JP2016510628A - Portable retinal imaging device - Google Patents

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    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
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Abstract

携帯型MEMSベース走査レーザ検眼鏡(MSLO)である。一例では、MSLOは、レーザ照射ビームを生成するレーザ照射サブアセンブリと、レーザ照射ビームを受取り、画像化されるべき眼球の網膜の少なくとも一部分上をレーザ照射ビームで走査するように構成された二次元MEMS走査ミラーと、走査ミラーからのレーザ照射ビームを眼球に方向付けて網膜を照射するように構成された光学系と、眼球から反射された光学放射を遮って網膜の画像を生成するように構成された検出器サブアセンブリとを含む。光学系は、走査ミラーと眼球との間に位置決めされた、かつレーザ照射ビームを眼球に方向付け、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けるように構成された偏光ビームスプリッタを含む。A portable MEMS-based scanning laser ophthalmoscope (MSLO). In one example, the MSLO is a two-dimensional laser irradiation subassembly that generates a laser irradiation beam and a two-dimensional configuration configured to receive the laser irradiation beam and scan at least a portion of the retina of the eyeball to be imaged with the laser irradiation beam. A MEMS scanning mirror, an optical system configured to irradiate the retina by directing a laser irradiation beam from the scanning mirror to the eyeball, and a configuration for generating an image of the retina by blocking the optical radiation reflected from the eyeball Detector subassembly. The optical system includes a polarizing beam splitter positioned between the scanning mirror and the eyeball and configured to direct the laser illumination beam to the eyeball and to direct the optical radiation reflected from the eyeball to the detector subassembly. Including.

Description

背景
眼底、視神経円板、黒点および中心窩、ならびに後極を含む眼球(網膜)の内面を画像化するために眼底カメラが眼科専門医によって長年用いられている。一般に、眼底カメラは、網膜上におよそ30〜45度の球状の視野を有する。これらのカメラは、直接または間接検眼法の原則に基づいて動作し、フラッシュバルブからの光で眼球を照らし、結像光学系および検出器によって二次元画像を取り込む。フラッシュバルブからの光は、ドーナツ形状の開口を通って一連のレンズを介して合焦され、次いで中央の開口を通過して、カメラの対物レンズと網膜上の角膜とを通過する前に環状形を形成する。網膜から反射された光は、照射系によって形成されたドーナツ形の照らされていない穴を通って伸縮式接眼レンズへと通過する。網膜の画像を取得するには、ミラーが照射系の経路を遮ってフラッシュバルブからの光を眼球に通過させ、同時に、ミラーが観察望遠鏡の前で倒れて検出器へと光の方向を変える。これらの器具は設計が複雑であり、臨床基準に製造するのが困難である。その上、眼底カメラは、照射経路および画像化経路の両方に共通する結像光学系と前方対物レンズとによって生じる収差のために比較的小さい視野に限定され、かつ網膜上の回折限界分解能よりも劣る。携帯型または手持ち型の眼底カメラは市販されているが、広く用いられていない。なぜなら、操作のためには熟練した撮影者が必要とされ、取込まれる画像が卓上型装置に対して劣るからである。
Background Fundus cameras have been used by ophthalmologists for many years to image the inner surface of the eyeball (retina), including the fundus, optic disc, sunspot and fovea, and posterior pole. In general, a fundus camera has a spherical field of view of approximately 30-45 degrees on the retina. These cameras operate on the principle of direct or indirect optometry, illuminate the eye with light from a flash bulb, and capture two-dimensional images with imaging optics and detectors. The light from the flash bulb is focused through a series of lenses through a donut-shaped aperture, then through a central aperture and in an annular shape before passing through the camera objective and the cornea on the retina. Form. Light reflected from the retina passes through a donut-shaped unilluminated hole formed by the illumination system and into the telescopic eyepiece. In order to acquire an image of the retina, the mirror intercepts the path of the illumination system and allows the light from the flash bulb to pass through the eyeball. At the same time, the mirror falls in front of the observation telescope and changes the direction of the light to the detector. These instruments are complex in design and difficult to manufacture to clinical standards. Moreover, the fundus camera is limited to a relatively small field of view due to aberrations caused by the imaging optics common to both the illumination and imaging paths and the front objective lens, and more than diffraction limited resolution on the retina. Inferior. Portable or handheld fundus cameras are commercially available but are not widely used. This is because a skilled photographer is required for the operation, and the captured image is inferior to the desktop apparatus.

網膜の画像を取得するために用いられる別の装置は、一般に眼底カメラよりも良好な空間分解能で網膜を画像化することが可能な走査レーザ検眼鏡である。走査レーザ検眼鏡は、網膜上でラスタ走査されるレーザ照射器と、走査の各点において網膜から反射された光を測定するように構成された検出器とを用いる。照射器を走査するために用いられる走査要素は、回転ポリゴン、走査プリズム、および検流計駆動型可動ミラーを含む。これらの要素は位置合せしにくく、衝撃および振動に弱いため、携帯型システムにおいてそれらを使用することは非実用的である。   Another device used to acquire images of the retina is a scanning laser ophthalmoscope that can image the retina with a better spatial resolution than a fundus camera. A scanning laser ophthalmoscope uses a laser irradiator that is raster scanned over the retina and a detector that is configured to measure the light reflected from the retina at each point of the scan. The scanning elements used to scan the illuminator include a rotating polygon, a scanning prism, and a galvanometer driven movable mirror. Because these elements are difficult to align and are vulnerable to shock and vibration, it is impractical to use them in portable systems.

広視野(FOV)画像化については、既存のシステムは、網膜における仮想点走査に楕円ミラーを用いる。実際の走査点は楕円の1つの焦点上に配置され、楕円の他の焦点は人間の眼球の瞳に位置する。走査が楕円の短軸を中心として対称である場合、仮想走査角度は実際の走査角度と等しい。   For wide field of view (FOV) imaging, existing systems use elliptical mirrors for virtual point scanning in the retina. The actual scan point is located on one focus of the ellipse and the other focus of the ellipse is located at the pupil of the human eyeball. If the scan is symmetrical about the minor axis of the ellipse, the virtual scan angle is equal to the actual scan angle.

発明の概要
局面および実施形態は、網膜の画像を取得するための携帯型装置に向けられる。特に、局面および実施形態は、従来の走査要素を二次元MEMS(マイクロエレクトロメカニカルシステム)走査ミラーで置換し、それによって、さらに以下に述べられるように携帯機器において着実な走査を可能にする走査レーザ検眼鏡に向けられる。ある実施形態によれば、装置は、入射偏光照射を提供するための偏光制御ユニットを有する多色光源と、二次元MEMS走査ミラーと、網膜表面全体に照射を方向付けるための光学結像系とを含む。以下により詳細に述べられるように、走査ミラーは、光学軸に沿って受取られ、結像系を通って伝送された入射照射を、眼球の網膜に向かって方向付ける。偏光ビームスプリッタは、網膜から反射された画像担持光を共焦点集光光学系および検出器上に方向付け、それにより網膜の画像を取得するために用いられる。
SUMMARY OF THE INVENTION Aspects and embodiments are directed to a portable device for acquiring images of the retina. In particular, aspects and embodiments replace a conventional scanning element with a two-dimensional MEMS (microelectromechanical system) scanning mirror, thereby enabling a steady scan in a portable device as described further below. Directed to the ophthalmoscope. According to an embodiment, the apparatus comprises a multicolor light source having a polarization control unit for providing incident polarized illumination, a two-dimensional MEMS scanning mirror, and an optical imaging system for directing illumination across the retina surface. including. As will be described in more detail below, the scanning mirror directs incident illumination received along the optical axis and transmitted through the imaging system towards the retina of the eyeball. The polarizing beam splitter is used to direct image bearing light reflected from the retina onto the confocal focusing optics and detector, thereby acquiring an image of the retina.

一実施形態によれば、MEMSベース走査レーザ検眼鏡は、レーザ照射ビームを生成するように構成されたレーザ照射サブアセンブリと、レーザ照射ビームを受取り、画像化されるべき眼球の網膜の少なくとも一部分上をレーザ照射ビームで走査するように構成された二次元MEMS走査ミラーと、MEMS走査ミラーに光学的に結合され、レーザ照射ビームを走査ミラーから眼球に方向付けて眼球の網膜を照射するように構成された光学系と、光学系に光学的に結合され、眼球から反射された光学放射を遮って網膜の画像を生成するように構成された検出器サブアセンブリとを備える。光学系は、走査ミラーと眼球との間に位置決めされた、かつレーザ照射ビームを眼球に方向付け、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けるように構成された偏光ビームスプリッタを含む。   According to one embodiment, a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope is provided on a laser irradiation subassembly configured to generate a laser irradiation beam and on at least a portion of the retina of an eyeball that receives the laser irradiation beam and is to be imaged. A two-dimensional MEMS scanning mirror configured to scan a laser beam with a laser irradiation beam, and optically coupled to the MEMS scanning mirror, and configured to irradiate the retina of the eyeball by directing the laser irradiation beam from the scanning mirror to the eyeball And a detector subassembly configured to generate an image of the retina that is optically coupled to the optical system and blocks optical radiation reflected from the eyeball. The optical system includes a polarizing beam splitter positioned between the scanning mirror and the eyeball and configured to direct the laser illumination beam to the eyeball and to direct the optical radiation reflected from the eyeball to the detector subassembly. Including.

一例では、二次元MEMS走査ミラーは、網膜の一部分上をレーザ照射ビームでリサージュパターンで走査するように構成される。一例では、偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを伝送し、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに反射するように構成される。別の例では、偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを反射し、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに伝送するように構成される。光学系は、偏光ビームスプリッタと眼球との間に位置決めされた軸上対物レンズをさらに含み得る。検出器サブアセンブリは、たとえばアバランシェフォトダイオード、電荷結合素子、または光電子増倍管などの光検出器を含み得る。一例では、検出器サブアセンブリは、光学放射を光検出器に合焦させるように構成された合焦光学部品をさらに含む。検出器サブアセンブリは、合焦光学部品と光検出器との間に光学的に結合された共焦点開口をさらに含み得る。別の例では、レーザ照射サブアセンブリは、近赤外線レーザ光源および可視レーザ光源の少なくとも一方を含む。   In one example, the two-dimensional MEMS scanning mirror is configured to scan a portion of the retina with a laser illumination beam in a Lissajous pattern. In one example, the polarizing beam splitter is configured to transmit a laser illumination beam to the eyeball and reflect optical radiation reflected from the eyeball to the detector subassembly. In another example, the polarizing beam splitter is configured to reflect the laser illumination beam to the eyeball and transmit the optical radiation reflected from the eyeball to the detector subassembly. The optical system may further include an on-axis objective lens positioned between the polarizing beam splitter and the eyeball. The detector subassembly may include a photodetector such as an avalanche photodiode, a charge coupled device, or a photomultiplier tube. In one example, the detector subassembly further includes focusing optics configured to focus the optical radiation onto the photodetector. The detector subassembly may further include a confocal aperture optically coupled between the focusing optic and the photodetector. In another example, the laser illumination subassembly includes at least one of a near infrared laser light source and a visible laser light source.

