JP7599974B2 - 眼科装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検査物を光学的に検査する検査装置に関するものである。

眼科医院等では被験眼の眼底撮影を行う眼科装置が使用される。眼科装置において被験眼にピントを合わせるために、２つに分割されたスプリット像の位置関係からオートフォーカス（以下、ＡＦともいう）を行う方法がある。さらに位相差ＡＦとの組み合わせに基づく高精度なＡＦ方法が知られている。

特許文献１では、被験眼に固有の収差がある場合でも、正確なフォーカス合わせを可能とする眼底カメラが開示されている。フォーカス指標像を用いてＡＦを行う手段のみでは必ずしも眼底に対する合焦状態（ベストピント）とはならない場合があることを踏まえて、上記のＡＦ終了後に位相差ＡＦが行われる。

特開２００９－２６１５７３号公報

従来の技術では、位相差ＡＦ時の被写体に関し、焦点合わせの対象（血管等）のコントラストが低い場合に位相差ＡＦが行えない可能性がある。
本発明の目的は、被験眼に対して位相差に基づく焦点検出を可能にする眼科装置を提供することである。

本発明の一実施形態の装置は、撮像素子により被写体を撮像した画像を用いて被験眼の検査を行う眼科装置であって、前記撮像素子から取得される複数の信号の位相差を検出することにより焦点検出を行う検出手段と、画角にて前記焦点検出を行う領域を決定する決定手段と、を備え、前記決定手段は第１の被写体の焦点検出精度が閾値より低い場合、前記第１の被写体を通る探索域として円環または同心円領域を決定し、前記探索域にて前記焦点検出精度が前記閾値より高い第２の被写体が含まれる領域を、前記焦点検出を行う領域として決定することを特徴とする。

本発明によれば、被験眼に対して位相差に基づく焦点検出を可能にする眼科装置を提供することができる。

眼科装置の概略図である。 撮像素子の画素配列の概略図である。 撮像素子の画素の概略平面図と概略断面図である。 撮像素子における画素と瞳分割との関係を示す概略説明図である。 撮像素子と瞳部分領域を示す概略説明図である。 デフォーカス量と像ずれ量の概略関係図である。 被験眼の瞳の概略図である。 瞳を通過した照明光による眼底像を示す模式図である。 焦点検出精度マップの例を示す模式図である。 位相差ＡＦを行う場合の処理を示すフローチャートである。 実施形態２における焦点検出精度マップの例を示す模式図である。 実施形態３における同心円領域の拡大を示す概略図である。 実施形態４における同心円領域の拡大幅を示す概略図である。 実施形態５におけるパターン投光を用いた焦点検出の概略図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。各実施形態では、本発明に係る検査装置を、被験眼の光学的な検査を行う眼科装置へ適用した例を示す。

［実施形態１］
図１は、本実施形態に関わる眼科装置１の全体構造を概略的に示す図である。撮像装置１０は、撮像素子１１と焦点検出部１２と領域決定部１３を備える。眼科装置１の光学系において第１乃至第３の光軸Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３を示す。第１の光軸Ｏ１上には照明光源１４および投光光源１５、穴あきミラー１６が配置されている。照明光源１４は被験眼１７を照明するための光源である。投光光源１５は被験眼１７に対してパターン像を投光するための光源である。

照明光源１４と投光光源１５からそれぞれ出射した光は、第１の光軸Ｏ１に沿って進行し、穴あきミラー１６で反射する。穴あきミラー１６での反射光は、第２の光軸Ｏ２に沿って進行して被験眼１７へと入射する。被験眼１７で反射した光は、第２の光軸Ｏ２に沿って進行し、穴あきミラー１６の穴を通過する。穴あきミラー１６の穴を通過した光は第３の光軸Ｏ３に沿って進行して撮像装置１０へと入射する。なお、図１では図示していないが、光軸Ｏ１上にリング状絞りが配置され、光軸Ｏ２上に対物レンズが配置され、光軸Ｏ３上にはフォーカスレンズ等の光学部材が配置されている（特許文献１：図１参照）。

