JPH04166149A - Device for displaying electronic image of nonstationary object - Google Patents

Device for displaying electronic image of nonstationary object

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Publication number
JPH04166149A
JPH04166149A JP2292184A JP29218490A JPH04166149A JP H04166149 A JPH04166149 A JP H04166149A JP 2292184 A JP2292184 A JP 2292184A JP 29218490 A JP29218490 A JP 29218490A JP H04166149 A JPH04166149 A JP H04166149A
Authority
JP
Japan
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image
tracking
laser
light
color
Prior art date
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Pending
Application number
JP2292184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Forster Albert
アルバート フォースター
Charles Steve
チャールズ スティーブ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innovision Medical Inc
Original Assignee
Innovision Medical Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Innovision Medical Inc filed Critical Innovision Medical Inc
Priority to JP2292184A priority Critical patent/JPH04166149A/en
Publication of JPH04166149A publication Critical patent/JPH04166149A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To automatically stop laser irradiation when a laser cannot be matched with a target by providing object tracking means to track motion of a nonstationary object, inspection means to form electronic expression of an optical image to generate an optical image of the nonstationary object and display means to convert the electronic expression. CONSTITUTION: A main computer 62 transmits an ignition signal on a system bus 64 to an illumination/shutter controller 1. The controller 1 transmits an ignition signal on a line 168 to a laser 170. Even in any case in laser treatment, since a tracking sub-system can pursue motion of eyes, a postprocessing part 152 transmits a tracking error signal on the system bus 64. The illumination/ shutter controller 1 reacts to an error signal by directly transmitting a cutoff signal on the line 168 to the laser 170. Transmission of laser energy is not resumed until a doctor once again confirms a treatment plan displayed on a screen. Therefore, an unexpected injury of eyes of a patient which is possibly caused when laser irradiation is started in a condition where a laser beam is not matched with a target, can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非静止の対象物の電子的映像を表示する装置に
関する。本発明による装置は、レーザエネルギの送出装
置を包含する眼科診療用の設備に関係がある。特に、本
発明による装置は、網膜を追跡して眼底の定常的な実時
間の映像を維持すること、およびレーザビームを眼底の
成る定められた目標に自動的に指向させて眼底の病状を
処置すること、に関係がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a device for displaying electronic images of non-stationary objects. The device according to the invention relates to an equipment for ophthalmological treatment which includes a device for delivering laser energy. In particular, the device according to the invention tracks the retina to maintain a constant real-time image of the fundus and automatically directs a laser beam to a defined target comprising the fundus to treat fundus pathologies. It has something to do with what you do.

〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕眼科
診療の実際において、患者の眼の不随意の運動または突
然的な運動が眼底の効果的な診断および治療を阻害する
ことが従来がら生起していた。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] In the actual practice of ophthalmology, involuntary movements or sudden movements of the patient's eyes have conventionally occurred, hindering effective diagnosis and treatment of the fundus. was.

突然的なおよびその他の眼の運動が連続的に生起すると
、医者が定常的な実時間の眼の映像を得て人間の眼底を
診断し病状に対する治療を処方することが阻害される。
The continuous occurrence of sudden and other eye movements prevents physicians from obtaining constant real-time images of the eye to diagnose the human fundus and prescribe treatment for medical conditions.

また、レーザエネルギにより眼を治療しているとき、眼
の突然の運動が行われるとレーザが目標点をはずし健全
な網膜組織を損傷することを生じさせる可能性がある。
Also, when treating an eye with laser energy, sudden movements of the eye can cause the laser to miss its target and damage healthy retinal tissue.

眼の病気のレーザによる治療の有効性は、レーザ治療が
供与されている期間において眼の運動を追跡し、レーザ
が目標上にないとき照射開始を阻止する能力に依存する
。もし医者が非静止の目標に対してレーザを手動で照準
し照射開始せねばならぬとすると、治療の有効性は、反
射、医者の手と眼の協同作業、および患者と光学装置の
整合に依存することが不可避となる。
The effectiveness of laser treatment of eye diseases depends on the ability to track eye movements during the period that laser treatment is being delivered and to prevent the initiation of irradiation when the laser is not on target. If the physician must manually aim and initiate the laser at a non-stationary target, the effectiveness of the treatment depends on reflexes, physician hand-eye coordination, and patient-optics alignment. Dependency is inevitable.

医者と患者はともに、患者の眼が突然に運動すると医者
がレーザ治療を網膜の誤りの位置に対して行い、それに
より健全な組織を損傷させることを生じさせることに同
じような関心をもつ。レーザ治療は、代表的なものとし
て、医者が手動でレーザを運動している目標に照準する
ことを要求する。レーザが選択された治療区域に整合さ
せられると、医者はレーザを活性化させる。現在の治療
供与の技術の不足のために、レーザ治療の結果は、しば
しば、無効果でありまたは有害でさえある可能性がある
。例えば、レーザ治療の不適切な適用は病状を再発させ
、過剰の治療は予期しない出血を生じさせ、またレーザ
治療時における熱伝達は手術後の斑点状の分離を生じさ
せる可能性がある。
Both doctors and patients have similar concerns that sudden movements of a patient's eye can cause the doctor to apply laser therapy to the wrong location on the retina, thereby damaging healthy tissue. Laser therapy typically requires a physician to manually aim a laser at a moving target. Once the laser is aligned with the selected treatment area, the physician activates the laser. Due to current therapy delivery technology deficiencies, the results of laser therapy can often be ineffective or even harmful. For example, improper application of laser treatment can cause disease recurrence, overtreatment can cause unexpected bleeding, and heat transfer during laser treatment can cause patchy separation after surgery.

治療に成功する代りに、意図されたレーザ目標から偏位
すると、網膜の視覚神経またはその他の部分の恒久的な
治療不能的な損傷を生じさせる可能性がある。このよう
な危険は、しばしば、視力が制限された患者に対するレ
ーザ治療の使用をためられさせてきているが、該患者は
そのようなことがなければレーザ治療の供与から利益を
得る可能性があるのである。
Instead of successful treatment, deviation from the intended laser target can cause permanent, irreparable damage to the optic nerve or other parts of the retina. Such risks have often discouraged the use of laser therapy for patients with limited vision, who may otherwise benefit from the delivery of laser therapy. It is.

成るシステムによれば、成る限度内において、人間の眼
の運動が追跡され、それにより、病気を診断するための
眼底の明瞭な、定常的な、実時間の映像が発生させられ
る。しかしこのような追跡のシステムにおいては、映像
表示をレーザエネルギ治療の実行と協同させることは行
わない。従来の幾つかのシステムにおいては、診断の後
に、患者の眼は別個のシステムにより観察され、それに
よりレーザ治療を受けねばならぬようになっている。こ
のやりかたでは、治療用の目標区域を2回目に位置ぎめ
することを要求する。さらに、患者の病気を診断し治療
するに用いられる照射および観察装置の形式における相
違は、医者により観察される眼底の外観を変化させ治療
の過程を複雑化させる可能性がある。
According to the system, the movements of the human eye are tracked within the limits, thereby generating a clear, constant, real-time image of the fundus of the eye for diagnosing diseases. However, such tracking systems do not coordinate the video display with the execution of the laser energy treatment. In some conventional systems, after diagnosis, the patient's eyes must be viewed by a separate system and then subjected to laser treatment. This approach requires locating the target area for treatment a second time. Additionally, differences in the type of irradiation and viewing equipment used to diagnose and treat a patient's disease can change the appearance of the fundus as viewed by the physician and complicate the treatment process.

他のシステムとして、観察用の映像の表示のための自動
的追跡とレーザエネルギの送出を組合わせることが可能
なシステムが提案されている。このようなシステムは、
レーザエネルギ送出装置を照準するための定常的な目標
を提供するが、多くの欠点を有する。第1に、単一波長
のレーザ照射であるため、該システムは照射レーザのカ
ラーにおける単色の映像生成に制限され、その結果とし
て最適の映像より劣るものとなり、相異なる特徴が必ず
しも識別可能なものにはならない、第2に、該システム
は、レーザ治療の自動的照準および照射のための手段を
提供しない。その代りに、使用者が、レーザエネルギを
、意図した治療を行うに必要な時間長の間、手動で照準
し、照射する。該システムが眼の運動を追跡することが
できたにせよ、治療の成功は、究極的には、使用者のレ
ーザ照準の正確性および使用者の目標に対するレーザエ
ネルギ照射の適正な時間長の判断に依存する。
Other systems have been proposed that can combine the delivery of laser energy with automatic tracking for viewing images for viewing. Such a system is
While providing a steady target for aiming the laser energy delivery device, it has a number of drawbacks. First, because of the single wavelength laser illumination, the system is limited to producing monochromatic images in the color of the illuminating laser, resulting in less than optimal images and different features are not necessarily distinguishable. Second, the system does not provide a means for automatic aiming and delivery of laser therapy. Instead, a user manually aims and applies laser energy for the length of time necessary to effect the intended treatment. Even though the system is able to track eye movements, the success of treatment ultimately depends on the accuracy of the user's laser aiming and determining the appropriate length of time to deliver laser energy to the user's target. Depends on.

さらに、該システムは、医者に対して眼底の直接の映像
を提供し、それにより、該医者の眼を、患者の眼および
光学システムにより反射させられ映像形成システムへ帰
還する加害性のレーザエネルギに露出することになる。
Additionally, the system provides the physician with a direct image of the fundus of the eye, thereby exposing the physician's eye to the patient's eye and the harmful laser energy reflected by the optical system and returned to the image forming system. It will be exposed.

組合わされた追跡およびレーザ照射を一体化したこれら
のシステムはまた、眼底の顕著な特徴の追跡に依存する
。この追跡技術は、使用者が、成る特徴が追跡システム
の動作特性の制限に合致するように操作を行うよう要求
する0例えば、該システムの1つは、使用者が、2つの
直交する特徴を最適の追跡の動作特性が達成されるよう
操作するよう要求する。それにより、使用者が映像追跡
システムの視野内において直交する特徴の位置ぎめを行
わねばならぬことにより、診断および治療の時間が延長
される。該特徴を位置ぎめすることは使用者にとり緊張
を要し疲労を生じさせる過程になる可能性があり、しば
しばその結果として最適の追跡の動作特性より劣るもの
になる可能性がある。
These systems that integrate combined tracking and laser illumination also rely on tracking of salient features of the fundus. This tracking technique requires the user to perform operations such that the features that consist meet the constraints of the operating characteristics of the tracking system. Requires operation such that optimal tracking performance characteristics are achieved. Diagnosis and treatment time is thereby extended by requiring the user to locate orthogonal features within the field of view of the video tracking system. Locating the feature can be a stressful and fatiguing process for the user, often resulting in less than optimal tracking performance characteristics.

