JP2003533320A - 眼の屈折誤差を測定するための方法及び装置 - Google Patents
眼の屈折誤差を測定するための方法及び装置Info
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
本発明の実施形態は有利には従来技術における上記の要求を満たし、従来のHartmann-Shackセンサを使用する波面型屈折測定器を改善した眼の屈折誤差を測定するための方法及び装置を提供する。特に本発明の1つの実施形態は以下のものを含む眼の屈折誤差を測定するための装置である。すなわち、(a)プローブビーム源を含み、(b)網膜上に照明スポットを形成するために被験者の眼の中にプローブビームを投射する第1のBadalレンズ系を含み、(c)網膜に実質的に共役な像面上に照明スポットを結像する第2のBadalレンズ系を含み、(d)像の少なくとも一部分を伝達するために像面に配置された空間フィルタを含む。
Description
【0001】
発明の技術分野
本発明は眼の光学的な性質を測定するための方法を装置に関する。特に、本発
明は波面測定に基づいて眼の屈折誤差を測定するための方法及び装置に関する。
明は波面測定に基づいて眼の屈折誤差を測定するための方法及び装置に関する。
【0002】
発明の背景
周知のように、波面型屈折測定器は波面測定に基づいて眼の屈折誤差を測定す
るための光学デバイスである。このような波面型屈折測定器は高いオーダの屈折
誤差を含む眼の屈折誤差の包括的な測定を提供することができる。さらに、この
ような波面型屈折測定器は従来のオートレフラクタ(auto-refractor)よりも精
確な眼の屈折誤差の測定を提供する。有利には、波面測定は検出された屈折誤差
を補正するための屈折レーザ手術をガイドするのに使用される。さらに、このよ
うな波面型屈折測定器は眼鏡及びコンタクトレンズの処方を提供するのに使用さ
れる。
るための光学デバイスである。このような波面型屈折測定器は高いオーダの屈折
誤差を含む眼の屈折誤差の包括的な測定を提供することができる。さらに、この
ような波面型屈折測定器は従来のオートレフラクタ(auto-refractor)よりも精
確な眼の屈折誤差の測定を提供する。有利には、波面測定は検出された屈折誤差
を補正するための屈折レーザ手術をガイドするのに使用される。さらに、このよ
うな波面型屈折測定器は眼鏡及びコンタクトレンズの処方を提供するのに使用さ
れる。
【0003】
従来技術で周知の波面型屈折測定器の1つの実装例は“Hartmann-S
hack”センサを使用して、網膜上に投射され眼の光学系を通過した照明スポ
ットから発生される光ビームの波面を測定する。周知のように、このような波面
型屈折測定器においては、レーザ又は超光発光ダイオードからのプローブビーム
は眼の光学系を通過して網膜上に投射される。網膜によって散乱された光は眼の
光学系を通過し、眼の瞳孔を通過して放出される。放出ビームの波面は眼の光学
系に関する屈折情報を伝える。例えば、もし眼が正常視であるならば(すなわち
眼の光学系が屈折誤差をもたないならば)、放出ビームの波面はフラットなはず
である。リレー光学系は眼の瞳孔から放出される波面をHartmann-Sh
ackセンサへと中継する。Hartmann-Shackセンサは波面の歪み
を測定し、眼の光学系の収差による眼の屈折誤差を決定する。
hack”センサを使用して、網膜上に投射され眼の光学系を通過した照明スポ
ットから発生される光ビームの波面を測定する。周知のように、このような波面
型屈折測定器においては、レーザ又は超光発光ダイオードからのプローブビーム
は眼の光学系を通過して網膜上に投射される。網膜によって散乱された光は眼の
光学系を通過し、眼の瞳孔を通過して放出される。放出ビームの波面は眼の光学
系に関する屈折情報を伝える。例えば、もし眼が正常視であるならば(すなわち
眼の光学系が屈折誤差をもたないならば)、放出ビームの波面はフラットなはず
である。リレー光学系は眼の瞳孔から放出される波面をHartmann-Sh
ackセンサへと中継する。Hartmann-Shackセンサは波面の歪み
を測定し、眼の光学系の収差による眼の屈折誤差を決定する。
【0004】
周知のように、Hartmann-Shackセンサはレンズレットアレイ(l
enslet array)及びこのアレイのレンズレット素子の焦点面に配置されたCCD
カメラを有する。測定すべき放射のビームがHartmann-Shackセン
サに投射される場合には常にレンズレットアレイがこのビームをサブアパーチャ
に分解し、焦点のパターンを形成する(焦点のこのパターンは測定すべきビーム
の波面の特徴を伝える)。CCDカメラは焦点のこのパターンを記録し、コンピ
ュータがこのパターンを分析してビームの波面を再構成する。
enslet array)及びこのアレイのレンズレット素子の焦点面に配置されたCCD
