JP2010099354A - 波面収差測定装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】眼の色収差、すなわち波長ごとの波面収差量の変化を測定可能な装置を提供する。
【解決手段】本発明による波面収差測定装置１は、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１を有し、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射する照明光学系１０と、眼底８１からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板２２と、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光する受光部２１を有する受光光学系２０と、受光部２１で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部９０１と、波面収差演算部９０１で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部９０２とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は波面収差測定装置及びその方法に関する。詳しくは、波長による波面収差の変化を測定する波面収差測定装置及びその方法に関する。

従来は、ドライアイの臨床等に波面収差の測定が使用され、高次の収差を得られる等、波面収差の測定に優れた眼科装置が開発されている。また、波面収差及び散乱の測定に基づいて種々の光学特性を解析する眼科装置が開発されている。人間の眼では可視光に反応するので、可視光での測定が望ましいが、被測定眼がまぶしく感じるため、従来は、眼に優しい赤外光の単色で測定していた。また、波面の色収差すなわち、波長ごとの収差量の変化の測定はなされていなかった。（例えば特許文献１〜３参照）

特開２００４−２７５６９７号公報（段落０００５〜００５６、図１〜図１４） 特開２００５−２３０３２８号公報（段落０００５〜００５６、図１〜図１８） 特開２００５−２７９０２２号公報（段落０００７〜０１１３、図１〜図１７）

しかしながら、被検眼によっては、例えば、白内障の場合や、回折型の多焦点のＩＯＬを使用している場合など、可視域での光学特性の変化が大きく、赤外域での測定から可視域での波面収差を推測できない、すなわち、色収差が無視できないという問題があった。

本発明は、眼の色収差の測定を行なえる装置及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の態様の波面収差測定装置１は、例えば図１、図３及び図４に示すように、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１を有し、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射する照明光学系１０と、眼底８１からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板２２と、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光する受光部２１とを有する受光光学系２０と、受光部２１で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部９０１と、波面収差演算部９０１で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部９０２とを備える。

ここにおいて、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１は、異なる波長の光を発光する複数の光源を有し、光源を切り替えるように構成しても良く、異なる波長の光を発光する単一光源を用い、発光波長を変更するように構成しても良い。本態様のように構成すると、眼の色収差、すなわち、波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる波面収差測定装置を提供できる。

また、第２の態様の波面収差測定装置は、第１の態様の波面収差測定装置において、複数の波長は少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む。
ここにおいて、複数の波長の光は、近赤外域の波長を１以上、可視域の波長を１以上含めば良い。本態様のように構成すると、近赤外域と可視域の光での眼の色収差の測定を行なえる波面収差測定装置を提供できる。

また、第３の態様の波面収差測定装置は、第１又は第２の態様の波面収差測定装置において、例えば図３及び図４に示すように、波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部９０３と、再測定判定部９０３において、次回の測定を行なうと判定された場合には、追加又は変更する波長を選択する波長選択部９０４とを備え、再測定判定部９０３は、受光部２１の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて次回の測定を行なうべきかの判定を行ない、波長選択部９０４は、受光部２１の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する。
ここにおいて、受光光の分離又はボケは、被検眼８０にＩＯＬ等が使用されている場合に生じ得、この場合には状況に応じて次回の測定が行われることとなる。また、光源に波長可変レーザーを用いる場合には、波長選択部９０４は、追加又は変更する波長をデジタル的に選択する。本態様のように構成すると、前回までの測定結果から、次回の測定の是非を判断でき、また、次回の波面収差測定に適した波長を選択できる。また、ＩＯＬ等の使用を発見し易い。

また、第４の態様の波面収差測定装置は、第１又は第２の態様の波面収差測定装置において、例えば図３及び図４に示すように、波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部９０３と、再測定判定部９０３において、次回の測定を行なうと判定された場合には、追加又は変更する波長を選択する波長選択部９０４とを備え、再測定判定部９０３は、波面収差演算部９０１で求められた波面収差の波長による変化に基づいて次回の測定を行なうべきかの判定を行ない、波長選択部９０４は、波面収差演算部９０１で求められた複数の波長における波面収差の波長による変化に基づいて次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する。
ここにおいて、波面収差の波長による変化が大きくなると、近赤外域での波面収差から可視域での波面収差の推測が困難になる。本態様のように構成すると、前回までの測定結果から、次回の測定の是非を判断でき、また、次回の波面収差測定に適した波長を選択できる。また、可視域での波面収差の推測の困難性を判断し易い。

また、第５の態様の波面収差測定装置は、第３又は第４の態様の波面収差測定装置において、波長選択部９０４は、追加又は変更する波長を選択する際に、長い波長から順次選択する。
このように構成すると、波長順にデータを蓄積でき、また眼への負担が少ない近赤外光から測定を行なうことで、可視光による眼への負担をできるだけ小さくできる。

また、第６の態様の波面収差測定装置は、第４の態様の波面収差測定装置において、波長選択部９０４は、前回までの測定で得られた波面収差の波長による変化が小さいところでは粗い波長間隔で、波面収差の波長による変化が大きいところでは細かい波長間隔で追加又は変更する波長を選択する。
このように構成すると、波面収差の波長による変化の様子が的確にわかる。

また、第７の態様の波面収差測定装置は、第１ないし第６の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図１に示すように、光源部１１は、異なる波長の光を発光する複数の光源１１１，１１２と、入射端から入射された光を通過させ出射端に出射させる複数のファイバー１２１〜１２３と、２つのファイバーから入射された光を結合して他の１つのファイバーに出射する単数又は複数のファイバーカプラー１３とを有し、複数のファイバー１２１〜１２３と単数又は複数のファイバーカプラー１３はツリー型に接続され、複数の光源１１１，１１２から出射された波長の異なる光をそれぞれ異なるファイバー１２１，１２２の入力端から入射し、いずれか１つの光源が発光する１つの波長の光を選択して１つのファイバーの出力端１２３から出射するように構成されている。
このように構成すると、光源部１１に複数の光源を使用する場合に、波長の切り替えを容易にできる。

また、第８の態様の波面収差測定装置は、第１ないし第７の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図２２及び図２３に示すように、被検眼８０として、色収差が生じない又は予め色収差が補正されている反射光束を反射する模型眼８５を用いて、各波長により波面収差の測定を行った際のデータを装置内部の波面収差として記憶しておく補正データ記憶部９４１を備え、色収差演算部９０２は、波面収差演算部９０１で求められた各波長の波面収差から、補正データ記憶部９４１に記憶されている各波長における装置内部の波面収差を除去することにより、被検眼８０の波面の色収差を求める。
ここにおいて、色収差が生じないには実用上色収差を無視できる範囲も含まれるものとする。また、補正データ記憶部９４１は、補正データとして読み出せれば複数の記憶媒体にまたがって記憶されていても良く、また、例えば、記憶部９４内に設けられても良く、演算部９０内に設けられても良い。本態様のように構成すると、装置内部の波面の色収差を差し引く補正処理ができる。

また、第９の態様の波面収差測定装置は、第１ないし第８の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図１２及び図１３に示すように、光源部１１から出射する光の波長の順序を予め定め、自動的かつ連続的に切り替える。
ここにおいて、自動的かつ連続的な切り替えは、例えば、制御部９１にて波長の順序と切り替えのタイミングを設定し、プログラム等により自動制御することにより可能である。また、長い波長から短い波長に順次選択・測定されるのが好ましい。本態様のように構成すると、一連の測定を効率化できる。

また、第１０の態様の波面収差測定装置は、第１ないし第９の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図１及び図２４に示すように、被検眼８０の視線を固視標７２に安定させるために、被検眼８０に可視域の波長からなる固視光束を照射する固視光学系７０を備え、固視標７２は、固視光学系７０の光軸方向に位置を調節可能であり、波面収差演算部９０１は、受光部２１で受光された各波長の光について球面成分を求め、色収差演算部９０２は、球面成分の波長に対する変化に基づき、固視標７２の位置の調節状態における被検眼８０からの波面の色収差を求める。
このように構成すると、被険眼の視線に合わせた色収差を求められる。また、球面収差を用いると、球面ＩＯＬは球面収差量が大きいため、球面ＩＯＬの使用を発見し易い。

また、第１１の態様の波面収差測定装置は、例えば図１８に示すように、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１を有し、光源部１１から出射された第１の照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射する第１の照明光学系１０と、眼底８１からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板２２と、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光する第１の受光部２１とを有する第１の受光光学系２０と、角膜８２の表面に第２の照明光束を照射する第２の照明光学系３０と、角膜８２の表面からの反射光束を受光する第２の受光部４１を有する第２の受光光学系４０と、第１の受光部２１で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第１の波面収差とし、第２の受光部４１で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第２の波面収差とし、第１の波面収差から第２の波面収差を除去することにより眼内部の波面収差を求める波面収差演算部９０１と、各波長の眼内部の波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部９０２とを備える。
このように構成すると、角膜の曲率の影響を除いた眼の内部の色収差の測定ができる。

また、第１２の態様の波面収差測定方法は、例えば図４に示すように、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１を用い、光源部１１から出射する波長を設定する設定工程（Ｓ１３０）と、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底に照射する照明工程（Ｓ１４１）と、眼底８０からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板２２を用い、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光する受光工程（Ｓ１４２）と、受光工程（Ｓ１４２）で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算工程（Ｓ１４２）と、所定数の波長で測定が行われたかを判定する再測定判定工程（Ｓ１５０）と、再測定判定工程（Ｓ１５０）で所定数の波長で測定が行われなかったと判定された場合には、設定工程（Ｓ１３０）、照明工程（Ｓ１４１）、受光工程（Ｓ１４２）、波面収差演算工程（Ｓ１４３）及び再測定判定工程（Ｓ１５０）を再度行なう再測定工程と、再測定判定工程（Ｓ１５０）で所定数の波長で測定が行われたと判定された場合には、波面収差演算工程（Ｓ１４３）で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算工程（Ｓ１４４）とを備える。
ここにおいて、所定数とは測定に使用される波長の数をいう。本態様のように構成すると、眼の色収差、すなわち波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる波面収差測定方法を提供できる。

上記課題を解決するために、第１３の態様の波面収差測定装置１は、例えば図１、図２５及び図２６に示すように、少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１を有し、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射する照明光学系１０と、眼底８１からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板２２と、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光する受光部２１とを有する受光光学系２０と、受光部２１で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部９０１と、近赤外域の波長における、受光部２１の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況、波面収差演算部９０１で求められた波面収差、又は前記波面収差演算部９０１で求められた波面収差の波長による変化の少なくともいずれか１つに基づき、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部９０３と、再測定判定部９０３において、近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、近赤外域の波長における波面収差を測定結果として取得し、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合には、可視域の波長における波面収差を測定結果として取得する測定結果選択部９０６とを備える。

ここにおいて、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１は、異なる波長の光を発光する複数の光源を有し、光源を切り替えるように構成しても良く、異なる波長の光を発光する単一光源を用い、発光波長を変更するように構成しても良い。また、複数の波長の光は、近赤外域の波長を１以上、可視域の波長を１以上含めば良い。本態様のように構成すると、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる波面収差測定装置を提供できる。

また、第１４の態様の波面収差測定装置は、第１３の態様の波面収差測定装置において、波面収差演算部９０１で求められた波面収差のうち球面収差が所定値よりも大きいときに、再測定判定部９０３は可視域の波長で測定を行なうと判定する。
ここにおいて、球面収差は、被検眼８０に球面ＩＯＬ等が使用されている場合に生じ得、この場合には球面収差の大きさに応じて可視域の波長での測定が行われることとなる。本態様のように構成すると、球面ＩＯＬの使用を発見し易い。

また、第１５の態様の波面収差測定装置は、第１３の態様の波面収差測定装置において、受光面での受光光が複数点に分離しているときに、再測定判定部９０３は可視域の波長で測定を行なうと判定する。
ここにおいて、受光光の分離は、被検眼８０に回折型多焦点のＩＯＬ等が使用されている場合に生じ得る。本態様のように構成すると、回折型多焦点のＩＯＬの使用を発見し易い。

また、第１６の態様の波面収差測定装置は、第１３ないし第１５のいずれかの態様の波面収差測定装置において、例えば図１及び図２４に示すように、被検眼８０の視線を固視標７２に安定させるために、被検眼８０に可視域の波長からなる固視光束を照射する固視光学系７０を備え、固視光束には、光源部１１が発光する測定用の可視域の波長とは異なる領域の波長が選択されている。
このように構成すると、固視光学系７０の波長が測定波長と重ならないようにできる。

また、第１７の態様の波面収差測定装置は、第１６の態様の波面収差測定装置において、図２に示すように、眼底８１からの反射光束を反射し、固視光束を透過することにより、眼底８１からの反射光束と固視光束を分離する波長選択性ミラー１０５を備える。
このように構成すると、固視光学系７０の波長と測定に使用する照明光学系１０及び受光光学系２０等の波長を良好に分離できる。

