JP6098300B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼の徹照像に画像処理を行う眼科装置に関する。

従来から、被検眼眼底へ測定光を投光し、その測定光の眼底反射光で瞳孔内を照明することによって、瞳孔内画像（いわゆる徹照像）を撮影する眼科装置が知られている。撮影された徹照像は、被検眼の中間透光体の混濁状態を確認するために用いられる。中間透光体に混濁が生じている箇所については、混濁によって眼底反射光が遮られるため、徹照像の中でも輝度の低い（即ち、暗い）領域となる。一方、中間透光体に混濁が生じていない箇所は、眼底反射光が遮られないので、徹照像の中でも輝度の高い（即ち、明るい）領域となる。

ところで、徹照像には、被検眼前眼部における測定光の光軸の周囲に、測定光の角膜反射に基づく輝点（即ち、角膜反射像）が生じる場合がある。かかる場合、角膜反射像によって徹照像が隠れてしまうおそれがある。これに対し、特許文献１に記載の眼内観察装置は、角膜反射像の映る位置を互いに異なる位置へずらした２枚の徹照像を撮影する。そして、２枚の徹照像を各々略均等に２分割し、２枚の徹照像からそれぞれ分割された角膜反射像を含まない領域同士を画像処理によって繋ぎ合わせる。これによって、角膜反射像の無い徹照像が生成される。

特開平９−１７３２９２号公報

しかしながら、被検眼の中間透光体は、測定光の光軸に近い部位ほど多くの光量で照明される。角膜反射像は測定光の光軸の周囲に生じるので、特許文献１記載の眼内観察装置のように、角膜反射像を含まないように徹照像を分割すると、分割された領域には、照明光量の多い光軸近くの部位が含まれない。このため、分割された領域同士を繋ぎ合わせた徹照像において、中間透光体に混濁の無い部位の輝度が低く、中間透光体の混濁した部位と、混濁の無い部位とのコントラスト比が低くなってしまうという問題点があった。かかる場合、例えば、中間透光体の混濁した部位を、混濁の無い部位と区別しにくくなってしまうおそれがある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、角膜反射像による影響が抑制され、且つ、中間透光体の混濁した部位と混濁の無い部位とのコントラスト比の高い徹照像を生成できる眼科装置を提供することを目的としている。

本発明の第１態様に係る眼科装置は、被検眼眼底に向けて測定光を投光し、その測定光の眼底反射光による徹照像を撮像素子で撮像する撮像光学系と、前記撮像光学系から投光される測定光の光軸を、被検眼の角膜頂点から離れた位置に位置決め可能な位置決め機構と、前記撮像光学系からの測定光の光軸が角膜頂点から離れた互いに異なる２以上の位置に前記位置決め機構によって位置決めされる場合の各々で前記撮像光学系によって撮像される複数の徹照像から、各徹照像において前記測定光の光軸近傍の瞳孔内領域を含む画像領域同士を合成して合成徹照像を生成する合成手段と、を備えている。

本発明によれば、角膜反射像による影響が抑制され、且つ、中間透光体の混濁した部位と混濁の無い部位とのコントラスト比の高い徹照像を生成できるという効果がある。

眼科装置の外観を示す外観図である。 眼科装置が有する測定部の光学系および制御系を示した概略構成図である。 眼科装置で撮像される徹照像を模式的に示した模式図である。 ＣＰＵによって実行される合成徹照像生成処理の内容を示したフローチャートである。 （ａ）は、合成徹照像生成処理によって撮影される１枚目の徹照像を示した模式図であり、（ｂ）は、合成徹照像生成処理によって撮影される２枚目の徹照像を示した模式図であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）の徹照像に基づく合成徹照像を示した模式図である。 （ａ）は、角膜反射像が映り込んでいる徹照像の一例を示した写真であり、（ｂ）は、角膜反射像が映り込まなくなる位置に観察光軸を設定して撮影された徹照像の一例を示した写真である。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である眼科装置の外観構成を説明する。図１は、眼科装置１の外観を示す外観図である。眼科装置１は、被検眼の徹照像を観察するためのものである。本実施形態において、眼科装置１は、徹照像の観察が可能なオートレフラクトメータであるものとして説明する。眼科装置１は、基台２と、顔支持ユニット４と、移動台６と、駆動機構７と、測定部８と、ジョイスティック９と、モニタ７０と、操作部９０と、を備える。

基台２の上には、移動台６が支持されている。また、基台２には、顔支持ユニット４が固定されている。顔支持ユニット４は、図１に示すように、被検眼を測定部に対向させた状態で被験者の顔を支持するためのユニットである。

移動台６は、駆動機構７を介して測定部８を支持するものである。移動台６は、駆動機構７および測定部８と共に、基台２上を、左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動可能に構成される。駆動機構７は、測定部８を、少なくとも上下方向（Ｙ方向）に移動させるための機構である。駆動機構７は、測定部８を移動させるために、モータ等を有している。

また、移動台６には、検者からの操作を受け付けるジョイスティック９が設けられている。検者によってジョイスティック９が倒されることによって、測定部８を支持する移動台６が移動される。また、検者によってジョイスティック９の回転ノブ９ａが回転操作されることによって、測定部８が、駆動機構７によって上下方向（Ｙ方向）に移動される。このように、眼科装置１は、ジョイスティック９の操作によって、被検眼Ｅと測定部８とを手動で位置あわせすることができる。ジョイスティック９に設けられたプッシュボタン９ｂは、モニタ７０に表示される徹照像を取り込む場合に操作される。

