JP4618593B2 - 眼特性測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼の光学特性を精密に測定する装置に係わり、特に、粗測定と精密測定とを行い、測定時間を短縮することのできる眼特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
眼の光学特性を測定する装置は、例えば、第１受光部の受光レベルで照明光学系のピント調整を行い、第１受光部の出力から求めた光学特性（Ｓ）に基づき受光光学系のピント調整を行う装置が存在している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の被検眼の光学特性を測定する装置は、測定時間が比較的長時間要するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、測定時間が比較的短かい眼特性測定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】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導くための第１受光光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導くための第２受光光学系と、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とから構成されている。
【０００６】
また本発明は、第２受光部からの第２信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記演算部により求められた光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とを備えている。
【０００７】
そして本発明の結像状態変化部は、前記第２受光部からの第２信号のレベル又は第２信号に基づく光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させた後、前記第１受光部からの第１信号のレベル又は第１信号に基づく光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させる様に構成することもできる。
【０００８】
更に本発明は、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めると共に、第２受光部からの第２信号に基づき、第１照明光学系の照明状態を検出するための演算部と、第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させて第１変化状態とし、その後に、前記演算部により求められた光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させて第２変化状態とするための結像状態変化部とから構成されている。
【０００９】
そして本発明は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導く第１状態（精密測定）と、第１変換部材の変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２変換部材を介して第１受光部に導く第２状態（粗測定）とを形成する第１受光光学系と、第２状態における第１受光部の出力からの第２信号に基づき、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部と、上記第１状態における第１受光部の出力からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求める演算部とから構成されている。
【００１０】
また本発明は、第２変換部材に開口が設けられており、その開口は、第１変換部材の開口よりも大きなものとする構成にすることができる。
【００１１】
更に本発明は、第２変換部材に開口が設けられており、その開口の間隔は、第１変換部材に設けられた開口の間隔よりも大きなものとする構成にすることもできる。
【００１２】
そして本発明は、第２変換部材に複数のレンズが設けられており、第２変換部材のレンズにより形成される像位置と、第２変換部材に設けられた複数のレンズにより形成される像位置とが略一致するように、それぞれの焦点距離が設定されていることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１状態（精密測定）と、第１状態での変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２状態（粗測定）とを形成する構成にすることもできる。
【００１４】
更に本発明の第１状態は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材により形成され、上記第２状態は、この第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らすマスクを挿入離脱可能に構成することもできる。
【００１５】
また本発明の第１受光光学系は、第１変換部材と第２変換部材とをその光路中に挿入離脱可能に構成されており、上記第１状態を、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材を光路に挿入することにより、上記第２状態を、この第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らす第２変換部材を光路中に挿入する構成にすることもできる。
【００１６】
そして本発明の第１状態は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する開口部を有する第１変換部材により形成され、上記第２状態は、この第１変換部材の近傍に、隣合わない開口部を通過させるマスクを挿入する構成にすることもできる。
【００１７】
また本発明の照明光学系で変化可能とする照明条件は、眼底へ照明する照明光束のフォーカス状態であり、前記結像状態変化部が変化させる結像状態とは、前記受光部に入射する受光光束の集光状態である構成にすることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、第１の光源部が第１波長の光束を発し、第１照明光学系が、第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明し、第１受光光学系が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導き、第２受光光学系が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導き、演算部が、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求め、結像状態変化部が、第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させることができる。
【００１９】
また本発明は、演算部が、第２受光部からの第２信号に基づき、被検眼の光学特性を求め、結像状態変化部が、演算部により求められた光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させることができる。
【００２０】
そして本発明の結像状態変化部は、第２受光部からの第２信号のレベル又は第２信号に基づく光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させた後、第１受光部からの第１信号のレベル又は第１信号に基づく光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させる様になっている。
【００２１】
更に本発明は、演算部が、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めると共に、第２受光部からの第２信号に基づき、第１照明光学系の照明状態を検出し、結像状態変化部が、第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させて第１変化状態とし、その後に、演算部により求められた光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させて第２変化状態とすることができる。
【００２２】
そして本発明は、第１受光光学系が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導く第１状態（精密測定）と、第１変換部材の変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２変換部材を介して第１受光部に導く第２状態（粗測定）とを形成し、結像状態変化部が、第２状態における第１受光部の出力からの第２信号に基づき、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させ、演算部が、第１状態における第１受光部の出力からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めることができる。
【００２３】
また本発明は、第２変換部材に開口を設け、その開口は、第１変換部材の開口よりも大きなものとすることもできる。
【００２４】
更に本発明は、第２変換部材に開口を設け、その開口の間隔は、第１変換部材に設けられた開口の間隔よりも大きなものとすることもできる。
【００２５】
そして本発明は、第２変換部材に複数のレンズが設け、第２変換部材のレンズにより形成される像位置と、第２変換部材に設けられた複数のレンズにより形成される像位置とが略一致するように、それぞれの焦点距離が設定している。
【００２６】
また本発明は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１状態（精密測定）と、第１状態での変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２状態（粗測定）とすることもできる。
【００２７】
更に本発明の第１状態は、第１変換部材が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換して形成し、第２状態は、マスクが、第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らすことにより形成することもできる。
【００２８】
また本発明の第１受光光学系は、第１変換部材と第２変換部材とをその光路中に挿入離脱可能とし、第１状態を、光路に挿入された第１変換部材が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換することにより形成し、第２状態を、光路中に挿入された第２変換部材が、第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らすことにより形成することができる。
【００２９】
そして本発明の第１状態は、開口部を有する第１変換部材が、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、反射光束を少なくとも１７本のビームに変換することにより形成され、上記第２状態は、第１変換部材の近傍に、隣合わない開口部を通過させるマスクにより形成することもできる。
