特許 6430770 眼科装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6430770

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】眼科装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/103 20060101AFI20181119BHJP

【ＦＩ】

   A61B3/10 N

【請求項の数】4

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-204305(P2014-204305)

(22)【出願日】2014年10月2日

(65)【公開番号】特開2016-73361(P2016-73361A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2017年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100082670

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 民雄

(74)【代理人】

【識別番号】100180068

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 怜史

(72)【発明者】

【氏名】中島 将

(72)【発明者】

【氏名】櫻田 智弘

(72)【発明者】

【氏名】田村 太一

【審査官】 冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１２９７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１５２４５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２１２２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５２９９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３／００ − ３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検眼の眼底を照明する照明光学系と、前記眼底から反射された反射照明光を複数の光束に分割する複数のレンズアレイを有するハルトマン板及び該ハルトマン板で分割された分割光束を受光する受光部を有する波面測定系とを備えた眼科装置であって、
前記ハルトマン板に形成されている複数のレンズアレイを複数の円周上に配置し、前記複数のレンズアレイによって形成される前記受光部の点像に基づいて前記被検眼の光学特性を測定するものであり、
前記受光部の全ての点像から波面収差を求め、この波面収差に基づいて前記被検眼の光学特性を求め、
または、前記円周ごとの点像から円周ごとの波面収差を求め、この円周ごとの波面収差に基づいて円周ごとに前記被検眼の光学特性を測定することを特徴とする眼科装置。

【請求項2】

被検眼の眼底を照明する照明光学系と、前記眼底から反射された反射照明光を複数の光束に分割する複数のレンズアレイを有するハルトマン板及び該ハルトマン板で分割された分割光束を受光する受光部を有する波面測定系とを備えた眼科装置であって、
前記ハルトマン板に形成されている複数のレンズアレイを複数の円周上に配置し、
前記受光部の中心位置またはその受光部上に形成される瞳孔像の中心位置を囲むように各点像を結んで形成される線の形状から前記被検眼の光学特性を測定することを特徴とする眼科装置。

【請求項3】

前記被検眼の光学特性の測定結果を被検者に提供することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。

【請求項4】

前記各点像の基準位置に対するズレから周方向の波面収差を求めることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数のレンズアレイが形成されたハルトマン板を備えた眼科装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ハルトマン板を用いて被検眼の屈折力等を測定する眼科装置が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

かかる眼科装置は、被検眼の眼底を照明する照明光学系と、前記眼底から反射された反射照明光を複数の光束に分割するハルトマン板及び該ハルトマン板で分割された分割光束を受光する受光部を有する波面測定系とを備え、受光部上に形成される複数の点像の位置に基づいて被検眼の屈折力などを測定するものである。

【0004】

ハルトマン板に格子状に配置した複数のレンズアレイが形成されており、受光部上には格子状の点像が形成され、この格子状の点像の位置と各点像の基準位置とのズレ量に基づいて被検眼の屈折力などを測定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４-３０５７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような眼科装置にあっては、例えば受光部の瞳孔上の中心を中心位置（原点）にして、この中心位置からの距離と角度とに基づいて点像の位置を求めている。

【0007】

ここで、各点像の位置にランダム誤差(測定誤差や製造誤差)がある場合を考える。その誤差Δｗの大きさは各点像で同じであるとし、中心位置から各点像までの距離をρとすると、測定値に与える誤差の寄与率は、Δｗ/ρとなり、中心位置から遠いほど誤差の寄与率は小さくなる。

【0008】

ハルトマン板に複数のレンズアレイが格子状に形成されているので、図１６に示すように、受光素子Ｓ１の受光面上に格子状に点像が形成される。

【0009】

その受光面の原点Ｏを中心にして例えばφ３（直径３mm）の範囲内にある点像に基づいて波面収差を求める場合、この範囲内のうち最外周側にある点像が例えば、四角い枠Ｗ１上の点像Ｐ１〜Ｐ１６であるとき、この受光素子Ｓ１の原点Ｏから点像Ｐ１〜Ｐ１６までの距離をρ１〜ρ１６とすると、ρ１＝ρ５＝ρ９＝ρ１３、ρ２＝ρ４＝ρ６＝ρ８＝ρ１０＝ρ１２＝ρ１４＝ρ１６、ρ３＝ρ７＝ρ１１＝ρ１５となり、３つの異なる距離ρ１＜ρ２＜ρ３が存在することになる。

【0010】

ここで、距離ρ１,ρ２,ρ３の点像Ｐ１,Ｐ２,Ｐ３について考える。各点像Ｐ１〜Ｐ３に誤差Δｗが含まれているとすると、各点像Ｐ１〜Ｐ３の誤差の寄与率は、Δｗ/ρ１＞Δｗ/ρ２＞Δｗ/ρ３となる。

【0011】

すなわち、各点像Ｐ１〜Ｐ３の位置における波面収差を求める際、各点像Ｐ１〜Ｐ３の誤差量が同じであっても、波面収差の計算に及ぼす誤差の寄与率が各点像Ｐ１〜Ｐ３ごとに異なってしまい、被検眼の正確な光学特性を求めることができなくなるという問題がある。

【0012】

この発明は、被検眼の正確な光学特性を求めることのできる眼科装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

請求項１の発明は、被検眼の眼底を照明する照明光学系と、前記眼底から反射された反射照明光を複数の光束に分割する複数のレンズアレイを有するハルトマン板及び該ハルトマン板で分割された分割光束を受光する受光部を有する波面測定系とを備えた眼科装置であって、
前記ハルトマン板に形成されている複数のレンズアレイを複数の円周上に配置し、前記複数のレンズアレイによって形成される前記受光部の点像に基づいて前記被検眼の光学特性を測定するものであり、
前記受光部の全ての点像から波面収差を求め、この波面収差に基づいて前記被検眼の光学特性を求め、
または、前記円周ごとの点像から円周ごとの波面収差を求め、この円周ごとの波面収差に基づいて円周ごとに前記被検眼の光学特性を測定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、被検眼の正確な光学特性を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】この発明に係る眼科装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示すハルトマン板に形成されたレンズアレイを示した説明図である。

【図3】図２に示すレンズアレイによって形成される受光部上の点像を示した説明図である。

【図4】第２実施例の点像の配置を示した説明図である。

【図4A】第２実施例のレンズアレイの配置を示した説明図である。

【図5】角度に対するランダム誤差の寄与の度合いを示すグラフである。

【図6】第３実施例の点像の配置を示した説明図である。

【図6A】第３実施例のレンズアレイの配置を示した説明図である。

【図7】第４実施例の眼科装置の光学系の配置を示した光学配置図である。

【図8】図７に示す眼科装置の制御系の構成を示したブロック図である。

【図9】被検眼側から正面視したプラチドリングパターンを模式的に示す説明図である。

【図10】エリアセンサ（その受光面）上に結像されたプラチドリングパターン像を示した説明図である。

【図11】Ｚアライメントがずれた状態を説明するための図４と同様な説明図である。

【図12】眼底の照明光と反射光とを模式的に示した説明図である。

【図13】制御演算部の処理動作の一部を示したフロー図である。

【図14】被検眼の波面収差とシミュレーションしたランドルト環等を表示したモニタ画面の説明図である。

【図15】角膜の波面収差等を表示したモニタ画面の説明図である。

【図16】従来の点像の配置を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、この発明に係る眼科装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

