特開 2025-5617 角膜内皮撮像装置

(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】P2025005617

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】角膜内皮撮像装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/13 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

A61B3/13 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105852

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】501299406

【氏名又は名称】株式会社トーメーコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000660

【氏名又は名称】Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｐａｒｔｎｅｒｓ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】亀井 芽衣

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 拓

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA04

4C316AB16

4C316FA06

4C316FZ01

(57)【要約】

【課題】解析に適した画像を得るための時間が無用に長期化することを防止する技術の提供。
【解決手段】被検眼の角膜を撮影する撮影部と、撮影によって得られた画像が基準を満たさない場合に前記撮影部に再撮影を開始させ、前記再撮影中に前記画像のサムネイル画像と前記再撮影のキャンセルボタンとを表示部に表示させ、前記キャンセルボタンが選択されると前記再撮影をキャンセルする制御部と、を備える角膜内皮撮像装置を構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検眼の角膜を撮影する撮影部と、
撮影によって得られた画像が基準を満たさない場合に前記撮影部に再撮影を開始させ、前記再撮影中に前記画像のサムネイル画像と前記再撮影のキャンセルボタンとを表示部に表示させ、前記キャンセルボタンが選択されると前記再撮影をキャンセルする制御部と、
を備える角膜内皮撮像装置。

【請求項2】

前記再撮影中に前記サムネイル画像として表示される前記画像は、前記再撮影の要否の判断対象である複数の前記画像のうち最も画質が良い前記画像を少なくとも含む、
請求項１に記載の角膜内皮撮像装置。

【請求項3】

前記基準は、前記画像において、内皮細胞が位置する領域を示す内皮領域が、前記画像に占める割合が閾値以上であることである、
請求項１に記載の角膜内皮撮像装置。

【請求項4】

前記基準は、前記画像において、各内皮細胞を示す細胞領域の数と大きさの少なくとも一方についての判断基準である、
請求項１に記載の角膜内皮撮像装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記再撮影の要否の判断対象である前記画像における、内皮細胞が位置する領域を示す内皮領域の位置に基づいてオフセット値を算出し、前記オフセット値に基づいて前記撮影部を移動させて前記再撮影を開始させる、
請求項１に記載の角膜内皮撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、角膜内皮撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、眼疾患の有無判断や眼の術後経過の診断などに際して、角膜を観察することが行われている。このような角膜の細胞状態を観察するに際して、非接触で被検眼における角膜を撮像する装置が知られている。特許文献１には、撮影した画像が解析エラー画像であると判定された場合に再撮影を行うことが記載されている（００３９，０２０１等）。特許文献２には、アライメント処理中にアライメント処理を中断させるためのキャンセルボタンを表示することが記載されている（図２、００２７）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１０３４３３号公報

【特許文献2】特開２０２３－４６６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

再撮影が予め決められた既定の回数行われる場合、被験者の拘束期間が長期化し被験者の負担が増大しうる。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、解析に適した画像を得るための時間が無用に長期化することを防止する技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的を達成するため、角膜内皮撮像装置は、被検眼の角膜を撮影する撮影部と、撮影によって得られた画像が基準を満たさない場合に撮影部に再撮影を開始させ、再撮影中に画像のサムネイル画像と再撮影のキャンセルボタンとを表示部に表示させ、キャンセルボタンが選択されると再撮影をキャンセルする制御部と、を備える。

【0006】

すなわち、角膜内皮撮像装置は、基準を満たさない場合に再撮影を自動的に開始する構成であるため、基準を満たす画像を得るための操作者の手間を軽減できる。また、角膜内皮撮像装置は、再撮影中に、基準を満たさないと判断した画像のサムネイル画像と再撮影のキャンセルボタンとを表示する構成であるため、再撮影の要否を判断する機会を操作者に提供できる。また、角膜内皮撮像装置は、操作者が再撮影の必要がないと判断した場合に操作者のキャンセルボタンの選択に応じて再撮影をキャンセルするため、解析に適した画像を得るための時間が無用に長期化することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】装置光学系の構成を示す説明図である。

【図2】角膜内皮撮像装置の構成を示す説明図である。

【図3】装置光学系に接続される制御回路等を説明する説明図である。

【図4】撮影処理のフローチャートである。

【図5】アライメント処理のフローチャートである。

【図6】撮影された画像の一例を示す図である。

【図7】画面表示の一例を示す図である。

【図8】図８Ａは撮影された画像の例を示す図、図８Ｂは特定された内皮領域の例を示す図、図８Ｃはオフセット値算出例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）角膜内皮撮像装置の構成：
（１－１）制御系の構成：
（１－２）撮影処理：
（２）他の実施形態：

【0009】

（１）角膜内皮撮像装置の構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる角膜内皮撮像装置１００が備える装置光学系１０の構成を示す説明図である。図２および図３は、角膜内皮撮像装置１００を説明するための図である。装置光学系１０は、前眼部撮像光学系１２と、角膜照明光学系１４と、軸方向位置検出光学系１６と、軸方向照明光学系１８と、角膜検出光学系２０と、を備える。本実施形態においては、角膜照明光学系１４および角膜検出光学系２０が角膜撮像光学系を構成し、軸方向位置検出光学系１６と、軸方向照明光学系１８と、が軸方向位置調整光学系を構成する。

【0010】

装置光学系１０において、前眼部撮像光学系１２から図面下部の側に角膜照明光学系１４および軸方向位置検出光学系１６が設けられ、前眼部撮像光学系１２から図面上部の側に軸方向照明光学系１８および角膜検出光学系２０が配置されている。角膜照明光学系１４（軸方向位置検出光学系１６）の光軸１４ａ（１６ａ）と、軸方向照明光学系１８（角膜検出光学系２０）の光軸１８ａ（２０ａ）とは、前眼部撮像光学系１２の光軸１２ａと同一平面に配置されている。

