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技術 アライメント検出装置

出願人 株式会社ニデック
発明者 磯貝直己三村義明
出願日 1992年7月31日 (28年3ヶ月経過) 出願番号 1992-224896
公開日 1994年2月22日 (26年8ヶ月経過) 公開番号 1994-046999
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置 光学的手段による測長装置
主要キーワード 検出域 アライメント検出装置 偏位量 円筒軸方向 最大受光量 不正乱視 無限距離 アライメント操作
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年2月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

目的

アライメント状態が正確かつ容易に検出することができるアライメント検出装置を提供する。

構成

屈折力をもつ被検物と測定系等とのアライメント検出装置において、光学的に被検眼との距離が異なる一対の指標を被検物に投影する投影光学系と、該投影光学系に投影された一対の指標の被検物の反射像を検出する検出光学系と、該検出光学系による検出結果に基づいてアライメント状態を決定する判断手段とを有することを特徴とする。

概要

背景

被検物光学的特性検査する検査装置としては、角膜形状測定装置眼屈折計やレンズメ−タ等がある。眼科装置アライメント状態(本明細書におけるアライメントとは、特に限定のない限り、上下左右方向の位置合わせと光軸方向の位置合わせの双方を含むものとする)の検出機構としては、被検眼角膜反射によるプルキンエ第一像を形成し、プルキンエ第一像を利用した機構が知られている。即ち、TVモニタ等で観察しながら、被検眼に対して測定部を相対的に移動させることによって、プルキンエ第一像とアライメント用レチクルが所定の位置関係で、しかもプルキンエ第一像にピントがあった状態に置くことによって、アライメントを行う。この装置においては、被検眼にコリメ−トされた光束で照明する等誤差の発生を押える等の工夫を施している。また、被検眼の斜め方向からアライメント用光束投射すると共に、角膜頂点と装置とが所定の位置にあるときに受光素子最大受光量を得るように配置されたアライメント機構も提案されている。

概要

アライメント状態が正確かつ容易に検出することができるアライメント検出装置を提供する。

屈折力をもつ被検物と測定系等とのアライメント検出装置において、光学的に被検眼との距離が異なる一対の指標を被検物に投影する投影光学系と、該投影光学系に投影された一対の指標の被検物の反射像を検出する検出光学系と、該検出光学系による検出結果に基づいてアライメント状態を決定する判断手段とを有することを特徴とする。

目的

しかしながら、プルキンエ第一像にピントが合う位置から前後どちらに移動しても同じように大きくぼけるのでアライメント状態の検出が困難であり、プルキンエ第一像へのフォカシング操作(所定のワ−キングディスタンスの設定)も難しいという欠点がある。また、誤差の発生も実際上さけられない。また、後者の機構では受光素子の検出範囲が狭いので、アライメント状態の検出域が狭すぎるという問題点がある。本発明は、上記従来装置の欠点に鑑みて、アライメント状態が正確かつ容易に検出することができるアライメント検出装置を提供することを技術課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
5件
牽制数
5件

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請求項1

屈折力をもつ被検物と測定系等とのアライメント検出装置において、光学的に被検眼との距離が異なる一対の指標を被検物に投影する投影光学系と、該投影光学系に投影された一対の指標の被検物の反射像を検出する検出光学系と、該検出光学系による検出結果に基づいてアライメント状態を決定する判断手段とを有することを特徴とするアライメント検出装置。

請求項2

請求項1のアライメント検出装置において、前記判断手段により決定されたアライメント状態を表示する表示手段を有することを特徴とするアライメント検出装置。

請求項3

請求項2のアライメント検出装置において、被検物と測定系等とのアライメント用レチクルを配置し、前記判断手段により決定されたアライメント状態はアライメント用レチクルを変調して表示することを特徴とするアライメント検出装置。

請求項4

請求項1のアライメント検出装置において、前記判断手段により決定されたアライメント状態に基づいて測定系等を駆動する駆動手段を有することを特徴とするアライメント検出装置。