図２を参照して、撮像素子１１の撮像画素および焦点検出画素の配列について説明する。図２は、２次元ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサの画素配列に関し、撮像画素の配列を４列×４行の範囲で示し、焦点検出画素の配列を８列×４行の範囲で示す図である。図２の紙面に垂直な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向およびＹ軸方向をそれぞれ定義する。Ｘ軸方向は水平方向に相当し、Ｙ軸方向は垂直方向に相当する。Ｚ軸方向については被写体側をプラス側とする。またＸ軸方向について図２の右側をプラス側とし、Ｙ軸方向について図２の上側をプラス側とする。

図２に示す２列×２行の画素群２０は、分光感度の異なる画素２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂにより構成される。
・画素２０Ｒ：Ｒ（赤）の分光感度を有し、画素群２０にて左上に位置する。
・画素２０Ｇ：Ｇ（緑）の分光感度を有し、画素群２０にて右上と左下に位置する。
・画素２０Ｂ：Ｂ（青）の分光感度を有し、画素群２０にて右下に位置する。

さらに、各画素は２列×１行に配列された第１の焦点検出画素２１と第２の焦点検出画素２２により構成されている。つまり、１つの画素部内に複数の焦点検出画素を有する構成である。図２に示される４列×４行の撮像画素（８列×４行の焦点検出画素）が平面上に多数配置された構成により、撮像画像信号のみならず焦点状態検出信号の取得が可能である。

図３は、撮像素子を構成する画素部の構造を模式的に示す図である。図３（Ａ）は、図２に示される撮像素子の１つの画素２０Ｇを、撮像素子の受光面側（＋Ｚ側）から見た場合の平面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるａ－ａ線での断面を、－Ｙ側から見た場合の断面図である。

図３に示すように、各画素部の受光側には入射光を集光するためのマイクロレンズ３５が形成されている。瞳分割構成の画素部にて、Ｘ軸方向における分割数をＮＨと表記し、Ｙ軸方向の分割数をＮＶと表記する。図３にはＮＨ＝２、ＮＶ＝１の例を示し、光電変換部３１と光電変換部３２が形成されている。光電変換部３１と光電変換部３２はそれぞれ、第１の焦点検出画素２１と第２の焦点検出画素２２に対応する。

光電変換部３１，３２は、例えばｐ型層とｎ型層との間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードを有する。または必要に応じて、イントリンシック層を省略し、ｐｎ接合フォトダイオードとして形成されてもよい。各画素部には、マイクロレンズ３５と、光電変換部３１，３２との間に、カラーフィルター３６が形成される。あるいは必要に応じて、光電変換部ごとにカラーフィルターの分光透過率を変えてもよいし、カラーフィルターを省略してもよい。

図３の画素２０Ｇに入射した光はマイクロレンズ３５により集光され、カラーフィルター３６での分光後に光電変換部３１，３２でそれぞれ受光される。光電変換部３１，３２では、受光量に応じて電子とホールが対生成し、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層（不図示）に蓄積される。一方、ホール（正孔）は定電圧源（不図示）に接続されたｐ型層を通じて撮像素子１１の外部へ排出される。光電変換部３１と光電変換部３２のｎ型層（不図示）に蓄積された電子は、転送ゲートを介して静電容量部（ＦＤ）に転送され、電圧信号に変換される。

図４は、図３の画素構造と瞳分割との対応関係を示す概略説明図である。図３（Ａ）に示した画素構造のａ－ａ線での切断面を＋Ｙ側から見た場合の断面図と、撮像素子１１の瞳面（瞳距離ＤＳ）を図４に示す。図４では、撮像素子１１の瞳面の座標軸と対応をとるために、断面図のＸ軸方向とＹ軸方向を図３に対して反転させている。撮像素子１１は撮像光学系の結像面近傍に配置され、被写体からの光は撮像光学系の瞳領域４０を通過して、それぞれの画素に入射する。瞳領域４０は、光電変換部３１と光電変換部３２（第１および第２の焦点検出画素２１，２２に対応する）を全て合わせた際の画素２０Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。

