(57)【要約】【課題】  角膜の内皮細胞画像を良好に撮影できる角膜内皮細胞撮影装置を提供する。【解決手段】第１光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、照明光の角膜反射光を第１検出器で検出することによって、角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第２光源から出射されたＸＹ方向用のアライメント指標を角膜に向けて投影し、アライメント指標の角膜反射光を第２検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置であって、第２検出器からの検出信号に基づいて、角膜の前面からの角膜反射光に基づく第１アライメント輝点と、角膜の後面からの角膜反射光に基づく第２アライメント輝点と、のうちの少なくとも第２アライメント輝点を検出する設定手段と、第２アライメント輝点に基づく被検眼と撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御手段と、を備える。【選択図】      図１
2020110247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第１検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、
第２光源から出射されたＸＹ方向用のアライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第２検出器で検出するアライメント光学系と、
を有する角膜内皮細胞撮影装置であって、
前記第２検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第１アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第２アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第２アライメント輝点を検出する設定手段と、
前記第２アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御手段と、
を備えることを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項２】
請求項１の角膜内皮細胞撮影装置において、
前記設定手段は、前記第２アライメント輝点に基づいて、前記被検眼に対して前記撮像光学系を位置合わせするためのアライメント基準位置を設定し、
前記アライメント制御手段は、前記アライメント基準位置に基づいて、前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うことを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項３】
請求項１または２の角膜内皮細胞撮影装置において、
前記設定手段は、前記第１アライメント輝点に基づいて前記第２アライメント輝点を検出することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置において、
前記設定手段は、前記第２アライメント輝点を検出するための検出領域を設定し、前記検出領域内から前記第２アライメント輝点を検出して、前記第２アライメント輝点に基づく前記アライメント基準位置を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項５】
請求項４の角膜内皮細胞撮影装置において、
前記設定手段は、前記第１アライメント輝点の周辺に前記検出領域を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項６】
請求項４または５の角膜内皮細胞撮影装置において、
前記被検眼を固視させるための固視標を有し、前記被検眼の視線方向を変更するために前記固視標の呈示位置を切換可能な固視光学系を備え、
前記設定手段は、前記固視標の呈示位置に基づいて、前記検出領域を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項７】
請求項６の角膜内皮細胞撮影装置において、
前記設定手段は、前記固視標が前記角膜の中心部における前記内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合に、前記第１アライメント輝点を検出して、前記第１アライメント輝点に基づく前記アライメント基準位置を設定し、前記固視標が前記角膜の周辺部における前記内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合に、前記第２アライメント輝点を検出して、前記第２アライメント輝点に基づく前記アライメント基準位置を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置において、
前記第２検出器による前記アライメント指標の検出光量を調整する調整手段を備えることを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項９】
第１光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第１検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、
第２光源から出射されたＸＹ方向用のアライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第２検出器で検出するアライメント光学系と、
を有する角膜内皮細胞撮影装置において用いられる角膜内皮細胞画像撮プログラムであって、
前記角膜内皮細胞撮影装置のプロセッサに実行されることで、
前記第２検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第１アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第２アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第２アライメント輝点を検出する設定ステップと、
前記第２アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御ステップと、
を前記角膜内皮細胞撮影装置に実行させることを特徴とする角膜内皮細胞撮影プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被検眼における角膜の内皮細胞画像を撮影するための角膜内皮細胞撮影装置及び角膜内皮細胞撮影プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検眼の角膜に向けて照明光を照射し、角膜の内皮細胞からの角膜反射光を受光して、内皮細胞画像を撮影する角膜内皮細胞撮影装置が知られている（特許文献１参照）。例えば、このような角膜内皮細胞撮影装置では、装置の光軸と、角膜の前面における曲率中心と、の間に角膜の前面からの反射光に基づくアライメント輝点を形成し、アライメント輝点像を利用して被検眼と装置の位置合わせを行うことで、角膜の内皮細胞画像が撮影される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０７３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の角膜内皮細胞撮影装置のように、角膜の前面に基づくアライメント輝点像を利用する場合、被検眼が装置と正対する方向において、角膜の前面の曲率中心と、後面の曲率中心と、の位置がずれていると、良好な内皮細胞画像を撮影できないことがあった。一例として、被検眼が固視する固視標の呈示位置を変化させ、被検眼を回旋させた場合等には、良好な内皮細胞画像を撮影できないことがあった。
【０００５】
本開示は、上記従来技術に鑑み、被検眼における角膜の内皮細胞画像を良好に撮影できる角膜内皮細胞撮影装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示は、以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００７】
