(57)【要約】【課題】収差量が多い被検眼の光学特性を精密に測定可能とする。【解決手段】光源部１１から被検眼網膜上を照明するための第１照明光学系１０と、被検眼網膜からの反射光束を複数のビームに変換する第１変換部材２２Ａを有する第１受光光学系２０Ａと、第１受光光学系２０Ａ中に配置され、反射する光束の収差を補償する補償光学部６０と、補償光学部６０での補償収差を測定するための第２光源部１６と、第２光源部１６から発し補償光学部６０で反射した光束を受光する第２受光光学系２０Ｂと、第１受光光学系２０Ａ及び第２受光光学系２０Ｂの受光光束を受光する第１受光部２１Ａ及び第２受光部２１Ｂとを備える。第１受光部２１Ａからの出力に基づいて求められた被検眼１００の収差を補償光学部６０によって補償し、補償後の収差と補償光学部での補償収差を測定し、被検眼１００の光学特性を求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の光束を発する第１光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
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、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第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受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２受光部の出力に基づく上記補償光学部で補償された光学特性、及び、上記補償光学部による補償後の上記第１受光部の出力に基づく光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備えた眼特性測定装置。
【請求項２】
第１波長の光束を発する第１光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部及び上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
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１受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償された光学特性を測定し、一方、上記第１光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償後の光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備える眼特性測定装置。
【請求項３】
第１波長の光束を発する第１光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び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、
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、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第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２受光光学系の受光光束を受光する第２受光部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び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３変換部材を介して受光するための第３受光光学系と、
上記第３受光光学系の受光光束を受光する第３受光部と、
上記第３受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２受光部の出力に基づく上記補償光学部で補償された光学特性、及び、上記補償光学部による補償後の上記第１受光部の出力に基づく光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備えた眼特性測定装置。
【請求項４】
第１波長の光束を発する第１光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部及び上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び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、
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、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び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３変換部材を介して受光するための第３受光光学系と、
上記第３受光光学系の受光光束を受光する第３受光部と、
上記第３受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償された光学特性を測定し、一方、上記第１光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償後の光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備える眼特性測定装置。
【請求項５】
上記第２光源部の第２波長は、上記第１光源部の第１波長と相違しており、
上記測定演算部は、上記第２受光部の出力に基づく上記補償光学部で補償された光学特性の測定と、上記補償光学部による補償後の上記第１受光部の出力に基づく光学特性の測定を並行して行うように構成されている請求項１又は３に記載の眼特性測定装置。
【請求項６】
上記測定演算部は、上記第１及び第２光源部を点灯及び消灯させることにより、又は、上記第１及び第２光源部からの光路に光束遮断手段を挿入することにより、上記第１受光光学系へ入射する光束を切り替える又は選択することを特徴とする請求項２又は４に記載の眼特性測定装置。
【請求項７】
上記第３受光光学系は、測定可能範囲にわたる上記第３変換部材により変換されたビームの変化が、該第３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請求項３又は４に記載の眼特性測定装置。
【請求項８】
上記補償量演算部は、求めた被検眼の光学特性を完全に打ち消さないように補償量を求めるように構成されている請求項１乃至７のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項９】
上記補償光学部は、被検眼の光学特性の少なくとも高次成分を含む補償を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１０】
上記補償量演算部は、求めた光学特性のうち、３次以上の高次収差が所定以上でない場合に、上記第１受光光学系を移動させる及び／又は該第１受光光学系の一部のエレメントの状態を変化させることにより、低次収差である球面度数成分及び／又は乱視成分を補償することができ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】
上記補償量演算部は、上記第１受光光学系を移動させる及び／又は該第１受光光学系の一部のエレメントの状態を変化させることにより、低次収差である球面度数成分及び／又は乱視成分を補償し、かつ、上記補償光学部により、それ以外の光学特性の少なくとも高次成分を含む補償を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１２】
上記補償光学部による補償後に、被検眼の光学特性が表示部に表示され、入力部からの指示に従い、上記補償量演算部及び上記補償光学部により収差をさらに補償することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１３】
