JPH0646999A

JPH0646999A - アライメント検出装置

Info

Publication number: JPH0646999A
Application number: JP4224896A
Authority: JP
Inventors: Naoki Isogai; 直己磯貝; Yoshiaki Mimura; 義明三村
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-22
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: JP3269665B2

Abstract

(57)【要約】【目的】アライメント状態が正確かつ容易に検出する
ことができるアライメント検出装置を提供する。【構成】屈折力をもつ被検物と測定系等とのアライメ
ント検出装置において、光学的に被検眼との距離が異な
る一対の指標を被検物に投影する投影光学系と、該投影
光学系に投影された一対の指標の被検物の反射像を検出
する検出光学系と、該検出光学系による検出結果に基づ
いてアライメント状態を決定する判断手段とを有するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、屈折力をもつ被検物と
測定系等とのアライメント検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検物の光学的特性を検査する検査装置
としては、角膜形状測定装置や眼屈折計やレンズメ−タ
等がある。眼科装置のアライメント状態（本明細書にお
けるアライメントとは、特に限定のない限り、上下左右
方向の位置合わせと光軸方向の位置合わせの双方を含む
ものとする）の検出機構としては、被検眼に角膜反射に
よるプルキンエ第一像を形成し、プルキンエ第一像を利
用した機構が知られている。即ち、ＴＶモニタ等で観察
しながら、被検眼に対して測定部を相対的に移動させる
ことによって、プルキンエ第一像とアライメント用レチ
クルが所定の位置関係で、しかもプルキンエ第一像にピ
ントがあった状態に置くことによって、アライメントを
行う。この装置においては、被検眼にコリメ−トされた
光束で照明する等誤差の発生を押える等の工夫を施して
いる。また、被検眼の斜め方向からアライメント用光束
を投射すると共に、角膜頂点と装置とが所定の位置にあ
るときに受光素子が最大受光量を得るように配置された
アライメント機構も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プルキ
ンエ第一像にピントが合う位置から前後どちらに移動し
ても同じように大きくぼけるのでアライメント状態の検
出が困難であり、プルキンエ第一像へのフォ−カシング
操作（所定のワ−キングディスタンスの設定）も難しい
という欠点がある。また、誤差の発生も実際上さけられ
ない。また、後者の機構では受光素子の検出範囲が狭い
ので、アライメント状態の検出域が狭すぎるという問題
点がある。本発明は、上記従来装置の欠点に鑑みて、ア
ライメント状態が正確かつ容易に検出することができる
アライメント検出装置を提供することを技術課題とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、以下のような特徴を有する。（１）屈折力をもつ被検物と測定系等とのアライメン
ト検出装置において、光学的に被検眼との距離が異なる
一対の指標を被検物に投影する投影光学系と、該投影光
学系に投影された一対の指標の被検物の反射像を検出す
る検出光学系と、該検出光学系による検出結果に基づい
てアライメント状態を決定する判断手段とを有すること
を特徴とする。

【０００５】（２）（１）のアライメント検出装置に
おいて、前記判断手段により決定されたアライメント状
態を表示する表示手段を有することを特徴とする。

【０００６】（３）（２）のアライメント検出装置に
おいて、被検物と測定系等とのアライメント用レチクル
を配置し、前記判断手段により決定されたアライメント
状態はアライメント用レチクルを変調して表示すること
を特徴とする。

【０００７】（４）（１）のアライメント検出装置に
おいて、前記判断手段により決定されたアライメント状
態に基づいて測定系等を駆動する駆動手段を有すること
を特徴とする。

【０００８】（５）（１）の測定系等とは角膜形状測
定装置であることを特徴とする。

【０００９】（６）（５）のアライメント検出装置に
おいて、角膜形状測定装置の指標投影光学系は前記投影
光学系と共用することを特徴とする。

【００１０】

【実施例】実施例は本発明を角膜形状測定装置に応用し
た例であり、図１は装置の光学系を示したものである。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ（１ｃ，１ｄは図示せず）は近
赤外の光を出射する点光源であり、測定光軸ｌから等距
離の位置に等間隔で配置されており、その投影光軸は測
定光軸ｌに対して所定の角度をなしている。点光源１ａ
〜１ｄの少なくとも１つは他と光学的距離を変えること
ができる。本実施例では点光源１ｂ〜１ｄを無限遠にお
くために投影光路にコリメ−タレンズ２ｂ〜２ｄを配置
し、点光源１ａの光路にはコリメ−タレンズ２ａを挿脱
可能に配置しアライメント時だけ他と光学的距離を変え
るようにしている。なお、コリメ−タレンズ２ａを光軸
方向に移動させる等により光学距離を変えても良い。３
ａ´〜３ｄ´は点光源１ａ〜１ｄの角膜反射像である。

