(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光源からの照明光を被検者眼角膜に向けて斜めから照射する照明光学系、角膜内皮細胞を含む前記角膜からの反射光を撮像素子により受光して角膜内皮細胞画像を取得する撮像光学系、を備える装置本体と、
被検者眼に対して前記装置本体を相対移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動を制御することにより前記装置本体を上下左右方向に移動させ、上下左右方向に関して異なる撮影位置での内皮画像を前記撮像素子により順次取得する連続撮影手段と、
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】
各撮影位置での角膜に対する前後方向のアライメント状態を検出するＺアライメント検出手段と、
前記Ｚアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記装置本体の前後位置を調整するＺ調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１の角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項３】
角膜上における撮影範囲を設定する設定手段を備え、
前記連続撮影手段は、前記駆動手段の駆動を制御することにより、前記設定手段によって設定された撮影範囲における内皮画像が撮影されるように前記装置本体を移動させることを特徴とする請求項１〜２のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項４】
前記設定手段は、検者によって操作される操作部材からの操作信号に基づいて角膜上における撮影範囲を設定することを特徴とする請求項３の角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項５】
被検者眼の角膜中心に対する上下左右方向のアライメント状態を検出するＸＹアライメント検出手段と、
前記ＸＹアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記装置本体を移動させ、撮影位置を角膜中心近傍に調整するＸＹ調整手段と、を備え、
前記連続撮影手段は、前記ＸＹ調整手段によって撮影位置が調整された後、前記装置本体を上下左右方向に移動させ、角膜中心近傍での内皮画像を前記撮像素子により順次取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置。
【請求項６】
照明光源からの照明光を被検者眼角膜に向けて斜めから照射する照明光学系、角膜内皮細胞を含む前記角膜からの反射光を撮像素子により受光して角膜内皮細胞画像を取得する撮像光学系、を備える装置本体と、
被検者眼に対して前記装置本体を相対移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動を制御することにより前記装置本体を左右方向に移動させ、左右方向に関して異なる撮影位置での内皮画像を前記撮像素子により順次取得する連続撮影手段と、
を備えることを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者眼の角膜内皮の細胞像を撮影する角膜内皮細胞撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照明光源からの照明光を角膜に向けて斜めから照射し、その角膜からの反射光束を撮像素子により受光して非接触にて角膜内皮の細胞像を得る装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１では、角膜上の撮影部位を選択するためのスイッチとして、角膜上部、中央、下部に対応するスイッチがそれぞれ設けられている。そして、ある選択スイッチが押されると、アライメント基準となるレチクルが移動される。それから、検者は、位置変更されたレチクルと、アライメント輝点が一致するようにアライメントを行った後、選択された角膜位置での細胞像を撮影する。
また、撮影部位を変更する構成としては、固視灯の点灯位置を変更する手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８９９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一回の内皮細胞の撮像範囲は限られており、細胞状態の適否を判断する上で不十分な場合がある。
そして、上記のように撮影位置を選択する装置の場合、異なる撮影位置での細胞画像を得ようとしても、その都度、撮影位置を選択する必要がある。
また、固視灯の位置を変更する場合、通常、眼の視線方向が変更され、固視状態が不安定となるため、時間がかかる。また、ある撮影位置近傍での内皮画像を一体的に取得するのは難しい。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑み、異なる撮影位置での細胞画像をスムーズに取得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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００８】
