PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69927069T2 29.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000931504
Titel Ophthalmisches Gerät
Anmelder Nidek Co., Ltd., Gamagori, Aichi, JP
Erfinder Yoshida, Makoto, Kashima-cho, Aichi443-0037, JP
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 69927069
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.01.1999
EP-Aktenzeichen 993004068
EP-Offenlegungsdatum 28.07.1999
EP date of grant 07.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.2006
IPC-Hauptklasse A61B 3/15(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ophthalmologische Vorrichtung, und betrifft insbesondere eine ophthalmologische Vorrichtung mit einem Messteil zur Untersuchung und Messung eines zu untersuchenden Auges, und bewegt den Messteil bezüglich des Auges, so dass zwischen beiden eine vorbestimmte räumliche Beziehung hergestellt wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Eine ophthalmologische Vorrichtung wie etwa eine Vor richtung zur Messung der Brechkraft eines Auges bzw. ein Nonkontakt-Tonometer misst ein zu untersuchendes Auge, indem sie ein optisches Messsystem, das in der Vorrichtung vorgesehen ist, so bewegt, dass eine vorbestimmte Ausrichtung mit dem Auge hergestellt wird. Gemäß einem Ausrichtungsmechanismus, welcher vorgeschlagen wurde, werden Ausrichtungszielbilder, die durch Projektion von Ausrichtungszielen auf die Hornhaut des Auges gebildet werden, erfasst, und auf der Grundlage der so erfassten Informationen wird ein Bewegungsmittel zur Bewegung der Vorrichtung so angetrieben und angesteuert, dass die Ausrichtung automatisch eingestellt oder aufrecht erhalten wird. Um die Vorrichtung anzutreiben und anzusteuern wird das Ausrichtungsziel, welches ein Leuchtpunkt ist, auf einer Hornhautspitze gebildet, indem ein Ausrichtungsziellicht von vorn auf das Auge projiziert wird, oder ein Hornhautzentrum wird auf der Grundlage einer räumlichen Beziehung zwischen auf der Hornhaut gebildeten Leuchtpunkten erfasst, die durch Projektion von einer Mehrzahl von Ausrichtungsziellichtern darauf abgebildet sind.

Jedoch kann, beeinflusst durch Zustände einer Hornhautoberfläche, Licht erzeugenden Objekten (eine Fluoreszenz und dergleichen) und Tränen einer zu untersuchenden Person, Streulicht als eine große Anzahl von Leuchtpunkten auf der Hornhautoberfläche erscheinen. Die Leuchtpunkte können unter Umständen nicht von den Ausrichtungszielbildern unterschieden werden, was wahrscheinlich mit einer Erfassung des Hornhautzentrums kollidiert. In derartigen Fällen, wie sie oben erwähnt sind, kann es sein, dass Ausrichtungszustände falsch beurteilt oder gar nicht erfasst werden.

Hinsichtlich eines Ausrichtungsmechanismus, der aufeinanderfolgend Informationen über Leuchtpunkte speichert, so kann, wenn aufgrund von Streulicht viele Leuchtpunkte erfasst werden, die Erfassung aufgrund der Erschöpfung von verfügbarem Speicherplatz auf halbem Wege beendet sein.

Die US-A-5 696 573 offenbart eine ophthalmologische Vorrichtung, die eine Messeinrichtung zum Messen eines zu untersuchenden Auges enthält, die eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Messeinrichtung bezüglich des zu untersuchenden Auges, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Ausrichtungszustandes zwischen der Messvorrichtung und dem Auge, eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung des Betriebs der Bewegungsvorrichtung auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen der Erfassungsvorrichtung, eine Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen des Ausrichtungszustandes auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse der Erfassungsvorrichtung, eine Triggersignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Triggersignalen, um zu bewirken, dass die Messvorrichtung die Messung auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen der Erfassungsvorrichtung startet, und eine Stoppvorrichtung zum Stoppen des Betriebs der Bewegungsvorrichtung für eine erste vorbestimmte Zeitspanne nach Abschluss der Messung durch die Messeinrichtung umfasst.

Die US-A-5 170 193 offenbart eine Technik und eine Vorrichtung zum Auffinden von Punkten in einem Bild mit erheblichem Rauschen, die ohne spezielle Rauschunterdrükkungsalgorithmen schwierig zu erkennen sind. Im Zusammenhang mit der Bestimmung der Hornhautform als Beispiel der Technik haben die Reflexionen von Punktlichtquellen in oder auf der Hornhaut lange Zeit eine diagnostische Rolle gespielt. Die beschriebene Bildanalysetechnik wendet die Werkzeuge mathematischer Morphologie und vorheriger Information über die Form von Beleuchtungsmustern an, um Rauschen zu entfernen und die Punkte, für die man sich interessiert, für weitere mathematische Analysen zu isolieren. Das Ergebnis der Technik ist eine Menge von Paaren, die mit den erfassten Punkten in dem Bild mit dem bekannten Ort der Beleuchtung übereinstimmen.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht worden und hat zum Ziel, die oben genannten Probleme zu lösen und eine ophthalmologische Vorrichtung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, Ausrichtungszustände durch Minimieren des Einflusses von Streulicht leicht zu erfassen.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und werden zum Teil aus der Beschreibung offensichtlich sein oder können durch Ausführen der Erfindung erlernt werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindung können realisert und gewonnen werden mit Hilfe der Mittel und Kombinationen, die in den beigefügten Ansprüchen besonders hervorgehoben sind.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine ophthalmologische Vorrichtung bereitgestellt, die ein Messteil zur Untersuchung bzw. Messung eines zu untersuchenden Auges unter Bedingungen, unter denen eine Ausrichtung des Messteils in Rechts-Links-, Vertikal- und Vor-Zurück-Richtung mit dem Auge abgeschlossen ist;

ein optisches Beobachtungssystem mit einer optischen Beobachtungsachse zum Beobachten des Auges;

ein optisches Ausrichtungsziel-Projektionssystem zur Projektion von Lichtbündel, um eine Mehrzahl von Leuchtpunkten als Ausrichtungsziele zur Ausrichtung in der Rechts-Links- und Vertikalrichtung auf der Hornhaut des Auges zu bilden; und ein optisches Ausrichtungsziel-Erfassungssystem zur Erfassung der als Leuchtpunkte auf der Hornhaut gebildeten Ausrichtungsziele;

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst:

ein Verarbeitungsmittel zum Erfassen von Leuchtpunkten, deren Intensität gleich hoch wie oder heller als ein Schwellenwert ist, von auf der Hornhaut gebildeten und von dem optischen Erfassungssystem erfassten Leuchtpunkten, und zum Löschen von Leuchtpunkten, die wahrscheinlich nicht die als die Ausrichtungsziele gebildeten Leuchtpunkte sind, und zum Identifizieren der als die Ausrichtungsziele gebildeten Leuchtpunkte auf der Grundlage von Informationen über die Anzahl und die räumliche Beziehung der erfassten Leuchtpunkte; und

ein Steuerungsmittel zum Bewegen und Ansteuern des Messteils, um die Ausrichtung des Messteils in der Rechts-Links- und Vertikalrichtung mit dem Auge auf der Grundlage von Informationen über die Anzahl und räumliche Beziehung der als die Ausrichtungsziele identifizierten Leuchtpunkte abzuschließen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es selbst in Fällen, in denen aufgrund von Streulicht viele Leuchtpunkte auf der Hornhautoberfläche erscheinen, indem die Erfassung bezüglich des Teils, in dem Leuchtpunkte dicht sind, nicht ausgeführt wird, leicht möglich, die Ausrichtungszielbilder zu identifizieren. Demzufolge kann die Fehlbeurteilung der Ausrichtungszustände verringert werden. Ferner kann verfügbarer Speicher zum Speichern von Informationen über Leuchtpunkte effektiver ausgenutzt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Anmeldung enthalten sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen, zusammen mit der Beschreibung, der Erläuterung der Ziele, Vorteile und Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen sind:

1 eine schematische Darstellung, die eine Außenansicht eines Nonkontakt-Tonometers der bevorzugten Ausführungsform zeigt;

2 ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Teil eines optischen Ausrichtungssystems des Nonkontakt-Tonometers der bevorzugten Ausführungsform zeigt;

