眼科设备及其控制方法和摄像设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种眼科设备及其控制方法和摄像设备，该眼科设备包括将来自照明光源的照明光束投影在被检眼的眼底上的照明光学系统以及将来自眼底的反射光引导至摄像部的摄像光学系统。眼科设备计算由摄像部所形成的眼底图像的对比度值，并且基于计算所获得的对比度值通过在摄像光学系统的光轴方向上移动调焦透镜使摄像光学系统在眼底上聚焦。该设备基于调焦透镜在光轴方向上的位置调整通过以上计算所获得的对比度值。
【专利说明】眼科设备及其控制方法和摄像设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种眼科设备以及用于该设备的控制方法。
【背景技术】
[0002]一般来说，眼底照相机在调焦操作时将分割的聚焦指标投影在被检眼的瞳孔上以便检测在眼的眼底上的焦点位置。操作员在经由布置在摄像光学系统中的调焦透镜来观察所反射的聚焦指标图像之间的位置关系的同时进行调焦。还已知拍摄投影到眼并被反射的聚焦指标图像，并且根据聚焦指标图像之间的位置关系进行自动调焦操作。
[0003]然而，由于眼内部的光学系统中由散光等造成的像差的影响，仅以预定的位置关系(将其在一条直线上对齐)来设置聚焦指标图像会引起被检眼眼底上所检测到的焦点位置的误差。这使得难以在正确的焦点位置处进行摄像。
[0004]为了解决以上问题，日本特开2011-50531号公报(以下称为文献I)公开了一种眼底照相机，其在针对相对于眼的眼底的焦点位置检测不使用任何聚焦指标图像的情况下、通过直接使用被检眼眼底的特定区域用于焦点位置检测来进行调焦。文献I中提出的眼底照相机通过聚焦状态检测部检测被检眼眼底上的特定区域的对比度，基于检测结果计算对比度值，并且将对比度值最大的位置确定为焦点位置来进行自动调焦操作。此外，文献I中公开的眼底照相机包括用于调整观察光源所发射的照明光的量的照明光量控制部，作为用于实现正确的自动调焦操作的技术。在例如对易发生高光细节丢失的乳头部检测对比度的情况下，此照明光量控制部首先通过使用聚焦状态检测部检测对比度并且接着基于检测结果控制照明光量，由此进行自动调焦操作。
[0005]然而，在使用被设计为通过使用红外光进行观察的无散瞳眼底照相机的情况下，由于被检眼眼底的特定区域相对于红外光的对比度较低，所以难以检测与调焦透镜的位置相对应的对比度值的最大点。日本特开平5-199998号公报(以下称为文献2)中公开的照相机设置有反射光量检测部，其检测由被检眼眼底所反射的光量以锐化红外光的来自眼的眼底的反射图像。文献2中公开的眼底照相机根据此反射光量检测部所检测到的光量来操作对比度增强和边缘增强部件。
[0006]由图像传感器所拍摄到的被检眼眼底图像的亮度值根据布置在摄像光学系统中的调焦透镜的位置而改变。这是因为随着调焦透镜的位置改变，图像传感器所拍摄到的眼底图像的摄像倍率(视场角)改变造成图像传感器的亮度改变。例如，比较调焦透镜位于近视侧的情况和调焦透镜位于远视侧的情况。远视侧的摄像倍率更大，并且因此图像传感器上的亮度更低，造成更小的亮度值。一般来说，被检眼的眼底图像的亮度值对对比度值有影响。因此，在将被检眼眼底的特定区域的对比度值变为最大的位置确定为焦点位置时，如果被检眼的眼底图 像的亮度值低或者根据调焦透镜的位置而变化，则难以检测到正确的焦点位置。
[0007]文献I中公开的眼底照相机在被检眼眼底的特定区域处以受到控制的恒定照明光量计算对比度值，因此仍然存在以上问题。此外，关于文献2中公开的眼底照相机，没有说明用于处理根据调焦透镜的位置而改变的亮度值的结构以及使用对比度值的自动调焦过程。
【发明内容】
[0008]本说明书的实施例提供了一种在通过使用照明被检眼眼底所获得的眼底图像的对比度值来进行的自动调焦操作中实现了正确的自动调焦的眼科设备以及用于该设备的控制方法。
[0009]根据本发明的一方面，提供了一种眼科设备，包括:将来自照明光源的照明光束投影到被检眼的眼底上的照明光学系统；将从眼底反射的光引导至摄像部件的摄像光学系统；用于计算通过摄像部件形成的眼底图像的对比度值的计算部件；用于基于通过计算部件所获得的对比度值在摄像光学系统的光轴方向上移动调焦透镜使摄像光学系统在眼底上聚焦的调焦部件；以及用于基于调焦透镜在光轴方向上的位置调整通过计算部件所获得的对比度值的调整部件。
