(57)【要約】【課題】特別な制御を行うことなく、簡易な方法により最適な位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標）における角膜内皮像を取得可能な角膜撮影装置を提供すること。【解決手段】被検眼に対して接近乃至は離隔方向に移動させて合焦せしめる駆動手段を備えた角膜撮影装置において、角膜内皮像が取得可能な位置で、連続して角膜内皮像を取得し、取得した角膜内皮像を解析した解析結果に基づいてＸ、Ｙ座標の各々のずれ量を算出して、ＸＹアライメントを行うようにした。【選択図】図４
2015195969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット光束を被検眼に対して斜めから照射する照明光源を備えた照明光学系と、スリット光束による被検眼の角膜からの反射光束を受光して角膜像を撮像する光電素子を備えた撮像光学系とを備え、それら照明光学系及び撮像光学系を全体として該被検眼に対して接近乃至は離隔方向に移動させて合焦せしめる駆動手段を備えた角膜撮影装置において、
角膜内皮像が取得可能な位置で、連続して角膜内皮像を取得する取得手段と、
取得した角膜内皮像を解析する解析手段と、
解析手段から得られた解析結果に基づいてＸ、Ｙ座標の各々のずれ量を算出する算出手段と、
算出結果に基づいて、ＸＹアライメントを行うアライメント手段とを備えたことを特徴とする角膜撮影装置。
【請求項２】
Ｘ（Ｚ）座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像（スリット画像）から角膜内皮細胞の両端エッジ位置を検出し、その検出結果から算出することを特徴とする請求項１に記載の角膜撮影装置。
【請求項３】
Ｙ座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像のＹ座標方向（被検眼の上下方向）の輝度値の分布状態から算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の角膜撮影装置。
【請求項４】
Ｙ座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像のＹ座標方向（被検眼の上下方向）のコントラスト値の分布状態から算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の角膜撮影装置。
【請求項５】
Ｙ座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像の輝度値が所定の値以上である領域の面積を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の角膜撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検眼に対して照明光を照射して、被検眼の角膜からの反射光を受光することによって角膜像を撮像する角膜撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、眼疾患の有無判断や眼の術後経過の診断などに際して、角膜、特に角膜内皮の細胞状態を観察することが行われている。
【０００３】
このような角膜内皮の細胞状態を観察するに際して、被検眼に対して非接触で角膜内皮細胞を撮像することの出来る角膜撮影装置が知られている。この角膜撮影装置は、照明光学系によりスリット状の照明光を被検眼の角膜に斜めから照射して、角膜からの反射光を撮像光学系で受光して角膜内皮細胞を撮像するようになっている。
【０００４】
ところで、角膜内皮細胞はその厚さ寸法が薄いことから、角膜撮影装置においては、鮮明な角膜内皮細胞の合焦像を得ることが難しいという問題がある。特に、角膜撮影装置においては、スリット状の照明光を採用していることから、角膜上皮や角膜実質による反射光による悪影響を回避して鮮明な角膜内皮細胞を得るためには、照明光学系および撮像光学系における合焦位置を正確に角膜内皮細胞の位置に位置合わせする必要があり、特に、角膜内皮細胞に対するＺ方向（前後方向）のアライメントが重要とされているが、上述のように角膜内皮細胞はその厚さ寸法が薄いことから困難とされていた。
【０００５】
特許文献１には、角膜表面（角膜上皮）に対しアライメント光を照射し、その反射光（輝点）を本体内部のアライメント検出センサで検出してＸＹ位置のアライメントを行い、別のアライメント光を被検眼の角膜に対し斜めから入射し、その反射像を１次元ＣＣＤで受光し、その受光信号から照明光学系および撮像光学系の合焦位置（Ｚ座標）を検出し、検出された合焦位置を一度、角膜の後方（角膜内皮細胞より後方の房水に満たされた位置）に移動させた後、光学系を後退移動させて合焦位置を前方（角膜方向）に移動し、合焦位置を前方方向（Ｚ方向）に移動中に角膜の後端側の反射光が検出されたことに基づいて角膜撮影を開始し、連続的に複数枚撮影する方法が開示されている。