測定部８には、被検眼Ｅの観察像を撮影したり、被検眼Ｅの眼屈折力等を測定するための光学系が格納されている。この光学系の詳細については、図２を参照して後述する。

モニタ７０は、測定部８によって撮影された被検眼Ｅの観察像や、測定部８による被検眼Ｅの測定結果等の各種情報を表示するディスプレイである。また、操作部９０には、眼科装置１の各種設定を行うためのスイッチが複数配置されている。例えば、操作部９０には、眼屈折力の測定を行うためのモードと、徹照像の観察を行うためのモードとを切り替る、モード切替スイッチ（図示せず）が配置されている。

次に、図２を参照して、測定部８が有する光学系および制御系について説明する。図２は、眼科装置１が有する測定部８の光学系および制御系を示した概略構成図である。

まず、眼科装置１の光学系について説明する。眼科装置１は、主な光学系として、測定光学系１０と、固視標呈示光学系３０と、リング指標投影光学系４５と、作動距離指標投影光学系４６と、観察光学系（撮像光学系）５０と、を有している。

測定光学系１０は、投影光学系（投光光学系）１０ａと、受光光学系１０ｂと、を有している。投影光学系１０ａは、被検眼Ｅの瞳孔を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｆに光束を投影するための光学系である。また、受光光学系１０ｂは、眼底Ｅｆから反射された眼底反射光を瞳孔周辺部を介してリング状に取り出し、主に眼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ための光学系である。

投影光学系１０ａは、測定光学系１０の光軸Ｌ１上に配置された、測定光源１１と、リレーレンズ１２と、ホールミラー１３と、対物レンズ１４と、を含む。

光源１１は、被検眼Ｅの瞳孔中心部を介して眼底Ｅｆにスポット状の測定視標を投影するための光源である。光源１１は、正視眼の眼底Ｅｆと光学的に共役な位置関係となっている。

また、本実施形態において、光源１１は、被検眼Ｅの徹照像を撮影するための照明光源としても用いられる。即ち、光源１１から出射された光束（照明光）の眼底反射光によって、被検眼Ｅの瞳孔内が照明される。

ホールミラー１３は、リレーレンズ１２を介した光源１１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１３は、眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係となっている。

受光光学系１０ｂは、投影光学系１０ａのホールミラー１３と、対物レンズ１４と、が投影光学系１０ａと共用されている。また、受光光学系１０ｂは、ホールミラー１３の反射方向の光軸Ｌ２上に配置された、リレーレンズ１６と、全反射ミラー１７と、全反射ミラー１７の反射方向の光軸Ｌ２上に配置された受光絞り１８と、コリメータレンズ１９と、リングレンズ２０と、エリアＣＣＤ等からなる二次元撮像素子２２（以下、「撮像素子２２」と称す）と、を含む。

受光絞り１８及び撮像素子２２は、眼底Ｅｆと光学的に共役な位置関係となっている。リングレンズ２０は、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２０は、リング状に形成されたレンズ部と、レンズ部以外の領域に遮光用のコーティングを施した遮光部と、を有している。また、リングレンズ２０は、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係となっている。リングレンズ２０を介したリング状の眼底反射光（即ち、二次元パターン像）は、撮像素子２２で受光される。撮像素子２２は、受光した二次元パターン像の画像情報を、演算制御部１００（以下、制御部１００と称す）に出力する。これによって、二次元パターン像をモニタ７０に表示させたり、二次元パターン像に基づいて被検眼Ｅの屈折力を算出することが可能となる。

なお、測定光学系１０は上記のものに限らず、被検眼眼底Ｅｆに向けて測定光を投光する投光光学系と、測定光の眼底Ｅｆでの反射によって取得される反射光を受光素子によって受光する受光光学系と、を有する測定光学系であればよい。例えば、眼屈折力測定光学系は、シャックハルトマンセンサーを備えた構成であってもよい。もちろん、他の測定方式の装置が利用されてもよい（例えば、スリットを投影する位相差方式の装置）。

対物レンズ１４とホールミラー１３との間には、ビームスプリッタ２９が配置されている。ビームスプリッタ２９は、後述の固視標呈示光学系３０からの光束を被検眼Ｅに導き、被検眼Ｅの前眼部Ｅｃからの反射光を観察光学系５０に導く。また、ビームスプリッタ２９は、光源１１から出射され、眼底Ｅｆで反射された眼底反射光の一部を反射し、観察光学系５０へ導くと共に、他の眼底反射光を透過し、受光光学系１０ｂへと導く。なお、詳細は後述するが、光源１１による眼底反射光のうち、観察光学系５０へ導かれた光束は、徹照像を撮影するために用いられる。

固視標呈示光学系３０は、被検眼Ｅを固視させるための固視光学系である。固視標呈示光学系３０は、可視光源３１と、固視標を持つ固視標板３２と、投光レンズ３３と、ビームスプリッタ２９と、対物レンズ１４と、を含む。可視光源３１が点灯されることで、固視標板３２が有する固視標が、被検眼Ｅに呈示される。可視光源３１及び固視標板３２は、図示しないスライド機構によって、光軸Ｌ３方向に移動可能に構成されている。可視光源３１及び固視標板３２が光軸Ｌ３方向に移動されることによって、被検眼Ｅの雲霧が行われる。

