JP2022027987A

JP2022027987A - 眼科装置

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Publication number: JP2022027987A
Application number: JP2021205718A
Authority: JP
Inventors: 将中島; Masashi Nakajima; 裕和恩地; Hirokazu Onchi
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-02-14
Also published as: JP2018164616A; JP2023171595A

Abstract

【課題】被検眼のデータを取得するための装置光学系と被検眼との間の位置合わせを好適に行うための新たな技術を提供する。【解決手段】眼科装置は、被検眼の前眼部からの光をライトフィールドカメラに導く前眼部観察系と、アライメント光学系と、前記被検眼のデータを光学的に取得するための測定系とを備えた光学系と、被検者の顔を支持する支持部と、光学系と支持部とを相対的に移動する駆動部と、ライトフィールドカメラにより得られた画像データを解析する解析部と、解析部の解析結果に基づいて駆動部を制御する制御部とを含む。解析部は、ライトフィールドカメラにより得られた所定の基準像面位置における単一の前眼部像中に前記反射光に基づく輝点像が検出されたか否かを判定する。前記制御部は、解析部により輝点像が検出されたと判定されたとき、精密アライメント制御を実行し、輝点像が検出されなかったと判定されたとき、粗アライメント制御を実行する。【選択図】図６

Description

この発明は、眼科装置に関する。

眼科装置には、被検眼の画像を得るための眼科撮影装置と、被検眼の特性を測定するための眼科測定装置とが含まれる。

眼科撮影装置の例として、光コヒーレンストモグラフィ（ＯｐｔｉｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＯＣＴ）を用いて断層像を得る光干渉断層計、眼底を写真撮影する眼底カメラ、共焦点光学系を用いたレーザー走査により眼底の画像を得る走査型レーザー検眼鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＬａｓｅｒＯｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ、ＳＬＯ）、スリット光を用いて角膜の光切片を切り取ることにより画像を得るスリットランプなどがある。

また、眼科測定装置の例として、被検眼の屈折特性を測定する眼屈折検査装置（レフラクトメータ、ケラトメータ）、眼圧計、角膜の特性（角膜厚、細胞分布等）を得るスペキュラーマイクロスコープ、ハルトマン－シャックセンサを用いて被検眼の収差情報を得るウェーブフロントアナライザなどがある。

このような眼科装置を用いた眼科検査においては、検査の精度や確度の観点から、装置光学系と被検眼との間の位置合わせが極めて重要である。この位置合わせはアライメントと呼ばれる。アライメントには、被検眼の軸に対して装置光学系の光軸を一致させる動作（ＸＹアライメント）と、被検眼と装置光学系との間の距離を所定の距離に合わせる動作（Ｚアライメント）とが含まれる。

また、スペキュラーマイクロスコープでは、角膜内皮の頂点に対してＺアライメントを行うことが要求されている。ところが、被検眼を正面から観察する場合、角膜内皮を観察することができず、角膜内皮の頂点を特定することができない。

このような眼科装置におけるアライメント手法として様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１には、角膜に光を投射し、その反射像（プルキンエ像）を検出してＸＹアライメントを行う手法が開示されている。また、例えば、特許文献２には、光テコ方式によりＺアライメントを行う手法などが開示されている。

例えば、特許文献３には、前眼部を異なる方向から撮影して得られた２以上の撮影画像を解析して被検眼の３次元位置を特定し、この３次元位置に基づいてＸＹアライメントとＺアライメントの双方を行う手法が開示されている。

特開平１０－０２４０１９号公報特開２０１５－１４６８５９号公報特開２０１３－２４８３７６号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された手法では、装置光学系と被検眼との相対位置の検出可能範囲を表すダイナミックレンジが狭い。従って、ある程度の範囲内で装置光学系と被検眼との位置合わせがなされていないと、これらの方式を用いてアライメントを行うことができない。

これに対して、特許文献３に開示された手法では、特許文献１や特許文献２に開示された手法と比較してダイナミックレンジが広い。ところが、被検者の顔の部位（例えば、鼻）の形状によっては撮影画像に当該部位によるケラレが発生する場合がある。従って、被検眼の３次元位置の特定ができなくなり、アライメントを行うことができなくなることがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検眼のデータを取得するための装置光学系と被検眼との間の位置合わせを好適に行うための新たな技術を提供することにある。

実施形態に係る眼科装置の第１態様は、被検眼の前眼部からの光をライトフィールドカメラに導く前眼部観察系と、前記被検眼にアライメント光を投射し前記アライメント光の反射光を検出するアライメント光学系と、前記被検眼のデータを光学的に取得するための測定系とを備えた光学系と、被検者の顔を支持する支持部と、前記光学系と前記支持部とを相対的に移動する駆動部と、前記ライトフィールドカメラにより得られた画像データを解析する解析部と、前記解析部の解析結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を含み、前記解析部は、前記ライトフィールドカメラにより得られた所定の基準像面位置における単一の前眼部像中に前記反射光に基づく輝点像が検出されたか否かを判定し、前記解析部により前記輝点像が検出されたと判定されたとき、前記制御部は、前記輝点像に基づいて前記駆動部を制御して前記光学系の光軸方向及び前記光軸の交差方向の少なくとも１つの方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させる精密アライメント制御を実行し、前記解析部により前記輝点像が検出されなかったと判定されたとき、前記制御部は、前記ライトフィールドカメラにより得られた複数の像面位置における複数の前眼部像のいずれかにおける特徴領域に基づいて前記駆動部を制御して前記光軸方向及び前記交差方向の少なくとも１つの方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させる粗アライメント制御を実行する、眼科装置である。
また、実施形態に係る眼科装置の第２態様では、第１態様において、前記制御部は、前記粗アライメント制御を実行した後に前記解析部に前記単一の前眼部像中に前記輝点像が検出されたか否かを判定させ、前記解析部により前記輝点像が検出されたと判定されたとき、前記精密アライメント制御を実行する。
また、実施形態に係る眼科装置の第３態様では、第１態様又は第２態様において、前記制御部は、前記解析部により前記複数の前眼部像のいずれかに前記特徴領域が特定されたとき、所定の基準位置に対する前記特徴領域の変位に基づいて前記駆動部を制御して前記交差方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させ、前記複数の前眼部像のうち最も高画質の前眼部像に基づいて前記駆動部を制御して前記光軸方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させる。
また、実施形態に係る眼科装置の第４態様では、第１態様～第３態様のいずれかにおいて、前記ライトフィールドカメラは、マイクロレンズアレイと、撮像素子とを含み、前記所定の基準像面位置は、前記マイクロレンズアレイの配置位置に対応する位置である。
また、実施形態に係る眼科装置の第５態様では、第１態様～第４態様のいずれかにおいて、前記特徴領域は、瞳孔中心を含む領域である。
また、実施形態に係る眼科装置の第６態様は、第１態様～第５態様のいずれかにおいて、前記ライトフィールドカメラを含む。
なお、上記した複数の態様に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。