【０００６】
そして、撮影された複数の撮影画像の光量レベルやコントラストに基づいて撮影画像を取捨選択することにより、精度の高い角膜内皮像が取得できるとしている。
【０００７】
上記のように、特許文献１に係る構成によれば、角膜の後端（角膜内皮細胞の最下端部）から角膜内皮細胞の全領域に渡って合焦位置を移動し連続的に角膜撮影を行い、撮影された複数枚の撮影画像を取捨選択することによって、角膜内皮細胞像を高精度に且つ優れた効率を持って撮像することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４９１６２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１のような角膜上皮の輝点を用いたＸＹアライメントは、角膜上皮の頂点位置と角膜内皮細胞の頂点位置（ＸＹ座標）が必ずしも一致するものではないため、最適なＸＹ座標位置での角膜内皮細胞の画像を取得することが困難であった。
【００１０】
また、角膜内皮細胞の撮像中もＸＹアライメントを行う必要があり、特許文献１では角膜内皮細胞の撮像の合間に実施するようになっている。この場合、ＸＹアライメント光が角膜内皮細胞を撮像に入り込まないよう常時、撮像用の照明光とＸＹアライメント光に対して光源の切換え制御を行う必要がある。
【００１１】
さらに、前後方向（Ｚ軸方向）に移動させながら所定時間間隔で連続して複数枚の画像を撮影し、撮影した複数枚の画像の中から、光量レベルやコントラストに基づいて良好な画像を選択する方法は、必ずしもＺ位置の最適位置での画像を取得できるわけではない。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、特別な制御を行うことなく、簡易な方法により最適な位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標）における角膜内皮像を取得可能な角膜撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、スリット光束を被検眼に対して斜めから照射する照明光源を備えた照明光学系と、スリット光束による被検眼の角膜からの反射光束を受光して角膜像を撮像する光電素子を備えた撮像光学系とを備え、それら照明光学系及び撮像光学系を全体として該被検眼に対して接近乃至は離隔方向に移動させて合焦せしめる駆動手段を備えた角膜撮影装置において、角膜内皮像が取得可能な位置で、連続して角膜内皮像を取得する取得手段と、取得した角膜内皮像を解析する解析手段と、解析手段から得られた解析結果に基づいてＸ、Ｙ座標の各々のずれ量を算出する算出手段と、算出結果に基づいて、ＸＹアライメントを行うアライメント手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
角膜内皮細胞が取得可能な位置までは角膜上皮の輝点を用いた従来のＸＹアライメントを実施し、角膜内皮細胞が取得可能な位置で連続して角膜内皮像を取得し、取得した角膜内皮像を解析し、その解析結果から現在のＸＹ座標の位置ずれ量に基づいてＸＹアライメントを行うことにより、最適位置での角膜内皮細胞の画像を取得することが可能になる。
【００１５】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１にかかる角膜撮影装置において、Ｘ（Ｚ）座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像（スリット画像）から角膜内皮細胞像の両端エッジ位置を検出し、その検出結果から算出することを特徴とする。
【００１６】
角膜内皮細胞像の左右（Ｘ方向）のエッジ位置を検出し、検出した左右のエッジ位置から角膜内皮細胞像の左右方向に中心位置を求め、その位置と取得した細胞画像の中心位置とのずれ量を算出することにより、精密なＸ（Ｚ）座標アライメントが可能である。
【００１７】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２にかかる角膜撮影装置において、Ｙ座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像のＹ座標方向（被検眼の上下方向）の輝度値の分布状態から算出することを特徴とする。
【００１８】
Ｙ座標方向の所定領域（例えば１０画素程度）毎でその領域における画素値の合計値を各所定領域の輝度値として、Ｙ座標方向の分布状態を検出し、輝度値のピーク値の位置と細胞画像のＹ座標方向（上下方向）の中心位置とのずれ量を算出することにより、精密なＹ座標アライメントが可能である。
