KR20020077229A

KR20020077229A - 안과장치 및 그 오토얼라이먼트방법

Info

Publication number: KR20020077229A
Application number: KR1020020017254A
Authority: KR
Inventors: 마사끼도시후미
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2002-10-11
Also published as: US20020159028A1; EP1245182B1; CN1203804C; CN1387820A; JP4769365B2; US6733129B2; EP1245182A1; KR100491306B1; ES2358254T3; JP2002291701A; DE60239241D1

Abstract

본 발명은, 피검자의 눈을 측정하는 측정광학계와, 외안광에 의해 눈을 조명하는 조명계를 포함하는 안과장치용의 얼라이먼트방법에 관한것이다. 대상자의 눈을 얼라이먼트광으로 조사해서 각막반사상을 검출할 수 있을 때에는, 측정광학계의 얼라이먼트를 각막반사상에 의거해서 행하고, 얼라이먼트광의 각막반사상을 검출할 수 없을 경우에는 외안광에 의한 각막반사상을 검출하고, 이 외안광에 의한 각막반사상에 의거해서 측정광학계의 얼라이먼트를 행한다. 그후 각막반사상을 다시 검출한다.

Description

안과장치 및 그 오토얼라이먼트방법{OPHTHALMOLOGIC APPARATUS AND AUTO-ALIGNMENT METHOD}

본 발명은 피검환자의 눈에 대하여 측정광학계의 위치맞춤(alignment)을 용이하게 하는 안과장치 및 이 장치의 오토얼라이먼트에 관한 것이다.

오토얼라이먼트기능을 가진 안과장치가 알려져있다.

이러한 광학장치는, 피검안의 각막에 광속을 투영하고,눈에 대한 측정광학계의 광축의 얼라이먼트상태를 수광소자에 의해 반사광을 검출하는 것에 의해 검출하고, 이에 의해 눈과 측정광학계의 광축사이의 관계를 상기 얼라이먼트상태에 의거해서 소정의 관계를 가지도록 자동적으로 설정하는 것을 특징으로하는 소위 오토얼라이먼트를 행할수있다.

상기 오토얼라이먼트기능은 수광소자에 의해 각막으로부터의 반사광을 검출할수있는 범위가 좁고, 개선의 여지가 있다.

초기상태의 측정광학계가 오토얼라이먼트를 행할 수 있는 검출범위 밖에 있고, 반사광을 검출할 수 없는 경우는, 오퍼레이터는 광학계가 검출범위내로 될 때까지 눈으로 측정광학계(측정유닛)를 수동으로 얼라이먼트할 필요가 있다.

이러한 조작은 이 장치의 오퍼레이터에게는 부담이며, 신속한 측정을 방해한다. 이 문제에 대한 대책중의 하나는 대구경의 수광소자렌즈 또는 넓은 수광면을 가진 센서를 사용해서 얼라이먼트의 검출범위를 넓히는 것이다. 그러나, 장치크기의 증가는 코스트의 증가와 복잡성의 증가를 초래한다.

다른 접근방법에 따르면, 일본국 특원평9-66027호 개시된 안과장치는, 전안부(前眼部)의 조명광의 피검안에서의 허상에 의거해서 얼라이먼트검출을 행해서 상하 및 좌우(X 및 Y)방향으로 검출범위를 넓히는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나, 얼라이먼트검출을 위한 전용의 광학계를 사용하는 것이 아니기 때문에, 고검출정밀도를 확보할수없다. 또, 이 장치의 구성에 따르면, 전후(Z)방향의 얼라이먼트의 검출범위를 넓힐 수 없다.

본 발명의 목적은 넓은 범위에서 고정밀도의 오토얼라이먼트를 행할 수 있는 방법 및 안과장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일실시예에 따른 안과장치의 사시도,

