WO2001047407A1 - Instrument de mesure de caracteristiques optiques - Google Patents

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WO2001047407A1
WO2001047407A1 PCT/JP2000/009288 JP0009288W WO0147407A1 WO 2001047407 A1 WO2001047407 A1 WO 2001047407A1 JP 0009288 W JP0009288 W JP 0009288W WO 0147407 A1 WO0147407 A1 WO 0147407A1
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WO
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optical
light
conversion member
light receiving
optical system
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/009288
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoko Hirohara
Naoki Nakazawa
Toshifumi Mihashi
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Topcon
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Filing date
Publication date
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Priority to US09/914,439 priority patent/US6525883B2/en
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/107—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining the shape or measuring the curvature of the cornea
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/103—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining refraction, e.g. refractometers, skiascopes

Definitions

  • the present invention relates to a device for precisely measuring optical characteristics, and more particularly, to a device for measuring optical characteristics including a position changing unit for changing a position of a beam to be converted by a first conversion member.
  • the focus of the illumination optical system is adjusted at the light receiving level of the first light receiving unit, and the optical characteristics (S There is a device that adjusts the focus of the receiving optical system based on).
  • Japanese Patent Application No. 9- 1 3 7 6 3 0 Japanese Patent Application No. 9- 1 3 7 6 3 0
  • the present applicant has also applied for a device for measuring optical characteristics using a plurality of beams by means of a beam conversion member known as a Zoretmann plate. (Japanese Patent Application No. 9-4-2940)
  • a first light source emits a light beam of a first wavelength
  • a first illumination optical system illuminates a minute area on a retina of a subject's eye with a light beam from the first light source
  • a first light receiving optical system guides the luminous flux, which has transmitted and / or reflected at least one surface of the object to be measured, to the first light receiving unit via a conversion member for converting the luminous flux into at least nine beams, and the position change is performed.
  • the unit changes the position of the beam converted by the first conversion member, and the calculation unit obtains the optical characteristics of the measurement object based on the first signal from the first light receiving unit corresponding to the tilt angle of the light beam. Can be.
  • the position changing section of the present invention can change the position of the beam converted by the first conversion member by at least one of linear movement and rotational movement of the first conversion member.
  • the position changing unit of the present invention can move the first conversion member to at least one of a mechanical configuration and an optical configuration.
  • the position changing unit of the present invention changes the position of the beam converted by the first converting member by at least one of linear movement and rotational movement of the first converting member, thereby performing the conversion before the change.
  • the converted beam position after the change can be set to a substantially middle position of the beam.
  • the calculation unit of the present invention can calculate the optical characteristics of the object to be measured, respectively, based on the data before and after the position of the beam is changed, and determine the processing according to their deviation. .
  • the calculation unit of the present invention is based on the data before and after the beam position is changed, and the optical characteristics of the measured object calculated based on the data before and after the change are separated by a predetermined value or more, Then, the measurement can be performed again.
  • the calculation unit of the present invention based on the data before and after changing the beam position, based on the data before and after the change, when the optical characteristic of the measured object is within a predetermined value,
  • the measurement result can also be obtained from the average value.
  • the optical characteristic of the measured object calculated based on the data before and after the change of the beam position and based on the data before and after the change of the beam position is within a predetermined value,
  • the measurement object is an eye to be examined
  • at least one surface of the measurement object is a cornea surface
  • the first illumination optical system illuminates the cornea
  • the first light receiving optical system is reflected by the cornea surface.
  • the light is received via the first conversion member for converting the light beam into at least nine beams
  • the calculation unit can also obtain the corneal shape of the eye to be examined as the optical characteristic of the object
  • the object to be measured is the eye to be inspected
  • at least one surface of the object to be measured is the retina
  • the first illumination optical system illuminates the retina
  • the first light receiving optical system outputs the light reflected by the retina.
  • the light is received via the first conversion member for converting the light into at least nine beams
  • the arithmetic unit can obtain the refractive power of the eye as the optical characteristic of the object.
  • the object to be measured is an optical lens
  • the first illumination optical system illuminates an illumination light beam that passes or reflects through the optical lens
  • the first light receiving optical system passes through or reflects the optical lens. It is also possible to receive the light through a first conversion member for converting the illumination light beam into at least nine beams.
  • At least two types of first conversion members are provided, and the first conversion member is exchanged from one first conversion member to the other first conversion member by linear movement or rotational movement. However, it can be inserted in the optical path.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical property measuring apparatus 1000 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration of the optical property measuring apparatus 100 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a view for explaining the openings of the Not and Lutmann plates.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical property measuring apparatus 1001 which is a modification of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical property measuring apparatus 1000 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration of the optical property measuring apparatus 100 of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the optical configuration of the optical property measuring apparatus 2000 of the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the optical property measuring apparatus 300 of the fifth embodiment.
  • C is an electrical configuration of the optical property measuring apparatus 300 of the fifth embodiment.
  • FIG. FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing a frequency distribution.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the optical property measuring device 40000 of the sixth embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing the electrical configuration of the optical property measuring device 400000 of the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a view for explaining the movement of the conversion member 400.
  • FIG. 18 is a view for explaining the movement of the conversion member 400.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining rotation of the conversion member 400.
  • FIG. 20 shows the rotation of the conversion member 400.
  • FIG. FIG. 21 is a diagram showing the configuration of the optical property measuring apparatus 5000 of the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram showing an embodiment of the rotational movement of the substrate 410.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of the linear movement of the substrate 410.
  • the eye characteristic measuring apparatus 100 of the first embodiment of the present invention includes a first light source section 100 for emitting a light beam of a first wavelength,
  • the first illumination optical system 200 OA for illuminating a minute area on the retina of the eye with the light beam from the light source unit 100 so that the illumination conditions can be changed, and the light reflected from the retina of the eye to be inspected
  • a first light receiving optical system 30 0 for guiding a part of the returning light beam to a first light receiving unit 5 10 via a first conversion member 400 for converting the reflected light beam into at least 9 beams.
  • a second light receiving optical system 300 B for guiding the second light flux returning from the retina of the eye to be examined to the second light receiving section 520, and a first light receiving optical system corresponding to the inclination angle of the light flux.
  • An arithmetic unit 600 for obtaining the optical characteristics of the subject's eye based on the first signal from the light receiving unit 5100.
  • the arithmetic section 600 controls the entire control including the control section 6100.
  • control unit 6110 receives the signals 4, 7, (1 0) from the first light receiving unit 5110, the second light receiving unit 5200, and the third light receiving unit 5330, and In addition to controlling the driving of the first light source unit 100 to the fourth light source unit 140 and the driving of the first to third driving units 910 to 930, the display unit 700 and the memory 80 0 is controlled.
  • the first light source 100 preferably has high spatial coherence and low temporal coherence.
  • the first light source unit 100 of the first embodiment employs the SLD, so that a point light source with high luminance can be obtained.
  • the first light source unit 100 of the first embodiment is not limited to the SLD. Even if the coherence is high both in space and time like a laser, a rotary diffusion plate is inserted. Thus, it can be used by appropriately reducing the time coherence.
  • the amount can be used by inserting a pinhole at the position of the light source in the optical path.
  • a wavelength in the infrared region for example, 78 Onm can be used.
  • the first illumination optical system 200 A is for illuminating a minute area on the fundus of the eye with the light beam from the first light source unit 100.
  • the first illumination optical system 20OA passed through the first collimating lens 2110 and the first condenser lens 22Ob, and corrected astigmatism of the subject's eye by the cylindrical lens 220a. After converging once, the eye to be examined is illuminated via the objective lens 310.
  • the first light receiving optical system 300OA receives a light beam reflected from the retina of the eye to be examined and returns, and guides the light beam to the first light receiving unit 5110.
  • the first light receiving optical system 300OA includes a first afocal lens 310 and a light receiving section 300B.
  • the light receiving section 300 B includes a second collimating lens 320, a first beam splitter 330, and a conversion member 4 for converting the reflected light beam into at least nine beams. It consists of 0 0 and.
  • a first beam splitter 330 is inserted into the first light receiving optical system 300 A, and the light from the first illumination optical system 200 A is transmitted to the subject's eye 100. It is configured to emit light and transmit reflected light.
  • the first light receiving unit 5100 receives the light from the first light receiving optical system 300A that has passed through the conversion member 400, and generates a first signal.
  • the first light source unit 100 and the fundus are conjugate, and the fundus and the first light receiving unit 5100 are conjugate. Further, the conversion member 400 and the pupil are also conjugate.
  • the anterior focal point of the first afocal lens 310 substantially coincides with the anterior segment of the eye to be inspected, which is the object to be inspected.
  • the first illumination optical system 200 A and the first light receiving optical system 300 A are assumed to be reflected at a point where the light flux from the first light source unit 100 is condensed. Maintains the relationship where the signal peak at the first light receiving section 5 10 is maximum, moves in conjunction with it, moves in the direction where the signal beak at the first light receiving section 5 10 becomes stronger, and has the maximum intensity. It is configured to stop at the position where As a result, the luminous flux from the first light source unit 100 is It will be focused on the optometry.
  • the conversion member 400 arranged in the first light receiving optical system 300OA is a wavefront conversion member for converting the reflected light beam into a plurality of beams.
  • a plurality of micro Fresnel lenses arranged in a plane orthogonal to the optical axis are employed.
  • An example of the conversion member is shown in FIGS. 3A and 3B. In each case, the center opening is arranged so as to coincide with the optical axis of the optical system.
  • micro Fresnel lens will be described in detail.
  • a micro Fresnel lens is an optical element that has an annular zone at a height pitch for each wavelength and has a blaze optimized for emission parallel to the focal point.
  • the micro-Fresnel lens that can be used here has, for example, an optical path length difference of 8 levels using semiconductor microfabrication technology, and can achieve a collection efficiency of 98%.
  • the light reflected from the fundus passes through the first afocal lens 310 and the second cylinder lens 320, and is condensed on the first light receiving unit 5110 via the conversion member 400.
  • the conversion member 400 may be constituted by a microlens portion that performs a converging operation and an opening portion that performs a transmitting operation in each of at least nine regions.
  • the conversion member 400 of the first embodiment is constituted by a wavefront conversion member that converts a reflected light beam into at least nine or more beams.
  • the first light receiving section 5100 is for receiving a plurality of beams converted by the conversion member 400.
  • a CCD with low readout noise is employed. I have.
  • the CCD any type such as a general low-noise type, a cooling CCD of a 200 * 200 element for measurement, and the like can be used.
  • the image signal output from the low-noise CCD and its driver is It can be easily realized by using an image input board.
  • the first light receiving optical system 300 A forms a substantially conjugate relationship with the iris to be examined and the conversion member 400.
  • the first beam splitter 330 is inserted into the light receiving optical system 300, and the light from the illumination optical system 200 is transmitted to the eye 100 to be inspected, and the reflected light is transmitted. It is configured to transmit light.
  • a working distance adjusting optical system for adjusting a working distance between the subject's eye 1000 and the optical property measuring device 100 ', and an optical property measuring device 100'
  • An alignment optical system that adjusts the positional relationship between the device 100 and the optical axis in a direction orthogonal to the optical axis, and a second illumination optical system that illuminates an object are provided.
  • the alignment is performed as follows.
  • the light beam from the second light source unit 110 is condensed by the lens 37 0, the beam splitters 350, 340, and the subject's eye 10 10 via the objective lens 310.
  • 0 0 is illuminated with a substantially parallel light beam.
  • the reflected light beam reflected by the cornea of the subject's eye is emitted as a divergent light beam as if it were emitted from a point 1/2 the corneal curvature radius.
  • This divergent light beam is received as a spot image by the second light receiving section 52 0 via the objective lens 310, the beam splitters 350, 340, and the condenser lens 370.
  • the spot image is off the optical axis on the second light receiving section 520, move and adjust the optical property measuring device 100000 up, down, left and right so that it is on the optical axis. c When the spot image coincides with the optical axis on the second light receiving section 520, the alignment adjustment is completed.
