DE112020001487T5

DE112020001487T5 - Optischer Aufsatz, Steuervorrichtung und opthalmisches Mikroskopsystem

Info

Publication number: DE112020001487T5
Application number: DE112020001487.8T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Soma; Tomoyuki Ootsuki; Junichiro Enoki
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-12-09
Also published as: JP7540431B2; WO2020195865A1; US20220175245A1; JPWO2020195865A1

Abstract

[Problem] Bereitstellen eines Optometrieaufsatzes, einer Steuervorrichtung und eines ophthalmischen Mikroskopsystems, die ein Bild bereitstellen können, das zum Beobachten eines zu untersuchenden Auges geeignet ist. [Lösung] Ein Optometrieaufsatz gemäß der vorliegenden Technologie ist mit einem Verbindungsteil, einem vorderen optischen System und einer Kommunikationseinheit versehen. Der Verbindungsteil kann mit einem ophthalmischen Mikroskop verbunden sein. Das vordere optische System weist eine vordere Linse auf, die vor einem zu untersuchenden Auge platziert werden kann. Die Kommunikationseinheit überträgt Informationen über das vordere optische System an eine externe Vorrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Technologie betrifft einen Augenuntersuchungsaufsatz, eine Steuervorrichtung und ein ophthalmisches Mikroskopsystem, die zur ophthalmischen Chirurgie und dergleichen verwendet werden.
Stand der Technik
Bei einer ophthalmischen Chirurgie wird in manchen Fällen ein Augenuntersuchungsaufsatz einschließlich einer vorderen Linse zu einem ophthalmischen chirurgischen Mikroskop hinzugefügt und verwendet. Weitwinkellinsen in der Vitrektomie und Gonioskope bei minimalinvasiver Glaukomchirurgie (MIGS) zur Behandlung eines Winkels wurden weithin als vordere Linsen verwendet.
Zum Beispiel ist ein ophthalmisches chirurgisches Mikroskop, zu dem ein Weitwinkelbeobachtungsaufsatz einschließlich einer Weitwinkellinse, was ein Augenuntersuchungsaufsatz ist, hinzugefügt ist, ist für das Beobachten eines Augenhintergrunds in einem weiten Bereich geeignet. Ein Bild eines zu untersuchenden Auges, welches über die Weitwinkellinse erhalten wird, ist aufgrund des Hinzufügens des Weitwinkelbeobachtungsaufsatzes verzerrt. Zudem ändern sich verschiedene optische Bedingungen in dem Mikroskop aufgrund des Hinzufügens des Weitwinkelbeobachtungsaufsatzes.
Gemäß Patentliteratur 1 wird ein Bildinversionssystem eines Mikroskops durch Verbinden eines Augenuntersuchungsaufsatzes eingeschaltet.
Zitatliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nr. 2008-93433
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist wünschenswert, einem Benutzer eines Mikroskops ein Bild eines zu untersuchenden Auges bereitzustellen, das für eine Beobachtung geeignet ist, wenn ein Augenuntersuchungsaufsatz hinzugefügt ist.
In Anbetracht der oben erwähnten Umstände ist es ein Ziel der vorliegenden Technologie, einen Augenuntersuchungsaufsatz, eine Steuervorrichtung und ein ophthalmisches Mikroskopsystem bereitzustellen, wodurch ein Bild eines zu untersuchenden Auges, das für eine Beobachtung geeignet ist, bereitgestellt werden kann.
Lösung des Problems
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, weist ein Augenuntersuchungsansatz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Verbindungseinheit, ein vorderes optisches System und eine Kommunikationseinheit auf.
Die Verbindungseinheit ist dazu in der Lage, mit einem ophthalmischen Mikroskop verbunden zu werden.
Das vordere optische System weist eine vordere Linse auf, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden.
Die Kommunikationseinheit sendet Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems an eine externe Vorrichtung.
Mit dieser Konfiguration können die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems des Augenuntersuchungsaufsatzes an die externe Vorrichtung geliefert werden.
Der Augenuntersuchungsaufsatz kann ferner eine Speicherungseinheit aufweisen, die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems speichert.
Die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems können Funktionscharakteristikinformationen der vorderen Linse, eine Form der vorderen Linse und/oder ein Material der vorderen Linse aufweisen.
Die Funktionscharakteristikinformationen können eine Brennweite, einen Verzerrungskoeffizienten, einen Brechungsindex, eine Wellenlängencharakteristik und/oder eine Polarisationscharakteristik der vorderen Linse aufweisen.
Der Augenuntersuchungsaufsatz kann ferner eine Zustandsinformationserfassungseinheit aufweisen, die Zustandsinformationen des optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erfasst.
Die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems können Positionsinformationen der vorderen Linse aufweisen.
Das vordere optische System kann die vordere Linse und eine Zwischenlinse aufweisen, die zwischen der vorderen Linse und dem ophthalmischen Mikroskop platziert ist, und die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems können ferner Positionsinformationen der Zwischenlinse und/oder Entfernungsinformationen zwischen der Zwischenlinse und der vorderen Linse aufweisen.
Die vordere Linse kann so ausgebildet sein, dass sie austauschbar ist, und die Speicherungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems auf die Speicherungseinheit schreibbar sind.
Der Augenuntersuchungsaufsatz kann ferner eine Steuereinheit für das vordere optische System aufweisen, die das vordere optische System basierend auf einem Steuersignal von der externen Vorrichtung steuert.
Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, weist eine Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Kommunikationseinheit auf.
Die Kommunikationseinheit empfängt Informationen hinsichtlich eines vorderen optischen Systems eines Augenuntersuchungsaufsatzes, der das vordere optische System einschließlich einer vorderen Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden.
Die Steuervorrichtung kann ferner Folgendes aufweisen: eine Bilderfassungseinheit, die ein erfasstes Bild eines zu untersuchenden Auges, vor dem die vordere Linse platziert ist, erfasst; und eine Bilderzeugungseinheit, die ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild mit den Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Der Augenuntersuchungsaufsatz kann ferner eine Speicherungseinheit aufweisen, die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems speichert.
Die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems können einen Verzerrungskoeffizienten der vorderen Linse aufweisen, und
die Bilderzeugungseinheit kann das Anzeigebild durch Durchführen einer Verzerrungskorrektur an dem erfassten Bild mit dem Verzerrungskoeffizienten erzeugen.
Die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems können ein Material der vorderen Linse aufweisen, und die Bilderzeugungseinheit kann das Anzeigebild durch Steuern einer maximalen Vergrößerung basierend auf dem Material der Linse erzeugen.
Die Steuervorrichtungsinformationen bezüglich des vorderen optischen Systems können eine Polarisationscharakteristik der vorderen Linse aufweisen, und die Bilderzeugungseinheit kann das Anzeigebild durch Durchführen einer Entfernung einer spiegelnden Reflexion an dem erfassten Bild basierend auf der Polarisationscharakteristik der vorderen Linse erzeugen.
Die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems können eine Form der vorderen Linse aufweisen, und die Bilderzeugungseinheit kann das Anzeigebild durch Durchführen einer Farbaberrationskorrektur an dem erfassten Bild mit der Form der vorderen Linse erzeugen.
Das erfasste Bild kann ein Stereobild sein, die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems können eine Brennweite der vorderen Linse aufweisen, und die Bilderzeugungseinheit kann das Anzeigebild durch Steuern einer Parallaxe des Stereobildes mit der Brennweite der vorderen Linse erzeugen.
Der Augenuntersuchungsaufsatz kann so ausgebildet sein, dass er dazu in der Lage ist, mit einem ophthalmischen Mikroskop einschließlich eines optischen Beobachtungssystems verbunden zu werden, und die Steuervorrichtung kann ferner eine Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit aufweisen, die ein Steuersignal zum Steuern des optischen Beobachtungssystems oder des vorderen optischen Systems unter Verwendung der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, weist ein ophthalmisches Mikroskopsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie ein ophthalmisches Mikroskop, einen Augenuntersuchungsaufsatz und eine Steuervorrichtung auf.
Der Augenuntersuchungsaufsatz weist Folgendes auf: eine Verbindungseinheit, die mit dem ophthalmischen Mikroskop verbunden ist, ein vorderes optisches System, das eine vordere Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden, und eine Kommunikationseinheit, die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems sendet.
Die Steuervorrichtung weist eine Kommunikationseinheit auf, die die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems empfängt.
Das ophthalmische Mikroskop kann ferner ein Bildaufnahmeelement aufweisen, und die Steuervorrichtung kann ferner Folgendes aufweisen: eine Bilderfassungseinheit, die ein erfasstes Bild eines zu untersuchenden Auges, vor dem die vordere Linse platziert ist, erfasst, wobei das zu untersuchende Auge durch das Bildaufnahmeelement bildlich erfasst wird, und eine Bilderzeugungseinheit, die ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild mit den Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Das ophthalmische Mikroskop kann ferner ein optisches Beobachtungssystem aufweisen, und die Steuervorrichtung kann ferner eine Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit aufweisen, die ein Steuersignal zum Steuern des optischen Beobachtungssystems oder des vorderen optischen Systems unter Verwendung der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Figurenliste

[1] Ein schematisches Diagramm eines ophthalmischen Mikroskopsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
[2] Ein Konfigurationsblockdiagramm, das eine Konfiguration eines ophthalmischen Mikroskops zeigt, das einen Teil des ophthalmischen Mikroskopsystems darstellt.
[3] Ein funktionales Blockdiagramm, das Hauptfunktionen des ophthalmischen Mikroskopsystems zeigt.
[4] Ein schematisches Diagramm, das einen Zustand einer Chirurgie eines Auges zeigt, das ein Beobachtungsziel des ophthalmischen Mikroskopsystems ist.
[5] Ein schematisches Diagramm, das einen Zustand der Chirurgie des Auges zeigt, das das Beobachtungsziel des ophthalmischen Mikroskopsystems und eine Draufsicht, wenn das Auge, vor dem eine vordere Linse platziert ist, von der vorderen Seite betrachtet wird, zeigt.
[6] Eine Querschnittsansicht des Auges.
[7] Ein schematisches Diagramm, das einen Zustand der Chirurgie des Auges unter Verwendung des ophthalmischen Mikroskopsystems zeigt.
[8] Ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer CCU gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
[9] Ein Diagramm zum Beschreiben jedes von Bildern des zu untersuchenden Auges vor einer Inversionsverarbeitung und Bildkorrekturverarbeitung unter Verwendung von Optiksysteminformationen eines Augenuntersuchungsaufsatzes, nachdem die Bildkorrekturverarbeitung durchgeführt wurde, und nachdem sowohl die Inversionsverarbeitung als auch die Bildkorrekturverarbeitung durchgeführt wurden.
[10] Ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer CCU gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Ausführungsweise(n) der Erfindung

