(57)【要約】【課題】  Skew Ray成分を考慮し、精度の高い波面収差の眼特性の測定ができ、より測定分解能の高い眼科測定装置を提供すること。【解決手段】  被検眼眼底に所定の角度関係の２方向にスリット光束を走査して投影するスリット投影光学系と、光軸を通る第１経線方向で角膜と略共役に配置された複数の受光素子を持つ受光光学系と、光軸中心を検知する光軸検知手段と、スリット光束と各受光素子とをそれぞれ光軸回りに同期して回転する回転手段と、スリット光束の２方向の走査により、受光素子と光軸検知手段による検知結果との位相差信号に基づいて回転角度ごとに受光素子に対応する各角膜部位における２方向の屈折力を求める測定制御手段と、各角膜部位における２方向の屈折力をベクトル合成して波面の傾きを求め、波面の傾きに基づいて被検眼の波面収差を演算する波面収差演算手段と、を備える。【選択図】      図１
2006212299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼眼底に所定の角度関係の２方向にスリット光束を走査して投影するスリット投影光学系と、光軸を通る少なくとも１つの第１経線方向で、且つ被検眼角膜と略共役な位置に配置された複数の測定用受光素子を持つ受光光学系と、光軸中心を検知する光軸検知手段と、前記スリット投影光学系により投影するスリット光束と前記受光光学系が備える各受光素子とをそれぞれ光軸回りに同期して回転する回転手段と、前記スリット光束の２方向の走査により、前記測定用受光素子と前記光軸検知手段による検知結果との位相差信号に基づいて回転角度ごとに前記測定用受光素子に対応する各角膜部位における２方向の屈折力を求める測定制御手段と、各角膜部位における前記２方向の屈折力をベクトル合成して波面の傾きを求め、該波面の傾きに基づいて被検眼の波面収差を演算する波面収差演算手段と、を備えることを特徴とする眼科測定装置。
【請求項２】
請求項１の眼科測定装置において、前記光軸中心検知手段は、光軸を中心に前記第１経線方向と異なる方向で、且つ被検眼角膜と略共役な位置に配置された少なくとも一対の光軸検知用受光素子を備え、前記２方向のスリット光束の走査時に前記一対の受光素子の位相差信号に基づいてそれぞれ光軸中心を検知することを特徴とする眼科測定装置。
【請求項３】
請求項２の眼科測定装置において、前記受光光学系は、スリット光束の第１の走査方向に対応した第１経線方向に複数の測定用受光素子を持つと共に、スリット光束の第２の走査方向に対応した第２経線方向に複数の測定用受光素子を持ち、第１経線方向の測定用受光素子対及び第２経線方向の測定用受光素子対は、相互に光軸検知用受光素子対を兼用し、前記測定制御手段は、スリット光束の第１走査及び第２走査により、前記第１経線方向及び第２経線方向に配置された測定用受光素子と光軸中心検知結果との位相差信号に基づいて、前記第１経線方向及び第２経線方向のそれぞれの角膜部位における２方向の屈折力を同時に求めることを特徴とする眼科測定装置。
【請求項４】
請求項３の眼科測定装置において、前記第２経線方向の測定用受光素子は、前記第１経線方向の測定用受光素子に対して光軸から異なる距離となるように経線方向にずらして配置されていることを特徴とする眼科測定装置。
【請求項５】
請求項１の眼科測定装置において、被検眼に対する光学系のアライメントずれ又は／及び前記スリット光束の角膜反射光の異常を検知する検知手段を備え、前記測定制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて各経線方向で測定した各角膜部位の２方向の屈折力データの有効性を判定し、屈折力データが有効でないと判定したときは、近隣の角膜部位のデータからその角膜部位の屈折力データを補完処理することを特徴とする眼科測定装置。
【請求項６】
被検眼眼底にスリット光束を走査して投影するスリット投影光学系と、被検眼角膜と略共役な位置に配置された測定用受光素子であって、前記スリット光束の走査方向に対応した第１経線方向に配置され複数の第１測定用受光素子を持つと共に、前記第１経線方向に対して所定角度の第２経線方向で、光軸からの距離が前記第１測定用受光素と同じ距離に配置された複数の第２測定用受光素子を持つ受光光学系と、光軸中心を検知する光軸検知手段と、前記スリット光束と前記受光光学系が備える各受光素子とをそれぞれ光軸回りに同期して回転する回転手段と、前記スリット光束の走査により、前記第１及び第２測定用受光素子と前記光軸検知手段による検知結果との位相差信号に基づいて各受光素子が位置する各角膜部位における２方向の屈折力を求める測定制御手段であって、前記第１測定用受光素子が位置した第１角膜部位における２方向の屈折力の内の一方を求めると共に、前記第２測定用受光素子が位置した第２角膜