(57)【要約】【課題】指標の投影のための別個の光学系を追加することなく、正確な作動距離合わせが実現できる眼科装置を提供する。【解決手段】眼科装置としての眼底カメラ１は、被検眼２８を撮像できる眼底カメラ光学系７９と、被検眼２８と眼底カメラ光学系７９との作動距離合わせのための指標を被検眼２８に投影する指標投影手段と、撮像した被検眼２８の画像に映り込んでいる指標の反射像Ｌ５、Ｌ６から作動距離が適正か否かを判定する作動距離判定手段とを有し、指標投影手段は、明部と明部よりも輝度が低い暗部とを含む指標を被検眼２８に投影し、作動距離判定手段は、指標の反射像Ｌ５、Ｌ６のコントラスト情報を用いて、作動距離が適正か否かを判定する。【選択図】図１
2014204840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼を撮像できる光学系と、
明部と前記明部よりも輝度が低い暗部とを含む指標を前記被検眼に投影する指標投影手段と、
前記指標の前記被検眼からの戻り光に基づいて得られた前記指標の像である指標像から前記被検眼と前記光学系との作動距離が適正か否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記判定手段は、前記指標投影手段により投影された前記明部と前記暗部とにより形成される前記指標像の明部と暗部との少なくとも一方に基づいて前記作動距離が適正か否かを判定することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記指標像の明部と暗部との少なくとも一方の形状に基づいて前記作動距離が適正か否かを判定する請求項１記載の眼科装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記指標像の明部と暗部との少なくとも一方の幅に基づいて前記作動距離が適正か否かを判定することを特徴とする請求項２記載の眼科装置。
【請求項４】
２つ以上の前記指標投影手段を有し、２つ以上の前記指標投影手段には、前記暗部の形状が互いに異なる前記指標を投影する少なくとも２つの指標投影手段が含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の眼科装置。
【請求項５】
２つ以上の前記指標投影手段を有し、２つ以上の前記指標投影手段には、前記指標を前記被検眼に投影するレンズのメリジオナル方向が幅方向となる線状の前記暗部を含む前記指標を投影する指標投影手段と、前記レンズのサジタル方向が幅方向となる線状の前記暗部を含む前記指標を投影する指標投影手段と、が含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の眼科装置。
【請求項６】
前記指標投影手段は光源と遮光部とを有し、前記遮光部により前記光源が発する光の一部の前記被検眼への投影を制限することにより前記指標に前記暗部を形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の眼科装置。
【請求項７】
前記判定手段により前記作動距離が適正であると判定された場合に、前記被検眼を照明する撮影光源を発光させる制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の眼科装置。
【請求項８】
被検眼を撮像できる光学系を有する眼科装置の制御方法であって、
明部と前記明部よりも輝度が低い暗部とを含む指標を前記被検眼に投影する指標投影ステップと、
前記指標の前記被検眼からの戻り光に基づいて得られた前記指標の像である指標像から前記被検眼と前記光学系との作動距離が適正か否かを判定する判定ステップと、
を有し、
前記判定ステップにおいては、前記指標投影ステップにおいて投影された前記明部と前記暗部とにより形成される前記指標像の明部と暗部との少なくとも一方に基づいて前記作動距離が適正か否かを判定することを特徴とする眼科装置の制御方法。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１から６のいずれか１項に記載の眼科装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、眼科医院や集団検診等で用いられる眼底カメラなどといった、被検眼の眼底の観察や撮影に用いられる眼科装置、眼科装置の制御方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の眼底カメラでは、被検眼の眼底を撮影する前に、被検眼と眼科装置との光軸方向作動距離（ワーキングディスタンス）を適正にする。この方法として、被検眼の角膜に投影した指標の角膜反射像をモニタ上で観察し、手動で指標を合焦させる方法が知られている。さらに、被検眼角膜に投影した指標の角膜反射像の輝度値分布の情報から、作動距離が適正か否かを眼科装置が自動で判定し、適正と判定されれば自動で撮影を実施する構成が知られている。
特許文献１には、有限距離の有限遠指標と無限遠指標との二種類の指標を被検眼に向けて投影し、有限遠指標と無限遠指標の位置関係から作動距離を算出して適正か否かを判定する眼底カメラが開示されている。
また、特許文献２には、作動距離が不適正である場合に指標がずれ、作動距離が適正になった場合に指標が一致するように光学部材が配置され、指標のずれを判定することで差動距離が適正か否かを判定する眼底カメラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−０４６９９９号公報
【特許文献２】特開平０７−０３１５９０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、モニタ上で観察できる指標の角膜反射像について、被検眼の眼底の明るさによっては、像のボケ箇所と被検眼の眼底の明部が重なると、目視では指標の角膜反射像のボケ具合が非常に判断しにくくなる。この場合には、像のコントラスト評価を用いても、その評価値に差が生じにくく、作動距離が適切か否かの判定が困難である。
また、この指標は撮影光軸上から所定距離離れた位置に配置されておいる。そして、レンズの周辺部を使用して指標を被検眼に投影することにより、指標を投影するための別個の光学系を必要としない構成が用いられている。このような構成であると、角膜反射像のボケの態様が、レンズの非点収差の影響を受ける。したがって、このような構成において、被検眼眼底の明部と像のボケ箇所が重なると、作動距離が適切か否かの判断がさらに困難となる。
