KR101002356B1

KR101002356B1 - 검안장치

Info

Publication number: KR101002356B1
Application number: KR1020040030543A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 하야시; 요시노부 호소이; 히데타가 호시노
Original assignee: 가부시키가이샤 니데크
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2010-12-17
Also published as: EP1472970B1; KR20040094644A; JP2004329450A; US20040218147A1; DE602004018561D1; US7438416B2; EP1472970A1; JP4138571B2

Abstract

정밀한 검사를 수행하는 검안장치. 피검자안(E)의 굴절력을 자각적으로 검사하는 검안장치는, 피검자가 제시된 시력표를 경유하여 보기위한 검사창(4)과, 도수가 다른 복수의 구면(spherical)렌즈(110, 120, 130)가 각각 배치된 적어도 3장 이상의 구면렌즈 디스크(11, 12, 13)를 구비하며, 각 디스크를 각각 회전시켜 검사창에 배치되는 구면렌즈의 조합을 변경함으로써, 구면도수를 안에 부여하는 제 1 구면도수 부여수단과, 도수의 절대값이 같고 부호가 다른 2개의 원주(cylindrical)렌즈(140a, 140b)를 구비하며, 검사창에 배치되는 각 원주렌즈의 원주축의 상대각도를 변경함으로써, 원주도수를 안에 부여하는 원주도수 부여수단과, 제 1 구면도수 부여수단에 의해 부여되는 구면도수의 변화스텝도수보다 약한 도수의 보정용 구면렌즈(150')를 구비하며, 검사창에 보정용 구면렌즈를 배치함으로써, 구면도수를 안에 부여하는 제 2 구면도수 부여수단과, 검사구면도수 및 검사원주도수를 지시하는 지시수단(8)과, 지시된 검사구면도수 및 검사원주도수와, 안경착용 기준위치 환산의 합성구면도수 및 합성원주도수와 간의 차가 소정의 허용차내에 들도록 하고, 각 도수부여수단에 의해 부여된 도수를 결정하는 도수결정수단(100)과, 결정된 도수정보를 기초로 각 도수부여수단의 구동을 제어하는 제어수단(100), 을 구비한다.

검안장치, 굴절력, 구면도수, 원주도수

Description

검안장치{OPTOMETRIC APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자각식 검안장치를 검사자 측에서 바라본 정면외관도,

도 2는 광학소자와 그 절환기구를 설명하기 위한 도,

도 3은 각 디스크에 배치된 광학소자의 구성예를 나타내는 도,

도 4는 복수의 렌즈를 조합했을 때의 결상관계를 나타내는 도,

도 5는 3장의 디스크의 각 구면렌즈와 2장의 디스크의 각 원주렌즈와의 조합에 있어서 렌즈구성의 예를 나타내는 도,

도 6은 검사원주도수와 안경착용 기준위치 환산의 합성원주도수 간의 차의 예를 나타내는 도,

도 7은 구면굴절력 및 원주굴절력의 각 허용차의 예를 나타내는 도,

도 8은 구면렌즈와, 스토크스의 크로스 원주광학계인 원주렌즈와, 보정용 구면렌즈와,의 조합의 예를 나타내는 도,

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학소자와 그 절환기구를 설명하기 위한 도,

도 10은 원주렌즈와 보정용 원주렌즈와의 조합의 예를 나타내는 도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 검안장치 본체 2: 렌즈실 유닛

3: 이동유닛 4: 검사창

8: 컨트롤러 9: 메모리

10: 검사광축 11, 12, 13, 15, 16: 디스크

18a~18e: 모터

본 발명은 피검자안(眼)의 굴절력을 자각(自覺)적으로 검사(측정)하는 검안장치에 관한 것이다.

피검자안의 전방에 배치되는 검사창에 구면(球面)렌즈 및 원주(圓柱)렌즈 등의 광학소자를 배치하고, 배치된 광학소자를 통해, 전방에 제시된 시력표를 보여주어 안(眼)의 굴절력(시력)을 자각적으로 검사(측정)하는 검안장치는 알려져 있다. 그리고, 이러한 장치로는, 도수가 다른 복수의 구면렌즈를 3장의 구면렌즈 디스크에 배치하고, 각 디스크를 각각 회전시켜 검사창에 배치되는 구면렌즈의 조합을 변경함으로써, 구면도수(구면굴절력)를 안(眼)에 부여하는 장치가 제안되어 있다. 또한, 도수가 다른 복수의 원주렌즈를 2장의 원주렌즈 디스크(안(眼)을 기준으로 구면렌즈 디스크보다 떨어진 위치(후방)에 배치되어 있다)에 배치하고, 각 디스크를 각각 회전시킴으로써 검사창에 배치되는 원주렌즈의 조합을 변경함으로써, 원주도수(원주굴절력)를 안에 부여하는 장치가 제안되어 있다. 그리고, 이러한 장치에 이용되는 광학소자의 렌즈직경은, 직경Φ20mm(유효직경 Φ19mm)정도이다.

