JP6435322B2 - 生物の光学系の収差を測定する装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は一般的に、生物、特に人間の光学系の収差の測定に言及する。より詳細には、本発明は、波面の再構成および／または障害もしくは屈折異常マップの構築のための方法およびシステムに言及する。

眼の波面の測定により、眼の光路全体に沿った内部収差および角膜表面の収差の両者を含む収差を評価可能な波面の収差マップまたは高度マップを作成することができる。このため、収差測定マップの使用により、レーザシステムの外科的アブレーションパターンの計算または患者の眼の複雑な収差を矯正するコンタクトレンズの設計が可能である。

屈折障害または両眼転導マップは、たとえば医療従事者等、数学的方法に十分精通しているわけではない者にとって、波面マップよりも容易に理解でき、観察対象の光学系のパワーの局所的な変動ひいてはその障害（非点収差、球面収差、コマ収差等）を明らかに示すものである。

従来、患者の視覚障害、実際には収差として既知の障害を客観的に測定する装置が知られている。この目的に用いられる装置または機器は、収差測定器と称する。収差の導出は、窩上に配置された強い光源によって眼から出てくる波面の測定に相当する。波面は、眼から出てくる光波の等位相面を意味する。

一般的に、これまで知られている波面測定方法では主として、２つの異なる系統のセンサを使用する。第１の系統は、波面自体とその平行移動したものとの間に形成された干渉パターンによる波面の収差を推定するように構成されたセンサを含む。一方、第２の系統は、その動作が幾何光学に基づいており、測定可能な収差の動きを前提として、眼科で最もよく使われている系統である。

大まかな体系化により、反射障害を測定して特性化するように構成されたツールはすべて、単純な自動屈折計であれ、より複雑な収差測定器であれ、
１．静的または動的な光パターンを網膜上に形成することを目的とし、使用する収差測定器の原理に応じて、反射光が放射体として動作し得る投射チャネルと、
２．端部に波面センサが配置された観察チャネルと、
を有する。

参照として図１には、これら２つの巨視的なブロックをＡおよびＢで示している。

投射チャネルＡは、光源Ｓａ（静的または動的であるが、いずれの場合も、患者の網膜上に点またはパターンを投射可能）と、光源Ｓａにより生成された光放射を適当に投射するように構成されたレンズまたは絞り等の光学素子Ｌａと、場合により、光パターンを生成するように構成された素子または光源の像の移動および／または走査を行うように構成された光学機械素子とを備える。

観察チャネルＢは、投射チャネルＡにより投射された光を収集可能である。波面センサＷＦｓおよびその動作が観察チャネルＢの重要な要素である。実際、このような要素が器具を多様化するとともに特徴付け、その性能を決定する。これまでに開発された波面センサを考慮すると、これらはすべて、たとえば網膜をＲで示す眼の光軸上に配置された適当なビームスプリッタＢｃによって側方に偏向された光学観察ビームを受ける集束用光学素子Ｌｂを有する。光学素子Ｌｂは、波面の情報を運んで光センサＣＣＤｂ上に集束させるように構成されている。センサの電気出力は送信され、通例、波面の法線のフィッティングアルゴリズムによって処理手段で処理され、波面の形態および屈折異常の測定結果が得られる。

チェルニング法によれば、収差測定器は、眼球媒体すなわち眼の像空間中の最初の通過の結果として波面の収差を測定する。投射チャネルがグリッドを投射し、観察チャネルが網膜上でこのようなグリッドの変形を観察することにより、視覚収差に関する情報を取得する。このようなシステムの通常の変異形では、網膜上にグリッドを投射する代わりに、点集合を高速で次々と平行光線上に投射することにより、スポットおよびそれぞれの理想位置に対する偏向の検出が元のチェルニング法よりも容易となる。

