JP2012075647A - 眼科測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多焦点眼内レンズ挿入眼の屈折誤差を精度良く測定する。
【解決手段】 被検者眼眼底に向けて測定光束を投光し、その反射光束を二次元指標像として撮像素子により受光する測定光学系と、指標像のフォーカス状態を検出するフォーカス検出手段と、被検者眼が多焦点眼内レンズ挿入眼の場合、フォーカス検出手段からの検出結果に基づいて、眼内レンズによって分離された各指標像がそれぞれ撮像素子上でフォーカスされるように測定光学系を駆動させる視度補正手段と、分離された一方の指標に関して視度補正を行ったときに撮像素子によって取得された指標像と、分離された他方の指標に関して視度補正を行ったときに撮像素子によって取得された指標像とに基づいて被検者眼の遠用屈折誤差と近用屈折誤差をそれぞれ測定する演算手段と、を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、被検眼の屈折誤差を測定する眼科測定装置に関する。

従来より、眼底に向けて測定光を投光し、その反射光を指標像として撮像素子上に受光させて眼の屈折誤差を測定する眼科測定装置（例えば、収差計）が知られている。さて、このような装置において、多焦点眼内レンズ挿入眼を測定した場合、遠用と近用に相当する２つの指標像が現れる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置では、ピークの高い方のみの指標像グループ、又はピークの高い方の指標像グループと低いほうの指標像グループの２グループで波面収差を求めている。

特開２０１０−９９３５５号公報

しかしながら、多焦点眼内レンズ挿入眼の場合、指標像のフォーカスが合う位置は、遠用と近用とで異なる。したがって、一方の指標像（例えば、近用）でのフォーカスがあっていても、他方の指標像（例えば、遠用）がぼけてしまい、他方の指標像に基づく測定結果は測定誤差を含んだものとなってしまう。

本発明は、上記問題点を鑑み、多焦点眼内レンズ挿入眼の屈折誤差を精度良く測定可能な眼科測定装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 被検者眼眼底に向けて測定光束を投光し、その反射光束を二次元指標像として撮像素子により受光する測定光学系と、前記指標像のフォーカス状態を検出するフォーカス検出手段と、前記被検者眼が多焦点眼内レンズ挿入眼の場合、前記フォーカス検出手段からの検出結果に基づいて、前記眼内レンズによって分離された各指標像がそれぞれ前記撮像素子上でフォーカスされるように前記測定光学系を駆動させる視度補正手段と、分離された一方の指標に関して視度補正を行ったときに前記撮像素子によって取得された指標像と、分離された他方の指標に関して視度補正を行ったときに前記撮像素子によって取得された指標像とに基づいて被検者眼の遠用屈折誤差と近用屈折誤差をそれぞれ測定する演算手段と、を備えることを特徴とする。
（２） 前記測定光学系は、被検眼眼底に向けて測定光を投光しその反射光を波面センサにより受光する波面収差検出光学系であることを特徴とする（１）記載の眼科測定装置。
（３） 前記測定光学系は、被検眼眼底に向けて測定光を投光しその反射光をリング指標像として受光する測定光学系であることを特徴とする（１）記載の眼科測定装置。
（４） （２）〜（３）のいずれかの眼科測定装置において、前記フォーカス検出手段は、前記反射光束を点像画像として受光する専用の受光素子を有し、受光素子からの受光結果に基づいてフォーカス状態を検出することを特徴とする。
（５） 被検者眼眼底に向けて測定光束を投光し、その反射光束を二次元指標像として撮像素子により受光する測定光学系であって、前記被検者眼が多焦点眼内レンズ挿入眼の場合、前記眼内レンズによって分離された各指標像を前記撮像素子により受光する測定光学系と、前記反射光束を受光する受光手段を有し、前記撮像素子によって受光された指標像が、前記眼内レンズの近用パワーに対応する指標像か、前記眼内レンズの遠用パワーに対応する指標像か否かを該受光手段の受光結果に基づいて判別する判別処理手段を備えることを特徴とする。
（６） 前記撮像素子は、前記受光手段を兼用し、前記判別手段は、前記撮像された指標像のうち、前記測定光学系の光軸に近いほうを近用パワーに対応する指標像とし、前記測定光学系の光軸に遠いほうを遠用パワーに対応する指標像として判別することを特徴とする（５）記載の眼科装置。
（７） 前記測定光学系を駆動させて被検者眼の視度を補正する視度補正手段を備え、前記判別処理手段は、前記視度補正手段によって前記測定光学系が駆動されたときの反射光束の輝度変化に基づいて判別を行うことを特徴とする（５）記載の眼科測定装置。
（８） 前記測定光学系は、測定光源として近赤外光源と可視光源を有し、前記判別処理手段は、前記近赤外光源を点灯させたときの前記指標像の位置情報を検出し、前記可視光源を点灯させて分離された各指標像が前記撮像素子に受光されたとき、前記撮像された指標像のうち、前記位置情報に対応する指標像を遠用パワーに対応する指標像として判別し、他の指標像を近用パワーに対応する指標像として判別することを特徴とする（５）記載の眼科測定装置。

