KR100603005B1

KR100603005B1 - 안과장치

Info

Publication number: KR100603005B1
Application number: KR1020040006689A
Authority: KR
Inventors: 마사키토시후미
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2006-07-24
Also published as: CN1281180C; DE602004001140D1; KR20040070441A; US7478909B2; US20040156019A1; EP1442698B1; CN1518948A; EP1442698A1

Abstract

안과장치에서는, 이차원 촬상소자와 동공 지름에 의해 촬영된 전안부 화상으로부터 산출된 각막 반사화상 위의 3개의 휘점의 좌표를 산출하고, 그 전안부 화상으로부터 동공 중심위치를 산출한다. 동공 지름이 실제 설정된 동공 지름보다 작은 경우, 동공의 중심으로부터 변동에 의해 정렬을 실시하고, 그 동공 지름이 실제 설정된 동공 지름보다 큰 경우, 각막 반사화상 위의 상기 휘점으로부터 상기 변동량에 의거하여 정렬을 실시한다. 또한, 제어방법은, 상기 각막 반사화상의 휘점위치와 동공 중심위치 사이의 차이에 의해 변경된다. 또한, 정렬의 허용레벨은, 동공 지름의 크기에 의해 변화된다.

안과장치, 동공 지름, 각막 반사화상, 전안부 화상, 변동량

Description

안과장치{OPHTHALMOLOGIC APPARATUS}

도 1은 안굴절을 측정하기 위한 안과장치의 사시도,

도 2는 검안부의 광학 구성도,

도 3은 6분할 조리개와 6분할 프리즘의 사시도,

도 4는 정렬 프리즘 조리개의 사시도,

도 5는 블록회로도,

도 6은 정렬 상태에 대응하는 전안부 화상을 나타낸 도면,

도 7은 제1실시예의 자동 정렬 흐름도,

도 8은 동공 지름을 구하는 방법을 나타낸 도면,

도 9는 눈꺼풀이 쳐져 있는 상태의 전안부 화상을 나타낸 도면,

도 10은 제2실시예의 자동 정렬 흐름도,

도 11은 동공, 각막의 정점 및 측정빔을 나타낸 도면,

도 12는 시선 변동시의 전안부를 나타낸 도면,

도 13은 제3실시예의 자동 정렬 흐름도,

도 14는 동공 지름이 큰 경우의 전안부를 나타낸 도면,

도 15는 동공 지름이 작은 경우의 전안부를 나타낸 도면,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 기저 스탠드 2 : 검안부

3 : 표시부 7 : 프린터

17 : 측정광원 21, 26 : 이차원 촬상소자

24 : 정렬 프리즘 조리개 30 : 시선 주시 표적 광원

31 : 외안 조명원 41 : CPU

53 : 화상 메모리

본 발명은 피검안과 검안부의 정렬을 자동으로 실시하는 안과장치에 관한 것이다.

측정빔을 피검안의 동공 상에 투영하고, 그 안저로부터의 반사광에 의해 검사를 실시하는 종래의 안굴절력을 측정하기 위한 안과장치에서의 피검안과의 위치정렬 방법에서는, 피검안의 각막의 정점에 의거하여 정렬을 실시한다. 그러나, 피검안에 의거해서는, 눈의 동공과 각막의 정점이 서로 편심인 경우가 있고, 그 편심률이 클 경우, 필요한 측정빔은, 홍채에 의해 어두워지고 종종 정확한 측정값을 얻기가 곤란해진다.

또한, 정확한 굴절력 측정은 최초의 시선인 동공의 중심에서 상기 굴절력을 측정하는 것이 정밀도가 좋고, 이 때문에 동공 중심과 정렬된 측정 광축에 의해 굴절력을 측정하는 일본특개평 H9-66027에 나타낸 것과 같은 장치가 공지되어 있다. 그러나, 이러한 종래기술의 예에 있어서는, 피검안의 동공이 클 경우에는, 눈꺼풀이 동공 영역을 덮기 쉬워지고, 그 눈꺼풀이 동공 영역을 덮을 경우에는, 동공의 중심을 구하는 것과 같은 간단한 계산에 의해서는 동공의 정확한 중심위치를 구하기가 어려워져, 동공 중심과는 다른 위치에서 측정을 행할 우려가 있다.

또한, 상기와 같이 눈꺼풀이 동공영역을 덮은 상태에서 동공의 중심을 측정하는 방법에 의하면, 그 검출된 동공 중심위치가 일정하지 않고, 각 측정시에 그 측정된 위치가 변하여 측정값이 안정되지 못한다는 문제점이 있다. 또한 눈꺼풀이 동공영역을 덮은 상태에서 정확하게 동공의 중심을 구하기 위해서는, 복잡한 계산이 필요하고, 그 계산시간이 길어지며, 또한 그 측정시간이 길어지는데, 이것은 피검자에게 상당한 부담을 준다.

또한, 피검안의 동공이 작고 그 지름이 측정가능한 최소 동공 지름에 근사할 경우, 정렬 변동이 그 변동에 따라 허용 가능한 범위 내에 있더라도, 홍채가 측정빔을 어둡게 할 가능성이 있다. 그 홍채가 측정빔을 어둡게 할 경우, 측정오차가 생기거나 신뢰성이 낮은 측정값이 되는 문제점이 있다.