上記補償光学部は、液晶空間光変調器及び可変鏡の少なくともいずれか一つで構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１４】
上記第１照明光学系は、上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の微小な領域を、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１３のいずれかに記載の眼特性測定装置。
【請求項１５】
上記第１照明光学系は、上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の微小な領域を、被検眼角膜を通過の際には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１３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精密に測定する眼特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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、波動収差を補正し、幅は半分であるが波動収差と同一の形状とする網膜画像解像改善装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、眼の網膜から反射されたレーザ光は、変形可能な鏡を介してハルトマンシャック波面センサに波面が形成される。形成された波面は、デジタルプロセッサによりカメラを介してデジタル化され、波動収差が測定される。デジタルデータプロセッサは、測定された波動収差を基に変形可能な鏡へフィードバックする矯正信号を発信する。変形可能な鏡は、眼の波動収差を補正するために変形し、波動収差の幅は半分であるが同一の形状を得ている。
【特許文献１】
特表２００１−５０７２５８号公報
【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測定する場合に、測定光の収差を打ち消すような補正をし、さらに補正されていない小さな収差量を測定し、精密な測定を行う眼特性測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、収差を打ち消すための入力値と、実際に補正されている収差にずれがある場合を考慮し、より正確な測定を行うことを目的とする。本発明は、低感度と高感度の光学系を用いて、精密かつ高速な測定を行うことを目的とする。さらに、本発明は、測定光の収差を打ち消すことにより、収差量が多い場合においても測定が可能な測定レンジの広い眼特性測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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第１光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
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、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第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受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２受光部の出力に基づく上記補償光学部で補償された光学特性、及び、上記補償光学部による補償後の上記第１受光部の出力に基づく光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備えた眼特性測定装置が提供される。
【０００７】
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光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部及び上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第１変換部材を介して受光するための第１受光光学系と、
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１受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償された光学特性を測定し、一方、上記第１光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償後の光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備える眼特性測定装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３の解決手段によると、
第１波長の光束を発する第１光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び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、
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、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び少なくとも実質的に１７本のビームに変換する第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２受光光学系の受光光束を受光する第２受光部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び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３変換部材を介して受光するための第３受光光学系と、
上記第３受光光学系の受光光束を受光する第３受光部と、
上記第３受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２受光部の出力に基づく上記補償光学部で補償された光学特性、及び、上記補償光学部による補償後の上記第１受光部の出力に基づく光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備えた眼特性測定装置が提供される。
【０００９】
本発明の第４の解決手段によると、
第１波長の光束を発する第１光源部と、
上記第１光源部からの光束で被検眼網膜上の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光学特性に基づき与えられる補償量に従って、透過又は反射する光束の収差を補償する補償光学部と、
第２波長の光束で上記補償光学部を照明するための第２光源部と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部及び上記第２光源部からの光束を、上記補償光学部及び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、
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、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束の一部を、上記補償光学部及び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３変換部材を介して受光するための第３受光光学系と、
上記第３受光光学系の受光光束を受光する第３受光部と、
上記第３受光部の出力に基づき被検眼の光学特性を求め、該光学特性に従い補償量を求めて上記補償光学部に出力する補償量演算部と、
上記第２光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償された光学特性を測定し、一方、上記第１光源部からの光束による上記第１受光部の出力に基づき、上記補償光学部で補償後の光学特性を測定し、測定されたこれら光学特性に基づき被検眼の光学特性を求める測定演算部と