그러나, 복수의 구면렌즈나 원주렌즈를 조합하여 구면도수나 원주도수를 안(眼)에 부여할 때, 조합되는 각 렌즈도수의 단순한 합인 검사도수와, 안경착용 기준위치환산 합성도수 간의 차(差)가 소정의 허용차 내에 들어가야 할 필요가 있다. 그러나, 복수의 렌즈 하나 하나(렌즈단체)로 렌즈도수와 안경착용 기준위치 환산도수 간의 차가 각각 허용차 내에 들도록 하여도, 이들을 조합하면, 검사도수와 안경착용 기준위치 환산합성도수 간의 차가 커지게 된다. 예를 들면, 도수가 다른 복수의 구면렌즈를 3장(또는 그 이상)의 구면렌즈 디스크에 배치한 구성의 경우, 안(眼)에 가까운 측으로부터 2 번째로 위치한 디스크에도 중간도수(예를 들면, 절대값으로 3D이상의 도수)의 구면렌즈가 배치되어 있기 때문에, 3장의 구면렌즈 디스크의 후측(눈을 기준으로)에 원주렌즈 디스크를 배치할 때에는, 안에 가까운 측으로부터 2 번째 및 3 번째로 위치한 구면렌즈의 굴절력의 영향을 받어, 검사원주도수와 안경착용 기준위치 환산의 합성원주도수 간의 차가 커지게 되고, 허용차 내에 들지 않는 경우가 생긴다. 이로써, 정밀한 검사가 이루어질 수 없다.

본 발명은, 정밀한 검사를 수행할 수 있는 검안장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 기술적 과제 및 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 피검자안(E)의 굴절력을 자각적으로 검사하는 검안장치는, 피검자가 제시된 시력표를 경유해서 보 기위한 검사창(a test window through which the examinee looks at a presented optotype); 도수가 다른 복수의 구면(spherical)렌즈가 각각 설치된 적어도 3장의 구면렌즈 디스크를 구비하며, 각 디스크를 각각 회전시켜 검사창에 배치된 구면렌즈의 조합을 변경하는 것에 의해 구면도수를 안(眼)에 부여하는 제 1 구면도수 부여수단; 도수의 절대값이 같고 부호가 다른 2개의 원주(cylindrical)렌즈를 구비하며, 검사창에 배치되는 각 원주렌즈의 원주축의 상대각도를 변경함으로써, 원주도수를 안에 부여하는 원주도수 부여수단; 상기 제 1 구면도수 부여수단에 의해 부여되는 구면도수의 변화스텝 도수보다 약한 도수의 보정용 구면렌즈를 구비하며, 검사창에 보정용 구면렌즈를 배치함으로써 구면도수를 안에 부여하는 제 2 구면도수 부여수단; 검사구면도수 및 검사원주도수를 지시하는 지시수단; 지시된 검사구면도수 및 검사원주도수와, 안경착용 기준위치 환산의 합성구면도수 및 합성원주도수 간의 차가 소정의 허용차내에 들도록 하며, 각 도수부여수단에 의해 부여된 도수를 결정하는 도수결정수단; 및 결정된 도수정보를 기초로, 각 도수부여수단의 구동을 제어하는 제어수단; 을 포함한다.

