CN114073487A - 眼科装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

提供能够合适地评价前眼部图像的对焦状态的眼科装置及存储介质。眼科装置具备指标投光部和前眼部拍摄部。指标投光部向被检眼投射指标。前眼部拍摄部拍摄被检眼的前眼部图像。眼科装置的控制部取得由前眼部拍摄部拍摄到的前眼部图像(S2)。控制部取得由前眼部拍摄部拍摄到的前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度(S4)。控制部基于取得的亮度梯度强度的位次成为了特定的位次的值来评价前眼部图像的拍摄时的对焦状态(S6)。

Description

眼科装置及存储介质

技术领域

本公开涉及用于检查被检眼的眼科装置及控制眼科装置的眼科装置控制程序。

背景技术

评价被检眼的前眼部图像的对焦状态的技术例如被利用于将被检眼与眼科装置的相对位置调整为合适的相对位置的情况(也就是说，进行眼科装置相对于被检眼的对准的情况)等。例如，专利文献1所记载的眼科装置算出构成前眼部图像的各像素的亮度梯度强度，将算出的各图像的亮度梯度强度的积分值(图像区域整体的亮度梯度强度的合计值)设为前眼部图像的对焦评价值。亮度梯度强度是某点处的亮度的变化状况，越是图像的轮廓清晰的位置，则亮度梯度强度越大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-196304号公报

发明内容

发明所要解决的课题

例如，在前眼部图像的对比度低的情况及在前眼部图像中映入了某些物体的影子的情况等下，图像拍摄时的对焦状态与图像区域整体的亮度梯度强度的合计值的相关性容易变弱。另外，也存在以下情况：通过向图像内映入的被检眼的部位变化，对焦状态与亮度梯度强度的合计值的相关性变化，基于亮度梯度强度的合计值的对焦状态的定量的评价变得困难。因此，在以往的技术中，难以合适地评价前眼部图像的对焦状态。

本发明的典型的目的在于提供能够合适地评价前眼部图像的对焦状态的眼科装置及眼科装置控制程序。

用于解决课题的手段

本公开中的典型的实施方式所提供的眼底装置是用于检查被检眼的眼科装置，其中，具备：指标投光部，向所述被检眼投射指标；前眼部拍摄部，拍摄所述被检眼的前眼部图像；及控制部，所述控制部执行：亮度梯度强度取得步骤，取得由所述前眼部拍摄部拍摄到的所述前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度；及特定位次评价步骤，基于取得的所述亮度梯度强度的位次成为了特定的位次的值来评价所述前眼部图像的对焦状态。

本公开中的典型的实施方式所提供的眼科装置控制程序是由处理被检眼的眼科信息的眼科装置执行的眼科装置处理程序，其中，通过所述眼科装置处理程序由所述眼科装置的控制部执行，从而由所述眼科装置执行：图像取得步骤，取得被指标投光部投射了指标的前眼部的由前眼部拍摄部得到的拍摄图像即前眼部图像；亮度梯度强度取得步骤，取得所述前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度；及特定位次评价步骤，基于取得的所述亮度梯度强度的位次成为了特定的位次的值来评价所述前眼部图像的对焦状态。

根据本公开的眼科装置及眼科装置控制程序，前眼部图像的对焦状态被合适地评价。

附图说明

图1是示出眼科装置1的外观结构的左视图。

图2是示出眼科装置1的内部结构的图。

图3是示出眼科装置1的光学系统的图。

图4是示出拍摄时的对焦状态良好且没有检查用突出部9的影子的映入的前眼部图像的一例的图。

图5是示出拍摄时的对焦状态良好但映入有检查用突出部9的影子的前眼部图像的一例的图。

图6是示出评价了前眼部图像的对焦状态时的验证结果的坐标图。

图7是眼科装置1执行的自动检查处理的流程图。

图8是示出在前眼部图像90上设定的关注区域91的一例的图。

标号说明

1 眼科装置

3 壳体

3A 被检者对向面

4 驱动部

9 检查用突出部(喷嘴)

35 前眼部拍摄部

60 位置检测元件

77 受光元件

81 CPU

84 存储部

90 前眼部图像

91 关注区域

具体实施方式

<概要>

在本公开中例示的眼科装置具备指标投光部、前眼部拍摄部及控制部。指标投光部向被检眼投射指标(例如，亮点或环等)。前眼部拍摄部拍摄被检眼的前眼部图像。控制部掌管眼科装置的控制。控制部执行亮度梯度强度取得步骤和特定位次评价步骤。在亮度梯度强度取得步骤中，控制部取得由前眼部拍摄部拍摄到的前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度。在特定位次评价步骤中，控制部基于取得的各像素的亮度梯度强度的位次成为了特定的位次的值来评价前眼部图像的对焦状态。

本申请发明的发明人新发现了：与前眼部图像的对比度、向前眼部图像映入的影子、向前眼部图像内映入的被检眼的部位的变化等无关，投射到被检眼的指标的边缘部分处的亮度梯度强度与拍摄时的对焦状态之间的相关性变强。也就是说，若拍摄时的对焦状态良好，则与图像的对比度等无关，向前眼部图像映入的指标的边缘部分的亮度梯度强度容易变大。也就是说，即使在低的对比度、影子的映入等影响下指标以外的部分的亮度梯度强度难以变大的情况下，若对焦状态良好，则亮度梯度强度大的部分也容易存在于图像内。另一方面，若拍摄时的对焦状态不良好，则不仅是指标的边缘部分以外的亮度梯度强度，指标的边缘部分的亮度梯度强度也难以变大。因此，在对焦状态不良好的情况下，亮度梯度强度大的部分存在于前眼部图像内的可能性变低。由此，根据亮度梯度强度大的部分是否存在于图像内，前眼部图像的拍摄时的对焦状态被合适地评价。