MEMSベース走査レーザ検眼鏡は、光学系に光学的に結合された表示画面と、レーザ照射サブアセンブリを制御して、表示画面上に固視ターゲットを表示するように構成されたコントローラと、レーザ照射ビームがそれに沿って眼球に進行する照射経路に表示画面を光学的に結合するように構成されたダイクロイックビームスプリッタとをさらに備え得る。照射経路は偏光ビームスプリッタを含み、偏光ビームスプリッタは、眼球が固視ターゲットを見ることを可能にするために固視ターゲットに対応する光強度を眼球に方向付けるように構成される。一例では、コントローラはさらに、網膜の選択された領域の画像を取得するように、表示画面上の固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導するように構成される。MEMSベース走査レーザ検眼鏡は、アライメントビームを提供するように構成された照射器と、眼球から反射されたアライメントビームを検出するように構成されたカメラと、アライメントビームを照射経路に結合するように構成されたビームスプリッタと、を含むアライメントおよび合焦サブシステムをさらに備え得る。別の例では、MEMSベース走査レーザ検眼鏡は、レーザ照射サブアセンブリと走査ミラーとの間の照射経路に位置決めされた電気的に調整可能なレンズをさらに備え、コントローラは、カメラおよび電気的に調整可能なレンズに結合され、眼球から反射され、カメラによって検出されたアライメントビームから取得された情報に基づいて電気的に調整可能なレンズの焦点を調節するようにさらに構成される。   A MEMS-based scanning laser ophthalmoscope includes a display screen optically coupled to an optical system, a controller configured to control a laser irradiation subassembly to display a fixation target on the display screen, and laser irradiation. A dichroic beam splitter configured to optically couple the display screen to an irradiation path along which the beam travels to the eyeball. The illumination path includes a polarizing beam splitter that is configured to direct light intensity corresponding to the fixation target to the eye to allow the eye to view the fixation target. In one example, the controller is further configured to guide the eyeball orientation by adjusting the display location of the fixation target on the display screen to obtain an image of a selected region of the retina. The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope is configured to couple an illuminator configured to provide an alignment beam, a camera configured to detect the alignment beam reflected from the eyeball, and the alignment beam into the irradiation path. And an alignment and focusing subsystem that includes a configured beam splitter. In another example, the MEMS-based scanning laser ophthalmoscope further comprises an electrically adjustable lens positioned in the illumination path between the laser illumination subassembly and the scanning mirror, and the controller includes a camera and an electrically adjustable And is further configured to adjust the focus of the electrically adjustable lens based on information obtained from the alignment beam coupled to the possible lens, reflected from the eyeball and detected by the camera.

別の実施形態によれば、走査レーザ検眼鏡によって眼球の網膜を画像化する方法は、レーザ照射ビームを生成することと、偏光ビームスプリッタによってレーザ照射ビームを眼球に方向付けることと、二次元MEMS走査ミラーを用いて眼球における走査点を中心にレーザ照射ビームで走査して、眼球の網膜を照射する二次元照射領域を生成することと、光学放射をデスキャンする(descanning)ことなく、眼球から反射された光学放射を偏光ビームスプリッタによって検出器サブアセンブリに方向付けることと、光学放射から網膜の画像を生成することとを含む。   According to another embodiment, a method for imaging a retina of an eyeball by a scanning laser ophthalmoscope includes generating a laser irradiation beam, directing the laser irradiation beam to the eyeball by a polarizing beam splitter, and two-dimensional MEMS. Using a scanning mirror to scan with a laser irradiation beam around the scanning point of the eyeball, to generate a two-dimensional irradiation area that irradiates the retina of the eyeball, and to reflect from the eyeball without descanning the optical radiation Directing the emitted optical radiation to a detector subassembly by a polarizing beam splitter and generating an image of the retina from the optical radiation.

一例では、レーザ照射ビームを生成することは、近赤外線照射ビームおよび可視照射ビームの少なくとも一方を生成することを含む。別の例では、レーザ照射ビームで走査することは、レーザ照射ビームをリサージュパターンで走査することを含む。一例では、偏光ビームスプリッタは、走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、偏光ビームスプリッタを通してレーザ照射ビームを伝送することを含み、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けることは、偏光ビームスプリッタによって光学放射を反射することを含む。別の例では、偏光ビームスプリッタは、走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、レーザ照射ビームを偏光ビームスプリッタによって反射することを含み、眼球から反射された光学放射を検出器サブアセンブリに方向付けることは、偏光ビームスプリッタを通して光学放射を伝送することを含む。当該方法は、眼球をアライメントビームで照射することと、アライメントビームを検出することと、レーザ照射ビームを生成するレーザ照射サブアセンブリと走査ミラーとの間に位置決めされた電気的に調整可能なレンズの焦点を調節して、レーザ照射ビームを眼球の網膜上に合焦させることとをさらに含み得る。一例では、当該方法は、表示画面上に固視ターゲットを表示することと、網膜の選択された領域の画像を取得するように、表示画面上の固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導することとをさらに含む。   In one example, generating the laser irradiation beam includes generating at least one of a near infrared irradiation beam and a visible irradiation beam. In another example, scanning with a laser irradiation beam includes scanning the laser irradiation beam with a Lissajous pattern. In one example, the polarizing beam splitter is positioned between the scanning mirror and the eyeball, and directing the laser illumination beam to the eyeball includes transmitting the laser illumination beam through the polarization beam splitter, and optical reflected from the eyeball. Directing radiation to the detector subassembly includes reflecting the optical radiation by a polarizing beam splitter. In another example, the polarizing beam splitter is positioned between the scanning mirror and the eyeball, and directing the laser illumination beam to the eyeball includes reflecting the laser illumination beam by the polarization beam splitter and reflected from the eyeball. Directing the optical radiation to the detector subassembly includes transmitting the optical radiation through a polarizing beam splitter. The method includes irradiating an eye with an alignment beam, detecting the alignment beam, and an electrically adjustable lens positioned between a laser irradiation subassembly that generates the laser irradiation beam and a scanning mirror. Adjusting the focus may further include focusing the laser irradiation beam onto the retina of the eyeball. In one example, the method displays the fixation target on the display screen and adjusts the display location of the fixation target on the display screen so as to obtain an image of a selected region of the retina. And further guiding the orientation.

これらの例示的な局面および実施形態のさらに他の局面、実施形態、ならびに利点について以下に詳細に述べる。本明細書に開示されるいずれかの実施形態は、本明細書に開示される原則のうち少なくとも1つと一致するいずれかのやり方でいずれかの他の実施形態と組合されてもよく、「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替的な実施形態」、「様々な実施形態」、「一実施形態」などの言及は、必ずしも相互に排他的ではなく、実施形態に関して記載される特定の特徴、構造、または特性が少なくとも1つの実施形態に含まれ得ることを示すことが意図される。本明細書におけるそのような用語の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指している訳ではない。   Further aspects, embodiments, and advantages of these exemplary aspects and embodiments are described in detail below. Any embodiment disclosed herein may be combined with any other embodiment in any manner consistent with at least one of the principles disclosed herein. References to “forms”, “some embodiments”, “alternative embodiments”, “various embodiments”, “one embodiment”, etc. are not necessarily mutually exclusive and are described with respect to the embodiments. It is intended to indicate that a particular feature, structure, or characteristic may be included in at least one embodiment. The appearances of such terms herein are not necessarily all referring to the same embodiment.

図面の簡単な説明
添付図面を参照して、少なくとも1つの実施形態の様々な局面について以下に述べる。図は縮尺通りに描かれることは意図されていない。図は、様々な局面および実施形態の例示およびさらなる理解をもたらすために含まれ、本明細書に組込まれその一部を構成するが、発明の範囲の定義として意図されている訳ではない。図において、様々な図に例示される同一またはほぼ同一の各構成要素は同じ数字によって表される。明瞭さの目的で、すべての図においてすべての構成要素にラベルが付されているとは限らない。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Various aspects of at least one embodiment are described below with reference to the accompanying drawings. The figures are not intended to be drawn to scale. The figures are included to provide illustration and further understanding of various aspects and embodiments, and are incorporated in and constitute a part of this specification, but are not intended as a definition of the scope of the invention. In the figures, each identical or nearly identical component that is illustrated in various figures is represented by a like numeral. For purposes of clarity, not all components are labeled in all drawings.

発明の局面に係るMEMSベース走査レーザ検眼鏡の一例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an example of a MEMS base scanning laser ophthalmoscope according to an aspect of the invention. 発明の局面に係る、ハウジング内の携帯型MEMSベース走査レーザ検眼鏡の一例のブロック図である。1 is a block diagram of an example of a portable MEMS-based scanning laser ophthalmoscope within a housing, according to aspects of the invention. FIG. 従来の共焦点走査レーザ検眼鏡の例を例示する概略図である。It is the schematic which illustrates the example of the conventional confocal scanning laser ophthalmoscope. 発明の局面に係るMEMSベース走査レーザ検眼鏡のための伝送アーキテクチャの一例を例示する概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a transmission architecture for a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope according to aspects of the invention. FIG. 発明の局面に係るMEMSベース走査レーザ検眼鏡のための反射アーキテクチャの一例を例示する概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a reflective architecture for a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope according to aspects of the invention. FIG. 発明の局面に係るレーザ照射サブアセンブリの一例の機能ブロック図である。2 is a functional block diagram of an example of a laser irradiation subassembly according to an aspect of the invention. FIG. 発明の局面に係る伝送アーキテクチャを有するMEMSベース走査レーザ検眼鏡の一構造例の概略図である。1 is a schematic diagram of an example structure of a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope having a transmission architecture according to aspects of the invention. FIG. 発明の局面に係る反射アーキテクチャを有するMEMSベース走査レーザ検眼鏡の一構造例の概略図である。1 is a schematic diagram of an example structure of a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope having a reflective architecture according to aspects of the invention. FIG. 発明の局面に係るMEMSベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。It is the schematic of another structural example of the MEMS base scanning laser ophthalmoscope which concerns on the situation of invention. 発明の局面に係るMEMSベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。It is the schematic of another structural example of the MEMS base scanning laser ophthalmoscope which concerns on the situation of invention. 発明の局面に係るMEMSベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。It is the schematic of another structural example of the MEMS base scanning laser ophthalmoscope which concerns on the situation of invention. 発明の局面に係るMEMSベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。It is the schematic of another structural example of the MEMS base scanning laser ophthalmoscope which concerns on the situation of invention. 発明の局面に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートである。3 is a flowchart of an example of a retinal imaging process according to an aspect of the invention. 発明の局面に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートである。3 is a flowchart of an example of a retinal imaging process according to an aspect of the invention. 発明の局面に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートである。3 is a flowchart of an example of a retinal imaging process according to an aspect of the invention. 発明の局面に係る、MEMSベース走査レーザ検眼鏡の実施形態を用いて患者に提示される表示画面の画像の例である。4 is an example of a display screen image presented to a patient using an embodiment of a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope according to aspects of the invention. 発明の局面に係る、両眼固視をもたらすように構成されたMEMSベース走査レーザ検眼鏡の一構造例の概略図である。1 is a schematic diagram of a structural example of a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope configured to provide binocular fixation according to an aspect of the invention. 発明の局面に係る、両眼固視をもたらすように構成されたMEMSベース走査レーザ検眼鏡の別の構造例の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of another example structure of a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope configured to provide binocular fixation according to an aspect of the invention.

詳細な説明
局面および実施形態は、たとえば遠隔地およびかかりつけ診療所における手持ち型、携帯型網膜画像化を可能にするように構成された小型で広視野の走査レーザ検眼鏡に向けられる。携帯型網膜画像化は、眼疾患について遠隔地の住民に検診を行うため、および戦場での眼部損傷について戦闘員に検診を行って戦場での外傷の直接の視覚上の影響を観察するために非常に貴重であろう。同様に、診療所における網膜画像化は、たとえば網膜症について糖尿病患者に検診を行う効率を大きく向上させるであろう。従来の卓上型網膜画像化装置はそのような用途には大きすぎ、かつ/または訓練された専門家が操作することを必要とする。
DETAILED DESCRIPTION Aspects and embodiments are directed to a small, wide-field scanning laser ophthalmoscope that is configured to allow handheld, portable retinal imaging, for example in remote locations and home clinics. Portable retinal imaging is used to screen distant residents for eye diseases and to screen combatants for eye damage on the battlefield to observe the direct visual impact of trauma on the battlefield. Would be very valuable. Similarly, retinal imaging in the clinic will greatly improve the efficiency of screening diabetic patients for retinopathy, for example. Conventional tabletop retinal imaging devices are too large for such applications and / or require operation by trained professionals.