（１）  
照明光源からの照明光を被検者眼角膜に向けて斜めから照射する照明光学系、角膜内皮細胞を含む前記角膜からの反射光を撮像素子により受光して角膜内皮細胞画像を取得する撮像光学系、を備える装置本体と、
被検者眼に対して前記装置本体を相対移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動を制御することにより前記装置本体を上下左右方向に移動させ、上下左右方向に関して異なる撮影位置での内皮画像を前記撮像素子により順次取得する連続撮影手段と、
を備えることを特徴とする。
（２）  
各撮影位置での角膜に対する前後方向のアライメント状態を検出するＺアライメント検出手段と、
前記Ｚアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記装置本体の前後位置を調整するＺ調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１の角膜内皮細胞撮影装置。
（３）  
角膜上における撮影範囲を設定する設定手段を備え、
前記連続撮影手段は、前記駆動手段の駆動を制御することにより、前記設定手段によって設定された撮影範囲における内皮画像が撮影されるように前記装置本体を移動させることを特徴とする（１）〜（２）のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置。
（４）  
前記設定手段は、検者によって操作される操作部材からの操作信号に基づいて角膜上における撮影範囲を設定することを特徴とする（３）の角膜内皮細胞撮影装置。
（５）  
被検者眼の角膜中心に対する上下左右方向のアライメント状態を検出するＸＹアライメント検出手段と、
前記ＸＹアライメント検出手段の検出結果に基づいて前記装置本体を移動させ、撮影位置を角膜中心近傍に調整するＸＹ調整手段と、を備え、
前記連続撮影手段は、前記ＸＹ調整手段によって撮影位置が調整された後、前記装置本体を上下左右方向に移動させ、角膜中心近傍での内皮画像を前記撮像素子により順次取得することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置。
（６）  
照明光源からの照明光を被検者眼角膜に向けて斜めから照射する照明光学系、角膜内皮細胞を含む前記角膜からの反射光を撮像素子により受光して角膜内皮細胞画像を取得する撮像光学系、を備える装置本体と、
被検者眼に対して前記装置本体を相対移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動を制御することにより前記装置本体を左右方向に移動させ、左右方向に関して異なる撮影位置での内皮画像を前記撮像素子により順次取得する連続撮影手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記問題点を鑑み、異なる撮影位置での細胞画像をスムーズに取得できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の外観側方構成図である。
【００１１】
装置１００は、いわゆる据え置き型の装置であって、基台１と、基台１に取り付けられた顔支持ユニット２と、図示なき摺動機構により基台１上で移動可能に設けられた移動台３と、移動台３に対して移動可能に設けられ、後述する撮影系及び光学系を収納する撮影部（装置本体）４と、を備える。
【００１２】
撮影部４は、移動台３に設けられたＸＹＺ駆動部６により、被検眼Ｅに対して左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動される。移動台３は、ジョイスティック５の操作により、基台１上をＸＺ方向に移動される。また、検者が回転ノブ５ａを回転操作することにより、撮影部４はＸＹＺ駆動部６のＹ駆動によりＹ方向に移動される。ジョイスティック５の頂部には、スタートスイッチ５ｂが設けられている。表示モニタ９５は、撮影部４の検者側に設けられている。なお、本実施形態では、図示なき摺動機構又はＸＹＺ駆動部６により撮影部４が眼Ｅに対して相対的に移動される。
【００１３】
なお、撮影部４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６のモータの駆動によって撮影部４を左右眼に対して移動させる構成であってもよい。また、本装置は、ジョイスティック５のような手動用操作部材としてタッチパネルを有する構成であってもよい。
【００１４】
図２は、撮影部４に収納された光学系を上方から見たときの光学配置と，制御系の構成の一例を示す概略構成図である。図３は第１投影光学系、第２投影光学系を被検者側からみたときの図である。光学系の全体構成は、照明光学系１０、撮像光学系３０、正面投影光学系５０、第１投影光学系６０ａ，６０ｂ、第２投影光学系６５ａ〜６５ｄ（図３参照）、内部固視光学系７０ａ〜７０ｇ、外部固視光学系７５ａ〜７５ｆ、前眼部観察光学系８０、Ｚアライメント検出光学系８５、を有する。
【００１５】
