JPS6128332B2 - - Google Patents

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JPS6128332B2
JPS6128332B2 JP54032627A JP3262779A JPS6128332B2 JP S6128332 B2 JPS6128332 B2 JP S6128332B2 JP 54032627 A JP54032627 A JP 54032627A JP 3262779 A JP3262779 A JP 3262779A JP S6128332 B2 JPS6128332 B2 JP S6128332B2
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JP
Japan
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eye
light
signal
output
refractive power
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JP54032627A
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Japanese (ja)
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JPS55125843A (en
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Shigeo Maruyama
Reiji Hirano
Yasuyuki Ishikawa
Isao Matsumura
Yoshi Kobayakawa
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は眼の屈折力を測定するための装置に関
し、殊に外乱光等の不都合を補償する機能を備え
た自動眼屈折計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring the refractive power of an eye, and more particularly to an automatic eye refractometer having a function of compensating for disadvantages such as ambient light.

眼の機能検査あるいは眼鏡を調整するための資
料を得るために、眼屈折計は古くから使用されて
きており、また装置の構造も種々提案されてい
る。この眼屈折力を測定する際、視度が極値にな
るような経線方向の視度即ち球面視度と、経線方
向の変化に伴う視度の変化即ち乱視度及び視度が
極値になるときの径線の方向即ち乱視軸を測定す
る必要がある。
Ophthalmic refractometers have been used for a long time to obtain data for eye function tests or eyeglass adjustment, and various device structures have been proposed. When measuring this eye refractive power, the diopter in the meridian direction, that is, the spherical diopter, where the diopter becomes an extreme value, and the change in diopter that accompanies a change in the meridian direction, that is, astigmatism and diopter, are extreme values. It is necessary to measure the direction of the radial line, that is, the astigmatic axis.

従来、例えば米国特許第3883233号や第388569
号等で知られた眼屈折計では、光学系の全体もし
くは一部部材を光軸を中心に回転させる構成によ
つて、径線に沿つた測定方向を変化させ、経線方
向の眼屈折力を連続的に測定している。
Previously, for example, U.S. Patent Nos. 3883233 and 388569
In the eye refractometer known as No. 1, the measurement direction along the meridian is changed by rotating the entire or part of the optical system around the optical axis, and the eye refractive power in the meridian direction is changed. Measured continuously.

一方、本出願人は、少くとも3本の径線に対応
する光束を眼底のそれぞれ異なつた位置に投影
し、眼底上での光束の状態を検知することによ
り、乱視を含む眼屈折力を測定する装置を提案し
ている。以上の述べたような装置では、検知でき
る光量は投入する光量に対して微弱なため、測定
処理系においては所望の分解能を得るために非常
常に高い利得を確保しなければならない。そこで
被検眼に外乱光が混入すると検知精度を低下させ
たり測定不能に陥つたりする一方、被検眼の眼底
面の反射率あるいは白内障のように眼内中間透光
体の透過率に大きな個体差が存在すると、測定処
理系のダイナミツクレンジと関係して測定不能と
なる恐れがある。
On the other hand, the applicant measures the refractive power of the eye including astigmatism by projecting light beams corresponding to at least three meridians onto different positions of the fundus of the eye and detecting the state of the light beams on the fundus of the eye. We are proposing a device to do this. In the above-described apparatus, the amount of light that can be detected is weaker than the amount of input light, so the measurement processing system must ensure a very high gain in order to obtain the desired resolution. Therefore, if external light enters the subject's eye, detection accuracy may decrease or measurement may become impossible, while there are large individual differences in the reflectance of the fundus of the subject's eye or the transmittance of the intraocular intermediate light transmitting body, such as in cataracts. If this exists, there is a risk that measurement will be impossible due to the dynamic range of the measurement processing system.

本発明の目的はこの種の難点を除去することに
あり、後述する実施例のように、複数の光束を被
検眼に投入してその各々を検知するような場合に
は、各光束の光量をバランスさせることやその出
力を均一化することが、測定処理上有効な手段で
ある。なお、測定用光束としては赤外線のような
不可視光を使用すると、自然状態の被検眼を測定
し易いが、その場合、可視光と不可視光の波長差
に基づく屈折率の違い等は当然補償して置く。
The purpose of the present invention is to eliminate this type of difficulty, and when a plurality of light beams are injected into the subject's eye and each of them is detected, as in the embodiment described later, it is necessary to adjust the light intensity of each light beam. Balancing and making the output uniform are effective means for measurement processing. Note that using invisible light such as infrared rays as the measurement light flux makes it easier to measure the subject's eye in its natural state, but in that case, the difference in refractive index due to the wavelength difference between visible light and invisible light must of course be compensated for. Leave it there.

以下図面に従つて第1実施例を説明する。第1
図で、Eは被検眼、Efは眼底、Epは瞳孔であ
る。また1は照明光源で、発光源1aと、円孔を
有せる遮光板1b、コンデンサーレンズ1c、プ
リズム1d、チヨツパー1eから成る。プリズム
1dは3光束が後述する穴あきミラー上で互いに
分離するように設けている。2は投影用のマスク
で、3本の径線(予午線)に垂直な方向へ延びた
長方形のスリツト2a,2b,2cを備える。こ
こで径線を3本選んだ理由に触れておく。
A first embodiment will be described below with reference to the drawings. 1st
In the figure, E is the eye to be examined, E f is the fundus, and E p is the pupil. Reference numeral 1 denotes an illumination light source, which includes a light emitting source 1a, a light shielding plate 1b having a circular hole, a condenser lens 1c, a prism 1d, and a chopper 1e. The prism 1d is provided so that the three light beams are separated from each other on a perforated mirror, which will be described later. A projection mask 2 includes rectangular slits 2a, 2b, and 2c extending in a direction perpendicular to three meridians. Here I will touch on the reason why I chose the three diameter lines.