本発明によれば、多焦点眼内レンズ挿入眼の屈折誤差を精度良く測定できる。

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼科測定装置の外観図である。本装置は、基台２と、基台２に取り付けられた顔支持ユニット４と、基台２上に移動可能に設けられた移動台６と、移動台６に移動可能に設けられ、後述する光学系を収納する測定部１を備える。移動台６は、ジョイスティック５の操作により、基台２上を左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動される。また、測定部１は回転ノブ５ａが回転操作されることにより、モーター等からなる駆動機構３により上下方向（Ｙ方向）に移動される。移動台６には被検眼Ｅの観察像や測定結果等の各種の情報を表示するモニタ８０、各種設定を行うためのスイッチが配置された操作部９０が設けられている。

図２は、本実施形態に係る眼科測定装置の光学系及び制御系の構成について説明する概略構成図である。被検眼の波面収差を測定するための波面収差測定光学系１０は、測定光源からスポット状の測定光束を被検眼眼底に投光する投光光学系１０ａと、眼底で反射され被検眼から射出された反射光束を複数に分割して、二次元パターン指標像として二次元撮像素子に受光させる受光光学系１０ｂとを含み、二次元受光素子からの出力に基づいて被検眼の波面収差が測定される。

投光光学系１０ａには、測定光源部１１から、リレーレンズ１２が被検眼に向けて順次配置されている。測定光源部１１は、被検眼眼底と共役な位置に配置され、複数の波長の光を切り替えて出射する。例えば、波長の異なる光を出射する複数の測定光源１１ａ、測定光源１１ｂからなる。そして、波長の切り替え、すなわち光源の切り替えは、制御部７０によって行われる。また、複数の波長として、近赤外域と可視域の波長（例えば、λ＝５５０ｎｍ）を選択した。光源１１ａには、例えば、ＳＬＤ（スーパールミネセンスダイオード）が用いられる。また、光源１１ｂには、例えば、ＬＤ（レーザーダイオード）を用いた。なお、光源１１ｂは、主に、多焦点ＩＯＬ挿入眼を測定するために用いられる。例えば、回折型ＩＯＬの場合、１次の回折光は、可視光に対して所望のパワーが出るように設計されているため、近赤外光では指標像が検出されず、測定不能となる可能性がある。そこで、可視光が用いられる。

受光光学系１０ｂには、被検眼前方から、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー７、ビームスプリッタ８、ビームスプリッタ１３、集光レンズ１６、全反射ミラー１７、ハーフミラー２６、絞り１８、コリメータレンズ１９、マイクロレンズアレイ２０、レンズアレイ２０を通過した光束を受光する二次元撮像素子２２が順次配置されている。

また、ハーフミラー２６の反射方向には、受光素子（撮像素子）２７が配置されている。ここで、受光素子２７は、測定光束による眼底反射光束を点像画像として受光する専用の受光素子であって、受光素子２７の受光結果は、フォーカス状態を検出するために用いられる。

なお、ビームスプリッタ１３は、光源部１１からの測定光束を反射し、眼底からの反射光を透過する特性を有する。また、受光光学系１０ｂは、被検眼の瞳孔とレンズアレイ２０とが光学的に略共役な関係となるように構成されている。ここで、マイクロレンズアレイ２０は、測定光軸Ｌ１と直交する面に二次元的に配置された微小レンズからなり眼底反射光を複数の光束に分割する。なお、上記の構成は、いわゆるシャックハルトマン方式の波面センサを用いたものであるが、瞳孔共役位置に直交格子上のマスクを配置し、マスクを透過した光を二次元受光素子により受光するようないわゆるタルボット式波面センサを用いるようにしてもよい（詳しくは、本出願人による特開２００６−１４９８７１号公報参照）。

また、本実施形態においては、測定光源部１１、ビームスプリッタ９、絞り１８、コリメータレンズ１９、レンズアレイ２０、二次元撮像素子２２は、一体の光学駆動ユニット３０として第１駆動部（移動機構）２９によって光軸方向に移動される構成となっている。ここで、光学駆動ユニット３０は、被検眼の球面屈折誤差に応じて測定光源部１１、二次元撮像素子２２が被検眼眼底と光学的に共役な関係となるように移動され、被検眼の球面屈折誤差を補正する視度補正機構として機能する。また、受光素子２７は、第２駆動部２５によって光軸方向に移動される構成になっている。そして、光学駆動ユニット３０の光軸方向への移動と同期して、受光素子２７は移動される。

また、ダイクロイックミラー７の反射方向には、眼Ｅを固視させるための固視標投影光学系４０が配置されている。そして、投影光学系４０は、可視光源４１、固視標４２、投光レンズ４３、全反射ミラー４５を有する。光源４１及び固視標４２は光軸方向に移動することにより被検眼の雲霧を行う。光源４１は固視標４２を照明し、固視標４２からの光束は投光レンズ４３、全反射ミラー４５を経た後、ダイクロイックミラー７で反射して、対物レンズ１４、開口部５１ａを介して被検眼に向かい、被検眼は固視標４２を固視する。

前眼部照明系５０は、例えば、そのリング開口５１内に光軸Ｌ１を中心に配置された図無きリング状光源又は点状光源を有し、前眼部を所定のパターンで照射する。また、角膜に多重リング指標を投影して角膜形状（曲率分布、乱視軸角度、等）を測定するためにも用いられる。また、リング開口５１は、周辺部には、径が異なる複数のリング状が形成され、中心部には、観察光路として用いられる開口部５１ａ有している。

