JP3870150B2 - 眼科測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科測定装置に係り、特に、複数のハルトマン画像を処理して被検眼の光学特性を求める眼科測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医学用に用いられる光学機器は、特に、眼科では、眼の屈折、調節等の眼機能、眼球内部の検査を行う光学特性測定装置として普及している。例えば、被検眼の屈折力と角膜形状とを求めるフォトレフラクトメータという装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、受光部からのハルトマン像を取得し、ハルトマン板と受光部との距離及び座標等に基づいてゼルニケ係数を算出し、このゼルニケ係数に基づいて被検眼の波面を算出し、測定データ、測定結果に対応する画像データ、数値データを表示する光学特性測定装置が記載されている。また、被検眼の眼底に投影されたターゲット像の画像データから球面屈折度、乱視度、乱視軸角度等を測定する装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。なお、これらの各種検査の測定結果は、例えば、検査対象となる患者の被検眼がどのような測定条件下に置かれていたかが重要となる。
【特許文献１】
特願２０００−３５１７９６
【特許文献２】
特許２５８０２１５号
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の被検眼の収差を測定する測定装置では、眼の屈折率、屈折力又は収差等の眼特性の分布に大きな隔たりがある場合において、測定ができない場合があった。このような大きな隔たりは、例えば、病気、怪我、手術等が原因で生じることがある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、屈折率、屈折力又は収差等の眼特性の分布に大きな隔たりがある等、一様な調整では測定が不可能な眼に対しても測定が可能な眼科測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、解析に必要な点像データが得られるように自動調整してハルトマン像を取得し、取得したハルトマン像を組み合わせ光学特性を求める装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の解決手段によると、
第１波長の光束を発する第１光源を有し、該第１光源からの第１照明光束で被検眼眼底付近に集光する様に照明するための第１照明光学系と、
被検眼眼底から反射した反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材及び該第１変換部材で変換された複数の光束を第１信号として受光する第１受光部を有し、該反射光束を上記第１受光部に導く第１受光光学系と、
上記第１照明光学系の集光位置を移動させる第１移動手段と、
上記第１受光部及び上記第１変換部材を光学的に移動させる第２移動手段と、
上記第１受光部からの第１信号を組み合わせることで、被検眼の光学特性の測定が可能となるまで、複数の測定条件における第１信号を測定するように、上記第１及び第２移動手段によって上記第１照明光学系及び上記第１受光光学系の位置を調整する調整部と、
上記調整部における調整の過程で、複数の測定条件における上記第１受光部から得られた第１信号を組み合わせて被検眼の光学特性を求める演算部と
を備える眼科測定装置が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
１．眼科測定装置の構成
図１は、本発明に関する眼科測定装置の概略光学系１５０を示す図である。
眼科測定装置の光学系１５０は、例えば、対象物である被検眼６０の光学特性を測定する装置であって、第１照明光学系１０と、第１受光光学系２０と、第２受光光学系３０と、共通光学系４０と、調整用光学系５０と、第２照明光学系７０と、第３照明光学系７５と、屈折力測定用の照明光学系８０と、屈折力測定用の受光光学系９０と、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０とを備える。なお、被検眼６０については、図中、網膜６１、角膜６２が示されている。
【０００７】
第１照明光学系１０は、例えば、第１波長の光束を発するための第１光源部１１と、集光レンズ１２とを備え、第１光源部１１からの光束（第１照明光束）で被検眼６０の網膜（眼底）６１上の微小な領域を、その照明条件を適宜設定できるように照明するためのものである。第１照明光学系１０は、第１移動手段１１０によって集光位置を移動、及び／又は集光状態を変化させることができる。
【０００８】
また、第１光源部１１から発せられる第１照明光束の第１波長は、一例として、赤外域の波長（例えば、７８０ｎｍ）である。第１光源部１１は、空間コヒーレンスが大きく、時間コヒーレンスが小さいものが望ましい。ここでは、第１光源部１１は、例えば、スーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）であって、輝度の高い点光源を得ることができる。なお、第１光源部１１は、ＳＬＤに限られるものではなく、例えば、空間コヒーレンス、時間コヒーレンスが大きいレーザー等であっても、回転拡散板等を挿入し、適度に時間コヒーレンスを下げることで、利用することができる。さらに、空間コヒーレンス、時間コヒーレンスが小さいＬＥＤであっても、光量さえ十分であれば、例えば、光路の光源の位置にピンホール等を挿入することで、利用することができる。
【０００９】
第１受光光学系２０は、例えば、コリメートレンズ２１と、被検眼６０の網膜６１から反射して戻ってくる光束（第１光束）の一部を、少なくとも、１７本のビームに変換する変換部材であるハルトマン板２２と、このハルトマン板２２で変換された複数のビームを受光するための第１受光部２３とを備え、第１光束を第１受光部２３に導くためのものである。第１受光光学系２０は、ハルトマン板２２で変換されたビームが第１受光部２３に集光するように第２移動手段１２０によって移動させることができる。また、ここでは、第１受光部２３は、リードアウトノイズの少ないＣＣＤが採用されているが、ＣＣＤとしては、例えば、一般的な低ノイズタイプ、測定用の１０００×１０００素子の冷却ＣＣＤ等、適宜のタイプのものを適用することができる。第１受光部２３で受光された信号（第１受光信号）は、例えば、眼球波面収差を求めるために使用される。
【００１０】
第１移動手段１１０は、第１照明光学系を移動させるもので、例えば、モータなどによって駆動される。第１移動手段１１０によって、第１照明光学系を移動させることで、第１照明光学系からの第１照明光束の集光状態を調節することができる。
【００１１】
第２移動手段１２０は、第１受光光学系を移動させるもので、例えば、モータなどによって駆動される。第２移動手段１２０によって、第１受光光学系を移動させることで、ハルトマン板２２で変換されたビームが第１受光部２３に集光するように調節することができる。なお、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０の移動手段としては適宜の装置・方法を用いることができる。また、本実施の形態では、第１移動手段１１０と第２移動手段１２０は、連動して駆動する以外に、個々に独立して駆動可能になっている。なお、これら移動手段によって自動的に測定を行う以外に、操作者の操作（マニュアル操作）により、第１移動手段１１０と第２移動手段１２０を駆動可能であってもよい。
【００１２】
第２照明光学系７０は、第２波長の光束を発するための第２光源７２と、プラチドリング７１を備える。なお、第２光源７２を省略することもできる。図２に、プラチドリング７１の構成図の一例を示す。プラチドリング（ＰＬＡＣＩＤＯ’Ｓ ＤＩＳＣ）７１は、図２のように、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。なお、複数の同心輪帯からなるパターンの指標は、所定のパターンの指標の一例であり、他の適宜のパターンを用いることができる。そして、後述するアライメント調整が完了した後、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影することができる。
【００１３】
第３照明光学系７５は、例えば、後述するアライメント調整を主に行うものであって、第３波長の光束を発するための第３光源部３１と、集光レンズ３２と、ビームスプリッター３３を備える。
【００１４】
第２受光光学系３０は、集光レンズ３４、第２受光部３５を備える。第２受光光学系３０は、第２照明光学系７０から照明されたプラチドリング７１のパターンが、被検眼６０の前眼部又は角膜６２から反射して戻ってくる光束（第２光束）を、第２受光部３５に導く。また、第３光源部３１から発せられ被検眼６０の角膜６２から反射し、戻ってくる光束（第３光束）を第２受光部３５に導くこともできる。また、第４光源部５１により照明された前眼部像を第２受光部３５により得ることができる。なお、第２光源７２、第３光源部３１、第４光源部５１から発せられる光束の第２波長、第３波長、第４波長は、例えば、第１波長（ここでは、７８０ｎｍ）と異なると共に、長い波長を選択できる（例えば、９４０ｎｍ）。また、第２受光部３５で受光された信号は、例えば、アライメント調整や角膜波面収差を求めるために使用される。
【００１５】
共通光学系４０は、第１照明光学系１０から発せられる光束の光軸上に配され、第１及び第２照明光学系１０及び７０、第１及び第２受光光学系２０及び３０、第３照明光学系７５等に共通に含まれ得るものであり、例えば、アフォーカルレンズ４２と、ビームスプリッター４３、４５と、集光レンズ４４とを備える。また、ビームスプリッター４３は、第３光源部３１の波長を被検眼６０に送光（反射）し、被検眼６０の角膜６２から反射して戻ってくる第２光束と第３光束を反射し、一方、第１光源部１１の波長を透過するようなミラー（例えば、ダイクロイックミラー）で形成される。ビームスプリッター４５は、第１光源部１１からの光束を被検眼６０に送光（反射）し、被検眼６０の網膜６１から反射して戻ってくる第１光束を、透過するようなミラー（例えば、偏光ビームスプリッター）で形成される。このビームスプリッター４３、４５によって、第１、第２及び第３光束が、互いに他方の光学系に入りノイズとなることがない。
【００１６】
調整用光学系５０は、例えば、作動距離調整を主に行うものであって、第５光源部５５と、集光レンズ５２、５３と、第３受光部５４を備える。作動距離調整は、例えば、第５光源部５５から射出された光軸付近の平行な光束を、被検眼６０に向けて照射すると共に、この被検眼６０から反射された光を、集光レンズ５２、５３を介して第３受光部５４で受光することにより行われる。また、被検眼６０が適正な作動距離にある場合、第３受光部５４の光軸上に、第５光源部５５からのスポット像が形成される。一方、被検眼６０が適正な作動距離から前後に外れた場合、第５光源部５５からのスポット像は、第３受光部５４の光軸より上又は下に形成される。なお、第３受光部５４は、第５光源部５５、光軸、第３受光部５４を含む面内での光束位置の変化を検出できればいいので、例えば、この面内に配された１次元ＣＣＤ、ポジションセンシングデバイス（ＰＳＤ）等を適用できる。
【００１７】
屈折力測定用の照明光学系８０は、屈折力測定用光源８１、コリメートレンズ８２、屈折力測定用のリング状絞り８３、リレーレンズ８４、リング状絞り８５、ビームスプリッター８７を備える。屈折力測定用光源８１から発した照明光束は、コリメートレンズ８２により平行光束となり、屈折力測定用のリング状パターン８３を照明する。照明された屈折力測定用のリング状絞り８３からの光束は、リレーレンズ８４により平行となり瞳と共役なリング状絞り８５、リレーレンズ８６を通過し、ビームスプリッター８７を介して第１照明光学系１０の光軸と重なり、共通光学系４０を介して被検眼６０の網膜６１上を照明する。この屈折力測定用のリング状絞り８３は、正視の被検眼の測定の際に被検眼眼底と共役な位置関係とされる。
【００１８】
屈折力測定用の受光光学系９０は、ビームスプリッター９１、リレーレンズ９２、屈折力測定用受光部９３を備える。リング照明された被検眼６０の網膜６１からの反射光束は、共通光学系４０を介して、ビームスプリッター９１に達し、ここで反射され、リレーレンズ９２で集光された後、屈折力測定用受光部９３で屈折力測定用受光信号として受光される。網膜上で投影された屈折力測定用のリング状パターン像を示す屈折力測定用受光信号は、電気系の演算部に送られる。
【００１９】
屈折力測定用受光部９３は、好ましくは２次元センサーで形成される。演算部２１０では、屈折力測定用受光信号に基づき網膜上で投影された屈折力測定用のリング状パターン像から、被検眼６０の屈折力を求める。
【００２０】
次に、アライメント調整について説明する。アライメント調整は、主に、第２受光光学系３０及び第３照明光学系７５により実施される。
【００２１】
まず、第３光源部３１からの光束は、集光レンズ３２、ビームスプリッター３３、４３、アフォーカルレンズ４２を介して、対象物である被検眼６０を平行な光束で照明する。被検眼６０の角膜６２で反射した反射光束は、あたかも角膜６２の曲率半径の１／２の点から射出したような発散光束として射出される。この発散光束は、アフォーカルレンズ４２、ビームスプリッター４３、３３及び集光レンズ３４を介して、第２受光部３５にスポット像として受光される。
【００２２】
ここで、この第２受光部３５上のスポット像が光軸上から外れている場合、眼光学特性測定装置本体を、上下左右に移動調整し、スポット像を光軸上と一致させる。このように、スポット像が光軸上と一致すると、アライメント調整は完了する。なお、アライメント調整は、被検眼６０の角膜６２を第４光源部５１により照明し、この照明により得られた被検眼６０の像が第２受光部３５上に形成されるので、この像を利用して瞳中心が光軸と一致するようにしてもよい。
【００２３】
次に、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０との位置関係を概略的に説明する。
