CN116507266A - 眼科观察装置 - Google Patents

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Abstract

例示性实施方式的眼科观察装置(1)包括照明系统(30)、摄像系统(40)以及调焦处理部(200、210)。照明系统包括发出照明光的光源(32a)和设置有多个标识(36a、36b)的标识部件(35)，借助标识部件将照明光投射到被检眼(E)。摄像系统包括摄像元件(62)，并拍摄被检眼。调焦处理部从由摄像系统得到的图像检测多个标识像，根据所检测出的多个标识像来进行摄像系统的调焦控制。

Description

眼科观察装置
技术领域
(关联申请的相互参照)
本申请主张2020年10月27日申请的标题为“APPARATUS AND METHOD FOROPHTHALMIC OBSERVATION(用于眼科观察的装置以及方法)”的美国临时专利申请第63/106,087号的优先权，通过参照将其整体引用于本说明书。
本公开涉及一种眼科观察装置。
背景技术
眼科观察装置是用于观察患者的眼睛(称为被检眼)的装置。眼科观察在检查、手术、治疗等各种场合中用于掌握被检眼的状态而进行。
以往的眼科观察装置是将由物镜、变倍光学系统得到的放大像经由目镜透镜提供给用户，但是，近年来，存在具有以下结构的眼科观察装置：使用摄像元件拍摄由物镜、变倍光学系统得到的放大像，显示得到的摄像像(称为数字眼科观察装置)。数字眼科观察装置的种类包括手术用显微镜、裂隙灯显微镜、眼底相机等。另外，在折射计、角膜散光计、眼压计、角膜内皮显微镜、波前像差仪、微视野计等各种眼科检查装置中也设置有作为数字眼科观察装置的功能。在对比文件1中公开了一种作为数字眼科观察装置而发挥功能的手术用显微镜。
通常，眼科观察装置将被检眼的像提供给用户(例如医师等医护人员)。典型地，数字眼科观察装置构成为执行将红外光和/或可见光作为照明光的动态图像摄像以及由此得到的图像的实时动态图像显示。将这样提供的实时动态图像(映像)称为观察图像或实况图像。
眼科观察装置用于观察被检眼的各种部位。例如前眼部观察能够通过标准的光学系统结构进行，另一方面，后眼部观察需要一边通过瞳孔使照明光到达后眼部一边通过瞳孔来取出其返回光并引导至光学系统，因此需要与前眼部观察不同的光学要素。在对比文件2和对比文件3中公开了一种具有以下结构的手术用显微镜：通过不使用或使用前置透镜，来切换前眼部观察与后眼部观察。
专利文献1：日本特开2019-162336号公报
专利文献2：日本特开2019-013803号公报
专利文献3：日本特开2019-092844号公报
发明内容
一般的数字眼科观察装置构成为在变更光学系统结构使得从前眼部观察转移到后眼部观察时被检眼的屈光度为正视的情况下眼底与摄像元件具有光学上共轭的关系。但是，大多数眼睛为屈光不正(近视、远视等)，并且屈光度具有个体差异，因此在适用后眼部观察用光学系统结构时眼底与摄像元件并不具有共轭关系，数字眼科观察装置无法在眼底调焦。因此，在以往的数字眼科观察装置中，在转移到后眼部观察用光学系统结构之后必须再次进行调焦调整，但是现状是通过单独使用凹透镜和/或凸透镜来省略该再次调焦调整。即使在该情况下，也需要最后进行调焦的微调作业。此外，在该技术领域中，众所周知，需要相同的调焦调整、微调整的状况并不限定于从前眼部观察转移到后眼部观察的时刻。
本公开的目的之一是提供一种数字眼科观察装置中的调焦调整的新方法。
几个例示性方式的眼科观察装置包括：照明系统，包括发出照明光的光源和设置有多个标识的标识部件，并借助所述标识部件将所述照明光投射到被检眼；摄像系统，包括摄像元件，并拍摄所述被检眼；以及调焦处理部，从由所述摄像系统得到的图像检测多个标识像，根据所述多个标识像来进行所述摄像系统的调焦控制。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述多个标识包括配置于从观察面相隔相互不同的光学距离的位置的两个标识。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述两个标识中的一个被配置于相对于与所述观察面光学上共轭的位置靠所述光源的一侧，并且，另一个被配置于相对于与所述观察面光学上共轭的所述位置靠所述被检眼的一侧。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述多个标识中的至少一个配置于从所述照明系统的光轴隔开的位置。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述多个标识包括离所述光轴的距离相同的至少两个标识。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述至少两个标识包括在所述光轴正交的方向上关于所述光轴对称地配置的两个标识。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述多个标识中的至少两个标识设置于单一部件。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述单一部件是使所述照明光透射的平行平面板。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述多个标识包括设置于所述平行平面板的第一面的第一标识以及设置于所述平行平面板的与所述第一面平行的第二面的第二标识。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，相对于观察面光学上共轭的位置配置于所述第一面与所述第二面之间。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，相对于所述观察面光学上共轭的所述位置配置于离所述第一面的距离和离所述第二面的距离相同的位置。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述调焦处理部根据所述多个标识像的尺寸来进行所述调焦控制。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述调焦处理部对所述多个标识像的尺寸进行比较，根据所述比较的结果来进行所述调焦控制。
几个例示性方式的眼科观察装置还可以包括：物镜；以及第一移动机构，使所述照明系统和所述摄像系统在沿着所述物镜的光轴的方向上移动。并且，也可以是，所述调焦处理部根据所述比较的结果来求出包括移动方向和移动距离中的至少一个的移动控制信息，根据所述移动控制信息来进行所述第一移动机构的控制。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述多个标识包括具有相同尺寸的一对标识，所述一对标识分别配置于从相对于观察面光学上共轭的位置在沿着所述照明系统的光轴的方向上向相互相反的方向隔开相同的光学距离的两个位置。并且，也可以是，所述调焦处理部以使得对应于所述一对标识的两个标识像的尺寸相同的方式进行所述调焦控制。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述调焦处理部根据所述多个标识像的模糊来进行所述调焦控制。
几个例示性方式的眼科观察装置还可以包括：物镜；第二移动机构，使所述照明系统和所述摄像系统沿着与所述物镜的光轴正交的方向移动；异常像检测部，进行用于从由所述摄像系统得到的所述图像检测异常像的图像分析；以及移动处理部，在由所述异常像检测部检测出所述异常像的情况下，根据所述异常像来进行所述第二移动机构的控制。
