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技術 角膜内皮細胞撮影装置及び角膜内皮細胞撮影プログラム

出願人 株式会社ニデック
発明者 滝井通浩中村弘一
出願日 2019年1月9日 (2年5ヶ月経過) 出願番号 2019-001668
公開日 2020年7月27日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-110247
状態 未査定
技術分野
  • -
主要キーワード 一次元受光素子 正面投影 前面曲率 水平位 アライメントずれ量 偏位量 アライメント基準位置 水晶体後面
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

角膜内皮細胞画像を良好に撮影できる角膜内皮細胞撮影装置を提供する。

解決手段

第1光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、照明光の角膜反射光を第1検出器で検出することによって、角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第2光源から出射されたXY方向用アライメント指標を角膜に向けて投影し、アライメント指標の角膜反射光を第2検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置であって、第2検出器からの検出信号に基づいて、角膜の前面からの角膜反射光に基づく第1アライメント輝点と、角膜の後面からの角膜反射光に基づく第2アライメント輝点と、のうちの少なくとも第2アライメント輝点を検出する設定手段と、第2アライメント輝点に基づく被検眼と撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御手段と、を備える。

概要

背景

検眼角膜に向けて照明光照射し、角膜の内皮細胞からの角膜反射光受光して、内皮細胞画像を撮影する角膜内皮細胞撮影装置が知られている(特許文献1参照)。例えば、このような角膜内皮細胞撮影装置では、装置の光軸と、角膜の前面における曲率中心と、の間に角膜の前面からの反射光に基づくアライメント輝点を形成し、アライメント輝点像を利用して被検眼と装置の位置合わせを行うことで、角膜の内皮細胞画像が撮影される。

概要

角膜の内皮細胞画像を良好に撮影できる角膜内皮細胞撮影装置を提供する。第1光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、照明光の角膜反射光を第1検出器で検出することによって、角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第2光源から出射されたXY方向用アライメント指標を角膜に向けて投影し、アライメント指標の角膜反射光を第2検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置であって、第2検出器からの検出信号に基づいて、角膜の前面からの角膜反射光に基づく第1アライメント輝点と、角膜の後面からの角膜反射光に基づく第2アライメント輝点と、のうちの少なくとも第2アライメント輝点を検出する設定手段と、第2アライメント輝点に基づく被検眼と撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御手段と、を備える。

目的

本開示は、上記従来技術に鑑み、被検眼における角膜の内皮細胞画像を良好に撮影できる角膜内皮細胞撮影装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

第1光源から出射された照明光を被検眼角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第1検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第2光源から出射されたXY方向用アライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第2検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置であって、前記第2検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第1アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第2アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第2アライメント輝点を検出する設定手段と、前記第2アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御手段と、を備えることを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項2

請求項1の角膜内皮細胞撮影装置において、前記設定手段は、前記第2アライメント輝点に基づいて、前記被検眼に対して前記撮像光学系を位置合わせするためのアライメント基準位置を設定し、前記アライメント制御手段は、前記アライメント基準位置に基づいて、前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うことを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項3

請求項1または2の角膜内皮細胞撮影装置において、前記設定手段は、前記第1アライメント輝点に基づいて前記第2アライメント輝点を検出することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項4

請求項1〜3のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置において、前記設定手段は、前記第2アライメント輝点を検出するための検出領域を設定し、前記検出領域内から前記第2アライメント輝点を検出して、前記第2アライメント輝点に基づく前記アライメント基準位置を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項5

請求項4の角膜内皮細胞撮影装置において、前記設定手段は、前記第1アライメント輝点の周辺に前記検出領域を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項6

請求項4または5の角膜内皮細胞撮影装置において、前記被検眼を固視させるための固視標を有し、前記被検眼の視線方向を変更するために前記固視標の呈示位置を切換可能な固視光学系を備え、前記設定手段は、前記固視標の呈示位置に基づいて、前記検出領域を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項7

請求項6の角膜内皮細胞撮影装置において、前記設定手段は、前記固視標が前記角膜の中心部における前記内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合に、前記第1アライメント輝点を検出して、前記第1アライメント輝点に基づく前記アライメント基準位置を設定し、前記固視標が前記角膜の周辺部における前記内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合に、前記第2アライメント輝点を検出して、前記第2アライメント輝点に基づく前記アライメント基準位置を設定することを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項8

請求項1〜7のいずれかの角膜内皮細胞撮影装置において、前記第2検出器による前記アライメント指標の検出光量を調整する調整手段を備えることを特徴とする角膜内皮細胞撮影装置。

請求項9

第1光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第1検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第2光源から出射されたXY方向用のアライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第2検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置において用いられる角膜内皮細胞画像プログラムであって、前記角膜内皮細胞撮影装置のプロセッサに実行されることで、前記第2検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第1アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第2アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第2アライメント輝点を検出する設定ステップと、前記第2アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御ステップと、を前記角膜内皮細胞撮影装置に実行させることを特徴とする角膜内皮細胞撮影プログラム

技術分野

0001

本開示は、被検眼における角膜内皮細胞画像を撮影するための角膜内皮細胞撮影装置及び角膜内皮細胞撮影プログラムに関する。

背景技術

0002

被検眼の角膜に向けて照明光照射し、角膜の内皮細胞からの角膜反射光受光して、内皮細胞画像を撮影する角膜内皮細胞撮影装置が知られている(特許文献1参照)。例えば、このような角膜内皮細胞撮影装置では、装置の光軸と、角膜の前面における曲率中心と、の間に角膜の前面からの反射光に基づくアライメント輝点を形成し、アライメント輝点像を利用して被検眼と装置の位置合わせを行うことで、角膜の内皮細胞画像が撮影される。

先行技術

0003

特開2015−107352号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、上記の角膜内皮細胞撮影装置のように、角膜の前面に基づくアライメント輝点像を利用する場合、被検眼が装置と正対する方向において、角膜の前面の曲率中心と、後面の曲率中心と、の位置がずれていると、良好な内皮細胞画像を撮影できないことがあった。一例として、被検眼が固視する固視標の呈示位置を変化させ、被検眼を回旋させた場合等には、良好な内皮細胞画像を撮影できないことがあった。

0005

本開示は、上記従来技術に鑑み、被検眼における角膜の内皮細胞画像を良好に撮影できる角膜内皮細胞撮影装置を提供することを技術課題とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するために、本開示は、以下のような構成を備えることを特徴とする。

0007

(1)本開示の第1態様に係る角膜内皮細胞撮影装置は、第1光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第1検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第2光源から出射されたXY方向用アライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第2検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置であって、前記第2検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第1アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第2アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第2アライメント輝点を検出する設定手段と、前記第2アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御手段と、を備えることを特徴とする。
(2)本開示の第2態様に係る角膜内皮細胞撮影プログラムは、第1光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、前記照明光の角膜反射光を第1検出器で検出することによって、前記角膜の内皮細胞画像を撮影する撮像光学系と、第2光源から出射されたXY方向用のアライメント指標を前記角膜に向けて投影し、前記アライメント指標の角膜反射光を第2検出器で検出するアライメント光学系と、を有する角膜内皮細胞撮影装置において用いられる角膜内皮細胞画像プログラムであって、前記角膜内皮細胞撮影装置のプロセッサに実行されることで、前記第2検出器からの検出信号に基づいて、前記角膜の前面からの角膜反射光に基づく第1アライメント輝点と、前記角膜の後面からの角膜反射光に基づく第2アライメント輝点と、のうちの少なくとも前記第2アライメント輝点を検出する設定ステップと、前記第2アライメント輝点に基づく前記被検眼と前記撮像光学系との相対位置の調整を行うアライメント制御ステップと、を前記角膜内皮細胞撮影装置に実行させることを特徴とする。