【実施例】

【0017】

［第１実施例］
図１は眼科装置１０１０の構成を示す。この眼科装置１０１０は、被検眼Ｅの眼底Ｅｆを照明する眼底照明光学系（照明光学系）１０２０と、眼底Ｅｆの反射照明光を受光して波面収差を測定する波面測定光学系(波面測定系)１０３０と、被検眼Ｅの前眼部Ｅａを照明する前眼部照明光学系１０４０と、前眼部Ｅａを観察する観察光学系１０５０とを備えている。
［眼底照明光学系］
眼底照明光学系１０２０は、波長８３０nmの赤外のレーザ光を発光する照明光源１０２１と、照明光源１０２１から発光された照明光を集光する集光レンズ１０２２と、偏光ビームスプリッタ１０２３と、光学絞り１０２４と、リレーレンズ１０２５と、ダイクロイックミラー１０２６と、対物レンズ１０２７と、赤外光を反射し可視光を透過するダイクロイックミラー１０２８とを有している。

【0018】

ダイクロイックミラー１０２６は、波長８３０nmの赤外光を反射し、波長９４０nmの赤外光を透過するように設定されている。

【0019】

ダイクロイックミラー１０２８は、波長が約８００nmより短い波長の可視光を透過し、波長が８００nm以上の長い波長の赤外光を透過するように設定されている。

【0020】

眼底照明光学系１０２０は、照明光源１０２１の位置を−３Ｄないし−１３Ｄのところにもってくることでビームウエスト位置を像面位置（０.０Ｄ）に合わせている。また、射出瞳位置が像面位置の遠方（眼底の後方）２００mm〜３００mmとなるように、光学絞り１０２４の位置が設定されている。

【0021】

また、照明光源１０２１を−３Ｄないし−１３Ｄの間に位置させて、被検眼Ｅの眼底Ｅｆ位置が照明光源１０２１とほぼ共役位置となるように照明光源１０２１を配置し、射出瞳位置を像面位置の遠方に配置したことから、装置本体から被検眼Ｅまでの距離である作動距離を可変にすることができる。
［波面測定光学系］
波面測定光学系１０３０は、眼底Ｅｆからの反射照明光が入射するダイクロイックミラー１０２８と、対物レンズ１０２７と、ダイクロイックミラー１０２６と、リレーレンズ１０２５と、光学絞り１０２４と、偏光ビームスプリッタ１０２３と、リレーレンズ１０３１と、ハルトマン板１０３２と、ＣＭＯＳイメージセンサからなる受光部１０３３とを有している。波面測定光学系１０３０は、眼底照明光学系１０２０の偏光ビームスプリッタ１０２３からダイクロイックミラー１０２８までの光路にある光学部材を共有するものである。

【0022】

ハルトマン板１０３２は、眼底Ｅｆからの反射照明光を複数の光束に分割するもので、被検眼Ｅの瞳孔と共役関係にあり、図２に示すように、複数の同心の円周上に配置された複数のレンズアレイ１０３２Ａ〜１０３２Ｅを有している。

【0023】

受光部１０３３は、ハルトマン板１０３２により複数に分割された分割光束を受光するようになっている。

【0024】

ハルトマン板１０３２が被検眼Ｅの瞳孔と共役位置にあることにより、受光部１０３３の受光信号に基づいて被検眼Ｅからの反射光束の波面情報を光学的に検出することができる。波面情報には、眼の屈折特性に係る情報が含まれている。
［前眼部照明光学系］
前眼部照明光学系１０４０は、赤外光を発光するダイオードからなる光源１０４１と、ダイクロイックミラー１０２８とを有している。
［観察光学系］
観察光学系１０５０は、前眼部Ｅａからの反射光を反射させるダイクロイックミラー１０２８と、対物レンズ１０２７と、ダイクロイックミラー１０２６と、結像レンズ１０５１と、ＣＣＤからなる受光部１０５２とを有している。
［その他の構成］
眼科装置１０１０は、ダイクロイックミラー１０２８の回転を制御・検知するダイクロイックミラー回転制御・検知部１０６０と、傾斜角検出部１０６１と、演算制御部１０７０と、表示部１０７１とを有している。

【0025】

ダイクロイックミラー１０２８は、被検眼Ｅに向かう方向を中心として左右に振れる構造となっており、この構造は、特開２０１４-３０５７３号公報に記載されているものと同じなのでその説明は省略する。また、同様にダイクロイックミラー回転制御・検知部１０６０と傾斜角検出部１０６１の動作などは上記公報に記載されているものと同じなので、その説明を省略する。

【0026】

演算制御部１０７０は、受光部１０３３の受光信号に基づいて波面収差やこの波面収差から屈折力（光学特性）や乱視軸（光学特性）などを求めたりする。

【0027】

表示部１０７１は、演算制御部１０７０が求めた屈折力などや受光部１０５２が撮像した前眼部像を表示したりする。
［動 作］
次に、上記のように構成される眼科装置１０１０の動作について説明する。

【0028】

前眼部照明光学系１０４０の光源１０４１から赤外光が発光されると、この赤外光はダイクロイックミラー１０２８で反射されて被検眼Ｅの前眼部Ｅａを照明する。前眼部Ｅａで反射した反射照明光は、ダイクロイックミラー１０２８で反射されて対物レンズ１０２７を介してダイクロイックミラー１０２６に達し、このダイクロイックミラー１０２６を透過して結像レンズ１０５１に達し、この結像レンズ１０５１により前眼部像が受光部１０５２に結像され、この前眼部像が表示部１０７１に表示される。

【0029】

眼底照明光学系１０２０の照明光源１０２１から波長８３０nmの赤外のレーザ光が発光されると、このレーザ光は、集光レンズ１０２２により集光されて偏光ビームスプリッタ１０２３、光学絞り１０２４及びリレーレンズ１０２５を介してダイクロイックミラー１０２６に達し、ここで反射されて対物レンズ１０２７を介してダイクロイックミラー１０２８に達し、ここで反射されて被検眼Ｅの眼底Ｅｆを照明する。

【0030】

眼底Ｅｆで反射した眼底反射照明光は、ダイクロイックミラー１０２８で反射され、対物レンズ１０２７を介してダイクロイックミラー１０２６に達し、ここで反射されてリレーレンズ１０２５を介して偏光ビームスプリッタ１０２３に入射する。偏光ビームスプリッタ１０２３に入射した眼底反射照明光は、ここで反射されてリレーレンズ１０３１及びハルトマン板１０３２を介して受光部１０３３に受光される。

【0031】

ハルトマン板１０３２には、図２に示すように複数のレンズアレイ１０３２Ａ〜１０３２Ｅが形成されていることにより、受光部１０３３上には、図３に示すように、複数の円周上に沿って点像ＱＡ〜ＱＥが形成される。

【0032】

演算制御部１０７０は、受光部１０３３の受光信号に基づいて各点像ＱＡ〜ＱＥの重心位置を各点像の位置として求め、さらに、各点像ＱＡ〜ＱＥの基準位置(図示せず)から各点像ＱＡ〜ＱＥのズレ量を求め、このズレ量に基づいてゼルニケ多項式から波面収差を算出し、この波面収差に基づいて被検眼Ｅの屈折力などを算出（測定）する。この屈折力などは表示部１０７１に表示される。

