JP6716752B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼のデータを取得するための眼科装置に関する。

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

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）や、眼圧計や、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や、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。

眼科撮影装置の例として、光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＯＣＴ）を用いて断層像を得る光干渉断層計や、眼底を写真撮影する眼底カメラや、共焦点光学系を用いたレーザ走査により眼底の画像を得る走査型レーザ検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ、ＳＬＯ）などがある。

このような装置を用いた眼科検査では、検査の精度や確度の観点から、光学系と被検眼との位置合わせ（アライメント）が重要である。アライメントには、一般に、被検眼の軸に光学系の光軸を一致させる動作（ＸＹアライメント）と、被検眼と光学系との間の距離を所定の作動距離に合わせる動作（Ｚアライメント）とがある。

特許文献１には、被検眼の前眼部を２以上のカメラで実質的に同時に撮影し、２以上の撮影画像に描出された前眼部の特徴部位（瞳孔中心等）の位置に基づいてアライメントを行う技術が開示されている。また、特許文献２には、角膜に光束が投影された前眼部を正面から撮影し、得られた前眼部像に描出された輝点像（プルキンエ像）に基づきアライメントを行う技術が開示されている。

特開２０１３−２４８３７６号公報 特開２０１５−８５０８１号公報

レフラクトメータによる眼屈折力測定は眼鏡やコンタクトレンズを処方するために行われるので、角膜頂点を基準とした眼屈折力の測定が必要である。同様に、ケラトメータによる角膜曲率測定の正確性を担保するためには、角膜頂点を基準としたアライメントが必要である。

被検眼の形態には個人差がある。例えば、角膜頂点から瞳孔までの距離や、角膜と瞳孔との偏心状態は、人それぞれである。瞳孔を基準とする従来のアライメントは、瞳孔を通じて眼底のデータを取得する装置に有効であるが、レフラクトメータやケラトメータのように角膜に対するアライメント精度が要求される装置においては有効性に劣る。

また、プルキンエ像に基づく従来のアライメントは被検眼を正面から撮影しているため、被検眼と光学系との位置が或る程度合致した状態からしかアライメントを行うことができない。つまり、広範囲でのアライメントが不可能である。

この発明の目的は、角膜に対するアライメントを高精度かつ広範囲にて行うことが可能な技術を提供することにある。

実施形態の眼科装置は、光学系と、支持部と、駆動部と、アライメント光学系と、２以上の撮影部と、解析部と、制御部とを備える。光学系は、被検眼のデータを取得するための構成を備える。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移動する。アライメント光学系は、被検眼に対する光学系のアライメントを行うための指標を被検眼の前眼部に正面から投影する。２以上の撮影部は、指標が正面から投影された状態の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する。解析部は、２以上の撮影部により実質的に同時に得られた２以上の撮影画像を解析することによって被検眼の位置を特定する。制御部は、解析部により特定された位置に基づいて駆動部を制御する。

実施形態に係る眼科装置によれば、角膜に対するアライメントを高精度かつ広範囲にて行うことが可能である。

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動作を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科装置の動作の例を表すフローチャートである。

本発明の幾つかの実施形態を説明する。実施形態の眼科装置は、任意の眼科測定装置、任意の眼科撮影装置又は任意の複合機であってよい。眼科測定装置としては、レフラクトメータ、ケラトメータ、視機能検査装置、眼圧計などがある。眼科撮影装置の例としては、ＯＣＴ装置、眼底カメラ、ＳＬＯなどがある。

〈構成〉
眼科装置の構成例を図１に示す。眼科装置１は、被検眼Ｅのデータを取得する機能、つまり被検眼Ｅを撮影する機能及び／又は被検眼Ｅの特性を測定する機能を備える。

眼科装置１は、プロセッサ１０と、光学ユニット２０と、顔支持部７０と、第１移動機構８０Ａと、第２移動機構８０Ｂと、ユーザインターフェイス（ＵＩ）９０とを含む。なお、第１移動機構８０Ａ及び第２移動機構８０Ｂの一方のみが設けられた構成であってもよい。

光学ユニット２０には、測定光学系３０と、アライメント光学系４０と、ビームスプリッタ５０と、前眼部カメラ６０とが設けられている。ビームスプリッタ５０は、測定光学系３０の光路とアライメント光学系４０の光路とを合成する。ビームスプリッタ５０と被検眼Ｅとの間には、図示しない対物レンズが設けられている。前眼部カメラ６０は、異なる位置に２台以上設けられている。

（プロセッサ１０）
プロセッサ１０は、各種の情報処理を実行する。本明細書において「プロセッサ」は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））等の回路を意味する。