几个例示性方式的眼科观察装置还可以包括：裁剪处理部，从由所述摄像系统得到的所述图像裁剪预定尺寸的区域；以及异常像检测部，进行用于从自所述图像裁剪的局部图像检测异常像的图像分析。并且，也可以是，在由所述异常像检测部检测出所述异常像的情况下，所述裁剪处理部使所述预定尺寸的区域移动至所述图像的不包括检测出的所述异常像的区域。
几个例示性方式的眼科观察装置还可以包括模式切换部，用于切换用于观察所述被检眼的第一部位的第一观察模式以及用于观察所述被检眼的与所述第一部位不同的第二部位的第二观察模式。并且，也可以是，所述调焦处理部对应于由所述模式切换部切换了观察模式这一情况，执行所述多个标识像的检测和所述调焦控制。
在几个例示性方式的眼科观察装置中，也可以是，所述第一观察模式是用于观察所述被检眼的前眼部的前眼部观察模式，并且所述第二观察模式是用于观察所述被检眼的后眼部的后眼部观察模式。并且，也可以是，所述模式切换部包括为了从所述前眼部观察模式切换为所述后眼部观察模式而插入到光路的透镜。
根据例示性方式，能够提供一种数字眼科观察装置中的调焦调整的新方法。
附图说明
图1是表示例示性实施方式的眼科观察装置(手术用显微镜系统)的结构的一例的示意图。
图2是表示例示性实施方式的眼科观察装置的结构的一例的示意图。
图3是表示例示性实施方式的眼科观察装置的结构的一例的示意图。
图4是表示例示性实施方式的眼科观察装置的结构的一例的示意图。
图5是用于说明例示性实施方式的眼科观察装置的动作的一例的示意图。
图6A是用于说明例示性实施方式的眼科观察装置的动作的一例的示意图。
图6B是用于说明例示性实施方式的眼科观察装置的动作的一例的示意图。
图6C是用于说明例示性实施方式的眼科观察装置的动作的一例的示意图。
图7是表示例示性实施方式的眼科观察装置的结构的一例的示意图。
图8是用于说明例示性实施方式的眼科观察装置的动作的一例的示意图。
图9是表示例示性实施方式的眼科观察装置的结构的一例的示意图。
图10A是用于说明例示性实施方式的眼科观察装置的动作的一例的示意图。
图10B是用于说明例示性实施方式的眼科观察装置的动作的一例的示意图。
具体实施方式
参考附图，详细说明实施方式的眼科观察装置的几个例示性方式。此外，能够将在本说明书中引用的文献所记载的事项、任意公知技术与例示性方式进行组合。
例示性方式的眼科观察装置在手术、检查、治疗等医疗行为中用于掌握被检眼的状态。以下说明的例示性方式的眼科观察装置是手术用显微镜系统，但是眼科观察装置并不限定于手术用显微镜系统。例如眼科观察装置可以是裂隙灯显微镜、眼底相机、折射计、角膜散光计、眼压计、角膜内皮显微镜、波前像差仪以及微视野计中的任一个，并且还可以是包括它们中的任一个以上的系统。更常见的是，眼科观察装置可以是具有观察功能的任意眼科装置。
使用眼科观察装置的观察的对象部位可以是被检眼的任意部位，也可以是前眼部的任意部位和/或后眼部的任意部位。前眼部的观察对象部位例如包括角膜、虹膜、前房、前房角、晶状体、睫状体、秦氏小带等。后眼部的观察对象部位例如包括视网膜、脉络膜、巩膜、玻璃体等。观察对象部位并不限定于眼球组织，也可以是眼睑、睑板腺、眼窝等在眼科(和/或其它科)中作为观察对象的任意部位。
本说明书所公开的要素的功能的至少一部分使用电路结构(circuitry)或处理电路结构(processing circuitry)来安装。电路结构或处理电路结构包括以执行所公开的功能的至少一部分的方式构成和/或编程的共通处理器、专用处理器、集成电路、CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、可编辑逻辑装置(例如，SPLD(Simple Programmable Logic Device：简单可程序逻辑装置)、CPLD(ComplexProgrammable Logic Device：复杂可编程逻辑装置)、FPGA(Field Programmable GateArray：现场可编程门阵列))、以往的电路结构以及它们的任意组合中的任一个。处理器被视为包括晶体管和/或其它电路结构的处理电路结构或电路结构。在本公开中，电路结构、单元、部件或类似于它们的术语是执行所公开的功能的至少一部分的硬件或以执行所公开的功能的至少一部分的方式编程的硬件。硬件可以是本说明书所公开的硬件或也可以是以执行所记载的功能的至少一部分的方式编程和/或构成的已知的硬件。在硬件为被视为某一种类的电路结构的处理器的情况下，电路结构、单元、部件或类似于它们的术语是硬件与软件的组合，该软件用于构成硬件和/或处理器。
<眼科观察装置>
图1示出例示性方式的眼科观察装置的结构。
实施方式的眼科观察装置1(手术用显微镜系统)包括操作装置2、显示装置3以及手术用显微镜10。在几个方式中，手术用显微镜10可以包括操作装置2和显示装置3中的至少一个。另外，在几个方式中，显示装置3也可以不包括在眼科观察装置1中。也就是说，显示装置3可以是眼科观察装置1的外围设备。
<操作装置2>
操作装置2包括操作设备和/或输入设备。例如操作装置2也可以包括按钮、开关、鼠标、键盘、轨迹球、操作面板、转度盘等。典型地，操作装置2与一般的眼科手术用显微镜同样地包括脚踏开关。另外，也可以构成为使用语音识别、视线输入等进行操作。
<显示装置3>
显示装置3显示由手术用显微镜10获取的被检眼的图像。显示装置3包括平板显示器等显示设备。另外，显示装置3也可以包括触摸面板等各种显示设备。典型的显示装置3包括大屏幕的显示设备。显示装置3包括一个以上的显示设备。在显示装置3包括两个以上的显示设备的情况下，例如一个是较大屏幕的显示设备，另一个是较小屏幕的显示设备。另外，也可以采用在一个显示设备上设置多个显示区域而显示多个信息的结构。
操作装置2和显示装置3不需要分别单独的设备。例如也可以将触摸面板那样操作功能与显示功能被一体化的设备用作显示装置3。在该情况下，操作装置2包括该触摸面板和计算机程序。对操作装置2的操作内容作为电信号而被输入到处理器(未图示)。另外，也可以使用显示装置3所显示的图形用户界面(GUI)和操作装置2，进行操作、信息输入。在几个方式中，操作装置2和显示装置3的功能也可以通过触摸屏来实现。
<手术用显微镜10>
手术用显微镜10用于观察仰卧位的患者的眼(被检眼)。手术用显微镜10拍摄被检眼而生成数字图像数据(映像数据)。特别是，手术用显微镜10生成被检眼的动态图像(映像)。由手术用显微镜10生成的动态图像通过有线和/或无线的信号线路发送到显示装置3而显示。用户(手术操作者)能够通过所显示的映像一边观察被检眼一边进行手术。几个方式的手术用显微镜10除了这样的映像的观察以外，还能够经由以往的目镜透镜进行观察。
在几个方式中，手术用显微镜10包括在与操作装置2之间用于发送接收电信号的通信设备。操作装置2接收用户的操作，生成与此对应的电信号(操作信号)。操作信号通过有线和/或无线的信号线路发送到手术用显微镜10。手术用显微镜10执行与接收到的操作信号对应的处理。
使用本方式的手术用显微镜10的观察模式包括前眼部观察模式和后眼部观察模式。前眼部观察模式用于观察前眼部的各种部位(角膜Ec等)的放大像。后眼部观察模式用于观察后眼部的各种部位(眼底Ef等)的放大像。后眼部观察模式用后述的前置透镜21。在前置透镜21配置于光路时，能够将物镜20和前置透镜21一并认为是物镜。
说明手术用显微镜10的光学系统的结构的例子。以下，为了便于说明，将物镜的光轴方向设为Z方向(例如手术时铅直方向、上下方向)，将与z方向正交的预定方向设为X方向(例如手术时水平方向、对于手术操作者和患者来说左右方向)，将与Z方向和X方向两者正交的方向设为Y方向(例如手术时水平方向、对于手术操作者来说前后方向、对于患者来说体轴方向)。
手术用显微镜10的观察光学系统具有一对光学系统。一个光学系统获取呈现给用户的左眼的映像数据，另一个光学系统获取呈现给右眼的映像数据。由此，用户能够通过双眼进行观察(双眼观察)，特别是能够进行立体观察。