乱視における経線方向による視度の変化が正弦
波的に変化すると仮定すれば視度は径線方向の角
度の関数として次式で表わされる。
Assuming that the change in diopter in the meridian direction in astigmatism changes sinusoidally, the diopter can be expressed as a function of the angle in the radial direction by the following equation.

D―A sin(2θ+α)+B (1) 変数D,θは視度及び経線方向の角度を各々表
わす。定数A,B,αは各々乱視度、平均視度、
乱視軸方向に相当する。(1)式の未知数は3つなの
で少なくとも3つの径線方向での測定値あれば(1)
式を適用し、乱視度、平均視度、乱視軸方向の各
値を任意の径線方向に対して求めることができ
る。但し測定する経線方向を3つに限度せずそれ
以上増すことにより、その内の任意の3組で上記
値を求め他の組合せで求めた値と平均化すること
により精度を向上できることはいうまでもない。
DA sin(2θ+α)+B (1) The variables D and θ represent the diopter and the meridian angle, respectively. The constants A, B, and α are the degree of astigmatism, the average diopter, and
Corresponds to the astigmatism axis direction. Since there are three unknowns in equation (1), if there are measured values in at least three radial directions, then (1)
By applying the formula, each value of the degree of astigmatism, average diopter, and astigmatism axis direction can be determined for any radial direction. However, it goes without saying that by increasing the number of meridian directions to be measured without limiting it to three, the accuracy can be improved by finding the above values in any three of them and averaging them with the values found in other combinations. Nor.

3はテーキングレンズで、不図示の機構によつ
て、一回の測定中一方向へ単調に移送される。4
はリレーレンズ。5は穴あきミラーで、第3図に
平面形態を描く通り、3径線に対応する3つの円
形開口5a,5b,5cを備える。6は対物レン
ズで、以上の部材1乃至6は投影系を構成する。
Reference numeral 3 denotes a taking lens, which is monotonically moved in one direction during one measurement by a mechanism not shown. 4
is a relay lens. Reference numeral 5 denotes a perforated mirror, which is provided with three circular openings 5a, 5b, and 5c corresponding to three meridians, as shown in its plan view in FIG. 6 is an objective lens, and the above members 1 to 6 constitute a projection system.

次に、7はリレーレンズ、12は半透鏡、8は
テーキングレンズで、テーキングレンズ8はテー
キングレンズ3と同様に移動する。なお、レンズ
7とレンズ8の仕様をレンズ4とレンズ3に合わ
せれば移動量が等しくなつて都合が良い。9は検
知用のマスクで、第4図に描くように、3径線に
垂直な方向へ延びた長方形のスリツト9a,9
b,9cを備える。
Next, 7 is a relay lens, 12 is a semi-transparent mirror, 8 is a taking lens, and the taking lens 8 moves in the same way as the taking lens 3. Note that it is convenient if the specifications of the lenses 7 and 8 match those of the lenses 4 and 3, since the amounts of movement will be equal. 9 is a detection mask, which has rectangular slits 9a, 9 extending in a direction perpendicular to the three radial lines, as shown in FIG.
b, 9c.

10a,10b,10cはライトガイド、11
a,11b,11cは光電変換素子で、各ライト
ガイドはマスク9のスリツトと光電変換素子を一
対一に結び付けて、スリツトへ入射した光束は全
て素子へ導びかれるようにしている。
10a, 10b, 10c are light guides, 11
Numerals a, 11b, and 11c are photoelectric conversion elements, and each light guide connects the slit of the mask 9 and the photoelectric conversion element one-to-one so that all the light flux incident on the slit is guided to the element.

以上の7乃至12の部材および対物レンズ6と
穴あきミラー5は検知系を構成する。
The above 7 to 12 members, the objective lens 6, and the perforated mirror 5 constitute a detection system.

以上の投影系において、対物レンズ6と被検眼
Eとの作動距離が適正の時、穴あきミラーの開口
5a,5b,5cの像が被検眼の瞳孔Ep上に形
成されるように穴あきミラーを配置し、テーキン
グレンズ3と8の移動範囲内で、投影用マスク2
と眼底Efが共役となり、同時に眼底Efと検知用
マスク9は共役となるようにマスク2と9を配置
する。これは例えば移動範囲の中間点にテーキン
グレンズが在る時、零ジオプターの被検者ではマ
スク2は眼底Efを介してマスク9と共役になる
ように配置することを意味する。
In the above projection system, when the working distance between the objective lens 6 and the subject's eye E is appropriate, the aperture is set so that the images of the apertures 5a, 5b, and 5c of the perforated mirror are formed on the pupil E p of the subject's eye. Place the mirror and place the projection mask 2 within the moving range of the taking lenses 3 and 8.
The masks 2 and 9 are arranged so that the fundus E f and the fundus E f are conjugate, and at the same time, the fundus E f and the detection mask 9 are conjugate. This means that, for example, when the taking lens is located at the midpoint of the movement range, the mask 2 is placed so as to be conjugate with the mask 9 via the fundus E f for a subject with zero diopters.

従つてテーキングレンズ3または9の軸上位置
は眼屈折力に対応するから、位置信号を検知する
ための光電変換素子16を含むリニアエンコーダ
でテーキングレンズ3の軸上位置を読取れば眼屈
折力が算出できるわけであるが、各位置に対応す
るジオプター値が出力するように構成しておけ
ば、以降の計算回路は簡単になる。
Therefore, since the axial position of the taking lens 3 or 9 corresponds to the eye refractive power, if the axial position of the taking lens 3 is read with a linear encoder including the photoelectric conversion element 16 for detecting the position signal, the eye refractive power can be adjusted. The refractive power can be calculated, but if the configuration is configured so that the diopter value corresponding to each position is output, the subsequent calculation circuit will be simplified.

