の式に変形される。
h=ni+-yl ■h
= K +・y1′ 2・y1′ ・Xll
■Also, in formulas ■ and formulas, angular magnification β2) distance L
2) Assuming that L2' is a constant and setting K3=L2/ (L2' ・β2) K4=1/ (L2' ・β2), the equations (1) and (2) are transformed into the following equations.

h = K 3・y2               
■h = K 3°y2’+に4°y2’  °X@ 
     ■ここで、定数に1、Ka、Ka、K4は、
物体高h1像高yを実測することにより、決定可能であ
る。
h = K3・y2
■h = K 3°y2'+ to 4°y2' °X@
■Here, the constant is 1, Ka, Ka, K4 are
It can be determined by actually measuring the object height h1 and the image height y.

すなわち、■、0式を変形することにより、下記の式が
得られる。
That is, by transforming the equation (2), 0, the following equation can be obtained.

K + = h / y +            
    ■に2=(h/ y +)・(yl−y+’ 
)/(y+’・X[り[相]K 3 = h / y 
2                  ■K a =
 (h / y 2 )・(y2−y2’ )/(y2
’  ・XII)@よって、既知の物体の物体高りとそ
の像高とを実測することによって、定数に1、Ka、K
a、K4が求められる。
K + = h / y +
■2=(h/y+)・(yl-y+'
)/(y+'・X[ri[phase]K3=h/y
2 ■K a =
(h/y2)・(y2-y2')/(y2
' ・XII) @Therefore, by actually measuring the object height and the image height of a known object, we can set the constants to 1, Ka, and K.
a, K4 is found.

次に、像高h、基準位置Yからの距離Xが未知の場合の
測定について説明する。
Next, a description will be given of measurement when the image height h and the distance X from the reference position Y are unknown.

この場合には、■式、■式において、距離X2の代わり
に距離Xとおく。また、y、r  y2’をy2)y2
と置き換える。
In this case, distance X is used instead of distance X2 in equations (1) and (2). Also, y, r y2' is y2) y2
Replace with

すると、下記の式が得られる。Then, the following formula is obtained.

h = K +・y H+ K 2・yl・X    
  ■h、 = K 3・y 2 + K a・y2・
X        ■上記の連立方程式を、距離X1 
物体高りについて解くと、 X −(K 3・y2−K 、・yl)/(Ka・yl
−に4・y2)■h=に1・y1+に2・yl・X =(Ka・Ka−Kl・Kj)yl・y2 / (Ka
・yl  Ka・y2)■従って、像高yI、3’2を
測定することによって、基準位置Yから物体までの距離
を測定できることになる。
h = K +・y H+ K 2・yl・X
■h, = K3・y2+K a・y2・
X ■The above simultaneous equations, distance X1
Solving for the object height is X − (K 3・y2−K ,・yl)/(Ka・yl
− to 4・y2) ■ h=to 1・y1+ to 2・yl・X = (Ka・Ka−Kl・Kj)yl・y2 / (Ka
・yl Ka・y2)■ Therefore, by measuring the image height yI, 3'2, it is possible to measure the distance from the reference position Y to the object.

次に、角膜曲率半径Rとその頂点位置の測定について第
5図を参照しつつ説明する。
Next, the measurement of the corneal curvature radius R and its apex position will be explained with reference to FIG. 5.

第5図において、リング像iの半径(楕円近似した場合
の楕円の長径又は短径)を物体高りとする。このとき、
物体高りはメリジオナル光線によって決定される。リン
グ像の直径が3mm程度であるとすると、角度φは20
″程度となり、下記に記載する近軸計算式を用いること
ができない。
In FIG. 5, the radius of the ring image i (the major axis or minor axis of the ellipse when approximated to an ellipse) is the object height. At this time,
The object height is determined by the meridional ray. Assuming that the diameter of the ring image is approximately 3 mm, the angle φ is 20
'', and the paraxial calculation formula described below cannot be used.

b”(R−sinφ)/2 そこで、距離L2を充分に大きくとって、角度φが常に
一定となるようにし、物体高りとして絞り124を通る
第2光路106で測定されたものを使用すれば、下記の
反射法則に基づく式を用いることができる。
b”(R-sinφ)/2 Therefore, the distance L2 should be set sufficiently large so that the angle φ is always constant, and the height measured in the second optical path 106 passing through the aperture 124 should be used as the object height. For example, the following formula based on the reflection law can be used.

h=R−sin(φ/2) 上記式を変形すれば、 R=h/5in(φ/2)         [相]絞
り110を通る光線と絞り124を通る光線とが為す角
度が大きくならない程度に距離L1を設定すれば、0式
によって得られた物体高りを上記[相]式に用いても大
きな誤差はないと考えられるから、角膜頂点120Pの
位置は基準位置Yからの距離PMとして、Px=X −
(R−h/lanφ)    ■この角膜頂点位置の計
算式0は、球面の光軸上にリング像が乗っていることが
前提であるから、球面収差の影響を受けるが、その量は
それほど大きいとは考えられず、実験値に基づき補正す
ることも可能である。なお、第5図において、○′は角
膜曲率中心、AIは法線、A2は角膜120を球面とみ
なした場合の球面光軸、A3は角膜120への入射光線
である。
h=R-sin(φ/2) If the above formula is modified, R=h/5in(φ/2) [Phase] As long as the angle between the rays passing through the aperture 110 and the rays passing through the aperture 124 does not become large. If the distance L1 is set, it is thought that there will be no large error even if the object height obtained by the 0 formula is used in the above [phase] formula, so the position of the corneal vertex 120P is set as the distance PM from the reference position Y, Px=X −
(R-h/lanφ) ■This formula 0 for calculating the corneal apex position assumes that the ring image is on the optical axis of the spherical surface, so it is affected by spherical aberration, but the amount is not so large. This is unlikely, and it is possible to correct it based on experimental values. In FIG. 5, ○' is the center of corneal curvature, AI is the normal line, A2 is the spherical optical axis when the cornea 120 is regarded as a spherical surface, and A3 is the incident light ray on the cornea 120.

次に、第1図、第6図を参照しつつ干渉光学系について
説明する。
Next, the interference optical system will be explained with reference to FIGS. 1 and 6.

干渉光学系101は、レーザー光源としてのレーザーダ
イオード130、コリメートレンズ131、ビームスプ
リッタ132)レンズ133、ピンホール板134、ビ
ームスプリッタ135、コリメートレンズ136、合焦
レンズ137、コリメートレンズ138、参照ミラー1
39、ピンホール板140、レンズ141、ホトダイオ
ード142)ビームスプリッタ143、基準ミラー14
4、参照ミラー145、ホトダイオード146を有する
。レーザーダイオード130にはコヒーレント長が長い
もので、波長変化が可能なもの(たとえば、単一モード
のもの)を用いる。レーザーダイオード130を出射さ
れたレーザー光はコリメートレンズ131によって平行
光束とされ、ビームスプリッタ132に導かれる。
The interference optical system 101 includes a laser diode 130 as a laser light source, a collimating lens 131, a beam splitter 132) lens 133, a pinhole plate 134, a beam splitter 135, a collimating lens 136, a focusing lens 137, a collimating lens 138, and a reference mirror 1.
39, pinhole plate 140, lens 141, photodiode 142) beam splitter 143, reference mirror 14
4, a reference mirror 145 and a photodiode 146. The laser diode 130 has a long coherence length and is capable of changing wavelength (for example, a single mode diode). The laser light emitted from the laser diode 130 is made into a parallel beam by a collimating lens 131 and guided to a beam splitter 132.

ビームスプリッタ132は平行レーザー光をレンズ13
3に向かう光束とハーフミラ−143に向かう光束とに
分割する機能を有する。
The beam splitter 132 directs the parallel laser beam to the lens 13.
It has a function of dividing the light beam toward the mirror 143 and the light beam toward the half mirror 143.

ハーフミラ−143は基準ミラー144、参照ミラー1
45と共に、トワイマンタイプの基準干渉光路147を
構成している。ここで、ハーフミラ−143の点Q1か
ら基準ミラー144の点Q2までの距離をDl、点Q1
から参照ミラーの点Q3までの距離をD2とし、DI 
 D2=Dを基準光路長と定義する。基準ミラー144
は基準対象物としての役割を果たし、参照ミラー145
は基準対象物対応参照面としての役割を果たし、各ミラ
ー144.145により反射された反射レーザー光はビ
ームスプリッタ143で合成され、干渉光としてビーム
スプリッタ132を介して第2受光部としてのホトセン
サ146に導かれる。ホトセンサ146はその干渉光に
基づき干渉信号を出力し、その干渉信号は増1!111
4gを介して信号処理回路149に入力される。この信
号処理回路149の構成については後述する。
Half mirror 143 is standard mirror 144, reference mirror 1
Together with 45, it constitutes a Twyman type reference interference optical path 147. Here, the distance from the point Q1 of the half mirror 143 to the point Q2 of the reference mirror 144 is Dl, and the point Q1
Let the distance from Q3 to the reference mirror be D2, and DI
D2=D is defined as a reference optical path length. Reference mirror 144
serves as a reference object and the reference mirror 145
serves as a reference surface corresponding to a reference object, and the reflected laser beams reflected by each mirror 144 and 145 are combined by a beam splitter 143 and transmitted as interference light to a photosensor 146 as a second light receiving section via a beam splitter 132. guided by. The photosensor 146 outputs an interference signal based on the interference light, and the interference signal increases by 1!111
4g to the signal processing circuit 149. The configuration of this signal processing circuit 149 will be described later.

