眼科裝置及眼科方法
【專利摘要】本發明提供一種眼科裝置及眼科方法。該眼科裝置緊接在裝置轉變到眼底觀察狀態之后盡早獲得分割AF時的合適的散焦狀態。在緊接在轉變到眼底觀察狀態之后的聚焦狀態檢測時，在聚焦確定單元確定散焦量等于或大于預定值的情況下，該眼科裝置關閉眼底觀察照明光，而在所述聚焦確定單元確定獲得了緊接攝影之前的對焦狀態的情況下，開啟所述眼底觀察照明光，從而使得檢查者能夠檢查緊接攝影之前的眼底狀態。
【專利說明】眼科裝置及眼科方法【技術領域】
[0001]本發明涉及眼科裝置及眼科方法。
【背景技術】
[0002]關于眼科裝置，為了提高自動聚焦或自動對準的精度，日本特開平05-95907號公報提出了如下技術:當使用標記光束進行檢測處理時，通過減弱其他光束來提高標記光束的可檢測性。
[0003]當執行基于分割標記的評價值的分割AF (下文中將分割自動聚焦操作(splitautomatic focusing operation)稱為分割AF或AF)時,如果散焦量在執行AF之前是大的，則眼底觀察圖像有時非常模糊，從而變為視覺上不期望的圖像。在這種情況下，分割標記圖象非常模糊，并且計算出的分割標記的評價值的精度可能降低。
【發明內容】
[0004]鑒于該情形做出本發明，并且本發明提供了當執行分割AF時能夠穩定地獲得適當的對焦狀態的眼科裝置和方法。
[0005]根據本發明的一方面，提供了一種眼科裝置，該眼科裝置通過使用投影到被檢眼的眼底的至少一對聚焦標記來進行分割自動聚焦，并通過使用攝像單元來對所述眼底的眼底圖像進行攝像，該眼科裝置包括:眼底照明單元，其被配置為照明所述眼底；聚焦單元，其被配置為進行所述分割自動聚焦；聚焦狀態確定單元，其被配置為確定由所述聚焦單元獲得的聚焦狀態；以及控 制單元，其被配置為根據由所述聚焦狀態確定單元獲得的確定結果來控制由所述眼底照明單元對所述眼底提供的照明。
[0006]根據本發明的另一方面，提供了一種眼科方法，該眼科方法通過使用投影到被檢眼的眼底的至少一對聚焦標記來進行分割自動聚焦，并通過使用攝像單元對所述眼底的眼底圖像進行攝像，該眼科方法包括:聚焦步驟，使聚焦單元進行所述分割自動聚焦；聚焦狀態確定步驟，確定由所述聚焦單元獲得的聚焦狀態；以及控制步驟，根據在所述聚焦狀態確定步驟中獲得的確定結果來控制由眼底照明單元對所述眼底提供的照明。
[0007]根據本發明，首先，當針對眼底圖像執行第一 AF時，操作者通過關閉或減弱眼底觀察光強度能夠觀察圖像，而無需識別具有大散焦量的任何視覺上不期望的眼底圖像或不會感到不舒服。第二，當執行第一 AF時，能夠通過關閉或減弱眼底觀察光強度來更精確地評價模糊的分割標記。
[0008]通過以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特征將變得清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是用于說明根據本發明的實施例的眼科裝置的示意圖。
[0010]圖2是用于說明根據本發明的實施例的眼科裝置的電氣框圖。
[0011]圖3是用于說明根據本發明的實施例的眼科方法的流程圖。[0012]圖4是示出散焦量與分割圖像之間的關系的圖。
[0013]圖5是示出整個攝影序列的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]現在參照附圖詳細描述本發明的優選實施例。
[0015]第一實施例