根据以上的见解，本公开的眼科装置基于被投射了指标的被检眼的前眼部图像中的各像素的亮度梯度强度中的成为了特定的位次(例如，特定的上位的位次或与向前眼部图像映入的指标的边缘部分的亮度梯度强度对应的位次)的值来评价前眼部图像的对焦状态。因此，本公开的眼科装置能够与图像的对比度等无关而合适地评价前眼部图像的对焦状态。

另外，在检测向前眼部图像映入的指标的位置且基于指标的周边的亮度梯度强度来评价对焦状态的方法中，若在影子的映入等各种影响下指标的检测精度下降，则合适地评价对焦状态也变得困难。相对于此，根据本公开的技术，即使不检测指标，对焦状态也被合适地评价。另外，在评价前眼部图像中的指标以外的部分(例如，虹膜或瞳孔等)的亮度梯度强度的情况下，亮度梯度强度与对焦状态的相关性的程度根据被检眼的个体差异而变化。相对于此，根据本公开的技术，由于参照指标的边缘部分的亮度梯度强度，所以被检眼的个体差异的影响下降。

控制部可以在特定位次评价步骤中，基于亮度梯度强度的位次成为了N位(N是正的自然数)的值来评价前眼部图像的对焦状态。在该情况下，控制部仅将前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度排序，并推断位次成为了N位的1个值，就能够容易且合适地评价前眼部图像的对焦状态。

控制部也可以在特定位次评价步骤中，基于亮度梯度强度的位次成为了N位～M位(N<M，N及M是正的自然数)的多个值的平均值或合计值来评价前眼部图像的对焦状态。在该情况下，与通过1个亮度梯度强度的值来评价对焦状态的情况相比，噪声的影响容易被抑制。

不过，也能够变更特定位次评价步骤的具体的内容。例如，在使用N位～M位的多个亮度梯度强度的值的平均值或合计值的情况下，多个值的位次可以连续，也可以是不连续的位次(例如，10位、20位及30位的3个位次等)。

N可以是2以上的自然数。也就是说，作为前眼部图像的对焦状态的评价值而参照的亮度梯度强度的值可以不包括图像内的最大值。在该情况下，即使在因噪声的影响等而亮度梯度强度大的像素稍微包含于图像内的情况下，噪声的影响也被抑制而对焦状态被合适地评价。

不过，N也可以是1。也就是说，在作为对焦状态的评价值而参照的亮度梯度强度的值中，也可以包括图像内的最大值。另外，N的值能够根据作为前眼部拍摄部而使用的设备的种类等而变化。因此，N的值也可以适当调整。

另外，N也可以根据由指标投影部向被检眼投影的指标的大小、指标的面积及指标的轮廓部分的长度的至少任一者而设定。向被检眼投影的指标的轮廓部分越长，则在对焦状态良好时亮度梯度强度变大的像素的数量越多。因此，通过N的值根据投影的指标的大小、面积及轮廓部分的长度的至少任一者而设定，对焦状态被更合适地评价。

控制部可以在亮度梯度强度取得步骤中，对前眼部图像的图像区域内的一部分设定关注区域，取得关注区域内的各像素处的亮度梯度强度。在该情况下，通过不容易包括可能妨碍对焦状态的评价的部位(例如，眼皮及睫毛等)的区域被设定为关注区域，前眼部图像的对焦状态被更合适地评价。

关注区域的设定方法能够适当选择。例如，控制部可以将映入于前眼部图像的组织的特定部位(例如，瞳孔或虹膜等)或指标的位置通过公知的图像处理来检测，根据检测到的位置来设定关注区域。另外，也可以根据眼科装置相对于被检眼的相对位置而在前眼部图像内设定关注区域。另外，控制部也能够不设定关注区域，关于前眼部图像的整体取得亮度梯度强度。

眼科装置可以还具备喷嘴，该喷嘴从壳体的被检者对向面向被检眼侧突出，向被检眼的角膜吹送的流体通过该喷嘴。也就是说，眼科装置可以是通过检测被吹送了流体的角膜的变形状态来测定被检眼的眼压的非接触式眼压计。在非接触式眼压计中，喷嘴的影子容易向前眼部图像映入，因此，在参照图像区域整体的亮度梯度强度的合计值的以往的方法中，尤其难以合适地评价对焦状态。相对于此，根据本公开的技术，即使在喷嘴的影子向前眼部图像映入的情况下，前眼部图像的拍摄时的对焦状态也被合适地评价。不过，能够采用本公开的技术的眼科装置不限定于非接触式眼压计。

眼科装置可以还具备检查部和驱动部。检查部执行被检眼的检查。驱动部使前眼部拍摄部及检查部相对于被检眼的相对位置移动。控制部可以还执行以下的第一调整步骤：根据特定位次评价步骤中的对焦状态的评价结果来控制驱动部的驱动，从而自动调整前眼部拍摄部及检查部相对于被检眼的相对位置。在该情况下，根据在特定位次评价步骤中被合适地评价的前眼部图像的对焦状态，前眼部拍摄部及检查部相对于被检眼的相对位置被自动地调整(也就是说，对准)。由此，检查部对被检眼的检查被合适地执行。

眼科装置可以还具备工作距离检测光学系统。工作距离检测光学系统具有向被检眼的角膜投射检测光的投光光学系统和接受由角膜反射出的检测光的反射光的受光光学系统，输出用于检测检查部相对于被检眼的工作距离的信号。控制部可以还执行以下的第二调整步骤：在第一调整步骤中自动调整了检查部相对于被检眼的相对位置的状态下，基于由工作距离检测光学系统输出的信号来控制驱动部的驱动，从而自动调整检查部相对于被检眼的相对位置。

