JP2001000395A - 適応型光学フィードバック制御により人間の眼の屈折特性を事前補償するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間の眼の屈折特性を測定し、適応光学素子
を使って事前補償するための方法および装置を提供する
こと。 【解決手段】 眼の屈折特性を事前補償するためのシス
テム１０は、眼１２の網膜からの反射を得るために、こ
の眼に光ビーム５８を向けるための光学部品１６、２
６、２８…等を含む。この眼による屈折収差を含む、反
射されたビームを小レンズアレイ５０によって複数の個
々のビームに分離する。次に、これらの複数の個々のビ
ームをコンピュータ２２によって解析してこの眼の鋭敏
さマップを作る。コンピュータでこのマップを反転して
そのネガを作り、そのネガマップに従って能動ミラー６
９の反射面７１を電子的に構成する。従って、刺激から
の入射光をこの能動ミラー６９で反射して見れば、収差
が補償されて、眼には歪みのない光ビームとして見え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この出願は、現在係属中の、１９９９年６
月１１日に提出した、発明者ジョセフ・ビルおよびフリ
ーダー・レーセルによる米国特許出願「人間の眼の屈折
特性を測定するための方法および装置」の部分継続出願
である。前述の１９９９年６月１１日に提出した出願の
内容を参考までにここに援用する。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、人間
の眼の屈折収差を矯正または診断するために有用な、動
的に適応できる光学素子を有する装置に関する。更に詳
しくは、本発明は、目の屈折収差を事前補償し、それに
よって人の視覚の明瞭さを改善するために、能動ミラー
のような、適応光学素子を使用する方法および装置に関
する。本発明は、特に、しかし排他的でなく、視覚の明
瞭さのために能動ミラーを逐次再構成可能な方法または
装置として、または後の診断目的のために眼の屈折特性
の変化の時間履歴を作るために有用である。

【０００３】

【従来の技術】完全な眼では、入射する光ビームを、角
膜を通しおよび水晶体を通して、点光源からの光全てを
眼の網膜上の同じ点に収束させるように、集束する。こ
の収束は、このビームの全ての光に対して、光路長が全
て互いに等しいので起る。言換えれば、完全な眼では、
全ての光のこの眼を通過する時間が、この光の採る特定
の光路に関係なく同じである。

【０００４】しかし、全ての眼が完全ではない。この結
果、この眼を通る光路長が歪められ、全てが互いに等し
くはない。それで、不完全な眼を通過する点光源からの
光が必ずしも網膜上に、または網膜上の同じスポットに
集束しない。

【０００５】光が眼に入り、通過するとき、それは角膜
の前面で、角膜の後面で、および水晶体の表面で屈折さ
れる。これら全ての屈折の後に、光が最後に網膜に達す
る。上に示すように、完全な眼の場合は、これらの屈折
の全てが、入射するビームの光の光路長に全体的変化を
生じない。従って、これらの光路長に不均等な変化を生
ずる偏差は、眼の不完全性を示し、それは矯正する必要
があるかも知れない。

【０００６】一般に、人間の眼の視力障害は、光が眼を
通過するときに起る光路長の変化および差によって特徴
付けることが出来る。これらの障害は、珍しくない。実
際、世界の人口の約半分が視覚認知の不完全さに悩んで
いる。例えば、多くの人が、眼球が“長が過ぎる”ため
に近眼である（近視）。その結果、物体の鮮明な像が網
膜上ではなく、網膜の前にまたは前方に出来る。従っ
て、近視の人にとっては、遠景が多かれ少なかれぼけて
見える。他方、遠視は、屈折誤差が光軸と平行に眼に入
る光線を網膜の後ろに集束させる状態である。これは、
眼球が前後に“短過ぎる”ために起る。この状態を普通
遠眼と称する。近視の人と違って、遠視、または遠眼の
人は、近景が多かれ少なかれぼけて見える。

【０００７】もう一つの屈折病は、乱視である。しか
し、乱視は、眼の屈折面の曲率不等から生ずる点で近視
とも遠視とも異なる。乱視では、光線が網膜上に鮮明に
集束されるのでなく、多かれ少なかれ拡散した領域に拡
がる。更に、コマおよび球面収差を含む、視力矯正に関
心のある高次の屈折病さえある。更に詳しくは、コマ
は、軸外点物体を小さい洋なし形の斑点として結像す
る、レンズまたはレンズ系の収差である。コマは、レン
ズの区域の屈折力がその区域の軸からの距離で変るとき
に生ずる。他方、球面収差は、眼のような光学が作る像
の鮮明度喪失から生ずる。それらの収差は、球面の幾可
学的形状から発生する。

【０００８】従来、人間の眼の簡単な屈折誤差（近視、
遠視および乱視）は、１７５０年に遡って、普通眼鏡で
矯正していた。最近は、約５０年前に発明されたコンタ
クトレンズがこれらと同じ、より簡単な屈折誤差を矯正
するために有用である。更に、エキシマ紫外線レーザを
使う屈折レーザ手術が益々人気を得ている。しかし、こ
れまで、眼の視力障害を矯正するためのこれらの手法は
全て、近眼（近視）または遠眼（遠視）からの誤差の矯
正に、および円筒形屈折誤差、所謂乱視に限られてい
た。

【０００９】上記のように、視力とその屈折誤差は、か
なり複雑なことがある。他の全ての光学系同様、簡単な
屈折誤差の他に、人間の眼も、上述のコマおよび球面収
差ような、高次の屈折誤差（“収差”）を示す。全ての
場合に、理想的に平坦な‘波面’（即ち、全ての光路長
が等しい状態）が現実の世界の光学系によって歪められ
るときに収差が生ずる。ある場合には、これらの歪みが
非常に複雑な方法で起る。この瑣末な場合に、近眼およ
び遠眼のような簡単な歪みが単純なボウル状の対称歪み
を生ずるかも知れない。しかし、高次の歪みでは、結果
が、元は平坦な波面の複雑な非対称歪みである。あらゆ
る個人の眼を含む、あらゆる光学系に特有で、見た情景
のぼけた光学結像に繋がるのは、これらの非対称歪みで
ある。

【００１０】光が光学系の中央だけでなく、外側領域も
通過するときに、屈折誤差（収差または歪み）が強くな
ることがある。特に、これらの収差は、厳しい照明条件
（例えば、薄暮）で更に顕著である。例えば、明るい昼
光で人の瞳孔が比較的小さいことはよく知られている。
しかし、光レベルが増すと、瞳孔は、より多くの光を網
膜へ通過させるために、拡がる。拡がると、光線は、眼
の中央を通過する他に、眼（例えば、光学系）の外側領
域も通過し、それで光学品質が落ちる。それで、正常な
２０／２０の視力のある人でも厳しい光条件の下では高
次の収差が増加するために視力の鋭敏さが減少する。

