(57)【要約】  好適にアライメントできる眼科装置、及び眼科装置制御プログラムを提供する。被検眼を検査する眼科装置であって、前記被検眼を検査するための検眼手段と、前記被検眼と前記検眼手段との３次元的な相対位置を調整する調整手段と、左右の前記被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する顔撮影手段と、前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記顔画像に基づいて前記被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定し、前記被検眼の開瞼が安定していると判定したときの前記顔画像に基づいて、前記検眼手段と前記被検眼との３次元的な相対位置を調整することを特徴とする。
2020075656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼を検査する眼科装置であって、
前記被検眼を検査するための検眼手段と、
前記被検眼と前記検眼手段との３次元的な相対位置を調整する調整手段と、
左右の前記被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する顔撮影手段と、
前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記顔画像に基づいて前記被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定し、前記被検眼の開瞼が安定していると判定したときの前記顔画像に基づいて、前記検眼手段と前記被検眼との３次元的な相対位置を調整することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記顔画像に基づいて検出された前記被検眼の検出データが安定しているか否かに基づいて、前記被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定することを特徴とする請求項１の眼科装置。
【請求項３】
前記制御手段は、異なるタイミングで撮影された複数の前記顔画像に基づいて検出された複数の前記検出データのうち、少なくとも一部の前記検出データが安定しているか否かを判定することを特徴とする請求項２の眼科装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数の検出データのうち、前記少なくとも一部の検出データを選択することを特徴とする請求項３の眼科装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数の検出データのうち、前記少なくとも一部の検出データを選択するときの選択処理を切り換えることを特徴とする請求項４の眼科装置。
【請求項６】
前記検出データは、前記顔画像に基づいて算出された前記被検眼の特徴量を含み、
前記制御手段は、前記特徴量に基づいて前記選択処理を切り換えることを特徴とする請求項５の眼科装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記特徴量と、予め設定された前記特徴量の閾値との比較結果に基づいて、前記選択処理を切り換えることを特徴とする請求項６の眼科装置。
【請求項８】
前記制御手段は、時系列の新しさに基づいて前記検出データを選択する第１選択処理と、前記特徴量の大きさに基づいて前記検出データを選択する第２選択処理と、を切り換えることを特徴とする請求項５〜７のいずれかの眼科装置。
【請求項９】
前記制御手段は、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の前記特徴量が前記閾値以上であった場合に前記第１選択処理を行い、時系列の新しいＫ個の前記特徴量の少なくとも１つが前記閾値未満であり、かつ、蓄積された前記検出データがＪ個（Ｊ≧Ｋ）以上であった場合に前記第２選択処理を行うことを特徴とする請求項８の眼科装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の前記特徴量が前記閾値以上であった場合に前記第１選択処理または前記第２選択処理を行い、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の前記特徴量が前記閾値未満であり、かつ、蓄積された前記検出データがＪ個（Ｊ≧Ｋ）未満であった場合に前記選択処理を行わず、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の前記特徴量が前記閾値未満であり、かつ、蓄積された前記検出データがＪ個（Ｊ≧Ｋ）以上であった場合に前記第１選択処理または前記第２選択処理を行うことを特徴とする請求項８の眼科装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記複数の検出データの座標が互いの所定範囲内にある場合、前記検出データが安定していると判定することを特徴とする請求項３〜１０のいずれかの眼科装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記顔画像から前記検出データを検出する際に、前記顔画像上の位置に応じて、前記特徴量に重み付けを行うことを特徴とする請求項６〜１１のいずれかの眼科装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記顔画像から前記検出データを検出する際に、前記特徴量の大きい前記検出データのうち、輝度値の低いものを検出することを特徴とする請求項６〜１２のいずれかの眼科装置。
