(57)【要約】【課題】短焦点又は低感度の受光光学系により測定した光学特性に基づき、長焦点又は高感度の受光光学系の測定条件を設定し、より正確に、高速に眼特性の測定を行う。【解決手段】光源部１１からの光束で被検眼１００網膜を照明するための第１照明光学系１０と、被検眼１００からの反射光束を複数本のビームに変換する長焦点又は高感度の第１変換部材２２Ａを介して受光するための第１受光光学系２０Ａと、被検眼網膜からの反射光束を複数本のビームに変換する短焦点又は低感度の第２変換部材２２Ｂを介して受光するための第２受光光学系２０Ｂと、第１受光光学系２０Ａの受光光束を受光する第１受光部２１Ａと、第２受光光学系２０Ｂの受光光束を受光する第２受光部２１Ｂとを備える。第１受光部２１Ａ及び／又は第２受光部２１Ｂの出力に基づき、被検眼の光学特性を求め、第２受光部２１Ｂからの出力信号に基づきビームの変化方向を推定する。【選択図】　図１
2004081725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の光束を発する光源部と、
上記光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明するための第１照明光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する長焦点又は高感度のレンズ部を有する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する短焦点又は低感度のレンズ部を有する第２変換部材を介して受光するための第２受光光学系と、
上記第１受光光学系の受光光束を受光する第１受光部と、
上記第２受光光学系の受光光束を受光する第２受光部と、
上記第２受光部からの出力信号に基づき、上記第１及び／又は第２受光光学系の測定条件を設定する測定条件設定部と、
上記第１受光部及び／又は第２受光部の出力に基づき、被検眼の光学特性を求める演算部と、
を備えた眼特性測定装置。
【請求項２】
上記測定条件設定部は、上記第２受光部の出力に基づき、上記第１及び／又は第２受光光学系に対して、低次収差を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の眼特性測定装置。
【請求項３】
第１波長の光束を発する光源部と、
上記光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明するための第１照明光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する長焦点又は高感度のレンズ部を有する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する短焦点又は低感度のレンズ部を有する第２変換部材を介して受光するための第２受光光学系と、
上記第１受光光学系の受光光束を受光する第１受光部と、
上記第２受光光学系の受光光束を受光する第２受光部と、
上記第１受光部及び／又は第２受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、上記第２受光部からの出力に基づき上記第１変換部材によるビームの変化方向又は配置を推定する演算部と、
を備えた眼特性測定装置。
【請求項４】
上記第１及び／又は第２受光光学系の測定条件を設定する測定条件設定部とをさらに備え、
上記測定条件設定部は、上記第２受光部の出力に基づき、上記第１及び／又は第２受光光学系に対して、低次収差を補正するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の眼特性測定装置。
【請求項５】
上記照明光学系は、上記光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を細いビームにより照明するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項６】
上記照明光学系は、上記光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を幅広いビームにより照明するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項７】
上記第２受光部の出力に基づき、光学特性を求めた結果、３次以上の高次収差が所定以上であれば、上記演算部は、上記第２受光部の出力に基づいた結果を、被検眼の光学特性とするように構成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項８】
上記第２受光部の出力に基づき、光学特性を求めた結果、３次以上の高次収差が所定以上でない場合に、上記測定条件設定部は、上記第２受光部に基づき求めた光学特性により、上記第１及び／又は第２受光光学系の測定条件を変更し、上記演算部は、変更後の上記第１受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求めるように構成したことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項９】
上記第２受光部の出力に基づき、光学特性を求めた結果、３次以上の高次収差が所定以上でない場合に、上記測定条件設定部は、上記第２受光部に基づき求めた光学特性により、上記第１及び／又は第２受光光学系の測定条件を変更し、上記演算部は、変更後の上記第１受光部及び第２受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求めるように構成したことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１０】
