JP5207916B2 - Wavefront aberration measuring apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は波面収差測定装置及びその方法に関する。詳しくは、波長による波面収差の変化を測定する波面収差測定装置及びその方法に関する。 The present invention relates to a wavefront aberration measuring apparatus and method. Specifically, the present invention relates to a wavefront aberration measuring apparatus and method for measuring a change in wavefront aberration depending on a wavelength.
従来は、ドライアイの臨床等に波面収差の測定が使用され、高次の収差を得られる等、波面収差の測定に優れた眼科装置が開発されている。また、波面収差及び散乱の測定に基づいて種々の光学特性を解析する眼科装置が開発されている。人間の眼では可視光に反応するので、可視光での測定が望ましいが、被測定眼がまぶしく感じるため、従来は、眼に優しい赤外光の単色で測定していた。また、波面の色収差すなわち、波長ごとの収差量の変化の測定はなされていなかった。(例えば特許文献1〜3参照) Conventionally, measurement of wavefront aberration is used in clinical practice of dry eye, etc., and ophthalmic devices that are excellent in measurement of wavefront aberration have been developed. In addition, ophthalmic devices that analyze various optical characteristics based on measurement of wavefront aberration and scattering have been developed. Since the human eye responds to visible light, measurement with visible light is desirable, but since the eye to be measured feels dazzling, conventionally, measurement was performed with a single color of infrared light that is kind to the eyes. Further, the measurement of the chromatic aberration of the wavefront, that is, the change in the amount of aberration for each wavelength has not been made. (For example, see Patent Documents 1 to 3)
しかしながら、被検眼によっては、例えば、白内障の場合や、回折型の多焦点のIOLを使用している場合など、可視域での光学特性の変化が大きく、赤外域での測定から可視域での波面収差を推測できない、すなわち、色収差が無視できないという問題があった。 However, depending on the eye to be examined, for example, in the case of cataracts or when a diffractive multifocal IOL is used, the change in optical characteristics in the visible range is large. There is a problem that wavefront aberration cannot be estimated, that is, chromatic aberration cannot be ignored.
本発明は、眼の色収差の測定を行なえる装置及び方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method capable of measuring eye chromatic aberration.
上記課題を解決するために、第1の態様の波面収差測定装置1は、例えば図1、図3及び図4に示すように、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11を有し、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に照射する照明光学系10と、眼底81からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板22と、ハルトマン板22で分割された複数の分割光束を受光する受光部21とを有する受光光学系20と、受光部21で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部901と、波面収差演算部901で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部902とを備える。 In order to solve the above-described problem, the wavefront aberration measuring apparatus 1 according to the first aspect includes a light source unit 11 that switches and emits light having a plurality of wavelengths as shown in FIGS. 1, 3, and 4, for example. The illumination optical system 10 that irradiates the fundus 81 of the eye 80 with the illumination light beam emitted from the light source unit 11 as spot light, the Hartmann plate 22 that divides the reflected light beam from the fundus 81 into a plurality of divided light beams, and the Hartmann A light receiving optical system 20 having a light receiving unit 21 that receives a plurality of divided light beams divided by the plate 22; a wavefront aberration calculating unit 901 that calculates wavefront aberrations for light of each wavelength received by the light receiving unit 21; A chromatic aberration calculator 902 for determining chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength determined by the wavefront aberration calculator 901.
ここにおいて、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11は、異なる波長の光を発光する複数の光源を有し、光源を切り替えるように構成しても良く、異なる波長の光を発光する単一光源を用い、発光波長を変更するように構成しても良い。本態様のように構成すると、眼の色収差、すなわち、波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる波面収差測定装置を提供できる。 Here, the light source unit 11 that switches and emits light of a plurality of wavelengths has a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, and may be configured to switch the light sources, and emits light of different wavelengths. A single light source may be used to change the emission wavelength. If comprised like this aspect, the chromatic aberration of eyes, ie, the wavefront aberration measuring apparatus which can measure the change of the amount of aberrations for every wavelength can be provided.
また、第2の態様の波面収差測定装置は、第1の態様の波面収差測定装置において、複数の波長は少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む。
ここにおいて、複数の波長の光は、近赤外域の波長を1以上、可視域の波長を1以上含めば良い。本態様のように構成すると、近赤外域と可視域の光での眼の色収差の測定を行なえる波面収差測定装置を提供できる。
The wavefront aberration measuring apparatus according to the second aspect is the wavefront aberration measuring apparatus according to the first aspect, wherein the plurality of wavelengths include at least a wavelength in the near infrared region and a wavelength in the visible region.
Here, the light of a plurality of wavelengths may include one or more near-infrared wavelengths and one or more visible wavelengths. If comprised like this aspect, the wavefront aberration measuring apparatus which can measure the chromatic aberration of the eye with the light of a near infrared region and a visible region can be provided.
また、第3の態様の波面収差測定装置は、第1又は第2の態様の波面収差測定装置において、例えば図3及び図4に示すように、波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部903と、再測定判定部903において、次回の測定を行なうと判定された場合には、追加又は変更する波長を選択する波長選択部904とを備え、再測定判定部903は、受光部21の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて次回の測定を行なうべきかの判定を行ない、波長選択部904は、受光部21の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する。
ここにおいて、受光光の分離又はボケは、被検眼80にIOL等が使用されている場合に生じ得、この場合には状況に応じて次回の測定が行われることとなる。また、光源に波長可変レーザーを用いる場合には、波長選択部904は、追加又は変更する波長をデジタル的に選択する。本態様のように構成すると、前回までの測定結果から、次回の測定の是非を判断でき、また、次回の波面収差測定に適した波長を選択できる。また、IOL等の使用を発見し易い。
Further, the wavefront aberration measuring apparatus according to the third aspect is the same as the wavefront aberration measuring apparatus according to the first or second aspect, for example, as shown in FIGS. In the remeasurement determination unit 903 for determining whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength, the remeasurement determination unit 903 determines that the next measurement is to be performed. The re-measurement determination unit 903 selects the wavelength to be added or changed, and the re-measurement determination unit 903 determines the next time based on the separation state or the blur state of the received light on the light receiving surface of the light receiving unit 21. The wavelength selection unit 904 selects one or a plurality of wavelengths to be added or changed in the next measurement based on the separation state or blurring state of the received light on the light receiving surface of the light receiving unit 21. To do.
Here, the separation or blur of the received light may occur when an IOL or the like is used for the eye 80 to be examined. In this case, the next measurement is performed depending on the situation. When a wavelength tunable laser is used as the light source, the wavelength selection unit 904 digitally selects a wavelength to be added or changed. With this configuration, it is possible to determine whether the next measurement is appropriate from the previous measurement results, and it is possible to select a wavelength suitable for the next wavefront aberration measurement. In addition, it is easy to find use of IOL or the like.
また、第4の態様の波面収差測定装置は、第1又は第2の態様の波面収差測定装置において、例えば図3及び図4に示すように、波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部903と、再測定判定部903において、次回の測定を行なうと判定された場合には、追加又は変更する波長を選択する波長選択部904とを備え、再測定判定部903は、波面収差演算部901で求められた波面収差の波長による変化に基づいて次回の測定を行なうべきかの判定を行ない、波長選択部904は、波面収差演算部901で求められた複数の波長における波面収差の波長による変化に基づいて次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する。
ここにおいて、波面収差の波長による変化が大きくなると、近赤外域での波面収差から可視域での波面収差の推測が困難になる。本態様のように構成すると、前回までの測定結果から、次回の測定の是非を判断でき、また、次回の波面収差測定に適した波長を選択できる。また、可視域での波面収差の推測の困難性を判断し易い。
Further, the wavefront aberration measuring apparatus according to the fourth aspect is the same as the wavefront aberration measuring apparatus according to the first or second aspect. For example, as shown in FIGS. In the remeasurement determination unit 903 for determining whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength, the remeasurement determination unit 903 determines that the next measurement is to be performed. In this case, the re-measurement determination unit 903 includes a wavelength selection unit 904 that selects a wavelength to be added or changed, and the remeasurement determination unit 903 performs the next measurement based on the change of the wavefront aberration obtained by the wavefront aberration calculation unit 901. The wavelength selection unit 904 adds or changes a single wavelength to be added or changed in the next measurement based on the change of the wavefront aberration in the plurality of wavelengths obtained by the wavefront aberration calculation unit 901. It selects a plurality of wavelengths.
Here, when the change of the wavefront aberration depending on the wavelength becomes large, it becomes difficult to estimate the wavefront aberration in the visible region from the wavefront aberration in the near infrared region. With this configuration, it is possible to determine whether the next measurement is appropriate from the previous measurement results, and it is possible to select a wavelength suitable for the next wavefront aberration measurement. In addition, it is easy to determine the difficulty of estimating the wavefront aberration in the visible range.
また、第5の態様の波面収差測定装置は、第3又は第4の態様の波面収差測定装置において、波長選択部904は、追加又は変更する波長を選択する際に、長い波長から順次選択する。
このように構成すると、波長順にデータを蓄積でき、また眼への負担が少ない近赤外光から測定を行なうことで、可視光による眼への負担をできるだけ小さくできる。
Further, the wavefront aberration measuring device according to the fifth aspect is the wavefront aberration measuring device according to the third or fourth aspect, wherein the wavelength selection unit 904 sequentially selects from long wavelengths when selecting the wavelength to be added or changed. .
If comprised in this way, data can be accumulate | stored in order of a wavelength, and the burden on the eye by visible light can be made as small as possible by measuring from near infrared light with few burdens to eyes.
また、第6の態様の波面収差測定装置は、第4の態様の波面収差測定装置において、波長選択部904は、前回までの測定で得られた波面収差の波長による変化が小さいところでは粗い波長間隔で、波面収差の波長による変化が大きいところでは細かい波長間隔で追加又は変更する波長を選択する。
このように構成すると、波面収差の波長による変化の様子が的確にわかる。
Further, the wavefront aberration measuring apparatus according to the sixth aspect is the same as the wavefront aberration measuring apparatus according to the fourth aspect, except that the wavelength selecting unit 904 has a rough wavelength where the change due to the wavelength of the wavefront aberration obtained in the previous measurement is small. Where the change in the wavefront aberration due to the wavelength is large, the wavelength to be added or changed is selected at a fine wavelength interval.
If comprised in this way, the mode of the change by the wavelength of a wavefront aberration will be known exactly.
また、第7の態様の波面収差測定装置は、第1ないし第6の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図1に示すように、光源部11は、異なる波長の光を発光する複数の光源111,112と、入射端から入射された光を通過させ出射端に出射させる複数のファイバー121〜123と、2つのファイバーから入射された光を結合して他の1つのファイバーに出射する単数又は複数のファイバーカプラー13とを有し、複数のファイバー121〜123と単数又は複数のファイバーカプラー13はツリー型に接続され、複数の光源111,112から出射された波長の異なる光をそれぞれ異なるファイバー121,122の入力端から入射し、いずれか1つの光源が発光する1つの波長の光を選択して1つのファイバーの出力端123から出射するように構成されている。
このように構成すると、光源部11に複数の光源を使用する場合に、波長の切り替えを容易にできる。
The wavefront aberration measuring apparatus according to the seventh aspect is the wavefront aberration measuring apparatus according to any one of the first to sixth aspects. For example, as shown in FIG. 1, the light source unit 11 emits light of different wavelengths. A plurality of light sources 111 and 112, a plurality of fibers 121 to 123 that allow light incident from an incident end to pass through and are emitted to an output end, and light incident from two fibers are combined and emitted to another fiber. And a plurality of fibers 121 to 123 and the single or plural fiber couplers 13 are connected in a tree shape, and light having different wavelengths emitted from the plural light sources 111 and 112 are respectively connected. Select the light of one wavelength that enters from the input end of different fibers 121 and 122 and emits light from any one of the light sources, and output the output end of one fiber. And it is configured to emit from 23.
If comprised in this way, when using a some light source for the light source part 11, switching of a wavelength can be made easy.
また、第8の態様の波面収差測定装置は、第1ないし第7の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図22及び図23に示すように、被検眼80として、色収差が生じない又は予め色収差が補正されている反射光束を反射する模型眼85を用いて、各波長により波面収差の測定を行った際のデータを装置内部の波面収差として記憶しておく補正データ記憶部941を備え、色収差演算部902は、波面収差演算部901で求められた各波長の波面収差から、補正データ記憶部941に記憶されている各波長における装置内部の波面収差を除去することにより、被検眼80の波面の色収差を求める。
ここにおいて、色収差が生じないには実用上色収差を無視できる範囲も含まれるものとする。また、補正データ記憶部941は、補正データとして読み出せれば複数の記憶媒体にまたがって記憶されていても良く、また、例えば、記憶部94内に設けられても良く、演算部90内に設けられても良い。本態様のように構成すると、装置内部の波面の色収差を差し引く補正処理ができる。
Further, the wavefront aberration measuring apparatus according to the eighth aspect is the same as the wavefront aberration measuring apparatus according to any one of the first to seventh aspects. For example, as shown in FIGS. Alternatively, a correction data storage unit 941 for storing data when wavefront aberration is measured at each wavelength as a wavefront aberration inside the apparatus using a model eye 85 that reflects a reflected light beam whose chromatic aberration has been corrected in advance. The chromatic aberration calculating unit 902 removes the wavefront aberration inside the apparatus at each wavelength stored in the correction data storage unit 941 from the wavefront aberration of each wavelength obtained by the wavefront aberration calculating unit 901, so that the eye to be examined The chromatic aberration of the wavefront of 80 is obtained.
Here, a range in which chromatic aberration can be practically ignored is included in order that chromatic aberration does not occur. The correction data storage unit 941 may be stored across a plurality of storage media as long as it can be read out as correction data. For example, the correction data storage unit 941 may be provided in the storage unit 94 or provided in the calculation unit 90. May be. If comprised like this aspect, the correction process which subtracts the chromatic aberration of the wave front inside an apparatus can be performed.
また、第9の態様の波面収差測定装置は、第1ないし第8の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図12及び図13に示すように、光源部11から出射する光の波長の順序を予め定め、自動的かつ連続的に切り替える。
ここにおいて、自動的かつ連続的な切り替えは、例えば、制御部91にて波長の順序と切り替えのタイミングを設定し、プログラム等により自動制御することにより可能である。また、長い波長から短い波長に順次選択・測定されるのが好ましい。本態様のように構成すると、一連の測定を効率化できる。
Further, the wavefront aberration measuring apparatus according to the ninth aspect is the same as the wavefront aberration measuring apparatus according to any one of the first to eighth aspects, as shown in FIGS. 12 and 13, for example, the wavelength of light emitted from the light source unit 11. Are determined in advance and switched automatically and continuously.
Here, automatic and continuous switching is possible, for example, by setting the wavelength order and switching timing in the control unit 91 and automatically controlling by a program or the like. In addition, it is preferable to select and measure sequentially from a long wavelength to a short wavelength. If it comprises like this aspect, a series of measurements can be made efficient.
また、第10の態様の波面収差測定装置は、第1ないし第9の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図1及び図24に示すように、被検眼80の視線を固視標72に安定させるために、被検眼80に可視域の波長からなる固視光束を照射する固視光学系70を備え、固視標72は、固視光学系70の光軸方向に位置を調節可能であり、波面収差演算部901は、受光部21で受光された各波長の光について球面成分を求め、色収差演算部902は、球面成分の波長に対する変化に基づき、固視標72の位置の調節状態における被検眼80からの波面の色収差を求める。
このように構成すると、被険眼の視線に合わせた色収差を求められる。また、球面収差を用いると、球面IOLは球面収差量が大きいため、球面IOLの使用を発見し易い。
Further, the wavefront aberration measuring apparatus according to the tenth aspect is the wavefront aberration measuring apparatus according to any one of the first to ninth aspects, for example, as shown in FIGS. 72, a fixation optical system 70 for irradiating the eye 80 with a fixation light beam having a wavelength in the visible range is provided, and the fixation target 72 is adjusted in position in the optical axis direction of the fixation optical system 70. The wavefront aberration calculating unit 901 obtains a spherical component for each wavelength of light received by the light receiving unit 21, and the chromatic aberration calculating unit 902 determines the position of the fixation target 72 based on the change of the spherical component with respect to the wavelength. The chromatic aberration of the wavefront from the eye 80 in the adjusted state is obtained.
If comprised in this way, the chromatic aberration match | combined with the eyes | visual_axis of the to-be-affected eye is calculated | required. In addition, when spherical aberration is used, the spherical IOL has a large amount of spherical aberration, and therefore it is easy to find the use of the spherical IOL.
また、第11の態様の波面収差測定装置は、例えば図18に示すように、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11を有し、光源部11から出射された第1の照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に照射する第1の照明光学系10と、眼底81からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板22と、ハルトマン板22で分割された複数の分割光束を受光する第1の受光部21とを有する第1の受光光学系20と、角膜82の表面に第2の照明光束を照射する第2の照明光学系30と、角膜82の表面からの反射光束を受光する第2の受光部41を有する第2の受光光学系40と、第1の受光部21で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第1の波面収差とし、第2の受光部41で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第2の波面収差とし、第1の波面収差から第2の波面収差を除去することにより眼内部の波面収差を求める波面収差演算部901と、各波長の眼内部の波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部902とを備える。
このように構成すると、角膜の曲率の影響を除いた眼の内部の色収差の測定ができる。
In addition, the wavefront aberration measuring apparatus according to the eleventh aspect includes a light source unit 11 that switches and emits light of a plurality of wavelengths, as shown in FIG. 18, for example, and the first illumination light beam emitted from the light source unit 11 The first illumination optical system 10 that irradiates the fundus 81 of the eye 80 as a spot light, the Hartmann plate 22 that divides the reflected light beam from the fundus 81 into a plurality of divided light beams, and the plurality of light beams divided by the Hartman plate 22 The first light receiving optical system 20 having the first light receiving unit 21 that receives the divided light beam, the second illumination optical system 30 that irradiates the surface of the cornea 82 with the second illumination light beam, and the surface of the cornea 82. Wavefront aberration obtained by calculating the light of each wavelength received by the first light receiving unit 21 and the second light receiving optical system 40 having the second light receiving unit 41 that receives the reflected light beam from the first light receiving unit Wavefront aberration was received by the second light receiving unit 41 A wavefront aberration calculating unit 901 that obtains a wavefront aberration in the eye by removing the second wavefront aberration from the first wavefront aberration by setting the wavefront aberration obtained by calculating the light of the wavelength as the second wavefront aberration; A chromatic aberration calculation unit 902 that obtains chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration inside the eye of the wavelength.
With this configuration, it is possible to measure the chromatic aberration inside the eye excluding the influence of the curvature of the cornea.
また、第12の態様の波面収差測定方法は、例えば図4に示すように、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11を用い、光源部11から出射する波長を設定する設定工程(S130)と、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底に照射する照明工程(S141)と、眼底80からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板22を用い、ハルトマン板22で分割された複数の分割光束を受光する受光工程(S142)と、受光工程(S142)で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算工程(S143)と、所定数の波長で測定が行われたかを判定する再測定判定工程(S150)と、再測定判定工程(S150)で所定数の波長で測定が行われなかったと判定された場合には、設定工程(S130)、照明工程(S141)、受光工程(S142)、波面収差演算工程(S143)及び再測定判定工程(S150)を再度行なう再測定工程と、再測定判定工程(S150)で所定数の波長で測定が行われたと判定された場合には、波面収差演算工程(S143)で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算工程(S160)とを備える。
ここにおいて、所定数とは測定に使用される波長の数をいう。本態様のように構成すると、眼の色収差、すなわち波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる波面収差測定方法を提供できる。
The wavefront aberration measuring method of the twelfth aspect uses a light source unit 11 that switches and emits light of a plurality of wavelengths, for example, as shown in FIG. 4, and sets the wavelength emitted from the light source unit 11 ( S130), an illumination step of irradiating the fundus of the eye 80 with the illumination light beam emitted from the light source unit 11 as spot light (S141), and the Hartmann plate 22 for dividing the reflected light beam from the fundus 80 into a plurality of divided light beams. , A light receiving step (S142) for receiving a plurality of split light beams divided by the Hartmann plate 22, and a wavefront aberration calculating step for calculating and calculating wavefront aberration for each wavelength of light received in the light receiving step (S142). and S143), the remeasurement judging step (S150) determines whether measurements were made at a wavelength of a predetermined number, the measurement at a wavelength of a predetermined number of re-measurement determining step (S150) is not performed If determined, a remeasurement step for performing the setting step (S130), the illumination step (S141), the light receiving step (S142), the wavefront aberration calculation step (S143), and the remeasurement determination step (S150) again, and the remeasurement When it is determined in the determination step (S150) that the measurement has been performed at a predetermined number of wavelengths, the chromatic aberration calculation step for obtaining the chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength determined in the wavefront aberration calculation step (S143). ( S160 ).
Here, the predetermined number means the number of wavelengths used for measurement. When configured in this manner, it is possible to provide a wavefront aberration measuring method capable of measuring the chromatic aberration of the eye, that is, the change in the amount of aberration for each wavelength.
上記課題を解決するために、第13の態様の波面収差測定装置1は、例えば図1、図25及び図26に示すように、少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11を有し、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に照射する照明光学系10と、眼底81からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板22と、ハルトマン板22で分割された複数の分割光束を受光する受光部21とを有する受光光学系20と、受光部21で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部901と、近赤外域の波長における、受光部21の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況、波面収差演算部901で求められた波面収差、又は前記波面収差演算部901で求められた波面収差の波長による変化の少なくともいずれか1つに基づき、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部903と、再測定判定部903において、近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、近赤外域の波長における波面収差を測定結果として取得し、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合には、可視域の波長における波面収差を測定結果として取得する測定結果選択部906とを備える。 In order to solve the above problem, the wavefront aberration measuring apparatus 1 according to the thirteenth aspect includes a plurality of wavelengths including at least near-infrared wavelength and visible wavelength, as shown in FIGS. The illumination optical system 10 that irradiates the fundus 81 of the eye 80 with the illumination light beam emitted from the light source unit 11 as spot light, and the reflected light beam from the fundus 81. A light receiving optical system 20 having a Hartmann plate 22 that is divided into a plurality of divided light beams, a light receiving unit 21 that receives the plurality of divided light beams divided by the Hartman plate 22, and light of each wavelength received by the light receiving unit 21 A wavefront aberration calculating unit 901 for calculating wavefront aberration, a separation state or blurring state of received light on the light receiving surface of the light receiving unit 21 at a wavelength in the near infrared region, a wavefront aberration obtained by the wavefront aberration calculating unit 901, Or Based on at least one of the changes of the wavefront aberration according to the wavelength obtained by the wavefront aberration calculator 901, measurement in the near-infrared wavelength is sufficient or insufficient, and the wavefront aberration at the visible wavelength is sufficient. When the remeasurement determination unit 903 that determines whether to perform measurement and the remeasurement determination unit 903 determine that the measurement in the near-infrared wavelength is sufficient, the wavefront aberration in the near-infrared wavelength is determined. A measurement result selection unit 906 that acquires the wavefront aberration at the visible wavelength as the measurement result when the measurement result is acquired and it is determined that the measurement is performed at the visible wavelength.
ここにおいて、複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11は、異なる波長の光を発光する複数の光源を有し、光源を切り替えるように構成しても良く、異なる波長の光を発光する単一光源を用い、発光波長を変更するように構成しても良い。また、複数の波長の光は、近赤外域の波長を1以上、可視域の波長を1以上含めば良い。本態様のように構成すると、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる波面収差測定装置を提供できる。 Here, the light source unit 11 that switches and emits light of a plurality of wavelengths has a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, and may be configured to switch the light sources, and emits light of different wavelengths. A single light source may be used to change the emission wavelength. In addition, the light of a plurality of wavelengths may include one or more near-infrared wavelengths and one or more visible wavelengths. When configured in this manner, it is possible to provide a wavefront aberration measuring apparatus that determines whether or not the measurement of the wavefront aberration is sufficient in the near-infrared region, and can perform the measurement in the visible region when the measurement is insufficient.
また、第14の態様の波面収差測定装置は、第13の態様の波面収差測定装置において、波面収差演算部901で求められた波面収差のうち球面収差が所定値よりも大きいときに、再測定判定部903は可視域の波長で測定を行なうと判定する。
ここにおいて、球面収差は、被検眼80に球面IOL等が使用されている場合に生じ得、この場合には球面収差の大きさに応じて可視域の波長での測定が行われることとなる。本態様のように構成すると、球面IOLの使用を発見し易い。
Further, the wavefront aberration measuring device according to the fourteenth aspect is the remeasurement in the wavefront aberration measuring device according to the thirteenth aspect when the spherical aberration of the wavefront aberration obtained by the wavefront aberration calculating unit 901 is larger than a predetermined value. The determination unit 903 determines to perform measurement at a visible wavelength.
Here, the spherical aberration may occur when a spherical IOL or the like is used for the eye 80 to be examined. In this case, measurement at a wavelength in the visible range is performed according to the magnitude of the spherical aberration. When configured in this manner, it is easy to find the use of the spherical IOL.
