眼科裝置及控制方法
2023-08-10 05:41:36
眼科裝置及控制方法
【專利摘要】本發明提供一種眼科裝置及控制方法。該眼科裝置包括：聚焦透鏡，其被配設在連接被檢眼與攝像單元的光路中；屈光度校正透鏡，其以可插入和可移除的方式配設在所述光路中；以及位置確定單元，其被配置為基於未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
【專利說明】眼科裝置及控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種眼科裝置、控制方法及程序。
【背景技術】
[0002]日本特開2009-268772號公報討論了如下自動聚焦系統，該系統使用由投影到被檢眼的眼底上的分割聚焦指標的返回光獲得的兩個聚焦指標圖像之間的位置關係。
[0003]在被檢眼高度近視或高度遠視的情況下，已知將屈光度校正透鏡插入觀察攝像光學系統。當插入屈光度校正透鏡時，觀察攝像光學系統的光學特性改變，並且聚焦指標投影單元與觀察攝像光學系統之間的光學關係改變。因此，使用上述聚焦指標圖像的聚焦檢測變得困難。
[0004]另一方面，日本特許第4744973號公報討論了如下的眼科攝像裝置，該裝置通過使用利用聚焦指標等的對比度的聚焦檢測方法，即使在插入屈光度校正透鏡之後也能夠進行自動聚焦。 [0005]然而，由於基於對比度的聚焦檢測在驅動聚焦透鏡的同時需要搜索評價值變為峰值的位置，因此，進行基於對比度的聚焦檢測在完成聚焦之前所需的時間比使用聚焦指標情況要長。
【發明內容】
[0006]本發明旨在提供能夠防止在需要插入屈光度校正透鏡的情況下、完成聚焦所需時間被延長的眼科裝置及方法。
[0007]本發明不限於此。本發明的其他目的之一在於:產生通過下述用於實現本發明的示例性實施例中例示的各結構引入的、且通過傳統技術無法獲得的功能和效果。
[0008]根據本發明的一方面，提供一種眼科裝置，該眼科裝置包括:聚焦透鏡，其配設在連接被檢眼與攝像單元的光路中；屈光度校正透鏡，其以可插入和可移除的方式配設在所述光路中；以及位置確定單元，其被配置為基於未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
[0009]根據以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特徵將變得清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1例示了根據示例性實施例的眼科裝置的結構的示例。
[0011]圖2例示了聚焦指標投影單元的結構的示例。
[0012]圖3例示了顯示在監視器25上的眼底觀察圖像以及聚焦指標圖像的示例。
[0013]圖4A、圖4B和圖4C分別例示了聚焦指標的示例。
[0014]圖5是例示自動聚焦操作的示例的流程圖。
[0015]圖6A、圖6B、圖6C和圖6D分別例示了屈光度校正中對焦位置確定的示例。
[0016]圖7是例示自動聚焦操作的示例的流程圖。【具體實施方式】
[0017]下面將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。
[0018]下面將參照圖1至圖6A、圖6B、圖6C和6D詳細描述本發明的示例性實施例。
[0019]圖1例示了眼底照相機(即，眼科裝置)的結構的示例。物鏡I與被檢眼E相對布置，攝像光闌2、聚焦透鏡3、攝像透鏡4以及對例如可見光與紅外光具有感光度的圖像傳感器5配設在物鏡I的光軸LI上。
[0020]聚焦透鏡3連接到聚焦透鏡驅動單元6，並在光軸LI的方向上移動。更具體地，聚焦透鏡3對應於配設在連接被檢眼E與攝像單元的光路中的聚焦透鏡的示例。
[0021]屈光度校正單元7配設在攝像光闌2與聚焦透鏡3之間，並連接到屈光度校正透鏡驅動單元8。屈光度校正單元7包括可插入光軸LI和從光軸LI可移除的凸透鏡7a (用於遠視的屈光度校正透鏡)以及凹透鏡7b (用於近視的屈光度校正透鏡)，使得在高度近視或高度遠視的被檢眼E的眼底Er上進行聚焦，僅聚焦透鏡3在其上不足以進行聚焦。屈光度校正單元7能夠通過將透鏡7a和7b插入光軸LI或從光軸LI移除透鏡7a和7b來改變能夠進行聚焦的屈光度範圍。屈光度校正單元7對應於配設為可插入連接被檢眼E與攝像單元的光路和從該光路可移除的屈光度校正透鏡的示例。凸透鏡7a或凹透鏡7b可以僅被稱作屈光度校正透鏡。