【００３０】
また本発明の照明光学系で変化可能とする照明条件は、眼底へ照明する照明光束のフォーカス状態であり、前記結像状態変化部が変化させる結像状態とは、前記受光部に入射する受光光束の集光状態にすることもできる。
【００３１】
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【００３３】
［第１実施例］
【００３４】
次に本発明の第１実施例である眼特性測定装置４００００は、図１と図２に示す様に、第１波長の光束を発するための第１の光源部１００と、第１の光源部１００からの第１光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明するための第１照明光学系２００Ａと、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、該反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材４００を介して第１受光部５１０に導くための第１受光光学系３００Ａと、被検眼網膜から反射されて戻り、更に、第２のビームスプリッタ３４０で反射された第２光束の一部を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材４１０を介して第２受光部５２０に導くための第２受光光学系３００Ｂと、第２波長の光束を発するための前眼部照明の光源部１１０と、前眼部照明の光源部１１０からの前眼部照明光束で被検眼前眼部上に所定の領域を照明するための前眼部照明光学系２００Ｂと、被検前眼部から反射して戻ってくる光束を前眼部光束受光部５３０に導くための第３受光光学系３００Ｃと、光束の傾き角に対応する第１受光部５１０からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めると共に、第２受光部５２０からの第２信号に基づき、第１照明光学系２００Ａの照明状態を検出するための演算部６００と、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第１変化状態とし、その後に、演算部６００により求められた光学特性に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第２変化状態とするための結像状態変化部とから構成されている。
【００３５】
そして演算部６００が、制御部６１０を含む全体の制御を司っている。また、制御部６１０は、第１の光源部１００等を制御駆動する様に構成されている。更に、演算部６００が、光束の傾き角に対応する第１受光部５１０からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求める様になっている。
【００３６】
第１の光源部１００は、空間コヒーレンスが高く、時間コヒーレンスは高くないものが望ましい。本第１実施例の第１の光源部１００には、ＳＬＤが採用されており、輝度が高い点光源を得ることができる。
【００３７】
また、本第１実施例の第１の光源部１００は、ＳＬＤに限られるものではなく、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、回転拡散板などを挿入することにより、適度に時間コヒーレンスを下げることで利用できる。
【００３８】
そして、ＳＬＤの様に、空間、時間ともコヒーレンスが高くないものでも、光量さえ充分であれば、ピンホール等を光路の光源の位置に挿入することで、使用可能になる。
【００３９】
本第１実施例の照明用の第１の光源部１００の波長は、赤外域の波長、例えば７８０ｎｍを使用することができる。
【００４０】
結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させる様に構成されている。
【００４１】
第１受光光学系３００Ａは、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束を受光し第１受光部５１０に導くためのものである。第１受光光学系３００Ａは、第１のアフォーカルレンズ３１０と、第２のシリンダーレンズ３２０ａと、第２のリレレンズ３２０ｂと、第１のビームスプリッタ３３０と、第５のビームスプリッタ３６０と、第２のビームスプリッタ３４０と、反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１の変換部材４００とから構成されている。
【００４２】
また、第１受光光学系３００Ａには、第１のビームスプリッタ３３０が挿入されており、第１照明光学系２００Ａからの光を被検眼１０００に送光し、反射光を透過させる様に構成されている。
【００４３】
第１受光部５１０は、変換部材４００を通過した第１の受光光学系３００Ａからの光を受光し、第１信号を生成するためのものである。
【００４４】
第２の受光光学系３００Ｂは、第１のアフォーカルレンズ３１０と、第２のシリンダーレンズ３２０ａと、第２リレーレンズ３２０ｂと、第１のビームスプリッタ３３０と、第５のビームスプリッタ３６０と、第２のビームスプリッタ３４０と、第２光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材４１０とから構成されている。第２のシリンダーレンズ３２０と変換部材４００の間に形成された第２のビームスプリッタ３４０で反射された光は、第２変換部材４１０を介して第２受光部５２０に導く様に構成されている。第２受光部５２０は、第２信号を生成する。
【００４５】
第１照明光学系２００Ａは、第１の光源部１００からの光束で被検眼眼底上で微小な領域を照明するためのものである。第１照明光学系２００Ａは、第１の集光レンズ２１０と、第１のシリンダーレンズ２２０ａ、リレーレンズ２００ｂとから構成されている。
【００４６】
第２照明光学系２００Ｂは、第２の光源部１１０からの第２光束で被検眼前眼部上に所定の領域を照明するためのものである。第２照明光学系２００Ｂは、第２の光源部１１０と、第５の集光レンズ２９０と、第４のビームスプリッタ３５０と、第５のビームスプリッタ３６０と、第１のビームスプリッタ３３０と、第１のアフォーカルレンズ３１０とから構成されている。
【００４７】
そして、眼を照明するための照明光源６０００、６０００が設けられている。
【００４８】
第２光源１１０で照明された被検眼前眼部からの反射光束を用いて、対象物である被検眼と装置との光軸と直交方向の位置関係を調整するためのアライメント光学系のアライメント調整を説明する。
【００４９】
第２光源１１０からの光束を第５の集光レンズ２９０、第４のビームスプリッタ３５０、第５のビームスプリッタ３６０、対物レンズ３１０を介して被検眼を略平行な光束で照明する。被検眼角膜で反射した反射光束は、あたかも角膜曲率半径の１／２の点から射出した様な発散光束で射出される。この発散光束は、対物レンズ３１０、第５のビームスプリッタ３６０、第４のビームスプリッタ３５０、及び第５の集光レンズ２９０を介して前眼部光束受光部５３０でスポット像として受光される。
【００５０】
前眼部光束受光部５３０上でスポット像が、光軸上から外れている場合には、これが光軸上にくる様に装置全体を上下左右に移動調整する。前眼部光束受光部５３０上でスポット像が光軸上に一致した時に、アライメント調整が完了する。
【００５１】
第２光源１１０の波長は、第１光源１００の波長と異なり、これよりも長い波長、例えば、９４０ｎｍが選択できる。第２のビームスプリッタ３４０が第１光源１００の波長を透過し、第２光源１１０の波長を反射するダイクロイックミラーで形成することにより、互いの光束が、もう一方の光学系に入りノイズとなることを防止することができる。
【００５２】
スポット像が光軸上にくればアライメントは完了する。
【００５３】
また、照明光源６０００、６０００により被検眼前眼部を照明することにより、
被検眼像が上記前眼部光束受光部５３０上に形成されるので、この前眼部像を利用して瞳中心が光軸と一致する様にアライメント調整を行うこともできる。
【００５４】
Ｚアライメント光学系５１００は、第４の光源５１１０と、コリメータレンズ５１２０と、集光レンズ５１３０と、第４受光部５１４０とから構成されている。
【００５５】
作動距離調整は、第４の光源５１１０から射出された光軸付近の平行な光束を対象物に向けて射出し、被検眼から反射された光を集光レンズを介して第４受光部５１４０により受光することにより行われる。第４受光部５１４０は、第４の光源５１１０と光軸と第４受光部５１４０を含む面内の光束位置の変化を検出できるものであれば足り、例えば、その面内に配置した１次元ＣＣＤやポジションセンシングデバイス（ＰＳＤ）により構成することができる。
【００５６】
被検眼が適正作動距離にある場合には、第４受光部５１４０の光軸上に光源５１１０からのスポット像が形成され、適正作動距離から前後に外れた時には、それぞれ光軸より上又は下にスポット像が形成されることになる。
【００５７】
第１光源部１００と眼底が共役となっており、眼底と第１受光部５１０、第２受光部５２０とが共役となっている。更に、第１変換部材４００、第２変換部材４１０と、瞳孔とも共役となっている。
【００５８】
第１のアフォーカルレンズ３１０の前側焦点は、被検査対象物である被検眼前眼部と略一致している。
【００５９】
そして、第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａとは、第１の光源部１００からの光束が集光する点で反射されたとして、その反射光による第１受光部５１０での信号ピークが最大となる関係を維持して、連動して移動し、第１受光部５１０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様に構成されている。この結果、第１の光源部１００からの光束が、被検眼上で集光することとなる。
【００６０】
次に、変換部材４００について説明する。
【００６１】
第１受光光学系３００Ａに配置された変換部材４００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。本第１実施例の変換部材４００には、光軸と直交する面内に配置された複数のマイクロフレネルレンズが採用されている。
【００６２】
ここでマイクロフレネルレンズについて詳細に説明する。
【００６３】
マイクロフレネルレンズは波長ごとの高さピッチの輪帯をもち、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズを持つ光学素子である。ここで利用することのできる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つけたもので、９８％の集光効率を実現できる。
【００６４】
眼底からの反射光は、第１のアフォーカルレンズ３１０及び第２のシリンダーレンズ３２０を通過し、変換部材４００を介して、第１受光部５１０上に集光する。
【００６５】
また変換部材４００は、少なくとも１７個の領域に分けられた各領域において、収束作用を行うマイクロレンズ部と透過作用を行う開口部分で構成することも可能である。
【００６６】
本第１実施例の変換部材４００は、反射光束を少なくとも１７以上のビームに変換する波面変換部材から構成されている。
【００６７】
次に第１受光部５１０は、変換部材４００で変換された複数のビームを受光するためのものであり、本第１実施例では、リードアウトノイズの少ないＣＣＤが採用されている。ＣＣＤは、他に低ノイズタイプの一般的なものから測定用の２０００＊２０００素子の冷却ＣＣＤ等、何れのタイプのものが使用できる。
