JP5383285B2 - 眼科装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮影光源からの可視光により照明された被検眼の眼底からの戻り光をフォーカスレンズを介して撮像し、自動的に眼底に合焦する眼科装置及びその制御方法に関するものである。

従来の眼底カメラは、被検眼の瞳孔付近で異なる領域を通過する光束に分割したフォーカス指標を被検眼の眼底に投影するフォーカス指標投影手段を有している。

また、撮影絞りとフォーカスレンズと撮像素子を含む観察撮影光学系を有し、フォーカス指標投影手段は光軸方向に移動することができる。また、フォーカス指標と撮像素子が光学的に共役関係となるようにフォーカスレンズと連動して光軸方向に移動可能になっている。

従って、眼底に投影されたフォーカス指標像の状態を検出することにより、フォーカス状態を検出することができる。そのために、フォーカス指標像が所定の状態となるように、フォーカス指標投影手段とフォーカスレンズを光軸上方向に移動させることにより、眼底に合焦させることができる。

しかし、このような眼底カメラにおいて、被検眼の瞳孔付近でのフォーカス指標光束と撮影光束は異なる領域を通過するため、眼球光学系の収差によりフォーカス指標像を所定の状態としても、観察撮影光学系のピント合わせが最適とならない場合がある。そのため、照明光学系から指標光を眼底に投影し、その像を二次光源とする眼底から出射した光を観察撮影光学系に設けた位相差検出手段により位相差を検出し、フォーカス状態を検出する眼底カメラが知られている。

また、一般のカメラのＡＦ（オートフォーカス）装置としては、フォーカス補助光としてパルス光を被写体に照射し、パルス光による被写体像からフォーカス検出を行う方法が知られている。

また、特許文献１に示す眼底カメラにおいては、照明光学系から指標光を眼底に投影し、その像を二次光源とする眼底から出射した光を観察系に設けた位相差検出手段により位相差を検出している。その際に、指標投影時の像と指標投影していない状態の像の減算により、指標像の抽出をし易くしている。

特許文献２に示すカメラにおいては、フォーカス補助光としてパルス光を用いた測距時に、被写体からの反射光が一定値となるようにフォーカス補助光の光量を制御し、演算素子からの信号が飽和することを阻止し、測距能力を向上させている。

特許文献３においては、ＡＦ検出のサンプリング回数分の発光が可能かを判断し、不可能の場合には、光量を低減し所定回数分を確保するか、発光回数を低減し１回の光量を所定光量として、被写体像の輝度値を一定とし、高精度な合焦動作を行っている。

特開昭６２−４１６３７号公報 特開平５−２６８５０５号公報 特許第３６０７５０９号公報

従来の眼底カメラは、被検眼の瞳孔付近でのフォーカス指標光束と撮影光束が、異なる領域を通過するため、眼球光学系の収差によりフォーカス指標像を所定の状態としても、観察撮影光学系のピント合わせが最適とならない場合がある。

そこで、被検眼の眼球光学系の収差等によるフォーカス精度の低下を防止するために、指標を照明光学系から眼底に投影し、その像からの光を観察撮影光学系に設けられた位相差検出手段を用いてフォーカス状態を検出している。しかし、このような方法においては、位相差検出手段を設ける必要が生じ、装置が複雑となり小型化の妨げとなる。

一方、被検眼の眼球光学系の収差等によるフォーカス精度の低下を防止するためには、観察撮影光学系を介した観察撮影光束を用いて、眼底のコントラストを検出する方法もある。しかし、定常光で眼底を照明してコントラストの検出を行うと、光量が少ないために蓄積時間を長くする必要があり、被検眼の眼球運動により、眼底像がぶれてしまう虞れがある。

また、一般のカメラのように、パルス光を用いて被検眼の眼底を照明してコントラストの検出を行う場合には、光量が多いため蓄積時間を短縮することができる。しかし、位置合わせ時やピントの粗調整の際に、ＡＦ検出時と同様にパルス光を用いると、被検者、操作者共に違和感が生ずる。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、位置合わせやピントの粗調整の際においても違和感なく眼底像を観察でき、高精度なピント合わせの際には、良好な眼底像を得ることができる眼科装置及びその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る眼科装置は、
可視光を発する撮影光源と、
フォーカスレンズを光路の光軸方向に駆動する駆動手段と、
前記フォーカスレンズを駆動しながら、前記可視光により照明した被検眼からの戻り光に基づいて、前記被検眼の複数の眼底画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段の出力信号に基づいて、前記複数の眼底画像に対応する複数のフォーカス状態を表す値を取得する取得手段と、を有する。
また、上記目的を達成するための本発明に係る眼科装置の制御方法は、
フォーカスレンズを光路の光軸方向に駆動しながら、撮影光源からの可視光により照明した被検眼からの戻り光に基づいて、撮像手段により前記被検眼の複数の眼底画像を取得する工程と、
前記撮像手段の出力信号に基づいて、前記複数の眼底画像に対応する複数のフォーカス状態を表す値を取得する工程と、を有する。

