JP2017070357A - Imaging device, operation method of imaging device, and scanning position detector in imaging device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire a high resolution fundus image in a short time by detecting a scanning position of measuring light quickly and accurately.SOLUTION: An imaging device for scanning measuring light on an object to be examined, and generating an image based on the reflection light from the object to be examined includes: a scanning mechanism for scanning the measuring light in a scanning range of the object to be examined; a light blocking part for transmitting or blocking at least part of the measuring light in an arbitrary region set corresponding to the scanning range; a light detection part for detecting at least part of the measuring light transmitted through or reflected by the arbitrary region; a state detection part for detecting a drive state of the scanning mechanism based on the at least part of the measuring light that has been detected; and an image generation means for generating an image based on the reflected light and the detected drive state.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、被検査物上でレーザ光を走査し、被検査物からの反射光を適正なタイミングで取得することで該被検査物の画像を得る撮像装置及び該撮像装置の操作方法に関する。また、本発明は、該撮像装置に適用可能なレーザ光の走査位置を検出する装置にも関する。   The present invention relates to an imaging apparatus that obtains an image of an inspection object by scanning laser light on the inspection object and acquiring reflected light from the inspection object at an appropriate timing, and an operation method of the imaging apparatus. The present invention also relates to an apparatus for detecting a scanning position of laser light applicable to the imaging apparatus.

被検査物として、例えば人の眼球の画像を得る撮像装置として、眼底検査装置が知られている。眼球の底面を撮像する眼底検査装置の一種として、走査型レーザ検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope:SLO)がある。SLOは、微小に絞ったスポット状のレーザ光を主・副走査の方向それぞれに走査(scan)させ、その反射光を適正なタイミングで取得してコンピュータ処理することで眼底画像を出力する。一般的な眼底カメラに比べて高解像・高コントラストな眼底画像を取得することができるのがSLOの特徴である。   As an object to be inspected, for example, a fundus inspection apparatus is known as an imaging apparatus that obtains an image of a human eyeball. There is a scanning laser ophthalmoscope (SLO) as a type of fundus inspection apparatus that images the bottom surface of the eyeball. The SLO scans a finely spotted laser beam in each of the main and sub scanning directions, acquires the reflected light at an appropriate timing, and outputs the fundus image by computer processing. A feature of SLO is that it is possible to obtain a fundus image with higher resolution and contrast than a general fundus camera.

また、近年では特許文献1に示すような補償光学(Adaptive Optics:AO)の仕組みを導入することで人眼の角膜や水晶体の収差を除去し眼底の視細胞(数μm)レベルの解像度を有する装置(AO−SLO)も存在する。あるいは更に、光干渉断層計(Optical coherence tomography:OCT)の原理を用いて照射光と反射光の干渉性から深さ方向の情報を取得し、眼底の断層像を測定する検眼鏡も存在する。   In recent years, by introducing a mechanism of adaptive optics (Adaptive Optics: AO) as shown in Patent Document 1, aberrations of the cornea and crystalline lens of the human eye are removed, and the resolution of the photoreceptor cell (several μm) level of the fundus is obtained. There is also a device (AO-SLO). Alternatively, there is an ophthalmoscope that acquires information in the depth direction from the coherence of irradiation light and reflected light using the principle of optical coherence tomography (OCT) and measures a tomographic image of the fundus.

ところで、このような装置におけるレーザ光に代表される所謂測定光を被検査物上で走査する方法としては、ポリゴンミラーや共振ミラーなどの使用が挙げられる。しかし、これらのデバイスは空気抵抗や機械的動作の影響で走査するタイミングや振幅などが不規則に変化する。このような走査手段を用いている一般的なレーザプリンタではこれらの変動による画像の乱れを補正するため、BDセンサなどと呼ばれるフォトダイオードが用いられる。具体的には、該BDセンサを所定の位置に配置し、そこを測定光が通過した時に得られるパルス出力で、該測定光の走査時の時間と走査位置との関係を検出している。   By the way, as a method of scanning so-called measurement light typified by laser light in such an apparatus, use of a polygon mirror, a resonance mirror, or the like can be given. However, the scanning timing and amplitude of these devices vary irregularly due to the influence of air resistance and mechanical operation. In a general laser printer using such scanning means, a photodiode called a BD sensor or the like is used in order to correct image disturbance due to these fluctuations. Specifically, the BD sensor is disposed at a predetermined position, and the relationship between the scanning time of the measuring light and the scanning position is detected by a pulse output obtained when the measuring light passes therethrough.

SLOにおいても、上述したレーザプリンタと同様に被検査物上での測定光の走査位置を検出する必要がある。しかし、スキャナが走査する範囲は装置を操作する医師等の指示によって任意に設定されるため、走査位置を検出する場所もそれに応じて変化する。走査範囲や共振スキャナにおける最大ふれ角度(振幅)の変化に応じて走査位置検出センサの位置を変化させる技術が、特許文献2〜4に公開されている。   Even in the SLO, it is necessary to detect the scanning position of the measurement light on the object to be inspected as in the laser printer described above. However, since the scanning range of the scanner is arbitrarily set according to an instruction from a doctor or the like who operates the apparatus, the location where the scanning position is detected also changes accordingly. Patent Documents 2 to 4 disclose techniques for changing the position of the scanning position detection sensor in accordance with the change in the scanning range and the maximum deflection angle (amplitude) in the resonant scanner.

特開2014−209980号公報JP 2014-209980 A 特開2012−237795号公報JP 2012-237795 A 特開2004−286508号公報JP 2004-286508 A 特開2002−214073号公報JP 2002-214073 A

特許文献2等に開示される機械的に走査位置検出器を移動する方法の場合、走査位置の検出精度の向上と測定時間の短縮、更には装置の小型化を同時に満たすには限界がある。   In the case of the method of mechanically moving the scanning position detector disclosed in Patent Document 2 and the like, there is a limit to satisfy simultaneously the improvement of the detection accuracy of the scanning position, the reduction of the measurement time, and the miniaturization of the apparatus.

ここで、AO−SLOにおいては視細胞レベルの解像度を得るため、測定光の走査位置の検出精度も数μmの精度が必要となる。一般的なアクチュエータ等の製品の中には機械的な移動の最小精度が数μm程度のものも存在する。しかし、上述した移動型の走査位置検出器では、モータの振動が他の光学デバイスに伝搬しないように頑丈に設計する必要がある。このため、小型でかつ低コストの機械設計には不利である。また、アクチュエータの移動精度と移動速度はトレードオフの関係であり、AO−SLO装置に要求される移動精度を有するモータでは位置調整に時間がかかり、待機時間が長くなることで被検者の負担が増加する。   Here, in AO-SLO, in order to obtain resolution at the photoreceptor cell level, the detection accuracy of the scanning position of the measurement light also needs an accuracy of several μm. Some products such as general actuators have a minimum mechanical movement accuracy of about several μm. However, the moving scanning position detector described above needs to be designed to be robust so that the vibration of the motor does not propagate to other optical devices. This is disadvantageous for small and low-cost machine design. In addition, the movement accuracy and movement speed of the actuator are in a trade-off relationship. With a motor having the movement accuracy required for the AO-SLO device, position adjustment takes time, and the waiting time becomes longer. Will increase.

以上より、眼底等を撮像する撮像装置においては、上述した移動型の走査位置検出器を用いて測定光の走査位置を検出する方法は避けることが好ましい。   As described above, in an imaging apparatus that images the fundus and the like, it is preferable to avoid the method of detecting the scanning position of the measurement light using the above-described moving scanning position detector.

従って、本発明は、測定光の走査位置を素早く高精度に位置を検出することで、短時間で高解像度の眼底画像が撮像できる撮像装置、撮像装置の操作方法、及び該撮像装置において用いられる走査位置検出装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is used in an imaging apparatus capable of capturing a high-resolution fundus image in a short time by detecting the position of the measurement light scanning position quickly and with high accuracy, an operation method of the imaging apparatus, and the imaging apparatus. An object of the present invention is to provide a scanning position detection device.

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
即ち、本発明に係る、被検査物上で測定光を走査し、前記被検査物からの反射光に基づいて画像を生成する撮像装置は、
前記被検査物における走査範囲で前記測定光を走査する走査機構と、
前記走査範囲に対応して設定された任意の領域において前記測定光の少なくとも一部の透過又は遮光を行う遮光部と、
前記任意の領域を透過又は反射した前記測定光の少なくとも一部を検出する光検出部と、
前記検出された前記測定光の少なくとも一部に基づいて前記走査機構の駆動状態を検出する状態検出部と、
前記反射光と、前記検出された駆動状態とに基づいて前記画像を生成する画像生成手段と、を有することを特徴とする。
The present invention has the following configuration as one means for achieving the above object.
That is, according to the present invention, an imaging apparatus that scans measurement light on an inspection object and generates an image based on reflected light from the inspection object,
A scanning mechanism that scans the measurement light in a scanning range of the inspection object;
A light-shielding part that transmits or shields at least a part of the measurement light in an arbitrary region set corresponding to the scanning range;
A light detection unit for detecting at least part of the measurement light transmitted or reflected by the arbitrary region;
A state detector that detects a driving state of the scanning mechanism based on at least a part of the detected measurement light;
Image generation means for generating the image based on the reflected light and the detected driving state.

本発明によれば、測定光の走査位置を素早く高精度に位置を検出することで可能となり、短時間で高解像度の眼底画像が撮像できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible by detecting the scanning position of measurement light quickly and with high accuracy, and a high-resolution fundus image can be captured in a short time.

本発明の第一の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a structure of the fundus imaging apparatus which concerns on the 1st Example of this invention. 図1に示す眼底撮像装置における走査機構の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the scanning mechanism in the fundus imaging apparatus shown in FIG. 図1に示す眼底撮像装置に用いた走査位置検出部の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the scanning position detection part used for the fundus imaging apparatus shown in FIG. 図3に示した走査位置検出部より得られる出力を説明する図である。It is a figure explaining the output obtained from the scanning position detection part shown in FIG. 共振ミラーにおける周期振幅変動における出力の変化を説明する図であって、得られたパルス信号の出力を示す図である。It is a figure explaining the change of the output in the period amplitude fluctuation | variation in a resonance mirror, Comprising: It is a figure which shows the output of the obtained pulse signal. 共振ミラーにおける周期振幅変動における出力の変化を説明する図であって、走査位置検出部の出力に基づいて画像の歪みを補正する方法について説明する図である。It is a figure explaining the change of the output in the period amplitude fluctuation | variation in a resonance mirror, Comprising: It is a figure explaining the method of correct | amending the distortion of an image based on the output of a scanning position detection part. 共振ミラーにおける周期振幅変動における出力の変化を説明する図であって、得られたパルス信号の振幅及び周期を測定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the change of the output in the period amplitude fluctuation | variation in a resonance mirror, Comprising: It is a figure explaining the method to measure the amplitude and period of the obtained pulse signal. 本発明の第一の実施例に係る眼底撮像装置における制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part in the fundus imaging apparatus which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第一の実施例に係る眼底撮像装置における画像取得時の操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation at the time of the image acquisition in the fundus imaging apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第二の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the fundus imaging apparatus which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第二の実施例に係る眼底撮像装置における制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part in the fundus imaging apparatus which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第二の実施例に係る眼底撮像装置における画像取得時の操作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation at the time of the image acquisition in the fundus imaging apparatus concerning the 2nd example of the present invention. 本発明の第三の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the fundus imaging apparatus which concerns on the 3rd Example of this invention. 図11に示す眼底撮像装置に適用される走査位置検出部の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the scanning position detection part applied to the fundus imaging apparatus shown in FIG.