他の種類の収差測定器は、それぞれの動作が検影法に基づいており、同じ名称の眼科検診と同じ動作原理を利用する。検影法は、眼底から反射された赤色による明らかな移動の観察から成り、この反射は、垂直方向に移動する無限遠からの平坦スリットの光線によって眼が照射されている場合に、瞳視野において可視化される。近視の場合、網膜像は、入射位置の反対側の位置でぼけて移動したスリットの像を有することになる。遠視の場合、網膜像は、入射位置と同じ側でぼけたスリットの像を有することになる。変位の程度は、測定した屈折異常の程度に比例することになる。

ただし、人間の眼の収差の検出に用いられている最も一般的な波面センサは、ハルトマン・シャックセンサ（ＨＳＷＳ）である。図２ａおよび図２ｂを参照して、この場合は、収差を検出したいシステムの入射瞳と共役の面において、アレイ状のレンズが同じ焦点および同じ直径Ｄ_１で配置されることにより、波面の微小部分が同じ画像センサ上で別個に集束する。

上記図面から、平坦な波面がレンズに入射する場合に（図２ａ）、検出器の面上で重心が等間隔の像を生成する一方、歪んだ波面の場合（図２ｂ）は、グリッドのｉ番目のレンズに入射する波の部分の局所的な傾斜によって、ｉ番目の像の重心が移動することが分かる。この信号を定量的に測定する最も簡単な方法は、４重セル（感光素子の２×２マトリクス）を各副開口に割り当てることである。そして、以下の量が規定される。

ここで、Ｉ_ｉは、４重セルのｉ番目の素子により記録された強度を示す。収差がない場合、生成される像は、４つの素子上で対称に配置されることになるため、Ｓ_ｘ＝Ｓ_ｙ＝０である。収差の存在下では、Ｓ_ｘおよびＳ_ｙがゼロと異なり、（面の２方向の）入射波面の局所空間微分に比例することが容易に分かる。

上記すべての方法によれば、波面は、網膜面と共役の像の解析によって得られる。

さらに別の種類のセンサはピラミッド波面センサ（ＰＷＳ）であって、その機能は本質的に、当業者に周知のフーコーのナイフエッジテストの再現に基づく。このようなテストは、
１）点状光源から波面を生成する工程と、
２）光学系の焦点に不透明な素子を挿入して、ナイフの挿入により形成されるパターンを観察する工程と、
から成る。

この場合の参照として図３には、球面収差の影響を受ける波面において、光軸に近い光線がナイフｋの右側すなわち向こう側に集束して中心分布を生成する一方、周辺の光軸がより近い距離で集束して外側分布を生成する様子を示している。球面収差の場合と同様に、より一般的な収差が明確な分布を生成するため、このようにして一般的には、調査中の光学系における支配的な収差を決定することができる。人間の眼（適応的な光学素子から成る閉じたフィードバックシステムと結合されていてもよいし、結合されていなくてもよい）の測定を目的としたこのようなセンサの使用は、文献ＷＯ２００４／０２５３５２においてＩｇｌｅｓｉａｓおよびＲａｇａｚｚｏｎｉが利用するとともに研究している。その提案内容は、まず、ナイフと同じ位置に頂点を有する正方形ベースのピラミッドでナイフを置き換え、方向ｘおよび方向ｙの２つの同時フーコーテストに相当するものを実際に得ることである。図４およびそこに示される構成を参照して、入射波面は、光強度が波面自体の局所的な変動に依存する共役瞳の４つの像をＣＣＤ上に形成する。

さらに、フーコーのナイフの動作原理を考慮すると、光が当たっている領域または当たっていない領域に向かう光線がナイフの存在によって遮られているか否かに応じて、これらいずれかの領域がＣＣＤ上に形成されることを理解可能である。あらゆる既知の収差は、明確なパターンと関連付けられるが、収差の程度は検出できない。実際、サイズは異なるものの形状が同じ２つの障害は、ＣＣＤ上に同じ分布を生成する。図５ａ〜図５ｃを参照して、１μｍの球面収差の影響を受ける波面（図５ａの描写により例示）は、図５ｂのようなパターンを生成するが、たとえば１０μｍの球面収差の影響を受ける波面によっても、同じパターンが生成されることになる。