上記演算部は、短焦点又は低感度の上記第２受光部での受光点の位置に基づき上記第１受光部での受光点の位置を求めるように構成されている請求項１乃至９のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１１】
上記演算部は、短焦点又は低感度の上記第２受光部での受光点のずれ方向とずれ量に基づき上記第１受光部での受光点の位置を求めるように構成されている請求項１乃至９のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１２】
上記演算部は、上記第２受光部の出力に基づき求めたゼルニケ係数を用いて、上記第１受光部の出力に関する点像の移動量を推定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１３】
上記第２受光光学系は、測定可能範囲にわたる第２変換部材により変換されたビームの変化が、第２変換部材の変換ピッチよりも小さく設定されており、その結果、信号処理が容易かつ高速化が図れるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１４】
上記第２受光光学系は、測定可能範囲にわたる第２変換部材により変換されたビームの変化が、第２変換部材の変換ピッチよりも小さく設定されており、その結果、スポット像の欠損位置を容易に検出でき、又は各スポット像の検出範囲が重複することなく画一的に検出でき、ビームの信号処理が容易かつ高速化が図れるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１５】
上記第１受光光学系は、測定可能範囲にわたる第１変換部材により変換されたビームの変化が、第１変換部材の変換ピッチよりも大きく設定されており、その結果高感度で高精度な測定ができるようにいることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１６】
さらに第１受光部及び／又は第２受光部からの信号を受け取るハルトマン像表示部を有し、該ハルトマン像表示部は、高感度又は長焦点のレンズ部を有する第１変換部材による第１ハルトマン像及び／又は低感度又は短焦点のレンズ部を有する第２変換部材によるハルトマン像を表示するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼特性測定装置に係り、特に、被検眼の光学特性を波面センサを用いて複数の感度により精密・高速に測定するための眼特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の角膜形状測定装置は、指標を投影し、その指標の結像位置を求め角膜形状を測定する装置が知られている。また、眼の光学特性を測定する装置には、本出願人が特許出願を行ったものとして、受光部の受光レベルで照明光学系のピント調整を行い、受光部の出力から求めた光学特性（Ｓ）に基づき受光光学系のピント調整を行う装置や、測定よりも少ない数の変換部材による変換ビームを受光して調整する装置が存在している（特願平９−１３７６３０号、特願２０００−３２１５０９）。
【０００３】
また、被検眼の状態に係らず、被検眼の波面収差をより効率的に適切に測定し表示を行う眼特性測定装置が提案されている（特願２００１−３８８９６５号、特願２００１−３７６７１７号）。この装置では、第１照明光学系は、第１の光源部からの第１光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明する。第１受光光学系は、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、反射光束を第１変換部材（ハルトマン板）を介して第１受光部に導く。第１受光部からの第１信号に基づき、スポット像のピーク抽出を行い、抽出されたスポット像のピークに基づき、水平方向の中心軸付近から、格子点の列番号を決定し、その後、決定された列番号のスポット像位置に基づき行番号を決定することにより、格子点座標を決定する。演算部は、各スポットの格子点座標に基づき、被検眼の光学特性を演算する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、収差を有する被検眼の光学特性を測定する装置において、収差量が多い場合にスポット像の変位量が大きくなり正確な測定が困難な場合があった。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、被検眼の光学特性を精密に測定する場合に、短焦点又は低感度（低倍率）の受光光学系により測定した光学特性に基づき、長焦点又は高感度（高倍率）の受光光学系の測定条件（球面度などの低次収差、高次収差）を設定し、より正確、高速に眼特性の測定を行うことを目的とする。また、本発明は、特に、ラフ測定にハルトマンシャックの短焦点バージョンの測定を利用することができる眼特性測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、次に例示することを実現する眼特性測定装置を提供することを目的を達成する。