以上構成で、照明光源1に照明されたマスク2
の各スリツト2a,2b,2cを発した測定光束
はテーキングレンズ3で一旦結像され、リレーレ
ンズ4でまた収斂作用を受けた後、穴あきミラー
5の別々の開口5a,5b,5cを通過して再結
像し、対物レンズ6を経て被検眼の眼底Ef上あ
るいはその前方に各スリツトの像を結ぶか、その
後方にスリツト像を結ぶ状態で収斂する。その
際、測定光束は穴あきミラーの各開口の作用で、
瞳孔Ep上の異なつた領域を通過する。
With the above configuration, the mask 2 illuminated by the illumination light source 1
The measurement light beams emitted from the respective slits 2a, 2b, 2c are once formed into images by the taking lens 3, and after being converged by the relay lens 4, they are focused through the separate apertures 5a, 5b, 5c of the perforated mirror 5. It passes through and is re-imaged, and converges with each slit image forming on or in front of the fundus E f of the eye to be examined through the objective lens 6, or forming a slit image behind it. At that time, the measurement light flux is affected by each aperture of the perforated mirror,
It passes through different areas on the pupil E p .

眼底Efで散乱反射した光束は対物レンズ6へ
入射して一旦結像し、その後、穴あきミラー5の
鏡面で反射してリレーレンズ7で収斂作用を受
け、半透鏡12で反射してテーキングレンズ8に
より結像される。マスク9上には、マスク2のス
リツトのぼけるか鮮明な像が形成されるが、各ス
リツトを発した光束は軸外光のため、ボケている
時は径線方向へ位置ずれを起し、その両作用でマ
スク9のスリツトを通過する光量は減少し、鮮明
な時はマスク9のスリツトに正確にマスク2のス
リツト像が重なるため、スリツトを通過する光量
は最大となる。
The light beam scattered and reflected by the fundus E f enters the objective lens 6 and forms an image, then is reflected by the mirror surface of the perforated mirror 5, converged by the relay lens 7, and reflected by the semi-transparent mirror 12 to form an image on the objective lens 6. An image is formed by the king lens 8. A blurred or clear image of the slits of the mask 2 is formed on the mask 9, but since the light flux emitted from each slit is off-axis light, when the image is blurred, the image is shifted in the radial direction. Both of these effects reduce the amount of light passing through the slits of the mask 9, and when the image is clear, the slit image of the mask 2 exactly overlaps with the slits of the mask 9, so the amount of light passing through the slits becomes maximum.

従つてテーキングレンズ3と8を移送し、光電
変換素子11a,11b,11cの各検知光量が
極値を取つた時のデイオプター値を別々に読取つ
て、不図示のマイクロプロセツサーにより、上述
の(1)式へ挿入して計算すれば所望の値が得られる
わけであるが、このことは第7図に従つて後述す
る。
Therefore, the taking lenses 3 and 8 are moved, and the diopter values obtained when the respective detected light quantities of the photoelectric conversion elements 11a, 11b, and 11c reach their extreme values are read separately, and a microprocessor (not shown) performs the above-mentioned processing. The desired value can be obtained by inserting it into equation (1) and calculating it, which will be described later with reference to FIG.

次に、13は集光レンズ、14は絞り板、15
は光電変換素子である。そして絞り板は、集光レ
ンズ13とリレーレンズ7、穴あきミラー5の鏡
面、対物レンズ6に関して被検眼前眼部と共役な
位置に配する。前眼部としては穴あきミラーの開
口像が形成される瞳孔と共役にするのが最も望ま
しい。この様な配置にすることで、被検眼で反射
した後、瞳孔を射出する光束の光量をある係数下
で全て測光することが可能となる。即ち、被検眼
Eを射出し、対物レンズ6で一旦結像し、穴あき
ミラー5の鏡面で反射し、リレーレンズ7で収斂
作用を受けた後、半透鏡12を透過し、集光レン
ズ13で集束され、絞り板14で規制されて光電
変換素子へ入射する。絞り板14は、例えば虹彩
による反射光等の瞳孔以外の部位から来る光を遮
断する機能を持つ。
Next, 13 is a condenser lens, 14 is an aperture plate, and 15
is a photoelectric conversion element. The aperture plate is arranged at a position conjugate with the anterior segment of the subject's eye with respect to the condenser lens 13, the relay lens 7, the mirror surface of the perforated mirror 5, and the objective lens 6. It is most desirable for the anterior segment to be conjugate with the pupil where the aperture image of the perforated mirror is formed. With this arrangement, it is possible to measure the amount of light that exits the pupil after being reflected by the subject's eye under a certain coefficient. That is, the eye E to be examined is ejected, once formed into an image by the objective lens 6, reflected by the mirror surface of the perforated mirror 5, subjected to a converging action by the relay lens 7, transmitted through the semi-transparent mirror 12, and then imaged by the condensing lens 13. The light is focused by the aperture plate 14, and then enters the photoelectric conversion element. The aperture plate 14 has a function of blocking light coming from areas other than the pupil, such as light reflected by the iris.

