JP4491663B2 - 眼光学特性測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼眼底に微小光源像を投影するための投影系と、眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出するための波面検出系を有する眼光学特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の眼光学特性測定装置においては、眼底に形成された点光源からの光束で被検眼瞳孔内を透過した光束の波面を波面センサーにより検出して、球面度数、乱視度数、乱視軸だけでなく高次の収差特性を検出する様に構成した装置が知られている。
【０００３】
ところで、これら従来の眼光学特性測定装置は、眼底上に点光源を投影するため、眼底上の１点からの反射光だけを捉えた場合には、眼底上の血管等の影響で投影位置の違い等により波面の測定結果がばらつき、精度の高い測定結果を得ることができないという問題点があった。
【０００４】
そのため、投影系と波面検出系との共用光路内に光束を偏向させるための反射部材を配置し、眼底に投影された点光源像の位置を変更させながら各投影位置からの平均化された波面を検出し、投影位置によるばらつきを除去して測定精度を向上させる様にした提案もなされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術においては、反射光学素子を用いて光束を偏向させるため反射面を微小振動させるための構成が必要であるだけでなく、反射光学素子のため光軸を折り返すための光学素子が必要となり、光学系も複雑となることが避けられず、組み立ての際の光学調整も極めて困難であるという問題点を有していた。
【０００６】
本願発明は、この従来技術の有する問題点を解決することを目的とするものであり、偏向光学素子として、透過する光束を偏向させるための偏角プリズムを使用し、かつ、この偏角プリスムで発生する非点収差等の収差成分を除去するため、偏角プリズムの少なくとも１面を非球面等の収差補正透過面にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、偏角プリズムの少なくとも１つの透過面を収差補正面にすることにより、偏角プリズムをこの種の装置における偏向部材として初めて適用可能となったものであり、光路内に配置した偏角プリズムを光軸を中心として回転させるだけで光束を傾向させることができ、光学系も極めて簡単な構成にすることができるという利点を有しているものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、被検眼眼底に微少光源像を投影するための投影系と、該眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出するための波面検出系と、前記投影系と波面検出系の両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有し入射する光束を偏向させるための偏角プリズムを配置したことを特徴としている。
【０００９】
更に本発明の偏角プリズムは、投影系と波面検出系の共用、或いは別個の光路内に配置することもできる。
【００１０】
また本発明の偏角プリズムは、光軸を中心として回転可能に構成することもできる。
【００１１】
そして本発明の収差補正用透過面は、非球面の透過面とすることもできる。
【００１２】
更に本発明は、収差補正用透過面は、回折光学素子面とすることもできる。
【００１３】
また本発明の波面検出系は、複数の開口絞りを有するハルトマン絞りと、該ハルトマン絞りの各開口を透過した光束の到達位置を検出するための光電検出器とから構成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、投影系が、被検眼眼底に微少光源像を投影し、波面検出系が、眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出し、投影系と波面検出系の両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有する偏角プリズムが、入射する光束を偏向させることができる。
【００１５】
更に本発明の偏角プリズムは、投影系と波面検出系の共用、或いは別個の光路内に配置することもできる。
【００１６】
また本発明の偏角プリズムは、光軸を中心として回転可能にすることもできる。
【００１７】
そして本発明の収差補正用透過面は、非球面の透過面とすることもできる。
【００１８】
更に本発明は、収差補正用透過面は、回折光学素子面とすることもできる。
【００１９】
また本発明の波面検出系は、光電検出器が、複数の開口絞りを有するハルトマン絞りの各開口を透過した光束の到達位置を検出することもできる。
【００２０】
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【００２２】
［第１実施例］
【００２３】
本発明の第１実施例である眼特性測定装置１００００は、図１に示す様に、第１波長の光束を発するための第１の光源部１００と、第１の光源部１００からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系２００Ａと、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、反射光束を少なくとも９本のビームに変換するための第１変換部材４００を介して第１受光部５１０に導くための第１受光光学系３００Ａと、被検眼網膜から反射して戻ってくる第２光束を第２受光部５２０に導くための第２受光光学系３００Ｂと、光束の傾き角に対応する第１受光部５１０からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部６００とから構成されている。なお、第１照明光学系２００Ａが投影系に該当し、第１受光光学系３００Ａが、波面検出系に該当する。
【００２４】
そして第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａの両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有し、入射する光束を偏向させるための偏角プリズム３０００が配置されている。
【００２５】
そして演算部６００が、制御部６１０を含む全体の制御を司っている。更に、制御部６１０は、第１受光部５１０、第２受光部５２０、第３受光部５３０からの信号▲４▼、▲７▼、（１０）からの信号を受け取り、第１の光源部１００乃至第４の光源部１３０の駆動及び、第１駆動部９１０乃至第３駆動部９３０の駆動を司るとともに、表示部７００、メモリ８００の制御を行う。
【００２６】