１．短焦点のハルトマン像を用いるので、測定感度が低く、球面度数に対し、広い測定範囲を持つ。現行のラフ測定も、広い球面度数の測定をして、レンズを移動して精密測定に備えるのが目的のひとつなので、短焦点の測定もこれをまず満たしている。
２．今までのラフ測定と違い、収差測定も可能である。
３．この短焦点による収差測定で、次のことが可能になる。
（ア）ほぼリアルタイムでの出力が可能であり、調節などによる目の屈折状態の動的な変化が、リアルタイム測定できる。
（イ）精度はある程度犠牲になるのかも知れないが、大きな収差変化も測定できる。
（ウ）高精度測定の処理で、ラフ測定で得られた情報が利用できる。たとえば、点像の認識は、焦点距離の長い高精度測定では高度の画像処理技術を要求するか、不可能な場合があるが、ラフ測定により、だいたいの像のゆがみが予測できるので、まちがいなく、高精度測定時の画像処理、画像認識ができ、これら処理の全自動化にも寄与する。また、誤作動もなくなる。測度点が抜けているところも予測できる。
（エ）短焦点化することで、長焦点と同じ光量を得ることとすれば、小さなレンズ径で済み、結果としてレンズを高密度化でき、次のことが可能となる。
▲１▼瞳径が小さくても点数を多く測定できるため高次収差まで解析可能（許容範囲判断のところで瞳径による解析の可不可も判断）
▲２▼点数が多いためさらに高次の解析、周辺付近の解析より正確に行うことが可能となる。
▲３▼高密度であるため不連続な波面に対してフィッティング精度がよくなり、より高次の解析が可能
（オ）感度の低い短焦点での測定も行っていることから、高感度のほうでは測定できない大きな収差の眼も測定でき、測定レンジを広げられる。
（カ）１つの測定結果で領域により収差の変化が大きく、高感度で測定できるところとできないところが混在する場合、短焦点と高感度の結果を合成することもできる。（高感度で測定不可能であった重心点を短焦点の結果から再現し、高感度の解析時にその点も含めてゼルニケ解析を行う）
【０００７】
【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、
第１波長の光束を発する光源部と、
上記光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明するための第１照明光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する長焦点又は高感度のレンズ部を有する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する短焦点又は低感度のレンズ部を有する第２変換部材を介して受光するための第２受光光学系と、
上記第１受光光学系の受光光束を受光する第１受光部と、
上記第２受光光学系の受光光束を受光する第２受光部と、
上記第２受光部からの出力信号に基づき、上記第１及び／又は第２受光光学系の測定条件を設定する測定条件設定部と、
上記第１受光部及び／又は第２受光部の出力に基づき、被検眼の光学特性を求める演算部と、
を備えた眼特性測定装置が提供される。
【０００８】
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光源部と、
上記光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明するための第１照明光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する長焦点又は高感度のレンズ部を有する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、該反射光束を少なくとも実質的に１７本のビームに変換する短焦点又は低感度のレンズ部を有する第２変換部材を介して受光するための第２受光光学系と、
上記第１受光光学系の受光光束を受光する第１受光部と、
上記第２受光光学系の受光光束を受光する第２受光部と、
上記第１受光部及び／又は第２受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、上記第２受光部からの出力に基づき上記第１変換部材によるビームの変化方向又は配置を推定する演算部と、
を備えた眼特性測定装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
１．光学系構成
図１に、眼特性測定装置の光学系の構成図を示す。
眼特性測定装置は、第１照明光学系１０と、第１光源部１１と、第１測定部２５Ａと、第２測定部２５Ｂと、前眼部照明部３０と、前眼部観察部４０と、第１調整光学部５０と、第２調整光学部７０と、視標光学部９０を備える。また、第１測定部２５Ａは、第１受光光学系２０Ａと、第１受光部２１Ａを含み、第２測定部２５Ｂは、第２受光光学系２０Ｂと、第２受光部２１Ｂを含む。なお、被測定眼１００については、網膜（眼底）、角膜（前眼部）が示されている。
【００１０】
以下、各部について詳細に説明する。
第１照明光学系１０は、第１光源部１１からの光束で被検眼１００の眼底上で微小な領域を照明するためのものである。第１照明光学系１０は、例えば、第１の集光レンズと、第１のシリンダーレンズと、第１リレーレンズとを備える。
【００１１】
第１光源部１１は、第１波長の光束を発する。第１光源部１１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１１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１１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、ＳＬＤ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１１の波長は、例えば、赤外域の波長（例、７８０ｎｍ）を使用することができる。