图2和图3示出手术用显微镜10的光学系统的结构例。图2是从被检眼E一侧观察的光学系统的示意图，图3是从侧方观察光学系统的示意图。为了使图示简化，在图2中省略了配置于物镜20上方的照明光学系统30的图示。
手术用显微镜10包括物镜20、反射镜RM、分色镜DM、照明光学系统30以及观察光学系统40。并且，手术用显微镜10包括使用于后眼部观察模式的前置透镜21。观察光学系统40包括变焦扩展器50和摄像相机60。在几个方式中，照明光学系统30(第一照明光学系统31L和31R)和/或观察光学系统40包括反射镜RM。另外，在几个方式中，照明光学系统30(第一照明光学系统31L和31R)和/或观察光学系统40包括分色镜DM。
物镜20配置于与被检眼E相向。物镜20的光轴OA配置成与Z方向平行。物镜20也可以包括两个以上的透镜。
分色镜DM使照明光学系统30(第一照明光学系统31L和31R)的光路与观察光学系统40的光路进行耦合。分色镜DM配置于变焦扩展器50与反射镜RM之间。分色镜DM使来自照明光学系统30(第一照明光学系统31L和31R)的照明光反射并经由反射镜RM和物镜20(以及前置透镜21)引导至被检眼E，并且使由(前置透镜21以及)物镜20和反射镜RM引导的来自被检眼E的返回光透射并经由变焦扩展器50引导至摄像相机60。
分色镜DM使照明光学系统30(第一照明光学系统31L和31R)的光路与观察光学系统40的光路进行同轴耦合。也就是说，照明光学系统30的光轴与观察光学系统40的光轴在分色镜DM中交叉。在本方式中，照明光学系统30包括左眼用照明光学系统(31L)和右眼用照明光学系统(31R)，并且观察光学系统40包括左眼用观察光学系统40L和右眼用观察光学系统40R。分色镜DM使左眼用照明光学系统(第一照明光学系统31L)的光路与左眼用观察光学系统40L的光路进行同轴耦合，并且使右眼用照明光学系统(第一照明光学系统31R)的光路与右眼用观察光学系统40R的光路进行同轴耦合。即，左眼用照明光学系统(第一照明光学系统31L)的光轴OL与左眼用观察光学系统40L的光轴OB在分色镜DM中交叉，并且右眼用照明光学系统(第一照明光学系统31R)的光轴OR与右眼用观察光学系统40R的光轴OB在分色镜DM中交叉。
反射镜RM配置于物镜20上方。向Z方向延伸的物镜20的光轴OA的上端位于反射镜RM。另外，反射镜RM将向Y方向延伸的观察光学系统40L和40R的各光轴OB偏转，使得成为与物镜20的光轴OA平行的朝向(Z方向)。在反射镜RM中，物镜20的光轴OA位于观察光学系统40L的光轴OB与观察光轴40R的光轴OB的中间。第一照明光学系统31L和31R设置于分色镜DM上方。第二照明光学系统32设置于物镜20上方。第二照明光学系统32配置于相对于反射镜RM向分色镜DM侧偏位的位置。也就是说，第二照明光学系统32的光轴OS位于比物镜20的光轴OA靠近分色镜DM一侧。
照明光学系统30是用于经由物镜20(和前置透镜21)来照明被检眼E的光学系统。照明光学系统30可以构成为通过色温不同的两个以上的照明光中的任一个来照明被检眼E。照明光学系统30在后述的控制部(200)的控制下将指定色温的照明光投射到被检眼E。
如上所述，照明光学系统30包括第一照明光学系统31L和31R以及第二照明光学系统32。
使用第一照明光学系统31L和31R的照明法是所谓“同轴照明”，由此，能够得到利用眼底的扩散反射的透照像。在本方式中，用户能够以双眼观察被检眼E的透照像。也就是说，在本方式中，能够使用左眼用观察光学系统40L和右眼用观察光学系统40R两者来拍摄被检眼E的透照像，并显示得到的一对透照像。
第二照明光学系统32的光轴OS配置于从物镜20的光轴OA向Y方向偏位的位置。第一照明光学系统31L和31R以及第二照明光学系统32配置成光轴OS相对于物镜20的光轴OA的偏位大于光轴OL和OR相对于物镜20的光轴OA的偏位。由此，能够实现所谓“带角度的照明(斜向照明、倾斜照明)”，一边能够防止由角膜反射等引起的重影的混入一边能够以双眼观察被检眼E。并且，还能够详细地观察被检眼E的部位、组织的凹凸。
第一照明光学系统31L包括光源31a和聚光透镜31b。光源31a例如输出相当于3000K(开尔文)的色温的可视区域的波长的照明光。从光源31a输出的照明光通过聚光透镜31b，使分色镜DM反射，使反射镜RM反射，通过物镜20(和前置透镜21)并入射到被检眼E。第一照明光学系统31R也相同。
第二照明光学系统32包括光源32a、透镜32b以及标识部件35。标识部件35配置于光源32a与透镜32b之间。光源32a也可以包括未图示的聚光透镜。光源32a例如输出相当于4000K～6000K的色温的可视区域的波长的照明光。虽在后文中详细说明，标识部件35设置有多个标识。透镜32b起到用于将设置于标识部件35的多个标识投影到被检眼E的作用。
标识部件35提供用于观察光学系统40对被检眼E的调焦调整(调焦控制)的多个标识。标识部件35即可以具有任意结构，也可以包括任意设备、任意元件。例如标识部件35即可以是设置有作为标识的掩模(例如十字标识、针孔标识)的一个以上的光学元件(例如具有透光性的板状部件、典型地平行平面板)，也可以是能够将开口部用作标识的一个以上的光圈部件，也可以是多个光源(例如LED等发光元件)，也可以是透射型显示器(例如透射型LCD、透射型OLED)。
从光源32a输出的照明光通过标识部件35和透镜32b，并不经由反射镜RM而被物镜20(和前置透镜21)折射并入射到被检眼E。
设置于标识部件35的多个标识配置、方式可以是任意。另外，也能够变更多个标识配置和/或方式。多个标识方式(形状、尺寸、颜色等)可以相同或不同。以下说明多个标识配置的几个例。此外，至少能够局部地组合这些例子中的至少两个例子。
说明多个标识配置的第一例。在本例中，关注从观察面起的光学距离。本例的多个标识至少包括从观察面起的光学距离相互不同的两个标识。观察面是用户最期望调焦的位置(在被检眼E的观察中用户所关注的位置(部位、深度))，是相对于观察光学系统40的摄像元件62具有光学上共轭的关系的位置(观察位置)。
在被检眼E为正视的情况下，当在前眼部观察模式下达成该光学的共轭关系时，即使将前置透镜21插入到光路之后转移到眼部观察模式，也调焦于后眼部的期望观察面(典型地眼底Ef(视网膜))，因此几乎不需要随着观察部位的转移的调焦调整。
对于此，在被检眼E为屈光不正的情况下，即使在前眼部观察模式下达成优选光学的共轭关系，当转移到后眼部观察模式时，焦点也从后眼部的期望观察面偏离。因此，通过将本具体例的两个标识进行投影并进行拍摄，在摄像图像中描绘出调焦状态相互不同的两个标识像，根据与这些标识像有关的参数(尺寸、模糊等)来掌握观察光学系统40的当前的调焦状态，从而能够进行调焦调整(在后文中详细说明)。
说明第一例的一个具体例。在本具体例中，在两个标识之间配置与观察面共轭的面。换言之，相对于与观察面光学上共轭的面(与第二照明光学系统32的光路交叉的面)在光源32a一侧配置有一个标识，并且相对于该面在透镜32b一侧(被检眼E一侧)配置有另一个标识。通过参照基于这样的两个标识的两个标识像，能够进行调焦状态的掌握、调焦调整。
说明多个标识配置的第二例。本例的多个标识中的至少一个并未配置于第二照明光学系统32的光轴OS上。即，本例的多个标识的至少一个配置于从第二照明光学系统32的光轴OS隔开的位置。在将两个(以上)标识均配置于光轴OS上的情况下，这些像在摄像图像中重叠而无法辨别，失去了作为标识的意义。本例的目的在于避免这样的问题，在与光轴OS正交的方向(XY方向)上的相互不同的位置上配置有两个(以上)的标识。
说明第二例的一个具体例。在本具体例中，多个标识包括从第二照明光学系统32的光轴OS起的距离相同的至少两个标识。换言之，当将该至少两个标识各自的三维坐标(XYZ坐标)投影到与光轴OS正交的XY平面时，与至少两个标识对应的至少两个投影位置(XY坐标)配置于以光轴OS的XY坐标为中心的同一圆上。
