眼科装置及控制方法
【专利摘要】本发明提供一种眼科装置及控制方法。该眼科装置包括：聚焦透镜，其被配设在连接被检眼与摄像单元的光路中；屈光度校正透镜，其以可插入和可移除的方式配设在所述光路中；以及位置确定单元，其被配置为基于未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
【专利说明】眼科装置及控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种眼科装置、控制方法及程序。
【背景技术】
[0002]日本特开2009-268772号公报讨论了如下自动聚焦系统，该系统使用由投影到被检眼的眼底上的分割聚焦指标的返回光获得的两个聚焦指标图像之间的位置关系。
[0003]在被检眼高度近视或高度远视的情况下，已知将屈光度校正透镜插入观察摄像光学系统。当插入屈光度校正透镜时，观察摄像光学系统的光学特性改变，并且聚焦指标投影单元与观察摄像光学系统之间的光学关系改变。因此，使用上述聚焦指标图像的聚焦检测变得困难。
[0004]另一方面，日本特许第4744973号公报讨论了如下的眼科摄像装置，该装置通过使用利用聚焦指标等的对比度的聚焦检测方法，即使在插入屈光度校正透镜之后也能够进行自动聚焦。 [0005]然而，由于基于对比度的聚焦检测在驱动聚焦透镜的同时需要搜索评价值变为峰值的位置，因此，进行基于对比度的聚焦检测在完成聚焦之前所需的时间比使用聚焦指标情况要长。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提供能够防止在需要插入屈光度校正透镜的情况下、完成聚焦所需时间被延长的眼科装置及方法。
[0007]本发明不限于此。本发明的其他目的之一在于:产生通过下述用于实现本发明的示例性实施例中例示的各结构引入的、且通过传统技术无法获得的功能和效果。
[0008]根据本发明的一方面，提供一种眼科装置，该眼科装置包括:聚焦透镜，其配设在连接被检眼与摄像单元的光路中；屈光度校正透镜，其以可插入和可移除的方式配设在所述光路中；以及位置确定单元，其被配置为基于未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
[0009]根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1例示了根据示例性实施例的眼科装置的结构的示例。
[0011]图2例示了聚焦指标投影单元的结构的示例。
[0012]图3例示了显示在监视器25上的眼底观察图像以及聚焦指标图像的示例。
[0013]图4A、图4B和图4C分别例示了聚焦指标的示例。
[0014]图5是例示自动聚焦操作的示例的流程图。
[0015]图6A、图6B、图6C和图6D分别例示了屈光度校正中对焦位置确定的示例。
[0016]图7是例示自动聚焦操作的示例的流程图。【具体实施方式】
[0017]下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
[0018]下面将参照图1至图6A、图6B、图6C和6D详细描述本发明的示例性实施例。
[0019]图1例示了眼底照相机(即，眼科装置)的结构的示例。物镜I与被检眼E相对布置，摄像光阑2、聚焦透镜3、摄像透镜4以及对例如可见光与红外光具有感光度的图像传感器5配设在物镜I的光轴LI上。
[0020]聚焦透镜3连接到聚焦透镜驱动单元6，并在光轴LI的方向上移动。更具体地，聚焦透镜3对应于配设在连接被检眼E与摄像单元的光路中的聚焦透镜的示例。
[0021]屈光度校正单元7配设在摄像光阑2与聚焦透镜3之间，并连接到屈光度校正透镜驱动单元8。屈光度校正单元7包括可插入光轴LI和从光轴LI可移除的凸透镜7a (用于远视的屈光度校正透镜)以及凹透镜7b (用于近视的屈光度校正透镜)，使得在高度近视或高度远视的被检眼E的眼底Er上进行聚焦，仅聚焦透镜3在其上不足以进行聚焦。屈光度校正单元7能够通过将透镜7a和7b插入光轴LI或从光轴LI移除透镜7a和7b来改变能够进行聚焦的屈光度范围。屈光度校正单元7对应于配设为可插入连接被检眼E与摄像单元的光路和从该光路可移除的屈光度校正透镜的示例。凸透镜7a或凹透镜7b可以仅被称作屈光度校正透镜。
