(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023181465
(43)【公開日】2023-12-21
(54)【発明の名称】眼科装置、及びその制御方法
(51)【国際特許分類】
A61B 3/14 20060101AFI20231214BHJP
【ＦＩ】
A61B3/14
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023188101
(22)【出願日】2023-11-02
(62)【分割の表示】P 2019164111の分割
【原出願日】2019-09-10
(71)【出願人】
【識別番号】000220343
【氏名又は名称】株式会社トプコン
(74)【代理人】
【識別番号】100124626
【弁理士】
【氏名又は名称】榎並 智和
(72)【発明者】
【氏名】森口 祥聖
(72)【発明者】
【氏名】藤野 誠
(72)【発明者】
【氏名】福間 康文
(57)【要約】
【課題】簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定するための新たな技術を提供する。
【解決手段】眼科装置は、投影部と、取得部と、特定部とを含む。投影部は、第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する。取得部は、戻り光の検出結果に基づいて、第１方向に延びる開口の形状に対応した受光像を取得する。特定部は、取得された１以上の受光像における第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する。投影部は、受光側のイメージセンサの検出面において開口の位置に対して第２方向に相対的に移動した投影位置に投影されるようにパターン光を投影する。特定部は、検出面において開口の位置に対して投影位置を相対的に移動することにより得られた輝度分布に基づいて、合焦状態を特定する。
【選択図】図１
【解決手段】眼科装置は、投影部と、取得部と、特定部とを含む。投影部は、第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する。取得部は、戻り光の検出結果に基づいて、第１方向に延びる開口の形状に対応した受光像を取得する。特定部は、取得された１以上の受光像における第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する。投影部は、受光側のイメージセンサの検出面において開口の位置に対して第２方向に相対的に移動した投影位置に投影されるようにパターン光を投影する。特定部は、検出面において開口の位置に対して投影位置を相対的に移動することにより得られた輝度分布に基づいて、合焦状態を特定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検眼に受光側の開口の形状に対応した投影形状を有するパターン光を投影し、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光を受光するイメージセンサの検出面における前記開口の形状に対応してローリングシャッター方式により前記イメージセンサから前記戻り光の受光結果を読み出す眼科装置であって、
第１方向に延びる投影形状の前記パターン光を前記被検眼に投影する投影部と、
前記戻り光の検出結果に基づいて、前記第１方向に延びる前記開口の形状に対応した受光像を取得する取得部と、
前記取得部により取得された１以上の受光像における前記第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定部と、
を含み、
前記投影部は、前記検出面において前記開口の位置に対して前記第２方向に相対的に移動した投影位置に投影されるように前記パターン光を投影し、
前記特定部は、前記検出面において前記開口の位置に対して前記投影位置を相対的に移動することにより得られた前記輝度分布に基づいて、前記合焦状態を特定する、眼科装置。
第１方向に延びる投影形状の前記パターン光を前記被検眼に投影する投影部と、
前記戻り光の検出結果に基づいて、前記第１方向に延びる前記開口の形状に対応した受光像を取得する取得部と、
前記取得部により取得された１以上の受光像における前記第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定部と、
を含み、
前記投影部は、前記検出面において前記開口の位置に対して前記第２方向に相対的に移動した投影位置に投影されるように前記パターン光を投影し、
前記特定部は、前記検出面において前記開口の位置に対して前記投影位置を相対的に移動することにより得られた前記輝度分布に基づいて、前記合焦状態を特定する、眼科装置。
【請求項2】
前記特定部は、前記受光像における前記第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、
前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御部を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御部を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
【請求項3】
前記制御部は、明部又は暗部が所定の位置に移動するように前記合焦制御を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の眼科装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の眼科装置。
【請求項4】
前記パターン光及び前記戻り光の光路に配置された合焦機構を含み、
前記制御部は、前記特定された合焦制御内容に基づいて前記合焦機構を制御する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の眼科装置。
前記制御部は、前記特定された合焦制御内容に基づいて前記合焦機構を制御する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の眼科装置。
【請求項5】
前記投影部は、前記投影形状を変更可能なパターン光を出力するプロジェクタを含む
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。
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。
【請求項6】
前記投影部は、前記合焦状態を特定するための第１投影形状のパターン光を出力し、前記パターン光の合焦制御後に、前記第１投影形状と異なる第２投影形状のパターン光を出力し、
前記取得部は、前記第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する
ことを特徴とする請求項５に記載の眼科装置。
前記取得部は、前記第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する
ことを特徴とする請求項５に記載の眼科装置。
【請求項7】
被検眼に受光側の開口の形状に対応した投影形状を有するパターン光を投影し、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光を受光するイメージセンサの検出面における前記開口の形状に対応してローリングシャッター方式により前記イメージセンサから前記戻り光の受光結果を読み出す眼科装置の制御方法であって、
第１方向に延びる投影形状の前記パターン光を前記被検眼に投影する投影ステップと、
前記戻り光の検出結果に基づいて、前記第１方向に延びる前記開口の形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された１以上の受光像における前記第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、
を含み、
前記投影ステップは、前記検出面において前記開口の位置に対して前記第２方向に相対的に移動した投影位置に投影されるように前記パターン光を投影し、
前記特定ステップは、前記検出面において前記開口の位置に対して前記投影位置を相対的に移動することにより得られた前記輝度分布に基づいて、前記合焦状態を特定する、眼科装置の制御方法。
第１方向に延びる投影形状の前記パターン光を前記被検眼に投影する投影ステップと、
前記戻り光の検出結果に基づいて、前記第１方向に延びる前記開口の形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された１以上の受光像における前記第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、
を含み、
前記投影ステップは、前記検出面において前記開口の位置に対して前記第２方向に相対的に移動した投影位置に投影されるように前記パターン光を投影し、
前記特定ステップは、前記検出面において前記開口の位置に対して前記投影位置を相対的に移動することにより得られた前記輝度分布に基づいて、前記合焦状態を特定する、眼科装置の制御方法。
【請求項8】
前記特定ステップは、前記受光像における前記第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、
前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御ステップを含む
ことを特徴とする請求項７に記載の眼科装置の制御方法。
前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御ステップを含む
ことを特徴とする請求項７に記載の眼科装置の制御方法。
【請求項9】
前記投影ステップは、
前記合焦状態を特定するための第１投影形状のパターン光を出力する第１投影ステップと、
前記パターン光の合焦制御後に、前記第１投影形状と異なる第２投影形状のパターン光を出力する第２投影ステップと、
を含み、
前記取得ステップは、
前記第１投影ステップにおいて投影された前記第１投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて前記開口の形状に対応した受光像を取得する第１取得ステップと、
前記第２投影ステップにおいて投影された前記第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する第２取得ステップと、
を含む
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の眼科装置の制御方法。
前記合焦状態を特定するための第１投影形状のパターン光を出力する第１投影ステップと、
前記パターン光の合焦制御後に、前記第１投影形状と異なる第２投影形状のパターン光を出力する第２投影ステップと、
を含み、
前記取得ステップは、
前記第１投影ステップにおいて投影された前記第１投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて前記開口の形状に対応した受光像を取得する第１取得ステップと、
前記第２投影ステップにおいて投影された前記第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する第２取得ステップと、
を含む
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の眼科装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、眼科装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スクリーニングにおいて眼科装置を用いた眼科検査が行われる。このような眼科装置は、自己検診への応用も期待されており、より一層の小型化、軽量化が望まれる。
【0003】
例えば、特許文献１及び特許文献２には、スリット光を用いて被検眼をパターン照明し、その戻り光をＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサで検出するように構成された眼科装置が開示されている。この眼科装置は、照明パターンと、ＣＭＯＳイメージセンサによる受光タイミングとを調整することにより、簡素な構成で被検眼の画像を取得することが可能である。
【0004】
このような眼科装置においても、他の眼科装置と同様に、スリット光の合焦状態が最適なときにパターン照明することで、より高い分解能の画像を取得することができる。特許文献１及び特許文献２では、被検眼からの照明光の反射光量を用いて合焦機構を駆動する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第７８３１１０６号明細書
【特許文献2】米国特許第８２３７８３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、被検眼からの照明光の反射光量は、被検眼の状態、又は照明光の照射位置に応じて変化する。従って、被検眼によっては照明光の反射光量が少なく、スリット光の焦点位置を最適な位置に移動させることが困難な場合がある。すなわち、最適な合焦状態を再現性よく実現することが難しい。