図面の簡単な説明

0008

角膜内皮細胞撮影装置の外観図である。
角膜内皮細胞撮影装置の光学系および制御系を示す図である。
角膜内皮細胞撮影装置が備える指標投影光学系被検者側から見た図である。
被検眼においてアライメント輝点像が形成される位置、前眼部観察光学系により撮影される前眼部画像、および角膜撮像光学系により撮影される内皮細胞画像を模式的に示す図である。
制御動作を示すフローチャートである。
モニタに表示される前眼部画像の一例である。
アライメント制御を説明する図である。
検出器にて検出される上皮ピークを示す図である。
第1アライメント輝点像に基づいて設定される検出領域の一例である。
モニタに表示される前眼部画像の一例である。

実施例

0009

本開示における典型的な実施形態の1つである実施例について、図面を参照して説明する。

0010

図1は、角膜内皮細胞撮影装置100(以下、撮影装置100と省略する)の外観図である。以下では、図1に示すX方向を撮影装置100の左右方向、Y方向を撮影装置100の上下方向、Z方向を撮影装置100の前後方向として表す。

0011

撮影装置100は、被検眼Eの角膜部位の画像を撮影するための装置である。撮影装置100は、撮影部1と、基台2と、顔支持ユニット3と、移動台4と、駆動部5と、操作部6と、モニタ7と、を有している。撮影部1は、駆動部5上に設けられ、撮影装置100における各々の光学系を収容する。顔支持ユニット3は、基台2に固設され、被検者の顔を支持する。移動台4は、基台2上に設けられ、X方向およびZ方向に移動する。駆動部5は、移動台4に設けられ、Y方向に移動する。

0012

操作部6(ジョイスティック6)は、検者により操作される。ジョイスティック6には、被検眼Eに対して撮影部1をX方向、Y方向、およびZ方向へ相対的に移動させるための移動機構が設けられる。例えば、本実施例では、移動機構として、移動台4を基台2上でX方向およびZ方向に摺動させる図示なき摺動機構が設けられる。検者がジョイスティック6を傾けて操作することで、移動台4が、基台2上をXZ方向に摺動する。また、例えば、本実施例では、移動機構として、駆動部5を移動台4に対してY方向に摺動させる図示なき摺動機構が設けられる。検者がジョイスティック6に設けられた回転ノブ6aを回転操作することで、駆動部5が移動台4に対してY方向に摺動し、これにともなって撮影部1がY方向に移動する。

0013

なお、被検眼Eに対して撮影部1を移動させる構成としては、メカニカルな摺動機構を設けず、駆動部5におけるモータの駆動によって移動させる構成であってもよい。また、ジョイスティック6のような手動用の操作部としては、タッチパネルを有する構成であってもよい。

0014

モニタ7は、撮影部1における被検者側の面とは反対側の面(すなわち、検者側の面)に設けられる。但し、モニタ7は、撮影部1における他の面、撮影部1とは異なる位置(例えば、移動台4等)に配置されてもよいし、撮影装置100とは別体に設けられてもよい。

0015

図2図3を用いて、撮影装置100の光学系と制御系を説明する。図2は、撮影装置100の光学系および制御系を示す図である。なお、図2は、撮影部1に収容された光学系を上から見たときの光学配置である。図3は、撮影装置100が備える光学系の指標投影光学系40(後述)を被検者側から見た図である。

0016

まず、撮影装置100の光学系の概略構成を説明する。撮影装置100は、角膜撮像光学系10、アライメント光学系30、作動距離検出光学系50、固視光学系60を有する。

0017

<角膜撮像光学系>
角膜撮像光学系10は、光源から出射された照明光を被検眼の角膜に向けて投影し、照明光の角膜反射光を検出器で検出することによって、角膜の内皮細胞画像を撮影する。

0018

角膜撮像光学系10は、照明光学系10aと受光光学系10bを有する。角膜撮像光学系10は、照明光学系10aによって、照明光源11(本実施例における「第1光源」)からの光を被検眼Eの角膜Ecに向けて投光する。また、角膜撮像光学系10は、受光光学系10bによって、照明光源11から照射され、角膜Ecで反射された反射光を、二次元撮像素子22(本実施例における「第1検出器」)で受光する。撮影装置100は、角膜撮像光学系10を用いることで、被検眼の角膜部位を非接触にて撮影することができる。

0019

照明光学系10aと受光光学系10bの各々の光軸は、被検眼E上で交差する。照明光学系10aと受光光学系10bは、ある中心軸に対して対称に配置されると有利である。例えば、本実施例においては、照明光学系10aの光軸L2と、受光光学系10bの光軸L3と、が中心軸L1(後述の光軸L1)に対して左右対称に配置される。

0020

照明光学系10aは、角膜Ecに向けて照明光源11から照明光を投光する。本実施例の照明光学系10aは、照明光源11、集光レンズ12、スリット板13、ダイクロイックミラー14、および、投光レンズ15、を有する。照明光源11は、被検眼Eの角膜部位の撮影に使用する照明光を出射する。本実施例において、照明光源11は、可視光を出射する。例えば、照明光源11としては、可視LED、フラッシュランプ、等が用いられてもよい。ダイクロイックミラー14は、可視光を反射し、赤外光を透過する。スリット板13と角膜Ecは、投光レンズ15に関して略共役な位置に配置されている。照明光源11から出射された光は、集光レンズ12で集光されて、スリット板13に形成されたスリットを通過する。スリット板13を通過したスリット光は、ダイクロイックミラー14で反射された後、投光レンズ15によって収束され、角膜Ecに照射される。

0021

受光光学系10bは、内皮細胞を含む角膜Ecからの角膜反射光を、撮像素子22によって受光する。本実施例の受光光学系10bは、対物レンズ16、ダイクロイックミラー17、マスク18、第1結像レンズ19、ミラー20、第2結像レンズ21、二次元撮像素子22(以下、撮像素子22と省略する)、を有する。ダイクロイックミラー17は、可視光を反射し、赤外光を透過する。マスク18は、角膜Ecと略共役な位置に配置される。第1結像レンズ19および第2結像レンズ21は、内皮細胞画像を撮像素子22上に結像させる結像光学系を形成する。撮像素子22は、内皮細胞画像を撮影するために使用される。撮像素子22は、角膜Ecと略共役な位置に配置される。撮像素子22としては、例えば、2次元CCDイメージセンサ(Charge coupled device image sensor)、2次元CMOSイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)、等が用いられてもよい。

0022

照明光学系10aの光軸L1に沿って角膜Ecへ導かれた光は、角膜Ecで反射されることによって、受光光学系10bの光軸L3方向(斜め方向)へ導かれる。その後、光は、対物レンズ16、ダイクロイックミラー17を介し、マスク18にて一旦結像される。マスク18は、内皮細胞画像を取得する際にノイズとなる光を遮光する。マスク18を通過した光は、第1結像レンズ19、ミラー20、第2結像レンズ21を介して、撮像素子22に結像される。その結果、高倍率の内皮細胞画像が取得される。

0023

<アライメント光学系>
アライメント光学系30は、光源から出射されたXY方向用のアライメント指標を被検眼の角膜に向けて投影し、アライメント指標の角膜反射光を検出器で検出する。