部位における２方向の屈折力の内の一方を求め、前記回転手段の回転により前記第２測定用受光素子が前記第１角膜部位に位置したときにその角膜部位におけるもう一方の屈折力を求めると共に、前記第１測定用受光素子が前記第２角膜部位に位置したときにその角膜部位におけるもう一方の屈折力を求める測定制御手段と、該測定制御手段により求められた各角膜部位における２方向の屈折力をベクトル合成して波面の傾きを求め、該波面の傾きに基づいて被検眼の波面収差を演算する波面収差演算手段と、を備えることを特徴とする眼科測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検眼の屈折力や波面収差の眼特性を測定する眼科測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スリット光束で被検眼眼底を走査し、スリット光束の走査方向に対応した経線方向で、角膜と略共役な位置に配置した複数の受光素子により反射されたスリット光束を受光し、各受光素子の位相差信号に基づいて経線方向で変化する被検眼の屈折力を得る眼科測定装置が知られている（特許文献１参照）。また、波面収差測定の技術としては、一般に、ハルトマンシャック波面センサを使用したものが知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０−１０８８３７号公報
【特許文献２】特表２００１−５２４６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１の装置によれば、多数の角膜各部位における屈折力分布が得られる。この測定は角膜中心を通る経線方向成分のみの屈折力であるが、眼の屈折力を表現するには十分な方法であり、屈折矯正量等を決定する上では的確な方法であった。しかし、人眼には乱視成分が含まれるのが通常である。乱視成分に含まれるスキュー光線（Skew Ray）成分を考慮しなくとも、前記のように屈折力分布、あるいは屈折矯正量を正確に求めることはできるが、屈折力分布から波面を求めるに当たっては、このスキュー光線成分が測定値としてあれば、余分な演算をしなくとも、正確な波面をより短時間で構築することができる。また、従来技術では測定分解能、測定時間において改善の余地があった。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、Skew Ray成分を考慮し、より精度の高い波面収差の眼特性の測定ができ、また、より測定分解能の高い眼科測定装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は以下の構成を持つことを特徴とする。
（１）  被検眼眼底に所定の角度関係の２方向にスリット光束を走査して投影するスリット投影光学系と、光軸を通る少なくとも１つの第１経線方向で、且つ被検眼角膜と略共役な位置に配置された複数の測定用受光素子を持つ受光光学系と、光軸中心を検知する光軸検知手段と、前記スリット投影光学系により投影するスリット光束と前記受光光学系が備える各受光素子とをそれぞれ光軸回りに同期して回転する回転手段と、前記スリット光束の２方向の走査により、前記測定用受光素子と前記光軸検知手段による検知結果との位相差信号に基づいて回転角度ごとに前記測定用受光素子に対応する各角膜部位における２方向の屈折力を求める測定制御手段と、各角膜部位における前記２方向の屈折力をベクトル合成して波面の傾きを求め、該波面の傾きに基づいて被検眼の波面収差を演算する波面収差演算手段と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）の眼科測定装置において、前記光軸中心検知手段は、光軸を中心に前記第１経線方向と異なる方向で、且つ被検眼角膜と略共役な位置に配置された少なくとも一対の光軸検知用受光素子を備え、前記２方向のスリット光束の走査時に前記一対の受光素子の位相差信号に基づいてそれぞれ光軸中心を検知することを特徴とする。
（３）  （２）の眼科測定装置において、前記受光光学系は、スリット光束の第１の走査方向に対応した第１経線方向に複数の測定用受光素子を持つと共に、スリット光束の第２の走査方向に対応した第２経線方向に複数の測定用受光素子を持ち、第１経線方向の測定用受光素子対及び第２経線方向の測定用受光素子対は、相互に光軸検知用受光素子対を兼用し、前記測定制御手段は、スリット光束の第１走査及び第２走査により、前記第１経線方向及び第２経線方向に配置された測定用受光素子と光軸中心検知結果との位相差信号に基づいて、前記第１経線方向及び第２経線方向のそれぞれの角膜部位における２方向の屈折力を同時に求めることを特徴とする。