以下、本発明を適用した好適な実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は特許請求の範囲に関わる本発明を限定するものではなく、また、本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below do not limit the present invention related to the scope of claims, and all combinations of features described in the present embodiments are essential to the solution means of the present invention. Not exclusively.

[第一の実施例]
(分割光+透過光型液晶パネル+PD)
先ず、本発明の第一の実施例について説明する。本実施例では、測定光を分割し、分割された一方の光が液晶でマスクされた特定の領域を通過したタイミングをフォトダイオードで検出することで走査位置を検出している。
[First embodiment]
(Split light + Transmitted light type liquid crystal panel + PD)
First, a first embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the scanning position is detected by dividing the measurement light and detecting the timing at which one of the divided lights passes through a specific area masked with liquid crystal by a photodiode.

(眼底撮像装置の構成)
図1は、本発明の第一の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す図である。本実施例に係る眼底撮像装置は、光源101、コリメートレンズ102、第一のビームスプリッタ111、補償光学系、共振ミラー106、走査機構、第三のビームスプリッタ118、及び接眼レンズ109及び110を有する。補償光学系は、第二のビームスプリッタ116、反射ミラー103、波面補正素子104及び反射ミラー105を有する。走査機構は、共振ミラー106、オフセット用ガルバノミラー107及びガルバノミラー108より構成される。
(Configuration of fundus imaging apparatus)
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of the fundus imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The fundus imaging apparatus according to the present embodiment includes a light source 101, a collimator lens 102, a first beam splitter 111, an adaptive optics system, a resonant mirror 106, a scanning mechanism, a third beam splitter 118, and eyepiece lenses 109 and 110. . The compensation optical system includes a second beam splitter 116, a reflection mirror 103, a wavefront correction element 104, and a reflection mirror 105. The scanning mechanism includes a resonance mirror 106, an offset galvanometer mirror 107, and a galvanometer mirror 108.

光源101から照射された測定光であるレーザ光は、コリメートレンズ102で平行光に調整される。調整後、二つのガルバノミラーを透過し、反射ミラー103、波面補正素子104、及び反射ミラー105を介して走査機構に導かれる。走査機構では、まず、共振ミラー106によって共振ミラーの回転軸を中心に左右対称に主走査方向(x軸方向)にレーザ光が走査される。次に、オフセット用ガルバノミラー107によって、共振ミラーがレーザ光を走査する中心位置に対して、主走査方向(x軸方向)にオフセットを加える。その後、ガルバノミラー108によってレーザ光を副走査方向(y軸方向)に走査させる。   Laser light that is measurement light emitted from the light source 101 is adjusted to parallel light by the collimator lens 102. After the adjustment, the light passes through the two galvanometer mirrors and is guided to the scanning mechanism via the reflection mirror 103, the wavefront correction element 104, and the reflection mirror 105. In the scanning mechanism, first, the laser beam is scanned by the resonance mirror 106 in the main scanning direction (x-axis direction) symmetrically about the rotation axis of the resonance mirror. Next, the offset galvanometer mirror 107 adds an offset in the main scanning direction (x-axis direction) to the center position where the resonant mirror scans the laser beam. Thereafter, the galvano mirror 108 scans the laser light in the sub-scanning direction (y-axis direction).

なお、これらのミラーが繰り返し走査する周期は短い方が撮像に要する時間を短縮できる。そのため、高速に動作する小型で軽量なミラーを互いに近接して配置しておくことが望ましい。以上のような走査機構で2次元的に走査されたレーザ光は接眼レンズ109及び接眼レンズ110を通して被検者の眼球121に照射される。   It should be noted that the time required for imaging can be shortened as the cycle of these mirrors repeatedly scanning is shorter. Therefore, it is desirable to arrange small and light mirrors that operate at high speed close to each other. Laser light that is two-dimensionally scanned by the scanning mechanism as described above is applied to the eyeball 121 of the subject through the eyepiece lens 109 and the eyepiece lens 110.

眼球121の角膜と水晶体を通して眼底に照射されたレーザ光は、被検眼の眼底で反射、散乱される。反射等されたレーザ光は、反射光として入射してきた経路を戻って第一のビームスプリッタ111で反射された後、測定光の光路から分離される。分離後の反射光は、受光レンズ112を通ってフォトダイオード113で強度に応じた電気信号に変換される。変換された信号は、制御部114に入力される。該信号は、制御部114において適正に処理された後にモニタ115に眼底画像として表示されたり、図示しない記録デバイスに画像データとして記録されたりする。   Laser light emitted to the fundus through the cornea of the eyeball 121 and the crystalline lens is reflected and scattered by the fundus of the subject's eye. The laser beam that has been reflected or the like is separated from the optical path of the measurement light after being returned by the first beam splitter 111 along the path that has entered as reflected light. The separated reflected light passes through the light receiving lens 112 and is converted into an electric signal corresponding to the intensity by the photodiode 113. The converted signal is input to the control unit 114. The signal is appropriately processed by the control unit 114 and then displayed as a fundus image on the monitor 115 or recorded as image data on a recording device (not shown).

第二のビームスプリッタ116は眼底からの反射光を分割し、分割した光を波面測定素子117に導く。波面測定素子としてはシャック・ハルトマン・センサなどが用いられ、人眼の水晶体や角膜によって変化する波面の状態が逐次測定される。測定した波面は制御部114で適正に処理されることで波面補正量に変換され、波面補正素子104へと出力される。   The second beam splitter 116 splits the reflected light from the fundus and guides the split light to the wavefront measuring element 117. As the wavefront measuring element, a Shack-Hartmann sensor or the like is used, and the state of the wavefront that changes depending on the crystalline lens or cornea of the human eye is sequentially measured. The measured wavefront is converted into a wavefront correction amount by being appropriately processed by the control unit 114 and output to the wavefront correction element 104.

波面補正素子としては、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)などを使った光位相変調器(SLM:Spatial Light Modulator)が用いられる。制御部114から得られる波面補正量に応じて波面補正素子104が反射光の波面を調整することで人眼の波面収差が補償される。これらの補償光学系の導入により、被検眼で生じる収差を低減させ、その結果眼底の視細胞などを数μmの分解能で撮像した眼底画像を得ることができる。   As the wavefront correction element, an optical phase modulator (SLM: Spatial Light Modulator) using LCOS (Liquid Crystal on Silicon) or the like is used. The wavefront correction element 104 adjusts the wavefront of the reflected light in accordance with the wavefront correction amount obtained from the control unit 114, so that the wavefront aberration of the human eye is compensated. By introducing these adaptive optical systems, aberrations occurring in the eye to be examined can be reduced, and as a result, a fundus image obtained by imaging photoreceptor cells on the fundus with a resolution of several μm can be obtained.

共振ミラー106、オフセット用ガルバノミラー107及びガルバノミラー108によって2次元的に走査された測定光は、第三のビームスプリッタ118で分割される。分割された測定光の一部は走査位置検出部119に導かれ、他は眼球(被検眼)121に導かれる。走査位置検出部119では後に述べる方法によって、走査光の位置を検出に用いる走査位置に応じて時間的に変化する信号を出力する。制御部114はこの信号に基づいてフォトダイオード113からの反射光量のデータ取得を開始する。なお、制御部114はこの他にも操作部120からの入力に基づく撮像領域の設定や光源101、共振ミラー106、オフセット用ガルバノミラー107及びガルバノミラー108の駆動制御、あるいは、測定開始・停止などの処理も実行する。   The measurement light that is two-dimensionally scanned by the resonance mirror 106, the offset galvanometer mirror 107, and the galvanometer mirror 108 is split by the third beam splitter 118. A part of the divided measurement light is guided to the scanning position detection unit 119, and the other is guided to the eyeball (eye to be examined) 121. The scanning position detector 119 outputs a signal that changes with time according to the scanning position used for detection of the position of the scanning light by a method described later. Based on this signal, the control unit 114 starts data acquisition of the amount of reflected light from the photodiode 113. In addition to this, the control unit 114 sets an imaging region based on an input from the operation unit 120, controls driving of the light source 101, the resonant mirror 106, the offset galvano mirror 107, and the galvano mirror 108, or starts / stops measurement. The process is also executed.

(走査機構の説明)
図2を用いての走査機構の動作を説明する。図2(a)は共振ミラー106によって主走査方向に駆動される測定光の走査位置の時間変化を示している。同図において、縦軸は測定光の走査位置を、横軸は時間を各々示している。同図に示すように、共振ミラー106はある一定の水平周期tHでもって振動しており、制御部114で設定された主走査範囲Hの振幅で測定光を正弦波状に走査する。
(Description of scanning mechanism)
The operation of the scanning mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows the change over time of the scanning position of the measurement light driven in the main scanning direction by the resonance mirror 106. In the figure, the vertical axis indicates the scanning position of the measurement light, and the horizontal axis indicates time. As shown in the figure, the resonant mirror 106 vibrates with a certain horizontal period tH, and scans the measurement light in a sine wave shape with the amplitude of the main scanning range H set by the control unit 114.

図2(b)はガルバノミラー108によって副走査方向に駆動される測定光の走査位置の時間変化を示している。ガルバノミラー108は共振ミラー106による測定光の往復の走査に応じて、副走査位置を徐々に変化させるように動作する。すなわち、主走査の方向が往路から復路、又は復路から往路に変化するタイミングで1ライン分副走査をシフトさせることで、ステップ状に副走査位置を増加させる。副走査の位置が制御部114で設定された副走査範囲Vの幅のもう一方の端に到達した後は、再び副走査開始位置に直線的に戻り、こぎり波状に垂直周期tVで動作する。   FIG. 2B shows a temporal change in the scanning position of the measurement light driven in the sub-scanning direction by the galvanometer mirror 108. The galvanometer mirror 108 operates so as to gradually change the sub-scanning position in accordance with the reciprocal scanning of the measurement light by the resonance mirror 106. That is, the sub-scanning position is increased stepwise by shifting the sub-scanning by one line at the timing when the main scanning direction changes from the forward path to the backward path or from the backward path to the forward path. After the sub-scanning position reaches the other end of the width of the sub-scanning range V set by the control unit 114, it returns linearly to the sub-scanning start position again and operates in a sawtooth waveform with a vertical period tV.