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、指標の投影のための別個の光学系を追加することなく、正確な作動距離合わせが実現できる眼科装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る眼科撮影装置は、被検眼を撮像できる光学系と、明部と前記明部よりも輝度が低い暗部とを含む指標を前記被検眼に投影する指標投影手段と、前記指標の前記被検眼からの戻り光に基づいて得られた前記指標の像である指標像から前記被検眼と前記光学系との作動距離が適正か否かを判定する判定手段と、を有し、前記判定手段は、前記指標投影手段により投影された前記明部と前記暗部とにより形成される前記指標像の明部と暗部との少なくとも一方に基づいて前記作動距離が適正か否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、指標の投影のための別個の光学系を追加することなく、被検眼との正確な作動距離合わせが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を説明する機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を説明するためのモニタに映出された被検眼の眼底像と角膜反射像を示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を説明する合焦検出部の概略構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態を説明するコントラスト検出の原理図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を説明する輝度値検出の原理図である。
【図７】本発明の第１の実施形態を説明する角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の輝度値遷移の概念図である。
【図８】本発明の第１の実施形態を説明する指標投影手段の構成図である。
【図９】本発明の第１の実施形態を説明する角膜反射像Ｌ３、Ｌ４の輝度値遷移の概念図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態を説明するその他の指標投影手段の構成図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態を説明する作動距離合わせから自動撮影の部分を抽出したフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態を説明する概略構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態を説明する指標投影手段の構成図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態を説明する非点収差の原理図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態を説明する非点収差による角膜反射像のボケの概念図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態を説明する角膜反射像Ｌ５、Ｌ６の輝度値遷移の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる眼科装置について、図１〜図１１に基づいて説明する。本発明の実施形態にかかる眼科装置として、眼底カメラ１を示す。
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態である眼科装置としての眼底カメラ１の概略の構成を説明する。図１（ａ）（ｂ）は、眼底カメラ１の概略構成を模式的に示す図である。
眼底カメラ１は、撮影光源部Ｏ１と、観察光源部Ｏ２と、照明光学系Ｏ３と、撮影／観察光学系Ｏ４と、撮影光学系Ｏ５と、内部固視灯部Ｏ６とを含む。撮影光源部Ｏ１と観察光源部Ｏ２とは、それぞれ光束を射出する。射出された光束は、照明光学系Ｏ３と撮影／観察光学系Ｏ４を経て、被検眼２８の眼底部を照明する。照明された被検眼２８の眼底部のからの反射光（光学像）は、撮影／観察光学系Ｏ４と撮影光学系Ｏ５を経て撮像素子３１に結像する。
【００１０】
撮影光源部Ｏ１は、以下の構成により白色光のリング照明を作り出す。
１１は光量検出手段である。光量検出手段１１は、ＳＰＣやＰＤなど既知の光電変換を利用したセンサが適用される。１２はミラーである。ミラー１２は、アルミや銀の蒸着が施されたガラス板や、アルミ板などにより構成される。１３は撮影光源である。撮影光源１３は、ガラス管の中にＸｅが封入されており、電圧を印加することで発光する。撮影光源１３の発する光により、撮影時に眼底像を取得するために十分な強度の白色光を得ることが可能である。１４は撮影コンデンサレンズである。撮影コンデンサレンズ１４には、一般的な球面レンズが適用される。１５は撮影リングスリットである。撮影リングスリット１５は、環状の開口が形成された平板である。１６は撮影水晶体バッフルである。撮影水晶体バッフル１６も、環状の開口が形成された平板である。
撮影コンデンサレンズ１４は、撮影光源１３が発する光束を被検眼２８の眼底に向けて集光する。撮影リングスリット１５は、集光された光束を、被検眼２８の前眼部を通過する際に環状の形状となるよう成形する。撮影水晶体バッフル１６は、被検眼２８の水晶体へ投影される光束を制限し、眼底像に被検眼２８の水晶体からの不要な反射光が写りこむことを防いでいる。
【００１１】
観察光源部Ｏ２は、以下の構成により、赤外光のリング照明を作り出す。
１７は観察光源である。観察光源１７は、ハロゲンランプやＬＥＤなど連続発光可能な光源であり、素子の特性やフィルタによって赤外光を発する。１８は観察コンデンサレンズである。観察コンデンサレンズ１８は、一般的な球面レンズである。１９は観察リングスリットである。観察リングスリット１９は、環状の開口が形成された平板である。２０は観察水晶体バッフルである。観察水晶体バッフル２０も、環状の開口が形成された平板である。観察光源部Ｏ２は、撮影光源部Ｏ１と光源の種類が異なるだけである。すなわち、観察コンデンサレンズ１８が集光し、観察リングスリット１９が前眼部での光束の形状を整え、観察水晶体バッフル２０が眼底像への水晶体からの反射光の写りこみを防いでいる。
