KR20150051760A - Method for detecting radius of cornea curvature and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 각막곡률반경 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정광의 크기와 높이의 비율을 토대로 피검안의 각막곡률반경을 측정하는 각막곡률반경 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a corneal radius of curvature, and more particularly, to a method and an apparatus for measuring a corneal radius of curvature of a subject to be measured based on a ratio of the size and height of a measurement light.
일반적으로 각막곡률반경 측정 및 시력측정을 위한 검안기용 광학계는 피검사자의 시력을 정밀하게 측정하고 각막곡률반경을 측정한다. In general, optometry optics for measurement of corneal radius and visual acuity measure precisely the visual acuity of a testee and measure the radius of curvature of the cornea.
이러한 검안기용 광학계는 피검안(피검사자의 눈)에 측정광을 투사하고 피검안에 반사되어 결상된 후 나오는 측정광을 이용하여 피검안의 시력과 각막곡률을 측정한다. The optical system for an optometrist projects the measurement light to the eye to be examined (eye of the examinee) and measures the visual acuity and the keratometry of the eye to be examined using the measurement light after the image is reflected and imaged.
즉, 종래에는 측정광원을 피검안의 각막에 투영하면, 피검안의 각막 표면에서 반사되어 상이 형성되는데, 이때 형성된 상의 높이를 측정하고 측정된 상의 높이를 이용하여 피검안의 곡률반경을 측정한다. That is, conventionally, when the measurement light source is projected on the cornea of the eye to be examined, an image is formed by being reflected from the cornea surface of the eye to be examined. The height of the formed image is measured and the radius of curvature of the eye to be examined is measured using the measured height of the image.
그러나, 종래의 방법에 따르면, 현실적으로 실제 측정상태에서는 피검안의 위치가 실시간으로 변하여 검안기용 광학계와 피검안 사이의 거리가 변하게 되므로 배율오차가 발생하게 된다. However, according to the conventional method, in reality, the position of the eye to be examined changes in real time in the actual measurement state, and the distance between the optical system for the eye optics and the eye to be examined is changed so that a magnification error occurs.
이에 따라, 종래에는 검안기용 광학계에 배율보정 조리개를 개입시켜 배율오차를 보정하였으나, 배율보정 조리개를 개입시켜 측정하는 시간 동안에 피검안의 위치가 움직이면 측정된 곡률반경값이 부정확해지는 문제점이 있었다. 게다가, 초점 측정값도 부정확하게 되어 검안기용 광학계를 정초점에 위치시키는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. Thus, conventionally, the magnification error is corrected through the magnification correction diaphragm to the optometric eye optical system. However, when the position of the subject is moved during the measurement time through the magnification correction diaphragm, the measured value of the curvature radius becomes inaccurate. In addition, the focus measurement value is also inaccurate, and it takes a long time to place the optical system for the optometric apparatus at the sunrise point.
더욱이, 배율보정 조리개를 다수 회에 걸쳐 삽입시켜야 하므로, 측정광을 표시하는 화면이 깜빡거리게 되어 측정시 불편함이 야기되는 문제점이 있었다. Furthermore, since the magnification-correcting diaphragm has to be inserted a plurality of times, the screen for displaying the measurement light blinks, which causes inconvenience in measurement.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개번호 10-1999-009220호(1999.10.15)의 '다기능 검안장치'에 개시되어 있다.
Background Art [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-1999-009220 (Oct. 15, 1999) entitled " Multifunction Optometry Apparatus ".
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 측정광의 높이와 크기 비율을 통해 각막곡률반경을 빠르고 정확하게 측정하는 각막곡률반경 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for measuring a corneal radius of curvature that can quickly and accurately measure a radius of curvature of a cornea through a height and a size ratio of measurement light.
본 발명의 다른 목적은 오토 포커싱 과정에서 피검안의 위치 변경에 따른 측정 오차를 제거하여 각막곡률반경을 정확하게 측정하는 각막곡률반경 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for measuring a corneal radius of curvature, which accurately measure a corneal radius of curvature by eliminating a measurement error caused by a position change of an eye to be examined in an autofocusing process.