【請求項１４】
前記特徴量は、前記顔画像に対する画像処理によって算出された前記被検眼の瞳孔の円形分離度であることを特徴とする６〜１３のいずれかの眼科装置。
【請求項１５】
被検眼を検査する眼科装置であって、
前記被検眼を検査するための検眼手段と、
前記被検眼と前記検眼手段との３次元的な相対位置を調整する調整手段と、
左右の前記被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する顔撮影手段と、
前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、異なるタイミングで撮影された複数の前記顔画像に基づいて前記被検眼と前記検眼手段との３次元的な相対位置を調整することを特徴とする眼科装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記顔画像が前記相対位置の検出に適するか否かを判定することを特徴とする請求項１５の眼科装置。
【請求項１７】
被検眼を検査する眼科装置において実行される眼科装置制御プログラムであって、前記眼科装置のプロセッサによって実行されることで、
左右の前記被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する顔撮影ステップと、
前記顔画像に基づいて前記被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定し、前記被検眼の開瞼が安定していると判定したときの前記顔画像に基づいて、検眼手段と前記被検眼との３次元的な相対位置を調整する制御ステップと、
を前記眼科装置に実行させることを特徴とする眼科装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被検眼を検査するための眼科装置、および眼科装置制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の眼科装置としては、例えば、眼屈折力測定装置、角膜曲率測定装置、眼圧測定装置、眼底カメラ、ＯＣＴ、ＳＬＯ等が知られている。これらの眼科装置では、例えば、ジョイスティック等の操作による手動アライメントと、前眼部画像の輝点検出による自動アライメントなどによって、被検眼に対して検眼部を所定の位置にアライメントすることが一般的である（特許文献１参照）。【０００３】
また、特許文献２では、被検者の顔を撮影した画像に基づいて被検眼に対する検眼部の位置合わせを行う装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０６６７６０
【特許文献２】特開平１０−２１６０８９
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、従来の装置において、例えば、被検眼が瞬きをした際に、被検眼の位置を誤検出してしまい、適正にアライメントできない場合があった。
【０００６】
本開示は、従来の問題点に鑑み、好適にアライメントできる眼科装置、及び眼科装置制御プログラムを提供することを技術課題とする。
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００８】
（１）  被検眼を検査する眼科装置であって、前記被検眼を検査するための検眼手段と、前記被検眼と前記検眼手段との３次元的な相対位置を調整する調整手段と、左右の前記被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する顔撮影手段と、前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記顔画像に基づいて前記被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定し、前記被検眼の開瞼が安定していると判定したときの前記顔画像に基づいて、前記検眼手段と前記被検眼との３次元的な相対位置を調整することを特徴とする。
（２）  被検眼を検査する眼科装置であって、前記被検眼を検査するための検眼手段と、前記被検眼と前記検眼手段との３次元的な相対位置を調整する調整手段と、左右の前記被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する顔撮影手段と、前記調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、異なるタイミングで撮影された複数の前記顔画像に基づいて前記被検眼と前記検眼手段との３次元的な相対位置を調整することを特徴とする。
（３）  被検眼を検査する眼科装置において実行される眼科装置制御プログラムであって、前記眼科装置のプロセッサによって実行されることで、左右の前記被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する顔撮影ステップと、前記顔画像に基づいて前記被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定し、前記被検眼の開瞼が安定していると判定したときの前記顔画像に基づいて、検眼手段と前記被検眼との３次元的な相対位置を調整する制御ステップと、を前記眼科装置に実行させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例の外観を示す概略図である。
【図２】本実施例の制御系を示すブロック図である。
【図３】本実施例の光学系を示す概略図である。
【図４】本実施例の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】顔画像の一例を示す図である。