一実施形態によれば、小型で携帯可能なハードウェア接地面積での網膜の自己管理型の広視野の画像化はMEMSベース走査レーザ検眼鏡(MSLO)によって実現される。携帯機器での着実な走査を可能にするために、二次元(2D)MEMS走査ミラーは、上述した回転ポリゴン、走査プリズム、および検流計駆動型可動ミラーなどの従来の走査要素を置換する。ある実施形態によれば、低価格設計のために、走査レーザ検眼鏡でこれまで用いられていた軸外円錐形ミラー前方対物レンズは、軸上屈折対物レンズで置換され、それにより、集光経路の複雑さおよび照射経路において補正されなければならない収差を減少させる。以下により詳細に述べられるように、共通の照射および検出/集光経路において屈折素子を使用することによって引起されるゴースト反射を減少させるために偏光ビームスプリッタを用いてもよい。これにより、さらに以下に述べられるように、集光経路がデスキャンされない共焦点走査レーザ検眼鏡の提供が可能となる。その上、さらに以下にも述べられるように、MSLOの実施形態は、リアルタイムなフィードバックによって人間の被験者に固視ターゲットを提示して、完全自動化された自己管理型の網膜画像化を可能にするように構成される。   According to one embodiment, self-managing wide-field imaging of the retina with a small and portable hardware ground area is achieved by a MEMS-based scanning laser ophthalmoscope (MSLO). To enable steady scanning on portable devices, two-dimensional (2D) MEMS scanning mirrors replace conventional scanning elements such as the rotating polygons, scanning prisms, and galvanometer driven movable mirrors described above. According to one embodiment, for a low cost design, the off-axis conical mirror front objective lens previously used in scanning laser ophthalmoscopes is replaced with an on-axis refractive objective lens, thereby condensing path And the aberrations that must be corrected in the illumination path. As described in more detail below, a polarizing beam splitter may be used to reduce ghost reflections caused by the use of refractive elements in a common illumination and detection / collection path. This makes it possible to provide a confocal scanning laser ophthalmoscope whose defocusing path is not descanned, as will be described further below. In addition, as described further below, embodiments of the MSLO present a fixation target to a human subject with real-time feedback to enable fully automated, self-managed retinal imaging. Configured.

MSLOの実施形態は、たとえば、遠隔医療ネットワークを用いた糖尿病性網膜症の検診、戦場での軍人の眼部損傷の画像化、世界の医療サービスが行き届いていない場所での網膜画像化、および携帯型システムを用いた在宅看護提供者などの用途を含む、従来の眼科診療所の外での網膜画像化を可能にし得る。MSLOの別の利点は、弱光で操作することができ、したがって瞳孔拡張が必要とされない点である。   Embodiments of MSLO include, for example, screening for diabetic retinopathy using a telemedicine network, imaging military eye damage on the battlefield, retinal imaging in locations where global medical services are inadequate, and mobile It may enable retinal imaging outside conventional ophthalmic clinics, including uses such as home care providers using mold systems. Another advantage of MSLO is that it can be operated with low light and therefore no pupil dilation is required.

本明細書で述べられる方法および装置の実施形態は、以下の説明に記載されるかまたは添付の図面に例示される構造の詳細および構成要素の配置への適用に限定されないことが認識されるべきである。当該方法および装置は、他の実施形態での実現が可能であり、様々なやり方で実施されるかまたは行われることが可能である。具体的な実現の例は、説明の目的でのみ本明細書に示され、限定するものとは意図されない。特に、いずれか1つ以上の実施形態に関して述べられる動作、要素および特徴は、いずれかの他の実施形態における同様の役割から除外されるものとは意図されない。また、本明細書で用いられる語法および用語は説明の目的のためのものであり、限定的なものと見なされるべきではない。本明細書における「含み」、「備え」、「有し」、「含有し」、「伴い」、およびそれらの変形の使用は、その後に挙げられる項目およびその均等物ならびに追加的な項目を包含することが目的である。「または」という言及は、「または」を用いて記載されるいずれかの用語は、記載される項目のうち1つ、2つ以上、およびすべてのいずれかを示し得るように包括的なものとして解釈され得る。   It should be appreciated that the method and apparatus embodiments described herein are not limited to application to the structural details and component arrangements set forth in the following description or illustrated in the accompanying drawings. It is. The method and apparatus can be implemented in other embodiments and can be implemented or performed in various ways. Specific implementation examples are presented herein for illustrative purposes only and are not intended to be limiting. In particular, acts, elements and features described with respect to any one or more embodiments are not intended to be excluded from a similar role in any other embodiments. Also, the terminology and terminology used herein is for the purpose of description and should not be considered limiting. The use of "including", "comprising", "having", "containing", "with", and variations thereof herein includes the items listed thereafter and equivalents thereof as well as additional items. The purpose is to do. Reference to “or” is intended to be inclusive so that any term written using “or” may indicate one, two, or all of the listed items. Can be interpreted.

図1を参照して、一実施形態に係るMSLOの一例の機能ブロック図が例示される。以下により詳細に述べられるように、MSLO100は、人間の眼球110を走査するための光学照射ビーム210を生成する1つ以上のレーザ照射サブアセンブリ200を含み得る。一例では、レーザ照射サブアセンブリ200は、さらに以下に述べられるように、選択された波長において照射ビーム210を生成するように構成された1つ以上のレーザを含む。レーザ照射サブアセンブリ200は、合焦および/または平行光学系220を含んで、または合焦および/または平行光学系220に結合されて、照射ビーム210を合焦させ、かつ/または平行にし得る。照射ビーム210は、光学サブシステム400を介して角膜112、レンズ114および流体116を通って進行し、眼球110の網膜118に入射する。照射ビーム210は、MEMS走査ミラー300を用いて、眼球110の網膜118全体にわたって走査される。一実施形態では、さらに以下に述べられるように、MEMS走査ミラー300は、網膜118上を照射ビーム210で二次元に走査する二次元(2D)走査ミラーである。網膜118によって散乱された光は、眼球110を通って戻るように進行し、光学検出器サブアセンブリ500によって検出される戻りビーム510へと光学サブシステム400によって方向付けられる。一例では、検出器サブアセンブリ500は、さらに以下に述べられるように、戻りビーム510を検出器540上に方向付けて合焦させるために、光学部品520および共焦点開口530を含む。検出器540は、たとえば、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオードまたは電荷結合素子(CCD)であり得る。   With reference to FIG. 1, a functional block diagram of an example of an MSLO according to one embodiment is illustrated. As described in more detail below, the MSLO 100 may include one or more laser illumination subassemblies 200 that generate an optical illumination beam 210 for scanning the human eyeball 110. In one example, laser illumination subassembly 200 includes one or more lasers configured to generate illumination beam 210 at a selected wavelength, as further described below. Laser illumination subassembly 200 may include or be coupled to focusing and / or collimating optics 220 to focus and / or collimate illumination beam 210. The illumination beam 210 travels through the cornea 112, the lens 114 and the fluid 116 via the optical subsystem 400 and is incident on the retina 118 of the eyeball 110. The illumination beam 210 is scanned across the retina 118 of the eyeball 110 using the MEMS scanning mirror 300. In one embodiment, as described further below, the MEMS scanning mirror 300 is a two-dimensional (2D) scanning mirror that scans the retina 118 with the illumination beam 210 in two dimensions. Light scattered by the retina 118 travels back through the eyeball 110 and is directed by the optical subsystem 400 to a return beam 510 that is detected by the optical detector subassembly 500. In one example, detector subassembly 500 includes optical component 520 and confocal aperture 530 to direct and focus return beam 510 onto detector 540, as described further below. The detector 540 can be, for example, a photomultiplier tube, an avalanche photodiode, or a charge coupled device (CCD).

一実施形態によれば、自動化された自己網膜画像化を可能にするために、MSLOサブシステム100全体がハウジング内に封入され、眼球の網膜118上での照射ビーム210の最良の合焦を実現するために6自由度で進行するように電気機械的に作動される。図2は、光学サブシステムがハウジング/筐体600内に配置されているMSLO装置の一例を示すブロック図である。一実施形態では、ハウジング600は、患者が自身の眼球110に装置を保持して網膜の走査を自己管理することができるように構成された接眼レンズ部分610を含む。MSLO装置は、ハウジング600内に位置するコントローラ620および電源630も含み得る。一例では、電源630はバッテリを含む。電源は、たとえばレーザ照射サブアセンブリ200を含むMSLO内のいずれかの能動部品と、コントローラ620とに電力を供給し得る。   According to one embodiment, the entire MSLO subsystem 100 is encapsulated in a housing to allow automated self-retinal imaging to achieve the best focus of the illumination beam 210 on the retina 118 of the eyeball. Is electromechanically actuated to travel with 6 degrees of freedom. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an MSLO device in which an optical subsystem is disposed within a housing / housing 600. In one embodiment, the housing 600 includes an eyepiece portion 610 that is configured to allow a patient to hold the device in his or her eye 110 to self-manage retinal scanning. The MSLO device may also include a controller 620 and a power source 630 located within the housing 600. In one example, power source 630 includes a battery. The power supply may provide power to any active components in the MSLO including the laser illumination subassembly 200 and the controller 620, for example.

コントローラ620は、MSLO100の様々な構成要素および動作の局面を制御して患者の眼球110の走査を行なうように構成され得る。たとえば、1つ以上のレーザ照射サブアセンブリ200が異なる波長において照射ビーム210を生成する能力を含む実施形態では、さらに以下に述べられるように、コントローラ620は、照射に用いられる光の波長、および/または異なる波長のビームが走査される順序を制御し得る。コントローラ620は、MSLO100に含まれ得るいずれかの能動部品をさらに制御し得る。コントローラ620は、さらに以下に述べられるように、検出器サブアセンブリ500からの出力の処理、格納、および/または遠隔地への伝送をさらに制御し得る。様々な例によれば、コントローラ620は、Texas Instruments(登録商標)、Intel(登録商標)、AMD(登録商標)、Sun(登録商標)、IBM(登録商標)、Motorola(登録商標)、Freescale(登録商標)、およびARMホールディングスによって製造されたプロセッサなどの市販のプロセッサを含む。しかしコントローラ620は、市販されているか専用に製造されたかにかかわらず、いずれかの種類のプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、マルチプロセッサ、またはコントローラであり得る。   The controller 620 may be configured to control various components and operational aspects of the MSLO 100 to scan the patient's eye 110. For example, in embodiments that include the ability of one or more laser illumination subassemblies 200 to generate an illumination beam 210 at different wavelengths, the controller 620 may determine the wavelength of light used for illumination, and / or as described further below. Or it can control the order in which beams of different wavelengths are scanned. Controller 620 may further control any active components that may be included in MSLO 100. Controller 620 may further control the processing, storage, and / or transmission of the output from detector subassembly 500 to a remote location, as further described below. According to various examples, the controller 620 may be a Texas Instruments®, Intel®, AMD®, Sun®, IBM®, Motorola®, Freescale ( And a commercially available processor such as a processor manufactured by ARM Holdings. However, the controller 620 can be any type of processor, field programmable gate array, multiprocessor, or controller, whether commercially available or manufactured specifically.

MSLO100は、(例を上述した)多数の構造のうちのいずれかをハウジング600内に有し得る。いくつかの実施形態では、ハウジング600の物理構造および/または構成、ならびに/またはハウジング内のMSLO100、コントローラ620、および電源630の配置は、MSLOの構成要素のレイアウトと、任意に、MSLOのために選択された光学的構成とに影響を及ぼし得る。   MSLO 100 may have any of a number of structures (examples described above) within housing 600. In some embodiments, the physical structure and / or configuration of the housing 600 and / or the placement of the MSLO 100, controller 620, and power supply 630 within the housing may be for the layout of the MSLO components and, optionally, for the MSLO. It can affect the selected optical configuration.

図3を参照して、従来の共焦点走査レーザ検眼鏡800では、照射器820からの照射ビーム810が走査ミラー830によって走査され、検出経路が走査ミラーによって同時にデスキャンされる。照射経路を検出経路から分離して、図3に示されるように照射ビーム810および戻りビーム850が同じ光路の一部分を共有することを可能にするためにビームスプリッタ840が用いられる。前方対物レンズ860は、眼球110および走査ミラー830への、かつ眼球110および走査ミラー830からの光を合焦させる。照射ビーム810は比較的小さなビーム径を有し得るが、典型的な3〜5mm径の人間の瞳を通って戻る網膜からの散乱光は、前方対物レンズ860からの戻り経路のビーム拡大により、走査ミラーにおいて直径が著しく増大し得る。点線の光線870は、眼球110の網膜からの散乱光線を表わす。したがって、この従来の構成では、走査ミラー830が典型的に小さいため、走査ミラーの自由開口が戻りビームのビーム径よりも著しく小さい場合がある。その結果、網膜から戻る光のわずかな部分のみが走査ミラー830によって検出器サブアセンブリ500に向けて反射される。   Referring to FIG. 3, in conventional confocal scanning laser ophthalmoscope 800, irradiation beam 810 from irradiator 820 is scanned by scanning mirror 830, and the detection path is simultaneously descanned by the scanning mirror. A beam splitter 840 is used to separate the illumination path from the detection path and allow the illumination beam 810 and the return beam 850 to share a portion of the same optical path as shown in FIG. The front objective lens 860 focuses light on the eyeball 110 and the scanning mirror 830 and from the eyeball 110 and the scanning mirror 830. Although the illumination beam 810 can have a relatively small beam diameter, scattered light from the retina returning through a typical 3-5 mm diameter human pupil is caused by beam expansion in the return path from the front objective lens 860. The diameter can increase significantly in the scanning mirror. Dotted ray 870 represents scattered rays from the retina of eyeball 110. Therefore, in this conventional configuration, since the scanning mirror 830 is typically small, the free aperture of the scanning mirror may be significantly smaller than the beam diameter of the return beam. As a result, only a small portion of the light returning from the retina is reflected by the scanning mirror 830 towards the detector subassembly 500.

