(57)【要約】【課題】眼底画像の質を向上させるように補正し、最適な画像を取得する。【解決手段】眼底観察系３は、眼底照明系２の照明による眼底の像を補正する補償光学部７０を介して、眼底画像を取得する。波面補正系１は、被検眼の波面収差及び／又は補正される収差を含む波面測定データを測定し、被検眼の光学特性を求める。画像データ形成部１４−２は、眼底での見え具合のシミュレーションを行い、シミュレーション画像データ又はＭＴＦのデータを算出する。補正量決定部１４−３は、メモリ１４−４に記憶されている電圧変化テンプレートに従い、補正量を決定して制御部１５に出力する。また、補正量決定部１４−３は、複数の電圧変化テンプレートに対するシミュレーション結果に基づき、パターンのマッチングの度合いを示す値又は眼底の細胞の空間周波数に応じたＭＴＦデータを算出し、適正な補正量を決定する。【選択図】  図１
2004329282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼眼底を観察するための照明光を眼底に照明する眼底照明系と、
上記眼底照明系の照明による眼底の像を与えられた補正量に従い補正する補償光学部と、
上記補償光学部により補正された眼底の像を受光し、眼底画像を形成するための眼底画像形成用光学系と、
上記眼底画像形成用光学系で形成された眼底画像を受光する眼底画像受光部と、
少なくとも被検眼の波面収差及び／又は上記補償光学部により補正される収差を含む波面測定データを測定する波面測定系と、
上記波面測定系から波面測定データを得て、被検眼の高次収差を含む光学特性を求める光学特性測定部と、
上記光学特性測定部で求められた光学特性に基づき、眼底における像の見え具合のシミュレーションを行い、見え具合を示すデータを算出する画像データ形成部と、
上記補償光学部を調整するための複数の電圧変化テンプレートを記憶する記憶部と、
上記記憶部に記憶されている電圧変化テンプレートを選択し、該テンプレートに基づき上記補償光学部の補正量を決定して上記補償光学部に出力し、さらに、複数の電圧変化テンプレートに基づく補正量に対して、上記画像データ形成部により求められた像の見え具合を示すデータに基づき、像の質を評価するための評価データを算出し、該評価データに従い上記補償光学部の適正な補正量を決定して上記補償光学部に出力するための補正量決定部と
を備えた眼底観察装置。
【請求項２】
上記補償光学部は、多数の可動式ミラー又は空間光変調器を有するアダプティブオプティクスを含む請求項１に記載の眼底観察装置。
【請求項３】
上記補償光学部は、光軸方向に移動可能に構成される移動プリズム、及び／又は、球面レンズ部をさらに含む請求項２に記載の眼底観察装置。
【請求項４】
上記波面測定系は、
被検眼眼底に点像を投影するための点像投影光学系と、
被検眼眼底で反射された上記点像投影光学系からの光束を、少なくとも１７本の光束に分割する分割素子を介して点像を形成するための点像受光光学系と、
上記点像受光光学系で形成された点像を受光する点像受光部と
を有し、
上記光学特性測定部は、上記点像受光部の出力を、波面測定データとして得て、被検眼の高次収差を含む光学特性を求めるように構成されている請求項１に記載の眼底観察装置。
【請求項５】
上記記憶部に記憶される電圧変化テンプレートは、上記補償光学部の中心付近の電圧変化が周辺部に対して大きく設定された同心円テンプレート、電圧変化が上記補償光学部の中心又は所望の軸に対して対称に設定された対称テンプレート、電圧変化が上記補償光学部の中心又は所望の軸に対して非対称に設定された非対称テンプレートのいずれか又は複数を含む請求項１に記載の眼底観察装置。
【請求項６】
上記補正量決定部は、上記光学特性測定部により求められた収差量に基づき、球面収差量が所定値以上の場合には同心円テンプレートを、非点収差成分が所定値以上の場合には対称テンプレートを、コマ様収差成分が所定値以上の場合には非対称テンプレートを選択する請求項５に記載の眼底観察装置。
【請求項７】
上記画像データ形成部は、所定の視標の眼底での見え具合をシミュレーションして、シミュレーション画像データを算出し、
上記補正量決定部は、該視標に対応したパターンテンプレートデータと該シミュレーション画像データとをパターンマッチングにより比較し、マッチングの度合いを示す値に従い適正な補正量を決定するように構成されている請求項１に記載の眼底観察装置。
【請求項８】
上記補正量決定部は、シミュレーションに用いられた視標に対応するパターンテンプレートデータの輝度分布関数に２次元フーリエ変換を施し、該変換結果とシミュレーション画像データの空間周波数分布とを掛け合わせてパターンマッチングし、マッチングの度合いを示す値に基づき適正な補正量であるかを判断するように構成されている請求項７に記載の眼底観察装置。
【請求項９】
上記画像データ形成部は、波面収差から眼球の空間周波数分布を演算し、及び、所定の視標の輝度分布関数を２次元フーリエ変換し、該眼球の空間周波数分布と該変換結果を掛け合わせてシミュレーション画像データの空間周波数分布を算出するように構成されている請求項８に記載の眼底観察装置。
【請求項１０】
上記画像データ形成部は、被検眼の眼底を照明する光の光軸が眼底にあたる点と黄斑との距離を算出し、算出した距離に応じた視標を用いるように構成されている請求項７に記載の眼底観察装置。
【請求項１１】
上記画像データ形成部は、上記光学特性測定部で求められた光学特性に基づき、像の見え具合を示すデータとして、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のデータを算出し、
上記補正量決定部は、算出されたＭＴＦのデータに基づき適正な補正量を決定するように構成されている請求項１に記載の眼底観察装置。
【請求項１２】
上記補正量決定部は、被検眼の眼底を照明する光の光軸が眼底にあたる点と黄斑との距離を算出し、予め上記記憶部に記憶された黄斑からの距離と空間周波数の関係を示すデータを参照して、算出された距離に対応する空間周波数を求め、求められた空間周波数及び上記画像データ形成部により算出されたＭＴＦのデータに基づき、該空間周波数に応じたＭＴＦの値を算出し、該ＭＴＦの値に従い適正な補正量を決定する請求項１１に記載の眼底測定装置。
【請求項１３】
上記補正量決定部は、弱矯正方向から補正を行うように補正量を決定する請求項１に記載の眼底観察装置。
【請求項１４】
被検眼眼底を観察するための照明光を眼底に照明するステップと、
該照明による眼底の像を与えられた補正量に従い補正するステップと、
補正された眼底の像を受光し、眼底画像を形成するステップと、
少なくとも被検眼の波面収差及び／又は補正される収差を示す波面測定データを測定するステップと、
波面測定データを得て、被検眼の高次収差を含む光学特性を求めるステップと、
求められた光学特性に基づき、眼底における像の見え具合のシミュレーションを行い、見え具合を示すデータを算出するステップと、
補正量を調整するための電圧変化テンプレートを選択し、該テンプレートに基づき補正量を決定して出力するステップと、
複数の電圧変化テンプレートに基づく補正量に対して、像の見え具合を示すデータに基づき像の質を評価するための評価データを算出し、該評価データに従い適正な補正量を決定するステップと、
上記決定するステップで決定された補正量を出力するステップと
を含む眼底観察方法。
【請求項１５】
上記補正するステップは、多数の可動式ミラー又は空間光変調器を有するアダプティブオプティクスにより補正される請求項１４に記載の眼底観察方法。
【請求項１６】
上記補正するステップは、光軸方向に移動可能に構成される移動プリズム、及び／又は、球面レンズ部によりさらに補正される請求項１５に記載の眼底観察方法。
【請求項１７】
上記測定するステップは、
被検眼眼底に点像を投影するステップと、
被検眼眼底で反射された光束を、少なくとも１７本の光束に分割する分割素子を介して点像を形成するステップと、