図2(c)は、共振ミラー106とガルバノミラー108によって走査される眼底での測定光の軌道を示している。同図に示すとおり、共振ミラー106で往復動作している時の往路と復路でそれぞれ奇数ラインと偶数ラインを走査するようにガルバノミラー108が制御される。撮像領域201は医師などから操作部120を介して入力され、その設定値(撮像幅wと撮像高さh)に基づいた走査範囲が制御部114によって算出される。共振ミラー106が眼底にて測定光を走査する主走査範囲Hは、実際に取得したい眼底画像の撮像幅wよりも広く設定される。また、共振ミラー106が測定光を走査する領域の中心位置は、ガルバノミラー107によってオフセット量X0を加えることができる。このオフセット量X0に、ガルバノミラー108によるオフセット量Y0を合わせて、眼底の任意の点(X0、Y0)を中心に測定光を走査することができる。   FIG. 2C shows the trajectory of the measurement light at the fundus scanned by the resonance mirror 106 and the galvanometer mirror 108. As shown in the figure, the galvanometer mirror 108 is controlled so that the odd-numbered line and the even-numbered line are scanned on the forward path and the return path when the resonant mirror 106 is reciprocating. The imaging region 201 is input from a doctor or the like via the operation unit 120, and a scanning range based on the set values (imaging width w and imaging height h) is calculated by the control unit 114. The main scanning range H in which the resonance mirror 106 scans the measurement light with the fundus is set wider than the imaging width w of the fundus image to be actually acquired. Further, the offset amount X0 can be added to the center position of the region where the resonance mirror 106 scans the measurement light by the galvanometer mirror 107. By adjusting the offset amount X0 and the offset amount Y0 by the galvano mirror 108, the measurement light can be scanned around an arbitrary point (X0, Y0) of the fundus.

なお、本実施例では測定光の主走査方向の走査には共振ミラーを用いたが、主走査方向における走査の様式はこれに限定されない。レーザビームプリンタ等に使用されるポリゴンミラーを回転させることによって光を偏向する方法を用いても良い。あるいは、主走査方向の走査にガルバノミラーを用いても良い。一般的には、ポリゴンミラーを回転させるよりも共振ミラーを用いた方が装置の小型化と、主走査の周波数を高くできるというメリットがある。   In this embodiment, the resonance mirror is used for scanning the measurement light in the main scanning direction, but the scanning mode in the main scanning direction is not limited to this. A method of deflecting light by rotating a polygon mirror used in a laser beam printer or the like may be used. Alternatively, a galvanometer mirror may be used for scanning in the main scanning direction. In general, the use of a resonance mirror has advantages in that the apparatus can be downsized and the frequency of main scanning can be increased rather than rotating a polygon mirror.

(走査位置検出部の構成)(液晶フィルタの説明)
図3は走査位置検出部119の構成の概略を示す模式図である。走査位置検出部119は、集光レンズ301、液晶フィルタ302、受光レンズ303及びフォトダイオード304を有する。
(Configuration of Scanning Position Detection Unit) (Description of Liquid Crystal Filter)
FIG. 3 is a schematic diagram showing an outline of the configuration of the scanning position detector 119. The scanning position detection unit 119 includes a condenser lens 301, a liquid crystal filter 302, a light receiving lens 303, and a photodiode 304.

図3(a)に示すように、第三のビームスプリッタ118で分割された測定光は集光レンズ301を通して液晶フィルタ302上に結像される。液晶フィルタ302の透過及び遮光領域は制御部114で設定されており、透過領域を透過した光は受光レンズ303で集光されてフォトダイオード304でその光量が測定される。測定の結果フォトダイオード304において得られた光量に関する信号は制御部114に出力される。該信号は、制御部114において共振ミラー106の動作に関する情報に変換された後に、各種制御或いは処理に用いられる。   As shown in FIG. 3A, the measurement light divided by the third beam splitter 118 is imaged on the liquid crystal filter 302 through the condenser lens 301. The transmission and light shielding regions of the liquid crystal filter 302 are set by the control unit 114, and the light transmitted through the transmission region is collected by the light receiving lens 303 and the amount of light is measured by the photodiode 304. A signal relating to the amount of light obtained in the photodiode 304 as a result of the measurement is output to the control unit 114. The signal is converted into information related to the operation of the resonant mirror 106 in the control unit 114 and then used for various controls or processes.

図3(b)は液晶フィルタ302の構成の概略について、上面図及び断面図を用いて示している。該液晶フィルタ302は、一対のガラス基板305の間に封入された液晶分子306、ガラス基板305の一方に配される透明電極307、及びガラス基板の305の外部に配される偏光フィルタ308で構成されている。   FIG. 3B shows a schematic configuration of the liquid crystal filter 302 using a top view and a cross-sectional view. The liquid crystal filter 302 includes a liquid crystal molecule 306 sealed between a pair of glass substrates 305, a transparent electrode 307 disposed on one side of the glass substrate 305, and a polarizing filter 308 disposed on the outside of the glass substrate 305. Has been.

該液晶フィルタ302では、特定の透明電極307に電圧を印加することで特定の画素に位置する液晶分子306の配向を変化させることができる。このため、電圧の印加により、画素ごとに液晶分子306の配向を制御することで該液晶フィルタ302を透過する光の偏光を制御することができる。一方、偏光フィルタ308は、垂直もしくは水平のみの偏光を透過するように配置されている。従って、液晶を透過する光の偏光を揃えればその光は該液晶フィルタ302を透過し、垂直に配置すればその光を遮光するように選択することができる。   In the liquid crystal filter 302, the orientation of the liquid crystal molecules 306 located in a specific pixel can be changed by applying a voltage to the specific transparent electrode 307. Therefore, the polarization of light transmitted through the liquid crystal filter 302 can be controlled by controlling the orientation of the liquid crystal molecules 306 for each pixel by applying a voltage. On the other hand, the polarization filter 308 is disposed so as to transmit only vertical or horizontal polarized light. Therefore, if the polarization of the light transmitted through the liquid crystal is aligned, the light can be transmitted through the liquid crystal filter 302, and if it is arranged vertically, the light can be selected to be blocked.

また、これらの電極や液晶分子ならびに対応する画素の配置は二次元的に配置されている。このため、各画素の透過及び遮光を個別に制御して撮像領域201に対応した遮光領域309(P0、Q0、w’、h’)と透過領域310とが制御部114によって設定される。   In addition, these electrodes, liquid crystal molecules, and corresponding pixels are arranged two-dimensionally. Therefore, the control unit 114 sets the light-shielding region 309 (P0, Q0, w ′, h ′) corresponding to the imaging region 201 and the transmission region 310 by individually controlling the transmission and light-shielding of each pixel.

なお、本実施例では光の透過及び遮光を行う構成要素として液晶フィルタを用いている。しかし、同様の透過及び遮光領域を任意に設定可能なその他の構成によって、これを置き換えることも可能である。例えば、液晶フィルタ以外にもMEMS(Micro Electro-Mechanical System)の技術を用いて作製されたDMD(Digital Mirror Device)を使用することで二次元的な透過或いは遮光領域を形成しても良い。   In this embodiment, a liquid crystal filter is used as a component that transmits and blocks light. However, this can be replaced by other configurations in which the same transmission and light shielding regions can be arbitrarily set. For example, in addition to the liquid crystal filter, a two-dimensional transmission or light shielding region may be formed by using a DMD (Digital Mirror Device) manufactured by using a micro electro-mechanical system (MEMS) technique.

(位置検出方法)
図4を用いて走査位置検出部119の出力について説明する。図4(a)に示すように、液晶フィルタ302には撮像領域201に対応した遮光領域309が設定され、かつ、眼底と同様に測定光が二次元的に走査される。従って、図4(b)に波形を示す通り、フォトダイオード304からは測定光が照射された液晶フィルタ302上での位置に応じて、該液晶フィルタ302を透過した時の電圧iと遮光された時の電圧iが交互に出力される。共振ミラー106は、一定の水平周期tHでもって左右対称な正弦波振動を維持している。従って、基本的にはこの周期に応じたパルス信号が出力される。また、空気抵抗やその他の機械的な要因によって共振ミラー106の挙動が変化した場合には、出力されるパルス信号の幅や周期がその変動に応じて変化することになる。
(Position detection method)
The output of the scanning position detection unit 119 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, a light shielding area 309 corresponding to the imaging area 201 is set in the liquid crystal filter 302, and the measurement light is scanned two-dimensionally in the same manner as the fundus. Therefore, as shown in the waveform of FIG. 4B, the photodiode 304 is shielded from the voltage i 1 when it passes through the liquid crystal filter 302 according to the position on the liquid crystal filter 302 irradiated with the measurement light from the photodiode 304. Voltage i 0 at the time of output is alternately output. The resonant mirror 106 maintains symmetrical sine wave vibration with a constant horizontal period tH. Therefore, basically, a pulse signal corresponding to this cycle is output. In addition, when the behavior of the resonant mirror 106 changes due to air resistance or other mechanical factors, the width and cycle of the output pulse signal change according to the fluctuation.

(挙動の変動に対して)
空気抵抗やその他の機械的な要因によって共振ミラー106の挙動が変化した場合、この変化に対応して適正なタイミングで眼底画像を取得することを要する。このためには、走査光が撮像領域の端にさしかかって撮像領域の走査を開始するタイミングを検出する必要がある。具体的には、液晶フィルタ302上の透過領域から遮光領域へと測定光が移動してフォトダイオード304の検出光量が低くなった状態を検出する。該フォトダイオード304より得られるパルス信号の立ち下りを検出し、これに基づいて制御部114で画像の取得を開始すれば良い。得られたパルス信号より、図5(a)の波形に示す通り、立ち下りによってアクティブになる正極性のタイミング信号を生成する。
(For fluctuations in behavior)
When the behavior of the resonant mirror 106 changes due to air resistance or other mechanical factors, it is necessary to acquire a fundus image at an appropriate timing corresponding to this change. For this purpose, it is necessary to detect the timing at which scanning of the imaging region starts when the scanning light reaches the end of the imaging region. Specifically, the state in which the measurement light moves from the transmission region on the liquid crystal filter 302 to the light shielding region and the amount of light detected by the photodiode 304 decreases is detected. The trailing edge of the pulse signal obtained from the photodiode 304 may be detected, and based on this, the control unit 114 may start acquiring an image. From the obtained pulse signal, as shown in the waveform of FIG. 5A, a positive timing signal that becomes active at the falling edge is generated.