また、第１８の態様の波面収差測定装置は、第１３ないし第１７の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図１３に示すように、光源部１１は出射する光の波長の順序を予め定め、自動的に切り替える。
ここにおいて、自動的切り替えは、例えば、制御部９１にて波長の順序と切り替えのタイミングを設定し、プログラム等により自動制御することにより可能である。本態様のように構成すると、一連の測定を効率化できる。

また、第１９の態様の眼光学特性測定装置は、少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１を有し、光源部１１から出射された照明光束をスポット光として被検眼８０の眼底８１に照射する照明光学系１０と、眼底８１からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板２２と、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光する受光部２１とを有する受光光学系２０と、受光部２１で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部９０１と、波面収差演算部９０１で求められた各波長での波面収差に基づき、被検眼８０の光学特性を解析する光学特性解析部９０５とを備える。
ここにおいて、光学特性には波面収差、屈折率、点像分布係数（ＰＳＦ）、被検眼の伝達特性を示すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、視力、瞳径、コントラスト感度等が含まれる。また、眼光学特性測定装置には波面収差測定装置が含まれる。本態様のように構成すると、測定に相応しい波長を選択して、光学特性の測定ができる。

また、第２０の態様の波面収差測定方法は、例えば図２６に示すように、少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む複数の波長の光を切り替えて出射する光源部１１を用い、光源部１１から出射する近赤外域の波長を設定する設定工程（Ｓ３３０）と、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射する照明工程（Ｓ３４１）と、眼底８１からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板２２を用い、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光部２１で受光する受光工程（Ｓ３４２）と、受光工程（Ｓ３４２）で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算工程（Ｓ３４３）と、近赤外域の波長における、受光部２１の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況、波面収差演算工程（Ｓ３４３）で求められた波面収差、又は波面収差演算工程（Ｓ３４３）で求められた波面収差の波長による変化の少なくともいずれか１つに基づき、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかを判定する再測定判定工程（Ｓ４００）と、再測定判定工程（Ｓ４００）において、近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、近赤外域の波長における波面収差を測定結果として取得し、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合には、可視域の波長の光について、設定工程（Ｓ４３０）と、照明工程（Ｓ４３１）と、受光工程（Ｓ４３２）と波面収差演算工程（Ｓ４３３）とを行ない、可視域の波長における波面収差を測定結果として取得する測定結果選択工程（Ｓ４８０）とを備える。
このように構成すると、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる波面収差測定方法を提供できる。

本発明によれば、眼の色収差を測定できる装置及び方法を提供することができる。

以下に図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態は、近赤外域の光を発光する光源と可視域の光を発光する光源の２光源を切り替えて測定する例を説明する。

［光学系構成］
図１に、第１の実施の形態における波面収差測定装置１の光学系の構成例を示す。波面収差測定装置１は、照明光学系１０と、受光光学系２０と、前眼部照明系３０と、前眼部観察系４０と、第１の調整光学系５０と、第２の調整光学系６０と、固視光学系７０を備える。また、受光光学系２０は受光部２１を含む。なお、被検眼８０については、網膜（眼底）８１、角膜（前眼部）８２、水晶体８３が示されている。

以下、各部について詳細に説明する。
照明光学系１０は、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射するためのものである。照明光学系１０は、例えば、光源部１１、集光レンズ１０１、絞り１０２、集光レンズ１０３、ビームスプリッタ１０４〜１０６、集光レンズ１０７、ロータリープリズム１０８を有する。集光レンズ１０１は照明光束を絞り１０２の近傍に集光する。集光レンズ１０３と集光レンズ１０７の間にビームスプリッタ１０４〜１０６が配置される。ビームスプリッタ１０４は照明光束を反射し、眼底８１からの反射光束を透過するダイクロイックミラーで構成される。ビームスプリッタ１０５は照明光束及び反射光束を反射し、固視光学系７０で使用される固視光束を透過する波長選択性ミラーで構成される。ビームスプリッタ１０６は照明光束、反射光束及び固視光束を反射し、前眼部観察系４０及び第２の調整光学系６０で使用される観察光束を透過するダイクロイックミラーで構成される。また、ロータリープリズム１０８は眼底８１からの反射むら等による光を均一化するために配置される。また、絞り１０２を偏心させることで、光源部１１から被検眼８０への照明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８２の頂点反射を防いでノイズを押さえられる。また、絞り１０２は、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。このように、被検眼８０からビームスプリッタ１０６までは照明光学系１０、受光光学系２０、固視光学系７０、前眼部観察系４０及び第２の調整光学系６０の共通光学系、ビームスプリッタ１０６からビームスプリッタ１０５までは照明光学系１０、受光光学系２０及び固視光学系７０の共通光学系、ビームスプリッタ１０５からビームスプリッタ１０４までは照明光学系１０及び受光光学系２０の共通光学系となっている。

図２に、照明光束及び反射光束を反射し、固視光束を透過するビームスプリッタ（波長選択性ミラー）１０５のフィルター特性の例を示す。横軸に波長、縦軸に光の透過率を示す。照明光学系１０の光源１１１，１１２の波長として、５６０ｎｍ，８４０ｎｍ等の透過率が約０％（反射率約１００％）の波長を選択し、固視光学系７０の光源７１の波長として、４００〜５３０ｎｍの透過率約１００％の波長を使用すれば、照明光束及び反射光束を反射し、固視光束を透過する良好な特性のフィルターとして用いることができる。これにより、固視光学系７０の波長と測定に使用する照明光学系１０及び受光光学系２０等の波長を良好に分離できる。

光源部１１は、複数の波長の光を発光し、複数の波長の光を切り替えて出射する。例えば波長の異なる光を発光する複数の光源１１１，１１２からの光を、それぞれファイバー１２１，１２２に入射し、ツリー型のファイバーカプラー１３を使用して光路を切り替え、１本のファイバー１２３の出射端から出射させる。波長の切り替え、すなわち光路の切り替えは光源１１１，１１２の電源のオンオフにより行なう。なお、光源１１１，１１２の前に設けられた機械式のシャッターの開閉、又は音響光学式光変調器（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：ＡＯＭ）によるシャッターの開閉により行なっても良い。波長の切り替えは波長選択信号（○内に１、○内に２）で制御される。ここでは、複数の波長として、近赤外域の８４０ｎｍと可視域の５６０ｎｍを選択した。光源１１１として、近赤外域では、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で、輝度が高いものが望ましいことから、ＳＬＤ（スーパールミネセンスダイオード）を用いた。また、光源１１２として、可視域では、光量が充分とれ取扱い易いことから、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた。なお、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、回転拡散板や偏角プリズム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て利用できる。なお、光源及びファイバーカプラーの分岐を増やせば、可視域の複数の波長で選択や、より多くの波長での測定が可能である。

受光光学系２０は、被検眼８０の眼底８１からの反射光束を受光し受光部２１に導くためのものである。受光光学系２０は、例えば、受光部２１、ハルトマン板２２、集光レンズ２０１、絞り２０２、集光レンズ２０３、反射板２０４、集光レンズ２０５を有する。また、被検眼８０からビームスプリッタ１０４までは照明光学系１０と共通光学系となっている。被測定眼８０の球面成分、３次の非点収差、その他の高次収差までも測定するには、ハルトマン板２２は、反射光束を少なくとも１７本の複数の分割光束に分割するためのマイクロレンズアレイを有する。マイクロレンズアレイとして、例えば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が用いられる。マイクロレンズアレイには、長焦点又は高感度のレンズを用いても良く、短焦点又は高密度のレンズを用いても良い。眼底８１からの反射光束は、ハルトマン板２２により複数の分割光束に分割され、各分割光束は受光部２１の受光面上に集光する。受光部２１は、ハルトマン板２２で分割された複数の分割光束を受光する。受光部２１で受光された受光信号（○内に４）による撮影画像を解析することにより、波面収差が求められ、波面収差の波長による変化から波面の色収差が求められる。受光信号（○内に４）は演算部９０に送信される。また、集光レンズ２０１は絞り２０２を通過した反射光束を平行光束にしてハルトマン板２２に導く。反射板２０４は受光部２１に向かう反射光束の光軸の方向を光源部１１からの照明光束の光軸の方向と一致させるためのものである。

被検眼８０からの反射光束はビームスプリッタ１０４まで近軸的には照明光束と同じ光路を辿る。但し、シングルパス測定のときは、それぞれの光束径は違い、照明光束のビーム径は、反射光束に比べかなり細く設定される。照明光束のビーム径は、例えば、被検眼８０の瞳位置で１ｍｍ程度、反射光束のビーム径は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なうこともできる。

光学系移動手段１５は、照明光学系１０、受光光学系２０及び後述する固視光学系７０を含む図１の点線で囲まれた部分を一体的に移動させる。例えば、光源部１１からの照明光束が眼底８１で反射されたとして、その反射光束による受光部２１での信号ピークが最大となる関係を維持して、受光部２１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ように調整する。一体的に移動させるには、照明光学系１０、受光光学系２０及び固視光学系７０を１つのステージ上に構成すれば良い。この場合、各光学系の調整距離が微妙に異なる場合には別々に微調整できるようにするのが良い。なお、照明光学系１０、受光光学系２０、固視光学系７０を別々に移動させるようにしても良い。光学系移動手段１５は移動制御信号（○内に３）で制御される。

前眼部照明系３０は、例えば、プラチドリング（ＰＬＡＣＩＤＯ’Ｓ ＤＩＳＣ）若しくはケラトリング等のリング状光源３１又は点状光源を用いて前眼部８２を所定パターンで照射するものである。プラチドリングは、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影するためのものである。ケラトリングを用いた場合、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、リング状光源３１から発せられる光束の波長は、照明光学系１０における照明光束の波長（ここでは５６０ｎｍ，８４０ｎｍ）と異なる領域の波長（例えば、９４０ｎｍ）を選択できる。リング状光源３１は制御信号（○内に６）で制御される。

前眼部観察系４０は、前眼部照明系３０で照射され、被検眼８０の前眼部８２から反射する反射光束を観察するためのものである。前眼部観察系４０は、例えば、受光部４１、テレセントリック絞り４２、集光レンズ４０１〜４０３、ビームスプリッタ４０４を有する。また、被検眼８０からビームスプリッタ１０６までは照明光学系１０等と共通光学系となっている。受光部４１は例えばＣＣＤで構成され、プラチドリング、ケラトリング等のパターンが受光される。テレセントリック絞り４２は、前眼部像がぼけないようにするための絞りである。また、集光レンズ４０１は反射光束を集光する光束にして受光部４１に導く。受光部４１は受光信号（○内に７）を演算部９０に送信する。集光レンズ４０２と集光レンズ４０３の間に配設されたビームスプリッタ４０４は前眼部観察系４０の反射光束を透過し、後述する第２の調整光学系６０の出射光束を反射させるダイクロイックミラーで構成される。

第１の調整光学系５０は、作動距離調整、すなわち被検眼８０の位置（照明光学系１０及び受光光学系２０の光軸方向の位置）の調整を主に行なうものであって、光源部５１、受光部５２、集光レンズ５０１，５０２を有する。ここで、作動距離調整は、例えば、光源部５１から出射された光束を集光レンズ５０１により平行光束とし被検眼８０に向けて照射すると共に、この被検眼８０からの反射光束を集光レンズ５０２を介して受光部５２で受光することにより行われる。被検眼８０が適正な作動距離にある場合、受光部５２の光軸上に、光源部５１からのスポット像が形成される。他方、被検眼８０が適正な作動距離から前後に外れた場合、光源部５１からのスポット像は、受光部５２の光軸より上又は下に形成される。受光部５２は、光源部５１、光軸、受光部５２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）等を使用できる。光源部５１は制御信号（○内に９）で制御され、受光部５２は受光信号（○内に１０）を演算部９０に送信する。受光信号（○内に１０）は演算部９０で作動距離調整に使用される。

第２の調整光学系６０は、例えば、被検眼８０のＸＹ方向（被検眼８０近傍の照明光学系１０及び受光光学系２０の光軸と垂直な面内）のアライメント調整を行なうものであって、アライメント用光源部６１と集光レンズ６０１を有する。また、被検眼８０からビームスプリッタ４０４までは前眼部観察系４０と共通光学系となっている。

固視光学系７０は、例えば、被検眼８０に、固視や雲霧をさせる為の視標を投影するためのものであって、光源部（例えば、ランプ）７１、固視標７２、集光レンズ７０１、反射板７０２を有する。光源部７１からの光束で固視標７２を眼底８２に照射することにより、被検眼８０にその像を観察させ、視線を固視標７２に安定させる。また、被検眼８０からビームスプリッタ１０５までは照明光学系１０等と共通光学系となっている。反射板７０２は固視光学系７０における光源部７１からの出射光束の光軸の方向を、照明光学系１０における光源部１１からの照明光束の光軸の方向、及び受光光学系２０における受光部２１に向かう反射光束の光軸の方向と一致させるためのものである。光源部７１は制御信号（○内に１１）によって制御される。