本発明に係る自動焦点機能を有する眼科装置及びその制御方法によれば、違和感なく眼底像を観察でき、高精度なピント合わせにより良好な眼底像を撮影できる。

実施例１の眼底カメラの構成図である。 自動焦点検出と撮影の手順のフローチャート図である。 フォーカスレンズ移動量とコントラスト評価値の関係のグラフ図である。 実施例２の眼底カメラの構成図である。 実施例３の眼底カメラの構成図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

被検眼Ｅの前方の光軸Ｌ１上には、対物レンズ１、孔あきミラー２、撮影絞り３、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ４、結像レンズ５、跳ね上げミラー６、静止画撮像を行う撮像素子７が順次に配列され、静止画眼底撮像光学系が構成されている。

また、上述の眼底撮像光学系はカメラ筺体内に内蔵され、眼底カメラ光学部が構成されている。そして、この眼底カメラ光学部には、フォーカスノブ８が設けられており、このフォーカスノブ８は連結板９を介して、フォーカスレンズ４を光軸Ｌ１に沿ってモータ駆動するフォーカスレンズ駆動手段１０と連結されている。

孔あきミラー２の入射方向の光軸Ｌ２上には、レンズ１１、１２、リング状の開口を有するリング絞り１３、赤外光を透過し可視光を反射するダイクロイックミラー１４が順次に配列されている。なお、リング絞り１３は対物レンズ１とレンズ１１、１２とを介して被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと光学的に共役な位置に配置されている。

ダイクロイックミラー１４の入射方向の光軸Ｌ３上には、コンデンサレンズ１５、可視光のパルス光を繰り返して発光するストロボ管から成る撮影光源１６、拡散板１７、コンデンサレンズ１８が配列されている。そして、コンデンサレンズ１８の後方には、可視光の定常光を発光するハロゲンランプから成る観察光源１９が設けられ、眼底照明光学系が構成されている。

跳ね上げミラー６の反射方向の光軸Ｌ４上には、ミラー２０、フィールドレンズ２１、テレビリレーレンズ２２、動画観察と眼底像のコントラストを検出するためのＣＣＤカメラ等から成る撮像素子２３が配列され、動画用眼底撮影光学系が構成されている。なお、撮像素子２３の感度は撮像素子７よりも高感度になっており、撮影光量よりも少ない光量で十分な明るさの眼底観察像が得られる。

また眼底カメラ光学部には、静止画眼底撮像光学系以外に上述の眼底照明光学系、眼底撮影光学系が内蔵されている。そして、眼底カメラ光学部は図示しない摺動台上に載置されており、被検眼Ｅとの位置合わせができるようになっている。

撮像素子７の出力はＡ／Ｄ変換手段２４を介して眼底カメラ全体の制御を行うＣＰＵ等の制御手段２５に接続され、また撮像素子２３の出力はＡ／Ｄ変換手段２６を介して制御手段２５に接続されている。

制御手段２５には、その他にフォーカスレンズ駆動手段１０、観察や撮影を行うために必要な光量設定値やアライメント基準位置等の情報を撮像素子２３の映像信号と合成するためのキャラクタを発生するキャラクタジェネレータ２７が接続されている。制御手段２５には、更に観察光量や撮影光量等の撮影条件を設定する操作手段２８、Ａ／Ｄ変換手段２６によりデジタル信号化されたデータからコントラスト値を算出するコントラスト算出手段２９、メモリ３０、撮影スイッチ３１の出力が接続されている。

制御手段２５の出力は撮像素子２３の感度変更等を行う撮像素子制御手段３２を介して、撮像素子２３に接続されている。更に、制御手段２５の出力は、撮影光源１６を制御する撮影光源制御手段３３、観察光源１９の光量を制御する観察光源制御手段３４、眼底像を記憶する画像メモリ３５、眼底像を表示するモニタ３６に接続されている。