照明光学系１０は、照明光源１２からの照明光を角膜Ｅｃに向けて斜めから照射する。照明光学系１０は、内皮撮影用の可視光を発する照明光源（例えば、可視ＬＥＤ、フラッシュランプ）１２、集光レンズ１４、スリット板１６、可視光反射・赤外透過のダイクロイックミラー１８、投光レンズ２０、を有する。照明光源１２から発せられた光は、集光レンズ１４を介してスリット板１６を照明する。そして、スリット板１６を通過したスリット光は、ダイクロイックミラー１８を介して投光レンズ２０によって収束され、角膜に照射される。ここで、スリット板１６と角膜Ｅｃは、対物レンズ２０に関して略共役な位置に配置されている。
【００１６】
撮像光学系３０は、内皮細胞を含む角膜Ｅｃからの反射光を撮像素子により受光することにより内皮細胞画像を取得する。撮像光学系３０は、光軸Ｌ１に関して照明光学系１０と左右対称であり、対物レンズ３２、可視光反射・赤外透過のダイクロイックミラー３４、マスク３５、第１結像レンズ３６、全反射ミラー３８、第２結像レンズ４２、内皮細胞像を取得するための専用の第１の二次元撮像素子（例えば、二次元ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、等）４４を有する。マスク３５は、対物レンズ３２に関して角膜Ｅｃと略共役な位置に配置されている。第１結像レンズ３６、及び第２結像レンズ４２は、内皮像を撮像素子４４上に結像させる結像光学系を形成する。撮像素子４４は、撮像光学系３０のレンズ系に関して角膜Ｅｃと略共役な位置に配置されている。
【００１７】
照明光学系１０による角膜反射光は、光軸Ｌ３方向（斜め方向）に向かい、対物レンズ３２によって収束された後、ダイクロイックミラー３４によって反射され、マスク３５にて一旦結像され、内皮細胞像を取得する際にノイズとなる光が遮光される。そして、マスク３５を通過した光は、第１結像レンズ３６、全反射ミラー３８、第２結像レンズ４２を介して二次元撮像素子８４に結像される。これにより、高倍率の角膜内皮細胞像が取得される。なお、撮像素子４４の出力は、制御部９０に接続され、取得された細胞像は、メモリ９２に記憶される。また、細胞像はモニタ９５に表示される。
【００１８】
正面投影光学系５０は、正面から角膜Ｅｃに向けてアライメント指標を投影する。正面投影光学系５０は、赤外光源５１、投光レンズ５３、ハーフミラー５５、を有し、ＸＹアライメント検出用の赤外光を観察光軸Ｌ１方向から角膜Ｅｃに投影する。光源５１から発せられた赤外光は、投光レンズ５３により平行光束に変換された後、ハーフミラー５５により反射され、角膜Ｅｃの中心部に投影され、指標ｉ１０が形成される（図４参照）。
【００１９】
第１投影光学系６０ａ，６０ｂは、斜めから角膜Ｅｃに向けて無限遠のアライメント指標を投影する。第１投影光学系６０ａ，６０ｂは、光軸Ｌ１に対して所定の角度でそれぞれ傾斜して配置されている。第１投影光学系６０ａ，６０ｂは、赤外光源６１ａ、６１ｂと、コリメータレンズ６３ａ、６３ｂと、をそれぞれ有し、光軸Ｌ１を挟んで左右対称に配置され、眼Ｅに対して無限遠の指標を投影する（図２参照）。なお、第１投影光学系６０ａ，６０ｂは、光軸Ｌ１を通る水平方向と略同一経線上に配置されている（図３参照）。
【００２０】
光源６１ａ、６１ｂから出射された光は、コリメータレンズ６３ａ、６３ｂによりそれぞれコリメートされた後、角膜Ｅｃに投影され、指標ｉ２０、ｉ３０が形成される（図４参照）。
【００２１】
第２投影光学系６５ａ〜６５ｄは、複数の斜め方向から角膜Ｅｃに向けて有限遠のアライメント指標をそれぞれ投影する。第２投影光学系６５ａ〜６５ｄは、光軸Ｌ１に対しそれぞれ傾斜して配置されている。第２投影光学系６５ａ〜６５ｄは、赤外光源６６ａ〜６６ｄをそれぞれ有し、光軸Ｌ１を挟んで左右対称に配置され、眼Ｅに対して有限遠の指標を投影する。なお、第２投影光学系６５ａ、６５ｂ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ている。また、第２投影光学系６５ｃ、６５ｄ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ている。また、第２投影光学系６５ａ、６５ｂと、第２投影光学系６５ｃ、６５ｄは、光軸Ｌ１を挟んで上下対称な関係で配置されている。
【００２２】
ここで、光源６６ａ、６６ｂ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、光源６６ａ、６６ｂの虚像である指標ｉ４０、ｉ５０が形成される。また、光源６６ｃ、６６ｄ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、光源６６ｃ、６６ｄの虚像である指標ｉ６０、ｉ７０が形成される（図４参照）。
【００２３】
上記のような指標投影光学系によれば、指標ｉ１０は、眼Ｅの角膜頂点に形成される（図４参照）。また、第１投影光学系６０ａ、６０ｂによる指標ｉ２０、ｉ３０は、指標ｉ１０と同じ水平位置において、指標ｉ１０に関し左右対称に形成される。さらに、第２投影光学系６５ａ、６５ｂによる指標ｉ４０、ｉ５０は、指標ｉ１０より上方において、指標ｉ１０に関し左右対称に形成される。第２投影光学系６５ｃ、６５ｄによる指標ｉ６０、ｉ７０は、指標ｉ１０より下方において、指標ｉ１０に関し左右対称に形成される。
【００２４】