上述の光学系は、主に、入射光線が細いシングルパスとして説明したが、本実施の形態は、入射光線が太いダブルパスとしての波面収差測定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９０による測定・計算処理は同様である。

この光学系全体において、被検眼８０の眼底、固視光学系７０の固視標７２、光源部１１、受光部２１が共役である。また、被検眼８０の眼の瞳（虹彩）、ロータリープリズム１０８、受光光学系２０のハルトマン板２２、照明光学系１０の絞り１０２が共役である。

［電気系構成］
図３に、波面収差測定装置１の電気系の構成例を示す。
波面収差測定装置１は、演算部９０と、制御部９１と、入力部９２と、表示部９３と、記憶部９４と、第１の駆動部９５と、第２の駆動部９６とを備える。

演算部９０は、受光部２１で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部９０１、波面収差演算部９０１で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部９０２、求めるべき波面の色収差が、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部９０３、再測定判定部９０３において、次回の測定を行なうと判定された場合には、追加又は変更する波長を選択する波長選択部９０４、受光部２１又は受光部４１で受光された各波長の光に基づいて測定された波面収差及びその他の測定データから被検眼に関する種々の光学特性を解析する光学特性解析部９０５を備える。光学特性解析部９０５では、例えば、点像分布係数（ＰＳＦ）、被検眼の伝達特性を示すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、視力、瞳径、コントラスト感度等を解析する。

演算部９０には、受光光学系２０の受光部２１からの受光信号（○内に４）と、前眼部観察系４０の受光部４１からの受光信号（○内に７）と、第１の調整光学系５０の受光部５２からの受光信号（○内に１０）とが入力される。演算部９０は、受光光学系２０からの受光信号（○内に４）、前眼部観察系４０からの受光信号（○内に７）に基づいて被検眼８０の光学特性（例えば、波面収差、波面の色収差）を求める。また、第１の調整光学系５０からの受光信号（○内に１０）に基づいて被検眼８０の作動距離を演算する。演算部９０は、これら演算結果に応じた信号又は他の信号・データを、光学系及び電気系の制御を行なう制御部９１と、表示部９３と、記憶部９４とにそれぞれ適宜出力する。

制御部９１は、演算部９０からの信号に基づいて、照明光学系１０の光源１１１，１１２の点灯、消灯を制御したり、光学系移動手段１５を制御したり、第１の調整光学系５０の光源部５１、第２の調整光学系６０の光源部６１、前眼部照明系３０の光源３１、固視光学系７０の光源部７１、第１の駆動部９５及び第２駆動部９６を制御したりするためのものである。制御部９１は、演算部９０での演算結果に応じた信号に基づいて制御を行なう。すなわち、照明光学系１０の光源１１１，１１２に波長選択信号（○内に１、○内に２）を送信し、波長の切り替えを制御したり、第１の調整光学系５０の光源部５１、第２の調整光学系６０の光源部６１、前眼部照明系３０の光源３１、固視光学系７０の光源部７１に制御信号（それぞれ○内に９、○内に５、○内に６、○内に１１）を送信して制御したり、第１の駆動部９５を駆動してロータリープリズム１０８の回動を制御する回動制御信号（○内に８）を送信させたり、第２の駆動部９６を駆動して光学系移動手段１５に移動制御信号（○内に３）を送信させたりする。また、制御部９１は波面収差測定装置１の機能を発揮させるための諸制御を行なう。さらに、制御用プログラムを用いて光源部１１から出射される光の波長の切り替え等に関して自動制御を行なっても良い。

入力部９２は、操作者が、各種データを入力するためのキーボード、表示部９３に表示されたボタン、アイコン、位置、領域等を指示するためのポインティングデバイスを有する。表示部９３は測定結果、演算結果、解析結果や操作者がデータを入力、指示するためのウインドウ等を表示する。記憶部９４は被検眼８０に関するデータ、波面収差の演算や補正に用いるデータ、測定における設定データ等を記憶する。また、測定を自動的に行なう場合等の制御用プログラムを記憶することもできる。

第１の駆動部９５は、ロータリープリズム１０８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回動制御信号（○内に８）を出力してレンズ移動手段を駆動する。第２の駆動部９６は、例えば、演算部９０に入力された受光部２１からの受光信号（○内に４）に基づいて、照明光学系１０、受光光学系２０及び固視光学系７０の主要部を一体的に光軸方向に移動させる光学系移動手段１５を駆動するものであり、光学系移動手段１５に対して移動制御信号（○内に３）を出力して駆動する。受光光学系２０等を光軸方向に移動させることにより、球面成分の補償を行なうことができる。

［測定フローチャート］
図４に、波面収差測定のフローチャートの例を示す。
被検者が測定位置に来て測定が開始されると、被検眼８０を測定できる位置に波面収差測定装置１をアライメントする（Ｓ１１０）。このアライメントは、第１の調整光学系５０及び第２の調整光学系６０により行なわれ、手動でも自動でもよい。次に、測定開始のためトリガーがなされる（Ｓ１２０）。トリガーとしては、例えば、操作者による入力部９２からの測定開始ボタンの操作により行なわれる。なお、演算部９０でアライメントの終了信号を受けて行っても良い。トリガーに従い、照明光学系１０、受光光学系２０、前眼部照明系３０、前眼部観察系４０、固視光学系７０等が測定可能な状態で待機する。次に、演算部９０の波長選択部９０４により、照明光学系１０の光源部１１からの照明光束の波長が設定される（Ｓ１３０）。波長選択部９０４は測定に使用する単数又は複数の波長と測定を行なう波長の順序を設定し（これにより所定数、すなわち、測定に使用する波長数も設定される）、かつその都度の測定に用いる波長を選択する。ここでは、光源１１１は近赤外域の光源（波長８４０ｎｍ）、光源１１２は可視域の光源（波長５６０ｎｍ）とし、測定に使用する波長をこれらの光源の波長とし、所定数を２とする。通常の測定では、可視域の光での測定はまぶしいので、眼に優しい近赤外域の波長で測定される。近赤外域の光の測定で充分な結果が得られれば、近赤外域の光の測定だけで済ませることが望ましく、近赤外域の光の測定で充分な結果が得られない場合に、可視域の光での測定を行なうことが望ましい。また、選択すべき波長が複数ある場合には、長い波長から短い波長の順に測定が行われることが、眼への負担をできるだけ小さくでき望ましい。そこで、最初は光源１１１で測定を行なうこととする。制御部９１は照明光学系１０の光源１１１，１１２に波長選択信号（○内に１、○内に２）を送信し、光源１１１を点灯し、光源１１２を消灯する。次に、近赤外域の波長で波面収差の測定が行われる（Ｓ１４０）。波面収差測定（Ｓ１４０）は次のようである。まず、照明光学系１０では、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に集光するように照射する（Ｓ１４１）。次に、受光光学系２０では、眼底８１からの反射光束をハルトマン板で複数の分割光束に分割し、複数の分割光束を受光部２１で受光する（Ｓ１４２）。受光部２１では演算部９０に受光信号（○内に４）を送信する。次に、演算部９０では、波面収差演算部９０１において、受光部２１で受光された近赤外域における波長の光について波面収差を演算して求める（Ｓ１４３）。

波面収差の測定（Ｓ１４０）の後に、演算部９０は、再測定判定部９０３において、所定数の波長で測定されたか否かを判定する（Ｓ１５０）。ここでは所定数は２である。再測定判定部９０３は波長数が所定数に達していない、すなわち未だ可視域における波長の光について測定がされていないと判定された場合には、波長選択部９０４において再度、光源部１１からの照明光束の波長が設定（ここでは選択）される（Ｓ１３０）。この場合、先の設定工程（Ｓ１３０）で設定された測定に用いる波長の順序に従い波長が選択される。ここでは、光源１１２で測定を行なうものとし、制御部９１は照明光学系１０の光源１１１，１１２に波長選択信号（○内に１、○内に２）を送信し、光源１１１を消灯し、光源１１２を点灯する。次に、可視域の波長で波面収差の測定が行われる（Ｓ１４０）。波面収差測定（Ｓ１４０）内容は近赤外域の波長での波面収差の測定と同様（Ｓ１４１〜Ｓ１４３）である。波面収差の測定（Ｓ１４０）の後に、再測定判定部９０３により波長数が所定数に達したか否かを判定する（Ｓ１５０）。波長数が所定数に達したと判定されるまで波面収差の測定が繰り返される（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）。ここでは所定数が２なので、波長数が所定数に達したと判定される。再測定判定部９０３により波長数が所定数に達したと判定された場合には、色収差演算部９０２にて波面収差演算部９０１で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差の解析が行なわれる（Ｓ１６０）。ここでは、基準波長（例えばｄ線５８７．５６ｎｍに近い測定波長５６０ｎｍ）での波面収差からの波長変化による差異を色収差として求めることとする。基準波長での波面収差は記憶部９４に記憶しておき、色収差は各波長（ここでは、８４０ｎｍ及び５６０ｎｍ）で測定された波面収差から基準波長での波面収差を差し引いて求められる。例えばｄ線（５８７．５６ｎｍ）に近い測定波長５６０ｎｍを基準として、軸上色収差と波面での色収差を求める。各波長での色収差が求められれば、波面収差測定を終了する。なお、図４では、色収差の解析（Ｓ１６０）で終了するが、波面収差の測定結果、その他の測定結果に基づいて光学特性の解析を行なうこともできる。光学特性解析部９０５では、例えば、ＰＳＦ、ＭＴＦ、視力、瞳径、コントラスト感度等を解析する。これらの解析結果は、例えば、第５の実施の形態や第１０の実施の形態における再測定判定に用いられる。

［ゼルニケ解析とＲＭＳ］
波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）の測定では、ゼルニケ解析を用いる。ハルトマン板２２を介して受光部２１で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼８０の光学特性を把握するための重要なパラメータであるゼルニケ係数ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉを算出する。演算部９０は、波面収差演算部９０１において、ゼルニケ係数ｃ_ｉ ^２ｊ−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。

図５に波長５６０ｎｍ及び波長８４０ｎｍにおける波面収差の測定値をゼルニケ係数表示した一覧表、図６に波長５６０ｎｍ及び波長８４０ｎｍにおける波面収差の測定例のゼルニケ係数をグラフ化したものを示す。図５及び図６において、ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉをＣｉｋ（ｋ＝２ｊ−１）又はｃｉｋ（ｋ＝２ｊ−１）と表現している（なお、ｉは正整数であるが、ｋは正又は負の整数である）。この測定例では、波長５６０ｎｍと波長８４０ｎｍのゼルニケ係数ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉ、すなわち、波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）に差異が生じていることがわかる。

つぎに、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ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉを算出する方法について説明する。ゼルニケ係数ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉは、例えば、ハルトマン板２２を介して受光部２１で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼８０の光学特性を把握するための重要なパラメータである。
被検眼８０の波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、ゼルニケ係数ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉ、ゼルニケ多項式Ｚ_ｉ ^２ｊ−ｉを用いて次式で表される。

ただし、（Ｘ，Ｙ）はハルトマン板２２の縦横の座標である。

また、波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、受光部２１の縦横の座標を（ｘ，ｙ）、ハルトマン板２２と受光部２１の距離をｆ、受光部２１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。

ここで、ゼルニケ多項式Ｚ_ｉ ^２ｊ−ｉは、以下の数式で表される。

なお、ゼルニケ係数ｃ_ｉ ^２ｊ−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。

ただし、Ｗ（Ｘ，Ｙ）：波面収差、（Ｘ，Ｙ）：ハルトマン板座標、（△ｘ，△ｙ）：受光部２１で受光される点像の移動距離、ｆ：ハルトマン板２２と受光部２１との距離。

また、演算部９０は、ゼルニケ係数ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉを用いて次式により収差量ＲＭＳ_ｉ ^２ｊ−ｉを算出する。

［光学特性解析］
光学特性解析部９０５では、例えば、点像分布係数（ＰＳＦ）、被検眼８０の伝達特性を示すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、視力、瞳径、コントラスト感度等を解析する。ＰＳＦ、ＭＴＦは受光部２１の出力からハルトマン板による点光源像に基づき求められる。ＰＳＦを記憶部９４に記憶しておき、これを参照して視力シミュレーションを行なう。波面収差から得られた網膜像にＰＳＦを重ね合わせる（例えば畳み込み積分する）ことにより、視力シミュレーション像を得ることができる。これらの光学特性は、被検眼８０の状況を表わすものであり、ＩＯＬの使用などの発見を容易にし、また、再測定を行なうべきか否かの判定に使用される。

