KR100843101B1 - 검안기의 위치 조정 방법 및 이를 이용한 검안기 - Google Patents

Abstract

피검안의 각막 표면형상, 굴절력 등을 측정하는 검안기에 적용되어, 피검안과 검안기 사이의 거리를 조정할 수 있는 방법 및 이를 이용한 검안기가 개시된다. 상기 검안기는, 피검안의 각막에 링 형상의 측정광을 조사하는 하나 이상의 마이어링으로 이루어진 측정 광원; 상기 각막으로부터 반사되는 측정광의 이미지를 검출하는 광검출기; 상기 광검출기에서 검출된 측정광 이미지로부터, 초기 측정광 이미지의 크기 R1 및 선명도 S1를 산출하고, 검안기와 피검안 거리를 변경시키고, 다시 측정광 이미지의 크기 R2 및 선명도 S2를 산출한 다음, 상기 측정광 이미지의 크기 및 선명도의 변화 방향으로부터, 측정광의 초점 위치에 피검안의 각막을 위치시킬 수 있도록 하는 검안기의 이동 방향을 산출하는 연산장치; 및 상기 검안기의 이동 거리를 검출하기 위한 이동거리 검출수단을 포함하며, 상기 이동거리 검출수단에서 검출된 검안기의 초점 위치는 상기 연산장치에 저장된다.

검안기, 마이어링, 엔코더, 초점, 각막, 선명도

Description

검안기의 위치 조정 방법 및 이를 이용한 검안기{Method for controlling position of eye examining apparatus and eye examining apparatus using the same}

도 1은 통상적인 각막 토포그래퍼의 구조를 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 마이어링을 이용하여 피검안의 위치를 조정할 수 있는 토포그래퍼의 광학 회로도.

도 3a 및 3b는 각각 본 발명에 따른 피검안의 위치 조정 방법에 있어서, 피검안의 각막에 형성된 측정광의 정면 및 측면 이미지를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 피검안의 위치 조정 방법에 있어서, 피검안의 각막 위치에 따른 측정광 이미지의 변화를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 피검안의 위치 조정 방법에 있어서, 측정광의 초점이 맞지 않은 상태에서의 마이어링 이미지를 부분적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따라, 마이어링 이미지의 크기 및 선명도를 이용하여, 피검안의 위치를 조정하고, 그 결과를 검출 및 저장하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트.

도 7은 본 발명에 따른 검안기의 초점 위치(Ez)를 검출하는 수단의 일 예를 도시한 도면.

도 8은 본 발명에 따라 검출된 검안기의 초점 위치를 이용하여, 2회 이상의 검안시, 검안기의 위치를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트.

도 9는 본 발명에 따른 피검안의 위치 조정 방법이 적용되는 복합 기능 검안기의 광학 회로도.

본 발명은 검안기의 위치 조정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피검안의 각막 표면형상, 굴절력 등을 측정하는 검안기에 적용되어, 피검안과 검안기 사이의 거리를 조정할 수 있는 방법 및 이를 이용한 검안기에 관한 것이다.

각막 표면형상 측정용 검안기는 콘택트렌즈 처방 시 또는 라식 수술자의 수술 전후의 각막 형상을 측정하는데 사용되는 안경점 및 안과 전용 계측 장비로서, 통상 각막 토포그래퍼(corneal topographer)라 한다. 초기의 토포그래퍼는 링(ring) 형상의 측정광을 각막에 입사시키고, 각막에서 반사된 측정광의 이미지를 2차원 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD)를 이용하여 검출한 다음, 검출된 이미지를 분석하여 피검안의 곡률을 측정하였으며, 그 후 측정광을 조사하는 링의 수를 증가시키고, 각막에서 반사된 다수의 측정광의 이미지를 분석하여 피검안의 2 차원 곡률 분포, 즉 각막 표면 형상을 측정할 수 있도록 개량되었다. 도 1은 통상적인 각막 토포그래퍼의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 각막 토포그래퍼는 피검안(1)의 시선을 고정시키기 위한 이미지를 조사하는 챠트 이미지 생성부(20), 토포그래퍼에 대하여 피검안(1)의 위치를 고정시키기 위한 조준광을 조사하는 조준 광원(30), 피검안(1)의 각막(2)에 동일 중심을 가지는 링 형상의 측정광을 조사하는 측정 광원(32) 및 각막(2)으로부터 반사되는 조준광 및 측정광의 이미지를 검출하는 광검출기(40)를 포함한다. 상기 챠트 이미지 생성부(20)는 가시광선을 조사하는 램프(22) 및 상기 램프(22)로부터 조사되는 광을 통과시키며 피검안자에게 보여지는 이미지를 생성하는 챠트(24)로 이루어진다.