カメラを有する。測定すべき放射のビームがHartmann-Shackセン
サに投射される場合には常にレンズレットアレイがこのビームをサブアパーチャ
に分解し、焦点のパターンを形成する(焦点のこのパターンは測定すべきビーム
の波面の特徴を伝える)。CCDカメラは焦点のこのパターンを記録し、コンピ
ュータがこのパターンを分析してビームの波面を再構成する。
【0005】
上記の記述から容易に理解できるように、上記の波面型屈折測定器によって提
供される波面測定の精度は焦点の位置の精確な測定に依存する。よって、Har
tmann-Shack焦点の良好な像性能はこのような波面型屈折測定器の重
要な必要条件である。焦点の位置を精確に解像するためには、これらの焦点がC
CDカメラの所定の個数のピクセルを被覆するように一定のサイズに保持される
必要がある。
供される波面測定の精度は焦点の位置の精確な測定に依存する。よって、Har
tmann-Shack焦点の良好な像性能はこのような波面型屈折測定器の重
要な必要条件である。焦点の位置を精確に解像するためには、これらの焦点がC
CDカメラの所定の個数のピクセルを被覆するように一定のサイズに保持される
必要がある。
【0006】
波面型屈折測定器を制作するためにHartmann-Shackセンサを使
用する際に遭遇する1つの問題は、眼のデフォーカシングパワー(defocusing p
ower)に関連する。とりわけ眼のデフォーカシングパワーは患者によって変わり
、このデフォーカシングパワー変動は網膜上のプローブビームのスポットサイズ
を著しく変化させる。この結果、Hartmann-ShackCCDカメラ上
の焦点サイズが著しく変化する。波面型屈折測定器を制作するためにHartm
ann-Shackセンサを使用する際に遭遇するもう1つの問題は、網膜から
の拡散散乱に関連する。とりわけ網膜からの拡散散乱はHartmann-Sh
ack焦点に対する明るい背景を作り出し、結果的に像コントラストを低減して
しまう。周知のように、網膜からの拡散散乱は網膜の線維の層構造の結果である
(この層構造は散乱光の横方向拡散を増大させる2次元導波路の役割を果たす)
。
用する際に遭遇する1つの問題は、眼のデフォーカシングパワー(defocusing p
ower)に関連する。とりわけ眼のデフォーカシングパワーは患者によって変わり
、このデフォーカシングパワー変動は網膜上のプローブビームのスポットサイズ
を著しく変化させる。この結果、Hartmann-ShackCCDカメラ上
の焦点サイズが著しく変化する。波面型屈折測定器を制作するためにHartm
ann-Shackセンサを使用する際に遭遇するもう1つの問題は、網膜から
の拡散散乱に関連する。とりわけ網膜からの拡散散乱はHartmann-Sh
ack焦点に対する明るい背景を作り出し、結果的に像コントラストを低減して
しまう。周知のように、網膜からの拡散散乱は網膜の線維の層構造の結果である
(この層構造は散乱光の横方向拡散を増大させる2次元導波路の役割を果たす)
。
【0007】
上記の記述から容易に理解できるように、従来技術において従来のHartm
ann-Shackセンサを使用する波面型屈折測定器を改善した眼の屈折誤差
を測定するための方法及び装置に対する要求が存在する。
ann-Shackセンサを使用する波面型屈折測定器を改善した眼の屈折誤差
を測定するための方法及び装置に対する要求が存在する。
【0008】
発明の要旨
本発明の実施形態は有利には従来技術における上記の要求を満たし、従来のH
artmann-Shackセンサを使用する波面型屈折測定器を改善した眼の
屈折誤差を測定するための方法及び装置を提供する。
artmann-Shackセンサを使用する波面型屈折測定器を改善した眼の
屈折誤差を測定するための方法及び装置を提供する。
【0009】
特に本発明の1つの実施形態は以下のものを含む眼の屈折誤差を測定するため
の装置である。すなわち、(a)プローブビーム源を含み、(b)網膜上に照明
スポットを形成するために被験者の眼の中にプローブビームを投射する第1のB
adalレンズ系を含み、(c)網膜に実質的に共役な像面上に照明スポットを
結像する第2のBadalレンズ系を含み、(d)像の少なくとも一部分を伝達
するために像面に配置された空間フィルタを含む。有利には、このような実施形
態は、(a)Hartmann-Shack像を改善することによってHart
mann-Shackセンサを使用する場合により精確な波面測定を提供し、(
b)眼のデフォーカシングパワーとは実質的に無関係なプローブビームスポット
サイズを提供し、(c)網膜からの最小の拡散散乱がHartmann-Sha
ckセンサのHartmann-Shack像へと向かうことを提供する。
の装置である。すなわち、(a)プローブビーム源を含み、(b)網膜上に照明
スポットを形成するために被験者の眼の中にプローブビームを投射する第1のB
