(57)【要約】【課題】屈折波面計測によって得られる画像を、より解析に適した画像に調整し、高精度の屈折波面計測を可能とする。【解決手段】第１光源からの光束が被検眼眼底付近に集光する様に集光位置を移動させる第１移動手段と、被検眼眼底から反射した光束を集光させる第１変換部材及び光束を受光する第１受光部を光学的に移動させる第２移動手段と、を独立して駆動可能とし、さらに操作者の操作によって駆動可能とする。まず、演算部は、第１受光部からの第１受光信号に基づいて、投影側・受光側を調節するＳ１０１〜Ｓ１０５。次に、独立モードが選択された場合Ｓ１０６、Ｓ１０７、自動調整処理又はマニュアル調整処理によって投影側・受光側を調節するＳ１０９〜Ｓ１１３。さらに、演算部は、調整された測定条件に従って眼特性を測定するＳ１１５〜Ｓ１２３。【選択図】図１０
2006272005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の光束を発する第１光源を有し、該第１光源からの第１照明光束で被検眼眼底付近に集光する様に照明するための第１照明光学系と、
被検眼眼底から反射した反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材及び該第１変換部材で変換された複数の光束を受光する第１受光部を有し、該反射光束を上記第１受光部に導く第１受光光学系と、
上記第１照明光学系の集光位置を移動させる第１移動手段と、
上記第１受光部及び第１変換部材を光学的に移動させる第２移動手段と、
上記第１移動手段又は第２移動手段による異なる条件の下における第１受光部で得られた光束の傾き角データを組み合わせ、組み合わせたデータに基づいてゼルニケ解析を行い、被検眼の光学特性を求める演算部と
を備える眼科測定装置。
【請求項２】
さらに、上記第１移動手段と上記第２移動手段との移動動作を連動させる連動モードと、別個独立に制御可能な独立モードとに切り替え可能なモード切替部を備え、
上記演算部は、各モードにおいて異なる条件の下における第１受光部で得られた光束の傾き角データを組み合わせ、組み合わせたデータに基づいてゼルニケ解析を行い、被検眼の光学特性を求めるように構成されている請求項１に記載の眼科測定装置。
【請求項３】
上記演算部は、さらに、第１受光信号に基づく値が所定レベルでない時、上記第１及び第２移動手段により、上記第１照明光学系及び上記第１受光光学系を連動して移動させるように構成されている請求項１又は２に記載の眼科測定装置。
【請求項４】
屈折力測定のためのパターンを被検眼網膜に照射する屈折力測定用照明光学系と、
被検眼網膜に投影されたパターン像を受光する屈折力測定用受光光学系と
をさらに備え、
上記演算部は、さらに、上記屈折力測定用受光光学系により受光されたパターン像から屈折力を求め、屈折力に基づいて、上記第１及び第２移動手段により、上記第１照明光学系及び上記第１受光光学系を連動して移動させるように構成されている請求項１又は２に記載の眼科測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科測定装置に係り、特に、照明光学系と受光光学系とを独立して調整する機構を有する屈折波面計測機能をもつ眼科測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医学用に用いられる光学機器は、特に、眼科では、眼の屈折、調節等の眼機能、眼球内部の検査を行う光学特性測定装置として普及している。例えば、被検眼の屈折力と角膜形状とを求めるフォトレフラクトメータという装置が存在する。例えば、特願２０００−３５１７９６では、複数の条件下で求めた測定データ（測定結果）、測定結果に対応する画像データ及び／又は数値データを表示する光学特性測定装置が記載されている。従来の光学特性測定装置は、アライメント調整において被検眼を照明し、角膜で反射した光束を受光したスポット像と光軸上を一致させるように装置本体を上下左右に移動させる。光学特性測定装置は、スポット像が光軸上と一致するとハルトマン像、前眼部像を取得して、それを信号処理することで眼特性を測定する。また、これらの各種検査の測定結果は、例えば、検査対象となる患者の被検眼がどのような測定条件下に置かれていたかが重要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の屈折波面計測機能をもつ眼科装置は、照明光学系と受光光学系が連動して動くような機構となっているため、通常の測定では困難な眼の場合、得られる画像がボケたりして画像解析に適さない場合があった。例えば、手術、外傷、ケガ、傷、病気などの原因により、１つの眼においても場所によって眼球光学特性が異なる場合等がある。そのような場合、従来の自動測定では医師が必要とする測定結果を得られないことがあった。
【０００４】
本発明では、以上の点に鑑み、操作者が装置本体で照明光学系と受光光学系を独立して調整する操作により、得られる画像をより解析に適した画像に調整することができ、高精度の屈折波面計測が可能な眼科測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の解決手段によると、
第１波長の光束を発する第１光源を有し、該第１光源からの第１照明光束で被検眼眼底付近に集光する様に照明するための第１照明光学系と、
被検眼眼底から反射した反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材及び該第１変換部材で変換された複数の光束を第１受光信号として受光する第１受光部を有し、該反射光束を上記第１受光部に導く第１受光光学系と、
上記第１照明光学系の集光位置を移動させる第１移動手段と、
上記第１受光部及び第１変換部材を光学的に移動させる第２移動手段と、
上記第１移動手段と第２移動手段との移動動作を連動させる連動モードと別個独立に制御可能な独立モードを切り替え可能とするモード切替部と、
上記第１受光部で得られた光束の傾き角に基づいて、ゼルニケ解析を行い被検眼の光学特性を求める演算部と
を備え、上記第１移動手段及び／又は第２移動手段は、第１照明光束の集光位置及び／又は上記第１変換部材で変換された光束の集光位置を、上記第１受光部における第１受光信号の受光位置及び／又は受光レベルに応じて調整可能とする眼科測定装置が提供される。
本発明の第２の解決手段によると、
第１波長の光束を発する第１光源を有し、該第１光源からの第１照明光束で被検眼眼底付近に集光する様に照明するための第１照明光学系と、
被検眼眼底から反射した反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材及び該第１変換部材で変換された複数の光束を受光する第１受光部を有し、該反射光束を上記第１受光部に導く第１受光光学系と、
上記第１照明光学系の集光位置を移動させる第１移動手段と、
上記第１受光部及び第１変換部材を光学的に移動させる第２移動手段と、
上記第１移動手段又は第２移動手段による異なる条件の下における第１受光部で得られた光束の傾き角データを組み合わせ、組み合わせたデータに基づいてゼルニケ解析を行い、被検眼の光学特性を求める演算部と
を備える眼科測定装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の眼科測定装置によると、測定困難な眼に対して、装置本体でのマニュアル操作により解析に適した画像に調整することができ、高精度の屈折波面計測をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
１．眼科測定装置の構成
図１は、本発明に関する眼科測定装置の概略光学系１００を示す図である。
眼科測定装置の光学系１００は、例えば、対象物である被検眼６０の光学特性を測定する装置であって、第１照明光学系１０と、第１受光光学系２０と、第２受光光学系３０と、共通光学系４０と、調整用光学系５０と、第２照明光学系７０と、第３照明光学系７５と、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０とを備える。なお、被検眼６０については、図中、網膜６１、角膜６２が示されている。
【０００８】
第１照明光学系１０は、例えば、第１波長の光束を発するための第１光源部１１と、集光レンズ１２とを備え、第１光源部１１からの光束（第１照明光束）で被検眼６０の網膜（眼底）６１上の微小な領域を、その照明条件を適宜設定できるように照明するためのものである。第１照明光学系１０は、第１移動手段１１０によって集光位置を移動させることができる。
【０００９】