[0022]從物鏡I到攝像透鏡4的光學系統構成觀察攝像光學系統。觀察攝像光學系統與圖像傳感器5 —起構成眼底圖像觀察攝像單元。
[0023]另一方面，穿孔鏡9傾斜地設置在攝像光闌2附近。透鏡10、聚焦指標投影單元
11、透鏡12、環形光闌13以及`二向色鏡14布置在穿孔鏡9的反射方向的光軸L2上。
[0024]如圖2所示，聚焦指標投影單元11包括用於投影指標的發光二極體(LED)lla、用於分割光源的稜鏡lib、形成聚焦指標外部形狀的聚焦指標掩模11c。更具體地，聚焦指標投影單元11對應於用於將分割指標投影到被檢眼E的投影單元的示例。指標的投影設備不限於LEDlla。也可以使用其他光源。
[0025]聚焦指標投影單元11包括在光軸L2上移動的聚焦指標偏移驅動單元15，以及用於將聚焦指標投影單元11插入光軸L2和從光軸L2移除聚焦指標投影單元11的聚焦指標插入/移除驅動單元16。
[0026]聚焦指標投影單元11能夠響應於由系統控制單元17進行的控制，在眼底觀察期間被插入光軸L2並被驅動在光軸L2上偏移，並且為了使得在攝像期間聚焦指標不被拍攝到拍攝圖像中而從光軸L2撤出。
[0027]環形光闌13包括布置在通過物鏡I以及透鏡10和12與被檢眼E的瞳孔Ep在光學上基本共軛的位置、並包括在光軸L2的中心處的遮光部的環形開口。二向色鏡14例如具有透射紅外線並反射可見光的特性。
[0028]會聚透鏡18以及用作用於發射可見脈衝光的攝像光源的閃光光源19布置在二向色鏡14的反射方向的光軸L3上。會聚透鏡20以及用作具有例如多個用於發射紅外靜止光的紅外LED的觀察光源的紅外LED21布置在二向色鏡14的透射方向的光軸L4上。從物鏡I到會聚透鏡20的光學系統構成眼底照明光學系統。眼底照明光學系統與用作攝像光源的閃光光源19構成攝像光照明單元，並且眼底照明光學系統與用作觀察光源的紅外LED21構成觀察光照明單元。
[0029]在本示例性實施例中，閃光光源19是用於發射例如波長420至750nm的光的寬波段波長光源，紅外LED 21是發射例如波長850nm的光的單波長光源。閃光光源19以及紅外LED 21的各自波長不限於上述值，可以分別是其他值。
[0030]眼底圖像觀察攝像單元、攝像光照明單元以及觀察光照明單元保持在例如一個殼體中以構成眼底照相機光學單元。眼底照相機光學單元位於滑動基座(未示出)上，並能夠與被檢眼E對準。
[0031]圖像傳感器5的輸出被模數(A/D)轉換元件22轉換為數位訊號，並被存儲在存儲器23中。此外，已被轉化為數位訊號的圖像傳感器5的輸出連接到控制整個裝置的系統控制單元17。系統控制單元17包括諸如中央處理單元(CPU)的處理設備。圖像存儲器24連接到系統控制單元17，並將由圖像傳感器5捕獲的靜止圖像存儲為數字圖像。
[0032]此外，系統控制單元17連接到聚焦透鏡驅動單元6、屈光度校正透鏡驅動單元8、聚焦指標偏移驅動單元15、聚焦指標插入/移除驅動單元16以及操作輸入單元28。系統控制單元17還包括對焦狀態檢測單元29、移動量計算單元30、屈光度校正確定單元31、對焦位置確定單元32以及驅動控制單元33。
[0033]對焦狀態檢測單元29基於聚焦透鏡3的位置以及從圖像傳感器5獲得的圖像信息檢測被檢眼E的對焦狀態。要由對焦狀態檢測單元29檢測的聚焦指標圖像33a和33b的偏移量是包括表示聚焦指標圖像33a和33b的偏移量的信號的概念，並不限於偏移量本身。
[0034]如果當聚焦透鏡3檢測到對焦狀態時，聚焦透鏡3的位置是諸如初始位置(例如，屈光度為0的位置)的預定位置，`則對焦狀態檢測單元29還能夠由聚焦指標圖像33a和33b的偏移量檢測對焦狀態。如果聚焦指標圖像33a和33b的偏移量被表示為絕對值，則對焦狀態檢測單元29還使用聚焦指標圖像33a和33b之間的位置關係檢測對焦狀態。對於系統控制單元17的其他構成元件，是否使用聚焦透鏡3的位置與是否使用聚焦指標圖像33a和33b之間的位置關係是類似的。