光学特性解析部９０５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。ここにｋは波数ベクトルである。

光学特性解析部９０５は、ランドルト環（又は任意の像）の輝度分布関数Ｌａｎｄ（ｘ，ｙ）を計算する。Ｌａｎｄ（ｘ，ｙ）を２次元フーリエ変換して空間周波数分布ＦＲ（ｕ，ｖ）を求める。瞳関数ｆ（ｘ，ｙ）に基づき、眼球の空間周波数分布ＯＴＦを算出し、ランドルト環（又は任意の像）の空間周波数分布ＦＲ（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周波数分布ＯＲ（ｕ，ｖ）を求める。
ＦＲ（ｕ，ｖ）×ＯＴＦ（ｕ，ｖ）→ＯＲ（ｕ，ｖ）
光学特性解析部９０５は、つぎに、ＯＲ（ｕ，ｖ）を２次元逆フーリエ変換してランドルト環（又は、任意の像）の輝度分布画像ＬａｎｄＩｍａｇｅ（Ｘ、Ｙ）を求める。

つぎに、光学特性解析部９０５は先に求めたＰＳＦを記憶部９４を参照して求め、求めたＰＳＦとＬａｎｄＩｍａｇｅ（Ｘ，Ｙ）とをコンボリュ−ションすることで新たな網膜像のシミュレーション像を得る。

光学特性解析部９０５はランドルト環原画像に対応して、テンプレートマッチングを行なう。テンプレート画像を設定し、記憶部９４にランドルト環の大きさを示す識別子に対応してこのようなテンプレート画像を記憶する。光学特性解析部９０５は、設定されたランドルト環の大きさに従いテンプレート画像を記憶部９４から読み取り、その空間周波数分布Ｔｅｍｐ（ｘ，ｙ）を求める。つぎに、Ｔｅｍｐ（ｘ，ｙ）の２次元フーリエ変換ＦＴ（ｕ，ｖ）を求める。網膜像のシミュレーションによる視標画像データの空間周波数分布の２次元フーリエ変換ＯＲ（ｕ，ｖ）を求め、ＯＲ（ｕ，ｖ）とテンプレートの空間周波数分布ＦＴ（ｕ，ｖ）とを次式のように掛け合わせ、ＯＴｍｐ（ｕ，ｖ）を求める。
ＯＲ（ｕ，ｖ）×ＦＴ（ｕ，ｖ）→ＯＴｍｐ（ｕ，ｖ）

光学特性解析部９０５は、ＯＴｍｐ（ｕ，ｖ）を２次元逆フーリエ変換を行ない、ＴｍｐＩｍ（Ｘ，Ｙ）（４ａ×４ａの複素数行列）を求める。ＴｍｐＩｍ（Ｘ，Ｙ）の絶対値の最大値を取得して点数ｎとする。このような相関をとることにより、シミュレーション視標画像が原画像に近ければ点数が高く、ぼやけた場合はそれに応じて点数が低くなる。

光学特性解析部９０５は、視力シミュレーションとしてコントラスト感度を算出することができる。波面収差に基づき眼球光学系のＭＴＦであるＭｏｐｔ（ｒ，ｓ）を求め、求めたＭＴＦに基づきコントラスト感度を算出する。また、算出したコントラスト感度を表示部９３に表示する又は記憶部９４に記憶する。

次に、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の算出について説明する。ＭＴＦは、空間周波数の伝達特性を示す指標であって、光学系の性能を表現するために広く使われている。このＭＴＦは、例えば、１度当たり、０〜１００本の正弦波状の濃淡格子に対しての伝達特性を求めることで見え方を予測することが可能である。以下に説明するように、単色ＭＴＦを用いてもよいし、白色ＭＴＦを用いてもよい。

まず、単色ＭＴＦを波面収差Ｗ（ｘ，ｙ）から算出する。なお、Ｗ（ｘ，ｙ）は、入力値（測定値）であって、角膜収差に関しては、角膜形状から求めた角膜波面収差を用いることもできる。単色ＭＴＦを求めるに際し、光学特性解析部９０５は、瞳関数ｆ（ｘ，ｙ）を波面収差から以下のように求める。
ｆ（ｘ，ｙ）＝ｅ^{ｉｋＷ（ｘ，ｙ）}
（ｉ：虚数、ｋ：波数ベクトル（２π／λ）、λ：波長）
このとき、スタイルス・クロフォード効果を考慮して（ｅ^−ａｒｐ）^２（ａは、例えば０．０５程度）をかけても良い。ここで、ｒ_ｐは瞳半径である。

光学特性解析部９０５は、この瞳関数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。
（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 ）
演算部２１０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）

つぎに、光学特性解析部９０５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。

また、ＯＴＦの大きさがＭＴＦであるため、
ＭＴＦ（ｒ，ｓ）＝｜ＯＴＦ（ｕ，ｖ）｜
が成り立つ。

つぎに、上述のように求められた単色ＭＴＦに基づいて、白色光ＭＴＦを算出する。白色光ＭＴＦを求めるには、まず、各波長でのＭＴＦに重み付けをし、足し合わせる。ここで、上述のＭＴＦは、波長ごとに値が異なるため、波長λでのＭＴＦをＭＴＦ_λと表わすと、

ここでは、可視光に多く重み付けをし、計算を行なう。
具体的には、色の３原色（ＲＧＢ）である赤、緑、青が、例えば、６５６．２７ｎｍ：１、５８７．５６ｎｍ：２、及び４８６．１３ｎｍ：１であるとすると、
ＭＴＦ（ｒ，ｓ）＝（１×ＭＴＦ_{６５６．２７}＋２×ＭＴＦ_{５８７．５６}＋１×ＭＴＦ_{４８６．１３}）／（１＋２＋１）
となる。

また、白色光ＭＴＦは、一波長（８４０ｎｍ）のみで測定されるので、この測定結果に基づいて他の波長について校正を行ない、白色に補正することにより求めてもよい。具体的には、各波長でのＭＴＦは、眼の収差の場合、測定波長が、例えば、８４０ｎｍであるとき、模型眼により各波長８４０ｎｍでの波面収差Ｗ_８４０（ｘ，ｙ）からのずれ量に相当する色収差Ｗ_Δ（ｘ，ｙ）を測定し、この色収差Ｗ_Δ（ｘ，ｙ）にＷ_８４０（ｘ，ｙ）を足し合わせ、この波面収差によりＭＴＦを算出することにより求められる。すなわち、
Ｗ_λ（ｘ，ｙ）＝Ｗ_８４０（ｘ，ｙ）＋Ｗ_Δ（ｘ，ｙ）
となる。

また、上述のように求められたＰＳＦ＝Ｉ（ｕ，ｖ）に基づいて、白色光ＰＳＦを算出できる。白色光ＰＳＦを求めるには、まず、白色光ＭＴＦを求めたと同様に、各波長でのＰＳＦに重み付けをし、足し合わせれば良い。重み付けは、例えば、波長ごとの視感度特性を利用する、もしくは、高齢者の場合は水晶体が黄ばんでいる場合があるため、黄ばんでいる眼に対する視感度特性を利用して重み付けをすることで、個々の被検眼に合わせた見えの客観的評価に使用できる。

図７に白色ＰＳＦの例を示す。輪は白色ＰＳＦの等高線である。

図８に視力シミュレーション像の例を示す。図８（ａ）に原画像を、図８（ｂ）にミュレーション像を示す。記憶部９４に記憶したＰＳＦを参照し、波面収差から得られた網膜像にＰＳＦを重ね合わせる（例えば畳み込み積分する）ことにより、視力シミュレーション像を得られる。ミュレーション像は原画像に比してコントラスト感度が落ちている。

次に、コントラスト感度について説明する。コントラスト感度は、次式で表される。
（例えばＰｅｔｅｒ Ｇ． Ｂａｒｔｅｎ：Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｕｍａｎ Ｅｙｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｑｕａｌｉｔｙ． ＳＰＩＥ， Ｄｅｃ １９９９参照）

ここで、各パラメータは以下の通りである。Ｍ_ｏｐｔ（ｒ、ｓ）：眼球光学系のＭＴＦ、ｋ：Ｓ／Ｎ比：３、Ｔ：神経系の加重時間：０．１ｓｅｃ、Ｘ_０：物体の視角：３．８ｄｅｇ、Ｘ_ｍａｘ：空間加重の最大視角：１２ｄｅｇ、Ｎ_ｍａｘ：加重したときの最大周波数：１５ｃｙｃｌｅｓ、η：眼の光受容器の量子効率：０．３、ｐ：光源の光子換算係数（ＣＲＴ）：１．２４（液晶でも可）、Ｅ：網膜照度（Ｔｒｏｌａｎｄ）：５０（ｃｄｍ^２）×ｒ^２π（ｍｍ）＝５０ｒ^２π（ｔｄ）（ｒ：瞳半径）１００以下、Φ_０：神経系ノイズのスペクトル密度：３×１０８ｓｅｃ・ｄｅｇ^２、ｕ_０：側方抑制の空間周波数：７ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇ。この式を用いることにより眼球光学系によるコントラスト感度ではなく、他の要素（例えば、神経系）も加味した視覚系全体のコントラスト感度が予測できる。
空間周波数に対応する視覚系全体のコントラスト感度を求めることで、例えば、縞視標の見え具合を予測することができる。また、眼科医等は、例えば、表示部に表示されたコントラスト感度と自覚測定による感度とを比較することができる。

以上により、本実施の形態によれば、近赤外域と可視域の光での眼の色収差、すなわち波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる装置及び方法を提供できる。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態は、照明光学系１０の光源部１１に、近赤外域の光を発光する１光源と可視域の光を発光する１光源の、合計２光源を使用する例を説明したが、第２の実施の形態は、照明光学系１０の光源部１１に、近赤外域の光を発光する１光源と可視域のそれぞれ異なる波長の光を発光する３光源の、合計４光源を使用し、これらを順次切り替えて測定を行なう例を説明する。第１の実施の形態と同じ部位については同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する（以下の実施の形態についても同様とする）。主として第１の実施の形態と異なる点について説明する。光学系の構成（図１参照）については、可視域の光を発光する３光源として赤、緑、青の光を発光するＬＥＤ、又はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）、ｅ線（５４６．０７ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）（このうち３波長を用いる）等を発光するレーザー若しくはＳＬＤ等を使用できる。４つの光源からの光を、それぞれ４つのファイバーに入射し、ツリー型のファイバーカプラーとして４分岐カプラーを使用して光路を切り替え、１本のファイバーの出射端から出射させる。また、波面収差測定のフローチャート（図４参照）については、波長の設定工程（Ｓ１３０）において、波長選択部９０４は測定に用いる４つの波長と測定を行なう順序を設定し（所定数も４に設定される）、設定された順序で測定に用いる波長を選択する。また、再測定判定部９０３では４つの波長での測定の後に所定数の波長で測定されたと判定され、その後に色収差演算部９０２で色収差の解析が行なわれる。このときの色収差は、測定光の中の１波長を選択する、又は波長ごとの測定結果をゼルニケ係数ごとに多項式フィッティングなどを行ない、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準にするなどで算出する。その他の構成及び処理フローは第１の実施の形態と同様であり、近赤外域と可視域の光での眼の色収差、すなわち波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる装置及び方法を提供できる。なお、さらに多数の光源と多分岐カプラーを使用することにより、多数の波長での色収差を求めることも可能である。また、光源部１１に複数の光源を使用する場合に、波長の切り替えを容易にできる。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、照明光学系１０の光源部１１として波長可変レーザーを使用し、近赤外域の１波長と可視域のそれぞれ異なる３波長の光を選択し、これらの波長を切り替えて測定する例を説明する。第２の実施の形態と異なる点は、ツリー型のファイバーカプラーを使用せず、波長可変レーザーが出射する光の波長を切り替えて測定を行なう点である。光源部１１からの出射波長の切り替えは、例えば測定すべき波長のみ透過するフィルターを取り替えて用いることにより、又は波長可変フィルターを用いることにより行なうその他の構成及び処理は第２の実施の形態と同様であり、同様の効果を奏する。なお、２つの波長可変レーザーと２分岐型のファイバーカプラーを組み合わせる等、適当に組み合わせて使用することも可能である。さらに多数のフィルターを使用することにより、多数の波長での色収差を求めることも可能である。

図９に波長可変フィルターとして、液晶波長可変フィルター（特開２００６−１５８５４７号公報参照）のバンドパス特性の例を示す。横軸に波長（ｎｍ）を、縦軸に透過率（％）を示す。液晶波長可変フィルターは、液晶への印加電圧を変化させることにより、透過波長を４００〜７２０ｎｍの範囲で選択可能である。図には、透過中心波長を１０ｎｍずつ変化させたときの透過光の変化の様子を示す。透過光の波長幅は約２０ｎｍであり、透過光量のピーク値は波長の増加に伴い、ほぼ単調に増加している。このフィルターは可視域をカバーできるので、近赤外域と可視域の２レーザーと２分岐カプラーとこのフィルターで光源部１１を構成できる。