如前所述，根据特定位次评价步骤，与前眼部图像的对比度、向前眼部图像映入的影子、向前眼部图像内映入的被检眼的部位的变化等无关，前眼部图像的拍摄时的对焦状态被合适地评价。因此，在第一调整步骤中，与前眼部图像的拍摄状态等无关，检查部相对于被检眼的相对位置被合适地调整。而且，根据基于由工作距离检测光学系统输出的信号的第二调整步骤，虽然相对位置的检测范围与特定位次评价步骤相比变窄，但检查部相对于被检眼的工作距离以高的精度被检测。因此，通过在第一调整步骤完成的状态下执行第二调整步骤，检查部相对于被检眼的相对位置被更合适地自动调整。

需要说明的是，在第一调整步骤中，可以限制检查部向被检眼侧的可动范围。若检查部过度地向被检眼侧移动，则存在被检眼与检查部的被检眼侧(例如，非接触式眼压计的喷嘴)接触的可能性。因此，通过第一调整步骤中的检查部向被检眼侧的可动范围被限制，在检查部与被检眼接触的可能性下降的状态下，检查部的相对位置被自动调整。

<实施方式>

以下，参照附图对本公开的典型的实施方式之一进行说明。眼科装置1以使检查轴IO与被检者的眼睛(被检眼)E一致的状态检查被检眼E。在本实施方式中例示的眼科装置1具备沿着检查轴IO向被检者侧突出的检查用突出部(在本实施方式中是喷嘴)9，通过从检查用突出部9向被检眼E的角膜吹送流体，从而根据角膜的变形形状来测定被检眼E的眼压。也就是说，在本实施方式中例示的眼科装置1是非接触式眼压计。但是，能够应用在本公开中例示的技术的眼科装置不限定于非接触式眼压计。例如，能够对具备检查用突出部的各种眼科装置(具备扩大视角的附件作为检查用突出部的眼科拍摄装置或具备用于出射检查用的光的检查用突出部的眼科装置等)应用在本公开中例示的技术的至少一部分。另外，也可以对不具备检查用突出部的眼科装置应用在本公开中例示的技术的至少一部分。作为能够应用在本公开中例示的技术的眼科装置的一例，可举出眼屈光力测定装置、角膜曲率测定装置、眼底相机、OCT装置、扫描型激光检眼镜(SLO)等。在本公开中的“检查”中，被检眼E的测定及拍摄均被包括。

参照图1，对眼科装置1的概略结构进行说明。在以下的说明中，将图1中的纸面左右方向设为Z方向(前后方向)，将纸面上下方向设为Y方向(上下方向)，将纸面进深方向设为X方向(左右方向)。详细而言，将图1中的纸面左侧(被检者侧)设为眼科装置1的前侧，将纸面右侧设为眼科装置1的后侧。将图1中的纸面上侧设为眼科装置1的上侧，将纸面下侧设为眼科装置1的下侧。将图1中的纸面近前侧设为眼科装置1的左侧，将纸面里侧设为眼科装置1的右侧。

如图1所示，本实施方式的眼科装置1具备基台2、壳体3、驱动部4及脸部支承部5。基台2载置于设置场所，支承眼科装置1的整体。壳体3具备用于执行被检眼E的检查的各种结构(详情后述)。壳体3经由驱动部4而支承于基台2。脸部支承部5将被检者的脸部支承并定位。在本实施方式中，使用下颚台及前额支承件作为脸部支承部5。通过被检者将下颚放置于下颚台且将前额抵靠于前额支承件，脸部被定位。驱动部4使壳体3相对于由脸部支承部5定位后的被检者的脸部的相对位置移动。

作为一例，本实施方式的驱动部4通过利用电动机等致动器使壳体3相对于基台2在前后方向、上下方向及左右方向(三维方向)上移动，来使壳体3相对于被检者的脸部(或被检眼)的相对位置移动。但是，也能够变更驱动部4的结构。例如，驱动部4也可以通过使脸部支承部5移动来使壳体3相对于被检者的脸部的相对位置移动。另外，驱动部4也可以使壳体3和脸部支承部5一起移动。例如，驱动部4也可以使壳体3在前后方向及左右方向上移动，并且使脸部支承部5在上下方向上移动，从而使壳体3相对于被检者的脸部的相对位置移动。

壳体3具备检查用突出部(喷嘴)9、脸部拍摄部12、显示部7及操作部8。检查用突出部9从壳体3中的被检者的脸部被定位的一侧(在本实施方式中是前侧)的面即被检者对向面3A沿着检查轴IO而向被检眼侧突出。检查轴IO在执行检查时与被检眼E对准。作为一例，本实施方式的检查用突出部9是向被检眼E的角膜吹送流体(例如压缩空气)的喷嘴。但是，检查用突出部的具体的结构能够根据眼科装置所执行的检查的种类等而适当选择。例如，也可以使用为了切换拍摄视角而以能够装卸的方式向壳体3装配的附件、将检查用的光或超声波等从前端向被检眼E出射的突出部等作为检查用突出部。

脸部拍摄部12拍摄被检者的脸部。显示部7显示各种图像。在本实施方式中，显示部7配置于壳体3中的与检查者对向的后侧。对操作部8输入用户的各种操作指示。作为一例，在本实施方式中，设置于显示部7的显示面的触摸面板被作为操作部8来使用。但是，也可以是操纵杆、鼠标、键盘、轨迹球、按钮、遥控器等的至少任一者被作为操作部8来使用。

参照图2，对眼科装置1的内部结构进行说明。眼科装置1具备测定光学系统10、流体喷出部20及控制单元80。测定光学系统10及流体喷出部20是执行被检眼的检查的检查部的一例。如前所述，本实施方式的检查部以非接触的方式测定被检眼的眼压。关于测定光学系统的详情，参照图3而后述。