【００１９】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２にかかる角膜撮影装置において、Ｙ座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像のＹ座標方向（被検眼の上下方向）のコントラスト値の分布状態から算出することを特徴とする。
【００２０】
Ｙ座標方向の所定領域（例えば１０画素程度）毎で隣合う画素間の差の絶対値の合計値を各所定領域のコントラスト値として、Ｙ座標方向の分布状態を検出し、コントラスト値のピーク値の位置と細胞画像のＹ座標方向（上下方向）の中心位置とのずれ量を算出することにより、精密なＹ座標アライメントが可能である。
【００２１】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項２にかかる角膜撮影装置において、Ｙ座標のずれ量の算出方法は、取得した角膜内皮像の輝度値が所定の値以上である領域の面積を算出することを特徴とする。
【００２２】
取得した角膜内皮像の輝度値が所定の値以上である領域の面積を算出し、その面積が最大になる位置にＹ座標アライメントを行うことにより、精密なＹ座標アライメントが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
上記のように、本発明にかかる角膜撮影装置は、特別な制御を行うことなく、かつ、簡易な方法で、最適な位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標）における角膜内皮像を取得可能なのである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態としての光学系を説明するための説明図。
【図２】本発明の一実施形態としての角膜撮影装置を説明するための説明図。
【図３】図１に示した光学系に接続される制御回路等を説明するための説明図。
【図４】角膜撮影装置の撮影手順を示すフローチャート。
【図５】表示画面に表示される前眼部を説明するための説明図。
【図６】角膜各層における反射光束を説明するための説明図。
【図７】光量検出手段によって検出される光量分布を示す説明図。
【図８】装置光学系の移動速度を変化を示す説明図。
【図９】角膜内皮反射光の検出方法および画像の取捨選択方法を説明するための説明図。
【図１０】画像における画素の配置を説明するための説明図。
【図１１】角膜各層の構造を説明するための説明図。
【図１２】本発明の一実施形態における、角膜内皮像を用いたＸ（Ｚ）アライメント方法を説明するための説明図。
【図１３】本発明の一実施形態における、角膜内皮像を用いたＹアライメント方法を説明するための説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
先ず、図１に、本発明における角膜撮影装置の一実施形態としての装置光学系１０を示す。装置光学系１０は、被検眼Ｅの前眼部を観察する観察光学系１２を挟んで、一方の側に撮像照明光学系１４および位置検出光学系１６が設けられ、他方の側に位置検出照明光学系１８および撮像光学系２０が設けられた構造とされている。なお、特に本実施形態においては、撮像照明光学系１４および位置検出照明光学系１８を含んで、照明光学系が構成されている。
【００２７】
観察光学系１２は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２２、対物レンズ２４、ハーフミラー２６、コールドミラー２７、および光電素子としてのＣＣＤ２８が光軸Ｏ１上に設けられて構成されている。また、被検眼Ｅの前方には、複数（本実施形態においては、２つ）の観察用光源３０，３０が配設されている。観察用光源３０，３０は、赤外光束を発する例えば赤外ＬＥＤなどが用いられる。そして、コールドミラー２７は、赤外光を透過せしめる一方、可視光を反射するようにされており、観察用光源３０，３０から発せられて被検眼Ｅの前眼部で反射された反射光束が、対物レンズ２４およびコールドミラー２７を通して、ＣＣＤ２８上で結像されるようになっている。
【００２８】
撮像照明光学系１４は、被検眼Ｅに近い位置から順に投影レンズ３２、コールドミラー３４、スリット３６、集光レンズ３８、撮像用光源４０が設けられて構成されている。撮像用光源４０は可視光束を発する例えばＬＥＤ等が用いられる。コールドミラー３４は、赤外光を透過せしめる一方、可視光を反射するようにされている。そして、撮像用光源４０から発せられた光束は、対物レンズ３８およびスリット３６を通してスリット光束とされて、コールドミラー３４により反射された後に投影レンズ３２を通して、角膜Ｃに対して斜め方向から照射されるようになっている。
