JPH0314444B2 - - Google Patents

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JPH0314444B2
JPH0314444B2 JP2076086A JP7608690A JPH0314444B2 JP H0314444 B2 JPH0314444 B2 JP H0314444B2 JP 2076086 A JP2076086 A JP 2076086A JP 7608690 A JP7608690 A JP 7608690A JP H0314444 B2 JPH0314444 B2 JP H0314444B2
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JP
Japan
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measuring device
detection
optical system
light
curvature
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Hiroshi Tamaki
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TOPUKON KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、曲面の曲率半径を測定する装置に関
しさらに詳しくは、人眼の角膜の曲率半径を測定
するオフサルモメータに応用できる曲率測定装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring the radius of curvature of a curved surface, and more particularly to a curvature measuring device that can be applied to an off-salmometer that measures the radius of curvature of the cornea of a human eye.

本明細書においては、本発明の原理及び実施例
をオフサルモメータについて説明するが、本発明
はこれに限定されるものでなく、広く光反射性を
有する球面またはトーリツク面面体の曲面の主径
線の曲率半径を測定する場合にも本発明は適用で
きるものである。
In this specification, the principles and embodiments of the present invention will be explained with respect to an ophthalmometer, but the present invention is not limited thereto, and the main diameter of the curved surface of a spherical surface or toric surface that has light reflectivity can be broadly described. The present invention is also applicable to measuring the radius of curvature of a line.

人眼角膜自体の屈折力は、眼全体の総屈折力の
略80%、約45Dの屈折力をもち、また、乱視眼に
おいて約75%が角膜乱視すなわち角膜前面が球面
でなくトーリツク面形状をしていることに起因し
ている。また、コンタクトレンズ処方に際して
は、そのベースカーブは、コンタクトレンズを装
用させる眼の角膜前面の曲率半径をもとに処方す
る必要がある。これら観点から、角膜前面の曲率
半径を測定することは、重要な意義がある。この
要求から、人眼角膜前面の曲率半径を測定する装
置として、種々の形式のオフサルモメータが実用
化されている。いずれの型式のオフサルモメータ
も、被検角膜上に1つ、もしくは複数の視標を投
影し、その投影像の大きさあるいはその反射像位
置を、観察望遠鏡の焦点面で観察し、投影像の大
きさの変化量あるいは視標反射像の相対的位置ズ
レ量から、被検角膜の曲率半径及び角膜乱視軸を
測定するものであつた。
The refractive power of the human cornea itself is approximately 45D, which is approximately 80% of the total refractive power of the entire eye, and approximately 75% of astigmatic eyes have corneal astigmatism, that is, the anterior surface of the cornea is not spherical but has a toric surface shape. This is due to what you are doing. Furthermore, when prescribing a contact lens, the base curve needs to be prescribed based on the radius of curvature of the anterior surface of the cornea of the eye in which the contact lens is to be worn. From these viewpoints, measuring the radius of curvature of the anterior surface of the cornea has important significance. In response to this demand, various types of off-salmometers have been put into practical use as devices for measuring the radius of curvature of the anterior surface of the cornea of the human eye. Both types of off-salmometers project one or more optotypes onto the cornea to be examined, and observe the size of the projected image or the position of its reflected image with the focal plane of an observation telescope. The radius of curvature and axis of corneal astigmatism of the cornea to be examined were measured from the amount of change in size or the amount of relative positional shift of the reflected image of the optotype.

オフサルモメータにおいては、特に角膜がトー
リツク面形状の乱視眼角膜の測定に際しては、そ
の第1(強主径線)及び第2主径線(弱主径線)
の曲率半径及び少なくとも一方の主径線方向の角
度の3つの被測定量を測定することが必要であ
り、上述の従来のオフサルモメータはこれら3つ
の測定値をもとめるのに3段階を必要としてい
た。しかしながら、人眼には生理的な眼球振動が
つねにともなつており、測定時間の長時間化は眼
球振動にともなう投影像の振動となり、それゆえ
に測定誤差や、測定中の頻繁なアライメント調整
操作を必要とするという大きな問題点があつた。
In the ophthalmometer, especially when measuring the cornea of an astigmatic eye where the cornea has a toric surface shape, the first (strong principal meridian) and second principal meridian (weak principal meridian)
It is necessary to measure three measurable quantities: the radius of curvature of there was. However, the human eye is always accompanied by physiological eyeball vibrations, and longer measurement times result in vibrations in the projected image due to eyeball vibrations, which can lead to measurement errors and frequent alignment adjustment operations during measurements. There was a big problem that it was necessary.