また、第１光源部１１から発せられる第１照明光束の第１波長は、一例として、赤外域の波長（例えば、７８０ｎｍ）である。第１光源部１１は、空間コヒーレンスが大きく、時間コヒーレンスが小さいものが望ましい。ここでは、第１光源部１１は、例えば、スーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）であって、輝度の高い点光源を得ることができる。なお、第１光源部１１は、ＳＬＤに限られるものではなく、例えば、空間コヒーレンス、時間コヒーレンスが大きいレーザー等であっても、回転拡散板等を挿入し、適度に時間コヒーレンスを下げることで、利用することができる。さらに、空間コヒーレンス、時間コヒーレンスが小さいＬＥＤであっても、光量さえ十分であれば、例えば、光路の光源の位置にピンホール等を挿入することで、利用することができる。
【００１０】
第１受光光学系２０は、例えば、コリメートレンズ２１と、被検眼６０の網膜６１から反射して戻ってくる光束（第１光束）の一部を、少なくとも、１７本のビームに変換する変換部材であるハルトマン板２２と、このハルトマン板２２で変換された複数のビームを受光するための第１受光部２３とを備え、第１光束を第１受光部２３に導くためのものである。第１受光光学系２０は、ハルトマン板２２で変換されたビームが第２移動手段１２０によって第１受光部２３に集光するように移動させることができる。また、ここでは、第１受光部２３は、リードアウトノイズの少ないＣＣＤが採用されているが、ＣＣＤとしては、例えば、一般的な低ノイズタイプ、測定用の１０００×１０００素子の冷却ＣＣＤ等、適宜のタイプのものを適用することができる。第１受光部２３で受光された信号（第１受光信号）は、例えば、眼球波面収差を求めるために使用される。
【００１１】
第１移動手段１１０は、第１照明光学系を移動させるもので、例えば、モータなどによって駆動される。第１移動手段１１０によって、第１照明光学系を移動させることで、第１照明光学系からの第１照明光束の集光位置を調節することができる。
【００１２】
第２移動手段１２０は、第１受光光学系を移動させるもので、例えば、モータなどによって駆動される。第２移動手段１２０によって、第１受光光学系を移動させることで、ハルトマン板２２で変換されたビームが第１受光部２３に集光するように調節することができる。なお、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０の移動手段としては適宜の装置・方法を用いることができる。また、本実施の形態では、第１移動手段１１０と第２移動手段１２０は、連動して駆動する以外に、個々に独立して駆動可能になっている。さらに、これら移動手段によって自動的に測定を行う以外に、操作者の操作（マニュアル操作）により、第１移動手段１１０と第２移動手段１２０を駆動可能である。
【００１３】
第２照明光学系７０は、第２波長の光束を発するための第２光源７２と、プラチドリング７１を備える。なお、第２光源７２を省略することもできる。図２に、プラチドリング７１の構成図の一例を示す。プラチドリング（ＰＬＡＣＩＤＯ’Ｓ  ＤＩＳＣ）７１は、図２のように、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影するためのものである。なお、複数の同心輪帯からなるパターンの指標は、所定のパターンの指標の一例であり、他の適宜のパターンを用いることができる。そして、後述するアライメント調整が完了した後、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影することができる。
【００１４】
第３照明光学系７５は、例えば、後述するアライメント調整を主に行うものであって、第３波長の光束を発するための第３光源部３１と、集光レンズ３２と、ビームスプリッター３３を備える。
第２受光光学系３０は、集光レンズ３４、第２受光部３５を備える。第２受光光学系３０は、第２照明光学系７０から照明されたプラチドリング７１のパターンが、被検眼６０の前眼部又は角膜６２から反射して戻ってくる光束（第２光束）を、第２受光部３５に導く。また、第３光源部３１から発せられ被検眼６０の角膜６２から反射し、戻ってくる光束（第３光束）を第２受光部３５に導くこともできる。なお、第２光源７２、第３光源部３１から発せられる光束の第２波長、第３波長は、例えば、第１波長（ここでは、７８０ｎｍ）と異なると共に、長い波長を選択できる（例えば、９４０ｎｍ）。また、第２受光部３５で受光された信号は、例えば、アライメント調整や角膜波面収差を求めるために使用される。
【００１５】
共通光学系４０は、第１照明光学系１０から発せられる光束の光軸上に配され、第１及び第２照明光学系１０及び７０、第１及び第２受光光学系２０及び３０、第３照明光学系７５等に共通に含まれ得るものであり、例えば、アフォーカルレンズ４２と、ビームスプリッター４３、４５と、集光レンズ４４とを備える。また、ビームスプリッター４３は、第３光源部３１の波長を被検眼６０に送光（反射）し、被検眼６０の角膜６２から反射して戻ってくる第２光束と第３光束を反射し、一方、第１光源部１１の波長を透過するようなミラー（例えば、ダイクロイックミラー）で形成される。ビームスプリッター４５は、第１光源部１１の波長を被検眼６０に送光（反射）し、被検眼６０の網膜６１から反射して戻ってくる第１光束を、透過するようなミラー（例えば、偏光ビームスプリッター）で形成される。このビームスプリッター４３、４５によって、第１、第２及び第３光束が、互いに他方の光学系に入りノイズとなることがない。
【００１６】
調整用光学系５０は、例えば、作動距離調整を主に行うものであって、第４光源部５１と、第５光源部５５と、集光レンズ５２、５３と、第３受光部５４を備える。作動距離調整は、例えば、第５光源部５５から射出された光軸付近の平行な光束を、被検眼６０に向けて照射すると共に、この被検眼６０から反射された光を、集光レンズ５２、５３を介して第３受光部５４で受光することにより行われる。また、被検眼６０が適正な作動距離にある場合、第３受光部５４の光軸上に、第５光源部５５からのスポット像が形成される。一方、被検眼６０が適正な作動距離から前後に外れた場合、第５光源部５５からのスポット像は、第３受光部５４の光軸より上又は下に形成される。なお、第３受光部５４は、第５光源部５５、光軸、第３受光部５４を含む面内での光束位置の変化を検出できればいいので、例えば、この面内に配された１次元ＣＣＤ、ポジションセンシングデバイス（ＰＳＤ）等を適用できる。
【００１７】
次に、アライメント調整について説明する。アライメント調整は、主に、第２受光光学系３０及び第３照明光学系７５により実施される。
まず、第３光源部３１からの光束は、集光レンズ３２、ビームスプリッター３３、４３、アフォーカルレンズ４２を介して、対象物である被検眼６０を平行な光束で照明する。被検眼６０の角膜６２で反射した反射光束は、あたかも角膜６２の曲率半径の１／２の点から射出したような発散光束として射出される。この発散光束は、アフォーカルレンズ４２、ビームスプリッター４３、３３及び集光レンズ３４を介して、第２受光部３５にスポット像として受光される。
【００１８】
ここで、この第２受光部３５上のスポット像が光軸上から外れている場合、眼光学特性測定装置本体を、上下左右に移動調整し、スポット像を光軸上と一致させる。このように、スポット像が光軸上と一致すると、アライメント調整は完了する。なお、アライメント調整は、被検眼６０の角膜６２を第４光源部５１により照明し、この照明により得られた被検眼６０の像が第２受光部３５上に形成されるので、この像を利用して瞳中心が光軸と一致するようにしてもよい。
【００１９】
つぎに、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０との位置関係を概略的に説明する。
第１受光光学系２０には、ビームスプリッター４５が挿入されており、このビームスプリッター４５によって、第１照明光学系１０からの光は、被検眼６０に送光されると共に、被検眼６０からの反射光は、透過される。第１受光光学系２０に含まれる第１受光部２３は、変換部材であるハルトマン板２２を通過した光を受光し、受光信号を生成する。
【００２０】
また、第１光源部１１と被検眼６０の網膜６１とは、共役な関係を形成している。被検眼６０の網膜６１と第１受光部２３とは、共役である。また、ハルトマン板２２と被検眼６０の瞳孔とは、共役な関係を形成している。さらに、第１受光光学系２０では、瞳孔とハルトマン板２２は略共役な関係を形成している。すなわち、アフォーカルレンズ４２の前側焦点は、瞳孔と略一致している。
【００２１】