眼底観察時には、観察光源１９から出射した光は、コンデンサレンズ１８により集光され、拡散板１７により適当に拡散され、撮影光源１６を通過し、コンデンサレンズ１５により再び集光され、ダイクロイックミラー１４に入射する。

そして、ダイクロイックミラー１４において可視光のみが反射され、リング絞り１３によってリング状に光束が制限される。そして、リング絞り１３で制限された光束は、レンズ１２、１１を介し、一旦、孔あきミラー２上にリング絞り１３の像を形成する。そして、孔あきミラー２により対物レンズ１の方向に反射され、対物レンズ１によって被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ付近に再びリング絞り１３の像を形成し、被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。

観察光源１９から出射され眼底Ｅｒで反射散乱した光束は、瞳孔Ｅｐを介して対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ４、結像レンズ５を経て跳ね上げミラー６に達する。そして、跳ね上げミラー６により反射された光束はミラー２０により反射され、フィールドレンズ２１の近傍に一旦眼底像を形成し、テレビリレーレンズ２２を介して、撮像素子２３に入射して撮像され、モニタ３６に観察用の眼底像が映出される。

操作者はモニタ３６に映出された眼底像が適当な明るさとなるように、操作手段２８を介して観察光源１９の光量を調整し、図示しない操作桿を用いて、被検眼Ｅと眼底カメラ光学部との位置合わせを行う。更に、フォーカスノブ８を操作することによって、フォーカスレンズ４の光軸Ｌ１方向の位置を調整し、映出された眼底像のピントの粗調整によるフォーカス制御を行う。

操作者は位置合わせとピントの粗調整が完了した後に、撮影スイッチ３１を押すことにより撮影を始める。

図２は撮影スイッチ３１が押された後の制御手段２５の自動焦点制御と眼底撮影をする手順のフローチャート図である。撮影スイッチ３１が押されると、ステップＳ１で撮像素子制御手段３２により撮像素子２３の感度を観察光源１９からの定常光で動画観察しているときよりも、低感度の自動焦点用感度に設定する。これにより、観察光源１９からの定常光による眼底観察像の影響を受けずに、撮影光源１６からのパルス光によって照明された眼底像を撮像する。パルス発光の回数を計数するためにステップＳ２で発光回数ｎを０とする。次に、ステップＳ３で発光回数が所定の２ｍ＋１回を越えたかどうかを判断し、２ｍ＋１以下であれば、ステップＳ４に進む。

制御手段２５は自動ピント合わせを行うために、フォーカスレンズ駆動手段１０を制御し、ステップＳ４でフォーカスレンズ４を移動量Δｆ０だけ光軸Ｌ１に沿って移動させる。ステップＳ５で撮影光源制御手段３３を介して、撮像素子２３の撮像周期に同期して撮影光源１６によりパルス発光を行う。

撮影光源１６から出射した光束は、観察光源１９から出射した光束と同様の光路を経て、眼底Ｅｒを照明する。撮像素子２３が自動焦点用感度となり、撮影光源１６からのパルス光による照明光で眼底像を撮像するため、露光時間が短くなり、被検眼Ｅの眼振等による像のぶれの影響は殆ど生じなくなる。撮像素子２３で撮像されたパルス光による眼底像の出力信号は、ステップＳ６でＡ／Ｄ変換手段２６によりデジタル信号化され、ステップＳ７でコントラスト算出手段２９により演算を行い、所定の周波数成分の信号のコントラスト評価値Ｃ０を算出する。そして、ステップＳ８でメモリ３０にフォーカスレンズ４の移動量Δｆ０とコントラスト評価値Ｃ０を関連付けて記憶する。

次に、制御手段２５はステップＳ９でｎ＝ｎ＋１としてステップＳ３に戻り、ステップＳ４でフォーカスレンズ駆動手段１０を介してフォーカスレンズ４を移動する。つまり、フォーカスレンズ４を移動量Δｆ０よりもピントの粗調整が完了した位置方向に、Δｆだけ光軸Ｌ１に沿って移動させた移動量Δｆ１＝Δｆ０−Δｆ×１の位置に移動させ、撮影光源制御手段３３を介してステップＳ５で撮影光源１６をパルス発光させる。ここで、Δｆは移動量Δｆ０をｍ分割したものである。