請求項5

請求項1の測定系等とは角膜形状測定装置であることを特徴とするアライメント検出装置。

請求項6

請求項5のアライメント検出装置において、角膜形状測定装置の指標投影光学系は前記投影光学系と共用することを特徴とするアライメント検出装置。

技術分野

0001

本発明は、屈折力をもつ被検物と測定系等とのアライメント検出装置に関する。

背景技術

0002

被検物の光学的特性検査する検査装置としては、角膜形状測定装置眼屈折計やレンズメ−タ等がある。眼科装置アライメント状態(本明細書におけるアライメントとは、特に限定のない限り、上下左右方向の位置合わせと光軸方向の位置合わせの双方を含むものとする)の検出機構としては、被検眼角膜反射によるプルキンエ第一像を形成し、プルキンエ第一像を利用した機構が知られている。即ち、TVモニタ等で観察しながら、被検眼に対して測定部を相対的に移動させることによって、プルキンエ第一像とアライメント用レチクルが所定の位置関係で、しかもプルキンエ第一像にピントがあった状態に置くことによって、アライメントを行う。この装置においては、被検眼にコリメ−トされた光束で照明する等誤差の発生を押える等の工夫を施している。また、被検眼の斜め方向からアライメント用光束投射すると共に、角膜頂点と装置とが所定の位置にあるときに受光素子最大受光量を得るように配置されたアライメント機構も提案されている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、プルキンエ第一像にピントが合う位置から前後どちらに移動しても同じように大きくぼけるのでアライメント状態の検出が困難であり、プルキンエ第一像へのフォカシング操作(所定のワ−キングディスタンスの設定)も難しいという欠点がある。また、誤差の発生も実際上さけられない。また、後者の機構では受光素子の検出範囲が狭いので、アライメント状態の検出域が狭すぎるという問題点がある。本発明は、上記従来装置の欠点に鑑みて、アライメント状態が正確かつ容易に検出することができるアライメント検出装置を提供することを技術課題とする。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、上記の目的を達成するために、以下のような特徴を有する。
(1)屈折力をもつ被検物と測定系等とのアライメント検出装置において、光学的に被検眼との距離が異なる一対の指標を被検物に投影する投影光学系と、該投影光学系に投影された一対の指標の被検物の反射像を検出する検出光学系と、該検出光学系による検出結果に基づいてアライメント状態を決定する判断手段とを有することを特徴とする。

0005

(2) (1)のアライメント検出装置において、前記判断手段により決定されたアライメント状態を表示する表示手段を有することを特徴とする。

0006

(3) (2)のアライメント検出装置において、被検物と測定系等とのアライメント用レチクルを配置し、前記判断手段により決定されたアライメント状態はアライメント用レチクルを変調して表示することを特徴とする。

0007

(4) (1)のアライメント検出装置において、前記判断手段により決定されたアライメント状態に基づいて測定系等を駆動する駆動手段を有することを特徴とする。

0008

(5) (1)の測定系等とは角膜形状測定装置であることを特徴とする。

0009

(6) (5)のアライメント検出装置において、角膜形状測定装置の指標投影光学系は前記投影光学系と共用することを特徴とする。

0010

実施例は本発明を角膜形状測定装置に応用した例であり、図1は装置の光学系を示したものである。1a,1b,1c,1d(1c,1dは図示せず)は近赤外の光を出射する点光源であり、測定光軸lから等距離の位置に等間隔で配置されており、その投影光軸は測定光軸lに対して所定の角度をなしている。点光源1a〜1dの少なくとも1つは他と光学的距離を変えることができる。本実施例では点光源1b〜1dを無限遠におくために投影光路にコリメ−タレンズ2b〜2dを配置し、点光源1aの光路にはコリメ−タレンズ2aを挿脱可能に配置しアライメント時だけ他と光学的距離を変えるようにしている。なお、コリメ−タレンズ2aを光軸方向に移動させる等により光学距離を変えても良い。3a´〜3d´は点光源1a〜1dの角膜反射像である。

0011

4は結像レンズであり、結像レンズ4の焦点位置にはテレセントリック絞り6が配置されている。7は光路を2分割するビ−ムスプリッタであり、各光路には検出方向が互いに交差するように一次元位置検出素子5a,5bが置かれている。結像レンズ4に対して、点光源1a〜1dの角膜反射像1a´〜1d´は共役な関係にある。テレセントリック絞り6と一次元位置検出素子5a,5bの間には円筒レンズ8a,8bがその軸(母線)が一次元位置検出素子の検出方向と一致するように配置されている。円筒レンズ8a,8bの焦点距離は、円筒軸方向断面では無限大で、円筒軸方向と直交する方向の断面では、テレセントリック絞り6と一次元位置検出素子5a,5bとがほぼ共役となるよう設計されている。

0012

図2は装置の電気ブロック図である。10は4個の点光源(1a〜1d)を点灯するためのLEDドライバ、11は検出素子5a,5b上の信号をとらえるための駆動回路、12はクロックカウンタ、13はクロック発生回路、14は11から送られてくる信号のピ−ク電圧を保持するためのピ−クホ−ルド回路、15は11からの信号とピ−クホ−ルド回路14からコンピュ−タ17を経てピ−ク電圧の1/2に変換された信号との電圧を比較してストロ−ブ信号を出すためのコンパレ−タ、16はストロ−ブ信号が入ったときのカウンタの値を保持するためのラッチ、18はA/Dコンバ−タ、19はD/Aコンバ−タである。20は文字グラフィックを表示するための表示回路、21は合成回路、22はTVモニタである。TVモニタ22は合成回路21を介してTVカメラ23により撮影された前眼部像を映出すると共にアライメント情報や測定デ−タ等を表示する。