도 2는 측정유닛을 구동하는 구동기구를 나타내는 사시도,

도 3은 측정유닛의 내부의 광학적인 구성을 나타내는 도면,

도 4는 6분할조리개 및 6분할프리즘의 구성을 나타내는 도면,

도 5는 프리즘조리개의 구성을 나타내는 도면,

도 6(a),(6b) 및 6(c)는 각각 얼라이먼트광의 반사상에 의한 얼라이먼트시에 전안부상을 나타내는 도면,

도 7(a), 7(b) 및 7(c)는 각각 동공 및 외안광의 반사상에 의한 얼라이먼트시에 전안부상을 나타내는 도면,

도 8은 전기적인 구성을 나타내는 블록도,

도 9는 오토얼라이먼트의 처리수순을 나타내는 블록도,

<도면의 주요부분에 대한 설명>

E: 피검자의 눈,1: 디스플레이

2: 트랙볼3; 롤러

4: 조작패널5: 프린터

6: 측정유닛7: 상하구동기구

9: 지주10,16: 기대

11: 지주12: 직동베어링

13: 상하구동용의 상하모터14: 전후구동기구

18: 전후구동용의 전후모터20: 좌우구동기구

23: 좌우구동용의 좌우모터37: 측정광원

41: 2차원촬상소자44: 프리즘조리개

48(48a,48b): 조명광원54: CPU

55: A/D컨버터56: 화상메모리

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일양상에 따르면, 피검안을 측정하는 측정광학계와, 측정광학계의 광축과는 다른 방향으로부터의 광에 의해 눈을 조사하는 제 1광원과, 측정광학계의 광축방향으로부터의 광에 의해 눈을 조사하는 제 2광원과, 눈의 상을 얻는 촬상기와, 촬상기에 의해 촬상된 상에 의거해서 제 2광원의 각막반사상의 위치를 얻는것에 의해 눈으로 측정유닛의 위치맞춤상태를 검출하는 제 1검출계와, 촬상기에 의해 촬상된 상을 근거로 제 1광원의 반사상의 위치를 검출하는 것에 의해 눈으로 측정유닛의 위치맞춤상태를 검출하는 제 2검출계를 포함하는 이동가능한 측정유닛으로 이루어진 안과장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양상에 의하면, 피검안을 측정하는 측정광학계와, 외안광으로 눈을 조명하는 조명계를 포함하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법으로써, 측정광학계에 의해 광속으로 눈을 조사하고, 광속의 각막반사상을 검출하는 검출스텝과, 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 있을때에는, 각막 반사상에 의해 판단된 위치에 의거해서 눈으로 측정광학계를 위치맞춤하는 위치맞춤스텝과, 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 없을 때에는, 외안광의 조명에 의해 각막반사상을 검출하고, 검출된 각막반사상에 따라서 측정광학계의 위치맞춤을 행하며, 그후 다시 검출스텝을 행하는 단계로 이루어진 오토얼라이먼트방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기한 목적, 특징 및 이점등은 유첨도면을 수반한 다음의 상세한 설명과 첨부된 청구범위에 의해 명백해질것이다.

본 발명을 유첨도면에 도시한 실시예에 의거해서 이하 상세히 설명한다.

안과장치와 같은 안굴절력측정장치를 예로서 설명한다. 주의해야할 점은 본 발명을 적용할 수 있는 안과장치는 이에 한정하는 것은 아니고, 눈으로 광학계의 정확한 위치맞춤을 필요로하는 여러기기, 즉 여러종류의 각막정보를 측정하기 위한 각막측정장치, 시력측정장치, 안저카메라, 및 안혈류계(blood flow meter)에 적용할 수 있다는 점이다.

도 1은 본 실시예에 따른 장치의 개략도이다. 오퍼레이터가 조작을 행하는 장치의 면에는 측정치나 환자눈의 상 등의 표시나 각종설정을 행하는 유저인터페이스를 표시/제공하는 디스플레이(1)(액정 또는 CRT)가 설치되고, 또, 상기 면에는 눈에 대하여 측정유닛을 수동으로 위치맞춤시키기 위한 입력디바이스인 트랙볼(2) 및 롤러(3), 조작패널(4)(프린터인자스위치나 측정개시스위치나 선택설정스위치 등이 배치됨) 및 프린터(5)가 배치된다. 이 오퍼레이터가 조작하는 면과 반대쪽에 있는 얼굴받침대(도시하지 않음)에 환자의 얼굴을 고정하고, 측정유닛의 광학계의 앞에 눈(E)을 설정한다.

도 2의 눈(E)에 대하여 측정유닛(6)을 자동위치맞춤시키기 위한 구동기구를 나타내는 사시도이다. 이 장치는 측정유닛을 내장한 측정유닛(6)을 포함한다. 상기 측정유닛(6)은 상하방향으로 상기 유닛을 이동시키기 위해 상하구동기구(7)에 의해 약30㎜의 범위내에서 상하방향(Y방향)으로 이동된다. 측정유닛(6)은 지주(8)에 지지되어 있고, 직동(直動)형의 볼베어링과 승강용의 이송나사가 내장된 지주(9)에 접합되고, 그 지주(9)는 기대(10)에 고정되어있다. 회전멈춤지주(11)는 측정유닛(6)의 아래로부터 돌출하여 지주(8)의 중심축주위를 측정유닛이 회전하는 것을 제한하고, 기대(10)에 고정된 직동형의 베어링(12)에 결합한다. 상하방향구동용모터(13)는 지주(9)와 직동형의 베어링(12) 사이에 위치하고, 기대(10)의이면에 벨트를 개재해서 지주(9)의 이송나사를 회전시키도록 되어있다. 따라서, 모터(13)가 정역회전할때, 측정유닛은 승강한다. 상하방향의 스트로크의 양단에 있는 리미트스위치(도시하지않음)는 이동한계를 검출한다. 펄스를 카운트할 수 있는 인코더가 모터(13)상에 동축으로 위치하고, 기대(19)의 하면에는 인코더를 검출하는 포토커플러가 위치한다.

전후 구동기구(14)는 전후방향(Z방향)으로 측정유닛(6)를 구동하고, 암나사너트(15)는 기대(10)의 하면에 고정된다. 암나사너트(15)는 기대(16)에 지지된 이송나사(17)와 나사결합되고, 이송나사는 커플링을 개재해서 전후모터(18)와 결합되어있다. 직동가이드레일(19a) 및 (19b)이 기대(10)의 좌우측면에 배치되어있고, 가동 및 고정측은 각각 베이스(10) 및 베이스(16)에 접합되어있다. 전후모터(18)가 정역회전할때, 상하 구동기구(7)를 포함하는 측정유닛(6)은 약40㎜의 범위내에서 전후로 이동한다. 전후방향의 스트로크의 양단에 있는 리미트스위치(도시하지않음)는 이동한계를 검출한다. 펄스를 카운트할 수 있는 인코더가 전후모터(18)상에 동축으로 위치하고, 인코더를 검출할 수 있는 포토커플러는 기대(10)의 상부면에 위치한다.