被検眼Ｅの前眼部の前方には、リング指標投影光学系４５と、作動距離指標投影光学系４６とが配置されている。リング指標投影光学系４５は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対してリング指標を投影するための近赤外光を発する光学系である。なお、角膜Ｅｃに投影するリング指標は、角膜形状測定用の指標としても利用できる。また、リング投影光学系４５は、被検眼Ｅの前眼部を照明する前眼部照明としても用いることもできる。一方、作動距離指標投影光学系４６は、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに無限遠指標を投影するための近赤外光を発する光学系である。角膜Ｅｃに対する無限遠指標の位置に基づいて、被検眼Ｅに対する検眼装置１の位置をアライメントすることができる。

観察光学系（撮像光学系）５０は、対物レンズ１４と、ビームスプリッタ２９と、が固視標呈示光学系３０と共用され、ハーフミラー３５と、撮像レンズ５１と、二次元撮像素子５２と、を含む。二次元撮像素子５２は、被検眼Ｅの前眼部と略共役な位置に配置された撮像面を持つ。この二次元撮像素子５２によって、被検眼Ｅの前眼部画像が撮像される。前眼部画像の一種である徹照像も、二次元撮像素子５２によって撮像される。二次元撮像素子５２からの出力は、制御部１００に入力され、その結果、二次元撮像素子５２によって撮像される被検眼Ｅの前眼部像が、モニタ７０上に表示される。なお、本実施形態では、観察光学系５０が、作動距離指標投影光学系４６によって被検眼Ｅの角膜に形成されるアライメント指標像を検出する光学系を兼ねている。二次元撮像素子５２によるアライメント指標像の撮像結果に基づいてアライメント指標像の位置が検出される。

次に、検眼装置１の制御系について説明する。検眼装置１は、主な制御系として、制御部１００を有している。制御部１００は、検眼装置１の各部の制御処理と、測定結果の演算処理とを行う電子回路を有する処理装置である。制御部１００は、光源１１，３１、二次元撮像素子２２，５２、移動台６および駆動機構７、ジョイスティック９、モニタ７０、操作部９０、フラッシュメモリ１０５のそれぞれに電気的に接続されている。

制御部１００は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３とを備えている。ＣＰＵ１０１は、眼科装置１に関する各種の処理を実行するための処理装置である。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が眼科装置１の各種制御を行うための制御プログラムおよび固定データが格納された、不揮発性の記憶装置である。

ＲＡＭ１０３は、書き換え可能な揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１０３には、例えば、眼科装置１による被検眼Ｅの測定および撮影に用いる一時データが格納される。

また、フラッシュメモリ１０５は、書き換え可能な不揮発性の記憶装置である。フラッシュメモリ１０５には、眼科装置１によって徹照像を観察するための合成徹照像生成処理（図４参照）を、制御部１００に実行させるためのプログラムが少なくとも格納されている。

＜眼屈折力測定モード＞
以上のような構成を備える装置の測定動作について説明する。まず、被検者の顔を顔支持ユニット４に固定させ、検者から被験者に対して固視標板３２の固視標を固視するよう指示する。その後、被検眼Ｅに対するアライメントを行う。

制御部１００は、測定開始信号の入力に基づき光源１１を点灯させる。光源１１から出射された測定光は、リレーレンズ１２から対物レンズ１４までを介して眼底Ｅｆに投影され、眼底Ｅｆ上でスポット状の点光源像を形成する。

眼底Ｅｆ上に形成された点光源像の光は、反射・散乱されて被検眼Ｅを射出し、対物レンズ１４によって集光され、ビームスプリッタ２９から全反射ミラー１７までを介して受光絞り１８の開口上で再び集光され、コリメータレンズ１９にて略平行光束（正視眼の場合）とされ、リングレンズ２０によってリング状光束として取り出され、リング像（二次元パターン像）として撮像素子２２に受光される。

このとき、はじめに眼屈折力の予備測定が行われ、予備測定の結果に基づいて光源３１及び固視標板３２が光軸Ｌ３方向に移動されることによって、被検眼Ｅに対して雲霧がかけられる。その後、雲霧がかけられた被検眼に対して眼屈折力の測定が行われる。

撮像素子２２からの出力信号は、ＲＡＭ１０３に画像データ（測定画像）として記憶される。制御部１００は、ＲＡＭ１０３に記憶された測定画像に基づいて各経線方向にリング像の位置を特定（検出）する。この場合、エッジ検出によってリング像の位置が特定される。なお、リング像の位置の特定は、輝度信号の波形を所定の閾値にて切断し、その切断位置での波形の中間点や、輝度信号の波形のピーク、輝度信号の重心位置などによって求めてもよい。次に、制御部１００は、特定されたリング像の像位置に基づいて、最小二乗法等を用いてリング像を楕円に近似する。制御部１００は、近似した楕円の形状から各経線方向の屈折誤差を求め、求めた屈折誤差に基づいて被検眼の眼屈折値、Ｓ（球面度数）、Ｃ（柱面度数）、Ａ（乱視軸角度）の各値を演算する。そして、制御部１００は、演算結果をモニタ７０へ出力することによって、Ｓ（球面度数）、Ｃ（柱面度数）、Ａ（乱視軸角度）の各値をモニタ７０に表示させる。

＜徹照像観察モード＞
操作部９０のモード切替スイッチの操作に基づいて、眼科装置１の制御が、観察光学系５０により徹照像を観察するための徹照像観察モードに移行される。なお、眼屈折力測定モードにおいて、中間透光体に混濁があるかを予備的に判定し、混濁ありとの判定結果が導かれた場合に、制御部１００の制御を、自動で徹照像観察モードに移行させるような構成としてもよい。この場合、例えば、撮像素子２２で得られた二次元パターン像の輝度分布に基づく公知の方法を用いて、予備的な判定を行えばよい。