【0007】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定するための新たな技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
いくつかの実施形態の第１態様は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影部と、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第１方向に交差する第２方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得部と、前記受光像の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定部と、を含む眼科装置である。
【0009】
いくつかの実施形態の第２態様は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影部と、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第１方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得部と、前記取得部により取得された１以上の受光像における前記第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定部と、を含む眼科装置である。
【0010】
いくつかの実施形態の第３態様では、第１態様又は第２態様において、前記特定部は、前記受光像における前記第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御部を含む。
【0011】
いくつかの実施形態の第４態様では、第３態様において、前記制御部は、明部又は暗部が所定の位置に移動するように前記合焦制御を行う。
【0012】
いくつかの実施形態の第５態様は、第３態様又は第４態様において、前記パターン光及び前記戻り光の光路に配置された合焦機構を含み、前記制御部は、前記特定された合焦制御内容に基づいて前記合焦機構を制御する。
【0013】
いくつかの実施形態の第６態様では、第１態様～第５態様のいずれかにおいて、前記投影部は、前記投影形状を変更可能なパターン光を出力するプロジェクタを含む。
【0014】
いくつかの実施形態の第７態様では、第６態様において、前記投影部は、前記合焦状態を特定するための第１投影形状のパターン光を出力し、前記パターン光の合焦制御後に、前記第１投影形状と異なる第２投影形状のパターン光を出力し、前記取得部は、前記第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する。
【0015】
いくつかの実施形態の第８態様では、第１態様～第７態様のいずれかにおいて、前記取得部は、前記戻り光を検出するイメージセンサを含み、ローリングシャッター方式により前記受光像を取得する。
【0016】
いくつかの実施形態の第９態様は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影ステップと、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第１方向に交差する第２方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、前記受光像の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む眼科装置の制御方法である。
【0017】
いくつかの実施形態の第１０態様は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影ステップと、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第１方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された１以上の受光像における前記第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む眼科装置の制御方法である。
【0018】
いくつかの実施形態の第１１態様では、第９態様又は第１０態様において、前記特定ステップは、前記受光像における前記第２方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御ステップを含む。
【0019】
いくつかの実施形態の第１２態様では、第９態様～第１１態様のいずれかにおいて、前記投影ステップは、前記合焦状態を特定するための第１投影形状のパターン光を出力する第１投影ステップと、前記パターン光の合焦制御後に、前記第１投影形状と異なる第２投影形状のパターン光を出力する第２投影ステップと、を含み、前記取得ステップは、前記第１投影ステップにおいて投影された前記第１投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて前記開口形状に対応した受光像を取得する第１取得ステップと、前記第２投影ステップにおいて投影された前記第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する第２取得ステップと、を含む。
【0020】
いくつかの実施形態の第１３態様では、第９態様～第１２態様のいずれかにおいて、前記取得ステップは、前記戻り光の検出結果に基づいてローリングシャッター方式により前記受光像を取得する。
【0021】
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。
【発明の効果】
【0022】
この発明によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定するための新たな技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】実施形態に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。
【図2】実施形態に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。
【図3】実施形態に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。
【図4】実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。
【図5A】実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。
【図5B】実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。
【図5C】実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。
【図6】実施形態に係る眼科装置の動作例のフロー図である。
【図7】実施形態の変形例に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。
【図8】実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。
【図9】実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。
【図10A】実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。
【図10B】実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。
【図10C】実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。
【図11】実施形態の変形例に係る眼科装置の動作例のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
この発明に係る眼科装置、及びその制御方法の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。
【0025】
実施形態に係る眼科装置は、被検眼にパターン光を投影する投影系と、被検眼からのパターン光の戻り光を受光する受光系とを含み、受光系により得られた戻り光の受光結果に基づいて被検眼の眼底の画像を取得することが可能である。いくつかの実施形態では、眼科装置は、上記と同様の構成を用いて、被検眼の前眼部の画像を取得する。
【0026】
例えば、投影系は、少なくとも第１方向に延びるスリット状（ライン状）のパターン光を被検眼に投影する。眼科装置は、受光系により得られた戻り光の受光結果から、少なくとも第２方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得し、受光像における第２方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態を特定する。ここで、第２方向は、第１方向に交差する方向である。いくつかの実施形態では、第２方向は、第１方向に直交する方向と異なる。
【0027】
なお、この明細書において、パターン光の「方向」、開口形状又は受光像の「方向」、及び開口方向のそれぞれは、絶対座標系における各位置での方向を意味するものではなく、所定の光学面（例えば、受光系における受光面）上の方向を意味するものとする。
【0028】
［光学系の構成］
図１～図３に、実施形態に係る眼科装置の構成例のブロック図を示す。図１及び図２は、実施形態に係る眼科装置１の光学系の構成例のブロック図を表す。図３は、眼科装置１の制御系の構成例のブロック図を表す。図１～図３において、同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図１～図３に、実施形態に係る眼科装置の構成例のブロック図を示す。図１及び図２は、実施形態に係る眼科装置１の光学系の構成例のブロック図を表す。図３は、眼科装置１の制御系の構成例のブロック図を表す。図１～図３において、同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【0029】
眼科装置１は、被検眼Ｅにパターン光を投影し、その戻り光を受光することによりパターン光の合焦状態を特定し、特定された合焦状態に基づいて合焦制御を行う。眼科装置１は、合焦制御後において、再び被検眼Ｅにパターン光を投影し、その戻り光を受光することにより被検眼Ｅの画像（眼底）の画像を取得することが可能である。
【0030】
眼科装置１は、投影系１０と、受光系２０と、画像処理部３０と、画像出力部４０とを含む。
【0031】
眼科装置１は、合焦制御を行う合焦制御モードと撮影を行う撮影モードにおいて、パターン光を被検眼Ｅに投影し、各モードにおいて受光像を取得する。
【0032】
［合焦制御モード］
投影系１０は、少なくとも開口方向（開口方向に対応した方向）と交差する方向（以下、開口交差方向と表記する場合がある）に延びる投影形状を有する合焦制御用のパターン光を被検眼Ｅに投影する。受光系２０は、投影系１０により被検眼Ｅに投影されたパターン光の戻り光を受光する。画像処理部３０は、受光系２０による戻り光の受光結果から、少なくとも開口方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。画像処理部３０は、受光像における開口交差方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態（合焦しているか否か）を特定する。画像処理部３０は、輝度分布に基づいて後述の合焦機構に対する制御内容を特定することが可能である。後述の制御部は、画像処理部３０により特定された制御内容に従って合焦制御を行う（すなわち、後述の合焦機構を制御する）。
投影系１０は、少なくとも開口方向（開口方向に対応した方向）と交差する方向（以下、開口交差方向と表記する場合がある）に延びる投影形状を有する合焦制御用のパターン光を被検眼Ｅに投影する。受光系２０は、投影系１０により被検眼Ｅに投影されたパターン光の戻り光を受光する。画像処理部３０は、受光系２０による戻り光の受光結果から、少なくとも開口方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。画像処理部３０は、受光像における開口交差方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態（合焦しているか否か）を特定する。画像処理部３０は、輝度分布に基づいて後述の合焦機構に対する制御内容を特定することが可能である。後述の制御部は、画像処理部３０により特定された制御内容に従って合焦制御を行う（すなわち、後述の合焦機構を制御する）。