[0035]移動量計算單元30基於由對焦狀態檢測單元29檢測到的對焦狀態計算完成聚焦的聚焦透鏡3的移動量(驅動量)。更具體地，計算消除聚焦指標圖像33a和33b的偏移的聚焦透鏡3的移動量。移動量計算單元30參照存儲在例如存儲器等中的表計算聚焦透鏡3完成聚焦所需的移動量，在該表中，聚焦透鏡3的移動量與聚焦指標圖像33a和33b的偏移量相互關聯。更具體地，移動量計算單元30基於未插入屈光度校正透鏡的對焦狀態，計算聚焦所需的聚焦透鏡3的驅動量。
[0036]屈光度校正確定單元31基於例如操作輸入單元28中的開關和聚焦透鏡3的位置、以及對焦狀態檢測單元29檢測到的對焦狀態，確定是將屈光度校正透鏡插入觀察攝像光學系統還是將屈光度校正透鏡從觀察攝像光學系統撤出。更具體地，屈光度校正確定單元31檢測聚焦透鏡3的位置，並在聚焦透鏡3從其檢測的位置移動由移動量計算單元30計算出的移動量的情況下，確定聚焦透鏡3是否超出其可移動範圍。在聚焦透鏡3超出其可移動範圍的情況下，屈光度校正確定單元31確定需要插入屈光度校正透鏡，而在聚焦透鏡3在其可移動範圍內的情況下，確定不需要插入屈光度校正透鏡。更具體地，屈光度校正確定單兀31對應於用於基於未插入屈光度校正透鏡的對焦狀態確定是否將屈光度校正透鏡插入光路的確定單元的示例。更具體地，用作確定單元的示例的屈光度校正確定單元31基於未插入屈光度校正透鏡的對焦狀態獲取聚焦所需的聚焦透鏡3的驅動量，並在聚焦透鏡被以驅動量驅動時超出可移動範圍的情況下，將屈光度校正透鏡插入光路。
[0037]對焦位置確定單元32確定對焦位置。更具體地，對焦位置確定單元32確定在插入屈光度校正透鏡的狀態下的對焦位置。
[0038]首先，對焦位置確定單元32在未將屈光度校正透鏡插入光路的狀態下，由例如聚焦指標圖像33a和33b的偏移量以及聚焦透鏡3的位置計算被檢眼E的屈光度。計算被檢眼E的屈光度與屈光度校正透鏡的光焦度(power)之間的差分。該差分表示屈光度校正透鏡無法校正的屈光度。對焦位置確定單元32將聚焦透鏡3在光路上與該差分相對應的位置確定作為對焦位置。存儲器存儲例如屈光度與聚焦透鏡3的位置相互關聯的表。對焦位置確定單元32參照例如所存儲的表確定聚焦透鏡3在其光路上與該差分相對應的位置。更具體地，對焦位置確定單元32對應於用於基於未插入屈光度校正透鏡的對焦狀態(或對焦狀態以及聚焦透鏡3在光路上的位置)確定在插入屈光度透鏡的狀態下聚焦透鏡3在光路上的位置的位置確定單元的示例。更具體地，用作位置確定單元的示例的對焦位置確定單元32基於從多個指標圖像(多個指標圖像的偏移量)獲得的、未插入屈光度透鏡的對焦狀態，確定在插入屈光度透鏡的狀態下聚焦透鏡3在光路上的位置。
[0039]對焦位置確定單元32確定對焦位置的定時是屈光度校正確定單元31確定將屈光度校正透鏡插入光路的定時。更具體地，如果確定單元確定要插入屈光度校正透鏡，則位置確定單元確定聚焦透鏡3在其光路上的位置。然而，對焦位置確定單元32確定對焦位置的定時可以是屈光度校正確定單元31進行確定之前的定時。
[0040]如果當進行用於確定對焦位置的處理時聚焦透鏡3的位置是諸如初始位置的預定位置，則對焦位置確定單元32可由聚焦指標圖像33a和33b的偏移量計算被檢眼E的屈光度(見圖4)。
[0041]驅動控制單元33驅動聚焦透鏡3以及屈光度校正透鏡。驅動控制單元33經由聚焦透鏡驅動單元6將聚焦透鏡3驅動到由對焦位置確定單元32確定的對焦位置。更具體地，驅動控制單元33將聚焦透鏡3移動到對焦位置。即，驅動控制單元33對應於用於驅動聚焦透鏡3的驅動單元的示例。
[0042]當屈光度校正確定單元31確定需要插入屈光度校正透鏡時，驅動控制單元33經由屈光度校正透鏡驅動單元8將屈光度校正透鏡插入光路。驅動控制單元33在例如攝像完成之後經由屈光度校正透鏡驅動單元8將屈光度校正透鏡從光路移出。換言之，驅動控制單元33對應於用於控制將屈光度校正透鏡插入光路和從光路移除屈光度校正透鏡的控制單元的示例。
[0043]驅動控制單元33在例如將屈光度校正透鏡插入到光路之後，將聚焦透鏡3驅動到由對焦位置確定單元32確定的對焦位置。更具體地，用作控制單元的示例的驅動控制單元33在驅動單元將聚焦透鏡3驅動到由位置確定單元確定的位置之後，將屈光度校正透鏡插入光路。驅動聚焦透鏡3的定時可以與將屈光度校正透鏡插入光路的定時相同。可選地，可以在將屈光度校正透鏡插入光路之後驅動聚焦透鏡3。