본 발명의 다른 형태로서, 피검자안(E)의 굴절력을 자각적으로 검사하는 검안장치는, 피검자가 제시된 시력표를 경유해서 보기위한 검사창; 도수가 다른 복수의 구면(spherical)렌즈가 각각 설치된 적어도 3장의 구면렌즈 디스크를 구비하며, 각 디스크를 각각 회전시켜 검사창에 배치된 구면렌즈의 조합을 변경하는 것에 의해 구면도수를 안에 부여하는 구면도수 부여수단; 도수가 다른 복수의 원주(cylindrical)렌즈가 각각 배치된 적어도 2장의 원주렌즈 디스크를 구비하며, 각 디스크를 각각 회전시켜 검사창에 배치되는 원주렌즈의 조합을 변경하는 것에 의해, 원주도수를 안에 부여하는 제 1 원주도수 부여수단; 제 1 원주도수 부여수단에 의해 부여되는 원주도수의 변화스텝 도수보다 약한 도수의 보정용 원주렌즈를 구비하며, 검사창에 보정용 원주렌즈를 배치함으로써 원주도수를 안에 부여하는 제 2 원주도수 부여수단; 검사구면도수 및 검사원주도수를 지시하는 지시수단; 지시된 검사구면도수 및 검사원주도수와, 안경착용 기준위치 환산의 합성구면도수 및 합성원주도수간의 차가 소정의 허용차내에 들도록 하며, 각 도수부여수단에 의해 부여되는 도수를 결정하는 도수결정수단; 및 결정된 도수정보를 기초로, 각 도수부여수단의 구동을 제어하는 제어수단; 을 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자각식 검안장치를 검사자 측에서 바라본 정면외관도이다. 검안장치의 본체(1)는, 좌우대칭을 이루는 한 쌍의 렌즈실유닛(2)과, 이 좌우 렌즈실유닛(2)을 매달림 지지하며, 양 유닛(2)의 간격을 조정하는 슬라이드기구 및 양 유닛(2)의 폭주각(輻輳角)(수렴각)을 조정하는 폭주기구를 갖는 이동유닛(3), 을 구비한다. 좌우 렌즈실유닛(2)에는, 후술할 렌즈 등의 광학소자가 배치되는 검사창(4)이 설치되어 있다. 컨트롤러(8)는, 본체(1)에 조작신호를 입력한다.

도 2는, 좌안(左眼)용 렌즈실유닛(2) 내에 배치된 광학소자와 그 절환기구를 설명하기 위한 도이다. 참조번호 10은 검사광축을 나타내며, E는 피검자의 좌안을 나타낸다. 렌즈실유닛(2)의 몸체내에는, 안(E)에 가까운 쪽에서 순서적으로, 강(强)구면렌즈 디스크(11), 중(中)구면렌즈 디스크(12), 약(弱)구면렌즈 디스크(13), 원주렌즈 프레임(14), 보조(auxiliary)렌즈 디스크(15), 및 보조렌즈 디스크(16)가 배치되어 있다. 디스크(11, 12, 13, 15, 16)는 샤프트(30)을 회전중심으로 회전가능하게 배치되어 있다. 각 디스크의 외주에는 기어(미도시)가 형성되어 있으며, 각각의 기어를 통해서 모터(18a~18e)에 의해 회전되며, 광축(10) 상에 배치되는 광학소자의 절환이 이루어진다. 참조번호 40a는 검사자 측의 검사창(4)에 배치된 보호유리를 나타내며, 40b는 안(E) 측의 검사창(4)에 배치된 보호유리를 나타낸다.

디스크(11, 12, 13, 15, 16)는, 각각 광학소자를 지지하기 위한 5 내지 8개의 지지홀을 갖는다. 본 실시예에 따르면, 각 디스크가 각각 6개의 지지홀을 가지며, 그 중에 하나는 투명한 개구(0D의 렌즈가 배치되어도 좋다)로 이루어진다.

다음으로, 각 디스크 및 프레임에 배치된 광학소자의 구성예를 도 3을 통해 설명한다. 'D'는 디옵터를 말한다. 도에서 0은 투명한 개구(또는 0D의 렌즈)를 나타낸다. 강구면렌즈 디스크(11)에는, 도수가 각각 -9D, -18D, +18D, +9D인 4개의 강도수 구면렌즈(110)와 차폐판(BL)이 배치된다. 중구면렌즈 디스크(12)에는, 도수가 각각 -1.5D, -3D, -4.5D, +3D, +1.5D인 5개의 중간도수 구면렌즈(120)가 배치된다. 약구면렌즈 디스크(13)에는, 도수가 각각 -0.25D, -0.5D, -0.75D, +0.5D, +0.25D인 5개의 약도수 구면렌즈(130)가 배치된다. 이러한 각 디스크의 구면렌즈의 검사창(4)에 대한 배치조합에 의해, -23.25D ~ +21.5D의 구면도수를 ±0.25D의 변화스텝으로 안(E)에 부여하는 것이 가능하다.

보조렌즈 디스크(15)에는, 구면도수 보정용인 도수 -0.12D의 구면렌즈(150'), 핀홀(PH), 분산프리즘(우6△/좌10△), 녹색필터(G)(우안용은 적색 필터(R)), 편광판(Pola), 인 5개의 보조렌즈(150)가 배치된다. 보조렌즈 디스크(16)에는, 회전프리즘(RP), 메독스 렌즈(MR), 도수±0.5D인 크로스 실린더 렌즈(XC), 도수±0.25D인 오토 크로스 실린더 렌즈(AXC), 안폭조정용의 마크가 부착된 투명렌즈(PD), 인 5개의 보조렌즈(160)가 배치된다. 이 중, 회전프리즘 및 오토 크로스 실린더 렌즈는, 광축(10)을 중심으로 회전가능하게 배치되어 있다. 안(E)에 가까운 측의 회전프리즘은 홀더에 의해 회전가능하게 부착되어 있으며, 이 홀더의 기어는 샤프트(30)를 중심으로 회전가능한 선기어(sun gear)(162)와 치합되어 있다. 선기어(162)는 모터(18i)에 의해 회전된다. 안(E)으로부터 먼 측의 회전프리즘도 홀더에 의해 회전가능하게 부착되며, 이러한 홀더의 기어는 샤프트(30)를 중심으로 회전가능한 선기어(164)와 치합되어 있다. 선기어(164)는 모터(18h)에 의해 회전된다.