adalレンズ系を含み、(c)網膜に実質的に共役な像面上に照明スポットを
結像する第2のBadalレンズ系を含み、(d)像の少なくとも一部分を伝達
するために像面に配置された空間フィルタを含む。有利には、このような実施形
態は、(a)Hartmann-Shack像を改善することによってHart
mann-Shackセンサを使用する場合により精確な波面測定を提供し、(
b)眼のデフォーカシングパワーとは実質的に無関係なプローブビームスポット
サイズを提供し、(c)網膜からの最小の拡散散乱がHartmann-Sha
ckセンサのHartmann-Shack像へと向かうことを提供する。
【0010】
図の短い記述
図1は本発明の1つの実施形態により制作される波面屈折測定器のブロック線
図を示し、 図2は本発明の有利な実施形態を制作するために使用される従来技術のBad
al光学系装置のブロック線図を示す。
図を示し、 図2は本発明の有利な実施形態を制作するために使用される従来技術のBad
al光学系装置のブロック線図を示す。
【0011】
詳細な記述
図1は本発明により制作される波面屈折測定器100のブロック線図を示す。
図1に示されているように、波面屈折測定器100はプローブビームアセンブリ
10、偏光ビームスプリッタ20、リレー光学系アセンブリ40及びHartm
ann-Shackセンサ50を有する。
図1に示されているように、波面屈折測定器100はプローブビームアセンブリ
10、偏光ビームスプリッタ20、リレー光学系アセンブリ40及びHartm
ann-Shackセンサ50を有する。
【0012】
図1に示されているように、プローブビームアセンブリ10は放射のビームを
出力する放射源12を有し、この放射のビームはファイバ13へ入力として印加
される。この放射のビームは大抵の場合は限定するわけではないが例えば赤外線
又は近赤外線放射のような患者によっては感知されない放射である。ファイバ1
3からの放射出力のビームはコリメーション光学系14(コリメーションレンズ
系14は1つ又は複数のレンズを有してもよい)及び偏光子17を通過し、直線
偏光された放射を出力する(偏光子17は当業者に周知の多くの方法によって制
作され得る)。放射の直線偏光されたビームはBadalレンズ系15(Bad
al構成は後で詳しく記述される)を通過し、反射鏡16によって方向転換され
、投射ビーム11として偏光ビームスプリッタ20に入射する。ただ1つのレン
ズしか図示されていないが、当業者は1つ以上のレンズがこのようなBadal
レンズ系ではより典型的であると容易に理解するだろう。偏光ビームスプリッタ
20は投射ビーム11を方向付けて眼30に入射させ、網膜31上に照明スポッ
ト32を形成する。有利には、本発明のこの実施形態によれば、Badalレン
ズ系15の使用によって網膜31上の照明スポット32は眼30のデフォーカシ
ングパワーには依存しないスポットサイズを持つようになる。結果的に、網膜3
1上の照明スポット32のスポットサイズを予め決定することができ、このスポ
ットサイズは眼30のデフォーカシングパワーとは実質的に無関係である。
出力する放射源12を有し、この放射のビームはファイバ13へ入力として印加
される。この放射のビームは大抵の場合は限定するわけではないが例えば赤外線
又は近赤外線放射のような患者によっては感知されない放射である。ファイバ1
3からの放射出力のビームはコリメーション光学系14(コリメーションレンズ
系14は1つ又は複数のレンズを有してもよい)及び偏光子17を通過し、直線
偏光された放射を出力する(偏光子17は当業者に周知の多くの方法によって制
作され得る)。放射の直線偏光されたビームはBadalレンズ系15(Bad
al構成は後で詳しく記述される)を通過し、反射鏡16によって方向転換され
、投射ビーム11として偏光ビームスプリッタ20に入射する。ただ1つのレン
ズしか図示されていないが、当業者は1つ以上のレンズがこのようなBadal
レンズ系ではより典型的であると容易に理解するだろう。偏光ビームスプリッタ
20は投射ビーム11を方向付けて眼30に入射させ、網膜31上に照明スポッ
ト32を形成する。有利には、本発明のこの実施形態によれば、Badalレン
ズ系15の使用によって網膜31上の照明スポット32は眼30のデフォーカシ
ングパワーには依存しないスポットサイズを持つようになる。結果的に、網膜3
1上の照明スポット32のスポットサイズを予め決定することができ、このスポ
ットサイズは眼30のデフォーカシングパワーとは実質的に無関係である。
【0013】
放射源12を作るためにはその高い輝度及び短いコヒーレンス長のゆえに超光
発光ダイオードを利用するのが望ましい。超光発光ダイオードの望ましい波長は
近赤外線スペクトル範囲にある。しかし、限定するわけではないが例えばレーザ
又は発光ダイオードのような他の放射源を使用してもよい。さらに、有利にはフ