【００１１】患者の視力を改善するための典型的アプロ
ーチは、最初に、角膜の前面の輪郭に関係する、眼の寸
法を採ることである。特に、そのような測定は、ゼルニ
ケ多項式を決めるために行う。次にこのゼルニケ多項式
を使って角膜の前面を数学的に記述し、モデル化する。
この方法によれば、ゼルニケ多項式の次数に依って、眼
のある屈折状態を記述できる。例えば、ゼルニケ多項式
の１次の項は、波面の傾斜を記述し、一方２次の項は、
近視、遠視および乱視を記述する。次に、３次の項がコ
マを、および４次の項が即ち、球面収差を記述する。

【００１２】今まで、コマおよび球面収差を伴う人間の
眼の複合収差は、測定出来ず、従って矯正できなかっ
た。更に、今日でも、‘標準の’所謂単純屈折誤差の測
定は、まだ完全に客観的ではない。事実、現在患者の視
力は、近眼、遠眼、および乱視を測定するために普通自
動屈折器を使って分類する。このプロセスでは、これら
のシステムで大まかな現実的結果を得るためにでも、患
者の協力が非常に重要である。更に、この大まかな初期
測定の後に、検眼士は、この患者に最適の矯正強度を見
付けるために、主観的手順の矯正レンズを使わねばなら
ない。これらの制限は、大いに、眼の前面の輪郭を決め
ることに加えて、後面の輪郭を決めることが出来ないこ
とによって生ずる。更に、眼の瞳孔が拡がると球面収差
がより顕著になる、角膜の周辺領域に注意が殆ど払われ
ていない。これらの欠陥を克服するためには、角膜の屈
折特性を測定するための新しいやり方および方法を評価
することが必要である。

【００１３】これまで、波面および波面の収差に関して
光ビームを解析し、記述することが普通の方法であっ
た。この点では、ゼルニケ多項式が有用であった。しか
し、光ビームは、別の方法；波面として以外で概念化で
きる。それは、各々それ自体の光路長を有する、複数の
個々のビームの点から考えることもできる。特に、比較
のために、任意の時点で、波面を、ここの光ビームがこ
の光の原点または光源から伝わった、種々の光路の時間
的長さであると考えることができる。それで、平坦また
は平面の波面を有する光ビームは、ビームの全ての光が
同じ時間的長さの光路を伝わった光ビームに相当する。
波面は、眼の不完全性によって歪められ、所謂波面収差
を生ずることが出来る。光路長に関して、これらの同じ
収差を、光が眼を通過するときに望ましくない屈折によ
って出来た、個々のビームの光路長の差から生じたと考
えることができる。

【００１４】上に議論したように、今まで視力矯正は、
主として、眼の前面の輪郭について集めたデータを使
う、角膜の形の作り直しに関係した。この目的に有用な
技術のよい例が、“角膜輪郭マッピング用装置”という
名称の発明に対してビルに発行された米国特許第５，０
６２，７０２号に記載されている。しかし、眼の後面
も、光が眼を通過するときにその屈折に影響する。それ
で、より精密な屈折矯正のためには、角膜の厚さについ
ての追加の情報が必要である。このためには、角膜の後
面のマップが疑いなく有用だろう。更に、ゼルニケ多項
式を使う低次視力異常の総体的近似は、限られた目的に
有用かも知れないが、ゼルニケ多項式によって与えられ
る表面的モデルは、高次の収差が関係するとき、全く厄
介で、あまり精密でなくなる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記に照らして、本発
明の目的は、人間の眼の屈折収差を事前補償する、適応
光学素子を使う方法および装置を提供することである。
本発明の他の目的は、後の診断目的のために眼の屈折特
性の変化の時間履歴を作るために、能動ミラーを逐次再
構成できる方法および装置を提供することである。本発
明の更に他の目的は、近視、遠視および乱視の他に、コ
マおよび球面収差のような高次の屈折誤差（収差）を決
めるためにも使える、人間の眼の屈折特性を測定するた
めの方法および装置を提供することである。本発明の更
に他の目的は、使用が実際上容易であり、操作および実
行が比較的簡単であり、並びに比較的コスト効果がよ
い、人間の眼の屈折特性を測定し、事前補償するための
方法および装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、眼の屈
折特性を事前補償するためのシステムおよび方法が、平
行にした光のビームを選択的に発生するための光学部品
を含む。本発明のために、この平行にした光のビーム
を、網膜から反射するために眼を通して導く。次に、小
レンズアレイを使ってこの反射されたビームの光を複数
の個々のビームに分離し、それらのビームは、各々特有
の光路長を有する。特に、各光路長は、個々のビームが
眼を通過する間に受けた屈折を表す。次に、個々のビー
ムの光路長をコンピュータが集合的に使って、眼のディ
ジタル化した鋭敏さマップを作る。

【００１７】一旦ディジタル化した鋭敏さマップが出来
ると、それをコンピュータの中で電子的に反転して、事
実上、ネガの鋭敏さマップである信号を発生する。次
に、この信号を能動ミラーへ送り、この鋭敏さマップの
ネガを作り直すために能動ミラーの個々のファセット
（画素）をプログラミングする。その後、刺激からの入
射光をこのプログラムした能動ミラーで反射する。

【００１８】本発明に意図したように、事前プログラム
した能動ミラーからの入射ビームの反射は、どの入射ビ
ームの個々の光路長も互いに実質的に同じに見えるよう
にする。この様にして、刺激からの入射ビームを、鋭敏
さマップによって証明された眼の屈折収差を償うために
事前補償する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のシステムのための幾つか
の代替実施例を企図する。一例として、このシステム
は、平行にした光ビームを網膜から反射するために眼の
方に向けたとき、その大きさを制御するための可変開口
を含むことができる。もし使うなら、この可変開口は、
この光ビームが瞳孔を網膜の方へ通過するとき、それが
約２ｍｍの直径を有する第１形状と、この光ビームが瞳
孔を網膜の方へ通過するとき、それが約６ｍｍの直径を
有する第２形状の間を動き得るべきである。両方の場合
に、網膜から反射された光は、それがこの眼を離れると
きに瞳孔を満たす。それで、この可変開口の形状の各々
に対して、鋭敏さマップを作ることができ、それらを、
便宜上、以後それぞれ第１鋭敏さマップおよび第２鋭敏
さマップと称する。

【００２０】本発明のもう一つに実施例として、このシ
ステムは、更に、角膜の前面の輪郭マップを作るための
光学部品を含むことができる。この実施例のために、光
ビームを発生し、角膜の前面から反射するために集束す
る。再び、網膜から反射した光にしたように、小レンズ
アレイを使って、角膜から反射された光ビームを複数の
個々のビームに分離する。再び、各個々のビームが特有
の光路長を有する。しかし、この場合は、これらの光路
長が角膜の前面の形状を表し、従って、コンピュータの
中でこの面の輪郭マップを作るために使う。