[0016]參照圖1至圖4詳細描述作為根據本發明的第一實施例的眼科裝置的眼底照相機以及使用該眼底照相機的攝影方法。
[0017]圖1是用于說明本發明的第一實施例的示意圖。
[0018]該眼底照相機主要由攝影光源部01、觀察光源部02、照明光學系統03、攝影/照明光學系統04、攝影光學系統05以及內部固視目標部06構成。由攝影光源部01或觀察光源部02發射的光束經由照明光學系統03和攝影/照明光學系統04照明被檢者的眼底部。相應的圖像經由攝影/照明光學系統04和攝影光學系統05形成在攝像元件上。
[0019]攝影光源部01通過下面的結構生成白色光的環形照明。光強度檢測單元11是使用諸如SPC或ro的公知光電轉換元件的傳感器。反射鏡12由沉積有鋁或銀的玻璃板、鋁板等構成。攝影光源13通過對密封在玻璃管中的Xe施加電壓而發射光，并能夠獲得具有足以在攝影時記錄眼底圖像的強度的白色光。近來，LED的光強度得到增加，并且即使環狀布置的LED陣列也能夠實現攝影光源13。
[0020]攝影聚光透鏡14是一`般的球面透鏡。攝影環形狹縫15是具有環形開口的平板。攝影晶狀體擋板16也是具有環形開口的平板。從作為攝影光源13的Xe管發射的光束包括向眼底行進的光束以及發射到相反側并被反射鏡12反射而向眼底行進的光束。因此，攝像光源13的發射光強度可以低于沒有反射鏡12的光源的發射光強度。反射鏡12形成平面以防止任何光不均勻性并且不對攝影光源13強加距離限制。攝影聚光透鏡14將光束進一步向眼底會聚。當光經過眼前段(anterior ocular segment)時,攝影環形狹縫15然后將光形成為環形形狀。此外，攝影晶狀體擋板16限制投影到被檢眼的晶狀體的光束，從而防止在眼底圖像上生成不必要的來自眼睛的晶狀體的反射光。
[0021]觀察光源部02通過以下結構生成紅外光的環形照明。觀察光源17是能夠連續發射光的諸如鹵素燈或LED的光源，并基于元件特性或通過光學濾光器發射紅外光。觀察聚光透鏡18是一般的球面透鏡。觀察環形狹縫19是具有環形開口的平板。觀察晶狀體擋板20也是具有環形開口的平板。觀察光源部02僅在光源的類型上不同于攝影光源部01。觀察聚光透鏡18會聚光束。觀察環形狹縫19形成眼前段的光束的形狀。觀察晶狀體擋板20防止對眼底圖像生成來自晶狀體的反射光。
[0022]照明光學系統03中繼由攝影光源部01和觀察光源部02生成的光束，并生成用于聚焦眼底圖像的標記圖像。分色鏡21透射紅外光并反射可見光。分色鏡21反射由攝影光源部01生成的可見光的光束，并透射由觀察光源部02生成的紅外光的光束，從而將光束導向至照明光學系統03。照明中繼透鏡122和照明中繼透鏡224將環形照明在被檢眼上形成為圖像。分割單元23包括用于投影聚焦標記的聚焦標記光源23a、用于分割光源的棱鏡23b、以及表示聚焦標記的外形的聚焦標記掩膜23c。分割單元23還包括用于通過在觀察時進入觀察光源部02并按照圖1的箭頭方向移動來在光軸方向偏移/驅動聚焦指標的驅動機構、以及用于在攝影時從照明光學系統03撤出的進入/撤出機構。這些用于照明眼底的組件構成了本發明中的用于照明眼底的眼底照明單元。
[0023]分割偏移驅動電機Ml偏移/驅動分割單元23以對聚焦標記進行聚焦。分割位置傳感器SI檢測分割單元23的停止位置。分割往復驅動電機M2使分割單元23相對照明光學系統03進入/撤出。分割往復驅動電機M2使分割單元23在眼底觀察時進入照明光學系統03以將分割標記投影在觀察圖像中，并在攝影時使分割單元23從照明光學系統03撤出，從而進行控制以防止聚焦標記被反射到攝影的圖像中。角膜擋板25防止針對眼底圖像生成不必要的來自被檢眼的角膜的反射光。