形成された点像を受光するステップと
を含み、
上記求めるステップは、受光した点像のデータを、少なくとも被検眼の波面収差を示す波面測定データとして得て、被検眼の高次収差を含む光学特性を求める請求項１４に記載の眼底観察方法。
【請求項１８】
上記出力するステップは、電圧変化テンプレートとして、眼底の像を補正する補償光学部の中心付近の電圧変化が周辺部に対して大きく設定された同心円テンプレート、電圧変化が補償光学部の中心又は所望の軸に対して対称に設定された対称テンプレート、電圧変化が補償光学部の中心又は所望の軸に対して非対称に設定された非対称テンプレートのいずれか又は複数を選択する請求項１４に記載の眼底観察方法。
【請求項１９】
上記出力するステップは、求められた収差量に基づき、球面収差量が所定値以上の場合には同心円テンプレートを、非点収差成分が所定値以上の場合には対称テンプレートを、コマ様収差成分が所定値以上の場合には非対称テンプレートを選択する請求項１８に記載の眼底観察方法。
【請求項２０】
上記算出するステップは、所定の視標の眼底での見え具合をシミュレーションして、シミュレーション画像データを算出し、
上記決定するステップは、
該視標に対応したパターンテンプレートデータと該シミュレーション画像データとをパターンマッチングにより比較するステップと、
マッチングの度合いを示す値に基づき適正な補正量であるかを判断するステップと
を含む請求項１４に記載の眼底観察方法。
【請求項２１】
上記決定するステップは、シミュレーションに用いられた視標に対応するパターンテンプレートデータの輝度分布関数に２次元フーリエ変換を施し、該変換結果とシミュレーション画像データの空間周波数分布とを掛け合わせてパターンマッチングし、マッチングの度合いを示す値に基づき適正な補正量であるかを判断する請求項２０に記載の眼底観察方法。
【請求項２２】
上記算出するステップは、波面収差から眼球の空間周波数分布を演算し、及び、所定の視標の輝度分布関数を２次元フーリエ変換し、該眼球の空間周波数分布と該変換結果を掛け合わせてシミュレーション画像データの空間周波数分布を算出する請求項２１に記載の眼底観察方法。
【請求項２３】
上記算出するステップは、被検眼の眼底を照明する光の光軸が眼底にあたる点と黄斑との距離を算出し、算出した距離に応じた視標を用いて見え具合のシミュレーションを行う請求項２０に記載の眼底観察方法。
【請求項２４】
上記算出するステップは、求められた光学特性に基づき、像の見え具合を示すデータとして、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のデータを算出し、
上記決定するステップは、算出されたＭＴＦのデータに基づき適正な補正量を決定する請求項１４に記載の眼底観察方法。
【請求項２５】
上記決定するステップは、被検眼の眼底を照明する光の光軸が眼底にあたる点と黄斑との距離を算出し、予め上記記憶部に記憶された黄斑からの距離と空間周波数の関係を示すデータを参照して、算出された距離に対応する空間周波数を求め、求められた空間周波数及び上記画像データ形成部により算出されたＭＴＦのデータに基づき、該空間周波数に応じたＭＴＦの値を算出し、該ＭＴＦの値に従い適正な補正量を決定する請求項２４に記載の眼底測定方法。
【請求項２６】
上記決定して出力するステップは、弱矯正方向から補正を行うように補正量を決定する請求項１４に記載の眼底観察方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼底観察装置及び眼底観察方法に係り、特に、測定した被検眼の収差を補償光学素子を用いて補正し、細胞レベルまでの観察を可能とする眼底観察装置及び眼底観察方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の眼底観察においては、眼の収差を極力少なくなるように調整して眼底が観察されていた。また、変形可能な鏡のような補正用光学部材を変形することにより、視力及び網膜画像の解像を改善する方法及びその装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、例えば、ハルトマン−シャック波面センサが眼の波面収差の測定値を与え、この測定値により変形可能な鏡が収差を矯正するように駆動される。この過程は、例えば、測定された波面収差における誤差のＲＭＳが漸近値に到達するまで、変形可能な鏡が変形を継続するように繰り返され、変形可能な鏡は、眼の収差を補正する波面を与える適切な形状に変形されている。
【特許文献１】
特表２００１−５０７２５８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、補償光学素子（例えば、変形可能な鏡）における収差補正が完全であればよいが、実際にはこれ以上の収差が残ることがある。例えば、残存収差ＲＭＳが０．０８波長以下（実用上無収差）であることが望ましいが、低コストの人眼の補償光学素子では、０．２波長程度の収差が残る場合がある。この程度の波面収差が残存した場合、収差の影響を受けて眼底画像の画質を向上することが困難であった。また、補償光学素子を変形させることにより誤差のＲＭＳが漸近値に到達したとしても、残存収差の如何によっては、必ずしも最適な画像が得られない場合がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、眼底画像の質を良くするように補償光学素子の補正量を調整し、適正な補正量を求めることを目的とする。また、本発明は、被検眼での視標の見え具合と所定のパターンテンプレートとのパターンマッチングによる値、又は、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づき、像の質を良くする適正な補正量を求めることを目的とする。さらに、本発明は、適正な補正量により補正された眼底画像を取得することを目的とする。本発明は、補償光学素子の補正量を調整するための電圧変化テンプレートを用いて、眼底画像の画質を向上させることも目的のひとつである。また、本発明は、眼底の細胞の大きさを考慮して画像の質を評価し、細胞レベルまでの観察を可能とすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の解決手段によると、
被検眼眼底を観察するための照明光を眼底に照明する眼底照明系と、
上記眼底照明系の照明による眼底の像を与えられた補正量に従い補正する補償光学部と、
上記補償光学部により補正された眼底の像を受光し、眼底画像を形成するための眼底画像形成用光学系と、
上記眼底画像形成用光学系で形成された眼底画像を受光する眼底画像受光部と、
少なくとも被検眼の波面収差及び／又は上記補償光学部により補正される収差を含む波面測定データを測定する波面測定系と、
上記波面測定系から波面測定データを得て、被検眼の高次収差を含む光学特性を求める光学特性測定部と、
上記光学特性測定部で求められた光学特性に基づき、眼底における像の見え具合のシミュレーションを行い、見え具合を示すデータを算出する画像データ形成部と、
上記補償光学部を調整するための複数の電圧変化テンプレートを記憶する記憶部と、
上記記憶部に記憶されている電圧変化テンプレートを選択し、該テンプレートに基づき上記補償光学部の補正量を決定して上記補償光学部に出力し、さらに、複数の電圧変化テンプレートに基づく補正量に対して、上記画像データ形成部により求められた像の見え具合を示すデータに基づき、像の質を評価するための評価データを算出し、該評価データに従い上記補償光学部の適正な補正量を決定して上記補償光学部に出力するための補正量決定部と
を備えた眼底観察装置が提供される。
【０００６】
本発明の第２の解決手段によると、
被検眼眼底を観察するための照明光を眼底に照明するステップと、
該照明による眼底の像を与えられた補正量に従い補正するステップと、