【００２１】本発明の診断用途のために、この角膜の輪
郭マップが角膜の前面によって生ずる収差を示す。同様
に、第１鋭敏さマップおよび上記第２鋭敏さマップがこ
の眼全体のための収差を示す。それで、これらのマッ
プ、および眼の水晶体の緩和状態屈折のための所定の値
を全て一緒に使って、角膜の後面の輪郭を決めることが
出来る。特に、コンピュータと作動するコンパレータを
使って角膜の前面の収差（輪郭マップ）を眼全体の収差
（第１鋭敏さマップおよび上記第２鋭敏さマップ）から
分離することが出来る。そこでこの結果を使って、角膜
の後面のための収差を決めることが出来、それはこの面
をモデル化するために有用である。

【００２２】追加の診断ツールとして、本発明のシステ
ムを起動して複数の連続する測定値を得ることが出来
る。これらの測定値から発生した複数の信号を使うこと
によって、眼の屈折特性の時間履歴を作ることができ
る。そこで、コンピュータが眼の病的問題を診断するた
めにこの時間履歴を使うことができる。

【００２３】エキシマレーザの空間的に分布した切除パ
ターンを制御するために、本発明のシステムを使えるこ
とも企図する。特に、能動ミラーの個々のファセットの
複数の表面位置を使うことによって、角膜の目標表面形
状の直接テンプレートを得ることが出来る。次に、コン
ピュータがこのテンプレートを使って、特定の目標空間
領域内でエキシマレーザによって達成すべき切除量を制
御することができる。エキシマレーザによって行われて
いる処置中に、出来た空間的に変調した表面形状を本発
明の適応型光学閉ループシステムによって測定すること
が出来る。これは、反復測定手順で行うことが出来る。
従って、レーザ切除処置の完了直後に品質確保措置を施
すことが出来る。

【００２４】

【実施例】この発明それ自体は勿論、その新規な特徴
は、その構成および作用の両方に関して、以下の説明と
共に添付の図面を検討すれば最も良く理解できよう。そ
れらの図面で類似の参照文字は類似の部品を指す。

【００２５】最初に図１を参照すると、人間の眼の屈折
特性を測定するためのシステムが概略図で示してあり、
全体を１０で指す。図１に暗に示すように、システム１
０の使用は、眼１２についての診断情報を提供すること
を意図する。これをするために、システム１０は、全て
異なる目的で、四つの異なる光源を使い、四つの異なる
波長を使用する。更に詳しくは、システム１０は、好ま
しくは約８４０ｎｍの波長の光ビームを発生するレーザ
ダイオードである光源１４を含む。好ましくは約７８０
ｎｍの波長の光ビームを発生するレーザダイオードであ
るもう一つの光源１６を備える。好ましくは約９３０ｎ
ｍの波長の光ビームを発生するレーザダイオードである
更にもう一つの光源１８がある。最後に、約９８０ｎｍ
の波長の光ビームを集合的に発生する複数の赤外ダイオ
ードを含むことが出来る照明器２０がある。

【００２６】本発明のシステム１０に意図するように、
コンピュータ２２を使って、上述の光源１４、１６およ
び１８の各々並びに照明器２０から出る光を評価する。
更に詳しくは、この評価は、それぞれの光源からの光を
眼１２の方に向け、それから何らかの方法で反射されて
から、コンピュータ２２によって行う。眼１２からシス
テム１０に反射された全ての光の集合効果を考慮する目
的では、最初に各光源を個別に考慮し、および特定の光
源からの光がこのシステム１０を通過するときそれを追
跡するのが多分最善である。

【００２７】上述のように、光源１４から始まって、約
８４０ｎｍの波長の光ビーム２４を発生する。更に、光
源１４は、このビーム２４をダイクロイック・ビームス
プリッタ２６の方へ向け、そのスプリッタは、８４０ｎ
ｍの光は通すが、実質的に８４０ｎｍ未満（例えば、７
８０ｎｍ）の光はそうでなはくて反射する。ビームスプ
リッタ２６通過後、光ビーム２４は、次に偏光ビームス
プリッタ２８によって反射され、レンズ３０および３２
を含むビーム拡大器によって更に伝達される。光ビーム
２４は、次にダイクロイック・ビームスプリッタ３４を
通過し、そのビームスプリッタは、ビームスプリッタ２
６同様、８４０ｎｍの光は通すが、７８０ｎｍの光は反
射する。ビームスプリッタ３４通過後、光ビーム２４
は、レンズ３６、３８および４０の集合効果によって拡
大され、ダイクロイック・ビームスプリッタ４２を通過
し、ダイクロイック・ビームスプリッタ４４の方へ向
う。本発明の目的で、ダイクロイック・ビームスプリッ
タ４２は、約９００ｎｍ以下の波長の光を通し、約９０
０ｎｍを超える波長の光を反射する。他方、ダイクロイ
ック・ビームスプリッタ４４は、約８３０ｎｍ以上の波
長の光を通し、約８３０ｎｍ未満の波長の光を反射す
る。それで、光ビーム２４は、ビームスプリッタ４２と
４４の両方を通過する。ビームスプリッタ４４を通過す
ると、光ビーム２４の光は、１／４波長板４６を通過
し、そこで約４５°回転される。光ビーム２４は、次に
可動レンズ４８によって眼１２の上に集束される。

【００２８】眼１２から反射される際、光ビーム２４
は、１／４波長板４６を通過し戻り、そこで再び追加の
４５°の回転をされる。それで、それは、今や光ビーム
２４の光が最初に光源１４から出たときに比べて約９０
°回転されている。更に、反射した光ビーム２４は、ビ
ームスプリッタ４４、４２、および３４を通過し戻る。
しかし、１／４波長板４６による二重回転のために、光
ビーム２４は、偏光ビームスプリッタ２８によっては反
射されない。そうではなくて、偏光ビームスプリッタ２
８は、光ビーム２４を小レンズアレイ５０の方へ通し、
そこでビーム２４は、複数の個々のビームに分離され
る。これらの個々のビームは、全て相互に平行で、この
小レンズアレイ５０から、それらは、ダイクロイック・
ビームスプリッタ５２の方へ向けられ、そのビームスプ
リッタは、ビームスプリッタ２６および３４同様、８４
０ｎｍの波長の光を通す。ビームスプリッタ５２の通過
後、今はビーム２４を構成する個々のビームが区域感知
検出器５４によって受けられ、次に複数のそれぞれの信
号として線５６を介してコンピュータ２２へ送られる。
区域検知検出器５４は、関連技術でよく知られる種類の
ＣＣＤであるのが好ましい。