0024

アライメント光学系30は、指標投影光学系40、正面投影光学系30a、および前眼部観察光学系30b(アライメント検出光学系30b)を有する。アライメント光学系30は、指標投影光学系40によって、赤外光源41a、41b、43a〜43dからの光を被検眼Eの角膜Ecに向けて投光する。また、アライメント光学系30は、正面投影光学系30aによって、赤外光源31(本実施例における「第2光源」)からの光を被検眼Eの角膜Ecに向けて投光する。また、アライメント光学系30は、前眼部観察光学系30bによって、赤外光源から照射され、角膜Ecで反射された角膜反射光を、撮像素子35(本実施例における「第2検出器」)で受光する。

0025

指標投影光学系40は、角膜Ecの周辺言い換えると、角膜頂点位置の周囲)に向けて、斜め方向からXYZ方向用のアライメント指標を投影する。指標投影光学系40から投影されるアライメント指標を利用することで、被検眼に対する撮影部1の大まかなアライメントが行われる。例えば、指標投影光学系40から投影されるアライメント指標は、被検眼Eが撮像素子22の撮像面から大きくずれている場合等に、被検眼Eに対して撮影部1(言い換えると、角膜撮像光学系10)を移動させる方向を把握するために利用される。指標投影光学系40は、第1投影光学系40aと第2投影光学系40b(図3参照)を有する。

0026

図3は、第1投影光学系40aと第2投影光学系40bを被検者側から見たときの図である。第1投影光学系40aは、光軸L1に対して所定の角度で傾斜配置される。第1投影光学系40aは、角膜Ecに向けて斜め方向から無限遠のアライメント指標を投影する。本実施例において、第1投影光学系40aは、赤外光源41aおよび41bと、コリメータレンズ42aおよび42bと、をそれぞれ有し、光軸L1を挟んで左右対称に配置され、被検眼Eに対して無限遠のアライメント指標を投影する。なお、第1投影光学系40aにおける赤外光源41aと赤外光源41bは、光軸L1を通る水平方向と略同一経線上に配置される(図3参照)。

0027

赤外光源41aと41bから出射された光は、コリメータレンズ42aと42bによって、それぞれが平行光束にされた後、角膜Ecに投影される。その結果、角膜Ec上には、赤外光源41aにより投影されたアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像n1aと、赤外光源41bにより投影されたアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像n1bと、が形成される(図6参照)。

0028

第2投影光学系40bは、光軸L1に対して所定の角度で傾斜配置される。第2投影光学系40bは、角膜Ecに向けて斜め方向から有限遠のアライメント指標を投影する。本実施例において、第2投影光学系40bは、赤外光源43a〜43dを有し、光軸L1を挟んで左右対称に配置され、被検眼Eに対して有限遠のアライメント指標を投影する(図3参照)。なお、赤外光源43aと43bは、光軸L1に対して上方に配置され、Y方向に関して互いに同じ高さに配置される。また、赤外光源43cと43dは、光軸L1に対して下方に配置され、Y方向に関して互いに同じ高さに配置される。また、赤外光源43aと43b、および、赤外光源43cと43dは、光軸L1を挟んで上下対称な関係で配置される。

0029

赤外光源43aと43bからの光は、角膜Ecの上部に向けて斜め上方向から照射される。その結果、角膜Ec上には、赤外光源43aにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像n2aと、赤外光源43bにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像n2bと、が形成される(図6参照)。また、赤外光源43cと43dからの光は、角膜Ecの下部に向けて斜め下方向から照射される。その結果、角膜Ec上には、赤外光源43cにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像n2cと、赤外光源43dにより投影されたアライメント指標の虚像であるアライメント指標像n2dと、が形成される(図6参照)。

0030

なお、このような指標投影光学系40によって、第1投影光学系40aによるアライメント指標像n1aとn1bは、正面投影光学系30aによるアライメント輝点像i1と同じ水平位置において、アライメント輝点像i1に関し、左右対称に形成される。さらに、第2投影光学系40bによるアライメント指標像n2aとn2bは、正面投影光学系30aによるアライメント輝点像i1よりも上方において、アライメント輝点像i1に関し、左右対称に形成される。第2投影光学系40bによるアライメント指標像n2cとn2dは、正面投影光学系30aによるアライメント輝点像i1よりも下方において、アライメント輝点像i1に関し、左右対称に形成される。

0031

正面投影光学系30aは、角膜Ecの中心(すなわち、角膜頂点位置あるいは略角膜頂点位置)に向けて、正面方向からXY方向用のアライメント指標を投影する。正面投影光学系30aから投影されるアライメント指標を利用することで、被検眼Eに対する細かなアライメントが行われる。例えば、指標投影光学系40から投影されるアライメント指標に基づいて、被検眼Eに対して撮影部1が大まかにアライメントされると、正面投影光学系30aから投影されたアライメント指標の像(すなわち、後述するアライメント輝点像i1)が被検眼Eに形成されるようになる。例えば、正面投影光学系30aから投影されるアライメント指標は、被検眼Eにおける角膜Ecの中心と、光軸L1と、を略一致させるために利用される。なお、本実施例では、正面投影光学系30aから投影されるアライメント指標を利用して、被検眼Eと撮影部1(角膜撮像光学系10)との相対位置を調整するためのアライメント基準位置(後述)が設定される。

0032

正面投影光学系30aは、赤外光源31、投光レンズ32、および、ハーフミラー33、を有する。正面投影光学系30aは、赤外光源31の点灯によって、アライメント指標を光軸L1方向から角膜Ecに投影する。赤外光源31から出射されたアライメント指標は、投光レンズ32を介し、ハーフミラー33に反射され、角膜Ecに投影される。その結果、角膜Ec上には、赤外光源31により投影されたアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント輝点像i1が、被検眼Eの角膜頂点に形成される(図4参照)。なお、アライメント輝点像i1としては、角膜Ecの前面にてアライメント指標が反射された角膜前面反射光に基づく第1アライメント輝点像i1aと、角膜Ecの後面にてアライメント指標が反射された角膜後面反射光に基づく第2アライメント輝点像i1bと、がそれぞれ形成されるが、これについては後述する。

0033

前眼部観察光学系30bは、角膜Ecからのアライメント指標の角膜反射光を、撮像素子35によって受光する。前眼部観察光学系30bは、対物レンズ34と二次元撮像素子35(以下、撮像素子35と省略する)を有する。撮像素子35は、アライメント輝点像i1を撮影するために用いられる。撮像素子35は、被検眼Eの角膜Ecと略共役な位置に配置される。例えば、撮像素子35としては、2次元CCDイメージセンサ、2次元CMOSイメージセンサ、等が用いられてもよい。

0034

正面投影光学系30aの光軸L1に沿って角膜Ecへ導かれた光は、角膜Ecで反射されることによって、前眼部観察光学系30bへ導かれる。その後、光は、ハーフミラー33を通過し、対物レンズ34を介して、撮像素子22に結像される。その結果、アライメント輝点像i1が取得される。

0035

なお、本実施例において、前眼部観察光学系30bは、被検眼Eを正面方向から観察および撮影するための光学系として兼用される。すなわち、撮像素子35は、被検眼Eの前眼部を撮影した前眼部画像とともに、アライメント輝点像i1を撮影する。被検眼Eの前眼部画像を撮影する際には、図示なき前眼部照明光源が用いられる。もちろん、アライメント光学系30は、指標投影光学系40および正面投影光学系30aにより被検眼Eに投影されたアライメント指標の角膜反射光を検出するための光学系と、被検眼Eを観察および撮影するための光学系と、を別途備える構成であってもよい。

