JPS61249432A - 角膜形状測定装置 - Google Patents
角膜形状測定装置Info
- Publication number
- JPS61249432A JPS61249432A JP60091467A JP9146785A JPS61249432A JP S61249432 A JPS61249432 A JP S61249432A JP 60091467 A JP60091467 A JP 60091467A JP 9146785 A JP9146785 A JP 9146785A JP S61249432 A JPS61249432 A JP S61249432A
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- JP
- Japan
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- corneal
- cornea
- measuring device
- shape measuring
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、被検眼の角膜に指標を投影し、その角膜反射
像により角膜形状を測定する角膜形状測定装置に関する
ものである。
像により角膜形状を測定する角膜形状測定装置に関する
ものである。
［従来の技術］
従来、この種の角膜形状測定装置においては、被検眼の
角膜にリング状スリット等の指標を投影してその反射像
を検出器で受光し、受光像に含まれる歪量等を解析する
ことにより角膜形状の測定値を得ている。
角膜にリング状スリット等の指標を投影してその反射像
を検出器で受光し、受光像に含まれる歪量等を解析する
ことにより角膜形状の測定値を得ている。
このとき、角膜と指標との間隔が一定であれば、角膜の
曲率半径が変化すると被検眼の角膜に対する入射光束の
傾きが変化し、角膜反射像の大きさが変化することにな
る。従って、角膜反射像の大きさ及びその歪量を読み取
ることによって、角膜の曲率半径及び歪みを知ることが
できる。
曲率半径が変化すると被検眼の角膜に対する入射光束の
傾きが変化し、角膜反射像の大きさが変化することにな
る。従って、角膜反射像の大きさ及びその歪量を読み取
ることによって、角膜の曲率半径及び歪みを知ることが
できる。
ところが、光学系の前後方向の７ラインメント誤差等に
よって生ずる角膜と指標との間隔の変化に伴って、角膜
反射像の大きさも変化してしまうため、測定データには
曲率半径の違いによる角膜反射像の大きさの変化が混在
し、従来装置では被検眼の角膜曲率半径の正確な測定値
を得ることは困難である。
よって生ずる角膜と指標との間隔の変化に伴って、角膜
反射像の大きさも変化してしまうため、測定データには
曲率半径の違いによる角膜反射像の大きさの変化が混在
し、従来装置では被検眼の角膜曲率半径の正確な測定値
を得ることは困難である。
［発明の目的］
本発明の目的は、被検眼の角膜と指標との間隔の変動に
よる誤差を補正し、高精度の測定値を得ることができる
角膜形状測定装置を提供することにある。
よる誤差を補正し、高精度の測定値を得ることができる
角膜形状測定装置を提供することにある。
［発明の概要］
上述の目的を達成するための本発明の要旨は、被検眼の
角膜に向けて投影する指標と、該指標の角膜反射像を受
光手段に導くための導光手段と、該導光手段中に配し、
前記指標の位置変化に伴う角膜反射像の倍率変化に対応
して倍率補正を行うために特定の光束のみを得る光束指
向特性決定手段とを備えたことを特徴とする角膜形状測
定装置である。
角膜に向けて投影する指標と、該指標の角膜反射像を受
光手段に導くための導光手段と、該導光手段中に配し、
前記指標の位置変化に伴う角膜反射像の倍率変化に対応
して倍率補正を行うために特定の光束のみを得る光束指
向特性決定手段とを備えたことを特徴とする角膜形状測