図４において第１の焦点検出画素２１に対応する第１の瞳部分領域４１は、瞳面上で＋Ｘ側に重心が偏心している。第１の瞳部分領域４１は、重心が－Ｘ側に偏心している光電変換部３１の受光面と、マイクロレンズによって、概ね共役関係になっている。つまり第１の瞳部分領域４１は、第１の焦点検出画素２１が受光可能な瞳領域を表している。また、第２の焦点検出画素２２に対応する第２の瞳部分領域４２は、瞳面上で－Ｘ側に重心が偏心している。第２の瞳部分領域４２は、重心が＋Ｘ側に偏心している光電変換部３２の受光面と、マイクロレンズによって、概ね共役関係になっている。つまり第２の瞳部分領域４２は第２の焦点検出画素２２が受光可能な瞳領域を表している。

撮像面位相差ＡＦでは、撮像素子のマイクロレンズを利用して瞳分割を行うので回折の影響を受ける。例えば、図４にて撮像素子の瞳面までの瞳距離ＤＳが数十ｍｍ（ミリメートル）であるのに対し、マイクロレンズの直径は数μｍ（マイクロメートル）である。そのため、マイクロレンズの絞り値が数万となり、数十ｍｍレベルの回折ボケが発生する。よって、光電変換部の受光面の像は、明瞭な瞳領域や瞳部分領域とはならずに、受光感度特性（受光率の入射角分布）となる。

図５は、本実施形態の撮像素子と瞳分割領域との対応関係を示す概略図である。第１および第２の瞳部分領域４１，４２をそれぞれ通過した光は、撮像素子の各画素部に異なる角度で入射し、第１および第２の光電変換部３１，３２は入射面５００から受光する。本実施形態では瞳領域が水平方向に２つに瞳分割される例を示す。必要に応じて垂直方向に瞳分割を行って４分割、９分割等とする実施形態がある。

撮像素子１１は、第１および第２の焦点検出画素を有する複数の画素部が配列された構造である。例えば第１の光電変換部３１は、撮像光学系の第１の瞳部分領域４１を通過する光を受光してＡ像信号を出力する。第２の光電変換部３２は、撮像光学系の第２の瞳部分領域４２を通過する光を受光してＢ像信号を出力する。Ａ像信号とＢ像信号との位相差を検出することによってデフォーカス量を取得することができる。また、撮像画素は、撮像光学系の第１および第２の瞳部分領域を合わせた瞳領域４０を通過する光を受光してＡ＋Ｂ像信号を出力する。

本実施形態では、撮像画素が第１および第２の焦点検出画素から構成される例を説明した。必要に応じて、撮像画素に対して第１および第２の焦点検出画素を個別の画素構成とてもよい。この場合、画素配列の一部に、第１の焦点検出画素と第２の焦点検出画素が部分的に配置された構成である。

また本実施形態では、各画素の第１の焦点検出画素の受光信号から第１の焦点検出信号（Ａ像信号）が生成され、各画素の第２の焦点検出画素の受光信号から第２の焦点検出信号（Ｂ像信号）が生成されて、焦点検出が行われる。撮像素子の画素ごとに、第１の焦点検出画素の受光信号と第２の焦点検出画素２２の受光信号を加算することで、解像度が有効画素数Ｎの撮像画像に対応する信号が生成される。信号生成方法には、例えば、第２の焦点検出信号を、撮像信号と第１の焦点検出信号との差分から生成する方法もある。この場合、例えばＡ像信号とＡ＋Ｂ像信号が取得され、Ａ＋Ｂ像信号からＡ像信号を減算することでＢ像信号が生成される。

図６を参照して、撮像素子により取得される第１および第２の焦点検出信号に係るデフォーカス量と像ずれ量との関係について説明する。図６はデフォーカス量（ａと表記する）と、焦点検出信号間の像ずれ量について概略的に示す関係図である。撮像面５０には撮像素子（不図示）が配置され、図４、図５と同様に、撮像光学系の瞳面が、第１の瞳部分領域４１と第２の瞳部分領域４２に２分割される。

