JP2018038462A - 観察装置、観察方法、観察プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】パターンが形成されたアダプタを装着して行う観察及びアダプタを取り外して行う観察を行う際に、照明光源の照明光による眼の眩しさが抑制され、正確で高精度な検査が可能な観察装置を提供する。また、合焦条件の異なる観察をアダプタの着脱を伴って行う際に、観察カメラのフォーカシングを適切に調整され、正しい検査が可能な観察装置を提供する。
【解決手段】眼４０を観察する観察装置１０であって、眼４０の角膜４１を照明する照明部１８と、照明部１８によって照明された角膜４１による像を撮影する撮影部１１と、照明部１８に着脱可能であり、照明部１８に装着された状態において、照明部１８によって角膜の表面にパターン光を照射するパターン投影部２２と、パターン投影部２２の着脱に応じて、照明部１８の照明設定と撮影部１１の合焦設定の少なくとも一方を変更する制御部２３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、観察装置、観察方法、観察プログラム及び記録媒体に関し、特に角膜の形状及び表面の状態を含む眼の状態を観察する観察装置、観察方法、観察プログラム及び記録媒体に関する。

眼の角膜の形状に関する種々の観察を行う光学的な検査装置が知られている。例えば、角膜の曲率、トポグラフィなどの形状に関する観察を行う観察装置として、プラチドリングパターンを利用した検査装置が知られている。一方で、角膜表面の状態を非侵襲的に調べるための観察装置として、角膜表面での反射光の干渉を用いた光学的な検査装置が知られている。

例えば、特許文献１には、プラチドリングアダプタを用いた検査装置が開示されている。また、例えば、特許文献２には、手術中にリアルタイムで角膜形状を測定できる角膜形状解析装置が開示されている。

特開２０１４−１４０７５０ 特開平８−６６３６９

上記したような検査装置において、パターン光を用いて行う角膜の形状に関する種々の観察と、光の干渉を利用して行う角膜表面の状態の観察とを１つの装置で行うためには、パターンが形成されたアダプタの着脱が有効と考えられた。しかし、観察に適した光源の輝度はアダプタの着脱によって異なり、アダプタの着脱を行った場合に光源の輝度を手動で調整する必要があったこと、また、調整を忘れると検査画像が飽和するなど正しい検査ができないことが、課題の一例として挙げられる。また、観察に適した合焦位置についても、アダプタの着脱を行った際には、検査装置のカメラ部のオートフォーカス手段を手動で切り替える必要があったこと、また、切り替えを忘れると間違った位置にフォーカスされ正しい検査ができないこと等も、課題の例として挙げられる。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、パターンが形成されたアダプタを装着して行う観察及びアダプタを取り外して行う観察を行う際に、照明光源の照明光による眼の眩しさが抑制され、正確で高精度な検査が可能な観察装置を提供することを目的の一つとしている。また、合焦条件の異なる観察をアダプタの着脱を伴って行う際に、観察カメラのフォーカシングを適切に調整され、正しい検査が可能な観察装置を提供することを目的の一つとしている。

請求項１に記載の発明は、眼を観察する観察装置であって、眼の角膜を照明する照明部と、照明部によって照明された角膜による像を撮影する撮影部と、照明部に着脱可能であり、照明部に装着された状態において、照明部によって角膜の表面にパターン光を照射するパターン投影部と、パターン投影部の着脱に応じて、照明部の照明設定と撮影部の合焦設定との少なくとも一方を変更する制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、眼を観察する観察方法であって、照明部が、眼の角膜を照明する照明ステップと、撮影部が、照明部によって照明された角膜による像を撮影する撮影ステップと、照明部に着脱可能なパターン投影部が照明部に装着された状態において、照明部が角膜の表面にパターン光を照射する照射ステップと、パターン投影部の着脱に応じて、照明部の照明設定と撮影部の合焦設定との少なくとも一方を変更する変更ステップと、を含むことを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、眼を観察する観察装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、照明部が、眼の角膜を照明する照明ステップと、撮影部が、照明部によって照明された角膜による像を撮影する撮影ステップと、照明部に着脱可能なパターン投影部が照明部に装着された状態において、照明部が角膜の表面にパターン光を照射する照射ステップと、パターン投影部の着脱に応じて、照明部の照明設定と撮影部の合焦設定との少なくとも一方を変更する変更ステップと、を実行させることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、上記のプログラムを格納したことを特徴とする。

実施例１に係る観察装置１０の構成を示すブロック図である。 実施例１に係るパターン投影部の構成を模式的に示す図である。 実施例１に係る照明部の構成を模式的に示す図である。 実施例１に係る照明部の駆動回路を示す回路図である。 実施例１に係る照明部の駆動回路を示す回路図である。 実施例１に係る観察フローを示すフローチャートである。 実施例２に係る観察装置５０の構成を示すブロック図である。 実施例２に係るパターン投影部の構成を模式的に示す図である。 実施例２に係る観察フローを示すフローチャートである。 実施例３に係る観察フローを示すフローチャートである。 実施例４に係る観察装置９０の構成を示すブロック図である。

以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。

図１は、実施例１に係る観察装置１０の構成を模式的に示すブロック図である。観察装置１０による観察対象物である眼（被検眼）４０を観察装置１０と共に模式的に示している。眼４０は、角膜４１及び眼球４２を有している。

観察装置１０は、撮影部１１、照明光源ユニット１７、アダプタ検出・照明調整部２５、プロセッサ３３及び格納部３５から構成されている。

撮影部１１は、結像レンズ１３、レンズ駆動部１４、対物レンズ１５及び撮像素子１６を備えた光学系からなる。ここで、当該光学系の光軸を光軸Ｘとする。結像レンズ１３は、対物レンズ１５によって集光された光を結像する。撮像素子１６は、結像レンズ１３によって結像された像をデジタル信号などの撮像信号に変換する。

また、レンズ駆動部１４は、プロセッサ３３からの信号に基づいて結像レンズ１３を駆動可能に構成されている。レンズ駆動部１４は、例えば結像レンズ１３を移動させるアクチュエータである。結像レンズ１３とレンズ駆動部１４とが合焦機構１２を構成している。