以上の例で、光電変換素子15は3光束を同時
に測光しているが3光束を独立に測光することも
可能で、第1図のマスク2の各スリツトを単一の
光源で照明する替りに、第6図に描く通り、各ス
リツトの背後に別々の光源1′,1″,1を配置
し、各光源を周期的にパルス点燈する。この点燈
周期を一周期間にテーキングレンズが移動して生
じる屈折力の変化が分解能以下になる程度の高速
に決めれば、眼屈折力の測定に問題が生じること
はなく、また光電変換素子15に入射する光束は
順次マスク2の各スリツトに対応するので、素子
15のパルス出力を分割処理すれば各光束ごとの
光量を知ることもできる。
In the above example, the photoelectric conversion element 15 measures the three light beams simultaneously, but it is also possible to measure the three light beams independently, instead of illuminating each slit of the mask 2 in FIG. 1 with a single light source. , as shown in Fig. 6, separate light sources 1', 1'', 1 are placed behind each slit, and each light source is pulse-lit periodically. If the speed is determined so that the change in refractive power caused by movement is below the resolution, there will be no problem in measuring the eye refractive power, and the light beam incident on the photoelectric conversion element 15 will be transmitted to each slit of the mask 2 in sequence. Therefore, if the pulse output of the element 15 is divided and processed, the amount of light for each luminous flux can be determined.

以降、第1図の光学系で検知された信号の処理
について第7図に沿つて説明するが、3個の光電
変換素子11a,11b,11cの信号について
は、一系列を取り上げて述べる。
Hereinafter, processing of signals detected by the optical system shown in FIG. 1 will be explained along with FIG. 7, and one series of signals from the three photoelectric conversion elements 11a, 11b, and 11c will be described.

図中、11aは極値検出用の光電変換素子、1
5は瞳孔出射光束の光量検出用の光電変換素子、
16はテーキングレンズ3の位置を検出する為の
リニヤエンコーダの光電変換素子、17は関数演
算を行うマイクロプロセツサーをそれぞれ示して
ある。光電変換素子11aからの信号は前置増幅
器20aで増幅され、21aの帯域通過フイルタ
ーに加えられる。該帯域通過フイルター21aは
前記光源1のチヨツピング周波数(第1図の1e
による)を中心周波数とするよう設定され、光電
変換素子11aにおける指標像の移動にともなう
信号分の有用な信号のみを抽出し、周囲光からの
直流分と商用電源の周波数成分等の望ましくない
成分を除去するよう構成されている。
In the figure, 11a is a photoelectric conversion element for extreme value detection;
5 is a photoelectric conversion element for detecting the amount of light emitted from the pupil;
Reference numeral 16 indicates a photoelectric conversion element of a linear encoder for detecting the position of the taking lens 3, and reference numeral 17 indicates a microprocessor for performing functional calculations. The signal from the photoelectric conversion element 11a is amplified by a preamplifier 20a and applied to a bandpass filter 21a. The bandpass filter 21a has a switching frequency of the light source 1 (1e in FIG. 1).
) is set as the center frequency, and only the useful signals associated with the movement of the target image in the photoelectric conversion element 11a are extracted, and undesirable components such as the DC component from ambient light and the frequency component of the commercial power source are extracted. is configured to remove.

22aはアナログ掛算器を構成させた回路で、
後述するサンプリングホールド回路32からの光
量チエツク信号をパラメーターとして入力し、帯
域通過フイルター21aのフイルター出力信号を
次段へ伝える際の増幅度の自動設定を行つてい
る。従つて帯域通過フイルター21aからのフイ
ルター出力信号は前記光量チエツク信号の大小に
応じて自動利得調整が施され、アナログ掛算器2
2aの回路の増幅度の係数を適当に選べば、アナ
ログ掛算器22aの出力においては絶えず同一レ
ベルの搬送波の上に信号波を重畳した信号が得ら
れる。
22a is a circuit configured as an analog multiplier;
A light amount check signal from a sampling and hold circuit 32, which will be described later, is input as a parameter to automatically set the degree of amplification when transmitting the filter output signal of the bandpass filter 21a to the next stage. Therefore, the filter output signal from the bandpass filter 21a is subjected to automatic gain adjustment according to the magnitude of the light amount check signal, and the filter output signal is sent to the analog multiplier 2.
If the amplification factor of the circuit 2a is appropriately selected, a signal in which a signal wave is constantly superimposed on a carrier wave at the same level can be obtained at the output of the analog multiplier 22a.

アナログ掛算器22aからの出力信号は復調器
23aで検波され、搬送波の除かれた信号波のみ
が破線で囲んだ18aのピーク検出回路部に導入
される。光電変換素子15に接続された29は光
量チエツク用の前置増幅器、30は帯域通過フイ
ルターであつて、これら両者は前置増幅器20a
及び帯域通過フイルター21aと同様な構成とな
つており、光電変換素子15の受光信号を処理し
ている。30のフイルター出力は復調器31に直
ぐに導入されて検波され、搬送波が除かれる。
The output signal from the analog multiplier 22a is detected by a demodulator 23a, and only the signal wave from which the carrier wave has been removed is introduced into a peak detection circuit section 18a surrounded by a broken line. 29 connected to the photoelectric conversion element 15 is a preamplifier for checking the amount of light, and 30 is a band pass filter, both of which are connected to the preamplifier 20a.
It has the same configuration as the bandpass filter 21a and processes the light reception signal of the photoelectric conversion element 15. The filter output of 30 is immediately introduced into a demodulator 31 where it is detected and the carrier wave is removed.

