KR100341740B1 - Optical architecture for measuring the refraction of eye - Google Patents
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Abstract
시력 측정용 광원, 조명 렌즈, 홀미러, 측정용 렌즈, 결상용 렌즈, 이미지 센서 및 연산장치로 구성되는 시력 측정용 광학계에 있어서, 피검안의 각막에서 반사되는 광을 시력측정을 위한 신호광 즉 피검안의 망막에서 반사되는 광과 분리/제거하기 위한 목적으로, 피검자의 각막 위치와 홀미러의 홀의 위치를 측정용 렌즈에 대하여 물상 관계에 있도록 하여, 피검자의 각막에서 반사되는 조명광이 측정용 렌즈에 의하여 홀미러의 홀 위치에 결상된 후 다시 조명렌즈 방향으로 빠져나가 이미지 센서쪽으로는 들어오지 못하게 함으로서 이미지 센서쪽의 노이즈광의 세기를 낮추도록 설계되어 있다.In an optical vision measuring system comprising a light source for measurement of vision, an illumination lens, a hole mirror, a measurement lens, an imaging lens, an image sensor, and an arithmetic unit, the light reflected from the cornea of the eye is measured for For the purpose of separating / removing from the light reflected from the retina, the position of the cornea of the subject and the position of the hole of the hole mirror are in a physical relationship with respect to the measuring lens so that the illumination light reflected from the subject's cornea is held by the measuring lens. It is designed to lower the intensity of the noise light on the image sensor by forming an image at the hole position of the mirror and then exiting the illumination lens to prevent the light from entering the image sensor.
Description
1)발명의 기술분야에 대한 설명1) Description of the technical field of the invention
본 발명은 인간의 시력을 타각적으로 측정하기 위한 시력장치의 광학계 구성에 관한 것으로 특히 모터를 사용치 않고 측정할수 있는 기계적구조가 간단한 시력측정장치의 광학계에서 시력측정용 광속과 섞이게 되는 노이즈광을 적절히 제거하여 적은 양의 광으로도 시력 측정이 충분히 가능하도록 하는 고효율의 자동시력측정을 실현할 수 있는 시력측정장치용 광학계에 관한 것이다.The present invention relates to the optical system configuration of the visual acuity device for the objective measurement of human vision, in particular the noise light that is mixed with the luminous flux in the optical system of the optical measuring device having a simple mechanical structure that can be measured without using a motor The present invention relates to an optical system for visual acuity measurement apparatus capable of realizing high-efficiency automatic visual acuity that can be properly removed to allow sufficient visual acuity measurement even with a small amount of light.
2)발명의 기술분야에 대한 개괄적 설명2) General description of the technical field of the invention
시력측정용 적외선광의 대부분이 망막에까지 도달하지 못하고 망막 이전에 위치하는 각막에서 약 8-90%정도 반사되어, 시력측정용 광에 노이즈광으로 섞이게 되므로, 본 발명은, 시력측정용 광으로부터 노이즈광의 대부분을 제거하고 망막에서부터 나오는 신호광만을 다룰 수 있는 효과적인 광학적 수단을 제공하여 고효율의 자동시력측정을 실현한다.Since most of the infrared light for vision measurement does not reach the retina and is reflected by about 8-90% in the cornea located before the retina, and is mixed with noise light to the vision light, the present invention relates to noise noise from the vision light. High efficiency automatic vision measurement is realized by eliminating most of them and providing effective optical means that can only handle signal light from the retina.
