KR20020038705A - 접안 바이오미터 - Google Patents

접안 바이오미터 Download PDF

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KR20020038705A
KR20020038705A KR1020027001138A KR20027001138A KR20020038705A KR 20020038705 A KR20020038705 A KR 20020038705A KR 1020027001138 A KR1020027001138 A KR 1020027001138A KR 20027001138 A KR20027001138 A KR 20027001138A KR 20020038705 A KR20020038705 A KR 20020038705A
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eyes
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호르위츠래리에스
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에이엠티 테크놀로지즈 코포레이션
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Abstract

접안 바이오미터는 반사된 빛의 파면을 분석하기 위하여 에미팅 광원(7)을 이용하고 눈의 조명영역에 광학을 부합한 것이다. 굴절상태, 일정시간 도는 연속적인 시간의 시각과 동공의 지름과 같은 눈의 다양한 특성을 측정하는 접안 바이오미터와 같이 핫미러(4)와 같은 구멍분배요소는 세상을 바라보기 위해 눈에 필요한 것이다. 광학파면조건과 파면센싱 기술은 눈의 굴절도와 일시적인 조절상태를 결정하는데 사용된다. 반사된 빛은 하나의 망막(26) 또는 다수의 망막(26,28)을 통하여 입사된다. 결과인 투영패턴의 공간 특성은 유일하게 눈의 특성으로 결정된다. 상기 투영패턴은 직접적으로 측정되거나 첫번째와 이미지 평면사이에 적당하게 위치한 두번째 일치하는 망막을 가지는 라인의 변화에 의하여 측정된다. 밝은 동공과 퍼킨제 영상은 시각을 계산하는데 사용된다. 어둔운 공간에서 밝은 동공은 동공 직경 측정을 제공한다. 접안 바이오미터는 사시, 스테레오피스(STEROPSIS), 집중도 측정에서 두눈이 동시에 조사되도록 양눈방식으로 구성된다. 변화된 투영패턴의 변화 깊이는 눈 매체의 예민함과 당뇨, 망막두께, 녹내장 그리고 백내장과 같은 의학의 예외적인 것을 차단하는 수단을 제공하는 망막 표면을 제공한다.

Description

접안 바이오미터{OCULAR BIOMETER}
시력증진은 매우 중요하다. 눈의 물리적인 특성을 정확하게 측정하는 것, 즉, 굴절도, 눈의 특징을 포함하는 표면의 형상은 시력교정을 처방하기 위해 매우 중요하다.
초우왕조(Circa 479-381 B.C) 시대에 인간이 시력교정을 시도한 이래, 얼마나 교정이 되어야 하는지를 측정하는 것은 중요한 문제이다. 전형적으로, 동시대에 실제 스넬렌의 챠트에는 실용적으로 프로프터(PHOROPTER)가 이용되었고, 부가적으로 시력교정 양을 측정하였다. 이 과정은 측정된 환자의 응답에 기초하였다. 자동굴절기는 나이프(KNIFE)의 에지(EDGE) 시험, 마이어스(MYERS)와 다른 광학이론, 반사된 빛에 대하여 시각의 예민함 측정, 또는 망막의 영상을 이용하여 발명되었다. 눈의 광학특성은 분명한 수차에 의해 증명된다.
현재, 환자의 굴절수치는 굴절수치를 측정하기 위하여 환자의 말에 의한 반복이 요구된다. 그러므로, 동시에 두 눈을 측정하기 위한, 동시 지시기에 있는 독립변수의 수는 상당한 자유도가 요구되고, 따라서 어느 쪽의 눈의 굴절도에도 정확도가 없다. 따라서, 오직 한번에 한쪽 눈만 측정될 수 있다. 본 발명에 의한 가능한 기술의 하나는 굴절상태를 측정할 수 있고, 동시에 교정은 양눈 모드에서, 즉 양눈에서 이루어 진다.
본 발명에 의한 기술은 광학시스템에 있어서의 눈의 치료 결과이다.
망막(retina)의 촛점면에 각막(角膜,cornea)의 정상점(vertex)로부터의 광학트레인은 종래의 광학시스템과 같은 기초 기술로 분석되어진다. 종래의 광학시스템은 시스템을 통과한 광학파면을 분석하는 것이다. 본 발명에서는 광학파면과 같은 분석방법이 제시된다.
눈의 특성은 눈의 움직임과 사시를 트랙킹하는 것이 필요하다. 상기 눈의 특성을 파악하는 방법은 각막의 자국을 남기고, 상기 자국을 트랙킹하는 것을 이용하는 것이다. 홍채의 내측 끝을 트랙킹하는 것은 이용되고 있는 또 다른 기술이다. 그러나, 홍채의 지경이 주위의 빛과 시야의 응시로 변화된다. 그래서, 홍채 트랙킹의 결과로 감소된 에러는 측정된 움직임의 값보다 크다. 상기 에러는 측정된 움직임의 값은 적절하지 못한 기술로 남겨진다. 본 발명은 눈을 전체동공과 눈을 트랙킹하기 위한 각막 반짝임의 기하학적인 특성을 이용하여 트랙킹하는 것을 가능하게 한다.
광학과 광학디자인의 특성을 측정하기 위한 고전적인 방법은 눈의 광학적인 측면을 측정하기에는 부적합하다. 임핑(Impinging) 빔과 반사빔 사이의 관계는 눈의 특성에 대한 정보를 준다.
광학적은 특성을 측정하기 위한 간섭(Interferometry)을 적용한것과 다른 방법은 망선의 투영(shadow)를 캐스팅하기 위한 허여된 빛이 빠져나간 시스템에서얻을 수 있다. 투영 패턴 변화의 물리적인 특성이 목적치와 다르게 된다면, 편차가 분석되고, 근사값이 측정되게 된다. 본 발명은 특히 빛의 분석에 관한 것으로, 빛이 눈의 포베어(Fovea)에서 반사작용으로 눈을 빠져나갈때 빛을 분석하는 것이다. 상기 반사작용에 의한 빛은 망막에 의한 반사적인 특성때문에 적당한 상태로 되고, 투영 상태를 제공하는것이 충분하여 공간상에서 일치하는 것이다. 본 발명에 의한 방법은 두정(頭頂, 정상점) 또는 각막에서의 광학파면이 생산되고, 분석되는 것에 의한 것으로 본 발명의 가장 중요한 특징이다. 리얼타임과 눈이 바라보게 되는 연속적인 상에서, 눈의 광학적인 특성을 정확하게 구별하기 위한 방법은 존재하지 않는다. 더욱이 신청자는 망막에서 발생하고, 상호작용으로 만들어지는 빛의 반사에 의한 어떠한 기술도 알지 못한다. 상기 상호작용은 눈의 특징[굴절의 광학력 상태, 각막의 해부학, 각막의 두께 측정기(Pachymetry), 망막의 예민함, 눈의 예민함, 동공측정(Pupillometry), 등]으로 더욱 명확하게 문자와 같은 것을 측정하는 것이 결정되는 것이다. 더욱 상세하게는 신청인은 파면센서로부터 데이터를 측정하고 분석하는 능력에 의한 어떠한 지식도 알지 못하고 있다. 그러한 유용한 것들은 시력, 즉 눈의 특성화와 예민함을 위한 보호막을 위해 요구되는 교정렌즈의 자동설정을 포함한다.