この問題に対処し、集光効率を向上させるため、局面および実施形態は、検出/集光経路がデスキャンされない共焦点MSLOを提供する。より正確には、図4Aおよび図4Bに例示されるように、ビームスプリッタが光学サブシステム400内に配置されて、照射経路と走査ミラー300の眼球側の集光経路とを分離する。ビームスプリッタ410は、本明細書において伝送アーキテクチャ(図4A)と称される照射ビーム210を伝送(かつ戻りビーム510を反射)するか、または本明細書において反射アーキテクチャ(図4B)と称される照射ビーム210を反射(かつ戻りビーム510を伝送)するように構成され得る。ある実施形態によれば、光学サブシステム400は走査レンズ420および視野レンズ430を含む。ビームスプリッタ410は、走査レンズ420と視野レンズ430との間に位置決めされ、網膜からの戻り光510のすべてを取り込み、それを検出器サブアセンブリ500に方向付ける。したがって、ビームスプリッタ410は、戻りビームをデスキャンすることなく戻りビーム510を検出器サブアセンブリ500に方向付け、いくつかの従前の共焦点走査レーザ検眼鏡構成に対して集光経路の複雑さを低下させる。   To address this issue and improve collection efficiency, aspects and embodiments provide a confocal MSLO where the detection / collection path is not descanned. More precisely, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, a beam splitter is arranged in the optical subsystem 400 to separate the irradiation path and the focusing path on the eyeball side of the scanning mirror 300. Beam splitter 410 either transmits illumination beam 210, referred to herein as a transmission architecture (FIG. 4A) (and reflects return beam 510), or is referred to herein as a reflective architecture (FIG. 4B). It can be configured to reflect the illumination beam 210 (and transmit the return beam 510). According to some embodiments, the optical subsystem 400 includes a scanning lens 420 and a field lens 430. Beam splitter 410 is positioned between scanning lens 420 and field lens 430 to capture all of the return light 510 from the retina and direct it to detector subassembly 500. Thus, the beam splitter 410 directs the return beam 510 to the detector subassembly 500 without descanning the return beam, reducing the complexity of the collection path for some prior confocal scanning laser ophthalmoscope configurations. Let

上述したように、ある実施形態では、(光学サブシステム400に含まれる)MSLOのための前方対物レンズは、軸外反射円錐対物レンズではなく、1つ以上の軸上屈折素子を用いて実現される。たとえば、図4Aおよび図4Bに示される実施形態では、前方対物レンズは視野レンズ430を含む。軸上屈折前方対物レンズの使用により、照射経路において補正されなければならない集光経路収差の複雑さが低下し、(大きな円錐ミラーの必要性をなくすことによって)MSLOの寸法が縮小する。しかし、共通の照射および集光経路に屈折素子を追加すると、検出される画像の中心に輝点を事実上生成するゴースト反射が増大し得る。たとえば図3に例示したものなどの従来の走査レーザ検眼鏡配置では、検出器540は、(網膜からの反射から)集光されるべき光が検出器に戻るようにデスキャンされるよう、走査ミラー830の背後の固定された場所に配置される。この構成では、ゴースト反射は単一の場所において開口紋りによってブロックされ得る。対照的に、上述したように、本明細書で述べられるMSLOの実施形態は、ビームスプリッタ410を眼球110の付近に配置することによってデスキャンされない網膜からの反射光を集光する。換言すると、戻りビーム510を構成する光は、網膜118で反射された後で走査ミラー300から反射されない。その結果、集光経路に見られるゴースト反射は、単一の場所では出現しない。   As described above, in some embodiments, the front objective for MSLO (included in optical subsystem 400) is implemented using one or more on-axis refractive elements rather than off-axis reflective cone objectives. The For example, in the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B, the front objective includes a field lens 430. The use of an on-axis refractive front objective reduces the complexity of the collection path aberrations that must be corrected in the illumination path and reduces the size of the MSLO (by eliminating the need for a large conical mirror). However, the addition of refractive elements to the common illumination and collection path can increase ghost reflection that effectively creates a bright spot in the center of the detected image. In a conventional scanning laser ophthalmoscope arrangement, such as the one illustrated in FIG. 3, for example, the detector 540 scans the scanning mirror so that light to be collected (from reflection from the retina) is descanned back to the detector. Located in a fixed location behind 830. In this configuration, ghost reflections can be blocked by an aperture pattern at a single location. In contrast, as described above, the MSLO embodiments described herein collect reflected light from the retina that is not descanned by placing the beam splitter 410 near the eyeball 110. In other words, the light constituting the return beam 510 is not reflected from the scanning mirror 300 after being reflected by the retina 118. As a result, ghost reflections seen in the collection path do not appear at a single location.

一実施形態によれば、ゴースト反射が照射経路と平行にかつ集光経路に対して垂直に偏光されるように、照射および集光経路における偏光の状態を制御することによって、ゴースト反射が大幅に減少される。一実施形態では、この偏光制御は、偏光ビームスプリッタ410を用いることによって実現される。一例では、偏光ビームスプリッタ410は、P偏光を優先的に伝送し、S偏光を反射するように構成されたキューブ型ビームスプリッタである。したがって、たとえば、図4Bを参照して、反射アーキテクチャにより、かつ照射ビームがS偏光されると想定すると、偏光ビームスプリッタ410はS偏光を反射し、直交するP偏光を伝送する。眼球110は、S偏光が屈折前方対物レンズ(視野レンズ430)および眼球の角膜に入射するように、ビームスプリッタ410の反射アーム/経路に位置する。ゴースト反射はS偏光を維持し、したがってビームスプリッタ410を通して検出器サブアセンブリ500に再伝送されない。網膜118からの反射は、複数の散乱事象によって引起されるため、偏光されない。したがって、網膜からの反射のある部分がP偏光され、ビームスプリッタ410を通して再伝送されて、検出器サブアセンブリ500において戻りビーム510を形成する。走査ミラー300への光の入射面の角度が偏光ビームスプリッタ410への光の入射面と平行である場合、反射アーキテクチャが好まれ得る。   According to one embodiment, the ghost reflection is greatly reduced by controlling the state of polarization in the illumination and collection paths so that the ghost reflection is polarized parallel to the illumination path and perpendicular to the collection path. Will be reduced. In one embodiment, this polarization control is achieved by using a polarizing beam splitter 410. In one example, polarizing beam splitter 410 is a cube beam splitter configured to preferentially transmit P-polarized light and reflect S-polarized light. Thus, for example, referring to FIG. 4B, assuming a reflective architecture and assuming that the illumination beam is S-polarized, the polarizing beam splitter 410 reflects S-polarized light and transmits orthogonal P-polarized light. The eyeball 110 is located in the reflective arm / path of the beam splitter 410 so that S-polarized light is incident on the refractive front objective lens (field lens 430) and the cornea of the eyeball. The ghost reflection maintains S polarization and is therefore not retransmitted through the beam splitter 410 to the detector subassembly 500. Reflections from the retina 118 are not polarized because they are caused by multiple scattering events. Accordingly, the portion of the reflection from the retina is P-polarized and retransmitted through beam splitter 410 to form return beam 510 at detector subassembly 500. If the angle of the light entrance surface to the scanning mirror 300 is parallel to the light entrance surface to the polarizing beam splitter 410, a reflective architecture may be preferred.

同様に、図4Aを再び参照して、伝送アーキテクチャでは、ゴースト反射が照射経路と平行に偏光されるため、ビームスプリッタ410を通して大部分が伝送され、検出器サブアセンブリ500には反射されない。いくつかの例では、伝送アーキテクチャは、走査ミラー300への光の入射面の角度が偏光ビームスプリッタ410への光の入射面に直交する構成において好まれ得る。走査ミラーは、45度ではP偏光よりもS偏光を多く反射するからである。したがって、偏光ビームスプリッタ410は、網膜からの反射のパワーレベルよりもはるかに低いパワーレベルにゴースト反射を強制し、画像におけるゴースト反射の影響を効果的に「阻止する」かまたは減少させる。   Similarly, referring again to FIG. 4A, in the transmission architecture, the ghost reflection is polarized parallel to the illumination path, so that most is transmitted through the beam splitter 410 and not reflected back to the detector subassembly 500. In some examples, the transmission architecture may be preferred in configurations where the angle of the light entrance surface to the scanning mirror 300 is orthogonal to the light entrance surface to the polarizing beam splitter 410. This is because the scanning mirror reflects more S-polarized light than P-polarized light at 45 degrees. Thus, the polarizing beam splitter 410 forces ghost reflection to a power level much lower than the power level of reflection from the retina, effectively “blocking” or reducing the effects of ghost reflection in the image.

上述したように、本明細書で述べるMSLO100の様々な実施形態では、走査ミラー300は、速い走査速度および大きな偏向角が可能な二次元MEMSマイクロミラーである。網膜上の回折限界スポットを照射するには、眼球110に入るビームは直径およそ1〜2ミリメートル(mm;0.039〜0.079インチ)であって、ほぼ平行でなければならない。このビーム径は、人間の眼球の光学的性質によって決定され、1mmのビームは眼球においてほぼ最小/最高の分解能をもたらす。一例では、角膜112における直径1mmのビームは、網膜上の10ミクロン(0.0004インチ)のスポットサイズを可能にする。走査ミラー300と眼球の角膜112との間の照射ビームの最小光学縮小率によって標準的な網膜の視野、たとえばおよそ50度を画像化するためには、走査ミラーと角膜との間に走査角度の最小光学倍率がなければならない。これは、湾曲した前方対物レンズからの走査角度倍率が、対応するビーム径の縮小をもたらすからである。そのため、眼球運動が画像を歪ませる前に網膜の視野の走査を可能にするために、走査ミラー300が大きな走査角度(角運動範囲)および高い走査率(速度)を有することが望ましい。   As described above, in various embodiments of the MSLO 100 described herein, the scanning mirror 300 is a two-dimensional MEMS micromirror capable of high scanning speeds and large deflection angles. To illuminate a diffraction limited spot on the retina, the beam entering the eyeball 110 should be approximately parallel with a diameter of approximately 1-2 millimeters (mm; 0.039-0.079 inches). This beam diameter is determined by the optical properties of the human eye, and a 1 mm beam provides approximately minimum / maximum resolution in the eye. In one example, a 1 mm diameter beam in the cornea 112 allows a 10 micron (0.0004 inch) spot size on the retina. In order to image a standard retinal field of view, for example approximately 50 degrees, with a minimum optical reduction ratio of the illumination beam between the scanning mirror 300 and the cornea 112 of the eyeball, a scanning angle between the scanning mirror and the cornea There must be a minimum optical magnification. This is because the scan angle magnification from the curved front objective lens results in a corresponding beam diameter reduction. Therefore, it is desirable for the scanning mirror 300 to have a large scanning angle (angular motion range) and high scanning rate (velocity) in order to allow scanning of the retina's field of view before eye movement distorts the image.

一実施形態によれば、患者の眼球110の網膜118の二次元走査は、網膜118上を照射ビーム210で二次元に走査することによって行なわれる。二次元MEMS走査ミラー300は、その角運動範囲にわたって両次元に「傾ける」ことによって、「ラスタ」走査を実現するように構成され得る。一例では、走査ミラー300は、従来のテレビラスタ走査の場合のように速い次元および遅い次元を有する。しかし、走査は矩形である必要はなく、走査ミラー300は、スパイラルまたはベクトルラスタ走査を実現するように構成されてもよい。   According to one embodiment, a two-dimensional scan of the retina 118 of the patient's eye 110 is performed by two-dimensionally scanning the retina 118 with the illumination beam 210. The two-dimensional MEMS scanning mirror 300 can be configured to achieve “raster” scanning by “tilting” in both dimensions over its angular range of motion. In one example, the scanning mirror 300 has a fast dimension and a slow dimension as in a conventional television raster scan. However, the scan need not be rectangular and the scanning mirror 300 may be configured to implement spiral or vector raster scanning.