【図６】特徴量の算出について説明する図である。
【図７】特徴量の重み付けについて説明する図である。
【図８】フレーム毎の特徴量の一例を示す図である。
【図９】フレーム毎の特徴量の一例を示す図である。
【図１０Ａ】顔画像の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】顔画像の一例を示す図である。
【図１１】顔画像の一例を示す図である。
【図１２】フレーム毎の特徴量の一例を示す図である。
【図１３】装置のアライメントに動作について説明する図である。
【図１４】装置のアライメントに動作について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態＞
以下、本開示に係る実施形態について説明する。本実施形態の眼科装置（例えば、眼科装置１）は、被検眼を検査する。眼科装置は、例えば、検眼部（例えば、検眼部２）と、調整部（例えば、駆動部４、顎台駆動部１２など）と、顔撮影部（例えば、顔撮影部９０）と、制御部（例えば、制御部７０）を備える。検眼部は、被検眼を検査する。調整部は、被検眼と検眼部との３次元的な相対位置を調整する。顔撮影部は、左右の被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影する。制御部は、調整部を制御する。なお、制御部は、顔画像に基づいて被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定し、被検眼の開瞼が安定していると判定したときの顔画像に基づいて、検眼部と被検眼との３次元的な相対位置を調整する。これによって、被検眼が眼を開けているときの顔画像に基づいて的確にアライメントを行うことができる。
【００１１】
なお、制御部は、顔画像に基づいて検出された被検眼の検出データが安定しているか否かに基づいて、被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定してもよい。この場合、安定していると判定したとき検出データに基づいて、検眼部と被検眼とのアライメントを行ってもよい。
【００１２】
なお、制御部は、異なるタイミングで撮影された複数の顔画像に基づいて検出された複数の検出データのうち、少なくとも一部の検出データが安定しているか否かを判定してもよい。
【００１３】
なお、制御部は、複数の検出データのうち、少なくとも一部の検出データを選択してもよい。また、制御部は、複数の検出データのうち、少なくとも一部の検出データを選択するときの選択処理を切り換えてもよい。これによって、適切な検出データを用いて、検眼部と被検眼とのアライメントを行うことができる。
【００１４】
なお、検出データは、顔画像に基づいて算出された被検眼の特徴量を含んでもよい。この場合、制御部は、特徴量に基づいて検出データの選択処理を切り換えてもよい。検出データは、被検眼の座標などを含んでもよい。
【００１５】
なお、制御部は、顔画像に基づいて算出された被検眼の特徴量と、予め設定された特徴量の閾値との比較結果に基づいて、検出データの選択処理を切り換えてもよい。これによって、被検者の開瞼状態に応じた適切な検出データを選択することができる。
【００１６】
なお、制御部は、時系列の新しさに基づいて検出データを選択する第１選択処理と、特徴量の大きさに基づいて検出データを選択する第２選択処理と、を切り換えてもよい。これによって、被検者の開瞼状態に応じた適切な検出データを選択することができる。
【００１７】
なお、制御部は、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の特徴量が閾値以上であった場合に第１選択処理を行い、時系列の新しいＫ個の特徴量の少なくとも１つが閾値未満であり、かつ、蓄積された検出データがＪ個（Ｊ≧Ｋ）以上であった場合に第２選択処理を行ってもよい。
【００１８】
なお、制御部は、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の特徴量が閾値以上であった場合に第１選択処理または第２選択処理を行い、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の特徴量が閾値未満であり、かつ、蓄積された検出データがＪ個（Ｊ≧Ｋ）未満であった場合に選択処理を行わず、時系列の新しいＫ個（Ｋ≧１）の特徴量が閾値未満であり、かつ、蓄積された前記検出データがＪ個（Ｊ≧Ｋ）以上であった場合に第１選択処理または第２選択処理を行ってもよい。
【００１９】
なお、制御部は、複数の検出データの座標が互いの所定範囲内にある場合、検出データが安定していると判定してもよい。
【００２０】
なお、制御部は、顔画像から検出データを検出する際に、顔画像上の位置に応じて、特徴量に重み付けを行ってもよい。これによって、例えば、眉などを検出してしまう可能性を低減できる。
【００２１】
なお、制御部は、顔画像から検出データを検出する際に、特徴量の大きい検出データのうち、輝度値の低いものを検出してもよい。これによって、例えば、瞳孔以外を検出してしまう可能性を低減できる。
【００２２】
なお、特徴量は、顔画像に対する画像処理によって算出された被検眼の瞳孔の円形分離度であってもよい。また、特徴量は、瞳孔の円形度であってもよいし、ハフ変換で得られる円の中心候補点であってもよい。
【００２３】
なお、制御部は、異なるタイミングで撮影された複数の顔画像に基づいて被検眼と検眼部との３次元的な相対位置を調整してもよい。例えば、制御部は、顔撮影部によって同じ方向から撮影された複数の顔画像に基づいて被検眼と検眼部との３次元的な装置位置を調整してもよい。また、制御部は、顔画像が相対位置の検出に適するか否かを判定してもよい。