[0024]攝影/照明光學系統04將照明光束投影到被檢眼28的眼底上，并輸出眼睛的眼底圖像。穿孔鏡26具有形成為反射鏡的外周以及在其中心形成的孔。由照明光學系統03導向的光束被反射鏡部反射，并經由物鏡27照明眼睛的眼底。所照明的眼睛的眼底圖像返回到物鏡27并經由穿孔鏡26的中心孔輸出到攝影光學系統05。
[0025]攝影光學系統05進行圖像的焦點調節，并將眼睛的眼底圖像形成在攝像元件上。聚焦透鏡29調節穿過穿孔鏡26的中心孔的攝影光束的焦點。聚焦透鏡29按照圖1中的箭頭方向移動以進行焦點調節。聚焦透鏡驅動電機M3驅動聚焦透鏡29以進行聚焦。聚焦透鏡位置傳感器S3檢測聚焦透鏡29的停止位置。攝像元件31光電轉換攝影光。處理電路(未示出)將由攝像單元的攝像元件31獲得的電信號A/D轉換為數字數據，在紅外光觀察時電信號被顯示在顯示設備(未示出)上，并被記錄在記錄介質(未示出)上。
[0026]內部固視目標部06包括面向被半反射鏡30從攝影光學系統05分割的光路的內部固視目標單元32。內部固視目標單元32由多個LED構成，并開啟與由檢查者使用內部固視目標位置指定部件66 (見圖2)選擇的可見固視位置相對應的位置處的LED。當被檢者注視開啟的LED時，檢查者能夠獲取期望方向上的眼底圖像。
[0027]當檢查者操作焦點`操作部件33時，可以通過使用焦點操作部件位置傳感器S4來檢測焦點操作部件33的停止位置。
[0028]圖2是關于例示本發明的第一實施例的眼底照相機的攝影單元的電氣框圖。CPU61控制眼底照相機的所有操作。攝影光源控制電路在攝影前對攝影光源13進行充電以使其具有用于光發射的能量，并在攝影時釋放所充的電能以使攝影光源13發光。Ml驅動電路63驅動分割偏移驅動電機M1，以將分割單元23移動到與焦點操作部件位置傳感器S4的輸出相對應的位置。
[0029]M2驅動電路驅動分割往復驅動電機M2，以使分割單元23在攝影前后相對觀察光源部02進入/撤出。像M2驅動電路64 —樣，M3驅動電路驅動聚焦透鏡驅動電機M3，以將聚焦透鏡29移動到與焦點操作部件位置傳感器S4的輸出相對應的位置。電源開關67是用于選擇眼底照相機的電源狀態的開關。攝影開關68是用于通過使用眼底照相機執行攝影的開關。
[0030]至此已經描述了根據本發明的第一實施例的眼底照相機的整體。下面將詳細描述根據本發明的第一實施例的眼底照相機的AF操作。
[0031]圖3和圖4分別是本發明的第一實施例中關于AF操作的流程圖，以及示出散焦量與分割圖像之間的關系的圖。
[0032]基于圖3描述AF操作的過程。[0033]在步驟SOO中，CPU61開始該過程。
[0034]在步驟SOl中，CPU61獲取由攝像元件31獲得的眼底觀察圖像。
[0035]在步驟S02中，CPU61從所獲取的觀察圖像提取兩個分割亮點并計算各分割亮點的重心(median point)。
[0036]在步驟S03中，CPU61獲得兩個分割亮點的重心之間在y軸方向上的差。
[0037]在步驟S04中，針對當前的分割和聚焦狀態，CPU61根據兩個亮點之間的差計算實現對焦狀態的分割和聚焦驅動量。
[0038]在步驟S05中，CPU61在步驟S04中獲得的方向上驅動分割和聚焦。在步驟S06中確定與在步驟S04中獲得的驅動量相對應的驅動操作完成時，在步驟S07中，CPU61結束該過程。