3 ein Blockdiagramm, das einen wichtigen Teil des Steuerungssystems des Nonkontakt-Tonometers der bevorzugten Ausführungsform zeigt;

4 eine Ansicht, die ein Beispiel eines auf einem TV-Monitor unter Bedingungen, unter denen das Auge korrekt ausgerichtet ist, angezeigten Fensters zeigt;

5 eine Ansicht, die eine räumliche Beziehung zwischen fünf Zielbildern zeigt, auf deren Grundlage Ausrichtungszustände beurteilt werden;

6 ein Flussdiagramm, das einen Zielbilderfassungsprozess der Vorrichtung zeigt;

7 eine Ansicht, die eine Möglichkeit zur Unterscheidung von Zielbildern von Gruppen bildenden Leuchtpunkten darstellt;

8A und 8B Ansichten, die eine ersten Kombination zur Identifizierung entsprechender Zielbilder in den Fällen zeigt, in denen zwei Zielbilder erfasst werden;

9A und 9B Ansichten, die eine zweite Kombination zur Identifizierung entsprechender Zielbildern in den Fällen zeigen, in denen zwei Zielbilder erfasst werden;

10A und 10B Ansichten, die eine dritte Kombination zur Identifizierung entsprechender Zielbilder in den Fällen zeigt, in denen zwei Zielbilder erfasst werden;

11A und 11B Ansichten, die eine vierten Kombination zur Identifizierung entsprechender Zielbildern in den Fällen zeigen, in denen zwei Zielbilder erfasst werden;

12A und 12B Ansichten, die eine fünfte Kombination zur Identifizierung entsprechender Zielbildern in den Fällen zeigen, in denen zwei Zielbilder erfasst werden;

13A13E Ansichten, die eine räumliche Beziehung zwischen Zielbildern in den Fällen zeigen, in denen drei Zielbilder erfasst werden;

14A14D Ansichten, die eine räumliche Beziehung zwischen Zielbildern in den Fällen zeigen, in denen vier oder fünf Zielbilder erfasst werden; und

15 eine Ansicht, die ein Beispiel einer Modifikation einer Leuchtpunkterfassung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachfolgend ist eine ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer ophthalmologischen Vorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.

Nachfolgend ist ein Nonkontakt-Tonometer als eine Vorrichtung der bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

[Gesamtaufbau]

1 ist eine schematisches Darstellung, die eine Außenansicht des Nonkontakt-Tonometers der bevorzugten Ausführungsform zeigt. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Basis, an der eine Kieferstütze 2 zur Fixierung eines zu untersuchenden Auges E befestigt ist. 3 ist ein Körperteil, 4 ist ein Messteil, das ein unten erwähntes optisches System aufnimmt, und 5 ist ein Joystick, der verwendet wird, um das Körperteil 3 und das Messteil 4 zu bewegen. Das Körperteil 3 gleitet entlang einer horizontalen Ebene der Basis 1 in einer Vor-Zurück-Richtung (Z-Richtung) und in einer Rechts-Links-Richtung (X-Richtung), indem der Joysticks 5 betätigt wird, und das Messteil 4 bewegt sich in der vertikalen Richtung (Y-Richtung) relativ zum Körperteil 3, indem der Joystick 5 betätigt wird.

Das Nonkontakt-Tonometer umfasst einen kugelförmigen Teil und einen unteren Rand, die an einem unteren Abschnitt eines Stils des Joysticks 5 ausgebildet sind, eine Gleitplatte, auf der der untere Rand schwingt, eine Reibungsplatte, die die Gleitplatte berührt und an der Basis 1 befestigt ist, und ein Pendellager in einem Gehäuse 3a, das mit dem Körperteil 3 verbunden ist. Dieser Aufbau ermöglicht Bewegungen des Körperteils 3 in horizontaler Richtung bezüglich der Basis 1. Ferner ist ein Drehknopf 5a um den äußeren Umfang des Joysticks 5 angeordnet, und eine Schlitzplatte dreht mit dem Drehknopf 5a. Eine Lichtquelle und ein Lichtempfangselement, zwischen denen die Schlitzplatte angeordnet ist, erfassen eine Drehrichtung und einen Drehbetrag des Drehknopfes 5a (der Schlitzplatte) aus einem von dem Lichtempfangselement übertragenen Signal. Ein Y-Achsenmotor, der das Messteil 4 in vertikaler Richtung und dadurch das Messteil 4 in vertikaler Richtung bezüglich des Körperteils 3 bewegt, wird entsprechend der erfassten Drehrichtung und dem erfassten Drehbetrag angetrieben und angesteuert. Für eine ausführliche Beschreibung des Joystick-Mechanismus wird auf die japanische Patentveröffentlichung Nr. HEI6 (1994)-7292 des Anmelders der vorliegenden Erfindung, die dem US-Patent 5 406 076 (Titel der Erfindung: "JOYSTICK MECHANISM FOR OPHTHALMIC APPARATUS") entspricht, verwiesen.

Das Messteil 4 bewegt sich ferner in einer Rechts-Links-Richtung (X-Richtung) sowie in einer Vor-Zurück-Richtung (Z-Richtung) relativ zu dem Körperteil 3. Diese Bewegungen werden nicht durch das Joystick 5 sondern einen X-Achsenmotor und einen Z-Achsenmotor erzeugt, die von einer unten erwähnten Steuerungsschaltung angetrieben und angesteuert werden, bewerkstelligt.

6 ist ein Düsenteil, in dem eine Düse zum Ausstrahlen eines komprimierten Gases zu dem Auge E angeordnet ist. Auf der Seite des Messteils, auf der sich die zu untersuchenden Person 4 befindet, sind die vier Lichtquellen 7a7d, die Ausrichtungsziele auf einen Peripherie einer Hornhaut Ec des Auges E projizieren, mit ihrem Zentrum bei dem Düsenteil 6 angeordnet. Auf einer lateralen Seite des Körperteils 3 ist ein Knopf 8 angeordnet, um Bewegungsgrenzen des Düsenteils 6 in Richtung des Auges E einzustellen. Auf der Seite des Joysticks 5 des Körperteils 3 (der Seite der untersuchenden Person) ist ein TV-Monitor vorgesehen, der zur Beobachtung verwendet wird.

[Optisches System]

2 ist ein Blockdiagramm, das, von oben betrachtet, einen wichtigen Teil des optischen Ausrichtungssystems der Vorrichtung zeigt. Das Nonkontakt-Tonometer ändert die Hornhaut Ec in eine vorbestimmte Form, indem es ein komprimiertes Gas auf sie strahlt. Der intraokulare Druck des Auges wird auf der Grundlage des Gasdrucks gemessen, der direkt oder indirekt erfasst wird. Dieser Messmechanismus hat jedoch eine geringe Beziehung zu der vorliegenden Erfindung, so dass auf die Beschreibung nicht angegeben ist. Für eine ausführliche Beschreibung wird auf die japanische Patentveröffentlichung Nr. HEI 5 (1993)-56931, die dem US-Patent Nr. 6 234 966 B entspricht, die eine Fortführungsanmeldung des US-Patents mit der Serien-Nr. 07/933303 (Titel der Erfindung: „NONCONTACT TYPE TONOMETER") des Anmelders der vorliegenden Erfindung ist, verwiesen.

(Optisches Beobachtungssystem)

10 ist ein optisches Beobachtungssystem, dessen optische Achse mit L1 bezeichnet ist. Das optische Beobachtungssystem 10 dient ferner als optisches Zielerfassungssystem zum Erfassen eines ersten und eines zweiten Ausrichtungsziels zur Ausrichtung in vertikaler und horizontaler Richtung (siehe unten). Die Düse 9 zum Ausströmen des Gases zur Veränderung der Hornhautform ist im Strahlengang des optischen Beobachtungssystems 10 angeordnet, wobei sie durch Glasplatten 8a und 8b gehalten wird, und ihre Achse fällt mit der optischen Achse L1 zusammen. Auf der optischen Achse L1 sind ein Strahlteiler 11, eine Objektivlinse 12, ein Strahlteiler 14, ein Filter 15 und eine CCD-Kamera 16 angeordnet. Das Filter 15 hat die Eigenschaft, dass es die Lichtbündel (Wellenlänge 950 nm) des (unten erwähnten) ersten und zweiten optischen Ausrichtungszielsystems und ein Lichtbündel (Wellenlänge 950 nm) eines (unten erwähnten) optischen Zielmarken-Projektionssystems transmittiert, nicht jedoch sichtbares Licht und ein Lichtbündel (Wellenlänge 800 nm) eines (unten erwähnten) optischen Abstandsziel-Projektionssystems. Somit wird verhindert, dass unnötiges Rauschlicht die CCD-Kamera 16 erreicht. Ein Bild eines hinteren Teils des Auges E sowie Zielbilder, die mit Hilfe der CCD-Kamera 16 fotografierte werden, werden auf dem TV-Monitor 17 angezeigt, und die untersuchende Person betrachtet die Bilder.