補正された眼底の像を受光し、眼底画像を形成するステップと、
少なくとも被検眼の波面収差及び／又は補正される収差を示す波面測定データを測定するステップと、
波面測定データを得て、被検眼の高次収差を含む光学特性を求めるステップと、
求められた光学特性に基づき、眼底における像の見え具合のシミュレーションを行い、見え具合を示すデータを算出するステップと、
補正量を調整するための電圧変化テンプレートを選択し、該テンプレートに基づき補正量を決定して出力するステップと、
複数の電圧変化テンプレートに基づく補正量に対して、像の見え具合を示すデータに基づき像の質を評価するための評価データを算出し、該評価データに従い適正な補正量を決定するステップと、
上記決定するステップで決定された補正量を出力するステップと
を含む眼底観察方法が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
１．ハード構成
図１は、眼底観察装置の構成図である。眼底観察装置は、波面補正系１と、眼底照明系２と、眼底観察系３と、アライメント系４と、固視系５と、補償光学部７０とを備える。波面補正系１は、点像投影光学系１１、点像受光光学系１２、点像受光部１３を備える波面測定系１０と、コンピュータ１４と、制御部１５を有する。眼底観察系３は、眼底画像形成用光学系３１と眼底画像受光部３２を有する。また、コンピュータ１４は、光学特性測定部１４−１と、画像データ形成部１４−２と、補償量決定部１４−３と、メモリ１４−４とを備える。コンピュータ１４は、さらに、表示部１４−５、入力部等を備えても良い。なお、被検眼６０については、図中、網膜（眼底）６１、角膜（前眼部）６２が示されている。
【０００８】
第１照明光学系（点像投影光学系）１１は、例えば第１光源部を備え、第１光源部からの光束で被検眼眼底上で微小な領域を照明するためのものである。また、第１照明光学系１１は、例えば、集光レンズ、リレーレンズを備える。
【０００９】
第１光源部は、空間コヒーレンスが高く、時間コヒーレンスは高くないものが望ましい。ここでは、一例として、第１光源部には、ＳＬＤ（スーパールミネセンスダイオード）が採用されており、輝度が高い点光源を得ることができる。なお、第１光源部は、ＳＬＤに限られるものではなく、レーザーの様に空間、時間ともコヒーレンスが高いものでも、回転拡散板などを挿入することにより、適度に時間コヒーレンスを下げることで利用できる。そして、ＬＥＤの様に、空間、時間ともコヒーレンスが高くないものでも、光量さえ充分であれば、ピンホール等を光路の光源の位置に挿入することで、使用可能になる。また、照明用の第１光源部の第１波長は、例えば、赤外域の波長、例えば７８０ｎｍを使用することができる。
【００１０】
第１受光光学系（点像受光光学系）１２は、例えば、被検眼網膜から反射して戻ってきた光束を受光し、第１受光部（点像受光部）１３に導くためのものである。第１受光光学系１２は、リレーレンズと、ビームスプリッタと、反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための変換部材（分割素子）とを備える。ビームスプリッタは、第１光源部からの光束を反射し、被検眼６０の網膜で反射しアフォーカルレンズ８１を介して戻ってくる反射光束を透過するミラー（例えば、偏光ビームスプリッタ）で構成されている。変換部材は、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。なお、変換部材には、光軸と直交する面内に配置された複数のマイクロフレネルレンズを用いることができる。眼底６１からの反射光は、変換部材を介して第１受光部１３上に集光する。
【００１１】
第１受光部１３は、変換部材を通過した第１受光光学系１２からの光を受光し、第１信号を生成するためのものである。なお、アフォーカルレンズ８１の前側焦点は、被検眼６０の瞳孔と略一致している。
【００１２】
第１照明光学系１１と第１受光光学系１２とは、第１光源部からの光束が集光する点で反射されたとして、その反射光による第１受光部１３での信号ピークが最大となる関係を維持して、第１受光部１３での信号ピークが強くなる方向にプリズム７２が移動し、強度が最大となる位置で停止することができる。この結果、第１光源部からの光束が、被検眼上で集光することとなる。
【００１３】
第２照明光学系（眼底照明系）２は、例えば、第２光源部と集光レンズとビームスプリッタとを備え、第２光源部からの第２光束で被検眼網膜上の所定の領域を照明するためのものである。第２光源部は、例えば波長６３０ｎｍの第２波長の赤色の光束を発する。第２光源部は、眼底６１への点光源又は面光源で、赤色領域とすることができる。また、例えば、ハルトマン測定用の第１光源部の波長が８４０ｎｍ、図示しない前眼部照射用の光源部の波長が赤外又は近赤外光である８５０〜９３０ｎｍ（現状では、例えば、８６０〜８８０ｎｍ）等の適宜の波長を選択することができる。ビームスプリッタは、例えば、第２光源部からの光束を反射し、被検眼６０で反射して戻ってくる光束を透過するような偏光ビームスプリッタを用いることができる。
【００１４】
眼底６１の照明については、例えば、穴あきミラーを用いて眼底６１の観察領域の照明光を形成してもよい。穴あきミラーを用いる場合は、角膜頂点での反射を防ぐため、穴あきミラーと瞳を共役関係にする。その他にも、リング状絞りの中心を１００％透過とし、その周辺の透過率を例えば１０％程度とし、周辺が眼底６１の全体を照明してもよい。
【００１５】
第２受光光学系（眼底画像形成用光学系）３１は、例えば、アフォーカルレンズ８１と、補償光学部７０と、ビームスプリッタと、集光レンズとを備える。第２受光光学系は、眼底６１で反射した第２波長の光を、補償光学部７０を介して第２受光部（眼底画像受光部）３２に導く。ビームスプリッタは、例えば、第１波長の光束を反射し、第２波長の光束を通過するダイクロイックミラーで構成されている。第２受光部３２は、第２受光光学系３１で形成された眼底像を受光し、第２信号を生成する。また、第２受光部３２は、第２波長（赤色光）に感度を有する受光素子で形成することができる。
【００１６】
補償光学部７０は、測定光の収差を補償する適応光学系（アダプティブオプティクス、Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃｓ）などの補償光学素子７１と、光軸方向に移動して球面成分を補正する移動プリズム７２及び／又は球面レンズを有する。補償光学部７０は、第１及び第２受光光学系１２及び３１中に配置され、例えば、被検眼６０から反射して戻ってくる反射光束の収差を補償する。また、補償光学部７０は、第１光源部から発した光束に対して収差を補償し、収差補償された光束で被検眼眼底上の微小な領域を照明するようにしてもよい。
【００１７】
補償光学素子７１としては、例えば、可変形鏡（ディフォーマブルミラー、可変鏡）や液晶等の空間光変調器を用いることができる。なお、その他、測定光の収差を補償可能な適宜の光学系を用いてもよい。可変形鏡は、鏡の内部に備えられたアクチュエータによって鏡を変形させることで、光束の反射方向を変化させる。また、静電容量によって変形させる方法や、ピエゾを用いて変形させる方法等もあるが、これ以外にも適宜の方法を用いることができる。液晶空間光変調器は、液晶の配光性を利用して位相を変調させるもので、鏡と同様に反射させて使用する。なお、液晶空間変調器を用いる場合、光路の途中で偏光子が必要な場合がある。また、補償光学素子７１は、反射させて使用するもの以外に、透過型の光学系を用いてもよい。補償光学素子７１は、制御部１５からの出力に従い、例えば変形等することで収差を補償する。
【００１８】
なお、これら補償光学素子７１には、それに限られるわけではないが、平行光束を入射させるようにしたほうがよい。例えば、被検眼６０が無収差の場合、補償光学素子７１には被検眼６０の網膜からの反射光束が平行光として入射する。また、例えば、第１光源部からの光束は平行光として補償光学素子７１に入射するようになっている。