この従来の装置の欠点を解決する装置として、
例えば特開昭56−18837号公報、特開昭56−66235
号公報、あるいは米国特許第4159867号明細書に
は、投影像の角膜からの反射像を1次元型あるい
は二次元型のポジシヨンセンサで検出して、その
検出位置から被検眼角膜の曲率半径及び主径線軸
角度を測定する装置が図示されている。
As a device that solves the drawbacks of this conventional device,
For example, JP-A-56-18837, JP-A-56-66235
Publication or US Pat. No. 4,159,867 discloses that the reflected image of the projected image from the cornea is detected by a one-dimensional or two-dimensional position sensor, and the radius of curvature and the cornea of the eye to be examined are determined from the detected position. An apparatus for measuring major radius axis angles is illustrated.

しかしながら、これら装置も、従来の実用され
ているオフサルモメータと同様に、投影視標の角
膜からの反射像を望遠鏡で結像する型式であり、
測定精度を上げるには望遠鏡の焦点距離を大きく
せねばならず、いきおい装置が大型化するという
欠点があつた。また結像型式であるためその合焦
機構を必要としていた。また、装置と被検角膜と
のアライメントもこの合焦望遠鏡を利用してアラ
イメントするためアライメントも不正確であり、
かつ測定時間の短縮化や完全な自動化にはつなが
らなかつた。
However, these devices, like the conventional off-salmometers in practical use, are of the type that uses a telescope to image the reflected image of the projection target from the cornea.
In order to improve measurement accuracy, the focal length of the telescope had to be increased, which had the disadvantage of increasing the size of the Ikioi device. Also, since it is an imaging type, it requires a focusing mechanism. In addition, alignment between the device and the cornea to be examined is performed using this focusing telescope, so the alignment is inaccurate.
Moreover, it did not lead to shortening of measurement time or complete automation.

非結像光学系を利用して、光学系の屈折特性、
主に眼鏡レンズの球面屈折力や円柱屈折力及びそ
の軸角度を測定する装置が、米国特許第3880525
号明細書に開示されている。この装置は、被検眼
鏡レンズに平行光束を照射し、被検レンズの屈折
特性により偏向された光束を点開口を有するマス
ク手段で選択し、被検レンズの焦点距離より短か
い距離に配置された平面型イメージデイテクター
やTVカメラの撮像面に投影し、上記点開口を通
過した光線の該デイテクター上への投影点の位置
から被検レンズの屈折特性をもとめる構成であつ
た。しかしながら、この米国特許明細書は、屈折
光学系における屈折特性測定を開示するのみであ
り、反射光学系の曲面特性、特にその反射曲面の
曲率半径の測定等については何ら開示も示唆もし
ていない。
Using a non-imaging optical system, the refractive properties of the optical system,
U.S. Patent No. 3880525 is a device that mainly measures the spherical refractive power and cylindrical refractive power of eyeglass lenses and their axial angles.
It is disclosed in the specification of No. This device irradiates a parallel light beam onto the eyeglass lens to be examined, selects the light beam deflected by the refractive characteristics of the lens to be examined using a mask means having a point aperture, and is arranged at a distance shorter than the focal length of the lens to be examined. The refractive characteristics of the lens to be tested are determined from the position of the projection point of the light beam passing through the point aperture onto the detector. However, this U.S. patent specification only discloses the measurement of refractive characteristics in a refractive optical system, and does not disclose or suggest anything about the curved surface characteristics of a reflective optical system, especially the measurement of the radius of curvature of the reflective curved surface.

そこで、本発明は上述した従来のオフサルモメ
ータの欠点を解決し、非結像光学系を利用して自
動測定が可能な、オフサルモメータやラジアスメ
ータ等に応用できる曲率測定装置を提供せんとす
るものである。
Therefore, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional off-salmometers and provide a curvature measuring device that can be applied to off-salmometers, radius meters, etc., and is capable of automatic measurement using a non-imaging optical system. It is something to do.

本発明のもう一つの目的は、非結像型光学系を
使用することにより、従来の装置に比較して小型
で、かつ結像望遠鏡等の検者が観察および操作す
る必要のある光学部材を有しない、自動的に曲率
半径を測定出来る曲率測定装置を提供することに
ある。
Another object of the present invention is that by using a non-imaging optical system, it is smaller than conventional devices, and optical members such as imaging telescopes that need to be observed and manipulated by the examiner can be reduced. It is an object of the present invention to provide a curvature measuring device that can automatically measure the radius of curvature without having to.