【００６８】
低ノイズタイプのＣＣＤとそのドライバーからの画像信号出力は、対応した画像入力ボードを使用することで簡単に実現することができる。
【００６９】
ここで、眼特性測定装置４００００の電気的な構成を図２に基づいて説明する。眼特性測定装置１００００の電気的な構成は、演算部６００と、制御部６１０と、表示部７００と、メモリ８００と、第１の駆動部９１０と、第２の駆動部９２０とから構成されている。
【００７０】
制御部６１０は、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の光源部１００の点灯、消灯を制御したり、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０とを制御するためのものである。
【００７１】
第１の駆動部９１０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１照明光学系２００Ａの全体を光軸方向に移動させ、又は第１照明光学系２００Ａの第１のシリンダーレンズ２２０ａを回動させるためのものである。第１の駆動部９１０は、適宜のレンズ移動手段を駆動させて、第１照明光学系２００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。
【００７２】
第２の駆動部９２０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１受光光学系３００Ａの全体を光軸方向に移動させ、又は第１受光光学系３００Ａの第２のシリンダーレンズ３２０ａを回動させるためのものである。第２の駆動部９２０は、適宜のレンズ移動手段を駆動させて、第１受光光学系３００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。
【００７３】
なお、演算部６００には、第１受光部５１０からの第１信号と、第２受光部５２０からの第２信号と、１次元撮像素子５１４０、第３の受光素子５３０とから入力される様に構成されており、演算部６００は、第２受光部５２０からの第２信号に基づき、被検眼の光学特性を求め、結像状態変化部を制御して、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させる様に構成されている。更に演算部６００は、第２の光源部１１０、第４の光源５１１０、照明光源６０００、６０００に対して出力される様に構成されている。
【００７４】
次に、眼特性測定装置４００００の具体的な測定方法を図３に基づいて説明する。ステップ１（以下、Ｓ１と略する）で、測定を開始する。次にＳ２で、被検眼の位置のアライメント調整を行う。そしてＳ３では、制御部６１０が、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０とを制御して、可動部を原点位置に移動させる。即ち、第１の駆動部９１０が、適宜のレンズ移動手段を駆動し、第１照明光学系２００Ａを原点位置に移動させる。また第２の駆動部９２０が、適宜のレンズ移動手段を駆動し、受光光学系３００Ａを原点位置に移動させる。
【００７５】
次に、Ｓ４では、測定準備Ａを実行する。
【００７６】
測定準備Ａは、図４に示す様に、第２受光部５２０を使用するものである。
【００７７】
ここで、図４に基づいて、測定準備Ａを詳細に説明する。
【００７８】
まずＳ１で、測定準備Ａを開始する。次にＳ２では、第２受光部５２０によりスポット像レベルＬＳ を検出する。そしてＳ３では、スポット像レベルＬＳ が、予め設定されたレベルＬ０を越えているか否かを演算部６００により判断する。Ｓ３で演算部６００が、スポット像レベルＬＳ が、予め設定されたレベルＬ０を越えていると判断した場合には、Ｓ４に進み、測定準備を完了する。
【００７９】
なおＳ３で、スポット像レベルＬＳ が、予め設定されたレベルＬ０を越えていないと判断した場合には、Ｓ５に進み、結像状態変化部を制御して照明条件、受光条件を補正する。即ち、演算部６００が、第１の駆動部９１０を制御し、第１照明光学系２００Ａを移動させて照明条件を変化させて補正する。また演算部６００が、第２の駆動部９２０を制御し、受光光学系３００Ａを移動させて受光条件を変化させて補正する。
【００８０】
そしてＳ５で、照明条件、受光条件を補正した後、Ｓ２に戻る様になっている。
【００８１】
ここで、再び、図３に戻って説明する。
【００８２】
Ｓ４で測定準備Ａが完了した後、Ｓ４１の予備測定（Ｂ−３）を実行する。
【００８３】
ここで、図５に基づいて、予備測定（Ｂ−３）を詳細に説明する。
【００８４】
本実施例では、粗測定（第２状態）を第２変換部材４１０を使用した第２受光光学系３００Ｂで行い、精密測定（第１状態）を第１変換部材４００を使用した第１受光光学系３００Ａで行うものである。この結果、測定時間を短縮できる。
【００８５】
本実施例の第１変換部材４００は、反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するものであり、第２変換部材４１０は、第２光束を少なくとも４本のビームに変換するためのものである。
【００８６】
従って図６に示す様に、球面度数をＤとすれば、
【００８７】
Ｄ＝（１／Ｆ）＊（１／Ｍ）
【００８８】
ここでＭは、眼の瞳、第２変換部材４１０間の倍率
【００８９】
ここで、ｄｘ＝（Ｌーｈ）／２
【００９０】
であるから、Ｆ＝（Ｌ／２）／（ｄｘ＊ｆ）
【００９１】
となり、球面度数をＤを求めることができる。
【００９２】
なおｈは、図７に示す様に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ をそれぞれ重心位置とすれば、 距離は以下の様に表される。
【００９３】
｜Ｐ２Ｐ４｜＝（（Ｐ２ｘ−Ｐ４ｘ）２＋（Ｐ２ｙ−Ｐ４ｙ）２）０．５
｜Ｐ１Ｐ３｜＝（（Ｐ１ｘ−Ｐ３ｘ）２＋（Ｐ１ｙ−Ｐ３ｙ）２）０．５
【００９４】
従って、ｈ＝（｜Ｐ２Ｐ４｜＋｜Ｐ１Ｐ３｜）／２
【００９５】
となる。
【００９６】
予備測定（Ｂ−３）では、図５に示す様に、Ｓ１で測定を開始し、Ｓ２では、第２受光部５２０によりスポット像を検出する。そしてＳ３で、上述の計測を行う。
【００９７】
Ｓ４では、Ｓ３の計測により、各開口の重心位置を正しく計測されたか否かを判断し、正しくない場合にはＳ５に進み、他のディオプターＤに移動させ、Ｓ３に戻る。
【００９８】
Ｓ４で、正しく計測されたと判断された場合には、Ｓ６に進み、Ｓ６では、計測されたディオプターＤ分、可動部分を移動させる。そしてＳ７で再び計測を行い、Ｓ８に進む。Ｓ８では、この位置において計測されたディオプターＤが小さいか否かを判断し、小さくない場合には、Ｓ９に進み、小量のディオプターＤ’分、測定されたディオプターＤと同じ符号方向に移動させ、Ｓ７に戻る様になっている。
【００９９】
Ｓ８で、計測されたディオプターＤが小さいと判断された場合には、Ｓ１０に進み、予備測定（Ｂ−３）を終了する。
【０１００】
ここで、再び、図３に戻って説明する。
【０１０１】
Ｓ４１の予備測定（Ｂ−３）を実行した後、Ｓ５に進み、第１受光部５１０によりスポット像を撮像する。次にＳ６で重心位置を検出する。この重心位置は、例えば、投影される光束が受光面において複数の画素上に投影される様にし、各画素の光束の強度を参考にして重心位置を求めることもできる。この様に重心の計算をすることにより、素子の１／１０以下の測定位置精度を確保することができる。
【０１０２】
次にＳ７で、正視の重心位置からのずれ量を算出する。
【０１０３】
Ｓ８では、後述の第１式乃至第６式に基づいて、ゼルニケ係数の算出を行う。
【０１０４】
そしてＳ９では、演算された光学特性、例えば、球面度数、乱視度数、乱視軸角度及びそれ以外の高次収差成分（Ｓ、Ｃ、ＡＸ、ＳＡ、Ｃｏｍａ、・・・・・）等を表示部７００に表示する。
【０１０５】
そしてＳ１０で測定を終了するか否かを判断し、終了する場合には、Ｓ１１に進み測定を終了する。またＳ１０で測定を終了しない場合には、Ｓ２に戻る様に構成されている。
【０１０６】
なお測定準備Ａは、省略することもできる。
【０１０７】
次に、第１シリンダーレンズ２２０及び第２のシリンダーレンズ３２０の詳細な構成及びそれによる駆動方法を以下に説明する。これらのシリンダーレンズは、それぞれ、２つ１組のシリンダーレンズで構成される。
【０１０８】
その円柱度数をそれぞれＤ、−Ｄとする。ここでｘｙ座標上のシリンダーを考える。 円柱度数ＤとーＤのシリンダーの軸がｘ軸となす角をそれぞれφ＋、φーとする。この時、角度θにおける非点収差は、それぞれ
【０１０９】
【０１１０】
となる。
【０１１１】
これらの合成非点収差ＡＳ（θ）は、足し合わせればよいので、
【０１１２】
【０１１３】
合成円柱度数は、合成非点収差の最大値となる。このとき、
【０１１４】
ｓｉｎ（２θーφ＋ーφー）＝１
【０１１５】
よって、θ＝（（φ＋ーφー）／２）＋４５度
【０１１６】
（θ： 円柱度数の軸の向きとなる）
【０１１７】
の時に、
【０１１８】
ＡＳ（θ）＝２Ｄｓｉｎα
（α＝φ＋ーφー （交差角 （開き角）））の最大値をとり、円柱度数Ｃが形成される。
【０１１９】
なお、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０と適宜のレンズ移動手段とは、
第１照明光学系２００及び第１受光光学系３００の結像状態を変化させるための結像状態変化部に該当するものである。
【０１２０】
［第２実施例］
【０１２１】
次に図８と図９に基づいて、第２実施例である眼特性測定装置５００００を説明する。第２実施例は、第２受光光学系３００Ｂを使用せず、第１受光光学系３００Ａの中の第１変換部材４００を第２変換部材４１０に交換可能に構成し、粗測定を第２変換部材４１０で行い、精密測定を第１変換部材４００で行うものである。
【０１２２】
本第２実施例では、図１で示す第１実施例から第２受光光学系３００Ｂを省略し、第１変換部材４００を第２変換部材４１０に交換するための交換手段７０００が設けられている。図９に示す様に、第３駆動部９３０が交換手段７０００を駆動させる様になっている。
【０１２３】
交換手段７０００は、例えば、駆動源にステップモータを使用し、ネジ機構により、第１変換部材４００を第２変換部材４１０に、或いは、第２変換部材４１０を第１変換部材４００に交換することができる。
【０１２４】
また本実施例の第２変換部材４１０は、４個のレンズ部４１１、４１１・・・・が形成されており、図６に示す様に、第２変換部材４１０により形成される像位置と、第２変換部材４１０のレンズ部４１１、４１１・・・・により形成される像位置とが略一致する様に、それぞれの焦点距離が設定されている。
【０１２５】
次に、眼特性測定装置５００００の具体的な測定方法を図１０に基づいて説明する。ステップ１（以下、Ｓ１と略する）で、測定を開始する。次にＳ１１では、交換手段７０００が第２変換部材４１０を設置させる。（粗測定用レンズ設置
）
【０１２６】
次にＳ２で、被検眼の位置のアライメント調整を行う。そしてＳ３では、制御部６１０が、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０とを制御して、可動部を原点位置に移動させる。次に、Ｓ４では、測定準備Ａを実行する。更にＳ４１では、予備測定（Ｂ−３）を実行する。
【０１２７】
次にＳ４２では、交換手段７０００が、第１変換部材４００を設置させる。（ハルトマン板設置）そしてＳ５に進むが、Ｓ５からＳ１１までは、図３と同様であるから説明を省略する。
【０１２８】