一方、28はサンプリングパルス発生器で、マ
イクロプロセツサー17から出力される測定スタ
ート指令信号を受けて、その直後に短い時間幅の
サンプリングパルスを出力する。32はサンプリ
ングホールド回路であり、復調器31出力の搬送
波の除かれた光量チエツク信号を、サンプリング
パルス発生器28からの出力パルスのタイミング
でアナログ電圧をホールドする。光電変換素子1
5の受光信号に関連したサンプリングホールド回
路32から出力される該アナログホールド電圧は
アナログ掛算器22aの自動利得調整器に導入さ
れて、極値検出用の光電変換素子11aで受光し
た極値検出用信号の処理系の利得補正を行う。1
8aはピーク検出回路部であつて復調器23aか
ら出力される復調アナログ信号のピーク時極値を
求めて、該ピーク時の瞬時にメモリー指令信号の
パルス19を発生するよう機能する。ピーク検出
回路部18aの構成を次に記す。
On the other hand, 28 is a sampling pulse generator which receives a measurement start command signal outputted from the microprocessor 17 and immediately outputs a sampling pulse with a short time width. Reference numeral 32 denotes a sampling and holding circuit, which holds the light amount check signal from which the carrier wave output from the demodulator 31 has been removed, into an analog voltage at the timing of the output pulse from the sampling pulse generator 28. Photoelectric conversion element 1
The analog hold voltage output from the sampling hold circuit 32 related to the light reception signal No. 5 is introduced into the automatic gain adjuster of the analog multiplier 22a, and is used to detect the extreme value of the light received by the photoelectric conversion element 11a for extreme value detection. Performs gain correction of the signal processing system. 1
Reference numeral 8a denotes a peak detection circuit section which functions to determine the peak time extreme value of the demodulated analog signal output from the demodulator 23a and generate the pulse 19 of the memory command signal at the instant of the peak time. The configuration of the peak detection circuit section 18a will be described below.

24aは例えば8ビツトのA―D変換器で、復
調器23aの復調出力信号をデジタル信号に変換
する。デジタル変換されたA―D変換器24aの
出力信号は更にメモリー25aに送られそこに一
時記憶される。該メモリー25aの信号は直ぐに
読み出されてデジタルコンパレータ26aの一方
の端子に導入される。デジタルコンパレータ26
aの他方の端子には、前記A―D変換器24aか
らのデジタル信号が直接導入されており、メモリ
ー25aに記憶されたデジタル信号値との比較が
行われる。27aはメモリー指令回路で、マイク
ロプロセツサー17からの測定スタート指令信号
とA―D変換器24aからのタイミング信号が送
られており、デジタルコンパレータ26aにおい
て、A―D変換器24aから直接導入される信号
値がメモリー25aに記憶された信号値より大き
い場合、メモリー指令信号をメモリー25aに送
りA―D変換器24aでA―D変換された大きい
方の信号値を記憶させる為に働く。更に27aか
らは前記測定スタート指令信号により測定の開始
毎にメモリー25aにリセツトさせる信号が出力
されている。従つて該メモリー指令信号はA―D
変換器24aからの信号値が増加傾向にある間中
順次指令パルスを発生し続け、該信号値がピーク
を過ぎて減小傾向に移行するとその瞬時からパル
スの発生を禁止する動作となり、メモリー25a
には一回の測定中、ピーク時の信号値が記憶され
ることとなる。
24a is an 8-bit AD converter, for example, which converts the demodulated output signal of the demodulator 23a into a digital signal. The digitally converted output signal of the AD converter 24a is further sent to the memory 25a and temporarily stored therein. The signal in the memory 25a is immediately read out and introduced into one terminal of the digital comparator 26a. Digital comparator 26
The digital signal from the AD converter 24a is directly introduced into the other terminal of the terminal a, and is compared with the digital signal value stored in the memory 25a. Reference numeral 27a is a memory command circuit to which a measurement start command signal from the microprocessor 17 and a timing signal from the A-D converter 24a are sent. When the signal value is larger than the signal value stored in the memory 25a, a memory command signal is sent to the memory 25a, and the larger signal value converted from A to D by the A to D converter 24a is stored. Further, from 27a, a signal is outputted to reset the memory 25a each time a measurement is started in response to the measurement start command signal. Therefore, the memory command signal is A-D.
While the signal value from the converter 24a is increasing, command pulses continue to be generated sequentially, and when the signal value passes the peak and begins to decrease, the pulse generation is prohibited from that moment, and the memory 25a
The signal value at the peak time during one measurement is stored.

33は光電変換素子16用の前置増幅器で、前
述したテーキングレンズ3及び8の位置を検出す
るリニアエンコーダのアナログ信号を得ている。
該アナログ出力は34の波形整形器でパルス整形
される。波形整形器34からの出力エンコーダパ
ルスは前記24aのA―D変換器の変換指令クロ
ツクとしてA―D変換器24aに送り込まれる一
方、35のカウンターに導入される。カウンター
35は前記28からの出力パルスをリセツト信号
として、該エンコーダパルスを各測定時毎にカウ
ンタする。36aはメモリーを示し、前記27a
からのメモリー指令信号19に基づいて35から
出力されるカウント値を記憶する。36b,36
cは別の2光束用のメモリーで、メモリー指令回
路27aと同様にメモリー指令を発生する別の2
光束用の27b,27cの指令により、それぞれ
35の出力値を記憶する。この結果メモリー36
a,36b,36cに最終的に記憶された信号値
は、各径線方向のピーク時のテーキングレンズ3
及び8の位置の値と対応する。測定データのとり
込み終了と同時に、該記憶値は各々マイクロプロ
セツサー17に送り込まれて前述(1)式の演算処理
が実行される。
33 is a preamplifier for the photoelectric conversion element 16, which obtains an analog signal of a linear encoder for detecting the positions of the above-mentioned taking lenses 3 and 8.
The analog output is pulse-shaped by 34 waveform shapers. The output encoder pulse from the waveform shaper 34 is sent to the A/D converter 24a as a conversion command clock for the A/D converter 24a, and is also introduced into the counter 35. Counter 35 uses the output pulse from 28 as a reset signal and counts the encoder pulse at each measurement time. 36a represents a memory;
The count value output from 35 is stored based on the memory command signal 19 from . 36b, 36
c is another memory for two luminous fluxes, which generates a memory command similarly to the memory command circuit 27a.
Thirty-five output values are stored in each of the luminous flux commands 27b and 27c. This result memory 36
The signal values finally stored in a, 36b, and 36c are the values of the taking lens 3 at the peak in each radial direction.
and corresponds to the value of position 8. Simultaneously with the completion of importing the measurement data, the stored values are respectively sent to the microprocessor 17 and the arithmetic processing of equation (1) described above is executed.