本発明の更にもう一つの目的は、従来の装置が
視準により行つていた被検曲面と装置光軸とのア
ライメントのための情報を自動的に出力できる操
作性がすぐれそして測定時間を短縮できる自動曲
率測定装置を提供することにある。
Yet another object of the present invention is to provide excellent operability and reduce measurement time by automatically outputting information for alignment between the curved surface to be inspected and the optical axis of the device, which was done by collimation in conventional devices. The objective is to provide an automatic curvature measuring device that can

すなわち、本発明によるならば、光源と、この
光源からの光を平行光束とするコリメータ手段と
を有する照明光学系と;該照明光学系からの光束
で被検曲面によつて反射された光束を選択する少
なくとも3点からなる点パターンを有するマスク
手段とこのマスク手段で選択された、前記反射光
を検出する検出手段を有する検出光学系と;この
検出手段で検出した前記点パターンに対応した検
出点情報から被検曲面の曲率半径を演算する演算
手段とを有し、前記マスク手段と前記検出手段の
いずれもが前記光源と光学的に互いに異なる非共
役な面に位置されている曲率測定装置が提供され
る。
That is, according to the present invention, an illumination optical system includes a light source and a collimator means for converting the light from the light source into a parallel light beam; a detection optical system having a mask means having a point pattern consisting of at least three points to be selected; and a detection means for detecting the reflected light selected by the mask means; a detection corresponding to the point pattern detected by the detection means; a calculation means for calculating a radius of curvature of a curved surface to be measured from point information, and wherein both the mask means and the detection means are located on a non-conjugate surface that is optically different from the light source. is provided.

本発明においては、以上の構成上の特徴により
従来の曲率半径測定装置に比較して、装置が小型
となり、また、測定時間が短くかつ測定精度高く
自動的に被検曲面の曲率半径を測定できる。さら
に、アライメント情報を自動的に出力できるの
で、さらに測定精度が高くすることができる。
In the present invention, due to the above-mentioned structural features, the device is smaller than conventional curvature radius measurement devices, and the measurement time is short and the radius of curvature of the curved surface to be inspected can be automatically measured with high measurement accuracy. . Furthermore, since alignment information can be automatically output, measurement accuracy can be further increased.

これらの本発明の長所は、特にオフサルモメー
タに本発明を応用した場合、眼球振動の影響を受
けず、測定精度が高く、測定時間の短かい小型で
構成の簡単な自動測定が可能なオフサルモメータ
を提供することができる。
These advantages of the present invention are that, especially when the present invention is applied to an off-salmometer, it is not affected by eye vibration, has high measurement accuracy, is small in measurement time, has a simple configuration, and can perform automatic measurements. A salmometer can be provided.

以下本発明を角膜の曲率半径を測定するオフサ
ルモメータに適用した測定原理及び実施例を図面
を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The measurement principle and embodiments in which the present invention is applied to an off-salmometer for measuring the radius of curvature of the cornea will be described below with reference to the drawings.

第1図、第2図は本発明の測定原理を説明する
図である。
FIGS. 1 and 2 are diagrams explaining the measurement principle of the present invention.

被検角膜Cの頂点Ocから装置光軸O1にそつて
前方に距離lのところに原点O0を光軸O1もつX0
−Y0直交座標系を想定し、このX0−Y0座標面に
3つの点開口I00X10Y1)、J00X10Y1)、K0
0X30Y3)を有するマスクMが配置されている。
マスクMから光軸O1にそつて、距離dさらに前
方には検出面Dが配置されている。この検出面D
に原点Oを光軸O1と一致させたX−Y直交座標
系を想定する。
X 0 with the origin O 0 at a distance l forward from the apex O c of the cornea C to be examined along the optical axis O 1 of the device and the optical axis O 1
Assuming a -Y 0 orthogonal coordinate system, there are three point apertures on this X 0 -Y 0 coordinate plane: I 0 ( 0 X 1 , 0 Y 1 ), J 0 ( 0 X 1 , 0 Y 1 ), K 0
A mask M having ( 0 X 3 , 0 Y 3 ) is arranged.
A detection surface D is arranged a distance d further forward from the mask M along the optical axis O1 . This detection surface D
Assume an X-Y orthogonal coordinate system in which the origin O coincides with the optical axis O1 .