좌우구동기구(20)는 측정유닛을 좌우방향(X방향)으로 구동한다. 암나사너트는 기대(16)의 하면에 고정되고, 기대(21)에 지지된 이송나사(22)와 나사결합된다. 이송나사(22)는 벨트(24)를 개재해서 좌우모터(23)와 결합된다. 직동가이드레일(25a) 및 (25b)은 기대(16)의 전후면에 배치되고, 가동 및 고정쪽은 각각 베이스(16) 및 베이스(21)에 각각 접합된다. 좌우모터(23)가 정역회전할때, 상하구동기구(7)와 전후구동기구(14)를 포함하는 측정유닛(6)은 약90㎜의 범위내에서 좌우방향으로 이동하고, 좌우방향의 스트로크의 양단에 있는 리미트스위치(도시하지않음)는 이동한계를 검출한다. 펄스를 카운트할수있는 인코더는 좌우모터(23)에 동축으로 위치하고, 인코더를 검출하는 포토커플러는 기대(21)의 상부면에 위치한다.

상기한 바와같이, 측정유닛(16)은 눈(E)에 대하여 상하구동기구(7)(Y방향), 전후구동기구(14)(Z방향), 및 좌우구동기구(20)(X방향)에 의해 3차원의 각 방향으로 이동된다. 따라서, 이 장치는 어린이로부터 어른까지의 여러 사이즈의 피검자에 대응할 수 있고, 피검자가 그의/그녀의 얼굴을 얼굴받침대에 고정하면, 측정유닛은 피검자의 눈과 위치맞춤이 행해진다.

도 3은 측정유닛(6) 내부의 광학계의 구성을 도시하고있다. 눈(E)의 시축에 위치맞춤하는 측정유닛(6)의 중심축(O)상에는 가시광을 전반사하고, 880㎚의 파장을 가진 광속을 일부 반사하는 디이크로익미러(31), 대물렌즈(32), 개구된 미러(33), 조리개(34), 투영렌즈(35), 투영조리개(36) 및 880㎚의 파장을 가진 측정광원(37)이 배치되어있다. 또, 6분할조리개(38), 6분할프리즘(39), 수광렌즈(40) 및 2차원의 촬상소자(2차원의 CCD)(41)가 개구된 미러(33)의 반사방향으로 배치되어있다. 6분할조리개(38)와 6분할프리즘(39)은 도 5에 도시한 바와같은 형상을 가지며, 이들은 서로 밀착되어있다.

피검자의 안굴절력을 측정할 때에는, 측정광원937)으로부터 발한 광속은 투영조리개(36)에 의해 집광되어, 투영렌즈(35)에 의해 대물렌즈(32)의 앞에서 일차결상하고, 대물렌즈(32), 다이크로익미러(31)를 투과하여 눈(E)의 동공중심에 투광된다. 이 광속은 안저(眼底)에서 결상되고, 그 반사광은 동공주변을 통해서 다시 대물렌즈(32)에 입사된다. 입사된 광속은 크게 되고, 개구된 미러(33)에서 전반사된다. 반사된 광속은 6분할조리개(38)에서 6개의 광성분으로 분할되고, 6분할프리즘(39)에서 2차원 촬상소자(41)의 수광면영역의 적정범위에 수광되도록 굴절시키고, 6점의 스폿상을 2차원촬상소자(41)위에 투영한다. 2차원촬상소자(41)위에서의 6점의 스폿상의 위치관계로부터 안굴절력을 측정할 수 있다.

한편, 다이크로익미러(31)의 반사방향에는 응시타깃투영용의 광학계와, 전안부(前眼部)관찰과 얼라이먼트검출이 공용되는 수광광학계가 배치된다. 수광광학계에는 렌즈(42), 다이크로익미러(43), 얼라이먼트용의 프리즘조리개(44), 결상렌즈(45), 2차원촬상소자(2차원 CCD)(46)가 배치된다. 얼라이먼트검출을 위한 파장880㎚의 광원은 측정광원(37)과 공용되고, 측정광원(37)으로부터의 광속은 눈(E)의 각막에서 반사된다. 그 반사광속은 측정유닛(6)으로 돌아와서 다이크로익미러(31)에서 반사되고, 렌즈(42)를 통과하여 다이크로익미러(43)에서 반사되어얼라이먼트광학계로 인도된다.

얼라이먼트광학계는 프리즘조리개(44)를 구비한다. 도 4는 프리즘조리개(44)의 구조를 나타내고,원반상의 조리개판에 수평으로 3개의개구수가 형성되며, 다이크로익미러(43)측에 위치한 조리개판의 표면에는 파장880㎚부근만의 광속을 투과하는 얼라이먼트용의 프리즘(47a),(47b)이 접착되고 있다. 프리즘(47a)을 투과한 광속은 아래방향으로 굴절되고, 프리즘(47b)을 투과한 광속은 위방향으로 굴절되며, 또 개구부(47c)를 통과한 광속은 굴절없이 투과되어, 결상렌즈(45)에 의해 2차원촬상소자(46)위에 3개의 휘점이 결상된다. 또, 전안부상과 동시에 파장770㎚의 외안조명용의 조명광원(48a),(48b)에 의한 반사된 각막상도 측정유닛(6)으로 돌아와서 다이크로익미러(43)에서 반사되고, 렌즈(42)를 통해 다이크로익미러(43)에서 반사되어 얼라이먼트광학계로 인도되어, 프리즘조리개(44)의 중심의 개구부(47c)만을 통과하고, 결상렌즈(45)에 의해 2차원촬상소자(46)에 결상된다. 2차원촬상소자(46)위에서의 휘점의 위치관계로부터, 후술하는 바와같이 얼라이먼트상태를 검출할 수 있다.