また、第15の態様の波面収差測定装置は、第13の態様の波面収差測定装置において、受光面での受光光が複数点に分離しているときに、再測定判定部903は可視域の波長で測定を行なうと判定する。
ここにおいて、受光光の分離は、被検眼80に回折型多焦点のIOL等が使用されている場合に生じ得る。本態様のように構成すると、回折型多焦点のIOLの使用を発見し易い。
The wavefront aberration measuring device according to the fifteenth aspect is the wavefront aberration measuring device according to the thirteenth aspect, wherein the remeasurement determining unit 903 is in the visible region when the light received on the light receiving surface is separated into a plurality of points. It is determined that the measurement is performed at the wavelength.
Here, separation of the received light may occur when a diffractive multifocal IOL or the like is used for the eye 80 to be examined. When configured in this manner, it is easy to discover the use of a diffractive multifocal IOL.
また、第16の態様の波面収差測定装置は、第13ないし第15のいずれかの態様の波面収差測定装置において、例えば図1及び図24に示すように、被検眼80の視線を固視標72に安定させるために、被検眼80に可視域の波長からなる固視光束を照射する固視光学系70を備え、固視光束には、光源部11が発光する測定用の可視域の波長とは異なる領域の波長が選択されている。
このように構成すると、固視光学系70の波長が測定波長と重ならないようにできる。
Further, the wavefront aberration measuring apparatus according to the sixteenth aspect is the wavefront aberration measuring apparatus according to any one of the thirteenth to fifteenth aspects, for example, as shown in FIGS. 72, a fixation optical system 70 for irradiating the eye 80 with a fixation light beam having a wavelength in the visible region is included, and the fixation light beam includes a wavelength in the visible region for measurement emitted by the light source unit 11. A wavelength in a different region is selected.
With this configuration, the wavelength of the fixation optical system 70 can be prevented from overlapping the measurement wavelength.
また、第17の態様の波面収差測定装置は、第16の態様の波面収差測定装置において、図2に示すように、眼底81からの反射光束を反射し、固視光束を透過することにより、眼底81からの反射光束と固視光束を分離する波長選択性ミラー105を備える。
このように構成すると、固視光学系70の波長と測定に使用する照明光学系10及び受光光学系20等の波長を良好に分離できる。
Further, in the wavefront aberration measuring apparatus according to the seventeenth aspect, the wavefront aberration measuring apparatus according to the sixteenth aspect reflects the reflected light beam from the fundus 81 and transmits the fixation light beam as shown in FIG. A wavelength selective mirror 105 that separates a reflected light beam from the fundus 81 and a fixation light beam is provided.
With this configuration, the wavelength of the fixation optical system 70 and the wavelengths of the illumination optical system 10 and the light receiving optical system 20 used for measurement can be satisfactorily separated.
また、第18の態様の波面収差測定装置は、第13ないし第17の態様のいずれかの波面収差測定装置において、例えば図13に示すように、光源部11は出射する光の波長の順序を予め定め、自動的に切り替える。
ここにおいて、自動的切り替えは、例えば、制御部91にて波長の順序と切り替えのタイミングを設定し、プログラム等により自動制御することにより可能である。本態様のように構成すると、一連の測定を効率化できる。
The wavefront aberration measuring apparatus according to the eighteenth aspect is the same as the wavefront aberration measuring apparatus according to any of the thirteenth to seventeenth aspects, for example, as shown in FIG. Preset and switch automatically.
Here, automatic switching is possible, for example, by setting the wavelength order and switching timing in the control unit 91 and automatically controlling by a program or the like. If it comprises like this aspect, a series of measurements can be made efficient.
また、第19の態様の眼光学特性測定装置は、少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11を有し、光源部11から出射された照明光束をスポット光として被検眼80の眼底81に照射する照明光学系10と、眼底81からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板22と、ハルトマン板22で分割された複数の分割光束を受光する受光部21とを有する受光光学系20と、受光部21で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部901と、波面収差演算部901で求められた各波長での波面収差に基づき、被検眼80の光学特性を解析する光学特性解析部905とを備える。
ここにおいて、光学特性には波面収差、屈折率、点像分布係数(PSF)、被検眼の伝達特性を示すMTF(Modulation Transfer Function)、視力、瞳径、コントラスト感度等が含まれる。また、眼光学特性測定装置には波面収差測定装置が含まれる。本態様のように構成すると、測定に相応しい波長を選択して、光学特性の測定ができる。
The eye optical characteristic measurement device according to the nineteenth aspect includes a light source unit 11 that switches and emits light having a plurality of wavelengths including at least a wavelength in the near infrared region and a wavelength in the visible region, and is emitted from the light source unit 11. The illumination optical system 10 that irradiates the fundus 81 of the eye 80 as spot light, the Hartmann plate 22 that divides the reflected light beam from the fundus 81 into a plurality of divided light beams, and a plurality of light beams divided by the Hartman plate 22 Obtained by a light receiving optical system 20 having a light receiving unit 21 that receives a split light beam, a wavefront aberration calculating unit 901 that calculates wavefront aberration for light of each wavelength received by the light receiving unit 21, and a wavefront aberration calculating unit 901. An optical characteristic analysis unit 905 that analyzes optical characteristics of the eye 80 to be examined based on the wavefront aberration at each wavelength.
Here, the optical characteristics include wavefront aberration, refractive index, point spread coefficient (PSF), MTF (Modulation Transfer Function) indicating transfer characteristics of the eye to be examined, visual acuity, pupil diameter, contrast sensitivity, and the like. The eye optical characteristic measuring device includes a wavefront aberration measuring device. When configured in this manner, the optical characteristics can be measured by selecting a wavelength suitable for the measurement.
また、第20の態様の波面収差測定方法は、例えば図26に示すように、少なくとも近赤外域の波長と可視域の波長を含む複数の波長の光を切り替えて出射する光源部11を用い、光源部11から出射する近赤外域の波長を設定する設定工程(S330)と、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に照射する照明工程(S341)と、眼底81からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板22を用い、ハルトマン板22で分割された複数の分割光束を受光部21で受光する受光工程(S342)と、受光工程(S342)で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算工程(S343)と、近赤外域の波長における、受光部21の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況、波面収差演算工程(S343)で求められた波面収差、又は波面収差演算工程(S343)で求められた波面収差の波長による変化の少なくともいずれか1つに基づき、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかを判定する再測定判定工程(S400)と、再測定判定工程(S400)において、近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、近赤外域の波長における波面収差を測定結果として取得し、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合には、可視域の波長の光について、設定工程(S430)と、照明工程(S441)と、受光工程(S442)と波面収差演算工程(S443)とを行ない、可視域の波長における波面収差を測定結果として取得する測定結果選択工程(S480)とを備える。
このように構成すると、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる波面収差測定方法を提供できる。
The wavefront aberration measuring method of the twentieth aspect uses a light source unit 11 that switches and emits light of a plurality of wavelengths including at least a wavelength in the near infrared region and a wavelength in the visible region, for example, as shown in FIG. A setting step (S330) for setting a wavelength in the near-infrared region emitted from the light source unit 11, an illumination step (S341) for irradiating the fundus 81 of the eye 80 with the illumination light beam emitted from the light source unit 11 as spot light, and Using the Hartmann plate 22 that divides the reflected light beam from the fundus 81 into a plurality of divided light beams, the light receiving unit 21 receives the plurality of divided light beams divided by the Hartman plate 22 and the light receiving step (S342). ), A wavefront aberration calculation step (S343) obtained by calculating wavefront aberration for the light of each wavelength received in step S3), and a separation state of received light on the light receiving surface of the light receiving unit 21 at a wavelength in the near infrared region, or Based on at least one of the blur condition, the wavefront aberration obtained in the wavefront aberration calculating step (S343), or the change of the wavefront aberration obtained in the wavefront aberration calculating step (S343) depending on the wavelength, the wavelength in the near infrared region In the remeasurement determination step (S400) and remeasurement determination step (S400) for determining whether the measurement is sufficient or insufficient and the wavefront aberration should be measured at the visible wavelength, the wavelength in the near infrared region If it is determined that the measurement at the wavelength is sufficient, the wavefront aberration at the near-infrared wavelength is obtained as a measurement result, and if it is determined that the measurement is performed at the visible wavelength, the wavelength of the visible wavelength is obtained. for light, a setting step (S430), the illumination step (S441), performs a receiving step (S442) and the wavefront aberration calculating step (S443), the wave front aberration at the wavelength of the visible region It is obtained as a measurement result and a measurement result selection step (S480).
If comprised in this way, it can be determined whether the measurement of a wavefront aberration is enough for the measurement in a near-infrared region, and the wavefront aberration measuring method which can perform a measurement in a visible region when it is inadequate can be provided.
本発明によれば、眼の色収差を測定できる装置及び方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the apparatus and method which can measure chromatic aberration of eyes can be provided.
以下に図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態は、近赤外域の光を発光する光源と可視域の光を発光する光源の2光源を切り替えて測定する例を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
In the first embodiment, an example in which measurement is performed by switching between two light sources, a light source that emits light in the near infrared region and a light source that emits light in the visible region, will be described.
[光学系構成]
図1に、第1の実施の形態における波面収差測定装置1の光学系の構成例を示す。波面収差測定装置1は、照明光学系10と、受光光学系20と、前眼部照明系30と、前眼部観察系40と、第1の調整光学系50と、第2の調整光学系60と、固視光学系70を備える。また、受光光学系20は受光部21を含む。なお、被検眼80については、網膜(眼底)81、角膜(前眼部)82、水晶体83が示されている。
[Optical system configuration]
FIG. 1 shows a configuration example of an optical system of a wavefront aberration measuring apparatus 1 according to the first embodiment. The wavefront aberration measuring apparatus 1 includes an illumination optical system 10, a light receiving optical system 20, an anterior ocular segment illumination system 30, an anterior ocular segment observation system 40, a first adjustment optical system 50, and a second adjustment optical system. 60 and a fixation optical system 70. The light receiving optical system 20 includes a light receiving unit 21. For the eye 80, a retina (fundus) 81, a cornea (anterior eye portion) 82, and a crystalline lens 83 are shown.
以下、各部について詳細に説明する。
照明光学系10は、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に照射するためのものである。照明光学系10は、例えば、光源部11、集光レンズ101、絞り102、集光レンズ103、ビームスプリッタ104〜106、集光レンズ107、ロータリープリズム108を有する。集光レンズ101は照明光束を絞り102の近傍に集光する。集光レンズ103と集光レンズ107の間にビームスプリッタ104〜106が配置される。ビームスプリッタ104は照明光束を反射し、眼底81からの反射光束を透過するダイクロイックミラーで構成される。ビームスプリッタ105は照明光束及び反射光束を反射し、固視光学系70で使用される固視光束を透過する波長選択性ミラーで構成される。ビームスプリッタ106は照明光束、反射光束及び固視光束を反射し、前眼部観察系40及び第2の調整光学系60で使用される観察光束を透過するダイクロイックミラーで構成される。また、ロータリープリズム108は眼底81からの反射むら等による光を均一化するために配置される。また、絞り102を偏心させることで、光源部11から被検眼80への照明光束の入射位置を光軸に直交する方向に変更し、レンズや角膜82の頂点反射を防いでノイズを押さえられる。また、絞り102は、受光側だけに眼の収差が影響する、いわゆるシングルパスの収差計測が成り立つことができる様になっている。このように、被検眼80からビームスプリッタ106までは照明光学系10、受光光学系20、固視光学系70、前眼部観察系40及び第2の調整光学系60の共通光学系、ビームスプリッタ106からビームスプリッタ105までは照明光学系10、受光光学系20及び固視光学系70の共通光学系、ビームスプリッタ105からビームスプリッタ104までは照明光学系10及び受光光学系20の共通光学系となっている。
Hereinafter, each part will be described in detail.
The illumination optical system 10 is for irradiating the fundus 81 of the eye 80 with the illumination light beam emitted from the light source unit 11 as spot light. The illumination optical system 10 includes, for example, a light source unit 11, a condenser lens 101, a diaphragm 102, a condenser lens 103, beam splitters 104 to 106, a condenser lens 107, and a rotary prism 108. The condensing lens 101 condenses the illumination light beam in the vicinity of the stop 102. Beam splitters 104 to 106 are disposed between the condenser lens 103 and the condenser lens 107. The beam splitter 104 includes a dichroic mirror that reflects the illumination light beam and transmits the reflected light beam from the fundus 81. The beam splitter 105 includes a wavelength selective mirror that reflects the illumination light beam and the reflected light beam and transmits the fixation light beam used in the fixation optical system 70. The beam splitter 106 includes a dichroic mirror that reflects the illumination light beam, the reflected light beam, and the fixation light beam and transmits the observation light beam used in the anterior eye portion observation system 40 and the second adjustment optical system 60. In addition, the rotary prism 108 is disposed in order to uniformize light caused by uneven reflection from the fundus 81 and the like. Further, by decentering the diaphragm 102, the incident position of the illumination light beam from the light source unit 11 to the eye 80 to be examined is changed in a direction orthogonal to the optical axis, and the vertex reflection of the lens and the cornea 82 is prevented and noise can be suppressed. In addition, the diaphragm 102 can perform so-called single-pass aberration measurement in which the aberration of the eye affects only the light receiving side. As described above, from the eye 80 to the beam splitter 106, the illumination optical system 10, the light receiving optical system 20, the fixation optical system 70, the common optical system of the anterior ocular segment observation system 40 and the second adjustment optical system 60, the beam splitter. 106 to the beam splitter 105 are a common optical system of the illumination optical system 10, the light receiving optical system 20 and the fixation optical system 70, and from the beam splitter 105 to the beam splitter 104 are a common optical system of the illumination optical system 10 and the light receiving optical system 20. It has become.
図2に、照明光束及び反射光束を反射し、固視光束を透過するビームスプリッタ(波長選択性ミラー)105のフィルター特性の例を示す。横軸に波長、縦軸に光の透過率を示す。照明光学系10の光源111,112の波長として、560nm,840nm等の透過率が約0%(反射率約100%)の波長を選択し、固視光学系70の光源71の波長として、400〜530nmの透過率約100%の波長を使用すれば、照明光束及び反射光束を反射し、固視光束を透過する良好な特性のフィルターとして用いることができる。これにより、固視光学系70の波長と測定に使用する照明光学系10及び受光光学系20等の波長を良好に分離できる。 FIG. 2 shows an example of filter characteristics of a beam splitter (wavelength selective mirror) 105 that reflects the illumination light beam and the reflected light beam and transmits the fixation light beam. The horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the light transmittance. As the wavelengths of the light sources 111 and 112 of the illumination optical system 10, a wavelength having a transmittance of about 0% (reflectance of about 100%) such as 560 nm and 840 nm is selected, and the wavelength of the light source 71 of the fixation optical system 70 is 400 If a wavelength of about 100% transmittance at ˜530 nm is used, it can be used as a filter with good characteristics that reflects the illumination light beam and the reflected light beam and transmits the fixation light beam. Thereby, the wavelength of the fixation optical system 70 and the wavelengths of the illumination optical system 10 and the light receiving optical system 20 used for measurement can be well separated.
光源部11は、複数の波長の光を発光し、複数の波長の光を切り替えて出射する。例えば波長の異なる光を発光する複数の光源111,112からの光を、それぞれファイバー121,122に入射し、ツリー型のファイバーカプラー13を使用して光路を切り替え、1本のファイバー123の出射端から出射させる。波長の切り替え、すなわち光路の切り替えは光源111,112の電源のオンオフにより行なう。なお、光源111,112の前に設けられた機械式のシャッターの開閉、又は音響光学式光変調器(Acousto−Optic Modulator:AOM)によるシャッターの開閉により行なっても良い。波長の切り替えは波長選択信号(○内に1、○内に2)で制御される。ここでは、複数の波長として、近赤外域の840nmと可視域の560nmを選択した。光源111として、近赤外域では、空間コヒーレンスが高く、時間コヒーレンスは高くないもので、輝度が高いものが望ましいことから、SLD(スーパールミネセンスダイオード)を用いた。また、光源112として、可視域では、光量が充分とれ取扱い易いことから、LED(発光ダイオード)を用いた。なお、レーザーの様に空間、時間ともコヒーレンスが高いものでも、回転拡散板や偏角プリズムなどを挿入することにより、適度に時間コヒーレンスを下げて利用できる。なお、光源及びファイバーカプラーの分岐を増やせば、可視域の複数の波長で選択や、より多くの波長での測定が可能である。 The light source unit 11 emits light of a plurality of wavelengths, and switches and emits the light of a plurality of wavelengths. For example, light from a plurality of light sources 111 and 112 that emit light of different wavelengths is incident on the fibers 121 and 122, respectively, and the optical path is switched using the tree-type fiber coupler 13, and the exit end of one fiber 123 The light is emitted from. The wavelength is switched, that is, the optical path is switched by turning on and off the power sources of the light sources 111 and 112. Note that the mechanical shutter provided in front of the light sources 111 and 112 may be opened or closed, or the shutter may be opened and closed by an acousto-optic modulator (AOM). Wavelength switching is controlled by a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯). Here, 840 nm in the near infrared region and 560 nm in the visible region were selected as the plurality of wavelengths. As the light source 111, an SLD (super luminescence diode) was used because it is desirable that the light source 111 has high spatial coherence in the near-infrared region, low temporal coherence, and high luminance. Further, as the light source 112, an LED (light emitting diode) is used because a sufficient amount of light is obtained in the visible range and is easy to handle. Even a laser with high coherence in both space and time can be used with a moderately reduced time coherence by inserting a rotating diffusion plate, a declination prism, or the like. If the branching of the light source and the fiber coupler is increased, it is possible to select at a plurality of wavelengths in the visible range and to measure at more wavelengths.
受光光学系20は、被検眼80の眼底81からの反射光束を受光し受光部21に導くためのものである。受光光学系20は、例えば、受光部21、ハルトマン板22、集光レンズ201、絞り202、集光レンズ203、反射板204、集光レンズ205を有する。また、被検眼80からビームスプリッタ104までは照明光学系10と共通光学系となっている。被測定眼80の球面成分、3次の非点収差、その他の高次収差までも測定するには、ハルトマン板22は、反射光束を少なくとも17本の複数の分割光束に分割するためのマイクロレンズアレイを有する。マイクロレンズアレイとして、例えば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用いられる。マイクロレンズアレイには、長焦点又は高感度のレンズを用いても良く、短焦点又は高密度のレンズを用いても良い。眼底81からの反射光束は、ハルトマン板22により複数の分割光束に分割され、各分割光束は受光部21の受光面上に集光する。受光部21は、ハルトマン板22で分割された複数の分割光束を受光する。受光部21で受光された受光信号(○内に4)による撮影画像を解析することにより、波面収差が求められ、波面収差の波長による変化から波面の色収差が求められる。受光信号(○内に4)は演算部90に送信される。また、集光レンズ201は絞り202を通過した反射光束を平行光束にしてハルトマン板22に導く。反射板204は受光部21に向かう反射光束の光軸の方向を光源部11からの照明光束の光軸の方向と一致させるためのものである。 The light receiving optical system 20 receives a reflected light beam from the fundus 81 of the eye 80 to be examined and guides it to the light receiving unit 21. The light receiving optical system 20 includes, for example, a light receiving unit 21, a Hartmann plate 22, a condensing lens 201, a diaphragm 202, a condensing lens 203, a reflecting plate 204, and a condensing lens 205. Further, from the eye 80 to the beam splitter 104, the illumination optical system 10 and the common optical system are used. In order to measure the spherical component, third-order astigmatism, and other higher-order aberrations of the eye 80 to be measured, the Hartmann plate 22 is a microlens for dividing the reflected light beam into at least 17 divided light beams. Having an array. As the micro lens array, for example, a plurality of micro Fresnel lenses arranged in a plane orthogonal to the optical axis is used. For the microlens array, a long focus or high sensitivity lens may be used, and a short focus or high density lens may be used. The reflected light beam from the fundus 81 is divided into a plurality of divided light beams by the Hartmann plate 22, and each divided light beam is condensed on the light receiving surface of the light receiving unit 21. The light receiving unit 21 receives a plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate 22. The wavefront aberration is obtained by analyzing a photographed image based on the light reception signal (4 in the circle) received by the light receiving unit 21, and the chromatic aberration of the wavefront is obtained from the change of the wavefront aberration depending on the wavelength. The light reception signal (4 in the circle) is transmitted to the calculation unit 90. The condensing lens 201 converts the reflected light beam that has passed through the diaphragm 202 into a parallel light beam and guides it to the Hartmann plate 22. The reflection plate 204 is for making the direction of the optical axis of the reflected light beam toward the light receiving unit 21 coincide with the direction of the optical axis of the illumination light beam from the light source unit 11.
被検眼80からの反射光束はビームスプリッタ104まで近軸的には照明光束と同じ光路を辿る。但し、シングルパス測定のときは、それぞれの光束径は違い、照明光束のビーム径は、反射光束に比べかなり細く設定される。照明光束のビーム径は、例えば、被検眼80の瞳位置で1mm程度、反射光束のビーム径は7mm程度になることもある。なお、光学系を適宜配置することで、ダブルパス測定を行なうこともできる。 The reflected light beam from the eye 80 follows the same optical path as the illumination light beam in paraxial direction to the beam splitter 104. However, in the single pass measurement, the respective light beam diameters are different, and the beam diameter of the illumination light beam is set to be considerably thinner than the reflected light beam. For example, the beam diameter of the illumination light beam may be about 1 mm at the pupil position of the eye 80 to be examined, and the beam diameter of the reflected light beam may be about 7 mm. Note that double-pass measurement can also be performed by appropriately arranging the optical system.
光学系移動手段15は、照明光学系10、受光光学系20及び後述する固視光学系70を含む図1の点線で囲まれた部分を一体的に移動させる。例えば、光源部11からの照明光束が眼底81で反射されたとして、その反射光束による受光部21での信号ピークが最大となる関係を維持して、受光部21での信号ピークが強くなる方向に移動し、強度が最大となる位置で停止するように調整する。一体的に移動させるには、照明光学系10、受光光学系20及び固視光学系70を1つのステージ上に構成すれば良い。この場合、各光学系の調整距離が微妙に異なる場合には別々に微調整できるようにするのが良い。なお、照明光学系10、受光光学系20、固視光学系70を別々に移動させるようにしても良い。光学系移動手段15は移動制御信号(○内に3)で制御される。 The optical system moving unit 15 integrally moves a portion surrounded by a dotted line in FIG. 1 including the illumination optical system 10, the light receiving optical system 20, and a fixation optical system 70 described later. For example, assuming that the illumination light beam from the light source unit 11 is reflected by the fundus 81, the relationship in which the signal peak at the light receiving unit 21 due to the reflected light beam is maximized is maintained, and the signal peak at the light receiving unit 21 increases. Move to, and adjust to stop at the position where the intensity is maximum. In order to move them integrally, the illumination optical system 10, the light receiving optical system 20, and the fixation optical system 70 may be configured on one stage. In this case, when the adjustment distances of the respective optical systems are slightly different, it is preferable that fine adjustment can be performed separately. The illumination optical system 10, the light receiving optical system 20, and the fixation optical system 70 may be moved separately. The optical system moving means 15 is controlled by a movement control signal (3 in ○).
前眼部照明系30は、例えば、プラチドリング(PLACIDO’S DISC)若しくはケラトリング等のリング状光源31又は点状光源を用いて前眼部82を所定パターンで照射するものである。プラチドリングは、複数の同心輪帯からなるパターンの指標を投影するためのものである。ケラトリングを用いた場合、ケラト像により角膜の曲率中心付近だけのパターンを得ることができる。なお、リング状光源31から発せられる光束の波長は、照明光学系10における照明光束の波長(ここでは560nm,840nm)と異なる領域の波長(例えば、940nm)を選択できる。リング状光源31は制御信号(○内に6)で制御される。 The anterior ocular segment illumination system 30 irradiates the anterior segment 82 in a predetermined pattern using, for example, a ring-shaped light source 31 such as Placido ring (PLACIDO'S DISC) or kerat ring or a point light source. The placido ring is for projecting a pattern index composed of a plurality of concentric annular zones. When keratoling is used, a pattern only in the vicinity of the center of curvature of the cornea can be obtained from the kerato image. The wavelength of the light beam emitted from the ring light source 31 can be selected from a wavelength (for example, 940 nm) in a region different from the wavelength of the illumination light beam (here, 560 nm, 840 nm) in the illumination optical system 10. The ring-shaped light source 31 is controlled by a control signal (6 in a circle).