본 발명의 일 측면에 따른 각막곡률반경 측정 방법은 피검안의 초점오차를 계산하는 단계; 상기 초점오차에 따라 검안기용 광학계를 기 설정된 유효초점영역 내로 이동시키는 단계; 및 측정광로 상에 배율보정 조리개를 삽입하여 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A method of measuring a radius of curvature of a cornea according to an aspect of the present invention includes: calculating a focus error of an eye to be examined; Moving an optical system for an optometrist into a predetermined effective focus area according to the focus error; And calculating a radius of curvature of the eye to be examined by inserting a magnification correcting diaphragm on the measurement light path.
본 발명에서, 상기 초점오차는 수학식 
본 발명에서, 상기 검안기용 광학계를 기 설정된 유효초점영역 내로 이동시키는 단계는 상기 피검안이 정초점 위치에 있을 때 결상된 측정광의 상의 크기와 비율에 따라 상기 검안기용 광학계를 이동시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of moving the optical system for an optometric eye monitor into a predetermined effective focus area moves the optical system for an optometric eye in accordance with the size and the ratio of the image of the measurement light formed when the eye to be examined is at the spotlight position.
본 발명에서, 상기 유효초점오차는 정초점 위치로부터 설정 거리 이내의 영역인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the effective focus error is an area within a set distance from the full-scale point position.
본 발명에서, 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 단계는 상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 각각 산출하는 단계; 및 상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 이용하여 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, calculating the radius of curvature of the eye of the eye to be examined may include calculating a radius of curvature of the cornea before and after the magnification-correcting diaphragm is intervened on the measurement light path, respectively; And calculating a radius of curvature of the eye to be examined using the radius of curvature of the cornea before and after the magnification-correcting diaphragm is interposed on the measurement light path.
본 발명에서, 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 단계는 하수학식 
본 발명의 일 측면에 따른 각막곡률반경 측정 장치는 측정광원과 상기 측정광원을 통해 발생되어 피검안의 각막 표면에서 반사된 측정광을 이미지 센서에 결상시키는 결상렌즈 및 측정광의 측정광로 상에 삽입 및 제거되어 상기 결상렌즈의 배율을 보정하는 배율보정 조리개를 구비하는 검안기용 광학계; 상기 검안기용 광학계를 이동시키는 이송부; 및 상기 검안기용 광학계에서 결상된 상을 이용하여 상기 피검안의 초점오차를 계산하고, 상기 초점오차에 따라 상기 검안기용 광학계를 상기 이송부를 통해 기 설정된 유효초점영역 내로 이동시킨 후, 상기 검안기용 광학계를 통해 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a radius of curvature of a cornea, comprising: a measurement light source; an imaging lens for imaging the measurement light reflected from the cornea surface of the eye to be examined through the measurement light source, An optical system for an optometric eye having a magnification correcting diaphragm which is removed and corrected for magnification of the imaging lens; A transfer unit for moving the optical system for an optometric eye; And a controller for calculating the focus error of the eye to be examined using the image formed by the optical system for optometrists, moving the optical system for optometry through the transfer unit into a predetermined effective focus area according to the focus error, And calculating a radius of curvature of the eye of the eye to be examined.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 초점오차를 하기의 수학식
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 피검안이 정초점 위치에 있을 때 결상된 측정광의 상의 크기와 비율에 따라 상기 이송부를 통해 상기 검안기용 광학계를 이동시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit moves the optical system for an optometric eye through the transfer unit in accordance with the size and ratio of the image of the measurement light image formed when the eye to be examined is at a still spot position.
본 발명에서, 상기 유효초점오차는 정초점 위치로부터 설정 거리 이내의 영역인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the effective focus error is an area within a set distance from the full-scale point position.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 각각 산출한 후, 상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 이용하여 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the controller may calculate the corneal radius of curvature before and after the magnification-correcting diaphragm is interposed on the measurement light path, and then calculate the radius of curvature of the cornea before and after the magnification- And the radius of curvature of the cornea of the eye to be examined is calculated.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 피검안의 각막곡률반경을 하기의 수학식 
In the present invention, the controller may calculate the radius of curvature of the cornea of the eye to be examined according to the following equation
본 발명은 측정광의 높이와 크기 비율을 통해 각막곡률반경을 빠르고 정확하게 측정할 수 있도록 한다. The present invention enables quick and accurate measurement of the corneal radius of curvature through the height and size ratio of the measurement light.