共振ミラー106を用いて眼底上で測定光を走査した場合、照射位置は正弦波に近い軌道を描く。従って、その反射光をある一定のサンプリング周波数間隔で1画素ずつ取得し、それを線形な画素空間の画像として表示すると主走査方向に歪んだ画像となる。すなわち、レーザ光の走査速度が速い中心付近の画像はサンプリングが粗く圧縮されたような画像となり、走査速度が遅くなる両端付近の画像はサンプリングが細かく引き伸ばされたような画像となるため、歪みを補正して表示する必要がある。   When the measurement light is scanned on the fundus using the resonance mirror 106, the irradiation position draws an orbit close to a sine wave. Accordingly, when the reflected light is obtained pixel by pixel at a certain sampling frequency interval and displayed as an image in a linear pixel space, an image distorted in the main scanning direction is obtained. That is, the image near the center where the scanning speed of the laser beam is fast becomes an image that is roughly compressed, and the image near the both ends where the scanning speed is slow becomes an image that the sampling is finely stretched. It is necessary to correct and display.

図5(b)を用いて、走査位置検出部の出力に基づいて画像の歪みを補正する方法について説明する。共振ミラーが一定の周期及び振幅で振動している場合はあらかじめ決められた条件に応じたパラメータで画像の歪みを補正すれば良い。しかし、共振ミラーの挙動が変化した場合は周期や振幅も変化するため、画像補正のパラメータを変更する必要がある。主なミラーの挙動変化としては、
1 振幅が大きくなった場合:透過領域を通過している時間が長くなるため、パルスの幅が左右対称に広がる。
2 振幅が小さくなった場合:透過領域を通過している時間が短くなるため、パルスの幅が左右対称に狭まる。
3 周期が短くなった場合:透過領域を通過するタイミングが早くなるため、パルスの位相が進む。
4 周期が長くなった場合:透過領域を通過するタイミングが遅くなるため、パルスの位相が遅れる。
が挙げられる。
A method of correcting image distortion based on the output of the scanning position detection unit will be described with reference to FIG. When the resonant mirror vibrates with a constant period and amplitude, image distortion may be corrected with parameters according to predetermined conditions. However, when the behavior of the resonant mirror changes, the period and amplitude also change, so it is necessary to change the image correction parameters. As the main mirror behavior change,
1 When the amplitude is increased: Since the time passing through the transmission region becomes longer, the width of the pulse spreads symmetrically.
2 When the amplitude is reduced: Since the time passing through the transmission region is shortened, the width of the pulse is narrowed symmetrically.
3 When the period is shortened: Since the timing of passing through the transmission region is advanced, the phase of the pulse advances.
4 When the period becomes longer: The timing of passing through the transmission region is delayed, so the phase of the pulse is delayed.
Is mentioned.

画像補正する際は、実測したパルス信号からこれらの特徴及びその量を抽出し、実際の共振ミラーの振幅及び周期を測定することでより正確な歪み補正のパラメータを算出することができる。振幅及び周期を測定する際には、図5(c)に示すように、基準パルスの中心に対して実測パルスの左右のエッジがどちら方向にどの程度ずれているか(tLとtR)を算出すれば良い。   When correcting an image, it is possible to calculate more accurate distortion correction parameters by extracting these features and their amounts from the actually measured pulse signal and measuring the actual amplitude and period of the resonant mirror. When measuring the amplitude and period, as shown in FIG. 5 (c), it is calculated how much the left and right edges of the measured pulse are shifted from each other (tL and tR) with respect to the center of the reference pulse. It ’s fine.

なお、本実施例では遮光領域として中央に1つの大きな矩形状のものを配置することとしたため、パルス信号は1主走査に対して1回の頻度で生成していた。しかし、遮光領域の形態はこれに限らず、縞状の遮光領域を配置して、1走査に対して複数のパルス信号を生成しても良い。複数のパルス信号の間隔を算出することでより詳細な走査光の挙動を測定することができるため、画像補正のアルゴリズムに合わせて任意の位置と形状で遮光領域を設定すれば良い。   In this embodiment, since one large rectangular shape is arranged in the center as the light shielding region, the pulse signal is generated once for one main scan. However, the shape of the light shielding region is not limited to this, and a plurality of pulse signals may be generated for one scan by arranging a striped light shielding region. Since more detailed behavior of the scanning light can be measured by calculating the interval between the plurality of pulse signals, the light shielding region may be set at an arbitrary position and shape in accordance with the image correction algorithm.

(制御ブロック)
図6に制御部114の詳細な構成をブロック図により示す。
波面測定素子117から出力された波面の測定結果は波面取得部601に入力された後、波面補正量算出部602で波面補正量が算出される。算出された波面補正量は、波面制御部603によって波面補正素子104に出力される。
(Control block)
FIG. 6 shows a detailed configuration of the control unit 114 in a block diagram.
The wavefront measurement result output from the wavefront measuring element 117 is input to the wavefront acquisition unit 601, and then the wavefront correction amount calculation unit 602 calculates the wavefront correction amount. The calculated wavefront correction amount is output to the wavefront correction element 104 by the wavefront control unit 603.

操作部120はGUIなどを備えた入力端末であり、医師等の操作によって眼底を撮像する中心位置(X0、Y0)や撮像領域の大きさ(w、h)、撮像の開始・停止などの撮像情報が入力される。入力された撮像情報は、操作通信部604を介して用途に応じて走査範囲設定部605や装置制御部606にて設定される。   The operation unit 120 is an input terminal equipped with a GUI or the like, and performs imaging such as the center position (X0, Y0), the size of the imaging area (w, h), the start / stop of imaging, etc. Information is entered. The input imaging information is set by the scanning range setting unit 605 and the device control unit 606 via the operation communication unit 604 according to the application.

走査範囲設定部605は、設定された撮像範囲と撮像中心位置に基づいて、水平走査制御及び垂直走査制御の測定光走査に必要となる設定値、及び測定光の走査位置検出に必要となる設定値を算出する。本実施例において算出される設定値は、(H、V、tH、tV、X0、Y0、P0、Q0、w’、h’)であり、水平走査制御部607、垂直走査制御部608、及び走査位置制御部609にそれぞれの値が設定される。   Based on the set imaging range and imaging center position, the scanning range setting unit 605 sets a setting value required for measurement light scanning of horizontal scanning control and vertical scanning control, and a setting required for detection of the scanning position of measurement light. Calculate the value. The set values calculated in this embodiment are (H, V, tH, tV, X0, Y0, P0, Q0, w ′, h ′), a horizontal scanning control unit 607, a vertical scanning control unit 608, and Each value is set in the scanning position control unit 609.

水平走査制御部607は、設定された値に基づいて共振ミラー106とガルバノミラー107とを駆動する。垂直走査制御部608は、設定された値に基づいてガルバノミラー108を駆動する。走査位置制御部609は、設定された値に基づいて走査位置検出部119を駆動する。   The horizontal scanning control unit 607 drives the resonant mirror 106 and the galvanometer mirror 107 based on the set value. The vertical scanning control unit 608 drives the galvanometer mirror 108 based on the set value. The scanning position control unit 609 drives the scanning position detection unit 119 based on the set value.

走査位置取得部613は、走査位置検出部119で検出されたパルス信号を取得する。取得されたパルス信号は後段のモジュールでそれぞれ特徴量が算出される。タイミング検出部614では、該パルス信号を図4(b)に示したタイミング信号に変換した後、これを反射光量取得部610に出力する。該タイミング信号は、フォトダイオード113から出力された眼底の反射光量の取得開始に使用される。周期振幅算出部615では、図5(b)に例示した実測されたパルス信号のエッジ位置を算出することで共振ミラー106による測定光の走査の周期と振幅を算出する。これら周期及び振幅に関するデータは、画像の歪み補正を実行する際の補正パラメータとして使用される。   The scanning position acquisition unit 613 acquires the pulse signal detected by the scanning position detection unit 119. The obtained pulse signal has a feature amount calculated by a subsequent module. The timing detection unit 614 converts the pulse signal into the timing signal shown in FIG. 4B, and then outputs this to the reflected light amount acquisition unit 610. The timing signal is used to start acquiring the fundus reflection light amount output from the photodiode 113. The period amplitude calculation unit 615 calculates the scanning light scanning period and amplitude by the resonant mirror 106 by calculating the edge position of the actually measured pulse signal illustrated in FIG. Data regarding these periods and amplitudes are used as correction parameters when image distortion correction is executed.

停止検出部616では、ある一定の期間にパルス信号のレベルが変化していないことを検出することで共振ミラー106の停止状態を検出する。検出された停止状態を示す信号は光源制御部617に出力され、該光源制御部617の発光停止信号として使用される。光源制御部617は、光源101における光の射出の開始及び停止を制御する。なお、本実施例では、停止検出部616において共振ミラー106の停止を検出することとしている。しかし、パルス信号の信号レベルや振幅及び周期の何れかが範囲内に収まっているか否かを検出することで、異常照射や異常走査などの停止すべき状態を検出して停止信号を出力するようにしても良い。   The stop detection unit 616 detects the stop state of the resonant mirror 106 by detecting that the level of the pulse signal has not changed during a certain period. A signal indicating the detected stop state is output to the light source controller 617 and used as a light emission stop signal of the light source controller 617. The light source control unit 617 controls the start and stop of light emission from the light source 101. In this embodiment, the stop detection unit 616 detects the stop of the resonant mirror 106. However, by detecting whether any of the signal level, amplitude, and period of the pulse signal is within the range, a stop signal is output by detecting a state to be stopped such as abnormal irradiation or abnormal scanning. Anyway.

装置制御部606は入力された測定開始及び停止の何れかの指示により停止検出部616と光源制御部617、反射光量取得部610、及び画像補正処理部611を駆動する。画像補正処理部611によって補正された取得画像はモニタ制御部612を通してモニタ115に出力される。   The apparatus control unit 606 drives the stop detection unit 616, the light source control unit 617, the reflected light amount acquisition unit 610, and the image correction processing unit 611 according to the input measurement start or stop instruction. The acquired image corrected by the image correction processing unit 611 is output to the monitor 115 through the monitor control unit 612.

(制御フロー)
図7に操作部120からの入力に基づいて行われる、走査機構の制御から画像の取得と表示までの一連の動作のフローを示す。
(Control flow)
FIG. 7 shows a flow of a series of operations from control of the scanning mechanism to image acquisition and display performed based on an input from the operation unit 120.

S701において、まず医師等の操作により眼底における撮像領域が操作部120から入力される。S702でこれらの情報は操作通信部604を通して制御部114に取得される。これら情報に基づいて、走査範囲設定部605で撮像領域に対応した各ミラーの走査範囲が算出され、前述した各設定値が水平走査制御部607と垂直走査制御部608とにそれぞれ設定される。また、同時に走査位置検出に必要となる液晶フィルタの遮光領域も算出され、算出された設定値が走査位置制御部609に設定される。設定が完了するとS703で各ミラーによるレーザ光(測定光)の走査と、S704で走査位置検出部119の駆動とが開始される。   In step S <b> 701, first, an imaging region on the fundus is input from the operation unit 120 by an operation of a doctor or the like. In step S <b> 702, the information is acquired by the control unit 114 through the operation communication unit 604. Based on these pieces of information, the scanning range setting unit 605 calculates the scanning range of each mirror corresponding to the imaging region, and sets the above-described setting values in the horizontal scanning control unit 607 and the vertical scanning control unit 608, respectively. At the same time, a light shielding area of the liquid crystal filter necessary for detecting the scanning position is also calculated, and the calculated set value is set in the scanning position control unit 609. When the setting is completed, scanning of laser light (measurement light) by each mirror is started in S703, and driving of the scanning position detection unit 119 is started in S704.