[0022]从物镜I到摄像透镜4的光学系统构成观察摄像光学系统。观察摄像光学系统与图像传感器5 —起构成眼底图像观察摄像单元。
[0023]另一方面，穿孔镜9倾斜地设置在摄像光阑2附近。透镜10、聚焦指标投影单元
11、透镜12、环形光阑13以及`二向色镜14布置在穿孔镜9的反射方向的光轴L2上。
[0024]如图2所示，聚焦指标投影单元11包括用于投影指标的发光二极管(LED)lla、用于分割光源的棱镜lib、形成聚焦指标外部形状的聚焦指标掩模11c。更具体地，聚焦指标投影单元11对应于用于将分割指标投影到被检眼E的投影单元的示例。指标的投影设备不限于LEDlla。也可以使用其他光源。
[0025]聚焦指标投影单元11包括在光轴L2上移动的聚焦指标偏移驱动单元15，以及用于将聚焦指标投影单元11插入光轴L2和从光轴L2移除聚焦指标投影单元11的聚焦指标插入/移除驱动单元16。
[0026]聚焦指标投影单元11能够响应于由系统控制单元17进行的控制，在眼底观察期间被插入光轴L2并被驱动在光轴L2上偏移，并且为了使得在摄像期间聚焦指标不被拍摄到拍摄图像中而从光轴L2撤出。
[0027]环形光阑13包括布置在通过物镜I以及透镜10和12与被检眼E的瞳孔Ep在光学上基本共轭的位置、并包括在光轴L2的中心处的遮光部的环形开口。二向色镜14例如具有透射红外线并反射可见光的特性。
[0028]会聚透镜18以及用作用于发射可见脉冲光的摄像光源的闪光光源19布置在二向色镜14的反射方向的光轴L3上。会聚透镜20以及用作具有例如多个用于发射红外静止光的红外LED的观察光源的红外LED21布置在二向色镜14的透射方向的光轴L4上。从物镜I到会聚透镜20的光学系统构成眼底照明光学系统。眼底照明光学系统与用作摄像光源的闪光光源19构成摄像光照明单元，并且眼底照明光学系统与用作观察光源的红外LED21构成观察光照明单元。
[0029]在本示例性实施例中，闪光光源19是用于发射例如波长420至750nm的光的宽波段波长光源，红外LED 21是发射例如波长850nm的光的单波长光源。闪光光源19以及红外LED 21的各自波长不限于上述值，可以分别是其他值。
[0030]眼底图像观察摄像单元、摄像光照明单元以及观察光照明单元保持在例如一个壳体中以构成眼底照相机光学单元。眼底照相机光学单元位于滑动基座(未示出)上，并能够与被检眼E对准。
[0031]图像传感器5的输出被模数(A/D)转换元件22转换为数字信号，并被存储在存储器23中。此外，已被转化为数字信号的图像传感器5的输出连接到控制整个装置的系统控制单元17。系统控制单元17包括诸如中央处理单元(CPU)的处理设备。图像存储器24连接到系统控制单元17，并将由图像传感器5捕获的静止图像存储为数字图像。
[0032]此外，系统控制单元17连接到聚焦透镜驱动单元6、屈光度校正透镜驱动单元8、聚焦指标偏移驱动单元15、聚焦指标插入/移除驱动单元16以及操作输入单元28。系统控制单元17还包括对焦状态检测单元29、移动量计算单元30、屈光度校正确定单元31、对焦位置确定单元32以及驱动控制单元33。
[0033]对焦状态检测单元29基于聚焦透镜3的位置以及从图像传感器5获得的图像信息检测被检眼E的对焦状态。要由对焦状态检测单元29检测的聚焦指标图像33a和33b的偏移量是包括表示聚焦指标图像33a和33b的偏移量的信号的概念，并不限于偏移量本身。
[0034]如果当聚焦透镜3检测到对焦状态时，聚焦透镜3的位置是诸如初始位置(例如，屈光度为0的位置)的预定位置，`则对焦状态检测单元29还能够由聚焦指标图像33a和33b的偏移量检测对焦状态。如果聚焦指标图像33a和33b的偏移量被表示为绝对值，则对焦状态检测单元29还使用聚焦指标图像33a和33b之间的位置关系检测对焦状态。对于系统控制单元17的其他构成元件，是否使用聚焦透镜3的位置与是否使用聚焦指标图像33a和33b之间的位置关系是类似的。