内部固視光学系７０ａ〜７０ｇは、眼Ｅに対して内部から固視標を投影する。内部固視光学系７０ａ〜７０ｇは、可視光源（固視灯）７１ａ〜７１ｇ、投光レンズ７３、可視反射・赤外透過のダイクロイックミラー７４、を有する。光源７１から発せられた可視光は、投光レンズ７３により平行光束に変換された後、ダイクロイックミラー７４により反射され、眼Ｅの眼底に投影される。また、図示無き外部固視光学系が前述の第１投影光学系及び第２投影光学系の近傍に配置される。
【００２５】
内部固視光学系７０ａ〜７０ｉは、光軸Ｌ４に対して直交する方向に関して異なる位置に配置される複数の固視標を有し、眼Ｅの固視方向を各方向に誘導する。内部固視光学系７０ａ〜７０ｉは、撮影部３の内部に設けられる。例えば、可視光源７１ａは、光軸Ｌ４近傍に配置され、眼Ｅを正面方向に誘導することにより角膜の中心部の内皮画像を得るために用いられる。また、複数の可視光源７１ｂ〜７１ｉは、光軸Ｌ４を中心とする同一円周上に配置され、被検者から見て、所定角度毎に配置されている。図２では、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３０５度の各位置に４５度ずつ配置されている。可視光源７１ｂ〜７１ｉは、眼Ｅの視線方向を周辺方向に誘導することにより角膜中心の周辺における内皮画像を得るために用いられる。
【００２６】
外部固視光学系７５ａ〜７５ｆは、外部から固視標を投影する。外部固視光学系７５ａ〜７５ｆは、ＸＹ方向に関して異なる位置に配置される複数の固視標を有し、被検眼の固視方向を内部固視光学系７０より大きく振らせる。外部固視光学系７５ａ〜７５ｆは、撮影部３の外側であって、眼Ｅ側に設けられる。例えば、外部固視光学系７５ａ〜７５ｆは、可視光源（固視灯）７６ａ〜７６ｆを有し、光軸Ｌ１を中心とする同一円周上で、被検者から見て、２時、４時、６時、８時、１０、１２時の各位置に配置されている。可視光源７６ａ〜７６ｆは、眼Ｅの視線方向を周辺方向に誘導することにより角膜の周辺部における内皮画像を得るために用いられる。この場合、可視光源７１ｂ〜７１ｇによって取得される画像よりさらに外側の内皮細胞像が取得される。
【００２７】
例えば、角膜下部を撮影する場合、固視灯（固視標）の位置が上方に設定され、眼Ｅの固視が上方向に誘導される。また、角膜上部を撮影する場合、固視灯（固視標）の位置が下方に設定され、眼Ｅの固視が下方向に誘導される。
【００２８】
図２に戻る。前眼部観察光学系８０は、前眼部像を正面から観察する。前眼部観察光学系８０は、対物レンズ８２、前眼部正面像を取得するための二次元撮像素子８４、を有し、第１の撮像素子４４とは異なる第２の撮像素子８４を有し、前眼部像及びアライメント指標を第２撮像素子８４により撮像する。二次元撮像素子８４としては、例えば、２次元ＣＣＤイメージセンサ（Charge coupled device image sensor）、二次元ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）が用いられる。
【００２９】
図示なき前眼部照明光源により照明された前眼部は、ダイクロイックミラー７５、ハーフミラー５５、対物レンズ８２を介して二次元撮像素子８４に撮像される。また、同様に、正面投影光学系５０、第１投影光学系６０ａ，６０ｂと、第２投影光学系６５ａ〜６５ｄ、による角膜反射像は二次元撮像素子８４に受光される。
【００３０】
撮像素子８４の出力は制御部９０に接続され、図４に示すように、モニタ９５には、撮像素子８４によって撮像された前眼部像が表示される。なお、モニタ９５上に電子的に表示されるレチクルＬＴは、ＸＹアライメントの基準を示している。なお、観察光学系８０は、眼Ｅに対する撮影部４のアライメント状態を検出するための検出光学系を兼用する。
【００３１】
Ｚアライメント検出光学系８５は、眼Ｅに対する撮影部４のＺ方向におけるアライメント状態を検出する。Ｚアライメント検出光学系８５は、角膜Ｅｃに向けて斜め方向から検出用光束を投光する投光光学系８５ａと、投光光学系８５ａによる角膜反射光束を受光する受光光学系８５ｂと、を有する。そして、投光光学系８５ａの光軸Ｌ２と受光光学系８５ｂの光軸Ｌ３は、観察光軸Ｌ１に関して左右対称な位置に配置される。
【００３２】
投光光学系８５ａは、例えば、赤外光を発する照明光源８６、集光レンズ８７、ピンホール板８８、レンズ２０からなる。ここで、ピンホール板８８と角膜Ｅｃは、レンズ２０に関して略共役な位置に配置される。受光光学系８５ｂは、例えば、レンズ３２、一次元受光素子（ラインセンサ）８９からなる。ここで、一次元受光素子８９と角膜Ｅｃは、レンズ３２に関して略共役な位置に配置される。
【００３３】
光源８６から出射された赤外光は、集光レンズ８７を介してピンホール板８８を照明する。そして、ピンホール板８８の開口を通過した光は、レンズ２０を介して角膜Ｅｃに投光される。そして、その角膜反射光は、レンズ３２、ダイクロイックミラー３４を介して受光素子８９にて受光される。
【００３４】
受光素子８９の出力は制御部９０に接続され、眼Ｅに対するＺアライメント検出に利用される。ここで、受光素子８９上に受光されるアライメント光束は、Ｚ方向における撮影部４と眼Ｅとの位置関係によって受光位置が変化される。例えば、制御部９０は、受光素子８９からの検出信号において角膜反射光の位置を検出し、Ｚ方向のアライメント状態を検出する。なお、受光素子８９を用いたアライメント検出は、眼Ｅに対する精密なアライメントのために利用される。
【００３５】