操作部９０のモード切替スイッチが操作されると、モード切替信号が制御部１００に入力される。これによって、眼科装置１の制御が、徹照像観察モードに移行される。徹照像観察モードにおいて、まず、制御部１００は、リング指標投影光学系４５の光源及び作動距離指標投影光学系４６の光源を消灯させ、測定光源１１を点灯させる。また、制御部１００は、測定光源１１の光量を増加させると共に、撮像素子５２のゲインを高くする。これによって、眼屈折力測定時に必要な光量では、輝度値が悪くて見過ごされていた混濁部分を、より明確に観察できるようにする。なお、本実施例においては、眼底照明光源の光量及び撮像素子のゲインの両方を変化させる構成としたがこれに限るものではない。例えば、どちらか一方を変化させる構成でもよい。また、本実施例の場合、測定光源１１は、眼底照明光源を兼ねているが、別途、徹照像撮影用の光源を設けてもよい。

光源１１から眼底Ｅｆに向けて出射された光束は、眼底Ｅｆにて反射される。眼底反射光は、被検眼Ｅの水晶体を介して、瞳孔から出射される。このとき、被検眼Ｅの中間透光体が眼底反射光によって照明される。瞳孔から出射された眼底反射光は、ビームスプリッタ２９、ハーフミラー３５の各々で反射され、光軸Ｌ４上に配置された撮像素子５２によって受光される。これにより、徹照像（瞳孔内画像）を含んだ画像が撮像素子５２に撮像される。撮像素子５２に撮像された画像は、制御部１００を介してモニタ７０に出力される。これにより、モニタ７０に徹照像が表示される。

ここで、図３を参照して、徹照像について説明する。図３は、眼科装置で撮像される徹照像を模式的に示した模式図である。図３に示すように、白内障等による混濁がある部位Ｋ（以下、「混濁部位Ｋ」と称す）においては、暗い影が確認される。このとき、混濁部位Ｋにピントが合っておらず、混濁部位Ｋの影がぼやけている場合がある。かかる場合、検者は、ジョイスティック９を操作して、測定部８をＺ方向（前後方向）に移動させる。これによって、混濁部位Ｋのぼやけ具合を調整することができる。

検者によって、ジョイスティック９のプッシュボタン９ｂが操作されると、制御部１００のＣＰＵ１０１によって、合成徹照像生成処理が実行される。合成徹照像生成処理は、混濁部位と混濁の無い部位とのコントラストが明確で観察しやすい徹照像の静止画像を得るための処理である。

ここで、図４を参照して、合成徹照像生成処理について説明する。図４は、ＣＰＵ１０１によって実行される合成徹照像生成処理の内容を示したフローチャートである。合成徹照像生成処理では、観察光軸の位置が異なる２枚の徹照像から、それぞれの徹照像に含まれるコントラストの高い領域が抽出され、それぞれの徹照像から抽出された領域同士が画像処理によって合成される。かかる画像処理によって合成される徹照像を、以下、合成徹照像と称す。なお、以下の説明の中で、図５及び図６を適宜参照する。

まず、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３の所定領域（取得枚数カウンタ）を初期化（本実施形態では、０クリア）する（Ｓ１）。この取得枚数カウンタは、合成徹照像を構成するために取得（キャプチャ）される徹照像の数を管理するためのカウンタである。

次に、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５のループ処理を実行して、被検眼Ｅに対する眼科装置１の位置決めを行う。これにより、観察光学系５０の観察光軸が角膜頂点から離れた所定の目標位置まで移動される。まず、Ｓ２の処理において、取得枚数カウンタの値がＣＰＵ１０１によって判定される。予め、徹照像が一枚も取得されていなければ、取得枚数カウンタには、Ｓ１の処理によって０が格納されている。よって、かかる場合は、Ｓ３の処理に移行する（Ｓ２：「０」）。

Ｓ３の処理において、ＣＰＵ１０１は、移動台６および駆動装置７へ駆動信号を出力する（Ｓ３）。駆動信号が受信された移動台６および駆動装置７によって、目標位置と観察光軸とが近づくように、被検眼Ｅに対して測定部８が移動される。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、Ｓ３の処理における観察光軸の目標位置Ａｘを、左側エッジＥｌから瞳孔中心Ｏ側に１ｍｍ離れた位置とする。左側エッジＥｌは、瞳孔中心Ｏを通る水平線上における瞳孔の左側エッジである。このように、本実施形態では、観察光軸の目標位置Ａｘを、瞳孔のエッジ付近にすることで、観察光軸を、瞳孔の中心付近に存在する角膜頂点からずらして配置させる。ここで、瞳孔中心Ｏの座標、および、瞳孔中心Ｏを通る水平線上における左右のエッジＥｌ，Ｅｒの座標を、例えば、二次元撮像素子５２で撮像される徹照像を含む画像のＸ方向（水平方向）及びＹ方向（垂直方向）の輝度分布から求めることができる。徹照像はその周囲（例えば、虹彩）よりも輝度が高い。このため、二次元撮像素子５２で撮像される画像を、Ｘ方向およびＹ方向の各方向に走査して画素ごとの輝度値を調べることで、各走査線の輝度分布が求められる。各走査線の輝度分布において輝度が立ち上がる位置に、徹照像のＸ方向またはＹ方向のエッジが検出される。Ｘ方向の各走査線におけるエッジの中央の座標、Ｙ方向の各走査線におけるエッジの中央の座標に基づいて、瞳孔中心ＯのＸ座標、Ｙ座標をそれぞれ得ることができる。更に、瞳孔中心Ｏを通るＸ方向の走査線の輝度分布から、エッジＥｌ，Ｅｒの座標を求めることができる。なお、勿論、上記例示したもの以外の方法によって、瞳孔中心ＯおよびエッジＥｌ，Ｅｒの座標を求めても良い。