（４）  （３）の眼科測定装置において、前記第２経線方向の測定用受光素子は、前記第１経線方向の測定用受光素子に対して光軸から異なる距離となるように経線方向にずらして配置されていることを特徴とする。
（５）  （１）の眼科測定装置において、被検眼に対する光学系のアライメントずれ又は／及び前記スリット光束の角膜反射光の異常を検知する検知手段を備え、前記測定制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて各経線方向で測定した各角膜部位の２方向の屈折力データの有効性を判定し、屈折力データが有効でないと判定したときは、近隣の角膜部位のデータからその角膜部位の屈折力データを補完処理することを特徴とする。
（６）  被検眼眼底にスリット光束を走査して投影するスリット投影光学系と、被検眼角膜と略共役な位置に配置された測定用受光素子であって、前記スリット光束の走査方向に対応した第１経線方向に配置され複数の第１測定用受光素子を持つと共に、前記第１経線方向に対して所定角度の第２経線方向で、光軸からの距離が前記第１測定用受光素と同じ距離に配置された複数の第２測定用受光素子を持つ受光光学系と、光軸中心を検知する光軸検知手段と、前記スリット光束と前記受光光学系が備える各受光素子とをそれぞれ光軸回りに同期して回転する回転手段と、前記スリット光束の走査により、前記第１及び第２測定用受光素子と前記光軸検知手段による検知結果との位相差信号に基づいて各受光素子が位置する各角膜部位における２方向の屈折力を求める測定制御手段であって、前記第１測定用受光素子が位置した第１角膜部位における２方向の屈折力の内の一方を求めると共に、前記第２測定用受光素子が位置した第２角膜部位における２方向の屈折力の内の一方を求め、前記回転手段の回転により前記第２測定用受光素子が前記第１角膜部位に位置したときにその角膜部位におけるもう一方の屈折力を求めると共に、前記第１測定用受光素子が前記第２角膜部位に位置したときにその角膜部位におけるもう一方の屈折力を求める測定制御手段と、該測定制御手段により求められた各角膜部位における２方向の屈折力をベクトル合成して波面の傾きを求め、該波面の傾きに基づいて被検眼の波面収差を演算する波面収差演算手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、Skew Ray成分を考慮し、より精度の高い波面収差の眼特性の測定が行える。また、より測定分解能の高い測定が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
＜第1実施形態＞
図１は第１実施形態の眼科測定装置の構成概略図である。光学系は、眼屈折力測定光学系、角膜形状測定光学系、固視光学系に大別構成される。
【０００８】
眼屈折力測定光学系は、スリット投影光学系２０と受光光学系３０を備える。スリット投影光学系２０は、測定光源２１、図２に示すように、互いに直交するようにスリット２２ａ、スリット２２ｂが交互に形成された回転セクタ２２、投影レンズ２３、絞り２４、ビームスプリッタ２５を備え、回転セクタ２２の回転により被検眼Ｅの眼底に直交する２方向のスリット光束が走査して交互に投影される。回転セクタ２２はモータなどの回転機構８０により回転される。
【０００９】
受光光学系３０は、ビームスプリッタ２５の後方に受光レンズ３１、絞り３２、受光部３３を備える。受光部３３は、図３に示すように、被検眼角膜と略共役に位置する１６個の受光素子３３ａ〜３３ｐを備える。この内の受光素子３３ａ〜３３ｎは、光軸Ｌ１を通る第１経線方向に位置し、角膜の測定経線方向で異なる部位の屈折力を得られるようにその配置距離が設定されている。本装置の受光素子３３ａ〜３３ｇは、角膜上の等価距離で光軸Ｌ１の位置に対して０．７５ｍｍの距離から０．５ｍｍピッチ間隔で配置されている。受光素子３３ｈ〜３３ｎは、受光素子３３ａ〜３３ｇとそれぞれ対を成し、光軸位置Ｌ１に対して対称に配置されている。本装置では、この第１経線方向に配置された受光素子は必ずしも光軸Ｌ１を中心に対をなす必要は無い。一方、受光素子３３ｏと３３ｐは、光軸中心検知用として使用し、受光素子３３ａ〜３３ｎの第１経線方向と異なる方向である第２経線方向（本装置では直交する方向）で、光軸Ｌ１を中心に対称に配置されている。
【００１０】
また、回転セクタ２２と受光部３３は、モータやギヤなどから構成される回転機構８１、８２により、それぞれ光軸回りに同期して回転される。本装置では、スリット２２ａによるスリット光束の第１走査方向が受光素子３３ａ〜３３ｎの配置方向である第１経線方向となるように設定されており、スリット２２ｂによるスリット光束の第２走査方向が第１経線方向と直交する方向となるように設定されている。スリット光束の第１走査方向と受光素子３３ａ〜３３ｎの配置方向とは既知の関係であれば良い。また、スリット２２ｂによるスリット光束の第２走査方向も、第１走査方向に対して直交している必要は無く、既知の関係であれば良い。スリット２２ａ及び２２ｂによるスリット光束の何れが走査されているかは、センサ８５により検知される。センサ８５の検知信号は、演算制御部７０に入力される。