[0039]在步驟S07時聚焦和分割停止。在本發明中，通過由上述用于進行分割自動聚焦的各組件(例如，M3驅動電路65和聚焦透鏡位置傳感器S3)構成的聚焦單元執行以上操作。
[0040]參照圖4將描述散焦量與分割圖像之間的關系。
[0041]散焦量從左到右順序增加。左圖表示小散焦量的狀態，其中左、右分割亮點對準，在y方向上沒有任何偏移。分割亮點處于對焦狀態，因此被清晰顯示。中央圖表示散焦量略大于左圖的狀態，其中左、右分割亮點在垂直方向上相互偏移。同樣地，隨著散焦量增加，分割亮點被顯示得更加 不清晰，其周邊部分模糊。右圖表示大散焦量的狀態，其中左、右分割亮點的垂直偏移量非常大。同時，各分割亮點非常模糊。
[0042]如果散焦量以這種方式增加，則分割亮點模糊并淹沒在背景圖像中。因此，當在圖3的步驟S02中提取分割亮點并計算分割亮點的重心時，難以通過從圖像中擦除背景信息來僅提取分割亮點信息。結果，計算出的散焦量的可靠性降低。
[0043]圖5是示出整個攝影序列的流程圖。
[0044]基于圖5描述整個攝影序列。
[0045]在步驟S30中，CPU61開始攝影序列。
[0046]在步驟S31中，首先，CPU61開啟眼前段觀察照明光。這使得檢查者能夠觀察被檢者的眼前段。
[0047]在步驟S32中，檢查者進行眼前段對準。檢查者在調整操作距離以匹配眼前段分害I](未示出)的同時，進行調整以使瞳孔位于畫面的中心。
[0048]在步驟S33中，眼底照相機確定眼前段對準的狀態。如果眼前段對準未完成，則處理返回到步驟S32。如果眼前段對準完成，則處理進行到步驟S34。
[0049]在步驟S34中，CPU61進行眼底觀察切換。更具體地，CPU61使眼前段觀察透鏡鏡筒(未示出)撤出以設置眼底觀察狀態。此外，CPU61關閉眼前段觀察照明光，并開啟(點亮)分割亮點。通過該操作，粗略對準完成，并且分割亮點被投影在被檢者的眼底上。然而，由于CPU61不開啟眼底觀察照明光，所以檢查者無法觀察任何眼底圖像。
[0050]在步驟S35中，CPU61進行AFl距離測量。此操作用于在粗略對準之后在被檢者眼底圖像上粗略聚焦。在完成距離測量時，CPU61驅動分割和聚焦以轉變到對焦狀態。
[0051]在步驟S36中，CPU61確定AFl是否完成。如果兩個分割亮點的重心之間在y方向上的差等于或小于預定值，則CPU61確定AFl完成，并且處理進行到步驟S37。如果差大于預定值時，則處理返回到步驟S35以再次進行AFl操作。由CPU61中用作用于確定聚焦狀態的聚焦狀態確定單元的模塊區域執行以上操作。此外，上述用于y方向上的差的預定值對應于本發明中的第一閾值。
[0052]在步驟S37中，CPU61開啟眼底觀察照明光，并且還開啟WD亮點。也就是說，如果由聚焦確定單元獲得的確定結果等于或小于第一閾值，則作為控制單元的CPU61執行控制以開啟眼底照明單元和眼底觀察照明光。在這種狀態下，檢查者能夠觀察眼底圖像和WD亮點兩者，因此可以根據WD亮點的位置/散焦量進行精細對準。
[0053]在步驟S38中，檢查者手動進行眼底精細對準。
[0054]在步驟S39中，CPU61確定眼底精細對準是否完成。CPU61從由攝像元件31獲得的眼底觀察圖像提取WD圖像，評價眼底照相機中圖像的位置/散焦量，識別眼底精細對準狀態并確定處理是否完成。如果處理完成，則處理進行到步驟S40。如果處理未完成，則處理返回到步驟S38。
[0055]在步驟S40中，CPU61進行AF2距離測量。該操作是緊接攝影之前的用于執行最終AF的距離測量。CPU61還驅動分割和聚焦以轉變到對焦狀態。