プロセッサ１０は、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。記憶回路や記憶装置の少なくとも一部がプロセッサ１０に含まれていてよい。また、記憶回路や記憶装置の少なくとも一部がプロセッサ１０の外部に設けられていてよい。プロセッサ１０により実行可能な処理については後述する。プロセッサ１０は、制御部１１と、記憶部１２と、データ処理部１３とを含む。

（制御部１１）
制御部１１は、眼科装置１の各部の制御を実行する。特に、制御部１１は、光学ユニット２０、第１移動機構８０Ａ、及び第２移動機構８０Ｂを制御する。制御部１１により実行可能な制御については後述する。

（記憶部１２）
記憶部１２は、各種のデータを記憶する。記憶部１２に記憶されるデータとしては、測定光学系３０により取得されたデータ（測定データ、撮影データ等）や、被検者及び被検眼に関する情報などがある。記憶部１２には、眼科装置１を動作させるための各種のコンピュータプログラムやデータが記憶されていてよい。記憶部１２には、後述の処理において使用・参照される各種のデータが記憶される。記憶部１２は、前述の記憶回路や記憶装置を含む。

（データ処理部１３）
データ処理部１３は各種のデータ処理を実行する。特に、データ処理部１３は、前眼部カメラ６０により取得された画像を解析する。データ処理部１３には、指標像検出部１３１と、位置特定部１３２とが設けられている。これらの動作については後述する。

（光学ユニット２０）
光学ユニット２０には、被検眼Ｅの測定や撮影を行うための構成と、その準備を行うための構成とが格納されている。前者は測定光学系３０を含み、後者はアライメント光学系４０を含む。光学ユニット２０には、図１に示す構成に加え、被検眼Ｅを正面から撮影するための光学系（観察光学系、撮影光学系等）が設けられてもよい。更に、測定光学系３０のフォーカシングを行うための構成などが設けられていてもよい。また、光学ユニット２０は、被検眼Ｅの前眼部を照明するための光源（前眼部照明光源）を備えてもよい。

（測定光学系３０）
測定光学系３０は、被検眼Ｅの特性を測定するための構成を備える。測定光学系３０は、眼科装置１が提供する機能（測定機能、撮影機能等）に応じた構成を備える。例えば、測定光学系３０には、光源、光学素子（光学部材、光学デバイス）、アクチュエータ、機構、回路、表示デバイス、受光素子、イメージセンサなどが設けられる。測定光学系３０の構成は従来の眼科装置のそれと同様であってよい。測定光学系３０の少なくとも一部は、アライメント光学系４０との合成光路の外部に配置されてもよい。例えば、角膜曲率を測定するためのケラトメータ機能が設けられている場合、リング状光束又は同心円状光束を角膜に投影するための光源（ケラトリング光源）が被検眼Ｅの直前位置に配置される。

測定光学系３０は、検査に付随する機能を提供するための構成を備えていてよい。例えば、被検眼Ｅを固視させるための視標（固視標）を被検眼Ｅの眼底に投影するための固視光学系が設けられていてよい。

（アライメント光学系４０）
アライメント光学系４０は、光束を被検眼Ｅに投影する。それにより、アライメントのための指標が前眼部に投影される。この指標は、例えばプルキンエ像として検出される。指標を用いたアライメントは、測定光学系３０の光軸方向（Ｚ方向）におけるＺアライメントを少なくとも含み、更に、Ｚ方向に直交するＸ方向（水平方向）及びＹ方向（鉛直方向）におけるＸＹアライメントを含んでもよい。

Ｚアライメントは、２以上の前眼部カメラ６０により実質的に同時に得られる２以上の撮影画像を解析することによって実行される。ＸＹアライメントは、２以上の前眼部カメラ６０により得られた２以上の撮影画像を解析することによって、又は、被検眼Ｅを正面から撮影するための光学系（観察光学系、撮影光学系等）により得られる画像（前眼部の正面画像）を解析することによって実行される。

前眼部の正面画像に基づくＸＹアライメントは、従来と同様に、正面画像に描出されたプルキンエ像（指標像）のＸＹ方向における位置に基づき実行される。例えば、前眼部の正面画像に基づくＸＹアライメントは、アライメントのズレの許容範囲（アライメントマーク）内に指標像を誘導するように光学ユニット２０を手動又は自動で移動させることにより実行される。マニュアルアライメントの場合、制御部１１が正面画像とアライメントマークとをユーザインターフェイス９０に表示し、ユーザが上記条件の満たすようにユーザインターフェイス９０を操作する。オートアライメントの場合、アライメントマークに対する指標像の変位をデータ処理部１３が算出し、この変位をキャンセルするように制御部１１が光学ユニット２０をＸＹ方向に移動させる。

（前眼部カメラ６０）
前眼部カメラ６０は、前述したように、異なる位置に２台以上設けられている。各前眼部カメラ６０は、例えば、所定のフレームレートで動画撮影を行うビデオカメラである。２以上の前眼部カメラ６０は、前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する。

