(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の所定部位を撮影又は／及び観察する光学系を主光学系として有する眼科装置用の作動位置決定装置であって、
該被検眼の眼球面にアライメント指標光を投影するアライメント指標投影光学系と、
被検眼の前眼部像を受像するとともに、該アライメント指標光の該眼球面からの反射光をプルキンエ像として受光する前眼部観察光学系と、
この前眼部観察光学系で観察した該プルキンエ像位置に基づき、該主光学系の光軸が該被検眼頂点に一致するように該主光学系を移動させるアライメント手段と、
このアライメント手段によって該主光学系の光軸を該被検眼頂点に一致させた状態で、該被検眼に斜め前方から投射した作動距離検出指標光の該被検眼頂点からの反射光を所定位置で受光できるように、該主光学系をその光軸方向に移動させることによって作動距離を調整する作動距離調整手段と、
該前眼部観察光学系で受像した該前眼部像に基づいて、該被検眼の瞳孔中心位置を検出しつつ、その光軸が該被検眼頂点に一致した状態の該主光学系を、その光軸が該瞳孔中心に一致するように移動させるアライメント補正手段と、を具備する眼科装置用の作動位置決定装置。
【請求項２】
被検眼の眼底を照明光により照明する照明光学系とその照明光に基づき眼底を撮影する眼底撮影光学系とを有する眼底撮影装置用の作動位置決定装置であって、
該被検眼の眼球面にアライメント指標光を投影するアライメント指標投影光学系と、
被検眼の前眼部像を受像するとともに、該アライメント指標光の該眼球面からの反射光をプルキンエ像として受光する前眼部観察光学系と、
この前眼部観察光学系で観察した該プルキンエ像位置に基づき、該眼底撮影光学系の光軸が該被検眼頂点に一致するように該眼底撮影光学系を移動させるアライメント手段と、
このアライメント手段によって該眼底撮影光学系の光軸を該被検眼頂点に一致させた状態で、該被検眼に斜め前方から投射した作動距離検出指標光の該被検眼頂点からの反射光を所定位置で受光できるように、該眼底撮影光学系をその光軸方向に移動させることによって作動距離を調整する作動距離調整手段と、
該前眼部観察光学系で受像した該前眼部像に基づいて、該被検眼の瞳孔中心位置を検出しつつ、その光軸が該被検眼頂点に一致した状態の該眼底撮影光学系を、その光軸が該瞳孔中心に一致するように移動させるアライメント補正手段と、を具備する眼底撮影装置用の作動位置決定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科装置や眼底撮影装置の作動位置を自動的に決定するための作動位置決定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼科装置の一つに眼底カメラ（眼底撮影装置）があるが、眼底カメラは照明光学系および撮影光学系を備え、瞳孔を通して照明光を眼底に投射し、瞳孔を通して眼底を撮影する。照明光軸と撮影光軸とは一致している。眼底撮影はこのように瞳孔を通して照明・撮影を行うので、撮影光学系と被検眼の位置合わせが重要になるが、これを手動で行うには操作が煩雑で熟練を要する。また時間もかかるので、撮影まで被検者に長時間の緊張を強いることにもなる。
【０００３】
このような煩雑な操作をなくし、また撮影に要する時間を短縮するために、前記位置合わせを自動で行う作動位置決定装置を備えた眼底撮影装置も提案されている（例えば、特開平８−２７５９２１号公報参照）。これは被検眼に正面から投射した平行光の被検眼頂点からの反射光を指標として、撮影光軸に垂直な平面内におけるアライメントを自動で行い、その後、被検眼に斜め前方からのスリット光を投射し、スリット光の被検眼頂点からの反射光を指標として撮影光軸方向の作動距離合わせを自動で行うものである。被検眼の視線を正面方向に向けてこの装置で撮影すると、眼底の注視点（中心窩）を中心とした眼底像が撮影される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記作動位置決定装置では、眼軸が正面を向いている場合には特に問題は生じない。しかし、眼底撮影においては、被検眼の視線を固視標で誘導することにより、眼底の目的部分を撮影視野中央付近に移して撮影することがある。視線が誘導されて眼軸が正面以外の方向を向くと、撮影光軸と直交する平面内において、被検眼頂点と瞳孔中心とが一致しなくなる。前述のように眼底撮影装置は瞳孔を通して照明光を眼底に照射し、瞳孔を通して眼底の撮影を行うので、撮影光軸が瞳孔中心に一致していなければ、照明・撮影が虹彩に遮られる。上記作動位置決定装置では、撮影光軸が被検眼頂点にアライメントされるので、被検眼の眼軸が正面以外の方向を向くと鮮明に眼底を撮影することができないのである。