図３を参照して、この妨害を克服するため、一定の振幅で、周期がセンサの露光時間と等しくなるようにした振動で動作するナイフを設定することが同じくＲａｇａｚｚｏｎｉにより提案されている。このようにして形成されるのは、「２値」画像ではなく、濃淡値が波面の局所的な変動（局所的な傾斜と称する）および振動の大きさに比例する白色から黒色までの階調を示すような画像である。ナイフの変調と称するこのような考え方を導入することによって、波面のｘおよびｙの微分が以下の数式により評価可能となることを実証可能である。

ここで、
・Ｉ_１ｘは、水平運動するとともに静止時にはビームの左側部を覆うように構成されたナイフｋにより決定される瞳の測定点上に記録された光強度を表し、
・Ｉ_２ｘは、水平運動するとともに静止時にはビームの右側部を覆うように構成されたナイフｋにより決定される瞳の測定点上に記録された光強度を表し、
・Ｉ_１ｙは、垂直運動するとともに静止時にはビームの底部を覆うように構成されたナイフｋにより決定される瞳の測定点上に記録された光強度を表し、
・Ｉ_２ｙは、垂直運動するとともに静止時にはビームの上部を覆うように構成されたナイフｋにより決定される瞳の測定点上に記録された光強度を表す。
これがピラミッド状プリズムにより実行される場合、上記数式は、以下のようになる。

ここで、Ｉ_ｉは、ピラミッドにより決定されるｉ番目の瞳の測定点上に記録された光強度を表す。図５を再び参照して、図５ａの同じ描写により図式化した１μｍの球面収差の影響を受ける波面は、図５ｃと同様のパターンを生成する。

また、Ｓ_ｘおよびＳ_ｙが入射波面の局所空間微分に比例し、比例定数も変調の大きさと関係していることを実証可能である。このような関係は、ＨＳＷＳに見られる関係と酷似している。ただし、これら２つのシステム間の差異については、以下に論じる。

上述の特許文献においては、この種のセンサを用いて眼の総収差を測定することを初めて前提としているが、点状ではなく適当に拡張された光源の使用を条件として変調を回避可能な方法が明らかとされている。

実際のところ、ピラミッドを静的とし、ピラミッドの上方で「視野を振動させる」ことを前提とする。これに酷似した状況は、伸長物体の形成である。これにより、光源が点状ではなく拡張され、インコヒーレントである光学系によって、上記概説した数式と全く同じ数式で波面のｘおよびｙの微分が同等に評価可能となるものの、比例定数は変調と関係しておらず、ピラミッド上のスポットのサイズひいては網膜上のスポットのサイズΔと関係する様子が明らかである。

このような明確化によって、以下が明らかとなる。

したがって、法線のフィッティングアルゴリズムを備えたプログラム可能な要素により、波面誤差または両眼転導異常を再構成可能である。

しかしながら現在、出願人は、この種のシステムの限界、（すなわち）システム自体の数学的定式化が確からしいと仮定しつつ、眼科においてこの種のセンサを適用すると絶対に無視できない誤差につながることを、従来技術では強調されていない限界が、どれほど見落としているかという点について、既に気付いている。

本発明によれば、生物の光学系の収差を測定する装置は、添付の請求項１により規定される基本特性を有する。

本発明の別の態様は、請求項７に規定の方法である。

上述の限界はまず、ＰＷＳが最初に設計された分野である天文学において実際に起こることと異なり、さまざまな眼球媒体における散乱の存在が広がって、網膜スポットのサイズひいてはピラミッド上のスポットのサイズを予測できなくなることを洞察力で認識することにより特定される。特に、ピラミッドの面上におけるスポットの見掛けの像の形成に関して、一般の散乱または分散が２重通過型であることを忘れてはならない。これは、網膜と共役の面において光センサと作用するすべてのシステムにおいて、眼球散乱が識別対象のスポットまたはパターンの周りのハローと考えられ、信号を乱して認識不可能とするものとは考えられないことを前提として、ＰＷＳセンサすなわち一般的に網膜と共役ではない焦点面を有するセンサを備えたシステムおよびフーリエ面上での作用すなわち患者の瞳の共役像の光センサへの集束を行うセンサと具体的に関係した態様である。