ァイバ13は良好なビーム品質及び精密なコリメーションを可能にする単一モー
ドファイバである。偏光子17は偏光ビームスプリッタ20によって定められる
偏光を選択するように設定される。
発光ダイオードを利用するのが望ましい。超光発光ダイオードの望ましい波長は
近赤外線スペクトル範囲にある。しかし、限定するわけではないが例えばレーザ
又は発光ダイオードのような他の放射源を使用してもよい。さらに、有利にはフ
ァイバ13は良好なビーム品質及び精密なコリメーションを可能にする単一モー
ドファイバである。偏光子17は偏光ビームスプリッタ20によって定められる
偏光を選択するように設定される。
【0014】
本発明のこの実施形態によれば、Badalレンズ系15は眼30の瞳孔面P
から焦点距離だけ離れて配置される。結果的に、プローブビーム11は瞳孔面P
に集束される。例えばこの場合:(a)ファイバ13は5ミクロンのファイバコ
アを有し、(b)コリメーティングレンズ14は15mmの焦点距離を有し、(
c)Badalレンズ系15は200mmの焦点距離を有し、瞳孔面P上のスポ
ットサイズは約65ミクロンである。このようなBadal構成において、網膜
31上の照明スポット32のスポットサイズは22mmのノーマルな眼の長さの
場合には約300ミクロンである。このスポットサイズは実質的に眼30のデフ
ォーカシングパワーには依存しないが、眼の長さには比例する。
から焦点距離だけ離れて配置される。結果的に、プローブビーム11は瞳孔面P
に集束される。例えばこの場合:(a)ファイバ13は5ミクロンのファイバコ
アを有し、(b)コリメーティングレンズ14は15mmの焦点距離を有し、(
c)Badalレンズ系15は200mmの焦点距離を有し、瞳孔面P上のスポ
ットサイズは約65ミクロンである。このようなBadal構成において、網膜
31上の照明スポット32のスポットサイズは22mmのノーマルな眼の長さの
場合には約300ミクロンである。このスポットサイズは実質的に眼30のデフ
ォーカシングパワーには依存しないが、眼の長さには比例する。
【0015】
図1に示されているように、照明スポット32から散乱された光は(水晶体3
4及び角膜35を含む)眼の光学系を通過し、出射ビーム33として放出される
。出射ビーム33の波面は眼の光学系に関する収差情報を伝える。偏光ビームス
プリッタ20は出射ビーム33の偏光解消された成分だけを通過させる(すなわ
ち、偏光ビームスプリッタ20は特に水晶体34、角膜35及び網膜31からの
反射を除去する)。
4及び角膜35を含む)眼の光学系を通過し、出射ビーム33として放出される
。出射ビーム33の波面は眼の光学系に関する収差情報を伝える。偏光ビームス
プリッタ20は出射ビーム33の偏光解消された成分だけを通過させる(すなわ
ち、偏光ビームスプリッタ20は特に水晶体34、角膜35及び網膜31からの
反射を除去する)。
【0016】
図1に示されているように、リレー光学系アセンブリ40はBadalレンズ
系41及びレンズ系42を有し、このBadalレンズ系41及びレンズ系42
は各々1つ又は複数のレンズを有する。リレー光学系アセンブリ40は瞳孔面P
における波面を共役面P’に中継する。図1にさらに示されているように、Ba
dalレンズ系41は照明スポット32を像スポット48としてリレー光学系ア
センブリ40内部の面R’上に結像する(面R’はBadalレンズ系41の焦
点面であり、さらに網膜31に共役である)。本発明のこの実施形態によれば、
面R’における照明スポット32の像のスポットサイズは実質的に眼30のデフ
ォーカシングパワーとは無関係である。さらに本発明のこの実施形態によれば、
空間フィルタ44は像スポットのサイズと実質的に等しいアパーチャを有し、こ
の空間フィルタ44は焦点面R’に位置決めされて網膜31における拡散散乱に
起因する微量の光を除去する。
系41及びレンズ系42を有し、このBadalレンズ系41及びレンズ系42
は各々1つ又は複数のレンズを有する。リレー光学系アセンブリ40は瞳孔面P
における波面を共役面P’に中継する。図1にさらに示されているように、Ba
dalレンズ系41は照明スポット32を像スポット48としてリレー光学系ア
センブリ40内部の面R’上に結像する(面R’はBadalレンズ系41の焦
点面であり、さらに網膜31に共役である)。本発明のこの実施形態によれば、
面R’における照明スポット32の像のスポットサイズは実質的に眼30のデフ
ォーカシングパワーとは無関係である。さらに本発明のこの実施形態によれば、
空間フィルタ44は像スポットのサイズと実質的に等しいアパーチャを有し、こ
の空間フィルタ44は焦点面R’に位置決めされて網膜31における拡散散乱に
起因する微量の光を除去する。
【0017】
像面R’の位置は眼30のデフォーカシングパワーの関数として変化する。し
かし、当業者には周知のように、像面R’の位置は眼計測計を使用して決定され