角膜Cは、その光学中心OcをX0軸と平行な方
向にEH、Y0軸と平行な方向にEvずらし、そして
最小の曲率半径γ1の第1主径線(強主径線)が
X0軸と平行な軸に対して角度θだけ傾けて配置
されているものとする。また、その最大曲率半径
を有する第2主径線(弱主径線)の曲率半径をγ2
とする。なお第2主径線のX0軸と平行な軸に対
する角度はθ+90゜である。
The cornea C has its optical center O c shifted E H in a direction parallel to the X 0 axis, E v in a direction parallel to the Y 0 axis, and shifted along the first principal axis (strong principal axis) with the minimum radius of curvature γ 1 . line) is
Assume that it is arranged at an angle θ with respect to an axis parallel to the X 0 axis. Also, the radius of curvature of the second principal radius line (weak principal radius line) having the maximum radius of curvature is γ 2
shall be. Note that the angle of the second principal meridian with respect to the axis parallel to the X 0 axis is θ+90°.

今、被検角膜Cの光線I1,I2,I3を含む光軸O1
に平行な平行光線束が照射されると、この平行光
線束は角膜Cで反射されマスクMに向う。そし
て、光線I1,I2,I3のそれぞれの反射光線I1′,I2′,
I3′が点開口I0,J0,K0で選択通過され、検出面D
上の位置I(X1,Y1)、J(X1,Y2)、J(X3
Y3)にそれぞれ到達したとすると、マスクMの
点開口I0、J0、K0と検出面Dの到達点I、J、K
の6点について、以下の係数の式を定義する。
Now, the optical axis O 1 including the rays I 1 , I 2 , I 3 of the cornea C to be examined
When a parallel beam of light parallel to is irradiated, this parallel beam of light is reflected by the cornea C and directed toward the mask M. Then, the reflected rays I 1 ′ , I 2 , of the rays I 1 , I 2 , I 3 ,
I 3 ' is selectively passed through the point apertures I 0 , J 0 , K 0 and the detection plane D
Upper positions I (X 1 , Y 1 ), J (X 1 , Y 2 ), J (X 3 ,
Y 3 ), the point openings I 0 , J 0 , K 0 of the mask M and the reaching points I, J, K of the detection surface D
The following coefficient equations are defined for the six points.

A12=(0X1,X1)−(0X2,X2) A13=(0X1,X1)−(0X3,X3) B12=(0Y1,X1)−(0Y2,Y2) B13=(0Y1,Y1)−(0Y3,Y3 C120X10X2 C130X10X3 D120Y10Y2 D130Y10Y3 ……(1)式 〔P、q〕≡P12q13−q12−P13 〔P、q〕≡−〔q、P〕 ……(1′)式 ここで、P、qはそれぞれ上記(1)式のA、B、
C、Dのいずれかをとるものとすると 〔C、D〕(d/Z)2+{〔A、D〕−〔B、C〕
} (d/Z)+〔A、B〕=0 ……(2)式 が成立する。この二次方程式の2根Z1、Z2はそれ
ぞれ、マスクMから角膜Cの第1主径線の焦点
1、第2主径線の焦点Fγ2までの距離を示して
いるから、球面反射光学系の焦点距離は、その
曲率半径Rとの間に=R/2の定理があるの
で、この2根Z1、Z2から角膜Cの第1および第2
主径線の曲率半径γ1,γ2は、それぞれ γ1=2(Z1−l) γ2=2(Z2−l) ……(3)式 でもとめることができる。
A 12 = ( 0 X 1 , X 1 ) - ( 0 X 2 , X 2 ) A 13 = ( 0 X 1 , X 1 ) - ( 0 ) − ( 0 Y 2 , Y 2 ) B 13 = ( 0 Y 1 , Y 1 ) − ( 0 Y 3 , Y 3 C 12 = 0 X 10 X 2 C 13 = 0 X 10 X 3 D 12 = 0 Y 10 Y 2 D 13 = 0 Y 10 Y 3 ...(1) Formula [P, q]≡P 12 q 13 −q 12 −P 13 [P, q]≡−[q , P] ...Equation (1') Here, P and q are A, B, and B in Equation (1) above, respectively.
If either C or D is taken, [C, D] (d/Z) 2 + {[A, D] - [B, C]
} (d/Z)+[A,B]=0...Equation (2) holds true. The second roots Z 1 and Z 2 of this quadratic equation are the focal point of the first principal axis of the cornea C from the mask M, respectively.
Since Fγ 1 indicates the distance to the focal point Fγ 2 of the second principal meridian, the focal length of the spherical reflective optical system is the distance between its radius of curvature R and the theorem = R/2, so this 2 1st and 2nd cornea C from roots Z 1 , Z 2
The radii of curvature γ 1 and γ 2 of the main radial line can be determined by the following formulas: γ 1 =2(Z 1 −l) γ 2 =2(Z 2 −l), respectively.