を備える眼特性測定装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
１．光学系構成
（第１の実施の形態における光学系）
図１に、眼特性測定装置の光学系の第１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２光源部１６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、補償光学部６０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を有する。第２測定部２５Ｂは、第２受光光学系２０Ｂと、第２受光部２１Ｂを有する。なお、被検眼１００については、網膜（眼底）、角膜（前眼部）が示されている。
【００１１】
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、集光レンズと、正負一組のシリンダーレンズ１３ａ（いわゆるバリアブルクロスシリンダー）と、リレーレンズとを備える。なお、このバリアブルクロスシリンダー１３ａはなくてもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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、第１変換部材２２Ａ（例、ハルトマン板）と、アフォーカルレンズと、バリアブルクロスシリンダー１３ｂと、リレーレンズを備える。第１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レンズ部を有する波面変換部材である。なお、第１変換部材２２Ａは、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っても良い。第１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、第１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、第１変換部材２２Ａを通過した第１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。また、アフォーカルレンズ４２の前側焦点は、被検眼１００の瞳孔と略一致している。
【００１４】
第２光源部１６は、第２波長の光束を発する。第２光源部１６から発せられる光束は、補償光学部６０で実際に補償されている収差（補償収差）を測定するために用いられる。第２光源部１６からの光束は、レンズを介してビームスプリッタ１７で反射し、補償光学部６０を照射する。補償光学部６０で反射することによって収差を有した光束は、ビームスプリッタ１８で反射し、第２受光光学系２０Ｂで受光され、その収差が測定される。ビームスプリッタ１７及び１８は、例えば第１光源部１１から発せられる第１波長の光束を通過し、第２光源部１６から発せられる第２波長の光束を反射するダイクロイックミラーを用いることができる。この場合、第２光源部１６から発せられる第２波長は、第１光源部１１から発せられる第１波長と異なる波長を用いる。また、第２光源部１６から発せられる光束は、被検眼１００からの反射光束の偏光方向と逆の偏光光を使用してもよい。これは、ビームスプリッタ１７を、被検眼１００の網膜からの反射光束の偏光方向を透過し、逆の偏光方向を反射するような偏光ビームスプリッタを用いることで実現できる。また、ビームスプリッタ１８は、例えば、偏光ビームスプリッタを用いることで被検眼１００からの反射光束と第２光源部１６からの光束を分割できる。なお、ビームスプリッタ１７は、ハーフミラーを用いることもできる。
【００１５】
第２受光光学系２０Ｂは、第２光源部１６から発し、補償光学部６０で反射された光束を受光して第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、第２変換部材２２Ｂ（例えば、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バリアブルクロスシリンダー１３ｂ及びリレーレンズを備える。第２変換部材２２Ｂは、補償光学部６０で反射した光束を少なくとも１７本の複数のビームに変換するためのレンズ部を有する波面変換部材である。第２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。第２光源部１６からの光束は、補償光学部６０及び第２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、第２変換部材２２Ｂを通過した第２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。第１受光光学系２０Ａと第２受光光学系２０Ｂの光束は、例えば、ビームスプリッタ１８により分けられる。本実施の形態では、被検眼１００の網膜からの反射光束を透過し、第１受光部２１Ａに導き、第２光源部１６からの光束を反射し、第２受光部２１Ｂに導くようになっているが、反射と透過の関係を逆にし、受光部を入れ替えて測定を行ってもよい。
【００１６】
移動部１５は、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０Ａと第２受光光学系２０Ｂを含む図１の点線で囲まれた部分を一体に移動させる。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、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。また、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０Ａは別々に移動させ、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、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もできる。
【００１７】
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光束の入射位置を光軸に直交する方向に変更し、レンズや角膜の頂点反射を防いでノイズを押さえられる。絞り１２は、径がハルトマン板２２Ａの有効範囲より小さく、受光側だけに眼の収差が影響する、いわゆるシングルパスの収差計測が成り立つことができる様になっている。
【００１８】
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、光学系を適宜配置することで、ダブルパス測定を行うこともできる。
【００１９】
前眼部照明部３０は、第３波長の光束を発する第３光源部３１を備え、第３光源部３１からの光束で、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。なお、第３光源部３１から発せられる光束の第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）。
【００２０】
前眼部観察部４０は、例えば、リレーレンズ、テレセン絞りとＣＣＤで構成される前眼部像受光部４１を備え、例えば、プラチドリング、ケラトリング等の前眼部照明部３０のパターンが、被検眼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。前眼部像受光部４１からの信号は、例えば、角膜形状、角膜波面収差、アライメント調整等の演算に使用される。
【００２１】
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、被検眼１００に向けて照射すると共に、この被検眼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、被検眼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、被検眼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。
【００２２】