制御部９０は、装置全体の制御を行う。そして、制御部９０には、回転ノブ５ａ、スタートスイッチ５ｂ、ＸＹＺ駆動部６、二次元撮像素子４４、８４、各光源、記憶手段としてのメモリ９２、モニタ９５、操作部９６、が接続されている。
【００３６】
例えば、制御部９０は、モニタ９５の表示を制御する。また、制御部９０は、アライメント指標の受光結果に基づいてＸＹＺ方向における眼Ｅに対する撮影部４のアライメント状態を検出する。そして、制御部９０は、その検出結果に基づいて撮影部４の移動を指令する信号を出力する。また、制御部９０は、受光素子８９の受光結果に基づいて眼Ｅに対する撮影部４のＺ方向のアライメント状態を検出する。
【００３７】
以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。図４は角膜中心部の内皮を撮影する場合の前眼部観察画面の一例を示す図であり、図４（ａ）はアライメントずれがある場合の表示例であり、図４（ｂ）はアライメントが適正な状態における表示例である。
【００３８】
この場合、光源７１ａが点灯され、眼Ｅの固視方向が正面に誘導される。まず、検者は、被検者に固視標を注視させる。また、モニタ９５に表示された前眼部像を観察しながら、眼Ｅに対する撮影部４のアライメントを行う。
【００３９】
上記のようにしてラフなアライメントが行われると、図４（ａ）に示すように、拡散光による角膜指標像が撮像素子６４の受光面に検出される。制御部９０は、画像の左上の座標位置から、画面の右下に向かって輝点を探索する。そして、指標ｉ４０、ｉ５０、ｉ６０、ｉ７０が検出されるようになると、制御部９０は、検出された輝点の位置を検出する。
【００４０】
そして、制御部９０は、指標ｉ４０、ｉ５０、ｉ６０、ｉ７０からなる矩形の中心位置を略角膜頂点として検出し、ＸＹ方向におけるアライメントずれ方向／偏位量を検出する。そして、制御部９０は、駆動部６の駆動を制御し、アライメントずれが所定のアライメント許容範囲に入るように撮影部４をＸＹ方向に移動させる。これにより、広範囲での自動アライメントが可能となる。
【００４１】
以上のようにして撮影部４が移動され、指標像ｉ１０が検出されると、制御部９０は、上記指標像ｉ４０〜ｉ７０によるアライメントを終了し、指標像ｉ１０を用いたアライメントを行う。ここで、制御部９０は、指標像ｉ１０と、指標像ｉ４０〜ｉ７０とをその位置関係から判別する。
【００４２】
そして、制御部９０は、指標像ｉ１０の座標位置を略角膜頂点として検出し、ＸＹ方向におけるアライメントずれ方向／偏位量を検出する。そして、制御部９０は、駆動部６の駆動を制御し、アライメントずれが所定のアライメント許容範囲内に入るように撮影部４をＸＹ方向に移動させる。
【００４３】
また、上記のようにして指標像ｉ１０が検出されるようになると、同様に、無限遠の指標像ｉ２０、ｉ３０が検出される。そこで、制御部９０は、前述のように検出される無限遠の指標像ｉ２０、ｉ３０の間隔と有限遠の指標像ｉ６０、ｉ７０の間隔とを比較することによりＺ方向のアライメントずれ方向／偏位量を求める（第１のアライメント検出）。そして、制御部９０は、Ｚ方向のアライメントずれが所定のアライメント許容範囲に入るように撮影部４をＺ方向に移動させる（第１自動アライメント）。
【００４４】
この場合、制御部９０は、測定部３が作動距離方向にずれた場合に、前述の無限遠指標ｉ２０、ｉ３０の間隔がほとんど変化しないのに対して、有限遠の指標像ｉ６０、ｉ７０の像間隔が変化するという特性を利用して、Ｚ方向のアライメントずれを求める（詳しくは、特開平６−４６９９９号参照）。なお、指標像ｉ６０、ｉ７０の代わりに、指標像ｉ４０、ｉ５０が利用されてもよい。また、光軸Ｌ１からの指標の距離（指標高さ）に基づいてＺアライメントが検出されてもよい。
【００４５】
そして、制御部９０は、第１のＺアライメント検出においてアライメント状態が適正と判定されると、第１自動アライメントの作動を停止し、検出光学系８５を用いた第２のＺアライメント検出及びその検出結果に基づく第２の自動アライメントを作動させる。
【００４６】
制御部９０は、光源８６を点灯させアライメント光束を角膜Ｅｃに投光する（光源８６を予め点灯させていてもよい）と共に、その角膜反射光束を受光素子８９にて検出する。そして、制御部９０は、受光素子８９からの受光結果に基づいて駆動部６の駆動を制御し、撮影部４をＺ方向に移動させる。
【００４７】
例えば、制御部９０は、受光素子８９から出力される受光信号に基づいて角膜上皮からの反射光束に対応するピークＰを検出し、受光素子８９上における上皮ピークの位置Ｐｚを検出する（図５参照）。そして、制御部９０は、上皮からの反射光束による受光信号のピークが受光素子８９上の所定位置（例えば、中心位置）にくるように駆動部６を駆動させる。
【００４８】
前述したアライメント動作によって、ＸＹＺ方向のアライメント状態がアライメント完了の条件を満たしたら、制御部９０は、ＸＹＺ方向のアライメントが合致したと判定し、トリガ信号を発する。
【００４９】
制御部９０は、トリガ信号が発せられると、照明光源１２を発光させ、可視照明光による角膜内皮細胞像を二次元撮像素子４４にて取得する。その後、制御部９０は、光源１２を点灯させると共に、駆動部６の駆動を制御して、撮影部４を眼Ｅに向かって前進させていく。
【００５０】