【0033】

波面収差は、次式に示すように直交関数である例えばゼルニケ多項式で表すことができる。

【数1】

【0034】

（１）式のＲ_ｎ^ｍ（ρ）がゼルニケ多項式である。

【0035】

このゼルニケ多項式は（２）式で表すことができる。

【数2】

【0036】

下記にゼルニケ多項式の３次までの係数を示す。
（係数）

【0037】

これら係数のうち、（３）,（５）式が乱視軸を示し、（４）式が屈折力を示す。

【0038】

ところで、ハルトマン板１０３２による点像の各点のそれぞれの基準座標(図示せず)からのズレ量が分かると、各点の座標（ｘ,ｙまたはｒθ）における波面の傾きが分かる。各点の座標は瞳孔と共役関係にあるので、つまり、ズレ量が分かるとハルトマン板１０３２による点像の座標と対応した瞳孔上の座標での波面の傾きが分かることになる。

【0039】

この実施例では、波面を直交関数であるゼルニケ多項式で表して屈折力などを求めるものである。

【0040】

上記のように、ハルトマン板１０３２の点像から分かるのは波面の傾きなので、ゼルニケ多項式の微分（フィッティング関数）と、各点像の座標における傾き（データ点）とを用いて最小二乗近似し、これにより波面収差を求め、この波面収差から屈折力などを算出する。

【0041】

簡単のため、ゼルニケ多項式の二次の項であるＺ_２^０、つまり、屈折力に関係する項のみで、フィッティングする場合について考える。

【0042】

Ｚ_２^０＝Ｃ_２^０（２ｒ^２−１）…（６）
ただし、Ｃはゼルニケ係数、ｒは画像中心（または瞳孔中心）から各点像までの距離である。この（６）式を微分すると、下記に示す（７）式となる。

【0043】

（∂Ｚ/∂ｒ）＝Ｃ・４ｒ＝Ｚ′…（７）
最小二乗フィッティングを求める式は、

【数8】

と表される。この（８）式のＧが最小となるＣを求めることによって最小二乗フィッティングを求める。

【0044】

ここで、各点像を検出する際にランダム誤差があるとすると、（８）式のＺ′（ｒ_Ｎ）がずれることになる。すなわち、Ｚ′(ｒ_Ｎ)→Ｚ′(ｒ_Ｎ)＋ΔＺ′となる。

【0045】

ただし、ｒ_Ｎは予め求めておく各点像の基準座標と画像中心(瞳孔中心)との間の距離であり、ΔＺ′はランダム誤差である。

【0046】

（８）式を微分すると、下記の（９）式となる。

【数9】

【0047】

この（９）式を解けば最小二乗フィッティングを求めることになる。

【0048】

Ｚ′(ｒ)にランダム誤差があるとして、ある１点のデータからゼルニケ係数Ｃを求めてみると、（Ｚ′(ｒ_１)＋ΔＺ′−４Ｃｒ_１）×（−４ｒ_１）＝０より、ゼルニケ係数Ｃは下記の（１０）式となる。

【数10】

【0049】

この（１０）式の
ΔＺ′/４ｒ_１は、同じ大きさのランダム誤差であってもｒが大きい位置ではゼルニケ係数Ｃへの寄与（ゼルニケ係数を求める際の寄与）が小さいことを示している。また、ｒが同じであれば、ゼルニケ係数Ｃへの寄与は同じであることを示す。

【0050】

すなわち、図２に示すように、レンズアレイ１０３２Ａ〜１０３２Ｅを円周上に配置すると、同一円周上のレンズアレイ１０３２Ａ〜１０３２Ｅでは、ゼルニケ係数Ｃへのランダム誤差の寄与は同じとなる。つまり、波面収差の計算に及ぼす誤差の寄与率が同一円周上では同じとなり、正確な波面収差を求めることができ、この波面収差から屈折力などを正確に算出することができることになる。

【0051】

したがって、異なる円周ごとの屈折力や全体の屈折力などを正確に求めることができる。そして、この求めた円周ごとの屈折力や全体の屈折力などの測定結果と、求めた波面収差などとを表示部１０７１に表示して被検者に提供する。

【0052】

この実施例では、波面収差から屈折力などを求めているが、図３に示す複数の点像ＱＡ〜ＱＥの中心位置（重心位置）を周方向に結んで瞳孔像の中心位置を囲むように形成される線の形状から被検眼Ｅの屈折力を求めるようにしてもよい。
［第２実施例］
（１０）式から各点像のランダム誤差がゼルニケ多項式の係数に与える寄与は相対的にΔＺ′/４ｒ_Ｎとなる。

【0053】

図４に示すように、瞳孔中心（画像中心）Ｏから半径ｒ＝ｒ_iの円周上と、半径ｒ_ｊの円周上とにレンズアレイの点像Ｑｉ,Ｑｊがあるとし、ｒ＝ｒ_i上の点像Ｑｉが与える寄与の総和は、点像の数をＮ_ｉ個とすると、
Ｎ_ｉ×（ΔＺ/４ｒ_ｉ）…（１１）
同じく、半径ｒ_jの円周上の点像Ｑｊが与える寄与の総和は、点像Ｑｊの数をＮ_ｊ個とすると、
Ｎ_ｊ×（ΔＺ/４ｒ_ｊ）…（１２）
となる。ｒ_ｊ＞ｒiとすると、（１１）式と（１２）式とが、各円周ごとにゼルニケ係数の決定に与える寄与が等しくなるには、Ｎ_ｊの個数が多くならなければならない。すなわち、Ｎ_ｊ＝Ｎ_ｉ×ｒ_ｊ/ｒ_ｉとなる。

【0054】

つまり、図４に示すように、点像Ｑｉの個数Ｎ_ｉ＝８、ｒ_ｊ＝２×ｒ_ｉであれば、Ｎ_ｊ＝１６となる。

【0055】

このように、図４に示すように、点像Ｑｉ,Ｑｊを配置すれば、すなわち、図４Ａに示すように、レンズアレイＱｉｃ,Ｑｊｄの数及び配置を設定すれば、波面収差の計算に及ぼす誤差の寄与率が、異なる半径ｒ_ｉ,ｒ_ｊの円周上では同じとなり、さらに正確な波面収差を求めることができ、このため屈折力などをさらに正確に測定することができる。

【0056】

なお、ΔＺ′は正負を取り得るランダム誤差なので、点像の数が無限になればキャンセルされるが、レンズアレイの個数と１つの点像の明るさはトレードオフなので、際限なく個数を増やすことは不可能である。
［第３実施例］
次に、より複雑なφを含む下記の項（二次の項）にフィッティングする場合を考える。

【0057】

Ｚ_２^２＝Ｃ_２^２ｒ^２cos２φ
上記の二次の項を径線方向に微分する。径線方向の微分をＺ′rとすると、
Ｚ′r＝（∂Ｚ/∂ｒ）＝Ｃ・２ｒcos２φ…（１３）
となる。また、二次の項を周方向に微分する。周方向の微分をＺ′φとすると、
Ｚ′φ＝（∂Ｚ/∂φ）＝−２Ｃ・ｒ^２sin２φ…（１４）
となる。