Ein ophthalmisches Mikroskopsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird beschrieben. Hier wird die Beschreibung unter Verwendung eines Beispiels gegeben, bei dem eine Vitrektomie durch Verwenden eines ophthalmischen Mikroskops durchgeführt wird, in dem ein Weitwinkelbeobachtungsaufsatz mit einem Mikroskop als ein Augenuntersuchungsaufsatz verbunden ist, wobei der Weitwinkelbeobachtungsaufsatz ein vorderes optisches System einschließlich einer Weitwinkellinse (vorderen Linse) aufweist.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die vorliegende Technologie auf ein Heads-Up-Surgery(HUS)-System angewandt wird, das einem Benutzer des ophthalmischen Mikroskops, wie etwa einem Ophthalmologen und einem Assistenten ermöglicht, eine Beobachtung und Chirurgie durchzuführen, während er ein Bild, das durch ein Bildaufnahmeelement erfasst wird, auf einer Anzeigevorrichtung betrachtet, anstatt durch das Mikroskop zu blicken, wie beschrieben wird. Ein Anzeigebild wird auf der Anzeigevorrichtung angezeigt. Das Anzeigebild wird durch Durchführen einer Verarbeitung an einem erfassten Bild, das durch das in dem Mikroskop bereitgestellte Bildaufnahmeelement erfasst wird, erhalten und ist ein Operationsfeldbild.
Der Augenuntersuchungsaufsatz weist Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems auf. In dem ophthalmischen Mikroskopsystem gemäß dieser Ausführungsform wird eine Bildverarbeitung an einem erfassten Bild durch Verwenden von Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems, das heißt der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems, durchgeführt.
Zudem weist der Augenuntersuchungsaufsatz eine Zustandsinformationserfassungseinheit auf, die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems erfasst. In dem ophthalmischen Mikroskopsystem gemäß dieser Ausführungsform wird das optische System des Mikroskops durch Verwenden der Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems, das heißt der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems, durchgeführt.
[Konfiguration des ophthalmischen Mikroskopsystems]
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines ophthalmischen Mikroskopsystems 100 (nachfolgend als ein Mikroskopsystem bezeichnet) gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt, weist das Mikroskopsystem 100 ein ophthalmisches Mikroskop 10 mit dem Augenuntersuchungsaufsatz (nachfolgend als Mikroskop mit Aufsatz bezeichnet), eine Kamerasteuereinheit 20 (nachfolgend als CCU bezeichnet), die als eine Steuervorrichtung dient, eine Anzeigevorrichtung 40 und eine Eingabevorrichtung 41 auf.
Das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz wird durch einen Benutzer des Mikroskopsystems 100 zum Beobachten eines vergrößerten Bildes eines zu untersuchenden Auges 6 bei einer Untersuchung oder Chirurgie in dem ophthalmologischen Gebiet verwendet. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Auge des Benutzers des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz. Der Benutzer kann eine Untersuchung oder eine Chirurgie durchführen, während er ein Anzeigebild betrachtet, das auf der Anzeigevorrichtung 40 angezeigt wird. Das zu untersuchende Auge 6 ist ein Auge eines Patienten, an dem eine Untersuchung oder Chirurgie durchzuführen ist.
Das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz weist ein ophthalmisches Mikroskop 11 (nachfolgend als Mikroskop bezeichnet) und einen Augenuntersuchungsaufsatz 13 auf.
Das Mikroskop 11 weist einen Tubushauptkörper 112 mit Beobachtungstuben 111, eine Mikroskopbeleuchtungslichtquelle 161, die als eine Extraokularbeleuchtungslichtquelle dient, und ein Intraokularbeleuchtungselement 19 auf.
Das Mikroskop 11 kann ein optisches Mikroskop mit einer allgemeinen Konfiguration sein. Zwei Beobachtungstuben 111 sind für das linke und rechte Auge bereitgestellt, obwohl dies nicht darauf beschränkt ist.
Die Details des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz werden später beschrieben.
Die CCU 20 erzeugt ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an einem erfassten Bild, das durch ein in dem Mikroskop 11 montiertes Bildaufnahmeelement 181 erlangt wird, das später beschrieben wird, mit Informationen eines vorderen optischen Systems 130 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13, das ebenfalls später beschrieben wird.
Die Einzelheiten der CCU 20 werden später beschrieben.
Die Anzeigevorrichtung 40 zeigt ein Anzeigebild an, das durch eine Bildverarbeitung gebildet wird, die in der CCU 20 basierend auf dem erfassten Bild, das durch das Bildaufnahmeelement 181 erlangt wird, durchgeführt wird. Die Anzeigevorrichtung 40 ist eine allgemein verwendete Anzeige oder eine am Kopf befestigte Anzeige. Alternativ dazu kann die Anzeigevorrichtung 40 mehrere Anzeigen sein. Die mehreren Anzeigen können zum Beispiel eine Anzeige für einen Chirurgen und eine Anzeige für einen Assistenten sein.
Eine Eingabevorrichtung 41 ist eine Eingabeschnittstelle zu dem Mikroskopsystem 100. Der Benutzer kann Körperinformationen eines Patienten, verschiedene Arten von Informationen bezüglich der Chirurgie und dergleichen durch die Eingabevorrichtung 41 eingeben. Zudem kann der Benutzer zum Beispiel eine Anweisung zum Ändern verschiedener Einstellungen bezüglich des Mikroskops gemäß der Situation und dergleichen durch die Eingabevorrichtung 41 eingeben.
Die Art der Eingabevorrichtung 41 ist nicht beschränkt und die Eingabevorrichtung 41 kann eine beliebige Art wohlbekannter Eingabevorrichtungen sein. Eine Maus, eine Tastatur, ein Berührungsfeld, ein Schalter, ein Fußschalter, ein Hebel oder dergleichen können zum Beispiel als die Eingabevorrichtung 41 angewandt werden. Falls das Berührungsfeld als die Eingabevorrichtung 41 verwendet wird, kann das Berührungsfeld auf der Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung 40 bereitgestellt sein.
Außerdem kann die Eingabevorrichtung 41 ein Mikrofon aufweisen, das zum Sammeln von Sprache des Benutzers in der Lage ist, und verschiedene Eingaben können mittels Sprache durch das Mikrofon durchgeführt werden. Eine solche Konfiguration der Eingabevorrichtung 41, um zum Eingeben verschiedener Arten von Informationen auf eine kontaktlose Weise in der Lage zu sein, ermöglicht es dem Benutzer, der zu einem besonders reinen Bereich gehört, die Vorrichtung, die zu einem nichtreinen Bereich gehört, auf eine kontaktlose Weise zu bedienen. Der Benutzer kann die Vorrichtung auch bedienen, ohne die Hand von dem chirurgischen Instrument zu lösen, das der Benutzer hält, was den Komfort des Benutzers verbessert.
4 und 5 sind schematische Diagramme, die einen Zustand der Vitrektomie in dem Mikroskopsystem 100 zeigt. 4 und 5 zeigen ein chirurgisches Instrument T, das zur Chirurgie eines Auges verwendet wird. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Augapfels des zu untersuchenden Auges 6. 4 zeigt einen Zustand, in dem das Intraokularbeleuchtungselement 19 und das chirurgische Instrument T in das Auge eingeführt sind. Die vordere Linse ist in 4 nicht gezeigt. 5 ist ein Diagramm, wenn das zu untersuchende Auge 6, vor dem eine Weitwinkellinse 132a oder eine Vergrößerungslinse 132b als die vordere Linse platziert ist, aus einer Vorderseitenrichtung betrachtet wird.
5 zeigt einen Zustand, bevor das Intraokularbeleuchtungselement 19 und das chirurgische Instrument T eingeführt sind.
6 ist eine partielle Querschnittsansicht des zu untersuchenden Auges 6.
Ein Instrument, das für eine Behandlung zu dieser Zeit geeignet ist, wird als das chirurgische Instrument T verwendet. Zum Beispiel kann das chirurgische Instrument T ein Glaskörperschneideelement, eine Zange, eine Rückspülnadel, eine Zange mit interner Begrenzungsmembran (ILM), eine Laservorrichtung für die retinale Laserfotokoagulation oder dergleichen sein.
Wie in 5 und 6 gezeigt, weist das zu untersuchende Auge 6 Teile, wie etwa eine Iris 61, Augenlinse 65 und eine Kornea 66 auf. Auf der Oberfläche der Augenlinse 65 befindet sich eine Pupille 64 in der Mitte der Iris 61 und ein Winkel 62 befindet sich bei der Peripherie der Kornea 66. Ein Glaskörper 68 ist eine gelartige Substanz, die einen großen Teil des Augapfels hinter der Augenlinse 65 vor einer Retina 69 einnimmt. In 5 bezeichnet das Bezugszeichen 671 ein Blutgefäß eines Augenhintergrunds 67.
Da es notwendig ist, den Augenhintergrund 67 in der Vitrektomie zu betrachten, wird das Intraokularbeleuchtungselement 19, wie in 4 gezeigt, in das zu untersuchende Auge 6 eingeführt, wird eine Intraokularbeleuchtung durchgeführt und wird dann das chirurgische Instrument T in das Auge zum Durchführen der Chirurgie eingeführt. Das Intraokularbeleuchtungselement 19, ein Glaskörperschneideelement zum Resezieren und Absorbieren des Glaskörpers und ein röhrenförmiger Trokar 50, der als eine Führung zum Führen und Herausziehen einer (nicht gezeigten) Röhre zum Injizieren eines Perfusats zum Beibehalten der Augapfelform während der Chirurgie dient, werden auf dem zu untersuchenden Auge 6 platziert.
Wie in 5 gezeigt, wird die Weitwinkellinse 132a (oder die Vergrößerungslinse 132b) so bereitgestellt, dass sie der Kornea entspricht, wenn die Weitwinkellinse 132a (oder die Vergrößerungslinse 132b) vor dem zu untersuchenden Auge 6 platziert wird. Bei einer Weitwinkelbeobachtung unter Verwendung der Weitwinkellinse 132a wird die Pupille 64 in einem Zustand beobachtet, in dem sie sehr nahe an dem Rand der Weitwinkellinse 132a (oder der Vergrößerungslinse 132b) ist, um den Augenhintergrund 67 zu beobachten.
[Konfiguration des ophthalmischen Mikroskops mit einem Augenuntersuchungsaufsatz]
Als Nächstes wird das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz beschrieben.
2 zeigt ein Konfigurationsblockdiagramm, das eine Konfiguration des in 1 gezeigten Mikroskops 10 mit dem Aufsatz zeigt.
Wie in 2 gezeigt, weist das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz das Mikroskop 11 und den Augenuntersuchungsaufsatz 13 auf.
(Konfiguration des ophthalmischen Mikroskops)
Das Mikroskop 11 weist eine Okularlinseneinheit 12, einen Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14, eine Objektivlinse 15, ein optisches Mikroskopbeleuchtungssystem 16, ein optisches Beobachtungssystem 17, ein Bildgebungssystem 18 und das Intraokularbeleuchtungselement 19 auf.
Die Okularlinseneinheit 12 vergrößert ferner das durch das optische Beobachtungssystem 17 produzierte Bild, um das Bild mit den Augen zu beobachten. Der Benutzer kann eine Okularbeobachtung an einem durch die Okularlinseneinheit 12 transmittiertem Bild durch die Beobachtungstuben 111 durchführen. Nachfolgend wird das zu beobachtende Bild bei der Okularbeobachtung als ein Beobachtungsbild bezeichnet.
Der Tubushauptkörper 112 beherbergt den Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14, die Objektivlinse 15, einen Teil des optischen Mikroskopbeleuchtungssystems 16, das optische Beobachtungssystem 17 und das Bildgebungssystem 18.
Der Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14 führt eine Inversionsverarbeitung zum Zurückführen des invertierten Bildes in das normale Bild durch die Weitwinkellinse 132a (oder die Vergrößerungslinse 132b) durch.
Das EIN/AUS des Invertiertes-Bild-Korrekturinverters 14 wird basierend auf einem Detektionsergebnis einer Verbindung zwischen dem Mikroskop 11 und dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 gesteuert.
Das optische Mikroskopbeleuchtungssystem 16 beleuchtet das zu untersuchende Auge 6 durch die Objektivlinse 15.
Das optische Mikroskopbeleuchtungssystem 16 ist in ein optisches Mikroskopbeleuchtungssystem für das linke Auge des Benutzers und ein optisches Mikroskopbeleuchtungssystem für das rechte Auge des Benutzers aufgeteilt. In der folgenden Beschreibung wird das optische Mikroskopbeleuchtungssystem als optische Mikroskopbeleuchtungssystem 16 bezeichnet, außer es ist speziell notwendig, zwischen dem optischen Mikroskopbeleuchtungssystem für das rechte Auge und dem optischen Mikroskopbeleuchtungssystem für das linke Auge zu unterscheiden.
Wie in 1 und 2 gezeigt, weist das optische Mikroskopbeleuchtungssystem 16 die Mikroskopbeleuchtungslichtquelle 161 und eine optische Faser 162, die außerhalb des Tubushauptkörpers 112 platziert sind, und eine Kondensorlinse, eine Kollimationslinse und einen Reflexionsspiegel, die in dem Tubushauptkörper 112 untergebracht sind und in den Figuren nicht gezeigt sind, auf.
Die Mikroskopbeleuchtungslichtquelle 161 emittiert Beleuchtungslicht zum Beleuchten des zu untersuchenden Auges 6 von außerhalb des zu untersuchenden Auges 6 während einer Untersuchung, Chirurgie oder dergleichen.
Ein Ende der optischen Faser 162 ist mit der Mikroskopbeleuchtungslichtquelle 161 verbunden und das andere der optischen Faser 162 ist mit dem Tubushauptkörper 112 verbunden.
Die Beleuchtungslichtausgabe (Extraokularbeleuchtungslicht) von der Mikroskopbeleuchtungslichtquelle 161 wird durch die optische Faser 162 geleitet, tritt in die Kondensorlinse ein und wird zu einem Parallellichtstrahl durch die Kollimationslinse. Der Parallellichtstrahl wird durch den Reflexionsspiegel zu der Objektivlinse 15 reflektiert, durchläuft die Objektivlinse 15 und wird zu dem zu untersuchenden Auge 6 abgestrahlt. Das zu dem zu untersuchenden Auge 6 abgestrahlte Beleuchtungslicht wird reflektiert und durch Teile des zu untersuchenden Auges 6, wie etwa die Kornea 66 und die Retina 69, reflektiert und gestreut.