[0035]移动量计算单元30基于由对焦状态检测单元29检测到的对焦状态计算完成聚焦的聚焦透镜3的移动量(驱动量)。更具体地，计算消除聚焦指标图像33a和33b的偏移的聚焦透镜3的移动量。移动量计算单元30参照存储在例如存储器等中的表计算聚焦透镜3完成聚焦所需的移动量，在该表中，聚焦透镜3的移动量与聚焦指标图像33a和33b的偏移量相互关联。更具体地，移动量计算单元30基于未插入屈光度校正透镜的对焦状态，计算聚焦所需的聚焦透镜3的驱动量。
[0036]屈光度校正确定单元31基于例如操作输入单元28中的开关和聚焦透镜3的位置、以及对焦状态检测单元29检测到的对焦状态，确定是将屈光度校正透镜插入观察摄像光学系统还是将屈光度校正透镜从观察摄像光学系统撤出。更具体地，屈光度校正确定单元31检测聚焦透镜3的位置，并在聚焦透镜3从其检测的位置移动由移动量计算单元30计算出的移动量的情况下，确定聚焦透镜3是否超出其可移动范围。在聚焦透镜3超出其可移动范围的情况下，屈光度校正确定单元31确定需要插入屈光度校正透镜，而在聚焦透镜3在其可移动范围内的情况下，确定不需要插入屈光度校正透镜。更具体地，屈光度校正确定单兀31对应于用于基于未插入屈光度校正透镜的对焦状态确定是否将屈光度校正透镜插入光路的确定单元的示例。更具体地，用作确定单元的示例的屈光度校正确定单元31基于未插入屈光度校正透镜的对焦状态获取聚焦所需的聚焦透镜3的驱动量，并在聚焦透镜被以驱动量驱动时超出可移动范围的情况下，将屈光度校正透镜插入光路。
[0037]对焦位置确定单元32确定对焦位置。更具体地，对焦位置确定单元32确定在插入屈光度校正透镜的状态下的对焦位置。
[0038]首先，对焦位置确定单元32在未将屈光度校正透镜插入光路的状态下，由例如聚焦指标图像33a和33b的偏移量以及聚焦透镜3的位置计算被检眼E的屈光度。计算被检眼E的屈光度与屈光度校正透镜的光焦度(power)之间的差分。该差分表示屈光度校正透镜无法校正的屈光度。对焦位置确定单元32将聚焦透镜3在光路上与该差分相对应的位置确定作为对焦位置。存储器存储例如屈光度与聚焦透镜3的位置相互关联的表。对焦位置确定单元32参照例如所存储的表确定聚焦透镜3在其光路上与该差分相对应的位置。更具体地，对焦位置确定单元32对应于用于基于未插入屈光度校正透镜的对焦状态(或对焦状态以及聚焦透镜3在光路上的位置)确定在插入屈光度透镜的状态下聚焦透镜3在光路上的位置的位置确定单元的示例。更具体地，用作位置确定单元的示例的对焦位置确定单元32基于从多个指标图像(多个指标图像的偏移量)获得的、未插入屈光度透镜的对焦状态，确定在插入屈光度透镜的状态下聚焦透镜3在光路上的位置。
[0039]对焦位置确定单元32确定对焦位置的定时是屈光度校正确定单元31确定将屈光度校正透镜插入光路的定时。更具体地，如果确定单元确定要插入屈光度校正透镜，则位置确定单元确定聚焦透镜3在其光路上的位置。然而，对焦位置确定单元32确定对焦位置的定时可以是屈光度校正确定单元31进行确定之前的定时。
[0040]如果当进行用于确定对焦位置的处理时聚焦透镜3的位置是诸如初始位置的预定位置，则对焦位置确定单元32可由聚焦指标图像33a和33b的偏移量计算被检眼E的屈光度(见图4)。
[0041]驱动控制单元33驱动聚焦透镜3以及屈光度校正透镜。驱动控制单元33经由聚焦透镜驱动单元6将聚焦透镜3驱动到由对焦位置确定单元32确定的对焦位置。更具体地，驱动控制单元33将聚焦透镜3移动到对焦位置。即，驱动控制单元33对应于用于驱动聚焦透镜3的驱动单元的示例。
[0042]当屈光度校正确定单元31确定需要插入屈光度校正透镜时，驱动控制单元33经由屈光度校正透镜驱动单元8将屈光度校正透镜插入光路。驱动控制单元33在例如摄像完成之后经由屈光度校正透镜驱动单元8将屈光度校正透镜从光路移出。换言之，驱动控制单元33对应于用于控制将屈光度校正透镜插入光路和从光路移除屈光度校正透镜的控制单元的示例。
[0043]驱动控制单元33在例如将屈光度校正透镜插入到光路之后，将聚焦透镜3驱动到由对焦位置确定单元32确定的对焦位置。更具体地，用作控制单元的示例的驱动控制单元33在驱动单元将聚焦透镜3驱动到由位置确定单元确定的位置之后，将屈光度校正透镜插入光路。驱动聚焦透镜3的定时可以与将屈光度校正透镜插入光路的定时相同。可选地，可以在将屈光度校正透镜插入光路之后驱动聚焦透镜3。
