JPH10500033A - 物体をマッピングする装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、物体、特に患者の角膜の前表面および後表面などの透明な物体の表面を、単一の光学系を用いて臨床学的に有用な時間内にマッピングする方法および装置を提供する。１つの好適な実施態様では、パターン発生器(12)が光領域と暗領域とからなるパターンを患者の角膜(18)に投射し、光検出器(14)が角膜の前表面(24)および後表面(28)から反射されるパターンを受光する。マッピング手段(16)が、投射光パターンおよび検出光パターンに関する情報から、角膜の前表面(24)および後表面(28)の３次元マップを生成する。本発明は、コンタクトレンズまたは眼内装置、例えば基質内リングなどの他の透明な物体をマッピングするために用いられ得る。本発明はまた、半透明の物体の表面をマッピングするためにも用いられ得る。

Description

【発明の詳細な説明】 物体をマッピングする装置および方法 発明の背景 本発明は、一般に、３次元の表面をマッピングする装置および方法に関する。 詳しくは、患者の角膜などの透明物体の前表面および後表面の３次元マップを生 成および表示する装置および方法に関する。 眼科手術の方法のいくつかにおいては、執刀医は患者の角膜の形状および厚さ を知る必要がある。例えば、患者の角膜に視力矯正装置を移植する場合、移植装 置を正しい位置および深さに挿入することは重要である。 患者の角膜の表面についての情報を得るための装置が開示されている。角膜計 は、角膜に環状の光を投射し、この光環の角膜の反射表面による屈折を測定する ことによって、患者の角膜の前表面についての情報を提供する。コンピュータベ ースの角膜計の例は、米国特許第4,685,140号および5,110,200号に見いだされ得 る。しかし、これらの装置の欠点の１つは、角膜の前表面についての情報しか提 供しないことである。第２の欠点は、これらの装置は、角膜に垂直な軸に沿った 角膜の鏡面反射率に依存することである。光学系を患者の目の前面に直接配置す れば、目の手術の遂行が妨害される。 角膜の前表面を測定する装置の他の例がLangeの米国特許第5,116,115号に示さ れている。Langeは、角膜の前表面を柔軟なポリマーシートで覆うシステムを開 示している。Langeによれば、シートに線パターンを投射し、カメラを用いてこ れらパターンの反射光を受光する。反射された線のずれを測定することにより、 角膜の前表面のマップが生成される。 別のタイプの従来の装置の例としては、NIDEK EAS-1000、眼前部分析システム がある。このシステムは、Scheimpflug写真技法を用いて患者の目のスリット画 像、すなわち、角膜を通る単一の面に沿った角膜の前表面および後表面を示す断 面画像を得る。このシステムの構成要素は目に対して垂直な軸から離れて配置さ れ得るため、目の手術を妨害しない。しかし、NIDEKシステムは、臨床学的に有 用な時間内に患者の角膜の前表面および後表面全体のマップを生成するために用 いることはできない。 Gormleyらは"Cornea Modeling"７Cornea30(1988)において角膜モデリングシス テムについて述べている。Gormleyのシステムでは、２つの個別の副光学系を用 いて、角膜の前表面の形状および角膜の厚さ、すなわち角膜の前表面と後表面と の間の距離に関する情報を得る。第１の副光学系は、32環の画像を角膜の前表面 に投射する円筒状の光角膜鏡である。投射された環パターンの反射光を用いて、 角膜の前表面の形状画像が生成される。第２の副光学系は、角膜の14個の光学断 面図を得る２ビーム走査レーザスリットランプである。これら２組のデータポイ ントを用いて、角膜の前表面および後表面のマップが生成される。 発明の要旨 本発明は、物体、特に患者の角膜の前表面および後表面などの透明な物体の表 面を、単一の光学系を用いて臨床学的に有用な時間内にマッピングする方法およ び装置を提供する。１つの好適な実施態様では、パターン発生器が光領域と暗領 域とからなるパターンを患者の角膜に投射し、光検出器が角膜の前表面および後 表面から反射されるパターンを受光する。マッピング手段が、投射光パターンお よび検出光パターンに関する情報から、角膜の前表面および後表面の３次元マッ プを生成する。本発明は、コンタクトレンズまたは眼内装置、例えば基質内リン グなどの他の透明な物体をマッピングするために用いられ得る。本発明はまた、 半透明の物体の表面をマッピングするためにも用いられ得る。 