JP2014073249A - 眼科用検査装置及びこれを用いた検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予め設定された被検部位を正しく観察できているかどうかを検出可能な眼科用検査装置及びそのような検査方法を実現する。
【解決手段】 被検眼２の前眼部を観察する前眼部観察光学系を含む検査光学系と、検査光学系を回転移動させる光学系移動機構９５と、被検眼２の前眼部画像を表示する表示部１１０と、被検眼２の被検部位の位置の指定を受け付ける位置指定部１０９と、被検部位の位置情報に基づいて、検査時に満たすべき被検眼２の視軸と前眼部観察光学系の光軸の間の角度を回転角として算定する回転角算定部１１１と、基準位置から前記回転角だけ検査光学系を回転移動した状態で表示部１１０上に表示されるべき前眼部画像上の特定箇所の理想表示位置を算定する理想表示位置算定部１３１を備え、表示部１１０は、前記回転角だけ検査光学系を回転移動した状態で、前眼部画像と前記理想表示位置に基づく情報の両者を同時に表示できる構成である。
【選択図】 図９

Description

本発明は、眼科用検査装置に関する。より詳細には、前眼部の検査に利用される眼科用検査装置に関する。また、本発明は、このような眼科用検査装置を用いた検査方法に関する。

眼科用検査装置の一例として、従来、角膜細胞を観察・撮影する装置が開発されている。この装置においては、観察・撮影光学系と被検眼の位置合わせ（ＸＹＺアライメント）が重要であり、例えば、装置に取り付けられた顔当て部に被検者の額や顎を接触させて、顔が動かないように支持した後、被検眼に対して撮影光学系や観察光学系の光軸の位置合わせが行われる。

観察対象部位を変えながら観察（検査）を行う場合、撮影光学系や観察光学系の光軸と被検眼の視軸（視方向）との間の角度を変更する処理が行われる。例えば、下記特許文献１及び２には、装置内に備えられた複数の固視灯の中から選択した所定の固視灯を点灯させ、この点灯した固視灯を被検者に固視するように指示するという処理を、点灯する固視灯を変更しながら繰り返し行うことで、光軸に対する視軸を変化させながら被検部位の観察を行う装置が開示されている。

しかし、上記特許文献１及び２に記載された装置によれば、複数個の固視灯の設置位置が固定されているので、予め定められた部位しか観察できず、被検部位を任意に変更することができない。また、被検部位を変更する都度、被検者は異なる固視灯に視線を移して固視する必要があるが、顔を正面に固定したままで視線を正面以外の方向に固定し続けるのは困難な場合もあり、検査中に被検者の視方向が変化するおそれがある。

そこで、下記特許文献３には、被検者の視方向を固定させたまま、光学系を移動させることで、被検眼の視軸に対する光学系の光軸の角度を変更し、被検部位を任意に変更することのできる装置が開示されている。

特開平７−０８８０８６号公報 特開平７−１００１１１号公報 特開２００９−２９１５１６号公報

特許文献３に開示された装置によれば、固定されたスタンドボックス内に固視灯が設置されており、被検者は常時この固視灯に視線を向けておくことで、視方向が固定化される。そして、光学系を上下左右前後方向に移動させ、或いは所定点を中心に回転移動させることで、光軸と視軸のなす角度が変化して被検部位を任意の位置に設定することができる。

しかし、この装置では、被検者が点灯された固視灯に視線を向け続けている場合には、視方向が固定化されるために正確に被検部位を観察することができるが、仮に撮影動作中に被検者が視方向を変化させてしまったとしても、そのことを操作者側（検者側）で認識することが困難である。このため、操作者は、得られた画像が指定された被検部位の画像であるかどうかの確信が持てない。

本発明は、上記の問題点を鑑み、予め設定された被検部位を正しく観察できているかどうかを検出可能な眼科用検査装置及びそのような検査方法を実現することを目的とする。

本発明は、被検者の被検眼を検査するための眼科用検査装置であって、
前記被検眼の前眼部を観察する前眼部観察光学系を含む検査光学系と、
前記検査光学系を回転移動させる光学系移動機構と、
前記前眼部観察光学系で観察された前記被検眼の前眼部画像を表示する表示部と、
前記被検眼の被検部位の位置の指定を受け付ける位置指定部と、
前記被検部位の位置情報に基づいて、前記被検部位の検査時に満たすべき前記被検眼の視軸と前記前眼部観察光学系の光軸の間の角度を回転角として算定する回転角算定部と、
基準位置から前記回転角だけ前記検査光学系を回転移動した状態で前記被検眼が前記前眼部観察光学系によって観察された場合に、前記表示部上に表示されるべき前記前眼部画像上の特定箇所の理想表示位置を算定する理想表示位置算定部を備え、
前記表示部は、前記回転角だけ前記検査光学系を回転移動した状態で、前記前眼部画像と前記理想表示位置に基づく情報の両者を同時に表示できることを特徴とする眼科用検査装置。

上記構成によれば、被検部位を検査すべく検査光学系を回転移動させた状態において、表示部には、前眼部観察光学系によって撮影された被検眼の前眼部画像と共に、表示部上に表示されるべき前眼部画像上の特定箇所の理想表示位置に基づく情報が表示される。これにより、操作者（検者）は、表示部を確認することで、この理想表示位置に基づく情報と、実際に撮影されている前眼部画像の態様とを比較することができる。そして、理想表示位置に基づく情報に比べて前眼部画像の態様（前記特定箇所の表示位置）が大きく異なっている場合、被検部位とは異なる部位が観察されていることが分かる。

ここで、上記構成に加えて、操作者の操作によって位置の変更が可能に構成された外部固視灯を備えるのが好適である。

この外部固視灯は、前記被験者の前記被検眼とは反対眼で固視可能な位置に配置され、前記反対眼で固視させたまま位置を移動させることで、前記表示部に表示されている前記前眼部画像上の前記特定箇所の表示位置を移動させることができる構成である。

なお、外部固視灯は、例えばフレキシブルチューブに連結させて、当該フレキシブルチューブを操作者が動かすことで、その位置を移動させる構成とすることができる。また、操作者がトグルスイッチを操作することで、電気的に外部固視灯の点灯位置を移動させる構成としても構わない。その他、操作者の操作によって、外部固視灯の点灯位置を移動させることができる構成であれば、どのような構成で実現しても構わない。

特に、上記の効果を顕著なものとするためには、前記外部固視灯を前記反対眼によって無限遠視できる構成とするのが好適である。

外部固視灯を反対眼で固視させた状態で、この外部固視灯をある方向に移動させると、反対眼の視方向が変化し、これに連れて被検眼の視方向も同方向に変化する。外部固視灯が被検眼に極めて近い位置に存在する場合、輻輳が生じて、被検眼の視方向を目標とする方向に移動させるのが難しいことがある。このため、外部固視灯ができるだけ遠くに存在するように反対眼に視覚的に感じさせて、被検眼と反対眼の双方の視方向をほぼ平行にさせる。この状態で、外部固視灯を移動させることで、外部固視灯を見ていない被検眼も、反対眼の視方向の移動に連れて、同じ方向に移動することとなる。

従って、操作者は、表示部に表示されている前眼部画像の態様と、理想表示位置に基づく情報を確認し、両者が大きく離れている場合には、前眼部画像の特定箇所を理想表示位置に近づけるような方向に外部固視灯を移動させればよい。そして、表示部上において両者が近い位置に存在しているとき、被験者の視方向が理想的な方向を向いており、指定された被検部位が正しく撮影される状況にあることを操作者は認識することができる。よって、この状況となった時点で、操作者は撮影動作等の検査処理を実行すればよい。

被験者によっては、視方向を固定することが困難な場合もある。本構成によれば、外部固視灯を操作者が動かして視方向を誘導することができるので、このような被験者に対しても、被検眼の被検部位を正しく撮影させることが可能となる。

上記構成において、前記特定箇所を瞳孔とし、前記表示部が前記理想表示位置に基づく情報として、当該理想表示位置を中心とする円又は楕円を表示するものとしても構わない。

これにより、操作者は、実際に表示されている前眼部画像上の瞳孔と、表示部に表示されている円又は楕円を比較して、両者の位置が大きく離れているかどうかの確認を容易にすることができる。そして、両者の位置が大きく離れている場合には、被検部位が正しく撮影されていないことが認識できる。

そして、外部固視灯を備える構成である場合には、実際の前眼部画像の瞳孔と、前理想表示位置に基づく情報として表示部上に表示されている円又は楕円とが同心状になるように、操作者が外部固視灯を移動させればよい。これにより、操作者は簡易な方法で被検眼の視方向を正しい向きに調整することが可能となる。

