KR200313085Y1 - 검안기용 광학계 - Google Patents

Abstract

피검자의 시력을 타각식으로 자동으로 측정하는 자동검안기용 측정광학계는 측정용 광원, 조명용 렌즈, 조명용 렌즈를 통해서 나오는 측정광이 통과하도록 중간에 구멍이 있는 홀미러, 홀미러에서 나오는 측정광을 피검사자의 눈(피검안)으로 보내주는 대물렌즈, 피검안의 망막에서 반사된 피검안의 시력정보를 가지고 나오는 측정광이 전술한 대물렌즈를 통해 되돌아와 홀미러에서 반사된 후 이미지센서에 적절히 전달해주는 수광광학계로 구성된다.

본 고안은 전술한 자동검안기용 측정광학계의 구성요소 이외에 측정광학계와 피검안 사이에 정렬상태를 확인할 목적으로 정렬광을 발생시키는 정렬용광원 S1, 측정광은 투과시키고 정렬광은 반사시키는 제1분광필터 F, 각막에 형성된 정렬광의 형상을 피검안의 각막형상과 함께 정렬용 이미지센서에 결상 시켜주는 결상렌즈 CL, 전술한 결상렌즈 CL에 의해서 결상된 각막 및 정렬광의 형상을 전기신호로 바꾸어주는 정렬용 이미지센서로 구성되어 있는 피검안과 측정광학계간의 정렬확인용 광학계가 전술한 자동검안기용 측정광학계에 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 타각식 자동검안기용 측정광학계에 관한 것이다.

Description

검안기용 광학계{Optical System for Refractometer}

본 고안은 피검자의 시력을 타각식으로 자동으로 측정하는 자동검안기(이하 검안기)용 측정광학계에 있어서 전술한 검안기용 측정광학계와 시력을 측정하고자하는 피검사자의 눈(이하 피검안) E사이에 정렬상태를 확인하기 위하여 정렬광을 만들어주는 광학계를 전술한 검안기용 측정광학계에 부가하기 위한 방법에 관한 것이다.

도2는 피검안 E와 검안기용 측정광학계 사이에 정렬상태를 확인하기 위한 정렬용 광학계가 장착된 검안기용 측정광학계의 종래의 기술을 도식화 한 것으로 피검안 E의 시력을 측정하기전 정렬상태를 확인하기 위하여 도 2로부터 정렬용 광원S1이 점등되면 정렬용광원 S1으로부터 나온 정렬광은 정렬조명용 렌즈I1을 통과한 후 구동거울 구동모터 MO에 의해서 P1위치에 있는 구동거울 R에 의해서 반사되어 대물렌즈 O의 초점위치에 결상하게 된다. 대물렌즈 O의 초점위치에 결상된 전술한 정렬광은 대물렌즈 O를 통과한 후 평행으로 된 후 정렬광의 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴과 동시에 측정광 S는 모두 투과시키도록 제작되어 있는 제2 분광필터 F2로 들어가 일부 투과된 정렬광이 피검안E의 각막에 도달한다. 피검안E의 각막에 도달한 정렬광은 피검안E의 각막표면에서 상당부분 난반사되고 이중 일부의 정렬광이 전술한 제2 분광필터 F2로 되돌아와서 제2 분광필터 F2에 의해서 일부 반사된 후 정렬용 이미지센서 CI에 결상시켜 주는 결상렌즈 CL에 의해서 정렬용 이미지센서 CI의 결상면에 피검안 E의 각막형상과 함께 결상된다. 정렬용 이미지센서 CI의 결상면에 결상된 피검안 E의 각막형상과 정렬광의 형상은 정렬용 이미지센서 CI에 의해서 전기신호로 바뀌어 연산장치 AL로 보내진다.

연산장치 AL은 정렬광원이 피검안 E의 각막상에 도달한 위치를 확인하여 정렬상태를 표시하는 자료와 함께 피검안 E의 각막형상과 정렬광의 형상 이미지를 모니터 M으로 보낸다. 이때 검사자는 모니터 M에 나타난 피검안 E의 각막형상과 정렬광의 형상 및 위치를 보고 검안기용 측정광학계와 피검안 E의 정렬상태를 확인해 가면서 전술한 검안기용 측정광학계의 위치를 변화시켜 검안기용 측정광학계와 피검안 E가 정확한 정렬상태가 되도록 조절한 후에 피검안 E의 시력측정지시를 연산장치 AL에 하게된다.