[0010]根据本发明的另一方面，提供了一种用于眼科设备的控制方法，该设备包括将来自照明光源的照明光束投影到被检眼的眼底上的照明光学系统以及将从眼底反射的光引导至摄像部件的摄像光学系统，该方法包括:计算由摄像部件所形成的眼底图像的对比度值的计算步骤；通过基于在计算步骤中所获得的对比度值在摄像光学系统的光轴方向上移动调焦透镜使摄像光学系统在眼底上聚焦的调焦步骤；以及基于调焦透镜在光轴方向上的位置调整计算步骤中所获得的对比度值的调整步骤。
[0011]根据本发明的其它方面，提供了一种摄像设备，包括:摄像光学系统，用于将来自被摄体的光引导至摄像部件；计算部件，用于计算通过所述摄像部件所形成的被摄体图像的对比度值；调焦部件，用于通过基于由所述计算部件所获得的对比度值在所述摄像光学系统的光轴方向上移动调焦透镜，将所述摄像光学系统聚焦在所述被摄体上；以及调整部件，用于基于所述调焦透镜在所述光轴方向上的位置调整由所述计算部件所获得的所述对比度值。
[0012]通过以下参考附图对典型实施例的描述，本发明的其它特征将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是示出根据第一实施例的眼底照相机的示意结构的例子的图；
[0014]图2是示出根据第一实施例的眼底照相机的控制结构的例子的框图；
[0015]图3是示出显示在监视器上的被检眼眼底图像以及聚焦检测范围的例子的图；
[0016]图4A是示出聚焦检测部的示意结构的图；
[0017]图4B是用于解释对比度检测原理的例子的图；
[0018]图5A是示出发光量计算部的示意结构的例子的图；
[0019]图5B是示出红外光中对比度值转变的概念的例子的图；
[0020]图5C是示出与调焦透镜位置对应的图像传感器31上的亮度值转变的概念的例子的图；
[0021]图6是示出第一实施例中自动调焦的例子的流程图；
[0022]图7是示出根据第二实施例的眼底照相机的示意结构的例子的图；[0023]图8是示出根据第二实施例的眼底照相机的控制结构的例子的框图；以及
[0024]图9是示出根据第二实施例的自动调焦的例子的流程图。
【具体实施方式】
[0025]以下将参考附图描述本发明的优选实施例。
[0026][第一实施例]
[0027]将参考图1至图9描述根据第一实施例的作为眼科设备的眼底照相机。首先将参考图1描述此照相机的示意结构。图1是用于解释根据第一实施例的眼底照相机的结构的示意图。
[0028]眼底照相机100大致包括摄像光源部101、观察光源部102、照明光学系统103、摄像/照明光学系统104、摄像光学系统105以及内部固视灯部106。从摄像光源部101或观察光源部102所发射的光束经由照明光学系统103和摄像/照明光学系统104照明被检物的眼底部。眼底部的图像经由摄像/照明光学系统104以及摄像光学系统105形成在图像传感器31上。 [0029]摄像光源部101利用如下配置生成白光的环形照明。在摄像光源部101中，附图标记11表示光量检测部，该光量检测部是利用诸如硅光电池(SPC)或者光电二极管(PD)等的已知的光电转换元件的传感器；12表示通过在玻璃板上沉积铝或银或者通过铝板等形成的镜；以及13表示摄像光源，该摄像光源是用于为了摄像而照明眼底的照明光源。例如使用将氙(Xe)密封于玻璃管内的氙灯作为摄像光源13。通过在施加电压后发光，摄像光源13可以获得具有用于在摄像时记录眼底图像的足够强度的白光。附图标记14表示摄像会聚透镜，该摄像会聚透镜是一般的球面透镜；15表示摄像环形狭缝，该摄像环形狭缝为具有环状开口的平板；以及16表示也是具有环状开口的平板的摄像晶状体挡板。摄像会聚透镜14将光束向被检眼的眼底会聚。接着，摄像环形狭缝15在光束穿过眼的前眼部时使该光束形成为环形形状。摄像晶状体挡板16限制投影在眼的晶状体上的光束以防止来自眼的晶状体的不必要的反射光显示在眼底图像上。
[0030]观察光源部102利用以下的结构生成红外光的环形照明。在观察光源部102中，附图标记17表示观察光源，该观察光源是用于观察眼底的照明光源。这是像卤素灯或LED等的能够连续发光、并且依赖于装置的特性或滤波器而输出红外光的光源。在本说明书中，照明光源是照明被检眼的眼底的光源，并且是摄像光源13以及观察光源17的总称。附图标记18表示作为一般球面透镜的观察会聚透镜；19表示观察环形狭缝，该观察环形狭缝是具有环形开口的平板；以及20表示也作为具有环形开口的平板的观察晶状体挡板。除了这些光源的类型不同以外，这些组件与摄像光源部101中的组件相似。在观察光源部102中，观察会聚透镜18将从观察光源17输出的光会聚，并且观察环形狭缝19调整前眼部处的光束的形状。观察晶状体挡板20阻止来自晶状体的反射光显示在眼底图像上。