눈의 광학특성의 측정을 제공하기 위한 광학파면 공정은 유요하다. 본 발명은 광학파면의 공정과 분석에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 망막의 표면 또는 각막의 표면에서 반사된 파면에 관계된 특성에 관한 정보를 포함하는 광학파면에 관계되어있다. 광학수단과 소프트웨어 수단은 광학파면을 분석하는데 개별적으로, 종합적으로 사용되어진다. 투영패턴은 광학파면이 로우치(Rouchi) 법칙과 같이 망막의 패턴에 의해 확산경로에서 분명하지 않을 때에, 생산된다. 상기 투영패턴은 역시 두번째 망막으로 투영패턴을 투영하여 더 낮은 공간패턴을 생산하기 위하여 만들어지게 된다. 결과 패턴은 두가지 패턴의 상호작용으로 만들어지는데, 상호작용은 같은 주파수에 근접하고, 상기 주파수는 서로 겹치고, 교차하거나 간섭하는 두개의 간단한 고조파 성질을 갖으며, 서로 다른 주파수이고, 전자기적이고, 음향적이거나 공간적이다. 고전 광학에서는 상기 패턴들은 탈보트 간섭도(Talbot interferograms), 프레스넬 패턴 또는 무어러라고 한다. 이와 같은 정보를 가지고, 눈을 평가할 수 있는 굴곡특성이 측정된다.
줄무늬 패턴은 파의 광학 간섭계(Interferometric) 공정에서 발생한다. 상기 공정중 하나의 파(WAVE) 형태에서 조준되는 빛빔은 빔의 일부가 기준이 되는 목적물과 또 다른 목적물 방향으로 향하도록 분할된다. 기준점과 목적물에서의 반사는 간섭계(Interferometric) 패턴을 제공하여 간섭이 일어나게 된다. 패턴의 간섭은 목적물에 대하여 측정특성을 제공할 수 있다. 상기 기술의 두개의 광학경로는 변하지 않아야 하고, 공간상의 결합은 지속되어야 하는 지형적인 관계 때문에, 망막반사 파면에 적용되지 않는다. 상기 기술은 일반적으로 동적인 망막에의 적용이 불가능하다.
본 발명에서 간섭계(Interferometric) 패턴의 또 다른 형태가 두개의 투명성(격자와 같이), 즉, 서로 유사하거나 명확한 규칙적인 패턴이 겹쳐질 때, 형성된 간섭에 의해 생성된다. 각 투명성을 통한 빛의 전달은 투영를 만든다. 줄무늬 패턴은 투영인데, 상기 투영는 두개의 분리된 투명한 투영의 투영를 겹쳐서 생성된다. 상기 패턴의 간섭은 다른 눈의 연결으로부터 반사되는 것에 따라 광학파면의 지형적인 특성에 대하여 유용한 정보를 제공한다. 이것은 망막, 각막 그리고 내피세포에서 반사되는 것에 관한 것이다.
줄무늬 패턴은 패턴이 생성된 시스템에서 노이즈에 의해 왜곡이 생기게 된다. 상기 노이즈는 전기적으로 생성되고, 측정에서 사용되는 카메라와 광학시스템또는 배경 또는 가상 빛에 의한 간섭에 의해 발생된다. 부가하여, 원하는 측정치를 갖는 분리된 표면의 차등 반사율 특성은 정확한 측정에 효과가 있다. 반사율 문제는, 예를 들어 표면의 다른 대조 특성이 존재할 때에 부각된다. 택일적으로, 광학측정시스템과 연관된 빛에 관하지 않은 방법으로의 표면으로 향한 다른 배경원인으로 발생된다. 노이즈를 제거하기 위한 하나의 방법이 상기 시스템에 제공된다.
본 발명의 목적은 광학파면 센서에 있어서, 진보된 기술과 기구를 제공하는 것이다.
하나의 구체적인 실시예에서, 빛은 눈의 망막을 밝게하는데 사용된다. 반사된 빛은 눈의 매체, 렌즈, 각막을 통해서 전달된다. 각막의 바깥측 광학파면의 분석은 눈의 굴절력과 눈의 촛점이 맞추어지는 거리를 제공한다.
본 발명의 부가적인 목적은 삼차원 공간상에서 굴절, 사시, 수렴 동안 주시되는 것에 관하여 측정을 제공하는 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 시력교정(굴절기, 굴절계, 자동굴절계)을 위해눈에 적용되는 것이 필요하게되는 굴절교정을 제공하는 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 양눈의 굴절계, 양눈의 자동굴절계 또는 굴절기를 위해서 양눈의 작용과 양눈의 시력교정 또는 시력고정을 제공하는 것이다.
하나의 구체적인 실시예에서, 동공계, 코어미터(coreometer) 또는 코어스코프(coreoscope)와 같은 눈의 매체를 밝게하는데 사용된다. 망막의 반사된 빛은 눈의 동공에 의해 채광구멍(aperture)이 생긴다. 동공이 CCD(Charge Coupled Device) 카메라와 같은 이미지 센서에 의해 레코딩될 때, 동공은 이미지의 나머지 부분과 비교된 밝은 부분을 나타낸다. 동공의 밝은 동공 직경의 면적을 측정함으로 얻어지게 된다.
본 발명의 또 하나의 구체적인 실시예에서, 눈은 일차원, 이차원, 삼차원 상에서 트랙되어진다. 눈의 입사된 조명은 조절된 광학파면의 것이다. 부수적인 조명은 측정된 광학파면, 차라리 평면에서의 것이다. 이것은 영상시스템의 목적평면에서 각막에 반사된 첫번째 퍼킨제(Purkinje) 영상을 생성한 것이다. 첫번째 퍼킨제(Purkinje) 영상과 동공의 중앙에서의 지형적인 관계에서는 얼굴에 관련된 하나 또는 두개의 접선공간/각도차원에 있는 눈의 주시각이 제공된다.
본 발명의 또 다른 목적은 눈의 사시측정을 제공하는 것이다. 사시는 눈의 응시각을 측정하게되고, 눈으로 사물을 바라볼 때의 각각의 각도를 비교하게된다.
응시각이 양눈에서 측정된다면, 양눈의 측정은 눈의 근점 주시(近點注視)를 측정하게된다. 상기 근점 주시(近點注視)는 양눈이 내측에서 만나는 위치가 된다. 상기 기능에서는 거리를 아는 이안시(입체시) 또는 눈의 삼차원 공간상에서의 바라보는 능력이 제공된다.
따라서, 본 발명의 부가적인 목적은 피상체의 집중도를 측정하기 위한 개선된 기술과 기구를 제공하는 것이다.
눈이 장면(인공, 피상적인, 가상 또는 현실의)을 바라볼 수 있도록 수단을 제공한다면, 본 발명에 의한 삼차원 공간/각도 기능은 눈의 적당한 시각에서 영상을 제공하는 제어루프 기능으로 사용되어질 수 있다. 눈 트랙킹 기능은 눈이 시각정보를 관찰 또는 레코딩 하거나 시신경의 반응에서 모니터링 기술로 사용되어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 눈의 모니터링이다.
조명이 집중되거나, 각막내부로 초점이 맞추어질 때, 조명은 각막 표피와 내피 표면에서 반사된다. 조명의 광학경로에 위치한 광학렌즈에서는 상기 촛점효과를 제공한다. 내피의 반사는 스펙트럼 또는 광학편광 특성에 의해 표피의 반사와는 구별되어진다. 각막 앞쪽의 반사는 파면센서로 향할수 있고, 파면은 분석되고, 해부된 각막이 분석된다. 따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 해부된 각막 표면을 제공하는 것이다 ; 각막해부 또는 해부학자.
각막 내피표면에서 반사되는 조명은 파면센서로 향하게되고, 해부된 각막의 내피 표면이 측정된다. 그래서, 본 발명의 또 다른 목적은 해부된 각막 내피 표면을 제공하는 것이다 ; 각막 내피 해부 또는 해부학자.
앞과 뒤의 각막의 표면을 비교하면, 각막의 두께가 결정될 수 있다. 따라서, 각막의 두께측정기를 제작할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 각막의 두께측정기를 제공하는 것이다 ; 각막 두께측정기 또는 각막 두께 해부학자.
본 발명은 눈에 대한 변수를 측정하는 분야에 관한 것이다.