3)종래의 기술3) conventional technology
-종래 기술 구성-Conventional technology composition
모터를 사용하지 않는 종래의 시력 측정용 광학계는, 측정용 적외선광을 발생시키는 적외선광원(S)와, 광원(S)으로부터 나온 적외선광을 측정용 렌즈(L1)로 보내주는 조명렌즈(L2), 조명렌즈(L2)에서 나온 측정광을 받아 피검안(E)에 입사 시킨후 피검안(E)의 망막(R)에서 나오는 시력정보를 가진 신호광을 다시 자신의 초점위치 부근에 결상되도록 하는 측정용 렌즈(L1), 측정용 렌즈(L1)에서 나오는 신호광을 이미지센서(IS)쪽으로 방향을 바꾸어 주는 홀미러(HM), 홀미러 (HM)에서 반사된 신호광에서 노이즈를 제거할 목적으로 사용하는 구경(A), 구경(A)에서 나오는 신호광을 분리해주는 분리 프리즘(P), 분리 프리즘(P)에서 분리된 신호광을 이미지센서(IS)에 결상 시켜주는 결상렌즈(L3), 결상렌즈(L3)의 결상면에 위치하여 결상된 상의 광신호를 전기신호로 바꾸어 주는 이미지센서(IS), 측정 시 적외선 광원(S)을 점등시키고 이미지센서(IS)에서 나온 신호를 받아 시력으로 환산하는 연산장치로 구성된다.The conventional optical system for vision measurement without using a motor includes an infrared light source S for generating infrared light for measurement, and an illumination lens L2 for sending infrared light from the light source S to the measurement lens L1. After receiving the measurement light from the illumination lens (L2), and enters the eye to be examined (E) and the signal light with vision information from the retina (R) of the eye (E) to form the image again near its focus position It is used to remove noise from the signal light reflected from the lens L1, the lens L1, and the hole mirror HM that redirects the signal light from the measuring lens L1 to the image sensor IS. Separation prism (P) for separating signal light from aperture (A), aperture (A), imaging lens (L3) for forming signal light separated from separation prism (P) to image sensor (IS), imaging lens (L3) Located at the image plane of the Is composed of a computing device receives a signal from the light and an image sensor (IS) an image sensor (IS), as measured infrared light source (S), which in terms of visual acuity.
-종래 기술의 동작설명Description of operation of the prior art
종래의 기술에 따른 시력 측정용 광학계의 동작을 살펴본다. 먼저 연산장치에서 측정지시가 나오면 적외선광원(S)에서 측정용 적외선광이 발생한다. 발생된 적외선광은 조명렌즈(L2) 및 홀미러(HM)의 홀을 거쳐 측정용 렌즈(L1)의 초점위치에 모아지게 되어 측정용 렌즈(L1)를 통과하게 된다. 측정용 렌즈(L1)을 통과한 적외선광은 평행광으로 되어 피검안(E)으로 입사된다. 피검안(E)에 도달한 측정광은 각막(C), 동공(미도시)을 거쳐 망막(R)에 도달되고, 망막(R)에서 측정광은 시력 정보를 입수하고 반사되어 피검안(E)을 빠져 나온다. 그런데, 측정광의 대부분은 각막(C)의 표면에서 난반사 되고 소량의 광량만이 망막(R)에까지 도달하게 된다. 또한, 피검안(E)을 빠져 나올때도 반사광은 각막(C) 표면에서 강력하게 난반사된다. 따라서, 망막(R)에서 반사되어 시력정보를 가지고 있는 신호광에 각막(C)에서 강력하게 난반사되는 광이 섞이게 된다. 즉 시력정보를 가진 신호광보다는 각막에서 강하게 난반사되는 노이즈광의 강도가 훨신 높아진다.It looks at the operation of the optical system for measuring vision according to the prior art. First, when a measurement instruction is issued from the computing device, infrared light for measurement is generated from the infrared light source (S). The generated infrared light is collected at the focal position of the measurement lens L1 through the holes of the illumination lens L2 and the hole mirror HM, and passes through the measurement lens L1. The infrared light passing through the measuring lens L1 becomes parallel light and enters the eye to be examined E. FIG. The measurement light reaching the eye E reaches the retina R through the cornea C and the pupil (not shown), and the measurement light from the retina R acquires and reflects visual acuity information. Exit) However, most of the measurement light is diffusely reflected at the surface of the cornea C, and only a small amount of light reaches the retina R. Also, when exiting the eye E, the reflected light is strongly diffusely reflected on the surface of the cornea C. Therefore, the signal light reflected by the retina R and having visual acuity information is mixed with strongly diffused light from the cornea C. In other words, the intensity of the noise light that is strongly diffused from the cornea is much higher than that of the signal light having visual information.
