(57)【要約】【課題】光軸方向に関して、迅速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を撮像する眼底カメラ光学部７９と、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９との作動距離合わせに用いる指標を被検眼２８に投影する指標投影手段と、眼底カメラ光学部７９が撮像した被検眼２８の角膜反射像から作動距離が適正であるか否かを判定する判定手段とを有し、判定手段は、眼底カメラ光学部７９により撮像された角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の非点収差に基づいて、指標が合焦する方向を判定する。【選択図】図１
2014204836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼を撮像する光学部と、
前記被検眼と前記光学部との作動距離合わせに用いる指標を前記被検眼に投影する指標投影手段と、
前記光学部が撮像した前記被検眼の角膜反射像から前記作動距離が適正であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記判定手段は、前記光学部により撮像された前記角膜反射像が有する非点収差の影響に基づいて、前記指標が合焦する方向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、前記光学部により撮像された前記角膜反射像の非合焦部を検出し、検出した前記非合焦部の位置に応じて、指標が合焦する方向を判定することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【請求項３】
前記判定手段が判定した方向を使用者に通知する通知手段をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の眼科装置。
【請求項４】
前記光学部を、前記判定手段が判定した前記指標が合焦する方向に移動させる駆動手段をさらに有す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】
被検眼を撮像する光学部を有する眼科装置の制御方法であって、
前記被検眼と前記光学部との作動距離合わせに用いる指標を前記被検眼に投影するステップと、
前記指標が投影された前記被検眼を撮像するステップと、
撮像した前記被検眼の角膜反射像が有する非点収差の影響に基づいて、指標が合焦する方向を判定するステップと、
を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１から４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、眼科装置、眼科装置の制御方法、プログラムに関する。例えば、被検眼の眼底の観察や撮影に用いられる眼科撮影装置や、被検眼の眼底の表面画像や断層画像の撮像に用いられる眼底検査装置や、被検眼の眼特性の計測に用いられる眼屈折力測定装置などといった眼科装置と、その制御方法と、その制御のためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の眼科装置のうち、例えば眼底カメラでは、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】
しかしながら、検者は、モニタ上で指標の反射像を観察しながら作動距離を合わせようと試みている段階では、被検眼と眼科装置の作動距離が適正な位置に対して遠いか近いかを判断することが困難である。そこで、検者は、モニタ上に映出される指標の反射像を観察しながら、指標が合焦されていない状態においては作動距離が不適正であると判断し、機器本体を光軸方向の前後に動かす。そしてこの操作の結果から、検者は、被検眼と機器本体の作動距離が適正な位置に対して遠いか近いかを判断し、それから、同距離が適正となるように機器本体を動かす。そして、こういった操作を繰り返すことで、ようやく作動距離合わせが完了する。このため、迅速に被検眼の眼底を撮影することが困難である。
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、迅速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、被検眼を撮像する光学部と、前記被検眼と前記光学部との作動距離合わせに用いる指標を前記被検眼に投影する指標投影手段と、前記光学部が撮像した前記被検眼の角膜反射像から前記作動距離が適正であるか否かを判定する判定手段と、を有し、前記判定手段は、前記光学部により撮像された前記角膜反射像の非点収差に基づいて、指標が合焦する方向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、被検眼との迅速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】本発明の実施形態を説明する概略構成図である。
【図２】本発明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】本発明の実施形態を説明する非点収差の影響を受けた角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の結像位置の違いを説明した概念図である。
【図８】本発明の実施形態を説明する非点収差の影響を受けた角膜反射像Ｌ１、Ｌ２のボケ状態の違いを説明した概念図である。
【図９】本発明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１０】本発明の実施形態を説明するためのモニタに映出された角膜反射像のボケ状態と輝度値を算出する走査線を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態を説明する図９にもとづいた輝度値分布を示した図である。
【図１２】本発明の実施形態を説明するフローチャート図である。
【図１３】本発明の実施形態を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態にかかる眼科装置について、図１〜図１３に基づいて詳細に説明する。本発明の実施形態にかかる眼科装置として、眼底カメラを示す。ただし、本発明の眼科装置は、眼底カメラに限定されるものではない。本発明は、各種の眼科撮影装置や眼屈折力測定装置など、他の各種眼科装置にも適用できる。
【００１０】