원주렌즈 프레임(14)에는, 도수의 절대값이 같고 부호가 다른 2개의 원주렌즈(140a, 140b)가, 각각 디스크(141a, 141b)를 통해 광축을 중심으로 회전가능하게 배치되어 있다. 이러한 2개의 원주렌즈(140a, 140b)는, 각각의 원주축의 상대각도(ε)를 변화시킴으로써 작성되는 원주도수를 연속적으로 변경시키는 것이 가능하며, 이른바 스토크스(Stokes)의 크로스 원주광학계를 구성한다. 본 실시예에서는, 원주렌즈(140a)의 도수는 -3.625D이며, 원주렌즈(140b)의 도수는 +3.625D이다. 원주렌즈(140a)를 지지하는 디스크(141a)는 샤프트(30)를 중심으로 회전가능한 선기어(143)에 치합되어 있으며, 선기어(143)에 연결된 기어(144)는 모터(18f)에 의해 회전된다. 마찬가지로, 원주렌즈(140b)를 지지하는 디스크(141b)는 샤프트(30)를 중심으로 회전가능한 선기어(146)에 치합되어 있으며, 선기어(146)에 연결된 기어(147)는 모터(18g)에 의해 회전된다.

상기 설명한 각 디스크 및 프레임에 배치된 광학소자의 렌즈직경은, 기본적으로 직경φ30mm~φ40mm(유효직경φ29mm~φ39mm)의 대구경이다. 바람직하게는, 일반적인 임시틀(

)검사에서 사용되는 렌즈직경은 φ36mm(유효직경φ35mm) 이상의 것이며, 본 실시예에서는 유효직경φ35mm인 렌즈로 한다. 안(E)은 이러한 대구경의 광학소자를 통해서, 광축(10)의 전방에 배치되어 제시되는 시각표를 본다. 이러한 대구경의 광학소자를 사용함으로써, 종래 사용되어 온 유효직경φ19mm의 광학소자에 비해서 안(E)의 시야각(α)의 확대화가 가능하게 되며, 집중해서 들여다보는 효과에 의한 조절(이른바 기계근시)의 개입을 방지할 수 있다. 또한, 구면렌즈를 3장의 디스크에 효율적으로 배치하기 때문에 장치의 대형화를 방지할 수 있다.

검안시에는, 안(E)의 각막정점과, 안(E)에 가장 가까운 쪽의 디스크(11)의 구면렌즈(110)의 위치(안경착용 기준위치)사이를 소정거리(VD)만큼 이격한다(일본의 경우, VD를 12mm로 하는 것이 일반적이다). 안(E)의 시야각(α)은, 안(E)에서 가장 먼 쪽의 디스크(16)의 광학소자(보조렌즈(160))의 유효직경 및 렌즈거리(d)에 의해 결정되기 때문에, 이들을 시야각(α)이 40°이상, 바람직하게는 45°이상이 되도록 한다. 예를 들면, 광학소자의 유효직경을 φ35mm로 하고, 렌즈거리(d)를 28mm로 하면, 시야각(α)이 46°가 된다. 또한 검사창(4)에 배치된 보호유리(40a)의 구경은, 광학소자보다 크게하고, 상기의 시야각(α)을 확보한다.

단, 렌즈의 직경을 크게함으로써 수반되는 것은 강도수의 구면렌즈에서 그 두께가 증대하는 것이다. 이것에 대한 대책으로서, 마이너스 도수의 구면렌즈에서는, 적어도 시야각(α)의 범위는 굴절력을 갖는 광학영역을 확보하고, 그 외주측을 평탄하게 절단하거나 면취폭을 크게 한다. 한편, 플러스 도수의 구면렌즈에서는, 적어도 시야각(α)의 범위는 광학영역을 확보하고, 디스크(11)의 지지홀에 미치지않는 부분은 투명부재 등으로 보충한다. 또한, 원주렌즈에 대해서도, 같은 구조로 하여도 좋다. 또한, 회전 프리즘에 대해서는, 계단모양으로 굴절각이 형성된 프레넬(Fresnel)식 프리즘으로 하면, 그 두께가 억제될 수 있다.