第１の光源部１００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が望ましい。本第１実施例の第１の光源部１００には、ＳＬＤが採用されており、輝度が高い点光源を得ることができる。
【００２７】
また、本第１実施例の第１の光源部１００は、ＳＬＤに限られるものではなく、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ることで利用できる。
【００２８】
そして、ＳＬＤの様に、空間、時間ともコヒーレンスが高くないものでも、光量さえ充分であれば、ピンホール等を光路の光源の位置に挿入することで、使用可能になる。
【００２９】
本第１実施例の照明用の第１の光源部１００の波長は、赤外域の波長、例えば７８０ｎｍを使用することができる。
【００３０】
第１照明光学系２００Ａは、第１の光源部１００からの光束で被検眼眼底上で微小な領域を照明するためのものである。第１照明光学系２００Ａは、第１のコリメータレンズ２１０からなり、被検眼１０００を照明するものである。
【００３１】
第１受光光学系３００Ａは、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束を受光し第１受光部５１０に導くためのものである。第１受光光学系３００Ａは、第１のアフォーカルレンズ３１０と、第２のビームスプリッタ３４０と、第２のアフォーカルレンズ３１２と、偏角プリズム３０００と、第１のビームスプリッタ３３０と、第１受光手段３０１Ａとから構成されている。また、第１受光手段３０１Ａは、第１のコリメートレンズ３２０と、反射光束を少なくとも９本のビームに変換するための変換部材４００と、第１受光部５１０とから構成されている。
【００３２】
また、第１受光光学系３００Ａには、第１のビームスプリッタ３３０が挿入されており、第１照明光学系２００Ａからの光を被検眼１０００に送光し、反射光を透過させる様に構成されている。
【００３３】
第１受光部５１０は、変換部材４００を通過した第１受光光学系３００Ａからの光を受光し、第１信号▲４▼を生成するためのものである。なお、第１受光部５１０は、光電検出器に該当する。
【００３４】
第１の光源部１００と眼底が共役となっており、眼底と第１受光部５１０とが共役となっている。更に、変換部材４００と瞳孔も共役となっており、瞳孔と偏角プリズム３０００の収差を付加した面が共役となっている。
【００３５】
即ち、第１のアフォーカルレンズ３１０の前側焦点は、被検査対象物である被検眼前眼部と略一致している。
【００３６】
そして、第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａとは、第１の光源部１００からの光束が集光する点で反射されたとして、その反射光による第１受光部５１０での信号ピークが最大となる関係を維持して、連動して移動し、第１受光部５１０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様に構成されている。この結果、第１の光源部１００からの光束が、被検眼眼底上で集光することとなる。
【００３７】
ここで偏角プリズム３０００について、詳細に説明する。
【００３８】
偏角プリズム３０００は、光透過部材で作られた楔型の偏角プリズムであり、第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａとの共用光路の被検眼の瞳と共役位置に、光軸を中心として回転可能に配置される。即ち、演算部６００からの制御信号に基づいて、第３の駆動部９３０が偏角プリズム３０００を回転させることができる。
【００３９】
偏角プリズム３０００は、第１の光源部１００からの光束を微小角度偏向させるためのプリズムであり、被検眼眼底に投影される光束の主光線は、被検眼１０００の瞳の位置を中心として微小角度偏向され、被検眼１０００の眼底上には中心から微小量だけ離れた位置に点光源像が形成される。この点光源からの光束は、
再度偏角プリズム３０００を透過することにより傾向が戻され、第１受光部５１０には、光軸と平行な主光線の光束として投影される。
【００４０】
ここで、偏角プリズム３０００を高速で回転させると、眼底上では光源像は眼底上で所定半径の円状軌跡に沿って回転し、この回転軌跡上のそれぞれの点光源からの光束により形成される平均化された波面を、第１受光部５１０で検出することができる。このため眼底上の点光源の投影位置の違いによる測定のばらつきを平均化して測定でき、被検眼１０００から射出される波面の測定精度を格段に向上させることができる。
【００４１】
なお偏角プリズム３０００は、第１照明光学系２００Ａ（投影系）と第１受光光学系３００Ａ（受光系）の共用光路内に配置したが、第１照明光学系２００Ａ（投影系）、第１受光光学系３００Ａ（受光系）のそれぞれの光路に同一の偏角プリズム３０００を配置し、両偏角プリズム３０００を同期して回転させても同一の効果を得ることができる。
【００４２】
次に、変換部材４００について説明する。
【００４３】
第１受光光学系３００Ａに配置された変換部材４００は、反射光束を複数のビームに変換する波面変換部材である。本第１実施例の変換部材４００には、光軸と直交する面内に配置された複数のマイクロフレネルレンズが採用されている。
【００４４】
測定対象部を球面成分と３次の非点収差以外のその他の高次収差まで測定するためには、測定対象物を介した少なくとも１７本のビームで測定する必要がある。
変換部材の一例を図７ａ、図７ｂで示す。何れも中心の開口が光学系の光軸に一致して配置される。
【００４５】
ここでマイクロフレネルレンズについて詳細に説明する。
【００４６】
マイクロフレネルレンズは波長ごとの高さピッチの輪帯をもち、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズを持つ光学素子である。ここで利用することのできるマイクロフレネルレンズは、例えば、半導体微細加工技術を応用した８レベルの光路長差をつけたもので、９８％の集光効率を実現できる。
【００４７】
眼底からの反射光は、第２のアフォーカルレンズ３１２及び第２のシリンダーレンズ３２０を通過し、変換部材４００を介して、その１次光として第１受光部５１０上に集光する。ここで０次光は透過光束に相当し、１次光は収束光束に相当する。
【００４８】
また変換部材４００は、少なくとも１７個の領域に分けられた各領域において、収束作用を行うマイクロレンズ部と透過作用を行う開口部分で構成することも可能である。
【００４９】
本第１実施例の変換部材４００は、反射光束を少なくとも１７本以上のビームに変換する波面変換部材から構成されている。
【００５０】
次に第１受光部５１０は、変換部材４００で変換された複数のビームを受光するためのものであり、本第１実施例では、リードアウトノイズの少ないＣＣＤが採用されている。ＣＣＤは、他に低ノイズタイプの一般的なものから測定用の２０００＊２０００素子の冷却ＣＣＤ等、何れのタイプのものが使用できる。
【００５１】
