KR20070098256A - 자동 검안기 및 검안 방법 - Google Patents

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Abstract

피검안의 동공 크기를 고려하여, 피검안의 굴절력, 난시력, 난시축 등 다양한 시력정보를 계측할 수 있는 자동 검안기 및 이를 이용한 검안 방법이 개시된다. 상기 자동 검안기는 피검안의 망막에 측정광의 광점을 형성하며, 또한 피검안의 동공 영상(pupil image)을 형성하기 위한 측정광을 발생시키는 광원 광학계; 상기 측정광이 망막에 광점을 형성한 후, 망막에서 반사되어, 피검안의 각막을 통과한 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 검출하는 제1 결상 광학계; 상기 측정광이 피검안의 동공에 투영되어 형성되는 피검안의 동공 영상을 검출하는 제2 결상 광학계; 및 상기 제2 결상 광학계에서 검출된 피검안의 동공 영상을 분석하여, 동공의 형태 및 크기를 산출함으로써, 동공 영역을 결정하고, 상기 제1 결상 광학계에서 검출된 다수의 신호광 중, 신호광이 형성하는 상점의 전체 영역이 상기 산출된 동공 영역 내에 모두 포함되는 상점만을 선별하고, 선별된 상점들을 이용하여 시력 정보를 산출하는 연산 장치를 포함한다.
검안기, 동공, 신호광, 동공 영상, 시력

Description

자동 검안기 및 검안 방법{Eye testing apparatus and method for eye testing}
도 1은 통상적인 자동 검안기의 구성을 설명하기 위한 광학 회로도.
도 2는 통상적인 자동 검안기의 미소렌즈 어레이에 있어서, 신호광이 정상적인 상점을 결상하는 영역의 미소렌즈(A)들 및 왜곡된 상점을 결상하는 영역의 미소렌즈(B)들을 표시한 도면.
도 3a 및 도 3b는 각각 도 2의 미소렌즈(A) 및 미소렌즈(B)를 통과하여 결상된 상의 광세기 분포도를 보여주는 사진.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 검안기의 광학 회로도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 검안기에 있어서, 동공의 크기 및 형태를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 검안기에 있어서, 분할된 다수의 신호광 상점과 동공 영역 정보로부터 유효상점을 얻는 과정을 설명하기 위한 도면.
본 발명은 자동 검안기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피검안(被檢眼)의 동공 크기를 고려하여, 피검안의 굴절력, 난시력, 난시축 등 다양한 시력정보를 계측할 수 있는 자동 검안기 및 이를 이용한 검안 방법에 관한 것이다.
자동 검안기는 광학 시스템을 이용하여 안구의 내부로 광을 입사시키고, 안구에서 반사된 광의 영상을 광검출 센서를 이용하여 전기적 신호로 변환한 다음, 연산장치를 이용하여 이를 분석함으로써, 피측정자의 판단에 의존하지 않고, 타각식으로 피검안의 굴절력, 난시력, 난시축 등 다양한 시력정보를 측정하는 장비로서, 시력 도표를 이용한 자각식 시력 측정 방법보다 월등히 빠르고 정확하게 시력을 측정한다. 자동 검안기는 광학, 전자, 정밀기계 및 컴퓨터 프로그램 분야가 혼합된 안광학 정밀 계측 장비로서, 크게 광학부, 전자부 및 기계부로 구성된다. 광학부는 서로 다른 강도를 가지는 조준광과 측정광을 모두 출사할 수 있는 광 출사 광학계, 출사된 광을 집속하여 피검자의 안구로 입사시키는 대물렌즈부, 안구로부터 반사되는 광의 경로를 변경하는 미러, 및 반사된 광 신호를 검출하는 광검출 센서를 포함한다. 상기 광검출 센서는 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 연산장치로 전송하고, 연산장치는 정해진 계산 알고리즘에 따라 상기 전기적 신호를 분석하여, 시력에 대한 정보를 산출한다.