定装置である。
［発明の実施例］
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図は光学系の配置図であり、被検眼の角膜Ｃの前方
位置に指標ｌが設置され、この指標１の背後に順次に対
物レンズ２、開口絞り３、投影レンズ４．結像面５が配
置されている。指標１は第２図に示すようなリング状光
源であり、投影レンズ４は開口絞り３の位置に前側焦点
を有し、テレセントリック光学系となっている。
位置に指標ｌが設置され、この指標１の背後に順次に対
物レンズ２、開口絞り３、投影レンズ４．結像面５が配
置されている。指標１は第２図に示すようなリング状光
源であり、投影レンズ４は開口絞り３の位置に前側焦点
を有し、テレセントリック光学系となっている。
指標ｌから凸面鏡状表面を有する角膜Ｃに投影された光
束は、角膜Ｃにより角膜反射像ＩＡを形成しながら反射
し対物レンズ２、開口絞り３を介し投影レンズ４により
、二次元撮像素子等の結像面５に受光像ＩＢを形成し、
既知の手段によって結像面５の出力信号を処理すること
により、角膜形状を測定できるようになっている。なお
、結像面５は装置の設計上の都合等によっては実施例の
位置でなく、その共役位置に配してもよい。
束は、角膜Ｃにより角膜反射像ＩＡを形成しながら反射
し対物レンズ２、開口絞り３を介し投影レンズ４により
、二次元撮像素子等の結像面５に受光像ＩＢを形成し、
既知の手段によって結像面５の出力信号を処理すること
により、角膜形状を測定できるようになっている。なお
、結像面５は装置の設計上の都合等によっては実施例の
位置でなく、その共役位置に配してもよい。
ここで、指標ｌの位置に対する角膜反射像ＩＡの倍率の
影響について考察してみる。リング状指標ｌの半径をｙ
、指標ｌと角膜Ｃとの距離をＳ、角膜Ｃの曲率半径をに
、角膜反射像ｌＡの半径をＹとし、ニュートンの結像式
を適用すると、指標１と角膜Ｃの焦点との距離を２とし
た場合に次式が成立する。
影響について考察してみる。リング状指標ｌの半径をｙ
、指標ｌと角膜Ｃとの距離をＳ、角膜Ｃの曲率半径をに
、角膜反射像ｌＡの半径をＹとし、ニュートンの結像式
を適用すると、指標１と角膜Ｃの焦点との距離を２とし
た場合に次式が成立する。
Ｙ ／ ｙ ＝ ｆ ／ ｚ
ここで、角膜Ｃの曲率半径はｒであるからｆ＝ ｒ ／
２ テあり、ｚ ＝ Ｓ ＋ ｒ ／ ２となる。
２ テあり、ｚ ＝ Ｓ ＋ ｒ ／ ２となる。
従って、Ｙ／ｙ＝ （ｒ／２）／｛Ｓ十ｒ／２）となり
、 Ｙ ＝ ｒ ＩＩｙ／｛２Ｓ ＋ ｒ） ・
（１）となる。
、 Ｙ ＝ ｒ ＩＩｙ／｛２Ｓ ＋ ｒ） ・
（１）となる。
いま、距ＢＳがＳｌに変化したとき、角膜反射像ＩＡの
大きさＹがＹｌに変化したとすれば、同様に、 Ｙ１＝ ｒ −ｙ ／｛２Ｓ１＋ ｒ ）
・−（２）となり、距＃［Ｓの変動による角
膜反射像ＬＡの変動の割合は、 （Ｙ −Ｙｌ）／｛Ｓ −５ｌ） ＝ （ｒ −ｙ／｛Ｓ−Ｓｌ））［（１／｛２Ｓ＋ ｒ
））−（ｌ ／｛２Ｓ１＋ ｒ ））］ ＝ −ｒ−ｙ ／ （（２Ｓ ＋ ｒ）（２Ｓ１＋ ｒ
））＝（３）となる。
大きさＹがＹｌに変化したとすれば、同様に、 Ｙ１＝ ｒ −ｙ ／｛２Ｓ１＋ ｒ ）
・−（２）となり、距＃［Ｓの変動による角
膜反射像ＬＡの変動の割合は、 （Ｙ −Ｙｌ）／｛Ｓ −５ｌ） ＝ （ｒ −ｙ／｛Ｓ−Ｓｌ））［（１／｛２Ｓ＋ ｒ
））−（ｌ ／｛２Ｓ１＋ ｒ ））］ ＝ −ｒ−ｙ ／ （（２Ｓ ＋ ｒ）（２Ｓ１＋ ｒ
））＝（３）となる。
即ち、角膜Ｃと指標ｌ及び対物レンズ２を含む装置との
前後位置関係の変動により、（３）式で示される傾きに
沿った倍率誤差を生ずることになる。これを補正するに
は、角膜反射像ＩＡの反射側光束に、（３）式に見合っ
た傾きθを持たせればよい。
前後位置関係の変動により、（３）式で示される傾きに
沿った倍率誤差を生ずることになる。これを補正するに
は、角膜反射像ＩＡの反射側光束に、（３）式に見合っ