第１受光光学系２０には、ビームスプリッター４５が挿入されており、このビームスプリッター４５によって、第１照明光学系１０からの光は、被検眼６０に送光されると共に、被検眼６０からの反射光は、透過される。第１受光光学系２０に含まれる第１受光部２３は、変換部材であるハルトマン板２２を通過した光を受光し、受光信号を生成する。
【００２４】
また、第１光源部１１と被検眼６０の網膜６１とは、共役な関係を形成している。被検眼６０の網膜６１と第１受光部２３とは、共役である。また、ハルトマン板２２と被検眼６０の瞳孔とは、共役な関係を形成している。さらに、第１受光光学系２０では、瞳孔とハルトマン板２２は略共役な関係を形成している。すなわち、アフォーカルレンズ４２の前側焦点は、瞳孔と略一致している。
【００２５】
また、レンズ１２は、光源１１の拡散光を平行光に変換する。絞り１４は、眼の瞳及びハルトマンプレート２１と光学的に共役の位置にある。絞り１４は、径がハルトマンプレート２１の有効範囲より小さく、いわゆるシングルパスの収差計測（受光側だけに目の収差が影響する方法）が成り立つ様になっている。レンズ１３は、上記を満たすために、実光線の眼底共役点を前側焦点位置に、さらに、眼の瞳との共役関係を満たすために、後側焦点位置が絞り１４と一致するように配置されている。
【００２６】
また、光線１５は、光線２４とビームスプリッター４５で共通光路になった後は、近軸的には、光線２４と同じ進み方をする。但し、シングルパス測定のときは、それぞれの光線の径は違い、光線１５のビーム径は、光線２４に比べ、かなり細く設定される。具体的には、光線１５のビーム径は、例えば、眼の瞳位置で１ｍｍ程度、光線２４のビーム径は、７ｍｍ程度になることもある（なお、図中、光線１５のビームスプリッター４５から眼底６１までは省略している）。
【００２７】
つぎに、変換部材であるハルトマン板２２について説明する。
第１受光光学系２０に含まれるハルトマン板２２は、反射光束を複数のビームに変換する波面変換部材である。ここでは、ハルトマン板２２には、光軸と直交する面内に配された複数のマイクロフレネルレンズが適用されている。また、一般に、測定対象部（被検眼６０）について、被検眼６０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、被検眼６０を介した少なくとも１７本のビームで測定する必要がある。
【００２８】
また、マイクロフレネルレンズは、光学素子であって、例えば、波長ごとの高さピッチの輪帯と、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズとを備える。ここでのマイクロフレネルレンズは、例えば、半導体微細加工技術を応用した８レベルの光路長差を施したもので、高い集光率（例えば、９８％）を達成している。
【００２９】
また、被検眼６０の網膜６１からの反射光は、アフォーカルレンズ４２、コリメートレンズ２１を通過し、ハルトマン板２２を介して、第１受光部２３上に集光する。したがって、ハルトマン板２２は、反射光束を少なくとも、１７本以上のビームに変換する波面変換部材を備える。
【００３０】
図３は、本発明に関する眼光学特性測定装置の概略電気系２００を示すブロック図である。眼科測定装置に関する電気系２００は、例えば、演算部２１０と、制御部２２０と、表示部２３０と、メモリ２４０と、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０と、入力部２７０とを備える。
【００３１】
演算部２１０は、第１受光部２３から得られる受光信号▲４▼、第２受光部３５から得られる受光信号▲７▼、第３受光部５４から得られる受光信号（１０）、屈折力測定用受光部９３から得られる受光信号（１２）を入力し、全波面収差、ゼルニケ係数、屈折力等を演算する。さらに、演算部２１０は、入力部２７０から所望の設定、指示、データ等の入力信号を入力する。また、演算部２１０は、角膜波面収差、収差係数、空間周波数の伝達特性を表す指標である白色光ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、点像の強度分布ＰＳＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の中心強度を、無収差光学系の場合に得られるＰＳＦの中心強度で割ることにより求められるＳｔｒｅｈｌ比、患者の視力を検査するために適宜の視力に応じた大きさを有するランドルト環のパターン等を演算する。また、このような演算結果に応じた信号を、電気駆動系の全体の制御を行う制御部２２０と、表示部２３０と、メモリ２４０とにそれぞれ出力する。
【００３２】
さらに、演算部２１０は、調整部２１１を備える。調整部２１１は、測定可能なハルトマン像が得られるように、第１及び第２移動手段１１０及び１２０により、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の位置を調整する。
【００３３】
制御部２２０は、演算部２１０からの制御信号に基づいて、第１光源部１１及び屈折力測定用光源８１の点灯、消灯を制御したり、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０を制御するものであり、例えば、演算部２１０での演算結果に応じた信号に基づいて、第１光源部１１に対して信号▲１▼を出力し、プラチドリング７１に対して信号▲５▼を出力し、第３光源部３１に対して信号▲６▼を出力し、第４光源部５１に対して信号▲８▼を出力し、第５光源部５５に対して信号▲９▼を出力し、屈折力測定用光源８１に対して信号（１１）を出力し、さらに、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０に対して信号を出力する。
【００３４】
第１駆動部２５０は、例えば、演算部２１０に入力された第１受光部２３からの受光信号▲４▼、又は、入力部２７０から入力された移動信号に基づいて、第１照明光学系１０全体を光軸方向に移動させて集光位置を移動、及び／又は集光状態を変化させるものであり、第１移動手段１１０に対して信号▲２▼を出力すると共に、この移動手段を駆動する。これにより、第１駆動部２５０は、第１照明光学系１０の移動、調節を行うことができる。
【００３５】
第２駆動部２６０は、例えば、演算部２１０に入力された第１受光部２３からの受光信号▲４▼、又は、入力部２７０から入力された入力信号に基づいて、第１受光光学系２０全体を光軸方向に移動させるものであり、第２移動手段１２０に対して信号▲３▼を出力すると共に、この移動手段を駆動する。これにより、第２駆動部２６０は、第１受光光学系２０の移動、調節を行うことができる。
【００３６】
入力部２７０は、所望の設定、指示、データ等の各種入力信号を入力するための、スイッチ、ボタン、キーボード、ポインティングデバイス等を備える。例えば、入力部２７０は、モード切替スイッチ２７１を備える。モード切替スイッチ２７１は、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動させて移動する連動モードと個々に独立して移動する独立モードを切り替えるスイッチである。また、自動調整による測定とマニュアル調整による測定を切り替える操作切替スイッチ、測定開始ボタン、第１照明光学系１０又は第１受光光学系２０を＋方向、―方向へ移動させる移動スイッチを備えてもよい。
【００３７】
次に、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Ｃｉ ２ｊ−ｉを算出する方法について説明する。ゼルニケ係数Ｃｉ ２ｊ−ｉは、例えば、ハルトマン板２２を介して第１受光部２３で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼６０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６０の波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、ゼルニケ係数Ｃｉ ２ｊ−ｉ、ゼルニケ多項式Ｚｉ ２ｊ−ｉを用いて次式で表される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
ただし、（Ｘ，Ｙ）はハルトマン板２２の縦横の座標である。また、上式において、ｎは解析次数である。
【００４０】
また、波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、第１受光部２３の縦横の座標を（ｘ、ｙ）、ハルトマン板２２と第１受光部２３の距離をｆ、第１受光部２３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。
【００４１】
【数２】
【００４２】
ここで、ゼルニケ多項式Ｚｎ ｍは、以下の数式３で表され、具体的には、図１７、１８に示される。ただし、ｎ、ｍは、図１７、１８においてそれぞれｉ、２ｊ−ｉに対応する。
【００４３】
【数３】
【００４４】
なお、ゼルニケ係数Ｃｉ ２ｊ−ｉは、以下の数式４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。
【００４５】
【数４】
【００４６】
ただし、Ｗ（Ｘ、Ｙ）：波面収差、（Ｘ、Ｙ）：ハルトマン板座標、（△ｘ、△ｙ）：第１受光部２３で受光される点像の移動距離、ｆ：ハルトマン板２２と第１受光部２３との距離である。
演算部２１０は、ゼルニケ係数Ｃｉ 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。
【００４７】
２．照明光学系及び受光光学系の位置ずれの影響
次に、第１照明光学系１０（投影側）及び第１受光光学系２０（受光側）のディオプター値がずれた場合における、ハルトマン像への影響について説明する。
【００４８】
図４は、投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像の図である。第１照明光学系１０から発した光束が、被検眼６０の眼底６１で反射して、第１受光部２３に集光した場合、すなわち投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像である。
【００４９】
図５は、投影側及び受光側の位置ずれによるハルトマン像への影響の説明図である。以下、図５を参照して図６及び図７に示すハルトマン像について説明する。
【００５０】
図６は、投影側の位置ずれ発生時のハルトマン像の図である。図４の状態から、投影側のみが＋５ディオプター（＋５Ｄ）ずれた場合のハルトマン像を図６（ａ）に示す。投影側が＋方向にずれると、図５（ａ）の破線に示すように、第１照明光学系１０から発した光束は、中心軸の外側から内側方向へ入射されるため、被検眼６０の眼底６１の前方で集光する。眼底６１では集光していない光束を反射するため、反射した光束を第１受光部２３で受光すると、受光信号の点像はぼけ、受光信号の受光レベル（光量）は小さくなる。
【００５１】
一方、図４の状態から、投影側のみが−５ディオプター（−５Ｄ）ずれた場合のハルトマン像を図６（ｂ）に示す。投影側が−方向にずれると、図５（ａ）の実線に示すように、第１照明光学系１０から発した光束が中心軸の内側から外側方向へ入射されるため、被検眼６０の眼底６１の後方で集光するような光束になる。投影側が＋方向にずれた場合と同様に、眼底６１では集光していない光束を反射するため、反射した光束を第１受光部２３で受光すると、受光信号の点像はぼけ、受光信号の受光レベルは小さくなる。
【００５２】
このように、投影側は、第１受光部２３で受光する受光信号の点像の受光レベルに関係する。つまり、投影側を移動することで点像をぼかしたりシャープにしたりすることができる。受光レベルを大きくするには、＋方向又は―方向のうち受光レベルが大きくなる方向へ投影側を移動する。自動調整では、演算部２１０が、第１受光部２３の受光信号に基づき、点像の受光レベルが大きくなるように第１照明光学系１０を移動させることにより、投影側のディオプター値を調整している。
【００５３】
図７は、受光側の位置ずれ発生時のハルトマン像の図である。図４の状態から、受光側のみが＋５Ｄずれていた場合のハルトマン像を図７（ａ）に示す。受光側が＋方向にずれると、図５（ｂ）の破線に示すように、眼底６１で反射した光束がハルトマン板２２に対して垂直ではなく、中心軸の外側から内側方向に入射するため、中心軸よりに集光し、第１受光部へ達する。第１受光部２３で受光される点像は、全体的に中心軸よりに集まり、図７（ａ）のように点像間隔が小さい像となる。
【００５４】
一方、図４の状態から、受光側のみが−５Ｄずれていた場合のハルトマン像を図７（ｂ）に示す。受光側が−方向にずれると、図５（ｂ）の実線に示すように、眼底６１で反射した光束がハルトマン板２２に対して垂直ではなく、中心軸の内側から外側方向に入射するため、中心軸から離れて集光する。第１受光部２３で受光される点像は、全体として中心軸から離れ、図７（ｂ）のように点像間隔が大きい像となる。
【００５５】
このように、受光側は、第１受光部２３で受光する受光信号の点像の点像間隔に関係する。つまり、点像間隔が小さい場合は、受光側を―方向に動かすことで、点像間隔が大きい場合は、受光側を＋方向に動かすことで適切なディオプター値に修正ができる。自動調整では、演算部２１０が第１受光部２３の受光信号に基づき、点像間隔が所定の間隔になるように第１受光光学系側を移動させることにより、受光側のディオプター値を調整している。なお、本実施の形態では、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０は、独立して移動可能な構成となっており、点像レベルと点像間隔を独立して調整できる。
【００５６】
図８は、眼の屈折率、屈折力又は収差等の眼特性の分布に大きな隔たりがある場合の測定された点像の一例を示した図である。図８（ａ）は、最初の測定において中心付近のエリアが測定可能エリアとなっているが、周辺部分は測定不能エリアとなっている例である。このような場合、調整部２１１は、測定不能エリアが測定可能となるように調整する。図８（ｂ）は、第１受光光学系２０を−方向に移動させた図であり、中心部は測定不能エリアとなってしまっているが、周辺部が測定可能エリアとして検出できることを示している。その結果、図８（ａ）の中心部のデータと、図８（ｂ）の周辺部のデータを組み合わせることにより、全体の測定が可能となる。
【００５７】
３．データフォーマット