  • the wavelength of the second light source section 11 ° is different from the wavelength of the first light source section 100, and a longer wavelength, for example, 940 nm can be selected.
  • the beam splitters 340 are formed by dichroic mirrors that transmit the wavelength of the first light source unit 100 and reflect the wavelength of the second light source unit 110, so that the light beams Can be prevented from entering the other optical system and causing noise.
  • the alignment adjustment is completed. Also, by illuminating the anterior segment of the subject's eye with the third light source unit 120, an image of the subject's eye is formed on the second light receiving unit 52. The alignment can also be adjusted so that the center of the pupil coincides with the optical axis. Next, the working distance is adjusted by irradiating a parallel light beam near the optical axis emitted from the fourth light source unit 130 toward the object, and condensing light reflected from the eye to be inspected, which is the object. This is performed by receiving light through the third light receiving section 5300 through the lens 531.
  • the third light receiving section 5300 only needs to be able to detect a change in the light flux position in a plane including the fourth light source section 130, the optical axis, and the third light receiving section 5300. It can be composed of a one-dimensional CCD and a position sensing device (PSD) arranged in the plane.
  • PSD position sensing device
  • a spot image from the fourth light source unit 130 is formed on the optical axis of the third light receiving unit 530, and the subject deviates from the proper working distance back and forth. In each case, a spot image is formed above or below the optical axis.
  • the electrical configuration of the optical property measuring apparatus 1000 will be described based on FIG.
  • the electrical configuration of the eye characteristic measuring apparatus 100000 is as follows: an arithmetic section 600, a control section 6100, a display section 700, a memory 800, and a first drive section 91. 0, a second drive section 920, and a third drive section 920.
  • the control unit 6100 controls lighting and extinguishing of the first light source unit 100 based on a control signal from the arithmetic unit 600 and controls the first drive unit 910 and the second drive This is for controlling the section 9200 and the third drive section 9300.
  • the first drive unit 910 moves the entire first illumination optical system 20OA in the optical axis direction based on the signal from the first light receiving unit 5100 input to the arithmetic unit 600. Or a first drive unit 910 for rotating and adjusting the first cylinder lens 220a of the first illumination system 20OA around the optical axis. When driven, the movement and adjustment of the illumination optical system 20 OA are performed.
  • the second drive section 920 is for moving the entire light receiving optical system 30OA in the optical axis direction based on the signal from the first light receiving section 5100 input to the arithmetic section 600. It is.
  • the second drive unit 920 is configured to drive appropriate lens moving means to move and adjust the light receiving optical system 300A.
  • the third driving unit 930 drives the appropriate rotation or moving means based on the control signal from the arithmetic unit 600 to move the conversion member 400 around the optical axis or parallel to the optical axis. It is for rotating or moving in a direction orthogonal to the optical axis around a suitable axis. Third drive 930 and appropriate rotation or moving means correspond to the position conversion unit.
  • the position conversion unit is for changing the position of the beam to be converted by the conversion member 400.
  • the position changing portion of the present embodiment corresponds to a portion formed from a mechanical configuration.
  • step 1 (hereinafter abbreviated as S1), measurement is started.
  • S2 image data is obtained from the first light receiving unit 5110.
  • the first check in S3 is to determine whether or not the measurement object has moved before and after the movement of the conversion member 400 by observing the image of the object on the second light-receiving unit 520, etc. Further, the determination is made based on whether or not the light receiving position of the light beam passing through the opening at the center of the conversion member 400 of the first light receiving optical system 300 A has changed.
  • S3a it is determined whether or not to perform the determination based on the movement of the object. If the determination is made, the process proceeds to S3b, and if not, the process proceeds to S3c. That is, after acquiring the image in S2, it is determined whether or not the movement of the target is determined in S3a.
  • S3a the spot image due to the light flux reflected from the cornea of the subject's eye moved from the optical axis before and after the measurement using the output signal of the second light-receiving unit 520. It is determined whether or not the movement amount is smaller than a predetermined value.
  • S3c it is determined whether or not the object has moved during the movement of the conversion member 400 (Hartmann plate) by using the light beam passing through the center opening of the conversion member 400 (Hartmann plate). Judge whether or not.
  • S3c if the determination based on the center opening position is not performed, the process proceeds to Check 1 YES, and if the determination is performed, the process proceeds to S3d.
  • S3d the light is transmitted using the light beam that has passed through the opening or the lens portion of the conversion member 400 before and after the conversion member 400, the position of which does not change. For example, when the conversion member 400 is rotated around an axis other than the optical axis and parallel to the optical axis, the light beam passing through the opening at the center of rotation is used. The determination can be made using a light beam passing through the aperture at the same position.
  • S3d it is determined whether the position of the light beam that has passed through the predetermined aperture has changed significantly before and after the movement of the conversion member. If the position has changed significantly, the process returns to S2 (Check 1 No), and the image is again displayed. After obtaining, repeat the check of S3. In S3d, if the luminous flux position that has passed through the predetermined aperture has not changed significantly, the flow proceeds to S3 '(Check 1 YES) to determine whether or not the predetermined number of data has been obtained. .
  • the process proceeds to S4, and the position of the center of gravity is detected.
  • the position of the center of gravity can be determined, for example, such that the projected light beam is projected onto a plurality of pixels on the light receiving surface, and the intensity of the light beam at each pixel is referred to.
  • S6 it is determined whether or not to use Image Rote 900.
  • the process proceeds to S7, where the Zernike coefficients are calculated before and after each rotation or movement of the conversion member 400.
  • the calculation of the Zernike coefficient is performed by the calculation unit 600 based on the fourth and fifth equations described later.
  • step S7 calculate (C nm ) i from all images.
  • a Zernike coefficient at each rotation (movement) position (shown in Equations 4 and 5 described later) is calculated.
  • the process proceeds to S9.
  • S9 the movement of the eye 1000 before and after the change of the conversion member 400 is determined from the tilt component, the spherical component, and the astigmatism factor based on the Zernike coefficients.
  • the process returns to S2, and an image is obtained again and the subsequent processing is repeated. If the result of determination in S9 is that the amount of movement of the object is smaller than the predetermined value, the process proceeds to S10, where the average value of the Zernike coefficients at each rotation (or movement) position is calculated.
  • S9a it is determined whether or not to determine whether or not the target object has moved before and after the movement of the conversion member 400 based on the obtained Zernike coefficients. If the determination is made in S9a, the process proceeds to S9b. If the determination is not made in S9a, the process proceeds to S9c.
  • S9c it is determined whether or not the spherical component of the object falls within a predetermined value before and after the movement of the conversion member 400 before and after the movement of the conversion member 400 based on the obtained Zernike coefficients. It is determined whether or not. If this determination is made in S9c, the process proceeds to S9d, and if this determination is not made in S9c, the process proceeds to S9e.
  • the determination of S 9 d uses the 11 ⁇ ! 3 value (mean-square value) of the Zernike term Z 21 indicating the spherical component among the Zernike coefficients (C, im ) i, and moves the object that is the spherical component Judge the quantity.
  • the coefficient of Zernike expansion be.
  • the coefficient of the Zernike term Z 21 for the spherical component is C 21
  • the total RMS value is Is represented by
  • S9e it is determined whether or not the astigmatism component of the object falls within a predetermined value before and after the movement of the conversion member 400 before and after the movement of the conversion member 400 based on the obtained Zernike coefficients. It is determined whether to do so. If the determination is made in S9e, the process proceeds to S9f. If the determination is not made in S9e, the process proceeds to S10.
  • Zernike term Z 2 which indicates the cylindrical component (C) and the cylindrical axis component (Ax) of the Zernike coefficient (C nm ) i. And obtaining the sum of the RMS value of Z 22 (the root mean square value, the magnitude of the cylindrical component).
  • the cylindrical axis component (Ax) is
  • Ax l 2 arc an (C 20 / C 22).
  • S10 the average value of the Zernike coefficients at each rotation (or movement) position is calculated. Then, in S 11, the movement amount of the entire first illumination optical system 20 OA and the light receiving unit 300 B, and (S, C, Ax, SA, Coma,;) calculated from the Zernike polynomial are displayed on the display unit 700. I do. After displaying the calculation result in S11, proceed to S12 and end the measurement.
  • an optical characteristic measuring apparatus 10001 which is a modification of the first embodiment includes a first light source unit 100 for emitting a light beam of a first wavelength, and a light beam from the first light source unit 100.
  • a first illumination optical system 20 OA for illuminating a minute area on the retina of the eye to be changed so that its illumination condition can be changed; and a part of a light flux reflected from the retina of the eye to be returned and at least a reflected light flux.
  • a first light receiving optical system 30 OA for guiding to the first light receiving unit 510 via the first converting member 400 for converting into nine beams, and a first light receiving unit 5 10 corresponding to the inclination angle of the light beam It comprises a calculation unit 600 for obtaining the optical characteristics of the eye to be inspected based on the first signal from the imager, and an image rotation unit 900.
  • the first light receiving optical system 30 OA is for receiving a light beam reflected and returned from the retina of the subject's eye and guiding the light beam to the first light receiving unit 510.
  • the first receiving optical system 30 OA is The zoom lens includes a focal lens 310, a first beam splitter 330, and a light receiving unit 300B. Further, the light receiving section 300B includes a first collimating lens 320, an image rotor 900, and a conversion member 400 for converting the reflected light beam into at least 17 beams. It is composed of
  • the image rotor 900 is for rotating or moving the spot image.
  • the image rotor 900 is rotated or moved by an appropriate image rotor driving means.
  • the third drive section 9300 is controlled by the arithmetic section 600.
  • the image rotor overnight driving means is controlled and driven to rotate or move the image rotor overnight 900.
  • a step motor or a piezo element can be used as the image rotation overnight driving means.
  • the third driving section 9390 and the image rota overnight driving means correspond to the position converting section.
  • the position changing section of the modification of the first embodiment corresponds to the optical configuration.
  • step 1 (hereinafter abbreviated as S1), measurement is started.
  • S2 the image data is acquired from the first light receiving unit 5110.
  • S3 it is determined whether or not the predetermined rotation data has been obtained, and if the predetermined rotation data has been obtained, the process proceeds to S4.
  • S4 the position of the center of gravity is detected.
  • the position of the center of gravity can be determined, for example, such that the projected light beam is projected onto a plurality of pixels on the light receiving surface and the intensity of the light beam of each pixel is referred to.
  • Measurement position accuracy of 0 or less can be ensured. If the predetermined rotation time is not obtained in S3, the process proceeds to S5, in which the third driving unit 930 is driven to rotate or move the conversion member 400. It is configured to return to S2.
  • step S7 calculate (C nm ) i from all images.
  • the Zernike coefficients at each rotation (movement) position are calculated.
  • the process proceeds to S9.
  • S9 the movement of the subject's eye 1000 before and after the change of the conversion member 400 is determined from the tilt component, the spherical component and the astigmatism factor based on the Zernike coefficients.
  • the process returns to S2, and an image is obtained again and the subsequent processing is repeated. If the result of determination in S9 is that the amount of movement of the target object is smaller than the predetermined value, the process proceeds to S10, where the Ti1t component (defocus) for each image is calculated.
  • S9a it is determined whether or not to determine whether or not the target object has moved before and after the movement of the conversion member 400 based on the obtained Zernike coefficients. If this determination is made in S9a, the process proceeds to S9b, and if this determination is not made in S9a, the process proceeds to S9c.
  • RMSI is revealed by (Cio 2/4 + Cii 2 /4) ° ⁇ 5.
  • the astigmatism component of the object before and after the movement of the conversion member 400 is determined based on the Zernike coefficients obtained before and after the movement of the conversion member 400. It is determined whether to determine whether the value is within the value. If the determination is made in S9e, the process proceeds to S9f. If the determination is not made in S9e, the process proceeds to S10.
  • Zernike term Z 2 which indicates the cylindrical component (C) and the cylindrical axis component (Ax) of the Zernike coefficient (C nm ) i. And obtaining the sum of the RMS value of Z 22 (the root mean square value, the magnitude of the cylindrical component).