このパルス光により照明された眼底像をステップＳ６で再び撮像素子２３で撮像し、Ａ／Ｄ変換手段２６によりデジタル信号化され、ステップＳ７でコントラスト算出手段２９により演算を行い、所定の周波数成分の信号のコントラスト評価値Ｃ１を算出する。そして、制御手段２５に接続されているメモリ３０に、フォーカスレンズ４の移動量Δｆ１とコントラスト評価値Ｃ１を関連付けて記憶する。

このようにして、フォーカスレンズ４をΔｆずつ光軸Ｌ１上を移動させ、ステップＳ３〜Ｓ９でフォーカスレンズ４の移動量Δｆｎ＝Δｆ・２ｍ＝Δｆ０−Δｆ・２ｍ＝−Δｆ０となるまで繰り返す。そして、メモリ３０に移動量Δｆｎとコントラスト評価値Ｃｎを関連付けて記憶する。

ステップＳ３で所定回数の２ｍ＋１回のパルス発光が終了すると、ステップＳ１０で撮像素子７の感度を高感度に設定する。次に、ステップＳ１１で制御手段２５は得られた各コントラスト評価値Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、・・・、Ｃ２ｍの大小を比較し、最良の、つまり最も大きいコントラスト評価値Ｃｉのときのフォーカスレンズ４の移動量Δｆｉを求める。そして、ステップＳ１２でフォーカスレンズ４の光軸Ｌ１上の位置をフォーカスレンズ駆動手段１０により制御し、移動量Δｆｉの位置に移動させる。

図３はフォーカスレンズ４の移動量Δｆｎとコントラスト評価値Ｃｎの関係を示したグラフ図である。制御手段２５はメモリ３０に記憶したデータにより、コントラスト評価値Ｃｎが最も大きい評価値Ｃｉの際のフォーカスレンズ４の移動量Δｆｉを求めることができる。

このようにして、自動ピント合わせ、つまり自動焦点制御が完了すると、ステップＳ１３で跳ね上げミラー６を図１の点線で示す位置に跳ね上げ、ステップＳ１４で撮影光源制御手段３３によって静止画撮像用の光量で撮影光源１６を発光させる。眼底Ｅｒは撮影光源１６による光束によって照明され、静止画撮像を行うための撮像素子７によって眼底像が撮像される。撮像素子７の出力はＡ／Ｄ変換手段２４によりデジタル信号化され、ステップＳ１６で画像メモリ３５にデジタル画像として保存されると共に、モニタ３６に表示される。

このように、本実施例１の自動焦点機能を有する眼底カメラは、観察光源１９により定常光で眼底Ｅｒを照明し、被検眼Ｅとの位置合わせとピントの粗調整を行う。自動ピント合わせ時、つまりフォーカス状態検出時には、フォーカスレンズ４を移動することにより撮影光源１６による複数回のパルス光で眼底Ｅｒを照明して撮像素子２３で撮像した眼底像からコントラスト評価値Ｃｎを検出する。

最もコントラストの高いコントラスト評価値Ｃｉに対応したフォーカスレンズ移動量Δｆｉを求め、その位置にフォーカスレンズ４を移動し、静止画撮像時には撮影光源１６を静止画撮像用の光量で発光して撮像素子７で眼底像を撮像する。

これにより、位置合わせやピントの粗調整の時にも違和感なく眼底像を観察でき、高精度なピント合わせの時には、被検眼の収差によらず、良好なピントが得られ、眼球運動等によって生ずる像ぶれの影響を受けない眼底像を得ることができる。

なお本実施例１においては、操作者はモニタ３６に映出された眼底像を観察しながら、位置合わせやピントの粗調整を行っているが、眼底Ｅｒを直接目視で観察できる光学ファインダを光軸Ｌ２を分岐した光軸上に設けてもよい。

また、制御手段２５、撮像素子制御手段３２、撮影光源制御手段３３、観察光源制御手段３４をそれぞれ設けているが、制御手段２５内でこれらの制御手段を構成してもよい。

図４は実施例２における眼底カメラの模式図を示し、本実施例２は実施例１の眼底照明光学系を変形したものを示している。なお、実施例１と同一の符号は同一の部材を示している。

本実施例２においては、観察のための定常光を発する観察光源と、自動ピント合わせ及び撮影のためのパルス光を発する撮影光源を共用した白色ＬＥＤユニットが用いられている。