【００２４】
なお、制御部は、記憶部（例えば、記憶部７４）などに記憶された眼科装置制御プログラムを実行してもよい。眼科装置制御プログラムは、例えば、顔撮影ステップと、制御ステップを含む。顔撮影ステップは、例えば、左右の被検眼のうち少なくとも一方を含む顔画像を撮影するステップである。制御ステップは、顔画像に基づいて被検眼の開瞼が安定しているか否かを判定し、被検眼の開瞼が安定していると判定したときの顔画像に基づいて、検眼部と被検眼との３次元的な相対位置を調整するステップである。
【００２５】
＜実施例＞
本開示に係る眼科装置を図面に基づいて説明する。本実施例の眼科装置は、例えば、被検眼を検査する。なお、以下の説明では、眼科装置として眼屈折力測定装置を例に説明するが、角膜曲率測定装置、角膜形状測定装置、眼圧測定装置、眼軸長測定装置、眼底カメラ、ＯＣＴ（optical coherence tomography）、ＳＬＯ（Scanning Laser Ophthalmoscope）等の他の眼科装置にも適用可能である。例えば、本実施例の眼科装置は、片眼毎に検査を行ってもよいし、両眼同時に（両眼視で）検査を行う装置であってもよい。
【００２６】
＜外観＞
図１に基づいて、眼科装置の外観を説明する。図１に示すように、本実施例の眼科装置１は、検眼部２と、顔撮影部９０と、駆動部４と、を主に備える。検眼部２は、被検眼を検査する。検眼部２は、例えば、被検眼の眼屈折力、角膜曲率、眼圧等を測定する光学系を備えてもよい。また、検眼部２は、被検眼の前眼部、眼底等を撮影するための光学系等を備えてもよい。本実施例では、屈折力を測定する検眼部２を例に説明する。顔撮影部９０は、例えば、被検眼の顔を撮影する。顔撮影部９０は、例えば、左右の被検眼のうち少なくとも一方を含む顔を撮影する。駆動部４は、例えば、検眼部２および顔撮影部９０を基台５に対して上下左右前後方向（３次元方向）に移動させる。
【００２７】
さらに、本実施例の眼科装置１は、例えば、筐体６、表示部７、操作部８、顔支持部９等を備えてもよい。例えば、筐体６は、検眼部２、顔撮影部９０、駆動部４等を収納する。表示部７は、例えば、被検眼の観察画像および測定結果等を表示させる。表示部７は、例えば、装置１と一体的に設けられてもよいし、装置とは別に設けられてもよい。眼科装置１は、操作部８を備えてもよい。操作部８は、装置１の各種設定、測定開始時の操作に用いられる。操作部８には、検者による各種操作指示が入力される。例えば、操作部８は、タッチパネル、ジョイスティック、マウス、キーボード、トラックボール、ボタン等の各種ヒューマンインターフェイスであってもよい。顔支持部９は、例えば、額当て１０と顎台１１を備えてもよい。顎台１１は、顎台駆動部１２の駆動によって上下方向に移動されてもよい。顔支持部９は、顎台１１に顎が載っているか否かを検知する顎台センサ１１３を備えてもよい。例えば、顎台センサ１３は、例えば、顎台１１が被検者の顎で下方向に押し込まれたことを検知する。顎台センサ１３は、例えば、フォトセンサ、磁気センサ、圧力センサ、接触センサなどであってもよい。
【００２８】
＜制御系＞
図２に示すように、本装置１は制御部７０を備える。制御部７０は、本装置１の各種制御を司る。制御部７０は、例えば、一般的なＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等を備える。例えば、ＲＯＭ７２には、眼科装置を制御するための眼科装置制御プログラム、初期値等が記憶されている。例えば、ＲＡＭは、各種情報を一時的に記憶する。制御部７０は、検眼部２、顔撮影部９０、駆動部４、表示部７、操作部８、顎台駆動部１２、顎台センサ１３、記憶部（例えば、不揮発性メモリ）７４等と接続されている。記憶部７４は、例えば、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、ハードディスクドライブ、着脱可能なＵＳＢフラッシュメモリ等を記憶部７４として使用することができる。
【００２９】
＜検眼部＞
検眼部２は、被検眼の測定，検査，撮影などを行う。検眼部２は、例えば、被検眼の屈折力を測定する測定光学系を備えてもよい。例えば、図３に示すように、検眼部２は、測定光学系２０と、固視標呈示光学系４０と、指標投影光学系５０と、前眼撮影光学系６０と、を備えてもよい。
【００３０】
測定光学系２０は、投影光学系（投光光学系）２０ａと、受光光学系２０ｂと、を有してもよい。投影光学系２０ａは、被検眼の瞳孔を介して眼底Ｅｆに光束を投影する。また、受光光学系２０ｂは、瞳孔周辺部を介して眼底Ｅｆからの反射光束（眼底反射光）をリング状に取り出し、主に屈折力の測定に用いるリング状の眼底反射像を撮像してもよい。
【００３１】
例えば、投影光学系２０ａは、測定光源２１と、リレーレンズ２２と、ホールミラー２３と、対物レンズ２４と、を光軸Ｌ１上に有している。光源２１は、リレーレンズ２２から対物レンズ２４、および、瞳孔中心部を介して眼底Ｅｆにスポット状の光源像を投影する。光源２１は、移動機構３３によって光軸Ｌ１方向に移動される。ホールミラー２３には、リレーレンズ２２を介した光源２１からの光束を通過させる開口が設けられている。ホールミラー２３は、被検眼の瞳孔と光学的に共役な位置に配置されている。
【００３２】
例えば、受光光学系２０ｂは、ホールミラー２３と、対物レンズ２４と、を投影光学系２０ａと共用する。また、受光光学系２０ｂは、リレーレンズ２６と、全反射ミラー２７と、を有している。更に、受光光学系２０ｂは、受光絞り２８と、コリメータレンズ２９と、リングレンズ３０と、撮像素子３２と、をホールミラー２３の反射方向の光軸Ｌ２上に有している。撮像素子３２には、エリアＣＣＤ等の二次元受光素子を用いることができる。受光絞り２８、コリメータレンズ２９、リングレンズ３０、及び撮像素子３２は、移動機構３３によって、投影光学系２０ａの測定光源２１と一体的に光軸Ｌ２方向に移動される。移動機構３３によって光源２１が眼底Ｅｆと光学的に共役な位置に配置される場合、受光絞り２８及び撮像素子３２も、眼底Ｅｆと光学的に共役な位置に配置される。