  • the cylindrical axis component (Ax) is Is represented by
  • the Zernike coefficients are calculated using all the points.
  • the Zernike coefficient is calculated by the calculation unit 600 based on the fourth and fifth equations described later.
  • the display unit displays the entire movement of the first illumination optical system 20OA and the light receiving unit 300B, and (S, C, Ax, SA, Coma) calculated from the Zernike polynomial. Displayed at 700. After displaying the calculation result in S15, proceed to S12 and end the measurement.
  • step 1 (hereinafter abbreviated as S1), measurement is started.
  • S2 image data is obtained from the first light receiving unit 5110.
  • S3 it is determined whether or not the predetermined rotation data has been obtained, and if the predetermined rotation data has been obtained, the process proceeds to S4.
  • S4 the position of the center of gravity is detected.
  • the position of the center of gravity can be determined, for example, such that the projected light beam is projected onto a plurality of pixels on the light receiving surface and the intensity of the light beam of each pixel is referred to.
  • S6 it is determined whether or not the image rotation 900 is to be used.
  • the process proceeds to S7, where the Zernike coefficients after rotation or movement of the conversion member 400 are calculated.
  • the calculation of the Zernike coefficient is performed by the calculation unit 600 based on the fourth and fifth equations described later.
  • step S7 calculate (C nm ) i from all images.
  • a Zernike coefficient at each rotation (movement) position (shown in Equations 4 and 5 described later) is calculated.
  • the process proceeds to S9.
  • S9 the movement of the eye 1000 before and after the change of the conversion member 400 is determined from the tilt component, the spherical component, and the astigmatism factor based on the Zernike coefficients.
  • the process returns to S2, and an image is obtained again and the subsequent processing is repeated.
  • the result of determination in S9 is that the amount of movement of the object is smaller than the predetermined value, the flow proceeds to S10, and the calculation mode is selected.
  • S10 a selection is made between the Zernike average mode (1) and the spot combining mode (2).
  • S9a it is determined whether or not to determine whether or not the target object has moved before and after the movement of the conversion member 400 based on the obtained Zernike coefficients. If the determination is made in S9a, the process proceeds to S9b. If the determination is not made in S9a, the process proceeds to S9c.
  • the Zernike term Z 10 which indicates the tilt component, is given by: ⁇ ! Using the value (mean-square value), the movement amount of the object, which is the tilt component, is determined. Let the coefficient of Zernike expansion be. The coefficient of the Zernike terms Z 10 and ⁇ 11 for the tilt component is ⁇ 1 . , (, The total! ⁇ ! ⁇
  • RMS 1 (Cio 2/4 + Ci, 2/4) 0.
  • the spherical component of the object before and after the movement of the conversion member 400 is reduced to a predetermined value or less based on the calculated Zernike coefficient before and after the movement of the conversion member 400. It is determined whether it is determined whether or not it is within the range.
  • S9e it is determined whether or not the astigmatism component of the object falls within a predetermined value before and after the movement of the conversion member 400 before and after the movement of the conversion member 400 based on the obtained Zernike coefficients. It is determined whether to do so. If the determination is made in S9e, the process proceeds to S9f. If the determination is not made in S9e, the process proceeds to S10.
  • Zernike term Z 2 which indicates the cylindrical component (C) and the cylindrical axis component (Ax) of the Zernike coefficient (C nm ) i. And obtaining the sum of the RMS value of Z 22 (the root mean square value, the magnitude of the cylindrical component).
  • the cylindrical axis component (Ax) is Is represented by
  • the process proceeds to S11, where the average value of the Zernike coefficients at each rotation (or movement) position is calculated. Then, in S11, after calculating the average value of the Zernike coefficients, the process proceeds to S12, and in S12, the movement amount of the entire first illumination optical system 20OA and the light receiving unit 300B and the Zernike polynomial are used to calculate (S , C, Ax, SA, Coma, :) etc. are displayed on the display unit 700,
  • the Zernike coefficients are calculated using all the points.
  • the Zernike coefficient is calculated by the calculation unit 600 based on the fourth and fifth equations described later.
  • An optical characteristic measuring apparatus 2000 of a fourth embodiment of the present invention has an optical configuration for measuring a cornea. As shown in FIG. 10, the optical configuration is the same as in the first embodiment, and the cornea is configured to be measurable.
  • the first light receiving section 510 is arranged so as to have a conjugate relationship with the center of curvature of the cornea of the eye via the objective lens 310 and the collimating lens 320.
  • the anterior focal position of the first afocal lens 310 differs from that of the first embodiment, and substantially coincides with the cornea of the eye to be examined.
  • the first illuminating optical system 200 OA is irradiated with the first luminous flux so as to converge toward the center of curvature of the cornea of the eye 100 to be examined.
  • Move and adjust the receiving optical system 30 OA Whether the illumination light beam of the first illumination optical system 200 OA is correctly converged toward the center of curvature of the cornea of the eye 100 to be examined depends on the fine movement of the first illumination optical system 200 OA in the optical axis direction. Before and after that, the movement adjustment is performed so that the output of the first light receiving unit 510 becomes maximum.
  • the corneal shape is adjusted in conjunction with the first illumination optical system 20 OA so that the light beam from the first illumination optical system 20 OA converges on the center of the corneal curvature with the appropriate working distance adjusted.
  • the first light receiving optical system 30 OA to move the corneal apex position and the first light receiving optical system 30 0 when the output of the first light receiving section 5 10 of the first light receiving optical system 30 OA becomes maximum.
  • the distance to the convergence position of the OA corresponds to the radius of curvature of the cornea.
  • the specific measurement method and procedure in the fourth embodiment are substantially the same as those in FIG. 4 described in the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the Zernike polynomials thus determined represent the optical properties of the cornea (shape, radius of curvature, power, etc.).
  • An optical characteristic measuring apparatus 300000 according to a fifth embodiment of the present invention has an optical configuration for measuring the characteristics of an optical lens. As shown in Fig. 11, the light beam from the light source 600 is converted into a substantially parallel light beam by the collimating lens 61, passes through the lens to be measured, and converges according to the optical characteristics of the lens to be measured.
  • the first light receiving section 640 is provided via a first conversion member 630 for converting the diffused light beam into at least nine beams. -The first conversion member 630 is rotated or moved to the first embodiment so that the opening position of the first conversion member 630 moves in a positional relationship interpolating between the opening positions.
  • the configuration is the same as that described.
  • the arithmetic unit 600 In the electrical signal processing, as shown in FIG. 12, the arithmetic unit 600 generates signals from the first light receiving unit 5110, the second light receiving unit 5200, and the third light receiving unit 5330, 7, receives the signal from (10), drives the first to fourth light source units 100 to 130, and drives the first to third driving units 910 to 930. Control operation of the display unit 700 and the memory 800.
  • the control unit 6100 moves the first illumination optical system 20OA in the optical axis direction via the first drive unit 910, and the light beam emitted from the first illumination optical system 20OA drives the objective lens. Then, the light is focused toward the center of curvature of the cornea of the eye to be measured, or the cylindrical lens is rotated so as to correct the astigmatic component of the eye to be measured 100.
  • control unit 6100 moves the first illumination optical system 20OA in the optical axis direction via the second drive unit 920, and the light beam emitted from the first illumination optical system 20OA drives the objective lens. Then, the light is focused toward the approximate center of curvature of the cornea of the eye to be measured, or the cylindrical lens is rotated so as to correct the astigmatic component of the eye to be measured 100.
  • a wavefront is constructed based on the calculated Zernike coefficients. That is, if the wavefront of the light passing through the object to be measured is W (X, Y) and is expressed by Zernike coefficients, it is expressed as Equation 3.
  • the principal curvature 1, A: 2 and principal direction vectors e (c ⁇ ) and e ( 2 ) are given by Expression 7.
  • the distribution of principal curvature 1 or A: 2 corresponds to the spherical power distribution of the lens, and the difference between 1 and A2 corresponds to the cylindrical power distribution.
  • the frequency distribution is displayed graphically as shown in Fig. 14.
  • An optical characteristic measuring apparatus 40000 according to a fifth embodiment of the present invention has an optical configuration for measuring the characteristics of an optical lens, in particular, the shape of a lens surface using light reflected from the surface. is there.
  • the optical configuration shown in FIG. 15 is basically substantially the same as that shown in FIGS. 1 and 10, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the first illumination optical system 200 A is for illuminating a minute area on the fundus of the eye with the light beam from the first light source unit 100.
  • the first illumination optical system 20 OA passes through the first collimating lens 21 a and the first condensing lens 21 Ob, converges once, and then passes through the objective lens 3 10 Irradiation is performed substantially toward the center of curvature of the lens surface to be measured.
  • the light reflected from the surface of the lens to be measured 620 due to the optical characteristics thereof is condensed by the objective lens 310, and is approximated by the collimating lens 610.
  • It is configured to be a parallel light beam, and is configured to be received by the first light receiving unit 640 via a first conversion member 630 for converting into at least nine beams.
  • the first conversion member 630 is described in the first embodiment so as to rotate or move so that the opening position of the first conversion member 630 moves in a positional relationship such that it is inserted between the opening positions. It is configured in the same way as the above.
  • the arithmetic unit receives a signal from the signal 4 from the first light receiving unit 600, drives the first light source unit 100, It controls the movement of the first illumination optical system 200 A, the first light receiving optical system 300 A, and the movement and rotation of the conversion member via the sections 910 to the third drive section 9330, and displays.
  • the control operation of the unit 700 and the memory 800 is performed.
  • the wavefront W (X, Y) expressed by the third equation is related by the following first and second equations.
  • Z u in the third equation is called Zernike's polynomial, and is expressed by the following fourth and fifth equations.
  • Equation 6 By using the obtained as described above, it can be used as an optically important parameter of the eye.
  • the center of the lens exists at a lattice point of an affine coordinate with a sandwich angle of 60 degrees. Normalize the distance on the affine axis of the lens to be 1. On the a-axis and b-axis,
  • the parallel movement may be considered in the range of.
  • the number of movements is N * N-1. Including the origin search, the number of movements is N * N, and the number of measurement points is N * N.
  • FIG. 18 (a) As another method of parallel movement, there is a method of moving from FIG. 18 (a) to FIG. 18 (b), and further moving as shown in FIG. 18 (c).
  • the angle of inclusion may be changed to 90 degrees.
  • the center of the lens exists at a lattice point of an affine coordinate with a sandwiching angle of 60 degrees. If you rotate the center of one lens, it becomes symmetric every 60 degrees.
  • the rotation is divided into N equal parts from 0 degrees to 60 degrees and rotated N steps to obtain data.
  • the converting member 400 When the converting member 400 is rotated as described above, for example, the converting member 400 is rotated as shown in FIG. 20 (a) to FIG. 20 (b).
  • the optical property measuring apparatus 500 of the seventh embodiment of the present invention has at least two types of first conversion members 400, The first conversion member 400a is exchanged from the first conversion member 400a to the other first conversion member 400b by linear or rotational movement, and the replaced first conversion member 400a is inserted into the optical path. It is designed to be implemented.
  • providing two types of first conversion members 400 means that the opening positions are arranged at different intervals, and that the opening positions are arranged at the same interval but the directions of the openings are different, in addition to the case where the opening positions are arranged at different intervals. Is also included.
  • the second cylinder lens 320 a and the second relay lens 320 b are equivalent to the second collimating lens 320 of the first embodiment in FIG. Is provided.
  • the second cylinder lens 320a is rotated by the second drive section 920.
  • one of the first conversion members 400 a is exchanged for the other first conversion member 400 b by rotational movement.
  • the substrate 4110 has a rotation center 4111, a first conversion member 400a, and a first conversion member 40Ob formed thereon. 10 is rotatable.
  • the rotation of the substrate 410 is controlled by the third drive section 9330.
  • any mechanism can be used as the third drive section 9330 as long as it can rotate the substrate 410 around the rotation center section 411.