【0033】
［撮影モード］
投影系１０は、合焦制御後に、開口方向に延びる投影形状（例えば、スリット状、ライン状）を有する撮影用のパターン光を、開口方向に直交する方向に順次に被検眼Ｅに投影する。いくつかの実施形態では、合焦制御モードにおける投影形状と撮影モードにおける投影形状とは、互いに異なる。受光系２０は、投影系１０により被検眼Ｅに投影されたパターン光の戻り光を受光する。画像処理部３０は、受光系２０による戻り光の受光結果から、開口形状を開口方向に直交する方向（又は開口交差方向）にシフトしつつ開口形状に対応した受光像を順次に取得することで、被検眼Ｅの眼底の画像を取得する。
投影系１０は、合焦制御後に、開口方向に延びる投影形状（例えば、スリット状、ライン状）を有する撮影用のパターン光を、開口方向に直交する方向に順次に被検眼Ｅに投影する。いくつかの実施形態では、合焦制御モードにおける投影形状と撮影モードにおける投影形状とは、互いに異なる。受光系２０は、投影系１０により被検眼Ｅに投影されたパターン光の戻り光を受光する。画像処理部３０は、受光系２０による戻り光の受光結果から、開口形状を開口方向に直交する方向（又は開口交差方向）にシフトしつつ開口形状に対応した受光像を順次に取得することで、被検眼Ｅの眼底の画像を取得する。
【0034】
（投影系１０）
投影系１０は、パターン光発生部１１と、平滑化部１２と、光学系１３とを含む。
投影系１０は、パターン光発生部１１と、平滑化部１２と、光学系１３とを含む。
【0035】
（パターン光発生部１１）
パターン光発生部１１は、後述の制御部から制御を受け、少なくとも開口交差方向に延びる投影形状のパターン光を発生する。パターン光発生部１１は、２以上の投影形状のパターン光を選択的に発生し、被検眼Ｅ（眼底）における２以上の投影領域にパターン光を選択的に投影することが可能である。
パターン光発生部１１は、後述の制御部から制御を受け、少なくとも開口交差方向に延びる投影形状のパターン光を発生する。パターン光発生部１１は、２以上の投影形状のパターン光を選択的に発生し、被検眼Ｅ（眼底）における２以上の投影領域にパターン光を選択的に投影することが可能である。
【0036】
図２に示すように、パターン光発生部１１は、光源１１Ａと、光学系１１Ｂと、空間光変調器１１Ｃとを含む。このような構成を有するパターン光発生部１１の例として、プロジェクタがある。すなわち、パターン光発生部１１は、プロジェクタのタイプに対応した光源１１Ａ、光学系１１Ｂ、及び空間光変調器１１Ｃを含む。光源１１Ａは、被検眼Ｅの撮影部位（例えば、眼底、前眼部）と光学的に略共役な位置に配置可能である。
【0037】
いくつかの実施形態では、光源１１Ａは、赤外領域又は近赤外領域の光、可視領域の光を切り替えて出力可能な光源である。例えば、光源１１Ａは、合焦制御モードにおいて合焦制御用のパターン光（合焦インジケータ）を出力するとき赤外領域又は近赤外領域の光を出力し、撮影モードにおいて所望の撮影部位の撮影のとき可視領域の光を出力する。
【0038】
いくつかの実施形態では、パターン光発生部１１は、デジタルマイクロミラーデバイスを用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（登録商標））方式のプロジェクタの機能を有する。この場合、第１構成例では、赤外領域又は近赤外領域の光に対して単一のデジタルマイクロミラーデバイスが用いられる。第２構成例では、白色光源からの光に対してＲＧＢの色成分に共通のデジタルマイクロミラーデバイスが用いられる。第３構成例では、白色光源からの光に対してＲＧＢの色成分毎にデジタルマイクロミラーデバイスが用いられる。
【0039】
第１構成例では、光源１１Ａは、例えば、赤外領域又は近赤外領域の光を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源を含む。また、光学系１１Ｂは、リレー光学系と、光学レンズとを含む。また、空間光変調器１１Ｃは、複数のミラー素子が２次元に配列されたデジタルマイクロミラーデバイスを含む。複数のミラー素子のそれぞれは、独立に制御可能である。なお、空間光変調器１１Ｃは、デジタルマイクロミラーデバイスにより空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含むことができる。
【0040】
第２構成例では、光源１１Ａは、白色光源又はＲＧＢの各色成分の光を出力可能な光源を含む。また、光学系１１Ｂは、光源１１Ａからの光から時分割でＲＧＢの各色成分の光を出力するためのカラーホイールと、リレー光学系と、光学レンズとを含む。また、空間光変調器１１Ｃは、複数のミラー素子が２次元に配列されたデジタルマイクロミラーデバイスを含む。なお、空間光変調器１１Ｃは、デジタルマイクロミラーデバイスにより空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含むことができる。
【0041】
第３構成例では、光源１１Ａは、白色光源又はＲＧＢの各色成分の光を出力可能な光源を含む。また、光学系１１Ｂは、リレー光学系と、光学レンズとを含む。また、空間光変調器１１Ｃは、ＲＧＢの色成分毎に設けられた複数のデジタルマイクロミラーデバイスを含む。なお、空間光変調器１１Ｃは、デジタルマイクロミラーデバイスにより空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含むことができる。
【0042】
いくつかの実施形態では、パターン光発生部１１は、ＬＣｏＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）を用いた反射型液晶方式のプロジェクタの機能を有する。この場合、光源１１Ａは、白色光源を含む。また、光学系１１Ｂは、１以上の反射ミラーと、１以上のダイクロイックミラーと、１以上の偏光ビームスプリッタとを含む。また、空間光変調器１１Ｃは、ＲＧＢの色成分毎に反射型の液晶パネルと、色成分毎に空間的に変調された光を合成するためのクロスダイクロイックプリズムと、合成された光を投影するための投影レンズとを含む。
【0043】
いくつかの実施形態では、パターン光発生部１１は、透過型液晶方式のプロジェクタの機能を有する。この場合、光源１１Ａは、白色光源を含む。また、光学系１１Ｂは、１以上の反射ミラーと、１以上のダイクロイックミラーとを含む。また、空間光変調器１１Ｃは、ＲＧＢの色成分毎に透過型の液晶パネルと、色成分毎に空間的に変調された光を合成するためのクロスダイクロイックプリズムと、合成された光を投影するための投影レンズとを含む。
【0044】
いくつかの実施形態では、パターン光発生部１１は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いた公知のプロジェクタの機能を有する。
【0045】
以上のようなプロジェクタは、ピクセル化されたパターン光発生器としての機能を実現する。なお、上記のようなプロジェクタの構成は公知であるため、詳細な説明を省略する。パターン光発生部１１は、形状や投影位置を任意に変更可能な照明パターンに対応したパターン光（照明光）を出力可能なものである。
【0046】
パターン光発生部１１は、後述の制御部から制御を受け、任意の投影形状のパターン光を発生する。投影形状は、例えば、後述の操作部を用いてユーザが設定可能である。ユーザが操作部を用いて、形状パターン、外形、サイズなどを指定すると、制御部は、指定された形状パターンなどに基づいて照明パターンを特定し、特定された照明パターンに基づいて空間光変調器１１Ｃを制御することが可能である。
【0047】
（平滑化部１２）
平滑化部１２は、光量分布が少なくとも開口方向に拡散される（光量分布が少なくとも開口方向に広がる）ように、パターン光発生部１１により発生されたパターン光（パターン光の光量分布）を平滑化する。すなわち、平滑化部１２は、開口方向の拡散特性と開口交差方向の拡散特性とが異なるようにパターン光を平滑化する。具体的には、パターン光の開口方向成分について所定の入射角θ０に対する透過光の透過角θ１が、パターン光の開口交差方向成分について所定の入射角θ０に対する透過光の透過角θ２より大きい。
平滑化部１２は、光量分布が少なくとも開口方向に拡散される（光量分布が少なくとも開口方向に広がる）ように、パターン光発生部１１により発生されたパターン光（パターン光の光量分布）を平滑化する。すなわち、平滑化部１２は、開口方向の拡散特性と開口交差方向の拡散特性とが異なるようにパターン光を平滑化する。具体的には、パターン光の開口方向成分について所定の入射角θ０に対する透過光の透過角θ１が、パターン光の開口交差方向成分について所定の入射角θ０に対する透過光の透過角θ２より大きい。
【0048】
平滑化部１２は、被検眼Ｅの撮影部位（例えば、眼底、前眼部）と光学的に略共役な位置に配置可能である。
【0049】
いくつかの実施形態では、平滑化部１２は、拡散フィルタ（光学的ローパスフィルタ）を含む。いくつかの実施形態では、平滑化部１２は、複屈折率を有する複屈折板を含む。
【0050】
（光学系１３）
光学系１３は、平滑化部１２により平滑化されたパターン光をリレーするためのリレー光学系を含む。いくつかの実施形態では、光学系１３は、更に、コリメートレンズと、光スキャナとを含む。この場合、光スキャナは、後述の制御部から制御を受け、パターン光を偏向することが可能である。
光学系１３は、平滑化部１２により平滑化されたパターン光をリレーするためのリレー光学系を含む。いくつかの実施形態では、光学系１３は、更に、コリメートレンズと、光スキャナとを含む。この場合、光スキャナは、後述の制御部から制御を受け、パターン光を偏向することが可能である。
【0051】
光学系１３を経由したパターン光は、光合波分波器５０によって反射され、光学系５１に導かれる。
【0052】
（光合波分波器５０）
光合波分波器５０は、投影系１０からの光を光学系５１に導くと共に、光学系５１からの光を受光系２０に導く。このような光合波分波器５０の機能は、ビームスプリッタ、又はダイクロイックミラーにより実現可能である。
光合波分波器５０は、投影系１０からの光を光学系５１に導くと共に、光学系５１からの光を受光系２０に導く。このような光合波分波器５０の機能は、ビームスプリッタ、又はダイクロイックミラーにより実現可能である。
【0053】
（光学系５１）
光学系５１は、光合波分波器５０と被検眼Ｅとの間に配置される。光学系５１は、合焦機構５２を含む。いくつかの実施形態では、光学系５１は、更に、合焦機構５２と被検眼Ｅとの間に配置される対物レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系５１は、パターン光の焦点位置を前眼部の近傍に移動するための前置レンズを含む。この場合、前置レンズは、パターン光の光路に対して挿脱可能に設けられる。
光学系５１は、光合波分波器５０と被検眼Ｅとの間に配置される。光学系５１は、合焦機構５２を含む。いくつかの実施形態では、光学系５１は、更に、合焦機構５２と被検眼Ｅとの間に配置される対物レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系５１は、パターン光の焦点位置を前眼部の近傍に移動するための前置レンズを含む。この場合、前置レンズは、パターン光の光路に対して挿脱可能に設けられる。
【0054】
合焦機構５２の例として、光軸方向（パターン光の光路の方向）に沿って移動可能な合焦レンズ、屈折率を変更可能な液体レンズ、屈折率を変更可能な液晶レンズ、光軸方向に沿って移動可能な対物レンズがある。
【0055】
合焦レンズ又は対物レンズは、自動又は手動で光軸方向に移動可能である。例えば、眼科装置１は、合焦レンズ及び対物レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動する移動機構を含み、制御部が移動機構を制御することにより合焦レンズ及び対物レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動することで合焦制御を行うことができる。また、例えば、ユーザが移動機構を操作することにより合焦レンズ及び対物レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動することで、手動で合焦状態を調整することができる。
【0056】
また、制御部は、液体レンズ又は液晶レンズを制御することにより屈折率を変更することで合焦制御を行うことができる。
【0057】
光合波分波器５０により反射された投影系１０からのパターン光は、光学系５１を経由して被検眼Ｅに投影される。被検眼Ｅからのパターン光の戻り光は、光学系５１を経由し、光合波分波器５０により反射されて受光系２０に導かれる。
【0058】
（受光系２０）
受光系２０は、光学系２１と、イメージセンサ２２とを含む。
受光系２０は、光学系２１と、イメージセンサ２２とを含む。
【0059】
（光学系２１）
光学系２１には、光合波分波器５０によって反射された被検眼からのパターン光の戻り光が入射する。光学系２１は、戻り光をイメージセンサ２２の検出面に結像させる結像レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系２１は、更に、戻り光をリレーするためのリレー光学系を含む。