ハーフミラ−132を通過した平行レーザー光は、レン
ズ133によってピンホール板134に収束される。
The parallel laser beam that has passed through the half mirror 132 is focused onto a pinhole plate 134 by a lens 133.

ピンホール板134は単点光源としての役割を果たす。The pinhole plate 134 serves as a single point light source.

ピンホール板134を通過したレーザー光は測定光束と
してビームスプリッタ135に導かれる。ビームスプリ
ッタ135は測定光束を分割し、一部をコリメートレン
ズ136に導き、残りをコリメートレンズ138に導く
機能を有する。
The laser beam that has passed through the pinhole plate 134 is guided to a beam splitter 135 as a measurement light beam. The beam splitter 135 has the function of splitting the measurement light flux, guiding a portion to a collimating lens 136 and guiding the remainder to a collimating lens 138.

コリメートレンズ138に導かれた測定光束は平行光束
とされ、参照ミラー139により反射されてビームスプ
リッタに戻る。コリメートレンズ136に導力λれた測
定光束は合焦レンズ137に導かれ、ダイクロイックミ
ラー115、対物レンズ104を経由して平行光束とし
て被検眼103に導かれ、眼底160に収束される。眼
底160かもの反射光束は同一光路をたどって再びビー
ムスプリッタ135に戻り、参照ミラー139からの反
射光束と合成され、絞り140に導かれる。
The measurement light flux guided to the collimating lens 138 is made into a parallel light flux, reflected by the reference mirror 139, and returned to the beam splitter. The measurement light beam having a guiding force λ is guided to the collimating lens 136, and is guided to the focusing lens 137, passes through the dichroic mirror 115 and the objective lens 104, is guided to the eye 103 as a parallel light beam, and is converged on the fundus 160. The reflected light flux from the fundus 160 follows the same optical path, returns to the beam splitter 135 again, is combined with the reflected light flux from the reference mirror 139, and is guided to the aperture 140.

絞り140は眼底160と共役位置に配置され、角膜1
20からの反射光、水晶体からの反射光を除去する役割
を果たす、また、絞り140は絞り134とも共役とな
っているので、被検眼に対する測長装置のアライメント
が多少ずれても支障なく測定が可能である。
The diaphragm 140 is arranged at a conjugate position with the fundus 160, and the cornea 1
The aperture 140 serves to remove the light reflected from the lens 20 and the light reflected from the crystalline lens.The aperture 140 is also conjugate with the aperture 134, so even if the alignment of the length measuring device with respect to the eye to be examined is slightly misaligned, measurement can be performed without any problem. It is possible.

そして、その絞り140を通過した光束はレンズ141
により干渉平行光束とされ、第1受光部としてのホトセ
ンサ142に導かれる。ホトセンサ142はその干渉光
束に基づき干渉信号を出力する。その干渉信号は増幅器
15[1を介して信号処理回路149に入力される。こ
こに、ビームスプリッタ135、コリメートレンズ13
6、合焦レンズ137、ダイクロイックミラー1151
  対物レンズ104、コリメートレンズ138、参照
ミラー139は測定対象物としての眼底160からの反
射光束と測定対象物対応参照面としての参照ミラー13
9からの反射光束とを干渉させる測定干渉光路151を
構成している。
The light beam that has passed through the aperture 140 is transmitted through the lens 141.
The light beam is converted into an interference parallel light beam, and guided to a photosensor 142 as a first light receiving section. The photosensor 142 outputs an interference signal based on the interference light beam. The interference signal is input to the signal processing circuit 149 via the amplifier 15[1. Here, the beam splitter 135 and the collimating lens 13
6. Focusing lens 137, dichroic mirror 1151
The objective lens 104, the collimating lens 138, and the reference mirror 139 combine the reflected light flux from the fundus 160 as the measurement object and the reference mirror 13 as a reference surface corresponding to the measurement object.
A measurement interference optical path 151 is configured in which the reflected light beam from 9 interferes with each other.

ここで、ビームスプリッタ135の点Q4から参照ミラ
ー139の点Q5までの距離をり、とし、点Q4から眼
底160までの光軸距離をLtとする。このとき、参照
ミラー139が仮想的に光軸○上の位置に参照ミラー1
39′があるものとして、この参照ミラー139′の反
射光と眼底160からの反射光とが干渉したものとみる
ことができ、L+L−は眼底160から参照ミラー13
9′ までの空気換算した光路差である。
Here, the distance from the point Q4 of the beam splitter 135 to the point Q5 of the reference mirror 139 is expressed as , and the optical axis distance from the point Q4 to the fundus 160 is expressed as Lt. At this time, the reference mirror 139 is virtually positioned on the optical axis ○.
39', it can be considered that the reflected light from this reference mirror 139' and the reflected light from the fundus 160 interfered, and L+L- is the difference between the reference mirror 139' and the reflected light from the fundus 160.
This is the air-equivalent optical path difference up to 9'.

次に、測定装置から眼底までの測定原理について説明す
る。
Next, the principle of measurement from the measuring device to the fundus will be explained.

レーザダイオード130の波長λを変化させた場合、ホ
トダイオード146に入射する干渉光の強度は基準ミラ
ー144で反射される反射光と参照ミラー145で反射
される反射光との光路差2 (DI  D2)に対応す
る位相差によって決定され、ホトダイオード142に形
成される干渉縞の強度は、参照ミラー139で反射され
る反射光と眼底160で反射される反射光との光路差2
(LiL−)に対応する位相差によって決定される。レ
ーザーダイオード130から出射されるレーザー光の波
長が一定であれば、ホトダイオード142.146の干
渉縞の強度は一定の値を示す。
When the wavelength λ of the laser diode 130 is changed, the intensity of the interference light incident on the photodiode 146 is determined by the optical path difference 2 (DI D2) between the reflected light reflected by the reference mirror 144 and the reflected light reflected by the reference mirror 145. The intensity of the interference fringes formed on the photodiode 142 is determined by the phase difference corresponding to the optical path difference 2 between the reflected light reflected by the reference mirror 139 and the reflected light reflected by the fundus 160.
It is determined by the phase difference corresponding to (LiL-). If the wavelength of the laser light emitted from the laser diode 130 is constant, the intensity of the interference fringes of the photodiodes 142 and 146 exhibits a constant value.

二こで、仮想的な参照ミラー139′と角膜頂点120
Pとの光軸○上での距離を第7図に示すようにPxとす
ると、このPxは角膜距離検出系を用いて角膜頂点12
0Pを検出することによって求めることができる。とい
うのは、基準位置Yから角膜頂点位置120Pまでの距
離を測定すれば、基準位置Yから角膜頂点120Pまで
の距離が測定され、基準位置Yと仮想的な参照ミラー1
39′との関係はあらかじめ設計によって決めることが
できるからである。
Two points are the virtual reference mirror 139' and the corneal apex 120.
Assuming that the distance from P on the optical axis ○ is Px as shown in Fig. 7, this Px can be calculated using the corneal distance detection system.
It can be obtained by detecting 0P. This is because if the distance from the reference position Y to the corneal apex position 120P is measured, the distance from the reference position Y to the corneal apex position 120P is measured, and the distance between the reference position Y and the virtual reference mirror 1 is measured.
This is because the relationship with 39' can be determined in advance by design.

従って、Lt−Lrを得ることができれば、空気換算し
た眼軸長ALを求めることができ、眼軸長ALは平均屈
折率をnAとし、 AL= (Lt  Lr  Px)/n。
Therefore, if Lt-Lr can be obtained, the air-equivalent axial length AL can be obtained, where the average refractive index is nA, and AL=(Lt Lr Px)/n.

として求めることができる。It can be found as

Lt−Lrは、以下に説明する原理に基づく測定を行う
ことによって得ることができる。
Lt-Lr can be obtained by performing measurements based on the principle described below.

レーザー光の波長をλとし、このレーザー光の波長λを
後述するレーザー駆動部によって変化させる。その波長
変化量をΔλとすると、基準干渉光路のホトセンサ14
6における波長変化前のレーザー光束の位相差は2π・
2(DI−D2)/λである。波長をΔλ変化させた後
の位相差は、2π・2 (DI  D2) / (λ+
Δλ)である。
The wavelength of the laser light is assumed to be λ, and the wavelength λ of this laser light is changed by a laser driving section which will be described later. If the amount of wavelength change is Δλ, then the photosensor 14 of the reference interference optical path
The phase difference of the laser beam before the wavelength change at 6 is 2π・
2(DI-D2)/λ. The phase difference after changing the wavelength by Δλ is 2π・2 (DI D2) / (λ+
Δλ).