また、上記構成において、前記基準位置を、前記前眼部観察光学系の光軸を前記被検眼の視軸と同じ向きにして、前記前眼部画像上の所定表示位置にプルキンエ像が表示される、前記検査光学系の配置位置としても構わない。

この所定表示位置を、前眼部画像上の中央位置としても構わない。

そして、この場合において、
前記理想表示位置算定部は、前記基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報と前記回転角に関する情報に基づいて、前記検査光学系を前記基準位置から前記回転角だけ回転させ、前記所定表示位置にプルキンエ像が表示されるように設定した場合における、前記前眼部画像上の瞳孔位置を前記理想表示位置として算定する構成としても構わない。

被験者によっては、基準位置によって実際に被検眼を撮影した場合に、プルキンエ像の位置と瞳孔中心の位置にずれが生じることが考えられる。このずれを考慮する場合、一般的には左右眼対象の視軸と眼軸のずれを想定しておけばよい。このため、前記基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に基づいて算定された回転移動後の理想的な瞳孔位置と、実際に得られた前眼部画像上の瞳孔位置との比較によって、被検部位が正しく撮影されているかどうかを判断することが可能である。

もっとも、基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報に代えて、基準位置における前記被検眼の正面視状態の瞳孔位置に関する情報を採用しても構わない。これにより、視軸と眼軸のずれを含む被験者の被検眼特有の状態を考慮した、厳密な視方向の修正が可能となる。

また、上記の構成に加えて、前記表示部が、前記基準位置において前記前眼部観察光学系で前記被検眼の前眼部を観察したときに得られる前記前眼部画像と、前記基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報の両者を同時に表示できる構成であるものとしても構わない。

このような構成としたとき、正面視の前眼部画像を撮影する際においても、表示部に標準的な正面視状態の瞳孔位置を表示させておくことで、操作者は、被験者が正しく正面視できているかどうかの判断をすることができる。また、更に外部固視灯を備える構成とすることで、操作者は、外部固視灯を移動して反対眼の視方向を誘導させて、被験者の被検眼を正しく正面視させることができる。

本発明によれば、前眼部観察光学系によって撮影された被検眼の前眼部画像と共に、表示部上に表示されるべき前眼部画像上の特定箇所の理想表示位置に基づく情報が表示部に表示される。よって、操作者は、検査（撮影）前の時点で、この表示部の表示態様を確認することで、被検部位が正しく撮影される状態であるかどうかを容易に確認することができる。

本発明に係る眼科用検査装置の一実施形態を示す模式的側面図である。 前記眼科用検査装置の一実施形態を示す模式的正面図である。 前記眼科用検査装置の本体部のθｙ回転移動を模式的に示す側面図である。 前記本体部のθｘ回転移動を模式的に示す平面図である。 前記眼科用検査装置を被験者側から見たときの模式的斜視図である。 前記眼科用検査装置の一実施形態を示す模式的側面図である。 前記本体部に内蔵された光学系を説明するための光路図である。 被検眼の模式的正面図及び断面図である。 前記本体部の制御系の構成を示す概念的ブロック図である。 本体部の回転移動によるプルキンエ像の変化を説明するための概念図である。 前眼部画像と理想表示位置に基づく情報の両者が表示されている表示部を模式的に示す図である。 前記本体部の制御系の構成を示す別の概念的ブロック図である。 基準アライメント完了時における観察相対角を説明するための概念図である。

本発明に係る眼科用検査装置（以下、適宜「本装置」という。）の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面において、実際の寸法比と図面上の寸法比は必ずしも一致するものではない。

［外観の構成］
図１及び図２は、本装置の一実施形態の外観を示す概念図であり、図１は側方から見たときの図面、図２は正面から見たときの図面である。

本装置１は、ＸＹＺ架台（三軸架台ともいう）３に搭載された本体部５を備え、この本体部５内に観察・撮影用の光学系部材が収納されている。本実施形態では、本装置１が角膜内皮細胞の撮影を行うための装置であるものとして説明する。

本体部５は、支持枠７に支持された状態でＸＹＺ架台３に搭載されている。ＸＹＺ架台３は基台１１を有し、この基台１１上にＸ軸方向にスライド可能なＸテーブル１３が形成されている。そして、このＸテーブル１３上には、Ｚ軸方向にスライド可能なＺテーブル１５が形成され、更にこのＺテーブル１５上にはＹ軸方向にスライド可能なＹテーブル１７が形成されている。なお、この各テーブルの配置方法は、図１の形態に限られるものではない。

図１に示すように、本実施形態では、被検者から見て左右方向を「Ｘ軸方向」、上下方向（鉛直方向）を「Ｙ軸方向」、前後方向を「Ｚ軸方向」と規定する。つまり、Ｘテーブル１３は左右方向にスライド可能であり、Ｚテーブル１５は前後方向にスライド可能であり、Ｙテーブル１７は鉛直方向に昇降可能である。各軸方向の移動機構は、送りネジ方式等の公知の機構を採用することができる。

また、Ｚ軸方向に関し、本装置１から見て被検者側を「前方」、その反対側を「後方」と記載する。

図１に示すように、本装置１は、被検者１０が額当て部３３に額を当て、更に顎乗せ台３５に顎を乗せることで、被検者１０の顔を固定した状態で利用される。本体部５内には後述する光学系（検査光学系）が備えられており、この光学系に含まれる発光素子からの放射光が照明レンズ４３を介して被検眼２に照射される。そして、この光が、被検眼２の前眼部にて反射され、その反射光が撮影レンズ４１を介して本体部５内の光学系に取り込まれて、後述する処理が行われる。なお、図１において、撮影レンズ４１を含む撮影光学系の光軸を符号５１として表し、照明レンズ４３を含む照明光学系の光軸を符号５３として表している。

額当て部３３は、支持部材３４に固定されている。この支持部材３４は基台１１
に固定されており、後述するように、フレキシブルチューブ３２を介して外部固視灯３６が取付けられる（図６参照）。

更に、図１には図示していないが本体部５内には前眼部２を撮影するための前眼部撮影レンズが備えられており、このレンズを介しても放射光が被検眼２に照射される。この前眼部撮影レンズについては図７を参照して後述される。

本実施形態では、支持枠７がＵ字フレーム形状を示す構造であり、本体部５をＸ軸の回りに回転可能に支持している。より具体的にいえば、本装置１は、支持枠７の前方（被検者１０側）に設定された基準点３１を中心とした公転動作が可能となっている。この基準点３１は、後述する検査光学系の光学基準軸上に設定されており、Ｚ軸もこの基準点３１を通るように設定されている。

支持枠７の側面には、基準点３１を中心とした円弧形状のガイド溝９が形成されている。また、本体部５から外方に突出した複数の案内部材１９が備えられており、この案内部材１９は、ガイド溝９の縁に接しながら移動することができる。そして、本体部５には、基準点３１を中心とした円弧形状のラック２１が形成されている。支持枠７にはＹ回転駆動部２３が設けられており、このＹ回転駆動部２３によって回転駆動されるピニオンギア２５がラック２１に咬合している。Ｙ回転駆動部２３からの制御によってピニオンギア２５を回転駆動することにより、基準点３１を左右方向に通過するＸ軸の回りに本体部５を回転移動させることができる。これにより、本体部５をＹ軸方向（鉛直方向）に振ることができる（θｙ回転移動）。

図３は、本体部５における上記Ｘ軸回りのＹ軸方向への回転移動（θｙ回転移動）を模式的に示した側面図である。本体部５の位置を区別するために、位置に応じて異なる符号を付している（５ａ，５ｂ，５ｃ）。太い実線で示された本体部５ａは、被検眼２と同じ高さに位置している状態を表している。また、細い二点鎖線で示された本体部５ｂは、本体部５ａよりも高い位置に移動した状態を表しており、同様に細い二点鎖線で示された本体部５ｃは、本体部５ａよりも低い位置に移動した状態を表している。

再び図１に戻り、支持枠７は、更に基準点３１を通過するＹ軸の回りにも回転可能に構成されている。具体的には、Ｙテーブル１７に連結されて前方に延びた延長板部１８にＸ回転駆動部２７が設けられている。そして支持枠７の前部がＸ回転駆動部２７の回転軸部２８と連結されている。本体部５が移動して撮影状態のときに、この回転軸部２８は基準点３１を通過するＹ軸に共通化されている。この構成により、基準点３１を上下（鉛直）方向に通過するＹ軸の回りに本体部５を回転移動させることができる。より具体的には、本体部５を、基準点３１に向かうＺ軸を中心振り分けとして水平面上を左右（Ｘ軸方向）に旋回移動させることができる（θｘ回転移動）。