그러나 신호광은 망막(R)에서 반사된 광이며, 노이즈광은 각막(C)에서 반사된 광이다. 따라서, 이들의 발생위치가 서로 다르며, 이점을 이용하여 피검안(E)의 각막(C) 위치와 구경(A)의 중심 위치를 측정용 렌즈(L1)에 대하여 서로 물상 관계에 있도록 하면, 노이즈광은 이 구경(A)의 중심에 모이게 된다. 그런데, 구경(A)의 중심이 가려지도록 구성하면, 노이즈광은 구경(A)의 중심 부분에서 진행이 차단되므로, 신호광만이 구경(A)을 통과하게 된다. 구경(A)을 통과한 신호광은 분리 프리즘(P)와 결상렌즈(L3)를 거처 이미지센서(IS)에 결상되어 광 신호가 전기신호로 변환된 뒤 연산장치에서 전기 신호는 시력으로 환산되어 표시되게 된다.However, the signal light is the light reflected from the retina R, and the noise light is the light reflected from the cornea C. Therefore, these occurrence positions are different from each other, and by taking advantage of this, if the position of the cornea C of the eye to be examined and the center position of the aperture A are in water relation with respect to the lens L1 for measurement, noise Light is collected at the center of this aperture A. By the way, when the center of the aperture A is concealed, the noise light is blocked at the center portion of the aperture A, so that only the signal light passes through the aperture A. The signal light passing through the aperture A is imaged on the image sensor IS through the separation prism P and the imaging lens L3, and the optical signal is converted into an electrical signal. Will be.
-종래 기술의 문제점Problems of the prior art
도 1에 도시된 것과 같은, 종래 기술에 따른 시력 측정용 광학계는, 각막(C)에서 난반사되는 노이즈광을 제거하기 위해서 피검안(E)의 각막(C) 위치와 구경(A)의 위치를 측정 렌즈(L1)에 대하여 상호 물상관계를 갖도록 배치한 후, 각막(C)에서 산란된 노이즈광이 다시 모이는 위치인 구경(A)의 중심부가 광이 차단되는 형상으로, 즉 중심이 가려지도록 하여 노이즈광의 진행을 차단한다. 그런데, 기본적으로 각막(C)에서 난반사 또는 산란된 노이즈광은 그의 세기가 매우 강하다. 따라서,노이즈광이 구경(A)의 중심부에서 모두 흡수되지 않고 상당한 양이 구경(A)에서도 난반사되어 결국 일부는 구경(A)의 개구부를 통하여 이미지센서(IS)쪽으로 들어가기 때문에 노이즈광을 보다 철저히 흡수하기 위해서는 구경(A) 중심부는 물론 그의 주변부위도 상당부분 차단시켜야 한다.The optical system for measuring eyesight according to the prior art, as shown in FIG. 1, adjusts the position of the cornea C and the aperture A of the eye E to remove noise light that is diffusely reflected from the cornea C. After arranging the measurement lens L1 to have a physical relationship with each other, the center of the aperture A, which is a position where the noise light scattered from the cornea C gathers again, is blocked so that the center of the light is blocked. Blocks the propagation of noise light. By the way, the noise light scattered or scattered in the cornea C is very strong. Therefore, the noise light is not absorbed at all in the center of the aperture A, and a considerable amount is diffusely reflected at the aperture A, so that part of the noise enters the image sensor IS through the aperture of the aperture A more thoroughly. In order to absorb, the center of the aperture (A) as well as the peripheral portion of it must be blocked.