本実施形態では、図２に示すように、２台の前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂが設けられている。なお、図２は上面図であり、＋Ｙ方向は鉛直上方を示し、＋Ｚ方向は測定光学系３０の光軸方向であって測定光学系３０から被検眼Ｅに向かう方向を示す。また、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂはそれぞれ、測定光学系３０の光路から外れた位置に設けられている。本実施形態では、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂは、測定光学系３０の光路よりも下方に設けられている。それにより、角膜に投影された光束（指標）の反射光が睫毛や瞼にケラレにくくなる。以下、２台の前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂをまとめて符号６０で表すことがある。

前眼部カメラの個数は２以上の任意の個数であってよいが、異なる２方向から実質的に同時に前眼部を撮影可能な構成であればよい。また、１つの前眼部カメラが測定光学系３０と同軸に配置されていてもよい。

「実質的に同時」とは、２以上の前眼部カメラによる撮影において、眼球運動を無視できる程度の撮影タイミングのズレを許容することを示す。それにより、被検眼Ｅが同じ位置（向き）にあるときの画像を２以上の前眼部カメラによって取得することができる。

また、２以上の前眼部カメラによる撮影は動画撮影でも静止画撮影でもよいが、本実施形態では動画撮影を行う場合について特に詳しく説明する。動画撮影の場合、撮影開始タイミングを合わせるよう制御したり、フレームレートや各フレームの撮影タイミングを制御したりすることにより、上記した実質的に同時の前眼部撮影を実現することができる。一方、静止画撮影の場合、撮影タイミングを合わせるよう制御することにより、これを実現することができる。

（顔支持部７０）
顔支持部７０は、被検者の顔を支持するための部材を含む。例えば、顔支持部７０は、被検者の額が当接される額当てと、被検者の顎が載置される顎受けとを含む。なお、顔支持部７０は、額当て及び顎受けのいずれか一方のみを備えてもよく、これら以外の部材を備えてもよい。

（移動機構８０Ａ及び８０Ｂ）
移動機構８０Ａは、制御部１１による制御を受けて光学ユニット２０を移動する。移動機構８０Ａは、光学ユニット２０を３次元的に移動可能である。移動機構８０Ａは、例えば、従来と同様に、光学ユニット２０をＸ方向に移動させるための機構と、Ｙ方向に移動させるための機構と、Ｚ方向に移動させるための機構とを含む。また、移動機構８１Ａは、光学ユニット２０の光軸を含む平面（水平面、垂直面等）内にて光学ユニット２０を回動させる回動機構を含んでもよい。

移動機構８０Ｂは、制御部１１による制御を受けて顔支持部７０を移動する。移動機構８０Ｂは、顔支持部７０を３次元的に移動可能である。移動機構８０Ｂは、例えば、顔支持部７０をＸ方向に移動させるための機構と、Ｙ方向に移動させるための機構と、Ｚ方向に移動させるための機構とを含む。また、移動機構８１Ｂは、顔支持部７０（又はそれに含まれる部材）の向きを変更するための回動機構を含んでもよい。顔支持部７０に複数の部材が設けられている場合、移動機構８０Ｂは、これら部材を個別に移動するよう構成されてよい。例えば、移動機構８０Ｂは、額当てと顎受けとを個別に移動するよう構成されてよい。なお、前述したように、一般に、移動機構８０Ａ及び８０Ｂの少なくとも一方が設けられる。

（ユーザインターフェイス９０）
ユーザインターフェイス９０は、情報の表示、情報の入力、操作指示の入力など、眼科装置１とそのユーザとの間で情報をやりとりするための機能を提供する。ユーザインターフェイス９０は、出力機能と入力機能とを提供する。出力機能を提供する構成の例として、フラットパネルディスプレイ等の表示装置や、音声出力装置や、印刷出力装置や、記録媒体への書き込みを行うデータライタなどがある。入力機能を提供する構成の例として、操作レバー、ボタン、キー、ポインティングデバイス、マイクロフォン、データライタなどがある。ユーザインターフェイス９０は、タッチパネルディスプレイのような出力機能と入力機能とが一体化されたデバイスを含んでよい。また、ユーザインターフェイス９０は、情報の入出力を行うためのグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を含んでよい。

（データ処理部１３の詳細）
データ処理部１３の詳細を説明する。前述のように、データ処理部１３には、指標像検出部１３１と、位置特定部１３２とが設けられている。

（指標像検出部１３１）
指標像検出部１３１は、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂにより実質的に同時に得られた２以上の撮影画像を解析することにより、各撮影画像に描出された指標像を検出する。前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂが動画撮影を行う場合、指標像検出部１３１は、各フレームから指標像を検出する。指標像検出部１３１は、撮影画像の画素値を解析することによって指標像を検出する。撮影画像が輝度画像である場合、指標像検出部１３１は、撮影画像における輝度値の分布に基づいて、指標像に相当する画像領域（画素）を特定する。この処理は、例えば、既定閾値よりも高い輝度値を有する画素を選択する処理を含む。撮影画像がカラー画像である場合、指標像検出部１３１は、例えば、既定閾値よりも高い輝度値を有する画素を選択する処理、又は、所定の色を表す画素を選択する処理を含む。