本発明によれば、被検眼のデータを取得するための装置光学系と被検眼との間の位置合わせを好適に行うための新たな技術を提供することが可能である。

実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略図である。実施形態に係る眼科装置の構成の一例を表す概略図である。実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を表す概略図である。実施形態に係る眼科装置の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。実施形態に係る眼科装置の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。実施形態に係る眼科装置の動作例を表すフローチャートである。実施形態に係る眼科装置の動作例を表すフローチャートである。実施形態に係る眼科装置が実行する処理を説明するための概略図である。実施形態の変形例に係る眼科装置の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。

この発明に係る眼科装置の実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書において引用された文献の記載内容や任意の公知技術を、以下の実施形態に援用することが可能である。

この発明に係る眼科装置は被検眼の光学的な検査に用いられる。このような眼科装置には、前述のように、眼科撮影装置と眼科測定装置が含まれる。眼科撮影装置としては、光干渉断層計、眼底カメラ、走査型レーザー検眼鏡、スリットランプなどがある。また、眼科測定装置としては、眼屈折検査装置、眼圧計、スペキュラーマイクロスコープ、ウェーブフロントアナライザなどがある。以下の実施形態では、被検眼を観察（撮影）するための観察系と被検眼のデータを光学的に取得するための測定系とを備えた眼科装置にこの発明を適用した場合について詳述するが、それ以外の任意の眼科装置にこの発明を適用することが可能である。

以下では、装置光学系の光軸方向をＺ方向（前後方向）とし、装置光学系の光軸に直交する水平方向をＸ方向（左右方向）とし、装置光学系の光軸に直交する垂直方向をＹ方向（上下方向）とする。

＜構成＞
図１及び図２に、実施形態に係る眼科装置の概略構成の一例を模式的に示す。図１は、被検者側から見た実施形態に係る眼科装置１の外観構成の概略図を表す。図２は、被検者の側面の方向から見た眼科装置１の外観構成の概略図を表す。

眼科装置１には、被検眼を検査するための光学系（装置光学系）が収容されている。図１及び図２に示すように、眼科装置１は、ベース４１０と、ベース４１０上に設けられた筐体４２０と、ベース４１０に対して３次元的に（ＸＹＺ方向に）移動可能なレンズ収容部４３０とを含む。ベース４１０には、後述の光学系の駆動部等の駆動系や、演算制御回路が格納されている。筐体４２０には、上記の光学系が格納されている。レンズ収容部４３０は、筐体４２０の前面に突出して設けられ、後述の対物レンズ２４が収容されている。なお、図１及び図２に示すレンズ収容部４３０は、筐体４２０の前面に突出しないように設けられていてもよい。筐体４２０及びレンズ収容部４３０の少なくとも一方が、ベース４１０に対して移動可能に構成されていてよい。

眼科装置１には、ベース４１０に固定され、被検者の顔を支持するための顎受けと額当てが設けられている。顎受け及び額当ては、図１及び図２に示す支持部４４０に相当する。

［光学系］
図３に、実施形態に係る眼科装置１の光学系の構成例を示す。

眼科装置１は、装置光学系が収容されている光学ユニット２を含む。光学ユニット２は、被検眼Ｅの前眼部Ｅａを観察するための光学系を含む。また、眼科装置１には、演算制御ユニットと、ユーザインターフェイス部とが設けられている。演算制御ユニットは、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備する。ユーザインターフェイス部は、光学ユニット２を用いて取得された観察画像や撮影画像を表示したり、眼科装置１に対する指示を入力したりするために用いられる。

〔光学ユニット〕
光学ユニット２には、被検眼Ｅの前眼部Ｅａの２次元画像（前眼部像）を取得するための光学系が設けられている。前眼部像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、例えば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。撮影画像は、例えば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、又は近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。光学ユニット２は、これら以外の画像、例えばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。

光学ユニット２には、照明系１０と前眼部観察系２０とが設けられている。照明系１０は、顎受けや額当てに顔が固定された被検者の前眼部Ｅａに照明光を照射する。前眼部観察系２０は、この照明光の反射光を撮像装置であるライトフィールドカメラ２１に導く。

照明系１０は、前眼部照明光源１１を含む。前眼部照明光源１１は、被検眼Ｅの前眼部Ｅａに照明光を照射する。前眼部照明光源１１は、前眼部観察系２０の光軸外から被検眼Ｅの前眼部Ｅａに照明光を照射する。前眼部照明光源１１は、例えば、ハロゲンランプ又はＬＥＤを含む。前眼部照明光源１１は、照明光として近赤外光を発する。図３では、前眼部観察系２０の光軸を中心に複数の前眼部照明光源１１が設けられている。

前眼部観察系２０は、ライトフィールドカメラ２１と、リレーレンズ２２と、絞り２３と、対物レンズ２４とを含む。ライトフィールドカメラ２１は、前眼部観察系２０の外部に設けられていてもよい。

リレーレンズ２２と絞り２３との間には、前眼部観察系２０の光路に後述のＸＹアライメント光学系３０の光路を合成するためのビームスプリッタＢＳ１が設けられている。また、絞り２３と対物レンズ２４との間には、前眼部観察系２０の光路に後述の測定系５０の光路を合成したり、前眼部観察系２０の光路と測定系５０の光路との合成光路から測定系５０の光路を分離したりするためのビームスプリッタＢＳ２が設けられている。

前眼部照明光源１１からの照明光が照射されている被検眼Ｅの前眼部Ｅａからの反射光は、対物レンズ２４に入射する。この反射光は、対物レンズ２４により屈折され、ビームスプリッタＢＳ２を透過し、絞り２３の開口部を通過し、ビームスプリッタＢＳ１を透過し、リレーレンズ２２を経由し、ライトフィールドカメラ２１に結像される。ライトフィールドカメラ２１は、例えば所定のフレームレートで反射光を検出する。ユーザインターフェイス部には、ライトフィールドカメラ２１により検出された反射光に基づく、任意の像面位置における前眼部の画像（観察画像）が表示される。

実施形態に係るライトフィールドカメラ２１は、撮影後に前眼部観察系２０の光軸方向（Ｚ方向）の任意の像面位置における画像（ライトフィールド画像）を取得するための撮影装置である。それにより、撮影後に所望の像面位置における画像を取得することができる。このようなライトフィールドカメラ２１は、例えば、マイクロレンズアレイ方式の構成を有している。この場合、ライトフィールドカメラ２１は、マイクロレンズアレイと、撮像素子とを含んで構成される。マイクロレンズアレイは、被検眼Ｅとイメージセンサとの間に配置される。マイクロレンズアレイは、焦平面にマトリクス状に配列された複数のマイクロレンズを含む。複数のマイクロレンズは、光軸方向が前眼部観察系２０の光軸方向に略一致するように配置されている。イメージセンサは、複数のマイクロレンズに対応してマトリクス状に配列された複数の画素を含み、マイクロレンズアレイを基準に所定の距離だけ離れた位置に配置される。各マイクロレンズにより屈折された光は、当該マイクロレンズに対応する複数の画素に入射する。それにより、複数の画素は、焦平面に入射する光線の通過位置とその向きとに対応した検出結果（画像データ）を出力する。なお、必要に応じて、リレーレンズ２２とマイクロレンズアレイとの間に主レンズが配置されていてもよい。