ここで、距離lは、公知の作動距離検出手段で
もとめた定数としても、また、リレー光学系を使
つてl=0になるようにマスクMを設定してもよ
い。
Here, the distance l may be a constant determined by a known working distance detection means, or the mask M may be set using a relay optical system so that l=0.

第1主径線γ1のX0軸と平行な軸と成す角度θ
は、 θ=/2tan-1{〔B、D〕−〔A、C〕/〔A、D〕
−〔B、C〕}……(4)式 として得られる。第2主径線γ2の角度はθ+90゜
である。
The angle θ between the first principal meridian γ 1 and the axis parallel to the X 0 axis
is θ=/2tan -1 {[B, D] - [A, C]/[A, D]
−[B, C]}...obtained as equation (4). The angle of the second principal meridian γ 2 is θ+90°.

また角膜頂点Ocと装置光軸O1とのアライメン
ト調整に関しては、点開口I0、J0、K0のそれぞれ
の座標(0X10Y1)、(0X20Y2)、(0X30Y3)につ
いて 0X10X20X3=0 0Y10Y20Y3=0 ……(5)式 が成立するようにマスクMの点開口の配置を予
め定めておけば、検出面Dへの到達点I、J、K
のそれぞれの座標値(X1、Y1)、(X2、Y2)、
(X3、Y3)から をもとめると、α、βはそれぞれ第1図において
角膜Cの頂点(光軸Oc)がX0軸と平行な方向に
EH、Y0軸と平行な方向Evずれて配置されたこと
に起因するズレ量を表現していることになり、こ
れにより、α=β=Oとなるように光軸O1をX0
方向、Y0方向に動かしてアライメント調整すれ
ばよい。
Regarding the alignment adjustment between the corneal apex O c and the optical axis O 1 of the device, the respective coordinates of the point apertures I 0 , J 0 , and K 0 ( 0 X 1 , 0 Y 1 ), ( 0 X 2 , 0 Y 2 ) , ( 0 X 3 , 0 Y 3 ) , 0 X 1 + 0 X 2 + 0 If the arrangement of the point aperture M is determined in advance, the points I, J, and K that reach the detection surface D can be set in advance.
The respective coordinate values of (X 1 , Y 1 ), (X 2 , Y 2 ),
From (X 3 , Y 3 ) When calculating, α and β are respectively determined when the vertex of the cornea C (optical axis O c ) is in the direction parallel to the X 0 axis in Figure 1.
E H , Y It expresses the amount of deviation caused by being shifted in the direction E v parallel to the 0 axis, and this allows the optical axis O 1 to be 0
You can adjust the alignment by moving it in the Y 0 direction.

第3図は、前述の本発明の測定原理にもとづく
実施例をオフサルモメータに応用した例を示す光
学配置図である。
FIG. 3 is an optical layout diagram showing an example in which the embodiment based on the measurement principle of the present invention described above is applied to an ophthalmometer.

照明光学系1においては、光源20からの光束
は、赤外透過フイルタ21及び拡散板22を通
り、コンデンサレンズ24によりピンホール7を
通過し、ピンホール7の位置に焦点をもつコリメ
ータレンズ30により平行光束となつて、被検角
膜Cに照明される。
In the illumination optical system 1, a light beam from a light source 20 passes through an infrared transmission filter 21 and a diffusion plate 22, passes through a pinhole 7 by a condenser lens 24, and is focused by a collimator lens 30 having a focus at the position of the pinhole 7. The cornea C to be examined is illuminated as a parallel light beam.

一方、測定光学系2のポジシヨンセンサ9とリ
レーレンズ10の間には少なくとも3つの点開口
が形成されたマスク31が配置されている。そし
て、リレーレンズ100により、マスク31の光
学的共役像Mは被検角膜Cの頂点から距離lの位
置に、ポジシヨンセンサ9の光学的共役像である
仮想検出面Dはマスク31の光学的共役像Mから
距離dの位置にそれぞれ作られる。
On the other hand, a mask 31 in which at least three point openings are formed is arranged between the position sensor 9 and the relay lens 10 of the measurement optical system 2. Then, by means of the relay lens 100, the optical conjugate image M of the mask 31 is placed at a distance l from the vertex of the cornea C to be examined, and the virtual detection surface D, which is the optical conjugate image of the position sensor 9, is placed at the optical position of the mask 31. They are each created at a distance d from the conjugate image M.