駆動が開始されたあとは、続いてS706で装置制御部606によって光源101による測定光の照射準備の指示が発行される。S707で走査位置取得部613によって、走査位置検出部119でのパルス信号の取得を開始する。ただし、この時点では装置制御部606からは光源101からのレーザ光の照射の指示は出ておらず、照射光が無い状態なので走査位置検出部119からはパルス信号は出力されない。従って、S707では、停止検出部616で光源101からの光の射出の停止の検出が開始される。即ち、装置制御部606からの光源照射指示が無い状態では、停止検出部616は停止検出=0の状態を出力する。   After the driving is started, an apparatus preparation unit 606 issues a measurement light irradiation preparation instruction by the light source 101 in step S706. In step S <b> 707, the scanning position acquisition unit 613 starts acquiring the pulse signal in the scanning position detection unit 119. However, at this time, the apparatus control unit 606 has not issued an instruction to irradiate the laser beam from the light source 101, and no pulse signal is output from the scanning position detection unit 119 because there is no irradiation light. Accordingly, in S707, the stop detection unit 616 starts detecting the stop of the emission of light from the light source 101. That is, when there is no light source irradiation instruction from the device control unit 606, the stop detection unit 616 outputs a state of stop detection = 0.

以上の工程を経たことで、レーザ光の照射準備が完了したこととなり、光源照射が可能となる。このため、操作部120からの撮像開始の指示ができるようになり、次のS708で医師等の操作により撮像開始の指示が操作部120から入力される。撮像開始の指示の入力に応じて、S709にて装置制御部606に対して、続いてS710にて光源制御部617に対して、光源101のレーザ光出力されるように順次指示が行われる。続いて、S711で停止検出部616に対して照射開始が設定され、光源101のレーザ光が出力される。   Through the above steps, the preparation for laser light irradiation is completed, and light source irradiation is possible. Therefore, an instruction to start imaging can be given from the operation unit 120, and an instruction to start imaging is input from the operation unit 120 by the operation of a doctor or the like in the next S708. In response to the input of the imaging start instruction, instructions are sequentially given to the apparatus control unit 606 in step S709 and subsequently to the light source control unit 617 in step S710 so that the laser light from the light source 101 is output. Subsequently, in S711, the irradiation start is set for the stop detection unit 616, and the laser light of the light source 101 is output.

レーザ光が出力されると走査位置検出部119によってパルス信号が出力されるため、S712で停止検出部にて各ミラーの動作停止を検出することができる。この時点から停止検出部では常にミラーの動作を監視し、停止が検出されたら、S713でただちに光源制御部617に対して照射停止の指示を出すように動作する。   When the laser beam is output, a pulse signal is output by the scanning position detection unit 119. Therefore, in S712, the stop detection unit can detect the operation stop of each mirror. From this point of time, the stop detection unit always monitors the operation of the mirror, and when stop is detected, the stop detection unit immediately operates to issue an instruction to stop irradiation to the light source control unit 617 in S713.

ミラーが動作している間は、S714で走査位置検出部119から出力されるパルス信号によってタイミング信号が検出される。S716でタイミング検出部614から出力されるタイミング信号に基づいて反射光量取得部610がフォトダイオード113からの光量を順次取得していく。また、S715では周期振幅算出部615により、パルス信号から測定光の走査における周期と振幅が算出される。S717では周期振幅算出部615で算出された情報に基づいて、反射光量取得部610が取得した画像を画像補正処理部611で補正する。補正された画像データは、S718でモニタ115に出力される。   While the mirror is operating, the timing signal is detected by the pulse signal output from the scanning position detector 119 in S714. The reflected light amount acquisition unit 610 sequentially acquires the light amount from the photodiode 113 based on the timing signal output from the timing detection unit 614 in S716. In S715, the period amplitude calculation unit 615 calculates the period and amplitude in the scanning of the measurement light from the pulse signal. In step S <b> 717, the image correction processing unit 611 corrects the image acquired by the reflected light amount acquisition unit 610 based on the information calculated by the periodic amplitude calculation unit 615. The corrected image data is output to the monitor 115 in S718.

なお、本実施例では、S719において反射光量の取得からモニタへの表示までの動作は操作部120からの撮像停止の指示が入力されるまで繰り返し実行することとしている。しかし、繰り返しを行わなくしても良い。また、補正した画像データを記録デバイスなどに記憶しても良い。S719で撮像停止の指示を受けると、S720で装置制御部606によってレーザ光の照射停止が実行され、S721で各ミラーが停止する。   In the present embodiment, in S719, the operations from the acquisition of the reflected light amount to the display on the monitor are repeatedly executed until an imaging stop instruction is input from the operation unit 120. However, the repetition may not be performed. The corrected image data may be stored in a recording device or the like. When an instruction to stop imaging is received in S719, the apparatus controller 606 stops laser light irradiation in S720, and each mirror stops in S721.

[第二の実施例]
(トラッキング)
図8は、本発明の第二の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す図であり、図9は本実施例における制御部803の詳細な構成をブロック図により示す。また、図10は本実施例における走査機構の制御から画像の取得と表示までの一連の動作のフローを示す図である。なお、これら図において図1〜7にて示した第一の実施例と同様な構成については同一の符号を付すこととしてここでの説明を省略する。
[Second Example]
(tracking)
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a fundus imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of the control unit 803 in this embodiment. FIG. 10 is a diagram showing a flow of a series of operations from control of the scanning mechanism to image acquisition and display in this embodiment. In these drawings, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted here.

第一の実施例では、医師等から指定された撮像領域に対して液晶フィルタの遮光領域を設定して走査位置を検出する方法について説明した。本実施例では、医師等からの指定に加えて眼球の動きを検出し、動きに追従して走査範囲と遮光領域とを動的に変更する方法について述べる。   In the first embodiment, the method for detecting the scanning position by setting the light shielding area of the liquid crystal filter for the imaging area designated by the doctor or the like has been described. In the present embodiment, a method of detecting the movement of the eyeball in addition to the designation from the doctor or the like and dynamically changing the scanning range and the light shielding area following the movement will be described.

(眼底撮像装置の構成)
図8は、本発明の第二の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す図である。第一実施例に記載した眼底撮像装置で取得したAO−SLO画像は解像度が高い分、撮像範囲(視野角)を広くはできない。このため、眼球の動きを検出する用途には適さない。従って、本実施例ではこれらの構成に対して、ダイクロイックミラー801と動き検出器802とからなる構成を加え、眼球の動き、移動量或いは移動方向を検出可能としている。
(Configuration of fundus imaging apparatus)
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a fundus imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. Since the AO-SLO image acquired by the fundus imaging apparatus described in the first embodiment has a high resolution, the imaging range (viewing angle) cannot be widened. For this reason, it is not suitable for the purpose of detecting the movement of the eyeball. Therefore, in this embodiment, a configuration including a dichroic mirror 801 and a motion detector 802 is added to these configurations, so that the movement, movement amount, or movement direction of the eyeball can be detected.

ダイクロミックミラーは特定の波長の光のみを反射し、それ以外の波長の光を透過する特殊なミラーである。従って、異なる波長の光を別の経路からそれぞれ眼底に照射することができるため、光源101から得られる測定光とは異なる波長の光を使用する動き検出器802と、該測定光を用いたAO−SLOとの同時動作が可能となる。動き検出器802としては、補償光学系を含んでいない普通のSLOを用いることができる。従って、図示しない他の走査光源やフォトダイオードを光源に用いることで広範囲の眼底画像を取得する。   A dichroic mirror is a special mirror that reflects only light of a specific wavelength and transmits light of other wavelengths. Therefore, since light of different wavelengths can be irradiated to the fundus from different paths, the motion detector 802 that uses light of a wavelength different from that of the measurement light obtained from the light source 101, and an AO using the measurement light -Simultaneous operation with SLO is possible. As the motion detector 802, an ordinary SLO that does not include a compensation optical system can be used. Therefore, a wide range fundus image is acquired by using another scanning light source or photodiode (not shown) as the light source.

本実施例では、SLOにより眼底全体を撮像し、特徴点(血管など)の位置を検出することで固視微動等による眼球の動きや動いた時の移動量を算出することができる。動き検出器802の制御と眼球の動き検出とは制御部803によって実行され、得られた眼球の移動量及び移動方向に基づいてガルバノミラー107、108が制御される。このようにすることで、最初に指定されたAO−SLO等における眼底上の撮像範囲を維持する。また更に、走査位置検出部119の遮光領域も、この眼球の移動量等に応じて変更することで正確な走査位置を検出する。なお、動き検出器としてはSLOでなくても眼底カメラや前眼カメラなどを用いても良い。   In the present embodiment, the entire fundus is imaged by SLO, and the position of a feature point (blood vessel or the like) is detected, so that the movement of the eyeball due to fixation eye movement or the movement amount when moving can be calculated. The control of the motion detector 802 and the eyeball motion detection are executed by the control unit 803, and the galvanometer mirrors 107 and 108 are controlled based on the obtained movement amount and movement direction of the eyeball. In this way, the imaging range on the fundus in the first designated AO-SLO or the like is maintained. In addition, the light-blocking area of the scanning position detection unit 119 is also changed according to the amount of movement of the eyeball, etc., so that an accurate scanning position is detected. Note that a fundus camera or an anterior eye camera may be used as the motion detector instead of the SLO.

(制御ブロック)
図9に本実施例における制御部803の詳細な構成をブロック図により示す。本実施例では、動き検出制御部901及び移動量算出部902について第一の実施例における制御部114と異なる。
(Control block)
FIG. 9 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the control unit 803 in the present embodiment. In this embodiment, the motion detection control unit 901 and the movement amount calculation unit 902 are different from the control unit 114 in the first embodiment.