演算制御ユニットは、ライトフィールドカメラ２１の複数の画素から出力された検出結果（画像データ）に対して公知のデコンボリューション処理（画像復元処理）を施すことにより任意の像面位置における画像を生成することが可能である。

この実施形態では、後述のようにライトフィールドカメラ２１を用いて粗Ｚアライメントが行われる。

（ＸＹアライメント光学系）
ＸＹアライメント光学系３０は、近赤外光を発光する発光ダイオードを含むアライメント指標光源（点光源）３１と、レンズ３２とを含む。

アライメント指標光源３１から出力されたアライメント光は、レンズ３２により屈折され、ビームスプリッタＢＳ１により対物レンズ２４に向けて反射される。ビームスプリッタＢＳ１により反射された光束は、絞り２３の開口部を通過し、ビームスプリッタＢＳ２を透過し、対物レンズ２４を介して、平行光束として被検眼Ｅの角膜に導かれる。

角膜に導かれた平行光束による角膜表面からの反射光は、対物レンズ２４を通過し、ビームスプリッタＢＳ２を透過し、絞り２３の開口部を通過し、ビームスプリッタＢＳ１を透過し、リレーレンズ２２を経由してライトフィールドカメラ２１に結像される。ライトフィールドカメラ２１には、アライメント光のプルキンエ像（輝点）に基づく像が形成される。それにより、ユーザインターフェイス部には、被検眼Ｅの前眼部像とアライメント光のプルキンエ像による輝点像とが同時に表示される。手動でＸＹアライメントを行う場合、ユーザは、アライメントマーク内に輝点像を誘導するように光学系の移動操作を行う。自動でアライメントを行う場合、演算制御ユニットは、アライメントマークに対する輝点像の変位をキャンセルするように、光学系を移動させるための移動機構を制御する。

また、眼科装置１には、Ｚアライメントを行うためのＺアライメント光学系４０が設けられている。

（Ｚアライメント光学系）
Ｚアライメント光学系４０は、発散光投射系と、発散光受光系とを含む。発散光投射系は、前眼部観察系２０の光軸外に配置された光源４１を含む。発散光受光系は、集光レンズ４２と、ラインセンサ４３とを含む。光源４１は、近赤外光である発散光を出力する。発散光は、被検眼Ｅの角膜に対して斜めから（前眼部観察系２０の光軸に対して斜めから）角膜に向けて投射される。

集光レンズ４２は、前眼部観察系２０の光軸に対して発散光投射系の光軸と対称な角度の光軸上に配置されている。集光レンズ４２は、光源４１から角膜に向けて投射された発散光の反射光をラインセンサ４３の受光面（検出面）に集光する。ラインセンサ４３は、光源４１の角膜によるプルキンエ像と光学的に略共役な位置に配置されている。

ラインセンサ４３には、前眼部観察系２０の光軸方向（Ｚ方向）に対応するように配列された複数の受光素子（検出素子）が設けられている。各受光素子には、あらかじめ位置（番地）が割り当てられている。ラインセンサ４３は、光源４１から角膜に向けて投射された発散光の反射光を受光すると、ラインセンサ４３における受光位置に対応したＺアライメント信号を出力することができる。Ｚアライメント信号は、当該反射光が受光されたことを示す情報と、ラインセンサ４３において反射光を受光した受光素子を示す情報（番地、反射光の受光位置を示す情報）とを含む。

発散光の反射光の強度分布の重心位置は、角膜の表面（角膜上皮）での反射光束の強度分布の重心位置に相当する。被検眼Ｅに対して光学ユニット２をＺ方向に移動させると、ラインセンサ４３における反射光の受光位置が移動する。粗Ｚアライメント（前眼部観察系２０の光軸方向の粗アライメント）が完了した場合、その重心位置は例えばラインセンサ４３の検出範囲内となるように設定されている。従って、ラインセンサ４３において重心位置として検出された受光位置（番地）を基準に、角膜の表面に対する光学ユニット２の前後方向（Ｚ方向）の位置を特定することができる。それにより、重心位置がラインセンサ４３の中央位置になるように光学ユニット２を前後方向に移動させることによって精密なＺアライメントを行うことができる。なお、反射光束の強度分布の重心位置を求めているが、反射光束の強度分布のピーク位置を求めるようにしてもよい。

（測定系）
測定系５０は、レフ測定を行うための公知のレフ測定光学系を含む。例えば、測定系５０は、被検眼Ｅに測定パターン光束を投射する投射系と、被検眼Ｅからの戻り光を受光する受光系とを含む。投射系により投射された測定パターン光束は、ビームスプリッタＢＳ２により対物レンズ２４に向けて反射され、対物レンズ２４により屈折されて、被検眼Ｅに投射される。被検眼Ｅに投射された測定パターン光束は、被検眼Ｅの瞳孔の周辺部を通過し、被検眼Ｅの眼底に投射される。眼底にて反射された測定パターン光束の戻り光は、瞳孔の中央部から射出し、測定パターン光束と同じ経路を通って、測定系５０の受光系に設けられた撮像素子により受光される。演算制御ユニットは、受光系による被検眼Ｅからの戻り光の検出結果に基づいて当該戻り光に基づく像を解析し、被検眼Ｅの屈折力として球面度数、乱視度数、及び乱視軸角度等を求める。

なお、測定系５０は、ケラト測定などの別の他覚測定を行うための光学系を含んでいてもよい。

このような眼科装置１には、被検眼Ｅに固視光束を投射する固視光学系が設けられていてもよい。例えば、固視光学系の光路は、前眼部観察系２０においてビームスプリッタＢＳ２とライトフィールドカメラ２１との間で前眼部観察系２０の光路と合成される。すなわち、固視光束は、前眼部観察系２０の光路を経由して、被検眼Ｅに導かれる。固視光学系により投射された固視光束は、ビームスプリッタＢＳ２を透過し、対物レンズ２４により屈折され、被検眼Ｅの瞳孔を通じて眼底に投影される。光軸方向に固視標を移動することにより被検眼に調節刺激を与えたり、眼底における固視光束の投影位置を変更することにより被検眼Ｅの固視位置を変更したりすることが可能である。

〔演算制御ユニット〕
演算制御ユニットの構成について説明する。演算制御ユニットは、光学ユニット２、ユーザインターフェイス部３００の各部を制御する。例えば演算制御ユニットは、被検眼Ｅの前眼部像をユーザインターフェイス部３００に表示させる。演算制御ユニットは、例えば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科装置１を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニットは、キーボードやマウス等の操作デバイス（入力デバイス）や、ＬＣＤ等の表示デバイスを備えていてもよい。

〔制御系〕
眼科装置１の制御系の構成について図４を参照しつつ説明する。なお、図４においては、眼科装置１のいくつかの構成要素が省略されており、この実施形態を説明するために特に必要な構成要素が選択的に示されている。

（制御部）
眼科装置１の制御系は、制御部１００を中心に構成される。制御部１００は、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部１００には、主制御部１１０と記憶部１２０とが設けられている。