【００１１】
また、受光部３３の各受光素子３３ａ〜３３ｐの出力は、位相差検出回路７５に入力される。位相差検出回路７５は、演算制御部７０に接続されている。また、回転機構８０，８１，８２は演算制御部７０に接続され、演算制御部７０はこれらを制御する。
【００１２】
角膜形状測定光学系は、プラチドリング投影光学系４０と撮像光学系５０を備える。プラチドリング投影光学系４０は、多数の円環状の指標が形成されたプラチド板４１と、プラチド板４１を背後から照明する光源４２と、反射板４３とを備える。撮像光学系５０は、ビームスプリッタ５１、５２、撮影レンズ５３、絞り５５、撮像手段としてＣＣＤカメラ５４を備える。撮像光学系５０は前眼部観察光学系として兼用される。ＣＣＤカメラ５４の出力は画像メモリを持つ画像処理部７１に接続され、画像処理部７１はディスプレイ７２と演算制御部７０に接続されている。角膜形状測定の構成及びその解析処理は、特開平１０−１０８８３７号公報に記載されたものを使用でき、本発明とは関係が薄いので、その説明は省略する。入力部７３は演算制御部７０に指令信号を入力する各種のスイッチを持つ。
【００１３】
６０は固視光学系を示す。固視光学系６０は、可視光源６１と、固視標６２と、光軸方向に移動可能なレンズ６３とを備える。眼屈折力測定時には、レンズ６３を光軸方向に移動することにより、被検眼に雲霧を与える。
【００１４】
なお、スリット投影光学系２０の測定光源２１は、アライメント光源として兼用されており、光源２１により角膜中心に形成される輝点が上下左右のアライメント指標として使用される。検者はディスプレイ７２に表示された前眼部像を観察し、光源２１によるアライメント指標と図示なきレチクルが所定の関係になるようにして、被検眼角膜中心に対して光学系の光軸Ｌ１をアライメントする。作動距離のアライメントは、光源２１による角膜輝点のピントが合うようにして行えるが、別のアライメント検出系を設けることが好ましい。アライメントを完了させた後に、測定スイッチを押すことで角膜形状、眼屈折力をそれぞれ測定する。
【００１５】
眼屈折力測定では、回転セクタ２２の回転により互い直交する２方向のスリット光束が交互に走査されて被検眼眼底に投影され、その反射光が受光部３３に受光される。演算制御部７０は、受光部３３に配置された各受光素子の位相差信号に基づいて各角膜部位における屈折力及び波面収差を演算する。
【００１６】
以下、屈折力測定及び波面収差の演算について説明する。いま、図４及び図５のように、水平方向を０度−１８０度方向とする極座標系を考え、眼底Ｅｒの中心窩を発して９０度方向で光軸から高さｈの角膜Ｅｃ上の点Ｐｃを出射した光線が、その角膜部位での屈折力によって変位する場合を考える。屈折誤差の無い無収差の眼の場合、被検眼から出射した光線は真直ぐに進み、光軸に垂直な座標系で角膜Ｅｃからある距離ｄに置かれたスクリーンＴ上における点Ｐ（点Ｐｃの対応点）の位置は変化しない。図５はスクリーンＴの座標系の図である。被検眼が球面誤差のみの場合、被検眼角膜の点Ｐｃから出射した光線のスクリーンＴ上における点Ｐは、光軸中心である座標系の原点Ｏを通る経線方向（メリジオナル方向）に、その屈折力誤差に応じて移動する。被検眼の屈折誤差に乱視が含まれるときSkew Ray成分が存在する。被検眼角膜の点Ｐｃから出射した光線は経線方向とは異なる方向に進む。図５では、説明を簡単にするために、主経線角度θの正乱視の屈折力のみを持つ被検眼とし、被検眼角膜の点Ｐｃから出射した光線が、スクリーンＴ上で点Ｐから点Ｑに変位した場合を例としている。点Ｐから点Ｑに変位する屈折力ΔＰは、図５においては９０度方向となる経線方向（メリジオナル方向）の屈折力ΔＰｍと、これと直交する方向（サジタル方向）の屈折力ΔＰｓとの２方向のベクトル合成となる。したがって、この２方向の屈折力を求めれば、各角膜部位でのSkew Ray成分を考慮した屈折力あるいは波面の傾き方向が求められる。
【００１７】
次に、受光部３３の各受光素子による位相差信号からSkew Ray成分を考慮した屈折力を得る方法を説明する。演算制御部７０は、測定用の受光素子３３ａ〜３３ｇが配置された第１経線方向の光軸中心を受光素子３３ｏと３３ｐの位相差信号から検知し、光軸中心からの屈折力ΔＰｓを求める。説明を簡単にするために、第１経線方向に位置する１つの受光素子３３ｄを例にとって説明する。
【００１８】