一例では、電源630は、変動する電圧を二次元MEMS走査ミラー300に供給して、その角運動範囲(またはその選択部分)にわたって動くようにミラーを作動させて走査を行なう。網膜118からの散乱光は、検出器サブアセンブリ500によって集光される戻りビーム510を形成する。検出器540は、検出された戻りビーム510に基づく出力を提供し、出力は網膜の画像を提供するように処理される。検出器出力の画像処理は、少なくとも部分的にコントローラ620によって行なわれ得る。一例では、コントローラ620は、遠方のユーザに提供されるように(生または処理済みの)検出器出力を格納するための格納装置(図示せず)を含む。たとえば、コントローラは、処理および/または解析のために遠隔地に検出器出力を伝送するための通信インターフェイスを含んでもよいし、格納装置は、その上に格納されているデータを別の機械上で処理および/または分析することを可能とするためにハウジング600から取出し可能であってもよい。一例では、格納装置は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、スタティックメモリ(SRAM)またはシンクロナスDRAMなどの非一時的なコンピュータ読取り可能なランダムアクセスメモリを含む。しかし、格納装置は、本明細書に記載される機能をサポートするために十分なスループットおよび記憶容量を有する、不揮発性メモリなどのデータを格納するためのいずれかの装置を含んでもよい。   In one example, the power source 630 provides a fluctuating voltage to the two-dimensional MEMS scanning mirror 300 to actuate the mirror to move across its angular motion range (or selected portion thereof) for scanning. Scattered light from the retina 118 forms a return beam 510 that is collected by the detector subassembly 500. The detector 540 provides an output based on the detected return beam 510, and the output is processed to provide an image of the retina. Image processing of the detector output may be performed at least in part by the controller 620. In one example, the controller 620 includes a storage device (not shown) for storing (raw or processed) detector output to be provided to a remote user. For example, the controller may include a communication interface for transmitting the detector output to a remote location for processing and / or analysis, and the storage device may store data stored thereon on another machine. It may be removable from the housing 600 to allow processing and / or analysis. In one example, the storage device includes non-transitory computer readable random access memory, such as dynamic random access memory (DRAM), static memory (SRAM), or synchronous DRAM. However, a storage device may include any device for storing data, such as non-volatile memory, having sufficient throughput and storage capacity to support the functions described herein.

一実施形態では、走査ミラー300は、画像化走査中の眼球運動の影響を緩和するために十分速い速度でおよそ35〜50度の視野上を走査することを可能にするために大きな偏向角が可能な、現行の高性能MEMSマイクロミラーデバイスを用いて実現される。一例では、二次元MEMS走査ミラー300は、23キロヘルツ(kHz)より大きい共振周波数を有し、直径およそ1.2mmであり、各軸においておよそ20度のピーク間の機械的な偏向角最大値(角運動範囲)を有する。   In one embodiment, the scanning mirror 300 has a large deflection angle to allow scanning over a field of view of approximately 35-50 degrees at a sufficiently fast rate to mitigate the effects of eye movement during the imaging scan. It is realized using possible current high performance MEMS micromirror devices. In one example, the two-dimensional MEMS scanning mirror 300 has a resonance frequency greater than 23 kilohertz (kHz), a diameter of approximately 1.2 mm, and a mechanical deflection angle maximum between peaks of approximately 20 degrees in each axis ( Angular range of motion).

ある実施形態によれば、二次元MEMSマイクロミラーは、両方の軸が共振して駆動される状態で操作される。走査ミラーの両方の軸が共振するいくつかの場合は、遅い軸は、視野内のすべての視野点をカバーするためのラスタ走査には十分遅くないことがある。したがって、反復しないリサージュ走査が代わりに用いられる。速い走査軸周波数が遅い走査軸周波数の偶数倍である時に、従来のラスタ走査パターンが生成される。大きな視野については、視野全体を横切るラインを走査するために、遅い走査軸周波数は速い走査軸周波数よりも著しく低くなければならない。対照的に、リサージュパターンは、遅い走査軸と比較した速い走査軸についての走査周波数の比率が無理数である時に生成される。このパターンについては、遅い走査軸周波数が速い走査軸周波数よりはるかに低い必要はない。   According to an embodiment, the two-dimensional MEMS micromirror is operated with both axes being driven in resonance. In some cases where both axes of the scanning mirror resonate, the slow axis may not be slow enough for raster scanning to cover all field points in the field of view. Therefore, a non-repetitive Lissajous scan is used instead. A conventional raster scan pattern is generated when the fast scan axis frequency is an even multiple of the slow scan axis frequency. For large fields, the slow scan axis frequency must be significantly lower than the fast scan axis frequency in order to scan a line across the entire field. In contrast, a Lissajous pattern is generated when the ratio of the scan frequency for the fast scan axis compared to the slow scan axis is irrational. For this pattern, the slow scan axis frequency need not be much lower than the fast scan axis frequency.

上述したように、ある実施形態によれば、MSLOのレーザ照射サブアセンブリ200は、様々な異なる波長において照射ビーム210を生成するように構成された複数のレーザを含み得る。たとえば、さらに以下に述べられるように、網膜を画像化するために近赤外線が用いられてもよく、人間の被験者に固視ターゲットを提示するために可視光線が用いられてもよい。レーザ照射サブアセンブリ200は、様々な異なる種類のレーザのうちのいずれかを用いて実現され得る。複数の個々のレーザ照射アセンブリ200によって、または1つ以上のレーザ照射サブアセンブリ内のレーザのアレイを用いて、複数の照射ビームも生成され得る。様々なレーザ照射器が用いられてもよく、本明細書で述べられ、かつ/または例示される例のうちのいずれかでは、1つの種類または構成のレーザ照射サブアセンブリを別のもので置換してもよいことが認識されるべきである。   As described above, according to certain embodiments, the laser irradiation subassembly 200 of the MSLO may include a plurality of lasers configured to generate the irradiation beam 210 at a variety of different wavelengths. For example, as described further below, near infrared light may be used to image the retina and visible light may be used to present a fixation target to a human subject. The laser irradiation subassembly 200 can be implemented using any of a variety of different types of lasers. Multiple illumination beams may also be generated by multiple individual laser illumination assemblies 200 or using an array of lasers in one or more laser illumination subassemblies. Various laser irradiators may be used, and in any of the examples described and / or illustrated herein, one type or configuration of laser irradiation subassemblies is replaced with another. It should be recognized that it may be.

図5を参照して、一実施形態に係るレーザ照射サブアセンブリ200の一例の機能ブロック図が例示される。レーザ照射サブアセンブリ200は、選択された波長において照射ビーム210を生成するように構成された1つ以上のレーザを含む。一例では、MSLOは、連続的な近赤外線(NIR)網膜画像獲得および画像処理のために構成されてもよく、したがってこの例では、レーザ照射サブアセンブリは近赤外線レーザ230を含む。網膜の走査からさらなる情報を獲得するため、かつ/またはMSLOにおいて追加的な機能性を実現するために、追加的な波長が有用であり得る。たとえば、網膜の血管および乏血(たとえば緑または黄橙色のレーザ照射)のコントラストの向上のために、かつ/または、さらに以下に述べられるように、網膜が走査されている患者に可視固視画像を提供するために、可視照射を用いてもよい。そのため、レーザ照射サブアセンブリは、図5に例示されるように赤色レーザ240および/または青色レーザ250などの1つ以上の可視レーザを含んでもよい。本明細書に用いられる限りにおいて「可視レーザ」という用語は、電磁スペクトルの可視部に波長(または波長範囲)を有するビームを発するように構成されたレーザを指すことが意図される。レーザ230、240および250は、たとえばレーザダイオードまたはファイバレーザなどのいずれかの種類の好適なレーザ光源であり得る。レーザ230、240および250からの出力ビームを平行にするために光学部品260が用いられてもよい。いくつかの実施形態では、レーザパッケージングの構成および/またはMSLOのハウジング内のレーザ照射サブアセンブリの配置は、1つ以上のレーザが照射ビーム210の所望の標示方向に直接整列しないことにつながり得る。したがって、1つ以上のレーザからのレーザビームの方向を変えるために、折り返しミラー270が用いられてもよい。異なるレーザが同じ光路を共有することを可能にするために、ビームスプリッタ280が用いられてもよい。ミラーが静止している時にミラーに入射するレーザビームがミラー面に対して垂直となるように、追加的なビームスプリッタを走査ミラーの直前に配置してもよい。これにより、静止位置を中心とした四象限における対称的な走査が可能となり、非線形偏向角によって二次元で引起されるいずれかの形状歪を減少させる。   With reference to FIG. 5, a functional block diagram of an example of a laser irradiation subassembly 200 according to one embodiment is illustrated. The laser illumination subassembly 200 includes one or more lasers configured to generate an illumination beam 210 at a selected wavelength. In one example, the MSLO may be configured for continuous near infrared (NIR) retinal image acquisition and image processing, and thus in this example, the laser illumination subassembly includes a near infrared laser 230. Additional wavelengths may be useful to obtain additional information from scanning the retina and / or to achieve additional functionality in the MSLO. For example, a visual fixation image on a patient whose retina is being scanned for improved contrast of retinal blood vessels and anemia (eg, green or yellow-orange laser irradiation) and / or as described further below. Visible irradiation may be used to provide As such, the laser illumination subassembly may include one or more visible lasers, such as a red laser 240 and / or a blue laser 250 as illustrated in FIG. As used herein, the term “visible laser” is intended to refer to a laser configured to emit a beam having a wavelength (or wavelength range) in the visible portion of the electromagnetic spectrum. Lasers 230, 240, and 250 may be any type of suitable laser light source, such as, for example, a laser diode or a fiber laser. Optical component 260 may be used to collimate the output beams from lasers 230, 240 and 250. In some embodiments, the laser packaging configuration and / or placement of the laser illumination subassembly within the housing of the MSLO can lead to one or more lasers not being directly aligned with the desired indication direction of the illumination beam 210. . Accordingly, a folding mirror 270 may be used to change the direction of the laser beam from one or more lasers. A beam splitter 280 may be used to allow different lasers to share the same optical path. An additional beam splitter may be placed immediately in front of the scanning mirror so that the laser beam incident on the mirror is perpendicular to the mirror surface when the mirror is stationary. This enables symmetric scanning in the four quadrants centered on the stationary position, and reduces any shape distortion caused in two dimensions by the nonlinear deflection angle.

図6Aおよび図6Bは、それぞれ伝送アーキテクチャおよび反射アーキテクチャを有する、多波長照射のために構成されたMSLOの例を例示する。照射器200a、200b、および200cの各々は、上述した、異なる波長においてレーザ発光するように構成されたレーザ230、240および/または250のいずれか1つ以上を含み得る。加えて、照射器200a、200b、200cの各々は、個々にかつ直接に変調可能であり得る。上述したように、照射器の各々からの異なる波長(色)の照射ビームを照射ビーム210に合成するために、色合成ビームスプリッタ280が用いられてもよい。検出器サブアセンブリは、図示の集光経路において、戻りビーム510の波長を選択的に通過させる1つ以上のカラーフィルタ560を含んでもよい。例示された例では、検出器サブアセンブリはフィルタ560a〜cを含み、その各々は、対応する照射器200a、200bおよび200cの波長(または波長範囲)に一致され得る。   FIGS. 6A and 6B illustrate examples of MSLOs configured for multi-wavelength illumination with transmission and reflection architectures, respectively. Each of the irradiators 200a, 200b, and 200c may include any one or more of the lasers 230, 240, and / or 250 described above configured to laser at different wavelengths. In addition, each of the illuminators 200a, 200b, 200c can be individually and directly modifiable. As described above, the color combining beam splitter 280 may be used to combine the irradiation beams 210 of different wavelengths (colors) from each of the irradiators into the irradiation beam 210. The detector subassembly may include one or more color filters 560 that selectively pass the wavelength of the return beam 510 in the illustrated collection path. In the illustrated example, the detector subassembly includes filters 560a-c, each of which can be matched to the wavelength (or wavelength range) of the corresponding illuminator 200a, 200b, and 200c.