본 발명은 오토 포커싱 과정에서 피검안의 위치 변경에 따른 측정 오차를 제거하여 각막곡률반경을 정확하게 측정할 수 있도록 한다. The present invention can precisely measure the radius of curvature of the cornea by eliminating the measurement error due to the positional change of the eye to be examined in the autofocusing process.
본 발명은 검안기에 있어 폭넓은 초점에러 측정 범위를 구비하고 높은 초점측정 변별도를 확보할 수 있도록 한다.
The present invention provides a wide range of focus error measurement range in an optometrist and ensures high focus measurement discrimination.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 각막곡률반경 측정 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 검안기에 사용되는 검안기용 광학계의 원리를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 각막곡률반경 측정 방법의 순서도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 케라토미터의 이동을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유효초점영역을 나타낸 도면이다.
도 6 은 피검안의 각막에 형성된 상이 결상렌즈의 초점위치에 있을 때 배율보정 조리개(I)를 측정광로에서 제거한 경우를 도시한 도면이다.
도 7 은 피검안의 각막에 형성된 상이 결상렌즈의 초점위치에 있을 때 배율보정 조리개를 측정광로에 개입시킨 경우를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring a corneal radius of curvature according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the principle of an optical system for an optometrist used in an optometrist according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method of measuring a corneal radius of curvature according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating movement of a kerato meter according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating an effective focus region according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a case where the magnification correcting diaphragm I is removed from the measurement optical path when the image formed on the cornea of the eye to be examined is at the focal position of the imaging lens.
7 is a view showing a case where a magnification-correcting diaphragm is interposed in the measurement optical path when the image formed on the cornea of the eye to be examined is at the focal position of the imaging lens.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 각막곡률반경 측정 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a method and an apparatus for measuring a radius of curvature according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 각막곡률반경 측정 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 검안기용 광학계의 원리를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for measuring a corneal radius of curvature according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of an optical system for an optometrist according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 각막곡률반경 측정 장치는 각막곡률반경 측정 및 시력측정을 위한 검안기용 광학계(K), 제어부(10) 및 이송부(20)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an apparatus for measuring a corneal radius of curvature according to an exemplary embodiment of the present invention includes an optical system K for an eye examiner, a
검안기용 광학계(K)는 측정광원(S)을 피검안(E)의 각막에 투영하여 피검안(E)의 각막 표면에서 반사되어 결상된 상을 감지한다. The optical system K for eye examiner projects the measurement light source S onto the cornea of the eye E to be inspected and detects the image reflected by the cornea surface of the eye E to be examined.
이러한 검안기용 광학계(K)에 있어서, 측정광원(S)은 측정광을 발생시키고, 이 측정광은 피검안(E)의 각막 표면에서 반사된다. 결상렌즈(L)는 피검안(E)의 각막 표면에서 반사된 측정광을 이미지 센서(C)에 결상시킨다. 또한, 배율보정 조리개(I)는 측정광의 측정광로(A) 상에 개입 또는 제거되어 배율을 보정하고, 모터(M)는 측정광의 측정광로(A) 상에 배율보정 조리개(I)를 개입 또는 제거한다. In the optometrist optical system K, the measurement light source S generates measurement light, which is reflected from the cornea surface of the eye E to be examined. The imaging lens L images the measurement light reflected by the surface of the cornea of the eye E to be imaged on the image sensor C. [ The magnification correcting diaphragm I is interposed or removed on the measuring light path A of the measuring light to correct the magnification and the motor M drives the magnification correcting diaphragm I on the measuring light path A of the measuring light Intervention or removal.
이러한 검안기용 광학계(A)의 기본적인 측정 원리는 도 2 에 도시된 바와 같다. The basic measurement principle of the optical system for optometrist A is as shown in Fig.
도 2 를 참조하면, 측정광원(S)을 피검안(E)의 각막에 투영하면 피검안(E)의 각막 표면에서 측정광이 반사되어 상 Ih를 결상하는데, 이때 결상된 상 Ih의 높이 H는 하기의 수학식1과 같이 표시할 수 있다.2, when the measurement light source S is projected on the cornea of the eye E to be examined, the measurement light is reflected on the surface of the cornea of the eye E to form an image Ih. At this time, the height H Can be expressed by the following equation (1).