従って、波長をΔλだけ変化せると、位相差が2π/λ
から2π・2 (DI−D2) / (λ十Δλ)だけ
変化することになる。ここで、波長λに対してその波長
変化量Δλが極めて小さいとすると、波長変化後の位相
差は、級数展開によって、2π・2 (DI  D2)
・(1/λ−Δλ/λ2)と近似でき、その位相差の変
化量は、 2π・2  (DI  D2)  ・Δλ/λ2となる
Therefore, if the wavelength is changed by Δλ, the phase difference will be 2π/λ
It will change by 2π·2 (DI-D2) / (λ + Δλ) from . Here, if the wavelength change amount Δλ is extremely small with respect to the wavelength λ, the phase difference after the wavelength change is 2π・2 (DI D2) by series expansion.
・It can be approximated as (1/λ−Δλ/λ2), and the amount of change in the phase difference is 2π・2 (DI D2)・Δλ/λ2.

同様に、測定干渉光路151のホトセンサ142におけ
る位相差の変化量は、 2π・2  (Lt  L、)  ・Δλ/λ2となる
Similarly, the amount of change in the phase difference at the photosensor 142 in the measurement interference optical path 151 is 2π·2 (Lt L,)·Δλ/λ2.

今、ホトセンサ142における位相差の変化をvl、ホ
トセンサ146における位相差の変化をv2とすると、 ’F+=4 π (DI   D2)  ・Δ2./ 
λ2     (1)v2=4π (Lt   L−)
  ・ Δλ/12     (2)となり、 Δλ/λ2を上記の式から消去すると、L i  L 
−= v+ / v2 と表現できる。              (3)こ
の式は、干渉光の位相差の変化量を求めれば、仮想的な
参照面139′から眼底160までの距離(Lt  L
−)を測定できることを意味している。
Now, if the change in phase difference in the photosensor 142 is vl, and the change in phase difference in the photosensor 146 is v2, 'F+=4 π (DI D2) · Δ2. /
λ2 (1)v2=4π (Lt L-)
・Δλ/12 (2), and by eliminating Δλ/λ2 from the above equation, L i L
It can be expressed as −= v+ / v2. (3) This formula can be used to calculate the distance from the virtual reference plane 139' to the fundus 160 (Lt L
−) means that it can be measured.

ここで、波長変化Δλが連続的であるとして、般的な干
渉の式について考察する。
Here, assuming that the wavelength change Δλ is continuous, a general interference equation will be considered.

一般的な干渉の式は、 I=I++lz+2 (I+・12)l/2・CO8δ
 (4)と表現される。
The general interference equation is: I=I++lz+2 (I+・12)l/2・CO8δ
It is expressed as (4).

ここで、■は、ホトダイオード142.14S上での干
渉光の強度、工1.12は互いに干渉する光束の強度、
δは互いに干渉する光束の位相差であり、たとえば、 δは4π(DI  D2)(1/λ−Δλ/λ2)であ
る。
Here, ■ is the intensity of the interference light on the photodiode 142.14S,
δ is the phase difference between the light beams that interfere with each other; for example, δ is 4π(DI D2)(1/λ−Δλ/λ2).

(4)式に着目すると、波長λを連続的に変化させると
、位相差δが2π変化するたびに、 (4)式の第3項
の値が周期的に変化するので、干渉縞の強度■が周期的
に変化することがわかる。
Focusing on equation (4), when the wavelength λ is continuously changed, the value of the third term in equation (4) changes periodically every time the phase difference δ changes by 2π, so the intensity of the interference fringe It can be seen that ■ changes periodically.

ここで、強度変化の周期数は位相差の変化を2πで割っ
た値であり、 (3)式によって得られるvl/v2は
ホトセンサ142.146により得られる干渉縞の強度
変化の周期数の比を示している。よって、ホトセンサ1
4!、146によって得られる干渉縞の強度変化の周期
数の比を示している。
Here, the number of cycles of intensity change is the value obtained by dividing the change in phase difference by 2π, and vl/v2 obtained from equation (3) is the ratio of the number of cycles of intensity change of the interference fringes obtained by the photosensors 142 and 146. It shows. Therefore, photosensor 1
4! , 146 shows the ratio of the number of periods of intensity change of the interference fringes obtained by .

よって、ホトセンサ142,146により得られる干渉
縞の強度変化周期数を測定すれば、 (Lt  L=)
が求められ、眼底までの距離が既述の通りに求まること
になる。
Therefore, if the number of cycles of intensity change of the interference fringes obtained by the photosensors 142 and 146 is measured, (Lt L=)
is calculated, and the distance to the fundus is calculated as described above.

なお、波長変化に基づく干渉縞の強度変化は、言葉を代
えて言うと、ホトセンサ142.146の特定箇所にお
ける干渉縞そのものの位相変化ともみることができる。
In other words, the change in the intensity of the interference fringes due to the change in wavelength can also be seen as a change in the phase of the interference fringes themselves at specific locations on the photosensors 142 and 146.

次に、レーザーダイオードの波長変調について説明する
Next, wavelength modulation of a laser diode will be explained.

ところで、被検眼103の眼球は拍動により拡大、収縮
している。すなわち、眼球は1分間に60〜80回の拡
大収縮を繰り返し、その変動量は3μm程度である。従
って、干渉縞の本数に換算すると約8本捏度となり、往
復16本程度の干渉縞の動きが観測されるため、拍動の
一周期を80回/60秒=1゜33Hzとすると、21
.33Hzの周期で干渉縞の出力が変化する。
By the way, the eyeball of the subject's eye 103 is expanding and contracting due to pulsation. That is, the eyeball repeats expansion and contraction 60 to 80 times per minute, and the amount of variation is about 3 μm. Therefore, when converted to the number of interference fringes, it is approximately 8 degrees per pulsation, and the movement of approximately 16 interference fringes back and forth is observed, so if one period of pulsation is 80 times/60 seconds = 1°33 Hz, then 21
.. The output of the interference fringes changes at a cycle of 33 Hz.

従って、レーザーダイオード130を高速波長変調して
拍動の周期に較べて充分短い間隔で測定を行う手段を採
用した。
Therefore, a method was adopted in which the laser diode 130 was subjected to high-speed wavelength modulation to perform measurements at sufficiently short intervals compared to the pulsation period.

レーザーダイオード130は、第6図、第8図に示すよ
うに、レーザー駆動部152によって制御される。
The laser diode 130 is controlled by a laser driver 152, as shown in FIGS. 6 and 8.

二のレーザー駆動部152は、第9図(イ)に示すパル
ス電流をレーザーダイオード130に向かって出力する
。レーザーダイオード130の温度は、このパルス電流
によって温度変化(上昇)し、第9図(ロ)に示す温度
変化曲線Tを描くことになる。この温度変化は安定する
のに数mS程度を要する。
The second laser driving section 152 outputs a pulse current shown in FIG. 9(a) toward the laser diode 130. The temperature of the laser diode 130 changes (increases) due to this pulsed current, and a temperature change curve T shown in FIG. 9(b) is drawn. This temperature change requires about several milliseconds to stabilize.

レーザーダイオード130は温度変化と発光波長とが、
一対一の対応関係がある領域で使用する。ただし、温度
変化が時間に対して非線形であるため、その発光波長も
非線形で変化することになる。従って、ホトセンサ14
2.146に受光される干渉縞の位相変化もこの温度変
化の非線形性に基づく影響を受けることになる。
The laser diode 130 changes temperature and emission wavelength,
Used in areas where there is a one-to-one correspondence. However, since temperature changes are nonlinear with respect to time, the emission wavelength also changes nonlinearly. Therefore, the photosensor 14
The phase change of the interference fringes received at 2.146 is also affected by the nonlinearity of this temperature change.

すなわち、第9図(ハ)に示すようにホトダイオード1
42から出力される干渉信号の干渉波形Csは、温度上
昇変化が急激な初期の段階で周期が短く、温度変化が緩
やかな後期の段階で周期が長くなる。ホトダイオード1
46から出力される干渉信号の干渉波形C1についても
同様である。ここで、干渉波形CIの周波数が干渉波形
C@の周波数よりも高いのは、基準干渉光路147での
光路差(DID2)を測定干渉路147での光路差(L
t  L=)よりも充分に大きく設計しているからであ
る。ここでは、基準光路差(DI  D2)は(Lt 
 L、)の約6倍に設定されている。なお、基準干渉光
路147の設計に当たっては、その光学距離を長く延ば
すために光ファイバーを用いることができる。
That is, as shown in FIG. 9(c), the photodiode 1
The interference waveform Cs of the interference signal outputted from 42 has a short period in the early stage when the temperature rise change is rapid, and has a long period in the latter stage when the temperature change is gradual. Photodiode 1
The same applies to the interference waveform C1 of the interference signal output from 46. Here, the reason why the frequency of the interference waveform CI is higher than the frequency of the interference waveform C@ is that the optical path difference (DID2) in the reference interference optical path 147 is the optical path difference (L
This is because it is designed to be sufficiently larger than tL=). Here, the reference optical path difference (DI D2) is (Lt
L,) is set to approximately 6 times. Note that when designing the reference interference optical path 147, an optical fiber can be used to extend its optical distance.