이와 같은 토포그래퍼의 동작을 설명하면, 먼저 챠트 이미지 생성부(20)의 램프(22)에서 출사된 가시광선이 챠트(24)를 통과하면서 이미지를 형성하고, 챠트(24)에서 형성된 이미지는 제1 릴레이렌즈(relay lens, 25), 반사 미러(26), 제2 및 제3 릴레이 렌즈(27, 28), 제1 및 제2 빔스플리터(Beam splitter) 미러(35, 36) 및 각막(2)을 통해 피검안(1)의 망막(3)에 이미지를 형성한다. 피검안자는 이와 같이 형성된 이미지에 시선을 고정함으로서, 피검안(1)의 위치 이동에 따른 측정 오류를 방지할 수 있다. 피검안(1)의 시선이 고정되면, 조준 광원(30)에서 조준광이 조사되며, 조준광은 대물렌즈(34)와 제1 빔스플리터 미러(35)를 통과하여, 각막(2)에 조준광의 이미지를 생성하며, 각막(2)에서 반사된 이미지는 제1 빔스플리터 미 러(35)에서 반사되고, 제3 릴레이렌즈(28), 제2 빔스플리터 미러(36), 제4 릴레이렌즈(37)를 통과하여 광검출기(40)에 각막(2)에서 반사된 조준광의 이미지를 생성한다. 검안자는 상기 광검출기(40)에 형성된 조준광의 이미지가 가장 선명하게 나타나도록 토포그래퍼의 위치를 이동시킴으로서 토포그래퍼와 피검안 사이의 거리를 조정한다. 피검안(1)의 시선 및 위치가 고정되면, 플래시도 링(Placido Ring) 형태의 LED로 이루어진 측정 광원(32)으로부터 동일 중심을 가지는 다수의 링 형상의 측정광이 각막(2)으로 조사되며, 각막(2)에서 반사되는 측정광은 제1 빔스플리터 미러(35), 제3 릴레이렌즈(28), 제2 빔스플리터 미러(36) 및 제4 릴레이렌즈(37)를 통하여 각막(2)에 형성된 링 형상의 측정광 이미지를 광검출기(40)에 생성한다. 상기 광검출기(40)에 형성된 측정광의 이미지는 피검안(1)의 각막 곡률 및 형상에 따라 형태가 달라지므로, 토포그래퍼의 연산 장치를 이용하여 광검출기(40)에 형성된 이미지를 해석함으로서, 피검안(1)의 각막 표면 형상 및 곡률을 측정할 수 있다.