다음에, 응시투영광학계에 대해서 설명한다. 다이크로익미러(43)의 투과쪽에는 응시투영광학계가 배치된다. 이러한 광학계에는 전반사미러(49), 응시유도렌즈(50), 응시챠트(51), 응시투영광원(52)이 배치되어있고, 응시유도시 점등된 응시투영광원(52)의 투영광속은, 응시챠트(51)를 뒷쪽으로부터 조명하고, 응시유도렌즈(50) 및 렌즈(42)를 개재해서 눈(E)의 안저에 투영된다. 응시유도렌즈(50)는 눈(E)의 시도(視度)의 변화에 대응할 수 있도록 응시유도렌즈용 모터(61)의 회전에 의해 광축방향으로 이동할 수 있도록 되어있다.

도 8은 본 실시예의 장치의 전체적인 구성을 나타내는 전기의 블록도이다. 장치전체의 컨트롤 및 연산프로세스를 실행하는 프로세서인 CPU(54)의 포트에는, 스위치패널(4)(측정스위치, 프린트개시스위치 등을 포함한다), 측정유닛을 대략 눈에 위치맞춤하기 위한 트랙볼(2) 및 롤러(3)에 각각 내장된 회전인코더, 및 측정결과를 인지하기 위한 프린터(5)가 포트에 접속되고 있다. 2차원촬상소자(41)에서촬상된 안저상의 영상신호는 비디오스위치(57)를 개재해서 A/D컨버터(55)에 의해 디지틀데이터로 변환되고, 화상메모리(56)에 격납된다. CPU(54)는 화상메모리(56)에 격납된 화상을 근거로 안굴절력의 연산을 행한다. 또, 2차원촬상소자(46)에서 촬상된 전안부상의 영상신호는 비디오스위치(57)를 개재해서 A/D컨버터(55)에 의해 디지틀데이터로 변환되고, 화상메모리(56)에 격납된다. CPU(54)는 화상메모리(56)에 격납된 화상을 근거로 휘점상의 추출이나 동공추출등의 화상처리를 행한다. 또, 2차원촬상소자(46)에서 촬상된 전안부상의 영상신호는 문자발생기(63)으로부터의 신호와 합성되고, 디스플레이(1) 상에 전안부상이나 측정치 등을 표시한다.

상하모터(13), 전후모터(18), 좌우모터(23), 응시유도렌즈용모터(61)는 각각 모터드라이버(58),(59),(60),(62)에 접속되고, CPU(54)로부터의 지령신호에 의해 구동된다. 응시투영광원(52), 외안조명광원(48), 측정광원(37)은 도시되지 않은 드라이버를 개재해서 D/A컨버터(64)에 접속되어 있고, CPU(54)로부터의 명령에 의해 광량을 변화시킬 수 있다.

도 6(a)∼도 6(c)의 각각은 얼라이먼트 검출에 측정광원(37)의 각막반사상을 사용해서 정밀하게 위치검출을 행하는 경우에 관찰되는 피검안의 전안부상이다. 도 6(a)는 전후방향에 대해서 적정하게 위치맞춤된 경우를 나타낸다. 전안부상 및 조명광원 (48a),(48b)의 각막반사상은 프리즘조리개(44)의 중심의 개구부(47c)를 투과한 광속에 의해 휘점(60),(61)으로 되고, 한편 측정광원(37)의 각막반사상은 수직으로 정렬된 3개의 휘점(62)으로써 결상한다. 프리즘조리개(44)의개구부(47a),(도 4 참조)를 투과한 광속은 상측의 휘점, 개구부(47b)를 투과한 광속은 하측의 휘점, 개구부(47c)를 투과한 광속은 중앙의 휘점으로 된다.

도 6(b)는, 눈(E)과 측정유닛(6)사이의거리가 적정치보다도 큰(보다 먼) 상태에서의 관찰상을 나타내고, 이 상태에서 3개의 휘점(62)를 연결하는 선이 시계방향으로 경사되어 있다. 역으로 도 6(c)는 눈(E)과 측정유닛(6)사이의 거리가 적정치 보다도 작은(보다 가까운) 상태에서의 관찰상을 나타내고, 이 상태에서, 3개의 휘점(62)을 연결하는 선이 반시계방향으로 경사되어있다. 이 3개의 휘점의 위치를 이용해서, 전후방향(Z방향)의 얼라이먼트상태를 3개의 휘점중 상하 2개의 휘점의 좌우방향의 위치(X좌표)로부터 검출할 수 있다. 또, 상하좌우방향(XY방향)의 얼라이먼트는 중심의 휘점의 위치(좌표)로부터 알 수 있다.

도 7(a)∼도 7(c)의 각각은 얼라이먼트검출에 측정광원(37)에 의한 각막 반사상이 아니고, 외안조명용의 조명광원(48)에 의한 각막반사상을 사용하는 경우에 관찰되는 피검안의 전안부상이다. 도 7(a)는 전후방향(Z방향)으로 적정하게 위치맞춤된 경우를 나타내고, 이 상태에서, 동공중심(63)의 위치와 외안조명용의 조명광원(48)에 의한 각막반사상(61)(상(60)이어도 된다)과의 간격(d)은 어떤소정치로 되어있다. 도 7(b)는 눈(E)과 측정유닛(6)의거리가 적정치보다 큰 상태에서의 관찰상을 나타내고, 이 상태에서, 간격(d)은 도 7(a)의 경우보다도 작게 되어있다. 역으로 도 7(c)는 눈(E)과 측정유닛(6)의 간격이 적정치보다 작은 상태에서의 관찰상을 나타내고, 이 상태에서, 간격(d)은 도 7(a)보다 크게 되어있다. 따라서, 간격(d)의 값에 의해 Z방향으로부터의 얼라이먼트 상태를검출할 수 있다. 또, 동공중심(63)의 위치(좌표)에 XY방향의 얼라이먼트상태를 검출할 수 있다.