【0058】

上記では、各点像から得られるＺ′(ｒ_Ｎ)とｒ_Ｎで最小二乗フィッティングしたがφを含む場合、係数Ｃを求めるために、∂Ｚ/∂ｒ、ｒ、φを用いた（１３）式でのフィッティングと、∂Ｚ/∂φ、ｒ、φを用いた（１４）式でのフィッティングの２通りの方法が考えられる。

【0059】

なお、∂Ｚ/∂ｒ、∂Ｚ/∂φは実際の検出結果から得られる値であり、ｒ、φは予め分かっている値である。

【0060】

ここで、通常は（１３）式を用いてゼルニケ係数Ｃを計算する場合が多いので、以下（１３）式の場合のみを考える。

【0061】

（１３）式の最小二乗フィッティングを求める式は下記の通りである。

【数15】

【0062】

（１５）式をＣで偏微分すると、

【数16】

となる。

【0063】

（１０）式と同様に、径方向のランダム誤差ΔＺｒを考え、ｒ＝ｒ_１、φ＝φ_１の場合のみを考えると、
（Ｚ′r(ｒ_１)＋ΔＺr−２Ｃ・ｒ_１cos２φ１）（−２ｒ_１cos２φ_１）＝０
…（１７）
となる。

【0064】

この（１７）式より、下記の（１８）式を得る。

【0065】

Ｃ_２^２＝（Ｚ′r（ｒ_１）/２ｒ_１cos２φ_１）＋ΔＺr/２ｒ_１cos２φ_１
…（１８）
（１８）式から径方向のランダム誤差ΔＺrがゼルニケ多項式の２次の項であるｒ^２cos２φの項の係数決定に与える相対寄与は、ΔＺr/２ｒcos２φとなる。１/２ｒcos２φのグラフは図５に示すように、φ＝４５°、１３５°、２２５°、３１５°の点が極大となるため、ほぼその角度の情報が支配的となる。

【0066】

極大の箇所以外では、ｒが分母に入っていることにより、上記と同様にｒが大きいほどランダム誤差ΔＺｒの寄与が小さくなる。

【0067】

上記のｒ^２cos２φにおいて、ランダム誤差ΔＺｒの寄与が全体的に均等となるような点像にするには、例えば図６に示すような配置が考えられる。

【0068】

図６に示す例は、ランダム誤差の寄与が極大で発散してしまう４５°、１３５°、２２５°、３１５°の位置には点像Ｑａ,Ｑｂを配置せずに、例えば半径ｒ＝ｒ_１では、０°、９０°、１８０°、２７０°の位置に点像Ｑａを配置し、ｒ_２＝３ｒ_１では、ｒ_２の円周上にｒ_１の円周上の２倍の数の点像Ｑｂを配置したものである。

【0069】

この例では、半径ｒ_１の円周上の各点像Ｑａのランダム誤差ΔＺｒの寄与の総計と、半径ｒ_２（３ｒ_１）の円周上の各点像Ｑｂのランダム誤差ΔＺｒの寄与の総計とが同一となるためには、半径ｒ_１の円周上の点像Ｑａのランダム誤差ΔＺｒの寄与に対して、半径ｒ_２の円周上の１つの点像Ｑｂのランダム誤差ΔＺｒの寄与が１/２であればよい。

【0070】

すなわち、（１/２ｒ_１cos２φ_１）×１/２＝１/２ｒ_２cos２φ_２となれば良い。

【0071】

この式のｒ_２＝３ｒ_１を代入すると、１/４ｒ_１cos２φ_１＝１/６ｒ_２cos２φ_２
となる。

【0072】

したがって、φ_２＝（１/２）cos^−１（（２/３）cos２φ_１）
＝０°±２４.０９５…
となる。

【0073】

これは、各点像Ｑａの径線方向に対して±２４.０９５°の角度の方向に且つ中心位置Ｏから３ｒ_１の位置に点像Ｑｂがあればよいことを示すものである。

【0074】

図６に示す点像Ｑａ,Ｑｂの配置の場合、ｒ^２cos２φの項の係数を求める際にランダム誤差ΔＺｒが及ぼす寄与は、内側の円周（ｒ_１の円周）と外側の円周（３ｒ_１＝ｒ_２の円周）とで１つの周が及ぼすランダム誤差の寄与として考えた場合に等しくなる。

【0075】

したがって、図６Ａに示すようにレンズアレイＱａ１,Ｑｂ２を配置すれば、図６に示したように点像Ｑａ,Ｑｂが得られ、内側の円周と外側の円周とではゼルニケ係数Ｃへのランダム誤差ΔＺｒの寄与は同じとなり、波面収差の計算に及ぼす誤差の寄与率が内側の円周と外側の円周とでは同一となる。このため、正確な波面収差を求めることができ、乱視軸を正確に求めることができることになる。

【0076】

すなわち、図６Ａに示すレンズアレイＱａ１,Ｑｂ２の配置は、波面収差を所定の多項式（例えばゼルニケ多項式）で展開した際、その特定の項（ｒ^２cos２φの項）の測定誤差を極力抑えるように最適化されたものとなっている。

【0077】

上記実施例では、径線方向に微分してゼルニケ係数Ｃを求めているが、周方向に微分してゼルニケ係数Ｃを求めて、周方向の波面収差を求めてもよい。すなわち、各点像の周方向のズレを計算することで、周方向の波面収差を求めて屈折力を求めるようにしてもよい。また、ここで求めた周方向の波面収差を表示部１０７１に表示してもよい。

【0078】

上記実施例は、いずれもレンズアレイを円周状に配置した場合について説明したが、格子状にあるいはランダムに多数配置し、そのうちから目的に応じて、例えば、図４Ａや図６Ａに示すような配置となるレンズアレイを抽出し、この抽出したレンズアレイの点像位置から波面収差を求め、この波面収差から屈折力や乱視軸など算出するようにしてもよい。
［第４実施例］
図７に示す眼科装置１０は、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに測定光束（第１測定光）を照明（照射）するとともに眼底Ｅｆで反射される測定光束の波面を受光して被検眼Ｅの眼球の波面収差を測定する眼球波面収差測定光学系１００と、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにリングパターン光（第２測定光）を投影（照射）するとともに角膜Ｅｃで反射するリングパターン光を受光して角膜Ｅｃの収差を測定する角膜波面収差測定光学系２００と、被検眼Ｅの前眼部を照明する前眼部照明光学系５０と、アライメント観察光学系６０と、被検眼Ｅに対してアライメントを検出するためのＸＹアライメント光学系７０と、被検眼Ｅを固視させる固視光学系８０とを備えている。
［眼球波面収差測定光学系］
眼球波面収差測定光学系１００は、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに照明光束（測定光束：第１測定光）としてのスポット光を照射する測定照明光学系（照明光学系）２０と、眼底Ｅｆからの反射光束をエリアセンサ（第１受光素子）３１で受光する受光光学系（波面測定系）３０とを有している。
［測定照明光学系］
測定照明光学系２０は、測定光源２１と、コンデンサレンズ２２と、偏光ビームスプリッタ２３と、ダイクロイックミラー２４と、ダイクロイックミラー２５と、対物レンズ２６とを有する。測定照明系２０では、コンデンサレンズ２２と対物レンズ２６との間に偏光ビームスプリッタ２３およびダイクロイックミラー２４、２５が配置されている。