光学系２１には、光合波分波器５０によって反射された被検眼からのパターン光の戻り光が入射する。光学系２１は、戻り光をイメージセンサ２２の検出面に結像させる結像レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系２１は、更に、戻り光をリレーするためのリレー光学系を含む。
【0060】
（イメージセンサ２２）
イメージセンサ２２は、ピクセル化された受光器としての機能を実現する。この実施形態では、イメージセンサ２２は、ＣＭＯＳイメージセンサを含む。すなわち、イメージセンサ２２は、２次元的に配列された複数のフォトダイオードと、複数の垂直信号線と、水平信号線とを含む。複数の垂直信号線は、垂直方向のフォトダイオード群毎に設けられる。各垂直信号線は、受光結果に対応した電荷が蓄積されたフォトダイオード群と選択的に電気的に接続される。水平信号線は、複数の垂直信号線と選択的に電気的に接続される。これにより、ピクセル毎に設けられたフォトダイオードは、戻り光の受光結果に対応した電荷を蓄積し、蓄積された電荷は、例えば水平方向のフォトダイオード群毎に順次読み出される。すなわち、水平方向のライン毎に、各フォトダイオードに蓄積された電荷に対応した電圧が垂直信号線に供給される。複数の垂直信号線は、選択的に水平信号線と電気的に接続される。垂直方向に順次に上記の水平方向のライン毎の読み出し動作を行うことで、２次元的に配列された複数のフォトダイオードの受光結果を読み出す。
イメージセンサ２２は、ピクセル化された受光器としての機能を実現する。この実施形態では、イメージセンサ２２は、ＣＭＯＳイメージセンサを含む。すなわち、イメージセンサ２２は、２次元的に配列された複数のフォトダイオードと、複数の垂直信号線と、水平信号線とを含む。複数の垂直信号線は、垂直方向のフォトダイオード群毎に設けられる。各垂直信号線は、受光結果に対応した電荷が蓄積されたフォトダイオード群と選択的に電気的に接続される。水平信号線は、複数の垂直信号線と選択的に電気的に接続される。これにより、ピクセル毎に設けられたフォトダイオードは、戻り光の受光結果に対応した電荷を蓄積し、蓄積された電荷は、例えば水平方向のフォトダイオード群毎に順次読み出される。すなわち、水平方向のライン毎に、各フォトダイオードに蓄積された電荷に対応した電圧が垂直信号線に供給される。複数の垂直信号線は、選択的に水平信号線と電気的に接続される。垂直方向に順次に上記の水平方向のライン毎の読み出し動作を行うことで、２次元的に配列された複数のフォトダイオードの受光結果を読み出す。
【0061】
イメージセンサ２２の検出面は、被検眼Ｅの撮影部位（例えば、眼底、前眼部）と光学的に略共役な位置に配置可能である。すなわち、イメージセンサ２２の検出面は、光源１１Ａと光学的に略共役な位置に配置可能である。
【0062】
このようなイメージセンサ２２に対する読み出し制御は、後述の制御部からの制御を受け実行することができる。
【0063】
また、制御部は、イメージセンサ２２に対して、いわゆるローリングシャッター方式で戻り光の受光結果を読み出すことができる。それにより、所望の開口形状に対応した読み出し制御を行うことで、当該開口形状に対応した受光像が取得される。このような制御については、例えば、米国特許第８２３７８３５号明細書等に開示されている。
【0064】
更に、制御部は、パターン光発生部１１を制御することにより、少なくとも開口方向に延びるスリット状（ライン状）のパターン光を、開口方向に直交する方向に順次に発生させることができる。制御部は、米国特許第８２３７８３５号明細書等に開示されているように、パターン光発生部１１によるパターン光の発生タイミングと、ローリングシャッター方式でのイメージセンサ２２からの戻り光の受光結果の読み取りタイミングとを同期させる。それにより、簡素な構成で、被検眼の画像を取得することが可能である。
【0065】
（画像処理部３０）
画像処理部３０は、イメージセンサ２２により得られた受光像に対して、各種の画像処理や解析処理を施す。画像処理には、受光像に対するノイズ除去処理、受光像に描出された所定の部位を識別しやすくするための輝度補正処理がある。解析処理には、後述の合焦状態の特定処理、後述の合焦制御を行うための制御内容の特定処理がある。
画像処理部３０は、イメージセンサ２２により得られた受光像に対して、各種の画像処理や解析処理を施す。画像処理には、受光像に対するノイズ除去処理、受光像に描出された所定の部位を識別しやすくするための輝度補正処理がある。解析処理には、後述の合焦状態の特定処理、後述の合焦制御を行うための制御内容の特定処理がある。
【0066】
画像処理部３０は、制御部からの制御を受けてローリングシャッター方式によりイメージセンサ２２から読み出された受光結果に基づいて、任意の開口形状に対応した受光像を取得することが可能である。画像処理部３０は、合焦制御用の投影形状（第１投影形状）のパターン光に対応した開口形状の受光像を取得すると共に、撮影用の投影形状（第２投影形状）のパターン光に対応した開口形状の受光像を取得する。これにより、画像処理部３０は、合焦制御のために開口形状に対応した受光像を取得し、合焦制御後に（合焦制御時に開口形状と同一又は異なる）開口形状に対応した受光像をすることができる。
【0067】
いくつかの実施形態では、光学系２１は、結像レンズとイメージセンサ２２との間に配置される開口絞りを含む。この場合、イメージセンサ２２の検出面には、開口絞りを通過した戻り光が結像される。従って、画像処理部３０は、制御部からの制御を受けてグローバルシャッター方式によりイメージセンサ２２から読み出された受光結果に基づいて、上記の開口絞りの開口形状に対応した受光像を取得することが可能である。
【0068】
また、画像処理部３０は、取得された受光像における開口方向（又は開口交差方向）の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態を特定する。いくつかの実施形態では、合焦状態は、パターン光の焦点位置が所望の照明位置に略一致しているか否かを表す。
【0069】
また、画像処理部３０は、取得された受光像における開口交差方向の輝度分布に基づいて、パターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向を特定する。
【0070】
画像処理部３０の詳細な動作については、後述する。
【0071】
画像処理部３０は、プロセッサを含み、記憶部等に記憶されたプログラムに従って処理を行うことで、上記の機能を実現する。
【0072】
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。
【0073】
（画像出力部４０）
画像出力部４０は、後述の制御部の制御を受けて各種の情報を表示する。例えば、画像出力部４０は、画像処理部３０により得られた受光像を出力する。画像処理部３０により得られた受光像には、合焦制御用に取得された受光像と、合焦制御後に再度パターン光を投影することにより得られた受光像（撮影画像）とが含まれる。
画像出力部４０は、後述の制御部の制御を受けて各種の情報を表示する。例えば、画像出力部４０は、画像処理部３０により得られた受光像を出力する。画像処理部３０により得られた受光像には、合焦制御用に取得された受光像と、合焦制御後に再度パターン光を投影することにより得られた受光像（撮影画像）とが含まれる。
【0074】
画像出力部４０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等のフラットパネルディスプレイなどの表示デバイスを含んで構成される。
【0075】
（その他の構成）
いくつかの実施形態では、眼科装置１は、更に、固視投影系を含む。例えば、固視投影系の光路は、図１に示す光学系の構成において、パターン光の光路に結合される。固視投影系は、内部固視標又は外部固視標を被検眼Ｅに提示することが可能である。内部固視標を被検眼Ｅに提示する場合、固視投影系は、制御部からの制御を受けて内部固視標を表示するＬＣＤを含み、ＬＣＤから出力された固視光束を被検眼Ｅの眼底に投影する。ＬＣＤは、その画面上における固視標の表示位置を変更可能に構成されている。ＬＣＤにおける固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Ｅの眼底における固視標の投影位置を変更することが可能である。ＬＣＤにおける固視標の表示位置は、操作部を用いることによりユーザが指定可能である。
いくつかの実施形態では、眼科装置１は、更に、固視投影系を含む。例えば、固視投影系の光路は、図１に示す光学系の構成において、パターン光の光路に結合される。固視投影系は、内部固視標又は外部固視標を被検眼Ｅに提示することが可能である。内部固視標を被検眼Ｅに提示する場合、固視投影系は、制御部からの制御を受けて内部固視標を表示するＬＣＤを含み、ＬＣＤから出力された固視光束を被検眼Ｅの眼底に投影する。ＬＣＤは、その画面上における固視標の表示位置を変更可能に構成されている。ＬＣＤにおける固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Ｅの眼底における固視標の投影位置を変更することが可能である。ＬＣＤにおける固視標の表示位置は、操作部を用いることによりユーザが指定可能である。
【0076】
いくつかの実施形態では、固視投影系は、ＬＣＤに代えて、たとえば複数のＬＥＤが配列されたパネルを含み、いずれかのＬＥＤを点灯させることにより固視標の投影を行うように構成される。
【0077】
また、被検眼Ｅの眼底における固視標の投影位置を変更することにより固視を誘導することができるため、観察方向を変更することも可能になる。
【0078】
いくつかの実施形態では、眼科装置１は、アライメント系を含む。いくつかの実施形態では、アライメント系は、ＸＹアライメント系と、Ｚアライメント系とを含む。ＸＹアライメント系は、装置光学系（対物レンズ）の光軸に交差する方向に装置光学系と被検眼Ｅとの位置合わせを行うために用いられる。Ｚアライメント系は、眼科装置１（対物レンズ）の光軸の方向に装置光学系と被検眼Ｅとの位置合わせを行うために用いられる。
【0079】
例えば、ＸＹアライメント系は、被検眼Ｅに赤外領域又は近赤外領域の輝点を投影する。画像処理部３０は、輝点が投影された被検眼Ｅの前眼部像を取得し、取得された前眼部像に描出された輝点像とアライメント基準位置との変位を求める。後述の制御部は、求められた変位がキャンセルされるように図示しない移動機構により装置光学系と被検眼Ｅとを光軸の方向と交差する方向に相対的に移動させる。
【0080】
例えば、Ｚアライメント系は、装置光学系の光軸から外れた位置から赤外領域又は近赤外領域のアライメント光を投影し、被検眼Ｅの前眼部で反射されたアライメント光を受光する。画像処理部３０は、装置光学系に対する被検眼Ｅの距離に応じて変化するアライメント光の受光位置から、装置光学系に対する被検眼Ｅの距離を特定する。後述の制御部は、特定された距離が所望の作動距離になるように図示しない移動機構により装置光学系と被検眼Ｅとを光軸の方向に相対的に移動させる。
【0081】
いくつかの実施形態では、アライメント系の機能は、装置光学系の光軸から外れた位置に配置された２以上の前眼部カメラにより実現される。例えば、特開２０１３－２４８３７６号公報に開示されているように、画像処理部３０は、２以上の前眼部カメラで実質的に同時に取得された被検眼Ｅの前眼部像を解析して、公知の三角法を用いて被検眼Ｅの３次元位置を特定する。後述の制御部は、装置光学系の光軸が被検眼Ｅの軸に略一致し、かつ、被検眼Ｅに対する装置光学系の距離が所定の作動距離になるように図示しない移動機構により装置光学系と被検眼Ｅとを３次元的に相対的に移動させる。
【0082】
［制御系の構成］
眼科装置１の制御系について、図３を参照しながら説明する。図３に示すように、眼科装置１の制御系は、制御部１００を中心に構成されている。なお、制御系の構成の少なくとも一部が眼科装置１に含まれていてもよい。
眼科装置１の制御系について、図３を参照しながら説明する。図３に示すように、眼科装置１の制御系は、制御部１００を中心に構成されている。なお、制御系の構成の少なくとも一部が眼科装置１に含まれていてもよい。
【0083】
（制御部１００）
制御部１００は、眼科装置１の各部を制御する。制御部１００は、主制御部１０１と、記憶部１０２とを含む。主制御部１０１は、プロセッサを含み、記憶部１０２に記憶されたプログラムに従って処理を実行することで、眼科装置１の各部の制御処理を実行する。
制御部１００は、眼科装置１の各部を制御する。制御部１００は、主制御部１０１と、記憶部１０２とを含む。主制御部１０１は、プロセッサを含み、記憶部１０２に記憶されたプログラムに従って処理を実行することで、眼科装置１の各部の制御処理を実行する。
【0084】
（主制御部１０１）
主制御部１０１は、投影系１０の制御、受光系２０の制御、画像処理部３０の制御、画像出力部４０の制御、及び合焦機構５２の制御を行う。