孔あきミラー２の入射方向の光軸Ｌ２上には、レンズ１１、レンズ４１、赤外光を透過し可視光を反射する特性を有するダイクロイックミラー１４が配置されている。ダイクロイックミラー１４の入射方向の光軸Ｌ３上には、対物レンズ１、レンズ１１、レンズ４１により被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと光学的に共役な位置に配置されたリング状の開口を有するリング絞り４２が配置されている。更に、リング絞り４２の開口部の背後には、リング状の発光部を有し、かつ白色光を発する白色ＬＥＤユニット４３が設けられている。

制御手段２５の出力は白色ＬＥＤ制御手段４４を介して白色ＬＥＤユニット４３に接続されている。白色ＬＥＤユニット４３は発光状態を定常発光、パルス発光の何れにでも変更可能であり、発光時間や発光量も適切なものに設定できるようになっている。対物レンズ１からダイクロイックミラー１４及びリング絞り４２、白色ＬＥＤユニット４３により、眼底照明光学系が構成されている。

眼底観察時において、白色ＬＥＤユニット４３から出射した白色定常光は、リング絞り４２で光束が制限された後に、ダイクロイックミラー１４で反射され、レンズ４１、１１を介し、一旦、孔あきミラー２上にリング絞り４２の像を形成する。そして、孔あきミラー２により対物レンズ１の方向に反射され、対物レンズ１によって被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ付近に再びリング絞り４２の像を形成し、眼底Ｅｒを照明する。

白色ＬＥＤユニット４３から出射し、白色定常光により照明された眼底Ｅｒで反射散乱した光束は、瞳孔Ｅｐを介して出射する。そして、実施例１と同様に、撮像素子２３より撮像され、モニタ３６に眼底像が映出される。

操作者は操作手段２８を介して、モニタ３６に映出された眼底像が適当な明るさとなるように調整し、白色ＬＥＤ制御手段４４を介して白色ＬＥＤユニット４３の光量を調整し、図示しない操作桿を使用し被検眼Ｅと眼底カメラ光学部との位置合わせを行う。更に、フォーカスノブ８を操作することにより、フォーカスレンズ４の光軸方向の位置を調整し、映出された眼底像のピントの粗調整を行う。

操作者は位置合わせとピントの粗調整が完了すると、静止画撮像のために撮影スイッチ３１を押す。撮影スイッチ３１が押されると、制御手段２５は自動ピント合わせを行うために、フォーカスレンズ駆動手段１０を制御し、フォーカスレンズ４を移動量Δｆ０だけ光軸Ｌ１に沿って移動させる。更に、白色ＬＥＤ制御手段４４を制御し、白色ＬＥＤユニット４３を約１０ｍＳの時間でパルス発光させる。

眼底撮像時において、白色ＬＥＤユニット４３から出射した光束は、観察時と同様にリング絞り４２の像により眼底Ｅｒを照明する。この際に、撮像素子２３の感度は撮像素子制御手段３２により、定常光で動画観察しているときよりも低感度の自動焦点用感度に設定されている。撮像素子２３が自動焦点用感度となり、白色ＬＥＤユニット４３からの約１０ｍＳの時間でのパルス光による照明光で眼底像を撮像するため、露光時間が短くなり、被検眼Ｅの眼振等による像のぶれの影響は殆ど生じなくなる。

撮像素子２３で撮像されたパルス光による眼底像は、Ａ／Ｄ変換手段２６によりデジタル信号化され、実施例１と同様にコントラスト算出手段２９により演算を行い所定の周波数成分の信号のコントラスト評価値Ｃｎを算出することを繰り返す。所定の回数のパルス発光が終了すると、実施例１と同様に最も大きいコントラスト評価値Ｃｉが得られた移動量Δｆｉにフォーカスレンズ４を移動させる。

次に、制御手段２５は自動ピント合わせ、つまり自動焦点制御が完了すると、跳ね上げミラー６を跳ね上げ、白色ＬＥＤ制御手段４４によって静止画撮像用の光量で白色ＬＥＤユニット４３を発光させる。眼底Ｅｒは白色ＬＥＤユニット４３からの光束によって照明され、撮像素子７によって眼底像が撮像され、その出力はＡ／Ｄ変換手段２６によりデジタル信号化され、画像メモリ３５にデジタル画像として保存されると共に、モニタ３６に表示される。

このように、実施例２の自動焦点機能を有する眼底カメラは、位置合わせやピントの粗調整の際にも違和感なく眼底像を観察できる。高精度なピント合わせの時にも、被検眼Ｅの収差によらず、良好なピントが合い、眼球運動等によって生ずる像ぶれの影響を受けない眼底像を得ることができる。