【００１２】
第１受光光学系２０Ａは、例えば、被検眼１００の網膜から反射して戻ってきた光束を受光し第１受光部２１Ａに導くためのものである。第１受光光学系２０Ａは、例えば、変換部材２２Ａ（例、ハルトマン板）と、アフォーカルレンズと、シリンダーレンズと、リレーレンズと、ビームスプリッタ２３Ａを備える。変換部材２２Ａは、反射光束を少なくとも１７本の複数のビームに変換するための長焦点又は高感度のレンズ部を有する波面変換部材である。変換部材２２Ａ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。眼底からの反射光は、変換部材２２Ａを介して第１受光部２１Ａ上に集光する。第１受光部２１Ａは、変換部材２２Ａを通過した第１の受光光学系２０Ａ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。
【００１３】
第２受光光学系２０Ｂは、同様に、被検眼１００の網膜から反射して戻ってきた光束を受光し第２受光部２１Ｂに導くためのものである。第２受光光学系２０Ｂは、例えば、変換部材２２Ｂ（例、ハルトマン板）と、第１受光光学系２０Ａと共用されるアフォーカルレンズ及びシリンダーレンズ及びリレーレンズ及びビームスプリッタ２３Ａと、を備える。変換部材２２Ｂは、反射光束を少なくとも１７本の複数のビームに変換するための短焦点又は低感度のレンズ部を有する波面変換部材である。変換部材２２Ｂ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。眼底からの反射光は、変換部材２２Ｂを介して第２受光部２１Ｂ上に集光する。第２受光部２１Ｂは、変換部材２２Ｂを通過した第２の受光光学系２０Ｂからの光を受光し、第２信号を生成するためのものである。
【００１４】
第１測定部２５Ａと第２測定部２５Ｂはハーフミラー２３により分けられる。もしくはハーフミラー２３の代わりにミラー部を用いてこのミラー部が動いて光路に挿板されることにより第１又は第２測定部２５Ａ又は２５Ｂに切り替えることもできる。
【００１５】
移動部１５は、第１照明光学系１０と第１及び第２受光光学系２０Ａ及び２０Ｂを一体に移動する。例えば、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、その反射光による第１受光部２１Ａでの信号ピークが最大となる関係を維持して、連動して移動し、第１受光部２１Ａでの信号ピークが強くなる方向に移動し、強度が最大となる位置で停止することができる。
【００１６】
第１光源部１１から被検眼１００への入射光は絞り１２を偏心させることでレンズや角膜の頂点反射を防ぎ、ノイズを押さえられる。絞り１２は、径がハルトマンプレート２２Ａ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（受光側だけに眼の収差が影響する方法）が成り立つことができる様になっている。レンズ１３は、上記を満たすために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１２と一致するように配置されている。
【００１７】
なお、第１光源部１１から出た入射光線は、眼底から拡散反射された測定光線と共通光路になった後は、近軸的には、眼底から拡散反射された測定光線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、入射光線のビーム径は、測定光線に比べ、かなり細く設定される。具体的には、入射光線のビーム径は、例えば、被検眼１００の瞳位置で１ｍｍ程度、測定光線のビーム径は、７ｍｍ程度になることもある。なお、光学系を適宜配置し、絞り１２の径を大きくすることで、ダブルパス測定を行うこともできる。
【００１８】
ビームスプリッタ６１は、例えば、第１波長の光束を反射するダイクロイックミラーで構成されている。また、眼底からの反射むら等による光を均一化するためのロータリープリズム６２が配置されている。
【００１９】
前眼部照明部３０は、例えば、プラチドリング又はケラトリング等を用いて前眼部を所定パターンで照射する。ケラトリングの場合、ケラト像により角膜の曲率中心付近だけのパターンを得ることができる。前眼部観察部４０は、例えば、リレーレンズ、テレセン絞りをＣＣＤで構成される受光部を備え、例えば、プラチドリング、ケラドリング等の前眼部照明部３０のパターンが、被測定眼１００の前眼部から反射して戻ってくる光束を観察する。なお、テレセン絞りは、前眼部像がぼけないようにするための絞りである。
【００２０】
第１調整光学部５０は、例えば、作動距離調整を主に行うものであって、光源部と、集光レンズと、受光部とを備える。ここで、作動距離調整は、例えば、光源部から射出された光軸付近の平行な光束を、被測定眼１００に向けて照射すると共に、この被測定眼１００から反射された光を、集光レンズを介して受光部で受光することにより行われる。また、被測定眼１００が適正な作動距離にある場合、受光部の光軸上に、光源部からのスポット像が形成される。一方、被測定眼１００が適正な作動距離から前後に外れた場合、光源部からのスポット像は、受光部の光軸より上又は下に形成される。なお、受光部は、光源部、光軸、受光部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。