本項および本明細書の他の部分において、散乱という用語は、眼球構造中に存在する他の微小粒子との衝突に起因する軽粒子の偏向の現象を意味するものと規定する。一方、スポットの理想からの屈折偏向は、収差によるぼけとして指定する。最後に、分散という一般用語は、２つのうちの１つを非限定的に示すことを意味する。

ＰＷＳおよびフーリエ面上で作用するすべてのセンサにおいて、網膜により反射されて器具に向かう光は、散乱のため、拡散領域により反射された光と区別できない。ピラミッドセンサにおけるこのような影響によって、網膜上のスポットのサイズΔおよび水平方向および垂直方向の波面の偏微分を正しく求められない。

これらすべての結果として、拡張された光源またはピラミッドの変調が用いられているか否かに関わらず、ＳｘおよびＳｙの量を測定対象の波面の実際の微分と関係付ける比例定数を把握することは、本質的に不可能となる。平均散乱値を割り当てる統計的手法であれば、「正常な」眼の問題へとサイズ変更可能であるが、「異常な」眼の現象が発生する可能性は依然として非常に高い。そこで、白内障またはその他任意の種類の眼球媒体の不透明性等、不透明性の存在下でこのパラメータがどれほど変動し得るかを考えると、このような手法が完全に不適当であることを認識できる。

上述の問題に応じて、本発明によれば、測定結果の不確実性および／または誤差を補正する方法が提供され、これは、ピラミッドセンサを備えた収差測定器の変異形を必要に応じて用いることにより、眼球散乱を測定可能であることも示している。

本発明の別の結果として、網膜上の光拡散をまず測定した後、収差を測定して、光拡散の測定により得られたデータで測定結果を補正する具体的な一実施形態が規定される。

本発明に係る方法および装置の特性および利点については、添付の図面を参照して、限定目的ではなく一例として提示する以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかとなるであろう。

従来技術に係る、収差測定器の大略的な模式図である。 同じく従来技術に係る、ＨＳＷＳの動作原理を例示した図である。 同じく従来技術に係る、ＨＳＷＳの動作原理を例示した図である。 球面収差の影響を受けるビームに対するフーコーのナイフの動作原理を示した図である。 点状光源の場合のＰＷＳの既知の動作原理を例示した図である。 球面収差の影響を受ける波面を示した図である。 図５ａの波面に対してフーコーのテストを実行する測定用ＣＣＤの態様を示した図である。 適当に変調させた同じ波面に対してフーコーのテストを実行する測定用ＣＣＤの態様を示した図である。 本発明に係る、分散を測定するＰＷＳに基づく装置の構造／機能を併せて示した図である。 偏向プリズムを挿入していない、散乱する眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した図である。 偏向プリズムを挿入していない、散乱する眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した別の図である。 プリズムを挿入した、散乱する眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した図である。 プリズムを挿入した、散乱する眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した別の図である。 プリズムを挿入していない、散乱しない理論的な眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した図である。 プリズムを挿入していない、散乱しない理論的な眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した別の図である。 プリズムを挿入した、散乱しない理論的な眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した図である。 プリズムを挿入した、散乱しない理論的な眼の場合の網膜面ｐＲおよびフーリエ面ｐＦを示した別の図である。

図６および図７ａ〜図１０ｂを参照して、図１に基づく上述の内容によれば（図中で使用済みの同じ参照記号は維持）、本発明に係る収差測定器は、
・網膜上への光源の投射システムＡと、
・波面を測定するセンサを含む波面観察システムＢと、
により本質的に表される従来の要素を備える。

