特許 7186888 角膜内皮細胞撮影装置、その制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-01

(45)【発行日】2022-12-09

(54)【発明の名称】角膜内皮細胞撮影装置、その制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/13 20060101AFI20221202BHJP

   A61B 3/135 20060101ALI20221202BHJP

   A61B 3/14 20060101ALI20221202BHJP

【ＦＩ】

A61B3/13 300

A61B3/135 ZDM

A61B3/14

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021545494

(86)(22)【出願日】2020-09-03

(86)【国際出願番号】 JP2020033390

(87)【国際公開番号】W WO2021049405

(87)【国際公開日】2021-03-18

【審査請求日】2021-12-14

(31)【優先権主張番号】62/898,643

(32)【優先日】2019-09-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【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】大森 和宏

【審査官】冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２３８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５８７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１８２２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ３／００ － ３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源からの光を変調する空間光変調器を含み、前記空間光変調器により前記光源からの光を変調することによりスリット状の照明光を被検眼の角膜に向けて照射する照射系と、
前記照射系に対して斜めに配置され、前記角膜からの反射光を受光するイメージセンサを含む受光系と、
前記角膜における照明領域に前記照明光を照射するように前記空間光変調器を制御すると共に、前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御する制御部と、
を含む、角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記角膜における２以上の照明領域に前記照明光を順次に照射するように前記空間光変調器を制御すると共に、前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を順次に設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果をローリングシャッター方式で順次に取り込むように前記イメージセンサを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項3】

前記受光面の２以上の開口範囲のそれぞれの受光素子により得られた受光結果に基づく２以上の画像を合成して合成画像を生成する画像合成部を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項4】

前記合成画像を解析することにより角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める解析部を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項5】

前記照射系は、開口部が形成され、前記光源からの光が照射されるスリットを含み、
前記空間光変調器は、前記スリットに形成された前記開口部を通過した前記スリット状の照明光を偏向する光スキャナを含む
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角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項6】

前記スリットは、前記角膜内皮と光学的に略共役な位置に配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項7】

前記光スキャナは、前記光源と光学的に略共役な位置に配置されている
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項8】

前記光源と前記スリットとの間に配置された第１レンズ系と、
前記スリットと前記光スキャナとの間に配置された第２レンズ系と、
を含み、
前記光源は、前記第１レンズ系の前側焦点位置に配置され、
前記スリットは、前記第２レンズ系の前側焦点位置に配置されている
ことを特徴とする請求項５～請求項７のいずれか一項に記載の角膜内皮細胞撮影装置。

【請求項9】

光源からの光を変調する空間光変調器を含み、前記空間光変調器により前記光源からの光を変調することによりスリット状の照明光を被検眼の角膜に向けて照射する照射系と、
前記照射系に対して斜めに配置され、前記角膜からの反射光を受光するイメージセンサを含む受光系と、を含む角膜内皮細胞撮影装置の制御方法であって、
前記角膜における照明領域に前記照明光を照射するように前記空間光変調器を制御する照射系制御ステップと、
前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御する受光系制御ステップと、
を含む、角膜内皮細胞撮影装置の制御方法。

【請求項10】

前記照射系制御ステップは、前記角膜における２以上の照明領域に前記照明光を順次に照射するように前記空間光変調器を制御し、
前記受光系制御ステップは、前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を順次に設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果をローリングシャッター方式で順次に取り込むように前記イメージセンサを制御する
ことを特徴とする請求項９に記載の角膜内皮細胞撮影装置の制御方法。

【請求項11】

前記受光面の２以上の開口範囲のそれぞれの受光素子により得られた受光結果に基づく２以上の画像を合成して合成画像を生成する画像合成ステップを含む
ことを特徴とする請求項１０に記載の角膜内皮細胞撮影装置の制御方法。

【請求項12】

前記合成画像を解析することにより角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める解析ステップを含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の角膜内皮細胞撮影装置の制御方法。

【請求項13】

コンピュータに、請求項９～１２のいずれか一項に記載の角膜内皮細胞撮影装置の制御方法の各ステップを実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、角膜内皮細胞撮影装置、その制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

角膜内皮細胞撮影装置は、斜め方向から被検眼にスリット光を照射し、角膜からの反射光のうち角膜内皮からの反射成分を受光して角膜内皮細胞を撮影することが可能である。角膜内皮細胞撮影装置では、被検眼に対してその光軸方向に撮影光学系の位置合わせを精密に行って角膜内皮にピントを合わせることにより角膜内皮細胞の鮮明な画像が得られる（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

【0003】

このような角膜内皮細胞撮影装置は、例えば、取得された角膜内皮細胞の画像を解析することにより角膜内皮細胞のサイズや形状を特定し、特定されたサイズや形状に基づく情報を角膜の健全性を診断するための情報として生成する。この場合、生成された情報の信頼性を向上するために、より広い範囲の角膜内皮細胞の画像が取得される。

【0004】

例えば、特許文献１及び特許文献２には、固視光学系により固視標の呈示位置を変更しつつ、角膜において異なる位置に固視標を投影して複数の角膜内皮細胞の画像を取得する手法が開示されている。特許文献１に開示された手法では、取得された複数の画像を合成することによりパノラマ画像が生成される。特許文献２に開示された手法では、取得された複数の画像が表示画面に同時に表示される。

【0005】

例えば、特許文献３には、スリット部材を移動することによりスリットの位置を変更して得られた２以上画像を合成して合成画像を生成する手法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－２３９８１２号公報

【文献】特開２０１４－０１８２２６号公報

【文献】特開２０１７－１５８７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

角膜の健全性をより正確に診断するためには、より広い範囲でより高画質の角膜内皮細胞の画像を簡便に取得することが求められる。

【0008】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された手法では、固視標の呈示位置を変更することにより複数の画像を取得していたため、各画像の取得に最低でも１０秒～２０秒程度の時間を要する。従って、その間に眼球が動いてしまい、取得された複数の画像の位置合わせが困難になったり画像の再取得が必要になったりする場合があり、広視野の高画質の画像を取得することは容易ではない。また、特許文献３に開示された手法では、光学系が複雑化し、装置の大型化を招く。

【0009】

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成で、角膜内皮細胞の高画質の画像を簡便に取得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】

【0010】

実施形態に係る第１態様は、光源からの光を変調する空間光変調器を含み、前記空間光変調器により前記光源からの光を変調することによりスリット状の照明光を被検眼の角膜に向けて照射する照射系と、前記照射系に対して斜めに配置され、前記角膜からの反射光を受光するイメージセンサを含む受光系と、前記角膜における照明領域に前記照明光を照射するように前記空間光変調器を制御すると共に、前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御する制御部と、を含む、角膜内皮細胞撮影装置である。

【0011】

実施形態に係る第２態様では、第１態様において、前記制御部は、前記角膜における２以上の照明領域に前記照明光を順次に照射するように前記空間光変調器を制御すると共に、前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を順次に設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果をローリングシャッター方式で順次に取り込むように前記イメージセンサを制御する。