（１）本開示の第１態様に係る角膜内皮細胞撮影装置は、第１光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第１検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第２光源から出射されたＸＹ方向用のアライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第２検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置であって、前記第２検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第１アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第２アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第２アライメント輝点を検出する設定手段と、前記第２アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）本開示の第２態様に係る角膜内皮細胞撮影プログラムは、第１光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第１検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第２光源から出射されたＸＹ方向用のアライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第２検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置において用いられる角膜内皮細胞画像撮プログラムであって、前記角膜内皮細胞撮影装置のプロセッサに実行されることで、前記第２検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第１アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第２アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第２アライメント輝点を検出する設定ステップと、前記第２アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御ステップと、を前記角膜内皮細胞撮影装置に実行させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】角膜内皮細胞撮影装置の外観図である。
【図２】角膜内皮細胞撮影装置の光学系および制御系を示す図である。
【図３】角膜内皮細胞撮影装置が備える指標投影光学系を被検者側から見た図である。
【図４】被検眼においてアライメント輝点像が形成される位置、前眼部観察光学系により撮影される前眼部画像、および角膜撮像光学系により撮影される内皮細胞画像を模式的に示す図である。
【図５】制御動作を示すフローチャートである。
【図６】モニタに表示される前眼部画像の一例である。
【図７】アライメント制御を説明する図である。
【図８】検出器にて検出される上皮ピークを示す図である。
【図９】第１アライメント輝点像に基づいて設定される検出領域の一例である。
【図１０】モニタに表示される前眼部画像の一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示における典型的な実施形態の１つである実施例について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、角膜内皮細胞撮影装置１００（以下、撮影装置１００と省略する）の外観図である。以下では、図１に示すＸ方向を撮影装置１００の左右方向、Ｙ方向を撮影装置１００の上下方向、Ｚ方向を撮影装置１００の前後方向として表す。
【００１１】
撮影装置１００は、被検眼Ｅの角膜部位の画像を撮影するための装置である。撮影装置１００は、撮影部１と、基台２と、顔支持ユニット３と、移動台４と、駆動部５と、操作部６と、モニタ７と、を有している。撮影部１は、駆動部５上に設けられ、撮影装置１００における各々の光学系を収容する。顔支持ユニット３は、基台２に固設され、被検者の顔を支持する。移動台４は、基台２上に設けられ、Ｘ方向およびＺ方向に移動する。駆動部５は、移動台４に設けられ、Ｙ方向に移動する。
【００１２】
操作部６（ジョイスティック６）は、検者により操作される。ジョイスティック６には、被検眼Ｅに対して撮影部１をＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向へ相対的に移動させるための移動機構が設けられる。例えば、本実施例では、移動機構として、移動台４を基台２上でＸ方向およびＺ方向に摺動させる図示なき摺動機構が設けられる。検者がジョイスティック６を傾けて操作することで、移動台４が、基台２上をＸＺ方向に摺動する。また、例えば、本実施例では、移動機構として、駆動部５を移動台４に対してＹ方向に摺動させる図示なき摺動機構が設けられる。検者がジョイスティック６に設けられた回転ノブ６ａを回転操作することで、駆動部５が移動台４に対してＹ方向に摺動し、これにともなって撮影部１がＹ方向に移動する。
【００１３】
なお、被検眼Ｅに対して撮影部１を移動させる構成としては、メカニカルな摺動機構を設けず、駆動部５におけるモータの駆動によって移動させる構成であってもよい。また、ジョイスティック６のような手動用の操作部としては、タッチパネルを有する構成であってもよい。
【００１４】
モニタ７は、撮影部１における被検者側の面とは反対側の面（すなわち、検者側の面）に設けられる。但し、モニタ７は、撮影部１における他の面、撮影部１とは異なる位置（例えば、移動台４等）に配置されてもよいし、撮影装置１００とは別体に設けられてもよい。
【００１５】
図２と図３を用いて、撮影装置１００の光学系と制御系を説明する。図２は、撮影装置１００の光学系および制御系を示す図である。なお、図２は、撮影部１に収容された光学系を上から見たときの光学配置である。図３は、撮影装置１００が備える光学系の指標投影光学系４０（後述）を被検者側から見た図である。
【００１６】
まず、撮影装置１００の光学系の概略構成を説明する。撮影装置１００は、角膜撮像光学系１０、アライメント光学系３０、作動距離検出光学系５０、固視光学系６０を有する。
【００１７】
＜角膜撮像光学系＞
角膜撮像光学系１０は、光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、照明光の角膜反射光を検出器で検出することによって、角膜の内皮細胞画像を撮影する。
【００１８】
角膜撮像光学系１０は、照明光学系１０ａと受光光学系１０ｂを有する。角膜撮像光学系１０は、照明光学系１０ａによって、照明光源１１（本実施例における「第１光源」）からの光を被検眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて投光する。また、角膜撮像光学系１０は、受光光学系１０ｂによって、照明光源１１から照射され、角膜Ｅｃで反射された反射光を、二次元撮像素子２２（本実施例における「第１検出器」）で受光する。撮影装置１００は、角膜撮像光学系１０を用いることで、被検眼の角膜部位を非接触にて撮影することができる。
【００１９】
照明光学系１０ａと受光光学系１０ｂの各々の光軸は、被検眼Ｅ上で交差する。照明光学系１０ａと受光光学系１０ｂは、ある中心軸に対して対称に配置されると有利である。例えば、本実施例においては、照明光学系１０ａの光軸Ｌ２と、受光光学系１０ｂの光軸Ｌ３と、が中心軸Ｌ１（後述の光軸Ｌ１）に対して左右対称に配置される。
【００２０】
照明光学系１０ａは、角膜Ｅｃに向けて照明光源１１から照明光を投光する。本実施例の照明光学系１０ａは、照明光源１１、集光レンズ１２、スリット板１３、ダイクロイックミラー１４、および、投光レンズ１５、を有する。照明光源１１は、被検眼Ｅの角膜部位の撮影に使用する照明光を出射する。本実施例において、照明光源１１は、可視光を出射する。例えば、照明光源１１としては、可視ＬＥＤ、フラッシュランプ、等が用いられてもよい。ダイクロイックミラー１４は、可視光を反射し、赤外光を透過する。スリット板１３と角膜Ｅｃは、投光レンズ１５に関して略共役な位置に配置されている。照明光源１１から出射された光は、集光レンズ１２で集光されて、スリット板１３に形成されたスリットを通過する。スリット板１３を通過したスリット光は、ダイクロイックミラー１４で反射された後、投光レンズ１５によって収束され、角膜Ｅｃに照射される。
【００２１】