【０００５】
この問題を解決する方法として、例えば、視線を誘導・固定する角度に応じて、被検眼頂点と瞳孔中心とのズレを定量的に補正する方法が考えられる。つまり、被検眼の視線は通常は固視灯によって所定の角度に固定されるのであるが、個々の固視灯に対応して予め定められた補正量によって、撮影光軸を被検眼頂点位置から移動させるのである。この方法は、健康診断のように眼底の予め決められた位置を撮影する場合には有効である。しかし、予め決められた位置以外の位置に撮影位置を変えたい場合に対応できない。また、被検者が斜視の場合にも対応できない。斜視は中心窩からずれた点が注視点となるため、固視灯から眼軸の方向を予測することができないからである。
【０００６】
また、上記問題を解決する別の方法として、例えば、被検眼頂点ではなく前眼部像の瞳孔中心にアライメントする方法も考えられる。この方法は、被検者の眼軸が正面方向からわずかに振れるような場合には有効である。しかし、眼軸が正面方法から大きく振れると、被検眼頂点位置がアライメント位置と大きくズレてしまう。その結果、作動距離合わせ用のスリット光の被検眼からの反射光が作動距離検出用の受光素子に帰らなくなり、作動距離検出ができなくなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、視線が任意の角度に大きく振られても、また、被検者が斜視であっても、自動的に適正な作動位置が決定されて、撮影部位を鮮明に撮影・観察できるような眼科装置用の作動位置決定装置および鮮明な眼底像を撮影できるような眼底撮影装置用の作動位置決定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明にかかる眼科装置用の作動位置決定装置は、被検眼の所定部位を撮影又は／及び観察する光学系を主光学系として有する眼科装置用の作動位置決定装置であって、該被検眼の眼球面にアライメント指標光を投影するアライメント指標投影光学系と、被検眼の前眼部像を受像するとともに、該アライメント指標光の該眼球面からの反射光をプルキンエ像として受光する前眼部観察光学系と、この前眼部観察光学系で観察した該プルキンエ像位置に基づき、該主光学系の光軸が該被検眼頂点に一致するように該主光学系を移動させるアライメント手段と、このアライメント手段によって該主光学系の光軸を該被検眼頂点に一致させた状態で、該被検眼に斜め前方から投射した作動距離検出指標光の該被検眼頂点からの反射光を所定位置で受光できるように、該主光学系をその光軸方向に移動させることによって作動距離を調整する作動距離調整手段と、該前眼部観察光学系で受像した該前眼部像に基づいて、該被検眼の瞳孔中心位置を検出しつつ、その光軸が該被検眼頂点に一致した状態の該主光学系を、その光軸が該瞳孔中心に一致するように移動させるアライメント補正手段と、を具備している（請求項１）。主光学系は撮影機能と観察機能の両方を有する光学系であってもよいし、いずれか一方の機能のみを有する光学系であってもよい。
【０００９】
また、前記課題を解決するため、本発明にかかる眼底撮影装置用の作動位置決定装置は、被検眼の眼底を照明光により照明する照明光学系とその照明光に基づき眼底を撮影する眼底撮影光学系とを有する眼底撮影装置用の作動位置決定装置であって、該被検眼の眼球面にアライメント指標光を投影するアライメント指標投影光学系と、被検眼の前眼部像を受像するとともに、該アライメント指標光の該眼球面からの反射光をプルキンエ像として受光する前眼部観察光学系と、この前眼部観察光学系で観察した該プルキンエ像位置に基づき、該眼底撮影光学系の光軸が該被検眼頂点に一致するように該眼底撮影光学系を移動させるアライメント手段と、このアライメント手段によって該眼底撮影光学系の光軸を該被検眼頂点に一致させた状態で、該被検眼に斜め前方から投射した作動距離検出指標光の該被検眼頂点からの反射光を所定位置で受光できるように、該眼底撮影光学系をその光軸方向に移動させることによって作動距離を調整する作動距離調整手段と、該前眼部観察光学系で受像した該前眼部像に基づいて、該被検眼の瞳孔中心位置を検出しつつ、その光軸が該被検眼頂点に一致した状態の該眼底撮影光学系を、その光軸が該瞳孔中心に一致するように移動させるアライメント補正手段と、を具備している（請求項２）。