[0044]在手動聚焦模式下，驅動控制單元33控制聚焦透鏡驅動單元6以及聚焦指標偏移驅動單元15，使得聚焦透鏡3在光軸LI上的位置與聚焦指標投影單元11在光軸L2上的位置根據操作輸入單元28的操作輸入同步地移動。在自動聚焦模式下，驅動控制單元33基於對焦狀態檢測單元29的檢測結果控制聚焦透鏡驅動單元6以及聚焦指標偏移驅動單元15。
[0045]操作輸入單元28包括攝像開關(未示出)。當按下攝像開關並且眼底照相機進入攝像狀態時，系統控制單元17控制聚焦指標插入/移除驅動單元16以將聚焦指標投影單元11從光軸L2撤出。此外，系統控制單元17控制用作觀察光的紅外LED 21的光量調節、接通和關閉，以及用作攝像光的閃光光源19的光量調節、接通和關閉。
[0046]攝像單元27包括例如圖像傳感器5、A/D轉換元件22、存儲器23、監視器25以及攝像單元控制單元26。監視器25顯示例如由圖像傳感器5捕獲的紅外觀察圖像以及可視攝像圖像。此外，由安裝單元(未示出)將攝像單元27可拆卸地附裝至例如眼底照相機光學單元的殼體。
[0047]下面描述根據本示例性實施例的眼科裝置(例如，眼底照相機)的操作的示例。
[0048]從紅外LED 21發射的光由會聚透鏡20聚光以經過二向色鏡14，然後由環形光闌13限定為環形。由環形光闌13限定的光經由透鏡12和透鏡10首先在穿孔鏡9上形成環形光闌13的圖像，並在被穿孔鏡9在光軸LI的方向上反射之後，通過物鏡I在被檢眼E的瞳孔Ep附近再次形成環形光闌13的圖像，從而照射被檢眼E的眼底Er。
[0049]從利用來自用於發射靜止光的紅外LED 21的光照射的眼底Er反射和散射的光束，在從被檢眼E的瞳孔Ep出射並經由物鏡1、攝像光闌2、聚焦透鏡3以及攝像透鏡4到達圖像傳感器5之後被拍攝。在A/D轉換元件22將圖像傳感器5的輸出轉換為數位訊號之後，眼底觀察圖像經由攝像單元控制單元26被顯示在監視器25上。
[0050]操作者觀察顯示在監視器25上的眼底觀察圖像，並使用操作杆(未示出)將被檢眼E與眼底照相機光學單元對準。
[0051]圖3例示了顯示在監視器25上的眼底觀察圖像的示例。在觀察期間，將聚焦指標投影單元11插入到光軸L2，使得在聚焦指標投影單元11中的聚焦指標掩模Ilc的圖像以及聚焦指標圖像33a和33b被疊加在眼底觀察圖像上的狀態下觀察它們。更具體地，圖像傳感器5拍攝由聚焦指標投影單元11投影到被檢眼E的分割指標的、從被檢眼E經過聚焦透鏡3的返回光，從而獲得聚焦指標圖像33a和33b。圖像傳感器5的輸出被顯示在監視器25上。換言之，圖像傳感器5對應於用於基於分割指標的、經由聚焦透鏡3從被檢眼E獲得的返回光獲取多個指標圖像的獲取單元的示例。
[0052]圖4A至圖4C分別例示了聚焦指標的示例。圖4A例示了被檢眼E的眼底Er與聚焦指標(聚焦指標投影單元11)處於光學共軛位置關係的情況。由於眼底Er與聚焦指標相互光學共軛，因此兩個分離的聚焦指標光束La和Lb因聚焦指標的矩形開口而變為眼底Er上的對齊的聚焦指標圖像33a和33b。
[0053]圖4B例示了被檢眼E近視的情況。由於眼底Er與聚焦指標不相互光學共軛，所以聚焦指標光束La和Lb在分別變為眼底Er上的聚焦指標圖像33a和33b時在垂直方向上相互偏移。
[0054]另一方面，圖4C例示了被檢眼E遠視的情況。此外，在該情況下，眼底Er與聚焦指標相互不光學共軛。因此，聚焦 指標光束La和Lb在分別變為聚焦指標圖像33a和33b時在垂直方向上相互偏移。然而，聚焦指標光束La和Lb在垂直方向上以與被檢眼E為近視時相反的位置關係偏移。此時，與聚焦指標投影單元11同步地驅動聚焦透鏡3，使得聚焦指標與圖像傳感器5相互光學共軛。當聚焦指標圖像33a和33b對齊並且眼底Er與聚焦指標相互光學共軛時，因此，眼底Er與圖像傳感器5也處於光學共軛關係。因此，能夠獲得在眼底Er上聚焦的觀察圖像。
[0055]下面描述當聚焦模式轉換單元(未示出)選擇自動聚焦模式時進行的聚焦控制方法。