まず、図１を用いて、本発明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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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Ｌ０１、Ｌ０２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。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。ここで、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２は穴あきミラー２６近傍にあって、撮影／観察光学系Ｏ４から各々所定距離離れた位置に配置されている。
【００１６】
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Ｌ０１、Ｌ０２の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２を撮像（光電変換）する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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Ｌ０１、Ｌ０２の被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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Ｌ１、Ｌ２とが表示される。図３（ｂ）は、角膜反射像Ｌ１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Ｌ１、Ｌ２とは、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２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Ｌ０１、Ｌ０２の被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２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Ｌ１、Ｌ２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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
さらに、合焦検出範囲決定手段７１ａは、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２の被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２も、合焦検出位置対象として特定し、決定している。合焦評価値記憶手段７１ｂは、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の輝度値から合焦状態を算出して評価する。例えば、図３に示す走査線Ｘ１−Ｘ２上における輝度値分布を算出し、評価し、その結果を記憶する。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
次に、図７と図８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おける、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の非点収差の影響ついて説明する。図７は、本実施形態を説明する非点収差の影響を受けた角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の結像位置の違いを説明した概念図である。図８は、本実施形態を説明する非点収差の影響を受けた角膜反射像Ｌ１、Ｌ２のボケ状態の違いを説明した概念図である。
本実施形態において、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２は、穴あきミラー２６の近傍であって、撮影／観察光学系Ｏ４から所定距離離れた位置に配置されている。このため、図１や図７に示すように、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２から導光される光束は、対物レンズ２７の周辺部を通過する。対物レンズ２７の周辺を通過する光束は、対物レンズ２７がもつアス（astigmatism）の特性の影響、すなわち、同一レンズ内での方向による曲率の差が生じることで非点収差の影響を受ける。このため、指標投影手段Ｌ０１、Ｌ０２から導光される光束の結像位置は、対物レンズ２７内での方向に依存する。この影響を、図７に示す例を用いて説明する。対物レンズ２７の周辺部を通過する指標投影手段Ｌ０１からの光束は、対物レンズ２７のメリジオナル方向（径方向）では焦点距離より後方が結像位置となり、対物レンズ２７のサジタル方向（同心円方向）では焦点距離より手前が結像位置となる。その結果、図８（ａ）（ｃ）に示すように、指標の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２は、対物レンズ２７の焦点位置よりも後方において横方向に結像し、縦方向にボケが生じる。すなわち、指標の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の上部および下部に、非合焦部が生じる。図８（ａ）（ｂ）に示すように、指標の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２は、対物レンズ２７の焦点位置に対して手前において縦方向に結像し、横方向にボケが生じる。すなわち、指標の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の右部および左部に、非合焦部が生じる。
以上が図７〜図８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おける、角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の非点収差の影響ついての説明である。
【００３０】
次に、図９〜図１１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９は、モニタ７７に映出された被検眼２８の眼底像と角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の例を示した図である。図１０は、モニタ７７に映出された角膜反射像Ｌ１、Ｌ２のボケ状態と輝度値を算出する走査線を示した図である。図１１は、図１０にもとづいた輝度値分布の例を示した図である。