【００１０】
上記眼科装置用の作動位置決定装置または眼底撮影装置用の作動位置決定装置において、前記被検眼の視線を変更して固定させるための固視灯を具備し、該固視灯により該被検眼の視線を変更させることによって前記眼底撮影光学系により撮影される眼底の位置を変更できるように構成してもよい。
【００１１】
このように構成されており、主光学系または眼底撮影光学系の光軸は、アライメント指標光の眼球面からの反射像（プルキンエ像）位置に基づき、一旦、被検眼頂点に一致するように調整（アライメント調整）される。
【００１２】
アライメント調整がされると、次に、作動距離検出用指標光に基づいて作動距離の調整がされる。この調整は、主光学系または眼底撮影光学系の光軸が被検眼頂点に一致した状態でなされるので、作動距離検出用指標光の被検眼頂点からの反射光に基づいて行うことができる。
【００１３】
そして作動距離調整がされると、次に、被検眼頂点に一致している主光学系または眼底撮影光学系の光軸が、瞳孔中心位置に一致するように調整（アライメント補正）される。
【００１４】
これにより、眼科装置は瞳孔位置を正確に捕らえることができ、また特に瞳孔を通して被検眼の虹彩よりも奥の部位を撮影・観察するような場合には、その部位を虹彩に遮られることなく鮮明に撮影・観察することができる。また、被検眼の広い視線移動範囲に対応可能となり、さらに、斜視の場合のように被検眼の角度を予測できなくても、鮮明に撮影・観察できる。また、アライメント調整、作動距離調整、アライメント補正の順で、自動的に作動位置決定を行う眼科装置を構成することができるようになる。
【００１５】
また、眼底撮影装置は照明光を虹彩に遮られることなく眼底に投射させることができ、眼底からの反射光も虹彩に遮られることなく眼底撮影光学系に入射させることができる。よって、鮮明な眼底像を撮影することができる。また、被検眼の広い視線移動範囲に対応可能となり、さらに、斜視の場合のように被検眼の角度を予測できなくても、鮮明な眼底像を得ることができる。また、アライメント調整、作動距離調整、アライメント補正の順で、自動的に作動位置決定を行う眼底撮影装置を構成することができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図６に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、眼科装置の一つである眼底撮影装置１の概略構成を示すブロック図である。眼底撮影装置用の作動位置決定装置は、眼科装置用の作動位置決定装置の一つであるが、この眼底撮影装置１には本発明の一実施形態たる該作動位置決定装置が適用されている。まず初めに、図１を参照してこの眼底撮影装置１の概略構成を説明する。
【００１８】
眼底撮影装置１は、主として、種々の光学系をその上に配設した鏡体３と、この鏡体３を駆動する駆動機構（ＸＹ軸駆動機構５０、Ｚ軸駆動機構５２）と、前記光学系からの信号を処理したり駆動機構を制御したりするための制御回路４５から構成されている。
【００１９】
鏡体３上には、主に、照明光学系Ｓａ、眼底撮影光学系Ｓｂ、アライメント指標投影光学系Ｓｃ、前眼部観察光学系Ｓｄ、作動距離指標投影光学系Ｓｅ、作動距離検出光学系Ｓｆ、合焦指標投影光学系Ｓｇが配設されている。なお、眼底撮影光学系Ｓｂは、請求項にいう主光学系にも相当する。
【００２０】
照明光学系Ｓａは、被検眼Ｅの眼底を照明するための光学系であり、ストロボ放電管１１、集光レンズ１２、１３、円形スリット１４、ミラー１５、集光レンズ１８、２０及び穴あきミラー６から構成されている。ストロボ放電管１１の発する可視光は、集光レンズ１２及び１３により円形スリット１４の位置に集束した後、該円形スリット１４を通過してミラー１５により反射され、照明光軸１６上に光路を折曲げられる。さらにこの可視光は照明光軸１６上を進み、集光レンズ１８、後述する合焦指標投影光学系Ｇのハーフミラー１９及び集光レンズ２０を経て穴あきミラー６付近で集束し、円形スリットの像が穴あきミラー６上に形成される。さらにこの可視光は穴あきミラー６で反射され、撮影光軸４上に光路を折曲げられて眼底撮影光学系Ｓｂの対物レンズ５を通過し、被検眼Ｅの頂点位置から瞳孔付近で集束し、眼底網膜面を照射するようになっている。
【００２１】