【0012】

実施形態に係る第３態様は、第２態様において、前記受光面の２以上の開口範囲のそれぞれの受光素子により得られた受光結果に基づく２以上の画像を合成して合成画像を生成する画像合成部を含む。

【0013】

実施形態に係る第４態様は、第３態様において、前記合成画像を解析することにより角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める解析部を含む。

【0014】

実施形態に係る第５態様では、第１態様～第４態様のいずれかにおいて、前記照射系は、開口部が形成され、前記光源からの光が照射されるスリットを含み、前記空間光変調器は、前記スリットに形成された前記開口部を通過した前記スリット状の照明光を偏向する光スキャナを含む。

【0015】

実施形態に係る第６態様では、第５態様において、前記スリットは、前記角膜内皮と光学的に略共役な位置に配置されている。

【0016】

実施形態に係る第７態様では、第５態様又は第６態様において、前記光スキャナは、前記光源と光学的に略共役な位置に配置されている。

【0017】

実施形態に係る第８態様は、第５態様～第７態様のいずれかにおいて、前記光源と前記スリットとの間に配置された第１レンズ系と、前記スリットと前記光スキャナとの間に配置された第２レンズ系と、を含み、前記光源は、前記第１レンズ系の前側焦点位置に配置され、前記スリットは、前記第２レンズ系の前側焦点位置に配置されている。

【0018】

実施形態に係る第９態様は、光源からの光を変調する空間光変調器を含み、前記空間光変調器により前記光源からの光を変調することによりスリット状の照明光を被検眼の角膜に向けて照射する照射系と、前記照射系に対して斜めに配置され、前記角膜からの反射光を受光するイメージセンサを含む受光系と、を含む角膜内皮細胞撮影装置の制御方法である。角膜内皮細胞撮影装置の制御方法は、前記角膜における照明領域に前記照明光を照射するように前記空間光変調器を制御する照射系制御ステップと、前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むように前記イメージセンサを制御する受光系制御ステップと、を含む。

【0019】

実施形態に係る第１０態様では、第９態様において、前記照射系制御ステップは、前記角膜における２以上の照明領域に前記照明光を順次に照射するように前記空間光変調器を制御し、前記受光系制御ステップは、前記角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を順次に設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果をローリングシャッター方式で順次に取り込むように前記イメージセンサを制御する。

【0020】

実施形態に係る第１１態様は、第１０態様において、前記受光面の２以上の開口範囲のそれぞれの受光素子により得られた受光結果に基づく２以上の画像を合成して合成画像を生成する画像合成ステップを含む。

【0021】

実施形態に係る第１２態様は、第１１態様において、前記合成画像を解析することにより角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める解析ステップを含む。

【0022】

実施形態に係る第１３態様は、コンピュータに、第９態様～第１２態様のいずれかに記載の角膜内皮細胞撮影装置の制御方法の各ステップを実行させるプログラムである。

【0023】

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】

【0024】

この発明によれば、簡素な構成で、角膜内皮細胞の高画質の画像を簡便に取得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】

【0025】

【図1】実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の光学系の構成例を示す概略図である。

【図2】実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の動作説明図である。

【図3】実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の動作説明図である。

【図4】実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の動作説明図である。

【図5】実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の制御系の構成例を示す概略図である。

【図6】実施形態に係る角膜内皮細胞撮影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角膜内皮細胞撮影装置の光学系の構成例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

この発明に係る角膜内皮細胞撮影装置、その制御方法、及びプログラムの実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書において引用された文献の記載内容や任意の公知技術を、以下の実施形態に援用することが可能である。

【0027】

以下では、被検者から見て左右方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とし、被検者から見て光学系の奥行き方向（光軸方向、前後方向）をＺ方向とする。Ｘ方向及びＹ方向をＸＹ方向と表記する場合がある。

【0028】

実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置は、光源からの光を変調することによりスリット状の照明光を被検眼の角膜に向けて照射し、照明光が照射された被検眼の角膜からの反射光を受光して角膜内皮細胞を撮影することが可能である。角膜内皮細胞撮影装置は、空間光変調器を有する照射系と、イメージセンサを有する受光系とを含む。空間光変調器は、光源からの光を変調することにより角膜における所定の照明領域に照明光を導く。イメージセンサは、角膜からの反射光を受光する。イメージセンサは、角膜における照明光の照明領域に対応する反射光の受光面における開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取り込むように制御される。

【0029】

これにより、不要な反射成分（例えば、角膜上皮からの反射成分）の影響を受けることなく、角膜内皮からの反射成分を効率的に受光することができる。

【0030】

また、空間光変調器は、光源からの光を変調することにより角膜における照明光の照明領域を順次に移動する。このとき、イメージセンサは、照明光の照明領域の移動に同期して、反射光の受光面における開口範囲を順次に移動し、開口範囲の受光素子により得られた受光結果を例えばローリングシャッター方式で順次に取り込むように制御される。

【0031】

これにより、簡素な構成で、角膜内皮細胞を高速に撮影することができる。また、角膜における照明光の照明領域の移動に同期して受光面における開口範囲を移動することで、不要な反射成分（例えば、角膜上皮からの反射成分）の影響を受けることなく、角膜内皮からの反射成分を効率的に受光することができる。

【0032】

実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の制御方法は、実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置においてプロセッサ（コンピュータ）により実行される処理を実現するための１以上のステップを含む。実施形態に係るプログラムは、プロセッサに実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の制御方法の各ステップを実行させる。実施形態に係る記録媒体は、実施形態に係るプログラムが記録された非一時的な記録媒体（記憶媒体）である。

【0033】

角膜内皮細胞撮影装置は、基台と、基台の上方に設けられたベース部と、ベース部に対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能な測定ヘッドとを含む。測定ヘッドには、被検眼の角膜内皮細胞を撮影するための光学系が設けられている。基台には、顎受け部と額当て部とを保持する保持部材が設けられている。例えば公知のアライメント手法を用いて、顎受け部に顎を載せつつ額当て部に額を当てた被検者に対して測定ヘッドを移動させることにより、被検眼に対する光学系のアライメントを行うことが可能である（特許文献１を参照）。

【0034】

以下では、実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置が、空間光変調器としての光スキャナを用いて角膜内皮細胞の画像を取得する場合について説明する。いくつかの実施形態では、角膜内皮細胞撮影装置は、撮影領域が異なる複数の角膜内皮細胞の画像を取得し、これらの画像を合成することで広視野の角膜内皮細胞の画像をパノラマ画像として取得する。

【0035】

［光学系］
図１に、実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の光学系の構成例を示す。図１は、角膜内皮細胞に対してクリティカル照明を行う場合の光学系の構成例を表す。図１に示す光学系は、上記の測定ヘッドに設けられている。図１では、被検眼に対する光学系のアライメントを行うための構成の図示が省略されている。