【００１９】
移動プリズム７２は、コンピュータ１４からの出力に基づき光軸方向に移動する。例えば、移動プリズム７２は、適宜の駆動部により駆動される。移動プリズム７２が移動することで球面成分の補償を行うことができる。なお、移動プリズム７２を移動させる以外にも球面レンズを用いて補償することもできる。
【００２０】
アライメント系４は、集光レンズ、アライメント受光部を備える。アライメント系４は、光源部から発せられ被検眼６０の角膜６２から反射して戻ってくる光束をアライメント受光部に導く。光源部としては、アライメント用の光源を備えても良いし、被検眼６０を照明する適宜の光源を用いても良い。また、アライメント系４は、図示しない光学系から照明された適宜のパターン（例えば、プラチドリング）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を、アライメント受光部に導くこともできる。この時、アライメント受光部は、前眼部像を得ることができる。なお、アライメントに使用する光束の波長は、例えば、第１波長（ここでは、７８０ｎｍ）と異なる長い波長を選択できる（例えば、９４０ｎｍ）。
【００２１】
第３照明用光学系（固視系）５は、例えば、被検眼６０の固視や雲霧をさせる為の視標を投影する光路を含むものであって、第３光源部（例えば、ランプ）５１、固視標５２、リレーレンズを備える。第３光源部５１からの光束で固視標を眼底６１に照射することができ、被検眼６０にその像を観察させる。
【００２２】
コンピュータ１４の光学特性測定部１４−１は、第１受光部１３からの出力に基づき、被検眼６０の高次収差を含む光学特性を求める。なお、光学特性測定部１４−１は、第１受光部１３からの出力以外にも、少なくとも被検眼６０の波面収差を示す波面測定データを受け取り、光学特性を求めても良い。
【００２３】
画像データ形成部１４−２は、光学特性に基づき視標の見え具合のシミュレーションを行い、シミュレーション画像データ、又は、見え具合を示すＭＴＦ等の被検眼特性データを算出する。
メモリ１４−４は、補償光学素子を調整するための複数の電圧変化テンプレートを記憶する。
【００２４】
補正量決定部１４−３は、メモリ１４−４に記憶されている電圧変化テンプレートを選択し、選択したテンプレートに基づき補償光学素子の補正量を決定して、補正量を制御部１５に出力する。また、補正量決定部は、複数の電圧変化テンプレートに対して求められたシミュレーション画像データ又は被検眼特性データに基づき、眼底画像の質を評価するための評価データを算出し、評価データに基づいて補償光学素子の適正な補正量を決定する。評価データとしては、例えば、シミュレーション画像と所定のパターンテンプレートのマッチング度合いを示す値や、ＭＴＦを用いることができる。
【００２５】
制御部１５は、コンピュータ１４からの出力に基づいて可変形鏡７１を変形させる。また、制御部１５は、コンピュータ１４からの出力に基づき移動プリズム７２を光軸方向に移動させる。移動プリズム７２を移動させることにより、球面成分を補正することができる。
【００２６】
（共役関係）
被検眼６０の眼底６１、固視系５の固視標５２、第１光源部、第１受光部１３が共役である。また、被検眼６０の眼の瞳（虹彩）、第１受光光学系１２の変換部材（ハルトマン板）が共役である。第２光源部は、瞳と共役であり（瞳で結像）、眼底６１の大部分を全体的に一様に照明可能である。
【００２７】
（アライメント調整）
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、アライメント系４により実施される。
【００２８】
まず、光源部からの光束は、集光レンズ、ビームスプリッタ、アフォーカルレンズ８１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８１、ビームスプリッタ及び集光レンズを介して、アライメント受光部にスポット像として受光される。
【００２９】
ここで、このアライメント受光部上のスポット像が光軸上から外れている場合、眼底観察装置本体を、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を照明する図示しない光源部による被検眼６０の像がアライメント受光部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。
【００３０】
（補償光学素子７１）
図２に、補償光学素子７１の構成図を示す。可変形鏡を用いる場合、例えば、複数の素子が並んでおり、これらがそれぞれアクチュエータにより変動することで可変形鏡が変形する。各素子には、例えば各素子を識別するための素子番号が予め割り当てられている。制御部１５は、コンピュータ１４が出力した素子番号に対応する電圧値に従い、アクチュエータによって各素子を駆動する。なお、素子の数は、図に示す数に限られるものではなく、適宜の数を用いることができる。素子番号は、図に示す以外にも適宜割り当てることができる。また、素子番号は、番号以外にも文字、座標等、各素子を識別可能な適宜の識別情報を用いることができる。
【００３１】
図３は、電圧変化の基準電圧値を記憶する基準電圧値テーブルのフォーマットである。補償光学素子７１の各素子番号に対応して、素子に与える電圧を変化させるための基準電圧値が記憶されている。コンピュータ１４は、記憶された基準電圧値と後述する電圧値変化テンプレートが示す電圧変化とに基づき、補償光学素子７１に与える電圧値を決定し、制御部１５に出力する。基準電圧値テーブルは、例えば、電圧変化テンプレートによる補正量の調整前に補償光学素子７１に与えられた電圧値が記憶される。また、コンピュータ１４により、補正量調整後の電圧値に更新される。
【００３２】
図４は、同心円テンプレートのテーブルフォーマットである。図４に示すテーブルは、素子数が３７個の補償光学素子７１に対して、９個のテンプレートが記憶されている例である。各テンプレートには、素子番号に対応した電圧変化の値が記憶される。一般に、補償光学素子７１の中心付近の素子の方が画質に影響しやすいため、同心円テンプレートは内側の電圧変化を大きく設定しておくことができる。本実施の形態では、電圧変化がすべて０のテンプレートを用意しているが、これにより例えば、電圧変化なしの場合と電圧変化時の評価データの比較が可能である。
【００３３】
図５は、対称テンプレートのテーブルフォーマットである。各テンプレートには、素子番号に対応した電圧変化の値が記憶される。対称テンプレートでは、補償光学素子７１の中心点に対して対称な電圧変化の値を設定しておくことができる。また、対称テンプレートには、ｘ軸、ｙ軸等適宜の軸に対して対称な電圧変化の値を設定してもよい。
【００３４】
図６は、非対称テンプレートのテーブルフォーマットである。各テンプレートには、素子番号に対応した電圧変化の値が記憶される。非対称テンプレートでは、中心又は軸に対して非対称な適宜の電圧変化の値を設定する。
なお、テンプレートの数及び素子数は、図４〜図６に示す数に限られるものではなく、適宜の数を含むことができる。また、電圧変化の値は、適宜の値を設定することができる。
【００３５】
図７は、テンプレートマッチングによるマッチング数値データのフォーマットである。後述するテンプレートマッチングによるマッチング数値と、その測定に用いられた補償光学素子７１の各素子に与えられた電圧値と、テンプレート番号が対応して記憶される。また、マッチング数値の変わりに、ＭＴＦ等のデータをテンプレート番号と対応して記憶しても良い。なお、各素子に与えられた電圧値は省略することもできる。この場合、コンピュータ１４は、テンプレート番号に基づき、基準電圧値テーブルと電圧変化テンプレートを参照し、補償光学素子７１の各素子に与えられた電圧値を計算できる。
【００３６】
２．ゼルニケ解析