【００３３】
リングレンズ３０は、対物レンズ２４からコリメータレンズ２９を介して導かれる眼底反射光を、リング状に整形するための光学素子である。リングレンズ３０は、リング状のレンズ部と、遮光部と、を有している。また、受光絞り２８及び撮像素子３２が、眼底Ｅｆと光学的に共役な位置に配置される場合、リングレンズ３０は、被検眼の瞳孔と光学的に共役な位置に配置される。撮像素子３２では、リングレンズ３０を介したリング状の眼底反射光（以下、リング像という）が受光される。撮像素子３２は、受光したリング像の画像情報を、制御部７０に出力する。その結果、制御部７０では、表示部７でのリング像の表示、およびリング像に基づく屈折力の算出等が行われる。
【００３４】
また、図３に示すように、本実施例では、対物レンズ２４と被検眼との間に、ダイクロイックミラー３９が配置されている。ダイクロイックミラー３９は、光源２１から出射された光、および、光源２１からの光に応じた眼底反射光を透過する。また、ダイクロイックミラー３９は、後述の固視標呈示光学系４０からの光束を被検眼に導く。更に、ダイクロイックミラー３９は、後述の指標投影光学系５０からの光の前眼部反射光を反射して、その前眼部反射光を前眼撮影光学系６０に導く。
【００３５】
図３に示すように、被検眼の前方には、指標投影光学系５０が配置されてもよい。指標投影光学系５０は、主に、被検眼に対する光学系の位置合わせ（アライメント）に用いられる指標を前眼部に投影する。ここで、指標投影光学系５０は、眼Ｅの前眼部を照明する前眼部照明としても用いられてもよい。
【００３６】
指標投影光学系５０は、被検眼にアライメント指標を投影する。例えば、指標投影光学系５０は、第１指標投影光学系５１と、第２指標投影光学系５２と、を備えてもよい。第１指標投影光学系５１は、被検眼Ｅの角膜に拡散光を投影し、有限遠の指標を投影する。第１指標投影光学系５１は、本実施例の眼科装置１では、被検眼Ｅの前眼部を照明する前眼部照明としても用いられる。第２指標投影光学系５２は、被検眼の角膜に平行光を投影し、無限遠の指標を投影する。制御部７０は、前眼部画像から第１指標投影光学系５１と第２指標投影光学系によって被検眼に投影された輝点の位置を検出することによって、被検眼の位置情報を取得する。
【００３７】
視標呈示光学系４０は、被検眼を固視させるための視標呈示光学系であってもよい。視標呈示光学系４０は、例えば、光源４１、固視標４２を少なくとも備える。図３では、光源４１、固視標４２、リレーレンズ４３は、反射ミラー４６の反射方向の光軸Ｌ４上に設けられている。固視標４２は、他覚屈折力測定時に被検眼を固視させるために使用される。例えば、光源４１によって固視標４２が照明されることによって、被検眼に呈示される。
【００３８】
光源４１及び固視標４２は、駆動機構４８によって光軸Ｌ４の方向に一体的に移動される。光源４１及び固視標４２の移動によって、固視標の呈示位置（呈示距離）を変更してもよい。これによって、被検眼に雲霧をかけて屈折力測定を行うことができる。
【００３９】
前眼撮影光学系６０は、被検眼の前眼部画像を撮像するために設けられてもよい。例えば、前眼撮影光学系６０は、撮像レンズ６１と、撮像素子６２とを少なくとも備える。図３では、撮像レンズ６１と、撮像素子６２が、ハーフミラー６３の反射方向の光軸Ｌ３上に設けられている。撮像素子６２は、被検眼の前眼部と光学的に共役な位置に配置される。撮像素子６２は、指標投影光学系５１によって照明される前眼部を撮像する。撮像素子６２からの出力は、制御部７０に入力される。その結果、撮像素子６２によって撮像される被検眼の前眼部画像９５が、表示部７に表示される（図２参照）。また、撮像素子６２では、指標投影光学系５０によって被検眼の角膜に形成されるアライメント指標（本実施例では、有限遠指標および無限遠指標）が撮像される。その結果、制御部７０は、撮像素子６２の撮像結果に基づいてアライメント指標を検出できる。また、制御部７０は、アライメント状態の適否を、アライメント指標が検出される位置に基づいて判定できる。例えば、制御部７０は、有限遠指標と無限遠指標との位置関係に基づいて、作動距離を検出してもよい。なお、前眼撮影光学系６０の光軸Ｌ３は、ハーフミラー６３およびダイクロイックミラー３９によって測定光軸Ｌ１と同軸とされる。
【００４０】
＜顔撮影部＞
顔撮影部９０は、例えば、左右の被検眼のうち少なくとも一方を含む顔を撮影するための光学系を備えてもよい。例えば、図３に示すように、本実施例の顔撮影部９０は、例えば、撮像素子９１と、撮像レンズ９２を主に備える。
【００４１】
顔撮影部９０は、例えば、検眼部２が初期位置にある場合に被検眼の両眼を撮影できる位置に設けられる。本実施例において、検眼部２の初期位置は、右眼を検査し易いように検眼部２の検査光軸に対して右側にずれた位置に設定される。したがって、顔撮影部９０は、検眼部２が右側にずれた初期位置にある状態で、被検眼の両眼を撮影できる位置に設けられる。例えば、顔撮影部９０は、検眼部２が初期位置にある状態で機械中心に配置される。初期位置は、例えば、瞳孔間距離の半分、つまり片眼瞳孔間距離に基づいて設定される場合、顔撮影部９０は、装置本体の機械中心に対して片眼瞳孔間距離だけ左右にずれた位置に配置されてもよい。なお、片眼瞳孔間距離の平均値はおよそ３２ｍｍである。
【００４２】