流体喷出部20向被检眼E的角膜喷出流体。流体喷出部20例如具备缸201、活塞202、螺线管致动器(以下，也称作螺线管)203、检查用突出部9。缸201和活塞202被作为压缩向被检眼喷出的空气的空气压缩机构来使用。缸201例如为圆筒状。活塞202沿着缸201的轴向滑动。活塞202压缩缸201内的空气压缩室234的空气。螺线管203具备可动体204和线圈205。对于可动体204，例如使用永磁铁等磁性体。若电流向线圈205流动，则在线圈205的内侧产生磁场。可动体204通过从磁场接受到的电磁力而向图2的A方向移动。可动体204通过未图示的螺丝、螺栓、螺母等而固定于活塞202。因此，活塞202与可动体204一起移动。通过可动体204的移动，活塞202向压缩方向(或前进方向、图1的A方向)移动。检查用突出部9将压缩后的空气向装置外部喷出。

通过活塞202的移动而在缸201内的空气压缩室234中被压缩后的流体经由连结于缸201的前端的软管(也可以是管)220、收容压缩后的空气的气密室221而从检查用突出部9朝向被检眼E的角膜喷出。

另外，本实施例的螺线管203通过改变向线圈205流动的电流的方向，能够变更可动体204的移动方向。例如，在正方向上使电流向线圈205流动时，可动体204向压缩方向(前进方向、图2的A方向)移动，在反方向上使电流流动时，可动体204向相反方向(后退方向、图2的B方向)移动。眼科装置1使活塞202向A方向移动而压缩了空气压缩室234的流体后，能够使活塞202向B方向移动而返回初始位置。

流体喷出部20具备玻璃板208和玻璃板209。玻璃板208透明，保持检查用突出部9，并且使观察光、对准光透过。玻璃板209构成气密室221的后壁，并且使观察光、对准光透过。

控制单元80具备CPU(控制器)81、ROM82及RAM83。CPU81掌管眼科装置1的各种控制。在ROM82中存储有各种程序、初始值等。RAM83暂时地存储各种信息。控制单元80连结于显示部7、操作部8及存储部84。存储部(例如非易失性存储器)84是即使电源的供给被切断也能够保持存储内容的非暂时性的存储介质。例如，可以使用硬盘驱动器、快闪ROM及能够装卸的USB存储器等作为存储部84。在本实施方式中，用于执行后述的自动检查处理(参照图7)的眼科装置控制程序等存储于存储部84。而且，在控制单元80上连接驱动部4、测定光学系统10、脸部拍摄部12等。

参照图3，对眼科装置1的光学系统进行说明。眼科装置1具备照明被检眼的红外照明光源30。红外照明光源30也可以兼用向被检眼E投射指标的指标投光部的至少一部分。由红外照明光源30照明后的被检眼的前眼部的像经由分束器31、物镜32、二向色镜33、拍摄透镜37及滤波器34而在前眼部拍摄部(例如CCD相机等)35成像。前眼部拍摄部35的拍摄光轴L1与检查轴IO(参照图1)一致。滤波器34使红外照明光源30及对准用的红外光源40的光透过，相对于后述的角膜变形检测用的红外光源50的光及可见光具有不透过的特性。在前眼部拍摄部35成像出的像显示于显示部7。需要说明的是，以在检查部(测定光学系统10等)与被检眼E之间的Z方向上的工作距离成为了合适的距离时由前眼部拍摄部35拍摄的前眼部图像的对焦状态成为最佳的状态的方式，预先调整了光学系统。

红外光源40是向被检眼E投射指标的指标投光部的一部分。指标投光部向被检眼E的角膜投射的指标可以是亮点，也可以是环(例如迈耶环等)。从红外光源40经由投影透镜41而投影出的红外光由分束器31反射，从正面向被检眼投影。由红外光源40形成于角膜的指标(例如角膜亮点)经由分束器31、物镜32、二向色镜33、拍摄透镜37及滤波器34而在前眼部拍摄部35成像，被利用于上下左右方向的对准检测及前眼部图像的对焦状态的评价。

注视光学系统48具有光轴L1，相对于被检眼E从正面方向呈现注视目标。注视光学系统48具有可见光源(注视灯)45、投影透镜46、二向色镜33，将用于使被检眼E在正面方向上注视的光向被检眼E投影。对于可见光源45，使用LED、激光等光源。从可见光源45发出的可见光通过投影透镜46，由二向色镜33反射，通过物镜32后，向被检眼E的眼底投影。由此，被检眼E成为注视了正面方向的注视目标的状态，视线方向被固定。

角膜变形检测光学系统包括投光光学系统500a和受光光学系统500b，为了检测角膜Ec的变形状态而使用。各光学系统500a、500b配置于检查部中的测定光学系统10，由驱动部4三维地移动。

投光光学系统500a具有光轴L3作为投光光轴，从斜方向朝向被检眼E的角膜Ec照射照明光。投光光学系统500a例如具有红外光源50、准直透镜51、分束器52。受光光学系统500b具有光检测器57，接受被检眼E的角膜Ec处的照明光的反射光。受光光学系统500b关于光轴L1与投光光学系统500a大致对称地配置。受光光学系统500b例如具有透镜53、分束器55、针孔板56及光检测器57，形成光轴L2作为受光光轴。

从红外光源50出射后的光由准直透镜51设为大致平行光束，由分束器52反射后，与后述的受光光学系统70b的光轴L3同轴(一致)，向被检眼E的角膜Ec投射。由角膜Ec反射后的光与后述的投光光学系统70a的光轴L2同轴(一致)，通过透镜53后，由分束器55反射，通过针孔板56而由光检测器57接受。对透镜53实施相对于红外照明光源30及红外光源40的光具有不透过的特性的镀膜。另外，角膜变形检测用的光学系统以在被检眼为规定的变形状态(扁平状态)时光检测器57的受光量成为最大的方式配置。