前眼部観察系６０は、前眼部照明系５０で照明された前眼部像を観察するためのものである。前眼部観察系６０は、対物レンズ１４、ダイクロイックミラー７、ビームスプリッタ８、テレセントリック絞り６３、集光レンズ６２、受光素子６１を有する。受光素子６１は、例えば、ＣＣＤ等で構成され、前眼部像、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。

７０は制御部であり、二次元撮像素子２２の出力画像信号を得て被検眼の波面収差等を解析するプログラムを有し、眼の光学特性を解析する手段を兼ねる。なお、制御部７０には、光源部１１、光源４１、二次元撮像素子２２、受光素子２７、受光素子６１、記憶手段としてのメモリ７５、駆動部２５、駆動部２９、被検眼前眼部や測定結果が表示される表示モニタ８０、ジョイスティック５、測定条件など装置の各種設定を行うための操作部９０、等が接続されている。

以上のような構成を備える装置において、回折型ＩＯＬ挿入眼を測定する場合の動作について説明する。この場合、可視光を発する光源１１ｂ光源が用いられる。ここで、モニタ８０の表示画面には二次元撮像素子６１によって撮像される前眼部像が表示されるため、検者は、ジョイスティック５を用いて光学系全体が内蔵された装置筐体を移動させ、被検眼に対して測定光軸Ｌ１を位置合わせする。そして、位置合わせ完了後、ジョイスティック５の頂部に設けられた測定開始スイッチ５ａが検者によって押されると、測定開始のトリガ信号が発生される。検者により所定のトリガ信号が出力されると、制御部７０により、はじめに波面収差（眼屈折力）の予備測定が行われ、予備測定の結果に基づいて光源４１及び固視標板４２と光学駆動ユニット３０が光軸Ｌ１方向に移動されることにより、被検眼Ｅに対して雲霧がかけられ視度補正が行われる。また、このとき、光学駆動ユニット３０の移動と同期して、受光素子２７も移動する（詳しくは後述する）。そして、その後、被検眼に対して波面収差の測定が行われる。

制御部７０は、光源１１ｂを点灯する。光源１１ｂは、可視域の波長の光を出射する。このとき、近赤外域の波長を出射する光源１１ａは、消灯されている。そして、可視域の波長で波面収差の測定が行われる。波面収差測定は、以下に説明する。光源１１ｂから出射され可視域の波長の光束は、ビームスプリッタ９で反射され、リレーレンズ１２を介し、ビームスプリッタ１３及びビームスプリッタ８で反射され、ビームスプリッタ７を透過し、対物レンズ１４、被検眼の瞳孔を介して被検眼の眼底に投光される。これにより、被検眼の眼底上に点光源像が形成される。

そして、被検眼の眼底に投光された点光源像は、反射光束として被検眼を射出し、対物レンズ１４で集光され、ビームスプリッタ７で透過された後、ビームスプリッタ８で反射され、ビームスプリッタ１３で透過され、集光レンズ１６にて一旦集光された後、全反射ミラー１７で反射される。

そして、全反射ミラー１７で反射された光束は、ハーフミラー２６により光束の一部が反射され、他の光束は透過される。反射された光束は受光素子２７に受光され、受光された点像画像がメモリ７５に記憶される。また、透過された光束は、絞り１８、コリメータレンズ１９を介して、レンズアレイ２０によって複数の光束に分割された後、二次元撮像素子２２に受光される。そして、二次元撮像素子２２に受光されたパターン像は画像データとしてメモリ７５に記憶される。なお、被検眼の瞳孔と受光素子２７及び絞り１８とが光学的に略共役な関係となるように構成されている。そして、受光素子２７は、絞り１８の移動と同期して移動される。すなわち、絞り１８で反射光束が集光する場合、受光素子２７にも同様に反射光束が集光される。

ここで、レンズアレイ２０で複数の光束に分割され二次元受光素子に受光されるパターン像は、被検眼の収差（低次収差、高次収差）の影響によって変化するため、無収差の光が通過したときにできるパターン像に対して、被検眼からの反射光により生じるパターン像を解析すれば、被検眼の波面収差分布や屈折力分布を測定することが可能になる。

図３（ａ）は、回折型ＩＯＬ挿入眼ではない眼を測定したときのパターン像であり、図３（ｂ）は、回折型ＩＯＬ挿入眼を測定したときのパターン像である。図３（ｂ）の場合、測定光束が眼内レンズによって回折されることによってハルトマン像の各ドット像が分離して撮像される。図３（ｂ）の場合、実線で描かれたハルトマン像は、回折型ＩＯＬの近用パワーによって形成されたハルトマン像（以下、近用ハルトマン像とする）である。また、点線で描かれたハルトマン像は、回折型ＩＯＬの遠用パワーによって形成されたハルトマン像（以下、遠用ハルトマン像とする）である。もちろん各ハルトマン像は、眼Ｅの角膜パワーの影響を受けている。なお、以下の説明において、実線で描かれたハルトマン像は、フォーカスがあった像を示し、点線で描かれたハルトマン像は、フォーカスがあっていない像を示す。したがって、図３（ｂ）では、近用ハルトマン像にフォーカスがあっている。

