JP2017064058A

JP2017064058A - 眼科装置、および眼科装置制御プログラム

Info

Publication number: JP2017064058A
Application number: JP2015193531A
Authority: JP
Inventors: 徹有川; Toru Arikawa
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: EP3150111B1; EP3150111A1; JP6634765B2

Abstract

【課題】簡単な構成で自動アライメントを行える眼科装置、及び眼科装置制御プログラムを提供する。【解決手段】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、前記被検眼に対して前記検眼手段を３次元的に相対移動させる駆動手段と、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第１撮影手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１撮影手段によって撮影された第１画像に対する画像処理によって特定された前記第１画像上における前記被検眼の２次元位置と、前記第１撮影手段に関する情報と、に基づいて前記駆動手段の駆動範囲を制約することを特徴とする。【選択図】図７

Description

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。

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、ジョイスティック等の操作部材の操作によって検眼部を被検眼に対して上下左右前後方向に移動させ、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）。

また、従来の眼科装置において、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（特許文献２参照）。

特開２０１３−０６６７６０特開平１０−２１６０８９

しかしながら、特許文献２のような従来装置では、被検者の顔を撮影するための顔撮影部の構成が複雑になる場合があった。

本開示は、従来の問題点に鑑み、簡単な構成で自動アライメントを行える眼科装置、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。

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。

（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、前記被検眼に対して前記検眼手段を３次元的に相対移動させる駆動手段と、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第１撮影手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１撮影手段によって撮影された第１画像に対する画像処理によって特定された前記第１画像上における前記被検眼の２次元位置と、前記第１撮影手段に関する情報と、に基づいて前記駆動手段の駆動範囲を制約することを特徴とする。
（２）被検眼を検査する眼科装置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、左右の被検眼のうち少なくとも一方を含む顔を撮影手段によって撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップにおいて撮影された第１画像に対する画像処理によって特定された前記第１画像上における前記被検眼の２次元位置と、前記撮影手段に関する情報とに基づいて、前記被検眼に対して検眼手段を３次元的に相対移動させる駆動ステップと、前記被検眼を検査するための検眼ステップと、を前記眼科装置に実行させること特徴とする。

本実施例の外観を示す概略図である。本実施例の制御系を示すブロック図である。本実施例の光学系を示す概略図である。本実施例の制御動作を示すフローチャートである。本実施例の撮影部と被検眼の位置関係を説明するための図である。検眼部の移動方法について説明するための図である。検眼部の移動方法について説明するための図である。検眼部の移動方法の変容例について説明するための図である。

本実施形態を図面に基づいて簡単に説明する。本実施形態の眼科装置（例えば、眼科装置１）は、例えば、被検眼を検査する。例えば、眼科装置は、被検眼の眼屈折力、角膜曲率、眼圧等を測定してもよいし、被検眼の前眼部、眼底等の画像を撮影してもよい。眼科装置は、例えば、検眼部（例えば、検眼部２）と、駆動部（例えば、駆動部４）と、第１撮影部（例えば、顔撮影部２）と、制御部（例えば、制御部７０）等を備える。検眼部は、例えば、被検眼を検査する。検眼部は、例えば、眼屈折力測定光学系、角膜曲率測定光学系、眼圧測定光学系、眼底撮影光学系、断層像撮影光学系など、種々の検査光学系の少なくとも一つを備えてもよい。駆動部は、被検眼に対して検眼部を３次元的に相対移動させる。第１撮影部は、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。

制御部は、駆動部の駆動を制御する。制御部は、例えば、第１画像上における被検眼の２次元位置と、第１撮影部に関する情報と、に基づいて駆動部の駆動範囲を制約する。これによって、検眼部２を被検眼に対して効率的なアライメントを行える。なお、第１画像は、例えば、第１撮影部によって撮影された画像である。第１画像上における被検眼の２次元位置は、例えば、第１画像に対する画像処理によって特定される。第２撮影部に関する情報は、例えば、第２撮影部の位置情報、第２撮影部のカメラパラメータ等である。