前眼部観察系40は、前眼部照明系30で照射され、被検眼80の前眼部82から反射する反射光束を観察するためのものである。前眼部観察系40は、例えば、受光部41、テレセントリック絞り42、集光レンズ401〜403、ビームスプリッタ404を有する。また、被検眼80からビームスプリッタ106までは照明光学系10等と共通光学系となっている。受光部41は例えばCCDで構成され、プラチドリング、ケラトリング等のパターンが受光される。テレセントリック絞り42は、前眼部像がぼけないようにするための絞りである。また、集光レンズ401は反射光束を集光する光束にして受光部41に導く。受光部41は受光信号(○内に7)を演算部90に送信する。集光レンズ402と集光レンズ403の間に配設されたビームスプリッタ404は前眼部観察系40の反射光束を透過し、後述する第2の調整光学系60の出射光束を反射させるダイクロイックミラーで構成される。 The anterior ocular segment observation system 40 is for observing a reflected light beam that is irradiated by the anterior ocular segment illumination system 30 and reflected from the anterior segment 82 of the eye 80 to be examined. The anterior ocular segment observation system 40 includes, for example, a light receiving unit 41, a telecentric diaphragm 42, condenser lenses 401 to 403, and a beam splitter 404. Further, the optical system from the eye 80 to the beam splitter 106 is a common optical system with the illumination optical system 10 and the like. The light receiving unit 41 is constituted by a CCD, for example, and receives a pattern such as platid ring and kerat ring. The telecentric stop 42 is a stop for preventing an anterior ocular segment image from being blurred. The condensing lens 401 guides the reflected light beam to the light receiving unit 41 as a condensed light beam. The light receiving unit 41 transmits a light reception signal (7 within a circle) to the calculation unit 90. A beam splitter 404 disposed between the condensing lens 402 and the condensing lens 403 transmits a reflected light beam from the anterior ocular segment observation system 40 and reflects a light beam emitted from a second adjusting optical system 60 described later. Consists of.
第1の調整光学系50は、作動距離調整、すなわち被検眼80の位置(照明光学系10及び受光光学系20の光軸方向の位置)の調整を主に行なうものであって、光源部51、受光部52、集光レンズ501,502を有する。ここで、作動距離調整は、例えば、光源部51から出射された光束を集光レンズ501により平行光束とし被検眼80に向けて照射すると共に、この被検眼80からの反射光束を集光レンズ502を介して受光部52で受光することにより行われる。被検眼80が適正な作動距離にある場合、受光部52の光軸上に、光源部51からのスポット像が形成される。他方、被検眼80が適正な作動距離から前後に外れた場合、光源部51からのスポット像は、受光部52の光軸より上又は下に形成される。受光部52は、光源部51、光軸、受光部52を含む面内での光束位置の変化を検出できればいいので、例えば、この面内に配された1次元CCD、ポジションセンシングデバイス(PSD)等を使用できる。光源部51は制御信号(○内に9)で制御され、受光部52は受光信号(○内に10)を演算部90に送信する。受光信号(○内に10)は演算部90で作動距離調整に使用される。 The first adjusting optical system 50 mainly adjusts the working distance, that is, adjusts the position of the eye 80 to be examined (the position of the illumination optical system 10 and the light receiving optical system 20 in the optical axis direction). , A light receiving unit 52 and condenser lenses 501 and 502. Here, the working distance adjustment is performed, for example, by irradiating the light beam emitted from the light source unit 51 as a parallel light beam toward the eye 80 to be inspected by the condensing lens 501 and reflecting the light beam reflected from the eye 80 to be inspected. This is performed by receiving light at the light receiving unit 52 via the. When the eye 80 to be examined is at an appropriate working distance, a spot image from the light source unit 51 is formed on the optical axis of the light receiving unit 52. On the other hand, when the eye 80 to be examined deviates back and forth from an appropriate working distance, the spot image from the light source unit 51 is formed above or below the optical axis of the light receiving unit 52. The light receiving unit 52 only needs to be able to detect a change in the light beam position in the plane including the light source unit 51, the optical axis, and the light receiving unit 52. For example, a one-dimensional CCD and a position sensing device (PSD) arranged in this plane. Etc. can be used. The light source unit 51 is controlled by a control signal (9 within a circle), and the light receiving unit 52 transmits a light reception signal (10 within a circle) to the calculation unit 90. The light reception signal (10 in the circle) is used for adjusting the working distance by the calculation unit 90.
第2の調整光学系60は、例えば、被検眼80のXY方向(被検眼80近傍の照明光学系10及び受光光学系20の光軸と垂直な面内)のアライメント調整を行なうものであって、アライメント用光源部61と集光レンズ601を有する。また、被検眼80からビームスプリッタ404までは前眼部観察系40と共通光学系となっている。 The second adjustment optical system 60 performs, for example, alignment adjustment in the X and Y directions of the eye 80 (in the plane perpendicular to the optical axes of the illumination optical system 10 and the light receiving optical system 20 in the vicinity of the eye 80). The light source unit 61 for alignment and the condenser lens 601 are provided. Further, from the eye 80 to the beam splitter 404, a common optical system with the anterior segment observation system 40 is used.
固視光学系70は、例えば、被検眼80に、固視や雲霧をさせる為の視標を投影するためのものであって、光源部(例えば、ランプ)71、固視標72、集光レンズ701、反射板702を有する。光源部71からの光束で固視標72を眼底82に照射することにより、被検眼80にその像を観察させ、視線を固視標72に安定させる。また、被検眼80からビームスプリッタ105までは照明光学系10等と共通光学系となっている。反射板702は固視光学系70における光源部71からの出射光束の光軸の方向を、照明光学系10における光源部11からの照明光束の光軸の方向、及び受光光学系20における受光部21に向かう反射光束の光軸の方向と一致させるためのものである。光源部71は制御信号(○内に11)によって制御される。 The fixation optical system 70 is, for example, for projecting a target for fixation or clouding onto the eye 80 to be examined, and includes a light source unit (for example, a lamp) 71, a fixation target 72, and a condensing light. A lens 701 and a reflection plate 702 are provided. By irradiating the fundus 82 with the fixation target 72 with the light flux from the light source unit 71, the eye 80 is observed and the line of sight is stabilized on the fixation target 72. Further, the eye from the eye 80 to the beam splitter 105 is a common optical system with the illumination optical system 10 and the like. The reflecting plate 702 indicates the direction of the optical axis of the emitted light beam from the light source unit 71 in the fixation optical system 70, the direction of the optical axis of the illumination light beam from the light source unit 11 in the illumination optical system 10, and the light receiving unit in the light receiving optical system 20. This is for the purpose of matching the direction of the optical axis of the reflected light beam directed to 21. The light source unit 71 is controlled by a control signal (11 in a circle).
上述の光学系は、主に、入射光線が細いシングルパスとして説明したが、本実施の形態は、入射光線が太いダブルパスとしての波面収差測定に適用することも可能である。その際、光学系がダブルパス用構成で配置されるが、演算部90による測定・計算処理は同様である。 Although the above-described optical system has been mainly described as a single path with a thin incident light beam, the present embodiment can also be applied to wavefront aberration measurement as a double path with a large incident light beam. At that time, the optical system is arranged in a double-pass configuration, but the measurement / calculation processing by the calculation unit 90 is the same.
この光学系全体において、被検眼80の眼底、固視光学系70の固視標72、光源部11、受光部21が共役である。また、被検眼80の眼の瞳(虹彩)、ロータリープリズム108、受光光学系20のハルトマン板22、照明光学系10の絞り102が共役である。 In the entire optical system, the fundus of the eye 80 to be examined, the fixation target 72 of the fixation optical system 70, the light source unit 11, and the light receiving unit 21 are conjugate. The pupil (iris) of the eye 80 to be examined, the rotary prism 108, the Hartmann plate 22 of the light receiving optical system 20, and the stop 102 of the illumination optical system 10 are conjugate.
[電気系構成]
図3に、波面収差測定装置1の電気系の構成例を示す。
波面収差測定装置1は、演算部90と、制御部91と、入力部92と、表示部93と、記憶部94と、第1の駆動部95と、第2の駆動部96とを備える。
[Electrical system configuration]
In FIG. 3, the structural example of the electric system of the wavefront aberration measuring apparatus 1 is shown.
The wavefront aberration measuring apparatus 1 includes a calculation unit 90, a control unit 91, an input unit 92, a display unit 93, a storage unit 94, a first drive unit 95, and a second drive unit 96.
演算部90は、受光部21で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部901、波面収差演算部901で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部902、求めるべき波面の色収差が、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部903、再測定判定部903において、次回の測定を行なうと判定された場合には、追加又は変更する波長を選択する波長選択部904、受光部21又は受光部41で受光された各波長の光に基づいて測定された波面収差及びその他の測定データから被検眼に関する種々の光学特性を解析する光学特性解析部905を備える。光学特性解析部905では、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)、視力、瞳径、コントラスト感度等を解析する。 The calculation unit 90 calculates a wavefront aberration for the light of each wavelength received by the light receiving unit 21 and calculates the wavefront aberration, and the chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength determined by the wavefront aberration calculation unit 901. The chromatic aberration calculation unit 902 for determining whether or not the chromatic aberration of the wavefront to be calculated is sufficient for the measurement at the wavelength of the previous measurement or insufficient, and whether to perform the next measurement by adding or changing the wavelength is re-determined. When the measurement determination unit 903 and the remeasurement determination unit 903 determine that the next measurement is to be performed, each wavelength received by the wavelength selection unit 904, the light receiving unit 21, or the light receiving unit 41 that selects a wavelength to be added or changed. An optical characteristic analysis unit 905 that analyzes various optical characteristics related to the eye to be inspected from the wavefront aberration measured based on the light of the wavelength and other measurement data is provided. The optical characteristic analysis unit 905 analyzes, for example, a point spread coefficient (PSF), an MTF (Modulation Transfer Function) indicating transfer characteristics of the eye to be examined, visual acuity, pupil diameter, contrast sensitivity, and the like.
演算部90には、受光光学系20の受光部21からの受光信号(○内に4)と、前眼部観察系40の受光部41からの受光信号(○内に7)と、第1の調整光学系50の受光部52からの受光信号(○内に10)とが入力される。演算部90は、受光光学系20からの受光信号(○内に4)、前眼部観察系40からの受光信号(○内に7)に基づいて被検眼80の光学特性(例えば、波面収差、波面の色収差)を求める。また、第1の調整光学系50からの受光信号(○内に10)に基づいて被検眼80の作動距離を演算する。演算部90は、これら演算結果に応じた信号又は他の信号・データを、光学系及び電気系の制御を行なう制御部91と、表示部93と、記憶部94とにそれぞれ適宜出力する。 The calculation unit 90 includes a light reception signal from the light receiving unit 21 of the light receiving optical system 20 (4 within the circle), a light reception signal from the light receiving unit 41 of the anterior ocular segment observation system 40 (7 within the circle), and the first The light receiving signal (10 in circles) is input from the light receiving unit 52 of the adjusting optical system 50. The calculation unit 90 is configured to receive optical characteristics (for example, wavefront aberration) of the eye 80 based on the light reception signal from the light receiving optical system 20 (4 in circle) and the light reception signal from the anterior ocular segment observation system 40 (7 in circle). Wavefront chromatic aberration). Further, the working distance of the eye 80 to be examined is calculated based on the light reception signal from the first adjustment optical system 50 (10 in the circle). The calculation unit 90 appropriately outputs signals or other signals / data corresponding to the calculation results to the control unit 91 that controls the optical system and the electric system, the display unit 93, and the storage unit 94, respectively.
制御部91は、演算部90からの信号に基づいて、照明光学系10の光源111,112の点灯、消灯を制御したり、光学系移動手段15を制御したり、第1の調整光学系50の光源部51、第2の調整光学系60の光源部61、前眼部照明系30の光源31、固視光学系70の光源部71、第1の駆動部95及び第2駆動部96を制御したりするためのものである。制御部91は、演算部90での演算結果に応じた信号に基づいて制御を行なう。すなわち、照明光学系10の光源111,112に波長選択信号(○内に1、○内に2)を送信し、波長の切り替えを制御したり、第1の調整光学系50の光源部51、第2の調整光学系60の光源部61、前眼部照明系30の光源31、固視光学系70の光源部71に制御信号(それぞれ○内に9、○内に5、○内に6、○内に11)を送信して制御したり、第1の駆動部95を駆動してロータリープリズム108の回動を制御する回動制御信号(○内に8)を送信させたり、第2の駆動部96を駆動して光学系移動手段15に移動制御信号(○内に3)を送信させたりする。また、制御部91は波面収差測定装置1の機能を発揮させるための諸制御を行なう。さらに、制御用プログラムを用いて光源部11から出射される光の波長の切り替え等に関して自動制御を行なっても良い。 The control unit 91 controls turning on and off of the light sources 111 and 112 of the illumination optical system 10, controlling the optical system moving unit 15, and the first adjustment optical system 50 based on the signal from the calculation unit 90. Light source unit 51, light source unit 61 of second adjustment optical system 60, light source 31 of anterior segment illumination system 30, light source unit 71 of fixation optical system 70, first drive unit 95, and second drive unit 96. It is for controlling. The control unit 91 performs control based on a signal corresponding to the calculation result in the calculation unit 90. That is, a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯) is transmitted to the light sources 111 and 112 of the illumination optical system 10 to control wavelength switching, and the light source unit 51 of the first adjustment optical system 50, Control signals to the light source unit 61 of the second adjustment optical system 60, the light source 31 of the anterior segment illumination system 30, and the light source unit 71 of the fixation optical system 70 (9 within ○, 5 within ○, and 6 within ○, respectively). 11) is transmitted and controlled, and a rotation control signal (8 within 8) is transmitted to control the rotation of the rotary prism 108 by driving the first drive unit 95. The driving unit 96 is driven to transmit a movement control signal (3 in circles) to the optical system moving unit 15. The control unit 91 performs various controls for exhibiting the function of the wavefront aberration measuring apparatus 1. Furthermore, automatic control may be performed with respect to switching of the wavelength of light emitted from the light source unit 11 using a control program.
入力部92は、操作者が、各種データを入力するためのキーボード、表示部93に表示されたボタン、アイコン、位置、領域等を指示するためのポインティングデバイスを有する。表示部93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する。記憶部94は被検眼80に関するデータ、波面収差の演算や補正に用いるデータ、測定における設定データ等を記憶する。また、測定を自動的に行なう場合等の制御用プログラムを記憶することもできる。 The input unit 92 includes a keyboard for an operator to input various data, and a pointing device for instructing buttons, icons, positions, areas, and the like displayed on the display unit 93. The display unit 93 displays measurement results, calculation results, analysis results, a window for the operator to input and instruct data, and the like. The storage unit 94 stores data relating to the eye 80 to be examined, data used for wavefront aberration calculation and correction, measurement setting data, and the like. It is also possible to store a control program for performing measurement automatically.
第1の駆動部95は、ロータリープリズム108を回動させるものであり、図示しない適宜のレンズ移動手段に対して回動制御信号(○内に8)を出力してレンズ移動手段を駆動する。第2の駆動部96は、例えば、演算部90に入力された受光部21からの受光信号(○内に4)に基づいて、照明光学系10、受光光学系20及び固視光学系70の主要部を一体的に光軸方向に移動させる光学系移動手段15を駆動するものであり、光学系移動手段15に対して移動制御信号(○内に3)を出力して駆動する。受光光学系20等を光軸方向に移動させることにより、球面成分の補償を行なうことができる。 The first drive unit 95 rotates the rotary prism 108 and outputs a rotation control signal (8 in circles) to an appropriate lens moving unit (not shown) to drive the lens moving unit. For example, based on the light reception signal (4 in the circle) input from the light receiving unit 21 input to the calculation unit 90, the second drive unit 96 includes the illumination optical system 10, the light receiving optical system 20, and the fixation optical system 70. The optical system moving means 15 for moving the main part integrally in the optical axis direction is driven, and the optical system moving means 15 is driven by outputting a movement control signal (3 in circle). The spherical component can be compensated for by moving the light receiving optical system 20 and the like in the optical axis direction.
[測定フローチャート]
図4に、波面収差測定のフローチャートの例を示す。
被検者が測定位置に来て測定が開始されると、被検眼80を測定できる位置に波面収差測定装置1をアライメントする(S110)。このアライメントは、第1の調整光学系50及び第2の調整光学系60により行なわれ、手動でも自動でもよい。次に、測定開始のためトリガーがなされる(S120)。トリガーとしては、例えば、操作者による入力部92からの測定開始ボタンの操作により行なわれる。なお、演算部90でアライメントの終了信号を受けて行っても良い。トリガーに従い、照明光学系10、受光光学系20、前眼部照明系30、前眼部観察系40、固視光学系70等が測定可能な状態で待機する。次に、演算部90の波長選択部904により、照明光学系10の光源部11からの照明光束の波長が設定される(S130)。波長選択部904は測定に使用する単数又は複数の波長と測定を行なう波長の順序を設定し(これにより所定数、すなわち、測定に使用する波長数も設定される)、かつその都度の測定に用いる波長を選択する。ここでは、光源111は近赤外域の光源(波長840nm)、光源112は可視域の光源(波長560nm)とし、測定に使用する波長をこれらの光源の波長とし、所定数を2とする。通常の測定では、可視域の光での測定はまぶしいので、眼に優しい近赤外域の波長で測定される。近赤外域の光の測定で充分な結果が得られれば、近赤外域の光の測定だけで済ませることが望ましく、近赤外域の光の測定で充分な結果が得られない場合に、可視域の光での測定を行なうことが望ましい。また、選択すべき波長が複数ある場合には、長い波長から短い波長の順に測定が行われることが、眼への負担をできるだけ小さくでき望ましい。そこで、最初は光源111で測定を行なうこととする。制御部91は照明光学系10の光源111,112に波長選択信号(○内に1、○内に2)を送信し、光源111を点灯し、光源112を消灯する。次に、近赤外域の波長で波面収差の測定が行われる(S140)。波面収差測定(S140)は次のようである。まず、照明光学系10では、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に集光するように照射する(S141)。次に、受光光学系20では、眼底81からの反射光束をハルトマン板で複数の分割光束に分割し、複数の分割光束を受光部21で受光する(S142)。受光部21では演算部90に受光信号(○内に4)を送信する。次に、演算部90では、波面収差演算部901において、受光部21で受光された近赤外域における波長の光について波面収差を演算して求める(S143)。
[Measurement flow chart]
FIG. 4 shows an example of a flowchart of wavefront aberration measurement.
When the subject comes to the measurement position and the measurement is started, the wavefront aberration measuring apparatus 1 is aligned at a position where the eye 80 can be measured (S110). This alignment is performed by the first adjustment optical system 50 and the second adjustment optical system 60, and may be manual or automatic. Next, a trigger is made to start measurement (S120). The trigger is performed, for example, by an operation of a measurement start button from the input unit 92 by the operator. Note that the calculation unit 90 may receive the alignment end signal. According to the trigger, the illumination optical system 10, the light receiving optical system 20, the anterior ocular segment illumination system 30, the anterior ocular segment observation system 40, the fixation optical system 70, and the like are on standby. Next, the wavelength selection unit 904 of the calculation unit 90 sets the wavelength of the illumination light beam from the light source unit 11 of the illumination optical system 10 (S130). The wavelength selection unit 904 sets the order of one or a plurality of wavelengths used for measurement and the wavelength for measurement (this also sets a predetermined number, that is, the number of wavelengths used for measurement), and for each measurement. Select the wavelength to be used. Here, the light source 111 is a near-infrared light source (wavelength 840 nm), the light source 112 is a visible light source (wavelength 560 nm), the wavelength used for measurement is the wavelength of these light sources, and the predetermined number is two. In normal measurement, measurement with light in the visible range is dazzling, so it is measured at wavelengths in the near infrared range that are gentle to the eyes. If sufficient results can be obtained by measuring near-infrared light, it is desirable to only measure near-infrared light, and if sufficient results cannot be obtained by measuring near-infrared light, It is desirable to carry out measurement with light. In addition, when there are a plurality of wavelengths to be selected, it is desirable that the measurement be performed in the order of long wavelength to short wavelength because the burden on the eye can be minimized. Therefore, the measurement is first performed with the light source 111. The control unit 91 transmits a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯) to the light sources 111 and 112 of the illumination optical system 10 to turn on the light source 111 and turn off the light source 112. Next, wavefront aberration is measured at a wavelength in the near infrared region (S140). The wavefront aberration measurement (S140) is as follows. First, the illumination optical system 10 irradiates the illumination light beam emitted from the light source unit 11 so as to be focused on the fundus 81 of the eye 80 as a spot light (S141). Next, in the light receiving optical system 20, the reflected light beam from the fundus 81 is divided into a plurality of divided light beams by the Hartmann plate, and the plurality of divided light beams are received by the light receiving unit 21 (S142). The light receiving unit 21 transmits a light reception signal (4 in a circle) to the calculation unit 90. Next, in the calculation unit 90, the wavefront aberration calculation unit 901 calculates wavefront aberration for light having a wavelength in the near infrared region received by the light receiving unit 21 (S143).
波面収差の測定(S140)の後に、演算部90は、再測定判定部903において、所定数の波長で測定されたか否かを判定する(S150)。ここでは所定数は2である。再測定判定部903は波長数が所定数に達していない、すなわち未だ可視域における波長の光について測定がされていないと判定された場合には、波長選択部904において再度、光源部11からの照明光束の波長が設定(ここでは選択)される(S130)。この場合、先の設定工程(S130)で設定された測定に用いる波長の順序に従い波長が選択される。ここでは、光源112で測定を行なうものとし、制御部91は照明光学系10の光源111,112に波長選択信号(○内に1、○内に2)を送信し、光源111を消灯し、光源112を点灯する。次に、可視域の波長で波面収差の測定が行われる(S140)。波面収差測定(S140)内容は近赤外域の波長での波面収差の測定と同様(S141〜S143)である。波面収差の測定(S140)の後に、再測定判定部903により波長数が所定数に達したか否かを判定する(S150)。波長数が所定数に達したと判定されるまで波面収差の測定が繰り返される(S130〜S150)。ここでは所定数が2なので、波長数が所定数に達したと判定される。再測定判定部903により波長数が所定数に達したと判定された場合には、色収差演算部902にて波面収差演算部901で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差の解析が行なわれる(S160)。ここでは、基準波長(例えばd線587.56nmに近い測定波長560nm)での波面収差からの波長変化による差異を色収差として求めることとする。基準波長での波面収差は記憶部94に記憶しておき、色収差は各波長(ここでは、840nm及び560nm)で測定された波面収差から基準波長での波面収差を差し引いて求められる。例えばd線(587.56nm)に近い測定波長560nmを基準として、軸上色収差と波面での色収差を求める。各波長での色収差が求められれば、波面収差測定を終了する。なお、図4では、色収差の解析(S160)で終了するが、波面収差の測定結果、その他の測定結果に基づいて光学特性の解析を行なうこともできる。光学特性解析部905では、例えば、PSF、MTF、視力、瞳径、コントラスト感度等を解析する。これらの解析結果は、例えば、第5の実施の形態や第10の実施の形態における再測定判定に用いられる。 After the wavefront aberration measurement (S140), the calculation unit 90 determines whether or not the remeasurement determination unit 903 has measured at a predetermined number of wavelengths (S150). Here, the predetermined number is two. When the re-measurement determining unit 903 determines that the number of wavelengths does not reach the predetermined number, that is, the light having a wavelength in the visible range has not been measured yet, the wavelength selection unit 904 again outputs the light from the light source unit 11. The wavelength of the illumination light beam is set (selected here) (S130). In this case, wavelengths are selected according to the order of wavelengths used for measurement set in the previous setting step (S130). Here, it is assumed that measurement is performed by the light source 112, and the control unit 91 transmits a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯) to the light sources 111 and 112 of the illumination optical system 10, and turns off the light source 111. The light source 112 is turned on. Next, wavefront aberration is measured at a wavelength in the visible range (S140). The content of the wavefront aberration measurement (S140) is the same as the measurement of the wavefront aberration at the wavelength in the near infrared region (S141 to S143). After the measurement of wavefront aberration (S140), the remeasurement determination unit 903 determines whether the number of wavelengths has reached a predetermined number (S150). Wavefront aberration measurement is repeated until it is determined that the number of wavelengths has reached a predetermined number (S130 to S150). Here, since the predetermined number is 2, it is determined that the number of wavelengths has reached the predetermined number. When the re-measurement determination unit 903 determines that the number of wavelengths has reached a predetermined number, the chromatic aberration calculation unit 902 analyzes the wavefront chromatic aberration based on the wavefront aberration at each wavelength obtained by the wavefront aberration calculation unit 901. Is performed (S160). Here, a difference due to a wavelength change from a wavefront aberration at a reference wavelength (for example, a measurement wavelength 560 nm close to d-line 587.56 nm) is obtained as chromatic aberration. The wavefront aberration at the reference wavelength is stored in the storage unit 94, and the chromatic aberration is obtained by subtracting the wavefront aberration at the reference wavelength from the wavefront aberration measured at each wavelength (here, 840 nm and 560 nm). For example, axial chromatic aberration and chromatic aberration at the wavefront are obtained with reference to a measurement wavelength of 560 nm close to the d-line (587.56 nm). When the chromatic aberration at each wavelength is obtained, the wavefront aberration measurement is terminated. In FIG. 4, the analysis ends with the analysis of chromatic aberration (S160), but the optical characteristics can also be analyzed based on the measurement result of the wavefront aberration and other measurement results. The optical characteristic analysis unit 905 analyzes, for example, PSF, MTF, visual acuity, pupil diameter, contrast sensitivity, and the like. These analysis results are used, for example, for remeasurement determination in the fifth embodiment or the tenth embodiment.