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ｃｉ２ｊ−ｉを算出する方法について説明する。ゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉは、例えば、ハルトマン板などの変化部材を介して第１受光部１３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。
【００３７】
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。
【００３８】
【数１】
2004329282.tif 000003
【００３９】
ただし、（Ｘ，Ｙ）はハルトマン板の縦横の座標である。
【００４０】
また、波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、第１受光部１３の縦横の座標を（ｘ、ｙ）、ハルトマン板と第１受光部１３の距離をｆ、第１受光部１３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。
【００４１】
【数２】
2004329282.tif 000004
【００４２】
ここで、ゼルニケ多項式Ｚｉ２ｊ−ｉは、以下の数式で表される（より具体的な式は、例えば特開２００２−２０９８５４を参照）。
【００４３】
【数３】
2004329282.tif 000005
【００４４】
【数４】
2004329282.tif 000006
【００４５】
なお、ゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉは、以下の数式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。
【００４６】
【数５】
2004329282.tif 000007
【００４７】
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１３で受光される点像の移動距離、ｆ：ハルトマン板と第１受光部１３との距離。
【００４８】
コンピュータ１４は、ゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉ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。また、コンピュータ１４は、ゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉを用いて次式により収差量ＲＭＳｉ２ｊ−ｉを算出する。
【００４９】
【数６】
2004329282.tif 000008
【００５０】
３．フローチャート
図８は、眼底観察のフローチャートである。まず、眼底観察装置は、被検眼６０のアライメントをする（Ｓ１０１）。
【００５１】
コンピュータ１４（例えば、演算部）は、黄斑を原点とて、第１光源部からの光軸が眼底６１にあたる位置を（Ｘｒｅ、Ｙｒｅ）とする（Ｓ１０３）。コンピュータ１４は、例えば、第２受光部から眼底画像を取得し、画像処理により黄斑の位置及び光軸が眼底６１にあたる位置を検出することができる。黄斑の位置は、例えば、予め黄斑のテンプレートを作成してメモリに記憶しておき、正規化相関法を用いて検出することができる。また、コンピュータ１４は、取得した画像を表示部に表示し、眼底観察装置の操作者により黄斑の位置及び光軸が眼底６１にあたる位置をポインティングデバイス等の適宜の入力部から入力するようにしてもよい。
【００５２】
次に、コンピュータ１４は、第１受光部１３からの信号に基づき被検眼６０の波面収差を測定する（Ｓ１０５）。コンピュータ１４は、測定した収差が予め定められた閾値より小さいか判断する（Ｓ１０７）。例えば、コンピュータ１４は、ステップＳ１０５で得られたゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉから収差量ＲＭＳｉ２ｊ−ｉを算出し、収差量ＲＭＳが閾値よりも小さいか判断することができる。
【００５３】
コンピュータ１４は、収差が閾値よりも大きい場合（Ｓ１０７）、測定した波面収差（波面データ）に基づき、収差を打ち消すように可変形鏡７１を変形させる（Ｓ１０９）。例えば、コンピュータ１４は、測定した波面収差に基づいて可変形鏡７１の各素子に与える電圧値を決定し、決定した電圧値を制御部１５へ出力する。また、コンピュータ１４は、出力した電圧値を素子番号に対応してメモリの基準電圧値テーブルに記憶する。その後、コンピュータ１４は、ステップＳ１０５の処理へ戻る。
【００５４】
一方、コンピュータ１４は、収差量ＲＭＳが閾値よりも小さい場合（Ｓ１０７）、フラグの初期設定を行う（Ｓ１１１）。例えば、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＡ＝０、ＦｌａｇＢ＝０、ＦｌａｇＣ＝０とする。各Ｆｌａｇについての詳細は、後述のフローチャートで説明する。
【００５５】
次に、コンピュータ１４は、電圧変化テンプレートを選択する（Ｓ１１３）。例えば、コンピュータ１４は、フラグ及び／又は収差量に基づき、同心円テンプレート、対称テンプレート、非対称テンプレートのいずれかを選択する。なお、テンプレートの選択の詳細処理については後述する。
【００５６】
コンピュータ１４は、ＦｌａｇＣ＝２であるかを判断する（Ｓ１１５）。コンピュータ１４は、ＦｌａｇＣ＝２ではないと判断した場合（Ｓ１１５）、ＭＴＦ最適化又はパターン最適化の処理を行う（Ｓ１１７）。コンピュータ１４は、ステップＳ１１３で選択した電圧変化テンプレートに従って可変形鏡７１に与える電圧値を変化させ、ＭＴＦが最大、又は、所定のパターンの網膜像シミュレーション結果とパターンテンプレートとのマッチング数値が最大となるような電圧値Ｖｉを求める。なお、ＭＴＦ最適化及びパターン最適化の詳細については後述する。
【００５７】
コンピュータ１４は、可変形鏡７１にステップＳ１１７で得られた電圧値Ｖｉを出力する（Ｓ１１９）。また、コンピュータ１４は、可変形鏡７１が変形する時間を考慮し、例えば電圧値の出力から所定時間経過後に波面収差を測定する。なお、コンピュータ１４は、波面収差を測定する以外にも既に測定され、電圧値Ｖｉに対応して記憶されている波面データをメモリから読み込んでも良い。次に、コンピュータ１４は、ステップＳ１１３の処理に戻り、電圧変化テンプレートの選択の後、ステップＳ１１５以下の処理を実行する。
【００５８】
一方、コンピュータ１４は、ステップＳ１１５でＦｌａｇＣ＝２と判断した場合、第２受光部３２から眼底像を取得する（Ｓ１２１）。また、コンピュータ１４は、取得した眼底像をメモリに記憶し（Ｓ１２３）、処理を終了する。
【００５９】
図９は、電圧変化テンプレート選択のフローチャートである。
まず、コンピュータ１４は、分岐条件としてＲＭＳ値の閾値ｔｈを設定する（Ｓ２０１）。コンピュータ１４は、閾値ｔｈ値を収差の十分小さい値（例えば、０．１）とする。コンピュータ１４は、収差からゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉを算出し、収差量Ｒｉ２ｊ−ｉに変換する（Ｓ２０３）。収差量Ｒｉ２ｊ−ｉは、次式で求めることができる。
【００６０】
【数７】
2004329282.tif 000009
【００６１】
なお、コンピュータ１４は、上式を用いる以外にも、数式６に示す式を用いて算出したＲＭＳをＲｉ２ｊ−ｉとしてもよい。
【００６２】