[0031]照明光学系统103中继由摄像光源部101以及观察光源部102生成的光束并且生成用于使眼底图像聚焦的指标图像。在照明光学系统103中，附图标记21表示透过红外光并反射可见光的分色镜。分色镜21反射由摄像光源部101所生成的可见光的光束，并透过由观察光源部102所生成的红外光的光束。接着将各个光束引导至照明光学系统103。附图标记22表示第一照明中继透镜；并且24表示第二照明中继透镜。这些透镜使环形照明在眼上形成图像。
[0032]附图标记23表示包括用于投影聚焦指标的聚焦指标光源231、用于分割聚焦指标光源231所发射的光的棱镜232、以及表示聚焦指标的外形的聚焦指标掩模233的分割单元。分割单元23包括用于通过在图1中的箭头方向234上移动聚焦指标光源231、棱镜232以及聚焦指标掩模233来在光轴方向上移位/移动聚焦指标的移动机构。分割单元23还包括使得分割单元23进入照明光学系统103的光路并从光路中退避的进退机构。移动机构包括分割移位驱动马达Ml以及分割位置传感器SI，使分割单元23移位以聚焦在各个聚焦指标上，并且检测停止位置。进退机构包括使得分割单元23相对于照明光学系统103的光路进退的分割进退驱动马达M2。在观察眼底时，进退机构使得分割单元23进入照明光学系统103的光路以在观察图像中投影分割指标。在拍摄眼底时，进退机构使得分割单元23从照明光学系统103的光路退避，从而防止各个聚焦指标被显示在拍摄图像上。附图标记25表示防止从被检眼的角膜反射的不必要的光被显示在眼底图像上的角膜挡板。
[0033]摄像/照明光学系统104将照明光束投影在被检眼28的眼底上，并且引导被检眼的眼底图像。在摄像/照明光学系统104中，附图标记26表示外周部是镜并且中央部是孔的穿孔镜。从照明光学系统103引导来的光束被穿孔镜26的镜部所反射，并且通过物镜27照明被检眼的眼底。被照明的被检眼的眼底图像返回物镜27，并经由穿孔镜26的中央部的孔引导至摄像光学系统105。
[0034]摄像光学系统105在焦点调整的情况下在图像传感器上形成被检眼的眼底图像。在摄像光学系统105中，附图标记29表示调焦透镜，该调焦透镜是用于通过在图1中的箭头方向291上移动对通过穿孔镜26的中央孔的摄像光束进行焦点调整的透镜。附图标记M3表示调焦透镜驱动马达；S3表示通过驱动调焦透镜29进行调焦并检测其停止位置的调焦透镜位置传感器。附图标记31表示用于光电转换摄像光的图像传感器。处理电路(未示出)将由摄像元件31所获得的电信号模/数转换为数字数据。接着，在以红外光观察时，显示装置(未示出)显示数据。在摄像时将该信号记录在存储介质(未示出)中。
[0035]在内部固视灯部1 06中，半透半反镜30从摄像光学系统105分支出光路，并且内部固视灯单元32面向光路。内部固视灯单元32包括多个LED并且点亮在与由检查者使用固视灯位置指定构件66所选择的固视部相对应的位置处的LED。通过让被检者将他/她的视线固定在点亮的LED上，检查者能够获得期望方向上的眼底图像。
[0036]以上的示意结构保持在一个壳体内以形成眼底照相机光学部。眼底照相机光学部安装于滑动基座(未示出)上以允许相对于眼28进行定位。检查者操作调焦操作构件33来定位眼底照相机光学部。调焦操作构件位置传感器S4能够检测到调焦操作构件33的操作位置。
[0037]以上的描述是关于使用图1的示意结构。下面将参考图2描述眼底照相机100的控制结构。图2是用于解释根据第一实施例的眼底照相机100的控制结构的框图。
[0038]CPU61控制眼底照相机100的以下操作。摄像光源控制电路62在摄像前以摄像光源13发光用的能量进行充电。摄像光源控制电路62在摄像时释放所充的电能以使得摄像光源13发光。光量检测部11检测到摄像光源13所发射的光量，并在摄像光源13所发射的光量达到发光量计算部70所限制的发光量的情况下向CPU61发出指示以停止发光。CPU61在接收到来自光量检测部11的停止发光的指示的情况下通过摄像光源控制电路62停止从摄像光源13发光。与摄像光源13相连接的摄像光源控制电路62和与观察光源17相连接的观察光源控制电路都与CPU61相连接，其中CPU61也用作发光量计算部70，由此如上所述进行针对摄像光源13和观察光源17的诸如光量调整和ON/OFF控制等的控制。M2驱动电路64驱动分割进退驱动马达M2以使得分割单元23在摄像前后相对于照明光学系统103进退。电源开关67是用于选择用于眼底照相机的电源状态的开关。摄像开关68是用于由眼底照相机执行摄像的开关。