【0079】

偏光ビームスプリッタ２３は、照明光束のＳ偏光成分を反射し、後述する眼底Ｅｆからの反射光束のＰ偏光成分を透過するダイクロイックミラーにより構成されている。

【0080】

ダイクロイックミラー２４は、照明光束および反射光束を反射し、後述する固視光束を透過する波長選択性ミラーにより構成されている。

【0081】

ダイクロイックミラー２５は、照明光束、反射光束および固視光束を反射し、後述する観察光束を透過させるダイクロイックミラーにより構成されている。

【0082】

測定光源２１は、近赤外線（第１測定光）を発光するＳＬＤ（スーパールミネッセンスダイオード）であり、光源移動手段４１により光軸方向に沿って移動可能となっている。
なお、測定光源２１は、レーザーやＬＥＤ等を用いてもよい。
［受光光学系］
受光光学系３０は、エリアセンサ３１と、ハルトマン板３２と、レンズ３３と、レンズ３４と、反射鏡３５と、偏光ビームスプリッタ２３と、ダイクロイックミラー２４,２５および対物レンズ２６とを有する。

【0083】

また、受光光学系３０は、被検眼Ｅから偏光ビームスプリッタ２３までの光学系は測定照明光学系２０の光学系と共通とされている。

【0084】

反射鏡３５は、眼底Ｅｆからの反射光束の光軸を、測定光源２１から出射される照明光束の光軸の方向と平行にする役割を果たす。すなわち、受光光学系３０では、測定照明光学系２０により照明された被検眼Ｅの網膜（眼底）Ｅｆからの反射光束を、対物レンズ２６を経てダイクロイックミラー２４およびダイクロイックミラー２５で反射し、偏光ビームスプリッタ２３を透過させて反射鏡３５で反射することにより、レンズ３３、レンズ３４およびハルトマン板３２が配置された測定光軸上へと導く。

【0085】

ハルトマン板３２は、図２に示すハルトマン板１０３２と同様に、複数の同心円上に配置された複数のレンズアレイ(図示せず)を有している。

【0086】

レンズ３３は、レンズ３４を通過した反射光束を平行光束に変換してハルトマン板３２に導く。

【0087】

ハルトマン板３２は、光軸と直交する面内に配された複数のマイクロフレネルレンズ等のマイクロレンズを有し、これにより眼底Ｅｆからの反射光束（平行反射光束）を複数の分割光束に分割してエリアセンサ３１の受光面上に集光させる。

【0088】

エリアセンサ３１は、複数の分割光束を受光して各分割光束の受光光量に応じた受光信号Ｓ４を出力する。このエリアセンサ３１からの受光信号Ｓ４に基づいて波面収差が求められる。この波面収差の変化（エリアセンサ３１の受光面上の各輝点の理想波面に対する移動量）に基づいて解析する（エリアセンサ３１で得られた光束の傾き角度に基づいてゼルニケ解析を行う）ことにより、被検眼Ｅの光学特性（屈折状態や収差量等）を演算する。

【0089】

ハルトマン板３２とエリアセンサ３１とからなるセンサユニット３６は、光軸方向に沿って移動可能となっており、センサ移動手段４２によって光軸方向に移動される。

【0090】

このセンサ移動手段４２と光源移動手段４１とは、被検眼Ｅの屈折度数に応じて、測定光源２１と被検眼Ｅの網膜（眼底）Ｅｆとエリアセンサ３１（その受光面）とが略共役な位置関係となるように、それぞれ駆動される。このような移動の方法としては、あらかじめ「０」ディオプタ（以下、「０」Ｄと記載する）の被検眼Ｅを測定した時のエリアセンサ３１上の輝点の間隔を記憶し、実際に測定する被検眼Ｅを測定した際のエリアセンサ３１上の輝点間隔が、記憶している間隔と略一致する位置まで移動すればよい。

【0091】

この実施例では、測定光源２１の移動量とセンサユニット３６の移動量とが等しくなるように、測定照明光学系２０および受光光学系３０が光学的に構成され、測定光源２１とセンサユニット３６とがリンクされており、光源移動手段４１とセンサ移動手段４２とが単一の駆動源（例えばモータ）で駆動される単一の光学系移動手段（図示せず）として構成されている。また、後述するように、視標移動手段４３も単一の光学系移動手段により移動される。これら光学系移動手段は、駆動部１４（図８参照）からの移動制御信号Ｓ３によって駆動制御される。
［角膜波面収差測定光学系］
角膜波面収差測定光学系２００は、前眼部を照明する前眼部照明光学系５０と、前眼部で反射する反射光を受光する受光光学系（アライメント観察光学系）６０とを有している。
［前眼部照明光学系］
前眼部照明光学系５０は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃの曲率の測定と、被検眼Ｅと装置の作動距離を検出するＺアライメントとに用いられ、プラチドリングパターン板５１と、一対の光源（ＬＥＤ）５２と、一対のコリメータレンズ５３とを有する。
［プラチドリングパターン板］
プラチドリングパターン板５１は、図９に示すように、光を透過し且つ対物レンズ２６を取り囲むように（対物レンズ２６の光軸を中心とする）同心円状に形成された複数のリングパターン５４,５５,５６…と一対の開口５７とを有する。

【0092】

一対の開口５７は、リングパターン５５の中心を通る（対物レンズ２６の光軸に直交する）直線上であってリングパターン５５上に設けられており、リングパターン５５の直径寸法と両開口５７の中心位置の間隔とが等しく設定されている。

【0093】

プラチドリングパターン板５１の裏面（対物レンズ２６側）には、リングパターン５４,５５,５６…に沿って複数のＬＥＤ（図示せず）が配置され、この複数のＬＥＤによりプラチドリングパターン板５１が照明され、リングパターン５４,５５,５６…を透過した光束（第２測定光）により、被検眼Ｅの角膜Ｅｃをリング状の発光パターンで照明する。

【0094】

光源ＬＥＤ５２は、各開口５７に対応して、プラチドリングパターン板５１の裏面側に設けられている。

【0095】

コリメータレンズ５３は、光源ＬＥＤ５２から射出された光束を平行光束にしてプラチドリングパターン板５１の開口５７を照明し、この開口５７を通過した平行光束は被検眼Ｅの角膜Ｅｃを照明する。

【0096】

前眼部照明光学系５０は、上述したように、リング状の発光パターンに加えて一対の光源ＬＥＤ５２による輝点として角膜Ｅｃを照明する。この光束は、角膜Ｅｃ（その表面）で反射され、この反射された観察光束が対物レンズ２６およびダイクロイックミラー２５を透過し、後述するアライメント観察光学系６０を経て、そのエリアセンサ６１上に、リング状の投影像５４´,５５´,５６´…に加えて一対の光源ＬＥＤ５２による一対の輝点像５７´を形成する（図１０参照）。上述したように、プラチドリングパターン板５１では、一対の開口５７がリングパターン５５上に設けられ、リングパターン５５の直径寸法と両開口５７の中心位置の間隔とが等しく設定されている。