受光光学系１０ｂは、内皮細胞を含む角膜Ｅｃからの角膜反射光を、撮像素子２２によって受光する。本実施例の受光光学系１０ｂは、対物レンズ１６、ダイクロイックミラー１７、マスク１８、第１結像レンズ１９、ミラー２０、第２結像レンズ２１、二次元撮像素子２２（以下、撮像素子２２と省略する）、を有する。ダイクロイックミラー１７は、可視光を反射し、赤外光を透過する。マスク１８は、角膜Ｅｃと略共役な位置に配置される。第１結像レンズ１９および第２結像レンズ２１は、内皮細胞画像を撮像素子２２上に結像させる結像光学系を形成する。撮像素子２２は、内皮細胞画像を撮影するために使用される。撮像素子２２は、角膜Ｅｃと略共役な位置に配置される。撮像素子２２としては、例えば、２次元ＣＣＤイメージセンサ（Charge coupled device image sensor）、２次元ＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）、等が用いられてもよい。
【００２２】
照明光学系１０ａの光軸Ｌ１に沿って角膜Ｅｃへ導かれた光は、角膜Ｅｃで反射されることによって、受光光学系１０ｂの光軸Ｌ３方向（斜め方向）へ導かれる。その後、光は、対物レンズ１６、ダイクロイックミラー１７を介し、マスク１８にて一旦結像される。マスク１８は、内皮細胞画像を取得する際にノイズとなる光を遮光する。マスク１８を通過した光は、第１結像レンズ１９、ミラー２０、第２結像レンズ２１を介して、撮像素子２２に結像される。その結果、高倍率の内皮細胞画像が取得される。
【００２３】
＜アライメント光学系＞
アライメント光学系３０は、光源から出射されたＸＹ方向用のアライメント指標を被検眼の角膜に向けて投影し、アライメント指標の角膜反射光を検出器で検出する。
【００２４】
アライメント光学系３０は、指標投影光学系４０、正面投影光学系３０ａ、および前眼部観察光学系３０ｂ（アライメント検出光学系３０ｂ）を有する。アライメント光学系３０は、指標投影光学系４０によって、赤外光源４１ａ、４１ｂ、４３ａ〜４３ｄからの光を被検眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて投光する。また、アライメント光学系３０は、正面投影光学系３０ａによって、赤外光源３１（本実施例における「第２光源」）からの光を被検眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて投光する。また、アライメント光学系３０は、前眼部観察光学系３０ｂによって、赤外光源から照射され、角膜Ｅｃで反射された角膜反射光を、撮像素子３５（本実施例における「第２検出器」）で受光する。
【００２５】
指標投影光学系４０は、角膜Ｅｃの周辺（言い換えると、角膜頂点位置の周囲）に向けて、斜め方向からＸＹＺ方向用のアライメント指標を投影する。指標投影光学系４０から投影されるアライメント指標を利用することで、被検眼に対する撮影部１の大まかなアライメントが行われる。例えば、指標投影光学系４０から投影されるアライメント指標は、被検眼Ｅが撮像素子２２の撮像面から大きくずれている場合等に、被検眼Ｅに対して撮影部１（言い換えると、角膜撮像光学系１０）を移動させる方向を把握するために利用される。指標投影光学系４０は、第１投影光学系４０ａと第２投影光学系４０ｂ（図３参照）を有する。
【００２６】
図３は、第１投影光学系４０ａと第２投影光学系４０ｂを被検者側から見たときの図である。第１投影光学系４０ａは、光軸Ｌ１に対して所定の角度で傾斜配置される。第１投影光学系４０ａは、角膜Ｅｃに向けて斜め方向から無限遠のアライメント指標を投影する。本実施例において、第１投影光学系４０ａは、赤外光源４１ａおよび４１ｂと、コリメータレンズ４２ａおよび４２ｂと、をそれぞれ有し、光軸Ｌ１を挟んで左右対称に配置され、被検眼Ｅに対して無限遠のアライメント指標を投影する。なお、第１投影光学系４０ａにおける赤外光源４１ａと赤外光源４１ｂは、光軸Ｌ１を通る水平方向と略同一経線上に配置される（図３参照）。
【００２７】
赤外光源４１ａと４１ｂから出射された光は、コリメータレンズ４２ａと４２ｂによって、それぞれが平行光束にされた後、角膜Ｅｃに投影される。その結果、角膜Ｅｃ上には、赤外光源４１ａにより投影されたアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像ｎ１ａと、赤外光源４１ｂにより投影されたアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像ｎ１ｂと、が形成される（図６参照）。
【００２８】
第２投影光学系４０ｂは、光軸Ｌ１に対して所定の角度で傾斜配置される。第２投影光学系４０ｂは、角膜Ｅｃに向けて斜め方向から有限遠のアライメント指標を投影する。本実施例において、第２投影光学系４０ｂは、赤外光源４３ａ〜４３ｄを有し、光軸Ｌ１を挟んで左右対称に配置され、被検眼Ｅに対して有限遠のアライメント指標を投影する（図３参照）。なお、赤外光源４３ａと４３ｂは、光軸Ｌ１に対して上方に配置され、Ｙ方向に関して互いに同じ高さに配置される。また、赤外光源４３ｃと４３ｄは、光軸Ｌ１に対して下方に配置され、Ｙ方向に関して互いに同じ高さに配置される。また、赤外光源４３ａと４３ｂ、および、赤外光源４３ｃと４３ｄは、光軸Ｌ１を挟んで上下対称な関係で配置される。
【００２９】
赤外光源４３ａと４３ｂからの光は、角膜Ｅｃの上部に向けて斜め上方向から照射される。その結果、角膜Ｅｃ上には、赤外光源４３ａにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像ｎ２ａと、赤外光源４３ｂにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像ｎ２ｂと、が形成される（図６参照）。また、赤外光源４３ｃと４３ｄからの光は、角膜Ｅｃの下部に向けて斜め下方向から照射される。その結果、角膜Ｅｃ上には、赤外光源４３ｃにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像ｎ２ｃと、赤外光源４３ｄにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像ｎ２ｄと、が形成される（図６参照）。
【００３０】
なお、このような指標投影光学系４０によって、第１投影光学系４０ａによるアライメント指標像ｎ１ａとｎ１ｂは、正面投影光学系３０ａによるアライメント輝点像ｉ１と同じ水平位置において、アライメント輝点像ｉ１に関し、左右対称に形成される。さらに、第２投影光学系４０ｂによるアライメント指標像ｎ２ａとｎ２ｂは、正面投影光学系３０ａによるアライメント輝点像ｉ１よりも上方において、アライメント輝点像ｉ１に関し、左右対称に形成される。第２投影光学系４０ｂによるアライメント指標像ｎ２ｃとｎ２ｄは、正面投影光学系３０ａによるアライメント輝点像ｉ１よりも下方において、アライメント輝点像ｉ１に関し、左右対称に形成される。
【００３１】
正面投影光学系３０ａは、角膜Ｅｃの中心（すなわち、角膜頂点位置あるいは略角膜頂点位置）に向けて、正面方向からＸＹ方向用のアライメント指標を投影する。正面投影光学系３０ａから投影されるアライメント指標を利用することで、被検眼Ｅに対する細かなアライメントが行われる。例えば、指標投影光学系４０から投影されるアライメント指標に基づいて、被検眼Ｅに対して撮影部１が大まかにアライメントされると、正面投影光学系３０ａから投影されたアライメント指標の像（すなわち、後述するアライメント輝点像ｉ１）が被検眼Ｅに形成されるようになる。例えば、正面投影光学系３０ａから投影されるアライメント指標は、被検眼Ｅにおける角膜Ｅｃの中心と、光軸Ｌ１と、を略一致させるために利用される。なお、本実施例では、正面投影光学系３０ａから投影されるアライメント指標を利用して、被検眼Ｅと撮影部１（角膜撮像光学系１０）との相対位置を調整するためのアライメント基準位置（後述）が設定される。
【００３２】
正面投影光学系３０ａは、赤外光源３１、投光レンズ３２、および、ハーフミラー３３、を有する。正面投影光学系３０ａは、赤外光源３１の点灯によって、アライメント指標を光軸Ｌ１方向から角膜Ｅｃに投影する。赤外光源３１から出射されたアライメント指標は、投光レンズ３２を介し、ハーフミラー３３に反射され、角膜Ｅｃに投影される。その結果、角膜Ｅｃ上には、赤外光源３１により投影されたアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント輝点像ｉ１が、被検眼Ｅの角膜頂点に形成される（図４参照）。なお、アライメント輝点像ｉ１としては、角膜Ｅｃの前面にてアライメント指標が反射された角膜前面反射光に基づく第１アライメント輝点像ｉ１ａと、角膜Ｅｃの後面にてアライメント指標が反射された角膜後面反射光に基づく第２アライメント輝点像ｉ１ｂと、がそれぞれ形成されるが、これについては後述する。
【００３３】
前眼部観察光学系３０ｂは、角膜Ｅｃからのアライメント指標の角膜反射光を、撮像素子３５によって受光する。前眼部観察光学系３０ｂは、対物レンズ３４と二次元撮像素子３５（以下、撮像素子３５と省略する）を有する。撮像素子３５は、アライメント輝点像ｉ１を撮影するために用いられる。撮像素子３５は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃと略共役な位置に配置される。例えば、撮像素子３５としては、２次元ＣＣＤイメージセンサ、２次元ＣＭＯＳイメージセンサ、等が用いられてもよい。