[0056]在本示例性實施例中，使用投影到眼底Er上的聚焦指標進行自動聚焦。當自動聚焦開始時，本示例性實施例中的對焦狀態檢測單元29計算投影到眼底Er上的聚焦指標的、左右分離的聚焦指標圖像33a和33b在垂直方向上的各位置(見圖3)。用於計算位置的方法包括例如用於檢測聚焦指標圖像的輝度值並計算其重心的方法。然後，針對所計算出的聚焦指標圖像33a和33b的位置，計算左右聚焦指標圖像33a和33b之間的位置關係及其偏移量，並將其用作對焦狀態。因此，從將聚焦指標投影單元11插入光軸L2並且未將凸透鏡7a和凹透鏡7b插入光軸LI上的屈光度校正單元7，即，能夠觀察聚焦指標的狀態下開始本示例性實施例中的自動聚焦。
[0057]圖5是例示自動聚焦操作的示例的流程圖。將參照圖5詳細描述自動聚焦操作的示例。
[0058]如果響應於例如被檢眼E與眼底照相機光學單元的對準完成，發出開始自動聚焦的指令，則處理進入步驟SI。在步驟SI中，對焦狀態檢測單元29從存儲在存儲器23中的A/D轉換元件22的輸出檢測聚焦指標圖像33a和33b的偏移量作為對焦狀態。步驟SI對應於用於檢測未將屈光度校正透鏡插入連接被檢眼E與攝像單元的光路的對焦狀態的檢測處理的示例。
[0059]在步驟S2中，移動量`計算單元30計算從所檢測到的對焦狀態到聚焦指標圖像33a和33b對齊為止的、聚焦指標投影單元11與聚焦透鏡3的移動量。更具體地，移動量計算單元30將聚焦指標圖像33a和33b的偏移量轉換為移動量。優選地，聚焦指標圖像33a和33b的偏移量與聚焦透鏡3的移動量可以相互關聯並作為表存儲在存儲器中。可選地，可預先將用於將偏移量轉換為移動量的公式作為表存儲在存儲器中，從而使用該轉換公式計算移動量。
[0060]在步驟S3中，屈光度校正確定單元31檢測聚焦透鏡3在光軸LI上的當前位置，並確定從聚焦透鏡3停止的位置起經過由移動量計算單元30計算的移動量的移動地點是否超出聚焦透鏡3的可驅動範圍。換言之，屈光度校正確定單元31確定在未插入屈光度校正透鏡的情況下聚焦透鏡3是否能夠聚焦在被檢眼E的眼底Er上。例如，屈光度校正確定單元31將存儲在存儲器中的聚焦透鏡3的可驅動範圍與移動地點進行比較，從而確定是否將屈光度校正透鏡插入光路。
[0061]如果確定移動地點在聚焦透鏡3的可驅動範圍內，即聚焦透鏡3能夠聚焦(步驟S3:否)，則在步驟S7中，驅動控制單元33將聚焦指標投影單元11與聚焦透鏡3移動在步驟S2中獲得的預定距離，從而完成聚焦。
[0062]另一方面，如果確定移動地點在聚焦透鏡3的可驅動範圍外，即聚焦透鏡3無法聚焦(步驟S3:是)，則被檢眼E例如高度近視或高度遠視。因此，屈光度校正確定單元31由左右分離的聚焦指標圖像33a和33b之間的垂直位置關係確定被檢眼E是近視還是遠視，從而確定插入凸透鏡7a和凹透鏡7b中的哪一個被作為屈光度校正透鏡。換言之，屈光度校正確定單元31基於未插入屈光度校正透鏡的對焦狀態確定要插入用於遠視的屈光度校正透鏡和用於近視的屈光度校正透鏡中的哪一個。如果聚焦指標圖像33a和33b的偏移量不是絕對值而是表示垂直位置關係的值，則不需要使用聚焦指標圖像33a和33b之間的位
置關係。
[0063]圖6A例示了當被檢眼E高度近視並且確定在未插入屈光度校正透鏡的狀態下聚焦透鏡3無法聚焦時的觀察攝像光學系統的一部分。從被檢眼E的眼底Er反射並經過物鏡I與攝像光闌2的聚焦指標光束W經由聚焦透鏡3以及攝像透鏡4到達圖像傳感器5。然而，被檢眼E高度近視，使得聚焦指標圖像33a和33b無法在攝像平面上對齊。在被檢眼E高度近視的情況下，凹透鏡7b被作為屈光度校正透鏡插入。然而，如果插入屈光度校正透鏡，則觀察攝像光學系統與聚 焦指標投影光學系統之間的光學關係被破壞，使得無法使用利用聚焦指標的聚焦檢測單元。
[0064]系統控制單元17基於圖6A所示的未插入屈光度校正透鏡的狀態下、由對焦狀態檢測單元29計算的聚焦指標33a和33b的偏移量Pl以及聚焦透鏡3的位置F1，確定當凹透鏡7b被作為屈光度校正透鏡插入時的對焦位置F2 (見圖6B)。
[0065]更具體地，對焦位置確定單元32由聚焦指標圖像33a和33b的偏移量以及聚焦透鏡3的位置計算被檢眼E的屈光度。在步驟S4中，對焦位置確定單元32計算所計算出的屈光度與要插入光路的屈光度校正透鏡的光焦度(可校正屈光度:屈光力(refractivepower))之間的差分。