다음으로, 복수의 렌즈를 조합할 때의 검사도수와 안경착용 기준위치환산 합성도수 간의 차에 대해서 설명한다. 도 4는, 복수의 렌즈를 조합했을 때의 결상관계를 도시하는 도이다. 도 4에서는, 안(E)과 가까운 측에서 부터 4장의 렌즈(L1,L2,L3,L4)가 배치되어 있다. 또한, 얇은 렌즈의 근축(近軸)계산식을 이용하고 있다. 각 렌즈에 대해서는, 다음과 같은 조건식 1, 2가 성립된다.

상기 식1, 2는 각 렌즈마다 성립된다. 렌즈가 4장인 경우, n=4이다. fn은 각 렌즈의 초점거리, Sn은 각 렌즈의 물(物)거리, S'n은 각 렌즈의 상(像)거리, An은 렌즈간격을 나타낸다. 단, S0=X로 하며, A1은 안경착용 기준위치(이하, 기준위치) 로부터 렌즈(L1)까지의 거리로 한다.

각 렌즈단체의 기준위치 환산도수(Dn)가 구해지면, 다음의 식 3에 의해, 각 렌즈의 초점거리(fn)이 구해진다.

그리고, 각 렌즈를 조합한 기준위치환산 합성도수(D_o)는 다음의 식 4에 의해 구해진다.

나아가서, 검사도수와 기준위치환산 합성도수 간의 차가 구해진다.

여기서, 구면렌즈를 3장의 디스크에 배치하고 원주렌즈를 2장의 디스크에 배치한 경우인 5장의 렌즈의 조합에 대해서, 검사도수와 기준위치환산 합성도수 간의 차를 구해본다. 조건으로서는, L1, L2, L3에 구면렌즈를 각각 배치하고 L4,L5에 원주렌즈를 각각 배치하는 것으로 하며, A1을 0mm로하고, A2~A5를 4mm으로 한다. 렌즈구성은 도 5의 구성으로 한다. 그리고, 예를 들면, 검사도수를 구면도수 -5.25D로 하기위해 L1에 0D, L2에 -4.5D, L3에 -0.75D의 구면렌즈를 각각 배치한 경우에, L4, L5에 각각 배치하는 원주렌즈의 도수를 변경하여 계산한 결과의 일예는 도 6에 도시한 바와 같다. 구면굴절력 및 원주(난시)굴절력의 각 허용차를 도 7에 도시된 바와 같이 하고, 검사원주도수를 L4, L5에 배치된 원주렌즈의 도수의 단순한 합으 로 하면, 검사원주도수가 -1.50D 보다 강도수인 모든 렌즈가, 검사원주도수와 기준위치환산의 합성원주도수 간의 차가 허용범위 내에 속하지 않게 된다.

이에 대한 대응으로서, 원주렌즈(140a, 140b)(스토크스의 크로스 원주광학계)에 의해 원주도수를 작성하는 경우에 대해서 설명한다. 원주렌즈(140a, 140b)의 도수를 Dc, 서로의 원주각도차를 ε, 작성원주도수를 Dε, 작성원주축각도를 Ax로 하면, 다음의 관계식 5, 6이 성립된다.

또한, 원주렌즈(140a, 140b)(스토크스의 크로스 원주광학계)에서는, 원주도수의 작성에 따라 구면도수가 발생한다. 발생된 구면도수(Ds)는, 다음의 식 7에 의해 구해진다.

이와 같이 원주렌즈(140a, 140b)(스토크스의 크로스 원주광학계)에서는, 2Dc의 범위로 원주각도차(ε)를 변화시킴으로써, 원주도수(Dε)을 작성하는 것이 가능하다. 이로 인해, 구면렌즈와 조합했을 때의 검사원주도수와 기준위치 환산의 합성원주도수 간의 차가 억제되어 허용범위 내에 포함될 수 있다.

또한, 원주렌즈(140a, 140b)(스토크스 크로스원주 광학계)에 의한 원주도수(Dε)의 작성에 따라 발생하는 구면도수(Ds)에 대해서는, 이것을 보정할 필요가 있다. 이러한 보정에는, 구면도수의 변화스텝도수보다 약한 도수의 구면렌즈를 더 조합시킨다. 본 실시형태에 따르면, 구면도수의 변화스텝도수를 ±0.25D로 하고, 구면도수의 허용차의 최소값을 ±0.06D(허용차폭 0.12D)로 한다. 따라서, 디스크(11, 12, 13)의 각 구면렌즈와 디스크(15)의 -0.12D의 보정용 구면렌즈(150')를 조합하면, 원주도수의 작성에 따라 구면도수를 보정하고, 구면렌즈(보정용 구면렌즈(150'))가 1개 추가되어도 검사구면도수와 기준위치환산의 합성구면도수 간의 차가 허용차내에 속 할 수 있다.