[0039]在检查者操作调焦操作构件33的情况下，调焦操作构件位置传感器S4能够检测调焦操作构件33的停止位置。Ml驱动电路63在CPU61的控制下驱动分割移位驱动马达Ml,以将该分割移动至与调焦操作构件位置传感器S4的输出相对应的位置。与Ml驱动电路63类似，M3驱动电路65在CPU61的控制下驱动调焦透镜驱动马达M3，以将调焦透镜29移动至与调焦操作构件位置传感器S4的输出相对应的位置。在手动调焦模式中，CPU61如上所述根据调焦操作构件位置传感器S4的输出来控制分割移位驱动马达Ml以及调焦透镜驱动马达M3。在自动调焦模式中，CPU61基于在CPU61内部的聚焦检测部71的检测结果通过M3驱动电路65来控制调焦透镜驱动马达M3。也就是说，本实施例的眼底照相机100具有自动执行焦点调整的自动调焦功能。
[0040]在摄像部78中，模/数转换元件73将图像传感器31的输出转换为存储于存储器74中并输出至测光值计算部75的数字信号。注意，模/数转换元件73、存储器74以及测光值计算部75与CPU61相连接。图像存储器72与CPU61相连接。图像存储器72将由图像传感器31所拍摄的静止图像作为数字图像存储。
[0041]除了图像传感器31、模/数转换元件73、存储器74、测光值计算部75外，摄像部78还包括用于显示由图像传感器31所拍摄的红外观察图像、可见拍摄图像等的监视器77以及摄像部控制部76。摄像部78利用安装部(未示出)可拆卸地固定于眼底照相机光学部的壳体。以上参考图2描述了电气模块。
[0042]以下将参考图3描述在监视器77上显示的被检眼的眼底图像。图3是示出在根据第一实施例的眼底照相机100中显示在监视器77上的被检眼的眼底图像以及聚焦检测范围771的图。
[0043]在眼底观察时，设备向检查者呈现叠加在由摄像部78所获得的眼底图像上的表示聚焦检测范围771的框。这使得能够向检查者可视化地呈现聚焦检测位置，由此改进自动调焦的可操作性。注意，检查者可以手动地改变聚焦检测范围，并且可以将被检眼的眼底上的特定区域或者整个眼底设置为聚焦检测范围。以上已参考图3描述了显示在监视器77上的被检眼的眼底图像。
[0044]以下将参考图4A和4B描述聚焦检测部71的示意结构以及对比度检测的原理。图4A示出了根据第一实施例的聚焦检测部71的示意结构。图4B示出了根据本实施例的对比度检测的原理。假定本实施例使用相邻像素之间的亮度差作为对比度，并且使用在预定范围内的亮度数据中最大的亮度差值作为对比度值。然而，注意，也可以把除了在预定范围内的亮度数据中的最大亮度差值以外的值用作对比度值。
[0045]如图4A所示， 聚焦检测部71设置有将眼28的眼底上的特定位置设置为聚焦检测对象的聚焦检测范围确定部711。检查者可以通过操作操作输入部来确定聚焦检测范围771。此外，聚焦检测部71包括存储眼底图像的对比度值以及调焦透镜29的位置的聚焦评价值存储部712。本实施例通过检测由摄像光束所形成的眼底图像自身的对比度值进行聚焦检测。
[0046]图4B表示相对于由调焦透镜驱动马达M3所移动的调焦透镜29的位置的对比度值转变。如从图4B中明显可见，对比度值在焦点位置P2处最大，而在散焦量大的位置Pl处，对比度值减小。通过使用此对比度检测的原理，本实施例能够不受被检眼的像差影响的情况下进行聚焦检测。这是因为由调焦透镜驱动马达M3移动至焦点位置P2的调焦透镜29的位置与以下位置相一致:.检查者能够最清楚地观察到显示在监视器77上的眼底图像的位置；以及.能够使在摄像后显示在监视器77上的眼底图像最清楚的调焦透镜29的位置。以上已参考图4A和4B描述了聚焦检测部71的示意结构和对比度检测的原理。
[0047]以下将参考图5A至图5C描述发光量计算部70。图5A示出根据第一实施例的发光量计算部70的示意结构。图5B是示出红外光中对比度值转变的概念的图。图5C是示出图像传感器31上的与调焦透镜位置相对应的亮度值转变的概念的图。
[0048]模/数转换元件73对图像传感器31的各个像素的输出模/数转换。存储器74暂时存储数字数据。测光值计算部75将存储在存储器74内的像素输出中在聚焦检测范围内的亮度值的最大值作为测光值输出到发光量计算部70。然而，测光值的获取不限于此。例如，可以配置专用测光计以测量来自眼底的反射光的量。如图5A所示，发光量计算部70包括存储有针对聚焦检测而适当确定的观察光量用的基准值的光量存储器79，并且通过将测光值与基准值相比较确定观察光的发光量。
