JPH0366356A - トポグラフィ測定方法とその装置 - Google Patents
トポグラフィ測定方法とその装置Info
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- JPH0366356A JPH0366356A JP2111645A JP11164590A JPH0366356A JP H0366356 A JPH0366356 A JP H0366356A JP 2111645 A JP2111645 A JP 2111645A JP 11164590 A JP11164590 A JP 11164590A JP H0366356 A JPH0366356 A JP H0366356A
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography
- A61B3/15—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing
- A61B3/152—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing for aligning
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/107—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining the shape or measuring the curvature of the cornea
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/255—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring radius of curvature
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、形s(トポグラフィ)測定装置とこの装置
を利用しての被測定表面の3次元輪郭の測定方法に関す
るものである。
を利用しての被測定表面の3次元輪郭の測定方法に関す
るものである。
[発明の背景]
「コーニアスコープ」または「ケラトメータ−」と呼ば
れる種々の装置か、角膜のトポグラフィツク(表面形成
度)分析用に進歩してきている。
れる種々の装置か、角膜のトポグラフィツク(表面形成
度)分析用に進歩してきている。
このような装置は、角膜の曲率測定用として受は入れら
れてきており、視力不足を補なうため測定した角膜上に
着用するコンタクトレンズの処方用その他の眼科(おけ
る応用に用いられている。
れてきており、視力不足を補なうため測定した角膜上に
着用するコンタクトレンズの処方用その他の眼科(おけ
る応用に用いられている。
従来技術では2角膜での反射像の記録を写真で(米国特
許第3,797,921 Ki lner)または
光電的に(米国特許第4,572,628 Nohd
a)記録を残せる。
許第3,797,921 Ki lner)または
光電的に(米国特許第4,572,628 Nohd
a)記録を残せる。
これらの像は、数個の同心円リングを照明したもの、ま
たは多数の光源の集合を同心円上に配列したものを、光
学軸に直角においた平面または軸に対象になるようにお
いたおうめんに配置した対象物の像からなる。
たは多数の光源の集合を同心円上に配列したものを、光
学軸に直角においた平面または軸に対象になるようにお
いたおうめんに配置した対象物の像からなる。
もし、角膜が球状であれば、こららのリング状の対象の
反射像は等間隔で連続または断続的に同心円のリング状
パターンを作る。
反射像は等間隔で連続または断続的に同心円のリング状
パターンを作る。
もし2角膜が円周では対称であるが球状でない場合は、
結果として現われるリング像は等間隔ではなく、その間
隔の不等性は角膜表面の球形からの「はずれ」の尺度を
現わしている。
結果として現われるリング像は等間隔ではなく、その間
隔の不等性は角膜表面の球形からの「はずれ」の尺度を
現わしている。
もし、角膜表面が、よくある乱視状であると角膜で反射
されたリング状の像は、楕円状で現われ、パターンの偏
心度は、種々の経線の切断面間の角膜表面の曲率の相違
度に比例している。
されたリング状の像は、楕円状で現われ、パターンの偏
心度は、種々の経線の切断面間の角膜表面の曲率の相違
度に比例している。
この偏心度、すなわち表面の乱視度は、リングパターン
像を注意して分析すれば測定できる。
像を注意して分析すれば測定できる。
楕円パターンの長、短軸の方位はその乱視の主軸の目が
指摘する方向に比例する。
指摘する方向に比例する。
もし角膜が負傷、病気または放射角膜切開とか白肉症ま
たは他の手術の際の切開部縫合の不完全による手術処置
によって、曲ったりゆがんたりした状追のときは、これ
らの表面欠陥の程度もまた測定できる。
たは他の手術の際の切開部縫合の不完全による手術処置
によって、曲ったりゆがんたりした状追のときは、これ
らの表面欠陥の程度もまた測定できる。
ここに述べた各事例では、希望する最終結果は。
(1〉角膜の視覚的に使用される中央部(代表的な価は
3〜7mm直径)の表面視力(ジオプトリ単位〉を表示
または図示すること。
3〜7mm直径)の表面視力(ジオプトリ単位〉を表示
または図示すること。
(2)上記面積につきこれらのパラメータの平均値を計
算すること。
算すること。
である。
乱視または非回転対称性の傾向のあるときは、表面曲率
または視力を種々の方位の罫線に対し視軸毎に種々比較
する。装置およびシステムによる器差および使用方法に
よるランダム誤差は、全定誤差を最小に押えるために出
来るだけ小さくするゆ 従来技術による装置では、測定を行なう場合。
または視力を種々の方位の罫線に対し視軸毎に種々比較
する。装置およびシステムによる器差および使用方法に
よるランダム誤差は、全定誤差を最小に押えるために出
来るだけ小さくするゆ 従来技術による装置では、測定を行なう場合。
以下の特質−つまたはそれ以上の欠乏が感じられる。
それは、精度、撮作容易杜、所望の表示または図示結果
か得られるまでの必要時間である。
か得られるまでの必要時間である。
これらの装置は、どれも視力を改善するのに。
粕望する曲率に変えるレーザー切開手術で本来の使用方
法と正確な時間の一致で両立するものはない。
法と正確な時間の一致で両立するものはない。
[発明の概要]
この発明の目的は、角膜の全表面のトポグラフィ(形状
度)の測定において、精度と迅速性を改善する手段と方
法を提供することにある。
度)の測定において、精度と迅速性を改善する手段と方
法を提供することにある。
測定値を確実に小さくする自己の検定能力が加わること
により、上記目的に特別な目的が加わることになる。
により、上記目的に特別な目的が加わることになる。
診断用器具としてのテストで、 [111部の適切な位
置と方向が簡単な手段で決められるようにすることも目
的の一つである。
置と方向が簡単な手段で決められるようにすることも目
的の一つである。
さらに、この発明の他の目的は、角膜の表面の個々の微
小な点での視力を測定可能とするこヒにある。
小な点での視力を測定可能とするこヒにある。
また、他の目的として、同一の位置で眼部を観察し、L
” Esperance、Jr、により出願中の特許
No、691.923、No、748.358、No、
891,169およびN00891.285により教示
された外科手術の前後および手術中の必要なときに角膜
表面のトポグラフィを測定する手段を提供することにあ
る。
” Esperance、Jr、により出願中の特許
No、691.923、No、748.358、No、
891,169およびN00891.285により教示
された外科手術の前後および手術中の必要なときに角膜
表面のトポグラフィを測定する手段を提供することにあ
る。
これらは、基質を貫通しての角膜の切除、および紫外レ
ーザーまたは約2.9マイクロメーターで放射される赤
外レーザーの制御下の適用による角膜組織の除去に適用
できる。
ーザーまたは約2.9マイクロメーターで放射される赤
外レーザーの制御下の適用による角膜組織の除去に適用
できる。
さらに、本発明は、角膜半径の測定値の正確度と再現性
を増すことをも目的としている。
を増すことをも目的としている。
診断用器具として、本発明は患者の角膜の中心を決める
のに役立つことも目的の一つにしている、さらに、本発
明の他の目的として、光点を間隔を縮小せずに、反射光
点の空間分解能を改善した輪郭測定装置と操作法とを提
供することにある。
のに役立つことも目的の一つにしている、さらに、本発
明の他の目的として、光点を間隔を縮小せずに、反射光
点の空間分解能を改善した輪郭測定装置と操作法とを提
供することにある。
さらに、異なる波長の光点を具え、およびまたは逐次的
に異なる光点の組み合わせを、オン、オフさせて光点の
間隔を縮小せず、反射光点の分解能を改善した輪郭測定
装置を提供することも目的としている。
に異なる光点の組み合わせを、オン、オフさせて光点の
間隔を縮小せず、反射光点の分解能を改善した輪郭測定
装置を提供することも目的としている。
この発明は、上述の目的を、診断している角膜の凸面か
ら反射される光点の配列像のパターンを解析することで
得られ、曲面の半径が既知である球体が、装置も目盛り
検定に使用される。個々に開示した実施例では、Te1
faLr等により特許出11No、938,633およ
びNO,009,724に記述されている装置と直接的
な共通面があり、視覚特性を改善するためレーザー投射
で、角膜の切開手術と本装置での診断を結び付けること
ができるようになったことである。
ら反射される光点の配列像のパターンを解析することで
得られ、曲面の半径が既知である球体が、装置も目盛り
検定に使用される。個々に開示した実施例では、Te1