[ゼルニケ解析とRMS]
波面収差W(X,Y)の測定では、ゼルニケ解析を用いる。ハルトマン板22を介して受光部21で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼80の光学特性を把握するための重要なパラメータであるゼルニケ係数ci 2j−iを算出する。演算部90は、波面収差演算部901において、ゼルニケ係数ci 2j−iを算出し、これを用いて球面収差、コマ収差、非点収差等の眼光学特性を求める。
[Zernike analysis and RMS]
Zernike analysis is used to measure the wavefront aberration W (X, Y). Based on the tilt angle of the light beam obtained by the light receiving unit 21 via the Hartmann plate 22, the Zernike coefficient c i 2j-i , which is an important parameter for grasping the optical characteristics of the eye 80 to be examined, is calculated. The calculation unit 90 calculates the Zernike coefficient c i 2j−i in the wavefront aberration calculation unit 901, and uses this to obtain eye optical characteristics such as spherical aberration, coma aberration, and astigmatism.
図5に波長560nm及び波長840nmにおける波面収差の測定値をゼルニケ係数表示した一覧表、図6に波長560nm及び波長840nmにおける波面収差の測定例のゼルニケ係数をグラフ化したものを示す。図5及び図6において、ci 2j−iをCik(k=2j−1)又はcik(k=2j−1)と表現している(なお、iは正整数であるが、kは正又は負の整数である)。この測定例では、波長560nmと波長840nmのゼルニケ係数ci 2j−i、すなわち、波面収差W(X,Y)に差異が生じていることがわかる。 FIG. 5 is a table in which measured values of wavefront aberration at wavelengths of 560 nm and 840 nm are displayed in Zernike coefficients. FIG. 6 is a graph showing Zernike coefficients of measurement examples of wavefront aberration at wavelengths of 560 nm and 840 nm. 5 and 6, c i 2j−i is expressed as Cik (k = 2j−1) or cik (k = 2j−1) (where i is a positive integer, k is positive or Negative integer). In this measurement example, it can be seen that there is a difference between the Zernike coefficients c i 2j−i of the wavelength 560 nm and the wavelength 840 nm, that is, the wavefront aberration W (X, Y).
つぎに、ゼルニケ解析について説明する。一般に知られているゼルニケ多項式からゼルニケ係数ci 2j−iを算出する方法について説明する。ゼルニケ係数ci 2j−iは、例えば、ハルトマン板22を介して受光部21で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼80の光学特性を把握するための重要なパラメータである。
被検眼80の波面収差W(X,Y)は、ゼルニケ係数ci 2j−i、ゼルニケ多項式Zi 2j−iを用いて次式で表される。
Next, Zernike analysis will be described. A method for calculating the Zernike coefficients c i 2j-i from a generally known Zernike polynomial will be described. The Zernike coefficient c i 2j−i is an important parameter for grasping the optical characteristics of the eye 80 based on, for example, the tilt angle of the light beam obtained by the light receiving unit 21 via the Hartmann plate 22.
The wavefront aberration W (X, Y) of the eye 80 to be examined is expressed by the following expression using the Zernike coefficient c i 2j−i and the Zernike polynomial Z i 2j−i .
また、波面収差W(X,Y)は、受光部21の縦横の座標を(x,y)、ハルトマン板22と受光部21の距離をf、受光部21で受光される点像の移動距離を(△x,△y)とすると、次式の関係が成り立つ。
ここで、ゼルニケ多項式Zi 2j−iは、以下の数式で表される。
なお、ゼルニケ係数ci 2j−iは、以下の数式で表される自乗誤差を最小にすることにより具体的な値を得ることができる。
ただし、W(X,Y):波面収差、(X,Y):ハルトマン板座標、(△x,△y):受光部21で受光される点像の移動距離、f:ハルトマン板22と受光部21との距離。 Where W (X, Y): wavefront aberration, (X, Y): Hartmann plate coordinates, (Δx, Δy): distance traveled by the point image received by the light receiving unit 21, f: Hartman plate 22 and light reception Distance to part 21.
また、演算部90は、ゼルニケ係数ci 2j−iを用いて次式により収差量RMSi 2j−iを算出する。
[光学特性解析]
光学特性解析部905では、例えば、点像分布係数(PSF)、被検眼80の伝達特性を示すMTF(Modulation Transfer Function)、視力、瞳径、コントラスト感度等を解析する。PSF、MTFは受光部21の出力からハルトマン板による点光源像に基づき求められる。PSFを記憶部94に記憶しておき、これを参照して視力シミュレーションを行なう。波面収差から得られた網膜像にPSFを重ね合わせる(例えば畳み込み積分する)ことにより、視力シミュレーション像を得ることができる。これらの光学特性は、被検眼80の状況を表わすものであり、IOLの使用などの発見を容易にし、また、再測定を行なうべきか否かの判定に使用される。
[Optical characteristics analysis]
The optical characteristic analysis unit 905 analyzes, for example, a point spread coefficient (PSF), MTF (Modulation Transfer Function) indicating transfer characteristics of the eye 80, visual acuity, pupil diameter, contrast sensitivity, and the like. PSF and MTF are obtained from the output of the light receiving unit 21 based on the point light source image by the Hartmann plate. The PSF is stored in the storage unit 94, and visual acuity simulation is performed with reference to the PSF. A visual acuity simulation image can be obtained by superimposing the PSF on the retinal image obtained from the wavefront aberration (for example, convolution integration). These optical characteristics represent the condition of the eye 80 to be examined, facilitate the discovery of the use of the IOL, and are used to determine whether or not remeasurement should be performed.
光学特性解析部905は、波面収差W(X,Y)に基づき瞳関数f(x,y)を次式により計算する。ここにkは波数ベクトルである。
光学特性解析部905は、ランドルト環(又は任意の像)の輝度分布関数Land(x,y)を計算する。Land(x,y)を2次元フーリエ変換して空間周波数分布FR(u,v)を求める。瞳関数f(x,y)に基づき、眼球の空間周波数分布OTFを算出し、ランドルト環(又は任意の像)の空間周波数分布FR(u,v)と眼球の空間周波数分布OTF(u,v)を次式のように掛け合わせることで、眼の光学系通過後の周波数分布OR(u,v)を求める。
FR(u,v)×OTF(u,v)→OR(u,v)
光学特性解析部905は、つぎに、OR(u,v)を2次元逆フーリエ変換してランドルト環(又は、任意の像)の輝度分布画像LandImage(X、Y)を求める。
The optical characteristic analysis unit 905 calculates a luminance distribution function Land (x, y) of the Landolt ring (or an arbitrary image). Land (x, y) is two-dimensionally Fourier transformed to obtain a spatial frequency distribution FR (u, v). The spatial frequency distribution OTF of the eyeball is calculated based on the pupil function f (x, y), and the spatial frequency distribution FR (u, v) of the Landolt ring (or any image) and the spatial frequency distribution OTF (u, v of the eyeball). ) To obtain the frequency distribution OR (u, v) after passing through the optical system of the eye.
FR (u, v) × OTF (u, v) → OR (u, v)
Next, the optical characteristic analysis unit 905 obtains a luminance distribution image LandImage (X, Y) of the Landolt ring (or any image) by two-dimensional inverse Fourier transform of OR (u, v).
つぎに、光学特性解析部905は先に求めたPSFを記憶部94を参照して求め、求めたPSFとLandImage(X,Y)とをコンボリュ−ションすることで新たな網膜像のシミュレーション像を得る。 Next, the optical characteristic analysis unit 905 obtains the previously obtained PSF with reference to the storage unit 94, and convolves the obtained PSF with LandImage (X, Y) to generate a new simulation image of the retina image. obtain.
光学特性解析部905はランドルト環原画像に対応して、テンプレートマッチングを行なう。テンプレート画像を設定し、記憶部94にランドルト環の大きさを示す識別子に対応してこのようなテンプレート画像を記憶する。光学特性解析部905は、設定されたランドルト環の大きさに従いテンプレート画像を記憶部94から読み取り、その空間周波数分布Temp(x,y)を求める。つぎに、Temp(x,y)の2次元フーリエ変換FT(u,v)を求める。網膜像のシミュレーションによる視標画像データの空間周波数分布の2次元フーリエ変換OR(u,v)を求め、OR(u,v)とテンプレートの空間周波数分布FT(u,v)とを次式のように掛け合わせ、OTmp(u,v)を求める。
OR(u,v)×FT(u,v)→OTmp(u,v)
The optical characteristic analysis unit 905 performs template matching corresponding to the Landolt ring original image. A template image is set, and such a template image is stored in the storage unit 94 corresponding to the identifier indicating the size of the Landolt ring. The optical characteristic analysis unit 905 reads the template image from the storage unit 94 according to the set size of the Landolt ring, and obtains the spatial frequency distribution Temp (x, y). Next, a two-dimensional Fourier transform FT (u, v) of Temp (x, y) is obtained. A two-dimensional Fourier transform OR (u, v) of the spatial frequency distribution of the target image data obtained by simulation of the retina image is obtained, and OR (u, v) and the spatial frequency distribution FT (u, v) of the template are expressed by the following equations. Thus, OTmp (u, v) is obtained.
OR (u, v) × FT (u, v) → OTmp (u, v)
光学特性解析部905は、OTmp(u,v)を2次元逆フーリエ変換を行ない、TmpIm(X,Y)(4a×4aの複素数行列)を求める。TmpIm(X,Y)の絶対値の最大値を取得して点数nとする。このような相関をとることにより、シミュレーション視標画像が原画像に近ければ点数が高く、ぼやけた場合はそれに応じて点数が低くなる。 The optical characteristic analysis unit 905 performs two-dimensional inverse Fourier transform on OTmp (u, v) to obtain TmpIm (X, Y) (4a × 4a complex number matrix). The maximum value of the absolute value of TmpIm (X, Y) is acquired and set as the score n. By taking such a correlation, if the simulation target image is close to the original image, the score is high, and if it is blurred, the score is lowered accordingly.
光学特性解析部905は、視力シミュレーションとしてコントラスト感度を算出することができる。波面収差に基づき眼球光学系のMTFであるMopt(r,s)を求め、求めたMTFに基づきコントラスト感度を算出する。また、算出したコントラスト感度を表示部93に表示する又は記憶部94に記憶する。 The optical characteristic analyzer 905 can calculate contrast sensitivity as a visual acuity simulation. Mopt (r, s) which is the MTF of the eyeball optical system is obtained based on the wavefront aberration, and the contrast sensitivity is calculated based on the obtained MTF. Further, the calculated contrast sensitivity is displayed on the display unit 93 or stored in the storage unit 94.
次に、MTF(Modulation transfer function)の算出について説明する。MTFは、空間周波数の伝達特性を示す指標であって、光学系の性能を表現するために広く使われている。このMTFは、例えば、1度当たり、0〜100本の正弦波状の濃淡格子に対しての伝達特性を求めることで見え方を予測することが可能である。以下に説明するように、単色MTFを用いてもよいし、白色MTFを用いてもよい。 Next, calculation of MTF (Modulation transfer function) will be described. The MTF is an index indicating the transfer characteristic of the spatial frequency and is widely used to express the performance of the optical system. For example, the MTF can be predicted in appearance by obtaining transfer characteristics for 0 to 100 sinusoidal gray gratings per degree. As described below, a monochromatic MTF or a white MTF may be used.
まず、単色MTFを波面収差W(x,y)から算出する。なお、W(x,y)は、入力値(測定値)であって、角膜収差に関しては、角膜形状から求めた角膜波面収差を用いることもできる。単色MTFを求めるに際し、光学特性解析部905は、瞳関数f(x,y)を波面収差から以下のように求める。
f(x,y)=eikW(x,y)
(i:虚数、k:波数ベクトル(2π/λ)、λ:波長)
このとき、スタイルス・クロフォード効果を考慮して(e−arp)2(aは、例えば0.05程度)をかけても良い。ここで、rpは瞳半径である。
First, the monochromatic MTF is calculated from the wavefront aberration W (x, y). Note that W (x, y) is an input value (measured value), and corneal wavefront aberration obtained from the corneal shape can be used as the corneal aberration. When obtaining the monochromatic MTF, the optical characteristic analysis unit 905 obtains the pupil function f (x, y) from the wavefront aberration as follows.
f (x, y) = e ikW (x, y)
(I: imaginary number, k: wave vector (2π / λ), λ: wavelength)
At this time, (e −arp ) 2 (a is about 0.05, for example) may be applied in consideration of the Styles Crawford effect. Here, r p is the radius of the pupil.
光学特性解析部905は、この瞳関数f(x,y)をフーリエ変換することにより点像の振幅分布U(u,v)を次式のように求める。
R:瞳から像点(網膜)までの距離
(u,v):像点Oを原点とし,光軸に直行する面内での座標値
(x,y):瞳面内の座標値 )
演算部210は、U(u,v)とその複素共役を掛けて、次式により点像強度分布(PSF)であるI(u,v)を求める。
I(u,v)=U(u,v)U*(u,v)
The optical characteristic analysis unit 905 obtains the amplitude distribution U (u, v) of the point image by the Fourier transform of the pupil function f (x, y) as follows:
The arithmetic unit 210 multiplies U (u, v) and its complex conjugate to obtain I (u, v) which is a point image intensity distribution (PSF) by the following equation.
I (u, v) = U (u, v) U * (u, v)
つぎに、光学特性解析部905は、次式のように、PSFをフーリエ変換(又は自己相関)して規格化することによりOTFを求める。
また、OTFの大きさがMTFであるため、
MTF(r,s)=|OTF(u,v)|
が成り立つ。
Also, since the size of OTF is MTF,
MTF (r, s) = | OTF (u, v) |
Holds.
つぎに、上述のように求められた単色MTFに基づいて、白色光MTFを算出する。白色光MTFを求めるには、まず、各波長でのMTFに重み付けをし、足し合わせる。ここで、上述のMTFは、波長ごとに値が異なるため、波長λでのMTFをMTFλと表わすと、
ここでは、可視光に多く重み付けをし、計算を行なう。
具体的には、色の3原色(RGB)である赤、緑、青が、例えば、656.27nm:1、587.56nm:2、及び486.13nm:1であるとすると、
MTF(r,s)=(1×MTF656.27+2×MTF587.56+1×MTF486.13)/(1+2+1)
となる。
Here, the visible light is heavily weighted for calculation.
Specifically, assuming that the three primary colors (RGB) of red, green, and blue are, for example, 656.27 nm: 1, 587.56 nm: 2, and 486.13 nm: 1,
MTF (r, s) = ( 1 × MTF 656.27 + 2 × MTF 587.56 + 1 × MTF 486.13) / (1 + 2 + 1)
It becomes.
また、白色光MTFは、一波長(840nm)のみで測定されるので、この測定結果に基づいて他の波長について校正を行ない、白色に補正することにより求めてもよい。具体的には、各波長でのMTFは、眼の収差の場合、測定波長が、例えば、840nmであるとき、模型眼により各波長840nmでの波面収差W840(x,y)からのずれ量に相当する色収差WΔ(x,y)を測定し、この色収差WΔ(x,y)にW840(x,y)を足し合わせ、この波面収差によりMTFを算出することにより求められる。すなわち、
Wλ(x,y)=W840(x,y)+WΔ(x,y)
となる。
Further, since the white light MTF is measured at only one wavelength (840 nm), it may be obtained by correcting other wavelengths based on this measurement result and correcting to white. Specifically, the MTF at each wavelength is the amount of deviation from the wavefront aberration W 840 (x, y) at each wavelength 840 nm by the model eye when the measurement wavelength is 840 nm in the case of eye aberration, for example. Is obtained by measuring the chromatic aberration W Δ (x, y) corresponding to the above, adding W 840 (x, y) to the chromatic aberration W Δ (x, y), and calculating the MTF from this wavefront aberration. That is,
W λ (x, y) = W 840 (x, y) + W Δ (x, y)
It becomes.
また、上述のように求められたPSF=I(u,v)に基づいて、白色光PSFを算出できる。白色光PSFを求めるには、まず、白色光MTFを求めたと同様に、各波長でのPSFに重み付けをし、足し合わせれば良い。重み付けは、例えば、波長ごとの視感度特性を利用する、もしくは、高齢者の場合は水晶体が黄ばんでいる場合があるため、黄ばんでいる眼に対する視感度特性を利用して重み付けをすることで、個々の被検眼に合わせた見えの客観的評価に使用できる。 Further, the white light PSF can be calculated based on PSF = I (u, v) obtained as described above. In order to obtain the white light PSF, first, as in the case of obtaining the white light MTF, the PSF at each wavelength may be weighted and added. Weighting uses, for example, the visibility characteristics for each wavelength, or in the case of elderly people, the crystalline lens may be yellowed, so by weighting using the visibility characteristics for the yellowed eyes, It can be used for objective evaluation of appearance according to each eye.
図7に白色PSFの例を示す。輪は白色PSFの等高線である。 FIG. 7 shows an example of white PSF. The circle is a white PSF contour.
図8に視力シミュレーション像の例を示す。図8(a)に原画像を、図8(b)にミュレーション像を示す。記憶部94に記憶したPSFを参照し、波面収差から得られた網膜像にPSFを重ね合わせる(例えば畳み込み積分する)ことにより、視力シミュレーション像を得られる。ミュレーション像は原画像に比してコントラスト感度が落ちている。 FIG. 8 shows an example of a visual acuity simulation image. FIG. 8A shows an original image, and FIG. 8B shows a simulation image. A visual acuity simulation image can be obtained by referring to the PSF stored in the storage unit 94 and superimposing the PSF on the retinal image obtained from the wavefront aberration (for example, convolution integration). The contrast sensitivity of the simulation image is lower than that of the original image.
次に、コントラスト感度について説明する。コントラスト感度は、次式で表される。
ここで、各パラメータは以下の通りである。Mopt(r、s):眼球光学系のMTF、k:S/N比:3、T:神経系の加重時間:0.1sec、X0:物体の視角:3.8deg、Xmax:空間加重の最大視角:12deg、Nmax:加重したときの最大周波数:15cycles、η:眼の光受容器の量子効率:0.3、p:光源の光子換算係数(CRT):1.24(液晶でも可)、E:網膜照度(Troland):50(cdm2)×r2π(mm)=50r2π(td)(r:瞳半径)100以下、Φ0:神経系ノイズのスペクトル密度:3×108sec・deg2、u0:側方抑制の空間周波数:7cycles/deg。この式を用いることにより眼球光学系によるコントラスト感度ではなく、他の要素(例えば、神経系)も加味した視覚系全体のコントラスト感度が予測できる。
空間周波数に対応する視覚系全体のコントラスト感度を求めることで、例えば、縞視標の見え具合を予測することができる。また、眼科医等は、例えば、表示部に表示されたコントラスト感度と自覚測定による感度とを比較することができる。
Here, each parameter is as follows. M opt (r, s): MTF of eyeball optical system, k: S / N ratio: 3, T: weighting time of nervous system: 0.1 sec, X 0 : viewing angle of object: 3.8 deg, X max : space Weighted maximum viewing angle: 12 deg, N max : Weighted maximum frequency: 15 cycles, η: Quantum efficiency of eye photoreceptor: 0.3, p: Photon conversion factor (CRT) of light source: 1.24 (liquid crystal E: Retinal illuminance (Trand): 50 (cdm 2 ) × r 2 π (mm) = 50 r 2 π (td) (r: pupil radius) 100 or less, Φ 0 : Spectral density of nervous system noise: 3 × 10 8 sec · deg 2 , u 0 : Spatial frequency of side suppression: 7 cycles / deg. By using this equation, it is possible to predict the contrast sensitivity of the entire visual system in consideration of other elements (for example, the nervous system), not the contrast sensitivity of the eyeball optical system.
By obtaining the contrast sensitivity of the entire visual system corresponding to the spatial frequency, for example, the appearance of the fringe target can be predicted. Moreover, the ophthalmologist or the like can compare the contrast sensitivity displayed on the display unit with the sensitivity by subjective measurement, for example.
以上により、本実施の形態によれば、近赤外域と可視域の光での眼の色収差、すなわち波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる装置及び方法を提供できる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an apparatus and a method capable of measuring the chromatic aberration of the eye in the near-infrared and visible light, that is, the change in the amount of aberration for each wavelength.
[第2の実施の形態]
第1の実施の形態は、照明光学系10の光源部11に、近赤外域の光を発光する1光源と可視域の光を発光する1光源の、合計2光源を使用する例を説明したが、第2の実施の形態は、照明光学系10の光源部11に、近赤外域の光を発光する1光源と可視域のそれぞれ異なる波長の光を発光する3光源の、合計4光源を使用し、これらを順次切り替えて測定を行なう例を説明する。第1の実施の形態と同じ部位については同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する(以下の実施の形態についても同様とする)。主として第1の実施の形態と異なる点について説明する。光学系の構成(図1参照)については、可視域の光を発光する3光源として赤、緑、青の光を発光するLED、又はF線(486.13nm)、d線(587.56nm)、e線(546.07nm)、C線(656.27nm)(このうち3波長を用いる)等を発光するレーザー若しくはSLD等を使用できる。4つの光源からの光を、それぞれ4つのファイバーに入射し、ツリー型のファイバーカプラーとして4分岐カプラーを使用して光路を切り替え、1本のファイバーの出射端から出射させる。また、波面収差測定のフローチャート(図4参照)については、波長の設定工程(S130)において、波長選択部904は測定に用いる4つの波長と測定を行なう順序を設定し(所定数も4に設定される)、設定された順序で測定に用いる波長を選択する。また、再測定判定部903では4つの波長での測定の後に所定数の波長で測定されたと判定され、その後に色収差演算部902で色収差の解析が行なわれる。このときの色収差は、測定光の中の1波長を選択する、又は波長ごとの測定結果をゼルニケ係数ごとに多項式フィッティングなどを行ない、d線(587.56nm)を基準にするなどで算出する。その他の構成及び処理フローは第1の実施の形態と同様であり、近赤外域と可視域の光での眼の色収差、すなわち波長ごとの収差量の変化の測定を行なえる装置及び方法を提供できる。なお、さらに多数の光源と多分岐カプラーを使用することにより、多数の波長での色収差を求めることも可能である。また、光源部11に複数の光源を使用する場合に、波長の切り替えを容易にできる。
[Second Embodiment]
1st Embodiment demonstrated the example which uses the light source part 11 of the illumination optical system 10 for a total of 2 light sources, 1 light source which light-emits the light of a near infrared region, and 1 light source which light-emits light of a visible region. However, in the second embodiment, the light source unit 11 of the illumination optical system 10 has a total of four light sources, one light source that emits light in the near infrared region and three light sources that emit light having different wavelengths in the visible region. An example will be described in which measurement is performed by sequentially switching them. The same reference numerals are used for the same parts as those in the first embodiment, and redundant description is omitted (the same applies to the following embodiments). Differences from the first embodiment will be mainly described. Regarding the configuration of the optical system (see FIG. 1), LEDs that emit red, green, and blue light as three light sources that emit light in the visible range, or F-line (486.13 nm) and d-line (587.56 nm) , E-line (546.07 nm), C-line (656.27 nm) (of which 3 wavelengths are used) or the like, or a laser or SLD can be used. Lights from four light sources are respectively incident on four fibers, a four-branch coupler is used as a tree-type fiber coupler, the optical path is switched, and the light is emitted from the exit end of one fiber. As for the wavefront aberration measurement flowchart (see FIG. 4), in the wavelength setting step (S130), the wavelength selection unit 904 sets the four wavelengths used for measurement and the order of measurement (the predetermined number is also set to 4). The wavelength used for the measurement is selected in the set order. The remeasurement determination unit 903 determines that the measurement has been performed at a predetermined number of wavelengths after the measurement at the four wavelengths, and then the chromatic aberration calculation unit 902 analyzes the chromatic aberration. The chromatic aberration at this time is calculated by selecting one wavelength in the measurement light, or by performing a polynomial fitting or the like for each Zernike coefficient on the measurement result for each wavelength and using the d-line (587.56 nm) as a reference. Other configurations and processing flow are the same as those in the first embodiment, and an apparatus and method for measuring eye chromatic aberrations in the near-infrared and visible light, that is, changes in the amount of aberration for each wavelength, are provided. it can. In addition, it is also possible to obtain chromatic aberration at a large number of wavelengths by using a large number of light sources and multi-branch couplers. Further, when a plurality of light sources are used for the light source unit 11, the wavelength can be easily switched.
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態は、照明光学系10の光源部11として波長可変レーザーを使用し、近赤外域の1波長と可視域のそれぞれ異なる3波長の光を選択し、これらの波長を切り替えて測定する例を説明する。第2の実施の形態と異なる点は、ツリー型のファイバーカプラーを使用せず、波長可変レーザーが出射する光の波長を切り替えて測定を行なう点である。光源部11からの出射波長の切り替えは、例えば測定すべき波長のみ透過するフィルターを取り替えて用いることにより、又は波長可変フィルターを用いることにより行なうその他の構成及び処理は第2の実施の形態と同様であり、同様の効果を奏する。なお、2つの波長可変レーザーと2分岐型のファイバーカプラーを組み合わせる等、適当に組み合わせて使用することも可能である。さらに多数のフィルターを使用することにより、多数の波長での色収差を求めることも可能である。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, a wavelength tunable laser is used as the light source unit 11 of the illumination optical system 10, and light of three wavelengths different from each other in the near infrared region and the visible region is selected, and these wavelengths are switched. An example of measurement will be described. The difference from the second embodiment is that measurement is performed by switching the wavelength of light emitted from the wavelength tunable laser without using a tree-type fiber coupler. Switching of the emission wavelength from the light source unit 11 is performed, for example, by replacing a filter that transmits only the wavelength to be measured, or by using a wavelength variable filter, and other configurations and processes are the same as in the second embodiment. It has the same effect. It is also possible to use a combination of two wavelength tunable lasers and a two-branch type fiber coupler. Further, by using a large number of filters, it is possible to obtain chromatic aberration at a large number of wavelengths.