[0049]在例如测光值大于基准值的情况下，发光量计算部70判断为照明眼底的观察光量大，并且确定发光量以使得减小光量以防止亮度值饱和。相反，在测光值小于基准值的情况下，发光量计算部70判断为照明眼底的观察光量小，并且确定发光量以增大光量，以便于对比度值的最大点的检 测。
[0050]以下将描述在通过使用红外光计算被检眼的眼底图像的对比度值的情况下对比度值的转变。图5B示出在将红外光用作观察光的情况下相对于由调焦透镜驱动马达M3所移动的调焦透镜29的位置的对比度值转变。尽管参考图4B的描述为了说明对比度检测的原理而使用了理想的对比度值转变的图，但是图5B中对比度值差Dl比图4B中的小。此外，如图5C的图中的实线LI所示，随着调焦透镜的位置在焦点方面移位至远视侧，图像传感器31所拍摄到的亮度值减小。随着亮度值减小以及对比度值的差Dl减小，检测对比度值的峰值变得更加困难。这使得难以进行正确的调焦。
[0051]包含于发光量计算部70中的光量存储器79存储针对聚焦检测而适当确定的观察光量用的基准值以及图像传感器31上的与调焦透镜29的位置对应的亮度变化值这两者。发光量计算部70通过将由测光值计算部75计算出的测光值与存储于光量存储器79中的观察光量用的基准值相比较，确定观察光的发光量。在这种情况下，发光量计算部70通过使用存储于光量存储器79中的图像传感器31的与调焦透镜29的位置相对应的亮度变化值，确定与调焦透镜位置相对应的观察光的发光量。即，发光量计算部70根据调焦透镜的位置改变观察光量。例如，CPU61调整观察光源17的观察光的发光量以与图5C中虚线L2所表示的亮度值一致，由此消除与调焦透镜的位置相对应的变化。
[0052]尽管将变化值预先存储在光量存储器79中，但是本发明不限于此。例如，设备可以在移动调焦透镜29后测量图像传感器31上的亮度、将测量到的亮度与存储于光量存储器中的基准值相比较并将测量到的亮度与基准值的差存储在光量存储器79中。即，设备可以将在基准值与实时测量到的亮度之间的差存储在光量存储器79中，并且基于在基准值与所测量并存储的亮度之间的差改变观察光量。
[0053]尽管本实施例使用红外光作为观察光源，但是本发明不限于此。即使在通过使用可见光计算被检眼的眼底图像的对比度值的情况下，设备也可以以与上述相同的方式根据调焦透镜的位置改变观察光的发光量。
[0054]在本实施例中，光量存储器79存储了观察光量用的基准值以及图像传感器31上的与调焦透镜29的位置相对应的亮度变化值。然而，本发明并不限于此。光量存储器79可以仅存储图像传感器31上的与调焦透镜29的位置相对应的亮度变化值，并且发光量计算部70可以通过使用这样的变化值确定与调焦透镜位置相对应的观察光的发光量。
[0055]本实施例用于通过根据图像传感器31上的与调焦透镜的位置相对应的亮度值的变化控制来自观察光源17的观察光的发光量，来设置如在图5C中虚线L2上那样的亮度值。然而，本发明并不限于此。例如，根据在光量存储器79中所存储的图像传感器31上与调焦透镜29的位置相对应的亮度变化值，摄像部控制部76可以调整图像传感器31的增益。例如，通过使发光量计算部70通知摄像部控制部76与调焦透镜29的位置相对应的变化值、并且接着使摄像部控制部76根据变化值控制图像传感器31的增益来实现该操作。在这种情况下，例如，设备根据在移动调焦透镜29时预先获得的图像来获得与调焦透镜29的各个位置处的图像的亮度大致一致的值，并且使用这样的值作为变化值。接着，设备将调焦透镜29的位置和变化值彼此相对应地存储在光量存储器79中。
[0056]代替以上述方式控制观察光源17的发光量或图像传感器31的增益，设备可以基于存储在光量存储器79中的变化值，将存储在聚焦评价值存储部712中并根据调焦透镜的位置进行转变的对比度值 作出偏移。在这种情况下，发光量计算部70向聚焦检测部71通知存储于光量存储器79中的图像传感器31上的与调焦透镜29的位置相对应的亮度变化值。聚焦检测部71基于所通知的变化值使存储于聚焦评价值存储部712中的对比度值偏移。例如，可以通过针对获得的图像进行阶调转换改变对比度值。在这种情况下，例如，设备从在移动调焦透镜29时预先获得的图像获得与在调焦透镜29的各个位置处的图像的亮度大致一致的阶调转换特征。接着，设备将这些阶调转换特征与调焦透镜29的位置和变化值相对应地存储在光量存储器79中。注意，可以将上述控制方法的一部分或全部相结合，即，对观察光源17的发光量的控制、对图像传感器31的增益的控制以及对对比度值的偏移控制。