本実施例の顔撮影部９０は、駆動部４によって検眼部２とともに移動される。もちろん、顔撮影部９０は、例えば、基台５に対して固定され、移動しない構成でもよい。
【００４３】
＜顔照明光学系＞
顔照明光学系８０は、被検眼の顔を照明する。顔照明光学系８０は、被検者の両眼を含む被検者の顔を照明するために設けられてもよい。顔照明光学系８０は、例えば、照明光源８１を備える。照明光源８１は、赤外光を発する。なお、顔照明光学系８０は、顔撮影部９０の光軸の周辺を均一に被検眼の顔を照明できるとよい。本実施例では、検眼窓の左右の位置に照明光源８１が設けられている。なお、顔照明光学系８０は、顔撮影部９０を基準として対称的な位置に設けられてもよい。例えば、顔撮影部９０を中心として左右対称な位置に設けられてもよいし、上下対称な位置に設けられてもよい。なお、顔照明光学系８０は、アライメント用の指標光源よりも指向性の低い光源が用いられる。
【００４４】
＜制御方法＞
以下、本装置１の制御動作について図４を用いて説明する。本装置１は、例えば、被検眼を検査するために、検眼部２と被検眼との位置合わせ（アライメント）を自動で行う。
【００４５】
（ステップＳ１：被検者検知）
制御部７０は、被検者の有無を検出する。例えば、制御部７０は、顎台センサ１３からの出力によって人の有無を判定する。制御部７０は、顎台センサ１３からの出力がある場合は被検者がいると判定し、顎台センサ１３からの出力が無い場合は被検者がいないと判定する。制御部７０は、被検者がいると判定した場合、ステップＳ３に進む。なお、制御部７０は、顎台センサ１３の出力に限らず、顔撮影部からの出力などに基づいて被検者の有無を検出してもよい。例えば、顔撮影部９０によって撮影された画像の輝度値、輝度の変化などに基づいて被検者の有無を検出してもよい。
【００４６】
（ステップＳ２：顔撮影）
制御部７０は、顔支持部９に支持された被検者の顔を顔撮影部９０によって撮影し、図５のような顔画像９６を取得する。
【００４７】
（ステップＳ３：眼検出）
制御部７０は、顔画像９６への画像処理によって最も眼らしい領域Ａ１を決定する。例えば、制御部７０は、被検眼または眉等の顔の特徴に基づいて領域Ａ１を決定する。制御部７０は、この領域Ａ１に対して、眼の中心(例えば、瞳孔)を探す。例えば、制御部７０は、領域Ａ１に対して円形分離度フィルタを適用し、各画素の円形分離度を算出する。円形分離度フィルタは、例えば、図６のような５×５個の矩形などが用いられる。例えば、制御部７０は、図６の中央部の３×３の領域Ａ２と、領域Ａ２の周辺の領域Ａ３の２つの領域の平均輝度等の分離程度を円形分離度として求める。具体的には、以下の式（１）〜（３）を用いて円形分離度ηを求める。
【００４８】
【数１】
2020075656.tif 000003
【００４９】
【数２】
2020075656.tif 000004
【００５０】
【数３】
2020075656.tif 000005
【００５１】
式（１）〜（３）において、Ｎは２つの領域の全矩形数、ｎ１，ｎ２はそれぞれ領域Ａ２，領域Ａ３内の矩形数、σＴは領域全体の全分散値、Ｐｉバーは矩形ｉの平均輝度値、Ｐ１バー，Ｐ２バーはそれぞれ領域Ａ２，領域Ａ３の平均輝度値、Ｐｍバーは領域全体の平均輝度値を示している。
【００５２】
上記の処理だけでは中心が明るい円形も検出されてしまう。このため、制御部７０は、中心が暗い点を瞳孔の候補点として残す。例えば、制御部７０は、中心の輝度が極小となる点を瞳孔の候補点とする。
【００５３】
また、瞳孔より眉の方が、円形分離度が高くなる場合がある。ここで、瞳孔と眉の位置関係に着目すると、画像上で瞳孔に対して眉の位置は上になる。そこで、制御部７０は、領域Ａ１の上側にある円形分離度の高い点は瞳孔である可能性が低いとして、図７のように、領域Ａ１の上側にある座標の円形分離度は小さくなるように、重み係数で円形分離度の重み付けを行ってもよい。なお、顔画像９６から領域Ａ１を検出するときの方法によって、領域Ａ１における瞳孔のおおよその上下位置が既知である場合は、その位置より下の重み係数は１．０としてもよい。
【００５４】
また、瞳孔より目頭付近の方が、円形分離度が高くなる場合がある。このため、制御部７０は、瞳孔のほうが目頭付近よりも輝度が低いという関係を利用して、円形分離度が高く、５×５個の矩形の中心領域が暗い点を候補点として残す処理を行う。例えば、制御部７０は、ここまでの処理で残った瞳孔の候補点の中で最大円形分離度を算出し、最大円形分離度の６０％以上の円形分離度を持つ候補点の中で、中心輝度の最低値を算出する。そして、制御部７０は、最低輝度の１３０％以下の中心輝度を持つ点を候補点として残す。制御部７０は、例えば、上記の処理で絞り込まれた候補点の中から、最も円形分離度が高いものを瞳孔とする。制御部７０は、瞳孔の検出データを記憶部７４に記憶させる。なお、検出データは、例えば、瞳孔の座標と円形分離度等を含む。
【００５５】
（ステップＳ４：データ個数判定（１））
制御部７０は、データ個数を判定する。例えば、制御部７０は、記憶部７４に記憶された検出データがＫ個以上であるか否か判定する。本実施例では、制御部７０は、検出データが２個以上あるか判定する。検出データが２個以上ある場合はステップＳ５に進み、検出データが２個未満である場合はステップＳ２に戻り、顔撮影と眼検出を行う。
【００５６】
（ステップＳ５：閾値判定）
制御部７０は、最新のＫ個の検出データの特徴量が閾値以上か否かを判定する。制御部７０は、例えば、特徴量として円形分離度を用いる。円形分離度は、瞳孔のような円形部分は特徴量が大きくなり、そうではない部分は小さくなる。眼が開いている状態の円形分離度に比べ、眼を閉じた状態の円形分離度は小さくなる。この特徴を利用して、制御部７０は、特徴量の時系列的な変化をみることで、安定して目を大きく開いているか、またはそれ以外であるかを判定する。本実施例では、制御部７０は、最新２個の検出データの円形分離度が閾値以上か否かを判定する。円形分離度が閾値以上であった場合はステップＳ６に進み、円形分離度が閾値未満であった場合はステップＳ７に進む。