（主制御部）
主制御部１１０は前述の各種制御を行う。例えば、主制御部１１０は、前眼部照明光源１１やアライメント指標光源３１や光源４１の点灯制御や消灯制御、ライトフィールドカメラ２１の撮影制御、ラインセンサ４３の検出制御、測定系５０の制御などを行う。また、主制御部１１０は、光学系駆動部２Ａ、データ処理部２００、ユーザインターフェイス部３００などを制御する。主制御部１１０は、絞り２３を制御することも可能である。

光学系駆動部２Ａは、図３に示す光学ユニット２（装置光学系）を３次元的に移動する移動機構を駆動する。この移動機構には、光学ユニット２を保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。主制御部１１０は、光学系駆動部２Ａを制御して、眼科装置１に設けられた光学系を３次元的に移動させることができる。この制御は、アライメントやトラッキングにおいて用いられる。トラッキングとは、被検眼Ｅの運動に合わせて装置光学系を移動させるものである。トラッキングを行う場合には、事前にアライメントとピント合わせが実行される。トラッキングは、被検眼Ｅを動画撮影して得られる画像に基づき被検眼Ｅの位置や向きに合わせて装置光学系をリアルタイムで移動させることにより、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持する機能である。

（記憶部）
記憶部１２０は、各種のデータを記憶する。記憶部１２０に記憶されるデータとしては、例えば、前眼部像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者ＩＤや氏名などの被検者に関する情報や、被検者の疾患名（緑内障や白内障など）などを表す情報や、左眼／右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部１２０には、眼科装置１を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。

（データ処理部）
データ処理部２００は、ライトフィールドカメラ２１により得られた画像データに対して各種のデータ処理（画像処理）や解析処理を施す。例えば、データ処理部２００は、画像の輝度補正を実行する。また、データ処理部２００は、光学ユニット２により得られた画像（眼底像、前眼部像等）に対して各種の画像処理や解析処理を施す。

データ処理部２００は、解析部２１０と、眼屈折力値算出部２２０とを含む。解析部２１０は、ライトフィールドカメラ２１により得られた画像を解析する。眼屈折力値算出部２２０は、測定系５０により測定パターン光束が投射されている被検眼Ｅの画像に描出されている像の形状を解析して眼屈折力値を求める。

解析部２１０は、図５に示すように、デコンボリューション処理部２１１と、画質評価部２１２と、最良像抽出部２１３と、特定部２１４とを含む。

デコンボリューション処理部２１１は、ライトフィールドカメラ２１により得られた画像データに対して公知のデコンボリューション処理を施す。例えば、デコンボリューション処理部２１１は、次のような処理を行う。まず、デコンボリューション処理部２１１は、主制御部１１０又はユーザにより指定されたＺ方向の像面位置に応じて画像データに対して光線追跡処理等を施して複数のステレオ画像群を形成する。デコンボリューション処理部２１１は、形成された画像群から公知のアルゴリズムを用いて視差を求め、求められた視差に応じて画像群を平行移動して重ね合わせ、重ね合わされた画像群に対して平均化処理を施すことで当該像面位置に対応した画像を生成する。ユーザは、ユーザインターフェイス部３００を用いた像面位置を指定することが可能である。デコンボリューション処理部２１１は、Ｚ方向の任意の像面位置に対応した画像を生成することが可能である。

画質評価部２１２は、デコンボリューション処理部２１１により生成された画像の画質を評価する。画質評価部２１２は、生成された画像の画質を表す評価値を求め、求められた評価値に基づいて当該画像の画質を評価することが可能である。評価値としては、例えば、コントラストや輝度むらに対応する値などがある。この実施形態では、画質評価部２１２は、生成された画像のコントラストに基づいて当該画像の画質を評価する。例えば、画質評価部２１２は、デコンボリューション処理部２１１により生成された画像全体の輝度分布における輝度差、又は当該画像における特徴領域の輝度分布における輝度差を評価値として求め、求められた評価値に基づいて当該画像の画質を評価する。特徴領域は、被検眼Ｅの特徴部位（特徴部位の境界）に対応する位置を含む領域であってよい。また、特徴領域は、画像中のあらかじめ決められた領域であってもよい。

最良像抽出部２１３は、画質評価部２１２による評価結果に基づいて、デコンボリューション処理部２１１により生成された画像の中から最も高画質の画像を抽出する。例えば、最良像抽出部２１３は、デコンボリューション処理部２１１により生成されたＺ方向の複数の像面位置に対応した複数の前眼部像のうち最も高画質の画像としてコントラストが最も良い前眼部像（輝度差が最大の前眼部像）を抽出する。

解析部２１０は、最良像抽出部２１３により抽出された前眼部像に対応した像面位置を特定し、特定された像面位置に基づいて粗Ｚアライメントの移動目標位置を特定することが可能である。

特定部２１４は、デコンボリューション処理部２１１により生成された画像を解析することにより、当該画像に描出された被検眼Ｅの特徴部位に相当する領域を特定する。特定部２１４は、画像の画素値を解析することによって当該領域を特定することが可能である。画像が輝度画像である場合、特定部２１４は、画像における輝度値の分布に基づいて、特徴部位に相当する画像領域（画素）を特定する。例えば、特徴部位が瞳孔中心である場合、特定部２１４は、画像の画素値（輝度値など）の分布に基づいて、被検眼Ｅの瞳孔に相当する画像領域（瞳孔領域）を特定する。一般に瞳孔は他の部位よりも低い輝度で描画されるので、低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定することができる。このとき、瞳孔の形状を考慮して瞳孔領域を特定するようにしてもよい。つまり、略円形かつ低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定するように構成することができる。次に、特定部２１４は、特定された瞳孔領域の中心位置を特定する。上記のように瞳孔は略円形であるので、瞳孔領域の輪郭を特定し、この輪郭（の近似円または近似楕円）の中心位置を特定し、これを瞳孔中心とすることができる。また、瞳孔領域の重心を求め、この重心位置を瞳孔中心としてもよい。なお、他の特徴部位に対応する特徴位置を特定する場合であっても、上記と同様に画像の画素値の分布に基づいて当該特徴位置を特定することが可能である。特定部２１４は、ＸＹアライメント光学系３０により投射されたアライメント光の角膜からの反射光に基づく反射像の位置を含む領域を特徴領域として特定してもよい。

眼屈折力値算出部２２０は、測定系５０により得られた被検眼Ｅからの戻り光に基づく像の形状を解析する。例えば、測定系５０が測定パターン光束としてリング状の光束を被検眼に投射した場合、測定系５０の受光系における撮像素子又はライトフィールドカメラ２１は、リング像が描出された画像を取得する。眼屈折力値算出部２２０は、得られた画像における輝度分布からリング像の重心位置を求め、この重心位置から放射状に延びる複数の走査方向に沿った輝度分布を求め、この輝度分布からリング像を特定する。続いて、眼屈折力値算出部２２０は、特定されたリング像の近似楕円を求め、この近似楕円の長径及び短径を公知の式に代入することによって球面度数、乱視度数及び乱視軸角度を求める。或いは、眼屈折力値算出部２２０は、基準パターンに対するリング像の変形及び変位に基づいて眼屈折力のパラメータを求めることができる。