그러나, 이와 같은 통상적인 토포그래퍼는 각막 표면형상 측정시, 검안기와 피검안(1) 사이의 거리를 조정하기 위하여, 별도의 조준 광원(30) 및 조준광을 검출하기 위한 광학계를 사용하므로, 검안기의 기계적 구성이 복잡해질 뿐 만 아니라, 망막(2)에서 반사된 조준광의 신호가 광검출기(40)와 망막(2)사이에 위치한 광학부품을 통과하는 다른 신호와 겹쳐져서 데이터의 왜곡이 발생하는 단점이 있다. 이와 같은 데이터의 왜곡을 감소시키기 위하여, 조준광을 피검안(1)의 광축에 대하여 소정 각도로 기울여 입사시키는 방법도 사용되고 있으나, 이 경우 광검출기(40) 에서 측정되는 조준광의 이미지가 대칭(symmetric)이 되지 않아 측정 오차가 발생할 수 있으며, 아울러 검안기의 기계적 구성이 더욱 복잡해지는 단점이 있다. 또한, 검안기와 피검안 사이의 거리가 측정자(검안자)의 판단 또는 주관에 의하여 조절되므로, 피검안의 위치가 정확히 조절되지 못할 우려가 있을 뿐만 아니라, 검안을 위하여 숙련된 측정자가 필요하게 되는 단점이 있다. 또한, 피검안(1)에 형성된 조준광의 이미지가 완전히 포커싱(focusing) 되지 않아, 형상화된 영상을 얻지 못하는 경우, 상기 조준광의 이미지를 이용하여 피검안(1)의 위치 정보를 파악할 수 없으므로, 검안기의 위치 조정을 위한 정보를 얻을 수 없게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 측정자의 판단에 의존하지 않고, 검안기와 피검안 사이의 거리를 조절할 수 있는, 피검안의 위치 조정 방법 및 이를 이용한 검안기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 검안기에 장착된 마이어링의 이미지 변화를 이용하여 피검안의 위치를 조정함으로서, 기계적 구성이 간단한 검안기를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 한번 이상 초점 위치를 측정하고, 초점 위치에 대한 정보를 검안기에 저장함으로서, 전원이 들어와 있는 동안, 2회 측정(검안) 이후부터는, 이미지가 결상되지 않더라도, 초점 위치로의 검안기의 이동 방향 및 이동량을 제공할 수 있는 검안기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 피검안의 각막에 링 형상의 측정광을 조사하는 하나 이상의 마이어링으로 이루어진 측정 광원; 상기 각막으로부터 반사되는 측정광의 이미지를 검출하는 광검출기; 상기 광검출기에서 검출된 측정광 이미지로부터, 초기 측정광 이미지의 크기 R1 및 선명도 S1를 산출하고, 검안기와 피검안 거리를 변경시키고, 다시 측정광 이미지의 크기 R2 및 선명도 S2를 산출한 다음, 상기 측정광 이미지의 크기 및 선명도의 변화 방향으로부터, 측정광의 초점 위치에 피검안의 각막을 위치시킬 수 있도록 하는 검안기의 이동 방향을 산출하는 연산장치; 및 상기 검안기의 이동 거리를 검출하기 위한 이동거리 검출수단을 포함하며, 상기 이동거리 검출수단에서 검출된 검안기의 초점 위치는 상기 연산장치에 저장되는 것인 피검안의 위치 조정이 가능한 검안기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 피검안의 각막에 마이어링 측정광을 조사하고, 각막에 형성된 측정광 이미지를 검출하는 단계; 상기 측정광 이미지의 크기 R1 및 선명도 S1을 산출하는 단계; 피검안과 검안기 사이의 거리를 변경시키고, 측정광 이미지의 크기 R2 및 선명도 S2를 다시 산출하는 단계; 상기 측정광 이미지의 크기 및 선명도의 변화 방향으로부터, 측정광의 초점 위치에 피검안의 각막을 위치시킬 수 있도록 하는 검안기의 이동 방향을 산출하는 단계; 상기 측정광의 초점 위치에 피검안의 각막을 위치시킬 수 있도록 하는, 검안기의 이동 위치를 검출하고 저장하는 단계; 및 2회 이상의 검안을 실시할 경우, 상기 저장된 검안기의 이동 위치를 이용하여, 검안기를 초점 위치에 위치시키는 단계를 포함하는 피검안의 위치 조정 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 첨부된 도면에서, 종래와 유사한 기능을 하는 구성요소에는 종래와 동일한 도면 부호를 부여하였다.

도 2는 마이어링(mire ring)을 이용하여 피검안의 위치를 조정할 수 있는 검안기의 예로서, 각막 표면형상 측정용 토포그래퍼를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 검안기는 피검안의 각막(2)에 링(ring) 형상의 측정광을 조사하는 하나 이상의 마이어링으로 이루어진 측정 광원(32), 각막(2)으로부터 반사되는 측정광의 이미지를 검출하는 광검출기(40) 및 상기 광검출기(40)에서 검출된 신호를 분석하는 연산장치(50)를 포함한다. 상기 측정 광원(32)으로는 플래시도 링(Placido Ring) 형상의 발광소자(LED) 배열이 사용될 수 있으며, 상기 광검출기(40)로는 통상적인 전하결합소자가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 검안기는 가시광선을 조사하는 램프(22) 및 상기 램프(22)로부터 조사되는 가시광선을 통과시키는 챠트(24)로 이루어져, 피검안자의 시선을 고정시키기 위한 이미지를 생성하는 통상의 챠트 이미지 생성부(20)를 더욱 포함할 수 있으며, 이와 같은 챠트 이미지 생성부(20)는 필요에 따라 생략되거나, 다른 수단으로 대체될 수도 있다. 또한 상기 검안기는 챠트(24)에서 형성된 이미지를 집속하고, 피검안(1)의 각막(2)을 통해 망막(3)에 챠트 이미지를 형성하기 위한, 광전달 수단으로서, 제1 릴레이 렌즈(25), 제1 반사 미러(26), 제2 및 제3 릴레이 렌즈(27, 28), 빔스 플리터(Beam splitter) 미러(36), 제2 반사 미러(35) 등을 구비할 수 있으며, 피검안(1)의 각막(2)에서 반사된 원형 측정광의 이미지를 상기 광검출기(40)로 전달하기 위한, 제2 반사 미러(35), 제3 릴레이렌즈(28), 빔스플리터 미러(36), 제4 릴레이렌즈(37) 등으로 이루어진 광전달 수단을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 검안기에 사용되는 연산장치(50)는, 상기 광검출기(40)에서 검출된 측정광 이미지로부터, 초기 측정광 이미지의 크기 R1 및 선명도(Sharpness) S1를 산출하고, 검안기와 피검안(1)의 거리를 변경시키고, 다시 측정광 이미지의 크기 R2 및 선명도 S2를 산출한 다음, 측정광 이미지의 크기 및 선명도의 변화 방향(증가 또는 감소)으로부터, 측정광의 초점 위치에 피검안(1)의 각막(2)을 위치시킬 수 있도록 하는 검안기의 이동 방향을 산출하고, 상기 이동 방향에 대한 신호를 출력하는 기능을 한다. 여기서, 상기 측정광 이미지의 크기는 측정광 이미지의 반지름, 지름, 두께 등으로 정의될 수 있고, 상기 선명도 S는 측정광 이미지의 단위 면적당 평균 밝기값 등으로 정의될 수 있으며, 선명한 이미지가 형성될수록 선명도 S가 커진다.