デフォーカス量ａは、その大きさ｜ａ｜が被写体像の結像位置から撮像面５０までの距離を表す。デフォーカス量ａの符号については、被写体像の結像位置が撮像面５０より被写体側にある前ピン状態では負符号（ａ＜０）とし、被写体像の結像位置が撮像面５０より被写体の反対側にある後ピン状態では正符号（ａ＞０）とする。被写体像の結像位置が撮像面（合焦位置）にある合焦状態ではａ＝０である。図６の被写体６０は合焦状態（ａ＝０）の例を示し、被写体６１は前ピン状態（ａ＜０）の例を示している。前ピン状態（ａ＜０）と後ピン状態（ａ＞０）とを併せてデフォーカス状態（｜ａ｜＞０）とする。

前ピン状態（ａ＜０）では、被写体６１からの光束のうち、第１の瞳部分領域４１（または第２の瞳部分領域４２）を通過した光束は、いったん集光した後、光束の重心位置Ｇ１（またはＧ２）を中心として幅Γ１（またはΓ２）に広がる。この場合、撮像面５０上上でボケ像となる。ボケ像は、撮像素子に配列された各画素を構成する第１の焦点検出画素２１（または第２の焦点検出画素２２）により受光され、第１の焦点検出信号（または第２の焦点検出信号）が生成される。よって、第１の焦点検出信号（または第２の焦点検出信号）は、撮像面５０上の重心位置Ｇ１（またはＧ２）に、幅Γ１（またはΓ２）をもった被写体像（ボケ像）の画像データとしてメモリに記憶される。幅Γ１（またはΓ２）はデフォーカス量ａの大きさ｜ａ｜が増加するのに伴い、概ね比例して増加する。同様に、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量ｂ（＝光束の重心位置の差「Ｇ１－Ｇ２」）の大きさ｜ｂ｜も、デフォーカス量ａの大きさ｜ａ｜が増加するのに伴い、概ね比例して増加する。なお、後ピン状態（ａ＞０）では、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態とは反対となるが、同様の傾向がある。

第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号、または、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号を加算した撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加する。したがって焦点検出部１２は、撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加するという関係性から、デフォーカス量を算出する。つまり第１の瞳部分領域４１と第２の瞳部分領域４２の重心間距離を表す基線長に基づいて算出された変換係数を用いて、像ずれ量を検出デフォーカス量に変換することができる。

次に、眼底を撮影する眼科装置で位相差ＡＦを行う場合の焦点検出精度について説明する。この場合、一般用デジタルカメラで位相差ＡＦを行う場合と比べると焦点検出精度は低くなる傾向がある。眼底の反射率は数％程度と低いこともあり、一般用デジタルカメラ等で位相差ＡＦを行う際の被写体と比較すると、被写体のコントラストを確保し難い傾向がある。被写体のコントラストが低くなると、図６で説明した像ずれ量を算出する際に信号がノイズに埋もれてしまう可能性がある。例えば偽合焦が生じる等の理由から、焦点検出精度が低下する可能性がある。また、図１で説明した眼科装置１では、穴あきミラー１６によって眼科装置内の光束に円形のケラレが生じてしまう。そのため、焦点検出部１２に到達する光束は狭くなり、つまり、Ｆ値が大きくなる。図６で説明した像ずれ量が小さくなることにより焦点検出精度が低下する。

図７は瞳７１を含む被験眼を示す模式図である。照明光源１４や投光光源１５からの光のうち、瞳７１を通過した光のみが眼底に到達する。図８は瞳７１を通過した照明光源１４の光による眼底像を示す模式図である。ただし、本実施形態では、眼球の光軸と眼科装置１の光軸とが一致していることを前提としている。画角８１は穴あきミラー１６による光束のケラレで円形になっている様子を示している。

眼底には多数の血管が存在しているが、図８には被写体８２と被写体８５として眼底の血管を示している。被写体８２は、ユーザ（検査者）が焦点を合わせるために指定した、眼底に存在する血管の１つであり、領域８３に含まれている。被写体８２に焦点を合わせるために、焦点検出部１２は領域８３内において図５で説明した焦点検出を行う。