[0066]對焦位置確定單元32計算聚焦透鏡3在光路上的位置(圖6B所示的位置F2)以補償該差分。在步驟S5，對焦位置確定單元32將聚焦透鏡3驅動到所計算出的位置。換言之，對焦位置確定單元32基於根據未插入屈光度透鏡的對焦狀態而獲得的被檢眼E的屈光度以及聚焦校正透鏡的屈光力，來確定在插入屈光度透鏡的狀態下聚焦透鏡3在光路上的位置。更具體地，對焦位置確定單元32基於被檢眼E的屈光度與屈光度校正透鏡的屈光力之間的差分，來確定在插入屈光度透鏡的狀態下聚焦透鏡3在光路上的位置。步驟S5對應於用於基於在檢測處理中檢測到的對焦狀態確定在將屈光度透鏡插入光路的狀態下聚焦透鏡3在光路上的位置的確定處理的示例。
[0067]在步驟S6，屈光度校正確定單元31然後將與被檢眼E的屈光度相對應的屈光度校正透鏡插入光路以完成聚焦。
[0068]圖6B例示了此時的觀察攝像光學系統。響應於屈光度校正透鏡的插入，將聚焦指標投影單元11從光軸L2撤出。步驟S5和S6的執行順序並不僅限於圖5所示的順序。可在步驟S5之前執行步驟S6。可選地，可以同時執行步驟S5與S6。
[0069]另一方面，圖6C例示了被檢眼E高度遠視的情況。此時，在攝像平面上，對聚焦指標光束W以與被檢眼E高度近視時相反的垂直位置關係進行拍攝。因此，可以確定被檢眼E高度遠視。如果被檢眼E高度遠視，使用凸透鏡7a校正屈光度。然而，系統控制單元17基於凸透鏡7a被作為屈光度校正透鏡插入之前的聚焦指標圖像33a和33b的偏移量P2以及聚焦透鏡3的位置F3，來確定凸透鏡7a被作為屈光度校正透鏡插入時的對焦位置F4。然後，系統控制單元17驅動屈光度校正透鏡驅動單元8以及聚焦透鏡驅動單元6，插入屈光度校正透鏡並移動聚焦透鏡3，從而完成聚焦。圖6D例示了此時的觀察攝像光學系統。響應於屈光度校正透鏡的插入，將聚焦指標投影單元11從光軸L2撤出。除了插入的屈光度校正透鏡的類型以外，在自動聚焦中進行的眼科裝置的操作與圖6A與6B基本類似，因此不對其進行重複描述。
[0070]因此，在插入屈光度校正透鏡之前確定對焦位置，從而使得即使在需要屈光度校正透鏡用於眼底攝像的高度近視或高度遠視的被檢眼E上也能夠進行自動聚焦模式下的聚焦。不需要在插入屈光度校正透鏡之後搜索對焦位置。因此，能夠更快地聚焦以進行攝像。結果，能夠防止自動聚焦所需的時間段延長。
[0071]聚焦指標越清晰且越不模糊，自動聚焦模式中基於輝度值的聚焦指標位置的計算精度越高，聚焦指標越模糊且越不清晰，其精度越低。因此，基於聚焦指標圖像的位置計算的聚焦指標圖像的偏移量以及當插入屈光度校正透鏡插入時進行的對焦位置確定的精度，可依據聚焦指標圖像的清晰度而變化。
[0072]因此，在需要插入屈光度校正透鏡的自動聚焦時，期望更清晰地觀察聚焦指標圖像33a和33b，從而以更高精度確定對焦位置。更具體地，優選地，可以在將聚焦透鏡3移動到與對焦位置儘可能近的位置之後，計算對焦位置。如果被檢眼高度近視或高度遠視，則聚焦透鏡3的可驅動範圍的端點最接近對焦位置。如果確定插入屈光度校正透鏡，則可以將聚焦透鏡3 —次移動到可驅動範圍的端點(驅動單元能夠驅動聚焦透鏡3的範圍的極限位置)，以再次計算聚焦指標圖像33a和33b的偏移量並確定對焦位置。更具體地，用作驅動單元的示例的驅動控制單元33在確定單元確定插入屈光度校正透鏡的情況下將聚焦透鏡3驅動到光路上的預定位置。此外，用作位置確定單元的示例的對焦位置確定單元32基於聚焦透鏡3被布置在預定位置的對焦狀態，確定在插入屈光度校正透鏡的狀態下聚焦透鏡3在光路上的位置。
[0073]作為另一方 法，屈光度校正單元31可以僅在聚焦透鏡3到達驅動範圍的端點時確定是否插入屈光度校正透鏡，並根據在該情況下計算出的聚焦指標圖像33a和33b的偏移量確定對焦位置。用作確定單元的示例的屈光度校正確定單元31響應於由驅動單元將聚焦透鏡3驅動到預定位置來確定是否將屈光度校正透鏡插入光路。在上述示例中，雖然基於聚焦透鏡3到達使聚焦指標圖像33a和33b更清晰的可驅動範圍的端點時出現的對焦狀態進行各種控制，但本發明並不僅限於此。可以在聚焦透鏡3到達可驅動範圍附近時進行控制。
