JPS6150451B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6150451B2 JPS6150451B2 JP56171246A JP17124681A JPS6150451B2 JP S6150451 B2 JPS6150451 B2 JP S6150451B2 JP 56171246 A JP56171246 A JP 56171246A JP 17124681 A JP17124681 A JP 17124681A JP S6150451 B2 JPS6150451 B2 JP S6150451B2
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- JP
- Japan
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- corneal
- dimensional position
- reflection image
- position detector
- ellipse
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 210000004087 cornea Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は眼科測定とりわけ被検眼の角膜形状を
測定する装置に関する。
測定する装置に関する。
角膜形状測定は、一般に角膜の曲率、乱視度、
乱視軸方向の三要素を測定するために用いられる
がコンタクトレンズのベースカーブの検査等にも
有用である。
乱視軸方向の三要素を測定するために用いられる
がコンタクトレンズのベースカーブの検査等にも
有用である。
角膜には一般に乱視があり、角膜表面はトーリ
ツク面とみなされ、リング状（真円）指標を角膜
に投影すると、角膜反射像（虚像）は一般に楕円
形状となる。
ツク面とみなされ、リング状（真円）指標を角膜
に投影すると、角膜反射像（虚像）は一般に楕円
形状となる。
既に、この角膜反射像の楕円形状を求めるもの
として、楔プリズムと１次元位置検出器（CCD
等）を３経線方向に配置し、投影レンズによる角
膜反射像の再結線（実像）の３経線方向の径を測
定することにより達成するものが本件出願人の先
願である特願昭55―82516号明細書として提案さ
れている。
として、楔プリズムと１次元位置検出器（CCD
等）を３経線方向に配置し、投影レンズによる角
膜反射像の再結線（実像）の３経線方向の径を測
定することにより達成するものが本件出願人の先
願である特願昭55―82516号明細書として提案さ
れている。
しかし、これは、測定光軸と被検眼光軸が合致
していること、すなわちアライメントが合つてい
ることを前提としたものである。
していること、すなわちアライメントが合つてい
ることを前提としたものである。
本発明は、アライメントが理想位置からずれて
も角膜反射像の楕円形状を特定できる新規な角膜
形状測定装置を提供することを目的とする。この
目的は、所定経線方向でのこれに直交する楕円接
線間距離（斜影長）の二乗が該経線方向角度に関
し正弦波状に変化することを用いること、また、
１次元位置検出器の手前にシリンドリカルレンズ
を設け、１次元位置検出器のみかけ上の検出幅を
拡大し、更には被検眼に応じてシリンドリカルレ
ンズの焦点距離を可変とすることにより達成され
る。
も角膜反射像の楕円形状を特定できる新規な角膜
形状測定装置を提供することを目的とする。この
目的は、所定経線方向でのこれに直交する楕円接
線間距離（斜影長）の二乗が該経線方向角度に関
し正弦波状に変化することを用いること、また、
１次元位置検出器の手前にシリンドリカルレンズ
を設け、１次元位置検出器のみかけ上の検出幅を
拡大し、更には被検眼に応じてシリンドリカルレ
ンズの焦点距離を可変とすることにより達成され
る。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図は本発明の原理説明図である。第１図で
簡単のために次式で特定される楕円形状を考え
る。
簡単のために次式で特定される楕円形状を考え