시력측정지시를 받은 연산장치 AL은 정렬용 광원 S1을 끄고 구동거울구동모터 MO를 구동시켜 구동거울 R을 도2의 P1위치(실선)에서 측정용 광원S가 피검안 E에 들어갈수 있도록 P2위치(점선)로 이동시킨다. 구동거울 R이 P2위치로 이동하면 연산장치 AL은 제2 분광필터 F2에서 서로 다른 특성을 같게 할 목적으로 정렬용 광원 S1과 파장이 다른 측정용광원 S를 점등시켜 측정용광원 S로부터 측정광이 나오게 한다. 측정용광원 S로부터 나온 측정광은 조명렌즈I에 의해서 홀미러H의 중심에 있는 구멍을 통과한 후 대물렌즈 O의 초점에 결상된다. 대물렌즈 O의 초점에 결상된 측정광은 대물렌즈 O를 통과하면서 평행으로 만들어진 후 제2 분광필터F2를 통과해서 피검안 E로 입사하는데 이때 제2 분광필터 F2는 정렬광의 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴과 동시에 측정광은 모두 투과시키도록 제작되어 있기 때문에 전술한 측정광은 별다른 손실 없이 피검안 E로 입사하게된다. 피검안 E에 입사된 전술한 측정광은 피검안E에 있는 수정체에 의해 피검안E의 망막에 결상된 후 대부분 흡수되고 일부만이 반사되어 피검안E에 있는 수정체를 통하여 피검안 E의 시력정보를 가지고 나오게된다. 피검안 E의 시력정보를 가지고 피검안 E를 나온 측정광은 제2 분광필터 F2를 통과한 후 대물렌즈 O에 의해서 다시 측정광학계 내부로 들어와 홀미러 H의 주변부에서 반사되어 수광광학계 D로 들어가게 된다. 수광광학계 D로 들어간 피검안 E의 시력정보를 가진 측정광은 피검안 E의 시력정보를 분석하기 쉬운 상태로 변환된 후 이미지센서 C의 결상면에 결상하게 되고 이미지센서 C는 전술한 이미지센서 C의 결상면에 결상된 측정광의 광학적 신호를 전기적 신호로 바꾸어 연산장치 AL로 보낸다. 피검안 E의 시력정보를 가진 전기적 신호는 연산장치 AL에 의해서 연산된 후 피검안 E의 시력정보는 모니터 M에 나타나고 검사자는 모니터 M으로부터 피검안 E의 시력을 알수 있게 된다.

전술한 종래의 기술이 적용된 정렬용 광학계가 장착된 검안기용 측정광학계는 구동거울 R을 정교하게 구동시키기 위해서 구동거울 R을 구동하는 기계부 구성이 복잡해지고 구동거울 구동모터 MO를 설치하여 제어해야 한다는 문제뿐만 아니라 측정중에는 구동거울 R의 위치가 P2(점선)위치로 이동하게 되므로 정렬용 광이 관측되지 않는 시간이 길어 측정중에는 검안기용 측정광학계와 피검안 E의 정렬상태를 확인 할수 없어 피검안 E의 정확한 시력측정여부가 의심되는 경우가 많다는 문제점이 있다.

전술한 종래의 기술이 가지는 문제점을 보완하기 위한 방법으로 도 2에서 구동거울 R대신에 측정용 광원S는 통과시키고 정렬용 광원S1은 반사시키는 분광필터를 P1위치에 고정시키는 방법을 생각할 수 있으나 전술한 분광필터가 놓여지는 위치가 피검안 E로 보내는 강한 측정광과 피검안 E로부터 피검안 E의 정보를 가지고 되돌아오는 미약한 측정광(신호광)이 동시에 지나가는 위치에 놓여지므로 피검안 E로 보내는 측정광이 전술한 분광필터에 도달하여 적은 량이기는 하지만 산란이 일어나 피검안 E로부터 피검안 E의 정보를 가지고 되돌아오는 미약한 측정광(신호광)과 혼합되어 S/N비가 급격히 떨어지는 현상이 발생한다. 바꾸어 말하면 전술한 분광필터의 성능을 최대한 높여 고가의 제품을 사용하여도 측정정밀도가 상당량 떨어지기 때문에 전술한 분광필터를 P1의 위치에 고정시키는 방법은 현실적으로 실현이 어렵다.