た傾きθを持たせればよい。
また、これを達成するには対物レンズ２に関して正弦条
件を適用し、対物レンズ２への入射主光線ａの方向θか
ら出射側主光線の方向を求め、開口絞り３の位置を決定
する。このとき、光線の方向θは前述の（３）式を適用
して、 ｔａｎθ＝ ｃ ｙ −Ｙｌ）（Ｓ −５ｔ）−−ｒ
１１１ ／ （（２Ｓ ＋ ｒ）（２Ｓ１＋ ｒ））−
（４）で求められる。
件を適用し、対物レンズ２への入射主光線ａの方向θか
ら出射側主光線の方向を求め、開口絞り３の位置を決定
する。このとき、光線の方向θは前述の（３）式を適用
して、 ｔａｎθ＝ ｃ ｙ −Ｙｌ）（Ｓ −５ｔ）−−ｒ
１１１ ／ （（２Ｓ ＋ ｒ）（２Ｓ１＋ ｒ））−
（４）で求められる。
いま、第３図に示すように、角膜Ｃで反射された像の虚
像位置を８２とすると。
像位置を８２とすると。
１ ／Ｓ −１／５２＝−２／ ｒ ・・・（
５）となり、指標１の位置Ｓを８０、角ｎｕ ｃの曲率
半径ｒを７．６すれば、（５）式から５２＝３．９９と
なる。
５）となり、指標１の位置Ｓを８０、角ｎｕ ｃの曲率
半径ｒを７．６すれば、（５）式から５２＝３．９９と
なる。
指標ｌの半径ｙを４３とすると、（１３式より角膜反射
像ＩＡの半径Ｙは、 Ｙ ＝７．８−４３／ （２−８０＋７゜８）；ｌ。９
４９８８となる。
像ＩＡの半径Ｙは、 Ｙ ＝７．８−４３／ （２−８０＋７゜８）；ｌ。９
４９８８となる。
ここで、距＠ｌ！５＝８０が９１＝８０．５にＶびたと
すると、角膜反射像ＩＡの大きさＹｌは、（２）式によ
り、 Ｙ１＝７．Ｉｌｌ ・４３／｛２０８０，５＋ ７．
８）＝ １．１３４４０８となり、（４）式より、 ｔａｎθ＝ （１，９４９８８−１，９４４０８）１
０．５＝ ０．０１１５８ となる、そして、主光線ａが光軸と交叉する位置と虚像
位置までの光軸上の距離を８３とすると、ｔａｎθ＝Ｙ
／Ｓ３であるから、Ｓ３＝ １８８．０９３となる。ま
た、対物レンズ２の焦点距離ｆを例えば５０、対物レン
ズ２と角膜Ｃまでの距＠９４を５４＝１５０．対物レン
ズ２と絞り３との距離をＳｋとすると、 １／｛Ｓ２＋ ９３＋ Ｓ４）＋ ｌ／Ｓｋ＝ １／ｆ
・・・（６）であるから、ｌ／Ｓｋ＝ １１５
０−１／３２２．０８＝ ５９．１９となり、絞り３を
５ｋ＝５９．１９の位置に配置すれば、指標ｌの位置が
若干変動しても、結像面５で得られる像の大きさが変化
することはない。
すると、角膜反射像ＩＡの大きさＹｌは、（２）式によ
り、 Ｙ１＝７．Ｉｌｌ ・４３／｛２０８０，５＋ ７．
８）＝ １．１３４４０８となり、（４）式より、 ｔａｎθ＝ （１，９４９８８−１，９４４０８）１
０．５＝ ０．０１１５８ となる、そして、主光線ａが光軸と交叉する位置と虚像
位置までの光軸上の距離を８３とすると、ｔａｎθ＝Ｙ
／Ｓ３であるから、Ｓ３＝ １８８．０９３となる。ま
た、対物レンズ２の焦点距離ｆを例えば５０、対物レン
ズ２と角膜Ｃまでの距＠９４を５４＝１５０．対物レン
ズ２と絞り３との距離をＳｋとすると、 １／｛Ｓ２＋ ９３＋ Ｓ４）＋ ｌ／Ｓｋ＝ １／ｆ
・・・（６）であるから、ｌ／Ｓｋ＝ １１５
０−１／３２２．０８＝ ５９．１９となり、絞り３を
５ｋ＝５９．１９の位置に配置すれば、指標ｌの位置が
若干変動しても、結像面５で得られる像の大きさが変化
することはない。
次に、この精度について検証を試みると、この方式によ
れば校正値はアライメント誤差による変動量と補正量と
の差となり、数式的には、校正値＝ （Ｙ−Ｙｌ） −
（Ｓ −５ｔ） ・ｔａｎθとなる。ここで、例えば５
＝８０、Ｓ１＝ ８０、ｒ＝７．８．７＝４３としてθ
を求めると、 ｊａｎθ＝−０，０２３２７となり、５
１＝７９．７９．５．８０．８０．５．８１のそれぞれ
の場合についてのｔａｎθのアライメント誤差量と校正
値は第１表に示す関係になる。
れば校正値はアライメント誤差による変動量と補正量と
の差となり、数式的には、校正値＝ （Ｙ−Ｙｌ） −