이와같이, 전후방향(Z방향)의 얼라이먼트상태는 3개의 휘점을 연결하는 선의 경사(도 6(a)∼도 6(c)의 방식), 또는 동공중심과 각 휘점의 간견(d)(도 7(a)∼도 7(c)의 방식)에 의해 산출한다. 단 간격(d)는 눈의 각막의 곡률반경(개인차가 있다)에 의해서도 변화하기 때문에, 곡률반경에 따라써 보정하는 것이 바람직하다. 또 상하좌우방향(XY방향)의 얼라이먼트상태는 중앙휘점의 좌표(도 6(a)∼도 6(c)의 방식), 또는 동공중심의 위치좌표(도 7(a)∼도 7(c)의 방식)에 의해 산출한다. 여기에서 도 6(a)∼도 6(c)의 방식과 도 7(a)∼도7(c)의 방식의 방식을 비교하면, XYZ 각 방향에 있어서의 검출가능한 범위는 도 7(a)∼도 7(c)의 방식쪽이 넓다. 한편, XYZ 각 방향의 검출정밀도에 대해서는 도 6(a)∼도 6(c)의 방식쪽이 뛰어나다. 즉 도 6(a)∼도 6(c)의 방식은 검출범위는 좁으나 정밀한 위치검출이고,이에 대해서 도 7(a)∼도 7(c)의 방식은 검출범위는 넓으나 정밀도는 나쁜 위치검출이다. 그래서, 본 예의 장치에서는 후술하는 바와같이 각 방식 각각의 장점을 활용해서 광범위한 검출영역과 고정밀도의 검출을 양립한 뛰어난 오토얼라이먼트방식을 실현한다.

다음에, 본 예의 장치에 있어서의 조작수순을 이하 설명한다. 피검자의 얼굴을 얼굴받침대(도시하지 않음)에 얹고, 눈(E)의 광축(O)에 대하여 측정유닛(6)을 맞추기 때문에, 오퍼레이터는 트랙볼(2)과 롤러(3)를 조작한다. 여기에서는 트랙볼(2)의 조작은 측정유닛(6)을 눈에 대하여 좌우 및 전후방향으로 이동시키고, 롤러(3)는 측정유닛(6)을 상하방향으로 이동시켜 위치맞춤시킬 수 있다. 이 조작에있어서, 장치쪽에서는 트랙볼(2) 및 롤러(3)에 내장되어 있는 각각의 펄스카운터와 회전인코더로부터의 출력신호를 CPU(54)에서 받아서 조작량 및 속도를 검지한다. 또, 그 조작량 및 속도에 의해 상기 CPU(54)는 각 모터드라이버(58),(59),(60)을 개재해서 상하모터(13), 전후모터(18), 좌우모터(23)을 구동한다.

오퍼레이터는 상술한 조작으로 측정유닛을 이동시키고, 눈(E)의 관찰화상을 디스플레이(1)에서 확인하고, 확인하면 조작패널(4)에 배치된 측정개시스위치를 누른다. 이에 응해서, 눈(E)에 대해서 측정유닛(6)을 자동적으로 위치맞춤하기위해 오토얼라이먼트를 개시한다. 도 9에 도시한 플로우챠트는 오토얼라이먼트 개시로부터 완료까지의 일련의 동작수순을 나타낸다.

먼저, 얼라이먼트광의 각막반사상에 의한 정밀한 얼라이먼트동작(fine alignment)에 대해서 설명한다. 스텝(S1)에서는 2차원촬상소자(46)로 촬상된 화상을 화상메모리(56)에 저장하고, CPU(54)에서는 화상처리프로세스에 의해 측정광원(37)에 의해 형성된 각막반사상의 3개의 휘점의 검출을 행한다. 스텝(S2)에서는 스텝(S1)에서 3개의 휘점이 검출되는지 어떤지를 판단하고, 검출된 경우는 스텝(S3)으로 이동하고, 3개의 취점의 위치로부터 XYZ 각 방향의 어긋남량을 CPU(54)에서 산출한다. 스텝(S4)에서는 스텝(3)에서 산출된 XYZ각방향의 위치어긋남량이 측정가능한 범위내인지의 판단을 행한다. 범위내이라면, 오토얼라이먼트완료이다. 범위외일때는 스텝(S5)로 이행한다. 스텝(S5)에서는 XYZ각 방향의 위치어긋남량에 응해서 CPU(54)의 지령으로 상하좌우전후의 각 모터를 구동하여 측정유닛(6)을 이동시키고, 다시 스텝(S1)으로 돌아간다. 이 스텝(S1)∼(S5)의 루프는 스텝(S4)에서 XY각 방향의 위치어긋남량이 측정가능한 범위내로 판단될 때까지 반복해서 오토얼라이먼트를 행한다. 오토얼라이먼트가 완료하면 안굴절력의 측정을 실행한다.