被検眼が正乱視の場合、第１経線方向と同じ第１走査方向にスリット光束が投影されると、眼底から反射されたスリット光束は乱視の主経線角度θ分だけ傾いた状態で各受光素子３３ｄ，３３ｏ，３３ｐを横切ることになる。このときの各受光素子の出力信号が、図６のようになったとする。各受光素子の出力信号をある閾値レベルＶｈで矩形波形に整形して２値化処理し、その矩形波形の半分のところをその受光素子の位相信号とする。各受光素子３３ｄ，３３ｏ，３３ｐの位相信号は、それぞれｔd1，ｔo1，ｔp1で検出される。第１経線方向に直交する受光素子３３ｏ，３３ｐの中心位相信号Ｔ01は位相ｔo1，ｔp1の中間の位相信号となる。この位相信号Ｔ01が光軸中心に受光素子があると仮定した場合の位相信号と見なすことができる。第１走査方向のスリット光束の投影時における光軸中心を基準にした受光素子３３ｄの位相差Ｔd1は、
Ｔd1＝Ｔ01−ｔd1
で求められる。この位相差Ｔd1を屈折力に対応させることで、受光素子３３ｄに対応する角膜部位における光軸中心を基準にした第１経線方向の屈折力ΔＰｍ（第１屈折力）を求めることができる。
【００１９】
次に、第１走査方向に直交する第２走査方向（図５では０度方向）にスリット光束が投影された場合も、眼底から反射されたスリット光束は乱視角度θ分だけ傾けられた状態で第２走査方向に移動する。このスリット光束が各受光素子３３ｄ，３３ｏ，３３ｐを横切るとき、各受光素子の出力信号が、図７のようになったとする。各受光素子３３ｄ，３３ｏ，３３ｐの位相信号は、それぞれｔd2，ｔo2，ｔp2で検出される。第１経線方向に直交する受光素子３３ｏ，３３ｐの中心位相信号Ｔ02は、位相信号ｔo2，ｔp2の中間となる。この第２走査方向のスリット光束による光軸中心を基準にした受光素子３３ｄの位相差Ｔd2は、
Ｔd2=ｔd2−Ｔ02
で求められる。この位相差Ｔd2を屈折力に変換することにより、受光素子３３ｄに対応する角膜部位における光軸中心を基準にした第１経線方向に直交する方向の屈折力ΔＰｓ（第２屈折力）を求めることができる。
【００２０】
２方向の屈折力ΔＰｍとΔＰｓが得られれば、これをベクトル合成した屈折力ΔＰが、
ΔＰ＝｛（ΔＰｓ）2＋（ΔＰｍ）2｝1/2
で求められる。
【００２１】
以上のように、スリット光束の第１走査方向の投影時には、第１経線方向に対して異なる方向に配置された受光素子３３ｏ及び３３ｐの対により、第１経線方向の光軸中心が検知され、この検知結果と第１経線方向に配置された受光素子３３ａ〜３３ｎの位相差信号により、各受光素子の位置に対応した角膜部位における第１経線方向の屈折力が得られる。次に、スリット光束の第２走査方向の投影時にも、受光素子３３ｏ及び３３ｐの対により、第１経線方向の光軸中心位置（位相時間）が検知される。この検知結果と第１経線方向に配置された受光素子３３ａ〜３３ｎの位相差信号により、各受光素子の位置に対応した角膜部位における第１経線方向と直交する第２方向の屈折力が得られる。これにより、経線方向のみならず、受光素子３３ａ〜３３ｎが配置された全ての各角膜部位におけるSkew Ray成分を含む屈折力、あるいは光の進行方向が測定できる。
【００２２】
１つの経線方向での測定値が得られたら、回転セクタ２２と受光部３３を回転機構８１、８２によりそれぞれ光軸回りに同期して所定の角度ステップ(例えば１度)で１８０度回転し、各回転角度で同様に屈折力を得る。これにより、３６０度の経線方向の複数の角膜部位で屈折力とSkew Ray成分を含めた光の進行方向が得られる。この時点で得られた測定結果を、屈折力マップなどの形式でディスプレイ７２に表示しても良い。なお、角膜形状測定で得られる角膜表面屈折力分布と眼の全屈折力分布との差である眼内屈折力分布を算出するときは、プラチドリングの投影による角膜形状の測定が経線方向での曲率変化を得る形式であるため、それを変換した角膜表面屈折力分布は従来と同じように経線方向成分の屈折力（ΔＰｍ）で屈折力分布を表示することで良い。
【００２３】
上記のように各角膜部位での２方向の屈折力が得られることにより、これらの合成ベクトルが光の進行方向を示すので、その方向と直交する面がその位置での波面となる。すなわち、角膜部位での２方向の屈折力により、ハルトマンシャック波面センサと同じく各角膜部位での波面の傾きに変換できる。ハルトマンシャック波面センサの波面解析の説明を引用すれば、直交座標系での波面Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、以下の式で表される。
【００２４】
【数１】
2006212299.tif 000003
【００２５】
上記式において、X,Yは瞳面上の座標位置、ｆはレンズレットアレイ  レンズの焦点距離、Δy／f及びΔx／fがそれぞれ波面の傾きを表す。波面収差は、波面の傾きを基に下記のゼルニケ多項式を使用して展開係数の次数を決定することにより求められる。