ここで、焦点検出精度が既定の精度（閾値精度）を満たさない場合の処理方法について説明する。例えば被写体８２に対する焦点検出精度が既定の精度を満たさない場合を想定する。この場合、領域決定部１３は領域８３を通る円環８４（点線参照）を決定する。眼球の光軸と眼科装置１の光軸とが一致している場合、穴あきミラー１６によるケラレで円形になった画角と中心を同じくする部分が円環８４である。眼球は球形に近似できるので、図８で示すように、眼球の光軸と眼科装置１の光軸とが一致している場合には、領域８３を通る円環８４上でのデフォーカス量は領域８３と同じデフォーカス量となる。領域８３に含まれる被写体８２に焦点を合わせることをユーザが意図しても、被写体８２のコントラストが低い等の理由により、十分な焦点検出精度が得られないことがありうる。その時には円環８４上にある、領域８６において焦点検出部１２が焦点検出を行う。領域８６は円環８４上にあって、既定の焦点検出精度を満たし、かつ被写体８２より焦点検出精度が高い被写体８５を含む領域である。フォーカスレンズの駆動制御により、被写体８５に対して焦点合わせが実行される。

図８（Ａ）では円環８４でのデフォーカス量が領域８３でのデフォーカス量と同じであるとして説明した。これに限らず、ユーザが求める要求精度によっては、図８（Ｂ）で示す同心円領域８７を同じデフォーカス量の領域とみなしてもよい。つまり、２つの同心円を境界とする同心円領域８７は、領域８３を通る円環８４と同じ中心であって幅ｄの領域である。同心円領域８７内においては、要求精度以内で同じデフォーカス量であるとみなすことができる。よって、領域８３に含まれる被写体８２に焦点を合わせたい場合には、同心円領域８７内の被写体８５に焦点を合わせればよい。このことにより、被写体８２と要求精度以内で同じデフォーカス量を取得することができる。

図９を参照して、図８の被写体８５および領域８６の決定方法について説明する。図９は焦点検出部１２が算出したデフォーカスマップに基づく焦点検出精度マップの例を模式的に示す図である。焦点検出精度の高低を濃淡によって示している。領域９１と領域９３はそれぞれ、図８の領域８３と領域８６に対応する領域である。円環９２は図８の円環８４に対応している。なお、図示は省略するが、領域９１、領域９３にはそれぞれ異なる被写体（血管）が含まれている。

図９の領域９１に含まれる被写体は、例えばコントラストが低い等の理由で既定の精度を満たさないものとする。つまりユーザは焦点検出精度が低い被写体が含まれる領域９１を選択したとする。このような場合、焦点検出精度マップ上で、領域９１を通る円環９２上であって、最も焦点検出精度が高い被写体が含まれる領域９３を決定する処理が行われる。あるいは円環９２に代えて、図８（Ｂ）に示す同心円領域８７のように所定の幅を有する領域を用いてもよい。同心円領域内にあって最も焦点検出精度が高い被写体が含まれる領域を決定する処理が行われる。

図１０を参照して、本実施形態における処理について説明する。図１０は位相差ＡＦを行う場合のフローチャートである。以下の処理は、例えば眼科装置内または撮像装置内のＣＰＵ（中央演算処理装置）がプログラムを実行することによって実現される。焦点検出処理が開始すると、Ｓ１００ではユーザ操作による被写体の選択処理が行われる。ここで被写体１が選択されたものとする。次のＳ１０１で焦点検出部１２は被写体１に対して焦点検出を行う。そしてＳ１０２で焦点検出部１２は被写体１に対する焦点検出精度が閾値より高いかどうかを判定する。被写体１に対する焦点検出精度が閾値より高く、既定の焦点検出精度を満たしていると判定された場合、Ｓ１０６に進み、焦点検出処理を終了する。既定の焦点検出精度が満たされていないと判定された場合にはＳ１０３の処理に進む。

Ｓ１０３で領域決定部１３は、被写体１が含まれる領域を通る円環（図８（Ａ）：８４参照）、または同心円領域（図８（Ｂ）：８７参照）を決定する。次に、Ｓ１０４で領域決定部１３はＳ１０３で決定した円環上、または同心円領域内にある被写体１よりも焦点検出精度が高く、かつ既定の焦点検出精度を満たす被写体２を探索する。探索により被写体２が決定された場合、Ｓ１０５で焦点検出部１２は被写体２に対する焦点検出を行う。被写体２を含む領域に対応するＡＦ枠（焦点検出枠）が表示される。その後、Ｓ１０６に進み、焦点検出を終了する。焦点検出後に眼科装置１または撮像装置１０が備える制御部はフォーカスレンズの駆動機構部を制御し、フォーカスレンズを光軸Ｏ３上で移動させることで焦点調節（位相差ＡＦ）を行う。ＡＦ制御に関しては公知であるため、その説明を省略する。