基準干渉光路147と測定干渉光路151とは、同一レ
ーザー光をビームスプリッタ132で分割しているので
、レーザー光の波長変化の仕方と同じである。
The reference interference optical path 147 and the measurement interference optical path 151 are split from the same laser beam by the beam splitter 132, so the wavelength change of the laser beam is the same.

従って、ホトダイオード142の干渉信号の周期とホト
ダイオード146の干渉信号の周期との比は、測定光路
差り、t−L、)と基準光路差(DI  D2)との比
、 (DI  D2)/ (Lt−L−)によってのみ
決まる。この比をKとする。
Therefore, the ratio of the period of the interference signal of the photodiode 142 and the period of the interference signal of the photodiode 146 is the ratio of the measurement optical path difference, t-L, ) to the reference optical path difference (DI D2), (DI D2)/( Lt-L-). Let this ratio be K.

この比Kを求めるために、信号処理回路149はホトセ
ンサ146の干渉信号に基づいてホトセンサ142の干
渉信号をサンプリングする構成とされている。
In order to obtain this ratio K, the signal processing circuit 149 is configured to sample the interference signal of the photosensor 142 based on the interference signal of the photosensor 146.

すなわち、信号処理回路149は、トリガー回路153
を有している。このトリガー回路153はレーザー駆動
部152によって同期制御され、第9図(ニ)に示すス
ライスレベル■により干渉波形C1をスライスし、干渉
波形C+の一周期毎に、第9図(ホ)に示すタイミング
クロック信号C2を生成する機能を有する。ホトダイオ
ード142の干渉信号は信号処理回路149のA/Dコ
ンバータ154に入力される。A/Dコンバータ154
はトリガー回路153のタイミングクロック信号C2に
基づき、干渉波形Caの出力値をA/D変換してメモリ
ー155に向かって出力する。
That is, the signal processing circuit 149 is connected to the trigger circuit 153.
have. This trigger circuit 153 is synchronously controlled by the laser drive section 152, and slices the interference waveform C1 at the slice level ■ shown in FIG. It has a function of generating a timing clock signal C2. The interference signal from the photodiode 142 is input to the A/D converter 154 of the signal processing circuit 149. A/D converter 154
Based on the timing clock signal C2 of the trigger circuit 153, the output value of the interference waveform Ca is A/D converted and outputted to the memory 155.

これによって、干渉波形C@がいくつのサンプリング個
数で一周期を構成しているかがわかることになる。すな
わち、ホトダイオード142の一周期かホトダイオード
146の何周期に相当するかがわかることになる。第9
図(へ)はそのメモリ155に記憶されたサンプリング
値を用いて干渉波形C11を等間隔に表わした図である
。従って、信号処理回路149は、第2受光部の出力信
号をタイミング信号として用いて、第1受光部の出力信
号をサンプリングし、周期波信号を形成する周期波信号
形成部として機能する。
This makes it possible to know how many samples the interference waveform C@ makes up one cycle. In other words, it is possible to know which period of the photodiode 142 corresponds to one period of the photodiode 146. 9th
FIG. 5(f) is a diagram showing the interference waveform C11 at equal intervals using the sampling values stored in the memory 155. Therefore, the signal processing circuit 149 functions as a periodic wave signal forming section that samples the output signal of the first light receiving section and forms a periodic wave signal using the output signal of the second light receiving section as a timing signal.

二重では、6個のサンプリング値で一周期が構成されて
いるので、K=6である。従って、このKを演算回路1
56により演算し、 K= (Lt  L−)/ (DI  D2)の式を変
形した(Lt  L=) = (DI  D2) /K
を計算すれば、 (DI  D2)が既知であるので、
(Li  Lr)を求めることができる。よって、演算
回路156は、基準干渉光路の光路差と周期波信号とに
基づき、測定対象物までの距離を演算する演算部として
機能し、また眼軸長を求める場合には眼底位置測定部と
して機能することになる。
In double mode, one period is composed of six sampling values, so K=6. Therefore, this K is calculated by the calculation circuit 1
56, and the formula of K= (Lt L-)/(DI D2) was transformed into (Lt L=) = (DI D2)/K
If you calculate , (DI D2) is known, so
(Li Lr) can be obtained. Therefore, the calculation circuit 156 functions as a calculation unit that calculates the distance to the measurement target based on the optical path difference of the reference interference optical path and the periodic wave signal, and also functions as a fundus position measurement unit when determining the axial length. It will work.

なお、一般には、比には端数となる。この場合には、ホ
トダイオード142の干渉信号の一周期分のデータをた
とえば内挿法によって求め、ホトダイオード142の干
渉信号の一周期に含まれるホトダイオード146の干渉
信号の一周期の個数を求めればよい。
Note that the ratio is generally a fraction. In this case, data for one period of the interference signal of the photodiode 142 may be obtained by, for example, interpolation, and the number of periods of the interference signal of the photodiode 146 included in one period of the interference signal of the photodiode 142 may be obtained.

以上、第1実施例について説明したが、干渉光学系10
1の適宜箇所にNDフィルターを設けて光量調整を行う
ことにすれば、測定干渉光路151における干渉信号を
適正に取り出すことができる。
Although the first embodiment has been described above, the interference optical system 10
If an ND filter is provided at an appropriate location in 1 to adjust the light amount, the interference signal in the measurement interference optical path 151 can be appropriately extracted.

このIJ/I11実施例によれば、二重リング像を用い
て角膜頂点の位置を測定するものであるので、0式に示
す如く、もともと、角膜の曲率半径を測定でき、従って
、角膜形状測定装置(ケラト装置)に兼用できるという
効果を賽する。
According to this IJ/I11 embodiment, since the position of the corneal apex is measured using a double ring image, it is possible to originally measure the radius of curvature of the cornea as shown in equation 0, and therefore, it is possible to measure the corneal shape. It has the advantage of being able to be used as a device (kerato device).

(実施例2) 第10図は角膜距離測定系としてアライメント光学系用
いて角膜頂点位置を求める光学系を示すものである。
(Embodiment 2) FIG. 10 shows an optical system for determining the corneal vertex position using an alignment optical system as a corneal distance measuring system.

第10図において、アライメント光学系200は第1光
学系201と第2光学系202とからなっている。第1
光学系201と第2光学系202とは光軸01を境に対
称形である。光軸01上には、対物レンズ203、ミラ
ー204、結像レンズ205が設けられている。対物レ
ンズ203、結像レンズ205は被検眼103の前眼部
観察の際に用いられる。ミラー204にはハーフミラ−
又はバンドパスミラーが用いられ、ミラー204は第1
1図に示す干渉光学系を用いての測定の際にレーザー光
を反射する機能を有する。この干渉光学系の構成につい
ては後述する。
In FIG. 10, an alignment optical system 200 consists of a first optical system 201 and a second optical system 202. 1st
The optical system 201 and the second optical system 202 are symmetrical with respect to the optical axis 01. An objective lens 203, a mirror 204, and an imaging lens 205 are provided on the optical axis 01. The objective lens 203 and the imaging lens 205 are used when observing the anterior segment of the eye 103 to be examined. Mirror 204 is a half mirror.
Or a bandpass mirror is used, and mirror 204 is the first
It has the function of reflecting laser light during measurement using the interference optical system shown in Figure 1. The configuration of this interference optical system will be described later.

第1光学系201は照射光学系としての点光源206、
ハーフミラ−207、レンズ208を有し、第2光学系
202は、照射光学系としての点光源209、ハーフミ
ラ−210、レンズ211を有する0点光源206はハ
ーフミラ−207を介してレンズ208の焦点位置に設
置され、点光源209はハーフミラ−210を介してレ
ンズ211の焦点位置に設置されている。点光源206
からの光はレンズ208によって平行光束として被検眼
103の角膜120に投影され、点光源209からの光
はレンズ211によって平行光束として角膜120に投
影される。
The first optical system 201 includes a point light source 206 as an irradiation optical system;
The second optical system 202 has a half mirror 207 and a lens 208, and the zero point light source 206 has a point light source 209 as an irradiation optical system, a half mirror 210, and a lens 211. A point light source 209 is placed at the focal point of a lens 211 via a half mirror 210. Point light source 206
The light from the point light source 209 is projected onto the cornea 120 of the subject's eye 103 as a parallel light beam by the lens 208, and the light from the point light source 209 is projected onto the cornea 120 by the lens 211 as a parallel light beam.

レンズ211による平行光束は角膜120の表面によっ
て反射され、その反射光束はレンズ208、ハーフミラ
−207を通過して全反射ミラー212に導かれ、この
全反射ミラー212によって反射される。一方、レンズ
208による平行光束は角膜1200表面によってその
角膜の焦点位置からの発散光として反射され、その反射
光束はレンズ211、ハーフミラ−210を通過して全
反射ミラー213に導かれ、この全反射ミラー213に
よって反射される。この角膜鏡面反射ニヨッテ角ll1
120ニハ、点1[206,209ニ基づく輝点像21
4.215が形成される。
The parallel light beam from the lens 211 is reflected by the surface of the cornea 120, and the reflected light beam passes through the lens 208 and the half mirror 207, is guided to the total reflection mirror 212, and is reflected by the total reflection mirror 212. On the other hand, the parallel light beam from the lens 208 is reflected by the surface of the cornea 1200 as diverging light from the focal position of the cornea, and the reflected light beam passes through the lens 211 and the half mirror 210 and is guided to the total reflection mirror 213. It is reflected by mirror 213. This corneal specular reflection Nijotte angle ll1
120 niha, point 1 [bright spot image 21 based on 206, 209 niha
4.215 is formed.