Ｓ３の処理の実行後は、目標位置Ａｘまで撮影光学系５０の観察光軸が移動したかを判定する（Ｓ５）。かかる判定は、例えば、観察光軸の位置座標と、Ｓ３（又は、後述のＳ４）の処理で求めた徹照像のエッジＥｌ，Ｅｒの座標との差分に基づいて行えばよい。なお、Ｓ５の処理において、観察光軸と目標位置Ａｘとが完全一致しているかを判定する必要はなく、観察光軸が角膜頂点から十分離れる範囲で、目標位置Ａｘからの誤差を許容して判定を行ってもよい。Ｓ５の処理によって観察光軸が目標位置Ａｘまで移動したと判断されなければ（Ｓ５：Ｎｏ）、Ｓ２の処理に戻って、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５のループ処理が繰り返し実行される。本実施形態では、かかる処理によって、観察光軸を被検眼Ｅの動きに追従させつつ、観察光軸を目標位置Ａｘまで移動させる。

ところで、図６（ａ）に示すように、観察光軸を被検眼Ｅの中心近傍に位置あわせした状態で徹照像を撮像すると、測定光源１１の角膜反射によって、徹照像に輝点（角膜反射像）が映りこみやすい。この角膜反射像によって、例えば、混濁部位Ｋが隠れてしまうおそれがある。また、検者が、混濁部位Ｋと角膜反射像とを間違えてしまうおそれがある。これに対し、眼科装置１によれば、Ｓ２からＳ５の処理を実行して、観察光軸を角膜頂点から離すことによって、角膜反射光の少なくとも一部を、観察光軸とは異なる向きに向けさせることができる。よって、角膜反射像を徹照像に映りこみ難くすることができる。従って、角膜反射像の影響を低減し、観察し易い徹照像を得ることができる。

図４に戻って説明を続ける。次に、Ｓ５の処理によって、観察光軸が目標位置Ａｘまで移動したと判定された場合は（Ｓ５：Ｙｅｓ）、かかる場合に二次元受光素子５２に撮像される徹照像を、ＲＡＭ１０３の所定領域に記憶させることによって取得する（Ｓ６）。また、Ｓ６の処理に伴って、取得枚数カウンタを１加算する（Ｓ７）。

Ｓ６の処理によって取得された徹照像から、徹照像の左側領域Ｐの画像データを抽出する（Ｓ８）。ここで、図５（ａ）に示すように、左側領域Ｐは、瞳孔中心Ｏを通る垂直線と、その垂直線から観察光軸側（即ち、この場合は左側）に所定距離離れた平行線との間の画像領域である。Ｓ８の処理では、ＣＰＵ１０１は、Ｓ６の処理によってＲＡＭ１０３に記憶された徹照像の画像データの中で左側領域Ｐに対応するデータを、ＲＡＭ１０３の所定領域に転送させる。これにより、観察光軸近傍の（本実施形態では、観察光軸の位置する）瞳孔内領域を含む画像データが抽出される。観察光軸に近いほど眼底反射光の光量が多いので、瞳孔内では観察光軸に近い領域ほど多くの光量で照明される。故に、徹照像では、観察光軸に近いほど、混濁の無い部位の輝度が高く、混濁の無い部位と混濁部位Ｋとのコントラストが明確になる。従って、Ｓ８の処理が実行されることで、Ｓ６の処理によって撮影された徹照像の中でもコントラストの高い画像領域が抽出される。

なお、本発明の各実施形態において、「観察光軸近傍」の瞳孔内領域は、瞳孔内に観察光軸が位置する場合は少なくとも観察光軸の位置を含む瞳孔内領域、瞳孔の外に観察光軸の位置する場合は瞳孔内において観察光軸から基も近くに位置する領域を含む瞳孔内領域として定義される。

Ｓ８の処理の実行後は、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３の取得枚数カウンタの値を判定する（Ｓ９）。これにより、観察光軸の位置が互いに異なる２枚の徹照像のそれぞれから画像領域の一部が抽出されているか判定される。取得枚数カウンタの値が「２」であれば（Ｓ９：「２」）、２枚の徹照像のそれぞれから画像領域が抽出されている。かかる場合は、Ｓ１０の処理へ移行する。一方、取得枚数カウンタの値が「１」であれば（Ｓ９：「１」）、１枚の徹照像からしか画像領域が抽出されていない。この場合は、Ｓ４の処理に移行する。