도 1은 통상적인 자동 검안기의 구성을 설명하기 위한 광학 회로도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 통상적인 자동 검안기는 측정광을 출사하는 광원(11), 상기 광원(11)에서 출사된 측정광을 평행광으로 만드는 집속렌즈(12), 상기 평행광을 피검안(15)으로 안내하는 반투명 거울(13), 상기 측정광의 초점을 피검안(15)의 망막(16)에 맺게 하는 동시에, 망막(16)에서 반사된 신호광을 집속하는 대물렌즈(14), 상기 신호광을 평행하게 만드는 결상렌즈(17), 및 상기 결상렌즈(17)를 통과한 신호광의 초점을 2차원 영상소자(19)에 맺게 하는 미소렌즈 어레이(18, micro-lens array)로 구성된다. 이와 같은 자동 검안기의 동작을 살펴보면, 측정용 광원(11)에서 출사된 측정광은 집속렌즈(12)를 통과하면서 평행광이 되고, 평행한 측정광은 반투명거울(13)에 의해 피검안(15)쪽으로 방향이 바뀌고, 대물렌즈(14)에 의해 수렴되면서 피검안(15)이 정시안일 때, 각막과 수정체를 통과하여 망막(16)에 초점을 맺는다. 망막(16)에서 반사된 신호광은 다시 수정체, 각막을 거쳐 대물렌즈(14)를 통과하면서 수렴되고, 수렴 후, 다시 퍼지는 신호광은 결상렌즈(17)를 통과하면서 평행광으로 변환되며, 미소렌즈 어레이(18)를 통과하면서, 다수의 신호광으로 분할되어 2차원 영상소자(19)에 초점을 맺는다. 끝으로 상기 2차원 영상소자(19)에 결상된 다수의 신호광의 특성 및 광원(11), 2차원 영상소자(19) 등의 위치를 연산장치(20)로 분석하여, 피검안(15)의 굴절력, 난시력, 난시축 등의 시력 정보를 계산한다.
이와 같은 통상적인 자동 검안기에 있어서, 미소렌즈 어레이(18)에 의하여 결상되는 다수의 신호광 중, 일부의 신호광은 피검안(15)의 동공 크기에 따라 왜곡 되며, 이와 같이 왜곡된 신호광에 의하여 시력 정보가 부정확하게 산출되는 단점이 있다. 즉, 측정되는 순간의 피검안(15)의 동공 영역과 피검안(15)의 안구로부터 미소렌즈 어레이(19)로 입사되는 신호광의 영역은 물리적으로 동일하며, 상기 동공 영역(즉, 신호광 영역)의 경계에 위치한 미소렌즈들로는 신호광이 부분적으로 입사되어, 광세기 분포 및 형태가 왜곡된 상점들이 결상된다. 도 2는 자동 검안기의 미소렌즈 어레이(18)에 있어서, 신호광이 정상적인 상점을 결상하는 영역의 미소렌즈(A)들 및 왜곡된 상점을 결상하는 영역의 미소렌즈(B)들을 표시한 도면이며, 도 3a 및 3b는 각각 도 2의 미소렌즈(A) 및 미소렌즈(B)를 통과하여 결상된 상의 광세기 분포도를 나타내는 사진이다. 도 3a 및 3b로부터, 동공 영역의 내부에 위치한 미소렌즈(A)들을 통과한 신호광은 정상적인 상점을 형성하는 반면, 동공 영역의 경계에 위치한 미소렌즈(B)들을 통과한 신호광은 왜곡된 상점을 형성함을 알 수 있다.