【００１２】
照明光学系Ｏ３は、撮影光源部Ｏ１と観察光源部Ｏ２で作られた光束をリレーするとともに、眼底像の焦点合わせのための指標像を造りこむ。
２１はダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラー２１は、赤外光を透過し、可視光を反射する。ダイクロイックミラー２１は、撮影光源部Ｏ１で作られた可視光の光束を反射して、観察光源部Ｏ２で作られた赤外線の光束を透過して、照明光学系Ｏ３に導光する。２２は第１の照明リレーレンズであり、２４は第２の照明リレーレンズである。第１の照明リレーレンズ２２と第２の照明リレーレンズ２４によって、リング照明が被検眼２８に結像する。
【００１３】
２３はスプリットユニットである。スプリットユニット２３は、フォーカス指標を投影するためのフォーカス指標光源２３ａと、光を分割するためのプリズム２３ｂと、フォーカス指標の外形を示すフォーカス指標マスク２３ｃとを含む。
スプリットユニット２３は、さらに、フォーカス指標を光軸方向にシフト移動させる移動機構と、撮影時に照明光学系Ｏ３から退避させる挿抜機構とを含む。移動機構は、観察時にこれらを照明光学系Ｏ３に進入させて図中矢印方向に移動する。Ｍ１は、スプリットシフト駆動モータであり、Ｓ１はスプリット位置センサである。スプリットシフト駆動モータＭ１は、スプリットユニット２３をシフト駆動して、フォーカス指標の焦点を合わせる。スプリット位置センサＳ１は、その停止位置を検出する。Ｍ２はスプリット挿抜駆動モータである。スプリット挿抜駆動モータＭ２は、スプリットユニット２３を照明光学系Ｏ３に対して挿抜させる。具体的には、スプリット挿抜駆動モータＭ２は、眼底観察時にはスプリットユニット２３を照明光学系Ｏ３内に進入させ、眼底像の中にスプリット指標を投影する。また、撮影時には照明光学系Ｏ３からスプリットユニット２３を退避させ、撮影像の中にフォーカス指標が写りこまないように制御される。２５は角膜バッフルである。角膜バッフル２５は、眼底像に被検眼２８の角膜からの不要な反射光の写りこみを防ぐ。
【００１４】
撮影／観察光学系Ｏ４は、被検眼２８の眼底に対して照明光束を投影するとともに、被検眼２８の眼底像を導出する。
２６は穴あきミラーである。穴あきミラー２６は、外周部がミラー部分であり、中央部に穴が形成される。照明光学系Ｏ３から導かれた光束は、穴あきミラー２６のミラー部分で反射して、対物レンズ２７を介して被検眼２８の眼底を照明する。照明された被検眼２８からの反射光（眼底像）は、対物レンズ２７を戻り、穴あきミラー２６の中央部の穴を通って撮影光学系Ｏ５に導出される。
また、光源１０２からの光束は、導光部材としての指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４を介して撮影／観察光学系Ｏ４を通り、対物レンズ２７を介して被検眼２８の角膜に投影される。指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４は、明部（後述）と暗部（後述）を含む指標を被検眼２８に投影する。被検眼２８からの反射光は対物レンズ２７を戻り、穴あきミラー２６の中央部の穴を通って撮影光学系Ｏ５に導出される。
【００１５】
撮影光学系Ｏ５は、被検眼２８の眼底像の焦点調節を行い、眼底像を撮像素子３１に結像させる。２９はフォーカスレンズである。フォーカスレンズ２９は、穴あきミラー２６の中央の穴を通過した撮影光束の焦点調節を行うためのレンズであり、図中矢印方向に移動することで焦点調節を行う。Ｍ３はフォーカスレンズ駆動モータであり、Ｓ３はフォーカスレンズ位置センサである。これらは、フォーカスレンズ２９を駆動して焦点を合わせると共に、その停止位置を検出する。３１は撮像素子である。撮像素子３１は、結像した眼底像（光学像）を光電変換する。撮像素子３１で得られた電気信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換素子７３（図２参照。図１では省略）によってＡ／Ｄ変換される（デジタル信号に変換される）。また、この電気信号は、赤外観察時にはモニタ７７（図２参照。図１では省略）に表示され、撮影後にはメモリ７４（図２参照。図１では省略）に記録される。また、撮像素子３１は、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４を撮像（光電変換）する。
【００１６】
内部固視灯部Ｏ６は、ハーフミラー３０によって撮影光学系Ｏ５から分割された光路に設けられる。内部固視灯ユニット３２は、撮像光学系Ｏ５の光路上に設けられ、ハーフミラー３０に対向する。内部固視灯ユニット３２は、複数のＬＥＤを有し、固視灯位置指定部材６６（図２参照）によって検者（使用者）が選択した固視部に対応した位置のＬＥＤを点灯させる。点灯したＬＥＤを被検者に固視させることで、検者（使用者）は所望の向きの眼底像を得ることができる。
【００１７】
以上の構成は、一つの筺体に保持されて眼底カメラ光学部７９を構成する。そして、眼底カメラ光学部７９は不図示の摺動台に載せられており、被検眼２８に対して位置合わせができるようになっている。
【００１８】
次に、図２を用いて、眼底カメラ１の機能ブロックの説明をする。図２は、本発明の実施形態にかかる眼底カメラ１の機能ブロックを示す図である。
眼底カメラ１は、ＣＰＵ６１とＲＯＭ８０とＲＡＭ８１とを含む。ＲＯＭ８０には、眼底カメラ１の各部を制御するためのコンピュータプログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ８０からこのコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭ８１に展開して実行する。これにより、眼底カメラ１の各部が制御され、以下の全ての動作を実現する。また、ＣＰＵ６１は、コンピュータプログラムを実行することにより、発光量演算手段７０と合焦検出部７１の機能を実現する。
【００１９】
撮影光源１３に接続される撮影光源制御回路６２と、観察光源１７に接続される観察光源制御回路６９とは、発光量演算手段７０として機能するＣＰＵ６１に接続されている。そして、撮影光源制御回路６２と観察光源制御回路６９とは、撮影光源１３と観察光源１７のそれぞれの光量調整・点灯・消灯などの制御を行う。