즉 종래의 시력측정용 광학계는 전술한 구경(A)의 개구부의 폭을 미세한 크기로 하여주어야만 적절한 S/N(신호/노이즈)비율을 얻을 수 있는데 이 경우 신호광도 많은 양이 유실된다.이 때문에 시력측정을 위해 충분한 세기를 갖는 신호광을 얻기 위해서는, 종래의 시력 측정용 광학계의 적외선광(S)는 고출력 적외선 LED(light Emitting Diode)를 사용해야하는 동시에 극저조도에서도 안정적으로 동작하는 고휘도 이미지 센서(IS)를 사용해야한다. 그리고, 고출력 적외선 LED광을 피검안(R)에 직접 조사해야 하기 때문에 연산 장치내에 조사 시간을 정밀하게 조절할 수 있는 제어 회로가 요구된다. 만약 피검안(E)이 고출력 적외선에 오래 노출되면, 망막화상, 백내장등의 안질환이 발생하게 된다.That is, in the conventional optical system for measuring vision, an appropriate S / N (signal / noise) ratio can be obtained only when the width of the opening of the aperture A is set to a minute size, in which case a large amount of signal light is lost. In order to obtain a signal light having a sufficient intensity for visual acuity measurement, the infrared light (S) of the conventional optical system for measuring optical vision should use a high-power infrared light emitting diode (LED) and at the same time, a high-brightness image sensor (IS) that operates stably even at very low light. Should be used. And since the high-power infrared LED light should be irradiated directly to the eye R, a control circuit capable of precisely adjusting the irradiation time in the computing device is required. If the eye E is exposed to high power infrared rays for a long time, eye diseases such as retinal burns and cataracts may occur.
전술한 내용을 정리하면 종래의 방식은 다음 2가지의 문제점을 가지고 있다.In summary, the conventional method has the following two problems.
측정시 시력 측정용 광학계의 적외선 LED 광의 노출 시간을 제어하는 제어 회로가 오동작 할 경우 피검안(E)이 손상을 받을 수 있는 등 약간의 위험이 동반 될수 있다.측정 동작을 위해서는 고감도 이미지 센서 및 고출력 적외선 LED가 사용되어야 하므로, 시력측정용 광학계의 생산비용이 높다.If the control circuit that controls the exposure time of the infrared LED light of the optical system for vision measurement is malfunctioning, there may be some risks such as damage to the eye (E). Since infrared LEDs must be used, the production cost of the optical system for vision measurement is high.
본 발명의 목적은 모터를 사용하지 않는 시력 측정용 광학계에 있어서, 피검안의 각막위치에서 나오는 노이즈성 산란광을 근원적으로 이미지 센서 방향으로 향하지 못하게 할 수 있는 시력측정장치용 광학계를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical system for an ophthalmic measurement device which can prevent the noise scattered light from the corneal position of the eye to be directed toward the image sensor in an optical system for eye measurement without a motor.
도 1은 종래 기술에 따른 시력측정장치용 광학계를 나타내는 도면이다.도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시력측정장치용 광학계를 나타내는 도면이다. *도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*E: 피검안 R: 피검안의 망막 C: 피검안의 각막S: 적외선광원 IS: 이미지센서 L1 : 측정렌즈L2: 조명렌즈 L 3: 결상렌즈 L4:집속렌즈HM: 홀미러 P: 분리프리즘 A, A1, A2: 구경1 is a view showing an optical system for an optical vision measuring apparatus according to the prior art. FIG. 2 is a view showing an optical system for an optical measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. * Explanation of symbols for the main parts of the drawings * E: eye R: eye retina C: cornea S eye S: infrared light source IS: image sensor L1: measuring lens L2: illumination lens L 3: imaging lens L4: focusing lens HM: Hole mirror P: Separation prism A, A1, A2: Caliber
본 발명의 목적을 달성하기 위한 시력측정장치용 광학계는, 측정용 적외선광을 발생시키는 적외선광원, 적외선광원으로부터 나온 측정광을 받아 평행광으로 변환시켜 피검안에 입사시키고, 피검안의 망막에서 나오는 시력정보를 가진 신호광이 다시 자신의 초점위치 부근에 결상되도록 하는 측정용 렌즈, 적외선광원으로부터 나온 측정광을 측정용 렌즈로 보내는 조명 렌즈, 적외선광원에서 측정용 렌즈로 진행하는 광 및 피검안의 각막에서 반사된 광은 통과시키며 피검안의 망막에서 반사된 광은 반사시키도록, 홀의 위치가 측정용 렌즈에 대하여 피검안의 각막 위치가 물상 관계에 있으며, 홀의 크기가 각막에 떨어지는 측정광의 직경과 측정용 렌즈의 배율의 곱보다 크도록 설계된 홀 미러, 홀 미러에서 반사된 광이 입사되며, 측정용 렌즈에 대하여 피검안의 각막 위치와 물상 관계를 갖는 중심 부분이 가려져 있는 구경, 구경을 통과한 광을 집속시키고 분리시키는 집속/분리 수단, 집속/분리 수단으로부터 나온 광신소를 결상시키는 결상 수단, 및 결상 수단으로부터 나온 광신호를 시력으로 환산시키는 연산장치를 포함한다.