【0011】

前眼部撮像光学系１２は、光軸１２ａ上において被検眼Ｅに近い位置から、ハーフミラー２２、対物レンズ２４、ハーフミラー２６、コールドミラー２７、ＣＣＤ２８、の順に設けられている。また、被検眼Ｅに対面する所定の位置には、２つの観察用光源３０が配設されている。観察用光源３０は、赤外光を発する赤外ＬＥＤであり、被検眼Ｅの前眼部を照明する照明光源である。コールドミラー２７は、赤外光を透過させる一方で可視光を反射する。観察用光源３０から発せられて被検眼Ｅの前眼部で反射された反射光は、対物レンズ２４およびコールドミラー２７を通して、ＣＣＤ２８上で結像される。すなわち、ＣＣＤ２８は、照明光源である観察用光源３０による前眼部からの反射光を受光して前眼部の画像である前眼部画像を撮像する前眼部撮像素子である。

【0012】

角膜照明光学系１４は、被検眼Ｅに近い位置から、投影レンズ３２、コールドミラー３４、スリット３６、集光レンズ３８、撮像用光源４０、の順に設けられている。撮像用光源４０は、可視光を発するＬＥＤである。コールドミラー３４は、赤外光を透過させる一方で可視光を反射する。撮像用光源４０から発せられた光は、集光レンズ３８およびスリット３６を通すことによってスリット光とされる。このスリット光は、コールドミラー３４により反射されるとともに投影レンズ３２を通って、角膜Ｃに対して斜め方向から照射される。すなわち、撮像用光源４０は、スリット光を被検眼Ｅに対して斜めから照明する照明光源である。

【0013】

軸方向位置検出光学系１６は、その光軸の一部が角膜照明光学系１４の光軸と一致する。軸方向位置検出光学系１６は、被検眼Ｅに近い位置から、投影レンズ３２、コールドミラー３４、ラインセンサ４４、の順に設けられている。後述する調整用光源５４から照射されて角膜Ｃで反射された反射光は、投影レンズ３２およびコールドミラー３４を通って、ラインセンサ４４上に結像する。

【0014】

一方、軸方向照明光学系１８は、被検眼Ｅに近い位置から、対物レンズ４６、コールドミラー４８、集光レンズ５２、軸方向位置検出用の検出光を出力する光源としての調整用光源５４、の順に設けられている。調整用光源５４は、赤外ＬＥＤなどの赤外光源が好ましい。調整用光源５４から発せられた検出光は、角膜Ｃに対して斜めから照射される。調整用光源５４は、必ずしも赤外光源とされる必要は無く、ハロゲンランプや可視光ＬＥＤなどの可視光源を用いても良い。可視光源を用いる場合には、その照度は撮像用光源４０の照度よりも小さくされることが好ましい。可視光源の照度を撮像用光源４０の照度よりも小さくすることによって、アライメント等、調整用光源５４から光を照射する際の被検者の負担が軽減される。調整用光源５４は、ハロゲンランプや可視光ＬＥＤなどの可視光源と赤外フィルタを組み合わせることによって構成されても良い。

【0015】

角膜検出光学系２０は、その光軸の一部が軸方向照明光学系１８の光軸と一致する。角膜検出光学系２０は、被検眼Ｅに近い位置から、対物レンズ４６、コールドミラー４８、スリット５６、変倍レンズ５８、合焦レンズ６０、コールドミラー２７、ＣＣＤ２８の順に設けられている。撮像用光源４０から照射されて角膜Ｃで反射された光は、対物レンズ４６を通るとともにコールドミラー４８で反射された後に、スリット５６によって平行光とされる。この平行光は、変倍レンズ５８および合焦レンズ６０を通るとともに、コールドミラー２７で反射されて、撮像素子であるＣＣＤ２８上に結像される。すなわち、ＣＣＤ２８は、撮像用光源４０から発せられた光であって集光レンズ３８およびスリット３６を通過した光であるスリット光による被検眼Ｅの角膜からの反射光を受光して角膜の画像である角膜画像を撮像する角膜撮像素子でもある。

【0016】

本実施形態においては、前眼部撮像光学系１２の光軸１２ａが特定の方向に向くように前眼部撮像光学系１２が角膜内皮撮像装置１００に取り付けられている。また、被検者が角膜内皮撮像装置１００に対面して顔を固定した場合に、測定対象となる被検眼Ｅを光軸１２ａが通るように、前眼部撮像光学系１２が角膜内皮撮像装置１００に取り付けられている。この結果、被検眼Ｅの正面方向と光軸１２ａとは、略一致する。

【0017】

角膜照明光学系１４（軸方向位置検出光学系１６）の光軸１４ａ（１６ａ）と、軸方向照明光学系１８（角膜検出光学系２０）の光軸１８ａ（２０ａ）とは、前眼部撮像光学系１２の光軸１２ａに対して互いに逆方向に傾斜している。本実施形態において、光軸１４ａ（１６ａ）と光軸１８ａ（２０ａ）とは一点で交わり、当該一点において光軸１２ａも交わる。光軸１４ａ（１６ａ）、光軸１８ａ（２０ａ）、光軸１２ａが交わる交点を回転中心とした場合における光軸１２ａに対する傾斜角αは、光軸１４ａ（１６ａ）、光軸１８ａ（２０ａ）において同一である。すなわち、交点を回転中心とし、光軸１２ａに対して光軸１４ａ（１６ａ）が傾斜する傾斜角を鋭角側で定義し、交点を回転中心とし、光軸１２ａに対して光軸１８ａ（２０ａ）が傾斜する傾斜角を鋭角側で定義した場合、両傾斜角はともにαで一致している。以上のような本実施形態において、前眼部撮像光学系１２の光軸１２ａが所定の軸に相当する。