【００２９】光ビーム２４が採る光路を説明するために
上に示したのと同様に、今度は光源１６が発生した光ビ
ーム５８を考える。上に示したように、光ビーム５８
は、波長が約７８０ｎｍである。従って、光ビーム５８
は、ダイクロイック・ビームスプリッタ２６および偏光
ビームスプリッタ２８によって反射される。しかし、光
ビーム２４と違って、光ビーム５８は、ビームスプリッ
タ３４によって反射され、レンズ６０およびピンホール
６２の方へ向けられる。次に、ダイクロイック・ビーム
スプリッタ６４が設けてあり、光ビーム５８を、レンズ
６６を通して能動ミラー６９の方へ導く。本発明の目的
のために、ビームスプリッタ６４は、７８０ｎｍ未満の
波長の可視光（即ち、７８０〜３８０ｎｍの波長範囲の
光）を通過できる必要があることを注記できる。

【００３０】システム１０の目的では、能動ミラー６９
は、電子的に変更可能な反射面７１を有する、関連技術
でよく知られる、どんな種類のものでもよい。能動ミラ
ー６９の反射面７１は、各々、コンピュータ２２から能
動ミラー６９へ線７３を介して送られ得る専用電子信号
に別々に反応する、極めて多数の個々のファセットまた
は画素を有するのが好ましい。

【００３１】能動ミラー６９の反射面７１から反射され
てから、光ビーム５８は、集束レンズ７０を通してビー
ムスプリッタ４４の方へ向けられる。ビームスプリッタ
４４による反射後、光ビーム５８は、１／４波長板４６
によって回転され、集束レンズ４８によって眼１２の方
へ向けられる。重要なことに、光ビーム５８が眼１２の
方へ向けられるとき、光ビーム５８の光が実質的に平行
にされ、且つビーム直径が約２ないし６ｍｍの範囲内に
ある。

【００３２】眼１２から反射されるとき、光ビーム５８
は、再び１／４波長板４６によって回転される。それ
で、それはビームスプリッタ４４によって反射され、能
動ミラー６９によって向きを変えられ、並びにビームス
プリッタ６４および３４によって反射される。光ビーム
２４同様、光ビーム５８は、偏光ビームスプリッタ２８
を通され、小レンズアレイ５０の方へ向けられる。やは
り光ビーム２４同様、光ビーム５８は、この小レンズア
レイ５０によって複数の個々の光ビームに分離される。
今は光ビーム５８を構成する複数の個々の光ビームは、
ビームスプリッタ５２によって反射され、区域検知検出
器７２の方へ導かれ、そこで個々のビームは、それぞれ
の信号に変換され、線７４を介して更にコンピュータ２
２へ送られる。

【００３３】光源１８は、上述のように、波長約９３０
ｎｍの光ビーム７５を発生する。図１に示すように、こ
の光ビーム７５は、偏光ビームスプリッタ７６、レンズ
７８およびダイクロイック・ビームスプリッタ８０を通
過してから、ビームスプリッタ４２によって眼１２の方
へ反射される。重要なことに、ビーム７５が眼１２の方
へ向けられるとき、それは１／４波長板４６を通過し、
それによって回転される。光ビーム７５は、次に眼１２
から反射され、反射された光ビーム７５の光が再び１／
４波長板４６を通過し、それによって回転される。ビー
ムスプリッタ４２で、光ビーム７５は、偏光ビームスプ
リッタ７６の方へ向け戻される。しかし、今度は光ビー
ム７５はビームスプリッタ７６を通過しない。その代り
に、１／４波長板４６による回転のために、光ビーム７
５は、偏光ビームスプリッタ７６によって、ピンホール
８１を通り、共焦点検出器８２の方へ反射される。次
に、共焦点検出器８２が受けた光ビーム７５に応じて発
生した信号を線８４を介してコンピュータ２２へ伝え
る。

【００３４】上に示したように、照明器２０は、波長約
９８０ｎｍの光ビーム８６を発生する。本発明のため
に、照明器２０は、複数の別々の赤外ダイオード含む
か、またはリングとして形作ることが出来る。どちらの
場合も、図１に示すように、出来た光ビーム８６を眼１
２に向ける。眼１２から光ビーム８６を反射すると、図
１は、このビームがビームスプリッタ４４を通過する
が、ビームスプリッタ４２およびビームスプリッタ８０
によって反射されることを示す。特に、ビームスプリッ
タ８０に関する限り、それは、約９５０ｎｍを超える波
長を有する光ビーム８６の光のような光を反射する。従
って、眼１２から反射された光ビーム８６の光は、瞳孔
カメラ８８によって受けられ、この瞳孔カメラ８８が発
生した応答する信号が線９０を介してコンピュータ２２
へ送られる。

【００３５】図１は、コンピュータ２２が線９２を介し
てレンズ７０に接続されていることも示す。この接続
で、コンピュータ２２は、レンズ７０によってもたらさ
れる光ビーム５８の焦点を調節することが出来る。更
に、図１は、コンピュータ２２が線９４を介してレンズ
４８に接続されていることを示す。この接続で、コンピ
ュータ２２は、光ビーム２４および７５の焦点を調節す
ることが出来る。また、図１は、コンピュータ２２が、
共焦点検出器８２および瞳孔カメラ８８から受けた信号
は勿論、区域感知検出器５４および７２から受けた信号
の視覚表示をもたらすフレームグラバ９６を含むことが
出来ることを示す。

【００３６】更に図１を参照すると、システム１０が区
域目標９５とダイクロイック・ビームスプリッタ６４の
間に位置する追加のダイクロイック・ビームスプリッタ
９３を含むことが分る。このビームスプリッタ９３は、
点１２４とビームスプリッタ６４の間にも位置する。そ
れで、区域目標９５からか、点１２４からの光をビーム
スプリッタ６４を通し、およびこのシステム１０を通し
て眼１２の方へ向けることができる。更に、区域目標９
５を線９７を介してコンピュータ２２に接続し、区域目
標９５によってもたらされる特定の表示、およびこの表
示のために使う光の波長をシステム１０の操作者が選択
的に制御できる。

【００３７】概観するに際し、システム１０の作用の目
的で、光を二つの方法のどちらかで概念化できる。第１
に、光を波面によって考えることができる。第２に、光
を多くの異なる個々に分離したビームの集合的な束であ
ると考えることができる。これら二つの概念は、勿論、
それらが同じ光ビームを説明すべきであるなら、互いに
関係していなければならない。従って、一つの概念が他
の概念と矛盾のないようにするために、波面を、異なる
個々のビームの全てが任意の与えられた時点で、共通の
原点（光源）から進んだ光路長の空間表現であると考え
ることができる。それで、光が平面波面１００を示すの
は、図２Ａに示すように、光源から矢印９８の方向に進
んだ非屈折光の場合である。別の言い方をすれば、光源
から波面１００の中の位置１０２へ進んだこの光の個々
のビームの光路長が、この光源から波面１００の中の位
置１０４へ進んだ個々のビームの光路長と同じ長さを有
する。しかし、波面１００の光が眼１２を通過すると
き、個々の光ビームは、違った屈折をされるだろう。