【００３４】
正面投影光学系３０ａの光軸Ｌ１に沿って角膜Ｅｃへ導かれた光は、角膜Ｅｃで反射されることによって、前眼部観察光学系３０ｂへ導かれる。その後、光は、ハーフミラー３３を通過し、対物レンズ３４を介して、撮像素子２２に結像される。その結果、アライメント輝点像ｉ１が取得される。
【００３５】
なお、本実施例において、前眼部観察光学系３０ｂは、被検眼Ｅを正面方向から観察および撮影するための光学系として兼用される。すなわち、撮像素子３５は、被検眼Ｅの前眼部を撮影した前眼部画像とともに、アライメント輝点像ｉ１を撮影する。被検眼Ｅの前眼部画像を撮影する際には、図示なき前眼部照明光源が用いられる。もちろん、アライメント光学系３０は、指標投影光学系４０および正面投影光学系３０ａにより被検眼Ｅに投影されたアライメント指標の角膜反射光を検出するための光学系と、被検眼Ｅを観察および撮影するための光学系と、を別途備える構成であってもよい。
【００３６】
なお、本実施例において、アライメント光学系３０は、指標投影光学系４０および正面投影光学系３０ａを備える構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。アライメント光学系３０は、少なくとも正面投影光学系３０ａを備える構成であればよい。すなわち、アライメント光学系３０によって、被検眼Ｅの角膜Ｅｃの中心に向けて投影されたＸＹ方向用のアライメント指標の角膜反射光に基づくアライメント輝点像ｉ１が撮影される構成であればよい。
【００３７】
＜作動距離検出光学系＞
作動距離検出光学系５０は、角膜Ｅｃに向けて、角膜撮像光学系１０のフォーカス状態を検出するための光（つまり、検出光）を投影する。作動距離検出光学系５０から投影される検出光を利用することで、被検眼に対する撮影部１のＺ方向における精密なアライメントが行われる。作動距離検出光学系５０は、投光光学系５０ａと、検出光学系５０ｂと、を有する。
【００３８】
投光光学系５０ａの光軸Ｌ２と検出光学系５０ｂの光軸Ｌ３は、光軸Ｌ１に関して左右対称な位置に配置される。投光光学系５０ａは、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対する角膜撮像光学系１０のフォーカス状態を検出するための検出光を、角膜Ｅｃに向けて斜め方向から投光する。一方、検出光学系５０ｂは、複数の画素が配列された検出器５４（光検出器５４）を備え、投光光学系５０ａから投光された検出光の角膜Ｅｃからの角膜反射光を、検出器５４によって検出する。
【００３９】
投光光学系５０ａは、照明光源５１、集光レンズ５２、ピンホール板５３、および投光レンズ１５を有する。ピンホール板５３は、角膜Ｅｃと略共役な位置に配置される。検出光学系５０ｂは、対物レンズ１６および検出器５４を有している。例えば、検出器５４としては、一次元受光素子（ラインセンサ）が使用されてもよい。検出器５４と角膜Ｅｃは、略共役な位置に配置される。
【００４０】
照明光源５１から出射された検出光は、集光レンズ５２を介してピンホール板５３を照明する。ピンホール板５３の開口を通過した検出光は、投光レンズ１５を介して角膜Ｅｃに投光され、角膜Ｅｃにて光軸Ｌ３方向に反射される。その後、角膜反射光は、対物レンズ１６およびダイクロイックミラー１７を介して、検出器５４に検出される。検出器５４は、角膜反射光の深さ方向の強度分布を、信号として制御部７０へ出力する。検出器５４からの出力信号は、Ｚ方向のアライメント状態を検出するために利用される。ここで、検出器５４上における検出光の受光位置は、Ｚ方向における撮影部１と被検眼Ｅとの位置関係に応じて変化する。撮影装置１００は、検出光の受光位置とアライメント適正位置とのずれを検出することにより、Ｚ方向のアライメントずれ量を検出する。
【００４１】
＜固視光学系＞
固視光学系６０は、被検眼を固視させるための固視標を有し、固視標の呈示位置を切り換えることによって、被検眼の視線方向を変更させる。本実施例では、固視標として固視灯が用いられ、固視灯の点灯位置を切り換えることによって、被検眼の視線方向を変更させる。例えば、固視灯は、光軸と直交する面上に複数配置される。固視光学系６０は、内部固視光学系６０ａ（図２参照）と外部固視光学系６０ｂ（図３参照）を有する。
【００４２】
内部固視光学系６０ａは、被検眼Ｅに対して撮影部１の内部から固視灯を投影する。内部固視光学系６０ａは、可視光源６１ａ〜６１ｉ（固視灯６１ａ〜６１ｉ）と、投光レンズ６２と、ダイクロイックミラー６３と、を有する。可視光源６１ａ〜６１ｉは、光軸Ｌ４に直交する方向に関して異なる位置に配置され、被検眼の視線を誘導するために用いられる。可視光源６１ａは、光軸Ｌ４の近傍に配置される。可視光源６１ａは、被検眼Ｅの視線を正面方向に誘導するために用いられる。可視光源６１ａは、角膜Ｅｃにおける中心部の内皮細胞画像を得る際に点灯される。また、可視光源６１ｂ〜６１ｉは、光軸Ｌ４を中心とする同一円周上に配置される。図２に示す例では、被検者から見て、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度、の各位置に、４５度間隔で配置されている。可視光源６１ｂ〜６１ｉは、被検眼Ｅの視線を周辺方向に誘導するために用いられる。可視光源６１ｂ〜６１ｉは、角膜Ｅｃにおける中心部の周辺の内皮細胞画像を得る際に点灯される。ダイクロイックミラー６３は、可視光を反射し、赤外光を透過する。可視光源６１ａ〜６１ｉから発せられた可視光は、投光レンズ６２によって平行光束にされた後、ダイクロイックミラー６３に反射され、被検眼Ｅへ導かれる。その結果、被検眼Ｅの眼底に固視灯が投影される。
【００４３】
外部固視光学系６０ｂは、被検眼Ｅに対して撮影部１の外部から固視灯を投影する。外部固視光学系６０ｂは、撮影部１の外側であって、被検者側の面に設けられてもよい。外部固視光学系６０ｂは、可視光源６４ａ〜６４ｆ（固視灯６４ａ〜６４ｆ）を有する。可視光源６４ａ〜６４ｆは、ＸＹ方向に関して異なる位置に配置され、被検眼の視線を誘導するために用いられる。被検眼Ｅが内部固視光学系６０ａの可視光源６４ａ〜６４ｆを固視した状態よりも、被検眼Ｅが外部固視光学系６０ｂの可視光源６４ａ〜６４ｆを固視した状態では、被検眼Ｅの視線方向を大きく振ることができる。また、可視光源６４ａ〜６４ｆは、光軸Ｌ１を中心とする同一円周上に配置される。図３に示す例では、被検者から見て、２時、４時、６時、８時、１０時、１２時の各位置に、６０度間隔で配置されている。可視光源６４ａ〜６４ｆは、被検眼Ｅの視線を周辺方向に誘導するために用いられる。可視光源６４ａ〜６４ｆは、角膜Ｅｃにおける周辺部の内皮細胞画像を得る際に点灯される。なお、この場合、可視光源６４ａ〜６４ｆを用いて取得される内皮細胞画像は、可視光源６１ｂ〜６１ｇを用いて取得される内皮細胞画像よりもさらに外側の像となる。
【００４４】
例えば、角膜下部の内皮細胞画像を撮影する場合、固視灯の点灯位置が上方に設定され、被検眼Ｅの視線が上方向に誘導される。また、角膜上部の内皮細胞画像を撮影する場合、固視灯の点灯位置が下方に設定され、被検眼Ｅの視線が下方向に誘導される。
【００４５】
なお、本実施例では、配置位置が異なる複数の固視灯を切り換えて点灯させることによって、被検眼Ｅの視線を誘導する方向を変更する固視光学系を例に挙げるが、必ずしもこれに限定されない。例えば、単一の固視灯を光軸と直交する方向に移動可能な構成を有し、固視灯を移動させることで、被検眼Ｅの視線を誘導する方向を変更する固視光学系としてもよい。また、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、等の表示パネルを有し、表示パネルの発光位置を制御することで、被検眼Ｅの視線を誘導する方向を変更する固視光学系としてもよい。
【００４６】
次に、撮影装置１００の制御系の概略構成を説明する。撮影装置１００は、制御部７０、ＨＤＤ７４、画像処理ＩＣ７５、操作入力部７６を有する。
【００４７】
撮影装置１００は、制御部７０によって各部の制御が行われる。制御部７０は、駆動部５、ジョイスティック６、各種光源、各種撮像素子、ＨＤＤ７４、画像処理ＩＣ７５、操作入力部７６、およびモニタ７と接続される。なお、モニタ７は、タッチパネルであってもよい。この場合モニタ７は、操作入力部７６の一部を兼用する。
【００４８】
制御部７０は、ＣＰＵ７１と、ＲＯＭ７２と、ＲＡＭ７３とを備える。ＣＰＵ７１は、撮影装置１００に関する各種の処理を実行するための処理装置である。ＲＯＭ７２は、各種の制御プログラムおよび固定データが格納された不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ７３は、書き換え可能な揮発性の記憶装置として用いられるが、もちろんこれに限定されない。ＲＡＭ７３には、制御プログラムが実行される際に一時データが格納される。