【0018】

本実施形態においては、角膜撮像光学系において合焦状態で撮像可能な物体と、角膜撮像光学系と、の光軸１２ａ方向における距離は一定である。具体的には、本実施形態においては、光軸１４ａ（１６ａ）と光軸２０ａ（１８ａ）とが交差する点に物体が存在する場合に、当該物体に合焦した状態でＣＣＤ２８による撮像が行われるように、角膜撮像光学系の各光学部品の位置が調整されている。従って、光軸１２ａ方向における角膜撮像光学系と、撮像対象となる角膜の部位と、の距離が特定の距離である場合に、任意の物体が合焦した状態でＣＣＤ２８による撮像が可能である。なお、撮像対象が角膜の内皮である場合には角膜によって光が屈折するが、角膜の内皮に合焦した状態における、角膜の内皮と、角膜撮像光学系と、の光軸１２ａ方向における距離は、任意の物体における距離と同一であると見なされていてもよい。

【0019】

さらに、前眼部撮像光学系１２上に設けられるハーフミラー２２は、固視標光学系６４、垂直照明光学系６６の一部を構成している。固視標光学系６４は、被検眼Ｅに近い位置から、ハーフミラー２２、投影レンズ６８、ハーフミラー７０、固視標光源７４、の順に設けられている。固視標光源７４は、ＬＥＤなどの可視光を発する光源であり、被検眼Ｅの視線を既定方向に誘導する。固視標光源７４は、例えば、複数のＬＥＤをマトリクス状に並べたドットマトリクスＬＥＤ等によって実現可能である。

【0020】

垂直照明光学系６６は、被検眼Ｅに近い位置から順にハーフミラー２２、投影レンズ６８、ハーフミラー７０、絞り７６、ピンホール板７８、集光レンズ８０、アライメント光源８２が設けられて構成されている。アライメント光源８２からは垂直位置検出用の検出光である赤外線が出力され、かかる赤外光は集光レンズ８０により集光されてピンホール板７８を通過し、絞り７６に導かれる。そして、絞り７６を通過した光はハーフミラー７０に反射されて、投影レンズ６８によって平行光とされた後に、ハーフミラー２２によって反射されて被検眼Ｅに照射される。本実施形態においては、垂直位置検出用の検出光である赤外線がハーフミラー２２によって光軸１２ａに平行な方向に向けられる。従って、垂直位置検出用の検出光は、光軸１２ａに沿った方向から被検眼Ｅに照射する。

【0021】

垂直位置検出光学系８４は、被検眼Ｅに近い位置から、ハーフミラー２６、位置検出可能なアライメント検出センサ８８、の順に設けられている。アライメント光源８２から照射されて角膜Ｃで反射された光がハーフミラー２６で反射され、反射光がアライメント検出センサ８８に導かれる。前眼部撮像光学系１２上に設けられたハーフミラー２６は、垂直位置検出光学系８４の一部を構成している。本実施形態においては、以上の垂直照明光学系６６および垂直位置検出光学系８４が、垂直位置調整光学系を構成する。

【0022】

アライメント検出センサ８８は、２次元センサであり、垂直位置検出用の検出光による被検眼Ｅからの反射光を受光する。当該反射光が２次元センサで受光される位置は、被検眼Ｅと垂直位置調整光学系との位置関係が、光軸１２ａに垂直な方向に変動することによって、変動する。従って、反射光が２次元センサで受光される位置に基づいて、垂直位置調整光学系の被検眼Ｅに対する相対位置関係を、光軸１２ａに垂直な方向において特定することができる。

【0023】

図２は、角膜内皮撮像装置１００の構成を示す説明図である。角膜内皮撮像装置１００は、非接触で被検眼における角膜内皮を撮像するための装置である。角膜内皮撮像装置１００は、ベース１０２と、本体部１０４と、ヘッド１０６（撮影部）と、操作スティック１０８と、ディスプレイ１１０と、を備える。ベース１０２は、電源装置を内蔵する。本体部１０４は、ベース１０２の上に設けられている。本体部１０４は、後述する各制御回路を収容する。ヘッド１０６の内側には、図１において説明した装置光学系１０が収容されている。

【0024】

本実施形態において、角膜内皮撮像装置１００のベース１０２は、水平面に設置される。角膜内皮撮像装置１００は図示しない支持部を備えており、支持部に被検者の顔が支持された状態において、被検者の左右、上下、前後方向となる方向のそれぞれを、本明細書ではＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と呼ぶ。図２においては、各方向をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸によって示している。また、本明細書では、当該被検者から見た後方をＺ方向の正方向、被検者から見た左方をＸ方向の正方向、上方をＹ方向の正方向として示している。なお、Ｚ方向は、前眼部撮像光学系１２の光軸１２ａと平行であるため、光軸１２ａに沿った方向はＺ方向である。一方、Ｘ方向およびＹ方向に平行な平面上の任意の方向は、光軸１２ａに対して垂直な方向である。

【0025】

ヘッド１０６は、本体部１０４の上方において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に沿って正負それぞれの方向に駆動できるように構成されている。ヘッド１０６には、装置光学系１０が収容され、固定されている。従って、角膜照明光学系１４と、軸方向位置検出光学系１６と、軸方向照明光学系１８と、角膜検出光学系２０と、垂直照明光学系６６と、垂直位置検出光学系８４は、ヘッド１０６の移動に伴って一体として駆動される。

【0026】

操作スティック１０８は、ベース１０２に設けられている。操作スティック１０８は、ヘッド１０６を駆動可能に構成されている。ディスプレイ１１０は、ヘッド１０６に設けられている。ディスプレイ１１０は、タッチパネルディスプレイである。従って、ディスプレイ１１０は、任意の画像を表示可能であるとともにタッチパネルによる入力を受け付けることが可能である。表示部および入力部はタッチパネルディスプレイに限定されず、他にも種々の装置であって良い。

【0027】

（１－１）制御系の構成：
図３は、図１にて説明した装置光学系１０に接続される制御回路等を説明するための説明図である。角膜内皮撮像装置１００には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれにヘッド１０６を移動させるＸ軸駆動機構１１２、Ｙ軸駆動機構１１４、Ｚ軸駆動機構１１６が設けられている。これらの駆動機構は、例えば、ラック・ピニオン機構によって構成可能である。

