JPH0624511B2

JPH0624511B2 - 眼科装置

Info

Publication number: JPH0624511B2
Application number: JP61066731A
Authority: JP
Inventors: 昭浩荒井
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1994-04-06
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPS62224330A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、角膜やコンタクトレンズの曲率半径を自動的
に測定するオートケラトメーターを備えた手術用顕微鏡
等の眼科装置に関する。

（従来技術）被検角膜または被検コンタクトレンズに所定半径を有す
るリング状パターンを投影し、このリング状パターンの
角膜による虚像を観察光学系を介して光検出器上に投影
し、投影像の大きさ、形状から被検角膜又は被検コンタ
クトレンズの曲率半系を自動的に測定するオートケラト
メーターが知られている。

そして、従来のオートケラトメーターでは、被検角膜と
装置との作動距離誤差が測定に影響しないようにするた
めに、上記リング状パターンが無限遠方から投影される
ように光学的に構成されていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、従来のオートケラトメーターでは、上述のリン
グ状パターン投影型式を有するため、そのパターン投影
系は円環状の投影レンズを必要とし、構造が複雑かつ高
価であった。また、リング状パターンの角膜による虚像
の像高（リング虚像の半径）は角膜の曲率半径により変
化するため、その曲率測定は被検角膜毎に異なる角膜輪
帯上で測定される。それゆえ、一定の半径をもつ輪帯上
で曲率半径を測定する必要のあるコンタクトレンズの測
定や、ＲＫ(Radial Keratotomy)手術時の角膜の測定に
は利用できない欠点があった。

また、１つの角膜あるいはコンタクトレンズを互に異な
る任意の半径を有する輪帯上でそれぞれの曲率半径を測
定したいときには、従来のオートケラトメーターでは、
異なる半径を有するリングパターンを複数設けなければ
ならず、装置の構成が複雑になる欠点があった。

本発明は係る従来の眼科装置の欠点に鑑みなされたもの
で、その第１の目的はリングパターンを有限距離から投
影する形式にしても精度よく曲率半径の測定ができる眼
科装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、常に一定の所定半径の輪帯上で
いずれの被検物の曲率半径の測定ができる眼科装置を提
供することにある。

本発明の第３の目的は、任意の半径の輪帯上で１つの被
検物の曲率半径の測定ができる眼科装置を提供すること
にある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、被検眼角膜上にリン
グパターンを有限距離から投影するパターン投影手段
と、対物レンズの焦点位置に配置した第１の絞りと、第
１の絞りと光学的に異なる位置に配置した第２の絞りと
を有し、前記第１の絞りを通過した光束と前記第２の絞
りとを通過した光束のそれぞれを検出する検出手段と、
前記検出手段により求めた各位置情報に基づき被検眼の
角膜形状を演算する演算手段とを有することを特徴とす
る。

（作用）第１の測定光学系により輪帯の半径を知ることができ、
第２の測定光学系により作動距離を知ることができ、リ
ングパターンの虚像位置が決定できるため、これに基づ
いて被検眼の曲率半径を測定できる。

（実施例）第１図は本発明に係る眼科装置としてのオートケラトメ
ーターの光学系を示す図であり、パターン投影手段とし
て円環状の蛍光管またはストロボ放電管からなるリング
状光源10と、この光源10からの光束を通過させるリング
パターン11a付のマスク板11を有している。リングパタ
ーン11aからの光束は被検角膜Ｃまたは被検コンタクト
レンズである被検物に投影され、リングパターンの虚像
ｉを作る。第１の観察光学系１は、対物レンズ12と、こ
の対物レンズ12の後側焦点位置に配置された絞り14と、
絞り14の位置に前側焦点を有する結像レンズ15と、その
後方に例えばエリアCCDからなる二次元のポジションセ
ンサーからなる第１の光検出器16とから構成されてい
る。この構成により、光検出器16と虚像ｉは光学的に共
役となる。また、絞り14は、光軸Ｏに平行な光束のみを
光検出器16上に投射するよう作用する。