図9に波長可変フィルターとして、液晶波長可変フィルター(特開2006−158547号公報参照)のバンドパス特性の例を示す。横軸に波長(nm)を、縦軸に透過率(%)を示す。液晶波長可変フィルターは、液晶への印加電圧を変化させることにより、透過波長を400〜720nmの範囲で選択可能である。図には、透過中心波長を10nmずつ変化させたときの透過光の変化の様子を示す。透過光の波長幅は約20nmであり、透過光量のピーク値は波長の増加に伴い、ほぼ単調に増加している。このフィルターは可視域をカバーできるので、近赤外域と可視域の2レーザーと2分岐カプラーとこのフィルターで光源部11を構成できる。 FIG. 9 shows an example of bandpass characteristics of a liquid crystal wavelength tunable filter (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-158547) as the wavelength tunable filter. The horizontal axis represents wavelength (nm), and the vertical axis represents transmittance (%). The liquid crystal wavelength tunable filter can select the transmission wavelength in the range of 400 to 720 nm by changing the voltage applied to the liquid crystal. The figure shows how the transmitted light changes when the transmission center wavelength is changed by 10 nm. The wavelength width of the transmitted light is about 20 nm, and the peak value of the amount of transmitted light increases almost monotonously with the increase in wavelength. Since this filter can cover the visible range, the light source unit 11 can be constituted by two filters in the near infrared range and the visible range, a two-branch coupler, and this filter.
図10に液晶波長可変フィルターの構成例を示す。液晶波長可変フィルターは液晶チューナブルフィルター(LCTF :Liquid Crystal Tunable Filter)を数段組み合わせることにより波長を選択する。1つのLCTFは偏光板で固定波長板と液晶可変波長板を挟んで構成され、この固定波長板と液晶可変波長板の偏光板となす角度は、発生する常光線と異常光線の光路長差が液晶可変波長板によりコントロールできるように45度に固定されている。 FIG. 10 shows a configuration example of the liquid crystal wavelength tunable filter. The liquid crystal wavelength tunable filter selects a wavelength by combining several stages of liquid crystal tunable filters (LCTF: Liquid Crystal Tunable Filter). One LCTF is composed of a polarizing plate with a fixed wavelength plate and a liquid crystal variable wavelength plate sandwiched between them. The angle between the fixed wavelength plate and the polarizing plate of the liquid crystal variable wavelength plate is the difference in the optical path length between the generated ordinary ray and extraordinary ray. It is fixed at 45 degrees so that it can be controlled by a liquid crystal variable wavelength plate.
1枚の波長板について、その厚みをdとすると常光線と異常光線の光路長差Rは次式のよに表される。
R=d×(n(e)−n(o))
ここに、n(e)は通常光線についての屈折率、n(o)は異常光線についての屈折率である。固定波長板と液晶可変波長板を組み合わせ、液晶可変波長板への印加電圧を変化させることによって光路長差Rが変化する。光路長差Rの光を偏光板により45度方向で取り出して干渉フィルター化している。
全体の透過率Tは波長をλとして次式のようになり、光路長差Rにより変化する。
T=(1/2)cos2(πR/λ)
When the thickness of one wave plate is d, the optical path length difference R between the ordinary ray and the extraordinary ray is expressed by the following equation.
R = d × (n (e) −n (o))
Here, n (e) is the refractive index for ordinary light, and n (o) is the refractive index for extraordinary light. The optical path length difference R is changed by combining the fixed wavelength plate and the liquid crystal variable wavelength plate and changing the voltage applied to the liquid crystal variable wavelength plate. Light having an optical path length difference R is extracted by a polarizing plate in a 45-degree direction to form an interference filter.
The total transmittance T is expressed by the following equation with the wavelength being λ, and varies with the optical path length difference R.
T = (1/2) cos 2 (πR / λ)
図11に液晶波長可変フィルターの波長選択方法の例を示す。出力される波長幅を狭める為に厚さの異なる波長板の組み合わせを数段(図の例では6段)重ねて、20nmの波長幅を実現している。図11(a)に6段の各LCTFのフィルター特性を重ねて示す。図11(b)に6段のLCTFを重ねた液晶波長可変フィルターのフィルター特性を示す。各LCTFの液晶可変波長板への印加電圧を変化することにより透過中心波長を任意に高速で変更でき、任意の波長成分の光を取り出すことができる。液晶波長可変フィルターは、入射光の偏光方向に影響されるので偏光した光を使用するときは、入射光の偏光角に対応したアライメントが必要である。この場合でも、液晶波長可変フィルターからの射出光は、入射光と同じ偏光方向に維持される。 FIG. 11 shows an example of the wavelength selection method of the liquid crystal wavelength tunable filter. In order to reduce the wavelength width to be output, a combination of wave plates having different thicknesses are stacked in several stages (six stages in the example in the figure) to realize a wavelength width of 20 nm. FIG. 11A shows the filter characteristics of each of the six stages of LCTFs. FIG. 11B shows the filter characteristics of a liquid crystal wavelength tunable filter in which six stages of LCTFs are stacked. By changing the voltage applied to the liquid crystal variable wavelength plate of each LCTF, the transmission center wavelength can be arbitrarily changed at high speed, and light having an arbitrary wavelength component can be extracted. Since the liquid crystal wavelength tunable filter is affected by the polarization direction of incident light, when using polarized light, alignment corresponding to the polarization angle of the incident light is necessary. Even in this case, the light emitted from the liquid crystal wavelength tunable filter is maintained in the same polarization direction as the incident light.
[第4の実施の形態]
第1の実施の形態では、測定する単数又は複数の波長を選択した後は、これらの波長について1回ずつ測定する例を説明したが、第4の実施の形態では、繰り返して連続的に測定を行なう例を説明する。例えば、制御部91でタイミングパルスを生成し、タイミングパルスに基づいて光源部11に切り替え信号を送信し、波面収差演算部901へ受光信号を送信するようにプログラミングすることにより、繰り返して連続的に測定を行なうことが可能になる。また、そのプログラムを記憶部94に記憶し、制御部91で読み出して使用する。その他の装置構成については第1の実施の形態と同様である。
[Fourth Embodiment]
In the first embodiment, after selecting one or a plurality of wavelengths to be measured, an example in which measurement is performed once for each of these wavelengths has been described. However, in the fourth embodiment, continuous measurement is repeatedly performed. An example of performing is described. For example, the control unit 91 generates a timing pulse, transmits a switching signal to the light source unit 11 based on the timing pulse, and is programmed to transmit a light reception signal to the wavefront aberration calculation unit 901, thereby repeatedly and continuously. Measurement can be performed. Further, the program is stored in the storage unit 94 and is read out and used by the control unit 91. Other apparatus configurations are the same as those in the first embodiment.
図12に、本実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。主として第1の実施の形態(図4参照)と異なる点について説明する。波面収差測定装置1のアライメント(S110)の次に、測定時間について初期設定を行なう(S115)。例えば、入力部92からキーボード等で測定時間を40秒と設定する。設定された測定時間は記憶部94に記憶される。測定開始トリガー(S120)及び波長選択部904での光源の波長設定(S130)から再測定判定部903での波長数の判定(S150)までの波面収差測定のループまでは第1の実施の形態と同様である。再測定判定部903により波長数が所定数に達したと判定された場合には、次に、再測定判定部903により測定時間が終了したか否かが判定される(S152)。再測定判定部903は測定に要した時間を記憶部94に記憶した測定時間と比較して、測定に要した時間が記憶部94に記憶した測定時間に満たないと判定された場合には、波長選択部904での光源の波長設定(S130)から再測定判定部903での波長数の判定(S150)までの波面収差測定のループが繰り返えされる。測定に要した時間が記憶部94に記憶した測定時間以上と判定された場合に波面収差の測定が終了する(S154)。次の色収差の解析(S160)は第1の実施の形態と同様であるが、各波長での測定が繰り返して連続して行なわれることにより、各波長につき複数のデータを利用して、経時変化の測定や統計処理ができる。また、光源部11から出射する光の波長の順序を予め定め、プログラム等で自動制御することにより、一連の測定を効率化できる。 FIG. 12 shows an example of a flowchart of wavefront aberration measurement in the present embodiment. Differences from the first embodiment (see FIG. 4) will be mainly described. Next to the alignment (S110) of the wavefront aberration measuring apparatus 1, the measurement time is initially set (S115). For example, the measurement time is set to 40 seconds from the input unit 92 using a keyboard or the like. The set measurement time is stored in the storage unit 94. The measurement start trigger (S120) and the wavefront aberration measurement loop from the wavelength setting (S130) of the light source in the wavelength selection unit 904 to the determination of the number of wavelengths in the remeasurement determination unit 903 (S150) are the first embodiment. It is the same. If the remeasurement determination unit 903 determines that the number of wavelengths has reached a predetermined number, then the remeasurement determination unit 903 determines whether the measurement time has ended (S152). When the remeasurement determination unit 903 compares the time required for measurement with the measurement time stored in the storage unit 94 and determines that the time required for measurement is less than the measurement time stored in the storage unit 94, The wavefront aberration measurement loop from the wavelength setting of the light source in the wavelength selection unit 904 (S130) to the determination of the number of wavelengths in the remeasurement determination unit 903 (S150) is repeated. When it is determined that the time required for the measurement is equal to or longer than the measurement time stored in the storage unit 94, the measurement of the wavefront aberration is completed (S154). The next analysis of chromatic aberration (S160) is the same as in the first embodiment, but the measurement at each wavelength is repeated and continuously performed, so that a plurality of data for each wavelength is used to change over time. Measurement and statistical processing. In addition, the order of the wavelengths of the light emitted from the light source unit 11 is determined in advance and automatically controlled by a program or the like, so that a series of measurements can be made efficient.
図13に繰り返して連続的に測定を行なう場合の制御信号のタイミングの例を示す。制御部91はCCDを用いてタイミング信号パルスを生成する。(a)にタイミング信号パルスを示す。パルス間隔は例えば30msecとする。制御部91はタイミング信号パルス毎に光源111及び光源112に交互に波長選択信号(○内に1、○内に2)を送信して、光源111及び光源112の点灯と消灯を制御する。(b)に光源111への波長選択信号(○内に1)を、(c)に光源112への波長選択信号(○内に2)を示す。光源111及び光源112は波長選択信号(○内に1、○内に2)が送信されている間に発光し、照明光学系10にて被検眼80を照射し、その反射光束が受光部21に受光され、受光信号(○内に4)が演算部90に送信される。演算部90では、受光信号を受けて、波面収差演算部901が波面収差を演算して求める。(d)に受光信号(○内に4)を示す。受光信号(○内に4)は異なる波長での信号をプラス信号とマイナス信号により区別して送信する。そして、これらの信号は繰り返して連続的に送信され、2つの波長で繰り返して連続的に測定が行なわれる。なお、光源数を3以上に増やして繰り返して連続的に測定を行なうようにすることも可能である。この場合、受光信号は例えば3以上のレベルに分けるようにする。 FIG. 13 shows an example of the timing of the control signal when measurement is repeated continuously. The controller 91 generates a timing signal pulse using a CCD. (A) shows timing signal pulses. For example, the pulse interval is 30 msec. The control unit 91 transmits a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯) alternately to the light source 111 and the light source 112 for each timing signal pulse, and controls turning on and off of the light source 111 and the light source 112. (B) shows the wavelength selection signal to the light source 111 (1 in the circle), and (c) shows the wavelength selection signal to the light source 112 (2 in the circle). The light source 111 and the light source 112 emit light while a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯) is transmitted, irradiates the eye 80 to be inspected by the illumination optical system 10, and the reflected light flux is received by the light receiving unit 21. The received light signal (4 in the circle) is transmitted to the calculation unit 90. In the calculation unit 90, the wavefront aberration calculation unit 901 receives the received light signal and calculates and calculates the wavefront aberration. (D) shows the received light signal (4 in the circle). The received light signal (4 in the circle) is transmitted by distinguishing signals at different wavelengths by a plus signal and a minus signal. These signals are repeatedly transmitted continuously, and measurements are continuously performed repeatedly at two wavelengths. It is also possible to increase the number of light sources to 3 or more and repeat measurement continuously. In this case, the received light signal is divided into three or more levels, for example.
[第5の実施の形態]
第1の実施の形態では、照明光学系10の波長の設定(S130)において、波長選択部904は測定に使用する波長と測定を行なう順序を設定する際に、設定を1度だけ行ない、2つの波長で1回ずつ測定する例を説明したが、本実施の形態では、設定を2度以上行ない、しかも、使用する波長が追加又は変更される例を説明する。例えば、再測定判定部903において、求めるべき波面収差が、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する。このため、照明光学系10の光源部11に、異なる波長の光を発光する複数の光源を使用し、ツリー型のファイバーカプラーを使用し、異なる波長の光を順次切り替えて測定を行なう。その他の装置(光学系及び電気系)構成については、第1の実施の形態と同様である。
[Fifth Embodiment]
In the first embodiment, in setting the wavelength of the illumination optical system 10 (S130), the wavelength selection unit 904 performs the setting only once when setting the wavelength used for measurement and the order of measurement. Although an example in which measurement is performed once at one wavelength has been described, in the present embodiment, an example in which setting is performed twice or more and a wavelength to be used is added or changed will be described. For example, the re-measurement determination unit 903 determines whether the wavefront aberration to be obtained is sufficient for the measurement at the previous measurement wavelength, or is insufficient, and whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength. . Therefore, the light source unit 11 of the illumination optical system 10 uses a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, uses a tree-type fiber coupler, and performs measurement by sequentially switching light of different wavelengths. Other apparatus (optical system and electrical system) configurations are the same as those in the first embodiment.
図14に、第5の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。第1の実施の形態(図4参照)と異なる点を主に説明する。まず、最初に近赤外域の波長(840nm)を設定し、次に可視域の波長(560nm)に設定する例を説明する。波面収差測定装置1のアライメント(S110)及び測定開始トリガー(S120)は第1の実施の形態と同様である。次に、波長選択部904での光源の波長設定(S130)では、最初に近赤外域の波長(840nm)に設定し、所定数を1とする。通常の測定では、可視域の光での測定はまぶしいので、眼に優しい近赤外域の波長で測定がなされる。近赤外域の光の測定で充分な結果が得られれば、近赤外域の光の測定だけで済ませることが望ましく、近赤外域の光の測定で充分な結果が得られない場合に、可視域の光での測定を行なうことが望ましい。そこで、最初は近赤外域の波長に設定し、光源111で測定を行なうこととする。制御部91は照明光学系10の光源111,112に波長選択信号(○内に1、○内に2)を送信し、光源111を点灯し、光源112を消灯する。次に、近赤外域の波長で波面収差の測定が行われる(S140)。波面収差測定(S140)では、眼底81に照明光束が照射され(S141)、反射光束が受光部21で受光され(S142)、波面収差演算部901により波面収差が求められる(S143)。次に、演算部90は、再測定判定部903において、所定数の波長で測定されたか否かを判定する(S150)。所定数の波長で測定されていないと判定された場合には光源の波長設定(S130)に戻り、所定数の波長で測定されたと判定されるまでループを辿る。ここでは所定数は1なので、再測定判定部903では所定数の波長で測定されたと判定される。次に、再測定判定部903は、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する(S155)。 FIG. 14 shows an example of a flowchart of wavefront aberration measurement in the fifth embodiment. Differences from the first embodiment (see FIG. 4) will be mainly described. First, an example will be described in which the near-infrared wavelength (840 nm) is set first, and then the visible wavelength (560 nm) is set. The alignment (S110) and measurement start trigger (S120) of the wavefront aberration measuring apparatus 1 are the same as those in the first embodiment. Next, in the wavelength setting (S130) of the light source in the wavelength selection unit 904, the wavelength is first set to the near-infrared wavelength (840 nm), and the predetermined number is set to 1. In normal measurement, since measurement with visible light is dazzling, measurement is performed at wavelengths in the near-infrared region that are gentle to the eyes. If sufficient results can be obtained by measuring near-infrared light, it is desirable to only measure near-infrared light, and if sufficient results cannot be obtained by measuring near-infrared light, It is desirable to carry out measurement with light. Therefore, at first, the wavelength is set to the near-infrared region, and measurement is performed with the light source 111. The control unit 91 transmits a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯) to the light sources 111 and 112 of the illumination optical system 10 to turn on the light source 111 and turn off the light source 112. Next, wavefront aberration is measured at a wavelength in the near infrared region (S140). In the wavefront aberration measurement (S140), the fundus 81 is irradiated with the illumination light beam (S141), the reflected light beam is received by the light receiving unit 21 (S142), and the wavefront aberration calculating unit 901 obtains the wavefront aberration (S143). Next, the calculation unit 90 determines whether or not the remeasurement determination unit 903 has measured at a predetermined number of wavelengths (S150). When it is determined that the measurement is not performed at the predetermined number of wavelengths, the process returns to the wavelength setting of the light source (S130), and the loop is followed until it is determined that the measurement is performed at the predetermined number of wavelengths. Here, since the predetermined number is 1, the remeasurement determination unit 903 determines that the measurement has been performed at the predetermined number of wavelengths. Next, the re-measurement determination unit 903 determines whether the measurement at the previous measurement wavelength is sufficient or insufficient and whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength (S155).
再測定判定部903において、次回の測定を行なうと判定された場合には、光源の波長設定(S130)に戻り、波長選択部904において追加又は変更する波長を設定する。ここでは、可視域の波長(560nm)に設定し、所定数を1とすることとする。光源112で測定を行なうものとし、制御部91は照明光学系10の光源111,112に波長選択信号(○内に1、○内に2)を送信し、光源111を消灯し、光源112を点灯する。次に、可視域の波長で波面収差の測定が行われる(S140)。波面収差測定(S140)では、眼底81に照明光束が照射され(S141)、反射光束が受光部21で受光され(S142)、波面収差演算部901により波面収差が求められる(S143)。次に、演算部90は、再測定判定部903において、所定数の波長で測定されたか否かを判定する(S150)。所定数の波長で測定されていないと判定された場合には光源の波長設定(S130)に戻り、所定数の波長で測定されたと判定されるまでループを辿る。ここでは所定数は1なので、再測定判定部903では所定数の波長で測定されたと判定される。この場合は、次に、再測定判定部903は、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する(S155)。再測定判定部903において、次回の測定を行なうと判定された場合には、光源の波長設定(S130)に戻り、波長選択部904において追加又は変更する波長を選択する。再測定判定部903において前回までの測定の波長における測定で充分であると判定された場合には、色収差演算部902にて波面収差演算部901で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差の解析が行なわれる(S160)。色収差の解析については、例えば、F線(486.13nm)、d線(587.56nm)、e線(546.07nm)、C線(656.27nm)又はこれらに近い波長で波面収差を測定した場合には、d線又はこれに近い波長(560nm)を基準として、軸上色収差と波面での色収差を求める。 If the re-measurement determination unit 903 determines that the next measurement is to be performed, the process returns to the light source wavelength setting (S130), and the wavelength selection unit 904 sets the wavelength to be added or changed. Here, the wavelength is set to a visible wavelength (560 nm), and the predetermined number is set to 1. It is assumed that measurement is performed with the light source 112, and the control unit 91 transmits a wavelength selection signal (1 in ◯, 2 in ◯) to the light sources 111 and 112 of the illumination optical system 10, turns off the light source 111, and turns off the light source 112. Light. Next, wavefront aberration is measured at a wavelength in the visible range (S140). In the wavefront aberration measurement (S140), the fundus 81 is irradiated with the illumination light beam (S141), the reflected light beam is received by the light receiving unit 21 (S142), and the wavefront aberration calculating unit 901 obtains the wavefront aberration (S143). Next, the calculation unit 90 determines whether or not the remeasurement determination unit 903 has measured at a predetermined number of wavelengths (S150). When it is determined that the measurement is not performed at the predetermined number of wavelengths, the process returns to the wavelength setting of the light source (S130), and the loop is followed until it is determined that the measurement is performed at the predetermined number of wavelengths. Here, since the predetermined number is 1, the remeasurement determination unit 903 determines that the measurement has been performed at the predetermined number of wavelengths. In this case, next, the re-measurement determination unit 903 determines whether the measurement at the wavelength of the previous measurement is sufficient or insufficient, and whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength ( S155). If the remeasurement determination unit 903 determines that the next measurement is to be performed, the process returns to the wavelength setting (S130) of the light source, and the wavelength selection unit 904 selects the wavelength to be added or changed. If the re-measurement determination unit 903 determines that the measurement at the wavelength of the previous measurement is sufficient, the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength obtained by the wavefront aberration calculation unit 901 in the chromatic aberration calculation unit 902 The chromatic aberration is analyzed (S160). For analysis of chromatic aberration, for example, wavefront aberration was measured at the F-line (486.13 nm), d-line (587.56 nm), e-line (546.07 nm), C-line (656.27 nm), or a wavelength close to these. In this case, axial chromatic aberration and chromatic aberration at the wavefront are obtained with reference to the d-line or a wavelength close to this (560 nm).
図15に色収差が発生している例として、光軸を含む面内でy軸(眼の上下方向)上での、瞳上の各入射位置の光での光軸との交点の近軸焦点位置からのずれ量(球面収差)を波長ごとにグラフ化した例を示す。横軸に近軸焦点位置からのずれ量(mm)、縦軸に光線が入射する瞳上でのy軸上の相対位置(解析瞳孔半径を1とする)の値を示す。これは7波長(500nm〜850nm)の例である。波長ごとに異なる色収差が得られている。これにより波長ごとの球面収差の特徴の差、色収差の程度がわかる。 As an example in which chromatic aberration occurs in FIG. 15, the paraxial focal point of the intersection with the optical axis at the light at each incident position on the pupil on the y-axis (vertical direction of the eye) in the plane including the optical axis. The example which graphed the deviation | shift amount (spherical aberration) from a position for every wavelength is shown. The horizontal axis indicates the amount of deviation (mm) from the paraxial focal position, and the vertical axis indicates the relative position on the y-axis on the pupil where the light ray is incident (analysis pupil radius is 1). This is an example of 7 wavelengths (500 nm to 850 nm). Different chromatic aberration is obtained for each wavelength. Thereby, the difference in the characteristics of spherical aberration for each wavelength and the degree of chromatic aberration are known.
再測定判定部903において、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきか否かの判定(S155)の判断基準として、例えば、受光光学系20の受光部21の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて判定できる。すなわち、受光光のスポットが分離されている場合、ボケの程度が大きい場合に、再測定するように判定する。また、例えば、波面収差演算部901で求められた複数の波長における波面収差の波長による変化に基づいて判定できる。すなわち、波長による変化が大きい場合に再度測定するように判定する。例えば、波長による変化から可視域での波面収差を予測できない場合に再度測定するように判定する。これにより、前回までの測定結果から、次回の測定の是非を判断でき、また、次回の波面収差測定に適した波長を選択できる。 In the re-measurement determination unit 903, as a criterion for determining whether or not the measurement at the wavelength of the previous measurement is sufficient or insufficient and whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength (S155). For example, the determination can be made based on the separation state or blurring state of the received light on the light receiving surface of the light receiving unit 21 of the light receiving optical system 20. That is, when the spot of the received light is separated, when the degree of blur is large, it is determined to remeasure. Further, for example, the determination can be made based on the change of the wavefront aberration at a plurality of wavelengths obtained by the wavefront aberration calculator 901. That is, it is determined to measure again when the change due to the wavelength is large. For example, when the wavefront aberration in the visible region cannot be predicted from the change due to the wavelength, it is determined to measure again. Thereby, it is possible to determine whether or not the next measurement is appropriate from the previous measurement results, and it is possible to select a wavelength suitable for the next wavefront aberration measurement.
図16はボケの程度の判定を説明するための図である。図16(a)に、受光部21の受光面での受光光のボケ状況の例を示す。ボケ状況の程度は、例えば、図16(b)に示すように、点像強度分布(PSF)における半値部分の面積で評価でき、半値部分の面積を閾値と比較して、再度測定するか否かを判定できる。受光光の分離又はボケは、被検眼80に回折型IOL等が使用されている場合に生じ得る。したがって、受光光の分離又はボケの状況から回折型IOL等の使用を発見し易い。 FIG. 16 is a diagram for explaining the determination of the degree of blur. FIG. 16A shows an example of a blurred state of received light on the light receiving surface of the light receiving unit 21. For example, as shown in FIG. 16B, the degree of blur can be evaluated by the area of the half-value portion in the point image intensity distribution (PSF), and whether the area of the half-value portion is compared with a threshold value and measured again. Can be determined. The separation or blurring of the received light may occur when a diffractive IOL or the like is used for the eye 80 to be examined. Therefore, it is easy to find the use of a diffractive IOL or the like from the situation of separation or blur of received light.