例如从光轴OS起的距离相同的至少两个标识包括在与光轴OS正交的方向(XY方向)上相对于光轴OS对称地配置的两个标识。换言之，当将该两个标识各自的XYZ坐标投影到XY平面时，与该两个标识对应的两个XY坐标点对称地配置于光轴OS的XY坐标。
通过这样规则地配置多个标识，与不规则地配置多个标识的情况相比，在标识像的检测(后述)中能够缩小分析范围，因此能够实现处理的容易化、迅速化。另外，在一边参照描绘出标识像的显示映像一边手动地进行调焦的微调作业的情况下，用户能够容易地找到标识像，并且能够容易地对多个标识像进行比较。
说明多个标识配置的第三例。在本例中，多个标识中的至少两个标识被设置于单一部件。该单一部件包括在标识部件35中。通常，标识部件35由一个以上的部件构成。根据本例，例如与将两个标识分别设置于其它部件的情况等相比，能够使标识部件35的结构简化。此外，标识部件35也可以构成为分散配置了多个标识的两个以上的部件。
说明第三例的一个具体例。本具体例的所述单一部件是使从光源32a输出的照明光透射的平行平面板。多个标识可以包括设置于平行平面板的第一面的第一标识以及设置于与第一面平行的第二面的第二标识。换言之，也可以构成为在平行平面板的相互平行的两个面(称为两面)分别设置有标识。并且，与观察面共轭的位置也可以配置于平行平面板的两面之间。也就是说，与观察面共轭的位置也可以配置于平行平面板的内部。除此以外，与观察面共轭的位置也可以配置于平行平面板的中心面。换言之，与观察面光学上共轭的位置也可以配置于分别从平行平面板的两面起的距离相同的位置。根据这样的具体例，提供所述第一例的一个结构例。通常，在标识部件35包括平行平面板等板状部件的情况下，相对于第二照明光学系统32的光轴OS的该板状部件的配置状态可以是任意。例如平行平面板也可以配置成其两个光学面与光轴OS正交或斜交。
来自第一照明光学系统31L和31R的照明光的色温低于来自第二照明光学系统32的照明光的色温。通过设为这样的结构，能够使用第一照明光学系统31L和31R以暖色系的颜色来观察被检眼E，能够详细地观察被检眼E的结构、方式。
在几个方式中，光轴OL和OR分别相对于物镜20的光轴OA能够相对地移动。该相对移动的方向是与物镜20的光轴OA交叉的方向，该相对移动以X成分和Y成分中的至少一个并不是零的位移向量来表现。在几个方式中，光轴OL和OR分别能够独立地移动。另一方面，在几个方式中，光轴OL和OR能够一体地移动。例如手术用显微镜10具备使第一照明光学系统31L和31R独立地或一体地移动的移动机构(31d)，通过该移动机构将第一照明光学系统31L和31R向与物镜20的光轴OA交叉的方向独立地或一体地移动。由此，能够调整被检眼E的视觉效果。在几个方式中，移动机构在后述的控制部(200)的控制下进行动作。
在几个方式中，光轴OS相对于物镜20的光轴OA能够相对地移动。该相对移动的方向是与物镜20的光轴OA交叉的方向，该相对移动以X成分和Y成分中的至少一个并不是零的位移向量来表现。例如手术用显微镜10具备使第二照明光学系统32移动的移动机构(32d)，通过该移动机构将第二照明光学系统32向与物镜20的光轴OA交叉的方向移动。由此，能够调整被检眼E的部位、组织中的凹凸的视觉效果。在几个方式中，移动机构在后述的控制部(200)的控制下进行动作。
如上所述，在本方式中，从物镜20正上方的位置向被检眼E投射照明光，并且观察光学系统40的光轴OB水平地(沿Y方向)进行配置，但是光学系统的配置并不限定于此。例如可以将观察光学系统40配置成观察光学系统40的光轴OB和与物镜20的光轴OA正交的平面(XY平面)所形成的角度在±20度以下。
根据本方式的结构，通常，光路长度比照明光学系统30长的观察光学系统40被配置成与XY平面大致平行，因此不会如观察光学系统在铅直方向上配置于手术操作者的眼前的以往的手术用显微镜那样妨碍手术操作者的视野。因而，手术操作者能够容易观察到设置于正面的显示装置3的画面。也就是说，使手术中等的显示信息(被检眼E的图像、映像、其它各种参照信息)的可视性提高。另外，不会在手术操作者的眼前配置壳体，因此不会对手术操作者赋予压迫感，从而减轻手术操作者的负担。
观察光学系统40是用于观察基于经由(前置透镜21和)物镜20从被检眼E入射的照明光的返回光形成的像的光学系统。在本方式中，观察光学系统40将像引导至摄像相机60的摄像元件。观察光学系统40作为摄像系统而发挥功能。
如上所述，观察光学系统40包括左眼用观察光学系统40L和右眼用观察光学系统40R。左眼用观察光学系统40L的结构与右眼用观察光学系统40R的结构相同。在几个方式中，左眼用观察光学系统40L和右眼用观察光学系统40R能够相互独立地变更光学配置。
变焦扩展器50还被称为光束扩展器、可变光束扩展器等。变焦扩展器50包括左眼用变焦扩展器50L和右眼用变焦扩展器50R。左眼用变焦扩展器50L的结构与右眼用变焦扩展器50R的结构相同。在几个方式中，左眼用变焦扩展器50L和右眼用变焦扩展器50R能够相互独立地变更光学配置。
左眼用变焦扩展器50L包括多个变焦透镜51、52和53。多个变焦透镜51、52和53中的至少一个能够通过变倍机构(后述的变倍机构50Ld)在光轴方向上移动。
同样地，右眼用变焦扩展器50R包括多个变焦透镜51、52和53，多个变焦透镜51、52、53中的至少一个能够通过变倍机构(后述的变倍机构50Rd)在光轴方向上移动。
变倍机构可以构成为将左眼用变焦扩展器50L的各变焦透镜和右眼用变焦扩展器50R的各变焦透镜独立地或一体地向光轴方向进行移动。由此，变更拍摄被检眼E时的放大倍率。在几个方式中，变倍机构在后述的控制部(200)的控制下进行移动。
摄像相机60是对由观察光学系统40形成的像进行拍摄并生成数字图像数据的设备，典型地是数字相机(数字摄像机)。摄像相机60包括左眼用摄像相机60L和右眼用摄像相机60R。左眼用摄像相机60L的结构与右眼用摄像相机60R的结构相同。在几个方式中，左眼用摄像相机60L和右眼用摄像相机60R能够相互独立地变更光学配置。
左眼用摄像相机60L包括成像透镜61和摄像元件62。成像透镜61将基于通过左眼用变焦扩展器50L的返回光的像形成于摄像元件62的摄像面。摄像元件62是区域传感器，典型地可以是电荷耦合元件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。摄像元件62在后述的控制部(200)的控制下进行动作。
右眼用摄像相机60R包括成像透镜61和摄像元件62。成像透镜61将基于通过右眼用变焦扩展器50R的返回光的像形成于摄像元件62的摄像面。摄像元件62是区域传感器，典型地可以是CCD图像传感器或CMOS图像传感器。摄像元件62在后述的控制部(200)的控制下进行动作。
<处理系统>
参照图4说明眼科观察装置1的处理系统的几个例。能够至少局部地组合以下说明的各种结构例中的任意两个以上。
控制部200对眼科观察装置1的各部进行控制。控制部200包括主控制部201和存储部202。主控制部201包括处理器，控制眼科观察装置1的各部。例如处理器为了实现本方式的功能，能够读出并执行存储于存储部202或其它存储装置的程序，并且能够利用(参照、加工、运算等)存储于存储部202或其它存储装置的数据、信息。
主控制部201能够执行照明光学系统30的两个光源31a各自的控制、照明光学系统30的光源32a的控制、观察光学系统40的两个摄像元件62各自的控制、移动机构31d和32d各自的控制、变倍机构50Ld和50Rd各自的控制、操作装置2的控制、以及显示装置3的控制等。
光源31a的控制包括光源的点亮、熄灭、光量调整、照明光圈的调整等。光源32a的控制包括光源的点亮、熄灭、光量调整、照明光圈的调整等。在照明光学系统30包括能够变更色温的光源的情况下，主控制部201通过控制该光源，能够变更所输出的照明光的色温。