このマスク31の点開口としては第4図に示し
た開口板23のように多数の点開口23a,23
b,……23j,23k,23l……23tを交
差する直線状に配列すると、測定精度の向につな
がりより好ましいが、本実施例では、説明を簡単
にするために第5図に示すようにX0軸上に点開
口J0,N0を、Y0軸に点開口I0、K0をその原点O0
を中心に対称に配したマスクを例に説明する。
The point openings of this mask 31 include a large number of point openings 23a, 23 like the aperture plate 23 shown in FIG.
b, ...23j, 23k, 23l ...23t are arranged in intersecting straight lines, which improves measurement accuracy and is more preferable. However, in this example, in order to simplify the explanation, Point openings J 0 , N 0 on the X 0 axis, point openings I 0 , K 0 on the Y 0 axis, and their origin O 0
This will be explained using an example of a mask arranged symmetrically around .

角膜Cに照明された平行光束は、角膜で反射さ
れマスク31の点開口I0、J0、K0、N0で選択透
過され、ポジシヨンセンサ9に到達する。このポ
ジシヨンセンサ9の走査による検出点を第5図に
示すようにI(X1、Y1)、J(X2、Y2)、K(X3
Y3)、N(X4、Y4)とすれば、マスクの点開口の
座標I00X10Y1)、J00X20Y2)、K00X30Y3

N00X40Y4)とから、上述の第(1)〜(4)式により
被検角膜Cの曲率半径γ1、γ2及び角度θが演算で
もとめられる。
The parallel light beam illuminated on the cornea C is reflected by the cornea, selectively transmitted through the point openings I 0 , J 0 , K 0 , and N 0 of the mask 31 and reaches the position sensor 9 . The detection points obtained by scanning the position sensor 9 are as shown in FIG .
Y 3 ), N (X 4 , Y 4 ), then the coordinates of the point aperture of the mask are I 0 ( 0 X 1 , 0 Y 1 ), J 0 ( 0 X 2 , 0 Y 2 ), K 0 ( 0 X 3 , 0 Y 3 )
,
From N 0 ( 0 _ _

第6図は以上の検出及び演算処理をするための
検出駆動及び演算処理回路を示すブロツク図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a detection drive and arithmetic processing circuit for performing the above detection and arithmetic processing.

マイクロプロセツサ100のクロツクパルス発
振器101からのクロツクパルス201の制御の
もとに走査駆動回路102は、平面型ポジシヨン
センサ9を走査する。ポジシヨンセンサ9の各受
光単位素子からの出力信号201は、A/D変換
器103で予め定めた分解能、例えば8ビツト
(1/256)の分解能でデジタル信号に変換されたの
ち、マイクロプロセツサ100に入力される。
A scan drive circuit 102 scans the flat position sensor 9 under the control of a clock pulse 201 from a clock pulse oscillator 101 of the microprocessor 100. The output signal 201 from each light-receiving unit element of the position sensor 9 is converted into a digital signal with a predetermined resolution, for example, 8 bits (1/256), by the A/D converter 103, and then sent to the microprocessor. 100 is input.

マイクロプロセツサ100は、その入力信号か
ら到達点I、J、K、Nの座標値を算出し、予め
定められた原点O0と比較し、(5′)式によりα、
βを計算する。この値をもとにインターフエース
回路105を介してCRTデイスプレイ106上
にアライメントズレ量α、βを図形表示し、測定
者にズレ方向及びその量を知らせる。または算出
されたα及びβ値から装置本体を公知の電気機械
駆動系107で左右上下に駆動し、自動的にアラ
イメント調整してもよい。
The microprocessor 100 calculates the coordinate values of the destination points I, J, K, and N from the input signal, compares them with the predetermined origin O0 , and calculates α,
Calculate β. Based on these values, the alignment deviation amounts α and β are graphically displayed on the CRT display 106 via the interface circuit 105 to notify the measuring person of the deviation direction and amount. Alternatively, the alignment may be automatically adjusted by driving the main body of the apparatus horizontally and vertically using a known electromechanical drive system 107 based on the calculated α and β values.