本発明を図面を参照してさらに詳しく以下に述べる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の好適な実施態様の基本的な構成要素を示す概略図である。 図２は、パターン発生器およびマッピング手段の好適な実施態様を示す概略図 である。 図３は、２つの投射主光線および患者の角膜の前表面および後表面からのこれ らの光線の反射光を示す概略図である。 図4(a)は、本発明の投射光パターンの一例である。 図4(b)は、図4(a)の光パターンの患者の角膜からの反射の一例である。 好適な実施態様の詳細な説明 本発明の好適な実施態様では、立体撮像技法を用いて、試験中の物体の表面、 例えば、角膜の前表面および後表面を測定する。光の構造パターンが角膜表面に 投射され、次に検出器に画像化される。投射パターンの各要素の位置を知りまた 検出画像におけるこれらの対応する位置を決定することによって、角膜の前表面 の３次元画像を構築することが可能である。同じアプローチにより、角膜の後表 面のマッピングも可能である。 本発明の撮像システム10の主要な構成要素を図１に概略的に示す。すなわち、 パターン発生システム12、検出システム14、およびマッピングシステム16である 。患者の目は要素18によって概略的に示される。 パターン発生システム12は、好ましくは、患者の目の法線軸22からある角度を なして設定される仮想投射軸20に沿って配置される。使用においては、パターン 発生システム12は、光領域と暗領域とからなる所定のパターンを患者の角膜の前 表面24に投射する。図１では、単一の光線が投射軸20に沿って投射されている。 実際の使用においては、パターン内の複数の光領域が投射される。 検出システム14は、検出システムが投射光パターンの前表面24からの反射光な らびに角膜の後表面28からの反射光を受光し得るように、法線軸22からある角度 をなして設定される検出軸26に沿って配置される。図１には２つの反射光線が示 されている。検出軸26に沿った一方の光線は入射光線の前表面24からの反射光を 表し、他方の反射光線30は入射光線の後表面28からの反射光を表す。 検出システム14は、受光する各反射光パターンに対応する信号を生成し、信号 を適切な信号導線32を介してマッピングシステム16に送る。マッピングシステム 16は、反射光パターン信号に含まれる情報から角膜の前表面および後表面の形状 を決定する。マッピングシステム16は、角膜表面の３次元表現を表示するための ディスプレイを含み得る。 マッピングプロセス中の患者の目の動きを最小限にするために、システムは、 患者の目を定位置に固定する機構を含み得る。例えば、弱光源または他の物体34 を患者の目の前面に配置して、患者のための固定焦点とし得る。また、この固定 装置を用いることにより、以下に述べる方法で目の画像を構築するために、患者 の目の視軸が既知の位置に設定される。 図２は、パターン発生システム、検出システム、およびマッピングシステムの 特定の具現を示す本発明の好適な実施態様の概略図である。この実施態様では、 パターン発生システム12は、LCD（液晶表示装置）40を用いて、光源42から光領 域と暗領域とからなるパターンを生成する。光源42は、LCDを照明する公知のい かなる手段でもよい。この実施態様では、LCDによって生成されるパターン領域 は、マッピングされる角膜領域より大きい。従って、パターンを縮小するために リレーレンズ44が用いられる。別のパターン発生器を用いる場合はリレーレンズ は必要ない場合もある。 光源およびLCDを患者から離れた位置に配置するのが望ましい。従って、本実 施態様では、光導管46、好ましくはコヒーレントファイバー束（画像束としても 知られる）を配置して、LCDからの縮小光パターンを患者に近い位置まで導く。 投射レンズ48は、光導管48からの光パターンを患者の目18の前表面24に集光させ る。 検出システム14は、検出レンズ50を用いて光パターンの患者の角膜からの反射 光を受光して、反射光パターンを検出器52に集光させる。この好適な実施態様で は、検出器52は固体撮像カメラ（CCDカメラまたはCIDカメラなど）であるが、別 の公知の位置感知装置も用いられ得る。CCDカメラの作動領域を最大限にし、ま たCCDカメラ回路の飽和を避けるために、検出軸は投射光パターンの予想鏡面反 射軸からずれるように選択され得る。こうすれば、CCDカメラは投射光パターン のうちの低レベルの散乱（拡散）反射光のみを受光し得る。 検出器52は、受光する反射光パターンに関連する信号を生成し、この信号を信 号導線32を介してマッピングシステム16に送る。