Ｓ４の処理に移行後、Ｓ４，Ｓ５，Ｓ２のループ処理を繰り返し実行する。これにより、被検眼Ｅに対して測定部８を移動させて、撮影光学系５０の観察光軸を、先に撮影された徹照像とは異なる目標位置Ａｘ´に配置させる。Ｓ４の処理では、前述のＳ３の処理と同様に、ＣＰＵ１０１が移動台６及び駆動機構７に対して駆動信号を出力する。但し、図５（ｂ）に示すように、Ｓ３の処理とは違い、Ｓ４の処理では、観察光軸の目標位置Ａｘ´を、瞳孔中心Ｏを通る水平線上にて、瞳孔の右側エッジＥｒから中心Ｏ側に１ｍｍ離れた位置とする。続くＳ５の処理によって、観察光軸が目標位置Ａｘ´まで移動したと判定されなければ（Ｓ５：「Ｎｏ」）、Ｓ２の処理に移行する。Ｓ２の処理においては、取得枚数カウンタの値には１が格納されていると判定される（Ｓ２：「１」）。このため、Ｓ５の処理によって、撮影光軸が目標位置Ａｘ´にまで移動したと判定されるまで、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５の処理が繰り返し実行される。

Ｓ５の処理によって、観察光軸が目標位置Ａｘ´まで移動したと判定された場合は（Ｓ５：Ｙｅｓ）、二次元受光素子５２に撮像される徹照像を、ＲＡＭ１０３に取得させると共に（Ｓ６）、取得枚数カウンタを１加算する（Ｓ７）。そしてＳ８の処理を実行し、Ｓ６の処理によって取得された徹照像の右側領域Ｑの画像データを抽出し、ＲＡＭ１０３へ記憶させる（Ｓ８）。抽出される右側領域Ｑは、徹照像の中心Ｏを通る垂直線と、その垂直線から観察光軸側（即ち、この場合は右側）に所定距離離れた平行線との間の画像領域である。図５（ｂ）に示すように、Ｓ８の処理によって抽出される右側領域Ｑには、観察光軸近傍の（本実施形態では、観察光軸の位置する）瞳孔内領域が含まれる。なお、Ｓ８の処理では、右側領域Ｑの画像データと、前述の左側領域Ｐの画像データとを、取得枚数カウンタの値に応じて、ＲＡＭ１０３内の異なる領域に記憶させる。つまり、左側領域Ｐのデータと、右側領域Ｑのデータとが、ＲＡＭ１０３において一緒に記憶される。

次に、Ｓ９の処理では、取得枚数カウンタの値は「２」であると判定され（Ｓ９：「２」）、Ｓ１０の処理に移行する。Ｓ１０の処理では、ＲＡＭ１０３に記憶された左側領域Ｑおよび右側領域Ｐの画像データを合成する。まず、各々の徹照像における瞳孔中心の座標（即ち、点Ｏの座標）が、所定の基準位置の座標に変換されるように、ＲＡＭ１０３に記憶される左側領域Ｐおよび右側領域Ｑの画像データにおける座標データをそれぞれ補正する。そして、座標データの補正された画像データを組み合わせる処理を行う。これによって、図５（ｃ）に示すように、観察光軸の位置が互いに異なる徹照像からそれぞれ抽出された右側領域Ｐと左側領域Ｑとを繋ぎ合せた合成徹照像が生成される。

Ｓ１０の処理で生成された合成徹照像は、本実施形態では、制御部１００の処理によって、モニタ７０やプリンタ等に出力される。なお、本発明においては、プッシュボタン１２ｂの操作によって、角膜頂点から観察光軸をずらした徹照像の撮影と、徹照像の合成とが自動的に行われる場合について説明したが、これらを手動で行うようにしてもよい。

以上説明したように、合成徹照像生成処理では、観察光軸の位置が異なる２枚の徹照像からそれぞれ抽出された画像領域を互いに繋ぎ合わせる画像処理によって合成徹照像が生成される。合成徹照像の基となる各々の徹照像は、観察光軸の位置が角膜頂点からずらされて撮影された徹照像なので、それぞれ、角膜反射の影響が低減されている。よって、合成徹照像も、角膜反射の影響が低減された観察し易い徹照像となる。また、合成徹照像の基となる左右の各画像領域には、それぞれ観察光軸近傍の瞳孔内領域が含まれる。観察光軸に近いほど、混濁部位Ｋと混濁の無い部位とのコントラストが高い。よって、合成徹照像は、混濁部位Ｋと混濁の無い部位とのコントラストが全体的に高い徹照像となる。従って、上記の合成徹照像生成処理によって、角膜反射の影響が抑制され、且つ、混濁部位Ｋと混濁の無い部位とのコントラストが全体的に高い徹照像を得ることができる。

また、本実施形態では、各々の徹照像から抽出する画像領域（即ち、本実施形態では、左側画像領域および右側画像領域）には、観察光軸の位置する瞳孔内領域が含まれる。このため、各々の徹照像において最もコントラストの良好な観察光軸の位置する瞳孔内領域を含む画像領域から合成徹照像が構成される。従って、本実施形態では、一層コントラストの良好な合成徹照像が得られる。

また、各々の徹照像から観察光軸近傍の領域を含む一部の画像領域が抽出されることによって、各々の徹照像の中で混濁の無い部位と混濁部位Ｋとのコントラストが低い、観察光軸から離れた領域の画像データが取り除かれる。合成徹照像は、各々の徹照像から抽出された画像領域を基にして合成徹照像が生成される。このため、合成徹照像のコントラストに、各々の徹照像に含まれる混濁部位Ｋと混濁の無い部位とのコントラストの低い画像領域が影響してしまうことを抑制できる。よって、本実施形態では、一層コントラストの良好な合成徹照像が得られる。