  • one of the first conversion members 400a is exchanged for the other first conversion member 400b by linear movement.
  • a first conversion member 400a and a first conversion member 400b are formed on the substrate 410, and are configured to be movable in a linear direction. ing.
  • the substrate 4 10 is controlled by the third driving section 9 30 for linear movement.
  • the third driving section 9330 any mechanism can be used for the third driving section 9330 as long as it can move the substrate 410 linearly.
  • the illumination light flux to the fundus is widely incident as shown in the drawing (so-called double pass), but it is needless to say that it can be converted into a narrow beam (so-called single pass).
  • the first conversion member 400 converts the beam into at least nine beams, but the movement or rotation causes the opening position of the first conversion member 400 to reach at least 17 points. It moves and obtains measurement data at those points, and it is possible to measure higher-order aberration components other than the spherical component and astigmatism component by the data from the aperture at at least 17 points.
  • the present invention configured as described above provides a first light source for emitting a light beam of a first wavelength, and a first illumination optical system for illuminating a minute area on a retina of an eye to be examined with the light beam from the first light source.
  • the present invention relates to a device for precisely measuring optical characteristics, and in particular, to provide an optical characteristic measuring device provided with a position changing portion for changing the position of a beam to be converted by a first conversion member. And the optical properties of the object to be measured can be determined.

Description

明細書 光学特性の測定装置 技術分野
本発明は、 光学特性を精密に測定する装置に係わり、 特に、 第 1変換部材の変 換するビームの位置を変化させるための位置変化部を備えた光学特性の測定装置 に関するものである。
背景技術
光学特性の測定装置には、 本出願人が特許出願を行ったものとして、 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。 (特願平 9— 1 3 7 6 3 0号）
また本出願人は、 ノ、ゾレ トマン板として知られるビームの変換部材により、 複数 のビームを用いて光学特性を測定する装置を出願している。 （特願平 9— 4 2 9 4 0号）
しかしながら、 高精度の測定をするために、 高密度の開口のある変換部材を用 いる必要となる。 高密度の開口の変換部材では、 1つの開口に対する光量が少な くなる。 また、 1つの開口が小さくなることにより、 レンズの大きさが回折限界 像と同じぐらいのオーダーになってしまうという欠点がある。.その結果、 隣り合 うスポッ卜との位置関係により、 スポットが特定できなくなるという問題点があ つた。 発明の開示 本発明は、 第 1光源が第 1波長の光束を発し、 第 1照明光学系が、 第 1光源か らの光束で被検眼網膜上で微小な領域を照明し、 第 1受光光学系が、 測定対象物 に対し少なくとも一面を透過及び反射の少なくとも一方を行った光束を少なくと も 9本のビームに変換するための変換部材を介して第 1受光部に導き、 位置変化 部が、 第 1変換部材の変換するビームの位置を変化させ、 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、 測定対象物の光学特性を求め ることができる。
また本発明の位置変化部が、 第 1変換部材を直線移動及び回転移動のうち少な くとも 1つの移動により、 第 1変換部材の変換するビームの位置を変化させるこ ともできる。
そして本発明の位置変化部が、 第 1変換部材を機械的構成及び光学的構成のう ち少なくとも 1つの構成に第 1変換部材を移動させることもできる。
更に本発明の位置変化部が、 第 1変換部材を直線移動及び回転移動のうち少な くとも 1つの移動により、 第 1変換部材の変換するビームの位置を変化させるこ とにより、 変化前の変換ビームの略中間位置に、 変化後の変換ビーム位置となる 様にすることもできる。
また本発明の演算部が、 ビームの位置を変化させる前後のデ一夕に基づき、 そ れぞれ被測定対象物の光学特性を演算し、 それらの偏差に応じて処理を決定する こともできる。
更に本発明の演算部が、 ビームの位置を変化させる前後のデ一夕に基づき、 そ れそれ変化前後のデータに基づき演算された被測定対象物の光学特性が、 所定値 以上隔たっている際に、 再度測定をし直す様にすることもできる。
そして本発明の演算部が、 ビームの位置を変化させる前後のデータに基づき、 それそれ変化前後のデ一夕に基づき演算された被測定対象物の光学特性が、 所定 値以内である場合に、 それらの平均値により測定結果を求めることもできる。 また本発明の演算部が、 ビームの位置を変化させる前後のデ一夕に基づき、 そ れそれ変化前後のデータに基づき演算された被測定対象物の光学特性が、 所定値 以内である場合に、 それら変化前後のデ一夕を合成したデ一夕に基づき測定結果 を求める様にすることもできる。
更に本発明は、 測定対象物を被検眼とし、 測定対象物の少なくとも一面を角膜 面とし、 第 1照明光学系が、 角膜を照明し、 第 1受光光学系が、 角膜面で反射さ れた光束を少なくとも 9本のビームに変換するための第 1変換部材を介して受光 し、 演算部は、 対象物の光学特性として被検眼の角膜形状を求めることもできる そして本発明は、 測定対象物を被検眼とし、 測定対象物の少なくとも一面を網 膜とし、 第 1照明光学系が、 網膜を照明し、 第 1受光光学系が、 網膜で反射され た光束を少なくとも 9本のビームに変換するための第 1変換部材を介して受光し、 演算部は、 対象物の光学特性として被検眼の屈折力を求めることもできる。
また本発明は、 測定対象物を光学レンズとし、 第 1照明光学系が、 光学レンズ を通過又は反射する様な照明光束を照明し、 第 1受光光学系が、 光学レンズを通 過又は反射した照明光束を少なくとも 9本のビームに変換するための第 1変換部 材を介して受光することもできる。
更に本発明は、 第 1変換部材が、 少なくとも 2種類設けられ、 直線移動又は回 転移動により、 一方の第 1変換部材から他方の第 1変換部材に交換され、 交換さ れた第 1変換部材が、 光路中に挿入することもできる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施例の光学特性測定装置 1 0 0 0 0の構成を示す図 である。 図 2は、 第 1実施例の光学特性測定装置 1 0 0 0 0の電気的構成を示す 図である。 図 3は、 ノ、ルトマン板の開口を説明する図である。 図 4は、 第 1実施 例の動作を説明する図である。 図 5は、 第 1実施例の動作を説明する図である。 図 6は、 第 1実施例の動作を説明する図である。 図 7は、 第 1実施例の変形例で ある光学特性測定装置 1 0 0 0 1の構成を示す図である。 図 8は、 第 2実施例の 動作を説明する図である。 図 9は、 第 3実施例の動作を説明する図である。 図 1 0は、 第 4実施例の光学特性測定装置 2 0 0 0 0の光学的構成を説明する図であ る。 図 1 1は、 第 5実施例の光学特性測定装置 3 0 0 0 0の構成を示す図である c 図 1 2は、 第 5実施例の光学特性測定装置 3 0 0 0 0の電気的構成を示す図であ る。 図 1 3は、 第 5実施例の動作を説明する図である。 図 1 4は、 度数分布を示 す図である。 図 1 5は、 第 6実施例の光学特性測定装置 4 0 0 0 0の構成を示す 図である。 図 1 6は、 第 6実施例の光学特性測定装置 4 0 0 0 0の電気的構成を 示す図である。 図 1 7は、 変換部材 4 0 0の移動について説明する図である。 図 1 8は、 変換部材 4 0 0の移動について説明する図である。 図 1 9は、 変換部材 4 0 0の回転について説明する図である。 図 2 0は、 変換部材 4 0 0の回転につ いて説明する図である。 図 2 1は、 第 7実施例の光学特性測定装置 5 0 0 0 0の 構成を示す図である。 図 2 2は、 基板 4 1 0の回転移動の実施例を示す図である。 図 2 3は、 基板 4 1 0の直線移動の実施例を示す図である。 発明を実施するための最良な状態 以下、 本発明の実施例を図面により説明する。
[第 1実施例]
本発明の第 1実施例である眼特性測定装置 1 0 0 0 0は、 図 1及び図 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 1 0 0と、 第 1の光源部 1 0 0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 2 0 O Aと、 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 9本のビームに変換するための第 1変換部材 4 0 0を介して第 1受光部 5 1 0に導くための第 1受光光学系 3 0 O Aと、 被検眼網 膜から反射して戻ってくる第 2光束を第 2受光部 5 2 0に導くための第 2受光光 学系 3 0 0 Bと、 光束の傾き角に対応する第 1受光部 5 1 0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 6 0 0とから構成されている。 そして演算部 6 0 0が、 制御部 6 1 0を含む全体の制御を司っている。 更に、 制御部 6 1 0は、 第 1受光部 5 1 0、 第 2受光部 5 2 0、 第 3受光部 5 3 0から の信号④、 ⑦、 （ 1 0 ) からの信号を受け取り、 第 1の光源部 1 0 0乃至第 4の 光源部 1 4 0の駆動及び、 第 1駆動部 9 1 0乃至第 3駆動部 9 3 0の駆動を司る とともに、 表示部 7 0 0、 メモリ 8 0 0の制御を行う。
第 1の光源部 1 0 0は、 空間コヒ一レンスが高く、 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 1 0 0には、 S L D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。
また、 本第 1実施例の第 1の光源部 1 0 0は、 S L Dに限られるものではなく、 レーザ一の様に空間、 時間ともコヒ一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、 適度に時間コヒ一レンスを下げることで利用できる。
そして、 L E D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。
本第 1実施例の照明用の第 1の光源部 1 0 0の波長は、 赤外域の波長、 例えば 7 8 O n mを使用することができる。
第 1照明光学系 2 0 0 Aは、 第 1の光源部 1 0 0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 2 0 O Aは、 第 1のコ リメ一夕レンズ 2 1 0と第 1の集光レンズ 2 2 O bを通過し、 シリンドカルレン ズ 2 2 0 aによって被検眼の乱視を補正した上で、 一旦収束させた後、 対物レン ズ 3 1 0を介して、 被検眼を照明するものである。
第 1受光光学系 3 0 O A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 5 1 0に導くためのものである。 第 1受光光学系 3 0 O Aは、 第 1の ァフォーカルレンズ 3 1 0と、 受光部 3 0 0 Bとから構成されている。 また、 受 光部 3 0 0 Bは、 第 2のコリメ一トレンズ 3 2 0と、 第 1のビ一ムスプリッ夕 3 3 0と、 反射光束を少なくとも 9本のビームに変換するための変換部材 4 0 0と から構成されている。
また、 第 1受光光学系 3 0 0 Aには、 第 1のビームスプリツ夕 3 3 0が挿入さ れており、 第 1照明光学系 2 0 0 Aからの光を被検眼 1 0 0 0に送光し、 反射光 を透過させる様に構成されている。
第 1受光部 5 1 0は、 変換部材 4 0 0を通過した第 1の受光光学系 3 0 0 A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。
第 1の光源部 1 0 0と眼底が共役となっており、 眼底と第 1受光部 5 1 0とが 共役となっている。 更に、 変換部材 4 0 0と瞳孔も共役となっている。
即ち、 第 1のァフォ一カルレンズ 3 1 0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。
そして、 第 1照明光学系 2 0 0 Aと第 1受光光学系 3 0 0 Aとは、 第 1の光源 部 1 0 0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 5 1 0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 5 1 0での信号ビ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 1 0 0からの光束が、 被 検眼上で集光することとなる。