さらに、該システムの追跡のアルゴリズムは不正確な追
跡をもたらす。該追跡のアルゴリズムは、眼底の現在の
映像を希望される映像と整合させるために要求される実
際の距離を決定することができない。該システムは、画
素の1ラインの一部の画素の強度のプロフィルをあらわ
す第1の値と画素の該ラインの他の部分の画素の強度の
プロフィルをあらわす第2の値の比を計算する。第1の
値と第2の値の該計算された比は先行の比と比較される
。調整可能の追跡用反射鏡は現在の比と先行の比の相対
的な値にもとづいて1つの方向において1単位だけ調整
される。比較と比較の間で映像が1単位より多く運動す
ると、映像は、映像の比較と計算された調整を含む単一
の追跡サイクル内に以前の位置復帰することができない
。高速度の運動を追跡するために、単位の調整は充分に
大でなければならぬ。しかし、該単位が大きすぎると、
小なる運動のための調整が遂行されなくなる。
Furthermore, the system's tracking algorithm results in inaccurate tracking. The tracking algorithm cannot determine the actual distance required to match the current image of the fundus with the desired image. The system calculates a ratio of a first value representing an intensity profile of a portion of a line of pixels to a second value representing an intensity profile of a portion of the line of pixels. The calculated ratio of the first value and the second value is compared to a previous ratio. The adjustable tracking reflector is adjusted by one unit in one direction based on the relative values of the current and previous ratios. If the image moves more than one unit between comparisons, the image cannot be returned to its previous position within a single tracking cycle that includes image comparison and calculated adjustments. The unit adjustment must be large enough to track high velocity motion. However, if the unit is too large,
Coordination for small movements is no longer accomplished.

したがって本発明の一般的な目的は従来技術の欠点を克
服することにある。
The general object of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the prior art.

特に、本発明の1つの目的は、眼底の眞のカラーによる
映像を生成させ、該眼底上の意図された目標にレーザを
自動的に照準し、レーザ照射の期間内における目標の運
動を追跡し、そして、レーザが目標に整合しなくなれば
レーザ照射を自動的に停止させるシステムを提供するこ
とにある。
In particular, one object of the present invention is to generate a true color image of the fundus, automatically aim a laser at an intended target on the fundus, and track the movement of the target during the period of laser irradiation. , and to provide a system that automatically stops laser irradiation when the laser no longer aligns with the target.

本発明の他の目的は、レーザ照射の期間内においてレー
ザの自動的な照準および眼の運動の自動的な追跡を行い
つつ、眼底のレーザ治療の能力を高めることにある。
Another object of the present invention is to enhance the ability of laser treatment of the fundus of the eye, with automatic aiming of the laser and automatic tracking of eye movements within the period of laser irradiation.

本発明の関連的な1つの目的は、眼底のレーザ治療に関
連する眼の損傷の危険性を減少させることにある。
A related object of the present invention is to reduce the risk of ocular damage associated with laser treatment of the fundus of the eye.

本発明の他の目的は、眼底の一部のレーザエネルギによ
る治療が、不足治療または過剰治療になることを防止す
ることにある。
Another object of the present invention is to prevent undertreatment or overtreatment of a portion of the fundus of the eye with laser energy.

本発明の他の目的は、単に個別の特徴を追跡することに
依存するだけではない追跡システムを提供することにあ
る。
Another object of the invention is to provide a tracking system that does not rely solely on tracking individual features.

本発明の関連的な1つの目的は、設定が簡単で信頼性が
向上させられたシステムを提供することにある。
A related object of the invention is to provide a system that is easy to configure and has improved reliability.

本発明の他の目的は、可変の距離調整信号を発生させる
ことにより単一の追跡サイクル内において眼底の運動を
充分に補償することにある。
Another object of the invention is to fully compensate for fundus motion within a single tracking cycle by generating a variable distance adjustment signal.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前述の、およびその他の目的は、眼底の病気の診断およ
び治療用の改良された、一体止されたシステムを提供す
る本発明により達成される。該システムは、高速度応答
性の追跡システムであって、可変の大きさの光通路調整
ベクトルを発生させ、角速度の大なる範囲内において進
行する運動目標の定常的な映像を維持するもの、を包含
する。目標の追跡は、関心のもなれる光景(目標区域)
の現在の映像と成る選択された基準の映像の比較により
容易化される。また、デジタル化された、アドレス可能
の、眞のカラーのビデオ映像により眼底を間接的に観察
する技術が提供される。相互作用的なユーザプログラム
は、医者がビデオモニタにもとづいて治療計画を作成す
ることを可能にする。
The foregoing and other objects are achieved by the present invention, which provides an improved, integrated system for the diagnosis and treatment of diseases of the ocular fundus. The system includes a high velocity responsive tracking system that generates a variable magnitude optical path adjustment vector and maintains a constant image of a moving target over a large range of angular velocities. include. Target tracking is an interesting sight (target area)
The comparison of the selected reference image with the current image of the image is facilitated. Also provided is a technique for indirectly observing the fundus with digitized, addressable, true color video footage. An interactive user program allows the physician to create a treatment plan based on the video monitor.

最後に、ワークステーションのプロセッサによりレーザ
照準装置へ伝送される信号は、カラービデオモニタ上の
眼底の実時間の映像の上に表示された目標にしたがって
、レーザエネルギを患者の眼底に指向させる。
Finally, signals transmitted by the workstation's processor to the laser aiming device direct laser energy to the patient's fundus according to the target displayed on a real-time image of the fundus on a color video monitor.

本発明のシステムは自動追跡のサブシステムを包含する
。使用者は眼底の希望される光景を選択する。患者の眼
が運動すると、自動追跡のサブシステムは一組の調整用
ベクトルを計算しサーボ反射鏡位置決め装置へ伝送する
。サーボ反射鏡は映像生成光学トレインの光通路を調整
し映像面における眼底の運動を光学的に補償し、それに
より眼底の定常的な実時間の映像を維持する。サーボ反
射鏡は、改良された映像処理用ハードウェア、映像処理
アルゴリズム、および反射鏡サーボ制御ハードウェアの
ために高度の周波数応答が可能である。より特定的には
、シストリックな並列のプロセッサの1つのアレイが現
在の映像をアレイプロセッサに以前に記憶された希望さ
れる基準映像と比較するのに用いられる。統計的相関解
析にもとづく比較の1つの方法が、CCDカメラにより
発生させられた現在の実時間の映像であって幾つかの方
向において相異なる大きさだけ仮説的に変位させられた
ものを記憶装置に記憶された基準の映像と比較する。該
比較が行われた後、ポストプロセッサ(デジタル信号プ
ロセッサ)は、記憶された映像と現在の映像の間の大き
さと方向変位の最良の整合を識別し、許容可能のしきい
値に対する最良の整合相関を測定する。もし該整合が作
動範囲内にあれば、調整ベクトルが反射鏡位置決め装置
へ伝送され、該位置決め装置は現在の映像を基準映像に
整合させる。
The system of the present invention includes an automatic tracking subsystem. The user selects the desired view of the fundus. As the patient's eyes move, the automatic tracking subsystem calculates and transmits a set of adjustment vectors to the servo-reflector positioner. The servo reflector adjusts the optical path of the image-producing optical train to optically compensate for movement of the fundus in the image plane, thereby maintaining a constant real-time image of the fundus. Servo reflectors are capable of high frequency response due to improved image processing hardware, image processing algorithms, and reflector servo control hardware. More specifically, one array of systolic parallel processors is used to compare the current image with a desired reference image previously stored in the array processor. One method of comparison, based on statistical correlation analysis, is to store current real-time images generated by a CCD camera that have been hypothetically displaced by different amounts in several directions. Compare with the reference image stored in . After said comparison has been made, a post-processor (digital signal processor) identifies the best match in magnitude and directional displacement between the stored video and the current video, and determines the best match against an acceptable threshold. Measure correlation. If the alignment is within the working range, an adjustment vector is transmitted to the reflector positioner, which aligns the current image with the reference image.

本発明のシステムの1つの使用形態において、医者は、
眞のカラーのビデオ表示上に表示された眼底の映像上に
レーザ治療の目標をマークすることにより光学的凝固の
治療計画を規定する。治療用の座標およびパラメータは
計算機ワークステーションに記憶される。同じワークス
テーションにより制御されるレーザ照準用のサブシステ
ムは、治療モードにおいて、レーザビームをスクリーン
上に表示された選択された目標に自動的に指向させる。
In one form of use of the system of the invention, the physician:
Define the optical coagulation treatment plan by marking the laser treatment target on the fundus image displayed on a true color video display. Coordinates and parameters for the treatment are stored on the computer workstation. A laser aiming subsystem, controlled by the same workstation, automatically directs the laser beam to a selected target displayed on the screen in treatment mode.

次いで医者は制御キイパッドを用いて確認信号を入力す
ることによりレーザを活性化させる。
The physician then activates the laser by entering a confirmation signal using the control keypad.

治療が行われているとき、もし追跡用サブシステムが目
標区域の追跡をはずすと、レーザは自動的に遮断され、
レーザビームと目標が再び整合され医者が治療を再び始
動するまでは、レーザ治療は再開されない。このことは
、もしレーザビームが目標に整合していない状態でレー
ザが照射開始されたときに生ずる可能性のある患者の眼
の不測の損傷を防止する。
During treatment, if the tracking subsystem loses track of the target area, the laser will automatically shut off and
Laser treatment is not resumed until the laser beam and target are realigned and the physician restarts treatment. This prevents accidental damage to the patient's eye that could occur if the laser beam was not aligned with the target and the laser was started.