수학식 1에서 R은 피검안(E)의 각막곡률반경이고, Th는 측정광원(S)의 투영각도이다. 수학식 1을 피검안(E)의 각막곡률반경 R에 대하여 다시 표시하면 수학식 2와 같이 표시할 수 있다. In Equation 1, R is the radius of curvature of the cornea of the eye to be examined E, and Th is the projection angle of the measurement light source S. Equation 1 can be displayed again with respect to the corneal radius of curvature R of the eye to be examined E as shown in
이 경우, 측정광원(S)이 항상 고정되어 있어 측정광원(S)의 투영각도 Th의 값은 항상 일정하기 때문에 피검안(E)의 각막에 결상된 상 Ih의 높이 H를 측정하면 수학식 2 를 통해 피검안(E)의 각막곡률반경 R을 구할 수 있다.In this case, since the measurement light source S is always fixed and the projection angle Th of the measurement light source S is always constant, the height H of the image Ih formed on the cornea of the eye E to be examined can be measured, The corneal radius of curvature R of the eye E to be examined can be obtained.
이송부(20)는 검안기용 광학계(K)를 제어부(10)의 제어신호에 응답하여 이송시킨다. 이러한 이송부(20)는 검안기용 광학계(K)를 상하좌우 등 다양한 방향으로 이송시킬 수 있는데, 특히 측정광의 측정광로(A) 방향으로 검안기용 광학계(K)를 이송시켜 검안기용 광학계(K)를 정초점에 위치할 수 있도록 함으로써, 제어부(10)는 피검안(E)의 각막곡률반경을 측정할 수 있도록 한다. The
제어부(10)는 피검안(E)의 초점오차를 계산하고, 계산된 초점오차에 따라 이송부(20)를 제어하여 검안기용 광학계(K)를 기 설정된 유효초점영역내로 이동시킨다. 이후, 제어부(10)는 측정광로(A) 상에 배율보정 조리개(I)를 개입시켜 피검안(E)의 각막곡률반경을 계산한다.The
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 각막곡률반경 측정 방법을 도 3 내지 도 7 을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of measuring a corneal radius of curvature according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 7. FIG.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 각막곡률반경 측정 방법의 순서도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 케라토미터의 이동을 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유효초점영역을 나타낸 도면이며, 도 6 은 피검안의 각막에 형성된 상이 결상렌즈의 초점위치에 있을 때 배율보정 조리개를 측정광로에서 제거한 경우를 도시한 도면이며, 도 7 은 피검안의 각막에 형성된 상이 결상렌즈의 정초점 위치(f)에 있을 때 배율보정 조리개를 측정광로에 개입시킨 경우를 도시한 도면이다. FIG. 3 is a flow chart of a method of measuring a corneal radius of curvature according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view illustrating movement of a kerato meter according to an embodiment of the present invention, 6 is a view showing the case where the image formed on the cornea of the eye to be examined is at the focus position of the imaging lens and the magnification correction stop is removed from the measurement optical path. When the magnification correction diaphragm is interposed in the measurement optical path when the image is at a normal position (f) of the imaging lens.
먼저, 측정광원(S)에서 측정광이 방출되면, 이 측정광은 피검안(E)의 각막 표면에서 반사되어 결상렌즈(L)에 의해 이미지 센서(C)에 결상된다. First, when measurement light is emitted from the measurement light source S, the measurement light is reflected by the cornea surface of the eye E to be imaged on the image sensor C by the imaging lens L.
이때, 제어부(10)는 이미지 센서(C)에 결상된 측정광원(S)의 상의 높이와 직경을 측정한다(S10). At this time, the
여기서, 측정광원(S)의 높이를 Ho라 하고, 측정광원(S)의 직경을 Do라 한다. 또한, 이미지 센서(C)에 결상된 측정광의 상의 높이를 Hi라 하고 직경을 Di라 한다. Here, the height of the measurement light source S is Ho and the diameter of the measurement light source S is Do. The height of the image of the measurement light formed on the image sensor C is Hi and the diameter is Di.
다음으로, 피검안(E)의 초점오차를 계산한다(S20). 피검안(E)의 초점오차는 다음과 같이 계산된다. Next, the focus error of the eye to be examined E is calculated (S20). The focus error of the eye to be examined E is calculated as follows.