본 고안은 전술한 종래의 기술이 적용된 정렬용 광학계가 장착된 검안기용 측정광학계에 적용되는 구동거울을 가동시키는 방법이 가지는 문제점인 구동거울 R을 구동하는 기계부 구성이 복잡해지고 구동거울 구동모터 MO를 설치하여 제어해야 할 필요성에 따르는 제조비용의 상승과 측정중 정렬용 광이 관측되지 않아 측정 광학계와 피검안 E의 정렬상태를 확인 할수 없어 피검안 E의 정확한 시력측정여부가 의심되는 경우가 많다는 단점을 해결하여 보다 저렴하고 정밀한 시력 측정이 가능한 검안기용 측정광학계를 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 도 1에 도식되어 있듯이 측정용 광원 S와 측정용 광원 S를 대물렌즈 O의 초점위치에 결상 시켜주는 조명렌즈 I사이에 측정용 광원 S는 투과시키고 측정용 광원S와 파장이 다른 정렬용 광원 S1은 반사시키는 제1 분광필터 F를 광축 AX와 45도가 되도록 설치하고 제1 분광필터 F의 중심에서 광축 AX와 90도 방향으로 측정용 광원 S와 공액관계(광학적으로 동일시 할 수 있는 관계)를 가지도록 정렬용 광원 S1을 설치하는 것을 특징으로 하는 배치구조를 가진다.

다시 말하면 본 발명의 정렬용 광원 S1의 위치는 광학적인 측면에서 측정용 광원S의 위치와 완전하게 일치하므로 전술한 측정 광학계가 측정과정 중에 있을 때 정력용 광원 S1의 존재가 측정용 광원 S의 밝기가 약간 밝아지는 것 같은 긍정적인 영향이외에는 별다른 영향을 주지 않는다.

즉 전술한 본 발명의 검안기용 측정 광학계는 측정중에도 정렬용 광원 S1을 제거할 필요가 없게되고 이에 따라 측정자는 모니터 M을 통하여 측정 중에도 연속적으로 측정용 광학계와 피검안 E사이의 정렬상태를 확인 할수 있어 보다 정밀한 시력측정이 가능하게 한다.

또한 본 발명의 검안기용 측정광학계는 정렬용 광원의 설치를 위해서 정렬용 광원S1과 제1 분광필터 F만 고정시켜 설치하면 되므로 종래의 기술이 적용된 검안기용 측정 광학계에 부가된 정렬용 광학계의 부품수를 줄일수 있게 되어 편리하고 저렴한 비용의 정렬용 광학계가 내장된 검안기용 측정 광학계를 제공하는 것이 가능하게 한다.

도 1은 본 고안에 따른 검안기용 측정 광학계의 일예를 도시한 블록도.

도 2는 종래의 기술이 적용된 검안기용 측정광학계를 도시한 블럭도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