補償光学部６０は、変形することで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）であり、第１受光光学系２０Ａ及び第２受光光学系２０Ｂ中に配置される。補償光学部６０としては、例えば、可変鏡や液晶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する。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。光路の途中で偏光子が必要であるが、本実施の形態では、ビームスプリッタ６３がその役割を果たす。ビームスプリッタ６３は、第１光源部１１からの光束を反射し、被検眼１００の網膜で反射して戻ってくる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。補償光学系６０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。なお、これら補償光学部６０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１００が無収差の場合、補償光学部６０には被検眼１００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２光源部１６からの光束は常に平行光として入射するようになっている。
【００２３】
ビームスプリッタ６１は、例えば、第１波長の光束を反射し、第３波長の光束を透過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。
【００２４】
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、角膜頂点に輝点を作るために、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。
【００２５】
視標光学部９０は、例えば、被検眼１００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。
【００２６】
（共役関係）
被検眼１００の眼底、視標光学部９０の固視標９２、第１光源部１１、第２光源部１６、第１受光部２１Ａが共役である。また、被検眼１００の眼の瞳（虹彩）、ロータリープリズム６２、第１変換部材（ハルトマン板）２２Ａ、第１照明光学系１０の測定光入射側の絞り１２、可変鏡等の補償光学部６０が共役である。
【００２７】
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適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。
【００２８】
（第２の実施の形態における光学系）
図２は、眼特性測定装置の光学系の第２の構成図である。図２には、図１の点線枠にあたる部分のみを示しているが、その他の部分については図１と同様である。図２における眼特性測定装置は、さらに、短焦点又は低感度の第３測定部２５Ｃ、ハーフミラー２４を備える。また、図２の光学系において、第１変換部材２２Ａは、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。
【００２９】
第３測定部２５Ｃは、第３受光光学系２０Ｃと、第３受光部２１Ｃを有する。第３受光光学系２０Ｃは、第１受光光学系２０Ａと同様に、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３受光部２１Ｃに導くためのものである。第３受光光学系２０Ｃは、例えば、第３変換部材２２Ｃ（例えば、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バリアブルクロスシリンダー１３ｂ及びリレーレンズを備える。第３変換部材２２Ｃ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。なお、このバリアブルクロスシリンダー１３ｂはなくてもよい。また、第３変換部材２２Ｃは、被検眼１００の瞳（虹彩）等と共役である。第３変換部材２２Ｃ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、第３変換部材２２Ｃを介して第３受光部２１Ｃ上に集光する。第３受光部２１Ｃは、第３変換部材２２Ｃを通過した第３受光光学系２０Ｃからの光を受光し、第３信号を生成するためのものである。また、第３受光部２１Ｃは、被検眼１００の眼底等と共役である。第１測定部２５Ａと第３測定部２５Ｃの光束は、ハーフミラー２４により分けられる。もしくは、ハーフミラー２４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３測定部２５Ａ又は２５Ｃに切り替えることもできる。
【００３０】
本実施の形態における短焦点及び低感度とは、測定可能範囲にわたる第３変換部材２２Ｃにより変換されたビームの変化が、第３変換部材２２Ｃの変換ピッチよりも小さく設定されているものである。その結果、第３受光部２１Ｃで得られる各スポットと格子点との対応付けがしやすく、信号処理が容易かつ高速化が図れる。一方、長焦点又は高感度による測定では、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、収差量が大きい等の理由により、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り、信号処理に時間がかかることもある。そこで、本実施の形態の一つとして、短焦点又は低感度の第３測定部２５Ｃの信号に基づいて補償光学部６０の補償量を決定し、補償された光束を長焦点又は高感度で測定することで、高速かつ正確な測定を可能としている。
【００３１】
（第３の実施の形態における光学系）
図３は、眼特性測定装置の光学系の第３の構成図である。図３には、図１の点線枠にあたる部分のみを示しているが、その他の部分については図１と同様である。図３の光学系は、補償光学部６０が第１及び第２及び第３受光光学系２０Ａ及び２０Ｂ及び２０Ｃに共通して挿入されている。被検眼１００の網膜から反射して戻ってきた光束は、補償光学部６０を介してビームスプリッタ１８を通過し、ハーフミラー２４で分けられ、第１及び第３測定部２５Ａ及び２５Ｃに導かれる。もしくは、ハーフミラー２４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３測定部２５Ａ又は２５Ｃに切り替えることもできる。また、第２光源部１６からの光束は、補償光学部６０を介してビームスプリッタ１８で反射し、第２測定部２５Ｂに導かれる。補償光学部６０を介した光束を第３測定部２５Ｃに導くことにより、補償後の収差及び補償収差を第３測定部２５Ｃでも測定可能となる。また、第３測定部２５Ｃからの出力により測定された収差が予め定められた許容値以下になるまで、補償光学部６０を変形することも可能である。また、図２、図３に示す光学系は、主に、入射光線が細いシングルパスとして説明したが、ダブルパス測定用に適宜変更することもできる。
【００３２】
２．電気系構成
図４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駆動部９１０と、第３駆動部９１１と、第２駆動部９１２と、第３駆動部９１３と、第５駆動部９１４を備える。演算部６００は、例えば、補償量演算部６０１と、各種眼特性測定を行う測定演算部６０２とを有する。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。
【００３３】
また、演算部６００には、第１受光部２１Ａからの第１信号▲４▼と、第３受光部２１Ｃからの第３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）と、第２受光部２１Ｂからの第２信号（１７）が入力される。
【００３４】
測定演算部６０２は、第１受光部２１Ａからの第１信号▲４▼、第３受光部２１Ｃからの第３信号（１４）、第２受光部２１Ｂからの第２信号（１７）を入力し、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、補償量演算部６０１は、例えば、第１測定部２５Ａ又は第３測定部２５Ｃの出力から求めた光学特性に基づき、補償光学部６０での補償量を求める。また、補償量演算部６０１は、前眼部像受光部４１に基づく角膜形状から算出される角膜収差に基づいて補償を行い、収差測定が可能となるようにしてもよい。演算部６００は、これら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。