る。
ｘ２／ａ２＋ｙ２／ｂ２＝１ ……(1)
いま、角度θの経線方向でのこれに直交する楕円
接線間距離P1P2をＬ、第１焦点F1と接点Q1の距
離をl1、第２焦点F2と接点Q2の距離をl2、接線と
の入反射角をαとすると、次式が成立する。
接線間距離P1P2をＬ、第１焦点F1と接点Q1の距
離をl1、第２焦点F2と接点Q2の距離をl2、接線と
の入反射角をαとすると、次式が成立する。
l1＋l2＝2a ……(2)
Ｌ＝1 2＝1 2＝1 2＋2 2
＝l1sinα＋l2sinα＝2asinα ……(3)
また
1＝1 2sinθ＝２√2−2sinθ ……(4)
一方
1＝1 1cosα＋2 1cosα
＝l1cosα＋l2cosα＝2acosα ……(5)
(4)，(5)式より
(3)，(6)式より
L2＝４（a2cos2θ＋b2sin2θ）
＝２（a2−b2）cos2θ＋２（a2＋b2）
＝Acos2θ＋Ｂ ……(7)
すなわち、接線間距離Ｌの２乗が正弦波状に変化
することが理解される。
することが理解される。
なお、Ｌ＝２√2 2＋2 2が意味す
る
ものは、角度θ方向の経線が真円と交差する点Ｔ
よりｘ軸に垂線を下したときの楕円との交点をＳ
とするとき接線間距離Ｌが経線OSの距離の２倍
に等しいことである。
る
ものは、角度θ方向の経線が真円と交差する点Ｔ
よりｘ軸に垂線を下したときの楕円との交点をＳ
とするとき接線間距離Ｌが経線OSの距離の２倍
に等しいことである。
ところで(7)式より未知数Ａ，Ｂを求めるため２
つの異なる経線方向で接線間距離L2を測定すれ
ば良いわけであるが、一般に楕円は回転成分をも
つているためL2＝Acos（２θ＋Ｃ）＋Ｂとなり、
未知数Ａ，Ｂ，Ｃを求めるため３つの異なる経線
方向での測定が必要となる。
つの異なる経線方向で接線間距離L2を測定すれ
ば良いわけであるが、一般に楕円は回転成分をも
つているためL2＝Acos（２θ＋Ｃ）＋Ｂとなり、
未知数Ａ，Ｂ，Ｃを求めるため３つの異なる経線
方向での測定が必要となる。
第２図は３経線方向で接線間距離L1，L2，L3
を測定する図である。ところで、CCD等の一次
元位置検出器を用いて接線間距離L1，L2，L3を
測定しようとすると、被検眼によつては固定され
た３つの一次元検出器で接線間距離Ｌを測定でき
ないことがある。
を測定する図である。ところで、CCD等の一次
元位置検出器を用いて接線間距離L1，L2，L3を
測定しようとすると、被検眼によつては固定され
た３つの一次元検出器で接線間距離Ｌを測定でき
ないことがある。
すなわち第３図に示されるように狭い検出幅
W1を有する一次元位置検出器では、1 2が検出
されるだけでこれは接線間距離Ｌより短いもので
ある。換言すれば被検眼に応じて接線間距離Ｌを
測定できるように検出幅を図中のW2の如く拡大
しなければ測定できない。これは後述するように
光路中一次元位置検出器の手前にシリンドリカル
レンズを設け、みかけ上の検出幅を拡大すること
によつて測定可能となる。
W1を有する一次元位置検出器では、1 2が検出
されるだけでこれは接線間距離Ｌより短いもので
ある。換言すれば被検眼に応じて接線間距離Ｌを
測定できるように検出幅を図中のW2の如く拡大
しなければ測定できない。これは後述するように
光路中一次元位置検出器の手前にシリンドリカル
レンズを設け、みかけ上の検出幅を拡大すること
によつて測定可能となる。
第４図は本発明を用いた装置の第１の実施例の
図である。
図である。
リング状光源１はリング状指標２を照明し、リ
ング状指標２はリング状レンズ３により被検眼Ｅ
の角膜Ecに投影され角膜反射像２′が形成され
る。リング状指標２はリング状レンズ３の焦点位
置に設けられ、リング状レンズ３からの光束は無
限遠光束となる。
ング状指標２はリング状レンズ３により被検眼Ｅ
の角膜Ecに投影され角膜反射像２′が形成され
る。リング状指標２はリング状レンズ３の焦点位
置に設けられ、リング状レンズ３からの光束は無
限遠光束となる。
角膜反射像２′からの主光束は測定光軸ｘにほ
ぼ平行に出て結像レンズ４により一次元位置検出
器９ａ，９ｂ，９ｃ上に結像される。光路中結像
レンズ４の後側焦点位置近傍には絞り５が設けら