【００２６】
【数２】
2006212299.tif 000004
【００２７】
本実施形態での説明では、光軸から高さｈにある角膜部位Ｐｃでの波面の傾きは、極座標系における経線方向の第１屈折力ΔＰｍとこれと直交する第２屈折力ΔＰｓにより表される。経線方向の波面の傾きをαｍ、これと直交する方向の傾きをαｓとしたとき、各傾きαｍ，αｓは、
ｔａｎαｍ＝ｈ・ΔＰｍ
ｔａｎαｓ＝ｈ・ΔＰｓ
により求められる。上記数１及び数２の式の波面Ｗ（Ｘ，Ｙ）を演算するときは、極座標系の２方向の傾きαｍ，αｓをＸＹの直交座標系に変換して行えば良い。なお、極座標系の波面Ｗ(ｈ, θ)のままで演算しても良い。波面収差の測定結果は、波面マップ等の形式でディスプレイ７２に表示される。
【００２８】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態における受光部３３が備える受光素子の配置構成を示す図である。他の構成は、第１実施形態と基本的に同様であるので、省略する。受光素子３３ａ〜３３ｎは、先の例の図３の配置構成と同じく、光軸Ｌ１を通る第１経線方向に位置する。受光素子３３ａ〜３３ｇは角膜上の等価距離で光軸Ｌ１の位置に対して０．７５ｍｍの距離から０．５ｍｍピッチ間隔で配置さており、これらとそれぞれ対となる受光素子３３ｈ〜３３ｎも光軸Ｌ１の位置に対して同じ距離の位置に配置されている。一方、第１経線方向と直交する第２経線方向には、受光素子３３ａ〜３３ｇを光軸Ｌ１を中心に丁度９０度回転した状態の受光素子３４ａ〜３４ｎが配置されている。すなわち、光軸Ｌ１を中心にして同一距離の円周上に４つの受光素子が直交して配置されている。スリット光束の走査は、先の例と同じく、受光素子３３ａ〜３３ｇの第１経線方向が第１走査方向に対応し、受光素子３４ａ〜３４ｎの第２経線方向が第２走査方向に対応する。
【００２９】
この受光素子３３ａ〜３３ｇ，３４ａ〜３４ｎに配置構成においては、第２経線方向に配置された受光素子３４ａ，３４ｈの対（他の対であっても良い）が、第１経線方向に配置された受光素子３３ａ〜３３ｎで屈折力を測定する際の光軸中心検知用受光素子として兼用される。また、第１経線方向に配置された受光素子３３ａ，３３ｈの対（これも他の対であっても良い）が、第２経線方向に配置された受光素子３４ａ〜３４ｎで屈折力を測定する際の光軸中心検知用受光素子として兼用される。
【００３０】
この第２実施形態における屈折力測定の動作を、図９を使用して説明する。図９は、図５とベースを同じとして、９０度経線方向の点Ｐ１が点Ｑ１に移動し、０度経線方向の点Ｐ２が点Ｑ２に移動した場合を例にしている。
【００３１】
まず、第１走査方向にスリット光束が投影されたときには、第２経線方向（０度−１８０度方向）の受光素子３４ａ，３４ｈの対により第１経線方向（９０度−２７０度経線方向）の中心が検知され、第１経線方向の各受光素子３３ａ〜３３ｇによりその各受光素子の角膜部位における、第１経線方向の第１屈折力（ΔＰ１ｍ）が測定される。また、第１走査方向のスリット光束の投影時には、同時に、第１経線方向の受光素子３３ａ，３３ｈの対により第２経線方向に直交する方向の光軸中心が検知され、第２経線方向の各受光素子３４ａ〜３４ｇによりその各受光素子の角膜部位における、第２経線方向に直交する方向の第２屈折力（図９上のΔＰ２ｓ）が測定される。これらの測定結果は演算制御部７０が持つメモリ７０ａに記憶される。
【００３２】
次に、第２走査方向にスリット光束が投影されたときには、今度は、第２経線方向の受光素子３4ａ，３4ｈの対により第１経線方向に直交する方向の光軸中心が検知され、第１経線の受光素子３3ａ〜３3ｇによりその受光素子の角膜部位における第１経線方向に直交する方向の第２屈折力（図９上のΔＰ１ｓ）が測定される。同時に、第１経線方向の受光素子３３ａ，３３ｈの対により第２経線方向の光軸中心が検知され、第２経線方向の各受光素子３４ａ〜３４ｇによりその受光素子の角膜部位における第２経線方向の第１屈折力（図９上のΔＰ２ｍ）が測定される。これの測定結果は演算制御部７０が持つメモリ７０ａに記憶され、演算制御部７０は、第１及び第２走査方向のスリット光束の投影による測定結果をメモリ７０ａから呼び出し、第１経線方向及び第２経線方向の各受光素子の角膜部位における２つの方向の屈折力をベクトル合成した屈折力を得る。すなわち、図９においては、Ｐ１の角膜部位ではΔＰ１ｍとΔＰ１ｓをベクトル合成したΔＰ１を求め、Ｐ２の角膜部位ではΔＰ２ｍとΔＰ２ｓとベクトル合成したΔＰ２を求める。また、演算制御部７０は、各角膜部位での２つの方向の屈折力を基に、先の例と同じく波面の傾き、波面収差を演算する。
【００３３】
この第２実施形態においては、全周の屈折力分布を得るための回転セクタ２２及び受光部３３の光軸回りの回転は９０度の回転で良く、第１実施形態に対して測定時間の短縮を図ることができる。