홀미러의 홀의 크기 및 홀의 형성 위치가 전술한 조건을 충족시키면, 이미지센서쪽으로 각막에서 반사된 광이 진행하지않게 되므로, 구경의 개구부를 충분히 크게 하여도 양호한 S/N비율이 유지되는 것이 가능하다. 따라서, 측정광으로 사용하는 적외선광의 강도를 높이지 않고도 시력측정을 원활하게 실시할 수 있으므로, 측정 작업시 적외선광원의 점등을 제어하는 연산 장치의 오동작에 의하여 적외선 LED가 점등된 시간이 길어 졌다해도 피검자의 눈에 크게 무리가 생기지 않는다. 즉, 측정광이 조사되는 시간을 정밀제어 해야 할 필요가 없으며, 사용상의 안정성이 확보된다. 또한, 일반규격의 이미지 센서를 사용하여 시력측정하는 것이 가능 하므로, 생산가격을 낮출수 있는 장점이 있다.또한, 본 발명에 따른 시력측정장치용 광학계는 피검안의 각막에 떨어지는 측정광의 크기를 제어할 목적으로 그의 중심에 일정크기의 홀이 형성되어 있으며, 상기 조명렌즈와 상기 측정용 렌즈 사이 또는 상기 적외선 광원과 상기 조명렌즈 사이에 설치된 구경을 더 포함할 수 있다. 그리고, 광학계의 구성을 단순화하기 위해, 집속/분리수단은 집속 렌즈와 상기 집속렌즈의 일측 평면에 부착된 분리 프리즘으로 이루어진 렌즈프리즘을 사용할 수 있다.1) 본 발명의 구성An optical system for vision measuring apparatus for achieving the object of the present invention, the infrared light source for generating the infrared light for measurement, receives the measurement light from the infrared light source and converts it into parallel light, and enters into the eye to be examined, visual information from the retina of the eye A measuring lens that allows the signal light having an image to be imaged near its focal position again, an illumination lens which sends the measuring light from the infrared light source to the measuring lens, the light traveling from the infrared light source to the measuring lens, and reflected from the cornea of the eye to be examined The position of the hole is in relation to the lens of the eye with respect to the measurement lens so that the light passes and reflects the light reflected from the retina of the eye. Hall mirror designed to be larger than the product, light reflected from the hall mirror is incident, Apertures in which the central part having a water relationship with the corneal position of the eye is obscured, focusing / separating means for focusing and isolating light passing through the apertures, imaging means for imaging optical elements from the focusing / separating means, and imaging means And an arithmetic unit for converting the optical signal into visual acuity. If the size of the hole of the hole mirror and the hole forming position satisfy the above-mentioned conditions, the light reflected from the cornea does not proceed toward the image sensor, so that the opening of the aperture is sufficiently large. Even if it is, a good S / N ratio can be maintained. Therefore, the vision measurement can be performed smoothly without increasing the intensity of the infrared light used as the measurement light. Therefore, even if the time for which the infrared LED is turned on is long due to a malfunction of the computing device that controls the lighting of the infrared light source during the measurement operation. The subject's eyes do not overdo much. That is, it is not necessary to precisely control the time for which the measurement light is irradiated, and stability in use is secured. In addition, since it is possible to measure the eyesight using an image sensor of the general standard, there is an advantage that the production price can be lowered. In addition, the optical system for vision measuring apparatus according to the invention can control the size of the measurement light falling on the cornea of the eye to be examined. A hole having a predetermined size is formed at the center thereof, and may further include an aperture installed between the illumination lens and the measurement lens or between the infrared light source and the illumination lens. In addition, in order to simplify the configuration of the optical system, the focusing / separating means may use a lens prism composed of a focusing lens and a separating prism attached to one side plane of the focusing lens.