【００４９】
ＨＤＤ７４は、書き換え可能な不揮発性の記憶装置として用いられるが、もちろんこれに限定されない。本実施例において、ＨＤＤ７４には、被検眼の前眼部画像が記憶される。
【００５０】
画像処理ＩＣ７５は、画像形成部として用いられる。画像処理ＩＣ７５は、撮像素子２２から出力される信号を処理することによって、被検眼Ｅの内皮細胞画像を形成する。また、撮像素子３５から出力される信号を処理することによって、被検眼Ｅの前眼部画像を形成する。本実施例では、制御部７０とは別体の回路である画像処理ＩＣ７５によって、被検眼に関する画像を形成する等の画像処理が行われるが、必ずしもこれに限られるものではなく、画像処理の一部または全部が、制御部７０によって行われる構成であってもよい。
【００５１】
ここで、撮影装置１００による被検眼Ｅと撮影部１のＸＹ方向のアライメント動作について説明する。撮影装置１００において、指標投影光学系４０および正面投影光学系３０ａを用いた被検眼Ｅと撮影部１（角膜撮像光学系１０）との相対位置の調整が完了すると、被検眼Ｅの角膜Ｅｃには、指標投影光学系４０によるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像と、正面投影光学系３０ａによるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント輝点像ｉ１（図４参照）が形成された状態となる。
【００５２】
図４は、被検眼Ｅにおいてアライメント輝点像ｉ１が形成される位置、前眼部観察光学系３０ｂにより撮影される前眼部画像８０、および角膜撮像光学系１０により撮影される内皮細胞画像９０を模式的に示す図である。図４（ａ）は、被検眼Ｅの視線を正面方向に誘導した状態である。図４（ｂ）は、被検眼Ｅの視線を周辺方向（ここでは、下方向）に誘導した状態である。なお、角膜Ｅｃには、アライメント光学系３０によるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント輝点像ｉ１と、第１投影光学系４０ａによるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像ｎ１（アライメント指標像ｎ１ａとｎ１ｂ）と、第２投影光学系４０ｂによるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像ｎ２（すなわち、アライメント指標像ｎ２ａ、ｎ２ｂ、ｎ２ｃ、およびｎ２ｄ）と、がそれぞれ形成されるが、便宜上、アライメント指標像ｎ１とｎ２の図示は省略する。
【００５３】
被検眼Ｅには、正面投影光学系３０ａによるアライメント輝点像ｉ１として、角膜Ｅｃの前面Ｅｃ１（以下、角膜前面Ｅｃ１）にてアライメント指標が反射された角膜前面反射光に基づく第１アライメント輝点像ｉ１ａが形成される。第１アライメント輝点像ｉ１ａは、光軸Ｌ１と平行であって、角膜前面Ｅｃ１の曲率中心Ｐａ（以下、前面曲率中心Ｐａ）を通る直線上に形成される。また、被検眼Ｅには、正面投影光学系３０ａによるアライメント輝点像ｉ１として、角膜Ｅｃの後面Ｅｃ２（以下、角膜後面Ｅｃ２）にてアライメント指標が反射された角膜後面反射光に基づく第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される。第２アライメント輝点像ｉ１ｂは、光軸Ｌ１と平行であって、角膜後面Ｅｃ２の曲率中心Ｐｂ（以下、後面曲率中心Ｐｂ）を通る直線上に形成される。なお、第１アライメント輝点像ｉ１ａの輝度に対して、第２アライメント輝点像ｉ１ｂの輝度は、１／１００程度である。
【００５４】
図４（ａ）のように被検眼Ｅの視線が正面方向にあるときは、被検眼Ｅが回旋していない状態となる。一例としては、被検眼Ｅに内部固視光学系６０ａの固視灯６１ａを固視させた場合等に、被検眼Ｅが回旋していない状態となる。この場合、被検眼Ｅの前面曲率中心Ｐａと後面曲率中心Ｐｂはともに同軸上に位置するため、第１アライメント輝点像ｉ１ａと第２アライメント輝点像ｉ１ｂがともに同軸上に形成される。前眼部画像８０上では、第１アライメント輝点像ｉ１ａと第２アライメント輝点像ｉ１ｂが重なり、第１アライメント輝点像ｉ１ａのみがあるように観察される。
【００５５】
図４（ｂ）のように、被検眼Ｅの視線が所定の角度θをもって下方向にあるときは、被検眼Ｅが回旋した状態となる。一例としては、被検眼Ｅに外部固視光学系６０ｂの固視灯６４ｄを固視させた場合等に、被検眼Ｅが回旋した状態となる。この場合、被検眼Ｅの前面曲率中心Ｐａと後面曲率中心Ｐｂは同軸上に位置せず、第１アライメント輝点像ｉ１ａに対して第２アライメント輝点像ｉ１ｂは下方向にずれ量Δｄ分ずれて形成される。このため、前眼部画像８０上では、第１アライメント輝点像ｉ１ａと第２アライメント輝点像ｉ１ｂがどちらも観察される。
【００５６】
従来のアライメント動作では、被検眼Ｅに対して角膜撮像光学系１０をアライメントするためのアライメント基準位置Ｋを、角膜前面反射光に基づいた第１アライメント輝点像ｉ１ａの位置に設定しており、アライメント基準位置Ｋと光軸Ｌ１を略一致させた状態において、内皮細胞画像が撮影されていた。この場合、被検眼Ｅの視線が正面方向にあれば、光軸Ｌ１に対して角膜後面Ｅｃ２が適切に配置される。一例として、角膜後面Ｅｃ２の光軸Ｌ１と交わる接線Ｎ１が、光軸Ｌ１に対して略垂直となる。このため、角膜撮像光学系１０において、照明光源１１から光軸Ｌ２に沿って照射された照明光が、角膜後面Ｅｃ２で反射されたとき、反射光は光軸Ｌ３に沿って進み、撮像素子２２に撮像される。これによって、内皮細胞画像９０は、その明るさが中心部と周辺部で均一に撮影される。
【００５７】
一方、被検眼Ｅの視線が下方向にあると、光軸Ｌ１に対して角膜後面Ｅｃ２が適切に配置されないことがある。一例として、角膜後面Ｅｃ２の光軸Ｌ１と交わる接線Ｎ１が、光軸Ｌ１に対して略垂直とならず、傾くことがある。このため、角膜撮像光学系１０において、照明光源１１から光軸Ｌ２に沿って照射された照明光が、角膜後面Ｅｃ２で反射されたとき、反射光は光軸Ｌ３からずれて進み、一部の光が撮像素子２２に撮像されなくなる。これによって、内皮細胞画像９０は、その明るさが不均一となってしまい、周辺部が暗く撮影される。
【００５８】
従来のＸＹ方向のアライメント動作では、上述のように、内皮細胞画像９０を良好に撮影できない場合があった。なお、本実施例では、被検眼Ｅの視線方向による違いを例に挙げたがこれに限定されず、被検眼Ｅの視線が正面方向にあっても、前面曲率中心Ｐａと後面曲率中心Ｐｂが互いに偏心した状態（例えば、被検眼Ｅがレーシック等の屈折矯正手術を施している場合、被検眼Ｅが角膜疾患をもつ場合、等）では、同様に、内皮細胞画像９０を良好に撮影できない場合があった。
【００５９】
そこで、本実施例では、ＸＹ方向のアライメント動作において、アライメント基準位置Ｋを角膜後面反射光に基づいた第２アライメント輝点像ｉ１ｂの位置に設定し、アライメント基準位置Ｋと光軸Ｌ１を略一致させた状態において、内皮細胞画像を撮影する。例えば、これによれば、角膜後面Ｅｃ２が光軸Ｌ１と交わる接線Ｎ１が光軸Ｌ１に対して略垂直となる位置で、内皮細胞画像９０を良好に撮影することができる。
【００６０】
＜制御動作＞
以下、撮影装置１００が角膜内皮細胞画像を撮影する制御動作を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６１】
＜被検眼の前眼部画像の撮影＞
検者は、被検者に、固視灯を固視するように指示を出す。まず、ＣＰＵ７１は、内部固視光学系６０ａにおける固視灯６１ａを点灯させる（Ｓ１）。これによって、被検眼Ｅに固視灯６１ａが呈示される。
【００６２】
次に、ＣＰＵ７１は、図示なき前眼部観察用光源を点灯させる。画像処理ＩＣ７５は、前眼部観察光学系３０ｂの撮像素子２２から出力される信号を処理して、被検眼の前眼部画像８０を生成するとともに、前眼部画像８０をモニタ７へ出力させる（Ｓ２）。本実施例では、画像処理ＩＣ７５により、前眼部画像８０が逐次形成されるとともにモニタ７に逐次表示される。言い換えると、画像処理ＩＣ７５により、前眼部画像８０がライブ画像としてモニタ７に表示される。
【００６３】
＜被検眼と撮影部のアライメント＞
ＣＰＵ７１は、前眼部画像８０を利用して、被検眼Ｅに対する撮影部１のアライメント処理を実行する。ＣＰＵ７１は、正面投影光学系３０ａにおける赤外光源３１を点灯させる。また、ＣＰＵ７１は、第１投影光学系４０ａにおける赤外光源４１ａおよび４１ｂと、第２投影光学系４０ｂにおける赤外光源４３ａ〜４３ｄと、をそれぞれ点灯させる。また、ＣＰＵ７１は、作動距離検出光学系５０における照明光源５１を点灯させる。