[第6の実施の形態]
第5の実施の形態では、照明光学系10の波長の設定(S130)において、波長選択部904は設定を2度以上行ない、最初に近赤外域の波長(840nm)を設定し、次に可視域の波長(560nm)に設定する例を説明したが、第6の実施の形態では、最初に近赤外域の波長を設定し、次に可視域の3つの波長に設定する例を説明する。主として第5の実施の形態と異なる点について説明する。可視域の光を発光する3光源として赤、緑、青の光を発光するLED、又はF線(486.13nm)、d線(587.56nm)、e線(546.07nm)、C線(656.27nm)等を発光する(このうち3波長を用いる)レーザー若しくはSLDなどを使用できる。4つの光源からの光を、それぞれ4つのファイバーに入射し、ツリー型のファイバーカプラーとして、4分岐カプラー使用して光路を切り替え、1本のファイバーの出射端から出射させる。また、8つの光源と8分岐カプラー使用することも、16の光源と16分岐カプラー使用することも可能である。また、波面収差測定の再測定判定部903において、次回の測定を行なうべきか否かの判定(S155)で、次回の測定を行なうべきと判定された場合には、波長の設定工程(S130)において、波長選択部904は追加又は変更する波長を選択する。ここでは、波長選択部904は測定に用いる3つの波長と測定を行なう順序を設定し(所定数も3に設定される)、設定された順序で測定に用いる波長を選択する。また、再測定判定部903での第2回目以後の、次回の測定を行なうべきか否かの判定(S155)において、再度次回の測定を行なうべきと判定することもできる。この場合、第3回目以後の波長の設定(S130)において、さらに多くの波長を設定することも可能である。また、先の波長の設定と後の波長の設定で同じ波長を重複して設定することも可能である。なお、波長選択部904は、前回までの測定で得られた波面収差の波長による変化が小さいところでは粗い波長間隔で、波面収差の波長による変化が大きいところでは細かい波長間隔で追加又は変更する波長を選択すると、波面収差の波長による変化の様子が的確にわかる。
[Sixth Embodiment]
In the fifth embodiment, in the setting of the wavelength of the illumination optical system 10 (S130), the wavelength selection unit 904 performs the setting twice or more, first sets the near-infrared wavelength (840 nm), and then visible. In the sixth embodiment, an example is described in which the near-infrared wavelength is first set and then the visible wavelength is set to three wavelengths. Differences from the fifth embodiment will be mainly described. LEDs that emit red, green, and blue light as three light sources that emit light in the visible range, or F line (486.13 nm), d line (587.56 nm), e line (546.07 nm), C line ( 656.27 nm) or the like (of which 3 wavelengths are used) or SLD can be used. Lights from four light sources are incident on four fibers, respectively, and a four-branch coupler is used as a tree-type fiber coupler to switch the optical path, and the light is emitted from the exit end of one fiber. Also, it is possible to use eight light sources and eight branch couplers, or sixteen light sources and 16 branch couplers. If the wavefront aberration measurement re-measurement determination unit 903 determines that the next measurement should be performed in the determination of whether or not the next measurement should be performed (S155), the wavelength setting step (S130). The wavelength selection unit 904 selects a wavelength to be added or changed. Here, the wavelength selection unit 904 sets the three wavelengths used for measurement and the order of measurement (a predetermined number is also set to 3), and selects the wavelengths used for measurement in the set order. Further, in the determination (S155) whether or not the next measurement should be performed after the second time in the remeasurement determination unit 903, it can be determined that the next measurement should be performed again. In this case, more wavelengths can be set in the third and subsequent wavelength settings (S130). It is also possible to set the same wavelength by overlapping the previous wavelength setting and the subsequent wavelength setting. Note that the wavelength selection unit 904 adds or changes the wavelength at a coarse wavelength interval where the change due to the wavelength of the wavefront aberration obtained in the previous measurement is small, and at a fine wavelength interval where the change due to the wavelength of the wavefront aberration is large. When is selected, the state of the wavefront aberration depending on the wavelength can be accurately understood.
図17に、多波長で測定を行なった場合の各ゼルニケ係数の色収差グラフの例を示す。図17(a)にゼルニケ係数c2 −2の例、図17(b)にゼルニケ係数c2 0の例を示す。この色収差はd線(587.56nm)での波面収差を基準にして、各波長での測定値からd線(587.56nm)での波面収差を差し引いて求めたものである。波長500nm〜1000nmの間でゼルニケ係数が変化している。グラフは、波長ごとの各ゼルニケ係数の結果を多項式フィッティングなどを行って表示している。 FIG. 17 shows an example of a chromatic aberration graph of each Zernike coefficient when measurement is performed at multiple wavelengths. FIG. 17A shows an example of the Zernike coefficient c 2 -2 , and FIG. 17B shows an example of the Zernike coefficient c 2 0 . This chromatic aberration is obtained by subtracting the wavefront aberration at the d-line (587.56 nm) from the measured value at each wavelength with reference to the wavefront aberration at the d-line (587.56 nm). The Zernike coefficient changes between wavelengths of 500 nm to 1000 nm. The graph displays the result of each Zernike coefficient for each wavelength by performing polynomial fitting or the like.
[第7の実施の形態]
第7の実施の形態では、眼内部の色収差測定を行なう例を説明する。本実施の形態では、照明光学系(第1の照明光学系)10の照明光束(第1の照明光束)を眼底81に照射し、受光光学系(第1の受光光学系)20で眼底81からの反射光束を受光部21(第1の受光部)で受光することに加えて、前眼部照明系(第2の照明光学系)30の照明光束(第2の照明光束)を角膜82に照射し、前眼部観察系(第2の受光光学系)40で角膜82からの反射光束を受光部(第2の受光部)41で受光する。これにより、眼底81からの波面収差(第1の波面収差)と角膜82からの角膜収差(第2の波面収差)を共に測定し、眼底81からの波面収差(第1の波面収差)から角膜82からの角膜収差(第2の波面収差)を差し引くことにより眼内部の波面収差を求められる。これを各波長について求めることにより眼内部の色収差を求められる。
[Seventh Embodiment]
In the seventh embodiment, an example of measuring chromatic aberration in the eye will be described. In the present embodiment, the fundus 81 is irradiated with the illumination light beam (first illumination light beam) of the illumination optical system (first illumination optical system) 10, and the fundus 81 is received by the light receiving optical system (first light receiving optical system) 20. In addition to receiving the reflected light beam from the light receiving unit 21 (first light receiving unit), the illumination light beam (second illumination light beam) of the anterior ocular segment illumination system (second illumination optical system) 30 is cornea 82. The reflected light beam from the cornea 82 is received by the light receiving part (second light receiving part) 41 by the anterior ocular segment observation system (second light receiving optical system) 40. As a result, the wavefront aberration (first wavefront aberration) from the fundus 81 and the corneal aberration (second wavefront aberration) from the cornea 82 are both measured, and the cornea from the wavefront aberration (first wavefront aberration) from the fundus 81 is measured. By subtracting the corneal aberration (second wavefront aberration) from 82, the wavefront aberration inside the eye can be obtained. By obtaining this for each wavelength, the chromatic aberration inside the eye can be obtained.
図18に第7の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。主として第1の実施の形態(図4参照)と異なる点を説明する。波面収差測定装置1のアライメント(S110)及び測定開始のトリガー(S120)は第1の実施の形態と同様である。測定開始のトリガー(S120)の後に角膜収差(第2の波面収差)の測定を行なう(S125)。角膜収差の測定(S125)は、前眼部照明系(第2の照明光学系)30の照明光束(第2の照明光束)を角膜82に照射し、前眼部観察系(第2の受光光学系)40で角膜82からの反射光束を受光部(第2の受光部)41で受光し、受光信号(○内に7)を演算部90に送信し、演算部90の波面収差演算部901で波面収差を演算することにより行なわれる。例えば光源31は近赤外の波長950nmを用い、角膜からの反射光を受光部41で受光し、波面収差演算部901で受光信号から角膜形状を算出し、その後各波長の波面収差に変換する。角膜収差の測定において、例えば、角膜の屈折率、アッベ数は一般的な値(屈折率1.3375、アッベ数57.1)を使用する。次に、波面収差の測定のループ(S130〜S150)に入る。このループ(S130〜S150)の処理内容は第1の実施の形態と同様である。波面収差測定(S140)では、照明光学系(第1の照明光学系)10の照明光束(第1の照明光束)を眼底81に照射し(S141)、受光光学系(第1の受光光学系)20で眼底81からの反射光束を受光部21(第1の受光部)で受光し(S142)、波面収差演算部901で波面収差を演算して求める。波面収差の測定のループ(S130〜S150)での、再測定判定部903による波長数が所定数に達したか否かの判定(S150)で、波長数が所定数に達したと判定されると、各波長での内部収差の算出が行なわれる(S162)。すなわち、色収差演算部902にて、各波長において眼底81からの波面収差(第1の波面収差)から角膜からの角膜収差(第2の波面収差)を差し引くことにより眼内部の波面収差が求められる。そして、眼内部の波面収差の波長による変化から眼内部の色収差が求められる(S164)。これにより、角膜の曲率の影響を除いた眼の内部の色収差の測定ができる。なお、ここでは、照明光源系10の光源部11が2光源を用いる例を説明したが、多数の光源や波長可変レーザーを使用して、多数の波長における眼内部の色収差を求めることも可能である。 FIG. 18 shows an example of a flowchart of wavefront aberration measurement in the seventh embodiment. Differences from the first embodiment (see FIG. 4) will be mainly described. The alignment (S110) and measurement start trigger (S120) of the wavefront aberration measuring apparatus 1 are the same as those in the first embodiment. After the trigger for starting measurement (S120), corneal aberration (second wavefront aberration) is measured (S125). The measurement of corneal aberration (S125) is performed by irradiating the cornea 82 with the illumination light beam (second illumination light beam) of the anterior ocular segment illumination system (second illumination optical system) 30 and the anterior ocular segment observation system (second light reception). An optical system) 40 receives a reflected light beam from the cornea 82 by a light receiving unit (second light receiving unit) 41, transmits a received light signal (7 within ○) to the calculation unit 90, and a wavefront aberration calculation unit of the calculation unit 90 This is done by calculating wavefront aberration at 901. For example, the light source 31 uses a near-infrared wavelength of 950 nm, the reflected light from the cornea is received by the light receiving unit 41, the corneal shape is calculated from the received light signal by the wavefront aberration calculating unit 901, and then converted into wavefront aberration of each wavelength. . In the measurement of corneal aberration, for example, general values (refractive index 1.3375, Abbe number 57.1) are used for the refractive index and Abbe number of the cornea. Next, a wavefront aberration measurement loop (S130 to S150) is entered. The processing contents of this loop (S130 to S150) are the same as those in the first embodiment. In the wavefront aberration measurement (S140), the illumination light beam (first illumination light beam) of the illumination optical system (first illumination optical system) 10 is irradiated to the fundus 81 (S141), and the light reception optical system (first light reception optical system). ) 20, the reflected light beam from the fundus 81 is received by the light receiving unit 21 (first light receiving unit) (S 142), and the wavefront aberration calculating unit 901 calculates and calculates the wavefront aberration. In the wavefront aberration measurement loop (S130 to S150), the remeasurement determination unit 903 determines whether the number of wavelengths has reached a predetermined number (S150), and determines that the number of wavelengths has reached the predetermined number. Then, the internal aberration at each wavelength is calculated (S162). That is, the chromatic aberration calculator 902 obtains the wavefront aberration inside the eye by subtracting the corneal aberration (second wavefront aberration) from the cornea from the wavefront aberration (first wavefront aberration) from the fundus 81 at each wavelength. . Then, the chromatic aberration in the eye is obtained from the change of the wavefront aberration in the eye depending on the wavelength (S164). Thereby, it is possible to measure the chromatic aberration inside the eye excluding the influence of the curvature of the cornea. Here, an example in which the light source unit 11 of the illumination light source system 10 uses two light sources has been described. However, it is also possible to obtain chromatic aberration in the eye at a number of wavelengths by using a number of light sources and wavelength tunable lasers. is there.
[角膜収差測定]
次に、角膜収差測定について説明する。演算部90は、前眼部画像(プラチドリング31入り)を取得し、記憶部94に記憶する。演算部90は、波面収差演算部901にて、前眼部画像に対して画像処理を実行して、プラチドリングと瞳エッジを検出する。次に、検出したデータに基づき、角膜形状を計算する。次に、計算された角膜形状から角膜収差(第2の波面収差)を演算する。ここで、演算結果はゼルニケ係数で得られる。
[Measurement of corneal aberration]
Next, corneal aberration measurement will be described. The calculation unit 90 acquires the anterior segment image (with the placido ring 31) and stores it in the storage unit 94. The calculation unit 90 performs image processing on the anterior segment image in the wavefront aberration calculation unit 901 to detect platid rings and pupil edges. Next, the corneal shape is calculated based on the detected data. Next, a corneal aberration (second wavefront aberration) is calculated from the calculated corneal shape. Here, the calculation result is obtained as a Zernike coefficient.
以下に角膜収差測定の詳細について説明する。まず、前眼部画像が取得される。
図19は、角膜形状の時間変化を説明する図である。図19(a)は測定開始直後であり、解析すると角膜波面収差は比較的小さい。他方、図19(b)は測定開始から30秒経過したものである。プラチドリング像がぼやけており、解析すると角膜波面収差は比較的大きい。
Details of corneal aberration measurement will be described below. First, an anterior segment image is acquired.
FIG. 19 is a diagram for explaining the temporal change of the cornea shape. FIG. 19 (a) is immediately after the start of measurement, and when analyzed, the corneal wavefront aberration is relatively small. On the other hand, FIG. 19B is a graph in which 30 seconds have elapsed from the start of measurement. The platid ring image is blurred, and the corneal wavefront aberration is relatively large when analyzed.
図20は、プラチドリング像のボケの時間変化を説明する図である。図20(a)は、測定開始直後であり、矢印で示すように、反射像がはっきりしており、プラチドリングの反射像の幅が狭い。他方、図20(b)は、測定開始から所定時間経過したものであり、矢印で示すように、反射像がぼけており、プラチドリングの反射像の幅が広い。 FIG. 20 is a diagram for explaining a temporal change in blurring of the placido ring image. FIG. 20A is immediately after the start of measurement, and as shown by the arrows, the reflected image is clear and the width of the reflected image of the placido ring is narrow. On the other hand, FIG. 20B is a graph in which a predetermined time has elapsed from the start of measurement, and as shown by an arrow, the reflected image is blurred and the width of the reflected image of the placido ring is wide.
次に、波面収差演算部901では画像処理を行なう。取得した前眼部画像に基づき、図19における角膜の頂点の輝点を通る直線を選び、図20に示されるような直線上の強度プロファイルを得る。プロファイルに基づき、角膜頂点から、両方の方向のピーク(プラチドリング像に対応)を検知する。また、ピークの周りの強度の広がり方として、ピークの属する山の半値幅を求める。さらに、エッジに向かって次のピークを検知する。次に、角膜頂点を通る直線の角度を順次変化させて直線を選択し(例えば、最初の直線を0度、10度おきに170度まで)、一周終わるまでピークの検知を繰り返す。その後、波面収差演算部901は、各評価点でのデータを時系列比較のために記憶部94に保存する。こうして求められた角膜形状のデータは、例えば、リング及び角度毎にピーク値若しくは重心の座標値(リング位置)及び強度及び/又は半値幅等が時系列的に記憶される。 Next, the wavefront aberration calculator 901 performs image processing. Based on the acquired anterior segment image, a straight line passing through the bright spot at the apex of the cornea in FIG. 19 is selected, and an intensity profile on the straight line as shown in FIG. 20 is obtained. Based on the profile, a peak in both directions (corresponding to a placido ring image) is detected from the corneal apex. Further, as a method of spreading the intensity around the peak, the half width of the peak to which the peak belongs is obtained. Further, the next peak is detected toward the edge. Next, a straight line passing through the corneal apex is sequentially changed to select a straight line (for example, the first straight line is 0 degree, up to 170 degrees every 10 degrees), and the peak detection is repeated until one round is completed. Thereafter, the wavefront aberration calculator 901 stores the data at each evaluation point in the storage unit 94 for time series comparison. In the corneal shape data thus obtained, for example, the peak value or the coordinate value of the center of gravity (ring position) and the intensity and / or half-value width are stored in time series for each ring and angle.
次に、角膜形状の計算法について説明する。一例として、角膜形状の測定法を、Rand RH,Howland HC,Applegate RA “Mathematical model of a placido disk karatometer and its implications for recovery of corneal topography”,Optometry and Vision Science 74(1997)p926−930に沿って説明する。
角膜形状を次の関数で表わされるとする。
Zc=f(x,y)
ここで、x,yは角膜上の座標とする。
Next, a method for calculating the corneal shape will be described. As an example, the measurement method of the corneal shape is based on Rand RH, Howland HC, Applet RA “Mathical model of a 9 encipher disco karatometer and its implications for recovery.” explain.
Assume that the corneal shape is expressed by the following function.
Z c = f (x, y)
Here, x and y are coordinates on the cornea.
あるプラチドリング31からの光線が撮像素子のある点に像を形成する。プラチドリング31の位置を(xs,ys)、受光部41の撮像素子上の対応する点と共役の角膜82上の点を(x,y)とする(図1参照)。プラチドリング31から角膜82の関数の基準面(ゼロ位置)までの距離をZsとすると、これらの関係は次の2つの組の式で表される。
ここで、プラチドリング31は円形のものを採用しているので、前眼部照明系30の中心軸に回転対称で
ここで、関数としてゼルニケの多項式での展開を採用する。通常の角膜82では、とても高次の形状変化は無いと見なしてよいので、6mm程度の解析径であれば6次程度で展開を打ち切り、
このゼルニケ展開を、先の2つの関係式にいれ、プラチドリングが回転対称であることを利用すると、非線形の最小二乗法を利用することにより、係数ci jを決めることが可能である。これによって決まった係数を再度ゼルニケ展開に代入すれば、関数f(x,y)が決まったことになり、角膜形状が求まる。
Here, the Zernike polynomial expansion is adopted as a function. In the normal cornea 82, since it may be considered that there is no very high-order shape change, if the analysis diameter is about 6 mm, the development is terminated in the sixth order,
If this Zernike expansion is put into the above two relational expressions and the fact that the placido ring is rotationally symmetric, the coefficient c i j can be determined by using the nonlinear least square method. If the coefficient determined in this way is substituted again in the Zernike expansion, the function f (x, y) is determined, and the corneal shape is obtained.
次に、角膜収差(角膜波面収差、第2の波面収差)を計算する。角膜形状が得られたので、光学設計の知られるところの非球面の光線追跡から、幾何光学的に厳密な角膜波面収差をもとめることが可能であることはよく知られている。ここでは、一例として、ごく簡単に角膜波面収差を求める方法を紹介する。例えば、角膜上6mm直径の角膜波面収差であれば、角膜形状を球面度近似し(参照球面と呼ぶ)、この実際の角膜形状から参照球面の形状の差をとり、これに、空気と角膜の屈折率(n−1)をかけることで、角膜形状から角膜波面収差を求めることができる。ただし、もともとの参照球面からも、球面収差が発生するので、これを足しておく。これにより、近似精度5%以内で、受光部41の撮像素子上の対応する点を求めることが可能である。 Next, corneal aberration (corneal wavefront aberration, second wavefront aberration) is calculated. Since a corneal shape has been obtained, it is well known that corneal wavefront aberrations that are strictly geometrically optical can be obtained from ray tracing of an aspheric surface, which is known in optical design. Here, as an example, a method for obtaining the corneal wavefront aberration very simply will be introduced. For example, in the case of corneal wavefront aberration with a diameter of 6 mm on the cornea, the corneal shape is approximated to a sphericity (referred to as a reference spherical surface), and the difference between the actual corneal shape and the reference spherical shape is taken. By applying the refractive index (n−1), the corneal wavefront aberration can be obtained from the corneal shape. However, since the spherical aberration also occurs from the original reference spherical surface, this is added. As a result, it is possible to obtain corresponding points on the image sensor of the light receiving unit 41 within an approximate accuracy of 5%.
[第8の実施の形態]
第8の実施の形態では、模型眼を使用して、波面収差の補正を行なう例を説明する。色収差が生じない反射光束を反射する模型眼、又は予め色収差が補正されている屈折型模型眼を用いて、装置内部の波面収差を求め、被検眼で測定された波面収差から装置内部の波面収差を差し引いて、波面収差の補正を行なう。ここで、色収差が生じないとは実用上色収差を無視できる範囲も含まれるものとする。
[Eighth Embodiment]
In the eighth embodiment, an example of correcting wavefront aberration using a model eye will be described. Using a model eye that reflects a reflected light beam that does not cause chromatic aberration, or a refractive model eye that has been corrected for chromatic aberration in advance, the wavefront aberration inside the device is obtained, and the wavefront aberration inside the device is determined from the wavefront aberration measured by the eye to be examined. Is subtracted to correct the wavefront aberration. Here, the range in which chromatic aberration is practically negligible includes that chromatic aberration does not occur.
図21に、第8の実施の形態における電気系の構成例を示す。記憶部94内に、模型眼85を用いて波面収差の測定を行った際のデータを、装置内部の波面収差として記憶しておく補正データ記憶部941を備える。また、色収差演算部902において、補正データ記憶部941に記憶された装置内部の波面収差を用いて波面収差の補正演算を行なう。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。 FIG. 21 shows a configuration example of the electric system in the eighth embodiment. The storage unit 94 includes a correction data storage unit 941 that stores data when wavefront aberration is measured using the model eye 85 as wavefront aberration inside the apparatus. Further, the chromatic aberration calculator 902 performs wavefront aberration correction calculation using the wavefront aberration inside the apparatus stored in the correction data storage unit 941. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
図22に模型眼85の構成例を示す。模型眼85は、開口部851、第1のミラー852、第2のミラー853、拡散板854を有する。開口部851は、照明光学系10からの照明光束(スポット光)を入射し、受光光学系20に反射光束を出射するためのものである。照明光束は、第1のミラー852及び第2のミラー853で反射されて拡散板854に入射される。また、拡散板854で反射された拡散光束は第2のミラー853及び第1のミラー852で反射され、開口部851から出射される。模型眼は複数個あり、出射される光束は、各模型眼の球面成分に応じて平行光であったり(0ディオプター)、収束光(負のディオプター)であったり、発散光(正のディオプター)であったりする。第1のミラー852及び第2のミラー853は反射光束が収差のない又は収差の少ない光束となるように、球面形状、トーリック面等に成形されている。また、第1のミラー852には反射光束が所定の直径内の光線になるように、周辺に絞り855が設けられている。模型眼85をこのように構成することにより、色収差が生じない又は色収差の少ない反射光束を出射できる。色収差の少ない屈折型模型眼の場合には補正データを作成し、補正データ記憶部941に記憶しておき、予め色収差を補正できるようにしておく。 FIG. 22 shows a configuration example of the model eye 85. The model eye 85 includes an opening 851, a first mirror 852, a second mirror 853, and a diffusion plate 854. The opening 851 is for entering the illumination light beam (spot light) from the illumination optical system 10 and emitting the reflected light beam to the light receiving optical system 20. The illumination light beam is reflected by the first mirror 852 and the second mirror 853 and enters the diffusion plate 854. In addition, the diffused light beam reflected by the diffusion plate 854 is reflected by the second mirror 853 and the first mirror 852 and is emitted from the opening 851. There are multiple model eyes, and the emitted light beam is parallel light (0 diopter), convergent light (negative diopter), divergent light (positive diopter) according to the spherical component of each model eye. Or The first mirror 852 and the second mirror 853 are formed in a spherical shape, a toric surface, or the like so that the reflected light beam is a light beam having no aberration or little aberration. Further, the first mirror 852 is provided with a stop 855 around the periphery so that the reflected light beam becomes a light beam having a predetermined diameter. By configuring the model eye 85 in this way, it is possible to emit a reflected light beam with little or no chromatic aberration. In the case of a refractive model eye with little chromatic aberration, correction data is created and stored in the correction data storage unit 941 so that chromatic aberration can be corrected in advance.