また、撮影光源制御回路６２は、撮影前に、撮影光源１３を発光させるための電気エネルギーを充電する。また、撮影光源制御回路６２は、撮影時には充電した電気エネルギーを放電し、撮影光源１３を発光させる。
光量検出手段１１は、撮影光源１３の発光光量を検知する。発光量演算手段７０としてのＣＰＵ６１は、光量検出手段１１により検出された発光光量が所定の発光量に到達したか否かを演算する。そして、ＣＰＵ６１は、所定の発光量に到達すると、撮影光源制御回路６２を介して撮影光源１３に発光停止を指示する。これにより、撮影光源１３の発光が停止する。
【００２０】
Ｍ２駆動回路６４は、スプリット挿抜駆動モータＭ２を駆動し、撮影前後においてスプリットユニット２３を照明光学系Ｏ３に対して挿抜する。
電源スイッチ６７は、検者（使用者）が眼底カメラ１の電源状態を選択するためのスイッチ（操作部材）である。撮影スイッチ６８は、検者（使用者）が眼底カメラ１に対して撮影の実行を指示するためのスイッチ（操作部材）である。
焦点操作部材３３は、検者（使用者）が焦点を調整するために操作する操作部材である。焦点操作部材位置センサＳ４は、検者により焦点操作部材３３が操作されると、焦点操作部材３３の停止位置を検出して出力する。
固視灯位置指定部材６６は、内部固視灯ユニット３２に含まれる複数のＬＥＤのいずれを点灯させるかを指定するための操作部材である。検者により固視灯位置指定部材６６が操作されると、ＣＰＵ６１は、操作に対応した位置のＬＥＤを点灯させる。
Ｍ１駆動回路６３は、焦点操作部材位置センサＳ４の出力に対応した位置にスプリットユニット２３が移動するように、スプリットシフト駆動モータＭ１を駆動する。Ｍ３駆動回路６５は、Ｍ１駆動回路６３と同様に、焦点操作部材位置センサＳ４の出力に対応した位置にフォーカスレンズ２９が移動するように、フォーカスレンズ駆動モータＭ３を駆動する。
なお、本実施形態においては、眼底カメラ１がフォーカス調整を、検者が手動で行う手動合焦モードと、自動的に実行する自動合焦モードとを有する装置として説明する。
手動合焦モード時には、Ｍ１駆動回路６３とＭ３駆動回路６５は、焦点操作部材位置センサＳ４の出力にしたがって、スプリットシフト駆動モータＭ１とフォーカスレンズ駆動モータＭ３とを制御する。
一方、自動合焦モード時には、ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ６１内部の合焦検出部７１の検出結果に基づき、Ｍ３駆動回路６５を介して、フォーカスレンズ駆動モータＭ３を制御する。
また、眼底カメラ１は、自動撮影モードを有する。自動撮影モードで動作している場合には、ＣＰＵ６１は、合焦検出部７１（ＣＰＵ６１）の検出結果に基づいて、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４の合焦状態を判定し、撮影光源制御回路６２を介して撮影光源１３を発光させる。
【００２１】
撮像手段７８は、撮像素子３１と、Ａ／Ｄ変換素子７３と、メモリ７４と、測光値算出手段７５と、モニタ７７と、撮像手段制御部７６とを含んで構成される。撮像手段７８の各部は、それぞれＣＰＵ６１に接続されている。
撮像手段制御部７６は、撮像手段７８の各部を制御する。
Ａ／Ｄ変換素子７３は、撮像素子３１の出力をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された出力は、メモリ７４に保存されるとともに、測光値算出手段７５に出力される。モニタ７７は、撮像素子３１で撮像された赤外観察像や可視撮影像などを表示することができる。
そして、撮像手段７８は、眼底カメラ光学部７９の筐体に、図略のマウント部を介して着脱可能に固定されている。
なお、ＣＰＵ６１には画像メモリ７２が接続されており、撮像素子３１で撮像された静止画像がデジタル画像として保存される。
【００２２】
このほか、眼底カメラ１は、検者（使用者）が操作するための操作入力部（図略）を有する。ＣＰＵ６１は、検者による操作入力部の操作を検出すると、操作入力部への操作に対応付けられた処理や動作を実行する。検者は、操作入力部を操作することによって、眼底カメラ１の操作や、各種設定の入力を行うことができる。
【００２３】
次に、図３を用いて、モニタ７７に表示される被検眼２８の眼底像と角膜反射像について説明する。図３（ａ）は、モニタ７７の表示画面の例を示す図である。
図３（ａ）に示すように、モニタ７７には、被検眼２８の眼底像と、合焦検出範囲７７ａ、７７ｂ、７７ｃと、被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４とが表示される。図３（ｂ）は、角膜反射像Ｌ３とその近傍を拡大して示した図である。ここで、角膜反射像Ｌ３、Ｌ４とは、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４から被検眼２８に向けて投影された指標が角膜で反射した反射像をいうものとする。
眼底観察時には、ＣＰＵ６１は、モニタ７７に、撮像手段７８で得られた眼底像を表示させるとともに、この眼底像に重畳して、合焦検出範囲表示部７７ａの枠部を表示させる。これにより、合焦検出範囲を検者に提示する。このように、合焦検出範囲を視覚的に検者に提示できるため、自動合焦における操作性を向上させることができる。なお、合焦検出範囲は検者による操作で変更可能であり、被検眼２８の眼底における特定部位としても、被検眼２８の眼底全体としてもよい。ここで、合焦検出範囲が眼底全体にわたる場合、ＣＰＵ６１が合焦検出範囲を自動的に判定する。
さらに、眼底観察時には、ＣＰＵ６１は、モニタ７７に、撮像手段７８で得られた眼底像を表示させるとともに、これに重畳して、合焦検出範囲表示部７７ｂ、７７ｃの枠部を表示させる。これにより合焦検出範囲を検者に提示する。このように、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４の合焦検出位置を、検者に視覚的に提示できる。このため、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離以外のアライメントにおける操作性を向上させることができる。
そして、合焦検出部７１は、合焦検出範囲表示部７７ｂ、７７ｃの枠内において、角膜反射像Ｌ３、Ｌ４が合焦しているか否かによって、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正か否かを判定する。
【００２４】