【0097】

また、前眼部照明光学系５０では、角膜Ｅｃに対する照明方向が対物レンズ２６の光軸方向に対して傾斜されているとともに、その光軸方向で見たプラチドリングパターン板５１の裏面に設けられたＬＥＤの出射位置と光源ＬＥＤ５２の出射位置とが異なって設定されている。このため、前眼部照明光学系５０によりエリアセンサ６１（その受光面）上に形成される像で見ると、Ｚアライメントが合致している場合、リング状の投影像５５´の直径寸法ＲＬと一対の輝点像５７´の中心位置の間隔ＤＬとが等しくなる（図１０参照）。
また、前眼部照明光学系５０によりエリアセンサ６１（その受光面）上に形成される像で見ると、Ｚアライメントの変化に拘らず、一対の輝点像５７´の中心位置の間隔ＤＬが変化することはないが、Ｚアライメントの変化に応じて、リング状の投影像５５´の直径寸法ＲＬが変化する。このことから、エリアセンサ６１（その受光面）上では、Ｚアライメントが合致していない場合、リング状の投影像５５´の直径寸法ＲＬと一対の輝点像５７´の中心位置の間隔ＤＬとに差異が生じる（図１１参照）。このため、前眼部照明光学系５０によりエリアセンサ６１（その受光面）上に形成されるリング状の投影像５５´の直径寸法ＲＬと、一対の輝点像５７´の中心位置の間隔ＤＬとが等しくなるように、被検眼Ｅに対する装置の位置を前後させることにより、被検眼Ｅと装置との距離を一定に保つＺアライメントを実行することができる。
［アライメント観察光学系］
アライメント観察光学系６０は、エリアセンサ６１と、結像レンズ６２と、リレーレンズ６３と、ハーフミラー６４と、ダイクロイックミラー２５と、対物レンズ２６とを有する。また、アライメント観察光学系６０は、上述したように、被検眼Ｅからダイクロイックミラー２５までの光学系が測定照明光学系２０の光学系と共通とされている。

【0098】

エリアセンサ６１は、例えばＣＣＤによって構成されている。このエリアセンサ６１（ＣＣＤ）の受光面には、上述したように、前眼部照明光学系５０によるリング状の投影像５４´,５５´,５６´…および一対の輝点像５７´と、後述するＸＹアライメント光学系７０によるＸＹアライメント用の輝点像７１´とが形成されるようになっている。
［ＸＹアライメント光学系］
ＸＹアライメント光学系７０は、アライメント光源７１と、レンズ７２と、反射鏡７３と、ハーフミラー６４と、ダイクロイックミラー２５と、対物レンズ２６とを有する。

【0099】

ＸＹアライメント光学系７０は、アライメント光源７１から出射したアライメント光をレンズ７２で平行光束にして反射鏡７３で反射させ、さらにハーフミラー６４で反射させてダイクロイックミラー２５および対物レンズ２６を介して被検眼Ｅの角膜Ｅｃに照明させる。

【0100】

ここで、エリアセンサ６１が、角膜Ｅｃの曲率によってできる虚像（プルキンエ像）と略共役となるように配置されており、ＸＹアライメント光学系７０から角膜Ｅｃを照明することにより、その角膜Ｅｃ（その表面）で反射された光束（以下、調整光束という）は、対物レンズ２６、ダイクロイックミラー２５、ハーフミラー６４、リレーレンズ６３を通って結像レンズ６２によりエリアセンサ６１上に集光したＸＹアライメント用の輝点像７１´を形成する（図１０参照）。

【0101】

このＸＹアライメント光学系７０では、図１０に示すように、被検眼Ｅの角膜頂点がアライメント観察光学系６０の光軸と一致しているとき、ＸＹアライメント用の輝点像７１´が、エリアセンサ６１（その受光面）上の中心に位置するように設定されている。ここで、ＸＹアライメント用の輝点像７１´は、被検眼Ｅの角膜頂点がアライメント観察光学系６０の光軸と直交する平面内で移動すると、その移動量に応じてエリアセンサ６１（その受光面）上を移動する。このことから、ＸＹアライメント用の輝点像７１´がエリアセンサ６１（その受光面）上の中心に位置するように、被検眼Ｅに対して装置本体を移動させることにより、ＸＹアライメントを実行することができる。
［固視光学系］
固視光学系８０は、被検眼Ｅに、固視や雲霧のための固視視標（固視チャート）を投影する光学系であり、光源８１と、レンズ８２と、固視チャート（固視標）８３と、レンズ８４と、レンズ８５と、反射鏡８６と、ダイクロイックミラー２４と、ダイクロイックミラー２５と対物レンズ２６とを有する。固視光学系８０は、上述したように、被検眼Ｅからダイクロイックミラー２４までの光学系は測定照明光学系２０と共通とされている。

【0102】

反射鏡８６は、光源８１から出射され、レンズ８２、固視標８３、レンズ８４およびレンズ８５を透過した光束（以下、固視光束という）を、測定照明光学系２０における測定光源２１からの照明光束の光軸の方向、および受光光学系３０におけるエリアセンサ３１に向かう反射光束の光軸の方向と一致させる役割を有する。光源８１は、可視領域の波長の光（以下、単に可視光という）を出射する光源であり、タングステンランプやＬＥＤが用いられている。また、光源８１は、光量が可変とされている。この可変な範囲としては、少なくとも、固視標像を観察させる被検眼Ｅに対して、夜間の環境下と同等の明るさを照射することのできる光量から昼間の環境下と同等の明るさを照射することのできる光量までを含むものとされている。このため、固視光学系８０（その光源８１）は、測定光学系の光軸に沿って可視光により被検眼Ｅを照明する可視光照明手段として機能する。

【0103】

この実施例では、光源８１は、夜間の環境下と同等の明るさを照射することのできる光量から昼間の環境下と同等の明るさを照射することのできる光量までの４段階の明るさに切り換え可能となっている。

【0104】

固視標８３は、図示は略すが風景や放射線のパターンからなり、光源８１から出射された光束により後方から照明される。この固視光学系８０では、光源８１から出射され固視標８３を透過した可視光（以下、固視光束という）を、レンズ８４およびレンズ８５を透過させ、反射鏡８６により反射させ、ダイクロイックミラー２４を透過させ、ダイクロイックミラー２５で反射して対物レンズ２６を経て被検眼Ｅに入射させることにより、その網膜（眼底）Ｅｆに固視標８３を投影させ、被検眼Ｅにその固視標像を視認させる。これにより、被検眼Ｅの視線を固視標８３に固定するものである。

【0105】

この固視光学系８０の光源８１とレンズ８２および固視標８３とからなる視標ユニット８７は、視標移動手段４３により固視光学系８０の固視光軸に沿って移動可能となっている。視標移動手段４３は、網膜（眼底）Ｅｆ上に固視標８３の像を形成できる位置（ピントの合う位置）まで、固視光学系８０を移動させるように駆動される。また、視標移動手段４３は、被検眼Ｅの度数を測定する場面では、被検眼Ｅの調節の影響をなくすために、ピントが合わなくなる位置まで移動する雲霧を行う。