図23に第8の実施の形態における補正データ作成のフローチャートの例を示す。第1の実施の形態における波面収差測定のフロー(図4参照)の前に、補正データ作成フローを行なっておく。この処理フローは1つの模型眼につき1度行なっておけば良い。まず、模型眼を固定する(S210)。波面収差測定装置1の光軸に模型眼85の光軸を合わせるように、金物等で固定する。次に、演算部90の波長選択部904により、照明光学系10の光源部11からの照明光束の波長が設定される(S230)。照明光束の波長の設定(S230)、波面収差の測定(S240)、波長数が所定数に達したか否かの判定(S250)の処理ループは第1の実施の形態における波面収差測定のフロー(図4参照)における照明光束の波長の設定(S130)、波面収差の測定(S140)、波長数が所定数に達したか否かの判定(S150)の処理ループと同様である。ただし、補正データ作成フローにおいては、多くの波長での波面収差の測定に適用できるように、多数の波長を細かく設定することが好ましい。再測定判定部903により波長数が所定数に達したと判定された場合には、補正データの作成を行なう(S260)。すなわち、模型眼85を用いて波面収差の測定を行った際のデータを、補正データ記憶部941に装置内部の波面収差として記憶しておく。その後の波面収差測定の処理フローは第1の実施の形態とほぼ同様である(図4参照)。ただし、色収差解析160において、被検眼80で測定された波面収差から補正データ記憶部941に記憶された装置内部の波面収差を差し引いて波面収差の補正を行なう点が異なっている。これにより、装置内部の波面の色収差を差し引く補正処理ができる。 FIG. 23 shows an example of a flowchart for creating correction data in the eighth embodiment. Before the wavefront aberration measurement flow (see FIG. 4) in the first embodiment, a correction data creation flow is performed. This processing flow may be performed once for each model eye. First, the model eye is fixed (S210). It is fixed with a hardware or the like so that the optical axis of the model eye 85 is aligned with the optical axis of the wavefront aberration measuring apparatus 1. Next, the wavelength selection unit 904 of the calculation unit 90 sets the wavelength of the illumination light beam from the light source unit 11 of the illumination optical system 10 (S230). The processing loop for setting the wavelength of the illumination light beam (S230), measuring the wavefront aberration (S240), and determining whether the number of wavelengths has reached a predetermined number (S250) is a flow of wavefront aberration measurement in the first embodiment. This is the same as the processing loop for setting the wavelength of the illumination light beam (S130), measuring the wavefront aberration (S140), and determining whether the number of wavelengths has reached a predetermined number (S150) (see FIG. 4). However, in the correction data creation flow, it is preferable to set many wavelengths finely so that they can be applied to the measurement of wavefront aberrations at many wavelengths. If the re-measurement determination unit 903 determines that the number of wavelengths has reached a predetermined number, correction data is created (S260). That is, data when wavefront aberration is measured using the model eye 85 is stored in the correction data storage unit 941 as wavefront aberration inside the apparatus. The subsequent processing flow of wavefront aberration measurement is substantially the same as in the first embodiment (see FIG. 4). However, in the chromatic aberration analysis 160, the wavefront aberration is corrected by subtracting the wavefront aberration in the apparatus stored in the correction data storage unit 941 from the wavefront aberration measured by the eye 80 to be examined. Thereby, the correction process which subtracts the chromatic aberration of the wave front inside an apparatus can be performed.
[第9の実施の形態]
第9の実施の形態では、固視標72の位置を調節しながら連続測定を行なう例を説明する。固視光学系70で固視標72を使用することにより、被検眼80の視線を安定化させる。また、固視標72の位置を調節することにより、固視標72を見つめる被検眼80の焦点の位置を変化させられる。したがって、固視標72の位置を変化させることにより、被検眼の焦点の位置の変化による色収差の変化を測定することができる。
[Ninth Embodiment]
In the ninth embodiment, an example in which continuous measurement is performed while adjusting the position of the fixation target 72 will be described. By using the fixation target 72 in the fixation optical system 70, the line of sight of the eye 80 to be examined is stabilized. Further, by adjusting the position of the fixation target 72, the position of the focal point of the eye 80 to be examined looking at the fixation target 72 can be changed. Therefore, by changing the position of the fixation target 72, a change in chromatic aberration due to a change in the focus position of the eye to be examined can be measured.
図24に第9の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。主として第1の実施の形態と異なる点について説明する。波面収差測定装置1のアライメント(S110)、測定開始のトリガー(S120)、照明光束の波長の設定(S130)から波長数が所定数に達したか否かの判定(S150)までの波面収差の測定のループは第1の実施の形態と同様である。波面収差測定装置1のアライメント(S110)の次に固視標72をどのように調節するかの設定を行なう。例えば、調節量5D(固視標72の光軸方向の位置を変化させる範囲)、変化量1D(固視標72の光軸方向の位置を変化させる幅)を設定する(S112)。これらの調節量5D及び変化量1Dは記憶部94に記憶される。ここでは、調節量5Dは変化量1Dの5倍に設定されるものとする。次に、設定範囲から固視標72の光軸方向の位置を選択し、固視標72を最初の位置に設置する(S114)。次に、測定開始のためトリガーがなされる(S120)。波面収差の測定のループ(S130〜S150)において、再測定判定部903により波長数が所定数に達したと判定された場合には、演算部90は固視標位置設定部(図示しない)において、固視標72の光軸方向の位置の変化が調節量に達したか否かを判定する(S155)。固視標位置設定部が固視標72の光軸方向の位置の変化が調節量に達していないと判断した場合は、例えば1秒の待機時間を取り(S157)、固視標72の位置を変化量1Dずつ変化させ(S158)、波面収差の測定のループの照明光束の波長の設定(S130)に戻る。すなわち、固視標72の位置を変えて各波長につき波面収差の測定が行なわれる。固視標位置設定部が固視標72の光軸方向の位置の変化が調節量に達した、すなわち固視標72の位置を変えて6回の測定が行なわれたと判断した場合は、色収差演算部902にて波面の色収差の解析が行なわれる(S160)。色収差の解析は、第1の実施の形態と同様であるが、固視標72の位置を調節した場合の色収差が求められる。また、固視標72の位置の変更、照明光学系10の光源の波長の変更はプログラム処理により実行することもでき、この場合は連続的な測定が可能となる。これにより、被険眼の視線に合わせた色収差を求められる。 FIG. 24 shows an example of a flowchart of wavefront aberration measurement in the ninth embodiment. Differences from the first embodiment will be mainly described. Wavefront aberration measurement from the alignment (S110) of the wavefront aberration measuring apparatus 1, the trigger for starting measurement (S120), the setting of the wavelength of the illumination light beam (S130) to the determination whether the number of wavelengths has reached a predetermined number (S150) The measurement loop is the same as in the first embodiment. Next to the alignment (S110) of the wavefront aberration measuring apparatus 1, how to adjust the fixation target 72 is set. For example, an adjustment amount 5D (a range in which the position of the fixation target 72 in the optical axis direction is changed) and a change amount 1D (a width in which the position of the fixation target 72 in the optical axis direction is changed) are set (S112). The adjustment amount 5D and the change amount 1D are stored in the storage unit 94. Here, the adjustment amount 5D is set to 5 times the change amount 1D. Next, the position of the fixation target 72 in the optical axis direction is selected from the set range, and the fixation target 72 is set at the initial position (S114). Next, a trigger is made to start measurement (S120). In the wavefront aberration measurement loop (S130 to S150), when the re-measurement determination unit 903 determines that the number of wavelengths has reached a predetermined number, the calculation unit 90 uses a fixation target position setting unit (not shown). Then, it is determined whether or not the change in the position of the fixation target 72 in the optical axis direction has reached the adjustment amount (S155). When the fixation target position setting unit determines that the change in the position of the fixation target 72 in the optical axis direction has not reached the adjustment amount, for example, a waiting time of 1 second is taken ( S157 ), and the position of the fixation target 72 is determined. Is changed by 1D ( S158 ), and the process returns to the setting of the wavelength of the illumination light beam of the loop for measuring the wavefront aberration (S130). That is, the wavefront aberration is measured for each wavelength by changing the position of the fixation target 72. When the fixation target position setting unit determines that the change in the position of the fixation target 72 in the optical axis direction has reached the adjustment amount, that is, when the measurement of the fixation target 72 is changed six times, the chromatic aberration is determined. The calculation unit 902 analyzes the chromatic aberration of the wavefront (S160). The analysis of chromatic aberration is the same as in the first embodiment, but the chromatic aberration when the position of the fixation target 72 is adjusted is obtained. Further, the change of the position of the fixation target 72 and the change of the wavelength of the light source of the illumination optical system 10 can be executed by a program process, and in this case, continuous measurement is possible. Thereby, the chromatic aberration matched to the line of sight of the eye to be injured is obtained.
[第10の実施の形態]
第5の実施の形態では、設定を2度以上行ない、しかも、使用する波長が追加又は変更される例を説明したが、第10の実施の形態では、初回の設定では近赤外域の波長に設定して測定を行ない、次に、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかを判定して、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合に、次回の設定では可視域の波長に設定して測定を行なう例について説明する。すなわち、本実施の形態では初回の設定は近赤外域の波長に限られ、2回目の設定は可視域の波長に限られる。また、2回目の設定を行なわない場合もあり得る。また、第5の実施の形態では、色収差の測定を行なう例を説明したが、第10の実施の形態では、色収差の測定を行なわない例を説明する。主として第5の実施の形態(又は第5の実施の形態を介して第1の実施の形態)と異なる点について説明する。
[Tenth embodiment]
In the fifth embodiment, an example has been described in which the setting is performed twice or more and the wavelength to be used is added or changed. Set and measure, then determine if the near-infrared wavelength measurement is sufficient or inadequate and the wavefront aberration should be measured at the visible wavelength. When it is determined that measurement is to be performed, an example will be described in which the next setting is performed by setting the wavelength in the visible range. That is, in the present embodiment, the first setting is limited to the near infrared wavelength, and the second setting is limited to the visible wavelength. In addition, the second setting may not be performed. In the fifth embodiment, an example in which chromatic aberration is measured has been described. In the tenth embodiment, an example in which chromatic aberration is not measured will be described. Differences from the fifth embodiment (or the first embodiment via the fifth embodiment) will be mainly described.
従来は、波面収差の測定は、可視光での測定が望ましかったが、被測定眼がまぶしく感じるため、赤外光の単色で測定していた。また、波面の色収差すなわち、波長ごとの収差量の変化の測定はなされていなかった。しかしながら、白内障の場合、可視域での波面収差が赤外光の測定から推測できない場合がある。また、近年IOL(Intraocular Lens:眼内レンズ)やコンタクトレンズが普及し、近見遠見両用等の多焦点IOLも使用され、これら多焦点IOLでは肉眼とは波面収差や色収差が大きく異なり、可視域での波面収差が赤外光の測定から推測できない。特に、回折型のIOLでは、他覚屈折測定による赤外光による測定では正確な回折効果を測定できない。このため、可視域での波面収差の測定が必要になってきている。 Conventionally, measurement of wavefront aberration was desired to be performed with visible light, but since the eye to be measured felt dazzling, it was measured with a single color of infrared light. Further, the measurement of the chromatic aberration of the wavefront, that is, the change in the amount of aberration for each wavelength has not been made. However, in the case of cataracts, the wavefront aberration in the visible range may not be estimated from the measurement of infrared light. In recent years, IOLs (Intraocular Lenses) and contact lenses have become widespread, and multifocal IOLs such as near vision and far vision are also used. These multifocal IOLs have significantly different wavefront aberrations and chromatic aberrations from the naked eye, and are visible. Wavefront aberration cannot be estimated from the measurement of infrared light. In particular, in a diffraction type IOL, an accurate diffraction effect cannot be measured by measurement with infrared light by objective refraction measurement. For this reason, it is necessary to measure the wavefront aberration in the visible range.
図25に第10の実施の形態における電気系の構成例を示す。光学系の構成は第5の実施の形態(すなわち第1の実施の形態、図1参照)と同様である。電気系の構成では第5の実施の形態(すなわち第1の実施の形態、図3参照)に比して演算部90において、測定結果選択部906が追加され、色収差演算部902が削除されている。また、再測定判定部903では、第5の実施の形態では、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定するのに対して、本実施の形態では、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかについて判定する。また、測定結果選択部906は、再測定判定部903において、近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、近赤外域の波長における波面収差を測定結果として取得し、可視域の波長で測定を行なうと判定された場合には、可視域の波長における波面収差を測定結果として取得するものである。その他の構成は第5の実施の形態(すなわち第1の実施の形態)と同様である。 FIG. 25 shows a configuration example of the electric system in the tenth embodiment. The configuration of the optical system is the same as that of the fifth embodiment (that is, the first embodiment, see FIG. 1). In the configuration of the electric system, a measurement result selection unit 906 is added and a chromatic aberration calculation unit 902 is deleted in the calculation unit 90 as compared to the fifth embodiment (that is, the first embodiment, see FIG. 3). Yes. Further, in the fifth embodiment, the remeasurement determination unit 903 determines whether the measurement at the wavelength of the previous measurement is sufficient or insufficient, and whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength. In contrast to this, in the present embodiment, it is determined whether measurement at the near-infrared wavelength is sufficient or insufficient, and whether the wavefront aberration should be measured at the visible wavelength. In addition, when the remeasurement determination unit 903 determines that the measurement at the near infrared wavelength is sufficient, the measurement result selection unit 906 acquires the wavefront aberration at the near infrared wavelength as the measurement result, When it is determined that the measurement is performed at the visible wavelength, the wavefront aberration at the visible wavelength is acquired as the measurement result. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment (that is, the first embodiment).
図26に第10の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。波面収差測定装置1のアライメント(S110)、測定開始のトリガー(S120)は第1の実施の形態と同様である。照明光束の波長の設定(S330)から波長数が所定数に達したか否かの判定(S350)までの近赤外域での波面収差の測定のループは、設定される波長が近赤外域の波長(ここでは840nmとする)に限定される点を除けば、第1の実施の形態と同様である。近赤外域での波面収差の測定のループ(S330〜S350)において、波面収差測定(S340)は次のようである。まず、照明光学系10では、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に照射する(S341)。次に、受光光学系20では、眼底81からの反射光束をハルトマン板で複数の分割光束に分割し、複数の分割光束を受光部21で受光する(S342)。受光部21では演算部90に受光信号(○内に4)を送信する。次に、演算部90では、波面収差演算部901において、受光部21で受光された近赤外域における波長の光について波面収差を演算して求める(S343)。再測定判定部903により波長数が所定数に達したと判定された場合には、再測定判定部903は次に、近赤外域の波長における測定で充分であるか、不充分であり可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかについて判定する(S400)。 FIG. 26 shows an example of a flowchart of wavefront aberration measurement in the tenth embodiment. The alignment (S110) and the measurement start trigger (S120) of the wavefront aberration measuring apparatus 1 are the same as those in the first embodiment. The loop for measuring the wavefront aberration in the near infrared region from the setting of the wavelength of the illumination light beam (S330) to the determination of whether or not the number of wavelengths has reached a predetermined number (S350) has a set wavelength in the near infrared region. Except for the point limited to the wavelength (here, 840 nm), it is the same as the first embodiment. In the loop (S330 to S350) for measuring the wavefront aberration in the near infrared region, the wavefront aberration measurement (S340) is as follows. First, the illumination optical system 10 irradiates the fundus 81 of the eye 80 with the illumination light beam emitted from the light source unit 11 as spot light (S341). Next, in the light receiving optical system 20, the reflected light beam from the fundus 81 is divided into a plurality of divided light beams by the Hartmann plate, and the plurality of divided light beams are received by the light receiving unit 21 (S342). The light receiving unit 21 transmits a light reception signal (4 in a circle) to the calculation unit 90. Next, in the calculation unit 90, the wavefront aberration calculation unit 901 calculates wavefront aberration for light having a wavelength in the near infrared region received by the light receiving unit 21 (S343). If the re-measurement determination unit 903 determines that the number of wavelengths has reached a predetermined number, the re-measurement determination unit 903 then determines whether the measurement at the near-infrared wavelength is sufficient or insufficient, and the visible region. It is determined whether the wavefront aberration should be measured at the wavelength (S400).
可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきかの判断基準として、例えば、受光光のスポットが複数に分離されている場合、すなわち、スポット光のピーク値が局所的な領域に2点存在する場合、又はスポットにボケを生じている場合に、再測定するように判定する。また、球面収差が所定値(例えば解析する瞳孔の直径6mmで0.5)より大きい場合に再測定するように判定する。近赤外域の波長における測定で充分であると判定された場合には、測定結果選択部906は近赤外域での波面収差の解析結果を取得して表示部93に表示する(S480)。また、可視域の波長で波面収差の測定を行なうと判定された場合には、可視域での波面収差の測定のループ(S430〜S450)に入る。照明光束の波長の設定(S430)から波長数が所定数に達したか否かの判定(S450)までの波面収差の測定のループは、設定される波長が可視域の波長(ここでは560nmとする)に限定される点を除けば、第1の実施の形態と同様である。可視域での波面収差の測定のループ(S430〜S450)において、波面収差測定(S440)は次のようである。まず、照明光学系10では、光源部11から出射された照明光束をスポット光にして被検眼80の眼底81に照射する(S441)。次に、受光光学系20では、眼底81からの反射光束をハルトマン板で複数の分割光束に分割し、複数の分割光束を受光部21で受光する(S442)。受光部21では演算部90に受光信号(○内に4)を送信する。次に、演算部90では、波面収差演算部901において、受光部21で受光された近赤外域における波長の光について波面収差を演算して求める(S443)。ただし、可視域の波長で波面収差の測定を行なうべきの判定(S400)において、スポット光のピーク値が局所的な領域に2点存在すると判定された場合には、ピークが高い方のみのピークを使用して波面収差解析を行なうか、又はピークが高い方のみと低い方のみの2グループでそれぞれ波面収差解析を行なう。再測定判定部903により波長数が所定数に達したと判定された場合には、測定結果選択部906は可視域での波面収差の解析結果を取得して表示部93に表示する(S480)。 As a criterion for determining whether wavefront aberration should be measured at a wavelength in the visible range, for example, when a spot of received light is separated into a plurality of spots, that is, there are two spot light peak values in a local region. If the spot is blurred or the spot is blurred, it is determined to measure again. Further, when the spherical aberration is larger than a predetermined value (for example, 0.5 when the diameter of the pupil to be analyzed is 6 mm), it is determined to remeasure. If it is determined that the measurement in the near-infrared wavelength is sufficient, the measurement result selection unit 906 acquires the analysis result of the wavefront aberration in the near-infrared region and displays it on the display unit 93 (S480). When it is determined that the wavefront aberration is measured at the visible wavelength, the loop (S430 to S450) for measuring the wavefront aberration in the visible region is entered. The wavefront aberration measurement loop from the setting of the wavelength of the illumination light beam (S430) to the determination of whether or not the number of wavelengths has reached a predetermined number (S450) has a set wavelength of visible wavelength (here, 560 nm). Except for the point that is limited to (Yes), it is the same as the first embodiment. In the measurement loop (S430 to S450) of the wavefront aberration in the visible region, the wavefront aberration measurement (S440) is as follows. First, the illumination optical system 10 irradiates the fundus 81 of the eye 80 to be examined with the illumination light beam emitted from the light source unit 11 as spot light (S441). Next, in the light receiving optical system 20, the reflected light beam from the fundus 81 is divided into a plurality of divided light beams by the Hartmann plate, and the plurality of divided light beams are received by the light receiving unit 21 (S442). The light receiving unit 21 transmits a light reception signal (4 in a circle) to the calculation unit 90. Next, in the calculation unit 90, the wavefront aberration calculation unit 901 calculates wavefront aberration for light having a wavelength in the near infrared region received by the light receiving unit 21 (S443). However, if it is determined in the determination that the wavefront aberration should be measured at a wavelength in the visible range (S400) that there are two spot light peak values in the local region, only the peak with the higher peak is used. Is used for wavefront aberration analysis, or wavefront aberration analysis is performed for two groups of only one having a higher peak and one having a lower peak. When the re-measurement determination unit 903 determines that the number of wavelengths has reached a predetermined number, the measurement result selection unit 906 acquires the analysis result of the wavefront aberration in the visible range and displays it on the display unit 93 (S480). .
図27に受光光学系20の受光部21の受光面での撮像例を示す。図27(a)は無収差に近い眼の例で、近赤外(波長840nm)の測定で、広範囲でスポット光が格子状かつ均一に観測され、球面収差はゼルニケ係数c4 0が0.015と微小である。図27(b)は屈折型IOLを使用している模型眼の例で、近赤外(波長840nm)の測定で、波面収差によりスポット光の様子が同心円状に変化しており、ゼルニケ係数c4 0が0.75と比較的大きくなっている。図27(c)は回折型IOLを使用している眼の例で、可視光(波長690nm)の測定で、スポット光に分離が生じている。なお、近赤外(波長840nm)の測定では分離が観測されず、ボケを生じていた。
以上により、本実施の形態によれば、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる装置及び方法を提供することができる。
FIG. 27 shows an example of imaging on the light receiving surface of the light receiving unit 21 of the light receiving optical system 20. In the example of FIG. 27 (a) is eye almost no aberration, the measurement of the near-infrared (wavelength 840 nm), a wide range in the spot light is observed in a lattice shape and uniform, spherical aberration Zernike coefficients c 4 0 0. As small as 015. FIG. 27B shows an example of a model eye using a refractive IOL. In the near-infrared (wavelength 840 nm) measurement, the spot light changes concentrically due to wavefront aberration, and the Zernike coefficient c 4 0 is relatively large as 0.75. FIG. 27C shows an example of an eye using a diffractive IOL. In the measurement of visible light (wavelength 690 nm), the spot light is separated. In the near-infrared (wavelength 840 nm) measurement, no separation was observed, resulting in blurring.
As described above, according to the present embodiment, it is possible to determine whether or not the measurement of the wavefront aberration is sufficient in the near-infrared region, and to provide a device and a method capable of performing the measurement in the visible region when insufficient. be able to.
[第11の実施の形態]
第10の実施の形態は、照明光学系10の光源部11に、近赤外域の光を発光する1光源と可視域の光を発光する1光源の、合計2光源を使用する例を説明したが、第11の実施の形態は、照明光学系10の光源部11に、近赤外域の光を発光する1光源と可視域のそれぞれ異なる波長の光を発光する3光源の、合計4光源を使用し、これらを切り替えて測定を行なう例を説明する。主として第10の実施の形態と異なる点について説明する。光学系の構成(図1参照)については、可視域の光を発光する3光源として赤、緑、青の光を発光するLEDを使用できる。4つの光源からの光を、それぞれ4つのファイバーに入射し、ツリー型のファイバーカプラーとして4分岐カプラー使用して光路を切り替え、1本のファイバーの出射端から出射させる。また、波面収差測定のフローチャート(図26参照)については、可視域の波長の設定工程(S330)において、波長選択部904は測定に用いる3つの波長と測定を行なう順序を設定し(所定数も3に設定される)、設定された順序で測定に用いる波長を選択する。その他の構成及び処理フローは第10の実施の形態と同様であり、波面収差の測定を近赤外域での測定で充分か否かを判定し、不充分な場合に可視域での測定を行なえる装置及び方法を提供することができる。。
[Eleventh embodiment]
In the tenth embodiment, the light source unit 11 of the illumination optical system 10 has been described as using a total of two light sources, one light source that emits light in the near infrared region and one light source that emits light in the visible region. However, in the eleventh embodiment, the light source unit 11 of the illumination optical system 10 has a total of four light sources, one light source that emits light in the near infrared region and three light sources that emit light having different wavelengths in the visible region. An example will be described in which measurement is performed by switching between these. Differences from the tenth embodiment will be mainly described. Regarding the configuration of the optical system (see FIG. 1), LEDs that emit red, green, and blue light can be used as three light sources that emit visible light. Lights from four light sources are incident on four fibers, respectively, and the optical path is switched using a four-branch coupler as a tree-type fiber coupler, and the light is emitted from the exit end of one fiber. In the wavefront aberration measurement flowchart (see FIG. 26), in the visible wavelength setting step (S330), the wavelength selector 904 sets the three wavelengths used for measurement and the order in which the measurement is performed (a predetermined number is also set). The wavelength used for measurement is selected in the set order. Other configurations and processing flow are the same as those in the tenth embodiment, and it is determined whether or not the measurement of the wavefront aberration is sufficient in the near-infrared region. If the measurement is insufficient, the measurement in the visible region can be performed. Apparatus and method can be provided. .
[第12の実施の形態]
第12の実施の形態では、第10の実施の形態に色収差解析と光学特性解析の1例としてハルトマン像をフーリエ変換する例を説明する。
[Twelfth embodiment]
In the twelfth embodiment, an example of Fourier transform of a Hartmann image will be described as an example of chromatic aberration analysis and optical characteristic analysis in the tenth embodiment.
図28に第12の実施の形態における電気系の構成例を示す。第10の実施の形態(図25参照)に比して、色収差演算部902と光学特性解析部905が追加されている。色収差演算部902と光学特性解析部905は第1の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態では、光学特性解析として、ハルトマン像をフーリエ変換が行われる。 FIG. 28 shows a configuration example of the electrical system in the twelfth embodiment. Compared to the tenth embodiment (see FIG. 25), a chromatic aberration calculator 902 and an optical characteristic analyzer 905 are added. The chromatic aberration calculator 902 and the optical characteristic analyzer 905 are the same as those in the first embodiment. However, in the present embodiment, Fourier transform is performed on the Hartmann image as the optical characteristic analysis.