次に、 変換部材 4 0 0について説明する。
第 1受光光学系 3 0 O Aに配置された変換部材 4 0 0は、 反射光束を複数のビ —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 4 0 0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。 測定対象部を球面成分と 3次の非点収差以外のその他の高次収差まで測定する ためには、 測定対象物を介した少なくとも 1 7本のビームで測定する必要がある c 従って変換部材を移動させて少なくとも、 1 7本のビームを形成するためには、 その変換部材が少なくとも 9本のビームに変換されていて、 移動の前後で計 1 8 本のビームで測定することで足りる。 変換部材の一例を図 3 a、 図 3 bで示す。 何れも中心の開口が光学系の光軸に一致して配置される。
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。
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一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レべ ルの光路長差をつけたもので、 9 8 %の集光効率を実現できる。
眼底からの反射光は、 第 1のァフォーカルレンズ 3 1 0及び第 2のシリンダー レンズ 3 2 0を通過し、 変換部材 4 0 0を介して、 第 1受光部 5 1 0上に集光す o
また変換部材 4 0 0は、 少なくとも 9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。
本第 1実施例の変換部材 4 0 0は、 反射光束を少なくとも 9本以上のビームに 変換する波面変換部材から構成されている。
次に第 1受光部 5 1 0は、 変換部材 4 0 0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 C C Dが 採用されている。 C C Dは、 他に低ノイズタイプの一般的なものから測定用の 2 0 0 0 * 2 0 0 0素子の冷却 C C D等、 何れのタイプのものが使用できる。
低ノイズタイプの C C Dとそのドライバーからの画像信号出力は、 適応した画 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。
そして第 1受光光学系 3 0 0 Aは、 被検眼虹彩と変換部材 4 0 0と略共役な関 係を形成している。
また、 受光光学系 3 0 0には、 第 1のビームスプリツ夕 3 3 0が揷入されてお り、 照明光学系 2 0 0からの光を被検眼 1 0 0 0に送光し、 反射光を透過させる 様に構成されている。
更に、 対象物である被検眼 1 0 0 0と光学特性測定装置 1 0 0 0 0との作動距 離を調整する作動距離調整光学系、 対象物である被検眼 1 0 0 0と光学特性測定 装置 1 0 0 0 0との光軸と直交方向の位置関係を調整するァライメント光学系、 及び対象物を照明するための第 2照明光学系が設けられている。
ァライメントは、 次の様に行われる。 第 2の光源部 1 1 0からの光束を集光レ ンズ 3 7 0、 ビ一ムスプリッ夕ー 3 5 0、 3 4 0、 対物レンズ 3 1 0を介して対 象物である被検眼 1 0 0 0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の点から射出したような発散光束で射 出される。 この発散光束は、 対物レンズ 3 1 0、 ビームスプリツ夕一 3 5 0、 3 4 0及び集光レンズ 3 7 0を介して第 2受光部 5 2 0でスポット像として受光さ れる。 第 2受光部 5 2 0上でスポッ卜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光学特性測定装置 1 0 0 0 0本体を上下左右に移動調整する c 第 2受光部 5 2 0上でスポット像が光軸上に一致したときに、 ァライメント調整 が完了する。
第 2の光源部 1 1◦の波長は、 第 1の光源部 1 0 0の波長と異なり、 これより も長い波長、 例えば 9 4 0 nmが選択できる。
ビームスプリツ夕一 3 4 0が、 第 1の光源部 1 0 0の波長を透過し、 第 2の光 源部 1 1 0の波長を反射するようなダイクロイツ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できる。
スポット像が光軸上にくれば、 ァライメント調整は完了する。 また、 第 3の光 源部 1 2 0により被検眼前眼部を照明することにより、 被検眼像が前記第 2受光 部 5 2 0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 ようにァライメント調整を行うこともできる。 次に、 作動距離調整は、 第 4の光源部 1 3 0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照射し、 対象物である被検眼から反射された光を集光レン ズ 5 3 1を介して第 3受光部 5 3 0により受光することにより行われる。 第 3受 光部 5 3 0は、 第 4の光源部 1 3 0と光軸と第 3受光部 5 3 0とを含む面内の光 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一次 元 C C Dやポジションセンシングディバイス （P S D ) により構成することがで ぎる。
被検眼が適正作動距離にある場合には、 第 3受光部 5 3 0の光軸上に第 4の光 源部 1 3 0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ときに は、 それそれ光軸より上又は下にスポット像が形成されることとなる。
ここで、 光学特性測定装置 1 0 0 0 0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 1 0 0 0 0の電気的な構成は、 演算部 6 0 0と、 制御部 6 1 0と、 表示部 7 0 0と、 メモリ 8 0 0と、 第 1の駆動部 9 1 0と、 第 2の駆動部 9 2 0と、 第 3の駆動部 9 2 0とから構成されている。
制御部 6 1 0は、 演算部 6 0 0からの制御信号に基づいて、 第 1の光源部 1 0 0の点灯、 消灯を制御したり、 第 1の駆動部 9 1 0と第 2の駆動部 9 2 0と第 3 の駆動部 9 3 0を制御するためのものである。
第 1の駆動部 9 1 0は、 演算部 6 0 0に入力された第 1受光部 5 1 0からの信 号に基づいて、 第 1照明光学系 2 0 O A全体を光軸方向に移動させ、 又は第 1照 明系 2 0 O Aの第 1のシリンダーレンズ 2 2 0 aを光軸周りに回転調節させるた めのものである、 第 1の駆動部 9 1 0は適宜のレンズ移動手段を駆動させて、 照 明光学系 2 0 O Aの移動、 調節が行われる様に構成されている。
第 2の駆動部 9 2 0は、 演算部 6 0 0に入力された第 1受光部 5 1 0からの信 号に基づいて、 受光光学系 3 0 O A全体を光軸方向に移動させるためのものであ る。 第 2の駆動部 9 2 0は、 適宜のレンズ移動手段を駆動させて、 受光光学系 3 0 0 Aの移動、 調節が行われる様に構成されている。
第 3の駆動部 9 3 0は、 演算部 6 0 0からの制御信号に基づいて、 適宜の回転 又は移動手段を駆動させて変換部材 4 0 0を光軸を中心に、 又は光軸と平行な軸 回りに、 回転又は光軸と直交方向に移動させるためのものである。 第 3の駆動部 9 3 0と適宜の回転又は移動手段とが、 位置変換部に該当するものである。
即ち位置変換部は、 変換部材 4 0 0の変換するビームの位置を変化させるため のものである。 そして本実施例の位置変化部は、 機械的構成から形成されている ものに該当する。
なお、 変換部材 4 0 0を光軸を中心に回転又は、 光軸と直交方向に移動させる 原理は、 後述する。
次に、 光学特性測定装置 1 0 0 0 0の具体的な測定方法を図 4に基づいて説明 する。
ステップ 1 (以下、 S 1と略する） で、 測定を開始する。 次に S 2では、 第 1 受光部 5 1 0から画像データを取得する。 そして S 3の第 1チェックは、 変換部 材 4 0 0の移動の前後で測定対象物が移動したかどうかを、 第 2受光部 5 2 0上 の対象物の像の観察等で判断し、 又、 第 1受光光学系 3 0 0 Aの変換部材 4 0 0 の中心の開口を通過した光束の受光位置が変化したかどうかで判断するものであ る。
ここで、 S 3の内容を図 5に基づいて説明する。 まず、 S 3 aで対象物移動に よる判定を行うか否かを判断し、 この判断を行う場合には、 S 3 bに進み、 この 判断を行わない場合は、 S 3 cに進む。 即ち、 S 2で画像を取得した後、 S 3 aで 対象物の移動を判定するかどうかを判断する。 対象物の移動を判定する場合には、 S 3 で、 測定の前後において第 2受光部 5 2 0の出力信号を利用して被検眼角 膜からの反射光束によるスポット像が光軸から移動したかどうかを判断し、 その 移動量が所定値よりも小さいかどうかを判定する。
S 3 bで、 対象物の移動量が所定値よりも大きい場合には、 S 2へ戻り、 再び 画像を取得した上で、 S 3のチェックを繰り返す。
S 3 bで、 対象物の移動量が所定値よりも小さい場合には、 S 3 cに進む。 S 3 cでは、 変換部材 4 0 0 (ハルトマン板） の移動の際に対象物が移動したか どうかを変換部材 4 0 0 (ハルトマン板） の中心の開口を通過した光束を用いて 判定するかどうかを判断する。
なお S 3 cで、 中心開口位置による判定をしない場合には、 チェック 1 Y E S に進み、 判定を行う場合には S 3 dに進む。 S 3dでは、 変換部材 400の開口又はレンズ部の内、 変換部材 400の前後 において、 その位置が変わらないものを通過した光束を利用して行われる。 例え ば、 光軸以外で光軸に平行な軸回りに変換部材 400を回転する場合には、 回転 中心にある開口部分通過する光束を利用し、 直線運動させる場合には、 変化の前 後で同じ位置となる開口を通過する光束を利用して判定することができる。
S 3dでは、 所定の開口を通過した光束位置が、 変換部材の移動の前後で大き く変化したどうかを判断し、 大きく変化した場合には、 S 2へ戻り （チヱック 1 No) 、 再び画像を取得した上で、 S 3のチェヅクを繰り返す。 S 3dで、 所定 の開口を通過した光束位置が、 大きく変化をしていない場合には、 S 3' (チェ ック 1 YES) に進み所定枚数分のデ一夕が取れたかどうかを判断する。
S 3d， で、 所定枚数分のデ一夕が取れたと判断した場合には、 S4に進み、 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。
S 3' で、 所定の回転デ一夕が得られていない場合には、 S 5に進み、 第 3の 駆動部 930を駆動させて変換部材 400を回転又は移動させる。 そして S 2に 戻る様に構成されている。
次に S 6では、 イメージローテ一夕 900を使用するか否かを判断する。 ここ で、 使用しない場合には、 S 7に進み、 変換部材 400の各回転又は移動前後で ゼルニケ係数の算出を行う。 なお、 ゼルニケ係数の算出は、 後述する第 4式及び 第 5式に基づいて演算部 600が演算する。
ここで、 i番目の画像からのゼルニケ係数を （Cnm) iとする。 S 7で全ての 画像から （Cnm) iを計算する。
そして S 6で、 イメージローテ一夕 900を使用する場合には、 S 8に進み、 イメージローテ一夕 900を利用して、 スポット像を回転又は移動補正を行う様 になっている。 なお、 イメージローテ一夕 900を利用して、 スポット像を回転 又は移動補正を行う動作は、 後述する変形例で詳細に説明する。 そして S 8で、 スポット像を光軸を中心に回転又は光軸と直交方向に移動の補正を行った後、 S 7に進む様に構成されている。
S 7では、 各回転 （移動） 位置でのゼルニケ係数 （後述する第 4式、 第 5式に 示す） を算出する。 S 7でゼルニケ係数の算出が終わると S 9に進む。 S 9では、 変換部材 400の変化の前後での被検眼 1000の移動を、 ゼルニケ係数に基づ き、 チルト成分、 球面成分及び非点収差のファクタ一から判断する。 S 9での判 断の結果、 対象物の移動量が所定値よりも大きい場合には、 S 2へ戻り、 再び画 像を取得した上でその後の処理を繰り返す。 S 9での判断の結果、 対象物の移動 量が所定値よりも小さい場合には、 S 10に進み、 各回転 （又は移動） 位置のゼ ルニケ係数の平均値を算出する。
ここで、 S 9の判断の内容を図 6に基づいて詳述する。
S 9 aでは、 求められたゼルニケ係数に基づき変換部材 400の移動の前後にお いて、 対象物が移動したかの判定を行うかどうかが判断される。 S 9 aで、 この 判断を行う場合には、 S 9 bに進み、 S 9 aで、 この判断を行わない場合は、 S 9 cに進む。
S 9bでは、 ゼルニケ係数 （Cnm) iの内、 チルト成分を示すゼルニケ項 Z 10、 Z11のRMS値 （二乗平均値） を用いて、 そのチルト成分である対象物の移動量 を判断する。 ゼルニケ展開の係数を Ci,，とする。 チルト成分に対するゼルニケ項 Z 10, の係数は。^、 C11で，合計のRMS値は、
RMSi = (C IO2/4+C 2/4) °· 5 で現される。
S 9 bで、 このチルト成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取 得した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 bで、 このチルト成分が所定値内であ れば、 S 9 cに進む。
S 9 cでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の球面成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定値以 内に収まっているかの判定を行うかどうかが判断される。 S 9 cで、 この判断を行う場合には、 S 9 dに進み、 S 9 cで、 この判断を行 わない場合は、 S 9 eに進む。
S 9dでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の球面成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定値以 内に収まっているかの判定を行う。
S 9 dの判定は、 ゼルニケ係数 （C,im) iの内、 球面成分を示すゼルニケ項 Z 21の11^!3値 （二乗平均値） を用いて、 その球面成分である対象物の移動量を判 断する。 ゼルニケ展開の係数を とする。 球面成分に対するゼルニケ項 Z21の 係数は C21で、 合計の RMS値は、
Figure imgf000014_0001
で現される。
S 9 dで、 この球面成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取得 した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 dで、 この球面成分が所定値内であれば、 S 9 eに進む。