Das reflektierte und gestreute Rückkehrlicht durchläuft die Objektivlinse 15 und tritt in das optische Beobachtungssystem 17 ein, wenn sich der Augenuntersuchungsaufsatz 13 nicht in dem optischen Beobachtungspfad befindet. Andererseits durchläuft, wenn sich der Augenuntersuchungsaufsatz 13 in dem optischen Beobachtungspfad befindet, das Rückkehrlicht die Weitwinkellinse 132a (oder die Vergrößerungslinse 132b) und eine Reduktionslinse 131, die als eine Zwischenlinse dient, die später beschrieben wird, und eine Objektivlinse 15 und tritt in das optische Beobachtungssystem 17 ein.
Das Intraokularbeleuchtungselement 19 ist außerhalb des Tubushauptkörpers 112 bereitgestellt und beleuchtet das Innere des zu untersuchenden Auges 6.
Das Intraokularbeleuchtungselement 19 weist eine Intraokularbeleuchtungslichtquelle 191 und eine optische Faser 192 auf.
Die Intraokularbeleuchtungslichtquelle 191 emittiert Beleuchtungslicht (Intraokularbeleuchtungslicht) zum Bestrahlen des Inneren des zu untersuchenden Auges 6 zur Vitrektomie oder dergleichen, bei der es notwendig ist, einen Augenhintergrund in einem breiten Bereich zu beobachten.
Ein Ende der optischen Faser 192 kann mit der Intraokularbeleuchtungslichtquelle 191 verbunden sein und das andere der optischen Faser 192 kann in das zu untersuchende Auge 6 eingeführt werden.
Wie in 4 gezeigt ist, wird im Fall des Beobachtens des Augenhintergrunds 67 des zu untersuchenden Auges 6 das von der Intraokularbeleuchtungslichtquelle 191 ausgegebene Beleuchtungslicht durch die optische Faser 192 geleitet und wird von dem anderen Ende der optischen Faser 192 in zu untersuchende Auge 6 emittiert.
Wie in 2 gezeigt, dient das optische Beobachtungssystem 17 dem Beobachten des zu untersuchenden Auges 6, das durch das optische Mikroskopbeleuchtungssystem 16 und das Intraokularbeleuchtungselement 19 beleuchtet wird, durch die Objektivlinse 15. Das optische Beobachtungssystem 17 transmittiert ein projiziertes Bild des zu untersuchenden Auges 6 auf das Auge 1 des Benutzers oder das Bildaufnahmeelement 181, das später beschrieben wird.
In dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz wird in einem Zustand, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 verbunden ist, Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges), das durch Teile des zu untersuchenden Auges 6 reflektiert und gestreut wird, als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet oder tritt über das vordere optische System 130 des später zu beschreibenden Augenuntersuchungsaufsatzes 13, die Objektivlinse 15 und das optische Beobachtungssystem 17 in die Okularlinseneinheit 12 ein.
Insbesondere wird das Rückkehrlicht durch die Weitwinkellinse 132a (oder die Vergrößerungslinse 132b), die Reduktionslinse 131, die als die Zwischenlinse dient, die Objektivlinse 15 und das optische Beobachtungssystem 17 transmittiert und wird als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet oder tritt in die Okularlinseneinheit 12 ein.
Andererseits wird in dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz wird in einem Zustand, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 nicht verbunden ist, das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) von dem zu untersuchenden Auges 6 als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet oder tritt über die Objektivlinse 15 und das optische Beobachtungssystem 17 in die Okularlinseneinheit 12 ein.
Das optische Beobachtungssystem 17 ist in ein optisches Beobachtungssystem für das linke Auge des Benutzers und ein optisches Beobachtungssystem für das rechte Auge des Benutzers aufgeteilt und weist jeweilige optische Beobachtungspfade für die optischen Beobachtungssysteme auf. Das optische Beobachtungssystem wird als das optische Beobachtungssystem 17 bezeichnet, außer es ist speziell notwendig, zwischen dem optischen Beobachtungssystem für das rechte Auge und dem optischen Beobachtungssystem für das linke Auge zu unterscheiden.
Das optische Beobachtungssystem 17 weist eine Fokussierungsvorrichtung 171, ein variables Vergrößerungslinsensystem 172 einschließlich mehrerer Zoomlinsen, eine (nicht gezeigte) Bildgebungslinse, eine variable Apertur 173, einen (nicht gezeigten) Strahlteiler auf.
Die Fokussierungsvorrichtung 171 ist dazu in der Lage, das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz aufwärts und abwärts zu bewegen. Entsprechend kann das Betriebsintervall zwischen der Objektivlinse 15 und dem zu untersuchenden Auge 6 des Patienten angepasst werden und wird das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz auf ein zu untersuchendes Gebiet des zu untersuchenden Auges 6 fokussiert. Daher kann die Steuerung an der Fokussierungsvorrichtung 171 die Fokusposition des optischen Systems steuern, durch das das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) hindurchläuft, bevor das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) von dem zu untersuchenden Auge 6 als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird.
Die mehreren Zoomlinsen des variablen Vergrößerungslinsensystems 172 sind entlang der optischen Achse des optischen Beobachtungssystems beweglich. Die Bewegung der mehreren Zoomlinsen ändert die Vergrößerung in dem erfassten Bild des zu untersuchenden Auges 6. Daher kann die Steuerung an dem variablen Vergrößerungslinsensystem 172 die Vergrößerung des optischen Systems steuern, durch das das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) hindurchläuft, bevor das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) von dem zu untersuchenden Auge 6 als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird, und kann das erfasste Bild, den Bildwinkel des Anzeigebildes und den Bildwinkel des Beobachtungsbildes steuern.
Die Schärfentiefe des optischen Systems, durch das das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) hindurchläuft, bevor das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) von dem zu untersuchenden Auge 6 als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird, hängt von einer Brennweite und einer Blendenzahl der Linse und einer Bildgebungsentfernung ab. Daher kann die Steuerung an der Fokussierungsvorrichtung 171 und der variablen Apertur 173 die Schärfentiefe des optischen Systems steuern, durch das das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) hindurchläuft, bevor das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) von dem zu untersuchenden Auge 6 als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird.
Das Rückkehrlicht, das in das optische Beobachtungssystem 17 eintritt, wird in Bezug auf die Vergrößerung durch das variable Vergrößerungslinsensystem 172 gesteuert, durchläuft die Bildgebungslinse und die variable Apertur 173 und tritt in den Strahlteiler ein. Der Strahlteiler leitet einen Teil des Rückkehrlichts zu dem Bildgebungssystem 18 und leitet den anderen Teil des Rückkehrlichts zu der Okularlinseneinheit 12. Die Okularbeobachtung kann durch das Rückkehrlicht durchgeführt werden, das in die Okularlinseneinheit 12 eintritt.
Das Bildgebungssystem 18 weist die (nicht gezeigte) Bildgebungslinse, das Bildaufnahmeelement 181 und dergleichen auf. Das Bildaufnahmeelement 181 weist zum Beispiel einen Bildsensor, wie etwa eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) und einen komplementären Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS) und dergleichen, auf. Die Lichtempfangsoberfläche des Bildaufnahmeelements 181 ist bei einer Position optisch konjugiert zu der Fokusposition der Objektivlinse 15 platziert.
Das Bildgebungssystem 18 kann mit sowohl dem linken als auch rechten optischen Beobachtungssystem 17 assoziiert sein oder kann mit einem des linken und rechten optischen Bobachtungssystems 17 assoziiert sein. Falls das Bildgebungssystem 18 dem linken und rechten optischen Beobachtungssystem 17 entspricht, sind zwei Bildaufnahmeelemente 181 bereitgestellt und dementsprechend kann ein erfasstes Bild, das ein Stereobild ist, erhalten werden.
Die Bildaufnahmeelemente 181 sind auf dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz montiert und zur bildlichen Erfassung des zu untersuchenden Auges 6 durch das vordere optische System 130 und das optische Beobachtungssystem 17 in der Lage. Das durch das Bildaufnahmeelement 181 erfasste Bild wird an die CCU 20 ausgegeben.
(Konfiguration des Augenuntersuchungsaufsatzes)
Der Augenuntersuchungsaufsatz 13 ist entfernbar auf dem Mikroskop 11 platziert.
Wie in 1 gezeigt, ist der Augenuntersuchungsaufsatz 13 zwischen der Objektivlinse 15 und dem zu untersuchenden Auge 6 bereitgestellt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, weist der Augenuntersuchungsaufsatz 13 eine Verbindungseinheit 133, das vordere optische System 130, einen Arm 134, eine Halteplatte 132c und eine Armantriebseinheit 135 auf.
Die Verbindungseinheit 133 ist ein Teil, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 abnehmbar mit dem Mikroskop 11 verbunden ist. Das Anbringen des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 an dem Mikroskop 11 kann durch elektrische Leitung an einem Kontaktpunkt detektiert werden, der in einem Teil bereitgestellt ist, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 in Kontakt miteinander gebracht werden.
Auf diese Weise kann das Verbinden basierend darauf detektiert werden, ob eine elektrische Leitung erreicht wird oder nicht. Alternativ dazu kann ein Schalter zum Ändern des Verbindungszustands bereitgestellt werden und kann der Benutzer den Schalter verwenden, um zwischen einem Zustand, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind, und einem Zustand, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 nicht miteinander verbunden sind, umzuschalten.
Das vordere optische System 130 weist die Reduktionslinse 131 und die Weitwinkellinse 132a und die Vergrößerungslinse 132b, die als die vorderen Linsen dienen, auf. Im Fall des Beobachtens des zu untersuchenden Auges 6 durch die vordere Linse in dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz, mit dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 verbunden ist, befinden sich die Weitwinkellinse 132a (oder die Vergrößerungslinse 132b), die Reduktionslinse 131, die Objektivlinse 15 und das optische Beobachtungssystem 17 in dem optischen Beobachtungspfad.
Die Reduktionslinse 131 erhöht die Brechkraft der Objektivlinse 15.
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand einer Augenchirurgie unter Verwendung des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz zeigt, mit dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 verbunden ist. 7 zeigt einen Zustand, in dem die Weitwinkellinse 132a vor dem zu untersuchenden Auge 6 platziert ist.
Wie in 7 gezeigt, wird veranlasst, dass die Reduktionslinse 131 mit einer Zwischenbildebene 70 zusammenfällt, indem die Fokusebene des optischen Beobachtungspfads des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz verschoben wird.
Die Reduktionslinse 131 ist bei manchen optischen Mikroskopsystemen nicht wesentlich. Falls die Weitwinkellinse als die vordere Linse verwendet wird, weist der Augenuntersuchungsaufsatz typischerweise die Reduktionslinse zusätzlich zu der Weitwinkellinse auf.
Die Weitwinkellinse 132a ermöglicht, dass der Augenhintergrund 67 des zu untersuchenden Auges 6 beobachtet wird. Wenn die Weitwinkellinse 132a in dem optischen Beobachtungspfad platziert wird, kann der Augenhintergrund 67 des zu untersuchenden Auges 6 beobachtet werden.
Wie in 7 gezeigt, bewirkt die Weitwinkellinse 132a, dass ein Zwischenbild, in dem der Augenhintergrund 67 invertiert ist, auf der Zwischenbildebene 70 erzeugt wird.
Die Vergrößerungslinse 132b dient dem Vergrößern und Beobachten des zu untersuchenden Auges 6.
Die Weitwinkellinse 132a und die Vergrößerungslinse 132b werden jeweils durch die Halteplatte 132c gehalten, die mit dem distalen Ende des Arms 134 verbunden ist. Die Weitwinkellinse 132a und die Vergrößerungslinse 132b sind jeweils fest an beiden Enden der Halteplatte 132c mit einer Longitudinalrichtung angeordnet. Die Halteplatte 132c weist den zentralen Teil auf, der drehbar mit dem distalen Ende des Arms 134 verbunden ist. Durch das Drehen der Halteplatte 132c kann der Benutzer auf eine Weise, die von Situationen abhängt, auswählen, ob die Linse, die vor dem zu untersuchenden Auge 6 zu platzieren ist, die Weitwinkellinse 132a oder die Vergrößerungslinse 132b ist. Das Wechseln zwischen der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b durch eine Drehbewegung der Halteplatte 132c kann manuell durchgeführt werden oder kann automatisch durchgeführt werden.
Wie in 1 und 7 gezeigt, stützt der Arm 134 das vordere optische System 130.
Der Arm 134 weist ein erste Verbindungsstück 134a, ein zweites Verbindungsstück 134c und einen Gelenkteil 134b auf. Der Arm 134 ist faltbar.
Das erste Verbindungsstück 134a und das zweite Verbindungsstück 134c sind über den Gelenkteil 134b verbunden. Das erste Verbindungsstück 134a und das zweite Verbindungsstück 134c sind derart ausgebildet, dass die Positionsbeziehung zwischen dem ersten Verbindungsstück 134a und dem zweiten Verbindungsstück 134c durch den Gelenkteil 134b variabel ist.
Ein Endteil des ersten Verbindungsstücks 134a, der dem Endteil gegenüberliegt, an dem der Gelenkteil 134b positioniert ist, ist mit der Verbindungseinheit 133 gekoppelt. Das erste Verbindungsstück 134a ist derart ausgebildet, dass die Positionsbeziehung zwischen dem ersten Verbindungsstück 134a und der Verbindungseinheit 133 variabel ist.
Ein Endteil des zweiten Verbindungsstücks 134c, der dem Endteil gegenüberliegt, an dem der Gelenkteil 134b positioniert ist, entspricht dem distalen Ende des Arms 134. Die Halteplatte 132c ist mit dem Endteil des zweiten Verbindungsstücks 134c verbunden. Die Positionsbeziehung zwischen dem zweiten Verbindungsstück 134c und der Halteplatte 132c ist so ausgebildet, dass sie variabel ist.