본 발명은 눈에 따른 변수의 개선된 측정을 위한 시스템, 기구, 방법을 제공하는 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 한쪽눈 또는 양쪽눈 상태에서 눈의 굴절상태가 각 눈 및 동공이 응답의 조준선에서 측정되는 시야 분석시스템을 제공하는 것이다. 상기 정보는 상기 정보를 요구하는 어떠한 시스템에 있는 시력교정분석, 조사, 피드백 루프에서 사용하는 동안 눈이 삼차원 공간에서 응시되는 장소에서 확정적으로 사용되어질 수 있다.
눈의 파라미터 측정은 빛 빔과 눈쪽이면서 상기 빔 방향으로의 빔을 생성을 포함한다. 상기 빔은 눈의 망막과 각막에서 반사되고, 투영 패턴을 발달시키기 위한 알려진 거리로 분리된 하나의 망선 또는 다수의 망선을 통하여 향하게된다.
투영패턴 분석은 굴절상채 또는 각막 지형도에서 특히 파라미터 데이터 측정을 제공한다.
투영 패턴의 분석에서는, 특히 굴절상태 각막 지형도에서, 눈의 파라미터의 측정 데이터가 공급된다.
측정되는 요소는 눈에 있는 해부학상의 표면 또는 연결기관이다(interface). 선택적으로 망막표면과 분석에서는 시야를 위한 눈과 망막의 예민함에 대하여 굴절률이 제공된다. 표면이 표피표면에 위치하면 분석에서는 각막 즉 각막(keratometry) 또는 각막지형도(keratopography)의 지형도 데이터를 공급하게 된다. 표면이 내피표면에 위치하면, 분석에서는 표피데이터와 함께, 각막의 두께측정 즉 두께측정기(pachymetry)가 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 데이터는 눈의 굴절상태를 제안하는데 이용된다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에서, 데이터는 각막형상을 제안한 각막표면 또는 전체 표면을 넘는 각막 두께에서 광범위하게 얻어진다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에서, 데이터는 눈 또는 각막의 해부학상의 특징(회전, 전환)의 움직임을 결정하기 위해서 분석된다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에서 , 선택된 파장에 있는 조준빔은 다른 눈의 표면으로 향하게 되고, 각각의 물결패턴이 얻어지고 분석된다. 부가하여, 각 표면에서의 데이터는 집합적으로 분석된다. 이와 같이 하여, 각각의 눈 표면의 정보와 전체의 파라미터가 알 수 있게 되고, 표면에 의하여 생리학이 정의된다.
또한, 본 발명에 의하면, 우세한 물결 패턴이 표시되는 데이터를 받을 수 있는 수단이 공급된다. 상기 패턴은 패턴 데이터 공정에서 상호관계 기술을 적용한측정 특성을 표시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 측정특성은 눈의 망막표면 특성과 각막의 표피 표면과 내피 표면의 지형도이다. 상기 정보에 의해, 눈의 굴절과 회절 특성이 얻어진다. 이것은 안경 또는 콘텍트렌즈 또는 레이져에 의한 눈의 치료와 같은 인공장치에 의한 허용되는 교정이 될 것이다.
본 발명의 부가되는 바람직한 실시예에서, 물결패턴은 타볼트 간섭(Interferogram) 또는 투영 패턴이고, 목적물의 도량형에 관한 것으로 데이터를 확장하기 위하여 분석된다. 분석수단은 본 명세서에서 설명되는 기술이다. 투영 패턴은 곡선으로 형성되고, 상기 곡선은 공간주파수 영역에서 유일한 특성을 갖는다. 눈의 굴절력, 각막의 모양, 각막의 내피표면 모양의 분석이 패턴과 직교공간에서 높은 순으로의 주파수에서 중앙주파수의 위치를 결정하는 것에 의해 나오게 된다. 공간상의 주파수요소의 크기와 위상에서는 공간 모드의 크기와 정위가 공급된다. 상기 공간 모드는 광학파면 또는 다조(Polytonic)에 존재하는 촛점, 난시, 삼차와 더 높은 차원의 공간을 의미한다.
본 발명에서 이용된 투영 투영기술은 환자 응답없이 측정되는 정량화된 눈의 수차에 양질이 되도록 눈 움직임에 대한 측정이 조절될 수 있는 민감함과 둔감함이 고려된다.
스펙트럼 범위 700-900 까지 내에서 존재하는 근적외선은 망막의 융모모세혈관과 색소외피에서 높은 반사계수를 가지고 있다. 레이져 빔이 눈으로 들어깔 때 레이져 빔이 좋은 상태라면, 반사된 파면은 눈의 많은 이상을 측정하기 위해 분석된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 눈의 스타비스믹(Stabismic) 특성이 스타비스모미터(Stabismometer, Ophthalmotropometer or strbometer 로 알려진)의 형태로 측정되고, 정량화된다. 눈의 광학축은 결정되어지고, 수렴상태가 측정되고, 정량화된다.
본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면과 상세한 설명을 참고하여 자세하게 설명하기로 한다.
[도면의 간단한 설명]
도1은 본 발명에 의한 한쪽눈 또는 양쪽 눈 및 동공 지름과 응시각의 굴절력을 자동으로 측정하기 위한 시스템의 개략도,
도2는 도1의 각각 한쪽 눈의 요소의 개략도,
도3은 표현하는 눈의 표면에서 반사되는 파면의 분석을 위한 광학파면센서 기술의 다이어그램,
도4는 스펙트럼-바이오미터에서 눈 표면의 스펙트럼 반사율 특성의 다이어그램,
도5는 접안 바이오미터의 굴절 작용에서 빛의 경로의 다이어그램,
도6은 각막 모양과 지형도 측정에서 널렌즈의 이용을 나타낸 개략도,
도7은 각막 모양과 지형도 측정에서 파면센서의 광학구조 개략도,
도8은 각막의 두께를 측정하기 위한 두께측정기의 광학구조 개략도,
도9는 파면센서 데이터분석 알고리즘을 위한 논리 순서도,
도10은 동공측정 분석을 위한 논리 순서도,
도11은 눈 트랙킹 분석을 위한 논리 순서도,
도12는 접안 바이오미터와 실생활에서의 인간과의 구성.
환자 두눈의 굴절은 표시창을 통해 실제 목적물을 환자가 응시함으로써 동시에 측정된다. 굴절상태가 변화함에 따라, 본 발명의 접안 바이오미터에서는 생물학적으로 단시긴에 원근조절이 유지되도록 실시간에서 측정된다.
동시에, 동공의 크기는 유지되고, 조준선의 방향이 유지된다. 같은 기술로서, 각막의 모양과 두께는 각막 전체에서 연속적으로 측정된다. 상기 측정은 시스템에 내장된 비디오 카메라의 프레임 비율에 만들어진다. 굴절, 사시 또는 신경응답에 대한 필요한 눈의 교정은 설명된 본 기술에서 확인할 수 있다.
한 주기 동안의 측정후의 데이터는 조절되어지고, 양눈의 완전한 광학특성이 노출된다. 동시에 원거리 필드와 근거리 필드의 최적화는 양필드와 모든 중간 포인트에서 광학 능력을 최적화하기 위해서 수행된다.
접안 바이오미터에서는 망막에서 반사되는 광학파면과 선택적으로 각막표면이 측정된다. 상기 표면에서의 스펙트럼 반사의 특성은 모든 광학특성이 측정되도록 파면의 분리된다.
스펙트럼 반사 피크는 다음과 같다.