また、レンズ１２は、光源１１の拡散光を平行光に変換する。絞り１４は、眼の瞳及びハルトマンプレート２１と光学的に共役の位置にある。絞り１４は、径がハルトマンプレート２１の有効範囲より小さく、いわゆるシングルパスの収差計測（受光側だけに目の収差が影響する方法）が成り立つ様になっている。レンズ１３は、上記を満たすために、実光線の眼底共役点を前側焦点位置に、さらに、眼の瞳との共役関係を満たすために、後側焦点位置が絞り１４と一致するように配置されている。
【００２２】
また、光線１５は、光線２４とビームスプリッター４５で共通光路になった後は、近軸的には、光線２４と同じ進み方をする。但し、シングルパス測定のときは、それぞれの光線の径は違い、光線１５のビーム径は、光線２４に比べ、かなり細く設定される。具体的には、光線１５のビーム径は、例えば、眼の瞳位置で１ｍｍ程度、光線２４のビーム径は、７ｍｍ程度になることもある（なお、図中、光線１５のビームスプリッター４５から眼底６１までは省略している）。
【００２３】
つぎに、変換部材であるハルトマン板２２について説明する。
第１受光光学系２０に含まれるハルトマン板２２は、反射光束を複数のビームに変換する波面変換部材である。ここでは、ハルトマン板２２には、光軸と直交する面内に配された複数のマイクロフレネルレンズが適用されている。また、一般に、測定対象部（被検眼６０）について、被検眼６０の球面成分、３次の非点収差、その他の高次収差までも測定するには、被検眼６０を介した少なくとも１７本のビームで測定する必要がある。
【００２４】
また、マイクロフレネルレンズは、光学素子であって、例えば、波長ごとの高さピッチの輪帯と、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズとを備える。ここでのマイクロフレネルレンズは、例えば、半導体微細加工技術を応用した８レベルの光路長差を施したもので、高い集光率（例えば、９８％）を達成している。
【００２５】
また、被検眼６０の網膜６１からの反射光は、アフォーカルレンズ４２、コリメートレンズ２１を通過し、ハルトマン板２２を介して、第１受光部２３上に集光する。したがって、ハルトマン板２２は、反射光束を少なくとも、１７本以上のビームに変換する波面変換部材を備える。
図３は、本発明に関する眼光学特性測定装置の概略電気系２００を示すブロック図である。眼科測定装置に関する電気系２００は、例えば、演算部２１０と、制御部２２０と、表示部２３０と、メモリ２４０と、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０と、入力部２７０とを備える。
【００２６】
演算部２１０は、第１受光部２３から得られる受光信号（４）、第２受光部３５から得られる受光信号（７）、第３受光部５４から得られる受光信号（１０）を入力し、全波面収差、ゼルニケ係数等を演算する。さらに、演算部２１０は、入力部２７０から所望の設定、指示、データ等の入力信号を入力する。また、演算部２１０は、角膜波面収差、収差係数、空間周波数の伝達特性を表す指標である白色光ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、点像の強度分布ＰＳＦ（Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の中心強度を、無収差光学系の場合に得られるＰＳＦの中心強度で割ることにより求められるＳｔｒｅｈｌ比、患者の視力を検査するために適宜の視力に応じた大きさを有するランドルト環のパターン等を演算する。また、このような演算結果に応じた信号を、電気駆動系の全体の制御を行う制御部２２０と、表示部２３０と、メモリ２４０とにそれぞれ出力する。
【００２７】
制御部２２０は、演算部２１０からの制御信号に基づいて、第１光源部１１の点灯、消灯を制御したり、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０を制御するものであり、例えば、演算部２１０での演算結果に応じた信号に基づいて、第１光源部１１に対して信号（１）を出力し、プラチドリング７１に対して信号（５）を出力し、第３光源部３１に対して信号（６）を出力し、第４光源部５１に対して信号（８）を出力し、第５光源部５５に対して信号（９）を出力し、さらに、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０に対して信号を出力する。
【００２８】
第１駆動部２５０は、例えば、演算部２１０に入力された第１受光部２３からの受光信号（４）、又は、入力部２７０から入力された移動信号に基づいて、第１照明光学系１０全体を光軸方向に移動させて集光位置を移動するものであり、第１移動手段１１０に対して信号（２）を出力すると共に、この移動手段を駆動する。これにより、第１駆動部２５０は、第１照明光学系１０の移動、調節を行うことができる。
第２駆動部２６０は、例えば、演算部２１０に入力された第１受光部２３からの受光信号（４）、又は、入力部２７０から入力された入力信号に基づいて、第１受光光学系２０全体を光軸方向に移動させるものであり、第２移動手段１２０に対して信号（３）を出力すると共に、この移動手段を駆動する。これにより、第２駆動部２６０は、第１受光光学系２０の移動、調節を行うことができる。
【００２９】
入力部２７０は、所望の設定、指示、データ等の各種入力信号を入力するための、スイッチ、ボタン、キーボード、ポインティングデバイス等を備える。例えば、入力部２７０は、モード切替スイッチ２７１、操作切替スイッチ、測定開始ボタン、第１照明光学系１０又は第１受光光学系２０を＋方向、―方向へ移動させる移動スイッチを備える。モード切替スイッチ２７１は、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動させて移動する連動モードと個々に独立して移動する独立モードを切り替えるスイッチである。操作切替スイッチは、自動調整による測定とマニュアル調整による測定を切り替えるスイッチである。移動スイッチは、例えば、第１照明光学系１０を移動させる投影側移動スイッチ、第１受光光学系２０を移動させる受光側移動スイッチを有する。操作者は、マニュアル調整選択時に移動スイッチを操作することによって、演算部２１０及び制御部２２０の制御により、第１駆動部２５０、第２駆動部２６０を介して第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０を駆動し、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０を独立して＋方向、−方向へ移動させることができる。なお、移動スイッチ１回の入力に対して、設定ステップ分（例えば０．２５ディオプター）だけディオプター値を変更し、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を指定方向に移動させるようにしてもよい。また、操作者は、キーボードによって第１照明光学系側及び第１受光光学系側のディオプター値を指定してもよい。この場合、演算部２１０及び制御部２２０の制御により、第１駆動部２５０、第２駆動部２６０を介して第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０を駆動し、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０は、指定されたディオプター値に対応する位置に移動する。なお、これらのディオプター値の指定方法及び入力手段は、適宜のものを用いる事ができる。
【００３０】
次に、ゼルニケ解析について説明する。一般に知られているゼルニケ多項式からゼルニケ係数Ｃｎｍを算出する方法について説明する。ゼルニケ係数Ｃｎｍは、例えば、ハルトマン板２２を介して第１受光部２３で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼６０の光学特性を把握するための重要なパラメータである。
被検眼６０の波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、ゼルニケ係数Ｃｉ２ｊ−ｉ、ゼルニケ多項式Ｚｉ２ｊ−ｉを用いて次式で表される。
【００３１】
【数１】
2006272005.tif 000003
【００３２】
ただし、（Ｘ，Ｙ）はハルトマン板２２の縦横の座標である。また、上式において、ｎは解析次数である。
また、波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、第１受光部２３の縦横の座標を（ｘ、ｙ）、ハルトマン板２２と第１受光部２３の距離をｆ、第１受光部２３で受光される点像の移動距離を（△ｘ、△ｙ）とすると、次式の関係が成り立つ。
【００３３】
【数２】
2006272005.tif 000004
【００３４】