Die Bewegung des Arms 134 kann die Positionen der Reduktionslinse 131, der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b ändern. Die Bewegung des Arms 134 kann die Weitwinkellinse 132a (oder die Vergrößerungslinse 132b) in dem optischen Beobachtungspfad oder außerhalb von diesem lokalisieren.
Auf diese Weise kann die Bewegung des Arms 134 und der Halteplatte 132c die Positionen der Reduktionslinse 131, der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b ändern.
Die Armantriebseinheit 135 ist durch einen Aktor gegeben, der in dem Gelenkteil 134b bereitgestellt ist und den Arm 134 antreibt. Die Armantriebseinheit 135 wird basierend auf einem durch die CCU 20 erzeugten Mikroskopsteuersignal gesteuert.
[Hauptfunktionen des ophthalmischen Mikroskopsystems]
Als Nächstes werden Hauptfunktionen des Mikroskopsystems 100 unter Verwendung eines Hauptfunktionsblockdiagramms des in 3 gezeigten Mikroskopsystems 100 beschrieben.
(Hauptfunktionen des Mikroskops)
Wie in 3 gezeigt, weist das Mikroskop 11 eine Kommunikationseinheit 80, eine Optisches-Beobachtungssystem-Informationserfassungseinheit 81 und eine Optisches-Beobachtungssystem-Steuereinheit 82 auf, die das optische Beobachtungssystem 17 steuert.
Die Kommunikationseinheit 80 kommuniziert entweder drahtlos oder über einen Draht mit einer externen Vorrichtung, wie etwa der CCU 20.
Die Kommunikationseinheit 80 sendet ein erfasstes Bild, das durch das Bildaufnahmeelement 181 erfasst wurde, an die CCU 20. Zudem empfängt die Kommunikationseinheit 80 ein durch die CCU 20 erzeugtes Mikroskopsteuersignal.
Die Optisches-Beobachtungssystem-Informationserfassungseinheit 81 erfasst Informationen des optischen Beobachtungssystems 17.
Die Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 weisen Fokuspositionsinformationen, die in Abhängigkeit von der Position der Fokussierungsvorrichtung 171 geändert werden, Vergrößerungs(Bildwinkel)-Informationen, die die Position jeder Linse in dem variablen Vergrößerungslinsensystem 172 einschließlich mehrerer Zoomlinsen ändern, Blendenzahlinformationen zum Ändern des Öffnungszustands der variablen Apertur 173, die die Menge an durch die Linse eintretendem Licht ändert und dergleichen auf. Es kann auch gesagt werden, dass die Fokuspositionsinformationen die Positionsinformationen der Fokussierungsvorrichtung 171 sind. Es kann auch gesagt werden, dass die Vergrößerungs(Bildwinkel)-Informationen die Positionsinformationen jeder Linse in dem variablen Vergrößerungslinsensystem 172 sind. Es kann auch gesagt werden, dass die Blendenzahlinformationen Öffnungszustandsinformationen der variablen Apertur 173 sind.
Die Optisches-Beobachtungssystem-Steuereinheit 82 steuert das optische Beobachtungssystem 17.
Insbesondere steuert die Optisches-Beobachtungssystem-Steuereinheit 82 die Fokussierungsvorrichtung 171, das variable Vergrößerungslinsensystem und die variable Apertur 173 basierend auf einem Mikroskopsteuersignal, das durch die CCU 20 basierend auf Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 erzeugt wird.
(Hauptfunktionen des Augenuntersuchungsaufsatzes)
Der Augenuntersuchungsaufsatz 13 weist eine Kommunikationseinheit 90, eine Informationsspeicherungseinheit 91, eine Zustandsinformationserfassungseinheit 92, eine Steuereinheit 93 für das vordere optische System und eine Zustandsdetektionseinheit 94 auf.
Die Kommunikationseinheit 90 kommuniziert entweder drahtlos oder über einen Draht mit der externen Vorrichtung, wie etwa der CCU 20.
Die Kommunikationseinheit 90 sendet die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130, die in der Informationsspeicherungseinheit 91 gespeichert sind, an die CCU 20. Zudem empfängt die Kommunikationseinheit 90 ein durch die CCU 20 erzeugtes Mikroskopsteuersignal. Zudem sendet die Kommunikationseinheit 90 Informationen, die den Verbindungszustand angeben, an die CCU 20, falls die Verbindung zwischen dem Mikroskop 11 und dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 detektiert wird.
Es ist anzumerken, dass bei dieser Ausführungsform eine Konfiguration, bei der die Kommunikationseinheit 90 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 und eine Kommunikationseinheit 21 der CCU 20, die später beschrieben werden, direkt miteinander kommunizieren, als ein Beispiel verwendet wird, obwohl dies nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der die Kommunikationseinheit 90 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 und die Kommunikationseinheit 80 des Mikroskops 11 zum Kommunizieren miteinander in der Lage sind und die Kommunikationseinheit 90 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 und die Kommunikationseinheit 21 der CCU 20 über die Kommunikationseinheit 80 des Mikroskops 11 miteinander kommunizieren.
Die Informationsspeicherungseinheit 91 nimmt eine Vorspeicherung der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 vor.
Die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 weisen die Funktionscharakteristikinformationen der vorderen Linse (der Weitwinkellinse 132a oder der Vergrößerungslinse 132b), eine Form der vorderen Linse und/oder ein Material der vorderen Linse auf.
Die Funktionscharakteristikinformationen weisen die Brennweite, den Verzerrungskoeffizienten, den Brechungsindex, die Wellenlängencharakteristik, die Polarisationscharakteristik, eine numerische Apertur (NA) oder die Schärfentiefe sowohl der Weitwinkellinse 132a als auch der Vergrößerungslinse 132b, die als die vorderen Linsen dienen, auf.
Bei dieser Ausführungsform wurde das Beispiel, bei dem die Informationsspeicherungseinheit 91 die speziellen Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 speichert, verwendet, obwohl dies nicht darauf beschränkt ist.
Zum Beispiel kann eine unterschiedliche Identifikation (ID) zu jeder verschiedener Arten von vorderen optischen Systemen hinzugefügt werden und die Informationsspeicherungseinheit 91 kann diese ID als die Optikcharakteristikinformationen speichern. In diesem Fall können die ID des vorderen optischen Systems und die speziellen Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems, die mit der ID assoziiert ist, in einer Datenbank eines Servers gespeichert werden, der eine (nicht gezeigte) externe Vorrichtung ist. Nachdem die CCU 20 die ID von dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz über die Kommunikationseinheit 21 erlangt, werden die speziellen Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems, die mit der ID assoziiert ist, von der Datenbank des Servers erlangt.
Alternativ dazu werden IDs, die jeweils zu unterschiedlichen Arten vorderer optischer Systeme im Voraus hinzugefügt werden, und spezielle Optikcharakteristikinformationen, die mit den IDs assoziiert sind, möglicherweise nicht in der Datenbank des Servers gespeichert, sondern in einer Speicherungseinheit 28 der CCU 20, die später beschrieben wird. Basierend auf einer von dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz erlangten ID erlangt die CCU 20 die speziellen Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems, die mit der ID assoziiert sind, von der Speicherungseinheit 28.
Die Konfiguration, bei der eine für jede Art von optischem System verschiedene ID hinzugefügt wird und diese speziellen Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems unter Verwendung dieser ID von der externen Vorrichtung oder durch die CCU erlangt werden, eingesetzt werden, wie oben beschrieben ist.
Die Zustandsinformationserfassungseinheit 92 erlangt Informationen des vorderen optischen Systems 130.
Die Zustandsinformationen weisen die Positionsinformationen der Reduktionslinse 131, der Weitwinkellinse 132a als auch der Vergrößerungslinse 132b auf. Die Positionsinformationen jeder Linse können zum Beispiel durch einen (nicht gezeigten) Codierer detektiert werden. Die Zustandsinformationen können Entfernungsinformationen zwischen den Linsen, Richtungsinformationen jeder Linse, die von einem Wechseln zwischen der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b abhängen, und dergleichen aufweisen. Die Zustandsinformationen sind Informationen, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Arms 134 oder der Halteplatte 132c geändert werden.
Die Entfernungsinformationen zwischen den Linsen sind zum Beispiel eine Entfernung zwischen der Weitwinkellinse 132a oder der Vergrößerungslinse 132b und der Reduktionslinse 131. Es ist anzumerken, dass die Entfernung zwischen den Linsen durch Verwenden der Positionsinformationen jeder Linse berechnet werden kann.
Die Richtungsinformationen der Linse sind Wechselinformationen zwischen der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b, die vor dem zu untersuchenden Auge 6 platziert werden können, und sind Informationen bezüglich der Richtung der Linse mit Bezug auf das zu untersuchende Auge 6. Falls zum Beispiel die Weitwinkellinse 132a vor dem zu untersuchenden Auge 6 platziert ist, geben Richtungsinformationen an, dass sich die Weitwinkellinse 132a vor dem zu untersuchenden Auge 6 befindet und sich die Vergrößerungslinse 132b nicht vor dem zu untersuchenden Auge 6 befindet. Mit anderen Worten sind die Linsenwechselinformationen Drehinformationen der Halteplatte 132c.
Die Steuereinheit 93 für das vordere optische System steuert das vordere optische System 130. Insbesondere steuert die Steuereinheit 93 für das vordere optische System die Armantriebseinheit 135 basierend auf einem Mikroskopsteuersignal, das durch die CCU 20 basierend auf Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 erzeugt wird. Entsprechend kann der Arm 134 die Positionen der Reduktionslinse 131, der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b ändern. Dementsprechend kann die Entfernung zwischen der Reduktionslinse 131 und der Weitwinkellinse 132a (oder der Vergrößerungslinse 132b) geändert werden.
Die Zustandsdetektionseinheit 94 detektiert eine Verbindung/Trennung zwischen dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 und dem Mikroskop 11 basierend darauf, ob eine elektrische Verbindung an dem Kontaktpunkt, der in dem Teil bereitgestellt ist, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 in Kontakt miteinander gebracht werden, erreicht wird oder nicht.
Zudem detektiert die Zustandsdetektionseinheit 94 eine mechanische Änderung in dem vorderen optischen System 130, zum Beispiel die Bewegung des Arms 134 oder die Bewegung der Halteplatte 132c.
Die durch die Zustandsdetektionseinheit 94 detektierten Informationen werden an die CCU 20 gesendet.
(Hauptfunktionen der CCU)
Die CCU 20 weist die Kommunikationseinheit 21, eine Bilderfassungseinheit 22, eine Optiksysteminformationserfassungseinheit 23, eine Bestimmungseinheit 24, eine Berechnungseinheit 25, eine Bilderzeugungseinheit 26, eine Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit 27 und die Speicherungseinheit 28 auf.
Die Kommunikationseinheit 21 kommuniziert mit externen Vorrichtungen, wie etwa der Anzeigevorrichtung 40, dem Mikroskop 11 des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz, und dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 drahtlos oder mit einem Draht.
Die Kommunikationseinheit 21 empfängt zum Beispiel die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 von dem Augenuntersuchungsaufsatz 13.
Zudem empfängt die Kommunikationseinheit 21 Informationen, die durch die Zustandsdetektionseinheit 94 detektiert werden, von dem Augenuntersuchungsaufsatz 13. Die Kommunikationseinheit 21 empfängt Informationen, die angeben, dass sich das Mikroskop 11 und der Augenuntersuchungsaufsatz 13 in dem Verbindungszustand befinden, und Informationen bezüglich dessen, ob eine mechanische Änderung des vorderen optischen Systems 130 durchgeführt wird oder nicht, als die Informationen, die durch die Zustandsdetektionseinheit 94 durchgeführt werden.
Die Kommunikationseinheit 21 empfängt die Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 von dem Mikroskop 11. Die Kommunikationseinheit 21 empfängt auch ein erfasstes Bild von dem Mikroskop 11.
Die Kommunikationseinheit 21 sendet ein Mikroskopsteuersignal, das unter Verwendung der Informationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt wird, an das Mikroskop 11 und den Augenuntersuchungsaufsatz 13
Die Kommunikationseinheit 21, die Kommunikationseinheit 80 und die Kommunikationseinheit 90 können zum Beispiel jeweils eine Konfiguration zum Durchführen einer drahtgebundenen Kommunikation über ein Kommunikationskabel aufweisen oder können jeweils eine Konfiguration zum Durchführen einer Drahtloskommunikation, wie etwa Wi-Fi-, Bluetooth(eingetragenes Markenzeichen)- und Nahfeldkommunikation (NFC), aufweisen.
Die Bilderfassungseinheit 22 erlangt das erfasste Bild, das durch das Bildaufnahmeelement 181 erfasst wird, über die Kommunikationseinheit 21 von dem Mikroskop 11.
Die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangt Informationen bezüglich des optischen Systems des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz über die Kommunikationseinheit 21.
Die Informationen bezüglich des optischen Systems des Mikroskops 10 mit Aufsatz weisen die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 und Informationen des optischen Systems auf, durch das das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) hindurchläuft, bevor das Rückkehrlicht (das Bild des zu untersuchenden Auges) von dem zu untersuchenden Auge 6 als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird.