faLr等により特許出11No、938,633およ
びNO,009,724に記述されている装置と直接的
な共通面があり、視覚特性を改善するためレーザー投射
で、角膜の切開手術と本装置での診断を結び付けること
ができるようになったことである。
第2の実施例として、小さいので精度を上げるのが難し
い光点の配列の間隔を変えないで、高い空間分解能を実
現できる機能を具えた輪郭測定装置が開示されている。
い光点の配列の間隔を変えないで、高い空間分解能を実
現できる機能を具えた輪郭測定装置が開示されている。
[発明の実施例]
表面13の3次元輪郭を測定するトポグラフィ測定装置
9につき明かにしてみる。装置9には表面13上に多数
の独立した光ビームlOを投影する多点光源11が組み
込まれている。光検出器19は、光像を光電的に測定す
る。レンズ15は表面13と光検出器19の間でに測定
表面13からの反射光ビーム14が光検出器19上に測
定できる光像を結ぶ様に配置されている。信号スイッチ
21、フレームグラバ23、コンピュータ24は前記光
検出器19と電気的に伝送系を形成しており、独立した
光ビームが入射する望む各点の表面13の局部的な曲率
半径と表面13の3次元輪郭を測定する。検定具70は
装置9の器差を減少させるのに役立つ。検定器具70は
既知輪郭をもった検定表面72を備えており、測定する
表面13と置き換えられている。21と23は前記検定
表面71上の個々の光点像の位置を順次測定しメモリー
に貯えておく。更に24が測定表面13の光点像の反射
光を既知輪郭をもった検定表面71の光点像の反射光と
比較した備差値から測定面の輪郭を決める。
9につき明かにしてみる。装置9には表面13上に多数
の独立した光ビームlOを投影する多点光源11が組み
込まれている。光検出器19は、光像を光電的に測定す
る。レンズ15は表面13と光検出器19の間でに測定
表面13からの反射光ビーム14が光検出器19上に測
定できる光像を結ぶ様に配置されている。信号スイッチ
21、フレームグラバ23、コンピュータ24は前記光
検出器19と電気的に伝送系を形成しており、独立した
光ビームが入射する望む各点の表面13の局部的な曲率
半径と表面13の3次元輪郭を測定する。検定具70は
装置9の器差を減少させるのに役立つ。検定器具70は
既知輪郭をもった検定表面72を備えており、測定する
表面13と置き換えられている。21と23は前記検定
表面71上の個々の光点像の位置を順次測定しメモリー
に貯えておく。更に24が測定表面13の光点像の反射
光を既知輪郭をもった検定表面71の光点像の反射光と
比較した備差値から測定面の輪郭を決める。
第1図で装置9に示したテストしている表面からの反射
像につき説明する。光源列11はパワー供給器12によ
り点灯されており、投射光の多重ビームはテスト表面1
3に当り反射光ビーム14としてレンズ15を通り、通
過した光ビーム16は、順次開口部、即ち絞り17に焦
点を結ぶ。絞り17をへたビーム18は、光検知器19
の検知面に焦点を結ぶ、19で発生した電気出力信号2
0は、信号スイッチ21によりフレームグラバ23に導
かれ、レンズ15により形成された像のエネルギー分布
に相当する時間、シーケンス系の電気信号を発生する。
像につき説明する。光源列11はパワー供給器12によ
り点灯されており、投射光の多重ビームはテスト表面1
3に当り反射光ビーム14としてレンズ15を通り、通
過した光ビーム16は、順次開口部、即ち絞り17に焦
点を結ぶ。絞り17をへたビーム18は、光検知器19
の検知面に焦点を結ぶ、19で発生した電気出力信号2
0は、信号スイッチ21によりフレームグラバ23に導
かれ、レンズ15により形成された像のエネルギー分布
に相当する時間、シーケンス系の電気信号を発生する。
これらの電気信号は、ディスプレイ装置22でリアルタ
イムのビデオ映像として表示することができる。その上
電気信号はコンピュータ24により、更に解析するため
にフレームグラバ23によりデジタルの形として貯えら
れておくこと、およびディスプレイ装置22またはプリ
ントアウト装置25に供給することができる。
イムのビデオ映像として表示することができる。その上
電気信号はコンピュータ24により、更に解析するため
にフレームグラバ23によりデジタルの形として貯えら
れておくこと、およびディスプレイ装置22またはプリ
ントアウト装置25に供給することができる。
コンピュータ24に組み込まれた特定のアルゴリズムに
より、光源列11のある1つのビームが、前記表面に投
射した点における輪郭、即ち光の強さによる曲率半径を
計算する。26はレンズ15の光軸と表面13の光軸を
一線に揃えるのに役立つ。
より、光源列11のある1つのビームが、前記表面に投
射した点における輪郭、即ち光の強さによる曲率半径を
計算する。26はレンズ15の光軸と表面13の光軸を
一線に揃えるのに役立つ。
光学系の更に詳しい機能を第2図で示す。ここで光?!
illは多数の独立した発光ダイオード(LEDs)か
らなり、既知の輪郭の仮想球面11A上に配置され、装
置の光学軸27上のC1点に中心がある。IIAは仮想
球体面としたが、その他の望む形でも良い、また、光源
11はLEDsが望ましいが、他の形式の光源例えば多
数の光ファイバーでも良い。第1図の表面13に相当す
る面28の中心C2は、同じ様に光軸27上にあるが、
CIと一致している必要はない。光源ビーム10の1本
を代表させたLED30からの入射ビーム29に書き変
え、レンズ32の開口部に入る表面28で反射された発
数ビーム31は、14を書き直したものである。レンズ
32は光軸27上に中心があり、表面28から下流方向
の適当な距離に位置する様に置かれている。
illは多数の独立した発光ダイオード(LEDs)か
らなり、既知の輪郭の仮想球面11A上に配置され、装
置の光学軸27上のC1点に中心がある。IIAは仮想
球体面としたが、その他の望む形でも良い、また、光源
11はLEDsが望ましいが、他の形式の光源例えば多
数の光ファイバーでも良い。第1図の表面13に相当す
る面28の中心C2は、同じ様に光軸27上にあるが、
CIと一致している必要はない。光源ビーム10の1本
を代表させたLED30からの入射ビーム29に書き変
え、レンズ32の開口部に入る表面28で反射された発
数ビーム31は、14を書き直したものである。レンズ
32は光軸27上に中心があり、表面28から下流方向
の適当な距離に位置する様に置かれている。
LED30の像はレンズ32を通過して適当な位置にあ
る光検出器19の光電面33に像を結ぶ、デバイス19
はビジコン撮像管か、電荷結合デバイス(CCD)の様
な個別部品からなる検知器である。この様な撮像管、ま
たは集合デバイスの代表的なものの光電面は使用出来る
開口面が、約6.6X8.8mmであり、光源11の可
視光線に敏感であるべきである。光学及び光電構成部品
は、軸27に対し全周に対象であるので、光電面の有効
開口の長方形内に像はおさまる。注意しておきたいこと
は、光検知器19はここで示した光源または特定の寸法
に限定されるものでなく、より大きいかまたは小さい特
性が同じかまたは異なったデバイスでも特性の異なる光
検知器を選定することおよび像の大きさを適当に変える
ことによって対応できる。
る光検出器19の光電面33に像を結ぶ、デバイス19
はビジコン撮像管か、電荷結合デバイス(CCD)の様
な個別部品からなる検知器である。この様な撮像管、ま
たは集合デバイスの代表的なものの光電面は使用出来る
開口面が、約6.6X8.8mmであり、光源11の可
視光線に敏感であるべきである。光学及び光電構成部品
は、軸27に対し全周に対象であるので、光電面の有効
開口の長方形内に像はおさまる。注意しておきたいこと
は、光検知器19はここで示した光源または特定の寸法
に限定されるものでなく、より大きいかまたは小さい特
性が同じかまたは異なったデバイスでも特性の異なる光
検知器を選定することおよび像の大きさを適当に変える
ことによって対応できる。
本発明の特徴として、軸27上に、絞り34のような開
口部を具えていることかある。
口部を具えていることかある。
これは、レンズ32の焦点距離にほぼ等しい間熱なレン
ズから離しであるのて、レンズの焦点に絞り34かある
ことになる。
ズから離しであるのて、レンズの焦点に絞り34かある
ことになる。
絞り34の開口面は、光束18の円錐光束31’の円錐
角の大きさを決定するレンズ32の開口部よりも常に小
さく保たれる。
角の大きさを決定するレンズ32の開口部よりも常に小
さく保たれる。
絞り34は、開口面のストップ機構として、またLED
30からの光か、光検知器19の撮像になるもとの試験
表面28上の面積aの大きさ、すなわち光束14.16
.18.31’、31および28の円錐角を調節機構と
して機能する。絞り34は、レンズ32の焦点にあるの
で、光線31’Aは、軸27とのどのような角度すても
絞りの中心を通過し、テスト表面28とレンズ32の間
の空間では軸27と平行に伝ばんする。主波と呼ばれる
これらの光線31゛Aは、レンズ32の対物側空間では
、テレセントリックで、アパーチャストップすなわち絞
りは、テレセントリックである。
30からの光か、光検知器19の撮像になるもとの試験
表面28上の面積aの大きさ、すなわち光束14.16
.18.31’、31および28の円錐角を調節機構と
して機能する。絞り34は、レンズ32の焦点にあるの
で、光線31’Aは、軸27とのどのような角度すても
絞りの中心を通過し、テスト表面28とレンズ32の間
の空間では軸27と平行に伝ばんする。主波と呼ばれる
これらの光線31゛Aは、レンズ32の対物側空間では
、テレセントリックで、アパーチャストップすなわち絞
りは、テレセントリックである。
LEDは、本質的に輝度か大てあり、またイメージセン
サは入射光に高感度なので、絞り34の開口率は、小さ
くできる。このため、LEDからのビームのすべての光
線は、相互に物理的に近ずき主波の経路に接近する。