（位置特定部１３２）
位置特定部１３２は、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂにより実質的に同時に取得された２つの撮影画像から検出された２つの指標像に基づいて、被検眼Ｅの位置を特定する。位置特定部１３２は、少なくとも、Ｚ方向における被検眼Ｅと測定光学系３０との間の距離を算出する。この算出結果に基づきＺアライメントが実行される。更に、位置特定部１３２は、ＸＹ方向における被検眼Ｅと測定光学系３０との間の変位を算出してもよい。この算出結果に基づきＸＹアライメントが実行される。

位置特定部１３２が実行する処理について図２を参照して説明する。図２は、被検眼Ｅと前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂとの間の位置関係を示す上面図である。ＸＹ方向における２つの前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂの間の距離（基線長）を「Ｂ」で表す。２つの前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂの基線と、指標像Ｐとの間の距離（指標像距離）を「Ｈ」で表す。各前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂと、その画面平面との間の距離（画面距離）を「ｆ」で表す。一般に、指標光束を被検眼Ｅに対して平行光束として投射した場合、指標像（プルキンエ像）Ｐは、被検眼Ｅの角膜曲率半径の２分の１だけ角膜表面から＋Ｚ方向に変位した位置に形成される。

このような配置状態において、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂによる撮影画像の分解能は次式で表される。ここで、Δｐは画素分解能を表す。

ＸＹ方向の分解能：ΔＸＹ＝Ｈ×Δｐ／ｆ
Ｚ方向の分解能：ΔＺ＝Ｈ×Ｈ×Δｐ／（Ｂ×ｆ）

位置特定部１３２は、２つの前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂの位置（既知である）と、２つの撮影画像において指標像Ｐの位置とに対して、図２（及び図１）に示す配置関係を考慮した公知の三角法を適用することにより、指標像Ｐの位置、つまり被検眼Ｅの位置を特定する。特定される位置は、少なくともＺ方向の位置を含み、ＸＹ方向の位置を更に含んでもよい。

位置特定部１３２により特定された被検眼Ｅの位置は制御部１１に送られる。制御部１１は、被検眼ＥのＺ位置に基づいて、Ｚ方向における被検眼Ｅと測定光学系３０との間の距離を作動距離に一致させるように駆動機構８０Ａ及び／又は８０Ｂを制御する。更に、制御部１１は、被検眼ＥのＸＹ位置に基づいて、測定光学系３０の光軸と被検眼Ｅの軸とを一致させるように駆動機構８０Ａ及び／又は８０Ｂを制御する。なお、作動距離(ワーキングディスタンス)とは、測定光学系３０による測定を行うための被検眼Ｅと測定光学系３０との間の既定の距離を意味する。

以上のように、位置特定部１３２は、指標像Ｐ（プルキンエ像）の位置を被検眼Ｅの位置（その近似位置）として求めることができる。更に、位置特定部１３２は、特定された指標像Ｐの位置と、別途に測定された角膜曲率半径とに基づいて、被検眼Ｅの角膜（頂点）の位置を求めることが可能である。ＸＹＺアライメントが合っている状態において、角膜頂点は、指標像Ｐから角膜曲率半径の２分の１だけ−Ｚ方向に変位した位置に配置されていると考えられる。したがって、角膜曲率半径の２分の１の値を指標像ＰのＺ座標値から減算することにより、角膜頂点のＺ座標値（それを含むＸＹＺ座標値）を求めることができる。

角膜曲率半径の測定は、ケラトメータや角膜トポグラファを用いて行われる。角膜曲率半径を測定する機能を眼科装置１が備えていない場合、過去に得られた角膜曲率半径の測定値が眼科装置１に入力される。位置特定部１３２は、この測定値を用いて角膜頂点位置を求める。一方、角膜曲率半径を測定する機能を眼科装置１が備えている場合、例えば、アライメントを実行した後に角膜曲率半径を測定し、得られた測定値を利用して再度アライメントを行うことができる。また、角膜曲率半径を測定する機能を眼科装置１が備えている場合であっても、過去に得られた角膜曲率半径の測定値を利用することも可能である。

（他の処理例）
前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂにより得られた２つの撮影画像に基づいて被検眼Ｅの位置を特定する処理の他の例を説明する。