또한, 정렬을 아주 정확하게 하는 경우, 정렬에 매우 많은 시간이 필요하므로, 상기 측정값에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 허용 가능한 범위를 설정한다. 통상, 이러한 허용 가능한 정렬 범위는 고정되지만, 일본특허 제3161544호에 기재된 것처럼, 그 정렬의 정밀도를 수동으로 변경할 수 있는 장치가 공지되어 있다.

또한, 일본특개평 H11-19040에 기재된 장치는, 홍채의 가장자리가 측정광을 어둡게 하지 않는 각막의 정점에 가능한 한 매우 근접한 위치로 조절된 정렬에 의해 측정을 하도록 설계되었다. 그러나, 이러한 종래기술의 상술한 실시예는, 정렬 완료부터 측정완료까지는 피검안의 조절력을 없애는 운무조작(fog operation; 雲霧操作) 등에 많은 시간이 걸리고, 그 사이에 피검안이 움직이거나 운무조작이 실시될 경우에, 동공 지름이 변해서, 정렬 완료시에는 홍채가 측정빔을 어둡게 하지 않더라도, 실제 측정시에는 측정빔이 그 홍채를 가려 측정 오류가 생기는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결하고, 정확하고 신속하게 정렬을 하여 측정을 달성할 수 있는 안과장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 안과장치는, 피검안의 동공의 중심위치와 동공 지름을 산출하고, 상기 피검안의 동공 지름이 실제 설정된 동공 지름보다 큰 경우, 각막의 정점 위치와 검안부 사이의 위치 변동을 검출하여 적절한 위치에서 상기 검안부를 정렬하고, 피검안의 동공 지름이 실제 설정된 동공 지름보다 작은 경우, 피검안의 동공 중심과 상기 검안부 사이의 위치 변동을 검출하여 적절한 위치에서 상기 검안부를 정렬하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 안과장치는, 동공의 동공 지름 및 상기 동공 중심과 각막 정점 사이의 편심량과, 측정 가능한 최소 동공 지름은 서로 비교되어, 홍채가 측정빔을 어둡게 한다고 판단되면, 동공 중심과 검안부의 위치 사이의 위치 변동을 검출하여, 그 검안부의 위치를 적절한 위치로 조절하고, 그 홍채가 측정빔을 어둡게 하지 않는다고 판단되면, 상기 검출수단에 의해 검출된 각막 상부 위치와 검안부 사이의 위치 변동을 검출하여, 그 검안부의 위치를 적절한 위치로 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 동공 중심과 검안부 사이의 위치 변동을 검출하여 적절한 위치에서 검안부의 정렬을 실시하는 안과장치는, 검안부와 피검안 사이의 정렬의 허용레벨이 피검안의 동공 지름의 크기에 따라 변경되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적 및 구성은, 이하 본 발명의 일부 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

[발명의 실시예]

(제1실시예)

이하, 본 발명의 제1실시예를 상세히 설명한다.

안굴절을 측정하기 위한 안과장치의 사시도인 도 1을 참조하면, 기저 스탠드(1)의 상부에 검안부(2)가 이동 가능하게 탑재되고, 기저 스탠드(1)의 조작면에는, 측정값이나 피검안 화상 등의 표시와 각종 장치의 설정을 선택할 수 있는 액정 모니터 또는 CRT 모니터 등으로 이루어진 표시부(3)와, 그 표시화면을 조작하고, 검안부(2)를 피검안(E)과 정렬시키기 위한 트랙볼(4)과, 롤러(5)와, 프린터 인쇄스위치, 측정개시스위치, 선택 설정 스위치 등이 배치된 스위치 패널(6)과, 측정결과를 인쇄하는 프린터(7)가 배치되어 있다. 피검자는, 기저 스탠드(1)의 조작면과 반대측에 있는 도시하지 않은 얼굴 수납부에 그들의 얼굴을 얹어놓고, 검안부(2)의 대물부 앞에 그들의 피검안을 둠으로써 측정이 가능해진다.

검안부(2)의 내부의 광학적 구성도를 나타낸 도 2를 참조하면, 피검안 E의 시선과 정렬되는 검안부(2)의 광축 O 상에는, 피검안 E측부터, 가시광을 전반사하고 파장 880nm의 빔을 일부 반사하는 색 선별 미러(11; dichroic mirror), 대물렌즈(12), 구멍 개방 미러(13), 조리개(14), 투영렌즈(15), 투영 조리개(16), 파장 880nm의 빔을 출사하는 측정광원(17)이 순차로 배열되어 있다. 그리고, 구멍 개방 미러(13)의 반사방향으로는, 6분할 조리개(18), 6분할 프리즘(19), 수광렌즈(20) 및 이차원 촬상소자(21)가 순차로 배치되어 있다. 6분할 조리개(18)와 6분할 프리즘(19)은 도 3에 나타낸 것과 같은 형상으로 되어 있고, 실제로는 6분할 조리개(18)와 6분할 프리즘(19)은 서로 밀착되어 있다.