【００３８】解剖学的に、眼１２に入射する光は、網膜
１１０と接触する前に角膜１０６および水晶体１０８を
通過することが必要である。我々の視覚認知は、この光
が網膜１１０と接触する方法に依ることが知られ、勿
論、この光が眼１２に入るとき、それがスネルの法則に
従って角膜１０６および水晶体１０８によって屈折され
ることが知られている。更に、網膜１１０から反射され
て眼１２へ戻って通過しおよび眼１２から離れるどんな
光があっても、やはり水晶体１０８および角膜１０６に
よって屈折されるだろう。この屈折全ての結果は、図２
Ｂに示すように、眼１２から矢印１１４の方向に離れて
進む、歪められた波面１１２のようになるかも知れな
い。図２Ａを図２Ｂと比較することによって、眼１２に
よって生ずる屈折のために、平面波面の位置１０２から
歪んだ波面１１２の位置１０２’まで進んだ個々のビー
ムの光路長が、位置１０４から位置１０４’まで進んだ
個々のビームの光路長と異なることに気付くだろう。本
発明が評価するように、これらの光路長の差は、個々の
ビームが眼１２を通過するときに、それらが受けるそれ
ぞれの屈折を表す。

【００３９】本発明のシステム１０を作動する際に、最
初にこのシステム１０を較正することが必要かも知れな
い。これは、眼１２を平面ミラー（図示せず）で置換
え、能動ミラー６９を平面ミラーとして作用するように
プログラムすることによって行うことが出来る。する
と、光は、光源１４、１６および１８から、並びに照明
器２０から、システム１０を通ってこの平面ミラーから
反射し戻されるために、次々にこのシステム１０を通過
することが出来る。この様にして、区域感知検出器５４
および７２から、共焦点検出器８２からおよび瞳孔カメ
ラ８８から信号を発生できる。この様に発生した信号
は、システム１０内の固有の光学収差を表し、後に眼１
２が発生する実際の信号を補償するために使うことが出
来る。

【００４０】一旦システム１０を較正してしまうと、眼
１２の正確な空間位置をｘ−ｙ−ｚで決めることが望ま
しい。これは、共焦点検出器８２からおよび瞳孔カメラ
８８を使うことによって行う。特に、眼１２の“ｚ”位
置を確立するために、光源１８を起動して光ビーム７５
を発生する。本発明のために、光ビーム７５をレンズ４
８によって集束し、角膜１０６の先端１１４から光ビー
ム７５の正反射を得る（図３）。この正反射を得たとき
の、コンピュータ２２が検知する、レンズ４８の位置に
依って、眼１２の視軸に沿う“ｚ”方向の眼１２の位
置、更に詳しくは、眼１２の先端１１４の位置が確立す
る。眼１２の“ｘ−ｙ”位置を確立するためには、照明
器２０を起動することが必要である。特に、瞳孔カメラ
８８によって、および最後にはコンピュータ２２によっ
て検知した、眼１２からの光ビーム８６の反射の強度差
を使って、眼１２の“ｘ−ｙ”位置を確立する。本発明
のために、この測定用に使う強度差は、瞳孔１１８の周
辺での虹彩１１６と水晶体１０８の間のコントラストに
よって生ずる。この議論では、“ｚ”位置を最初に取っ
たと考えたが、当業者は、実際には、“ｘ−ｙ”決定を
最初に行ってもよいことが分るだろう。

【００４１】一旦システム１０を較正し、“ｘ−ｙ”お
よび“ｚ”の眼１２の位置を確立すると、眼の屈折測定
を行うことができる。上の議論に照らして、これらの測
定は、眼１２の長さを知って、および水晶体１０８がそ
の屈折の基本的緩和状態にあることを理解して考える必
要があることに気付くだろう。眼１２の長さの測定に関
する限り、これは、眼１２を無限遠の点１２４に集束し
ながら、光源１４を起動することによって行うことがで
きる（図１参照）。次に、光源１４からの光ビーム２４
が網膜１１０上に集束するまで、集束レンズ７０を、コ
ンピュータ２２が要求する通りに、またはスシテム１０
の操作者が手動で動かす。この焦点状態に対するレンズ
７０の位置を使うことによって、コンピュータ２２が網
膜１１０の位置を確立できる。次に、網膜１１０の位置
を知ることによって、および先の眼１２の“ｚ”位置の
測定から得た先端１１４の位置の知識によって、眼１２
の長さを決定することができる。この測定は、勿論、こ
の眼１２が近視か遠視かも決定する。

【００４２】図３を参照して、もし、光ビーム２４を眼
１２によって、何の矯正もせずに、網膜１１０の前の位
置１２０に集束し、および光ビーム２４の焦点をこの位
置１２０から後方に網膜１１０の方へ動かすためにレン
ズ７０の移動が必要であれば、この眼１２は近視であ
る。他方、もし、光ビーム２４をこの眼によって、やは
り何の矯正もせずに、網膜１１０の後ろの位置１２２に
集束し、および光ビーム２４の焦点をこの位置１２２か
ら前方に網膜１１０の方へ動かすためにレンズ７０の移
動が必要であれば、この眼１２は遠視である。眼１２が
近視であるか、遠視であるかの決定は、それ自体だけで
なく、後の屈折測定のためにも重要である。重要なこと
に、近視の眼１２が無限遠の点１２４に集束する間、水
晶体１０８がその屈折の基本的緩和状態にあると考える
ことができる。他方、上述のように、および以下に更に
詳しく説明するように、眼１２が遠視または幼児の眼で
あるとき、幾つかの連続する測定を行う必要がある。

【００４３】眼１２の角膜１０６の一般的輪郭に対する
初期測定は、光源１４が発生し、波長８４０ｎｍの光ビ
ーム２４を使って行う。図１と図４を相互参照すること
によって、光ビーム２４がレンズ４８によって角膜１０
６の曲率中心１２６の方に集束されることが分るだろ
う。これをするのに、光ビーム２４は、角膜１０６の前
面１３０上の、約７ｍｍに等しい距離１２８を包含す
る。重要なことに、光ビーム２４の光の幾らかが角膜１
０６の前面１３０によって反射され、システム１０を通
して小レンズ５０へ導き戻され、そこで複数の個々のビ
ームに分離される。光ビーム２４の反射された光のこれ
らの個々のビームは、区域感知検出器５４によって検出
され、その検出器が信号を発生してそれを線５６を経て
コンピュータ２２へ送る。これらの特定の信号を使っ
て、コンピュータ２２は、角膜１０６の前面１３０の輪
郭マップを作ることができる。