검안기용 광학계(K)의 비율을 m이라 하면, 측정 전과 후의 측정광의 직경 사이에는 정초점 위치(f)에서 다음의 수학식 3과 같은 관계식이 성립한다. Assuming that the ratio of the optometrist optical system K is m, there is a relationship between the diameter of the measurement light before and after the measurement, as shown in the following equation (3) at the background point f.
그런데, 배율 m은 m=Hi/Ho이므로, 이 배율 m을 수학식 3에 대입하면, 다음의 수학식 4와 같이 표기된다. However, since the magnification m is m = Hi / Ho, substituting this magnification m into the equation (3) yields the following equation (4).
또한, 수학식 4는 다음의 수학식 5와 같이 표시될 수 있다. Equation (4) can be expressed as Equation (5) below.
상기한 수학식 5는 각막곡률반경 R로 인해 결상된 측정광의 배율 m이 변해도, 각막곡률반경 R과 무관하게 정초점 위치(f)에서는 결상된 측정광의 크기와 높이의 비율은 항상 일정하다는 것을 나타낸다. The above equation (5) shows that even if the magnification m of the measurement light imaged due to the cornea curvature radius R changes, the ratio of the size and height of the measurement light imaged at the initial spot position (f) is constant regardless of the corneal radius of curvature R.
따라서, 이러한 수학식 5 를 통해 현재의 상태가 초점에서 벗어난 정도, 즉 초점오차를 추론하는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to infer the degree of out-of-focus, that is, the focus error, of the current state through the equation (5).
한편, 상기한 수학식 4의 배율 항목인 
따라서, 정초점 위치(f)에서만 성립하는 수학식 4에 초점오차에 의해서 상이 퍼지는 정도를 더해주면 초점오차까지 고려된 정초점 위치(f)에서의 상의 높이 Di를 얻을 수 있다.Therefore, if the degree of spreading of the image by the focus error is added to Equation (4) which is established only at the initial point position (f), the image height Di at the initial point position f considering the focus error can be obtained.
검안기용 광학계(K)의 상측 개구수를 NA라 하고, 정초점에서 벗어난 정도, 즉 초점오차를 Delta라고 하면, 초점오차에 의해서 상이 퍼지는 정도는 2×NA×Delta를 통해 계산되어 지므로, 상기한 수학식 4는 다음의 수학식 6과 같이 표시된다. 여기서, 초점오차 Delta를 계산하여 검안기용 광학계(K)를 정초점 위치로 이동시키기 위한 이동량을 확인하기 위해서이다.The degree of spreading of the image due to the focus error is calculated by 2 x NA x Delta, assuming that the numerical aperture on the image side of the optical inspection system K is NA and the degree of deviation from the initial point, Equation 4 is expressed as Equation 6 below. Here, in order to confirm the amount of movement for calculating the focus error Delta and moving the optical system K for the optometrist to the initial position.
상기한 수학식 6에서, Ho, Do, NA는 기 정해진 값이므로 임의의 위치에서 정초점에서 벗어난 정도인 초점오차 Delta는 다음의 수학식 7을 통해 산출된다.In Equation (6), since Ho, Do, and NA are predetermined values, the focal error Delta, which is a deviation from the initial point at an arbitrary position, is calculated by the following Equation (7).
한편, 상기한 수학식 7로부터 초점오차 Delta를 계산하면, 제어부(10)는 상기한 이송부(20)를 제어하여, 상기 계산된 초점오차 Delta에 따라 검안기용 광학계(K)를 도 4 의 화살표로 도시된 바와 같이 기 설정된 유효초점영역 이내로 이동시킨다(S30,S40). 7, the
도 5 를 참조하면, 유효초점영역은 정초점 위치(f)로부터 기 설정된 설정거리 이내의 영역이다. Referring to Fig. 5, the effective focus area is an area within a predetermined set distance from the sill spot position f.
제어부(10)는 상기한 과정을 통해 검안기용 광학계(K)를 유효초점영역 이내로 이동시키면, 모터(M)를 제어하여 배율보정 조리개(I)를 측정광로(A) 상에 개입시키고(S50), 이때 각막곡률반경 R을 계산한다(S60). The
각막곡률반경 R을 계산하는 과정은 다음과 같다. The process of calculating the corneal radius of curvature R is as follows.