另外，该角膜变形检测光学系统兼任用于检测检查部(包括测定光学系统10及检查用突出部9等)相对于被检眼E的工作距离(在本实施方式中是Z方向的距离)的工作距离检测光学系统的一部分。详细而言，本实施方式的工作距离检测光学系统的投光光学系统兼用角膜变形检测光学系统的投光光学系统500a。另外，工作距离检测光学系统的受光光学系统600b具有透镜53、分束器58、聚光透镜59及位置检测元件60。

由红外光源50投射并由角膜Ec反射后的照明光形成光源50的虚像即指标像。该指标像的光通过透镜53、分束器55并由分束器58反射，通过聚光透镜59，向PSD、线传感器等一维或二维的位置检测元件60入射。若被检眼E(角膜Ec)在工作距离方向(Z方向)上移动，则红外光源50的指标像也在位置检测元件60上移动。因此，CPU81能够基于来自位置检测元件60的输出信号来检测工作距离。

角膜厚测定光学系统包括投光光学系统70a、受光光学系统70b及注视光学系统48，为了测定被检眼E的角膜厚而使用。在本实施方式中，投光光学系统70a的一部分与角膜变形检测光学系统及工作距离检测光学系统的一部分兼用。投光光学系统70a从斜方向朝向被检眼E的角膜Ec照射照明光(测定光)。投光光学系统70a具有照明光源71、聚光透镜72、光限制构件73、凹透镜74及与角膜变形检测光学系统兼用的透镜53。对于照明光源71，使用可见光源或红外光源(包括近红外)，例如使用LED、激光等光源。聚光透镜72会聚从光源71出射后的光。

光限制构件73配置于投光光学系统70a的光路，限制从照明光源71出射后的光。光限制构件73配置于相对于角膜Ec大致共轭的位置。作为光限制构件73，例如使用针孔板、缝隙板等。光限制构件73作为使从照明光源71出射后的一部分光通过且切断其他光的光圈来使用。并且，投光光学系统70a在眼E的角膜上形成规定的图案光束(例如，光斑光束、缝隙光束)。

受光光学系统70b具有受光元件77，接受眼E的角膜表面及背面处的照明光的反射光。受光光学系统70b关于光轴L1与投光光学系统70a大致对称地配置。受光光学系统70b具有受光透镜75、凹透镜76及受光元件77，形成光轴L3作为受光光轴。

需要说明的是，图3的投光光学系统70a及受光光学系统70b也可以兼用检测检查部相对于被检眼E的工作距离(在本实施方式中是Z方向的距离)的工作距离检测光学系统。若被检眼E(角膜Ec)在工作距离方向(Z方向)上移动，则角膜Ec处的照明光源71的反射光也在受光元件77上移动。因此，CPU81能够基于来自受光元件77的输出信号而得到工作距离信息。也就是说，作为工作距离检测光学系统，也可以采用兼用前述的角膜变形检测光学系统的一部分的工作距离检测光学系统和兼用角膜厚测定光学系统的一部分的工作距离检测光学系统的至少一方。

从照明光源71出射后的光由聚光透镜72会聚，从背后照明光限制构件73。并且，来自照明光源71的光由光限制构件73限制后，由透镜53在角膜Ec附近成像(聚光)。在角膜Ec附近，例如，针孔像(使用针孔板的情况)、缝隙像(使用缝隙板的情况)被成像。此时，来自照明光源71的光在角膜Ec上的与视轴的交叉部分的附近被成像。角膜Ec处的照明光的反射光在关于光轴L1而与投光光束对称的方向上进行。并且，反射光由受光透镜75在受光元件77上的受光面上成像。

参照图4及图5，对前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度与前眼部图像拍摄时的前眼部拍摄部35的对焦状态的关系进行说明。亮度梯度强度(也存在被称作边缘强度的情况)是图像内的某点处的亮度的变化状况。越是图像内的轮廓清晰的位置，则亮度梯度强度越大。

对各像素处的亮度梯度强度的取得方法的一例进行说明。例如，CPU81对前眼部图像叠加Sobel滤波器(轮廓检测用的一次微分滤波器)(从上下左右分别处理)，取得亮度梯度。若将叠加Sobel滤波器而得到的坐标(x,y)的x方向的亮度梯度设为G_x(x,y)，将y方向的亮度梯度设为G_y(x,y)，则亮度梯度强度G(x,y)由以下的(数学式1)给出。需要说明的是，也能够变更亮度梯度强度的取得方法。例如，也可以取代Sobel滤波器而使用拉普拉斯滤波器(二次微分滤波器)、Laplacian of Gaussian(LoG)滤波器或Difference of Gaussian(DoG)滤波器等。

【数学式1】

图4示出拍摄时的对焦状态良好且没有检查用突出部9的影子的映入的前眼部图像的一例。如图4所示，在拍摄时的对焦状态良好且没有影子的映入的前眼部图像中，一般来说，在图像区域整体中轮廓容易变得清晰，因此在图像区域整体中亮度梯度强度容易变大。

在此，对用于利用亮度梯度强度来评价前眼部图像的对焦状态的2个以往手法(以往手法A及以往手法B)进行说明。在以往手法A中，图像整体的亮度梯度强度的积分值(也就是说，图像区域整体的各像素的亮度梯度强度的合计值)或平均值被作为评价前眼部图像的对焦状态的评价值来使用。在以往手法B中，推断构成图像的多个像素的亮度梯度强度的分布，亮度梯度强度的分布的扩展(宽度)被作为评价前眼部图像的对焦状态的评价值来使用。以往手法A及以往手法B都是，拍摄时的对焦状态越良好则在图像区域整体中亮度梯度强度越大为前提。