[0044]在手动聚焦模式下，驱动控制单元33控制聚焦透镜驱动单元6以及聚焦指标偏移驱动单元15，使得聚焦透镜3在光轴LI上的位置与聚焦指标投影单元11在光轴L2上的位置根据操作输入单元28的操作输入同步地移动。在自动聚焦模式下，驱动控制单元33基于对焦状态检测单元29的检测结果控制聚焦透镜驱动单元6以及聚焦指标偏移驱动单元15。
[0045]操作输入单元28包括摄像开关(未示出)。当按下摄像开关并且眼底照相机进入摄像状态时，系统控制单元17控制聚焦指标插入/移除驱动单元16以将聚焦指标投影单元11从光轴L2撤出。此外，系统控制单元17控制用作观察光的红外LED 21的光量调节、接通和关闭，以及用作摄像光的闪光光源19的光量调节、接通和关闭。
[0046]摄像单元27包括例如图像传感器5、A/D转换元件22、存储器23、监视器25以及摄像单元控制单元26。监视器25显示例如由图像传感器5捕获的红外观察图像以及可视摄像图像。此外，由安装单元(未示出)将摄像单元27可拆卸地附装至例如眼底照相机光学单元的壳体。
[0047]下面描述根据本示例性实施例的眼科装置(例如，眼底照相机)的操作的示例。
[0048]从红外LED 21发射的光由会聚透镜20聚光以经过二向色镜14，然后由环形光阑13限定为环形。由环形光阑13限定的光经由透镜12和透镜10首先在穿孔镜9上形成环形光阑13的图像，并在被穿孔镜9在光轴LI的方向上反射之后，通过物镜I在被检眼E的瞳孔Ep附近再次形成环形光阑13的图像，从而照射被检眼E的眼底Er。
[0049]从利用来自用于发射静止光的红外LED 21的光照射的眼底Er反射和散射的光束，在从被检眼E的瞳孔Ep出射并经由物镜1、摄像光阑2、聚焦透镜3以及摄像透镜4到达图像传感器5之后被拍摄。在A/D转换元件22将图像传感器5的输出转换为数字信号之后，眼底观察图像经由摄像单元控制单元26被显示在监视器25上。
[0050]操作者观察显示在监视器25上的眼底观察图像，并使用操作杆(未示出)将被检眼E与眼底照相机光学单元对准。
[0051]图3例示了显示在监视器25上的眼底观察图像的示例。在观察期间，将聚焦指标投影单元11插入到光轴L2，使得在聚焦指标投影单元11中的聚焦指标掩模Ilc的图像以及聚焦指标图像33a和33b被叠加在眼底观察图像上的状态下观察它们。更具体地，图像传感器5拍摄由聚焦指标投影单元11投影到被检眼E的分割指标的、从被检眼E经过聚焦透镜3的返回光，从而获得聚焦指标图像33a和33b。图像传感器5的输出被显示在监视器25上。换言之，图像传感器5对应于用于基于分割指标的、经由聚焦透镜3从被检眼E获得的返回光获取多个指标图像的获取单元的示例。
[0052]图4A至图4C分别例示了聚焦指标的示例。图4A例示了被检眼E的眼底Er与聚焦指标(聚焦指标投影单元11)处于光学共轭位置关系的情况。由于眼底Er与聚焦指标相互光学共轭，因此两个分离的聚焦指标光束La和Lb因聚焦指标的矩形开口而变为眼底Er上的对齐的聚焦指标图像33a和33b。
[0053]图4B例示了被检眼E近视的情况。由于眼底Er与聚焦指标不相互光学共轭，所以聚焦指标光束La和Lb在分别变为眼底Er上的聚焦指标图像33a和33b时在垂直方向上相互偏移。
[0054]另一方面，图4C例示了被检眼E远视的情况。此外，在该情况下，眼底Er与聚焦指标相互不光学共轭。因此，聚焦 指标光束La和Lb在分别变为聚焦指标图像33a和33b时在垂直方向上相互偏移。然而，聚焦指标光束La和Lb在垂直方向上以与被检眼E为近视时相反的位置关系偏移。此时，与聚焦指标投影单元11同步地驱动聚焦透镜3，使得聚焦指标与图像传感器5相互光学共轭。当聚焦指标图像33a和33b对齐并且眼底Er与聚焦指标相互光学共轭时，因此，眼底Er与图像传感器5也处于光学共轭关系。因此，能够获得在眼底Er上聚焦的观察图像。
[0055]下面描述当聚焦模式转换单元(未示出)选择自动聚焦模式时进行的聚焦控制方法。