眼底撮影光学系Ｓｂは、照明光学系Ｓａの照明光に基づき眼底を撮影するための光学系であり、対物レンズ５、フォーカスレンズ７、リレーレンズ８及びテレビカメラ（眼底撮像用カラーテレビカメラ）１０より構成される。これら眼底撮影光学系Ｓｂの構成部材は撮影光軸４上に配設されている。眼底像は対物レンズ５、照明光学系Ｓａの穴あきミラー６、フォーカスレンズ７及びリレーレンズ８を通過して、テレビカメラ１０のＣＣＤ受光面９に結像され、撮影される。テレビカメラ１０から出力される画像信号は制御回路４５に入力される。
【００２２】
アライメント指標投影光学系Ｓｃは、被検眼Ｅの眼球面Ｆにアライメント指標光を投影するための光学系であり、アライメント用発光ダイオード２１ａ、ミラー２２、集光レンズ２３、ミラー２５及び凹レンズ２６から構成される。凹レンズ２６は対物レンズ５の強いパワーを打消す補正を行うためのものであり、その打ち消すパワーの強いものが用いられる。アライメント用発光ダイオード２１ａから発せられたアライメント指標光である赤外光はミラー２２により反射され、アライメント指標光軸２７ａ上に光路を折曲げられる。このアライメント指標光は集光レンズ２３及び前眼部観察光学系Ｓｄのハーフミラー２４を通過し、ミラー２５により反射され、撮影光軸４上に光路を折曲げられる。さらにアライメント指標光は凹レンズ２６と眼底撮影光学系Ｓｂの対物レンズ５とを通過し、被検眼Ｅの眼球面Ｆに向けて平行光として投射される。なお、凹レンズ２６とミラー２５とは、前記照明光学系Ｓａによる眼底の照明時及び前記眼底撮影光学系Ｓｂによる眼底の撮影時には、後にも説明するように撮影光軸４から退避される。また、アライメント指標投影光学系Ｓｃには、図示されない複数の固視灯が組み込まれている。これら固視灯は被検者に注視させることにより被検眼Ｅの視線を固定させるためのものである。これによって被検眼Ｅの視線を正面方向に、あるいは、正面方向から所定角度だけ回転させた方向に固定させることができる。
【００２３】
前眼部観察光学系Ｓｄは、被検眼Ｅの眼球面Ｆからのアライメント指標光の反射光を受光すると共に被検眼Ｅの前眼部像を受像するための光学系であり、ハーフミラー２４、前眼部観察用レンズ２８、テレビカメラ３０及び前眼部照明用光源２１ｂから構成される。アライメント指標光の眼球面Ｆからの反射光は、対物レンズ５と凹レンズ２６とを通過し、ミラー２５により反射され、アライメント指標光軸２７ａ上に光路を折曲げられる。さらにこの反射光はハーフミラー２４により反射され、前眼部観察光軸２７ｂ上に光路を折曲げられる。そして前眼部観察用レンズ２８を通過した反射光は、テレビカメラ３０のＣＣＤ受光面２９上に達し、結像する。また、被検眼Ｅの瞳孔と虹彩とにより輝度レベルが異なる明暗像として形成される前眼部像も、アライメント指標光の反射光と同じルートにて、テレビカメラ３０に入力される。前眼部照明用光源２１ｂは、前眼部像がより鮮明に形成されるように、赤外光で被検眼Ｅを照明するために設けられたものである。テレビカメラ３０から出力される画像信号は制御回路４５に入力される。
【００２４】
作動距離指標投影光学系Ｓｅは、撮影光軸４に対して４５度をなす作動距離検出指標光軸３５ａに沿って配設される作動距離検出用発光ダイオード（赤外ＬＥＤ）３１、集光レンズ３２、作動距離検出指標用スリット３３及び投影レンズ３４から構成される。作動距離検出用発光ダイオード３１からの光は、作動距離検出指標光軸３５ａに沿って進み、集光レンズ３２、作動距離検出指標用スリット３３、投影レンズ３４を順次通過することによって作動距離検出指標光として眼球面Ｆに入射される。
【００２５】
作動距離検出光学系Ｓｆは、眼球面Ｆにより反射された前記作動距離検出指標光を受光するための結像レンズ３６及び作動距離検出用受光素子（ＰＳＤ）３７を備えて構成される。結像レンズ３６及び作動距離検出用受光素子３７は、撮影光軸４に対して作動距離検出指標光軸３５ａと対称をなす作動距離検出光軸３５ｂに沿って配設される。そして、作動距離検出用受光素子３７は、前記作動距離検出指標光の受光に伴う受光信号を制御回路４５へ出力する。
【００２６】
合焦指標投影光学系Ｓｇは、眼底撮影光学系Ｓｂの焦点を被検眼Ｅの眼底に合わせるための光学系であり、ハロゲンランプ３８、集光レンズ３９、自動焦点指標用スリット４０、投影レンズ４１、スプリットプリズム４２、集光レンズ４４及びハーフミラー１９から構成される。このうちハロゲンランプ３８、集光レンズ３９、自動焦点指標用スリット４０、投影レンズ４１及びスプリットプリズム４２は一体的に可動部６０を形成する。また、合焦指標投影光学系Ｓｇには、図示されない複数の固視灯が組み込まれている。これら固視灯は、アライメント指標投影光学系Ｃに組み込まれた固視灯によって固定された被検眼Ｅの視線を、ミラー２５と凹レンズ２６とが撮影光軸４から退避した後もその角度のまま固定維持させるために設けられたものである。