照明光源ユニット１７は、照明部１８と、照明部１８に装着されたパターン投影部としての照明アダプタ２２とを有している。照明部１８は、照明光源１９を有している。照明部１８及び照明アダプタ２２は、照明アダプタ２２が照明部１８に対して着脱可能であるように構成されている。

アダプタ検出・照明調整部２５は、照明光源ユニット１７に接続された駆動回路２５Ａ及び駆動回路２５に接続された検出器２５Ｂを有している。アダプタ検出・照明調整部２５は、照明アダプタ２２が照明部１８に装着されているか否かを検出（アダプタ検出）し、照明光源ユニット１７の調整を行う。また、アダプタ検出・照明調整部２５は、照明アダプタ２２の照明部１８からの取り外し及び照明部１８への装着に応答して、照明光源１９の輝度の調整（変更）を行う。

プロセッサ３３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、演算処理を行う。プロセッサ３３は、制御部２３、合焦調整部２７、画像解析部２９及び表示部３１を備えている。

制御部２３は、アダプタ検出・照明調整部２５からの信号に応じた制御及びプロセッサ３３が備える各部の制御を行う。例えば、アダプタ検出・照明調整部２５からのアダプタ検出結果に応じて観察装置１０による観察の実行などの制御を行う。

合焦調整部２７は、制御部２３からの信号に基づいて、合焦機構１２を駆動して撮影部１１の合焦調整を行う。

画像解析部２９は、撮影部１１が取得した画像データの画像解析を行う。例えば、画像解析部２９は、（被検眼）４０に関する観察結果として取得された画像を解析する。

表示部３１は、撮影部１１が取得した画像、画像解析部２９の画像解析結果及び観察装置１０の操作画面などの表示を行う。

格納部３５は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、半導体メモリなど、データの消去・書き込み可能な格納装置により構成されている。格納部３５には、例えば合焦調整や画像解析を実行するためプログラムや、観察結果である画像データ及び画像解析データなどが格納されている。

撮影部１１、照明光源ユニット１７、アダプタ検出・照明調整部２５、プロセッサ３３の各部及び格納部３５は、例えば双方向通信が可能な伝送路（バスライン）ＢＬで互いに接続されている。

照明光源ユニット１７の構成について、図１〜図３Ｂを参照して説明する。図１に示すように、照明光源ユニット１７は、照明部１８、照明光源１９、電極２１ａ及び電極２１ｂを有している。図１は照明部１８に照明アダプタ２２が装着されている場合を示している。照明光源ユニット１７の中心軸は、光軸Ｘと同軸である。

照明部１８には照明光源１９が、光の出射方向を眼４０の方向へ向けられて配されている。照明部１８は、照明光源１９から出射される光を透過する光学部材である。照明光源１９から出射される光は、照明部１８の発光面１８ａから射出される。

照明アダプタ２２は、コーン形状（すなわち、円錐台形状）を有する光学部材であり、例えば、プラチドリングアダプタである。照明アダプタ２２は、照明アダプタ２２の先端（開口が小さい端部）が撮影部１１の方向に向くように、照明部１８に装着されている。

照明アダプタ２２は、例えば、ネジ止め、マジックテープ（登録商標）などの面ファスナー、磁石、フックなど（いずれも図示せず）の固定方法により照明部１８に装着可能に構成され、繰り返し着脱することが可能である。

照明アダプタ２２は、発光面１８ａからの射出光を遮断する遮蔽部２２ａ及び当該光を透過させる透明部２２ｂを有している。遮蔽部２２ａ及び透明部２２ｂは、例えば、同心円状のリングパターンを形成している。

照明アダプタ２２が照明部１８に装着されている状態において、発光面１８ａから射出された照明光は、照明アダプタ２２の透明部２２ｂを透過した光によって形成されるパターン光として眼４０に照射される。

図２Ａは、照明アダプタ２２の構成を模式的に示す図である。図の左側には、照明アダプタ２２を光軸Ｘに垂直な方向から見たときの照明アダプタ２２の側面を模式的に示し、図の右側には、照明アダプタ２２を光軸Ｘに沿って見たときの照明アダプタ２２の正面を模式的に示している。

図２Ａの右側に示すように、照明アダプタ２２は、リング形状の導電性リング２２ｃを有している。また、照明アダプタ２２は、遮蔽部２２ａ及び透明部２２ｂによって形成される同心円状のリングパターンを有している。また、図２Ａの左側に示すように、導電性リング２２ｃは、コーン形状を有する照明アダプタ２２の、例えば先端部分に設けられている。

図２Ｂは、照明部１８の構成を模式的に示す図である。図の左側には、照明部１８を光軸Ｘに沿って見たときの照明部１８の正面を模式的に示し、図の右側には、照明部１８を光軸Ｘに垂直な方向から見たときの照明部１８の側面を模式的に示している。

図２Ｂの左側の図に示すように、照明部１８は、互いに電気的に分離された電極２１ａ及び電極２１ｂを有している。電極２１ａ及び電極２１ｂは、互いに離間して設けられている。

そして、照明アダプタ２２及び照明部１８は、照明アダプタ２２が照明部１８に装着されている場合、導電性リング２２ｃと、電極２１ａ及び電極２１ｂとが電気的に接続されるように構成されている。

図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、照明光源１９、電極２１ａ及び電極２１ｂは、アダプタ検出・照明調整部２５の駆動回路２５Ａに接続されている。図３Ａは、照明アダプタ２２が照明部１８に装着された場合を示し、図３Ｂは、照明アダプタ２２が照明部１８から取り外された場合を示している。なお、図３Ａ及び図３Ｂに示す駆動回路２５Ａは回路の一例を示すに過ぎない。

駆動回路２５Ａは、例えば定電圧源Ｂ１、直列に接続された抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を有している。抵抗Ｒ２の一端は電極２１ａに接続され、他端は電極２１ｂに接続されている。