サは入射光に高感度なので、絞り34の開口率は、小さ
くできる。このため、LEDからのビームのすべての光
線は、相互に物理的に近ずき主波の経路に接近する。
11のすべてのLEDからの主波か、表面28で反射さ
れてから軸27に平行に進行する慣実から1表面28上
の主波か中心に位置する光を遮断した面積aの微小区分
の平均半径を各々独立して計算するのは簡単である。
れてから軸27に平行に進行する慣実から1表面28上
の主波か中心に位置する光を遮断した面積aの微小区分
の平均半径を各々独立して計算するのは簡単である。
第3図は、幾伺学的に示した図である。
ここで、表面28は、面11Aから、軸上の距離dlに
位置し1代表させたLED30 (ここではP2の点光
源とみなす)からの主波29は、軸27から高さYlの
点で、表面28によりさえぎられ、軸に平行にレンズ3
2に光線29°として進行する。
位置し1代表させたLED30 (ここではP2の点光
源とみなす)からの主波29は、軸27から高さYlの
点で、表面28によりさえぎられ、軸に平行にレンズ3
2に光線29°として進行する。
光線29゛は1レンズ32を通り光線29”となり、焦
点Fを通ってイメージセンサ19の撮像面の93点に到
達する。軸27からのP3の距離Y3は、レンズ32の
固有の倍率によってYlと比例するゆこれについては、
後述する。
点Fを通ってイメージセンサ19の撮像面の93点に到
達する。軸27からのP3の距離Y3は、レンズ32の
固有の倍率によってYlと比例するゆこれについては、
後述する。
光学面における反射の法則で、P2からPLへの光線2
9の経路で(a)表面28を通過する延長(1線)と(
b)反射光線29“の延長(破線)は、表面28の同心
円に14名とも正接する(それぞれP5およびP4)。
9の経路で(a)表面28を通過する延長(1線)と(
b)反射光線29“の延長(破線)は、表面28の同心
円に14名とも正接する(それぞれP5およびP4)。
接点P4から中心CIまでの直角を形成している距離は
、接点P5から同じ点までの距離と等しい。
、接点P5から同じ点までの距離と等しい。
便宜上、これらの距離なrrJとすると、これは次の式
で表される。
で表される。
AXc+BYc+C
ず−K” −一「−1−”−
ここで、
A冨 Yt −Yz
B冨 X、−x。
C= X2 Yl−X、Y2
そして、Xc、Ycは、表面11AのrOJを原点とす
る中心CtのX、Y軸の座標である。
る中心CtのX、Y軸の座標である。
光線29゛は、軸27に平行であるので、第3図に示す
ようにrもまたYlに等しい0名FI的にYCCOOあ
るのでC1は、X軸上にある。
ようにrもまたYlに等しい0名FI的にYCCOOあ
るのでC1は、X軸上にある。
141図に関連して言及すると、光検知器19上の撮像
は2数学的に解析可能である。
は2数学的に解析可能である。
多数のLED撮像のフレームは、フレームプラハにより
デジタルでメモリーされ、その後コンピュータ24で解
析され、22でデイスプレーされる。
デジタルでメモリーされ、その後コンピュータ24で解
析され、22でデイスプレーされる。
解析結果は、プリンタ25により、表面輪郭を表にし得
る。表面28の各点における曲率半径を計算するのに必
要な情報は、11のLEDのtllI像の各々の軸との
距離Y3である。レンズ32の倍率は、決定できるので
相当する高さYlは計算できる。
る。表面28の各点における曲率半径を計算するのに必
要な情報は、11のLEDのtllI像の各々の軸との
距離Y3である。レンズ32の倍率は、決定できるので
相当する高さYlは計算できる。
P2とCIの座標およびPIのY座標は、周知であるの
で、XIのゆういつの価は、次式から計算できる。
で、XIのゆういつの価は、次式から計算できる。
−E土4コzm−=i下6−δ−
X = (2)
D ここで、 D = A (2Yl −A)E =2A
(AX、−XcY+ Xa Yt )G =A
” (Yt”−Xe2)+ 2AXc Xs Yt
いったん、xlおよびYlが、既知となると、11点の
半径R1は1次式で計算できる。
D ここで、 D = A (2Yl −A)E =2A
(AX、−XcY+ Xa Yt )G =A
” (Yt”−Xe2)+ 2AXc Xs Yt
いったん、xlおよびYlが、既知となると、11点の
半径R1は1次式で計算できる。
通常、表面11Aと28管の軸間圧111dlは、標準
的な手段で測定できる。このため、。
的な手段で測定できる。このため、。
X、= dl + R1(4)
半径R1は、最初は未知であるので、反復手法で計算す
る。
る。
R1に手頃な数値を選び、これをく4)式に代入して最
初の近似値Xcを求める。それから、係数A、D、Gを
決定し、R1の最初の近似値を(3)式で計算する。引
きつずいて計算を進めるとしだいに正確な価が得られる
ようになる。このようにして、所望の正確度が得られた
ら反′4It法を止める。
初の近似値Xcを求める。それから、係数A、D、Gを
決定し、R1の最初の近似値を(3)式で計算する。引
きつずいて計算を進めるとしだいに正確な価が得られる
ようになる。このようにして、所望の正確度が得られた
ら反′4It法を止める。
この数学的手法は、各LED撮像に繰り換えされ、個々
のLEDからの細いビームによりさえぎられた各点につ
いての角膜の局所的半径が計算される0表面の平均半径
、前記表面の最大および最小半径、各半径値に相当する
ジオプトリーイー、主な非点罫線の方向におけるそれの
平均値との差、前記罫線の方位角の測定等は、解析幾何
学の手法で決定することができる。
のLEDからの細いビームによりさえぎられた各点につ
いての角膜の局所的半径が計算される0表面の平均半径
、前記表面の最大および最小半径、各半径値に相当する
ジオプトリーイー、主な非点罫線の方向におけるそれの
平均値との差、前記罫線の方位角の測定等は、解析幾何
学の手法で決定することができる。
各発光点P2の位置は、最後に述べる計算方法を用いて
知ることができる。これらの位置は、llの各LEDの
座標を直接測定しても決定できる。
知ることができる。これらの位置は、llの各LEDの
座標を直接測定しても決定できる。
もう一つの方法として、むしろこの方法のほうが好まし
いが、検定R70により決定することができる。検定具
には1周知輪郭の表面71か備わっている0表面71は
2球面からできている装置35の検定の望ましい技法と
しては、装置i36に正確に半径の解っている球面28
′を持っている球体72を取り付けて実施する。
いが、検定R70により決定することができる。検定具
には1周知輪郭の表面71か備わっている0表面71は
2球面からできている装置35の検定の望ましい技法と
しては、装置i36に正確に半径の解っている球面28
′を持っている球体72を取り付けて実施する。
球体72は、第4A図に示すように、表面11Aから距
離diの点にあり、その中心は、軸27上に位置してい
る。
離diの点にあり、その中心は、軸27上に位置してい
る。
球体72は、トポグラフィ測定装置35に対しm15部
36を使って縦方向と2つの横方向の3次元移動台上に
おかれている。
36を使って縦方向と2つの横方向の3次元移動台上に
おかれている。
第4A(lの平面内で、Slと82が相互に等しくなる
ように決め、また同様に軸27を含んだ第4A図に直角
な平面で操作して中心法めを行なう、LED球面(表面
11)から表面28′を指定距離calに位置決めする
には、調節部36の前後直線移動で行なう、最初にいっ
たん、−線になったら、球体72を規定位置に再配置す
るために円錐座37とスブリンク付きクランプ38が、
簡便かつ確実な手段となる。再配置するたびに検定を再
チエツクするや 反射球体を検定手段に使用したり、または角膜のトポグ
ラフィを決めるのに角膜鏡型の装W135を使用するた
めには、レンズ32の倍率を知らねばならない、この測
定法を第4B図に示す、ここで、基準体39を、調節部
36の座37に装着し表面11Aからの軸上の距離なd
aとする。
ように決め、また同様に軸27を含んだ第4A図に直角
な平面で操作して中心法めを行なう、LED球面(表面
11)から表面28′を指定距離calに位置決めする
には、調節部36の前後直線移動で行なう、最初にいっ
たん、−線になったら、球体72を規定位置に再配置す
るために円錐座37とスブリンク付きクランプ38が、
簡便かつ確実な手段となる。再配置するたびに検定を再
チエツクするや 反射球体を検定手段に使用したり、または角膜のトポグ
ラフィを決めるのに角膜鏡型の装W135を使用するた
めには、レンズ32の倍率を知らねばならない、この測
定法を第4B図に示す、ここで、基準体39を、調節部
36の座37に装着し表面11Aからの軸上の距離なd
aとする。
それから、光検知器19上の基準体39の表面の撮像の
大きさを測定する。実物の寸法に対する測定撮像の寸法
の比が、光学系すなわちレンズ32の倍率である0代表
的な前記倍率の価は、約0.4〜0.6倍である。
大きさを測定する。実物の寸法に対する測定撮像の寸法
の比が、光学系すなわちレンズ32の倍率である0代表
的な前記倍率の価は、約0.4〜0.6倍である。
daの理想的な価は、凸面28により反射されたLED
の撮像としての同じレンズからの距離に基準面41が本
質的に位置すべきであるので、diよりも僅かに大きい
。
の撮像としての同じレンズからの距離に基準面41が本
質的に位置すべきであるので、diよりも僅かに大きい
。
後者の撮像は、虚像であり、次式で表され、前記表面2
8の後に位置する。
8の後に位置する。
d= (Rt dt )/ (2d、+R+
) (5)なとして、d、=100mmおよびR,
=8mm、 cL x4. 2mm、 da =
dt + da x104.2mm、
この数f−の基準面41の位置では、光検出s19に
おけるLEDおよび基準体の撮像は、間者とも確実に焦
点を結ぶ。