これにより、第１実施例と同様な測定を行うことができる。なお、その他の構成、作用等は、第１実施例と同様であるから説明を省略する。
【０１２９】
なお、第２変換部材に開口が設けられており、その開口は、第１変換部材の開口よりも大きなものとすることもできる。第２変換部材に開口は、その開口の間隔は、第１変換部材に設けられた開口の間隔よりも大きなものとすることもできる。
【０１３０】
また第２状態（粗測定）は、第１状態（精密測定）での変換ビーム数よりも少ないビームに変換するものであればよい。
【０１３１】
更に、第２状態（粗測定）は、この第１変換部材４００の近傍に通過するビーム数を減らすマスクを挿入する構成にすることもできる。更に、第２状態（粗測定）は、この第１変換部材４００の近傍に、隣合わない開口部を通過させるマスクを挿入する構成にすることもできる。
【０１３２】
［第１実施例の測定方法の第１変形例］
【０１３３】
第１実施例では、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号レベル及び第２受光部５２０からの信号に基づき求められた被検眼の光学特性に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。これに対して、本第１実施例の第１変形例は、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第２状態とするように構成されている。
【０１３４】
即ち、第２信号の信号レベルが最大となるように第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。
【０１３５】
［第１実施例の測定方法の第２変形例］
【０１３６】
第１実施例では、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号レベル及び第２受光部５２０からの信号に基づき求められた被検眼の光学特性に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。これに対して、本第１実施例の第２変形例は、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第１状態とし、その後に、第１受光部の受光信号に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第２状態とするように構成されている。
【０１３７】
即ち、第１状態では、第２信号の信号レベルが最大となるように第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。また、第２状態では、第１受光部の受光信号のレベル又は受光スポット信号の位置に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。具体的には、第１状態で球面成分の概略補正を、第２状態で球面成分の精密補正と、球面以外の乱視成分、乱視軸角度の補正を行うように構成される。
【０１３８】
円錐角膜の様に、局部的に異常のある被検眼の場合に、第２受光部の受光信号では、適切な調整が行えなく、第１受光部の出力信号の様に、数多くの受光スポット信号があると、その中から適当なものを選択し、適切な調整を行うことが可能となる。
【０１３９】
なお、本明細書中において、第１信号に応じてあるのは、被測定眼での照明光のピント状態に相当するような第１信号のレベルの大小や、被測定眼からの反射光束の波面形状に相当するような第１信号中の受光ビームに相当するパルスの間隔、受光面上での受光ビームの密度又は位置などに応じることを含むものである。また、同様に第２信号に応じてあるのは、被測定眼での照明光のピント状態に相当するような第２信号のレベルの大小と、被測定眼からの反射光束の波面形状に相当するような第２信号中の受光ビームに相当するパルスの間隔、受光面上での受光ビームの密度又は位置などに応じることを含むものである。
【０１４０】
ここで、第１受光部５１０で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼１０００の光学特性を求めるための演算部６００の動作原理について詳細に説明する。
【０１４１】
本発明によって測定されるものは、眼の波面収差である。
【０１４２】
図１１に示す様に変換部材４００の座標をＸ、Ｙとし、 第１受光部５１０の座標を ｘ、ｙとすれば、
【０１４３】
一般に第３式で表される波面Ｗ（Ｘ、Ｙ）は、下記の第１式と第２式の関係で結び付けられる。
【０１４４】
「数１」
【０１４５】
・・・・・第１式
【０１４６】
「数２」
【０１４７】
・・・・・第２式
【０１４８】
「数３」
【０１４９】
・・・・・第３式
【０１５０】
そこで、第３式の両辺を、変換部材４００上の座標Ｘ、Ｙでそれぞれ微分し、第１式と第２式の左辺に代入すると、Ｃｉｊ の多項式を得ることができる。
【０１５１】
なお、第３式のＺｉｊ は、ゼルニケの多項式と呼ばれるものであり、 下記の第４式と第５式で表されるものである。
【０１５２】
「数４」
【０１５３】
・・・・・第４式
【０１５４】
「数５」
【０１５５】
・・・・・第５式
【０１５６】
そして、下記の第６式の自乗誤差を最小にすることにより、未知量のＣｉｊ を求めることができる。
【０１５７】
「数６」
【０１５８】
・・・・・第６式
【０１５９】
以上の様に求められたＣｉｊ を利用することにより、眼の光学的に重要なパラメータとして利用することができる。
【０１６０】
ここで、ゼルニケの多項式の意味を示す。
【０１６１】
Ｚ１０、Ｚ１１ プリズム
Ｚ２１ Ｓ値
Ｚ２０、Ｚ２２ Ｃ、ＡＸ 値
Ｚ３０、Ｚ３３ 矢状収差
Ｚ３１、Ｚ３２ ３次コマ収差
Ｚ４２ ３次球面収差
Ｚ４１、Ｚ４３ ３次非点収差
Ｚ５２、Ｚ５３ ５次コマ収差
Ｚ６３ ５次球面収差
Ｚ８４ ７次球面収差
【０１６２】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、該反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導くための第１受光光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる第２光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導くための第２受光光学系と、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とから構成されているので、照明条件、受光条件が最適化され、眼の光学特性を高精度に、かつ高速に測定することができるという卓越した効果がある。
【０１６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の眼特性測定装置４００００の構成を示す図である。
【図２】第１実施例の眼特性測定装置４００００の電気的構成を示す図である。
【図３】第１実施例の動作を説明する図である。
【図４】測定準備Ａを説明する図である。
【図５】測定準備（Ｂ−３）を説明する図である。
【図６】原理を説明する図である。
【図７】原理を説明する図である。
【図８】第２実施例の眼特性測定装置５００００の電気的構成を示す図である。
【図９】第２実施例の眼特性測定装置５００００の電気的構成を示す図である。
【図１０】第２実施例の動作を説明する図である。
【図１１】光学特性の演算方法を説明する図である。
【符号の説明】
４００００ 第１実施例の光学特性測定装置
５００００ 第２実施例の光学特性測定装置
１０００ 被検眼
１００ 第１の光源部
１１０ 第２の光源部
２００Ａ 第１照明光学系
２００Ｂ 第２照明光学系
２１０ 第１の集光レンズ
２２０ 第１のシリンダーレンズ
２３０ 第３の集光レンズ
３００Ａ 第１受光光学系
３００Ｂ 第２受光光学系
３００Ｃ 第３受光光学系
３１０ 第１のアフォーカルレンズ
３２０ 第２のシリンダーレンズ
３３０ 第１のビームスプリッタ
３４０ 第２のビームスプリッタ
４００ 第１変換部材
４１０ 第２変換部材
５１０ 第１受光部
５２０ 第２受光部
５３０ 第３受光部
５４０ 第４受光部
６００ 演算部
７００ 表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼の光学特性を精密に測定する装置に係わり、特に、粗測定と精密測定とを行い、測定時間を短縮することのできる眼特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
眼の光学特性を測定する装置は、例えば、第１受光部の受光レベルで照明光学系のピント調整を行い、第１受光部の出力から求めた光学特性（Ｓ）に基づき受光光学系のピント調整を行う装置が存在している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の被検眼の光学特性を測定する装置は、測定時間が比較的長時間要するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、測定時間が比較的短かい眼特性測定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】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導くための第１受光光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導くための第２受光光学系と、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とから構成されている。
【０００６】
また本発明は、第２受光部からの第２信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記演算部により求められた光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とを備えている。
【０００７】
そして本発明の結像状態変化部は、前記第２受光部からの第２信号のレベル又は第２信号に基づく光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させた後、前記第１受光部からの第１信号のレベル又は第１信号に基づく光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させる様に構成することもできる。
【０００８】
更に本発明は、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めると共に、第２受光部からの第２信号に基づき、第１照明光学系の照明状態を検出するための演算部と、第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させて第１変化状態とし、その後に、前記演算部により求められた光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させて第２変化状態とするための結像状態変化部とから構成されている。
【０００９】
そして本発明は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導く第１状態（精密測定）と、第１変換部材の変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２変換部材を介して第１受光部に導く第２状態（粗測定）とを形成する第１受光光学系と、第２状態における第１受光部の出力からの第２信号に基づき、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部と、上記第１状態における第１受光部の出力からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求める演算部とから構成されている。