図３Ａに示すように、照明アダプタ２２が照明部１８に装着された場合、照明アダプタ２２の導電性リング２２ｃは、電極２１ａ及び電極２１ｂを電気的に接続している。従って、抵抗Ｒ２の両端が短絡（ショート）されている。

一方で、図３Ｂに示すように、照明アダプタ２２が照明部１８から取り外された場合、電極２１ａ及び電極２１ｂは互いに電気的に分離され、抵抗Ｒ２の両端は開放（オープン）されている。

従って、図３Ａに示す場合（すなわち、照明アダプタ２２が装着されている場合）、定電圧源Ｂ１に直列に接続された抵抗の抵抗値（Ｒ１）は、図３Ｂに示す場合（すなわち、照明アダプタ２２が取り外された場合）の抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２）よりも小さい。すなわち、照明アダプタ２２が取り外されている場合に照明光源１９に流れる電流（Ｉ₂）は、照明アダプタ２２が装着されている場合に照明光源１９に流れる電流（Ｉ₁）よりも小さい（Ｉ₁＞Ｉ₂）。従って、装着された照明アダプタ２２を取り外すことで、照明光源１９の輝度が自動的に低減される。すなわち、駆動回路２５Ａは、照明アダプタ２２の取り外しに応答して照明光源１９の輝度が低減されるフェールセーフ回路として構成されている。

なお、照明アダプタ２２を照明部１８に装着した場合には、照明光源１９の輝度が自動的に増加される。このように、照明光源１９の輝度は、照明アダプタ２２の着脱に応答して自動的に変更される。

例えば、本実施例において、照明アダプタ２２が装着されている場合、照明光源１９の輝度は高く（第1の輝度）、照明アダプタ２２が取り外された場合、照明光源１９の輝度は、第1の輝度よりも低減される（第２の輝度）。

また、駆動回路２５Ａに設けられた検出器２５Ｂによって、照明アダプタ２２が装着されているか否かを検出することもできる。例えば、本実施例においては、検出器２５Ｂとして電圧計をＲ２の両端に接続することによって、照明アダプタ２２の着脱を検出することができる。検出器２５Ｂとしては、電圧計に限らず、電流計や、種々の検出回路を用いることができる。
［観察フロー］
図４は、観察装置１０における輝度設定の変更及び観察方法の一例を示すフローチャートである。なお、本実施例において、照明アダプタ２２の着脱は、手動で行われても良く、自動的に行われても良い。また、以下の観察フローにおいて、観察対象である眼４０の眼球４２及び角膜４１の中心軸は、光軸Ｘ上にアライメントされている場合について説明する。

まず、ステップＳ１１において、アダプタ検出・照明調整部２５の動作が開始される。以下においては、アダプタ検出・照明調整部２５の駆動回路２５Ａが上記したフェールセーフ回路である場合について説明する。この場合、電源投入などにより駆動回路２５Ａの動作が開始される。

ステップＳ１２において、照明アダプタ２２が照明部１８に装着される。

ステップＳ１２において、照明アダプタ２２が装着されると、上記したように、照明光源１９の輝度は低い輝度（第２の輝度）から高い輝度（第１の輝度）に自動的に増加される（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１３において、アダプタ検出・照明調整部２５の検出器２５Ｂは、照明アダプタ２２が装着されたことを検出する。

ステップＳ１３において、照明アダプタ２２が装着されたことが検出されると、制御部２３は、照明アダプタ２２を装着して行う観察（第１の観察）のための合焦設定（第１の合焦設定）への変更制御を行う。合焦調整部２７は当該変更制御に応じた合焦調整を行い、撮影部１１の合焦位置が第１の合焦設定に変更される。

制御部２３は、照明アダプタ２２によるパターン光を用いた検査（第１の観察）を実行する制御をなす（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１４において、合焦設定は手動で行われても良い。

ステップＳ１４が実行されると、照明アダプタ２２が照明部１８から取り外される（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５において、照明アダプタ２２が取り外されると、照明光源１９の輝度は高い輝度（第１の輝度）から低い輝度（第２の輝度）に自動的に低減される（ステップＳ１６）。また、ステップＳ１６において、検出器２５Ｂは、照明アダプタ２２が取り外されたことを検出する。

ステップＳ１６において、照明アダプタ２２が取り外されたことが検出されると、制御部２３は、照明アダプタ２２を取り外して行う観察（第２の観察）のための合焦設定（第２の合焦設定）への変更制御を行う。合焦調整部２７は当該変更制御に応じた合焦調整を行い、撮影部１１の合焦位置が第２の合焦設定に変更される。制御部２３は、照明アダプタ２２によるパターン光を用いない検査（第２の観察）を実行する制御をなす（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１７において、合焦設定は手動で行われても良い。

ステップＳ１７の観察が終了すると、制御部２３は、観察の続行が選択されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。例えば、ステップＳ１８において、制御部２３は、表示部３１が表示する操作画面（図示せず）において、ユーザにより観察の続行を選択するボタンが押されたか否かによって、観察の続行が選択されたか否かを判定しても良い。

ステップＳ１８において、制御部２３は、観察の続行が選択されたと判定すると（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻り、上記したステップを繰り返す。

ステップＳ１８において、観察の続行が選択されていないと判定されると（ステップＳ１８：ＮＯ）、制御部２３は、観察フローを終了する。

なお、導電性リング２２ｃは、照明アダプタ２２の先端に設けられている例について説明したが、これに限らない。導電性リング２２ｃは、照明部１８に設けられた電極２１ａ及び２１ｂに接触した場合に、電極２１ａと電極２１ｂとを電気的に接続するように設けられていれば良い。

本実施例において、アダプタ検出及び照明光源１９の輝度調整をフェールセーフ回路によって自動的に行う場合について説明したが、この限りではない。照明アダプタ２２の着脱の検出回路の検出結果に応じて、制御部２３が、照明光源１９の輝度の調整を行うこととしても良い。