主制御部１０１は、投影系１０の制御、受光系２０の制御、画像処理部３０の制御、画像出力部４０の制御、及び合焦機構５２の制御を行う。
【0085】
投影系１０の制御には、パターン光発生部１１の制御が含まれる。パターン光発生部１１の制御には、光源１１Ａの制御、空間光変調器１１Ｃの制御が含まれる。光源１１Ａの制御には、光源の点灯や消灯の切り替え、光源の光量の変更制御が含まれる。空間光変調器１１Ｃの制御には、光源１１Ａからの光に対する空間的な振幅制御、位相制御、及び偏光制御、光源１１Ａからの光に対する時間的な振幅制御、位相制御、及び偏光制御が含まれる。
【0086】
投影系１０が光スキャナを含む場合、主制御部１０１は、光スキャナを制御することが可能である。光スキャナの制御には、スキャン範囲（スキャン開始位置及びスキャン終了位置）及びスキャン速度の制御が含まれる。
【0087】
受光系２０の制御には、イメージセンサ２２の制御がある。イメージセンサ２２の制御には、露光タイイング、感度、及びフレームレートの少なくとも１つの変更制御、ローリングシャッター方式又はグローバルシャッター方式による読み出し制御がある。
【0088】
画像処理部３０の制御には、上記の画像処理の実行制御と、解析処理の実行制御とが含まれる。画像出力部４０の制御には、上記の各種情報の表示制御が含まれる。
【0089】
合焦機構５２の制御には、パターン光を合焦するための機構に応じた制御が含まれる。
【0090】
合焦機構５２が合焦レンズを含む場合、主制御部１０１は、画像処理部３０により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向に対応した合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、合焦レンズを光軸方向に移動する移動機構を制御する。
【0091】
合焦機構５２が対物レンズを含む場合、主制御部１０１は、画像処理部３０により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向に対応した合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、装置本体又は対物レンズを光軸方向に移動する移動機構を制御する。
【0092】
合焦機構５２が液体レンズ又は液晶レンズを含む場合、主制御部１０１は、画像処理部３０により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向に対応した合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、液体レンズ又は液晶レンズを制御する。
【0093】
図３に示すように、記憶部１０２には、制御情報１０２Ａが記憶されている。制御情報１０２Ａは、パターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向の複数の組み合わせに対して、合焦機構５２に対する複数の合焦制御内容（制御量、制御信号の種別）を対応付けた対応情報を含む。主制御部１０１は、対応情報を参照して、画像処理部３０により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向から合焦機構５２に対する合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて合焦機構５２を制御することが可能である。
【0094】
（記憶部１０２）
記憶部１０２は、各種のコンピュータプログラムやデータを記憶する。コンピュータプログラムには、眼科装置１を制御するための演算プログラムや制御プログラムが含まれる。更に、記憶部１０２は、上記のように制御情報１０２Ａを記憶する。
記憶部１０２は、各種のコンピュータプログラムやデータを記憶する。コンピュータプログラムには、眼科装置１を制御するための演算プログラムや制御プログラムが含まれる。更に、記憶部１０２は、上記のように制御情報１０２Ａを記憶する。
【0095】
（操作部１１０）
操作部１１０は、操作デバイス又は入力デバイスを含む。操作部１１０には、眼科装置１に設けられたボタンやスイッチ（たとえば操作ハンドル、操作ノブ等）や、操作デバイス（マウス、キーボード等）が含まれる。また、操作部１１０は、トラックボール、操作パネル、スイッチ、ボタン、ダイアルなど、任意の操作デバイスや入力デバイスを含んでいてよい。
操作部１１０は、操作デバイス又は入力デバイスを含む。操作部１１０には、眼科装置１に設けられたボタンやスイッチ（たとえば操作ハンドル、操作ノブ等）や、操作デバイス（マウス、キーボード等）が含まれる。また、操作部１１０は、トラックボール、操作パネル、スイッチ、ボタン、ダイアルなど、任意の操作デバイスや入力デバイスを含んでいてよい。
【0096】
いくつかの実施形態では、画像出力部４０及び操作部１１０の少なくとも一部が一体的に構成される。その具体例として、画像出力部４０及び操作部１１０の機能は、タッチスクリーンにより実現される。
【0097】
投影系１０は、実施形態に係る「投影部」の一例である。受光系２０、及びイメージセンサ２２を制御する制御部１００は、実施形態に係る「取得部」の一例である。画像処理部３０は、実施形態に係る「特定部」の一例である。
【0098】
［動作］
次に、眼科装置１の動作について説明する。
次に、眼科装置１の動作について説明する。
【0099】
図４に、実施形態に係る合焦状態の特定処理の説明図を示す。図４は、合焦レンズ又は対物レンズを通過するパターン光及びその戻り光と、戻り光の受光像ＲＳにパターン光の投影像ＰＳを重畳させたものとを表したものである。図４では、イメージセンサ２２の検出面における戻り光の受光像ＲＳにパターン光の投影像ＰＳを模式的に重畳させている。
【0100】
上記のように、投影系１０は、任意の投影形状のパターン光を被検眼Ｅに投影することが可能である。また、受光系２０は、イメージセンサ２２においてパターン光の戻り光を受光し、画像処理部３０は、受光された戻り光の検出結果に基づいて、例えばローリングシャッター方式を用いて任意の開口形状に対応した受光像を取得することが可能である。
【0101】
説明の便宜上、眼科装置１（対物レンズ又は合焦レンズ）の光軸に対して上方からパターン光ＰＳを被検眼Ｅに投影し、当該光軸に対して下方からパターン光ＰＳの戻り光ＲＦを受光するものとする（図４の（Ａ）、（Ｂ））。なお、パターン光ＰＳと戻り光ＲＦは、光軸に対して対称でなくてよい。パターン光ＰＳ及び戻り光ＲＦのいずれか一方の光路が光軸上に配置されていてもよい。例えば、パターン光ＰＳの光路を光軸に配置し、戻り光ＲＦの光路を光軸の上方又は下方に配置してもよい。
【0102】
目的物（例えば、被検眼Ｅの眼底）が焦点位置ＦＳにおける焦平面に位置するとき、パターン光の投影像ＰＳの位置と受光側の開口の位置が一致し、輪郭がはっきりした明るい受光像ＲＳが取得される（図４の（Ａ））。
【0103】
これに対して、目的物が焦点位置ＦＳから離れた位置ＦＳ１における焦平面に位置するとき、パターン光の投影像ＰＳの位置と受光側の開口の位置が離れ、輪郭がぼやけた暗い受光像ＲＳが取得される（図４の（Ｂ））。
【0104】
ここで、パターン光発生部１１により目的物におけるパターン光の投影位置をより上方又は下方に移動させる。このとき、目的物が位置ＦＳ１における焦平面に位置する場合であっても、パターン光の投影像ＰＳの位置と受光側の開口の位置とを一致させることができる。それにより、図４の（Ａ）に示すような明るい受光像ＲＳが取得される（図４の（Ｃ））。
【0105】
すなわち、パターン光の投影位置又は投影範囲と受光側の開口とを、開口交差方向に相対的に移動することにより受光像の輝度分布が変化する。この実施形態では、画像処理部３０は、取得された受光像の開口方向の輝度分布を特定し、特定された輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態を特定する。
【0106】
また、図４の（Ｂ）、（Ｃ）では、パターン光の投影位置（投影範囲）を開口方向と直交する方向に移動させるため、受光像の明暗が変化する。それにより、焦点位置が撮影部位に一致しているか否かを特定できるものの、焦点位置が撮影部位にどの程度一致していないかについて特定することができない。
【0107】
そこで、パターン光の投影位置を開口方向に対して直交する方向と異なる方向（例えば、４５度の方向）に交差させることで、受光像の輝度分布を交差方向に応じて変化させることができる。それにより、焦点位置が撮影部位に一致しているか否かに加えて、一致していない場合の焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能になる。
【0108】
この実施形態では、次のように、開口方向に対して投影系形状が略４５度で交差するパターン光を用いる。それにより、一度のパターン光の投影により得られた受光像から、焦点位置が撮影部位に一致しているか否かに加えて、一致していない場合の焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能になる。
【0109】
図５Ａ～図５Ｃに、イメージセンサ２２の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係と、受光像とを模式的に表したものである。図５Ａは、主として、合焦時における投影形状と開口形状と受光像とを模式的に表す。図５Ｂは、焦点位置が前側のときの投影形状と開口形状と受光像とを模式的に表す。図５Ｃは、焦点位置が後側のときの投影形状と開口形状と受光像とを模式的に表す。図５Ａ～図５Ｃでは、パターン光ＰＬの投影形状が開口形状ＡＦの開口方向に対して略４５度で交差するものとする。
【0110】
図５Ａに示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像Ｒｍが取得される。受光像Ｒｍでは、パターン光ＰＬの端部側よりも中心部に明部Ｒｐが現れる。明部Ｒｐは、（イメージセンサ２２の検出面における）光軸に相当する位置に描出される。従って、画像処理部３０は、受光像Ｒｍを解析して開口方向の輝度分布において明部Ｒｐの位置を特定し、特定された明部Ｒｐの位置が所定の基準位置（光軸に相当する位置）であるか否かを判別することで、パターン光ＰＬの合焦状態（すなわち、パターン光ＰＬの焦点位置が撮影部位の位置であるか否か）を判別することができる。いくつかの実施形態では、画像処理部３０は、受光像Ｒｍを解析して開口方向の輝度分布において明部Ｒｐが特定されたか否かを判別することにより、パターン光ＰＬの合焦状態を判別することができる。この場合、明部Ｒｐの輝度レベルと所定の閾値とを比較することにより、明部Ｒｐが特定されたか否かを判別することが可能である。
【0111】
図５Ｂに示すように、パターン光ＰＬの焦点位置が前側のとき、輪郭がぼやけた受光像Ｒｍが取得される。受光像Ｒｍでは、パターン光ＰＬの中心部よりも端部側に明部Ｒｐ１が現れる。例えば、明部Ｒｐ１は、（イメージセンサ２２の検出面における）光軸に相当する位置に対して左側に描出される。従って、画像処理部３０は、受光像Ｒｍを解析して開口方向の輝度分布において明部Ｒｐ１の位置を特定し、所定の基準位置（光軸に相当する位置）に対する明部Ｒｐ１の位置の変位（ずれ量、ずれの方向）を求める。画像処理部３０は、例えば、あらかじめ求められた変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を表す換算情報を用いて、基準位置に対する明部Ｒｐ１の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部１０１は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構５２を制御する。
【0112】
図５Ｃに示すように、パターン光ＰＬの焦点位置が後側のとき、輪郭がぼやけた受光像Ｒｍが取得される。受光像Ｒｍでは、パターン光ＰＬの中心部よりも端部側に明部Ｒｐ２が現れる。例えば、明部Ｒｐ２は、（イメージセンサ２２の検出面における）光軸に相当する位置に対して右側に描出される。従って、画像処理部３０は、受光像Ｒｍを解析して開口方向の輝度分布において明部Ｒｐ２の位置を特定し、所定の基準位置（光軸に相当する位置）に対する明部Ｒｐ２の位置の変位を求める。画像処理部３０は、例えば、あらかじめ求められた変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を表す換算情報を用いて、基準位置に対する明部Ｒｐ２の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部１０１は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構５２を制御する。
【0113】
【0114】