次に、図４〜６を用いて、合焦検出部７１の概略の構成と、コントラスト検出の原理と、輝度値検出の原理とを説明する。図４は、本実施形態の説明のための合焦検出部７１の概略構成図である。図５は、本実施形態の説明のためのコントラスト検出の原理図である。図６は、本実施形態の説明のための輝度値検出の原理図である。ここでは、原理の説明のため、暗部を有さない指標を投影する指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２が用いられる構成を示して説明する。角膜反射像Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２が投影して被検眼２８の角膜で反射した反射像をいうものとする。
【００２５】
図４に示すように、合焦検出部７１には、合焦検出範囲決定手段７１ａと合焦評価値記憶手段７１ｂが設けられる。合焦検出範囲決定手段７１ａは、被検眼２８の眼底の特定位置を合焦検出の対象とする。検者は、眼底カメラ１の操作入力部（図略）を操作することで、合焦検出範囲を設定できる。合焦評価値記憶手段７１ｂは、眼底像のコントラスト値とフォーカスレンズ２９の位置を記憶する。
本実施形態では、合焦検出部７１は、合焦検出を、撮影光束により結像される眼底像そのもののコントラスト値を検出することによって行う。
本実施形態では、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の合焦検出を、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２そのものの輝度値を検出することによって行う。
【００２６】
図５のグラフは、コントラスト検出の原理を説明する為の図であり、フォーカスレンズ２９の位置に対するコントラスト値の遷移を模式的に示す図である。フォーカスレンズ２９は、フォーカスレンズ駆動モータＭ３によって移動される。図５に示すように、合焦位置Ｐ２においてはコントラスト値が最大となる。ピントが大きくずれた位置Ｐ１ではコントラスト値が小さくなる。本実施形態では、このコントラスト検出の原理を用いることにより、被検眼２８の収差の影響を受けずに合焦検出を行うことが可能となっている。すなわち、合焦位置Ｐ２は、モニタ７７に映出された眼底像の最も鮮明に観察可能な位置であるとともに、撮像後にモニタ７７に映出される眼底像を最も鮮明にできる位置と一致するからである。
【００２７】
次に、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２の被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２における輝度値の検出について説明する。図６は、図３に示す走査線Ｘ１−Ｘ２上における輝度値分布曲線を示す図である。ここで、例えば、算出された輝度値の最大値の８０％値をＰＰ１と定義して、算出された輝度値の最大値の半値をＰＰ２と定義する。さらに、ＰＰ１と輝度値分布曲線との交点をＰ５、Ｐ６とし、ＰＰ２と輝度値分布曲線との交点をＰ４、Ｐ７と定義する。被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２が合焦状態にあるか否かは、Ｐ４とＰ５を通過する線と、Ｐ６とＰ７を通過する線（図では破線で示す）の傾きの絶対値が所定値以上であるか否かにより判定する。これらの線の傾きが所定値以上である場合には、合焦検出部７１は、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２が所定値以上の合焦状態であると判定する。この場合には、合焦検出部７１は、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離位置が適正な位置（適正な範囲内）であると判定する。すなわち、撮像後にモニタ７７に映出される眼底像にフレアが写り込まない所定範囲内の作動距離となる。
なお、ＰＰ１とＰＰ２の具体的な値は特に限定されるものではない。また、合焦状態にあるか否かの判定の基準となる所定値も、特に限定されるものではない。
【００２８】
次に、図７〜図１０を用いて、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離合わせについて説明する。図７は、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２による被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２における輝度値遷移の概念図である。図８（ａ）は、本実施形態にかかる指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の構成を模式的に示す図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＤＢ矢視図である。図９は、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４における輝度値遷移の概念図である。図１０は、本実施形態にかかるその他の指標投影手段の構成を模式的に示す図である。
【００２９】
図７を用いて、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２による被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の輝度値の遷移について説明する。モニタ７７は、眼底観察時において、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２を撮像手段７８で得られた眼底像に重畳して表示する。この場合には、被検眼２８の眼底の明るさも、輝度値として算出される。したがって、被検眼２８の眼底の明るさによっては、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の輝度値に差が生じにくいことがある。例えば、図７の点Ｂ、点Ｃ、点Ｄ、点Ｅにおいて、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２と被検眼２８の眼底の明るさとに、顕著な差が現れない。このため、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２が合焦しているか否かを判定することが困難である。