図９は、メモリ２４０に記憶される測定データ及び推測データの記憶フォーマットである。図９（ａ）は、測定データの記憶フォーマットであり、例えば、複数の測定条件で測定したデータを識別するデータ識別子に対応して、測定条件及び測定結果が記憶される。測定条件は、調整部２１１によって調整された第１照明光学系１０（投影側）及び第１受光光学系２０（受光側）の位置に対応するディオプター値（Ｄ値）を含む。また、測定結果には、例えば、複数に分割されたハルトマン像の各エリアに関連付けられているエリア識別子と対応して、演算部２１０によって判断される測定可能なエリアか、測定不能なエリアかを示す測定可能識別情報、及び、第１受光部２３からの信号に基づく測定値（例えば、点像座標）が記憶される。
【００５８】
図９（ｂ）は、推測データの記録フォーマットであり、例えば、データ識別子に対応して、推測結果等が記憶される。推測結果は、エリア識別子に対応した、測定可能識別情報、及び、測定した条件と異なる条件で測定した場合の結果を測定値に基づいて推測した推測値（例えば、点像座標）を含む。なお、データ識別子及びエリア識別子は、数字、文字、記号等の適宜のものを用いることができる。また、これらデータフォーマットは適宜の形態をとることができる。
【００５９】
４．フローチャート
図１０は、複数のハルトマン画像を組み合わせて被検眼６０の光学特性を求めるフローチャートである。
まず、演算部２１０は、プリセットとして連動モードである場合、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０を連動して移動させる連動モードを選択し、アライメント調整をする（Ｓ１０１）。
【００６０】
次に、演算部２１０は、屈折力測定用照明光学系８０を介して屈折力測定用のリング状パターン８３を被検眼６０の網膜６２に照明し、網膜６２から反射した反射光束を屈折力測定用受光部９３で受光し、受光した屈折力測定用受光信号に基づき、被検眼６０の屈折力を求める（Ｓ１０３）。屈折力を求める演算に関しては特許第２５８０２１５号（特許文献２）に開示されているので、ここではその詳細を省略する。
【００６１】
演算部２１０は、屈折力の測定結果が得られたかを判断する（Ｓ１０５）。演算部２１０は、例えば、屈折力の演算に必要な所定のデータ数が得られたか等の条件により屈折力の測定結果が得られたかを判断しても良い。なお、これ以外にも、適宜の条件を用いることができる。演算部２１０は、屈折力測定結果が得られた場合（Ｓ１０５）、求められた屈折力の球面度数成分に見合った位置に、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる（Ｓ１０７）。一方、演算部２１０は、屈折力測定結果が得られなかった場合（Ｓ１０５）、ステップＳ１０９へ移る。なお、演算部２１０は、屈折力測定結果が得られなかった場合、ステップＳ１１３の独立モード自動調整へ移ってもよい。
【００６２】
次に、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を入力し、入力した第１受光信号に基づいて点像の密度分布を検出する（Ｓ１０９）。例えば、第１受光部２３で受光可能な範囲が予め適宜の数のエリアに分割され、演算部２１０は、各エリアに存在する点像を第１受光信号の座標等から判断し、その数を検出して点像密度を求めても良い。なお、密度の算出は適宜の方法を取ることができる。
【００６３】
また、予め分割されたエリアを用いる以外に、第１受光部２３からの第１受光信号に従って、演算部２１０は、エリアの分割を行ってもよい。例えば、演算部２１０は、第１受光信号から、上下左右の端の点像座標を検出して、点像の分布範囲を求め、この分布範囲を適宜の数に分割することもできる。分割の方法は、例えば、上下の幅を４分割、左右の幅を４分割し、全体を１６分割する方法や、分布範囲の中央を中心とする同心円状のエリアに分割する方法の他、適宜の方法・分割数を取ることができる。分割されたエリアは、エリア番号等のエリア識別子と対応付けがされる。なお、エリア識別子には、数字、文字、記号等、適宜のものを用いることができる。
【００６４】
演算部２１０は、メモリ２４０から予め定められた密度の所定の範囲を読み出し、各エリアの点像の密度が所定の範囲外であれば測定不能エリアと判断し、所定の範囲内であれば測定可能エリアと判断する。所定の範囲は、例えば、正視の被検眼６０を０ディオプター（０Ｄ）の位置で測定した場合の点像密度をｄ１とした時、ｄ１／１０以上かつ５×ｄ１以下等とすることができる。なお、所定の範囲は、これ以外にも適宜の範囲を用いてよい。また、演算部２１０は、点像密度に基づいて測定可能エリアを判断する以外に、点像の極大値に基づいて測定可能エリアを判断してもよい。この場合、演算部２１０は、第１受光信号に基づき各点象レベルの極大値を求め、メモリ２４０から予め定められた点像レベルの所定の範囲を読み出し、点像レベルの極大値が所定の範囲内の場合、測定可能エリアと判断し、所定の範囲外の場合、測定不能エリアと判断することができる。
【００６５】
また、演算部２１０は、適宜のタイミングで、第１受光信号を入力する時の第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の位置に見合うディオプター値（測定条件）と、入力した第１受光信号に基づく点像の座標（測定値）をデータ識別子（例えば、データ番号）と対応させてメモリ２４０の測定データに記憶することができる。なお、演算部２１０は、測定値をエリア毎にエリア識別子と対応させて記憶するようにしてもよい。さらに、演算部２１０は、メモリ２４０に、測定可能か、測定不能かを示す測定可能識別情報を、該当するエリア識別子に対応して記憶することができる。
【００６６】
演算部２１０は、第１受光部２３での受光可能な範囲全体が測定可能エリアであるかを判断する（Ｓ１１１）。すなわち、演算部２１０は、ステップＳ１０９における各エリアが測定可能エリアであるかの判断に基づき、又は、メモリ２４０に記憶されている測定データの測定可能識別情報に基づき、受光可能な範囲全体が測定可能エリアで覆われていると判断した場合、ステップＳ１１７へ進み、被検眼６０の光学特性を求める。一方、演算部２１０は、全体が測定可能エリアで覆われてないと判断した場合、ステップＳ１１３へ進む。なお、演算部２１０は、判断条件として、全体が測定可能エリアであるかを判断する代わりに、例えば、得られた点像が所定数以上あるか等の判断を行っても良い。その場合、点像が所定数以上ある場合、ステップＳ１１７へ進み、点像が所定数以上ない場合、ステップＳ１１３へ進む。さらに、判断条件として、演算部２１０は、点像密度が所定の範囲であり、且つ、点像が所定数以上あるかの判断を行っても良い。
【００６７】
演算部２１０は、独立モード自動調整処理を行う（Ｓ１１３）。演算部２１０は、独立モード自動調整処理において、測定不能エリアの点像に基づいて第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を調整し、測定に必要なハルトマン像を取得する。独立モード自動調整処理の詳細な説明は後述する。
【００６８】
また、演算部２１０は、取り込んだ１つ又は複数の第１受光信号に基づき合成点像を求める合成点像作成処理を行う（Ｓ１１５）。演算部２１０は、第１受光信号又は合成点像に基づいてゼルニケ解析を行い、ゼルニケ係数を算出する（Ｓ１１７）。
【００６９】
次に、演算部２１０は、第１受光信号に基づき光学特性の演算処理を行う（Ｓ１１９）。ここで光学特性とは、例えば、収差、眼屈折力等、適宜の眼特性である。演算部２１０は、第１受光信号については、ハルトマン波面センサーの測定原理によって光学特性を計算する。第１受光信号によって得られるのは眼球光学系の波面収差（眼球波面収差）である。さらに、演算部２１０は、測定されたハルトマン像、眼球波面収差等の光学特性を表示部２３０に表示する（Ｓ１２１）。
【００７０】
また、演算部２１０は、ステップＳ１１７からＳ１２１の代わりに又は並行して第２受光部３５により前眼部像についての第２受光信号の取り込み、角膜で発生する波面収差（角膜波面収差）、角膜形状等の光学特性を計算しても良い。演算部２１０は、第２受光信号の取り込み後、角膜頂点反射の輝点にほぼ同心に写っているリング像の位置を画像処理の手法を使って解析する。リングの位置は、例えば円周上３６０度にわたって、２５６点程度取得される。また、演算部２１０は、リングの位置から角膜の傾斜を計算する。また、演算部２１０は、角膜の傾きから角膜の高さを計算して、角膜を光学レンズと同様に扱うことにより光学特性を計算する。第２受光信号によって得られるのは角膜で発生する波面収差（角膜波面収差）である。演算部２１０は、計算された角膜波面収差、角膜形状等を表示部２３０に表示する。さらに、演算部２１０は、白色光ＭＴＦ、Ｓｔｒｅｈｌ比、ランドルト環のパターン等を演算し、表示部２３０に表示させても良い。
演算部２１０は、測定を続ける場合ステップＳ１０１に戻り、続けない場合は終了する（Ｓ１２３）。
【００７１】
図１１は、独立モード自動調整処理のフローチャートである。まず、演算部２１０は、メモリ２４０の測定データの測定可能識別情報を参照し、測定不能エリアの中から、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を移動することにより測定可能エリアとなるように調整する、調整エリアを指定する（Ｓ２００）。
【００７２】
次に、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を読み取り、読み取った第１受光信号に基づき、調整エリアにおける各点像の間隔を検出し、点像間隔の平均を求める（Ｓ２０１）。演算部２１０は、メモリ２４０から予め設定された所定の間隔を読み出し、調整エリアの平均点像間隔と比較する。演算部２１０は、調整エリアの平均点像間隔が予め設定された所定の間隔よりも小さい場合（Ｓ２０３）、第２駆動部２６０に対して第１受光光学系２０（受光部側）を−方向に移動させる信号を出力し、ステップＳ２０１の処理に戻る（Ｓ２０５）。
【００７３】
演算部２１０は、調整エリアの平均点像間隔が所定の間隔よりも大きい場合（Ｓ２０７）、第２駆動部２６０に対して第１受光光学系２０を＋方向に移動させる信号を出力し、ステップＳ２０１の処理に戻る（Ｓ２０９）。第２駆動部２６０は、演算部２１０から信号を入力し、入力した信号に従って、第２移動手段１２０を駆動する。また、演算部２１０は、調整エリアの平均点像間隔が所定の間隔の場合、ステップＳ２１１の処理へ移る。なお、点像間隔と所定の間隔の比較は、ステップＳ２０１で検出した各点像間隔の平均以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。また、点像間隔に基づいて受光部側の調整を行う以外に、点像密度に基づいて調整を行っても良い。この場合、演算部２１０は、第１受光信号に基づき調整エリアの点像密度を求め、さらに、メモリ２４０から予め設定された所定の密度範囲を読み出す。演算部２１０は、点像密度が所定範囲よりも大きい場合、受光部側を−方向に移動させる信号を出力し、点像密度が所定範囲よりも小さい場合、受光部側を＋方向に移動させる信号を出力する。
【００７４】
次に、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を読み取り、読み取った第１受光信号に基づいて点像レベルを検出し、調整エリアの点像レベルの平均を求める（Ｓ２１１）。演算部２１０は、メモリ２４０から予め定められた所定レベルを読み出し、調整エリアの平均点像レベルが、所定レベルよりも大きいか判断する（Ｓ２１３）。なお、点像レベルと所定レベルの比較は、ステップＳ２１１で検出した個々の点像レベルの平均以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。演算部２１０は、調整エリアの平均点像レベルが所定レベルよりも小さい場合（Ｓ２１３）、第１駆動部２５０に対して第１照明光学系１０（投影側）を移動させる信号を出力し、ステップＳ２１１の処理へ戻る（Ｓ２１５）。第１照明光学系１０の移動方向は、任意の方向に移動させて点像レベルが大きくなるか判断し、点像レベルが大きくなる方向に移動させてもよい。また、演算部２１０は、点像レベルが極大となるように第１照明光学系１０を移動させても良い。第１駆動部２５０は、演算部２１０から信号を入力し、入力した信号に従って、第１移動手段１１０によって第１照明光学系１０を移動させる。一方、演算部２１０は、調整エリアの平均点像レベルが所定レベルよりも大きい場合（Ｓ２１３）、ステップＳ２１７の処理へ進む。
【００７５】
演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を入力し、投影側及び受光側の位置に見合うディオプター値（測定条件）と入力した第１受光信号に基づく点像の座標（測定値）を、データ識別子に対応させてメモリ２４０の測定データに記憶する（Ｓ２１７）。なお、演算部２１０は、測定値を、エリア毎にエリア識別子に対応させて記憶するようにしてもよい。
【００７６】
演算部２１０は、入力した第１受光信号の点像の密度分布を求め、調整エリアが測定可能かを判断する（Ｓ２１９）。測定可能かの判断は、ステップ１０９と同様とすることができる。さらに、演算部２１０は、他のエリアについても測定可能エリアか判断する。なお、演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データの測定可能識別情報を参照し、測定不能エリアについてのみ測定可能かを判断してもよい。演算部２１０は、測定可能か、測定不能かを示す測定可能識別情報を、データ識別子及び各エリアのエリア識別子と対応させてメモリ２４０の測定データに記憶する。
【００７７】
演算部２１０は、さらに、メモリ２４０の測定可能識別情報を参照し、測定可能な点像座標が得られていないエリアが存在するか判断する（Ｓ２２１）。演算部２１０は、測定不能なエリアがあると判断した場合、ステップＳ２００へ戻り、一方、測定不能エリアがない場合、独立モード自動調整処理を終了し、ステップＳ１１５の処理へ移る。
【００７８】