なお、制御部は、第１画像上における被検眼の２次元位置と第１撮影部に関する情報とに基づいて算出された被検眼と第１撮影部の３次元的な相対方向に基づいて、駆動部の駆動範囲を制約してもよい。

なお、検眼部は、第２撮影部（例えば、前眼部撮影光学系６０）を備えてもよい。第２撮影部は、例えば、前眼部を観察する。第２撮影部は、第１撮影部とは別に設けられる。第２撮影部は、第１撮影部とは異なる。例えば、第２撮影部は、第１撮影部とは異なる位置に設けられる。

例えば、制御部は、第２撮影部によって撮影された第２画像に対する画像処理によって被検眼と検眼部との位置関係が取得される場合、取得された位置関係に基づいて駆動部を制御することによって被検眼に対する検眼部のアライメント（位置合わせ）を行ってもよい。また、第２画像から被検眼と検眼部との位置関係が取得されなかった場合、第１画像に対する画像処理によって特定された第１画像上における被検眼の２次元位置と、第１撮影部に関する情報と、に基づいて駆動部の駆動範囲を制約してもよい。制御部は、制約された駆動範囲において被検眼を探索することによって、第２撮影部によるアライメントを効率的に行える。

なお、制御部は、第１撮影部の位置を通り、３次元的な相対方向を方向ベクトルとする直線を求めてもよい。この場合、第２撮影部のアライメント可能領域に前述の直線の少なくとも一部が含まれるように駆動範囲を制約してもよい。例えば、制御部は、制約された駆動範囲において駆動部を制御し、第２撮影部によるアライメント可能領域に被検眼が含まれる位置に検眼部を移動させてもよい。ここで、アライメント可能領域は、例えば、第２撮影部の撮影範囲の少なくとも一部であってもよい。例えば、アライメント可能領域は、第２撮影部の撮影範囲において、撮影された前眼部画像から被検眼の３次元位置が求まる領域である。例えば、アライメント可能領域の領域内に被検眼が位置する場合、制御部は、第２撮影部によって撮影された前眼部画像から被検眼の３次元位置を取得することができる。

なお、制御部は、第２撮影部のアライメント可能領域を前述の直線に沿って移動させるように、駆動部を制御してもよい。これによって、制御部は、第２撮影部のアライメント可能領域を被検眼の位置にスムーズに移動できる。

なお、制御部は、第１撮影部によって新たに撮影された第１画像に基づいて駆動範囲の制約条件を更新してもよい。これによって、検眼部のアライメント中に、被検眼の移動、被検眼の視線方向の変化等が生じた場合であってもスムーズにアライメントを行える。

なお、第１撮影部は、検眼部に設けられてもよい。この場合、第１撮影部は、駆動部によって第２撮影部とともに移動される。つまり、第１撮影部と第２撮影部の相対的な位置関係は一定となる。

なお、本装置は、被検者の顔を支持する顔支持部（例えば、顔支持部９）をさらに備えてもよい。この場合、顔支持部と第１撮影部の相対的な位置関係は一定でとなる。

なお、制御手段は、第１撮影部によって撮影された第１画像から被検眼の瞳孔を検出し、第１画像上における瞳孔の２次元位置と第１撮影部に関する情報とに基づいて駆動部の駆動範囲を制約してもよい。

なお、本装置は、指標投影光学系（例えば、アライメント指標投影光学系５０）をさらに備えてもよい。指標投影光学系は、例えば、被検眼の角膜にアライメント指標を投影する。この場合、制御部は、例えば、第２撮影部によって撮影された第１画像からアライメント指標の位置を検出してもよい。そして、アライメント指標の位置に基づいて、被検眼に対する検眼部のアライメントを行ってもよい。

なお、制御部は、記憶部（例えば、記憶部７４）等に記憶された眼科装置制御プログラムを眼科装置に実行させてもよい。眼科装置制御プログラムは、例えば、撮影ステップと、駆動ステップと、検眼ステップとを含む。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を撮影部によって撮影するステップである。駆動ステップは、例えば、影ステップにおいて撮影された第１画像に対する画像処理によって特定された第１画像上における被検眼の２次元位置と撮影部に関する情報とに基づいて、被検眼に対して検眼部を３次元的に相対移動させるステップである。検眼ステップは、被検眼を検査するステップである。