S 9 eでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の非点収差成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定 値以内に収まっているかの判定を行うかどうかが判断される。 S 9 eで、 この判 断を行う場合には、 S 9 f に進み、 S 9 eで、 この判断を行わない場合は、 S 1 0に進む。
S 9 fでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の非点収差成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定 値以内に収まっているかの判定を行う。
そして S 9 fでは、 ゼルニケ係数 （Cnm) iの内、 円柱成分 （C) と円柱軸成 分 （Ax) を示すゼルニケ項 Z2。と Z22の合計の RMS値 （二乗平均値、 円柱成分 の大きさ） を求める。
ゼルニケ展開の係数を Cijとすると、 円柱成分に対するゼルニケ項 Z 2。の係数 は C2。で、 合計の R MS値は、 (円柱成分） = (C2o2/6+C 22 2/ 6 ) 0 5 で表される。
円柱軸成分 （Ax) は、
Ax= l 2 ar c t an ( C 20/ C 22) で現される。
S 9 fで、 この円柱成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取得 した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 fで、 この円柱成分が所定値内であれば、 S 10に進む。
S 10では、 各回転 （又は移動） 位置でのゼルニケ係数の平均値を算出する。 そして S 1 1では、 第 1照明光学系 20 OA全体と受光部 300 Bの移動量と、 ゼルニケ多項式から演算された （S、 C, Ax、 SA、 Coma, ；) 等 を表示部 700に表示する。 S 1 1で演算結果を表示後に、 S 12に進み、 測定 を終了する。
「第 1実施例の測定方法の変形例」
第 1実施例の変形例である光学特性測定装置 10001は、 図 7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 20 OAと、 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 9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 5 10に導くための第 1受光光学系 30 OAと、 光束の傾き角に対 応する第 1受光部 5 10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 600と、 イメージローテ一夕一 900とから構成されている。
第 1受光光学系 30 OA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 30 OAは、 第 1の ァフォーカルレンズ 3 1 0と、 第 1のビ一ムスプリッ夕 3 3 0と、 受光部 3 0 0 Bとから構成されている。 また、 受光部 3 0 0 Bは、 第 1のコリメートレンズ 3 2 0と、 イメージローテ一夕一 9 0 0と、 反射光束を少なくとも 1 7本のビーム に変換するための変換部材 4 0 0とから構成されている。
イメージローテ一夕一 9 0 0は、 スポット像を回転又は移動させるためのもの である。 本第 1変形例では、 適宜のイメージローテ一夕駆動手段により、 ィメー ジローテ一夕一 9 0 0が回転又は移動する様に構成されている。
従って第 3の駆動部 9 3 0が、 変換部材 4 0 0を回転又は移動させる構成に代 えて、 本第 1変形例では、 第 3の駆動部 9 3 0は、 演算部 6 0 0に制御信号に基 づいて、 イメージローテ一夕駆動手段を制御駆動し、 イメージローテ一夕一 9 0 0を回転又は移動させる様に構成されている。 なお、 イメージローテ一夕駆動手 段は、 例えば、 ステップモー夕や、 ピエゾ素子等を利用することもできる。 そして、 第 3の駆動部 9 3 0とイメージローテ一夕駆動手段とは、 位置変換部 に該当するものである。 また本第 1実施例の変形例の位置変化部は、 光学的構成 に該当するものである。
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
[第 2実施例] 本発明の第 2実施例の光学的構成は、 第 1実施例と同様であるが、 測定方法が 異なるので、 具体的な測定方法を詳細に説明する。
次に、 第 2実施例の具体的な測定方法を図 8に基づいて説明する。
ステップ 1 (以下、 S 1と略する） で、 測定を開始する。 次に S 2では、 第 1 受光部 5 1 0から画像デ一夕を取得する。 そして S 3では、 所定の回転データが 得られたか否かを判断し、 所定の回転データが得られている場合には、 S 4に進 む。 S 4では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
0以下の測定位置精度を確保することができる。 S3で、 所定の回転デ一夕が得られていない場合には、 S5に進み、 第 3の駆 動部 930を駆動させて変換部材 400を回転又は移動させる。 そして S 2に戻 る様に構成されている。
次に S 6では、 イメージローテ一夕 900を使用するか否かを判断する。 ここ で、 使用しない場合には、 S7に進み、 変換部材 400の回転又は移動後のゼル ニケ係数の算出を行う。 なお、 ゼルニケ係数の算出は、 後述する第 4式及び第 5 式に基づいて演算部 600が演算する。
ここで、 i番目の画像からのゼルニケ係数を （Cnm) iとする。 S 7で全ての 画像から （Cnm) iを計算する。
そして S 6で、 イメージローテ一夕 900を使用する場合には、 S8に進み、 イメージローテ一夕 900を利用して、 スポット像を回転又は移動補正を行う様 になっている。 なお、 イメージローテ一夕 900を利用して、 スポット像を回転 又は移動補正を行う動作は、 後述する変形例で詳細に説明する。 そして S 8で、 スポット像を回転又は移動補正を行った後、 S 7に進む様に構成されている。
S7では、 各回転 （移動） 位置でのゼルニケ係数 （後述する第 4式、 第 5式に 示す） を算出する。 S 7でゼルニケ係数の算出が終わると S 9に進む。 S9では、 変換部材 400の変化の前後での被検眼 1000の移動を、 ゼルニケ係数に基づ き、 チルト成分、 球面成分及び非点収差のファクタ一から判断する。 S9での判 断の結果、 対象物の移動量が所定値よりも大きい場合には、 S2へ戻り、 再び画 像を取得した上でその後の処理を繰り返す。 S 9での判断の結果、 対象物の移動 量が所定値よりも小さい場合には、 S 10に進み、 画像毎の T i 1 t成分 （d e f ocus) を演算する。
S 9 aでは、 求められたゼルニケ係数に基づき変換部材 400の移動の前後にお いて、 対象物が移動したかの判定を行うかどうかが判断される。 S9aで、 この 判断を行う場合には、 S 9 bに進み、 S9aで、 この判断を行わない場合は、 S 9 cに進む。
S9bでは、 ゼルニケ係数 （Cnm) iの内、 チルト成分を示すゼルニケ項 Z 10、
Z11のRMS値 （二乗平均値） を用いて、 そのチルト成分である対象物の移動量 を判断する。 ゼルニケ展開の係数を とする。 チルト成分に対するゼルニケ項 Zi。、 の係数は C1()、 で，合計の RMS値は、
RMSi = (Cio2/4+Cii2/4) °· 5 で現される。
S 9bで、 このチルト成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取 得した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 bで、 このチルト成分が所定値内であ れば、 S 9 cに進む。
S 9 cでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の球面成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定値以 内に収まっているかの判定を行うかどうかが判断される。
S 9 cで、 この判断を行う場合には、 S 9 dに進み、 S 9 cで、 この判断を行 わない場合は、 S 9 eに進む。
S 9 dでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の球面成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定値以 内に収まっているかの判定を行う。
S 9dの判定は、 ゼルニケ係数 （C,、m) iの内、 球面成分を示すゼルニケ項 Z 21のRMS値 （二乗平均値） を用いて、 その球面成分である対象物の移動量を判 断する。 ゼルニケ展開の係数を Cijとする。 球面成分に対するゼルニケ項 Z 2！の 係数は C21で、 合計の R MS値は、
Figure imgf000018_0001
で現される。
S 9 dで、 この球面成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取得 した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 dで、 この球面成分が所定値内であれば、 S 9 eに進む。
S 9 eでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の非点収差成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定 値以内に収まっているかの判定を行うかどうかが判断される。 S 9 eで、 この判 断を行う場合には、 S 9 f に進み、 S 9 eで、 この判断を行わない場合は、 S 1 0に進む。
S 9 fでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の非点収差成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定 値以内に収まっているかの判定を行う。
そして S 9 fでは、 ゼルニケ係数 （Cnm) iの内、 円柱成分 （C) と円柱軸成 分 （Ax) を示すゼルニケ項 Z2。と Z22の合計の RMS値 （二乗平均値、 円柱成分 の大きさ） を求める。
ゼルニケ展開の係数を Cijとすると、 円柱成分に対するゼルニケ項 Z 20の係数 は C2。で、 合計の R MS値は、
(円柱成分） = (C2o2/6+C 222/ 6 ) 0 5 で表される。
円柱軸成分 （Ax) は、
Figure imgf000019_0001
で現される。
S 9 fで、 この円柱成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取得 した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 fで、 この円柱成分が所定値内であれば、 S 10に進む。
S 10では、 各回転 （又は移動） 位置でのゼルニケ係数の平均値を算出する。 そして S 1 1では、 T i l t成分 （de f o cus) をさしひいたスポヅ卜の 位置を求める。 これにより、 重心位置の補正を行うことができる。 次に S 12で は、 各スポット位置を統合する。
更に S 13では、 全部の点を利用してゼルニケ係数の算出を行う。 このゼルニ ケ係数は、 後述する第 4式及び第 5式に基づいて演算部 600が演算する。 そして S 1 4では、 第 1照明光学系 2 0 O A全体と受光部 3 0 0 Bの移動量と、 ゼルニケ多項式から演算された （S、 C、 Ax、 S A、 C o m a, ) 等 を表示部 7 0 0に表示する。 S 1 5で演算結果を表示後に、 S 1 2に進み、 測定 を終了する。
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。 [第 3実施例] 本発明の第 3実施例の光学的構成は、 第 1実施例と同様であるが、 測定方法が 異なるので、 具体的な測定方法を詳細に説明する。
次に、 第 3実施例の具体的な測定方法を図 9に基づいて説明する。
ステップ 1 (以下、 S 1と略する） で、 測定を開始する。 次に S 2では、 第 1 受光部 5 1 0から画像データを取得する。 そして S 3では、 所定の回転データが 得られたか否かを判断し、 所定の回転データが得られている場合には、 S 4に進 む。 S 4では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 / 1 0以下の測定位置精度を確保することができる。
S 3で、 所定の回転データが得られていない場合には、 S 5に進み、 第 3の駆 動部 9 3 0を駆動させて変換部材 4 0 0を回転又は移動させる。 そして S 2に戻 る様に構成されている。
次に S 6では、 イメージローテ一夕 9 0 0を使用するか否かを判断する。 ここ で、 使用しない場合には、 S 7に進み、 変換部材 4 0 0の回転又は移動後のゼル ニケ係数の算出を行う。 なお、 ゼルニケ係数の算出は、 後述する第 4式及び第 5 式に基づいて演算部 6 0 0が演算する。
ここで、 i番目の画像からのゼルニケ係数を （C n m) iとする。 S 7で全ての 画像から （C n m) iを計算する。
そして S 6で、 イメージローテ一夕 9 0 0を使用する場合には、 S 8に進み、 イメージローテ一夕 9 0 0を利用して、 スポット像を回転又は移動補正を行う様 になっている。 なお、 イメージローテ一夕 900を利用して、 スポット像を回転 又は移動補正を行う動作は、 後述する変形例で詳細に説明する。 そして S 8で、 スポッ小像を回転又は移動補正を行った後、 S 7に進む様に構成されている。
S 7では、 各回転 （移動） 位置でのゼルニケ係数 （後述する第 4式、 第 5式に 示す） を算出する。 S 7でゼルニケ係数の算出が終わると S 9に進む。 S 9では、 変換部材 400の変化の前後での被検眼 1000の移動を、 ゼルニケ係数に基づ き、 チルト成分、 球面成分及び非点収差のファクターから判断する。 S 9での判 断の結果、 対象物の移動量が所定値よりも大きい場合には、 S 2へ戻り、 再び画 像を取得した上でその後の処理を繰り返す。 S 9での判断の結果、 対象物の移動 量が所定値よりも小さい場合には、 S 10に進み、 計算モードの選択を行う。 S 10では、 （ 1 ) のゼルニケ平均モードと、 （2) のスポット合成モードとの選 択を行う。
S 9 aでは、 求められたゼルニケ係数に基づき変換部材 400の移動の前後にお いて、 対象物が移動したかの判定を行うかどうかが判断される。 S 9 aで、 この 判断を行う場合には、 S 9 bに進み、 S 9 aで、 この判断を行わない場合は、 S 9 cに進む。
S 9bでは、 ゼルニケ係数 （Cnra) iの内、 チルト成分を示すゼルニケ項 Z 10、 の！^^！ 値 （二乗平均値） を用いて、 そのチルト成分である対象物の移動量 を判断する。 ゼルニケ展開の係数を とする。 チルト成分に対するゼルニケ項 Z10, ∑11の係数は〇1。、 （ で，合計の！^！^ 値は、
RMS 1 = (Cio2/4 +Ci,2/4) 0.