摄像元件62的控制包括曝光调整、增益调整、成像速率调整等。主控制部201能够控制两个摄像元件62以使得两个摄像元件62的摄像时机一致或控制两个摄像元件62以使得两个摄像元件62的摄像时机的差在预定时间以内。并且，主控制部201能够对由各摄像元件62得到的数字数据进行读出控制。
移动机构31d使两个光源31a在与物镜20的光轴交叉的方向上独立地或一体地进行移动。主控制部201通过控制移动机构31d，能够将照明光学系统30的光轴OL和OR相对于物镜20的光轴OA独立地或一体地进行移动。
移动机构32d使光源32a在与物镜20的光轴交叉的方向上移动。主控制部201通过控制移动机构32d，能够将光轴OS相对于物镜20的光轴OA进行移动。
移动机构70使手术用显微镜10进行移动。例如移动机构70构成为使照明光学系统30的至少一部分与观察光学系统40一体。由此，一边保持照明光学系统30的至少一部分与观察光学系统40之间的相对位置关系，一边能够变更照明光学系统30的至少一部分和观察光学系统40相对于被检眼E的相对位置。在几个方式中，移动机构70构成为第一照明光学系统31L和31R与观察光学系统40一体地移动。由此，一边保持同轴照明的状态，一边能够变更第一照明光学系统31L和31R以及观察光学系统40相对于被检眼E的相对位置。在几个方式中，移动机构70构成为使第二照明光学系统32与观察光学系统40一体地移动。由此，一边保持斜向照明的照明角度，一边能够变更第二照明光学系统32和观察光学系统40相对于被检眼E的相对位置。在几个方式中，移动机构70构成为使第一照明光学系统31L和31R以及第二照明光学系统32与观察光学系统40一体地移动。由此，一边保持同轴照明的状态和斜向照明的照明角度两者，能够变更照明光学系统30和观察光学系统40相对于被检眼E的相对位置。
移动机构70能够将手术用显微镜10在任意方向上移动。例如移动机构70能够使手术用显微镜10三维地移动。也就是说，移动机构70能够使手术用显微镜10在X方向、Y方向以及Z方向上分别进行移动，并且还能够使手术用显微镜10在合成X方向、Y方向以及Z方向中的至少两个方向而成的任意方向上进行移动。
向XY方向的移动(向X方向的移动、向Y方向的移动、向X方向与Y方向的合成方向的移动)在所述照明光学系统30与观察光学系统40的各种一体移动中进行。用于使手术用显微镜10向XY方向移动的移动机构70的部件组相当于第二移动机构。
向Z方向的移动用于观察光学系统40的调焦调整而进行。通过使观察光学系统40向Z方向移动，观察光学系统40的焦点向Z方向移动。用于使手术用显微镜10向Z方向移动的移动机构70的部件组相当于第一移动机构。此外，观察光学系统40的调焦调整的方法并不限定于此。例如，如眼底相机那样，也可以将调焦透镜和使其移动的机构设置于观察光学系统(摄像系统)。
另外，也可以构成为，在前置透镜21被配置于光路的情况下，通过前置透镜21的移动来进行调焦调整，在前置透镜21并未配置于光路的情况下，通过物镜20的移动来进行调焦调整。
更常见的是，眼科观察装置1也可以构成为通过照明光学系统30的至少一部分的移动、观察光学系统40的至少一部分的移动、物镜20的移动以及前置透镜21的移动中的至少一个或至少两个以上的组合，来进行调焦调整。
移动机构70在控制部200的控制下进行动作。
在几个方式中，主控制部201能够连动地控制移动机构31d、32d和70中的至少两个。
变倍机构50Ld使左眼用变焦扩展器50L的多个变焦透镜51～53的至少一个向光轴方向进行移动。主控制部201通过控制变倍机构50Ld，能够变更左眼用观察光学系统40L的放大倍率。
同样地，变倍机构50Rd使右眼用变焦扩展器50R的多个变焦透镜51～53的至少一个向光轴方向进行移动。主控制部201通过控制变倍机构50Rd，能够变更右眼用观察光学系统40R的放大倍率。
对操作装置2的控制包括操作许可控制、操作禁止控制、来自操作装置2的操作信号的发送控制和/或接收控制等。主控制部201接收由操作装置2生成的操作信号，执行与该接收信号对应的控制。
对显示装置3的控制包括信息显示控制等。主控制部201作为显示控制部，能够使显示装置3显示基于由摄像元件62生成的数字图像数据的图像。典型地，根据由摄像元件62分别并行地生成的一对映像数据(映像信号)，能够使显示装置3并行地显示一对映像(一对动态图像)。另外，主控制部201能够使显示装置3显示一对映像中的任一个所包括的静止图像(帧)。并且，主控制部201能够使显示装置3显示对由摄像元件62生成的数字图像数据进行加工而得到的图像(动态图像、静止图像等)。另外，主控制部201能够使显示装置3显示由眼科观察装置1生成的任意信息、眼科观察装置1从外部获取到的任意信息。
主控制部201一边能够使显示装置3依次显示由左眼用观察光学系统40L的摄像元件62作为左眼用映像数据而依次生成的数字图像数据(帧)而显示左眼用映像，一边能够使显示装置3依次显示由右眼用观察光学系统40R的摄像元件62作为右眼用映像数据而依次生成的数字图像数据(帧)而显示右眼用映像。在此，左右摄像元件62可以相互同步，并且左眼用映像的显示与右眼用映像的显示也可以相互同步。由此，眼科观察装置1实质上能够使显示装置3同时显示由左右摄像元件62实质上同时得到的左右帧，从而能够使显示更新同步。
也可以是通过数据处理部210对由观察光学系统40获取的映像数据进行处理之后由主控制部201使显示装置3进行显示。数据处理部210一边能够对由左眼用观察光学系统40L的摄像元件62作为左眼用映像数据而依次生成的数字图像数据(帧)依次适用预定的处理(图像处理)，一边能够对由右眼用观察光学系统40R的摄像元件62作为右眼用映像数据而依次生成的数字图像数据(帧)依次适用预定的处理(图像处理)。在此，左右摄像元件62可以相互同步，并且左眼用映像数据的处理与右眼用映像数据的处理也可以相互同步。即，数据处理部210能够对由左右摄像元件62实质上同时得到的左右帧并行地进行处理。并行地实施处理的左右帧例如作为一对帧(即，相互关联地)被发送到主控制部201。主控制部201一边能够接收从数据处理部210依次输入的一对帧(左眼用帧和右眼用帧)并使显示装置3依次显示依次输入的左眼用帧而显示左眼用映像，一边能够使显示装置3依次显示依次输入的右眼用帧而显示右眼用映像。在此，左眼用映像的显示与右眼用映像的显示也可以相互同步。由此，眼科观察装置1一边能够对由左右摄像元件62实质上同时得到的帧并行地进行处理一边实质上能够同时使显示装置3进行显示，能够使显示更新同步。
主控制部201能够以立体观察的方式使显示装置3显示左眼用映像和右眼用映像。例如主控制部201根据实质上同时获取到的左眼用帧和右眼用帧来制作左右一对视差图像，能够使显示装置3显示该一对视差图像。用户(手术操作者等)能够使用公知的立体观察方法将一对视差图像识别为立体图像。能够适用于本方式的立体观察方法可以是任意，例如也可以是裸眼的立体观察方法、使用辅助器具(偏光眼镜等)的立体观察方法、使用对左眼用帧和右眼用帧的图像处理(图像合成、渲染等)的立体观察方法、使一对视差图像同时显示的立体观察方法、使一对视差图像进行切换显示的立体观察方法以及将它们中的两个以上进行组合的立体观察方法中的任一个。
数据处理部210执行各种数据处理。以下说明数据处理部210所能够执行的处理的几个例。数据处理部210(其各要素)包括按着预定的软件(程序)进行动作的处理器，通过硬件与软件的协作来实现。数据处理部210与控制部200(主控制部201)一起作为调焦处理部而起作用。
本实施方式的眼科观察装置1一边通过照明光将多个标识投影到被检眼E一边进行拍摄，从得到的图像(映像数据、帧)检测多个标识像并进行观察光学系统40的调焦控制。数据处理部210执行处理根据被检眼E的图像来检测与多个标识对应的多个标识像。通过由主控制部201控制移动机构70，进行基于检测出的多个标识像的调焦控制。