ここで、制御部７０は、多焦点ＩＯＬ（回折型ＩＯＬ）挿入眼の場合、ＩＯＬの近用パワーに対応するハルトマン像が撮像素子２２上でフォーカスされるように波面収差測定光学系１０を駆動させ、被検者眼の近用パワーに関する視度補正を行う一方、ＩＯＬの遠用パワーに対応するハルトマン像が撮像素子２２上でフォーカスされるように波面収差測定光学系１０を駆動させ、被検者眼の遠用パワーに関する視度補正を行う。そして、近用パワーに関する視度補正を行ったときに撮像素子２２によって取得されたハルトマン像と、遠用パワーに関する視度補正を行ったときに撮像素子２２によって得られたハルトマン像に基づいて被検者眼の遠用屈折誤差と近用屈折誤差をそれぞれ測定する。

例えば、制御部７０は、受光素子２７の受光結果に基づいてフォーカス状態を検出し、各ハルトマン像がそれぞれ撮像素子２２上でフォーカスされるように測定光学系１０を駆動させて視度補正を順次行う。そして、制御部７０は、分離された一方の指標に関して視度補正を行ったときに撮像素子２２によって取得されたハルトマン像と、分離された他方の指標に関して視度補正を行ったときに撮像素子２２によって取得されたハルトマンとに基づいて眼Ｅの遠用屈折誤差と近用屈折誤差をそれぞれ測定する。

すなわち、その遠用及び近用領域の波面収差を精度良く測定するために、遠用領域の波面収差を測定するためのフォーカス位置（視度補正位置）と、近用領域の波面収差を測定するためのフォーカス位置にて、それぞれハルトマン像を取得し、各ハルトマン像に基づいて波面収差を測定する。すなわち、各領域に応じたフォーカス合わせを行い撮影し、各領域に対応するハルトマン像を取得する。この場合、フォーカスが厳密にあっている必要は無く、測定精度が確保できる程度にフォーカスが合っていればよい。

撮像素子２２の受光面において、ハルトマン像の視度補正によってフォーカスが一致する位置は近用と遠用で異なる。例えば、近用ハルトマン像にフォーカスがあっている場合は、遠用ハルトマン像がぼけた状態となる（図４（ａ）の右図参照）。このため、近用ハルトマン像を形成するドット像（以下、近用ドット像とする）は、高輝度で検出されＳ／Ｎ比が高く、遠用ハルトマン像を形成するドット像（以下、遠用ドット像とする）は、低輝度で検出されＳ／Ｎ比が低い。この状態で、輝度が高い方のドット像の像位置を検出してハルトマン像を解析すれば、眼Ｅの近用波面収差を精度良く測定できる。例えば、制御部７０は、近用ハルトマン像を抽出するために設定された閾値以上の輝度を持つドット像に基づいて波面収差を測定する。

逆に、遠用ハルトマン像にフォーカスがあっている場合は、近用ハルトマン像がぼけた状態となる（図４（ｃ）の右図参照）。このため、遠用ドット像は、高輝度で検出されＳ／Ｎ比が高く、近用ドット像は、低輝度で検出されＳ／Ｎ比が低い。この状態で、輝度が高い方のドット像の像位置を検出してハルトマン像を解析すれば、眼Ｅの遠用波面収差を精度良く測定できる。例えば、制御部７０は、遠用ハルトマン像を抽出するために設定された閾値以上の輝度を持つドット像に基づいて波面収差を測定する。

ここで、各ハルトマン像のフォーカスが一致する位置について説明する。例えば、近用ハルトマン像のフォーカスがあっているとき、近用パワーによる反射光束が絞り１８の位置で集光する。ここで、絞り１８に反射光束が集光しているため他の位置に絞り１８がある場合よりも、絞り１８によってけられる光束が少ない。また、絞り１８と受光素子２７は、共役な位置に配置されているため、集光点が絞り１８にある場合には、受光素子２７上にも集光点があることになる。すなわち、近用ハルトマン像は、高い輝度で検出される。このとき、遠用パワーによる反射光束の集光位置は、絞り１８にないため、その反射光束の多くは、絞り１８でけられてしまい、輝度値が低下し、遠用領域のフォーカスは、ぼけた状態となっている。これにより、遠用及び近用の２つのハルトマン像は、絞り１８の移動に伴って、輝度値／位置が変化する。そして、この変化により遠用と近用の判別でき、フォーカスがどちらに合っているかわかる。これにより、近用フォーカス位置で測定した近用ハルトマン像から近用の波面収差が測定できる。また、遠用領域の波面収差を検出する際には、上記記載したように、遠用領域にフォーカスが合う位置に絞り１８を移動させればよい。

図４は、受光素子２７上の点像画像（左図）、点像画像の点像強度分布（ＰＳＦ）、及びハルトマン像の対応関係について説明する図である。図５はＰＳＦの輝度の最大値Ｍａｘと視度補正位置との関係を示す図である。なお、受光素子２７の点像画像は、ハルトマン像のフォーカス状態を検出するために用いられる。