【0036】

角膜内皮細胞撮影装置１は、照射系１０と、受光系２０とを含む。照射系１０には、被検眼Ｅの角膜Ｃに向けてスリット状の照明光（スリット光）を照射するための光学系が設けられている。受光系２０には、照射系１０により照明光が照射された被検眼Ｅの角膜Ｃからの反射光のうち角膜内皮からの反射成分を受光するための光学系が設けられている。角膜Ｃにおいて照射系１０の光軸Ｏ２（例えば照射系１０の対物レンズの光軸）が受光系２０の光軸Ｏ３（例えば受光系２０の対物レンズの光軸）に交差するように、受光系２０は照射系１０に対して斜めに配置されている。すなわち、被検眼Ｅの正面方向の軸をＯ１とすると、軸Ｏ１と照射系１０の光軸Ｏ２とのなす角度がθｉ（例えばθｉ＝３０度）となるように照射系１０が設けられ、軸Ｏ１と受光系２０の光軸Ｏ３とのなす角度がθｏとなるように受光系２０が設けられる。θｏはθｉと等しい角度であってよい。

【0037】

（照射系１０）
照射系１０は、光源１１と、スリット状の開口部が形成されているスリット１２と、空間光変調器としての光スキャナ１３と、レンズ系Ｌ１、Ｌ２と、対物レンズ１５とを含む。光源１１は、例えば赤外発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含む。スリット１２には、光源１１からの光が照射される。スリット１２に形成された開口部から、２次光源としてスリット状の照明光が出射される。光スキャナ１３は、スリット１２に形成された開口部を通過したスリット状の照明光を偏向して対物レンズ１５に導く。

【0038】

光スキャナ１３は、後述の制御部からの制御を受け、スリット１２からの照明光の偏向角度を変更する。図１では、光スキャナ１３は、スリット方向（スリットの長手方向）に直交する方向に１次元的に照明光を偏向する一軸スキャナである。

【0039】

いくつかの実施形態では、光スキャナ１３は、照明光を２次元的に偏向する。この場合、光スキャナ１３は、第１ガルバノスキャナと、第２ガルバノスキャナとを含む。第１ガルバノスキャナは、スリット方向（又は照射系１０の光軸に直交する水平方向）に照明光の照明領域を移動するように照明光を偏向する。第２ガルバノスキャナは、スリット方向に直交する方向（又は照射系１０の光軸に直交する垂直方向）に照明光の照明領域を移動するように、第１ガルバノスキャナにより偏向された照明光を偏向する。光スキャナ１３による照明光の照明領域を移動するスキャン態様としては、例えば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋スキャンなどがある。

【0040】

光スキャナ１３による照明光の偏向角度を変更することにより、被検眼Ｅの角膜Ｃにおける照明光の照明領域（照明位置）を変更することができる。いくつかの実施形態では、光スキャナ１３は、照明領域の一部が重複するように照明領域を順次に変更する。

【0041】

レンズ系Ｌ１は、１以上のレンズを含み、光源１１とスリット１２との間に配置される。レンズ系Ｌ１は、光源１１からの光を集光する集光レンズとして機能する。

【0042】

レンズ系Ｌ２は、１以上のレンズを含み、スリット１２と光スキャナ１３との間に配置される。レンズ系Ｌ２は、スリット１２に形成された開口部を通過した照明光を平行光にするためのコリメータレンズとして機能する。

【0043】

スリット１２（具体的には、開口部）は、被検眼Ｅの角膜内皮と光学的に略共役な位置に配置可能である。光スキャナ１３（具体的には、偏向面）は、光源１１と光学的に略共役な位置に配置可能である。光源１１は、レンズ系Ｌ１の前側焦点位置に配置される。スリット１２は、レンズ系Ｌ２の前側焦点位置に配置される。

【0044】

光源１１から出力された光は、レンズ系Ｌ１により集光されてスリット１２に照射される。スリット１２に形成された開口部を通過した光源１１からの光は、レンズ系Ｌ２により平行光に変換され、光スキャナ１３の偏向面に照射される。光スキャナ１３は、後述の制御部からの制御を受けて偏向面の偏向角度を変更することでレンズ系Ｌ２を透過した照明光を偏向して、対物レンズ１５に導く。対物レンズ１５に導かれた光は、角膜Ｃに向けて斜めから照射される。光スキャナ１３の偏向面の偏向角度を変更することにより、角膜Ｃにおけるスリット状の照明光の照明領域を変更することができる。

【0045】

（受光系２０）
受光系２０は、対物レンズ２１と、平凸レンズ２２と、凹レンズ２３と、開口部（スリット）が形成されている絞り２４と、結像レンズ２５と、イメージセンサ２６とを含む。対物レンズ２１、平凸レンズ２２、及び結像レンズ２５は、正の屈折力を有するレンズ（正レンズ）である。凹レンズ２３は、対物レンズ２１とイメージセンサ２６との間に配置され、負の屈折力を有するレンズ（負レンズ）である。

【0046】

凹レンズ２３の光学中心は対物レンズ２１及び平凸レンズ２２の少なくとも１つの光軸から外れた位置に配置され、かつ、凹レンズ２３の光軸は対物レンズ２１及び平凸レンズ２２の少なくとも１つの光軸に対して傾斜して配置されている（チルトシフト配置）。対物レンズ２１及び平凸レンズ２２の少なくとも一方が、チルトシフト配置されていてもよい。すなわち、対物レンズ２１の光学中心は、平凸レンズ２２の光軸から外れた位置に配置され、かつ、対物レンズ２１の光軸は平凸レンズ２２の光軸に対して傾斜して配置されていてもよい。

【0047】

絞り２４は、被検眼Ｅに対する光学系（照射系１０及び受光系２０）のアライメントが合致した状態で角膜上皮からの反射光束の部分を遮光し、角膜内皮の反射光束の部分だけがスリットを通過するように配置されている。結像レンズ２５は、凹レンズ２３を通過した光をイメージセンサ２６の受光面に結像させる。イメージセンサ２６は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。いくつかの実施形態では、イメージセンサ２６は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサである。

【0048】

結像レンズ２５を用いて撮影倍率を上げることにより、イメージセンサ２６の受光面のサイズを大きくすることができる。

【0049】

絞り２４は、角膜Ｃからの反射光の光路における開口部の位置が被検眼Ｅの角膜内皮（角膜）と光学的に略共役になるように配置されている。イメージセンサ２６の受光面（撮像面、検出面）は、被検眼Ｅの角膜内皮（角膜）と光学的に略共役になるように配置されている。

【0050】

いくつかの実施形態では、図１に示す構成から絞り２４が取り除かれており、凹レンズ２３を通過した光が直接的に結像レンズ２５に到達するように構成される。

【0051】

図２に、実施形態に係る照明光の反射光の説明図を示す。図２において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

【0052】

照射系１０により角膜Ｃに照射されたスリット状の照明光の反射光は、対物レンズ２１に導かれる。反射光の光束は、図２に示すように反射光束Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を含む。反射光束Ｒ１は、角膜Ｃの角膜上皮である角膜表面Ｃａの反射光束である。反射光束Ｒ２は、角膜内皮Ｃｂの反射光束である。反射光束Ｒ３は、角膜Ｃの角膜実質Ｃｃの反射光束である。反射光束Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、対物レンズ２１を通過し、平凸レンズ２２を通過する。平凸レンズ２２は、通過する光の収差特性を補正するようにチルトシフト配置されており、反射光束Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の収差特性を補正する。平凸レンズ２２を通過した光は、凹レンズ２３により屈折される。