動き検出制御部901では、動き検出器802を制御し広い範囲の眼底画像を取得する。移動量算出部902では取得した複数の眼底画像からそれぞれ特徴点の位置を算出し、これらの位置の変化量を算出することで眼球の移動量(ΔX、ΔY)を算出する。算出した移動量は水平走査制御部607と垂直走査制御部608に設定され、撮像領域201の中心点(X0、Y0)を変更することで眼球の移動に追従した眼底画像を取得可能とする。また、走査位置制御部609にも移動量を設定し、走査位置検出部119の遮光領域309の中心点(P0、Q0)も、先の中心点の移動量に対応した移動量及び移動方向に応じて変更する。こうすることで眼球の移動によって撮像領域が変化した場合においても正確でかつ素早い走査位置の検出が可能となる。   The motion detection control unit 901 controls the motion detector 802 to acquire a wide range of fundus images. The movement amount calculation unit 902 calculates the position of each feature point from the acquired plurality of fundus images, and calculates the movement amount (ΔX, ΔY) of the eyeball by calculating the change amount of these positions. The calculated movement amount is set in the horizontal scanning control unit 607 and the vertical scanning control unit 608, and the fundus image following the movement of the eyeball can be acquired by changing the center point (X0, Y0) of the imaging region 201. Further, the movement amount is also set in the scanning position control unit 609, and the center point (P0, Q0) of the light shielding region 309 of the scanning position detection unit 119 is set in the movement amount and the movement direction corresponding to the movement amount of the previous center point. Change accordingly. This makes it possible to detect the scanning position accurately and quickly even when the imaging region changes due to the movement of the eyeball.

なお、以上に述べたダイクロイックミラー801、動き検出器802、動き検出制御部901、及び移動量算出部902の被検眼の動き量及び方向を求める動き検出部を構成する。該動き検出部は、求められた動きに応じて走査位置の中心点を変更して走査範囲の配置を変更する構成と合わせて、本実施例におけるトラッキング機構を構成する。また、制御部114は、追従させた走査範囲の配置に応じて液晶フィルタ302における任意の領域を変更させる。   The above-described dichroic mirror 801, motion detector 802, motion detection control unit 901, and movement amount calculation unit 902 constitute a motion detection unit that determines the amount and direction of movement of the eye to be examined. The motion detection unit configures the tracking mechanism in the present embodiment together with the configuration in which the center point of the scanning position is changed according to the obtained motion to change the arrangement of the scanning range. Further, the control unit 114 changes an arbitrary region in the liquid crystal filter 302 according to the arrangement of the scanned scanning range.

(制御フロー)
図10に本実施例における一連の動作のフローを示す。
最初に、S1001において、医師等の操作により動き検出開始の指示が操作部120から入力される。この指示は操作通信部604を介して動き検出制御部901に通知され、S1002で動き検出器802の駆動が開始される。S1003で動き検出器802から出力された眼底画像は動き検出制御部901を介して移動量算出部902に逐次入力される。S1004で、移動量算出部902は逐次入力される画像の特徴点の位置をそれぞれ検出し、前の画像に対して次の画像の特徴点の位置がどれだけ移動したか(移動量ΔXとΔY)を算出する。
(Control flow)
FIG. 10 shows a flow of a series of operations in the present embodiment.
First, in S1001, an instruction to start motion detection is input from the operation unit 120 by an operation of a doctor or the like. This instruction is notified to the motion detection control unit 901 via the operation communication unit 604, and driving of the motion detector 802 is started in S1002. The fundus image output from the motion detector 802 in S1003 is sequentially input to the movement amount calculation unit 902 via the motion detection control unit 901. In step S1004, the movement amount calculation unit 902 detects the positions of the feature points of the sequentially input images, and how much the position of the feature point of the next image has moved with respect to the previous image (movement amounts ΔX and ΔY). ) Is calculated.

S1005では、算出された移動量は水平走査制御部607や垂直走査制御部608、及び走査位置制御部609にそれぞれ出力され、該移動量に基づいて撮像領域や遮光領域の中心位置が修正される。これらの動作は常に実行され、S1006において操作部120からの停止が指示されるまで固視微動等による眼球の動きに応じて走査範囲と走査位置検出が追従する状態が維持される。以降はS701〜721の第一の実施例の図7に示したフローに従って、眼底画像の取得及び表示が実行される。   In step S1005, the calculated movement amount is output to the horizontal scanning control unit 607, the vertical scanning control unit 608, and the scanning position control unit 609, and the center positions of the imaging region and the light shielding region are corrected based on the movement amount. . These operations are always executed, and the state in which the scanning range and the scanning position detection follow in accordance with the movement of the eyeball due to the fixation micromotion or the like is maintained until a stop is instructed from the operation unit 120 in S1006. Thereafter, the fundus image is acquired and displayed according to the flow shown in FIG. 7 of the first embodiment of S701 to S721.

人体の眼球は固視微動と呼ばれる眼球の細かい振動動作もあるため、これらの素早い動きにも追従して走査位置検出する場所を動的に移動させるのは非常に困難である。本実施例によれば、このような場合であっても、液晶フィルタ302における任意の透過領域を配置することが可能となり、被検眼の動きに追従して走査位置を検出することが可能となる。   Since the eyeball of the human body also has fine eye movement vibration called fixation fixation micromotion, it is very difficult to dynamically move the place where the scanning position is detected following these quick movements. According to the present embodiment, even in such a case, it is possible to arrange an arbitrary transmission region in the liquid crystal filter 302, and it is possible to detect the scanning position following the movement of the eye to be examined. .

[第三の実施例]
(反射型液晶フィルタ)
図11は本発明の第三の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す図であり、図12は本実施例における走査位置検出部の概略の構成を示す図である。走査位置検出方法を示した図である。なお、これら図において第一及び第二の実施例と同様な構成については同一の符号を付すこととしてここでの説明を省略する。
[Third embodiment]
(Reflective liquid crystal filter)
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a fundus imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a scanning position detection unit in the present embodiment. It is the figure which showed the scanning position detection method. In these drawings, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted here.

第一及び第二の実施例では、走査位置検出部119において透過型液晶フィルタを用いて測定光の走査位置を検出する方法について説明した。本実施例では、反射型液晶フィルタを用いて測定光の走査位置を検出する構成について説明する。   In the first and second embodiments, the method of detecting the scanning position of the measurement light using the transmission type liquid crystal filter in the scanning position detection unit 119 has been described. In this embodiment, a configuration for detecting a scanning position of measurement light using a reflective liquid crystal filter will be described.

(眼底撮像装置の構成)
前述したように、図11は、本発明の第三の実施例に係る眼底撮像装置の構成の概略を示す図である。第一及び第二の実施例に記載した構成では走査機構によって走査された光をビームスプリッタ118で分割し、分割光の方を走査位置検出部119に導いた。本実施例では走査光を分割することなく直接光を走査位置検出部1101に導く構成になっており、光学部品点数を少なくできるメリットがある。
(Configuration of fundus imaging apparatus)
As described above, FIG. 11 is a diagram showing an outline of the configuration of the fundus imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the configuration described in the first and second embodiments, the light scanned by the scanning mechanism is divided by the beam splitter 118, and the divided light is guided to the scanning position detector 119. In this embodiment, the configuration is such that the direct light is guided to the scanning position detection unit 1101 without dividing the scanning light, and there is an advantage that the number of optical components can be reduced.

(走査位置検出部の構成)(液晶フィルタの説明)
図12は走査位置検出部1101の構成の概略を示す模式図である。該走査位置検出部1101は、集光レンズ1201、液晶フィルタ1202、反射ミラー1205、及びコリメートレンズ1206を有する。
(Configuration of Scanning Position Detection Unit) (Description of Liquid Crystal Filter)
FIG. 12 is a schematic diagram showing an outline of the configuration of the scanning position detection unit 1101. The scanning position detection unit 1101 includes a condenser lens 1201, a liquid crystal filter 1202, a reflection mirror 1205, and a collimator lens 1206.

図12に示すように、走査機構によって走査された測定光は集光レンズ1201によって液晶フィルタ1202上に結像される。反射型の液晶フィルタとしては、動的散乱モード(Dynamic Scatter mode:DSM)によって液晶分子を駆動し、入射した光を散乱させることで透過及び遮光を制御するタイプのフィルタを用いることができる。該液晶フィルタ1202は制御部803によって透過領域1203と遮光領域1204が設定されている。   As shown in FIG. 12, the measurement light scanned by the scanning mechanism is imaged on the liquid crystal filter 1202 by the condenser lens 1201. As the reflection-type liquid crystal filter, a filter of a type that controls liquid crystal molecules by driving liquid crystal molecules in a dynamic scattering mode (DSM) and scattering incident light can be used. In the liquid crystal filter 1202, a transmission region 1203 and a light shielding region 1204 are set by the control unit 803.

透過領域1203を透過した測定光は、フィルタの背面に配置された反射ミラー1205で正反射される。正反射した光はコリメートレンズ1206で平行光に調整され眼球121に導かれる。眼底で反射された後の測定光は再び液晶フィルタ1202の透過領域1203を透過して、反射ミラー1205により反射されてフォトダイオード113へと導かれる。   The measurement light transmitted through the transmission region 1203 is specularly reflected by the reflection mirror 1205 disposed on the back surface of the filter. The regularly reflected light is adjusted to parallel light by the collimator lens 1206 and guided to the eyeball 121. The measurement light reflected by the fundus is again transmitted through the transmission region 1203 of the liquid crystal filter 1202, reflected by the reflection mirror 1205, and guided to the photodiode 113.

一方、遮光領域1204に入射した測定光は、反射ミラー1205に到達する前に該液晶フィルタ1202中の液晶分子で散乱される。散乱された光の一部は、受光レンズ1207でフォトダイオード1208上に集光される。測定光が液晶フィルタ1202の遮光領域1204に照射されている時は散乱光が発生するため、フォトダイオード1208の出力電圧は高くなる。   On the other hand, the measurement light incident on the light shielding region 1204 is scattered by the liquid crystal molecules in the liquid crystal filter 1202 before reaching the reflection mirror 1205. Part of the scattered light is collected on the photodiode 1208 by the light receiving lens 1207. When measurement light is applied to the light shielding region 1204 of the liquid crystal filter 1202, scattered light is generated, so that the output voltage of the photodiode 1208 increases.

測定光が透過領域1203に照射されている時は散乱光がほとんど発生しないため、フォトダイオード1208の出力電圧が低くなる。従って、フォトダイオード1208で散乱光を検出することで、第一の実施例と同様なパルス信号を出力することができる。即ち、該散乱光の検出によって、制御部803でのタイミング信号の生成や測定光の走査における周期振幅の測定を実施することができる。   When measurement light is applied to the transmission region 1203, almost no scattered light is generated, and the output voltage of the photodiode 1208 is low. Therefore, by detecting the scattered light with the photodiode 1208, a pulse signal similar to that in the first embodiment can be output. That is, by detecting the scattered light, the control unit 803 can generate the timing signal and measure the periodic amplitude in the measurement light scanning.