図４は、本体部５における上記Ｙ軸回りのＸ軸方向への回転移動（θｘ回転移動）を模式的に示した平面図である。図３と同様に、本体部５の位置を区別するために、位置に応じて異なる符号を付している（５ｄ，５ｅ，５ｆ）。なお、図４では、位置関係を明瞭化するために、上から見た場合に被検者１０や本体部５によって隠れる領域を有する、基台１１，Ｘテーブル１３，Ｚテーブル１５についても意図的に図示している。なお、図４には、被検眼２とは逆の反対眼８によって固視されるための外部固視灯３６を併せて図示しているが、この外部固視灯３６についての説明は後述される。

図４において、太い実線で示された本体部５ｄは、被検眼２に向かう方向とＺ軸が一致する状態を表している。また、細い二点鎖線で示された本体部５ｅは、本体部５ｄを基準にして被検者１０から見て左側に振った状態を表しており、同様に細い二点鎖線で示された本体部５ｆは、本体部５ｄを基準にして被検者１０から見て右側に振った状態を表している。

以上にて説明したように、本体部５のＸ軸回りのＹ軸方向への回転駆動はＹ回転駆動部２３によって自動的に行われ、Ｙ軸回りのＸ軸方向への回転駆動はＸ回転駆動部２７によって自動的に行われる。

図５は、本装置１を被験者１０側から見たときの模式的斜視図である。また、図６は、図１と同様に、本装置１を被験者１０の側方から見た時の模式的正面図である。なお、図６では、説明の都合上、外部固視灯３６に関連する箇所以外の図示を省略している。

上述したように、支持部材３４は基台１１に固定されており、この支持部材３４に額当て部３３が固定されている。なお、顎乗せ台３５は支持部材３４と連結されると共に、Ｙ方向の高さ位置の調整が可能な態様で固定されている。

本実施形態では、支持部材３４が逆Ｕ字形状を示しており、Ｘ方向に延伸する箇所に連結部材３０を介してフレキシブルチューブ３２が取付けられている。そして、このフレキシブルチューブ３２の先端に外部固視灯３６が取付けられている。

フレキシブルチューブ３２は、一方の先端の位置を自在に調整することのできるチューブであり、その内部には電源供給用のケーブルが含まれている。この先端に外部固視灯３６が取付けられることで、本装置１は、外部固視灯３６の位置を操作者によって自在に動かすことができる構成である。図４及び図６に示すように、この外部固視灯３６は、被験者の被検眼２ではなく、その反対眼８によって固視されるために設置されている。この外部固視灯３６の役割については後述される。

［光学系の構成］
次に、図７を参照して本体部５に内蔵される光学系（検査光学系）の詳細な説明を行う。図７は、本体部５に内蔵された光学系の光路図である。なお、図７の構成は、あくまで一実施形態を示すものであり、この構成に限定されるものではない。例えば、後述するように、本体部５内の各光学系にはミラー６９，７１及び７２が備えられているが、これらのミラーは本体部５の構成をできる限りコンパクトな構成とするために配置されたものであって、必ずしもこれらのミラーを備えることが必須要件というわけではない。

図７に示すように、本実施形態の本装置１は、本体部５内に撮影光学系５２，照明光学系５４，前眼部観察光学系５６，アライメント指標投影光学系５８を備えている。

図７によれば、照明光学系５４の光軸５３（以下、「照明光軸５３」と略記）と、撮影光学系５２の光軸５１（以下、「撮影光軸５１」と略記）とが交差しており、この交点が撮影光学系５２の合焦点４０に対応する（「合焦」についての説明は後述）。また、前眼部観察光学系５６の光軸５５（以下、「観察光軸５５」と略記）が、照明光軸５３と撮影光軸５１のなす角を二分する位置となるように各光学系が配置されており、この観察光軸５５が本体部５内の光学系の光学基準軸５０に対応する。

撮影光学系５２は、照明光学系５４より放射された光が、被検眼２の角膜面４で反射された光を受光する光学系である。より具体的には、照明光軸５３と撮影光軸５１の交点、すなわち合焦点４０を被検眼２の角膜面４上に一致させるとき、当該角膜面４で反射した光が撮影光学系５２の光路を介して撮像装置６２で受光される。従って、本装置１では、角膜面４での反射光を撮像装置６２で受光すべく、ＸＹＺ架台３をＺ方向に移動させることにより、合焦点４０を被検眼２の被検部位に一致させる。この動作を「合焦」と呼ぶ。

合焦点４０及び基準点３１は、いずれも光学基準軸５０上に位置するように設定されており、基準点３１は、合焦点４０よりもＺ軸方向に関して前方に位置している。そして、この基準点３１と合焦点４０の間の距離は、一般的な角膜の曲率半径Ｒ（図８（ｂ）参照）に対応させている。なお、図８は、被検眼を模式的に示した図面であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が断面図（Ａ１−Ａ２線断面）に対応している。

合焦点４０を被検眼２の角膜面４に位置合わせしたとき、すなわち「合焦」がなされたとき、本装置１における基準点３１が被検眼２の角膜の曲率中心２０の位置に一致するように設定されている（図８（ｂ）参照）。よって、基準点３１を曲率中心２０に一致させた状態の下で、本体部５（すなわち光学系）を、基準点３１を中心にＸ軸回り或いはＹ軸回りに回転移動させた場合、合焦点４０は、被検眼２の角膜面４に沿って円弧状に移動する。

再び図７に戻り、前眼部観察光学系５６は、被検眼２の前眼部を観察するための撮像装置６１（ここではテレビカメラとする。）を有する光学系である。前眼部観察光学系５６は、被検眼２の角膜面４におけるアライメント指標光の反射像である輝点（プルキンエ像）を撮像装置６１が受像することにより、前眼部の角膜頂点位置を検出することができるように構成されている。

アライメント指標投影光学系５８は、前眼部観察光学系５６の観察光軸５５に沿って被検眼２にアライメント指標光を照射する光学系である。ここで、アライメント指標光とは、観察光軸５５（これは光学基準軸５０でもある）を被検眼２の角膜頂点に位置合わせするために用いられる光を指す。

以下、各光学系の構成の詳細について説明する。

照明光学系５４は、角膜照明用光源としての高輝度ＬＥＤ素子６３を有し、この高輝度ＬＥＤ素子６３から放射された光が集光レンズ６５を透過してスリット６７を背後から照射する。このスリット光はミラー６９で反射された後、照明レンズ４３によって被検眼２の角膜面４に結像させられる。

本実施形態における撮影光学系５２は、角膜内皮細胞を撮影するための撮像装置６２（ここではテレビカメラとする。）を有している。図７に示されるように、本実施形態では、撮影光学系５２で得られる像を受像する撮像装置６２は、前眼部観察光学系５６で得られる像を受像する撮像装置６１とは別個の撮像装置である。

被検眼２の角膜面４において反射された照明光学系５４からのスリット光は、撮影レンズ４１を透過してミラー７１で反射された後、スリット７３の位置で結像される。そして、この結像された光が、リレーレンズ７５を透過した後、ミラー７２にて反射されて撮像装置６２によって受光される。

アライメント指標投影光学系５８は、アライメント指標光の光源としてのＬＥＤ８１を備えている。このＬＥＤ８１からの近赤外光は、ミラー８７にて方向を変え、集光レンズ８９によって平行光とされ、ハーフミラー９１によって被検眼２の前眼部にその正面から照射される。アライメント指標光の被検眼２の角膜面４における反射像であるプルキンエ像は、ハーフミラー９１，可視光カットフィルタ９２及び前眼部撮影レンズ９３を透過して撮像装置６１に送られる。

この撮像装置６１は、撮影光学系５２及び照明光学系５４の前部（被検者１０側）に固定配置された前眼部照明用の赤外ＬＥＤ８２からの照明によって照明された被検眼２の前眼部像も撮影している。撮像装置６１で撮影された画像は、所定の表示処理が施された後、表示部１１０へと送られる（図９参照、なお図９についての説明は後述する。）。この表示部１１０は、例えばモニタにて構成されることができる。表示部１１０では、前眼部観察光学系５６で撮影されている前眼部像が、ＬＥＤ８１からの放射光の反射像たるプルキンエ像と共に表示される。このプルキンエ像が撮像装置６１の表示画面の画面上の所定の位置（光学基準軸５０に対応する位置）に達するように、ＸＹＺ架台３をＸＹ方向に移動させることで、光学基準軸５０を角膜頂点に一致させる。この動作を「アライメント動作」と呼ぶ。このアライメント動作は、撮像装置６１上において、その中央位置にプルキンエ像が出現されるように自動的に行われるものとしてよい。