以上、説明したように、本実施例の観察装置１０によれば、照明アダプタ２２を装着して行う観察（第１の観察）に適した照明光源１９の輝度設定（第１の輝度設定）と照明アダプタ２２を取り外して行う観察（第２の観察）の観察に適した照明光源１９の輝度設定（第２の輝度設定）とを照明アダプタ２２の着脱に応じて変更（切り替え）することができる。

なお、本実施例においては、照明光源１９の輝度調整回路である駆動回路２５Ａをフェールセーフ回路とすることで、照明アダプタ２２の着脱（装着又は取り外し）に応答して照明光源１９の輝度設定が自動的に切り替わる観察装置を提供することができる。なお、駆動回路２５Ａは、照明光源１９の輝度に限らず、照明光源１９の色（又は波長）又は色温度などの照明設定を照明アダプタ２２の着脱に応答して自動的に切り替える回路として構成されていても良い。なお、切り替え後の照明設定は、切り替え後の観察（照明アダプタ２２の有無）に用いられる照明設定であることが好ましい。

本実施例によれば、照明アダプタ２２を取り外した場合に、照明光源１９の輝度は自動的に低減される。従って、観察装置１０によれば、照明アダプタ２２を取り外したにも関わらず、照明光源１９の輝度を切り替え損なうことを防止することができる。例えば、眼４０に入射する光量が過多となり、検査画像が飽和して正しい検査結果が得られない等の不都合を回避することができる。従って、正しい検査が可能な観察装置を提供することができる。

図５は、実施例２に係る観察装置５０の構成を模式的に示すブロック図である。観察装置５０による観察対象物である眼（被検眼）４０を観察装置５０と共に模式的に示している。眼４０は、角膜４１及び眼球４２を有している。また、照明光が角膜４１で反射されて形成される反射像を反射像（角膜反射像）４３として示している。

観察装置５０の構成のうち、観察装置１０と実質的に等価な構成要素については、同一の符号で示している。観察装置５０は、観察装置１０と同様に構成された撮影部１１及び格納部３５を有している。また、観察装置５０は、照明光源ユニット５７、照明調整部６６及びプロセッサ７３を有している。

照明光源ユニット５７は、照明部５８と、照明部５８に装着されたパターン投影部としての照明アダプタ６２とを有している。照明部５８は、照明光源５９を有している。照明部５８及び照明アダプタ６２は、照明アダプタ６２が照明部５８に対して着脱可能であるように構成されている。

照明調整部６６は、制御部６３からの照明設定指示に応じて、例えば、照明光源５９の輝度などの照明調整を行う。なお、以下においては、照明設定として照明光源５９の照明光の輝度設定について説明するが、当該照明設定は、例えば、照明光源５９の照明光の輝度、色（又は波長）、色温度などの照明光に関する設定を含んでいてもよい。

プロセッサ７３は、表示部３１、制御部６３、合焦調整部６７、画像解析部６９を備えている。表示部３１は、撮影部１１が取得した画像、画像解析部６９の画像解析結果及び観察装置５０の操作画面などの表示を行う。また、画像解析部６９は、アダプタ検出部６９Ａを有している。

制御部６３は、アダプタ検出部６９Ａからの信号に応じた制御及びプロセッサ７３が備える各部の制御を行う。

合焦調整部６７は、制御部６３からの制御又は合焦設定指示に応じて、合焦機構１２を駆動して撮影部１１の合焦調整を行う。

画像解析部６９は、撮影部１１が取得した画像データの画像解析を行う。また、画像解析部６９が有するアダプタ検出部６９Ａは、撮影部１１が取得した画像データを解析し、当該解析結果から照明アダプタ６２が装着されているか否かを検出する。

撮影部１１、格納部３５、照明光源ユニット５７、照明調整部６６及びプロセッサ７３は、例えば双方向通信が可能な伝送路（バスライン）ＢＬで互いに接続されている。

照明光源ユニット５７の構成について図５及び図６を参照して説明する。図５に示すように、照明光源ユニット５７は、照明部５８及び照明光源５９を有している。照明部５８には、照明アダプタ６２が装着されている。照明光源ユニット５７は、照明光源ユニット５７の中心軸が光軸Ｘと同軸となるようにアライメントされている。

照明部５８には、照明光源５９が光の出射方向を眼４０の方向へ向けられて配されている。照明部５８は、照明光源５９から出射される光を透過する光学部材である。照明光源５９から出射される光は、照明部５８の発光面５８ａから射出される。

照明アダプタ６２は、コーン形状（すなわち、円錐台形状）を有する光学部材であり、例えば、プラチドリングアダプタである。照明アダプタ６２は、照明アダプタ６２の先端（開口が小さい端部）が撮影部１１の方向に向くように、照明部５８に装着されている。

照明アダプタ６２は、繰り返し着脱することが可能である。照明アダプタ６２は、発光面５８ａからの射出光を遮断する遮蔽部６２ａ及び当該射出光を透過させる透明部６２ｂを有している。遮蔽部６２ａ及び透明部６２ｂは、例えば、同心円状のリングパターンを形成している。

照明アダプタ６２が照明部５８に装着されている状態において、発光面５８ａから射出された照明光は、照明アダプタ６２の透明部６２ｂを透過した光によって形成されるパターン光として眼４０に照射される。

図６は、照明アダプタ６２の構成を模式的に示す図である。図の左側には、照明アダプタ６２を光軸Ｘに垂直な方向から見たときの照明アダプタ６２の側面を模式的に示し、図の右側には、照明アダプタ６２を光軸Ｘに沿って見たときの照明アダプタ６２の正面を模式的に示している。