Die Informationen bezüglich des optischen Systems, durch das das Rückkehrlicht hindurchläuft, bevor das Rückkehrlicht als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird, weisen die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 und die Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 auf.
Die Optikcharakteristikinformationen und die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130, die die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 sind, werden von dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 erlangt.
Die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 sind Informationen, die in einer Informationsspeicherungseinheit 137 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 vorgespeichert werden. Die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangt die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130, die in der Informationsspeicherungseinheit 137 gespeichert werden.
Die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 sind Informationen, die durch die Zustandsinformationserfassungseinheit 92 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 erlangt werden. Die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangt die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130, die durch die Zustandsinformationserfassungseinheit 92 erlangt werden.
Die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangt die Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17, die durch die Optisches-Beobachtungssystem-Informationserfassungseinheit 81 des Mikroskops 11 erlangt werden.
Basierend auf dem Detektionsergebnis der Zustandsdetektionseinheit 94 bestimmt die Bestimmungseinheit 24, ob der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind. Die Bestimmungseinheit 24 bestimmt, dass der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind, falls die Kommunikationseinheit 21 ein Detektionsergebnis empfängt, das angibt, dass die Zustandsdetektionseinheit 94 die Verbindung zwischen dem Mikroskop 11 und dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 detektiert hat. Die Bestimmungseinheit 24 bestimmt, dass der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander nicht verbunden sind, falls die Kommunikationseinheit 21 ein Detektionsergebnis nicht empfängt, das angibt, dass die Zustandsdetektionseinheit 94 die Verbindung zwischen dem Mikroskop 11 und dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 detektiert hat.
Außerdem bestimmt die Zustandsbestimmungseinheit 24, ob sich ein Zustand des vorderen optischen Systems 130 ändert oder nicht, basierend auf dem Detektionsergebnis der Zustandsdetektionseinheit 94. Falls die Kommunikationseinheit 21 ein Detektionsergebnis empfängt, das angibt, dass die Zustandsdetektionseinheit 94 die Zustandsänderung von dem vorderen optischen System 130 detektiert hat, bestimmt die Bestimmungseinheit 24, dass sich der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert hat. Falls die Kommunikationseinheit 21 kein Detektionsergebnis empfängt, das angibt, dass die Zustandsdetektionseinheit 94 die Zustandsänderung von dem vorderen optischen System 130 detektiert hat, bestimmt die Bestimmungseinheit 24, dass sich der Zustand des vorderen optischen Systems 130 nicht geändert hat.
Wie oben beschrieben kann basierend auf einer physischen Bewegungsänderung innerhalb des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 bestimmt werden, ob sich der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert hat oder nicht. Alternativ dazu kann durch eine Bilderkennungseinheit unter Verwendung des erfassten Bildes, das durch Bildgebung erhalten wird, bestimmt werden, ob sich der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert hat oder nicht.
Die Zustandsänderung des vorderen optischen Systems 130 weisen zum Beispiel Wechseln zwischen der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b gemäß der Drehbewegung der Halteplatte 132c auf. Außerdem weist die Zustandsänderung des vorderen optischen Systems 130 zum Beispiel eine Änderung der Entfernung zwischen der Reduktionslinse 131 und der Weitwinkellinse 132a (oder der Vergrößerungslinse 132b), die sich in dem optischen Beobachtungspfad befindet, aufgrund der Bewegung des Arms 134 und dergleichen auf.
Es ist hier anzumerken, dass das Beispiel verwendet wurde, bei dem die Bestimmungseinheit 24 basierend auf Detektionsergebnissen der Bewegung des Arms 134 und der Bewegung der Halteplatte 132c gemäß der Zustandsdetektionseinheit 94 bestimmt, ob sich der Zustand des vorderen optischen Systems 130 ändert oder nicht, aber dies nicht darauf beschränkt ist.
Falls sich zum Beispiel die durch einen Geber jeder der Reduktionslinse 131, der Weitwinkellinse 132a und der Vergrößerungslinse 132b detektierten Positionsinformationen ändern, kann bestimmt werden, dass sich der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert.
Die Berechnungseinheit 25 verwendet die Informationen bezüglich des optischen Systems des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz, die durch die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangt werden, um dadurch einen Korrekturparameter zum Korrigieren des erfassten Bildes und der Fokusposition des optischen Systems zu berechnen, bevor das Rückkehrlicht des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz von dem zu untersuchenden Auge 6 als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird. Zudem wird eine Vergrößerung berechnet, die für das Anzeigebild geeignet ist.
Die Berechnungseinheit 25 berechnet den Korrekturparameter wie folgt, zum Beispiel in einem Zustand, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 mit dem Mikroskop 11 verbunden ist und sich die vordere Linse, wie etwa die Weitwinkellinse 132a und die Vergrößerungslinse 132b, vor dem zu untersuchenden Auge 6 befindet.
Das heißt, die Berechnungseinheit 25 berechnet einen Verzerrungskorrekturparameter derart, dass eine Verzerrung des erfassten Bildes aufgrund der Platzierung der Weitwinkellinse 132a zum Beispiel durch Verwenden eines Verzerrungskoeffizienten der Weitwinkellinse 132a als die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 korrigiert wird.
Zudem berechnet die Berechnungseinheit 25 eine Fokusposition und eine Vergrößerung wie folgt in einem Zustand, in dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 mit dem Mikroskop 11 verbunden ist und sich die vordere Linse, wie etwa die Weitwinkellinse 132a und die Vergrößerungslinse 132b, vor dem zu untersuchenden Auge 6 befindet. Das heißt, die Berechnungseinheit 25 berechnet eine Fokusposition zum Anpassen der relativen Positionsbeziehung zwischen der Objektivlinse 15, der vorderen Linse (der Weitwinkellinse 132a oder der Vergrößerungslinse 132b) und des zu untersuchenden Auges 6 derart, dass die Position des Fokuspunkts auf der Rückseite der vorderen Linse (der Weitwinkellinse 132a oder der Vergrößerungslinse 132b) mit der Position des Fokuspunkts auf der Vorderseite der Objektivlinse 15 zusammenfällt und der Fokus auf den Augenhintergrund 67 eingestellt wird, und berechnet auch eine Vergrößerung.
Die Bilderzeugungseinheit 26 korrigiert das erfasste Bild basierend auf dem durch die Berechnungseinheit 25 berechneten Parameter, erzeugt ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung, wie etwa einer Farbverbesserung auf eine Weise, die von den Anforderungen abhängt, und gibt das Anzeigebild über die Kommunikationseinheit 21 an die Anzeigevorrichtung 40 aus.
Die Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit 27 erzeugt ein Mikroskopsteuersignal basierend auf den Berechnungsergebnissen der Vergrößerung und der Fokusposition, die durch die Berechnungseinheit 25 berechnet werden, und gibt das Mikroskopsteuersignal über die Kommunikationseinheit 21 an das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz aus. Das Mikroskopsteuersignal weist wenigstens ein Steuersignal, das mit der Steuerung an dem optischen Beobachtungssystem 17 des Mikroskops 11 assoziiert ist, oder ein Steuersignal, das mit der Steuerung an dem optischen System 130 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 assoziiert ist, auf.
Die Speicherungseinheit 28 speichert die durch die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangten Informationen in Zeitreihe. Zudem speichert die Speicherungseinheit 28 den Verzerrungskorrekturparameter, die Fokusposition und die Vergrößerung, die durch die Berechnungseinheit 25 berechnet werden.
[Betrieb der CCU]
Als Nächstes wird ein Betrieb der CCU 20 des Mikroskopsystems 100 beschrieben.
Nachfolgend wird bei einer ersten Ausführungsform die Beschreibung unter Verwendung eines Beispiels gegeben, bei dem sich die Weitwinkellinse 132a in dem optischen Beobachtungspfad befindet und ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildkorrektur unter Verwendung eines Verzerrungskoeffizienten der Weitwinkellinse, das heißt der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130, erzeugt wird.
Bei einer zweiten Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Mikroskopsteuersignal unter Verwendung der Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt wird.
<Erste Ausführungsform>
8 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der CCU 20 zeigt.
9 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Bildkorrekturverarbeitung unter Verwendung der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130.
9(A) ist ein schematisches Diagramm, das ein erfasstes Bild eines zu untersuchenden Auges zeigt, an dem eine Inversionsverarbeitung und eine Verzerrungskorrekturverarbeitung nicht durchgeführt wurden.
9(B) ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebild zeigt, an dem die Inversionsverarbeitung nicht durchgeführt wurde und die Verzerrungskorrekturverarbeitung durchgeführt wurde.
9(C) ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebild zeigt, an dem die Inversionsverarbeitung und die Verzerrungskorrekturverarbeitung nicht durchgeführt wurden.
Nachfolgend wird die Beschreibung gemäß dem Fluss aus 8 und bei Bedarf unter Verwendung von 9 gegeben.
Wie in 8 gezeigt, erlangt die Kommunikationseinheit 21 von dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz ein erfasstes Bild, das durch das Bildaufnahmeelement 181 erfasst wird, und ein Detektionsergebnis, das durch die Zustandsdetektionseinheit 94 detektiert wird (St1). Das erfasste Bild wird an die Bilderfassungseinheit 22 ausgegeben. Das Detektionsergebnis wird an die Bestimmungseinheit 24 ausgegeben.
Hier wird ein erfasstes Bild G unter Bezugnahme auf 9(A) beschrieben. Wie in 9(A) gezeigt, ist bezüglich eines erfassten Bildes G ein Gebiet innerhalb eines Randes S der Weitwinkellinse 132a ein Inversionsgebiet R1, in dem das Bild invertiert ist, wenn die Weitwinkellinse 132a vor dem zu untersuchenden Auge 6 platziert ist. Das Inversionsgebiet R1 ist ein Gebiet, in dem das Bild durch die Weitwinkellinse 132a gebildet wird, die als die vordere Linse dient. In 9 ist ein Gebiet, in dem das Bild invertiert ist, als ein Nichtinversionsgebiet R2 gezeigt.
Zudem wird bezüglich des erfassten Bildes G eine Verzerrung durch die Weitwinkellinse 132a in dem Inversionsgebiet R1 verursacht und das erfasste Bild G ist ein Bild, in dem das chirurgische Instrument T, das in der realen Welt eine lineare Form aufweist, gekrümmt ist, wie in 9(A) gezeigt ist.
Als Nächstes bestimmt die Bestimmungseinheit 24 basierend auf einem Detektionsergebnis, das durch die Kommunikationseinheit 21 empfangen wird, ob der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind oder nicht, oder ob, falls der Augenuntersuchungsaufsatz 13 bereits mit dem Mikroskop 11 verbunden ist, der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert wird oder nicht (St2).
Falls die Bestimmungseinheit 24 bestimmt, dass der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind oder dass der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert wird (JA), geht die Verarbeitung zu St3 über.
Falls die Bestimmungseinheit 24 bestimmt, dass der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 nicht miteinander verbunden sind oder dass der Zustand des vorderen optischen Systems 130 nicht geändert wird (NEIN), kehrt die Verarbeitung andererseits zu St1 zurück und wird die Verarbeitung dann wieder durchgeführt.
In St3 erlangt die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 und die Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17.
Bei dieser Ausführungsform werden der Verzerrungskoeffizient (die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems) der Weitwinkellinse 132a (oder der Vergrößerungslinse 132b), die als die vordere Linse dient, und die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 erlangt. Die Vergrößerungs(Bildwinkel)-Informationen des optischen Beobachtungssystems 17 werden als die Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 erlangt.
Die Speicherungseinheit 28 speichert die durch die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangten Informationen in Zeitreihe.
Als Nächstes berechnet die Berechnungseinheit 25 unter Verwendung des Verzerrungskoeffizienten der Weitwinkellinse 132a (oder der Vergrößerungslinse 132b), der Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 und der Vergrößerungs(Bildwinkel)-Informationen des optischen Beobachtungssystems 17 einen Verzerrungskorrekturparameter zum Korrigieren der Verzerrung in dem erfassten Bild (St4), wobei die Verzerrung durch die Verwendung der Weitwinkellinse 132a verursacht wird. Die Vergrößerungsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 werden zum Berechnen eines Bereichs in dem erfassten Bild verwendet, in dem die Verzerrungskorrektur anzuwenden ist.