【００２９】
位置検出光学系１６は、その光軸の一部が撮像照明光学系１４の光軸と一致せしめられており、被検眼Ｅに近い位置から順に投影レンズ３２、コールドミラー３４、ラインセンサ４４が設けられて構成されている。そして、後述する観察用光源５４から照射されて角膜Ｃで反射された光束が、投影レンズ３２、コールドミラー３４を通して、ラインセンサ４４上に結像されるようになっている。
【００３０】
一方、位置検出照明光学系１８は、被検眼Ｅに近い位置から順に対物レンズ４６、コールドミラー４８、集光レンズ５２、および位置検出用光源としての観察用光源５４が設けられて構成されている。観察用光源５４は、例えば赤外ＬＥＤなどの赤外光源が好適に採用される。そして、観察用光源５４から発せられた赤外光束が、角膜Ｃに対して斜めから照射されるようになっている。なお、観察用光源５４は、例えばハロゲンランプや可視光ＬＥＤなどの可視光源と赤外フィルタを組み合わせることによって構成しても良い。但し、観察用光源５４は、必ずしも赤外光源とされる必要は無く、ハロゲンランプや可視光ＬＥＤなどの可視光源を用いても良い。可視光源を用いる場合には、その照度は撮像用光源４０の照度よりも小さくされることが好ましい。これにより、アライメント等、観察用光源５４による光束を照射せしめる際の被検者の負担を軽減することが出来る。
【００３１】
撮像光学系２０は、その光軸の一部が位置検出照明光学系１８の光軸と一致せしめられており、被検眼Ｅに近い位置から順に対物レンズ４６、コールドミラー４８、スリット５６、変倍レンズ５８、合焦レンズ６０、コールドミラー２７、ＣＣＤ２８が設けられて構成されている。そして、撮像用光源４０から照射されて角膜Ｃで反射された光束が、対物レンズ４６を介してコールドミラー４８で反射された後に、スリット５６によって平行光束とされて、変倍レンズ５８、合焦レンズ６０を介して、コールドミラー２７で反射されてＣＣＤ２８上に結像されるようになっている。
【００３２】
また、観察光学系１２上に設けられるハーフミラー２２は、固視標光学系６４、アライメント光学系６６の一部を構成している。
【００３３】
固指標光学系６４は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２２、投影レンズ６８、ハーフミラー７０、ピンホール板７２、固視標光源７４が設けられて構成されている。固視標光源７４は例えばＬＥＤなどの可視光を発する光源であり、固視標光源７４から発せられた光束は、ピンホール板７２、ハーフミラー７０を透過した後、投影レンズ６８によって平行光束とされて、ハーフミラー２２によって反射されて被検眼Ｅに照射される。
【００３４】
アライメント光学系６６は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２２、投影レンズ６８、ハーフミラー７０、絞り７６、ピンホール板７８、集光レンズ８０、アライメント光源８２が設けられて構成されている。アライメント光源８２からは赤外光が発せられるようになっており、かかる赤外光は集光レンズ８０により集光されてピンホール板７８を通過し、絞り７６に導かれる。そして、絞り７６を通過した光はハーフミラー７０に反射されて、投影レンズ６８によって平行光束とされた後に、ハーフミラー２２によって反射されて被検眼Ｅに照射される。
【００３５】
また、観察光学系１２上に設けられたハーフミラー２６は、アライメント検出光学系８４の一部を構成している。
【００３６】
アライメント検出光学系８４は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２６、位置検出可能なアライメント検出センサ８８が設けられて構成されている。そして、アライメント光源８２から照射されて、角膜Ｃで反射された光束が、ハーフミラー２６で反射されて、アライメント検出センサ８８に導かれるようになっている。
【００３７】
このような構造とされた装置光学系１０は、図２に示す角膜撮影装置１００に収容されている。角膜撮影装置１００は、ベース１０２の上に本体部１０４が設けられており、かかる本体部１０４の上にケース１０６が前後左右および上下動可能に設けられて構成されている。ベース１０２には、電源装置が内蔵されていると共に、操作スティック１０８が設けられており、かかる操作スティック１０８を操作してケース１０６を駆動せしめることが出来るようにされている。また、本体部１０４には、後述する各制御回路などが収容されていると共に、例えば液晶モニタなどからなる表示画面１１０が設けられている。
【００３８】