0013

位置検出素子5a,5bによって得られた信号は駆動回路11に入力され、駆動回路11からの信号はコンパレ−タ15及びピ−クホ−ルド回路14に伝達される。ピ−クホ−ルド回路14により検出されたピ−ク電圧はA/Dコンバ−タ18によりデジタル信号に変換された後、マイクロコンピュ−タ17に入力される。17で出力されたピ−ク電圧のデジタル信号はD/Aコンバ−タ19でピ−ク電圧の1/2の電圧信号に変換され、コンパレ−タ15に入力される。この信号と直接コンパレ−タ15に入った信号とを比較してストロ−ブ信号を出すが、ピ−ク電圧の1/2の信号は1回前に入力した信号と比較することになる。ストロ−ブ信号によりカウンタ12の信号がラッチ16に入り、そのときの波形から明暗エッジの位置を読み取る。

0014

以上のような構成の装置において、その動作を次に説明する。測定光学系の光軸lと被検眼との上下左右方向のアライメント操作を説明する。円環状のアライメント用レチクル(レチクルは光学的に形成しても良いし、モニタ上に電気的に作り出しても良い)と角膜反射輝点を所定の関係に置き、ラフに位置合わせする。これらは周知の機構であるので、その説明は省略する。点光源1c,1dを点灯させ、点光源像3c´,3d´の検出位置から2点の中心である中心点Oの座標を求めた後、座標Oと測定光学系の光軸lとの偏位量及び偏位方向を演算する。これらの演算結果はTVモニタ22に表示する。勿論、演算された偏位量及び偏位方向をそのまま表示しても良いが、矢印等によるグラフィック表示の方が操作しやすい。測定光軸と被検眼の偏位が所定の範囲内である旨表示されるまで、検者は表示に従って装置を移動する。

0015

次に光軸方向のアライメント、即ちワ−キングディスタンスの調整を説明する。前記のようにして求められた中心点Oの座標を用い、中心点Oから3a´と3b´のそれぞれから長さを求める。3b´は光学的に無限距離光源1bの像であるので、装置がフォ−カス方向にずれてもOb´の長さはほとんど変化しない(図3のa参照)。これに対して3a´は光学的に有限距離の光源1aの像であるので、装置のフォ−カス方向のずれによりOa´の長さは変化する(図3のb)。結像レンズ4と被検眼の距離(ワ−キングディスタンス)を、Oa´/Ob´=αとなるように設定しておく(αは定数)。なお、αの値は装置の要求するアライメント精度との関係で幅を持たせても良い。これらの関係を利用して、次のようにしてフォ−カスずれの状態を検出する。
(1)Oa´/Ob´>α :角膜が手前にずれている。
(2)Oa´/Ob´<α :角膜が後方にずれている。
(3)Oa´/Ob´=α :位置合わせ完了。
マイクロコンピュ−タ17はこの情報を表示回路等を介してTVモニタ22に表示する。表示方法としては、直接移動方向を指示するものであっても、予め約束された指示マ−クを示すものであっても良い。後者の方法としては、例えば前述のアライメント用レチクルの色調を変えることによって指示する。このとき、レチクルを光学的に形成する場合は、照明光源として赤と黄色のLEDを用意し、照明光源の組み合わせにより色調を変える。なお、Oa´/Ob´の値はずれ量と1対1に対応するので、ずれ量を定量的に表示しても良い。

0016

以上のようにしてアライメントが完了すると、完了時の測定値に基づいて角膜の曲率半径を演算する。この測定および演算方法は特開昭61−85920号公報に詳細に説明されているので、その説明を援用する。

0017

本発明を角膜形状測定装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。この実施例は種々の変容が可能であり、例えば、実施例では1a´と1b´の像の高さから求めているが、前述のように1aの光学的距離を可変にするときは、光学的距離の変化の前後のデ−タから求めると、不正乱視の影響を避けることができる。また、被検眼の正面から無限遠の光を投影する等、被検眼の視軸上に角膜反射輝点を形成すれば、中心点Oを容易に求めることができるし、光源は点光源でなくても良い。。さらに、前記実施例ではアライメント状態の検出及び表示に基づいて検者自身がアライメント操作をするが、モ−タ等の駆動機構を設け、アライメント状態の検出結果に基づいて、この駆動機構を動作させると、自動的にアライメントができる。

発明の効果

0018

本発明のアライメント検出装置によれば、アライメント状態が正確かつ容易に検出することができる。

図面の簡単な説明

0019

図1実施例の装置の光学系配置略図である。
図2装置の電気系ブロック図である。
図3光源像の検出の様子を説明する説明図である。

--

0020

1点光源
2コリメ−タレンズ
3角膜
5 一次元位置検出素子
22TVモニタ
23 TVカメラ

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