図１０に液晶波長可変フィルターの構成例を示す。液晶波長可変フィルターは液晶チューナブルフィルター（ＬＣＴＦ ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を数段組み合わせることにより波長を選択する。１つのＬＣＴＦは偏光板で固定波長板と液晶可変波長板を挟んで構成され、この固定波長板と液晶可変波長板の偏光板となす角度は、発生する常光線と異常光線の光路長差が液晶可変波長板によりコントロールできるように４５度に固定されている。

１枚の波長板について、その厚みをｄとすると常光線と異常光線の光路長差Ｒは次式のよに表される。
Ｒ＝ｄ×（ｎ（ｅ）−ｎ（ｏ））
ここに、ｎ（ｅ）は通常光線についての屈折率、ｎ（ｏ）は異常光線についての屈折率である。固定波長板と液晶可変波長板を組み合わせ、液晶可変波長板への印加電圧を変化させることによって光路長差Ｒが変化する。光路長差Ｒの光を偏光板により４５度方向で取り出して干渉フィルター化している。
全体の透過率Ｔは波長をλとして次式のようになり、光路長差Ｒにより変化する。
Ｔ＝（１／２）ｃｏｓ^２（πＲ／λ）

図１１に液晶波長可変フィルターの波長選択方法の例を示す。出力される波長幅を狭める為に厚さの異なる波長板の組み合わせを数段（図の例では６段）重ねて、２０ｎｍの波長幅を実現している。図１１（ａ）に６段の各ＬＣＴＦのフィルター特性を重ねて示す。図１１（ｂ）に６段のＬＣＴＦを重ねた液晶波長可変フィルターのフィルター特性を示す。各ＬＣＴＦの液晶可変波長板への印加電圧を変化することにより透過中心波長を任意に高速で変更でき、任意の波長成分の光を取り出すことができる。液晶波長可変フィルターは、入射光の偏光方向に影響されるので偏光した光を使用するときは、入射光の偏光角に対応したアライメントが必要である。この場合でも、液晶波長可変フィルターからの射出光は、入射光と同じ偏光方向に維持される。

［第４の実施の形態］
第１の実施の形態では、測定する単数又は複数の波長を選択した後は、これらの波長について１回ずつ測定する例を説明したが、第４の実施の形態では、繰り返して連続的に測定を行なう例を説明する。例えば、制御部９１でタイミングパルスを生成し、タイミングパルスに基づいて光源部１１に切り替え信号を送信し、波面収差演算部９０１へ受光信号を送信するようにプログラミングすることにより、繰り返して連続的に測定を行なうことが可能になる。また、そのプログラムを記憶部９４に記憶し、制御部９１で読み出して使用する。その他の装置構成については第１の実施の形態と同様である。

図１２に、本実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。主として第１の実施の形態（図４参照）と異なる点について説明する。波面収差測定装置１のアライメント（Ｓ１１０）の次に、測定時間について初期設定を行なう（Ｓ１１５）。例えば、入力部９２からキーボード等で測定時間を４０秒と設定する。設定された測定時間は記憶部９４に記憶される。測定開始トリガー（Ｓ１２０）及び波長選択部９０４での光源の波長設定（Ｓ１３０）から再測定判定部９０３での波長数の判定（Ｓ１５０）までの波面収差測定のループまでは第１の実施の形態と同様である。再測定判定部９０３により波長数が所定数に達したと判定された場合には、次に、再測定判定部９０３により測定時間が終了したか否かが判定される（Ｓ１５２）。再測定判定部９０３は測定に要した時間を記憶部９４に記憶した測定時間と比較して、測定に要した時間が記憶部９４に記憶した測定時間に満たないと判定された場合には、波長選択部９０４での光源の波長設定（Ｓ１３０）から再測定判定部９０３での波長数の判定（Ｓ１５０）までの波面収差測定のループが繰り返えされる。測定に要した時間が記憶部９４に記憶した測定時間以上と判定された場合に波面収差の測定が終了する（Ｓ１５４）。次の色収差の解析（Ｓ１６０）は第１の実施の形態と同様であるが、各波長での測定が繰り返して連続して行なわれることにより、各波長につき複数のデータを利用して、経時変化の測定や統計処理ができる。また、光源部１１から出射する光の波長の順序を予め定め、プログラム等で自動制御することにより、一連の測定を効率化できる。

図１３に繰り返して連続的に測定を行なう場合の制御信号のタイミングの例を示す。制御部９１はＣＣＤを用いてタイミング信号パルスを生成する。（ａ）にタイミング信号パルスを示す。パルス間隔は例えば３０ｍｓｅｃとする。制御部９１はタイミング信号パルス毎に光源１１１及び光源１１２に交互に波長選択信号（○内に１、○内に２）を送信して、光源１１１及び光源１１２の点灯と消灯を制御する。（ｂ）に光源１１１への波長選択信号（○内に１）を、（ｃ）に光源１１２への波長選択信号（○内に２）を示す。光源１１１及び光源１１２は波長選択信号（○内に１、○内に２）が送信されている間に発光し、照明光学系１０にて被検眼８０を照射し、その反射光束が受光部２１に受光され、受光信号（○内に４）が演算部９０に送信される。演算部９０では、受光信号を受けて、波面収差演算部９０１が波面収差を演算して求める。（ｄ）に受光信号（○内に４）を示す。受光信号（○内に４）は異なる波長での信号をプラス信号とマイナス信号により区別して送信する。そして、これらの信号は繰り返して連続的に送信され、２つの波長で繰り返して連続的に測定が行なわれる。なお、光源数を３以上に増やして繰り返して連続的に測定を行なうようにすることも可能である。この場合、受光信号は例えば３以上のレベルに分けるようにする。

［第５の実施の形態］
第１の実施の形態では、照明光学系１０の波長の設定（Ｓ１３０）において、波長選択部９０４は測定に使用する波長と測定を行なう順序を設定する際に、設定を１度だけ行ない、２つの波長で１回ずつ測定する例を説明したが、本実施の形態では、設定を２度以上行ない、しかも、使用する波長が追加又は変更される例を説明する。例えば、再測定判定部９０３において、求めるべき波面収差が、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する。このため、照明光学系１０の光源部１１に、異なる波長の光を発光する複数の光源を使用し、ツリー型のファイバーカプラーを使用し、異なる波長の光を順次切り替えて測定を行なう。その他の装置（光学系及び電気系）構成については、第１の実施の形態と同様である。

図１４に、第５の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。第１の実施の形態（図４参照）と異なる点を主に説明する。まず、最初に近赤外域の波長（８４０ｎｍ）を設定し、次に可視域の波長（５６０ｎｍ）に設定する例を説明する。波面収差測定装置１のアライメント（Ｓ１１０）及び測定開始トリガー（Ｓ１２０）は第１の実施の形態と同様である。次に、波長選択部９０４での光源の波長設定（Ｓ１３０）では、最初に近赤外域の波長（８４０ｎｍ）に設定し、所定数を１とする。通常の測定では、可視域の光での測定はまぶしいので、眼に優しい近赤外域の波長で測定がなされる。近赤外域の光の測定で充分な結果が得られれば、近赤外域の光の測定だけで済ませることが望ましく、近赤外域の光の測定で充分な結果が得られない場合に、可視域の光での測定を行なうことが望ましい。そこで、最初は近赤外域の波長に設定し、光源１１１で測定を行なうこととする。制御部９１は照明光学系１０の光源１１１，１１２に波長選択信号（○内に１、○内に２）を送信し、光源１１１を点灯し、光源１１２を消灯する。次に、近赤外域の波長で波面収差の測定が行われる（Ｓ１４０）。波面収差測定（Ｓ１４０）では、眼底８１に照明光束が照射され（Ｓ１４１）、反射光束が受光部２１で受光され（Ｓ１４２）、波面収差演算部９０１により波面収差が求められる（Ｓ１４３）。次に、演算部９０は、再測定判定部９０３において、所定数の波長で測定されたか否かを判定する（Ｓ１５０）。所定数の波長で測定されていないと判定された場合には光源の波長設定（Ｓ１３０）に戻り、所定数の波長で測定されたと判定されるまでループを辿る。ここでは所定数は１なので、再測定判定部９０３では所定数の波長で測定されたと判定される。次に、再測定判定部９０３は、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する（Ｓ１５５）。

再測定判定部９０３において、次回の測定を行なうと判定された場合には、光源の波長設定（Ｓ１３０）に戻り、波長選択部９０４において追加又は変更する波長を設定する。ここでは、可視域の波長（５６０ｎｍ）に設定し、所定数を１とすることとする。光源１１２で測定を行なうものとし、制御部９１は照明光学系１０の光源１１１，１１２に波長選択信号（○内に１、○内に２）を送信し、光源１１１を消灯し、光源１１２を点灯する。次に、可視域の波長で波面収差の測定が行われる（Ｓ１４０）。波面収差測定（Ｓ１４０）では、眼底８１に照明光束が照射され（Ｓ１４１）、反射光束が受光部２１で受光され（Ｓ１４２）、波面収差演算部９０１により波面収差が求められる（Ｓ１４３）。次に、演算部９０は、再測定判定部９０３において、所定数の波長で測定されたか否かを判定する（Ｓ１５０）。所定数の波長で測定されていないと判定された場合には光源の波長設定（Ｓ１３０）に戻り、所定数の波長で測定されたと判定されるまでループを辿る。ここでは所定数は１なので、再測定判定部９０３では所定数の波長で測定されたと判定される。この場合は、次に、再測定判定部９０３は、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する（Ｓ１５５）。再測定判定部９０３において、次回の測定を行なうと判定された場合には、光源の波長設定（Ｓ１３０）に戻り、波長選択部９０４において追加又は変更する波長を選択する。再測定判定部９０３において前回までの測定の波長における測定で充分であると判定された場合には、色収差演算部９０２にて波面収差演算部９０１で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差の解析が行なわれる（Ｓ１６０）。色収差の解析については、例えば、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）、ｅ線（５４６．０７ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）又はこれらに近い波長で波面収差を測定した場合には、ｄ線又はこれに近い波長（５６０ｎｍ）を基準として、軸上色収差と波面での色収差を求める。

図１５に色収差が発生している例として、光軸を含む面内でｙ軸（眼の上下方向）上での、瞳上の各入射位置の光での光軸との交点の近軸焦点位置からのずれ量（球面収差）を波長ごとにグラフ化した例を示す。横軸に近軸焦点位置からのずれ量（ｍｍ）、縦軸に光線が入射する瞳上でのｙ軸上の相対位置（解析瞳孔半径を１とする）の値を示す。これは７波長（５００ｎｍ〜８５０ｎｍ）の例である。波長ごとに異なる色収差が得られている。これにより波長ごとの球面収差の特徴の差、色収差の程度がわかる。

再測定判定部９０３において、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきか否かの判定（Ｓ１５５）の判断基準として、例えば、受光光学系２０の受光部２１の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて判定できる。すなわち、受光光のスポットが分離されている場合、ボケの程度が大きい場合に、再測定するように判定する。また、例えば、波面収差演算部９０１で求められた複数の波長における波面収差の波長による変化に基づいて判定できる。すなわち、波長による変化が大きい場合に再度測定するように判定する。例えば、波長による変化から可視域での波面収差を予測できない場合に再度測定するように判定する。これにより、前回までの測定結果から、次回の測定の是非を判断でき、また、次回の波面収差測定に適した波長を選択できる。

図１６はボケの程度の判定を説明するための図である。図１６（ａ）に、受光部２１の受光面での受光光のボケ状況の例を示す。ボケ状況の程度は、例えば、図１６（ｂ）に示すように、点像強度分布（ＰＳＦ）における半値部分の面積で評価でき、半値部分の面積を閾値と比較して、再度測定するか否かを判定できる。受光光の分離又はボケは、被検眼８０に回折型ＩＯＬ等が使用されている場合に生じ得る。したがって、受光光の分離又はボケの状況から回折型ＩＯＬ等の使用を発見し易い。