【００１０】
また本発明は、第２変換部材に開口が設けられており、その開口は、第１変換部材の開口よりも大きなものとする構成にすることができる。
【００１１】
更に本発明は、第２変換部材に開口が設けられており、その開口の間隔は、第１変換部材に設けられた開口の間隔よりも大きなものとする構成にすることもできる。
【００１２】
そして本発明は、第２変換部材に複数のレンズが設けられており、第２変換部材のレンズにより形成される像位置と、第２変換部材に設けられた複数のレンズにより形成される像位置とが略一致するように、それぞれの焦点距離が設定されていることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１状態（精密測定）と、第１状態での変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２状態（粗測定）とを形成する構成にすることもできる。
【００１４】
更に本発明の第１状態は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材により形成され、上記第２状態は、この第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らすマスクを挿入離脱可能に構成することもできる。
【００１５】
また本発明の第１受光光学系は、第１変換部材と第２変換部材とをその光路中に挿入離脱可能に構成されており、上記第１状態を、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材を光路に挿入することにより、上記第２状態を、この第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らす第２変換部材を光路中に挿入する構成にすることもできる。
【００１６】
そして本発明の第１状態は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する開口部を有する第１変換部材により形成され、上記第２状態は、この第１変換部材の近傍に、隣合わない開口部を通過させるマスクを挿入する構成にすることもできる。
【００１７】
また本発明の照明光学系で変化可能とする照明条件は、眼底へ照明する照明光束のフォーカス状態であり、前記結像状態変化部が変化させる結像状態とは、前記受光部に入射する受光光束の集光状態である構成にすることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、第１の光源部が第１波長の光束を発し、第１照明光学系が、第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明し、第１受光光学系が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導き、第２受光光学系が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導き、演算部が、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求め、結像状態変化部が、第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させることができる。
【００１９】
また本発明は、演算部が、第２受光部からの第２信号に基づき、被検眼の光学特性を求め、結像状態変化部が、演算部により求められた光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させることができる。
【００２０】
そして本発明の結像状態変化部は、第２受光部からの第２信号のレベル又は第２信号に基づく光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させた後、第１受光部からの第１信号のレベル又は第１信号に基づく光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させる様になっている。
【００２１】
更に本発明は、演算部が、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めると共に、第２受光部からの第２信号に基づき、第１照明光学系の照明状態を検出し、結像状態変化部が、第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させて第１変化状態とし、その後に、演算部により求められた光学特性に応じて、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させて第２変化状態とすることができる。
【００２２】
そして本発明は、第１受光光学系が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導く第１状態（精密測定）と、第１変換部材の変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２変換部材を介して第１受光部に導く第２状態（粗測定）とを形成し、結像状態変化部が、第２状態における第１受光部の出力からの第２信号に基づき、第１照明光学系及び第１受光光学系の結像状態を変化させ、演算部が、第１状態における第１受光部の出力からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めることができる。
【００２３】
また本発明は、第２変換部材に開口を設け、その開口は、第１変換部材の開口よりも大きなものとすることもできる。
【００２４】
更に本発明は、第２変換部材に開口を設け、その開口の間隔は、第１変換部材に設けられた開口の間隔よりも大きなものとすることもできる。
【００２５】
そして本発明は、第２変換部材に複数のレンズが設け、第２変換部材のレンズにより形成される像位置と、第２変換部材に設けられた複数のレンズにより形成される像位置とが略一致するように、それぞれの焦点距離が設定している。
【００２６】
また本発明は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１状態（精密測定）と、第１状態での変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２状態（粗測定）とすることもできる。
【００２７】
更に本発明の第１状態は、第１変換部材が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換して形成し、第２状態は、マスクが、第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らすことにより形成することもできる。
【００２８】
また本発明の第１受光光学系は、第１変換部材と第２変換部材とをその光路中に挿入離脱可能とし、第１状態を、光路に挿入された第１変換部材が、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換することにより形成し、第２状態を、光路中に挿入された第２変換部材が、第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らすことにより形成することができる。
【００２９】
そして本発明の第１状態は、開口部を有する第１変換部材が、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、反射光束を少なくとも１７本のビームに変換することにより形成され、上記第２状態は、第１変換部材の近傍に、隣合わない開口部を通過させるマスクにより形成することもできる。
【００３０】
また本発明の照明光学系で変化可能とする照明条件は、眼底へ照明する照明光束のフォーカス状態であり、前記結像状態変化部が変化させる結像状態とは、前記受光部に入射する受光光束の集光状態にすることもできる。
【００３１】
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【００３３】
［第１実施例］
【００３４】
次に本発明の第１実施例である眼特性測定装置４００００は、図１と図２に示す様に、第１波長の光束を発するための第１の光源部１００と、第１の光源部１００からの第１光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明するための第１照明光学系２００Ａと、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、該反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材４００を介して第１受光部５１０に導くための第１受光光学系３００Ａと、被検眼網膜から反射されて戻り、更に、第２のビームスプリッタ３４０で反射された第２光束の一部を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材４１０を介して第２受光部５２０に導くための第２受光光学系３００Ｂと、第２波長の光束を発するための前眼部照明の光源部１１０と、前眼部照明の光源部１１０からの前眼部照明光束で被検眼前眼部上に所定の領域を照明するための前眼部照明光学系２００Ｂと、被検前眼部から反射して戻ってくる光束を前眼部光束受光部５３０に導くための第３受光光学系３００Ｃと、光束の傾き角に対応する第１受光部５１０からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めると共に、第２受光部５２０からの第２信号に基づき、第１照明光学系２００Ａの照明状態を検出するための演算部６００と、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第１変化状態とし、その後に、演算部６００により求められた光学特性に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第２変化状態とするための結像状態変化部とから構成されている。
【００３５】
そして演算部６００が、制御部６１０を含む全体の制御を司っている。また、制御部６１０は、第１の光源部１００等を制御駆動する様に構成されている。更に、演算部６００が、光束の傾き角に対応する第１受光部５１０からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求める様になっている。
【００３６】
第１の光源部１００は、空間コヒーレンスが高く、時間コヒーレンスは高くないものが望ましい。本第１実施例の第１の光源部１００には、ＳＬＤが採用されており、輝度が高い点光源を得ることができる。
【００３７】
また、本第１実施例の第１の光源部１００は、ＳＬＤに限られるものではなく、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、回転拡散板などを挿入することにより、適度に時間コヒーレンスを下げることで利用できる。
【００３８】
そして、ＳＬＤの様に、空間、時間ともコヒーレンスが高くないものでも、光量さえ充分であれば、ピンホール等を光路の光源の位置に挿入することで、使用可能になる。