数据处理部210构成为使用任意区域提取法从图像检测标识像。此时，数据处理部210能够按着考虑到设置于标识部件35的各标识方式和/或配置而制作出的处理过程，进行标识像检测。
说明考虑到标识方式的标识像检测的几个例。考虑到在标识为掩模的情况下其标识像被描绘的较暗、在标识为光源的情况下其标识像被描绘的较亮这一情况，数据处理部210能够使用二值化等亮度阈值处理来进行标识像检测。另外，在标识的颜色具有特征的情况下，数据处理部210能够使用特征颜色提取等颜色分析处理来进行标识像检测。另外，在标识形状具有特征的情况下，数据处理部210能够使用图案匹配等形状分析处理来进行标识像检测。另外，数据处理部210也可以构成为使用任意分割来进行标识像检测。通常，分割是确定图像中的局部区域的处理。分割可以包括任意公知的图像处理技术，例如也可以包括使用了边缘检测等图像处理的分割和/或使用了机器学习(例如深层学习)的分割。
在考虑到标识配置的情况下，例如数据处理部210能够根据标识部件35中的标识配置，决定图像帧中的搜索范围。此外，搜索范围也可以根据光学系统的配置来预先决定。在光学系统的配置可变的情况下，数据处理部210能够根据对默认的光学系统的配置预先决定的搜索范围以及当前的光学系统的配置，决定当前的光学系统的配置中的搜索范围。
<自动调焦>
说明本实施方式的眼科观察装置1的动作(自动调焦)的几个例。此外，以下，说明从前眼部观察模式转移到后眼部观察模式的情况下的动作的例子，在其它状况下也能够进行同样的动作。本领域技术人员可知，例如即使在从后眼部观察模式转移到前眼部观察模式的情况下、其它任意情况下均能够执行同样的动作。
说明眼科观察装置1的动作的第一例。考虑从对角膜Ec配置观察面的状态(角膜Ec与摄像元件62处于光学上共轭的关系的状态)的前眼部观察模式转移到后眼部观察模式的情况。如上所述，从前眼部观察模式向后眼部观察模式的转移通过在物镜20与被检眼E之间插入前置透镜21来进行。
在几个方式中，眼科观察装置1能够自动地检测前置透镜21被插入到光路这一情况。例如当用户进行操作将前置透镜21插入到光路时，眼科观察装置1能够通过未图示的编码器、微动开关来检测用于支承前置透镜21的部件(臂部等)的移动，从而开始进行调焦控制的处理。作为其它例，在通过主控制部201的控制将前置透镜21插入到光路的情况下，眼科观察装置1能够在主控制部201例如进行该控制之后开始进行调焦控制的处理。作为进一步其它例，眼科观察装置1能够根据前置透镜21被插入到光路而产生的映像的变化，检测出从前眼部观察模式转移到后眼部观察模式这一情况。
本例的调焦控制的处理从标识部件35提供多个标识开始。在几个方式中，在主控制部201的控制下，标识部件35被插入到第二照明光学系统32的光路或在主控制部201的控制下在作为标识部件35的透射型显示器中显示多个标识。
接着，主控制部201将第二照明光学系统32的光源32a点亮。由此，从光源32a输出的照明光经由标识部件35投射到被检眼E。观察光学系统40获取被描绘与投影到被检眼E的多个标识对应的多个标识像的图像(映像)。主控制部201将由观察光学系统40依次获取到的帧(静止图像)依次传送到数据处理部210。
数据处理部210根据依次输入的帧来依次检测多个标识像。多个标识包括配置于从观察面(例如视网膜)相隔相互不同的光学距离的位置处的两个标识。在该情况下，与该两个标识对应的两个标识像的模糊的状态不同。例如在两个标识中的一个配置于相对于与观察面光学上共轭的位置来说光源32a的一侧，并且，另一个配置于相对于与观察面光学上共轭的位置来说被检眼E的一侧的情况下，观察光学系统40的焦点位于观察面的近侧(物镜20一侧)时对该一个标识的对焦程度提高(即，该另一个标识模糊变大)，在观察光学系统40的焦点位于观察面的远端侧时对该另一个标识的对焦程度提高(即，该另一个标识模糊变大)。此外，在焦点与观察面(大致)一致的情况下，两个标识像的模糊程度变得相同。例如在两个标识尺寸相同的情况下，在焦点与观察面(大致)一致时，两个标识像的尺寸变得相同。这样，与焦点相对于观察面的位置相应地，对焦的标识变得相反。通过利用这一情况，能够判断焦点相对于观察面在近侧还是远端侧。此外，能够适用任意公知的模糊定量化法来评价模糊的大小。
这样，本例的数据处理部210能够根据多个标识像的模糊，来求出焦点相对于观察面的位置，从而能够求出用于使焦点与观察面一致的手术用显微镜10的移动方向。另外，数据处理部210能够根据多个标识像的模糊程度(其比较)，求出用于使焦点与观察面一致的手术用显微镜10的移动量(移动距离)。
由数据处理部210求出的移动方向和移动量中的至少一个作为移动控制信息而提供给主控制部201。主控制部201根据移动控制信息来控制移动机构70，由此能够进行用于使观察光学系统40的焦点与观察面(例如视网膜)一致的调焦调整(调焦控制)。
根据这样的第一例，能够减少用户的作业量、缩短手术时间以及减轻用户和患者的负担。
说明眼科观察装置1的动作的第二例。与第一例同样地，考虑从前眼部观察模式转移到后眼部观察模式的情况。参照图5。图5示出第二照明光学系统32的概要。
透镜32c是设置于光源32a的聚光透镜(上述)。透镜32c作为将从光源装置32a输出的照明光变换为平行光束的准直透镜而起作用。
本例的标识部件35是平行平面板。在平行平面板35的光源32a一侧的面35a上形成有第一标识36a，在与面35a平行的面35b(被检眼E一侧的面)上形成有第二标识36b。第一标识36a的方式和第二标识36b的方式分别是任意的。例如第一标识36a的形状与第二标识36b的形状可以是相同的(例如圆形)，第一标识36a的尺寸与第二标识36b的尺寸也可以是相同的。此外，在图5中，为了提高第一标识36a和第二标识36b的识别性，将这些以相互不同的图形来表现。
第一标识36a配置于在与第二照明光学系统32的光轴OS正交的第一方向(在图5中上方)上隔开第一距离的位置。第二标识36b配置于在与光轴OS正交且与第一方向不同的第二方向(在图5中下方)上隔开第二距离的位置。第一距离与第二距离可以相同或不等。第一方向和第二方向可以是相对于光轴OS相互相反方向，也可以不是相对于光轴OS相互相反方向。在本例中，第一距离与第二距离相同并且第一方向和第二方向是相对于光轴OS相互相反的方向。也就是说，在本例中，第一标识36a和第二标识36b配置于在与光轴OS正交的方向(XY方向)上相对于光轴OS对称(点对称)的位置。
标号35c表示分别从第一面35a和第二面35b起位于等距离的面。也就是说，面35是与第一面35a和第二面35b两者平行且从两者起位于相同距离的平行平面板35的中心面。面35处于与观察面81光学上共轭关系。由第二照明光学系统32形成的第一标识像82a是第一标识36a的像，形成于与第一标识36a光学上共轭的位置。同样地，由第二照明光学系统32形成的第二标识像82b是第二标识36b的像，形成于与第二标识36b光学上共轭的位置。
标号80简化地表示配置于平行平面板35与观察面81(例如视网膜)之间的光学元件组。在适用图2和图3示出的光学系统的情况下，光学元件组80在前眼部观察模式下包括透镜32b和物镜20，在后眼部观察模式下包括透镜32、物镜20、前置透镜21。
从光源32a输出的照明光被由透镜32c变换为平行光，并透射设置有第一标识36a和第二标识36b的平行平面板35，经由光学元件组80投射到被检眼E。当通过观察光学系统40对投射了这样的照明光的状态的被检眼E进行拍摄时，得到描绘出第一标识像82a和第二标识像82b的图像(映像)。在本例中，适用这两个标识像82a和82b，求出观察光学系统40的焦点与观察面81的位置关系。
图6A、图6B以及图6C示出在本例中得到的图像(帧)被描绘出的第一标识像82a和第二标识像82b的方式的几个例。