ここで、図４（ａ）に示すように、近用ハルトマン像のフォーカスがあっている場合、点像画像（左図）は、近用パワーによる輝点（実線）が集光されており、それを囲んで遠用パワー（点線）による輝点が輝度値が低くなりぼやけた状態で広がっている。そして、そのＰＳＦ（中図）について、輝点による輝度信号の最高値Ｍａｘは、閾値Ｓを越え、近用フォーカス位置に対応するピークＰｎが検出される（図５参照）。

ここで、図４（ｃ）に示すように、遠用ハルトマン像のフォーカスがあっている場合、取得される点像画像（左図）は、遠用パワーによる輝点（点線）が集光されており、それを囲んで近用パワー（実線）による輝点が輝度値が低くなりぼやけた状態で広がっている。すなわち、絞り１８の位置が変更されることで、図４（ａ）と逆になり、遠用ハルトマン像のフォーカスが合うようになる。そして、そのＰＳＦ（中図）について、輝点による輝度信号の最高値ｍａｘは、閾値Ｓを超え、遠用フォーカス位置に対応するピークＰｆが検出される（図５参照）。

また、図４（ｂ）は、遠用フォーカス位置と近用フォーカス位置の中間位置に測定光学系１０が調整されたときの図であり、取得される点像画像（左図）は、近用パワーによる輝点（実線）と遠用パワー（点線）による輝点の両方の輝度値が低くなり、ぼやけた状態で広がっている。そして、そのＰＳＦ（中図）について、最高値ｍａｘは、閾値Ｓを超えない。したがって、視度補正位置が変化したときの受光素子２７上の点像画像をモニタリングすることにより、ハルトマン像のフォーカス状態を精度よく検出できる。

以下に、図６のフローチャートを用いて本装置の動作について説明する。初めに、制御部７０は、測定光学系１０を初期位置（０ディオプターに対応する位置）に配置した状態で、ハルトマン像を取得し、予備測定を行う。ここで、制御部８０は、近用ハルトマン像と遠用ハルトマン像の像位置をそれぞれ検出し、近用波面収差と遠用波面収差を測定してもよいし、いずれか一方であってもよい。また、各ドット像について、近用ドット像は、遠用ドット像より瞳孔中心（光軸中心）に近い位置に現れるため、互いに隣接するドット像において、瞳孔中心に近い方を近用ドット像、遠い方を遠用ドット像として判別するようにしてもよい。なお、予備測定の段階では、球面屈折誤差が計測できればよい。

そして、制御部７０は、予備測定の結果に応じて光学駆動ユニット３０の移動方向を決定し、決定された移動方向に応じて測定光学系を連続的又は所定のステップにて移動させる。

そして、制御部７０は、光学駆動ユニット３０による測定光学系の移動中において、受光素子２７からの受光信号に基づいてハルトマン像のフォーカス状態を逐次検出する。例えば、制御部７０は、受光素子２７に受光された点像画像のＰＳＦを検出し、各位置でのＰＳＦの最大値Ｍａｘが所定の閾値Ｓを越えているかどうか判定する。そして、制御部７０は、最大値Ｍａｘが初めて閾値Ｓを越え始めた位置から輝度値が閾値Ｓよりも低くなった位置の中で、ＰＳＦの最大値Ｍａｘがピークを示した位置をフォーカス位置として検出する（図５参照）。

例えば、予備測定結果がプラス値だった場合、制御部７０は、駆動部２９を駆動させ、光学駆動ユニット３０をＡ方向（プラス方向）に移動させていき、受光素子２７の受光信号に基づいてＰＳＦの最大値Ｍａｘがピークを示す位置を探索する。そして、制御部７０は、第１のピークに到達したときのハルトマン像を取得し、光学駆動ユニット３０の位置と共にメモリ７５に移動させる。さらに、制御部８０は、第１のピークが検出された位置から所定量Ａ方向に移動させる。

この移動量は、一般的な回折型眼内レンズにおける加入度に合わせて設定されても良い。例えば、市販されている回折型眼内レンズにおいて加入度４Ｄが最大であれば、第１のピーク位置から４Ｄ以上の移動量に設定される。

そして、第２のピークが検出された場合、第２のピークに到達したときのハルトマン像を取得し、光学駆動ユニット３０の位置と共にメモリ７５に移動させる。この場合、第１のピークが検出された位置が近用フォーカス位置Ｎに対応する。また、第２のピークが検出された位置Ｐｆが遠用フォーカス位置Ｆに対応する（図７（ａ）参照）。

一方、第２のピークが検出されなかった場合、光学駆動ユニット３０の移動方向を切り替え、逆方向（この場合、Ｂ方向（マイナス方向））への移動を開始する。この場合、制御部７０は、マイナス領域において第２のピークを探索する。そして、第２のピークが検出されると、第２のピークに到達したときのハルトマン像を取得し、光学駆動ユニット３０の位置と共にメモリ７５に移動させる。この場合、第１のピークが検出された位置が遠用フォーカス位置Ｆに対応する。また、第２のピークが検出された位置が近用フォーカス位置Ｎに対応する（図７（ｃ）参照）。

一方、予備測定結果がマイナス値だった場合、制御部７０は、駆動部２９を駆動させ、光学駆動ユニット３０をＢ方向に移動させ、第１のピークを探索する。そして、制御部７０は、第１のピークに到達したときのハルトマン像を取得し、光学駆動ユニット３０の位置と共にメモリ７５に移動させる。さらに、制御部８０は、第１のピークが検出された位置から所定量Ｂ方向に移動させる。