このほか、当業者に既知であるため詳細な説明は不要である補助的な構成要素として、
・構造化固定点（Ｓｆｉｘ、Ｆｉｘ）と、
・患者の眼を中心に置いてその位置合わせを容易化するシステム（Ｓｏ、Ｌｏ、ＣＣＤｏ）と、
・センサ上で測定対象の収差の動きを抑える患者の球状欠陥の補償システム（Ｍ）と、
を備え得る。

収差測定調査中、患者は、器具内部の光点を見つめて、その視軸を器具の軸と位置合わせすることが求められる。このシステムは、照明（Ｓｆｉｘ）と、照準器（Ｆｉｘ）として通常は構造化されたものとから成る。固定システムは、眼を回転させる正しい方向を患者に指定する。このほか、構造化照準器の長手方向移動によって、患者の屈折状態を調節可能である。

患者の凝視を正しく位置合わせするため、固定システムＦｉｘは、ビームスプリッタＢｂ、光学系Ｌｂ、ビームスプリッタＢｃ、および前側レンズＬ０を介して患者が視認可能である。

オペレータは、前側観察システムを用いて、患者の眼を正しく位置調整するとともに、患者が正しく凝視していることを確認する。観察システムＣＣＤｏは、光学系ＬｏおよびＬ０を通して、位置合わせ光源Ｓｏにより照らされた眼の像を観察することにより、瞳の中心に対する器具の軸の位置合わせをオペレータが容易に行えるようにする。

収差測定器が特にＰＷＳまたはＨＳＷＳ型である場合は、適切な照明を実現するため、眼球媒体（角膜、房水、水晶体、硝子体液）を通して網膜上に光線を投射する。網膜に到達した光の一部は、網膜自体によって後方に拡散するとともに、反対方向に内側への経路をたどって、眼により放出された波面を生成する。光源Ｓａにより放出された光は、光学系Ｌａひいては前側レンズＬ０を通って、患者の眼Ｅに入り、瞳を通って網膜Ｒ上に光スポットを生成する。

収差を測定したい波面は、光学系Ｌ０、Ｌｂ、およびビームスプリッタＢｃを通って、波面センサＷＦｓに伝わる。

使用するセンサがＰＷＳである場合は、ピラミッドＰｂの頂点に対応した面ｐＲ上に網膜の像が形成される。上述の通り、これは、光学素子Ｌｂ１によりＣＣＤｂ上に運ばれ、患者のフーリエ面上に集束する瞳（または、副瞳）の４つの異なる像を生成する２次元のフーコーのナイフとして作用する。ピラミッドの面上には、網膜と共役の面が存在することになるため、収差のぼけおよび散乱による分散なく、図９ａおよび図９ｂの状況において、網膜上に投射された放射体の像がｐＦ３として現れる。少なくともある近似範囲において、ビームが平行であるとともに小寸法である場合に（測定結果の推定からのフィードバックに補正可能な誤差を生じる如何なる場合にも）視覚収差がそれほど大きな役割を果たさないことが確実である場合、散乱の存在は、ピラミッドの焦点面上において、図７ａおよび図７ｂの描写と類似の状況が発生することを意味する。これにより、センサの感度が実際に低下し、さらに深刻なこととして、低下が把握されない。

一方、本発明によれば、この分散を測定する方法が提案されており、この方法は、フーリエ面上に集束するとともに変換機能を補正するセンサにより実行される波面の測定と組み合わされている。

従来、特にＰＷＳの場合に以下の関係が当てはまることが言明されている。

また、収差または散乱の存在によって、網膜上のスポットのサイズと関係する品質Δが未知となることが繰り返されている。

装置内または装置との機能上の関係において人間の眼の散乱量を測定または推定可能な機器を使用することにより、簡単な線形回帰式によっても、このような機器の出力を値Δと関係付けることにより、センサの変換機能を実際に補正することができる。