以上の構成において、マイクロプロセツサー1
7から測定スタート指令が出力されるとメモリー
25a及びカウンター35がリセツトされ、サン
プリングホールド回路32はその時に入力されて
いるアナログ電圧をホールドする。これによりア
ナログ掛算器22aの信号増幅度は決定され、測
定処理系の準備が完了する。更に不図示の手段に
よつて移動レンズ3及び8の単調移動が開始され
る。いま、波形整形器34から第1番目のエンコ
ーダパルスE1が発せられると、この出力により
A―D変換器24aにはA―D変換指令が送り込
まれて復調器23aの出力信号をデジタル変換
し、該デジタル信号値をデジタルコンパレータ2
6aに送る。同時にパルスE1はカウンター35
に導入されてカウント値1を出力する。このとき
コンパレータ26aにおいては、リセツトされた
メモリー25aからの信号値と前記デジタル信号
値との比較が行われ、この結果、メモリー指令回
路27aからは無条件でメモリー指令パルスが出
力される。これによりメモリー25a及び36a
には前の情報に代つて新情報が記憶されることに
なる。
In the above configuration, the microprocessor 1
When a measurement start command is output from 7, the memory 25a and counter 35 are reset, and the sampling hold circuit 32 holds the analog voltage input at that time. As a result, the signal amplification degree of the analog multiplier 22a is determined, and the preparation of the measurement processing system is completed. Furthermore, monotonous movement of the movable lenses 3 and 8 is started by means not shown. Now, when the first encoder pulse E1 is emitted from the waveform shaper 34, this output sends an A-D conversion command to the A-D converter 24a, which digitally converts the output signal of the demodulator 23a. , the digital signal value is sent to the digital comparator 2
Send to 6a. At the same time, pulse E 1 is counter 35
is introduced and outputs a count value of 1. At this time, the comparator 26a compares the signal value from the reset memory 25a with the digital signal value, and as a result, a memory command pulse is unconditionally output from the memory command circuit 27a. As a result, memories 25a and 36a
The new information will be stored in place of the previous information.

次に、34から第2番目のエンコーダパルス
E2が出力されると、26aには24aから2番
目のデジタル信号値が入力される一方、35はカ
ウント値2を出力する。
Then the second encoder pulse from 34
When E 2 is output, 26a receives the second digital signal value from 24a, while 35 outputs count value 2.

ここでもしE2による前記デジタル信号値がE1
による前記デジタル信号値より大きいときは、コ
ンパレータ26aは信号を発し、この信号に基づ
きメモリ指令回路37aからメモリー指令がメモ
リー25a及びメモリー36aに送られ、それぞ
れE2による情報を記憶する。このようにして、
oにおいても同様な動作が実行され、テーキン
グレンズ3及び8の移動が完了すると、メモリー
36aには移動レンズの一回のスキヤンニング中
における光電変換素子11aでの受光信号ピーク
時の35のカウント値が記憶されることになる。
メモリー36b,36cについても前述と全く同
様にそれぞれのカウント値が記憶され、これらの
値は、前述したように各径線方向のピーク時の視
度値と対応する。メモリー36a,36b,36
cに記憶された各信号は、スキヤンニングの完了
と同時に17のマイクロプロセツサーにて(1)式の
演算処理が実行されて、被検眼の球面視度、乱視
度及び乱視軸が算出され、その値は不図示の表示
装置に送られて結果が表示される。
Here, if the digital signal value due to E 2 is E 1
When the digital signal value is greater than the digital signal value, the comparator 26a issues a signal, and based on this signal, a memory command is sent from the memory command circuit 37a to the memory 25a and the memory 36a, each storing information according to E2 . In this way,
A similar operation is performed at E o , and when the movement of the taking lenses 3 and 8 is completed, the memory 36a stores the 35 data at the peak of the light reception signal at the photoelectric conversion element 11a during one scanning of the moving lens. The count value will be stored.
The memories 36b and 36c also store respective count values in exactly the same manner as described above, and these values correspond to the diopter values at the peak time in each radial direction, as described above. Memory 36a, 36b, 36
Simultaneously with the completion of scanning, each signal stored in c is processed by equation (1) in 17 microprocessors to calculate the spherical diopter, degree of astigmatism, and axis of astigmatism of the eye to be examined. , the value is sent to a display device (not shown) and the result is displayed.

以上詳述した構成となすことにより、被検眼眼
底からの反射光量に大きなレベル差が存在する場
合にも、A―D変換器24aによるA―D変換に
際してその出力信号が飽和したり、または変換に
ともなう量子化誤差による分解能の低下を防止す
ることができる一方、サンプリングホールドした
光量チエツク信号を補正に導入することで不要な
電気的ノイズを混入させずに自動利得調整が実現
でき、確実な屈折力測定に極めて有効である。
With the configuration described in detail above, even if there is a large level difference in the amount of reflected light from the fundus of the examined eye, the output signal will not be saturated during A-D conversion by the A-D converter 24a, or the While it is possible to prevent a decrease in resolution due to quantization errors caused by quantization errors, automatic gain adjustment can be realized without introducing unnecessary electrical noise by introducing the sampled and held light intensity check signal into the correction, and reliable refraction can be achieved. Extremely effective for force measurement.