(Optisches Zielmarken-Projektionssystem)

20 bezeichnet das optische Zielmarken-Projektionssystem. 21 ist eine Zielmarken-Projektionslichtquelle, die das Infrarotlicht mit der Wellenlänge von 950 nm aussendet, 22 ist eine Zielmarkenplatte, auf der eine kreisförmige Markierung ausgebildet ist, und 23 ist eine Projektionslinse. Die Zielmarke auf der Zielmarkenplatte 22 wird von der Zielmarken-Projektionslichtquelle 21 beleuchtet und wird über die Projektionslinse 23, den Strahlteiler 14 und das Filter 15 von der CCD-Kamera 16 fotografiert.

Um die Erfassung der Zielbilder durch die CCD-Kamera 16 zu erleichtern, wird das von der Zielmarken-Projektionslichtquelle 21 ausgesendete Lichtbündel mit einer vorbestimmten Frequenz moduliert, so dass sich das Lichtbündel von der Zielmarken-Projektionslichtquelle 21 von Lichtbündeln, die von den Lichtquellen 7a7d und einer Lichtquelle 31 ausgesendet werden, unterscheidet. Um zu erreichen, dass ein Zielmarkenbild auf dem TV-Monitor 17 leicht beobachtet werden kann, ist es auch möglich, die Lichtmenge einzustellen, um das Zielmarkenbild von den Zielbildern aufgrund der Unterschiede in der Intensität zu unterscheiden, oder das Zielmarkenbild kann elektrisch durch einen Mustergenerator erzeugt werden.

(Optisches Augenfixierungssystem)

Ein optisches Augenfixierungssystem 25 umfasst eine Lichtquelle 26, die sichtbares Licht aussendet, eine Augenfixierungsplatte 27 und eine Projektionslinse 28. Wenn die Lichtquelle 26 eingeschaltet wird, tritt ein Lichtbündel aus der Augenfixierungsplatte 27 heraus. Das Lichtbündel tritt über die Projektionslinse 28, den Strahlteiler 14, die Objektivlinse 12 und den Strahlteiler 11 durch die Düse 9 und dann in das Auge E ein.

(Das optische System zur Projektion des ersten Ausrichtungsziels)

30 bezeichnet das optisches System zur Projektion des ersten Ausrichtungsziels. 31 ist die Mittenziel-Projektionslichtquelle, und 32 ist eine Projektionslinse 32. Die Lichtquelle 31 emittiert das Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 950 nm. Das von der Lichtquelle 31 ausgesendete Infrarotlichtbündel wird kollimiert, indem es durch die Projektionslinse 32 hindurchtritt, und wird dann von dem Strahlteiler 11 reflektiert. Anschließend verläuft das Lichtbündel entlang der optischen Achse L1 durch die Düse 9, um so die Hornhaut Ec zu bestrahlen. Das durch spiegelhafte Reflexion von der Hornhaut Ec reflektierte Lichtbündel bildet das erste Ausrichtungsziel i1, das ein virtuelles Bild der Lichtquelle 31 ist. Das Lichtbündel des ersten Ausrichtungsziels i1 bildet das Bild des ersten Ausrichtungsziels i1 auf einem fotografischen Element der CCD-Kamera 16.

(Das optische System zur Projektion des zweiten Ausrichtungsziels)

Das optische System 7 zur Projektion des zweiten Ausrichtungsziels umfasst vier Lichtquellen 7a7d (siehe 1). Die Lichtquellen 7a und 7b sind in der gleichen Höhe von der optischen Achse L1 angeordnet, ebenso 7c und 7d. Das heißt, der optische Abstand von jeder Lichtquelle wird gleich eingestellt. Die Lichtquellen 7a7d senden infrarotes Licht mit der gleichen Wellenlänge von 950 nm aus, das die Lichtquelle 31 von dem optischen System zur Projektion des ersten Ausrichtungsziels 30 aussendet. Das von den Lichtquellen 7a und 7b ausgesendete Licht bestrahlt die Peripherie der Hornhaut Ec von schräg oben und bildet dadurch Ziele i2 und i3, die virtuelle Bilder der Lichtquellen 7a bzw. 7b. Die Lichtquellen 7a und 7b werden auch zur Erfassung von Öffnungszuständen eines Augenlides verwendet. Das von den Lichtquellen 7c und 7d transmittierte Licht bestrahlt den Umfang der Hornhaut Ec von schräg oben und bildet so Ziele i4 und i5, die virtuelle Bilder der Lichtquellen 7c bzw. 7d sind. Die Lichtquellen 7a7d werden auch als Beleuchtungslichtquellen zur Beleuchtung des hinteren Teils des Auges E verwendet.

Die Lichtbündel der vier Ziele i2, i3, i4 und i5 treten über das optische Beobachtungssystem 10 in die CCD-Kamera 16 ein und erzeugen die Bilder auf dem fotografierenden Element der CCD-Kamera 16.

(Das optische Abstandsziel-Projektionssystem)

50 ist das optische Abstandsziel-Projektionssystem, dessen optische Achse mit L2 bezeichnet ist. Die optische Achse L2 ist zu der optischen Achse L1 geneigt angeordnet, und die zwei optischen Achsen schneiden sich an einem Punkt, der sich in einem vorbestimmten Arbeitsabstand von der Düse 9 befindet. 51 ist eine Lichtquelle zur Projektion eines Abstandsziels, das Licht mit einer Wellenlänge von 800 nm aussendet, die von der der Lichtquellen 7a7d und der Lichtquelle 31 verschieden ist. 52 ist eine Projektionslinse.

Das von der Lichtquelle 51 ausgesendete Licht wird kollimiert, indem es durch die Projektionslinse 52 hindurchtritt, und bestrahlt dann die Hornhaut Ec entlang der optischen Achse L2. Das spiegelhaft von der Hornhaut Ec reflektierte Lichtbündel bildet ein Ziel i6, das ein virtuelles Bild der Lichtquelle 51 ist.

(Das optische Abstandsziel-Erfassungssystem)

60 ist ein optisches Abstandsziel-Erfassungssystem, dessen optische Achse mit L3 bezeichnet ist. Die optische Achse L3 und die optische Achse L2 sind symmetrisch bezüglich der optischen Achse L1, und die zwei optischen Achsen schneiden einander an einem Punkt auf der optischen Achse L1. Auf der optischen Achse L3 sind eine Lichtempfangslinse 61, ein Filter 62 und ein eindimensionales Erfassungselement 63 angeordnet. Das Filter 62 hat die Eigenschaft, das von der Lichtquelle 51 ausgesendete Lichtbündel mit der Wellenlänge 800 nm zu transmittieren, transmittiert jedoch nicht die von den Lichtquellen 7a7d und der Lichtquelle 31 ausgesendeten Lichtbündel. Daher wird verhindert, dass Rauschlicht das eindimensionale Erfassungselement 63 erreicht. Das das Ziel i6 bildende Licht, das von der Lichtquelle 51 ausgesendet und von der Hornhaut Ec reflektiert wird, tritt über die Lichtempfangslinse 61 und das Filter 62 in das eindimensionale Erfassungselement 63 ein. Wenn sich das Auge E in Richtung der optischen Beobachtungsachse L1 bewegt (in einer Vor-Zurück-Richtung), bewegt sich auch das Bild des Ziels i6 in einer Richtung des eindimensionalen Erfassungselements 63. Die Position des Auges E wird somit aus der Abweichung des Bildes des Ziels i6 auf dem eindimensionalen Erfassungselement 63 erfasst.