【００２７】
眼底撮影装置１の架台と鏡体３との間には、ＸＹ軸駆動機構５０およびＺ軸駆動機構５２が介在し、架台に対する鏡体３の位置はこれらの駆動機構によって変更される。Ｚ軸駆動機構５２は、鏡体３をＺ方向に移動させるための駆動機構である。ここでＺ方向とは、被検眼Ｅに対して接近・離隔する方向（図１における左右方向）である。なお、撮影光軸４の方向は、Ｚ方向に一致している。ＸＹ軸駆動機構５０は、鏡体３をＸＹ方向に移動させるための駆動機構である。ここでＸ方向とは、水平面内においてＺ軸と直交する方向（図１における紙面と垂直な方向）をいう。また、Ｙ方向とは、鉛直方向（図１における上下方向）をいう。
【００２８】
制御回路４５は、テレビカメラ１０、テレビカメラ３０、作動距離検出用受光素子３７からの信号を入力し、これらの信号を所定の手順に従って処理してＸＹ軸駆動機構５０、Ｚ軸駆動機構５２等に制御信号を送出するための回路である。
【００２９】
次に、眼底撮影装置１の動作・操作手順を、図２及び図３のフローチャートに基づき、かつ、図４〜６を参照しながら説明する。図２のフローチャート中の終点であるＭは、図３のフローチャート中の始点であるＭと一致する。また、以下の説明中のステップ番号は、図２及び図３のフローチャート中の同一符号を付したステップに対応する。図２及び図３のフロ−チャートで示される動作・操作手順は、(1)予備調整（ステップ１０１〜１０９が対応する）、(2)アライメント（ステップ１１０〜１１１が対応する）、(3)作動距離調整（ステップ１１２〜１１４が対応する）、(4)アライメント補正（ステップ１１５〜１１７が対応する）、(5)合焦（ステップ１１８〜１２１が対応する）、(6)眼底撮影（ステップ１２２が対応する）の各段階に分けることができる。以下、これらの各段階毎に説明を行う。
【００３０】
(1)予備調整
先ず電源が入れられて待機状態にある眼底撮影装置１の撮影ボタンを押すと（ステップ１０１）、モニタ表示器４７に前眼部観察光学系Ｓｄによる前眼部像が映し出される（ステップ１０２）。被検者は頭部をアゴ台に固定し、ドクターの指示に従って対物レンズ５を通してアライメント指標投影光学系Ｓｃに組み込まれた固視灯を見る（ステップ１０３）。このとき、対物レンズ５に対するアゴ台の関係位置により、被検眼Ｅが右眼であるか左眼であるかがアゴ台により検出される。アゴ台からの信号に基づき、左目用または右目用の複数の固視灯から選択された所定の固視灯が点灯される（ステップ１０４）。
【００３１】
図４は、この固視灯によって視線が誘導された被検眼Ｅを示す図であり、図４（ａ）は被検眼ＥをＸＺ平面で切断した断面図、図４（ｂ）は被検眼Ｅの正面図である。Ｉａは被検者から見た虹彩の左側部分であり、Ｉｂは虹彩の右側部分である。ＰＣは被検眼Ｅの瞳孔中心であり、そのＸＹ座標上の位置は（Ｘ０、Ｙ０）である。ＥＲは前眼部観察光学系Ｓｄから見た被検眼Ｅの頂点であり、そのＸＹ座標上の位置は（Ｘ１、Ｙ１）である。図４では、被検眼Ｅの眼軸ｔが正面方向（Ｚ軸方向）ではなく、点Ｓの方向を向いている。このような状態となるのは、例えば次のような場合が考えられる。斜視である被検者に正面の固視灯（Ｚ方向の固視灯）を注視させると、眼軸ｔはＺ軸方向から幾分回転した方向、例えば図４のように点Ｓの方向を向くことになる。また、斜視でない被検者に点Ｓの方向の固視灯を点灯させることによって視線を点Ｓの方向に向けても、眼軸ｔは図４のように点Ｓの方向に向く。なお、被検眼Ｅは、ＸＺ平面内における回転のみならず、ＹＺ平面内においての回転も生じているのであるが、ＹＺ平面で切断した断面図は省略する。
【００３２】
このようにして所定の固視灯を点灯させて（ステップ１０４）、被検眼Ｅを図４の状態に固定させると、次にドクターはアゴ台を操作し、モニタ表示器４７に被検者の被検眼Ｅの前眼部が映るように調整して（ステップ１０５）、前記撮影ボタンを再度押す（ステップ１０６）。この２回目のボタン押圧操作がされてから眼底撮影が完了するまでの眼底撮影装置１の動作は自動化されている。
【００３３】
２回目のボタン押圧操作により、アライメント用発光ダイオード２１ａと作動距離検出用発光ダイオード３１が点灯する（ステップ１０７）。この状態で、テレビカメラ３０の撮像画面に写された前眼部像にアライメント指標光の眼球面Ｆからの反射光による眼球面反射像（プルキンエ像）が鮮明に認識できるまで、Ｚ軸駆動機構５２を駆動して鏡体３を被検眼Ｅに向かって前進せしめる（ステップ１０８、１０９）。