以上のように機能するデータ処理部２００は、例えば、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。

（ユーザインターフェイス部）
ユーザインターフェイス部３００には、操作部３１０と表示部３２０とが含まれる。操作部３１０は、前述した演算制御ユニットの操作デバイスを含んで構成される。操作部３１０には、眼科装置１の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。表示部３２０は、前述した演算制御ユニットの表示デバイスを含んで構成される。また、表示部３２０は、光学ユニット２の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。

なお、操作部３１０と表示部３２０とは、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。例えばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部３１０は、このタッチパネルとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部３１０に対する操作内容は、電気信号として制御部１００に入力される。また、表示部３２０に表示されたグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）と、操作部３１０とを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。

光学ユニット２に収容されている光学系は、実施形態に係る「光学系」の一例である。光学系駆動部２Ａは、実施形態に係る「駆動部」の一例である。前眼部像は、実施形態に係る「被検眼画像」の一例である。Ｚ方向は、実施形態に係る「前眼部観察系の光軸方向」の一例である。Ｘ方向、Ｙ方向は、実施形態に係る「前眼部観察系の光軸方向に交差する方向」の一例である。ＸＹアライメント光学系３０は、実施形態に係る「第１アライメント光学系」の一例である。Ｚアライメント光学系４０は、実施形態に係る「第２アライメント光学系」の一例である。

［動作例］
図６及び図７に、実施形態に係る眼科装置１の動作例を示す。図６及び図７は、測定系５０による測定の前に行われるアライメント動作のフローを表す。なお、以下のフローでは、主制御部１１０は、前眼部照明光源１１を制御し、少なくともＳ１の工程が行われる前から前眼部照明光源１１を点灯させているものとする。

（Ｓ１）
主制御部１１０は、アライメント指標光源３１を制御してアライメント指標光源３１をＸＹアライメント用の光源として点灯させる。アライメント指標光源３１から出力されたアライメント光は、上記のように、ビームスプリッタＢＳ１により反射され、絞り２３の開口部を通過し、ビームスプリッタＢＳ２を透過し、対物レンズ２４を介して被検眼Ｅの前眼部Ｅａに投射される。

（Ｓ２）
続いて、主制御部１１０は、ライトフィールドカメラ２１を制御することにより、前眼部照明光源１１からの照明光で照明されアライメント光が投射されている被検眼Ｅの前眼部Ｅａの撮影を開始させる。それにより、ライトフィールドカメラ２１は、前眼部Ｅａの画像データを取得する。

（Ｓ３）
続いて、主制御部１１０は、Ｓ２においてライトフィールドカメラ２１から得られた画像データに基づいて所定の基準像面位置における単一の前眼部像をデコンボリューション処理部２１１に生成させる。所定の基準像面位置は、対物レンズ２４から既定の距離だけ離れた位置に対応する像面位置であり、ライトフィールドカメラ２１のマイクロレンズアレイが配置される位置である。それにより、眼科装置１は、ライトフィールドカメラ２１のマイクロレンズアレイの配置位置と光学的に略共役な位置の前眼部像を取得することができる。

（Ｓ４）
主制御部１１０は、Ｓ３において取得された単一の前眼部像中にＳ１において照射されたアライメント光のプルキンエ像に基づく輝点像があるか否かを解析部２１０に特定させる。解析部２１０は、前眼部像の画素値（輝度値）の分布に基づいて輝点像を探索する。主制御部１１０は、解析部２１０により輝点像が探索されたとき前眼部像中に輝点像が検出されたと判定し、解析部２１０により輝点像が探索されなかったとき前眼部像中に輝点像が検出されなかったと判定する。

Ｓ４において輝点像が検出されなかったと判定されたとき（Ｓ４：Ｎ）、眼科装置１の動作はＳ１１に移行する。Ｓ４において輝点像が検出されと判定されたとき（Ｓ４：Ｙ）、眼科装置１の動作はＳ５に移行する。

（Ｓ５）
Ｓ４において輝点像が検出されと判定されたとき（Ｓ４：Ｙ）、主制御部１１０は、所定のＸＹアライメント基準位置に対する輝点像の変位をキャンセルするように光学系駆動部２Ａを制御することにより光学ユニット２と被検眼ＥとをＸ方向及びＹ方向（前眼部観察系２０の光軸に直交（交差）する方向）に相対移動させる（精密ＸＹアライメント制御）。

（Ｓ６）
続いて、主制御部１１０は、光源４１を制御して光源４１をＺアライメント用の光源として点灯させる。光源４１から出力された発散光は、被検眼Ｅの角膜にて反射される。

（Ｓ７）
主制御部１１０は、ラインセンサ４３から出力されるＺアライメント信号の有無を検出する。Ｚアライメント信号が検出されたとき、主制御部１１０は、光源４１から出力された発散光がラインセンサ４３により受光されたと判断する。Ｚアライメント信号が検出されなかったとき、主制御部１１０は、光源４１から出力された発散光がラインセンサ４３により受光されなかったと判断する。Ｚアライメント信号が検出されたとき（Ｓ７：Ｙ）、眼科装置１の動作はＳ８に移行する。Ｚアライメント信号が検出されなかったとき（Ｓ７：Ｎ）、眼科装置１の動作はＳ１１に移行する。

（Ｓ８）
Ｓ７においてＺアライメント信号が検出されたとき（Ｓ７：Ｙ）、主制御部１１０は、Ｚアライメント信号に基づいて、ラインセンサ４３における反射光の受光位置を特定する。主制御部１１０は、ラインセンサ４３の中心位置に対する当該受光位置の変位をキャンセルするように、光学系駆動部２Ａを制御することにより光学ユニット２と被検眼ＥとをＺ方向に相対移動させる（精密Ｚアライメント制御）。

（Ｓ９）
主制御部１１０は、Ｚアライメントが完了したか否かを判定する。主制御部１１０は、被検眼Ｅと光学ユニット２との間の距離と対物レンズ２４の作動距離との差分が所定の閾値以内であるとき当該アライメントが完了したと判定することができる。例えば、主制御部１１０は、光学系駆動部２Ａに対する制御内容を用いて、被検眼Ｅと光学ユニット２との間の距離と対物レンズ２４の作動距離との差分を求める。Ｚアライメントが完了したと判定されたとき（Ｓ９：Ｙ）、眼科装置１の動作はＳ１０に移行する。Ｚアライメントが完了していないと判定されたとき（Ｓ９：Ｎ）、眼科装置１の動作はＳ２に移行する。

（Ｓ１０）
Ｓ９においてＺアライメントが完了したと判定されたとき（Ｓ９：Ｙ）、主制御部１１０は、測定系５０を制御することによりレフ測定を実行させる。測定系５０は、被検眼Ｅに測定パターン光束を投射し、被検眼Ｅの眼底からの測定パターン光束の戻り光を受光する。主制御部１１０は、測定系５０による受光結果に基づいて測定パターン光束の戻り光に基づく像の形状を眼屈折力値算出部２２０に解析させ、眼屈折力値を算出させる。以上で、眼科装置１の動作は終了である（エンド）。