上記のように既知であるとともに本背景において使用により人間の眼の散乱を定量化可能な機器のうち、おそらく最も単純な機器は、たとえば光点の形成を観察するとともに中心ディスクと周辺リングとの間のエネルギーの差の関係を計算する網膜の焦点面上に集束される光学系から成る。このような測定によって、どれほどのエネルギーが像中心に運ばれ、どれほどが散乱により分散するかを推定することができる。

Ａｒｔａｌほかによる文献「Ａｎ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｓｃａｔｔｅｒ Ｉｎｄｅｘ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｄｏｕｂｌｅ−Ｐａｓｓ Ｒｅｔｉｎａｌ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ａ Ｐｏｉｎｔ Ｓｏｕｒｃｅ ｔｏ Ｃｌａｓｓｉｆｙ Ｃａｔａｒａｃｔｓ」、Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１１；ＰＬｏＳ ＯＮＥ；２０１１，Ｖｏｌ．６ Ｉｓｓｕｅ ２，ｐ１には、このような機器の一実施形態が開示されている。他の方法は、Ｄｉａｚ−Ｄｏｕｔｏｎほかによる「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｔｉｎａｌ ｉｍａｇｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ａ Ｈａｒｔｍａｎｎ−Ｓｈａｃｋ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ ａ ｄｏｕｂｌｅ−ｐａｓｓ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」、Ｉｎｖｅｓｔ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．Ｖｉｓ．Ｓｃｉ．Ａｐｒｉｌ ２００６ ｖｏｌ．４７ ｎｏ．４１７１０−１７１６に示されている通り、ＨＳＷＳの使用と関係付けられている。

ただし、４つの面でＰＳＷを実現する図６の構成に係る装置を考えると、特に散乱による分散を定量化することにより測定結果を補正する好適な方法は、以下の表現で説明できるとさらに都合が良い。再度、図７ａおよび図７ｂに類似するピラミッドＰｂの焦点面上の状況を考慮し、４つの副瞳における光量を計算すると、傾斜現象とは別に、４つの面のエネルギー寄与が一定となることが分かる。

ここで、偏向経路ＡへのプリズムＰｏの挿入を仮定して、スポットが散乱および収差のない理想的なものである場合に、４つの面のうちの１つで完全に変位するものとすると、すべてのエネルギーが指定の副瞳に到達する一方、その他３つの面では、エネルギー量がゼロとなる。このような理論的な状況が図１０ａおよび図１０ｂの状況である。一方、散乱の存在下で、同じプリズムを同様に挿入すると、図８ａおよび図８ｂに係る状況においてフーリエ面ｐＦ２上の描写により強調されている通り、その他３つの反対面上でも一定量の分散光が検出されることになる。指定の副瞳とその他３つの面との間のエネルギーバランスにより、調査中の光学系の散乱量を推定可能であるとともに、Δ等価量を求めて、偏微分の変換式を補正することができる。

したがって、上記概説した内容に基づいて行われる測定手順をより詳しく説明すると、患者を器具の前に位置決めして、患者の瞳に対する器具の位置合わせの実行をオペレータが開始する第１の工程を特定することができる。特に、図６の配置によれば、位置合わせ光源Ｓｏと協働する観察システムＣＣＤｏによって、眼の像を観察することができる。患者を適正に位置合わせして器具と焦点が合うか、オペレータが（ボタン等の押圧で）指示するか、または自動的に、この手順の次の工程が開始となる。この第２の工程においては、信号の動きの大半をセンサから除外するのに役立つよう、網膜の遠隔点を探索する。特に、患者における動きが最大の収差は、球状欠陥であって、ピラミッドおよびＣＣＤを一体に移動させるとともに、この動きを球状欠陥と関連付けることによって補償可能であることが知られている。このため、ピラミッドのぼけ欠陥の測定値をループ状に取得し、このようなピラミッドの欠陥の測定値が無効となるまで、センサユニットが搭載されている滑動部を移動させる（図６の矢印Ｍで示す移動）。このような状況においては、ピラミッドＰｂの頂点においてスポットが最小であり、ピラミッド自体は、すべての収差からぼけを差し引いたものを示している。