さらに、図３に示すように、角膜撮影装置１００には、ケース１０６を駆動せしめることによって、装置光学系１０を被検眼Ｅに対して接近乃至は離隔方向に移動せしめる駆動手段が設けられている。これらの駆動手段は例えばラック・ピニオン機構などによって構成されており、本実施形態においては、装置光学系１０を図３における上下方向のＸ方向に駆動せしめるＸ軸駆動機構１１２、図３における紙面と垂直のＹ方向に駆動せしめるＹ軸駆動機構１１４、図３における左右方向のＺ方向に駆動せしめるＺ軸駆動機構１１６が設けられている。
【００３９】
また、角膜撮影装置１００には、装置光学系１０による角膜像の撮像の作動制御を行う撮像制御手段としての撮像制御回路１１７が設けられている。そして、Ｘ軸駆動機構１１２、Ｙ軸駆動機構１１４、Ｚ軸駆動機構１１６は、それぞれ、撮像制御回路１１７に接続されて、撮像制御回路１１７からの駆動信号に基づいて駆動せしめられるようにされている。また、アライメント検出センサ８８は、ＸＹアライメント検出回路１１８に接続されており、かかるＸＹアライメント検出回路１１８は、撮像制御回路１１７に接続されている。また、ラインセンサ４４は、Ｚアライメント検出回路１２０に接続されており、かかるＺアライメント検出回路１２０は、撮像制御回路１１７に接続されている。これにより、アライメント検出センサ８８およびラインセンサ４４の検出情報が、撮像制御回路１１７に入力されるようになっている。なお、図示は省略するが、撮像制御回路１１７は、各照明光源３０、４０、５４、７４、８２にも接続されており、これらの発光を制御出来るようにされている。
【００４０】
さらに、角膜撮影装置１００には、ＣＣＤ２８が受像した画像が入力されて、かかる画像を取捨選択する画像選択回路１２２が設けられていると共に、かかる画像選択回路１２２によって選択された画像を記憶する記憶手段としての記憶装置１２４が設けられている。
【００４１】
次に、このような構造とされた角膜撮影装置１００において、撮像制御回路１１７が実行する角膜内皮の撮像手順の概略を図４に示し、以降、順に説明する。
【００４２】
先ず、Ｓ１において、被検眼Ｅに対して、装置光学系１０のＸ方向およびＹ方向の位置合わせ（ＸＹアライメント）を行う。かかるＸＹアライメント時には、固視標光源７４から照射された固視標光が被検眼Ｅに導かれる。そして、被検者にかかる固視標光を固視させることによって、被検眼Ｅの光軸方向を、観察光学系１２の光軸Ｏ１の方向と一致させることが出来る。かかる状態下で、観察用光源３０、３０から照射されて、被検眼Ｅの前眼部で反射された光束がＣＣＤ２８上に導かれる。これにより、図５に示すように、表示画面１１０上に、被検眼Ｅの前眼部が表示される。
【００４３】
さらに、表示画面１１０上には、例えばスーパーインポーズ信号などによって生成された、矩形枠形状のアライメントパターン１２５が、被検眼Ｅに重ねて表示される。それと共に、アライメント光源８２から被検眼Ｅに向けて照射された光束が、被検眼Ｅの前眼部で反射されて、ＣＣＤ２８に導かれることによって、表示画面１１０に、点状のアライメント光１２６として表示されるようになっている。そして、操作者は操作スティック１０８を操作することによって、装置光学系１０を駆動せしめて、アライメント光１２６がアライメントパターン１２５の枠内に入るように、装置光学系１０の位置を調節する。
【００４４】
また、アライメント光源８２から照射されて、被検眼Ｅの前眼部で反射された光束の一部は、ハーフミラー２６で反射されて、アライメント検出センサ８８に導かれるようになっている。なお、アライメント光源８２からは被検者に認識されない赤外光束が照射されることによって、被検者の負担が軽減されている。ここにおいて、アライメント検出センサ８８は、アライメント光１２６がアライメントパターン１２５の枠内に入ると、アライメント光１２６のＸ方向の位置とＹ方向の位置を検出することが出来るようにされている。かかるＸ方向位置とＹ方向位置は、ＸＹアライメント検出回路１１８に入力される。ＸＹアライメント検出回路１１８は、Ｘ方向の位置情報に基づいて観察光学系１０の光軸Ｏ１が被検眼Ｅの光軸に近づくようにＸ軸駆動機構１１２を駆動すると共に、Ｙ方向の位置情報に基づいて観察光学系１０の光軸Ｏ１が被検眼Ｅの光軸に近づくようにＹ軸駆動機構１１４を駆動せしめる。これにより、装置光学系１０の被検眼Ｅに対するＸＹ方向の位置合わせが行われる。なお、後述するように、かかるＸＹアライメントは、撮像中も適宜のタイミングで実施される。また、特に本実施形態においては、アライメント光源８２と観察用光源３０，３０を短時間で交互に点滅せしめると共に、アライメント光源８２の点灯タイミングに合わせてアライメント検出センサ８８による検出が行われるようになっている。これにより、ＸＹアライメントに際して観察用光源３０，３０の赤外光束が影響を与えることの無いようにされている。なお、アライメント光源８２と観察用光源３０，３０の点滅はＣＣＤ２８における受光信号への変換速度よりも高速に行われることから、ＣＣＤ２８の受光信号が出力される表示画面１１０には、両光源８２，３０が点滅して認識されることはなく、恰も両光源８２，３０が連続して点灯しているように認識される。