S : 측정용 광원 S1: 정렬용 광원 F : 제 1 분광필터

I : 조명렌즈 I1: 정렬용 조명렌즈 F2: 제 2 분광필터

H : 홀미러 D : 수광 광학계 C : 측정용 이미지센서

O : 대물렌즈 AX: 광학계의 광축 CI: 정렬용 이미지센서

CL: 결상렌즈 E : 피검사자의 눈 MO: 구동거울 구동모터

R : 구동거울 AL: 연산처리장치 M : 모니터

P1 : 측정광학계가 정렬 조정중에 있을 때의 구동거울(실선)의 위치

P2 : 측정광학계가 측정중에 있을 때의 구동거울(점선)의 위치

이하 본 고안의 자동 검안기용 측정 광학계의 구성도(도1)를 중심으로 하여 본 발명의 구성 및 그 작용에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 정렬확인용 광학계가 장착된 자동검안기용 측정광학계는 도 1에 도시한 바와 같이 측정용광원S, 조명렌즈I, 조명렌즈I를 통해서 나오는 측정광이 통과 하도록 중간에 구멍이 있는 홀미러H, 홀미러H에서 나오는 측정광을 피검안E로 보내주는 대물렌즈 O, 피검안 E의 망막에서 반사된 후 피검안 E의 시력정보를 가지고 나오는 측정광(신호광)이 전술한 대물렌즈 O를 통해 되돌아와 홀미러 H에서 반사된 후 측정용 이미지센서 C에 적절히 전달해주는 수광 광학계 D로 구성되는 것 이외에 측정광학계와 피검안 E 사이에 정렬상태를 확인할 목적으로 측정용 광원 S와 파장이 다른 정렬광을 발생시키는 정렬용광원 S1, 측정용 광원S로 부터의 측정광은 투과시키고 측정용 광원 S와 파장이 다른 정렬용 광원 S1으로 부터의 전술한 정렬광은 반사시키는 제1 분광필터 F, 각막에 형성된 정렬광의 형상을 피검안E의 각막형상과 함께 정렬용 이미지센서 CI에 결상시켜주는 결상렌즈 CL, 전술한 결상렌즈 CL에 의해서 결상된 각막 및 정렬광의 형상을 전기신호로 바꾸어주는 정렬용 이미지센서 CI로 구성되어 있다.

본 고안의 정렬확인용 광학계가 장착된 자동검안기용 측정광학계는 도 1에 도시한 바와 같이 정렬용 광원 S1으로부터나온 정렬광은 전술한 제1 분광필터 F에 의해서 반사되어 조명렌즈 I를 통과한 후 조명렌즈 I에 의해서 대물렌즈 O의 초점위치에 결상하게 된다. 대물렌즈 O의 초점위치에 결상된 전술한 정렬광은 대물렌즈 O를 통과하면서 평행으로 된후 정렬광의 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴과 동시에 측정광 S는 모두 투과시키도록 제작되어 있는 제2 분광필터 F2로 들어가 일부 투과된 정렬광이 피검안E의 각막에 도달한다. 피검안E의 각막에 도달한 정렬광은 피검안E의 각막표면에서 상당 부분 난반사되고 이중 일부의 정렬광이 전술한 제2 분광필터 F2로 되돌아와서 제2 분광필터 F2에 의해서 일부 반사된 후 정렬용 이미지센서 CI에 결상시켜 주는 결상렌즈 CL에 의해서 정렬용 이미지센서 CI의 결상면에 피검안 E의 각막 형상과 함께 결상된다. 정렬용 이미지센서 CI의 결상면에 결상된 피검안 E의 각막형상과 정렬광의 형상은 정렬용 이미지센서 CI에 의해서 전기신호로 바뀌어 연산장치 AL로 보내진다.

연산장치 AL은 정렬광원이 피검안E의 각막상에 도달한 위치를 확인하여 정렬상태를 표시하는 자료와 함께 피검안 E의 각막형상과 정렬광의 형상 이미지를 모니터 M으로 보낸다. 이때 검사자는 모니터 M에 나타난 피검안 E의 각막형상과 정렬광의 형상 및 위치를 보고 검안기용 측정광학계와 피검안 E의 정렬상태를 확인해 가면서 전술한 검안기용 측정광학계의 위치를 변화시켜 검안기용 측정광학계와 피검안 E가 정확한 정렬상태가 되도록 조절한 후에 피검안 E의 시력측정지시를 연산장치 AL에 하게된다.

시력측정지시를 받은 연산장치 AL은 제1 분광필터 F와 제2 분광필터 F2에서 서로 다른 특성을 같게 할 목적으로 정렬용 광원 S1과 파장이 다른 측정용광원 S를 점등시켜 측정용 광원 S로부터 측정광이 나오게 한다. 측정용광원 S로부터 나온 측정광은 조명렌즈 I에 의해서 홀미러 H의 중심에 있는 구멍을 통과한 후에 대물렌즈 O의 초점에 결상된다. 대물렌즈 O의 초점에 결상된 측정광은 대물렌즈 O를통과하면서 평행으로 만들어진 후 제2분광필터를 통과해서 피검안 E로 입사하는데 이때 제2 분광필터는 정렬광의 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴과 동시에 측정광은 모두 투과시키도록 제작되어 있기 때문에 전술한 측정광은 별다른 손실 없이 피검안 E로 입사하게된다.