図２には示していないが、レン ズ50と検出器52との間に第２の光導線を配置することにより、検出器を患者から 離れた位置に配置することが可能になる。 この好適な実施態様では、マッピングシステム16は、コンピュータ手段54とデ ィスプレイ56とを有する。コンピュータ手段54は、反射光パターン情報を受光し 反射表面の３次元マップを生成するための、パソコンまたは特別設計の専用のCP Uとメモリとの組み合わせなどの、中央処理ユニットおよびデジタル記憶手段よ りなるデジタル計算システムのいかなるものでもよい。反射表面24および28の３ 次元形状に関する情報は、輪郭および等距離マップまたは他の公知の方法によっ てディスプレイ56に表示され得る。 この好適な実施態様においては、コンピュータ手段54が、信号導線58を通って 送信される制御信号を介してLCD40の動作を制御する。もしくは、パターン発生 器は、コンピュータ手段54にも既に記憶されている予め設定された形状の光パタ ーンを生成し得る。もしくは、パターン発生器12は独立したコントローラによっ て制御され、投射光パターンに関する情報は信号導線58を介してコンピュータ手 段54に送られる。いずれの場合にも、コンピュータ手段54は、投射光パターンに 関する情報を、検出システムから受光する反射光パターンに関する情報と比較し て、反射表面のマッピングを行う。マップを生成するための３次元情報を計算す る好適な方法について以下に述べる。 マッピング方法の第１の工程は、患者の目を投射軸と反射軸との交差領域に整 合させることである。次にパターン発生器によって光パターンを患者の角膜の前 表面に投射する。この好適な実施態様では、光パターンは暗領域によって囲まれ た光領域または光ドットよりなる。 図３は、投射光パターンの２つの光領域の角膜からの反射光を概略的に示す。 同概略図では、２つの投射光領域またはドットは、光線80および90によって表さ れる。投射光線80の一部は角膜の前表面24によって光線82として反射され、一部 は屈折光線84として角膜を透過する。屈折光線84は、角膜の後表面28から光線86 として反射し、前表面で屈折した後、光線88として角膜から出ていく。投射光線 90についても同じプロセスが生じる。従って、検出器は、各投射光領域に対して 、放射光パターンの２つの反射光、すなわち、患者の角膜の前表面からと後表面 からの２つの反射光を受光する。図３では投射光および反射光は１次元の光線と して示されているが、以下にさらに述べるように、投射光線および反射光線は実 際には断面積を有する。 検出信号は、フレームグラバー(frame grabber)を用いるコンピュータシステ ムに送られ、公知の方法によって前表面反射パターンと後表面反射パターンとの 組み合わせのデジタル表示を生成する。背景光の影響を除去するために、光パタ ーンを受光しない場合の画像をデジタル化して、次の処理が行われる前に受光さ れた光パターン画像から除算する。除算された情報は、反射光パターンを受光す る直前および直後に得られた背景光レベルの平均よりなり得る。 受光反射光パターンでは、反射パターンを投射パターンと比較することによっ て、前表面反射光を後表面反射光から区別する。光領域またはドット、62、64、 66、68、および70を有する投射パターン60の例を図4(a)に示す。パターン60の患 者の角膜からの反射によって生じる仮定の受光パターン72を図4(b)に示す。 受光パターン72は、各投射ドットに対して細長い光領域を有し、これは、実際 には、角膜の前表面および後表面からの反射光が重ね合わされたものである。従 って、図4(a)および図4(b)から分かるように、細長い光領域の各々の一方の端部 （端部62'、64'、66'、68'、および70'）は角膜の前表面からの反射光に対応し 、他方の端部（端部62"、64"、66"、68"、および70"）は角膜の後表面からの反 射光に対応する。 コンピュータシステムは、受光した細長い領域の各端部を、その細長い領域と 、投射パターンのドットおよび受光パターンの他の細長い領域との空間的な関係 に依存して、前表面リストまたは後表面リストに割り当てる。また、相対的な位 置に加えて、細長い領域の両端部の相対的な強度も、細長い領域の特定の部分が 前表面に基づくものかまたは後表面に基づくものかどうかを示し得る。後表面か らの反射光のほうが弱い。 受光パターンのすべての細長い領域の端部に対して、コンピュータシステムは 主光線の方向を概算し、反射表面（すなわち、角膜の前表面かまたは後表面）を 識別して、検出された端部を元のパターンの特定のドットに関連付ける。