ここで、ゼルニケ多項式Ｚｎｍは、以下の数式３で表され、具体的には、図１３、１４に示される。ただし、ｎ、ｍは、図１３、１４においてそれぞれｉ、２ｊ−ｉに対応する。
【００３５】
【数３】
2006272005.tif 000005
【００３６】
なお、ゼルニケ係数Ｃｎｍは、以下の数式４で表される自乗誤差を最小にすることにより具体的な値を得ることができる。
【００３７】
【数４】
2006272005.tif 000006
【００３８】
ただし、Ｗ（Ｘ、Ｙ）：波面収差、（Ｘ、Ｙ）：ハルトマン板座標、（△ｘ、△ｙ）：第１受光部２３で受光される点像の移動距離、ｆ：ハルトマン板２２と第１受光部２３との距離である。
演算部２１０は、ゼルニケ係数Ｃｎｍを算出し、これを用いて球面収差、コマ収差、非点収差等の眼光学特性を求める。
【００３９】
２．照明光学系及び受光光学系の位置ずれの影響
次に、第１照明光学系１０（投影側）及び第１受光光学系２０（受光側）のディオプター値がずれた場合における、ハルトマン像への影響について説明する。
【００４０】
図４は、投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像の図である。第１照明光学系１０から発した光束が、被検眼６０の眼底６１で反射して、第１受光部２３に集光した場合、すなわち投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像である。
【００４１】
図５は、投影側及び受光側の位置ずれによるハルトマン像への影響の説明図である。以下、図５を参照して図６及び図７に示すハルトマン像について説明する。
【００４２】
図６は、投影側の位置ずれ発生時のハルトマン像の図である。図４の状態から、投影側のみが＋５ディオプター（＋５Ｄ）ずれた場合のハルトマン像を図６（ａ）に示す。投影側が＋方向にずれると、図５（ａ）の破線に示すように、第１照明光学系１０から発した光束は、中心軸の外側から内側方向へ入射されるため、被検眼６０の眼底６１の前方で集光する。眼底６１では集光していない光束を反射するため、反射した光束を第１受光部２３で受光すると、受光信号の点像はぼけ、受光信号の受光レベル（光量）は小さくなる。
【００４３】
一方、図４の状態から、投影側のみが−５ディオプター（−５Ｄ）ずれた場合のハルトマン像を図６（ｂ）に示す。投影側が−方向にずれると、図５（ａ）の実線に示すように、第１照明光学系１０から発した光束が中心軸の内側から外側方向へ入射されるため、被検眼６０の眼底６１の後方で集光するような光束になる。投影側が＋方向にずれた場合と同様に、眼底６１では集光していない光束を反射するため、反射した光束を第１受光部２３で受光すると、受光信号の点像はぼけ、受光信号の受光レベルは小さくなる。
【００４４】
このように、投影側は、第１受光部２３で受光する受光信号の点像の受光レベルに関係する。つまり、投影側を移動することで点像をぼかしたりシャープにしたりすることができる。受光レベルを大きくするには、＋方向又は―方向のうち受光レベルが大きくなる方向へ投影側を移動する。自動調整では、演算部２１０が、第１受光部２３の受光信号に基づき、点像の受光レベルが大きくなるように第１照明光学系１０を移動させることにより、投影側のディオプター値を調整している。
【００４５】
図７は、投影側の位置ずれ発生時のハルトマン像の図である。図４の状態から、受光側のみが＋５Ｄずれていた場合のハルトマン像を図７（ａ）に示す。受光側が＋方向にずれると、図５（ｂ）の破線に示すように、眼底６１で反射した光束がハルトマン板２２に対して垂直ではなく、中心軸の外側から内側方向に入射するため、中心軸よりに集光し、第１受光部へ達する。第１受光部２３で受光される点像は、全体的に中心軸よりに集まり、図７（ａ）のように点像間隔が小さい像となる。
【００４６】
一方、図４の状態から、受光側のみが−５Ｄずれていた場合のハルトマン像を図７（ｂ）に示す。受光側が−方向にずれると、図５（ｂ）の実線に示すように、眼底６１で反射した光束がハルトマン板２２に対して垂直ではなく、中心軸の内側から外側方向に入射するため、中心軸から離れて集光する。第１受光部２３で受光される点像は、全体として中心軸から離れ、図７（ｂ）のように点像間隔が大きい像となる。
【００４７】
このように、受光側は、第１受光部２３で受光する受光信号の点像の点像間隔に関係する。つまり、点像間隔が小さい場合は、受光側を―方向に動かすことで、点像間隔が大きい場合は、受光側を＋方向に動かすことで適切なディオプター値に修正ができる。自動調整では、演算部２１０が第１受光部２３の受光信号に基づき、点像間隔が所定の間隔になるように第１受光光学系側を移動させることにより、受光側のディオプター値を調整している。
【００４８】
図８は、手術、病気、傷、ケガ等の影響により一様でない光学特性を持つ眼のハルトマン像の図である。図８に示すハルトマン像は、上半分と下半分の光学特性が異なる眼球の例である。この例では、上半分のみによってディオプター値の調整がされているため、下半分は点像間隔が狭い、すなわち受光側がずれた状態で測定されている。このような眼に対しては、下半分の点像間隔が狭いため、従来の眼科測定装置では測定が困難な場合があり、微調整を行うことが必要となる。本実施の形態では、このような眼に対してもマニュアル操作によってディオプター値を微調整することにより、ハルトマン像の修正を可能とし、高精度の測定が可能となる。例えば、図８のハルトマン像のように、上半分は光学特性の適切な測定が可能であるが、下半分は点像間隔が狭く適切な測定が不可能な場合、受光側を―方向に移動させることにより点像間隔を広くすることができる。これにより、上半分の点像間隔は広くなるが、全体として解析に適したハルトマン像を検出でき、演算部２１０で光学特性を求めることができる。また、下半分がぼけているため、適切な測定が不可能な場合は、投影側を＋方向又は−方向にずらして点像をシャープにして、上半分及び下半分の両方について適切な測定が可能な状態とすることができる。
【００４９】
３．動作モード
本実施の形態では、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０とが連動して移動する連動モードと、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０が独立して移動する独立モードとを備え、入力部２７０のモード切替スイッチ２７１により、これらを切替可能な構成とする。さらに、独立モードでは、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０とを別個に自動調整する場合と、操作者によってマニュアル調整する場合とを選択できる構成とする。
【００５０】
連動モードでは、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０は、第１光源部１１からの光束が、集光する点で反射されたとして、第１受光部２３での反射光による信号レベルが最大となるように、連動して移動する。具体的には、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０は、第１受光部２３での信号レベルが大きくなる方向に移動し、信号レベルが最大となる位置で停止する。これにより、第１光源部１１からの光束は、被検眼６０上で集光する。なお、信号レベル以外にも適宜の指標により第１照明光学系１０と第１受光光学系２０を移動させても良い。
【００５１】
独立モードにおける自動調整では、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０は独立して移動する。演算部２１０は、第１受光部２３での第１受光信号に基づいて、点像の間隔を求め、その点像間隔に所定間隔範囲より狭い領域がある場合にはマイナス側へ、所定間隔範囲より広い領域がある場合にはプラス側へ、第２移動手段１２０によって第１受光部２３を移動させる。また、演算部２１０は、第１受光部２３での第１受光信号の信号レベルが所定レベル範囲又は最大となるように第１移動手段１１０によって第１照明光学系１０を移動させる。なお、所定間隔範囲及び所定レベル範囲は予め設定され、メモリ２４０等に記憶されていてもよい。また、これら範囲を入力部２７０により適宜変更できるようにしてもよい。
【００５２】
独立モードにおけるマニュアル調整では、投影側及び受光側移動スイッチにより第１照明光学系１０と第１受光光学系２０を任意のディオプター位置に移動させることができる。独立モード選択時に、操作切替スイッチによってマニュアル波面計測モードになる。マニュアル波面計測モードでは、例えば、連動モードによるレフ、ケラトの測定を行い、測定終了後に停止しマニュアル調整状態になる。
【００５３】