以上のように、投影系１０は、少なくとも開口交差方向（第１方向）に延びる投影形状のパターン光を被検眼Ｅに投影し、画像処理部３０は、受光系２０により検出された被検眼Ｅからのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも開口方向（第１方向に交差する第２方向）に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。画像処理部３０は、取得された受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定することができる。いくつかの実施形態では、合焦状態は、合焦しているか否かを表す情報と、合焦していない場合に合焦させるための制御内容とを含む。
【0115】
図６に、実施形態に係る眼科装置１の動作例のフロー図を示す。記憶部１０２には、図６に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部１０１は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図６に示す処理を実行する。
【0116】
ここでは、図示しないアライメント系により被検眼Ｅに対して装置光学系のアライメントが完了し、図示しない固視投影系により所望の固視位置に導くように被検眼Ｅの眼底に対して固視標が投影されているものとする。
【0117】
（Ｓ１：パターン光を投影）
まず、主制御部１０１は、パターン光発生部１１を制御することにより合焦制御用の投影形状のパターン光を発生させる。
まず、主制御部１０１は、パターン光発生部１１を制御することにより合焦制御用の投影形状のパターン光を発生させる。
【0118】
具体的には、パターン光発生部１１は、少なくとも開口形状の開口方向に交差する方向（開口交差方向）に延びるパターン光を発生する。パターン光発生部１１により発生されたパターン光は、平滑化部１２、光学系１３、光合波分波器５０、及び光学系５１を経由し、被検眼Ｅに投影される。
【0119】
（Ｓ２：受光像を取得）
次に、主制御部１０１は、画像処理部３０に受光像を取得させる。
次に、主制御部１０１は、画像処理部３０に受光像を取得させる。
【0120】
具体的には、投影系１０により被検眼Ｅに投影されたパターン光は、被検眼Ｅにより反射される。被検眼Ｅからのパターン光の戻り光は、光学系５１、光合波分波器５０、及び光学系２１を経由して、イメージセンサ２２の検出面に結像する。主制御部１０１は、イメージセンサ２２による戻り光の受光結果を、所定の開口形状に対応したローリングシャッター方式により読み出す。画像処理部３０は、読み出された受光結果に基づいて、開口形状に対応した受光像を取得する。
【0121】
（Ｓ３：解析）
続いて、主制御部１０１は、ステップＳ２において取得された受光像に対して画像処理部３０に所定の解析処理を実行させる。
続いて、主制御部１０１は、ステップＳ２において取得された受光像に対して画像処理部３０に所定の解析処理を実行させる。
【0122】
具体的には、取得された受光像には、上記のように明部と暗部とが現れる。画像処理部３０は、上記のように、取得された受光像における開口方向の輝度分布を特定する。
【0123】
（Ｓ４：合焦状態を特定）
次に、主制御部１０１は、画像処理部３０にパターン光の合焦状態を特定させる。
次に、主制御部１０１は、画像処理部３０にパターン光の合焦状態を特定させる。
【0124】
具体的には、画像処理部３０は、図５Ａに示すように、ステップＳ３において特定された輝度分布から明部（又は暗部）の位置を特定し、特定された明部（又は暗部）の位置が所定の基準位置（光軸に相当する位置）であるか否かを判別する。特定された明部（又は暗部）の位置が所定の基準位置であると判定されたとき、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定する。
【0125】
特定された明部（又は暗部）の位置が所定の基準位置ではないと判定されたとき、画像処理部３０は、図５Ｂ又は図５Ｃに示すように、輝度分布において、所定の基準位置に対する明部（又は暗部）の位置の変位を求める。更に、画像処理部３０は、求められた変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定する。
【0126】
いくつかの実施形態では、主制御部１０１は、特定された合焦状態又は特定された焦点位置の移動量及び移動方向に対応する情報を画像出力部４０に出力（表示）させる。合焦状態に対応する情報として、パターン光の焦点位置が所望の撮影部位の位置（合焦位置）にあるか否かを示す情報、パターン光の焦点位置が合焦位置に対して前側にあるか後側にあるかを示す情報などがある。例えば、主制御部１０１は、パターン光の焦点位置が合焦位置にあるか否かを示す情報（又は画像、文字、マーク、インジケータ）を緑色で表示させ、パターン光の焦点位置が合焦位置に対して前側にあることを示す情報を青色で表示させ、パターン光の焦点位置が合焦位置に対して後側にあることを示す情報を赤色で画像出力部４０に表示させる。いくつかの実施形態では、主制御部１０１は、合焦位置に対するパターン光の焦点位置を文字、画像、インジケータを画像出力部４０に表示させる。
【0127】
（Ｓ５：合焦制御）
続いて、主制御部１０１は、合焦制御を行う。
続いて、主制御部１０１は、合焦制御を行う。
【0128】
具体的には、ステップＳ４において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定されたとき、ステップＳ５がスキップされる。
【0129】
一方、ステップＳ４において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置ではないと判定されたとき、主制御部１０１は、ステップＳ４において特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構５２を制御する。
【0130】
（Ｓ６：撮影）
次に、主制御部１０１は、パターン光発生部１１を制御することにより撮影用の投影形状のパターン光を発生させる。
次に、主制御部１０１は、パターン光発生部１１を制御することにより撮影用の投影形状のパターン光を発生させる。
【0131】
具体的には、パターン光発生部１１は、例えば、開口形状の開口方向に略平行な方向（例えば、開口方向）に延びるパターン光を発生する。パターン光発生部１１により発生されたパターン光は、平滑化部１２、光学系１３、光合波分波器５０、及び光学系５１を経由し、被検眼Ｅに投影される。被検眼Ｅに投影されたパターン光は、被検眼Ｅにより反射される。被検眼Ｅからのパターン光の戻り光は、光学系５１、光合波分波器５０、及び光学系２１を経由して、イメージセンサ２２の検出面に結像する。主制御部１０１は、イメージセンサ２２による戻り光の受光結果を、所定の開口形状に対応したローリングシャッター方式により読み出す。画像処理部３０は、読み出された受光結果に基づいて、開口形状に対応した受光像を取得する。
【0132】
続いて、主制御部１０１は、例えば、開口方向に直交する方向にシフトした投影位置に上記と同様の投影形状のパターン光を投影させ、上記と同様に開口位置をシフトさせてイメージセンサ２２による戻り光の受光結果の読み出し制御を行う。このような制御を複数回繰り返して１フレーム分の受光像を取得することで、被検眼Ｅの眼底像が取得される。
【0133】
以上で、眼科装置１の動作は終了である（エンド）。
【0134】
＜変形例＞
実施形態に係る眼科装置の構成及び制御は、上記の態様に限定されるものではない。以下、実施形態の変形例について、実施形態との相違点を中心に説明する。
実施形態に係る眼科装置の構成及び制御は、上記の態様に限定されるものではない。以下、実施形態の変形例について、実施形態との相違点を中心に説明する。
【0135】
（第１変形例）
実施形態では、パターン光発生部１１が光源と非発光型のデバイスとを用いて、光源からの光を空間的に変調することによりパターン光を発生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。本変形例では、パターン光発生部が、自発光型のデバイスを含む。
実施形態では、パターン光発生部１１が光源と非発光型のデバイスとを用いて、光源からの光を空間的に変調することによりパターン光を発生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。本変形例では、パターン光発生部が、自発光型のデバイスを含む。
【0136】
【0137】
本変形例に係るパターン光発生部１１ａは、自発光デバイス１２０と、光学系１２１とを含む。自発光デバイス１２０は、画素毎に変調された光を発生することで、ピクセル化されたパターン光発生器としての機能を実現する。自発光デバイス１２０の例として、ブラウン管（Ｃａｔｈｏｄｅ－Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＯＥＬ）、ＬＥＤ、無機ＥＬ（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＩＥＬ）、蛍光表示管（Ｖａｃｃｕｍ Ｆｌｏｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＶＦＤ）、電界電子放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｓｉｐｌａｙ：ＦＥＤ）などがある。
【0138】
自発光デバイス１２０は、被検眼Ｅの撮影部位（例えば、眼底、前眼部）と光学的に略共役な位置に配置可能である。光学系１２１は、自発光デバイス１２０により空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含む。
【0139】
本変形例に係る眼科装置の動作は、実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【0140】
（第２変形例）
実施形態又はその変形例では、パターン光の投影形状が開口方向に交差する直線形状（矩形形状）であ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。本変形例では、パターン光の投影形状は、曲線状である。また、本変形例では、パターン光の投影形状は、開口方向に対して複数回交差する形状である。
実施形態又はその変形例では、パターン光の投影形状が開口方向に交差する直線形状（矩形形状）であ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。本変形例では、パターン光の投影形状は、曲線状である。また、本変形例では、パターン光の投影形状は、開口方向に対して複数回交差する形状である。
【0141】
図８に、実施形態の変形例に係るパターン光の投影形状を模式的に示す。図８は、合焦時、焦点位置が前側のとき、及び焦点位置が後側のときのイメージセンサ２２の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係を模式的に表す。
【0142】
図８に示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像が取得される。受光像では、開口形状ＡＦに対してパターン光ＰＬ１が複数回交差するため、明部と暗部とが交互に現れる。従って、画像処理部３０は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において交互に現れる明部の位置と暗部の位置とを特定し、特定された複数の明部のいずれかの位置が所定の基準位置（光軸に相当する位置）であるか否かを判別することで、パターン光ＰＬ１の合焦状態（すなわち、パターン光ＰＬ１の焦点位置が撮影部位の位置であるか否か）を判別することができる。
【0143】
また、本変形例では、複数の明部の位置について所定の基準位置であるか否かを判別することで、より高精度にパターン光ＰＬ１の合焦状態を判別することが可能になる。
【0144】
同様に、パターン光ＰＬ２の焦点位置が前側のとき又はパターン光ＰＬ３の焦点位置が後側のとき、輪郭がぼやけた受光像が取得される。受光像では、開口形状ＡＦに対してパターン光ＰＬ２、ＰＬ３が複数回交差するため、明部と暗部とが交互に現れる。従って、画像処理部３０は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において交互に現れる明部の位置と暗部の位置とを特定し、所定の基準位置（光軸に相当する位置）に対する複数の明部のいずれかの位置の変位（ずれ量、ずれの方向）を求める。画像処理部３０は、例えば、上記と同様に、あらかじめ決められた換算情報を用いて、基準位置に対する明部の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部１０１は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構５２を制御する。
【0145】
また、本変形例では、所定の基準位置に対する複数の明部の位置の変位を求め、求められた複数の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することで、より高精度にパターン光ＰＬ２、ＰＬ３の焦点位置を調整することが可能になる。
【0146】