【0028】

さらに、角膜内皮撮像装置１００は、制御部１１７、ＸＹアライメント検出回路１１８、Ｚアライメント検出回路１２０、画像処理回路１２２、記憶装置１２４を備える。制御部１１７は、装置光学系１０による角膜像の撮像の作動制御を行う回路である。制御部１１７は、Ｘ軸駆動機構１１２、Ｙ軸駆動機構１１４、Ｚ軸駆動機構１１６に接続されており、これらの駆動機構を駆動させる駆動信号を出力可能である。

【0029】

ＸＹアライメント検出回路１１８は、アライメント検出センサ８８、制御部１１７に接続されている。また、Ｚアライメント検出回路１２０は、ラインセンサ４４、制御部１１７に接続されている。アライメント検出センサ８８およびラインセンサ４４の検出情報は、ＸＹアライメント検出回路１１８およびＺアライメント検出回路１２０を介して制御部１１７に入力される。なお、図示は省略するが、制御部１１７は、観察用光源３０、撮像用光源４０、調整用光源５４、アライメント光源８２にも接続されており、これら照明光源の発光を制御する。また、制御部１１７は、ディスプレイ１１０にも接続されており、ディスプレイ１１０に対して任意の画像を表示させ、また、タッチパネルによる操作者の入力を受け付けることが可能である。

【0030】

画像処理回路１２２は、ＣＣＤ２８が撮像した画像を取得する回路である。画像処理回路１２２には記憶装置１２４が接続されており、記憶装置１２４は、画像処理回路１２２から出力された画像の画像データを記憶する。

【0031】

（１－２）撮影処理：
次に、以上のような構成の角膜内皮撮像装置１００において、制御部１１７が実行する撮影処理を説明する。図４は、撮影処理を示すフローチャートである。制御部１１７は、操作者がディスプレイ１１０に対してタッチ操作を行い、撮影処理の開始を指示することにより開始される。撮影処理が開始されると、制御部１１７は、再撮影回数を０回に初期化する（ステップＳ２００）。本実施形態において、初回の撮影を行った後、撮影された画像が基準を満たさない場合に再撮影するように構成されている。再撮影回数は、再撮影が行われる度に１ずつ増加する値である。また、再撮影中には、操作者の判断で再撮影を中止するためのキャンセルボタンと、撮影された画像（基準を満たさないと判断された画像）のサムネイル画像がディスプレイ１１０に表示される。サムネイル画像によって操作者は再撮影の要否を判断可能である。操作者の判断によってキャンセルされない場合、再撮影は、最大で、予め設定された上限値の回数まで行われる。

【0032】

続いて、制御部１１７は、アライメント処理を行う（ステップＳ２０５）。図５は、アライメント処理のフローチャートである。アライメント処理が開始されると、制御部１１７は、粗調整を行う（ステップＳ１００）。具体的には、撮像処理が開始されると、制御部１１７は、観察用光源３０を点灯させ、前眼部撮像光学系１２による撮像を開始する。この結果、ＣＣＤ２８によって撮像された前眼部の画像が画像処理回路１２２によって取得され、記憶装置１２４に記憶される。制御部１１７は、当該記憶装置１２４に記憶された画像を示す画像データを取得し、ディスプレイ１１０を制御して当該画像を表示させる。この結果、ディスプレイ１１０には前眼部の画像がライブ表示される。

【0033】

操作者は、このように前眼部の画像がディスプレイ１１０にライブ表示された状態で操作スティック１０８を操作して粗調整を行う。すなわち、操作者が操作スティック１０８を操作すると、制御部１１７は操作スティック１０８の操作方向および操作量に応じてＸ軸駆動機構１１２およびＹ軸駆動機構１１４を駆動させ、ヘッド１０６をＸ方向およびＹ方向に移動させる。操作者は、ディスプレイ１１０の表示を視認しつつ操作スティック１０８を操作し、被検眼Ｅの角膜の中心がディスプレイ１１０の予め決められた位置（例えば、中央）に一致するように粗調整を行う。Ｚ方向の粗調整は、自動で行われても良いし、操作者によって行われてもよい。自動で行われる構成としては、ヘッド１０６のＺ方向の位置を予め決められた初期位置に設定する構成や、ラインセンサ４４の出力に基づいて、例えば、上皮からの反射光が既定の範囲で検出されるようにヘッド１０６をＺ方向に移動させる構成等を採用可能である。

【0034】

次に、制御部１１７は、垂直位置調整光学系を用いて光軸１２ａに垂直な方向の位置の調整、すなわち、被検眼Ｅに対する装置光学系１０のＸＹ方向の位置合わせであるＸＹアライメントを行う（ステップＳ１０５）。具体的には、制御部１１７は、アライメント光源８２を点灯させる。この結果、アライメント光源８２から垂直位置検出用の検出光が出力され、被検眼Ｅに向けて照射される。垂直位置検出用の検出光が被検眼Ｅで反射すると、反射光がアライメント検出センサ８８に導かれ、アライメント検出センサ８８によって検出される。なお、垂直位置検出用の検出光が被検眼Ｅで反射した反射光の強度は、角膜頂点で大きい値となるため、反射光が検出される位置は、角膜頂点からの反射光が検出される位置に相当する。ここで、角膜頂点とは、角膜ＣのうちＺ方向において前眼部撮像光学系１２に最も近い位置である。

【0035】

以上のように、垂直位置検出用の検出光による被検眼Ｅからの反射光がアライメント検出センサ８８によって検出されている状態において、制御部１１７は、ＸＹアライメントを行う。具体的には、制御部１１７は、アライメント検出センサ８８の出力結果を参照し、閾値以上の検出値が検出されたアライメント検出センサ８８上の位置を特定する。当該位置は、反射光がアライメント検出センサ８８において受光された位置と見なされる。閾値は、反射光を検出するための値として予め決められた値である。