図１２は、合成点像作成処理のフローチャートである。以下２つの測定データから合成点像を作成する方法について述べるが、３つ以上についても同様にして合成点像を作成することができる。まず、演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データの測定条件から、測定したディオプター値を順次読み出し、ディオプター値の平均（２つの測定データの場合は、中央ディオプター値となる）を求める（Ｓ３０１）。例えば、演算部２１０は、ディオプター値の平均を測定条件として測定した場合の点像座標を推測し、推測した点像座標を組み合わせて合成点像を作成する。また、ディオプター値の平均の算出には、投影側、受光側の両方を用いてもよいし、いずれかを用いても良い。なお、平均ディオプター値に限らず、適宜のディオプター値を用い、点像座標を推測することもできる。
【００７９】
演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データから、測定条件及び測定値を読み出す（Ｓ３０３）。さらに演算部２１０は、瞳孔半径及びハルトマン板２２と第１受光部２３との距離をメモリ２４０又は入力部２７０から入力し、平均ディオプター値、すなわち測定したディオプター値以外の他の測定条件での点像座標の推測値を求める（Ｓ３０５）。以下に点像座標の推測について述べる。
【００８０】
例えば、ハルトマン像を複数画面取得後、それぞれから検出できた点像の重心位置から、測定したディオプター値以外の他の測定条件（例えば、取得したディオプター値の中央値の位置）での点像の重心位置を推測することができる。第１受光部２３の画像から点像の移動量を求め、ｉ番目の点像の移動量を△ｘｉ、△ｙｉとする。この移動量と波面収差は，以下の偏微分方程式によって関係付けられる。
【００８１】
【数５】
（ｆ：ハルトマン板２２と第１受光部２３の距離）
【００８２】
ここで，波面Ｗをゼルニケ多項式Ｚｉ ２ｊ−ｉを使った展開であらわすと、次式のようになる。
【００８３】
【数６】
【００８４】
また、ディオプター位置の変更により、波面Ｗはディオプターに対応するゼルニケ係数Ｃ２ ０のみが変化する。この変化分のみ点像の重心位置が移動すると考えられる。
【００８５】
測定したディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉ１、Ｙｉ１）、推測（解析）するディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉ、Ｙｉ）、移動量を△Ｘｉ１、△Ｙｉ１、ゼルニケ係数変化量を△（Ｃ２ ０）’、ハルトマン板２２と第１受光部２３の距離をＦとすると、次式の関係が成り立つ。
【００８６】
【数７】
【００８７】
また、ディオプター変化量△Ｓ１からゼルニケ係数△（Ｃ２ ０）’を算出する式は、次式で表される。
【００８８】
【数８】
【００８９】
ただし、ｒは、瞳孔半径（ｍｍ）である。また、ゼルニケ多項式Ｚ２ ０は、図１８から次式で表される。
【００９０】
【数９】
【００９１】
よって、推測するディオプター位置における点像の重心位置（Ｘｉａ、Ｙｉａ）は、推測に用いる測定したディオプター値ａでの点像の重心位置を（Ｘｉ１ａ、Ｙｉ１ａ）とすると、次式で表すことができる。
【００９２】
【数１０】
【００９３】
同様にして、他の測定データからも、点像の重心位置を推測することが可能である。例えば、推測（解析）するディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉｂ、Ｙｉｂ）は、推測に用いる測定したディオプター位置ｂでの点像の重心位置を（Ｘｉ２ｂ、Ｙｉ２ｂ）、ディオプター変化量を△Ｓ２とすると、同様に次式で表される。
【００９４】
【数１１】
【００９５】
これらを組み合わせて得られる重心位置を基に波面Ｗを算出することで、複数画面で得られた重心位置を加味した結果を得られる。例えば、２画面のハルトマン画像においてｉ＝１〜１００、位置ａで測定可能な点像がｉ＝１〜５０、位置ｂにおいて測定可能な点像がｉ＝５１〜１００である場合には、
【００９６】
【数１２】
【００９７】
で合成点像の重心位置が求められる。
【００９８】
演算部２１０は、数式１０を用いて推測値を算出し（Ｓ３０５）、求めた推測値を、データ識別子及びエリア識別子と対応して、メモリ２４０の推測データに記憶する（Ｓ３０７）。
【００９９】
また、演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データの、該当するデータ識別子に対応する測定可能識別情報を参照し、測定可能なエリアを判別する。なお、演算部２１０は、測定可能識別情報を、推測データの該当するデータ識別子及び各エリア識別子に対応して、記憶しても良い。さらに、演算部２１０は、推測データの中から、測定可能なエリアに属する点像の推測値を抽出し、抽出した推定値をメモリ２４０の合成点像データに記憶する（Ｓ３０９）。なお、既に、推定値が記憶されているエリアについては、記憶しなくても良いし、上書きに記憶しても良い。
【０１００】
次に、演算部２１０は、合成点像データが解析可能なデータであるかを判断する（Ｓ３１１）。例えば、演算部２１０は、合成点像データに、全てのエリアについてのデータが記憶されているか、又は、合成点像データが所定の点像数以上あるか等によって判断できる。なお、判断基準は適宜のものを用いてよい。演算部２１０は、合成点像データが解析可能な場合、合成点像作成処理を終了してステップＳ１１７へ移り、一方、解析可能でない場合、ステップＳ３０３へ戻り、他の測定値からの推測値を求める。
【０１０１】
なお、データの記憶フォーマット及び合成点像の作成手順は、上述以外にも適宜の方法を取ることができる。例えば、測定データから全ての推定データを先に求めても良いし、合成点像の作成に用いる測定データができるだけ少なくなるように測定データを選択してもよい。
【０１０２】
図１３は、独立モード自動調整処理の第１の変形例である。図１３の変形例は、図１１における点像レベルに基づく投影側の移動（Ｓ２１１〜Ｓ２１５）と点像間隔に基づく受光部側の移動（Ｓ２０１〜Ｓ２０９）の順序が逆になっているフローチャートである。各ステップの処理は図１１と同様であるので、図１１と同様の符号を付し、説明は省略する。
【０１０３】
図１４は、独立モード自動調整処理の第２の変形例である。図１４に示す変形例では、独立モードにより調整する前に、連動モードによって投影側及び受光側を連動して調整する。特に、測定可能エリアと測定不能エリアの眼特性が大きく異なる場合等に有効である。
【０１０４】
まず、演算部は、ステップＳ２００の処理を実行する。処理の詳細は、上述と同様であるので省略する。次に、演算部２１０は、ハルトマン像についての第１受光信号を低ノイズのＣＣＤ等の第１受光部２３を使って取り込む（Ｓ２５１）。演算部２１０は、入力した第１受光信号について、受光信号レベルの平均を求める。
【０１０５】
演算部２１０は、メモリ２４０から所定信号レベルを読み込み、受光信号レベルの平均が所定の信号レベルより大きいかを判断する（Ｓ２５３）。なお、所定信号レベルは、予め設定され、メモリ２４０に記憶されている。なお、受光信号レベルの平均を用いる以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。
【０１０６】
演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルより小さい場合（Ｓ２５３）、自動的に又は入力部２７０からの指示により第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０に、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる移動信号を出力し、ステップＳ２５１の処理へ戻る（Ｓ２５５）。第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０は、演算部２１０から移動信号を入力し、入力した信号に従って、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０によって、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる。また、演算部２１０は、第１受光部２３からの信号レベルが極大となるように、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を移動しても良い。
【０１０７】
一方、演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルより大きい場合（Ｓ２５３）、ステップＳ２０１〜ステップＳ２２１の処理を実行する。各処理の詳細については、図１１と同様であるので、図１１と同様の符号を付し、説明は省略する。
【０１０８】
図１５は、独立モード自動調整処理の第３の変形例である。図１５に示す変形例は、図１４における点像レベルに基づく投影側の調整（Ｓ２１１〜Ｓ２１５）と点像間隔に基づく受光部側の調整（Ｓ２０１〜Ｓ２０９）の順序が逆になっている。各ステップの処理は図１４と同様であるので、図１４と同様の符号を付し、説明は省略する。
【０１０９】
図１６は、複数のハルトマン画像を組み合わせて被検眼６０の光学特性を求めるフローチャートの変形例である。図１６に示す変形例では、演算部２１０は、第１受光部２３からの第１受光信号の信号レベルに基づき第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を調整し、そのときのハルトマン像から点像の密度を検出する。
【０１１０】
各ステップ処理については図１０及び図１４の同じ符号のステップと同様であるので省略する。ただし、ステップＳ２５３において、演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルより大きい場合、ステップＳ１０９の処理へ移る。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明によると、屈折率、屈折力又は収差の分布に大きな隔たりがある等、従来の一様な調整では測定が不可能な眼に対しても測定が可能な眼科測定装置が提供される。また、本発明によると、必要な点像データが得られるように自動調整してハルトマン像を自動的に取得し、取得したハルトマン像を組み合わせ光学特性を求める装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する眼科測定装置の概略光学系を示す図。
【図２】プラチドリングの構成図。
【図３】本発明に関する眼科測定装置の概略電気系を示すブロック図。
【図４】投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像。
【図５】投影側及び受光側の位置ずれによるハルトマン像への影響の説明図。
【図６】投影側の位置ずれ発生時のハルトマン像。
【図７】受光側の位置ずれ発生時のハルトマン像。
【図８】眼特性の分布に大きな隔たりがある場合の測定された点像の図。
【図９】測定データ及び推測データの記憶フォーマット。
【図１０】ハルトマン画像を組み合わせて被検眼の光学特性を求めるフローチャート。
【図１１】独立モード自動調整処理のフローチャート。
【図１２】合成点像作成処理のフローチャート。
【図１３】独立モード自動調整処理の第１の変形例。
【図１４】独立モード自動調整処理の第２の変形例。
【図１５】独立モード自動調整処理の第３の変形例。
【図１６】ハルトマン画像を組み合わせて被検眼の光学特性を求めるフローチャートの変形例。
【図１７】ゼルニケ多項式（１）。
【図１８】ゼルニケ多項式（２）。
【符号の説明】
１０ 第１照明光学系
１１、７２、３１、５１、５５ 第１〜５光源部
１２、３２、３４、４４、５２、５３ 集光レンズ
２０ 第１受光光学系２０
２１ コリメートレンズ
２２ ハルトマン板２２
２３、３５、５４ 第１〜３受光部
３０ 第２受光光学系
３３、４３、４５ ビームスプリッター
４０ 共通光学系
４２ アフォーカルレンズ
５０ 調整用光学系
６０ 被検眼
７０ 第２照明光学系
７１ プラチドリング
７５ 第３照明光学系
８０ 屈折力測定用照明系
９０ 屈折力測定用受光光学系
１００ 眼科測定装置の光学系
１１０ 第１移動手段
１２０ 第２移動手段
１５０ 眼科測定装置の光学系の変形例
２００ 眼科測定装置の電気系
２１０ 演算部
２２０ 制御部
２３０ 表示部
２４０ メモリ
２５０ 第１駆動部
２６０ 第２駆動部
２７０ 入力部
２７１ モード切替スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科測定装置に係り、特に、複数のハルトマン画像を処理して被検眼の光学特性を求める眼科測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医学用に用いられる光学機器は、特に、眼科では、眼の屈折、調節等の眼機能、眼球内部の検査を行う光学特性測定装置として普及している。例えば、被検眼の屈折力と角膜形状とを求めるフォトレフラクトメータという装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、受光部からのハルトマン像を取得し、ハルトマン板と受光部との距離及び座標等に基づいてゼルニケ係数を算出し、このゼルニケ係数に基づいて被検眼の波面を算出し、測定データ、測定結果に対応する画像データ、数値データを表示する光学特性測定装置が記載されている。また、被検眼の眼底に投影されたターゲット像の画像データから球面屈折度、乱視度、乱視軸角度等を測定する装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。なお、これらの各種検査の測定結果は、例えば、検査対象となる患者の被検眼がどのような測定条件下に置かれていたかが重要となる。
【特許文献１】
特願２０００−３５１７９６
【特許文献２】
特許２５８０２１５号
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の被検眼の収差を測定する測定装置では、眼の屈折率、屈折力又は収差等の眼特性の分布に大きな隔たりがある場合において、測定ができない場合があった。このような大きな隔たりは、例えば、病気、怪我、手術等が原因で生じることがある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、屈折率、屈折力又は収差等の眼特性の分布に大きな隔たりがある等、一様な調整では測定が不可能な眼に対しても測定が可能な眼科測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、解析に必要な点像データが得られるように自動調整してハルトマン像を取得し、取得したハルトマン像を組み合わせ光学特性を求める装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の解決手段によると、