れ、テレセントリツク系が構成されている。これ
は角膜Ｅcへの照明が無限遠光束でなされること
と相まつて作動距離の変化が測定誤差に寄与する
ことを防止する効果がある。
ぼ平行に出て結像レンズ４により一次元位置検出
器９ａ，９ｂ，９ｃ上に結像される。光路中結像
レンズ４の後側焦点位置近傍には絞り５が設けら
れ、テレセントリツク系が構成されている。これ
は角膜Ｅcへの照明が無限遠光束でなされること
と相まつて作動距離の変化が測定誤差に寄与する
ことを防止する効果がある。
絞り５を通過した光束は光分割部材６，７によ
り３光束に分割され、各々一次元位置検出器９
ａ，９ｂ，９ｃに向けられる。
り３光束に分割され、各々一次元位置検出器９
ａ，９ｂ，９ｃに向けられる。
すなわち一次元位置検出器９ａには光分割部材
６を透過し、光分割部材７で反射して、９ｂには
光分割部材６，７を透過して、また９ｃには光分
割部材６で反射して向けられる。
６を透過し、光分割部材７で反射して、９ｂには
光分割部材６，７を透過して、また９ｃには光分
割部材６で反射して向けられる。
一次元位置検出器９ａ，９ｂ，９ｃは測定光軸
からみて円周方向異なる３経線方向に配置され
る。例えば120゜毎の等間隔となるよう配置され
る。
からみて円周方向異なる３経線方向に配置され
る。例えば120゜毎の等間隔となるよう配置され
る。
光路中、一次元位置検出器９ａ，９ｂ，９ｃの
手前には一次元位置検出器に沿つて平行にシリン
ドリカルレンズ８ａ，８ｂ，８ｃが設けられる。
シリンドリカルレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの母線方
向と直交する方向で絞り５と各一次元位置検出器
９ａ，９ｂ，９ｃの検出面とは、シリンドリカル
レンズ８ａ，８ｂ，８ｃによりほぼ共役に保たれ
る。
手前には一次元位置検出器に沿つて平行にシリン
ドリカルレンズ８ａ，８ｂ，８ｃが設けられる。
シリンドリカルレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの母線方
向と直交する方向で絞り５と各一次元位置検出器
９ａ，９ｂ，９ｃの検出面とは、シリンドリカル
レンズ８ａ，８ｂ，８ｃによりほぼ共役に保たれ
る。
シリンドリカルレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの母線
方向では、シリンドリカルレンズが屈折力を持た
ず、結像レンズ４により角膜反射像２′と１次元
位置検出器９ａ，９ｂ，９ｃの検出面が共役に保
たれる。
方向では、シリンドリカルレンズが屈折力を持た
ず、結像レンズ４により角膜反射像２′と１次元
位置検出器９ａ，９ｂ，９ｃの検出面が共役に保
たれる。
シリンドリカルレンズにより１次元位置検出器
の検出幅は第３図で説明した如く拡大される。
の検出幅は第３図で説明した如く拡大される。
被検眼により乱視が異なるため角膜反射像の楕
円形状が変化するシリンドリカルレンズ８ａ，８
ｂ，８ｃを可変焦点シリンドリカルレンズとする
ことにり、または焦点距離の異なるシリンドリカ
ルレンズと交換することにより任意の被検眼に対
し、本発明を用いて角膜形状を測定することが可
能となる。
円形状が変化するシリンドリカルレンズ８ａ，８
ｂ，８ｃを可変焦点シリンドリカルレンズとする
ことにり、または焦点距離の異なるシリンドリカ
ルレンズと交換することにより任意の被検眼に対
し、本発明を用いて角膜形状を測定することが可
能となる。
なお楕円を全部包含するような検出幅をみかけ
上もつシリンドリカルレンズを用いても良い。
上もつシリンドリカルレンズを用いても良い。
第５図は異なる実施例の図である。これは第４
図の実施例が１次元位置検出器９ａ，９ｂ，９ｃ
として測定方向長さが比較的長いものを用いる必
要性がある点を改良し、比較的短いもので済むよ
うにしたものである。
図の実施例が１次元位置検出器９ａ，９ｂ，９ｃ
として測定方向長さが比較的長いものを用いる必
要性がある点を改良し、比較的短いもので済むよ
うにしたものである。
これは、３経線方向で各々２光束に光束分割
し、各経線方向に対応する楔プリズムを介して角
膜反射像の再結像（実像）を２つ相互に偏位して
結像させ、交差する領域内で測定することによつ