（Ｓ −５ｔ） ・ｔａｎθとなる。ここで、例えば５
＝８０、Ｓ１＝ ８０、ｒ＝７．８．７＝４３としてθ
を求めると、 ｊａｎθ＝−０，０２３２７となり、５
１＝７９．７９．５．８０．８０．５．８１のそれぞれ
の場合についてのｔａｎθのアライメント誤差量と校正
値は第１表に示す関係になる。
第１表
Ｓｌ アライメント誤差量 校正値？！３
−０．０２３５５ −０．０００２８７９．５
−０．０１１７ −０．００００７８０
０、 ０゜ ８０．５ ＋ ０．０１１５１１！ −０，
００００７８１＋ ０．０２２１３８ −０．０００２
８この第１表からも明らかなように、校正値は極めて小
さな値であって殆ど無視することができ、（Ｓ −Ｓｔ
）の変動が１．０程度以内では、得られる像の大きさが
変動することはない。
−０．０２３５５ −０．０００２８７９．５
−０．０１１７ −０．００００７８０
０、 ０゜ ８０．５ ＋ ０．０１１５１１！ −０，
００００７８１＋ ０．０２２１３８ −０．０００２
８この第１表からも明らかなように、校正値は極めて小
さな値であって殆ど無視することができ、（Ｓ −Ｓｔ
）の変動が１．０程度以内では、得られる像の大きさが
変動することはない。
かくすることにより、（４）式を満足する方向の角膜反
射像ＩＡの反射側光束のみが投影レンズ４に入射し、こ
こで平行光束となり、アラインメントに影響されない受
光像ＩＢが結像面５上に結像され角膜形状測定を行うこ
とがで、きる。
射像ＩＡの反射側光束のみが投影レンズ４に入射し、こ
こで平行光束となり、アラインメントに影響されない受
光像ＩＢが結像面５上に結像され角膜形状測定を行うこ
とがで、きる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る角膜形状測定装置は、
光学系の前後方向のアラインメント誤差によって生ずる
角膜反射像の倍率変化を補正する傾きを、角膜反射像の
反射光束に持たせるように受光光学系中に開口絞りを配
置することによって、常に正確な被検眼の角膜曲率半径
を測定することを可能とし、角膜形状診断或いは手術・
治療等においては、その精密度と安全性の向上に役立つ
。
光学系の前後方向のアラインメント誤差によって生ずる
角膜反射像の倍率変化を補正する傾きを、角膜反射像の
反射光束に持たせるように受光光学系中に開口絞りを配
置することによって、常に正確な被検眼の角膜曲率半径
を測定することを可能とし、角膜形状診断或いは手術・
治療等においては、その精密度と安全性の向上に役立つ
。
図面は本発明に係る角膜形状測定装置の一実施例を示す
ものであり、第１図は光学系の配置図、第２図は指標の
正面図、第３図は具体的数値例の説明図である。 符号１は指標、°２は対物レンズ、３は開口絞り、４は
投影レンズ、５は結像面である。 特許出願人 キャノン株式会社 第１図 第２図 第３図
ものであり、第１図は光学系の配置図、第２図は指標の
正面図、第３図は具体的数値例の説明図である。 符号１は指標、°２は対物レンズ、３は開口絞り、４は
投影レンズ、５は結像面である。 特許出願人 キャノン株式会社 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被検眼の角膜に向けて投影する指標と、該指標の角
膜反射像を受光手段に導くための導光手段と、該導光手
段中に配し、前記指標の位置変化に伴う角膜反射像の倍
率変化に対応して倍率補正を行うために特定の光束のみ
を得る光束指向特性決定手段とを備えたことを特徴とす
る角膜形状測定装置。 ２、前記光束指向特性決定手段は、基準とする角膜の曲
率半径をに、前記指標の高さをｙ、前記指標と角膜間距
離をＳ、前記指標と角膜間距離を微小量変化させたとき
の距離をＳ１としたとき、角膜反射像の主光線の方向θ
がほぼ、 ｔａｎθ＝−ｒ・ｙ／｛（２Ｓ＋ｒ）（２Ｓ１＋ｒ）｝
となる位置に設けるようにした特許請求の範囲第１項に