細長い 領域の各端部において、主光線とはその光の源（ここでは生成されたパターンに おけるまたは角膜表面から反射された画像における特定の画素）の中心からの光 の錐体の中心である。検出器によって受光された反射した細長い領域の各端部に 対して主光線の方向を概算する好適な方法は、端部の中心軌跡を計算することで ある。中心軌跡から元の表面（パターン発生器または角膜）へ向かう光線の方向 は、投射レンズおよび検出レンズの光学特性によって決定される。システムの光 学特性についての知識が不完全であれば概算が不完全になり得るが、この概算に より、反射表面の３次元画像の構築が可能となる。 この好適な方法においては、受光パターン領域を前表面リストおよび後表面リ ストに分離した後、投射光線と反射光線との交差点を決定することによって、２ つの角膜表面上の点の座標が識別される。例えば、コンピュータ手段は、投射パ ターンのドットの中心軌跡の既知の最初の位置、および投射レンズの光学特性な らびに投射軸の法線軸からの角度に基づいて、図３の光線80および82に対する光 線方向を計算する。同様に、コンピュータ手段は、検出器によって受光された光 ドットの計算された中心軌跡、および検出レンズの既知の特性ならびに検出軸の 法線軸からの角度に基づいて、反射主光線82、88、92、および98に対する光線方 向を決定する。次に投射光線と反射光線との交差点が計算され、反射表面のマッ ピングに用いられ得る。 当然ながら、システムパラメータまたは光収差についての知識が不完全である ため、計算された主光線は実際には交差しない。従って、この好適な方法では、 ２本の光線間の最も接近した地点を見いだすことによって、最も近い交差点を概 算する。この最も接近した地点における２本の光線間の距離が所定の最大値を超 える場合は、この地点は拒絶され、表面マップの構築には使用されない。 角膜表面マップは、上述の方法を用いて決定される前表面および後表面の座標 情報を用いて、The Math Works，Inc.によるMatlab、またはWolfram Researchに よるMathematicaなどの市販のグラフィックスソフトウェアによって生成および 表示され得る。この定量マップに加えて、患者の目の定性中間色画像が、同じ光 学系および分散光（周囲の室光など）を用いて生成され得る。光学系の軸方位が オフノーマルであるため、定性画像は遠近が歪むが、これは公知の方法で訂正さ れ得る。定性画像は、システムのディスプレイ上の定量画像に重ね合わされるか 、またはこれら２つの画像は個別に表示され得る。 単一の投射パターンを用いて角膜の前表面および後表面のマップを生成するこ とは可能であるが、この好適な方法では、多数のパターンを通して連続的に走査 し、各パターンを角膜に投射する。各投射パターンに対して上述の座標マッピン グプロセスが繰り返される。角膜表面の正確な画像を構築するための十分な情報 を集めるためには、各投射光パターンは互いに異なることが必要である。しかし 、連続する投射光パターン間で一部を絶えず重複させることにより、システムは 、光パターンの透過と次の光パターンの透過との間に患者の目が移動したかどう かを決定し、この動きに対して補償を行うことが可能になる。この好適な実施態 様では、各光パターンは、既に投射されたパターンの１つのドットと同じ位置に ある少なくとも１つのドットを有する。投影パターンのドットの総数は設計上の 選択の問題である。一般に、マッピング期間毎のドット総数が一定に保たれると き、各投射パターンのドット数を多くすると、データ獲得時間は短縮されるが、 投射ドットと検出ドットとの関連付けを間違える可能性が増大する。 本発明の範囲から逸脱することなくこの好適な実施態様の改変がなされ得る。 例えば、パターン発生器においてLCDの代わりに空間光変調器(SLM)を用い得る。 さらに、光源は白色光、カラーフィルターを通した光、またはレーザ光であり得 る。光パターンはドットの代わりにストライプまたは他の適切な形状により構成 され得る。例えば、単一の光ストライプが、患者の目を一方の側部から他方の側 部へと横断して走査され、角膜表面をマッピングするために用いられる反射光を 生成し得る。 さらに、システム構成要素の選択によって、反射パターンが、細長い領域では なく、角膜の前表面および後表面からの反射光に対応する個別のドットよりなる ように、反射パターンを集光させることが可能となり得る。 LCDなどの透過型パターン発生器の代わりに、LEDまたは他のアドレス可能な光 源の配列をパターン発生器として用い得る。