低ノイズタイプのＣＣＤとそのドライバーからの画像信号出力は、適応した画像入力ボードを使用することで簡単に実現することができる。
【００５２】
そして第１受光光学系３００Ａは、被検眼虹彩と変換部材４００と略共役な関係を形成している。
【００５３】
また、第１受光光学系３００Ａには、プリズム３３１が挿入されており、第１照明光学系２００Ａからの光を被検眼１０００に送光し、反射光を透過させる様に構成されている。
【００５４】
更に、対象物である被検眼１０００と光学特性測定装置１００００との作動距離を調整する作動距離調整光学系、対象物である被検眼１０００と光学特性測定装置１００００との光軸と直交方向の位置関係を調整するアライメント光学系、及び対象物を照明するための第２照明光学系２００Ｂが設けられている。
【００５５】
アライメントは、次の様に行われる。第２照明光学系２００Ｂの第２の光源部１１０からの光束を、集光レンズ３７０、第３のビームスプリッター３５０、第２のビームスプリッター３４０を介して対象物である被検眼１０００を略平行な光束で照明する。被検眼角膜で反射した反射光束は、あたかも角膜曲率半径の１／２の点から射出したような発散光束で射出される。この発散光束は、第２受光光学系３００Ｂである第３のビームスプリッター３５０、第２のビームスプリッター３４０及び集光レンズ３７０を介して第２受光部５２０でスポット像として受光される。第２受光部５２０上でスポット像が光軸上から外れている場合には、これが光軸上にくる様に光学特性測定装置１００００本体を上下左右に移動調整する。第２受光部５２０上でスポット像が光軸上に一致したときに、アライメント調整が完了する。
【００５６】
第２の光源部１１０の波長は、第１の光源部１００の波長と異なり、これよりも長い波長、例えば９４０ｎｍが選択できる。なお、第２の光源部１１０と瞳孔とが共役であり、瞳孔と第２受光部５２０とが共役となっている。
【００５７】
第２のビームスプリッター３４０が、第１の光源部１００の波長を透過し、第２の光源部１１０の波長を反射するようなダイクロイックミラーで形成することにより、互いの光束がもう一方の光学系に入りノイズとなることを防止できる。
【００５８】
スポット像が光軸上にくれば、アライメント調整は完了する。また、第３の光源部１２０により被検眼前眼部を照明することにより、被検眼像が前記第２受光部５２０上に形成されるので、この前眼部像を利用して瞳中心が光軸と一致するようにアライメント調整を行うこともできる。
【００５９】
次に、作動距離調整は、第４の光源部１３０から射出された光束を対象物に向けて照射し、対象物である被検眼から反射された光を集光レンズ５３１を介して第３受光部５３０により受光することにより行われる。第３受光部５３０は、第４の光源部１３０と光軸と第３受光部５３０とを含む面内の光束位置の変化を検出できるものであれば足り、例えば、その面内に配置した一次元ＣＣＤやポジションセンシングディバイス（ＰＳＤ）により構成することができる。
【００６０】
被検眼が適正作動距離にある場合には、第３受光部５３０の光軸上に第４の光源部１３０からのスポット像が形成され、適正作動距離から前後に外れたときには、それぞれ光軸より上又は下にスポット像が形成されることとなる。
【００６１】
ここで、眼特性測定装置１００００の電気的な構成を図２に基づいて説明する。眼特性測定装置１００００の電気的な構成は、演算部６００と、制御部６１０と、表示部７００と、メモリ８００と、第１の駆動部９１０と、第２の駆動部９２０と、第３の駆動部９２０とから構成されている。
【００６２】
制御部６１０は、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の光源部１００〜第４の光源１３０の点灯、消灯を制御したり、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０と第３の駆動部９３０とを制御するためのものである。
【００６３】
第１の駆動部９１０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１照明光学系２００Ａ全体を光軸方向に移動させるためのものである。 第１の駆動部９１０は適宜のレンズ移動手段を駆動させて、照明光学系２００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。従って第１の駆動部９１０は、被検眼の網膜に点光源が照明される様に第１照明光学系２００Ａ全体を光軸方向に移動等させるものである。
【００６４】
第２の駆動部９２０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１受光光学系３００Ａ全体を光軸方向に移動させるためのものである。第２の駆動部９２０は、 適宜のレンズ移動手段を駆動させて、第１受光光学系３００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。
【００６５】
第３の駆動部９３０は、演算部６００からの制御信号に基づいて、偏角プリズム３０００を回転させるためのものである。偏角プリズム３０００の回転機構は、モータ等、適宜の回転制御手段が採用される。
【００６６】
以上の様に構成された眼特性測定装置１００００は、偏角プリズム３０００を組み込んだ光学系で被検眼１０００の屈折力等の測定を行う。具体的には、被検眼１０００の位置のアライメント調整を行う。次に第１受光部５１０から画像データを取得する。そして、後述する第４式及び第５式に基づいて、ゼルニケ係数の算出を行う。更に、ゼルニケ係数の算出を行った後、演算された（Ｓ、Ｃ、ＡＸ、ＳＡ、Ｃｏｍａ、・・・・・）等を表示部７００に表示する。これにより、高精度に被検眼１０００の屈折力等を測定することができる。
【００６７】
「測定原理」
【００６８】
ここで、第１受光部５１０で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼１０００の光学特性を求めるための演算部６００の動作原理について詳細に説明する。
【００６９】
本発明によって測定されるものは、眼の波面収差である。
【００７０】
変換部材４００の縦横の座標をＸ、Ｙとし、 第１受光部５１０の縦横座標を ｘ、ｙとすれば、
【００７１】
一般に第３式で表される波面Ｗ（Ｘ、Ｙ）は、下記の第１式と第２式の関係で結び付けられる。
【００７２】
「数１」
【００７３】
・・・・・第１式
【００７４】
「数２」
【００７５】
・・・・・第２式
【００７６】
「数３」
【００７７】
・・・・・第３式
【００７８】
そこで、第３式の両辺を、変換部材４００上の座標Ｘ、Ｙでそれぞれ微分し、第１式と第２式の左辺に代入すると、Ｃｉｊ の多項式を得ることができる。
【００７９】
なお、第３式のＺｉｊ は、ゼルニケの多項式と呼ばれるものであり、 下記の第４式と第５式で表されるものである。
【００８０】
「数４」
【００８１】
・・・・・第４式
【００８２】
「数５」