て達成される。
し、各経線方向に対応する楔プリズムを介して角
膜反射像の再結像（実像）を２つ相互に偏位して
結像させ、交差する領域内で測定することによつ
て達成される。
第５図で角膜反射像２′からの主光束は、測定
光軸ｘに平行に出て第６図に示されるような６つ
の開口１０a1〜１０c2を有する絞り１０を通過し
て結像レンズ４により第７図に示されるような６
つの開口に対応する６つのプリズム要素を有する
楔プリズム１１を介して、第８図に示されるよう
な一次元位置検出器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ上に
結像される。
光軸ｘに平行に出て第６図に示されるような６つ
の開口１０a1〜１０c2を有する絞り１０を通過し
て結像レンズ４により第７図に示されるような６
つの開口に対応する６つのプリズム要素を有する
楔プリズム１１を介して、第８図に示されるよう
な一次元位置検出器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ上に
結像される。
楔プリズム１１は結像レンズ４に近接して設け
られ、各１次元位置検出器に対応する経線方向で
プリズム要素、例えば１１a1と１１a2は異なる偏
向度を有する。これにより角膜反射像２′の再結
像面上で像は第９図のように分離し、２つのリン
グ像に狭まれた領域にて短い測定方向長さを有す
る１次元位置検出器で測定できる。
られ、各１次元位置検出器に対応する経線方向で
プリズム要素、例えば１１a1と１１a2は異なる偏
向度を有する。これにより角膜反射像２′の再結
像面上で像は第９図のように分離し、２つのリン
グ像に狭まれた領域にて短い測定方向長さを有す
る１次元位置検出器で測定できる。
光路中１次元位置検出器１３ａ，１３ｂ，１３
ｃの手前にはシリンドリカルレンズ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃが、その母線方向と直角方向で楔プリ
ズム１１と１次元位置検出器の検出面が共役とな
るよう１次元位置検出器に平行に設けられ、みか
け上の検出幅Ｗを拡大している。
ｃの手前にはシリンドリカルレンズ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃが、その母線方向と直角方向で楔プリ
ズム１１と１次元位置検出器の検出面が共役とな
るよう１次元位置検出器に平行に設けられ、みか
け上の検出幅Ｗを拡大している。
ところでこのようにして求められる角膜反射像
の楕円形状により角膜曲率を求めることを第１０
図にて説明する。
の楕円形状により角膜曲率を求めることを第１０
図にて説明する。
被検眼角膜Ｅcへの照明主光線と、測定光軸ｘ
の為す角度をθ０、角膜曲率半径をＲ、楕円の所
定経線方向の経をＨとすると、次式が成立する。
の為す角度をθ０、角膜曲率半径をＲ、楕円の所
定経線方向の経をＨとすると、次式が成立する。
Ｈ＝2Rsinθ０／２
これよりＨを算出することにより角膜曲率半径Ｒ
を求めることができる。なお上述した３径線方向
の楕円斜影長より楕円形状を演算する演算手段と
しては公知の演算手段が任意に用いられる。
を求めることができる。なお上述した３径線方向
の楕円斜影長より楕円形状を演算する演算手段と
しては公知の演算手段が任意に用いられる。
以上、本発明によれば３経線方向での楕円接線
間距離（斜影）を測定して角膜反射像の楕円形状
を求め、これより角膜の曲率、乱視度、乱視軸方
向を測定できる。
間距離（斜影）を測定して角膜反射像の楕円形状
を求め、これより角膜の曲率、乱視度、乱視軸方
向を測定できる。
なお本発明は、アライメントがずれても測定で
き、また電気演算にて処理することにより測定の
自動化も可能であり、眼科分野で有用なものであ
る。
き、また電気演算にて処理することにより測定の
自動化も可能であり、眼科分野で有用なものであ
る。
第１図は本発明の原理的説明図、第２図は３経
線方向の接線間距離測定の図、第３図は検出幅拡
大の説明図、第４図は本発明を用いた装置の第１
実施例の図、第５図は第２実施例の図、第６図、
第７図、第８図、第９図は各々第２実施例におけ