【0053】

図３に、凹レンズ２３による結像特性の変化を模式的に示す。図３において、縦軸はＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）値を表し、横軸はデフォーカス量を表す。図３は、凹レンズ２３の光学中心（１点）と当該光学中心を基準とする四隅近傍の位置（４点）とを通る光のＭＴＦ特性を模式的に表したものである。

【0054】

特性Ｔ１は、光軸Ｏ３と同軸に凹レンズ２３を配置し、かつ、主面が光軸Ｏ３に直交するように配置したときの凹レンズ２３による結像特性に相当する。特性Ｔ２は、上記のようにチルトシフト配置したときの凹レンズ２３による結像特性に相当する。凹レンズ２３の光学中心及び光軸のそれぞれを上記のように配置するようにしたので、結像特性を特性Ｔ１から特性Ｔ２に変更することができる。特性Ｔ１と特性Ｔ２とを比較すると、チルトシフト配置することにより、凹レンズ２３のレンズ面内において、通過する光の結像特性を揃えることができる。それにより、角膜頂点とその周辺部とのピント差を大幅に低減することができるため、角膜が円錐角膜等であっても角膜の形態に依存することなく、解像力の高い鮮明な角膜内皮細胞の画像の取得が可能になる。

【0055】

図１において、凹レンズ２３により屈折された反射光束Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、絞り２４に照射される。絞り２４に照射された反射光束Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち、主に反射光束Ｒ２は、スリットを通過し、結像レンズ２５によりイメージセンサ２６の受光面に結像される。それにより、イメージセンサ２６の受光面に角膜内皮細胞像が結像され、この角膜内皮細胞像が撮像される。

【0056】

イメージセンサ２６は、後述の制御部からの制御を受け、角膜Ｃにおける照明光の照明領域に対応する受光面における照明範囲を含むように開口範囲が設定される。また、後述の制御部からの制御を受け、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果がイメージセンサ２６から読み出される。特に、光スキャナ１３の偏向動作により角膜Ｃにおける照明光の照明領域が順次に移動される場合、イメージセンサ２６は、角膜Ｃにおける照明領域に対応する受光面における開口範囲が順次に設定される。更に、イメージセンサ２６は、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果がローリングシャッター方式で順次に読み出されるように制御される。

【0057】

図４に、イメージセンサ２６に対する制御内容の説明図を示す。図４において、縦軸は時間軸を表し、各時刻における角膜表皮（角膜上皮）上の照明光の照明領域が模式的に図示されている。更に、図４では、角膜表皮上の照明光の照明領域に対応して、各時刻におけるイメージセンサ２６の受光面における角膜上皮からの反射成分の照明領域（受光パターン）と角膜内皮からの反射成分の照明領域とが模式的に図示されている。

【0058】

スリット状の照明光は、光スキャナ１３の偏向動作により、角膜Ｃの角膜表皮ＴＧにおける２以上の照明領域に順次に照射される。時刻ｔ１では、角膜表皮ＴＧにおける照明領域ＩＰ１にスリット状の照明光が照射される。時刻ｔ２では、角膜表皮ＴＧにおける照明領域ＩＰ２にスリット状の照明光が照射される。時刻ｔ３では、角膜表皮ＴＧにおける照明領域ＩＰ３にスリット状の照明光が照射される。

【0059】

角膜表皮ＴＧに照明光が照射されると、図２に示すように、角膜Ｃにおける各層の反射成分を含む反射光が受光系２０に導かれる。例えば、図１に示す構成によれば、絞り２４を用いることで角膜内皮からの反射成分以外の大部分を遮断することができる。その一方、絞り２４が取り除かれている場合、又は、絞り２４が設けられていても、図４に示すように、イメージセンサ２６の受光面ＳＲには、角膜上皮からの反射成分と角膜内皮からの反射成分とがスリット方向と直交する方向に所定の間隔を開けて照射される。

【0060】

後述の制御部は、角膜Ｃ（角膜表皮ＴＧ）における照明光の照明領域に対応する受光面ＳＲにおける反射光（特に、角膜内皮からの反射成分）の照明範囲を含むように開口範囲を設定することができる。制御部は、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を例えばローリングシャッター方式で読み出すようにイメージセンサ２６を制御する。

【0061】

時刻ｔ１において、角膜表皮ＴＧにおける照明領域ＩＰ１に照明光が照射されると、イメージセンサ２６では、照明領域ＩＰ１に対応する受光面ＳＲにおける開口範囲ＯＰ１が設定される。開口範囲ＯＰ１は、照明領域ＩＰ１に対応する受光面ＳＲにおける角膜内皮からの反射成分の照明範囲ＲＰ１１を含む。時刻ｔ１では、受光面ＳＲにおける角膜上皮からの反射成分の照明範囲ＲＰ１２は、開口範囲ＯＰ１に含まれない。

【0062】

同様に、時刻ｔ２において、角膜表皮ＴＧにおける照明領域ＩＰ２に照明光が照射されると、イメージセンサ２６では、照明領域ＩＰ２に対応する受光面ＳＲにおける開口範囲ＯＰ２が設定される。開口範囲ＯＰ２は、照明領域ＩＰ２に対応する受光面ＳＲにおける角膜内皮からの反射成分の照明範囲ＲＰ２１を含む。時刻ｔ２では、受光面ＳＲにおける角膜上皮からの反射成分の照明範囲ＲＰ２２は、開口範囲ＯＰ２に含まれない。

【0063】

また、時刻ｔ３において、角膜表皮ＴＧにおける照明領域ＩＰ３に照明光が照射されると、イメージセンサ２６では、照明領域ＩＰ３に対応する受光面ＳＲにおける開口範囲ＯＰ３が設定される。開口範囲ＯＰ３は、照明領域ＩＰ３に対応する受光面ＳＲにおける角膜内皮からの反射成分の照明範囲ＲＰ３１を含む。時刻ｔ３では、受光面ＳＲにおける角膜上皮からの反射成分の照明範囲ＲＰ３２は、開口範囲ＯＰ３に含まれない。

【0064】

これにより、簡素な構成で、開口範囲以外に照射される反射光（不要光）の影響を受けることなく、角膜内皮からの反射成分に対応する受光結果だけを効率的に簡便に受光することができる。

【0065】

例えば、図４に示すように、各時刻において開口範囲の受光素子により取得された受光結果から形成された画像ＩＧ１、ＩＧ２、ＩＧ３等を開口範囲の位置に基づいて合成することにより、角膜内皮細胞の広視野の高画質のパノラマ画像ＩＭＧを取得することができる。

【0066】

［制御系］
図５に、角膜内皮細胞撮影装置１の制御系の構成例のブロック図を示す。角膜内皮細胞撮影装置１の制御系は、制御部１００を中心に構成される。

【0067】

（制御部１００）
制御部１００は、角膜内皮細胞撮影装置１の各部の制御を行う。制御部１００は、主制御部１０１と、記憶部１０２とを含む。主制御部１０１の機能は、例えばプロセッサにより実現される。