光源１２は、二次元撮像素子４４のフレームレートに同期して連続的に点滅される。例えば、一枚の撮像時間が３０ｍｓの場合、画像の取得開始から数ｍｓの間、光源１２が点灯され、その後、消灯される。そして、次の画像の取得が開始されると、光源１２が点灯される。すなわち、このような点滅動作が繰り返される。
【００５１】
二次元撮像素子４４は、そのフレームレートに合わせて撮像信号を随時制御部９０に出力する。これにより、内皮の撮像画像が複数取得される。そして、制御部９０は、出力画像の内、ある条件（例えば、内皮細胞像が適正に取得されている）を満たす画像を静止画としてメモリ９２に記憶させる。これにより、内皮細胞像が撮影される。この場合、制御部９０は、予め設定された所定枚数をメモリ９２に記憶するようにしてもよい。そして、制御部９０は、メモリ９２に記憶された撮影画像をモニタ９５に出力する。
【００５２】
＜ＸＹ方向連続撮影＞  概して、制御部９０は、駆動部６の駆動を制御することにより撮影部４をＸＹ方向に移動させ、ＸＹ方向に関して異なる角膜位置での細胞画像を連続的に撮影する。例えば、制御部９０は、ＸＹ方向に関して撮影部４を直線的に移動させ、内皮画像を連続的に取得する。
【００５３】
図６は角膜上に設定された撮影範囲の一例を示す図である。撮影範囲Ｐは、例えば、角膜中心Ｐ１を中心として上下・左右・斜めの少なくともいずれかに存在する複数個の撮影部位を含む。この場合、例えば、角膜中心と観察光軸Ｌ１が合致したときのアライメント位置が基準位置として設定され、各撮影部位に対応する撮影位置への撮影部４の移動量が設定される。
【００５４】
図６では、撮影範囲Ｐは、撮影部位Ｐ１〜撮影部位Ｐ９の９個の部位に対応する。撮影範囲Ｐは、ある直線方向（例えば、左右方向）に関して撮影部位が一列に並ぶような範囲であってもよいし、サークル状に撮影部位が並ぶような範囲であっても良い。また、撮影範囲Ｐは、予め設定された範囲であってもよいし、検者によって設定される範囲であってもよい（詳しくは後述する）。また、複数種の撮影範囲が予め用意され、検者によってある撮影範囲が設定されるようにしてもよい。
【００５５】
次に、制御部９０は、駆動部６の駆動を制御して、各撮影部位に対応する位置に向けて撮影部４を移動させる。なお、各撮影部位への撮影順序については予め設定される。例えば、制御部９０は、撮影部位Ｐ１を起点として、撮影部位Ｐ２、Ｐ３、・・・順で、撮影部４が所定の軌跡（拡大図の矢印参照）を描くように撮影部４を移動させる。そして、制御部９０は、各撮影位置において、照明光源１２を発光させ、内皮細胞像を撮像素子４４にて順次取得する。そして、取得された細胞像は、各撮影部位Ｐ１〜Ｐ９と対応付けされ、メモリ９２に記憶される。
【００５６】
なお、制御部９０は、撮影部４を撮影範囲Ｐ内で連続的に移動させ、その移動中に照明光源１２を連続発光（常時点灯、所定間隔でのフラッシュを含む）させることにより、細胞像を連続的に撮影するようにしてもよい。また、制御部９０は、各撮影位置にて撮影部４を停止させた状態で細胞像を撮影するようにしてもよい。
【００５７】
以上のようにして連続撮影が完了したら、制御部９０は、図７に示すように、撮影部位間の位置関係に合わせた表示形式にて各細胞像をモニタ９５の画面上に表示する。表示形式としては、これに限定されず、制御部９０は、所定数の列（例えば、２列）にて各細胞像を並列表示するようにしてもよい。また、制御部９０は、所定数（例えば、３つ）の画像をモニタ９５上に表示し、検者の操作に応じて画像を更新するようにしてもよい。
【００５８】
以上のようにすれば、眼Ｅの視線方向を変更することなく、角膜中心近傍での複数位置に関する細胞像をスムーズに取得できる。例えば、一定の位置での内皮撮影と比較すると、広い撮影範囲で細胞像が得られる。
【００５９】
なお、上記説明においては、固視位置が中心に固定された状態でＸＹ方向に関して異なる部位への連続撮影を行う構成としたが、これに限定されない。すなわち、眼Ｅの固視方向が、ある方向に固定された状態において、眼Ｅに対する撮影部４のＸＹ位置を変更することにより複数の細胞像を連続的に取得する構成であればよい。例えば、固視位置が上方に固定された状態で，ＸＹ方向に関して異なる部位への連続撮影を行う。これにより、角膜の周辺部の下方における細胞像が広い撮影範囲で得られる。
【００６０】
なお、上記ＸＹ連続撮影において、制御部９０は、各撮影位置において、前後方向に関する異なる位置にて内皮細胞を連続撮影するようにしてもよい。例えば、制御部９０は、各撮影位置にて撮影部４を前後方向に移動させ、前後移動中に照明光源１２を連続発光させ、各位置での細胞像を複数取得する。
【００６１】
この場合、制御部９０は、ＸＹ方向に関して撮影部４の移動を停止させた状態で撮影部４をＺ方向に移動させながら連続撮影を行うようにしてもよい。また、制御部９０は、ＸＹ方向の移動中に撮影部３をＺ方向に移動させながら連続撮影を行うようにしてもよい。
【００６２】
＜各撮影位置に対するＺアライメント判定及び位置調整＞  上記ＸＹ連続撮影において、ＸＹ方向での位置が変更される場合、Ｚ方向に関するアライメントがずれてしまう可能性がある。例えば、角膜は曲面形状であるから、Ｚ方向における内皮位置は、撮影部位によって異なる。そこで、制御部９０は、上記ＸＹ連続撮影の作動中において、Ｚ方向に関する自動アライメントを行うようにしてもよい。
【００６３】