[Das Steuerungssystem]

3 zeigt einen wichtigen Teil des Steuerungssystems der Vorrichtung. 70 ist eine Steuerungsschaltung, 71 ist eine Bildverarbeitungsschaltung, und 72 ist eine Zielabstands-Erfassungsschaltung. 7476 sind der X-Achsenmotor, der Y-Achsenmotor bzw. der Z-Achsenmotor, die jeweils das Messteil 4 relativ zu dem Körperteil 3 antreiben. 80 ist ein Messsystem, 81 eine Anzeigeschaltung, die Zeicheninformation und Figuren und dergleichen erzeugt, und 82 ist eine Synthetisierungsschaltung. 83 ist ein Ausrichtungsmodus-Änderungsschalter zum Auswählen von entweder einer automatischen Ausrichtung, die von der Vorrichtung auf der Grundlage der Zielerfassung ausgeführt wird, oder einer manuellen Ausrichtung, die nur von der untersuchenden Person durch Betätigen des Joysticks 5 ausgeführt wird. 84 ist ein Messschalter zur Eingabe eines Messstartsignals.

Die Bildverarbeitungsschaltung 71 führt an dem fotografierten, von der CCD-Kamera 16 übertragenen Bild eine Bildverarbeitung durch und gibt das verarbeitete Ergebnis an die Steuerungsschaltung 70. Die Steuerungsschaltung 70 gewinnt die räumliche Information des Zielbildes und einer Pupille.

Die Steuerungsschaltung 70 gewinnt ferner die Information über eine Abweichung des Auges E in einer Vor-Zurück-Richtung auf der Grundlage des von dem eindimensionalen Erfassungselement 63 über die Zielabstands-Erfassungsschaltung 72 übertragenen Signals. Die Steuerungsschaltung 70 sendet die so gewonnene Abweichungsinformation an die Anzeigeschaltung 81, anschließend erzeugt die Anzeigeschaltung 81 ein grafisches Signal einer Abstandsmarkierung und ein Positionssignal, die eine Position auf dem TV-Monitor 17 anzeigen, auf der Grundlage der Abweichungsinformation. Die Ausgangssignale von der Anzeigeschaltung 81 werden in der Synthetisierungsschaltung 82 mit einem Bildsignal von der CCD-Kamera 16 synthetisiert und anschließend zu dem TV-Monitor 17 gesendet und darauf angezeigt.

4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines auf dem TV-Monitor 17 in einem Zustand, in dem die Ausrichtung in X- und Y-Richtung korrekt durchgeführt ist, angezeigten Fensters zeigt. In dem Zustand, in dem die Ausrichtung in X- und Y-Richtung korrekt ist, werden die vier Zielbilder i20, i30, i40 und i40, die von dem optischen System 7 zur Projektion des zweiten Ausrichtungsziels auf der Peripherie der Hornhaut Ec gebildet werden, und das Zielbild i10, das von dem optischen System zur Projektion des ersten Ausrichtungsziels 30 in der Umgebung des Hornhautzentrums gebildet wird, angezeigt. 41 bezeichnet ein Zielmarkenbild. 42 bezeichnet der Abstandsmarkierung, die sich in Echtzeit entsprechend dem Abstand zwischen der Hornhaut Ec und dem Düsenteil 6 vertikal auf dem Zielmarkenbild 41 bewegt. Wenn sich die Hornhaut Ec in einem geeigneten Arbeitsabstand befindet, wird der Abstandsmarkierung 42 dem Zielmarkenbild 41 überlagert.

Die Arbeitsvorgänge der Vorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration sind nachfolgend beschrieben. Die untersuchende Person fixiert das Auge E mit Hilfe der Kieferstütze 2 und sorgt dafür, dass das Auge E das Fixierungsziel fixiert. Wenn die Vorbereitungen für die Messung abgeschlossen sind, betätigt die untersuchende Person den Joystick 5, wobei sie den TV-Monitor 17 beobachtet, um so das Messteil 4 grob mit dem Auge E auszurichten, bis der hintere Teil des Auges und die Ausrichtungsziele auf dem TV-Monitor 17 erscheinen.

Wenn es soweit ist, die Ausrichtungsziele von den von der CCD-Kamera 16 übertragenen Bilddaten zu erfassen, treibt und steuert die Steuerungsschaltung 70 den X-Achsenmotor 74 und den Y-Achsenmotor 75 an, um so das Messteil 74 in eine vollständige Ausrichtung in der In X- und Y-Richtung zu bringen.

Als nächstes ist der Prozess zur Erfassung von Leuchtpunkten der Ausrichtungszielbilder (im Folgenden einfach als die "Zielbilder" bezeichnet) von dem Ausgangssignal von der CCD-Kamera 16 beschrieben (siehe 6, das Flussdiagramm). Sobald das Bildsignal, das Daten für ein Fenster trägt, in dem Bildspeicher der Bildverarbeitungsschaltung 71 gespeichert ist, wird die Leuchtpunkterfassung ausgeführt. Die Leuchtpunkterfassung wird von dem Punkt aus gestartet, der die Koordinaten (X, Y) = (0, 0) an einer oberen linken Ecke des Fensters besitzt (SCHRITT-1–SCHRITT-3) und wird dann in Richtung des Punktes mit den Koordinaten (X, Y) = (Xlim, Ylim) an einer unteren rechten Ecke des Fensters fortgeführt (SCHRITT-9–SCHRITT-12). Wenn während der Erfassung ein Leuchtsignal, das gleich hoch wie ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder darüber liegt, erfasst wird (SCHRITT-4), wird die Leuchtpunktflanke, der ein Signal ist, das eine Position der Anstiegsflanke ist, gezählt (selbst ohne alle Positionen der Leuchtsignale zu speichern, können die entsprechenden Y-Koordinaten jedes Leuchtpunkts aus den ansteigenden Signalen gefunden werden). Wenn die Anzahl von Leuchtpunktflanken innerhalb einer vorbestimmten Speicherkapazität liegt (zum Beispiel niedriger als 100), werden die Koordinaten gespeichert (SCHRITT-5–SCHRITT-8).

Wenn bei der Erfassung der Leuchtpunktflanken wie oben beschrieben die Anzahl von Flanken innerhalb der vorbestimmten Speicherkapazität liegt und die Erfassung durch alle Koordinaten (X, Y) = (Xlim, Ylim) abgeschlossen ist (SCHRITT-11), werden die Positionen jedes Leuchtpunkts aus der Positionsinformation über die Leuchtpunktflanken berechnet, die in dem Datenspeicher gespeichert ist. Obwohl jeder Leuchtpunkt eine unterschiedliche Abmessung besitzt, kann die einzelne Position unabhängig vom Größenunterschied berechnet werden, indem das Zentrum der durchgehenden Leuchtpunktflanken entlang der Y-Koordinate gesucht wird (SCHRITT-13).

Sobald die einzelnen Positionen der Leuchtpunkte berechnet sind, werden Leuchtpunkte durch das Streulicht und Leuchtpunkte der Zielbilder differenziert, um so die Ausrichtungszielbilder zu lokalisieren (SCHRITT-14).

Nachfolgend ist beschrieben, wie die Ausrichtungszielbilder zu unterscheiden sind. Zunächst ist die räumliche Beziehung zwischen fünf Zielbildern, die als ein Kriterium zur Unterscheidung der Zielbilder fungiert, mit Bezug auf 5 beschrieben. 5 ist eine Ansicht, die die räumliche Beziehung zwischen den von dem jeweiligen Ausrichtungslicht in einer Situation, in der die Ausrichtung korrekt ausgeführt ist, geformten Zielbildern zeigt, wobei das Auge E eine bestimmte Hornhautkrümmung aufweist. Sei mit i10 das erste Ausrichtungszielbild in der ordnungsgemäßen Ausrichtung bezeichnet. Die Zielbilder i40 und i50 befinden sich ungefähr in einem Abstand a von i10 nach unten, entlang der Y-Achse und ungefähr in einem Abstand c von i10 in entgegengesetzte Richtungen, entlang der X-Achse. Die Zielbilder i20 und i30 befinden sich ungefähr in dem Abstand a von i10 nach oben, entlang der Y-Achse und ungefähr in einem Abstand b von i10 in entgegengesetzten Richtungen, entlang der X-Achse. Der Abstand b muss kürzer als der Abstand c (und wiederum länger als die Hälfte davon) sein. Diese räumliche Beziehung und Intervalle variieren entsprechend der Hornhautform und der relativen Position der Vorrichtung bezüglich des Auges E bis zu einem gewissen Grad, jedoch nicht stark. Daher werden durch Vergleich der räumlichen Beziehung und Intervalle mit der räumlichen Information über die Leuchtpunkte die Leuchtpunkte der Zielbilder von den Leuchtpunkten durch das Streulicht differenziert. Ferner werden auch die Zielbilder, die jeden der Leuchtpunkte bilden, identifiziert.