0036

なお、本実施例において、アライメント光学系30は、指標投影光学系40および正面投影光学系30aを備える構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。アライメント光学系30は、少なくとも正面投影光学系30aを備える構成であればよい。すなわち、アライメント光学系30によって、被検眼Eの角膜Ecの中心に向けて投影されたXY方向用のアライメント指標の角膜反射光に基づくアライメント輝点像i1が撮影される構成であればよい。

0037

<作動距離検出光学系>
作動距離検出光学系50は、角膜Ecに向けて、角膜撮像光学系10のフォーカス状態を検出するための光(つまり、検出光)を投影する。作動距離検出光学系50から投影される検出光を利用することで、被検眼に対する撮影部1のZ方向における精密なアライメントが行われる。作動距離検出光学系50は、投光光学系50aと、検出光学系50bと、を有する。

0038

投光光学系50aの光軸L2と検出光学系50bの光軸L3は、光軸L1に関して左右対称な位置に配置される。投光光学系50aは、被検眼Eの角膜Ecに対する角膜撮像光学系10のフォーカス状態を検出するための検出光を、角膜Ecに向けて斜め方向から投光する。一方、検出光学系50bは、複数の画素が配列された検出器54(光検出器54)を備え、投光光学系50aから投光された検出光の角膜Ecからの角膜反射光を、検出器54によって検出する。

0039

投光光学系50aは、照明光源51、集光レンズ52、ピンホール板53、および投光レンズ15を有する。ピンホール板53は、角膜Ecと略共役な位置に配置される。検出光学系50bは、対物レンズ16および検出器54を有している。例えば、検出器54としては、一次元受光素子ラインセンサ)が使用されてもよい。検出器54と角膜Ecは、略共役な位置に配置される。

0040

照明光源51から出射された検出光は、集光レンズ52を介してピンホール板53を照明する。ピンホール板53の開口を通過した検出光は、投光レンズ15を介して角膜Ecに投光され、角膜Ecにて光軸L3方向に反射される。その後、角膜反射光は、対物レンズ16およびダイクロイックミラー17を介して、検出器54に検出される。検出器54は、角膜反射光の深さ方向の強度分布を、信号として制御部70へ出力する。検出器54からの出力信号は、Z方向のアライメント状態を検出するために利用される。ここで、検出器54上における検出光の受光位置は、Z方向における撮影部1と被検眼Eとの位置関係に応じて変化する。撮影装置100は、検出光の受光位置とアライメント適正位置とのずれを検出することにより、Z方向のアライメントずれ量を検出する。

0041

<固視光学系>
固視光学系60は、被検眼を固視させるための固視標を有し、固視標の呈示位置を切り換えることによって、被検眼の視線方向を変更させる。本実施例では、固視標として固視灯が用いられ、固視灯の点灯位置を切り換えることによって、被検眼の視線方向を変更させる。例えば、固視灯は、光軸と直交する面上に複数配置される。固視光学系60は、内部固視光学系60a(図2参照)と外部固視光学系60b(図3参照)を有する。

0042

内部固視光学系60aは、被検眼Eに対して撮影部1の内部から固視灯を投影する。内部固視光学系60aは、可視光源61a〜61i(固視灯61a〜61i)と、投光レンズ62と、ダイクロイックミラー63と、を有する。可視光源61a〜61iは、光軸L4に直交する方向に関して異なる位置に配置され、被検眼の視線を誘導するために用いられる。可視光源61aは、光軸L4の近傍に配置される。可視光源61aは、被検眼Eの視線を正面方向に誘導するために用いられる。可視光源61aは、角膜Ecにおける中心部の内皮細胞画像を得る際に点灯される。また、可視光源61b〜61iは、光軸L4を中心とする同一円周上に配置される。図2に示す例では、被検者から見て、0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度、の各位置に、45度間隔で配置されている。可視光源61b〜61iは、被検眼Eの視線を周辺方向に誘導するために用いられる。可視光源61b〜61iは、角膜Ecにおける中心部の周辺の内皮細胞画像を得る際に点灯される。ダイクロイックミラー63は、可視光を反射し、赤外光を透過する。可視光源61a〜61iから発せられた可視光は、投光レンズ62によって平行光束にされた後、ダイクロイックミラー63に反射され、被検眼Eへ導かれる。その結果、被検眼Eの眼底に固視灯が投影される。

0043

外部固視光学系60bは、被検眼Eに対して撮影部1の外部から固視灯を投影する。外部固視光学系60bは、撮影部1の外側であって、被検者側の面に設けられてもよい。外部固視光学系60bは、可視光源64a〜64f(固視灯64a〜64f)を有する。可視光源64a〜64fは、XY方向に関して異なる位置に配置され、被検眼の視線を誘導するために用いられる。被検眼Eが内部固視光学系60aの可視光源64a〜64fを固視した状態よりも、被検眼Eが外部固視光学系60bの可視光源64a〜64fを固視した状態では、被検眼Eの視線方向を大きく振ることができる。また、可視光源64a〜64fは、光軸L1を中心とする同一円周上に配置される。図3に示す例では、被検者から見て、2時、4時、6時、8時、10時、12時の各位置に、60度間隔で配置されている。可視光源64a〜64fは、被検眼Eの視線を周辺方向に誘導するために用いられる。可視光源64a〜64fは、角膜Ecにおける周辺部の内皮細胞画像を得る際に点灯される。なお、この場合、可視光源64a〜64fを用いて取得される内皮細胞画像は、可視光源61b〜61gを用いて取得される内皮細胞画像よりもさらに外側の像となる。

0044

例えば、角膜下部の内皮細胞画像を撮影する場合、固視灯の点灯位置が上方に設定され、被検眼Eの視線が上方向に誘導される。また、角膜上部の内皮細胞画像を撮影する場合、固視灯の点灯位置が下方に設定され、被検眼Eの視線が下方向に誘導される。

0045

なお、本実施例では、配置位置が異なる複数の固視灯を切り換えて点灯させることによって、被検眼Eの視線を誘導する方向を変更する固視光学系を例に挙げるが、必ずしもこれに限定されない。例えば、単一の固視灯を光軸と直交する方向に移動可能な構成を有し、固視灯を移動させることで、被検眼Eの視線を誘導する方向を変更する固視光学系としてもよい。また、例えば、液晶ディスプレイ有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイプラズマディスプレイ、等の表示パネルを有し、表示パネルの発光位置を制御することで、被検眼Eの視線を誘導する方向を変更する固視光学系としてもよい。

0046

次に、撮影装置100の制御系の概略構成を説明する。撮影装置100は、制御部70、HDD74、画像処理IC75、操作入力部76を有する。

0047

撮影装置100は、制御部70によって各部の制御が行われる。制御部70は、駆動部5、ジョイスティック6、各種光源、各種撮像素子、HDD74、画像処理IC75、操作入力部76、およびモニタ7と接続される。なお、モニタ7は、タッチパネルであってもよい。この場合モニタ7は、操作入力部76の一部を兼用する。

0048

制御部70は、CPU71と、ROM72と、RAM73とを備える。CPU71は、撮影装置100に関する各種の処理を実行するための処理装置である。ROM72は、各種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記憶装置である。RAM73は、書き換え可能な揮発性の記憶装置として用いられるが、もちろんこれに限定されない。RAM73には、制御プログラムが実行される際に一時データが格納される。