なお、図８では、合焦時に明部が現れる場合について説明したが、合焦時に暗部が現れる場合も同様である。
【0147】
（第３変形例）
第２変形例では、パターン光の投影形状は、開口方向に対して複数回交差する形状であ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、パターン光の投影形状は、合焦状態の判別に対して感度が高い形状であってよい。合焦状態の判別に対して感度が高い形状の例として、光軸に相当する位置において開口方向に略平行な部分を有する形状がある。
第２変形例では、パターン光の投影形状は、開口方向に対して複数回交差する形状であ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、パターン光の投影形状は、合焦状態の判別に対して感度が高い形状であってよい。合焦状態の判別に対して感度が高い形状の例として、光軸に相当する位置において開口方向に略平行な部分を有する形状がある。
【0148】
図９に、実施形態の変形例に係るパターン光の投影形状を模式的に示す。図９は、合焦時、焦点位置が前側のとき、及び焦点位置が後側のときのイメージセンサ２２の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係を模式的に表す。
【0149】
図９に示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像が取得される。イメージセンサ２２の検出面における光軸に相当する位置（合焦制御時に基準位置）では開口形状ＡＦの開口方向に略平行な部分を有する形状のパターン光ＰＬ１１が投影されるため、受光像において、端部側よりも中心部において明部が現れる。従って、画像処理部３０は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部の位置を特定し、特定された明部の位置が所定の基準位置（光軸に相当する位置）であるか否かを判別することで、パターン光ＰＬ１１の合焦状態（すなわち、パターン光ＰＬ１の焦点位置が撮影部位の位置であるか否か）を判別することができる。
【0150】
同様に、パターン光ＰＬ１２の焦点位置が前側のとき又はパターン光ＰＬ１３の焦点位置が後側のとき、輪郭がぼやけた受光像が取得される。受光像では、全体的に暗部が現れやすくなる。従って、画像処理部３０は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部の位置を特定し、所定の基準位置（光軸に相当する位置）に対する明部の位置の変位（ずれ量、ずれの方向）を求める。画像処理部３０は、例えば、上記と同様に、あらかじめ決められた換算情報を用いて、基準位置に対する明部の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部１０１は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構５２を制御する。
【0151】
なお、図９では、合焦時に明部が現れる場合について説明したが、合焦時に暗部が現れる場合も同様である。
【0152】
（第４変形例）
実施形態又はその変形例では、受光側の開口形状に対してパターン光の投影形状が交差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、パターン光の投影形状が、開口方向と略平行な方向に延びる形状であってよい。
実施形態又はその変形例では、受光側の開口形状に対してパターン光の投影形状が交差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、パターン光の投影形状が、開口方向と略平行な方向に延びる形状であってよい。
【0153】
図１０Ａ～図１０Ｃに、実施形態の変形例に係るイメージセンサ２２の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係を模式的に表したものである。図１０Ａは、主として、合焦時における投影形状と開口形状とを模式的に表す。図１０Ｂは、焦点位置が前側のときの投影形状と開口形状とを模式的に表す。図１０Ｃは、焦点位置が後側のときの投影形状と開口形状とを模式的に表す。図１０Ａ～図１０Ｃでは、パターン光ＰＬの投影形状が開口形状ＡＦの開口方向と平行であるものとする。
【0154】
図１０Ａに示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像が取得される。受光像では、全体的に明るくなる。従って、画像処理部３０は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部が特定されたか否かを判別することで、パターン光ＰＬの合焦状態（すなわち、パターン光ＰＬの焦点位置が撮影部位の位置であるか否か）を判別することができる。この場合、明部の輝度レベルと所定の閾値とを比較することにより、明部が特定されたか否かを判別することが可能である。
【0155】
図１０Ｂ又は図１０Ｃに示すように、パターン光ＰＬの焦点位置が前側又は後側のとき、輪郭がぼやけ全体的に暗い受光像が取得される。従って、画像処理部３０は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部が特定されたか否かを判別することで、パターン光ＰＬの合焦状態（すなわち、パターン光ＰＬの焦点位置が撮影部位の位置であるか否か）を判別することができる。
【0156】
明部が特定されなかったとき、主制御部１０１は、パターン光の投影位置と開口形状の位置とを開口方向と直交する方向に相対的に移動する。具体的には、主制御部１０１は、パターン光発生部１１（１１ａ）を制御することにより、撮影部位における投影位置がシフトするようにパターン光を発生させる。或いは、主制御部１０１は、イメージセンサ２２によるパターン光の戻り光の受光結果の読み出しタイミングを制御することにより開口位置を変更し、変更された開口位置に対応する受光像を画像処理部３０に取得させる。
【0157】
画像処理部３０は、パターン光の投影位置と開口形状の位置とを相対的に移動して得られた２以上の受光像の輝度分布における輝度レベルを特定し、所定の閾値レベルとの差分を求める。画像処理部３０は、例えば、あらかじめ求められた差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を表す換算情報を用いて、当該差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部１０１は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構５２を制御する。
【0158】
【0159】
【0160】
図１１に、実施形態の変形例に係る眼科装置１の動作例のフロー図を示す。記憶部１０２には、図１１に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部１０１は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図１１に示す処理を実行する。
【0161】
ここでは、図示しないアライメント系により被検眼Ｅに対して装置光学系のアライメントが完了し、図示しない固視投影系により所望の固視位置に導くように被検眼Ｅの眼底に対して固視標が投影されているものとする。
【0162】
（Ｓ１１：パターン光を投影）
まず、主制御部１０１は、パターン光発生部１１を制御することにより合焦制御用の投影形状のパターン光を発生させる。
まず、主制御部１０１は、パターン光発生部１１を制御することにより合焦制御用の投影形状のパターン光を発生させる。
【0163】
具体的には、パターン光発生部１１は、開口形状の開口方向と略平行な方向に延びるパターン光を発生する。パターン光発生部１１により発生されたパターン光は、平滑化部１２、光学系１３、光合波分波器５０、及び光学系５１を経由し、被検眼Ｅに投影される。
【0164】
（Ｓ１２：受光像を取得）
次に、主制御部１０１は、ステップＳ２と同様に、画像処理部３０に受光像を取得させる。
次に、主制御部１０１は、ステップＳ２と同様に、画像処理部３０に受光像を取得させる。
【0165】
（Ｓ１３：解析）
続いて、主制御部１０１は、ステップＳ３と同様に、ステップＳ１２において取得された受光像に対して画像処理部３０に所定の解析処理を実行させる。
続いて、主制御部１０１は、ステップＳ３と同様に、ステップＳ１２において取得された受光像に対して画像処理部３０に所定の解析処理を実行させる。
【0166】
（Ｓ１４：合焦状態を特定）
次に、主制御部１０１は、画像処理部３０にパターン光の合焦状態を特定させる。
次に、主制御部１０１は、画像処理部３０にパターン光の合焦状態を特定させる。
【0167】
具体的には、画像処理部３０は、図１０Ａに示すように、ステップＳ１３において特定された輝度分布から輝度レベルを特定し、特定された輝度レベルと所定の閾値とを比較することにより受光像が明るいか否かを判定する。
【0168】
（Ｓ１５：次？）
ステップＳ１４において、受光像が明るいと判定されたとき、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定し（Ｓ１５：Ｎ）、眼科装置１の動作はステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１４において、受光像が明るいと判定されたとき、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定し（Ｓ１５：Ｎ）、眼科装置１の動作はステップＳ１６に移行する。
【0169】
受光像が明るくないと判定されたとき、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置ではないと判定し（Ｓ１５：Ｙ）、眼科装置１の動作はステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、主制御部１０１は、パターン光発生部１１（１１ａ）を制御することにより、撮影部位における投影位置がシフトするようにパターン光を発生させる。或いは、ステップＳ１１に続くステップＳ１２において、主制御部１０１は、イメージセンサ２２によるパターン光の戻り光の受光結果の読み出しタイミングを制御することにより開口位置を変更し、変更された開口位置に対応する受光像を画像処理部３０に取得させる。
【0170】
（Ｓ１６：合焦制御）
続いて、主制御部１０１は、合焦制御を行う。
続いて、主制御部１０１は、合焦制御を行う。
【0171】
具体的には、ステップＳ１４において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定されたとき、ステップＳ１６がスキップされる。
【0172】
一方、ステップＳ１４において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置ではないと判定されたとき、主制御部１０１は、上記のように、パターン光の投影位置と開口形状の位置とを相対的に移動して得られた２以上の受光像の輝度分布における輝度レベルを特定し、所定の閾値レベルとの差分を求める。画像処理部３０は、例えば、あらかじめ決められた換算情報を用いて、求められた差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定する。主制御部１０１は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構５２を制御する。
【0173】
（Ｓ１７：撮影）
次に、主制御部１０１は、ステップＳ６と同様に、パターン光発生部１１を制御することにより撮影用の投影形状のパターン光を発生させ、被検眼Ｅの眼底の画像を取得する。
次に、主制御部１０１は、ステップＳ６と同様に、パターン光発生部１１を制御することにより撮影用の投影形状のパターン光を発生させ、被検眼Ｅの眼底の画像を取得する。
【0174】
以上で、眼科装置１の動作は終了である（エンド）。
【0175】
なお、本変形例では、ステップＳ１１において、パターン光の投影形状が開口方向と略平行な方向に延びる形状である場合について説明したが、パターン光の投影形状に限定されるものではない。例えば、パターン光の投影形状が、正方形形状、円形形状、輝点であってよい。すなわち、時間的にパターン光の投影形状（被検眼Ｅにおける投影位置、投影範囲）を順次に変更しつつ得られた被検眼Ｅの画像を解析することにより、パターン光の合焦状態（又は合焦位置に移動すべき移動量及び移動方向）を特定することが可能である。
【0176】