第１波長の光束を発する第１光源を有し、該第１光源からの第１照明光束で被検眼眼底付近に集光する様に照明するための第１照明光学系と、
被検眼眼底から反射した反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材及び該第１変換部材で変換された複数の光束を第１信号として受光する第１受光部を有し、該反射光束を上記第１受光部に導く第１受光光学系と、
上記第１照明光学系の集光位置を移動させる第１移動手段と、
上記第１受光部及び上記第１変換部材を光学的に移動させる第２移動手段と、
上記第１受光部からの第１信号を組み合わせることで、被検眼の光学特性の測定が可能となるまで、複数の測定条件における第１信号を測定するように、上記第１及び第２移動手段によって上記第１照明光学系及び上記第１受光光学系の位置を調整する調整部と、
上記調整部における調整の過程で、複数の測定条件における上記第１受光部から得られた第１信号を組み合わせて被検眼の光学特性を求める演算部と
を備える眼科測定装置が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
１．眼科測定装置の構成
図１は、本発明に関する眼科測定装置の概略光学系１５０を示す図である。
眼科測定装置の光学系１５０は、例えば、対象物である被検眼６０の光学特性を測定する装置であって、第１照明光学系１０と、第１受光光学系２０と、第２受光光学系３０と、共通光学系４０と、調整用光学系５０と、第２照明光学系７０と、第３照明光学系７５と、屈折力測定用の照明光学系８０と、屈折力測定用の受光光学系９０と、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０とを備える。なお、被検眼６０については、図中、網膜６１、角膜６２が示されている。
【０００７】
第１照明光学系１０は、例えば、第１波長の光束を発するための第１光源部１１と、集光レンズ１２とを備え、第１光源部１１からの光束（第１照明光束）で被検眼６０の網膜（眼底）６１上の微小な領域を、その照明条件を適宜設定できるように照明するためのものである。第１照明光学系１０は、第１移動手段１１０によって集光位置を移動、及び／又は集光状態を変化させることができる。
【０００８】
また、第１光源部１１から発せられる第１照明光束の第１波長は、一例として、赤外域の波長（例えば、７８０ｎｍ）である。第１光源部１１は、空間コヒーレンスが大きく、時間コヒーレンスが小さいものが望ましい。ここでは、第１光源部１１は、例えば、スーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）であって、輝度の高い点光源を得ることができる。なお、第１光源部１１は、ＳＬＤに限られるものではなく、例えば、空間コヒーレンス、時間コヒーレンスが大きいレーザー等であっても、回転拡散板等を挿入し、適度に時間コヒーレンスを下げることで、利用することができる。さらに、空間コヒーレンス、時間コヒーレンスが小さいＬＥＤであっても、光量さえ十分であれば、例えば、光路の光源の位置にピンホール等を挿入することで、利用することができる。
【０００９】
第１受光光学系２０は、例えば、コリメートレンズ２１と、被検眼６０の網膜６１から反射して戻ってくる光束（第１光束）の一部を、少なくとも、１７本のビームに変換する変換部材であるハルトマン板２２と、このハルトマン板２２で変換された複数のビームを受光するための第１受光部２３とを備え、第１光束を第１受光部２３に導くためのものである。第１受光光学系２０は、ハルトマン板２２で変換されたビームが第１受光部２３に集光するように第２移動手段１２０によって移動させることができる。また、ここでは、第１受光部２３は、リードアウトノイズの少ないＣＣＤが採用されているが、ＣＣＤとしては、例えば、一般的な低ノイズタイプ、測定用の１０００×１０００素子の冷却ＣＣＤ等、適宜のタイプのものを適用することができる。第１受光部２３で受光された信号（第１受光信号）は、例えば、眼球波面収差を求めるために使用される。
【００１０】
第１移動手段１１０は、第１照明光学系を移動させるもので、例えば、モータなどによって駆動される。第１移動手段１１０によって、第１照明光学系を移動させることで、第１照明光学系からの第１照明光束の集光状態を調節することができる。
【００１１】
第２移動手段１２０は、第１受光光学系を移動させるもので、例えば、モータなどによって駆動される。第２移動手段１２０によって、第１受光光学系を移動させることで、ハルトマン板２２で変換されたビームが第１受光部２３に集光するように調節することができる。なお、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０の移動手段としては適宜の装置・方法を用いることができる。また、本実施の形態では、第１移動手段１１０と第２移動手段１２０は、連動して駆動する以外に、個々に独立して駆動可能になっている。なお、これら移動手段によって自動的に測定を行う以外に、操作者の操作（マニュアル操作）により、第１移動手段１１０と第２移動手段１２０を駆動可能であってもよい。
【００１２】
第２照明光学系７０は、第２波長の光束を発するための第２光源７２と、プラチドリング７１を備える。なお、第２光源７２を省略することもできる。図２に、プラチドリング７１の構成図の一例を示す。プラチドリング（ＰＬＡＣＩＤＯ’Ｓ ＤＩＳＣ）７１は、図２のように、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。なお、複数の同心輪帯からなるパターンの指標は、所定のパターンの指標の一例であり、他の適宜のパターンを用いることができる。そして、後述するアライメント調整が完了した後、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影することができる。
【００１３】
第３照明光学系７５は、例えば、後述するアライメント調整を主に行うものであって、第３波長の光束を発するための第３光源部３１と、集光レンズ３２と、ビームスプリッター３３を備える。
【００１４】
第２受光光学系３０は、集光レンズ３４、第２受光部３５を備える。第２受光光学系３０は、第２照明光学系７０から照明されたプラチドリング７１のパターンが、被検眼６０の前眼部又は角膜６２から反射して戻ってくる光束（第２光束）を、第２受光部３５に導く。また、第３光源部３１から発せられ被検眼６０の角膜６２から反射し、戻ってくる光束（第３光束）を第２受光部３５に導くこともできる。また、第４光源部５１により照明された前眼部像を第２受光部３５により得ることができる。なお、第２光源７２、第３光源部３１、第４光源部５１から発せられる光束の第２波長、第３波長、第４波長は、例えば、第１波長（ここでは、７８０ｎｍ）と異なると共に、長い波長を選択できる（例えば、９４０ｎｍ）。また、第２受光部３５で受光された信号は、例えば、アライメント調整や角膜波面収差を求めるために使用される。
【００１５】
共通光学系４０は、第１照明光学系１０から発せられる光束の光軸上に配され、第１及び第２照明光学系１０及び７０、第１及び第２受光光学系２０及び３０、第３照明光学系７５等に共通に含まれ得るものであり、例えば、アフォーカルレンズ４２と、ビームスプリッター４３、４５と、集光レンズ４４とを備える。また、ビームスプリッター４３は、第３光源部３１の波長を被検眼６０に送光（反射）し、被検眼６０の角膜６２から反射して戻ってくる第２光束と第３光束を反射し、一方、第１光源部１１の波長を透過するようなミラー（例えば、ダイクロイックミラー）で形成される。ビームスプリッター４５は、第１光源部１１からの光束を被検眼６０に送光（反射）し、被検眼６０の網膜６１から反射して戻ってくる第１光束を、透過するようなミラー（例えば、偏光ビームスプリッター）で形成される。このビームスプリッター４３、４５によって、第１、第２及び第３光束が、互いに他方の光学系に入りノイズとなることがない。
【００１６】
調整用光学系５０は、例えば、作動距離調整を主に行うものであって、第５光源部５５と、集光レンズ５２、５３と、第３受光部５４を備える。作動距離調整は、例えば、第５光源部５５から射出された光軸付近の平行な光束を、被検眼６０に向けて照射すると共に、この被検眼６０から反射された光を、集光レンズ５２、５３を介して第３受光部５４で受光することにより行われる。また、被検眼６０が適正な作動距離にある場合、第３受光部５４の光軸上に、第５光源部５５からのスポット像が形成される。一方、被検眼６０が適正な作動距離から前後に外れた場合、第５光源部５５からのスポット像は、第３受光部５４の光軸より上又は下に形成される。なお、第３受光部５４は、第５光源部５５、光軸、第３受光部５４を含む面内での光束位置の変化を検出できればいいので、例えば、この面内に配された１次元ＣＣＤ、ポジションセンシングデバイス（ＰＳＤ）等を適用できる。
【００１７】
屈折力測定用の照明光学系８０は、屈折力測定用光源８１、コリメートレンズ８２、屈折力測定用のリング状絞り８３、リレーレンズ８４、リング状絞り８５、ビームスプリッター８７を備える。屈折力測定用光源８１から発した照明光束は、コリメートレンズ８２により平行光束となり、屈折力測定用のリング状パターン８３を照明する。照明された屈折力測定用のリング状絞り８３からの光束は、リレーレンズ８４により平行となり瞳と共役なリング状絞り８５、リレーレンズ８６を通過し、ビームスプリッター８７を介して第１照明光学系１０の光軸と重なり、共通光学系４０を介して被検眼６０の網膜６１上を照明する。この屈折力測定用のリング状絞り８３は、正視の被検眼の測定の際に被検眼眼底と共役な位置関係とされる。
【００１８】
屈折力測定用の受光光学系９０は、ビームスプリッター９１、リレーレンズ９２、屈折力測定用受光部９３を備える。リング照明された被検眼６０の網膜６１からの反射光束は、共通光学系４０を介して、ビームスプリッター９１に達し、ここで反射され、リレーレンズ９２で集光された後、屈折力測定用受光部９３で屈折力測定用受光信号として受光される。網膜上で投影された屈折力測定用のリング状パターン像を示す屈折力測定用受光信号は、電気系の演算部に送られる。
【００１９】
屈折力測定用受光部９３は、好ましくは２次元センサーで形成される。演算部２１０では、屈折力測定用受光信号に基づき網膜上で投影された屈折力測定用のリング状パターン像から、被検眼６０の屈折力を求める。
【００２０】
次に、アライメント調整について説明する。アライメント調整は、主に、第２受光光学系３０及び第３照明光学系７５により実施される。
【００２１】
まず、第３光源部３１からの光束は、集光レンズ３２、ビームスプリッター３３、４３、アフォーカルレンズ４２を介して、対象物である被検眼６０を平行な光束で照明する。被検眼６０の角膜６２で反射した反射光束は、あたかも角膜６２の曲率半径の１／２の点から射出したような発散光束として射出される。この発散光束は、アフォーカルレンズ４２、ビームスプリッター４３、３３及び集光レンズ３４を介して、第２受光部３５にスポット像として受光される。
【００２２】
ここで、この第２受光部３５上のスポット像が光軸上から外れている場合、眼光学特性測定装置本体を、上下左右に移動調整し、スポット像を光軸上と一致させる。このように、スポット像が光軸上と一致すると、アライメント調整は完了する。なお、アライメント調整は、被検眼６０の角膜６２を第４光源部５１により照明し、この照明により得られた被検眼６０の像が第２受光部３５上に形成されるので、この像を利用して瞳中心が光軸と一致するようにしてもよい。
【００２３】
次に、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０との位置関係を概略的に説明する。
第１受光光学系２０には、ビームスプリッター４５が挿入されており、このビームスプリッター４５によって、第１照明光学系１０からの光は、被検眼６０に送光されると共に、被検眼６０からの反射光は、透過される。第１受光光学系２０に含まれる第１受光部２３は、変換部材であるハルトマン板２２を通過した光を受光し、受光信号を生成する。
【００２４】
また、第１光源部１１と被検眼６０の網膜６１とは、共役な関係を形成している。被検眼６０の網膜６１と第１受光部２３とは、共役である。また、ハルトマン板２２と被検眼６０の瞳孔とは、共役な関係を形成している。さらに、第１受光光学系２０では、瞳孔とハルトマン板２２は略共役な関係を形成している。すなわち、アフォーカルレンズ４２の前側焦点は、瞳孔と略一致している。
【００２５】
また、レンズ１２は、光源１１の拡散光を平行光に変換する。絞り１４は、眼の瞳及びハルトマンプレート２１と光学的に共役の位置にある。絞り１４は、径がハルトマンプレート２１の有効範囲より小さく、いわゆるシングルパスの収差計測（受光側だけに目の収差が影響する方法）が成り立つ様になっている。レンズ１３は、上記を満たすために、実光線の眼底共役点を前側焦点位置に、さらに、眼の瞳との共役関係を満たすために、後側焦点位置が絞り１４と一致するように配置されている。
【００２６】
また、光線１５は、光線２４とビームスプリッター４５で共通光路になった後は、近軸的には、光線２４と同じ進み方をする。但し、シングルパス測定のときは、それぞれの光線の径は違い、光線１５のビーム径は、光線２４に比べ、かなり細く設定される。具体的には、光線１５のビーム径は、例えば、眼の瞳位置で１ｍｍ程度、光線２４のビーム径は、７ｍｍ程度になることもある（なお、図中、光線１５のビームスプリッター４５から眼底６１までは省略している）。
【００２７】
つぎに、変換部材であるハルトマン板２２について説明する。
第１受光光学系２０に含まれるハルトマン板２２は、反射光束を複数のビームに変換する波面変換部材である。ここでは、ハルトマン板２２には、光軸と直交する面内に配された複数のマイクロフレネルレンズが適用されている。また、一般に、測定対象部（被検眼６０）について、被検眼６０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、被検眼６０を介した少なくとも１７本のビームで測定する必要がある。