【００８３】
・・・・・第５式
【００８４】
そして、下記の第６式の自乗誤差を最小にすることにより、未知量のＣｉｊ を求めることができる。
【００８５】
「数６」
【００８６】
・・・・・第６式
【００８７】
以上の様に求められたＣｉｊ を利用することにより、眼の光学的に重要なパラメータとして利用することができる。
【００８８】
ここで、ゼルニケの多項式の意味を示す。
【００８９】
Ｚ１０、Ｚ１１ ティルト
Ｚ２１ デフォーカス
Ｚ２０、Ｚ２２ ３次非点収差
Ｚ３０、Ｚ３３ 矢状収差
Ｚ３１、Ｚ３２ ３次コマ収差
Ｚ４２ ３次球面収差
Ｚ４１、Ｚ４３ ５次非点収差
Ｚ５２、Ｚ５３ ５次コマ収差
Ｚ６３ ５次球面収差
Ｚ８４ ７次球面収差
【００９０】
次に偏角プリズム３０００の具体的構成について説明する。
【００９１】
一般の偏角プリズムは、互いに傾斜した２つ透過平面を有するものであるが、この一般の偏角プリズムに入射する光束の波面を、例えば平面波としても、偏角プリズムは高次の光学的収差を有するもので、偏角プリズムを射出する光束は傾斜した平面波にならないという問題点を有している。このため、本願の様に、被検眼１０００から射出される波面を検出し、この波面の検出結果から被検眼１０００の眼特性を検出する測定では、この偏角プリズムで発生する収差が測定結果に悪影響を与え、高精度な波面を検出できないという問題点があった。このため、本件発明における偏角プリズム３０００は、高次の収差を補正するために偏角プリズム３０００の少なくとも１つの平面を収差補正用の透過面に形成したものである。なお、収差補正用の透過面は、収差補正用透過面に該当するものである。
【００９２】
図３の（ａ）に示す様に、偏角プリズム３０００に平面波の光束を入射させると仮定すると、偏角プリズム３０００を透過した光束の波面は所定角度傾いた波面になるが、収差により完全な平面波にならない。この射出波面をＷ（ｘ、ｙ）とする。
【００９３】
この射出波面をＷ（ｘ、ｙ）の収差を、ゼルニケ多項式で示すと、上記の第３式と同様に下記の式で表すことができる。
【００９４】
「数７」
【００９５】
・・・・・第７式
【００９６】
一方、偏角プリズム３０００の透過面の非球面面形状をｆ（ｘ、ｙ）をゼルニケ多項式であらわすと下記式となる。
【００９７】
「数８」
【００９８】
・・・・・第８式
【００９９】
ここで、ｘ、ｙは、偏角プリズム３０００面での入射光束の半径によって規格化されている。
【０１００】
ここで、偏角プリズム３０００で発生する収差を補正するには、（ｉ、ｊ）＝（１、０）（１、１）以外の項で形成される、波面及び面形状において、
【０１０１】
Ｗ（ｘ、ｙ）＋ｆ（ｘ、ｙ）・（ｎ−１）＝０ ・・・・・第９式
【０１０２】
という条件を満たす面形状を選択すれば良い。
【０１０３】
即ち、第７式と第８式より、
【０１０４】
ｉ≧２の時 ｄｉｊ＝−（Ｃｉｊ／（ｎ−１）） （ｉ＝２・・・、ｊ＝０・・・ｉ）
【０１０５】
・・・・第１１式
【０１０６】
ｉ＜２の時 ｄｉｊ＝０ （ｉ＝０、１、 ｊ＝０・・・ｉ）
【０１０７】
・・・・第１２式
【０１０８】
となる面形状を選択すれば、偏角プリズム３０００での波面の傾斜項以外の収差量を０にすることができ、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す様に、偏角プリズム３０００を透過した光束の波面の収差は除去され収差のない傾斜した平面波Ｗ’（ｘ、ｙ）を得ることができる。
【０１０９】
ここで、上記の偏角プリズム３０００を具体的設計例で示すことにする。
【０１１０】
例えば、使用する偏角プリズム３０００の屈折率を１.７３５０３７（眼特性測定装置１００００での使用波長８４０ｎｍでの屈折率）として、偏角プリズム３０００の入射側の平面が光軸に対し、８.４度傾斜させ、射出側の平面は光軸に対し１０度傾け、透過偏角が１.１７４５６７度となる偏角プリズムを想定する。
【０１１１】
この条件でこのＣｉｊ を具体的に演算すると図４に示す様になる。
【０１１２】
ここで、この算出された係数Ｃｉｊ に基づき、第１１式、第１２式に基づき、ｄｉｊ が求められ、収差補正のための面形状ｆ（ｘ、ｙ）が決定される。
【０１１３】
なお、上記算出により求められた収差補正用の面３１００は、図３（ｂ）に示す様に偏角プリズム３０００の入射面、或いは、図３（ｃ）に示す様に射出平面に設けても良い。
【０１１４】
そして偏角プリズム３０００としては、図５に示す様に、楔型の偏角プリズム３０００の少なくとも１面を収差補正用の非球面形状にする代わりに、同効果を有する回折光学素子面３２００にしても良い。
【０１１５】
また図６に示す様に、一般の偏角プリズムと、その偏角プリズムで発生する収差だけを補正するために、平面板の１平面に回折光学素子面３２００を設ける様にして、２つの光学部材により、収差のない偏角プリズム３０００を構成しても良い。
【０１１６】
なお回折光学素子面３２００は、収差補正用透過面に該当するものである。
【０１１７】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、被検眼眼底に微少光源像を投影するための投影系と、該眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出するための波面検出系と、前記投影系と波面検出系の両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有し入射する光束を偏向させるための偏角プリズムを配置しているので、極めて正確な測定を行うことができるという卓越した効果がある。
【０１１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の光学特性測定装置１００００の構成を示す図である。
【図２】第１実施例の光学特性測定装置１００００の電気的構成を示す図である。
【図３】偏角プリズム３００例を説明する図である。
【図４】演算結果を示す図である。
【図５】偏角プリズム３０００の変形例を説明する図である。
【図６】偏角プリズム３０００の変形例を説明する図である。
【図７】ハルトマン板の開口を説明する図である。
【符号の説明】
１００００ 第１実施例の光学特性測定装置
１０００ 被検眼
３０００ 偏角プリズム
３１００ 収差補正用の面
１００ 第１の光源部
１１０ 第２の光源部
１２０ 第３の光源部
１３０ 第４の光源部
２００Ａ 第１照明光学系
２２０ シリンダーレンズ
３００Ａ 第１受光光学系
３００Ｂ 第２受光光学系
３１０ 対物レンズ
３２０ コリメートレンズ
３３０ 第１のビームスプリッタ
３４０ 第２のビームスプリッタ
３５０ 第３のビームスプリッタ
４００ 第１変換部材
５１０ 第１受光部
５２０ 第２受光部
５３０ 第３受光部
６００ 演算部