[0074][變型例]
[0075]下面將描述自動聚焦操作的變型例。在圖5所示的自動聚焦的示例中，由聚焦指標圖像33a和33b的偏移量計算聚焦透鏡3的移動量，並根據計算出的移動量是否超出可移動範圍來確定是否將屈光度校正透鏡插入光路。然而，用於確定是否插入屈光度校正透鏡的方法並不僅限於此。可以使用被檢眼E的屈光度進行該確定。將參照圖7所示的流程圖具體描述自動聚焦。
[0076]如果發出開始自動聚焦的指令，則處理進入步驟S11。在步驟Sll中，對焦狀態檢測單元29在檢測聚焦透鏡3在光路上的位置的同時，從存儲在存儲器23中的A/D轉換元件22的輸出檢測聚焦指標圖像33a和33b的偏移量。
[0077]在步驟S21中，對焦位置確定單元32由聚焦指標圖像33a和33b的偏移量以及聚焦透鏡3的位置計算被檢眼E的屈光度。換言之，對焦位置確定單元32基於未插入屈光度校正透鏡的對焦狀態計算被檢眼E的屈光度。
[0078]在步驟S31中，屈光度校正確定單元31然後確定在未插入屈光度校正透鏡的狀態下，聚焦透鏡3是否能能夠聚焦在具有在步驟S21計算出的屈光度的被檢眼E上。更具體地，屈光度校正確定單元31將由光學設計確定的要處理的屈光度的範圍存儲在諸如存儲器的存儲單元中。如果在步驟S21計算出的屈光度不在上述範圍內，則對焦狀態檢測單元29確定需要插入屈光度校正透鏡。換言之，屈光度校正確定單元31基於未插入屈光度校正透鏡的對焦狀態獲取被檢眼E的屈光度，並基於屈光度確定是否插入屈光度校正透鏡。
[0079]如果確定需要插入屈光度校正透鏡(步驟S31:是)，則在步驟S41中，對焦位置確定單元32計算在步驟S21中計算出的屈光度與要插入光路中的屈光度校正透鏡的可校正屈光度之間的差分。
[0080]步驟S5至S7與圖5中具有相同附圖標記的步驟基本類似，因此不對其進行重複描述。
[0081]即使由此使用屈光度本身的值，也能夠獲得與上述示例性實施例相似的效果。
[0082]本發明並不僅限於上述示例性實施例。本發明可以由各種不背離本發明構思的各種變型和改變來實現。
[0083]雖然例如在上述示例性實施例中將眼底照相機描述為眼科裝置，但本發明並不僅限於此。本發明可應用於諸如測量裝置或光學相干斷層(OCT)裝置的眼科裝置。
[0084]本發明還可以通過進行下面的處理實現，即，通過網絡或各種記錄介質向系統或裝置提供實現上述示例性實施例的功能的軟體(程序)，並使所述系統或裝置中的計算機(或中央處理器(CPU)或微處理單元(MPU))讀出並執行所述程序。
[0085]雖然參照示例性實施例對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明不限於所公開的示例性實施例。應當對所附權利要求的範圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這種變型例以及等同的結構和功能。
【權利要求】
1.一種眼科裝置，該眼科裝置包括: 聚焦透鏡，其配設在連接被檢眼與攝像單元的光路中； 屈光度校正透鏡，其以可插入和可移除的方式配設在所述光路中；以及 位置確定單元，其被配置為基於未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
2.根據權利要求1所述的眼科裝置，所述眼科裝置還包括: 控制單元，其被配置為對將所述屈光度校正透鏡插入所述光路和從所述光路中移除所述屈光度校正透鏡進行控制； 驅動單元，其被配置為驅動所述聚焦透鏡， 其中，在所述驅動單元將所述聚焦透鏡驅動到由所述位置確定單元確定的位置之後，所述控制單元將所述屈光度校正透鏡插入所述光路。
3.根據權利要求2所述的眼科裝置，所述眼科裝置還包括: 確定單元，其被配置為基於未插入所述屈光度透鏡的對焦狀態，確定是否要將所述屈光度校正透鏡插入所述光路， 其中，在所述確定單元確定要插入所述屈光度校正透鏡的情況下，所述位置確定單元確定所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