【0106】

なお、視標移動手段４３は、センサ移動手段４２および光源移動手段４１を駆動する単一の光学系移動手段によって駆動される。すなわち、光源移動手段４１とセンサ移動手段４２と視標移動手段４３とは単一の駆動源（例えばモータ）で駆動される。視標ユニット８７は、視標移動手段４３すなわち光学系移動手段への移動制御信号Ｓ３によって駆動制御されることになる。
［制御系］
図８は眼科装置１０の制御系の構成を示したものである。図８において、１１は制御演算部、１２は入力部（操作部）、１３は表示部（表示手段：モニタ）、１４は駆動部である。

【0107】

制御演算部１１は、受光光学系３０のエリアセンサ３１からの受光信号Ｓ４と、アライメント観察光学系６０のエリアセンサ６１からの受光信号Ｓ７と、入力部１２からの操作信号とが入力される。

【0108】

制御演算部１１は、入力される受光信号Ｓ４,Ｓ７を適宜処理する入力情報処理部１１ａと、入力情報処理部１１ａで処理された信号や入力部１２からの操作信号等に基づいて各光学系２０,５０,７０,８０の光源２１,５２,７１,８１の点灯制御や光学系移動手段の制御や駆動部１４の駆動制御を行う駆動制御部１１ｂと、入力情報処理部１１ａで処理された受光信号Ｓ４,Ｓ７に基づいて被検眼Ｅの波面収差や屈折力等を演算する解析処理部（眼球波面収差演算手段：角膜波面収差演算手段：シミュレーション手段）１１ｃと、画像表示制御部１１ｄと、各種のデータを記憶する記憶部１１ｅと、波面収差のマップなどの画像を形成する画像形成部１１ｆとを有する。

【0109】

解析処理部１１ｃは、測定した波面収差およびその他の測定データから被検眼Ｅに関する種々の光学特性、例えば、点像分布係数（ＰＳＦ）、被検眼の伝達特性を示すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、瞳孔径寸法、コントラスト感度等を演算する。そして、解析処理部１１ｃは、瞳孔径寸法計測手段として機能する。さらに、解析処理部１１ｃは、これら演算結果に応じた信号又は他の信号・データを、光学系および電気制御系の制御を行う駆動制御部１１ｂと、画像表示制御部１１ｄと、記憶部１１ｅとに適宜出力する。

【0110】

画像表示制御部１１ｄは、入力情報処理部１１ａからの信号（受光光学系３０からの受光信号Ｓ４およびアライメント観察光学系６０からの受光信号Ｓ７等）に基づいて、被検眼Ｅの角膜Ｅｃの画像または波面を示す画像等を表示させるための信号を表示部１３へと出力する。また、画像表示制御部１１ｄは、測定結果、演算結果、解析結果や操作者がデータを入力、指示するためのウインドウ等を表示させるための信号を表示部１３へと出力する。

【0111】

記憶部１１ｅは、被検眼Ｅに関するデータ、波面収差の演算に用いるデータ、測定における設定データ等を格納する。すなわち、入力情報処理部１１ａや駆動制御部１１ｂや解析処理部１１ｃから送信された情報を適宜格納し、当該格納した情報を、入力情報処理部１１ａや駆動制御部１１ｂや解析処理部１１ｃや画像表示制御部１１ｄからの求めに応じて適宜引き出させる。また、記憶部１１ｅは、測定を自動的に行う場合等の制御用プログラムを記憶する。

【0112】

画像形成部１１ｆは、解析処理部１１ｃが求めた波面収差からマップを作成したりグラフを作成したりする。

【0113】

入力部１２は、操作者が、所定の設定、指示、データ等の各種入力信号を入力するための、スイッチ、ボタン、キーボード等である。ここでは、表示部１３に表示されたボタン、アイコン、位置、領域等を支持するためのポインティングデバイス等も含むものとする。入力部１２は、自らに為された操作に応じた操作信号を制御演算部１１に出力する。入力部１２は、実施例１では、光量切換スイッチ１２ａと測定開始スイッチ１２ｂとを有する。光量切換スイッチ１２ａは、光源８１の光量を、設定された夜間の環境下と同等の明るさを照射することのできる光量から昼間の環境下と同等の明るさを照射することのでき
る光量までの４段階の明るさに切り換えるためのものであり、測定開始スイッチ１２ｂは、各種測定を実行させるためのものである。

【0114】

表示部１３は、測定結果、演算結果、解析結果や操作者がデータを入力、指示するためのウインドウ、被検眼Ｅの画像等を表示する。表示部１３は、制御演算部１１の制御下で、適宜表示を行う。

【0115】

駆動部１４は、例えば、制御演算部１１に入力されたエリアセンサ３１からの受光信号Ｓ４に基づいて、測定照明光学系２０の測定光源２１（光源移動手段４１）、受光光学系３０のセンサユニット３６（センサ移動手段４２）、および固視光学系８０の視標ユニット８７（視標移動手段４３）を一体的に光軸方向に移動させる光学系移動手段（図示せず）を駆動する。この駆動部１４は、光学系移動手段に対して移動制御信号Ｓ３を出力することにより、当該光学系移動手段を駆動する。
［動 作］
次に、上記実施例の眼科装置１０の動作について説明する。

【0116】

先ず、固視光学系８０の光源８１を発光させて被検眼Ｅを固視させるとともに、ＸＹアライメント光学系７０のアライメント光源７１を発光させる。このアライメント光源７１から出射したアライメント光はレンズ７２で平行光束にされて反射鏡７３で反射され、さらにハーフミラー６４で反射させてダイクロイックミラー２５および対物レンズ２６を介して被検眼Ｅの角膜Ｅｃを照明する。

【0117】

角膜Ｅｃ（その表面）で反射された調整光束は、対物レンズ２６、ダイクロイックミラー２５、ハーフミラー６４、リレーレンズ６３を通って結像レンズ６２によりエリアセンサ６１上に集光して輝点像７１´を形成する（図１０参照）。

【0118】

この輝点像７１´は、図１０と同様に表示部１３に表示され、輝点像７１´がエリアセンサ６１（その受光面）上の中心位置すなわち表示部１３に表示されたマーク位置（図示せず）に位置するように、被検眼Ｅに対して装置本体を移動させてＸＹアライメントを行う。

【0119】

そして、前眼部照明光学系５０の一対の光源５２と図示しない複数のＬＥＤを発光させる。この複数のＬＥＤの発光によりプラチドリングパターン板５１が照明され、被検眼Ｅの角膜Ｅｃにリング状の発光パターンが投影される。

【0120】

この角膜Ｅｃで反射された観察光束は、対物レンズ２６およびダイクロイックミラー２５を透過し、アライメント観察光学系６０を経て、そのエリアセンサ６１上に、リング状の投影像５４´,５５´,５６´…に加えて一対の光源ＬＥＤ５２による一対の輝点像５７´を形成する。そして、表示部１３には、図１０と同様に輝点像５７´とリング状の投影像５４´,５５´,５６´…とが表示される。

【0121】

検者は、表示部１３に表示されるリング状の投影像５５´の直径寸法ＲＬと、一対の輝点像５７´の中心位置の間隔ＤＬとが等しくなるように、被検眼Ｅに対する装置本体の位置を前後させてＺアライメントを行う。