［第６の実施の形態］
第５の実施の形態では、照明光学系１０の波長の設定（Ｓ１３０）において、波長選択部９０４は設定を２度以上行ない、最初に近赤外域の波長（８４０ｎｍ）を設定し、次に可視域の波長（５６０ｎｍ）に設定する例を説明したが、第６の実施の形態では、最初に近赤外域の波長を設定し、次に可視域の３つの波長に設定する例を説明する。主として第５の実施の形態と異なる点について説明する。可視域の光を発光する３光源として赤、緑、青の光を発光するＬＥＤ、又はF線（４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）、ｅ線（５４６．０７ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）等を発光する（このうち３波長を用いる）レーザー若しくはＳＬＤなどを使用できる。４つの光源からの光を、それぞれ４つのファイバーに入射し、ツリー型のファイバーカプラーとして、４分岐カプラー使用して光路を切り替え、１本のファイバーの出射端から出射させる。また、８つの光源と８分岐カプラー使用することも、１６の光源と１６分岐カプラー使用することも可能である。また、波面収差測定の再測定判定部９０３において、次回の測定を行なうべきか否かの判定（Ｓ１５５）で、次回の測定を行なうべきと判定された場合には、波長の設定工程（Ｓ１３０）において、波長選択部９０４は追加又は変更する波長を選択する。ここでは、波長選択部９０４は測定に用いる３つの波長と測定を行なう順序を設定し（所定数も３に設定される）、設定された順序で測定に用いる波長を選択する。また、再測定判定部９０３での第２回目以後の、次回の測定を行なうべきか否かの判定（Ｓ１５５）において、再度次回の測定を行なうべきと判定することもできる。この場合、第３回目以後の波長の設定（Ｓ１３０）において、さらに多くの波長を設定することも可能である。また、先の波長の設定と後の波長の設定で同じ波長を重複して設定することも可能である。なお、波長選択部９０４は、前回までの測定で得られた波面収差の波長による変化が小さいところでは粗い波長間隔で、波面収差の波長による変化が大きいところでは細かい波長間隔で追加又は変更する波長を選択すると、波面収差の波長による変化の様子が的確にわかる。

図１７に、多波長で測定を行なった場合の各ゼルニケ係数の色収差グラフの例を示す。図１７（ａ）にゼルニケ係数ｃ_２ ^−２の例、図１７（ｂ）にゼルニケ係数ｃ_２ ^０の例を示す。この色収差はｄ線（５８７．５６ｎｍ）での波面収差を基準にして、各波長での測定値からｄ線（５８７．５６ｎｍ）での波面収差を差し引いて求めたものである。波長５００ｎｍ〜１０００ｎｍの間でゼルニケ係数が変化している。グラフは、波長ごとの各ゼルニケ係数の結果を多項式フィッティングなどを行って表示している。

［第７の実施の形態］
第７の実施の形態では、眼内部の色収差測定を行なう例を説明する。本実施の形態では、照明光学系（第１の照明光学系）１０の照明光束（第１の照明光束）を眼底８１に照射し、受光光学系（第１の受光光学系）２０で眼底８１からの反射光束を受光部２１（第１の受光部）で受光することに加えて、前眼部照明系（第２の照明光学系）３０の照明光束（第２の照明光束）を角膜８２に照射し、前眼部観察系（第２の受光光学系）４０で角膜８２からの反射光束を受光部（第２の受光部）４１で受光する。これにより、眼底８１からの波面収差（第１の波面収差）と角膜８２からの角膜収差（第２の波面収差）を共に測定し、眼底８１からの波面収差（第１の波面収差）から角膜８２からの角膜収差（第２の波面収差）を差し引くことにより眼内部の波面収差を求められる。これを各波長について求めることにより眼内部の色収差を求められる。

図１８に第７の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。主として第１の実施の形態（図４参照）と異なる点を説明する。波面収差測定装置１のアライメント（Ｓ１１０）及び測定開始のトリガー（Ｓ１２０）は第１の実施の形態と同様である。測定開始のトリガー（Ｓ１２０）の後に角膜収差（第２の波面収差）の測定を行なう（Ｓ１２５）。角膜収差の測定（Ｓ１２５）は、前眼部照明系（第２の照明光学系）３０の照明光束（第２の照明光束）を角膜８２に照射し、前眼部観察系（第２の受光光学系）４０で角膜８２からの反射光束を受光部（第２の受光部）４１で受光し、受光信号（○内に７）を演算部９０に送信し、演算部９０の波面収差演算部９０１で波面収差を演算することにより行なわれる。例えば光源３１は近赤外の波長９５０ｎｍを用い、角膜からの反射光を受光部４１で受光し、波面収差演算部９０１で受光信号から角膜形状を算出し、その後各波長の波面収差に変換する。角膜収差の測定において、例えば、角膜の屈折率、アッベ数は一般的な値（屈折率１．３３７５、アッベ数５７．１）を使用する。次に、波面収差の測定のループ（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）に入る。このループ（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）の処理内容は第１の実施の形態と同様である。波面収差測定（Ｓ１４０）では、照明光学系（第１の照明光学系）１０の照明光束（第１の照明光束）を眼底８１に照射し（Ｓ１４１）、受光光学系（第１の受光光学系）２０で眼底８１からの反射光束を受光部２１（第１の受光部）で受光し（Ｓ１４２）、波面収差演算部９０１で波面収差を演算して求める。波面収差の測定のループ（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）での、再測定判定部９０３による波長数が所定数に達したか否かの判定（Ｓ１５０）で、波長数が所定数に達したと判定されると、各波長での内部収差の算出が行なわれる（Ｓ１６２）。すなわち、色収差演算部９０２にて、各波長において眼底８１からの波面収差（第１の波面収差）から角膜からの角膜収差（第２の波面収差）を差し引くことにより眼内部の波面収差が求められる。そして、眼内部の波面収差の波長による変化から眼内部の色収差が求められる（Ｓ１６４）。これにより、角膜の曲率の影響を除いた眼の内部の色収差の測定ができる。なお、ここでは、照明光源系１０の光源部１１が２光源を用いる例を説明したが、多数の光源や波長可変レーザーを使用して、多数の波長における眼内部の色収差を求めることも可能である。

［角膜収差測定］
次に、角膜収差測定について説明する。演算部９０は、前眼部画像（プラチドリング３１入り）を取得し、記憶部９４に記憶する。演算部９０は、波面収差演算部９０１にて、前眼部画像に対して画像処理を実行して、プラチドリングと瞳エッジを検出する。次に、検出したデータに基づき、角膜形状を計算する。次に、計算された角膜形状から角膜収差（第２の波面収差）を演算する。ここで、演算結果はゼルニケ係数で得られる。

以下に角膜収差測定の詳細について説明する。まず、前眼部画像が取得される。
図１９は、角膜形状の時間変化を説明する図である。図１９（ａ）は測定開始直後であり、解析すると角膜波面収差は比較的小さい。他方、図１９（ｂ）は測定開始から３０秒経過したものである。プラチドリング像がぼやけており、解析すると角膜波面収差は比較的大きい。

図２０は、プラチドリング像のボケの時間変化を説明する図である。図２０（ａ）は、測定開始直後であり、矢印で示すように、反射像がはっきりしており、プラチドリングの反射像の幅が狭い。他方、図２０（ｂ）は、測定開始から所定時間経過したものであり、矢印で示すように、反射像がぼけており、プラチドリングの反射像の幅が広い。

次に、波面収差演算部９０１では画像処理を行なう。取得した前眼部画像に基づき、図１９における角膜の頂点の輝点を通る直線を選び、図２０に示されるような直線上の強度プロファイルを得る。プロファイルに基づき、角膜頂点から、両方の方向のピーク（プラチドリング像に対応）を検知する。また、ピークの周りの強度の広がり方として、ピークの属する山の半値幅を求める。さらに、エッジに向かって次のピークを検知する。次に、角膜頂点を通る直線の角度を順次変化させて直線を選択し（例えば、最初の直線を０度、１０度おきに１７０度まで）、一周終わるまでピークの検知を繰り返す。その後、波面収差演算部９０１は、各評価点でのデータを時系列比較のために記憶部９４に保存する。こうして求められた角膜形状のデータは、例えば、リング及び角度毎にピーク値若しくは重心の座標値（リング位置）及び強度及び／又は半値幅等が時系列的に記憶される。

次に、角膜形状の計算法について説明する。一例として、角膜形状の測定法を、Ｒａｎｄ ＲＨ，Ｈｏｗｌａｎｄ ＨＣ，Ａｐｐｌｅｇａｔｅ ＲＡ “Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａ ｐｌａｃｉｄｏ ｄｉｓｋ ｋａｒａｔｏｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｃｏｒｎｅａｌ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ”，Ｏｐｔｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ７４（１９９７）ｐ９２６−９３０に沿って説明する。
角膜形状を次の関数で表わされるとする。
Ｚ_ｃ＝ｆ（ｘ，ｙ）
ここで、ｘ，ｙは角膜上の座標とする。

あるプラチドリング３１からの光線が撮像素子のある点に像を形成する。プラチドリング３１の位置を（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ）、受光部４１の撮像素子上の対応する点と共役の角膜８２上の点を（ｘ，ｙ）とする（図１参照）。プラチドリング３１から角膜８２の関数の基準面（ゼロ位置）までの距離をＺ_ｓとすると、これらの関係は次の２つの組の式で表される。
ここで、Ｚ_ｓは作動距離調整部５０により、制御または正確な距離値を求めることができる。なお、ｆ_ｘは、関数ｆのｘについての偏微分で、ｆ_ｙは、ｙについての偏微分を表わす。

ここで、プラチドリング３１は円形のものを採用しているので、前眼部照明系３０の中心軸に回転対称で
であり、このＣｏｎｓｔａｎｔ（一定値）をｒ_ｓ（これは装置の値であるから既知であることに注意する）で表わすとする。そうすると、測定される撮像素子上の点の位置がどのリングに属するかは、演算部９０による画像処理の段階でわかるので、（画像素子上の点の座標の組）対（リングの半径）の関係が、たとえばリング１１本、それぞれのリング上で３６０点デジタイズすれば、これに対応するだけの関係のデータ対ができる。

ここで、関数としてゼルニケの多項式での展開を採用する。通常の角膜８２では、とても高次の形状変化は無いと見なしてよいので、６ｍｍ程度の解析径であれば６次程度で展開を打ち切り、
で、表わすことが可能である。ここで、ｒ_ｎは解析する半径で、規格化のために使われている。
このゼルニケ展開を、先の２つの関係式にいれ、プラチドリングが回転対称であることを利用すると、非線形の最小二乗法を利用することにより、係数ｃ_ｉ ^ｊを決めることが可能である。これによって決まった係数を再度ゼルニケ展開に代入すれば、関数ｆ（ｘ，ｙ）が決まったことになり、角膜形状が求まる。

次に、角膜収差（角膜波面収差、第２の波面収差）を計算する。角膜形状が得られたので、光学設計の知られるところの非球面の光線追跡から、幾何光学的に厳密な角膜波面収差をもとめることが可能であることはよく知られている。ここでは、一例として、ごく簡単に角膜波面収差を求める方法を紹介する。例えば、角膜上６ｍｍ直径の角膜波面収差であれば、角膜形状を球面度近似し（参照球面と呼ぶ）、この実際の角膜形状から参照球面の形状の差をとり、これに、空気と角膜の屈折率（ｎ−１）をかけることで、角膜形状から角膜波面収差を求めることができる。ただし、もともとの参照球面からも、球面収差が発生するので、これを足しておく。これにより、近似精度５%以内で、受光部４１の撮像素子上の対応する点を求めることが可能である。

［第８の実施の形態］
第８の実施の形態では、模型眼を使用して、波面収差の補正を行なう例を説明する。色収差が生じない反射光束を反射する模型眼、又は予め色収差が補正されている屈折型模型眼を用いて、装置内部の波面収差を求め、被検眼で測定された波面収差から装置内部の波面収差を差し引いて、波面収差の補正を行なう。ここで、色収差が生じないとは実用上色収差を無視できる範囲も含まれるものとする。

図２１に、第８の実施の形態における電気系の構成例を示す。記憶部９４内に、模型眼８５を用いて波面収差の測定を行った際のデータを、装置内部の波面収差として記憶しておく補正データ記憶部９４１を備える。また、色収差演算部９０２において、補正データ記憶部９４１に記憶された装置内部の波面収差を用いて波面収差の補正演算を行なう。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

図２２に模型眼８５の構成例を示す。模型眼８５は、開口部８５１、第１のミラー８５２、第２のミラー８５３、拡散板８５４を有する。開口部８５１は、照明光学系１０からの照明光束（スポット光）を入射し、受光光学系２０に反射光束を出射するためのものである。照明光束は、第１のミラー８５２及び第２のミラー８５３で反射されて拡散板８５４に入射される。また、拡散板８５４で反射された拡散光束は第２のミラー８５３及び第１のミラー８５２で反射され、開口部８５１から出射される。模型眼は複数個あり、出射される光束は、各模型眼の球面成分に応じて平行光であったり（０ディオプター）、収束光（負のディオプター）であったり、発散光（正のディオプター）であったりする。第１のミラー８５２及び第２のミラー８５３は反射光束が収差のない又は収差の少ない光束となるように、球面形状、トーリック面等に成形されている。また、第１のミラー８５２には反射光束が所定の直径内の光線になるように、周辺に絞り８５５が設けられている。模型眼８５をこのように構成することにより、色収差が生じない又は色収差の少ない反射光束を出射できる。色収差の少ない屈折型模型眼の場合には補正データを作成し、補正データ記憶部９４１に記憶しておき、予め色収差を補正できるようにしておく。