) (5)なとして、d、=100mmおよびR,
=8mm、 cL x4. 2mm、 da =
dt + da x104.2mm、
この数f−の基準面41の位置では、光検出s19に
おけるLEDおよび基準体の撮像は、間者とも確実に焦
点を結ぶ。
レンズ32の対物側においては、光学系のテレセントリ
ック性により、dlの距離が少々変動(数mmのオーダ
ー)しても、・倍率は本質的に一定である。
ック性により、dlの距離が少々変動(数mmのオーダ
ー)しても、・倍率は本質的に一定である。
光検出器19の光電面におけるある点の位置は、通常画
素単位で水平方向の幅で、点の距離を測定し、垂直方向
の高さを参照(矩形ラスター角部のような)して得られ
、また代表的な画素の寸法は、これらの方向で異なるこ
とから、直線の倍率は、この2方向で互いに異なる。
素単位で水平方向の幅で、点の距離を測定し、垂直方向
の高さを参照(矩形ラスター角部のような)して得られ
、また代表的な画素の寸法は、これらの方向で異なるこ
とから、直線の倍率は、この2方向で互いに異なる。
測定値は1通常、コンピュータメモリーに記録され適当
な時期に次の計算につかわれる。
な時期に次の計算につかわれる。
基準体39には、2本または、それ以上の識別マーク7
3を具えた種類がある。これは、光を反射したり、吸収
したりするようにデザインされているので、基準面の下
部にある面によってコントラストがはっきりして視認し
やすくなる。
3を具えた種類がある。これは、光を反射したり、吸収
したりするようにデザインされているので、基準面の下
部にある面によってコントラストがはっきりして視認し
やすくなる。
拡大像は、光学系の軸27につき方位角的に変るので、
少なくとも2本の互いに直角をなして交わる直径のそれ
ぞれの二重の基準マークを推奨したい。簡単に具体例を
示すと2円形の基準リング40を本体39に彫るか、ま
たは他の方法でマークする。
少なくとも2本の互いに直角をなして交わる直径のそれ
ぞれの二重の基準マークを推奨したい。簡単に具体例を
示すと2円形の基準リング40を本体39に彫るか、ま
たは他の方法でマークする。
リング40を軸27に同中心になるように第5A図およ
び第5B図(示すように配置する。
び第5B図(示すように配置する。
基準リング40は、他の方法で調整した球体72)例え
ば機械加工またはベアリング球の平面にした表面41に
作成する。第4B図の81節部36の円鐘座37で容易
にセットでき、このためLED球面11と軸27の中心
に確実に位置することができる。
ば機械加工またはベアリング球の平面にした表面41に
作成する。第4B図の81節部36の円鐘座37で容易
にセットでき、このためLED球面11と軸27の中心
に確実に位置することができる。
半径R1の縁上に設けた平面のために除去した深さは、
前述のd2と同じである。
前述のd2と同じである。
第5C図に示すように、球状の反射検定表面28°と基
準日&139を結合した機能は1球体を適当な機械加工
を施して39Bのように得られる。
準日&139を結合した機能は1球体を適当な機械加工
を施して39Bのように得られる。
検定の目的には、LED光源を発光させ先に述べた角膜
による反射と同じ方法でイメージセンサの撮像の相当す
る位置で決める。これらの撮像の相当する高さYlと実
際の点P2のXおよびY座標に代え、すべてのLEDに
つき計算する。これは、本発明の目的の一つにあげた自
己検定法である。
による反射と同じ方法でイメージセンサの撮像の相当す
る位置で決める。これらの撮像の相当する高さYlと実
際の点P2のXおよびY座標に代え、すべてのLEDに
つき計算する。これは、本発明の目的の一つにあげた自
己検定法である。
この方法は、表面28(おける反射の法則上解析幾何に
より導かれた数式によって計算でき、以下の通りである
。
より導かれた数式によって計算でき、以下の通りである
。
Y鵞’ + I Y*”+LY@ +M 冨0
(6)ここで、 H冨4Km” + K、2 1 = (4Kt Ks Rt +2に3
K、+ +8に+に、 ) /H J= (4に+”+4Kt Ki Rt +4
Kt K4 Rt + 2 Kx Ks + K4
”) / HLx (4KI K4 R,+4に
、KS R,+2に4 R6)/H (4KI K% R* +KS”)/H諺 (X
、−X、)Y、” ! (X+ −xe )Y。
(6)ここで、 H冨4Km” + K、2 1 = (4Kt Ks Rt +2に3
K、+ +8に+に、 ) /H J= (4に+”+4Kt Ki Rt +4
Kt K4 Rt + 2 Kx Ks + K4
”) / HLx (4KI K4 R,+4に
、KS R,+2に4 R6)/H (4KI K% R* +KS”)/H諺 (X
、−X、)Y、” ! (X+ −xe )Y。
璽Yl”−X、”+2X6 X+ −X+”” 2
(Xa”/+−x、XI yt −Yt’)m
Y 1’+ X l*Y 12− X @”Y +”
いったんY2が計算されると、次式から相当するX1価
を計算することは簡単である。
(Xa”/+−x、XI yt −Yt’)m
Y 1’+ X l*Y 12− X @”Y +”
いったんY2が計算されると、次式から相当するX1価
を計算することは簡単である。
ここで、R1は、すべてのLED光源(例えば点P2)
の球面の周知半径である。
の球面の周知半径である。
本発明のこの特徴は、角膜鏡の検定にあたり、その半径
を計算するのにつかわれるLED光源のについて、避け
ることのできない製造上の不確実さによる有害な影響を
打ち消すのに役立つ。
を計算するのにつかわれるLED光源のについて、避け
ることのできない製造上の不確実さによる有害な影響を
打ち消すのに役立つ。
この検定を定期的に行なうことで、器差は最小限に減少
し、角膜の指定点において、#述の技法と装置を使って
の半径とジオプトリ価の測定結果の正確度が大幅に改善
される。
し、角膜の指定点において、#述の技法と装置を使って
の半径とジオプトリ価の測定結果の正確度が大幅に改善
される。
眼の診断のため角膜(大強敵には眼の光学軸の中心に位
置して5〜7mm直径)上の多数の点での半径の情報を
与えるためには、光源の配列11は多数ある方が良い。
置して5〜7mm直径)上の多数の点での半径の情報を
与えるためには、光源の配列11は多数ある方が良い。
第6図は、16LEDの4列を配置した64LEDから
なる配列を示しており、各列は、配列の開口部を横断し
、経線を45度毎に偏角している。LEDは、全体の大
きさを最小にして球面の凹部に位置し、系の光学エレメ
ントとして個々の光源から所要の角度の傾きの細いビー
ムを発光する。
なる配列を示しており、各列は、配列の開口部を横断し
、経線を45度毎に偏角している。LEDは、全体の大
きさを最小にして球面の凹部に位置し、系の光学エレメ
ントとして個々の光源から所要の角度の傾きの細いビー
ムを発光する。
角膜の輪郭につき、より多くの情報を必要とする場合は
、全体または部分的に配列の経線に、あるいはまた経線
そのものをふやし光源を追加する、これとは逆に、情報
が少なくてよい場合には、光源も少なくてよい。
、全体または部分的に配列の経線に、あるいはまた経線
そのものをふやし光源を追加する、これとは逆に、情報
が少なくてよい場合には、光源も少なくてよい。
もう一つの具体例として、多数の光源を具えておき、し
かもその特定のグループ事に適当なスイッチ機構(不図
示)で選定し、特別の要求を満すことにより、操作とデ
ータの解析の全所要時間を減らすことができる。
かもその特定のグループ事に適当なスイッチ機構(不図
示)で選定し、特別の要求を満すことにより、操作とデ
ータの解析の全所要時間を減らすことができる。
この記述の最初の方で指摘したが、テレセントリックス
トップ(絞り)34の開口直径は、小さいが充分に光を
通過させ光検出119に検知可能な撮像を結ぶ0発明の
特別な具体例に関する計算は、撮像の質の理由のため、
撮像を作る光束は、f/l 3よりも大きくない(すな
わち早くない)効果的な開口を有するべきである。
トップ(絞り)34の開口直径は、小さいが充分に光を
通過させ光検出119に検知可能な撮像を結ぶ0発明の
特別な具体例に関する計算は、撮像の質の理由のため、
撮像を作る光束は、f/l 3よりも大きくない(すな
わち早くない)効果的な開口を有するべきである。
これは、LEDに対する視界の奥行か顕著に増し、また
視界内のすべての点でシャープな撮像を作るという結像
系の性能向上という2ばんめの効果をもたらす。
視界内のすべての点でシャープな撮像を作るという結像
系の性能向上という2ばんめの効果をもたらす。
このような目的のために使用されている従来の技術では
、使用している比較的大きな開口による未補正の収差に
起因する視界の縁の鋭さの低下がある。
、使用している比較的大きな開口による未補正の収差に
起因する視界の縁の鋭さの低下がある。
第3図の点p2のY座標に相当する第6図のLEDの代
表の半径距離なY2とする。注意したいのは、経線に沿
ったLED間の半径方向の間隔(△Yl)の提起条件を
反映している。
表の半径距離なY2とする。注意したいのは、経線に沿
ったLED間の半径方向の間隔(△Yl)の提起条件を
反映している。
もし、表面28が球体であるならば、光検出器19の撮
像面の相当する半径方向の間隔は同じく等しい。装置の
機能、非点収差を含めて表面28の不ぞろいを検知する
のは1重要でないにも拘らず、LEDの全配列の複合像
は、第1図のデイスプレー22で蜆察されるか、あるい
はまたプリンタ25によりハードコピーとして提出され
る。
像面の相当する半径方向の間隔は同じく等しい。装置の
機能、非点収差を含めて表面28の不ぞろいを検知する
のは1重要でないにも拘らず、LEDの全配列の複合像
は、第1図のデイスプレー22で蜆察されるか、あるい
はまたプリンタ25によりハードコピーとして提出され
る。
第7図は、本発明を簡略化して図示したものである。