また実施例２では、眼底観察時、自動ピント合わせ時、静止画撮像時の眼底照明光源に白色ＬＥＤユニット４３を共用しており、白色ＬＥＤ制御手段４４により、電流や時間で光量の制御を容易に行うことができ、装置の簡略化、小型化することが可能となる。

図５は実施例３の眼底カメラの構成図を示し、実施例１、２と同じ符号は同じ部材を示している。実施例２の眼底カメラから跳ね上げミラー６等の眼底撮影光学系を除去し、撮像素子７、２３の代りに動画像も静止画像も撮像でき、かつ可視光と赤外光の両方に感度を有する撮像素子５１に置換されている。

なお、撮像素子５１の出力はＡ／Ｄ変換手段５２を介して制御手段２５に接続され、制御手段２５の出力は感度変更や動画撮像と静止画撮像の切換えを行うための撮像素子制御手段５３を介して撮像素子５１に接続されている。

更に、眼底観察照明光学系として、ダイクロイックミラー１４の後方に、リング絞り５４、赤外ＬＥＤユニット５５が配置されている。リング絞り５４は対物レンズ１、レンズ１１、レンズ４１により被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと光学的に共役な位置に配置されたリング状の開口を有している。また、赤外ＬＥＤユニット５５はリング状の発光部を有し、赤外定常光を発する。そして、制御手段２５の出力は赤外ＬＥＤ制御手段５６を介して赤外ＬＥＤユニット５５に接続されている。

眼底観察時において、赤外ＬＥＤユニット５５から出射した赤外光は、リング絞り５４で光束が制限された後に、ダイクロイックミラー１４を透過し、レンズ４１、レンズ１１を介し、一旦、孔あきミラー２上にリング絞り５４の像を形成する。このリング絞り５４の像は眼底Ｅｒを照明する。

この赤外光により照明され眼底Ｅｒで反射散乱した光束は、撮像素子５１に入射し撮像され、モニタ３６に動画の赤外眼底像が映出される。この際に、撮像素子５１の感度は撮像素子制御手段５３により最も感度の高い動画観察用感度に設定されている。

操作者は操作手段２８を介してモニタ３６に映出された動画の赤外眼底像が適当な明るさとなるように、赤外ＬＥＤユニット５５の光量を調整し、操作桿により被検眼Ｅと眼底カメラ光学部との位置合わせを行う。更に、フォーカスノブ８の操作によってフォーカスレンズ４の位置を調整し、眼底像のピントの粗調整を行う。

操作者は位置合わせとピントの粗調整が完了すると、静止画撮像のために撮影スイッチ３１を押す。撮影スイッチ３１が押されると、制御手段２５は自動ピント合わせを行うために、フォーカスレンズ駆動手段１０を制御し、フォーカスレンズ４を移動量Δｆ０だけ光軸Ｌ１に沿って移動させる。更に、白色ＬＥＤ制御手段４４を制御し、白色ＬＥＤユニット４３を約１０ｍＳの時間でパルス発光させ、同時に赤外ＬＥＤ制御手段５６を制御し赤外ＬＥＤユニット５５を消灯する。

白色ＬＥＤユニット４３から出射した光束は、実施例２と同様にリング絞り４２の像を眼底Ｅｒに照明する。このとき、撮像素子５１の感度は撮像素子制御手段５３により赤外ＬＥＤユニット５５からの定常光で動画観察しているときよりも、低感度の自動焦点用感度に設定されている。静止画撮像時には、赤外ＬＥＤユニット５５からの赤外定常光は消灯されているため、赤外眼底像の影響を受けずに、白色ＬＥＤユニット４３からのパルス光によって照明された眼底像を撮像することができる。

撮像素子５１の感度が自動焦点用感度となり、白色ＬＥＤユニット４３からの約１０ｍＳの時間でのパルス光による照明光で眼底像を撮像するため、被検眼Ｅの眼振等による像のぶれの影響は殆ど生じなくなる。

撮像素子５１で撮像されたパルス光による眼底像は、Ａ／Ｄ変換手段５２によりデジタル信号化され、実施例１、２と同様にコントラスト算出手段２９により演算を行い、所定の周波数成分の信号のコントラスト評価値Ｃｎを算出する。そして、実施例１、２と同様に繰り返しのパルス発光により、最大のコントラスト評価値Ｃｉを求めて、そのときのフォーカスレンズ４の移動量Δｆｉを求め、フォーカスレンズ４を移動する。