７００ 表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼眼底に微小光源像を投影するための投影系と、眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出するための波面検出系を有する眼光学特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の眼光学特性測定装置においては、眼底に形成された点光源からの光束で被検眼瞳孔内を透過した光束の波面を波面センサーにより検出して、球面度数、乱視度数、乱視軸だけでなく高次の収差特性を検出する様に構成した装置が知られている。
【０００３】
ところで、これら従来の眼光学特性測定装置は、眼底上に点光源を投影するため、眼底上の１点からの反射光だけを捉えた場合には、眼底上の血管等の影響で投影位置の違い等により波面の測定結果がばらつき、精度の高い測定結果を得ることができないという問題点があった。
【０００４】
そのため、投影系と波面検出系との共用光路内に光束を偏向させるための反射部材を配置し、眼底に投影された点光源像の位置を変更させながら各投影位置からの平均化された波面を検出し、投影位置によるばらつきを除去して測定精度を向上させる様にした提案もなされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術においては、反射光学素子を用いて光束を偏向させるため反射面を微小振動させるための構成が必要であるだけでなく、反射光学素子のため光軸を折り返すための光学素子が必要となり、光学系も複雑となることが避けられず、組み立ての際の光学調整も極めて困難であるという問題点を有していた。
【０００６】
本願発明は、この従来技術の有する問題点を解決することを目的とするものであり、偏向光学素子として、透過する光束を偏向させるための偏角プリズムを使用し、かつ、この偏角プリスムで発生する非点収差等の収差成分を除去するため、偏角プリズムの少なくとも１面を非球面等の収差補正透過面にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、偏角プリズムの少なくとも１つの透過面を収差補正面にすることにより、偏角プリズムをこの種の装置における偏向部材として初めて適用可能となったものであり、光路内に配置した偏角プリズムを光軸を中心として回転させるだけで光束を傾向させることができ、光学系も極めて簡単な構成にすることができるという利点を有しているものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、被検眼眼底に微少光源像を投影するための投影系と、該眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出するための波面検出系と、前記投影系と波面検出系の両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有し入射する光束を偏向させるための偏角プリズムを配置したことを特徴としている。
【０００９】
更に本発明の偏角プリズムは、投影系と波面検出系の共用、或いは別個の光路内に配置することもできる。
【００１０】
また本発明の偏角プリズムは、光軸を中心として回転可能に構成することもできる。
【００１１】
そして本発明の収差補正用透過面は、非球面の透過面とすることもできる。
【００１２】
更に本発明は、収差補正用透過面は、回折光学素子面とすることもできる。
【００１３】
また本発明の波面検出系は、複数の開口絞りを有するハルトマン絞りと、該ハルトマン絞りの各開口を透過した光束の到達位置を検出するための光電検出器とから構成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、投影系が、被検眼眼底に微少光源像を投影し、波面検出系が、眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出し、投影系と波面検出系の両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有する偏角プリズムが、入射する光束を偏向させることができる。
【００１５】
更に本発明の偏角プリズムは、投影系と波面検出系の共用、或いは別個の光路内に配置することもできる。
【００１６】
また本発明の偏角プリズムは、光軸を中心として回転可能にすることもできる。
【００１７】
そして本発明の収差補正用透過面は、非球面の透過面とすることもできる。
【００１８】
更に本発明は、収差補正用透過面は、回折光学素子面とすることもできる。
【００１９】
また本発明の波面検出系は、光電検出器が、複数の開口絞りを有するハルトマン絞りの各開口を透過した光束の到達位置を検出することもできる。
【００２０】
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【００２２】
［第１実施例］
【００２３】
本発明の第１実施例である眼特性測定装置１００００は、図１に示す様に、第１波長の光束を発するための第１の光源部１００と、第１の光源部１００からの光束で被検眼網膜上で微小な領域を、その照明条件を変化可能に照明するための第１照明光学系２００Ａと、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束の一部を、反射光束を少なくとも９本のビームに変換するための第１変換部材４００を介して第１受光部５１０に導くための第１受光光学系３００Ａと、被検眼網膜から反射して戻ってくる第２光束を第２受光部５２０に導くための第２受光光学系３００Ｂと、光束の傾き角に対応する第１受光部５１０からの第１信号に基づき、被検眼の光学特性を求めるための演算部６００とから構成されている。なお、第１照明光学系２００Ａが投影系に該当し、第１受光光学系３００Ａが、波面検出系に該当する。
【００２４】
そして第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａの両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有し、入射する光束を偏向させるための偏角プリズム３０００が配置されている。
【００２５】
そして演算部６００が、制御部６１０を含む全体の制御を司っている。更に、制御部６１０は、第１受光部５１０、第２受光部５２０、第３受光部５３０からの信号▲４▼、▲７▼、（１０）からの信号を受け取り、第１の光源部１００乃至第４の光源部１３０の駆動及び、第１駆動部９１０乃至第３駆動部９３０の駆動を司るとともに、表示部７００、メモリ８００の制御を行う。
【００２６】
第１の光源部１００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が望ましい。本第１実施例の第１の光源部１００には、ＳＬＤが採用されており、輝度が高い点光源を得ることができる。
【００２７】