한편, 색 선별 미러(11)의 반사방향으로는, 시선 주시 표적 투영 광학계(fixation target projection optical system)와, 전안부 관찰과 정렬 검출이 공용되는 수광 광학계가 배치되어 있다. 수광 광학계로서는, 렌즈(22), 색 선별 미러(23), 정렬 프리즘 조리개(24), 결상렌즈(25), 이차원 촬상소자(26)가 순차로 배열되어 있다. 정렬 프리즘 조리개(24)는 도 4에 나타낸 것 같은 형상으로 되어 있고, 원판형 조리개 판에 3개의 개구부가 일렬로 설치되어 있으며, 색 선별 미러(23)에 인접한 양측의 개구부측에 파장 880nm 부근의 빔만을 투과시키는 정렬 프리즘(24a, 24b)이 접착되어 있다.

시선 주시 표적 투영 광학계로서, 색 선별 미러(23)의 투과측에는, 전반사 미러(27), 시선 주시 유도 렌즈(28), 시선 주시 챠트(29) 및 시선 주시 표적 광원(30)이 순차로 배치되어 있다. 그리고, 피검안 E의 전방의 광축 O의 양측에는, 외안 조명원(31a, 31b)이 설치된다.

안굴절을 측정하기 위한 안과장치의 블록 회로구성도를 나타낸 도 5를 참조하면, 제어, 연산 등을 행하는 CPU(41)에는, 트랙볼(4), 롤러(5), 스위치 패널(6), 프린터(7)가 접속되어 있다. 또한, CPU(41)에는, 검안부(2)를 구동하기 위한 상하모터(42), 전후모터(43), 좌우모터(44)가, 각각 모터 드라이버(45, 46, 47)를 통해 접속되어 있다. 또한, CPU(41)에는 시선 주시 표적 광원(30), 외안 조명원(31) 및 측정광원(17)이 D/A 컨버터(48)를 통해 접속되고, 시선 주시 유도 렌즈(28)를 구동하기 위한 시선 주시 유도 렌즈용 모터(49)가 모터 드라이버(50)를 통해 접속되어 있다.

이차원 촬상소자(21, 26)의 출력은, 비디오 스위치(51)에 접속되어, CPU(41)로부터의 신호에 따라 A/D 컨버터(52)로 전송되어 변환될 수 있다. A/D 컨버터(52)에 의해 변환된 화상 데이터는 화상 메모리(53)에 저장된다. 이 화상 메모리(53)는, 상기 화상 메모리(53) 내에 저장된 화상 데이터를 액세스 가능한 CPU(41)에 접속된다. 또한, 이차원 촬상소자(21)의 출력은, CPU(41)로부터 캐릭터 발생장치(54)를 통한 신호와 합성되어, 표시부(3)에 접속된다.

이와 같이 구성된 안굴절을 측정하기 위한 안과장치에 있어서, 우선 조작자는 피검자의 얼굴을 얼굴 수납대에 실은 뒤에, 피검안 E에 대해 검안부(2)의 광축(O)을 조절하기 위해서, 트랙볼(4)과 롤러(5)를 조작한다. 트랙볼(4)의 조작은 검안부(2)를 피검안 E에 대해 좌우 및 전후방향으로 이동시키고, 롤러(5)는 검안부(2)를 상하방향으로 이동시켜 정렬시킬 수 있다.

이 조작에 있어서, 장치측 상에서는 트랙볼(4) 및 롤러(5)에 각각 구비된 펄스 카운터와 로터리 인코더로부터의 출력신호를 CPU(41)에 의해 받아, 조작량 및 속도를 검출할 수 있다. 또한, 그 조작량 및 속도로부터, 각각의 모터 드라이버(45, 46, 47)를 통해, 상하모터(42), 전후모터(43) 및 좌우모터(44)를 구동한다.

시선 주시 유도시에, 점등된 시선 주시 표적 광원(30)의 투영빔은, 시선 주시 챠트(29)를 뒷편에서 조명하여, 시선 주시 유도 렌즈(28)와 렌즈(22)를 통해 피검안 E의 안저 Er에 투영된다. 시선 주시 유도 렌즈(28)는, 피검안 E의 시도(visibility)의 변화에 대응할 수 있도록, 시선 주시 유도 렌즈용 모터(49)의 회전에 의해 광축방향으로 이동된다.

정렬검출을 위한 광원은 측정광원(17)과 공용되고, 측정광원(17)으로부터의 빔은 피검안 E의 각막 Ec에서 반사되어, 그 각막 반사빔은 색 선별 미러(11)에서 반사되고, 렌즈(22)를 통과하여, 색 선별 미러(23)에서 반사되고, 수광 광학계(정렬 광학계)로 향한다. 수광 광학계에서는, 정렬 프리즘 조리개(24)의 정렬프리즘(24a)을 투과한 빔은 아래방향으로 굴절되고, 정렬프리즘(24b)을 투과한 빔은 위방향으로 굴절된다. 또한, 중심 개구부를 통과하는 빔은 그대로 투과하여, 결상렌즈(25)를 통해 이차원 촬상소자(26) 상에 3개의 휘점을 결상한다.