Auch hier wird, falls bestimmt wird, dass der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert wird, der Verzerrungskorrekturparameter wieder und erneut berechnet.
Der berechnete Verzerrungskorrekturparameter wird in der Speicherungseinheit 28 gespeichert.
Als Nächstes führt die Bilderzeugungseinheit 26 eine Verzerrungskorrekturverarbeitung des erfassten Bildes durch Verwenden des durch die Berechnungseinheit 25 berechneten Verzerrungskorrekturparameters durch, führt eine Korrekturverarbeitung, wie etwa eine Verbesserungsverarbeitung, nach Bedarf durch und gibt ein durch die Bildverarbeitung erzeugtes Anzeigebild an die Anzeigevorrichtung 40 aus (St5).
In der Anzeigevorrichtung 40 wird das durch die Bilderzeugungseinheit 26 erzeugtes Anzeigebild angezeigt.
In dem durch die Verzerrungskorrekturverarbeitung korrigierten Bild ist die Verzerrung des Gebiets des Inversionsgebiets R1 reduziert, wie in 9(B) gezeigt ist, und wird die Form des chirurgischen Instruments T in dem Bild linear, ähnlich dem chirurgischen Instrument T in der realen Welt.
Außerdem führt der Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14 eine Inversionsverarbeitung zum Ändern des invertierten Bildes des Inversionsgebiets R1 in das normale Bild durch.
Durch die durch den Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14 durchgeführte Inversionsverarbeitung wird das invertierte Bild des Inversionsgebiets R1 aufgrund der Anwesenheit der Weitwinkellinse in das normale Bild geändert, während das Bild des Nichtinversionsgebiets R2, das ein Gebiet ist, das aufgrund der Abwesenheit der Weitwinkellinse ein Gebiet ohne das invertierte Bild ist, invertiert wird. Die Bilderzeugungseinheit 26 führt eine Inversionskorrekturverarbeitung an dem Nichtinversionsgebiet R2 mit dem Bild, das durch den Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14 invertiert wurde, durch, so dass das invertierte Bild in das normale Bild invertiert wird.
Als Nächstes kombiniert die Bilderzeugungseinheit 26 das Inversionsgebiet R1, das das normale Bild durch die Inversionsverarbeitung des Invertiertes-Bild-Korrekturinverters 14 aufweist, mit dem Nichtinversionsgebiet R2, das der Inversionskorrekturverarbeitung unterzogen wurde.
Infolgedessen wird ein Anzeigebild, das dem Benutzer kein Unbehagen vermittelt, erzeugt, wie in 9(C) gezeigt ist.
Die durch den Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14 durchgeführte Inversionsverarbeitung kann zum Durchführen der Inversionsverarbeitung ausgebildet sein, die durch den Invertiertes-Bild-Korrekturinverter 14 durchgeführt wird, falls die Zustandsdetektionseinheit 94 zum Beispiel die Verbindung zwischen dem Augenuntersuchungsaufsatz 13 und dem Mikroskop 11 detektiert.
Es ist anzumerken, dass, obwohl hier das Beispiel gezeigt ist, bei dem die Inversionsverarbeitung nach der Verzerrungsverarbeitung durchgeführt wird, diese Reihenfolge nicht beschränkt ist. Die Verzerrungskorrekturverarbeitung kann nach der Inversionsverarbeitung durchgeführt werden oder die Verzerrungskorrekturverarbeitung kann zur gleichen Zeit wie die Inversionsverarbeitung durchgeführt werden, obwohl dies nicht darauf beschränkt ist.
Auf diese Weise wird die in 8 gezeigte Verarbeitung wiederholt.
Bei dieser Ausführungsform wird auch dann, falls der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert wird, die Verzerrungskorrekturverarbeitung, die für den Zustand des optischen Systems des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz geeignet ist, zu dieser Zeit an dem erfassten Bild durchgeführt. Daher kann der Benutzer eine Chirurgie durchführen, während er ein geeignetes Anzeigebild durchgehend beobachtet.
Zudem wurde bei dieser Ausführungsform das Beispiel verwendet, bei dem das Anzeigebild durch Durchführen der Verzerrungskorrekturverarbeitung an dem erfassten Bild mit dem Verzerrungskoeffizienten der vorderen Linse als die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt wird, obwohl dies nicht darauf beschränkt ist.
Zum Beispiel kann das Anzeigebild durch Steuern der maximalen Vergrößerung des Digitalzooms unter Verwendung der Materialinformationen der vorderen Linse als die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt werden.
Hier gibt es zum Zoomen des Anzeigebildes ein optisches Zoomverfahren, das durch Steuern des optischen Beobachtungssystems 17 durchgeführt wird, und ein Zoomverfahren (Digitalzoom), das durch Bildverarbeitung des erfassten Bildes durchgeführt wird.
Die vordere Linse ist zum Beispiel aus Kunststoff, Glas und dergleichen gefertigt. Da die Auflösung der Linse, wie etwa die Modulationstransferfunktion (MTF), in Abhängigkeit von dem Material der vorderen Linse variiert, kann die maximale Vergrößerung des Digitalzooms unter Verwendung des Materials der vorderen Linse gesteuert werden, um eine Vergrößerung jenseits der Auflösung der vorderen Linse zu verhindern.
Zudem kann das Anzeigebild basierend auf Informationen, die angeben, dass das vordere optische System 130 eine Polarisationscharakteristik als die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 aufweist, durch Durchführen einer Entfernung einer spiegelnden Reflexion zum Entfernen, durch ein wohlbekanntes Verfahren, von Spiegelnde-Reflexion-Komponenten von einem Polarisationsbild (erfassten Bild), das durch das Bildaufnahmeelement erfasst wird. Durch die Entfernung der spiegelnden Reflexion werden Raumlicht und dergleichen, das an der Linse reflektiert wird, entfernt. Dementsprechend kann dem Benutzer ein geeignetes Anzeigebild präsentiert werden und kann eine sicherere Behandlung unter Verwendung eines Bildes mit einer reduzierten spiegelnden Reflexion erwartet werden.
Zudem kann das Anzeigebild durch Durchführen der Farbaberrationskorrektur an dem erfassten Bild unter Verwendung von Forminformationen einer Linse, die das vordere optische System 130 darstellt, als die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt werden.
Zudem kann, falls eine Konfiguration mit einem Stereobild erhalten wird, das Anzeigebild durch Steuern der Parallaxe des Stereobildes unter Verwendung der Brennweite des vorderen optischen Systems 130 als die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt werden.
Auf die oben erwähnte Weise kann das Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild mit den Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 erhalten werden. Es ist anzumerken, dass es ausreicht, dass eine solche Bildverarbeitung unter Verwendung der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 wenigstens einmal durchgeführt wird.
Obwohl das Beispiel, bei dem die Verzerrungskorrekturverarbeitung automatisch unter Verwendung des Verzerrungskoeffizienten durchgeführt wird, verwendet wurde, kann zudem eine Konfiguration zum Ermöglichen, dass der Benutzer auswählt, ob die Verzerrungskorrekturverarbeitung durchgeführt wird oder nicht, eingesetzt werden.
Falls zum Beispiel ein Berührungsfeld als die Eingabevorrichtung 41 auf dem Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung 40 und der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind, kann eine Menütaste zum Auswählen, ob die Verzerrungskorrekturverarbeitung durchzuführen ist oder nicht, auf dem Anzeigebildschirm angezeigt werden, so dass ermöglicht wird, dass der Benutzer auswählt, ob die Verzerrungskorrekturverarbeitung durchgeführt wird oder nicht.
Als noch ein anderes Beispiel kann, falls das vordere optische System 130 eine Polarisationscharakteristik aufweist, eine Menütaste zum Auswählen, ob die Entfernung der spiegelnden Reflexion durchzuführen ist oder nicht, auf dem Anzeigebildschirm angezeigt werden, um zu ermöglichen, dass der Benutzer auswählt, ob er die Entfernung der spiegelnden Reflexion durchführt oder nicht.
Wie oben beschrieben, weist bei dem Mikroskopsystem 100 der Augenuntersuchungsaufsatz 13 die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems im Voraus und dementsprechend kann ein Anzeigebild, das für eine Situation angemessen ist, für den Benutzer unter Verwendung dieser Optikcharakteristikinformationen bereitgestellt werden.
Zudem wird bei dem Mikroskopsystem 100 selbst dann, wenn eine Zustandsänderung des vorderen optischen Systems 130, zum Beispiel eine Positionsänderung der vorderen Linse oder der Reduktionslinse aufgrund einer Bewegung des Arms 134 oder der Halteplatte 132c, auftritt, eine Bildverarbeitung unter Verwendung der Informationen bezüglich des optischen Systems des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz durchgeführt. Auf diese Weise kann dem Benutzer ein Anzeigebild oder ein Beobachtungsbild, das für eine Situation angemessen ist, für den Benutzer bereitgestellt werden.
<Zweite Ausführungsform>
Als Nächstes wird ein Beispiel bei dem das Mikroskopsystem 100 ein Mikroskopsteuersignal durch Verwenden von Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt und das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz durch Verwenden dieses Mikroskopsteuersignals steuert, beschrieben.
Hier ändert das Verbinden des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 mit dem Mikroskop 11 eine Position, bei der ein Bild gebildet wird, und dementsprechend ist es notwendig, das optische System des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz anzupassen.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Mikroskopsteuersignal zum Steuern des optischen Systems, durch das Rückkehrlicht von dem optischen Mikroskop 10 mit dem Aufsatz, insbesondere dem zu untersuchenden Auge 6, hindurchläuft, bevor das Rückkehr als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird, unter Verwendung der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 erzeugt und das optische System des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz wird automatisch basierend auf diesem Mikroskopsteuersignal angepasst.
Nachfolgend wird die Beschreibung unter Bezugnahme auf 10 gegeben.
10 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der CCU 20 zeigt.
Wie in 10 gezeigt, erlangt die Kommunikationseinheit 21 von dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz ein erfasstes Bild, das durch das Bildaufnahmeelement 181 erfasst wird, und ein Detektionsergebnis, das durch die Zustandsdetektionseinheit 94 detektiert wird (St21). Das erfasste Bild wird an die Bilderfassungseinheit 22 ausgegeben. Das Detektionsergebnis wird an die Bestimmungseinheit 24 ausgegeben.
Als Nächstes bestimmt die Bestimmungseinheit 24 basierend auf einem Detektionsergebnis, das durch die Kommunikationseinheit 21 empfangen wird, ob der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind oder nicht, oder ob, falls der Augenuntersuchungsaufsatz 13 bereits mit dem Mikroskop 11 verbunden ist, der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert wird oder nicht (St22).
Falls die Bestimmungseinheit 24 bestimmt, dass der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 miteinander verbunden sind oder dass der Zustand des vorderen optischen Systems 130 geändert wird (JA), geht die Verarbeitung zu St23 über.
Falls die Bestimmungseinheit 24 bestimmt, dass der Augenuntersuchungsaufsatz 13 und das Mikroskop 11 nicht miteinander verbunden sind oder dass der Zustand des vorderen optischen Systems 130 nicht geändert wird (NEIN), kehrt die Verarbeitung andererseits zu St21 zurück und wird die Verarbeitung dann wieder durchgeführt.
In St23 erlangt die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 und Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 als die Optiksysteminformationen.
Bei dieser Ausführungsform werden die Verzerrungsentfernung (die Optikcharakteristikinformationen) der Weitwinkellinse 132a (oder der Vergrößerungslinse 132b), die als die vordere Linse dient, und die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems 130 erlangt. Die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 sind Positionsinformationen jeder Linse.
Zudem werden Informationen bezüglich einer Vergrößerung (Bildwinkel), einer Fokusposition, eines Blendenwertes und dergleichen des optischen Beobachtungssystems 17 als die Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 erlangt.
Die Speicherungseinheit 28 speichert die durch die Optiksysteminformationserfassungseinheit 23 erlangten Informationen in Zeitreihe.
Als Nächstes berechnet die Berechnungseinheit 25 eine Fokusposition und eine Vergrößerung des optischen Systems, durch das Rückkehrlicht von dem zu untersuchenden Auge 6 zurückkehrt, bevor das Rückkehrlicht als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird, unter Verwendung der Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130, der Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 und der Brennweite der Weitwinkellinse 132a (oder der Vergrößerungslinse 132b) .
Das heißt, die Berechnungseinheit 25 berechnet eine Fokusposition zum Anpassen der relativen Positionsbeziehung zwischen der Objektivlinse 15, der vorderen Linse (der Weitwinkellinse 132a oder der Vergrößerungslinse 132b) und des zu untersuchenden Auges 6 derart, dass die Position des Fokuspunkts auf der Rückseite der vorderen Linse (der Weitwinkellinse 132a oder der Vergrößerungslinse 132b) mit der Position des Fokuspunkts auf der Vorderseite der Objektivlinse 15 zusammenfällt und der Fokus auf den Augenhintergrund 67 eingestellt wird. Die Berechnungseinheit 25 berechnet auch eine Vergrößerung, die für das Anzeigebild geeignet ist.
Die Speicherungseinheit 28 speichert die berechnete Fokusposition und Vergrößerung.