4.根據權利要求3所述的眼科裝置，其中，在所述確定單元確定要插入所述屈光度校正透鏡的情況下，所述驅動單元將所述聚焦透鏡驅動到所述光路上的預定位置，並且 所述位置確定單元基於所述聚焦透鏡被布置在所述預定位置的對焦狀態，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
5.根據權利要求3所述的眼科裝置，其中，所述確定單元響應於由所述驅動單元將所述聚焦透鏡驅動到預定位置，確定是否要將所述屈光度校正透鏡插入所述光路。
6.根據權利要求4所述的眼科裝置，其中，所述預定位置是所述驅動單元能夠驅動所述聚焦透鏡的範圍的極限位置。
7.根據權利要求1所述的眼科裝置，所述眼科裝置還包括: 投影單元，其被配置為將分割指標投影到所述被檢眼；以及 獲取單元，其被配置為基於經由所述聚焦透鏡從所述被檢眼獲得的所述分割指標的返回光，獲取多個指標圖像， 其中，所述位置確定單元基於根據所述多個指標圖像獲得的、未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
8.根據權利要求7所述的眼科裝置，其中，所述位置確定單元基於根據所述多個指標圖像的偏移量獲得的、未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
9.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，所述位置確定單元基於未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態以及所述聚焦透鏡在所述光路上的位置，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
10.根據權利要求3所述的眼科裝置，其中，所述確定單元基於未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態，來獲取聚焦所 需的所述聚焦透鏡的驅動量，並在所述聚焦透鏡超出以所述驅動量驅動時的可驅動範圍的情況下，確定要將所述屈光度校正透鏡插入所述光路。
11.根據權利要求3所述的眼科裝置，其中，所述確定單元基於未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態獲取所述被檢眼的屈光度，並基於所述屈光度確定是否要將所述屈光度校正透鏡插入所述光路。
12.根據權利要求11所述的眼科裝置，其中，所述屈光度校正透鏡包括用於遠視的屈光度校正透鏡以及用於近視的屈光度校正透鏡，並且 所述確定單元基於未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態，確定要插入所述用於遠視的屈光度校正透鏡與所述用於近視的屈光度校正透鏡中的哪一個。
13.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，所述位置確定單元基於根據未插入所述屈光度校正透鏡的對焦狀態獲得的所述被檢眼的屈光度以及所述屈光度校正透鏡的屈光力，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
14.根據權利要求13所述的眼科裝置，其中，所述位置確定單元基於所述被檢眼的屈光度與所述屈光度校正透鏡的屈光力之間的差分，確定在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置。
15.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下所述聚焦透鏡在所述光路上的位置，是在插入所述屈光度校正透鏡的狀態下的對焦位置。
16.一種控制方法，該控制方法包括以下步驟:檢測未將屈光度校正 透鏡插入連接被檢眼與攝像單元的光路的對焦狀態；以及 基於所檢測到的對焦狀態，確定在將所述屈光度校正透鏡插入所述光路的狀態下配設在所述光路中的聚焦透鏡在所述光路上的位置。
【文檔編號】A61B3/15GK103799974SQ201310553593
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2012年11月9日
【發明者】小倉啟 申請人:佳能株式會社