【００６４】
図６は、モニタ７に表示される前眼部画像８０の一例である。図６（ａ）は、被検眼に対して撮影部１がずれた状態（つまり、アライメントずれがある状態）を示す。図６（ｂ）は、被検眼に対して撮影部１がずれていない状態（つまり、アライメントずれがない状態）を示す。なお、前眼部画像８０には、正面投影光学系３０ａによる第１アライメント輝点像ｉ１ａと、第１投影光学系４０ａによるアライメント指標像ｎ１ａおよびｎ１ｂと、第２投影光学系４０ｂによるアライメント指標像ｎ２ａ〜ｎ２ｄと、が形成される。
【００６５】
ＣＰＵ７１は、第２投影光学系４０ｂによるアライメント指標像ｎ２ａ〜ｎ２ｄと、正面投影光学系３０ａによる第１アライメント輝点像ｉ１ａと、を用いて、ＸＹ方向のアライメントを行う（Ｓ３）。このアライメントでは、第１アライメント輝点像ｉ１ａの位置にアライメント基準位置Ｋが設定され、第１アライメント輝点像ｉ１ａ（アライメント基準位置Ｋ）が光軸Ｌ１に一致される。ＣＰＵ７１は、アライメント指標像ｎ２ａ〜ｎ２ｄを検出し、これらのアライメント指標像からなる矩形の中心位置を、被検眼Ｅの略角膜頂点位置Ｍｏとして検出する。
【００６６】
図７は、アライメント制御を説明する図である。図７（ａ）は、レチクルＲに対する略角膜頂点位置Ｍｏのアライメントを示している。図７（ｂ）は、レチクルＲに対する第１アライメント輝点像ｉ１ａのアライメントを示している。ＣＰＵ７１は、前眼部画像８０上にて電子的に表示される光軸Ｌ１の中心位置を表したレチクルＲに対する略角膜頂点位置ＭｏのＸＹ方向におけるアライメントずれの方向および偏位量Δｑ１を検出する。また、ＣＰＵ７１は、偏位量Δｑ１が許容範囲Ａ１に入るように、撮影部１をＸＹ方向に移動させる。この結果、前眼部画像８０上に第１アライメント輝点像ｉ１ａが検出されるようになる。
【００６７】
続いて、ＣＰＵ７１は、レチクルＲに対する第１アライメント輝点像ｉ１ａのＸＹ方向におけるアライメントずれの方向および偏位量Δｑ２を検出する。また、ＣＰＵ７１は、偏位量Δｑ２が許容範囲に入るように、撮影部１をＸＹ方向に移動させる。これにより、図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態となり、ＸＹ方向のアライメントが完了する。
【００６８】
また、ＣＰＵ７１は、第１投影光学系４０ａによるアライメント指標像ｎ１ａおよびｎ１ｂと、第２投影光学系４０ｂによるアライメント指標像ｎ２ａ〜ｎ２ｄと、を用いて、Ｚ方向のアライメントを行う（Ｓ４）。第１アライメント輝点像ｉ１ａが検出可能な状態では、アライメント指標像ｎ１ａおよびｎ１ｂも検出可能な状態となる。なお、アライメント指標像ｎ１ａおよびｎ１ｂは無限遠であり、アライメント指標像ｎ２ａ〜ｎ２ｄは有限遠である。このため、例えば、被検眼Ｅに対して撮影部１がＺ方向にずれた場合、アライメント指標像ｎ１ａおよびｎ１ｂの間隔はほとんど変化しないが、アライメント指標像ｎ２ａおよびｎ２ｂの間隔と、アライメント指標像ｎ２ｃおよびｎ２ｄの間隔と、は変化する。ＣＰＵ７１は、アライメント指標像ｎ１ａおよびｎ１ｂの間隔と、アライメント指標像ｎ２ａおよびｎ２ｂの間隔（または、アライメント指標像ｎ２ｃおよびｎ２ｄの間隔）と、を比較することで、Ｚ方向におけるアライメントずれの方向／偏位量を検出し、アライメントずれが許容範囲に入るように、撮影部１をＺ方向に移動させる。なお、これについての詳細は、特開平６−４６９９９号公報を参照されたい。
【００６９】
ＣＰＵ７１は、さらに、作動距離検出光学系５０における検出光を用いて、Ｚ方向のアライメントを行う。図８は、検出器５７にて検出される上皮ピークを示す図である。ＣＰＵ７１は、検出器５４から出力される信号に基づいて駆動部５を制御し、撮影部１をＺ方向に移動させる。例えば、ＣＰＵ７１は、深さ方向に関する角膜反射光の強度分布を示す波形において、角膜上皮からの反射光に対応するピークＰを、検出器５４からの出力信号によって示される強度分布に基づいて検出する。検出器５４上における上皮ピークの位置Ｐｚが、検出器５４の所定画素の位置（例えば、中心の画素の位置）となるように駆動部５を駆動させる。その結果として、撮影装置１００では、角膜撮像光学系１０のフォーカスが角膜上皮またはその近傍にセットされる。以上のようにして、Ｚ方向のアライメントが行われる。
【００７０】
＜被検眼Ｅの視線誘導＞
検者は、被検眼Ｅに対する撮影部１のＸＹＺアライメントが完了すると、被検眼Ｅの視線を誘導するために固視灯を点灯させる。検者は、モニタ７（操作入力部７６）を操作して、固視灯の点灯位置を指定する。ＣＰＵ７１は、モニタ７から入力された信号に応じて、固視灯の点灯位置を変更する（Ｓ５）。
【００７１】
例えば、本実施例では、ＣＰＵ７１が、被検眼Ｅの視線を下方向に誘導するために、外部固視光学系６０ｂの固視灯６４ｄを点灯させる。これによって、被検眼Ｅに固視灯６４ｄが呈示される。また、被検眼Ｅの視線が下方向に向けられたことで、被検眼Ｅの前眼部画像８０には、正面投影光学系３０ａによる第１アライメント輝点像ｉ１ａと第２アライメント輝点像ｉ１ｂが観察されるようになる。
【００７２】
＜アライメント輝点像の検出＞
ＣＰＵ７１は、前眼部画像８０を解析処理することにより、第１アライメント輝点像ｉ１ａを検出する（Ｓ６）。例えば、ＣＰＵ７１は、前眼部画像８０に対して、解析処理としてエッジ検出を行い、輝度の立ち上がり、輝度の立ち下がり、等を検出することによって、第１アライメント輝点像ｉ１ａを検出する。もちろん、解析処理は、エッジ検出に限定されるものではなく、第１アライメント輝点像ｉ１ａを検出可能な構成であればよい。
【００７３】
ＣＰＵ７１は、前眼部画像８０から第１アライメント輝点像ｉ１ａを検出すると、第１アライメント輝点像ｉ１ａに基づいて、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出するための検出領域を設定する（Ｓ７）。例えば、検出領域は、第１アライメント輝点像ｉ１ａを中心として、第１アライメント輝点像ｉ１ａの周囲に設定されてもよい。また、例えば、検出領域は、第１アライメント輝点像ｉ１ａに対して所定の位置に設定されてもよい。本実施例では、検出領域が第１アライメント輝点像ｉ１ａに対して所定の位置に設定される場合を例示する。
【００７４】
図９は、第１アライメント輝点像ｉ１ａに基づいて設定される検出領域Ｓの一例である。図９（ａ）は、被検眼Ｅに固視灯６４ａが呈示された状態である。図９（ｂ）は、被検眼Ｅに固視灯６４ｄが呈示された状態である。被検眼Ｅの角膜Ｅｃに第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される方向は、被検眼Ｅに対する固視灯の呈示位置（言い換えると、被検眼Ｅの視線方向）から予測することができる。例えば、図９（ａ）のように、被検眼Ｅに対して固視灯６４ａが呈示された場合（つまり、被検眼Ｅの視線が上方向に向けられた場合）には、第１アライメント輝点像ｉ１ａよりも上方向に、第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される。また、例えば、図９（ｂ）のように、被検眼Ｅに対して固視灯６４ｄが呈示された場合（つまり、被検眼Ｅの視線が下方向に向けられた場合）には、第１アライメント輝点像ｉ１ａよりも下方向に、第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される。
【００７５】
また、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される位置は、被検眼Ｅに対する固視灯の呈示角度から予測することができる。例えば、固視灯の呈示角度が小さいほど、第１アライメント輝点像ｉ１ａに近い位置に第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成され、固視灯の呈示角度が大きいほど、第１アライメント輝点像ｉ１ａから遠い位置に第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される。一例として、被検眼Ｅに固視灯６１ｃを呈示した状態と固視灯６４ａを呈示した状態では、固視灯６４ａを呈示した状態のほうが、第１アライメント輝点像ｉ１ａから遠い位置に第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される。
【００７６】
このため、実験やシミュレーション等から、固視灯の呈示位置および呈示角度に第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成される方向と位置を予め対応付けて、ＲＯＭ９３に記憶しておいてもよい。ＣＰＵ７１は、第１アライメント輝点像ｉ１ａに対して、被検眼Ｅに対する固視灯の呈示位置および呈示角度に応じた検出領域Ｓを設定する。なお、図９では、検出領域Ｓを四角形状としたが、種々の形状とすることができる。また、検出領域Ｓは、前眼部画像８０の上半分（下半分）、等としてもよい。