合焦光学部品520は、戻りビーム510を合焦させ、共焦点開口530に方向付ける。焦点面の外部の組織層から反射された光をフィルタリングするために共焦点開口530が用いられ得る。上述したように、検出器540は、たとえばアバランシェフォトダイオード、CCDまたは光電子増倍管を含むいずれかの種類の好適な光検出器であり得る。検出器からの出力は、格納され、かつ/またはMSLO(たとえばコントローラ620)と一体化されているか離れているかに関わらず、解析のためにプロセッサに提供され得る。   The focusing optic 520 focuses the return beam 510 and directs it to the confocal aperture 530. A confocal aperture 530 can be used to filter light reflected from tissue layers outside the focal plane. As described above, detector 540 can be any type of suitable photodetector including, for example, an avalanche photodiode, CCD, or photomultiplier tube. The output from the detector can be stored and / or provided to the processor for analysis regardless of whether it is integrated with or remote from the MSLO (eg, controller 620).

一実施形態によれば、MSLOは電気的に調整可能なレンズ120を含み、電気的に調整可能なレンズ120は、図6Aおよび図6Bに示されるように、レーザ照射サブアセンブリ200と走査ミラー300との間の照射経路に位置決めされ得る。電気的に調整可能なレンズ120は、照射ビーム210を眼球110の網膜118により良く合焦させるための焦点調節に用いられ得る。一例では、電気的に調整可能なレンズ120は、電気的に調整可能な液体レンズであり、コントローラ620の制御下で調節または調整され得る。   According to one embodiment, the MSLO includes an electrically adjustable lens 120 that is configured with a laser illumination subassembly 200 and a scanning mirror 300 as shown in FIGS. 6A and 6B. Can be positioned in the irradiation path between. The electrically adjustable lens 120 can be used for focus adjustment to better focus the illumination beam 210 on the retina 118 of the eyeball 110. In one example, the electrically adjustable lens 120 is an electrically adjustable liquid lens that can be adjusted or adjusted under the control of the controller 620.

図7を参照して、一実施形態では、MSLOは、破線130によって表される合焦およびアライメント経路をさらに含む。この実施形態では、MSLOは照射器135を含む。照射器135は、レーザ以外の照射源を用いてもよく、合焦およびアライメント経路130に沿って眼球110に、かつ眼球110から方向付けられるアライメントビームを生成する。関連付けられた合焦光学部品145を任意に含む追加的なカメラ140が、合焦およびアライメント経路130に含まれ得る。順方向経路および戻り経路を分離し、かつ戻されたアライメントビームをカメラ140に方向付けるために、ビームスプリッタ150が用いられ得る。その上、合焦およびアライメント経路130を集光経路から分離するために、ダイクロイックビームスプリッタ155が用いられ得る。たとえば、NIR放射が網膜画像化に用いられ、したがって戻りビーム510がNIR波長を含む場合、アライメントビームは可視スペクトル帯にあり得る。したがって、ダイクロイックビームスプリッタ155は、検出器サブアセンブリ500にNIR放射を伝送し、可視光をビームスプリッタ150に反射させ得る。代替的に、網膜画像化に可視光が用いられる場合、アライメントビームは赤外線ビーム、たとえばNIRビームであってもよく、ダイクロイックビームスプリッタ155は、NIR放射を反射し、かつ可視光を検出器サブアセンブリ500に伝送するように選択され得る。   Referring to FIG. 7, in one embodiment, the MSLO further includes a focus and alignment path represented by dashed line 130. In this embodiment, the MSLO includes an illuminator 135. The irradiator 135 may use an irradiation source other than a laser, and generates an alignment beam that is directed to and from the eyeball 110 along the focusing and alignment path 130. An additional camera 140 optionally including associated focusing optics 145 may be included in the focusing and alignment path 130. A beam splitter 150 can be used to separate the forward and return paths and direct the returned alignment beam to the camera 140. Moreover, a dichroic beam splitter 155 can be used to separate the focusing and alignment path 130 from the collection path. For example, if NIR radiation is used for retinal imaging and thus the return beam 510 includes NIR wavelengths, the alignment beam may be in the visible spectral band. Thus, the dichroic beam splitter 155 can transmit NIR radiation to the detector subassembly 500 and reflect visible light to the beam splitter 150. Alternatively, if visible light is used for retinal imaging, the alignment beam may be an infrared beam, such as an NIR beam, and dichroic beam splitter 155 reflects NIR radiation and visible light is detected by a detector subassembly. 500 may be selected for transmission.

一例では、カメラ140は電気的に調整可能なレンズ120に結合されたプロセッサ620に結合され、合焦およびアライメント経路からの情報は、電気的に調整可能なレンズ120を制御して、眼球110の網膜118上の照射ビーム210の合焦を向上させるために用いられ得る。合焦およびアライメント経路130からの情報は、MSLOの光学素子の位置決めを調節して、眼球上の走査点の位置を調節し、かつ網膜上の異なる関心領域を画像化することを可能にするするためにも用いられ得る。   In one example, the camera 140 is coupled to a processor 620 that is coupled to an electrically adjustable lens 120, and information from the focus and alignment path controls the electrically adjustable lens 120 to control the eye 110. It can be used to improve the focus of the illumination beam 210 on the retina 118. Information from the focus and alignment path 130 adjusts the positioning of the optical elements of the MSLO to allow adjustment of the position of the scan point on the eyeball and to image different regions of interest on the retina. Can also be used.

別の実施形態によれば、MSLO100は、図8に示されるように、連続的な外眼部画像化のために構成されたカメラ160および照射器165を含み得る。カメラ160は、MSLOに有意な寸法または重量を付加しないように小型カメラであり得る。照射器165は、たとえばNIR照射器であり得る。照射器は、MSLO画像化経路と干渉しないように、変調されるかまたは直角に偏光され得る。   According to another embodiment, the MSLO 100 may include a camera 160 and an illuminator 165 configured for continuous extraocular imaging, as shown in FIG. The camera 160 may be a small camera so as not to add significant dimensions or weight to the MSLO. The irradiator 165 can be, for example, a NIR irradiator. The illuminator can be modulated or perpendicularly polarized so as not to interfere with the MSLO imaging path.

MSLOの動作中に、人間の被験者は接眼レンズ610を介して凝視し、MSLOは網膜118の全体にわたって連続的に照射(たとえば近赤外線、約780nm)を走査し、検出器540において応答を取り込む。上述したように、網膜118上の照射ビームの位置を調節するために、合焦およびアライメント経路130などの内部フィードバックループが用いられ得る。一実施形態によれば、固視ターゲットが人間の被験者に提示され、被験者の眼球110を所望の場所/角度に誘導して、網膜118のある領域の画像を取得する。一例では、固視ターゲットは、走査中の適切な時に可視レーザ(たとえば約520nmまたは約635nm)を変調することによって形成される画像として提示される。画像場所は、さらに以下に述べられるように、画像化のための最良の場所に被験者の眼球を誘導するように自動的に調節し得る。   During operation of the MSLO, the human subject stares through the eyepiece 610 and the MSLO scans continuously across the retina 118 (eg, near infrared, approximately 780 nm) and captures a response at the detector 540. As described above, an internal feedback loop such as the focus and alignment path 130 can be used to adjust the position of the illumination beam on the retina 118. According to one embodiment, a fixation target is presented to a human subject and the subject's eye 110 is directed to a desired location / angle to obtain an image of a region of the retina 118. In one example, the fixation target is presented as an image formed by modulating a visible laser (eg, about 520 nm or about 635 nm) at the appropriate time during the scan. The image location may be automatically adjusted to guide the subject's eye to the best location for imaging, as further described below.

図9を参照して、走査中に人間の被験者に固視ターゲットを提供するように構成されたMSLOの一例が例示される。MSLOは、固視ターゲットを表示する表示画面170、たとえばLCD画面を含み得る。ダイクロイックビームスプリッタ175は、接眼レンズ610を覗き込む患者に可視となるように固視ターゲットを反射させるために用いられてもよく、患者の視線方向を誘導するために用いることができる。表示画面170上の固視ターゲットの場所を調節し、新たなターゲット場所を見るようユーザに指示することによって、新たな網膜領域が画像化され得る。患者へのリアルタイムなフィードバックと任意の音声指示とを伴う固視ターゲットの提示によって、完全自動化された自己管理型の網膜画像化が有利に可能となる。   With reference to FIG. 9, an example of an MSLO configured to provide a fixation target to a human subject during a scan is illustrated. The MSLO may include a display screen 170, such as an LCD screen, that displays the fixation target. The dichroic beam splitter 175 may be used to reflect the fixation target so that it is visible to the patient looking into the eyepiece 610 and can be used to guide the patient's gaze direction. A new retinal region can be imaged by adjusting the location of the fixation target on the display screen 170 and instructing the user to see the new target location. Presentation of a fixation target with real-time feedback to the patient and optional voice instructions advantageously enables fully automated, self-managed retinal imaging.

図7を参照して上述した実施形態では、合焦およびアライメント経路は集光経路に重ねられる。代替的に、図9に例示されるように、合焦およびアライメント経路は照射経路に結合されてもよい。この場合、図9に示されるように、照射ビーム210およびアライメントビームを共通の光路に合成するためにダイクロイックビームスプリッタ155が用いられる。上述したように、合焦およびアライメント経路からの情報は、電気的に調整可能なレンズ120を調節するため、かつ/または固視ターゲットの位置決めを調節して患者の視線方向を誘導するために用いられ得る。   In the embodiment described above with reference to FIG. 7, the focus and alignment path is superimposed on the light collection path. Alternatively, the focus and alignment path may be coupled to the illumination path, as illustrated in FIG. In this case, as shown in FIG. 9, a dichroic beam splitter 155 is used to synthesize the irradiation beam 210 and the alignment beam into a common optical path. As described above, information from the focus and alignment path is used to adjust the electrically adjustable lens 120 and / or to adjust the fixation target positioning to guide the patient's gaze direction. Can be.

表示画面170上に表示された固視ターゲットと合焦およびアライメント経路130とを含むMSLOの別の構成が図10に例示される。この例では、固視ターゲットはビームスプリッタ175を用いて照射光路に分割される。代替的に、ビームスプリッタ175は、走査ミラー300への照射ビームの入射面に直交する入射面を有するブルースター窓で置換してもよい。   Another configuration of the MSLO including the fixation target displayed on the display screen 170 and the focusing and alignment path 130 is illustrated in FIG. In this example, the fixation target is divided into irradiation light paths using a beam splitter 175. Alternatively, the beam splitter 175 may be replaced with a Brewster window having an incident surface orthogonal to the incident surface of the irradiation beam to the scanning mirror 300.

図11A〜図11Cを参照して、一実施形態に係る網膜画像化プロセスの一例のフローチャートが例示される。走査を開始するために、第1のステップ702は、所望の波長における走査を初期化することを含み得る。たとえば、上述した近赤外線レーザを用いて網膜118の画像化走査が行なわれ得る。ユーザがたとえばMSLO装置をオンにすると、ステップ702が開始し得る。画像化走査を初期化することは、接眼鏡を覗き込み、眼球110を開けるよう患者に指示すること(ステップ704)を含み得る。さらに以下に述べられるように、この指示は可聴であってもよく(たとえばMSLO装置はスピーカ(図示せず)を含み得、コントローラ620は、指示を可聴的に発するようにスピーカを方向付け得る)、かつ/または視覚的であってもよい。画像化走査を初期化することは、レーザ照射サブアセンブリ200をオンにし、所望の波長においてレーザを励起すること(ステップ706)、走査ミラー300をオンにすること(ステップ708)、および検出器サブアセンブリ500をオンにすること(ステップ710)も含み得る。上述したように、走査ミラー300をオンにすること(ステップ708)は、変動する電圧を二次元MEMS走査ミラーに提供して、その偏向角範囲を各次元において連続的に移動するようにミラーを作動させるように電源630を制御することを含み得る。二次元MEMS走査ミラーが移動するにつれて、照射ビーム210が眼球110の網膜全体にわたって移動され、網膜の画像を取得する(ステップ812)。   With reference to FIGS. 11A-11C, a flowchart of an example of a retinal imaging process according to one embodiment is illustrated. To initiate a scan, the first step 702 can include initializing a scan at a desired wavelength. For example, an imaging scan of the retina 118 can be performed using the near infrared laser described above. Step 702 may begin when the user turns on the MSLO device, for example. Initializing the imaging scan may include looking into the eyepiece and instructing the patient to open the eyeball 110 (step 704). As described further below, this indication may be audible (eg, the MSLO device may include a speaker (not shown) and the controller 620 may direct the speaker to emit the indication audibly). And / or visual. Initializing the imaging scan turns on the laser illumination subassembly 200, excites the laser at the desired wavelength (step 706), turns on the scanning mirror 300 (step 708), and the detector sub. Turning on assembly 500 (step 710) may also be included. As described above, turning on the scanning mirror 300 (step 708) provides a fluctuating voltage to the two-dimensional MEMS scanning mirror, causing the mirror to move continuously in each dimension in its deflection angle range. Controlling power supply 630 to operate may be included. As the two-dimensional MEMS scanning mirror moves, the illumination beam 210 is moved across the retina of the eyeball 110 to acquire an image of the retina (step 812).