상기 연산장치(50)가 상기 측정광 이미지의 크기 및 선명도의 변화 방향으로부터, 검안기의 이동 방향을 산출하는 원리를 설명하면 다음과 같다. 도 3a 및 3b는 각각 본 발명에 따른 피검안의 위치 조정 방법에 있어서, 피검안(1)의 각막(2)에 형성된 측정광의 정면 및 측면 이미지(60)를 보여주는 도면이고, 도 4는 피검안 의 각막(2) 위치에 따른 측정광 이미지(60)의 변화를 설명하기 위한 도면으로서, 도 4에는 측정광 이미지(60)의 외측 가장자리를 형성하는 측정광(도 3a에서, 각막 중심으로부터의 거리가 r2인 측정광) 및 내측 가장자리를 형성하는 측정광(도 3a에서, 각막 중심으로부터의 거리가 r1인 측정광)의 경로와, 광검출기(40)에서 검출되는 측정광(마이어링)의 이미지(60)를 동시에 나타내었다. 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 상기 측정광은 각막(2)의 표면에 원형의 측정광 이미지(60)를 형성하고, 상기 이미지(60)의 중심은 피검안(1)의 시선 고정 과정에 의하여 각막(2)의 중심과 일치한다. 또한, 도 4의 B에 도시된 바와 같이, 피검안(1)의 각막(2)이 측정광의 초점 거리(focal length)에 정확히 위치하면, 측정광 이미지의 두께(=r2-r1)가 최소가 되고, 측정광 이미지의 선명도가 최대가 된다. 반면, 피검안(1)의 각막(2)이 측정광의 초점 거리보다 가까운 거리에 위치하는 경우(도 4의 A), 측정광의 광원(32)인 마이어링의 크기는 항상 일정하고, 측정광은 집속된 상태로 각막(2)으로 입사하므로, 측정광의 크기, 예를 들면 마이어링 이미지(60)의 평균 반지름 R(=(r2+r1)/2)이 커진다. 또한, 피검안(1)의 각막(2)이 측정광의 초점 거리 보다 먼 거리에 위치하면(도 4의 C), 측정광의 크기가 작아진다. 그리고, 측정광의 초점(focus)이 맞지 않은 상기 도 4의 A 및 C 상태에서는, 결상된 측정광(마이어링) 이미지(60)의 외곽선의 선명도가 저하되어, 측정광 이미지(60)가 흐려(blur)지고, 이미지(60)의 두께 (=r2-r1)가 정상적인(on focus) 이미지의 두께보다 커진다. 도 5는 측정광의 초점(focus)이 맞지 않은 상태에서의 마이어링 이미지(60)를 부분적으로 도시한 도면으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 측정광의 초점 거리보다 짧거 나, 먼 거리에 각막(2)이 위치(In/De focus)하면, "a"로 표시된 흐린 영역의 거리가 길어지며, 이는 마이어링 이미지(60) 외곽선의 선명도가 떨어지면서, 이미지(60)가 흐려지기 때문에 발생하는 현상이다. 반면, 각막(2)이 측정광의 초점 거리에 위치하면, "a"로 표시된 거리가 가장 짧아진다. 따라서, 검안기와 피검안(1) 사이의 거리를 소정거리, 바람직하게는 미세하게 이동시킨 후, 상기 이미지(60)의 크기 변화 방향 및 마이어링 이미지(60)의 선명도 변화 방향을 산출하면, 이를 이용하여 각막(2)과 측정광의 포커싱(focusing) 정도를 판단하고, 각막(2)과 측정광이 포커싱되도록 하는 검안기의 이동 방향을 산출할 수 있다.