[0056]在本示例性实施例中，使用投影到眼底Er上的聚焦指标进行自动聚焦。当自动聚焦开始时，本示例性实施例中的对焦状态检测单元29计算投影到眼底Er上的聚焦指标的、左右分离的聚焦指标图像33a和33b在垂直方向上的各位置(见图3)。用于计算位置的方法包括例如用于检测聚焦指标图像的辉度值并计算其重心的方法。然后，针对所计算出的聚焦指标图像33a和33b的位置，计算左右聚焦指标图像33a和33b之间的位置关系及其偏移量，并将其用作对焦状态。因此，从将聚焦指标投影单元11插入光轴L2并且未将凸透镜7a和凹透镜7b插入光轴LI上的屈光度校正单元7，即，能够观察聚焦指标的状态下开始本示例性实施例中的自动聚焦。
[0057]图5是例示自动聚焦操作的示例的流程图。将参照图5详细描述自动聚焦操作的示例。
[0058]如果响应于例如被检眼E与眼底照相机光学单元的对准完成，发出开始自动聚焦的指令，则处理进入步骤SI。在步骤SI中，对焦状态检测单元29从存储在存储器23中的A/D转换元件22的输出检测聚焦指标图像33a和33b的偏移量作为对焦状态。步骤SI对应于用于检测未将屈光度校正透镜插入连接被检眼E与摄像单元的光路的对焦状态的检测处理的示例。
[0059]在步骤S2中，移动量`计算单元30计算从所检测到的对焦状态到聚焦指标图像33a和33b对齐为止的、聚焦指标投影单元11与聚焦透镜3的移动量。更具体地，移动量计算单元30将聚焦指标图像33a和33b的偏移量转换为移动量。优选地，聚焦指标图像33a和33b的偏移量与聚焦透镜3的移动量可以相互关联并作为表存储在存储器中。可选地，可预先将用于将偏移量转换为移动量的公式作为表存储在存储器中，从而使用该转换公式计算移动量。
[0060]在步骤S3中，屈光度校正确定单元31检测聚焦透镜3在光轴LI上的当前位置，并确定从聚焦透镜3停止的位置起经过由移动量计算单元30计算的移动量的移动地点是否超出聚焦透镜3的可驱动范围。换言之，屈光度校正确定单元31确定在未插入屈光度校正透镜的情况下聚焦透镜3是否能够聚焦在被检眼E的眼底Er上。例如，屈光度校正确定单元31将存储在存储器中的聚焦透镜3的可驱动范围与移动地点进行比较，从而确定是否将屈光度校正透镜插入光路。
[0061]如果确定移动地点在聚焦透镜3的可驱动范围内，即聚焦透镜3能够聚焦(步骤S3:否)，则在步骤S7中，驱动控制单元33将聚焦指标投影单元11与聚焦透镜3移动在步骤S2中获得的预定距离，从而完成聚焦。
[0062]另一方面，如果确定移动地点在聚焦透镜3的可驱动范围外，即聚焦透镜3无法聚焦(步骤S3:是)，则被检眼E例如高度近视或高度远视。因此，屈光度校正确定单元31由左右分离的聚焦指标图像33a和33b之间的垂直位置关系确定被检眼E是近视还是远视，从而确定插入凸透镜7a和凹透镜7b中的哪一个被作为屈光度校正透镜。换言之，屈光度校正确定单元31基于未插入屈光度校正透镜的对焦状态确定要插入用于远视的屈光度校正透镜和用于近视的屈光度校正透镜中的哪一个。如果聚焦指标图像33a和33b的偏移量不是绝对值而是表示垂直位置关系的值，则不需要使用聚焦指标图像33a和33b之间的位
置关系。
[0063]图6A例示了当被检眼E高度近视并且确定在未插入屈光度校正透镜的状态下聚焦透镜3无法聚焦时的观察摄像光学系统的一部分。从被检眼E的眼底Er反射并经过物镜I与摄像光阑2的聚焦指标光束W经由聚焦透镜3以及摄像透镜4到达图像传感器5。然而，被检眼E高度近视，使得聚焦指标图像33a和33b无法在摄像平面上对齐。在被检眼E高度近视的情况下，凹透镜7b被作为屈光度校正透镜插入。然而，如果插入屈光度校正透镜，则观察摄像光学系统与聚 焦指标投影光学系统之间的光学关系被破坏，使得无法使用利用聚焦指标的聚焦检测单元。
[0064]系统控制单元17基于图6A所示的未插入屈光度校正透镜的状态下、由对焦状态检测单元29计算的聚焦指标33a和33b的偏移量Pl以及聚焦透镜3的位置F1，确定当凹透镜7b被作为屈光度校正透镜插入时的对焦位置F2 (见图6B)。