Te1fair等か、特許出願No、938゜633お
よびNo、009,724で開示した通常型のレーザー
切開装置を直結(屈折鏡42を経て)したものである。
よびNo、009,724で開示した通常型のレーザー
切開装置を直結(屈折鏡42を経て)したものである。
屈折鏡42を光束から除くと1本発明の角膜鏡型のトポ
グラフィ′測定装置と1ノて、LED配列の凹面部の中
心近くに位置する角fi28の輪郭を測定するのに使用
される。もし、屈折鏡42の代りに、ビームスプリッタ
を用いるとレーザー切開装置を作っての診’ift機能
は、はぼリアルタイムで行なわれる。
グラフィ′測定装置と1ノて、LED配列の凹面部の中
心近くに位置する角fi28の輪郭を測定するのに使用
される。もし、屈折鏡42の代りに、ビームスプリッタ
を用いるとレーザー切開装置を作っての診’ift機能
は、はぼリアルタイムで行なわれる。
いずれにしても、図示しているように、切開装2161
とトポグラフィ測定装置の光検出′JA19間の同期結
合50が、当面する外科処置における切開装置と測定機
能の交錯する視野を確実に分離する。
とトポグラフィ測定装置の光検出′JA19間の同期結
合50が、当面する外科処置における切開装置と測定機
能の交錯する視野を確実に分離する。
レンズ32による光検出器19の像は、角膜のトポグラ
フィ評価の診断に際し、5〜7mmtl径の面積部分に
限らないので、以下に記述するような処置が外科用顕微
鏡のように眼の外部の大部分を拡大してU察するのに使
用できる。
フィ評価の診断に際し、5〜7mmtl径の面積部分に
限らないので、以下に記述するような処置が外科用顕微
鏡のように眼の外部の大部分を拡大してU察するのに使
用できる。
第8図に示すように、光学系の視野は、開口部34の中
心から測った光検出s19の検知面43とが作る角の弦
により決定される。
心から測った光検出s19の検知面43とが作る角の弦
により決定される。
代表的な眼のH察できる視野の広さ44は、設計にもよ
るが12〜16mm直径である。
るが12〜16mm直径である。
眼の影像を眼科医はリアルタイムで観察でき、他のIJ
l察者達にはビジコンまたはCCD l 9と信号スイ
ッチ21およびデイスプレー22からなるビデオ装置を
通してIIl察に供せられる。
l察者達にはビジコンまたはCCD l 9と信号スイ
ッチ21およびデイスプレー22からなるビデオ装置を
通してIIl察に供せられる。
照明は、単独光源または例えば室内灯のような瓜複した
光源45による。適当なモノクロまたは真カラーあるい
は疑似カラーとしてデイスプレーできる。
光源45による。適当なモノクロまたは真カラーあるい
は疑似カラーとしてデイスプレーできる。
発明の機能が、好結果をもたらすためには、光源11と
テスト表面28間の軸間距離dl(第3図参@)に適当
な数値を設定することである。角膜の屈折力の測定で±
1/4ジオプトリの精度を得るためには、dlの寸法を
検定および操作の間、設計値のほぼ士0.25mm以内
に保たねばならないことが数学的解析であきらかになっ
ている。
テスト表面28間の軸間距離dl(第3図参@)に適当
な数値を設定することである。角膜の屈折力の測定で±
1/4ジオプトリの精度を得るためには、dlの寸法を
検定および操作の間、設計値のほぼ士0.25mm以内
に保たねばならないことが数学的解析であきらかになっ
ている。
この寸法の測定と調節水準は、種々の方法で到達できる
0例えば、長さを検定した簡単な探査子を形成度測定装
置と表面28の軸上の頂点に触れるようにあて、前記表
面か適当なを保つようにする。眼に対しては、探査子が
表面をいためる恐れがるため、適用かはばかられる。
0例えば、長さを検定した簡単な探査子を形成度測定装
置と表面28の軸上の頂点に触れるようにあて、前記表
面か適当なを保つようにする。眼に対しては、探査子が
表面をいためる恐れがるため、適用かはばかられる。
このような場合、非接触法(光学的または光電的)があ
り、カメラの距離計の機能で焦点を合せるとか、または
傾けて投射した光束が1表面が適当な軸間距離に位置し
たとき入射光と重畳する方法とか、または反射鏡あるい
は散乱光による多素子検知器の発光により検知する。
り、カメラの距離計の機能で焦点を合せるとか、または
傾けて投射した光束が1表面が適当な軸間距離に位置し
たとき入射光と重畳する方法とか、または反射鏡あるい
は散乱光による多素子検知器の発光により検知する。
非接触の焦点感知法の簡単でかつ推奨できる方法として
4光学IIII微鏡があり1形状度測定装置の光学軸に
垂直な方向から1表面28の側面をみるよう方位を定め
、対象物と顕微鏡の最も接近した表面の間隔を測る。こ
の顕微鏡を測定装置に装着することにより、照準線は時
間かたっても変らず固定された焦点距離測定標準となる
。a微鏡または検定法70、試験表面28等の焦点距離
の測定に用いられ特定の試験表面の評価の検定に適用し
て役立つ。
4光学IIII微鏡があり1形状度測定装置の光学軸に
垂直な方向から1表面28の側面をみるよう方位を定め
、対象物と顕微鏡の最も接近した表面の間隔を測る。こ
の顕微鏡を測定装置に装着することにより、照準線は時
間かたっても変らず固定された焦点距離測定標準となる
。a微鏡または検定法70、試験表面28等の焦点距離
の測定に用いられ特定の試験表面の評価の検定に適用し
て役立つ。
第9図は、焦点矯正感知デジアイス51すなわち、 i
i*鏡をトポグラフィ測定装置35に複合させた概要図
の1例である。ビームスプリッタ52)レンズ54、#
t155A、接眼レンズ56、(第9図参照〉を通して
表面28゛から反射されたLEDil像パターンの軸2
7に沿った視界を観察する。
i*鏡をトポグラフィ測定装置35に複合させた概要図
の1例である。ビームスプリッタ52)レンズ54、#
t155A、接眼レンズ56、(第9図参照〉を通して
表面28゛から反射されたLEDil像パターンの軸2
7に沿った視界を観察する。
矯正の照合は、LED撮像撮像パター心上置する毛髪十
字線のような手段でなされる。
字線のような手段でなされる。
検定の間、この補助光学系が、表面28゛の中心をaf
!!1436を調節して垂直および水平に保つ、角膜の
測定中においては、この補助系か、患者の頭部および(
または)眼の位置を調節する適当な機構を動かして、眼
の頂点を垂直および水平方向に矯正するのに使用される
。
!!1436を調節して垂直および水平に保つ、角膜の
測定中においては、この補助系か、患者の頭部および(
または)眼の位置を調節する適当な機構を動かして、眼
の頂点を垂直および水平方向に矯正するのに使用される
。
装置の他の特徴の一つをwS9図で説明すると、前述し
た鏡55Aを移動させて55Bに示したような光路をと
ることである。
た鏡55Aを移動させて55Bに示したような光路をと
ることである。
表面28゛またはテスト中の表面の側面像は、顕微鏡の
構成部品である鏡58およびレンズ59により接近して
くる。
構成部品である鏡58およびレンズ59により接近して
くる。
検定時の焦点測定モードにおける顕微鏡の視野像を、第
1O図に示す、また、眼の角膜を毛髪十字線に合せた像
を第11図に示す。
1O図に示す、また、眼の角膜を毛髪十字線に合せた像
を第11図に示す。
操作者が?tRをあつかうのに楽なので、まっすぐな状
態の眼の像を示したが、絶対必要な条件ではない。
態の眼の像を示したが、絶対必要な条件ではない。
第12図は、顕微鏡60で測定する直立像装置の1例で
、前述の角膜トポグラフィ測定装置とレーザー切開11
t!lを結合したものである。
、前述の角膜トポグラフィ測定装置とレーザー切開11
t!lを結合したものである。
トポグラフィ測定装置の具有すべき必要条件は5ビデオ
映量とアルゴリズムによる撮像データを得ることである
。第1図で示したフレームグラバ23は1本発明による
影像が得られるのみならず、ルックアップ表、ビデオく
ツクス、デジタルからアナログに再構成したビデオ等の
機能を具えている。
映量とアルゴリズムによる撮像データを得ることである
。第1図で示したフレームグラバ23は1本発明による
影像が得られるのみならず、ルックアップ表、ビデオく
ツクス、デジタルからアナログに再構成したビデオ等の
機能を具えている。
一般的なパソコンは、殆どのソフトウェア−の仕事に対
し充分な環境を与える。しかしながら、注目に価する速
度でビデオ映像化するのには不完全である。
し充分な環境を与える。しかしながら、注目に価する速
度でビデオ映像化するのには不完全である。
フレームグラバ23に代替するものは、フレームグラバ
から不要な特色を除き縮小データアルゴリズムを行わせ
る強力なマイクロプロセッサのみにしたものである。こ
のタイプのデジタルシグナルプロセッサのようなマイク
ロプロセッサは、ここに記述したような一般のフレーム
グラバに比較して、速度がすくなくとも係alo位有利
である。
から不要な特色を除き縮小データアルゴリズムを行わせ
る強力なマイクロプロセッサのみにしたものである。こ
のタイプのデジタルシグナルプロセッサのようなマイク
ロプロセッサは、ここに記述したような一般のフレーム
グラバに比較して、速度がすくなくとも係alo位有利
である。
回路基盤は1通常のPCにビデオデジタル化機構、ビデ
オ映像蓄積メモリーバンク、デジタルシグナルプロセッ
サ、および必要な回路からなる。
オ映像蓄積メモリーバンク、デジタルシグナルプロセッ
サ、および必要な回路からなる。
上記の記述でトポグラフィ測定装置について操作機能に
つき述べたが、いくつかの改善点について考えてみるこ
ととする。
つき述べたが、いくつかの改善点について考えてみるこ
ととする。
ここに説明した型式のデジタル角膜鏡の代表的のものは
、角膜のジオプトリ値の分布図を作るための点光源とし
て344個のLEDsを使用している。しかしL E
D 像の間隔が接近しているため、各LEDの位置の決
定に取り違えが起きる。