本発明は、医者が光学的サブシステムとの直接光学的観
察点インタフェイスであって迷走する反射されたレーザ
光が医者の眼を損傷を可能にするものを使用する必要性
を回避する。ビデオインタフェイスは、医者が、眼底の
映像を、直接に光学的観察点を通して観察する代りに、
ビデオモニタにより間接に観察することを可能にする。
The present invention avoids the need for the physician to use a direct optical viewing point interface with the optical subsystem that would allow stray reflected laser light to damage the physician's eye. The video interface allows the doctor to view images of the fundus of the eye directly through an optical viewing point.
A video monitor allows for indirect observation.

ビデオ表示による眼底の間接的な表示は、観察チャンネ
ルへ向って反射されるレーザエネルギから医者の眼を隔
離し、保護する。1つの具体例においては、眼底を赤、
緑、および青の単色性の光で照射し電子的に構成された
カラー映像を高解像度のカラーモニタ上に捕捉し表示す
ることにより、眼底のカラー映像が生成される。
Indirect display of the fundus by video display isolates and protects the physician's eye from laser energy reflected towards the viewing channel. In one embodiment, the fundus is red;
A color image of the fundus is generated by illuminating with monochromatic green and blue light and capturing and displaying an electronically constructed color image on a high resolution color monitor.

本発明はまた、患者の網膜の映像データのビデオ表示お
よびデジタル記憶を提供し、医者に対し危険な治療プラ
ンを注意喚起し普通の治療パターンを提案するエキスパ
ートシステムの使用を容易化する。医者は、提案された
治療の原案を受入れ、または眼底のビデオ映像を用いる
代替の治療計画を立案することが可能である。マーカー
の一組がビデオスクリーン上に表示されて治療用レーザ
目標をあらわす。
The present invention also provides video display and digital storage of a patient's retinal image data, facilitating the use of an expert system to alert physicians to risky treatment plans and suggest common treatment patterns. The doctor can accept the proposed treatment or develop an alternative treatment plan using the video footage of the fundus. A set of markers is displayed on the video screen to represent the therapeutic laser target.

本発明のレーザ照射用のサブシステムは、手術用のレー
ザのインタフェイスであってプロセッサにより制御され
るサーボ反射鏡を用いて放射された光エネルギを目標へ
指向させるものを包含する。
The laser delivery subsystem of the present invention includes a surgical laser interface that uses a servo reflector controlled by a processor to direct emitted light energy to a target.

プロセッサは、反射鏡に結合された位1決め装置へ信号
を伝送させる。該信号は、ビデオスクリーン上に表示さ
れレーザをどこに指向すべきがを指示するマーカーに反
応する。医者はレーザを照射開始させ、プロセッサは、
レーザを次位の目標に指向させ、このようにして、スク
リーン上に表示されたマーカーにより表現されるすべて
の目標が治療されてしまうことになる。
A processor causes a signal to be transmitted to a positioning device coupled to the reflector. The signal is responsive to markers displayed on the video screen that indicate where to direct the laser. The doctor starts irradiating the laser, and the processor
The laser is directed to the next target and in this way all targets represented by the markers displayed on the screen will have been treated.

レーザが照射されつつあるときに患者の眼が運動すると
、追跡用のサーボ反射鏡が調整され、ビーム通路が変化
させられ、それにより、レーザビームと目標の整合が維
持される。もしなんらがの理由により追跡用サブシステ
ムが眼底の追跡を維持することができないと、レーザは
自動的に遮断され、それにより、レーザが眼底の意図さ
れない位置へ照射されることを防止する。
As the patient's eye moves while the laser is being applied, the tracking servo reflector is adjusted to change the beam path, thereby maintaining alignment of the laser beam with the target. If for any reason the tracking subsystem is unable to maintain tracking of the fundus, the laser is automatically shut off, thereby preventing the laser from irradiating unintended locations on the fundus.

本発明はまた、計算機のハードウェアを計算機のワーク
ステーションに接続し、それにより、眼底の計算機援助
式の診断および治療および患者の診断および治療に関係
するデータの記憶を容易化する。そのようなハードウェ
アはCPU、グラフィックプロセッサ、キイボード、ジ
ョイスティック・マウス・トラックボール装置、テープ
記憶装置、およびハードディスク駆動装置を包含するこ
とができる。モデムまたはそれに類似する通信リンクが
、遠隔地に居る医者に患者の眼底の実時間の映像を供給
するために、また、遠隔地から治療操作を規定しおよび
実行する可能性を提供するために用いられることができ
る。
The present invention also connects computing hardware to a computing workstation, thereby facilitating computer-aided diagnosis and treatment of the fundus and storage of data related to patient diagnosis and treatment. Such hardware may include a CPU, graphics processor, keyboard, joystick/mouse/trackball device, tape storage, and hard disk drive. A modem or similar communication link is used to provide a remote physician with a real-time image of the patient's fundus and to provide the possibility of defining and performing therapeutic operations from a remote location. can be

〔実施例〕〔Example〕

特に第1図の7面を参照すれば、照明/シャッタ制御器
1はキセノンアーク灯2に線路3上で活性化信号を送信
する。キセノンアーク灯2は可視的照明の光フアイバ4
上で光ビームをフィルタホイール6に送る。フィルタホ
イール6は赤、緑、または青色の色帯を光路8上で画像
形成用発射光学系10に選択的に送信するための、3個
の角度的に隔てられた色フィルタより構成される。光路
8上にて送られた光の色度は、赤、緑または青のいずれ
であろうと、フィルタホイール6の回転位置に依存する
。フィルタを通過した光ビームは光路12上で継続し、
ビーム分割器14を介して本質的に不変状態で通過する
。フィルタを通過した光ビームは光路16上で継続し、
ビーム分割器18を介して本質的に不変状態で通過する
。フィルタを通過した光ビームは光路20上にて継続し
ビーム分割器22により光路24上に反射される。フィ
ルタを通過した光路24上の光ビームは追跡用サーボミ
ラー26から反射されて、光路28に従って走査対眼の
光学系30に進行する。フィルタを通過した光ビームは
光路32上で継続して患者の眼38に適したコンタクト
レンズ34に進む。コンタクトレンズ34はフィルタ通
過の光の画像を、光路36に沿って患者の網膜40に画
像を生ぜしめる。更に交替的にフィルタを通過した光は
、コンタクトレンズ34に接続される光ファイバーを介
してキセノン灯2から直接に光路36に送り出され得る
Referring specifically to page 7 of FIG. 1, the illumination/shutter controller 1 sends an activation signal on line 3 to the xenon arc lamp 2. As shown in FIG. Xenon arc lamp 2 is visible illumination fiber optic 4
The light beam is sent to the filter wheel 6 at the top. Filter wheel 6 is comprised of three angularly spaced color filters for selectively transmitting red, green, or blue color bands on optical path 8 to imaging delivery optics 10 . The chromaticity of the light sent on optical path 8, whether red, green or blue, depends on the rotational position of filter wheel 6. The light beam that has passed through the filter continues on the optical path 12,
It passes essentially unchanged through the beam splitter 14. The light beam that has passed through the filter continues on the optical path 16,
It passes essentially unchanged through the beam splitter 18. The light beam passing through the filter continues on optical path 20 and is reflected onto optical path 24 by beam splitter 22 . The light beam on the optical path 24 that has passed through the filter is reflected from the tracking servo mirror 26 and proceeds along the optical path 28 to the scanning eye optics 30. The filtered light beam continues on optical path 32 to a contact lens 34 suitable for the patient's eye 38 . Contact lens 34 produces an image of the filtered light along optical path 36 on the patient's retina 40 . Furthermore, the light that has passed through the filters alternately can be sent directly from the xenon lamp 2 into the optical path 36 via an optical fiber connected to the contact lens 34 .

網膜40はフィルタを透過した光を部分的に反射する。The retina 40 partially reflects the light that has passed through the filter.

フィルタを通過した光は光路36に沿ってコンタクトレ
ンズ34に戻る。コンタクトレンズ34は反射されたろ
波光の画像を形成し、該光は走査対眼の光学系30まで
の光路32上にて継続する。反射光は光路28上で継続
し、追尾用サーボ形ミラー26により反射され、ビーム
分割器22までの光路24に関し継続する。光路24上
の追尾用サーボ形ミラー26から進行し離れてゆく光の
半分は2色性ビーム分割器44までの光路42上のビー
ム分割器により送られる。殆んどすべてのフィルタ通過
の画像形成用光はビーム分割器44を通過して、ズーム
レンズ48までの光路46上で継続する。光路50上の
ズームレンズから発した焦点合せの光は赤外線遮断フィ
ルタ52により沢光される。実質的にフィルタ通過の画
像形成用光から形成される集束光は、画像形成用CCD
カメラ56までの光路54上にて継続する。
The light that passes through the filter returns to the contact lens 34 along an optical path 36. Contact lens 34 forms an image of the reflected, filtered light, which continues on optical path 32 to scanning eye optics 30 . The reflected light continues on optical path 28 , is reflected by servo tracking mirror 26 , and continues on optical path 24 to beam splitter 22 . Half of the light traveling away from tracking servo mirror 26 on optical path 24 is sent by a beam splitter on optical path 42 to dichroic beam splitter 44 . Substantially all of the filtered imaging light passes through beam splitter 44 and continues on optical path 46 to zoom lens 48 . Focusing light emitted from the zoom lens on the optical path 50 is filtered by an infrared cutoff filter 52 . The focused light formed from the image-forming light that has passed through the filter is transmitted to the image-forming CCD.
It continues on the optical path 54 to the camera 56.

CCDカメラ56の光学的活性面は、追尾用ミラー26
を反射する光から画像形成用CCDカメラ56までにと
られた光路より形成される走査対画像形成用光学系の列
の画像面と一列に整列されている。
The optically active surface of the CCD camera 56 is the tracking mirror 26
is aligned with the image plane of the array of scan-to-image forming optical systems formed by the optical path taken from the light reflected by the image forming CCD camera 56 to the image forming CCD camera 56.