近接適応の影響を取り除くために雲霧法が提供されている場合は、以下の条件で実行する。通常は、滑動部の位置と一体で、網膜の遠隔点上で位置決めされた場合に焦点が合うように、構造化目標（Ｆｉｘ＋ＳＦｉｘ）が設けられている必要がある。このような目標は、患者が適応を解除せざるを得なくなるように、既知の所定量だけ近視の方向にぼけている。

器具の感度が既知であるものと仮定すると、これらが捕捉を実行するための理想的な条件である。このような感度を推定するため、ピラミッド上でエネルギーバランスの第１の読み出しを行い、副瞳それぞれにエネルギーを蓄積し、読み出し［０（ゼロ）の読み出し］の瞬間の全体傾斜を評価する。このため、各副瞳を分割し、ｉ番目の副瞳に属する各点について、ＣＣＤの測定値を蓄積する。ピラミッドの頂点を通過した網膜と共役の面上の状況は実際のところ、図７ａおよび図７ｂのｐＲ１で示す通りである。これを行った後、プリズムＰｏ（その交互挿抜移動方向を矢印Ｎで表す）を光線上に導入して、網膜上のビームを既知の量だけ偏向する。方向Ｎに係るプリズムの移動は、モータまたはソレノイドによって作動させることができる。このような条件において、網膜と共役のピラミッドの頂点の面上の状況は、図８ａおよび図８ｂのｐＲ２で示す通りとなる。

副瞳それぞれにエネルギーを蓄積することによって、光線の分散を推定可能である。実際、ビームが移動した面ｐＦの副瞳に蓄積されたエネルギーとそれ以外に蓄積されたエネルギーとの間の差が小さくなると、散乱または収差による分散は大きくなる。このような差は、当業者に明らかな方法で求められる簡単な回帰法則によって、網膜スポットのサイズおよび到達する器具の感度に関係付けることができる。このようにして器具の感度（未知ではなく、測定対象のセンサの感度）を推定したら、プリズムを取り除いて、上記の通りＰＷＳにより収差を読み出すことができる。

図示していない別の実施形態においては、光学収差が既知で測定可能な光学部品または素子Ｏを具備可能であり、その挿入をロジックにより制御できるようにしてもよい。器具の感度を測定する理想的な状況に達したら（たとえば、雲霧工程の後）、このような素子が観察経路中に垂下される。このような素子が既知の収差Ａ_Ｏを有することを把握しているため、
１．把握対象の感度Ｓを推定する空測定Ａ^０を実行する工程と、
２．光学素子Ｏを挿入する工程と、
３．光学素子が挿入された状態で、把握対象の感度Ｓを推定する測定Ａ^１を実行する工程と、
４．Ａ^１からＡ^０を減じて、Ｏにより導入された既知の収差をスケーリングしたものを求める工程であり、すなわちΔＡ＝Ａ^１−Ａ^０＝ＳμＡ_Ｏである工程と、
５．感度をＳμ＝ΔＡ／Ａ_Ｏとして求める工程と、
を実行して、現在の測定条件における感度を決定することができる。

以上のように、本明細書によって、言及したような収差測定装置の捕捉性能が十分に改善され、特に、眼科の分野において、測定の正確性および信頼性の観点で、ＰＷＳセンサを備えたシステムが全能力を発揮可能であることが了解され得る。

以上、好適な実施形態を参照して、本発明を説明した。本明細書に一例として記載の好適な実施形態において実現した技術的解決手段はそれぞれ、互いに異なる組み合わせにより、いずれの場合も添付の特許請求の範囲の保護の範囲内において、同じ発明的核心に由来する他の実施形態を創造可能であり好都合であることが了解されるものとする。