もしくは、Texas Instrumentsによ って開発された装置のようなデジタルミラー装置を用いて、光源からの特定のい くつかの選択可能なパターンの光を反射させてもよい。 連続して投射される異なる光パターンによって角膜表面を走査する代わりに、 単一の光パターンを角膜表面を横断して移動させることにより機械的に走査して もよい。パターンは単一のラインかまたはドットであり得る。この変形実施態様 では、反射情報は光源の機械的な移動に関する情報により訂正され、角膜反射表 面の空間座標を決定し得る。 さらに、本発明は角膜マッピング装置および方法に関連して述べたが、本発明 は他の透明な物体の３次元表面をマッピングするためにも同様に用いられ得る。 例えば、上述の装置および方法は、コンタクトレンズまたは基質内リングなどの 眼内装置の前表面および後表面をマッピングするためにも用いられ得る。 最後に、本発明は、角膜の前表面などの透明物体の単一の表面をマッピングす るために用いられ得る。本発明はまた、半透明の物体の表面をマッピングするた めにも用いられ得る。 他の改変は当業者には明らかである。 本明細書にて引用したすべての参考文献は、本明細書において全体的に参考と して援用されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．透明物体の表面をマッピングするシステムであって、 光領域と暗領域とからなる第１パターンを有する光源であって、該パターンを 透明物体の前表面に投射するように配置された光源と、 該前表面および該透明物体の後表面からの該パターンの反射光を受光するよう に配置された光検出器と、 該受光された反射光から、該物体の該前表面および該後表面の３次元形状を決 定するマッピング手段と、を備えたシステム。 ２．前記光領域がドットである、請求項１に記載のシステム。 ３．前記光領域がストライプである、請求項１に記載のシステム。 ４．前記マッピング手段が、前記物体の前記前表面および前記後表面に関する３ 次元情報を表示する手段を備えている、請求項１に記載のシステム。 ５．前記物体の前記前表面および前記後表面の定性画像を生成および表示する手 段をさらに備えた、請求項４に記載のシステム。 ６．前記光源がスキャナーをさらに備えている、請求項１に記載のシステム。 ７．前記光源が、光領域と暗領域とからなる第２パターンをさらに備え、前記ス キャナーが前記物体の前記前表面に前記第１パターンおよび該第２パターンを連 続して投射する制御手段を備え、前記光検出器が該第１および第２パターンの該 前表面および前記後表面からの反射光を受光するように配置され、前記マッピン グ手段が該受光された反射光から該物体の３次元形状を決定し、該第２パターン は該第１パターンとは異なる、請求項６に記載のシステム。 ８．前記第１パターンの一部と前記第２パターンの一部とが同一である、請求項 ７に記載のシステム。 ９．前記第１および第２パターンの前記光領域がドットである、請求項７に記載 のシステム。 10．前記第１および第２パターンの前記光領域がストライプである、請求項７に 記載のシステム。 11．前記スキャナーが、前記パターンの投射が前記物体の前記前表面を横断して 移動するように前記光源を移動させる手段を備えている、請求項６に記載のシス テム。 12．前記光源が前記パターンを投射軸に沿って投射させ、前記光検出器が検出軸 に沿って反射光を受光し、該投射軸と該検出軸との間の角度が０°より大きい、 請求項１に記載のシステム。 13．前記光源が、該光源から前記パターンを受光し、該パターンを前記物体の前 記前表面に投射するように配置された光投射レンズをさらに備えている、請求項 １に記載のシステム。 14．前記光検出器が、前記物体の前記前表面および前記後表面からの反射光を受 光し、該受光した反射光を撮像装置に投射するように配置された検出レンズを備 えている、請求項13に記載のシステム。 15．前記撮像装置が電子カメラである、請求項14に記載のシステム。 16．前記光源が、光領域と暗領域とからなるパターンを生成するLCDをさらに備 えている、請求項１に記載のシステム。 17．前記光源が、前記パターンを縮小するリレーレンズをさらに備えている、請 求項16に記載のシステム。 18．前記光源が、前記リレーレンズからの画像を受け取り、該受け取った画像を 前記物体に投射する光導線をさらに備えている、請求項17に記載のシステム。 19．前記光導線がコヒーレントファイバー束である、請求項18に記載のシステム 。 20．前記物体が患者の目の角膜である、請求項１に記載のシステム。 21．前記患者の目の前面に配置された固定物体をさらに備えている、請求項20に 記載のシステム。 