【００５７】
例えば、被検者が瞬きをしていない場合、図８に示すような特徴量が得られる。この場合、最新２個の１フレーム目と２フレーム目ともに特徴量は閾値を超えているため、２フレーム目で眼検出できた時点でステップＳ６に移行する。
【００５８】
（ステップＳ６：データ選択（１））
制御部７０は、最新のＫ個の検出データを選択する。本実施例の場合、制御部７０は、最新の２個の検出データを選択する。
【００５９】
（ステップＳ７：データ個数判定（２））
制御部７０は、データ個数を判定する。例えば、制御部７０は、被検眼の検出データがＪ個以上であるか否かを判定する。本実施例では、制御部７０は、検出データが４個以上あるか判定する。
【００６０】
（ステップＳ８：データ選択（２））
制御部７０は、検出データを蓄積した蓄積データのうち、特徴量の大きい順にＫ個のデータを選択する。本実施例の場合、制御部７０は特徴量の大きい順に２個のデータを選択する。
【００６１】
例えば、被検者が瞬きをした場合、図９に示すような特徴量が得られる。この場合、ステップＳ５において、４フレーム目解析後に閾値判定を行うが、３フレーム目の特徴量が閾値を超えておらず、２フレーム連続で閾値を超えるという条件（安定して目を大きく開けていると判定する条件）を満たしていないため、ステップＳ７へ進む。その後、ステップＳ８へ進み、過去４フレーム分の蓄積データをさかのぼる。例えば、制御部７０は、過去４フレーム分の蓄積データを特徴量の高い順にソートして、特徴量の高い検出データを選択する。これによって、特徴量の低い瞬きの瞬間の検出データを除外することができる。例えば、図１０Ａに示すように、被検者が瞬きをしているときの検出データは座標Ｄ１，Ｄ２が眼の下辺りになり、図１０Ｂに示すように眼を開けているときの瞳孔の位置とずれている。したがって、上記のように、特徴量の高い検出データを選択することによって、瞳孔の位置とずれた検出データが選択される可能性が低減される。
【００６２】
なお、図１１に示すように、被検者が細目の場合、どのフレームの特徴量も閾値を超えないことがある（図１２参照）。このような場合も、過去Ｊフレーム（例えば、過去４フレーム）分の検出データの中で信頼性の高い（特徴量が大きい）フレームの検出データを選択することで、もっともらしい解析結果を得ることができる。
【００６３】
なお、制御部７０は、特徴量の大きい順にＫ個のデータを選択する際に、蓄積データすべての中で選択しなくてもよく、Ｊ個のデータの中から選択してもよい。
【００６４】
（ステップＳ９：安定条件の判定）
制御部７０は、被検眼の検出データが安定しているか否かを判定する。例えば、制御部７０は、複数の検出データの座標が近い（例えば、３２ピクセル以内）場合に、検出データが安定していると判定する。
【００６５】
（ステップＳ１０：検出データの採用）
制御部７０は、安定していると判定された検出データを採用する。例えば、制御部７０は、複数の検出データのうち、時系列で最新に近い検出データを採用してもよいし、特徴量の大きい検出データを採用してもよい。また、制御部７０は、複数の検出データのうち、特徴量が最大または最小の検出データを採用してもよいし、特徴量が中央値をとる検出データを採用してもよいし、複数の検出データの平均値を採用してもよい。なお、制御部７０は、制御フローに応じて採用する検出データを変更してもよい。例えば、制御部７０は、ステップＳ６を経由している場合は最新の検出データを採用し、ステップＳ８を経由している場合は特徴量の大きい検出データを採用してもよい。
【００６６】
（ステップＳ１１：アライメント）
制御部７０は、採用された被検眼の検出データに基づいてアライメントを行う。制御部７０は、顔撮影部９０によって撮影された顔画像９６に基づいて、顔撮影部９０から見た被検眼Ｅの方向を求める。被検眼の方向は、例えば、３次元的な方向（例えば、空間ベクトル）である。
【００６７】
ここで、被検眼Ｅの３次元座標を（Xe,Ye,Ze）とすると、採用された検出データによって得られる顔画像９６上の被検眼（例えば、瞳孔）の座標（xe,ye）と、実際の被検眼Ｅの座標（Xe,Ye,Ze）との関係は数４のように表される。
【００６８】
【数４】
2020075656.tif 000006
【００６９】
なお、数４において、数５はカメラ内部パラメータで、fx,fyは焦点距離、sはスキュー歪み、（cx,cy）は画像上の光学中心である。これらは予め顔撮影部９０のキャリブレーションを行うことで取得される。また、数６は顔撮影部９０のカメラ外部パラメータで、数７は顔撮影部９０の回転成分である。（tX,tY,tZ）は顔撮影部９０の平行移動成分（顔撮影部９０の位置）である。また、hは任意のスケールである。
【００７０】
【数５】
2020075656.tif 000007
【００７１】
【数６】
2020075656.tif 000008
【００７２】
【数７】
2020075656.tif 000009
【００７３】
ここで、顔撮影部９０から見た被検眼Ｅの位置をE'=(Xe',Ye',Ze')=(Xe-tX,Ye-tY,Ze-tZ)とする。すると、顔撮影部９０から見た被検眼の方向はE'の方向ベクトルＶとなる。ここで、数４より数８が成り立つ。
【００７４】
【数８】
2020075656.tif 000010
【００７５】
ここで、E'の方向ベクトルＶを求めるためにはXe':Ye':Ze'の比が分かればよいから、数８において、Xe'=mZe，Ye'=nZeとおくと数９となる。