図29に第12の実施の形態における波面収差測定のフローチャートの例を示す。収差測定装置1のアライメント(S110)から可視域での波面収差の測定のループ(S430〜S450)までは第10の実施の形態と同様である。次に、色収差演算部902で色収差の解析がなされる(S460)。例えば、被検眼80で回折型IOLを使用している場合には、色収差が正常眼データと比較して、大きく異なる又は符号が逆に現われるので、回折型IOLを発見し易い。次に、光学特性解析部905において、ハルトマン像のフーリエ変換が行われる(S470)。ハルトマン像のフーリエ変換の後に、測定結果選択部905は可視域での波面収差の解析結果を取得して表示部93に表示する(S480)。なお、ハルトマン像のフーリエ変換以外の光学特性解析も可能である。 FIG. 29 shows an example of a flowchart of wavefront aberration measurement in the twelfth embodiment. The steps from the alignment (S110) of the aberration measuring apparatus 1 to the wavefront aberration measurement loop (S430 to S450) in the visible range are the same as those in the tenth embodiment. Next, the chromatic aberration calculation unit 902 analyzes chromatic aberration (S460). For example, when the diffractive IOL is used in the eye 80 to be examined, the chromatic aberration is greatly different from the normal eye data or the sign appears in reverse, so that the diffractive IOL is easy to find. Next, the optical characteristic analysis unit 905 performs Fourier transform of the Hartmann image (S470). After the Fourier transform of the Hartmann image, the measurement result selection unit 905 acquires the analysis result of the wavefront aberration in the visible range and displays it on the display unit 93 (S480). Optical characteristic analysis other than the Fourier transform of the Hartmann image is also possible.
図30にハルトマン像のフーリエ変換の例を示す。図30(a)にスポット光が1点になっている場合、図30(b)スポット光が2点に分離している場合を示す。横軸は周波数、縦軸は光強度であり、等価球面度に対応している。そのため、等価球面度を算出することが可能である。図30(a)では、スポット光が1点になっている。図30(b)では、近方視と遠方視に対応して2点に分離している。このため、近方視と遠方視両方の等価球面度を1度に算出することが可能である。 FIG. 30 shows an example of Fourier transform of a Hartmann image. FIG. 30A shows a case where the spot light is one point, and FIG. 30B shows a case where the spot light is separated into two points. The horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents light intensity, which corresponds to equivalent sphericity. Therefore, it is possible to calculate the equivalent sphericity. In FIG. 30A, there is one spot light. In FIG. 30 (b), it is separated into two points corresponding to near vision and far vision. For this reason, it is possible to calculate the equivalent sphericity of both near vision and far vision at one degree.
[第13の実施の形態]
以上の実施の形態では、波面収差測定装置について説明したが、本実施の形態では波面収差測定装置の上位概念にあたる眼光学特性測定装置について説明する。すなわち、第12の実施の形態における波面収差測定装置について、波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき、被検眼の光学特性(波面収差、屈折率、PSF、MTF、視力、コントラスト感度等)を演算する光学特性解析部905を備えるように構成すれば、眼光学特性測定装置といえる。すなわち、少なくとも可視域と近赤外域を含む複数の波長の光を発光し複数の波長の光を切り替えて出射する光源部を有し、光源部から出射された照明光束をスポット光として被検眼の眼底に照射する照明光学系と、眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光部とを有する受光光学系と、受光部で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部と、波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき、被検眼の光学特性を演算する光学特性演算部とを備える眼光学特性測定装置として機能できる。これにより、測定に相応しい波長を選択して、被検眼の光学特性の測定ができる。
[Thirteenth embodiment]
In the above embodiment, the wavefront aberration measuring apparatus has been described. In this embodiment, an eye optical characteristic measuring apparatus that is a superordinate concept of the wavefront aberration measuring apparatus will be described. That is, for the wavefront aberration measuring apparatus in the twelfth embodiment, based on the wavefront aberration at each wavelength obtained by the wavefront aberration calculator, the optical characteristics of the eye to be examined (wavefront aberration, refractive index, PSF, MTF, visual acuity, If an optical characteristic analysis unit 905 that calculates (contrast sensitivity, etc.) is provided, it can be said to be an eye optical characteristic measurement device. That is, it has a light source unit that emits light of a plurality of wavelengths including at least a visible region and a near-infrared region and switches and emits light of a plurality of wavelengths, and the illumination light beam emitted from the light source unit is used as spot light of the eye to be examined A light receiving optical system having an illumination optical system that irradiates the fundus, a Hartmann plate that divides a reflected light beam from the fundus into a plurality of divided light beams, and a light receiving unit that receives the plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate; A wavefront aberration calculator for calculating the wavefront aberration of light of each wavelength received by the optical unit, and an optical characteristic for calculating the optical characteristics of the eye based on the wavefront aberration at each wavelength determined by the wavefront aberration calculator It can function as an eye optical characteristic measuring device provided with a calculating part. Thereby, the wavelength suitable for the measurement can be selected and the optical characteristics of the eye to be examined can be measured.
また、本発明は、以上の実施の形態のフローチャート等に記載の波面収差測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとしても実現可能である。プログラムはコンピュータの内蔵記憶部に蓄積して使用してもよく、外付けの記憶装置に蓄積して使用してもよく、インターネットからダウンロードして使用しても良い。また、当該プログラムを記録した記録媒体としても実現可能である。 The present invention can also be realized as a program for causing a computer to execute the wavefront aberration measuring method described in the flowcharts and the like of the above embodiments. The program may be used by being stored in an internal storage unit of the computer, may be used by being stored in an external storage device, or may be used by downloading from the Internet. Moreover, it is realizable also as a recording medium which recorded the said program.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、実施の形態は以上の例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは明白である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment is not limited to the above example, and it is obvious that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、以上の実施の形態で説明した態様を相互に組み合わせることが可能である。例えば、第2〜第6の実施の形態又は第10〜第12の実施の形態に第7の実施の形態の眼内部の色収差測定、第8の実施の形態の波面収差の補正、第9の実施の形態の固視標を用いた視線の調整等を組み合わせても良い。また、複数(2以上、3以上)の実施の形態の態様を組み合わせても良い。また、第10及び第11の実施の形態に色収差演算部902、光学特性解析部905を追加しても良い。また、光学系及び電気系の構成についても、例えば照明光学系10と受光光学系20の位置を取り替える等、変更可能である。また、波面収差測定の幾つかのフローチャート(図4、図14等)について、波面収差測定の直後に色収差の解析を行なう等、工程の順序を適宜変更しても良い。また、第4の実施の形態(図12参照)、第5の実施の形態(図14参照)、第9の実施の形態(図24参照)において、再測定判定部903はそれぞれ2種類の判定を行なうが、第1の再測定判定部、第2の再測定判定部で役割を分担しても良い。また、以上の実施の形態では色収差の基準波長としてd線に近い波長(560nm)等を使用したが、d線、e線、F線、C線を使用しても良い。また、ビームスプリッタとしてダイクロイクミラーと波長選択性ミラーを取り替えて使用しても良く、複屈折を利用したビームスプリッタを用いても良い。また、ハルトマン板による分割光束の数、測定波長や測定に使用する波長数(所定数)等は任意に設定でき、光学機器の配置、特性等は変更可能である。 For example, the aspects described in the above embodiments can be combined with each other. For example, in the second to sixth embodiments or the tenth to twelfth embodiments, the chromatic aberration measurement in the eye of the seventh embodiment, the correction of the wavefront aberration of the eighth embodiment, the ninth You may combine the adjustment of the eyes | visual_axis using the fixation target of embodiment, etc. A plurality of (2 or more, 3 or more) embodiments may be combined. In addition, a chromatic aberration calculator 902 and an optical characteristic analyzer 905 may be added to the tenth and eleventh embodiments. Also, the configuration of the optical system and the electrical system can be changed, for example, by changing the positions of the illumination optical system 10 and the light receiving optical system 20. In addition, for some flowcharts of wavefront aberration measurement (FIG. 4, FIG. 14, etc.), the order of steps may be changed as appropriate, such as analyzing chromatic aberration immediately after the wavefront aberration measurement. Further, (see FIG. 12) Fourth Embodiment (see Fig. 14) Fifth Embodiment In the ninth embodiment (see FIG. 24), the remeasurement judging unit 903 respectively two determination However, the role may be shared by the first remeasurement determination unit and the second remeasurement determination unit. In the above embodiment, the wavelength (560 nm) close to the d-line is used as the reference wavelength for chromatic aberration, but d-line, e-line, F-line, and C-line may be used. Further, a dichroic mirror and a wavelength selective mirror may be used as a beam splitter, or a beam splitter using birefringence may be used. Further, the number of split light beams by the Hartmann plate, the measurement wavelength, the number of wavelengths used for measurement (predetermined number), and the like can be arbitrarily set, and the arrangement, characteristics, and the like of the optical device can be changed.
本発明は、眼からの反射光の波面収差の測定に利用される。 The present invention is used for measuring the wavefront aberration of light reflected from the eye.
1 波面収差測定装置
10 照明光学系
11 光源部
13 ファイバーカプラー
15 光学系移動手段
20 受光光学系
21 受光部
22 ハルトマン板
30 前眼部照明系
31 リング状光源
40 前眼部観察系
41 受光部
42 テレセントリック絞り
50 第1の調整光学系
51 光源部
52 受光部
60 第2の調整光学系
61 アライメント用光源部
70 固視光学系
71 光源部
72 固視標
80 被検眼
81 網膜(眼底)
82 角膜(前眼部)
83 水晶体
85 模型眼
90 演算部
91 制御部
92 入力部
93 表示部
94 記憶部
95 第1の駆動部
96 第2の駆動部
101,103,107 集光レンズ
102 絞り
104,106 ビームスプリッタ
105 ビームスプリッタ(波長選択性ミラー)
108 ロータリープリズム
111,112 光源
121〜123 ファイバー
201,203,205 集光レンズ
202 絞り
204 反射板
401〜403 集光レンズ
404 ビームスプリッタ
501,502 集光レンズ
601 集光レンズ
701 集光レンズ
702 反射板
851 開口部
852 第1のミラー
853 第2のミラー
854 拡散板
855 絞り
901 波面収差演算部
902 色収差演算部
903 再測定判定部
904 波長選択部
905 光学特性解析部
906 測定結果選択部
941 補正データ記憶部
○内に1,2 波長選択信号
○内に3 移動制御信号
○内に4,7,10 受光信号
○内に5,6,9,11 制御信号
○内に8 回動制御信号
ci 2j−i ゼルニケ係数
(x,y) 角膜上の座標
(xs,ys) プラチドリングの位置
Zs プラチドリングから角膜の関数の基準面までの距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wavefront aberration measuring apparatus 10 Illumination optical system 11 Light source part 13 Fiber coupler 15 Optical system moving means 20 Light reception optical system 21 Light reception part 22 Hartmann plate 30 Anterior eye part illumination system 31 Ring-shaped light source 40 Anterior eye part observation system 41 Light reception part 42 Telecentric stop 50 First adjustment optical system 51 Light source unit 52 Light receiving unit 60 Second adjustment optical system 61 Light source unit for alignment 70 Fixation optical system 71 Light source unit 72 Fixation target 80 Eye to be examined 81 Retina (fundus)
82 Cornea (Anterior Eye)
83 Crystal 85 Model eye 90 Calculation unit 91 Control unit 92 Input unit 93 Display unit 94 Storage unit 95 First drive unit 96 Second drive unit 101, 103, 107 Condensing lens 102 Aperture 104, 106 Beam splitter 105 Beam splitter (Wavelength selective mirror)
108 Rotary prism 111, 112 Light source 121-123 Fiber 201, 203, 205 Condensing lens 202 Aperture 204 Reflecting plate 401-403 Condensing lens 404 Beam splitter 501, 502 Condensing lens 601 Condensing lens 701 Condensing lens 702 Reflecting plate 851 Aperture 852 First mirror 853 Second mirror 854 Diffuser 855 Diaphragm 901 Wavefront aberration calculator 902 Chromatic aberration calculator 903 Remeasurement determination unit 904 Wavelength selection unit 905 Optical characteristic analysis unit 906 Measurement result selection unit 941 Correction data storage In part ○, 1 in wavelength selection signal ○ 3 in movement control signal ○ 4, 7, 10 in light reception signal ○ 5, 6, 9, 11 in light reception signal ○ 8 in control signal ○ rotation control signal c i 2j -i Zernike coefficients (x, y) on the cornea coordinates (x s, y s) placido ring position Z Distance from the Placido disk to the reference surface of the function of the cornea
Claims (13)
前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光部とを有する受光光学系と;
前記受光部で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部と;
前記波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部とを備え;
波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部と;
前記再測定判定部において、次回の測定を行なうと判定された場合には、前記追加又は変更する波長を選択する波長選択部とを備え;
前記再測定判定部は、前記受光部の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて前記次回の測定を行なうべきかの判定を行ない、前記波長選択部は、前記受光部の受光面での受光光の分離状況又はボケ状況に基づいて前記次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する;
波面収差測定装置。 An illumination optical system that has a light source unit that switches and emits light of a plurality of wavelengths, and irradiates the fundus of the eye to be examined with the illumination light beam emitted from the light source unit as spot light;
A light receiving optical system having a Hartmann plate that divides the reflected light beam from the fundus into a plurality of divided light beams, and a light receiving unit that receives the plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate;
A wavefront aberration calculating unit for calculating wavefront aberration for each wavelength of light received by the light receiving unit;
And a chromatic aberration calculation section for obtaining the chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength obtained by the wavefront aberration calculating unit;
A re-measurement determination unit that determines whether the measurement at the wavelength of the previous measurement is sufficient or not sufficient for the measurement of the wavefront aberration, and determines whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength;
A wavelength selection unit that selects the wavelength to be added or changed when the re-measurement determination unit determines that the next measurement is to be performed;
The re-measurement determination unit determines whether the next measurement should be performed based on a separation state or a blur state of received light on the light receiving surface of the light receiving unit, and the wavelength selection unit receives light from the light receiving unit. Selecting one or a plurality of wavelengths to be added or changed in the next measurement based on the separation state or blurring state of the received light on the surface;
Wavefront aberration measuring device.
前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光部とを有する受光光学系と;
前記受光部で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部と;
前記波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部とを備え;
波面収差の測定について、前回までの測定の波長における測定で充分であるか、不充分であり波長を追加又は変更して次回の測定を行なうべきかを判定する再測定判定部と;
前記再測定判定部において、次回の測定を行なうと判定された場合には、前記追加又は変更する波長を選択する波長選択部とを備え;
前記再測定判定部は、前記波面収差演算部で求められた波面収差の波長による変化に基づいて前記次回の測定を行なうべきかの判定を行ない;
前記波長選択部は、前記波面収差演算部で求められた波面収差の波長による変化に基づいて前記次回の測定で追加又は変更する単数又は複数の波長を選択する;
波面収差測定装置。 An illumination optical system that has a light source unit that switches and emits light of a plurality of wavelengths, and irradiates the fundus of the eye to be examined with the illumination light beam emitted from the light source unit as spot light;
A light receiving optical system having a Hartmann plate that divides the reflected light beam from the fundus into a plurality of divided light beams, and a light receiving unit that receives the plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate;
A wavefront aberration calculating unit for calculating wavefront aberration for each wavelength of light received by the light receiving unit;
And a chromatic aberration calculation section for obtaining the chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength obtained by the wavefront aberration calculating unit;
A re-measurement determination unit that determines whether the measurement at the wavelength of the previous measurement is sufficient or not sufficient for the measurement of the wavefront aberration, and determines whether the next measurement should be performed by adding or changing the wavelength;
A wavelength selection unit that selects the wavelength to be added or changed when the re-measurement determination unit determines that the next measurement is to be performed;
The re-measurement determination unit determines whether to perform the next measurement based on a change of the wavefront aberration obtained by the wavefront aberration calculation unit according to a wavelength;
The wavelength selection unit selects one or a plurality of wavelengths to be added or changed in the next measurement based on the change of the wavefront aberration obtained by the wavefront aberration calculation unit according to the wavelength;
Wavefront aberration measuring device.
請求項1又は請求項2に記載の波面収差測定装置。 The plurality of wavelengths includes at least a near-infrared wavelength and a visible wavelength;
The wavefront aberration measuring apparatus according to claim 1 or 2 .
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の波面収差測定装置。 The wavelength selection unit sequentially selects from long wavelengths when selecting the wavelength to be added or changed;
The wavefront aberration measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
請求項2に記載の波面収差測定装置。 The wavelength selection unit sets the wavelength to be added or changed at a coarse wavelength interval where the change due to the wavelength of the wavefront aberration obtained in the previous measurement is small, and at a fine wavelength interval where the change due to the wavelength of the wavefront aberration is large. select;
The wavefront aberration measuring apparatus according to claim 2 .
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の波面収差測定装置。 The light source unit combines a plurality of light sources that emit light of different wavelengths, a plurality of fibers that allow light incident from the incident end to pass through and exit from the output end, and light incident from the two fibers. One or a plurality of fiber couplers that emit to one fiber, and the plurality of fibers and the one or more fiber couplers are connected in a tree shape, and light having different wavelengths emitted from the plurality of light sources is emitted. The light is input from the input end of a different fiber, and is configured to select light of one wavelength emitted from any one light source and output from the output end of one fiber;
The wavefront aberration measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5 .
前記色収差演算部は、前記波面収差演算部で求められた各波長の波面収差から、前記補正データ記憶部に記憶されている各波長における前記装置内部の波面収差を除去することにより、被検眼の波面の色収差を求める;
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の波面収差測定装置。 Using the model eye that reflects a reflected light beam that does not cause chromatic aberration or has been corrected in advance as the eye to be examined, data when wavefront aberration is measured at each wavelength is stored as wavefront aberration inside the apparatus. A correction data storage unit to be stored;
The chromatic aberration calculating unit removes the wavefront aberration inside the device at each wavelength stored in the correction data storage unit from the wavefront aberration of each wavelength obtained by the wavefront aberration calculating unit, thereby Determine the chromatic aberration of the wavefront;
The wavefront aberration measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6 .
前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光部とを有する受光光学系と;
前記受光部で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部と;
前記波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部とを備え;
前記被検眼として、色収差が生じない又は予め色収差が補正されている反射光束を反射する模型眼を用いて、各波長により波面収差の測定を行った際のデータを装置内部の波面収差として記憶しておく補正データ記憶部を備え;
前記色収差演算部は、前記波面収差演算部で求められた各波長の波面収差から、前記補正データ記憶部に記憶されている各波長における前記装置内部の波面収差を除去することにより、被検眼の波面の色収差を求める;
波面収差測定装置。 An illumination optical system that has a light source unit that switches and emits light of a plurality of wavelengths, and irradiates the fundus of the eye to be examined with the illumination light beam emitted from the light source unit as spot light;
A light receiving optical system having a Hartmann plate that divides the reflected light beam from the fundus into a plurality of divided light beams, and a light receiving unit that receives the plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate;
A wavefront aberration calculating unit for calculating wavefront aberration for each wavelength of light received by the light receiving unit;
And a chromatic aberration calculation section for obtaining the chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength obtained by the wavefront aberration calculating unit;
Using the model eye that reflects a reflected light beam that does not cause chromatic aberration or has been corrected in advance as the eye to be examined, data when wavefront aberration is measured at each wavelength is stored as wavefront aberration inside the apparatus. A correction data storage unit to be stored;
The chromatic aberration calculating unit removes the wavefront aberration inside the device at each wavelength stored in the correction data storage unit from the wavefront aberration of each wavelength obtained by the wavefront aberration calculating unit, thereby Determine the chromatic aberration of the wavefront;
Wavefront aberration measuring device.
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の波面収差測定装置。 Predetermining the order of wavelengths of light emitted from the light source unit, and switching automatically and continuously;
The wavefront aberration measuring apparatus according to claim 1.
前記固視標は、前記固視光学系の光軸方向に位置を調節可能であり;
前記波面収差演算部は、前記受光部で受光された各波長の光について球面成分を求め;
前記色収差演算部は、前記球面成分の波長に対する変化に基づき、前記固視標の位置の調節状態における前記被検眼からの波面の色収差を求める;
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の波面収差測定装置。 A fixation optical system for irradiating the eye to be examined with a fixation light beam having a wavelength in the visible range in order to stabilize the line of sight of the eye to be examined with a fixation target;
The fixation target is adjustable in position in the optical axis direction of the fixation optical system;
The wavefront aberration calculating unit obtains a spherical component for each wavelength of light received by the light receiving unit;
The chromatic aberration calculating unit obtains chromatic aberration of a wavefront from the eye to be examined in an adjustment state of the position of the fixation target based on a change of the spherical component with respect to a wavelength;
The wavefront aberration measuring apparatus according to any one of claims 1 to 9.
前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光部とを有する受光光学系と;
前記受光部で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算部と;
前記波面収差演算部で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部とを備え;
前記被検眼の視線を固視標に安定させるために、前記被検眼に可視域の波長からなる固視光束を照射する固視光学系を備え;
前記固視標は、前記固視光学系の光軸方向に位置を調節可能であり;
前記波面収差演算部は、前記受光部で受光された各波長の光について球面成分を求め;
前記色収差演算部は、前記球面成分の波長に対する変化に基づき、前記固視標の位置の調節状態における前記被検眼からの波面の色収差を求める;
波面収差測定装置。 An illumination optical system that has a light source unit that switches and emits light of a plurality of wavelengths, and irradiates the fundus of the eye to be examined with the illumination light beam emitted from the light source unit as spot light;
A light receiving optical system having a Hartmann plate that divides the reflected light beam from the fundus into a plurality of divided light beams, and a light receiving unit that receives the plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate;
A wavefront aberration calculating unit for calculating wavefront aberration for each wavelength of light received by the light receiving unit;
And a chromatic aberration calculation section for obtaining the chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength obtained by the wavefront aberration calculating unit;
A fixation optical system for irradiating the eye to be examined with a fixation light beam having a wavelength in the visible range in order to stabilize the line of sight of the eye to be examined with a fixation target;
The fixation target is adjustable in position in the optical axis direction of the fixation optical system;
The wavefront aberration calculating unit obtains a spherical component for each wavelength of light received by the light receiving unit;
The chromatic aberration calculating unit obtains chromatic aberration of a wavefront from the eye to be examined in an adjustment state of the position of the fixation target based on a change of the spherical component with respect to a wavelength;
Wavefront aberration measuring device.
前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板と、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する第1の受光部とを有する第1の受光光学系と;
角膜の表面に第2の照明光束を照射する第2の照明光学系と;
前記角膜の表面からの反射光束を受光する第2の受光部を有する第2の受光光学系と;
前記第1の受光部で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第1の波面収差とし、前記第2の受光部で受光された各波長の光について演算して求めた波面収差を第2の波面収差とし、前記第1の波面収差から前記第2の波面収差を除去することにより眼内部の波面収差を求める波面収差演算部と;
各波長の前記眼内部の波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算部とを備える;
波面収差測定装置 A first illumination optical system that has a light source unit that switches and emits light of a plurality of wavelengths, and irradiates the fundus of the eye to be examined with the first illumination light beam emitted from the light source unit as spot light;
A first light receiving optical system having a Hartmann plate that divides the reflected light beam from the fundus into a plurality of divided light beams, and a first light receiving unit that receives the plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate;
A second illumination optical system for irradiating the surface of the cornea with a second illumination light beam;
A second light receiving optical system having a second light receiving portion for receiving a reflected light beam from the surface of the cornea;
The wavefront aberration obtained by calculating the light of each wavelength received by the first light receiving unit is defined as the first wavefront aberration, and the light of each wavelength received by the second light receiving unit is calculated and obtained. A wavefront aberration calculator that obtains a wavefront aberration inside the eye by removing the second wavefront aberration from the first wavefront aberration, wherein the wavefront aberration is a second wavefront aberration;
A chromatic aberration calculator for determining chromatic aberration of the wavefront based on the wavefront aberration inside the eye of each wavelength;
Wavefront aberration measuring device
前記光源部から出射された照明光束をスポット光にして被検眼の眼底に照射する照明工程と;
前記眼底からの反射光束を複数の分割光束に分割するハルトマン板を用い、前記ハルトマン板で分割された複数の分割光束を受光する受光工程と;
前記受光工程で受光された各波長の光について波面収差を演算して求める波面収差演算工程と;
所定数の波長で測定が行われたかを判定する再測定判定工程と;
前記再測定判定工程で所定数の波長で測定が行われなかったと判定された場合には、前記設定工程、前記照明工程、前記受光工程、前記波面収差演算工程及び前記再測定判定工程を再度行なう再測定工程と;
前記再測定判定工程で所定数の波長で測定が行われたと判定された場合には、前記波面収差演算工程で求められた各波長での波面収差に基づき波面の色収差を求める色収差演算工程とを備える;
波面収差測定方法。 A setting step of setting a wavelength emitted from the light source unit using a light source unit that switches and emits light of a plurality of wavelengths;
An illumination step of irradiating the fundus of the eye to be examined with the illumination light beam emitted from the light source unit as spot light;
A light receiving step of using a Hartmann plate that divides the reflected light beam from the fundus into a plurality of divided light beams, and receiving the plurality of divided light beams divided by the Hartmann plate;
A wavefront aberration calculating step for calculating wavefront aberration for each wavelength of light received in the light receiving step;
A re-measurement determination step for determining whether measurement has been performed at a predetermined number of wavelengths;
If it is determined in the remeasurement determination step that measurement has not been performed at a predetermined number of wavelengths, the setting step, the illumination step, the light receiving step, the wavefront aberration calculation step, and the remeasurement determination step are performed again. A re-measurement step;
A chromatic aberration calculation step of obtaining a chromatic aberration of a wavefront based on the wavefront aberration at each wavelength obtained in the wavefront aberration calculation step when it is determined in the remeasurement determination step that measurement has been performed at a predetermined number of wavelengths; Prepare;
Wavefront aberration measurement method.
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