【００３５】
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及び第２光源部１６の点灯、消灯を制御したり、第１駆動部９１０〜第５駆動部９１４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▲８▼及び▲９▼を出力し、視標光学部９０に対して信号（１１）を出力し、第２光源部１６に対して信号（１６）を出力し、さらに、第１駆動部９１０〜第５駆動部９１４に対して信号を出力する。
【００３６】
第１駆動部９１０は、演算部６００に入力された第１又は第３受光部２１Ａ又は２１Ｃ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のバリアブルクロスシリンダー１３ａと、第１受光光学系２０Ａ（又は第３受光光学系２０Ｃ）のバリアブルクロスシリンダー１３ｂ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１００の乱視成分を補正するためのものである。なお、この補正は行わなくてもよい。
【００３７】
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３受光部２１Ａ及び／又は２１Ｃからの受光信号▲４▼及び／又は（１４）に基づいて、第１照明光学系１０及び第１並びに第３受光光学系２０Ａ並びに２０Ｃを光軸方向に移動させるものであり、移動部１５に対して信号▲３▼を出力すると共に、移動部１５のレンズ移動手段を駆動する。これら第１並びに第３受光光学系２０Ａ並びに２０Ｃを光軸方向に移動させることにより、低次収差の球面度数成分の補償を行うことができる。
【００３８】
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３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。第５駆動部９１４は、補償光学部６０を駆動させるものであり、補償光学部６０の変形手段に対して補償量演算部６０２で求めた補償量に基づいて信号（１５）を出力すると共に、この変形手段を駆動する。
【００３９】
３．動作
（第１の実施の形態の光学系のフローチャート）
図５及び図６は、第１の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートである。図５及び図６のフローチャートにおける収差測定は、図１に示す光学系を用いる形態である。演算部６００は、収差測定１における第１測定部２５Ａからの出力に基づき、補償量を決定して補償光学部６０をゆがませ、さらに、第１受光部２１Ａで受光された第１信号に基づく補償後の収差と、第２受光部２１Ｂで受光された第２信号に基づく補償光学部６０で補償した収差（補償収差）から被検眼１００の光学特性を求める。
【００４０】
まず、演算部６００は、収差測定１として、第１受光部２１Ａからの第１信号に基づき被検眼１００の収差を求める（Ｓ１０１）。演算部６００は、第１測定部２５Ａの第１受光部２１Ａから、ハルトマン像の第１信号を入力する。次に、演算部６００は、入力した第１信号から、ハルトマン像の点像移動量△ｘ、△ｙを求め、点像移動量に基づいてゼルニケ係数を算出し、被検眼１００の収差を求める。さらに、演算部６００は、前眼部観察部４０の前眼部像受光部４１からの信号に基づき角膜形状、角膜収差等を求めてもよい。また、演算部６００は、これら計算結果をメモリ８００に記憶する。
【００４１】
以下に、収差演算について説明する。演算部６００は、第１測定部２５Ａの画像から各点像の移動量△ｘ、△ｙを求める。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。
【００４２】
【数１】
2004159779.tif 000003
（ｆ：第１測定部２５Ａのハルトマン板とＣＣＤとの距離）
【００４３】
ここで、波面収差Ｗをゼルニケ多項式Ｚｉ２ｊ−ｉを使った展開であらわすと、
【００４４】
【数２】
2004159779.tif 000004
【００４５】
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ｃｉ２ｊ−ｉの各値を求めることができる。また、角膜収差を求める場合、前眼部観察部４０の前眼部像受光部４１からの信号に基づき、角膜の傾き及び角膜の高さを計算し、角膜を光学レンズと同様に扱うことにより光学特性が計算される。なお、図１８、図１９に、ゼルニケ多項式についての説明図（１）及び（２）を示す。
【００４６】
次に、演算部６００は、測定結果が得られたか判断する（Ｓ１０３）。演算部６００は、例えば、収差測定１において取得したハルトマン像の各点像の重心位置が所定の数以上（例えば３分の１以上）取れない、又は各点像のぼけが大きいとき（例えば、無収差時の２０倍以上など）、又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等の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ことができる。ここで、演算部６００は、測定結果が得られた場合（Ｓ１０３）、ステップＳ１０５の処理へ移り、一方、測定結果が得られなかった場合（Ｓ１０３）、図６に示すステップＳ１５１の処理へ進む。
【００４７】
ステップＳ１０５では、演算部６００は、求められた収差を打ち消すような補償光学部６０における補償量Ｍを求め、制御部６１０及び第５駆動部９１４を介して、補償量Ｍに応じた信号（１５）を出力し、可変鏡等の補償光学部６０をゆがませる（Ｓ１０５）。また、補償光学部６０は、信号（１５）に従い適宜の変形手段により変形する。なお、補償光学部６０は、可変鏡以外に、液晶空間光変調器を用いても良い。以下、収差を打ち消すために必要な補償光学部６０における補償量Ｍの算出について説明する。
【００４８】
図７は、可変鏡上の座標（Ｘｍ、Ｙｍ）と光学系の座標（Ｘ、Ｙ）の関係の説明図である。補償する収差をＷｃとし、解析された収差の式が、
【００４９】
【数３】
2004159779.tif 000005
【００５０】
であるとき、可変鏡上の座標（Ｘｍ、Ｙｍ）と光学系の座標（Ｘ、Ｙ）の関係は、可変鏡への入射角θを考慮して、
【００５１】
【数４】
2004159779.tif 000006
【００５２】
となる。可変鏡の補償量Ｍは、反射であることから２倍効くことと、目の瞳孔と可変鏡での倍率を考慮する。可変鏡の瞳孔に対する倍率をｋとすると、補償量Ｍは、
【００５３】
【数５】
2004159779.tif 000007
【００５４】
となる。ここで求められた補償量Ｍは、収差の高次成分を含むことができる。補償光学部６０は、演算部６００から出力された補償量Ｍに基づいて変形する。なお、倍率ｋ及び無補償状態での入射角θは予め設定された値であり、予めメモリ８００に記憶されている。なお、低次成分の球面度数成分は、移動部１５によって第１受光光学系２０Ａを移動させることにより補償することもできる。また、低次成分の乱視成分は、バリアブルクロスシリンダー１３ｂを回動することにより補償することもできる。例えば、求められた収差のうち、３次以上の高次収差が所定以上でない場合に、演算部６００は、求められた収差に従い第１受光光学系２０Ａを移動及び／又はバリアブルクロスシリンダー１３ｂを回動させることができる。この場合、例えば演算部６００は、求められた収差のうち球面度数成分ｃ２０に従い第２受光光学系２０Ａを移動させ、及び／又は、乱視成分ｃ２−２並びにｃ２２に従いバリアブルクロスシリンダー１３ｂを回動させる。さらに、演算部６００は、ｃ２０及び／又はｃ２−２並びにｃ２２以外の収差に従い補償量Ｍを求め、補償量Ｍに基づいて補償光学部６０を変形させる。このとき、補償量Ｍは、ｃ２０＝０及び／又はｃ２−２＝０並びにｃ２２＝０として算出すればよい。なお、補償量Ｍは、球面度数成分及び／又は乱視成分の補償後に再度収差を測定し、この収差に基づき算出してもよい。