CCDカメラ56は本質的には512 X 512個の
CCDアレイより構成され、このCCDアレイは各セル
を系列的にポーリングするとともに、一定のセル上に入
射する光エネルギー強度を表わす線路66上のアナログ
信号を出力するための適切なアクセス回路を有している
。CCDカメラ56の動作はカメラ制御部60から線路
58上に伝送された制御信号により支配される。カメラ
制御部60の動作は、ワークステーション・主コンピユ
ータ62からシステムバス64上の制御部60まで送ら
れた命令により支配される。
The CCD camera 56 consists essentially of a 512 x 512 CCD array that sequentially polls each cell and generates an analog signal on a line 66 representing the intensity of light energy incident on a given cell. It has appropriate access circuitry to output the signal. The operation of the CCD camera 56 is governed by control signals transmitted from the camera controller 60 onto the line 58. The operation of camera controller 60 is governed by instructions sent from workstation/main computer 62 to controller 60 on system bus 64 .

更に第2図を参照すれば、CCDカメラ56はCCDア
レイにおけるそれぞれのセルを逐次ボーリング(順次呼
出し)する、カメラはアナログ信号を8ビツトのグレイ
スケールディジタル信号に変換し、線路66上のディジ
タル信号をフレームグラバ68に送信する。フレームグ
ラバ68は線路66上で受信したディジタルデータの流
れを512 x 512個のバイトフレームに変換し、
線路70上のフレーム指示ディジタル画像データをビッ
ト写像アドレス可能なビデオ記憶装置72に送信する。
Still referring to FIG. 2, a CCD camera 56 sequentially bores each cell in the CCD array. is transmitted to the frame grabber 68. Frame grabber 68 converts the digital data stream received on line 66 into 512 x 512 byte frames;
Frame-directed digital image data on line 70 is transmitted to bit mapped addressable video storage 72 .

マルチプレクサ74は線路70上で受信したグレイスケ
ール・データを線路76、フ8または80に経路指定し
て、最終的にそれぞれのカラービデオメモリモジュール
82゜84または86に経路指定する。グレイスケール
データを受信するためのビデオメモリモジュールの選択
は、照明/シャッタ制御器1からビデオメモリ72内の
マルチプレクサまでのシステムバス64上で送信される
制御信号により決定される。
Multiplexer 74 routes the gray scale data received on line 70 to lines 76, F8 or 80 and ultimately to respective color video memory modules 82, 84 or 86. The selection of the video memory module to receive grayscale data is determined by control signals sent on the system bus 64 from the light/shutter controller 1 to a multiplexer in the video memory 72.

第1図に戻って、フィルタ車輪6は、フィルタ車輪6の
位置に従って、したがってそれにより送られたカラーに
従って合図された位置を発生する位置センサ(図示して
ない)を具備している。この位置信号は線路89上で光
路8上のフィルタホイール6から送られている照明光の
カラーを示す照明/シャッタ制御器1にまで運ばれる。
Returning to FIG. 1, the filter wheel 6 is equipped with a position sensor (not shown) which generates a signaled position according to the position of the filter wheel 6 and thus according to the collar sent thereby. This position signal is carried on a line 89 to the illumination/shutter controller 1 which indicates the color of the illumination light being sent from the filter wheel 6 on the optical path 8.

照明/シャッタ制御器1はシステムバス64上の制御信
号をビデオメモリフ2に送信する。マルチプレクサ74
からのグレイスケールビデオ画像を受信するために、選
択用線路75を介してビデオメモリモジュール82゜8
4または86の一つを選択することにより、ビデオメモ
リ72は制御情報に応答する。メモリモジュール82 
、84および86のそれぞれは、8ビツトグレイスケー
ル画素データの完全な512 x 512のフレームを
保持するのに十分大きい、フレームの更新速度、即ちそ
れぞれのメモリモジュール82 、84と86が更新さ
れる速度は毎秒10フレームを超過している。
Light/shutter controller 1 sends control signals on system bus 64 to video memory 2. multiplexer 74
A video memory module 82.8 is connected via selection line 75 to receive a grayscale video image from
By selecting one of 4 or 86, video memory 72 responds to the control information. Memory module 82
. exceeds 10 frames per second.

グラフィックビデオメモリモジュール88はシステムバ
ス64を介して主コンピユータ62からグラフィックデ
ータを受信し格納する。グラフィックメモリ88は、オ
ンスクリーンメニューを表示するのと同様にレーザ標的
のようなユーザ規定の特徴を表示するためにCRT表示
の部分を修正するビデオ図形オーバーレイを与える。こ
のような図形をカラー表示画像に組み入れることは当該
技術で知られているように適切な方法で完成される。高
解像度・真正カラーのブラウン管90は当該技術で周知
の如く適切な方法で、ビデオメモリモジュール73から
線路92 、94 、96と98上の画像データを受信
する。CRT90は毎秒60フレームの更新速度でカラ
ー画像と図形オーバーレイを表示する。視覚基底部の真
正カラー画像を発生し表示するためのシステムはまた画
像コプレッサ91を具備し、この画像コプレッサはレー
ザ標的マークのような図形画像を形成するための符号化
図形データを受信し、符号化座標と画像データをビット
写像の画像に変換するものである。コプロセッサ91は
それからシステムバス64上のビット写像の画像を当該
技術で周知の如く適切な方法で図形メモリ88に転送す
る0画像と処理データとはすべてディジタルデータに変
換されているので、将来の参照用の診断/処理のセツシ
ョンの電子ログ(経過記録)を形成することが可能であ
る。ワークステーションはバス192によりプログラム
と画像データ格納用のテープ194、ウィンチエスタデ
ィスク196とフロッピ198の駆動器に接続されたデ
ィスク制御器190を具備している。
Graphics video memory module 88 receives and stores graphics data from main computer 62 via system bus 64 . Graphics memory 88 provides video graphical overlays that modify portions of the CRT display to display user-defined features such as laser targets as well as display on-screen menus. Incorporation of such graphics into color display images may be accomplished in any suitable manner as known in the art. A high resolution true color cathode ray tube 90 receives image data on lines 92, 94, 96 and 98 from video memory module 73 in any suitable manner as is well known in the art. The CRT 90 displays color images and graphic overlays at an update rate of 60 frames per second. The system for generating and displaying true color images of the visual base also includes an image copressor 91 that receives encoded graphical data to form a graphical image, such as a laser target mark. It converts the converted coordinates and image data into a bit mapped image. Coprocessor 91 then transfers the bit-mapped images on system bus 64 to graphics memory 88 in any suitable manner as is well known in the art. Since all images and processing data have been converted to digital data, future It is possible to create an electronic log of the diagnostic/treatment session for reference. The workstation includes a disk controller 190 connected by a bus 192 to a tape 194 for storing program and image data, a winchester disk 196, and a floppy 198 drive.

医師は最初倍率レベルと以後XoとYoとして表わされ
るサーボミラー26の初期方位を選択することにより視
界を設定する。医師はキーバッド102を介して所望の
倍率と位置情報を入れるが、これはミラーと倍率レベル
を設定する機能キーを指向するジョイスティックより本
質的に構成されるものである。主コンピユータ62はシ
ステムバス64上の倍率調整信号をズームレンズ制御ユ
ニット104に送る。ズームレンズ制御ユニット104
は当該技術で周知の如く、適切な制御信号を制御線路1
06によってズームレンズ48に送信する。ズームレン
ズ24は10度と60度の間の眼の視野が得られるよう
に調整される。
The physician first sets the field of view by selecting the magnification level and initial orientation of the servo mirror 26, hereinafter represented as Xo and Yo. The clinician enters the desired magnification and position information via the keypad 102, which consists essentially of a joystick pointing mirror and function keys to set the magnification level. Main computer 62 sends a magnification adjustment signal on system bus 64 to zoom lens control unit 104 . Zoom lens control unit 104
is well known in the art to route appropriate control signals to control line 1.
06 to the zoom lens 48. The zoom lens 24 is adjusted to provide an ocular field of view between 10 and 60 degrees.

主コンピユータ62は、システムバス64上で方位信号
XoとYoをそれぞれサーボディジタル信号プロセッサ
108と110に送る。更にFig、3を参照すれば、
追尾用サーボミラー26は、当該技術者によく知られて
いる如く、垂直軸上に位置された2組の線型アクチュエ
ータ214と230により制御される標準型ジンバル装
置を利用する。初期方位信号XoとYoとはそれぞれレ
ジスタ200と202内に格納されている。レジスタ2
00は線路204上のX。
Main computer 62 sends orientation signals Xo and Yo on system bus 64 to servo digital signal processors 108 and 110, respectively. Furthermore, referring to Fig. 3,
The tracking servo mirror 26 utilizes a standard gimbal arrangement controlled by two sets of linear actuators 214 and 230 positioned on vertical axes, as is well known to those skilled in the art. Initial orientation signals Xo and Yo are stored in registers 200 and 202, respectively. register 2
00 is the X on the track 204.

をサーボ制御器208に送る。サーボ制御器208はX
o傷信号ディジタル位置決め信号に変換する。
is sent to the servo controller 208. The servo controller 208 is
o Convert flaw signal into digital positioning signal.

サーボ制御器208は線路210上のディジタル位置決
め信号をディジタル・アナログ変換器212に送る。デ
ィジタル・アナログ変換器212は、アナログ調整信号
をサーボミラー26のX位置アクチュエータ214に送
る。アクチュエータ214は帰還システムにより制御さ
れ、該システムにおいてダイオードレーザのビームは、
当該技術で周知の方法においてサーボミラー26の1次
反射面27の背面上の反射面25からはね上がる0位置
検知用光電検出器(PSD)216は反射されたビーム
を検出する。 PSD216は線路217上のミラーの
検知された位置をアナログ・ディジタル変換器218に
送る。ミラーの絶対値X位置は線路219上でサーボ制
御器208に送られ、このサーボ制御器208は実際の
位置を所望の位置と比較し、それに従って線路210上
の誤差補正位置決めデータを送信する。動作中、サーボ
ミラー制御帰還システムは数百キロヘルツの周波数応答
を与える。
Servo controller 208 sends digital positioning signals on line 210 to digital to analog converter 212 . Digital to analog converter 212 sends an analog adjustment signal to X position actuator 214 of servo mirror 26 . The actuator 214 is controlled by a feedback system in which the diode laser beam is
A zero position photodetector (PSD) 216, which springs up from the reflective surface 25 on the back side of the primary reflective surface 27 of the servo mirror 26, detects the reflected beam in a manner well known in the art. PSD 216 sends the sensed position of the mirror on line 217 to analog to digital converter 218 . The absolute X position of the mirror is sent on line 219 to servo controller 208, which compares the actual position to the desired position and transmits error-corrected positioning data on line 210 accordingly. In operation, the servo mirror control feedback system provides a frequency response of several hundred kilohertz.