【0036】

制御部１１７は、反射光がアライメント検出センサ８８において受光された位置を、アライメント検出センサ８８上の既定の位置（本実施形態においてはセンサの中央）に一致させるための制御を行う。すなわち、制御部１１７は、反射光がアライメント検出センサ８８において受光された位置と、アライメント検出センサ８８上の既定の位置との差分を特定する。さらに、制御部１１７は、当該差分を減少させるためのＸＹ平面内でのヘッド１０６の移動方向を特定する。そして、制御部１１７は、Ｘ軸駆動機構１１２およびＹ軸駆動機構１１４を制御し、当該移動方向にヘッド１０６を移動させる。

【0037】

制御部１１７は、反射光がアライメント検出センサ８８において受光された位置と、アライメント検出センサ８８上の既定の位置との差分が閾値以下になるまで以上の処理を繰り返すことによってＸＹアライメントを実行する。なお、ＸＹアライメントの際には、ステップＳ１００におけるライブ表示が行われてもよい。ＸＹアライメントが行われると、制御部１１７は、ＸＹ方向のトラッキングを開始する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部１１７は、ステップＳ１０５におけるアライメントを継続的に繰り返すことにより、ＸＹアライメントを常時実行する。

【0038】

次に、制御部１１７は、軸方向位置調整光学系を用いて軸方向位置の調整、すなわち、Ｚアライメントを行う。このために、まず、制御部１１７は、上皮の位置＋目標距離の位置が合焦した状態になるようにＺアライメントを行う（ステップＳ１１５）。具体的には、制御部１１７は、調整用光源５４を点灯させる。この結果、調整用光源５４から軸方向位置検出用の検出光が出力され、被検眼Ｅに向けて照射される。軸方向位置検出用の検出光が被検眼Ｅで反射すると、反射光がラインセンサ４４に導かれ、ラインセンサ４４によって検出される。なお、本実施形態においては、角膜の内皮が撮像対象である。角膜の内皮に合焦した状態で撮像が行われるためには、角膜照明光学系１４の光軸１４ａと、角膜検出光学系２０の光軸２０ａとが交差する点に角膜の内皮が存在する必要がある。

【0039】

角膜照明光学系１４の光軸１４ａと軸方向位置検出光学系１６の光軸１６ａとは被検眼Ｅの周辺で一致しており、軸方向照明光学系１８の光軸１８ａと角膜検出光学系２０の光軸２０ａとは被検眼Ｅの周辺で一致している。このため、角膜照明光学系１４の光軸１４ａと角膜検出光学系２０の光軸２０ａとが交差する点と、軸方向照明光学系１８の光軸１８ａと軸方向位置検出光学系１６の光軸１６ａとが交差する点と、は一致している。従って、角膜の内皮からの反射光がラインセンサ４４によって検出された位置を解析することによって、角膜の内皮が、角膜検出光学系において合焦した状態になっているか否かを特定する。

【0040】

次に、制御部１１７は、ラインセンサ４４の出力を前房側から走査する（ステップＳ１２０）。具体的には、制御部１１７は、ラインセンサ４４が受光した受光結果を前房側から上皮側に向けて参照していき、ラインセンサ４４上の各位置での検出値と予め決められた閾値とを比較し、内皮ピークを特定する。内皮ピークは、角膜の内皮からの反射光のピークである。角膜からの反射光の検出結果が複雑な形状である場合、制御部１１７は、被検眼Ｅの前房に最も近いピークを内皮からの反射光と見なす。

【0041】

次に、制御部１１７は、内皮ピークが特定されたか否か判定する（ステップＳ１２５）。すなわち、制御部１１７は、ステップＳ１２０の処理により、内皮ピークが特定されなかった場合には、ステップＳ１３０を実行し、内皮ピークが特定された場合には、ステップＳ１４０を実行する。

【0042】

ステップＳ１２５において内皮ピークが特定されなかった場合、制御部１１７は、ステップＳ１３０において、上皮の位置＋目標距離の位置が角膜撮像光学系において合焦する状態になっているか否かを確認する。ステップＳ１３０において、上皮の位置＋目標距離の位置が角膜撮像光学系において合焦した状態になっていると判定されない場合、制御部１１７は、再度、ステップＳ１１５を繰り返す。

【0043】

一方、ステップＳ１３０において、上皮の位置＋目標距離の位置が角膜撮像光学系において合焦した状態になっていると判定された場合、制御部１１７は、目標距離を変更して（ステップＳ１３５）、ステップＳ１１５以降の処理を繰り返す。

【0044】

ステップＳ１２５において内皮ピークが特定された場合、制御部１１７は、内皮ピークが合焦位置付近に存在するか否かを判定する（ステップＳ１４０）。すなわち、制御部１１７は、ステップＳ１２５で特定された内皮ピークの位置と合焦位置との差分を算出し、差分が閾値以下である場合に、内皮ピークが合焦位置付近に存在すると判定する。なお、閾値は、内皮ピークが合焦位置に充分近いか否かを判定するための値として予め決められた値であり、本実施形態においては、ステップＳ１３５における目標距離の変更幅と同一である。

【0045】

ステップＳ１４０において、内皮ピークが合焦位置付近に存在すると判定されない場合、制御部１１７は、ステップＳ１３０以降の処理を行う。すなわち、固視微動による影響を受けていれば、目標距離を変更することなくステップＳ１１５以降の処理を繰り返し、固視微動による影響を受けていなければ、目標距離を変更してステップＳ１１５以降の処理を繰り返す。