본 발명에 따라, 마이어링 이미지의 크기 및 선명도의 변화를 이용하여, 피검안의 위치를 조정하는 방법을 도 6 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 피검안의 위치를 조정하여, 피검안의 각막(2)을 측정광의 초점 거리에 위치시키기 위해서는, 먼저, 각막(2)에 마이어링 측정광을 조사하고, 각막(2)에 형성된 측정광 이미지(60)를 검출한(S 10) 다음, 상기 측정광 이미지(60)의 크기 R1 및 선명도 S1을 산출한다(S 12). 다음으로, 피검안의 각막(2)이 초점 거리에 위치할 경우(on focus)의 선명도, 측 최대 선명도 S0가 미리 측정되어 있는 경우에는, 산출된 선명도 S1이 S0와 동일한지를 판단하고(S 14), "S1 = S0"이면, 현재의 각막(2) 위치를 초점 거리(on focus) 위치로 판단하여, 검안기의 위치이동 없이, "On focus" 신호를 출력하고(S 99) 종료한다. 반면, "S1 ≠ S0"이면, 피검안(1)과 검안기 사이의 거리를 소정 정도 변경시키고(S 16), 측정광 이미 지(60)의 크기 R2 및 선명도 S2를 다시 산출한다(S 18). 이때, 산출된 선명도 S2가 S0와 동일한지를 판단하고(S 19), "S2 = S0"이면, 단계 S 99로 진행하여, 종료한다. 이와 같이 얻은 2쌍의 데이터 세트 (R1, S1) 및 (R2, S2)를 이용하여, 다음의 알고리듬에 따라, 피검안(1)의 이동 방향을 유도하는 신호를 생성한다.

먼저, "R1 > R2" 인지를 판단하여(S 20), "R1 > R2" 인 경우, 즉, 검안기가 각막(2)으로부터 더욱 이격된 경우, "S1 > S2" 인지를 판단하고(S 22a), "S1 > S2"이면, 각막(2)이 측정광 이미지(60)의 초점거리 위치(focus 지점)를 지나, 초점거리 위치로부터 더욱 멀어지는 방향으로, 이동하고 있다고 판단하고(S 24a), 피검안(1)과 검안기 사이의 거리가 감소하도록, 피검안(1) 또는 검안기의 위치를 조절하라는 "감소(PUSH)" 신호를 출력한다. 다음으로, "R1 > R2" 인 경우, 즉, 검안기가 각막(2)으로부터 더욱 이격된 경우에, "S1 > S2" 인지를 판단하여(S 22a), "S1 < S2"이면, 각막(2)이 측정광 이미지(60)의 초점거리 위치(focus 지점) 보다 가까운 곳에서, 초점거리 위치로 이동하고 있다고 판단하고(S 24b), 피검안(1)과 검안기 사이의 거리가 더욱 증가하도록, 피검안(1) 또는 검안기의 위치를 조절하라는 "증가(PULL)" 신호를 출력한다(S 26b). 또한, 상기 단계 S 20에서, "R1 < R2" 인 경우, 즉, 검안기가 각막(2)으로 근접 이동한 경우, "S1 > S2" 인지를 판단하고(S 22b), "S1 > S2"이면, 각막(2)이 측정광 이미지(60)의 초점거리 위치 보다 가까운 곳에서, 초점거리 위치로부터 더욱 멀어지는 방향으로, 이동하고 있다고 판단하고(S 24c), 피검안(1)과 검안기 사이의 거리가 증가하도록, 피검안(1) 또는 검안기 의 위치를 조절하라는 "증가(PULL)" 신호를 출력한다(S 26c). 끝으로, "R1 < R2" 인 경우, 즉, 검안기가 각막(2)으로 근접 이동한 경우에, "S1 > S2" 인지를 판단하여(S 22b), "S1 < S2"이면, 각막(2)이 측정광 이미지(60)의 초점거리 위치(focus 지점) 보다 먼 곳에서, 초점거리 위치로 이동하고 있다고 판단하고(S 24d), 피검안(1)과 검안기 사이의 거리가 더욱 감소하도록, 피검안(1) 또는 검안기의 위치를 조절하라는 "감소(PUSH)" 신호를 출력한다(S 26d).