각막 표피 표면: 근적외선, 가시적이고 자외선 스펙트럼
망막 표면 : 780 to 900 nm
적외선(780 to 900 nm)은 눈으로 향해 있다. 상기 적외선은 각막과 렌즈에 의해 촛점이 맞춰지고, 광학적으로 망막에서 분산되고, 렌즈와 각막을 통해 눈을 빠져나간다. 파면분석은 평행으로 배열된 하나 또는 다수의 망막을 통해서 광학 릴레이 시스템을 통한 광학파면을 통과하여 수행된다. 상기 망막은 전파방향으로의 보통의 한면에 있고, 상기 면사이에서 서로 회전된다. 결과 투영 패턴은 매트릭스 스크린에 영사되고, 비디오 카메라로 레코딩된다. 상기 레코딩된 이미지는 눈을 벗어난 파면의 모양을 축출하기 위해서 공간주파수 특성화 기술로 진행된다. 상기 파면에는 눈의 광학시스템에서 있는 모든 수차(이탈)에 관한 정보가 포함된다. 공간특성이 알려지면, 파면은 수차(이탈), 예를 들면 촛점과 난시를 이해하는데 적합할 것이다. 지금 눈의 광학수차는 명확하게 정의된다.
한 방향에서 눈의 주시와 망막과 동공 방향에서 축을 벗어난 바이오미터의 이동에 의해, 공간상에서 결정되는 굴절(SPR, Spatially Resolved Refraction)이 평가될 수 있다. 그래서, 접안 바이오미터에서는 조준선과 조준선의 횡단선을 따라 눈의 굴절이 제공된다.
생성된 투영 패턴이 눈과 함께 이동하기 때문에, 눈의 이동을 적당하게하고, 정량화하기 위하여 트랙킹되어진다. 간단한 눈의 움직임은 가로평면과 축방향으로의 영역에서 트랙킹하여 특성화된다.
상세한 눈의 움직임을 트랙킹하는 것은 투영 패턴의 실제분석을 종합하는기술에 의해 성취된다. 상기 눈의 동적 센서에서는 한쪽눈 또는 양쪽눈에서 전체 공정중 눈의 움직임이 트랙킹된다. 양쪽눈 형태에서 본 발명의 하부 시스템은 사시측정계(Strabismometer)와 같이 사용될 수 있는데, 사시측정계(Strabismometer)는 눈의 vergent 시축에서의 측정을 위한 오프탈모트로포미터(ophthalmotropometer)와 스트라보미터(strabometer)처럼 알려져 있다. 정신상의 경계 지시계(mental alertness indicator)는 잠이 들때, 약을 복용했을 때, 술에 취했을 때, 즉 정신이맑을 때, 게임과 상호관계가 있는 눈의 움직임 의해 특성화된다. 상기 눈의 움직임은 눈의 움직임 파라미터를 연구해보면 게임과 함게 상호작용된다.
도1 과 도2는 본 발명에 의한 접안 바이오미터를 개략적으로 도시한 것이다. 양눈의 구성은 한번에 한쪽 눈을 가지고 공정을 행하기 때문에 한쪽눈 두개로 도시되었다. 주된 눈(1)은 구멍분배요소로 알려진 핫미러(4)에 대하여 시스템을 통해 바라보게 된다. 반사되는 적외선 스펙트럼(780 to 900 nm)에서 요소(4)와 특정 복사선을 통해 가시 스펙트럼이 존재하게 된다. 눈은 한 공간에서 움직이는 목적물을 보기 위한 것이고, 따라서, 눈은 필드를 넘는 광범위에서 촛점을 맞추는 것을 조정한다. 도1의 요소(3a)에서 요소(13)은 접안 바이오미터의 특정 적용, 예를 들어 헬멧 또는 차양판, 손으로 연주하는 악기, 긴의자 등을 위해 배열되었다. 요소(4a)는 역시 구멍분배시스템이고, 상기 구멍분배시스템은 광원(7)을 가지는 굴절된 파면 눈의 광학적인 경로를 분배한다. 요소(4a)는 광원(7)에서 반사된 빛의 잔여분과 빛을 통과하는 비율을 분배하는 빔 분배기이다. 요소(3a, 5, 11)는 릴레이 렌즈를 구성한다. 특정 디자인은 목적평면(3a)에서 요소(13)에 있는 데이터 영상평면가지 확대하는 구조가 필요하다. 상기 구조는 목표치에 따라 다양하게 될 수 있다.
도1에서, 요소(6,8,10,12)는 광학 스티어링 미러 또는 빔 분배기인데, 상기 광학 스티어링 미러 또는 빔 분배기는 특정 디자인에서 존재하거나, 존재하지 않을 수 있다. 상기 광학 스티어링 미러 또는 빔 분배기는 구성요소가 필요함에 따라 다양한 특정 디자인에서 사용될 수 있지만, 광학 스티어링 미러 또는 빔 분배기는방사선 광학도 분배 보다 파면 센싱 현상학에는 결과가 없다. 눈(1)은 레이져인 광원(7)에 의해 비춰진다. 스펙트럼을 가지는 광 에미팅 다이오드 또는 광원은 적외선, 가시광선, 그리고 자외선이된다.
요소(3a,4,5,6,7)을 가지는 광학시스템의 목적물은 3a 위치에 있는 평편, 광파면이 조절되어 제공된다. 눈을 트랙킹하는 것이 접안 바이오미터의 기능이라면, 상기 파면은 반드시 이해가 될 것이다. 목적물 평면 3a 에 근접해 있는 각막(3)은 중요하다. 파면에 의하여 임핑(Impinged)된 각막(3)의 곡면은, 파면센서(13)에 의해서 영상되는 반짝임이 발생하고, 접안의 바이오미터의 눈 트랙킹 요소인 임계의 요소이다.
바이오미터의 굴절상태 측정에서, 임핑(Impinged)이 선행될지라도, 평면의 파면 임핑전트(Impingent)를 가지는 것이 필요하지 않다. 광학에너지는 각막(3)과 렌즈(2)에 의해 굴절되고, 이 때, 광학에너지는 망막에 입사한다.
망막에 있는 간상체와 콘(cone)은 입사한 적외선을 반사할 때, 포인트 근원지가 된다. 반사된 빛은 동공(2a)에 의하여 틈이 생긴다. 도3에 상세하게 도시된 것과 같이, 적외선 카메라와 적외선 센서는 파면센서(13)을 포함한다. 구성요소(32)는 어두운 공간에서 밝은 동공을 검출한다. 동공(2a)의 기하학적인 중심은 눈 트랙킹 알고리즘을 제공하는 두번째 데이터 포인트이다. 반사된 빛은 광학축 망막 정점에서의 파면이 눈의 굴절특성의 전체특성을 포함하도록 렌즈(2)와 각막(3)에 의해 반사된다. 도3에 도시된 것과 같이, 릴레이 렌즈 시스템은 상기 파면을 파면센서(13)으로 전달한다. 그러나 평면(3a)에 있는 파면은 각 망막 반사로부터 파면 전부를 누적한다. 각 망막은 눈에 대한 모든 굴절정보를 가지고 있다. 불행이도, 굴절정보가 각막의 두개(頭蓋) 정점에서 더 해질 때, 식별할 수 없다. 그래서, 파면이 파면센서로 전달되기 전의 상태를 유지하는 것이 필요하다. 포인트 근원은 공간적으로 대체된다. 그래서, 각 포인트 근원의 포인트를 전개한 기능을 조합한 릴레이인 푸리어 평면(9)이 공간적으로 대체된다. 그러므로, 차단조합물(9) 상태의 파면은 푸리어 평면(즉, 3에서 5까지의 거리, 9에서 5까지의 거리는 렌즈의 촛점거리이다)에 위치한다. 결국, 파면센서(13)에 있는 파면은 눈의 굴절상태를 제공하기 위하여 분석된다. 상기 정보는 매우 중요하다. 그러나, 눈이 잘 적응되는 것을 시도할 때의 참조거리와 비교하면, 시력교정이 결정된다. 파면센서(13)에 있는 컴퓨터에 의해 결정되는 눈의 트랙킹, 굴절과 동공 크기 데이터는 도3에 더욱 상세하게 도시되고, 출력장치(15)와 통신(14) 한다. 모든 파라미터들은 굴절상태를 정확하게 결정하기 위한 접안 바이오미터의 능력과 상호관계 있고, 주된 눈의 동공계와 사시계는 출력장치(15)에 도시된다. 도2에는 도1의 광학구조의 각각 한쪽눈 구성요소의 예가 도시되었다.