【００３９】
本第１実施例の照明用の第１の光源部１００の波長は、赤外域の波長、例えば７８０ｎｍを使用することができる。
【００４０】
結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させる様に構成されている。
【００４１】
第１受光光学系３００Ａは、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束を受光し第１受光部５１０に導くためのものである。第１受光光学系３００Ａは、第１のアフォーカルレンズ３１０と、第２のシリンダーレンズ３２０ａと、第２のリレレンズ３２０ｂと、第１のビームスプリッタ３３０と、第５のビームスプリッタ３６０と、第２のビームスプリッタ３４０と、反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１の変換部材４００とから構成されている。
【００４２】
また、第１受光光学系３００Ａには、第１のビームスプリッタ３３０が挿入されており、第１照明光学系２００Ａからの光を被検眼１０００に送光し、反射光を透過させる様に構成されている。
【００４３】
第１受光部５１０は、変換部材４００を通過した第１の受光光学系３００Ａからの光を受光し、第１信号を生成するためのものである。
【００４４】
第２の受光光学系３００Ｂは、第１のアフォーカルレンズ３１０と、第２のシリンダーレンズ３２０ａと、第２リレーレンズ３２０ｂと、第１のビームスプリッタ３３０と、第５のビームスプリッタ３６０と、第２のビームスプリッタ３４０と、第２光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材４１０とから構成されている。第２のシリンダーレンズ３２０と変換部材４００の間に形成された第２のビームスプリッタ３４０で反射された光は、第２変換部材４１０を介して第２受光部５２０に導く様に構成されている。第２受光部５２０は、第２信号を生成する。
【００４５】
第１照明光学系２００Ａは、第１の光源部１００からの光束で被検眼眼底上で微小な領域を照明するためのものである。第１照明光学系２００Ａは、第１の集光レンズ２１０と、第１のシリンダーレンズ２２０ａ、リレーレンズ２００ｂとから構成されている。
【００４６】
第２照明光学系２００Ｂは、第２の光源部１１０からの第２光束で被検眼前眼部上に所定の領域を照明するためのものである。第２照明光学系２００Ｂは、第２の光源部１１０と、第５の集光レンズ２９０と、第４のビームスプリッタ３５０と、第５のビームスプリッタ３６０と、第１のビームスプリッタ３３０と、第１のアフォーカルレンズ３１０とから構成されている。
【００４７】
そして、眼を照明するための照明光源６０００、６０００が設けられている。
【００４８】
第２光源１１０で照明された被検眼前眼部からの反射光束を用いて、対象物である被検眼と装置との光軸と直交方向の位置関係を調整するためのアライメント光学系のアライメント調整を説明する。
【００４９】
第２光源１１０からの光束を第５の集光レンズ２９０、第４のビームスプリッタ３５０、第５のビームスプリッタ３６０、対物レンズ３１０を介して被検眼を略平行な光束で照明する。被検眼角膜で反射した反射光束は、あたかも角膜曲率半径の１／２の点から射出した様な発散光束で射出される。この発散光束は、対物レンズ３１０、第５のビームスプリッタ３６０、第４のビームスプリッタ３５０、及び第５の集光レンズ２９０を介して前眼部光束受光部５３０でスポット像として受光される。
【００５０】
前眼部光束受光部５３０上でスポット像が、光軸上から外れている場合には、これが光軸上にくる様に装置全体を上下左右に移動調整する。前眼部光束受光部５３０上でスポット像が光軸上に一致した時に、アライメント調整が完了する。
【００５１】
第２光源１１０の波長は、第１光源１００の波長と異なり、これよりも長い波長、例えば、９４０ｎｍが選択できる。第２のビームスプリッタ３４０が第１光源１００の波長を透過し、第２光源１１０の波長を反射するダイクロイックミラーで形成することにより、互いの光束が、もう一方の光学系に入りノイズとなることを防止することができる。
【００５２】
スポット像が光軸上にくればアライメントは完了する。
【００５３】
また、照明光源６０００、６０００により被検眼前眼部を照明することにより、
被検眼像が上記前眼部光束受光部５３０上に形成されるので、この前眼部像を利用して瞳中心が光軸と一致する様にアライメント調整を行うこともできる。
【００５４】
Ｚアライメント光学系５１００は、第４の光源５１１０と、コリメータレンズ５１２０と、集光レンズ５１３０と、第４受光部５１４０とから構成されている。
【００５５】
作動距離調整は、第４の光源５１１０から射出された光軸付近の平行な光束を対象物に向けて射出し、被検眼から反射された光を集光レンズを介して第４受光部５１４０により受光することにより行われる。第４受光部５１４０は、第４の光源５１１０と光軸と第４受光部５１４０を含む面内の光束位置の変化を検出できるものであれば足り、例えば、その面内に配置した１次元ＣＣＤやポジションセンシングデバイス（ＰＳＤ）により構成することができる。
【００５６】
被検眼が適正作動距離にある場合には、第４受光部５１４０の光軸上に光源５１１０からのスポット像が形成され、適正作動距離から前後に外れた時には、それぞれ光軸より上又は下にスポット像が形成されることになる。
【００５７】
第１光源部１００と眼底が共役となっており、眼底と第１受光部５１０、第２受光部５２０とが共役となっている。更に、第１変換部材４００、第２変換部材４１０と、瞳孔とも共役となっている。
【００５８】
第１のアフォーカルレンズ３１０の前側焦点は、被検査対象物である被検眼前眼部と略一致している。
【００５９】
そして、第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａとは、第１の光源部１００からの光束が集光する点で反射されたとして、その反射光による第１受光部５１０での信号ピークが最大となる関係を維持して、連動して移動し、第１受光部５１０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様に構成されている。この結果、第１の光源部１００からの光束が、被検眼上で集光することとなる。
【００６０】
次に、変換部材４００について説明する。
【００６１】
第１受光光学系３００Ａに配置された変換部材４００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。本第１実施例の変換部材４００には、光軸と直交する面内に配置された複数のマイクロフレネルレンズが採用されている。
【００６２】
ここでマイクロフレネルレンズについて詳細に説明する。
【００６３】
マイクロフレネルレンズは波長ごとの高さピッチの輪帯をもち、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズを持つ光学素子である。ここで利用することのできる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つけたもので、９８％の集光効率を実現できる。
【００６４】
眼底からの反射光は、第１のアフォーカルレンズ３１０及び第２のシリンダーレンズ３２０を通過し、変換部材４００を介して、第１受光部５１０上に集光する。
【００６５】
また変換部材４００は、少なくとも１７個の領域に分けられた各領域において、収束作用を行うマイクロレンズ部と透過作用を行う開口部分で構成することも可能である。
【００６６】
本第１実施例の変換部材４００は、反射光束を少なくとも１７以上のビームに変換する波面変換部材から構成されている。
【００６７】
次に第１受光部５１０は、変換部材４００で変換された複数のビームを受光するためのものであり、本第１実施例では、リードアウトノイズの少ないＣＣＤが採用されている。ＣＣＤは、他に低ノイズタイプの一般的なものから測定用の２０００＊２０００素子の冷却ＣＣＤ等、何れのタイプのものが使用できる。
【００６８】
低ノイズタイプのＣＣＤとそのドライバーからの画像信号出力は、対応した画像入力ボードを使用することで簡単に実現することができる。
【００６９】
ここで、眼特性測定装置４００００の電気的な構成を図２に基づいて説明する。眼特性測定装置１００００の電気的な構成は、演算部６００と、制御部６１０と、表示部７００と、メモリ８００と、第１の駆動部９１０と、第２の駆動部９２０とから構成されている。
【００７０】
制御部６１０は、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の光源部１００の点灯、消灯を制御したり、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０とを制御するためのものである。
【００７１】
第１の駆動部９１０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１照明光学系２００Ａの全体を光軸方向に移動させ、又は第１照明光学系２００Ａの第１のシリンダーレンズ２２０ａを回動させるためのものである。第１の駆動部９１０は、適宜のレンズ移動手段を駆動させて、第１照明光学系２００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。
【００７２】
第２の駆動部９２０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１受光光学系３００Ａの全体を光軸方向に移動させ、又は第１受光光学系３００Ａの第２のシリンダーレンズ３２０ａを回動させるためのものである。第２の駆動部９２０は、適宜のレンズ移動手段を駆動させて、第１受光光学系３００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。
【００７３】
なお、演算部６００には、第１受光部５１０からの第１信号と、第２受光部５２０からの第２信号と、１次元撮像素子５１４０、第３の受光素子５３０とから入力される様に構成されており、演算部６００は、第２受光部５２０からの第２信号に基づき、被検眼の光学特性を求め、結像状態変化部を制御して、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させる様に構成されている。更に演算部６００は、第２の光源部１１０、第４の光源５１１０、照明光源６０００、６０００に対して出力される様に構成されている。
【００７４】
次に、眼特性測定装置４００００の具体的な測定方法を図３に基づいて説明する。ステップ１（以下、Ｓ１と略する）で、測定を開始する。次にＳ２で、被検眼の位置のアライメント調整を行う。そしてＳ３では、制御部６１０が、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０とを制御して、可動部を原点位置に移動させる。即ち、第１の駆動部９１０が、適宜のレンズ移動手段を駆動し、第１照明光学系２００Ａを原点位置に移動させる。また第２の駆動部９２０が、適宜のレンズ移動手段を駆動し、受光光学系３００Ａを原点位置に移動させる。
【００７５】
次に、Ｓ４では、測定準備Ａを実行する。
【００７６】
測定準備Ａは、図４に示す様に、第２受光部５２０を使用するものである。
【００７７】
ここで、図４に基づいて、測定準備Ａを詳細に説明する。
【００７８】
