JP2018126492A - 眼球撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】眼球撮影装置100Aは、照明装置111A及び112A、ハーフミラー120、撮像装置130A、第1偏光子140Aを有する。照明装置は、眼底撮影用照明部と角膜撮影用照明部とを有し、撮像装置は、第1対物レンズを有するカメラ部を含む。第1偏光子は、ハーフミラーとカメラ部との間に配置される。眼底撮影用照明部は、第1偏光子の透過軸に直交する方向に偏光した第1の光をハーフミラーに照射し、ハーフミラーは、第1の光を受けて、進行方向が第1対物レンズ131Zの光軸に一致する反射光を眼球に向けて出射する。眼底撮影用照明部が第1の光を出射するタイミングとは異なるタイミングで、角膜撮影用照明部は光を出射し、角膜撮影用照明部が出射した光に基づく第2の光は第1対物レンズの光軸に平行な方向とは異なる方向から第2の光で眼球を照射する。
【選択図】図1
Description
照明装置と、
ハーフミラーと、
撮像装置と、
第1偏光子と、
を備え、
前記照明装置は、眼底撮影用照明部および角膜撮影用照明部を有し、
前記撮像装置は、第1対物レンズを有する第1カメラ部を含み、
前記第1偏光子は、前記ハーフミラーと前記第1カメラ部との間に配置され、
前記眼底撮影用照明部は、前記第1偏光子の透過軸に直交する方向に偏光した第1の光を前記ハーフミラーに照射し、
前記ハーフミラーは、前記第1の光を受けて、進行方向が前記第1対物レンズの光軸に一致する反射光を眼球に向けて出射し、
前記眼底撮影用照明部が前記第1の光を出射するタイミングとは異なるタイミングで、前記角膜撮影用照明部は光を出射し、
前記角膜撮影用照明部が出射した光に基づく第2の光は、前記第1対物レンズの光軸に平行な方向とは異なる方向から、前記眼球を照射する、眼球撮影装置。
前記角膜撮影用照明部は、前記眼底撮影用照明部を取り囲むように配置され、前記光を出射する複数の発光部を含み、
前記光は、非偏光で前記ハーフミラーを照射し、
前記第2の光は、前記ハーフミラーが、前記光を反射した光である、項目1に記載の眼球撮影装置。
前記角膜撮影用照明部は、前記光軸に沿って見たとき、前記第1対物レンズを取り囲むように配置され、前記光を出射する複数の発光部を含み、
前記光は、非偏光で前記ハーフミラーを照射し、
前記ハーフミラーを透過した光が前記第2の光である、項目1に記載の眼球撮影装置。
前記角膜撮影用照明部は、前記光を出射する複数の発光部を含み、
前記角膜撮影用照明部は、前記ハーフミラーに関して前記第1カメラ部とは反対側に配置され、
複数の発光部は、前記光軸と重ならない位置かつ前記光軸に平行で前記第1対物レンズと交差する直線と重ならない位置に配置される、項目1に記載の眼球撮影装置。
前記複数の発光部は、複数の第1光源および複数の第2光源を含み、
前記角膜撮影用照明部は、各第1光源の前面に配置された第1直線偏光板を有し、
各第1直線偏光板の透過軸は、前記第1偏光子の透過軸の方向に直交しており、
前記複数の第1光源および前記複数の第2光源は、互いに異なるタイミングで発光する項目2から4のいずれかに記載の眼球撮影装置。
前記撮像装置は、第2対物レンズを有する第2カメラ部をさらに含み、
前記第1偏光子は、前記ハーフミラーと前記第2カメラ部との間に配置される、項目1から5のいずれかに記載の眼球撮影装置。
[項目7]
前記第2対物レンズの焦点距離は、前記第1対物レンズの焦点距離よりも小さい、項目6に記載の眼球撮影装置。
複数の第1カメラ部を含み、
前記複数の第1カメラ部は前記第1カメラ部を含み、
前記複数の第1カメラ部は複数の第1対物レンズを含み、
前記複数の第1対物レンズは前記第1対物レンズを含み、
前記複数の第1カメラ部と前記複数の第1対物レンズはそれぞれ対応し、
前記複数の第1対物レンズは、前記光軸に沿って見たとき、前記第2対物レンズを取り囲む、項目6に記載の眼球撮影装置。
前記第2対物レンズの焦点距離は、前記複数の第1対物レンズのそれぞれの焦点距離よりも小さい、項目8に記載の眼球撮影装置。
前記照明装置は、表示面を有するディスプレイであり、
前記眼底撮影用照明部は、前記表示面の第1領域と、前記第1領域の前面に配置された第2偏光子とを含み、
前記第2偏光子の透過軸は、前記第1偏光子の透過軸の方向に直交しており、
前記角膜撮影用照明部は、前記第1領域を取り囲む、前記表示面の第2領域を含む、項目1に記載の眼球撮影装置。
前記照明装置および前記撮像装置を同期して駆動させる制御回路をさらに含み、
前記ディスプレイは、複数の画像を切り替えて表示し、
前記制御回路は、前記撮像装置によって前記眼球の散瞳を検出し、散瞳が検出されたときに前記眼底撮影用照明部に前記第1の光の照射を実行させ、前記撮像装置に前記眼球を撮影させる、項目10に記載の眼球撮影装置。
前記第1の光の照射のもとでの撮影に続けて、前記第1の光の照射を終了させ、前記角膜撮影用照明部を発光させて前記撮像装置によって前記眼球を撮影する、項目11に記載の眼球撮影装置。
前記眼底撮影用照明部および前記角膜撮影用照明部の一方は、第1直線偏光板を含む第1発光部と、第2直線偏光板を含む第2発光部と、第3直線偏光板を含む第3発光部と、第1円偏光板を含む第4発光部とを有し、
前記第1、第2および第3直線偏光板の透過軸の方向は、互いに異なり、かつ、前記第1、第2および第3直線偏光板の透過軸のうちの1つは、前記第1の光の偏光方向に平行であり、