图6A示出的图像91简化地表示观察光学系统40的焦点位于比观察面81靠近侧(物镜20一侧)的情况下得到的图像。在该情况下，观察光学系统40的焦点位置与形成第二标识像82b的位置(与第二标识36b光学上共轭的位置)相比光学上更接近形成第一标识像82a的位置(与第一标识36a光学上共轭的位置)。因此，图像91的第一标识像82a的调焦状态相对地良好(模糊小)，图像91的第二标识像82b的调焦状态相对地不良(模糊大)。也就是说，当将由数据处理部210检测出的第一标识像82a与第二标识像82b进行比较时，第一标识像82a的尺寸小于第二标识像82b的尺寸。
图6B示出的图像92简化地表示观察光学系统40的焦点位于比观察面81更靠远端侧(与物镜20相反侧)的情况下得到的图像。在该情况下，观察光学系统40的焦点位置与形成第一标识像82a的位置相比，光学上更接近形成第二标识像82b的位置。因此，图像92的第一标识像82a的调焦状态相对地不良(模糊大)，图像91的第二标识像82b的调焦状态相对地良好(模糊小)。也就是说，当将由数据处理部210检测出的第一标识像82a与第二标识像82b进行比较时，第一标识像82a的尺寸大于第二标识像82b的尺寸。
图6C示出的图像93简化地表示观察光学系统40的焦点与观察面81(大致)一致的情况下得到的图像。在该情况下，从观察光学系统40的焦点位置至形成第一标识像82a的位置为止的距离与从观察光学系统40的焦点位置至形成第二标识像82b的位置为止的距离光学上(大致)相同。因此，图像93中的第一标识像82a的调焦状态与第二标识像82b的调焦状态相同。也就是说，当将由数据处理部210检测出的第一标识像82a与第二标识像82b进行比较时，第一标识像82a的尺寸与第二标识像82b的尺寸大致相同。
根据上述说明可知，根据本例，能够根据两个标识像的大小来掌握观察光学系统40的调焦状态。此外，所使用的标识个数并不限定于两个，也可以是三个以上。
在两个标识像的尺寸不同的情况下，本例的眼科观察装置1通过数据处理部210，能够判断为观察光学系统40的焦点偏离观察面(调焦状态并不良好)。并且，本例的眼科观察装置1能够通过主控制部201对移动机构70进行控制来使手术用显微镜10进行移动，从而进行调焦调整。此外，在将调焦透镜设置于观察光学系统40的情况下，能够调整其位置。数据处理部210能够通过求出两个标识像的大小关系，决定手术用显微镜10的移动方向。另外，数据处理部210能够根据两个标识像的尺寸的差异(差、比等)来决定手术用显微镜10的移动量。主控制部201能够根据这样得到的移动控制信息，进行移动机构70的控制。通过反复进行这一系列处理，能够将观察光学系统40的焦点引导至观察面，并且能够维持该优选调焦状态。
在几个方式中，眼科观察装置1能够执行对由手术用显微镜10获取到的观察图像进行分析并检测多个标识像的处理、计算检测出的各标识像的尺寸(例如直径、周长)的处理、将计算出的多个标识像的尺寸进行比较的处理、根据该尺寸比较的结果来求出移动控制信息(移动方向、移动量)的处理、以及根据求出的移动控制信息来使手术用显微镜10(或调焦透镜)进行移动的处理。另外，在几个方式中，眼科观察装置1能够反复执行这一系列处理，直到检测出的多个标识像的尺寸满足预定条件为止。例如眼科观察装置1能够反复执行所述一系列处理，直到多个标识像的尺寸变得相同为止(例如直到尺寸变得相同为止或直到尺寸差异为预定阈值以下为止)。
在几个方式中，能够与观察部位的切换对应地进行调焦控制。例如眼科观察装置1还包括模式切换部，用于切换用于观察被检眼E的第一部位的第一观察模式以及用于观察与第一部位不同的第二部位的第二观察模式。控制部200和数据处理部210(调焦处理部)构成为与由模式切换部切换了观察模式这一情况对应地执行多个标识像的检测和调焦控制。根据这样的方式，能够将观察模式的切换作为触发，能够开始所述任意方式的自动调焦。
如上所述，第一观察模式可以是前眼部观察模式，第二观察模式可以是后眼部观察模式。在该情况下，模式切换部可以包括插入到光路使得从前眼部观察模式切换为后眼部观察模式的前置透镜21。眼科观察装置1将前置透镜21被插入到光路这一情况作为触发，能够开始所述任意方式的自动调焦。另外，眼科观察装置1将前置透镜21从光路退避这一情况作为触发，还能够开始所述任意方式的自动调焦。
代替执行自动调焦或除了执行自动调焦以外，眼科观察装置1能够显示表示由数据处理部210获取到的调焦状态的信息。由此，用户能够根据所显示的信息，掌握当前的调焦状态。
代替执行自动调焦或除了执行自动调焦以外，眼科观察装置1能够显示表示由数据处理部210获取到的移动控制信息(移动方向、移动量)的信息。由此，用户一边参照所显示的信息一边能够手动地进行调焦调整(微调整等)。也就是说，根据这样的眼科观察装置1，能够辅助手动地进行调焦调整。
<对准>
以上说明的自动调焦的几个方式相当于Z方向上的手术用显微镜10的定位(对准)。除此以外，眼科观察装置1能够进行XY方向上的手术用显微镜10的对准。
以往，手术操作者一边参照观察图像(例如一边观察显示图像或一边窥视目镜透镜来观察被检眼)，一边使手术用显微镜移动使得不需要的光、暗区进入视野。由此进行的操作使用脚踏开关、设置于手术用显微镜的控制杆进行。
以下，说明XY方向的对准的几个例。此外，至少能够局部地组合以下说明的几个例中的至少两个例子。另外，在以下说明中，适当地参照与所述眼科观察装置1有关的事项。
在XY方向的对准中，照明光学系统30和观察光学系统40至少局部地向XY方向移动。通过主控制部201控制移动机构70而进行该移动。
此外，也可以构成为在前置透镜21被设置于光路的情况下通过前置透镜21的移动来进行对准、在前置透镜21并未配置于光路的情况下通过物镜20的移动来进行对准。
更常见的是，眼科观察装置1也可以构成为根据照明光学系统30的至少一部分的移动、观察光学系统40的至少一部分的移动、物镜20的移动以及前置透镜21的移动中的任一个或任两个以上的组合，进行对准。
图7示出用于实现XY方向的自动对准的第一方式的结构例。本例的数据处理部210A是数据处理部210的例子，包括异常像检测部211。异常像检测部211进行图像分析用于从由观察光学系统40得到的图像中检测异常像。异常像例如是亮度异常高的图像区域(例如光斑等的不需要光的像)、亮度异常低的图像区域(暗区)等。异常像检测部211例如可以构成为通过进行亮度阈值处理来检测异常像。
控制部200(主控制部201)和数据处理部210作为移动处理部而起作用，根据由异常像检测部211检测出的异常像来控制移动机构70并使手术用显微镜10向XY方向进行移动。
图8示出的图像300简化地表示异常像所包括的图像。标号301表示异常像检测部211从图像300检测出的异常像(光斑或暗区)。数据处理部210能够根据图像300(图像帧)中的异常像301的位置来决定移动方向。例如在图8的图像300中，异常像存在于左上角区域。在该情况下，数据处理部210能够将右下角方向设定为移动方向。典型地，数据处理部210能够将从图像中心观察存在异常像的方向的相反方向设定为移动方向。例如数据处理部210进行求出异常像的代表点的处理以及求出以代表点起点并以图像中心为终点的向量，能够将该向量的朝向设定为移动方向。异常像的代表点例如也可以是最接近重心位置、图像中心的位置等。
数据处理部210能够根据图像300中的异常像301的尺寸来决定移动量。例如数据处理部210进行用于确定最接近图像中心的异常像的位置的处理以及以通过该特定位置和图像中心的直线与帧端的交叉点为起点并以该特定位置为终点的向量，能够将该向量的大小(或更大)设定为移动量。在该情况下，能够将该向量的朝向设定为移动方向。
主控制部201根据由数据处理部210得到的移动控制信息(移动方向、移动量)来控制移动机构70，由此能够进行手术用显微镜10的XY方向的对准。此外，通过反复进行移动控制信息的获取和手术用显微镜10的移动，能够搜索XY方向的最佳位置。