【００４５】
次に、Ｓ２において、Ｚ軸駆動機構１１６を駆動せしめて、装置光学系１０を、被検眼Ｅに対して接近する方向に前進作動せしめる。このように、本実施形態においては、Ｓ２およびＺ軸駆動機構１１６を含んで、撮像前前進制御手段が構成さ
れている。そして、観察用光源５４を発光せしめて、観察用光源５４から照射された赤外光束を、被検眼Ｅの角膜Ｃに対して斜め方向から照射すると共に、角膜Ｃから反射された光束を、ラインセンサ４４によって受光する。特に本実施形態においては、観察用光源５４から照射される光束が赤外光束とされていることから、被検者の負担が軽減されている。
【００４６】
そして、観察用光源５４からの赤外光束は、角膜Ｃの上皮細胞や角膜実質、角膜内皮など、角膜Ｃの各層毎に異なる反射光量をもって反射せしめられる。図６に概略的に示すように、観察用光源５４からの赤外光束Ｌは、空気と角膜Ｃとの境界面となる上皮細胞ｅでまず反射される。また、上皮細胞ｅを透過した光束の一部は角膜実質ｓや角膜内皮ｅｎで反射される。そして、上皮細胞ｅで反射された反射光束ｅ’の光量が最も多く、角膜内皮ｅｎで反射された反射光束ｅｎ’の光量は相対的に小さく、角膜実質ｓで反射された反射光束ｓ’の光量が最も小さくなる。また、前房ａは房水で満たされていることから、前房ａでは赤外光束Ｌは殆ど反射されることはない。
【００４７】
これらの反射光束は、ラインセンサ４４に検出されて、ラインセンサ４４には、図７のような光量分布が検出される。図７において、光量の最も多い第一ピーク部１２８は、角膜上皮からの反射光を示す。次に光量の多い第二ピーク部１３０は、角膜内皮からの反射光を示す。そして、撮像制御回路１１７は、Ｚ軸駆動機構１１６を駆動せしめて、ラインセンサ４４によって検出された角膜上皮の位置から人眼の生理学的な角膜厚みのばらつきを考慮した所定距離：Ｄ１だけ、装置光学系１０を角膜Ｃに接近する方向に前進駆動せしめる。なお、角膜上皮からの移動距離は、例えば１０００〜１５００μｍの範囲内で適宜に設定される。これにより、装置光学系１０における撮像光学系２０の合焦位置は、角膜Ｃにおける内皮細胞よりも後方に位置せしめられる。そして、かかる角膜上皮から所定距離：Ｄ１だけ後方の位置が、装置光学系１０の反転位置とされる。
【００４８】
次に、装置光学系１０が反転位置に位置せしめられると、Ｓ３において、Ｚ軸駆動機構１１６が反対方向に駆動せしめられて、装置光学系１０はＺ軸上で被検眼Ｅから離隔する方向に後退作動せしめられる。このように、本実施形態においては、Ｓ３およびＺ軸駆動機構１１６を含んで、反転作動制御手段および撮像時後退制御手段が構成されている。ここにおいて、装置光学系１０は、反転位置から後退作動が開始されて、撮像が終了するまでの間に、後退速度が変化せしめられるようになっている。図８に、装置光学系１０の後退作動における移動速度の変化を示す。
【００４９】
先ず、前述のように、装置光学系１０は、反転位置（図８中、Ｐ１）から、後退作動が開始される。かかる後退作動は、例えば、５００μｍ〜３０００μｍ／ｓｅｃ，より好適には２０００μｍ／ｓｅｃ前後の比較的早い速度で行われる。そして、Ｓ４において、角膜内皮細胞位置から所定距離：Ｄ２（図７参照）だけ後方の位置（図８中、Ｐ２）に到達した時点から、観察用光源３０，３０を消灯せしめると共に、撮像用光源４０の発光を開始する。なお、本実施形態においては、角膜内皮細胞からの所定距離：Ｄ２は、予め定められた、ラインセンサ４４によって検出される光量分布が第二ピーク部１３０よりもやや小さい所定の閾値となる位置からの離隔距離とされている。また、所定距離：Ｄ２の具体値としては、ラインセンサ４４の検出精度や被検眼Ｅの位置ずれ等を考慮して確実に角膜内皮細胞を捉えられるように、或る程度余裕のある値が好ましいが、所定距離：Ｄ２が大きくなると撮像用光源４０の発光時間が長くなって、被検者の負担を増加せしめることから、所定距離：Ｄ２は、２００〜５００μｍの範囲内の値が好適に採用される。また、撮像用光源４０は、所定の短い間隔で点滅発光せしめられており、かかる撮像用光源４０が消灯せしめられたタイミングで、前記Ｓ１におけるＸＹアライメントが同時に行われるようになっている。
【００５０】