このようにして、制御手段２５は自動焦点制御が完了すると、撮像素子制御手段５３によって撮像素子５１の感度を、自動焦点用感度よりも低ノイズの静止画撮像用感度に設定する。白色ＬＥＤユニット４３を発光させて、眼底像を撮像素子５１によって撮像し、画像メモリ３５にデジタル画像として保存すると共に、モニタ３６に表示する。

実施例３の自動焦点機能を有する眼底カメラは、眼底観察時には、眼底観察照明手段の赤外ＬＥＤユニット５５により赤外定常光で被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明して、被検眼Ｅと装置との位置合わせとピントの粗調整を行う。

また、自動ピント合わせ時には白色ＬＥＤユニット４３を用いて、実施例２と同様に最大のコントラスト評価値Ｃｉを求めて、撮像素子５１で静止眼底像を撮像する。

実施例１、２と同様に、位置合わせやピントの粗調整の時にでも違和感なく眼底像を観察でき、高精度なピント合わせの時には、被検眼の収差によらず、良好なピントかつ、眼球運動等によって生ずる像ぶれの影響を受けない眼底像を得ることができる。更には、位置合わせやピントの粗調整、自動焦点のコントラスト検出及び静止画撮像を１つの撮像素子５１で撮像可能としているため、装置が簡略化でき、小型化することが可能である。

１ 対物レンズ
２ 孔あきミラー
３ 撮影絞り
５ 結像レンズ
６ 跳ね上げミラー
７、２３、５１ 撮像素子
１６ 撮影光源
１９ 観察光源
２５ 制御手段
３６ モニタ
４３ 白色ＬＥＤユニット
５５ 赤外ＬＥＤユニット

Claims (26)