【００１１】４は結像レンズであり、結像レンズ４の焦
点位置にはテレセントリック絞り６が配置されている。
７は光路を２分割するビ−ムスプリッタであり、各光路
には検出方向が互いに交差するように一次元位置検出素
子５ａ，５ｂが置かれている。結像レンズ４に対して、
点光源１ａ〜１ｄの角膜反射像１ａ´〜１ｄ´は共役な
関係にある。テレセントリック絞り６と一次元位置検出
素子５ａ，５ｂの間には円筒レンズ８ａ，８ｂがその軸
（母線）が一次元位置検出素子の検出方向と一致するよ
うに配置されている。円筒レンズ８ａ，８ｂの焦点距離
は、円筒軸方向断面では無限大で、円筒軸方向と直交す
る方向の断面では、テレセントリック絞り６と一次元位
置検出素子５ａ，５ｂとがほぼ共役となるよう設計され
ている。

【００１２】図２は装置の電気系ブロック図である。１
０は４個の点光源（１ａ〜１ｄ）を点灯するためのＬＥ
Ｄドライバ、１１は検出素子５ａ，５ｂ上の信号をとら
えるための駆動回路、１２はクロックカウンタ、１３は
クロック発生回路、１４は１１から送られてくる信号の
ピ−ク電圧を保持するためのピ−クホ−ルド回路、１５
は１１からの信号とピ−クホ−ルド回路１４からコンピ
ュ−タ１７を経てピ−ク電圧の１／２に変換された信号
との電圧を比較してストロ−ブ信号を出すためのコンパ
レ−タ、１６はストロ−ブ信号が入ったときのカウンタ
の値を保持するためのラッチ、１８はＡ／Ｄコンバ−
タ、１９はＤ／Ａコンバ−タである。２０は文字やグラ
フィックを表示するための表示回路、２１は合成回路、
２２はＴＶモニタである。ＴＶモニタ２２は合成回路２
１を介してＴＶカメラ２３により撮影された前眼部像を
映出すると共にアライメント情報や測定デ−タ等を表示
する。

【００１３】位置検出素子５ａ，５ｂによって得られた
信号は駆動回路１１に入力され、駆動回路１１からの信
号はコンパレ−タ１５及びピ−クホ−ルド回路１４に伝
達される。ピ−クホ−ルド回路１４により検出されたピ
−ク電圧はＡ／Ｄコンバ−タ１８によりデジタル信号に
変換された後、マイクロコンピュ−タ１７に入力され
る。１７で出力されたピ−ク電圧のデジタル信号はＤ／
Ａコンバ−タ１９でピ−ク電圧の１／２の電圧信号に変
換され、コンパレ−タ１５に入力される。この信号と直
接コンパレ−タ１５に入った信号とを比較してストロ−
ブ信号を出すが、ピ−ク電圧の１／２の信号は１回前に
入力した信号と比較することになる。ストロ−ブ信号に
よりカウンタ１２の信号がラッチ１６に入り、そのとき
の波形から明暗エッジの位置を読み取る。

【００１４】以上のような構成の装置において、その動
作を次に説明する。測定光学系の光軸ｌと被検眼との上
下左右方向のアライメント操作を説明する。円環状のア
ライメント用レチクル（レチクルは光学的に形成しても
良いし、モニタ上に電気的に作り出しても良い）と角膜
反射輝点を所定の関係に置き、ラフに位置合わせする。
これらは周知の機構であるので、その説明は省略する。
点光源１ｃ，１ｄを点灯させ、点光源像３ｃ´，３ｄ´
の検出位置から２点の中心である中心点Ｏの座標を求め
た後、座標Ｏと測定光学系の光軸ｌとの偏位量及び偏位
方向を演算する。これらの演算結果はＴＶモニタ２２に
表示する。勿論、演算された偏位量及び偏位方向をその
まま表示しても良いが、矢印等によるグラフィック表示
の方が操作しやすい。測定光軸と被検眼の偏位が所定の
範囲内である旨表示されるまで、検者は表示に従って装
置を移動する。

【００１５】次に光軸方向のアライメント、即ちワ−キ
ングディスタンスの調整を説明する。前記のようにして
求められた中心点Ｏの座標を用い、中心点Ｏから３ａ´
と３ｂ´のそれぞれから長さを求める。３ｂ´は光学的
に無限距離の光源１ｂの像であるので、装置がフォ−カ
ス方向にずれてもＯｂ´の長さはほとんど変化しない
（図３のａ参照）。これに対して３ａ´は光学的に有限
距離の光源１ａの像であるので、装置のフォ−カス方向
のずれによりＯａ´の長さは変化する（図３のｂ）。結
像レンズ４と被検眼の距離（ワ−キングディスタンス）
を、Ｏａ´／Ｏｂ´＝αとなるように設定しておく（α
は定数）。なお、αの値は装置の要求するアライメント
精度との関係で幅を持たせても良い。これらの関係を利
用して、次のようにしてフォ−カスずれの状態を検出す
る。（１）Ｏａ´／Ｏｂ´＞α ：角膜が手前にずれてい
る。（２）Ｏａ´／Ｏｂ´＜α ：角膜が後方にずれてい
る。（３）Ｏａ´／Ｏｂ´＝α ：位置合わせ完了。マイクロコンピュ−タ１７はこの情報を表示回路等を介
してＴＶモニタ２２に表示する。表示方法としては、直
接移動方向を指示するものであっても、予め約束された
指示マ−クを示すものであっても良い。後者の方法とし
ては、例えば前述のアライメント用レチクルの色調を変
えることによって指示する。このとき、レチクルを光学
的に形成する場合は、照明光源として赤と黄色のＬＥＤ
を用意し、照明光源の組み合わせにより色調を変える。
なお、Ｏａ´／Ｏｂ´の値はずれ量と１対１に対応する
ので、ずれ量を定量的に表示しても良い。