【0068】

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。

【0069】

記憶部１０２には、角膜内皮細胞撮影装置１を制御するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納される。このコンピュータプログラムには、光源制御用プログラム、撮像素子制御用プログラム、データ処理用プログラム及びユーザインターフェイス用プログラムなどが含まれる。このようなコンピュータプログラムに従って主制御部１０１が動作することにより、制御部１００は制御処理を実行する。

【0070】

照射系１０の制御には、光源１１の制御や、光スキャナ１３の制御などがある。光源１１の制御には、光源１１の点灯と消灯の切り替え、光量調整などがある。光スキャナ１３の制御には、偏向開始位置、偏向終了位置、偏向角度範囲、偏向速度の制御などがある。

【0071】

受光系２０の制御には、イメージセンサ２６の制御などがある。イメージセンサ２６の制御には、受光面における開口範囲の設定、受光結果の読み出し制御、露光調整、ゲイン調整、撮影レート調整などがある。例えば、制御部１００は、イメージセンサ２６に対して、角膜表皮における照明光の照明領域の位置に応じて受光面における開口範囲を設定する。また、制御部１００は、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果をローリングシャッター方式で読み出すようにイメージセンサ２６を制御する。制御部１００は、開口範囲の受光素子により受光結果を読み出すことでイメージセンサ２６から出力信号（映像信号）を取得することができる。

【0072】

制御部１００は、各種情報を後述のＵＩ部１２０に含まれる表示デバイスに表示させる。表示デバイスに表示される情報には、制御部１００により生成された情報、データ処理部１１０によるデータ処理後の情報などがある。また、制御部１００は、後述のＵＩ部１２０に対する操作内容に基づいて角膜内皮細胞撮影装置１の各部を制御することが可能である。

【0073】

（データ処理部１１０）
データ処理部１１０は、各種のデータ処理を実行する。データ処理の例として、イメージセンサ２６により得られた受光結果（画像データ）に対する処理がある。この処理の例として、各種の画像処理や、画像に対する解析処理や、画像データに基づく画像評価などの診断支援処理がある。

【0074】

データ処理部１１０は、画像合成部１１１と、解析部１１２とを含む。

【0075】

画像合成部１１１は、光スキャナ１３の偏向動作によって角膜Ｃ（角膜表皮）において互いに異なる照明領域をスリット状の照明光で照明することにより得られた２以上の画像を合成して合成画像（パノラマ画像）を生成する。いくつかの実施形態では、画像合成部１１１は、隣接する照明領域の端部が重複するように照明光を照射することで、画像の端部の一部が互いに重複するように得られた２つの画像に対して当該重複部分が一致するように位置合わせ処理を施す。画像合成部１１１は、位置合わせ処理が施された２つの画像を並べて配置することで２つの画像を合成する。画像合成部１１１は、このような合成処理を繰り返すことで合成画像を生成する。

【0076】

解析部１１２は、イメージセンサ２６からの出力信号に基づいて角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める。例えば、解析部１１２は、イメージセンサ２６からの出力信号に基づいて生成され複数の角膜内皮細胞が描出された画像を解析することにより角膜内皮細胞の境界を特定し、特定された境界に基づいて角膜内皮細胞を特定する。いくつかの実施形態では、解析部１１２は、画像合成部１１１により生成された合成画像を解析することにより角膜内皮細胞を特定する。解析部１１２は、特定された角膜内皮細胞の面積や形状を求め、角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める。角膜内皮細胞の状態を表す情報には、細胞の数、細胞の密度、最小細胞面積、最大細胞面積、平均細胞面積、細胞面積の標準偏差、細胞面積の変動係数、細胞面積のヒストグラム、六角形細胞出現率、形状のヒストグラムなどがある。

【0077】

いくつかの実施形態では、解析部１１２は、ＵＩ部１２０を用いて指定された画像内の解析対象領域の角膜内皮細胞に対して上記の角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める。

【0078】

いくつかの実施形態では、解析部１１２は、最小細胞面積又は最大細胞面積を有する角膜内皮細胞を特定する。主制御部１０１は、画像に描出された複数の角膜内皮細胞から解析部１１２により特定された角膜内皮細胞を識別可能に表示デバイスに表示させる。

【0079】

いくつかの実施形態では、解析部１１２は、上記の角膜内皮細胞の状態を表す情報が所定の条件を満たす角膜内皮細胞が描出された領域を特定する。例えば、解析部１１２は、画像内で所定の密度以上、所定の密度未満、又は所定の密度範囲の領域を特定する。例えば、解析部１１２は、画像内で平均細胞面積以下、平均細胞面積以上、又は平均細胞面積を含む所定の面積範囲の角膜内皮細胞が描出された領域を特定する。主制御部１０１は、複数の角膜内皮細胞が描出された画像から、解析部１１２により特定された領域を識別可能に表示デバイスに表示させる。

【0080】

なお、画像合成部１１１は、解析部１１２により特定された重複領域内の角膜内皮細胞の境界に基づいて２つの画像の位置合わせを行い、位置合わせが行われた２つの画像を並べて配置することで２つの画像を合成してもよい。

【0081】

データ処理部１１０の機能は、例えば１以上のプロセッサにより実現される。いくつかの実施形態では、画像合成部１１１の機能は画像合成プロセッサにより実現され、解析部１１２の機能は解析プロセッサにより実現される。

【0082】

（ＵＩ部１２０）
ＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部１２０は、ユーザと角膜内皮細胞撮影装置１との間で情報のやりとりを行うための機能を備える。ＵＩ部１２０は、表示デバイスと操作デバイス（入力デバイス）とを含む。表示デバイスは、表示部を含んでよく、それ以外の表示デバイスを含んでもよい。操作デバイスは、各種のハードウェアキー及び／又はソフトウェアキーを含む。制御部１００は、操作デバイスに対する操作内容を受け、操作内容に対応した制御信号を各部に出力することが可能である。操作デバイスの少なくとも一部と表示デバイスの少なくとも一部とを一体的に構成することが可能である。タッチパネルディスプレイはその一例である。

【0083】

レンズ系Ｌ１は、実施形態に係る「第１レンズ系」の一例である。レンズ系Ｌ２は、実施形態に係る「第２レンズ系」の一例である。

【0084】

［動作］
実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置１の動作について説明する。

【0085】

図６に、実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置１の動作の一例を示す。図６は、角膜内皮細胞のパノラマ画像を取得する場合の角膜内皮細胞撮影装置１の動作例のフロー図を表す。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。

【0086】

（Ｓ１：アライメント）
主制御部１０１は、公知のアライメント手法により被検眼Ｅに対する光学系のＸＹ方向の位置合わせを行う。

【0087】

例えば、主制御部１０１は、図示しないアライメント視標投影系を用いて被検眼Ｅにアライメント視標光を投影させ、その反射光をイメージセンサ２６の受光面に結像させる。それにより、当該受光面には、ＸＹアライメント視標光のプルキンエ像による像が結像される。主制御部１０１は、イメージセンサ２６により得られたアライメント視標光の反射光の受光結果に基づいてＵＩ部１２０の表示デバイスにアライメント視標光による像を表示させる。ユーザは、当該像を所定のアライメントマーク内に誘導するようにＵＩ部１２０に含まれる操作デバイスに対する操作を行うことにより、光学系を含む測定ヘッドをＸＹ方向に移動させてＸＹアライメントを行う。自動でＸＹアライメントを行う場合、主制御部１０１は、アライメントマークに対する像の変位をキャンセルするように測定ヘッドをＸＹ方向に移動させる。