조명은 광원(7)에서 조사된다. 구멍분배요소(4a)와 부분반사는 전파된다(빛의 나머지 부분이 구성요소를 통하여 전환된다). 눈(1)이 구멍분배요소(4)를 통하여 응시할 때에, 조명은 눈에서 반사되고, 눈(1)으로 전환되어 입사된다. 각막에서 흩어진 빛은 파면센서(13)에 있는 카메라에 의해 영사된다. 눈으로 들어가는 조명은 망막(1)에서 반사된다. 반사한 빛은 렌즈(2)를 통해서 전파되고, 눈의 동공(2a)에 의해 틈이 생기고, 각막(3)을 통해서 전파된다. 광학파면은 구멍분배요소(4)를 통해서 반사되고, 구멍분배요소(4)를 통해서 부분적으로 통과하고, 공간 차단물(9)의 지역에서 촛점이 맞추어진다. 차단물(9)는 렌즈(11)이 분석기(13)에서 파면을 재차 영사함으로, 원하지 않는 데이터를 제거한다. 원하는 데이터는 출력장치(15)에 연결(14)에 대하여 전송된다.
도3에는 파면센서(13)가 보다 상세하게 개략적으로 도시되었다.
측정된(16)파면은 센서로 들어가고 렌즈(10)의 초점거리(f10)를 통하여 통과한다. 그리고, 측정된(16)파면은 상기 측정된 파면은 공간상의 차단막(20)의 지역에서 촛점이 맞추어진다. 제거되지 않은 파면은 촛점거리(f12)를 가지는 렌즈(24)에 의해 평면(22)에 재형성된다. 평면(22)에는 하나의 망막(26) 또는 두개의 망막(26,28)이 있다. 하나의 망막(26)은 매트 스크린(30)에서 거리를 두고 위치한다.
한쌍의 망막(26,28)은 평행한 평면에 있다, 상기 평행한 평면은 방위각에 의해 각각 이루는 각 θ를 통하여 회전되고, 축으로 거리 d 를 대체한다. 하나의 망막 시스템에서, 투영 패턴은 망막(26)의 투영를 매트 스크린(30)에 영사한 파면에 의하여 생성된다. 망막에 있는 투영 공간주파수의 비교에 의해, 파면의 특성이 확정되어지고, 눈의 굴력상태가 결정되어진다.
두개의 망막 시스템을 가지는 회절격자(grating)는 동일하다. 그러나 필연적인 것은 아니다. 망막(26)으로부터의 투영 패턴은 파면(16)이 투영 패턴을 발생하는 망막(28)에 영사되는 것에 의하여 기인한다. 상기 투영 패턴은 파면의 첫번째 축출되는 것이 나타내어진다. 투영패턴(30)은 영상 레코딩장치(32)에 의하여레코딩되고, 상기 영상 레코딩장치(32)는 CCD(Charge Couple Device)와 같이 투광하는 적외선 영역에서 민감하다. 들어오는 파면이 16(dotted line)에 참조되고, 교란(plane wavefront)되지 않으면, 결과는 투영 패턴이 될 것이다. 상기 투영 패턴은 주기적인 밝고 어두운 직선의 회절이다. 라인(16)에서 파면에 일탈이 있을 때, 결과 투영 패턴은 평면 파면의 결과로써 투영패턴을 비교하면 교란이 있을 것이다. 교란이 각진 방향으로 될 것이고, 또는 물결모양의 공간상의 곡선이 될 것이다. 컴퓨터(34)는 파면을 분석하는데 사용되어진다.
도4에서, 눈(40)의 스펙트럼 반사율 특성을 설명하기로 한다.
눈(40)에 입사되는 넓은 스펙트럼 밴드 백색 광원(42)를 가정하면, 빛의 주된 스펙트럼지역이 눈의 각 표면에서 반사될 것이다. 각막(3)은 중요한 두 표면을 가지고 있고, 망막(46)은 파면을 샘플링하여 광학시스템을 위해 반사를 제공하게 된다. 각 표면에서 스펙트럼 반사가 있더라도, 각 반사에서 본디의 스펙트럼 응답이 있게된다. 그러므로, 각 표면에서 서로 다른 색깔이 반사된다. 앞에서의 표피 각막 표면(50)에서 스펙트럼 반사(48)는 가시광선 스펙트럼과 자외선 스펙트럼을 통한 적외선 때문에 폭이 넓다. 디세메트(Descemet's)와 내피는 각막(44)의 뒤 표면(52)에 있다. 표면(52)로부터 피크 스펙트럼 거울반사 525nm 지역에서 형식상 일어난다. 렌즈(56)은 노란색 스펙트럼 지역에서 에너지(62)를 반사할 수 있는 표면(58,60)을 가지고 있다. 결국에는, 망막(46)에서는 780에서 900nm 광학파장 지역에서 매우 강하게 64가 반사된다.
도5에는 눈의 광학력을 측정하기위한 안과 조절[안구(眼球)의 망막 위에 결상(結像)시키는 기능]측정장치 또는 굴절장치의 광학경로가 도시되어있다. 조준빔(66)은 구멍분배요소(68)에서 반사되고, 각막(72), 렌즈(74) 그리고 망막(76)을 통과하여 눈으로 향하고 있다. 망막구조와 생성된 파면은 눈 밖으로 전파되고, 이 때 경로(78)에서 파면센서까지 있는 구멍분배요소(68)를 통과한다.
눈의 망막 지형 측정을 제공하기 위하여 넓은 스펙트럼 밴드에서 방사를 생성하는 광원이 필요하다. 도6에는 빛(80)이 방사원에서 나온다. 빔이 렌즈를통하여 굴절될 때, 빔(80)이 각막 표면(84)으로 향하고, 근사하게 되도록 빔이 조준된다. 눈컵 또는 눈피스와 같은 서포트(66)은 널렌즈의 촛점이 각막(84)의 굴곡면(88)의 중심부와 매우 가까워지도록 눈의 위치를 정하는데 사용된다. 수렴광(90)은 각막(84)에 의하여 반사된다. 각막 표피 표면에서 반사된 빛은 전체표면의 정확한 측정치인 결과를 분석할 수 있는 파면을 생성하기 위한 널렌즈(82)를 통해서 뒤로 향하게 된다.
도7에는 각막 맵퍼 또는 케라토포그래퍼의 경로가 도시되었다. 조준빔(94)은 구멍분배요소(96)에서 반사되고, 널렌즈(98)와 눈(100)과 각막(102) 방향으로 향해 있다. 조준빔은 각막 구조에 의하여 반사되고, 생성된 파면은 널렌즈(98)을 통해서 뒤로 전파되고, 이 때, 경로(104)에서 파면센서까지 있는 구성분배요소(96)을 통과한다.
도8에는 각막의 스펙트럼의 반사 특성의 사용법이 설명되어있다. 접안 바이오미터는 동시에 두개의 표면을 측정할 수 있고, 이 경우에 전체 위치에서 각막의 두께와 깊이를 측정할 수 있다. 도8에는 두께측정기(Pachymeter)의 광학 구성요소의 구조가 도시되어 있다. 두개의 스펙트럼 영역과 빛의 편광(106)은 왼쪽에서부터 널렌즈(108)에 조사된다. 하나의 스펙트럼 또는 입사 빛의 편광요소가 반사될 때,두개의 스펙트럼 영역과 빛의 편광(106)은 각막 표면에 수렴한다. 다른 스펙트럼 또는 입사 빛의 편광요소는 내피 각막의 표면에서(112)에서 반사될 것이다. 114에 도시된 바와 같이, 두개의 반사된 파면은 널렌즈(108)에 의해 굴절되고, 파면센서에 의해 분석된 파면(116)이 된다. 널렌즈(108)의 왼쪽 최고 정점은 도3의 분석된 파면(116)에 맞추어진다.(point) 결과 측정치는 표피 직경의 만곡면(118, r1)과 내피 표면 직경의 만곡면(118, r2)이다. 상기 표피와 내피 직경은 만곡부의 같은 중심에 관하여 측정된다. 그러므로, 각막의 두께는 어떠한 축이나 반경위치에서 차이로 결정된다.