＜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。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、眼圧測定装置、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。

本実施例の眼科装置は、例えば、被検眼の眼屈折力を他覚的に測定する。例えば、本実施例の眼科装置は、片眼毎に測定を行ってもよいし、両眼同時に（両眼視で）測定を行う装置であってもよい。眼科装置は、例えば、検眼部と、撮影部と、駆動部と、制御部と、を主に備える。

＜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３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３は、例えば、被検眼の顔を撮影する。顔撮影部３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および撮影部３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。

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３、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。

＜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、フラッシュＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等を備える。例えば、フラッシュ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３、駆動部４、表示部７、操作部８、顎台駆動部１２、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。

＜顔撮影部＞
顔撮影部３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。例えば、図３に示すように、本実施例の顔撮影部３は、例えば、被検者の顔を撮影する撮影光学系３Ａを備える。撮影光学系３Ａは、例えば、撮像素子３Ａａと、撮像レンズ３Ａｂを主に備える。顔撮影部３は、例えば、非テレセントリック光学系である。これによって、例えば、テレセントリックレンズ等を備えなくてもよく、構成を簡単にすることができる。また、テレセントリック光学系に比べ、撮影範囲を広くできる。

本実施例の顔撮影部３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３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。

なお、図１では、顔撮影部３は検眼部２の下方に設けられているが、顔撮影部３の位置はこれに限定されない。例えば、顔撮影部３は、検眼部２の上方に設けられてもよいし、側方に設けられてもよい。もちろん、検眼部２の測定光軸と顔撮影部３の撮影光軸が同軸となるように設けられてもよい。また、顔撮影部３は、検眼部２の移動とは独立して配置されてもよい。例えば、顔撮影部３は基台５に３次元的に駆動可能に設けられ、駆動部（第１駆動部）４とは別の駆動部（第２駆動部）によって被検眼に対して３次元的に駆動されてもよい。もちろん本実施例のように検眼部２を移動させる第１駆動部と、顔撮影部３を移動させる第２駆動部が兼用されてもよい。

＜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、アライメント指標投影光学系５０と、観察光学系（撮像光学系）６０と、を備えてもよい。

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、を有している。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する。

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。

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。

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、ＣＰＵ７１に出力する。その結果、ＣＰＵ７１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。

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、後述のアライメント指標投影光学系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観察光学系６０に導く。

図３に示すように、被検眼の前方には、アライメント指標投影光学系５０が配置されている。アライメント指標投影光学系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）に用いられる指標像を前眼部に投影する。アライメント指標投影光学系５０は、リング指標投影光学系５１と、指標投影光学系５２と、を備える。リング指標投影光学系５１は、被検者眼Ｅの角膜に拡散光を投影し、リング指標を投影する。リング指標投影光学系５１は、本実施例の眼科装置１では、被検者眼Ｅの前眼部を照明する前眼部照明としても用いられる。指標投影光学系５２は、被検眼の角膜に平行光を投影し、無限遠指標を投影する。

視標呈示光学系４０は、光源４１、固視標４２、リレーレンズ４３、反射ミラー４６の反射方向の光軸Ｌ４上に有している。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。

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。

前眼撮影光学系６０は、撮像レンズ６１と、撮像素子６２とを、ハーフミラー６３の反射方向の光軸Ｌ３上に備える。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、リング指標投影光学系６１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、ＣＰＵ７１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Ｉａが、表示部７に表示される（図２参照）。また、撮像素子６２では、アライメント指標投影光学系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像（本実施例では、リング指標および無限遠指標）が撮像される。その結果、ＣＰＵ７１は、撮像素子６２の撮像結果に基づいてアライメント指標像を検出できる。また、ＣＰＵ７１は、アライメント状態の適否を、アライメント指標像が検出される位置に基づいて判定できる。