、角膜のジオプトリ値の分布図を作るための点光源とし
て344個のLEDsを使用している。しかしL E
D 像の間隔が接近しているため、各LEDの位置の決
定に取り違えが起きる。
この問題点のため、分布図解析のためには104個のL
EDに減らしていった。分析の精度と再現性のためには
出来るだけ多くのLEDsを使う方が有利である0本発
明においては付は加えた機能により希望する改善が実現
できた。即ち、各LED像の各々の位置を正確に区別す
るには、余りに小さすぎるLED像間隔を処理すること
なく高分解能が実現出来る。
EDに減らしていった。分析の精度と再現性のためには
出来るだけ多くのLEDsを使う方が有利である0本発
明においては付は加えた機能により希望する改善が実現
できた。即ち、各LED像の各々の位置を正確に区別す
るには、余りに小さすぎるLED像間隔を処理すること
なく高分解能が実現出来る。
第13図について表面72の3次元輪郭の測定に適合す
るトポグラフィ測定装置70を明にしてみる。
るトポグラフィ測定装置70を明にしてみる。
トポグラフィ測定装置は多数の点光源74を備え、被測
定表面72上に多点光源74の個々の光点78に相当す
る多数の光ビーム76を投射する。
定表面72上に多点光源74の個々の光点78に相当す
る多数の光ビーム76を投射する。
多点光源74は前に述べた多点光源11と同じであるが
、第1と第2のグループの個々の光点からなり、それぞ
れ光点80と82で表しである。第1グループ80の各
光点は、光点82の第2グループの間に散在している。
、第1と第2のグループの個々の光点からなり、それぞ
れ光点80と82で表しである。第1グループ80の各
光点は、光点82の第2グループの間に散在している。
装置84は第1と第2グループの光点に逐次にパルスを
送る。光検知器86は被測定表面72からの個々の光ビ
ーム76の第1.第2グループ80及び82の反射光を
受光して、光電的+1:測定出来ろ光学像に対応する第
1及び第2の電気出力信号を発生する。光学像の各々は
、1ケの光点に対応する。装置88は光検知器から第1
と第2グループの電気信号出力を受け、各光学像の関係
位置を測り、測定表面の平均曲率を決定する。
送る。光検知器86は被測定表面72からの個々の光ビ
ーム76の第1.第2グループ80及び82の反射光を
受光して、光電的+1:測定出来ろ光学像に対応する第
1及び第2の電気出力信号を発生する。光学像の各々は
、1ケの光点に対応する。装置88は光検知器から第1
と第2グループの電気信号出力を受け、各光学像の関係
位置を測り、測定表面の平均曲率を決定する。
第1及び第2グループの電気信号出力を受ける装置88
は、電気信号出力の第1及び第2グループが入力して、
前にも述べた様に測定表面の曲率半径を計算するために
、通常のパソコンを付属している。
は、電気信号出力の第1及び第2グループが入力して、
前にも述べた様に測定表面の曲率半径を計算するために
、通常のパソコンを付属している。
付加機能は多数のLEDsを逐次オン、オフすることで
、Te1fair等の装置も含め、344個のLEDs
を互い遣いに配置した2群では、各光点の位置に対応す
る電気信号をはっきり見分けられる。
、Te1fair等の装置も含め、344個のLEDs
を互い遣いに配置した2群では、各光点の位置に対応す
る電気信号をはっきり見分けられる。
最初グループ80が0.03秒間オンし、第1図で説明
した様に、ビデオモニター付属のフレームグラバで光検
知器からフレームを受ける。この時間が終わると、グル
ープ82がオンし、第2フレームが得られる。2フレー
ムからのポジションデータをコンピュータで1つのデー
タに結合する。
した様に、ビデオモニター付属のフレームグラバで光検
知器からフレームを受ける。この時間が終わると、グル
ープ82がオンし、第2フレームが得られる。2フレー
ムからのポジションデータをコンピュータで1つのデー
タに結合する。
この操作モードでは、全部の影像が得られるまで0.0
6秒を要するのが欠点である。この間に目が動くと、影
像の質が低下するが、各影像は独立しているのでそれ程
はっきり低下するわけではない。各独立している影像は
、別々にまたは完全な像に結合して解析する。
6秒を要するのが欠点である。この間に目が動くと、影
像の質が低下するが、各影像は独立しているのでそれ程
はっきり低下するわけではない。各独立している影像は
、別々にまたは完全な像に結合して解析する。
もう一つの具体例では、同じく第13図において完全な
影像がもっとも早くえられる0例えば、グループ80の
LEDsを0.015秒間フラッシュした後すぐに、グ
ループ82を0.015秒間フラッシュすることで完全
な影像が0.03秒で得られる。各グループは1影像と
して読み取られる。勿論これは光検知器86と連携した
ビデオカメラの走査により行われる。
影像がもっとも早くえられる0例えば、グループ80の
LEDsを0.015秒間フラッシュした後すぐに、グ
ループ82を0.015秒間フラッシュすることで完全
な影像が0.03秒で得られる。各グループは1影像と
して読み取られる。勿論これは光検知器86と連携した
ビデオカメラの走査により行われる。
波長を使い分けることで不明瞭さをなくし、分解能を上
げることができる。一つの具体例を第14図で示すが、
光点80と82の2つのグループにそれぞれ異なる歯長
溝を選定する0例えば第1グループ80のLEDsは、
第1の波長の光を出し、第2グループ82は第2のグル
ープ82は第2の波長の光を放射する。
げることができる。一つの具体例を第14図で示すが、
光点80と82の2つのグループにそれぞれ異なる歯長
溝を選定する0例えば第1グループ80のLEDsは、
第1の波長の光を出し、第2グループ82は第2のグル
ープ82は第2の波長の光を放射する。
第13図の鏡102をビームスプリッタ100に置き換
え、第2の光検知器86°を系に組み込む。加えて、ア
パーチャ104と104’をビームスプリッタと光検知
器すなわちビデオカメラ86と86の間に置く、電子装
置106は光検知器86と86°を接続し、各カメラが
1つのグループのLEDsのみを読み取る様に同期させ
る。例えば光検知器86は光点80からの光を検知し、
光検知器86゛は光点82からの光を検知する。
え、第2の光検知器86°を系に組み込む。加えて、ア
パーチャ104と104’をビームスプリッタと光検知
器すなわちビデオカメラ86と86の間に置く、電子装
置106は光検知器86と86°を接続し、各カメラが
1つのグループのLEDsのみを読み取る様に同期させ
る。例えば光検知器86は光点80からの光を検知し、
光検知器86゛は光点82からの光を検知する。
本例ではフィルタ108及び10g’をビームスプリッ
タ100と光検知器86及び86°の間に置く、各フィ
ルタはもう一つのグループのビームの透過を防ぐ機能が
ある。例えばフィルタ108はグループ82からの光の
透過を防ぎ、フィルタ108°はグループ80からの光
の透過を防ぐ。異なる波長の組み合わせは例えば赤と近
赤外、赤と緑、赤と青等がある。互いに区別出来る異な
る波長の組み合わせは本発明の範嗜に入る。
タ100と光検知器86及び86°の間に置く、各フィ
ルタはもう一つのグループのビームの透過を防ぐ機能が
ある。例えばフィルタ108はグループ82からの光の
透過を防ぎ、フィルタ108°はグループ80からの光
の透過を防ぐ。異なる波長の組み合わせは例えば赤と近
赤外、赤と緑、赤と青等がある。互いに区別出来る異な
る波長の組み合わせは本発明の範嗜に入る。
もう一つの具体例として、第13図にて光源74中にカ
ラーLEDsがあり、また光検知器86がカラービデオ
カメラからなる場合もある。もしカメラに赤、緑、及び
青の出力端子があると、各端子はそれぞれLEDsの一
群を代表することができる一方、もし標準ビデオカメラ
の様に出力が複合端子の場合は、識別装置を使用すると
各色に分けることができる。各グループの光の位置を代
表する電気信号はコンピュータと結んで被測定表面の曲
面特性を決めることができる。
ラーLEDsがあり、また光検知器86がカラービデオ
カメラからなる場合もある。もしカメラに赤、緑、及び
青の出力端子があると、各端子はそれぞれLEDsの一
群を代表することができる一方、もし標準ビデオカメラ
の様に出力が複合端子の場合は、識別装置を使用すると
各色に分けることができる。各グループの光の位置を代
表する電気信号はコンピュータと結んで被測定表面の曲
面特性を決めることができる。
更に、本発明の具体例として被測定表面の反射光ビーム
の地点間の時間差を設けたものである。
の地点間の時間差を設けたものである。
例えばもし lケのLEDがある時間にパルスされると
、個々の光点に相当する個々の光ビームと光検知器上の
反射ビーム間の関係に不明瞭なものはない。第13図に
示した系中のLEDsを逐次発光させ、個々のパルスを
作り被測定表面の各影像の位置の一つ一つを決めれば、
望む影像の情報が得られる。多点光源は約300の光点
から形成されているので、約300の影像が約0.03
秒間に逐次オン、オフしなければならない。その結果、
各LEDはほぼ100X 秒の間オンしていること
になる。もし固体イメージセンサ−を光検知器として使
用するとすれば、約lO画素XIO画素の広さが望まし
い。電荷積分デバイス(CI D)が最後に述べた案に
有効であろう。
、個々の光点に相当する個々の光ビームと光検知器上の
反射ビーム間の関係に不明瞭なものはない。第13図に
示した系中のLEDsを逐次発光させ、個々のパルスを
作り被測定表面の各影像の位置の一つ一つを決めれば、
望む影像の情報が得られる。多点光源は約300の光点
から形成されているので、約300の影像が約0.03
秒間に逐次オン、オフしなければならない。その結果、
各LEDはほぼ100X 秒の間オンしていること
になる。もし固体イメージセンサ−を光検知器として使
用するとすれば、約lO画素XIO画素の広さが望まし