[0056]在步驟S41中，CPU61確定AF2是否完成。該操作是在AFl完成后基于小散焦量的狀態下的距離測量結果的最終AF。為此，該確定標準優選比步驟S36中的確定標準更嚴格。該確定標準對應于本發明的第二閾值。如果聚焦狀態的確定結果等于或小于第二閾值，則處理進入下一步驟。因此，第一閾值被設置為大于第二閾值。因為相同的原因，可以通過與AFl距離測量(步驟S35)相比縮小AF2距離測量(步驟S41)中的分割確定范圍來縮短距離測量時間。即，第一聚焦狀態檢測區域被優選設置為比第二聚焦狀態檢測區域窄，第一聚焦狀態檢測區域是當比較第一閾值與確定結果時的聚焦狀態的檢測區域，第二聚焦狀態檢測區域是當比較第二閾值與確定結果時的聚焦狀態的檢測區域。
[0057]在步驟S42中，C`PU61通過關閉(熄滅)眼底觀察照明光、分割亮點以及WD亮點來
準備攝影。
[0058]在步驟S43中，CPU61進行最終的攝影操作。
[0059]在步驟S44中，為了準備下次攝影操作，CPU61插入眼前段觀察透鏡鏡筒(未示出)，開啟眼前段觀察照明光，并將眼底照相機切換到眼前段觀察狀態。然后處理進行到步驟S45以完成序列。
[0060]在該序列中，在步驟S35中的AFl中，CPU61僅開啟分割亮點，而關閉眼底觀察照明光和WD亮點。相反，在步驟S40中的AF2中，CPU61開啟眼底觀察照明光和WD亮點以及分割亮點。這是因為散焦量在AFl時可能是大的，并且即使在顯示針對檢查者顯示的圖像時，圖像可能非常模糊，因此沒有看的價值。此外，如圖4所示，如果散焦量大，則由于分割亮點相當模糊，因此開啟眼底觀察照明光并描繪眼底圖像可能降低評價分割亮點時的可靠性。然而，在AF2中，檢查者可以確認在緊接攝影之前經歷了對準的圖像最終處于良好對焦的同時眼底照相機進行攝影。
[0061]此外，當進行AF2時，由于AFl完成，所以散焦量小，并且甚至在背景中存在眼底圖像也能夠精確地掌握分割亮點。基于這種狀態差異，在AFl和AF2中提供不同的照明狀態能夠實現用戶友好的精確AF。
[0062]例如，當執行基于分割標記的評價值的分割AF (下文中自動聚焦操作被稱為AF)時，減弱其他光束表示不能夠在AF操作時進行諸如對準和固視導向的其他準備操作。SP，這產生了違背操作者意愿不能進行聚焦以外的操作的狀態，從而導致了低的可用性。本發明還可以改進這種低可用性。
[0063]此外，當進行第二和后續AF時，提供具有適于眼底觀察的眼底觀察光強度的照明使得能夠總是進行聚焦以外的操作。此外，可以呈現允許操作者掌握AF狀態的最優圖像。
[0064]其它實施例
[0065]第一實施例已經例示了如下的情況:眼底照相機在第一距離測量中關閉眼底觀察照明光直到實現對焦狀態為止。
[0066]然而，并不總是需要關閉照明光直到實現對焦。可以實現至少在距離測量時關閉照明光的情況下提高距離測量精度的目的。關于禁止顯示非常模糊的圖像的目的，可以通過以下幾個具有某些設計效果的操作來表現聚焦操作，例如:(1)當散焦量變為預定值或更小時，在聚焦操作期間開啟照明光；(2)當自聚焦操作開始起經過了預定時間段時開啟照明光；以及(3)在距離測量完成之后，逐漸增加眼底觀察照明光的亮度。
[0067]本發明還可以通過執行如下處理來實現。即，所述處理是:經由網絡或各種類型的存儲介質將用于實現上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統或裝置，并使系統或裝置的計算機(或CPU、MPU等)讀出并 執行該軟件的處理。