Geht man zum Beispiel davon aus, dass vereinzelte Leuchtpunkte 101103 und viele Leuchtpunkte, die Gruppen 104 und 105 bilden, erfasst werden, wie es in 7 gezeigt ist. Die Gruppen von Leuchtpunkten 104 und 105 sind die Leuchtpunkte durch das Streulicht, verursacht durch den Einfluss von Tränen der zu untersuchenden Person oder dergleichen. Die räumliche Beziehung jedes Leuchtpunktes und der Abstand zwischen ihnen werden mit dem in 5 gezeigten Kriterium verglichen, um so nacheinander die Leuchtpunkte auszulöschen, die wahrscheinlich keine Zielbilder sind. In dem in 7 gezeigten Beispiel können die Leuchtpunkte 101103 als die Zielbilder i10, i20 bzw. i30 identifiziert werden. Die Gruppen von Leuchtpunkten 104 und 105 können die Zielbilder i40 und i50 enthalten. Jedoch sollten sie, wenn sie nicht als die Zielbilder identifiziert werden, nicht in der Ausrichtungsinformation enthalten sein.

Sobald die Zielbilder identifiziert sind, bewegt und steuert die Steuerungsschaltung 70 das Messteil 4 auf der Grundlage der Anzahl und der Position der Zielbilder so, dass das Messteil 4 mit dem Auge ausgerichtet ist (SCHRITT-15). Die Vorgänge dieser Ausrichtung sind unten vollständig beschrieben.

Hier sind die Fälle beschrieben, in denen die Anzahl von Leuchtpunktflanken, die in dem Datenspeicher gespeichert sind, die vorbestimmte Speicherkapazität in SCHRITT-6 in 6 überschreitet. In diesen Fällen ist die örtliche Verteilung der Leuchtpunktflanken der wichtige Faktor. Die räumliche Verteilung der Leuchtpunktflanken kann aus der Anzahl von Linien der Y-Koordinaten aus den ersten erfassten Leuchtpunktflanken berechnet werden (SCHRITT-16). Wenn die Anzahl von Linien innerhalb der voreingestellten Anzahl liegt (im Folgenden als die "voreingestellte Linienzahl LN" bezeichnet), wird die Y-Koordinate zur Leuchtpunkterfassung an dem Punkt auf y + 1 aktualisiert, an dem die Anzahl der Leuchtpunktflanken die vorbestimmte Speicherkapazität überschreitet (SCHRITT-18) und kehrt dann zu SCHRITT-2 zurück und initialisiert die Anzahl der Leuchtpunktflanken und die in dem Datenspeicher gespeicherten Koordinaten. Anschließend wird SCHRITT-3–SCHRITT-12 wiederholt. In diesen SCHRITTen werden die Koordinaten der Leuchtpunktflanken überschrieben, wodurch die Daten, die ein Maß für den durch die voreingestellte Linienzahl LN definierten Bereich sind, nacheinander von dem Datenspeicher gelöscht werden.

Es sollte an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass die voreingestellte Linienzahl LN so eingestellt sein sollte, dass ein Bereich abgedeckt wird, der geringfügig größer als ein Bereich ist, in dem die Zielbilder i10, i20 und i30 oder die Zielbilder i10, i40 und i50 erfasst werden können (unter Berücksichtigung des individuellen Unterschieds), weil bei der Identifizierung von wenigstens drei Zielbildern das Messteil 4 trotz der Leuchtpunkte durch das Streulicht auf der Grundlage der Anzahl von Zielbildern und der räumlichen Beziehung geführt werden kann, wie es unten beschrieben ist. Wenn aufgrund von beispielsweise einer Fluoreszenz oder dergleichen das Streulicht auf der Oberfläche der Hornhaut Ec erscheint, können Leuchtpunkte dicht aneinander in dem oberen Teil des Auges E erscheinen. In diesen Fällen überschreiten die Daten der Leuchtpunktflanken die vorbestimmte Speicherkapazität, jedoch unterschreitet die Verteilung der Leuchtpunkte die Linienzahl LN, da die Leuchtpunkte dicht beieinander liegen. Daher werden die Daten, die den gehäuften Leuchtpunkten entsprechen, gelöscht, und nur die Zielbilder, die in einem Bereich unterhalb der voreingestellten Linienzahl LN erfasst werden, werden der weiteren Erfassung unterzogen.

Wenn hingegen die gezählte Linienzahl der ersten erfassten Leuchtpunktflanke die voreingestellte Linienzahl LN übersteigt, so wird die momentane Erfassung in dem Fenster in diesem Stadium abgeschlossen. Auf der Grundlage der in dem Datenspeicher bei diesem Punkt gespeicherten Information über die Leuchtpunktflanken (Informationen über das Ausmaß der Bewegung können hinzugefügt werden) werden jeweilige Leuchtpunkte lokalisiert und die entsprechenden Zielbilder identifiziert. Auf diese Weise wird eine Ausrichtung ausgeführt (SCHRITT-13–SCHRITT-15). Wenn in einem in der 7 gezeigten Beispiel die Gruppen von Leuchtpunkten 104 und 105 viele Leuchtpunkte enthalten, ist die Speicherkapazität des Speichers nach der Hälfte der Erfassung aufgebraucht. Die Linienzahl der Y-Achse übersteigt die voreingestellte Linienzahl LN, daher werden die Leuchtpunkte innerhalb des Bereichs bis zu diesem Punkt lokalisiert und entsprechende Zielbilder identifiziert.

In der Ausführungsform, die oben beschrieben ist, wird die Anzahl der Leuchtpunktflanken gezählt, und es wird beurteilt, ob die vorbestimmte Speicherkapazität erreicht wurde. Es ist jedoch möglich, wie es in SCHRITT-13 getan wird, anzunehmen, dass jeder Leuchtpunkt Bereiche hat, so dass Beurteilungen in SCHRITT-16 und danach auf der Grundlage der Anzahl von Bereichen und der Verteilung gemacht werden können.

Wenn nach der Beseitigung irregulärer Leuchtpunkte keine gültigen Leuchtpunkte (oder Informationen über die Leuchtpunkte) gewonnen sind, erzeugt ein Ankündiger 85 einen Piepton oder dergleichen, um die untersuchende Person zu alarmieren. In diesem Fall beginnt die untersuchende Person den Vorgang von neuem.

<In den Fällen, in denen ein Zielbild von insgesamt 5 erfasst wird>

Nur in den Fällen, in denen das erfasste Zielbild als das Zielbild i10 identifiziert wird, wird das Messteil 4 bewegt. Wenn nicht, wird das Messteil 4 nicht bewegt. Wenn das erfasste Zielbild beide der nachfolgenden Bedingungen erfüllt wird das erfasste Zielbild als das Zielbild i10 identifiziert.

  • I. Das erfasste Zielbild liegt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (zum Beispiel innerhalb einer Größe, die dem Durchmesser der Düse 9 entspricht), mit einer Standardposition an ihrem Zentrum.
  • II. Die Abweichung in Z-Richtung relativ zu dem geeigneten Arbeitsabstand liegt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (das von dem optischen Distanzziel-Projektionssystem 50 gebildete Bild des Ziels i6 kann von dem eindimensionalen Erfassungselement 63 erfasst werden, und die Abweichung davon liegt innerhalb des vorbestimmten Bereichs).