【0088】

次に、主制御部１０１は、公知のアライメント手法により被検眼Ｅに対する光学系のＺ方向の位置合わせを行う。例えば、主制御部１０１は、図示しないＺアライメント視標投影系を用いてＺアライメントを行うための光（スリット状の照明光でも可）を斜め方向から被検眼Ｅに投影させる。主制御部１０１は、その反射光を図示しないラインセンサ等で受光し、その受光位置がＺ方向のアライメントが適正となる位置としてあらかじめ決定された位置となるように光学系を含む測定ヘッドをＺ方向に移動させてＺアライメントを行う。

【0089】

（Ｓ２：偏向制御）
続いて、主制御部１０１は、あらかじめ決められた偏向動作範囲内において光スキャナ１３の偏向動作を開始させる。ステップＳ２では、主制御部１０１は、偏向開始角度を基準に所定の偏向角度だけ光スキャナ１３の偏向面を偏向する。これにより、角膜Ｃにおける所定の照明領域にスリット状の照明光が照射される。ステップＳ２は、実施形態に係る「照射系制御ステップ」に相当する。

【0090】

（Ｓ３：撮影）
ステップＳ２における偏向制御に同期して、主制御部１０１は、イメージセンサ２６に対して、ステップＳ２において設定された角膜Ｃにおける照明領域に対応する受光面ＳＲにおける照明範囲を含むように開口範囲を設定する。続いて、主制御部１０１は、イメージセンサ２６を制御して、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取得する。ステップＳ３は、実施形態に係る「受光系制御ステップ」に相当する。

【0091】

主制御部１０１は、イメージセンサ２６により得られた受光結果を取得し、当該受光結果に基づく画像データ（又は映像信号）を記憶部１０２に記憶させる。

【0092】

（Ｓ４：偏向制御）
続いて、主制御部１０１は、所定の偏向角度だけ光スキャナ１３の偏向面を偏向する。これにより、角膜Ｃにおける照明領域がスリット方向と直交する方向に移動し、移動された照明領域にスリット状の照明光が照射される。ステップＳ４は、ステップＳ２と同様に、実施形態に係る「照射系制御ステップ」に相当する。

【0093】

例えば、ステップＳ４では、ステップＳ２において設定された照明領域の一部に重複するように、移動後の照明領域が設定される。

【0094】

（Ｓ５：撮影）
ステップＳ３と同様に、ステップＳ４における偏向制御に同期して、主制御部１０１は、イメージセンサ２６に対して、ステップＳ４において設定された角膜Ｃにおける照明領域に対応する受光面ＳＲにおける照明範囲を含むように開口範囲を設定する。更に、主制御部１０１は、イメージセンサ２６を制御して、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果を取得する。ステップＳ５は、ステップＳ３と同様に、実施形態に係る「受光系制御ステップ」に相当する。

【0095】

主制御部１０１は、イメージセンサ２６により得られた受光結果を取得し、当該受光結果に基づく画像データ（又は映像信号）を記憶部１０２に記憶させる。

【0096】

（Ｓ６：終了？）
次に、主制御部１０１は、撮影を終了するか否かを判定する。角膜Ｃにおける照射領域を変更しつつ撮影を行う回数はあらかじめ決められており、主制御部１０１は、当該回数に基づいて次の撮影を行うか否かを判定することができる。また、主制御部１０１は、ＵＩ部１２０の操作デバイスに対するユーザの操作内容に基づいて、次の撮影を行うか否かを判定してもよい。

【0097】

撮影を終了すると判定されたとき（Ｓ６：Ｙ）、角膜内皮細胞撮影装置１の動作はステップＳ７に移行する。撮影を終了しないと判定されたとき（Ｓ６：Ｎ）、角膜内皮細胞撮影装置１の動作はステップＳ４に移行する。

【0098】

（Ｓ７：合成）
ステップＳ６において、撮影を終了すると判定されたとき（Ｓ６：Ｙ）、主制御部１０１は、画像合成部１１１を制御して、ステップＳ３、及び繰り返し実行されたステップＳ５においてにおいて取得された２以上の画像の合成画像を生成させる。ステップＳ７は、実施形態に係る「画像合成ステップ」に相当する。

【0099】

（Ｓ８：解析）
次に、解析部１１２は、ステップＳ７において生成された合成画像を解析することにより、上記のように角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める。ステップＳ８は、実施形態に係る「解析ステップ」に相当する。

【0100】

（Ｓ９：表示）
次に、主制御部１０１は、ステップＳ８において求められた情報をＵＩ部１２０の表示デバイスに表示させる。このとき、主制御部１０１は、ステップＳ７において生成された合成画像と共に当該情報を表示デバイスに表示させることが可能である。いくつかの実施形態では、主制御部１０１は、ステップＳ８において求められた情報がステップＳ７において生成された合成画像に重畳するように表示デバイスに表示させる。

【0101】

以上で、角膜内皮細胞撮影装置１の動作は終了である（エンド）。

【0102】

以上説明したように、照射系１０は、光スキャナ１３を用いてスリット状の照明光を偏向することで、角膜Ｃにおける照明領域がスリット方向と直交する方向に移動するように照明光を照射する。受光系２０は、照明領域の移動に同期して、角膜Ｃにおける照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた受光結果をローリングシャッター方式で取り込む。

【0103】

それにより、角膜内皮の異なる照明領域に対するスリット状の照明光の順次的な照射を高速化することができる。また、角膜における照明光の照明領域の移動に同期して受光面における開口範囲を移動することで、不要な反射成分（例えば、角膜上皮からの反射成分）の影響を受けることなく、角膜内皮からの反射成分を効率的に受光することができる。更に、非常に簡素な構成で、パノラマ画像の生成に必要な角膜内皮細胞の画像を短時間に取得することが可能になる。

【0104】

例えば、固視標の呈示位置を変更することにより新たな角膜内皮細胞が描出された画像の取得に要する時間は最低でも１０秒～２０秒程度であるため、その間に眼球が動いてしまう。この場合、眼球の移動により画像の位置合わせが困難になり、パノラマ画像の生成ができない場合が多い。これに対し、実施形態では新たな画像の取得に要する時間を大幅に短縮することができるため、被検者に負担をかけることなく、パノラマ画像を容易に取得することが可能になる。

【0105】

また、受光系２０は、対物レンズ２１とイメージセンサ２６との間に凹レンズ２３を設け、凹レンズ２３をチルトシフト配置するようにしている。それにより、角膜頂点とその周辺部とのピント差を大幅に低減することができるため、角膜が円錐角膜等であっても角膜の形態に依存することなく、解像力の高い鮮明な角膜内皮細胞の画像の取得が可能になる。また、取得された角膜内皮細胞の画像中の任意の２つの位置におけるピント差が少ないため、これらの画像の位置合わせを行いやすくなり、パノラマ画像の取得が容易になる。