そして、装置光学系１０を比較的速い速度で後退作動せしめつつ、Ｓ５において、ＣＣＤ２８によって角膜Ｃの内皮細胞からの反射光が検出された時点（図８中、Ｐ３）から、装置光学系１０の減速が開始される。Ｓ５における内皮細胞からの反射光の検出は、例えば、図９に示すように、ＣＣＤ２８によって撮像された画像１３２における１本以上（本実施形態においては、５本）の適当な水平線：ｌ１〜ｌ５上の画素の輝度値から、所定値以上の輝度値を有する画素の数に基づいて、角膜内皮細胞からの反射光を検出したと判定する。本実施形態においては、画像１３２における各画素の輝度値を輝度値１〜輝度値２５５の２５５階調（輝度値１が最も暗く、輝度値２５５が最も明るい）で検出し、内皮反射光のムラを考慮して、画像１３２上の５本の水平線：ｌ１〜ｌ５上の各画素の輝度値を検出する。そして、水平線：ｌ１〜ｌ５上の各画素において輝度値が２５〜２５５になる画素数をカウントする。なお、輝度値２５〜２５５は、目視で明らかな反射光を認識できる程度の光量である。そして、水平線：ｌ１〜ｌ５においてカウントされた画素数の平均値、或いは、水平線：ｌ１〜ｌ５においてカウントされた画素数のうちの最大値が、角膜内皮上での距離に換算して略３０μｍにおける反射光量と対応する位置が減速開始点（図８中、Ｐ３）とされる。
【００５１】
Ｓ５において減速作動が開始されて、比較的遅い速度（例えば、１００〜３００μｍ／ｓｅｃの速度）に達した時点（図８中、Ｐ４）から、装置光学系１０はかかる一定の比較的遅い速度で後退作動せしめられる。そして、減速が完了した時点から、装置光学系１０における合焦位置が図８に示す、角膜内皮細胞のＸ位置の中心（Ｐ５）の位置を含む位置調整の領域に入った時点ＰＺ０（図１２に示すように取得されるスリット画像Ｆの中に角膜内皮像の両端エッジが検出できる位置）で、後退作動を停止し、Ｓ６において、ＣＣＤ２８によって検出される角膜内皮像の撮影が開始される。尚、図８の位置調整の領域（ＰＺ０〜ＰＺ１の範囲、斜線部）はＸアライメント時に後退及び前進作動を行う領域を示したものである。
【００５２】
後退作動を停止後に撮影された角膜内皮像は一時記憶装置１２４に記憶され、Ｓ７で、図示されていない演算装置にて解析され、Ｓ８で、Ｘ（Ｚ）位置のずれ量を算出する。
【００５３】
図１２には撮像照明光学系１４と撮像光学系２０からなる角膜内皮像連続撮影時における、角膜内皮像（ｅｎ）を用いたＸ（Ｚ）アライメント方法を説明するための説明図である。（ａ）は撮像光学系における合焦位置が光軸Ｏ１上の角膜内皮細胞位置より後方にある時に撮像される被検眼の角膜内皮細胞位置を示したものであり、（ｂ）は撮像光学系における合焦位置が光軸Ｏ１上、つまり、対象とする角膜内皮細胞のＸ方向の中心にある時に撮像される被検眼の角膜内皮細胞位置を示したものであり、（ｃ）は撮像光学系における合焦位置が光軸Ｏ１上の角膜内皮細胞位置より前方にある時に撮像される被検眼の角膜内皮細胞位置を示したものである。（実際には、撮像用光源４０の光束は角膜Ｃへの入射時及び内皮細胞からの反射光束が角膜Ｃから放射時に、角膜上皮ｅで少し屈折されるが、説明をわかりやすくするため、屈折状態は省略されている。）
【００５４】
図１２の（ａ）〜（ｃ）からわかるように、装置光学系１０をＺ軸方向（図では左右方向）に移動すると、撮影される角膜内皮細胞の位置はＸ軸方向（図では上下方向）に移動する。つまり、装置光学系１０をＺ軸方向に調整することにより、Ｘ軸方向のアライメントが行われるのである。図４のＳ８では、「Ｘ位置のずれ量算出」と記載があるが、「Ｚ位置のずれ量算出」と同意であり、以後、角膜内皮像を用いたＸアライメントに関しては、Ｚアライメントの意味も含まれているものとする。
【００５５】
図１２の（ｄ）は（ａ）の、（ｅ）は（ｂ）の、（ｆ）は（ｃ）の各々の位置で撮像された角膜内皮像、つまり、スリット画像Ｆである（（ｄ）〜（ｆ）のＦ）。そして、Ｓ７における解析は、スリット画像Ｆから角膜内皮細胞の明領域の両端（図では左右端）の位置Ｘｅ０及びＸｅ１を、例えばエッジ処理等を用いて検出して求め、その中心位置ＸＰを算出する。そして、Ｓ８にて、スリット画像ＦのＸ方向の中心位置Ｘ０との差をＸ位置のずれ量ΔＸとして求める。
【００５６】
Ｓ９では、Ｓ８で求めたＸ位置のずれ量ΔＸが予め設定した値以下かどうかを判定する。Ｘ位置のずれ量ΔＸが０か又は予め設定した値以下である場合は、現在のＸ位置は適切な位置（角膜内皮細胞のＸ方向の中心）であると判断し、次のＳ１０のＹ位置のずれ量算出を行う。ここで、Ｘ位置のずれ量ΔＸが予め設定した値より大きい場合は、Ｓ１４で、Ｘ位置のずれ量ΔＸから算出された距離分だけＺ軸駆動機構１１６により、装置光学系１０をＺ軸方向に移動し、再度Ｓ６に戻り、撮影をし、Ｘ位置のずれ量ΔＸが予め設定した値以下になるまで上記Ｓ７〜Ｓ９を繰り返す。
【００５７】
Ｓ６〜Ｓ９のＸアライメントが終了すると、Ｓ１０で、Ｙ位置のずれ量を算出する。
【００５８】