但是，在以往手法A及以往手法B中，也可能存在无法合适地评价前眼部图像的对焦状态的情况。图5示出拍摄时的对焦状态良好但映入有检查用突出部9的影子的前眼部图像的一例。在图5所示的前眼部图像中，拍摄时的对焦状态良好，但在被检眼的虹膜部分重叠有检查用突出部9的影子。其结果，在图5所示的前眼部图像中，与图4所示的前眼部图像相比，虹膜部分处的轮廓不清晰。也就是说，在图5所示的前眼部图像中，虽然拍摄时的对焦状态良好，但不能说亮度梯度强度在图像整体中变大。换言之，在图5所示的前眼部图像中，在映入有物体的影子的影响下，对焦状态与亮度梯度强度的合计值之间的相关性变小。在这样的情况下，若利用以往手法A及以往手法B进行对焦状态的评价，则存在以下的可能性：尽管实际的拍摄时的对焦状态良好，却会评价为对焦状态不良好。

同样，在前眼部图像的对比度低的情况下，图像拍摄时的对焦状态与图像区域整体的亮度梯度强度的合计值的相关性也容易变弱。另外，也存在因向图像内映入的被检眼的部位变化而对焦状态与亮度梯度强度的合计值的相关性变化的情况。在这样的情况下，也存在凭借以往手法A及以往手法B无法合适地评价前眼部图像的对焦状态的可能性。

对本公开中的前眼部图像的对焦状态的评价方法进行说明。如图4及图5所示，与物体的影子的映入的有无无关，投射到被检眼的角膜的指标(在图4及图5中是亮点)的边缘部分是清晰的。同样，即使在前眼部图像的对比度低的情况及向前眼部图像映入的被检眼的部位(位置)发生了变化的情况下，若拍摄时的对焦状态良好，则前眼部图像的边缘部分也容易变得清晰。也就是说，若拍摄时的对焦状态良好，则即使假设图像整体的亮度梯度强度的合计值不变大，向前眼部图像映入的指标的边缘部分的亮度梯度强度也容易变大。另一方面，若拍摄时的对焦状态不良好，则不仅是指标的边缘部分以外的亮度梯度强度，指标的边缘部分的亮度梯度强度也难以变大。因此，根据亮度梯度强度大的部分是否存在于图像内，前眼部图像的拍摄时的对焦状态被合适地评价。

换言之，在本实施方式中，CPU81将前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度的位次成为了特定的位次(例如，比阈值高的位次等)的值的大小设为评价前眼部图像的对焦状态的评价值。将以上的处理称作特定位次评价处理。若位次是特定的高的位次的亮度梯度强度是相当于指标的边缘部分的大的值，则能够评价为对焦状态良好。由此，前眼部图像的对焦状态被合适地评价。

需要说明的是，也可考虑检测向前眼部图像映入的指标的位置且基于指标的周边的亮度梯度强度来评价对焦状态的方法。但是，在影子的映入等各种影响下，若指标的位置的检测精度下降，则合适地评价对焦状态也会变得困难。相对于此，根据本公开的技术，即使不检测指标的位置，对焦状态也被合适地评价。

在本实施方式的特定位次评价处理中，前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度中的位次成为了N位(N是正的自然数)的值被设为对焦状态的评价值。在该情况下，CPU81仅将前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度排序，并推断位次成为了N位的1个值，就能够容易且合适地评价前眼部图像的对焦状态。

另外，在特定位次评价处理中，也能够将亮度梯度强度中的位次成为了N位～M位(N<M，N及M是正的自然数)的多个值的平均值或合计值设为对焦状态的评价值。在该情况下，与1个亮度梯度强度的值被设为评价值的情况相比，噪声的影响容易被抑制。需要说明的是，N位～M位的位次可以连续也可以不连续。

在本实施方式的特定位次评价处理中使用的N的值是2以上的自然数。也就是说，在作为对焦状态的评价值而参照的亮度梯度强度的值中，不包括图像内的最大值。即使在拍摄时的对焦状态不良好的情况下，也存在因噪声的影响而亮度梯度强度大的像素包含于前眼部图像的情况。在该情况下，存在对焦状态的评价精度在噪声的影响下下降的可能性。相对于此，通过图像内的亮度梯度强度的最大值被从对焦状态的评价值排除，噪声的影响被抑制，对焦状态被合适地评价。

需要说明的是，向被检眼E投影的指标的轮廓部分的长度越长，则在对焦状态良好时亮度梯度强度变大的像素的数量越多。因此，在本实施方式的眼科装置1中，根据向被检眼E投影的指标的大小、面积及轮廓部分的长度的至少任一者来设定N的值。其结果，进行与投影的指标对应的合适的处理。

参照图6，对通过本实施方式中的手法P、以往手法A及以往手法B的各自评价了前眼部图像的对焦状态时的验证结果进行说明。在该验证中，对于由同一眼科装置1的前眼部拍摄部35拍摄到的多个(26张)前眼部图像的各自，通过本实施方式的手法P、以往手法A及以往手法B的各自算出了对焦状态的评价值。多个前眼部图像是每当将眼科装置1相对于同一被检眼E的距离接近规定距离时拍摄到的图像。图6所示的坐标图的横轴表示对各前眼部图像分配的编号(1～26)。1号的前眼部图像在眼科装置1相对于被检眼E的距离最远的状态下拍摄，26号的前眼部图像在眼科装置1相对于被检眼E的距离最近的状态下拍摄。换言之，图6所示的坐标图的横轴相当于眼科装置1相对于被检眼E的工作距离的近的程度。纵轴表示通过各手法算出的对焦状态的评价值。详细而言，坐标图的纵轴的右侧的刻度是通过本实施方式中的手法P算出的评价值的刻度，坐标图的纵轴的左侧的刻度是通过以往手法A及以往手法B算出的评价值的刻度。需要说明的是，在该验证中采用的手法P中，将前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度中的位次成为了30位(N是正的自然数)的值设为了对焦状态的评价值。