なお、上記の説明では、徹照像を撮影する際の観察光軸の目標位置Ａｘ，Ａｘ´を、瞳孔の左側又は右側エッジＥｌ，Ｅｒから中心Ｏ側に１ｍｍ離れた位置として説明したが、かかる目標位置が例示に過ぎないことは勿論である。観察光軸の目標位置は、測定光源１１からの光束の少なくとも一部が眼底に照射され、且つ、大方の被検眼において角膜頂点から観察光軸が離れる範囲で設定すればよい。例えば、観察光軸の目標位置を、瞳孔のエッジ付近とするにしても、本実施形態のように、左右のエッジを基準に目標位置を設定する必要は無く、他のエッジから定めても良い。また、瞳孔径が小さい場合は、角膜頂点と観察光軸とが十分に離れていないために、徹照像に強い角膜反射が映ってしまうおそれがある。そこで、観察光軸の目標位置を、徹照像のエッジから中心座標側に例えば０．５ｍｍ離れた位置に設定したり、瞳孔の縁または虹彩上に目標位置を設定したりしても良い。当然、観察光軸の目標位置を、徹照像のエッジから中心Ｏ側に１ｍｍ以上離れた位置に設定することもできる。但し、被検眼Ｅの観察光軸に近いほど瞳孔内を照明する眼底反射光の光量が多くなり、徹照像における混濁部位Ｋとそれ以外の部位とのコントラストが高くなるので、Ｓ３およびＳ４における観察光軸の目標位置は、瞳孔内の位置にすることがより望ましい。

また、Ｓ３およびＳ４の処理では、観察光軸の目標位置を、徹照像に角膜反射像が映り込まなくなる位置に設定することがより好ましい。この目標位置は、実験等によって求めればよい。なお、図６（ｂ）に、角膜反射像が映り込まなくなる位置に観察光軸を設定して撮影された徹照像の一例を示す。

また、上記の合成徹照像生成処理では、観察光軸の位置決めを、瞳孔エッジを用いて行う場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、観察光軸の位置決めを行う間は、作動距離指標投影光学系４６を点灯させ、作動距離指標投影光学系４６を用いて観察光軸の位置決めを行うようにしてもよい。かかる場合は、例えば、作動距離指標投影光学系４６によって前眼部に投影される無限遠指標に基づいて観察光軸を瞳孔の略中央に位置あわせし、観察光軸をかかる位置から左右にそれぞれ所定距離（例えば２ｍｍ）だけ離れた位置へ順次移動させて各々の徹照像の撮影を行うようにしてもよい。

＜混濁判定＞
眼科装置１では、上記の合成徹照像生成処理によって生成された合成徹照像に対して画像処理を行い、被検眼Ｅの中間透光体における混濁の有無、および、混濁の程度を判定する。以下、具体的な判定方法について説明する。

制御部１００は、徹照像の外側エッジを検出し、その外側エッジで囲まれる領域の各画素の輝度値を検出していく。制御部１００は、検出された輝度値が所定の閾値以下であるか否かを判定することによって、各画素が、混濁部位Ｋおよび混濁の無い部位のいずれに対応するものかを判定する。なお、この判定に用いられる輝度値の閾値は、検者によって事前に設定できるものであってもよい。制御部１００は、画素の輝度値が所定の閾値以下である場合には、その画素が混濁部位Ｋに対応するものであると判定する。一方、画素の輝度値が所定の閾値より大きい場合には、その画素が混濁の無い部位に対応していると判定する。制御部１００は、外側エッジで囲まれた全画素（即ち、徹照像の全画素）に対して、上記の判定処理を行う。そして、例えば、全画素または混濁の無い部位の画素と、混濁部位Ｋに対応する画素との画素数の比率に応じて、中間透光体における混濁の有無、および、混濁の程度を判定する。なお、このとき、眼科装置１で行われる判定は、中間透光体における混濁の有無、および、混濁の程度に関する判定のうち、一方だけを行ってもよい。

従来、角膜反射像が含まれない徹照像によって被検眼Ｅを観察するため、眼科装置の観察光軸を角膜頂点からずらして徹照像を撮影していた。このとき、混濁の無い部位の輝度値は、観察光軸の近傍の部位では高いが、観察光軸から離れるほど低くなる。このため、上記のように各部位の輝度値に基づいて混濁に関する判定が行われた場合に、観察光軸から離れた位置にある混濁の無い部位が、混濁部位Ｋとして判定されてしまうおそれがあった。

これに対し、眼科装置１において混濁に関する判定に用いる合成徹照像は、観察光軸の位置が互いに異なる２枚の徹照像から、各々の徹照像の中でも混濁の無い部位の輝度値が高い観察光軸近傍の瞳孔内領域を含んだ画像領域同士を組み合わせて合成されている。このため、合成徹照像において混濁の無い部位の輝度値は、全体的に高くなる。このため、混濁の無い部位と、混濁部位Ｋとの輝度値の差が出やすくなるので、混濁に関する判定の正確性を高めることができる。

以上、実施形態に基づき説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、様々な変形が可能であることは勿論である。

例えば、上記各実施形態では、観察光軸の異なる２つの徹照像から、一部の画像領域をそれぞれ抽出し、抽出した画像領域を繋ぎ合せることで合成徹照像を生成したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、観察光軸の異なる２つの徹照像を重ね合わせることによって合成徹照像を生成してもよい。かかる場合は、例えば、合成徹照像の各画素の輝度値を、各徹照像において対応する位置に置かれた画素の輝度値の平均値にする画像処理を行えばよい。これにより、全体的にコントラストの高い合成徹照像を生成できる。かかる場合は、瞳孔の中心座標または瞳孔のエッジを基準にして、２つの徹照像を重ね合わせることができるのは勿論であるが、混濁部位Ｋの形状を利用して２つの徹照像を重ね合わせてもよい。即ち、それぞれの徹照像に含まれる一部または全部の混濁部位Ｋの形状が一致するように、各徹照像の画像データの座標データを補正すればよい。混濁部位Ｋの形状は、例えば、公知のエッジ検出処理によって特定することができる。