図６の右側に示すように、照明アダプタ６２は、遮蔽部６２ａ及び透明部６２ｂによって形成される同心円状のリングパターンを有している。また、当該リングパターンの一部に、特定の検出用パターン６２ｃを有している。
［観察フロー］
以下に、観察装置５０による観察フローについて詳細に説明する。図７は、観察装置５０による観察フローの例を示すフローチャートである。図７及び図５を参照して、制御部６３の制御によって実行される観察フローについて説明する。
（１）ステップＳ２１
まず、ステップＳ２１において、アダプタ検出部６９Ａは照明アダプタ６２が照明部５８に装着されているか否かを検出する。すなわち、照明アダプタ６２の着脱を検出する。
（２）ステップＳ２２
ステップＳ２１において照明アダプタ６２が照明部５８に装着されていること（照明アダプタ６２：有）が検出された場合、撮影部１１の合焦設定を第１の合焦設定とする。あるいは、照明アダプタ６２が照明部５８に装着されていない状態から照明アダプタ６２が装着された状態になったこと（照明アダプタ６２：有）が検出された場合、撮影部１１の合焦設定を第２の合焦設定から第１の合焦設定に変更する。
（３）ステップＳ２３
ステップＳ２２の実行により撮影部１１の合焦設定が第１の合焦設定にされた後、第１の観察が実行される（ステップＳ２３）。ここで、第１の観察は、照明アダプタ６２が装着された状態で、照明部５８からの照明光（パターン光）が角膜４１で反射されて形成される角膜反射像４３を計測する観察（検査）である。

より詳細には、角膜反射像４３は照明部５８からの照明光が角膜４１の表面を凸面鏡として反射されることにより生じる虚像である。すなわち、上記した第１の合焦設定は、合焦調整部６７が角膜反射像（虚像）４３に撮影部１１の光学系を合焦させる設定である。従って、第１の合焦設定の目標合焦位置（第１の合焦位置）は、角膜反射像（虚像）４３の位置である。

第１の合焦設定は、例えばコントラスト法により、合焦調整部６７が撮影部１１の合焦機構１２を制御すること、すなわち、オートフォーカスで行うことができる。例えば、画像解析部６９が角膜反射像４３内の明部と暗部とのコントラストを算出し、合焦調整部６７は、当該コントラストが最大となるように、合焦機構１２を制御することによって合焦調整を行う。

また、より具体的には、第１の観察は、例えば、角膜の曲率計測（曲率検査）などの検査、非侵襲ＢＵＴ計測（ＢＵＴ：Tear Film Break Up Time、涙液破壊時間）などの検査である。これらの計測データは、画像解析部６９が角膜反射像４３の画像データを解析することにより得られる。
（４）ステップＳ２４
次に、ステップＳ２３において得られた計測データが格納部３５に格納される。当該計測データは、例えば角膜曲率や涙液破壊時間などである。
（５）ステップＳ２５
一方、ステップＳ２１において照明アダプタ６２が照明部５８に装着されていない（取り外されている）こと（照明アダプタ６２：無）が検出された場合、格納部３５に格納されているデータを読み出す。あるいは、照明アダプタ６２が照明部５８に装着されている状態から照明アダプタ６２が取り外された状態になったこと（照明アダプタ６２：無）が検出された場合、格納部３５に格納されているデータを読み出す。
（６）ステップＳ２６
次に、照明アダプタ６２が照明部５８に装着されていない場合、ステップＳ２５において読み出されたデータを用いて、撮影部１１の合焦設定を第２の合焦設定とする。あるいは、照明アダプタ６２が照明部５８に装着されている状態から照明アダプタ６２が取り外された状態になったこと（照明アダプタ６２：無）が検出された場合、ステップＳ２５において読み出されたデータを用いて、撮影部１１の合焦設定を第１の合焦設定から第２の合焦設定に変更する（ステップＳ２６）。
（７）ステップＳ２７
ステップＳ２６の実行により撮影部１１の合焦設定が第２の合焦設定にされた後、第２の観察が実行される（ステップＳ２７）。第２の観察は、照明アダプタ６２を装着せずに行う観察であり、例えば、角膜表面の状態を観察する検査である。従って、第２の合焦設定の目標合焦位置（第２の合焦位置）は角膜４１の表面である。

ここで、第１の合焦設定から第２の合焦設定への変更（ステップＳ２６）をより詳細に説明する。図５には、光軸Ｘ上における角膜反射像（虚像）４３の位置を４３ａとして、また角膜４１の表面の位置を４１ａとして模式的に示している。図５に示すように、虚像４３の位置４３ａは、角膜４１の表面の位置４１ａよりも距離ｄｆだけ眼４０の内側に位置している。

従って、撮影部１１は、撮影部１１の合焦位置を虚像４３に合焦されている位置（第１の合焦設定）から、光軸Ｘに沿って距離ｄｆだけ撮影部１１側へ、すなわち角膜の表面４１ａの方向に移動させることで、角膜の表面４１ａに合焦させることができる（第２の合焦設定）。

当該合焦位置の移動距離ｄｆは、例えば角膜の曲率半径と、凸面鏡の結像公式とを用いて算出することができる。従って、格納部３５に格納されている、例えば角膜曲率の計測データ（測定結果）を読み出し（ステップＳ２５）、当該計測データを用いて移動距離ｄｆを算出することができる。これによって撮影部１１の合焦設定を第１の合焦設定から第２の合焦設定に変更することができる（ステップＳ２６）。

なお、移動距離ｄｆを算出するのに用いられる角膜の曲率半径は、観察装置５０によって実測された値に限定されず、例えば、任意の母集団について得られた平均値などを用いても良い。あるいは、移動距離ｄｆ自体を既定値として用いても良い。

また、より具体的には、第２の観察は、例えば、涙液油層の動態観察や涙液油層の厚さ観察などの涙液油層観察などの涙液層の検査（涙液検査）、角膜４１の表面状態観察など、種々の検査である。これらの計測データは、画像解析部６９が角膜表面の画像データを解析することにより得られる。

なお、撮影部１１の合焦設定を第２の合焦設定から第１の合焦設定に変更する場合（ステップＳ２２）においても、撮影部１１の合焦位置を角膜４１の表面４１ａに合焦されている位置（第２の合焦設定）から、光軸Ｘに沿って距離ｄｆだけ眼４０の内側の方向へ合焦位置を移動させることで角膜反射像（虚像）４３の位置４３ａに合焦させることができる（第１の合焦設定）。
（８）ステップＳ２８
ステップＳ２４又はステップＳ２７の実行後、制御部６３は、観察の続行が選択されたか否かを判定する。例えば、ステップＳ２８において、制御部６３は、表示部３１が表示する操作画面（図示しない）において、ユーザにより観察の続行を選択するボタンが押されたか否かによって、観察の続行が選択されたか否かを判定することができる。