图6中的前眼部图像90A是通过手法P算出的评价值成为了最大值(约750)时的图像(图像的编号是23)。在前眼部图像90A中，向图像映入的指标(亮点)的轮廓(边缘部分)清楚，可知拍摄时的对焦状态良好。另一方面，前眼部图像90B是通过手法P算出的评价值成为了最小值(约150)时的图像(图像的编号是1)。在前眼部图像90B中，向图像映入的指标的轮廓模糊，可知拍摄时的对焦状态不良好。另外，若参照图6，则通过手法P算出的评价值根据拍摄时的对焦状态而大幅增减。也就是说，通过手法P算出的评价值随着工作距离向焦点接近而上升，在工作距离与焦点一致时成为最大值，之后，随着工作距离从焦点离开而下降。如以上这样，通过本验证确认了：通过手法P算出的评价值与实际的拍摄时的对焦状态之间的相关性大。

另一方面，通过以往手法A及以往手法B算出的评价值的由拍摄时的对焦状态引起的增减的幅度小。也就是说，可知：在手法P中，与以往手法A及以往手法B相比，拍摄时的对焦状态与评价值的相关性强，因此容易定量地评价对焦状态。

参照图7等，对本实施方式的眼科装置1执行的自动检查处理的一例进行说明。在自动检查处理中，检查部(测定光学系统10等)相对于被检眼E的相对位置被自动调整后，执行被检眼E的检查(在本实施方式中眼压的测定)。眼科装置1的CPU81若被用户输入了自动检查的执行指示，则按照存储于存储部84的眼科装置控制程序来执行图7所例示的自动检查处理。

需要说明的是，在本实施方式的自动检查处理中，作为调整检查部相对于被检眼E的相对位置的处理，执行事先位置调整处理(S1)、第一调整处理(S2～S6)及第二调整处理(S11、S12)。在事先位置调整处理中，调整检查部相对于被检眼E的XY方向上的粗略的相对位置。在第一调整处理中，基于前眼部图像的对焦状态的评价结果而调整检查部相对于被检眼E的粗略的三维方向的位置。在第二调整处理中，根据工作距离检测光学系统的输出信号而进行检查部相对于被检眼E的严格的位置调整。

首先，CPU81基于由脸部拍摄部12拍摄到的被检者的脸部的图像来控制驱动部4的驱动，从而执行检查部相对于检查对象眼(被检者的左眼及右眼的任一者)的XY方向上的粗略的事先位置调整(S1)。详细而言，CPU81通过对由脸部拍摄部12拍摄到的图像应用公知的图像处理或利用机器学习算法的手法来检测检查对象眼的位置(至少XY方向上的位置)。CPU81根据检查对象眼的位置的检测结果而控制驱动部4的驱动，使检查部在XY方向上移动，从而执行事先位置调整处理。

接着，CPU81取得由前眼部拍摄部35拍摄到的前眼部图像(S2)。前眼部图像由前眼部拍摄部35连续地拍摄。在S2中，取得最新的前眼部图像。

如图8所示，CPU81对在S2中取得的前眼部图像90的图像区域内的一部分设定关注区域91(S3)。CPU81取得前眼部图像90中的设定的关注区域91内的各像素处的亮度梯度强度(S4)。取得各像素的亮度梯度强度的方法如前所述。通过不容易包括容易妨碍对焦状态的评价的部位(例如，眼皮及睫毛等)的区域被设定为关注区域91，前眼部图像90的对焦状态被更合适地评价。

在S3中，CPU81将映入于前眼部图像90的组织的特定部位(作为一例，在本实施方式中是瞳孔)通过公知的图像处理而检测，根据检测到的位置(作为一例，以使检测到的瞳孔的中心与关注区域91的XY方向的中心一致的方式)设定关注区域91。不过，也能够变更关注区域91的设定方法。在本实施方式的眼科装置1中，根据壳体3相对于被检眼E的相对位置，向前眼部图像映入的组织的位置变化。因此，CPU81也可以根据壳体3相对于被检眼E的相对的XY方向的位置来设定关注区域91的位置。

接着，CPU81执行特定位次评价处理(S5)。在特定位次评价处理中，前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度中的位次成为了特定的位次的值(也存在合计值或平均值的情况)被设为前眼部图像的对焦状态的评价值。关于特定位次评价处理的详情，如前所述。

接着，执行第一自动调整处理(S6)。在第一自动调整处理中，CPU81根据在S5中取得的对焦状态的评价值来控制驱动部4的驱动，从而自动调整检查部相对于被检眼E的相对位置。在第一自动调整处理中，与前眼部图像的对比度、向前眼部图像映入的影子、向前眼部图像内映入的被检眼的部位的变化等无关，检查部相对于被检眼的Z方向上的相对位置被合适地调整。在本实施方式的第一自动调整处理中，以使对焦状态的评价值最高的方式，使壳体3在Z方向上移动，从而自动调整Z方向上的检查部的相对位置。另外，在本实施方式中，以使检查部的检查轴IO(参照图1)的XY方向上的位置接近被检眼E的角膜顶点的方式，基于向前眼部图像映入的指标的位置来进行XY方向的位置调整。

需要说明的是，在第一调整处理(S6)中，CPU81在预先限制了检查部向被检眼E侧的可动范围的状态下控制驱动部4的驱动。其结果，检查部与被检眼E接触的可能性下降。

接着，CPU81判断基于第一自动调整处理(S6)的相对位置的自动调整是否能够进行(S7)。例如，CPU81可以在即使将S2～S6的处理反复进行规定时间以上或规定次数以上，第一自动调整处理也不合适地完成的情况等下，判断为第一自动调整处理不能进行。在第一自动调整处理不能进行的情况下(S7：是)，进行错误处理(S8)，处理结束。若第一自动调整处理能够进行(S7：否)且第一自动调整处理还未完成(S10：否)，则处理返回S2，反复进行S2～S10的处理。