【００７６】
【数９】
2020075656.tif 000011
【００７７】
ただし、h'=h/Zeとする。ここで、未知数はh',m,nの３つであり、数９を展開した連立方程式を解くことによってm,nが求まる。これによって、Xe':Ye':Ze'の比が求まり、その結果E’の方向ベクトルＶが求まる。このようにして、制御部７０は、顔撮影部９０から見た被検眼の方向を求める。
【００７８】
制御部７０は、検出された被検眼の方向に基づいて駆動部４を制御し、検眼部２を移動させる。例えば、制御部７０は、図１３に示すように、前眼撮影光学系６０によるアライメント可能領域Ａａを顔撮影部９０と被検眼とを結ぶ直線Ｂ上に移動させる。ここで、アライメント可能領域Ａａは、例えば、ある位置において前眼撮影光学系６０によって撮影された前眼部画像９５から被検眼の３次元的な位置を検出できる領域である。顔撮影部９０の位置（tX,tY,tZ）と、前眼撮影光学系６０によるアライメント可能領域Ａａとの位置関係は、装置の設計上既知であるため、制御部７０は、駆動部４によってアライメント可能領域Ａａを直線Ｂに移動させることができる。例えば、制御部７０は、アライメント可能領域Ａａの領域内に直線Ｂが含まれるように、前眼撮影光学系６０を位置Ｑ１から位置Ｑ２に移動させる。ここで、位置Ｑ２は、例えば、直線Ｂにおいて検眼部２による測定が可能な測定可能範囲Ｅａの最も顔撮影部９０側の位置Ｇ１がアライメント可能領域Ａａの重心と一致する位置である。なお、測定可能範囲Ｅａは、例えば、検眼部２の作動距離と駆動部４の駆動範囲によって定まる。
【００７９】
制御部７０は、例えば、前眼撮影光学系６０を位置Ｑ２に移動させ、アライメント可能領域Ａａを直線Ｂ上に位置させる。そして、制御部７０は、前眼撮影光学系６０によって被検眼の撮影を行いながら、前眼撮影光学系６０をさらに直線Ｂに基づく方向に移動させる。例えば、図１４のように、前眼撮影光学系６０を位置Ｑ２から位置Ｑ３に向けて移動させる。ここで、位置Ｑ３は、例えば、測定可能範囲Ｅａの原点Ｏと最も離れた位置Ｇ２がアライメント可能領域Ａａの重心と一致する位置である。
【００８０】
制御部７０は、例えば、アライメント可能領域Ａａが直線Ｂの少なくとも一部を含むように、前眼撮影光学系６０を直線Ｂに沿う方向に移動させることによって、位置Ｑ２から位置Ｑ３に移動する間にアライメント可能領域Ａａに被検眼を位置させることができる。アライメント可能領域Ａａに被検眼が入った場合、制御部７０は、前眼撮影光学系６０によって撮影された前眼部画像９５から被検眼と検眼部２のアライメントを行うことができる。
【００８１】
制御部７０は、被検眼に方向に移動しながら撮影される前眼部画像９５を随時解析し、指標投影光学系５０によって被検眼に投影された輝点Ｔ、または瞳孔Ｕを検出する。例えば、制御部７０は、前眼部画像９５の輝度情報に基づいて輝点Ｔを検出する。また、制御部７０は、前眼部画像９５のエッジを検出し、その形状などに基づいて瞳孔Ｕを検出する。
【００８２】
制御部７０は、検出された輝点Ｔまたは瞳孔Ｕに基づいて、駆動部４を制御し、被検眼に対する検眼部２のアライメントを行う。
【００８３】
（ステップＳ１２：測定）
制御部７０は、アライメントが完了すると、検眼部２によって被検眼の測定を開始する。例えば、検眼部２は被検眼の眼屈折力の測定を行う。もちろん、屈折力の測定に限らず、検眼部の種類に応じた種々の測定・撮影等が実行されてもよい。
【００８４】
上記のように、眼検出処理中に、被検者が瞬きをしているフレームの解析結果は使用しないようにすることによって、顔撮影部９０における眼検出処理において、瞳孔ではない座標が検出されることが低減される。これによって、アライメントがより好適に行われる。
【００８５】
なお、上記の実施例では、ステップＳ３の眼の中心の検出及び、ステップＳ５の特徴量に円形分離度を使用しているが、これに限定されない。例えば、二値画像の形状特徴の一種である円形度を使用しても良い。円形度とは、二値化画像の形状がどれだけ円に近いか表す尺度で、面積をＳ、周囲長をＬとした時、４πＳ／Ｌ＾２で計算される。円形度は、真円に近いほど１に近い値となり、複雑な形状になるほど値は小さくなる。この場合、顔画像９６に二値化を行った画像に対して、円形度を使用する。眼の中心（例えば瞳孔）は二値化画像で黒い円形状になるため、円形度が高くなる。
【符号の説明】
【００８６】
１  眼科装置
２  検眼部
４  駆動部
５  基台
６  筐体
９  顔支持部
６０  前眼撮影光学系
７０  制御部
７１  ＣＰＵ
７２  ＲＯＭ
７３  ＲＡＭ
９０  顔撮影部
【図１】
2020075656.tif 000012
【図２】
2020075656.tif 000013
【図３】
2020075656.tif 000014
【図４】
2020075656.tif 000015
【図５】
2020075656.tif 000016
【図６】
2020075656.tif 000017
【図７】
2020075656.tif 000018
【図８】
2020075656.tif 000019
【図９】
2020075656.tif 000020
【図１０Ａ】
2020075656.tif 000021
【図１０Ｂ】
2020075656.tif 000022
【図１１】
2020075656.tif 000023
【図１２】
2020075656.tif 000024
【図１３】
2020075656.tif 000025
【図１４】
2020075656.tif 000026
【国際調査報告】
2020075656.tif 000027
2020075656.tif 000028
2020075656.tif 000029