＜制御方法＞
以下、本装置１の制御動作について説明する。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。本実施例では、例えば、前眼撮影光学系６０の輝点検出と顔撮影部３での眼検出を並行して行う。ＣＰＵ７１は、前眼部画像Ｉａ（図２参照）から輝点（アライメント指標）を検出した場合、その位置からアライメント位置を求めることができる。顔画像Ｉｆから瞳孔が検出できた場合は、顔画像Ｉｆの被検眼座標と顔撮影部３の情報（例えば、位置情報、カメラパラメータなど）から実質空間の顔撮影部３から見た被検眼の方向が分かる。本実施例ではこの２種類を利用する。前眼撮影光学系６０で輝点が検出できるまでは顔画像で求めた被検眼の方向に基づいて検眼部２を移動させる。ＣＰＵ７１は、例えば、前眼撮影光学系６０で輝点が検出できた後は、輝点に基づいてアライメントし、アライメントが完了すると測定する。図４のフローチャートに基づいて、制御の流れを説明する。

（Ｓ１：輝点検出）
まず、ＣＰＵ７１は、指標投影光学系５０によって被検眼の前眼部に投影された指標（例えば、輝点）が検出できるか否か判定する。例えば、ＣＰＵ７１は、前眼撮影光学系６０によって撮影された画像を処理することによって輝点を検出する。例えば、ＣＰＵ７１は、前眼撮影光学系６０によって撮影された画像Ｉａの輝度情報を取得する。

（Ｓ２：輝点有無判定）
続いて、ＣＰＵ７１は、例えば、ステップＳ１の検出結果に基づいて、前眼部画像Ｉａに輝点が有るか否か判定する。ＣＰＵ７１は、例えば、輝点があった場合はステップＳ７の処理に進み、輝点が無かった場合は、ステップＳ３の処理に進む。例えば、ＣＰＵ７１は、閾値以上の輝度が検出された場合に輝点が検出されたと判定し、閾値以上の輝度が検出されなかった場合は、輝点が検出されなかったと判定してもよい。

（Ｓ３：瞳孔検出）
ステップＳ２において、輝点が検出されなかった場合、ＣＰＵ７１は、顔撮影部３によって撮影された被検眼を含む顔の画像を取得する。そして、ＣＰＵ７１は、取得した顔画像Ｉｆ（図５参照）を解析し、被検眼（例えば、瞳孔）を検出する。例えば、ＣＰＵ７１は、顔画像のエッジを検出し、その形状などに基づいて、被検眼の瞳孔を検出してもよい。

（Ｓ４：瞳孔有無判定）
ステップＳ３において、ＣＰＵ７１は、瞳孔が検出された場合はステップＳ５の処理に進み、瞳孔が検出されなかった場合はステップＳ１の処理に戻る。

（Ｓ５：顔撮影部３から見た被検眼の方向導出）
ステップ４において瞳孔が検出された場合、ＣＰＵ７１は、顔撮影部３から見た被検眼の方向を算出する（図５参照）。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）であってもよい。まず、ＣＰＵ７１は、顔画像Ｐｉ上の被検眼（例えば、瞳孔）の座標Ｐ（ｘ_ｅ，ｙ_ｅ）を求める。例えば、顔画像Ｐｉの輝度、エッジ等を解析することによって、被検眼の座標を求めてもよい。

ここで、顔撮影部３からみた被検眼の３次元座標をＥ＝（Ｘ_ｅ，Ｙ_ｅ，Ｚ_ｅ）とする（ただし、原点が顔撮影部３）。このとき、顔撮影部３からみた被検眼の方向は、Ｅの単位ベクトルＥ（Ｅ/｜Ｅ｜）である。ＣＰＵ７１は、例えば、この被検眼の方向Ｅを求める。