[0065]更具体地，对焦位置确定单元32由聚焦指标图像33a和33b的偏移量以及聚焦透镜3的位置计算被检眼E的屈光度。在步骤S4中，对焦位置确定单元32计算所计算出的屈光度与要插入光路的屈光度校正透镜的光焦度(可校正屈光度:屈光力(refractivepower))之间的差分。
[0066]对焦位置确定单元32计算聚焦透镜3在光路上的位置(图6B所示的位置F2)以补偿该差分。在步骤S5，对焦位置确定单元32将聚焦透镜3驱动到所计算出的位置。换言之，对焦位置确定单元32基于根据未插入屈光度透镜的对焦状态而获得的被检眼E的屈光度以及聚焦校正透镜的屈光力，来确定在插入屈光度透镜的状态下聚焦透镜3在光路上的位置。更具体地，对焦位置确定单元32基于被检眼E的屈光度与屈光度校正透镜的屈光力之间的差分，来确定在插入屈光度透镜的状态下聚焦透镜3在光路上的位置。步骤S5对应于用于基于在检测处理中检测到的对焦状态确定在将屈光度透镜插入光路的状态下聚焦透镜3在光路上的位置的确定处理的示例。
[0067]在步骤S6，屈光度校正确定单元31然后将与被检眼E的屈光度相对应的屈光度校正透镜插入光路以完成聚焦。
[0068]图6B例示了此时的观察摄像光学系统。响应于屈光度校正透镜的插入，将聚焦指标投影单元11从光轴L2撤出。步骤S5和S6的执行顺序并不仅限于图5所示的顺序。可在步骤S5之前执行步骤S6。可选地，可以同时执行步骤S5与S6。
[0069]另一方面，图6C例示了被检眼E高度远视的情况。此时，在摄像平面上，对聚焦指标光束W以与被检眼E高度近视时相反的垂直位置关系进行拍摄。因此，可以确定被检眼E高度远视。如果被检眼E高度远视，使用凸透镜7a校正屈光度。然而，系统控制单元17基于凸透镜7a被作为屈光度校正透镜插入之前的聚焦指标图像33a和33b的偏移量P2以及聚焦透镜3的位置F3，来确定凸透镜7a被作为屈光度校正透镜插入时的对焦位置F4。然后，系统控制单元17驱动屈光度校正透镜驱动单元8以及聚焦透镜驱动单元6，插入屈光度校正透镜并移动聚焦透镜3，从而完成聚焦。图6D例示了此时的观察摄像光学系统。响应于屈光度校正透镜的插入，将聚焦指标投影单元11从光轴L2撤出。除了插入的屈光度校正透镜的类型以外，在自动聚焦中进行的眼科装置的操作与图6A与6B基本类似，因此不对其进行重复描述。
[0070]因此，在插入屈光度校正透镜之前确定对焦位置，从而使得即使在需要屈光度校正透镜用于眼底摄像的高度近视或高度远视的被检眼E上也能够进行自动聚焦模式下的聚焦。不需要在插入屈光度校正透镜之后搜索对焦位置。因此，能够更快地聚焦以进行摄像。结果，能够防止自动聚焦所需的时间段延长。
[0071]聚焦指标越清晰且越不模糊，自动聚焦模式中基于辉度值的聚焦指标位置的计算精度越高，聚焦指标越模糊且越不清晰，其精度越低。因此，基于聚焦指标图像的位置计算的聚焦指标图像的偏移量以及当插入屈光度校正透镜插入时进行的对焦位置确定的精度，可依据聚焦指标图像的清晰度而变化。
[0072]因此，在需要插入屈光度校正透镜的自动聚焦时，期望更清晰地观察聚焦指标图像33a和33b，从而以更高精度确定对焦位置。更具体地，优选地，可以在将聚焦透镜3移动到与对焦位置尽可能近的位置之后，计算对焦位置。如果被检眼高度近视或高度远视，则聚焦透镜3的可驱动范围的端点最接近对焦位置。如果确定插入屈光度校正透镜，则可以将聚焦透镜3 —次移动到可驱动范围的端点(驱动单元能够驱动聚焦透镜3的范围的极限位置)，以再次计算聚焦指标图像33a和33b的偏移量并确定对焦位置。更具体地，用作驱动单元的示例的驱动控制单元33在确定单元确定插入屈光度校正透镜的情况下将聚焦透镜3驱动到光路上的预定位置。此外，用作位置确定单元的示例的对焦位置确定单元32基于聚焦透镜3被布置在预定位置的对焦状态，确定在插入屈光度校正透镜的状态下聚焦透镜3在光路上的位置。
[0073]作为另一方 法，屈光度校正单元31可以仅在聚焦透镜3到达驱动范围的端点时确定是否插入屈光度校正透镜，并根据在该情况下计算出的聚焦指标图像33a和33b的偏移量确定对焦位置。用作确定单元的示例的屈光度校正确定单元31响应于由驱动单元将聚焦透镜3驱动到预定位置来确定是否将屈光度校正透镜插入光路。在上述示例中，虽然基于聚焦透镜3到达使聚焦指标图像33a和33b更清晰的可驱动范围的端点时出现的对焦状态进行各种控制，但本发明并不仅限于此。可以在聚焦透镜3到达可驱动范围附近时进行控制。