【００２１】
第２調整光学部７０は、例えば、ＸＹ方向のアライメント調整を行うものであって、アライメント用光源部と、レンズと、ビームスプリッタとを備える。
視標光学部９０は、例えば、被検眼の風景チャート、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、光源部（例えば、ランプ）、固視標９２、リレーレンズを備える。光源部からの光束で固視標９２を眼底に照射することができ、被検眼１００にその像を観察させる。
【００２２】
（共役関係）
被測定眼１００の眼底、視標光学部９０の固視標９２、第１光源部１１、第１受光部２１Ａ、第２受光部２１Ｂが共役である。また、被測定眼１００の眼の瞳（虹彩）、ロータリープリズム６２、第１及び第２受光光学系の変換部材（ハルトマン板）２２Ａ及び２２Ｂ、第１照明光学系１０の測定光入射側の絞り１２が共役である。
【００２３】
図２は、眼特性測定装置の光学系の変形例の構成図である。
この図では、眼特性測定装置のうち、第１照明光学系１０と、第１光源部１１と、第１受光光学系２０Ａと、第１受光部２１Ａと、第２受光部２１Ｂとが示されている。この例では，変換部材２２Ａ及び第１受光部２１Ａを有する第１測定部２５Ａと、変換部材２２Ｂ及び第２受光部２１Ｂを有する第２測定部２５Ｂとが、移動部２６により第１受光光学系２０Ａによる受光位置に移動して切り替えることができる。このようにして、高感度の第１測定部２５Ａと低感度の第２測定部２５Ｂとが適宜切り替えることができる。移動部２６は、制御部６１０及び駆動部からの制御信号（１５）により移動制御される。
【００２４】
上述の実施の形態は、主に、入射光線が細いシングルパスとして説明したが、本発明は、入射光線が太いダブルパスとしての眼特定測定装置に通用することも可能である。その際、光学系がダブルパス用構成で配置されるが、演算部による測定・計算処理は同様である。
【００２５】
２．電気系構成
図３は、眼特性測定装置の電気系の構成図である。
眼特性測定装置の電気系の構成は、演算部６００と、制御部６１０と、入力部６５０と、表示部７００と、メモリ８００と、第１の駆動部９１０と、第２の駆動部９１１と、第３の駆動部９１２と、第４の駆動部９１３とを備える。演算部６００は、例えば、測定条件設定部６０１と、各種眼特性測定を行う処理部（精密測定を行う第１処理部及び粗測定を行う第２処理部）とを含む。さらに、入力部６５０は、表示部７００に表示された適宜のボタン、アイコン、位置、領域等を指示するためポインティングデバイス、各種データを入力するためのキーボード等を備える。
【００２６】
また、演算部６００には、第１受光部２１Ａからの第１信号▲４▼と、第２受光部２１Ｂからの第２信号（１４）と、前眼部観察部４０からの信号▲７▼と、第１調整光学部５０からの信号（１０）が入力される。演算部６００は、第１及び第２受光部２１Ａ及び２１Ｂからの第１信号▲４▼及び第２信号（１４）により、例えば、光束の傾き角に基づき被検眼１００の光学特性を求める。また、演算部６００は、この演算結果に応じた信号又は他の信号・データを、電気駆動系の制御を行う制御部６１０と、表示部７００と、メモリ８００とにそれぞれ適宜出力する。
【００２７】
測定条件設定部６０１は、第１及び／又は第２受光光学系２０Ａ及び／又は２０Ｂの測定条件を設定する。測定条件設定部６０１は、第２受光部２１Ｂの出力に基づき、第１及び／又は第２受光光学系２０Ａ及び／又は２０Ｂに対して、低次収差を補正するように構成することができる。
【００２８】
制御部６１０は、演算部６００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の駆動部９１０〜第４の駆動部９１３を制御するためのものである。制御部６１０は、例えば、演算部６００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、第２調整光学部７０に対して信号▲５▼を出力し、前眼部照明部３０に対して信号▲６▼を出力し、第１調整光学部５０に対して信号▲９▼を出力し、視標光学部９０に対して信号（１１）を出力し、さらに、第１駆動部９１０〜第６駆動部９１５に対して信号を出力する。
【００２９】
第１の駆動部９１０は、演算部６００に入力された第１又は第２受光部２１Ａ又は２１Ｂからの信号▲４▼又は（１４）に基づいて、信号▲２▼を出力して、第１照明光学系１０の正負一組のシリンダーレンズ（いわゆるバリアブルクロスシリンダー）と、第１受光光学系２０Ａ（又は第２受光光学系２０Ｂ）の正負一組のシリンダーレンズ（いわゆるバリアブルクロスシリンダー）とを、適宜のレンズ移動手段を駆動させて回動させて、被検眼の乱視成分を補正するためのものである。この補正は行わなくてもよい。
【００３０】
第２駆動部９１１は、例えば、演算部６００に入力された第１及び／又は第２受光部２１Ａ及び／又は２１Ｂからの受光信号▲４▼に基づいて、第１照明光学系１０及び第１並びに第２受光光学系２０Ａ並びに２０Ｂを光軸方向に移動させるものであり、図示しない適宜のレンズ移動手段に対して信号▲３▼を出力すると共に、このレンズ移動手段を駆動する。
【００３１】
第３駆動部９１２は、例えば、視標光学部９０を移動させるものであり、図示しない適宜の移動手段に対して信号（１２）を出力すると共に、この移動手段を駆動する。
第４駆動部９１３は、ロータリープリズム６２を回動させるものであり、図示しない適宜のレンズ移動手段に対して信号（１３）を出力すると共に、このレンズ移動手段を駆動する。