全反射ミラー212の反射方向前方には物理にテレセン
トリックの絞り216が設置され、全反射ミラー213
の反射方向前方には物理にテレセントリックの絞り21
7が設置され、テレセントリック絞り216.217は
レンズ208.211の後方焦点に位置している。
A physically telecentric aperture 216 is installed in front of the total reflection mirror 212 in the reflection direction, and the total reflection mirror 213
In front of the reflection direction is a physically telecentric aperture 21.
7 is installed, and the telecentric aperture 216.217 is located at the back focus of the lens 208.211.

ここに、レンズ208、全反射ミラー212)絞り21
6(レンズ211、全反射ミラー213、絞り217)
は受光光学系を構成している。全反射ミラー212.2
13により反射された反射光は、絞り216.217を
通過してレンズ218.219にそれぞれ導かれる。絞
り216.217は各レンズ218.219に関し、イ
メージセンサ221と共役であり、絞り216.217
はその各レンズ218.219の焦点位置にある。レン
ズ218. 219は像側にテレセントリックに設置さ
れており、レンズ218.219に導かれた反射光は第
3受光部としての二次元イメージセンサ221にそれぞ
れ結像される。
Here, a lens 208, a total reflection mirror 212) an aperture 21
6 (lens 211, total reflection mirror 213, aperture 217)
constitutes a light receiving optical system. Total reflection mirror 212.2
The reflected light reflected by 13 passes through apertures 216 and 217 and is guided to lenses 218 and 219, respectively. The aperture 216.217 is conjugate with the image sensor 221 for each lens 218.219, and the aperture 216.217
is at the focal point of each lens 218,219. Lens 218. 219 is telecentrically installed on the image side, and the reflected light guided by lenses 218 and 219 is imaged on a two-dimensional image sensor 221 as a third light receiving section.

このアライメント光学系200によれば、第12図に示
すように、被検眼103に対して光軸方向に測定装置の
作動距離がずれた場合でも、物理においてのアライメン
ト光学系200の光軸01と主光線との為す角度θ1が
作動距離がずれていない場合のアライメント光学系20
0の光軸01と主光線との為す角度θ1と等しく、また
、像側においてのアライメント光学系200の光軸01
と主光線との為す角度θ2が作動距離がずれていない場
合のアライメント光学系200の光軸o1と主光線との
為す角度θ2と等しい。
According to this alignment optical system 200, as shown in FIG. Alignment optical system 20 when the angle θ1 with the principal ray does not deviate from the working distance
0 and the principal ray, and the optical axis 01 of the alignment optical system 200 on the image side
The angle θ2 between the principal ray and the optical axis o1 of the alignment optical system 200 is equal to the angle θ2 between the principal ray and the optical axis o1 of the alignment optical system 200 when the working distances are not shifted.

また、二次元イメージセンサ221には各点光#120
6.209に基づく輝点像i、l   i21が第14
図に示すように中心02を境に対称位置にスプリットし
て形成される。一方、作動距離は角膜頂点120Pに一
致しているが、被検眼103に対して左右方向に測定装
置のアライメントがずれた場合には、第13図に示すよ
うに、物理においてのアライメント光学系200の光軸
01と主光線との為す角度θ1が作動距離がずれていな
い場合のアライメント光学系200の光軸01と主光線
との為す角度θ1と等しく、また、像側においてのアラ
イメント光学系200の光軸O1と主光線との為す角度
θ2が作動距離がずれていない場合のアライメント光学
系200の光軸01と主光線との為す角度θ2と等しい
、この場合には、輝点像11.12は分離せずに、二次
元イメージセンサ221の原点02からの位置がずれる
In addition, the two-dimensional image sensor 221 has each point light #120.
6. Bright spot images i, l i21 based on 209 are the 14th
As shown in the figure, it is formed by splitting at symmetrical positions with respect to the center 02. On the other hand, although the working distance coincides with the corneal vertex 120P, if the alignment of the measuring device deviates in the left-right direction with respect to the eye 103 to be examined, as shown in FIG. The angle θ1 between the optical axis 01 and the principal ray of the alignment optical system 200 is equal to the angle θ1 between the optical axis 01 of the alignment optical system 200 and the principal ray when the working distance is not shifted, and the alignment optical system 200 on the image side The angle θ2 between the optical axis O1 and the principal ray of the alignment optical system 200 is equal to the angle θ2 between the optical axis 01 of the alignment optical system 200 and the principal ray when the working distances are not shifted.In this case, the bright spot image 11. 12 is not separated, but the position of the two-dimensional image sensor 221 from the origin 02 is shifted.

ここで、レンズ208の焦点距離をf+、レンズ218
の焦点距離をf2とし、絞り216を基準にして考える
。第12図において、作動距離がΔZだけずれると、作
動距離がずれていない場合に較べて主光線の位置が、Δ
Z−sinθ1だけずれる。
Here, the focal length of the lens 208 is f+, and the lens 218
The focal length of the lens is assumed to be f2, and the aperture 216 is considered as a reference. In Fig. 12, when the working distance shifts by ΔZ, the position of the chief ray changes by Δ compared to when the working distance does not shift.
It deviates by Z-sin θ1.

また、レンズ208、絞り216、及びレンズ218が
形成する光学系は第16図に示すように物理及び像側に
テレセントリックになっているため作動距離のずれΔZ
と二次元イメージセンサ221上での中心02から輝点
i、l又は12′までの距離ΔXは比例関係にある。
Furthermore, since the optical system formed by the lens 208, the aperture 216, and the lens 218 is telecentric on the physical and image side as shown in FIG.
and the distance ΔX from the center 02 to the bright spot i, l, or 12' on the two-dimensional image sensor 221 are in a proportional relationship.

従って、この光学系の倍率をβとすると、ΔZsinθ
1=β・ΔXcosθ2 の関係がある。
Therefore, if the magnification of this optical system is β, then ΔZsinθ
There is a relationship of 1=β·ΔXcosθ2.

ここでβ=□ よって、作動距離のずれΔZは、 f +        sinθ1 と表わされる。Here β=□ Therefore, the working distance deviation ΔZ is f + sinθ1 It is expressed as

なお、輝点像11が輝点像12の右側にあるときを、Δ
Xが正、その逆の場合を△Xが負であると決めるものと
する。
Note that when the bright spot image 11 is on the right side of the bright spot image 12, Δ
If X is positive and vice versa, ΔX is determined to be negative.

ところで、輝点像i1’   i2’は特に区別できる
ものではないので、同時に二次元イメージセンサ221
に形成されている場合には、その区別を行うことができ
ない、また、仮に区別できるようになっているとしても
、互いに重なりあってくると、その位置を正確に求める
ことができないことになる。従って、輝点像11′に対
応する点光源206を発光させ、その輝点像iI′の二
次元イメージセンサ221の画像データをフレームメモ
リに蓄積させ、次に、輝点像12′に対応する点光源2
09を発光させ、その輝点像12′の画像データをフレ
ームメモリに蓄積させ、この画像データに基づき輝点像
i+   i2’の距離を求める。二次元イメージセン
サ221の輝点像の間隔2ΔXを測定すれば、f+、f
2)θ1、θ2が既知であるので、作動距離のずれ△Z
が求められ、角膜頂点120 Pがら測定装置の基準位
置までの距離が得られる。
By the way, since the bright spot images i1'i2' are not particularly distinguishable, the two-dimensional image sensor 221
If they are formed overlapping each other, it is impossible to distinguish between them, and even if it is possible to distinguish them, if they overlap each other, their positions cannot be determined accurately. Therefore, the point light source 206 corresponding to the bright spot image 11' is caused to emit light, the image data of the two-dimensional image sensor 221 of the bright spot image iI' is stored in the frame memory, and then the point light source 206 corresponding to the bright spot image 12' is stored in the frame memory. Point light source 2
09, the image data of the bright spot image 12' is stored in the frame memory, and the distance of the bright spot image i+i2' is determined based on this image data. If the interval 2ΔX between the bright spot images of the two-dimensional image sensor 221 is measured, f+, f
2) Since θ1 and θ2 are known, the working distance deviation △Z
is determined, and the distance from the corneal apex 120P to the reference position of the measuring device is obtained.