【００３０】
図８は、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の構成を模式的に示す図である。図８（ｂ）に示すように、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４は、光源１０２から導かられた光を射出する出光部９１と、光源１０２からの光を遮光する縦模様（縦線状）の遮光部９２とが設けられる。なお、遮光部９２は光源１０２から被検眼へ向かう光を完全に遮光するものであってもよいし、角膜反射像中における暗部と明部との差が判別できる程度に光源１０２からの光を通すものであってもよい。すなわち、遮光部９２は光源１０２から被検眼へ向かう光の一部を制限する（光の一部の被検眼への投影を制限する）ものであれば良い。
【００３１】
図９を用いて、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４の輝度値の遷移について説明する。被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４には、図８で説明した出光部９１に対応して明部が生じ、遮光部９２に対応して明部よりも輝度が低い暗部が生じる。したがって、輝度値分布にも、出光部９１に対応する明部と、遮光部９２に対応して明部よりも輝度が低い暗部が現れる。合焦検出部７１は、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４の輝度値分布に現れる暗部を検出してそれらの幅ΔＧ、ΔＨを算出する。そして、合焦検出部７１は、暗部の幅ΔＧとΔＨが所定値に達すると、角膜反射像Ｌ３、Ｌ４は合焦状態にあると判定する。このように、合焦検出部７１は、角膜反射像Ｌ３、Ｌ４のコントラスト情報（明部と暗部の形状や寸法の情報）を用いて、合焦状態を判定する。角膜反射像Ｌ３、Ｌ４が合焦状態になると、ＣＰＵ６１は、撮影光源制御回路６２を介して撮影光源１３を発光させる。
【００３２】
なお、図８と図９では、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４に縦模様（縦線状）の遮光部９２が設けられる構成を示すが、遮光部９２の構成はこれに限定されない。図１０に示すように、遮光部９２の構成は、縦縞状、横線状、横縞状、格子状、斜め線状、同心円状、散点状であってもよい。例えば、図１０（ａ）に示す構成においては、図１１を用いて後述するように角膜反射像中の暗部の幅に基づいて作動距離が適正か否かの判定を行うのではなく、暗部に挟まれた明部の幅に基づいて作動距離が適正か否かを判定することとしても良い。例えば、明部の幅が所定値以下になった場合には作動距離が適正と判断する。また、角膜反射像中の暗部の幅および明部の幅の両方に基づいて作動距離が適正化否かを判断することとしてもよい。
以上が、図７〜図１０を用いた被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離合わせについての説明である。
【００３３】
次に、図１１を用いて、本実施形態の動作シーケンスのうち、作動距離合わせから自動撮影に至る処理について説明する。図１１は、この処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ６１は、検者によるアライメント（合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内に被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４を収める操作）の完了後に、この処理を開始する。
ステップＳ１０２では、ＣＰＵ６１は、操作者により作動距離合わせの操作が開始されたか否かを判定する。たとえば、ＣＰＵ６１は、Ｚ位置センサ９０の出力から、眼底カメラ光学部７９の光軸方向の移動を検出した場合には、作動距離合わせの操作が開始されたと判定する。作動距離合わせが開始された場合にはステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３において、合焦検出部７１は、被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４の輝度値分布を算出する。
ステップＳ１０４において、合焦検出部７１は、算出した輝度値分布（コントラスト情報）から、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４の遮光部９２に対応した暗部を検出する。
ステップＳ１０５において、合焦検出部７１は、検出した暗部の幅ΔＧ、ΔＨが所定値以上であるか否かを判定する。この所定値は、指標投影手段Ｌ０３、Ｌ０４に設けられる遮光部９２の寸法および形状に対応して設定される。幅ΔＧ、ΔＨが所定値以上でない場合は、ステップＳ１０２に戻る。そして、幅ΔＧ、ΔＨが所定値以上であると判定されるまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を繰り返す。幅ΔＧ、ΔＨが所定値以上である場合には、ステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ６１は、撮影光源１３を発光させる。
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ６１は、自動撮影を実行する。これにより、被検眼２８の眼底像の画像が得られる。
以上が、図１１を用いたフローチャートの説明である。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、指標を投影するための別個の指標投影光学系を用いることなく、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９との正確な作動距離合わせが実現できる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を適用した眼底カメラ１について、図１２〜図１６に基づいて説明する。本発明の第２の実施形態にかかる眼底カメラ１は、２つ以上の指標投影手段を有する。ここでは、２つの指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６を有する構成を例に示して説明する。そして、２つの指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６のそれぞれの遮光部９２は、互いに形状が異なる。