【００１６】以上のようにしてアライメントが完了する
と、完了時の測定値に基づいて角膜の曲率半径を演算す
る。この測定および演算方法は特開昭６１−８５９２０
号公報に詳細に説明されているので、その説明を援用す
る。

【００１７】本発明を角膜形状測定装置に適用した場合
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。この実施例は種々の変容が可能であり、例え
ば、実施例では１ａ´と１ｂ´の像の高さから求めてい
るが、前述のように１ａの光学的距離を可変にするとき
は、光学的距離の変化の前後のデ−タから求めると、不
正乱視の影響を避けることができる。また、被検眼の正
面から無限遠の光を投影する等、被検眼の視軸上に角膜
反射輝点を形成すれば、中心点Ｏを容易に求めることが
できるし、光源は点光源でなくても良い。。さらに、前
記実施例ではアライメント状態の検出及び表示に基づい
て検者自身がアライメント操作をするが、モ−タ等の駆
動機構を設け、アライメント状態の検出結果に基づい
て、この駆動機構を動作させると、自動的にアライメン
トができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のアライメント検出装置によれ
ば、アライメント状態が正確かつ容易に検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の装置の光学系配置略図である。

【図２】装置の電気系ブロック図である。

【図３】光源像の検出の様子を説明する説明図である。

【符号の説明】

１点光源２コリメ−タレンズ３角膜５一次元位置検出素子２２ＴＶモニタ２３ＴＶカメラ

【手続補正書】

【提出日】平成５年５月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】４は結像レンズであり、結像レンズ４の焦
点位置にはテレセントリック絞り６が配置されている。
７は光路を２分割するビ−ムスプリッタであり、各光路
には検出方向が互いに交差するように一次元位置検出素
子５ａ，５ｂが置かれている。テレセントリック絞り６
と一次元位置検出素子５ａ，５ｂの間には円筒レンズ８
ａ，８ｂがその軸（母線）が一次元位置検出素子の検出
方向と一致するように配置されている。円筒レンズ８
ａ，８ｂの焦点距離は、円筒軸方向断面では無限大で、
円筒軸方向と直交する方向の断面では、テレセントリッ
ク絞り６と一次元位置検出素子５ａ，５ｂとがほぼ共役
となるよう設計されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】本発明を角膜形状測定装置に適用した場合
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。この実施例は種々の変容が可能であり、例え
ば、実施例では３ａ´と３ｂ´の像の高さから求めてい
るが、前述のように１ａの光学的距離を可変にするとき
は、光学的距離の変化の前後のデ−タから求めると、不
正乱視の影響を避けることができる。また、被検眼の正
面から無限遠の光を投影する等、被検眼の視軸上に角膜
反射輝点を形成すれば、中心点Ｏを容易に求めることが
できるし、光源は点光源でなくても良い。さらに、前記
実施例ではアライメント状態の検出及び表示に基づいて
検者自身がアライメント操作をするが、モ−タ等の駆動
機構を設け、アライメント状態の検出結果に基づいて、
この駆動機構を動作させると、自動的にアライメントが
できる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】屈折力をもつ被検物と測定系等とのアラ
イメント検出装置において、光学的に被検眼との距離が
異なる一対の指標を被検物に投影する投影光学系と、該
投影光学系に投影された一対の指標の被検物の反射像を
検出する検出光学系と、該検出光学系による検出結果に
基づいてアライメント状態を決定する判断手段とを有す
ることを特徴とするアライメント検出装置。
【請求項２】請求項１のアライメント検出装置におい
て、前記判断手段により決定されたアライメント状態を
表示する表示手段を有することを特徴とするアライメン
ト検出装置。
【請求項３】請求項２のアライメント検出装置におい
て、被検物と測定系等とのアライメント用レチクルを配
置し、前記判断手段により決定されたアライメント状態
はアライメント用レチクルを変調して表示することを特
徴とするアライメント検出装置。
【請求項４】請求項１のアライメント検出装置におい
て、前記判断手段により決定されたアライメント状態に
基づいて測定系等を駆動する駆動手段を有することを特
徴とするアライメント検出装置。
【請求項５】請求項１の測定系等とは角膜形状測定装
置であることを特徴とするアライメント検出装置。
【請求項６】請求項５のアライメント検出装置におい
て、角膜形状測定装置の指標投影光学系は前記投影光学
系と共用することを特徴とするアライメント検出装置。