図３Ａにおいて、左側の図はＸＹＺアライメントが合致している状態を示し、右側の図はそのときに得られる２つの撮影画像を示す。指標像Ｐに対してＸＹＺ全てのアライメントが合致している場合、つまり、右側の前眼部カメラ６０Ａの光軸と右側の前眼部カメラ６０Ｂの光軸とが交差する位置（光軸交差位置）に指標像Ｐが配置されている場合、右側の前眼部カメラ６０Ａにより撮影画像ＧＡが得られ、左側の前眼部カメラ６０Ｂにより撮影画像ＧＢが得られる。撮影画像ＧＡでは、フレームにおける左右方向の中心位置ＡＣ上（又はその近傍）に指標像ＰＡが配置される。同様に、撮影画像ＧＢでは、フレームにおける左右方向の中心位置ＢＣ上（又はその近傍）に指標像ＰＢが配置される。

図３Ｂは、被検眼Ｅが眼科装置１に近接しすぎている場合、つまり、光軸交差位置よりも眼科装置１側に指標像Ｐが位置する場合を示す。右側の前眼部カメラ６０Ａにより得られる撮影画像ＧＡでは、中心位置ＡＣよりも右側に指標像ＰＡが配置される。一方、左側の前眼部カメラ６０Ｂにより得られる撮影画像ＧＢでは、中心位置ＢＣよりも左側に指標像ＰＢが配置される。すなわち、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢにおける２つの指標像ＰＡ及びＰＢの間隔が広がる。

逆に、図３Ｃは、被検眼Ｅが眼科装置１から遠離しすぎている場合を示す。右側の前眼部カメラ６０Ａにより得られる撮影画像ＧＡでは、中心位置ＡＣよりも左側に指標像ＰＡが配置される。一方、左側の前眼部カメラ６０Ｂにより得られる撮影画像ＧＢでは、中心位置ＢＣよりも右側に指標像ＰＢが配置される。すなわち、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢにおける指標像ＰＡ及びＰＢの間隔が狭まる。

このように、Ｚアライメントの状態に応じ、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢにおける２つの指標像ＰＡ及びＰＢの相対位置が変化する。Ｚアライメントのズレ方向（近接／遠離）は、２つの指標像ＰＡ及びＰＢの相対位置の変化方向（間隔増大／間隔減少）として表れる。また、Ｚアライメントのズレ量は、２つの指標像ＰＡ及びＰＢの相対位置の変化量として表れる。

この関係を表す情報が位置特定部１３２（又は記憶部１２）に予め格納される。この情報には、例えば、２つの指標像の相対位置（間隔）と、Ｚアライメントのズレ方向及びズレ量とが対応付けられている。位置特定部１３２は、まず、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢから検出された２つの指標像ＰＡ及びＰＢの位置（相対位置）を求める。そして、位置特定部１３２は、得られた２つの指標像ＰＡ及びＰＢの位置に対応するＺアライメントのズレ方向及びズレ量を、上記格納情報を参照して求める。

図４Ａは、図３Ａと同様に、左側の図はＸＹＺアライメントが合致している状態を示し、右側の図はそのときに得られる２つの撮影画像を示す。

図４Ｂは、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂに対して右側に被検眼Ｅがずれている場合、つまり、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂの光軸交差位置よりも右側に指標像Ｐが位置する場合を示す。右側の前眼部カメラ６０Ａにより得られる撮影画像ＧＡでは、中心位置ＡＣよりも左側に指標像ＰＡが配置される。同様に、左側の前眼部カメラ６０Ｂにより得られる撮影画像ＧＢでも、中心位置ＢＣよりも左側に指標像ＰＢが配置される。すなわち、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢにおける２つの指標像ＰＡ及びＰＢの間隔は実質的に変化せず、これらが実質的に等距離だけ左方向に変位している。

逆に、図４Ｃは、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂに対して左側に被検眼Ｅがずれている場合を示す。右側の前眼部カメラ６０Ａにより得られる撮影画像ＧＡでは、中心位置ＡＣよりも右側に指標像ＰＡが配置される。同様に、左側の前眼部カメラ６０Ｂにより得られる撮影画像ＧＢでも、中心位置ＢＣよりも右側に指標像ＰＢが配置される。すなわち、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢにおける２つの指標像ＰＡ及びＰＢの間隔は実質的に変化せず、これらが実質的に等距離だけ右方向に変位している。

このように、Ｘアライメントの状態に応じ、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢにおける２つの指標像ＰＡ及びＰＢは、同じ方向に実質的に等しい距離だけ変位する。Ｘアライメントのズレ方向（右／左）は、２つの指標像ＰＡ及びＰＢの一体的な変位方向として表れる。また、Ｘアライメントのズレ量は、２つの指標像ＰＡ及びＰＢの一体的な変位量として表れる。