0049

HDD74は、書き換え可能な不揮発性の記憶装置として用いられるが、もちろんこれに限定されない。本実施例において、HDD74には、被検眼の前眼部画像が記憶される。

0050

画像処理IC75は、画像形成部として用いられる。画像処理IC75は、撮像素子22から出力される信号を処理することによって、被検眼Eの内皮細胞画像を形成する。また、撮像素子35から出力される信号を処理することによって、被検眼Eの前眼部画像を形成する。本実施例では、制御部70とは別体の回路である画像処理IC75によって、被検眼に関する画像を形成する等の画像処理が行われるが、必ずしもこれに限られるものではなく、画像処理の一部または全部が、制御部70によって行われる構成であってもよい。

0051

ここで、撮影装置100による被検眼Eと撮影部1のXY方向のアライメント動作について説明する。撮影装置100において、指標投影光学系40および正面投影光学系30aを用いた被検眼Eと撮影部1(角膜撮像光学系10)との相対位置の調整が完了すると、被検眼Eの角膜Ecには、指標投影光学系40によるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像と、正面投影光学系30aによるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント輝点像i1(図4参照)が形成された状態となる。

0052

図4は、被検眼Eにおいてアライメント輝点像i1が形成される位置、前眼部観察光学系30bにより撮影される前眼部画像80、および角膜撮像光学系10により撮影される内皮細胞画像90を模式的に示す図である。図4(a)は、被検眼Eの視線を正面方向に誘導した状態である。図4(b)は、被検眼Eの視線を周辺方向(ここでは、下方向)に誘導した状態である。なお、角膜Ecには、アライメント光学系30によるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント輝点像i1と、第1投影光学系40aによるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像n1(アライメント指標像n1aとn1b)と、第2投影光学系40bによるアライメント指標の角膜反射光に基づいたアライメント指標像n2(すなわち、アライメント指標像n2a、n2b、n2c、およびn2d)と、がそれぞれ形成されるが、便宜上、アライメント指標像n1とn2の図示は省略する。

0053

被検眼Eには、正面投影光学系30aによるアライメント輝点像i1として、角膜Ecの前面Ec1(以下、角膜前面Ec1)にてアライメント指標が反射された角膜前面反射光に基づく第1アライメント輝点像i1aが形成される。第1アライメント輝点像i1aは、光軸L1と平行であって、角膜前面Ec1の曲率中心Pa(以下、前面曲率中心Pa)を通る直線上に形成される。また、被検眼Eには、正面投影光学系30aによるアライメント輝点像i1として、角膜Ecの後面Ec2(以下、角膜後面Ec2)にてアライメント指標が反射された角膜後面反射光に基づく第2アライメント輝点像i1bが形成される。第2アライメント輝点像i1bは、光軸L1と平行であって、角膜後面Ec2の曲率中心Pb(以下、後面曲率中心Pb)を通る直線上に形成される。なお、第1アライメント輝点像i1aの輝度に対して、第2アライメント輝点像i1bの輝度は、1/100程度である。

0054

図4(a)のように被検眼Eの視線が正面方向にあるときは、被検眼Eが回旋していない状態となる。一例としては、被検眼Eに内部固視光学系60aの固視灯61aを固視させた場合等に、被検眼Eが回旋していない状態となる。この場合、被検眼Eの前面曲率中心Paと後面曲率中心Pbはともに同軸上に位置するため、第1アライメント輝点像i1aと第2アライメント輝点像i1bがともに同軸上に形成される。前眼部画像80上では、第1アライメント輝点像i1aと第2アライメント輝点像i1bが重なり、第1アライメント輝点像i1aのみがあるように観察される。

0055

図4(b)のように、被検眼Eの視線が所定の角度θをもって下方向にあるときは、被検眼Eが回旋した状態となる。一例としては、被検眼Eに外部固視光学系60bの固視灯64dを固視させた場合等に、被検眼Eが回旋した状態となる。この場合、被検眼Eの前面曲率中心Paと後面曲率中心Pbは同軸上に位置せず、第1アライメント輝点像i1aに対して第2アライメント輝点像i1bは下方向にずれ量Δd分ずれて形成される。このため、前眼部画像80上では、第1アライメント輝点像i1aと第2アライメント輝点像i1bがどちらも観察される。

0056

従来のアライメント動作では、被検眼Eに対して角膜撮像光学系10をアライメントするためのアライメント基準位置Kを、角膜前面反射光に基づいた第1アライメント輝点像i1aの位置に設定しており、アライメント基準位置Kと光軸L1を略一致させた状態において、内皮細胞画像が撮影されていた。この場合、被検眼Eの視線が正面方向にあれば、光軸L1に対して角膜後面Ec2が適切に配置される。一例として、角膜後面Ec2の光軸L1と交わる接線N1が、光軸L1に対して略垂直となる。このため、角膜撮像光学系10において、照明光源11から光軸L2に沿って照射された照明光が、角膜後面Ec2で反射されたとき、反射光は光軸L3に沿って進み、撮像素子22に撮像される。これによって、内皮細胞画像90は、その明るさが中心部と周辺部で均一に撮影される。

0057

一方、被検眼Eの視線が下方向にあると、光軸L1に対して角膜後面Ec2が適切に配置されないことがある。一例として、角膜後面Ec2の光軸L1と交わる接線N1が、光軸L1に対して略垂直とならず、傾くことがある。このため、角膜撮像光学系10において、照明光源11から光軸L2に沿って照射された照明光が、角膜後面Ec2で反射されたとき、反射光は光軸L3からずれて進み、一部の光が撮像素子22に撮像されなくなる。これによって、内皮細胞画像90は、その明るさが不均一となってしまい、周辺部が暗く撮影される。

0058

従来のXY方向のアライメント動作では、上述のように、内皮細胞画像90を良好に撮影できない場合があった。なお、本実施例では、被検眼Eの視線方向による違いを例に挙げたがこれに限定されず、被検眼Eの視線が正面方向にあっても、前面曲率中心Paと後面曲率中心Pbが互いに偏心した状態(例えば、被検眼Eがレーシック等の屈折矯正手術を施している場合、被検眼Eが角膜疾患をもつ場合、等)では、同様に、内皮細胞画像90を良好に撮影できない場合があった。

0059

そこで、本実施例では、XY方向のアライメント動作において、アライメント基準位置Kを角膜後面反射光に基づいた第2アライメント輝点像i1bの位置に設定し、アライメント基準位置Kと光軸L1を略一致させた状態において、内皮細胞画像を撮影する。例えば、これによれば、角膜後面Ec2が光軸L1と交わる接線N1が光軸L1に対して略垂直となる位置で、内皮細胞画像90を良好に撮影することができる。

0060

<制御動作>
以下、撮影装置100が角膜内皮細胞画像を撮影する制御動作を、図5に示すフローチャートを用いて説明する。

0061

<被検眼の前眼部画像の撮影>
検者は、被検者に、固視灯を固視するように指示を出す。まず、CPU71は、内部固視光学系60aにおける固視灯61aを点灯させる(S1)。これによって、被検眼Eに固視灯61aが呈示される。

0062

次に、CPU71は、図示なき前眼部観察用光源を点灯させる。画像処理IC75は、前眼部観察光学系30bの撮像素子22から出力される信号を処理して、被検眼の前眼部画像80を生成するとともに、前眼部画像80をモニタ7へ出力させる(S2)。本実施例では、画像処理IC75により、前眼部画像80が逐次形成されるとともにモニタ7に逐次表示される。言い換えると、画像処理IC75により、前眼部画像80がライブ画像としてモニタ7に表示される。