또한, 피검안 E의 전안부 화상과 파장 880nm의 외안 조명원(31a, 31b)에 의한 각막 반사상도 색 선별 미러(11)에서 반사되어 렌즈(22)를 통과하고, 색 선별 미러(23)에서 더 반사되어 수광 광학계로 향하고, 계속해서 정렬 프리즘 조리개(24)의 중심 개구부만을 통과하여, 결상렌즈(25)를 통해 이차원 촬상소자(26)에 결상된다.

이차원 촬상소자(26)에서 촬영된 전안부 화상의 영상신호는, 비디오 스위치(51)를 통해 A/D 컨버터(52)에 의해 디지털 데이터로 변환되어, 화상 메모리(53)에 저장된다. CPU(41)는 화상 메모리(53)에 저장된 화상에 의거하여 정렬 휘점의 추출과 동공 추출 등의 화상처리를 행한다. 또한, 이차원 촬상소자(26)로 촬영된 전안부 화상의 영상신호는, 캐릭터 발생장치(54)로부터의 신호와 합성되어, 표시부(3) 상에 전안부 화상, 측정값 등을 표시한다. 또한, 필요에 따라서 측정값 등을 프린터(7)로 인쇄한다.

도 6a 내지 도 6c는 표시부(3)의 화면의 설명도로, 이차원 촬상소자(26)에 의해 촬영된 피검안 E의 전안부 화상을 나타낸다. 피검안 E의 전안부 화상 및 외안 조명원(31a, 31b)의 각막 반사 화상은, 정렬 프리즘 조리개(24)의 중심 개구부를 투과한 빔에 의해서 동공 화상의 좌우에 결상된다. 또한, 측정광원(17)에 의한 각막 반사 화상도 행으로 3개의 휘점으로서 결상한다. 요컨대, 정렬 프리즘 조리개(24)의 정렬 프리즘(24a)을 투과한 빔은 상부 휘점, 정렬프리즘(24b)을 투과한 빔은 하부 휘점, 중심 개구부를 투과한 빔은 중심 휘점이 된다.

도 6a는 피검안 E의 작동거리가 적절하게 정렬된 상태를 나타내고, 도 6b는 피검안 E와 검안부(2)간의 작동거리가 적정위치 보다도 먼 상태의 전안부 화상을 나타내며, 도 6c는 피검안 E와 검안부(2)와의 작동거리가 적정위치보다도 가까운 상태의 전안부 화상을 나타낸다. 정렬의 작동거리 방향의 정렬 변동은, 상부 및 하부의 휘점의 X 좌표의 변동으로부터 산출되고, 또한 상하좌우방향의 정렬 변동은 중심 휘점의 위치로부터 산출된다.

조작자는 상술한 조작에 의해 검안부(2)를 이동시켜, 표시부(3)를 통해 피검안 E의 각막 Ec 상에서 정렬광의 각막 반사광에 의한 3개의 휘점이 보일 수 있을 정도의 정렬을 행하고, 3개의 휘점이 표시부(3) 상에 확인되면, 조작자가 스위치 패널(6)에 배치된 측정개시스위치를 누름으로써, 자동정렬을 시작한다.

도 7은 자동정렬에 관한 흐름도를 나타내고, 우선 단계 S1에서는, 이차원 촬상소자(26)로 촬영된 피검안 E의 전안부 화상의 영상신호를, A/D컨버터(52)을 통해 디지털 데이터로 변환하여, 화상 메모리(53)에 저장되고, CPU(41)에 의해 화상 메모리(53) 내의 전안부 화상으로부터 측정광원(17)에 의한 각막 반사 화상의 3개의 휘점을 추출하여, 각 휘점의 좌표를 검출한다.

도 8은 화상 메모리(53) 내에 저장된 피검안 E의 전안부 화상을 나타내고, 단계 S2에서는, 단계 S1에서 검출된 각막 반사 화상의 3개의 휘점 중 중심 휘점 B1의 Y 좌표상의 수평방향의 라인 Ly에서, 동공 P와 홍채의 가장자리 E1, E2를 각각 검출하고, 상기 가장자리 E1과 E2사이의 거리 △X를 산출하고, 이 거리 △X로부터 피검안 E의 동공 P의 동공 지름을 산출하게 되며, 이 산출된 P의 동공 지름을 통해 동공 P의 동공 지름의 크기를 판단하게 된다.

다음에, 단계 S3으로 가서, 단계 S2에서 산출한 동공 P의 동공 지름의 크기를 판단하여, 동공 지름이 예컨대 설정값 4mm 이하일 경우에는 단계 S4로 가고, 4mm 이상일 경우에는 단계 S6로 간다.

단계 S4에서는 화상 메모리(53)에 받아들인 피검안 E의 전안부 화상으로부터 동공 P의 중심위치를 계산하여 동공의 중심을 구한다. 계속해서, 단계 S5에서 동공 중심과 장치의 측정광축간의 좌우상하의 X, Y 방향의 정렬 변동량을 산출하여, 단계 S7로 간다.

단계 S3에서, 동공 지름이 상기 설정값 4mm보다 크다고 판정된 경우는, 단계 S6에서는, 단계 S1에서 검출한 각막 반사 화상의 3개의 휘점 중 중심 휘점 B1의 좌표로부터 장치의 측정광축과의 X, Y 방향의 정렬의 변동량을 산출하여, 단계 S7로 간다. 단계 S7에서는, 단계 S1에서 검출한 각막 반사 화상의 상부 및 하부의 휘점 B2 및 B3의 X좌표의 변동으로부터 작동거리인 Z 방향의 정렬의 변동량을 구한다.