図１３は、角膜内皮像を用いたＹアライメント方法の一例を説明するための説明図である。（ａ）はＹ位置が図で下側にずれている場合の、（ｂ）はＹ位置が図で上側にずれている場合の、そして、（ｃ）はＹ位置が角膜内皮細胞のＹ軸中心（Ｙ０）におけるスリット画像Ｆと、それぞれのスリット画像ＦのＹ軸に対する輝度値の値をプロットしたグラフを示す。Ｙ０はスリット画像ＦのＹ軸中心、ＹＰは輝度値のピークのＹ位置を示し、Ｙ０とＹＰの差を算出してＹ位置のずれ量ΔＹを求める。
【００５９】
Ｓ１１でＹ位置のずれ量ΔＹが０か又は予め設定した値以下の場合は、Ｓ６〜Ｓ１１のＸＹアライメントが終了し、Ｓ１２で撮影画像を記憶し、撮影を終了する。
【００６０】
Ｓ１１でＹ位置のずれ量ΔＹが予め設定した値より大きい場合は、Ｓ１５で、Ｙ位置のずれ量ΔＹから算出された距離分だけＹ軸駆動機構１１４により、装置光学系１０をＹ軸方向に移動し、Ｓ６に戻り、撮影をする。そして、上記のＳ６〜Ｓ９のＸアライメントを再度行う。Ｘアライメントを再度行うのは、角膜内皮細胞は角膜上皮と同様曲率を持っているため、Ｙ位置を移動すると、Ｚ位置（Ｘ位置）がずれるからである。以上のように、Ｓ６〜Ｓ１１のＸ及びＹアライメントが終了すると、上記のように、Ｓ１２で撮影画像を記憶し、撮像用光源４０を消灯して、撮像を終了する。
【００６１】
図１３の（ｃ）には（Ｙ位置のずれ量）ΔＹ＝０と図示してあるが、厳密にΔＹ＝０である必要はなく、上記のように予め設定した値以下であればいい。また、図１３に図示した輝度値のグラフは、撮影されたスリット画像Ｆの所定のＸ位置（スリット画像Ｆの左右方向）、例えばＸ位置の中心における輝度値の用いてもいいし、Ｘ方向に並ぶ画素値の総和を輝度値として用いてもよい。さらに言えば、Ｘ方向に並ぶ画素値の平均値であってもいいし、Ｘ方向の所定範囲の画素値の総和であってもいいし、その平均値であってもいい。つまり、Ｙ位置における輝度値の分布が把握でき、そのピーク位置が求められるものであれば、どのような値を用いてもいい。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、かかる実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能であり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００６３】
例えば、上記実施例ではＸアライメント時には、スリット画像Ｆの中の角膜内皮細胞の明領域の両端エッジの位置Ｘｅ０及びＸｅ１から明領域の中心位置ＸＰを求めているが、両端エッジの位置Ｘｅ０及びＸｅ１とスリット画像Ｆの両端位置からの差ΔＸ１（図１２のスリット画像Ｆの左端位置とＸｅ０の差）、ΔＸ２（図１２のスリット画像Ｆの右端位置とＸｅ１の差）を算出して、ΔＸ１とΔＸ２の差をΔＸとして、Ｘアライメントを行ってもいい。
【００６４】
また、上記実施例ではＹアライメント時には、Ｙ軸方向（上下方向）の輝度値の分布を用いていたが、Ｙ軸方向のコントラストの分布を用いてもいい。例えば、Ｙ軸方向の所定の画素数（例えば１０画素程度）の範囲で隣合う画素間の差の絶対値の合計値又は平均値を求めて、Ｙ軸に対してプロットし、そのピーク値の位置とＹ軸中心の位置の差をΔＹとして算出してもいい。
【００６５】
また、撮影したスリット画像Ｆに対して、所定の輝度値で２値化処理をし、所定の輝度値以上の領域の面積を算出して、Ｙアライメントを行うこともできる。この場合、面積が最大になるＹ位置にアライメントすることが考えられる。
【００６６】
また、上記に示したいくつかのＹアライメント方法を複合させて行うことも可能である。そのような場合、より厳密なＹアライメントを行うことが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０：装置光学系、１２：観察光学系、１４：撮像照明光学系、１６：位置検出光学系、１８：位置検出照明光学系、２０：撮像光学系、２８：ＣＣＤ、３０：観察用光源、４０：撮像用光源、４４：ラインセンサ、５４：観察用光源、６４：固視標光学系、６６：アライメント光学系、７４：固視標光源、８２：アライメント光源、８４：アライメント検出光学系、８８：アライメント検出センサ
【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】
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【図９】
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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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