0063

<被検眼と撮影部のアライメント>
CPU71は、前眼部画像80を利用して、被検眼Eに対する撮影部1のアライメント処理を実行する。CPU71は、正面投影光学系30aにおける赤外光源31を点灯させる。また、CPU71は、第1投影光学系40aにおける赤外光源41aおよび41bと、第2投影光学系40bにおける赤外光源43a〜43dと、をそれぞれ点灯させる。また、CPU71は、作動距離検出光学系50における照明光源51を点灯させる。

0064

図6は、モニタ7に表示される前眼部画像80の一例である。図6(a)は、被検眼に対して撮影部1がずれた状態(つまり、アライメントずれがある状態)を示す。図6(b)は、被検眼に対して撮影部1がずれていない状態(つまり、アライメントずれがない状態)を示す。なお、前眼部画像80には、正面投影光学系30aによる第1アライメント輝点像i1aと、第1投影光学系40aによるアライメント指標像n1aおよびn1bと、第2投影光学系40bによるアライメント指標像n2a〜n2dと、が形成される。

0065

CPU71は、第2投影光学系40bによるアライメント指標像n2a〜n2dと、正面投影光学系30aによる第1アライメント輝点像i1aと、を用いて、XY方向のアライメントを行う(S3)。このアライメントでは、第1アライメント輝点像i1aの位置にアライメント基準位置Kが設定され、第1アライメント輝点像i1a(アライメント基準位置K)が光軸L1に一致される。CPU71は、アライメント指標像n2a〜n2dを検出し、これらのアライメント指標像からなる矩形の中心位置を、被検眼Eの略角膜頂点位置Moとして検出する。

0066

図7は、アライメント制御を説明する図である。図7(a)は、レチクルRに対する略角膜頂点位置Moのアライメントを示している。図7(b)は、レチクルRに対する第1アライメント輝点像i1aのアライメントを示している。CPU71は、前眼部画像80上にて電子的に表示される光軸L1の中心位置を表したレチクルRに対する略角膜頂点位置MoのXY方向におけるアライメントずれの方向および偏位量Δq1を検出する。また、CPU71は、偏位量Δq1が許容範囲A1に入るように、撮影部1をXY方向に移動させる。この結果、前眼部画像80上に第1アライメント輝点像i1aが検出されるようになる。

0067

続いて、CPU71は、レチクルRに対する第1アライメント輝点像i1aのXY方向におけるアライメントずれの方向および偏位量Δq2を検出する。また、CPU71は、偏位量Δq2が許容範囲に入るように、撮影部1をXY方向に移動させる。これにより、図6(a)に示す状態から図6(b)に示す状態となり、XY方向のアライメントが完了する。

0068

また、CPU71は、第1投影光学系40aによるアライメント指標像n1aおよびn1bと、第2投影光学系40bによるアライメント指標像n2a〜n2dと、を用いて、Z方向のアライメントを行う(S4)。第1アライメント輝点像i1aが検出可能な状態では、アライメント指標像n1aおよびn1bも検出可能な状態となる。なお、アライメント指標像n1aおよびn1bは無限遠であり、アライメント指標像n2a〜n2dは有限遠である。このため、例えば、被検眼Eに対して撮影部1がZ方向にずれた場合、アライメント指標像n1aおよびn1bの間隔はほとんど変化しないが、アライメント指標像n2aおよびn2bの間隔と、アライメント指標像n2cおよびn2dの間隔と、は変化する。CPU71は、アライメント指標像n1aおよびn1bの間隔と、アライメント指標像n2aおよびn2bの間隔(または、アライメント指標像n2cおよびn2dの間隔)と、を比較することで、Z方向におけるアライメントずれの方向/偏位量を検出し、アライメントずれが許容範囲に入るように、撮影部1をZ方向に移動させる。なお、これについての詳細は、特開平6−46999号公報を参照されたい。

0069

CPU71は、さらに、作動距離検出光学系50における検出光を用いて、Z方向のアライメントを行う。図8は、検出器57にて検出される上皮ピークを示す図である。CPU71は、検出器54から出力される信号に基づいて駆動部5を制御し、撮影部1をZ方向に移動させる。例えば、CPU71は、深さ方向に関する角膜反射光の強度分布を示す波形において、角膜上皮からの反射光に対応するピークPを、検出器54からの出力信号によって示される強度分布に基づいて検出する。検出器54上における上皮ピークの位置Pzが、検出器54の所定画素の位置(例えば、中心の画素の位置)となるように駆動部5を駆動させる。その結果として、撮影装置100では、角膜撮像光学系10のフォーカスが角膜上皮またはその近傍にセットされる。以上のようにして、Z方向のアライメントが行われる。

0070

<被検眼Eの視線誘導
検者は、被検眼Eに対する撮影部1のXYZアライメントが完了すると、被検眼Eの視線を誘導するために固視灯を点灯させる。検者は、モニタ7(操作入力部76)を操作して、固視灯の点灯位置を指定する。CPU71は、モニタ7から入力された信号に応じて、固視灯の点灯位置を変更する(S5)。

0071

例えば、本実施例では、CPU71が、被検眼Eの視線を下方向に誘導するために、外部固視光学系60bの固視灯64dを点灯させる。これによって、被検眼Eに固視灯64dが呈示される。また、被検眼Eの視線が下方向に向けられたことで、被検眼Eの前眼部画像80には、正面投影光学系30aによる第1アライメント輝点像i1aと第2アライメント輝点像i1bが観察されるようになる。

0072

<アライメント輝点像の検出>
CPU71は、前眼部画像80を解析処理することにより、第1アライメント輝点像i1aを検出する(S6)。例えば、CPU71は、前眼部画像80に対して、解析処理としてエッジ検出を行い、輝度の立ち上がり、輝度の立ち下がり、等を検出することによって、第1アライメント輝点像i1aを検出する。もちろん、解析処理は、エッジ検出に限定されるものではなく、第1アライメント輝点像i1aを検出可能な構成であればよい。

0073

CPU71は、前眼部画像80から第1アライメント輝点像i1aを検出すると、第1アライメント輝点像i1aに基づいて、第2アライメント輝点像i1bを検出するための検出領域を設定する(S7)。例えば、検出領域は、第1アライメント輝点像i1aを中心として、第1アライメント輝点像i1aの周囲に設定されてもよい。また、例えば、検出領域は、第1アライメント輝点像i1aに対して所定の位置に設定されてもよい。本実施例では、検出領域が第1アライメント輝点像i1aに対して所定の位置に設定される場合を例示する。

0074

図9は、第1アライメント輝点像i1aに基づいて設定される検出領域Sの一例である。図9(a)は、被検眼Eに固視灯64aが呈示された状態である。図9(b)は、被検眼Eに固視灯64dが呈示された状態である。被検眼Eの角膜Ecに第2アライメント輝点像i1bが形成される方向は、被検眼Eに対する固視灯の呈示位置(言い換えると、被検眼Eの視線方向)から予測することができる。例えば、図9(a)のように、被検眼Eに対して固視灯64aが呈示された場合(つまり、被検眼Eの視線が上方向に向けられた場合)には、第1アライメント輝点像i1aよりも上方向に、第2アライメント輝点像i1bが形成される。また、例えば、図9(b)のように、被検眼Eに対して固視灯64dが呈示された場合(つまり、被検眼Eの視線が下方向に向けられた場合)には、第1アライメント輝点像i1aよりも下方向に、第2アライメント輝点像i1bが形成される。