また、互いに重複する領域が含まれるように、観察光軸の異なる２つの徹照像から画像領域をそれぞれ抽出し、互いの画像領域を一部重ね合わせて合成徹照像を生成してもよい。かかる場合は、例えば、２つの画像領域が重なる領域については、被検眼Ｅの同一位置に置かれた画素の輝度値の平均値にする画像処理を行えばよい。

また、上記各実施形態では、観察光軸の位置が互いに異なる２枚の徹照像を基にして合成徹照像を生成する場合について説明したが、観察光軸の位置が互いに異なる３枚以上の徹照像を基にして合成徹照像を生成するように構成してもよい。

また、上記各実施形態では、観察光軸の位置が互いに異なる２枚の徹照像の撮影を、眼科装置１が自動的に行う場合について説明したが、検者が手動で徹照像を撮影するようにしてもよい。例えば、検者によるジョイスティック１２の操作に応じて、徹照像の撮影位置を位置決めして、徹照像の撮影を行う。このとき、観察光軸の位置を示す指標と、観察光軸の目標位置を示す指標とを、徹照像と共にモニタに表示させ、検者がかかる視標を見ながら位置決めするように構成すればよい。そして、観察光軸の位置を異ならせて、２回の撮影が行われた場合に、互いの徹照像を合成させる処理が実行されるように構成すればよい。また、この徹照像の合成も、検者によるジョイスティック１２又は操作部９０の操作に基づいて行うようにしてもよい。

また、上記各実施形態においては、眼科装置１は、眼屈折力測定を行う構成を併せ持つものとして説明したが、本発明を実施するうえで、眼屈折力測定を行うための構成（例えば、受光光学系１０ｂと、視標呈示光学系３０と、作動距離指標投影光学系４６）は、必ずしも設けなくても良い。また、本発明を、他覚的な眼屈折力測定を行うための眼科装置以外に適用することもできる。例えば、眼軸長測定装置や、角膜形状解析装置等の眼科装置に適用しても良い。なお、角膜形状解析装置に適用する場合は、該装置で被検眼の角膜頂点の位置座標を求め、その位置座標に対して観察光軸をずらして徹照像を撮影することができる。

また、上記各実施形態においては、眼科装置１が有する制御部１００において、被検眼Ｅの徹照像を画像処理によって合成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、眼科装置で撮影された複数の徹照像を汎用のコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ）に転送し、そのコンピュータで実行される画像処理によって、合成徹照像を生成することもできる。かかる場合、コンピュータのプロセッサによって実行される画像処理プログラムが格納されたフラッシュメモリ等に、上記の合成徹照像生成処理のＳ１０と同様のステップを含むプログラムを記憶させておけばよい。そして、事前に、観察光軸の位置が互いに異なり、かつ、それぞれの徹照像の観察光軸の位置が角膜頂点より離れた位置にある複数の徹照像を、眼科装置からコンピュータに転送する等して、事前にコンピュータに取得させておく。また、各々の徹照像から抽出する画像領域を特定させるための情報、例えば、各々の徹照像に対応する瞳孔内での観察光軸の位置情報を、事前にコンピュータに取得させておく。このように構成したコンピュータにおいても、上記実施形態と同様に、角膜反射の影響が抑制され、且つ、全体的に混濁部位Ｋと混濁の無い部位とのコントラストが高い徹照像を合成徹照像として生成できる。

６ 移動台
７ 駆動機構
５０ 撮像光学系
５２ 二次元撮像素子
１０３ ＲＡＭ
１０５ フラッシュメモリ
Ｓ２〜Ｓ５ 位置決め制御処理
Ｓ８ 抽出処理
Ｓ１０ 画像合成処理
Ｅ 被検眼

Claims (2)

1. 被検眼眼底に向けて測定光を投光し、その測定光の眼底反射光による徹照像を撮像素子で撮像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系から投光される測定光の光軸を、被検眼の角膜頂点から離れた位置に位置決め可能な位置決め機構と、
   前記撮像光学系からの測定光の光軸が角膜頂点から離れた互いに異なる２以上の位置に前記位置決め機構によって位置決めされる場合の各々で前記撮像光学系によって撮像される複数の徹照像から、各徹照像において前記測定光の光軸近傍の瞳孔内領域を含む画像領域同士を合成して合成徹照像を生成する合成手段と、を備えていることを特徴とする眼科装置。
2. 前記位置決め機構を制御することによって、前記撮像光学系の測定光の光軸を角膜頂点から離れた互いに異なる２以上の位置に自動で位置決めさせる位置決め制御手段と、
   前記位置決め制御手段の制御によって前記測定光の光軸が角膜頂点から離れた位置に位置決めされている場合に、前記撮像光学系によって撮像される前記徹照像を記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、を有し、
   前記合成手段は、前記記憶制御手段によって記憶された前記光軸の位置が互いに異なる複数の前記徹照像に基づいて前記合成徹照像を生成することを特徴とする請求項１記載の眼科装置。