い。電荷積分デバイス(CI D)が最後に述べた案に
有効であろう。
更に第15図に図示した様な具体例がある。この輪郭測
定値は多点光源74と共に概要図で示したが、多点光源
上の個々の光点に相当する多種の光ビームが被測定表面
72上に入射することは前に述べたとおりである。
定値は多点光源74と共に概要図で示したが、多点光源
上の個々の光点に相当する多種の光ビームが被測定表面
72上に入射することは前に述べたとおりである。
光検知器HOが被測定表面からの個々の光ビームの反射
光を受は各々が個々の光点に相当する光電的に測定出来
る光信号に対応した電気信号出力を発生する。光の反射
ビームを廻転させるための装置112は表面72の反射
光ビームと逐次的に反射された光ビームの各グループに
相応する光学像が測定される光検知器110との間に置
かれている。
光を受は各々が個々の光点に相当する光電的に測定出来
る光信号に対応した電気信号出力を発生する。光の反射
ビームを廻転させるための装置112は表面72の反射
光ビームと逐次的に反射された光ビームの各グループに
相応する光学像が測定される光検知器110との間に置
かれている。
更に装置88”が光検知器の各光学像の地点に相当する
信号出力を受け、測定表面の局部的の曲率半径を決定す
る。
信号出力を受け、測定表面の局部的の曲率半径を決定す
る。
追転体112は米国特許No、2,406.798で明
にした様な型式のビームローデータである。Kミラー型
のビームローデータを図示しであるが、本発明ではDo
veプリズムまたはPe5chanプリズムの様なビー
ムを廻転させる他の手段を使用することも含まれている
。
にした様な型式のビームローデータである。Kミラー型
のビームローデータを図示しであるが、本発明ではDo
veプリズムまたはPe5chanプリズムの様なビー
ムを廻転させる他の手段を使用することも含まれている
。
ローデータ112と同時に使用される光検知器11Oは
第16図に図示した。光検知器110の例として256
素子の電荷結合デバイス(CCD)114を示しである
。LED影(象はCCDを通過する様に直線的にまたは
ビームローデータ112で廻転されてC0D114上に
焦点を結ぶ。
第16図に図示した。光検知器110の例として256
素子の電荷結合デバイス(CCD)114を示しである
。LED影(象はCCDを通過する様に直線的にまたは
ビームローデータ112で廻転されてC0D114上に
焦点を結ぶ。
一つおきのLEDが一廻転に発光し、残りのLEDがあ
と一回の廻転中に発光する。
と一回の廻転中に発光する。
操作中、影像の廻転は次の通り計算される。
2回転
速度=
0.03秒
2×2π
0、03
=420ラジアン/秒
CCDは約4mmの長さ 116で表面72を256画
素カバーする。各画素の間隔を16X mmとし、
正方形が画素廻転中心118から2.25mmの距離出
画素当り16X mmを許容とするを角は次の通り
計算出来る。
素カバーする。各画素の間隔を16X mmとし、
正方形が画素廻転中心118から2.25mmの距離出
画素当り16X mmを許容とするを角は次の通り
計算出来る。
16X10””
角度θ=
2) 250
冨0.007ラジアン
0.007ラジアン
=17マイクロ秒
420ラジアン/秒 CCCDに対する積分時間)
256画素
= 15xlO’画素/秒
17マイクロ秒
この値がCCDが走査しなければならないデータ速度で
ある。
ある。
本発明では、最初角膜の輪郭の測定用として説明したが
、同じく規則的な、または不規則的な輪郭を持つ形状の
測定に使用することができる0例えば光学レンズ、境、
ボールベアリング及び精密機械部品の輪郭の測定に使用
出来る。
、同じく規則的な、または不規則的な輪郭を持つ形状の
測定に使用することができる0例えば光学レンズ、境、
ボールベアリング及び精密機械部品の輪郭の測定に使用
出来る。
水出願書に示した特許及び出願は参考として取り入れで
ある。
ある。
本発明で、目的及び手段を満足する表面の輪郭の形状を
測定する方法、及び装置、及び利点を明にした。具体例
と結びつけて説明したが、多くの代案、改善案、変型案
は前記記述にてらして技術的に習熟するのは明である。
測定する方法、及び装置、及び利点を明にした。具体例
と結びつけて説明したが、多くの代案、改善案、変型案
は前記記述にてらして技術的に習熟するのは明である。
したがって、この様な代案、改善案、変型案は次の請求
範囲の意図する所及び広い賎点の中に含ませであるつも
りである。
範囲の意図する所及び広い賎点の中に含ませであるつも
りである。
本発明では、最初角膜の一郭の測定用として説明したが
、同しく規則的なまたは不規則的な輪郭を持つ形状の測
定に使用することができる0例えば、光学レンズ、鏡、
ボールベアリングおよび精密機械部品の輪郭の測定に使
用できる。
、同しく規則的なまたは不規則的な輪郭を持つ形状の測
定に使用することができる0例えば、光学レンズ、鏡、
ボールベアリングおよび精密機械部品の輪郭の測定に使
用できる。
[発明の効果]
本発明による表面形成度の測定、特に眼の角膜の輪郭測
定には有効で、角膜表面の視力を局部的および平均値で
表示、あるいは図示できるのでコンタクトレンズの処方
直ちに応用できる。
定には有効で、角膜表面の視力を局部的および平均値で
表示、あるいは図示できるのでコンタクトレンズの処方
直ちに応用できる。
また、従来技術に比べ、精度、操作性、データの再現性
等について利点かある。
等について利点かある。
また、最近急速に進歩してきたレーザーメスと本装置を
連動させる技術を確立したので、角膜の切開手術におい
て観察をしながらのリアルタイムでの手術が実施できる
という大きな効果を有する。
連動させる技術を確立したので、角膜の切開手術におい
て観察をしながらのリアルタイムでの手術が実施できる
という大きな効果を有する。
第1図は、本発明に係るトポグラフィ測定装置の一般化
した光学的、機械的、電気的構r&部分の関連構成を示
す構成国、第2図は、多重光源の配列を具えた第1図の
光学構成部の主要部分の説明図、 第3図は、第2図の光学的配置に関する幾伺学的関係を
示す説明図、第4A図は、第1図の装置の検定モートで
の、また第4B図も同様であるが改良部分説明図、第5
A図および5B図は、それぞれ拡大した4B図の検定具
の正面図と縦方向の断面図で、第5C図は、改良した検
定具を示す図、第6図は、第2図に示した多重光源に対
する放射状にならんだ投影図、第7図は、角賎の切開手
術の器具を連結した用法の説明図、第8図は、本発明の
他の応用例を示す光学系の説明図、第9図は、第4A図
をさらに進展させ診断器具として測定時に眼の中心合せ
の補正具を併設した場合の説明図、第10図は、検定モ
ード時に焦点か合った状態の代表的な視野を示す図、 第11図は、操作モード時に焦点が合った状態の代表的
な場合を示す説明図、$12図は、レーザー切開装置の
焦点が合った状態の簡略説明図、第13図は、少なくと
62種類の光りを散在させた光点群を混在させた輪郭測
定装置の略構成図、第14図は、2つの光り検知器で各
々が、異なる光点群の反射光を受光する輪郭測定装置の
説明図、第15図は、光り検知器に焦点を結んだ光点を
集められるよう、ビームローデータを取り入れた輪郭測
定装置の概略構成を示す説明図、第16図は、光検知器
の検知面のCCDの配置図である。
した光学的、機械的、電気的構r&部分の関連構成を示
す構成国、第2図は、多重光源の配列を具えた第1図の
光学構成部の主要部分の説明図、 第3図は、第2図の光学的配置に関する幾伺学的関係を
示す説明図、第4A図は、第1図の装置の検定モートで
の、また第4B図も同様であるが改良部分説明図、第5
A図および5B図は、それぞれ拡大した4B図の検定具
の正面図と縦方向の断面図で、第5C図は、改良した検
定具を示す図、第6図は、第2図に示した多重光源に対
する放射状にならんだ投影図、第7図は、角賎の切開手
術の器具を連結した用法の説明図、第8図は、本発明の
他の応用例を示す光学系の説明図、第9図は、第4A図
をさらに進展させ診断器具として測定時に眼の中心合せ
の補正具を併設した場合の説明図、第10図は、検定モ
ード時に焦点か合った状態の代表的な視野を示す図、 第11図は、操作モード時に焦点が合った状態の代表的
な場合を示す説明図、$12図は、レーザー切開装置の
焦点が合った状態の簡略説明図、第13図は、少なくと
62種類の光りを散在させた光点群を混在させた輪郭測
定装置の略構成図、第14図は、2つの光り検知器で各
々が、異なる光点群の反射光を受光する輪郭測定装置の
説明図、第15図は、光り検知器に焦点を結んだ光点を
集められるよう、ビームローデータを取り入れた輪郭測
定装置の概略構成を示す説明図、第16図は、光検知器
の検知面のCCDの配置図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)表面の3次元輪郭を測定する輪郭測定装置で、被
測定表面上に多点光源の個々の光点に相当する多数の個
々の光ビームを投射する多点光源と、 前記多点光源は第1と第2の個々の光点成り、個々の第
1群の光点は第2群の個々の光点の間毎に混在し、 前記第1及び第2群に逐次的にパルスを与える手段と、 前記被測定表面から第1と第2の個々の光ビームの反射
光を受け、光電的に測定可能な光学像で前記光点の1つ
に対応する光学像に相当する第1と第2群の電気信号を
発生する光検知器の手段光検知器の各光学像の位置を測
り、また測定表面の平均曲率半径を決めるために、前記
光検知器から前記第1と第2群の電気信号出力を受ける
手段からなることを特徴とするトポグラフィ測定装置。 (2)特許請求の範囲第1項において、第1と第2群の
電気信号出力を受ける前記手段は、測定表面の平均曲率
半径を決めるため、前記第1と第2群の信号出力を結合
させる手段を含んでいることを特徴とするトポグラフィ
測定装置。 (3)特許請求の範囲第2項において、測定可能の光学