【００４４】本発明のために、眼１２全体の屈折測定
は、光源１６が発生した光ビーム５８を使って行う。光
ビーム５８用には７８０ｎｍの短い波長を選択する。何
故なら、それは可視範囲に近く、従って、このシステム
１０で他の目的に使う長い波長の光より眼１２を容易に
通るからである。光ビーム５８が最初に眼１２に入ると
き、その断面を比較的小さくすることが重要な考慮事項
である。これは、光ビーム５８が眼１２を網膜１１０の
方へ通過するときに生ずる光屈折を最小にするためにそ
うである。本発明のためには、光ビーム５８を最初約２
ｍｍの直径に制限するのが好ましい。しかし、上に暗示
したように、光ビーム５８の直径を約２ｍｍから約６ｍ
ｍまで選択的に変えられるように、この光源に可変開口
１３１を組込んでもよい。以下に更に詳しく議論するよ
うに、この可変開口１３１は、眼１２の異なる屈折測定
を本質的に同じ見通しからできるように設ける。また、
光ビーム５８は、光ビーム５８がレンズ４８を離れて眼
１２の方へ進む際、それが角膜１０６の前面１３０に達
するとき実質的に平行にされるように、そのビーム経路
に沿って光学素子によって調整される。

【００４５】図３に戻ると、光ビーム５８の光が、網膜
１１０から瞳孔１１８を満たす光ビーム５８’として反
射されることが分るだろう。この反射した光ビーム５
８’は、次にこのシステム１０を小レンズ５０まで戻さ
れ、そこで、ビーム２４同様、それは複数の個々のビー
ムに分離される。やはり光ビーム２４の個々のビーム同
様、光ビーム５８の個々のビームは、区域感知検出器７
２へ送られ、そこで信号を発生し、線７４を介してコン
ピュータ２２へ伝える。更に詳しくは、光ビーム５８の
個々のビームをまとめて使い、光が眼１２を通過すると
きに、それが受ける屈折を示す、眼１２の鋭敏さマップ
を作る。本発明によれば、およびシステム１０によって
行う測定を区別する目的のために、光源１６の可変開口
１３１を光ビーム５８に対して直径２ｍｍに設定したと
きは何時でも、出来た鋭敏さマップをここでは第１鋭敏
さマップと称する。他方、可変開口１３１を光ビーム５
８に対して広く直径６ｍｍに設定したときは何時でも、
出来た鋭敏さマップをこゝでは第２鋭敏さマップと称す
る。

【００４６】点１２４（図１参照）上に無限遠に集束し
ている間、その屈折の基本的緩和状態にとどまる近視眼
１２に対しては、角膜１０６の後面１３２の輪郭は、コ
ンピュータ２２を使って決めることができる。基本的
に、これは、眼１２全体の鋭敏さマップから眼１２の前
面１３０に対する輪郭マップデータ、および水晶体１０
８に対する屈折の基本的緩和状態を引くことによって行
う。結果は、眼１２の後面１３２に対する輪郭を決める
ために直接使えるデータである。

【００４７】点１２４で無限遠に集束してもその屈折の
基本的緩和状態を確立できない、遠視眼１２または幼児
の眼１２に対しては、連続する測定を行い、集めたデー
タを外挿して屈折の基本的緩和状態を決める必要があ
る。これは、眼１２の水晶体１０８の各焦点ぼけ状態
と、この水晶体１０８によって生ずる対応する球面収差
の間に一般的直線関係（図５参照）があることが知られ
ているので可能である。従って、鋭敏さマップのための
（即ち、光源１６からの光ビーム５８を使って）一連の
連続する測定を行うことによって、複数のデータ点１３
４（データ点１３４ａ、１３４ｂおよび１３４ｃは、そ
の代表である）をプロットできる。図５で、データ点１
３４のプロットを使って線１３６を決定することができ
ること、および点１３８を外挿し、水晶体１０８が屈折
のその基本的緩和状態にあるときに存在する状態に相当
すると考えられることが分る。近視眼１２を考慮して上
に開示した方法で、このデータは、角膜１０６の前面１
３０の輪郭マップ、および眼１２の後面１３２の輪郭マ
ップを決めるための眼１２全体の鋭敏さマップに使うこ
とが出来る。どの場合も、集めたデータの全てが操作す
る医者に、矯正素子の処方のため、または屈折手術を行
う計画のために、眼１２の構造の遙かに詳細な測定値を
提供する。

【００４８】診断ツールとして、図１に示すシステム１
０は、充実した鋭敏さマップを作るため、および眼１２
の屈折特性の時間履歴を決めるためにも有用である。こ
れらの性能の両方とも、勿論、システム１０の操作者に
有益である。

【００４９】充実した鋭敏さマップに関する限り、その
ようなマップは、光源１６に関連して機能する可変開口
１３１を操作することによって作ることができる。更に
詳しくは、可変開口１３１を、光ビーム５８が眼１２に
入る点で２ｍｍ直径の光ビーム５８を作るように設定す
ると、光ビーム５８が角膜１０６および水晶体１０８を
網膜１１０の方へ通過するとき、その屈折が最小だろ
う。しかし、光ビーム５８が網膜１１０から反射される
と、光ビーム５８が眼１２から通過し戻るとき瞳孔１１
８を満たす。結果は、反射された光ビーム５８が眼１２
を通るたった１回の通過中に基本的に水晶体１０８およ
び角膜１０６によって屈折される。このビームから作っ
た鋭敏さマップを上記で第１鋭敏さマップと称した。他
方、可変開口１３１を、光ビーム５８が眼１２に入る点
で６ｍｍ直径の光ビーム５８を作るように拡大すると、
光ビーム５８が眼１２を通る２度の通過中に角膜１０６
および水晶体１０８による屈折がある。第１に、光ビー
ム５８は、網膜１１０の方へ眼１２の中へ入るとき屈折
される。第２に、光ビーム５８は、網膜１１０から反射
され、眼１２から出るときに屈折される。このビーム５
８から作った鋭敏さマップを第２鋭敏さマップと称し
た。

【００５０】一旦第１鋭敏さマップおよび第２鋭敏さマ
ップを作ってしまうと、コンピュータ２２によってそれ
らを比較し且つ一致させて充実した鋭敏さマップを作る
ことができる。この充実した鋭敏さマップは、勿論、角
膜１０６の後面１３２の輪郭を決めるために上述の方法
で使うことが出来る。

【００５１】このシステムの付加的側面は、眼の屈折特
性の時間履歴を得るために動的に作動できることであ
る。これは、能動ミラー６９のために可能である。特
に、光ビーム２４で眼１２の前面１３０について輪郭マ
ップを作りおよび光ビーム５８で眼１２全体の鋭敏さマ
ップを作る度毎に、これらのマップの集合効果を使って
能動ミラー６９の反射面７１の形状を確立する。しか
し、能動ミラー６９の反射面７１の新しい形状を次々に
非常に手っ取り早く作ることができる。コンピュータ２
２によって記録できる、これらの形状のコレクション
は、眼１２の屈折特性の時間履歴として役立ち、医者が
診断のために使うことが出来る。