固視標投影光学系５９は、被検者１０に対して被検眼２に固視させるための指標光を発する基準固視灯８３、及びこの基準固視灯８３からの指標光をアライメント指標投影光学系５８の光路に沿わせるためのコールドミラー８５（可視光反射・赤外光透過ミラー）を備えている。コールドミラー８５で反射された指標光は、ミラー８７で光路が変更され、集光レンズ８９によって平行光とされて被検眼２に投影される。従って、この基準固視灯８３を固視する被検者１０は、遠方視することとなる。この基準固視灯８３は、後述する「基準位置」における被検者の被検眼２の状態を本装置１に認識させるために利用される。

撮影光学系５２，照明光学系５４，前眼部観察光学系５６，アライメント指標投影光学系５８，及び固視標投影光学系５９を備えた本体部５は、前述のように、ＸＹＺの各軸方向に直線移動が可能であり、更に基準点３１を中心としたＸ軸回りのＹ軸方向への回転移動（θｙ回転）、及びＹ軸回りのＸ軸方向への回転移動（θｘ回転）が可能である。つまり、光学基準軸５０を、上下左右前後方向（ＸＹＺ方向）に直線移動させ、更に基準点３１を中心として上下方向及び左右方向に傾斜させることが可能である。これらの動作の組み合わせにより、光学基準軸５０を被検眼２の角膜面４上の任意の点における法線に一致させることができる。このことは、任意部位の角膜内皮細胞の撮影が可能になることを意味する。

なお、初期時においては、光学基準軸５０が水平状態となるように本体部５が設定されているものとして構わない。

図７に示されるように、本実施形態では、撮影光軸５１と照明光軸５３とが同一鉛直面内に配置されている。このとき、撮影光学系５２と照明光学系５４が縦型（鉛直方向）に配置され、光学基準軸５０もこれら両光軸５１及び５３と同一の鉛直面内に位置する。撮影光学系５２は、照明光学系５４よりも上方に配置され、両光軸５１及び５３共に、本体部５の幅方向（Ｘ軸方向）のほぼ中央に配置される。また、前眼部観察光学系５６及びアライメント指標投影光学系５８も、ほぼ両光軸５１及び５３と同一の鉛直面内に配置される。

このように光学系を配置することで、本体部５の横幅（Ｘ軸方向の幅）を小さくすることができ、コンパクトな構造が実現できる。また、本体部５の回転時において、支持部材３４や顎乗せ台３５、又は被検者１０の頭部との干渉が避けられ、大きなθｘ回転角を確保することが可能になる。ただし、光学系のこのような配置は、あくまで一例であり、必ずしもこの構成に限られるものではない。

［制御系の構成及び動作］
次に、本体部５の制御を行うための制御系の構成及び動作について説明する。図９は、前記制御系の構成を示す概念的ブロック図である。なお、図９では、制御系の動作内容を明瞭化するために、図７に示した光学系についても併せて図示している。

制御系１００は、撮影画像読み出し部１０１，前眼部画像読み出し部１０３，表示用処理部１０５，位置指定部１０９，回転角算定部１１１，初期位置設定部１１９，理想表示位置算定部１３１等を備えて構成される。また、図示しないが、必要な情報を格納するためのメモリや全体を制御するためのＣＰＵを備えている。

図９に示した光学系移動機構９５は、本体部５を移動させることで光学系の向きや位置を移動させるための機構群を指しており、図１に示すＸＹＺ架台３（Ｘテーブル１３，Ｙテーブル１７，Ｚテーブル１５）、Ｙ回転駆動部２３、及びＸ回転駆動部２７を含めた概念である。

撮影画像読み出し部１０１は、撮影光学系５２で得られた像、すなわち本実施形態であれば被検眼２の角膜内皮細胞を撮影するための撮像装置６２で得られた画像の読み出し処理を行う。一方、前眼部画像読み出し部１０３は、前眼部観察光学系５６で得られた像、すなわち被検眼２の前眼部画像を撮影するための撮像装置６１で得られた画像の読み出し処理を行う。

以下では、撮像装置６１で得られた画像を「前眼部画像」と呼び、撮像装置６２で得られた画像を「撮影画像」と呼ぶ。

各画像読み出し部１０１及び１０３で得られた画像は、表示用処理部１０５において所定の表示処理が施された後、表示部１１０に送られる。なお、前述したように、表示部１１０は、例えばモニタにて構成される。

具体的には、アライメント動作が完了した後においては、前眼部画像読み出し部１０３によって被検眼の前眼部画像がプルキンエ像と共に読み出され、更に、合焦後においては、撮影画像読み出し部１０１によって被検部位における角膜内皮細胞の撮影画像が読み出される。本実施形態では、照明光学系５４の光源として高輝度ＬＥＤ６３を用いており、この高輝度ＬＥＤ６３からの放射光が角膜面４にて反射された光を受光している間、撮像装置６２では撮影画像が撮影され、その情報が撮影画像読み出し部１０１を介して表示部１１０へと送られる。

なお、表示部１１０では、撮影画像と前眼部画像を切り替えながら表示することができる構成としても構わないし、両者を並べて表示できる構成としても構わない。

また、後述するように、本実施形態における表示部１１０は、理想表示位置算定部１３１によって算定された理想表示位置に基づく情報を、前眼部画像に重ねて表示させることが可能な構成である。

以下では、制御系１００の動作を説明するに当たり、本装置１を実際に利用する際のフローと共に説明する。

＜ステップＳ１＞
操作者は、まず本装置１に付属の電源（不図示）スイッチを操作して、電源を入れる。

＜ステップＳ２＞
制御系１００は、電源ＯＮを検出すると、制御プログラムが起動し、本体部５を初期位置に移動させるための制御を実行する。具体的には、初期位置設定部１１９が、内部に記録された初期位置に関する情報を光学系移動機構９５に与え、光学系移動機構９５が本体部５をＸＹＺ方向に移動し、また必要に応じてθｘ回転やθｙ回転を行って、本体部５を初期位置に設定する。

ここで、初期位置の一例としては、被検者１０が顎乗せ台３５に顎を乗せ、額当て部３３に額を当てた状態において、本体部５が被検者１０のおよそ正面に位置すると共に、被検者から見てＺ方向に最も離れた位置（後方の位置）とすることができる。なお、ここでいう「初期位置」は、後述の「基準位置」とは異なる概念である。

＜ステップＳ３＞
操作者は、被検者１０に対し、本装置１の顎乗せ台３５に顎を乗せ、額当て部３３に額を当てるよう指示を行う。被検者１０に応じて眼の高さは異なるため、この時点では必ずしも本体部５の光学系が被検眼２を捉えているとはいえない。また、仮に捉えていたとしても、アライメント動作が行われているわけではないので、撮像装置６１によって被検眼２の前眼部が明瞭に撮影されているわけではない。

＜ステップＳ４＞
操作者は表示部１１０を見ながら、顎乗せ台３５の高さ（Ｙ軸方向）や、横方向（Ｘ軸方向）の顔の位置を調整し、表示部１１０に被検眼２の前眼部が表示されるように被検者１０の顔と本体部５の位置関係をマニュアルで調整する（プレ設定）。ただし、本ステップにおいても、あくまでアライメント動作を行っているわけではないので、前眼部画像が表示部１１０に表示されるに留まり、プルキンエ像は確認できないか若しくは不鮮明である。

＜ステップＳ５＞
ステップＳ４において、被検眼２の前眼部が表示部１１０に表示されるようになった後、被検眼２の撮影準備ステップに入る。一例としては、基準固視灯８３を点灯し、被検者１０にこの基準固視灯８３を固視するように指示を行う。図７を参照して説明したように、この基準固視灯８３からの放射光は光学基準軸５０と同じ向きに平行光として被検眼２に照射されるため、被検者１０はほぼ正面を見続ければよい。これにより、被検者１０の視方向がある程度固定される。