まずＳ１で、測定準備Ａを開始する。次にＳ２では、第２受光部５２０によりスポット像レベルＬＳ を検出する。そしてＳ３では、スポット像レベルＬＳ が、予め設定されたレベルＬ０を越えているか否かを演算部６００により判断する。Ｓ３で演算部６００が、スポット像レベルＬＳ が、予め設定されたレベルＬ０を越えていると判断した場合には、Ｓ４に進み、測定準備を完了する。
【００７９】
なおＳ３で、スポット像レベルＬＳ が、予め設定されたレベルＬ０を越えていないと判断した場合には、Ｓ５に進み、結像状態変化部を制御して照明条件、受光条件を補正する。即ち、演算部６００が、第１の駆動部９１０を制御し、第１照明光学系２００Ａを移動させて照明条件を変化させて補正する。また演算部６００が、第２の駆動部９２０を制御し、受光光学系３００Ａを移動させて受光条件を変化させて補正する。
【００８０】
そしてＳ５で、照明条件、受光条件を補正した後、Ｓ２に戻る様になっている。
【００８１】
ここで、再び、図３に戻って説明する。
【００８２】
Ｓ４で測定準備Ａが完了した後、Ｓ４１の予備測定（Ｂ−３）を実行する。
【００８３】
ここで、図５に基づいて、予備測定（Ｂ−３）を詳細に説明する。
【００８４】
本実施例では、粗測定（第２状態）を第２変換部材４１０を使用した第２受光光学系３００Ｂで行い、精密測定（第１状態）を第１変換部材４００を使用した第１受光光学系３００Ａで行うものである。この結果、測定時間を短縮できる。
【００８５】
本実施例の第１変換部材４００は、反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するものであり、第２変換部材４１０は、第２光束を少なくとも４本のビームに変換するためのものである。
【００８６】
従って図６に示す様に、球面度数をＤとすれば、
【００８７】
Ｄ＝（１／Ｆ）＊（１／Ｍ）
【００８８】
ここでＭは、眼の瞳、第２変換部材４１０間の倍率
【００８９】
ここで、ｄｘ＝（Ｌーｈ）／２
【００９０】
であるから、Ｆ＝（Ｌ／２）／（ｄｘ＊ｆ）
【００９１】
となり、球面度数をＤを求めることができる。
【００９２】
なおｈは、図７に示す様に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ をそれぞれ重心位置とすれば、 距離は以下の様に表される。
【００９３】
｜Ｐ２Ｐ４｜＝（（Ｐ２ｘ−Ｐ４ｘ）２＋（Ｐ２ｙ−Ｐ４ｙ）２）０．５
｜Ｐ１Ｐ３｜＝（（Ｐ１ｘ−Ｐ３ｘ）２＋（Ｐ１ｙ−Ｐ３ｙ）２）０．５
【００９４】
従って、ｈ＝（｜Ｐ２Ｐ４｜＋｜Ｐ１Ｐ３｜）／２
【００９５】
となる。
【００９６】
予備測定（Ｂ−３）では、図５に示す様に、Ｓ１で測定を開始し、Ｓ２では、第２受光部５２０によりスポット像を検出する。そしてＳ３で、上述の計測を行う。
【００９７】
Ｓ４では、Ｓ３の計測により、各開口の重心位置を正しく計測されたか否かを判断し、正しくない場合にはＳ５に進み、他のディオプターＤに移動させ、Ｓ３に戻る。
【００９８】
Ｓ４で、正しく計測されたと判断された場合には、Ｓ６に進み、Ｓ６では、計測されたディオプターＤ分、可動部分を移動させる。そしてＳ７で再び計測を行い、Ｓ８に進む。Ｓ８では、この位置において計測されたディオプターＤが小さいか否かを判断し、小さくない場合には、Ｓ９に進み、小量のディオプターＤ’分、測定されたディオプターＤと同じ符号方向に移動させ、Ｓ７に戻る様になっている。
【００９９】
Ｓ８で、計測されたディオプターＤが小さいと判断された場合には、Ｓ１０に進み、予備測定（Ｂ−３）を終了する。
【０１００】
ここで、再び、図３に戻って説明する。
【０１０１】
Ｓ４１の予備測定（Ｂ−３）を実行した後、Ｓ５に進み、第１受光部５１０によりスポット像を撮像する。次にＳ６で重心位置を検出する。この重心位置は、例えば、投影される光束が受光面において複数の画素上に投影される様にし、各画素の光束の強度を参考にして重心位置を求めることもできる。この様に重心の計算をすることにより、素子の１／１０以下の測定位置精度を確保することができる。
【０１０２】
次にＳ７で、正視の重心位置からのずれ量を算出する。
【０１０３】
Ｓ８では、後述の第１式乃至第６式に基づいて、ゼルニケ係数の算出を行う。
【０１０４】
そしてＳ９では、演算された光学特性、例えば、球面度数、乱視度数、乱視軸角度及びそれ以外の高次収差成分（Ｓ、Ｃ、ＡＸ、ＳＡ、Ｃｏｍａ、・・・・・）等を表示部７００に表示する。
【０１０５】
そしてＳ１０で測定を終了するか否かを判断し、終了する場合には、Ｓ１１に進み測定を終了する。またＳ１０で測定を終了しない場合には、Ｓ２に戻る様に構成されている。
【０１０６】
なお測定準備Ａは、省略することもできる。
【０１０７】
次に、第１シリンダーレンズ２２０及び第２のシリンダーレンズ３２０の詳細な構成及びそれによる駆動方法を以下に説明する。これらのシリンダーレンズは、それぞれ、２つ１組のシリンダーレンズで構成される。
【０１０８】
その円柱度数をそれぞれＤ、−Ｄとする。ここでｘｙ座標上のシリンダーを考える。 円柱度数ＤとーＤのシリンダーの軸がｘ軸となす角をそれぞれφ＋、φーとする。この時、角度θにおける非点収差は、それぞれ
【０１０９】
となる。
【０１１１】
これらの合成非点収差ＡＳ（θ）は、足し合わせればよいので、
【０１１２】
合成円柱度数は、合成非点収差の最大値となる。このとき、
【０１１４】
ｓｉｎ（２θーφ＋ーφー）＝１
【０１１５】
よって、θ＝（（φ＋ーφー）／２）＋４５度
【０１１６】
（θ： 円柱度数の軸の向きとなる）
【０１１７】
の時に、
【０１１８】
ＡＳ（θ）＝２Ｄｓｉｎα
（α＝φ＋ーφー （交差角 （開き角）））の最大値をとり、円柱度数Ｃが形成される。
【０１１９】
なお、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０と適宜のレンズ移動手段とは、
第１照明光学系２００及び第１受光光学系３００の結像状態を変化させるための結像状態変化部に該当するものである。
【０１２０】
［第２実施例］
【０１２１】
次に図８と図９に基づいて、第２実施例である眼特性測定装置５００００を説明する。第２実施例は、第２受光光学系３００Ｂを使用せず、第１受光光学系３００Ａの中の第１変換部材４００を第２変換部材４１０に交換可能に構成し、粗測定を第２変換部材４１０で行い、精密測定を第１変換部材４００で行うものである。
【０１２２】
本第２実施例では、図１で示す第１実施例から第２受光光学系３００Ｂを省略し、第１変換部材４００を第２変換部材４１０に交換するための交換手段７０００が設けられている。図９に示す様に、第３駆動部９３０が交換手段７０００を駆動させる様になっている。
【０１２３】
交換手段７０００は、例えば、駆動源にステップモータを使用し、ネジ機構により、第１変換部材４００を第２変換部材４１０に、或いは、第２変換部材４１０を第１変換部材４００に交換することができる。
【０１２４】
また本実施例の第２変換部材４１０は、４個のレンズ部４１１、４１１・・・・が形成されており、図６に示す様に、第２変換部材４１０により形成される像位置と、第２変換部材４１０のレンズ部４１１、４１１・・・・により形成される像位置とが略一致する様に、それぞれの焦点距離が設定されている。
【０１２５】
次に、眼特性測定装置５００００の具体的な測定方法を図１０に基づいて説明する。ステップ１（以下、Ｓ１と略する）で、測定を開始する。次にＳ１１では、交換手段７０００が第２変換部材４１０を設置させる。（粗測定用レンズ設置
）
【０１２６】
次にＳ２で、被検眼の位置のアライメント調整を行う。そしてＳ３では、制御部６１０が、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０とを制御して、可動部を原点位置に移動させる。次に、Ｓ４では、測定準備Ａを実行する。更にＳ４１では、予備測定（Ｂ−３）を実行する。
【０１２７】
次にＳ４２では、交換手段７０００が、第１変換部材４００を設置させる。（ハルトマン板設置）そしてＳ５に進むが、Ｓ５からＳ１１までは、図３と同様であるから説明を省略する。
【０１２８】
これにより、第１実施例と同様な測定を行うことができる。なお、その他の構成、作用等は、第１実施例と同様であるから説明を省略する。
【０１２９】
なお、第２変換部材に開口が設けられており、その開口は、第１変換部材の開口よりも大きなものとすることもできる。第２変換部材に開口は、その開口の間隔は、第１変換部材に設けられた開口の間隔よりも大きなものとすることもできる。
【０１３０】
また第２状態（粗測定）は、第１状態（精密測定）での変換ビーム数よりも少ないビームに変換するものであればよい。
【０１３１】
更に、第２状態（粗測定）は、この第１変換部材４００の近傍に通過するビーム数を減らすマスクを挿入する構成にすることもできる。更に、第２状態（粗測定）は、この第１変換部材４００の近傍に、隣合わない開口部を通過させるマスクを挿入する構成にすることもできる。
【０１３２】
［第１実施例の測定方法の第１変形例］
【０１３３】
第１実施例では、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号レベル及び第２受光部５２０からの信号に基づき求められた被検眼の光学特性に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。これに対して、本第１実施例の第１変形例は、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第２状態とするように構成されている。
【０１３４】
即ち、第２信号の信号レベルが最大となるように第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。
【０１３５】
［第１実施例の測定方法の第２変形例］
【０１３６】
第１実施例では、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号レベル及び第２受光部５２０からの信号に基づき求められた被検眼の光学特性に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。これに対して、本第１実施例の第２変形例は、結像状態変化部が、第２受光部５２０からの第２信号のレベルに応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第１状態とし、その後に、第１受光部の受光信号に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させて第２状態とするように構成されている。
【０１３７】
即ち、第１状態では、第２信号の信号レベルが最大となるように第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。また、第２状態では、第１受光部の受光信号のレベル又は受光スポット信号の位置に応じて、第１照明光学系２００Ａ及び第１受光光学系３００Ａの結像状態を変化させるものである。具体的には、第１状態で球面成分の概略補正を、第２状態で球面成分の精密補正と、球面以外の乱視成分、乱視軸角度の補正を行うように構成される。
【０１３８】
円錐角膜の様に、局部的に異常のある被検眼の場合に、第２受光部の受光信号では、適切な調整が行えなく、第１受光部の出力信号の様に、数多くの受光スポット信号があると、その中から適当なものを選択し、適切な調整を行うことが可能となる。
【０１３９】