他方、第２の観察光学系２は、前記対物レンズ12と、穴
13aを有する穴開きミラー13と、コリメータレンズ17
と、対物レンズ12及びコリメータレンズ17により予め光
軸Ｏ上に定めた位置Ｐと光学的に共役な位置に配置され
た絞り18と、絞り18の後方に配置された例えばリニア型
またはエリア型のCCDからなるポジションセンサーで構
成された第２の光検出器19とを有する。この第２の観察
光学系２では、位置Ｐから射出された如く振舞う光束の
みを絞り18が通過させ、この通過した光束を光検出器19
上に投影するように作用する。

なお、この様な投影パターン手段や第1,第2の観察光学
系は後述する装置本体としての装置筺体100に装着され
ている。

上記光学構成により第１の観察光学系１は、虚像ｉから
でて、光軸Ｏに平行な光束Ａの像を第１光検出器16で検
出するため、その投影位置A′と光軸Ｏとの距離ａを検
出することにより虚像ｉの像高ｈを知ることができる。

また、第２の観察光学系２は、角膜Cで反射する反射光
のうち位置Ｐと虚像ｉを結ぶ直線上の光束Ｂのみが絞り
18を通り第２光検出器19に投影されるため、その投影位
置B′と光軸O′との距離ｂを検出することにより、光束
Ｂの角膜Ｃからの反射方向がわかり、光束Ａと光束Ｂの
交点である虚像ｉの位置を一義的に決定できる。それゆ
え、作動距離ｄを知ることができる。

これにより、リングパターン11aの半径をＨ、虚像ｉの
像高ｈとすると図中の角度θ_０はとして求められる。

ここでθ_０と像高ｈすなわち半径ｈの輪帯上に投射され
る光束とその反射光束Ａとのなす角θとの差Δθ＝
（θ−θ_０）は、作動距離ｄと被検角膜Ｃの曲率半径ｒ
の関数となる。そこで予め既知の曲率半径ｒと作動距離
ｄとの組合せに基づくΔθの換算表を求めておき、まず
最初の測定による被検角膜の曲率半径ｒをで求め、(2)式の曲率半径ｒと作動距離ｄとから前述の
Δθの換算表を用いてΔθを求め、最終的な曲率半径ｒ
をとして求める。

所定の半径ｈを有する輪帯でいずれの被検角膜もその曲
率半径を測定したいときは、第１観察光学系の第１光検
出器16の所定半径ｈに対応する検出位置（半径ａ）に投
影光束Ａが位置するまで光学装置を光軸Ｏ方向に沿って
移動させて、半径ａの投影位置上に光束Ａが投影された
とき所定半径ｈの輪帯上に虚像ｉが位置したと判定し、
そのときの第２の観察光学系２の第２光検器19の光束Ｂ
の投影位置Ｂ′から作動距離ｄを求め、第(1)式ないし
第(3)式を使って所定輪帯上での曲率半径測定ができ
る。

また１つの被検角膜を異なる任意の半径の複数の輪帯上
で測定したいときは、その輪帯の半径に応じた第１光検
出器への光束Ａの投影されるべき位置を予め定め、その
位置に光束Ａがくるように装置を光軸Ｏ方向に沿って移
動すればよい。

第２図は本光学装置の電気制御系を示すブロック図で、
本光学装置の装置本体である装置筺体100は移動機構20
により光軸Ｏ方向に移動可能に構成されている。この移
動機構20は、装置筺体100の雌ネジ部に螺合した送りネ
ジ21と、この送りネジ21を回動するパルスモータ22とか
ら構成されている。