当第一自动调整处理完成后(S10：是)，CPU81取得由工作距离检测光学系统输出的信号(在本实施方式中是由位置检测元件60及受光元件77的至少任一者输出的信号)(S11)。CPU81执行第二调整处理(S12)。在第二调整处理中，CPU81基于在S11中取得的输出信号来控制驱动部4的驱动，从而自动调整检查部相对于被检眼E的相对位置。根据第二调整处理，虽然相对位置的检测范围与第一调整处理相比变窄，但检查部相对于被检眼E的工作距离以高的精度被自动调整。因此，通过在第一调整处理完成的状态下执行第二调整处理，相对位置的自动调整被更合适地进行。

接着，CPU81执行检查对象眼的检查处理(在本实施方式中是眼压的测定处理)(S13)。在也执行相反侧的眼睛的检查的情况下(S15：是)，处理返回S1，执行相反侧的眼睛的全自动检查。在不执行相反侧的眼睛的检查的情况下(S15：否)，处理结束。

在上述实施方式中公开的技术只不过是一例。因此，也能够变更在上述实施方式中例示的技术。例如，在上述实施方式中，基于特定位次评价处理(参照图7的S5)的前眼部图像的对焦状态的评价结果为了调整检查部相对于被检眼E的相对位置而利用。但是，对焦状态的评价结果也可以以其他目的被利用。例如，也可以在仅对对焦状态良好的前眼部图像进行组织的构造或病变等的解析处理的情况等下，利用基于特定位次评价处理的评价结果。

如前所述，与前眼部图像的对比度等无关，若拍摄时的对焦状态良好，则指标的边缘部分的亮度梯度强度容易变大。另外，在前眼部图像内，指标的边缘部分的亮度梯度强度与其他部分的亮度梯度强度之差容易变大。因此，CPU81也可以将位次为第N位的亮度梯度强度的值与位次为第N+1位的亮度梯度强度的值之差成为阈值以上的情况下的亮度梯度强度设为对焦状态的评价值。另外，对焦状态越良好，则图像内的指标(例如亮点)的大小越小。因此，对焦状态越良好，则位次为第N位的亮度梯度强度的值与位次为第N+1位的亮度梯度强度的值之差成为阈值以上的情况下的N的值越容易变小。由此，CPU81也可以将位次为第N位的亮度梯度强度的值与位次为第N+1位的亮度梯度强度的值之差成为阈值以上的情况下的N的值设为对焦状态的评价值。

需要说明的是，图7的S4中的亮度梯度强度取得处理是“亮度梯度强度取得步骤”的一例。图7的S5中的特定位次评价处理是“特定位次评价步骤”的一例。图7的S6中的第一调整处理是“第一调整步骤”的一例。图7的S12中的第二调整处理是“第二调整步骤”的一例。在图7的S2中取得前眼部图像的处理是“图像取得步骤”的一例。

Claims (9)

1.一种眼科装置，用于检查被检眼，其特征在于，具备：

指标投光部，向所述被检眼投射指标；

前眼部拍摄部，拍摄所述被检眼的前眼部图像；及

控制部，

所述控制部执行：

亮度梯度强度取得步骤，取得由所述前眼部拍摄部拍摄到的所述前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度；及

特定位次评价步骤，基于取得的所述亮度梯度强度的位次成为了特定的位次的值来评价所述前眼部图像的对焦状态。

2.根据权利要求1所述的眼科装置，其特征在于，

所述控制部在所述特定位次评价步骤中，基于所述亮度梯度强度的位次成为了N位的值来评价所述前眼部图像的对焦状态，N是正的自然数。

3.根据权利要求1所述的眼科装置，其特征在于，

所述控制部在所述特定位次评价步骤中，基于所述亮度梯度强度的位次成为了N位～M位的多个值的平均值或合计值来评价所述前眼部图像的对焦状态，N<M，N及M是正的自然数。

4.根据权利要求2所述的眼科装置，其特征在于，

N是2以上的自然数。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的眼科装置，其特征在于，

所述控制部在所述亮度梯度强度取得步骤中，对所述前眼部图像的图像区域内的一部分设定关注区域，取得所述关注区域内的各像素处的亮度梯度强度。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的眼科装置，其特征在于，

还具备喷嘴，该喷嘴从壳体的被检者对向面向所述被检眼侧突出，向所述被检眼的角膜吹送的流体通过该喷嘴。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的眼科装置，其特征在于，还具备：

检查部，执行所述被检眼的检查；及

驱动部，使所述前眼部拍摄部及所述检查部相对于所述被检眼的相对位置移动，

所述控制部还执行以下的第一调整步骤：根据所述特定位次评价步骤中的对焦状态的评价结果来控制所述驱动部的驱动，从而自动调整所述检查部相对于所述被检眼的相对位置。

8.根据权利要求7所述的眼科装置，其特征在于，

还具备工作距离检测光学系统，该工作距离检测光学系统具有向所述被检眼的角膜投射检测光的投光光学系统和接受由所述角膜反射出的检测光的反射光的受光光学系统，输出用于检测所述检查部相对于所述被检眼的工作距离的信号，

所述控制部还执行以下的第二调整步骤：在所述第一调整步骤中自动调整了所述检查部相对于所述被检眼的相对位置的状态下，基于由所述工作距离检测光学系统输出的信号来控制所述驱动部的驱动，从而自动调整所述检查部相对于所述被检眼的相对位置。

9.一种存储介质，存储有由处理被检眼的眼科信息的眼科装置执行的眼科装置控制程序，其特征在于，

通过所述眼科装置控制程序由所述眼科装置的控制部执行，从而由所述眼科装置执行：

图像取得步骤，取得被指标投光部投射了指标的前眼部的由前眼部拍摄部得到的拍摄图像即前眼部图像；

亮度梯度强度取得步骤，取得所述前眼部图像的各像素处的亮度梯度强度；及

特定位次评价步骤，基于取得的所述亮度梯度强度的位次成为了特定的位次的值来评价所述前眼部图像的对焦状态。

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