そして、第２のピークが検出された場合、第２のピークに到達したときのハルトマン像を取得し、光学駆動ユニット３０の位置と共にメモリ７５に移動させる。この場合、第１のピークが検出された位置が遠用フォーカス位置Ｆに対応する。また、第２のピークが検出された位置が近用フォーカス位置Ｎに対応する（図７（ｂ）参照）。

一方、第２のピークが検出されなかった場合、逆方向（この場合、Ｂ方向）への移動を開始する。この場合、制御部７０は、マイナス領域において第２のピークを探索する。そして、第２のピークが検出されると、第２のピークに到達したときのハルトマン像を取得し、光学駆動ユニット３０の位置と共にメモリ７５に移動させる。この場合、第１のピークが検出された位置が近用フォーカス位置Ｎに対応する。また、第２のピークが検出された位置が遠用フォーカス位置Ｆに対応する（図７（ｃ）参照）。

制御部７０は、第１と第２のピークが検出されると、光学駆動ユニット３０の駆動を停止し、ピークが検出された二つの位置での光学駆動ユニット３０の位置情報とハルトマン像画像をメモリ７５より呼び出し、波面収差の測定をそれぞれ行う。ここで、マイナス側で取得された方が回折型ＩＯＬの近用パワーによる波面収差であり、プラス側で取得された方が回折型ＩＯＬの遠用パワーによる波面収差である。

ハルトマン像画像及び光学駆動ユニット３０の位置情報より波面収差を求める方法を以下に説明する。

初めに、光学駆動ユニット３０の位置情報により視度補正量を算出する。予め、メモリ７５には、光学駆動ユニット３０の各移動量に応じた視度補正量の値が記憶されている。そして、制御部７０は、光学駆動ユニット３０の初期位置からピークまでの移動量より、それに対応する視度補正量を算出する。

次に、制御部７０は、ハルトマン像の像位置に基づいて波面収差を計測する。このとき、制御部７０は、近接する各ドット像のうち、輝度が高いほうのドット像の像位置を検出して、波面収差を計測すればよい。そして、制御部７０は、視度補正量とハルトマン像による収差情報に基づいて被検眼の波面収差（眼屈折力分布）を算出する。そして、制御部７０は、近用と遠用での測定結果をモニタ８０上に出力する。

以上のような構成とすれば、ＩＯＬの近用・遠用の各パワーに対応する波面収差を計測する際、それぞれ高輝度のハルトマン像に基づいて測定されるため、精度の高い測定結果が得られる。

なお、測定結果を出力する場合、ゼルニケ解析等を用いて波面収差における任意の収差成分を出力するようにしてもよい。例えば、波面収差における二次収差成分を抽出することにより、被検眼の遠用屈折力（ＳＣＡ）と近用屈折力（ＳＣＡ）が得られる。

なお、以上の説明においては、回折型ＩＯＬ挿入眼を例にとって説明したが、これに限るものではなく、ゾーン型ＩＯＬ挿入眼を測定する場合においても、本発明の適用は可能である。

なお、以上の説明においては、各フォーカス位置にて取得されたハルトマン像において近接するドット像の内、輝度の高い方のドット像を用いて波面収差を測定した。ただし、回折型眼内レンズの回折効率によっては、輝度の比較では、遠用ハルトマン像と近用ハルトマン像を誤検出してしまう可能性がありうる。例えば、近用フォーカス位置に調整された場合であっても、遠用ハルトマン像のドット像の方が輝度が高い又はほぼ同じ輝度の場合がありうる。

ここで、制御部７０は、測定光による眼底反射光束を受光する受光ユニット（例えば、受光素子２７、撮像素子２２）の受光結果に基づいて、撮像素子２２によって受光された指標像が、眼内レンズの近用パワーに対応する指標像か眼内レンズの遠用パワーに対応する指標像か否かを判別するのが好ましい。そして、制御部７０は、判別された各指標像に基づいて眼内レンズによる遠用屈折誤差と近用屈折誤差を測定する。なお、以下に説明する手法は、後述する眼屈折力測定装置においても適用可能である。

第１の手法として、制御部７０は、撮像された指標像のうち、測定光学系１０の光軸Ｌ１に近いほうを近用パワーに対応する指標像とし、光軸Ｌ１に遠いほうを遠用パワーに対応する指標像として判別する。

例えば、制御部７０は、近接するドット像の内、瞳孔中心（光軸Ｌ１）に近い方を近用ハルトマン像によるドット像、瞳孔中心から遠い方を遠用ハルトマン像によるドット像として判別するようにしてもよい。瞳孔中心位置（光軸Ｌ１）は、例えば、二次元撮像素子２２の撮像面の中心（光軸Ｌ１との交点）に設定される。よって、制御部７０は、近接する２つのドット像が検出されたとき、瞳孔中心位置とドット像の距離を計測し、その計測結果に基づいてドット像の判別を行う。そして、制御部７０は、撮像素子２２上の各ドット像の判別を行うことにより、遠用ハルトマン像と近用ハルトマン像の特定を行う。