また、本第１実施例の第１の光源部１００は、ＳＬＤに限られるものではなく、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ることで利用できる。
【００２８】
そして、ＳＬＤの様に、空間、時間ともコヒーレンスが高くないものでも、光量さえ充分であれば、ピンホール等を光路の光源の位置に挿入することで、使用可能になる。
【００２９】
本第１実施例の照明用の第１の光源部１００の波長は、赤外域の波長、例えば７８０ｎｍを使用することができる。
【００３０】
第１照明光学系２００Ａは、第１の光源部１００からの光束で被検眼眼底上で微小な領域を照明するためのものである。第１照明光学系２００Ａは、第１のコリメータレンズ２１０からなり、被検眼１０００を照明するものである。
【００３１】
第１受光光学系３００Ａは、被検眼網膜から反射して戻ってくる光束を受光し第１受光部５１０に導くためのものである。第１受光光学系３００Ａは、第１のアフォーカルレンズ３１０と、第２のビームスプリッタ３４０と、第２のアフォーカルレンズ３１２と、偏角プリズム３０００と、第１のビームスプリッタ３３０と、第１受光手段３０１Ａとから構成されている。また、第１受光手段３０１Ａは、第１のコリメートレンズ３２０と、反射光束を少なくとも９本のビームに変換するための変換部材４００と、第１受光部５１０とから構成されている。
【００３２】
また、第１受光光学系３００Ａには、第１のビームスプリッタ３３０が挿入されており、第１照明光学系２００Ａからの光を被検眼１０００に送光し、反射光を透過させる様に構成されている。
【００３３】
第１受光部５１０は、変換部材４００を通過した第１受光光学系３００Ａからの光を受光し、第１信号▲４▼を生成するためのものである。なお、第１受光部５１０は、光電検出器に該当する。
【００３４】
第１の光源部１００と眼底が共役となっており、眼底と第１受光部５１０とが共役となっている。更に、変換部材４００と瞳孔も共役となっており、瞳孔と偏角プリズム３０００の収差を付加した面が共役となっている。
【００３５】
即ち、第１のアフォーカルレンズ３１０の前側焦点は、被検査対象物である被検眼前眼部と略一致している。
【００３６】
そして、第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａとは、第１の光源部１００からの光束が集光する点で反射されたとして、その反射光による第１受光部５１０での信号ピークが最大となる関係を維持して、連動して移動し、第１受光部５１０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様に構成されている。この結果、第１の光源部１００からの光束が、被検眼眼底上で集光することとなる。
【００３７】
ここで偏角プリズム３０００について、詳細に説明する。
【００３８】
偏角プリズム３０００は、光透過部材で作られた楔型の偏角プリズムであり、第１照明光学系２００Ａと第１受光光学系３００Ａとの共用光路の被検眼の瞳と共役位置に、光軸を中心として回転可能に配置される。即ち、演算部６００からの制御信号に基づいて、第３の駆動部９３０が偏角プリズム３０００を回転させることができる。
【００３９】
偏角プリズム３０００は、第１の光源部１００からの光束を微小角度偏向させるためのプリズムであり、被検眼眼底に投影される光束の主光線は、被検眼１０００の瞳の位置を中心として微小角度偏向され、被検眼１０００の眼底上には中心から微小量だけ離れた位置に点光源像が形成される。この点光源からの光束は、
再度偏角プリズム３０００を透過することにより傾向が戻され、第１受光部５１０には、光軸と平行な主光線の光束として投影される。
【００４０】
ここで、偏角プリズム３０００を高速で回転させると、眼底上では光源像は眼底上で所定半径の円状軌跡に沿って回転し、この回転軌跡上のそれぞれの点光源からの光束により形成される平均化された波面を、第１受光部５１０で検出することができる。このため眼底上の点光源の投影位置の違いによる測定のばらつきを平均化して測定でき、被検眼１０００から射出される波面の測定精度を格段に向上させることができる。
【００４１】
なお偏角プリズム３０００は、第１照明光学系２００Ａ（投影系）と第１受光光学系３００Ａ（受光系）の共用光路内に配置したが、第１照明光学系２００Ａ（投影系）、第１受光光学系３００Ａ（受光系）のそれぞれの光路に同一の偏角プリズム３０００を配置し、両偏角プリズム３０００を同期して回転させても同一の効果を得ることができる。
【００４２】
次に、変換部材４００について説明する。
【００４３】
第１受光光学系３００Ａに配置された変換部材４００は、反射光束を複数のビームに変換する波面変換部材である。本第１実施例の変換部材４００には、光軸と直交する面内に配置された複数のマイクロフレネルレンズが採用されている。
【００４４】
測定対象部を球面成分と３次の非点収差以外のその他の高次収差まで測定するためには、測定対象物を介した少なくとも１７本のビームで測定する必要がある。
変換部材の一例を図７ａ、図７ｂで示す。何れも中心の開口が光学系の光軸に一致して配置される。
【００４５】
ここでマイクロフレネルレンズについて詳細に説明する。
【００４６】
マイクロフレネルレンズは波長ごとの高さピッチの輪帯をもち、集光点と平行な出射に最適化されたブレーズを持つ光学素子である。ここで利用することのできるマイクロフレネルレンズは、例えば、半導体微細加工技術を応用した８レベルの光路長差をつけたもので、９８％の集光効率を実現できる。
【００４７】
眼底からの反射光は、第２のアフォーカルレンズ３１２及び第２のシリンダーレンズ３２０を通過し、変換部材４００を介して、その１次光として第１受光部５１０上に集光する。ここで０次光は透過光束に相当し、１次光は収束光束に相当する。
【００４８】
また変換部材４００は、少なくとも１７個の領域に分けられた各領域において、収束作用を行うマイクロレンズ部と透過作用を行う開口部分で構成することも可能である。
【００４９】
本第１実施例の変換部材４００は、反射光束を少なくとも１７本以上のビームに変換する波面変換部材から構成されている。
【００５０】
次に第１受光部５１０は、変換部材４００で変換された複数のビームを受光するためのものであり、本第１実施例では、リードアウトノイズの少ないＣＣＤが採用されている。ＣＣＤは、他に低ノイズタイプの一般的なものから測定用の２０００＊２０００素子の冷却ＣＣＤ等、何れのタイプのものが使用できる。
【００５１】
低ノイズタイプのＣＣＤとそのドライバーからの画像信号出力は、適応した画像入力ボードを使用することで簡単に実現することができる。
【００５２】
そして第１受光光学系３００Ａは、被検眼虹彩と変換部材４００と略共役な関係を形成している。
【００５３】
また、第１受光光学系３００Ａには、プリズム３３１が挿入されており、第１照明光学系２００Ａからの光を被検眼１０００に送光し、反射光を透過させる様に構成されている。
【００５４】