【0046】

ステップＳ１４０において、内皮ピークが合焦位置付近に存在すると判定された場合、制御部１１７は、内皮ピークが合焦位置になるようにＺアライメントを行う（ステップＳ１４５）。すなわち、制御部１１７は、ラインセンサ４４上の合焦位置と、角膜の内皮からの反射光がラインセンサ４４において受光される位置と、を一致させるようにヘッド１０６を移動させる。具体的には、制御部１１７は、ラインセンサ４４の検出結果に基づいて内皮ピークの位置を特定し、特定された内皮ピークの位置と、合焦位置との差分を特定し、ラインセンサ上の当該差分に相当する光軸１２ａ上での距離を特定する。そして、制御部１１７は、Ｚ軸駆動機構１１６を制御し、当該距離だけヘッド１０６を移動させる。この結果、角膜の内皮が角膜撮像光学系において合焦した状態になるようにＺアライメントが行われる。

【0047】

Ｚアライメントが行われると、制御部１１７は、Ｚ方向のトラッキングを開始する（ステップＳ１５０）。すなわち、制御部１１７は、ステップＳ１４５におけるアライメントを継続的に繰り返すことにより、Ｚアライメントを常時実行する。なお、ステップＳ１１５～Ｓ１４０の処理によって、合焦位置付近に存在する内皮ピークが見つかった後においては、容易に継続して内皮ピークをトラッキングすることが可能である。以上の処理によれば、角膜撮像光学系が角膜の内皮に合焦した状態が継続して維持された状態になる。

【0048】

図４の撮影処理の説明に戻る。角膜の内皮に合焦した状態で、制御部１１７は、撮影を行う（ステップＳ２１０～Ｓ２２５）。制御部１１７は、所定周期（例えば４０ｍｓ）毎の撮影を所定期間（例えば２秒間）内に繰り返し行い（ステップＳ２１５）、そのうち画質の良い所定枚数（例えば１６枚）を記憶装置１２４に保存する。すなわち、制御部１１７は、画像処理回路１２２から出力され、記憶装置１２４に記憶されている画像データを取得し、画像データの撮影枚数が所定枚数を超えると、所定枚数のうち最も画質の悪い画像データと最新の画像データとを比較する。制御部１１７は比較の結果、画質が悪い方の画像データを破棄する。そうすることで所定期間内に撮影された画像データのうち画質が相対的に良い所定枚数の画像データが記憶装置１２４に保存されることとなる。

【0049】

画質を判断するために、制御部１１７は、画像データはフォーカスが合った画像であるか否かと、画像データ内に内皮細胞が含まれているか否かを判断する。本実施形態において制御部１１７は、画像データの端部の黒色のスリット領域が図６に示すように左右両端に等しい幅で現れている場合に、フォーカスが合っていると判断する。また、制御部１１７は、例えば、図６に示す破線の５つの各ライン上において、左右に隣り合う画素との輝度値の差の合計を算出する。画像データにおいて、内皮細胞の内側の領域と内皮細胞の境界線とは輝度値の差がある。制御部１１７は、輝度値の差の合計が大きい場合は少ない場合よりも、ライン上において内皮細胞が多く位置していると見なす。制御部１１７は、撮影済みの画像データのうち、輝度値の差の合計値が最も小さい画像と、最新の画像データにおける合計値とを比較し、値が大きく（すなわち内皮細胞が多く含まれている可能性があり）、フォーカスが合っている方を画質が良いと判断する。

【0050】

ステップＳ２１５にて１枚の画像を撮影した後、制御部１１７はキャンセル有りか否かを判定する（ステップＳ２２０）。すなわち制御部１１７は、再撮影中に表示されるキャンセルボタンが選択されたか否かを判定する。再撮影回数が０回である間は、サムネイル画像とキャンセルボタンは表示されないため、ステップＳ２２０ではキャンセル有りと判定されない。再撮影回数が１以上の場合、後述するステップＳ２４０によってサムネイル画像とキャンセルボタンが表示されている状態である。この状態で、キャンセルボタンが選択されると、ステップＳ２２０において制御部１１７はキャンセル有りと判定し、所定期間が経過していなくても撮影を中止し、ステップＳ２８０に進む。

【0051】

ステップＳ２１０～Ｓ２２５の撮影が終わると、所定枚数分の画像データが新たに保存されたこととなる。制御部１１７は、再撮影回数が最大値より小さいか否かを判定する（ステップＳ２３０）。再撮影回数の最大値（最大回数）が予め設定されており、ステップＳ２３０では、予め設定されている再撮影回数の最大値との比較が行われる。なおもちろん操作者はメニュー画面を介してデフォルトの最大値から所望の値に変更することができる。

【0052】

ステップＳ２３０において再撮影回数が最大値より小さいと判定されなかった場合、制御部１１７は、ステップＳ２８０に進む。ステップＳ２３０において再撮影回数が最大値より小さいと判定された場合、制御部１１７は、再撮影が必要か否かを判定する（ステップＳ２３５）。制御部１１７は、画像が基準を満たす場合に、再撮影不要と判断し、画像が基準を満たさない場合に再撮影が必要と判断する。基準は、画像において、内皮細胞が位置する領域を示す内皮領域が、画像に占める割合が閾値以上であることである。内皮領域は、画像データにおいて、内皮細胞が離間せず複数連続して存在している領域である。内皮領域は、内皮細胞が位置しない領域よりも輝度が高い領域である。そのため、制御部１１７は、輝度差を利用して内皮領域を特定する。図８Ａは内皮細胞（閉領域で示される）を含む画像の一例を模式的に示す図である。内皮細胞を示す閉領域はそれ以外の領域よりも輝度が高い。図８Ａを例に用いて説明する。