で現される。
S 9bで、 このチルト成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取 得した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 bで、 このチルト成分が所定値内であ れば、 S 9 cに進む。
S 9 cでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の球面成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定値以 内に収まっているかの判定を行うかどうかが判断される。
S 9 cで、 この判断を行う場合には、 S 9 dに進み、 S 9 cで、 この判断を行 わない場合は、 S 9 eに進む。
S 9 dでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の球面成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定値以 内に収まっているかの判定を行う。
S9dの判定は、 ゼルニケ係数 （Cnm) iの内、 球面成分を示すゼルニケ項 Z 21のRMS値 （二乗平均値） を用いて、 その球面成分である対象物の移動量を判 断する。 ゼルニケ展開の係数を Cijとする。 球面成分に対するゼルニケ項 Z 2！の 係数は C21で、 合計の R MS値は、
Figure imgf000022_0001
で現される。
S9dで、 この球面成分が所定値内でなければ、 S2へ戻り、 再び画像を取得 した上でその後の処理を繰り返す。 S9dで、 この球面成分が所定値内であれば、 S 9 eに進む。
S 9 eでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の非点収差成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定 値以内に収まっているかの判定を行うかどうかが判断される。 S 9 eで、 この判 断を行う場合には、 S 9 f に進み、 S 9 eで、 この判断を行わない場合は、 S 1 0に進む。
S9fでは、 求められたゼルニケ係数に基づき、 変換部材 400の移動の前後 において、 対象物の非点収差成分が、 変換部材 400の移動の前後により、 所定 値以内に収まっているかの判定を行う。
そして S 9 fでは、 ゼルニケ係数 （Cnm) iの内、 円柱成分 （C) と円柱軸成 分 （Ax) を示すゼルニケ項 Z2。と Z22の合計の RMS値 （二乗平均値、 円柱成分 の大きさ） を求める。
ゼルニケ展開の係数を C i jとすると、 円柱成分に対するゼルニケ項 Z 20の係数 は C2。で、 合計の RMS値は、
(円柱成分） = (C2。2/6+C 22 2/ 6 ) °· 5 で表される。
円柱軸成分 （Ax) は、
Figure imgf000023_0001
で現される。
S 9 fで、 この円柱成分が所定値内でなければ、 S 2へ戻り、 再び画像を取得 した上でその後の処理を繰り返す。 S 9 fで、 この円柱成分が所定値内であれば、 S 10に進む。
S 10で、 （ 1 ) のゼルニケ平均モードを選択した場合には、 S 1 1に進み、 S 1 1では、 各回転 （又は移動） 位置のゼルニケ係数の平均値を算出する。 そし て S 11で、 ゼルニケ係数の平均値を算出後に S 12進み、 S 12では、 第 1照 明光学系 20 OA全体と受光部 300 Bの移動量と、 ゼルニケ多項式から演算さ れた （S、 C、 Ax、 SA、 Coma, ：) 等を表示部 700に表示する,
S 10で、 （2) のスポット合成モードを選択した場合には、 S 13に進み、 画像毎の T i I t成分 （def o cus) を演算する。
そして S 14では、 T i l t成分 （def o cus) をさしひいたスポヅ卜の 位置を求める。 これにより、 重心位置の補正を行うことができる。 次に S 15で は、 各スポット位置を統合する。
更に S 16では、 全部の点を利用してゼルニケ係数の算出を行う。 このゼルニ ケ係数は、 後述する第 4式及び第 5式に基づいて演算部 600が演算する。
そして S 15でゼルニケ係数の算出後、 S 12に進み、 S 12では、 第 1照明 光学系 20 OA全体と受光部 300Bの移動量と、 ゼルニケ多項式から演算され た （S、 C、 Ax、 SA、 Coma, ；) 等を表示部 700に表示する。
S 12で演算結果を表示後に、 S 17に進み、 測定を終了する。 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。
[第 4実施例] 本発明の第 4実施例の光学特性測定装置 2 0 0 0 0は、 角膜を測定する場合の 光学的構成である。 図 1 0に示す様に光学的構成は、 第 1実施例と同様であり、 角膜が測定可能に構成されている。
図 1 0を参照しながら、 第 1実施例と相違する点を中心に説明する。
受光光学系においては、 作動距離光学系である第 3受光部 5 3 0の出力により適 切な作動距離調整及びァライメント光学系の第 2受光部 5 2 0の出力により、 適 切なァライメント調整がなされた状態で、 第 1受光部 5 1 0は、 被検眼角膜の曲 率中心と対物レンズ 3 1 0及びコリメ一トレンズ 3 2 0を介して共役関係となる ように配置されている。
第 1ァフォーカルレンズ 3 1 0の前側焦点位置は、 第 1実施例とは異なり、 被 検眼角膜と略一致している。
また同様に適切な作動距離及び適切なァライメント調整がなされた状態で、 第 1照明光学系 2 0 O Aの照明光束が被検眼 1 0 0 0の角膜の曲率中心に向かって 収束するように第 1受光光学系 3 0 O Aを移動 '調整する。 正しく、 第 1照明光 学系 2 0 O Aの照明光束が被検眼 1 0 0 0の角膜の曲率中心に向かって収束して いるかどうかは、 第 1照明光学系 2 0 O Aを光軸方向に微動させ、 その前後で、 第 1受光部 5 1 0の出力が最大となるように、 移動 '調整が行われる。
角膜形状は、 まず適切な作動距離調整がなされた状態で、 第 1照明光学系 2 0 O Aからの光束が角膜曲率中心に収束するように、 第 1照明光学系 2 0 O A及び これと連動して第 1受光光学系 3 0 O Aを移動させ、 第 1受光光学系 3 0 O Aの 第 1受光部 5 1 0の出力が最大となったときの、 角膜頂点位置と第 1受光光学系 3 0 O Aの収束位置までの距離が角膜の曲率半径に対応することとなる。
即ち、 作動距離調整が完了したこととなる。
本第 4実施例での具体的な測定方法 ·手順に関しては、 第 1実施例で説明した 図 4と略同様のため、 その詳細な説明は省略する。 求められたゼルニケ多項式が角膜の光学的特性 （形状、 曲率半径、 パワーなど） を現すこととなる。
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。 [第 5実施例] 本発明の第 5実施例の光学特性測定装置 3 0 0 0 0.は、 光学レンズの特性を測 定する場合の光学的構成である。 図 1 1に示すように光源 6 0 0からの光束をコ リメ一夕レンズ 6 1 0で略平行光束にし、 被測定レンズ 6 2 0を通過し、 被測定 レンズ 6 2 0の光学特性によって収束又は拡散された光束を少なくとも 9本のビ —ムに変換するための第 1変換部材 6 3 0を介して第 1受光部 6 4 0から構成さ れている。 - この第 1変換部材 6 3 0は、 回転又は、 移動を行い第 1変換部材 6 3 0の開口 位置がその開口位置間を内挿するような位置関係で移動するように第 1実施例に 記載されたものと同様に構成される。
また、 電気信号処理は、 図 1 2に示す様に、 演算部 6 0 0が、 第 1受光部 5 1 0、 第 2受光部 5 2 0、 第 3受光部 5 3 0からの信号④、 ⑦、 （ 1 0 ) からの信 号を受け取り、 第 1の光源部 1 0 0乃至第 4の光源部 1 3 0の駆動及び、 第 1駆 動部 9 1 0乃至第 3駆動部 9 3 0の駆動を司るとともに、 表示部 7 0 0、 メモリ 8 0 0の制御演算を行う。
制御部 6 1 0は、 第 1駆動部 9 1 0を介して第 1照明光学系 2 0 O Aを光軸方 向に移動し、 第 1照明光学系 2 0 O Aから射出した光束が対物レンズを介して被 測定眼角膜の略曲率中心に向けて集光させたり、 被測定眼 1 0 0 0の乱視成分を 矯正する様にシリンドリカルレンズを回動させる。
また制御部 6 1 0は、 第 2駆動部 9 2 0を介して第 1照明光学系 2 0 O Aを光 軸方向に移動し、 第 1照明光学系 2 0 O Aから射出した光束が対物レンズを介し て被測定眼角膜の略曲率中心に向けて集光させたり、 被測定眼 1 0 0 0の乱視成 分を矯正する様にシリンドリカルレンズを回動させる。
次に、 具体的な測定方法について、 図 1 3に基づき説明する。 3 1から3 1 0 までの作業は、 図 4と共通であるのでその詳細は省略する。
そして S 1 1では、 演算されたゼルニケ係数をもとに、 波面構築を行う。 即ち, 測定対象物を通した光の波面を W (X、 Y) とし、 ゼルニケ係数で表現をすると, 数 3の様に表される。 また、 主曲率 1、 A: 2および主方向ベクトル e ( c ι) , e ( 2) は、 数 7で与えられる。
「数 7」
0 ÷ σ ^一 4。c b一 tr - ac
■ι- κ2
' la 2a.