본 발명의 일실시예에 따른 시력측정장치용 광학계를 첨부된 도 2를 참고로 상세히 설명한다. 시력측정용 광학계는, 측정용 적외선광을 발생시키는 적외선광원(S), 광원(S)으로부터 나온 광을 측정용 렌즈(L1)로 보내주는 조명렌즈(L2), 조명렌즈(L2)에서 나온 측정광이 측정렌즈(L1)를 통해서 피검안(E)을 향해서 진행 할 때 피검안(E)의 각막(C)에 떨어지는 측정용 적외선 광의 크기를 제어할 목적으로 사용되는 구경(A2), 측정용 적외선광을 피검안(E)에 입사 시킨후 피검안(E)의 망막(R)에서 나오는 시력정보를 가진 신호광을 다시 자신의 초점위치 부근에 결상되도록 하는 측정용 렌즈(L1), 측정용 렌즈(L1)에서 나오는 신호광을 이미지센서(IS)쪽으로 방향을 바꾸어 주는 홀미러(HM), 홀미러(HM)에서 반사된 신호광에서 노이즈를 제거할 목적으로 사용하는 구경(A1), 구경(A1)에서 나오는 신호광을 분리프리즘(P)으로 집속해주기 위한 집속렌즈(L4), 신호광을 분리해주는 분리 프리즘(P), 분리프리즘(P)에서 분리된 신호광을 이미지센서(IS)에 결상 시켜주는 결상렌즈(L3), 결상렌즈(L3) 결상면에 위치하여 결상된 상의 광신호를 전기신호로 바꾸어주는 이미지센서(IS)와 측정시 적외선 광원(S)를 점등시키고 이미지센서(IS)에서 나온 전기적 신호를 받아 시력으로 환산하는 연산장치로 구성된다. 한편, 측정용 렌즈(L1)에 대하여 피검안(E)의 각막(C)위치와 홀미러(HM)의 홀 형성 위치는 물상관계가 되도록 하며, 각막(C)에 떨어지는 측정광의 직경을 d, 측정렌즈(L1)의 배율을 m이라 할 경우 홀미러 HM에 있는 홀 미러(HM)의 홀의 직경이 d*m 보다 충분히 크도록 한다.An optical system for an ophthalmic measuring device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2. The optical system for visual acuity measurement measures the light from the illumination lens L2 and the illumination lens L2 that send the light from the infrared light source S and the light source S to generate the measurement infrared light to the measurement lens L1. For measuring the aperture A2 and the measurement used for the purpose of controlling the size of the measurement infrared light falling on the cornea C of the eye E when the light travels toward the eye E through the measuring lens L1. Measuring lens (L1), measuring lens for injecting infrared light into the eye to be examined and image signal signal having visual information from the retina (R) of the eye to be imaged again near its focal position Hole mirror (HM) that redirects the signal light from (L1) to image sensor (IS), aperture (A1), aperture (A1) used to remove noise from signal light reflected from hole mirror (HM) Focusing lens (L4) to separate the signal light coming from the prism (P), separating the signal light The main signal is located on the imaging prism (P), the imaging lens (L3) and the imaging lens (L3) that form an image signal separated by the separation prism (P) on the image sensor (IS). It consists of an image sensor (IS) that changes to and an arithmetic unit that turns on the infrared light source (S) during measurement and receives electrical signals from the image sensor (IS) and converts them into vision. On the other hand, with respect to the lens L1 for measurement, the position of the cornea C of the eye to be examined and the hole formation position of the hole mirror HM are in water relation, and the diameter of the measurement light falling on the cornea C is d, When the magnification of the measuring lens L1 is m, the diameter of the hole of the hole mirror HM in the hole mirror HM is sufficiently larger than d * m.