＜ステップＳ６＞
被検者１０に対して基準固視灯８３を固視させた状態で、操作者は本装置１に付属された撮影準備ボタン（不図示）を押す。これにより、本装置１の本体部５は自動的にアライメントされる。すなわち、被検眼２の前眼部画像のほぼ中央にプルキンエ像が表示されるように、光学系移動機構９５（ＸＹＺ架台３）がＸＹＺ方向に本体部５を移動させる。

より具体的には、まず表示部１１０においてプルキンエ像が検出されるまで、本体部５をＺ方向に前進させる（被検者１０側に近づける）。そして、プルキンエ像が検出された後は、このプルキンエ像を前眼部画像上の中心位置に最も近づけるように、本体部５をＸ及びＹ方向に移動させる。

前述したように、アライメント動作は、プルキンエ像を前眼部画像上の所定表示位置に設定することである。本実施形態では、この所定表示位置を「中心位置」としているが、この所定表示位置は適宜設定することが可能であり、必ずしも前眼部画像上の中心位置に設定しなければならないものではない。

本ステップで行われるアライメント動作は、本体部５を被検者１０の正面に配置し、光学基準軸５０を水平方向（Ｚ方向）に向け、被検者１０に正面を固視させた状態で行われるものである。以下、このような条件下で行われるアライメントを「基準アライメント」と呼ぶ。この基準アライメントが実行された後の本体部５の位置を「基準位置」と呼ぶ。

＜ステップＳ７＞
次に、操作者は、入力インタフェース１０２を操作して、任意の被検部位の位置を指定する。具体的には、表示部１１０上に表示された被検眼２の前眼部画像を見ながら、被検部位に相当する箇所にポインタを合わせ、マウスにてクリックするか、キーボードやタッチパネル等を操作することでその位置を確定する。図８（ａ）では、瞳孔中心７６から上方（Ｙ軸方向）に移動した箇所７７を被検部位とした場合を示している。

＜ステップＳ８＞
操作者によって指定された被検部位に関する情報に基づいて、回転角算定部１１１は被検部位における法線方向を確定する。そして、この法線方向と光学基準軸５０を一致させた場合に、被検者の視軸と光学基準軸５０がなすべき角度を算定する。この角度が本体部５の回転角に相当する。

より詳細には、位置指定部１０９が、入力インタフェース１０２によって特定された被検部位７７の座標に関する情報を認識し、それを回転角算定部１１１に出力する。回転角算定部１１１は、前眼部画像上における所定表示位置（本実施形態であれば中心位置）を基準としたときの被検部位７７のＸ及びＹ軸方向の変位量を算定する。そして、この変位量と角膜の曲率半径Ｒに基づいて被検部位７７における法線方向７０を確定させる演算を行う。

図８（ｂ）は、図８（ａ）の正面図を、Ｙ軸方向に平行なＡ１−Ａ２線で切断したときの断面図である。図８（ｂ）によれば、図８（ａ）における被検部位７７の下での法線７０の方向は、被検眼の曲率中心２０を通り、水平状態（Ｚ軸に平行）の光学基準軸５０に対して鉛直上方にθｙ２の角度をなす方向である。ただし、θｙ２＝arcsin（Ｄ／Ｒ）である。図８（ｂ）では、法線７０の向きの理解のため、被検部位７７における角膜接面７７ｓを併せて示している。被検部位７７における法線７０は、当然に、被検部位７７における角膜接面７７ｓに直交する。図８（ａ）では、瞳孔中心からみてＹ方向にのみ変位した箇所を被検部位としたが、Ｘ方向にも変位している場合には、左右方向の角度θｘ２も併せて算定される。

なお、回転角算定部１１１は、メモリより角膜の曲率半径Ｒに関する情報を読み出して被検部位７７における法線７０の方向を算定するものとして構わない。そして、算定された角度に関する情報はメモリ内に記録される。

更に、理想表示位置算定部１３１は、回転角算定部１１１が算定した回転角に基づき、視方向が変化していなければ、表示部１１０に表示されるべき前眼部画像上の瞳孔中心７６の位置を算定する。

図１０（ａ）は本体部５の回転移動前、すなわち本体部５が基準位置に存在する時点における被検眼２の平面図及び前眼部画像に対応する。なお、図１０（ｂ）については後述する。

図１０（ａ）に示すように、基準位置においてアライメントが完了した時点における標準的な前眼部画像は、プルキンエ像８０が前眼部画像の中央に位置しており、この位置に瞳孔中心７６が一致している。瞳孔７８の外縁は、この瞳孔中心７６を中心として所定の径を有するほぼ円形状を示している。本実施形態では、理想表示位置算定部１３１が、この図１０（ａ）に示すような、基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報を記憶しているものとする。

そして、理想表示位置算定部１３１は、回転角算定部１１１が算定した回転角だけ光学系５が回転した場合において、アライメント処理が完了した状態における前眼部画像上に表示される瞳孔中心７６の座標位置を、当該回転角（θｘ、θｙ）の情報より幾何学的に算定する。更にこのとき、θｘ、θｙに応じて瞳孔７８が楕円形状となるが、この楕円形状の長径及び短径についても、同時に幾何学的計算によって算定する。そして、この算定された瞳孔中心の位置及び径に基づいて、理想的な瞳孔位置を算定する。この理想的な瞳孔位置が「理想表示位置」に対応する。

理想表示位置算定部１３１は、この理想表示位置に関する情報を、表示用処理部１０５に出力する。表示用処理部１０５は、この情報に基づいて所定の表示用処理を行なって、表示部１１０に出力する。これにより、表示部１１０には、光学系５が回転角算定部１１１によって回転移動され、アライメント処理が完了した時点における、理想的な瞳孔７８Ｄが表示される（図１１参照）。なお、理想的な瞳孔中心７６Ｄも併せて表示されるものとしても構わない。

更にこのとき、実際に撮影された前眼部画像上の被検眼２の瞳孔７８と理想的な瞳孔７８Ｄとが重なり合うことで操作者にとって視覚的に見づらくならないよう、理想表示位置に基づく情報の色を異ならせたり、理想的な瞳孔７８Ｄの径の大きさを意図的に実際の瞳孔７８と異ならせても構わない。

＜ステップＳ９＞
回転角算定部１１１は、ステップＳ８において算定した角度を、回転角に関する情報として光学系移動機構９５に出力する。光学系移動機構９５は、与えられた回転角（θｘ２，θｙ２）だけ基準点３１を中心として本体部５（すなわち光学系）を回転移動させる（θｘ回転，θｙ回転）。

このとき、操作者は、基準固視灯８３を消灯すると共に、被験者１０に対して、反対眼８によって外部固視灯３６を固視し続けるように指示する。上述したように、外部固視灯３６は無限遠視が可能な構成であるため、反対眼８によって固視することで、反対眼８の視方向をＺ軸方向に固定することができると共に、被検眼２との間の輻輳が生じない。すなわち、反対眼８の視方向をＺ軸方向に固定させることにより、被検眼２の視方向も、光学系５の移動中においてもＺ軸方向に固定させることが可能である。しかし、光学系５が目標の位置に移動した後に、被検眼２の視方向が移動してしまう場合もあり得る。更には、もともと被検眼２の視方向を固定することが困難な被験者においては、基準アライメント完了後から光学系５の移動完了までの間、または光学系５の移動完了後から撮影処理までの間に、被検眼２の視方向が移動してしまう場合はあり得る。また、被検眼２で基準固視灯８３を固視していた状態から、反対眼８で外部固視灯３６を固視していた状態になるときに、被検眼２の視方向が変化することが考えられる。

しかし、本装置１は、ステップＳ９において光学系５が移動した後においても、操作者によって被検眼２の視方向を正しい向きに調整することが可能な構成である。この視方向調整方法については、後のステップＳ１０にて説明される。

ステップＳ９における光学系の回転移動が完了するまでの間に被検者の視方向が変化していなければ、回転移動後に光学系の光学基準軸５０と法線７０の向きが一致する。このとき、撮像装置６１によって撮影された前眼部画像が映し出されている表示部１１０上には、プルキンエ像８０が、光学基準軸５０上において、ステップＳ７で指定された被検部位７７の位置（例えば図８参照）に重なって出現する。この理由につき、以下説明する。

本ステップＳ９の回転移動によって、光学基準軸５０は、被検部位７７における法線７０と平行な向きとなるため、平行光であるアライメント指標光は、法線７０と同じ方向に向けて被検眼２に照射される。従って、被検眼２の表面（角膜表面）における当該アライメント指標光の反射像たるプルキンエ像は、再び光学基準軸５０から撮像装置６１へと送られる。つまり、表示部１１０上に表示されている前眼部画像は、被検眼２を法線７０の方向（この時点における光学基準軸５０の方向）から見た像である。