第２の手法としては、制御部７０は、近赤外光源１１ａを点灯させたときの指標像の位置情報を検出し、可視光源１１ｂを点灯させて分離された各指標像が撮像素子２２に受光されたとき、撮像された指標像のうち、検出された位置情報に対応する指標像を遠用パワーに対応する指標像として判別し、他の指標像を近用パワーに対応する指標像として判別する。

例えば、制御部７０は、初めに近赤外光源１１ａを点灯させ、ハルトマン像を取得する。そして、制御部７０は、ハルトマン像の各ドット像の位置を検出し、その検出情報をメモリ７５に記憶させておく。このとき、ハルトマン像は、遠用ハルトマン像のみが取得される。

ここで、回折型眼内レンズの特性上、近赤外光については、遠用パワー（０次光）による回折効率が高く、近用パワー（１次光）による回折効率がかなり低いためである（例えば、遠用：近用の比率は、９：１）。回折型の場合、眼内レンズを通過する光は、光学部に形成された複数の回折格子によって各回折次数の光に分けられ、０次光が遠方で焦点が結ばれ、１次光が近方で焦点が結ばれる。

次に、制御部７０は、近赤外光源１１ａを消灯し、可視光源１１ｂを点灯させ、ハルトマン像を取得する。このとき、遠用ハルトマン像と近用ハルトマン像が分離されて取得される。

ここで、制御部７０は、メモリ７５に記憶された位置情報に対応するハルトマン像を遠用ハルトマン像として判別し、他のハルトマン像を近用ハルトマン像として判別する。なお、近赤外光と可視光との色収差の違いによりハルトマン像の受光位置は、近赤外と可視光とで異なる可能性がある。そこで、色収差による受光位置の変化量が予めシミュレーションや実験などにより求められる。そして、制御部７０は、近赤外光でハルトマン像の受光位置に対して変化量を加えることにより可視光でのハルトマン像の予想受光位置を求める。そして、制御部７０は、予想受光位置に近いハルトマン像を遠用ハルトマン像、他のハルトマン像を近用ハルトマン像として判別する。

第３の手法としては、測定光学系１０を駆動させて被検者眼の視度を補正する視度補正ユニット（例えば、光学駆動ユニット３０）を用いる。ここで、制御部７０は、視度補正ユニットによって測定光学系１０が駆動されたときの反射光束の輝度変化に基づいて指標像の判別を行う。

例えば、制御部７０は、視度補正量が変化されたときのドット像の輝度の変化に基づいて遠用ドット像と近用ドット像を判別するようにしてもよい。すなわち、各ドット像は、視度補正の変化によってフォーカス状態が変化する。したがって、各位置での輝度の変化をモニタリングすることにより各ドット像が判別される。ここで、マイナス側で輝度のピークが検出された方が近用ドット像、プラス側で輝度のピークが検出された方が遠用ドット像と判別される。すなわち、ドット像のフォーカス状態が検出されればよく、ドット像のボケ具合（例えば、像サイズ）をモニタリングするようにしてもよい。また、ハルトマン像の輝度分布（例えば、輝度値の合計）が利用されてもよい。

なお、ハルトマン像のフォーカス状態を検出する手法について、撮像素子２２によって撮像された指標像の輝度変化を利用する構成であってもよい。例えば、ハルトマン像の輝度分布（例えば、輝度値の合計）が用いられる。

また、制御部７０は、各遠用ドット像を中心とする分割画像を抽出し、分割画像を加算することによって得られる点像画像を用いてフォーカス状態を検出するようにしてもよい。この場合、近接するドット像において、前述のように光軸Ｌ１に対して遠いか否かによってドット像を判別されてもよいし、近赤外での検出結果を利用しても良い。

なお、上記説明においては、測定測定光学系として波面収差測定光学系１０を用いたが、眼底に向けて測定光束を投光し、その反射光束を二次元指標像として撮像素子により受光する測定光学系と、多焦点眼内レンズによる眼Ｅの遠用屈折誤差と近用屈折誤差をそれぞれ測定する演算部を備える構成であれば、本発明の適用が可能である。この場合、屈折誤差には、波面収差、眼屈折力がありうる。

例えば、眼屈折力測定光学系にも適用可能である。例えば、レンズアレイ２０をリングレンズに変更し、その他の部材は、波面収差測定光学系１０と同様の構成とする。この場合、撮像素子２２上のリング像は、眼Ｅの屈折誤差によって変化される。したがって、リング像の形状を解析することにより、各経線方向の屈折誤差を求めることができ、これに所定の処理を施すことにより、Ｓ（球面度数）、Ｃ（乱視度数）、Ａ（乱視軸角度）の屈折値を求めることができる。

回折型ＩＯＬ挿入眼の場合には、リング像が複数に分離し多重リングとして撮像される。ここで、制御部７０は、回折型ＩＯＬの遠用パワーによる屈折値及び近用パワーによる屈折値を測定するために、各フォーカス位置にて多重リング像を取得する。なお、近用パワーによるリング像が瞳孔中心に近い方に形成され、遠用パワーによるリング像が瞳孔中心から遠い方に形成される。

この場合、制御部７０は、光学駆動ユニット３０を移動させ、各リングに応じてフォーカス合わせを行い撮影し、リング像を取得する。そして、リング像と光学駆動ユニットの位置情報に基づいて、近用及び遠用のそれぞれの屈折値を測定すればよい。