도9에는 분석된 파면의 알고리즘이 도시되었다. 시스템으로 들어가는 파라미터들은 축(125,126)의 갯수이다. 상기 축의 갯수는 분석된 파면과, 데이터를 모으는데 필요한 파라미터의 근원(정의), 데이터 수집 메커니즘의 수에 따르게된다. 투영 패턴은 첫점평면과 숫자화된 128에 의하여 수집되어진다. 몇가지의 실시예에서, 패턴(129)의 갯수는 하나의 영역에서 집적(集積)되고, 동시에 분석된다. 다른 실시예에서는 단지 하나의 패턴 또는 패턴의 세트가 한번에 분석된다. 그러므로, 브랜치(130). 이 때, 푸리의 전환과 같이 수학적인 기술은 공간상의 주파수 영역(131)으로 패터의 공간영역을 변환하기도 한다. 주파수 영역에서 우세 고조파는 데이터(132)에서 필터링되어진다. 정의된 축에서 파면의 모양을 나타낸다. 모양은 투영패턴에서 축출된 공간모드이다(예를들면 구면(133)의 nth차를 통한 구면, 콤마). 공간상 영역에서 파면은 상기 구성요소에서 유도될 수 있다. 파면은 눈과 같은 광학열의 광학파워 또는 각막(134)와 같은 표면의 모양으로 해석되어진다. 도10, 도11 또는 데이터(135)로써 출력을 참조하면, 데이터는 데이터의 각각 시스템 요소에 보내진다. 접안 바이오미터의 하나의 기능은 눈의 동공의 크기를 측정한다. 도10에 도표화된 알고리즘은 양눈을 위한 것과 같고, 그러므로 하나는 보여진다. 도9의 141에서와 같이, 데이터는 모아지고, 숫자화된다. 공간의 동등한 좌표는 분석142에서 매우 중요하다. 그래서, 참조좌표가 반드시 정해져야 한다. 이 때, 데이터는 데이터 트레스홀드(143)에 의하여 알맞은 상태가 된다. 이것은 정의된 레벨 하위에 있는 모든 데이터는 "0" 으로 고정되서 주어지고, 다른 트레스 홀드 위의 모든 데이터는 "1"로 고정되서 주어진다. 지금 동공 기능은 예를 들어 "0" 또는 "1"로 정해진다. 모든 픽셀(또는 데이터 셀)은 모두 더해지고, 상위값에 의해 보통화된다(즉, 예를들어서 1). 픽셀의 목적공간 면적을 알고 있는 것은, 즉 동공의 면적이 145로 알려진 것이다. 상기 면적의 직경은 두가지 방법으로 결정된다. 알고있는 평균 직경이 목적값이라면,원의 면적을 사용하는 것은 직경(146)을 유도하는데 사용된다. 소정축 면적이 요구된다면, 중심(147)과 보통기술은 148을 사용한다.
접안 바이오미터는 눈을 트랙킹하고 두눈의 수렴도(vergence)를 결정하는데 사용된다(즉, 두눈이 수렴하는 시선). 도11에는 상기 분석을 위한 알고리즘을 도시하였다. 도면에서 OS와 OD는 각각의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이다. 그러므로, OS와 OD는, 기능이 동시적이거나 연속적으로 두눈으로부터 데이터를 수행하는 것을 지시하는데 사용된다. 상기 데이터는 두눈의 수렴도(VERGENCE)를 얻기 위하여 마지막 기능에서 조합된다. 다시 데이터는 모아지고(151), 숫자화되고, 참조좌표가 공급되어진다. 데이터 포인트의 두세트는 지금 필요하게된다:(1) 동궁의 중심(지형적인 중심)은 파면센서에 의하여 보여지고(WFS), (2)각막반사(153)의 위치는 WFS에 의해 영사되어진다. 각 반사와 중심(154) 사이의 거리는 WFS(155)의 광학축에 관계한 눈의 광학축의 시각을 제공한다. 상기 각도는 눈의 광학축과 시각축(156)의 거리에 의해 조정되어야 한다. 눈에는 시각이 있다. 코의 방향이되는 양의각과 관자놀이 방향이되는 음의 방향이 있다. 지금 수렴도(vergence)는 두개의 각(157)의 합의 크기이다. 접안 바이오미터의 일반적인 적용은 자동차, 특럭, 비행기, 작업환경과 같은 시나리오"인생"에 있는 눈의 응답을 모니터하는 것이다. 접안 바이오미터는, 예를 들어 광원과 파면센서는 반드시 환경으로 일관되어야 한다. 그러나, 도1과 도2에 도시된 구멍분배요소(4)는 환경을 관망하는 주제를 감안하여야 한다.
도12 에서, 일반적인 구성요소는 구멍분배요소로 설명된다.
양눈이 트랙킹될 때, 눈의 수렴도(vergence)가 결정된다. 그러므로, 본 발명에서 실시된 메커니즘의 하부시스템은 눈의 버전트 시축의 측정을 위해 Ophthalmotropometer and strabometer 로 알려진 사시계로 사용될 수 있다.; 우세한 포인팅과 트랙킹 시스템을 위한 햄릿 마운티드 디스플레이 시스템은(HMD,HEMLET MOUNTED DISPLAY)에서; 정신상의 경계 지시계(mental alertness indicator)는 잠이 들때, 약을 복용했을 때, 술에 취했을 때, 즉 정신이 맑을 때, 비디오 게임할 때를 검출하기 위하여 사용되는 눈의 움직임에 의해 특성화된다. 상기 눈의 움직임은 눈의 움직임 파라미터를 연구해보면 게임과 함게 상호작용된다.
상기 시스템은 효과적인 광학 측정을 위하고, 광학요소를 필요로하는 교정방법의 자유도를 결정하기 위해 폐루프에서 작동한다. 광학 교정방법이 효과적일 때, 폐루프는 다른 굴절신호를 제공하고, 이것은 궁극적으로 광학상태가 개선되도록 적용되는 것이다.
상술된 접안 바이오미터 시스템에는 환자의 고의적인 피드백(FEED-BACK)을 요하지 않는다. 이와 같이하여, 목적물을 보는 양눈의 굴절이 수행된다. 각막 지형도 측정은 환자의 고의적으로 되돌아 오지 않은 환자가 요구된다. 그러므로, 환자의 눈에 보이는 특성들의 모든 파라미터는 양눈 모드에서 동시에 측정된다.
각막 전체의 지형도는 각막의 샘플 전체를 필요로하는 메커니즘이다. 파면센싱 기술을 가지는 눈의 스펙트럼 정보를 조합하여, 양눈의 표면 지형도는 정확하게, 연속적으로 측정된다. 각 측정은 컨텍트 렌즈를 맞추고, 각막의 굴절 수술을 하거나 치료과정을 분석하기 위하여 정확한 측정이 제공될 것이다.
캐라토메트릭(KERATOMETRIC)방법에서 이용되는 기술은 트랙킹되는 눈의 동적성을 허용한다. 상기 트랙킹은 눈 트랙킹센서 및 사시측정을 제공하는 것이다. 상기 트랙킹은 눈을 부드럽게(완화) 하거나 200마이크로 라이안(MICRO-RADIAN)까지양자화 할 수 있다.
상기 기술은 안과수술, 굴절수술 그리고 치료과정, 헬멧 마운티드 디스플레이 시스템에서의 포인팅과 트랙킹, 가상현실 시스템, 사람이 잠이 들었는지(예:자동차 도난경보기)를 결정하기 위한 센서, 맑은정신 테스트(음주, 약물 테스트), 그리고 눈 트랙킹이 게임과의 상호관계에 이용되는 비디오 게임에서 유용하다.