【００５５】
ゆがませた可変鏡をさらにゆがませる場合、補償後に測定された収差に対して上記の解析と同様に補償量Ｍを求め、補償後の可変鏡にさらにその分を付加すればよい。また、補償光学部６０により完全に収差をなくすのではなく、若干ハルトマン板への入射光を発散方向にする又は傾けるようにしてもよい。これにより第１測定部２５Ａにおいて、補償後の収差を高い感度で測定することができる。演算部６００は、収差測定１の測定結果が得られなかった場合（Ｓ１０３）、図６の収差補償の処理へ移る。
【００５６】
図６は、ハルトマン像から被検眼１００の光学特性が求められない場合の収差測定のフローチャートである。以下、図６に示す処理について説明する。
【００５７】
まず、演算部６００は、おおよその収差量が分かる、もしくは適当に収差補正をしてみるか判断する（Ｓ１５１）。例えば、角膜収差，過去の収差データ等を参考に測定を続けるかどうか判断する。判断方法としては、演算部６００は、自動的に表示したダイアログボックス、もしくはメニューから立ち上げた入力部６５０等から測定を続ける又は終了する信号を入力しても良い。また、演算部６００は、メモリ８００に角膜収差データ又は過去の収差データがあるかを検索し、データの有無によって測定を続けるか終了するかを判断しても良い。
【００５８】
演算部６００は、測定を続けない場合、表示部７００に解析不可能通知表示を行い（Ｓ１５３）、測定を終了する。一方、演算部６００は、測定を続ける場合、角膜収差データ、過去の収差データ等のゼルニケ係数、収差データ等を、装置内のメモリ８００、もしくは入力部６５０から入力し、可変鏡等の補償光学部６０の補償量Ｍを求め、制御部６１０及び第５駆動部９１４を介して可変鏡をゆがませる（Ｓ１５５）。また、演算部６００は、前眼部観察部４０の前眼部像受光部４１からの信号を入力して角膜波面収差を求め、求めた収差に基づいて補償量Ｍを算出してもよい。補償量Ｍの算出についてはステップＳ１０５と同様である。演算部６００は、制御部６１０及び第５駆動部９１４を介して、補償量Ｍに応じた信号（１５）を出力し、補償光学部６０をゆがませる。
【００５９】
次に、演算部６００は、補償後に光学特性の測定が可能か判断する（Ｓ１５７）。演算部６００は、例えば、第１受光部２１Ａからハルトマン像を入力し、入力したハルトマン像の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等の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ことができる。演算部６００は、測定不可能な場合、さらに補償するか判断する（Ｓ１５９）。例えば、演算部６００は、自動的に表示したダイアログボックス、もしくはメニューから立ち上げた入力部６５０等から測定を続ける又は終了する信号を入力しても良い。また、演算部６００は、メモリ８００に別の収差データがあるかを検索しても良い。演算部６００は、補償する場合はステップＳ１５５へ戻り、一方、補償しない場合は、表示部７００に解析不可能通知を表示し（Ｓ１６１）、測定を終了する。
【００６０】
一方、演算部６００は、測定可能な場合（Ｓ１５７）、図５のステップＳ１０６へ進む。
図５に戻り、演算部６００は、第２受光部２１Ｂから第２信号を取得し、補償光学部６０で補償されている収差（補償収差）を測定する（Ｓ１０６）。第２受光部２１Ｂで受光される光束は、第２光源部１６から発した無収差の光束が補償光学部６０で反射することで、補償光学部６０での補償収差を有した光束である。この光束を受光し、収差を測定することで、補償光学部６０での補償収差を正確に得ることができる。例えば、補償光学部６０による収差を打ち消すための入力値と、実際に打ち消している収差にずれがある場合、このずれにより生ずる測定誤差を除去することができる。
【００６１】
次に、演算部６００は、収差測定２として、第１受光部２１Ａから第１信号を取得し、収差を求める（Ｓ１０７）。ここで求められる収差は、補償後の収差であり、第１測定部２５Ａによって、微小な収差を高精度に測定可能である。また、ステップＳ１０６及びＳ１０７の処理は、逆の順序で行っても良いし、並行して行うこともできる。
【００６２】
演算部６００は、ステップＳ１０７で得られた収差が、予め定められた許容値以下であるか判断する（Ｓ１０９）。例えば、演算部６００は、高次収差のＲＭＳ値が０．１以下であるかを判断しても良い。収差のＲＭＳ値は、ゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉを用いて次式で算出される。
【００６３】
【数６】
2004159779.tif 000008
【００６４】
演算部６００は、これら収差のＲＭＳ値の予め定められた一つ又は複数が許容値以下であるか判断する。
【００６５】
演算部６００は、収差が許容値より大きい場合（Ｓ１０９）、ステップＳ１０５へ戻り、さらに補償光学部６０をゆがませる。一方、演算部６００は、許容値より小さい場合（Ｓ１０９）、ステップＳ１０７で測定された収差Ｗ２に、ステップＳ１０６で測定された補償収差Ｗ１を加えて、実際の被検眼１００の収差Ｗ（ゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉを含む）を求める（Ｓ１１１）。また、演算部６００は、求められたゼルニケ係数ｃｉ２ｊ−ｉ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、高次球面収差等の光学特性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。
【００６６】
【数７】
2004159779.tif 000009
（ここに、ＳＥ：等価球面度数、Ｓｍｏｖｅ：固視移動分の球面度数、ｒ：瞳径）
【００６７】
次に、演算部６００は、求められた収差マップ、収差係数、ハルトマン像等の測定結果を表示部７００に表示し、メモリ８００に記憶する（Ｓ１１３）。また、演算部６００は、メモリ８００から角膜形状データ等を読み出し、表示部７００にさらに表示しても良い。
【００６８】
さらに、演算部６００は、測定を終了するか判断し（Ｓ１１５）、測定を続ける場合はステップＳ１０１に戻り、終了の場合は測定を終了する。測定終了の判断は、例えば、演算部６００は、自動的に表示したダイアログボックス、もしくはメニューから立ち上げた入力部６５０等から測定を続ける又は終了する信号を入力しても良い。
【００６９】
図８は、第１の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートの第１の変形例である。本変形例は、補償収差の測定と補償後の収差測定を並行して行う例である。各処理の詳細については、図５と同様であるので、同じ符号を付し説明を省略する。
【００７０】
図９は、第１の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートの第２の変形例である。本変形例は、補償後の収差測定毎に、被検眼１００の収差演算及び演算結果の出力を行う例である。
【００７１】
まず、演算部６００は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７及びステップＳ１１１の処理を実行する。処理の詳細については上述と同様であるので省略する。
【００７２】
演算部６００は、求められた波面収差マップ、収差係数、ハルトマン像等の測定結果を表示部７００に表示し、メモリ８００に記憶する（Ｓ２０１）。なお、表示部７００への表示は必ずしも毎回行う必要はない。例えば、表示部７００への表示処理に時間がかかる等、測定に影響を及ぼす場合、一定の測定回数毎に結果を表示するようにしても良い。
【００７３】
演算部６００は、ステップＳ１１１で得られた収差２が、予め定められた許容値以下であるか判断する（Ｓ１０９）。判断基準は、上述と同様とすることができる。演算部６００は、収差が許容値より大きい場合、ステップＳ１０５へ戻り、許容値より小さい場合、求められた波面収差マップ、収差係数等の測定結果を表示部７００に表示し、メモリ８００に記憶する（Ｓ２０３）。なお、ステップＳ２０１において、既に当該測定結果の表示、記憶を行っている場合は、ステップＳ２０３の処理を省略しても良い。なお、演算部６００は、収差が許容値以下であるかを判断する代わりに、さらに補償光学部６０をゆがませるかの入力を指示する表示を表示部７００に出力し、入力部６５０から信号を入力するようにしてもよい。次に、演算部６００は、ステップＳ１１５の処理を実行する。処理の詳細は上述と同様である。
【００７４】
（第２の実施の形態の光学系のフローチャート）
図１０は、第２の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートである。図１０は、図２又は図３に示すような長焦点又は高感度の第１測定部２５Ａと、短焦点または低感度の第３測定部２５Ｃを備える光学系を用いた形態におけるフローチャートである。演算部６００は、短焦点または低感度の第３測定部２５Ｃの信号に基づき補償光学部６０での補償量Ｍを高速に求め、補償光学部６０をゆがませる。また、演算部６００は、第２受光部２１Ｂで受光された第２信号に基づく補償光学部６０での補償収差と、長焦点又は高感度の第１測定部２５Ａの信号に基づく補償後の収差から被検眼１００の光学特性を求める。
【００７５】
まず、演算部６００は、短焦点又は低感度の第３測定部２５Ｃでの信号に基づいて収差測定１を行う（Ｓ２５１）。演算部６００は、第３測定部２５Ｃの第３受光部２１Ｃからハルトマン像を取得し、取得した画像に基づき、スポット像の重心点を検出する。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。演算部６００は、得られたスポット像の重心点に基づいて、被検眼１００の粗い収差を求める。
次に、演算部６００は、ステップＳ１０３、Ｓ１０５、１０６の処理を実行する。処理の詳細は上述と同様であるので省略する。
【００７６】
演算部６００は、長焦点又は高感度の第１測定部２５Ａからの信号に基づいて収差測定２を行う（Ｓ２５７）。演算部６００は、第１測定部２５Ａの第１受光部２１Ａから、ハルトマン像の第１信号を入力する。次に、演算部６００は、入力した第１信号から、ハルトマン像の点像移動量を求め、点像移動量に基づき被検眼１００の光学特性を求める。従来の長焦点又は高感度の測定部を用いる収差測定では、スポット像のずれが大きくなることがあり、スポット像の対応付けに時間がかかる、又は、対応が取れず測定ができない場合がある。本実施の形態では、入力したハルトマン像の第１信号は、被検眼１００の収差がある程度打ち消されているハルトマン像であるため、長焦点又は高感度であってもスポットの位置ずれは小さくなっており、精密かつ高速な収差演算が可能である。また、ステップＳ１０６及びＳ２５７の処理は、逆の順序で行っても良いし、並行して行っても良い。
【００７７】
次に、演算部６００は、ステップＳ１０９〜Ｓ１１５の処理を実行する。処理の詳細は上述と同様であるので省略する。なお、第２の実施の形態において、図９に示す変形例のように、補償後の収差測定毎に、被検眼１００の収差演算及び演算結果の出力を行う変形も可能である。
【００７８】
（第３の実施の形態の光学系のフローチャート）
第３の実施の形態の光学系におけるフローチャートは、図１０に示すフローチャートを用いることができる。なお、図３に示す光学系を用いた場合、ステップＳ１０６における補償収差の測定は、第２受光光学系２０Ｂを用いる代わりに、第３受光光学系２０Ｃを用いることも可能である。また、演算部６００は、ステップＳ２５７の第１測定部２５Ａでの収差測定２よりも前に、第３受光部２１Ｃの出力に基づく収差が、予め定められた許容値以下となるように補償光学部６０を変形させても良い。
【００７９】
図１１は、第３の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートの変形例である。本変形例は、図３に示す光学系を用いて収差が補償された光束を第３受光部２１Ｃで受光し、第３受光部２１Ｃからの信号に基づき求められる収差が、予め定められた許容値以下になるように補償を行う例である。
【００８０】
まず、演算部６００は、ステップＳ２５１、Ｓ１０３、Ｓ１０５の各処理を実行する。処理の詳細については上述と同様であるので省略する。次に、演算部６００は、第３測定部２５Ｃでの信号に基づいて、補償後の収差の測定を行う（Ｓ２５３）。処理の詳細は、上述のステップＳ２５１と同様であるので省略する。演算部６００は、ステップＳ２５３で求められた収差が、予め定められた第１許容値以下であるか判断する（Ｓ２５５）。例えば、演算部６００は、高次収差のＲＭＳ値が０．１以下であるかを判断しても良い。演算部６００は、収差が第１許容値より大きい場合、ステップＳ１０５へ戻り、さらに補償光学部６０をゆがませる。一方、演算部６００は、収差が第１許容値より小さい場合、ステップＳ１０６の処理へ移る。
【００８１】
また、演算部６００は、収差が第１許容値以下であるかを判断する代わりに、第１受光部２１Ａから第１信号を入力し、第１信号に基づく測定が可能かを判断しても良い。演算部６００は、例えば、入力した第１信号に基づく各点像の重心位置が所定の数以上（例えば３分の１以上）取れない、又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）、又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等の予め定められたひとつ又は複数の条件により、第１信号に基づく測定が不可能と判断することができる。また、判断条件は、適宜の条件を用いてよい。ここで、演算部６００は、測定不可能と判断した場合、ステップＳ１０５の処理へ移り、一方、測定可能と判断した場合ステップＳ１０６の処理へ移る。
【００８２】
演算部６００は、ステップＳ１０６、Ｓ２５７の処理を実行する。処理の詳細については上述と同様であるので省略する。次に、演算部６００は、ステップＳ２５７で求められた収差２が、予め定められた第２許容値以下であるか判断する（Ｓ２５９）。例えば、演算部６００は、高次収差のＲＭＳ値が０．１以下であるかを判断しても良い。また、第１許容値と第２許容値は、異なる値を取ることができる。例えば、測定の感度を考慮して、第１許容値≧第２許容値としてもよい。演算部６００は、収差２が第２許容値より大きい場合（Ｓ２５９）、収差２に従い、補償光学部６０をさらにゆがませ（Ｓ２６１）、ステップＳ２５７へ戻る。補償光学部６０をゆがませる処理の詳細は、ステップＳ１０５と同様である。一方、演算部６００は、収差２が第２許容値より小さい場合、ステップＳ１１１の処理へ移る。
次に、演算部６００は、ステップＳ１１１〜Ｓ１１５の処理を実行する。処理の詳細は上述と同様であるので省略する。
【００８３】
４．変形例
（第１の実施の形態の変形例）
図１２は、眼特性測定装置の光学系の第４の構成図である。図１２は、図１における収差測定用の第１測定部２５Ａと、補償収差測定用の第２測定部２５Ｂを共用する変形例である。例えば、第１光源部１１と第２光源部１６を交互に点灯することで、第１受光光学系２０Ａには、被検眼１００から反射して戻ってくる光束と、第２光源部１６から発した光束が切り替えられて入射する。また、第１光源部１１と第２光源部１６の前にチョッパーを設け、第１受光光学系２０Ａに入射する光束を制御するようにしてもよい。なお、チョッパー以外にも、光束を遮断する適宜の手段を用いてもよい。その他各部の詳細な説明については、図１と同様であるので同じ符号を付し省略する。また、図１２には、図１の点線枠にあたる部分のみを示しているが、それ以外の部分については図１と同様である。
【００８４】
図１３は、第１の実施の形態の変形例における第１のフローチャートである。図１３は、図１２に示す測定部を共用した光学系を用いて、１つの測定部を切り替えることにより、補償収差の測定と、補償後の収差の測定を行うフローチャートである。
【００８５】
まず、演算部６００は、第１測定部２５Ａからの出力に基づく被検眼１００の収差測定１を行う（Ｓ３０１）。演算部６００は、例えば、第１光源部１１を点灯、第２光源部１６を消灯することで、被検眼１００で反射した光束が第１受光光学系２０Ａに入射するようにし、第１受光部２１Ａから第１信号を入力する。次に、演算部６００は、入力した第１信号に基づき被検眼１００の収差を求める。収差の演算については、上述と同様である。さらに、演算部６００は、前眼部観察部４０の前眼部像受光部４１からの信号に基づき角膜形状、角膜収差等を求めてもよい。また、演算部６００は、これら計算結果をメモリ８００に記憶する。