以上に述べたように、本発明は、被検眼に例示される被検査物上でレーザ光等の測定光を走査し、被検査物からの反射光に基づいて画像を生成する撮像装置に関する。当該撮像装置は、走査機構、遮光部、光検出部、状態検出部、及び画像生成手段を主たる構成として有する。走査機構は共振ミラー106及びガルバノミラー108を含み、被検眼上の走査範囲で測定光を走査する。遮光部は液晶フィルタ302或いは液晶フィルタ1202を含み、走査範囲に対応して設定された任意の領域において測定光の少なくとも一部の透過又は遮光を行う。また、走査範囲は走査範囲設定部605により指定され、この任意の領域の設定は制御部114により実行される。   As described above, the present invention relates to an imaging apparatus that scans measurement light such as laser light on an inspection object exemplified by an eye and generates an image based on reflected light from the inspection object. The imaging apparatus mainly includes a scanning mechanism, a light shielding unit, a light detection unit, a state detection unit, and an image generation unit. The scanning mechanism includes a resonance mirror 106 and a galvanometer mirror 108, and scans the measurement light in a scanning range on the eye to be examined. The light shielding unit includes the liquid crystal filter 302 or the liquid crystal filter 1202, and transmits or blocks at least a part of the measurement light in an arbitrary region set corresponding to the scanning range. The scanning range is designated by the scanning range setting unit 605, and the setting of this arbitrary area is executed by the control unit 114.

光検出部はフォトダイオード304或いはフォトダイオード1208を含み、任意の領域を透過又は反射した測定光の少なくとも一部を検出する。第一の実施例では、ビームスプリッタ118により測定光の一部として分割された光の内、更に液晶フィルタ302を透過した一部をフォトダイオード304が検出する。第三の実施例では、測定光の内の被検眼上の走査範囲に対応した透過領域1203の外側の遮光領域1204により反射された測定光の一部をフォトダイオード1208が検出する。光検出部は、より詳細には、図4(b)や図5(b)に示すパルスにより、透過又は反射した測定光の少なくとも一部の光の光量、又は透過又は反射する位置の時間的な変化を検出する。   The light detection unit includes a photodiode 304 or a photodiode 1208, and detects at least a part of measurement light transmitted or reflected through an arbitrary region. In the first embodiment, the photodiode 304 detects a part of the light split as a part of the measurement light by the beam splitter 118 and further transmitted through the liquid crystal filter 302. In the third embodiment, the photodiode 1208 detects a part of the measurement light reflected by the light shielding region 1204 outside the transmission region 1203 corresponding to the scanning range on the eye to be examined. More specifically, the light detection unit is configured to transmit at least a part of the measurement light transmitted or reflected by the pulse shown in FIG. 4B or FIG. To detect changes.

状態検出部は、走査位置取得部613、タイミング検出部614、周期振幅算出部615、及び停止検出部616を含み、検出された測定光の少なくとも一部に基づいて走査機構の駆動状態を検出する。周期振幅算出部615は、検出された時間的な変化に基づいて周期及び振幅の少なくとも一方を算出する。タイミング検出部614は、光検出部により検出された時間的な変化に基づいて、画像取得の際の測定光の走査において反射光の受光を開始する開始位置等の所定の位置を測定光が走査するタイミングを検出する。停止検出部616は、検出された時間的な変化に基づいて、走査機構によって測定光が走査範囲を走査しているか否かを検出する。走査していない場合、制御部114における光源制御部617により測定光の照射が停止される。   The state detection unit includes a scanning position acquisition unit 613, a timing detection unit 614, a periodic amplitude calculation unit 615, and a stop detection unit 616, and detects the driving state of the scanning mechanism based on at least a part of the detected measurement light. . The period amplitude calculation unit 615 calculates at least one of the period and the amplitude based on the detected temporal change. The timing detection unit 614 scans the measurement light at a predetermined position such as a start position where reception of reflected light starts in scanning of the measurement light during image acquisition based on the temporal change detected by the light detection unit. The timing to perform is detected. The stop detection unit 616 detects whether or not the measurement light is scanning the scanning range by the scanning mechanism based on the detected temporal change. When scanning is not performed, irradiation of the measurement light is stopped by the light source control unit 617 in the control unit 114.

画像生成手段はフォトダイオード113、反射光量取得部610、及び画像補正処理部611を含み、被検眼からの反射光と、検出された駆動状態とに基づいて被検眼の画像を生成する。また、その際に、周期振幅算出部615により得られた測定光走査の際の周期及び振幅に基づいて、画像に生じた歪の補正が行われる。   The image generation means includes a photodiode 113, a reflected light amount acquisition unit 610, and an image correction processing unit 611, and generates an image of the eye to be examined based on the reflected light from the eye to be examined and the detected drive state. At that time, the distortion generated in the image is corrected based on the period and amplitude in the measurement light scanning obtained by the period amplitude calculation unit 615.

また、本発明は、撮像装置において測定光の走査位置を検出する走査位置検出装置として把握することも可能である。この場合、該走査位置検出装置は、前述した遮光部と、光検出部と、検出された前記測定光の少なくとも一部に基づいて前記測定光の前記被検査物上の走査位置を検出する手段と、を含む装置として把握される。   The present invention can also be understood as a scanning position detection device that detects the scanning position of measurement light in an imaging device. In this case, the scanning position detection device detects the scanning position of the measurement light on the object to be inspected based on at least a part of the measurement light detected by the light shielding unit and the light detection unit. As a device including

以上に述べたように、本発明によれば、機械的な設計制約によって走査位置検出の精度と速度が制限されることがなくなり、様々な撮像条件に追従して素早く高精度に走査位置を検出することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the accuracy and speed of scanning position detection are not limited by mechanical design constraints, and scanning position can be detected quickly and accurately following various imaging conditions. It becomes possible to do.

(その他の実施例)
なお、上述した実施例ではAO−SLOを用いた形態について述べているが、本発明の適用対象は該AO−SLOに限定されない。即ち、SLO、OCT等の測定光を走査する形態の撮像装置に応用可能であり、更には、これら撮像装置と視野計測器、眼圧測定機などの他の撮影装置或いはこれらの複数との組合せにも応用可能である。また、これら眼科撮影装置各々についての組み合わせからなる装置であっても良い。
(Other examples)
In addition, although the embodiment using the AO-SLO is described in the above-described embodiment, the application target of the present invention is not limited to the AO-SLO. That is, the present invention can be applied to an imaging apparatus that scans measurement light such as SLO and OCT, and further, a combination of these imaging apparatus and other imaging apparatuses such as a visual field measuring instrument and an intraocular pressure measuring instrument, or a combination thereof. It can also be applied to. Moreover, the apparatus which consists of a combination about each of these ophthalmologic imaging apparatuses may be sufficient.

また、上述した実施例では、被検査物が人間の被検眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被測定物に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科装置以外の、例えば内視鏡等の医療用の撮像装置としての態様を有する。従って、本発明は眼科装置に例示される撮像装置として把握され、被検眼は被検査物の一態様として把握されることが望ましい。   In the above-described embodiments, the case where the object to be inspected is a human eye to be inspected is described. However, the present invention can also be applied to an object to be measured such as skin or organ other than the eye. In this case, the present invention has a mode as a medical imaging apparatus such as an endoscope other than the ophthalmologic apparatus. Therefore, it is desirable that the present invention is grasped as an imaging apparatus exemplified by an ophthalmologic apparatus, and the eye to be examined is grasped as one aspect of the object to be examined.

更に、本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。   Furthermore, the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus execute the program. It can also be realized by a process of reading and executing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

101: 光源
102: コリメートレンズ
103、105: 反射ミラー
104: 波面補正素子
106: 共振ミラー
107、108: ガルバノミラー
109、110: 接眼レンズ
111、116、118: ビームスプリッタ
112: 受光レンズ
113: フォトダイオード
114、803: 制御部
115: モニタ
117: 波面測定素子
119: 走査位置検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101: Light source 102: Collimating lens 103, 105: Reflection mirror 104: Wavefront correction element 106: Resonance mirror 107, 108: Galvano mirror 109, 110: Eyepiece lens 111, 116, 118: Beam splitter 112: Light receiving lens 113: Photodiode 114, 803: Control unit 115: Monitor 117: Wavefront measuring element 119: Scanning position detection unit

Claims (20)