図２３に第８の実施の形態における補正データ作成のフローチャートの例を示す。第１の実施の形態における波面収差測定のフロー（図４参照）の前に、補正データ作成フローを行なっておく。この処理フローは１つの模型眼につき１度行なっておけば良い。まず、模型眼を固定する（Ｓ２１０）。波面収差測定装置１の光軸に模型眼８５の光軸を合わせるように、金物等で固定する。次に、演算部９０の波長選択部９０４により、照明光学系１０の光源部１１からの照明光束の波長が設定される（Ｓ２３０）。照明光束の波長の設定（Ｓ２３０）、波面収差の測定（Ｓ２４０）、波長数が所定数に達したか否かの判定（Ｓ２５０）の処理ループは第１の実施の形態における波面収差測定のフロー（図４参照）における照明光束の波長の設定（Ｓ１３０）、波面収差の測定（Ｓ１４０）、波長数が所定数に達したか否かの判定（Ｓ１５０）の処理ループと同様である。ただし、補正データ作成フローにおいては、多くの波長での波面収差の測定に適用できるように、多数の波長を細かく設定することが好ましい。再測定判定部９０３により波長数が所定数に達したと判定された場合には、補正データの作成を行なう（Ｓ２６０）。すなわち、模型眼８５を用いて波面収差の測定を行った際のデータを、補正データ記憶部９４１に装置内部の波面収差として記憶しておく。その後の波面収差測定の処理フローは第１の実施の形態とほぼ同様である（図４参照）。ただし、色収差解析１６０において、被検眼８０で測定された波面収差から補正データ記憶部９４１に記憶された装置内部の波面収差を差し引いて波面収差の補正を行なう点が異なっている。これにより、装置内部の波面の色収差を差し引く補正処理ができる。

［第９の実施の形態］
第９の実施の形態では、固視標７２の位置を調節しながら連続測定を行なう例を説明する。固視光学系７０で固視標７２を使用することにより、被検眼８０の視線を安定化させる。また、固視標７２の位置を調節することにより、固視標７２を見つめる被検眼８０の焦点の位置を変化させられる。したがって、固視標７２の位置を変化させることにより、被検眼の焦点の位置の変化による色収差の変化を測定することができる。

図２４に第９の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。主として第１の実施の形態と異なる点について説明する。波面収差測定装置１のアライメント（Ｓ１１０）、測定開始のトリガー（Ｓ１２０）、照明光束の波長の設定（Ｓ１３０）から波長数が所定数に達したか否かの判定（Ｓ１５０）までの波面収差の測定のループは第１の実施の形態と同様である。波面収差測定装置１のアライメント（Ｓ１１０）の次に固視標７２をどのように調節するかの設定を行なう。例えば、調節量５Ｄ（固視標７２の光軸方向の位置を変化させる範囲）、変化量１Ｄ（固視標７２の光軸方向の位置を変化させる幅）を設定する（Ｓ１１２）。これらの調節量５Ｄ及び変化量１Ｄは記憶部９４に記憶される。ここでは、調節量５Ｄは変化量１Ｄの５倍に設定されるものとする。次に、設定範囲から固視標７２の光軸方向の位置を選択し、固視標７２を最初の位置に設置する（Ｓ１１４）。次に、測定開始のためトリガーがなされる（Ｓ１２０）。波面収差の測定のループ（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）において、再測定判定部９０３により波長数が所定数に達したと判定された場合には、演算部９０は固視標位置設定部（図示しない）において、固視標７２の光軸方向の位置の変化が調節量に達したか否かを判定する（Ｓ１５５）。固視標位置設定部が固視標７２の光軸方向の位置の変化が調節量に達していないと判断した場合は、例えば１秒の待機時間を取り（Ｓ１５６）、固視標７２の位置を変化量１Ｄずつ変化させ（Ｓ１５７）、波面収差の測定のループの照明光束の波長の設定（Ｓ１３０）に戻る。すなわち、固視標７２の位置を変えて各波長につき波面収差の測定が行なわれる。固視標位置設定部が固視標７２の光軸方向の位置の変化が調節量に達した、すなわち固視標７２の位置を変えて６回の測定が行なわれたと判断した場合は、色収差演算部９０２にて波面の色収差の解析が行なわれる（Ｓ１６０）。色収差の解析は、第１の実施の形態と同様であるが、固視標７２の位置を調節した場合の色収差が求められる。また、固視標７２の位置の変更、照明光学系１０の光源の波長の変更はプログラム処理により実行することもでき、この場合は連続的な測定が可能となる。これにより、被険眼の視線に合わせた色収差を求められる。

［第１０の実施の形態］
第５の実施の形態では、設定を２度以上行ない、しかも、使用する波長が追加又は変更される例を説明したが、第１０の実施の形態では、初回の設定では近赤外域の波長に設定して測定を行ない、次に、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかを判定して、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合に、次回の設定では可視域の波長に設定して測定を行なう例について説明する。すなわち、本実施の形態では初回の設定は近赤外域の波長に限られ、２回目の設定は可視域の波長に限られる。また、２回目の設定を行なわない場合もあり得る。また、第５の実施の形態では、色収差の測定を行なう例を説明したが、第１０の実施の形態では、色収差の測定を行なわない例を説明する。主として第５の実施の形態（又は第５の実施の形態を介して第１の実施の形態）と異なる点について説明する。

従来は、波面収差の測定は、可視光での測定が望ましかったが、被測定眼がまぶしく感じるため、赤外光の単色で測定していた。また、波面の色収差すなわち、波長ごとの収差量の変化の測定はなされていなかった。しかしながら、白内障の場合、可視域での波面収差が赤外光の測定から推測できない場合がある。また、近年ＩＯＬ（Ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ Ｌｅｎｓ：眼内レンズ）やコンタクトレンズが普及し、近見遠見両用等の多焦点ＩＯＬも使用され、これら多焦点ＩＯＬでは肉眼とは波面収差や色収差が大きく異なり、可視域での波面収差が赤外光の測定から推測できない。特に、回折型のＩＯＬでは、他覚屈折測定による赤外光による測定では正確な回折効果を測定できない。このため、可視域での波面収差の測定が必要になってきている。

図２５に第１０の実施の形態における電気系の構成例を示す。光学系の構成は第５の実施の形態（すなわち第１の実施の形態、図１参照）と同様である。電気系の構成では第５の実施の形態（すなわち第１の実施の形態、図３参照）に比して演算部９０において、測定結果選択部９０６が追加され、色収差演算部９０２が削除されている。また、再測定判定部９０３では、第５の実施の形態では、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定するのに対して、本実施の形態では、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかについて判定する。また、測定結果選択部９０６は、再測定判定部９０３において、近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、近赤外域の波長における波面収差を測定結果として取得し、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合には、可視域の波長における波面収差を測定結果として取得するものである。その他の構成は第５の実施の形態（すなわち第１の実施の形態）と同様である。

図２６に第１０の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。波面収差測定装置１のアライメント（Ｓ１１０）、測定開始のトリガー（Ｓ１２０）は第１の実施の形態と同様である。照明光束の波長の設定（Ｓ３３０）から波長数が所定数に達したか否かの判定（Ｓ３５０）までの近赤外域での波面収差の測定のループは、設定される波長が近赤外域の波長（ここでは８４０ｎｍとする）に限定される点を除けば、第１の実施の形態と同様である。近赤外域での波面収差の測定のループ（Ｓ３３０〜Ｓ３５０）において、波面収差測定（Ｓ３４０）は次のようである。まず、照明光学系１０では、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射する（Ｓ３４１）。次に、受光光学系２０では、眼底８１からの反射光束をハルトマン板で複数の分割光束に分割し、複数の分割光束を受光部２１で受光する（Ｓ３４２）。受光部２１では演算部９０に受光信号（○内に４）を送信する。次に、演算部９０では、波面収差演算部９０１において、受光部２１で受光された近赤外域における波長の光について波面収差を演算して求める（Ｓ３４３）。再測定判定部９０３により波長数が所定数に達したと判定された場合には、再測定判定部９０３は次に、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかについて判定する（Ｓ４００）。

可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかの判断基準として、例えば、受光光のスポットが複数に分離されている場合、すなわち、スポット光のピーク値が局所的な領域に２点存在する場合、又はスポットにボケを生じている場合に、再測定するように判定する。また、球面収差が所定値（例えば解析する瞳孔の直径６ｍｍで０．５）より大きい場合に再測定するように判定する。近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、測定結果選択部９０６は近赤外域での波面収差の解析結果を取得して表示部９３に表示する（Ｓ４８０）。また、可視域の波長で波面収差の測定を行なうと判定された場合には、可視域での波面収差の測定のループ（Ｓ４３０〜Ｓ４５０）に入る。照明光束の波長の設定（Ｓ４３０）から波長数が所定数に達したか否かの判定（Ｓ４５０）までの波面収差の測定のループは、設定される波長が可視域の波長（ここでは５６０ｎｍとする）に限定される点を除けば、第１の実施の形態と同様である。可視域での波面収差の測定のループ（Ｓ４３０〜Ｓ４５０）において、波面収差測定（Ｓ４４０）は次のようである。まず、照明光学系１０では、光源部１１から出射された照明光束をスポット光にして被検眼８０の眼底８１に照射する（Ｓ４４１）。次に、受光光学系２０では、眼底８１からの反射光束をハルトマン板で複数の分割光束に分割し、複数の分割光束を受光部２１で受光する（Ｓ４４２）。受光部２１では演算部９０に受光信号（○内に４）を送信する。次に、演算部９０では、波面収差演算部９０１において、受光部２１で受光された近赤外域における波長の光について波面収差を演算して求める（Ｓ４４３）。ただし、可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきの判定（Ｓ４００）において、スポット光のピーク値が局所的な領域に２点存在すると判定された場合には、ピークが高い方のみのピークを使用して波面収差解析を行なうか、又はピークが高い方のみと低い方のみの２グループでそれぞれ波面収差解析を行なう。再測定判定部９０３により波長数が所定数に達したと判定された場合には、測定結果選択部９０６は可視域での波面収差の解析結果を取得して表示部９３に表示する（Ｓ４８０）。

図２７に受光光学系２０の受光部２１の受光面での撮像例を示す。図２７（ａ）は無収差に近い眼の例で、近赤外（波長８４０ｎｍ）の測定で、広範囲でスポット光が格子状かつ均一に観測され、球面収差はゼルニケ係数ｃ_４ ^０が０．０１５と微小である。図２７（ｂ）は屈折型ＩＯＬを使用している模型眼の例で、近赤外（波長８４０ｎｍ）の測定で、波面収差によりスポット光の様子が同心円状に変化しており、ゼルニケ係数ｃ_４ ^０が０．７５と比較的大きくなっている。図２７（ｃ）は回折型ＩＯＬを使用している眼の例で、可視光（波長６９０ｎｍ）の測定で、スポット光に分離が生じている。なお、近赤外（波長８４０ｎｍ）の測定では分離が観測されず、ボケを生じていた。
以上により、本実施の形態によれば、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる装置及び方法を提供することができる。

［第１１の実施の形態］
第１０の実施の形態は、照明光学系１０の光源部１１に、近赤外域の光を発光する１光源と可視域の光を発光する１光源の、合計２光源を使用する例を説明したが、第１１の実施の形態は、照明光学系１０の光源部１１に、近赤外域の光を発光する１光源と可視域のそれぞれ異なる波長の光を発光する３光源の、合計４光源を使用し、これらを切り替えて測定を行なう例を説明する。主として第１０の実施の形態と異なる点について説明する。光学系の構成（図１参照）については、可視域の光を発光する３光源として赤、緑、青の光を発光するＬＥＤを使用できる。４つの光源からの光を、それぞれ４つのファイバーに入射し、ツリー型のファイバーカプラーとして４分岐カプラー使用して光路を切り替え、１本のファイバーの出射端から出射させる。また、波面収差測定のフローチャート（図２６参照）については、可視域の波長の設定工程（Ｓ３３０）において、波長選択部９０４は測定に用いる３つの波長と測定を行なう順序を設定し（所定数も３に設定される）、設定された順序で測定に用いる波長を選択する。その他の構成及び処理フローは第１０の実施の形態と同様であり、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる装置及び方法を提供することができる。。

[第１２の実施の形態]
第１２の実施の形態では、第１０の実施の形態に色収差解析と光学特性解析の１例としてハルトマン像をフーリエ変換する例を説明する。

図２８に第１２の実施の形態における電気系の構成例を示す。第１０の実施の形態（図２５参照）に比して、色収差演算部９０２と光学特性解析部９０５が追加されている。色収差演算部９０２と光学特性解析部９０５は第１の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態では、光学特性解析として、ハルトマン像をフーリエ変換が行われる。