なお、本実施例においては自動利得調整を帯域
通過フイルター21a出力信号について行つた
が、前置増幅器20a出力及び復調器23a出力
に置き換えて実施しても同様な効果が実現出来る
ことはいうまでもない。
In this embodiment, the automatic gain adjustment was performed on the output signal of the bandpass filter 21a, but it goes without saying that the same effect can be achieved even if the automatic gain adjustment is performed on the output of the preamplifier 20a and the output of the demodulator 23a. do not have.

第8図は本発明の別の実施例を示す。図中、新
たに加えられた40はアナログコンパレータ、4
1はスイツチ回路である。アナログコンパレータ
40には、前述した実施例と同一に処理された光
量チエツク信号31とそのサンプリングホールド
出力32′が第9図の如く導入され、両者のレベ
ルの比較を行う。ここでもし被検眼に外乱光が混
入すると光量チエツク信号31は第9図の如く混
入した時間だけ信号レベルに変化を生ずる。な
お、縦軸は電圧、横軸は時間を採る。前記2入力
によるアナログコンパレータ40の出力40′は
第10図の如くなり、外乱光の混入時だけロジツ
クレベル“1”を出力するような構成となる。4
1のスイツチ回路では31′と32′の2系統の入
力信号を40′の信号に応じて選択し、利得補正
信号を出力するよう機能する。この場合40′の
信号が“1”では31′の信号“0”では32′の
信号が選択されるよう構成する。このようにして
得られたスイツチ回路41からの出力を利得補正
信号として、前述実施例と同様に構成した自動利
得調整器22aに導入し、測定処理系の補正を行
う。なお、上述以外の図示部分は前述実施例と同
様に構成させるものとする。
FIG. 8 shows another embodiment of the invention. In the figure, the newly added 40 is an analog comparator;
1 is a switch circuit. The light amount check signal 31 processed in the same manner as in the embodiment described above and its sampling hold output 32' are introduced into the analog comparator 40 as shown in FIG. 9, and the levels of the two are compared. If disturbance light enters the subject's eye, the light amount check signal 31 changes in signal level by the amount of time the light enters, as shown in FIG. Note that the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. The output 40' of the analog comparator 40 with the two inputs is as shown in FIG. 10, and is configured to output a logic level "1" only when disturbance light is mixed. 4
The switch circuit 1 selects two input signals 31' and 32' according to the signal 40' and outputs a gain correction signal. In this case, when the signal 40' is "1", the signal 32' is selected when the signal 31' is "0". The output from the switch circuit 41 thus obtained is introduced as a gain correction signal into an automatic gain adjuster 22a configured in the same manner as in the previous embodiment, and the measurement processing system is corrected. Note that the illustrated portions other than those described above are constructed in the same manner as in the previous embodiment.

以上の構成によれば、復調器出力信号23a′は
第11図の如くなる。
According to the above configuration, the demodulator output signal 23a' becomes as shown in FIG.

第11図中破線で示した信号波形は本実施例の
補正を行わない場合の復調出力波形であり、実線
は該補正を実施した場合の出力波形である。本実
施例の構成となすことにより、屈折力の測定中に
被検眼に外乱光が混入した場合にも、ピーク検出
処理における誤差の発生を防止することができ、
信頼度の高い屈折力測定に極めて有効となる。
The signal waveform shown by the broken line in FIG. 11 is the demodulated output waveform when the correction of this embodiment is not performed, and the solid line is the output waveform when the correction is performed. With the configuration of this embodiment, even if ambient light enters the subject's eye during refractive power measurement, it is possible to prevent errors from occurring in the peak detection process.
This is extremely effective for highly reliable refractive power measurements.

なお本実施例では補正信号を41にて合成した
が、31′の光量チエツク信号のS/N比が充分
高ければ、補正信号として31′の信号をそのま
ま使用しても一向に差し支えない。
In this embodiment, the correction signal is synthesized at 41, but if the S/N ratio of the light amount check signal 31' is sufficiently high, there is no problem in using the signal 31' as it is as the correction signal.

第12図は本発明の更に別の実施例で、42は
光量チエツク信号用のA―D変換器である。本実
施例は前述実施の中で18aのピーク検出回路部
と外乱判別回路40及び41の両者の機能をマイ
クロプロセツサー17におけるソフト処理で実施
させている例で、他の処理形部分の構成は前述実
施例の場合と同一である。
FIG. 12 shows yet another embodiment of the present invention, in which 42 is an AD converter for a light amount check signal. This embodiment is an example in which the functions of both the peak detection circuit section 18a and the disturbance discrimination circuits 40 and 41 are implemented by software processing in the microprocessor 17 in the above-mentioned implementation, and the configuration of other processing type sections is is the same as in the previous embodiment.

なお、以上の実施例中、瞳孔と共役な位置で測
定しているが、替わりに眼底と共役な位置で測定
することも可能である。しかしながら、眼底に形
成される像はボケたり、径線方向に位置ずれする
から、ボケて位置ずれした像でも全て測定するた
めにはかなり広い範囲を覆う光応答素子を必要と
する。
In the above embodiments, the measurement is performed at a position conjugate to the pupil, but it is also possible to perform measurement at a position conjugate to the fundus instead. However, since the image formed on the fundus of the eye is blurred or misaligned in the radial direction, a photoresponsive element that covers a fairly wide area is required in order to measure all of the blurred and misaligned images.

これまで説明した本発明の実施例によれば、眼
底からの反射光束の一部または全部に基づく光量
チエツク信号を同時もしくは単独で取出し、光量
チエツク信号によつて測定処理系の信号増幅度を
制御して屈折力を測定することにあり、これによ
つて測定処理系のダイナミツクレンジを大幅に拡
大することが可能で、眼底反射率及び中間透光体
透過率の極めて低い被検眼においても高精度の測
定が実現できる効果がある。
According to the embodiments of the present invention described so far, a light intensity check signal based on part or all of the reflected light flux from the fundus is extracted simultaneously or independently, and the signal amplification degree of the measurement processing system is controlled by the light intensity check signal. This enables the dynamic range of the measurement processing system to be greatly expanded, allowing for high refractive power even in the subject's eye with extremely low fundus reflectance and intermediate light transmittance. This has the effect of realizing accurate measurement.