アライメント調整完了後、ポジシヨンセンサ9
へのマスク31の点開口を通過した角膜反射光線
の新たな到達点I、J、K、N(第5図参照)の
座標情報はポジシヨンセンサ9の走査出力202
としてA/D変換器103、マイクロプロセツサ
100を介して、ランダム−アクセスメモリ
RAM等で構成されるメモリ回路104のポジシ
ヨンセンサ9の各受光素子に対応したメモリ番地
に順次記憶される。その到達点座標値と、メモリ
回路104に予め格納されているマスク31の点
開口I0、J0、K0、N0の座標値とに基づいてマイ
クロプロセツサ100内の演算回路109で上記
第(1)〜第(4)式に従つて演算し、その演算結果をイ
ンターフエース回路105を介してCRTデイス
プレイ106上に被検角膜の曲率半径γ1、γ2及び
主径線角度θとして表示する。また必要に応じて
プリンタ回路110で打出してもよい。これら一
連の検出演算処理はプログラムメモリ111に予
め入れられている処理プログラムによつて実行さ
れる。
After completing alignment adjustment, position sensor 9
The coordinate information of the new arrival points I, J, K, and N (see FIG. 5) of the corneal reflected light beams that have passed through the point aperture of the mask 31 is obtained from the scanning output 202 of the position sensor 9.
A/D converter 103, microprocessor 100, random access memory
The data are sequentially stored in memory addresses corresponding to the respective light receiving elements of the position sensor 9 in the memory circuit 104 configured with a RAM or the like. The arithmetic circuit 109 in the microprocessor 100 calculates the The calculation results are displayed on the CRT display 106 via the interface circuit 105 as the radius of curvature γ 1 , γ 2 and the main meridian angle θ of the cornea to be examined. indicate. Further, it may be printed by the printer circuit 110 if necessary. These series of detection calculation processes are executed by a processing program stored in the program memory 111 in advance.

以上の実施例において、ポジシヨンセンサ9と
して平面型のポジシヨンセンサを利用したが、そ
のかわりに第7図に示すように、直線状のポジシ
ヨンセンサ32をマイクロプロセツサ100によ
り制御される制御回路112に接続されたパルス
モータ113により回転して角膜Cからの反射光
の到達点を検出してもよい。
In the above embodiment, a planar position sensor was used as the position sensor 9, but instead, as shown in FIG. It may be rotated by a pulse motor 113 connected to the circuit 112 to detect the arrival point of the reflected light from the cornea C.

また、基準原点O0を予め設計上定めておくか
わりに、例えば第8図に示すように、照明光軸
O2に垂直な平面内に反射面をつミラー12を挿
入し、このミラー12により反射された照明光束
を照明光軸O2に平行に照明光路と同一光路を逆
進させ、ポジシヨンセンサ9でその反射光を検出
し、この検出点U00X10Y1)、V00X20Y2)、
W00X30Y3)、O00X40Y4)(第5図参照)をも
と原点Oを決定してもよい。この方式によれば、
マスク31の点開口の作成精度やマスク31の装
置組立時の位置合せ精度をラフにできる利点があ
る。
In addition, instead of predetermining the reference origin O 0 in design, for example, as shown in Fig. 8, the illumination optical axis
A mirror 12 having a reflective surface is inserted in a plane perpendicular to O 2 , and the illumination light flux reflected by this mirror 12 is made to travel backwards along the same optical path as the illumination optical path in parallel to the illumination optical axis O 2 , and is connected to the position sensor 9 . The reflected light is detected at this detection point U 0 ( 0 X 1 , 0 Y 1 ), V 0 ( 0 X 2 , 0 Y 2 ),
The origin O may be determined based on W 0 ( 0 X 3 , 0 Y 3 ) and O 0 ( 0 X 4 , 0 Y 4 ) (see FIG. 5). According to this method,
There is an advantage that the accuracy of creating the point openings of the mask 31 and the accuracy of positioning the mask 31 when assembling the device can be made rough.