Als Nächstes erzeugt die Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit 27 basierend auf der berechneten Fokusposition und der Vergrößerung ein Mikroskopsteuersignal zum Steuern sowohl der Fokussierungsvorrichtung 171 als auch des variablen Vergrößerungslinsensystems 172 des Mikroskops 11 und gibt das Mikroskopsteuersignal an das Mikroskop 10 mit dem Aufsatz aus (St25).
Auf diese Weise wird die in 10 gezeigte Verarbeitung wiederholt.
Bei dem Mikroskop 11 steuert die Optisches-Beobachtungssystem-Steuereinheit 82 einen Antrieb der Fokussierungsvorrichtung 171 und des variable Vergrößerungslinsensystems 172 basierend auf einem Mikroskopsteuersignal, das durch die CCU 20 erzeugt wird.
Entsprechend werden die Fokusposition und die Vergrößerung des optischen Systems des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz, mit dem der Augenuntersuchungsaufsatz 13 verbunden ist, automatisch angepasst. Dementsprechend kann das Bild des zu untersuchenden Auges 6, das durch die vordere Linse beobachtet wird, mit einem geeigneten Anzeigebild beobachtet werden.
Es ist hier anzumerken, dass das Beispiel, bei dem das optische Beobachtungssystem 17 gesteuert wird, verwendet wurde, obwohl eine Konfiguration eingesetzt werden kann, bei der das vordere optische System 130 gesteuert wird und die Vergrößerung und die Fokusposition angepasst werden. In diesem Fall wird in St25 ein Mikroskopsteuersignal zum Antreiben der Armantriebseinheit 135 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 erzeugt und ausgegeben.
Zudem kann eine Konfiguration zum Steuern sowohl des optischen Beobachtungssystems 17 als auch des vorderen optischen Systems 130 eingesetzt werden. In diesem Fall werden in St25 ein Mikroskopsteuersignal zum Steuern des Antreibens der Fokussierungsvorrichtung 171 und des variablen Vergrößerungslinsensystems 172 und ein Mikroskopsteuersignal zum Antreiben der Armantriebseinheit 135 erzeugt und ausgegeben.
Abstimmbare Linsen (Linsen mit variabler Brennweite), deren Linsenform (z. B. Linsenkrümmung) sich gemäß einer elektrischen Steuerung, wie etwa einer Druckapplikation durch einen magnetischen Aktor ändert, können als die Reduktionslinse 131 und die vordere Linse (die Weitwinkellinse 132a oder die Vergrößerungslinse 132b) verwendet werden, die das vordere optische System 130 darstellen.
Falls die abstimmbaren Linsen verwendet werden, wird ein Mikroskopsteuersignal unter Verwendung der Optikcharakteristikinformationen der abstimmbaren Linse (der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems) und der Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems 130 und der Zustandsinformationen des optischen Beobachtungssystems 17 erzeugt, die von dem Mikroskop 10 mit dem Aufsatz erlangt werden. Dieses Mikroskopsteuersignal ist ein Signal zum Ändern der Linsenformen der Reduktionslinse und der vorderen Linse, die abstimmbare Linsen sind, so dass die Position des Fokuspunkts auf der Rückseite der vorderen Linse mit der Position des Fokuspunkts auf der Vorderseite der Objektivlinse 15 zusammenfällt und der Fokus auf dem Augenhintergrund 67 eingestellt wird. Zudem weisen die Optikcharakteristikinformationen der abstimmbaren Linse einen Brennweitenbereich, einen Linsenverzerrungskoeffizienten, eine Linsenform und dergleichen auf, die die abstimmbaren Linsen haben können und die miteinander assoziiert sind.
Zudem kann außer der Steuerung der Fokusposition und der Vergrößerung (des Bildwinkels) eine Konfiguration zum Steuern der variablen Apertur 173 des optischen Beobachtungssystems 17 durch Verwenden von Informationen bezüglich der numerischen Apertur (NA) oder der Schärfentiefe des vorderen optischen Systems als die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 eingesetzt werden.
Zum Beispiel wird die variable Apertur 173 derart gesteuert, dass die Schärfentiefe des optischen Beobachtungssystems 17 zunimmt, wenn die Schärfentiefe des vorderen optischen Systems 130 klein ist.
Wie bei dieser Ausführungsform sind, falls das optische System des Mikroskops automatisch unter Verwendung der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems angepasst werden, die Anzeigevorrichtung und das Bildaufnahmeelement nicht wesentlichen und kann die vorliegende Technologie auch auf ein ophthalmisches Mikroskopsystem zum Durchführen einer Beobachtung und Chirurgie durch eine Okularbeobachtung durch einen Benutzer mit einem Mikroskop ohne Verwendung einer Anzeigevorrichtung angewandt werden. Auch bei diesem System kann der Benutzer das Bild des zu untersuchenden Auges 6, das durch die vordere Linse beobachtet wird, mit einem geeigneten Beobachtungsbild beobachten.
Wie oben beschrieben, wird das optische System, durch das Rückkehrlicht von dem zu untersuchenden Auge 6 hindurchläuft, bevor das Rückkehrlicht als ein Bild auf dem Bildaufnahmeelement 181 gebildet wird, unter Verwendung der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems gesteuert, die der Augenuntersuchungsaufsatz 13 im Voraus hat. Dementsprechend kann ein Anzeigebild oder ein Beobachtungsbild des zu untersuchenden Auges 6, das für eine Situation geeignet ist, nachdem die Fokusposition angepasst wurde, für den Benutzer bereitgestellt werden.
Zudem wird der Benutzer bei dieser Ausführungsform von der mühsamen Arbeit des Anpassens des optischen Systems des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz aufgrund des Verbindens des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 befreit. Wie oben beschrieben, weist bei dem Mikroskopsystem 100 gemäß dieser Ausführungsform der Augenuntersuchungsaufsatz 13 einschließlich des vorderen optischen Systems 130 die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems 130 auf und dementsprechend kann die Mikroskopeinstellungsarbeit des Benutzers unterstützt werden.
Zudem wird bei dem Mikroskopsystem 100 gemäß dieser Ausführungsform selbst dann, wenn der Zustand des vorderen optischen Systems 130, zum Beispiel eine die Position der vorderen Linse oder der Reduktionslinse aufgrund der Bewegung des Arms 134 oder der Halteplatte 132c geändert wird, das Mikroskop unter Verwendung der Informationen bezüglich des optischen Systems des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz gesteuert. Dementsprechend kann ein Anzeigebild oder ein Beobachtungsbild, dessen Fokusposition angemessen ist und das für eine Situation geeignet ist, durchgehend für den Benutzer bereitgestellt werden.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Technologie sind nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Technologie abzuweichen.
Zum Beispiel wurden bei den oben genannten Ausführungsformen zum besseren Verständnis die Bildkorrekturverarbeitung und die Mikroskopsteuersignalerzeugungsverarbeitung unter Verwendung der Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems separat in unterschiedlichen Ausführungsformen beschrieben, obwohl die beiden Verarbeitungen durchgeführt werden können.
Zudem wurde zum Beispiel das Beispiel, bei dem die Inversionsverarbeitung durch Verwenden des Invertiertes-Bild-Korrekturinverters 14 durchgeführt wird, in den oben genannten Ausführungsformen verwendet, obwohl dies nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Inversionsverarbeitung durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild, das durch das Bildaufnahmeelement 181 erlangt wird, durchgeführt werden und es wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
9(A) ist ein schematisches Diagramm, das das Bild eines zu untersuchenden Auges zeigt, an dem die Inversionsverarbeitung und die Verzerrungskorrekturverarbeitung nicht durchgeführt wurden.
9(C) ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebild zeigt, an dem die Inversionsverarbeitung und die Verzerrungskorrekturverarbeitung durchgeführt wurden.
Wie in 9(A) gezeigt, ist in dem erfassten Bild, an dem die Verzerrungskorrekturverarbeitung nicht durchgeführt wurde, das chirurgische Instrument T aufgrund des Einfügens der Weitwinkellinse 132a in einer stark gekrümmten Form gezeigt.
Auf eine ähnliche Weise zu jener oben beschriebenen wird die Verzerrungskorrektur des erfassten Bildes G unter Verwendung des Verzerrungskoeffizienten der Weitwinkellinse 132a durchgeführt, welcher die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems ist, und wird die Inversionsverarbeitung auch durch die Bildverarbeitung durchgeführt. Dementsprechend wird, wie in 9(C) gezeigt, das Anzeigebild erhalten, in dem das Bild des chirurgischen Instruments T linear ist und das Inversionsgebiet R1 der Inversionsverarbeitung unterzogen wurde.
Bei der Inversionsverarbeitung durch die Bildverarbeitung detektiert ein (nicht gezeigter) Detektor für ein invertiertes Gebiet, der in der CCU 20 bereitgestellt ist, zuerst das Inversionsgebiet R1 in dem erfassten Bild G.
Eine Detektion des Inversionsgebiets R1 kann unter Verwendung einer Objekterkennung durchgeführt werden. Alternativ dazu kann das Inversionsgebiet R1 durch Verwenden der Tatsache detektiert werden, dass das Äußere der vorderen Linse (der Weitwinkellinse 132a oder der Vergrößerungslinse 132b) ein Gebiet (weißer Teil 63 des Auges) ist, das einer Sklera entspricht, während das Innere der vorderen Linse 132 ein Gebiet (Korne) mit einer Farbe und Textur ist, die sich von jenen des weißen Teils des Auges unterscheiden, wie etwa eine Iris und eine Pupille.
Alternativ dazu ist es auch möglich, eine Randdetektionsverarbeitung durchzuführen und das Gebiet innerhalb des detektierten Randes als das Inversionsgebiet R1 zu detektieren, weil es einen klaren Rand an dem Peripherierand S der vorderen Linse in dem erfassten Bild gibt.
Die oben genannten Detektionsverfahren detektieren das Inversionsgebiet R1 aus dem einzelnen erfassten Bild.
Falls das Bildaufnahmeelement 181 auf der rechten und linken Seite des Mikroskops 10 mit dem Aufsatz montiert ist, können zudem erfasste Bilder für sowohl das linke Auge als auch das rechte Auge erhalten werden. Tiefeninformationen können aus Parallaxeninformationen der zwei erfassten Bilder extrahiert werden und das Inversionsgebiet R1 kann durch Verwenden der Tatsache detektiert werden, dass die vordere Linse vor dem Auge platziert wird.
Alternativ dazu kann das Inversionsgebiet R1 unter Verwendung mehrerer erfasster Bilder detektiert werden. Insbesondere kann ein erfasstes Bild, wenn die vordere Linse nicht montiert ist, gehalten werden, kann das erfasste Bild mit einem erfassten Bild einschließlich der vorderen Linse verglichen werden und kann ein Gebiet mit einer großen Differenz dazwischen als das Inversionsgebiet R1 detektiert werden.
Der Bereich des detektierten Inversionsgebiet R1 wird an die Bildverarbeitungseinheit 25 geliefert.
Die Bilderzeugungseinheit 26 invertiert das Inversionsgebiet R1, das in dem erfassten Bild G enthalten ist, das von dem Bildaufnahmeelement 181 ausgegeben wird, so dass es bezüglich des Zentrums des Punktgebiets R1 punktsymmetrisch ist. Außerdem kombiniert die Bilderzeugungseinheit 26 das Inversionsgebiet R1 und das Nichtinversionsgebiet R2 durch Abgleichen der Außenperipherie des invertierten Inversionsgebiets R1 und der Innenperipherie des Nichtinversionsgebiets R2.
Entsprechend ist die Bilderzeugungseinheit 26 zum Erzeugen eines Anzeigebildes in der Lage, in dem die Inversion aufgehoben ist, wie in 9(C) gezeigt ist. Die Bilderzeugungseinheit 26 gibt das erzeugte Anzeigebild an die Anzeigevorrichtung 40 zum Anzeigen des erzeugten Bildes auf der Anzeigevorrichtung 40 aus.
Wie oben beschrieben, kann die Inversionsverarbeitung durch die Bildverarbeitung zum Erzeugen des Anzeigebildes durchgeführt werden und kann der Benutzer eine Beobachtung und Behandlung des zu untersuchenden Auges 6 durchführen, während er das Anzeigebild betrachtet, das auf der Anzeigevorrichtung 40 angezeigt wird.
Obwohl die Weitwinkellinse zum Beobachten des Augenhintergrunds bei den oben genannten Ausführungsformen exemplarisch genannt wurde, können zum Beispiel Goniolinsen verwendet werden. Die Verwendung der Goniolinse kann einen Winkel eines Auges beobachten. Im Fall des Verwendens der Goniolinse wird die Goniolinse in Kontakt mit dem zu untersuchenden Auge 6 verwendet. Im Falls der Winkelbeobachtung werden eine Intraokularbeleuchtung und die Reduktionslinse überflüssig.
Obwohl der Augenuntersuchungsaufsatz 13 bei der oben beschriebenen Ausführungsform so ausgebildet ist, dass er die zwei vorderen Linsen aufweist, die die Weitwinkellinse 132a und die Vergrößerungslinse 132b sind, ist der Augenuntersuchungsaufsatz 13 zum Beispiel so ausgebildet, dass er eine einzelne vordere Linse aufweist.
Zudem können bei den oben genannten Ausführungsformen zum Beispiel die Weitwinkellinse 132a und die Vergrößerungslinse 132b jeweils so ausgebildet sein, dass sie von der Halteplatte 132c abnehmbar sind. In diesem Fall kann die Art der zu verwendenden vorderen Linse zu einer beliebigen geändert werden.
Alternativ dazu kann die Halteplatte 132c so ausgebildet sein, dass sie von dem Arm 134 abnehmbar ist. Auch in diesem Fall kann die Art der zu verwendenden vorderen Linse zu einer beliebigen geändert werden.
Falls die vordere Linse als solche abnehmbar ist, kann, wenn zum Beispiel eine andere Art einer vorderen Linse neu montiert wird, die Informationsspeicherungseinheit 91 des Augenuntersuchungsaufsatzes 13 derart ausgebildet sein, dass Optikcharakteristikinformationen und die ID der neu montierten vorderen Linse in diese geschrieben werden können. Entsprechend kann ein Augenuntersuchungsaufsatz, der eine exzellente Anpassungseigenschaft und Erweiterbarkeit aufweist, realisiert werden, ohne das Mikroskop 11 modifizieren zu müssen.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen annehmen kann.
(1) Ein Augenuntersuchungsaufsatz, der Folgendes aufweist:

eine Verbindungseinheit, die dazu in der Lage ist, mit einem ophthalmischen Mikroskop verbunden zu werden;
ein vorderes optisches System, das eine vordere Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden; und
eine Kommunikationseinheit, die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems an eine externe Vorrichtung sendet.

(2) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach (1), der ferner Folgendes aufweist:

eine Speicherungseinheit, die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems speichert.

(3) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach (2), wobei
die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems Funktionscharakteristikinformationen der vorderen Linse, eine Form der vorderen Linse und/oder ein Material der vorderen Linse aufweisen.
(4) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach (3), wobei
die Funktionscharakteristikinformationen eine Brennweite, einen Verzerrungskoeffizienten, einen Brechungsindex, eine Wellenlängencharakteristik und/oder eine Polarisationscharakteristik der vorderen Linse aufweisen.
(5) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach einem von (1) bis (4), der ferner Folgendes aufweist:

eine Zustandsinformationserfassungseinheit, die Zustandsinformationen des optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erfasst.

(6) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach (5), wobei
die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems Positionsinformationen der vorderen Linse aufweisen.
(7) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach (6), wobei
das vordere optische Systeme die vordere Linse und eine Zwischenlinse aufweist, die zwischen der vorderen Linse und dem ophthalmischen Mikroskop platziert ist, und
die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems ferner Positionsinformationen der Zwischenlinse und/oder Entfernungsinformationen zwischen der Zwischenlinse und der vorderen Linse aufweisen.
(8) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach (2), wobei
die vordere Linse so ausgebildet ist, dass sie austauschbar ist, und
die Speicherungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems auf die Speicherungseinheit schreibbar sind.
(9) Der Augenuntersuchungsaufsatz nach einem von (1) bis (8), der ferner Folgendes aufweist:

eine Steuereinheit für das vordere optische System, die das vordere optische System basierend auf einem Steuersignal von der externen Vorrichtung steuert.

(10) Eine Steuervorrichtung, die Folgendes aufweist:

eine Kommunikationseinheit, die Informationen hinsichtlich eines vorderen optischen Systems eines Augenuntersuchungsaufsatzes empfängt, der das vordere optische System einschließlich einer vorderen Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden.

(11) Die Steuervorrichtung nach (10), die ferner Folgendes aufweist:

eine Bilderfassungseinheit, die ein erfasstes Bild eines zu untersuchenden Auges, vor dem die vordere Linse platziert ist, erfasst; und
eine Bilderzeugungseinheit, die ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild mit den Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.

(12) Die Steuervorrichtung nach (11), wobei
der Augenuntersuchungsaufsatz ferner eine Speicherungseinheit aufweist, die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems speichert.
(13) Die Steuervorrichtung nach (11) oder (12), wobei
die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems einen Verzerrungskoeffizienten der vorderen Linse aufweisen, und
die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Durchführen einer Verzerrungskorrektur an dem erfassten Bild mit dem Verzerrungskoeffizienten erzeugt.
(14) Die Steuervorrichtung nach (11) oder (12), wobei
die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems ein Material der vorderen Linse aufweisen, und
die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Steuern einer maximalen Vergrößerung basierend auf dem Material der Linse erzeugt.
(15) Die Steuervorrichtung nach (11) oder (12), wobei
die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems eine Polarisationscharakteristik der vorderen Linse aufweisen, und
die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Durchführen einer Entfernung einer spiegelnden Reflexion an dem erfassten Bild basierend auf der Polarisationscharakteristik der vorderen Linse erzeugt.
(16) Die Steuervorrichtung nach (11) oder (12), wobei
die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems eine Form der vorderen Linse aufweist, und
die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Durchführen einer Farbaberrationskorrektur an dem erfassten Bild mit der Form der vorderen Linse erzeugt.
(17) Die Steuervorrichtung nach (11) oder (12), wobei
das erfasste Bild ein Stereobild ist,
die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems eine Brennweite der vorderen Linse aufweist, und
die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Steuern einer Parallaxe des Stereobildes mit der Brennweite der vorderen Linse erzeugt.
(18) Die Steuervorrichtung nach einem von (10) bis (17), wobei
der Augenuntersuchungsaufsatz so ausgebildet ist, dass er dazu in der Lage ist, mit einem ophthalmischen Mikroskop einschließlich eines optischen Beobachtungssystems verbunden zu werden, ferner aufweisend:

eine Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit, die ein Steuersignal zum Steuern des optischen Beobachtungssystems oder des vorderen optischen Systems unter Verwendung der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.

(19) Ein ophthalmisches Mikroskopsystem, das Folgendes aufweist:

ein ophthalmisches Mikroskop;
einen Augenuntersuchungsaufsatz, der Folgendes aufweist:
- eine Verbindungseinheit, die mit dem ophthalmischen Mikroskop verbunden ist,
- ein vorderes optisches System, das eine vordere Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden, und
- eine Kommunikationseinheit, die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems sendet; und
eine Steuervorrichtung, die eine Kommunikationseinheit aufweist, die die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems empfängt.

(20) Das ophthalmische Mikroskopsystem nach (19), wobei
das ophthalmische Mikroskop ferner ein Bildaufnahmeelement aufweist, und
die Steuervorrichtung ferner Folgendes aufweist:

eine Bilderfassungseinheit, die ein erfasstes Bild eines zu untersuchenden Auges, vor dem die vordere Linse platziert ist, erfasst, wobei das zu untersuchende Auge durch das Bildaufnahmeelement bildlich erfasst wird, und
eine Bilderzeugungseinheit, die ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild mit den Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.

(21) Das ophthalmische Mikroskopsystem nach (19) oder (20), wobei
das ophthalmische Mikroskop ferner ein optisches Beobachtungssystem aufweist, und
die Steuervorrichtung ferner eine Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit aufweist, die ein Steuersignal zum Steuern des optischen Beobachtungssystems oder des vorderen optischen Systems unter Verwendung der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Bezugszeichenliste

6: zu untersuchendes Auge
11: ophthalmisches Mikroskop
13: Augenuntersuchungsaufsatz
17: optisches Beobachtungssystem
20: CCU (Steuervorrichtung, externe Vorrichtung)
21: Kommunikationseinheit
22: Bilderfassungseinheit
26: Bilderzeugungseinheit
27: Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit
90: Kommunikationseinheit
91: Informationsspeicherungseinheit (Speicherungseinheit)
93: Steuereinheit für das vordere optische System
100: ophthalmisches Mikroskopsystem
130: vorderes optisches System
131: Reduktionslinse (Zwischenlinse)
132a: Weitwinkellinse (vordere Linse)
132b: Vergrößerungslinse (vordere Linse)
133: Verbindungseinheit
181: Bildaufnahmeelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 200893433 [0005]

Claims

Augenuntersuchungsaufsatz, der Folgendes umfasst: eine Verbindungseinheit, die dazu in der Lage ist, mit einem ophthalmischen Mikroskop verbunden zu werden; ein vorderes optisches System, das eine vordere Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden; und eine Kommunikationseinheit, die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems an eine externe Vorrichtung sendet.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: eine Speicherungseinheit, die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems speichert.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 2, wobei die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems Funktionscharakteristikinformationen der vorderen Linse, eine Form der vorderen Linse und/oder ein Material der vorderen Linse aufweisen.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 3, wobei die Funktionscharakteristikinformationen eine Brennweite, einen Verzerrungskoeffizienten, einen Brechungsindex, eine Wellenlängencharakteristik und/oder eine Polarisationscharakteristik der vorderen Linse aufweisen.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: eine Zustandsinformationserfassungseinheit, die Zustandsinformationen des optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erfasst.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 5, wobei die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems Positionsinformationen der vorderen Linse aufweisen.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 6, wobei das vordere optische Systeme die vordere Linse und eine Zwischenlinse aufweist, die zwischen der vorderen Linse und dem ophthalmischen Mikroskop platziert ist, und die Zustandsinformationen des vorderen optischen Systems ferner Positionsinformationen der Zwischenlinse und/oder Entfernungsinformationen zwischen der Zwischenlinse und der vorderen Linse aufweisen.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 2, wobei die vordere Linse so ausgebildet ist, dass sie austauschbar ist, und die Speicherungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems auf die Speicherungseinheit schreibbar sind.
Augenuntersuchungsaufsatz nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: eine Steuereinheit für das vordere optische System, die das vordere optische System basierend auf einem Steuersignal von der externen Vorrichtung steuert.
Steuervorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Kommunikationseinheit, die Informationen hinsichtlich eines vorderen optischen Systems eines Augenuntersuchungsaufsatzes empfängt, der das vordere optische System einschließlich einer vorderen Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, die ferner Folgendes umfasst: eine Bilderfassungseinheit, die ein erfasstes Bild eines zu untersuchenden Auges, vor dem die vordere Linse platziert ist, erfasst; und eine Bilderzeugungseinheit, die ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild mit den Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Augenuntersuchungsaufsatz ferner eine Speicherungseinheit aufweist, die Optikcharakteristikinformationen des vorderen optischen Systems als die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems speichert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems einen Verzerrungskoeffizienten der vorderen Linse aufweisen, und die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Durchführen einer Verzerrungskorrektur an dem erfassten Bild mit dem Verzerrungskoeffizienten erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems ein Material der vorderen Linse aufweisen, und die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Steuern einer maximalen Vergrößerung basierend auf dem Material der Linse erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems eine Polarisationscharakteristik der vorderen Linse aufweisen, und die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Durchführen einer Entfernung einer spiegelnden Reflexion an dem erfassten Bild basierend auf der Polarisationscharakteristik der vorderen Linse erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems eine Form der vorderen Linse aufweist, und die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Durchführen einer Farbaberrationskorrektur an dem erfassten Bild mit der Form der vorderen Linse erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei das erfasste Bild ein Stereobild ist, die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems eine Brennweite der vorderen Linse aufweist, und die Bilderzeugungseinheit das Anzeigebild durch Steuern einer Parallaxe des Stereobildes mit der Brennweite der vorderen Linse erzeugt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Augenuntersuchungsaufsatz so ausgebildet ist, dass er dazu in der Lage ist, mit einem ophthalmischen Mikroskop einschließlich eines optischen Beobachtungssystems verbunden zu werden, ferner umfassend: eine Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit, die ein Steuersignal zum Steuern des optischen Beobachtungssystems oder des vorderen optischen Systems unter Verwendung der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Ophthalmisches Mikroskopsystem, das Folgendes umfasst: ein ophthalmisches Mikroskop; einen Augenuntersuchungsaufsatz, der Folgendes aufweist: eine Verbindungseinheit, die mit dem ophthalmischen Mikroskop verbunden ist, ein vorderes optisches System, das eine vordere Linse aufweist, die dazu in der Lage ist, vor einem zu untersuchenden Auge platziert zu werden, und eine Kommunikationseinheit, die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems sendet; und eine Steuervorrichtung, die eine Kommunikationseinheit aufweist, die die Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems empfängt.
Ophthalmisches Mikroskopsystem nach Anspruch 19, wobei das ophthalmische Mikroskop ferner ein Bildaufnahmeelement aufweist, und die Steuervorrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Bilderfassungseinheit, die ein erfasstes Bild eines zu untersuchenden Auges, vor dem die vordere Linse platziert ist, erfasst, wobei das zu untersuchende Auge durch das Bildaufnahmeelement bildlich erfasst wird, und eine Bilderzeugungseinheit, die ein Anzeigebild durch Durchführen einer Bildverarbeitung an dem erfassten Bild mit den Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.
Ophthalmisches Mikroskopsystem nach Anspruch 19, wobei das ophthalmische Mikroskop ferner ein optisches Beobachtungssystem aufweist, und die Steuervorrichtung ferner eine Mikroskopsteuersignalerzeugungseinheit aufweist, die ein Steuersignal zum Steuern des optischen Beobachtungssystems oder des vorderen optischen Systems unter Verwendung der Informationen bezüglich des vorderen optischen Systems erzeugt.