ステップＳ２８において、観察の続行が選択されたと判定されると（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、制御部６３は、ステップＳ２１に戻り、上記観察フローを再度実行する。ここで、ステップＳ２１が再度開始されるまでに、照明アダプタ６２の着脱が行われていても良い。ステップＳ２８において、観察の続行が選択されていないと判定されると（ステップＳ２８：ＮＯ）、制御部６３は、観察フローを終了する。
[アダプタ検出]
上記した観察フローにおけるアダプタ検出（ステップＳ２１）は、種々の方法によって行うことができる。以下に、照明アダプタ６２が照明部５８に装着されているか否かを検出する構成の例について詳細に説明する。

図６に示すように、照明アダプタ６２は、遮蔽部６２ａ及び透明部６２ｂによって形成される同心円状のリングパターンの一部に、特定の検出用パターン６２ｃが設けられている。より詳細には、図６の右側のリングパターンを形成するリング形状のうち一番内側（すなわち、照明アダプタ６２の先端側）に、検出用パターン６２ｃが形成されている。

検出用パターン６２ｃによって、照明アダプタ６２が装着されているか否か（照明アダプタ６２の着脱）を検出することができる。

まず、撮影部１１が、発光面５８ａからの照明光が眼４０によって反射されて形成される反射像４３を撮影し、画像データを取得する。照明アダプタ６２が照明部５８に装着されていない場合、発光面５８ａからの照明光が眼４０に照射される。従って、反射像４３は、発光面５８ａの形状に応じた形状を有する反射像となる。

一方、照明アダプタ６２が照明部５８に装着されている場合、照明アダプタ６２の遮蔽部６２ａ及び透明部６２ｂによって形成されるパターンを有する照明光（パターン光）が眼４０に照射される。従って、反射像４３は、リングパターンの一部にアダプタ検出用パターン６２ｃの形状を含むパターン形状を有する反射像となる。

従って、画像解析部６９のアダプタ検出部６９Ａは、反射像４３にアダプタ検出用パターン６２ｃの形状が含まれるか否かによって、照明アダプタ６２の着脱を検出することができる。

アダプタ検出部６９Ａは、例えば、アダプタ検出用パターン６２ｃに対応する像の領域（所定の領域）内の輝度の最大値及び最小値を算出し、当該最大値と最小値との差が所定の値以上であるか否かによって、照明アダプタ６２が装着されているか否かを検出することができる。

撮影部１１は、例えば、反射像４３の画像データを取得する際に、アダプタ検出用パターン６２ｃを有する領域に合焦することによって、アダプタ検出用パターン６２ｃの画像データを取得しても良い。同様に、アダプタ検出部６９Ａは、反射像４３の画像データのうちアダプタ検出用パターン６２ｃを有する領域の画像解析を行うことで、当該反射像４３がアダプタ検出用パターン６２ｃを含むか否か、すなわち照明アダプタ６２が装着されているか否かを検出しても良い。

なお、アダプタ検出用パターン６２ｃは、図６に示すパターンに限らず、他のパターンを有していても良く、例えば、文字を含んだパターンを有していても良い。また、アダプタ検出用パターン６２ｃは、照明アダプタ６２の先端部に限らず他の部分に形成されていても良く、例えば、外周部に設けられていても良い。つまり、アダプタ検出用パターン６２ｃは、アダプタ検出部６９Ａでパターンの有無が検出できるように構成されていれば良い。

また、アダプタ検出部６９Ａは、照明アダプタ６２がアダプタ検出用パターン６２ｃを有していない場合であっても、照明アダプタ６２が有するリングパターンなどのパターンそのものを検出することによってアダプタ検出を行っても良い。なお、照明アダプタ６２は、いわゆるプラチドリングパターンの他、リング形状以外のパターンを含む変形パターンなどを有していても良い。

従って、画像解析部６９のアダプタ検出部６９Ａが、反射像（角膜反射像）４３の画像データから、照明アダプタ６２が装着されているか否かを検出することができる。そして、当該検出結果に応じて、撮影部１１の合焦設定を自動的に行うことができる。

なお、実施例１で説明したように、照明光源１９を駆動する駆動回路２５Ａとしてフェールセーフ回路を設け、アダプタ検出及び照明光源１９の輝度調整をフェールセーフ回路によって自動的に、また照明アダプタ２２の着脱（装着又は取り外し）と同時に輝度の調整を行う構成を有していてもよい。

以上、詳細に説明したように、本実施例の観察装置５０によれば、例えば、照明アダプタ６２が装着されている場合、照明アダプタ６２を装着して行う観察（第１の観察）に適した合焦設定である第１の合焦設定が自動的に行われ、その後、照明アダプタ６２を取り外した場合、照明アダプタ６２を装着せずに行う観察（第２の観察）に適した合焦設定である第２の合焦設定に自動的に変更される。また、照明アダプタ６２が装着された場合にも、第２の合焦設定から第１の合焦設定に自動的に変更される。

従って、照明アダプタ６２の着脱を行ったにも関わらず、合焦設定を変更しない（変更し損なう）ことなどにより、目的の観察に適した合焦設定がなされず、誤った観察結果を得るといった不都合を回避することができる。従って、本実施例によれば、正しい合焦設定により正しい検査を高精度に行う観察装置を提供することができる。

図５及び図８を参照し、本実施例の観察装置５０について説明する。本実施例の観察装置は、図５に示す観察装置５０と同様の構成を有している。
［実施例３の観察フロー］
図８を参照し、本実施例における観察フローについて説明する。本実施例の観察フローは、図７に示す観察フローのうちステップＳ２２がステップＳ３２に、ステップＳ２６がステップＳ３６に置き換わったものである。その他のステップは、図７に示したステップと同様であるので、以下においては、ステップＳ３２及びステップＳ３６について説明する。