Y軸上のサーボミラーを位置決めする方法と装置とは追
尾用サーボミラー26のX軸を調整する上記説明と本質
的に同様である。Yoはレジスタ202により受信され
る。Yoの位置はサーボ制御器224に転送され、サー
ボ制御器は線路226上のディジタル調整信号をディジ
タル・アナログ変換器228に転送する前に1組の制御
過程を実施する。
The method and apparatus for positioning the servo mirror on the Y-axis are essentially the same as those described above for adjusting the X-axis of the tracking servo mirror 26. Yo is received by register 202. The position of Yo is transferred to servo controller 224, which performs a set of control steps before transferring the digital adjustment signal on line 226 to digital to analog converter 228.

変換器228の出力はY軸アクチュエータ230に送ら
れる。位置帰還信号は線路233上のPSD232から
アナログ・ディジタル変換器234に送られる。アナロ
グ・ディジタル変換器234は線路235上のサーボミ
ラーの絶対値位置をサーボ制御器224に送る。サーボ
制御器224は絶対値位置をサーボミラー26の所望の
位置と比較し、更なる調整を行うための適切な制御信号
をサーボミラー26のY軸位1決めに送る。
The output of transducer 228 is sent to Y-axis actuator 230. The position feedback signal is sent from PSD 232 on line 233 to analog-to-digital converter 234. Analog to digital converter 234 sends the absolute position of the servo mirror on line 235 to servo controller 224 . Servo controller 224 compares the absolute position to the desired position of servo mirror 26 and sends appropriate control signals to Y-axis positioning of servo mirror 26 to make further adjustments.

ひとたび医師又は使用者が眼の基底部40の特別な視界
を特定すると、第4図に図示の自動追尾システムは患者
の眼の動きにも拘らず、視野の定常な画像を維持する如
く動作する。キセノンアーク灯2はファイバー20を介
して80ナノメータの波長領域の光の狭いバンドを発射
光学系122に送る。
Once the clinician or user has identified a particular field of view at the base of the eye 40, the automatic tracking system illustrated in FIG. 4 operates to maintain a constant image of the field of view despite the patient's eye movements. . Xenon arc lamp 2 transmits a narrow band of light in the 80 nanometer wavelength range via fiber 20 to emission optics 122 .

この光は光路124上で引続いて狭い赤外線(IR)帯
域フィルター26に送られる。今後追尾ビームとして°
言い表わされるフィルタ126を通過する赤外線の光は
光路128上を引続いてビーム分割器14に送られる。
This light is subsequently sent on optical path 124 to a narrow infrared (IR) bandpass filter 26. As a tracking beam in the future
The infrared light that passes through the filter 126 described continues on an optical path 128 to the beam splitter 14 .

ビーム分割器14は追尾ビームを光路16上の枦光され
た照明光ビームに重畳させる。追尾器ビームは上記の照
射光ビーム路として網膜への等価隆壬追跡する。
Beam splitter 14 superimposes the tracking beam onto the illuminated illumination light beam on optical path 16 . The tracker beam tracks the equivalent ridge to the retina as the illuminating light beam path described above.

網M40は部分的に追尾弱光ビームを反射する。The net M40 partially reflects the weak tracking beam.

追尾器用の光は光路36に沿ってコンタクトレンズ34
に復帰する。コンタクトレンズ34は光路32上で走査
対眼の光学系30にまで継続する追尾器ビームの反射部
分を画像形成する。反射された追尾器ビームは光路28
上で継続し、追尾用サーボミラー26により反射され、
光路24上でビーム分割器22まで継続する。先に述べ
たように、光路24上の追尾用サーボミラー26から離
れて行く光の半分は光路42上のビーム分割器22にに
よりグイクロイックビーム分割器44まで送られる。殆
んどすべての送信された追尾器ビームは分割器44によ
り追尾雑光学系132に向かっての光路130にて反射
される。追尾雑光学系132は、狭い帯域の赤外線フィ
ルタ136を介して光路134上で最初に追尾器ビーム
を通過さすことにより、追尾器CCDカメラ140に対
し、光路138上のコリメイトされた赤外線ビームを集
束する。注意すべきことは、追尾器CCDカメラ140
の光学的活性面は、追尾用サーボミラー26から追尾雑
光学系132まで通過する光の画像面と一列に整列して
いることである。更に狭い帯域の緑の光も赤外線光の代
わりに追尾用の目的のために使用可能であるが、たゾし
フィルタ用の装置に対しては適切な修正が施される。
The light for the tracker passes through the contact lens 34 along the optical path 36.
to return to. Contact lens 34 images the reflected portion of the tracker beam that continues on optical path 32 to scanning eye optics 30 . The reflected tracker beam passes through the optical path 28
continues above, is reflected by the tracking servo mirror 26,
It continues on optical path 24 to beam splitter 22 . As previously mentioned, half of the light leaving the tracking servo mirror 26 on the optical path 24 is directed by the beam splitter 22 on the optical path 42 to the gicroic beam splitter 44. Substantially all of the transmitted tracker beam is reflected by splitter 44 in optical path 130 toward tracking miscellaneous optics 132 . Tracking miscellaneous optics 132 focuses the collimated infrared beam on optical path 138 to tracker CCD camera 140 by first passing the tracker beam on optical path 134 through a narrow band infrared filter 136. do. What should be noted is that the tracker CCD camera 140
The optically active surface of is aligned with the image plane of light passing from tracking servo mirror 26 to tracking miscellaneous optics 132. Furthermore, narrowband green light can also be used in place of infrared light for tracking purposes, with appropriate modifications to the apparatus for the filter.

さて第4図に戻れば、使用者が網膜40の所望の視野を
示すことによりサーボミラー26の制御を放棄する場合
に、網膜40の所望の画像の標本部分は幾何学的アレイ
並列プロセッサ(GAPP)ユニット149内に格納さ
れる。好適な実施例において、格納された基準画像の寸
法は24×12個のCCDセルである。寸法の選択は信
頼をもって識別可能な画像を発生するのに十分大きな画
像試料が得られている量計算速度を最大にするように選
択される。
Returning now to FIG. 4, when the user relinquishes control of the servo mirror 26 by indicating the desired field of view of the retina 40, a sample portion of the desired image of the retina 40 is processed by a geometric array parallel processor (GAPP). ) stored in unit 149. In the preferred embodiment, the dimensions of the stored reference image are 24 x 12 CCD cells. The selection of dimensions is chosen to maximize the speed of volume calculations resulting in image specimens large enough to generate reliably distinguishable images.

画像が十分大きくなければ、試料は識別可能な画像を含
み得ないであろうし、眼の運動も信頼性を以て検知され
得ないであろう、更に、これらの寸法の選択によって画
像形成と追尾用画像のアナログ・ディジタル変換を標準
の集積回路で完成し得るものである。第4図に図示され
た追尾器サブシステムは、現在の画像の位置が変化した
かどうか、およびどの程度まで電流画像の位置が変化し
たかを決定するために、追尾器CCDカメラ140の受
けた網膜40の現在の画像を基準画像に周期的に比較す
るものである。以下に記述の統計的相関解析技術は眼の
運動を追尾するために用いられる。
If the image is not large enough, the sample may not contain a discernible image and eye movements may not be reliably detected; Analog-to-digital conversion can be completed using standard integrated circuits. The tracker subsystem illustrated in FIG. The current image of the retina 40 is periodically compared to a reference image. The statistical correlation analysis technique described below is used to track eye movements.

眼38の運動の追尾は次の方法で完成される。上に説明
したように、まづ基準画像が追尾器CCDカメラ140
により光路138に沿って受信される。
Tracking of the movement of the eye 38 is accomplished in the following manner. As explained above, first, the reference image is the tracker CCD camera 140.
along optical path 138.

追尾用CCDカメラ140のそれぞれのセルは、セル表
面に入射する光エネルギの強度に対応する信号を発生す
る。フォーマツタ144は、6ビツトグレイスケールデ
ータをデータのスライスに配列し、このデータのスライ
スは1ビツトスライス毎にGAPPアレイ149 (6
ビツトの最下位から最上位まで)に転送される。 GA
PPアレイ 149はNCR45CGフ2形の心臓収縮
期アレイ集積回路装置の3×6または3×37レイより
本質的に構成される。処理用エンジン148は加算回路
(個別的には図示してない)に沿った心臓収縮期アレイ
集積回路を具備している。上記の書式手続きに加えて、
フォーマツタ144はまた6ビツトグレイスケールデー
タを、その排他的ORが現在の画像と基準画像のセルの
2レベル強度値でする択一比較アルゴリズムにおいて使
用される2レベル黒/白信号に変換する。
Each cell of tracking CCD camera 140 generates a signal corresponding to the intensity of light energy incident on the cell surface. The formatter 144 arranges the 6-bit grayscale data into slices of data, which are arranged in a GAPP array 149 (6 bits per bit slice).
bits (from the lowest bit to the highest bit). G.A.
The PP array 149 consists essentially of 3x6 or 3x37 arrays of NCR45CG F2 type cardiac systolic array integrated circuit devices. Processing engine 148 includes a systolic array integrated circuit along with summing circuitry (not separately shown). In addition to the above formatting procedures,
Formatter 144 also converts the 6-bit grayscale data to a two-level black/white signal that is used in a multiple-choice comparison algorithm whose exclusive OR is the two-level intensity values of the cells of the current image and the reference image.

CCDセル出力がハイ(HIGH)またはロー(LOI
II)として符号化されるかどうかは、ユーザが規定し
た修正可能なしきい値により制御され、かつシステムバ
ス64上の主コンピユータ62によりフォーマツタ14
4に転送される。24X12個のセル基準画像を表わす
ディジタル信号は線路146上で同時に64ビツトまで
のビットスライスにおいてGAPPユニット149にそ
れから転送される。
CCD cell output is high (HIGH) or low (LOI)
II) is controlled by a user-defined modifiable threshold and is encoded by the formatter 14 by the main computer 62 on the system bus 64.
Transferred to 4. The digital signals representing the 24.times.12 cell reference images are then transferred on line 146 to GAPP unit 149 in bit slices of up to 64 bits at a time.