この関係を表す情報が位置特定部１３２（又は記憶部１２）に予め格納される。この情報には、例えば、フレーム中心を基準とする２つの指標像の左右方向への変位（変位方向及び変位量）と、Ｘアライメントのズレ方向及びズレ量とが対応付けられている。位置特定部１３２は、まず、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢから検出された２つの指標像ＰＡ及びＰＢの位置を求め、中心位置ＡＣ及びＢＣに対する変位方向及び変位量を求める。そして、位置特定部１３２は、得られた２つの指標像ＰＡ及びＰＢの変位方向及び変位量に対応するＸアライメントのズレ方向及びズレ量を、上記格納情報を参照して求める。

Ｙアライメントのズレについても同様に、フレーム中心を基準とする２つの指標像の上下方向への変位（変位方向及び変位量）と、Ｙアライメントのズレ方向及びズレ量との対応関係に基づいて算出される。

（前眼部の特徴部位を基準としたアライメント）
眼科装置１は、特開２０１３−２４８３７６号公報に開示されているように、前眼部の特徴部位の位置に基づくアライメントを実行できるように構成されてもよい。この場合、データ処理部１３は、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂにより実質的に同時に得られた２つの撮影画像のそれぞれを解析することにより、前眼部の特徴部位に相当する特徴位置を特定する。前眼部の特徴部位は、例えば瞳孔中心である。更に、データ処理部１３は、特定された特徴位置に基づいて被検眼Ｅの位置を特定する。本例では、瞳孔中心の位置が被検眼Ｅの位置を近似している。なお、被検眼Ｅにおける角膜頂点と瞳孔との間の距離、又は、標準的な眼（模型眼、平均値等）における角膜頂点と瞳孔との間の距離を利用することで、角膜頂点の位置を被検眼Ｅの位置として求めることができる。被検眼Ｅにおける当該距離は、例えば、ＯＣＴや超音波計測装置を用いて測定される。

〈動作〉
眼科装置１の動作について説明する。眼科装置１により実行されるアライメントの一例を図５に示す。

（Ｓ１：指標の投影を開始する）
アライメントを開始するための指示がユーザ又は制御部１１によりなされたことに対応し、制御部１１は、アライメント光学系４０を制御することで、アライメントのための指標を被検眼Ｅの前眼部に投影させる。指標の投影は、例えば、アライメント終了の指示がなされるまで継続される。

（Ｓ２：前眼部照明光源を点灯する）
制御部１１は、前述した前眼部照明光源を点灯する。前眼部照明光源は、例えば、アライメント終了の指示がなされるまで点灯している。

（Ｓ３：前眼部撮影を開始する）
前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂは、前眼部の動画像の取得を開始する。前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂは、所定のフレームレートで撮影画像（フレーム）を形成する。撮影画像は、データ処理部１３に逐次に入力される。

（Ｓ４：２つの指標像が検出されたか？）
指標像検出部１３１は、指標像を検出するために、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂにより実質的に同時に得られた２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢのそれぞれを解析する。２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢの少なくとも一方から指標像が検出されなかった場合（Ｓ４：ＮＯ）、処理はステップＳ５に移行する。一方、２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢの双方から指標像が検出された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７に移行する。

（Ｓ５：瞳孔中心を検出する）
２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢの少なくとも一方から指標像が検出されなかった場合（Ｓ４：ＮＯ）、データ処理部１３は、前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂにより実質的に同時に得られた２以上の撮影画像のそれぞれを解析することにより、被検眼Ｅの前眼部の瞳孔中心に相当する特徴位置を特定する。ここで解析される２つの撮影画像は、ステップＳ４において解析された２つの撮影画像でもよいし、新たに取得された２つの撮影画像でもよい。

（Ｓ６：ＸＹＺアライメントを行う）
データ処理部１３は、ステップＳ５で特定された特徴位置に基づいて被検眼Ｅの位置を特定する。そして、制御部１１は、特定された位置に基づき第１駆動機構８０Ａ（及び／又は第２駆動機構８０Ｂ）を制御する。ステップＳ５及びＳ６の処理は、特開２０１３−２４８３７６号公報に開示された要領で実行される。光学ユニット２０（及び／又は顔支持部７０）が移動されると、処理はステップＳ４に戻る。

ステップＳ４において２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢの双方から指標像が検出されるまで、ステップＳ４〜Ｓ６が繰り返し実行される。なお、繰り返し回数が所定回数に達したこと、又は、繰り返し処理が所定時間続いたことに対応して、警告を出力することや、マニュアルアライメントへ移行することが可能である。

（Ｓ７：被検眼の位置を特定する）
ステップＳ４において２つの撮影画像ＧＡ及びＧＢの双方から指標像が検出された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、位置特定部１３２は、検出された２つの指標像ＰＡ及びＰＢに基づいて被検眼Ｅの位置を特定する。