Figure imgf000026_0001
)
■■EG-F1, b^EN ÷CL- 2FM , c=LN -M:
Figure imgf000026_0002
M ~K\F
' KlG-N
' W
dx 主曲率 1又は A: 2の分布がレンズの球面度数分布に、 1と A 2の差が円柱 度数分布にそれそれ相当している。 上記計算を行った後、 度数分布を図 14に示 す様にグラフィック表示を行う。
[第 6実施例] 本発明の第 5実施例の光学特性測定装置 40000は、 光学レンズの特性、 特 に、 レンズ表面の形状を表面からの反射光によつて測定する場合の光学的構成で ある。 図 1 5に示す光学的構成は、 図 1及び図 1 0に示すものと基本的に略同一 であるため、 その詳細説明は省略する。
第 1照明光学系 2 0 0 Aは、 第 1の光源部 1 0 0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 2 0 O Aは、 第 1のコ リメ一夕レンズ 2 1 0 aと第 1の集光レンズ 2 1 O bを通過し、 一旦収束させた 後、 対物レンズ 3 1 0を介して、 略被測定レンズ表面の曲率中心に向けて照射す るものである。 第 1照明光学系 2 0 O Aは、 被測定レンズ 6 2 0の光学特性によ つてその表面から反射した反射光は、 対物レンズ 3 1 0で集光され、 コリメ一夕 レンズ 6 1 0により略平行光束とされ、 少なくとも 9本のビームに変換するため の第 1変換部材 6 3 0を介して第 1受光部 6 4 0にて受光される様に構成されて レヽる。
この第 1変換部材 6 3 0は、 回転又は移動を行い第 1変換部材 6 3 0の開口位 置がその開口位置間を挿入する様な位置関係で移動する様に、 第 1実施例に記載 されたものと同様に構成される。
また電気信号処理は、 図 1 6に示す様に、 演算部が、 第 1受光部 6 0 0から信 号④からの信号を受け取り、 第 1の光源部 1 0 0の駆動及び、 第 1駆動部 9 1 0 乃至第 3駆動部 9 3 0を介して第 1照明光学系 2 0 0 A、 第 1受光光学系 3 0 0 Aの移動及び変換部材の移動や回転の駆動を司ると共に、 表示部 7 0 0、 メモリ 8 0 0の制御演算を行う。
本第 6実施例での具体的な測定方法 ·手順に関しては、 他の実施例と基本的に 同じであるため、 その詳細な説明は省略する。
「測定原理」 ここで、 第 1受光部 5 1 0で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼 1 0 0 0 の光学特性を求めるための演算部 6 0 0の動作原理について詳細に説明する。 本発明によって測定されるものは、 眼の波面収差である。
変換部材 4 0 0の縦横の座標を X、 Yとし、 第 1受光部 5 1 0の縦横座標を x、 yとすれば、 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。
「数 1」
Figure imgf000028_0001
dX
第 1式
-数 2
'
0,
Figure imgf000028_0002
Δァ
r
Y
第 式
「数 3」
n I ム zy
=0 /=0
第 3式 そこで、 第 3式の両辺を、 変換部材 4 0 0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、 C u の多項式を得ることができる。
なお、 第 3式の Z u 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。
「数 4」
Z
Figure imgf000029_0001
n— 2m 〉 0のとき sin
n - 2m < 0のとき cos
第 4式
—数 5」
Figure imgf000029_0002
第 5式 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 を求 めることができる,
「数 6」
Figure imgf000030_0001
第 6式 以上の様に求められた を利用することにより、 眼の光学的に重要なパラメ -夕として利用することができる。
ここで、 ゼルニケの多項式の意味を示す。 し 1 0、 Z ! 1 ティ レト
Li 2 1 デフォーカス
2 0、 Z 2 2 3次非点収差
3 0、 Z 3 3 矢状収差
3 1、 3 2 3次コマ収差
厶 4 2 3次球面収差
4 1、 4 3 3次非点収差
5 2、 Z 5 3 5次コマ収差
6 3 5次球面収差
8 4 7次球面収差 次に、 変換部材 4 0 0の回転及び移動について、 詳細に説明する, 一移動 _
まず、 変換部材 4 0 0の移動について図 1 7に基づいて説明する, ここで 6角レンズの場合では、 レンズ中心は、 挟み角が 60度のァフィン座標 の格子点に存在する。 レンズのァフィン軸上の間隔を 1になる様に正規化する。 a軸及び b軸において、
0 <a< 1、 0<b< 1、
の範囲で平行移動を考えればよい。
適当な 1次元だけを考えた場合には、 移動のための分割数 （ステップ数） を N とすれば、 移動量は、
(△a、 Ab) = (n/N、 m/N)
但し、 （0≤n<N、 O^mく N) である。
移動回数は、 N*N— 1となる。 なお原点出しを含めると、 移動回数は、 N* N回となり、 測定点の数は N*N点となる。
また、 別の平行移動の方法として,図 18 (a) から図 18 (b) に移動し、 更 に、 図 18 (c) の様に移動する方法もある。
また 4角レンズの場合には、 挟み角を 90度に変更すればよい。
「回転」 次に、 変換部材 400の回転について図 19に基づいて説明する
ここで 6角レンズの場合では、 レンズ中心は、 挟み角が 60度のァフィン座標 の格子点に存在する。 ある 1つのレンズの中心を回転させると、 60度毎に対称 となる。
よって回転は、 0度から 60度までを N個に等分割して Nステップ回転させて データを取る。
以上の様に変換部材 400を回転させると、 例えば、 図 20 (a) から図 20 (b) の様に回転する。
また 4角レンズの場合には、 90度毎に対称となる。
上述した移動の場合には、 その移動の前後において変換部材 400の開口位 置が変化することとなり、 又回転の場合には、 その回転の前後において回転中心 の開口以外は、 全てその位置を変化することとなり、 回転中心の開口だけは、 そ の位置を変化させないこととなる。 [第 7実施例] 本発明の第 7実施例の光学特性測定装置 5 0 0 0 0は、 図 2 1に示す様に、 第 1変換部材 4 0 0が、 少なくとも 2種類設けられており、 直線移動又は回転移動 により、 一方の第 1変換部材 4 0 0 aから他方の第 1変換部材 4 0 0 bに交換さ れ、 交換された第 1変換部材 4 0 0 aが、 光路中に挿入される様に構成されてい るものである。
又、 第 1変換部材 4 0 0を 2種類設けるとは、 開口位置が異なる間隔で配置さ れている場合の他、 開口位置が同じ間隔で配置されているが、 その開口の向きが 異なる場合も含まれる。
これにより、 例えば同じ変換部材を交換前後で中心を基準に角度を変えた状態 となる様に配置する様な機構にすることにより、 第 1変換部材 4 0 0を回転させ たのと同じ作用を持たせることができる。
図 1の第 1実施例の第 2のコリメートレンズ 3 2 0に相当するものとして、 本 第 7実施例では、 第 2のシリンダーレンズ 3 2 0 aと第 2のリレーレンズ 3 2 0 bとが設けられている。
第 2のシリンダーレンズ 3 2 0 aは、 第 2の駆動部 9 2 0により回転される。 図 2 2は、 回転移動により、 一方の第 1変換部材 4 0 0 aから他^の第 1変換 部材 4 0 0 bに交換されるものである。 基板 4 1 0には、 回転中心部 4 1 1と第 1変換部材 4 0 0 aと第 1変換部材 4 0 O bとが、 形成されており、 回転中心部 4 1 1を中心に基板 4 1 0を回転可能に構成されている。
基板 4 1 0は、 第 3の駆動部 9 3 0により回転制御される。 なお、 第 3の駆動 部 9 3 0は、 回転中心部 4 1 1を中心に基板 4 1 0を回転させることができるも のであれば、 何れの機構を使用することができる。
図 2 3は、 直線移動により、 一方の第 1変換部材 4 0 0 aから他方の第 1変換 部材 4 0 0 bに交換されるものである。 基板 4 1 0には、 第 1変換部材 4 0 0 a と第 1変換部材 4 0 0 bとが、 形成されており、 直線方向に移動可能に構成され ている。
基板 4 1 0は、 第 3の駆動部 9 3 0により直線移動制御される。 なお、 第 3の 駆動部 9 3 0は、 基板 4 1 0を直線移動させることができるものであれば、 何れ の機構を使用することができる。
なお、 その他の構成、 作用等は、 他の実施例等と同様であるから説明を省略す る。
また本明細書において、 眼底への照明光束は、 図面で示す様に広く入射されて いる （いわゆるダブルパス） が、 これを細いビームにする （いわゆるシングルパ ス） こともできることは言うまでもない。
上述においては、 第 1変換部材 4 0 0は、 少なくとも 9本のビームに変換する こととしているが、 移動又は回転により、 第 1変換部材 4 0 0の開口位置は、 少 なくとも 1 7点に移動し、 それらの点での測定データが得られることとなり、 こ の少なくとも 1 7点での開口からのデ一夕により、 球面成分、 乱視成分以外の高 次収差成分を測定することが可能となる。 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光源と、 この第 1光源からの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光束の一部を、 該反射光束を少な くとも 9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、 前記第 1変換部材の変換するビームの位置を変化させる 位置変化部と、 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から構成されているので、 少ないビーム に変換する変換部材を用いて、 これを移動させて多くの点での測定結果を得るこ とにより、 変換部材のビーム数よりも高い精度での測定が可能となる。 また、 複 数のビームに変換する開口の密度を粗くできるため、 開口の径を大きく取ること が可能となり、 より大きな受光信号が得られるという効果がある。 産業上の利用可能性 本発明は、 光学特性を精密に測定する装置に係わり、 特に、 第 1変換部材の変 換するビームの位置を変化させるための位置変化部を備えた光学特性の測定装置 を提供することを目的としており、 測定対象物の光学特性を求めることができる

Claims

請求の範囲
1。 第 1波長の光束を発するための第 1光源と、 この第 1光源からの光束で被検 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、 測定対象物に対し少 なくとも一面を透過及び反射の少なくとも一方を行った光束を少なくとも 9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、 前記第 1変換部材の変換するビームの位置を変化させるための位置変 化部と、 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、 測定対象 物の光学特性を求めるための演算部とから構成される光学特性の測定装置。
2。 位置変化部は、 第 1変換部材を直線移動及び回転移動のうち少なくとも 1つ の移動により、 第 1変換部材の変換するビームの位置を変化させる様に構成して いる請求項 1記載の光学特性の特性測定装置。
3。 位置変化部は、 第 1変換部材を機械的構成及び光学的構成のうち少なくとも 1つの構成に第 1変換部材を移動させる様に構成している請求項 2記載の光学特 性の特性測定装置。
4。 位置変化部は、 第 1変換部材を直線移動及び回転移動のうち少なくとも 1つ の移動により、 第 1変換部材の変換するビームの位置を変化させることにより、 変化前の変換ビー Λの略中間位置に、 変化後の変換ビーム位置となる様に構成し ている請求項 1記載の光学特性の特性測定装置。
5。 演算部は、 ビームの位置を変化させる前後のデータに基づき、 それそれ被測 定対象物の光学特性を演算し、 それらの偏差に応じて処理を決定する様に構成さ れている請求項 1記載の光学特性の特性測定装置。
6。 演算部は、 ビームの位置を変化させる前後のデ一夕に基づき、 それそれ変化 前後のデータに基づき演算された被測定対象物の光学特性が、 所定値以上隔たつ ている際に、 再度測定をし直す様に構成されている請求項 5記載の光学特性の特 性測定装置。
7。 演算部は、 ビームの位置を変化させる前後のデ一夕に基づき、 それそれ変化 前後のデータに基づき演算された被測定対象物の光学特性が、 所定値以内である 場合に、 それらの平均値により測定結果を求める様に構成されている請求項 5記 載の光学特性の特性測定装置。
8。 演算部は、 ビームの位置を変化させる前後のデ一夕に基づき、 それそれ変化 前後のデータに基づき演算された被測定対象物の光学特性が、 所定値以内である 場合に、 それら変化前後のデ一夕を合成したデ一夕に基づき測定結果を求める様 に構成されている請求項 5記載の光学特性の特性測定装置。
9。 測定対象物を被検眼とし、 前記測定対象物の少なくとも一面を角膜面とし、 前記第 1照明光学系が、 前記角膜を照明し、 前記第 1受光光学系が、 前記角膜面 で反射された光束を少なくとも 9本のビームに変換するための第 1変換部材を介 して受光し、 前記演算部は、 対象物の光学特性として被検眼の角膜形状を求める 様に構成した請求項 1から請求項 8の何れか 1項記載の光学特性の特性測定装置 c
1 0。 測定対象物を被検眼とし、 前記測定対象物の少なくとも一面を網膜とし、 前記第 1照明光学系が、 前記網膜を照明し、 前記第 1受光光学系が、 前記網膜で 反射された光束を少なくとも 9本のビームに変換するための第 1変換部材を介し て受光し、 前記演算部は、 対象物の光学特性として被検眼の屈折力を求める様に 構成した請求項 1から請求項 8の何れか 1項記載の光学特性の特性測定装置。
1 1。 測定対象物を光学レンズとし、 第 1照明光学系が、 該光学レンズを通過又 は反射する様な照明光束を照明し、 前記第 1受光光学系が、 前記光学レンズを通 過又は反射した照明光束を少なくとも 9本のビームに変換するための第 1変換部 材を介して受光する様に構成したことを特徴とする請求項 1から請求項 8の何れ か 1項記載の光学特性の測定装置。
1 2。 第 1変換部材が、 少なくとも 2種類設けられており、 直線移動又は回転移 動により、 一方の第 1変換部材から他方の第 1変換部材に交換され、 交換された 第 1変換部材が、 光路中に挿入される様に構成されている請求項 1から請求項 1 1の何れか 1項記載の光学特性の測定装置。
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