단계 S8에서는, X, Y, Z의 각 방향의 변동량이 측정값에 영향을 미치지 않는 허용가능한 범위(예컨대, 허용레벨)에 있는가 아닌가를 판정하여, 변동량이 상기 허용레벨 보다도 크면 단계 S9로 가서, 변동량에 따라 상하모터(42), 전후모터(43) 및 좌우모터(44)를 구동하여 정렬의 변동을 작게 하고, 단계 S1로 되돌아간다.

이상 설명한 공정을 단계 S8에서 변동량이 상기 허용레벨 내라고 판정될 때까지 반복하여, 자동정렬 동작 완료 후에, 측정동작을 행하여 측정값을 산출한다.

단계 S3에서 동공 지름에 따라 X, Y 방향의 정렬검출방법을 전환하는 이유를 설명한다. 도 9a는 피검안 E의 동공 지름이 작고, 눈꺼풀이 쳐져 있는 상태의 전안부 화상을 나타내고, 도 9b는 피검안 E의 동공 지름이 크고, 눈꺼풀이 쳐져 있는 상태의 전안부 화상을 나타낸다. 도 9a에 나타낸 바와 같이 동공 지름이 작은 경우는, 눈꺼풀이 약간 쳐져도 눈꺼풀이 동공영역을 덮지 않기 때문에, 동공의 원래의 중심 Pg과 상기 산출한 동공 P의 중심 Pg'은 서로 거의 일치한다.

그러나, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 동공 지름이 큰 경우는 눈꺼풀이 약간만 쳐져도 눈꺼풀이 동공영역을 덮는다. 이러한 상태에서 동공 P의 중심을 구하면, 산출된 동공 중심 Pg'은 원래의 동공 중심 Pg으로부터 변동한다.

또한, 이 변동은, 눈꺼풀이 동공영역을 덮는 양에 의해 변화되기 때문에 안정한 위치에서 측정할 수 없다. 따라서, 동일한 피검안 E를 측정하더라도, 동공 P이 큰 경우에는 측정위치가 측정마다 변동되어, 안정된 측정값을 얻는 것이 곤란해지는 바람직하지 못한 가능성이 생긴다.

정렬이 종료된 후의 측정에서는, 측정광원(17)으로부터 출사된 빔은, 빔의 양을 조절하는 투영 조리개(16)에 의해 제한되어, 투영렌즈(15)에 의해 대물렌즈(12) 측에 일차 결상되고, 대물렌즈(12)와 색 선별 미러(11)를 통해 피검안 E의 동공 중심으로 입사하여, 안저 Er에 결상된다. 안저 Er로부터의 반사광은 동공주위를 통과하고, 다시 대물렌즈(12)에 입사하고, 굵은 빔으로 되어 구멍 개구 미러(13)에서 전반사한다. 구멍 개구 미러(13)에서 반사된 빔은, 6분할 조리개(18)로 6분할됨과 동시에, 6분할 프리즘(19)에서 이차원 촬상소자(21)의 수광면 영역의 적정범위에 수광되도록 굴절되어, 6개의 스폿 화상이 이차원 촬상소자(21) 상에 투영된다.

이차원 촬상소자(21)로 촬영된 안저 화상의 영상신호는, 비디오 스위치(51)를 통해 A/D컨버터(52)에 의해 디지털 데이터로 변환되어, 화상 메모리(53)에 저장된다. CPU(41)는 화상 메모리(53)에 저장된 화상의 스폿 화상의 위치에 의거하여 안굴절력의 연산을 행한다.

원래, 굴절력은 동공 중심에서 측정하는 것이지만, 동공이 큰 경우는 각막 정점과 동공이 서로 편심되어 있는 경우라도, 각막 정점에 정렬을 조정하여 측정을 하더라도, 홍채가 측정빔을 어둡게 하는 일은 적다. 또한, 각막 중심에서의 측정값과 동공 중심에서의 측정값간의 오차가 생길 우려가 있지만, 눈꺼풀이 동공영역을 덮음으로써, 동공상의 측정위치가 변화되어 측정값이 안정되지 않는 문제를 해결할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 안과장치를 사용함으로써, 피검안의 동공이 큰 경우에 동공 영역을 눈꺼풀이 덮더라도 정렬을 안정하게 행할 수 있어, 빠른 속도로 측정을 행할 수 있다.

(제2실시예)

도 10 내지 도 12를 참조하여 제2실시예를 설명한다.

상기 제1실시예에서 설명된 도 1 내지 도 6의 안과장치 본체는 설명할 필요가 없다.