【００３４】
(2)アライメント
上記のようにしてプルキンエ像がテレビカメラ３０の撮像画面上で鮮明に認識されると（ステップ１０９）、次にＸＹ方向のアライメントがなされる。このアライメントは、プルキンエ像がテレビカメラ３０の撮像画面上の所定範囲に入るように鏡体３を自動的にＸＹ方向に駆動（ステップ１１０、１１１）することによりなされる。このステップ１１０、１１１における動作を詳述すると次の通りである。まず、被検眼Ｅの前眼部像とプルキンエ像とがテレビカメラ３０によって受像され、テレビカメラ３０のから画像信号が制御回路４５に入力される。制御回路４５は撮像画面中のプルキンエ像の位置を検出する。
【００３５】
図５は、テレビカメラ３０による撮像画面Ｋを示している。制御回路４５は、プルキンエ像Ｑが撮像画面Ｋ中の所定の範囲Ｒに入るようにＸＹ軸駆動機構５０に駆動信号を送出する。例えば図５のように、プルキンエ像Ｑが撮像画面Ｋ上ののＸ軸座標において Kx1の範囲にあれば、プルキンエ像Ｑが撮像画面Ｋ内で左に移動するように鏡体３を移動させる。鏡体３の移動は、制御回路４５がＸＹ軸駆動機構５０に駆動信号を送出することよってなされる。また、プルキンエ像Ｑが Kx3の範囲にあれば、プルキンエ像Ｑが撮像画像Ｋ内で右に移動するようにＸＹ軸駆動機構５０を制御する。これにより撮像画面Ｋにおいてプルキンエ像Ｑが Kx2の範囲に誘導される。プルキンエ像Ｑが Kx2の範囲にあるときは、鏡体３をＸ方向へは移動させない。すなわち Kx2は鏡体３のＸ方向移動に関しての不感の範囲である。同様にＹ方向についても、プルキンエ像Ｑが不感範囲である ky2に入るようにＸＹ軸駆動機構５０が制御される。このようにしてプルキンエ像Ｑが撮像画面Ｋ中の所定範囲Ｒ内に誘導される。前眼部観察光学系Ｓｄは、撮影光軸４上にある撮影対象が撮像画面Ｋ中の範囲Ｒ内に写るように、鏡体３上に配置されている。よって、プルキンエ像Ｑが範囲Ｒに入ると、撮影光軸４が被検眼Ｅの頂点ＥＲのＸ、Ｙ方向位置（Ｘ１、Ｙ１）に一致した状態となる。なお図５では動作説明の理解を容易にするために、プルキンエ像Ｑの大きさに対して範囲Ｒを誇張して大きめに表している。また同様の理由により、瞳孔中心位置に対してプルキンエ像Ｑの位置を誇張により大きく距離を離して表している。
【００３６】
(3)作動距離調整
上記のようにしてプルキンエ像Ｑが撮像画面Ｋ内の所定範囲Ｒに入る（ステップ１１１）ことによってアライメントが完了する。そして、その範囲Ｒにプルキンエ像Ｑが入ったままの状態が維持されるように、すなわちアライメントがされた状態が維持されるようにプルキンエ像Ｑを追随しながらＸＹ軸駆動機構５０を制御しつつ、作動距離調整がなされる。作動距離調整は、作動距離検出用受光素子３７が作動距離検出指標光（眼球面反射光）を受光するまで、鏡体３を被検眼Ｅに向かって前進させる（ステップ１１２）ことによりなされる。制御回路４５は、作動距離検出用受光素子３７が作動距離検出指標光（眼球面反射光）を受光したことを検知すると（ステップ１１３）、ＸＹ軸駆動機構５０及びＺ軸駆動機構５２の駆動動作を停止させる（ステップ１１４）。
【００３７】
ステップ１１２、１１３、１１４における動作を詳述すると次の通りである。まず、ＸＹ方向のアライメントが完了（ステップ１１１）すると、作動距離指標投影光学系Ｓｅにより作動距離検出指標光が被検眼Ｅに投射される。しかし、アライメントが完了した時点では、眼底撮影光学系Ｓｂは作動距離よりも被検眼Ｅから離隔した位置にある。このような状態では前記作動距離検出指標光が眼球面Ｆの頂点（被検眼頂点）ＥＲには入射されないような位置関係で、眼底撮影光学系Ｓｂ、作動距離指標投影光学系Ｓｅが鏡体３上に配設されている。よってその眼球面Ｆからの反射光は作動距離検出用受光素子３７には受光されない。その後、制御回路４５からＺ軸駆動機構５２に駆動信号が送出され、鏡体３がＺ軸に沿って被検眼Ｅに接近する方向に移動される（ステップ１１２）。そして、鏡体３が被検眼Ｅに対してある距離にまで達すると、作動距離指標投影光学系Ｓｅによる前記指標光が眼球面Ｆの被検眼頂点ＥＲに入射され、その反射光が作動距離検出用受光素子３７に受光される（ステップ１１３）。この状態で眼底撮影光学系Ｓｂの被検眼Ｅに対する距離が作動距離となるような位置関係で、眼底撮影光学系Ｓｂ、作動距離指標投影光学系Ｓｅが鏡体３上に配設されている。作動距離検出用受光素子３７はこの反射光を受光すると受光信号を制御回路４５に出力する。すると、制御回路４５は停止信号をＺ軸駆動機構５２に送出してＺ軸駆動機構５２の動作を停止させる。これにより鏡体３のＺ方向移動が停止する。また、プルキンエ像を追随しながら行っていたＸＹ方向のアライメント状態の維持も、ＸＹ軸駆動機構５０を一旦停止させることによって終了する（ステップ１１４）。