다음에, 측정광원(37)에 의한 각막반사상의 3개의 휘점의 검출이 충분히 가능한 범위에 들거갈 때까지의 위치맞춤동작(대략적인 위치맞춤)에 대해서 설명한다. 이것은 스텝(S2)의 판단이 「아니오」의 경우, 즉 3개의 휘점이 검출되지않는 경우에 행해지는 처리이다. 스텝(S2)에서 3개의 휘점이 검출되지 않은 경우는 스텝(S6)으로 이행하고, 2차원촬상소자(46)에서 촬상되고 화상메모리(56)에 저장된 화상을 근거로, 화상처리에 의해 CPU(54)에 의해 눈의 동공중심의 위치(좌표)룰 검출한다. 그리고, 검출된 동공중심위치로부터의 XY각 방향의 위치어긋남량을 산출하고, 스텝(S7)에서, 스텝(S6)에서 얻어진 XY방향의 위치어긋남량이 소정범위내인지 어떤지를 판단하고, 스텝(S7)에서 「아니오」의 경우는 스텝(S8)로 이행한다. 이 소정범위라고하는 것은, 측정광원(37)에 의한 각막반사상의 3개의 휘점의 검출이 충분히 가능한 XY방향에서의 범위이다. 스텝(S8)에서는 XY각방향의 위치어긋남량에 응해서 CPU(54)의 지령에 의해 상하좌우의 각 모터를 구동하고 측정유닛(6)을 이동시켜서, 다시 스텝(S6)로 돌아간다. 이 스텝(S6)∼(S8)의 루프를, 스텝(S7)에서 XY각방향의 위치어긋남량이 소정범위내라고 판단될 때까지 반복한다. 여기에서 스텝(S6)∼(S8)의 처리루프에서 Z방향의 위치맞춤을 행하지않는 이유는 다음과 같다. 먼저 도 7(a)∼7(c)를 참조해서 설명한 바와같이, Z방향의 위치어긋남량은 동공중심과 각 휘점사이의 간격으로부터 알 수 있으나, 이 간격은각막의 곡률반경의 값에 의해 변화하기 때문에, 환자의 개인차에 의해 Z방향의 어긋남검출치가 변화한다. 이 때문에, Z방향의 어긋남량이 작은(예를들면 좌우안중 한쪽의 측정을 마친후에 다른 쪽의 눈으로 교체되었을 경우)데에도 관계하지 않고, Z방향의 오차가 크다고 판단해버리는 경우가 있고, 만약 이에 의거해서 측정유닛을 구동하면, Z방향의 어긋남량을 증가시킬 가능성이 있다. 결국 스텝(S1)에서 측정관원(37)에 의한 각막반사상의 3개의 휘점의 검출을 할 수 없는 주원인이 XY방향의 어긋남량인 경우는, 만약 XY방향의 얼라이먼트와 함께 Z방향의 얼라이먼트도 행하면, Z방향의 위치어긋남량을 증가해버릴 가능성이 있다. 이것을 방지하기 위해 스텝(S6)∼(S8)에서는 Z방향의 얼라이먼트는 행하지않고 XY방향만의 얼라이먼트를 행하고 있다.

스텝(S7)의 판단이 「예」로 되면, 스텝(S9)로 이행한다. 스텝(S9) 및 (S10)에서의 처리는 상술한 스텝(S1) 및 (S2)와 마찬가지이다. 즉, 측정광원(37)에 의한 각막반사상의 3개의 휘점의 검출을 행한다. 스텝(S10)에서는 스텝(S7)에서 3개의 휘점이 검출되었는지 어떤지를 판단하고, 「예」경우는 스텝(S3)으로 이행하고, 이 경우는 상술한 바와같이 스텝(S4)와 그이후 스텝에서의 동작을 행한다.

스텝(S10)에서 「아니오」이면, 스텝(S11)로 이행한다. 상기한 스텝(S6)∼(S8)에서의 처리와 비교할 때, 스텝(S11)과 그 이후의 스텝에서의 처리는 Z방향의 어긋남량을 검출하면 얼라이먼트를 행한다는 것에 특징이 있다. 2차원활상소자(46)에서 촬상되고, 화상메모리(56)에 저장된 화상을 근거로, CPU(54)에서 화상처리에 의해 동공의 중심위치와 함께 외안조명광원(48)의 각막반사상의 중심위치를검출한다. 그리고, CPU(54)는 검출된 동공중심과 각막반사상의 중심사이의 간격을 계산하고, XY방향과 함께 Z방향의 위치어긋남량을 구한다. 구체적으로는, 동공중심의 좌표치로 XY방향의 어긋남량을 검출하고, 외안조명의 반사상과 동공중심의 간격으로부터 Z방향의 어긋남을 검출한다. 또 다른 방법으로써 동공중심위치는 구하지 않고 외안조명광원(48)의 2개의 각막반사상(도 7(a)∼도 7(b)의 상 (60),(61))의 간격, 또는 이들상의 좌표치로부터 XYZ방향의 위치어긋남량을 구하는 것도 가능하다.