根据这样的自动对准，与以往的手动进行对准相比，能够减少用户的作业量、缩短手术时间以及减轻用户和患者的负担。
图9示出用于实现XY方向的自动对准的第二方式的结构例。本例的数据处理部210B是数据处理部210的例子，包括裁剪处理部212和异常像检测部213。
裁剪处理部212从由观察光学系统40得到的图像中裁剪预定尺寸的区域(称为裁剪对象区域)。裁剪对象区域的尺寸即可以是固定的，也可以是可变的。另外，裁剪对象区域的默认位置即可以是固定的，也可以是可变的。主控制部201使显示装置3显示从由观察光学系统40得到的图像中裁剪的图像(局部图像)。
异常像检测部213进行图像分析以用于从从由观察光学系统40得到的图像中裁剪的局部图像检测异常像。异常像检测部213执行与第一例的异常像检测部211相同的处理。
在由异常像检测部213根据局部图像检测出异常像的情况下，裁剪处理部212使预定尺寸的区域移动到不包括检测出的异常像的该图像(由观察光学系统40获取到的图像)的区域。此外，裁剪处理部212也可以以不包括检测出的异常像的方式变更裁剪对象区域的方式(例如尺寸、形状)。
图10A示出的图像310简化地表示异常像所包括的图像。图像310是由观察光学系统40获取到的图像，表示摄像元件62的拍摄区域整体。标号311表示混入到图像310的异常像。标号312表示当前阶段的裁剪对象区域。裁剪处理部212从图像311中将裁剪对象区域312(称为局部图像312)进行裁剪。异常像检测部213执行用于根据局部图像312来检测异常像的图像分析。在图10A示出的示例中，局部图像312包括异常像311的一部分。在该情况下，裁剪处理部212使裁剪对象区域移动到不包括检测出的异常像的局部图像312的区域。决定移动方向、移动量的处理可以与第一例同样地执行。另外，也可以对图像311的整体适用异常像检测，将其结果反映到裁剪对象区域的移动。
图10B表示通过这样的自动对准移动的裁剪对象区域313。移动后的裁剪对象区域313并不包括异常像。此外，通过反复进行移动控制信息(移动方向、移动量)的获取和裁剪对象区域的移动，能够搜索最佳的裁剪对象区域。
根据这样的自动对准，与以往的手动进行对准相比，能够减少用户的作业量、缩短手术时间以及减轻用户和患者的负担。
本公开仅例示了实施方式，在本公开和其均等的范围内能够实施任意的变形、省略、追加、替换等。
(附图标记说明)
1：眼科观察装置；2：操作装置3：显示装置；10：手术用显微镜；30：照明光学系统；35：标识部件；40：观察光学系统；62：摄像元件；200：控制部；201：主控制部；210：数据处理部；211、213：异常像检测部；212：裁剪处理部。

Claims (20)

1.一种眼科观察装置，包括：
照明系统，包括发出照明光的光源和设置有多个标识的标识部件，并借助所述标识部件将所述照明光投射到被检眼；
摄像系统，包括摄像元件，并拍摄所述被检眼；以及
调焦处理部，从由所述摄像系统得到的图像检测多个标识像，并根据所述多个标识像来进行所述摄像系统的调焦控制。
2.根据权利要求1所述的眼科观察装置，其中，
所述多个标识包括配置于从观察面相隔相互不同的光学距离的位置的两个标识。
3.根据权利要求2所述的眼科观察装置，其中，
所述两个标识中的一个配置于相对于与所述观察面光学上共轭的位置来说所述光源的一侧，并且，另一个配置于相对于与所述观察面光学上共轭的所述位置来说所述被检眼的一侧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的眼科观察装置，其中，
所述多个标识中的至少一个配置于从所述照明系统的光轴隔开的位置。
5.根据权利要求4所述的眼科观察装置，其中，
所述多个标识包括离所述光轴的距离相同的至少两个标识。
6.根据权利要求5所述的眼科观察装置，其中，
所述至少两个标识包括在与所述光轴正交的方向上关于所述光轴对称地配置的两个标识。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的眼科观察装置，其中，
所述多个标识中的至少两个标识设置于单一部件。
8.根据权利要求7所述的眼科观察装置，其中，
所述单一部件是使所述照明光透射的平行平面板。
9.根据权利要求8所述的眼科观察装置，其中，
所述多个标识包括设置于所述平行平面板的第一面的第一标识和设置于所述平行平面板的与所述第一面平行的第二面的第二标识。
10.根据权利要求9所述的眼科观察装置，其中，
相对于观察面光学上共轭的位置配置于所述第一面与所述第二面之间。
11.根据权利要求10所述的眼科观察装置，其中，
相对于所述观察面光学上共轭的所述位置配置于离所述第一面的距离和离所述第二面的距离相同的位置。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的眼科观察装置，其中，
所述调焦处理部根据所述多个标识像的尺寸来进行所述调焦控制。
13.根据权利要求12所述的眼科观察装置，其中，
所述调焦处理部对所述多个标识像的尺寸进行比较，根据所述比较的结果来进行所述调焦控制。
14.根据权利要求13所述的眼科观察装置，其中，
所述眼科观察装置还包括：
物镜；以及
第一移动机构，使所述照明系统和所述摄像系统在沿着所述物镜的光轴的方向上移动，
所述调焦处理部根据所述比较的结果来求出包括移动方向和移动距离中的至少一个的移动控制信息，
根据所述移动控制信息来进行所述第一移动机构的控制。
15.根据权利要求13或14所述的眼科观察装置，其中，
所述多个标识包括具有相同尺寸的一对标识，所述一对标识分别配置于从相对于观察面光学上共轭的位置在沿着所述照明系统的光轴的方向上向相互相反的方向隔开相同的光学距离的两个位置，
所述调焦处理部以使得对应于所述一对标识的两个标识像的尺寸相同的方式进行所述调焦控制。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的眼科观察装置，其中，
所述调焦处理部根据所述多个标识像的模糊来进行所述调焦控制。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的眼科观察装置，其中，
所述眼科观察装置还包括：
物镜；
第二移动机构，使所述照明系统和所述摄像系统沿着与所述物镜的光轴正交的方向移动；
异常像检测部，进行用于从由所述摄像系统得到的所述图像检测异常像的图像分析；以及
移动处理部，在由所述异常像检测部检测出所述异常像的情况下，根据所述异常像来进行所述第二移动机构的控制。
18.根据权利要求1至16中的任一项所述的眼科观察装置，其中，
所述眼科观察装置还包括：
裁剪处理部，从由所述摄像系统得到的所述图像裁剪预定尺寸的区域；以及
异常像检测部，进行用于从自所述图像裁剪的局部图像检测异常像的图像分析，
在由所述异常像检测部检测出所述异常像的情况下，所述裁剪处理部使所述预定尺寸的区域移动至所述图像的不包括所检测出的所述异常像的区域。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的眼科观察装置，其中，
所述眼科观察装置还包括：
模式切换部，用于切换用于观察所述被检眼的第一部位的第一观察模式和用于观察所述被检眼的与所述第一部位不同的第二部位的第二观察模式，
所述调焦处理部对应于由所述模式切换部切换了观察模式这一情况，执行所述多个标识像的检测和所述调焦控制。
20.根据权利要求19所述的眼科观察装置，其中，
所述第一观察模式是用于观察所述被检眼的前眼部的前眼部观察模式，
所述第二观察模式是用于观察所述被检眼的后眼部的后眼部观察模式，
所述模式切换部包括为了从所述前眼部观察模式切换为所述后眼部观察模式而插入到光路的透镜。
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