図２９に第１２の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。収差測定装置１のアライメント（Ｓ１１０）から可視域での波面収差の測定のループ（Ｓ４３０〜Ｓ４５０）までは第１０の実施の形態と同様である。次に、色収差演算部９０２で色収差の解析がなされる（Ｓ４６０）。例えば、被検眼８０で回折型ＩＯＬを使用している場合には、色収差が正常眼データと比較して、大きく異なる又は符号が逆に現われるので、回折型ＩＯＬを発見し易い。次に、光学特性解析部９０５において、ハルトマン像のフーリエ変換が行われる（Ｓ４７０）。ハルトマン像のフーリエ変換の後に、測定結果選択部９０５は可視域での波面収差の解析結果を取得して表示部９３に表示する（Ｓ４８０）。なお、ハルトマン像のフーリエ変換以外の光学特性解析も可能である。

図３０にハルトマン像のフーリエ変換の例を示す。図３０（ａ）にスポット光が１点になっている場合、図３０（ｂ）スポット光が２点に分離している場合を示す。横軸は周波数、縦軸は光強度であり、等価球面度に対応している。そのため、等価球面度を算出することが可能である。図３０（ａ）では、スポット光が１点になっている。図３０（ｂ）では、近方視と遠方視に対応して２点に分離している。このため、近方視と遠方視両方の等価球面度を１度に算出することが可能である。

[第１３の実施の形態]
以上の実施の形態では、波面収差測定装置について説明したが、本実施の形態では波面収差測定装置の上位概念にあたる眼光学特性測定装置について説明する。すなわち、第１２の実施の形態における波面収差測定装置について、波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき、被検眼の光学特性（波面収差、屈折率、ＰＳＦ、ＭＴＦ、視力、コントラスト感度等）を演算する光学特性解析部９０５を備えるように構成すれば、眼光学特性測定装置といえる。すなわち、少なくとも可視域と近赤外域を含む複数の波長の光を発光し複数の波長の光を切り替えて出射する光源部を有し、光源部から出射された照明光束をスポット光として被検眼の眼底に照射する照明光学系と、眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光部とを有する受光光学系と、受光部で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部と、波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき、被検眼の光学特性を演算する光学特性演算部とを備える眼光学特性測定装置として機能できる。これにより、測定に相応しい波長を選択して、被検眼の光学特性の測定ができる。

また、本発明は、以上の実施の形態のフローチャート等に記載の波面収差測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとしても実現可能である。プログラムはコンピュータの内蔵記憶部に蓄積して使用してもよく、外付けの記憶装置に蓄積して使用してもよく、インターネットからダウンロードして使用しても良い。また、当該プログラムを記録した記録媒体としても実現可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、実施の形態は以上の例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは明白である。

例えば、以上の実施の形態で説明した態様を相互に組み合わせることが可能である。例えば、第２〜第６の実施の形態又は第１０〜第１２の実施の形態に第７の実施の形態の眼内部の色収差測定、第８の実施の形態の波面収差の補正、第９の実施の形態の固視標を用いた視線の調整等を組み合わせても良い。また、複数（２以上、３以上）の実施の形態の態様を組み合わせても良い。また、第１０及び第１１の実施の形態に色収差演算部９０２、光学特性解析部９０５を追加しても良い。また、光学系及び電気系の構成についても、例えば照明光学系１０と受光光学系２０の位置を取り替える等、変更可能である。また、波面収差測定の幾つかのフローチャート（図４、図１４等）について、波面収差測定の直後に色収差の解析を行なう等、工程の順序を適宜変更しても良い。また、第４の実施の形態（図１２参照）、第５の実施の形態（図１４参照）、第９の実施の形態（図２４参照）において、再測定判定部９０３はそれじれ２種類の判定を行なうが、第１の再測定判定部、第２の再測定判定部で役割を分担しても良い。また、以上の実施の形態では色収差の基準波長としてｄ線に近い波長（５６０ｎｍ）等を使用したが、ｄ線、ｅ線、Ｆ線、Ｃ線を使用しても良い。また、ビームスプリッタとしてダイクロイクミラーと波長選択性ミラーを取り替えて使用しても良く、複屈折を利用したビームスプリッタを用いても良い。また、ハルトマン板による分割光束の数、測定波長や測定に使用する波長数（所定数）等は任意に設定でき、光学機器の配置、特性等は変更可能である。

本発明は、眼からの反射光の波面収差の測定に利用される。

第１の実施の形態における波面収差測定装置の光学系の構成例を示す図である。 ビームスプリッタ（波長選択性ミラー）のフィルター特性の例を示す図である。 第１の実施の形態における波面収差測定装置の電気系の構成例を示す図である。 第１の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す図である。 波長５６０ｎｍ及び波長８４０ｎｍにおける（ｘ，ｙ）座標のゼルニケ係数を示す一覧表である。 波長５６０ｎｍ及び波長８４０ｎｍにおける波面収差の測定例を示す図である。 白色ＰＳＦの例を示す図である 視力シミュレーション像の例を示す図である 液晶波長可変フィルターのバンドパス特性の例を示す図である。 液晶波長可変フィルターの構成例を示す図である。 液晶波長可変フィルターの波長選択方法の例を示す図である。 第４の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す図である。 繰り返して連続的に測定を行なう場合の制御信号のタイミングの例を示す図である。 第５の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す図である。 瞳上の各入射位置での球面収差を波長ごとにグラフ化した例を示す図である。 ボケの程度の判定を説明するための図である。 多波長で測定を行なった場合の各ゼルニケ係数の色収差グラフの例を示す図である。 第７の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す図である。 角膜形状の時間変化を説明する図である。 プラチドリング像のボケの時間変化を説明する図である。 第８の実施の形態における電気系の構成例を示す図である。 模型眼の構成例を示す図である。 補正データ作成のフローチャートの例を示す図である。 第９の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す図である。 第１０の実施の形態における波面収差測定装置の電気系の構成例を示す図である。 第１０の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す図である。 受光光学系２０の受光部２１の受光面での撮像例を示す図である。 第１２の実施の形態における電気系の構成例を示す図である。 第１２の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す図である。 ハルトマン像のフーリエ変換の例を示す図である。

符号の説明

１ 波面収差測定装置
１０ 照明光学系
１１ 光源部
１３ ファイバーカプラー
１５ 光学系移動手段
２０ 受光光学系
２１ 受光部
２２ ハルトマン板
３０ 前眼部照明系
３１ リング状光源
４０ 前眼部観察系
４１ 受光部
４２ テレセントリック絞り
５０ 第１の調整光学系
５１ 光源部
５２ 受光部
６０ 第２の調整光学系
６１ アライメント用光源部
７０ 固視光学系
７１ 光源部
７２ 固視標
８０ 被検眼
８１ 網膜（眼底）
８２ 角膜（前眼部）
８３ 水晶体
８５ 模型眼
９０ 演算部
９１ 制御部
９２ 入力部
９３ 表示部
９４ 記憶部
９５ 第１の駆動部
９６ 第２の駆動部
１０１，１０３，１０７ 集光レンズ
１０２ 絞り
１０４，１０６ ビームスプリッタ
１０５ ビームスプリッタ（波長選択性ミラー）
１０８ ロータリープリズム
１１１，１１２ 光源
１２１〜１２３ ファイバー
２０１，２０３，２０５ 集光レンズ
２０２ 絞り
２０４ 反射板
４０１〜４０３ 集光レンズ
４０４ ビームスプリッタ
５０１，５０２ 集光レンズ
６０１ 集光レンズ
７０１ 集光レンズ
７０２ 反射板
８５１ 開口部
８５２ 第１のミラー
８５３ 第２のミラー
８５４ 拡散板
８５５ 絞り
９０１ 波面収差演算部
９０２ 色収差演算部
９０３ 再測定判定部
９０４ 波長選択部
９０５ 光学特性解析部
９０６ 測定結果選択部
９４１ 補正データ記憶部
○内に１，２ 波長選択信号
○内に３ 移動制御信号
○内に４，７，１０ 受光信号
○内に５，６，９，１１ 制御信号
○内に８ 回動制御信号
ｃ_ｉ ^２ｊ−ｉ ゼルニケ係数
（ｘ，ｙ） 角膜上の座標
（ｘ_ｓ，ｙ_ｓ） プラチドリングの位置
Ｚ_ｓ プラチドリングから角膜の関数の基準面までの距離

Claims (12)

1. 複数の波長の光を切り替えて出射する光源部を有し、前記光源部から出射された照明光束をスポット光にして被検眼の眼底に照射する照明光学系と；
   前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光部とを有する受光光学系と；
   前記受光部で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部と；
   前記波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部とを備える；
   波面収差測定装置。
2. 前記複数の波長は少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む；
   請求項１に記載の波面収差測定装置。
3. 波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部と；
   前記再測定判定部において、次回の測定を行なうと判定された場合には、前記追加又は変更する波長を選択する波長選択部とを備え；
   前記再測定判定部は、前記受光部の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて前記次回の測定を行なうべきかの判定を行ない、前記波長選択部は、前記受光部の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて前記次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する；
   請求項１又は２に記載の波面収差測定装置。
4. 波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部と；
   前記再測定判定部において、次回の測定を行なうと判定された場合には、前記追加又は変更する波長を選択する波長選択部とを備え；
   前記再測定判定部は、前記波面収差演算部で求められた波面収差の波長による変化に基づいて前記次回の測定を行なうべきかの判定を行ない；
   前記波長選択部は、前記波面収差演算部で求められた波面収差の波長による変化に基づいて前記次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する；
   請求項１又は２に記載の波面収差測定装置。
5. 前記波長選択部は、前記追加又は変更する波長を選択する際に、長い波長から順次選択する；
   請求項３又は４に記載の波面収差測定装置。
6. 前記波長選択部は、前回までの測定で得られた波面収差の波長による変化が小さいところでは粗い波長間隔で、波面収差の波長による変化が大きいところでは細かい波長間隔で前記追加又は変更する波長を選択する；
   請求項４に記載の波面収差測定装置。
7. 前記光源部は、異なる波長の光を発光する複数の光源と、入射端から入射された光を通過させ出射端に出射させる複数のファイバーと、２つのファイバーから入射された光を結合して他の１つのファイバーに出射する単数又は複数のファイバーカプラーとを有し、前記複数のファイバーと前記単数又は複数のファイバーカプラーはツリー型に接続され、前記複数の光源から出射された波長の異なる光をそれぞれ異なるファイバーの入力端から入射し、いずれか１つの光源が発光する１つの波長の光を選択して１つのファイバーの出力端から出射するように構成されている；
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の波面収差測定装置。
8. 前記被検眼として、色収差が生じない又は予め色収差が補正されている反射光束を反射する模型眼を用いて、各波長により波面収差の測定を行った際のデータを装置内部の波面収差として記憶しておく補正データ記憶部を備え；
   前記色収差演算部は、前記波面収差演算部で求められた各波長の波面収差から、前記補正データ記憶部に記憶されている各波長における前記装置内部の波面収差を除去することにより、被検眼の波面の色収差を求める；
   請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の波面収差測定装置。
9. 前記光源部から出射する光の波長の順序を予め定め、自動的かつ連続的に切り替える；
   請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の波面収差測定装置。
10. 前記被検眼の視線を固視標に安定させるために、前記被検眼に可視域の波長からなる固視光束を照射する固視光学系を備え；
    前記固視標は、前記固視光学系の光軸方向に位置を調節可能であり；
    前記波面収差演算部は、前記受光部で受光された各波長の光について球面成分を求め；
    前記色収差演算部は、前記球面成分の波長に対する変化に基づき、前記固視標の位置の調節状態における前記被検眼からの波面の色収差を求める；
    請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の波面収差測定装置。
11. 複数の波長の光を切り替えて出射する光源部を有し、前記光源部から出射された第１の照明光束をスポット光にして被検眼の眼底に照射する第１の照明光学系と；
    前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する第１の受光部とを有する第１の受光光学系と；
    角膜の表面に第２の照明光束を照射する第２の照明光学系と；
    前記角膜の表面からの反射光束を受光する第２の受光部を有する第２の受光光学系と；
    前記第１の受光部で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第１の波面収差とし、前記第２の受光部で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第２の波面収差とし、前記第１の波面収差から前記第２の波面収差を除去することにより眼内部の波面収差を求める波面収差演算部と；
    各波長の前記眼内部の波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部とを備える；
    波面収差測定装置
12. 複数の波長の光を切り替えて出射する光源部を用い、前記光源部から出射する波長を設定する設定工程と；
    前記光源部から出射された照明光束をスポット光にして被検眼の眼底に照射する照明工程と；
    前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板を用い、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光工程と；
    前記受光工程で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算工程と；
    所定数の波長で測定が行われたかを判定する再測定判定工程と；
    前記再測定判定工程で所定数の波長で測定が行われなかったと判定された場合には、前記設定工程、前記照明工程、前記受光工程、前記波面収差演算工程及び前記再測定判定工程を再度行なう再測定工程と；
    前記再測定判定工程で所定数の波長で測定が行われたと判定された場合には、前記波面収差演算工程で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算工程とを備える；
    波面収差測定方法。