別の箇所が被検部位と設定された場合につき、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は本体部５の回転移動前、すなわち本体部５が基準位置に存在する時点における被検眼２の平面図及び前眼部画像に対応する。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）上で指定された被検位置７７ａを角膜頂点とするように本体部５を回転移動させた後における被検眼２の平面図及び前眼部画像に対応する。

図１０では、前眼部画像の中心位置からＸ軸方向にＸ２だけ移動した位置７７ａが被検部位として特定された場合を示している（図１０（ａ））。このとき、ステップＳ８において回転角（θｘ２）が算定され、ステップＳ９においてこのθｘ２だけ本体部５が回転移動する。この結果、プルキンエ像８０が、光学基準軸５０上において被検部位７７ａと重なるように前眼部画像６０上に現れる（図１０（ｂ））。このとき、被検部位７７ａが角膜頂点に一致していると判定できる。ただし、これは上述したように、ステップＳ９の回転移動完了までに被検者の視方向が変化しなかった場合においてであり、もし視方向が変化していた場合には、被検部位７７ａとは異なる箇所のプルキンエ画像が前眼部画像６０の中心位置に現れることとなる。このときは、被検部位７７ａとは異なる角膜頂点が光学基準軸５０に一致している。

＜ステップＳ１０＞
操作者は、表示部１１０に表示されている画面を見て、被検眼２の視方向が正しい方向を見ているかどうかの確認をする。具体的には、ステップＳ８にて表示された理想的な瞳孔７８Ｄの位置と、実際に前眼部観察光学系５６にて観察されている瞳孔７８の位置のずれを確認する。このずれがある程度大きい場合には、操作者は、外部固視灯３６を手動で動かすことで被検眼２の視方向を正しい向きに調節する。以下、この視方向調整につき、説明する。

図１１は、前眼部観察光学系５６で観察されている前眼部画像と理想表示位置に基づく情報の両者が表示されている表示部１１０を模式的に示したものである。表示部１１０上に実線にて示されている瞳孔７８は、前眼部観察光学系５６にて観察されたアライメント完了後の被検眼２の瞳孔を示している。なお、この瞳孔７８の中心が瞳孔中心７６である。アライメント完了後の被検眼２であるため、被検眼２のプルキンエ像８０は、表示部１１０上の中央に位置している。

一方、表示部１１０上に破線にて示されている瞳孔７８Ｄは、理想表示位置算定部１３１によって算定された理想的な瞳孔の外縁を示している。また、この中心の点７６Ｄは、理想的な瞳孔７８Ｄの瞳孔中心を表している。なお、図１１では、説明のために、表示部１１０上に瞳孔中心７６、７６Ｄが表示されているものとして図示しているが、実際には瞳孔７８、７８Ｄのみが表示部１１０上に表示されているものとしても構わない。

図１１では、理想的な瞳孔７８Ｄを、実際に観察される被検眼２の瞳孔７８よりも大きな径、すなわち標準的な瞳孔の径よりも大きな径で表示している。これは、前述したように、２つの円（楕円）が重なり合った場合においても、操作者に対して実際の瞳孔の外縁と理想表示用瞳孔の外縁の区別を容易にさせるためである。

図１１（ａ）は、一例として、正面視における理想表示位置に基づく情報と前眼部画像を表示部１１０上に表示した状態を示している。実際の被検眼２の瞳孔中心７６は瞳孔中心７６Ｄよりも下方にあり、本来、被検眼２が正面視をしなければならないのに、被検眼２の視方向がやや下向きになっていることを表している。

図１１（ｂ）〜（ｄ）は、被検部位７７を撮影すべく光学系５を移動させた後の被検眼２の前眼部画像と理想表示位置に基づく情報とを表示部１１０上に表示した状態を示している。（ｂ）〜（ｄ）は光学系５の位置は同一である。

ステップＳ９によって光学系５を移動した後、例えば表示部１１０には図１１（ｂ）のような状態が表示されていたとする。図１１（ｂ）によれば、実際に観察されている瞳孔７８の中心７６が、理想的な瞳孔７８Ｄの中心７６Ｄよりも左に位置している。つまり、この図より、被検眼２が本来見るべき方向よりも少し右を向いていることを示している。

操作者は、図１１（ｂ）に示す表示部１１０を確認すると、被験者１０に対して、引き続き反対眼８によって外部固視灯３６を固視続けるように要求した上で、外部固視灯３６を少しずつ左方向に移動させる。前述したように、外部固視灯３６は反対眼８によって無限遠視できる構成であるため、外部固視灯３６からの放射光は平行光である。これにより、外部固視灯３６を少し移動させることで、この外部固視灯３６を固視している反対眼８の視方向が少し移動し、これに連れて被検眼２の視方向も移動する。

操作者は、表示部１１０を確認し、被検眼２の瞳孔７８の中心７６の位置が、理想的な瞳孔７８Ｄの中心７６Ｄの位置にほぼ一致するまで、外部固視灯３６を少しずつ動かすことで視方向の調整を行う。なお、表示部１１０において、瞳孔中心７６、７６Ｄが表示されていない場合には、瞳孔７８の外縁が理想的な瞳孔７８Ｄの外縁とほぼ同心状となるまで、外部固視灯３６を少しずつ動かすことで視方向の調整を行う。そして、図１１（ｄ）のように、両瞳孔中心７６及び７６Ｄの位置がほぼ一致すると、又は、両瞳孔７８及び７８Ｄがほぼ同心状になると、操作者は、被験眼２の視方向が正しい向きに調整され、被検部位７７が撮影される状態となっていることが分かる。

なお、図１１（ｃ）は、実際に観察されている瞳孔７８が理想的な瞳孔７８Ｄよりも右に位置している場合を示している。この場合、被検眼２は本来見るべき方向よりも少し左を向いており、操作者は外部固視灯３６を少しずつ右方向に移動させることで、瞳孔中心７６の位置を理想表示用瞳孔中心７６Ｄに近づける調整を行えばよい。

＜ステップＳ１１＞
ステップＳ１０において、被験眼２の視方向の調整が完了すると、光学基準軸５０を被検部位７７における法線７０と平行な方向に維持したまま、合焦を行い、合焦点４０を被検部位７７に一致させるように位置合わせを行う。このとき、一例としては、合焦点４０を被検部位７７に近づけるように、本体部５をＺ軸方向に少し移動させ、その後、光学基準軸５０を法線７０の方向に一致させるべく本体部５をＸ軸方向或いはＹ軸方向に移動させるという制御を繰り返し行うものとすることができる。

＜ステップＳ１２＞
合焦が完了すると、撮影光学系５２によって得られる撮影画像（ここでは角膜内皮細胞画像）を撮影する。この画像は、撮像装置６２を介して表示部１１０へと送られる。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１２にて撮影が完了後、更に他の被検部位を撮影したい場合には、当該他の被検部位を指定するステップＳ７へと戻り、以後のステップを繰り返す。なお、１回目のステップＳ７の時点において、複数の被検部位を予め指定する構成である場合には、このステップＳ７で指定されていた他の被検部位に関する情報に基づいて、ステップＳ８〜Ｓ１２を繰り返す。一方、他の被検部位が存在しない場合には、所定の終了処理へ移行する。

（別の制御構成）
次に、制御系１００が行う別の制御方法につき説明する。

上記実施形態では、ステップＳ８において、理想表示位置算定部１３１は、図１０（ａ）に示すような基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報に基づいて理想表示位置を算定するものとした。しかし、これに代えて、被検眼２の実際の正面視状態の瞳孔位置に関する情報に基づいて理想表示位置を算定するものとしても構わない。

図１２は、上記方法で理想表示位置を算定する際の制御系１００の内部構成を模式的に示すブロック図である。図１２に示す制御系１００は、図９に示す構成に加えて、更に観察相対角算定部１１３を備えている。

＜ステップＳ６Ａ＞
ステップＳ６において基準アライメントが完了した後、観察相対角算定部１１３は光学基準軸５０と被検眼２の眼軸（「眼軸」については後述する。）のなす角度の算定を行う。以下では、光学基準軸５０と眼軸のなす角度のことを「観察相対角」という。この言葉を用いれば、本ステップＳ６Ａでは、基準アライメント完了時における観察相対角が算定される。この内容につき詳細を説明する。