동공의 영역 및 크기는 개인별로 상당한 차이가 있으며(일반적으로 직경 2 ~ 10mm), 측정이 이루어지는 순간의 외부 환경 (주위 밝기 등), 신체 상태 등에 따라서도 달라진다. 따라서 피검안(15)의 동공 크기가 최소인 영역을 설정하고, 상기 최소 영역 내에 완전히 포함되는 미소렌즈들에 의하여 결상된 상점 만을 이용하여 시력 정보를 산출할 수도 있으나, 이 경우, 유효한 데이터로써 이용 가능한 상점의 수가 제한됨으로써, 산출되는 시력 정보의 정확도 및 반복도가 낮아질 뿐 만 아니라, 상기 최소 영역보다 큰 영역의 동공을 갖는 대부분의 피검안에 있어서, 유효한 상점들이 가지는 지역적인 정보를 활용하지 못함으로써, 비효율적인 시력 측정이 이루어지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 시시각각으로 변화하는 피검안의 상태 및 고유한 특성에 따라, 시력 측정 결과가 민감하게 변화하는 종래의 자동 검안기의 문제점을 해소한 자동 검안기 및 이를 이용한 검안 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 피검안의 동공 크기를 고려하여, 피검안으로부터 반사되는 신호광의 이용 비율을 증가시킴으로써, 피검안의 굴절력, 난시력, 난시축 등 다양한 시력 정보를 정확히 계측할 수 있는 자동 검안기 및 이를 이용한 검안 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피검안의 망막에 측정광의 광점을 형성하며, 또한 피검안의 동공 영상(pupil image)을 형성하기 위한 측정광을 발생시키는 광원 광학계; 상기 측정광이 망막에 광점을 형성한 후, 망막에서 반사되어, 피검안의 각막을 통과한 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 검출하는 제1 결상 광학계; 상기 측정광이 피검안의 동공에 투영되어 형성되는 피검안의 동공 영상을 검출하는 제2 결상 광학계; 및 상기 제2 결상 광학계에서 검출된 피검안의 동공 영상을 분석하여, 동공의 형태 및 크기를 산출함으로써, 동공 영역을 결정하고, 상기 제1 결상 광학계에서 검출된 다수의 신호광 중, 신호광이 형성하는 상점의 전체 영역이 상기 산출된 동공 영역 내에 모두 포함되는 상점만을 선별하고, 선별된 상점들을 이용하여 시력 정보를 산출하는 연산 장치를 포함하는 자동 검안기를 제공한다. 본 발명은 또한 피검안으로 측정광을 입사시켜, 피검안의 안구에 동공을 포함한 안구 영상을 형성시키고, 상기 피검안의 안구에 형성된 영상을 검출하여, 동공의 크기 및 형태를 산출하는 단계; 피검안으로 측정광을 입사시켜, 피검안의 망막에 광점을 형성하고, 상기 측정광이 망막에서 반사되어 형성된 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 검출하는 단계; 및 상기 검출된 다수의 신호광 중, 신호광이 형성하는 상점의 전체 영역이 상기 산출된 동공 영역 내에 모두 포함되는 상점만을 선별하고, 선별된 상점들을 이용하여 시력 정보를 산출하는 단계를 포함하는 검안 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 검안기의 광학 회로도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 검안기는 광원 광학계(30), 제1 결상 광학계(50), 제2 결상 광학계(60), 및 연산 장치(70)을 포함한다.
상기 광원 광학계(30)는 피검안(15)의 망막(16)에 측정광의 광점을 형성하며, 또한 피검안(15)의 동공 영상(pupil image)을 형성하기 위한 측정광을 발생시키는 기능을 하는 것으로서, 상기 측정광을 발생시키는 광원(32) 및 상기 광원(32) 으로부터 출사된 측정광을 집속하는 집속렌즈(34)로 이루어질 수 있다. 상기 측정광이 안구 영상, 구체적으로 동공 영상을 형성하기 위하여 사용될 경우, 상기 측정광의 세기는 피검안(15)의 동공 영역과 눈 주변부가 명확히 구분되기에 충분한 강도를 가지도록 조절되며, 이와 같은 측정광이 상기 피검안(15)으로 입사하면, 동공 표면의 밝기가 증가하여, 동공과 동공을 제외한 눈 주변부가 밝기 차이로 구분됨으로서, 동공을 포함한 안구 영상(image)이 형성된다. 또한, 상기 측정광이 피검안(15)의 망막(16)에 측정광의 광점을 형성하기 위하여 사용될 경우, 상기 측정광의 세기는 피검안(15)의 시력 정보를 측정하는데 필요한 강도를 가지도록 조절된다. 상기 측정광을 발생시키는 광원(32)으로는, 측정광의 용도에 따라, 방출되는 측정광의 세기가 조절될 수 있는 하나의 광원, 예를 들면, 광발산 다이오드(LED: light emitting diode), 초발광 다이오드(SLD: super luminescent diode), 레이저 다이오드(LD: laser diode) 등이 사용될 수 있으며, 또한 서로 다른 강도의 측정광을 방출하는 다수의 광원이 사용될 수도 있다. 상기 광원 광학계(30)에서 발생한 측정광은, 검안기의 구조에 따라, 빔 스플리터(40) 등에 의하여 광의 경로가 변경되고, 대물렌즈(42)에서 집속된 후, 피검안(15)으로 입사될 수 있다.