被検査物上で測定光を走査し、前記被検査物からの反射光に基づいて画像を生成する撮像装置であって、
前記被検査物における走査範囲で前記測定光を走査する走査機構と、
前記走査範囲に対応して設定された任意の領域において前記測定光の少なくとも一部の透過又は遮光を行う遮光部と、
前記任意の領域を透過又は反射した前記測定光の少なくとも一部を検出する光検出部と、
前記検出された前記測定光の少なくとも一部に基づいて前記走査機構の駆動状態を検出する状態検出部と、
前記反射光と、前記検出された駆動状態とに基づいて前記画像を生成する画像生成手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
An imaging device that scans measurement light on an inspection object and generates an image based on reflected light from the inspection object,
A scanning mechanism that scans the measurement light in a scanning range of the inspection object;
A light-shielding part that transmits or shields at least a part of the measurement light in an arbitrary region set corresponding to the scanning range;
A light detection unit for detecting at least part of the measurement light transmitted or reflected by the arbitrary region;
A state detector that detects a driving state of the scanning mechanism based on at least a part of the detected measurement light;
An imaging apparatus comprising: the reflected light; and an image generation unit configured to generate the image based on the detected driving state.
前記走査範囲を指定する手段と、
前記指定された走査範囲に応じて前記任意の領域の設定を行う制御部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Means for designating the scanning range;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit configured to set the arbitrary area according to the designated scanning range.
前記光検出部は前記透過又は反射した前記測定光の少なくとも一部の光の光量又は前記透過又は反射する位置の時間的な変化を検出し、
前記状態検出部は、前記検出された時間的な変化に基づいて前記走査機構が前記測定光を前記走査範囲の所定の位置を走査するタイミングを検出し、
前記画像生成手段は前記検出されたタイミングに基づいて、前記画像を生成するための前記反射光の受光を開始する、ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
The light detection unit detects a temporal change in the light amount of the measurement light transmitted or reflected or the position where the measurement light is transmitted or reflected,
The state detection unit detects a timing at which the scanning mechanism scans the measurement light at a predetermined position in the scanning range based on the detected temporal change,
The imaging apparatus according to claim 2, wherein the image generation unit starts receiving the reflected light for generating the image based on the detected timing.
前記状態検出部は、前記検出された時間的な変化に基づいて前記走査機構による前記測定光の走査における少なくとも周期又は振幅を算出し、
前記画像生成手段は前記算出された少なくとも周期又は振幅に基づいて前記画像の歪みを補正することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
The state detection unit calculates at least a period or an amplitude in the scanning of the measurement light by the scanning mechanism based on the detected temporal change,
The imaging apparatus according to claim 3, wherein the image generation unit corrects distortion of the image based on at least the calculated period or amplitude.
前記状態検出部は、前記検出された時間的な変化に基づいて前記走査機構が前記測定光で前記走査範囲を走査しているか否かを検出し、
走査していない場合には前記測定光の照射を停止する、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の撮像装置。
The state detection unit detects whether the scanning mechanism is scanning the scanning range with the measurement light based on the detected temporal change,
When the scanning is not performed, the measurement light irradiation is stopped.
The imaging apparatus according to claim 3 or 4, wherein
前記走査機構と前記被検査物との間に配置されて前記測定光の一部を分割する手段を有し、
前記制御部は、前記遮光部に対し、前記分割された測定光における前記走査範囲に対応する領域の内に前記測定光を遮光する前記任意の領域を設定させ、
前記光検出部は前記任意の領域の外側を透過した前記測定光の少なくとも一部を検出することを特徴とする請求項2乃至5の何れか一項に記載の撮像装置。
Means for dividing a part of the measurement light disposed between the scanning mechanism and the inspection object;
The control unit causes the light shielding unit to set the arbitrary region that shields the measurement light within a region corresponding to the scanning range in the divided measurement light,
The imaging device according to claim 2, wherein the light detection unit detects at least a part of the measurement light transmitted outside the arbitrary region.
前記走査機構と前記被検査物との間に配置されて、前記測定光を前記被検査物に反射する手段を有し、
前記制御部は、前記遮光部に対し、前記被検査物における前記走査範囲に対応する前記反射する手段における領域に前記測定光を透過する前記任意の領域を設定させ、
前記光検出部は前記任意の領域の外側の遮光部により散乱された前記測定光の少なくとも一部を検出することを特徴とする請求項2乃至5の何れか一項に記載の撮像装置。
Arranged between the scanning mechanism and the object to be inspected, and having means for reflecting the measurement light to the object to be inspected,
The control unit causes the light-shielding unit to set the arbitrary region that transmits the measurement light in a region of the reflecting unit corresponding to the scanning range of the inspection object,
The imaging device according to claim 2, wherein the light detection unit detects at least a part of the measurement light scattered by a light shielding unit outside the arbitrary region.
前記被検査物は眼球であって、
前記走査機構が前記測定光を走査する走査範囲の配置を前記眼球の動きに追従させるトラッキング機構を有し、
前記制御部は、前記追従させた走査範囲の配置に応じて前記遮光部における前記任意の領域を変更させる、ことを特徴とする請求項2乃至7の何れか一項に記載の撮像装置。
The inspection object is an eyeball,
The tracking mechanism has a tracking mechanism that follows the movement of the eyeball in the arrangement of the scanning range in which the measurement light is scanned.
The imaging apparatus according to claim 2, wherein the control unit changes the arbitrary region in the light shielding unit according to the arrangement of the scanned scanning range.
被検査物上で測定光を走査し、前記被検査物からの反射光に基づいて画像を生成する撮像装置の操作方法であって、
前記被検査物における走査範囲で前記測定光を走査機構により走査し、
遮光部において、前記走査範囲に対応して設定された任意の領域において前記測定光の少なくとも一部の透過又は遮光を行い、
前記任意の領域を透過又は反射した前記測定光の少なくとも一部を光検出部により検出し、
前記検出された前記測定光の少なくとも一部に基づいて前記走査機構の駆動状態を状態検出部により検出し、
前記反射光と、前記検出された駆動状態とに基づいて前記画像を生成する工程、を有することを特徴とする撮像装置の操作方法。
An operation method of an imaging apparatus that scans measurement light on an inspection object and generates an image based on reflected light from the inspection object,
The measurement light is scanned by a scanning mechanism in a scanning range of the inspection object,
In the light-shielding portion, at least a part of the measurement light is transmitted or shielded in an arbitrary region set corresponding to the scanning range,
Detecting at least part of the measurement light transmitted or reflected through the arbitrary region by a light detection unit;
A state detection unit detects a driving state of the scanning mechanism based on at least a part of the detected measurement light,
A method of operating an imaging apparatus, comprising: generating the image based on the reflected light and the detected driving state.
前記走査範囲を指定し、
制御部により前記指定された走査範囲に応じて前記任意の領域の設定を行う工程と、を有することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置の操作方法。
Specify the scanning range,
The method of operating an imaging apparatus according to claim 9, further comprising: setting the arbitrary area according to the designated scanning range by a control unit.
前記光検出部は前記透過又は反射した前記測定光の少なくとも一部の光の光量又は透過又は反射する位置の時間的な変化を検出し、
前記状態検出部は、前記検出された時間的な変化に基づいて前記走査機構が前記測定光を前記走査範囲の所定の位置を走査するタイミングを検出し、
前記検出されたタイミングに基づいて、前記画像を生成するための前記反射光の受光が開始される、ことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置の操作方法。
The light detection unit detects a temporal change in the light amount or the transmission or reflection position of at least part of the transmitted or reflected measurement light,
The state detection unit detects a timing at which the scanning mechanism scans the measurement light at a predetermined position in the scanning range based on the detected temporal change,
The method of operating an imaging apparatus according to claim 10, wherein reception of the reflected light for generating the image is started based on the detected timing.
前記状態検出部は、前記検出された時間的な変化に基づいて前記走査機構による前記測定光の走査における少なくとも周期又は振幅を算出し、
前記算出された少なくとも周期又は振幅に基づいて前記画像の歪みを補正することを特徴とする請求項11に記載の撮像装置の操作方法。
The state detection unit calculates at least a period or an amplitude in the scanning of the measurement light by the scanning mechanism based on the detected temporal change,
12. The method of operating an imaging apparatus according to claim 11, wherein distortion of the image is corrected based on at least the calculated period or amplitude.
前記状態検出部は、前記検出された時間的な変化に基づいて前記走査機構が前記測定光で前記走査範囲を走査しているか否かを検出し、
走査していない場合には前記測定光の照射を停止する、
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の撮像装置の操作方法。
The state detection unit detects whether the scanning mechanism is scanning the scanning range with the measurement light based on the detected temporal change,
When the scanning is not performed, the measurement light irradiation is stopped.
The method of operating an imaging apparatus according to claim 11 or 12,
前記走査機構と前記被検査物との間に配置されて前記測定光の一部を分割する工程を有し、
前記制御部は、前記遮光部に対して、前記分割された測定光における前記走査範囲に対応する領域の内に前記測定光を遮光する前記任意の領域を設定させ、
前記光検出部は前記任意の領域の外側を透過した前記測定光の少なくとも一部を検出することを特徴とする請求項10乃至13の何れか一項に記載の撮像装置の操作方法。
A step of being arranged between the scanning mechanism and the object to be inspected and dividing a part of the measurement light;
The control unit causes the light shielding unit to set the arbitrary region that shields the measurement light within a region corresponding to the scanning range in the divided measurement light,
The method of operating an imaging apparatus according to claim 10, wherein the light detection unit detects at least a part of the measurement light transmitted outside the arbitrary region.
前記走査機構と前記被検査物との間に配置されて、前記測定光を前記被検査物に反射する工程を有し、
前記制御部は、前記遮光部に対して、前記被検査物における前記走査範囲に対応する前記反射する手段における領域に前記測定光を透過する前記任意の領域を設定し、
前記光検出部は前記任意の領域の外側の遮光部により散乱された前記測定光の少なくとも一部を検出することを特徴とする請求項10乃至13の何れか一項に記載の撮像装置の操作方法。
A step of being disposed between the scanning mechanism and the inspection object and reflecting the measurement light to the inspection object;
The control unit sets the arbitrary region that transmits the measurement light in the region of the reflecting unit corresponding to the scanning range of the inspection object with respect to the light shielding unit,
The operation of the imaging apparatus according to claim 10, wherein the light detection unit detects at least a part of the measurement light scattered by a light shielding unit outside the arbitrary region. Method.
前記被検査物は眼球であって、
前記走査機構が前記測定光を走査する走査範囲の配置を前記眼球の動きに追従させるトラッキング機構を有し、
前記制御部は、前記追従させた走査範囲の配置に応じて前記遮光部における前記任意の領域を変更させる、ことを特徴とする請求項10乃至15の何れか一項に記載の撮像装置の操作方法。
The inspection object is an eyeball,
The tracking mechanism has a tracking mechanism that follows the movement of the eyeball in the arrangement of the scanning range in which the measurement light is scanned.
The operation of the imaging apparatus according to any one of claims 10 to 15, wherein the control unit changes the arbitrary region in the light shielding unit in accordance with the arrangement of the scanned scanning range. Method.
請求項9乃至16の何れか一項に記載の撮像装置の操作方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。   A program causing a computer to execute each step of the operation method of the imaging apparatus according to any one of claims 9 to 16. 走査機構により被検査物上の走査範囲で測定光を走査し、前記測定光の走査位置と前記被検査物からの前記測定光の反射光と基づいて画像を生成する撮像装置における前記測定光の走査位置を検出する走査位置検出装置であって、
前記走査範囲に対応して設定された任意の領域において前記測定光の少なくとも一部の透過又は遮光を行う遮光部と、
前記任意の領域を透過又は反射した前記測定光の少なくとも一部を検出する光検出部と、
前記検出された前記測定光の少なくとも一部に基づいて前記測定光の前記被検査物上の走査位置を検出する手段と、を有することを特徴とする走査位置検出装置。
The measurement light is scanned in a scanning range on the inspection object by a scanning mechanism, and the measurement light in the imaging device that generates an image based on the scanning position of the measurement light and the reflected light of the measurement light from the inspection object A scanning position detection device for detecting a scanning position,
A light-shielding part that transmits or shields at least a part of the measurement light in an arbitrary region set corresponding to the scanning range;
A light detection unit for detecting at least part of the measurement light transmitted or reflected by the arbitrary region;
And a means for detecting a scanning position of the measurement light on the inspection object based on at least a part of the detected measurement light.
前記走査機構と前記被検査物との間に配置されて前記測定光の一部を分割する手段と、
前記遮光部に対し、前記分割された測定光における前記走査範囲に対応する領域の内に前記測定光を遮光する前記任意の領域を設定する制御部と、を有し、
前記光検出部は前記任意の領域の外側を透過した前記測定光の少なくとも一部を検出することを特徴とする請求項18に記載の走査位置検出装置。
Means for dividing a part of the measurement light, which is arranged between the scanning mechanism and the inspection object;
A control unit that sets the arbitrary region for shielding the measurement light within a region corresponding to the scanning range in the divided measurement light, with respect to the light shielding unit,
The scanning position detection apparatus according to claim 18, wherein the light detection unit detects at least a part of the measurement light transmitted outside the arbitrary region.
前記走査機構と前記被検査物との間に配置されて、前記測定光を前記被検査物に反射する手段と、
前記遮光部に対し、前記被検査物における前記走査範囲に対応する前記反射する手段における領域に前記測定光を透過する前記任意の領域を設定する制御部と、を有し、
前記光検出部は前記任意の領域の外側の遮光部により散乱された前記測定光の少なくとも一部を検出することを特徴とする請求項18に記載の走査位置検出装置。
Means disposed between the scanning mechanism and the inspection object to reflect the measurement light to the inspection object;
A control unit that sets the arbitrary region that transmits the measurement light in a region of the reflecting unit corresponding to the scanning range of the inspection object with respect to the light shielding unit;
The scanning position detection apparatus according to claim 18, wherein the light detection unit detects at least a part of the measurement light scattered by the light shielding unit outside the arbitrary region.
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