[0057]以上已参考图5A至5C描述了发光量计算部70。以下将参考图6描述根据本实施例的眼底照相机100的自动调焦处理。
[0058]在步骤S601中，在检查者发出开始自动调焦的指示的情况下，测光值计算部75根据存储器74中所存储的像素计算在聚焦检测范围内亮度值的最大值作为测光值，并且将测光值输出至发光量计算部70。在步骤S602中，发光量计算部70将存储于光量存储器79中的发光量用的基准值与步骤S601中计算出的测光值相比较，来确定来自观察光源17的观察光的发光量以使得例如测光值和基准值一致。此外，在步骤S602中，发光量计算部70将步骤S601中计算出的测光值与存储于光量存储器79中的、图像传感器31上的和调焦透镜29的位置相对应的亮度变化值相比较。接着，发光量计算部70确定观察光源17的发光量以补偿与调焦透镜29的位置相对应的变化值。在步骤S603中，发光量计算部70控制观察光源控制电路69从而以在步骤S602中所确定的观察光的量照射眼底。也就是说，发光量控制部70控制观察光量以使得测光值与存储于光量存储器79中的基准值相一致。通过该操作，设备以在步骤S602中所确定的根据调焦透镜29的位置的观察光来照射眼底。
[0059]在步骤S604中，聚焦检测部71基于从摄像部78所获得的图像计算对比度值。在步骤S605中，聚焦检测部71将步骤S604中计算出的对比度值以及调焦透镜29的位置记录在聚焦评价值存储部712上。在步骤S606中，聚焦检测部71检测步骤S605中记录在聚焦评价值存储部712上的对比度值是否包括如图4B中示出的位置P2那样的最大点。
[0060]在聚焦检测部71在步骤S606中未检测到任何最大点的情况下，处理进入步骤S607，在该步骤中CPU61通过以预定移动量驱动调焦透镜29改变调焦透镜的位置。在步骤S608中，CPU61基于如图5C所示的调焦透镜位置和亮度值之间的关系调整来自观察光源17的观察光的发光量，并且通过消除与调焦透镜的位置相对应的变化来调整对比度值。接着处理返回步骤S604。随后，CPU61重复步骤S607、S608、S604以及S605直到在步骤S606中检测到对比度值的最大点。
[0061]在聚焦检测部71在步骤S606中检测到最大点的情况下，处理进入步骤S609。在步骤S609中，聚焦检测部71计算调焦透镜29的移动量。在这种情况下，调焦透镜29的移动量是调焦透镜到最大点的检测位置的驱动量。在步骤S610中，CPU61根据在步骤S609中计算出的调焦透镜29的移动量驱动调焦透镜29以将调焦透镜29的位置移动至对比度值的最大值的位置。通过以上操作，即使在不同的被检体的眼28在诸如非球面像差和散光等的像差上具有个体差异的情况下，也可以进行与该像差相对应的焦点调整。注意，发光量计算部70基于在步骤S609中计算出的调焦透镜29的位置处的观察光量变化值来控制摄像光源13的发光量。例如，发光量计算部70以在调焦透镜29的位置处的观察光量变化值来改变摄像光源13的发光量。注意，可以通过使用近似表达式根据存储于光量存储器79中的变化值获得在调焦透镜29的位置处的观察光量变化值。接着，设备以该控制后的光量进行拍摄。
[0062]以上自动调焦操作在被设计为通过使用红外光进行观察的无散瞳眼底照相机中特别有效。由于眼底上的中大血管相对于红外光的对比度较低，因此难以出现相对于调焦透镜位置的对比度值差异。因此，难以在自动调焦中检测到与图4B中所示的最大点相对应的位置P2。因此，有必要增大用于照明眼底的红外LED的发光量以尽可能增大观察图像的对比度。然而，如果眼底变得比所需更亮，则会发生亮度值饱和，导致无法正确地计算对比度值。与此相对，根据本实施例的眼底照相机100通过在计算对比度值前计算并且控制适当的观察光量而预先防止了亮度值饱和，并且相对于根据调焦透镜29的位置变化的亮度值来校正观察光量。这使得可以稳定地计算对比度值并且使得进行正确的聚焦检测。
[0063][第二实施例]
[0064]以下将参考图7至9详细描述根据第二实施例的眼底照相机100。第一实施例已经例示了用于通过对观察光源17的发光量的调整、以及对图像传感器31的增益的调整、和/或对测量到的对比度值的偏移调整来去除根据调焦透镜位置的亮度值的变化(图5C)的影响的结构。第二实施例用于通过移动观察光源17来去除亮度值根据调焦透镜的位置的变化(图5C)的影响。[0065]根据第二实施例的眼底照相机100配置为根据存储于发光量计算部70内的光量存储器79中的、图像传感器31上的与调焦透镜29的位置相对应的亮度变化值，相对于观察光源部102在图7中的箭头171所指示的方向上移动观察光源17。这控制了照射被检眼的眼底的观察光量。在增大观察光量的情况下，眼底照相机100在接近被检眼的方向上移动观察光源17。在减小观察光量的情况下，眼底照相机100在远离眼的方向上移动观察光源17。