이상의 알고리즘을 통하여, 검안기의 연산장치(50)로부터 "증가(PULL)" 또는 "감소(PUSH)" 신호가 출력되면, 측정자가 피검안(1)과 검안기 사이의 거리를 수동으로 "증가"(검안기를 pull) 또는 "감소"(검안기를 push)시키거나, 검안기를 자동 제어하여 이동시키고, 상기 알고리즘을 다시 수행함으로서, 측정자의 주관을 배제하면서도, 측정광의 초점 위치에 피검안(1)의 각막(2)을 정확히 위치시킬 수 있다. 상기 알고리즘은, 검안기로부터 출력되는 신호가 바뀌면, 예를 들면, S2 = S0 가 되면, "On focus" 신호를 출력하고(S 99) 종료되며, 이때, 상기 검안기의 위치, 즉 초점 위치(Ez)가 검출 및 저장(S 100)된다.

도 7은 본 발명에 따른 검안기의 초점 위치(Ez)를 검출하는 수단의 일 예를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검안기(70)는 고정된 베이스(72)에 Z축 방향(도 7의 화살표 방향, 피검안 방향)으로 슬라이딩 이동 가능하도록 장착되며, 상기 검안기(70)의 일단에는 상기 베이스(72)에 대한 검안기(70) 의 상대 이동거리를 검출하기 위한 엔코더(74)가 이동거리 검출수단으로서 장착된다. 상기 엔코더(74)는, 검안기(70)의 초기 위치로부터, 검안기(70)가 이동하여 "On focus" 상태로 된 위치까지의, 검안기의 이동 거리, 즉 초점 위치(Ez)를 검출하며, 검출된 검안기의 초점 위치(Ez)는 검안기(70) 내부의 연산장치(50, 도 2 참조)에 저장된다. 상기 검안기(70)의 초기 위치는, 검안기(70)의 위치를 결정하기 위한 기준 위치로서, 검안기(70)에 전원이 인가(Power-On)된 직후의 검안기(70)의 위치일 수 있고, 상기 엔코더(74)로는 이동 거리의 측정이 가능한 통상의 로타리 엔코더(Rotary encoder) 또는 리니어 엔코더(Linear encoder)를 사용할 수 있으며, 상기 엔코더(74)는, 검안기(70)의 위치를 측정할 수 있는 한, 상기 베이스(72) 등 검안기(70) 외부에 설치될 수도 있다.

도 8은 본 발명에 따라 검출된 검안기의 초점 위치(즉, "On focus" 상태의 위치)를 이용하여, 2회 이상의 검안시, 검안기의 위치를 조정하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다. 하나의 피검안에 대하여, 2회 이상의 검안을 실시할 경우에는, 도 7에 도시된 엔코더(74)로부터 얻은 검안기의 초점 위치(Ez)를 직접 이용할 수 있다. 이를 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 검안기의 위치 조정 알고리즘 초기에 검안기의 초점 위치(Ez)가 저장되어 있는지를 판단한다(S 110). 이때, 초점 위치(Ez)가 저장되어 있지 않으면, 도 6에 도시된 마이어링을 이용한 초점 위치 결정 알고리즘을 수행하고, 초점 위치(Ez)가 저장되어 있으면, 현재 검안기(70)의 위치(Ec), 즉 현재의 Z축 엔코더(74) 값을 측정하고(S 112), 상기 초점 위치(Ez)와 현재 검안기(70)의 위치(Ec)를 비교한다(S 114). 이때, (i) 현재 검안기(70)의 위치(Ec)가 초점 위치(Ez) 보다 크면(Ec > Ez), 검안기가 초점 위치(Focus 지점)보다 먼 곳에 있으므로, 피검안과의 거리를 감소시키라는 "감소(PUSH)" 신호를 출력하고(S 116), (ii) 현재 검안기(70)의 위치(Ec)가 초점 위치(Ez) 보다 작으면(Ec < Ez), 검안기가 초점 위치(Focus 지점)보다 가까운 곳에 있으므로, 피검안과의 거리를 증가시키라는 "증가(PULL)" 신호를 출력하며(S 118), (iii) 현재 검안기(70)의 위치(Ec)와 초점 위치(Ez)가 같으면(Ec = Ez), "On focus" 신호를 출력하고(S 99) 종료한다. 또한, 필요에 따라, 상기 검안기(70)의 위치(Ec)와 초점 위치(Focus 지점)의 차이를 검안기(70)의 디스플레이에 나타내고, 상기 차이(수치화 된 이동량과 이동방향)에 따라 검안기(70)를 자동으로 이동시킬 수도 있다. 이와 같이, 1회 검안시, 검안기의 초점 위치(Ez)가 검출 및 저장된 경우에는, 측정광의 이미지를 피검안에 결상시키지 않고, 카메라에 안구의 이미지가 결상되지 않은 상태에서, 혹은 분간이 불가능한 상태로 결상되어 있는 상태에서도, 엔코더(74)로부터 입력되는 현재 검안기(70)의 위치값(Ec)과 검안기(70)에 저장된 초점 위치(Ez)를 비교하여, 검안기(70)를 초점 위치로 이동시킬 수 있다.