なお、レンズ218を紙面垂直方向に上側に少しずらし
、レンズ219を紙面垂直方向に下側にずらすことにす
ると、第15図に示すように、作動距離が所定のときに
、輝点像1+’   12’が上下方向にスプリットし
た状態で二次元イメージセンサ221上に形成されるた
め、点光源206.209を同時に点灯させたままでも
測定を行うことができる。ただし、厳密に考えると、輝
点像L+’  12’の主光線が二次元イメージセンサ
221の観察面の垂直面内からずれるので、ΔXとΔZ
との関係が少しずれるが、その影響に基づく誤差は無視
できる程度に小さい。
Note that if the lens 218 is slightly shifted upward in the direction perpendicular to the page and the lens 219 is shifted downward in the direction perpendicular to the page, as shown in FIG. 12' is formed on the two-dimensional image sensor 221 in a vertically split state, so measurement can be performed even when the point light sources 206 and 209 are turned on at the same time. However, if we consider it strictly, the chief ray of the bright spot image L+'12' deviates from the vertical plane of the observation surface of the two-dimensional image sensor 221, so ΔX and ΔZ
Although the relationship between the two values is slightly different, the error due to this effect is so small that it can be ignored.

干渉光学系101は、第1実施例に用いたものと大略同
一であるので、同一構成要素に同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。
Since the interference optical system 101 is substantially the same as that used in the first embodiment, the same components are given the same reference numerals and detailed explanation thereof will be omitted.

(実施例3) 11116図は角膜距離測定系としてコンフォーカル光
学系を用いた実施例を示すものである。
(Example 3) Figure 11116 shows an example using a confocal optical system as a corneal distance measuring system.

角膜距離測定系は、光源300、集光レンズ301、第
1絞りとしてのピンホール板302)リレーレンズとし
てのコリメートレンズ303、ビームスプリッタ304
、対物レンズ305、レンズ306、スペーシャルフィ
ルタ307、受光器308からなっている。光源300
を出射した光は集光レンズ301により集光され、ピン
ホール板302に収束される。ピンホール板302は二
次点光源としての役割を果たし、ピンホール板302の
ピンホールを通過した光はビームスプリッタ304によ
り反射され、コリメートレンズ303により平行光束と
される。
The corneal distance measurement system includes a light source 300, a condensing lens 301, a pinhole plate 302 as a first aperture, a collimating lens 303 as a relay lens, and a beam splitter 304.
, an objective lens 305, a lens 306, a spatial filter 307, and a light receiver 308. light source 300
The emitted light is condensed by a condenser lens 301 and converged onto a pinhole plate 302 . The pinhole plate 302 serves as a secondary point light source, and the light passing through the pinhole of the pinhole plate 302 is reflected by the beam splitter 304 and converted into a parallel light beam by the collimating lens 303.

二の平行光束はレンズ306を介して対物レンズ305
に向けて反射され、収束光束として被検眼103に導か
れる。対物レンズ305はその平行光束を幾何光学的に
集光点309に集光させる役割を果たす、ピンホール板
302と集光点309とはコリメートレンズ303、対
物レンズ305に関して共役であり、集光点309とス
ペーシャルフィルタ307とは対物レンズ305、レン
ズ306に関して共役である。すなわち、集光点309
は共焦点(コンフォーカル)となっており、角膜距離測
定系は、共焦点光学系を構成している。
The second parallel beam passes through the objective lens 305 through the lens 306.
The light is reflected toward the subject's eye 103 as a convergent light beam. The objective lens 305 plays the role of condensing the parallel light flux onto a focal point 309 using geometric optics.The pinhole plate 302 and the focal point 309 are conjugate with respect to the collimating lens 303 and the objective lens 305, 309 and the spatial filter 307 are conjugate with respect to the objective lens 305 and the lens 306. That is, the focal point 309
is confocal, and the corneal distance measuring system constitutes a confocal optical system.

この共焦点光学系は、共焦点近傍以外の点から発した光
はスペーシャルフィルタ307を通過できないという光
学的性質を有する。なお、対物レンズ305は、集光点
309の位置を変更する対物レンズ部として機能する。
This confocal optical system has an optical property that light emitted from a point other than the vicinity of the confocal cannot pass through the spatial filter 307. Note that the objective lens 305 functions as an objective lens unit that changes the position of the condensing point 309.

レンズ308は、ここでは、光軸03方向に前後動可能
であり、レンズ306には位置検出機構としてのリニア
エンコーダ310が臨んでおり、リニアエンコーダ31
0の出力は位置検出回路311に入力されている。リニ
アエンコーダ310と位置検出回路311とはレンズ3
06の位置を検出する役割を果たす、受光器308の出
力は、増幅器312を介して信号処理回路313に入力
されている。信号処理回路313はトリガー・信号、タ
イミング信号を出力する機能を有する。
Here, the lens 308 is movable back and forth in the direction of the optical axis 03, and a linear encoder 310 as a position detection mechanism faces the lens 306.
The output of 0 is input to the position detection circuit 311. The linear encoder 310 and the position detection circuit 311 are the lens 3
The output of the photoreceiver 308, which serves to detect the position of the sensor 06, is input to a signal processing circuit 313 via an amplifier 312. The signal processing circuit 313 has a function of outputting a trigger signal and a timing signal.

トリガー信号は干渉光学系のレーザーダイオード130
の駆動開始の際に用いられ、タイミング信号は位置検出
回路311によるレンズ位置特定の際に用いられる0位
置検出回路311はレンズ位置検出信号を演算回路15
6に向かって出力する。演算回路156は、あらかじめ
対応関係が付けられているレンズ位置と装置・焦光点3
09間との距離関係に基づき、測定装置の基準位置から
角膜頂点120Pまでの距離を演算する機能を有する。
The trigger signal is the laser diode 130 of the interference optical system.
The timing signal is used when the position detection circuit 311 specifies the lens position.The zero position detection circuit 311 sends the lens position detection signal to the calculation circuit 15
Output towards 6. The arithmetic circuit 156 calculates the lens position and the device/focal point 3, which have been associated with each other in advance.
It has a function of calculating the distance from the reference position of the measuring device to the corneal apex 120P based on the distance relationship between 09 and 09.

今、集光点309が第17図(a)に示す位置にあると
き、眼球の各反射面からの反射光はスペーシャルフィル
タ307を通過できず、受光1130Bにほとんど入射
しない、レンズ306を第17図(b)、 (c)に示
すように光軸03方向に被検眼103に向かって近付け
ると、集光点309が角膜120の表面にほぼ一致する
状態の時から、その角膜120の表面からの反射光がス
ペーシャルフィルタ307を通過し始めることになる。
Now, when the condensing point 309 is at the position shown in FIG. As shown in FIGS. 17(b) and 17(c), when the subject's eye 103 is approached in the direction of the optical axis 03, the surface of the cornea 120 is The reflected light from the beginning begins to pass through the spatial filter 307.

従って、受光器308の出力は徐々に増大し始め、集光
点309が角膜120の表面に一致した時最大となる。
Therefore, the output of the light receiver 308 begins to gradually increase and becomes maximum when the focal point 309 coincides with the surface of the cornea 120.

すなわち、角膜120の表面に集光点309が一致する
状態のときに、まず、最初のピークが現われる。そして
、更に、レンズ306を被検眼103に近付けて行くと
、受光器308からの出力には角膜120の裏面、水晶
体315の表面等の反射光に基づくピークが現われる。
That is, when the focal point 309 coincides with the surface of the cornea 120, the first peak appears. Then, as the lens 306 is brought even closer to the eye 103 to be examined, a peak appears in the output from the light receiver 308 based on reflected light from the back surface of the cornea 120, the surface of the crystalline lens 315, and the like.

従って、信号処理回路313に最初のピークに基づきト
リガー信号とタイミング信号とを出力させることにすれ
ば、位置検出回路311は集光点309が角膜120の
表面にあるときのレンズ306の位置を検出し、演算回
路156はそのレンズ306の位置に基づき基準位置か
ら角膜頂点120Pまでの距離を演算することになる。
Therefore, if the signal processing circuit 313 is made to output a trigger signal and a timing signal based on the first peak, the position detection circuit 311 detects the position of the lens 306 when the focal point 309 is on the surface of the cornea 120. However, the calculation circuit 156 calculates the distance from the reference position to the corneal vertex 120P based on the position of the lens 306.

同時に、トリガー信号に基づき眼底までの距離測定が開
始される。
At the same time, distance measurement to the fundus of the eye is started based on the trigger signal.

この共焦点光学系によれば、対物レンズ305の開口数
(N、A)を充分に大きく設計しておけば、第18図に
示すように、集光点309が光軸03に対して直交方向
に角膜頂点120Pから若干はずれたとしても、角膜1
20の表面と集光点309とが一致している限り、受光
器308が角膜120の表面からの反射光をほとんど全
て受光でき、従って、角膜120に対する測定装置のア
ライメント誤差を許答できることになる。
According to this confocal optical system, if the numerical aperture (N, A) of the objective lens 305 is designed to be large enough, the focal point 309 will be perpendicular to the optical axis 03, as shown in FIG. Even if the corneal apex 120P is slightly deviated from the corneal apex 120P in the
As long as the surface of the cornea 20 coincides with the focal point 309, the light receiver 308 can receive almost all of the reflected light from the surface of the cornea 120, and therefore the alignment error of the measuring device with respect to the cornea 120 can be tolerated. .