상기 제1 결상 광학계(50)는 측정광이 망막(16)에 광점을 형성한 후, 망막(16)에서 반사되어 각막을 통과한 산란광 형태의 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 검출하기 위한 것으로서, 신호광을 집속 및 수렴하는 결상렌즈(52), 상기 결상렌즈(52)에 의하여 수렴된 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 집속하는 미 소렌즈 어레이(54), 및 상기 미소렌즈 어레이(54)에 의하여 분할 및 집속된 다수의 신호광을 검출하는 제1 영상소자(56)를 포함할 수 있다. 상기 신호광은 피검안(15)의 수정체, 각막 등을 통과하면서, 피검안(15)의 위치별 상태에 따라 부분적으로 굴절되어, 시력 정보를 포함하게 된다. 상기 미소렌즈 어레이(54)로는 렌즈 플레이트와 상기 렌즈 플레이트의 일면에 일정한 간격으로 배열된 다수의 미소렌즈로 이루어진 통상의 미소렌즈 어레이를 사용할 수 있으며, 상기 미소렌즈 어레이(54)에서 분할되어 형성된 다수의 신호광은 피검안(15)의 위치별 굴절력에 따라 평행, 수렴, 또는 발산되는 형태로 출사된다.
상기 제2 결상 광학계(60)는 상기 광원 광학계(30)로부터 출사된 측정광이 피검안(15)의 동공에 투영되어 형성되는 피검안(15)의 동공 영상을 검출하기 위한 것으로서, 피검안(15)의 영상을 적절한 크기로 확대 또는 축소하여 전달하는 릴레이 렌즈(62), 상기 릴레이 렌즈(62)에 의하여 전달된 영상을 집속하여, 영상의 초점이 제2 영상소자(66)에 정확히 맺히도록 하는 포커싱 렌즈(64), 및 피검안의 영상을 검출하는 제2 영상소자(66)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 결상 광학계(50, 60)가 검안기 내의 서로 다른 위치에서, 상기 신호광 및 동공 영상을 검출할 경우, 상기 신호광 및 동공 영상 신호는 빛의 진행 방향을 두 갈래로 분리하는 빔 스플리터(40)에 의하여 그 경로가 분리되어, 각각 제1 및 제2 결상 광학계(50, 60)로 입사될 수 있다. 상기 빔 스플리터(40)는, 예를 들면, 편광거울로 이루어져 있으며, 특정 방향으로 진동하는 빛은 통과시키고, 다른 방향으로 진동하는 빛은 반사시키는 기능을 한다.
상기 연산 장치(70)는 상기 제2 결상 광학계(60)에서 검출된 피검안(15)의 안구 영상을 분석하여, 동공의 형태 및 크기를 산출함으로써, 동공 영역을 결정하고, 상기 제1 결상 광학계(50)에서 검출된 다수의 신호광 중, 신호광이 형성하는 상점의 전체 영역이 상기 산출된 동공 영역 내에 모두 포함되는 상점들만을 선별하고, 선별된 상점들을 이용하여 시력 정보를 산출한다.