一度び基準画像がGAPPアレイ 149内に貯えられ
ると、全体の(24X12セル)基準画像が、眼の運動
をチエツクし比較するために周期的に現在の画像に比較
される。好適な実施例において、現在の画像は毎秒的2
000同種本化される。好適な実施例において64 x
 64セルCCDカメラ140は追尾用画像を受信する
。しかしながら、カメラ132の30x18セル部分の
みが眼の運動を追尾するために実際に使用され、したが
って基準画像として、基準画像の最後に知られた位置の
まわりの3セル周辺の内部で追尾を可能にする。
Once the reference image is stored in the GAPP array 149, the entire (24×12 cell) reference image is periodically compared to the current image to check and compare eye movements. In the preferred embodiment, the current image is
000 homologous books will be published. In the preferred embodiment 64 x
A 64-cell CCD camera 140 receives tracking images. However, only the 30x18 cell portion of camera 132 is actually used for tracking eye movements, thus allowing tracking within a 3 cell perimeter around the last known position of the reference image, as a reference image. do.

第5図は、基準画像302の最後に知られた位置に対す
る追尾用画像300の関係を図示する。基準画像同様に
追尾用画像の図示された寸法が好ましいが、しかし他の
適切な寸法の選択も当該技術者には明瞭となるであろう
、追尾用CCDカメラ140は、それぞれのCCDセル
からのアナログ強度信号を、基準画像を符号化する上記
の方法でディジタルデータに変換する。それから、カメ
ラ140は線路142上のディジタルデータをフォーマ
ツタ144に転送する。
FIG. 5 illustrates the relationship of tracking image 300 to the last known position of reference image 302. The dimensions shown for the tracking image as well as the reference image are preferred, but the selection of other suitable dimensions will be apparent to those skilled in the art. The analog intensity signal is converted to digital data in the manner described above for encoding the reference image. Camera 140 then transfers the digital data on line 142 to formatter 144 .

30X18セルの追尾用画像内の24X12セルの小領
域と24X12の基準画像との間の最良の整合を見出す
ために、基準画像は30X18の窓の中心からいづれか
の方向または各方向の組合せの方向において0.1.2
又は3個のセルの距離を変位した30×18の窓のそれ
ぞれ24X12のセルの小領域と継続的に比較される。
To find the best match between a small region of 24X12 cells in a 30X18 cell tracking image and a 24X12 reference image, the reference image is oriented in either direction or a combination of directions from the center of the 30X18 window. 0.1.2
Or each 30x18 window displaced a distance of 3 cells is continuously compared with a subregion of 24x12 cells.

フォーマツタ144は、線i’! 146上のディジタ
ル画像データのビットスライスを、30X18セルの追
尾用画像の49個の可能な24X12セルの小領域の夫
々に対してGAPPユニット149に転送する。追尾用
画像の49個の小領域はGAPP 149に転送され、
適切な順番で24x12セル基準画像に比較される。
The format i'! The bit slices of digital image data on 146 are transferred to the GAPP unit 149 for each of the 49 possible 24×12 cell subregions of the 30×18 cell tracking image. The 49 small areas of the tracking image are transferred to GAPP 149,
It is compared to the 24x12 cell reference image in the appropriate order.

第4図に図示された好適な追尾用サブシステムは、眼の
運動を補償するための補正ベクトルを計算し送信するた
めの相関追尾技術を利用している。
The preferred tracking subsystem illustrated in FIG. 4 utilizes correlation tracking techniques to calculate and transmit correction vectors to compensate for eye movements.

追尾用画像の基準値および選択された小領域に対する相
関値は、線路156上にて書出し可能な制御用メモリ1
54から送信された信号の制御の下にGAPPアレイ 
149により計算される。好適な追尾用アルゴリズムに
おいてGAPPアレイ149に転送されるそれぞれの小
領域に関して、次の動作が実施される。
The reference value of the tracking image and the correlation value for the selected small area are stored in the control memory 1 that can be written on the track 156.
GAPP array under the control of signals transmitted from 54
149. For each subregion transferred to GAPP array 149 in the preferred tracking algorithm, the following operations are performed.

第1に、CAPPアレイ149は、基準画像と現在の追
尾用画像の選択された小領域の64個のセル()オーマ
ツタ144とにAPPアレイ 149の間のデータバス
146の幅)までの間、グレイスケール値における差を
同時に計算する。
First, the CAPP array 149 has 64 cells (the width of the data bus 146 between the reference image and the current tracking image) between the reference image and the selected small area of the current tracking image. Simultaneously calculate differences in grayscale values.

第2に、基準画像と追尾用画像におけるそれぞれのセル
のグレイスクール値の差はそれから当該技術者にとって
周知の方法で、(:APPアレイ149において並列に
自乗演算される。
Second, the difference between the gray school values of each cell in the reference image and the tracking image is then squared in parallel in the APP array 149 in a manner well known to those skilled in the art.

第3に、(12に24を乗じた)すべての288個のセ
ルに関する自乗された差は、追尾用画像の特定の小領域
と基準領域との間の相関値に到達するためにそれから並
列に加算される。相関マトリックスと称される49個の
相関値の姫は、ミラー位置補正ベクトルが第4図の追尾
用サブシステムにより計算される追尾用アルゴリズムの
各繰返しの間、GAPPアレイ 149により発生され
る基準画像を追尾用画像の小領域に比較するこのアルゴ
リズムは次のように計算され得る: i=1・・・12  k=−3・・・+3j=1・・・
24 1=−3・・・+3第4に、該相関マトリックス
は、線路150上にて後処理部152に転送されるが、
この後処理部は相関マトリックスの値を最低の相関値(
基準画像に対し最大の類似度)を有する追尾用画像の小
領域を見出すために比較するものである。
Third, the squared differences for all 288 cells (12 multiplied by 24) are then squared in parallel to arrive at the correlation value between a particular subregion of the tracking image and the reference region. will be added. A collection of 49 correlation values, referred to as a correlation matrix, is a reference image generated by the GAPP array 149 during each iteration of the tracking algorithm in which a mirror position correction vector is calculated by the tracking subsystem of FIG. This algorithm can be calculated as follows: i=1...12 k=-3...+3j=1...
24 1=-3...+3 Fourthly, the correlation matrix is transferred to the post-processing section 152 on the line 150,
This post-processing unit converts the value of the correlation matrix to the lowest correlation value (
The comparison is made to find a small area of the tracking image that has the highest degree of similarity to the reference image.

第5に、第4の段階から得られた相関値はしきC1値に
対して比較されて、両方の画像が整合すると確信をもっ
て断定するのに、「最良の整合」小領域と基準画像との
間に十分な類似度があるかどうかを決定するものである
。しきい値を超えるならば、追尾用システムは追尾をの
がしてしまったと結論し、後処理部152は主コンピユ
ータ62に誤差条件を通報するために、システムバス6
4上で誤差信号を送信する。しかしながら、しきい値を
超えなければ、後処理部152は線路154と158上
にて補正ベクトルをそれぞれX位置とY位置の補正レジ
スタ156と160に送信する。レジスタ156と16
0とは線路206および222上の補正ベクトルをサー
ボ制御ユニット208と224にそれぞれ送信する。サ
ーボ制御ユニット208と224とは現在の画像が第6
図に示したような基準画像と整列され得るように、補正
ベクトルを用いて、サーボミラー26に関して新規な設
定点を決定する。
Fifth, the correlation value obtained from the fourth step is compared against the threshold C1 value to determine whether the "best match" subregion and the reference image are It determines whether there is sufficient similarity between them. If the threshold is exceeded, it is concluded that the tracking system has missed tracking, and the post-processing unit 152 sends the system bus 6 to the main computer 62 to report the error condition.
The error signal is transmitted on 4. However, if the threshold is not exceeded, the post-processing unit 152 sends correction vectors on lines 154 and 158 to correction registers 156 and 160 at the X and Y positions, respectively. Registers 156 and 16
0 sends the correction vectors on lines 206 and 222 to servo control units 208 and 224, respectively. The servo control units 208 and 224 are configured so that the current image is the sixth one.
The correction vector is used to determine a new set point for the servo mirror 26 so that it can be aligned with the reference image as shown.

第6図に示したように、現在の画像304の「最良の整
合」は、X方向において2個のセルの距離だけ、Y方向
においては1個のセルの距離だけ、基準画像306の位
置から変位される。それ故に、図示された補正サイクル
における後処理部はX方向に−2の補正ベクトルを、Y
方向には−1の補正ベクトルを送信するが、これは現在
の画像を基準画像と整列させるためである。
As shown in FIG. 6, the "best match" of the current image 304 is two cell distances in the X direction and one cell distance in the Y direction from the position of the reference image 306. Displaced. Therefore, the post-processing unit in the illustrated correction cycle applies a correction vector of −2 in the X direction to Y
A correction vector of -1 is sent in the direction to align the current image with the reference image.

更に代替的に、好適な追尾用サブシステムは、基準画像
と追尾用画像の小領域の対応するセルの2レベル(黒ま
たは白)符号化値の排他的論理和演算を行うことにより
、追尾用画像の小領域を基準画像に比較することが可能
である。上記と同様の方法で符号化値は加算され、相関
マトリックスの最低の和はしきい値に比較されて、線路
154と158上の後処理部によりそれぞれレジスタ1
56と160に転送された補正ベクトルが決定される。
Still alternatively, the preferred tracking subsystem performs a tracking subsystem by It is possible to compare small regions of the image to a reference image. The encoded values are summed in a manner similar to that described above, and the lowest sum of the correlation matrix is compared to a threshold and registered in register 1 by the post-processor on lines 154 and 158, respectively.
The correction vectors transferred to 56 and 160 are determined.

基準画像を追尾用画像の小領域に比較するためのこのア
ルゴリズムは次のように計算され得る: i=1・・・12  k=−3・・・+3j=1・・・
24 1=−3・・・+3グレイスケ一ル画像データの
符号化用計画のより高い情報量のために、自乗化アルゴ
リズムは排他的ORC翰痩和)技術よりもはるかに強健
である。
This algorithm for comparing the reference image to a subregion of the tracking image can be calculated as follows: i=1...12 k=-3...+3j=1...
24 1=-3...+3 Due to the higher information content of the plan for encoding grayscale image data, the squaring algorithm is much more robust than the exclusive ORC technique.