更に、対象物である被検眼１０００と光学特性測定装置１００００との作動距離を調整する作動距離調整光学系、対象物である被検眼１０００と光学特性測定装置１００００との光軸と直交方向の位置関係を調整するアライメント光学系、及び対象物を照明するための第２照明光学系２００Ｂが設けられている。
【００５５】
アライメントは、次の様に行われる。第２照明光学系２００Ｂの第２の光源部１１０からの光束を、集光レンズ３７０、第３のビームスプリッター３５０、第２のビームスプリッター３４０を介して対象物である被検眼１０００を略平行な光束で照明する。被検眼角膜で反射した反射光束は、あたかも角膜曲率半径の１／２の点から射出したような発散光束で射出される。この発散光束は、第２受光光学系３００Ｂである第３のビームスプリッター３５０、第２のビームスプリッター３４０及び集光レンズ３７０を介して第２受光部５２０でスポット像として受光される。第２受光部５２０上でスポット像が光軸上から外れている場合には、これが光軸上にくる様に光学特性測定装置１００００本体を上下左右に移動調整する。第２受光部５２０上でスポット像が光軸上に一致したときに、アライメント調整が完了する。
【００５６】
第２の光源部１１０の波長は、第１の光源部１００の波長と異なり、これよりも長い波長、例えば９４０ｎｍが選択できる。なお、第２の光源部１１０と瞳孔とが共役であり、瞳孔と第２受光部５２０とが共役となっている。
【００５７】
第２のビームスプリッター３４０が、第１の光源部１００の波長を透過し、第２の光源部１１０の波長を反射するようなダイクロイックミラーで形成することにより、互いの光束がもう一方の光学系に入りノイズとなることを防止できる。
【００５８】
スポット像が光軸上にくれば、アライメント調整は完了する。また、第３の光源部１２０により被検眼前眼部を照明することにより、被検眼像が前記第２受光部５２０上に形成されるので、この前眼部像を利用して瞳中心が光軸と一致するようにアライメント調整を行うこともできる。
【００５９】
次に、作動距離調整は、第４の光源部１３０から射出された光束を対象物に向けて照射し、対象物である被検眼から反射された光を集光レンズ５３１を介して第３受光部５３０により受光することにより行われる。第３受光部５３０は、第４の光源部１３０と光軸と第３受光部５３０とを含む面内の光束位置の変化を検出できるものであれば足り、例えば、その面内に配置した一次元ＣＣＤやポジションセンシングディバイス（ＰＳＤ）により構成することができる。
【００６０】
被検眼が適正作動距離にある場合には、第３受光部５３０の光軸上に第４の光源部１３０からのスポット像が形成され、適正作動距離から前後に外れたときには、それぞれ光軸より上又は下にスポット像が形成されることとなる。
【００６１】
ここで、眼特性測定装置１００００の電気的な構成を図２に基づいて説明する。眼特性測定装置１００００の電気的な構成は、演算部６００と、制御部６１０と、表示部７００と、メモリ８００と、第１の駆動部９１０と、第２の駆動部９２０と、第３の駆動部９２０とから構成されている。
【００６２】
制御部６１０は、演算部６００からの制御信号に基づいて、第１の光源部１００〜第４の光源１３０の点灯、消灯を制御したり、第１の駆動部９１０と第２の駆動部９２０と第３の駆動部９３０とを制御するためのものである。
【００６３】
第１の駆動部９１０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１照明光学系２００Ａ全体を光軸方向に移動させるためのものである。 第１の駆動部９１０は適宜のレンズ移動手段を駆動させて、照明光学系２００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。従って第１の駆動部９１０は、被検眼の網膜に点光源が照明される様に第１照明光学系２００Ａ全体を光軸方向に移動等させるものである。
【００６４】
第２の駆動部９２０は、演算部６００に入力された第１受光部５１０からの信号に基づいて、第１受光光学系３００Ａ全体を光軸方向に移動させるためのものである。第２の駆動部９２０は、 適宜のレンズ移動手段を駆動させて、第１受光光学系３００Ａの移動、調節が行われる様に構成されている。
【００６５】
第３の駆動部９３０は、演算部６００からの制御信号に基づいて、偏角プリズム３０００を回転させるためのものである。偏角プリズム３０００の回転機構は、モータ等、適宜の回転制御手段が採用される。
【００６６】
以上の様に構成された眼特性測定装置１００００は、偏角プリズム３０００を組み込んだ光学系で被検眼１０００の屈折力等の測定を行う。具体的には、被検眼１０００の位置のアライメント調整を行う。次に第１受光部５１０から画像データを取得する。そして、後述する第４式及び第５式に基づいて、ゼルニケ係数の算出を行う。更に、ゼルニケ係数の算出を行った後、演算された（Ｓ、Ｃ、ＡＸ、ＳＡ、Ｃｏｍａ、・・・・・）等を表示部７００に表示する。これにより、高精度に被検眼１０００の屈折力等を測定することができる。
【００６７】
「測定原理」
【００６８】
ここで、第１受光部５１０で得られた光束の傾き角に基づいて被検眼１０００の光学特性を求めるための演算部６００の動作原理について詳細に説明する。
【００６９】
本発明によって測定されるものは、眼の波面収差である。
【００７０】
変換部材４００の縦横の座標をＸ、Ｙとし、 第１受光部５１０の縦横座標を ｘ、ｙとすれば、
【００７１】
一般に第３式で表される波面Ｗ（Ｘ、Ｙ）は、下記の第１式と第２式の関係で結び付けられる。
【００７２】
「数１」
・・・・・第１式
【００７４】
「数２」
・・・・・第２式
【００７６】
「数３」
・・・・・第３式
【００７８】
そこで、第３式の両辺を、変換部材４００上の座標Ｘ、Ｙでそれぞれ微分し、第１式と第２式の左辺に代入すると、Ｃｉｊ の多項式を得ることができる。
【００７９】
なお、第３式のＺｉｊ は、ゼルニケの多項式と呼ばれるものであり、 下記の第４式と第５式で表されるものである。
【００８０】
「数４」
・・・・・第４式
【００８２】
「数５」
・・・・・第５式
【００８４】
そして、下記の第６式の自乗誤差を最小にすることにより、未知量のＣｉｊ を求めることができる。
【００８５】
「数６」
・・・・・第６式
【００８７】
以上の様に求められたＣｉｊ を利用することにより、眼の光学的に重要なパラメータとして利用することができる。
【００８８】
ここで、ゼルニケの多項式の意味を示す。
【００８９】
Ｚ１０、Ｚ１１ ティルト
Ｚ２１ デフォーカス
Ｚ２０、Ｚ２２ ３次非点収差
Ｚ３０、Ｚ３３ 矢状収差
Ｚ３１、Ｚ３２ ３次コマ収差
Ｚ４２ ３次球面収差
Ｚ４１、Ｚ４３ ５次非点収差
Ｚ５２、Ｚ５３ ５次コマ収差
Ｚ６３ ５次球面収差
Ｚ８４ ７次球面収差
【００９０】
次に偏角プリズム３０００の具体的構成について説明する。
【００９１】