상기 제2 결상 광학계(60)에서 검출된 안구 영상을 분석하여, 연산장치(70)에서 동공의 크기 및 형태를 산출하는 알고리즘의 일 예는 다음과 같다. 안구 영상의 정중앙에 동공이 위치한다고 가정할 때, 영상 가장자리 영역에 존재하는 화소들의 그레이(gray) 레벨 정보로부터 기준 밝기(threshold level)를 설정한다. 측정광을 피검안(15)에 조사하면, 동공 영역은 동공을 제외한 주변부보다 밝게 되고, 이는 안구 영상 상에서 상대적으로 높은 그레이 레벨 값을 가지는 화소들의 영역으로 식별된다. 따라서 기준 밝기는 주변부와 동공 영역을 구분할 수 있도록 설정되며, 가장자리 영역의 그레이 레벨들의 평균값의 약 1.2 ~ 1.4배가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 기준 밝기가 정해지면, 전체 영상 영역에서 각 화소들의 그레이 레벨 값을 검사하고, 기준 밝기 이상의 화소들이 가지는 x, y 좌표값들의 산술적인 평균으로 동공의 중심점을 산출한다. 사람의 동공은 일반적으로 원형이나 타원형에 가깝지만, 상하 또는 좌우 비대칭이거나 찌그러짐 등 개인마다 고유한 모양을 가지므로, 하나의 직경을 구하는 것만으로는 충분하지 않다. 따라서, 도 5에 도시한 바와 같이, 동공의 정중앙점을 기준으로 일정 각도 간격(θ), 예를 들면 45도로 회전하는 스캔 라인을 설정하고, 상기 스캔 라인 상에서 기준 밝기 이상인 화소가 시작되는 위치부터 끝나는 위치까지 연속된 화소의 개수로서, 각각의 각도에 따른 동공의 직경을 구한다. 화소의 개수는 제2 영상소자(66)의 분해능과 해상도에 따라 실제 길이의 단위인 mm로 환산되고, 각도 별로 구한 동경의 직경은 연산장치(70)의 메모리에 저장된다.
상기 제1 및 제2 결상 광학계(50, 60)로부터 얻은 정보를 이용하여, 연산장치(70)가 피검안(15)의 굴절력(S), 난시력(C), 난시축(a) 등의 시력 정보를 산출하는 알고리즘을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 제2 결상 광학계(60)로부터 얻은 동공 영역과 상기 제1 결상 광학계(50)로부터 얻은 분할된 다수의 신호광의 상점들을 동일 평면상에 위치시키고, 상기 다수의 신호광 중, 상점의 전체 영역이 상기 동공 영역에 모두 포함되는 상점 만을 선별하여 유효한 상점으로 인정한다. 도 6은 분할된 다수의 신호광 상점과 동공 영역 정보로부터 유효 상점을 얻는 일 예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 미소렌즈 어레이(54) 상의 각 미소렌즈 사이의 간격, 즉 다수의 신호광이 이루는 상점의 간격이 a(mm)이고, 피검안(15)의 동공이 갖는 수평(180도) 방향 직경이 A(mm)이면, 제1 영상 소자(56)에서 검출한 상점들 배열의 정중앙을 기준으로, 수평 방향으로 A/a 의 몫인 상수 개에 해당하는 상점들만 왜곡되지 않고, 유효한 상점으로 인정하며, 같은 방법으 로, 소정의 각도에서 측정된 각각의 동공 직경을 이용하여, 각 각도에서 유효한 상점들을 구하여, 유효 상점들의 집합으로 추가함으로써, 전체 유효 상점을 산출할 수 있다.
이와 같은 방법으로 전체 유효 상점들이 얻어지면, 얻어진 유효 상점들을 이용하여 통상의 방법에 따라 굴절력(S), 난시력(C), 난시축(a) 등 시력 정보를 산출한다. 상기 시력 정보를 산출하는 구체적인 예를 설명하면, 먼저, 각각의 유효 상점들로부터 파면 오차를 구한다. 표준 파면과 입사 파면 사이의 광로정차(optical path difference)를 파면 오차(wavefront error) W(x,y)라 하면, 파면 오차 W(x,y)는 하기 수학식 1과 같이 제르니크(Zernike) 다항식 Zk(x,y)으로 전개할 수 있다. 제르니크(Zernike) 다항식은 서로 직교하며, 그 계수(Ck)는 특정한 수차의 크기를 직접 나타낸다.