자동정렬에 관한 흐름도를 나타낸 도 10을 참조하면, 우선 단계 S101에서는, 이차원 촬상소자(26)로 촬영된 피검안 E의 전안부 화상의 영상신호를, A/D컨버터 (52)를 통해 디지털 데이터로 변환하여, 화상 메모리(53)에 저장시키고, CPU(41)에 의해 화상 메모리(53) 내의 전안부 화상으로부터 측정광원(17)에 의한 각막 반사 화상의 3개의 휘점을 추출하고, 각 휘점의 좌표를 검출한다. 단계 S102에서는 단계 S101에서 화상 메모리(53)에 받아들인 전안부 화상으로부터 동공 면적을 구하여, 동공은 원형이라고 가정하여, 동공반경을 산출한다. 계속해서, 단계 S103에서는 동공의 중심을 구하여 동공의 중심 위치의 좌표를 검출한다.

또한, 단계 S104에서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 단계 S101에서 검출한 3개의 휘점 중 중심 휘점 B1의 좌표(Xs, Ys)와, 단계 S103에서 검출한 동공 Ep의 중심 좌표(Xp, Yp)로부터, (｜Xs-Xp｜²+ ｜Ys-Yp｜²)^1/2의 계산을 행함으로써, 중심 휘점 B1과 동공 중심 사이의 편심량 △C을 산출한다.

다음에, 단계 S105로 가서, 각막 정점위치로부터 동공 가장자리까지의 최단 거리를 구한다. 동공반경을 R, 동공 Ep와 각막정점간의 편심량을 △C로 하면, 각막 정점위치로부터 동공 가장자리까지의 최단 거리 d는 (동공반경 R-편심량 △C)에 의해 계산될 수 있다. 즉, 이 최단 거리 d의 값이 측정 가능한 최소 동공반경 r 이하일 경우에는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 측정빔 M은 동공 Ep와 홍채간의 경계선 P의 외측에 있기 때문에, 홍채에 의해 어두워지므로, 단계 S106으로 간다. 또한, (동공반경 R-편심량△C)이 측정 가능한 최소 동공반경 r 이상이면, 측정빔이 홍채에 의해 어둡게 되지 않아, 단계 S107로 간다.

본 실시예에서는, 각막 정점위치로부터 동공 가장자리까지의 최단 거리 d와 측정 가능한 최소 동공반경 r을 서로 비교하였지만, 여유를 갖고 측정 가능한 최소 동공반경 r 보다도 약간 큰 값과 비교해도 된다.

단계 S106에서는, 단계 S103에서 산출한 동공 중심의 좌표로부터, 검안부(2)의 측정광축과의 좌우상하방향인 X, Y 방향의 정렬의 변동량을 산출하여, 단계 S108로 간다.

또한, 단계 S107에서는, 단계 S101에서 검출한 각막 반사 화상의 3개의 휘점 중 중심 휘점 B1의 좌표로부터, 검안부(2)의 측정광축과의 X, Y 방향의 정렬의 변동량을 산출하여, 단계 S108로 간다.

계속해서, 단계 S108에서는, 단계 S101에서 검출한 각막 반사 화상의 상부 및 하부 휘점의 X 좌표의 변동량에 의해, 작동거리방향인 Z 방향의 정렬의 변동량을 구한다. 단계 S109에서는, X, Y 및 Z방향의 변동량이 허용레벨 내에 있는지의 여부를 판정하여, 그 변동량이 허용레벨보다 크면 단계 S110으로 가고, 그 변동량에 따라 상하모터(42), 전후모터(43) 및 좌우모터(44)를 구동하여 정렬의 변동을 작게 하고, 단계 S101로 되돌아간다.

이상 설명한 단계 S101∼S110까지의 공정은, 단계 S109에서 변동량이 허용레벨 내라고 판정될 때까지 반복하여, 자동정렬동작을 완료 후에, 측정동작을 행하여 측정값을 산출한다.

정렬이 종료한 후의 측정에서는, 측정광원(17)으로부터 출사된 빔은, 빔의 양을 조절하는 투영 조리개(16)에 의해 제한되어, 투영렌즈(15)에 의해 대물렌즈(12) 측에 일차 결상되고, 대물렌즈(12) 및 색 선별 미러(11)를 통해 피검안 E의 동공 중심으로 입사하여, 안저 Er에 결상된다. 안저 Er로부터의 반사광은 동공주위를 통과하여, 다시 대물렌즈(12)로 입사하고, 굵은 빔으로 되어, 구멍 개구 미러(13)에서 전반사한다. 구멍 개구 미러(13)에서 반사된 빔은, 6분할 조리개(18)로 6분할됨과 동시에, 6분할 프리즘(19)에 의해 이차원 촬상소자(21)의 수광면영역의 적정범위에 수광되도록 굴절되어, 6개의 스폿이 이차원 촬상소자(21) 상에 투영된다.

이차원 촬상소자(21)로 촬영된 안저 화상의 영상신호는, 비디오 스위치(51)를 통해 A/D컨버터(52)에 의해 디지털 데이터로 변환되어, 화상메모리(53)에 저장된다. CPU(41)는 화상 메모리(53)에 저장된 화상의 스폿 화상의 위치에 의거하여 안굴절력의 연산을 행한다.