（Ｓ８：光学ユニットを移動する）
制御部１１は、ステップＳ７で特定された被検眼Ｅの位置に基づいて第１駆動機構８０Ａ（及び／又は第２駆動機構８０Ｂ）を制御する。この制御では、例えば、特定された被検眼Ｅの位置と、アライメントのズレの許容範囲を表す既定範囲の中心位置との間の変位がキャンセルされるように、光学ユニット２０（及び／又は顔支持部７０）が移動される。

（Ｓ９：指標像が既定範囲内に位置するか？）
ステップＳ８による光学ユニット２０の移動後に検出された指標像が上記既定範囲に含まれない場合（Ｓ９：ＮＯ）、処理はステップＳ４に戻る。ステップＳ９において指標像が既定範囲内に位置すると判定されるまで、ステップＳ４〜Ｓ９が繰り返し実行される。なお、繰り返し回数が所定回数に達したこと、又は、繰り返し処理が所定時間続いたことに対応して、警告を出力することや、マニュアルアライメントへ移行することが可能である。

ステップＳ９において指標像が既定範囲内に位置すると判定されると（Ｓ９：ＹＥＳ）、アライメントは終了となる。そして、フォーカシング等の更なる準備動作を必要に応じて実行した後、測定光学系３０を用いた被検眼Ｅの測定（撮影）が実行される。

〈作用・効果〉
実施形態に係る眼科装置の作用及び効果について説明する。

実施形態の眼科装置は、光学系（例えば測定光学系３０）と、支持部（例えば顔支持部７０）と、駆動部（例えば第１駆動機構８０Ａ及び／又は第２駆動機構８０Ｂ）と、アライメント光学系（例えばアライメント光学系４０）と、２以上の撮影部（例えば前眼部カメラ６０Ａ及び６０Ｂ）と、解析部（例えばデータ処理部１３）と、制御部（例えば制御部１１）とを備える。

光学系は、被検眼のデータを取得するよう構成される。支持部は、被検者の顔を支持するよう構成される。駆動部は、光学系と支持部とを相対的に移動するよう構成される。アライメント光学系は、被検眼に対する光学系のアライメントを行うための指標を被検眼の前眼部に投影するよう構成される。２以上の撮影部は、指標が投影された状態の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影できるように構成される。解析部は、２以上の撮影部により実質的に同時に得られた２以上の撮影画像を解析することによって被検眼の位置を特定するよう構成される。制御部は、解析部により特定された被検眼の位置に基づいて駆動部を制御するよう構成される。

実施形態において、解析部は、指標像検出部（例えば指標像検出部１３１）と、位置特定部（例えば位置特定部１３２）とを含んでいてよい。指標像検出部は、２以上の撮影部により実質的に同時に得られた２以上の撮影画像のそれぞれを解析することにより、指標の像を検出する。位置特定部は、２以上の撮影画像から検出された２以上の像に基づいて被検眼の位置を特定する。制御部は、特定された被検眼の位置に基づいて駆動部の制御を実行する。

このような実施形態によれば、２以上の撮影部により実質的に同時に得られた前眼部の２以上の撮影画像を利用してアライメントを行うことができるので、前眼部の正面画像を利用する場合と比較して広い範囲でアライメントを行うことができる。更に、実施形態では、前眼部に投影された指標の位置を基準としてアライメントを行うことができるので、瞳孔中心等を基準とする場合よりも、角膜に対するアライメント精度が向上する。したがって、角膜に対するアライメントを高精度かつ広範囲にて行うことが可能である。

実施形態において、位置特定部は、実質的に同時に得られた前眼部の２以上の撮影画像における２以上の像の相対位置に基づいて、光学系の光軸方向（Ｚ方向）における被検眼と光学系との間の距離を算出するよう構成されてよい。この場合、制御部は、算出されたＺ方向の距離に基づいて、Ｚ方向における被検眼と光学系との間の距離を所定の作動距離に一致させるように駆動部を制御することができる。つまり、実施形態は、このようなＺアライメントを実行可能に構成されてよい。

実施形態において、位置特定部は、実質的に同時に得られた前眼部の２以上の撮影画像における２以上の像の位置に基づいて、Ｚ方向に直交する方向（ＸＹ方向）における被検眼と光学系との間の変位を算出するよう構成されてよい。この場合、制御部は、算出されたＸＹ方向の変位に基づいて、光学系の光軸と被検眼の軸とを一致させるように駆動部を制御することができる。つまり、実施形態は、このようなＸＹアライメントを実行可能に構成されてよい。