、この眼計測計は装置100に対する補助アライメントデバイスとして使用され
る。この場合、本発明の更に別の実施形態によれば、駆動機構(図示せず)は、
像面R’にオーバーラップするように空間フィルタ44を動かすことができる。
空間フィルタ44を動かすためのこの駆動機構は当業者には周知の多くの方法の
中のどれかによって制作することができる。限定するわけではないが例えば空間
フィルタ44はリニアモータ又は電動式ドライブスクリューによって動かされる
。
かし、当業者には周知のように、像面R’の位置は眼計測計を使用して決定され
、この眼計測計は装置100に対する補助アライメントデバイスとして使用され
る。この場合、本発明の更に別の実施形態によれば、駆動機構(図示せず)は、
像面R’にオーバーラップするように空間フィルタ44を動かすことができる。
空間フィルタ44を動かすためのこの駆動機構は当業者には周知の多くの方法の
中のどれかによって制作することができる。限定するわけではないが例えば空間
フィルタ44はリニアモータ又は電動式ドライブスクリューによって動かされる
。
【0018】
本発明のこの更に別の実施形態によれば、空間フィルタ44は像スポット48
のサイズに実質的に等しいアパーチャを有する。従って、可動式空間フィルタ4
4が像面R’に配置される場合、(照明スポット32から散乱された)出射ビー
ム33の最大伝達が生じ、照明スポット32の周囲の拡散散乱からの微量の放射
が除去される。有利には、本発明のこの実施形態によれば、空間フィルタ44の
使用はHartmann-Shackセンサ50において得られる像のコントラ
ストを著しく改善し、結果的に(後に詳しく記述する)焦点52の検出がより精
確になる。
のサイズに実質的に等しいアパーチャを有する。従って、可動式空間フィルタ4
4が像面R’に配置される場合、(照明スポット32から散乱された)出射ビー
ム33の最大伝達が生じ、照明スポット32の周囲の拡散散乱からの微量の放射
が除去される。有利には、本発明のこの実施形態によれば、空間フィルタ44の
使用はHartmann-Shackセンサ50において得られる像のコントラ
ストを著しく改善し、結果的に(後に詳しく記述する)焦点52の検出がより精
確になる。
【0019】
図1にさらに示されているように、Hartmann-Shack波面センサ
50はレンズレットアレイ51及びCCDカメラ53を有する。レンズレットア
レイ51は面P’に配置され、CCDカメラ53はレンズレットアレイ51のレ
ンズレット素子の焦点面に配置される。レンズレットアレイ51がCCDカメラ
53上に焦点52のパターンを形成する場合に波面センサ50は出射ビーム33
の波面を検出する。
50はレンズレットアレイ51及びCCDカメラ53を有する。レンズレットア
レイ51は面P’に配置され、CCDカメラ53はレンズレットアレイ51のレ
ンズレット素子の焦点面に配置される。レンズレットアレイ51がCCDカメラ
53上に焦点52のパターンを形成する場合に波面センサ50は出射ビーム33
の波面を検出する。
【0020】
本発明のこの実施形態によれば、CCDカメラ53からの出力は入力として分
析器(図示せず)、例えばパーソナルコンピュータに供給される。この場合、こ
の分析器は当業者には周知のなんらかの又は多くの方法によって焦点のセントロ
イドのx、y、z位置を決定する。次いで、各ビームセグメントの傾きがセント
ロイドの座標を使用して決定され、レンズレットアレイ50の各素子を通過する
ビームの成分の傾きを決定する。次に分析器は当業者には周知の多くの方法のう
ちのなんらかの方法を使用し、ビームセグメントの傾きを利用して面P’におけ
るビーム33の波面を再構成する。例えば、1つのこのような実施形態では、分
析器は、"Objective measurement of wave aberrations of the human eye with
the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor" by J. Liang et al., J. O pt. Soc. Am. A , Vol.11, No.7, July 1994, pp.1949-1957というタイトルの論
文(「 Liang 論文」)の教示に従って、ビームセグメントの傾きをゼルニケの多
項式(Zernike polynomials)の集合にフィットさせて、面P’におけるビーム
33の波面を再構成する。この Liang 論文は本発明の参考文献である。次いで
、ビーム33の波面はリレー光学系によって決定されるスケールファクタを介し
て面Pにおいて再構成される。Hartmann-Shack波面センサの包括
的な概要及び波面再構成は米国特許第5777719号明細書に記載されている
。
析器(図示せず)、例えばパーソナルコンピュータに供給される。この場合、こ