이와 같은 방법으로, 피검안의 각막(2)을 측정광의 초점 거리에 위치시킨 후, 검안 과정을 수행한다. 다시 도 2를 참조하여, 검안 과정을 설명하면, 플래시도 링(Placido Ring) 형태의 LED로 이루어진 측정 광원(32)을 이용하여, 동일중심을 가지는 다수의 링 형상의 측정광을 피검안의 각막(2)으로 조사시킨다. 각막(2) 에서 반사되는 측정광은 제2 반사 미러(35), 제3 릴레이렌즈(28), 빔스플리터 미러(36) 및 제4 릴레이렌즈(37)를 통하여 각막(2)에 형성된 링 형상의 측정광 이미지를 광검출기(40)에 생성하며, 광검출기(40)에 형성된 이미지의 찌그러짐 등 형태를 연산 장치(50)를 이용하여 분석함으로서, 피검안(1)의 각막 표면 형상을 측정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검안기로서, 피검안의 각막 표면형상 및 시굴절력을 함께 측정할 수 있는 복합 기능의 검안기를 설명하기 위한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 검안기는 피검안의 시선을 고정하며, 초점을 흐리게 하는 운무과정(fogging)을 수행하는 챠트 이미지 생성부(20), 피검안(1)의 망막(3)에 굴절력 측정광을 주사하기 위한 측정 광원(10), 피검안(1)의 망막(3)에서 반사된 측정광이 입사되는 측정광 검출부(12), 및 운무과정을 수행하기 위하여 피검안(1)의 망막(3)에서 반사된 챠트 이미지를 검출하는 광검출기(40)를 포함한다. 또한, 도 9에 도시된 시굴절력 측정기는 각막 곡률 반경을 측정할 뿐 만 아니라, 피검안(1)의 위치를 조정하기 원형 측정광을 출사하는 마이어링(5)을 더욱 포함하고 있다.

상기 검안기의 굴절력 측정 동작을 설명하면, 먼저, 상기 마이어링(5)을 구동하여 원형 측정광을 출사하고, 각막(2)에서 반사된 원형 측정광의 이미지를 광검출기(40)를 이용하여 검출하고, 상술한 바와 같은 방법으로 연산장치(50)를 이용하 여 분석한 다음, 그 결과에 따라 검안기의 위치를 조정하여, 피검안과 검안기 사이의 거리를 조정한다. 다음으로, 상기 챠트 이미지 생성부(20)의 램프(22)에서 출사된 가시광선이 챠트(24)를 통과하면서 이미지를 형성하고, 챠트(24)에서 형성된 이미지는 제1 릴레이렌즈(25), 반사 미러(26), 제2 및 제3 릴레이 렌즈(27, 28), 제1 및 제2 빔스플리터 미러(35, 36)를 통하여 피검안(1)의 망막(3)에 챠트 이미지를 형성한다. 다음으로, 위치를 가변할 수 있는 제1 릴레이렌즈(25)의 위치를 이동시켜 피검안(1)의 초점이 맞지 않는 상태로 만드는 운무과정을 수행한다. 이와 같은 운무과정을 거치면 피검안(1)의 수정체가 이완된 상태에 있게 된다. 이와 같이 운무 과정 및 피검안의 위치조정과정을 수행한 다음, 측정 광원(10)으로부터 굴절력 측정광을 출사한다. 측정 광원(10)으로부터 출사된 측정광은 제5 릴레이렌즈(11)에서 집속되어 홀미러(19)의 중심을 통과하며, 대물렌즈(34) 및 제1 빔스플리터 미러(35)를 거쳐 피검안(1)의 망막(3)으로 입사된다. 망막(3)에서 반사된 측정광은 제1 빔스플리터 미러(35)를 거쳐, 홀미러(19)에서 반사되고, 6홀 플레이트(13)에서 6개의 측정광으로 분리된 다음, 제6 릴레이렌즈(14)에서 집속되어, 광검출기(15)로 입사된다. 상기 6홀 플레이트(13)에서 분리된 6개의 측정광의 진행방향은 피검안(1)의 굴절력에 따라 달라지므로, 광검출기(15)에 형성된 6개의 측정광의 위치를 이용하여 피검안(1)의 굴절력을 계산할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같은 검안기를 이용하여 각막 곡률 반경을 측정하는 경우에는 피검안(1)의 전면에 장치된 마이어링(5)으로부터 원형광을 피검안(1)의 각막에 입사시키고, 피검안(1)의 각막에서 반사된 빛은 제1 및 제2 빔스플리터 미러(35, 36)를 통해 광검출기(40)로 입사되 며, 광검출기(40)로 입사된 원형광의 크기 및 찌그러진 정도로부터 피검안(1)의 각막 곡률 반경 및 형태를 측정할 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 피검안의 위치 조정 방법은 검안기에 장착된 마이어링을 이용하므로, 검안기의 기계적 구성이 간단할 뿐 만 아니라, 측정자의 판단에 의존하지 않고, 검안기와 피검안 사이의 거리를 조절할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 피검안의 각막에 링 형상의 측정광을 조사하는 하나 이상의 마이어링으로 이루어진 측정 광원;