記載の角膜形状測定装置。 ３、前記光束指向特性決定手段を、前記所定の位置に設
けた開口絞りとした特許請求の範囲第２項に記載の角膜
形状測定装置。 ４、前記導光手段はテレセントリック光学系により形成
した特許請求の範囲第１項に記載の角膜形状測定装置。 ５、前記指標をリング光源とした特許請求の範囲第１項
に記載の角膜形状測定装置。 ８、前記受光手段は二次元撮像素子とした特許請求の範
囲第１項に記載の角膜形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60091467A JPS61249432A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 角膜形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60091467A JPS61249432A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 角膜形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61249432A true JPS61249432A (ja) | 1986-11-06 |
| JPH025081B2 JPH025081B2 (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=14027185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60091467A Granted JPS61249432A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 角膜形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61249432A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302979A (en) * | 1989-07-28 | 1994-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Ophthalmic apparatus capable of measuring the shape of a cornea |
| JPH07241272A (ja) * | 1994-03-07 | 1995-09-19 | Canon Inc | 角膜形状測定装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4880829B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2012-02-22 | キヤノン株式会社 | 角膜形状測定装置 |
-
1985
- 1985-04-27 JP JP60091467A patent/JPS61249432A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302979A (en) * | 1989-07-28 | 1994-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Ophthalmic apparatus capable of measuring the shape of a cornea |
| JPH07241272A (ja) * | 1994-03-07 | 1995-09-19 | Canon Inc | 角膜形状測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH025081B2 (ja) | 1990-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |