(57)【要約】【課題】補償光学系を有する撮像装置において、波面補償を適切に実行する。【解決手段】光学撮像装置を制御するための方法、コントローラー及び非一時的媒体。波面データの品質を表す品質データを受け取る。品質データを閾値と比較する。波面データが十分な品質である場合、通常の補償光学系フィードバックを行う。波面データが十分な品質でない場合、初期調節を行う。初期調節は、被検体上に光が放射される光学経路を変更するための制御情報を送信することを含む。初期調節後、光学経路が変更された後の新たな波面データに基づいて新たな品質データを受け取る。品質情報が、波面データが十分な品質であることを示す場合、通常の補償光学系フィードバックを行う。新たな波面データが十分な品質でないことを示す場合、初期調節を再実行する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体上に測定光を照射し、波面測定デバイスを用いて、前記被検体において生成された波面収差を測定し、波面補正デバイスを用いて前記波面収差を補正し、前記被検体の光学画像を取得するように構成された光学撮像装置を制御する方法であって、
前記被検体において生成された波面収差の測定値である波面データの品質を表す品質データの第１の組を受け取ることと、
前記品質データの第１の組を第１の閾値と比較することと、
前記品質データの第１の組に対して行なわれた前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示す第１の事例において、
前記受け取った波面データに基づいて前記波面収差を補正するように前記光学撮像装置に命令する制御情報の第１の組を前記光学撮像装置に送信すること、及び
再取得された波面データに基づいて前記波面収差を補正するように前記光学撮像装置に命令する制御情報の新たな第１の組を前記光学撮像装置に送信すること、
を含む、補償光学系のフィードバックを行うことと、
前記品質データの第１の組に対して行なわれた前記比較が、前記波面データが十分な品質でないことを示す第２の事例において、
前記測定光が前記被検体上に放射される光学経路を変更するように前記光学撮像装置に命令する制御情報の第２の組を前記光学撮像装置に送信すること、
前記光学経路が変更された後に新たな波面データに基づく品質データの新たな第１の組を受け取ること、及び
前記品質データの新たな第１の組を前記第１の閾値と比較すること、
を含む、初期調節を行うことと、
前記品質データの新たな第１の組に対して行なわれた前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示す第３の事例において、前記光学経路が前記制御情報の第２の組に基づいて調節されている、前記補償光学系のフィードバックを行うことと、
前記品質データの新たな第１の組に対して行なわれた前記比較が、前記波面データが十分な品質でないことを示す第４の事例において、制御情報の新たな第２の組に基づいて前記初期調節を実行することと、
を含むことを特徴とする光学撮像装置を制御する方法。
【請求項２】
前記品質データの第１の組を受け取る前に、前記波面補正デバイスは、前記被検体に関連付けられた光学処方データに基づいて既知の光学収差を補正することを特徴とする請求項１に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項３】
前記光学経路を変更することは、前記波面補正デバイス以外の第２の補正デバイスを調節することを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項４】
前記第２の補正デバイスは、レンズ及びミラーを含む群から選択された少なくとも１つ又は複数の合焦光学部品を含み、
前記制御情報の第２の組は、前記光学撮像装置が前記少なくとも１つ又は複数の合焦光学部品を動かすための命令を含むことを特徴とする請求項３に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項５】
前記波面補正デバイスは、形状可変ミラー又は空間光位相変調器のうちの一方であることを特徴とする請求項１に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項６】
前記波面測定デバイスは、複数のハルトマンスポットを検出するシャックハルトマンセンサーであることを特徴とする請求項５に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項７】
前記品質データの第１の組は、前記複数のハルトマンスポットの数値カウントに基づくことを特徴とする請求項６に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項８】
前記品質データの第１の組は、前記複数のハルトマンスポットの複数の直径に基づくことを特徴とする請求項６に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項９】
前記品質データの第１の組は、前記複数のハルトマンスポットの信号強度データに基づくことを特徴とする請求項６に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項１０】
前記補償光学系のフィードバックは、フィードバックループを形成するように繰り返し行われることを特徴とする請求項１に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項１１】
前記補償光学系のフィードバックの繰り返しと並列に前記測定光のスポットを前記被検体上で走査することによって、前記被検体の光学画像を取得するように前記光学撮像装置を制御することを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項１２】
前記初期調節は、前記品質データの新たな第１の組と前記第１の閾値とで行なわれる前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示すまで繰り返し行われ、前記品質データの新たな第１の組と前記第１の閾値とで行なわれる前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示した後、前記補償光学系のフィードバックの繰り返しの使用と並列に前記測定光のスポットを前記被検体上で走査することによって、前記被検体の前記光学画像を取得するように前記光学撮像装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の光撮像装置を制御する方法。
【請求項１３】
前記初期調節は繰り返し行われ、
前記初期調節は、
前記品質データの新たな第１の組と前記第１の閾値との前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示すまで、１つ又は複数の合焦光学部品の位置についてフォーカスを変更するように調節することによって前記光学経路を変更する第１の部分と、
前記品質データの新たな第１の組と第２の閾値との前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示すまで、１つ又は複数の合焦光学部品の位置について非点収差を変更するように調節することによって前記光学経路を変更する第２の部分と、
を含み、
前記品質データの新たな第１の組と前記第１の閾値及び前記第２の閾値との前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示した後、前記補償光学系のフィードバックの連続使用と並列に前記測定光のスポットを前記被検体上で走査することによって、前記被検体の前記光学画像を取得するように前記光学撮像装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項１４】
前記品質データの第１の組は、前記波面データの異なる質的側面を表す複数の要素を含み、
前記第１の閾値は、前記波面データの異なる質的側面のために異なる閾値を与える複数の要素を含み、
前記品質データの第１の組を前記第１の閾値と比較することは、前記波面データの特定の質的側面に関連付けられた前記品質データの第１の組の前記要素を、前記波面データの前記質的側面に関連付けられた閾値と比較することを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学撮像装置を制御する方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の光学撮像装置を制御するための命令を符号化して記憶する非一時的記録媒体。
【請求項１６】
被検体上に測定光を照射し、波面測定デバイスを用いて、前記被検体において生成された波面収差を測定し、波面補正デバイスを用いて前記波面収差を補正し、前記被検体の光学画像を取得するように構成された光学撮像装置を制御するためのコントローラーであって、
プロセッサと、
メモリと、
を備え、
前記プロセッサが、前記被検体において生成された前記波面収差の測定値である波面データの品質を表す品質データの第１の組を受け取り、
前記プロセッサが、前記品質データの第１の組を第１の閾値と比較し、
前記品質データの第１の組に対して行なわれた前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示す第１の事例において、
前記プロセッサが、受け取った波面データに基づいて前記波面収差を補正するように前記光学撮像装置に命令する制御情報の第１の組を前記光学撮像装置に送信すること、及び
再取得された波面データに基づいて波面収差を補正するように前記光学撮像装置に命令する制御情報の新たな第１の組を前記光学撮像装置に送信すること、を含む補償光学系のフィードバックを行い、
前記品質データの第１の組に対して行なわれた前記比較が、前記波面データが十分な品質でないことを示す第２の事例において、
前記プロセッサが、前記測定光が前記被検体上に放射される光学経路を変更するように前記光学撮像装置に命令する制御情報の第２の組を前記光学撮像装置に送信すること、
前記光学経路が変更された後に新たな波面データに基づく品質データの新たな第１の組を受け取ること、及び
前記品質データの新たな第１の組を前記第１の閾値と比較することと、
を含む初期調節を行い、
前記品質データの新たな第１の組に対して行なわれた前記比較が、前記波面データが十分な品質であることを示す第３の事例において、
前記プロセッサが、前記光学経路が前記制御情報の第２の組に基づいて調節されている、前記補償光学系のフィードバックを行い、
前記品質データの新たな第１の組の前記比較が、前記波面データが十分な品質でないことを示す第４の事例において、前記プロセッサは、制御情報の新たな第２の組に基づいて前記初期調節を実行することを特徴とするコントローラー。
【請求項１７】
前記光学撮像装置と、
請求項１６に記載のコントローラーと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１８】
被検体上に測定光を照射し、波面測定デバイスを用いて、前記被検体において生成された波面収差を測定し、波面補正デバイスを用いて前記波面収差を補正し、前記被検体の光学画像を取得するように構成された光学撮像装置であって、
前記波面測定デバイスが測定した波面データの品質が所定の基準を満たすかどうか判断する判断手段と、
前記判断手段により満たさないと判断された場合はあらかじめ定められた制御値に基づいて前記被検体と前記測定光との関係を制御し、満たすと判断された場合は前記測定した前記波面データに基づいて前記波面補正デバイスを制御する制御手段とを有することを特徴とする光学撮像装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、前記判断手段により満たさないと判断された場合は、前記制御値を変更して行う前記関係の制御は、前記所定の基準を満たすまで繰り返し実行されることを特徴とする請求項１８に記載の光学撮像装置。
【請求項２０】
前記関係の制御は、前記測定光の前記被検体でのフォーカスの調節であることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の光学撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、眼底を撮像するために用いられる補償光学系を制御する光学撮像装置を制御する方法、これを記憶する記憶媒体、該制御を行うコントローラー、及び光学撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの次元において眼底をレーザーで照射する走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ）、低コヒーレンス光の干渉を利用する光干渉断層計（ＯＣＴ）等の、検眼鏡、眼科用撮像装置、眼底撮像システムが開発され、商品化されてきた。このため、ＳＬＯ及びＯＣＴは、正常な眼及び病気の眼の双方における人間の眼底の研究のための重要なツールとなっている。
【０００３】
そのような眼科用撮像装置の分解能は、近年、例えば、高いＮＡの照射レーザー光を達成することによって改善されてきた。一方、眼底の画像が取得されるとき、画像は、角膜及び水晶体を含む視覚組織を通じて取得されなくてはならない。分解能が高まると、角膜及び水晶体の収差が、取得される画像の品質に大幅に影響を及ぼすようになる。
【０００４】
これらの光学系の分解能を改善するために、眼の収差を測定し補正する補正光学系を具備するＡＯ−ＳＬＯ及びＡＯ−ＯＣＴに関する技術が追求されてきた。ＡＯ−ＳＬＯ及びＡＯ−ＯＣＴは通常、シャックハルトマン波面センサーシステムを用いて眼の波面を測定する。形状可変ミラー又は空間位相変調器は、測定された波面を補正するように駆動され、これによって、ＡＯ−ＳＬＯ及びＡＯ−ＯＣＴが高分解能の眼底の画像を取得することが可能になる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、被検体上に測定光を照射し、波面測定デバイスを用いて、被検体において生成された波面収差を測定し、波面補正デバイスを用いて収差を補正し、被検体の光学画像を取得するように構成された光学撮像装置を制御する方法を含む。本方法は、波面データの品質を表す品質データの第１の組を受け取ることを含む。波面データは、被検体において生成された波面収差の測定値（推定値）である。本方法は、品質データの第１の組を第１の閾値と比較することを更に含む。
【０００６】
また、本発明では、品質情報の第１の組の比較において波面データが十分な品質であることを示す第１の事例において、通常の補償光学系フィードバックを行う。通常の補償光学系フィードバックは、受け取った波面データに基づく波面の推定形状に基づいて収差を補正するように光学撮像装置に命令する制御情報の第１の組を光学撮像装置に送信することを含む。通常の補償光学系フィードバックは、再取得された波面データに基づいて波面の形状を再推定するとともに、波面の再推定された形状に基づいて収差を補正するように光学撮像装置に命令する制御情報の新たな第１の組を光学撮像装置に送信することを更に含む。
【０００７】
また、本発明では、品質情報の第１の組の比較において波面データが十分な品質でないことを示す第２の事例において、初期調節を行う。初期調節は、測定光が被検体上に放射される光学経路を変更するように光学撮像装置に命令する制御情報の第２の組を光学撮像装置に送信することを含む。また、初期調節は、光学経路が変更された後に新たな波面データに基づく品質データの新たな第１の組を受け取ることを更に含む。更に、初期調節は、品質データの新たな第１の組を第１の閾値と再比較することを更に含む。
【０００８】
また、本発明では、品質情報の新たな第１の組の比較において波面データが十分な品質であることを示す第３の事例において、光学経路が制御情報の第２の組に基づいて調節される通常の補償光学系フィードバックが行われる。
【０００９】
また、本発明では、品質情報の新たな第１の組の比較において波面データが十分な品質でないことを示す第４の事例において、制御情報の新たな第２の組に基づいて初期調節が再実行される。
【００１０】
また、本発明は、品質データの第１の組を受け取る前に、波面補正ユニットは、被検体に関連付けられた光学処方データに基づいて既知の光学収差を補正する、上記で説明した方法を含む。
【００１１】
また、本発明において、光学経路を変更することは、波面補正ユニット以外の第２の補正ユニットの位置を調節することを含む。
【００１２】
また、上述した方法において、第２の補正ユニットは、レンズ及びミラーを含む群から選択された少なくとも１つ又は複数の合焦光学部品を含み、制御情報の第２の組は、光学撮像装置が少なくとも１つ又は複数の合焦光学部品を動かすための命令を実行することを含む。
【００１３】
また、上述した方法において、波面補正デバイスは、形状可能ミラー又は空間光位相変調器のうちの一方である。
【００１４】
また、上述した方法において、波面測定デバイスは、複数のハルトマンスポットを検出するシャックハルトマンセンサーである。
【００１５】
また、上述した方法において、品質データの第１の組は、複数のハルトマンスポットの数値カウントに基づく。
【００１６】
また、上述した方法において、品質データの第１の組は、複数のハルトマンスポットの複数の直径に基づく。
【００１７】
また、上述した方法において、品質データの第１の組は、複数のハルトマンスポットの信号強度データに基づく。
【００１８】
また、上述した方法において、通常の補償光学系フィードバックは、フィードバックループを形成するように繰り返し行われる。
【００１９】
また、上述した方法は、通常の補償光学系フィードバックの連続使用と並列にスポットを走査することによって、被検体の光学画像を取得するように撮像装置を制御することを更に含む。
【００２０】
また、上述した方法では、品質情報の新たな第１の組と第１の閾値との比較において波面データが十分な品質であることを示すまで繰り返し行われ、品質情報の第１の組と第１の閾値との比較において波面データが十分な品質であることが示された後、通常の補償光学系フィードバックの連続使用と並列にスポットを走査することによって、被検体の光学画像を取得するように撮像装置が制御される。
【００２１】
また、上述した方法において、繰り返し行われる初期調節は、品質情報の新たな第１の組と第１の閾値との比較において波面データが十分な品質であることを示すまで、フォーカス変更をするように１つ又は複数の合焦光学部品の位置を調節することによって光学経路を変更する第１の部分と、品質情報の新たな第１の組と第２の閾値との比較において波面データが十分な品質であることを示すまで、非点収差を変更するように１つ又は複数の合焦光学部品の位置を調節することによって光学経路を変更する第２の部分とを含む。上述した方法では、品質情報の新たな第１の組と第１の閾値及び第２の閾値との比較において波面データが十分な品質であることを示した後、通常の補償光学系フィードバックの連続使用と並列にスポットを走査することによって、被検体の光学画像を取得するように撮像装置が制御されることを更に含む。
【００２２】
上述した方法において、品質データの第１の組は、波面データの異なる質的側面を表す複数の要素を含み、第１の閾値は、波面データの異なる質的側面のために異なる閾値を与える複数の要素を含む。また、品質データの第１の組を第１の閾値と比較することは、波面データの特定の質的側面に関連付けられた品質データの第１の組のこれらの要素を、波面データの質的側面に関連付けられた閾値と比較することを含む。
【００２３】
また、本発明は、上述した方法を行うための命令を符号化された非一時的コンピューター可読媒体も含む。
【００２４】
更に、本発明は、上述した方法による光学撮像装置を制御するためのコントローラーも含む。このコントローラーは、上記で説明した方法のステップを実行するためのプロセッサ及びメモリを備える。
【００２５】
更に、本発明は、光学撮像装置及び上述したコントローラーを備える装置も含む。
【００２６】
次に、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を成す添付の図面が例示的な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】一実施形態において用いられるシステムの一部分の一般化された図である。
【図１Ｂ】一実施形態において用いられるシステムの一部分の一般化された図である。
【図２Ａ】一実施形態において用いられるシステムの一部分の一般化された図である。
【図２Ｂ】一実施形態において用いられるシステムの一部分の一般化された図である。
【図３Ａ】一実施形態において用いられ得る波面センサー及びハルトマンスポットの一般化された図である。
【図３Ｂ】一実施形態において用いられ得る波面センサー及びハルトマンスポットの一般化された図である。
【図４Ａ】波面センサーによって検出される波面スポットの例である。
【図４Ｂ】波面センサーによって検出される波面スポットの例である。
【図４Ｃ】波面センサーによって検出される波面スポットの例である。
【図４Ｄ】波面センサーによって検出される波面スポットの例である。
【図５】一実施形態を実施することができる装置の一般化された図である。
【図６】一実施形態において実施することができる方法のフローチャートである。
【図７】一実施形態において実施することができる方法のフローチャートである。
【図８】一実施形態において実施することができる方法の一部分のフローチャートである。
【図９】一実施形態において実施することができる方法の一部分のフローチャートである。
【図１０】一実施形態において実施することができる方法のフローチャートである。
【図１１】一実施形態において実施することができる方法の一部分のフローチャートである。
【図１２】一実施形態において実施することができる方法の一部分のフローチャートである。
【図１３】一実施形態において実施することができる方法のフローチャートである。
【図１４】一実施形態において実施することができる方法の一部分のフローチャートである。
【図１５】一実施形態において実施することができる方法の一部分のフローチャートである。
【図１６】一実施形態において用いることができるコントローラーの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下で、添付の図面を参照して実施形態が説明される。同様の番号は、全体を通じて同様の要素を指す。例示的な実施形態は、以下で図面を参照して詳細に説明される。以下の説明は本質的に、説明的及び例示的なものにすぎず、いかなる形でも、本開示及びその用途又は使用を限定することを意図していない。実施形態において示されるコンポーネントの相対的構成、並びに、ステップ、数値表現及び数値は、別段の具体的な指示がない限り、本開示の範囲を限定しない。当業者によってよく知られている技法、方法及びデバイスは、以下で論考する実施形態を可能にするために当業者がこれらの詳細を知る必要がないので、詳細に論考されていない場合がある。さらに、以下で説明されるように、眼を調べるのに用いられる以下で開示される画像撮像装置は、限定ではないが、肌、内臓を含む他の対象物を調べるのに用いられる場合もある。
【００２９】
［補償光学系］
補償光学系は通常、フィードバックループ型システムを用いて制御される。これらのＡＯフィードバックループにおいて、収差が測定され、次に、収差が次々と連続して補正される。波面が誤って測定されると、波面補正器は実際の収差を補正する事ができず、実際に更なる収差を生成する場合があるため、波面測定はこのフィードバックループの鍵となる。測定プロセスを低速化することによって、場合によって測定にアーチファクトが加わることになる。
【００３０】
波面測定の正確度を改善するために、ピンホールを波面センサーの前に配置して、網膜以外から、特に角膜から到来する光を遮断する。このピンホールは、光学系における他の光学素子からの後方反射光も遮断することができる。図１Ａ及び図１Ｂは、そのようなシステムの一般化された図である。図１Ａは、波面センサー１１５を備えるシステムによって撮像されている眼１１１等の被検体を示す。ピンホール１２１は、眼１１１と波面センサー１１５との間に配置される。ピンホール１２１は、２つのレンズ１２２及び１２３の間にも配置される。ピンホール１２１は、外部光が波面センサー１１５に到達しないように、２つのレンズ１２２及び１２３間に位置決めされる。図１Ｂに示すように、ピンホールのサイズは、角膜からの光を遮断するようになっている。
【００３１】
図１Ａに示すように、ピンホール１２１は、主に眼１１１の網膜からの光を通すことを可能にする。このピンホール１２１は、図２Ａに示すように収差が小さい眼の場合に効果的に機能するが、眼の収差が大きい場合、図２Ｂに示すように、網膜からの光の大部分がピンホール１２１によって遮断される場合がある。結果として、波面センサー１１５上のスポット数が減少し、各スポットの信号強度が弱まる。
【００３２】
収差を含む眼からの光は、ピンホール１２１を通過する光の量を制限するのみでなく、波面センサー１１５におけるスポット検出に対しても影響を有する。図３Ａに示すように、眼からの低い収差を含む光は、波面センサー１１５のＣＣＤセンサー表面３２５上に小さなハルトマンスポット３２４を形成することができる。ハルトマンスポット３２４が小さいとき、スポットの強度の中心（又は重心）を検出し、波面の形状を形成することが容易である。図３Ｂに示すように、光が収差を含む場合、ハルトマンスポット３２４はぼやけ、強度の中心（又は重心）を検出することが困難になり得る。
【００３３】
図４Ａは、正常な眼からのハルトマン画像と、このハルトマン画像に基づく瞳孔の推定ロケーションを示す白色のターゲット（白抜きの円）の図である。図４Ｂは、近視眼からのハルトマン画像と、このハルトマン画像に基づく瞳孔の推定ロケーションを示す灰色のターゲット（内側の白抜きの円）と、システムアライメントに基づく照明ビームの相対ロケーションを示す白色のターゲット（外側の白抜きの円）の図である。図４Ｃは、正常な眼のハルトマン画像からの９個のスポットのズームイン画像である。図４Ｄは、近視眼のハルトマン画像からの９個のスポットのズームイン画像である。
【００３４】
ぼやけたスポットの中心を特定すること等の波面測定を行うことに関連する問題により、測定が不正確になる可能性がある。測定された収差データは正しくないため、ＡＯ制御がそのような誤った測定から開始する場合、ＡＯフィードバックは、良好に補正されたステータスを決して達成することができない。換言すれば、初期制御値が理想的なシステムから大きく外れている場合、ＡＯ制御は偽最小になる可能性がある。本出願人は、ＡＯフィードバック制御ループが、これらの異常条件から計算された収差データから開始するべきでないと判断した。
【００３５】
［検眼鏡］
第１の実施形態は、図５に示す撮像装置等の眼底画像撮像装置（検眼鏡）を参照して説明される。
【００３６】
実施形態は、検眼鏡１００等の撮像システムと関連して用いられるシステム、方法、非一時的コンピューター可読媒体及びソフトウェアを対象とする。図５は、例示的な検眼鏡１００の図である。検眼鏡１００は、眼１１１の内部（例えば、眼底）に関する情報を得るためのシステム又は装置である。
【００３７】
例示的な実施形態は、走査検眼鏡とすることができる。走査検眼鏡は、眼１１１にわたるスポットを走査する。スポットは、眼１１１にわたって走査される光源１０１からの光のスポットとすることができる。
【００３８】
例示的な実施形態では、光のスポットは光源１０１によって生成される。光源１０１は、検眼鏡１００に組み込むことができ、代替的に、検眼鏡１００は、光源１０１を受けるための入力を含むことができる。光源１０１のための入力は、単一モード光ファイバー１０２を介した入力又は自由空間入力（図示せず）とすることができる。光源１０１は、レーザー、広帯域光源、又は複数の光源とすることができる。例示的な実施形態では、光源１０１は、８４０ｎｍの波長を有するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）光源である。光源１０１の波長は、特に限定されていないが、眼底画像撮像のための光源１０１の波長は、適切には、調べられている被検体である人が受ける眩しさを低減し、かつ撮像分解能を維持するために、約８００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲に設定される。
【００３９】
例示的な実施形態では、光源１０１から放出される光は、単一モード光ファイバー１０２を通過し、コリメーター１０３によってコリメートされた光（測定光１０５）として放射される。
【００４０】
例示的な実施形態では、照射される光の偏光は、単一モード光ファイバー１０２の経路に設けられる偏光調節部材（図示せず）によって調節することができる。代替的な構成では、光源１０１は偏光され、単一モード光ファイバー１０２は、偏光保持ファイバーである。別の構成では、偏光調節部材は、コリメーター１０３の後ろに配置することができる。代替的に、偏光調節部材は、偏光板と置き換えることができる。代替的な実施形態では、照射される光は、偏光されていない場合があるか、偏光解消されている場合があるか、又は偏光が制御されていない場合がある。
【００４１】
コリメーター１０３から放射された測定光１０５は、ビームスプリッターを含む光分割部１０４を通過する。例示的な実施形態は、補償光学系を含む。
【００４２】
補償光学系は、光分割部１０６の例であるビームスプリッターと、波面センサー１１５と、波面調節デバイス１０８と、ピンホール１２１と、レンズ１２２と、レンズ１２３と、測定光１０５をこれらのコンポーネントに及びこれらのコンポーネントから誘導するための反射ミラー１０７−１〜１０７−４を備える。反射ミラー１０７−１〜１０７−４は、眼１１１の瞳孔、波面センサー１１５及び波面調節デバイス１０８に、及びこれらから測定光１０５を誘導するように設けられる。反射ミラーは、レンズ及び／又は開口等の適切な光学部材と置き換えることができる。同様に、レンズは、ミラーと置き換えることができる。波面センサー１１５及び波面調節デバイス１０８は、光学的共役関係にあることができる。ビームスプリッターは、光分割部１０６として用いることができる。波面センサー１１５は、眼から到来する光の波面を表す情報を収集するシャックハルトマンセンサー又は他のタイプのセンサーとすることができる。
【００４３】
ピンホール１２１は、波面センサー１１５と光分割部１０６との間に配置することができる。レンズ１２２は、光分割部１０６とピンホール１２１との間に配置することができる。レンズ１２３は、光分割部１０６と波面センサー１１５との間に配置することができる。ピンホール１２１、レンズ１２２及びレンズ１２３は、網膜の表面からの光が波面センサー１１５によって検出されるのに対し、他の光が遮断されることを確実にするように配置される。レンズ１２２及び１２３は、ミラーと置き換えることができる。
【００４４】
光分割部１０６を通る測定光１０５は、波面調節デバイス１０８に入るように反射ミラー１０７−１及び１０７−２によって反射される。測定光１０５は、波面調節デバイス１０８によって反射され、反射ミラー１０７−３及び１０７−４によって更に反射される。
【００４５】
波面調節デバイス１０８は、透過デバイス又は反射デバイスとすることができる。波面調節デバイス１０８は、波面調節デバイス１０８に入るビームにわたって相対的な位相が調節されることを可能にするアドレス指定可能な空間光位相変調器とすることができ、それによって、波面調節デバイス１０８から出るビームにわたって相対的な位相が調節可能となる。例示的な実施形態では、液晶素子を備える１つ又は２つの空間光位相変調器が、波面調節デバイス１０８として用いられる。液晶素子は、特定の偏光の成分のみの位相を変調することができる。この場合、２つの液晶素子を用いて、測定光１０５の実質的に直交する偏光された成分を変調することができる。代替的な実施形態では、波面調節デバイス１０８は形状可変ミラーである。
【００４６】
ミラー１０７−４から反射される測定光１０５は、走査光学系１０９によって２次元で走査される。例示的な実施形態では、走査光学系１０９は、第１のスキャナー１０９−１及び第２のスキャナー１０９−２を備える。第１のスキャナー１０９−１は第１の軸を中心に回転するのに対し、第２のスキャナー１０９−２は第２の軸を中心に回転する。第１の軸は、第２の軸に実質的に直交する。本開示において、実質的にとは、システムのアライメント及び測定の許容範囲内にあることを意味する。走査光学系１０９は、走査エリアを眼底の様々な部分に対しステアリングするのに用いられる１つ又は複数の追加のスキャナー（図示せず）を含むことができる。
【００４７】
図５は、第１のスキャナー１０９−１がｘ−ｙ平面において回転しているのに対し、第２のスキャナー１０９−２がｚ−ｘ平面において回転していることを示す。本開示において、第１の軸を中心に第１の平面において測定光１０５を回転させることは、第１の面において測定光１０５を回転させることと等価であり、物体が撮像される主走査方向又は横方向に光のスポットを走査することと等価である。本開示において、第２の軸を中心に第２の平面において測定光１０５を回転させることは、撮像されている物体の副走査方向又は長手方向において光のスポットを走査することと等価である。副走査方向は、主走査方向に実質的に直交している。
【００４８】
第１のスキャナー１０９−１の走査期間は、第２のスキャナー１０９−２の走査期間未満である。第１のスキャナー１０９−１及び第２のスキャナー１０９−２の順序は、例示的な実施形態の動作に影響を及ぼすことなく交換することができる。第１のスキャナー１０９−１は、共振走査モードで動作することができる。
【００４９】
例示的な実施形態では、走査光学系１０９は、第１の軸を中心に、及び第１の軸に対し実質的に直交する第２の軸を中心に回転する単一チップチルトミラーとすることができる。例示的な実施形態は、非機械的ビームステアリング技法も用いることができる。
【００５０】
例示的な実施形態では、第１のスキャナー１０９−１及び第２のスキャナー１０９−２はガルバノスキャナーである。別の例示的な実施形態では、第１のスキャナー１０９−１及び第２のスキャナー１０９−２のうちの一方がレゾナントスキャナーである。レゾナントスキャナーは、主走査方向に用いることができる。レゾナントスキャナーは、特定の周波数で振動するようにチューニングすることができる。スキャナー１０９−１、１０９−２と他の光学部品との間にレンズ、ミラー、開口等の更なる光学部品が存在してもよい。これらの追加の光学部品は、眼１１１、波面調節デバイス１０８、波面センサー１１５及び検出器である光強度センサー１１４の全て又はそれらのうちの１つ若しくは複数と光学的に共役するような方式で、光がスキャナー上に焦点を合わせられるように構成することができる。
【００５１】
走査光学系１０９によって走査される測定光１０５は、接眼レンズ１１０−１及び１１０−２を通じて眼１１１に放射される。眼１１１に放射される測定光は、眼底によって反射、散乱又は吸収される。接眼レンズ１１０−１及び１１０−２は、位置を調節され、眼１１１のジオプターに従って、測定光１０５の適切な照射を行うことができる。レンズは、この実施形態において、接眼レンズ部分のために用いることができるが、球面鏡等の他の光学部品も用いられてもよい。
【００５２】
眼１１１の眼底による反射、蛍光、及び／又は散乱によって生じる戻り光は、次に、入射光と同じ経路に沿って逆方向に進行する。戻り光の一部は光分割部１０６によって波面センサー１１５に反射され、光ビーム波面を測定するために用いられる。
【００５３】
例示的な実施形態において、シャックハルトマンセンサーは、波面センサー１１５として用いられる。一方、例示的な実施形態は、シャックハルトマンセンサーに限定されない。別の波面測定ユニット、例えば、曲率センサーが用いられてもよく、又は、スポット画像からの逆計算によって波面を得る方法も用いられてもよい。
【００５４】
図５において、戻り光が光分割部１０６を通過するとき、その一部が光分割部１０４において反射され、コリメーター１１２及び光ファイバー１１３を通じて光強度センサー１１４に誘導される。光強度センサー１１４は、光を電気信号に変換する。電気信号は、ＰＣ１１７又は他の適切な処理デバイスによって、被検体の画像に変換する処理がなされ、この画像がディスプレイ１１８上で表示される。
【００５５】
波面センサー１１５は、補償光学系コントローラー（以下コントローラー１１６）に接続される。受け取った波面はコントローラー１１６に転送される。波面調節デバイス１０８は、補償光学系制御ユニットにも接続され、コントローラー１１６によって命令されるとおりに変調を行う。コントローラー１１６は、変調量（補正量）を計算して、波面センサー１１５の測定結果によって得られる波面に基づいて、より少ない収差を有する波面を得て、波面調節デバイス１０８に、変調量に従って変調を行うように命令する。波面測定、及び波面調節デバイスに対する命令は、繰り返され、適切な波面を得るようにフィードバック制御が行われる。
【００５６】
例示的な実施形態では、光分割部１０４及び／又は１０６は、溶融型ファイバーカプラーである。代替的な例示的実施形態では、光分割部１０４及び／又は１０６は、部分的に反射性のミラーを備えることができる。別の代替的な例示的実施形態では、光分割部１０４及び／又は１０６は、二色性反射体を備えることができ、この場合、光の異なる波長が、眼底の画像を得るために用いられ、その後、補償光学系を制御する空間位相画像を検出するために用いられる。
【００５７】
光強度センサー（検出器）１１４は、走査スポットに関連付けられた戻り又は蛍光を検出することができる。検出システムは、共焦点顕微鏡法による技法を利用することができる。この技法では、走査スポットに関連付けられた開口部を用いて、検出システムの分解能及び／又はコントラストを増大させる。
【００５８】
上記で説明された補償光学系は、少なくとも、波面センサー１１５及び波面調節デバイス１０８を備えることができ、それによって、被検体の眼の収差を測定及び補正することができる。形状可変ミラー（ＤＭ）又は空間光位相変調器（ＳＬＭ）を、波面調節デバイス１０８として用いることができる。通常のＳＬＭは多数のアクチュエーターを有するので、ＤＭよりも正確に波面を変調することができる。シリコン上液晶型空間光変調器（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ）は、波面調節デバイス１０８として用いることができる。ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１０８は、被検体を照明するのに用いられるビームの位相の正確な空間変調を与えるように制御することができる。
【００５９】
近視、遠視及び乱視は、眼の主要な収差であり、これらの収差によって問題が生じる。しかし、ＡＯ系は、波面検知データが正しくないため、波面検知データを用いてこれらの収差を補正することができない。一実施形態では、これらの大きな収差は、通常のＡＯフィードバックループの開始前に補正される。これらの大きな収差が補正されると、通常のＡＯフィードバックループを実行することができる。
【００６０】
［検眼鏡動作方法］
図６は、補償光学系を用いる検眼鏡を動作させる方法６００の処理工程を示すフローチャートである。そのような検眼鏡の例は、図５に示される検眼鏡１００である。方法６００は、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６上で実施することができる。方法６００は、補償光学系サブルーチンを開始するための命令を受け取ることを含むことができるステップ６２６から開始することができる。ステップ６２６は、ソフトウェア、ハードウェアスイッチ又はセンサーを介してオペレーターからの命令を受け取ることに基づくことができる。
【００６１】
ステップ６２８は、屈折データ６３０等のデータを受け取ることを含むことができる。該屈折データ６３０は、球、円柱、及び検眼鏡１００によって調べられている眼１１１の軸等の眼鏡処方データを含むことができる。代替的に、該屈折データ６３０は、被検体の屈折誤差の、より広い質的記述とすることができる。そのような質的記述の例は、近視、遠視及び非点収差である。該屈折データ６３０は、オペレーターによって入力するか、又はデータベースから取得することができる。屈折データ６３０は、眼１１１が被検体の眼底の測定にもたらす既知の静的収差を表す任意の情報を含むことができる。
【００６２】
本方法６００は、屈折データ６３０によって表される眼１１１のより大きな収差を補正するコマンドを計算することを含むことができるステップ６３２を含むことができる。ステップ６３２において計算されるコマンドによって、初期制御値６３４を得ることができる。ステップ６３６は、屈折データ６３０によって表される収差を補正するための初期制御値６３４を検眼鏡１００に送信することを含むことができる。１つの実施形態では、初期制御値６３４は、いずれの収差を補正するかに関する一般的な情報を含むことができる。別の実施形態では、初期制御値６３４は、フォーカスレンズ１１０又はその等価物等の特定の光学素子を、屈折データ６３０によって表される収差を補正するために特定の量だけ動かすための、検眼鏡１００に対する特定の命令を含むことができる。別の実施形態では、初期制御値６３４は、屈折データ６３０によって表される収差を補正するように波面調節デバイス１０８を調節するための、検眼鏡１００に対する特定の命令を含むことができる。
【００６３】
ステップ６３８は、波面調節デバイス１０８、フォーカスレンズ１１０等の特定の素子、それらの等価物及び／又は特定の合焦レンズを制御することによって、検眼鏡１００に収差を補正させることを含むことができる。方法６００は、２つのセクション、すなわち、大きな収差の初期補正が行われるステップ６２８、６３２、６３６及び６３８を含む第１のセクション６３９と、通常のＯＡフィードバックが行われる第２のセクション６４１とに分割することができる。
【００６４】
方法６００の第２のセクション６４１は、波面センサー１１５を用いて眼１１１の収差を測定し、波面データ６４２を生成することを含むステップ６４０を含むことができる。該波面データ６４２は、波面センサー１１５によって測定される波面の形状、波面の形状を計算するのに用いられる情報、及び／又は波面センサー１１５によって生成される任意の追加の情報を含むことができる。波面の形状を計算することは、各ハルトマンスポットの中心を特定することと、完全に平坦な波面について、ハルトマンスポットの理想的な中心に対する各ハルトマンスポットの中心のオフセットを推定することと、このオフセットに基づいて波面の勾配を推定することと、この推定された波面の勾配に基づいて波面の形状を推定することとを含むことができる。各ハルトマンスポットの中心ロケーションは、重み付けされた平均、重心、中央値、ピーク値、又はデータに当てはめられた曲線のピークに基づくことができる。
【００６５】
方法６００は、検眼鏡１００からコントローラー１１６及び／又はＰＣ１１７に波面データを送信するステップ６４４を含むことができる。方法６００は、ＰＣ１１７又はコントローラー１１６が波面制御値６４８を計算するコマンドを計算するステップ６４６を含むことができる。ステップ６４６は、波面センサー１１５によって測定される波面形状を求めることと、次に、波面調節デバイス１０８をどのように調節して測定された波面形状を補正するかを確定することとを含むことができる。波面調節デバイス１０８をどのように調節するかを確定することは、限定ではないが、行列乗算及び行列反転演算を含むことができる。
【００６６】
方法６００は、コントローラー１１６及び／又はＰＣ１１７から検眼鏡１００に波面制御値６４８を送信するステップ６５０を含むことができる。次に、この波面制御値を用いて、ステップ６５２において波面調節デバイス１０８を制御する。方法６００は、補償光学系フィードバックループが停止されるべきであるか否かをチェックするステップ６５４を含むことができる。補償光学系フィードバックループを停止することができる理由は、測定が終了した場合、オペレーターが測定の停止を要求した場合、又はエラー条件が検出された場合を含むことができる。ＡＯフィードバックループが停止した場合、ＡＯフィードバックループはステップ６５６で終了する。ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６が、第２のセクション６４１が継続するべきであると判断する場合、プロセスは、再びステップ６４０から開始して継続することができる。
【００６７】
［第２の検眼鏡動作方法］
図７は、補償光学を用いる検眼鏡を動作させるための別の方法７００の処理工程を示すフローチャートである。方法７００は、方法６００に類似しているが、第１のセクション６３９が異なる第１のセクション７３９によって置き換えられている点が異なる。そのような検眼鏡の例は、図５に示す検眼鏡１００である。方法７００は、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６において実施することができる。方法７００は、補償光学系サブルーチンを開始するための命令を受け取ることを含むことができるステップ６２６から開始することができる。
【００６８】
補償光学系サブルーチンを開始するための命令を受け取った後、方法７００は、方法７００の第１のセクション７３９に移り、波面センサー１１５を用いて眼１１１の収差を測定して波面データ６４２を生成することを含むステップ６４０に進む。次に、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６２８において該波面データ６４２を受け取ることができる。このステップ中に取得される波面データ６４２は、屈折データ６３０を受け取ることと等価とすることができるか、又はこのデータを用いて屈折データ６３０の等価物を計算することができる。
【００６９】
ステップ７５８において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、波面データ６４２においてハルトマンスポット３２４のスポット強度データ７６０を計算することができる。スポット強度データ７６０は、単一の値又は値の組とすることができ、各ハルトマンスポット３２４の平均強度又は各ハルトマンスポット３２４のピーク強度に基づいて計算することができる。スポット強度データ７６０は、全てのハルトマンスポット３２４にわたる平均、各ハルトマンスポットにおける平均の平均、又は各ハルトマンスポットのピーク強度の平均として計算することができる。全てのハルトマンスポットの平均強度も計算することができる。ステップ７６２において、ＰＣ１１７又はコントローラー１１６は、スポット強度データ７６０を制限値と比較することができる。ステップ７６２において、比較は、スポット強度データにおける値の組又はスポット強度データ７６０に基づく１組の値を異なる制限値の組と比較することを含むことができる。
【００７０】
強度が制限値よりも高い場合、方法７００は、通常のＡＯフィードバック方法が実行される第２のセクション６４１に進む。強度が制限値よりも大きくない場合、方法７００は、スポット強度データ７６０に基づいて、初期フォーカスコマンドの決定のサブルーチン７６４に進む。サブルーチン７６４は、初期制御値を検眼鏡１００に送信し、検眼鏡１００に、初期フォーカスコマンドに基づいてフォーカスを調節させる、ステップ６３６〜６３８を繰り返すことも含むことができる。
【００７１】
サブルーチン７６４においてフォーカスが調節された後、ステップ７６６において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６４０、６２８及び７５８において取得された新たなデータに基づいてスポット強度データ７６０を再計算し、新たなスポット強度データ７６０を制限値（複数の場合もある）と再比較することができる。ステップ７６６における制限値は、ステップ７６２における制限値と異なっていてもよい。強度が制限値よりも高い場合、方法７００は、通常のＡＯフィードバック方法が実行される第２のセクション６４１に進む。強度が制限値以下である場合、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、制御値の第２の組を計算し、この制御値の第２の組は、検眼鏡１００に送信され、波面調節デバイス１０８に送信され、サブルーチン７６８において、スポット強度データ７６０に基づいて推定初期非点収差について補正される。サブルーチン７６８において、波面調節デバイス１０８が眼１１１の推定される非点収差について補正した後、本方法は、第２のセクション６４１に進む。代替的な実施形態では、波面調節デバイス１０８以外の他の光学部品を用いて非点収差を補正することができる。
【００７２】
［初期フォーカスコマンド決定サブルーチン］
図８は、初期フォーカスコマンドを決定するサブルーチン７６４の処理工程を示すフローチャートである。ステップ８７０は、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６が、式（１）に基づいて一時的制御値（Ｃｔ）値を計算することを含むことができる。
【数１】
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【００７３】
ここで、Ｃは初期制御値であり、オフセット制御値ΔＣは、フォーカスが調節される固定のオフセットであり、０．１ジオプター（Ｄ）とすることができる。オフセット制御値ΔＣは、検眼鏡１００の調節分解能に関係する別の値とすることができる。Ｃのための初期設定は、０とすることもできるし、オペレーターによって入力することもできるし、眼１１１に関連付けられたデータのデータベースから取得することもでき、ここで、Ｃの値は、被検体の処方の球面補正に基づく。Ｃｔ値が計算された後、サブルーチン７６４は、検眼鏡１００を調節し、その調節の効果を測定するための別の調節ループ８２７に入ることができる。ステップ６３６は、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６から検眼鏡１００に制御値Ｃｔを送信することを含むことができる。検眼鏡１００は次に、ステップ６３８−１において、制御値Ｃｔに基づいてフォーカスを調節することができる。ステップ６３８−１においてフォーカスを調節することは、フォーカスレンズ１１０又はそれらの等価物等の光学素子を動かすことを含むことができる。代替的な実施形態では、ステップ６３８−１においてフォーカスを調節することは、波面調節デバイス１０８を用いてフォーカスを調節することを含むことができる。別の代替的な実施形態では、ステップ６３８−１においてフォーカスを調節することは、波面調節デバイス１０８を用いてフォーカスを調節し、フォーカスレンズ１１０又はそれらの等価物を動かすことを含むことができる。
【００７４】
ステップ６３８−１においてフォーカスが調節された後、サブルーチン７６４では、波面センサー１１５を用いて眼１１１の収差を測定し、波面データ６４２を生成するステップ６４０を含むことができる。サブルーチン７６４では、検眼鏡１００からコントローラー１１６及び／又はＰＣ１１７に波面データを送信するステップ６４４を含むことができる。ステップ７５８において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、波面データ６４２において、ハルトマンスポット３２４のスポット強度データ７６０を計算することができる。このため、調節ループは、ステップ６３６、６４０、６４４及び７５８、又は、検眼鏡１００の状態を調節し、その調節の影響を測定するための他の方法を含むことができる。
【００７５】
サブルーチン７６４は、スポット強度データ７６０が増大したか否かを試験することを含むことができるステップ８７２を含むことができる。代替形態において、ステップ８７２は、スポット強度データ７６０及びスポットサイズデータに基づいて１つ又は複数の変数を計算することと、これらの値のうちの１つ又は複数が増大したか否かを判断することとを含むことができる。スポット強度データ７６０が増大した場合、該サブルーチンは、制御値ＣをＣｔに設定するステップ８７４に移り、次に、ステップ８７０、調節ループ８２７及びステップ８７２を繰り返す。スポット強度データ７６０が増大していない場合、サブルーチン７６４はステップ８７６に移る。ステップ８７６において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、本サブルーチン７６４が開始してからステップ８７２（代替的に、ステップ８７０又は調節ループ８２７）が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ８７６に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン７６４は、以下で説明されるステップ８８０に移ることができる。
【００７６】
ステップ８７６に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン７６４はステップ８７８に移ることができ、ステップ８７８において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ８７０に類似した式（２）に基づいて一時的制御値（Ｃｔ）値を計算する。
【数２】
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【００７７】
ステップ８７８の後、サブルーチン７６４は、上記で説明した調節ループ８２７を行うことに進むことができる。スポット強度データ７６０が増大した場合、該サブルーチン７６４は、制御値ＣをＣｔに設定するステップ８７４に移り、次に、ステップ８７８、調節ループ８２７及びステップ８７２を繰り返す。スポット強度データ７６０が増大していない場合、サブルーチン７６４はステップ８８０に移る。ステップ８８０において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６３６におけるように古い制御値Ｃを検眼鏡１００に再送することによって初期フォーカス設定を決定し、検眼鏡１００は、ステップ６３８−１におけるように、古い制御値Ｃに基づいてフォーカスを再調節する。サブルーチン７６４は、標準的な山登り最適化ルーチンに基づく。該サブルーチン７６４は、最大最適化方法の代わりに最小最適化方法として実施されてもよい。サブルーチン７６４は、多変数最適化方法に適応されてもよい。更に、該サブルーチン７６４は、適応ステップサイズ方法に適応されてもよい。
【００７８】
［初期フォーカス（非点収差用）コマンド決定サブルーチン］
図９は、非点収差を補正する初期フォーカスコマンドを決定するためのサブルーチン７６８の処理工程を示すフローチャートである。該サブルーチン７６８では、変数Ａ、Ａｔ及びΔＡは、変数で構成される３次元ベクトル（Ｃジオプター−球面補正、Ｘジオプター−円筒補正、及びＹ度−軸）として定義される。制御値Ａのための初期設定は、円筒補正の０．１Ｄ及び軸の０度とすることができるか、オペレーターによって入力することができるか、又は眼１１１に関連付けられた処方データのデータベースから取得することができ、ステップにおいて設定することができる。オフセット制御値は、ベクトルΔＡ＝｛ΔＣ  ΔＸ  ΔＹ｝として記述することができる。オフセット制御値ΔＣは、０．０Ｄとして精緻化することができ、オフセット制御値ΔＸは円筒補正の０．１Ｄとすることができ、オフセット制御値ΔＹは、５度の軸補正とすることができる。ベクトルΔＡは、検眼鏡１００の調節分解能に関係付けられた他の値であってもよい。サブルーチン７６４において、球面補正に基づくフォーカスが設定されたため、オフセット制御値ΔＣは、ゼロとすることができる。
【００７９】
該サブルーチン７６８は、一時的制御値Ａｔを初期化するステップ８７０−１を含むことができる。例えば、１つの初期値はＡｔ＝｛Ｃ  ０．１Ｄ  ０°｝とすることができる。次に、サブルーチン７６８は、フォーカスを調節し、調節の影響を測定する調節ループ８２７に移ることができる。その後、この方法は、式（３）に従って軸が調節されるステップ８７０−２に移ることができる。
【数３】
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【００８０】
一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン７６８は、フォーカスを調節し、調節の影響を測定する調節ループ８２７に移ることができる。サブルーチン７６８は、スポット強度データ７６０が増大したか否かを試験するステップ８７２を含むことができる。スポット強度データ７６０が増大した場合、サブルーチン７６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７０−２、調節の影響を測定する調節ループ８２７及び試験するステップ８７２を繰り返す。スポット強度データ７６０が増大していない場合、サブルーチン７６８はステップ８７６−１に移る。ステップ８７６−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、該サブルーチン７６８が開始してからステップ８７０−２が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ８７６−１に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン７６４は、以下で説明されるステップ８７０−３に移ることができる。
【００８１】
ステップ８７６−１に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン７６８はステップ８７８−１に移ることができ、ステップ８７８−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ８７０−２に類似した式（４）に基づいて一時的制御値Ａｔを計算する。
【数４】
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【００８２】
一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン７６８は、フォーカスを調節し、調節の影響を測定する調節ループ８２７に移ることができる。サブルーチン７６８は、スポット強度データ７６０が増大したか否かを試験するステップ８７２を含むことができる。スポット強度データ７６０が増大した場合、サブルーチン７６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７８−１、調節の影響を測定する調節ループ８２７及び試験するステップ８７２を繰り返す。スポット強度データ７６０が増大していない場合、サブルーチン７６８はステップ８７６−２に移る。ステップ８７６−２において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、サブルーチン７６８が開始してからステップ８７８−１が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ８７６−２に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン７６４は、以下で説明されるステップ８８０−１に移ることができる。
【００８３】
ステップ８７６−２に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン７６８は、ステップ８７０−３に移ることができ、ステップ８７０−３において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ８７０−２に類似した式（５）に基づいて一時的制御値Ａｔを計算する。
【数５】
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【００８４】
一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン７６８は、フォーカスを調節し、調節の影響を測定する調節ループ８２７に移ることができる。サブルーチン７６８は、スポット強度データ７６０が増大したか否かを試験するステップ８７２を含むことができる。スポット強度データ７６０が増大した場合、該サブルーチン７６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７０−３、調節の影響を測定する調節ループ８２７及び試験するステップ８７２を繰り返す。スポット強度データ７６０が増大していない場合、サブルーチン７６８はステップ８８０−１に移る。ステップ８８０−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６３６におけるように古い制御値Ａを検眼鏡１００に再送することによって初期フォーカス設定を決定し、検眼鏡１００は、ステップ６３８−１におけるように、古い制御値Ａに基づいてフォーカスを再調節する。
【００８５】
サブルーチン７６８は、眼鏡処方データの特殊な特徴を考慮に入れた、標準的な山登り最適化ルーチンに基づく。なお、該サブルーチン７６８は、最大最適化方法の代わりに最小最適化方法として実施されてもよい。或いは、該サブルーチン７６８は、双方の変数が同時に調節される、多変数最適化方法に適応されてもよい。或いは、該サブルーチン７６８は、適応ステップサイズ方法にも適応されてもよい。更に該サブルーチン７６８は、正の円筒データの代わりに、負の円筒データにも適用されてもよい。
【００８６】
以上に述べたように、本実施形態に係る光撮像装置では、被検体上に測定光を照射し、波面測定デバイスを用いて、該被検体によって測定光に生成された波面収差を測定する。眼１１１の眼底はこの被検体の一例であり、波面センサー１１５はこの波面測定デバイスの一例である。測定若しくは推定された波面の形状から得られた波面収差は、波面補正デバイスにより補正される。波面調節デバイス１０８は、波面補正デバイスの一例である。そして、検出器の例である光強度センサー１１４が検出した測定光の眼１１１からの戻り光を用いて、ＰＣ１１７に例示される画像生成手段により、眼１１１の光学画像を取得する。上述した、或いは以下に述べる実施形態では、測定光の波面補正を行うために光学撮像装置である検眼鏡１００を制御して次に纏めた工程を実行する。
【００８７】
波面補正のために、まず眼１１１において生成された波面収差の測定値（推定値）である波面データの品質を表す品質データの第１の組を受け取る。本実施形態では、品質データとしてハルトマンスポット３２４のスポット強度データ７６０を第１の組として取得する。後述するように、該スポット強度データ７６０は、第１の閾値との比較により、波面測定によって推定された波面収差に関する波面データが通常の波面補正の処理に用いることに適しているか否かの判断ができる。このため、スポット強度データ７６０に例示される品質データの第１の組は第１の閾値と比較され、該波面データの品質が所定の基準を満たすかどうかが判断される（ステップ７６２）。この判断は、制御ＰＣ１１７において判断手段として機能するモジュールにより実行される。
【００８８】
品質データの第１の組に対して行なわれた比較（ステップ７６２）の結果、波面データが十分な品質である場合を第１の事例とする。この場合、処理は第２のセクション６４１に移る。第２のセクション６４１では所謂通常に行われる波面補正の処理が行われる。即ち、測定された波面データが所定の基準を満たすと判断された場合には、測定された波面データに基づいた波面補正デバイスの制御が行われる。具体的には、受け取った波面データに基づいて推定された波面の形状（推定形状）を参照して、波面収差を補正するように波面調節デバイス１０８等を制御する命令が、検眼鏡１００に対してＰＣ１１７等から制御情報の第１の組として送信される。波面補正がされた後、波面データ再取得され、これに基づいた波面の形状の再推定又は再測定が行なわれる。そして、再推定された波面の形状に基づいて波面収差を補正する制御情報の新たな第１の組が、再度検眼鏡１００に送信される。即ち、一般的な補償光学系におけるフィードバック制御が実行される。なお、この波面補正デバイスの制御は、コントローラー１１６若しくは制御ＰＣ１１７において制御手段として機能するモジュールにより実行される。
【００８９】
次に、品質データの第１の組に対して行なわれた比較（ステップ７６２）の結果、波面データが十分な品質でない場合を第２の事例とする。この場合、処理はサブルーチン７６４（初期フォーカスコマンド決定サブルーチン）に移る。上述したように、該サブルーチン７６４では、測定光が眼底に合焦されていないために十分な強度のスポット強度データ７６０が得られていないと仮定して、合焦操作を行う。即ち、測定された波面データが所定の基準を満たさないと判断された場合には、予め定められた制御値に基づいて被検体と測定光との関係が調整、制御される。具体的には、測定光が眼１１１に放射される光学経路を変更させる制御情報の第２の組を検眼鏡１００に送信し、例えばフォーカスレンズ１１０等を光軸方向に動かす。このような被検体と測定光との関係の制御は、制御ＰＣ１１７において上述した制御手段として機能するモジュールにより実行される、このような操作により光学経路が変更された後に、新たな波面データに基づく品質データとして、例えば上述した実施形態ではステップ７５８において新たな第１の組としてのスポット強度データ７６０を取得する。そして該スポット強度データ７６０と前述した第１の閾値とが再比較される。これらサブルーチン７６４で実行される処理は、検眼鏡１００の初期調節を行う処理となる。初期調節終了後、サブルーチン７６４から処理はステップ７６６に移る。
【００９０】
ステップ７６６では、再度品質データであるスポット強度データ７６０の新たな第１の組に対する閾値との比較が行われる。この比較によって該スポット強度データ７６０が十分な強度を有し、波面データが十分な品質であると判断された場合を第３の事例とする。この場合、光学経路が制御情報の第２の組に基づいて調節された状態で、上述した補償光学系におけるフィードバック処理が行われる。また、ステップ７６６で行われた比較の結果、波面データが十分な品質でないと判断された場合を第４の事例とする。この場合、制御情報の新たな第２の組に基づいて光学経路が制御された状態を初期状態とし、この状態から上述した初期調節を行う処理が再実行される。即ち、上述した判断手段によって波面データが所定の基準を満たさないと判断された場合、被検体と測定光との関係を制御する制御値を変更して該関係を制御し、再び波面データの品質が所定の基準を満たすか否かの判定が行われる。この関係の制御と判定の処理は、波面データが所定の基準を満たすまで繰り返し実行される。
【００９１】
なお、上述したスポット強度データ７６０を第１の組として取得する前に、波面補正デバイス或いはコントローラー１１６は、眼１１１に関連付けられた光学処方データとして、上述した屈折データ６３０を取得してもよい。この場合、ＰＣ１１７は、当該屈折データ６３０に基づいて既知の光学収差を補正するとよい。また、光学経路を変更する処理は、上述したように波面補正デバイス以外の第２の補正デバイスのであるフォーカスレンズの光軸上の位置を調節すること（フォーカスの調節）を含む。即ち、第２の補正デバイスは、レンズ及びミラーを含む群から選択された少なくとも１つ又は複数の合焦光学部品から構成できる。そしてこの場合、制御情報の第２の組は、検眼鏡１００において少なくとも１つ又は複数の合焦光学部品を動かすための命令を含むこととなる。なお、本実施形態において、波面補正デバイスは形状可変ミラー又は空間光位相変調器のうちの一方であり、波面測定デバイスは複数のハルトマンスポットを検出するシャックハルトマンセンサーである。
【００９２】
［第３の検眼鏡動作方法］
図１０は、補償光学系を用いる検眼鏡を動作させる別の方法１０００の処理工程を示すフローチャートである。方法１０００は方法７００に類似しているが、合焦決定を行うのに用いられるメトリックが異なる。
【００９３】
補償光学系サブルーチンを開始するための命令を受け取った後、方法１０００は、方法１０００の第１のセクション１０３９に移り、波面センサー１１５を用いて眼１１１の収差を測定して波面データ６４２を生成することを含むステップ６４０に進む。次に、ＰＣ１１７又はコントローラー１１６は、ステップ６２８において波面データ６４２を受け取ることができる。
【００９４】
ステップ１０５８において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、波面データ６４２においてハルトマンスポット３２４の数を表すデータであるハルトマンスポット数１０６０を計算することができる。ステップ１０６２において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ハルトマンスポット数１０６０を制限値と比較することができる。
【００９５】
ハルトマンスポット数１０６０が制限値よりも高い場合、方法１０００は、通常のＡＯフィードバック方法である図６において第２のセクション６４１として示した工程に進む。ハルトマンスポット数１０６０が制限値以下である場合、方法１０００は、ハルトマンスポット数１０６０に基づいてサブルーチン１０６４における初期フォーカスコマンドを決定することに進む。サブルーチン１０６４は上述したサブルーチン７６４に類似しているが、スポットの数がスポットの強度の代わりに計算において用いられる点が異なる。
【００９６】
サブルーチン１０６４においてフォーカスが調節された後、ステップ１０６６において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６４０、６２８及び１０５８において取得された新たなデータに基づいてハルトマンスポット数１０６０を再計算し、新たなハルトマンスポット数１０６０を制限値（複数の場合もあり）と再比較することができる。ステップ１０６６における制限値は、ステップ１０６２における制限値と異なっていてもよい。強度が制限値（複数の場合もある）よりも高い場合、方法１０００は、上述した通常のＡＯフィードバック方法である第２のセクション６４１に進む。強度が制限値以下である場合、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、制御値の第２の組を計算し、この制御値の第２の組は、検眼鏡１００に送信され、波面調節デバイス１０８に送信され、サブルーチン１０６８において、ハルトマンスポット数１０６０に基づいて推定初期非点収差について補正される。サブルーチン１０６８において、波面調節デバイス１０８又は他の光学部品が眼１１１の推定される非点収差について補正した後、本方法は、通常のＡＯフィードバック方法である第２のセクション６４１に進む。
【００９７】
［初期フォーカスコマンド決定サブルーチン］
図１１は、初期フォーカスコマンドを決定するサブルーチン１０６４の処理工程を示すフローチャートである。ステップ８７０は、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６が、式（１）に基づいて一時的制御値（Ｃｔ）値を計算することを含むことができる。
【００９８】
Ｃｔ値が計算された後、サブルーチン１０６４では、フォーカスを調節し、調節の効果を測定するための別の調節ループ１１２７に入ることができる。調節ループ１１２７は、上述した調節ループ８２７に実質的に等しい。ステップ６３６は、制御値Ｃｔを送信することを含むことができる。ステップ６３８−１において、制御値Ｃｔに基づいてフォーカスが調節される。
【００９９】
ステップ６３８−１においてフォーカスが調節された後、サブルーチン１０６４では、波面センサー１１５を用いて眼１１１の収差を測定し、波面データ６４２を生成するステップ６４０を含むことができる。サブルーチン１０６４では、検眼鏡１００からコントローラー１１６及び／又はＰＣ１１７に波面データを送信するステップ６４４を含むことができる。ステップ１０５８において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、波面データ６４２において、ハルトマンスポット３２４の数１０６０をカウントすることができる。このため、調節ループ１１２７は、ステップ６３６、６４０、６４４及び１０５８、又は、検眼鏡１００の状態を調節し、調節の影響を測定するための他の方法を含むことができる。
【０１００】
サブルーチン１０６４は、ハルトマンスポット３２４の数１０６０が増大したか否かを試験するステップ１１７２を含むことができる。数１０６０が増大した場合、サブルーチン１０６４は、制御値ＣをＣｔに設定するステップ８７４に移り、次に、ステップ８７０、調節ループ１１２７及び決定するステップ１１７２を繰り返す。数１０６０が増大していない場合、サブルーチン１０６４はステップ１１７６に移る。ステップ１１７６において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、サブルーチン１０６４が開始してからステップ１１７２が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ１１７６に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン１０６４は、上述したステップ８８０に移ることができる。ステップ１１７６に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン１０６４は、式（２）に基づいて一時的制御値（Ｃｔ）値を計算するステップ８７８に移ることができる。
【０１０１】
ステップ８７８の後、サブルーチン１０６４は、上述した調節ループ１１２７を行うことに進むことができる。数１０６０が増大した場合、サブルーチン１０６４は、制御値ＣをＣｔに設定するステップ８７４に移り、次に、ステップ８７８、調節ループ１１２７及びステップ１１７２を繰り返す。数１０６０が増大していない場合、サブルーチン１０６４はステップ８８０に移る。ステップ８８０において、ステップ６３６におけるように古い制御値Ｃを検眼鏡１００に再送することによって初期フォーカスが設定され、検眼鏡１００は、ステップ６３８−１におけるように、古い制御値Ｃに基づいてフォーカスを再調節する。
【０１０２】
［初期フォーカス（非点収差用）コマンド決定サブルーチン］
図１２は、非点収差を補正する初期フォーカスコマンドを決定するためのサブルーチン１０６８の処理工程を示すフローチャートである。該サブルーチン１０６８は、一時的制御値Ａｔを初期化するステップ８７０−１を含むことができる。次に、サブルーチン１０６８は、フォーカスを調節し、調節の影響を測定する上述した調節ループ１１２７に移ることができる。その後、この方法は、式（３）に従って軸が調節されるステップ８７０−２に移ることができる。一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン１０６８は、フォーカス及び／又は非点収差を調節し、調節の影響を測定する調節ループ１１２７に移ることができる。サブルーチン１０６８は、ハルトマンスポット数１０６０が増大したか否かを試験するステップ１１７２を含むことができる。ハルトマンスポット数１０６０が増大した場合、サブルーチン１０６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７０−２、調節ループ１１２７及び試験するステップ１１７２を繰り返す。ハルトマンスポット数１０６０が増大していない場合、サブルーチン１０６８はステップ１２７６−１に移る。ステップ１２７６−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、サブルーチン１０６８が開始してからステップ８７０−２が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ１２７６−１に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン１０６８は、以下で説明されるステップ８７０−３に移ることができる。
【０１０３】
ステップ１２７６−１に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン１０６８はステップ８７８−１に移ることができる。ステップ８７８−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、式（４）に基づいて一時的制御値Ａｔを計算する。一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン１０６８は、フォーカス及び／又は非点収差を調節し、調節の影響を測定する調節ループ１１２７に移ることができる。サブルーチン１０６８は、ハルトマンスポット数１０６０が増大したか否かを試験するステップ１１７２を含むことができる。ハルトマンスポット数１０６０が増大した場合、サブルーチン１０６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７８−１、調節ループ１１２７及び試験するステップ１１７２を繰り返す。ハルトマンスポット数１０６０が増大していない場合、サブルーチン１０６８はステップ１２７６−２に移る。ステップ１２７６−２において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、サブルーチン１０６８が開始してからステップ８７８−１が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ１２７６−２に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン１０６４は、以下で説明されるステップ８８０−１に移ることができる。
【０１０４】
ステップ１２７６−２に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン１０６８は、ステップ８７０−３に移ることができ、ステップ８７０−３において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ８７０−２に類似した式（５）に基づいて一時的制御値Ａｔを計算する。一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン１０６８は、フォーカス及び／又は非点収差を調節し、調節の影響を測定する調節ループ１１２７に移ることができる。サブルーチン１０６８は、ハルトマンスポット数１０６０が増大したか否かを試験するステップ１１７２を含むことができる。ハルトマンスポット数１０６０が増大した場合、サブルーチン１０６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７０−３、調節ループ１１２７及び試験するステップ１１７２を繰り返す。ハルトマンスポット数１０６０が増大していない場合、サブルーチン１０６８はステップ８８０−１に移る。ステップ８８０−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６３６におけるように古い制御値Ａを検眼鏡１００に再送することによって初期フォーカス／非点収差設定を決定し、検眼鏡１００は、ステップ６３８−１におけるように、古い制御値Ａに基づいてフォーカスを再調節する。
【０１０５】
［第４の検眼鏡動作方法］
図１３は、補償光学系を用いる検眼鏡１００を動作させる別の方法１３００の処理工程を示すフローチャートである。方法１３００は方法７００に類似しているが、合焦決定を行うのに用いられるメトリックが異なる。
【０１０６】
補償光学サブルーチンを開始するための命令を受け取った後、方法１３００は、方法１３００の第１のセクション１３３９に移り、波面センサー１１５を用いて眼１１１の収差を測定して波面データ６４２を生成することを含むステップ６４０に進む。次に、ＰＣ１１７又はコントローラー１１６は、ステップ６２８において波面データ６４２を受け取ることができる。
【０１０７】
ステップ１３５８において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、波面データ６４２においてハルトマンスポット３２４のサイズを表すデータを計算することができる。ステップ１３６２において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ハルトマンスポットのサイズ１３６０を制限値と比較することができる。代替形態では、コントローラーは、ハルトマンスポットのサイズに基づいて複数の統計値（最大、最小、平均、中央値、分散、偏差等）を計算し、これらを複数の閾値と比較することができる。
【０１０８】
ハルトマンスポットのサイズ１３６０が制限値未満の場合、方法１３００は、通常のＡＯフィードバック方法である図６において第２のセクション６４１として示した工程に進む。ハルトマンスポットの数１３６０が制限値以上である場合、方法１３００は、ハルトマンスポットのサイズ１３６０に基づいてサブルーチン１３６４における初期フォーカスコマンドを決定することに進む。サブルーチン１３６４は上述したサブルーチン７６４に類似しているが、スポットのサイズがスポットの強度の代わりに計算において用いられる点が異なる。
【０１０９】
サブルーチン１３６４においてフォーカスが調節された後、ステップ１３６６において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６４０、６２８及び１３５８において取得された新たなデータに基づいてハルトマンスポットのサイズ１３６０を再計算し、新たなスポットサイズを制限値と再比較することができる。ステップ１３６６における制限値は、ステップ１３６２における制限値と異なっていてもよい。ハルトマンスポットのサイズ１３６０が制限値未満である場合、方法１３００は、上述した通常のＡＯフィードバック方法である第２のセクション６４１に進む。サイズ１３６０が制限値以上の場合、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、制御値の第２の組を計算し、この制御値の第２の組は、検眼鏡１００に送信され、波面調節デバイス１０８又は他の光学素子に送信され、サブルーチン１３６８において、ハルトマンスポットのサイズ１３６０に基づいて推定初期非点収差について補正される。サブルーチン１３６８において、波面調節デバイス１０８又は他の光学部品が眼１１１の推定される非点収差について補正した後、本方法は、通常のＡＯフィードバック方法である第２のセクション６４１に進む。
【０１１０】
［初期コマンド決定サブルーチン］
図１４は、初期フォーカスコマンドを決定するサブルーチン１３６４の処理工程を示すフローチャートである。ステップ８７０は、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６が、式（１）に基づいて一時的制御値（Ｃｔ）値を計算することを含むことができる。Ｃｔ値が計算された後、サブルーチン１３６４では、フォーカスを調節し、調節の効果を測定するための別の調節ループ１４２７に入ることができる。調節ループ１４２７は、上述した調節ループ８２７に実質的に等しい。ステップ６３６は、制御値Ｃｔを送信することを含むことができる。ステップ６３８−１において、制御値Ｃｔに基づいてフォーカスが調節される。
【０１１１】
ステップ６３８−１においてフォーカスが調節された後、サブルーチン１３６４では、波面センサー１１５を用いて眼１１１の収差を測定し、波面データ６４２を生成するステップ６４０を含むことができる。サブルーチン１３６４では、波面データを送信するステップ６４４を含むことができる。ステップ１３５８において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、波面データ６４２において、ハルトマンスポット３２４のサイズ１３６０を推定することができる。このため、調節ループ１４２７は、ステップ６３６、６４０、６４４及び１３５８、又は、検眼鏡１００の状態を調節し、調節の影響を測定するための他の方法を含むことができる。
【０１１２】
サブルーチン１３６４は、ハルトマンスポット３２４のサイズ１３６０が減少したか否かを試験するステップ１４７２を含むことができる。サイズ１３６０が減少した場合、サブルーチン１３６４は、制御値ＣをＣｔに設定するステップ８７４に移り、次に、ステップ８７０、調節ループ１４２７及び決定するステップ１４７２を繰り返す。サイズ１３６０が増大していない場合、サブルーチン１３６４はステップ１４７６に移る。ステップ１４７６において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、サブルーチン１３６４が開始してからステップ１４７２が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ１４７６に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン１３６４は、上述したステップ８８０に移ることができる。ステップ１４７６に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン１３６４は、式（２）に基づいて一時的制御値（Ｃｔ）値を計算するステップ８７８に移ることができる。
【０１１３】
ステップ８７８の後、サブルーチン１３６４は、上述した調節ループ１４２７を行うことに進むことができる。サイズ１３６０が減少した場合、サブルーチン１３６４は、制御値ＣをＣｔに設定するステップ８７４に移り、次に、ステップ８７８、調節ループ１４２７及びステップ１４７２を繰り返す。サイズ１４６０が減少していない場合、サブルーチン１３６４はステップ８８０に移る。ステップ８８０において、ステップ６３６におけるように古い制御値Ｃを検眼鏡１００に再送することによって初期フォーカスが設定され、検眼鏡１００は、ステップ６３８−１におけるように、古い制御値Ｃに基づいてフォーカスを再調節する。
【０１１４】
［初期フォーカス（非点収差用）コマンド決定サブルーチン］
図１５は、非点収差を補正する初期フォーカスコマンドを決定するためのサブルーチン１３６８の処理工程を示すフローチャートである。該サブルーチン１３６８は、一時的制御値Ａｔを初期化するステップ８７０−１を含むことができる。次に、サブルーチン１３６８は、フォーカスを調節し、調節の影響を測定する上述した調節ループ１４２７に移ることができる。その後、この方法は、式（３）に従って軸が調節されるステップ８７０−２に移ることができる。一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン１３６８は、フォーカス及び／又は非点収差を調節し、調節の影響を測定する調節ループ１４２７に移ることができる。サブルーチン１３６８は、ハルトマンスポットのサイズ１３６０が減少したか否かを試験するステップ１４７２を含むことができる。サイズ１３６０が減少した場合、サブルーチン１３６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７０−２、調節ループ１４２７及び試験するステップ１４７２を繰り返す。サイズ１３６０が増大していない場合、サブルーチン１３６８はステップ１５７６−１に移る。ステップ１５７６−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、サブルーチン１３６８が開始してからステップ８７０−２が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ１５７６−１に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン１３６８は、以下で説明されるステップ８７０−３に移ることができる。
【０１１５】
ステップ１５７６−１に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン１３６８はステップ８７８−１に移ることができる。ステップ８７８−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、式（４）に基づいて一時的制御値Ａｔを計算する。一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン１３６８は、フォーカス及び／又は非点収差を調節し、調節の影響を測定する調節ループ１４２７に移ることができる。サブルーチン１３６８は、サイズ１３６０が減少したか否かを試験するステップ１４７２を含むことができる。サイズ１３６０が減少した場合、サブルーチン１３６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７８−１、調節ループ１４２７及び試験するステップ１４７２を繰り返す。サイズ１３６０が減少していない場合、サブルーチン１３６８はステップ１５７６−２に移る。ステップ１５７６−２において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、これが、サブルーチン１３６８が開始してからステップ８７８−１が実行された初回であるか否かをチェックする。ステップ１５７６−２に対する答えがｙｅｓである場合、サブルーチン１３６８は、以下で説明されるステップ８８０−１に移ることができる。
【０１１６】
ステップ１５７６−２に対する答えがｎｏである場合、サブルーチン１３６８は、ステップ８７０−３に移ることができ、ステップ８７０−３において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ８７０−２に類似した式（５）に基づいて一時的制御値Ａｔを計算する。一時制御値Ａｔが計算された後、次に、サブルーチン１３６８は、フォーカス及び／又は非点収差を調節し、調節の影響を測定する調節ループ１４２７に移ることができる。サブルーチン１３６８は、ハルトマンスポットのサイズ１３６０が減少したか否かを試験するステップ１４７２を含むことができる。サイズ１３６０が減少した場合、サブルーチン１３６８は、制御値ＡをＡｔに設定するステップ８７４−１に移り、次に、ステップ８７０−３、調節ループ１４２７及び試験するステップ１４７２を繰り返す。サイズ１３６０が減少していない場合、サブルーチン１３６８はステップ８８０−１に移る。ステップ８８０−１において、ＰＣ１１７及び／又はコントローラー１１６は、ステップ６３６におけるように古い制御値Ａを検眼鏡１００に再送することによって初期フォーカス／非点収差設定を決定し、検眼鏡１００は、ステップ６３８−１におけるように、古い制御値Ａに基づいてフォーカス及び／又は非点収差を再調節する。
【０１１７】
上述した実施形態において、波面測定デバイスは、複数のハルトマンスポットを検出するシャックハルトマンセンサーより構成される。ここで、品質データの第１の組としては、複数のハルトマンスポットの数値カウント、複数の直径、信号強度データの少なくとも何れか一つであればよい。また、上述した実施形態において、補償光学系のフィードバック処理は、フィードバックループを形成するように繰り返し行われる。そして、補償光学系のフィードバックの繰り返しの使用の際には、これと並列に測定光のスポットを眼底上で走査することによって眼底の光学画像を取得するように検眼鏡１００を制御してもよい。
【０１１８】
また、上述した初期調節を行う処理では、品質データの第１の組と第１の閾値との比較は、波面データが十分な品質であることを示すまで繰り返し行われる。そして、品質データの第１の組と第１の閾値との比較により波面データが十分な品質であることを示した後、補償光学系のフィードバック処理の繰り返しが行われる。その際に、当該処理とは並列に測定光のスポットを眼底上で走査することによって、眼底の光学画像を取得するように検眼鏡１００を制御してもよい。
【０１１９】
ここで、上述したように、初期調節の処理は繰り返し行われることが好ましい。その際、この初期調節の処理は、第１の部分と第２の部分とより構成される処理となる。第１の部分では、品質データの第１の組と前記第１の閾値との比較によって波面データが十分な品質であると判断されるまで、１つ又は複数の合焦光学部品の位置についてフォーカスを変更する調節が行われる。また、第２の部分では、品質データの第１の組と第２の閾値との比較によって波面データが十分な品質であると判断されるまで、１つ又は複数の合焦光学部品の位置について非点収差を変更する調節が行われ、光学経路の変更が行われる。そして、品質データの第１の組と第１の閾値及び第２の閾値との前記比較によって波面データが十分な品質であると判断された後に、補償光学系のフィードバック処理の連続的な繰り返し（連続使用）が行なわれる。この場合、この繰り返しと並列に、測定光のスポットを眼底上で走査することによって、眼底の光学画像を取得するように検眼鏡１００が制御される。
【０１２０】
ここで、品質データの第１の組は、波面データの異なる質的側面、例えば、上述したハルトマンスポットの数、強度、大きさ等を表す複数の要素を含む。従って、第１の閾値は、波面データの異なる質的側面のためにこれらと対応した異なる閾値を与える複数の要素を含む。また、品質データの第１の組を第１の閾値と比較することは、波面データの特定の質的側面に関連付けられた品質データの第１の組の要素を、波面データの質的側面に関連付けられた閾値と比較することを含むこととなる。
【０１２１】
［コントローラー］
図１６は、一実施形態において用いることができるＰＣ１１７及びコントローラー１１６の図である。コントローラー１１６は、入力信号を受け取り、制御信号を出力する。コントローラー１１６は、汎用コンピューターか、検眼鏡若しくは測定機器を制御するように特に設計されたデバイスか、又は汎用のコンピューター１１７と共に幾つかのカスタムエレクトロニクスを用いるハイブリッドデバイスとすることができる。入力信号及び制御信号は、デジタル信号又はアナログ信号とすることができる。コントローラー１１６は、アナログ対デジタルコンバーター（ＡＤＣ）及びデジタル対アナログコンバーター（ＤＡＣ）を備えることができる。入力信号は、波面センサー１１５からの信号、光強度センサー１１４からの信号、及び１つ又は複数の他のセンサーからの１つ又は複数の信号等の１つ又は複数の信号を含むことができる。制御信号は、波面調節デバイス１０８への第１の制御信号と、スキャナー１０９−１、１０９−２のうちの１つ又は複数の信号とを含むことができる。制御信号は、機器の他のコンポーネントへの更なる信号を含んでもよい。
【０１２２】
コントローラー１１６は、プロセッサ１６８２−１を含む。プロセッサ１６８２−１は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ及び／又はＦＰＧＡとすることができる。プロセッサ１６８２−１は、所望の結果を得るように共に動作する１つ又は複数のプロセッサを指すことができる。コントローラー１１６は、メモリ１６８４−１を備えることができる。メモリ１６８４−１は、校正情報を記憶することができる。メモリ１６８４−１は、検眼鏡を制御するためのソフトウェアも記憶することができる。メモリ１６８４−１は、命令を符号化して記憶する非一時的コンピューター可読ストレージ媒体（非一時的記録媒体）の形態をとることができる。非一時的コンピューター可読ストレージ媒体は、例えば、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、分散ストレージシステム、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、又はブルーレイディスク）、フラッシュメモリディスク、メモリカード等のうちの１つ又は複数を含むことができる。
【０１２３】
コントローラー１１６は、直接接続によるか、バスを介するか、又はネットワークを介してコンピューター（ＰＣ）１１７に接続することができる。コンピューター１１７は、キーボード、マウス及び／又はタッチスクリーン等の入力デバイスを含むことができる。コントローラー１１６は、キーボード、マウス、タッチスクリーン、ノブ、スイッチ及び／又はボタン等の入力デバイスを含むことができる。コンピューター１１７は、ディスプレイ１１８に接続することができる。検眼鏡の結果は、ディスプレイ１１８を介してユーザに提示することができる。一実施形態を実施するのに用いることができる追跡ソフトウェアは、ＰＣ１１７と独立して、又はＰＣ１１７を利用して、コントローラー１１６に対し計算を行うことができる。ＰＣは、プロセッサ１６８２−２、メモリ１６８４−２を含むことができる。ＰＣはまた、１つ又は複数のＧＰＵ１２０も含むことができる。
【０１２４】
本発明は、例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明は、開示される例示的な実施形態に限定されないことが理解されよう。添付の特許請求の範囲の適用範囲は、全ての変更、等価な構造及び機能を包含するように、最も広い解釈を与えられる。例えば、上述した実子形態では制御される装置として検眼鏡を用いている。しかし、上述したＯＣＴ装置等、眼の検査において測定手段として光を用い且つ眼によって生じる収差を補正することが必要となる撮像装置の制御装置として本発明を用いることが可能である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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