以上のように、投影系１０は、少なくとも開口方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼Ｅに投影し、画像処理部３０は、受光系２０により検出された被検眼Ｅからのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、所定の開口方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。画像処理部３０は、取得された１以上の受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定することができる。いくつかの実施形態では、画像処理部３０は、パターン光の投影位置又は開口位置がシフトすることにより取得された２以上の受光像の輝度分布に基づいて、合焦させるための制御内容を特定する。
【0177】
［作用・効果］
実施形態に係る眼科装置、及びその制御方法の作用および効果について説明する。
実施形態に係る眼科装置、及びその制御方法の作用および効果について説明する。
【0178】
いくつかの実施形態に係る眼科装置（１）は、投影部（投影系１０）と、取得部（受光系２０、及びイメージセンサ２２を制御する制御部１００）と、特定部（画像処理部３０）とを含む。投影部は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼（Ｅ）に投影する。取得部は、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第１方向に交差する第２方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。特定部は、受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する。
【0179】
このような構成によれば、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第１方向に交差する第２方向に延びる開口形状に対応した受光像が取得される。それにより、パターン光の合焦状態に応じて輝度分布が変化する受光像を取得することが可能になる。従って、簡素な構成で，最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。
【0180】
いくつかの実施形態に係る眼科装置（１）は、投影部（投影系１０）と、取得部（受光系２０、及びイメージセンサ２２を制御する制御部１００）と、特定部（画像処理部３０）とを含む。投影部は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼（Ｅ）に投影する。取得部は、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第１方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。特定部は、取得部により取得された１以上の受光像における第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する。
【0181】
このような構成によれば、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第１方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得し、取得された１以上の受光像における第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態が特定される。それにより、簡素な構成で，最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。
【0182】
いくつかの実施形態では、特定部は、受光像における第２方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、パターン光の合焦制御を行う制御部（１１０）を含む。
【0183】
このような構成によれば、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。
【0184】
いくつかの実施形態では、制御部は、明部又は暗部が所定の位置（イメージセンサ２２の検出面における光軸に相当する位置）に移動するように合焦制御を行う。
【0185】
このような構成によれば、受光像に現れる明部又は暗部に基づいて合焦制御を行うことができるので、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。
【0186】
いくつかの実施形態は、パターン光及び戻り光の光路に配置された合焦機構（５２）を含み、制御部は、特定された合焦制御内容に基づいて合焦機構を制御する。
【0187】
このような構成によれば、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。
【0188】
いくつかの実施形態では、投影部は、投影形状を変更可能なパターン光を出力するプロジェクタを含む。
【0189】
このような構成によれば、簡便に投影形状を変更してパターン光を出力させることができるので、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定する眼科装置を提供することができるようになる。
【0190】
いくつかの実施形態では、投影部は、合焦状態を特定するための第１投影形状のパターン光を出力し、パターン光の合焦制御後に、第１投影形状と異なる第２投影形状のパターン光を出力し、取得部は、第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する。
【0191】
このような構成によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定してパターン光の合焦制御を行い、合焦制御後に、新たにパターン光を出力して被検眼の画像を取得する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。
【0192】
いくつかの実施形態では、取得部は、戻り光を検出するイメージセンサ（２２）を含み、ローリングシャッター方式により受光像を取得する。
【0193】
このような構成によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定する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。
【0194】
いくつかの実施形態に係る眼科装置（１）の制御方法は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼（Ｅ）に投影する投影ステップと、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第１方向に交差する第２方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む。
【0195】
このような方法によれば、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第１方向に交差する第２方向に延びる開口形状に対応した受光像が取得される。それにより、パターン光の合焦状態に応じて輝度分布が変化する受光像を取得することが可能になる。従って、簡素な構成で，最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。
【0196】
いくつかの実施形態に係る眼科装置（１）の制御方法は、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼（Ｅ）に投影する投影ステップと、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第１方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、取得ステップにおいて取得された１以上の受光像における第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む。
【0197】
このような方法によれば、少なくとも第１方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第１方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得し、取得された１以上の受光像における第１方向に交差する第２方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態が特定される。それにより、簡素な構成で，最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。
【0198】
いくつかの実施形態では、特定ステップは、受光像における第２方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、パターン光の合焦制御を行う制御ステップを含む。
【0199】
このような方法によれば、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。
【0200】
いくつかの実施形態では、投影ステップは、合焦状態を特定するための第１投影形状のパターン光を出力する第１投影ステップと、パターン光の合焦制御後に、第１投影形状と異なる第２投影形状のパターン光を出力する第２投影ステップと、を含み、取得ステップは、第１投影ステップにおいて投影された第１投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて開口形状に対応した受光像を取得する第１取得ステップと、第２投影ステップにおいて投影された第２投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する第２取得ステップと、を含む。
【0201】
このような方法によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定してパターン光の合焦制御を行い、合焦制御後に、新たにパターン光を出力して被検眼の画像を取得することができるようになる。
【0202】
いくつかの実施形態では、取得ステップは、戻り光の検出結果に基づいてローリングシャッター方式により受光像を取得する。
【0203】
このような方法によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定することができるようになる。
【0204】
以上に示された実施形態又はその変形例は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
【0205】
上記の実施形態又はその変形例において、眼科装置は、例えば、眼軸長測定機能、眼圧測定機能、眼底撮影機能、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）機能、超音波検査機能など、眼科分野において使用可能な任意の機能を有していてもよい。なお、眼軸長測定機能は、光干渉断層計等により実現される。また、眼軸長測定機能は、被検眼に光を投影し、当該被検眼に対する光学系のＺ方向（前後方向）の位置を調整しつつ眼底からの戻り光を検出することにより、当該被検眼の眼軸長を測定するようにしてもよい。眼圧測定機能は、眼圧計等により実現される。眼底撮影機能は、眼底カメラや走査型検眼鏡（ＳＬＯ）等により実現される。ＯＣＴ機能は、光干渉断層計等により実現される。超音波検査機能は、超音波診断装置等により実現される。また、このような機能のうち２つ以上を具備した装置（複合機）に対してこの発明を適用することも可能である。
【0206】
いくつかの実施形態では、上記の眼科装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。このようなプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ／ＤＶＤ－ＲＡＭ／ＤＶＤ－ＲＯＭ／ＭＯ等）、磁気記憶媒体（ハードディスク／フロッピー（登録商標）ディスク／ＺＩＰ等）などを用いることが可能である。また、インターネットやＬＡＮ等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
【符号の説明】
【0207】
１ 眼科装置
１０ 投影系
１１、１１ａ パターン光発生部
１１Ａ 光源
１１Ｃ 空間光変調器
１２ 平滑化部
１１Ｂ、１３、２１、５１、１２１ 光学系
２０ 受光系
２２ イメージセンサ
３０ 画像処理部
４０ 画像出力部
５０ 光合波分波器
５２ 合焦機構
１００ 制御部
１０１ 主制御部
１０２ 記憶部
１０２Ａ 制御情報
１１０ 操作部
１２０ 自発光デバイス
Ｅ 被検眼
１０ 投影系
１１、１１ａ パターン光発生部
１１Ａ 光源
１１Ｃ 空間光変調器
１２ 平滑化部
１１Ｂ、１３、２１、５１、１２１ 光学系
２０ 受光系
２２ イメージセンサ
３０ 画像処理部
４０ 画像出力部
５０ 光合波分波器
５２ 合焦機構
１００ 制御部
１０１ 主制御部
１０２ 記憶部
１０２Ａ 制御情報
１１０ 操作部
１２０ 自発光デバイス
Ｅ 被検眼
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11】