次に、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＡ＝１か判断する（Ｓ２０５）。コンピュータ１４は、ＦｌａｇＡ＝１の場合（Ｓ２０５）、ステップＳ２１３の処理へ移る。一方、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＡ＝１ではない場合（Ｓ２０５）、球面収差量Ｒ２−２、Ｒ４−４、Ｒ６−６・・の総量がｔｈ以上であるか判断する（Ｓ２０７）。コンピュータ１４は、ステップＳ２０７でＹｅｓの場合、電圧変化テンプレートとして「同心円テンプレート」を設定する（Ｓ２０９）。また、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＡ＝１とし（Ｓ２１１）、電圧変化テンプレート選択の処理を終了して、図８のステップＳ１１５の処理へ進む。一方、コンピュータ１４は、ステップＳ２０７でＮｏの場合、ステップＳ２１５の処理へ移る。
【００６３】
ステップＳ２１３では、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＢ＝１か判断する（Ｓ２１３）。コンピュータ１４は、ＦｌａｇＢ＝１の場合（Ｓ２１３）、ステップＳ２２１の処理へ移り、一方、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＢ＝１ではない場合（Ｓ２１３）、ステップＳ２１５の処理へ移る。
【００６４】
ステップＳ２１５では、コンピュータ１４は、非点収差成分に対応するＲｉ２ｊ−ｉ（ｉ：偶数、かつｊ≠０）の総量がｔｈ以上であるか判断する（Ｓ２１５）。コンピュータ１４は、ステップＳ２１５でＹｅｓの場合、電圧変化テンプレートとして「対称テンプレート」を設定する（Ｓ２１７）。また、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＢ＝１とし（Ｓ２１９）、電圧変化テンプレート選択の処理を終了する。一方、コンピュータ１４は、ステップＳ２１５でＮｏの場合、ステップＳ２２１の処理へ移る。
【００６５】
ステップＳ２２１では、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＣ＝１か判断する（Ｓ２２１）。コンピュータ１４は、ＦｌａｇＣ＝１の場合（Ｓ２２１）、ステップＳ２２９の処理へ移る。一方、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＣ＝１ではない場合（Ｓ２２１）、コマ様収差成分に対応するＲｉ２ｊ−ｉ（ｉ：奇数）の総量がｔｈ以上であるか判断する（Ｓ２２３）。コンピュータ１４は、ステップＳ２２３でＹｅｓの場合、電圧変化テンプレートとして「非対称テンプレート」を設定する（Ｓ２２５）。また、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＣ＝１とし（Ｓ２２７）、電圧変化テンプレート選択の処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ２２３でＮｏの場合又はステップＳ２２１でＦｌａｇＣ＝１と判断した場合、コンピュータ１４は、ＦｌａｇＣ＝２とし（Ｓ２２９）、電圧変化テンプレート選択の処理を終了する。
【００６７】
（ＭＴＦ最適化）
図１０に、ＭＴＦの変化による最良画像の判断についての説明図を示す。ＭＴＦを用いることで、ある細かさでどの程度の解像力があるかを調べることができる。図には、縦軸は見分けうる尺度であるＭＴＦの値、横軸は細かさの尺度である空間周波数として、可変形鏡７１をＡ、Ｂの２つのケースで変形させた時のグラフを示す。空間周波数の単位には、主に［ｌｉｎｅｓ／ｍｍ］や［ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅ］などが使われている。
【００６８】
図に示すグラフにおいて、ケースＢは、ケースＡよりもＲＭＳ値が小さく、ＭＴＦの値も４００［ｌｉｎｅｓ／ｍｍ］以下ではＡよりＢの方が高いことが分かる、しかし、アダプティブオプティクスのように解像限界付近まで像を見たい場合には、ケースＢのようなグラフよりも４００［ｌｉｎｅｓ／ｍｍ］以上の高周波の領域にも解像力があるケースＡのようなグラフが望ましい。
【００６９】
本実施の形態では、電圧変化テンプレートに従い可変形鏡７１に何種類かの電圧を与えて動かしたときに、例えば５００［ｌｉｎｅｓ／ｍｍ］（これはおおよそ２μｍの物を解像できる値）でのＭＴＦの値を算出する。算出したＭＴＦが一番高くなる電圧値を選択すれば、細かい物像を観測できる。
【００７０】
図１１は、ＭＴＦ最適化のフローチャートである。
まず、コンピュータ１４は、被検眼６０の眼底６１を照明する光の光軸が眼底６１にあたる位置（Ｘｒｅ、Ｙｒｅ）から黄斑（座標原点）までの距離を算出し、細胞の空間周波数のテーブルを用いて、算出した距離に対する空間周波数ｃｆを求める（Ｓ３０１）。
【００７１】
図１２に、黄斑からの距離と細胞の空間周波数との関係図を示す。人眼の場合、図１２に示すように黄斑からの距離が大きくなると、細胞の空間周波数が小さくなる。例えば、このグラフに示す関係を黄斑からの距離と空間周波数が対応したテーブルとして予めメモリに記憶しておき、コンピュータ１４は、算出した距離に基づきメモリから対応する空間周波数ｃｆを読み出すことができる。また、図１２に示すような黄斑からの距離と空間周波数の関係を表す近似式をメモリに記憶し、コンピュータ１４は、算出した距離に基づき近似式を用いて空間周波数ｃｆを算出しても良い。
【００７２】
次に、コンピュータ１４は、初期の電圧をＶ（Ｖｉ：ｉ＝１〜ｎ）とする（Ｓ３０３）。ここで、ｎは、可変形鏡７１の素子数である。コンピュータ１４は、例えば、メモリに記憶された基準電圧値テーブルから各素子番号に対応する電圧値をそれぞれ読み出し、初期の電圧Ｖとすることができる。
【００７３】
コンピュータ１４は、テンプレート番号ｋの値を、例えばｋ＝１とする（Ｓ３０５）。テンプレート番号は、複数のテンプレートに対してＭＴＦを算出するためのカウンタの役割を果たす。
【００７４】
コンピュータ１４は、上述のステップＳ１１３で選択した電圧変化テンプレートをｖ（ｋ）としてメモリから読み込む（Ｓ３０７）。例えば、コンピュータ１４は、テンプレート番号１の各電圧変化量をｖ（１）として、また、テンプレート番号２の各電圧変化量をｖ（２）として、メモリに記憶されているテンプレートの数だけ読み込む。また、コンピュータ１４は、テンプレート数ｍをメモリから読み込む。なお、コンピュータ１４は、テンプレート数を読み込む代わりに、読み込んだテンプレートの数をカウントしてテンプレート数ｍとしてもよい。
【００７５】
コンピュータ１４は、電圧値Ｔｉを次式により設定する（Ｓ３０９）。
Ｔｉ＝Ｖｉ＋ｖｉ（ｋ）    （ｉ＝１〜ｎ）
コンピュータ１４は、可変形鏡７１の各素子に与える電圧値をＴｉに変更し、制御部１５に出力する。（Ｓ３１１）。制御部１５は、コンピュータ１４から出力された電圧値Ｔｉに応じて可変形鏡７１の各素子を駆動し、可変形鏡７１を変形させる。コンピュータ１４は、可変形鏡７１が変形した後（例えば所定時間経過後）に、波面収差Ｗ（ｘ、ｙ）を測定する（Ｓ３１３）。
【００７６】
コンピュータ１４は、測定した波面収差に基づき、ＭＴＦ（ｃｆ）を算出する（Ｓ３１５）。ＭＴＦ（ｃｆ）は、例えば、細胞の空間周波数ｃｆに応じた全角度でのＭＴＦの平均値である。ＭＴＦ（ｃｆ）の算出については後述する。コンピュータ１４は、算出されたＭＴＦ（ｃｆ）をＭｋとする（Ｓ３１７）。また、コンピュータ１４は、テンプレート番号ｋに対応してＭｋをメモリに記憶する。なお、コンピュータ１４は、適宜のタイミングで、測定した波面収差及び収差に基づくデータ、電圧値Ｔｉをテンプレート番号ｋに対応して記憶しても良い。
【００７７】
コンピュータ１４は、テンプレート番号ｋがテンプレート数ｍより小さいか判断する（Ｓ３１９）。すなわち、コンピュータ１４は、全てのテンプレートについてＭｋを求めたか判断する。コンピュータ１４は、テンプレート番号ｋがテンプレート数ｍより小さい場合（Ｓ３１９）、ｋ＝ｋ＋１とし（Ｓ３２１）、ステップＳ３０９以下の処理を実行する。
【００７８】