【００３８】
(4)アライメント補正
上記のようにして作動距離調整が完了すると、次にアライメント補正がなされる。アライメント補正は、テレビカメラ３０により撮像された被検眼Ｅの前眼部像に基づいて瞳孔中心ＰＣ位置を検出しつつ（ステップ１１５）、撮影光軸４が瞳孔中心ＰＣに一致するように鏡体３を移動させる（ステップ１１６、１１７）ことによりなされる。この鏡体３の移動は、制御回路４５がＸＹ軸駆動機構５０に駆動信号に送出することによってなされる。
【００３９】
ステップ１１５、１１６、１１７における動作を詳述すると次の通りである。まず、被検眼Ｅの前眼部像がテレビカメラ３０によって受像され、テレビカメラ３０からの画像信号が制御回路４５に入力される。制御回路４５はこの画像信号から瞳孔中心ＰＣの撮影画面中の位置を求める。
【００４０】
図６は、制御回路４５が撮像画面Ｋにおける瞳孔中心ＰＣの位置を求める方法を示す図である。この図には、ＸＹ面内における瞳孔中心ＰＣの撮影画面Ｋ中の位置を求めるために前眼部像の輝度レベルが演算される様子が示されている。図６（ａ）は、テレビカメラ３０で撮像された前眼部像であり、図６（ｂ）はこの前眼部像における映像信号の走査線（図６（ａ）中の一点鎖線）Ｌ上の輝度レベル信号である。図６（ｂ）中の破線Ｎで示す基準レベルで二値化を行うことにより、前眼部像のうち、瞳孔Ｐの部分と虹彩Ｉの部分とを選別することができる。即ち、図６（ｂ）において、輝度レベルの低い範囲ｐが瞳孔Ｐに相当し、比較的輝度の高い範囲ｉが虹彩Ｉに相当する。そして、輝度レベルの低い範囲ｐについて、その幾何学的重心Ｃが検出され、この幾何学的重心Ｃが撮影画面Ｋにおける瞳孔中心ＰＣの位置として求められる。
【００４１】
制御回路４５は、このようにして検出した瞳孔中心位置が撮像画面Ｋにおける所定範囲Ｒに入るようにＸＹ軸駆動機構５０に駆動信号を送出する。瞳孔中心位置を撮像画面Ｋにおける所定範囲Ｒに誘導する方法は、前述したアライメントにおいてプルキンエ像Ｑの位置を撮像画面Ｋにおける範囲Ｒに誘導した方法と同様である。こうして瞳孔中心位置が撮像画面Ｋの所定範囲Ｒに入ると、撮影光軸４は被検眼Ｅの瞳孔中心ＰＣに一致する。これにより、撮影光軸４は虹彩の左側部分Ｉａ、右側部分Ｉｂから等距離に位置することとなる。また、このようにしてアライメント補正が完了した時点で、眼底撮影光学系Ｓｂが作動位置（ＸＹＺ方向における作動位置）に誘導されたことになる。
【００４２】
(5)合焦
上記のようにしてアライメント補正が完了すると、制御回路４５から補正完了信号が光路切替機構５４に出力され、これを受けて光路切替機構５４はミラー２５と凹レンズ２６とを撮影光軸４から退避させ、次のような公知の方法で合焦がなされる。すなわち、制御回路４５でハロゲンランプ３８を点灯させ（ステップ１１８）、合焦が検出されるまで、合焦指標投影光学系Ｇの可動部６０と眼底撮影光学系Ｓｂのフォーカスレンズ７とをＺ方向に連動移動させる（ステップ１１９、１２０）。可動部６０およびフォーカスレンズ７の移動は、合焦駆動機構５６に制御回路４５から駆動信号を送出することによってなされる。合焦が完了すると、ハロゲンランプ３８は消灯される（ステップ１２１）。
【００４３】
(6)眼底撮影
上記のようにして合焦が完了すると、制御回路４５に制御されたストロボ発光回路５７がストロボ放電管１１を発光させ、これに同期してテレビカメラ１０が眼底像を撮影する（ステップ１２２）。撮影光軸４が瞳孔中心ＰＣを貫くようにアライメント補正がされているので、ストロボ放電管１１からの照明光は虹彩Ｉに遮られることなく眼底に投射される。また、撮影において眼底像が虹彩に遮られることもない。よってテレビカメラ１０で撮影される眼底像は鮮明である。注視させる固視灯の位置により被検眼の眼球の回転角度が極めて大きくなるような場合であっても、また、斜視のように被検眼Ｅがいずれの方向に回転しているか全く予測不可のような場合であっても、鮮明な眼底像を得ることができる。眼底撮影後、鏡体３は初期の待機位置に戻り（ステップ１２３）スタンバイ状態となる。
【００４４】