る絞り、楔プリズム、１次元位置検出器、像分離
の図、第１０図は角膜反射像の楕円形状より角膜
曲率を求める説明図、 図中、Ｅは被検眼、Ｅcは角膜、ｘは測定光
軸、１はリング状光源、２はリング状指標、３は
リング状レンズ、４は結像レンズ、５は絞り、
６，７は光分割部材、８ａ，８ｂ，８ｃはシリン
ドリカルレンズ、９ａ，９ｂ，９ｃは１次元位置
検出器、１０は絞り、１１は楔プリズム、１２
ａ，１２ｂ，１２ｃはシリンドリカルレンズ、１
３ａ，１３ｂ，１３ｃは１次元位置検出器であ
る。
線方向の接線間距離測定の図、第３図は検出幅拡
大の説明図、第４図は本発明を用いた装置の第１
実施例の図、第５図は第２実施例の図、第６図、
第７図、第８図、第９図は各々第２実施例におけ
る絞り、楔プリズム、１次元位置検出器、像分離
の図、第１０図は角膜反射像の楕円形状より角膜
曲率を求める説明図、 図中、Ｅは被検眼、Ｅcは角膜、ｘは測定光
軸、１はリング状光源、２はリング状指標、３は
リング状レンズ、４は結像レンズ、５は絞り、
６，７は光分割部材、８ａ，８ｂ，８ｃはシリン
ドリカルレンズ、９ａ，９ｂ，９ｃは１次元位置
検出器、１０は絞り、１１は楔プリズム、１２
ａ，１２ｂ，１２ｃはシリンドリカルレンズ、１
３ａ，１３ｂ，１３ｃは１次元位置検出器であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定指標を被検眼角膜に投影し、角膜反射像
の楕円形状測定より角膜形状を求める装置におい
て、 角膜反射像の３径線方向の楕円斜影長を検出す
る検出手段と、 該検出手段で検出される３径線向の楕円斜影長
より楕円形状を演算する演算手段を有することを
特徴とする角膜形状測定装置。 ２ 角膜反射像を３径線方向の１次元位置検出器
に投影し、光路中１次元位置検出器の手前にシリ
ンドリカルレンズを設け、みかけ上の検出幅を拡
大して測定する特許請求の範囲第１項記載の角膜
形状測定装置。 ３ 前記シリンドリカルレンズの焦点距離を可変
とする特許請求の範囲第２項記載の角膜形状測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171246A JPS5873335A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 角膜形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171246A JPS5873335A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 角膜形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873335A JPS5873335A (ja) | 1983-05-02 |
| JPS6150451B2 true JPS6150451B2 (ja) | 1986-11-04 |
Family
ID=15919752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171246A Granted JPS5873335A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 角膜形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873335A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08103B2 (ja) * | 1991-07-29 | 1996-01-10 | 株式会社トプコン | 眼科機械用アライメント装置 |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171246A patent/JPS5873335A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5873335A (ja) | 1983-05-02 |
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