一方、コンピュータ１４は、テンプレート番号ｋがテンプレート数ｍより大きい場合（Ｓ３１９）、Ｍｋ（ｋ＝１〜ｍ）が最大の値を持つときのｋの値をａに代入する（Ｓ３２３）。例えば、コンピュータ１４は、メモリに記憶されたＭｋの中から最大の値を持つＭｋを検索し、該当するＭｋに対応するテンプレート番号ｋを読み出し、ａの値に代入する。
【００７９】
コンピュータ１４は、次式により電圧値Ｖｉを設定する（Ｓ３２５）。
Ｖｉ＝Ｖｉ＋ｖｉ（ａ）    （ｉ  ＝１〜ｎ）
また、コンピュータ１４は、設定した電圧値Ｖｉをメモリの基準電圧値テーブルに記憶する。なお、メモリにＭｋに対応した電圧値が記憶されている場合、コンピュータ１４はステップＳ３２３の処理において、メモリに記憶されたＭｋの中から最大の値を持つＭｋを検索し、該当するＭｋに対応する電圧値を読み出し、これをＶｉとしても良い。この場合、ステップＳ３２５の処理を省略することができる。コンピュータ１４は、ＭＴＦ最適化の処理を終了し、図８のステップＳ１１９の処理へ移る。以上の処理により、電圧値Ｖｉは、ＭＴＦ（ｃｆ）が最大となるように設定される。
【００８０】
図１３は、ＭＴＦ（ｃｆ）算出のフローチャートである。
まず、コンピュータ１４は、波面収差Ｗ（ｘ、ｙ）から瞳関数ｆ（ｘ，ｙ）を以下のように求める（Ｓ４０１）。
ｆ（ｘ，ｙ）＝ｅｉｋＷ（ｘ，ｙ）
（ｉ：虚数、ｋ：波数ベクトル（２π／λ）、λ：波長）
次に、コンピュータ１４は、瞳関数に基づき眼球の空間周波数分布ＯＴＦ（ｕ，ｖ）を計算する（Ｓ４０３）。以下に、眼球の空間周波数分布ＯＴＦの算出について説明する。
【００８１】
まず、コンピュータ１４は、瞳関数ｆ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換することにより点像の振幅分布Ｕ（ｕ，ｖ）を次式のように求める。
【００８２】
【数８】
2004329282.tif 000010
【００８３】
（λ：波長
Ｒ：瞳から像点（網膜）までの距離
（ｕ，ｖ）：像点Ｏを原点とし，光軸に直行する面内での座標値
（ｘ，ｙ）：瞳面内の座標値  ）
次に、コンピュータ１４は、Ｕ（ｕ，ｖ）とその複素共役を掛けて、次式により点像強度分布（ＰＳＦ）であるＩ（ｕ，ｖ）を求める。
Ｉ（ｕ，ｖ）＝Ｕ（ｕ，ｖ）Ｕ＊（ｕ，ｖ）
コンピュータ１４は、次式のように、ＰＳＦをフーリエ変換（又は自己相関）して規格化することによりＯＴＦを求める。
【００８４】
【数９】
2004329282.tif 000011
【００８５】
次に、コンピュータ１４は、ＯＴＦ（ｕ，ｖ）から以下の式を用いてＭＴＦ（ｕ，ｖ）を計算する（Ｓ４０５）。
ＭＴＦ（ｕ，ｖ）＝｜ＯＴＦ（ｕ，ｖ）｜
コンピュータ１４は、パラメータの初期設定を行う（Ｓ４０７）。例えば、コンピュータ１４は、角度θ＝０°、ＭＴＦの合計ＡＬＬＭＴＦ＝０とする。また、分割数ｄに任意の値（例えばｄ＝３６）を代入する。分割数ｄは、ＭＴＦ算出において、０〜１８０度の角度をいくつに分割するかを示し、例えばｄ＝３６とすれば５度おきの角度θを設定できる。なお、ｄの値としては、適宜の数を用いることができるが２の倍数が望ましい。
【００８６】
コンピュータ１４は、ｕとｖを次式により計算する（Ｓ４０９）。
ｕ＝ｃｆ×ｃｏｓ（θ）
ｖ＝ｃｆ×ｓｉｎ（θ）
ここで、ｃｆは、ステップＳ３０１で求められた空間周波数である。
【００８７】
コンピュータ１４は、計算したｕ、ｖの値に基づきＭＴＦ（ｕ、ｖ）を求め、次式によりＡＬＬＭＴＦを計算する（Ｓ４１１）。
ＡＬＬＭＴＦ＝ＡＬＬＭＴＦ＋ＭＴＦ（ｕ，ｖ）
次に、コンピュータ１４は、角度θを例えば次式により変化させる（Ｓ４１３）。
θ＝θ＋１８０／ｄ
【００８８】
コンピュータ１４は、θが１８０度より大きいか判断する（Ｓ４１５）。コンピュータ１４は、θが１８０度より小さい場合（Ｓ４１５）、ステップＳ４０９の処理へ戻る。一方、コンピュータ１４は、θが１８０度より大きい場合（Ｓ４１５）、次式によりＭＴＦ（ｃｆ）を計算する（Ｓ４１７）。
ＭＴＦ（ｃｆ）＝ＡＬＬＭＴＦ／ｄ
また、コンピュータ１４は、ＭＴＦ（ｃｆ）算出の処理を終了し、図１１のステップＳ３１７の処理へ移る。
【００８９】
（パターン最適化）
図１４は、パターン最適化のフローチャートである。
まず、コンピュータ１４は、ステップＳ３０３〜３１３の処理を実行する。各ステップの処理は上述と同様であるので、その詳細な説明を省略する。次に、コンピュータ１４は、パターンマッチング値Ｐｋを算出する（Ｓ５１５）。コンピュータ１４は、所定のパターンの網膜像をシミュレーションし、当該パターンに対応するパターンテンプレートとシミュレーションにより得られた網膜像をパターンマッチングにより比較し、パターンマッチング値Ｐｋを算出する。なお、パターンマッチング値Ｐｋの具体的な算出方法については後述する。また、コンピュータ１４は、算出したパターンマッチング値Ｐｋをテンプレート番号ｋ及び／又は電圧値Ｖｉに対応してメモリに記憶する（Ｓ５１７）。
【００９０】
次に、コンピュータ１４は、上述と同様に、テンプレート番号ｋがテンプレート数ｍより小さいか判断し（Ｓ３１９）、テンプレート番号ｋがテンプレート数ｍより小さい場合、ｋ＝ｋ＋１とし（Ｓ３２１）、ステップＳ３０９以下の処理を実行する。一方、コンピュータ１４は、テンプレート番号ｋがテンプレート数ｍより大きい場合（Ｓ３１９）、Ｐｋ（ｋ＝１〜ｍ）が最大の値を持つときのｋの値をａに代入する（Ｓ５２３）。例えば、コンピュータ１４は、メモリに記憶されたＰｋの中から最大の値を持つＰｋを検索し、該当するＰｋに対応するテンプレート番号ｋを読み出し、ａの値に代入する。
【００９１】
コンピュータ１４は、上述と同様にステップＳ３２５の処理を実行し、電圧値Ｖｉを設定し、設定した電圧値Ｖｉをメモリの基準電圧値テーブルに記憶する。なお、メモリにＰｋに対応した電圧値が記憶されている場合、コンピュータ１４はステップＳ５２３の処理において、メモリに記憶されたＰｋの中から最大の値を持つＰｋを検索し、該当するＰｋに対応する電圧値を読み出し、これをＶｉとしても良い。この場合、ステップＳ３２５の処理を省略することができる。以上の処理により、電圧値Ｖｉはパターンマッチング値Ｐｋが最大となるように設定される。
【００９２】
図１５は、パターンマッチング値Ｐｋの算出についてのフローチャートである。
まず、コンピュータ１４は、被検眼６０の眼底６１を照明する光の光軸が眼底６１にあたる位置（Ｘｒｅ，Ｙｒｅ）から黄斑までの距離を算出し、算出した距離とパターンの種類が対応して記憶されたテーブルを参照して、パターン及びパターンテンプレートの種類を選定する（Ｓ６０１）。
【００９３】
図１６に、黄斑からの距離と細胞の大きさの関係図を示す。図に示すように、人眼の眼底部にある細胞は、黄斑からの距離によって大きさが異なっている。本実施の形態におけるパターンマッチングでは、黄斑からの距離に応じた大きさのパターンを選択する。
【００９４】
まず、コンピュータ１４は、（Ｘｒｅ、Ｙｒｅ）の黄斑からの距離を算出し、算出した距離に基づき、細胞の大きさｃｓを求める。例えば、黄斑からの距離と細胞の大きさが対応付けられたテーブルが予めメモリに記憶され、コンピュータ１４は、このテーブルを参照して算出した距離に対応する細胞の大きさｃｓを読み込むことができる。また、図１６に示すグラフの近似式をメモリに記憶し、コンピュータ１４は、算出した距離に基づき近似式を用いて細胞の大きさを求めても良い。コンピュータ１４は、求めた細胞の大きさｃｓに基づき、パターン原画像Ｐａｔ（ｘ，ｙ）を選択する。
【００９５】
図１７に、パターン原画像の説明図を示す。パターンの線部は画素値を１とし、細胞の大きさｃｓに比べてある程度小さな大きさで作成する。また、パターンの線部以外は、画素値を０とする。パターン原画像は、細胞の大きさｃｓに応じた適宜の数のパターンが予め作成され、そのパターンを選択するための細胞の大きさｃｓの範囲に対応させてメモリに記憶される。コンピュータ１４は、メモリに記憶された細胞の大きさｃｓの範囲を参照して、求めた細胞の大きさｃｓが該当するパターンを選択することができる。