本実施形態では、図９に示すように、眼底観察時には、モニタ７７に、撮像手段７８で得られた眼底像に重畳して、合焦検出範囲表示部７７ｂ、７７ｃの枠部を表示する。これにより、検者に対して、合焦検出範囲を提示する。また、例えば図８に示すように、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１を例にとって、この角膜反射像Ｌ１の輝度値を算出する横方向走査線を走査線Ｘ１−Ｘ２とし、縦方向走査線を走査線Ｙ１−Ｙ２と定義する。図９では、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１は略合焦状態にあり、横方向と縦方向とでボケ状態に大きな差は無い。
図８を参照して説明したとおり、図１０では、対物レンズ２７の焦点位置に対して手前と後方では被検眼２８の角膜反射像Ｌ１のボケ具合が異なる。ここでは、図９を用いて説明したように、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１の輝度値を算出する横方向走査線をＸ１−Ｘ２とし、縦方向走査線をＹ１−Ｙ２としている。
図１１に示すように、対物レンズ２７の焦点位置に対して手前と後方では、横方向走査線Ｘ１−Ｘ２と、縦方向走査線Ｙ１−Ｙ２とにおいて、輝度値分布の傾向が異なる。
【００３１】
まず、対物レンズ２７の焦点位置に対して手前に結像する場合を説明する。これは、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正な値より小さい場合である。この場合、図１１（ａ）に示すように、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１は横方向にボケる（横側に非合焦部が生じる）。このため、輝度値分布は、横方向走査線Ｘ１−Ｘ２上ではなだらかな曲線となり、縦方向走査線Ｙ１−Ｙ２上では鋭利な曲線となる。ここで、例えば、算出された輝度値の最大値の半値をＰＰ３と定義し、走査線Ｘ１−Ｘ２及び走査線Ｙ１−Ｙ２との交点をそれぞれＷＸ１、ＷＸ２、ＷＹ１、ＷＹ２とする。そして、ＷＸ１とＷＸ２の距離の絶対値を｜ＷＸ２−ＷＸ１｜＝ΔＷＸと定義し、ＷＹ１とＷＹ２の距離の絶対値を｜ＷＹ２−ＷＹ１｜＝ΔＷＹと定義する。この場合には、図１１に示すように、ΔＷＸ＞ΔＷＹとなる。すなわち、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正な値より小さい場合は、ΔＷＸ＞ΔＷＹとなる。
合焦評価値記憶手段７１ｂは、横方向走査線Ｘ１−Ｘ２上の輝度値分布と、縦方向走査線Ｙ１−Ｙ２上の輝度値分布を算出する。そして、前述に説明したΔＷＸとΔＷＹの大小を評価する。ΔＷＸ＞ΔＷＹであると評価した場合には、ＣＰＵ６１は、モニタ７７に、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正な値より小さいことを知らせる表示を行う。これにより、検者に対して、作動距離を適正な値にするために、眼底カメラ光学部７９を被検眼２８から光軸方向に関して遠ざけるよう促す。眼底カメラ光学部７９を被検眼２８から遠ざける方向を、−Ｚ方向とする。
【００３２】
次いで、対物レンズ２７の焦点位置に対して後方に結像する場合を説明する。これは、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正な値より大きい場合である。図１１（ｂ）に示すように、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正な値より大きい場合は、ΔＷＸ＜ΔＷＹとなる。この場合には、図１１（ｂ）に示すように、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１は縦方向にボケる（上部および下部に非合焦部が生じる）。合焦評価値記憶手段７１ｂがΔＷＸ＜ΔＷＹであると評価した場合には、ＣＰＵ６１は、モニタ７７に、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離が適正な値より大きいことを知らせる表示を行う。これにより、検者に対して、作動距離を適正な値にするために、眼底カメラ光学部７９を被検者に光軸方向に関して近づけるよう促す。眼底カメラ光学部７９を被検眼２８に近づける方向を＋Ｚ方向とする。
このように、非合焦部の位置に基づいて、作動距離を適正な値にするために眼底カメラ光学部７９をいずれの方向に移動させればよいか（移動方向）を判定する。そして、判定結果を、モニタ７７を介して検者に通知することで、迅速な作動距離合わせの補助をできる。
なお、本実施形態では、被検眼２８の２つの角膜反射像Ｌ１、Ｌ２を用いて説明したが、被検眼２８の角膜反射像は１つであってもよい。
【００３３】
また、前記説明では、検者が眼底カメラ光学部７９の作動距離合わせを手動で行う構成を示したが、自動で作動距離合わせを行う構成であってもよい。ここで、眼底カメラ光学部７９が自動で動作する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。
まず、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２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を合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内に収める。
次に、合焦評価値記憶手段７１ｂは、ΔＷＸとΔＷＹの値を算出し、大小を評価する。そして、ΔＷＸ＞ΔＷＹであれば、ＣＰＵ６１は、Ｍ１２駆動回路８７に対して、眼底カメラ光学部７９を被検眼２８から遠ざける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を当該方向に動かす。一方、ΔＷＸ＜ΔＷＹであれば、ＣＰＵ６１は、Ｍ１２駆動回路８７に対して、眼底カメラ光学部７９を被検眼２８に近づける方向に動かすよう指示を出す。Ｍ１２駆動回路８７は、ＣＰＵ６１からの指示にしたがって、Ｚ駆動モータＭ１２を当該方向に動かす。
このような構成によれば、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離合わせを行うアライメントにおいて、無駄な動作を無くすことができる。このため、アライメントを迅速に完了できる。
【００３４】
なお、本実施形態では、結像位置が合焦位置より手前であるか後方であるかを、ΔＷＸとΔＷＹの値より判定しているが、この方法に限定されない。例えば、輝度値分布の立ち上りや立下りの傾きの大小を比較の評価値として採用してもよい。このほか、輝度値分布の積分値（面積）の大小を比較の評価値として採用してもよい。
以上が、図９〜図１１を用いた被検眼２８と眼底カメラ光学部７９の作動距離合わせの説明である。
【００３５】