図９は、マニュアル調整状態での表示図である。この時、演算部２１０は、表示部２３０にマニュアル波面計測用のディオプター値（Ｓ１：投影側、Ｓ２：受光側）を表示する。表示するディオプター値の初期値には、連動モードによるレフ、ケラト測定を行ったディオプター値を用いてもよい。また、ディオプター値以外に乱視度数Ｃ、乱視軸Ａ、その他適宜のパラメータをさらに表示させても良い。さらに、演算部２１０は、ハルトマン像についての第１受光信号を第１受光部２３から取り込み、ハルトマン像を表示部２３０に表示する。演算部２１０は、予め定められた周期毎に又はマニュアル操作によりディオプター値が変更される毎に、第１受光信号を第１受光部２３から取り込み、ハルトマン像の表示を更新するようにしてもよい。
【００５４】
操作者は、マニュアル調整状態の時に、投影側及び受光側移動スイッチ又はキーボード等の入力部２７０により、投影側及び受光側を任意のディオプター位置に移動させることができる。投影側は、投影側＋移動スイッチで＋方向に移動し、投影側−移動スイッチで−方向に移動する。投影側の移動により点像をボカしたり、シャープにすることができる。同様に、受光側は、受光側＋移動スイッチで＋方向に移動し、受光側−移動スイッチで−方向に移動する。受光側を動かすと点像間隔を広げたり、狭くしたりできる。スイッチ入力が行われると、演算部２１０は、スイッチ入力１回に対して予め設定されたステップ分（例えば０．２５ディオプター）だけ＋又は−方向にディオプター値を変更する。演算部２１０は、表示部２３０に表示されているディオプター値Ｓ１、Ｓ２を変更する。また、演算部２１０は、変更されたディオプター値に従って、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０を介して第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を移動させる。ディオプター値の設定が終了したら、測定開始スイッチを押すことで波面測定が開始される。
【００５５】
また、操作者は、入力部２７０のキーボード等によってディオプター値を指定してもよい。演算部２１０は、入力部２７０からディオプター値を入力すると、表示部２３０に表示されているディオプター値Ｓ１、Ｓ２を変更し、制御部２２０、第１駆動部２５０、第２駆動部２６０を介して第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０により第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を入力したディオプター値に対応する位置へ自動的に移動させる制御を行う。
【００５６】
４．フローチャート
図１０〜１２は、光学系独立調整機構を有する波面計測機能を持つ眼科測定装置の動作を示すフローチャートである。
まず、演算部２１０は、プリセットとして連動モードである場合、第１照明光学系１０と第１受光部２３を連動して移動させる連動モードを選択し、アライメント調整をする（Ｓ１０１）。また、演算部２１０は、連動モードか独立モードを選択するメニューを表示部２３０に表示し、入力部２７０のモード切替スイッチ２７１からモード選択信号を入力するようにしてもよい。その場合、演算部２１０は、アライメント調整をした後に、連動モード選択時にはステップＳ１０３の処理へ移り、独立モード選択時にはステップＳ１０９の処理へ移る。
【００５７】
演算部２１０は、ハルトマン像についての第１受光信号を低ノイズのＣＣＤ等の第１受光部２３を使って取り込む（Ｓ１０２）。演算部２１０は、入力した第１受光信号について、受光信号レベルの平均を求める。さらに、演算部２１０は、メモリ２４０から所定信号レベルを読み込み、受光信号レベルの平均が所定の信号レベルかを判断する（Ｓ１０３）。なお、所定信号レベルは、予め設定され、メモリ２４０に記憶されている。演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルの場合、ステップＳ１０６の処理へ移る。なお、ステップＳ１０３では、受光信号レベルの平均を用いる以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。また、演算部２１０は、ステップＳ１０１の後、装置に組み込まれたレフラクトメータにより測定されたディオプター値、若しくは、別のレフラクトメータにより測定されたディオプター値を入力し、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０によって、第１照明光学系１０及び第１受光部２３を入力したディオプター値に対応する位置に移動してもよい。
【００５８】
演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルでない場合、自動的に又は入力部２７０からの指示により第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０に、第１照明光学系１０及び第１受光部２３を移動させる移動信号を出力し、ステップＳ１０２の処理へ戻る（Ｓ１０５）。第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０は、演算部２１０から移動信号を入力し、入力した信号に従って、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０によって、第１照明光学系１０及び第１受光部２３を連動して移動させる。
【００５９】
次に、演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルである場合、独立モードを選択するか、自動モードを選択するかの入力を指示するメニューを表示部２３０に表示し、入力部２７０のモード切替スイッチ２７１からモード選択信号を入力する（Ｓ１０６）。この選択は、例えば、受光レベルが所定の信号レベルに達している点像の数（点数）によって自動的に判断させることもできる。演算部２１０は、入力したモード選択信号が、独立モードの選択を示すか判断する（Ｓ１０７）。なお、モード選択信号の入力には、スイッチによる入力以外にも適宜の方法を用いることができる。演算部２１０は、独立モードが選択された場合、ステップＳ１０９の処理に移り、独立モードが選択されなかった場合、ステップＳ１１５の処理に移る。また、タイムアップにより予め定められたモードに移行してもよい。
【００６０】
さらに、演算部２１０は、投影側及び受光側の調整が自動調整か又はマニュアル調整かを入力を指示するメニューを表示部２３０に表示し、入力部２７０の操作切替スイッチから操作選択信号を入力する。演算部２１０は、入力した操作選択信号が、自動調整か又はマニュアル調整かを判断する（Ｓ１０９）。なお、操作選択信号の入力には、スイッチによる入力以外にも適宜の方法を用いることができる。
【００６１】
演算部２１０は、自動調整と判断した場合（Ｓ１０９）、独立モード自動調整処理を行う（Ｓ１１１）。独立モード自動調整処理では、第１受光部２３から取り込まれた第１受光信号の点像間隔に従って第１受光部２３を移動させ、点像レベルに従って第１照明光学系１０を移動させる。第１受光部２３と第１照明光学系１０を独立して移動させることにより、眼球に適した測定を行うことが可能となる。
【００６２】
図１１は、独立モード自動調整処理のフローチャートである。以下にステップＳ１１１の独立モード自動調整処理について説明する。
【００６３】
まず、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を読み取り、取り込まれた第１受光信号に基づき、各点像の間隔を検出し、点像間隔の平均を求める（Ｓ２０１）。演算部２１０は、メモリ２４０から予め設定された所定の間隔を読み込み、第１受光信号から検出した平均点像間隔と比較する。演算部２１０は、平均点像間隔が予め設定された所定の間隔よりも小さい場合（Ｓ２０３）、第２駆動部２６０に対して第１受光部２３を−方向に移動させる信号を出力し、ステップＳ２０１の処理に戻る（Ｓ２０５）。演算部２１０は、平均点像間隔が所定の間隔よりも大きい場合（Ｓ２０７）、第２駆動部２６０に対して第１受光部２３を＋方向に移動させる信号を出力し、ステップＳ２０１の処理に戻る（Ｓ２０９）。第２駆動部２６０は、演算部２１０から信号を入力し、入力した信号に従って、第２移動手段１２０を駆動する。また、演算部２１０は、平均点像間隔が所定の間隔の場合、ステップＳ２１１の処理へ移る。なお、点像間隔と所定の間隔の比較は、ステップＳ２０１で検出した各点像間隔の平均以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。また、演算部２１０は、点像間隔が所定間隔範囲より狭い領域がある場合にはマイナス側へ、所定間隔範囲より広い領域がある場合にはプラス側へ、第２移動手段によって第１変換部材で変換された光束の集光位置を移動し、点像間隔を所定間隔範囲内に調整することもできる。