図１３は、基準アライメント完了時における観察相対角についての説明をするための概念図である。基準アライメント完了時において、被検眼２は、正面に位置している本体部５の方向に視線を向けている。すなわち、視軸９６の方向はＺ軸方向であり、この方向は光学基準軸５０の方向と一致している。しかし、眼球の前極と後極を結ぶ軸（眼軸）は、視軸の方向と必ずしも一致しない。瞳孔中心の位置は眼軸９７によって規定される。一方、プルキンエ像の位置は光学基準軸５０によって規定される。この結果、基準アライメント完了時においても、前眼部画像上における瞳孔中心とプルキンエ像の位置がずれることになる。

図１３（ａ）は、眼軸と視軸の方向が所定角θｘ１だけＸ軸方向に振れている場合を図示したものである。一方（ｂ）は、比較のために眼軸と視軸が共に同じ方向（Ｚ軸方向）を向いている場合を図示したものである。いずれの図も被検眼２の視軸９６の方向はＺ軸方向であることを想定したものである。なお、図１３（ａ）では、理解のために眼軸９７が視軸９６に対して極端にずれている場合を図示している。

既述のように、プルキンエ像８０は、ＬＥＤ８１から放射され、ハーフミラー９１によって光学基準軸５０と同じ向きにされたアライメント指標光（近赤外光）が、角膜面４において反射されることで得られる像である。基準アライメント完了時においては、この光学基準軸５０と視軸９６が同じ向きである。このため、図９（ｂ）に示すように、仮に眼軸９７が視軸９６と同じ方向を向く被検眼２の場合には、アライメント指標光がＺ軸方向に放射される角膜面上の点、すなわち角膜頂点８４が眼軸９７上に存在することとなり、この結果、前眼部画像６０上において、瞳孔中心７６の位置にプルキンエ像８０が現れる。

しかし、眼軸９７が視軸９６に対してずれ角を有している場合、図１３（ａ）に示すように、角膜頂点８４は眼軸９７上に存在しない。つまり、眼軸９７上の点として規定される瞳孔中心７６の位置と、光学基準軸５０と同じＺ軸方向を向いている視軸９６上の点として規定されるプルキンエ像８０の位置は当然にずれが生じる。図１３（ａ）では、眼軸９７が視軸９６に対してＸ方向にθｘ１だけずれを有する場合を想定したため、前眼部画像６０上において、瞳孔中心７６はプルキンエ像８０からＸ軸方向にｄだけ離隔した位置に現れている。なお、図１３において、符号６４は回旋点を、符号７８は瞳孔を、符号７４は虹彩を夫々示している。回旋点６４とは、眼軸９７の向きを変える際に固定される点を指す。

なお、図１３（ａ）のように、前眼部画像６０上において瞳孔中心７６の位置とプルキンエ像８０の位置がずれるのは、上述のように眼軸９６が視軸９７に対してずれ角を有している理由の他、輻湊（両眼視状態）の発生、斜視の存在、或いは瞳孔が厳密な真円ではないこと等に由来する。

言い換えれば、基準アライメント完了時において、プルキンエ像８０が瞳孔中心７６の位置からがどの程度ずれているかという点は、個々の被検者１０の当該被検眼２（右眼か左眼か）に特有の事情であるということが分かる。つまり、基準アライメントを行ったときのプルキンエ像８０と瞳孔中心７６の位置関係を把握しておくことで、この被検者１０の被検眼２の特徴を認識することが可能となる。

以上説明したように、本ステップでは、基準アライメント完了時に得られるプルキンエ像８０と瞳孔中心７６との位置関係に基づいて、観察相対角算定部１１３が基準アライメント完了時における観察相対角を算定する。これにより、被検眼２固有の特徴を本装置１側で認識させることができる。

具体的には、観察相対角算定部１１３が、基準アライメント終了後に得られる前眼部画像を前眼部画像読み出し部１０３から読み出し、これによりプルキンエ像８０と瞳孔中心７６の相対位置関係を認識し、それに応じて観察相対角を算定する。

例えば、図１３（ａ）の構成であれば、観察相対角はＸ軸方向にθｘ１と求められる。このθｘ１の値は、角膜の曲率半径Ｒ，プルキンエ像８０と角膜頂点８４の間の距離Ｌ，前眼部画像６０上におけるプルキンエ像８０と角膜中心７６のＸ軸方向のずれ量ｄを用いて、θｘ１＝arctan［ｄ／（Ｒ−Ｌ）］として算定される。ここで、「ｄ」の値は、前眼部画像６０から読み取られる。また、ＲやＬの値は、予めメモリに記録されており、観察相対角算定部１１３がメモリから必要な情報を読み出して演算処理を行うものとして構わない。Ｌの値としては、一般的な値（例えば３．８ｍｍ）を利用することができる他、Ｌ≒Ｒ／２として演算に用いても構わない。なお、一般的なＲはＲ＝７．７ｍｍである。一方で、図１３（ｂ）の構成であれば、観察相対角が０と求められる。

本ステップＳ６Ａで算定された、基準アライメント完了時における観察相対角に関する情報は、被検眼２に固有の情報として記録される。

なお、図９（ａ）では、基準アライメント完了時、すなわち視軸９６をＺ軸の方向に向けたときに、Ｘ軸方向にのみ眼軸９７が振れている場合を説明したが、Ｙ軸方向にのみ振れている場合もあり得るし、両方向に振れている場合も当然にあり得る。両方向に振れている場合には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向双方における観察相対角（θｘ１，θｙ１）を算定する。

＜ステップＳ７＞
次に、上述したステップＳ７と同様に、操作者は、入力インタフェース１０２を操作して、任意の被検部位の位置を指定する。

＜ステップＳ８＞
上述したステップＳ８と同様、回転角算定部１１１は本体部５の回転角に相当する。

そして、理想表示位置算定部１３１は、回転角算定部１１１が算定した回転角（θｘ、θｙ）と、観察相対角算定部１１３が算定した観察相対角（θｘ１，θｙ１）に基づいて、視方向が変化していなければ、表示部１１０に表示されるべき前眼部画像上の瞳孔中心７６の位置を算定する。

上述した実施形態では、理想表示位置算定部１３１は、正面視における前眼部画像が図１０（ａ）を示すものとして理想表示位置を算定した。これに対し、この別形態では、図１３（ａ）に示すように、予め被検眼２を撮影した実際の前眼部画像に関する情報に基づいて理想表示位置を算定する点が異なる。理想表示位置算定部１３１は、観察相対角算定部１１３によって算定された観察相対角に関する情報、つまり、実際の被検眼２の前眼部画像におけるプルキンエ像８０と瞳孔中心７６の位置関係に関する情報に基づいて、理想表示位置を算定する。

この方法によれば、被検眼２の正面視において、図１３（ａ）のように、プルキンエ像７６と瞳孔中心８０の位置ずれが生じているような場合に、このずれを反映させた状態で理想表示位置を算定することができる。よって、上述した実施形態よりも精度の高い視方向調整が可能となる。

ただし、正面視状態でプルキンエ像７６と瞳孔中心８０に生じる位置ずれの程度は、基準アライメント状態から光学系５が移動して撮影動作に入るまでの間に被検眼２の視方向が変化することに起因した位置ずれの程度に比べてはるかに小さい。このため、上述した実施形態のように、標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報に基づいて理想表示位置を算定し、これに基づいて前眼部画像の瞳孔位置を移動させる調整を行なうことで、被検部位を正しく撮影することは可能である。

［別実施形態の説明］
〈１〉 上記実施形態では、ステップＳ６における基準アライメント動作の完了後に観察される前眼部画像を表示部１１０で見ながら、ステップＳ７において操作者が入力インタフェース１０２を操作して被検部位の位置を指定する構成とした。しかし、被検部位の位置を指定する際には必ずしも被検者の前眼部画像が必要であるわけではない。

例えば、ダミーの前眼部画像（以下、「ダミー画像」と略記する。）を用意しておき、操作者が表示部１１０上に映し出されたダミー画像を見ながら、被検部位を入力インタフェース１０２で指定する。この指定は、本装置１の電源ＯＮ後、ステップＳ７までのどのタイミングで行っても構わない。

〈２〉 上記実施形態では、プルキンエ像７６を表示部１１０の所定表示位置に設定した状態（アライメント完了状態）において、実際の被検眼２の瞳孔中心８０と理想表示位置に基づく瞳孔中心８０Ｄの相対的位置関係に基づいて被検眼２の視方向のずれの有無を検知したが、これ以外の検出方法を利用して視方向を検出する構成としても構わない。例えば、瞳孔中心に代えて、虹彩（黒目部）と強膜（白目部）の境界、或いは他のプルキンエ像（第４プルキンエ像等）を利用して、プルキンエ像（ここでは第１プルキンエ像に相当する）の位置を把握する構成としても構わない。