本実施形態によれば、被験眼における任意の被写体に対して位相差ＡＦを行い、焦点を合わせることが可能な眼科装置を提供することができる。

［実施形態２］
次に本発明の実施形態２を説明する。実施形態１では被験眼の光軸と眼科装置の光軸とが一致している場合について説明したが、本実施形態では、これらの光軸が一致していないときの解決方法を示す。本実施形態にて実施形態１との相違点のみを説明し、重複する説明を省略する。このような説明の省略方法については後述の実施形態でも同じである。

図１１（Ａ）は被験眼の光軸と眼科装置の光軸とが一致している場合の、デフォーカスマップに基づく焦点検出精度マップの例を示す。図１１（Ｂ）は被験眼の光軸と眼科装置の光軸とが一致していない場合の、デフォーカスマップに基づく焦点検出精度マップの例を示す。図１１（Ｂ）の場合には、同一のデフォーカス量である領域は、画角とは異なる位置を中心とする円環の領域になり、画角内で円弧状の領域である。領域１１００は、ユーザにより選択された被写体が含まれる領域を示している。

図１１（Ｃ）には、領域１１００のデフォーカス量と同一のデフォーカス量であるとみなされた一部領域（円弧）だけを区別して示している。例えば、円環１１０１は最小二乗法等により円近似した場合の円環であり、図８の円環８４に対応する。また実施形態１の場合と同様に、円環に代えて、要求精度に応じた同心円領域を用いてもよい。図１０のＳ１０４で領域決定部１３は、円環１１０１上において、ユーザが指定した被写体よりも焦点検出精度が高く、かつ既定の焦点検出精度を満たす被写体を探索する。

本実施形態によれば、被験眼の光軸と眼科装置の光軸とが一致していない場合でも、被験眼における任意の被写体に焦点を合わせることが可能である。

［実施形態３］
図１２を参照して、本発明の実施形態３について説明する。前記実施形態では、ユーザが指定した被写体１に対する焦点検出精度が既定の焦点検出精度を満たさない場合、円環上または同心円領域内の別の被写体２に対する焦点検出が行われる。しかし、被写体２でも既定の焦点検出精度を満たさない場合がありうる。そこで本実施形態では、円環または同心円領域を拡大する処理例を示す。

図１２は同心円領域の拡大の様子を示す模式図である。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）はそれぞれ図８（Ａ）、図８（Ｂ）に対応しているので、それらの詳細な説明は割愛する。図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）の同心円領域８７の幅を大きくすることで同心円領域１２０３まで広げた様子を示している。なお、同心円領域１２０３をさらに画角全域まで広げることも可能である。

図１０のＳ１０４にて領域決定部１３は、拡大した同心円領域内において、被写体８２より焦点検出精度が高く、かつ既定の焦点検出精度を満たす被写体１２０１の探索を行う。その結果、被写体１２０１が含まれる領域１２０２に対して焦点検出が行われる。なお、本実施形態で説明した同心円領域については眼科装置が自動的に広げながら図１０のＳ１０４の処理を実行することも可能である。また同心円領域の拡大に伴い、既定の焦点検出精度を自動的に緩和する処理が実行される場合、ユーザに焦点検出精度の変更を通知する処理が行われる。

本実施形態によれば、円環または同心円領域の拡大処理によって、被験眼における任意の被写体に焦点を合わせることが可能である。

［実施形態４］
図１３を参照して、本発明の実施形態４について説明する。本実施形態では同心円領域の拡大処理に関して画角の周辺方向と中央方向とで拡大幅を異ならせる方法を示す。図１３は、円環８４に対して画角の周辺方向において幅ｄ１、かつ中央側において幅ｄ２の拡大を行った同心円領域１３００の例を示している。