2)본 발명의 작용설명본 발명의 기술을 적용한 시력 측정용 광학계의 동작을 설명한다. 먼저 연산장치에서 측정지시가 나오면 적외선광원(S)에서 측정용 적외선광이 발생한다. 발생된 적외선광은 조명렌즈(L2)에 의하여 측정용 렌즈(L1)의 초점위치에 모아지게 된다. 피검안(E)의 각막(C)에 떨어지는 측정용 적외선광의 크기를 제어할 목적으로, 조명렌즈(L2)에서 나온 측정광이 측정렌즈(L1)을 통해서 피검안(E)을 향해서 진행할 때 구경(A2)을 통과시켜 측정광이 각막에 도달 했을 때는 직경이 일정크기 이하가 되도록 제한한다. 측정용 렌즈(L1)를 통과하여 평행광으로 되어 피검안에 입사된 측정광은 상당 부분이 각막(C)의 표면에서 난반사 되어 광로 Ni(점선으로 표시)를 따라 돌아오게 된다. 다만 소량의 광량만이 망막(R)에 도달하여 시력정보를 입수하면서 망막(R)에서 반사된후 광로Si(굵은 실선으로 표시)를 따라 피검안(E)을 빠져 나오면서 전술한 각막표면에서 강력하게 난반사되는 광과 섞이게 된다. 그런데, 측정용 렌즈(L1)에 대하여 피검안(E)의 각막(C) 위치와 홀미러(HM)의 홀의 위치를 물상 관계가 되도록 측정용 렌즈(L1)의 초점거리를 정하면, 각막(C)의 표면에서 난반사되어 광로Ni를 따라 나오는 노이즈광은 홀미러(HM)의 홀 위치에 모두 모이게 된다. 한편, 각막(C)에 떨어지는 측정광의 직경을 d , 측정렌즈(L1)의 배율을 m, 이라 할경우 홀미러(HM)에 있는 홀의 직경이 d*m 보다 충분히 크도록 설계되었으므로, 홀미러(HM)의 홀에 모인 노이즈광은 모두 적외선광원 방향으로 빠져나가고 홀미러(HM)에서 반사되는 광선은 모두 시력정보를 가진 신호광만으로 된다.2) Description of operation of the present invention The operation of the optical system for measuring eyesight according to the present invention will be described. First, when a measurement instruction is issued from the computing device, infrared light for measurement is generated from the infrared light source (S). The generated infrared light is collected at the focal position of the measurement lens L1 by the illumination lens L2. For the purpose of controlling the size of the measurement infrared light falling on the cornea C of the eye E, the measurement light from the illumination lens L2 travels toward the eye E through the measurement lens L1. When the measurement light reaches the cornea through (A2), the diameter is limited to a certain size or less. A large portion of the measurement light incident through the measurement lens L1 and being incident to the test object is diffusely reflected at the surface of the cornea C to return along the optical path Ni (indicated by dotted lines). However, only a small amount of light reaches the retina (R), and the visual information is reflected from the retina (R), and then exits the eye (E) along the optical path Si (indicated by a thick solid line) and is strong at the aforementioned corneal surface. Mixed with diffusely diffused light. However, when the focal length of the measurement lens L1 is determined so that the position of the cornea C of the eye to be examined and the position of the hole of the hole mirror HM with respect to the measurement lens L1 are in water, the cornea C The noise light that is diffusely reflected from the surface of) along the optical path Ni is collected at the hole position of the hole mirror HM. On the other hand, when the diameter of the measurement light falling on the cornea C is d, and the magnification of the measurement lens L1 is m, the diameter of the hole in the hole mirror HM is designed to be sufficiently larger than d * m. All of the noise light collected in the hole of the HM exits in the direction of the infrared light source, and all of the light rays reflected from the hole mirror HM are only the signal light having vision information.