【００６４】
次に、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を読み取り、読み取った第１受光信号に基づいて個々の点像レベルを検出して点像レベルの平均を求める（Ｓ２１１）。演算部２１０は、平均点像レベルが、メモリ２４０から読み込んだ所定レベルよりも大きいか判断する（Ｓ２１３）。なお、点像レベルと所定レベルの比較は、ステップＳ２１１で検出した個々の点像レベルの平均以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。演算部２１０は、平均点像レベルが所定レベルよりも小さい場合、第１駆動部２５０に対して第１照明光学系１０を移動させる信号を出力し、ステップＳ２１１の処理へ戻る（Ｓ２１５）。第１照明光学系１０の移動方向は、任意の方向に移動させて点像レベルが大きくなるか判断し、点像レベルが大きくなる方向に移動させてもよい。第１駆動部２５０は、演算部２１０から信号を入力し、入力した信号に従って、第１移動手段１１０によって第１照明光学系１０を移動させる。演算部２１０は、平均点像レベルが所定レベルよりも大きい場合（Ｓ２１３）、独立モード自動調整処理を終了し、ステップＳ１１５の処理へ移る。
【００６５】
一方、図１０のフローチャートに戻り、演算部２１０は、マニュアル調整と判断した場合（Ｓ１０９）、独立モードマニュアル調整処理を行う（Ｓ１１３）。独立モードマニュアル調整処理では、演算部２１０は、操作者による入力部２７０の操作を入力し、第１照明光学系１０（投影側）及び第１受光光学系２０（受光側）を独立して移動させ、微調整ができる測定を可能とする。操作者は、入力部２７０を用いて投影側及び受光側のディオプター値を設定し、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０は設定されたディオプター値にしたがって移動される。
【００６６】
図１２は、独立モードマニュアル調整処理のフローチャートである。以下にステップＳ１１３の独立モードマニュアル調節処理について説明する。
まず、演算部２１０は、ステップＳ１０５の連動モードで調整されたディオプター値を表示部２３０に表示する（Ｓ３０１）。また、演算部２１０は、ハルトマン像についての第１受光信号を第１受光部２３から取り込み、ハルトマン像を表示部２３０に表示する。演算部２１０は、予め定められた周期毎に、第１受光信号を第１受光部２３から取り込み、ハルトマン像の表示を更新するようにしてもよい。なお、ハルトマン像の表示の更新は、周期毎に行う以外にもマニュアル操作によりディオプター値が変更されたときに行うなど、適宜のタイミングで行うこともできる。
【００６７】
次に、演算部２１０は、投影側移動スイッチ又はキーボード等の入力部２７０から投影側のディオプター値指定の信号を入力する（Ｓ３０３）。演算部２１０は、ディオプター値指定の信号が入力されない又は指定されない場合、ステップＳ３０６へ進む。投影側移動スイッチから入力する場合、演算部２１０は、スイッチ入力１回に対して予め設定されたステップ分のディオプター値だけ変更するようにしてもよい。キーボードから入力する場合、演算部２１０は、入力した値をディオプター値とする。演算部２１０は、指定された投影側ディオプター値を表示部２３０に表示し、さらに投影側ディオプター値に基づき第１駆動部２５０に対して第１移動手段１１０の駆動命令を出力する（Ｓ３０５）。また、第１駆動部２５０は、演算部２１０から駆動命令を入力し、駆動命令に従って、第１移動手段１１０を駆動し、第１照明光学系１０を移動させる。演算部２１０は、投影側ディオプター値の調整が完了したかを判断し、未完了の場合には、ステップＳ３０３へ戻り、完了の場合にはステップＳ３０７へ進む（Ｓ３０６）。調整が完了したかの判断は、例えば、入力部２７０から調整完了の信号を入力してもよい。
次に、演算部２１０は、受光側移動スイッチ又はキーボード等の入力部２７０から受光側のディオプター値指定の信号を入力する（Ｓ３０７）。演算部２１０は、ディオプター値指定の信号が入力されない又は指定されない場合、ステップＳ３１０へ進む。受光側移動スイッチ及びキーボードによるディオプター値の指定は、上述の投影側の場合と同様とすることができる。演算部２１０は、指定された受光側ディオプター値を表示部２３０に表示し、さらに受光側ディオプター値に基づき第２駆動部２６０に対して第２移動手段１２０の駆動命令を出力する（Ｓ３０９）。また、第２駆動部２６０は、演算部２１０から駆動命令を入力し、駆動命令に従って第２移動手段１２０を駆動し、第１受光光学系２０を移動させる。投影側と受光側を独立して任意に移動可能とすることにより、連動モードでは測定が困難な眼球に対して、解析に適した画像を得ることができる。演算部２１０は、受光側ディオプター値の調整が完了したかを判断し、未完了の場合には、ステップＳ３０７へ戻り、完了の場合にはステップＳ３１１へ進む（Ｓ３１０）。調整が完了したかの判断は、例えば、入力部２７０から調整完了の信号を入力してもよい。
【００６８】
演算部２１０は、指定されたディオプター値を用いて測定を開始するか判断する（Ｓ３１１）。測定開始の判断は、例えば、測定を開始するか否かの入力を指示する表示を表示部２３０に表示し、入力部２７０の測定開始ボタンから測定開始の信号を入力するようにしてもよい。演算部２１０は、測定開始と判断した場合、独立モードマニュアル調整処理を終了してステップ１１５の処理へ移る。演算部２１０は、測定を開始しないと判断した場合、ステップＳ３０３の処理へ戻り、再度ディオプター値の設定をする。また、入力部２７０のモード切替スイッチ２７１又は操作切替スイッチにより、適宜のタイミングで連動モードや独立モードの自動調整に移ることを可能としてもよい。
【００６９】
図１０のフローチャートに戻り、演算部２１０は、連動モード又は独立モードによって調整された測定条件において信号検出を行う（Ｓ１１５）。演算部２１０は、ハルトマン像についての第１受光信号を低ノイズのＣＣＤ等の第１受光部２３を使って取り込む。
【００７０】
また、演算部２１０は、取り込んだ第１受光信号に基づき、ゼルニケ解析を行い、ゼルニケ係数を算出する（Ｓ１１７）。次に、演算部２１０は、第１受光信号に基づき光学特性の演算処理を行う（Ｓ１１９）。ここで光学特性とは、例えば、収差、眼屈折力等、適宜の眼特性である。演算部２１０は、第１受光信号については、ハルトマン波面センサーの測定原理によって光学特性を計算する。第１受光信号によって得られるのは眼球光学系の波面収差（眼球波面収差）である。さらに、演算部２１０は、測定されたハルトマン像、眼球波面収差等の光学特性を表示部２３０に表示する（Ｓ１２１）。
【００７１】
また、演算部２１０は、ステップＳ１１５からＳ１２１の代わりに又は並行して第２受光部３５により前眼部像についての第２受光信号の取り込み、角膜で発生する波面収差（角膜波面収差）、角膜形状等の光学特性を計算しても良い。演算部２１０は、第２受光信号の取り込み後、角膜頂点反射の輝点にほぼ同心に写っているリング像の位置を画像処理の手法を使って解析する。リングの位置は、例えば円周上３６０度にわたって、２５６点程度取得される。また、演算部２１０は、リングの位置から角膜の傾斜を計算する。また、演算部２１０は、角膜の傾きから角膜の高さを計算して、角膜を光学レンズと同様に扱うことにより光学特性を計算する。第２受光信号によって得られるのは角膜で発生する波面収差（角膜波面収差）である。演算部２１０は、計算された角膜波面収差、角膜形状等を表示部２３０に表示する。さらに、演算部２１０は、白色光ＭＴＦ、Ｓｔｒｅｈｌ比、ランドルト環のパターン等を演算し、表示部２３０に表示させても良い。
演算部２１０は、測定を続ける場合ステップＳ１０１に戻り、続けない場合は終了する（Ｓ１２３）。
【００７２】
５．変形例
上述の実施の形態における変形例について、以下に説明する。
（独立モードにおける自動調整の変形例）
図１５は、図１１の独立モードにおける自動調整処理の第１の変形例である。図１１において示した独立モードにおける自動調整処理は、まず、Ｓ２０１乃至Ｓ２０９のステップにより点像間隔の調整を行い、Ｓ２１１乃至Ｓ２１３のステップにより点像レベルが所定値以上となるように調整を行うものとしている。
【００７３】
これに対して、図１５に示す独立モードにおける自動調整処理の第１の変形例は、図１１に示すものとは逆に、まず点像レベルが所定値以上となるように調整を行い、次に点像間隔の調整を行う形態である。図１１に示す処理と順序が入れ替わっているが、各ステップにおける個別の処理は変わりがないので、図１１と同様の符号を付しそれらの詳細な説明は、ここでは省略する。