（Ｓ１１）
Ｓ４において輝点像が検出されなかったとき（Ｓ４：Ｎ）、又はＳ７においてＺアライメント信号が検出されなかったとき（Ｓ７：Ｎ）、主制御部１１０は、Ｓ３において生成された単一の前眼部像において被検眼Ｅの瞳孔領域（瞳孔中心を含む領域）を特定部２１４に特定させる。特定部２１４により前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されたとき（Ｓ１１：Ｙ）、眼科装置１の動作はＳ１６に移行する。特定部２１４により前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されなかったとき（Ｓ１１：Ｎ）、眼科装置１の動作はＳ１２に移行する。

（Ｓ１２）
Ｓ１１において特定部２１４により前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されなかったとき（Ｓ１１：Ｎ）、主制御部１１０は、Ｓ２においてライトフィールドカメラ２１により取得された画像データに基づいてＺ方向の複数の像面位置における前眼部像をデコンボリューション処理部２１１に生成させる。複数の像面位置は、あらかじめ決められていてもよいし、操作部３１０を用いてユーザにより指定されてもよい。

（Ｓ１３）
続いて、主制御部１１０は、Ｓ１２において生成された複数の前眼部像それぞれについて被検眼Ｅの瞳孔領域（瞳孔中心を含む領域）を特定部２１４に特定させる。特定部２１４によりいずれかの前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されたとき（Ｓ１３：Ｙ）、眼科装置１の動作はＳ１４に移行する。特定部２１４によりすべての前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されなかったとき（Ｓ１３：Ｎ）、眼科装置１の動作はＳ１７に移行する。

（Ｓ１４）
Ｓ１３においていずれかの前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されたとき（Ｓ１３：Ｙ）、主制御部１１０は、ＸＹアライメントの変位とＺアライメント（粗Ｚアライメント）の移動目標位置とを解析部２１０に特定させる。解析部２１０は、所定のＸＹアライメント基準位置に対してＳ１３において特定された瞳孔中心の変位に基づいてＸＹアライメントの変位を特定する。

また、解析部２１０は、次のようにＺ方向の移動目標位置を特定することができる。

図８に、実施形態に係る解析部２１０の動作説明図を示す。図８は、横軸にＺ方向の位置を表し、縦軸に前眼部像のコントラストを表す。

解析部２１０は、Ｚ方向の現在位置Ｚ０に対応した前眼部像の画質を画質評価部２１２に評価させる。この実施形態では、現在位置Ｚ０に対応する前眼部像のコントラストを表す評価値が得られる。また、解析部２１０は、Ｓ１２において生成された複数の前眼部像の中から現在位置Ｚ０とは異なる位置Ｚ１に対応した前眼部像を取得し、取得された前眼部像の画質を画質評価部２１２に評価させる。この実施形態では、位置Ｚ１に対応する前眼部像のコントラストを表す評価値が得られる。解析部２１０は、これらの評価値に基づいて位置Ｚ１に対応する前眼部像のコントラストが現在位置Ｚ０に対応する前眼部像のコントラストより良いと判断されるとき、位置Ｚ１に近付く方向に所定のステップだけ移動させた位置を移動目標位置として特定する。解析部２１０は、位置Ｚ１に対応する前眼部像のコントラストが現在位置Ｚ０に対応する前眼部像のコントラストより悪いと判断されるとき、位置Ｚ１から遠ざかる方向に所定のステップだけ移動させた位置を移動目標位置として特定する。以上のように、解析部２１０は、光学ユニット２と被検眼Ｅ（支持部４４０）との現在の相対位置に対応した前眼部像より画質が高い前眼部像に対応した像面位置に基づいて移動目標位置を求めることができる。

また、解析部２１０は、Ｓ１２において生成された前眼部像それぞれについて画質評価部２１２に画質を評価させてもよい。主制御部１１０は、画質評価部２１２による評価結果に基づいて、最も高画質の前眼部像を最良像抽出部２１３に抽出させる。最良像抽出部２１３は、Ｓ１２において生成された複数の前眼部像のうち最もコントラストが良い前眼部像を最も高画質の前眼部像として抽出する。解析部２１０は、最良像抽出部２１３により抽出された前眼部像に対応した像面位置に基づき移動目標位置を特定することが可能である。

（Ｓ１５）
主制御部１１０は、Ｓ１４において特定されたＸＹアライメントの変位をキャンセルするように光学系駆動部２Ａを制御して光学ユニット２と被検眼ＥとをＸ方向及びＹ方向の少なくとも１つの方向に相対移動させる（粗ＸＹアライメント制御）。また、これに並行して、主制御部１１０は、Ｓ１４において特定された移動目標位置に基づいて光学系駆動部２Ａを制御して光学ユニット２と被検眼ＥとをＺ方向に相対移動させる（粗Ｚアライメント制御）。その後、眼科装置１の動作はＳ２に移行する。

（Ｓ１６）
Ｓ１１において前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されたとき（Ｓ１１：Ｙ）、主制御部１１０は、瞳孔アライメント（ＸＹアライメント）を実行する。すなわち、主制御部１１０は、所定のＸＹアライメント基準位置に対してＳ１１において特定された瞳孔中心の変位をキャンセルするように光学系駆動部２Ａを制御することにより光学ユニット２と被検眼ＥとをＸ方向及びＹ方向の少なくとも１つの方向に相対移動させる（粗ＸＹアライメント制御）。その後、眼科装置１の動作はＳ２に移行する。

（Ｓ１７）
Ｓ１３においてすべての前眼部像中に被検眼Ｅの瞳孔領域が特定されなかったとき（Ｓ１３：Ｎ）、主制御部１１０は、手動アライメントを実行する。すなわち、主制御部１１０は、アライメント基準位置を表示部３２０に表示させ、ユーザによる操作部３１０に対する操作内容に基づいて光学系駆動部２Ａを制御することにより、光学ユニット２と被検眼Ｅとを相対移動させる。例えばユーザは、表示部３２０に表示されたアライメント基準位置に輝点像を誘導するように光学系の移動操作を行う。その後、眼科装置１の動作はＳ２に移行する。

以上説明したように、実施形態によれば、精密アライメント用の光学系と、ライトフィールドカメラ２１とを含み、ライトフィールドカメラ２１を用いて粗アライメントを行うようにしたので、広いダイナミックレンジで光学ユニット２と被検眼Ｅとの位置合わせを行うことができるようになる。

（変形例）
上記の実施形態では、デコンボリューション処理により得られた画像の画質（コントラスト）に基づいてＺ方向の位置を特定する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、被検眼Ｅに投射されたアライメント光の反射光に基づく輝点像のスポットサイズに基づいてＺ方向の位置を特定してもよい。

以下では、実施形態の変形例に係る眼科装置について、実施形態に係る眼科装置１との相違点を中心に説明する。

変形例に係る眼科装置の光学系の構成は、実施形態に係る眼科装置１の光学系の構成と同様である。変形例に係る眼科装置の制御系の構成が実施形態に係る眼科装置１の制御系の構成と異なる点は、解析部２１０に代えて解析部２１０ａが設けられた点である。