ステップＳ３２において、制御部６３は、照明光源５９の照明設定（例えば、輝度の設定）が第１の観察に適した照明設定（第１の照明設定）となるように変更制御を行う（ステップＳ３２）。また、制御部６３は、撮影部１１の合焦設定を第１の合焦設定とする変更制御を行う。

ステップＳ３６において、制御部６３は、照明光源５９の照明設定（例えば、輝度の設定）が第２の観察に適した照明設定（第２の照明設定）となるように、変更制御を行う。また、制御部６３は、ステップＳ２５において読み出されたデータに基づいて、撮影部１１の合焦設定を第２の合焦設定とする変更制御を行う。

照明調整部６６は、制御部６３の制御信号（アダプタ検出部６９Ａの検出結果に応じた制御）に応じて、照明光源５９の輝度等の照明設定を調整する。従って、本実施例によれば、照明アダプタ６２の着脱の検出結果に応じて、撮影部１１の合焦設定に加えて、照明光源５９の照明設定を観察に適した設定に変更することができる。

なお、ステップＳ３２及びステップＳ３６において、照明設定及び合焦設定の両者を変更する場合について説明したが、当該照明アダプタの着脱に応じて、照明光源の照明設定及び撮影部の合焦設定の少なくとも一方を変更するように構成されていれば良い。

本実施例によれば、照明アダプタ６２が装着されている場合、照明アダプタ６２を装着して行う観察（第１の観察）に適した照明設定である第１の照明設定及び／又は第１の観察に適した合焦設定である第１の合焦設定が自動的に行われる。その後、照明アダプタ６２を取り外した場合、照明アダプタ６２を装着せずに行う観察（第２の観察）に適した照明設定である第２の照明設定及び／又は第２の観察に適した合焦設定である第２の合焦設定に自動的に変更される。また、照明アダプタ６２が装着された場合にも、第２の照明設定及び／又は第２の合焦設定から、第１の照明設定及び／又は第１の合焦設定に自動的に変更される。

従って、照明アダプタ６２の着脱を行ったにも関わらず、当該着脱状態に適した、すなわち、目的の観察に適した照明光源５９の照明設定及び／又は撮影部１１の合焦設定に変更せずに観察を行うことを防止することができる。そのため、正しい観察が行えずに適切な観察結果を得られない等の不都合を回避することができる。従って、照明アダプタ６２の着脱を行った場合にも、正しい照明設定及び／又は正しい合焦設定で観察を行うことができ、高精度かつ高効率に観察を行うことが可能な観察装置を提供することができる。

図９は、実施例４の観察装置９０を示している。観察装置９０は、アダプタ検出部９５を有している点で、実施例２及び３の観察装置５０と異なる。

アダプタ検出部９５は、照明アダプタ６２が照明部５８に装着されているか否か（アダプタの着脱）を検出するアダプタ検出を行う。アダプタ検出部９５は、検出器９５Ｂを有している。検出器９５Ｂは、例えば、接触センサ、光学センサ等の照明アダプタ６２の着脱を検出可能な機構を有している。図中には、照明部５８の照明アダプタ６２と接触する面に接触センサ９５Ｂが設けられ、物理的な接触状態に応じてアダプタ検出がなされる例について示している。

本実施例によれば、例えば、アダプタ検出部９５によるアダプタ検出と、画像解析部のアダプタ検出部６９Ａの検出結果が合致した場合に、アダプタの着脱の検出結果を出力するなど、高精度にアダプタの着脱を検出することができる。また、アダプタ検出部９５が、照明アダプタ６２が装着されていると検出した場合に、アダプタ検出部６９Ａが画像解析によるアダプタ検出を行うこととしても良く、高効率にアダプタの着脱を検出することができる。

なお、上記した実施例１乃至４は適宜組み合わせることができる。例えば、観察装置９０のアダプタ検出部９５及び照明調整部６６がフェールセーフ回路として構成されていても良い。このような構成において、照明アダプタ６２が取り外された場合に、照明光源５９の照明設定（輝度）は、一旦、フェールセーフ回路により自動的に低減され、その後、制御部６３の制御により、照明調整部６６が検査に適した照明設定となるように調整することで、より高精度に照明設定を変更することができる。

なお、上記したように、当該照明設定は、例えば、照明光源５９の照明光の輝度、色（又は波長）、色温度などの照明光に関する設定の少なくとも１つを含んでいればよい。

上記の実施例において、照明アダプタの着脱を電気的な接続状態又は物理的な接触状態により検出する方法及び画像解析により検出する構成について説明したが、他の方法で検出する構成であっても良い。例えば、照明光源１９の輝度をモニタし、輝度値等によって、照明アダプタ２２が装着されているか否かを検出する構成を有していても良い。

また、撮影部の構成は、本明細書の実施例に示したものに限らない。照明部によって照明された眼を観察可能に構成されていれば良い。

以上、詳細に説明したように、本願発明の観察装置によれば、照明アダプタを装着して行う観察及び照明アダプタを取り外して行う観察を行う際に、照明アダプタの着脱（有無）を自動的に検出するとともに、当該検出結果に応じて照明光源の照明設定を自動的に変更する手段を有する観察装置を提供することができる。また、撮影部の合焦条件の異なる観察を照明アダプタの着脱を伴って行う際に、照明アダプタの着脱を自動的に検出するとともに、当該検出結果に応じて合焦設定を自動的に変更する手段を有する観察装置を提供することができる。

さらに、当該照明アダプタの着脱に応じて、照明光源の照明設定及び／又は撮影部の合焦設定を自動的に調整する手段を有する観察装置を提供することができる。また、アダプタ検出及び照明調整の手段にフェールセーフ回路を採用することで、照明アダプタの着脱に応答して照明光源の照明設定が自動的に切り替わる観察装置を提供することができる。