次に、図１２と図１３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の処理について説明する。この処理は、合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内に被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２をアライメントした後に実行される。
【００３６】
まず、検者が手動で眼底カメラ光学部７９を動かす場合について、図１２を参照して説明する。図１２は、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、検者による合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内への被検眼２８２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２のアライメントが完了した後、ＣＰＵ６１は動作距離合わせの処理を開始する。
ステップＳ１０２では、合焦評価値記憶手段７１ｂが、被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２の輝度値分布を算出する。
ステップＳ１０３では、合焦評価値記憶手段７１ｂが、輝度値分布におけるΔＷＸ、ΔＷＹを算出する。
ステップＳ１０４にて、合焦評価値記憶手段７１ｂは、ΔＷＸとΔＷＹの大きさを比較する。ΔＷＸ＞ΔＷＹであればステップＳ１０５に進み、ΔＷＸ＜ΔＷＹであればステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０５では、ＣＰＵ６１は、モニタ７７に、眼底カメラ光学部７９を−Ｚ方向に動かすように表示させる。これにより、検者に対して、作動距離を適正な値にするために、眼底カメラ光学部７９を−Ｚ方向へ動かすように促す。
ステップＳ１０６では、ＣＰＵ６１は、眼底カメラ光学部７９を＋Ｚ方向に動かすように表示させる。これにより、検者に対して、作動距離を適正な値にするために、眼底カメラ光学部７９を＋Ｚ方向へ動かすように促す。
ステップＳ１０７では、ＣＰＵ６１は、検者による眼底カメラ光学部７９の光軸方向の作動距離合わせが完了したか否かを判定する。そして、完了していない場合にはステップＳ１０１に戻る。完了したと判定した場合には、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８にて、ＣＰＵ６１は自動撮影を実行する。すなわち、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、撮像素子３１によって被検眼２８の眼底像を取得する。
以上が、図１２のフローチャートの説明である。
【００３７】
次に、眼底カメラ光学部７９が自動で作動距離を合わせる構成の処理について、図１３を参照して説明する。図１３は、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の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１では、合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内に被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２が収まるようにアライメントを完了させる。ＣＰＵ６１は、Ｘ位置センサ８８とＹ位置センサ８９の出力をもとに、Ｍ１０駆動回路８５とＭ１１駆動回路８６に指示を出し、Ｘ駆動モータＭ１０、Ｙ駆動モータＭ１１を駆動させる。これにより、合焦検出範囲７７ｂ、７７ｃの枠内に被検眼２８の角膜反射像Ｌ１、Ｌ２が収まるように、アライメントが行われる。
ステップＳ２０２〜Ｓ２０４は、前述のステップＳ１０３〜Ｓ１０４と同じであるため説明を省略する。ステップＳ２０４でΔＷＸ＞ΔＷＹと判定された場合にはステップＳ２０５に進み、ΔＷＸ＜ΔＷＹと判定された場合にはステップＳ２０６に進む。
ステップＳ２０５では、ＣＰＵ６１は、Ｍ１２駆動回路８７に対して、眼底カメラ光学部７９を−Ｚ方向に動かすように指示を出す。Ｍ１２駆動回路８７は、Ｚ駆動モータＭ１２を駆動させることで、眼底カメラ光学部７９を−Ｚ方向に動かす。
ステップＳ２０６では、ＣＰＵ６１は、Ｍ１２駆動回路８７に対して、眼底カメラ光学部７９を＋Ｚ方向に動かすように指示を出す。Ｍ１２駆動回路８７は、Ｚ駆動モータＭ１２を駆動させることで、眼底カメラ光学部７９を＋Ｚ方向に動かす。
ステップＳ２０６では、ＣＰＵ６１は、眼底カメラ光学部７９の光軸方向に関する作動距離合わせが完了したか否かを判定する。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）となった場合に、ＣＰＵ６１は作動距離合わせが完了したと判定する。完了していないと判定された場合には、ステップＳ２０１に戻る。完了したと判定された場合には、ステップＳ２０８に進む。
ステップＳ２０８は、前記のステップＳ１０８と同じ処理であるため説明を省略する。
以上が図１３のフローチャートの説明である。
なお、自動で作動距離合わせを行う構成では、ステップＳ２０５とＳ２０６において、眼底カメラ光学部７９の移動方向をモニタ７７に表示してもよい。
【００３８】
本発明の実施形態によれば、作動距離合わせのために、眼底カメラ光学部７９をいずれの方向に移動させればよいかを、検者に通知することができる。また、自動で眼底カメラ光学部７９を移動させる構成であれば、作動距離合わせのために眼底カメラ光学部７９をいずれの方向に移動させればよいかを判断してから眼底カメラ光学部７９を移動させることができる。このため、被検眼２８と眼底カメラ光学部７９との迅速な作動距離合わせが実現できる。
【００３９】
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。
【００４０】
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】
【００４１】
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：モニター、７８：撮像手段、７９：眼底カメラ光学部、Ｌ０１，Ｌ０２：指標投影手段、Ｌ０１，Ｌ０２：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７】
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【図１２】
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【図１３】
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【図３】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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