図９に、変形例に係る眼科装置の解析部２１０ａの概略構成のブロック図を示す。図９において、図５と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

解析部２１０ａが解析部２１０と異なる点は、画質評価部２１２に代えてスポットサイズ特定部２５０が設けられた点である。スポットサイズ特定部２５０は、デコンボリューション処理部２１１により生成された前眼部像に対して、ＸＹアライメント光学系３０により被検眼Ｅに投射されたアライメント光のプルキンエ像に基づく輝点像のスポットサイズを特定する。スポットサイズ特定部２５０は、前眼部像の画素値（輝度値）の分布に基づいて輝点像のサイズを特定することができる。例えば、スポットサイズ特定部２５０は、前眼部像において所定の閾値以上の輝度値の画素領域を輝点像として特定し、Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも一方の長さ、又は面積を当該輝点像のサイズとして特定する。

変形例に係る眼科装置の動作は、以下の点を除いて、実施形態に係る眼科装置１の動作と略同様である。本変形例では、例えば図７のＳ１４において、次のように行われる。解析部２１０ａは、Ｚ方向の現在位置Ｚ０に対応した前眼部像における輝点像のスポットサイズを評価値としてスポットサイズ特定部２５０に特定させる。また、解析部２１０ａは、Ｓ１２において生成された複数の前眼部像の中から現在位置Ｚ０とは異なる位置Ｚ１に対応した前眼部像を取得し、取得された前眼部像における輝点像のスポットサイズを評価値としてスポットサイズ特定部２５０に特定させる。解析部２１０ａは、これらの評価値に基づいて位置Ｚ１に対応する前眼部像の輝点像のサイズが現在位置Ｚ０に対応する前眼部像の輝点像のサイズより小さいと判断されるとき、位置Ｚ１に近付く方向に所定のステップだけ移動させた位置を移動目標位置として特定する。解析部２１０ａは、位置Ｚ１に対応する前眼部像の輝点像のサイズが現在位置Ｚ０に対応する前眼部像の輝点像のサイズより大きいと判断されるとき、位置Ｚ１から遠ざかる方向に所定のステップだけ移動させた位置を移動目標位置として特定する。

また、解析部２１０ａは、Ｓ１２において生成された前眼部像それぞれについて輝点像のスポットサイズをスポットサイズ特定部２５０に特定させてもよい。主制御部１１０は、スポットサイズ特定部２５０による特定結果に基づいて、最も高画質の前眼部像を最良像抽出部２１３に抽出させる。最良像抽出部２１３は、Ｓ１２において生成された複数の前眼部像のうち輝点像のサイズが最小の前眼部像を最も高画質の前眼部像として抽出する。解析部２１０は、最良像抽出部２１３により抽出された前眼部像に対応した像面位置を移動目標位置として特定することが可能である。

［効果］
実施形態に係る眼科装置の効果について説明する。

実施形態に係る眼科装置は、照明系（１０）と、光学系（光学ユニット２）と、支持部（４４０）と、駆動部（光学系駆動部２Ａ）と、解析部（２００、２００ａ）と、制御部（１００）とを含む。照明系は、照明光を被検眼（Ｅ）に照射する。光学系は、前眼部観察系（２０）と、測定系（５０）とを含む。前眼部観察系は、照明系により照明光が照射されている被検眼の前眼部（Ｅａ）からの光をライトフィールドカメラ（２１）に導く。測定系は、被検眼のデータを光学的に取得するために用いられる。支持部は、被検者の顔を支持する。駆動部は、光学系と支持部とを相対的に光学系の光軸方向（Ｚ方向）に移動する。解析部は、ライトフィールドカメラにより得られた画像データを解析することにより移動目標位置を求める。制御部は、移動目標位置に基づいて駆動部を制御することで、光学系と支持部とを相対移動させる。

このような構成によれば、ライトフィールドカメラにより得られた画像に基づいて、光学系と被検者の顔を支持する支持部とを相対移動させるようにしたので、広いダイナミックレンジで光学系と被検眼との位置合わせを行うための新たな技術を提供することができる。

また、実施形態に係る眼科装置では、解析部は、画像データに基づいて上記の光軸方向の２以上の像面位置に対応した２以上の被検眼画像を生成し、生成された２以上の被検眼画像の画質に基づいて移動目標位置を求めてもよい。

このような構成によれば、ライトフィールドカメラにより得られた画像データに基づいて光学系の光軸方向の複数の像面位置に対応した複数の被検眼画像の画質から当該光軸方向の最適な移動目標位置を特定するようにしたので、広いダイナミックレンジで光軸方向の位置合わせを行うことが可能な眼科装置の構成を簡素化することができる。

また、実施形態に係る眼科装置では、２以上の被検眼画像は、光学系と支持部との現在の相対位置に対応した被検眼画像を含み、解析部は、現在の相対位置に対応した被検眼画像より画質が高い被検眼画像に対応した像面位置に基づいて移動目標位置を求めてもよい。

このような構成によれば、被検眼画像の画質に基づいて光学系と被検眼と光軸方向の位置合わせが行うことができるため、広いダイナミックレンジで光軸方向の位置合わせを行うことが可能な眼科装置の構成を簡素化することができる。

また、実施形態に係る眼科装置では、解析部は、２以上の被検眼画像のうち最も高画質の被検眼画像に対応した像面位置に基づいて移動目標位置を求めてもよい。

このような構成によれば、専用の光学系を設けることなく、高い精度で光学系と被検眼との光軸方向の位置合わせが可能な眼科装置を提供することができるようになる。

また、実施形態に係る眼科装置では、駆動部は、光学系と支持部とを相対的に光学系の光軸方向に交差する方向（ＸＹ方向）に移動し、解析部は、画像データに基づいて被検眼の特徴部位に相当する特徴領域を特定し、制御部は、特徴領域に基づいて駆動部を制御することで、光軸方向に交差する方向に光学系と支持部とを相対移動させてもよい。

このような構成によれば、上記の効果に加えて、ライトフィールドカメラにより得られた画像データに基づいて光学系の光軸に交差する方向の位置合わせが可能な眼科装置を提供することができるようになる。

また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、駆動部による光軸方向の移動制御に並行して、駆動部による光軸方向に交差する方向の移動制御を行ってもよい。

このような構成によれば、光軸方向とその交差方向とで別個に移動制御を行う場合に比べて、光学系と被検眼との高精度な位置合わせが可能になる。

また、実施形態に係る眼科装置では、光学系は、第１アライメント光学系（ＸＹアライメント光学系３０）と、第２アライメント光学系（Ｚアライメント光学系４０）とを含んでもよい。第１アライメント光学系は、前眼部観察系の光路と略同軸に配置され、被検眼に第１アライメント光（アライメント光）を投射し、被検眼からの第１アライメント光の第１反射光を検出するために用いられる。第２アライメント光学系は、前眼部観察系の光軸外から被検眼に第２アライメント光（発散光）を投射し、被検眼からの第２アライメント光の第２反射光を検出するために用いられる。制御部は、移動目標位置に基づいて光学系と支持部とを相対移動させた後、第１反射光の検出結果及び第２反射光の検出結果の少なくとも一方に基づいて駆動部を制御する精密アライメント制御を行ってもよい。