の分析器は当業者には周知のなんらかの又は多くの方法によって焦点のセントロ
イドのx、y、z位置を決定する。次いで、各ビームセグメントの傾きがセント
ロイドの座標を使用して決定され、レンズレットアレイ50の各素子を通過する
ビームの成分の傾きを決定する。次に分析器は当業者には周知の多くの方法のう
ちのなんらかの方法を使用し、ビームセグメントの傾きを利用して面P’におけ
るビーム33の波面を再構成する。例えば、1つのこのような実施形態では、分
析器は、"Objective measurement of wave aberrations of the human eye with
the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor" by J. Liang et al., J. O pt. Soc. Am. A , Vol.11, No.7, July 1994, pp.1949-1957というタイトルの論
文(「 Liang 論文」)の教示に従って、ビームセグメントの傾きをゼルニケの多
項式(Zernike polynomials)の集合にフィットさせて、面P’におけるビーム
33の波面を再構成する。この Liang 論文は本発明の参考文献である。次いで
、ビーム33の波面はリレー光学系によって決定されるスケールファクタを介し
て面Pにおいて再構成される。Hartmann-Shack波面センサの包括
的な概要及び波面再構成は米国特許第5777719号明細書に記載されている
。
【0021】
最後に、眼の屈折誤差が再構成された波面を利用して当業者には周知の多くの
方法のうちのいずれかの方法に従って分析器によって計算される。例えば1つの
このような方法は "Objective Measurement and Correction of Optical System
s Using Wavefront Analysis" というタイトルの Frey et al. の June 3, 1999
の WO99/27334という刊行物に開示されており、この刊行物では波面
の歪みは収差の推定値と見なされる。この刊行物は本発明の参考文献である( L
iang 論文も参照)。
方法のうちのいずれかの方法に従って分析器によって計算される。例えば1つの
このような方法は "Objective Measurement and Correction of Optical System
s Using Wavefront Analysis" というタイトルの Frey et al. の June 3, 1999
の WO99/27334という刊行物に開示されており、この刊行物では波面
の歪みは収差の推定値と見なされる。この刊行物は本発明の参考文献である( L
iang 論文も参照)。
【0022】
波面測定のためにHartmann-Shackセンサ50を使用することは
従来技術で周知である。しかし、CCDカメラ53における焦点52の像性能は
眼の収差の精確な測定を得ることにおける問題点として残る。例えば、照明スポ
ット32からの拡散散乱が焦点52の明るい背景を作り出す可能性がある。この
ような明るい背景は焦点52の信号対雑音比を低減するかもしれず、これにより
焦点52の位置の精確な測定を得ることが困難となる。有利には、本発明のこの
実施形態によれば、そして上述のように、Badalレンズ系15は眼30のデ
フォーカシングパワーには無関係なスポットサイズを有する網膜31上の照明ス
ポットを提供する。さらに、Badalレンズ系41は眼30のデフォーカシン
グパワーには無関係なスポットサイズを有する面R’における像スポットを提供
する。これは、空間フィルタ44と共に、拡散散乱からの低減された背景を有す
るHartmann-Shack像を得ることを可能にする。結果的に、改善さ
れた精度が波面測定に対して達成される。
従来技術で周知である。しかし、CCDカメラ53における焦点52の像性能は
眼の収差の精確な測定を得ることにおける問題点として残る。例えば、照明スポ
ット32からの拡散散乱が焦点52の明るい背景を作り出す可能性がある。この
ような明るい背景は焦点52の信号対雑音比を低減するかもしれず、これにより
焦点52の位置の精確な測定を得ることが困難となる。有利には、本発明のこの
実施形態によれば、そして上述のように、Badalレンズ系15は眼30のデ
フォーカシングパワーには無関係なスポットサイズを有する網膜31上の照明ス
ポットを提供する。さらに、Badalレンズ系41は眼30のデフォーカシン
グパワーには無関係なスポットサイズを有する面R’における像スポットを提供
する。これは、空間フィルタ44と共に、拡散散乱からの低減された背景を有す
るHartmann-Shack像を得ることを可能にする。結果的に、改善さ
れた精度が波面測定に対して達成される。
【0023】
図2は従来技術のBadal光学系構成200のブロック線図を示し、このB