撮像面位相差ＡＦでは、一般に周辺部ほど焦点検出精度が低くなることから、被写体探索（図１０：Ｓ１０４）が優先的に画角中央寄りの範囲で行われるように、「ｄ１＜ｄ２」として同心円領域が拡大される。

本実施形態によれば、画角の周辺方向と中央方向とで異なる幅の拡大処理によって、被験眼における任意の被写体に焦点を合わせることが可能である。

［実施形態５］
図１４を参照して、本発明の実施形態４について説明する。本実施形態では同心円領域を画角８１の全面まで拡大しても既定の焦点検出精度を満たす被写体が存在しない場合への対策を示す。この場合、本実施形態では被験眼へのパターン投光が行われる。

図１４は投光光源１５より被験眼にパターン投光を行う様子を示す。例えば、被験眼に対して赤外光帯域のパターン光が照射される。画角８１内にて縦縞状の投光像１４００を含む領域１４０１で焦点検出が行われる。

本実施形態によれば、所定パターンの投光を行うことによって、被験眼における任意の被写体に焦点を合わせることが可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

［その他の実施形態］
前記実施形態では被験眼の光学的な検査装置において、第１の被写体の焦点検出精度が閾値より低い場合に第１の被写体を通る探索域として、円環や同心円領域を用いる例を示した。これに限らず、領域決定部１３は、被検査物に応じた被写体の探索域として適合する形状（例えば楕円形、多角形等）を決定する。決定された探索域にて焦点検出精度が閾値より高い第２の被写体が検出された場合、第２の被写体が含まれる領域に対して焦点検出が行われる。

また、光源により３点以上の投光を行う実施形態がある。この場合、眼科装置１はワーキングドットの回転または消灯の制御が可能である。あるいは光源により円形状のパターン投光を行う実施形態がある。

１ 眼科装置
１０ 撮像装置
１１ 撮像素子
１２ 焦点検出部
１３ 領域決定部

Claims (8)

1. 撮像素子により被写体を撮像した画像を用いて被験眼の検査を行う眼科装置であって、
   前記撮像素子から取得される複数の信号の位相差を検出することにより焦点検出を行う検出手段と、
   画角にて前記焦点検出を行う領域を決定する決定手段と、を備え、
   前記決定手段は第１の被写体の焦点検出精度が閾値より低い場合、前記第１の被写体を通る探索域として円環または同心円領域を決定し、前記探索域にて前記焦点検出精度が前記閾値より高い第２の被写体が含まれる領域を、前記焦点検出を行う領域として決定する
   ことを特徴とする眼科装置。
2. 前記検出手段は、前記複数の信号の位相差を検出してデフォーカス量を算出し、
   前記決定手段は、前記デフォーカス量に基づく焦点検出精度から前記探索域として円環または同心円領域を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記検出手段は、前記第１の被写体の焦点検出精度が閾値より低い場合、前記決定手段により決定された領域に含まれる前記第２の被写体に対して焦点検出を行う
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の眼科装置。
4. 前記決定手段は、前記同心円領域の大きさを変更する
   ことを特徴とする請求項２に記載の眼科装置。
5. 前記決定手段は、前記同心円領域の大きさを、画角の中央方向と周辺方向でと異なる幅に変更する
   ことを特徴とする請求項４に記載の眼科装置。
6. 前記焦点検出精度が閾値より低い場合にパターン光を投光する投光手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の眼科装置。
7. 前記撮像素子は、複数のマイクロレンズと、各マイクロレンズに対応する複数の光電変換部を備える
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の眼科装置。
8. 撮像素子により被写体を撮像した画像を用いて被験眼の検査を行う眼科装置にて実行される制御方法であって、
   前記撮像素子から取得される複数の信号の位相差を検出することにより焦点検出を行う検出工程と、
   画角にて前記焦点検出を行う領域を決定する決定工程と、を有し、
   前記検出工程にて第１の被写体の焦点検出精度が閾値より低い場合、前記決定工程では前記第１の被写体を通る探索域として円環または同心円領域が決定され、前記探索域にて前記焦点検出精度が前記閾値より高い第２の被写体が含まれる領域を、前記焦点検出を行う領域として決定する処理が行われる
   ことを特徴とする制御方法。

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