【００３４】
＜第３実施形態＞
図１０（ａ）は、第３実施形態における受光部３３が備える受光素子の配置構成を示す図である。第２経線方向の受光素子３５ａ〜３５ｎは、第２実施形態の第２経線方向の受光素子３４ａ〜３４ｎの配置を変形したものであり、第１経線方向の受光素子３３ａ〜３３ｎの配置に対して、光軸Ｌ１からの距離が異なる距離となるように半径方向にずらして配置されている。例えば、第１経線方向の半径方向における各受光素子３３ａ〜３３ｇのピッチ間隔は０．５ｍｍであり、その半分の０．２５ｍｍだけずらして配置する。この配置により、図１０（ａ）の第２経線方向の受光素子３５ａ〜３５ｇが９０度光軸回りに回転されて、図１０（ａ）上の第１経線方向と同じ方向となったとき、その経線方向で１／２ピッチだけずれた角膜部位の屈折力を測定できる。なお、この第３実施形態では、第１実施形態と同じく回転セクタ２２及び受光部３３を１８０度光軸回りに回転することで全周の経線方向の測定となる。
【００３５】
角膜上の測定部位の分解能を上げる方法としては、経線方向の測定範囲内に配置する受光素子の数を増やす方法が考えられるが、Ｓ／Ｎを考えて受光素子の面積を確保する必要があるため、それには限界がある。この第３実施形態によれば、各受光素子の面積を確保しつつ、測定部位の分解能を上げることができる。
【００３６】
また、この第３実施形態の受光部３３には、受光素子３３ａ，３３ｈ，３５ａ，３５ｈの間にアライメント検知用の４分割受光素子３６が配置されている。図１０（ｂ）は、４分割受光素子３６とその信号処理系の構成図である。受光素子３６は、光軸Ｌ１を中心にして４個の受光素子３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄが配置されている。この受光素子３６は、測定用受光素子３３ａ〜３３ｎ，３５ａ〜３５ｎの位相差検出回路７５とは別回路にて構成された検出回路７６に接続されている。検出回路７６は演算制御部７０に接続されている。測定光源２１はアライメント光源として兼用され、スリット光束の投影時にはその角膜反射光が受光部３３の受光素子３６上に入射する。受光素子３６上では、角膜反射光が輝点９０として受光される。
【００３７】
被検眼に対する装置光学系の上下左右のアライメント状態は、４個の受光素子３６の光量バランスとして検出される。すなわち、アライメントが適切なときは輝点９０が光軸Ｌ１の中心に位置し、４個の受光素子３６ａ〜３６ｄの出力信号はほぼ等しくなる。輝点９０が受光素子３６上の右側に位置するときは（左右のアライメント状態が右にずれているときは）、受光素子３６ａ，３６ｃの出力信号に対して受光素子３６ｂ，３６ｄの出力信号の方が大きくなる。輝点９０が受光素子３６上の上側に位置するときは（上下のアライメントが上にずれているときは）、受光素子３６ｃ，３６ｄに対して受光素子３６ａ，３６ｂの出力信号が大きくなる。これにより、アライメントのずれ方向とその程度が検出できる。また、受光素子３６の全体の受光信号から角膜反射のレベルを判断し、アライメント異常を検知できる。
【００３８】
受光部３３を１８０度光軸回りに回転して各経線方向の眼屈折力を測定する際に、演算制御部７０は測定用受光素子３３ａ〜３３ｎ，３５ａ〜３５ｎからの位相信号と共に、受光素子３６の出力信号の有無（角膜反射のレベル）やアライメントずれ情報を記憶する。その後、各測定経線方向の屈折力を演算する段階で、受光素子３６からの検出情報を各経線方向の測定データの有効性の判定に使用する。アライメントずれが許容範囲を超えている場合や、角膜反射光に異常がある場合は、その測定経線方向の測定データは注意フラッグを立てて記憶する。この場合、注意フラッグを立てた測定経線方向の屈折力データは近隣の角膜部位のデータから補間処理等で生成することで対応する。なお、アライメントずれは前眼部観察系のＣＣＤカメラ５４の検出結果を利用することもできる。
【００３９】
＜第４実施形態＞
図１１は、第４実施形態における回転セクタ２２に形成されたスリットの形状を示す図である。また、第４実施形態における受光部３３の受光素子の配置構成は、図８と同じく、１経線方向に受光素子３３ａ〜３３ｎが配置され、これと直交する第２経線方向に受光素子３４ａ〜３４ｎが配置されたものであり、図８の説明を援用する。
【００４０】
図１１のように、第４実施形態における回転セクタ２２には１方向のスリット２２ｃのみが形成されており、測定時には第１走査方向のみでスリット光束が投影されるそして、図８で示した受光素子３３ａ〜３３ｎが配置された第１経線方向は、このスリット光束の走査方向と同じになるように設定されている。
【００４１】