たとえば、角膜120の曲率半径Rを7.7mmとし、
全く対物レンズ305に反射光が入射しなくなる開口数
NAを0.25とすると、光軸03に対して直交方向の
角膜頂点120 Pに対する集光点309のずれ量Δは
1. 93mmとなる。ただし、光軸03に対して直交
方向に角膜頂点120Pに対して集光点309が1. 
93mmずれると、第19図に示すように、光軸03方
向に実際の角膜頂点120Pに対して集光点309の位
置が0、25mmずれるので、ずれ量Δを1. 93m
m程度に大きく設計することはできないが、ずれ量Δを
0. 5am程度に設計しておけば、光軸方向における
実際の角膜頂点120Pに対する集光点309の位置ず
れは0、016+*+m程度であり、光軸方向への集光
点309の位置ずれを無視できる。なお、第18図にお
いて、斜線で示す部分は角膜からの反射光を示している
For example, if the radius of curvature R of the cornea 120 is 7.7 mm,
If the numerical aperture NA at which no reflected light enters the objective lens 305 is 0.25, the amount of deviation Δ of the condensing point 309 from the corneal apex 120 P in the direction orthogonal to the optical axis 03 is 1. It becomes 93mm. However, in the direction perpendicular to the optical axis 03, the focal point 309 is 1.
If the deviation is 93 mm, as shown in FIG. 19, the position of the condensing point 309 will be deviated by 0.25 mm with respect to the actual corneal apex 120P in the direction of the optical axis 03, so the amount of deviation Δ should be reduced to 1. 93m
Although it is not possible to design as large as 0.0 m, the deviation amount Δ can be set to 0. If designed to be about 5 am, the positional deviation of the condensing point 309 with respect to the actual corneal apex 120P in the optical axis direction is about 0,016 + * + m, ignoring the positional deviation of the condensing point 309 in the optical axis direction. can. Note that in FIG. 18, the shaded area indicates the reflected light from the cornea.

干渉光学系101の構成は、第1実施例、第2実施例と
大略同一であるので、同一構成要素に同一符号を付して
示す、なお、その第16図において、314はダイクロ
イックミラー レンズ306は第1実施例のレンズ13
7に相当し、レンズ303は第1実施例のコリメートレ
ンズ136に相当している。
The configuration of the interference optical system 101 is almost the same as in the first and second embodiments, so the same components are denoted by the same reference numerals. In FIG. 16, 314 is a dichroic mirror lens 306. is the lens 13 of the first embodiment
7, and the lens 303 corresponds to the collimating lens 136 of the first embodiment.

以上の実施例において、模型眼ユニット141を角膜と
眼底の2面により形成し、眼軸長の計測について説明を
行ったが、これを水晶体の各面又は角膜内面等に設定す
ることにより各面間の眼内長さの測定を行うべく本発明
を適用できる。
In the above embodiment, the model eye unit 141 was formed with two surfaces, the cornea and the fundus, and the measurement of the axial length was explained. The present invention can be applied to measure the intraocular length between.

(効果) 本発明に係わる請求項1に記載の測長装置は、以上説明
したように構成したので、光学部品を可動させなくとも
測定対象物までの距離を正確に測定できる効果がある。
(Effects) Since the length measuring device according to claim 1 of the present invention is configured as described above, there is an effect that the distance to the object to be measured can be accurately measured without moving the optical components.

本発明に係わる請求項3に記載の測長装置は、以上説明
したように、角膜頂点は幾何光学的光学系を用いて測定
し、眼底位置は干渉光学系を用いて測定することにした
ので、アライメント精度に厳格さを要求されなくとも、
眼軸長を正確に測定できる。
As explained above, in the length measuring device according to claim 3 of the present invention, the corneal apex is measured using a geometrical optical system, and the fundus position is measured using an interference optical system. , even if strict alignment accuracy is not required,
Accurately measure axial length.

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

第1図ないし第9図は本発明に係わる測長装置の第1実
施例を説明するための説明図であって、第1図は本発明
に係わる測長装置の光学系を示す図、 第2図は第1図に示す二次元イメージセンサに形成され
るリング像を示す図、 第3図、第4図は第1図に示す角膜距離測定光学系の作
用を模式的に説明するための説明図、第5図は角膜頂点
位置検出を説明するための説明図、 第6図は干渉光学系の作用を説明するための光学図、 第7は角膜頂点位置と眼底位置とに基づき眼軸長を求め
るための説明図、 第8図は信号処理回路のブロック図、 第9@はその信号処理回路の作用を説明するためのタイ
ミングチャート、 第10図ないし第15図は本発明に係わる測長装置の第
2実施例を示す図であって、 tJ10図はその角膜距離測定系を示す光学図、第11
図はその干渉光学系を示す図、 第12図、第13図はその角膜距離測定系の作用を示す
光学模式図、 第14図、第15図は二次元イメージセンサに形成され
た輝点像を示す図、 第16図ないし第19図は本発明に係わる測長装置の第
3実施例を示す図であって、 第16図はその光学図、 第17図はその角膜距離測定系の集光点の位置の変化を
示す説明図、 第18図、第19図はアライメントずれの説明図、であ
る。 100・・・角膜距離測定系、101・・・干渉光学系
102・・・リング状光源投影部(照射光学系)103
・・・被検眼、104・・・対物レンズ107、 22
1.308・・・二次元イメージセンサ(第3受光部) 110・・・絞り(第2絞り)、124・・・絞り(第
1絞り)120・・・角膜、120P・・・角膜頂点1
30・・・レーザーダイオード 132・・・ビームスプリッタ 139・・・参照ミラー(測定対象物対応面)144・
・・基準ミラー(基準対象物)142・・・ホトセンサ
(第1受光部)146・・・ホトセンサ(第2受光部)
145・・・参照ミラー(基準対象物対応面)147・
・・基準干渉光路 160・・・眼底 149・・・信号処理回路(周期波信号形成部)151
・・・測定干渉光路 156・・・演算部(眼底位置測定部、角膜位置測定部
)206.209・・・光源 216.217.301.302・・・絞り303・・
・コリメートレンズ(リレーレンズ部)304・・・ビ
ームスプリッタ、305・・・対物レンズ第17図 第18 図 第19 図 Q、25mm
1 to 9 are explanatory diagrams for explaining a first embodiment of a length measuring device according to the present invention, and FIG. 1 is a diagram showing an optical system of the length measuring device according to the present invention. Figure 2 is a diagram showing a ring image formed on the two-dimensional image sensor shown in Figure 1, and Figures 3 and 4 are diagrams for schematically explaining the operation of the corneal distance measuring optical system shown in Figure 1. 5 is an explanatory diagram for explaining corneal apex position detection, FIG. 6 is an optical diagram for explaining the action of the interference optical system, and 7 is an optical diagram for explaining the corneal apex position and fundus position. Fig. 8 is a block diagram of a signal processing circuit, Fig. 9 is a timing chart for explaining the operation of the signal processing circuit, and Figs. 10 to 15 are measurement diagrams related to the present invention. Fig. 11 is an optical diagram showing the corneal distance measuring system;
The figure shows the interference optical system. Figures 12 and 13 are optical schematic diagrams showing the operation of the corneal distance measuring system. Figures 14 and 15 are bright spot images formed on the two-dimensional image sensor. 16 to 19 are diagrams showing a third embodiment of the length measuring device according to the present invention, FIG. 16 is an optical diagram thereof, and FIG. 17 is a collection of its corneal distance measuring system. FIGS. 18 and 19 are explanatory diagrams showing changes in the position of the light spot, and FIGS. 18 and 19 are explanatory diagrams of misalignment. 100... Corneal distance measurement system, 101... Interference optical system 102... Ring-shaped light source projection unit (irradiation optical system) 103
...Eye to be examined, 104...Objective lens 107, 22
1.308...Two-dimensional image sensor (third light receiving part) 110...Aperture (second aperture), 124...Aperture (first aperture) 120...Cornea, 120P...Cornea vertex 1
30...Laser diode 132...Beam splitter 139...Reference mirror (measurement object corresponding surface) 144...
... Reference mirror (reference object) 142 ... Photo sensor (first light receiving section) 146 ... Photo sensor (second light receiving section)
145... Reference mirror (reference object corresponding surface) 147.
... Reference interference optical path 160 ... Fundus 149 ... Signal processing circuit (periodic wave signal forming section) 151
...Measurement interference optical path 156...Calculation section (fundus position measurement section, corneal position measurement section) 206.209...Light source 216.217.301.302...Aperture 303...
・Collimating lens (relay lens part) 304... Beam splitter, 305... Objective lens Fig. 17 Fig. 18 Fig. 19 Fig. Q, 25 mm