0075

また、被検眼Eの角膜Ecに第2アライメント輝点像i1bが形成される位置は、被検眼Eに対する固視灯の呈示角度から予測することができる。例えば、固視灯の呈示角度が小さいほど、第1アライメント輝点像i1aに近い位置に第2アライメント輝点像i1bが形成され、固視灯の呈示角度が大きいほど、第1アライメント輝点像i1aから遠い位置に第2アライメント輝点像i1bが形成される。一例として、被検眼Eに固視灯61cを呈示した状態と固視灯64aを呈示した状態では、固視灯64aを呈示した状態のほうが、第1アライメント輝点像i1aから遠い位置に第2アライメント輝点像i1bが形成される。

0076

このため、実験シミュレーション等から、固視灯の呈示位置および呈示角度に第2アライメント輝点像i1bが形成される方向と位置を予め対応付けて、ROM93に記憶しておいてもよい。CPU71は、第1アライメント輝点像i1aに対して、被検眼Eに対する固視灯の呈示位置および呈示角度に応じた検出領域Sを設定する。なお、図9では、検出領域Sを四角形状としたが、種々の形状とすることができる。また、検出領域Sは、前眼部画像80の上半分(下半分)、等としてもよい。

0077

CPU71は、前眼部画像80を解析処理することにより、第1アライメント輝点像i1aに基づいて設定された検出領域Sから、第2アライメント輝点像i1bを検出する(S8)。CPU71は、第1アライメント輝点像i1aの検出と同様、エッジ検出によって、第2アライメント輝点像i1bを検出してもよい。

0078

なお、前眼部画像80には、アライメント輝点像i1として、被検眼Eの水晶体の前面にてアライメント指標が反射された水晶体前面反射光に基づく図示なき第3アライメント輝点像と、被検眼Eの水晶体の後面にてアライメント指標が反射された水晶体後面反射光に基づく図示なき第4アライメント輝点像も形成される。このうち、第4アライメント輝点像は、第2アライメント輝点像i1bと同程度の大きさであり、Z方向において略同一の位置に形成されるため、互いに区別し難い。また、第4アライメント輝点像は、第1アライメント輝点像i1aに対して、第2アライメント輝点像i1bが形成されるXY方向と同一の方向に形成される。しかし、第4アライメント輝点像が形成されるXY方向の位置は、第2アライメント輝点像i1bが形成されるXY方向の位置とは大きく異なるため、第2アライメント輝点像i1bの検出領域Sを適切に設定しておくことで、第2アライメント輝点像i1bを検出する際に、第4アライメント輝点像を誤検出する可能性が低減される。

0079

<アライメント基準位置の設定>
CPU71は、第2アライメント輝点像i1bを検出すると、第2アライメント輝点像i1bの位置に基づいて、被検眼Eに対して角膜撮像光学系10をアライメントするためのアライメント基準位置Kを設定する(S9)。本実施例において、ステップS3では、被検眼Eが正面方向を向いており、第1アライメント輝点像i1aの位置にアライメント基準位置Kが設定されていたが、ここでは、被検眼Eが下方向を向いており、第2アライメント輝点像i1bの位置にアライメント基準位置Kが変更される。

0080

続いて、CPU71は、アライメント基準位置Kとして設定された第2アライメント輝点像i1bと中心軸L1を一致(略一致)させるためのアライメントを実行する。図10は、第2アライメント輝点像i1bの位置に基づくアライメント制御を説明する図である。図10(a)は、レチクルRに対する第2アライメント輝点像i1bのアライメントを示している。図10(b)は、モニタ7に表示される前眼部画像80の一例である。CPU71は、前眼部画像80上に表示されたレチクルRに対する第2アライメント輝点像i1bのXY方向におけるアライメントずれの方向および偏位量Δq3を検出する。また、CPU71は、偏位量Δq3が許容範囲A3に入るように、撮影部1をXY方向に移動させる。これによって、被検眼Eと撮影部1のXY方向における相対位置が調整され、前眼部画像80上では、図10(b)に示すように第2アライメント輝点像i1bがレチクルR(光軸L1の中心位置)に重なって表示された状態となる。

0081

<内皮細胞画像の撮影>
CPU71は、アライメント基準位置Kを設定すると、被検眼Eの内皮細胞画像90を撮影する。CPU71は、角膜撮像光学系10の照明光源11を点灯させる。画像処理IC75は、角膜撮像光学系10の撮像素子22から出力される信号を処理して、被検眼の内皮細胞画像90を生成するとともに、内皮細胞画像90をモニタ7へ出力させる(S10)。これらの動作によって、被検眼Eの内皮細胞画像90が良好に撮影される。

0082

なお、本実施例では、角膜内皮細胞画像を撮影する際に、内部固視灯61aを点灯させてXY方向及びZ方向のアライメントを行った後、外部固視灯64dを点灯させて第1アライメント輝点像i1a及び第2アライメント輝点像i1bを検出する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、角膜内皮細胞画像を撮影する際には、外部固視灯を点灯させてXY方向及びZ方向のアライメントを行った後、第1アライメント輝点像i1a及び第2アライメント輝点像i1bを検出する構成としてもよい。

0083

以上説明したように、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、被検眼の角膜の前面からの角膜反射光に基づく第1アライメント輝点像と、被検眼の角膜の後面からの角膜反射光に基づく第2アライメント輝点像と、のうちの少なくとも第2アライメント輝点像を検出し、第2アライメント輝点像に基づいて、被検眼に対して角膜撮像光学系を位置合わせするためのアライメント基準位置を設定する。被検眼と角膜撮像光学系との相対位置を第2アライメント輝点像に基づいて調整することで、内皮細胞画像を、光軸に対して角膜の後面が適切に配置された状態で、内皮細胞画像を撮影することができる。これによって、内皮細胞画像の明るさが中心部と周辺部で均一になり、周辺部が暗くなることを抑えた、良好な画像を得ることができる。

0084

また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第2アライメント輝点像に基づいて、被検眼に対して撮像光学系を位置合わせするためのアライメント基準位置を設定し、アライメント基準位置に基づいて、被検眼と撮像光学系との相対位置の調整を行う。これにより、第2アライメント輝点像を常に検出して、第2アライメント輝点像を光軸に一致(略一致)させることができ、光軸に対して角膜の後面がより適切に配置される。

0085

また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第1アライメント輝点像を検出するとともに、第1アライメント輝点像に基づいて、第2アライメント輝点像を検出する。第2アライメント輝点像は、第1アライメント輝点像の周辺に形成されるが、その輝度は小さく、検出し難い。第1アライメント輝点像をガイドとすることで、第2アライメント輝点像を効率よく検出できる。

0086

また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第2アライメント輝点像を検出するための検出領域を設定し、検出領域内から第2アライメント輝点像を検出して、第2アライメント輝点像に基づくアライメント基準位置を設定する。前述のように、第2アライメント輝点像は輝度が小さく検出し難いが、予め検出領域を設定しておくことで、第2アライメント輝点像をより効率よく検出できる。また、予め検出領域を設定しておくことで、第2アライメント輝点像とは異なる像を誤検出する可能性が低減される。

0087

また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、第1アライメント輝点像の周辺に、第2アライメント輝点像を検出するための検出領域を設定する。第2アライメント輝点像は第1アライメント輝点像の周辺に形成されるため、予め第1アライメント輝点像の周辺に検出領域を設定しておくことによって、第2アライメント輝点像とは異なる像の誤検出を抑制し、第2アライメント輝点像を効率よく検出できる。

0088

また、例えば、本実施例における角膜内皮細胞撮影装置は、被検眼に対する固視標の呈示位置に基づいて、第2アライメント輝点像を検出するための検出領域を設定する。例えば、被検眼の視線方向によって、第2アライメント輝点像が形成される位置は変化する。このため、被検眼に呈示する固視標の呈示位置から、第2アライメント輝点像が形成される位置を予測して検出領域を小さく設定しておくことができ、第2アライメント輝点像を効率よく検出できる。