또한, 보정용 구면렌즈(150')로서, -0.12D(또는 +0.12D 또는 -0.13D 또는 +0.13D)인 1개의 구면렌즈를 사용하는 것 외에, -0.06D와 +0.06D인 2개의 구면렌즈를 사용하여도 좋으며, -0.08D와 +0.04D(또는 그 부호가 반대인 것)인 2개의 구면렌즈 등을 사용하여도 좋다. 이러한 보정용 구면렌즈(150')의 도수는, 구면도수의 변화스텝도수와 허용차를 기초로 결정하는게 바람직하며, 구면도수의 변화스텝도수(본 실시예에서는 ±0.25D)에서 최소의 허용차폭(본 실시예에서는 ±0.06×2)를 제외한 도수로 하면 충분하다.

도 8A 및 8B에 구면렌즈, 원주렌즈(140a, 140b)(스토크스의 크로스 원주광학계), 보정용 구면렌즈(150')와의 조합의 예를 보여준다. 이 경우, L1, L2, L3에는 도 3(도 5와 같이)에 보여준 렌즈구성의 구면렌즈를 배치하는 것으로 하고, L4에는 스토크스 크로스 원주광학계(원주렌즈(140a, 140b)를 1세트로 하고 있다)를 배치하 고, L5에는 -0.12D의 보정용 구면렌즈(150')를 배치하는 것으로 한다. 또한 A1을 0mm로 하고, A2~A5를 4mm로 한다.

도 8A는 검사원주도수를 -4.25D로 하고, 검사구면 도수를 변화시킨 경우의 예를 보여주고 있다. 스토크스의 크로스 원주광학계를 단체로 하고 기준위치 환산의 합성원주도수 -4.25D를 작성하는 원주각도차(ε)는 50°이지만, L1, L2, L3에 배치되는 구면렌즈의 도수에 의해 검사원주도수와 기준위치 환산의 합성원주도수 간에 큰 차가 발생한다. 또한, 스토크스의 크로스 원주광학계에 의해 발생하는 구면도수 만큼을 보정하면, 기준위치환산의 합성원주 도수 및 합성 구면도수가 변화한다. 검사 원주도수와 기준위치환산의 합성원주도수 간에 큰 차가 발생하는 주요원인은, 3장의 구면렌즈 디스크 내의 안(E)에서 가까운 쪽에서 2번째 이후에 배치된 디스크에 비교적 강한 구면도수(조합시의 절대값이 적어도 3D이상)가 있는 경우에, 그 굴절력의 영향을 받기 때문이다.

예를 들면, 검사구면도수가 0D인 경우, 검사원주도수 -4.25D의 약 절반인 -2.12D 만큼 구면도수를 보정해야 하고, L1에 0D , L2에 -1.50D, L3에 -0.50D, L5에 -0.12D의 구면렌즈를 각각 배치한다. 이 경우, 스토크스의 크로스 원주광학계 단체에서의 작성원주도수가 -4.25D(ε=50°)인 상태에서는, 기준위치환산의 합성원주도수 및 합성구면도수가 각각 -4.13D 및 -0.04D가 되고, 작성원주도수와 기준위치환산의 합성원주도수 간의 차가 허용차 내에 들지 않게 된다. 여기서, 작성원주도수를 -4.35D(ε=50.75°)로 변경하면, 기준위치환산의 합성원주도수 및 합성구면도수가 각각 -4.25D 및 0.01D가 되고, 허용차 내에 속하게 된다.

검사구면도수가 -1.00D인 경우, -2.12D 만큼의 구면도수를 보정해야만 하고, L1에 0D, L2에 -3.00D, L3에 0D, L5에 -0.12D의 구면렌즈를 각각 배치하면, 작성원주도수가 -4.25D(ε=50°)인 상태에서는 기준위치환산의 합성원주도수 및 합성구면도수가 각각 -4.14D 및 -1.05D가 되며, 허용차내에 들지 않게 된다. 여기서, 작성원주도수를 -4.37D(ε=50.90°)로 변경하면, 허용차 내에 들게 된다.