また、一般的に微弱な光量を受光する際に問題
となる光電変換素子の熱雑音あるいは低周波雑音
をいかに除去するかが重要であつて、光量チエツ
ク信号においては測定の開始とほぼ同時に光量信
号をサンプルホールドし、このホールド出力を各
被検眼ごとの補正パラメータとみなして測定処理
系の制御を行うことによつて、屈折力の測定処理
の過程に光量チエツク信号中に含まれる、光電変
換素子の不要なノイズ成分を混入させることな
く、高い精度の測定が達成できると同時に、補正
制御を実施しても測定時間に遅延を発生させずに
屈折力の瞬間測定が実現できる効果がある。
In addition, it is important to remove thermal noise or low frequency noise of the photoelectric conversion element, which is generally a problem when receiving a weak amount of light. By sampling and holding the output and controlling the measurement processing system by regarding this hold output as a correction parameter for each eye, the photoelectric conversion element included in the light intensity check signal is detected in the process of refractive power measurement processing. It is possible to achieve highly accurate measurement without introducing unnecessary noise components, and at the same time, it is possible to realize instantaneous measurement of refractive power without causing a delay in measurement time even when correction control is performed.

また別に、光量チエツク信号の処理系中に外乱
光判別機構を有するので、反射率,透過率に起因
する要素の補正制御を実施すると同時に、測定中
に外乱光が混入した場合にも混入した外乱光のレ
ベルに応じて測定処理系の補正制御を実施するこ
とができ、これによつて被検眼に外乱光の混入が
充分予想されるような厳しい条件下においても、
測定誤差の生じることを防止する効果を有する。
Separately, since it has a disturbance light discrimination mechanism in the light intensity check signal processing system, it can perform correction control for elements caused by reflectance and transmittance, and at the same time performs correction control for elements caused by reflectance and transmittance. It is possible to carry out correction control of the measurement processing system according to the light level, and as a result, even under severe conditions where it is expected that ambient light will enter the subject's eye,
This has the effect of preventing measurement errors from occurring.

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

第1図は実施例の光学系を示す縦断面図。第2
図から第5図までは構成部材の平面図。第6図は
構成部材の側面図。第7図と第8図は各々、実施
例の電気系を示すブロツク図。第9図から第11
図までは電気信号波形図。第12図は実施例の電
気系を示すブロツク図。 図中、2は投影用マスク、9は検知用マスク、
11a,11b,11cは光電変換素子、15は
光量チエツク用の光電変換素子、16はリニア・
エコーダの光電変換素子、17はマイクロプロセ
ツサー、18aはピーク検出回路、22aは利得
調整器、32はサンプリングホールド回路、40
はアナログ・コンパレータである。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the optical system of the embodiment. Second
5 to 5 are plan views of the constituent members. FIG. 6 is a side view of the constituent members. FIG. 7 and FIG. 8 are block diagrams showing the electrical system of the embodiment. Figures 9 to 11
The figures above are electrical signal waveform diagrams. FIG. 12 is a block diagram showing the electrical system of the embodiment. In the figure, 2 is a projection mask, 9 is a detection mask,
11a, 11b, 11c are photoelectric conversion elements, 15 is a photoelectric conversion element for checking the amount of light, and 16 is a linear
Echoda's photoelectric conversion element, 17 a microprocessor, 18a a peak detection circuit, 22a a gain adjuster, 32 a sampling hold circuit, 40
is an analog comparator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被検眼へ測定光束を投入し、眼底で反射した
光束を第1の光応答手段で検知して眼の屈折力を
測定する装置であつて、被検眼を射出する光束を
測光する第2の光応答手段と、第1の光応答手段
の出力を処理する処理系中の利得調整器と、第2
の光応答手段の出力によつて利得調整器を制御す
る制御回路を有することを特徴とする眼屈折力測
定装置。 2 前記制御回路はサンプリング・ホールドする
回路を含み、この回路のホールド信号によつて前
記利得調整器を制御することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の眼屈折力測定装置。 3 前記制御回路は外乱光判別回路を含み、この
回路の出力により前記利得調整器を制御すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の眼屈折
力測定装置。 4 前記第2の光応答手段は、被検眼の前眼部と
共役な位置に測定域を備えることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の眼屈折力測定装置。 5 前記測定光束は被検眼眼底の少なくとも3ケ
所へ入射することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の眼屈折力測定装置。
[Scope of Claims] 1. A device for measuring the refractive power of the eye by injecting a measurement light flux into the eye to be examined and detecting the light flux reflected by the fundus with a first photoresponse means, the light flux exiting the eye to be examined. a second photoresponsive means for photometry; a gain adjuster in a processing system for processing the output of the first photoresponsive means;
An eye refractive power measuring device comprising a control circuit for controlling a gain adjuster according to the output of the optical response means. 2. The eye refractive power measuring device according to claim 1, wherein the control circuit includes a sampling and holding circuit, and the gain adjuster is controlled by a hold signal of this circuit. 3. The eye refractive power measuring device according to claim 1, wherein the control circuit includes a disturbance light discrimination circuit, and the gain adjuster is controlled by the output of this circuit. 4. The eye refractive power measuring device according to claim 1, wherein the second photoresponsive means has a measurement area at a position conjugate with the anterior segment of the eye to be examined. 5. The eye refractive power measuring device according to claim 1, wherein the measurement light flux is incident on at least three locations on the fundus of the eye to be examined.
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