【００３２】
３．短焦点及び長焦点による測定
図４に、ハルトマン画像の図の一例を示す。図４Ａは、第２測定部２５Ｂを用いて短焦点又は低感度で測定した場合であり、ハルトマンの格子の範囲内に各スポットが存在する。一方、図４Ｂは、第１測定部２５Ａを用いて長焦点又は高感度で測定した場合であり、ハルトマンの格子の範囲外にもスポットが存在する場合がある。
【００３３】
図５に、短焦点及び長焦点による測定についての説明図を示す。図５Ａは、第２測定部２５Ｂを用いて短焦点又は低感度で測定したため、スポット位置のずれが小さくハルトマンの格子の範囲内にある。したがって、各スポットと格子点との対応付けがしやすい。また、スポット像の欠損位置を容易に検出でき、又は各スポット像の検出範囲が重複することなく画一的に検出できる。一方，図５Ｂでは、第１測定部２５Ａを用いて長焦点又は高感度で測定したため、スポット位置のずれが大きくハルトマンの格子の範囲外にもスポットが存在することもある。したがって、あまりにスポット位置がずれてしまうと、各スポットと格子点との対応付けが難しい場合がある。また、スポット像の欠損位置を認識することは極めて難しい。そこで、本実施の形態では、図５Ｃのように、長焦点又は高感度で測定した場合に、短焦点又は低感度で測定した結果、移動方向及び移動量がある程度既知であるため、その結果を用いることで各スポットと格子点との対応付けをしやすくする。
【００３４】
４．眼特性測定
図６に、眼特性測定のフローチャートを示す。
まず、眼特性測定装置は、被検眼の瞳位置のＸ、Ｙ、Ｚ軸をアライメントする（Ｓ１０１）。次に、測定装置の移動部の原点移動を行う（Ｓ１０２）。例えば、ハルトマン板やプラチドリング等をゼロディオプターに合わせる。演算部６００は、測定された受光信号▲４▼、（１４）、▲７▼及び／又は（１０）に基づき、全波面収差、ゼルニケ係数等の眼球光学系の眼特性データを測定する（Ｓ１０３）。演算部６００は、後述するように、粗測定及び／又は精密測定により眼特性を測定する。演算部６００は、求められた眼特性データを表示部７００及びメモリ２４０に出力する（Ｓ１０４）。
【００３５】
図７に、上記ステップＳ１０３の眼特性測定のフローチャートを示す。
演算部６００は、第２測定部２５Ｂで短焦点又は低感度のハルトマン画像を取得する（Ｓ２０１）。つぎに、演算部６００は、取得した画像に基づき、第２処理部で高速に眼特性を計算処理する（Ｓ２０３）。すなわち、演算部６００は、スポット像の重心点を検出し、無収差での重心点を中心とする矩形エリア内でそのスポットと対応する重心位置を探すことで高速可能となるように対応付けする。
【００３６】
ここで、第２測定部２５Ｂを用いて短焦点又は低感度で測定した場合（粗測定）について説明する。
演算部６００は、第２測定部２５Ｂの画像から点像の移動量を求め、ｉ番目の点像の移動量を△ｘｉ、△ｙｉとする。これは、図４又は図５に説明するように、決められたセルを越えないとする。これは第２変換部材（ハルトマンプレート）２２Ｂと第２受光部（ＣＣＤ）２１Ｂの距離が近いため、通常は満足できる。逆にこれを超えるような収差は本装置の測定対象外となる。この移動量と波面収差Ｗは、以下の偏微分方程式によって関係付けられる。
【００３７】
【数１】
2004081725.tif 000003
【００３８】
（ｆ：第２測定部２５Ｂのハルトマン板とＣＣＤとの距離）
ここで、波面Ｗをゼルニケ多項式Ｚｉ２ｊ−１を使った展開であらわすと、
【００３９】
【数２】
2004081725.tif 000004
【００４０】
上の２つの式と、測定で求められた△ｘ、△ｙ、（よって、Ｘ、Ｙも含む）に関する測定値を使って、ゼルニケ係数ｃｎｍの各値を求めることができる。この方法では、点像が、ある決められた範囲内に存在するようになっているので、非常に高速な処理が可能である。
【００４１】
なお、図９、図１０に、ゼルニケ多項式についての説明図（１）（２）を示す。
ここで、演算部６００は、測定処理が可能か判断する（Ｓ２０５）。演算部６００は、例えば、重心位置が所定の数以上（例えば３分の１）取れない、もしくは各点像のぼけが大きい（例えば、無収差時の２０倍以上など）、もしくは、隣接するスポット像と分離できずに検出できない点が所定の数以上あるなど、予め定められたひとつ又は複数の適宜の条件に従い判断する。
【００４２】
ここで、処理不可能な場合、演算部６００は、解析不可能通知、さらに必要であれば第２受光部からの第２ハルトマン像を表示し（Ｓ２０７）、一方、処理可能な場合、演算部６００は、上述のように、粗い球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａ、高次収差を得る（Ｓ２０９）。すなわち、演算部６００は、求められたゼルニケ係数ｃｎｍと光学系の配置（例、移動位置が初期条件でどこに来ているかなどの情報）により、既知の方法をつかって、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａ、高次球面収差を得ることができる。演算部６００は、次式のようにゼルニケ係数の２次項から球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａを求めることができる。演算部６００は、粗測定により得られた各値を適宜メモリに記憶する。
【００４３】
【数３】
2004081725.tif 000005
【００４４】
（ここに、ＳＥ：等価球面度数、Ｓｍｏｖｅ：固視移動分の球面度数、ｒ：瞳半径ｍｍ）