0089

変容例>
なお、本実施例では、前眼部観察光学系30bにおける撮像素子35からの信号を画像処理IC75により画像化した被検眼Eの前眼部画像80を用いて、被検眼Eの角膜反射光に基づくアライメント輝点像i1を検出する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、撮像素子35の撮像面における信号をそのまま利用して、被検眼Eの角膜反射光に基づくアライメント輝点像i1を検出する構成としてもよい。

0090

なお、本実施例では、被検眼Eの角膜前面反射光に基づく第1アライメント輝点像i1aと、被検眼Eの角膜後面反射光に基づく第2アライメント輝点像i1bと、をどちらも検出する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。本実施例では、第1アライメント輝点像i1aと第2アライメント輝点像i1bとのうち、少なくとも第2アライメント輝点像i1bを検出する構成であればよい。すなわち、第2アライメント輝点像i1bのみを検出する構成としてもよい。例えば、この場合には、被検眼Eに対する固視灯の呈示位置と呈示角度に応じた検出領域Sを設定しておくことで、第1アライメント輝点像i1aを利用せずに、第2アライメント輝点像i1bを検出してもよい。

0091

なお、本実施例では、第2アライメント輝点像i1bを検出するための検出領域Sを設定する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、検出領域Sは必ずしも設けなくてもよく、この場合には、第1アライメント輝点像i1aの輝度の次に高い位置を、第2アライメント輝点像i1bとして検出してもよい。

0092

なお、本実施例では、被検眼Eと撮影部1(角膜撮像光学系10)との相対位置を調整するために、前眼部画像80から検出された第2アライメント輝点像i1bの位置に基づいてアライメント基準位置Kを設定し、光軸L1の中心位置に表示されたレチクルRにアライメント基準位置Kを一致させるように撮影部1をXY方向に移動させる構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。被検眼Eと撮影部1との相対位置を調整するために、前眼部画像80上に表示されるレチクルRの位置を移動させてもよい。すなわち、レチクルRの表示を光軸L1の中心位置とは異なる位置に移動させてもよい。この場合、前眼部画像80において、第1アライメント輝点像i1aに対する第2アライメント輝点像i1bのXY方向の偏位量を検出し、この偏位量に基づいてレチクルRの位置が移動される。例えば、第1アライメント輝点像i1aをレチクルRに一致させるように撮影部1をXY方向に移動させることで、第2アライメント輝点像i1bを光軸L1に一致させる構成としてもよい。

0093

なお、本実施例では、外部固視光学系60bが備える固視灯を点灯させ、被検眼Eの視線を誘導した状態で、第2アライメント輝点像i1bにアライメント基準位置Kを設定する構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。もちろん、内部固視光学系60aが備える固視灯(例えば、固視灯61b〜61i)を点灯させ、被検眼Eの視線を誘導した状態で、第2アライメント輝点像i1bにアライメント基準位置Kを設定する構成としてもよい。しかし、内部固視光学系60aの固視灯61b〜61iを用いる場合は、必ずしも第2アライメント輝点像i1bにアライメント基準位置Kを設定しなくてもよい。

0094

例えば、本実施例において、被検眼Eが外部固視光学系60bの固視灯64a〜64fを固視した場合は、被検眼Eに対する固視灯の呈示角度がおよそ25度となり、第1アライメント輝点像i1aに対する第2アライメント輝点像i1bのずれ量Δdが大きい。一方、被検眼Eが内部固視光学系60aの固視灯61b〜61iを固視した場合は、被検眼Eに対する固視標の呈示角度がおよそ5度になり、第1アライメント輝点像i1aに対する第2アライメント輝点像i1bのずれ量Δdが小さい。このため、内部固視光学系60aの固視灯61b〜61iを用いる場合は、第1アライメント輝点像i1aにアライメント基準位置Kを設定する構成としてもよい。

0095

つまり、撮影装置100は、被検眼Eに対して、固視灯が角膜Ecの中心部における内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合(言い換えると、被検眼Eに対する固視灯の呈示角度が所定の角度未満である場合)は、第1アライメント輝点像i1aを検出して、第1アライメント輝点像i1aに基づくアライメント基準位置Kを設定してもよい。また、撮影装置100は、被検眼Eに対して、固視灯が角膜Ecの周辺部における内皮細胞画像を撮影するための呈示位置に呈示された場合(言い換えると、被検眼Eに対する固視灯の呈示角度が所定の角度以上である場合)は、第2アライメント輝点像i1bを検出して、第2アライメント輝点像i1bに基づくアライメント基準位置Kを設定してもよい。このような構成によって、被検眼Eの角膜Ecの周辺部における内皮細胞画像を撮影する場合であっても、光軸L1に対して角膜後面Ec2が適切に配置され、内皮細胞画像を良好に撮影することができる。

0096

なお、上記では、固視灯の呈示位置に基づいて、第1アライメント輝点像i1aを利用したアライメントを実行するか、または第2アライメント輝点像i1bを利用したアライメントを実行するか、を変更しているがこれに限定されない。例えば、被検眼Eの視線方向の角度θ(つまり、被検眼Eの視軸と光軸L1のなす角度)に基づいて、第1アライメント輝点像i1aと第2アライメント輝点像i1bのいずれを利用するかが切り換えられてもよい。一例として、角度θに5度〜25度の範囲内で閾値を設け、角度θが閾値未満である場合に第1アライメント輝点像i1aを利用し、角度θが閾値以上である場合に第2アライメント輝点像i1bを利用する構成としてもよい。このような閾値は、検者が任意の値に設定できてもよいし、予め所定の値が設定されていてもよい。

0097

なお、本実施例においては、前述のように、第1アライメント輝点像i1aの輝度に対して第2アライメント輝点像i1bの輝度は1/100程度しかなく、第2アライメント輝点像i1bが検出されないことが起こり得る。そこで、被検眼Eの視線を周辺方向に誘導する際には、第2アライメント輝点像i1bが検出されやすくなるように、第2アライメント輝点像i1bの検出光量を調整してもよい。一例として、前眼部観察光学系30bの赤外光源31から出射される光の量を増加させることで、撮像素子35の検出光量を増加させてもよい。また、一例として、撮像素子35のゲインを増大させることで、撮像素子35の検出光量を増加させてもよい。もちろん、赤外光源31における光量の調整と、撮像素子35におけるゲインの調整と、をいずれも行ってもよい。

0098

例えば、このような第2アライメント輝点像i1bの検出光量の調整は、検者による任意のタイミングで行われてもよいし、被検眼Eに固視させる固視灯の点灯とともに自動で調整されてもよい。第2アライメント輝点像i1bが検出されなかったときに、自動で調整するような構成としてもよい。これによって、第1アライメント輝点像よりも輝度が小さな第2アライメント輝点像を、効率よく検出することができる。

0099

なお、本実施例にて開示した技術は、本実施例に例示した装置への適用に限定されない。例えば、上記実施例の機能を行う端末制御ソフトウェア(プログラム)を、ネットワークまたは各種の記憶媒体等を介してシステムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置の制御装置(例えば、CPU等)が、プログラムを読み出して実行することも可能である。

0100

10角膜撮像光学系
30アライメント光学系
30a正面投影光学系
30b 前眼部観察光学系
40指標投影光学系
50作動距離検出光学系
60固視光学系
70 制御部
100 角膜内皮細胞撮影装置

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