従って、本願発明の観察装置によれば、照明アダプタを着脱したにも関わらず、当該着脱状態に適した、すなわち、目的の観察に適した照明光源の照明設定又は撮影部の合焦設定に変更せずに観察を行うこと、そのため適切な観察結果を得られなくなる等の不都合を回避することができる。従って、照明アダプタの着脱を行った場合にも、正しい照明設定及び／又は合焦設定で観察を行うことができ、高精度かつ高効率に観察を行うことが可能な観察装置を提供することができる。

また、本願発明の観察方法は、本願発明の観察方法を実行させるプログラムによって実行することができる。なお、本願発明の観察方法を実行させるプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、好適に使用することができる。例えば、本願発明の観察装置に内蔵又は接続されたコンピュータが、本願発明のプログラムを記録媒体から読み取り、本願発明の観察プログラムを実行することができる。

１０、５０、９０ 観察装置
１１ 撮影部
１２ 合焦機構
１３ 結像レンズ
１４ レンズ駆動部
１５ 対物レンズ
１６ 撮像素子
１７、５７ 照明光源ユニット
１８、５８ 照明部
１９、５９ 照明光源
２２、６２ 照明アダプタ
２３、６３ 制御部
２５ アダプタ検出・照明調整部
２７、６７ 合焦調整部
２９、６９ 画像解析部
３１ 表示部
３３、７３ プロセッサ
３５ 格納部
６６ 照明調整部
６９Ａ、９５ アダプタ検出部

Claims (15)

1. 眼を観察する観察装置であって、
   前記眼の角膜を照明する照明部と、
   前記照明部によって照明された前記角膜による像を撮影する撮影部と、
   前記照明部に着脱可能であり、前記照明部に装着された状態において、前記照明部によって前記角膜の表面にパターン光を照射するパターン投影部と、
   前記パターン投影部の着脱に応じて、前記照明部の照明設定と前記撮影部の合焦設定との少なくとも一方を変更する制御部と、を備える観察装置。
2. 前記パターン投影部の着脱を検出する検出部を備え、前記パターン投影部が前記照明部に装着されたことが検出された場合、又は前記パターン投影部が前記照明部から取り外されたことが検出された場合、前記照明部の輝度設定及び前記撮影部の目標合焦位置の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
3. 前記制御部は、前記パターン投影部が装着されていることが検出された場合、前記照明設定を第１の輝度設定とし、前記パターン投影部が取り外されたことが検出された場合、前記照明設定を前記第１の輝度設定よりも輝度が低い第２の輝度設定に変更する請求項２に記載の観察装置。
4. 前記制御部は、前記パターン投影部が装着されていることが検出された場合、前記目標合焦位置を第１の合焦位置とする第１の合焦設定をなし、前記パターン投影部が取り外されたことが検出された場合、前記目標合焦位置を前記第１の合焦位置とは異なる第２の合焦位置とする第２の合焦設定に変更する請求項２又は３に記載の観察装置。
5. 前記第１の合焦位置は前記パターン光の前記角膜による角膜反射像の位置であり、前記第２の合焦位置は前記角膜の表面の位置である請求項４に記載の観察装置。
6. 前記制御部は、前記パターン投影部が前記照明部に装着されたことが検出された場合、前記照明部の輝度設定と前記撮影部の合焦設定との少なくとも一方を前記角膜の曲率を測定するための設定に変更し、前記パターン投影部が前記照明部から取り外されたことが検出された場合、前記照明部の輝度設定と前記撮影部の合焦設定との少なくとも一方を前記眼の涙液層の検査を行うための設定に変更する請求項２に記載の観察装置。
7. 前記パターン投影部の前記照明部からの取り外しに応答して前記照明部の輝度を低減するフェールセーフ回路を備える請求項１、２、４乃至６のいずれか１に記載の観察装置。
8. 前記検出部は、前記パターン投影部と前記照明部との電気的な接続状態又は前記パターン投影部と前記照明部との物理的な接触状態に応じて、前記パターン投影部の着脱を検出する請求項１乃至７のいずれか１に記載の観察装置。
9. 前記撮影部により撮影された、前記角膜による前記パターン光の反射像の画像解析を行う画像解析部を備え、前記画像解析部は前記画像解析の結果に基づいて前記パターン投影部の着脱を検出する請求項１乃至７のいずれか１に記載の観察装置。
10. 前記パターン投影部は検出用パターンを有し、前記画像解析部は前記検出用パターンの画像解析によって前記パターン投影部の着脱を検出する請求項９に記載の観察装置。
11. 前記画像解析部は、前記反射像の所定の領域の輝度に基づいて、前記パターン投影部の着脱を検出する請求項９又は１０に記載の観察装置。
12. 前記制御部は、前記角膜の曲率の測定結果に基づいて、前記涙液層の検査を行うための前記撮影部の合焦設定を変更する請求項６記載の観察装置。
13. 眼を観察する観察方法であって、
    照明部が、前記眼の角膜を照明する照明ステップと、
    撮影部が、前記照明部によって照明された前記角膜による像を撮影する撮影ステップと、
    前記照明部に着脱可能なパターン投影部が前記照明部に装着された状態において、前記照明部が前記角膜の表面にパターン光を照射する照射ステップと、
    制御部が、前記パターン投影部の着脱に応じて、前記照明部の照明設定と前記撮影部の合焦設定との少なくとも一方を変更する変更ステップと、
    を含むことを特徴とする観察方法。
14. 眼を観察する観察装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
    照明部が、前記眼の角膜を照明する照明ステップと、
    撮影部が、前記照明部によって照明された前記角膜による像を撮影する撮影ステップと、
    前記照明部に着脱可能なパターン投影部が前記照明部に装着された状態において、前記照明部が前記角膜の表面にパターン光を照射する照射ステップと、
    制御部が、前記パターン投影部の着脱に応じて、前記照明部の照明設定と前記撮影部との合焦設定の少なくとも一方を変更する変更ステップと、
    を実行させることを特徴とする観察プログラム。
15. 請求項１４に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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