본 실시예에서는 각막정점과 동공 Ep간의 편심량의 크기에 관해서 문제 삼지는 않지만, 각막정점과 동공 Ep간의 편심의 원인으로서, 피검안 E의 동공 Ep가 정말로 편심되어 있는 경우와, 도 12에 나타낸 바와 같이 피검안 E의 시선이 측정빔 M의 광축으로부터 벗어나 있는 경우가 있다. 특히, 편심량이 큰 경우는 시선이 크게 벗어나 있는 경우가 종종 있고, 이러한 상태에서는 정확한 측정은 할 수 없기 때문에, 편심량 △C가 큰 경우, 예를 들면 2 mm 이상일 경우에는, 각막정점과 동공 Ep간의 편심량이 큰 것을 표시부(3)에 경고로서 표시한다. 또는, 프린터(7)에 측정값과 함께 경고 마크를 인쇄하여 검사자에게 알려도 된다.

(제3실시예)

도 13 내지 도 15를 참조하여 제3실시예를 설명한다.

자동정렬에 관한 흐름도를 나타낸 도 13을 참조하면, 우선 단계 S201에서는, 이차원 촬상소자(26)로 촬영된 피검안 E의 전안부 화상의 영상신호를, A/D컨버터(52)를 통해 디지털 데이터로 변환하여, 화상 메모리(53)에 저장시키고, CPU(41)에 의해 화상 메모리(53) 내의 전안부 화상으로부터 측정광원(17)에 의한 각막 반사 화상의 3개의 휘점을 추출하여, 각 휘점의 좌표를 검출한다. 다음에, 단계 S202로 가서, 단계 S201에서 화상 메모리(53)에 저장된 전안부 화상으로부터 동공 면적을 구하여, 그 구해진 면적으로부터 동공반경을 산출한다.

도 14a 내지 도 14b는 화상 메모리(53)에 받아들인 동공 Ep의 반경이 1.5 mm일 경우의 피검안 E의 전안부 화상을 나타내고, 도 14a는 정렬 변동이 거의 없는 상태를 나타내고, 도 14b는 정렬 변동이 허용레벨의 최대치인 0.2 mm인 상태를 나타낸다. 통상, 이 변동량의 허용레벨은 0.2 mm이다. 또한, 측정 가능한 최소 동공반경은 1.25 mm이다. 이 경우에, (동공반경 - 측정 가능한 최소 동공반경)은 (1.5-1.25)= 0.25 mm이 되고, 이것은 변동량의 허용레벨인 0.2 mm보다 크기 때문에, 허용레벨 내에서 최대한 정렬이 변동하였더라도, 측정빔이 홍채에 의해 어둡게 되지 않는다.

도 15a 및 도 15b는 동공반경이 1.4 mm일 경우의 피검안 E의 전안부 화상을 나타내고, 도 15a는 정렬 변동이 거의 없는 상태를 나타내며, 도 15b는 허용레벨 내에서 최대로 정렬이 변동한 상태를 나타낸다. 허용되는 변동량은 (1.4-1.25)= 0.15 mm이 되고, 정렬의 변동량의 허용레벨 0.2 mm가 더 크기 때문에, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 측정빔 M이 홍채에 의해 어둡게 될 가능성이 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 허용되는 정렬의 변동량을 0.15 mm 이하로 해야 한다.

그러므로, 단계 S203에서는, 정렬의 변동량의 허용레벨을 (동공반경-측정 가능한 최소 동공반경)의 계산에 의해 산출하여, 단계 S204로 간다. 단계 S204에서는 허용레벨의 상한치 0.2 mm와 비교하고, 그 비교값이 상한치 이상일 경우는 단계 S205에서, 허용레벨의 상한치 0.2 mm을 채용한다.

단계 S204에서 그 구해진 허용값이 상한치 미만일 경우에는, 단계 S206에서는 하한값 0.05 mm와 비교한다. 이 비교값이 하한값 이하일 경우는, 단계 S207에서는 하한값 0.05 mm을 채용한다.

이 허용레벨의 설정이 종료하면, 단계 S208로 가서, 화상 메모리(53)에 저장된 피검안 E의 전안부 화상으로부터 동공 Ep의 중심위치를 계산하여, 동공 중심과 검안부(2)의 측정광축간의 좌우상하방향인 X, Y 방향의 정렬의 변동량을 산출한 후에 단계 S209로 가고, 단계 S201에서 검출한 각막 반사 화상의 상부 및 하부 스폿 및 X 좌표의 변동으로부터 작동거리방향인 Z 방향의 정렬의 변동량을 구한다.

그리고, 단계 S210에서는, X, Y 방향의 변동량이 단계 S204∼S207에서 설정한 허용레벨 내인지의 여부와, Z 방향의 변동량이 허용레벨내에 있는지의 여부를 판정하여, X, Y 및 Z 방향의 변동량이 허용레벨보다 크면 단계 S211로 가고, 변동량에 따라 상하모터(42), 전후모터(43) 및 좌우모터(44)를 구동하여 정렬의 변동을 작게 하여, 단계 S201로 되돌아간다.

이상 설명한 공정을 단계 S210에서 변동량이 허용레벨 내라고 판정될 때까지 반복하여, 자동정렬동작 완료 후에, 측정동작을 행하여 측정값을 산출한다.

상한치를 설정하는 이유는, 허용레벨을 너무 넓히면, 정확한 측정값을 안정되게 구할 수 없기 때문이다. 또한, 하한값을 설정하는 이유는, 허용레벨을 너무 작게하면, 정렬조정에 너무 많은 시간이 필요하기 때문이다.