【００２８】
また、マイクロフレネルレンズは、光学素子であって、例えば、波長ごとの高さピッチの輪帯と、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズとを備える。ここでのマイクロフレネルレンズは、例えば、半導体微細加工技術を応用した８レベルの光路長差を施したもので、高い集光率（例えば、９８％）を達成している。
【００２９】
また、被検眼６０の網膜６１からの反射光は、アフォーカルレンズ４２、コリメートレンズ２１を通過し、ハルトマン板２２を介して、第１受光部２３上に集光する。したがって、ハルトマン板２２は、反射光束を少なくとも、１７本以上のビームに変換する波面変換部材を備える。
【００３０】
図３は、本発明に関する眼光学特性測定装置の概略電気系２００を示すブロック図である。眼科測定装置に関する電気系２００は、例えば、演算部２１０と、制御部２２０と、表示部２３０と、メモリ２４０と、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０と、入力部２７０とを備える。
【００３１】
演算部２１０は、第１受光部２３から得られる受光信号▲４▼、第２受光部３５から得られる受光信号▲７▼、第３受光部５４から得られる受光信号（１０）、屈折力測定用受光部９３から得られる受光信号（１２）を入力し、全波面収差、ゼルニケ係数、屈折力等を演算する。さらに、演算部２１０は、入力部２７０から所望の設定、指示、データ等の入力信号を入力する。また、演算部２１０は、角膜波面収差、収差係数、空間周波数の伝達特性を表す指標である白色光ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、点像の強度分布ＰＳＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の中心強度を、無収差光学系の場合に得られるＰＳＦの中心強度で割ることにより求められるＳｔｒｅｈｌ比、患者の視力を検査するために適宜の視力に応じた大きさを有するランドルト環のパターン等を演算する。また、このような演算結果に応じた信号を、電気駆動系の全体の制御を行う制御部２２０と、表示部２３０と、メモリ２４０とにそれぞれ出力する。
【００３２】
さらに、演算部２１０は、調整部２１１を備える。調整部２１１は、測定可能なハルトマン像が得られるように、第１及び第２移動手段１１０及び１２０により、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の位置を調整する。
【００３３】
制御部２２０は、演算部２１０からの制御信号に基づいて、第１光源部１１及び屈折力測定用光源８１の点灯、消灯を制御したり、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０を制御するものであり、例えば、演算部２１０での演算結果に応じた信号に基づいて、第１光源部１１に対して信号▲１▼を出力し、プラチドリング７１に対して信号▲５▼を出力し、第３光源部３１に対して信号▲６▼を出力し、第４光源部５１に対して信号▲８▼を出力し、第５光源部５５に対して信号▲９▼を出力し、屈折力測定用光源８１に対して信号（１１）を出力し、さらに、第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０に対して信号を出力する。
【００３４】
第１駆動部２５０は、例えば、演算部２１０に入力された第１受光部２３からの受光信号▲４▼、又は、入力部２７０から入力された移動信号に基づいて、第１照明光学系１０全体を光軸方向に移動させて集光位置を移動、及び／又は集光状態を変化させるものであり、第１移動手段１１０に対して信号▲２▼を出力すると共に、この移動手段を駆動する。これにより、第１駆動部２５０は、第１照明光学系１０の移動、調節を行うことができる。
【００３５】
第２駆動部２６０は、例えば、演算部２１０に入力された第１受光部２３からの受光信号▲４▼、又は、入力部２７０から入力された入力信号に基づいて、第１受光光学系２０全体を光軸方向に移動させるものであり、第２移動手段１２０に対して信号▲３▼を出力すると共に、この移動手段を駆動する。これにより、第２駆動部２６０は、第１受光光学系２０の移動、調節を行うことができる。
【００３６】
入力部２７０は、所望の設定、指示、データ等の各種入力信号を入力するための、スイッチ、ボタン、キーボード、ポインティングデバイス等を備える。例えば、入力部２７０は、モード切替スイッチ２７１を備える。モード切替スイッチ２７１は、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動させて移動する連動モードと個々に独立して移動する独立モードを切り替えるスイッチである。また、自動調整による測定とマニュアル調整による測定を切り替える操作切替スイッチ、測定開始ボタン、第１照明光学系１０又は第１受光光学系２０を＋方向、―方向へ移動させる移動スイッチを備えてもよい。
【００３７】
次に、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Ｃｉ ２ｊ−ｉを算出する方法について説明する。ゼルニケ係数Ｃｉ ２ｊ−ｉは、例えば、ハルトマン板２２を介して第１受光部２３で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼６０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６０の波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、ゼルニケ係数Ｃｉ ２ｊ−ｉ、ゼルニケ多項式Ｚｉ ２ｊ−ｉを用いて次式で表される。
【００３８】
【数１】
ただし、（Ｘ，Ｙ）はハルトマン板２２の縦横の座標である。また、上式において、ｎは解析次数である。
【００４０】
また、波面収差Ｗ（Ｘ，Ｙ）は、第１受光部２３の縦横の座標を（ｘ、ｙ）、ハルトマン板２２と第１受光部２３の距離をｆ、第１受光部２３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。
【００４１】
【数２】
ここで、ゼルニケ多項式Ｚｎ ｍは、以下の数式３で表され、具体的には、図１７、１８に示される。ただし、ｎ、ｍは、図１７、１８においてそれぞれｉ、２ｊ−ｉに対応する。
【００４３】
【数３】
なお、ゼルニケ係数Ｃｉ ２ｊ−ｉは、以下の数式４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。
【００４５】
【数４】
ただし、Ｗ（Ｘ、Ｙ）：波面収差、（Ｘ、Ｙ）：ハルトマン板座標、（△ｘ、△ｙ）：第１受光部２３で受光される点像の移動距離、ｆ：ハルトマン板２２と第１受光部２３との距離である。
演算部２１０は、ゼルニケ係数Ｃｉ 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。
【００４７】
２．照明光学系及び受光光学系の位置ずれの影響
次に、第１照明光学系１０（投影側）及び第１受光光学系２０（受光側）のディオプター値がずれた場合における、ハルトマン像への影響について説明する。
【００４８】
図４は、投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像の図である。第１照明光学系１０から発した光束が、被検眼６０の眼底６１で反射して、第１受光部２３に集光した場合、すなわち投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像である。
【００４９】
図５は、投影側及び受光側の位置ずれによるハルトマン像への影響の説明図である。以下、図５を参照して図６及び図７に示すハルトマン像について説明する。
【００５０】
図６は、投影側の位置ずれ発生時のハルトマン像の図である。図４の状態から、投影側のみが＋５ディオプター（＋５Ｄ）ずれた場合のハルトマン像を図６（ａ）に示す。投影側が＋方向にずれると、図５（ａ）の破線に示すように、第１照明光学系１０から発した光束は、中心軸の外側から内側方向へ入射されるため、被検眼６０の眼底６１の前方で集光する。眼底６１では集光していない光束を反射するため、反射した光束を第１受光部２３で受光すると、受光信号の点像はぼけ、受光信号の受光レベル（光量）は小さくなる。
【００５１】
一方、図４の状態から、投影側のみが−５ディオプター（−５Ｄ）ずれた場合のハルトマン像を図６（ｂ）に示す。投影側が−方向にずれると、図５（ａ）の実線に示すように、第１照明光学系１０から発した光束が中心軸の内側から外側方向へ入射されるため、被検眼６０の眼底６１の後方で集光するような光束になる。投影側が＋方向にずれた場合と同様に、眼底６１では集光していない光束を反射するため、反射した光束を第１受光部２３で受光すると、受光信号の点像はぼけ、受光信号の受光レベルは小さくなる。
【００５２】
このように、投影側は、第１受光部２３で受光する受光信号の点像の受光レベルに関係する。つまり、投影側を移動することで点像をぼかしたりシャープにしたりすることができる。受光レベルを大きくするには、＋方向又は―方向のうち受光レベルが大きくなる方向へ投影側を移動する。自動調整では、演算部２１０が、第１受光部２３の受光信号に基づき、点像の受光レベルが大きくなるように第１照明光学系１０を移動させることにより、投影側のディオプター値を調整している。
【００５３】
図７は、受光側の位置ずれ発生時のハルトマン像の図である。図４の状態から、受光側のみが＋５Ｄずれていた場合のハルトマン像を図７（ａ）に示す。受光側が＋方向にずれると、図５（ｂ）の破線に示すように、眼底６１で反射した光束がハルトマン板２２に対して垂直ではなく、中心軸の外側から内側方向に入射するため、中心軸よりに集光し、第１受光部へ達する。第１受光部２３で受光される点像は、全体的に中心軸よりに集まり、図７（ａ）のように点像間隔が小さい像となる。
【００５４】
一方、図４の状態から、受光側のみが−５Ｄずれていた場合のハルトマン像を図７（ｂ）に示す。受光側が−方向にずれると、図５（ｂ）の実線に示すように、眼底６１で反射した光束がハルトマン板２２に対して垂直ではなく、中心軸の内側から外側方向に入射するため、中心軸から離れて集光する。第１受光部２３で受光される点像は、全体として中心軸から離れ、図７（ｂ）のように点像間隔が大きい像となる。
【００５５】
このように、受光側は、第１受光部２３で受光する受光信号の点像の点像間隔に関係する。つまり、点像間隔が小さい場合は、受光側を―方向に動かすことで、点像間隔が大きい場合は、受光側を＋方向に動かすことで適切なディオプター値に修正ができる。自動調整では、演算部２１０が第１受光部２３の受光信号に基づき、点像間隔が所定の間隔になるように第１受光光学系側を移動させることにより、受光側のディオプター値を調整している。なお、本実施の形態では、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０は、独立して移動可能な構成となっており、点像レベルと点像間隔を独立して調整できる。
【００５６】
図８は、眼の屈折率、屈折力又は収差等の眼特性の分布に大きな隔たりがある場合の測定された点像の一例を示した図である。図８（ａ）は、最初の測定において中心付近のエリアが測定可能エリアとなっているが、周辺部分は測定不能エリアとなっている例である。このような場合、調整部２１１は、測定不能エリアが測定可能となるように調整する。図８（ｂ）は、第１受光光学系２０を−方向に移動させた図であり、中心部は測定不能エリアとなってしまっているが、周辺部が測定可能エリアとして検出できることを示している。その結果、図８（ａ）の中心部のデータと、図８（ｂ）の周辺部のデータを組み合わせることにより、全体の測定が可能となる。
【００５７】
３．データフォーマット
図９は、メモリ２４０に記憶される測定データ及び推測データの記憶フォーマットである。図９（ａ）は、測定データの記憶フォーマットであり、例えば、複数の測定条件で測定したデータを識別するデータ識別子に対応して、測定条件及び測定結果が記憶される。測定条件は、調整部２１１によって調整された第１照明光学系１０（投影側）及び第１受光光学系２０（受光側）の位置に対応するディオプター値（Ｄ値）を含む。また、測定結果には、例えば、複数に分割されたハルトマン像の各エリアに関連付けられているエリア識別子と対応して、演算部２１０によって判断される測定可能なエリアか、測定不能なエリアかを示す測定可能識別情報、及び、第１受光部２３からの信号に基づく測定値（例えば、点像座標）が記憶される。
【００５８】
図９（ｂ）は、推測データの記録フォーマットであり、例えば、データ識別子に対応して、推測結果等が記憶される。推測結果は、エリア識別子に対応した、測定可能識別情報、及び、測定した条件と異なる条件で測定した場合の結果を測定値に基づいて推測した推測値（例えば、点像座標）を含む。なお、データ識別子及びエリア識別子は、数字、文字、記号等の適宜のものを用いることができる。また、これらデータフォーマットは適宜の形態をとることができる。
【００５９】
４．フローチャート
図１０は、複数のハルトマン画像を組み合わせて被検眼６０の光学特性を求めるフローチャートである。
まず、演算部２１０は、プリセットとして連動モードである場合、第１照明光学系１０と第１受光光学系２０を連動して移動させる連動モードを選択し、アライメント調整をする（Ｓ１０１）。
【００６０】
次に、演算部２１０は、屈折力測定用照明光学系８０を介して屈折力測定用のリング状パターン８３を被検眼６０の網膜６２に照明し、網膜６２から反射した反射光束を屈折力測定用受光部９３で受光し、受光した屈折力測定用受光信号に基づき、被検眼６０の屈折力を求める（Ｓ１０３）。屈折力を求める演算に関しては特許第２５８０２１５号（特許文献２）に開示されているので、ここではその詳細を省略する。
【００６１】