【0053】

制御部１１７は、画像データにおいて、注目画素の上下方向±所定画素の画素値に基づいて平滑化してノイズを除去した後、左右方向に伸びる各ラインについて左端から右端に向かって走査し、輝度差が低い値から高い値に所定の値以上変化する境界の画素を特定する。さらに制御部１１７は、特定した画素の位置を平滑化してつなぎ合わせ、左端から右端に向かって走査した場合の１本の境界線を導出する。同様に、制御部１１７は、左右方向に伸びる各ラインについて右端から左端に走査し、輝度差が低い値から高い値に所定の値以上変化する境界の画素を特定し、特定した画素の位置を平滑化してつなぎ合わせて右端から左端に走査した場合の１本の境界線を導出する。また、制御部１１７は、注目画素の左右方向±所定画素の画素値に基づいて平滑化した後、上下方向に伸びる各ラインについて上端から下端に向かって走査し、輝度差が低い値から高い値に所定の値以上に変化する境界の画素を特定する。制御部１１７は、特定した画素の位置を平滑化してつなぎ合わせ、上端から下端に向かって走査した場合の１本の境界線を導出する。同様に、制御部１１７は、上下方向に伸びる各ラインについて下端から上端に向かって走査し、輝度差が低い値から高い値に所定の値以上に変化する境界の画素を特定し、特定した画素の位置を平滑化してつなぎ合わせて下端から上端に走査した場合の１本の境界線を導出する。制御部１１７は、このようにして導出した境界線で囲まれる閉領域を、内皮領域として特定する。図８Ｂは、図８Ａに示すように内皮細胞が撮像された画像に対して上述の処理を行った場合に特定される内皮領域を模式的に示す図である。

【0054】

なお、内皮領域を特定する手法は他にも様々な方法を採用可能であるが、ステップＳ２１５で撮影された所定枚数の画像データに対して処理をする必要があるため、処理負荷の小さい（処理時間が短い）手法であることが望ましい。制御部１１７は、ステップＳ２１５で撮影された所定枚数の各画像データについて、内皮領域の面積を算出し、内皮領域の面積が最大である画像データについて、内皮領域の面積が画像全体の面積に占める割合を算出し、当該割合が閾値（例えば６０％）以上であるという基準を満たさない場合に、再撮影が必要と判断する。

【0055】

ステップＳ２３５において再撮影が必要であると判定されなかった場合、制御部１１７は、ステップＳ２８０に進む。ステップＳ２３５において再撮影が必要であると判定された場合、制御部１１７は、サムネイル画像とキャンセルボタンを表示する（ステップＳ２４０）。サムネイル画像は、再撮影の要否判断の対象の画像を縮小した画像である。図７は、サムネイル画像３００とキャンセルボタン３０１の表示例を示している。サムネイル画像３００とキャンセルボタン３０１が、被検眼のライブ画像に重ねて表示される。本実施形態において、サムネイル画像３００として表示される画像は、再撮影の要否の判断対象である複数の画像のうち最も画質が良い画像のサムネイル画像である。すなわち本実施形態においては、内皮領域の面積が画像全体に占める割合がステップＳ２１０～Ｓ２２５で撮影された画像データのうち最も大きいが閾値未満である画像のサムネイル画像である。操作者に対して、最も画質が良い画像を提示することで、これ以上再撮影を継続すべきか否かを判断するための要素を操作者に与えることができる。

【0056】

続いて、制御部１１７は、オフセット値を算出する（ステップＳ２４５）。オフセット値は、内皮領域の位置を撮像素子の所定位置に移動させるためのヘッドの移動距離である。図８の例のように、内皮領域が画像の端部に偏っている場合、制御部１１７は偏りが解消されるようにオフセット値を設定する。オフセット値の設定方法として、例えば、図８Ｃに示すように、内皮領域が内接する矩形枠Ｆ（画像の上下方向と平行な２辺を有し画像の左右方向と平行な２辺を有する矩形枠）を設定し、矩形枠Ｆの重心Ｐ１と画像の中央Ｐ２との画像内における上下方向および左右方向の距離（Kx, Ky）をそれぞれ、Ｘ方向のオフセット値とＹ方向のオフセット値に換算するように構成される。あるいは、上述の矩形枠Ｆの上端・下端のうち、一方の端部は画像の上端・下端の一方と接しているが他方は画像の上端・下端の他方と接していない場合や、矩形枠Ｆの左端・右端のうちの一方は画像の左端・右端の一方と接しているが他方は画像の左端・右端の他方と接していない場合、画像の端部と接していない矩形枠Ｆの端部と当該画像の端部との画像内における上下方向および左右方向の距離に基づいて、Ｘ方向のオフセット値とＹ方向のオフセット値を算出するように構成されてもよい。具体的には例えば図８Ｃに示す例においては、矩形枠Ｆの左端は画像の左端に接しているが右端は画像の右端に接しておらず、矩形枠Ｆの上端は画像の上端に接しているが下端は画像の下端に接していない。そのため矩形枠Ｆの右端と画像の右端との画像内の距離Kx2をＸ方向のオフセット量に換算し、矩形枠Ｆの下端と画像の下端との距離Ky2をＹ方向のオフセット値に換算するように構成されてもよい。
このように、画像に含まれる内皮領域の位置に基づいてオフセット値を設定し、当該オフセット値に基づいてヘッドを移動させて再撮影を行わせることにより、再撮影において基準を満たす画像を撮影できる可能性を高めることができる。

【0057】

続いて、制御部１１７は、ヘッドを後退させ（ステップＳ２５０）、アライメントを開始する（ステップＳ２５５）。再撮影が必要と判断された状態であるため、制御部１１７は、一旦ヘッド１０６を後退させて再度アライメントを行うことで基準を満たす画像の撮影を試みる。

【0058】

続いて、制御部１１７は、キャンセル有りか否かを判定する（ステップＳ２６０）。すなわち、制御部１１７は、図７に示すキャンセルボタンが選択されたか否かを判定する。ステップＳ２６０においてキャンセル有りと判定されなかった場合、制御部１１７は、ヘッドを移動させる（ステップＳ２６５）。すなわち、制御部１１７は、ステップＳ２４５で算出したオフセット値が示す距離だけＸＹ方向にヘッドを移動した位置にＸＹアライメントさせる。制御部１１７は当該位置へのＸＹアライメントを継続的に繰り返してＸＹトラッキングを行わせる。また、制御部１１７は、内皮ピークが合焦位置になるようにＺアライメントおよびＺ方向トラッキングを行わせる。