つぎに、演算部６００は、高次収差が許容範囲か判断する（Ｓ２１１）。例えば、所定の収差量以上で高感度測定を行ったときに点像の分岐が困難と思われるとき、許容範囲からはずれることとなる。そこで、演算部６００は、例えば、この低感度で解析された波面収差から高感度で測定したときの予想されるハルトマン像の各重心位置を算出し、隣接する点との距離が所定範囲（例えば、５ピクセル以下）になったものがあったとき許容範囲から外れているとすることができる。なお、重心位置は、波面Ｗ（Ｘ，Ｙ）の（Ｘ，Ｙ）での傾きを算出し（数１、２参照）、第１受光部２１ＡのＣＣＤ上での位置を求めることにより得られる。また、低感度のときに瞳径が所定の大きさより小さいとき（例えば、明所時φ４ｍｍ未満であるとき）や、収差解析する次数に対し高感度のときに変換したときの重心点数が少ないとき等もこれにあたるとすることができる。ステップＳ２１１で許容範囲でない場合、演算部６００は、第２処理部の粗測定による結果をメモリから読み出して、その結果を、さらに必要であれば第２受光部からの第２ハルトマン像を表示する（Ｓ２１３）。
【００４５】
一方、ステップＳ２１１で許容範囲とき、演算部６００は、球面度数Ｓ等の低次収差が許容範囲から外れているか判断する（Ｓ２１５）。例えば、演算部６００は、可動部移動量が許容範囲内であるとき（例えば、球面度数Ｓが０．０１Ｄ以下であるとき）、許容範囲からはずれていないとすることができる。球面度数Ｓ等の低次収差が許容範囲外のとき、演算部６００の測定条件設定部６０１は、第２測定部２５Ｂにより得られた球面度数Ｓ等の低次収差から制御部６１０により信号▲３▼を出力し移動部１５を移動することで低次収差を補正する（Ｓ２１７）。ここで、演算部６００は、例えば、被検眼の球面度数Ｓ等の低次収差から決定される移動部１５の移動量の相当分移動することができる。特に、第２変換部材で得られたスポットを用いて低次収差を補正していることから、移動後の測定において測定により相応しい条件となる。
【００４６】
ステップＳ２１５又はＳ２１７の後、演算部６００は、第１測定部２５Ａで長焦点又は高感度のハルトマン画像を取得する（Ｓ２１８）。演算部６００は、ステップＳ２０５と同様に処理可能か判断する（Ｓ２１９）。ステップＳ２１９で、処理可能な場合、演算部６００は、第２処理部で得られた球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａ、高次収差、移動部移動量の情報を利用しながら、即ち、移動部の移動量に相当する球面成分を考慮して画像を処理し精密測定を行う（Ｓ２２１）。
【００４７】
ここで、第１測定部２５Ａを用いて長焦点又は高感度で測定した場合（精密測定）について説明する。演算部６００は、第１測定部２５Ａから得られる点像は、先の第２測定部２５Ｂで得られた粗測定の結果から予測することができる。つまり、先の式は、第１及び第２測定部２５Ａ及び２５Ｂの焦点又は感度によって、ハルトマンプレートからＣＣＤまでの距離や、点像のズレが異なってくることは別にして、次式のように同様な関係が成り立つ。
【００４８】
【数４】
2004081725.tif 000006
【００４９】
（Ｆ：第１測定部２５Ａのハルトマン板とＣＣＤの距離）
特に、波面収差Ｗやゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−１は測定精度により違いこそあれ、本質的には同じもののはずである。（しかし、この精密測定の点像移動量を粗測定から計算するとき、移動部の移動量に相当する球面成分と、もし乱視成分の補正を行っているならば、正負一組のシリンダーレンズ（いわゆるバリアブルクロスシリンダー）による補正量に相当する乱視成分は第１測定部で像を取得したときには補正されているため、その補正分が除去された波面が観測されるはずである。そのため、球面成分のみの補正であれば、ｉ≠２かつｊ≠０、乱視成分の補正も行っているのであればｉ≠２とする。）そこで、この式を逆に使うことにより、ｋ番目のスポット像に対し、精密測定の点像移動量△ｘ＾ｋ、△ｙ＾ｋを粗測定から計算することができる。実際には、次式により測定することができる。
【００５０】
【数５】
2004081725.tif 000007
【００５１】
これにより、まず、そもそも、第１処理が可能かどうかの判断も可能である。
こうして、演算部６００は、第１処理部で精密な球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａ、高次収差を得る（Ｓ２２３）。さらに、演算部６００は、第１処理部の結果と、さらに必要であれば第１又は／及び第２受光部からの第２ハルトマン像を表示部７００に表示し、メモリに記憶する（Ｓ２２５）。演算部６００は、終了か判断し（Ｓ２２７）、必要に応じ、ステップＳ２０１に戻り処理を繰返して、終了する。
【００５２】
図８に、第１測定部２５Ａで取得した画像が処理不可能な場合のサブルーチンのフローチャートを示す。
ステップＳ２１９で処理不可能と判断された場合、演算部６００は、第１処理部と第２処理部の複合解析をするかを判断する（Ｓ３０１）。この際、メモリにデフォルト値を予め定めておくか、入力部６５０により入力することで、演算部６００は処理を選択することができる。
【００５３】