Figure 112006022956532-PAT00001
(수학식 1)
상기 식을 x,y로 각각 미분하면, 하기 수학식 2 및 3과 같다.
Figure 112006022956532-PAT00002
(수학식2)
Figure 112006022956532-PAT00003
(수학식3)
한편, 상기 제1 영상소자(56)에서 표준 파면의 상점에 대해서, 입사 파면의 상점이 각각 ΔXi, ΔYi 만큼 편이 되었다면, 보정 상수(F)를 고려한 X, Y 방향으로의 변화량인 Pi 및 Pn +i는, 다음과 같이 파면 오차 W(x,y)를 각각 x, y로 편미분한 함수로 정의할 수 있다. 이때 n은 상점 수, F는 구현한 시스템에서 상점의 편차를 일정한 범위로 보정하기 위한 상수값이다.
Figure 112006022956532-PAT00004
(수학식 4)
Figure 112006022956532-PAT00005
(수학식 5)
여기서,
Figure 112006022956532-PAT00006
,
Figure 112006022956532-PAT00007
라 하면, 위의 식은 행렬식으로 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112006022956532-PAT00008
(수학식 6)
상기 식의 양변에[ZMjk]의 전치행렬을 곱하면, 다음 수학식 7과 같이 되고,
Figure 112006022956532-PAT00009
(수학식 7)
마지막으로, 양변에 [ZMZMk ,k]의 역행렬을 곱하여 수차 계수를 구하면 다음과 같다.
Figure 112006022956532-PAT00010
(수학식 8)
상기 수차계수 Ck를 이용하여, 피검안(15)의 굴절력(S), 난시력(C) 및 난시 축(a)을 하기 수학식 9 내지 11에 따라 산출할 수 있다. 여기서 M=4C4, J45=2C3, J0=2C5이다.
Figure 112006022956532-PAT00011
(수학식 9)
Figure 112006022956532-PAT00012
(수학식 10)
Figure 112006022956532-PAT00013
(수학식 11)
다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 자동 검안기를 이용한 검안 방법을 설명한다. 먼저, 피검안(15)의 동공 영역과 동공을 제외한 눈 주변부가 명확히 구분되기에 충분한 강도를 가지는 측정광을 광원(32)으로부터 출사시켜, 피검안(15)으로 입사시키면, 피검안(15)의 안구에 동공을 포함한 안구 영상(image)이 형성된다. 상기 측정광에 의하여, 피검안(15)의 안구에 형성된 영상은, 빔 스플리터(40)에서 반사되어, 영상 검출을 위한 제2 결상 광학계(60)로 전달되며, 구체적으로, 릴레이 렌즈(62)와 포커싱 렌즈(64)를 거쳐, 제2 영상소자(66)에 안구 영상을 형성한다. 이와 같이, 상기 제2 영상소자(66)에 안구의 영상이 형성되면, 연산장치(70)는 상기 안구 영상으로부터 동공의 크기 및 형태를 산출한다.