<In den Fällen, in denen zwei Zielbilder von insgesamt fünf erfasst werden>
  • [A] In den Fällen, in denen die Differenz zwischen der X-Koordinate des ersten Zielbildes und der des zweiten Zielbildes klein ist (gleich groß wie oder größer als der Abstand b) und die Differenz zwischen der Y-Koordinate des ersten Zielbildes und der des zweiten Zielbildes groß ist (ungefähr gleich dem Abstand 2a): Wie es in den 8A und 8B gezeigt ist, gibt es zwei mögliche Kombinationen, eine ist die Kombination der Zielbilder i30 und i50, und der weitere ist die Kombination der Zielbilder i20 und i40. Diese zwei Kombinationen werden wie folgt voneinander unterschieden.
  • I. Wenn die nachfolgende Bedingung erfüllt ist, können die erfassten Zielbilder als i30 und i50 identifiziert werden; die X-Koordinate des ersten Zielbildes > die X-Koordinate des zweiten Zielbildes.
  • II. Wenn die nachfolgende Bedingung erfüllt ist, können die erfassten Zielbilder als i20 und i40 identifiziert werden; die X-Koordinate des ersten Zielbildes < die X-Koordinate des zweiten Zielbildes.
  • [B] In den Fällen, in denen die Y-Koordinate des ersten Zielbildes und die des zweiten Zielbildes in etwa gleich ist: Wie es in den 9A und 9B gezeigt ist, gibt es zwei mögliche Kombinationen, eine ist die Kombination der Zielbilder i20 und i30, und die weitere ist die Kombination der Zielbilder i40 und i50. Diese zwei Kombinationen werden voneinander wie folgt unterschieden.
  • I. Wenn die nachfolgende Bedingung erfüllt ist, können die erfassten Zielbilder als i20 und i30 identifiziert werden; die Differenz zwischen der X-Koordinate des ersten und die des zweiten Zielbildes ≤ der Abstand 2b.
  • II. Wenn die nachfolgende Bedingung erfüllt ist, können die Zielbilder als i40 und i50 identifiziert werden; die Differenz zwischen der X-Koordinate des ersten Zielbildes und der des zweiten Zielbildes > der Abstand 2b.
  • [C] In den Fällen, in denen die Differenz zwischen der Y-Koordinate des ersten Zielbildes und der des zweiten Zielbildes in etwa gleich der Abstand a ist und nur das erste Zielbild innerhalb des vorbestimmten Bereichs mit der Standardposition (Mitte optische Achse) als dessen Zentrum liegt: Wie es in den 10A und 10B gezeigt ist, gibt es zwei mögliche Kombinationen, eine ist die Kombination der Zielbilder i10 und i40, und die weitere ist die Kombination der Zielbilder i10 und i50. In jedem Fall wird das erste als das Zielbild i10 identifiziert.
  • [D] In den Fällen, in denen die Differenz zwischen der Y-Koordinate des ersten Zielbildes und die des zweiten Zielbildes in etwa gleich der Abstand a ist und nur das zweite Zielbild innerhalb des vorbestimmten Bereichs mit der Standardposition (Mitte optische Achse) als dessen Zentrum liegt: Wie es in den 11A und 11B gezeigt ist, gibt es zwei mögliche Kombinationen, eine ist die Kombination der Zielbilder i10 und i20, und die weitere ist die Kombination der Zielbilder i10 und i30. In jedem Fall wird das zweite als das Zielbild i10 identifiziert.
  • [E] In den Fällen, in denen die X-Koordinate des ersten Zielbildes und die des zweiten Zielbildes nicht in etwa gleich sind und die Differenz zwischen der Y-Koordinate des ersten Zielbildes und der des zweiten Zielbildes groß ist (etwa der Abstand 2a): Wie es in den 12A und 12B gezeigt ist, gibt es zwei mögliche Kombinationen, eine ist die Kombination der Zielbilder i20 und i50, und die weitere ist die Kombination der Zielbilder i30 und i50.

Nachfolgend ist das Führungsverfahren des Messteils 4 auf der Grundlage der Muster der auf die oben beschriebene Weise identifizierten Zielbilder und deren räumliche Beziehung beschrieben. Zunächst, in den oben genannten Mustern [C] und [D], in denen das Zielbild i10 identifiziert werden kann, wird das Messteil 4 auf der Grundlage des Zielbildes i10 geführt.

In den Mustern, in denen das Zielbild i10 nicht identifiziert werden kann, werden die X- und die Y-Koordinate des Hornhautzentrums aus den zwei Zielbildern berechnet, und anschließend wird das Messteil 4 auf der Grundlage der gewonnenen Koordinaten geführt.

In den Mustern, in denen das Zielbild i10 nicht identifiziert werden kann, werden die X- und die Y-Koordinate des Hornhautzentrums aus den zwei Zielbildern berechnet und anschließend wird das Messteil 4 auf der Grundlage der gewonnenen Koordinaten geführt. Wenn zum Beispiel die Zielbilder i30 und i50 wie in dem oben beschriebenen Muster [A] I. identifiziert werden, ist die Y-Koordinate des Hornhautzentrums durch den Ausdruck [(Y1 + Y2)/2] gegeben. Hingegen ist, wenn das Zielbild i30 als der Standard betrachtet wird, die X-Koordinate dadurch gegeben, dass der Abstand b zu X1 addiert wird, welche die X-Koordinate von i30 ist, bzw. durch den Ausdruck [X1 + b]. Jedoch hat die auf diese Weise gewonnene X-Koordinate aufgrund des individuellen Unterschiedes in der Hornhautgröße die Tendenz, ungenau zu sein. An dieser Stelle sollte beachtet werden, dass die Koordinaten jedes Zielbildes allgemein im Verhältnis zu einer Änderung der Hornhautkrümmung variieren. Indem diese Proportionalität statt des Abstandes b ausgenutzt wird, wird das Produkt, das durch Multiplikation des Y-Koordinatenintervalls zwischen den Zielbildern i30 und i50 mit einer Konstanten &agr; gewonnen wird, zu X1 addiert, welches die X-Koordinate des Zielbildes i30 ist (oder zu X2, welches die X-Koordinate des Zielbildes i50 ist). Das heißt, die X-Koordinate in diesem Fall ist durch den Ausdruck [X1 + (Y2 – Y1) × &agr;) gegeben. Diese Berechnung ermöglicht es, die Koordinaten des Hornhautzentrums mit im Vergleich zu den durch einfaches Addieren der Konstanten gewonnenen Koordinaten mit höherer Genauigkeit zu erhalten. Die Konstante &agr; wird im Voraus durch die Anordnungsbeziehung zwischen dem Zielprojektionssystem und dem Zielerfassungssystem bestimmt.

Ebenso, wenn die Zielbilder i20 und i40 wie in dem Muster [A] II. bestimmt werden, werden die X- und die Y-Koordinate des Hornhautzentrums zu dem Zeitpunkt als ((X1 – (Y2 – Y1) × &agr;, (Y1 + Y2)/2)) ausgedrückt.

Ebenso werden, basierend auf dem gleichen Konzept, die X- und die Y-Koordinate des Hornhautzentrums zu dem Zeitpunkt als ((X1 + X2)/2, Y1 + (|X1 – X2|) × &bgr;) ausgedrückt, wenn die Zielbilder i20 und i30 wie in dem oben genannten Muster [B] I. identifiziert werden. Wenn die Zielbilder i40 und i50 wie in dem Muster [B] II. identifiziert werden, werden die X- und die Y-Koordinate des Hornhautzentrums zu dem Zeitpunkt durch ((X1 + X2)/2, Y1 – (|X1 – X2|) × &ggr;) ausgedrückt, wobei die Konstanten &bgr; und &ggr; ebenfalls im Voraus durch die Anordnungsbeziehung zwischen dem Zielprojektionssystem und dem Zielerfassungssystem bestimmt werden.

Wenn die Kombination der Zielbilder i20 und i50 und die Kombination der Zielbilder i30 und i40 wie in dem oben genannten Muster [E] identifiziert werden, werden die X- und die Y-Koordinate des Hornhautzentrums zu diesem Zeitpunkt durch ((X1 + X2)/2, (Y1 + Y2)/2) ausgedrückt.

Wie es oben beschrieben ist, bewegt sich das Messteil 4 so, dass dessen Mittenachse mit dem Hornhautzentrum zusammenfällt, selbst wenn nur zwei Zielbilder erfasst werden, indem das Messteil 4 mit Bezug auf i10 geführt wird, wenn es identifiziert ist, oder mit Bezug auf das aus den zwei Zielbildern berechnete Hornhautzentrum, wenn i10 nicht identifiziert werden kann.