複合解析しない場合、演算部６００は、第２処理部の結果をメモリから読み出してその結果を、さらに必要であれば第２受光部からの第２ハルトマン像を表示し（Ｓ３０３）、一方、複合解析を行う場合、演算部６００は、第１測定部２５Ａで検出できた重心が所定数あるか判断する（Ｓ３０５）。ここで、所定数の重心が検出できなかった場合、演算部６００は、第２処理部の結果をメモリから読み出してその結果を、さらに必要であれば第２受光部からの第２ハルトマン像を表示し（Ｓ３０７）、一方、所定数の重心が検出できた場合、演算部６００は、第１測定部２５Ａで検出できなかった重心位置に対応する第２測定部２５Ｂでの重心位置を検出する（Ｓ３０９）。つぎに、演算部６００は、第２測定部２５Ｂで検出できた重心位置を第１測定部２５Ａでの感度での重心位置に変換する（Ｓ３１１）。すなわち、１つの測定結果で領域により収差の変化が大きく、高感度で測定できるところとできないところが混在する場合、短焦点と高感度の結果を合成する。このステップでは、演算部６００は、高感度で測定不可能であった重心点を短焦点の結果から再現し、高感度の解析時にその点も含めてゼルニケ解析を行う（なお、変換方法は、数５等を参照）。演算部６００は、変換した重心位置から球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸Ａ、高次収差を得る（Ｓ３１３）。演算部６００は、複合解析の結果と、さらに必要であれば第１又は／及び第２受光部からの第２ハルトマン像を表示部７００に表示し、メモリに記憶し（Ｓ３１５）、図７のステップＳ２２７に戻る。
Ｓ３１１において、第１測定部２５Ａで検出できた重心位置を第２測定部２５Ｂでの感度での重心位置に変換するように構成することもできる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によると、以上のように、被検眼の光学特性を精密に測定する場合に、短焦点又は低感度（低倍率）の受光光学系により測定した光学特性に基づき、長焦点又は高感度（高倍率）の受光光学系の測定条件（球面度などの低次収差、高次収差）を設定し、より正確、高速に眼特性の測定を行うことができる。また、本発明によると、特に、ラフ測定にハルトマンシャックの短焦点バージョンの測定を利用することができる眼特性測定装置を提供することができる。
【００５５】
また、本発明は、次に例示するような効果を奏する。
１．短焦点のハルトマン像を用いるので、測定感度が低く、球面度数に対し、広い測定範囲を持つ。現行のラフ測定も、広い球面度数の測定をして、レンズを移動して精密測定に備えるのが目的のひとつなので、短焦点の測定もこれをまず満たしている。
２．今までのラフ測定と違い、収差測定も可能である。
３．この短焦点による収差測定で、次のことが可能になる。
（ア）ほぼリアルタイムでの出力が可能であり、調節などによる目の屈折状態の動的な変化が、リアルタイム測定できる。
（イ）精度はある程度犠牲になるのかも知れないが、大きな収差変化も測定できる。
（ウ）高精度測定の処理で、ラフ測定で得られた情報が利用できる。たとえば、点像の認識は、焦点距離の長い高精度測定では高度の画像処理技術を要求するか、不可能な場合があるが、ラフ測定により、だいたいの像のゆがみが予測できるので、まちがいなく、高精度測定時の画像処理、画像認識ができ、これら処理の全自動化にも寄与する。また、誤作動もなくなる。測度点が抜けているところも予測できる。
（エ）短焦点化することで高密度化でき、次のことが可能となる。
▲１▼瞳径が小さくても点数を多く測定できるため高次収差まで解析可能（許容範囲判断のところで瞳径による解析の可不可も判断）
▲２▼点数が多いためさらに高次の解析が可能となる。
▲３▼高密度であるため不連続な波面に対してフィッティング精度がよくなり、より高次の解析が可能
（オ）感度の低い短焦点での測定も行っていることから、高感度のほうでは測定できない大きな収差の眼も測定でき、測定レンジを広げられる。
（カ）１つの測定結果で領域により収差の変化が大きく、高感度で測定できるところとできないところが混在する場合、短焦点と高感度の結果を合成することもできる。（高感度で測定不可能であった重心点を短焦点の結果から再現し、高感度の解析時にその点も含めてゼルニケ解析を行う）
【図面の簡単な説明】
【図１】眼特性測定装置の光学系の構成図。
【図２】眼特性測定装置の光学系の変形例の構成図。
【図３】眼特性測定装置の電気系の構成図。
【図４】ハルトマン画像の図の一例。
【図５】短焦点及び長焦点による測定についての説明図。
【図６】眼特性測定のフローチャート。
【図７】Ｓ１０３の眼特性測定のフローチャート。
【図８】第１測定部２５Ａで取得した画像が処理不可能な場合のサブルーチンのフローチャート。
【図９】ゼルニケ多項式についての説明図（１）。
【図１０】ゼルニケ多項式についての説明図（２）。
【符号の説明】
１０　第１照明光学系
１１　第１の光源部
２０Ａ　第１受光光学系
２１Ａ　第１受光部
２０Ｂ　第２受光光学系
２１Ｂ　第２受光部
３０　前眼部観察部
４０　前眼部照明部
５０　第１調整光学部
７０　第２調整光学部
９０　視標光学部
６００　演算部
６１０　制御部
６５０　入力部
７００　表示部
８００　メモリ
【図１】
2004081725.tif 000008
【図２】
2004081725.tif 000009
【図３】
2004081725.tif 000010
【図４】
2004081725.tif 000011
【図５】
2004081725.tif 000012
【図６】
2004081725.tif 000013
【図７】
2004081725.tif 000014
【図８】
2004081725.tif 000015
【図９】
2004081725.tif 000016
【図１０】
2004081725.tif 000017