自乗法の不都合な点は、眼の運動を迫って行くための必
要な追尾サイクル速度を達成するために必要とされる計
算力が大きく増加することである。
A disadvantage of the square method is that it greatly increases the computational power required to achieve the required tracking cycle rate for approaching eye movements.

しかしながら、画像品質に依存して、排他的OR技術或
は自乗演算技術のいづれかが最適の追尾用アルゴリズム
である。画像品質が高度であれば排他的OR技術は最適
である。これらの方法の両方とも好適な実施例において
実施され、かつ主コンピユータはいづれの方法を使用す
べきかを動的に決定する。追尾用システムの安定度は近
似的に画像形成用CCDカメラの画素解像度の範囲内に
ある。
However, depending on the image quality, either the exclusive OR technique or the squaring technique is the optimal tracking algorithm. The exclusive OR technique is optimal if the image quality is high. Both of these methods are implemented in the preferred embodiment, and the main computer dynamically determines which method to use. The stability of the tracking system is approximately within the pixel resolution of the imaging CCD camera.

眼の運動を補償するために追尾用サーボミラー22を調
節することにより、このシステムは、基底部への処置の
観察および指示をするために基底部の定常な画像を維持
する0図示された実施例において、追尾用システムは現
在の画像を標本化し、毎秒2000回の速度で追尾用サ
ーボミラー22を調整する。視野が10度の場合、最大
速度追尾速度は毎秒117度である。視野が30度の場
合、最大角度追尾速度は毎秒351度である。視野が6
0度の場合、最大角度追尾速度は毎秒707度である。
By adjusting the tracking servo mirror 22 to compensate for eye movements, the system maintains a steady image of the fundus for viewing and directing treatments to the fundus. In the example, the tracking system samples the current image and adjusts the tracking servo mirror 22 at a rate of 2000 times per second. If the field of view is 10 degrees, the maximum tracking speed is 117 degrees per second. When the field of view is 30 degrees, the maximum angular tracking speed is 351 degrees per second. field of view is 6
At 0 degrees, the maximum angular tracking speed is 707 degrees per second.

第1図を再び参照すれば、医師はキーバッド102によ
り、或は代替的にキーボード103により治療用の標的
を指示し得る。標的用の座標は主コンピユータ62のメ
モリに貯蔵される。主コンピユータ62はシステムバス
64上の標的情報を画像コプロセッサ91に送信する0
画像コプロセッサ91は標的マーカーに関し図形画像を
発生してシステムバス64上のマーカーを図形メモリ8
8に送信する。ブラウン管90のスクリーンを新画面に
すると、マーカーはその上に現われる。ブラウン管90
上に表示された基底部画像上のマーカーは基底部上の一
点を現わし、この基底部においてレーザ110からのエ
ネルギーバーストは治療している間指向されることにな
る。
Referring again to FIG. 1, the physician may indicate a therapeutic target by keypad 102 or, alternatively, by keyboard 103. Referring again to FIG. The coordinates for the target are stored in the memory of the main computer 62. Main computer 62 sends target information on system bus 64 to image coprocessor 91.
Image coprocessor 91 generates a graphical image for the target marker and stores the marker on system bus 64 in graphical memory 8.
Send to 8. When the screen of the cathode ray tube 90 is made a new screen, the marker appears on it. Braun tube 90
The marker on the fundus image displayed above represents a point on the fundus at which the energy burst from laser 110 will be directed during treatment.

レーザ標的を選定した直後にレーザ治療が開始可能とな
る。主コンピユータ62は医師が入れた標的を選択する
。主コンピユータ62はシステムバス64上のレーザミ
ラー調整座標をレーザミラー制御ユニット180に送り
、レーザ170目標はブラウン管90上に表示されたマ
ーカーの指示する1点においてレーザビームが網膜40
をた−くようにレーザビームを指向させるため、レーザ
ミラー178と制御ユニット180により調整される。
Laser treatment can begin immediately after selecting the laser target. The main computer 62 selects the target placed by the physician. The main computer 62 sends the laser mirror adjustment coordinates on the system bus 64 to the laser mirror control unit 180, and the laser beam 170 targets the retina 40 at a point indicated by a marker displayed on the cathode ray tube 90.
The laser beam is adjusted by the laser mirror 178 and the control unit 180 to direct the laser beam to the desired direction.

レーザミラー178と制御ユニット180とは第3図に
図示の追尾用サーボミラーシステムと本質的に同一であ
る。
Laser mirror 178 and control unit 180 are essentially the same as the tracking servo mirror system shown in FIG.

唯一の相異点は、レーザ制御ユニットは、第3図にそれ
ぞれ156と160の番号をっけたX方向およびY方向
ミラー調節用レジスタを使用しないことである。その理
由は追尾用ミラー26に対し行われた調節より得られた
眼の基底部の定常な画像に従ってレーザミラーはレーザ
を指向するからである。
The only difference is that the laser control unit does not use the X and Y mirror adjustment registers numbered 156 and 160, respectively, in FIG. This is because the laser mirror directs the laser according to the constant image of the base of the eye obtained from the adjustments made to the tracking mirror 26.

単一標的の場合に、標的はブラウン管90上に高度照明
され、レーザビームの対象は低強度の予知ビームにより
検証される。
In the case of a single target, the target is highly illuminated on the cathode ray tube 90 and the target of the laser beam is verified by a low intensity prediction beam.

使用者が治療を確認する場合、主コンピユータ62はシ
ステムバス64上の点火信号を照明/シャッタ制御器1
に送信する。制御器1は線路168上の点火信号をレー
ザ170に送信する。レーザ光は光フアイバ172上を
コリメータ光学系174まで進行する。光学系174は
レーザサーボミラー178に対し光路176上のレーザ
光をコリメートする。コリメータ光学系174の設定は
患者の網膜上上のレーザのスポット寸法を決定する。レ
ーザビームは光路182上のレーザミラー178から反
射する。レーザビームは転送光学系184を通過し、光
路186上で選定された特定のレーザ波長用に設計され
たダイクロイックビーム分割器18にまで継続する。ビ
ーム分割器18から、レーザ光は、ブラウン管9o上に
表示された指示標的に対応して一点において網膜をた1
くまで他の光と同様の光路に沿って進む。
When the user confirms the treatment, the main computer 62 sends the ignition signal on the system bus 64 to the light/shutter controller 1.
Send to. Controller 1 sends an ignition signal on line 168 to laser 170 . The laser light travels on optical fiber 172 to collimator optical system 174 . Optical system 174 collimates the laser beam on optical path 176 with respect to laser servo mirror 178 . The settings of collimator optics 174 determine the spot size of the laser on the patient's retina. The laser beam is reflected from laser mirror 178 on optical path 182. The laser beam passes through transfer optics 184 and continues on optical path 186 to dichroic beam splitter 18 designed for the particular laser wavelength selected. From the beam splitter 18, the laser light hits the retina at one point corresponding to the indicated target displayed on the cathode ray tube 9o.
The light travels along the same optical path as other light.

標的は一線分から構成され得るが、その場合に、制御さ
れた規則的な焼付けを達成し得る能力の結果、自動化さ
れた衝撃印加は一般に制御された規則的な焼付けを達成
する能力の故に、当該技術で現在使用される手段衝撃印
加システムよりも卓越した結果を得ることが可能である
。このような場合、1組の座標は、点の集合体から直線
部分を形成するために、常にレーザミラー制御ユニット
180に送られる。
The target may consist of a single line segment, in which case automated shock application will generally be effective due to its ability to achieve controlled and regular burns. It is possible to obtain superior results over the means impacting systems currently used in the art. In such cases, a set of coordinates is always sent to the laser mirror control unit 180 to form a straight line section from the collection of points.

レーザ治療中のいかなる場合にも、追尾用サブシステム
は眼の運動を追うことが不可能であれば、後処理部15
2はシステムバス64上で追尾用誤差信号を送信する。
In any case during laser treatment, if it is not possible to follow the eye movement, the tracking subsystem
2 transmits a tracking error signal on the system bus 64.

照明/′シャッタ制御器1は、線路168上の遮断信号
をレーザ170に直接に送信することにより誤差信号に
反応する。レーザエネルギーの伝達は、追尾が帰り着い
て、医師がもう一度スクリーン上に表示された治療プラ
ンを確認するまで再び開始されないようになる。
The illumination/shutter controller 1 reacts to the error signal by sending a cutoff signal on line 168 directly to the laser 170. Delivery of laser energy will not begin again until tracking is completed and the physician once again reviews the treatment plan displayed on the screen.