피검안(E)의 각막에 의해서 형성된 측정광원(S)의 상 Ih가 결상렌즈(L)의 정초점 위치(f)에 있으면, 도 6 에 도시된 바와 같은 측정광로(A) 상에 배율보정 조리개(I)가 없을 때에 결상된 상의 높이 h01과 도 7 에 도시한 바와 같은 배율보정 조리개(I)가 측정광로(A)상에 개입되어 있을 때 결상된 상의 높이 h02는 같다. When the image Ih of the measurement light source S formed by the cornea of the eye to be examined E is at the normal position (f) of the image forming lens L, the measurement light path A as shown in Fig. The height h01 of the image formed when the iris I is not present and the height h02 of the image formed when the magnification correction iris I is interposed on the measurement light path A as shown in Fig.
따라서 피검안(E)의 각막에 의해서 형성된 측정광원(S)의 상 Ih의 크기 H는 다음의 수학식 8을 통해 계산될 수 있다. Therefore, the size H of the phase Ih of the measurement light source S formed by the cornea of the eye to be examined E can be calculated by the following equation (8).
그러므로, 배율보정 조리개(I)가 제거되었 때 측정한 각막곡률반경을 R1이라 하고, 배율보정 조리개(I)를 측정광로(A) 상에 개입시켰을 때 측정한 각막곡률반경을 R2라 하면, R1 과 R2 는 다음의 수학식 9 와 같이 표시될 수 있다. 여기서, 배율보정 조리개(I)를 개입시킴으로써, 초점오차 측정시 그 측정 범위를 넓힐 수 있다. Therefore, when the radius of cornea curvature measured when the magnification-correcting diaphragm I is removed is R1 and the corneal radius of curvature measured when the magnification-correcting diaphragm I is interposed on the measuring optical path A is R2, R1 and R2 can be expressed by the following Equation (9). By intervening the magnification correcting diaphragm I, the measurement range can be widened when the focus error is measured.
그런데, R=R1=R2는 피검안(E)의 각막에 형성된 상이 정초점 위치(f)일 경우에 성립하고, 피검안(E)과 검안기용 광학계(K)와의 거리가 정초점 위치(f) 보다 멀면(out focus) R1<R2되고, 정초점 위치(f) 보다 가까우면(in focus) R1>R2 가 되므로, 정초점 위치(f)가 아닐 경우 에러가 발생한다. R = R1 = R2 holds when the image formed on the cornea of the eye to be examined E is at the background point f and the distance between the eye E to be examined and the optical system K for the optometrist is larger than the background point f If R1 <R2 is out of focus and R1> R2 is closer than in-focus position (f), an error occurs if it is not the initial point (f).
따라서, 상기한 R1=R2=R3은 에러를 보정한 다음의 수학식 10과 같이 수정되고, 각막곡률반경 R은 이 수학식 10을 통해 계산된다. Therefore, the above-mentioned R1 = R2 = R3 is corrected as shown in Equation (10) after correcting the error, and the corneal radius of curvature R is calculated through this equation (10).
여기서, K는 검안기용 광학계(K)의 특성에 따른 보정 상수이다. Here, K is a correction constant according to the characteristics of the optical system K for an optometric eye examiner.
한편, 상기한 수학식 10에서 R2-R1 값은 정초점 위치(f)에서 벗어난 거리에 대체로 비례하기 때문에 초점 오차와 R2-R1 값의 관계를 테이블로 사전에 저장하고, 이를 통해 각막곡률반경 R을 산출할 수 있고, 측정 당시의 초점 오차량 및 방향까지도 산출할 수 있다. Since the value of R2-R1 in Equation (10) is generally proportional to the distance deviated from the initial point (f), the relationship between the focus error and the R2-R1 value is previously stored in a table, and the radius of curvature R And the focal error and direction at the time of measurement can be calculated.
전술한 바와 같이, 유효초점영역 내에서 배율보정 조리개(I)를 1회 개입시켜 각막곡률반경 R을 측정함으로써, 검안기용 광학계(K)를 정초점 위치(f)에 위치시키는 시간을 단축할 수 있고, 측정 중에 이미지 센서(C)에 결상된 화면이 깜빡거리는 현상도 방지할 수 있다. As described above, by measuring the corneal radius of curvature R by interposing the magnification-correcting diaphragm I once in the effective focus area, the time for positioning the optical system K for the optometric eye to the initial position (f) can be shortened , It is also possible to prevent a phenomenon in which the image formed on the image sensor C is blinked during the measurement.