Claims (12)

1. 網膜を含む患者の光学視覚系の収差を測定する解析装置であって、
   光放射の点またはパターンを前記患者の前記網膜上に投射するように構成された投射機器（Ａ）と、
   前記網膜と共役ではない焦点面を有し、前記網膜により反射された前記光放射を受けるように構成された画像センサ手段を備えた観察機器（Ｂ）と、
   前記画像センサ手段から得られた信号を処理することにより、所定のアルゴリズムによって、前記光学視覚系により生成された波面および／または屈折状態を求めるように構成された処理手段と、
   散乱または収差ぼけに起因する前記網膜上および／または前記網膜からの前記光放射の分散を測定するように構成された分散測定手段と、
   を備え、
   前記処理手段が、前記分散の測定値を前記アルゴリズムにおける補正係数として使用するように構成された、
   解析装置。
2. 前記画像センサ手段の前記焦点面が、前記光学視覚系の瞳の共役像を集束させる面である前記患者のフーリエ面上の焦点面である、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記画像センサ手段が、前記フーリエ面上の前記瞳の前記共役像を３つ以上の副瞳像に分割するように構成された１つまたは複数の光学機械素子を備えた、
   請求項２に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つの光学機械素子が、前記フーリエ面において４つの副瞳像を生成するように構成されたピラミッド形状を有するプリズムである、
   請求項３に記載の装置。
5. 前記分散測定手段が、前記投射機器（Ａ）における前記光放射の経路を捕捉して、前記網膜上の前記点またはパターンを既知の量だけ偏向するように構成された光学偏向手段（Ｐｏ）と、前記さまざまな副瞳像間のエネルギーの差を検出する検出手段とを備え、
   前記処理手段が、前記検出により前記補正係数を求めるように構成された、
   請求項３または４に記載の装置。
6. 前記分散測定手段が、既知の光学収差を有し前記観察機器（Ｂ）における前記光放射の観察経路を捕捉するように構成された光学素子（Ｏ）を備え、
   前記処理手段が、前記観察経路に前記光学素子（Ｏ）が存在する状態および存在しない状態で実行された測定により前記補正係数を求めるように構成された、
   請求項３または４に記載の装置。
7. 網膜を含む患者の光学視覚系の収差を測定する解析方法であって、
   光放射の点またはパターンを前記患者の前記網膜上に投射することと、
   前記網膜により反射され、前記網膜と共役ではない焦点面上に集束している前記光放射を観察することと、
   前記観察により、所定のアルゴリズムによって、前記光学視覚系により生成された波面および／または屈折状態を求めることと、
   散乱または収差ぼけに起因する前記網膜上および／または前記網膜からの前記光放射の分散を測定することと、
   前記分散の測定値を前記アルゴリズムにおける補正係数として使用することとを含む、
   方法。
8. 前記焦点面が、前記光学視覚系の瞳の共役像を集束させる面である前記患者のフーリエ面上の焦点面である、
   請求項７に記載の方法。
9. 前記フーリエ面上の前記瞳の前記共役像が、３つ以上の副瞳像に分割された、
   請求項８に記載の方法。
10. ピラミッド形状を有するプリズムを使用することにより、前記フーリエ面において４つの副瞳像を生成する、
    請求項９に記載の方法。
11. 光学偏向手段（Ｐｏ）によって前記光放射の偏向経路を可動捕捉することにより、前記網膜上の前記点またはパターンを既知の量だけ偏向するとともに、前記さまざまな副瞳像間のエネルギーの差を検出し、前記検出によって前記補正係数を求める、
    請求項８または９に記載の方法。
12. 既知の光学収差を有する光学素子（Ｏ）によって前記光放射の観察経路を可動捕捉し、
    前記観察経路に前記光学素子（Ｏ）が存在する状態および存在しない状態で実行された測定により前記補正係数を求める、
    請求項８または９に記載の方法。

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