[0074][变型例]
[0075]下面将描述自动聚焦操作的变型例。在图5所示的自动聚焦的示例中，由聚焦指标图像33a和33b的偏移量计算聚焦透镜3的移动量，并根据计算出的移动量是否超出可移动范围来确定是否将屈光度校正透镜插入光路。然而，用于确定是否插入屈光度校正透镜的方法并不仅限于此。可以使用被检眼E的屈光度进行该确定。将参照图7所示的流程图具体描述自动聚焦。
[0076]如果发出开始自动聚焦的指令，则处理进入步骤S11。在步骤Sll中，对焦状态检测单元29在检测聚焦透镜3在光路上的位置的同时，从存储在存储器23中的A/D转换元件22的输出检测聚焦指标图像33a和33b的偏移量。
[0077]在步骤S21中，对焦位置确定单元32由聚焦指标图像33a和33b的偏移量以及聚焦透镜3的位置计算被检眼E的屈光度。换言之，对焦位置确定单元32基于未插入屈光度校正透镜的对焦状态计算被检眼E的屈光度。
[0078]在步骤S31中，屈光度校正确定单元31然后确定在未插入屈光度校正透镜的状态下，聚焦透镜3是否能能够聚焦在具有在步骤S21计算出的屈光度的被检眼E上。更具体地，屈光度校正确定单元31将由光学设计确定的要处理的屈光度的范围存储在诸如存储器的存储单元中。如果在步骤S21计算出的屈光度不在上述范围内，则对焦状态检测单元29确定需要插入屈光度校正透镜。换言之，屈光度校正确定单元31基于未插入屈光度校正透镜的对焦状态获取被检眼E的屈光度，并基于屈光度确定是否插入屈光度校正透镜。
[0079]如果确定需要插入屈光度校正透镜(步骤S31:是)，则在步骤S41中，对焦位置确定单元32计算在步骤S21中计算出的屈光度与要插入光路中的屈光度校正透镜的可校正屈光度之间的差分。
[0080]步骤S5至S7与图5中具有相同附图标记的步骤基本类似，因此不对其进行重复描述。
[0081]即使由此使用屈光度本身的值，也能够获得与上述示例性实施例相似的效果。
[0082]本发明并不仅限于上述示例性实施例。本发明可以由各种不背离本发明构思的各种变型和改变来实现。
[0083]虽然例如在上述示例性实施例中将眼底照相机描述为眼科装置，但本发明并不仅限于此。本发明可应用于诸如测量装置或光学相干断层(OCT)装置的眼科装置。
[0084]本发明还可以通过进行下面的处理实现，即，通过网络或各种记录介质向系统或装置提供实现上述示例性实施例的功能的软件(程序)，并使所述系统或装置中的计算机(或中央处理器(CPU)或微处理单元(MPU))读出并执行所述程序。
[0085]虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这种变型例以及等同的结构和功能。
【权利要求】
1.一种眼科装置，该眼科装置包括: 聚焦透镜，其配设在连接被检眼与摄像单元的光路中； 屈光度校正透镜，其以可插入和可移除的方式配设在所述光路中；以及 位置确定单元，其被配置为基于未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
2.根据权利要求1所述的眼科装置，所述眼科装置还包括: 控制单元，其被配置为对将所述屈光度校正透镜插入所述光路和从所述光路中移除所述屈光度校正透镜进行控制； 驱动单元，其被配置为驱动所述聚焦透镜， 其中，在所述驱动单元将所述聚焦透镜驱动到由所述位置确定单元确定的位置之后，所述控制单元将所述屈光度校正透镜插入所述光路。
3.根据权利要求2所述的眼科装置，所述眼科装置还包括: 确定单元，其被配置为基于未插入所述屈光度透镜的对焦状态，确定是否要将所述屈光度校正透镜插入所述光路， 其中，在所述确定单元确定要插入所述屈光度校正透镜的情况下，所述位置确定单元确定所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