一実施形態によれば、初期設定(ステップ702)後の第1の走査は、患者の眼球110が網膜の所望の領域の画像化のために正確に方位付けされているかどうか、および眼球が合焦しているかどうかを判断するために用いられる。したがって、コントローラ620は、画像の特定箇所、たとえば虹彩、瞳および/または網膜の部分を場所特定するために特徴抽出処理(ステップ714)を行なうことによって、たとえばステップ712で取得された画像を処理し得る。特徴抽出処理(ステップ714)に続き、コントローラは、照射ビームが眼球110の虹彩に合焦しているか否かを判断し得る(ステップ716)。虹彩が合焦していない場合、コントローラは、MSLO100(またはその一部の光学部品)をz方向に移動させ得る(ステップ718)。一実施形態では、MSLO100は、MSLO(またはその少なくとも一部の光学部品)のx軸、y軸、およびz軸への(前後、左右、上下の)移動が可能となるように、ハウジング600内の可動線形ステージ上に搭載され得る。ステップ718でMSLOを移動させた後、ステップ712において新たな画像が取得され、ステップ714において処理されて、虹彩が合焦しているか否かを判断(ステップ716)し得る。画像において虹彩が正確に合焦するまで、このプロセスが繰り返され得る。   According to one embodiment, a first scan after initialization (step 702) is performed to determine whether the patient's eyeball 110 is correctly oriented for imaging the desired region of the retina and that the eyeball is aligned. Used to determine if you are in focus. Thus, the controller 620 processes the image acquired, for example, at step 712 by performing feature extraction processing (step 714) to locate specific locations in the image, such as iris, pupil and / or retina portions. obtain. Following the feature extraction process (step 714), the controller may determine whether the illumination beam is in focus on the iris of the eyeball 110 (step 716). If the iris is not in focus, the controller may move MSLO 100 (or some of its optical components) in the z direction (step 718). In one embodiment, the MSLO 100 is located within the housing 600 such that the MSLO (or at least some of its optical components) can move in the x-axis, y-axis, and z-axis (front-back, left-right, up-down). Can be mounted on a movable linear stage. After moving the MSLO in step 718, a new image is acquired in step 712 and processed in step 714 to determine whether the iris is in focus (step 716). This process can be repeated until the iris is correctly focused in the image.

コントローラ620は、次いで、画像を処理して眼球110の瞳を画像において場所特定し(ステップ720)、瞳が中心にあるかどうかを判断し得る(ステップ722)。瞳が中心にない場合、コントローラ620は、上述した可動線形ステージを制御して、瞳が画像の中心となるまでMSLO100をx軸および/またはy軸に沿って移動させ得る(ステップ724)。   Controller 620 may then process the image to locate the pupil of eyeball 110 in the image (step 720) and determine whether the pupil is centered (step 722). If the pupil is not centered, the controller 620 may control the movable linear stage described above to move the MSLO 100 along the x-axis and / or y-axis until the pupil is at the center of the image (step 724).

初期設定が完了した後、システムは、リアルタイムなフィードバックを伴う固視ターゲットの提示を用いて網膜の所望の領域の1回以上の走査を行ない、完全自動化された自己管理型の網膜画像化を可能にするように構成され得る。上述したように、一例では、網膜画像は赤外線照射を用いて取得される。赤外線走査が行なわれているのと同時に、可視照射が適切に変調され、人間の眼球が方位付けされて網膜の所望の領域を正確に画像化するように固視ターゲットを適切な場所に描く。したがって、図11A〜図11Cを参照して、一実施形態では、ステップ726は、1つ以上の可視レーザを励起して固視ターゲットを発すること(ステップ728)と、患者に固視ターゲットを見るようにとの可聴指示を発すること(ステップ730)とを含む固視プロセスを初期化することを含む。上述の初期赤外線設定走査中は、固視ディスプレイ170は空白であり得る。固視プロセスが始動されると、たとえば図12に例示されるように、固視ターゲットが画面170上に表示される。   After initialization is complete, the system can perform one or more scans of the desired area of the retina using fixation target presentation with real-time feedback to enable fully automated, self-managed retinal imaging Can be configured. As described above, in one example, the retinal image is acquired using infrared irradiation. At the same time that the infrared scan is being performed, the visual illumination is appropriately modulated and the human eyeball is oriented to draw the fixation target in place so that it accurately images the desired area of the retina. Accordingly, with reference to FIGS. 11A-11C, in one embodiment, step 726 excites one or more visible lasers to emit a fixation target (step 728) and view the fixation target to the patient. Initiating a fixation process including issuing an audible instruction to (step 730). During the initial infrared setting scan described above, the fixation display 170 may be blank. When the fixation process is started, a fixation target is displayed on the screen 170 as exemplified in FIG.

最初に、患者が接眼レンズ610を覗き込んだ時、眼球110が正確に方位付けされていない場合があり、したがって取得される眼球の画像は中心からずれている場合がある。一実施形態では、システムは、たとえば、上述した赤外線照射を用いて眼球110の画像を取得し(ステップ712)、画像において瞳を認識し(ステップ720)、瞳が中心にあるかどうかを判断する(ステップ722)ように構成される。瞳が中心にない場合、コントローラ620は、瞳が画像の中心となるように眼球が方位付けされるまで、固視ターゲットの位置を調節する(ステップ732)ようにシステムを制御し得る。コントローラ620は次いで、画像を分析して、網膜が合焦しているか否かを判断し(ステップ734)、網膜が合焦するまでMSLOまたは内部合焦光学部品をz方向に移動させ得る(ステップ718)。いくつかのインスタンスでは、網膜が合焦しているかもしれないが、関心領域が見えない場合がある。したがって、コントローラ620は、網膜の正確な領域が可視であるか否かを判断し(ステップ736)、可視でなければ、固視ターゲットを移動させて眼球運動を誘起し得る。MSLO、またはその一部の光学部品を横方向に移動させ、眼球110が固視ターゲットを追跡することを補償し得る。   Initially, when the patient looks into the eyepiece 610, the eyeball 110 may not be correctly oriented, and thus the acquired eyeball image may be off-center. In one embodiment, the system acquires an image of the eyeball 110 using, for example, the infrared illumination described above (step 712), recognizes the pupil in the image (step 720), and determines whether the pupil is centered. (Step 722) If the pupil is not centered, the controller 620 may control the system to adjust the position of the fixation target (step 732) until the eyeball is oriented so that the pupil is at the center of the image. Controller 620 can then analyze the image to determine whether the retina is in focus (step 734) and move the MSLO or internal focusing optics in the z direction until the retina is in focus (step 734). 718). In some instances, the retina may be in focus, but the region of interest may not be visible. Accordingly, the controller 620 determines whether the exact region of the retina is visible (step 736), and if not, the fixation target can be moved to induce eye movement. The MSLO, or some of its optical components, may be moved laterally to compensate for the eyeball 110 tracking the fixation target.

一実施形態によれば、MSLO100は両眼固視をもたらす(つまり固視ターゲットが人間の患者の両眼に対して提示される)ように構成される。図13は、両眼固視をもたらす構成の一例を例示する。表示画面170上に表示される固視ターゲットの光強度のある割合は、偏光ビームスプリッタ410を通して伝送され、折り返しミラー180から画像化されていない眼球110aへと反射される。固視ターゲットの光強度の残りは、上述したように、偏光ビームスプリッタ410を通して画像化された眼球110へと伝送される。これによって両眼に強制的に同じ方向を見させ、したがって筋肉混乱による眼球運動の可能性を低下させる。図14は、両眼固視をもたらす別のMSLO構成を例示する。   According to one embodiment, MSLO 100 is configured to provide binocular fixation (ie, a fixation target is presented to both eyes of a human patient). FIG. 13 illustrates an example of a configuration that provides binocular fixation. A certain percentage of the light intensity of the fixation target displayed on the display screen 170 is transmitted through the polarizing beam splitter 410 and reflected from the folding mirror 180 to the unimaged eyeball 110a. The remainder of the light intensity of the fixation target is transmitted through the polarizing beam splitter 410 to the imaged eyeball 110 as described above. This forces both eyes to look in the same direction, thus reducing the possibility of eye movement due to muscle disruption. FIG. 14 illustrates another MSLO configuration that provides binocular fixation.

図11A〜図11Cを再び参照して、一実施形態によれば、設定が完了し、網膜の正確な領域が合焦すると、MSLOが初期化され(ステップ738)、網膜の画像を取得するために1回以上の走査を行ない得る。これらの走査は赤外線および/または可視照射を使用してもよく、したがって、使用されるレーザが(オンにされていない場合は)オンにされて全走査を行なう(ステップ740)ように構成され得る。一例では、システムは、走査中にまばたきしないようにとの音声指示を患者に発し得る(ステップ742)。上述したように、二次元MEMS走査ミラー300を用いて網膜の全体にわたって照射ビームで走査することによって画像が取得される(ステップ744)。関心画像は、手動または自動解析のために格納され得る。プロセスの様々な工程を繰り返して、網膜の異なる領域の画像を、かつ/または異なる波長において取得し、患者の網膜に関する異なる情報を提供し得る。すべての走査が完了すると、システムは、走査ミラー300(ステップ746)、レーザ照射サブアセンブリ200(ステップ748)、および検出器サブアセンブリ(ステップ750)をオフすることを含んでシャットダウンされ得る。   Referring again to FIGS. 11A-11C, according to one embodiment, once the setup is complete and the correct region of the retina is in focus, the MSLO is initialized (step 738) to obtain an image of the retina. One or more scans may be performed at a time. These scans may use infrared and / or visible illumination and may therefore be configured so that the laser used is turned on (if not turned on) to perform a full scan (step 740). . In one example, the system may issue a voice instruction to the patient not to blink during the scan (step 742). As described above, an image is acquired by scanning the entire retina with the illumination beam using the two-dimensional MEMS scanning mirror 300 (step 744). The image of interest can be stored for manual or automatic analysis. The various steps of the process can be repeated to acquire images of different regions of the retina and / or at different wavelengths to provide different information about the patient's retina. When all scans are complete, the system can be shut down including turning off the scanning mirror 300 (step 746), the laser illumination subassembly 200 (step 748), and the detector subassembly (step 750).

したがって、局面および実施形態は、二次元MEMSマイクロミラーを高速走査に用いる、可動部分が少なく頑丈な携帯性を有する小型で広視野の走査レーザ検眼鏡を軽量パッケージで提供する。すべての光学部品を軸上に有することで、収差を有利に減少させる。上述したように、共通経路レンズを含むことはいくつかの状況では信号対雑音比を低下させ得るが、偏光ビームスプリッタの使用による照射および検出偏光の制御は、共通経路レンズの負の効果を打消し得る。したがって、広視野(たとえばおよそ50度)および(たとえばおよそ450nmから800nmの範囲にわたる)広帯域の色補正が軽量パッケージで提供される。その上、上述したように、調節可能な固視ターゲットがリアルタイムなフィードバックによって人間の被験者に提示され、(自動アライメント、オートフォーカス、オートキャプチャ/撮像を含む)完全自動化された自己管理型の網膜画像化が可能となり得る。MSLOの実施形態は、任意の場所での自己管理型の網膜画像化を可能にし、眼疾患の早期診断が可能となり、失明を減少させ、世界中の健康を向上させることになる。   Accordingly, aspects and embodiments provide a compact, wide-field scanning laser ophthalmoscope with a lightweight package that uses a two-dimensional MEMS micromirror for high-speed scanning, has few moving parts, and is robust and portable. Having all the optical components on the axis advantageously reduces aberrations. As mentioned above, including a common path lens may reduce the signal-to-noise ratio in some situations, but control of illumination and detection polarization by using a polarizing beam splitter counteracts the negative effects of the common path lens. Can do. Accordingly, wide field of view (eg, approximately 50 degrees) and broadband color correction (eg, ranging from approximately 450 nm to 800 nm) are provided in a lightweight package. In addition, as described above, an adjustable fixation target is presented to a human subject with real-time feedback and is fully automated (including automatic alignment, autofocus, autocapture / imaging) and self-managed retinal images May be possible. Embodiments of MSLO will allow for self-managed retinal imaging at any location, enable early diagnosis of eye diseases, reduce blindness and improve health around the world.