스텝(S12)에서는 스텝(S11)에서 구한 XYZ방향의 어긋남량이 소정범위내인지 어떤지의 판단을 행한다. 스텝(S12)에서 「아니오」라면, 스텝(S13)으로 이행한다. 이 소정의 범위라는것은 측정광원(37)에 의한 각막반사상의 3개의 휘점의 검출이 충분히 가능한 XYZ방향의 범위이다. 스텝(S13)에서는 위치어긋남량에 응해서 CPU(54)의 명령에 의해 각 방향이 모터를 구동하여 측정유닛(6)을 이동시키고, 다시 스텝(S11)로 돌아간다. 이 스텝(S11)로부터 스텝(S13)의 루프를 스텝(S12)에서의 판단에 의해 어긋남량이 소정범위내라고 판단될 때까지 반복한다. 스텝(S13)에서의 판단이 「예」이면, 스텝(S1)으로 이행한다. 여기까지의 처리에 의해, XYZ 각방향의 모든 위치어긋남량은 측정광원(37)에 의한 각막반사상의 3개의 휘점이 검출이 충분히 가능한 범위로 이미 들어가 있기 때문에, 스텝(S2)에 있어서는 각막반사상의 3개의 휘점을 검출할 수 있다. 이 이후는 상술한 바와같이 오토얼라이먼트를 행하고, 이것이 완료하면 안굴절력의 측정을 실행한다.

도 9에 도시한 오토얼라이먼트의 처리수순에서는 최종적인 미세얼라이먼트를행하기 위한 제 1의 얼라이먼트모드(스텝(S1)∼스텝(S5)), XY방향의 대략적인 얼라이먼트를 행하는 제 2의 얼라이먼트모드(스텝(S6)∼스텝(S8)) 및 Z방향도 포함한 대략적인 얼라이먼트를 행하는 제 3의 얼라이먼트모드(스텝(S11)∼스텝(S13))를 구비하고, 이들 3개의 모드를 순서적으로 실행하는 알리고즘이다. 변형예로써, 상기 수순은 제 2의 얼라이먼트모드를 생략, 즉 스텝(S2)의 판단이 「아니오」의 경우는 스텝(S11)으로 이행하는 것과 같은 알고리즘으로 해도 된다.

이상과 같이, 검출범위는 좁으나 정밀한 위치검출에 의한 위치맞춤과, 검출범위는 넓으나, 위치검출정밀도는 안좋은 위치맞춤을, 유기적으로 조합해서 양자의 장점을 최대한 활용하는 것에 의해, 광범위한 검출영역과 고검출정밀도를 양립한 뛰어난 오토얼라이먼트를 실현하는 것이다.

본 발명에 의하면, 피검안에 대하여 광범위한 검출영역과, 또한 고검출정밀도의 오토얼라이먼트를 가능하게 하는 뛰어난 안과장치가 제공된다.

Claims

(1) 피검자의 눈을 측정하는 측정광학계를 포함하는 이동가능한 측정유닛과,

(2) 상기 측정광학계의 광축과는 다른 방향으로부터의 제 1광에 의해 눈을 조사하는 제 1광원과,

(3) 상기 측정광학계의 광축방향으로부터의 제 2광에 의해 눈을 조사하는 제 2광원과,

(4) 상기 눈의 상정보를 얻기 위한 촬상수단과,

(5) 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 상기 제 1광원에 의한 제 1각막반사상의 정보에 의하여 상기 측정유닛과 눈사이의 위치관계를 검출하는 제 1검출수단과,

(6) 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 상기 제 2광원에 의한 제 2각막반사상의 정보에 의하여 상기 측정유닛과 눈사이의 위치관계를 검출하는 제 2검출수단

으로 이루어지고,

상기 측정유닛을 상기 제 1검출수단 또는 제 2검출수단에 의한 검출결과를 근거로 눈에 의해 위치맞춤하도록 구동하는 것을 특징으로하는 안과장치.
제 1항에 있어서, 또

(1) 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 동공의 위치를 얻는 동공위치검출수단과,

(2) 상기 동공위치검출수단에 의해 검출된 동공위치정보를 근거로 상기 측정유닛와 눈사이의 위치관계를 검출하는 검출수단

을 구비한 것을 특징으로하는 안과장치.
제 1항에 있어서, 또

상기 제 1검출수단에 의해 얻어진 검출결과를 근거로 눈으로 상기 측정유닛을 위치맞춤한 후에 상기 제 2검출수단에 의해 얻어진 검출결과를 근거로 눈으로 상기 측정유닛을 위치맞춤하기 위하여 제어를 행하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로하는 안과장치.
제 3항에 있어서, 상기 제 2검출수단에 의해 상기 측정유닛과 눈사이의 위치관계를 검출할 수 없을 때에는, 상기 제어수단은, 상기 제 1검출수단에 의해 얻어진 검출결과를 근거로 상기 측정유닛을 구동한 후에 상기 제 2검출수단에 의해 얻어진 검출결과를 근거로 눈으로 상기 측정유닛을 위치맞춤하도록 상기 측정유닛을 제어하는 것을 특징으로하는 안과장치.
제 1항에 있어서, 상기 유닛은 눈에 대하여 상하, 좌우 및 전후방향으로 이동가능하고, 상기 제 1검출수단은 상하, 좌우 및 전후방향으로 위치검출을 하며, 상기 제 2검출수단은 적어도 전후방향으로의 검출을 하는것을 특징으로하는 안과장치.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2검출수단의 각각은 상정보를 처리해서 상기 측정유닛과 눈사이의 위치관계를 산출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로하는 안과장치.
피검안을 측정하는 측정광학계와, 외안광으로 눈을 조명하는 조명계와, 눈의 상정보를 얻는 촬상기를 포함하는 안과장치의 오토일라이먼트방법으로써,