像を結ぶ光検知器手段上に、第1と第2群の反射光ビー
ムの焦点を結ばせる手段を含むことを特徴とするトポグ
ラフィ測定装置。 (4)特許請求の範囲第2項において、前記第1の光点
は第1の波長の光で、前記第2の光点は第2の波長の光
であることを特徴とするトポグラフィ測定装置。 (5)特許請求の範囲第3項において、前記光検知器手
段は第1と第2の光検知器からなり、第1の光検知器は
前記第1群の信号出力を発生するため前記第1の波長光
に感度がよく、また、第2の光検知器は前記第2群の信
号出力を発生するため、前記第2の波長光に感度がよい
ことを特徴とするトポグラフィ測定装置。 (6)特許請求の範囲第4項においてさらに、第1と第
2群の光ビームの反射光が光検知器の手段で受光される
のに先立って、第1と第2群の光ビームのほぼ半分が第
1の検知器に、また第1と第2の光ビームの他の半分が
第2の検知器に入射する様に設けたビームスプリッタを
含むことを特徴とするトポグラフィ測定装置。 (7)特許請求の範囲第5項において更に、前記ビーム
スプリッタ手段と前記第1光検知器の間に前記第2の波
長光の前記光ビームの透過を妨げるために置かれた第1
のフィルターと、 前記ビームスプリッタ手段と前記第2光検知器の間に第
1の波長光の前記光ビームの透過を妨げるために置かれ
た第2のフィルターとを含むことを特徴とするトポグラ
フィ測定装置。 (8)特許請求の範囲第3項において、前記光検知器手
段は異なる色に各々相当する複数個の出力端子を備えた
カラービデオカメラから成ることを特徴とするトポグラ
フィ測定装置。 (9)特許請求の範囲第3項において、焦点を結ばせる
手段は装置を通る光学軸の延長にレンズを備え、 前記光検知器手段は前記第1と第2群の反射光ビームが
その上に焦点を結ぶ面を備え、 その光検知装置面は前記光学軸の横に置かれていること
を特徴とするトポグラフィ測定装置。 (10)特許請求の範囲第2項において、前記個々の光
点は個々のLEDSの配列から成ることを特徴とする装
置。 (11)特許請求の範囲第2項において更に、光検知面
上の反射光ビームの影像ディスプレイのため前記光検知
器に接続したビデオモニターで、前記ビデオモニターは
照射された外部表面の拡大像がビデオモニター上に、 モノクロまたはカラーで拡大投影出来る手段を含んでい
ることを特徴とする装置。 (12)特許請求の範囲第10項において、測定される
輪郭の表面は角膜の前部表面であることを特徴とするト
ポグラフィ測定装置。 (13)特許請求の範囲第11項において、トポグラフ
ィ測定装置の光学軸と一致した切開用レーザービーム入
射軸を備え、 レーザー切開と角膜観察作業を結びつけるため前記レー
ザー切開装置とトポグラフィ測定装置を相互に接続し、
同期させる手段を備えたレーザー切開装置を含んでいる
ことを特徴とするトポグラフィ測定装置。 (14)表面の3次元輪郭を測定するトポグラフィ測定
装置で、被測定表面に多点光源の個々の光点の夫々に相
当する多数の個々の光ビームを投射する多点光源と、 前記個々の光点の群別に逐次パルスを与える手段と、 前記被測定表面から個々の光ビームのグループの反射光
を受け、光電的に測定出来る光学像で、前記光点の一つ
に対応する前記光学像の各々に相当する電気信号出力を
発生する光検知器の手段と、光検知器の各光学像の位置
を測定し、測定表面の平均曲率半径を決めるため、前記
光検知器の手段から、前記逐次的にグループ化された電
気信号出力を受ける手段から成ることを特徴とするトポ
グラフィ測定装置。 (15)特許請求範囲第13項において、個々の反射光
ビームのグループに対応する光検知器の準領域にランダ
ムアクセスする光検知器の手段であることを特徴とする
トポグラフィ測定装置。 (16)特許請求範囲第14項において、前記光検知器
の手段はCID配列から成ることを特徴とするトポグラ
フィ測定装置。 (17)表面の第3次元輪郭を測定するトポグラフィ測
定装置で、被測定表面に多点光源の個々の光点に夫々対
応する多数の個々の光ビームを投射する多点光源と、 前記表面から個々の光ビームの反射光を受け、光電的に
測定出来る光学像で、前記光点の一つに対応する前記影
像の各々に相当する電気信号出力を発生する光検知器と
、 光ビームを反射するための手段と、逐次的に反射された
光ビームに対応する光電的に測定できる光学像が発生す
る光検知器の間で、反射光ビームを廻転させるための手
段と、 前記光検知器から前記電気信号出力を受け、光検知器中
の夫々の光学像の位置を測定し、また測定表面の局部的
曲率半径を決める手段とから成ることを特徴とするトポ
グラフィ測定装置。 (18)特許請求の範囲第16項において更に、被測定
表面からの反射光ビームを光検知器上に焦点を結ばせ、
測定出来る光学像を作るため前記被測定表面と前記光検
知器の間に置かれた手段を含むことを特徴とするトポグ
ラフィ測定装置。 (19)特許請求の範囲第17項において、前記廻転さ
せる手段はビームローテータから成ることを特徴とする
トポグラフィ測定装置。 (20)特許請求の範囲第18項において、前記光検知
器はCCD配列から成ることを特徴とするトポグラフィ
測定装置。 (21)特許請求の範囲第18項において、廻転手段の
1廻転中に1回接近した光点を逐次フラッシュオンおよ
びオフする手段を含むことを特徴とするトポグラフィ測
定装置。 (22)特許請求の範囲第18項において、廻転手段の
2廻転毎に1回近接光点を逐次フラッシュオンおよびオ
フする手段を含むことを特徴とする輪郭測定置。 (23)表面の3次元輪郭を測定する方法で、被測定表
面に多点光源の個々の光点に夫々相当する多数の個々の
光ビームを投射し、 個々の光点の第1と第2群の個々の0光点の間毎に、第
1群の個々の光点を混在させた前記多点光源を備え、前
記第1と第2群に逐次パルス与え、光電的に測定出来る
光学像で、前記個々の光点の1つに相当する夫々の前記
光学像に対応する第1と第2群の電気信号出力を発生さ
せ、 測定表面の平均曲率半径を決めるため、夫々の光学像の
位置を測定する段階から成ることを特徴とするトポグラ
フィ測定方法。 (24)特許請求の範囲第22項において、測定表面の
平均曲率半径を決めるのに、前記第1と第2群の信号出
力を結合させる段階を含んでいることを特徴とするトポ
グラフィ測定方法。 (25)特許請求の範囲第22項において、測定表面の
多数の地点における局部的の曲率半径を決めるため、前
記第1と第2群の信号出力を結合させる段階を含んでい
ることを特徴とするトポグラフィ測定方法。 (26)特許請求の範囲第22項において、第1と第2
群の反射光ビームを測定出来る光学像を作るため、焦点
を結ばせる段階を含んでいることを特徴とするトポグラ
フィ測定方法。 (27)特許請求の範囲第22項において、第1の波長
による前記第1の光点と第2の波長による前記第2の光
点を選ぶ段階を含むことを特徴とするトポグラフィ測定
方法。 (28)特許請求の範囲第26項において、第1と第2
の群の光ビームの反射光を受光するための第1と第2の
光検知器を備え、 前記第1の波長に感度のよい第1の光検知器で前記第1
群の信号出力を発生し、 前記第2の波長に感度のよい第2の光検知器で前記第2
群の信号出力を発生する段階を含むことを特徴とするト
ポグラフィ測定方法。 (29)特許請求の範囲第27項において更に、第1と
第2群の光ビームの反射光を光検知器により受光される
に先立つてビームスプリッタに導き、 第1と第2群の光ビームの反射光のほぼ半分を第1の検
知器に、また第1と第2の光ビームの残り半分を第2の
検知器に導く段階を含むことを特徴とするトポグラフィ
測定方法。(30)特許請求の範囲第28項において更
に、前記第1の光検知器に前記第2の波長の前記光ビー
ムの透過を妨げ、 前記第2の光検知器に第1の波長の前記光ビームの透過
を妨げる段階から成ることを特徴とするトポグラフィ測
定方法。 (31)特許請求の範囲第27項において更に、第1及
び第2の光検知器に反射ビームに対応する影像をディス
プレイする段階を含むことを特徴とするトポグラフィ測
定方法。 (32)特許請求の範囲第30項において、トポグラフ
ィ測定装置の光学軸に一致して切開用レーザービーム入
射軸を持つレーザー切開置を備え、 レーザー切開と角膜観察作業の夫々を結び付けるため、 前記レーザー切開装置と前記トポグラフィ測定装置を相
互に接続する段階を含むことを特徴とするトポグラフィ
測定方法。 (33)表面の3次元輪郭を測定する方法で、被測定表
面に多点光源の個々の光点に各々対応する多数の個々の
光ビームを投射し、 前記個々の光点のグループ毎に逐次的にパルスを与え、 前記被測定表面から反射された個々の光ビームのグルー
プ毎の光電的に測定出来る光学像で、前記光点の1つに
対応する前記光学像の各々に相当するグループ毎の電気
信号出力を逐次発生させ、測定表面の平均曲率半径を決
めるため、各光学像の位置を測定する段階から成ること
を特徴とするトポグラフィ測定方法。 (34)特許請求の範囲第32項において、測定表面の
平均曲率半径を決めため、前記グループ毎の信号出力を
結合させる段階を含むことを特徴とするトポグラフィ測
定方法。 (35)特許請求の範囲第33において、 反射光ビームの2廻転毎に1回、接近した光点を逐次フ
ラッシュオン及びオフさせる段階を含むことを特徴とす
るトポグラフィ測定方法。 (36)表面の3次元輪郭を測定する方法で、被測定表
面に多点光源の個々の光点に夫々対応する多数の個々の
光ビームを投射し、 光電的に測定出来る光学像で、前記光点の1つに対応す
る夫々の前記影像に相当する電気信号出力を発生し、 逐次反射された光ビームのグループに対応する光電的に
測定出来る光学像が逐次測定される反射光ビームを廻転
させ、 測定表面の局部的曲率半径を決めるため、各光学像の位
置を測定する段階から成ることを特徴とするトポグラフ
ィ測定方法。
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