【００９６】
図１８に、パターンテンプレート画像ＰＴ（ｘ、ｙ）の説明図を示す。上述のパターン原画像に対応するパターンテンプレート画像として、パターン原画像と同様に細胞の大きさｃｓの応じた格子状の画像を作成し、さらに、線の部分の画素数をＮ１とすると、内部の点状で示した部分を画素数がＮ２、画素値は−Ｎ１／Ｎ２となるように作成する。これらパターンテンプレート画像は、上述のパターンに対応してメモリに記憶される。
【００９７】
なお、パターン原画像及びパターンテンプレート画像は、これに限らず細胞の大きさに応じた適宜のパターン、画素値を設定することができる。上述の例ではパターンとして正方形の格子を挙げたが、パターンは細胞に見立て球形の物等を用いるのも良い。また、予め作成され、メモリに記憶されたパターン及びパターンテンプレートを選択する以外にも、求められた細胞の大きさに基づきパターン等を適時作成することもできる。
【００９８】
図１５のフローチャートに戻り、コンピュータ１４は、波面収差Ｗ（Ｘ、Ｙ）に基づき瞳関数ｆ（ｘ，ｙ）を次式により計算する（Ｓ６０３）。
【００９９】
【数１０】
2004329282.tif 000012
【０１００】
（ｉ：虚数、ｋ：波数ベクトル（２π／λ）、λ：波長）
コンピュータ１４は、選択されたパターンの輝度分布関数Ｐａｔ（ｘ，ｙ）をメモリを参照して計算する（Ｓ６０７）。また、コンピュータ１４は、Ｐａｔ（ｘ，ｙ）を２次元フーリエ変換して空間周波数分布ＦＰａｔ（ｕ，ｖ）を求める（Ｓ６０９）。
【０１０１】
次に、コンピュータ１４は、瞳関数に基づき眼球の空間周波数分布ＯＴＦを算出し、パターンの空間周波数分布ＦＰａｔ（ｕ，ｖ）と眼球の空間周波数分布ＯＴＦ（ｕ，ｖ）を次式のように掛け合わせることで、眼の光学系通過後の（網膜像の）周波数分布ＯＲ（ｕ，ｖ）を求める（Ｓ６１１）。
ＦＰａｔ（ｕ，ｖ）×ＯＴＦ（ｕ，ｖ）→ＯＲ（ｕ，ｖ）
【０１０２】
また、コンピュータ１４は、パターンテンプレートの輝度分布関数ＰＴ（ｘ，ｙ）をメモリを参照して計算する（Ｓ６１３）。コンピュータ１４は、ＰＴ（ｘ，ｙ）の２次元フーリエ変換ＦＰＴ（ｕ，ｖ）を求める（Ｓ６１５）。
【０１０３】
コンピュータ１４は、波面から算出された網膜像の空間周波数分布ＯＲ（ｕ，ｖ）とパターンの空間周波数分布ＦＰＴ（ｕ，ｖ）を掛け合わせＯＴｍｐ（ｕ，ｖ）を求める（Ｓ６１７）。
ＯＲ（ｕ，ｖ）×ＦＴ（ｕ，ｖ）→ＯＴｍｐ（ｕ，ｖ）
次に、コンピュータ１４は、ＯＴｍｐ（ｕ，ｖ）を二次元逆フーリエ変換し、ＴｍｐＩｍ（Ｘ，Ｙ）を求める（Ｓ６１９）。コンピュータ１４は、ＴｍｐＩｍ（Ｘ，Ｙ）の絶対値の最大値を取得してパターンマッチング値Ｐｋとする（Ｓ６２１）。また、コンピュータ１４は、パターンマッチング値算出の処理を終了し、図１４のステップＳ５１７の処理へ移る。
【０１０４】
４．比較例
図１９は、パターン最適化により得られる画像の比較図である。図には、補正なし、収差量ＲＭＳが小さくなるように補正した場合（ＲＭＳ最適化）、本実施の形態におけるパターン最適化により補正した場合ついて、それぞれ波面収差、ランドルト環画像シミュレーション、縞画像シミュレーション、ＲＭＳを示している。パターン最適化では、ＲＭＳ最適化よりもＲＭＳが大きくなるが、像の見えは良くなっていることが示されている。
【０１０５】
５．付記
本発明の眼底観察装置・システムは、その各手順をコンピュータに実行させるための眼底観察プログラム、眼底観察プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、眼底観察プログラムを含みコンピュータの内部メモリにロード可能なプログラム製品、そのプログラムを含むサーバ等のコンピュータ、等により提供されることができる。
【０１０６】
なお、被検眼６０の光学特性は、光学特性測定部１４−１が、図１に示す第１受光光学系１２からの出力により求めているが、これに限定されるものでなく、適宜の光学系、装置からの波面収差を含む波面測定データにより求めるように構成することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によると、眼底画像の質を良くするように補償光学素子の補正量を調整し、適正な補正量を求めることができる。また、本発明によると、被検眼での視標の見え具合と所定のパターンテンプレートとのパターンマッチングによる値、又は、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づき、像の質を良くするような適正補正量を求めることができる。さらに、本発明によると、適正な補正量により補正された眼底画像を取得することができる。本発明よると、補償光学素子の補正量を調整するための電圧変化テンプレートを用いて、眼底画像の画質を向上させることができる。また、本発明によると、眼底の細胞の大きさを考慮して画像の質を評価し、細胞レベルまでの観察を可能とするができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】眼底観察装置の構成図。
【図２】可変形鏡の構成図。
【図３】電圧変化の基準電圧値を記憶する基準電圧値テーブルのフォーマット。
【図４】同心円テンプレートのテーブルフォーマット。
【図５】対称テンプレートのテーブルフォーマット。
【図６】非対称テンプレートのテーブルフォーマット。
【図７】テンプレートマッチングによるマッチング数値データのフォーマット。
【図８】眼底観察のフローチャート。
【図９】電圧変化テンプレート選択のフローチャート。
【図１０】ＭＴＦの変化による最良の判断についての説明図。
【図１１】ＭＴＦ最適化のフローチャート。
【図１２】黄斑からの距離と細胞の空間周波数との関係図。
【図１３】ＭＴＦ（ｃｆ）算出のフローチャート。
【図１４】パターン最適化のフローチャート。
【図１５】パターンマッチング値Ｐｋの算出についてのフローチャート。
【図１６】黄斑からの距離と細胞の大きさの関係図。
【図１７】パターン原画像の説明図。
【図１８】パターンテンプレート画像ＰＴ（ｘ、ｙ）の説明図。
【図１９】パターン最適化により得られる画像の比較図。
【符号の説明】
１    波面補正系
２    眼底照明系（第２照明光学系）
３    眼底観察系
４    アライメント系
５    固視系
１１  点像投影光学系（第１照明光学系）
１２  点像受光光学系（第１受光光学系）
１３  点像受光部（第１受光部）
１４  コンピュータ
１５  制御部
３１  眼底画像形成用光学系（第２受光光学系）
３２  眼底画像受光部（第２受光部）
５１  ランプ
５２  固視標
６０  被検眼
６１  網膜（眼底）
６２  角膜（前眼部）
７０  補償光学部
７１  可変形鏡
７２  移動プリズム
【図１】
2004329282.tif 000013
【図２】
2004329282.tif 000014
【図３】
2004329282.tif 000015
【図４】
2004329282.tif 000016
【図５】
2004329282.tif 000017
【図６】
2004329282.tif 000018
【図７】
2004329282.tif 000019
【図８】
2004329282.tif 000020
【図９】
2004329282.tif 000021
【図１０】
2004329282.tif 000022
【図１１】
2004329282.tif 000023
【図１２】
2004329282.tif 000024
【図１３】
2004329282.tif 000025
【図１４】
2004329282.tif 000026
【図１５】
2004329282.tif 000027
【図１６】
2004329282.tif 000028
【図１７】
2004329282.tif 000029
【図１８】
2004329282.tif 000030
【図１９】
2004329282.tif 000031