[0066]将参考图7描述根据第二实施例的眼底照相机100的示意结构。除了第一实施例的结构(图1)以外，根据第二实施例的眼底照相机100包括用于在图7中箭头171所指示的方向上移动观察光源17的构件，以控制照射被检眼28的眼底的观察光量。附图标记M5表示在箭头171所指示的方向移动观察光源17的观察光源驱动马达；S5表示检测由观察光源驱动马达M5所移动的观察光源17的停止位置的观察光源位置传感器。其它结构与第一实施例(图1)中所描述的相同。
[0067]以下将参考图8描述根据第二实施例的眼底照相机100的控制结构。图8是示出根据第二实施例的眼底照相机100的控制结构的框图。除了第一实施例中所描述的控制结构(图2)外，根据第二实施例的眼底照相机100的控制结构包括由CPU61所控制的M5驱动电路201、观察光源驱动马达M5以及观察光源位置传感器S5。
[0068]M5驱动电路201基于存储于包含在发光量计算部70内的光量存储器79内的、图像传感器31上的对应于调焦透镜29的位置的亮度变化值，通过观察光源驱动马达M5来驱动观察光源17。观察光源位置传感器S5是基于来自调焦透镜位置传感器S3的输出。根据调焦透镜29的位置驱动观察光源17。其它组件与本发明的第一实施例中所描述的控制结构(图2)相同。
[0069]以下将参考图9的 流程图描述根据第二实施例的眼底照相机100的自动调焦处理。
[0070]在步骤S901中，在检查者发出开始自动调焦的指示的情况下，测光值计算部75根据存储器74中所存储的像素计算在聚焦检测范围内的亮度值的最大值作为测光值，并且将测光值输出至发光量计算部70。在步骤S902中，发光量计算部70将存储于光量存储器79中发光量用的基准值与步骤S901中计算出的测光值相比较，来确定来自观察光源17的发光量以使得测光值和基准值一致。此外，在步骤S902中，发光量计算部70将步骤S901中计算出的测光值与存储于光量存储器79中的、图像传感器31上的对应于调焦透镜29的位置的亮度变化值相比较。接着，发光量计算部70基于此比较结果确定观察光源的位置，从而补偿与调焦透镜29的位置相对应的变化值。在步骤S903中，CPU61控制观察光源控制电路69以步骤S902中所确定的观察光的量照射眼底。在步骤S903中，CPU61通过M5驱动电路201驱动观察光源驱动马达M5以将观察光源移动至步骤S902中所确定的与调焦透镜29的位置相对应的位置。
[0071 ] 在步骤S904中，聚焦检测部71计算对比度值。在步骤S905中，聚焦检测部71将在步骤S904中计算出的对比度值以及调焦透镜29的位置记录在聚焦评价值存储部712上。在步骤S906中，聚焦检测部71检测步骤S905中所记录的对比度值是否包括如图4B中示出的位置P2那样的最大点。
[0072] 在步骤S906中聚焦检测部71没有检测到任何最大点的情况下，处理进入步骤S907，该步骤中聚焦检测部71通过以预定移动量驱动调焦透镜29来改变调焦透镜位置。在步骤S908中，聚焦检测部71调整对比度值。更具体地，M5驱动电路201根据与调焦透镜29的位置相对应的亮度值上的变化量、来自调焦透镜位置传感器S3的输出以及来自观察光源位置传感器S5的输出，通过观察光源驱动马达M5来驱动观察光源17。按照这种方法，设备进行控制以将观察光源17配置在用以消除在调焦透镜29的位置处的亮度值上的变化量的位置。随后，设备重复步骤S907、S908、S904以及S905直至在步骤S906中检测到对比度值的最大点。
[0073]在聚焦检测部71在步骤S906中检测到最大点的情况下，处理进入步骤S909。在步骤S909中，聚焦检测部71计算调焦透镜29的移动量。在这种情况下，调焦透镜29的移动量是调焦透镜到最大点的检测位置的驱动量。在步骤S910中，聚焦检测部71根据步骤S909中计算出的调焦透镜29的移动量驱动调焦透镜29以将调焦透镜29移动至对比度值的最大值的位置。通过以上操作，即使在不同的被摄体的眼28在诸如非球面像差和散光等的像差上具有个体差异的情况下，也能够进行与该像差相对应的焦点调整。注意，在这种情况下，如第一实施例，发光量计算部70可以基于步骤S909中计算出的在调焦透镜29的位置处的观察光量变化值控制摄像光源13的发光量。