例えば、制御部９０は、撮像素子４４にて取得される撮像画像を画像処理により解析し、内皮細胞像が取得された撮像画像か否かを判定する。そして、制御部９０は、その判定結果を用いて、撮像画像中に内皮細胞像が含まれるように撮影部４を前後方向に移動させる。この場合、内皮細胞像の輝度レベル及び面積を利用して内皮細胞像の有無を判定してもよいし、撮像素子４４上の内皮細胞像の位置が所定位置か否かを判定するようにしてもよい。
【００６４】
図８は撮像素子によって撮像される内皮細胞像を用いてＺ方向のアライメントを検出する場合の一例を示す図である。撮影部位Ｐ１に対応する第１の内皮画像を取得する場合、制御部９０は、駆動部６の駆動を制御し、撮影部位Ｐ１に対する自動アライメントを作動させる。そして、ＸＹＺのアライメントが完了したら、制御部９０は、撮影部４を前進させていき、内皮画像を連続的に撮影する。
【００６５】
ここで、制御部９０は、照明光源１２を連続的に点灯させ、撮像素子４４によって取得される撮影画像中に内皮細胞像が含まれるように、駆動部６の駆動を制御する。例えば、制御部９０は、図８に示すように、内皮像Ｎの輝度分布による第１エッジＮ１と第２エッジを画像処理（例えば、エッジ検出）により検出し、第１エッジＮ１と第２エッジＮ２の中間位置Ｎｃを検出する。なお、制御部９０は、輝度、出現順序等によって、上皮像と内皮像を判別できる。
【００６６】
内皮像Ｎの中心位置Ｎｃが検出されると、制御部９０は、中心位置Ｎｃが撮像素子４４上の所定位置Ｃに形成されるように、駆動部６の駆動を制御する。そして、撮像素子４４の中心に内皮像Ｎが取得された画像が取得されると、制御部９０は、撮影部位Ｐ１の撮影完了と判断する。
【００６７】
その後、制御部９０は、撮影部４をＸＹ方向に移動させ、撮影部位Ｐ２〜Ｐ９に対し、撮影部４を順次移動させる。ここで、制御部９０は、撮影部４のＸＹ方向への移動に加えて、制御部９０は、撮像素子４４上の所定位置Ｃに対する中心位置ＮｃのずれΔＺを検出し、そのずれΔＺが許容範囲内に収まるように撮影部３を移動させる。制御部９０は、ずれΔＺが許容範囲内であれば、Ｚ方向における駆動部６の駆動を停止する一方、ずれΔＺが許容範囲外であれば、Ｚ方向に関して駆動部６の駆動を制御することにより、ずれが解消される方向に撮影部３を移動させる。
【００６８】
このようにすれば、ＸＹ方向に関して撮影位置が変更される場合であっても、Ｚ方向のアライメント位置が調整されるため、各撮影位置での細胞像が安定して得られる。
【００６９】
なお、制御部９０は、第１の撮影部位Ｐ１に対応する第１位置（他の撮影位置でもよい）にて内皮像が取得されたときのＺ方向のアライメント位置情報Ｚａを受光素子８９の受光結果に基づいて取得し、位置情報Ｚａに対応するアライメント位置に撮影部３が移動されるように駆動部６の駆動を制御するようにしてもよい。
【００７０】
制御部９０は、第１位置にて内皮像が取得されたときの受光素子８９の受光結果をメモリ９２に記憶させておく。そして、ＸＹ方向に関する連続撮影中において、制御部９０は、受光素子８９から出力される受光信号に基づいてＺ方向におけるアライメント状態を検出する。そして、制御部９０は、受光素子８９の受光結果が位置情報Ｚａになるように駆動部６のフィードバック制御を行う。
【００７１】
例えば、制御部９０は、内皮像が取得されたときの上皮の位置をメモリ９２に記憶し、メモリ９２に記憶された位置に上皮が受光されるように駆動部６のフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００７２】
また、制御部９０は、受光素子８９によるアライメント検出において、内皮反射に対応する受光信号を検出するようにしてもよい。例えば、ＸＹ方向に関する連続撮影中において、制御部９０は、内皮からの反射光束による受光信号のピークが受光素子８９上の所定位置（例えば、中心位置）にくるように駆動部６のフィードバック制御を行う。
【００７３】
＜各撮影位置に対するＸＹアライメント判定＞  なお、上記装置において、眼Ｅに対する撮影部４の相対位置を検出し、その検出結果に基づいて、各撮影位置へのアライメント誘導・アライメント判定を行うようにしてもよい。
【００７４】
概して、制御部９０は、ＸＹアライメントの検出結果に基づいて撮影部４を移動させ、撮影位置を角膜中心近傍に調整する。そして、制御部９０は、角膜中心近傍に撮影位置が調整された後、撮影部４を上下左右方向に移動させ、角膜中心近傍での内皮画像を撮像素子４４により順次取得する。この場合、例えば、角膜中心部撮影用の固視灯を被検者眼が視認できる範囲内であれば、撮影位置の調整が可能である。
【００７５】
例えば、制御部９０は、各撮影位置に対して自動アライメントを作動させることにより、各撮影位置に撮影部４を順次自動的に移動させる。そして、各撮影位置での内皮細胞像を取得する。このとき、制御部９０は、撮影位置の変更に応じて眼Ｅに対する撮影部４のアライメント完了位置を変更する。
【００７６】
図９は、各撮影位置に対応する指標像ｉ１０の受光位置を表す。例えば、各撮影位置Ｐ１〜Ｐ９に関して、撮像素子８４上におけるアライメント完了位置が設定され、予めメモリ９２に記憶される。このとき、角膜中心と光軸Ｌ１が一致された位置が基準位置Ｏ１として用いられる。言い換えれば、各撮影位置Ｐ１〜Ｐ９に関して、光軸Ｌ１が撮影位置にアライメントされた状態での受光位置Ｋ１と基準位置Ｏ１との間の距離がオフセット量として設定される。