과로로 인한 눈과 응답을 하지 않는 환자의 눈의 자동, 양눈 또는 한쪽의 굴절측정이 가능하다. 콘텍트렌즈 또는 안경렌즈 처방은 처방된 굴절수술 또는 치료과정에서 자동적으로 제공될 것이다.
각막 표면의 정확한 지형은 적합한 콘택트 렌즈, 각막의 스케어링(SCARING)과 부상, 눈의 검사, 굴절수술에서 사용하게 되고, 조직 치료공정이 완료될 수 있다.
서로 상세한 부분이 다른 본 발명의 많은 예와 적용예가 있다. 본 발명은 다음 기재된 청구항에 한정되어 고찰되었다.
정신상의 경계 지시계(mental alertness indicator)는 잠이 들때, 약을 복용했을 때, 술에 취했을 때, 즉 정신이 맑을 때, 비디오 게임할 때를 검출하기 위하여 사용되는 눈의 움직임에 의해 특성화된다. 상기 눈의 움직임은 눈의 움직임 파라미터를 연구해보면 게임과 함게 상호작용된다.

Claims (42)

  1. (a) 광학파면을 전환하는 수단과,
    (b) 눈의 다양한 표면으로부터 반사하는 파면, 눈에서 광학파면을 전달하는 수단,
    (c) 광학파면 노이즈를 제거하는 차단(baffle)수단,
    (d) 반사되는 광학파면이 투영 패턴에 캐스트 되도록 통과되는 것을 통한 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle) 수단,
    (e) 스크린 방향으로 투영 패턴을 향하게하는 수단,
    (f) 눈이 측정문자를 공급함으로 인하여, 파면의 문자의 측정 데이터 산출하기 위한 스크린 상에 투영 패턴을 분석하기 위한 수단,
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석수단은 데이터 공정의 노이즈를 제거하기 위한 계산처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 광학파면을 전환한 선결된 파장의 조준빔을 전환하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 780에서 900 나노미터의 파장을 가지는 조준빔을 전환하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 눈의 망선으로 빔을 향하게 하는 수단과, 약 840 나노미터의 파장을 가지는 조준빔을 전환하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학파면을 전환하는 수단은 780에서 900 나노미터 까지의 파장을 가지는 광원인 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 일차원 내지 삼차원 상에 있는 눈의 상대운동을 트레킹하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  8. (a) 광학파면을 생성하는 투광원과,
    (b) 눈의 다양한 표면으로부터 반사하는 파면, 눈으로 광학파면을 전달하기 위한 하나 또는 다수의 구멍분배요소와,
    (c) 눈으로부터 반사되는 파면을 분명하게 맞추기 위한 릴레이 렌즈배열과,
    (d) 노이즈를 제거하는 소정의 차단수단,
    (e) 반사되는 광학파면이 투영 패턴에 캐스트 되도록 통과되는 것을 통한 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle),
    (f) 투영 패턴이 향하는 스크린,
    (g) 스크린 상에 투영 패턴을 영사하기 위한 카메라,
    (h) 투영 패턴에 의해 전환된 정보를 분석하는 컴퓨터,
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 광학파면을 전환한 선결된 파장의 조준빔을 전환하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 780에서 900 나노미터의 파장을 가지는조준빔을 전환하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 눈의 망선으로 빔을 향하게 하는 수단과, 약 840 나노미터의 파장을 가지는 조준빔을 전환하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 광학파면을 전환하는 수단은 780에서 900 나노미터 까지의 파장을 가지는 광원인 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 기구는 일차원 내지 삼차원 상에 있는 눈의 상대운동을 트레킹하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 기구.
  14. (a) 광학파면을 전환하는 단계와,
    (b) 눈의 다양한 표면으로부터 반사하는 파면, 눈에서 광학파면을 전달하는 단계와,
    (c) 광학파면의 노이즈를 제거하기 위하여 차단수단을 통하여 파면을 통과하는 단계와,
    (d) 투영 패턴을 캐스트하도록 하난 또는 그 이상의 망선을 통하여 반사되는 광학파면을 통과시키는 단계와,
    (e) 스크린 방향으로 투영 패턴을 향하게 하는 단계와,
    (f) 눈이 측정문자를 공급함으로 인하여, 파면의 문자 측정 데이터를 산출하기 위한 스크린 상에 투영 패턴을 분석하는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    눈으로 문자를 측정하는 방법은 분석에서 데이터 공정 노이즈를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 광학파면을 전환한 선결된 파장의 조준빔을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 780에서 900 나노미터의 파장을 가지는 조준빔을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 눈의 망선으로 빔을 향하게 하고, 약 840 나노미터의 파장을 가지는 조준빔을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 780에서 900 나노미터 까지의 파장을 가지는 광원을 이용한 광학파면을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 일차원 내지 삼차원 상에 있는 눈의 상대운동을 트레킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  21. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면을 통과하는 단계와,
    (c) 광학파면 잡음을 제거하기 위해 차단수단을 통해서 파면을 통과하는 단계와,
    (d) 눈의 다양한 표면으로부터 반사하는 파면, 눈으로 광학파면을 전달하는 단계와,
    (e) 눈으로부터 반사되는 파면을 포커싱(focusing)하는 단계와,
    (f) 투영 패턴을 캐스트하기 위한 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle)을 통해서 파면을 통과하는 단계,
    (g) 투영 패턴을 스크린으로 향하게 하는 단계와,
    (h) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 영사하는 단계와,
    (h) 카메라의 이미지 정보를 분석하는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    눈으로 문자를 측정하는 방법은 분석수단을 이용하여 데이터 공정 노이즈를 제거하는 단계를 포함이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 광학파면을 전환하여 선결된 파장의 조준빔을 전환하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를측정하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 780에서 900 나노미터의 파장을 가지는 광원을 이용하여 광학파면을 전환하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 눈의 망선으로 빔을 향하게 하고, 약 840 나노미터의 파장을 가지는 조준빔을 전환하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 780에서 900 나노미터 까지의 파장을 가지는 광원을 이용한 광학파면을 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 눈으로 문자를 측정하는 방법은 일차원 내지 삼차원 상에 있는 눈의 상대운동을 트레킹하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  28. (a) 조준빔을 전환하는 단계와,
    (b) 눈에서 반사되는 빔이 눈으로 향하게 하는 단계와,
    (c) 투영 패턴이 나타나도록 반사된 빔을 첫번째 망선을 통과하도록 항하게 하는 단계와,
    (d) 무어러 패턴이 나타나도록 투영 패턴을 두번째 망선을 통과하도록 항하게 하는 단계와,
    (e) 눈에 의한 측정데이터를 생성하기 위하여 무어러 패턴을 분석하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 선결된 문자를 측정하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    노이즈를 제거하고, 눈에 의한 측정데이터를 제공하기 위하여 지속적으로 노이즈가 제거된 무어러 패턴을 생성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 선결된 문자를 측정하는 방법.
  30. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 눈의 망선표면에서 반사된 파면, 눈의 망선표면으로 광학파면이 향하게되는 단계와,
    (d) 눈으로부터 반사되는 파면이 포커싱(focusing)되는 단계와,
    (e) 광학파면 노이즈의 제거를 위하여 파면이 차단수단을 통하여 통과되는 단계와,
    (f) 파면이 재형성되는 단계와,
    (g) 투영 패턴을 캐스트하기 위해서 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle)을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (h) 스크린 상으로 투영 패턴이 향하게 되는 단계와,
    (i) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 영사하는 단계와,
    (h) 카메라의 레코딩된 정보가 분석되는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 굴절된 문자를 측정하는 방법.