검사구면도수가 -9.50D인 경우, -2.12D 만큼의 구면도수를 보정해야만 하고, L1에 -9.00D, L2에 -3.00D, L3에 +0.50D, L5에 -0.12D의 구면렌즈를 각각 배치하면, 작성원주도수가 -4.25D(ε=50°)인 상태에서는, 기준위치환산의 합성원주도수 및 합성구면도수가 각각 -4.17D 및 -9.45D가 되며, 허용차내에 들지 않게 된다. 여기서, 작성원주도수를 -4.33D(ε=50.60°)로 변경하면, 허용차 내에 들게 된다.

도 8B는, 검사원주도수를 -3.00D로 하고, 검사구면도수를 변화시킨 경우의 예를 보여주고 있다.

검안시, 검사자는 콘트롤러(8)에서 검사구면도수나 검사원주도수를 지시한다. 제어부(100)는, 콘트롤러(8)에서 나오는 검사도수의 지시신호를 기초로, 모터(18a~18i)의 구동을 제어하여 광학소자를 검사창(4)에 배치한다. 검사원주도수의 지시가 없는 경우(검사구면도수의 지시만이 있는 경우)는, 구면렌즈(110, 120, 130)(개구를 포함한다)의 각 도수의 합이 지시된 검사구면도수가 되도록, 각 렌즈(각 도수)의 조합이 결정되고, 검사창(4)에 전환설치된다. 검사원주도수의 지시가 있는 경우, 지시된 검사구면도수 및 검사원주도수를 기초로, 각 구면렌즈(구면렌즈(110, 120, 130), 및 보정용 구면렌즈(150')(개구를 포함한다)) 의 각 도수의 조합이 결정됨과 동시에, 그 구면도수에 따라서 원주렌즈(140a, 140b)에 의해 작성되는 원주도수(원주각도차(ε))가 결정된다. 그리고, 이러한 조합을 미리 메모리(9)에 기억시켜 둠으로써, 제어부(100)는 콘트롤러(8)의 지시신호를 기초로 조합정보를 메모리(9)로부터 불러내어, 각 모터의 구동을 제어하여 각 렌즈를 검사창(4)에 배치한다. 또한, 메모리(9)에 조합정보를 기억시키는 대신에, 제어부(100)가 그때 마다 연산하여 조합을 결정하여도 좋다.

도 9는 제 2 의 실시형태에 따른 장치에서의 광학소자와 그 절환기구를 설명하기 위한 도이다. 도 2와 같은 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

강(强)원주렌즈 디스크(14a)는 6개의 지지홀을 가지며, 개구 이외의 5개의 지지홀에는 -1.5D, -3D, -4.5D, -6D, -7.5D인 5개의 강도수 원주렌즈(140c)가 배치되어 있다. 강원주렌즈 디스크(14b)는 6개의 지지홀을 가지며, 개구 이외의 5개의 지지홀에는 -0.25D, -0.5D, -1.75D, -1D, -1.25D인 5개의 약도수의 원주렌즈(140d)가 배치되어 있다. 디스크(14a)는 모터(19a)에 의해 회전되며, 디스크(14b)는 모터(19b)에 의해 회전된다. 또한, 원주렌즈(140c, 140d)는 광축(10)을 중심으로 각각 회전가능한 디스크에 지지되어 있으며, 그 디스크의 기어는 샤프트(30)를 중심으로 회전가능한 선기어(148)와 치합되며, 선기어(148)에 연결된 기어(149)가 모터(19c)에 의해 회전됨으로써, 원주렌즈(140c 및 140d)가 동시에 광축(10)을 중심으로 회전되어, 원주축이 변경된다.

디스크(15a)에는, 원주도수 보정용인 도수-0.12D의 원주렌즈(150a)를 포함하는 보조렌즈(150)가 배치되어 있다. 보정용 원주렌즈(150a)는, 광축(10)을 중심으 로 회전가능한 디스크에 지지되어 있으며, 그 디스크는 선기어(151)와 치합되어 있다. 선기어(151)에 연결된 기어(152)가 모터(19d)에 의해 회전됨으로써, 보정용 원주렌즈(150a)가 광축(10)을 중심으로 회전되어, 그 원주축이 변경된다.

이와 같이, 도수가 다른 복수의 원주렌즈가 배치된 디스크(14a, 14b)를 회전시켜 검사창(4)에 원주렌즈(140c, 140d)를 절환배치하며, 콘트롤러(8)에서 지시된 검사원주도수를 안(E)에 부여하면, 검사원주도수와 기준위치환산의 합성원주도수간의 차가 허용범위내에서 벗어나게 된다.

이에 대한 대응책으로, 제 2 실시예에 따르면, 보정용 원주렌즈(150a)를 이용하고, 검사원주도수와 기준위치환산의 합성원주도수 간의 차가 허용차 내에 들도록 원주렌즈의 조합을 구면도수에 대응하여 결정한다.