実施形態において、実質的に同時に得られた前眼部の２以上の撮影画像のいずれかから指標の像が検出されなかった場合、次の処理を実行することができる。まず、解析部は、２以上の撮影部により実質的に同時に得られた２以上の撮影画像のそれぞれを解析することにより、前眼部の特徴部位（瞳孔中心等）に相当する特徴位置を特定する。更に、解析部は、特定された特徴位置に基づいて被検眼の位置を特定する。そして、制御部は、このようにして特定された被検眼の位置に基づいて駆動部を制御する。つまり、実施形態は、実質的に同時に得られた前眼部の２以上の撮影画像のいずれかから指標の像が検出されなかったときに、特開２０１３−２４８３７６号公報に開示されたＸＹＺアライメントを実行するよう構成されてよい。

このような特徴部位を基準としたＸＹＺアライメントが行われた後、指標像検出部は、２以上の撮影部により新たに得られた２以上の撮影画像を解析することにより指標の像の検出を再度行うことができる。そして、この指標の像に基づくアライメントを上記の要領で実行することが可能である。すなわち、実質的に同時に得られた前眼部の２以上の撮影画像のいずれかから指標の像が検出されなかった場合、特開２０１３−２４８３７６号公報に開示された技術により粗アライメントを実行し、その後、本実施形態に係る精密なアライメントに移行するよう構成することができる。

〈変形例〉
以上に説明した実施形態は本発明の典型的な例示に過ぎない。よって、本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。

複数の測定（撮影）を順次に行う場合、各測定の直前にアライメントを行うことができる。例えば、角膜曲率測定（ケラト測定）と、眼屈折力測定（レフ測定）と、自覚検査（視力測定）とをこの順で行う場合、ケラト測定の前、ケラト測定とレフ測定との間、及び、レフ測定と自覚検査との間に、それぞれアライメントを行うことが可能である。また、複数の測定の一部の直前にアライメントを行うようにしてもよい。

実施形態において、Ｚアライメントを本実施形態の手法で実行し、ＸＹアライメントを他の手法で行うことができる。ＸＹアライメントには、例えば、特開２０１３−２４８３７６号公報に開示された技術が適用されてよい。つまり、実質的に同時に取得された前眼部の２以上の撮影画像に基づいて、瞳孔を基準としたＸＹアライメントを行うことができる。或いは、被検眼を正面から撮影するための観察光学系が設けられている場合、それにより得られる前眼部の正面画像中の指標像（輝点像）や瞳孔中心位置等に基づいて、公知のＸＹアライメントを行うことが可能である。

前眼部に投影されたパターン像に基づいて被検眼の特性を取得する測定手法がある。その代表例はケラト測定である。ケラト測定では、被検眼Ｅの直前に配置されたケラトリング光源により、円形状又は同心円状のパターン像（ケラトリング像）が角膜に投影され、その形状に基づいて角膜形状（角膜曲率）が求められる。このような測定手法は、通常、観察光学系（正面画像）を利用して行われる。しかし、実施形態は、２以上の撮影部のいずれか（１以上）によって取得された撮影画像に描出されたパターン像に基づいて被検眼の特性を求めるように構成されてもよい。

１ 眼科装置
１１ 制御部
１３ データ処理部
３０ 測定光学系
４０ アライメント光学系
６０ 前眼部カメラ
７０ 顔支持部
８０Ａ 第１移動機構
８０Ｂ 第２移動機構

Claims (7)

1. 被検眼のデータを取得するための光学系と、
   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、
   前記被検眼に対する前記光学系のアライメントを行うための指標を前記被検眼の前眼部に正面から投影するアライメント光学系と、
   前記指標が正面から投影された状態の前記前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する２以上の撮影部と、
   前記２以上の撮影部により実質的に同時に得られた２以上の撮影画像を解析することによって前記被検眼の位置を特定する解析部と、
   前記解析部により特定された前記位置に基づいて前記駆動部を制御する制御部と
   を有する眼科装置。
2. 前記２以上の撮影部のそれぞれは、前記指標が正面から投影された状態の前記前眼部を斜方から撮影する
   ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記解析部は、
   前記２以上の撮影画像のそれぞれを解析することにより前記指標の像を検出する指標像検出部と、
   前記２以上の撮影画像から検出された２以上の像に基づいて前記被検眼の位置を特定する位置特定部と
   を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
4. 前記位置特定部は、前記２以上の像の相対位置に基づいて、前記光学系の光軸方向における前記被検眼と前記光学系との間の距離を算出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の眼科装置。
5. 前記制御部は、前記位置特定部により算出された前記距離に基づいて、前記光軸方向における前記被検眼と前記光学系との間の距離を所定の作動距離に一致させるように前記駆動部を制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の眼科装置。
6. 前記位置特定部は、前記２以上の撮影画像における前記２以上の像の位置に基づいて、前記光軸方向に直交する方向における前記被検眼と前記光学系との間の変位を算出する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の眼科装置。
7. 前記制御部は、前記位置特定部により算出された前記変位に基づいて、前記光学系の光軸と前記被検眼の軸とを一致させるように前記駆動部を制御する
   ことを特徴とする請求項６に記載の眼科装置。