정렬이 종료한 후의 측정에서는, 측정광원(17)으로부터 출사된 빔은, 빔의 양을 조절하는 투영조리개(16)에 의해 제한되어, 투영렌즈(15)에 의해 대물렌즈(12) 측상에 일차 결상되고, 대물렌즈(12) 및 색 선별 미러(11)를 통해 피검안 E의 동공 중심에 입사하여, 안저 Er에 결상된다. 안저 Er로부터의 반사광은 동공주위를 통과하여, 다시 대물렌즈(12)에 입사하고, 굵은 빔으로 되어, 구멍 개구 미러(13)에서 전반사한다. 이 구멍 개구 미러(13)에서 반사된 빔은, 6분할 조리개로 6분할됨과 동시에, 6분할 프리즘(19)으로 이차원 촬상소자(21)의 수광면영역의 적정 범위에 수광되도록 굴절되어, 6개의 스폿 화상을 이차원 촬상소자(21) 상에 투영한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 안과장치는, 홍채가 측정빔을 어둡게 할 바람직하지 못한 가능성을 감소시킬 수 있고, 피검안의 동공 지름이 작고 그 동공 지름과 측정 가능한 최소 동공 지름간의 차이가 작더라도 정확한 측정값을 안정하게 얻을 수 있다.

Claims

피검안의 측정을 위해 측정빔을 피검안의 동공 내에 투영하는 투영 광학계와, 상기 측정빔을 수신하여 상기 피검안을 측정하는 검안부, 상기 피검안의 각막 상에 정렬빔을 투영하는 정렬 광학계, 상기 정렬빔의 각막 반사빔으로부터 각막 정점위치를 검출하는 검출수단, 상기 피검안의 전안부의 화상을 촬영하는 촬상수단 및, 상기 촬상수단으로부터 출력신호에 의거하여 상기 피검안의 동공의 중심위치와 동공 지름을 산출하는 산출수단으로 이루어진 안과장치에 있어서,

상기 산출수단에 의해 산출된 피검안의 동공 지름과 실제 설정된 동공 지름을 비교하여, 상기 산출된 피검안의 동공 지름이 상기 실제 설정된 동공 지름보다 크면 상기 검출수단에 의해 검출된 각막 정점위치와 상기 검안부 사이의 위치변동을 검출하여 상기 검안부의 정렬을 행하고, 상기 산출된 피검안의 동공 지름이 상기 실제 설정된 동공 지름보다 작으면 상기 피검안의 동공 중심과 상기 검안부 사이의 위치변동을 검출하여 상기 검안부의 정렬을 행하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 안과장치.
삭제
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피검안의 측정을 위해 측정빔을 피검안의 동공 내에 투영하는 투영 광학계와, 상기 측정빔을 수신하여 상기 피검안을 측정하는 검안부, 상기 피검안의 각막 상에 정렬빔을 투영하는 정렬 광학계, 상기 정렬빔의 각막 반사빔으로부터 각막 정점위치를 검출하는 검출수단, 상기 피검안의 전안부의 화상을 촬영하는 촬상수단 및, 상기 촬상수단으로부터 출력신호에 의거하여 피검안의 동공의 중심위치와 동공 지름을 산출하는 산출수단으로 이루어진 안과장치에 있어서,

상기 동공의 상기 계산된 중심위치와 상기 검출수단에 의해 검출된 각막 정점위치 사이의 편심량을 산출하고, 상기 편심량, 상기 산출된 상기 동공 지름 및 측정 가능한 최소 동공 지름을 비교하고, 이 비교결과에 따라 상기 검안부의 정렬을 행하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 안과장치.
삭제
제4항에 있어서,

상기 편심량이 상기 측정 가능한 최소 동공 지름보다 작은 경우, 상기 각막 정점 위치를 사용하여 상기 검안부의 정렬을 행하는 것을 특징으로 하는 안과장치.
제4항에 있어서,

상기 편심량이 상기 측정 가능한 최소 동공 지름보다 큰 경우, 상기 동공 중심위치를 사용하여 상기 검안부의 정렬을 행하는 것을 특징으로 하는 안과장치.
제4항에 있어서,

검사자에게 상기 편심량이 상기 측정 가능한 최소 동공 지름보다 큰 것을 경고하는 경고수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 안과장치.
빔을 피검안의 동공 내에 투영하여 그 반사된 광을 사용하여 측정 또는 검사하고, 피검안의 전안부를 촬영하는 촬상수단과, 상기 촬상수단으로부터의 출력신호에 의거하여 피검안의 동공의 중심위치와 동공 지름을 산출하는 산출수단으로 이루어진 안과장치에 있어서,

상기 산출수단에 의해 산출된 동공의 중심위치와 상기 검안부 사이의 위치변동에 의거하여 검안부의 정렬을 행함과 더불어, 상기 산출수단에 의해 산출된 피검안의 동공 지름의 크기에 따라 상기 검안부와 상기 피검안 사이에서 정렬의 허용레벨을 변경시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 안과장치.
제9항에 있어서,

상기 동공 지름이 실제 설정된 동공 지름보다 작은 경우, 상기 허용레벨을 작게 하는 것을 특징으로 하는 안과장치.