【００５２】さて、図６を参照すると、本発明の代替実
施例が示され、全体を１４０で指している。主として診
断目的に有用な、上に説明したシステム１０と違って、
図６に示すシステム１４０は、視力の明瞭さおよび鮮鋭
度のために矯正光学素子が必要または望ましい、日常の
レクリエーションおよび趣味的活動により適する。従っ
て、システム１０の診断作業に必要なサブ組立体および
部品の多くは、システム１４０の実際的応用から除去す
ることができる。特に、システム１０で眼１２の位置を
正確に決めるために必要な光学部品は、システム１４０
には必要ない。これらの部品には、光源１８、照明器２
０、共焦点検出器８２および瞳孔カメラ８８がある。更
に、光源１４も除くことができる。従って、システム１
０のダイクロイック・ビームスプリッタ３４および４４
は、システム１４０では、それぞれ、反射鏡１４２およ
び１４４で置換えることができる。他の点では、システ
ム１０とシステム１４０の両方に共通で、同じ方法で機
能する部品は、システム１０用に上で付けたのと同じ数
字表示を与える。

【００５３】概観すると、システム１４０は、上にシス
テム１０に対して説明したのと類似の方法で、光源１６
からの光ビーム５８を分析することによって作った鋭敏
さマップに依存する。反射された光ビーム５８の個々の
ビームからそれによって作った、ディジタル化した鋭敏
さマップをそこでコンピュータ２２によって反転する。
これは、事実上、やはりディジタル化したネガの鋭敏さ
マップを作る。次に、このネガの鋭敏さマップを信号と
して線７３を介して能動ミラー６９へ送り、そこでそれ
を使って能動ミラー６９の反射面７１を形作る。このネ
ガ鋭敏さマップによって形作った反射面７１で、区域目
標１４６のような、刺激からの入射光は、眼１２の屈折
収差を償うために事前補償されるだろう。これは、勿
論、刺激（区域目標１４６）からの光を眼１２で受ける
前に行う。本発明に意図するように、ネガの鋭敏さマッ
プは、この様に必要なだけ頻繁に、または操作者が望む
通りに作ることができる。

【００５４】本発明のシステム１０（図１）および１４
０（図６）から生ずる光学的策謀の一般的評価を図７を
参照することによって得る。しかし、図７を参照すると
きに、能動ミラー６９が既に上に開示した方法でネガ鋭
敏さマップで事前プログラムされていることを理解すべ
きである。従って、区域目標１４６から直接来る未変化
光が能動ミラー６９によって変えられる。特に、この光
が能動ミラー６９によって反射されると、それは平面波
面１００から事前補償した波面１４８に変換される。本
発明に意図するように、この事前補償した波面１４８
は、事実上、能動ミラー６９にプログラムされているネ
ガ鋭敏さマップの作り直しである。そこでこのシステム
１４０を通って矢印１５０の方向に眼１２の方へ先を続
けるのは、この事前補償した波面１４８である。事前補
償した波面１４８が眼１２を通過すると、眼１２の屈折
特性が、事前補償した波面１４８を眼１２の網膜１１０
での知覚が矯正した平面波面１００であるように変える
ことが起る。

【００５５】ここに図示し且つ詳細に開示した、人間の
眼の屈折特性を測定するための特別な方法および装置
が、ここで先に述べた目的を達成し且つ利益をもたらす
ことを完全に出来るが、それはこの発明の現在好適な実
施例の例示に過ぎないこと、および前記請求項に記載す
る以外は、ここに示す構成または設計の詳細に何の制限
も意図しないことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムの概略図である。

【図２Ａ】光の入射平面波面との関係で示す、眼の側面
断面図である。

【図２Ｂ】眼の屈折特性によって歪められた、光の出射
波面との関係で示す眼の側面断面図である。

【図３】網膜から反射する光と共に示す、眼の側面断面
図である。

【図４】角膜の前面から反射する光と共に示す、眼の側
面断面図である。

【図５】眼の焦点ぼけ状態とそれぞれの焦点ぼけ状態で
の眼のレンズが示す球面収差の間の関係を示すグラフで
ある。

【図６】本発明のシステムの代替実施例の概略図であ
る。

【図７】事前補償した波面を受ける眼を示す側面断面図
である。

【符号の説明】

１０ 事前補償システム、事前補償装置 １２ 眼 １６ 光源 １８ 光学手段 ２０ 照明器 ２２ コンピュータ手段 ５０ 小レンズアレイ ５４ 区域感知検出器 ５８ 光ビーム ６９ 能動ミラー ７１ 反射面 ７５ 光ビーム ８２ 検出器手段 ８８ 検出器手段 １０６ 角膜 １０８ 眼のレンズ １１０ 網膜 １１４ 角膜先端 １１８ 瞳孔 １３０ 角膜前面 １３１ 可変開口 １３２ 角膜後面 １４０ 事前補償システム、事前補償装置