도 10은 이러한 조합의 예를 보여준다. 기준위치환산의 도수 계산은, 앞서 설명한 식 1 ~ 식 4 에 있어서 렌즈매수를 n=5로 하고, L1, L2, L3에 구면렌즈를 배치하며, L4, L5에 원주렌즈를 배치하는 것으로 한다. 렌즈간의 거리 A2~A5는 4mm로 한다. 또한, 보정용 원주렌즈(150a)의 조합에 있어서, 굴절력이 약하기 때문에 기준위치환산의 영향은 무시할 수 있다.

예를 들면, 콘트롤러(8)에서 지시된 검사구면도수가 -5.25D일 때, 구면렌즈의 조합은 그대로이지만, L4, L5에 배치하는 원주렌즈의 조합에는, 검사원주도수와 기준위치환산의 합성원주도수 간의 차가 허용차 내에 속하는 것을 선택한다. L4, L5에 배치하는 원주렌즈의 조합만으로 허용차 내에 속하지 않는 경우, 보정용 원주렌즈(150a)를 더 조합한다.

이러한 조합을 미리 메모리(9)에 기억해둠으로써, 제어부(100)는 콘트롤러(8)의 지시신호를 기초로 조합정보를 메모리(9)로부터 불러 각 모터의 구동을 제어하고 각 렌즈를 검사창(4)에 배치한다. 또한, -0.12D의 보정용 원주렌즈에 대해서만 보정에 필요한 도수가 부족한 경우, -0.25D의 보정용 원주렌즈를 보조렌즈 디스크(15a)에 더 추가하는 것에 의해 대응가능하다. 보정용 원주렌즈의 도수는, 원주도수의 변화스텝도수와 허용차를 기초로 결정되지만, 적어도 원주도수의 변화스텝도수보다 약한 도수의 것을 준비한다. 또한, 도수가 다른 것을 복수개 준비하고, 선택적으로 사용하는 것도 가능하다. 제 2 실시예에 따른 보정용 원주렌즈을 조합하는 방법은, 스토크스의 원주광학계를 이용하는 경우에도 적용가능하다.

본 발명의 검안장치에 따르면, 피검안자의 굴절력을 정밀하게 검사할 수 있다.

Claims

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피검자안(E)의 굴절력을 자각적으로 검사하는 검안장치는,

제시된 시력표를 이것을 통해서 피검자에게 보이는 검사창;

다른 구면 도수의 복수의 구면(spherical)렌즈가 각각 배치된 적어도 3장의 렌즈 디스크를 구비하며, 각 디스크를 각각 회전시켜 검사창에 배치되는 구면렌즈의 조합을 변경하는 것에 의해 구면도수를 피검자 안(眼)에 부여하는 구면도수 부여수단;

다른 주면 도수의 복수의 주면(cylindrical)렌즈가 각각 배치된 적어도 2장의 렌즈 디스크를 구비하며, 각 디스크를 각각 회전시켜 검사창에 배치되는 주면렌즈의 조합을 변경하는 것에 의해, 주면도수를 피검자 안에 부여하는 제 1 주면도수 부여수단;

제 1 주면도수 부여수단에 의해 부여되는 주면도수의 변화스텝 도수보다 약한 도수의 보정용 주면렌즈가 배치된 렌즈 디스크를 구비하며, 디스크를 회전시켜 검사창에 보정용 주면렌즈를 배치함으로써 주면도수를 피검자 안에 부여하는 제 2 주면도수 부여수단;

검사구면도수 및 검사주면도수를 지시하는 지시수단;

이하 a 및 b를 기억하는 메모리; 및

a:지시수단에 의해 지시된 검사구면도수와 검사창에 배치되는 구면렌즈의 구면도수간의 차가 소정의 제 1 허용차 내에 들도록 정해진, 검사창에 배치되는 구면렌즈의 조합

b:지시수단에 의해 지시된 검사주면도수와 제 1 주면도수 부여수단에 의해 검사창에 배치되는 주면렌즈의 안경 착용 기준위치 환산의 주면도수간의 차가 소정의 제 2 허용차 내에 들도록 정해진, 검사창에 배치되는 주면렌즈의 조합 - 제 2 허용차 내에 들지 않는 경우에는 제 2 주면도수 부여수단의 보정용 주면렌즈가 더 조합된다 -

지시수단에 의한 지시를 기초로 메모리로부터 조합 정보를 호출하고, 호출된 조합 정보를 기초로, 각 도수부여수단의 구동을 제어하는 제어수단;을 포함하는 검안장치.
제 5 항에 있어서, 각 구면렌즈 및 각 주면렌즈의 유효직경(Φ)은 29mm이상인 것인 검안장치.
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