[0068]雖然參照示例性實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限于所公開的示例性實施例。應對所附權利要求的范圍給予最寬的解釋，以使其覆蓋所有變型、等同結構和功能。
【權利要求】
1.一種眼科裝置，該眼科裝置通過使用投影到被檢眼的眼底的聚焦標記來進行自動聚焦，并通過使用攝像單元來對所述眼底的眼底圖像進行攝像，該眼科裝置包括: 眼底照明單元，其被配置為照明所述眼底； 聚焦單元，其被配置為進行所述自動聚焦； 聚焦狀態確定單元，其被配置為確定由所述聚焦單元獲得的聚焦狀態；以及 控制單元，其被配置為根據由所述聚焦狀態確定單元獲得的確定結果，來控制由所述眼底照明單元對所述眼底提供的照明。
2.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，在由所述聚焦確定單元獲得的所述確定結果不大于第一閾值的情況下，所述控制單元通過開啟所述眼底照明單元來設置所述眼底的觀察狀態，并且 在所述確定結果不大于第二閾值的情況下，所述控制單元通過關閉所述眼底照明單元來設置所述眼底的攝影狀態。
3.根據權利要求2所述的眼科裝置，其中，所述第一閾值被設置為大于所述第二閾值。
4.根據權利要求2所述的眼科裝置，其中，與第一聚焦狀態檢測區域相比，將第二聚焦狀態檢測區域設置為更窄，所述第一聚焦狀態檢測區域作為將所述第一閾值與所述確定結果相比較的聚焦狀態檢測區域，所述第二聚焦狀態檢測區域作為將所述第二閾值與所述確定結果相比較的聚焦狀態檢測區域。
5.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，當在所述聚焦單元的操作期間散焦量變得不大于預定值時，所述控制單元開啟所述眼底照明單元。
6.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，當自所述聚焦單元的操作開始起經過了預定時間段時，所述控制單元開啟所述眼底照明單元。
7.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，在所述聚焦狀態確定單元完成獲得對焦狀態的操作之后，所述控制單元逐漸增加所述眼底照明單元的亮度。
8.根據權利要求1所述的眼科裝置，其中，所述聚焦標記包括至少一對聚焦標記，并且所述自動聚焦包括使用所述一對聚焦標記的分割自動聚焦。
9.一種眼科方法，該眼科方法通過使用投影到被檢眼的眼底的標記來進行自動聚焦，并通過使用攝像單元來對所述眼底的眼底圖像進行攝像，該眼科方法包括: 聚焦步驟，使聚焦單元進行聚焦操作； 聚焦狀態確定步驟，確定由所述聚焦單元獲得的聚焦狀態；以及 控制步驟，根據在所述聚焦狀態確定步驟中獲得的確定結果來控制由眼底照明單元對所述眼底提供的照明。
10.根據權利要求9所述的眼科方法，其中，在所述聚焦確定步驟中獲得的所述確定結果不大于第一閾值的情況下，通過開啟所述眼底照明單元來設置所述眼底的觀察狀態，并且 在所述確定結果不大于第二閾值的情況下，通過關閉所述眼底照明單元來設置所述眼底的攝影狀態。
【文檔編號】A61B3/15GK103799971SQ201310545143
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2012年11月9日
【發明者】相川聰 申請人:佳能株式會社