被検眼が顔画像Ｐｉ上の座標Ｐ＝（ｘ_ｅ，ｙ_ｅ）に投影されるとき、Ｅと（ｘ_ｅ，ｙ_ｅ）の関係は次式（１）で与えられる。

ここで、行列Ｊは顔撮影部３の内部パラメータ行列で、ｆｘ，ｆｙは焦点距離、ｓはスキュー歪み、（ｃ_ｘ，ｃ_ｙ）は画像上の光学中心である。これらは予め顔撮影部３のキャリブレーションを行うことで取得しておく。式（１）は、展開して書き換えると、連立方程式（２）となる。

連立方程式（２）を解いてＸ_ｅ/Ｚ_ｅ，Ｙ_ｅ/Ｚ_ｅを求めることで、比Ｘ_e：Ｙ_ｅ：Ｚ_ｅがわかる。つまり、顔撮影部３から見た被検眼の方向Ｅが求まる。このようにして、ＣＰＵ７１は、顔撮影部３から見た被検眼の方向を求めてもよい。

（Ｓ６：被検眼の方向に基づいて移動）
ＣＰＵ７１は、検出された被検眼の方向Ｅに基づいて駆動部４の駆動範囲を設定し、設定した駆動範囲において検眼部２を移動させる。例えば、ＣＰＵ７１は、前眼部撮影光学系６０によるアライメント可能領域Ａａを顔撮影部３と被検眼とを結ぶ直線Ｋ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部撮影光学系６０によって撮影された前眼部画像Ｉａ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３の原点Ｏ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、ＣＰＵ７１は、駆動部４によってアライメント可能領域Ａａを直線Ｋに移動させることができる。例えば、ＣＰＵ７１は、図６のように、アライメント可能領域Ａａの領域内に直線Ｋが含まれるように、前眼部撮影光学系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Ｋにおいて検眼部２による測定が可能な測定可能範囲Ｅａの最も原点Ｏ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。

ＣＰＵ７１は、例えば、前眼部撮影光学系６０を位置Ｑ２に移動させ、アライメント可能領域Ａａを直線Ｋ上に位置させる。そして、ＣＰＵ７１は、前眼部画像Ｉａで輝点が検出できるか判定を行いながら、前眼部撮影光学系６０をさらに直線Ｋに基づく方向に移動させる。例えば、図７のように、前眼部撮影光学系６０を位置Ｑ２から位置Ｑ３に向けて移動させてもよい。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。

ＣＰＵ７１は、例えば、アライメント可能領域Ａａが直線Ｋの少なくとも一部を含むように、前眼部撮影光学系６０を直線Ｋに沿う方向Ｅ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、ＣＰＵ７１は、前眼部撮影光学系６０によって撮影された前眼部画像Ｉａ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。

なお、検眼部２を移動させる際に、検眼部２と顔支持部９の相対距離（Ｚ）が充分に遠い位置から移動を開始するようにしてもよい。これによって、検眼部２が被検者に衝突することを抑制できる。

なお、前眼部撮影光学系６０を位置Ｑ１から位置Ｑ２に移動させる場合、例えば、アライメント可能領域Ａａと直線Ｋが最短で重なるように移動させてもよいし、全体の移動距離が短くなるように移動させてもよいし、任意の移動方向でよい。例えば、ＣＰＵ７１は、アライメント可能領域Ａａを直線Ｋに垂直な方向に移動させて、最短距離でアライメント可能領域Ａａを直線Ｋに対して移動させてもよい。

なお、位置Ｑ２から移動する際、アライメント可能領域Ａａが直線Ｋ上の領域を含むように移動できればよく、その移動方向は直線Ｋに沿う方向Ｅとは限らない。例えば、図８のようにアライメント可能領域Ａａが測定可能範囲Ｅａに対してＺ方向に十分広い場合、前眼部撮影光学系６０を位置Ｑ２から位置Ｑ３にＸＹ方向に移動させてもよい。ここで、位置Ｑ３は、例えば、測定可能範囲Ｅａにおいて原点Ｏと離れた位置Ｇ２がアライメント可能領域Ａａに含まれる位置で、Ｚ座標はＱ２と等しい位置である。