なお、上記構成において、視度補正を行うための構成として測定光学系１０の光路中に乱視補正光学系（例えば、クロスシリンダレンズ）を設け、球面屈折誤差に加えて、乱視を補正するようにしてもよい。

この場合、各フォーカス位置で取得された多重リング画像において、輝度が高いほうのリング像に基づいて眼屈折力を算出すればよい。この場合、制御部７０は、多重リング像における内側のリング像を近用パワーに対応する近用リング像、外側のリング像を遠用パワーに対応する遠用リング像として判別し、各リング像に基づいて近用屈折力と遠用屈折力を求めるようにしてもよい。

なお、上記構成において、視度補正を行う場合、測定光学系を光軸方向に移動させるものとしたが、回転板に度数の異なる矯正レンズを設け、眼Ｅの視度に対応する補正レンズが挿入されるようにしてもよい。

本発明に係る眼科測定装置の外観図である。 本実施形態に係る眼科測定装置の光学系及び制御系の構成について説明する概略構成図である。 回折型ＩＯＬ挿入眼ではない眼を測定したときのパターン像と回折型ＩＯＬ挿入眼を測定したときのパターン像を示す図である。 受光素子上の点像画像、点像画像のＰＳＦ、及びハルトマン像の対応関係について説明する図である。 ＰＳＦの輝度の最大値Ｍａｘと視度補正位置との関係を示す図である。 本装置の動作におけるフローチャートの例を示す図である。 予備測定結果に応じて光学駆動ユニットを移動させる方向を説明する図である。

１０ 波面収差測定光学系
１１ 光源部
１８ 絞り
２０ レンズアレイ
２２ 二次元撮像素子
２５ 第２駆動部
２６ ハーフミラー
２７ 受光素子
２９ 第１駆動部
３０ 光学駆動ユニット
４０ 固視標投影光学系
５０ 前眼部照明系
６０ 前眼部観察系
７０ 制御部
７５ メモリ
８０ モニタ

Claims (8)

1. 被検者眼眼底に向けて測定光束を投光し、その反射光束を二次元指標像として撮像素子により受光する測定光学系と、
   前記指標像のフォーカス状態を検出するフォーカス検出手段と、
   前記被検者眼が多焦点眼内レンズ挿入眼の場合、前記フォーカス検出手段からの検出結果に基づいて、前記眼内レンズによって分離された各指標像がそれぞれ前記撮像素子上でフォーカスされるように前記測定光学系を駆動させる視度補正手段と、
   分離された一方の指標に関して視度補正を行ったときに前記撮像素子によって取得された指標像と、分離された他方の指標に関して視度補正を行ったときに前記撮像素子によって取得された指標像とに基づいて被検者眼の遠用屈折誤差と近用屈折誤差をそれぞれ測定する演算手段と、
   を備えることを特徴とする眼科測定装置。
2. 前記測定光学系は、被検眼眼底に向けて測定光を投光しその反射光を波面センサにより受光する波面収差検出光学系であることを特徴とする請求項１記載の眼科測定装置。
3. 前記測定光学系は、被検眼眼底に向けて測定光を投光しその反射光をリング指標像として受光する測定光学系であることを特徴とする請求項１記載の眼科測定装置。
4. 請求項２〜３のいずれかの眼科測定装置において、
   前記フォーカス検出手段は、前記反射光束を点像画像として受光する専用の受光素子を有し、受光素子からの受光結果に基づいてフォーカス状態を検出することを特徴とする眼科測定装置。
5. 被検者眼眼底に向けて測定光束を投光し、その反射光束を二次元指標像として撮像素子により受光する測定光学系であって、前記被検者眼が多焦点眼内レンズ挿入眼の場合、前記眼内レンズによって分離された各指標像を前記撮像素子により受光する測定光学系と、
   前記反射光束を受光する受光手段を有し、前記撮像素子によって受光された指標像が、前記眼内レンズの近用パワーに対応する指標像か、前記眼内レンズの遠用パワーに対応する指標像か否かを該受光手段の受光結果に基づいて判別する判別処理手段を備えることを特徴とする眼科測定装置。
6. 前記撮像素子は、前記受光手段を兼用し、
   前記判別手段は、前記撮像された指標像のうち、前記測定光学系の光軸に近いほうを近用パワーに対応する指標像とし、前記測定光学系の光軸に遠いほうを遠用パワーに対応する指標像として判別することを特徴とする請求項５記載の眼科装置。
7. 前記測定光学系を駆動させて被検者眼の視度を補正する視度補正手段を備え、
   前記判別処理手段は、前記視度補正手段によって前記測定光学系が駆動されたときの反射光束の輝度変化に基づいて判別を行うことを特徴とする請求項５記載の眼科測定装置。
8. 前記測定光学系は、測定光源として近赤外光源と可視光源を有し、
   前記判別処理手段は、前記近赤外光源を点灯させたときの前記指標像の位置情報を検出し、
   前記可視光源を点灯させて分離された各指標像が前記撮像素子に受光されたとき、前記撮像された指標像のうち、前記位置情報に対応する指標像を遠用パワーに対応する指標像として判別し、他の指標像を近用パワーに対応する指標像として判別することを特徴とする請求項５記載の眼科測定装置。