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)可干渉距離が長くかつ波長変化が可能なレーザ光
を発するレーザー光源と、 測定対象物により反射されたレーザー光と測定対象物対
応参照面により反射されたレーザー光とを干渉させる測
定干渉光路と該測定干渉光路より長い光路長を有して基
準対象物により反射されたレーザー光と基準対象物対応
参照面により反射されたレーザー光とを干渉させる基準
干渉光路とを形成し、前記レーザー光源からのレーザー
光を前記測定干渉光路と前記基準干渉光路とに導くビー
ムスプリッタと、 前記測定干渉光路を経由して干渉光として導かれた光を
受光する第1受光部と、 前記基準干渉光路を経由して干渉光として導かれた光を
受光する第2受光部と、 前記レーザ光源の発光波長を変化させるレーザー駆動部
と、 前記第2受光部の出力信号をタイミング信号として用い
て前記第1受光部の出力信号をサンプリングし、周期波
信号を形成する周期波信号形成部と、 前記基準干渉光路の光路長と前記周期波信号の周期とに
基づき測定対象物までの距離を求める演算部と、 を有することを特徴とする測長装置。
(1) Measurement interference in which a laser light source that emits a laser beam with a long coherence distance and a variable wavelength is used, and the laser beam reflected by the object to be measured interferes with the laser beam reflected by the reference surface corresponding to the object to be measured. forming an optical path and a reference interference optical path having an optical path length longer than the measurement interference optical path and causing the laser beam reflected by the reference object to interfere with the laser beam reflected by the reference surface corresponding to the reference object; a beam splitter that guides a laser beam from a light source to the measurement interference optical path and the reference interference optical path; a first light receiving section that receives the light guided as interference light via the measurement interference optical path; and the reference interference optical path. a second light receiving section that receives the light guided as interference light via the laser light source; a laser driving section that changes the emission wavelength of the laser light source; and a laser driving section that uses the output signal of the second light receiving section as a timing signal to a periodic wave signal forming section that samples the output signal of the first light receiving section and forms a periodic wave signal, and a calculation section that calculates the distance to the measurement target based on the optical path length of the reference interference optical path and the period of the periodic wave signal. A length measuring device comprising:
(2)特許請求の範囲第1項に記載の測長装置において
、レーザー駆動部は、レーザ光源をパルス点灯させるこ
とにより前記レーザー光源の温度を変化させ、該レーザ
ー光源の発光波長が温度変化に基づき変化される構成で
あることを特徴とする測長装置。
(2) In the length measuring device according to claim 1, the laser drive unit changes the temperature of the laser light source by lighting the laser light source in pulses, and the emission wavelength of the laser light source changes depending on the temperature change. A length measuring device characterized by having a configuration that changes based on the following.
(3)可干渉距離が長くかつ波長変化が可能なレーザ光
を発するレーザー光源と、 被検眼眼底により反射されたレーザー光と眼底対応参照
面により反射されたレーザー光とを干渉させる測定干渉
光路と該測定干渉光路より長い光路長を有して基準対象
物により反射されたレーザー光と基準対象物対応参照面
により反射されたレーザー光とを干渉させる基準干渉光
路とを形成し、前記レーザー光源からのレーザー光を前
記測定干渉光路と前記基準干渉光路とに導くビームスプ
リッタと、 前記測定干渉光路を経由して干渉光として導かれた光を
受光する第1受光部と、 前記基準干渉光路を経由して干渉光として導かれた光を
受光する第2受光部と、 前記レーザ光源の発光波長を変化させるレーザー駆動部
と、 前記第2受光部の出力信号をタイミング信号として用い
て前記第1受光部の出力信号をサンプリングし、周期波
信号を形成する周期波信号形成部と、 前記基準干渉光路の光路長と前記周期波信号の周期とに
基づき眼底までの距離を求める眼底位置測定部と、 前記被検眼の角膜に光束を照射する照射光学系と、 前記角膜からの反射光を第3受光部に導く受光光学系と
、 前記第3受光部の出力に基づき前記被検眼の角膜位置を
求める角膜位置測定部とを有し、前記角膜位置と眼底位
置とから前記被検眼の眼軸長を測定することを特徴とす
る測長装置。
(3) A laser light source that emits a laser beam with a long coherence distance and a variable wavelength, and a measurement interference optical path that causes interference between the laser beam reflected by the fundus of the eye to be examined and the laser beam reflected by the reference surface corresponding to the fundus. forming a reference interference optical path having a longer optical path length than the measurement interference optical path and causing interference between the laser beam reflected by the reference object and the laser beam reflected by the reference surface corresponding to the reference object; a beam splitter that guides the laser beam to the measurement interference optical path and the reference interference optical path; a first light receiving section that receives the light guided as interference light via the measurement interference optical path; a second light receiving section that receives the light guided as interference light; a laser driving section that changes the emission wavelength of the laser light source; and a second light receiving section that uses the output signal of the second light receiving section as a timing signal to detect the first light receiving section a periodic wave signal forming section that samples the output signal of the section and forms a periodic wave signal; a fundus position measuring section that determines the distance to the fundus based on the optical path length of the reference interference optical path and the period of the periodic wave signal; an irradiation optical system that irradiates the cornea of the eye to be examined with a light beam; a light reception optical system that guides the reflected light from the cornea to a third light receiving section; and determining a corneal position of the eye to be examined based on the output of the third light receiving section. What is claimed is: 1. A length measuring device, comprising: a corneal position measuring section, and measures the axial length of the eye to be examined from the corneal position and the fundus position.
(4)特許請求の範囲第3項に記載の測長装置において
、 前記受光光学系は、被検眼角膜からの反射光を対物レン
ズの前方と共役位置に配置した第1絞りを介して第3受
光部に導く第1受光系及び被検眼角膜からの反射光を対
物レンズの後方と共役位置に配置した第2絞りを介して
第3受光部に導く第2受光系とから形成され、 前記角膜位置測定部は、前記第1絞りと前記第2絞りと
を通過した被検眼角膜からの反射光束の前記第3受光部
での位置から角膜位置を求める構成とされていることを
特徴とする測長装置。
(4) In the length measuring device according to claim 3, the light-receiving optical system passes the reflected light from the cornea of the subject's eye through a first diaphragm disposed at a position conjugate with the front of the objective lens to a third diaphragm. A first light receiving system that guides the light reflected from the cornea of the eye to be examined to the light receiving section, and a second light receiving system that guides the reflected light from the cornea of the subject's eye to the third light receiving section via a second diaphragm arranged at a position conjugate with the rear of the objective lens. The position measurement unit is configured to determine the corneal position from the position of the reflected light beam from the cornea of the eye to be examined, which has passed through the first diaphragm and the second diaphragm, at the third light receiving unit. Long device.
(5)特許請求の範囲第3項に記載の測長装置において
、 前記照射光学系は、被検眼角膜へ斜めに平行光束を照射
する構成とされ、 前記受光光学系は、被検眼角膜からの斜めへの反射光を
受け取る対物レンズ部と、その後方焦点位置に配置した
絞りとから構成され、 前記第3受光部は、前記対物レンズ部及び前記第3絞り
を介して受光する構成とされ、 前記角膜位置測定部は、前記第3受光部での受光位置か
ら角膜位置を求める構成とされていることを特徴とする
測長装置。
(5) In the length measuring device according to claim 3, the irradiation optical system is configured to obliquely irradiate a parallel light beam to the cornea of the eye to be examined, and the light receiving optical system is configured to emit a parallel beam of light obliquely to the cornea of the eye to be examined. It is composed of an objective lens section that receives diagonally reflected light and a diaphragm placed at a focal position behind the objective lens section, and the third light receiving section is configured to receive light through the objective lens section and the third diaphragm, The length measuring device is characterized in that the corneal position measuring section is configured to determine the corneal position from the light receiving position at the third light receiving section.
(6)特許請求の範囲第3項記載の測長装置において、 前記照射光学系は、被検眼角膜を照射するための点光源
と、 該点光源の像を前記被検眼角膜近傍にその位置を変更可
能に形成する対物レンズとから形成され、前記受光光学
系は、被検眼角膜からの反射光を前記対物レンズを通過
した後に前記照射光学系から分離するビームスプリッタ
ーと、前記対物レンズ部に対し前記点光源の像と共役位
置の第2絞りとから形成され、 前記第2受光部は、被検眼角膜からの反射光のうち前記
第2絞りを介して受光するように構成され、 前記角膜位置測定部は、前期対物レンズ部によつて形成
される点光源の像位置の変化に応じた前記第2受光部の
信号の強度から被検眼角膜位置を求めるものであり、 前記眼底位置測定部と角膜測定部から眼軸長を求めるこ
とを特徴とする測長装置。
(6) In the length measuring device according to claim 3, the irradiation optical system includes a point light source for irradiating the cornea of the eye to be examined, and a position of the image of the point light source near the cornea of the eye to be examined. a beam splitter that separates reflected light from the cornea of the eye to be examined from the irradiation optical system after passing through the objective lens; an image of the point light source and a second aperture located at a conjugate position; the second light receiving section is configured to receive reflected light from the cornea of the eye to be examined via the second aperture; The measuring section determines the corneal position of the eye to be examined from the intensity of the signal of the second light receiving section according to the change in the image position of the point light source formed by the objective lens section, and the fundus position measuring section; A length measuring device characterized in that the axial length of the eye is determined from a corneal measuring section.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0839470A1 (en) 1996-11-05 1998-05-06 Kabushiki Kaisha Yasuda Corporation Hair clip
JP2010012166A (en) * 2008-07-07 2010-01-21 Canon Inc Optical tomographic imaging apparatus and optical tomographic imaging method
CN116202425A (en) * 2022-06-15 2023-06-02 武汉鑫岳光电科技有限公司 Laser ranging device

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