なお、本明細書中において、第１信号に応じてあるのは、被測定眼での照明光のピント状態に相当するような第１信号のレベルの大小や、被測定眼からの反射光束の波面形状に相当するような第１信号中の受光ビームに相当するパルスの間隔、受光面上での受光ビームの密度又は位置などに応じることを含むものである。また、同様に第２信号に応じてあるのは、被測定眼での照明光のピント状態に相当するような第２信号のレベルの大小と、被測定眼からの反射光束の波面形状に相当するような第２信号中の受光ビームに相当するパルスの間隔、受光面上での受光ビームの密度又は位置などに応じることを含むものである。
【０１４０】
ここで、第１受光部５１０で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼１０００の光学特性を求めるための演算部６００の動作原理について詳細に説明する。
【０１４１】
本発明によって測定されるものは、眼の波面収差である。
【０１４２】
図１１に示す様に変換部材４００の座標をＸ、Ｙとし、 第１受光部５１０の座標を ｘ、ｙとすれば、
【０１４３】
一般に第３式で表される波面Ｗ（Ｘ、Ｙ）は、下記の第１式と第２式の関係で結び付けられる。
【０１４４】
「数１」
・・・・・第１式
【０１４６】
「数２」
・・・・・第２式
【０１４８】
「数３」
・・・・・第３式
【０１５０】
そこで、第３式の両辺を、変換部材４００上の座標Ｘ、Ｙでそれぞれ微分し、第１式と第２式の左辺に代入すると、Ｃｉｊ の多項式を得ることができる。
【０１５１】
なお、第３式のＺｉｊ は、ゼルニケの多項式と呼ばれるものであり、 下記の第４式と第５式で表されるものである。
【０１５２】
「数４」
・・・・・第４式
【０１５４】
「数５」
・・・・・第５式
【０１５６】
そして、下記の第６式の自乗誤差を最小にすることにより、未知量のＣｉｊ を求めることができる。
【０１５７】
「数６」
・・・・・第６式
【０１５９】
以上の様に求められたＣｉｊ を利用することにより、眼の光学的に重要なパラメータとして利用することができる。
【０１６０】
ここで、ゼルニケの多項式の意味を示す。
【０１６１】
Ｚ１０、Ｚ１１ プリズム
Ｚ２１ Ｓ値
Ｚ２０、Ｚ２２ Ｃ、ＡＸ 値
Ｚ３０、Ｚ３３ 矢状収差
Ｚ３１、Ｚ３２ ３次コマ収差
Ｚ４２ ３次球面収差
Ｚ４１、Ｚ４３ ３次非点収差
Ｚ５２、Ｚ５３ ５次コマ収差
Ｚ６３ ５次球面収差
Ｚ８４ ７次球面収差
【０１６２】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、該反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導くための第１受光光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる第２光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導くための第２受光光学系と、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とから構成されているので、照明条件、受光条件が最適化され、眼の光学特性を高精度に、かつ高速に測定することができるという卓越した効果がある。
【０１６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の眼特性測定装置４００００の構成を示す図である。
【図２】第１実施例の眼特性測定装置４００００の電気的構成を示す図である。
【図３】第１実施例の動作を説明する図である。
【図４】測定準備Ａを説明する図である。
【図５】測定準備（Ｂ−３）を説明する図である。
【図６】原理を説明する図である。
【図７】原理を説明する図である。
【図８】第２実施例の眼特性測定装置５００００の電気的構成を示す図である。
【図９】第２実施例の眼特性測定装置５００００の電気的構成を示す図である。
【図１０】第２実施例の動作を説明する図である。
【図１１】光学特性の演算方法を説明する図である。
【符号の説明】
４００００ 第１実施例の光学特性測定装置
５００００ 第２実施例の光学特性測定装置
１０００ 被検眼
１００ 第１の光源部
１１０ 第２の光源部
２００Ａ 第１照明光学系
２００Ｂ 第２照明光学系
２１０ 第１の集光レンズ
２２０ 第１のシリンダーレンズ
２３０ 第３の集光レンズ
３００Ａ 第１受光光学系
３００Ｂ 第２受光光学系
３００Ｃ 第３受光光学系
３１０ 第１のアフォーカルレンズ
３２０ 第２のシリンダーレンズ
３３０ 第１のビームスプリッタ
３４０ 第２のビームスプリッタ
４００ 第１変換部材
４１０ 第２変換部材
５１０ 第１受光部
５２０ 第２受光部
５３０ 第３受光部
５４０ 第４受光部
６００ 演算部
７００ 表示部
Claims (13)
- 第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導くための第１受光光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導くための第２受光光学系と、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とから構成された眼特性測定装置。
- 第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導くための第１受光光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導くための第２受光光学系と、第２受光部からの第２信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部と、前記演算部により求められた光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部とから構成された眼特性測定装置。
- 結像状態変化部は、前記第２受光部からの第２信号のレベル又は第２信号に基づく光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させた後、前記第１受光部からの第１信号のレベル又は第１信号に基づく光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させる様にした請求項１又は請求項２記載の眼特性測定装置。
- 第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの第１光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導くための第１受光光学系と、
被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも４本のビームに変換するための第２変換部材を介して第２受光部に導くための第２受光光学系と、光束の傾き角に対応する第１受光部からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めると共に、第２受光部からの第２信号に基づき、第１照明光学系の照明状態を検出するための演算部と、第２受光部からの第２信号のレベルに応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させて第１変化状態とし、その後に、前記演算部により求められた光学特性に応じて、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させて第２変化状態とするための結像状態変化部とから構成された眼特性測定装置。 - 第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換するための第１変換部材を介して第１受光部に導く第１状態（精密測定）と、第１変換部材の変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２変換部材を介して第１受光部に導く第２状態（粗測定）とを形成する第１受光光学系と、第２状態における第１受光部の出力からの第２信号に基づき、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部と、上記第１状態における第１受光部の出力からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求める演算部とから構成された眼特性測定装置。
- 第２変換部材に開口が設けられており、その開口は、第１変換部材の開口よりも大きなものとされていることを特徴とする請求項５記載の眼特性測定装置。
- 第２変換部材に開口が設けられており、その開口の間隔は、第１変換部材に設けられた開口の間隔よりも大きなものとされていることを特徴とする請求項５又は６記載の眼特性測定装置。
- 第２変換部材に複数のレンズが設けられており、第２変換部材のレンズにより形成される像位置と、第１変換部材に設けられた複数のレンズにより形成される像位置とが略一致するように、それぞれの焦点距離が設定されていることを特徴とする請求項５又は６記載の眼特性測定装置。
- 第１波長の光束を発するための第１の光源部と、該第１の光源部からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系と、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１状態（精密測定）と、第１状態での変換ビーム数よりも少ないビームに変換する第２状態（粗測定）とを形成する第１受光光学系と、第２状態（粗測定）における第１受光部の出力からの第２信号に基づき、前記第１照明光学系及び前記第１受光光学系の結像状態を変化させるための結像状態変化部と、上記第１状態（精密測定）における第１受光部の出力からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求める演算部とから構成された眼特性測定装置。
- 上記第１状態は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材により形成され、上記第２状態は、この第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らすマスクを挿入離脱可能に構成されていることを特徴とする請求項９記載の眼特性測定装置。
- 上記第１受光光学系は、第１変換部材と第２変換部材とをその光路中に挿入離脱可能に構成されており、上記第１状態を、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する第１変換部材を光路に挿入することにより、上記第２状態を、この第１変換部材の近傍に通過するビーム数を減らす第２変換部材を光路中に挿入することにより形成することを特徴とする請求項９記載の眼特性測定装置。
- 上記第１状態は、被検眼網膜から反射して戻ってくる反射光束を少なくとも１７本のビームに変換する開口部を有する第１変換部材により形成され、上記第２状態は、この第１変換部材の近傍に、隣合わない開口部を通過させるマスクを挿入することにより形成するように構成されていることを特徴とする請求項９記載の眼特性測定装置。
- 前記照明光学系で変化可能とする照明条件は、眼底へ照明する照明光束のフォーカス状態であり、前記結像状態変化部が変化させる結像状態とは、前記受光部に入射する受光光束の集光状態であることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項記載の眼特性測定装置。
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