adal光学系構成200は眼30のデフォーカシングパワーには無関係な像サ
イズを有する網膜31上の像36を作り出す。1つの実施形態では、Badal
光学系構成200は眼30の瞳孔面Pから焦点距離だけ離れて配置されているB
adalレンズ系46を有する。図2に示されているように、Badalレンズ
46は網膜31の像面R’を形成する。Badalレンズ46から像面R’まで
の距離は眼30の焦能力(focal power)に依存する。しかし、像面R’に配置
されたターゲット47は眼の焦能力とは無関係に同一サイズで現れる。Bada
l光学系構成は一般的に検眼において使用され、Badal光学系構成の詳細な
記述は本発明の参考文献である米国特許第5208619号明細書において見出
される。注意すべきことは、リレー光学系アセンブリ40において図1で示され
たBadal構成(図1では照明スポット32はBadalレンズ系41によっ
て結像されて網膜31に共役な像面R’上に像スポット48を形成する)は(例
えば図2に示されているような)眼計測計の逆配置であることであり、この図2
では像面R’に配置されたターゲット47が網膜31に結像される。
adal光学系構成200は眼30のデフォーカシングパワーには無関係な像サ
イズを有する網膜31上の像36を作り出す。1つの実施形態では、Badal
光学系構成200は眼30の瞳孔面Pから焦点距離だけ離れて配置されているB
adalレンズ系46を有する。図2に示されているように、Badalレンズ
46は網膜31の像面R’を形成する。Badalレンズ46から像面R’まで
の距離は眼30の焦能力(focal power)に依存する。しかし、像面R’に配置
されたターゲット47は眼の焦能力とは無関係に同一サイズで現れる。Bada
l光学系構成は一般的に検眼において使用され、Badal光学系構成の詳細な
記述は本発明の参考文献である米国特許第5208619号明細書において見出
される。注意すべきことは、リレー光学系アセンブリ40において図1で示され
たBadal構成(図1では照明スポット32はBadalレンズ系41によっ
て結像されて網膜31に共役な像面R’上に像スポット48を形成する)は(例
えば図2に示されているような)眼計測計の逆配置であることであり、この図2
では像面R’に配置されたターゲット47が網膜31に結像される。
【0024】
当業者ならば、図1に示された2つのBadal光学系構成の組み合わせは眼
30の長さとは実質的に無関係なスポットサイズを有する像スポット48を作り
出すことを容易に理解するだろう。
30の長さとは実質的に無関係なスポットサイズを有する像スポット48を作り
出すことを容易に理解するだろう。
【0025】
本発明の実施形態に従って制作される波面屈折測定器の1つの例において、B
adalレンズ41の焦点距離はほぼ100mmである。この焦点距離は眼の長
さの約5倍の長さである。この結果、焦点面R’上の像スポット48は照明スポ
ット32の約5倍の大きさである。従って、300ミクロンの近似的なスポット
サイズを有する照明スポットに対して、空間フィルタ44は約1.5mmのアパ
ーチャを持たなくてはならない。
adalレンズ41の焦点距離はほぼ100mmである。この焦点距離は眼の長
さの約5倍の長さである。この結果、焦点面R’上の像スポット48は照明スポ
ット32の約5倍の大きさである。従って、300ミクロンの近似的なスポット
サイズを有する照明スポットに対して、空間フィルタ44は約1.5mmのアパ
ーチャを持たなくてはならない。
【0026】
当業者は上記の記述は図示と記述のためだけに示されたことを認識するだろう
。これ自体として、網羅的であろうとする意図はなく、ここに開示された精確な
形態に本発明を限定する意図もない。例えば、当業者ならば、Badalレンズ
系15をコリメーティングレンズ系14と組み合わせて瞳孔面P上に類似の焦点
を作り出してもよいことを容易に理解するはずである。さらに、本発明の実施形
態はHartmann-Shackセンサと共に記述されたが、本発明はこれに
よって限定されない。実際、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく他の波
面センサを同様に使うことができる。
。これ自体として、網羅的であろうとする意図はなく、ここに開示された精確な
形態に本発明を限定する意図もない。例えば、当業者ならば、Badalレンズ
系15をコリメーティングレンズ系14と組み合わせて瞳孔面P上に類似の焦点
を作り出してもよいことを容易に理解するはずである。さらに、本発明の実施形
態はHartmann-Shackセンサと共に記述されたが、本発明はこれに
よって限定されない。実際、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく他の波
面センサを同様に使うことができる。
【図1】