さらに、上述の測定原理及び実施例の説明にお
いて開口板23、マスク31を光を透過する点開
口の例で説明したが、本発明はこれに限定される
ものでなく、開口板やマスクは光を反射する点状
反射面を有するのでもよい。
Furthermore, in the explanation of the measurement principle and the embodiments described above, the aperture plate 23 and mask 31 were explained as point apertures that transmit light, but the present invention is not limited to this, and the aperture plate and mask are It may also have a dotted reflective surface that reflects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本発明の測定原理を説明す
るための図、第3図は本発明の実施例を示す光学
配置図、第4図はマスク板の別の実施例を示す平
面図、第5図は実施例の点開口と到達点との関係
を示す図、第6図は実施例の検出、演算処理回路
のブロツク図、第7図は実施例における検出手段
の別の実施例を示す図、そして第8図は基準原点
を決定するための一部省略した光学配置図であ
る。 1……照明光源、2………測定光学系、7……
ピンホール、9,32……ポジシヨンセンサ、1
0……リレーレンズ、12……反射ミラー、23
……開口板、30……集光レンズ、31…マス
ク。
FIGS. 1 and 2 are diagrams for explaining the measurement principle of the present invention, FIG. 3 is an optical layout diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view showing another embodiment of the mask plate. , FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the point aperture and the arrival point in the embodiment, FIG. 6 is a block diagram of the detection and arithmetic processing circuit in the embodiment, and FIG. 7 is another embodiment of the detection means in the embodiment. and FIG. 8 are partially omitted optical layout diagrams for determining the reference origin. 1...Illumination light source, 2...Measurement optical system, 7...
Pinhole, 9, 32...Position sensor, 1
0...Relay lens, 12...Reflection mirror, 23
...Aperture plate, 30...Condensing lens, 31...Mask.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光源と、該光源からの光を平行光束とするコ
リメータ手段とを有する照明光学系と; 該照明光学系からの光束で被検曲面によつて反
射された光束を選択する少なくとも3つの点パタ
ーンを有するマスク手段と、該マスク手段で選択
された該反射光を検出する検出手段を有する検出
光学系と; 該検出手段で検出した前記点パターンに対応し
た検出点情報から前記被検曲面の曲率半径を演算
する演算手段とを有し、 前記マスク手段と前記検出手段のいずれもが前
記光源と光学的に互いに異なる非共役な面にそれ
ぞれ配置されている ことを特徴とする曲率測定装置。 2 前記コリメータ手段はその前側焦点位置に前
記光源からの光束を通すピンホールが配置されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の曲率測定装置。 3 前記照明光束は赤外光であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項または第2項記載の曲率
測定装置。 4 前記点パターンは開口から成ることを特徴と
する特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
かに記載の曲率測定装置。 5 前記検出光学系は、前記マスク手段と前記検
出手段の両方をそれぞれの前記非共役面に結像す
るリレー光学手段を有してなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに
記載の曲率測定装置。 6 前記検出光学系は前記被検曲面と前記マスク
手段との間に前記照明光学系の光軸と垂直な反射
面を有する反射部材を挿入可能に有してなること
を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項
のいずれかに記載の曲率測定装置。 7 前記リレー光学手段の光軸と前記照明光学系
の光軸とを少なくとも一部共通に有したことを特
徴とする特許請求の範囲第5項または第6項記載
の曲率測定装置。 8 前記検出手段は多数の受光素子を平面状に配
置した平面型ポジシヨンセンサであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項ないし第7項のいず
れかに記載の曲率測定装置。 9 前記検出手段は多数の受光素子を直線状に配
列してなりかつ前記非共役面上で回転するリニア
ポジシヨンセンサであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記載の
曲率測定装置。
[Scope of Claims] 1. An illumination optical system having a light source and a collimator means for converting light from the light source into a parallel light beam; Selecting a light beam reflected by a curved surface to be inspected from the light beam from the illumination optical system. a detection optical system having a mask means having at least three point patterns, and a detection means for detecting the reflected light selected by the mask means; from detection point information corresponding to the point pattern detected by the detection means; calculation means for calculating the radius of curvature of the curved surface to be inspected, and both of the mask means and the detection means are arranged on non-conjugate surfaces optically different from the light source. Curvature measuring device. 2. The curvature measuring device according to claim 1, wherein the collimator means has a pinhole disposed at its front focal position through which the light beam from the light source passes. 3. The curvature measuring device according to claim 1 or 2, wherein the illumination light beam is infrared light. 4. The curvature measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the point pattern consists of an opening. 5. Claims 1 to 4, characterized in that the detection optical system includes relay optical means for imaging both the mask means and the detection means on the respective non-conjugate planes. The curvature measuring device according to any one of paragraphs. 6. The detection optical system includes a reflective member having a reflective surface perpendicular to the optical axis of the illumination optical system that can be inserted between the curved surface to be detected and the mask means. The curvature measuring device according to any one of the ranges 1 to 5. 7. The curvature measuring device according to claim 5 or 6, characterized in that the optical axis of the relay optical means and the optical axis of the illumination optical system are at least partially common. 8. The curvature measuring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the detection means is a planar position sensor in which a large number of light receiving elements are arranged in a planar manner. 9. Any one of claims 1 to 7, wherein the detection means is a linear position sensor formed by linearly arranging a large number of light-receiving elements and rotating on the non-conjugate plane. The curvature measuring device described in .
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