더욱이, 배율보정 조리개(I)를 이용함으로써, 검안기용 광학계(K)가 정초점 위치(f)으로부터 상대적으로 크게 벗어나더라도 1차적으로 정초점 위치와 근접한 위치를 개략적으로 계산하고, 배율보정 조리개(I)를 제거한 후, 검안기용 광학계(K)를 1차로 계산된 정초점 위치와 근접한 위치로 이동시킨 다음, 배율보정 조리개(I)를 제거한 상태에서 상기한 수학식 7을 이용하여 각막곡률오차 R을 계산함으로써, 폭넓은 초점에러 측정 범위와 높은 초점측정 변별도를 동시에 유지할 수 있다. Furthermore, by using the magnification-correcting diaphragm I, it is possible to roughly calculate a position proximate to the initial point position, even if the optometry optical system K deviates greatly from the initial point position f, The optometric system K for the optometrist is moved to a position close to the position of the first-calculated baseline point, and then the corneal curvature error R is calculated using the above-mentioned Equation (7) with the magnification correction diaphragm I removed , A wide focus error measurement range and a high focus measurement discrimination can be maintained at the same time.
따라서, 검안기용 광학계(K)가 정초점 위치(f)에서 상대적으로 크게 벗어나 상이 상대적으로 매우 많이 퍼져 측정된 측정광 S의 상의 높이 Hi와 직경 Di가 부정확해지는 문제점을 해소할 수 있고, 상측 개구수 NA가 상대적으로 작아 측정값의 변별도가 떨어지는 문제점을 해소할 수 있다. Therefore, the optometry optical system K is relatively largely deviated from the initial position (f) so that the image is relatively much spread so that the problem that the height Hi and the diameter Di of the measured measurement light S are inaccurate can be solved, It is possible to solve the problem that the NA is relatively small and the discrimination degree of the measured value is low.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10: 제어부
20: 이송부
E: 피검안
S: 측정광원
R: 각막곡률반경
L: 결상렌즈
M: 모터
I: 배율보정 조리개
A: 측정광로10: control unit 20:
E: eye to be examined S: measurement light source
R: radius of curvature of cornea L: image forming lens
M: Motor I: Magnification correction aperture
A: Measurement light path
Claims (12)
상기 초점오차에 따라 검안기용 광학계를 기 설정된 유효초점영역 내로 이동시키는 단계; 및
측정광로 상에 배율보정 조리개를 삽입하여 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 단계를 포함하는 각막곡률반경 측정 방법. Calculating a focus error of the eye to be examined;
Moving an optical system for an optometrist into a predetermined effective focus area according to the focus error; And
And calculating a corneal radius of curvature of the eye to be examined by inserting a magnification correction aperture on the measurement optical path.
에 의해서 계산되고, 상기 Delta는 초점오차이고, 상기 Di는 이미지 센서에 결상된 측정광의 상의 직경이며, 상기 Hi는 상기 상의 높이이며, Ho는 상기 측정광의 높이이며, 상기 Do는 상기 측정광원의 직경이며, NA는 상기 초점오차에 의해서 상이 퍼지는 정도인 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 방법. 2. The method of claim 1, wherein the focus error is expressed by the following equation
Wherein Ho is a height of the measurement light, and D0 is a diameter of the measurement light source, and D0 is a diameter of the measurement light source, And NA is a degree of spreading of the image due to the focus error.
상기 피검안이 정초점 위치에 있을 때 결상된 측정광의 상의 크기와 비율에 따라 상기 검안기용 광학계를 이동시키는 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 방법. The method according to claim 1, wherein the step of moving the optical system for an optometrist into a predetermined effective focus area
Wherein the optometry optical system is moved in accordance with the size and the ratio of the image of the measurement light that is formed when the eye to be examined is at the still spot position.
상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 각각 산출하는 단계; 및
상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 이용하여 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 방법.The method according to claim 1, wherein calculating the radius of curvature of the eye of the eye to be examined
Calculating a radius of curvature of the cornea before and after the magnification correction diaphragm is interposed on the measurement light path, respectively; And
And calculating a radius of curvature of the eye of the eye to be examined using the radius of curvature of the cornea before and after the magnification-correcting diaphragm is interposed on the measurement light path.