【0122】

次に、波面収差の測定を行う場合について説明する。

【0123】

図７に示すように、固視光学系８０の光源８１を所定の明るさで点灯し、被検眼Ｅに固視標像を観察させる。この状態において、ＸＹアライメントにより被検眼Ｅの角膜頂点と装置本体の測定光軸（対物レンズ２６の光軸）とを一致させるとともに、Ｚアライメントにより被検眼Ｅの角膜頂点から装置本体までの距離を一定に保つ。その後、測定照明光学系２０の測定光源２１を光学系移動手段により基準位置に移動して、その測定光源２１を点灯する。このとき、受光光学系３０のセンサユニット３６および固視光学系８０の視標ユニット８７も光学系移動手段により一体的に移動されることから、基準位置とされる。

【0124】

この基準位置において、被検眼Ｅの屈折状態の仮測定を行い、この仮測定の結果に基づいて被検眼Ｅの屈折力を打ち消す位置に、測定照明光学系２０の測定光源２１、受光光学系３０のセンサユニット３６および固視光学系８０の視標ユニット８７を移動させ、その位置で再度被検眼Ｅの屈折状態を測定する。この再度の測定の結果、受光光学系３０のセンサユニット３６が被検眼Ｅの屈折力を略打ち消す位置となっていた場合、固視光学系８０の視標ユニット８７をプラス側へと移動して固視標像を雲霧させる。この状態で、被検眼Ｅの屈折状態および波面収差の測定を行う。

【0125】

この測定では、測定照明光学系２０において、測定光源２１から出射されコンデンサレンズ２２を透過した光束を、偏光ビームスプリッタ２３、ダイクロイックミラー２４およびダイクロイックミラー２５で反射して対物レンズ２６の光軸上へと導き、被検眼Ｅの眼底Ｅｆを照明する。これを照明光束Ｌｉとすると、図１２に示すように、極めて小さな径の光束として対物レンズ２６を経て被検眼Ｅへと入射し、眼底Ｅｆの微小な領域（スポット光）を照明する。すると、眼底Ｅｆでは、照明光束Ｌｉが反射され、その反射された光束のうち瞳孔Ｅｐ（虹彩Ｅｉの内方）を通過した光束が、対物レンズ２６へ向かう。

【0126】

これを反射光束Ｌｒとすると、反射光束Ｌｒは、図１２に示すように、対物レンズ２６を経て受光光学系３０（図７参照）へと導かれる。すなわち、反射光束Ｌｒは、受光光学系３０において、対物レンズ２６を経てダイクロイックミラー２４およびダイクロイックミラー２５で反射され、偏光ビームスプリッタ２３を透過して反射鏡３５で反射され、レンズ３３、レンズ３４およびハルトマン板３２へ向かい、このハルトマン板３２を経て複数の分割光束に分割されてエリアセンサ３１の受光面上に集光される。

【0127】

エリアセンサ３１は、各分割光束を受光して光電変換することにより、各分割光束の受光光量に応じた受光信号Ｓ４を制御演算部１１へと出力する。制御演算部１１は、解析処理部１１ｃにおいて受光信号Ｓ４により取得したデータから波面収差（眼球波面収差）を得ることができ、この波面収差の変化（エリアセンサ３１の受光面上の各輝点の理想波面に対する移動量）に基づき解析することにより、被検眼Ｅの光学特性（屈折状態や収差量等）を演算することができる。

【0128】

ハルトマン板３２には、図２に示すハルトマン板１０３２と同様に、複数の同心円上に配置された複数のレンズアレイ(図示せず)を有しているので、第１実施例と同様に正確な波面収差を求めることができる。

【0129】

ここで、この演算された屈折状態は、図１２に示すように、被検眼Ｅにおける反射光束Ｌｒが透過した領域（図１２でハッチを付した領域（符号Ａｒ））での実際の光学的な要素の総てを包含したものとなる。

【0130】

上記の波面収差の測定を一秒毎に１０回行い、これら測定した波面収差の標準偏差を求め、図１３に示すように、この標準偏差と予め設定した基準値とを比較し（ステップ１）、標準偏差が基準値より大きいとき、すなわちドライアイであると判断されたときステップ２へ進む。

【0131】

なお、各回の測定の波面収差は、眼球全体で１つのＲＭＳ（二乗平均平方根）値を算出し、この値を波面収差として用いる。

【0132】

ステップ２では、各測定した波面収差のマップＭ１〜Ｍ１０を画像形成部１１ｆが作成し、このマップＭ１〜Ｍ１０を図１４に示すように表示部１３に表示する。さらに、各波面収差からランドルト環が被検者にどのように見えるかを解析処理部１１ｃがシミュレーションし、このシミュレーションしたランドルト環Ｋ１〜Ｋ２を表示部１３に表示する。なお、マップＭ１〜Ｍ１０における波面収差の値はＨ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４である。また、波面収差が大きくなるほどランドルト環はぼけることになる。

【0133】

また、表示部１３には、測定回数に対する波面収差（ＲＭＳ値）を示すグラフＧ１を表示する。このグラフＧ１も画像形成部（グラフ作成手段）１１ｆで作成する。

【0134】

さらに、エリアセンサ６１上に形成されるリング状の投影像５４´,５５´,５６´…に基づいて、演算制御部１１の解析処理部１１ｃが角膜Ｅｃの波面収差を上記測定毎に求め、測定回数に対する角膜Ｅｃの波面収差を示すグラフＧ２を画像形成部１１ｆが作成し、このグラフＧ２が図１４に示すように表示部１３に表示される。

【0135】

ステップ１でノーと判断された場合、すなわち、標準偏差が基準値以下の場合つまり、ドライアイでないと判断された場合ステップ３へ進む。

【0136】

ステップ３では、制御演算部１１の解析処理部１１ｃが求めた角膜Ｅｃの波面収差に基づいて、各測定毎の波面収差のマップを画像形成部１１ｆが作成し、このマップＭ１ｃ〜Ｍ１０ｃを図１５に示すように表示部１３に表示させる。

【0137】

このように、ドライアイでないと判断した場合、波面収差の経時的変化の激しい角膜の波面収差のマップＭ１ｃ〜Ｍ１０ｃを表示部１３に表示するようにしたものであるから、このマップＭ１ｃ〜Ｍ１０ｃが波面収差の経時的変化の小ささを示していれば、ドライアイでないことがよりはっきりと認識することができる。つまり、ドライアイでないことの確証を得ることができることになる。なお、図１５に示すマップＭ５ｃ〜Ｍ１０ｃでは角膜の波面収差を誇張して示してある。

【0138】

上記実施例では、ステップ１で標準偏差と基準値とを比較しているが、波面収差の平均値と基準値とを比較して判断してもよい。

【0139】

この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。

【符号の説明】

【0140】

１０１０ 眼科装置
１０２０ 眼底照明光学系（照明光学系）
１０３０ 波面測定光学系（波面測定系）
１０３２ ハルトマン板
１０３２Ａ〜１０３２Ｅ レンズアレイ
１０３３ 受光部
１０５０ 観察光学系
１０５２ 受光部
１０７０ 演算制御部
Ｅ 被検眼
Ｅｆ 眼底
Ｅａ 前眼部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図4A】

【図5】

【図6】

【図6A】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】