【0106】

＜変形例＞
実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置１の光学系の構成は図１に示す構成に限定されるものではない。

【0107】

図７に、実施形態の変形例に係る角膜内皮細胞撮影装置の光学系の構成例を示す。図７は、角膜内皮細胞に対してケーラー照明を行う場合の光学系の構成例を表す。図７において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

【0108】

本変形例に係る角膜内皮細胞撮影装置１ａの構成が角膜内皮細胞撮影装置１の構成と異なる点は、照射系１０に代えて照射系１０ａが設けられている点である。

【0109】

照射系１０ａは、光源１１と、スリット１２と、光スキャナ１３と、レンズ系Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３と、絞り（視野絞り）１４と、対物レンズ１５とを含む。光源１１から光スキャナ１３の間に、光源１１の側から順に、レンズ系Ｌ１１、絞り１４、レンズ系Ｌ１２、スリット１２、及びレンズ系Ｌ１３が配置されている。

【0110】

レンズ系Ｌ１１は、１以上のレンズを含み、光源１１と絞り１４との間に配置される。レンズ系Ｌ１１の前側焦点位置には、光源１１が配置される。レンズ系Ｌ１１は、光源１１からの光を集光する集光レンズとして機能する。

【0111】

絞り１４には、開口部が形成されている。いくつかの実施形態では、絞り１４に形成された開口部のサイズは変更可能である。レンズＬ１１を通過した光源１１からの光は、絞り１４に形成された開口部を通過し、レンズ系Ｌ１２に照射される。

【0112】

レンズ系Ｌ１２は、１以上のレンズを含み、絞り１４とスリット１２との間に配置される。レンズ系Ｌ１２は、リレーレンズとして機能する。

【0113】

光源１１は、スリット１２（具体的には、開口部）と光学的に略共役な位置に配置されている。絞り１４は、角膜内皮と光学的に略共役な位置に配置される。スリット１２（具体的には、開口部）は、被検眼Ｅの角膜内皮と光学的に略共役な位置に配置される。

【0114】

レンズ系Ｌ１３は、１以上のレンズを含み、スリット１２と光スキャナ１３との間に配置される。レンズ系Ｌ１３は、スリット１２に形成された開口部を通過した照明光を平行光にするためのコリメータレンズとして機能する。レンズ系Ｌ１３の前側焦点位置には、スリット１２が配置される。

【0115】

本変形例では、光源１１は、光スキャナ１３と光学的に非共役な位置に配置される。

【0116】

光源１１から出力された光は、レンズ系Ｌ１１により集光されて、絞り１４に形成された開口部を通過し、レンズ系Ｌ１２を透過し、スリット１２に照射される。スリット１２に形成された開口部を通過した光源１１からの光は、レンズ系Ｌ１３により平行光に変換され、光スキャナ１３の偏向面に照射される。光スキャナ１３は、後述の制御部からの制御を受けて偏向面の偏向角度を変更することでレンズ系Ｌ１３を透過した照明光を偏向して、対物レンズ１５に導く。対物レンズ１５に導かれた光は、角膜Ｃに向けて斜めから照射される。光スキャナ１３の偏向面の偏向角度を変更することにより、角膜Ｃにおけるスリット状の照明光の照明領域を変更することができる。

【0117】

本変形例に係る角膜内皮細胞撮影装置１ａの動作は、実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置１の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。

【0118】

以上説明したように、本変形例によれば、光源１１の像がスリット１２の開口部に結像し、絞り１４の像が角膜内皮で結像する。これにより、角膜を均一に照明しつつ、実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0119】

上記の実施形態又はその変形例では、角膜Ｃに対して一定のサイズ（面積）の照射領域に照明光を照射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、スリット１２に形成された開口部のサイズ又は形状が変更可能であってもよい。角膜Ｃにおける所定の撮影領域を光スキャナ１３の偏向動作により複数の照明領域で網羅する場合に、スリット１２に形成された開口部のサイズ又は形状を一連の画像の取得中に変更することで、上記の複数の照明領域の少なくとも１つのサイズが変更される。サイズが変更された照明領域の角膜内皮からの反射成分を受光するとき、イメージセンサでは、サイズが変更された照明領域に対応する受光面における開口範囲のサイズもまた変更される。これにより、所望のサイズ又は形状の撮影領域における角膜内皮細胞の画像を取得することができる。

【0120】

上記の実施形態又はその変形例において、図４に示す複数の角膜内皮細胞の画像の１つを再取得することも可能である。この場合、角膜Ｃに照射された照明光の複数の照明領域のそれぞれに対応する光スキャナ１３の偏向角度が記憶部１０２に記憶される。主制御部１０１は、所望の照明領域に対応する光スキャナ１３の偏向角度を記憶部１０２から読み出し、読み出された偏向角度に光スキャナ１３の偏向面を偏向させる。また、主制御部１０１は、イメージセンサ２６に対し、所望の照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定する。これにより、所望の照明領域を照明させて再撮影を実行することで、所望の撮影領域内の角膜内皮細胞の画像の再取得が可能になる。いくつかの実施形態では、画像合成部１１１は、再取得された角膜内皮細胞の画像を含む複数の角膜内皮細胞の画像から合成画像を生成する。

【0121】

上記の実施形態又はその変形例において、スリット１２には、２以上のスリット状の開口部が形成されていてもよい。この場合、角膜Ｃには、所定の撮影領域に、互いに照明領域が異なる２以上のスリット状の照明光が同時に照射される。この場合、イメージセンサでは、角膜Ｃにおける２以上の照明領域のそれぞれに対応する受光面における２以上の開口範囲が同時に設定され、２以上の開口範囲の受光素子により得られた受光結果が順次に、又はローリングシャッター方式で読み出される。

【0122】

上記の実施形態又はその変形例において、スリット方向に直交する方向にスリット状の照明光の照明領域を移動させ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、スリット状の照明光の照明領域をスリット方向に移動させてもよい。例えば、スリット方向に直交する方向に隣接する２つの角膜内皮細胞の画像を合成することにより得られた第１合成画像と、スリット方向に隣接する２つの角膜内皮細胞の画像を合成することにより得られた第２合成画像とを含む合成画像（パノラマ画像）を形成することが可能である。

【0123】

［作用］
実施形態の作用について説明する。

【0124】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置（１、１ａ）は、照射系（１０、１０ａ）と、受光系（２０）と、制御部（１００、主制御部１０１）とを含む。照射系は、光源（１１）からの光を変調する空間光変調器（光スキャナ１３）を含み、空間光変調器により光源からの光を変調することによりスリット状の照明光を被検眼（Ｅ）の角膜（Ｃ）に向けて照射する。受光系は、照射系に対して斜めに配置され、角膜からの反射光を受光するイメージセンサ（２６）を含む。制御部は、角膜における照明領域に照明光を照射するように空間光変調器を制御すると共に、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むようにイメージセンサを制御する。