【0059】

ステップＳ２６０においてキャンセル有りと判定された場合、または、ステップＳ２２０においてキャンセル有りと判定された場合、または、ステップＳ２３０において再撮影回数が最大値より小さいと判定されなかった場合、または、ステップＳ２３５において再撮影が必要と判定されなかった場合、制御部１１７はサムネイル画像とキャンセルボタンを非表示とし、撮影およびヘッド移動を中断する（ステップＳ２８０）。撮影については、所定期間において、キャンセル有りと判断されて以降の撮影が行われない。また、ヘッド移動に関しては、移動途中のヘッドを即座に停止するように構成されてもよいし、既定の位置まで移動させてから停止するように構成されてもよい。

【0060】

ステップＳ２６５を実行後、制御部１１７は、撮影条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２７０）。すなわち制御部１１７は、角膜の内皮に合焦した状態であるか否かを判定する。ステップＳ２７０において満たすと判定されなかった場合、制御部１１７はステップＳ２６０に戻る。ステップＳ２７０において満たすと判定された場合、制御部１１７は再撮影回数をインクリメントし、ステップＳ２１０に戻る。

【0061】

以上のように、本実施形態によれば、角膜内皮撮像装置１００は、基準を満たさない場合に再撮影を自動的に開始する構成であるため、基準を満たす画像を得るための操作者の手間を軽減できる。また、角膜内皮撮像装置１００は、再撮影中に、基準を満たさないと判断した画像のサムネイル画像と再撮影のキャンセルボタンとを表示する構成であるため、再撮影の要否を判断する機会と判断材料を操作者に提供できる。基準を満たさないために自動的に再撮影が開始された場合であっても、操作者にとって有用な画像が既に撮影できていることがあり得る。角膜内皮撮像装置１００は、操作者が再撮影の必要がないと判断した場合に操作者のキャンセルボタンの選択に応じて再撮影をキャンセルするため、解析に適した画像を得るための時間が無用に長期化することを防止できる。
また、操作者の再撮影不要との判断に応じて再撮影を停止させることにより、無用に多くの画像が記憶装置１２４に保存されることを防止できる。無用に多くの画像が保存されることを防止できることにより、例えば操作者が最善の画像を選択する作業を簡略化することもできる。

【0062】

（２）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、再撮影の要否は、画像において、各内皮細胞を示す細胞領域の数と大きさの少なくとも一方についての判断基準によって判断されてもよい。具体的には例えば、制御部は画像内の輪郭線を検出し、輪郭線に囲まれた各閉領域を、各内皮細胞を示す細胞領域として検出する。制御部は、画像内に検出された細胞領域の個数が標準値よりも既定値以上異なっている場合に、基準を満たさず、再撮影が必要であると判断するように構成されてもよい。また、１つの細胞領域の面積が、面積の標準的な値の範囲に収まらない場合に、制御部は、画像が基準を満たさず、再撮影が必要であると判断するように構成されてもよい。また、細胞領域をその面積に応じて例えば大中小３グループに分類した場合に、各グループに分類された細胞領域の個数をカウントし、それぞれのグループにおいて細胞領域数が予め決められた値以上であれば基準を満たすと判断するように構成されてもよい。

【0063】

また、サムネイル画像として表示される画像は、再撮影の要否の判断対象である複数の画像のうち最も画質が良い画像を少なくとも含むように構成されてもよい。従って、例えば、画質が良い順に複数枚の画像の各サムネイル画像がキャンセルボタンとともに表示されてもよい。

【0064】

上記実施形態においては、再撮影の際に、撮影画像に分析して算出したＸＹオフセット値だけヘッドを移動させた位置でＸＹアライメントさせる構成であったが、ＸＹオフセット値算出やＸＹオフセット値に基づくヘッドの移動の工程は省略されてもよい。

【0065】

キャンセルボタンは、再撮影の停止を指示するためにディスプレイに表示される画像であり、キャンセルボタンの名称や表示態様は、上記実施形態で示した例に限定されず、様々な態様で実現されてよい。

【0066】

さらに、本発明の手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのプログラムの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし半導体メモリであってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

【符号の説明】

【0067】

１０…装置光学系、１２…前眼部撮像光学系、１２ａ…光軸、１４…角膜照明光学系、１４ａ…光軸、１６…軸方向位置検出光学系、１６ａ…光軸、１８…軸方向照明光学系、１８ａ…光軸、２０…角膜検出光学系、２０ａ…光軸、２２…ハーフミラー、２４…対物レンズ、２６…ハーフミラー、２７…コールドミラー、２８…ＣＣＤ、３０…観察用光源、３２…投影レンズ、３４…コールドミラー、３６…スリット、３８…集光レンズ、４０…撮像用光源、４４…ラインセンサ、４６…対物レンズ、４８…コールドミラー、５２…集光レンズ、５４…調整用光源、５６…スリット、５８…変倍レンズ、６０…合焦レンズ、６４…固視標光学系、６６…垂直照明光学系、６８…投影レンズ、７０…ハーフミラー、７４…固視標光源、７６…絞り、７８…ピンホール板、８０…集光レンズ、８２…アライメント光源、８４…垂直位置検出光学系、８８…アライメント検出センサ、１００…角膜内皮撮像装置、１０２…ベース、１０４…本体部、１０６…ヘッド、１０８…操作スティック、１１０…ディスプレイ、１１２…Ｘ軸駆動機構、１１４…Ｙ軸駆動機構、１１６…Ｚ軸駆動機構、１１７…制御部、１１８…ＸＹアライメント検出回路、１２０…Ｚアライメント検出回路、１２２…画像処理回路、１２４…記憶装置、３００…サムネイル画像、３０１…キャンセルボタン、Ｃ…角膜、Ｅ…被検眼、Ｆ…矩形枠、Ｐ１…重心、Ｐ２…中央

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】