演算部２１０は、屈折力の測定結果が得られたかを判断する（Ｓ１０５）。演算部２１０は、例えば、屈折力の演算に必要な所定のデータ数が得られたか等の条件により屈折力の測定結果が得られたかを判断しても良い。なお、これ以外にも、適宜の条件を用いることができる。演算部２１０は、屈折力測定結果が得られた場合（Ｓ１０５）、求められた屈折力の球面度数成分に見合った位置に、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる（Ｓ１０７）。一方、演算部２１０は、屈折力測定結果が得られなかった場合（Ｓ１０５）、ステップＳ１０９へ移る。なお、演算部２１０は、屈折力測定結果が得られなかった場合、ステップＳ１１３の独立モード自動調整へ移ってもよい。
【００６２】
次に、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を入力し、入力した第１受光信号に基づいて点像の密度分布を検出する（Ｓ１０９）。例えば、第１受光部２３で受光可能な範囲が予め適宜の数のエリアに分割され、演算部２１０は、各エリアに存在する点像を第１受光信号の座標等から判断し、その数を検出して点像密度を求めても良い。なお、密度の算出は適宜の方法を取ることができる。
【００６３】
また、予め分割されたエリアを用いる以外に、第１受光部２３からの第１受光信号に従って、演算部２１０は、エリアの分割を行ってもよい。例えば、演算部２１０は、第１受光信号から、上下左右の端の点像座標を検出して、点像の分布範囲を求め、この分布範囲を適宜の数に分割することもできる。分割の方法は、例えば、上下の幅を４分割、左右の幅を４分割し、全体を１６分割する方法や、分布範囲の中央を中心とする同心円状のエリアに分割する方法の他、適宜の方法・分割数を取ることができる。分割されたエリアは、エリア番号等のエリア識別子と対応付けがされる。なお、エリア識別子には、数字、文字、記号等、適宜のものを用いることができる。
【００６４】
演算部２１０は、メモリ２４０から予め定められた密度の所定の範囲を読み出し、各エリアの点像の密度が所定の範囲外であれば測定不能エリアと判断し、所定の範囲内であれば測定可能エリアと判断する。所定の範囲は、例えば、正視の被検眼６０を０ディオプター（０Ｄ）の位置で測定した場合の点像密度をｄ１とした時、ｄ１／１０以上かつ５×ｄ１以下等とすることができる。なお、所定の範囲は、これ以外にも適宜の範囲を用いてよい。また、演算部２１０は、点像密度に基づいて測定可能エリアを判断する以外に、点像の極大値に基づいて測定可能エリアを判断してもよい。この場合、演算部２１０は、第１受光信号に基づき各点象レベルの極大値を求め、メモリ２４０から予め定められた点像レベルの所定の範囲を読み出し、点像レベルの極大値が所定の範囲内の場合、測定可能エリアと判断し、所定の範囲外の場合、測定不能エリアと判断することができる。
【００６５】
また、演算部２１０は、適宜のタイミングで、第１受光信号を入力する時の第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０の位置に見合うディオプター値（測定条件）と、入力した第１受光信号に基づく点像の座標（測定値）をデータ識別子（例えば、データ番号）と対応させてメモリ２４０の測定データに記憶することができる。なお、演算部２１０は、測定値をエリア毎にエリア識別子と対応させて記憶するようにしてもよい。さらに、演算部２１０は、メモリ２４０に、測定可能か、測定不能かを示す測定可能識別情報を、該当するエリア識別子に対応して記憶することができる。
【００６６】
演算部２１０は、第１受光部２３での受光可能な範囲全体が測定可能エリアであるかを判断する（Ｓ１１１）。すなわち、演算部２１０は、ステップＳ１０９における各エリアが測定可能エリアであるかの判断に基づき、又は、メモリ２４０に記憶されている測定データの測定可能識別情報に基づき、受光可能な範囲全体が測定可能エリアで覆われていると判断した場合、ステップＳ１１７へ進み、被検眼６０の光学特性を求める。一方、演算部２１０は、全体が測定可能エリアで覆われてないと判断した場合、ステップＳ１１３へ進む。なお、演算部２１０は、判断条件として、全体が測定可能エリアであるかを判断する代わりに、例えば、得られた点像が所定数以上あるか等の判断を行っても良い。その場合、点像が所定数以上ある場合、ステップＳ１１７へ進み、点像が所定数以上ない場合、ステップＳ１１３へ進む。さらに、判断条件として、演算部２１０は、点像密度が所定の範囲であり、且つ、点像が所定数以上あるかの判断を行っても良い。
【００６７】
演算部２１０は、独立モード自動調整処理を行う（Ｓ１１３）。演算部２１０は、独立モード自動調整処理において、測定不能エリアの点像に基づいて第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を調整し、測定に必要なハルトマン像を取得する。独立モード自動調整処理の詳細な説明は後述する。
【００６８】
また、演算部２１０は、取り込んだ１つ又は複数の第１受光信号に基づき合成点像を求める合成点像作成処理を行う（Ｓ１１５）。演算部２１０は、第１受光信号又は合成点像に基づいてゼルニケ解析を行い、ゼルニケ係数を算出する（Ｓ１１７）。
【００６９】
次に、演算部２１０は、第１受光信号に基づき光学特性の演算処理を行う（Ｓ１１９）。ここで光学特性とは、例えば、収差、眼屈折力等、適宜の眼特性である。演算部２１０は、第１受光信号については、ハルトマン波面センサーの測定原理によって光学特性を計算する。第１受光信号によって得られるのは眼球光学系の波面収差（眼球波面収差）である。さらに、演算部２１０は、測定されたハルトマン像、眼球波面収差等の光学特性を表示部２３０に表示する（Ｓ１２１）。
【００７０】
また、演算部２１０は、ステップＳ１１７からＳ１２１の代わりに又は並行して第２受光部３５により前眼部像についての第２受光信号の取り込み、角膜で発生する波面収差（角膜波面収差）、角膜形状等の光学特性を計算しても良い。演算部２１０は、第２受光信号の取り込み後、角膜頂点反射の輝点にほぼ同心に写っているリング像の位置を画像処理の手法を使って解析する。リングの位置は、例えば円周上３６０度にわたって、２５６点程度取得される。また、演算部２１０は、リングの位置から角膜の傾斜を計算する。また、演算部２１０は、角膜の傾きから角膜の高さを計算して、角膜を光学レンズと同様に扱うことにより光学特性を計算する。第２受光信号によって得られるのは角膜で発生する波面収差（角膜波面収差）である。演算部２１０は、計算された角膜波面収差、角膜形状等を表示部２３０に表示する。さらに、演算部２１０は、白色光ＭＴＦ、Ｓｔｒｅｈｌ比、ランドルト環のパターン等を演算し、表示部２３０に表示させても良い。
演算部２１０は、測定を続ける場合ステップＳ１０１に戻り、続けない場合は終了する（Ｓ１２３）。
【００７１】
図１１は、独立モード自動調整処理のフローチャートである。まず、演算部２１０は、メモリ２４０の測定データの測定可能識別情報を参照し、測定不能エリアの中から、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を移動することにより測定可能エリアとなるように調整する、調整エリアを指定する（Ｓ２００）。
【００７２】
次に、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を読み取り、読み取った第１受光信号に基づき、調整エリアにおける各点像の間隔を検出し、点像間隔の平均を求める（Ｓ２０１）。演算部２１０は、メモリ２４０から予め設定された所定の間隔を読み出し、調整エリアの平均点像間隔と比較する。演算部２１０は、調整エリアの平均点像間隔が予め設定された所定の間隔よりも小さい場合（Ｓ２０３）、第２駆動部２６０に対して第１受光光学系２０（受光部側）を−方向に移動させる信号を出力し、ステップＳ２０１の処理に戻る（Ｓ２０５）。
【００７３】
演算部２１０は、調整エリアの平均点像間隔が所定の間隔よりも大きい場合（Ｓ２０７）、第２駆動部２６０に対して第１受光光学系２０を＋方向に移動させる信号を出力し、ステップＳ２０１の処理に戻る（Ｓ２０９）。第２駆動部２６０は、演算部２１０から信号を入力し、入力した信号に従って、第２移動手段１２０を駆動する。また、演算部２１０は、調整エリアの平均点像間隔が所定の間隔の場合、ステップＳ２１１の処理へ移る。なお、点像間隔と所定の間隔の比較は、ステップＳ２０１で検出した各点像間隔の平均以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。また、点像間隔に基づいて受光部側の調整を行う以外に、点像密度に基づいて調整を行っても良い。この場合、演算部２１０は、第１受光信号に基づき調整エリアの点像密度を求め、さらに、メモリ２４０から予め設定された所定の密度範囲を読み出す。演算部２１０は、点像密度が所定範囲よりも大きい場合、受光部側を−方向に移動させる信号を出力し、点像密度が所定範囲よりも小さい場合、受光部側を＋方向に移動させる信号を出力する。
【００７４】
次に、演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を読み取り、読み取った第１受光信号に基づいて点像レベルを検出し、調整エリアの点像レベルの平均を求める（Ｓ２１１）。演算部２１０は、メモリ２４０から予め定められた所定レベルを読み出し、調整エリアの平均点像レベルが、所定レベルよりも大きいか判断する（Ｓ２１３）。なお、点像レベルと所定レベルの比較は、ステップＳ２１１で検出した個々の点像レベルの平均以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。演算部２１０は、調整エリアの平均点像レベルが所定レベルよりも小さい場合（Ｓ２１３）、第１駆動部２５０に対して第１照明光学系１０（投影側）を移動させる信号を出力し、ステップＳ２１１の処理へ戻る（Ｓ２１５）。第１照明光学系１０の移動方向は、任意の方向に移動させて点像レベルが大きくなるか判断し、点像レベルが大きくなる方向に移動させてもよい。また、演算部２１０は、点像レベルが極大となるように第１照明光学系１０を移動させても良い。第１駆動部２５０は、演算部２１０から信号を入力し、入力した信号に従って、第１移動手段１１０によって第１照明光学系１０を移動させる。一方、演算部２１０は、調整エリアの平均点像レベルが所定レベルよりも大きい場合（Ｓ２１３）、ステップＳ２１７の処理へ進む。
【００７５】
演算部２１０は、第１受光部２３から第１受光信号を入力し、投影側及び受光側の位置に見合うディオプター値（測定条件）と入力した第１受光信号に基づく点像の座標（測定値）を、データ識別子に対応させてメモリ２４０の測定データに記憶する（Ｓ２１７）。なお、演算部２１０は、測定値を、エリア毎にエリア識別子に対応させて記憶するようにしてもよい。
【００７６】
演算部２１０は、入力した第１受光信号の点像の密度分布を求め、調整エリアが測定可能かを判断する（Ｓ２１９）。測定可能かの判断は、ステップ１０９と同様とすることができる。さらに、演算部２１０は、他のエリアについても測定可能エリアか判断する。なお、演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データの測定可能識別情報を参照し、測定不能エリアについてのみ測定可能かを判断してもよい。演算部２１０は、測定可能か、測定不能かを示す測定可能識別情報を、データ識別子及び各エリアのエリア識別子と対応させてメモリ２４０の測定データに記憶する。
【００７７】
演算部２１０は、さらに、メモリ２４０の測定可能識別情報を参照し、測定可能な点像座標が得られていないエリアが存在するか判断する（Ｓ２２１）。演算部２１０は、測定不能なエリアがあると判断した場合、ステップＳ２００へ戻り、一方、測定不能エリアがない場合、独立モード自動調整処理を終了し、ステップＳ１１５の処理へ移る。
【００７８】
図１２は、合成点像作成処理のフローチャートである。以下２つの測定データから合成点像を作成する方法について述べるが、３つ以上についても同様にして合成点像を作成することができる。まず、演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データの測定条件から、測定したディオプター値を順次読み出し、ディオプター値の平均（２つの測定データの場合は、中央ディオプター値となる）を求める（Ｓ３０１）。例えば、演算部２１０は、ディオプター値の平均を測定条件として測定した場合の点像座標を推測し、推測した点像座標を組み合わせて合成点像を作成する。また、ディオプター値の平均の算出には、投影側、受光側の両方を用いてもよいし、いずれかを用いても良い。なお、平均ディオプター値に限らず、適宜のディオプター値を用い、点像座標を推測することもできる。
【００７９】
演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データから、測定条件及び測定値を読み出す（Ｓ３０３）。さらに演算部２１０は、瞳孔半径及びハルトマン板２２と第１受光部２３との距離をメモリ２４０又は入力部２７０から入力し、平均ディオプター値、すなわち測定したディオプター値以外の他の測定条件での点像座標の推測値を求める（Ｓ３０５）。以下に点像座標の推測について述べる。
【００８０】
例えば、ハルトマン像を複数画面取得後、それぞれから検出できた点像の重心位置から、測定したディオプター値以外の他の測定条件（例えば、取得したディオプター値の中央値の位置）での点像の重心位置を推測することができる。第１受光部２３の画像から点像の移動量を求め、ｉ番目の点像の移動量を△ｘｉ、△ｙｉとする。この移動量と波面収差は，以下の偏微分方程式によって関係付けられる。
【００８１】
【数５】
【００８２】
ここで，波面Ｗをゼルニケ多項式Ｚｉ ２ｊ−ｉを使った展開であらわすと、次式のようになる。
【００８３】
【数６】
また、ディオプター位置の変更により、波面Ｗはディオプターに対応するゼルニケ係数Ｃ２ ０のみが変化する。この変化分のみ点像の重心位置が移動すると考えられる。
【００８５】
測定したディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉ１、Ｙｉ１）、推測（解析）するディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉ、Ｙｉ）、移動量を△Ｘｉ１、△Ｙｉ１、ゼルニケ係数変化量を△（Ｃ２ ０）’、ハルトマン板２２と第１受光部２３の距離をＦとすると、次式の関係が成り立つ。
【００８６】
【数７】