一般の偏角プリズムは、互いに傾斜した２つ透過平面を有するものであるが、この一般の偏角プリズムに入射する光束の波面を、例えば平面波としても、偏角プリズムは高次の光学的収差を有するもので、偏角プリズムを射出する光束は傾斜した平面波にならないという問題点を有している。このため、本願の様に、被検眼１０００から射出される波面を検出し、この波面の検出結果から被検眼１０００の眼特性を検出する測定では、この偏角プリズムで発生する収差が測定結果に悪影響を与え、高精度な波面を検出できないという問題点があった。このため、本件発明における偏角プリズム３０００は、高次の収差を補正するために偏角プリズム３０００の少なくとも１つの平面を収差補正用の透過面に形成したものである。なお、収差補正用の透過面は、収差補正用透過面に該当するものである。
【００９２】
図３の（ａ）に示す様に、偏角プリズム３０００に平面波の光束を入射させると仮定すると、偏角プリズム３０００を透過した光束の波面は所定角度傾いた波面になるが、収差により完全な平面波にならない。この射出波面をＷ（ｘ、ｙ）とする。
【００９３】
この射出波面をＷ（ｘ、ｙ）の収差を、ゼルニケ多項式で示すと、上記の第３式と同様に下記の式で表すことができる。
【００９４】
「数７」
・・・・・第７式
【００９６】
一方、偏角プリズム３０００の透過面の非球面面形状をｆ（ｘ、ｙ）をゼルニケ多項式であらわすと下記式となる。
【００９７】
「数８」
・・・・・第８式
【００９９】
ここで、ｘ、ｙは、偏角プリズム３０００面での入射光束の半径によって規格化されている。
【０１００】
ここで、偏角プリズム３０００で発生する収差を補正するには、（ｉ、ｊ）＝（１、０）（１、１）以外の項で形成される、波面及び面形状において、
【０１０１】
Ｗ（ｘ、ｙ）＋ｆ（ｘ、ｙ）・（ｎ−１）＝０ ・・・・・第９式
【０１０２】
という条件を満たす面形状を選択すれば良い。
【０１０３】
即ち、第７式と第８式より、
【０１０４】
ｉ≧２の時 ｄｉｊ＝−（Ｃｉｊ／（ｎ−１）） （ｉ＝２・・・、ｊ＝０・・・ｉ）
【０１０５】
・・・・第１１式
【０１０６】
ｉ＜２の時 ｄｉｊ＝０ （ｉ＝０、１、 ｊ＝０・・・ｉ）
【０１０７】
・・・・第１２式
【０１０８】
となる面形状を選択すれば、偏角プリズム３０００での波面の傾斜項以外の収差量を０にすることができ、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す様に、偏角プリズム３０００を透過した光束の波面の収差は除去され収差のない傾斜した平面波Ｗ’（ｘ、ｙ）を得ることができる。
【０１０９】
ここで、上記の偏角プリズム３０００を具体的設計例で示すことにする。
【０１１０】
例えば、使用する偏角プリズム３０００の屈折率を１.７３５０３７（眼特性測定装置１００００での使用波長８４０ｎｍでの屈折率）として、偏角プリズム３０００の入射側の平面が光軸に対し、８.４度傾斜させ、射出側の平面は光軸に対し１０度傾け、透過偏角が１.１７４５６７度となる偏角プリズムを想定する。
【０１１１】
この条件でこのＣｉｊ を具体的に演算すると図４に示す様になる。
【０１１２】
ここで、この算出された係数Ｃｉｊ に基づき、第１１式、第１２式に基づき、ｄｉｊ が求められ、収差補正のための面形状ｆ（ｘ、ｙ）が決定される。
【０１１３】
なお、上記算出により求められた収差補正用の面３１００は、図３（ｂ）に示す様に偏角プリズム３０００の入射面、或いは、図３（ｃ）に示す様に射出平面に設けても良い。
【０１１４】
そして偏角プリズム３０００としては、図５に示す様に、楔型の偏角プリズム３０００の少なくとも１面を収差補正用の非球面形状にする代わりに、同効果を有する回折光学素子面３２００にしても良い。
【０１１５】
また図６に示す様に、一般の偏角プリズムと、その偏角プリズムで発生する収差だけを補正するために、平面板の１平面に回折光学素子面３２００を設ける様にして、２つの光学部材により、収差のない偏角プリズム３０００を構成しても良い。
【０１１６】
なお回折光学素子面３２００は、収差補正用透過面に該当するものである。
【０１１７】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、被検眼眼底に微少光源像を投影するための投影系と、該眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出するための波面検出系と、前記投影系と波面検出系の両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有し入射する光束を偏向させるための偏角プリズムを配置しているので、極めて正確な測定を行うことができるという卓越した効果がある。
【０１１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の光学特性測定装置１００００の構成を示す図である。
【図２】第１実施例の光学特性測定装置１００００の電気的構成を示す図である。
【図３】偏角プリズム３００例を説明する図である。
【図４】演算結果を示す図である。
【図５】偏角プリズム３０００の変形例を説明する図である。
【図６】偏角プリズム３０００の変形例を説明する図である。
【図７】ハルトマン板の開口を説明する図である。
【符号の説明】
１００００ 第１実施例の光学特性測定装置
１０００ 被検眼
３０００ 偏角プリズム
３１００ 収差補正用の面
１００ 第１の光源部
１１０ 第２の光源部
１２０ 第３の光源部
１３０ 第４の光源部
２００Ａ 第１照明光学系
２２０ シリンダーレンズ
３００Ａ 第１受光光学系
３００Ｂ 第２受光光学系
３１０ 対物レンズ
３２０ コリメートレンズ
３３０ 第１のビームスプリッタ
３４０ 第２のビームスプリッタ
３５０ 第３のビームスプリッタ
４００ 第１変換部材
５１０ 第１受光部
５２０ 第２受光部
５３０ 第３受光部
６００ 演算部
７００ 表示部
Claims (6)
- 被検眼眼底に微少光源像を投影するための投影系と、該眼底からの反射光で被検眼瞳孔内から射出される光束の波面を検出するための波面検出系と、前記投影系と波面検出系の両光路内に、少なくとも１つの収差補正用透過面を有し入射する光束を偏向させるための偏角プリズムを配置したことを特徴とする眼光学特性測定装置。
- 前記偏角プリズムは、投影系と波面検出系の共用、或いは別個の光路内に配置された請求項１記載の眼光学特性測定装置。
- 前記偏角プリズムは、光軸を中心として回転可能に構成されている請求項２記載の眼光学特性測定装置。
- 収差補正用透過面は、非球面の透過面である請求項１記載の眼光学特性測定装置。
- 収差補正用透過面は、回折光学素子面である請求項１記載の眼光学特性測定装置。
- 波面検出系は、複数の開口絞りを有するハルトマン絞りと、該ハルトマン絞りの各開口を透過した光束の到達位置を検出するための光電検出器からなる請求項１記載の眼光学特性測定装置。
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