   상기 각막으로부터 반사되는 측정광의 이미지를 검출하는 광검출기;

   상기 광검출기에서 검출된 측정광 이미지로부터, 초기 측정광 이미지의 크기 R1 및 선명도 S1를 산출하고, 검안기와 피검안 거리를 변경시키고, 다시 측정광 이미지의 크기 R2 및 선명도 S2를 산출한 다음, 상기 측정광 이미지의 크기 및 선명도의 변화 방향으로부터, 측정광의 초점 위치에 피검안의 각막을 위치시킬 수 있도록 하는 검안기의 이동 방향을 산출하는 연산장치; 및

   상기 검안기의 이동 거리를 검출하기 위한 이동거리 검출수단을 포함하며,

   상기 이동거리 검출수단에서 검출된 검안기의 초점 위치는 상기 연산장치에 저장되는 것인 피검안의 위치 조정이 가능한 검안기.
2. 제1항에 있어서, 상기 검안기는, 피검안 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록, 위치가 고정된 베이스에 장착되며, 상기 이동거리 검출수단은 상기 검안기의 일단에 장착된 엔코더인 것인 검안기.
3. 제1항에 있어서, 상기 측정광 이미지의 크기는 측정광 이미지의 반지름이며, 상기 선명도는 측정광 이미지의 단위 면적당 평균 밝기인 것인 피검안의 위치 조정 이 가능한 검안기.
4. 피검안의 각막에 마이어링 측정광을 조사하고, 각막에 형성된 측정광 이미지를 검출하는 단계;

   상기 측정광 이미지의 크기 R1 및 선명도 S1을 산출하는 단계;

   피검안과 검안기 사이의 거리를 변경시키고, 측정광 이미지의 크기 R2 및 선명도 S2를 다시 산출하는 단계;

   상기 측정광 이미지의 크기 및 선명도의 변화 방향으로부터, 측정광의 초점 위치에 피검안의 각막을 위치시킬 수 있도록 하는 검안기의 이동 방향을 산출하는 단계;

   상기 측정광의 초점 위치에 피검안의 각막을 위치시킬 수 있도록 하는, 검안기의 이동 위치를 검출하고 저장하는 단계; 및

   2회 이상의 검안을 실시할 경우, 상기 저장된 검안기의 이동 위치를 이용하여, 검안기를 초점 위치에 위치시키는 단계를 포함하는 피검안의 위치 조정 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 (R1, S1) 및 (R2, S2)로부터, 검안기의 이동 방향을 산출하는 단계는 (i) "R1 > R2"이고,"S1 > S2"이면, 피검안과 검안기 사이의 거리가 감소하도록 하는 신호를 출력하고, (ii) "R1 > R2"이고, "S1 < S2"이면, 피검안과 검안기 사이의 거리가 더욱 증가하도록 하는 신호를 출력하고, (iii) "R1 < R2"이고, "S1 > S2"이면, 피검안과 검안기 사이의 거리가 증가하도록 하는 신호를 출 력하고, (iv) "R1 < R2"이고, "S1 < S2"이면, 피검안과 검안기 사이의 거리가 감소하도록 하는 신호를 출력하는 것인 피검안의 위치 조정 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 검안기를 초점 위치에 위치시키는 단계는, 현재 검안기의 위치(Ec)와 검안기의 초점 위치(Ez)를 비교하고, (i) 현재 검안기의 위치(Ec)가 초점 위치(Ez) 보다 크면(Ec > Ez), 검안기가 초점 위치보다 먼 곳에 있으므로, 피검안과의 거리를 감소시키라는 신호를 출력하고, (ii) 현재 검안기의 위치(Ec)가 초점 위치(Ez) 보다 작으면(Ec < Ez), 검안기가 초점 위치보다 가까운 곳에 있으므로, 피검안과의 거리를 증가시키라는 신호를 출력하는 것인 피검안의 위치 조정 방법.

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