図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる眼底カメラ１の構成を持模式的に示す図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＤＡ矢視図である。図１２に示すように、眼底カメラ１は、２つの指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６を有する。それ以外は第１の実施形態と同じである。したがって、説明は省略する。
【００３６】
次に、図１３〜図１６を用いて、本実施形態における指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６と、指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６による被検眼２８の角膜反射像Ｌ５、Ｌ６について説明する。
本実施形態において、指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６は、撮影／照明光学系Ｏ４から所定距離離れた位置に配置されている。そして、２つの指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６は、対物レンズ２７の周辺部を使用して指標を被検眼２８に投影する。このため、図１４に示すように、非点収差の影響により被検眼２８の角膜反射像Ｌ５、Ｌ６のボケ具合が、対物レンズ２７の合焦位置の手前と後方で相違する。
これは、対物レンズ２７の非点収差の影響により、メリジオナル方向（径方向）とサジタル方向（同心円方向）とでは、被検眼２８の角膜反射像Ｌ５、Ｌ６の結像位置が異なるためである。メリジオナル方向成分においては、合焦位置は対物レンズ２７の焦点距離の後方に位置し、サジタル方向成分においては、合焦位置は対物レンズ２７の焦点距離の手前に位置する。このため、図１５に示すように、被検眼２８の角膜反射像Ｌ５、Ｌ６は、合焦位置が後方にズレた場合には、「縦方向」にボケる。一方、合焦位置が手前にズレた場合には、角膜反射像Ｌ５、Ｌ６が「横方向」にボケる。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、図１３に示すように、２つの指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６のそれぞれの遮光部９２の形状を互いに異ならせている。ここでは、指標の投影位置を、撮像素子３１の視野内において、上下方向に関しては略中央で、左右方向に関しては両端部とする例に説明する（図９参照）。この場合には、角膜反射像Ｌ５、Ｌ６の横方向がメリジオナル方向となり、縦方向がサジタル方向となる。そして、たとえば、一方の指標投影手段Ｌ０５の遮光部９２を、メリジオナル方向が幅方向となるような縦線状（縦模様）の形状とする。そして、他方の指標投影手段Ｌ０６の遮光部９２を、サジタル方向（径方向）が幅方向となるような横線状（横模様）の形状とする。
このような構成であると、合焦位置が対物レンズ２７の前方（近い側）と後方（遠い側）のいずれにずれた場合であっても、正確な作動距離合わせが可能になる。これは、次のような理由による。
【００３８】
合焦位置が前方にずれた場合には、角膜反射像Ｌ５、Ｌ６がサジタル方向（本実施形態では縦方向）にはボケるが、メリジオナル方向（本実施形態では横方向）にはボケない。このため、横線状（横模様）の遮光部９２を有する指標投影手段Ｌ０６による角膜反射像Ｌ６は、暗部と明部の境界がぼやけて輝度分布曲線がなだらかになる。したがって、暗部として認識される領域の幅が小さくなる。しかしながら、横方向にはボケないため、縦線状（縦模様）の遮光部９２を有する指標投影手段Ｌ０５による角膜反射像Ｌ５は、明部と暗部の境界がぼやけない。このため、横方向の輝度値分布は高いコントラストを保つため、暗部として認識される領域の幅が小さくならない。したがって、合焦検出部７１は、角膜反射像Ｌ５を用いて合焦判定を行うことにより、正確な合焦判定を行うことができる。
【００３９】
合焦位置が後方にずれた場合には、角膜反射像Ｌ５、Ｌ６がメリジオナル方向（横方向）にはボケるが、サジタル方向（縦方向）にはボケない。この場合には、縦線状の遮光部９２を有する指標投影手段による角膜反射像Ｌ５の暗部は横方向にボケるため、暗部と明部の境界がぼやけて輝度分布曲線がなだらかになる。したがって、暗部として認識される領域の幅が小さくなる。しかしながら、横線状の遮光部９２を有する指標投影手段Ｌ０６による角膜反射像Ｌ６は、横方向にはボケないため、明部と暗部の境界がぼやけない。このため、横方向の輝度値分布は高いコントラストを保ち、暗部として認識される領域の幅が小さくならない。したがって、合焦検出部７１は、角膜反射像Ｌ６を用いて合焦判定を行うことにより、正確な合焦判定を行うことができる。
【００４０】
次に、図１６を用いて、被検眼２８の角膜反射像Ｌ５、Ｌ６の輝度値を用いた合焦判定について説明する。被検眼２８の角膜反射像Ｌ５、Ｌ６の合焦位置が、前方にズレていた場合は、合焦判定部７１は、一方の角膜反射像Ｌ５の輝度値分布における明部の幅ΔＬに基づいて合焦状態を判定する。合焦位置が後方にズレていた場合には、合焦判定部７１は、他方の角膜反射像Ｌ６の輝度値分布における幅ΔＫに基づいて合焦状態を判定する。幅ΔＫまたは幅ΔＬが、所定値以上である場合には、合焦判定部７１は、合焦状態にあると判定する。この場合には、ＣＰＵ６１は、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正であると判定する。このように、合焦位置が前方と後方のいずれにずれた場合であっても、２つの角膜反射像Ｌ５、Ｌ６の一方を用いることにより正確な合焦判定を行うことができる。
そして、ＣＰＵ６１は、作動距離が適正である（適正な範囲内にある）と判定した場合には、その後、撮影光源制御回路６２を介して撮影光源１３を発光させ、撮影を行う。
【００４１】
以上説明したとおり、本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、指標を投影するための別個の光学系を追加することなく。被検眼２８と眼底カメラ光学部７９との正確な作動距離合わせが実現できる。さらに、対物レンズ２７の非点収差により角膜反射像にボケが生じた場合であっても、非点収差の影響を受けることなく、正確な作動距離合わせが実現できる。