피검안E에 입사된 전술한 측정광은 피검안 E에 있는 수정체에 의해 피검안E의 망막에 결상된 후 대부분 흡수되고 일부만이 반사되어 피검안 E에 있는 수정체를 통하여 피검안 E의 시력정보를 가지고 나오게된다. 피검안 E의 시력정보를 가지고 피검안 E를 나온 측정광은 제2 분광필터 F2를 통과한 후 대물렌즈 O에 의해서 다시 측정 광학계 내부로 들어와 홀미러 H의 주변부에서 반사되어 수광광학계 D로 들어가게 된다. 수광광학계 D로 들어간 피검안 E의 시력정보를 가진 측정광은 피검안E의 시력정보를 분석하기 쉬운 상태로 변환된 후 측정용 이미지센서 C의 결상면에 결상 하게되고 측정용 이미지센서 C는 전술한 측정용 이미지센서 C의 결상면에 결상된 측정광의 광학적 신호를 전기적 신호로 바꾸어 연산장치 AL로 보낸다.

피검안 E의 시력정보를 가진 전기적신호는 연산장치 AL에 의해서 연산된 후 피검안 E의 시력정보는 모니터 M에 나타나고 검사자는 모니터 M으로부터 피검안 E의 시력을 알수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 고안의 자동검안기용 측정 광학계에 적용되는 정렬용 광학계는 정렬용 광원S1을 측정용 광원 S와 광학적으로 동일한 위치에 설치하는 것을 특징으로 하기 때문에 측정중에도 정렬용 광원 S1을 제거시킬 필요가 없어 종래의 기술이 적용된 정렬용 광학계가 장착된 검안기용 측정 광학계에 비하여 다음과 같은 2가지 장점이 있다.

장점 1. 본 고안의 자동검안기용 측정 광학계에 적용되는 정렬용 광학계는 종래의 기술이 적용된 자동검안기용 측정 광학계에 적용되는 정렬용 광학계에 비하여 정렬 광학계용 기계부 구성이 간단하여 제조비용을 절감할 수 있다.

장점 2. 본 고안의 자동검안기용 측정 광학계를 사용하여 피검자의 시력을측정하는 검사자는 측정시에도 정렬광을 계속해서 관측하는 것이 가능하므로 보다 정밀한 시력 측정을 할수 있다.

Claims (2)

1. 측정용광원, 조명용 렌즈, 조명용 렌즈를 통해서 나오는 측정광이 통과하도록 중간에 구멍이 있는 홀미러, 홀미러에서 나오는 측정광을 피검사자의 눈(피검안)으로 보내주는 대물렌즈, 피검안의 망막에서 반사된 피검안의 시력정보를 가지고 나오는 측정광이 전술한 대물렌즈를 통해 되돌아와 홀미러에서 반사된 후 이미지센서에 적절히 전달해주는 수광 광학계로 구성된 피검자의 시력을 타각식으로 자동으로 측정하는 자동검안기용 측정광학계에 있어서 전술한 자동검안기용 측정광학계의 구성요소 이외에 측정광학계와 피검안 사이에 정렬상태를 확인할 목적으로

   측정용 광원S의 파장과 정렬용 광원 S1의 파장을 서로 다르게 하고 도 1에서 도시되어 있듯이 측정광은 투과시키고 정렬광은 반사시키는 제1분광필터 F를 측정용 광원S와 조명 렌즈 I 사이에 측정용 광원 S와 정렬용 광원S1이 광학적으로 공액관계가 되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 타각식 검안기용 측정광학계
2. 청구항 1에 있어서 측정용 광원S와 정렬용 광원 S1의 위치를 서로 바꾸고 측정광은 반사시키고 정렬광은 투과시키는 제1분광필터 F를 정렬용 광원S1과 조명 렌즈 I 사이에 측정용 광원 S와 정렬용 광원S1이 광학적으로 공액관계가 되도록 배치하는 것을 특징으로 하는 타각식 검안기용 측정광학계.