[0074]如在第一实施例中那样，以上操作在被设计为通过使用红外光进行观察的无散瞳眼底照相机中特别有效。由于眼底上的中大血管相对于红外光的对比度较低，因此难以出现与调焦透镜位置相关的对比度值差异。因此难以在自动调焦中检测到与图4B中所示的最大点相对应的位置P2。因此有必要增大用于照明眼底的红外LED的发光量以尽可能增大观察图像的对比度。然而，如果眼底变得比所需更亮，则会发生亮度值饱和，导致无法正确地计算对比度值。与此相对，根据第二实施例的眼底照相机100通过在计算对比度值之前计算和控制适当的观察光量(发光量)而预先防止了亮度值饱和，并且通过相对于根据调焦透镜29的位置 而改变的亮度值改变观察光源17的位置来校正观察光量。这使得能够稳定地计算对比度值并使得进行正确的聚焦检测。
[0075]本发明的方面还可以由一种系统或者设备(或者例如CPU或者MPU的装置)的计算机读出并且执行记录于存储装置上的程序以进行以上说明的实施例的功能而实现，还可以通过一种方法实现，该方法的步骤由一种系统或者设备的计算机通过例如读出并且执行记录于存储装置上的程序以进行以上说明的实施例的功能而进行。为了该目的，将程序例如通过网络或者从作为存储装置的各种存储介质(例如，计算机可读取的存储介质)提供给计算机。
[0076]尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功倉泛。
【权利要求】
1.一种眼科设备，包括: 照明光学系统，用于将来自照明光源的照明光束投影到被检眼的眼底上； 摄像光学系统，用于将来自所述眼底的反射光引导至摄像部件； 计算部件，用于计算通过所述摄像部件所形成的眼底图像的对比度值； 调焦部件，用于通过基于由所述计算部件所获得的对比度值在所述摄像光学系统的光轴方向上移动调焦透镜，将所述摄像光学系统聚焦在所述眼底上；以及 调整部件，用于基于所述调焦透镜在所述光轴方向上的位置，调整由所述计算部件所获得的所述对比度值。
2.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述调整部件通过根据所述调焦透镜的位置控制所述照明光源的光量来调整所述对比度值。
3.根据权利要求1或者2所述的眼科设备，其中，所述调整部件通过根据所述调焦透镜的位置控制所述摄像部件的增益来调整所述对比度值。
4.根据权利要求1或者2所述的眼科设备，其中，所述调整部件通过根据所述调焦透镜的位置改变提供给所述对比度值的偏移来调整所述对比度值。
5.根据权利要求1或者2所述的眼科设备，其中，所述照明光源被设置为能够在所述照明光学系统的光轴方向上移动，以及 所述调整部件通过根据所述调焦透镜的位置移动所述照明光源来调整所述对比度值。
6.根据权利要求1或者2所述的眼科设备，其中，还包括测光部件，用于对来自所述眼底的所述反射光测光， 其中，所述调整部件基于通过所述测光部件所获得的测光值调整所述照明光源的光量。
7.根据权利要求6所述的眼科设备，其中，所述测光部件从所述摄像部件所获得的图像中的特定范围获取最大亮度值作为所述测光值。
8.一种用于眼科设备的控制方法，该眼科设备包括用于将来自照明光源的照明光束投影到被检眼的眼底上的照明光学系统以及用于将来自所述眼底的反射光引导至摄像部件的摄像光学系统，所述方法包括: 计算步骤，计算通过所述摄像部件所形成的眼底图像的对比度值； 调焦步骤，通过基于在所述计算步骤中所获得的对比度值在所述摄像光学系统的光轴方向上移动调焦透镜，将所述摄像光学系统聚焦在所述眼底上；以及 调整步骤，基于所述调焦透镜在所述光轴方向上的位置，调整所述计算步骤中所获得的所述对比度值。
9.一种摄像设备，包括: 摄像光学系统，用于将来自被摄体的光引导至摄像部件； 计算部件，用于计算通过所述摄像部件所形成的被摄体图像的对比度值； 调焦部件，用于通过基于由所述计算部件所获得的对比度值在所述摄像光学系统的光轴方向上移动调焦透镜，将所述摄像光学系统聚焦在所述被摄体上；以及 调整部件，用于基于所述调焦透镜在所述光轴方向上的位置调整由所述计算部件所获得的所述对比度值。
【文档编号】A61B3/12GK103784117SQ201310517816
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2012年10月26日
【发明者】大番英之, 相川聪, 中野喜隆, 齐藤洋平 申请人:佳能株式会社