4.根据权利要求3所述的眼科装置，其中，在所述确定单元确定要插入所述屈光度校正透镜的情况下，所述驱动单元将所述聚焦透镜驱动到所述光路上的预定位置，并且 所述位置确定单元基于所述聚焦透镜被布置在所述预定位置的对焦状态，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
5.根据权利要求3所述的眼科装置，其中，所述确定单元响应于由所述驱动单元将所述聚焦透镜驱动到预定位置，确定是否要将所述屈光度校正透镜插入所述光路。
6.根据权利要求4所述的眼科装置，其中，所述预定位置是所述驱动单元能够驱动所述聚焦透镜的范围的极限位置。
7.根据权利要求1所述的眼科装置，所述眼科装置还包括: 投影单元，其被配置为将分割指标投影到所述被检眼；以及 获取单元，其被配置为基于经由所述聚焦透镜从所述被检眼获得的所述分割指标的返回光，获取多个指标图像， 其中，所述位置确定单元基于根据所述多个指标图像获得的、未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
8.根据权利要求7所述的眼科装置，其中，所述位置确定单元基于根据所述多个指标图像的偏移量获得的、未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
9.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，所述位置确定单元基于未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态以及所述聚焦透镜在所述光路上的位置，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
10.根据权利要求3所述的眼科装置，其中，所述确定单元基于未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态，来获取聚焦所 需的所述聚焦透镜的驱动量，并在所述聚焦透镜超出以所述驱动量驱动时的可驱动范围的情况下，确定要将所述屈光度校正透镜插入所述光路。
11.根据权利要求3所述的眼科装置，其中，所述确定单元基于未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态获取所述被检眼的屈光度，并基于所述屈光度确定是否要将所述屈光度校正透镜插入所述光路。
12.根据权利要求11所述的眼科装置，其中，所述屈光度校正透镜包括用于远视的屈光度校正透镜以及用于近视的屈光度校正透镜，并且 所述确定单元基于未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态，确定要插入所述用于远视的屈光度校正透镜与所述用于近视的屈光度校正透镜中的哪一个。
13.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，所述位置确定单元基于根据未插入所述屈光度校正透镜的对焦状态获得的所述被检眼的屈光度以及所述屈光度校正透镜的屈光力，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
14.根据权利要求13所述的眼科装置，其中，所述位置确定单元基于所述被检眼的屈光度与所述屈光度校正透镜的屈光力之间的差分，确定在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置。
15.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，在插入所述屈光度校正透镜的状态下所述聚焦透镜在所述光路上的位置，是在插入所述屈光度校正透镜的状态下的对焦位置。
16.一种控制方法，该控制方法包括以下步骤:检测未将屈光度校正 透镜插入连接被检眼与摄像单元的光路的对焦状态；以及 基于所检测到的对焦状态，确定在将所述屈光度校正透镜插入所述光路的状态下配设在所述光路中的聚焦透镜在所述光路上的位置。
【文档编号】A61B3/15GK103799974SQ201310553593
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】小仓启 申请人:佳能株式会社