  31. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 촛점이 각막의 만곡면 근체에 위치하도록, 널링(nulling) 렌즈를 통하여 파면이 통과되는 단계와,
    (d) 눈의 상피표면에서 반사되는 파면, 광학파면이 눈의 상피표면으로 향하게 되는 단계,
    (e) 투영 패턴을 캐스트하기 위해서 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle)을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (f) 스크린 상으로 투영 패턴이 향하게 되는 단계와,
    (g) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 영사하는 단계와,
    (h) 카메라의 레코딩된 정보가 분석되는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈의 각막요소로 형상적인(topographic,국소적인) 문자를 측정하는 방법.
  32. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 눈의 내피 표면에서 반사되는 파면, 눈의 내피 표면으로 전체적으로 광학파면이 향하게 되는 단계,
    (d) 눈에서 반사되는 파면이 포커싱(focusing)되는 단계와,
    (e) 촛점이 맞춰진 파면을 공간 필터링하는 단계,
    (f) 파면이 재형성되는 단계와,
    (g) 투영 패턴을 캐스트하기 위해서 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle)을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (h) 스크린 상으로 투영 패턴이 향하게 되는 단계와,
    (i) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 영사하는 단계와,
    (h) 카메라의 레코딩된 정보가 분석되는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈의 각막요소로 형상적인(topographic,국소적인) 문자를 측정하는 방법.
  33. (a) 하나 또는 그 이상의 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 양측 표면에서 반사되는 파면, 눈의 내피와 상피 표면 양측으로 광학파면이 향하게 되는 단계,
    (d) 스펙트럼과 편광현상을 이용하여 반사되는 파면을 식별하는 단계,
    (e) 투영 패턴을 캐스트하기 위해서 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle)을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (f) 스크린 상으로 투영 패턴이 향하게 되는 단계와,
    (g) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 레코딩하는 단계와,
    (h) 카메라의 레코딩된 정보가 분석되는 단계,
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈의 각막 두께를 측정하는 방법.
  34. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 투영 패턴을 캐스트하기 위해서 하나 또는 그 이상의 망선을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (c) 눈의 망막에서 반사되는 파면, 눈의 동공에서 망막까지 광학파면이 향하게 되는 단계,
    (d) 스크린 상으로 조명이 향하게 되는 단계와,
    (e) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 영사하는 단계와,
    (f) 카메라의 레코딩된 정보가 분석되는 단계,
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈의 망막을 측정하는 방법.
  35. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 눈의 망막에서 반사되는 파면, 눈의 망막으로 광학파면이 향하게 되는 단계,
    (d) 눈의 망막에서 반사되는 파면이 포커싱되는 단계와,
    (e) 촛점이 맞추어진 파면을 공간 필터링하는 단계와,
    (f) 파면이 재형성되는 단계와,
    (g) 카메라의 레코딩된 정보가 분석되는 단계,
    (h) 투영 패턴을 캐스트하기 위하여 하나 또는 그 이상의 망막을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (i) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 영사하는 단계와,
    (j) 눈의 광학적인 굴절력을 얻기 위하여 카메라에 영상된 정보를 분석하는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈의 광학적인 굴절력을 측정하는 방법.
  36. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 눈의 망막에서 반사되는 파면, 눈의 망막으로 광학파면이 향하게 되는 단계,
    (d) 눈의 망막에서 반사되는 파면이 포커싱되는 단계와,
    (e) 촛점이 맞추어진 파면을 공간 필터링하는 단계와,
    (f) 파면이 재형성되는 단계와,
    (g) 투영 패턴을 캐스트하기 위하여 하나 또는 그 이상의 망막(reticle)을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (h) 스크린 상으로 투영 패턴이 향하게 되는 단계와,
    (i) 컴퓨팅 수단에 연결된 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 영사하는 단계와,
    (j) 카메라에 레코딩되는 정보에서 시야 범위에서 선별된 일정 공간 또는 일정 각도의 범위를 분석하는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공간상에서 눈이 변화된 굴절을 측정하는 방법.
  37. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 눈으로 광학파면이 향하게 되는 단계와,
    (d) 각막의 최고지점에 눈에서 반사되는 빛이 영사되는 단계와,
    (e) 눈의 반사위치를 측정하는 단계와,
    (f) 눈의 동공의 중심점의 위치를 측정하는 단계와,
    (g) 측정 정보를 분석하는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈의 시선 방향을 측정하는 방법.
  38. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 양눈으로 광학파면이 향하게 되는 단계와,
    (d) 각막의 최고지점에 눈에서 반사되는 빛이 영사되는 단계와,
    (e) 양눈의 반사위치가 측정되는 단계와,
    (f) 양눈의 동공의 중심점의 위치가 측정되는 단계와,
    (g) 양눈의 시선을 비교하여 측정 정보가 분석되는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈의 수렴을 측정하는 방법.
  39. 제 30 항,제 31 항, 제 32 항, 제 33 항, 제 34 항,제 35 항, 제 36 항, 또는 제 37 항에 있어서,
    측정치는 양눈 동시에 측정되는 것을 특징으로 하는 눈으로 문자를 측정하는 방법.
  40. (a) 광학파면에서 투영 패턴을 전환하는 단계와,
    (b) 전환된 투영 패턴을 모으는 단계와,
    (c) 투영 패턴을 숫자화하는 단계와,
    (d) 디지털 영상을 하나의 공간평면으로 어큐뮬레이팅하는 단계와,
    (e) 공간평면을 주파수평면으로 컨버팅하는 단계와,
    (f) 주파수 평면에서 현저한 고조파를 결정하는 단계와,
    (g) 3차원 광학평면상의 파면형상(그래프)을 정의된 공식으로부터 유도(미분)하여 계산하는 단계와,
    (i) 파면형상(그래프)의 측정치를 분석하는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학파면을 분석하는 방법
  41. 제 30 항,제 31 항, 제 32 항, 제 33 항, 제 34 항,제 35 항, 제 36 항, 제 37 항, 제 38 항 또는 제 40 항에 있어서,
    (a) 투영 패턴을 숫자화하는 단계와,
    (b) 디지털 영상을 하나의 공간평면으로 어큐뮬레이팅하는 단계와,
    (c) 공간평면을 주파수평면으로 컨버팅하는 단계와,
    (d) 주파수 평면에서 현저한 고조파를 결정하는 단계와,
    (e) 3차원 광학평면상의 파면형상(그래프)을 정의된 공식으로부터 유도(미분)하여 계산하는 단계와,
    (f) 파면형상(그래프)의 측정치를 분석하는 단계와,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분석
  42. (a) 광학파면을 생성하는 단계와,
    (b) 하나 또는 다수의 구멍분배요소를 통해서 파면이 통과되는 단계와,
    (c) 눈의 다양한 표면에서 반사된 파면, 광학파면이 눈으로 향하데 되는 단계와,
    (d) 눈으로부터 반사되는 파면이 포커싱(focusing)되는 단계와,
    (e) 광학파면 노이즈의 제거를 위하여 파면이 차단수단을 통하여 통과되는 단계와,
    (f) 온통 둘러싼 노이즈를 제거하기 위하여 파면을 공간 필터링하는 단계와,
    (g) 파면이 재형성되는 단계와,
    (h) 투영 패턴을 캐스트하기 위해서 하나 또는 그 이상의 망선(網線,reticle)을 통해서 파면이 통과되는 단계,
    (i) 스크린 상으로 투영 패턴이 향하게 되는 단계와,
    (j) 스크린 영상을 공간상의 디지털 데이터로 컨버팅하기 위한 디지털 카메라를 구비한 스크린에 상에 투영 패턴을 레코딩하는 단계와,
    (k) 공간 디지털 데이터를 공간 주파수 데이터로 컨버팅하는 단계와,
    (l) 현저한 공간 주파수를 결정하는 단계와,
    (m) 파면의 일치하는 축과 나란하게 현저한 공간 주파수가 구형상의 요소와 연동되는 단계와,
    (n) 구성축의 형상을 구비하는 전체 파면의 형상이 결정되는 단계,
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈으로 굴절된 문자를 측정하는 방법.
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