〈３〉 本実施形態では、本装置１を用いて撮影光学系５２において被検眼の角膜内皮細胞の撮影を行う場合を想定して説明したが、本発明の技術は、被検眼上の被検部位を変更しながら検査を行う他の用途にも適用可能である。一例としては、トノメータに利用できる。トノメータとは、角膜表面に向け、瞬間的に細い空気流により加圧し、その動向から眼圧測定をする装置であり、被検部位に対して法線方向に加圧しなければ測定が不正確になるため、被検部位の法線方向を正確に認識することが必要である点において、本実施形態の角膜内皮細胞撮影と共通する。

別の例としては、スリットランプ等、前眼部を検査・観察・撮影する装置にも利用できる。本発明の方法を利用することで、装置と被検眼との位置関係が詳細に把握・記録できる。これにより、どの部分をどの方向から観察した結果であるかが認識できるため、観察場所の特定が可能となり、得られた像の歪みの補正が可能となる。

その他の例として、角膜光干渉断層計（ＯＣＴ）にも本発明の技術を利用することが可能である。

〈４〉 上記の実施形態では、光学系が基準固視灯８３を備える構成であるとして説明したが、必ずしも基準固視灯８３を備えなくても構わない。この場合、基準アライメント時において反対眼８で外部固視灯３６を固視させることにより、被検眼２を正面視させることができる。この場合、操作者は、表示部１１０上に表示された前眼部画像上の瞳孔７８と標準的な正面視状態の瞳孔７８Ｄの位置を比較し、ずれがある場合には瞳孔７８を瞳孔７８Ｄに近づけるように外部固視灯３６を移動させることで被験者１０を正しく正面視させることができる。

１： 本発明に係る眼科用検査装置
２： 被検眼
３： ＸＹＺ架台（三軸架台）
４： 角膜面
５： 本体部
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ： 位置を区別した本体部
７： 支持枠
８： 反対眼
９： ガイド溝
１０： 被検者
１１： 基台
１３： Ｘテーブル
１５： Ｚテーブル
１７： Ｙテーブル
１８： 延長板部
１９： 案内部材
２０： 被検眼の角膜の曲率中心
２１： ラック
２３： Ｙ回転駆動部
２５： ピニオンギア
２７： Ｘ回転駆動部
２８： 回転軸部
３０： 連結部材
３１： 基準点
３２： フレキシブルチューブ
３３： 額当て部
３４： 支持部材
３５： 顎乗せ台
３６： 外部固視灯
４０： 合焦点
４１： 撮影レンズ
４３： 照明レンズ
５０： 光学基準軸
５１： 撮影光学系の光軸（撮影光軸）
５２： 撮影光学系
５３： 照明光学系の光軸（照明光軸）
５４： 照明光学系
５５： 前眼部観察光学系の光軸（観察光軸）
５６： 前眼部観察光学系
５８： アライメント指標投影光学系
５９： 固視標投影光学系
６０： 前眼部画像
６１： 撮像装置
６２： 撮像装置
６３： 高輝度ＬＥＤ素子
６４： 回旋点
６５： 集光レンズ
６７： スリット
６９： ミラー
７０： 法線
７１： ミラー
７２： ミラー
７３： スリット
７４： 虹彩
７５： リレーレンズ
７６： 瞳孔中心
７６Ｄ： 理想的な瞳孔の中心
７７： 被検部位
７７ｓ： 被検部位における角膜接面
７８： 瞳孔
７８Ｄ： 理想的な瞳孔
８０： プルキンエ像
８１： ＬＥＤ
８２： 赤外ＬＥＤ
８３： 基準固視灯
８４： 角膜頂点
８５： コールドミラー
８７： ミラー
８９： 集光レンズ
９１： ハーフミラー
９２： 可視光カットフィルタ
９３： 前眼部撮影レンズ
９５： 光学系移動機構
９６： 視軸
９７： 眼軸
１００： 制御系
１０１： 撮影画像読み出し部
１０２： 入力インタフェース
１０３： 前眼部画像読み出し部
１０５： 表示用処理部
１０９： 位置指定部
１１０： 表示部
１１１： 回転角算定部
１１９： 初期位置設定部
１２０： 撮像装置
１２１： コールドミラー
１３１： 理想表示位置算定部
Ｄ： 被検部位と角膜頂点の間のＸＹ平面上における距離
Ｌ： プルキンエ像の虚像と角膜頂点の間の距離
Ｒ： 角膜の曲率半径

Claims (8)

1. 被検者の被検眼を検査するための眼科用検査装置であって、
   前記被検眼の前眼部を観察する前眼部観察光学系を含む検査光学系と、
   前記検査光学系を回転移動させる光学系移動機構と、
   前記前眼部観察光学系で観察された前記被検眼の前眼部画像を表示する表示部と、
   前記被検眼の被検部位の位置の指定を受け付ける位置指定部と、
   前記被検部位の位置情報に基づいて、前記被検部位の検査時に満たすべき前記被検眼の視軸と前記前眼部観察光学系の光軸の間の角度を回転角として算定する回転角算定部と、
   基準位置から前記回転角だけ前記検査光学系を回転移動した状態で前記被検眼が前記前眼部観察光学系によって観察された場合に、前記表示部上に表示されるべき前記前眼部画像上の特定箇所の理想表示位置を算定する理想表示位置算定部を備え、
   前記表示部は、前記回転角だけ前記検査光学系を回転移動した状態で、前記前眼部画像と前記理想表示位置に基づく情報の両者を同時に表示できることを特徴とする眼科用検査装置。
2. 操作者の操作によって位置の変更が可能に構成された外部固視灯を備え、
   前記外部固視灯は、前記被験者の前記被検眼とは反対眼で固視可能な位置に配置され、前記反対眼で固視させたまま位置を移動させることで、前記表示部に表示されている前記前眼部画像上の前記特定箇所の表示位置を移動させることができることを特徴とする請求項１に記載の眼科用検査装置。
3. 前記特定箇所は瞳孔であり、
   前記表示部は、前記理想表示位置に基づく情報として、当該理想表示位置を中心とする円又は楕円を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科用検査装置。
4. 前記基準位置は、前記前眼部観察光学系の光軸を前記被検眼の視軸と同じ向きにして、前記前眼部画像上の所定表示位置にプルキンエ像が表示される、前記検査光学系の配置位置であり、
   前記理想表示位置算定部は、前記基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報と前記回転角に関する情報に基づいて、前記検査光学系を前記基準位置から前記回転角だけ回転させ、前記所定表示位置にプルキンエ像が表示されるように設定した場合における、前記前眼部画像上の瞳孔位置を前記理想表示位置として算定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の眼科用検査装置。
5. 前記基準位置は、前記前眼部観察光学系の光軸を前記被検眼の視軸と同じ向きにして、前記前眼部画像上の所定表示位置にプルキンエ像が表示される、前記検査光学系の配置位置であり、
   前記理想表示位置算定部は、前記基準位置における前記被検眼の正面視状態の瞳孔位置に関する情報と前記回転角に関する情報に基づいて、前記検査光学系を前記基準位置から前記回転角だけ回転させ、前記所定表示位置にプルキンエ像が表示されるように設定した場合における、前記前眼部画像上の瞳孔位置を前記理想表示位置として算定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の眼科用検査装置。
6. 前記表示部は、前記基準位置において前記前眼部観察光学系で前記被検眼の前眼部を観察したときに得られる前記前眼部画像と、前記基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に関する情報の両者を同時に表示できることを特徴とする請求項４に記載の眼科用検査装置。
7. 請求項２に記載の眼科用検査装置を用いた検査方法であって、
   前記検査光学系を前記基準位置から前記回転角だけ回転移動させた後、前記被検眼の反対眼に前記外部固視灯を固視させた状態で、前記表示部上に表示されている前記前眼部画像上の前記特定箇所を前記理想表示位置に近づけるように、前記操作者が前記外部固視灯を操作することを特徴とする検査方法。
8. 請求項６に記載の眼科用検査装置を用いた検査方法であって、
   前記検査光学系を前記基準位置に配置した後、前記被検眼の反対眼に前記外部固視灯を固視させた状態で、前記表示部上に表示されている前記前眼部画像上の瞳孔位置を、前記基準位置における標準的な正面視状態の瞳孔位置に近づけるように、前記操作者が前記外部固視灯を操作することを特徴とする検査方法。

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