(1) 측정광학계에 의해 눈에 광속을 조사하고, 상정보를 근거로 광속의 각막반사상을 검출하는 검출스텝과,

(2) 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 있을 때에는, 각막반사상을 근거로 눈으로 측정광학계를 위치맞춤하는 위치맞춤스텝과;

(3) 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 없을 때에는, 상정보로부터 외안광의 조명에 의거해서 각막반사상을 검출하고, 각막반사상에 따라 측정광학계를 위치맞춤하며, 그후 다시 검출스텝을 행하는 스텝으로 이루어진 것을 특징으로하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.
피검안을 측정하는 측정광학계와, 외안광으로 눈을 조명하는 조명광학계와, 눈의 상정보를 얻는 촬상수단을 포함하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법으로써,

(1) 측정광학계에 의해 눈에 광속을 조사하고, 촬상수단으로부터의 상정보에의거해서 광속의 각막반사상을 검출하는 검출스텝과;

(2) 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 있을 때에는 각막반사상을 근거로 눈으로 측정광학계를 위치맞춤하는 제 1위치맞춤스텝과;

(3) 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 없을 때에는, 눈의 동공상을 검출하고, 동공상에 따라서 측정광학계를 위치맞춤하며, 그후 상기 검출스텝으로 이행하는 제 2위치맞춤스텝과;

(4) 제 2위치맞춤스텝후에도 각막반사상을 검출할 수 없을 때에는, 촬상수단으로부터 상정보에 의거해서 외안광의 조명에 의한 각막반사상을 검출하고, 각막반사상에 따라서 측정광학계를 위치맞춤하고, 그후 상기 검출스텝으로 이행하는 것을 특징으로하는 안과장치의 오토일라이먼트방법.
제 7항 또는 제 8항에 있어서, 외안광의 조명에 의한 각막반사상과 동공위치를 검출하고, 각막반사상과 동공위치사이의 위치관계를 근거로 위치맞춤이 행해지는 것을 특징으로하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 제 1위치맞춤스텝에 있어서는, 상하, 좌우, 전후방향의 위치맞춤이 행해지고, 상기 제 2위치맞춤스텝에 있어서는, 상하 및 좌우방향으로의 위치맞춤이 행해지며, 상기 제 3위치맞춤스텝에 있어서는, 적어도 전후방향으로의 위치맞춤이 행해지는 것을 특징으로하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.
(1) 피검안을 측정하는 측정광학계를 포함하는 이동가능한 측정유닛과;

(2) 상기 측정광학계의 광축으로부터의 광으로 눈을 조사하는 광원과;

(3) 상기 눈의 상정보를 얻는 촬상수단과;

(4) 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 검출된 눈의 동공에 관한 정보를 근거로 상기 측정유닛과 눈사이의 위치관계를 검출하는 제 1검출수단과;

(5) 상기 광원에 의해 형성되고, 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 검출된 각막반사상의 정보에 의거해서 상기 측정유닛과 눈사이의 위치관계를 검출하는 제 2검출수단으로 이루어지고,

상기 측정유닛은 상기 제 1검출수단 또는 제 2검출수단에 의해 얻어진 판단결과에 의거해서 눈으로 위치맞춤되도록 구동되는 것을 특징으로하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.
제 11항에 있어서, 상기 위치맞춤은 상기 제 1검출수단을 근거로 행해진 후에는 상기 제 2검출수단에 의거해서 행해지는 것을 특징으로 하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.
제 11항에 있어서, 상기 측정유닛과 눈사이의 위치관계는 상기 제 2검출수단에 의해서 검출될 수 없고, 얼라이먼트는 상기 제 1검출수단을 근거로 행해지는 것을 특징으로하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.
피검안을 측정하는 측정광학계와 눈의 상정보를 얻는 촬상수단을 포함하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법으로써,

(1) 측정광학계에 의해 광속으로 눈을 조사하고, 촬상수단으로부터의 상정보에 의거하여 광속의 각막반사상을 검출하는 검출스텝과,

(2) 상기 검출스템에서 각막반사상을 검출할 수 있을 때에는, 각막반사상에 의거해서 눈으로 측정광학계를 위치맞춤하는 위치맞춤스텝과,

(3) 상기 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 없을 때에는, 상기 촬상수단으로부터의 상신호에 의거해서 눈의 동공상을 검출하고, 이 동공상에 따라서 측정광학계를 위치맞춤하며, 다시 검출스텝을 행하는 것을 특징으로하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.
피검안을 측정하는 측정광학계와, 눈의 상정보를 얻는 촬상수단을 포함하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법으로써,

(1) 측정광학계에 의해 광속으로 눈을 조사하고, 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 각막반사상을 검출하는 검출스텝과;

(2) 상기 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 있을 때에는, 각막반사상에 의거하여 판별된 눈의 위치를 근거로 눈으로 측정광학계를 위치맞춤하는 제 1위치맞춤스텝과;

(3) 상기 검출스텝에서 각막반사상을 검출할 수 없을 때에는, 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 눈의 동공상을 검출하고, 동공상에 따라서 상기 측정광학계를 위치맞춤하며, 그후 상기 검출스텝으로 이행하는 제 2위치맞춤스텝과;

(4) 제 2위치맞춤스텝후에도 각막반사상을 검출할 수 없을 때에는 상기 촬상수단으로부터의 상정보에 의거해서 각막반사상을 검출하며, 각막반사상에 따라서 측정광학계를 위치맞춤하고, 그후 검출스텝으로 이행하는 것을 특징으로하는 안과장치의 오토얼라이먼트방법.