少なくとも1つの実施形態のいくつかの局面を上述したが、本開示の恩恵を与えられた当業者には、様々な変更、修正および改良が容易に生じることが認識されるであろう。そのような変更、修正および改良は本開示の一部であることが意図され、発明の範囲内にあることが意図される。したがって、上記の記載および図面は例のためだけのものであり、発明の範囲は、添付の請求項の適切な構造およびそれらの均等物から判断されるべきである。   Although several aspects of at least one embodiment have been described above, it will be appreciated by those skilled in the art who have the benefit of this disclosure that various changes, modifications, and improvements will readily occur. Such alterations, modifications, and improvements are intended to be part of this disclosure, and are intended to be within the scope of the invention. Accordingly, the foregoing description and drawings are by way of example only and the scope of the invention should be determined from the appropriate structure of the appended claims and their equivalents.

Claims (20)

MEMSベース走査レーザ検眼鏡であって、
レーザ照射ビームを生成するように構成されたレーザ照射サブアセンブリと、
レーザ照射ビームを受取り、画像化されるべき眼球の網膜の少なくとも一部分上をレーザ照射ビームで走査するように構成された二次元MEMS走査ミラーと、
前記MEMS走査ミラーに光学的に結合され、レーザ照射ビームを前記走査ミラーから眼球に方向付けて眼球の網膜を照射するように構成された光学系と、
前記光学系に光学的に結合され、眼球から反射された光学放射を遮って網膜の画像を生成するように構成された検出器サブアセンブリとを備え、
前記光学系は、前記走査ミラーと眼球との間に位置決めされた、かつレーザ照射ビームを眼球に方向付け、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けるように構成された偏光ビームスプリッタを含む、MEMSベース走査レーザ検眼鏡。
A MEMS-based scanning laser ophthalmoscope,
A laser irradiation subassembly configured to generate a laser irradiation beam;
A two-dimensional MEMS scanning mirror configured to receive the laser irradiation beam and scan with at least a portion of the retina of the eyeball to be imaged with the laser irradiation beam;
An optical system optically coupled to the MEMS scanning mirror and configured to direct a laser irradiation beam from the scanning mirror to the eyeball to irradiate the retina of the eyeball;
A detector subassembly optically coupled to the optical system and configured to generate an image of the retina by blocking optical radiation reflected from the eyeball;
The optical system is positioned between the scanning mirror and the eyeball and is configured to direct a laser illumination beam to the eyeball and to direct optical radiation reflected from the eyeball to the detector subassembly. MEMS-based scanning laser ophthalmoscope including a beam splitter.
前記二次元MEMS走査ミラーは、網膜の前記一部分上をレーザ照射ビームでリサージュパターンで走査するように構成される、請求項1に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope according to claim 1, wherein the two-dimensional MEMS scanning mirror is configured to scan the portion of the retina with a Lissajous pattern with a laser irradiation beam. 前記偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを伝送し、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けるように構成される、請求項1に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 1, wherein the polarizing beam splitter is configured to transmit a laser illumination beam to an eyeball and direct optical radiation reflected from the eyeball to the detector subassembly. 前記偏光ビームスプリッタは、眼球にレーザ照射ビームを反射し、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに伝送するように構成される、請求項1に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 1, wherein the polarizing beam splitter is configured to reflect a laser illumination beam to an eye and transmit optical radiation reflected from the eye to the detector subassembly. 前記光学系は、前記偏光ビームスプリッタと眼球との間に位置決めされた軸上対物レンズをさらに含む、請求項1に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope according to claim 1, wherein the optical system further includes an on-axis objective lens positioned between the polarizing beam splitter and an eyeball. 前記検出器サブアセンブリは光検出器を含み、前記光検出器は、アバランシェフォトダイオード、電荷結合素子および光電子増倍管のうち1つを含む、請求項1に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 1, wherein the detector subassembly includes a photodetector, and the photodetector includes one of an avalanche photodiode, a charge coupled device, and a photomultiplier tube. 前記検出器サブアセンブリは、光学放射を前記光検出器に合焦させるように構成された合焦光学部品をさらに含む、請求項6に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 6, wherein the detector subassembly further includes focusing optics configured to focus optical radiation on the photodetector. 前記検出器サブアセンブリは、前記合焦光学部品と前記光検出器との間に光学的に間に結合された共焦点開口をさらに含む、請求項7に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 7, wherein the detector subassembly further includes a confocal aperture optically coupled between the focusing optic and the photodetector. 前記レーザ照射サブアセンブリは、近赤外線レーザ光源および可視レーザ光源の少なくとも一方を含む、請求項1に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 1, wherein the laser illumination subassembly includes at least one of a near infrared laser light source and a visible laser light source. 前記光学系に光学的に結合された表示画面と、
前記レーザ照射サブアセンブリを制御して、前記表示画面上に固視ターゲットを表示するように構成されたコントローラと、
レーザ照射ビームがそれに沿って眼球に進行する照射経路に前記表示画面を光学的に結合するように構成されたダイクロイックビームスプリッタとを備え、前記照射経路は前記偏光ビームスプリッタを含み、前記偏光ビームスプリッタは、眼球が前記固視ターゲットを見ることを可能にするために前記固視ターゲットに対応する光強度を眼球に方向付けるように構成される、請求項1に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。
A display screen optically coupled to the optical system;
A controller configured to control the laser irradiation subassembly to display a fixation target on the display screen;
A dichroic beam splitter configured to optically couple the display screen to an irradiation path along which a laser irradiation beam travels to the eyeball, the irradiation path including the polarizing beam splitter, and the polarizing beam splitter The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 1, wherein the eyeball is configured to direct light intensity corresponding to the fixation target to the eye to allow the eye to view the fixation target.
前記コントローラはさらに、網膜の選択された領域の画像を取得するように、前記表示画面上の前記固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導するように構成される、請求項10に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。   The controller is further configured to guide an eyeball orientation by adjusting a display location of the fixation target on the display screen to acquire an image of a selected region of the retina. MEMS-based scanning laser ophthalmoscope described in 1. アライメントビームを提供するように構成された照射器と、
眼球から反射された前記アライメントビームを検出するように構成されたカメラと、
前記アライメントビームを前記照射経路に結合するように構成されたビームスプリッタと、を含むアライメントおよび合焦サブシステムをさらに備える、請求項10に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。
An illuminator configured to provide an alignment beam;
A camera configured to detect the alignment beam reflected from the eyeball;
The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 10, further comprising an alignment and focusing subsystem including a beam splitter configured to couple the alignment beam to the illumination path.
前記レーザ照射サブアセンブリと前記走査ミラーとの間の前記照射経路に位置決めされた電気的に調整可能なレンズをさらに備え、
前記コントローラは、前記カメラおよび前記電気的に調整可能なレンズに結合され、眼球から反射され、前記カメラによって検出された前記アライメントビームから取得された情報に基づいて前記電気的に調整可能なレンズの焦点を調節するようにさらに構成される、請求項12に記載のMEMSベース走査レーザ検眼鏡。
An electrically adjustable lens positioned in the illumination path between the laser illumination subassembly and the scanning mirror;
The controller is coupled to the camera and the electrically adjustable lens, reflected from an eyeball, and based on information obtained from the alignment beam detected by the camera, of the electrically adjustable lens. The MEMS-based scanning laser ophthalmoscope of claim 12, further configured to adjust the focus.
走査レーザ検眼鏡によって眼球の網膜を画像化する方法であって、前記方法は、
レーザ照射ビームを生成することと、
偏光ビームスプリッタによって前記レーザ照射ビームを眼球に方向付けることと、
二次元MEMS走査ミラーを用いて眼球における走査点を中心にレーザ照射ビームで走査して、眼球の網膜を照射する二次元照射領域を生成することと、
光学放射をデスキャンすることなく、眼球から反射された光学放射を前記偏光ビームスプリッタによって検出器サブアセンブリに方向付けることと、
光学放射から網膜の画像を生成することとを含む、方法。
A method of imaging the retina of an eyeball with a scanning laser ophthalmoscope, the method comprising:
Generating a laser irradiation beam;
Directing the laser beam to the eyeball by means of a polarizing beam splitter;
Scanning with a laser irradiation beam around a scanning point in the eyeball using a two-dimensional MEMS scanning mirror to generate a two-dimensional irradiation region for irradiating the retina of the eyeball;
Directing optical radiation reflected from the eyeball to the detector subassembly by the polarizing beam splitter without descanning the optical radiation;
Generating an image of the retina from the optical radiation.
前記レーザ照射ビームを生成することは、近赤外線照射ビームおよび可視照射ビームの少なくとも一方を生成することを含む、請求項14に記載の方法。   The method of claim 14, wherein generating the laser irradiation beam includes generating at least one of a near infrared irradiation beam and a visible irradiation beam. 前記レーザ照射ビームで走査することは、前記レーザ照射ビームをリサージュパターンで走査することを含む、請求項14に記載の方法。   The method of claim 14, wherein scanning with the laser irradiation beam comprises scanning the laser irradiation beam with a Lissajous pattern. 前記偏光ビームスプリッタは、前記走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、前記偏光ビームスプリッタを通して前記レーザ照射ビームを伝送することを含み、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けることは、前記偏光ビームスプリッタによって光学放射を反射することを含む、請求項14に記載の方法。   The polarizing beam splitter is positioned between the scanning mirror and the eyeball, and directing a laser irradiation beam to the eyeball includes transmitting the laser irradiation beam through the polarization beam splitter and reflected from the eyeball The method of claim 14, wherein directing optical radiation to the detector subassembly includes reflecting optical radiation by the polarizing beam splitter. 前記偏光ビームスプリッタは、前記走査ミラーと眼球との間に位置決めされ、前記レーザ照射ビームを眼球に方向付けることは、前記レーザ照射ビームを偏光ビームスプリッタによって反射することを含み、眼球から反射された光学放射を前記検出器サブアセンブリに方向付けることは、前記偏光ビームスプリッタを通して光学放射を伝送することを含む、請求項14に記載の方法。   The polarizing beam splitter is positioned between the scanning mirror and the eyeball, and directing the laser irradiation beam to the eyeball includes reflecting the laser irradiation beam by the polarizing beam splitter and reflected from the eyeball The method of claim 14, wherein directing optical radiation to the detector subassembly includes transmitting optical radiation through the polarizing beam splitter. 眼球をアライメントビームで照射することと、
前記アライメントビームを検出することと、
前記レーザ照射ビームを生成するレーザ照射サブアセンブリと走査ミラーとの間に位置決めされた電気的に調整可能なレンズの焦点を調節して、前記レーザ照射ビームを眼球の網膜上に合焦させることとをさらに含む、請求項14に記載の方法。
Irradiating the eyeball with an alignment beam;
Detecting the alignment beam;
Adjusting the focus of an electrically adjustable lens positioned between a laser irradiation subassembly that generates the laser irradiation beam and a scanning mirror to focus the laser irradiation beam on the retina of an eyeball; 15. The method of claim 14, further comprising:
表示画面上に固視ターゲットを表示することと、
網膜の選択された領域の画像を取得するように、前記表示画面上の前記固視ターゲットの表示場所を調節して眼球の方位を誘導することとをさらに含む、請求項14に記載の方法。
Displaying a fixation target on the display screen;
The method of claim 14, further comprising: adjusting a display location of the fixation target on the display screen to derive an eyeball orientation to obtain an image of a selected region of the retina.
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