【００７７】
ＣＰＵ７１は、前眼部画像８０を解析処理することにより、第１アライメント輝点像ｉ１ａに基づいて設定された検出領域Ｓから、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出する（Ｓ８）。ＣＰＵ７１は、第１アライメント輝点像ｉ１ａの検出と同様、エッジ検出によって、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出してもよい。
【００７８】
なお、前眼部画像８０には、アライメント輝点像ｉ１として、被検眼Ｅの水晶体の前面にてアライメント指標が反射された水晶体前面反射光に基づく図示なき第３アライメント輝点像と、被検眼Ｅの水晶体の後面にてアライメント指標が反射された水晶体後面反射光に基づく図示なき第４アライメント輝点像も形成される。このうち、第４アライメント輝点像は、第２アライメント輝点像ｉ１ｂと同程度の大きさであり、Ｚ方向において略同一の位置に形成されるため、互いに区別し難い。また、第４アライメント輝点像は、第１アライメント輝点像ｉ１ａに対して、第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成されるＸＹ方向と同一の方向に形成される。しかし、第４アライメント輝点像が形成されるＸＹ方向の位置は、第２アライメント輝点像ｉ１ｂが形成されるＸＹ方向の位置とは大きく異なるため、第２アライメント輝点像ｉ１ｂの検出領域Ｓを適切に設定しておくことで、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出する際に、第４アライメント輝点像を誤検出する可能性が低減される。
【００７９】
＜アライメント基準位置の設定＞
ＣＰＵ７１は、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出すると、第２アライメント輝点像ｉ１ｂの位置に基づいて、被検眼Ｅに対して角膜撮像光学系１０をアライメントするためのアライメント基準位置Ｋを設定する（Ｓ９）。本実施例において、ステップＳ３では、被検眼Ｅが正面方向を向いており、第１アライメント輝点像ｉ１ａの位置にアライメント基準位置Ｋが設定されていたが、ここでは、被検眼Ｅが下方向を向いており、第２アライメント輝点像ｉ１ｂの位置にアライメント基準位置Ｋが変更される。
【００８０】
続いて、ＣＰＵ７１は、アライメント基準位置Ｋとして設定された第２アライメント輝点像ｉ１ｂと中心軸Ｌ１を一致（略一致）させるためのアライメントを実行する。図１０は、第２アライメント輝点像ｉ１ｂの位置に基づくアライメント制御を説明する図である。図１０（ａ）は、レチクルＲに対する第２アライメント輝点像ｉ１ｂのアライメントを示している。図１０（ｂ）は、モニタ７に表示される前眼部画像８０の一例である。ＣＰＵ７１は、前眼部画像８０上に表示されたレチクルＲに対する第２アライメント輝点像ｉ１ｂのＸＹ方向におけるアライメントずれの方向および偏位量Δｑ３を検出する。また、ＣＰＵ７１は、偏位量Δｑ３が許容範囲Ａ３に入るように、撮影部１をＸＹ方向に移動させる。これによって、被検眼Ｅと撮影部１のＸＹ方向における相対位置が調整され、前眼部画像８０上では、図１０（ｂ）に示すように第２アライメント輝点像ｉ１ｂがレチクルＲ（光軸Ｌ１の中心位置）に重なって表示された状態となる。
【００８１】
＜内皮細胞画像の撮影＞
ＣＰＵ７１は、アライメント基準位置Ｋを設定すると、被検眼Ｅの内皮細胞画像９０を撮影する。ＣＰＵ７１は、角膜撮像光学系１０の照明光源１１を点灯させる。画像処理ＩＣ７５は、角膜撮像光学系１０の撮像素子２２から出力される信号を処理して、被検眼の内皮細胞画像９０を生成するとともに、内皮細胞画像９０をモニタ７へ出力させる（Ｓ１０）。これらの動作によって、被検眼Ｅの内皮細胞画像９０が良好に撮影される。
【００８２】
なお、本実施例では、角膜内皮細胞画像を撮影する際に、内部固視灯６１ａを点灯させてＸＹ方向及びＺ方向のアライメントを行った後、外部固視灯６４ｄを点灯させて第１アライメント輝点像ｉ１ａ及び第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、角膜内皮細胞画像を撮影する際には、外部固視灯を点灯させてＸＹ方向及びＺ方向のアライメントを行った後、第１アライメント輝点像ｉ１ａ及び第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出する構成としてもよい。
【００８３】
以上説明したように、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、被検眼の角膜の前面からの角膜反射光に基づく第１アライメント輝点像と、被検眼の角膜の後面からの角膜反射光に基づく第２アライメント輝点像と、のうちの少なくとも第２アライメント輝点像を検出し、第２アライメント輝点像に基づいて、被検眼に対して角膜撮像光学系を位置合わせするためのアライメント基準位置を設定する。被検眼と角膜撮像光学系との相対位置を第２アライメント輝点像に基づいて調整することで、内皮細胞画像を、光軸に対して角膜の後面が適切に配置された状態で、内皮細胞画像を撮影することができる。これによって、内皮細胞画像の明るさが中心部と周辺部で均一になり、周辺部が暗くなることを抑えた、良好な画像を得ることができる。
【００８４】
また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第２アライメント輝点像に基づいて、被検眼に対して撮像光学系を位置合わせするためのアライメント基準位置を設定し、アライメント基準位置に基づいて、被検眼と撮像光学系との相対位置の調整を行う。これにより、第２アライメント輝点像を常に検出して、第２アライメント輝点像を光軸に一致（略一致）させることができ、光軸に対して角膜の後面がより適切に配置される。
【００８５】
また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第１アライメント輝点像を検出するとともに、第１アライメント輝点像に基づいて、第２アライメント輝点像を検出する。第２アライメント輝点像は、第１アライメント輝点像の周辺に形成されるが、その輝度は小さく、検出し難い。第１アライメント輝点像をガイドとすることで、第２アライメント輝点像を効率よく検出できる。
【００８６】
また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第２アライメント輝点像を検出するための検出領域を設定し、検出領域内から第２アライメント輝点像を検出して、第２アライメント輝点像に基づくアライメント基準位置を設定する。前述のように、第２アライメント輝点像は輝度が小さく検出し難いが、予め検出領域を設定しておくことで、第２アライメント輝点像をより効率よく検出できる。また、予め検出領域を設定しておくことで、第２アライメント輝点像とは異なる像を誤検出する可能性が低減される。
【００８７】
また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第１アライメント輝点像の周辺に、第２アライメント輝点像を検出するための検出領域を設定する。第２アライメント輝点像は第１アライメント輝点像の周辺に形成されるため、予め第１アライメント輝点像の周辺に検出領域を設定しておくことによって、第２アライメント輝点像とは異なる像の誤検出を抑制し、第２アライメント輝点像を効率よく検出できる。
【００８８】
また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、被検眼に対する固視標の呈示位置に基づいて、第２アライメント輝点像を検出するための検出領域を設定する。例えば、被検眼の視線方向によって、第２アライメント輝点像が形成される位置は変化する。このため、被検眼に呈示する固視標の呈示位置から、第２アライメント輝点像が形成される位置を予測して検出領域を小さく設定しておくことができ、第２アライメント輝点像を効率よく検出できる。
【００８９】
＜変容例＞
なお、本実施例では、前眼部観察光学系３０ｂにおける撮像素子３５からの信号を画像処理ＩＣ７５により画像化した被検眼Ｅの前眼部画像８０を用いて、被検眼Ｅの角膜反射光に基づくアライメント輝点像ｉ１を検出する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、撮像素子３５の撮像面における信号をそのまま利用して、被検眼Ｅの角膜反射光に基づくアライメント輝点像ｉ１を検出する構成としてもよい。