なお、ＣＰＵ７１は、この被検眼の方向Ｅは随時更新しても良い。アライメントをする過程では、被検眼の視線が変化することがある。例えば、固視標が被検者に見えていないときは視線が定まらない。前眼部画像Ｉａ上の瞳孔の座標（ｘ_ｅ，ｙ_ｅ）は被検眼の視線の向きによって変わり、それに伴い被検眼の方向も変わる。したがって、例えば測定開始時に求めた被検眼の方向に、測定可能状態時(固視状態)の被検眼が存在しない場合もある。そこで、ＣＰＵ７１は、時間変化や装置の移動に伴い被検眼の方向を更新しても良い。

（Ｓ７：輝点でアライメント）
ＣＰＵ７１は、ステップＳ１で検出された輝点の位置に基づいて、駆動部４を制御し、検眼部２の測定光軸Ｌ１を被検眼に合わせる。

（Ｓ８：アライメント完了判定）
アライメント駆動が完了すると、ＣＰＵ７１は、アライメントが完了したかどうか判定する。例えば、前眼撮影光学系６０の画像から角膜反射像がアライメント許容範囲に入っているかどうか判定する。

（Ｓ９：測定）
ＣＰＵ７１は、ステップＳ８において、アライメントが完了したと判定すると、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・撮影等が実行される。

以上のように、本実施例の眼科装置１では、顔撮影部３によって撮影された顔画像Ｉｆから得られた被検眼の方向に基づいて検眼部２をアライメント可能領域Ａａまで移動させる。これによって、例えば、顔撮影部３の撮影光学系３Ａとしてテレセントリック光学系、ステレオカメラ等を用いずとも、検眼部２を被検眼に対してアライメント可能な位置まで自動で移動させることができる。

なお、本実施例のように、測定系（例えば、検眼部２など）とは別に顔撮影部３を設ける場合、測定系に依存せずにアライメント可能な位置まで自動で検眼部２を移動させることができるため、種々の眼科装置に適用しやすい。

なお、以上の実施例では、顔撮影部３からみた被検眼の方向を求めるとしたが、これに限らない。たとえば、ＣＰＵ７１は、顔撮影部３からみた目頭の方向を求めても良い。例えば、予め、目頭と瞳孔の３次元相対位置を決めておき、その情報を装置に記憶させておく。この場合、ＣＰＵ７１は顔画像Ｉｆで目頭を検出し、上記と同様に目頭の方向を求める。そして、ＣＰＵ７１は、この目頭の方向から得られる制約条件と目頭と瞳孔の３次元相対位置より、顔撮影部３からみた被検眼の方向を求める。これを利用し、ＣＰＵ７１は、上記のようなアライメントを行ってもよい。目頭は視線変動による位置変化が小さいため、視線変動が生じても安定した方向に検眼部２を移動できる。

なお、ＣＰＵ１は、顔撮影部３によって左右の被検眼の両方が写った顔画像Ｉｆを取得してもよい。この場合、ＣＰＵ７１は、顔撮影部３からみた左右の被検眼の両方の方向を算出し、記憶部７４などに記憶させてもよい。そして、一方の被検眼の測定が完了し、他方の被検眼にアライメントを行う際に、測定が完了した被検眼の位置と、顔撮影部３からみた他方の被検眼の方向に基づいて、左右眼の切り換えを行ってもよい。例えば、ＣＰＵ７１は、一方の被検眼を測定した位置から、他方の被検眼が存在する直線に向けて検眼部２を移動させてもよい。これによって、左右眼の切り換えをスムーズに行うことができる。

なお、画像から被検眼を検出する方法としては、例えば、赤外撮影による瞳孔検出、輝度値のエッジ検出等の種々の画像処理方法が挙げられる。例えば、被検者の顔を赤外撮影した場合、肌は白く写り、瞳孔は黒く写る。したがって、ＣＰＵ７１は、赤外撮影によって得られた赤外画像から丸くて黒い（輝度の低い）部分を瞳孔として検出してもよい。上記のような方法を用いて、ＣＰＵ７１は、顔画像Ｉｆから被検眼を検出し、その２次元位置情報を取得する。