하기의 수학식
으로 계산되고, 상기 R은 상기 피검안의 각막곡률반경이고, 상기 R1은 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전의 각막곡률반경이며, 상기 R2는 상기 배율보정 조리개가 개입된 후의 각막곡률반경이며, 상기 K는 상기 검안기용 광학계의 특성에 따라 기 설정된 보정상수인 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 방법. 6. The method according to claim 5, wherein calculating the radius of curvature of the eye of the eye to be examined
The following equation
Wherein R1 is the radius of cornea curvature before the magnification correction diaphragm is interposed, R2 is a radius of curvature of the cornea after the magnification correction diaphragm is interposed, K is a radius of curvature of the eye to be examined, Wherein the predetermined correction constant is a predetermined correction constant according to the characteristics of the optical system for an optometrist.
상기 검안기용 광학계를 이동시키는 이송부; 및
상기 검안기용 광학계에서 결상된 상을 이용하여 상기 피검안의 초점오차를 계산하고, 상기 초점오차에 따라 상기 검안기용 광학계를 상기 이송부를 통해 기 설정된 유효초점영역 내로 이동시킨 후, 상기 검안기용 광학계를 통해 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 제어부를 포함하는 각막곡률반경 측정 장치.A measurement light source, an image-forming lens which is generated through the measurement light source and forms a measurement light reflected on the surface of the cornea of the eye to be examined on an image sensor, and a magnification-correcting diaphragm which is inserted and removed on a measurement light path of the measurement light, An optical system for an optometric eyeball;
A transfer unit for moving the optical system for an optometric eye; And
Wherein the control unit calculates the focus error of the eye to be examined using the image formed by the optical system for optometrists, moves the optical system for optometry through the transfer unit into the predetermined effective focus area according to the focus error, And a controller for calculating a radius of curvature of the eye of the eye to be examined.
을 통해 계산하고, 상기 Delta는 초점오차이고, 상기 Di는 이미지 센서에 결상된 측정광의 상의 직경이며, 상기 Hi는 상기 상의 높이이며, Ho는 상기 측정광의 높이이며, 상기 Do는 상기 측정광원의 직경이며, NA는 상기 초점오차에 의해서 상이 퍼지는 정도인 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 장치. 8. The apparatus of claim 7, wherein the controller corrects the focus error according to the following equation
Wherein Di is the diameter of the image of the measurement light imaged on the image sensor, Hi is the height of the image, Ho is the height of the measurement light, and Do is the diameter of the measurement light source And NA is a degree of spreading of the image by the focus error.
상기 피검안이 정초점 위치에 있을 때 결상된 측정광의 상의 크기와 비율에 따라 상기 이송부를 통해 상기 검안기용 광학계를 이동시키는 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the control unit
Wherein the optometry optical system is moved through the transfer unit in accordance with the size and the ratio of the image of the measurement light formed when the eye to be examined is at the still spot position.
상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 각각 산출한 후, 상기 측정광로 상에 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전과 후의 각막곡률반경을 이용하여 상기 피검안의 각막곡률반경을 계산하는 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the control unit
Calculating a radius of curvature of the cornea before and after the magnification correction diaphragm is intervened on the measurement light path, calculating a curvature radius of the eye of the eye to be examined on the measurement light path using the radius of curvature of the cornea before and after the magnification- And calculating a radius of curvature radius.
으로 계산하고, 상기 R은 상기 피검안의 각막곡률반경이고, 상기 R1은 상기 배율보정 조리개가 개입되기 전의 각막곡률반경이며, 상기 R2는 상기 배율보정 조리개가 개입된 후의 각막곡률반경이며, 상기 K는 상기 검안기용 광학계의 특성에 따라 기 설정된 보정상수인 것을 특징으로 하는 각막곡률반경 측정 장치. 12. The apparatus according to claim 11, wherein the control unit corrects the radius of curvature of the cornea of the eye to be examined according to the following equation
Wherein R1 is the radius of the cornea curvature radius of the eye to be examined, R1 is a radius of curvature of the cornea before the magnification correction diaphragm is interposed, R2 is a radius of curvature of the cornea after the magnification correction diaphragm is interposed, Wherein the cornea curvature radius measurement device is a predetermined correction constant according to the characteristics of the optometrist optical system.
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