【００７７】
図１０はある撮影部位（Ｐ２）の内皮細胞像を取得する際のアライメント検出手法の一例を示す図である。撮影部位Ｐ１に対応する内皮像を取得するとき、制御部９０は、基準位置Ｏ１と受光位置Ｋ１とのアライメント偏位量Δｄ１を検出する。そして、制御部９０は、偏位量Δｄ１が許容範囲内に入るように駆動部６を駆動させた後、内皮像を撮像する。
【００７８】
撮影部位Ｐ１での撮影が終了したら、制御部９０は、基準位置Ｏ１と受光位置Ｋ１とのアライメント偏位量Δｄ１に対し、撮影位置Ｐ２に対応するオフセット量ΔＰを差し引く。そして、制御部９０は、偏位量Δｄ１に対してオフセット量ΔＰがかけられたアライメント偏位量Δｄ２を検出する。
【００７９】
そして、制御部９０は、偏位量Δｄ２が許容範囲内に入るように駆動部６を駆動させた後、内皮像を撮像する。その後、制御部９０は、撮影位置を変更し、変更された撮影位置に対する自動アライメント及び撮影を順次行う。
【００８０】
このようにすれば、ＸＹ方向に関する連続撮影を行う場合、設定された各撮影位置での細胞像を安定的に取得できる。
【００８１】
なお、上記説明において、角膜輝点を検出することにより眼Ｅに対するアライメント状態を検出する構成としたが、これに限定されない。眼Ｅの特徴部位を画像処理で検出することによりアライメント状態を検出してもよい。例えば、眼Ｅの瞳孔中心を検出することによりアライメントを検出する。このとき、瞳孔中心と光軸Ｌ１が一致された位置が前述の基準撮影位置として用いられるようにしてもよい。
【００８２】
＜検者による撮影範囲の変更＞
図１１はモニタ９５上で撮影範囲Ｐを設定する場合の一例を示す図である。モニタ９５に表示された前眼部上において撮影範囲を設定する場合、制御部９０は、撮影範囲に対応するフレームＦをモニタ９５上に電子的に表示するようにしてもよい。そして、制御部９０は、撮影範囲を変更するために設定された所定の操作部材からの操作信号に基づいて、モニタ９５の画面上に表示されたフレームＦの位置、大きさを変更する。
【００８３】
撮影範囲を設定するための操作部材としては、例えば、操作部９６に設けられた所定のスイッチが用いられる。また、モニタ９５の画面上に形成されるタッチパネルであってもよい。
【００８４】
制御部９０は、操作部材に基づくフレームＦの変更に応じて撮影範囲を変更する。この場合、モニタ９５におけるフレームＦの表示位置と、眼Ｅに対する撮影部４の相対位置との対応関係が予めメモリ９５に記憶される。撮影範囲内におけるＸＹ方向の撮影位置については、各撮影位置が所定の間隔で設定されてもよいし、各撮影位置が任意に設定されてもよい。
【００８５】
フレームＦが調整された後、撮影スイッチ５ｂが押されると、制御部９０は、設定された撮影範囲における内皮画像が撮影されるように撮影部４を順次移動させ、各撮影位置における細胞像を取得する。
【００８６】
なお、上記のように連続撮影を行う場合において、内部固視光学系７０は、眼Ｅに対して無限遠の光束を投影する構成であることが好ましい。このようにすれば、眼Ｅに対して撮影部４がＸＹ方向に移動された場合であっても、眼Ｅの視線方向が保持されるため、異なるＸＹ位置での細胞像が安定的に取得される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の外観側方構成図である。
【図２】撮影部に収納された光学系を上方から見たときの光学配置と，制御系の構成の一例を示す概略構成図である。
【図３】第１投影光学系、第２投影光学系を被検者側からみたときの図である。
【図４】角膜中心部の内皮を撮影する場合の前眼部観察画面の一例を示す図であり、図４（ａ）はアライメントずれがある場合の表示例であり、図４（ｂ）はアライメントが適正な状態における表示例である。
【図５】ラインセンサ上に検出された上皮ピークについて示す図である。
【図６】角膜上に設定された撮影範囲の一例を示す図である。
【図７】撮影部位間の位置関係に合わせた表示形式にて各細胞像をモニタの画面上に表示する場合の一例を示す図である。
【図８】撮像素子によって撮像される内皮細胞像を用いてＺ方向のアライメントを検出する場合の一例を示す図である。
【図９】各撮影位置に対応する指標像ｉ１０の受光位置を表す図である。
【図１０】ある撮影部位（Ｐ２）の内皮細胞像を取得する際のアライメント検出手法の一例を示す図である。
【図１１】モニタ上で撮影範囲Ｐを設定する場合の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
４  撮影部（装置本体）
６  駆動部
１０  照明光学系
１２  照明光源
３０  撮像光学系
４４  撮像素子
８０  前眼部観察光学系
８５  Ｚアライメント検出光学系
８５ａ  投光光学系
８５ｂ  受光光学系
９０  制御部
９５  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005628078.tif 000009
【図９】
0005628078.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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