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼の屈折特性を事前補償するためのシス
   テムであって、この眼が、順に、角膜、瞳孔、レンズお
   よび網膜を有し、前記システムが：前記眼の網膜からの
   反射を生ずるための光学手段；前記網膜からの反射を複
   数の個々のビームに分離し、該個々のビームの各々が特
   有の光路長を有するようにする小レンズアレイ；前記眼
   のディジタル化した鋭敏さマップを作るためおよび信号
   を発生するために前記複数の個々のビームを使うための
   コンピュータ手段であって、前記ディジタル化した鋭敏
   さマップがこの網膜から反射された前記個々のビームの
   光路長を示し、および前記信号が前記鋭敏さマップの逆
   を示す手段；並びに能動ミラーであって、前記個々のビ
   ームの光路長が互いに実質的に同じに見えるようにする
   ために、前記能動ミラーからの入射光を反射することに
   よって刺激からの光を事前補償するために前記信号でプ
   ログラムされたミラーを含むシステム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するシステムに於いて、
   上記光学手段が更に：光ビームをこの角膜を通し、この
   瞳孔を通しおよびこのレンズを通してこの網膜から反射
   するために導くための光源；並びに可変開口で、この光
   ビームがこの瞳孔に入るときに約２ｍｍの直径を有する
   第１形状と、この光ビームがこの瞳孔に入るときに約６
   ｍｍの直径を有する第２形状の間を可動であり、前記第
   １形状を使って第１鋭敏さマップを作り、および前記第
   ２形状を使って第２鋭敏さマップを作を開口を含むシス
   テム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載するシステムに於いて、
   前記光ビームを、後にこの眼の角膜およびレンズによっ
   て網膜の方へ集束するために、この眼の方へ平行にした
   光として導くシステム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載するシステムに於いて、
   前記光ビームが約７８０ｎｍに等しい波長を有するシス
   テム。
5. 【請求項５】 請求項２に記載するシステムであって、
   更に：この角膜の先端から反射された光ビームとして反
   射するために光ビームを送るための光学手段；この眼か
   ら瞳孔反射を発生するための照明器；およびこの眼の
   “ｘ−ｙ”位置を決めるために上記瞳孔反射を解析し、
   およびこの眼の“ｚ”位置を確立するために上記角膜の
   先端からの反射を解析するための検出器手段を含むシス
   テム。
6. 【請求項６】 請求項２に記載するシステムであって、
   更に：この眼の角膜の前面からの反射を発生するための
   光学手段；前記角膜からの反射を複数の個々のビームに
   分離し、各個々のビームが特有の光路長を有するように
   する小レンズアレイで、前記コンピュータ手段が前記光
   路長を使ってディジタル化した輪郭マップを作り、前記
   輪郭マップがこの角膜から反射された上記個々のビーム
   の光路長を示すアレイ；並びに前記信号を増強するため
   に、この角膜の前記輪郭マップをこの網膜の前記第１鋭
   敏さマップおよび前記第２鋭敏さマップと比較するため
   に前記コンピュータ手段と作動するコンパレータ手段を
   含むシステム。
7. 【請求項７】 請求項６に記載するシステムに於いて、
   前記輪郭マップがこの角膜の前面のための収差を示し、
   前記第１鋭敏さマップおよび前記第２鋭敏さマップがこ
   の眼全体のための収差を示し、および前記システムが、
   この角膜の後面のための収差を決めるために、この眼全
   体の収差からこの角膜の前面の収差およびこのレンズの
   ための所定の収差を分離するために前記コンピュータ手
   段と作動するコンパレータ手段を含むシステム。
8. 【請求項８】 請求項７に記載するシステムに於いて、
   前記コンピュータ手段がこの角膜の後面の前記収差を使
   ってこの角膜の後面をモデル化するシステム。
9. 【請求項９】 請求項７に記載するシステムに於いて、
   このレンズ（１０８）の球面収差をこのレンズの緩和状
   態で決めるシステム。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載するシステムに於い
    て、上記コンピュータ手段が複数の逐次作った前記鋭敏
    さマップを使ってこのレンズ（１０８）の所定の収差を
    決めるシステム。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載するシステムに於い
    て、複数の信号を集めてこの眼の屈折特性の時間履歴を
    作り、前記コンピュータ手段がこの眼の病的問題を診断
    するために上記時間履歴を使うシステム。
12. 【請求項１２】 光学システムの屈折収差を事前補償す
    るための装置であって：前記光学システムを戻り通る反
    射された光ビームとして反射するために、単色光のビー
    ムを前記光学システムを通して導くための手段；前記反
    射された光ビームを複数の個々のビームに分離するため
    の手段；前記反射された光ビームが前記光学システムを
    通過することによって生ずる各個々のビームのための合
    成屈折を決めるための手段；前記光学システムの屈折収
    差のディジタル化した鋭敏さマップを作るために上記複
    数の合成屈折をコンパイルするための手段；前記ディジ
    タル化した鋭敏さマップを反転してその逆を作るための
    手段；前記反転したディジタル化鋭敏さマップを表す信
    号を発生するための手段；および反射面を作るために能
    動ミラーを前記信号でプログラミングするための手段
    で、前記反射面が入射可視光を事前補償し且つ前記光学
    システムの方へ向けるように配置されている手段を含む
    装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載する装置に於いて、
    前記分離するための手段が小レンズアレイであり、前記
    決めるための手段が区域感知検出器を含む装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２に記載する装置で、更に、
    コンピュータを含み、前記コンピュータが上記コンパイ
    ルするための手段、前記反転するための手段、前記発生
    するための手段、および前記プログラミングするための
    手段を含む装置。
15. 【請求項１５】 請求項１２に記載する装置で、更に、
    可変開口を含み、前記可変開口は、この単色光のビーム
    が前記光学システムに入るときに約２ｍｍの直径を有す
    る第１形状と、この単色光のビームが前記光学システム
    に入るときに約６ｍｍの直径を有する第２形状の間を可
    動であり、前記第１形状を使って第１の前記鋭敏さマッ
    プを作り、および前記第２形状を使って第２の上記鋭敏
    さマップを作を装置。
16. 【請求項１６】 請求項１２に記載する装置に於いて、
    前記単色光のビームが約７８０ｎｍに等しい波長を有す
    る装置。
17. 【請求項１７】 光学システムの屈折収差を事前補償す
    るための方法であって：前記光学システムを戻り通る反
    射された光ビームとして反射するために単色光のビーム
    を前記光学システムを通して導く工程；前記反射された
    光ビームを複数の個々のビームに分離する工程；前記反
    射された光ビームが前記光学システムを通過することに
    よって生ずる各個々のビームのための合成屈折を決める
    工程；前記光学システムの屈折収差のディジタル化した
    鋭敏さマップを作るために上記複数の合成屈折をコンパ
    イルする工程；前記ディジタル化した鋭敏さマップを反
    転してその逆を作る工程；前記反転したディジタル化鋭
    敏さマップを表す信号を発生する工程；および反射面を
    作るために能動ミラーを前記信号でプログラミングする
    工程で、前記反射面が入射可視光を事前補償し且つ前記
    光学システムの方へ向けるように配置されている工程を
    含む方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載する方法に於いて、
    上記光学システムが、順に、角膜、瞳孔、レンズおよび
    網膜を有する眼を含み、前記方法が、更に、可変開口
    を、この単色光のビームが上記光学システムに入るとき
    に約２ｍｍの直径を有する第１形状と、この単色光のビ
    ームが前記光学システムに入るときに約６ｍｍの直径を
    有する第２形状の間で動かす工程を含み、、前記第１形
    状を使って第１の前記鋭敏さマップを作り、および前記
    第２形状を使って第２の前記鋭敏さマップを作る方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載する方法であって、
    更に：この眼の角膜の前面からの反射を発生する工程；
    前記角膜からの反射を複数の個々のビームに分離する工
    程；各個々のビームに対してこの角膜の前面からのその
    反射によって生ずる合成屈折を決める工程；ディジタル
    化した輪郭マップを作るために前記複数の合成屈折をコ
    ンパイルする工程；および前記信号を増強するために、
    上記輪郭マップを前記第１鋭敏さマップおよび上記第２
    鋭敏さマップと比較する工程を含む方法。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載する方法に於いて、
    前記輪郭マップがこの角膜の前面のための収差を示し、
    前記第１鋭敏さマップおよび前記第２鋭敏さマップがこ
    の眼全体のための収差を示し、そして前記方法が、更
    に、この角膜の後面のための収差を決めるために、この
    眼全体の収差からこの角膜の前面の収差およびこのレン
    ズのための所定の収差を引く工程を含む方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載する方法であって、
    更に：複数の増強した上記信号を繰返して得る工程；こ
    の眼の屈折特性の時間履歴を作るために前記複数の増強
    した前記信号を順番付ける工程；およびこの眼の病的問
    題を診断するために上記時間履歴を使う工程を含む方
    法。