【0125】

このような態様によれば、空間光変調器を用いた角膜における所望の照明領域への照明光の照射と、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲の設定とを同期するように空間光変調器とイメージセンサとが制御される。それにより、角膜内皮細胞を高速に撮影することができる。また、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むことで、簡素な構成で、不要な反射成分（例えば、角膜上皮からの反射成分）の影響を受けることなく、角膜内皮からの反射成分を効率的に受光することができる。従って、角膜内皮細胞の高画質の画像を簡便に取得することができる。

【0126】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置では、制御部は、角膜における２以上の照明領域に照明光を順次に照射するように空間光変調器を制御すると共に、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を順次に設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果をローリングシャッター方式で順次に取り込むようにイメージセンサを制御する。

【0127】

このような態様によれば、角膜における照明光の照明領域の移動に同期して受光面における開口範囲を移動することができ、非常に簡素な構成で、角膜内皮細胞の広視野の画像を短時間に取得することが可能になる。

【0128】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置は、受光面の２以上の開口範囲のそれぞれの受光素子により得られた受光結果に基づく２以上の画像を合成して合成画像を生成する画像合成部（１１１）を含む。

【0129】

このような態様によれば、非常に簡素な構成で、被検者に負担をかけることなく広視野の画像（例えば、パノラマ画像）を容易に取得することができる。

【0130】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置は、合成画像を解析することにより角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める解析部（１１２）を含む。

【0131】

このような態様によれば、角膜内皮細胞に関して精度の高い情報を容易に提供することができる。

【0132】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置では、照射系は、開口部が形成され、光源からの光が照射されるスリット（１２）を含み、空間光変調器は、スリットに形成された開口部を通過したスリット状の照明光を偏向する光スキャナ（１３）を含む。

【0133】

このような態様によれば、光スキャナの偏向動作による角膜における所望の照明領域への照明光の照射と、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲の設定とを同期するように空間光変調器とイメージセンサとが制御される。それにより、非常に簡素な構成で、角膜内皮細胞を高速に撮影し、角膜内皮細胞の高画質の画像を簡便に取得することができる。

【0134】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置では、スリットは、角膜内皮と光学的に略共役な位置に配置されている。

【0135】

このような態様によれば、角膜に対して十分な照度で照明光を照射することができるため、角膜内皮細胞のより高画質の画像の取得が可能になる。

【0136】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置では、光スキャナは、光源と光学的に略共役な位置に配置されている。

【0137】

このような態様によれば、角膜に対して十分な照度で照明光を照射することができるため、角膜内皮細胞のより高画質の画像の取得が可能になる。

【0138】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置は、光源とスリットとの間に配置された第１レンズ系（レンズ系Ｌ１）と、スリットと光スキャナとの間に配置された第２レンズ系（レンズ系Ｌ２）と、を含み、光源は、第１レンズ系の前側焦点位置に配置され、スリットは、第２レンズ系の前側焦点位置に配置されている。

【0139】

このような態様によれば、スリットに形成される開口部のサイズが十分に小さくても、角膜に対して照明効率の高い照明を行うことができる。

【0140】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の制御方法は、照射系（１０、１０ａ）と、受光系（２０）とを含む角膜内皮細胞撮影装置（１、１ａ）の制御方法である。照射系は、光源（１１）からの光を変調する空間光変調器（光スキャナ１３）を含み、空間光変調器により光源からの光を変調することによりスリット状の照明光を被検眼（Ｅ）の角膜（Ｅ）に向けて照射する。受光系は、照射系に対して斜めに配置され、角膜からの反射光を受光するイメージセンサ（２６）を含む。角膜内皮細胞撮影装置の制御方法は、照射系制御ステップと、受光系制御ステップとを含む。照射系制御ステップは、角膜における照明領域に照明光を照射するように空間光変調器を制御する。受光系制御ステップは、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を設定し、設定された開口範囲の受光素子により角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むようにイメージセンサを制御する。

【0141】

このような態様によれば、空間光変調器を用いた角膜における所望の照明領域への照明光の照射と、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲の設定とを同期するように空間光変調器とイメージセンサとが制御される。それにより、角膜内皮細胞を高速に撮影することができる。また、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むことで、簡素な構成で、不要な反射成分（例えば、角膜上皮からの反射成分）の影響を受けることなく、角膜内皮からの反射成分を効率的に受光することができる。従って、角膜内皮細胞の高画質の画像を簡便に取得することができる。

【0142】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の制御方法では、照射系制御ステップは、角膜における２以上の照明領域に照明光を順次に照射するように空間光変調器を制御し、受光系制御ステップは、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲を順次に設定し、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果をローリングシャッター方式で順次に取り込むようにイメージセンサを制御する。

【0143】

このような態様によれば、角膜における照明光の照明領域の移動に同期して受光面における開口範囲を移動することができ、非常に簡素な構成で、角膜内皮細胞の広視野の画像を短時間に取得することが可能になる。

【0144】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の制御方法は、受光面の２以上の開口範囲のそれぞれの受光素子により得られた受光結果に基づく２以上の画像を合成して合成画像を生成する画像合成ステップを含む。

【0145】

このような態様によれば、非常に簡素な構成で、被検者に負担をかけることなく広視野の画像（例えば、パノラマ画像）を容易に取得することができる。

【0146】

いくつかの実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の制御方法は、合成画像を解析することにより角膜内皮細胞の状態を表す情報を求める解析ステップを含む。

【0147】

このような態様によれば、角膜内皮細胞に関して精度の高い情報を容易に提供することができる。

【0148】

いくつかの実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、上記のいずれかに記載の角膜内皮細胞撮影装置の制御方法の各ステップを実行させる。

【0149】

このような態様によれば、空間光変調器を用いた角膜における所望の照明領域への照明光の照射と、角膜における照明領域に対応する受光面における開口範囲の設定とを同期するように空間光変調器とイメージセンサとが制御される。それにより、角膜内皮細胞を高速に撮影することができる。また、設定された開口範囲の受光素子により得られた角膜内皮からの反射成分の受光結果を取り込むことで、簡素な構成で、不要な反射成分（例えば、角膜上皮からの反射成分）の影響を受けることなく、角膜内皮からの反射成分を効率的に受光することができる。従って、角膜内皮細胞の高画質の画像を簡便に取得することができる。

【0150】

＜その他＞
以上に示された実施形態は、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。

【0151】

いくつかの実施形態では、上記の角膜内皮細胞撮影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非一時的な（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）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、例えば、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】

【0152】

１、１ａ 角膜内皮細胞撮影装置
１０、１０ａ 照射系
１１ 光源
１２ スリット
１３ 光スキャナ
１４ 絞り
１５ 対物レンズ
２０ 受光系
２１ 対物レンズ
２２ 平凸レンズ
２３ 凹レンズ
２４ 絞り
２５ 結像レンズ
２６ イメージセンサ
１００ 制御部
１０１ 主制御部
１１０ データ処理部
１１１ 画像合成部
１１２ 解析部
Ｃ 角膜
Ｅ 被検眼
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３ レンズ系

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】