【００７４】
（本実施の形態に関する眼科測定装置の変形例）
図１６は、図１に示す眼科測定装置１００の光学系の変形例である。図１６に示す眼科測定装置１５０は、図１に示す眼科測定装置１００に屈折力測定用の照明光学系８０と、屈折力測定用の受光光学系９０とを追加したものである。屈折力測定の際にそれらの両光学系は機能する。
【００７５】
屈折力測定用の照明光学系８０は、屈折力測定用光源８１、コリメートレンズ８２、屈折力測定用のリング状パターン８３、リレーレンズ８４、ビームスプリッター８７を備える。屈折力測定用光源８１から発した照明光束は、コリメートレンズ８２により平行光束となり、屈折力測定用のリング状パターン８３を照明する。照明された屈折力測定用のリング状パターン８３からの光束は、リレーレンズ８４により平行となり瞳と共役な絞り８５、リレーレンズ８６を通過しをビームスプリッター８７を介して、第１照明光学系１０の光軸と重なり、共通光学系４０を介して、被検眼６０の網膜６１上を照明する。この屈折力測定用のリング状パターン８３は、正視の被検眼の測定の際に被検眼眼底と共役な位置関係とされる。
【００７６】
屈折力測定用の受光光学系９０は、ビームスプリッター９１、リレーレンズ９２、屈折力測定用受光部９３を備える。リング照明された被検眼６０の網膜６１からの反射光束は、共通光学系４０を介して、ビームスプリッター９１に達し、ここで反射され、リレーレンズ９２で集光された後、屈折力測定用受光部９３で屈折力測定用受光信号として受光される。網膜上で投影された屈折力測定用のリング状パターン像を示す屈折力測定用受光信号は、演算部２１０に送られる。
【００７７】
屈折力測定用受光部９３は、好ましくは２次元センサーで形成される。演算部２１０では、屈折力測定用受光信号に基づき網膜上で投影された屈折力測定用のリング状パターン像から、被検眼の屈折力を求める。屈折力を求める演算に関しては特許第２５８０２１５号に開示されているのでここではその詳細を省略する。
【００７８】
（変形例の全体フローチャート）
図１７は、本実施の形態に関する眼科測定装置の全体フローチャートの第１の変形例である。図１０に示す全体フローチャートにおいては、連動モードにおいて、第１受光部の第１受光信号のレベルに応じて、ステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０５により、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の連動制御を行い概略の位置調整を行う構成とされている。これに対して、図１７に示す変形例においては、連動モードにおいて、屈折力測定を行い、測定により求められた被検眼の屈折力に基づいて、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる構成とされている点が相違する。以下相違点に関して説明を行う。
【００７９】
図１７における連動モードにおいては、屈折力測定用受光信号に基づき演算部２１０で被検眼の屈折力を求め、求められた屈折力に基づき、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の連動制御を行い概略の位置調整を行うものである。
【００８０】
まず、演算部２１０は、連動モードを選択し、それと平行して被検眼とのアライメント調整を行う（Ｓ１０１）。次に演算部２１０は、屈折力測定用の照明光学系８０を介して屈折力測定用のリング状パターン８３を被検眼６０の網膜６１に照明し、それから反射した反射光束を屈折力測定用受光部９３で受光し、受光した屈折力測定用受光信号に基づき、被検眼６０の屈折力を求める（Ｓ１３０）。演算部２１０は、求められた屈折力の球面度数成分に見合った位置に、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる（Ｓ１３１）。演算部２１０は、移動調整が終了したかを判断し、終了していない場合にはステップＳ１３１に戻り、終了すればステップＳ１０６に進み、モード選択が行われる（Ｓ１３２）。移動調整終了の判断は、例えば、第１照明光学系及び第１受光光学系の停止など、適宜の方法を用いることができる。また、以下の処理は、図１０に示すフローチャートと同一であるためその説明は省略する。
【００８１】
（独立モードにおける自動調整の第２の変形例）
図１８は、独立モードにおける自動調整処理の第２の変形例である。図１７における眼科測定装置の全体フローチャートの第１の変形例において、独立モードの自動調整処理が選択されると（Ｓ１０７、１０９）、図１８に示す独立モードにおける自動調整処理の第２の変形例が実行されてもよい。
【００８２】
この変形例での独立モードにおける自動調整では、演算部２１０は、第１受光信号のレベルに基づき第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の連動制御を行い、その後、個々の点像レベルに基づき個別に移動調整を行い、さらに点像の間隔に基づき個別に移動調整を行う構成とされている。第１受光信号のレベルに基づく第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の連動制御に関しては、図１０に示すステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０５と同様であり、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。次に、個々の点像レベルに基づき個別に移動調整を行い、さらに点像の間隔に基づき個別に移動調整を行う処理は、図１１に示したものと同様であり、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８３】
（独立モードにおける自動調整の第３の変形例）
図１９は、独立モードにおける自動調整処理の第３の変形例である。図１７における眼科測定装置の全体フローチャートの第１の変形例において、独立モードの自動調整が選択されると（Ｓ１０７、１０９）、図１９に示す独立モードにおける自動調整処理の第３の変形例が実行されるように構成してもよい。
【００８４】
この変形例での独立モードにおける自動調整では、第１受光信号のレベルに基づき第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の連動制御を行い、その後、点像の間隔に基づき個別に移動調整を行い、さらに個々の点像レベルに基づき個別に移動調整を行う構成とされている。第１受光信号のレベルに基づく第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の連動制御に関しては、図１０に示すステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０５と同様であり、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。次に、点像の間隔に基づき個別に移動調整を行い、さらに個々の点像レベルに基づき個別に移動調整を行う処理は、図１５に示したものと同様であり、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
図２０は、本実施の形態に関する眼科測定装置の全体フローチャートの第２の変形例である。特に初期の核白内障、強度の近視眼に屈折矯正手術を施したように眼の一部分の屈折率が著しく変化した場合などでは、独立モードで調整をしても、各像点がすべて測定可能な状態にならないケースもたまに生じることがある。この全体フローチャートの第２の変形例は、その際に、異なるディオプター位置での複数のハルトマン像を検出し、それらを合成して被検眼全体の光学特性を求めるようにするものである。
図２１は、眼の一部分の屈折力が異なる眼球におけるハルトマン像である。図２１に示すハルトマン像は、中心付近が略正視眼であり周辺部分に強度の近視個所が残存している例である。中心付近の屈折力に合わせた状態を示したものが図２１（ａ）であり、周辺部分の屈折力に合わせた状態を示したものが図２１（ｂ）となる。測定の際には、図２１（ａ）の中心付近と、図２１（ｂ）の周辺部分の点像から被検眼全体の屈折力を測定することが可能となる。
【００８６】
図２０において、ステップＳ１０１からＳ１１３の処理までは、図１０における処理と同様であるので、同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００８７】