また、ディオプター変化量△Ｓ１からゼルニケ係数△（Ｃ２ ０）’を算出する式は、次式で表される。
【００８８】
【数８】
ただし、ｒは、瞳孔半径（ｍｍ）である。また、ゼルニケ多項式Ｚ２ ０は、図１８から次式で表される。
【００９０】
【数９】
よって、推測するディオプター位置における点像の重心位置（Ｘｉａ、Ｙｉａ）は、推測に用いる測定したディオプター値ａでの点像の重心位置を（Ｘｉ１ａ、Ｙｉ１ａ）とすると、次式で表すことができる。
【００９２】
【数１０】
同様にして、他の測定データからも、点像の重心位置を推測することが可能である。例えば、推測（解析）するディオプター位置での点像の重心位置（Ｘｉｂ、Ｙｉｂ）は、推測に用いる測定したディオプター位置ｂでの点像の重心位置を（Ｘｉ２ｂ、Ｙｉ２ｂ）、ディオプター変化量を△Ｓ２とすると、同様に次式で表される。
【００９４】
【数１１】
これらを組み合わせて得られる重心位置を基に波面Ｗを算出することで、複数画面で得られた重心位置を加味した結果を得られる。例えば、２画面のハルトマン画像においてｉ＝１〜１００、位置ａで測定可能な点像がｉ＝１〜５０、位置ｂにおいて測定可能な点像がｉ＝５１〜１００である場合には、
【００９６】
【数１２】
で合成点像の重心位置が求められる。
【００９８】
演算部２１０は、数式１０を用いて推測値を算出し（Ｓ３０５）、求めた推測値を、データ識別子及びエリア識別子と対応して、メモリ２４０の推測データに記憶する（Ｓ３０７）。
【００９９】
また、演算部２１０は、メモリ２４０に記憶されている測定データの、該当するデータ識別子に対応する測定可能識別情報を参照し、測定可能なエリアを判別する。なお、演算部２１０は、測定可能識別情報を、推測データの該当するデータ識別子及び各エリア識別子に対応して、記憶しても良い。さらに、演算部２１０は、推測データの中から、測定可能なエリアに属する点像の推測値を抽出し、抽出した推定値をメモリ２４０の合成点像データに記憶する（Ｓ３０９）。なお、既に、推定値が記憶されているエリアについては、記憶しなくても良いし、上書きに記憶しても良い。
【０１００】
次に、演算部２１０は、合成点像データが解析可能なデータであるかを判断する（Ｓ３１１）。例えば、演算部２１０は、合成点像データに、全てのエリアについてのデータが記憶されているか、又は、合成点像データが所定の点像数以上あるか等によって判断できる。なお、判断基準は適宜のものを用いてよい。演算部２１０は、合成点像データが解析可能な場合、合成点像作成処理を終了してステップＳ１１７へ移り、一方、解析可能でない場合、ステップＳ３０３へ戻り、他の測定値からの推測値を求める。
【０１０１】
なお、データの記憶フォーマット及び合成点像の作成手順は、上述以外にも適宜の方法を取ることができる。例えば、測定データから全ての推定データを先に求めても良いし、合成点像の作成に用いる測定データができるだけ少なくなるように測定データを選択してもよい。
【０１０２】
図１３は、独立モード自動調整処理の第１の変形例である。図１３の変形例は、図１１における点像レベルに基づく投影側の移動（Ｓ２１１〜Ｓ２１５）と点像間隔に基づく受光部側の移動（Ｓ２０１〜Ｓ２０９）の順序が逆になっているフローチャートである。各ステップの処理は図１１と同様であるので、図１１と同様の符号を付し、説明は省略する。
【０１０３】
図１４は、独立モード自動調整処理の第２の変形例である。図１４に示す変形例では、独立モードにより調整する前に、連動モードによって投影側及び受光側を連動して調整する。特に、測定可能エリアと測定不能エリアの眼特性が大きく異なる場合等に有効である。
【０１０４】
まず、演算部は、ステップＳ２００の処理を実行する。処理の詳細は、上述と同様であるので省略する。次に、演算部２１０は、ハルトマン像についての第１受光信号を低ノイズのＣＣＤ等の第１受光部２３を使って取り込む（Ｓ２５１）。演算部２１０は、入力した第１受光信号について、受光信号レベルの平均を求める。
【０１０５】
演算部２１０は、メモリ２４０から所定信号レベルを読み込み、受光信号レベルの平均が所定の信号レベルより大きいかを判断する（Ｓ２５３）。なお、所定信号レベルは、予め設定され、メモリ２４０に記憶されている。なお、受光信号レベルの平均を用いる以外にも、最小値、最大値、合計等の適宜の値を用いても良い。
【０１０６】
演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルより小さい場合（Ｓ２５３）、自動的に又は入力部２７０からの指示により第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０に、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる移動信号を出力し、ステップＳ２５１の処理へ戻る（Ｓ２５５）。第１駆動部２５０及び第２駆動部２６０は、演算部２１０から移動信号を入力し、入力した信号に従って、第１移動手段１１０及び第２移動手段１２０によって、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を連動して移動させる。また、演算部２１０は、第１受光部２３からの信号レベルが極大となるように、第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を移動しても良い。
【０１０７】
一方、演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルより大きい場合（Ｓ２５３）、ステップＳ２０１〜ステップＳ２２１の処理を実行する。各処理の詳細については、図１１と同様であるので、図１１と同様の符号を付し、説明は省略する。
【０１０８】
図１５は、独立モード自動調整処理の第３の変形例である。図１５に示す変形例は、図１４における点像レベルに基づく投影側の調整（Ｓ２１１〜Ｓ２１５）と点像間隔に基づく受光部側の調整（Ｓ２０１〜Ｓ２０９）の順序が逆になっている。各ステップの処理は図１４と同様であるので、図１４と同様の符号を付し、説明は省略する。
【０１０９】
図１６は、複数のハルトマン画像を組み合わせて被検眼６０の光学特性を求めるフローチャートの変形例である。図１６に示す変形例では、演算部２１０は、第１受光部２３からの第１受光信号の信号レベルに基づき第１照明光学系１０及び第１受光光学系２０を調整し、そのときのハルトマン像から点像の密度を検出する。
【０１１０】
各ステップ処理については図１０及び図１４の同じ符号のステップと同様であるので省略する。ただし、ステップＳ２５３において、演算部２１０は、平均受光信号レベルが所定の信号レベルより大きい場合、ステップＳ１０９の処理へ移る。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明によると、屈折率、屈折力又は収差の分布に大きな隔たりがある等、従来の一様な調整では測定が不可能な眼に対しても測定が可能な眼科測定装置が提供される。また、本発明によると、必要な点像データが得られるように自動調整してハルトマン像を自動的に取得し、取得したハルトマン像を組み合わせ光学特性を求める装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する眼科測定装置の概略光学系を示す図。
【図２】プラチドリングの構成図。
【図３】本発明に関する眼科測定装置の概略電気系を示すブロック図。
【図４】投影側及び受光側に位置ずれがない場合のハルトマン像。
【図５】投影側及び受光側の位置ずれによるハルトマン像への影響の説明図。
【図６】投影側の位置ずれ発生時のハルトマン像。
【図７】受光側の位置ずれ発生時のハルトマン像。
【図８】眼特性の分布に大きな隔たりがある場合の測定された点像の図。
【図９】測定データ及び推測データの記憶フォーマット。
【図１０】ハルトマン画像を組み合わせて被検眼の光学特性を求めるフローチャート。
【図１１】独立モード自動調整処理のフローチャート。
【図１２】合成点像作成処理のフローチャート。
【図１３】独立モード自動調整処理の第１の変形例。
【図１４】独立モード自動調整処理の第２の変形例。
【図１５】独立モード自動調整処理の第３の変形例。
【図１６】ハルトマン画像を組み合わせて被検眼の光学特性を求めるフローチャートの変形例。
【図１７】ゼルニケ多項式（１）。
【図１８】ゼルニケ多項式（２）。
【符号の説明】
１０ 第１照明光学系
１１、７２、３１、５１、５５ 第１〜５光源部
１２、３２、３４、４４、５２、５３ 集光レンズ
２０ 第１受光光学系２０
２１ コリメートレンズ
２２ ハルトマン板２２
２３、３５、５４ 第１〜３受光部
３０ 第２受光光学系
３３、４３、４５ ビームスプリッター
４０ 共通光学系
４２ アフォーカルレンズ
５０ 調整用光学系
６０ 被検眼
７０ 第２照明光学系
７１ プラチドリング
７５ 第３照明光学系
８０ 屈折力測定用照明系
９０ 屈折力測定用受光光学系
１００ 眼科測定装置の光学系
１１０ 第１移動手段
１２０ 第２移動手段
１５０ 眼科測定装置の光学系の変形例
２００ 眼科測定装置の電気系
２１０ 演算部
２２０ 制御部
２３０ 表示部
２４０ メモリ
２５０ 第１駆動部
２６０ 第２駆動部
２７０ 入力部
２７１ モード切替スイッチ
Claims (7)
- 第１波長の光束を発する第１光源を有し、該第１光源からの第１照明光束で被検眼眼底付近に集光する様に照明するための第１照明光学系と、
被検眼眼底から反射した反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材及び該第１変換部材で変換された複数の光束を第１信号として受光する第１受光部を有し、該反射光束を上記第１受光部に導く第１受光光学系と、
上記第１照明光学系の集光位置を移動させる第１移動手段と、
上記第１受光部及び上記第１変換部材を光学的に移動させる第２移動手段と、
上記第１受光部からの第１信号を組み合わせることで、被検眼の光学特性の測定が可能となるまで、複数の測定条件における第１信号を測定するように、上記第１及び第２移動手段によって上記第１照明光学系及び上記第１受光光学系の位置を調整する調整部と、
上記調整部における調整の過程で、複数の測定条件における上記第１受光部から得られた第１信号を組み合わせて被検眼の光学特性を求める演算部と
を備え、
上記演算部は、上記第１受光部からの第１信号から点像の密度又は間隔を求め、点像密度又は間隔が所定範囲内のエリアを測定可能エリア、点像密度又は間隔が所定範囲外のエリアを測定不能エリアと判断し、
上記調整部は、測定不能エリアの点像密度又は間隔が所定の範囲に含まれるように上記第１及び第２移動手段を制御するように構成されている眼科測定装置。 - 第１波長の光束を発する第１光源を有し、該第１光源からの第１照明光束で被検眼眼底付近に集光する様に照明するための第１照明光学系と、
被検眼眼底から反射した反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材及び該第１変換部材で変換された複数の光束を第１信号として受光する第１受光部を有し、該反射光束を上記第１受光部に導く第１受光光学系と、
上記第１照明光学系の集光位置を移動させる第１移動手段と、
上記第１受光部及び上記第１変換部材を光学的に移動させる第２移動手段と、
上記第１受光部からの第１信号を組み合わせることで、被検眼の光学特性の測定が可能となるまで、複数の測定条件における第１信号を測定するように、上記第１及び第２移動手段によって上記第１照明光学系及び上記第１受光光学系の位置を調整する調整部と、
上記調整部における調整の過程で、複数の測定条件における上記第１受光部から得られた第１信号を組み合わせて被検眼の光学特性を求める演算部と
を備え、
上記演算部は、上記第１受光部から得られた第１信号に基づき各点像レベルの極大値を求め、極大値が所定範囲内のエリアを測定可能エリア、極大値が所定範囲外のエリアを測定不能エリアと判断し、
上記調整部は、測定不能エリアの各点像レベルの極大値が所定の範囲に含まれるように上記第１及び第２移動手段を制御するように構成されている眼科測定装置。 - 上記演算部は、複数の測定条件における上記第１受光部で得られた光束の傾き角データを組み合わせて、それに基づいてゼルニケ解析を行い、被検眼の光学特性を求めるように構成されている請求項１又は２に記載の眼科測定装置。
- 上記演算部は、上記調整部における調整の過程で測定した複数の測定条件に従って、該複数の測定条件と異なる他の測定条件を設定し、設定した他の測定条件において測定した場合の点像データを上記第１受光部で得られた第１信号に基づいて推測し、推測したデータを組み合わせるように構成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の眼科測定装置。
- 上記調整部は、上記第１受光部における第１信号に基づく点像密度が所定範囲より大きい又は点像間隔が所定範囲より狭い領域がある場合にはマイナス側へ、点像密度が所定範囲より小さい又は点像間隔が所定範囲より広い領域がある場合にはプラス側へ、上記第２移動手段によって上記第１受光光学系の位置を調整するように構成されている請求項１に記載の眼科測定装置。
- 屈折力測定のためのパターンを被検眼網膜に照射する屈折力測定用照明光学系と、
上記屈折力測定用照明光学系により被検眼網膜に投影されたパターン像を受光する屈折力測定用受光光学系とをさらに備え、
上記演算部は、さらに、上記屈折力測定用受光光学系により受光されたパターン像から屈折力を求め、
上記調整部は、屈折力に基づいて、上記第１及び第２移動手段により、上記第１照明光学系及び上記第１受光光学系を移動させるように構成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の眼科測定装置。 - さらに、上記第１移動手段と上記第２移動手段との移動動作を連動させる連動モードと、別個独立に制御可能な独立モードとに切り替え可能とするモード切替部を備え、
上記演算部は、各モードにおける調整の過程で、複数の測定条件における第１受光部で得られた第１信号を組み合わせて、被検眼の光学特性を求めるように構成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の眼科測定装置。
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