【００４２】
なお、前記第２の実施形態においては、眼底カメラ１が２つの指標投影手段Ｌ０５、Ｌ０６を有する構成を示したが、２つ以上の指標投影手段を有する構成であればよい。この場合には、２つ以上の指標投影手段に、対物レンズ２７のメリジオナル方向が幅方向となる線状の遮光部９２を有するものと、サジタル方向が幅方向となる線状の遮光部９２を有するものとが含まれていればよい。このような構成であれば、本実施形態の効果を奏することができる。
【００４３】
また、前記いずれの実施形態においても、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９との作動距離合わせは、検者が手動で行う構成であってもよく、眼底カメラ１が自動で行う構成であってもよい。ここで、眼底カメラ１が自動で作動距離合わせを行うための構成について説明する。
図２に示すように、眼底カメラ１は、眼底カメラ光学部７９を水平方向に駆動するＸ駆動モータＭ１０と、垂直方向に駆動するＹ駆動モータＭ１１と、光軸方向に駆動するＺ駆動モータＭ１２とを有する。Ｘ駆動モータＭ１０は、Ｍ１０駆動回路８５を介してＣＰＵ６１と接続される。Ｙ駆動モータＭ１１は、Ｍ１１駆動回路８６を介してＣＰＵ６１と接続される。Ｚ駆動モータＭ１２は、Ｍ１２駆動回路８７を介してＣＰＵ６１と接続される。
さらに、眼底カメラ１は、眼底カメラ光学部７９の水平方向位置を検出するＸ位置センサ８８と、垂直方向位置を検出するＹ位置センサ８９と、光軸方向位置を検出するＺ位置センサ９０を有する。これらの各位置センサも、ＣＰＵ６１と接続されており、検出結果をＣＰＵ６１に通知できる。
【００４４】
まず、被検眼２８の角膜反射像Ｌ３、Ｌ４（またはＬ５、Ｌ６）が、合焦検出範囲決定手段７１ａによって決定された合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内に収まるようする。具体的には、ＣＰＵ６１は、Ｘ位置センサ８８とＹ位置センサ８９の検出結果を用いて、Ｍ１０駆動回路８５とＭ１１駆動回路８６に、Ｘ駆動モータＭ１０とＹ駆動モータＭ１１の駆動を指示する。Ｍ１０駆動回路８５とＭ１１駆動回路８６は、Ｘ駆動モータＭ１０とＹ駆動モータＭ１１を駆動させる。これにより、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２（またはＬ５、Ｌ６）を合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内に収める。
【００４５】
次いで、合焦判定部７１は、前記のとおり、角膜反射像Ｌ３、Ｌ４（またはＬ５、Ｌ６）のコントラスト情報を用いて、合焦しているか否かを判定する。前記のとおり、角膜指標像Ｌ３、Ｌ４（またはＬ５、Ｌ６）の暗部の幅が所定値以上である場合には、合焦していると判定する。合焦していると判定されなかった場合には、ＣＰＵ６１は、Ｍ１２駆動回路８７に対して、眼底カメラ光学部７９を光軸方向に動かすよう指示を出す。Ｍ１２駆動回路８７は、ＣＰＵ６１の指示にしたがって、Ｚ駆動モータＭ１２を光軸方向に動かす。そして、このような処理を、合焦していると判定されるまで繰り返す。合焦していると判定された場合には、ＣＰＵ６１は、撮影光源１３を発光させ、撮影を実行する。
なお、第２の実施形態においては、２つの角膜反射像Ｌ５、Ｌ６のコントラスト情報を比較することにより、合焦位置が前後のいずれの方向にずれているかを判定することができる。したがってこの場合には、この判定結果に基づいて、Ｚ駆動モータＭ１２の回転方向を決定することができる。
【００４６】
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するコンピュータ読取り可能なプログラム（ソフトウェア）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム及びプログラムを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
上述した実施形態においては、本発明を眼底カメラに適用した場合を例にして説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明は、眼科装置であれば適用可能である。すなわち、本発明は、各種眼科撮像装置や眼屈折力測定装置などに適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｏ１：撮影光源部、Ｏ２：観察光源部、Ｏ３：照明光学系、Ｏ４：撮影／観察光学系、Ｏ５：撮影光学系、Ｏ６：内部固視灯部、１１：光量検出手段、１２：ミラー、１３：撮影光源、１４：撮影コンデンサレンズ、１５：撮影リングスリット、１６：撮影水晶体バッフル、１７：観察光源、１８：観察コンデンサレンズ、１９：観察リングスリット、２０：観察水晶体バッフル、２１：ダイクロイックミラー、２３：スプリットユニット、２５：角膜バッフル、２６：穴あきミラー、２７：対物レンズ、２８：被検眼、２９：フォーカスレンズ、３０：ハーフミラー、３１：撮像素子、３２：内部固視灯ユニット、３３：焦点操作部材、６１：ＣＰＵ、６２：撮影光源制御回路、６７：電源スイッチ、６８：撮影スイッチ、７０：発光量演算手段、７１：合焦検出部、７２：画像メモリ、７３：Ａ／Ｄ変換素子、７４：メモリ、７５：測光値算出手段、７６：撮像手段制御部、７７：モニタ、７８：撮像手段、７９：眼底カメラ光学部、Ｌ０１，Ｌ０２：指標投影手段、Ｌ１，Ｌ２：角膜反射像
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図３】
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【図７】
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【図９】
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【図１５】
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【図１６】
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