<In den Fällen, in denen drei Zielbilder von insgesamt fünf erfasst werden>

Sobald drei oder mehrere Zielbilder erfasst werden, einschließlich der räumlichen Beziehung zwischen einander, können die Zielbilder i10 bis i50 identifiziert werden. Die Steuerungsschaltung 70 gewinnt die X- und Y-Koordinaten (X1, Y1), (X2, Y2) und (X3, Y3) des ersten Zielbildes, des zweiten Zielbildes bzw. des dritten Zielbildes und bewegt dadurch das Messteil 4 in folgender Weise.

  • [A] In den Fällen, in denen die Differenz zwischen der Y-Koordinate des ersten Zielbildes und der des zweiten Zielbildes in etwa der Abstand 2a ist (und die Y-Koordinate des zweiten Zielbildes und die des dritten Zielbildes in etwa gleich sind): Es gibt zwei mögliche Muster, die in 13A gezeigt sind. Dies sind die Fälle, in denen das Zielbild i10 nicht erfasst wird, die Steuerungsschaltung 70 jedoch das Messteil 4 unter der Annahme bewegt, dass sich das Hornhautzentrum bei den X, Y-Koordinaten ((X2 + X3)/2, (Y1 + Y2)/2) befindet.
  • [B] In den Fällen, in denen die Differenz zwischen der Y-Koordinate des ersten Zielbildes und der des zweiten Zielbildes etwa der Abstand a ist und die Y-Koordinate des zweiten Zielbildes und die des dritten Zielbildes etwa gleich sind: Dies ist das in 13B gezeigte Muster. Das erste Zielbild wird als das Zielbild i10 identifiziert, so dass das Messteil 4 bezüglich des Zielbildes i10 bewegt wird.
  • [C] In den Fällen, in denen die Y-Koordinate des ersten Zielbildes und die des zweiten Zielbildes in etwa gleich sind und die Differenz zwischen der Y-Koordinate des zweiten Zielbildes und der des dritten Zielbildes in etwa gleich dem Abstand 2a ist: Es gibt zwei mögliche Muster, die in 13C gezeigt sind. Wie in dem in 13A gezeigten Muster, wird das Zielbild i10 nicht erfasst, jedoch bewegt die Steuerungsschaltung 70 das Messteil unter der Annahme, dass sich das Hornhautzentrum bei den X, Y-Koordinaten ((X1 + X2)/2, (Y1 + Y3)/2) befindet.
  • [D] In den Fällen, in denen die Differenz zwischen der Y-Koordinate des zweiten Zielbildes und der des dritten Zielbildes in etwa gleich der Abstand a ist und die Y-Koordinate des ersten Zielbildes und die des zweiten Zielbildes in etwa gleich sind: Dies ist das Muster, das in 13D gezeigt ist. Das dritte Zielbild wird als das Zielbild i10 identifiziert, so dass das Messteil 4 bezüglich dem Zielbild i10 bewegt wird.
  • [E] In den Fällen, in denen keine der obigen Erfordernisse erfüllt ist: Es gibt vier mögliche Muster, die in 13E gezeigt sind. In diesen Mustern wird das zweite Zielbild als das Zielbild i10 identifiziert, so dass das Messteil 4 bezüglich des Zielbildes i10 bewegt wird.

<In den Fällen, in denen vier Zielbilder von insgesamt fünf erfasst werden>

Die Steuerungsschaltung 70 gewinnt die X- und die Y-Koordinaten jedes Zielbildes und bewegt das Messteil 4 auf die folgende Weise.

  • [A] In den Fällen, in denen die Y-Koordinate des ersten Zielbildes und die des zweiten Zielbildes nicht in etwa gleich sind: Es gibt zwei mögliche Muster, die in 14D gezeigt sind. Das zweite Zielbild wird als das Zielbild i10 identifiziert, so dass das Messteil 4 bezüglich des Zielbilds i10 bewegt wird.
  • [B] In den Fällen, in denen die Y-Koordinate des dritten Zielbildes und die des vierten Zielbildes nicht in etwa gleich sind: Es gibt zwei mögliche Muster, die in 14B gezeigt sind. Das dritte Zielbild wird als das Zielbild i10 identifiziert, so dass das Messteil 4 bezüglich des Zielbildes i10 bewegt wird.
  • [C] In anderen Fällen als denen mit den oben genannten Mustern A und B: Das Muster ist in 14C gezeigt. In diesem Muster wird nur das Zielbild i10 nicht erfasst, so dass das Messteil 4 unter der Annahme bewegt wird, dass sich die Hornhautspitze in der Mitte der vier Zielbilder, zum Beispiel bei den Koordinaten ((X1 + X2)/2, (Y1 + Y3)/2), befindet.

<In den Fällen, in denen fünf Zielbilder von insgesamt fünf erfasst werden>

Alle Zielbilder werden erfasst, so dass das Zielbild i10 eindeutig identifiziert wird. Das Messteil 4 wird bezüglich des Zielbildes i10 bewegt.

Wie das Messteil 4 auf der Grundlage der Anzahl und der Positionen der erfassten Zielbilder zu bewegen ist, ist beschrieben worden (es geschieht praktisch auf die gleiche Weise wie gemäß der Erfindung, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. HEI 10 (1998)-71122 offenbart ist, welche dem US-Patent Nr. 6 022 108 A entspricht). In all diesen Fällen erfolgt die Ausrichtung auf der Grundlage des Zielbildes i10, wenn es erfasst und identifiziert wird, oder, wenn nicht, auf der Grundlage der Koordinaten der weiteren Ziele. Was die Beendigung der Ausrichtung in X- und Y-Richtung betrifft, so kann die Beurteilung erfolgen, auch wenn nicht alle der fünf Zielbilder erfasst werden. Das heißt, wenn sich das erfasste und identifizierte Zielbild i10 innerhalb eines erlaubten Bereichs befindet, wird beurteilt, dass die Ausrichtung abgeschlossen ist. Beim Erfassen des Zielbildes i10 wird zusätzlich zu der Y-Koordinate der Anstiegsflanke das Zentrum des Leuchtpunkts genau berechnet, indem die Flanken oder dergleichen verarbeitet werden.

Wenn die Leuchtpunkte des Zielbilder identifiziert sind, indem der oben identifizierte Prozess bei jedem Bildsignal, das trotz der Leuchtpunkte aufgrund des Streulichts Daten eines Fensters trägt, wiederholt wird, wird das Messteil 4 bewegt, um die Ausrichtung abzuschließen. In den Fällen, in denen keines der Ziele identifiziert werden kann, wird das Messteil 4 auf der Grundlage der zuvor gewonnenen Informationen kontinuierlich bewegt. Wenn keines des Zielbilder innerhalb der vorbestimmten Zeit identifiziert und somit die Ausrichtung nicht ausgeführt wird, kann dafür Sorge getragen werden, dass die untersuchende Person durch Anzeige eines Fensters auf dem TV-Monitor 17 über die Situation informiert wird, das empfiehlt, zu einer Fortsetzung mittels des Joysticks 5 überzugehen.

Sobald die Bewegung des Messteils 4 das Zielbild i10 in den vorbestimmten erlaubten Bereich gebracht hat, ist die Ausrichtung in X- und Y-Richtung abgeschlossen. Um eine Ausrichtung in Z-Richtung durchzuführen, wird das Messteil 4 in Übereinstimmung mit dem Abweichungsbetrag bewegt, der auf der Grundlage eines Signals von dem eindimensionalen Erfassungselement 63 gewonnen wird. Wenn die Ausrichtung in der X- und Y-Richtung sowie in der Z-Richtung abgeschlossen ist, erzeugt die Steuerungsschaltung 70 automatisch ein Messstartsignal, woraufhin das Messsystem 80 die Messung ausführt.

In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Bildsignale von der CCD-Kamera 16 einmal in dem Bildspeicher gespeichert und dann bei der Leuchtpunkterfassung verwendet. Dies kann jedoch dahingehend modifiziert werden, dass die Bildsignale von der CCD-Kamera 16 direkt bei der Leuchtpunkterfassung verwendet werden. Die Ausführungsform, die diese Modifikation verwendet, ist mit Bezug auf 15 beschrieben (15 zeigt nur den von dem in 3 gezeigten sich unterscheidenden Teil).