所定の輪帯で角膜Ｃの曲率半径を測定する場合には演算
制御回路37は、ROM40に予め記憶されている、所定半径
ｈの輪帯に相応する第１光検出器16の投影検出位置Ａ′
（所定半径ａの検出軌跡となる）を読み出して比較器38
へ入力しておき、次にドライバ回路32を作動させて第１
光検出16を走査し、その検出出力をA/D変換器33を介し
てRAM35に一時的に記憶させる。そして、演算制御回路3
7は、RAM35のデータに基づいて検出器16への投影リング
パターンのリング像の中央軌跡を求め、そのデータを比
較器38に出力する。比較器38は、中央軌跡データがRAM4
0から入力されている投影検出位置A′すなわち所定検出
軌跡上にあるか否かを判定し、否の場合は両者のズレ量
に基づいてドライバ回路23を介してパルスモータ22を必
要量回転し装置筺体100を移動させる。

演算制御回路37は、所定の輪帯上に虚像ｉがくる位置に
装置を移動したことを比較器38が確認すると、ドライバ
回路31を介して第２光検出器19を走査し、その検出デー
タをA/D変換器34を介してRAM36に一時的に記憶させる。
次に演算制御回路37は、RAM36のデータから距離ｂを知
り、以下第(1)式ないし第(3)式を利用して曲率半径ｒを
求め、その結果を表示器39で表示する。なおΔθの換算
表はROM40に予め記憶されている。

任意の輪帯での曲率半径ｒを測定するときは、入力装置
42で任意の輪帯半径hi(ｉ＝１，２，３…ｎ)を入力す
る。これにより、換算器41はROM40に予め記憶されてい
る輪帯半径hiとそれに対応する第１光検出器の投影位置
データA′ｉまたは検出軌跡データai(ｉ＝１，２，３…
ｎ)から入力された輪帯半径hiに対応する検出軌跡デー
タaiを選び出し、その値を比較器38に入力する。以下上
述と同様の動作で任意の輪帯上の曲率半径ｒｉを求め
る。

なお、更に広範囲の輪帯半径上で測定を可能にするため
には、絞り18,第２光検出器19を作動距離に応じて段階
的に光軸に沿って動かす。更に、第１光検出器16も光軸
に沿って動かし、ピントを合わせる様に構成すると良
い。

（発明の効果）本発明によれば、以上説明したように、被検眼角膜上に
リングパターンを有限距離から投影するパターン投影手
段と、対物レンズの焦点位置に配置した第１の絞りと、
第１の絞りと光学的に異なる位置に配置した第２の絞り
とを有し、前記第１の絞りを通過した光束と前記第２の
絞りとを通過した光束のそれぞれを検出する検出手段
と、前記検出手段により求めた各位置情報に基づき被検
眼の角膜形状を演算する演算手段とから眼科装置を構成
したので、有限距離からリングパターンを投影する型式
でも精度よく曲率半径が測定でき、パターン投影系を簡
単にできる眼科装置を提供できる。しかも、所定の輪帯
上で常に曲率半径を測定できる眼科装置を提供できる。

また、前記パターン投影手段及び第1,第2の観察光学系
を挿置する装置本体を設け、前記第１の光検出器の検出
データに基づいて前記装置本体を前記光軸に沿って移動
する移動手段が設けられた眼科装置とした場合には、任
意の輪帯上で曲率半径を測定できる眼科装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る眼科装置としてのオートケラトメ
ーターの光学装置を示す図、第２図はその電気系を示す
ブロック図である。１……第１の観察光学系２……第２の観察光学系 10……光源、11a……リングパターン 12……対物レンズ、10……第１の絞り 16……第１の光検出器 18……第２の絞り 19……第２の光検出器 20……移動手段 100……装置筺体（装置本体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検眼角膜上にリングパターンを有限距離
から投影するパターン投影手段と、対物レンズの焦点位
置に配置した第１の絞りと、第１の絞りと光学的に異な
る位置に配置した第２の絞りとを有し、前記第１の絞り
を通過した光束と前記第２の絞りとを通過した光束のそ
れぞれを検出する検出手段と、前記検出手段により求め
た各位置情報に基づき被検眼の角膜形状を演算する演算
手段とを有することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】前記パターン投影手段及び第１、第２の絞
りを有する装置本体を設け、前記検出手段の検出データ
に基づいて前記装置本体を前記光軸に沿って移動する移
動手段が設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の眼科装置。