演算部２１０は、各モードで調整された状態で信号検出を行い、検出した第１受光信号を記憶部に記憶する（Ｓ１４０）。演算部２１０は、検出した第１受光信号で測定が十分に行えるかどうかを判断する（Ｓ１４１）。例えばハルトマン像が所定の点数以上認識できるか、所定の間隔の点が所定数以上か、所定のレベル以上の点が所定数以上か等により測定が行えるかの判断を行うことができる。
【００８８】
演算部２１０は、測定には不十分であると判断した場合には、ステップＳ１１３に戻り、独立モードマニュアル調整処理を行い、不十分であったエリアの点像が鮮明にかつ適当な間隔として現れるように調整が行われ、調整が終わればステップＳ１４０の信号検出処理に進み、別の条件でのハルトマン像を検出し、記憶部にさらに記憶する。ハルトマン像の検出は、合成ハルトマンが像を形成して測定が行える信号が得られるまで複数回繰り返してもよい。つぎに、演算部２１０は、記憶部に記憶された複数のハルトマン画像から合成ハルトマン画像を形成し、そしてゼルニケ解析を行う（Ｓ１４２）。その合成ハルトマン画像を形成する処理は、以下に詳述する。
【００８９】
あるディオプターの位置において、ハルトマン像のある領域の点像がくっついてしまったりぼけてしまったりして認識できないときに、そこでの像を取得し、さらにディオプターの位置を変更して、前に認識できたところは認識できなくなっても、前に認識できなかったところが認識できるような位置に移動し、ここでの像を取得し、先に取得した像と組み合わせて解析する方法を示す。
【００９０】
例えば、ハルトマン像を２画面取得後、それぞれから検出できた点像の重心位置から、あるディオプターの位置（例えば２画面取得したディオプター値の中央値の位置）での点像の重心位置を推測することができる。第１受光部の画像から点像の移動量を求める。ｉ番目の点像の移動量を△ｘｉ、△ｙｉとする。この移動量と波面収差は，以下の偏微分方程式によって関係付けられる。
【００９１】
【数５】
2006272005.tif 000007
【００９２】
ここで，波面Ｗをゼルニケ多項式Ｚｎｍを使った展開であらわすと、次式のようになる。
【００９３】
【数６】
2006272005.tif 000008
【００９４】
ディオプター位置の変更により、波面Ｗはディオプターに対応するゼルニケ係数Ｃ２０のみが変化する。この変化分のみ点像の重心位置が移動すると考えられる。
移動前のディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉ１、Ｙｉ１）、推測（解析）するディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉ、Ｙｉ）、移動量を△Ｘｉ１、△Ｙｉ１、ゼルニケ係数変化量を△（Ｃ２０）’、ハルトマン板２２と第１受光部２３の距離をＦとすると、次式の関係が成り立つ。
【００９５】
【数７】
2006272005.tif 000009
【００９６】
また、ディオプター変化量△Ｓ１からゼルニケ係数△Ｃ２０を算出する式は、次式で表される。
【００９７】
【数８】
2006272005.tif 000010
【００９８】
ただし、ｒは、瞳孔半径（ｍｍ）である。また、ゼルニケ多項式Ｚ２０は、図１４から次式で表される。
【００９９】
【数９】
2006272005.tif 000011
【０１００】
よって、推測するディオプター位置ａにおける点像の重心位置（Ｘｉａ、Ｙｉａ）は、推測に用いる移動前のディオプター値での点像の重心位置を（Ｘｉ１ａ、Ｙｉ１ａ）とすると、次式で表すことができる。
【０１０１】
【数１０】
2006272005.tif 000012
【０１０２】
さらに、推測（解析）するディオプター位置ｂでの点像の重心位置（Ｘｉｂ、Ｙｉｂ）は、推測に用いる移動後のディオプター位置での点像の重心位置を（Ｘｉ２ｂ、Ｙｉ２ｂ）、ディオプター変化量を△Ｓ２とすると、同様に次式で表される。
【０１０３】
【数１１】
2006272005.tif 000013
【０１０４】
これらを組み合わせて得られる重心位置を基に波面Ｗを算出することで、２画面で得られた重心位置両方を加味した結果を得られる。例えば、ｉ＝１〜１００、位置ａで測定に向いた点がｉ＝１〜５０、位置ｂにおいて測定に向いた点がｉ＝５１〜１００である場合には、
【０１０５】
【数１２】
2006272005.tif 000014
【０１０６】
で合成点像の重心位置が求められる。なお、ハルトマン像の組み合わせは２画面に限らず、それ以上の画像から同様の解析を行うことができる。
これを用いてゼルニケ解析を行えば、全体における光学特性を求めることができる。その後、ステップ１１９において光学特性演算が行われ、ステップ１２１において測定結果が表示される。ステップＳ１１９〜Ｓ１２３の処理については、図１０に示すフローチャートの同符号の処理と同様であるので、ここでは省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明に関する眼科測定装置の概略光学系１００を示す図。
【図２】プラチドリングの構成図。
【図３】本発明に関する眼科測定装置の概略電気系２００を示すブロック図。
【図４】投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像。
【図５】投影側及び受光側の位置ずれによるハルトマン像への影響の説明図。
【図６】投影側の位置ずれ発生時のハルトマン像。
【図７】受光側の位置ずれ発生時のハルトマン像。
【図８】一様でない光学特性を持つ眼球のハルトマン像。
【図９】マニュアル調整状態での表示図。
【図１０】マニュアル波面計測機能を持つ眼科測定装置の動作を示すフローチャート。
【図１１】独立モード自動調節処理のフローチャート。
【図１２】独立モードマニュアル調整処理のフローチャート。
【図１３】ゼルニケ多項式（１）。
【図１４】ゼルニケ多項式（２）。
【図１５】独立モード自動調整処理の第１の変形例。
【図１６】眼科測定装置の概略光学系の変形例。
【図１７】眼科測定装置の全体フローチャートの第１の変形例。
【図１８】独立モード自動調整処理の第２の変形例。
【図１９】独立モード自動調整処理の第３の変形例。
【図２０】眼科測定装置の全体フローチャートの第２の変形例。
【図２１】一部分の屈折力が異なる眼球におけるハルトマン像。
【符号の説明】
【０１０８】
１０    第１照明光学系
１１、７２、３１、５１、５５  第１〜５光源部
１２、３２、３４、４４、５２、５３  集光レンズ
２０    第１受光光学系
２１    コリメートレンズ
２２    ハルトマン板
２３、３５、５４  第１〜３受光部
３０    第２受光光学系
３３、４３、４５  ビームスプリッター
４０    共通光学系
４２    アフォーカルレンズ
５０    調整用光学系
６０    被検眼
７０    第２照明光学系
７１    プラチドリング
７５    第３照明光学系
８０    屈折力測定用照明系
９０    屈折力測定用受光光学系
１００  眼科測定装置の光学系
１１０  第１移動手段
１２０  第２移動手段
１５０  眼科測定装置の光学系の変形例
２００  眼科測定装置の電気系
２１０  演算部
２２０  制御部
２３０  表示部
２４０  メモリ
２５０  第１駆動部
２６０  第２駆動部
２７０  入力部
２７１  モード切替スイッチ
【図１】
2006272005.tif 000015
【図２】
2006272005.tif 000016
【図３】
2006272005.tif 000017
【図４】
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【図５】
2006272005.tif 000019
【図６】
2006272005.tif 000020
【図７】
2006272005.tif 000021
【図８】
2006272005.tif 000022
【図９】
2006272005.tif 000023
【図１０】
2006272005.tif 000024
【図１１】
2006272005.tif 000025
【図１２】
2006272005.tif 000026
【図１３】
2006272005.tif 000027
【図１４】
2006272005.tif 000028
【図１５】
2006272005.tif 000029
【図１６】
2006272005.tif 000030
【図１７】
2006272005.tif 000031
【図１８】
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【図１９】
2006272005.tif 000033
【図２０】
2006272005.tif 000034
【図２１】
2006272005.tif 000035