本発明の1つの実施形態により制作される波面屈折測定器のブロック線図を示
す。
す。
【図2】
本発明の有利な実施形態を制作するために使用される従来技術のBadal光
学系装置のブロック線図を示す。
学系装置のブロック線図を示す。
10 プローブビームアセンブリ
11 投射ビーム
12 放射源
13 ファイバ
14 コリメーション光学系
15 Badalレンズ系
16 反射鏡
17 偏光子
20 偏光ビームスプリッタ
30 眼
31 網膜
32 照明スポット
33 出射ビーム
34 水晶体
35 角膜
36 像
40 リレー光学系アセンブリ
41 Badalレンズ系
42 レンズ系
44 空間フィルタ
46 Badalレンズ
47 ターゲット
48 像スポット
50 Hartmann-Shackセンサ
51 レンズレットアレイ
52 焦点
53 CCDカメラ
100 波面屈折測定器
200 Badal光学系構成
P 瞳孔面
P’ 共役面
R’ Badalレンズ系41の焦点面
R’ 像面
Claims (12)
- 【請求項1】 波面屈折測定器において、 プローブビーム源を有し、 網膜上に照明スポットを形成するために被験者の眼の中に前記プローブビーム
を投射する第1のBadalレンズ系を有し、 前記網膜に実質的に共役な像面上に前記照明スポットを結像する第2のBad
alレンズ系を有し、 像の少なくとも一部分を伝達するための前記像面に配置された空間フィルタを
有する、波面屈折測定器。 - 【請求項2】 装置は空間フィルタを動かすための駆動機構をさらに有する
、請求項1記載の波面屈折測定器。 - 【請求項3】 空間フィルタによって伝達される放射を受信するために配置
された波面センサをさらに有する、請求項1記載の波面屈折測定器。 - 【請求項4】 前記波面センサはCCDカメラの前に配置されたレンズレッ
トアレイを有する、請求項3記載の波面屈折測定器。 - 【請求項5】 CCDカメラからの出力に応答してビームの波面を再構成す
るための分析器をさらに有する請求項4記載の波面屈折測定器。 - 【請求項6】 分析器はレンズレットアレイのレンズレット素子に割り当て
られたビームセグメントの傾きを決定し、これからビームの波面を再構成する、
請求項5記載の波面屈折測定器。 - 【請求項7】 第1のBadalレンズ系はほぼ200mmの焦点距離を有
する、請求項1記載の波面屈折測定器。 - 【請求項8】 第2のBadalレンズ系はほぼ100mmの焦点距離を有
する、請求項1記載の波面屈折測定器。 - 【請求項9】 空間フィルタはほぼ1.5mmのアパーチャを有する、請求
項1記載の波面屈折測定器。 - 【請求項10】 空間フィルタによって伝達される放射を受信するために配
置された波面センサをさらに有する、請求項2記載の波面屈折測定器。 - 【請求項11】 波面センサからの出力に応答してビームの波面を再構成す
るための分析器をさらに有する、請求項3記載の波面屈折測定器。 - 【請求項12】 波面センサからの出力に応答してビームの波面を再構成す
るための分析器をさらに有する、請求項10記載の波面屈折測定器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/576,082 | 2000-05-20 | ||
US09/576,082 US6382795B1 (en) | 2000-05-20 | 2000-05-20 | Method and apparatus for measuring refractive errors of an eye |
PCT/EP2001/005646 WO2001089372A2 (en) | 2000-05-20 | 2001-05-17 | Method and apparatus for measuring refractive errors of an eye |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003533320A true JP2003533320A (ja) | 2003-11-11 |
Family
ID=24302910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001585619A Pending JP2003533320A (ja) | 2000-05-20 | 2001-05-17 | 眼の屈折誤差を測定するための方法及び装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP1217939B1 (ja) |
JP (1) | JP2003533320A (ja) |
DE (1) | DE60121123T2 (ja) |
WO (1) | WO2001089372A2 (ja) |
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