이와 같이 동공 크기 및 형태가 측정되면, 광원(32)으로부터 시력 정보를 측정하는데 필요한 강도를 가지는 측정광을 발생시키며, 발생된 측정광은 집속렌 즈(34)에서 평행광으로 바뀌고, 대물렌즈(42)에서 집속된 후, 피검안(15)으로 입사되고, 피검안(15)의 주요면(각막 정점)에 초점을 맺으면서, 망막(16)에 일정한 크기의 광점을 형성한다. 망막(16)에 광점을 형성한 측정광은 망막(16)에서 반사되어, 신호광으로 전환된다. 상기 신호광은 빔 스플리터(40)를 통과하여, 제1 결상 광학계(50)로 입사되며, 구체적으로, 제1 결상 광학계(50)의 결상렌즈(52)에서 집속되고, 미소렌즈 어레이(54)에서 다수의 신호광으로 분할된다. 상기 미소렌즈 어레이(54)로 입사되는 신호광의 크기는 신호광이 출사된 피검안(15)의 동공 크기와 거의 일치하고, 상기 신호광 영역 내에 위치한 미소렌즈들에 의하여, 신호광이 분할하여 집속되고, 분할 집속된 신호광들은 제1 영상소자(56)에 의하여 검출된다. 이때 상기 신호광 영역의 경계 지역에 위치한 미소렌즈들로는 신호광이 부분적으로 입사되어, 왜곡된 신호광이 생성된다. 상기 제1 영상소자(56)에 형성된 신호광의 상점들은 상점의 광세기 분포에 비례하는 전기적 신호로 전환된다. 다음으로, 상기 연산장치(70)는 상기 제1 영상소자(54)로부터 얻은 신호광의 정보 및 상기 제2 결상 광학계(60)로부터 얻은 동공의 크기 및 형태 정보를 이용하여, 피검안에서 출사된 신호광이 형성하는 상점 데이터들 중에서, 동공에 의해 가려져 광학적인 왜곡이 발생할 수 있는 상점들만을 식별하고, 이들을 배제한 유효 상점만을 이용하여, 피검안의 굴절력, 난시력, 난시축 등의 시력 정보를 산출한다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 검안기는 시시각각으로 변화 하는 피검안의 상태 및 피검안의 고유한 특성에 따라, 시력 측정 결과가 민감하게 변화하는 종래의 자동 검안기의 문제점을 해소한 것으로서, 피검안의 동공 크기를 고려하여, 피검안으로부터 반사되는 유효 신호광을 최대로 이용함으로써, 피검안의 시력 정보를 정확히 계측할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 피검안의 망막에 측정광의 광점을 형성하며, 또한 피검안의 동공 영상(pupil image)을 형성하기 위한 측정광을 발생시키는 광원 광학계;
    상기 측정광이 망막에 광점을 형성한 후, 망막에서 반사되어, 피검안의 각막을 통과한 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 검출하는 제1 결상 광학계;
    상기 측정광이 피검안의 동공에 투영되어 형성되는 피검안의 동공 영상을 검출하는 제2 결상 광학계; 및
    상기 제2 결상 광학계에서 검출된 피검안의 동공 영상을 분석하여, 동공의 형태 및 크기를 산출함으로써, 동공 영역을 결정하고, 상기 제1 결상 광학계에서 검출된 다수의 신호광 중, 신호광이 형성하는 상점의 전체 영역이 상기 산출된 동공 영역 내에 모두 포함되는 상점만을 선별하고, 선별된 상점들을 이용하여 시력 정보를 산출하는 연산 장치를 포함하는 자동 검안기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 결상 광학계는 신호광을 집속 및 수렴하는 결상렌즈, 상기 결상렌즈에 의하여 수렴된 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 집속하는 미소렌즈 어레이, 및 상기 미소렌즈 어레이에 의하여 분할 및 집속된 다수의 신호광을 검출하는 제1 영상소자를 포함하는 것인 자동 검안기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호광 및 상기 동공 영상 신호의 경로를 분리하여, 각각 제1 및 제2 결상 광학계로 입사시키는 빔 스플리터를 더욱 포함하는 자동 검안기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상점의 선별은 각 상점 사이의 간격이 a이고, 피검안의 동공 직경이 A인 경우, 상기 다수의 상점들 배열의 정중앙을 기준으로, A/a 의 몫인 상수 개에 해당하는 상점들만을 선택하여 이루어지는 것인 자동 검안기.
  5. 피검안으로 측정광을 입사시켜, 피검안의 안구에 동공을 포함한 안구 영상을 형성시키고, 상기 피검안의 안구에 형성된 영상을 검출하여, 동공의 크기 및 형태를 산출하는 단계;
    피검안으로 측정광을 입사시켜, 피검안의 망막에 광점을 형성하고, 상기 측정광이 망막에서 반사되어 형성된 신호광을 다수의 신호광으로 분할하여 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 다수의 신호광 중, 신호광이 형성하는 상점의 전체 영역이 상기 산출된 동공 영역 내에 모두 포함되는 상점만을 선별하고, 선별된 상점들을 이용하여 시력 정보를 산출하는 단계를 포함하는 검안 방법.
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