이는 본 발명에 따른 시력측정용 광학계에서, 홀미러(HM)에서 반사된 후 이미지센서(IS) 방향으로 가는 광선의 대부분이 노이즈광이 없는 순수 신호광이라는 것을 의미하므로 홀미러(HM)와 이미지 센서(IS) 사이에 배치되는 구경(A1)의 개구부를 충분히 크게 할 수 있음을 의미한다. 구경(A)의 큰 개구부를 통과한 신호광은 그 강도가 높지만 광이 급격히 발산하기 때문에 분리 프리즘(P)으로 들어가기 전에 집속렌즈(L4)를 통과하여 집속된 후 분리 프리즘(P)으로 들어가서 분리된 후 결상렌즈(L3)를 거처 이미지센서(IS)에 결상되어 전기신호로 변환된다. 그리고, 변환된 전기적 신호는 연산장치에서 시력으로 환산되어 표시되게 된다.This means that in the optical system for vision measurement according to the present invention, since most of the light beams reflected from the hole mirror HM toward the image sensor IS are pure signal light without noise light, the hole mirror HM and the image sensor It means that the opening part of the aperture A1 disposed between (IS) can be made large enough. Since the signal light passing through the large opening of the aperture A has a high intensity but the light is rapidly emitted, it is focused through the focusing lens L4 before entering the separation prism P, and then enters the separation prism P to be separated. Thereafter, the imaging lens L3 is imaged by the image sensor IS and converted into an electrical signal. The converted electrical signal is converted into visual acuity in the computing device and displayed.
3)본 발명의 다른 실시예3) Another embodiment of the present invention
가) 가) 적외선 광을 통과시키면서 피검안(E)의 각막(C)에 떨어지는 측정용 적외선 광의 크기를 제어할 목적으로 중심에 일정 크기의 홀이 있는 개구(A2)를 적외선광원(S)과 조명렌즈(L2)사이의 임의의 위치에 설치할 수도 있다.A) A) an aperture A2 having a hole of a predetermined size in the center for controlling the size of the measurement infrared light falling on the cornea C of the eye to be examined while passing infrared light through the infrared light source S; It may be provided at any position between the illumination lenses L2.
나) 시력측정장치용 광학계의 구성을 단순화 할 목적으로, 집속렌즈(L4)의 한면을 평면으로 하고 그 평면에 분리프리즘(P)을 부착하여 한 개의 부품을 형성하는 렌즈프리즘으로 집속렌즈(L4)와 분리프리즘(P)을 대치할 수 도 있다.B) For the purpose of simplifying the construction of the optical system for the vision measuring apparatus, the focusing lens L4 is a lens prism that forms one part by making one surface of the focusing lens L4 flat and attaching a separating prism P on the plane. ) And the separating prism (P) can be replaced.
본 발명에 따른 시력측정장치용 광학계에서는 홀 미러(HM)의 홀의 크기와 홀의 형성 위치가 일정 조건을 갖도록 설계되어 시력측정을 위한 신호광 속에 포함된 노이즈광을 제거하므로, 홀미러(HM)에서 반사된 광을 받는 구경(A1)의 개구부를 충분히 크게 하는 것이 가능하다. 따라서, 측정광으로 사용하는 적외선광의 강도를 높지않게 하면서도 시력측정을 실시할 수 있으며, 측정시 연산 장치의 오동작에 의하여 적외선 LED가 점등된 시간이 길어진다 해도 피검자의 눈에 크게 무리를 주지 않게 되므로, 사용상의 안정성을 확보할 수 있게 되고 측정광이 조사되는 시간을 정밀제어 해야 할 필요가 없게 된다. 또한 구경(A1)의 개구부가 커서 시력측정에 필요한 측정광이 충분히 이미지센서(IS)에 도달되므로, 일반규격의 이미지센서(IS)를 사용하는 것이 가능 하므로 시력측정용 광학계의 생산가격을 낮출수 있는 장점이 있다.In the optical system for vision measuring apparatus according to the present invention is designed so that the size of the hole of the hall mirror (HM) and the hole formation position has a predetermined condition to remove the noise light included in the signal light for vision measurement, it is reflected from the hole mirror (HM) It is possible to enlarge the opening part of the aperture A1 which receives the received light sufficiently. Therefore, visual acuity measurement can be performed without increasing the intensity of the infrared light used as the measurement light, and even if the time for which the infrared LED is turned on by the malfunction of the operation device is long, it does not cause much trouble to the eyes of the subject. Therefore, it becomes possible to secure stability in use and eliminates the need to precisely control the time for which the measurement light is irradiated. In addition, since the opening of the aperture A1 is large, the measurement light necessary for visual acuity reaches the image sensor IS. Therefore, it is possible to use an image sensor IS of a general standard, thereby reducing the production cost of the optical system for vision measurement. There is an advantage.
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