22．前記物体はコンタクトレンズである、請求項１に記載のシステム。 23．前記物体は眼内装置である、請求項１に記載のシステム。 24．目の角膜表面をマッピングするシステムであって、 光領域と暗領域とからなる第１および第２パターンを有する光源であって、該 パターンを角膜表面に連続して投射するように配置された光源と、 該第１および第２パターンの該角膜表面からの反射光を受光するように配置さ れた光検出器と、 該受光された反射光から、該角膜表面の形状を決定するマッピング手段と、を 備えたシステム。 25．前記第１パターンの一部と前記第２パターンの一部とが同一である、請求項 24に記載のシステム。 26．前記光源が前記パターンを投射軸に沿って投射させ、前記光検出器が検出軸 に沿って反射光を受光し、該投射軸と該検出軸との間の角度が０°より大きい、 請求項24に記載のシステム。 27．前記第１および第２パターンがドットを有し、前記マッピング手段が、反射 光パターンの一部に対する主光線方向を計算する手段を備えている、請求項24に 記載のシステム。 28．透明物体の表面をマッピングする方法であって、 光領域と暗領域とからなるパターンを投射軸に沿って透明物体の前表面に投射 して、該前表面および後表面から検出軸に沿って反射された光領域と暗領域とか らなる反射光パターンを生成する、投射工程と、 該反射光パターンから反射光パターン信号を生成する工程と、 該反射光パターン信号から該前表面および該後表面の３次元形状を決定する工 程と、を包含するマッピング方法。 29．前記投射軸と前記検出軸との間の角度が０°より大きい、請求項28に記載の マッピング方法。 30．前記前表面および前記後表面の前記決定された３次元形状を表示する工程を さらに包含する、請求項28に記載のマッピング方法。 31．前記光領域がドットである、請求項28に記載のマッピング方法。 32．前記光領域がストライプである、請求項28に記載のマッピング方法。 33．前記決定する工程が、反射パターンの各光領域を前記投射パターンの光領域 と相関させる工程を包含する、請求項28に記載のマッピング方法。 34．前記決定する工程が、前記投射パターンの各光領域および反射パターンの各 光領域に対して、主光線を計算する工程と、相関する投射光領域と反射光領域と の主光線間の交差点に最も近い点を決定する工程とをさらに包含する、請求項33 に記載のマッピング方法。 35．前記物体の前記前表面を走査する工程をさらに包含する、請求項28に記載の マッピング方法。 36．前記投射工程の前記光パターンが第１光パターンであり、前記反射光パター ンが第１反射前表面および後表面光パターンであり、前記反射光パターン信号が 第１反射光パターン信号であり、前記走査する工程が、 前記物体の該前表面に光領域と暗領域とからなる第２光パターンを投射して、 第２前表面および後表面反射光パターンを生成する、投射工程と、 該第２反射光パターンから第２反射光パターン信号を生成する工程と、 該第１および第２反射光パターン信号から該物体の３次元形状を決定する工程 を包含する決定工程と、を包含する、請求項35に記載のマッピング方法。 37．前記光領域がドットである、請求項36に記載のマッピング方法。 38．前記光領域がストライプである、請求項36に記載のマッピング方法。 39．前記走査する工程が、前記光パターンを前記物体の前記前表面を横断して移 動させる工程を包含する、請求項35に記載のマッピング方法。 40．前記物体が患者の目の角膜である、請求項28に記載のマッピング方法。 41．前記物体がコンタクトレンズである、請求項28に記載のマッピング方法。 42．前記物体が眼内装置である、請求項28に記載のマッピング方法。 43．目の角膜表面をマッピングする方法であって、 光領域と暗領域とからなる第１および第２パターンを投射軸に沿って角膜表面 に連続して投射して、該表面から検出軸に沿って反射された光領域と暗領域とか らなる反射光パターンを生成する、投射工程と、 該反射光パターンから反射光パターン信号を生成する工程と、 該反射光パターン信号から該角膜表面の３次元形状を決定する工程と、を包含 するマッピング方法。 44．前記第１パターンの一部と前記第２パターンの一部とが同一である、請求項 43に記載のマッピング方法。 45．前記投射軸と前記検出軸との間の角度が０°より大きい、請求項43に記載の マッピング方法。 46．前記第１および第２パターンがドットであり、前記マッピング手段が、前記 反射光パターンの一部に対して主光線方向を計算する手段を備えている、請求項 43に記載のマッピング方法。