このような構成によれば、ライトフィールドカメラにより得られた画像データに基づいてアライメントを行った後、第１アライメント光学系及び第２アライメント光学系を用いた精密アライメントを実行するようにしたので、高いアライメント精度を実現することが可能になる。

また、実施形態に係る眼科装置では、光学系は、第１アライメント光学系（ＸＹアライメント光学系３０）を含んでもよい。第１アライメント光学系は、前眼部観察系の光路と略同軸に配置され、被検眼に第１アライメント光（アライメント光）を投射し、被検眼からの第１アライメント光の第１反射光を検出するために用いられる。解析部（２１０ａ）は、画像データに基づいて第１アライメント光に基づくアライメント輝点像のサイズを求め、求められたサイズに基づいて移動目標位置を求めてもよい。

このような構成によれば、ライトフィールドカメラにより得られた画像データから生成される画像中のアライメント輝点像のスポットサイズから当該光軸方向の最適な移動目標位置を特定するようにしたので、広いダイナミックレンジで光軸方向の位置合わせを行うことが可能な眼科装置の構成を簡素化することができる。

また、実施形態に係る眼科装置では、解析部は、画像データに基づいて光軸方向の２以上の像面位置に対応した２以上の被検眼画像を生成し、生成された２以上の被検眼画像のうちアライメント輝点像のサイズが最小となる被検眼画像に対応した像面位置に基づいて移動目標位置を求めてもよい。

このような構成によれば、広いダイナミックレンジで、かつ、高い精度で光学系と被検眼との光軸方向の位置合わせが可能な眼科装置を提供することができるようになる。

なお、光学系の配置の制限などにより、前眼部観察系において十分なＮＡが確保できず、必要なアライメント分解能を確保するための焦点深度が得られない場合がある。このような場合でも、ダイナミックレンジの広いアライメント光学系（ライトフィールドカメラを用いたアライメント光学系）と、十分な精度を有するがダイナミックレンジの狭いアライメント光学系（アライメント輝点像を用いたアライメント光学系）とを組み合わせて、広範囲に、かつ十分な精度でのアライメントが可能な眼科装置を提供することができるようになる。

また、実施形態に係る眼科装置では、光学系は、第２アライメント光学系（Ｚアライメント光学系４０）を含んでもよい。第２アライメント光学系は、前眼部観察系の光軸外から被検眼に第２アライメント光（発散光）を投射し、被検眼からの第２アライメント光の第２反射光を検出するために用いられる。制御部は、移動目標位置に基づいて前記光学系と前記支持部とを相対移動させた後、第１反射光の検出結果及び第２反射光の検出結果の少なくとも一方に基づいて駆動部を制御する精密アライメント制御を行ってもよい。

また、実施形態に係る眼科装置は、上記のライトフィールドカメラを含んでもよい。

このような構成によれば、ライトフィールドカメラを搭載し、広いダイナミックレンジで光学系と被検眼との位置合わせを行うことが可能な眼科装置を提供することができるようになる。

以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形（省略、置換、付加等）を適宜に施すことが可能である。適用される構成は、例えば目的に応じて選択される。また、適用される構成に応じ、当業者にとって自明の作用効果や、本明細書において説明された作用効果が得られる。

なお、上記の実施形態は、ライトフィールドカメラの構成やデコンボリューション処理の処理内容に限定されるものではない。上記の実施形態は、ライトフィールドカメラの構成に応じたデコンボリューション処理を行うことで、撮影後に前眼部観察系の光軸方向の複数の像面位置のいずれかにフォーカス調整された画像を取得できるものを適用することができる。

１眼科装置
２光学ユニット
２Ａ光学系駆動部
１０照明系
１１前眼部照明光源
２０前眼部観察系
２１ライトフィールドカメラ
２２リレーレンズ
２３絞り
２４対物レンズ
３０ＸＹアライメント光学系
３１アライメント指標光源
３２レンズ
４０Ｚアライメント光学系
４１光源
４２集光レンズ
４３ラインセンサ
５０測定系
１００制御部
１１０主制御部
１２０記憶部
２００データ処理部
２１０解析部
２１１デコンボリューション処理部
２１２画質評価部
２１３最良像抽出部
２１４特定部
２２０眼屈折力値算出部
３００ユーザインターフェイス部
３１０操作部
３２０表示部
４１０ベース
４２０筐体
４３０レンズ収容部
４４０支持部
ＢＳ１、ＢＳ２ビームスプリッタ
Ｅ被検眼
Ｅａ前眼部

Claims

被検眼の前眼部からの光をライトフィールドカメラに導く前眼部観察系と、前記被検眼にアライメント光を投射し前記アライメント光の反射光を検出するアライメント光学系と、前記被検眼のデータを光学的に取得するための測定系とを備えた光学系と、
被検者の顔を支持する支持部と、
前記光学系と前記支持部とを相対的に移動する駆動部と、
前記ライトフィールドカメラにより得られた画像データを解析する解析部と、
前記解析部の解析結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
を含み、
前記解析部は、前記ライトフィールドカメラにより得られた所定の基準像面位置における単一の前眼部像中に前記反射光に基づく輝点像が検出されたか否かを判定し、
前記解析部により前記輝点像が検出されたと判定されたとき、前記制御部は、前記輝点像に基づいて前記駆動部を制御して前記光学系の光軸方向及び前記光軸の交差方向の少なくとも１つの方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させる精密アライメント制御を実行し、
前記解析部により前記輝点像が検出されなかったと判定されたとき、前記制御部は、前記ライトフィールドカメラにより得られた複数の像面位置における複数の前眼部像のいずれかにおける特徴領域に基づいて前記駆動部を制御して前記光軸方向及び前記交差方向の少なくとも１つの方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させる粗アライメント制御を実行する、眼科装置。
前記制御部は、前記粗アライメント制御を実行した後に前記解析部に前記単一の前眼部像中に前記輝点像が検出されたか否かを判定させ、前記解析部により前記輝点像が検出されたと判定されたとき、前記精密アライメント制御を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
前記制御部は、前記解析部により前記複数の前眼部像のいずれかに前記特徴領域が特定されたとき、所定の基準位置に対する前記特徴領域の変位に基づいて前記駆動部を制御して前記交差方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させ、前記複数の前眼部像のうち最も高画質の前眼部像に基づいて前記駆動部を制御して前記光軸方向に前記光学系と前記支持部とを相対的に移動させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の眼科装置。
前記ライトフィールドカメラは、マイクロレンズアレイと、撮像素子とを含み、
前記所定の基準像面位置は、前記マイクロレンズアレイの配置位置に対応する位置である
ことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の眼科装置。
前記特徴領域は、瞳孔中心を含む領域である
ことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の眼科装置。
前記ライトフィールドカメラを含む
ことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の眼科装置。