このように開示された本発明では、加算、減算或は開示
された実施例の変形を含む本発明のその他の実施例に当
該技術者が出会うならば、請求の範囲の規定する如き本
発明の範囲内において行われるべきものである。
With the invention thus disclosed, if one skilled in the art encounters other embodiments of the invention including addition, subtraction, or variations of the disclosed embodiments, it is contemplated that the invention as defined in the claims may be modified. This should be done within the scope.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のシステムの図解を示すブロ
ック線図、 第2図は第1図のシステムにおける映像生成用のサブシ
ステムの一例を示すブロック線図、第3図は第1図のシ
ステムにおけるサーボ反射鏡制御用のサブシステムの一
例を示すブロック線図、 第4図は第1図のシステムにおける映像追跡プロセッサ
のサブシステムの一例を示すブロック線図、 第5図は第1図のシステムと共に用いられることができ
る追跡用CCDの一例の寸法をあらわす線図、 第6図は眼の運動を補正するための映像補正ベクトルを
説明する図である。 (符号の説明) 1・・・照明/シャッタ制御器 2・・・キセノンアーク灯 6・・・フィルタホイール 30・・・走査対眼の光学系 34・・・コンタクトレンズ 48・・・ズームレンズ 60・・・カメラ制御部 62・・・ワークステーション・主コンピユータ68・
・・フレームグラバ フ2・・・ビデオ記憶装置 90・・・ブラウン管 108 、110・・・サーボ・ディジタル信号プロセ
ッサ140・・・追尾用CCDカメラ 174・・・コリメータ光学系 180・・・レーザミラー制御ユニット184・・・転
送光学系 194・・・テープ 196・・・ウィンチエスタ・ディスク198・・・フ
ロッピ 手続補正書(方式) 平成3年3月13日 特許庁長官 植 松   敏 殿 1、事件の表示 平成2年特許願第292184号 2、 発明の名称 非静止対象物の電子的映像を表示する装置3、補正をす
る者 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号5、
 補正命令の日付 キ板ろ島−2812日(発未θ9 6、補正の対象 (1)願書の「出願人の代表者」の欄 (2)委任状 (3)明細書 (4)図  面 7、補正の内容 (1)(2)別紙の通り (3)明細書の浄書(内容に変更なし)(4)図面の浄
書(内容に変更なし) 添附書類の目録 (1)訂正願書     1通 (2)委任状及び訳文        各 1 通(3
)浄書明細書       1通 (4)浄書図面     1通
FIG. 1 is a block diagram illustrating a system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a subsystem for image generation in the system of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the subsystem for controlling the servo reflector in the system shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating dimensions of an example of a tracking CCD that can be used with the system shown in FIG. 6. FIG. 6 is a diagram illustrating an image correction vector for correcting eye movement. (Explanation of symbols) 1... Illumination/shutter controller 2... Xenon arc lamp 6... Filter wheel 30... Scanning eye optical system 34... Contact lens 48... Zoom lens 60 ...Camera control unit 62...Workstation/main computer 68...
Frame grabber 2 Video storage device 90 Braun tubes 108, 110 Servo digital signal processor 140 Tracking CCD camera 174 Collimator optical system 180 Laser mirror control Unit 184... Transfer optical system 194... Tape 196... Winchiesta disk 198... Floppy procedural amendment (method) March 13, 1991 Mr. Satoshi Uematsu, Commissioner of the Japan Patent Office 1, of the case Display 1990 Patent Application No. 292184 2 Title of the invention Device for displaying electronic images of non-stationary objects 3 Address of the person making the amendment Address 5-8-10 Toranomon-chome, Minato-ku, Tokyo 105
Date of amendment order Kiitaroshima - 2812 days (unissued θ9 6, subject of amendment (1) “Representative of applicant” column of application (2) Power of attorney (3) Specification (4) Drawings 7 , Contents of the amendment (1) (2) As per attached sheet (3) Engraving of the description (no change in content) (4) Engraving of drawings (no change in content) List of attached documents (1) Application for correction 1 copy ( 2) Power of attorney and translation 1 copy each (3
) 1 copy of the engraving specification (4) 1 copy of the engraving drawing

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.非静止対象物の実時間の実質的に無運動の電子的映
像を表示する装置であって、該装置が、 (A)非静止の対象物の運動を追跡する対象物追跡手段
、 (B)該非静止の対象物の光学映像を発生させ該光学映
像の電子的表現を形成させる検査手段、および、 (C)該電子的表現を変換する表示手段、 を具備することを特徴とする非静止対象物の電子的映像
を表示する装置。
1. An apparatus for displaying a real-time, substantially motionless electronic image of a non-stationary object, the apparatus comprising: (A) object tracking means for tracking the movement of the non-stationary object; (B) A non-stationary object, comprising: inspection means for generating an optical image of the non-stationary object and forming an electronic representation of the optical image; and (C) display means for converting the electronic representation. A device that displays an electronic image of an object.
2.該対象物追跡手段が、 (A)第1の周波数帯域をもつ光エネルギを発生させ、
該非静止の対象物に向けて調整可能の光通路を通して指
向させる光エネルギ発生および指向手段、 (B)該非静止の対象物から反射されてくる該第1の周
波数帯域をもつ光エネルギを該調整可能の光通路を通し
て受理し、該受理された光エネルギをレベル検知用の電
子的信号の1組に変換する追跡受信手段、および、 (C)該レベル検知用の電子的信号を受理し、光通路補
正信号を発生させる光通路補正手段であって、 (i)該非静止の対象物の希望される映像をあらわす試
験用映像を記憶する手段、 (ii)該非静止の対象物の現在の映像を記憶する手段
、 (iii)該現在の映像と該試験用映像を比較し両者間
の変位を決定する相関手段、および、 (iv)該変位に応じて光通路調整用信号の第1の組を
発生させる手段、を具備するもの、および、 (D)該光通路補正手段に応答し、該調整用信号に応じ
て該調整可能の光通路を調整し該現在の映像を該試験用
映像に一致させる手段、 を具備する、請求項1記載の装置。
2. The object tracking means (A) generates optical energy having a first frequency band;
(B) means for generating and directing light energy having the first frequency band reflected from the non-stationary object through an adjustable optical path; (C) tracking receiving means for receiving the level sensing electronic signals and for converting the received optical energy into a set of level sensing electronic signals; Optical path correction means for generating a correction signal, comprising: (i) means for storing a test image representative of a desired image of the non-stationary object; (ii) storage of a current image of the non-stationary object; (iii) correlation means for comparing the current image and the test image to determine a displacement therebetween; and (iv) generating a first set of optical path adjustment signals in response to the displacement. (D) responsive to the optical path correction means to adjust the adjustable optical path in accordance with the adjustment signal to match the current image to the test image; 2. The apparatus of claim 1, comprising: means.
3.該相関手段が、該試験用映像と該現在の映像の間の
統計的映像相関を行う手段を具備する、請求項2記載の
装置。
3. 3. The apparatus of claim 2, wherein said correlation means comprises means for performing statistical video correlation between said test video and said current video.
4.該検査手段が、該電子的表示上の任意の個別の点を
識別しアドレスするアドレス可能の記憶手段、および、
該アドレス可能の記憶手段から該電子的表示を検索する
手段、を具備する、請求項1記載の装置。
4. addressable storage means for the inspection means to identify and address any discrete point on the electronic display; and
2. The apparatus of claim 1, comprising means for retrieving said electronic representation from said addressable storage means.
5.該検査手段が、該アドレス可能の記憶手段および該
表示手段と協同し該映像のフィールド内の目標マークを
指示し記録するマーキング手段をさらに具備する、請求
項4記載の装置。
5. 5. The apparatus of claim 4, wherein said inspection means further comprises marking means cooperating with said addressable storage means and said display means for indicating and recording a target mark within a field of said image.
6.該対象物追跡手段および該検査手段と協同し、該指
示された目標に従い該非静止の物体の一部に対して光エ
ネルギのビームを発生させ指向させる処理手段をさらに
具備する、請求項5記載の装置。
6. 6. The apparatus of claim 5, further comprising processing means cooperating with said object tracking means and said inspection means for generating and directing a beam of optical energy toward a portion of said non-stationary object in accordance with said indicated target. Device.
7.該処理手段が、 (A)光エネルギの処理用ビームを発生させる光エネル
ギ放射手段、 (B)該マーキング手段と協同し、該処理用ビームを該
目標に指向させる第1の通路調整手段、および、 (C)該目標追跡手段に応答して、該処理用ビームの通
路を調整し該非静止の対象物の運動を補償する第2の通
路調整手段、 をさらに具備する、請求項6記載の装置。
7. The processing means comprises: (A) light energy emitting means for generating a processing beam of optical energy; (B) first path conditioning means cooperating with the marking means to direct the processing beam to the target; and 7. The apparatus of claim 6, further comprising: (C) second path adjustment means responsive to the target tracking means to adjust the path of the processing beam to compensate for motion of the non-stationary object. .
8.対象物の映像の実時間の安定化された眞のカラー表
示を発生させる装置であつて、該装置が、赤、緑、およ
び青のカラーの波長の光を放射する複数の波長をもつ光
源部、 該光源部から1つの時点において1つのカラーの光を選
択的に放射するカラー選択手段であって、該カラーの光
の各個が周期的かつ順次的に送出されるように制御され
るもの、 該送出された光を対象物へ伝達させ、該対象物において
反射された該送出された光の一部を該対象物から帰還さ
せる調整可能の光通路部、 該反射された光を受理し、該対象物の単色の映像に対応
する電子的表示を発生させる映像検出手段、 該単色の映像を送出された光のカラーで表示する表示手
段であって、映像が放射された光のカラーの各個で周期
的かつ順次的に表示されるよう制御され該制御は該カラ
ー選択手段との協同のもとに眞のカラー表示を提供する
ような割合において行われるもの、および、該光通路を
調整し該対象物の運動を補償する追跡手段、 を具備することを特徴とする対象物の映像のカラー表示
を発生させる装置。
8. Apparatus for producing a real-time stabilized true color representation of an image of an object, the apparatus comprising a multi-wavelength light source emitting light in the red, green, and blue color wavelengths. , a color selection means for selectively emitting one color of light from the light source at one time, the color selection means being controlled so that each of the color of light is periodically and sequentially sent out; an adjustable light path for transmitting the emitted light to an object and returning from the object a portion of the emitted light that is reflected at the object; image detection means for generating an electronic display corresponding to a monochromatic image of the object; display means for displaying the monochromatic image in the colors of the emitted light, the image being different for each color of the emitted light; controlled to be displayed periodically and sequentially at a rate such as to provide a true color display in cooperation with the color selection means; and adjusting the light path. A device for generating a color display of an image of an object, comprising: tracking means for compensating the movement of the object.
9.該複数の波長をもつ光源部が広範囲スペクトルのア
ーク電灯を具備し、該カラー選択手段が、区分状に装着
された赤、緑、および青のフィルタを有するフィルタホ
イールであって、該アーク電灯からの赤、緑、および青
の波長の光をそれぞれ送出させ、該光のカラーの各個を
周期的かつ順次的に送出させるよう回転するに適合した
もの、を具備する、請求項8記載の装置。
9. The multi-wavelength light source comprises a broad spectrum arc lamp, and the color selection means is a filter wheel having segmentally mounted red, green, and blue filters; 9. The apparatus of claim 8, wherein the apparatus is adapted to rotate to transmit each of the red, green, and blue wavelengths of light in a periodic and sequential manner.
10.該フィルタホイールの位置を検出し、送出された
カラーに従い位置信号を発生させる手段、および、該位
置信号に応答し、該表示手段を制御し該単色の映像を該
フィルタホイールにより送出されたカラーで表示する手
段、をさらに具備する請求項9記載の装置。
10. means for detecting the position of the filter wheel and generating a position signal in accordance with the transmitted color; and in response to the position signal, controlling the display means to display the monochromatic image in the color transmitted by the filter wheel. 10. The apparatus of claim 9, further comprising means for displaying.
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