演算部６００は、ステップＳ１０３、Ｓ１０５の処理を実行する。処理の詳細は上述と同様であるので省略する。
【００８６】
演算部６００は、第１測定部２５Ａからの信号に基づき、補償収差を測定する（Ｓ３０６）。演算部６００は、例えば、第１光源部１１を消灯、第２光源部１６を点灯することで、第２光源部１６から発し、補償光学部６０で反射した光束が第１受光光学系２０Ａに入射するようにする。さらに、演算部６００は、第１受光部２１Ａから第１信号を入力し、入力した第１信号に基づいて、補償光学部６０での補償収差を測定する。収差の演算については、上述と同様である。また、演算部６００は、求めた収差をメモリ８００に記憶する。
【００８７】
次に、演算部６００は、第１測定部２５Ａからの出力に基づく被検眼１００の収差測定２を行う（Ｓ３０７）。処理の詳細は、ステップＳ３０１と同様である。
【００８８】
なお、上述の処理では、演算部６００は、第１受光光学系２０Ａへ入射する光束を、第１及び第２光源部１１及び１６の点灯・消灯によって切り替えているが、第１及び第２光源部１１及び１６の前にチョッパー等の光束を遮断する手段を設け、これを制御することにより第１受光光学系２０Ａへ入射する光束を切り替えるようにしてもよい。また、ステップＳ３０６とＳ３０７の処理は、順序を逆にしてもよい。
演算部６００は、ステップＳ１０９〜Ｓ１１５の処理を実行する。処理の詳細については上述と同様であるので省略する。
【００８９】
図１４は、第１の実施の形態の変形例における第２のフローチャートである。図１４は、補償後の収差測定毎に、被検眼１００の収差演算及び演算結果の出力を行う変形例である。各処理の詳細については図９及び図１３と同様であるので、同じ符号を付しその説明は省略する。
【００９０】
（第２の実施の形態の変形例）
図１５は、眼特性測定装置の光学系の第５の構成図である。図１５は、図２における収差測定用の第１測定部２５Ａと、補償収差測定用の第２測定部２５Ｂを共用する変形例である。例えば、第１光源部１１と第２光源部１６を交互に点灯することで、第１受光部２１Ａは、被検眼１００から反射して戻ってくる光束と、第２光源部１６から発した光束を切り替えて受光する。また、第１光源部１１と第２光源部１６の前にチョッパー等の適宜の光束遮断手段を設け、第１受光光学系２０Ａ及び第３受光光学系２０Ｃに入射する光束を制御するようにしてもよい。その他各部の詳細な説明については、図２と同様であるので同じ符号を付し省略する。図１５には、図１の点線枠にあたる部分のみを示しているが、それ以外の部分については図１と同様である。
【００９１】
図１６は、第２の実施の形態の変形例におけるフローチャートである。図１６は、図１５に示す短焦点又は低感度の第３受光光学系２０Ｃを備える光学系に対するフローチャートである。この例では、１つの測定部を切り替えることにより、補償収差の測定と、眼特性測定用の測定を行う。各処理の詳細については図１０、図１３と同様であるので、同じ符号を付しその説明は省略する。また、図１１に示す変形例と同様に、第３測定部２５Ｃからの出力により測定された収差が予め定められた許容値以下になるまで、補償光学部６０を変形することも可能である。
【００９２】
（第３の実施の形態の変形例）
図１７は、眼特性測定装置の光学系の第６の構成図である。図１７は、図３における収差測定用の第１測定部２５Ａと、補償収差測定用の第２測定部２５Ｂを共用する変形例である。第１の実施の形態の変形例と同様に、第１受光光学２０Ａに入射する光束を切り替えて測定する。また、その他各部の詳細な説明については、図３と同様であるので同じ符号を付し省略する。図１７には、図１の点線枠にあたる部分のみを示しているが、それ以外の部分については図１と同様である。
また、第３の実施の形態の変形例におけるフローチャートは、図１６に示すフローチャートを用いることができる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によると、被検眼１００の光学特性を測定する場合に、測定光の収差を打ち消すような補正をし、さらに補正されていない小さな収差量を測定し、精密な測定を行う眼特性測定装置が提供できる。また、本発明によると、収差を打ち消すための入力値と、実際に補償されている収差にずれの影響を除去し、より正確な測定を行うことができる。本発明によると、低感度と高感度の光学系の特性を生かし、精密かつ高速な測定ができる。さらに、本発明によると、測定光の収差を打ち消すことにより、収差量が多い場合においても測定が可能な測定レンジの広い眼特性測定装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】眼特性測定装置の光学系の第１の構成図。
【図２】眼特性測定装置の光学系の第２の構成図。
【図３】眼特性測定装置の光学系の第３の構成図。
【図４】眼特性測定装置の電気系の構成図。
【図５】第１の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャート。
【図６】ハルトマン像から被検眼の光学特性が求められない場合の収差測定のフローチャート。
【図７】可変鏡上の座標と光学系の座標の関係の説明図。
【図８】第１の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートの第１の変形例。
【図９】第１の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートの第２の変形例。
【図１０】第２の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャート。
【図１１】第３の実施の形態の光学系における収差測定のフローチャートの変形例。
【図１２】眼特性測定装置の光学系の第４の構成図。
【図１３】第１の実施の形態の変形例における第１のフローチャート。
【図１４】第１の実施の形態の変形例における第２のフローチャート。
【図１５】眼特性測定装置の光学系の第５の構成図。
【図１６】第２の実施の形態の変形例におけるフローチャート。
【図１７】眼特性測定装置の光学系の第６の構成図。
【図１８】ゼルニケ多項式（１）。
【図１９】ゼルニケ多項式（２）。
【符号の説明】
１０  第１照明光学系
１１  第１光源部
１６  第２光源部
２０Ａ  第１受光光学系
２１Ａ  第１受光部
２５Ａ  第１測定部
２０Ｃ  第３受光光学系
２１Ｃ  第３受光部
２５Ｃ  第３測定部
２０Ｂ  第２受光光学系
２１Ｂ  第２受光部
２５Ｂ  第２測定部
３０  前眼部観察部
４０  前眼部照明部
５０  第１調整光学部
６０  補償光学部
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】
2004159779.tif 000010
【図２】
2004159779.tif 000011
【図３】
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【図４】
2004159779.tif 000013
【図５】
2004159779.tif 000014
【図６】
2004159779.tif 000015
【図７】
2004159779.tif 000016
【図８】
2004159779.tif 000017
【図９】
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【図１０】
2004159779.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2004159779.tif 000023
【図１５】
2004159779.tif 000024
【図１６】
2004159779.tif 000025
【図１７】
2004159779.tif 000026
【図１８】
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【図１９】
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