なお、本実施例では、前眼撮影光学系６０によって撮影された前眼部画像Ｉａにおいて、アライメント指標を検出することによって最終的なアライメントを行うものとしてが、これに限らない。例えば、ＣＰＵ７１は、前眼部画像Ｉａの瞳孔位置、コントラスト、エッジ等から最終的なアライメントを行ってもよい。

１眼科装置
２検眼部
３顔撮影部
４駆動部
５基台
６筐体
７０制御部
７１ＣＰＵ
７２ＲＯＭ
７３ＲＡＭ

Claims

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、
前記被検眼に対して前記検眼手段を３次元的に相対移動させる駆動手段と、
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第１撮影手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記第１撮影手段によって撮影された第１画像に対する画像処理によって特定された前記第１画像上における前記被検眼の２次元位置と、前記第１撮影手段に関する情報と、に基づいて前記駆動手段の駆動範囲を制約することを特徴とする眼科装置。
前記制御手段は、前記２次元位置と前記第１撮影手段に関する情報とに基づいて算出された前記被検眼と第１撮影手段の３次元的な相対方向に基づいて、前記駆動手段の駆動範囲を制約することを特徴する請求項１の眼科装置。
前記検眼手段は、前記被検眼の前眼部を観察する第２撮影手段を備え、
前記制御手段は、
前記第２撮影手段によって撮影された第２画像に対する画像処理によって前記被検眼と前記検眼手段との位置関係が取得された場合、前記位置関係に基づいて前記駆動手段を制御することによって前記被検眼に対する前記検眼手段のアライメントを行い、
前記第２画像から前記位置関係が取得されなかった場合、前記第１画像に対する画像処理によって特定された前記第１画像上における前記被検眼の２次元位置と前記第１撮影手段に関する情報とに基づいて前記駆動手段の駆動範囲を制約することを特徴とする請求項１または２の眼科装置。
前記制御手段は、前記第１撮影手段の位置を通り前記３次元的な相対方向を方向ベクトルとする直線を求め、前記第２撮影手段によるアライメント可能領域に前記直線の少なくとも一部が含まれるように前記駆動範囲を制約することを特徴とする請求項３の眼科装置。
前記制御手段は、前記第２撮影手段によるアライメント可能領域を前記直線に沿って移動させるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項４の眼科装置。
前記制御手段は、前記第１撮影手段によって新たに撮影された第１画像に基づいて前記駆動範囲の制約条件を更新することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの眼科装置。
前記第１撮影手段は、前記検眼手段に設けられ、前記駆動手段によって前記第２撮影手段とともに移動されることを特徴とする請求項２〜６のいずれかの眼科装置。
被検者の顔を支持する顔支持手段をさらに備え、
前記顔支持手段と前記第１撮影手段の相対位置関係は一定であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの眼科装置。
前記制御手段は、前記第１撮影手段によって撮影された第１画像から前記被検眼の瞳孔を検出し、前記瞳孔の前記第１画像上の２次元位置と前記第１撮影手段に関する情報とに基づいて前記駆動手段の駆動範囲を制約することを特徴とする請求項１〜８のいずれかの眼科装置。
被検眼の角膜にアライメント指標を投影する指標光源をさらに備え、
前記制御手段は、前記第２撮影手段によって撮影された第２画像から前記アライメント指標の位置を検出し、前記アライメント指標の位置に基づいて、前記被検眼に対する前記検眼手段のアライメントを行うことを特徴とする請求項２〜９のいずれかの眼科装置。
被検眼を検査する眼科装置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、
左右の被検眼のうち少なくとも一方を含む顔を撮影手段によって撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップにおいて撮影された第１画像に対する画像処理によって特定された前記第１画像上における前記被検眼の２次元位置と、前記撮影手段に関する情報とに基づいて、前記被検眼に対して検眼手段を３次元的に相対移動させる駆動ステップと、
前記被検眼を検査するための検眼ステップと、
を前記眼科装置に実行させること特徴とする眼科装置制御プログラム。