以上、眼底撮影装置１に基づいて本願発明の一実施形態を説明したが、本願発明に係る眼科装置用の作動位置決定装置は、被検眼の瞳孔位置を捕らえたり、被検眼の瞳孔を用いて検査・観察・撮影を行うような眼科装置全般に広く適用することができる。また、主光学系として眼底撮影光学系Ｓｂを備えた眼底撮影装置１に基づいて説明したが、主光学系は撮影機能と観察機能の両方を備えていてもよいし、いずれか一方の機能のみを備えていてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願発明の眼科装置用の作動位置決定装置によると、瞳孔位置を正確に捕らえることができ、また特に瞳孔を通して被検眼の虹彩よりも奥の部位を撮影・観察するような場合には、その部位を虹彩に遮られることなく鮮明に撮影・観察することができる。また、被検眼の広い視線移動範囲に対応可能となり、被検眼の視線が任意の角度に大きく振られても鮮明に撮影・観察できる。さらに、斜視の場合のように被検眼の角度を予測できなくても、鮮明に撮影・観察できる。また、アライメント調整、作動距離調整、アライメント補正の順で、自動的に作動位置決定を行う眼科装置を構成することが可能となる。
【００４６】
また、本願発明の眼底撮影装置用の作動位置決定装置によると、照明光を虹彩に遮られることなく眼底に投射させることができ、また、眼底像を虹彩に遮られることなく撮影することができる。また、被検眼の広い視線移動範囲に対応でき、被検眼の視線が任意の角度に大きく振られても眼底像を鮮明に撮影できる。さらに、斜視の場合のように被検眼の角度を予測できないような場合にも、鮮明に眼底像を撮影できる。また、アライメント調整、作動距離調整、アライメント補正の順で、自動的に作動位置が決定される眼底撮影装置を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】眼底撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】眼底撮影装置の動作・操作手順を示すフローチャートである。
【図３】眼底撮影装置の動作・操作手順を示すフローチャートである。
【図４】固視灯によって視線が誘導された被検眼を示す図であり、図４（ａ）は被検眼をＸＺ平面で切断した断面図、図４（ｂ）は被検眼の正面図である。
【図５】テレビカメラによる撮像画面を示す図である。
【図６】制御回路が撮像画面における瞳孔中心の位置を求める方法を示す図であり、図６（ａ）はテレビカメラで撮像された前眼部像であり、図６（ｂ）はこの前眼部像における映像信号の走査線上の輝度レベル信号を示す図である。
【符号の説明】
１  眼底撮影装置
３  鏡体
４  撮影光軸
５  対物レンズ
６  穴あきミラー
７  フォーカスレンズ
８  リレーレンズ
９  ＣＣＤ受光面
１０  テレビカメラ
１１  ストロボ放電管
１２、１３  集光レンズ
１４  円形スリット
１５  ミラー
１６  照明光軸
１８  集光レンズ
１９  ハーフミラー
２０  集光レンズ
２１ａ  アライメント用発光ダイオード
２１ｂ  前眼部照明用光源
２２  ミラー
２３  集光レンズ
２４  ハーフミラー
２５  ミラー
２６  凹レンズ
２７ａ  アライメント指標光軸
２７ｂ  前眼部観察光軸
２８  前眼部観察用レンズ
２９  ＣＣＤ受光面
３０  テレビカメラ
３１  作動距離検出用発光ダイオード
３２  集光レンズ
３３  作動距離検出指標用スリット
３４  投影レンズ
３５ａ  作動距離検出指標光軸
３５ｂ  作動距離検出光軸
３６  結像レンズ
３７  作動距離検出用受光素子
３８  ハロゲンランプ
３９  集光レンズ
４０  自動焦点指標用スリット
４１  投影レンズ
４２  スプリットプリズム
４４  集光レンズ
４５  制御回路
４７  モニタ表示器
５０  ＸＹ軸駆動機構
５２  Ｚ軸駆動機構
５４  光路切替機構
５６  合焦駆動機構
５７  ストロボ発光回路
６０  可動部
Ｓａ  照明光学系
Ｓｂ  眼底撮影光学系
Ｓｃ  アライメント指標投影光学系
Ｓｄ  前眼部観察光学系
Ｓｅ  作動距離指標投影光学系
Ｓｆ  作動距離検出光学系
Ｓｇ  合焦指標投影光学系
Ｋ  撮像画面
Ｌ  走査線
Ｅ  被検眼
Ｆ  眼球面
ｔ  眼軸
Ｐ  瞳孔
Ｉ  虹彩
ＰＣ  瞳孔中心
ＥＲ  被検眼頂点
Ｑ  プルキンエ像
【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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