Die Bildsignale von der CCD-Kamera 16 umfassen V-sync-Signale (vertikale Synchronisationssignale), die den Beginn jedes Fensters zeigen, und H-sync-Signale (horizontale Synchronisationssignale), die den Beginn jeder Scanlinie zeigen. Eine Synchronisationssignal-Trennschaltung 201 trennt die V-sync-Signale und die H-sync-Signale von den Bildsignalen und führt anschließend die Synchronisationssignale der Bildverarbeitungsschaltung 202 zu. Die Bildsignale von der CCD-Kamera 16 werden einem Komparator 203 zugeführt. Der Komparator 203 vergleicht die Bildsignale mit dem vorbestimmten Schwellensignal und erfasst auf diese Weise die Signale, die die vorbestimmte Schwelle überschreiten. Die erfassten Signale, die Informationen über Leuchtpunkte tragen, werden der Bildverarbeitungsschaltung 202 zugeführt. Die Bildverarbeitungsschaltung 202 ist mit einer Digitalschaltung 204 verbunden, die Abtasttaktsignale erzeugt. Die Bildverarbeitungsschaltung 202 hat die Funktion, die Abtasttaktsignale und H-sync-Signale sowie die von dem Komparator 203 übertragenen Leuchtpunkterfassungssignale zu zählen.

Die Zählung der Abtasttaktsignale wird durch Eingabe der H-sync-Signale initialisiert, und die Zählungen der H-sync-Signale und der Leuchtpunkterfassungssignale werden durch Eingabe der V-sync-Signale initialisiert. Demzufolge zeigen die Zählungen der Abtasttaktsignale und der H-sync-Signale die X-Koordinate bzw. die Y-Koordinate des Bildes in dem Fenster. Ferner zeigt die Zählung der Leuchtpunkterfassungssignale die Anzahl der in einem Fensterbild erfassten Leuchtpunkte. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Anzahl und die Koordinaten von Leuchtpunkten in diesem Fall die Leuchtpunktflanken anzeigen. Diese Informationen über die Leuchtpunkte werden sequenziell in dem Datenspeicher gespeichert. Anschließend werden die gleichen Beurteilungen wie bei der ersten Ausführungsform gemacht, d.h. es wird beurteilt, ob die Anzahl der in dem Datenspeicher gespeicherten Leuchtpunktflanken innerhalb des vorbestimmten, zur Verfügung stehenden Speichers liegt (SCHRITT-6) oder nicht und ob die Verteilung der Leuchtpunktflanken die voreingestellte Linienzahl LN überschreitet (SCHRITT-17) oder nicht. In Übereinstimmung mit den Beurteilungen werden die Daten, die dicht angehäuften Leuchtpunkten entsprechen, gelöscht, und anschließend werden die Positionen der Leuchtpunkte berechnet, und die Zielbilder werden identifiziert. Wie oben beschrieben ist, kann, wenn die Bildsignale von der CCD-Kamera 16 bei der Leuchtpunkterfassung direkt verwendet werden, die Erfassung schnell durchgeführt werden, wobei die Ausrichtungserfassung mit höherer Genauigkeit ausgeführt wird.

Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wurde zum Zweck der Darstellung und Beschreibung gegeben. Es ist nicht beabsichtigt, vollständig bzw. abschließend zu sein oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form zu begrenzen, und Modifikationen und Variationen sind angesichts der oben ausgeführten Lehren möglich bzw. können aus der Anwendung der Erfindung gewonnen werden. Die Ausführungsformen sind gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es dem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und in verschiedenen Modifikationen zu nutzen, die für die jeweilig erwogene Anwendung geeignet sind. Die Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente definiert.


Anspruch[de]
  1. Ophthalmologische Vorrichtung, mit:

    – einem Messteil (4) zur Untersuchung und Messung eines zu untersuchenden Auges (E) unter Bedingungen, unter denen eine Ausrichtung des Messteils in Rechts-Links-, Vertikal- und Vor- und Zurückrichtung mit dem Auge abgeschlossen ist;

    – einem optischen Beobachtungssystem (10) mit einer optischen Beobachtungsachse (L1) zum Beobachten des Auges;

    – einem optischen Ausrichtungsziel-Projektionssystem (7, 30) zur Projektion von Lichtbündeln, um eine Mehrzahl von Leuchtpunkten als Ausrichtungsziele (i1–i5) zur Ausrichtung in der Rechts-Links- und Vertikalrichtung auf der Hornhaut (Ec) des Auges zu bilden; und

    – einem optischen Ausrichtungsziel-Erfassungssystem (10) zur Erfassung der als Leuchtpunkte auf der Hornhaut gebildeten Ausrichtungsziele (i1–i5);

    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst:

    – ein Verarbeitungsmittel (71, 201204) zum Erfassen von Leuchtpunkten, deren Intensität gleich hoch wie oder heller als ein Schwellenwert ist, von auf der Hornhaut gebildeten und von dem optischen Erfassungssystem erfassten Leuchtpunkten, und zum Löschen von Leuchtpunkten, die wahrscheinlich nicht die als die Ausrichtungsziele (i1–i5) gebildeten Leuchtpunkte sind, und zum Identifizieren der als die Ausrichtungsziele (i1–i5) gebildeten Leuchtpunkte auf der Grundlage von Informationen über die Anzahl und die räumliche Beziehung der erfassten Leuchtpunkte; und

    – ein Steuerungsmittel (70) zum Bewegen und Ansteuern des Messteils, um die Ausrichtung des Messteils in der Rechts-Links- und Vertikalrichtung mit dem Auge auf der Grundlage von Informationen über die Anzahl und räumliche Beziehung der als die Ausrichtungsziele (i1–i5) identifizierten Leuchtpunkte abzuschließen.
  2. Ophthalmologische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verarbeitungsmittel (71) die Leuchtpunkte mit Hilfe einer Mehrzahl von Erfassungslinien, die senkrecht zu der vertikalen Richtung relativ zu dem Auge sind, sequenziell und ausgehend von der höchsten Erfassungslinie oder der niedrigsten Erfassungslinie erfasst.
  3. Ophthalmologische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst:

    – ein Bewegungsmittel (74, 75, 77, 78) zum Bewegen des Messteils relativ zu dem Auge, und

    – wobei das Steuerungsmittel (70) das Bewegungsmittel auf der Grundlage der Informationen über die als Ausrichtungsziele (i1–i5) identifizierten Leuchtpunkte ansteuert.
  4. Ophthalmologische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Ausrichtungsziel-Projektionssystem Lichtbündel projiziert, um wenigstens drei Leuchtpunkte als die Ausrichtungsziele (i1–i5) zu bilden.
  5. Ophthalmologische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das optische Ausrichtungsziel-Projektionssystem ein optisches System (30) zur Projektion eines ersten Ausrichtungsziels zum Projizieren eines Lichtbündels umfasst, um einen Leuchtpunkt als ein erstes Ausrichtungsziel (i1) zur Ausrichtung in der Rechts-Links- und Vertikalrichtung in der Umgebung des Zentrums der Hornhaut zu bilden, und ein optisches System (7) zur Projektion eines zweiten Ausrichtungsziels zum Projizieren eines Lichtbündels umfasst, um einen Leuchtpunkt als ein zweites Ausrichtungsziel (i2–i5) zur Ausrichtung in der Rechts-Links- und Vertikalrichtung auf der Peripherie der Hornhaut zu bilden.
  6. Ophthalmologische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst:

    – ein optisches Abstandsziel-Projektionssystem (50) mit einer optischen Projektionsachse (L2) zum Projizieren eines Lichtbündels, um einen Leuchtpunkt als ein Abstandsziel (i6) zur Ausrichtung in der Vor-Zurück-Richtung auf der Hornhaut zu bilden, wobei die optische Projektionsachse (L2) gegenüber der optischen Beobachtungsachse (L1) geneigt ist, so dass sie einander schneiden; und

    – ein optisches Abstandsziel-Erfassungssystem (60) zum Erfassen des als den Leuchtpunkt auf der Hornhaut gebildeten Abstandsziels (i6).
  7. Ophthalmologische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das optische Abstandsziel-Erfassungssystem eine optische Erfassungsachse (L3) aufweist, die die optische Projektionsachse (L2) an einem Punkt auf der optischen Beobachtungsachse (L1) schneidet.
Es folgen 11 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com