1. 可視光を発する撮影光源と、
   フォーカスレンズを光路の光軸方向に駆動する駆動手段と、
   前記フォーカスレンズを駆動しながら、前記可視光により照明した被検眼からの戻り光に基づいて、前記被検眼の複数の眼底画像を取得する撮像手段と、
   前記撮像手段の出力信号に基づいて、前記複数の眼底画像に対応する複数のフォーカス状態を表す値を取得する取得手段と、
   を有することを特徴とする眼科装置。
2. 前記複数のフォーカス状態を表す値のうちいずれか一つの値に対応する前記光路の光軸上の位置に前記フォーカスレンズを駆動するように前記駆動手段を制御する駆動制御手段を有し、
   前記撮像手段が、前記フォーカスレンズを前記位置に駆動した後に、前記可視光により照明した前記被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の眼底の静止画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記撮影光源から前記可視光を繰り返し発した回数を計数する計数手段を有し、
   前記駆動制御手段が、前記フォーカスレンズを所定量繰り返し駆動して前記回数が所定回数になるまで該駆動を続けることを特徴とする請求項２に記載の眼科装置。
4. 前記撮像手段の撮像周期に同期して前記可視光を繰り返し発するように前記撮影光源を制御する光源制御手段を有し、
   前記撮像手段が、前記フォーカスレンズを駆動しながら、前記可視光により繰り返し照明した前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記複数の眼底画像を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼科装置。
5. 前記被検眼の動画観察像を取得するための定常光を発する観察光源を有し、
   前記光源制御手段が、前記動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記可視光を繰り返し発するように前記撮影光源を制御することを特徴とする請求項４に記載の眼科装置。
6. 前記定常光は赤外光であり、
   前記撮像手段が、前記動画観察像を取得し、
   前記光源制御手段が、前記動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記赤外光を消灯し、該赤外光を消灯した後に前記撮影光源を制御することを特徴とする請求項５に記載の眼科装置。
7. 前記光路に挿脱可能に設けられ、前記戻り光を反射する反射手段と、
   前記動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記光路から前記反射手段を離脱する挿脱制御手段と、を有し、
   前記光源制御手段が、前記反射手段が前記光路から離脱された後に前記撮影光源を制御することを特徴とする請求項５あるいは６に記載の眼科装置。
8. 前記動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記撮像手段の感度を下げる撮像制御手段を有し、
   前記光源制御手段が、前記撮像手段の感度が下げられた後に前記撮影光源を制御することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の眼科装置。
9. 前記撮影光源と前記観察光源と前記フォーカスレンズと前記駆動手段とが設けられた光学部を前記被検眼に対して移動させるための操作手段と、
   前記操作手段に設けられたスイッチが押下された場合に、前記位置調整が完了したと判断する判断手段と、
   を有することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の眼科装置。
10. 前記撮影光源と前記観察光源とが、共通の白色ＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載の眼科装置。
11. 前記動画観察像と、前記定常光の光量を示す表示形態とを表示手段に表示させる表示制御手段を有することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の眼科装置。
12. 前記取得手段が、前記複数の眼底画像に対応する複数の周波数成分の値に基づいて、前記複数のフォーカス状態を表す値を取得することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の眼科装置。
13. 前記複数のフォーカス状態を表す値は、前記複数の眼底画像に対応する複数のコントラスト評価値であり、
    前記取得手段が、前記フォーカスレンズを所定量繰り返し駆動して、該所定量毎に前記コントラスト評価値を取得することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の眼科装置。
14. フォーカスレンズを光路の光軸方向に駆動しながら、撮影光源からの可視光により照明した被検眼からの戻り光に基づいて、撮像手段により前記被検眼の複数の眼底画像を取得する工程と、
    前記撮像手段の出力信号に基づいて、前記複数の眼底画像に対応する複数のフォーカス状態を表す値を取得する工程と、
    を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。
15. 前記複数のフォーカス状態を表す値のうちいずれか一つの値に対応する前記光路の光軸上の位置に前記フォーカスレンズを駆動する工程と、
    前記フォーカスレンズを前記位置に駆動した後に、前記可視光により照明した前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記撮像手段により前記被検眼の眼底の静止画像を取得する工程と、
    を有することを特徴とする請求項１４に記載の眼科装置の制御方法。
16. 前記撮影光源から前記可視光を繰り返し発した回数を計数する工程を有し、
    前記フォーカスレンズを駆動する工程において、前記フォーカスレンズを所定量繰り返し駆動して前記回数が所定回数になるまで該駆動を続けることを特徴とする請求項１５に記載の眼科装置の制御方法。
17. 前記複数の眼底画像を取得する工程において、前記フォーカスレンズを駆動しながら、前記撮像手段の撮像周期に同期して前記可視光により繰り返し照明した前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記複数の眼底画像を取得することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
18. 観察光源からの定常光を照明した前記被検眼の動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記可視光を繰り返し発するように前記撮影光源を制御する工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の眼科装置の制御方法。
19. 前記定常光は赤外光であり、
    前記撮像手段により得た前記動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記赤外光を消灯する工程を有し、
    前記撮影光源を制御する工程は、前記赤外光を消灯した後に実行されることを特徴とする請求項１８に記載の眼科装置の制御方法。
20. 前記動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記光路に挿脱可能に設けられ且つ前記戻り光を反射する反射手段を前記光路から離脱する工程を有し、
    前記撮影光源を制御する工程は、前記反射手段を前記光路から離脱した後に実行されることを特徴とする請求項１８あるいは１９に記載の眼科装置の制御方法。
21. 前記動画観察像を用いて前記フォーカスレンズの前記光路の光軸上における位置調整が完了した場合に、前記撮像手段の感度を下げる工程を有し、
    前記撮影光源を制御する工程は、前記撮影手段の感度を下げた後に実行されることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
22. 前記撮影光源と前記観察光源と前記フォーカスレンズと前記駆動手段とが設けられた光学部を前記被検眼に対して移動させるための操作手段に設けられたスイッチが押下された場合に、前記位置調整が完了したと判断する工程を有することを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
23. 前記動画観察像と、前記定常光の光量を示す表示形態とを表示手段に表示させる工程を有することを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
24. 前記複数のフォーカス状態を表す値を取得する工程において、前記複数の眼底画像に対応する複数の周波数成分の値に基づいて、前記複数のフォーカス状態を表す値を取得することを特徴とする請求項１４乃至２３のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
25. 前記複数のフォーカス状態を表す値は、前記複数の眼底画像に対応する複数のコントラスト評価値であり、
    前記複数のフォーカス状態を表す値を取得する工程において、前記フォーカスレンズを所定量繰り返し駆動して、該所定量毎に前記コントラスト評価値を取得することを特徴とする請求項１４乃至２４のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法。
26. 請求項１４乃至２５のいずれか１項に記載の眼科装置の制御方法の各工程をコンピュータで実行させるプログラム。

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