第４実施形態における屈折力測定の動作を、第２実施形態で説明した図８を使用して説明する。第１経線方向（９０度−２７０度経線方向）に対応したスリット光束の投影により、まず、９０度方向の各受光素子３３ａ〜３３ｇによりその各受光素子の角膜部位における、第１経線方向の第１屈折力（ΔＰ１ｍ）が測定される。同時に、このスリット光束の投影時には、第１経線方向の受光素子３３ａ，３３ｈの対により第２経線方向（０度方向）に直交する方向の光軸中心が検知され、第２経線方向の各受光素子３４ａ〜３４ｇによりその各受光素子の角膜部位における、第２経線方向に直交する方向の第２屈折力（ΔＰ２ｓ）が測定される。
【００４２】
回転セクタ２２及び受光部３３を光軸の回りに回転していき、丁度９０度回転したときに、９０度経線方向に受光素子３４ａ〜３４ｇが位置すると共に、０度経線方向に受光素子３３ｈ〜３３ｎが位置する。スリット光束の走査方向も９０度回転されているので、スリット光束は０度−１８０度の方向に走査される。このスリット光束の走査で、今度は０度−１８０度経線方向に位置した受光素子３３ａ，３３ｈの対により９０度経線方向の中心が検知され、受光素子３４ａ〜３４ｇによりその受光素子の角膜部位における９０度経線方向に直交する方向の第２屈折力（ΔＰ１ｓ）が測定される。同時に、９０度−２７０度経線方向に位置した受光素子３４ａ，３４ｈの対により０度経線方向の光軸中心が検知され、０度経線方向の各受光素子３３ｈ〜３３ｇによりその受光素子の角膜部位における０度経線方向の第１屈折力（ΔＰ２ｍ）が測定される。
【００４３】
演算制御部７０は、回転セクタ２２及び受光部３３の光軸回りの回転毎に、それぞれ各受光素子の位相差信号をメモリ７０ａに記憶し、１８０度の回転により全経線方向のデータが得られたら測定を終了し、各位相信号を呼び出して各角膜部位での２方向の屈折力を演算する。そして、各角膜部位での２方向の屈折力をベクトル合成した屈折力を演算し、これをディスプレイ７２に表示する。また、演算制御部７０は、各角膜部位での２つの方向の屈折力を基に、先の例と同じく波面収差を演算し、波面収差の測定結果をディスプレイ７２に表示する。
【００４４】
この第４実施形態は、スリット光束の投影が１走査方向のみで良いので、先の第１実施形態に対して測定時間の短縮を図ることができる。３６０度方向の経線方向の測定結果を得る上では、測定時間が短くなると、被検眼に対するアライメントずれによる精度低下の影響が少なくなり、有利である。
【００４５】
以上説明した第１〜第４の実施形態は技術思想を同一にする範囲において、種々の変容が可能である。例えば、回転セクタ２２及び受光部３３の回転手段は、実施形態のように機械的に回転する他、スリット投影光学系と受光光学系の共通光路にイメージローテータを配置し、光学的に同期して回転する構成を含むものである。また、スリット光束の走査方向と受光素子の配置の経線方向との関係、屈折力をベクトル合成するための２方向の屈折力等、これらの角度の関係は既知の関係であれば良く、実施形態に限定されるものでは無い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態の眼科測定装置の構成概略図である。
【図２】スリットが交互に形成された回転セクタを示す図である。
【図３】第１実施形態の眼科測定装置の受光素子を示した図である。
【図４】角膜を出射した光線の変位を説明する図である。
【図５】測定経線上の点がSkew Ray成分により変位する様子を示す図である。
【図６】第１走査方向にスリット光束を投影した時の各受光素子の出力信号を示す図である。
【図７】第１走査方向に直交する第２走査方向にスリット光束を投影した時の各受光素子の出力信号を示す図である。
【図８】第２実施形態における受光素子の配置構成を示す図である。
【図９】第２実施形態における屈折力測定の動作原理を説明する図である。
【図１０】第３実施形態における受光素子の配置構成を示す図である。
【図１１】第４実施形態における回転セクタのスリット形状を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０  スリット投影光学系
２１  光源
２２  回転セクタ
２２ａ、２２ｂ  スリット
３０  受光光学系
３３  受光部
３３ａ〜３３ｐ  受光素子
３４ａ〜３４ｎ  受光素子
３５ａ〜３５ｎ  受光素子
３６  ４分割受光素子
３６ａ〜３６ｄ  受光素子
４０  プラチドリング投影光学系
５０  撮像光学系
６０  固視光学系
７０  演算制御部
７０ａ  メモリ
７５  位相差検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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