【００９０】
なお、本実施例では、被検眼Ｅの角膜前面反射光に基づく第１アライメント輝点像ｉ１ａと、被検眼Ｅの角膜後面反射光に基づく第２アライメント輝点像ｉ１ｂと、をどちらも検出する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。本実施例では、第１アライメント輝点像ｉ１ａと第２アライメント輝点像ｉ１ｂとのうち、少なくとも第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出する構成であればよい。すなわち、第２アライメント輝点像ｉ１ｂのみを検出する構成としてもよい。例えば、この場合には、被検眼Ｅに対する固視灯の呈示位置と呈示角度に応じた検出領域Ｓを設定しておくことで、第１アライメント輝点像ｉ１ａを利用せずに、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出してもよい。
【００９１】
なお、本実施例では、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出するための検出領域Ｓを設定する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、検出領域Ｓは必ずしも設けなくてもよく、この場合には、第１アライメント輝点像ｉ１ａの輝度の次に高い位置を、第２アライメント輝点像ｉ１ｂとして検出してもよい。
【００９２】
なお、本実施例では、被検眼Ｅと撮影部１（角膜撮像光学系１０）との相対位置を調整するために、前眼部画像８０から検出された第２アライメント輝点像ｉ１ｂの位置に基づいてアライメント基準位置Ｋを設定し、光軸Ｌ１の中心位置に表示されたレチクルＲにアライメント基準位置Ｋを一致させるように撮影部１をＸＹ方向に移動させる構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。被検眼Ｅと撮影部１との相対位置を調整するために、前眼部画像８０上に表示されるレチクルＲの位置を移動させてもよい。すなわち、レチクルＲの表示を光軸Ｌ１の中心位置とは異なる位置に移動させてもよい。この場合、前眼部画像８０において、第１アライメント輝点像ｉ１ａに対する第２アライメント輝点像ｉ１ｂのＸＹ方向の偏位量を検出し、この偏位量に基づいてレチクルＲの位置が移動される。例えば、第１アライメント輝点像ｉ１ａをレチクルＲに一致させるように撮影部１をＸＹ方向に移動させることで、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを光軸Ｌ１に一致させる構成としてもよい。
【００９３】
なお、本実施例では、外部固視光学系６０ｂが備える固視灯を点灯させ、被検眼Ｅの視線を誘導した状態で、第２アライメント輝点像ｉ１ｂにアライメント基準位置Ｋを設定する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。もちろん、内部固視光学系６０ａが備える固視灯（例えば、固視灯６１ｂ〜６１ｉ）を点灯させ、被検眼Ｅの視線を誘導した状態で、第２アライメント輝点像ｉ１ｂにアライメント基準位置Ｋを設定する構成としてもよい。しかし、内部固視光学系６０ａの固視灯６１ｂ〜６１ｉを用いる場合は、必ずしも第２アライメント輝点像ｉ１ｂにアライメント基準位置Ｋを設定しなくてもよい。
【００９４】
例えば、本実施例において、被検眼Ｅが外部固視光学系６０ｂの固視灯６４ａ〜６４ｆを固視した場合は、被検眼Ｅに対する固視灯の呈示角度がおよそ２５度となり、第１アライメント輝点像ｉ１ａに対する第２アライメント輝点像ｉ１ｂのずれ量Δｄが大きい。一方、被検眼Ｅが内部固視光学系６０ａの固視灯６１ｂ〜６１ｉを固視した場合は、被検眼Ｅに対する固視標の呈示角度がおよそ５度になり、第１アライメント輝点像ｉ１ａに対する第２アライメント輝点像ｉ１ｂのずれ量Δｄが小さい。このため、内部固視光学系６０ａの固視灯６１ｂ〜６１ｉを用いる場合は、第１アライメント輝点像ｉ１ａにアライメント基準位置Ｋを設定する構成としてもよい。
【００９５】
つまり、撮影装置１００は、被検眼Ｅに対して、固視灯が角膜Ｅｃの中心部における内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合（言い換えると、被検眼Ｅに対する固視灯の呈示角度が所定の角度未満である場合）は、第１アライメント輝点像ｉ１ａを検出して、第１アライメント輝点像ｉ１ａに基づくアライメント基準位置Ｋを設定してもよい。また、撮影装置１００は、被検眼Ｅに対して、固視灯が角膜Ｅｃの周辺部における内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合（言い換えると、被検眼Ｅに対する固視灯の呈示角度が所定の角度以上である場合）は、第２アライメント輝点像ｉ１ｂを検出して、第２アライメント輝点像ｉ１ｂに基づくアライメント基準位置Ｋを設定してもよい。このような構成によって、被検眼Ｅの角膜Ｅｃの周辺部における内皮細胞画像を撮影する場合であっても、光軸Ｌ１に対して角膜後面Ｅｃ２が適切に配置され、内皮細胞画像を良好に撮影することができる。
【００９６】
なお、上記では、固視灯の呈示位置に基づいて、第１アライメント輝点像ｉ１ａを利用したアライメントを実行するか、または第２アライメント輝点像ｉ１ｂを利用したアライメントを実行するか、を変更しているがこれに限定されない。例えば、被検眼Ｅの視線方向の角度θ（つまり、被検眼Ｅの視軸と光軸Ｌ１のなす角度）に基づいて、第１アライメント輝点像ｉ１ａと第２アライメント輝点像ｉ１ｂのいずれを利用するかが切り換えられてもよい。一例として、角度θに５度〜２５度の範囲内で閾値を設け、角度θが閾値未満である場合に第１アライメント輝点像ｉ１ａを利用し、角度θが閾値以上である場合に第２アライメント輝点像ｉ１ｂを利用する構成としてもよい。このような閾値は、検者が任意の値に設定できてもよいし、予め所定の値が設定されていてもよい。
【００９７】
なお、本実施例においては、前述のように、第１アライメント輝点像ｉ１ａの輝度に対して第２アライメント輝点像ｉ１ｂの輝度は１／１００程度しかなく、第２アライメント輝点像ｉ１ｂが検出されないことが起こり得る。そこで、被検眼Ｅの視線を周辺方向に誘導する際には、第２アライメント輝点像ｉ１ｂが検出されやすくなるように、第２アライメント輝点像ｉ１ｂの検出光量を調整してもよい。一例として、前眼部観察光学系３０ｂの赤外光源３１から出射される光の量を増加させることで、撮像素子３５の検出光量を増加させてもよい。また、一例として、撮像素子３５のゲインを増大させることで、撮像素子３５の検出光量を増加させてもよい。もちろん、赤外光源３１における光量の調整と、撮像素子３５におけるゲインの調整と、をいずれも行ってもよい。
【００９８】
例えば、このような第２アライメント輝点像ｉ１ｂの検出光量の調整は、検者による任意のタイミングで行われてもよいし、被検眼Ｅに固視させる固視灯の点灯とともに自動で調整されてもよい。第２アライメント輝点像ｉ１ｂが検出されなかったときに、自動で調整するような構成としてもよい。これによって、第１アライメント輝点像よりも輝度が小さな第２アライメント輝点像を、効率よく検出することができる。
【００９９】
なお、本実施例にて開示した技術は、本実施例に例示した装置への適用に限定されない。例えば、上記実施例の機能を行う端末制御ソフトウェア（プログラム）を、ネットワークまたは各種の記憶媒体等を介してシステムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置の制御装置（例えば、ＣＰＵ等）が、プログラムを読み出して実行することも可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０      角膜撮像光学系
３０      アライメント光学系
３０ａ      正面投影光学系
３０ｂ      前眼部観察光学系
４０      指標投影光学系
５０      作動距離検出光学系
６０      固視光学系
７０      制御部
１００  角膜内皮細胞撮影装置
【図１】
2020110247.tif 000003
【図２】
2020110247.tif 000004
【図３】
2020110247.tif 000005
【図４】
2020110247.tif 000006
【図５】
2020110247.tif 000007
【図６】
2020110247.tif 000008
【図７】
2020110247.tif 000009
【図８】
2020110247.tif 000010
【図９】
2020110247.tif 000011
【図１０】
2020110247.tif 000012