前記第1カメラ部を含む、複数の第1カメラ部を含み、
前記第1偏光子は、透過軸が前記第1の光の偏光方向と平行な第4直線偏光板と、透過軸が前記第1の光の偏光方向と直交する第5直線偏光板と、透過軸の方向が前記第4直線偏光板の透過軸の方向および前記第5直線偏光板の透過軸の方向のいずれとも異なっている第6直線偏光板と、第2円偏光板とを含み、
前記第4直線偏光板、前記第5直線偏光板、前記第6直線偏光板および前記第2円偏光板のそれぞれは、前記複数の第1カメラ部のうちの1つの前面に配置されている、項目1に記載の眼球撮影装置。
前記眼底撮影用照明部および前記角膜撮影用照明部の他方は、第7直線偏光板を含む第5発光部と、第8直線偏光板を含む第6発光部と、第9直線偏光板を含む第7発光部と、第3円偏光板を含む第8発光部とを有し、
前記第7、第8および第9直線偏光板の透過軸の方向は、互いに異なり、かつ、前記第7、第8および第9直線偏光板の透過軸のうちの1つは、前記第1の光の偏光方向に平行である、項目13に記載の眼球撮影装置。
前記撮像装置は、ライトフィールドカメラである、項目1から14のいずれかに記載の眼球撮影装置。
前記撮像装置は、前記眼球が前記第1の光の反射光で照射されているときに、前記眼球の眼底を撮影し、前記眼球が前記第2の光で照射されているときに、前記眼球の角膜を撮影する、項目1から15のいずれかに記載の眼球撮影装置。
図1は、本開示の第1の実施形態による眼球撮影装置の例示的な構成を模式的に示す。図1に示す眼球撮影装置100Aは、照明装置110Aと、ハーフミラー120と、撮像装置130Aと、偏光子140Aとを有する。図1に例示する構成では、撮像装置130Aは、イメージセンサ131sと、イメージセンサ131sの前面に配置された対物レンズ131zとを有するカメラ部131を含む。ハーフミラー120は、第1面120aと、第1面120aの反対側に位置する第2面120bとを有し、図1に示すように、第1面120aに立てた法線Nが対物レンズ131zの光軸Lzに対して概ね45°傾斜するようにして眼球撮影装置100A内に配置される。偏光子140Aは、ハーフミラー120の第2面120bと撮像装置130Aとの間に位置している。
本開示の実施形態による眼球撮影装置は、上述した例に限定されず、種々の改変が可能である。例えば、照明装置に関して種々の改変が可能である。言うまでもないが、以下に説明する構成は、あくまでも例示であり、照明装置に関する改変は、以下に説明する構成に限定されない。
照明装置と同様に、本開示の眼球撮影装置は、撮像装置に関しても種々の改変が可能である。図16および図17は、本開示の第2の実施形態による眼球撮影装置の例示的な構成を模式的に示す。図16および図17に示す眼球撮影装置100Eは、図1を参照して説明した眼球撮影装置100Aと比較して、撮像装置130Aに代えて撮像装置130Eを有している。
図18および図19は、眼球撮影装置の第4の改変例を示す。図18および図19に示す眼球撮影装置100Fは、第1のカメラ部131と、第2のカメラ部132とを有する撮像装置130Fを有する。図18および図19に例示する構成において、第2のカメラ部132は、対物レンズ132zと、イメージセンサ131sとを含む。つまり、この例では、第1のカメラ部131および第2のカメラ部132は、イメージセンサ131sを共有している。もちろん、第1のカメラ部131と第2のカメラ部132とが、独立してイメージセンサを有していてもよい。図18および図19に模式的に示すように、この例では、対物レンズ131zの光軸Lzに沿って見たとき、カメラ部132は、偏光子140Aによって覆われている。
図24は、本開示の第3の実施形態による眼球撮影装置の例示的な構成を模式的に示す。図24に示す眼球撮影装置100Hは、ディスプレイ200および偏光子210pを有する照明装置110Hを含む。ディスプレイ200は、表示面200rを有し、偏光子210pは、表示面200rの中央付近の第1領域Q1を覆っている。表示面200rのうち、第1領域Q1の周囲に位置する第2領域Q2上には、偏光子は配置されていない。例えば照明装置110Aの第1照明部111Aが有する偏光子111pと同様に、第1領域Q1の前面に配置された偏光子210pの透過軸は、偏光子140Aの透過軸の方向に直交する。ディスプレイ200としては、公知の表示装置を利用することができ、ここでは、有機ELディスプレイを例示する。なお、図24に例示する構成では撮像装置130Gが適用されているが、これまでに説明した撮像装置130A、130Eおよび130Fのいずれも適用可能であることは言うまでもない。
E(R)/E(G) < TH1
かつ
E(B)/E(G) < TH2
である場合(TH1、TH2は一定値)、画像コンテンツの光分布が特定の色に偏らず、無彩色のグレイに近いため、当該表示画像をそのまま眼底画像取得の際の照明光として使うことができる。この場合、当該表示画像中心部Q1の画像を偏光照明としてそのまま使って眼底を撮像する(ステップS8)。この場合、周辺部Q2領域の画像輝度を低下させてもよく、その場合瞳孔がさらに開く副次的効果もある。次に当該表示画像周辺部Q2の画像コンテンツを使って角膜撮像を実施する(ステップS9)。この場合、中央部Q1領域の画像輝度を低下させることによって、角膜を斜めから非偏光で照明する。
これまでに説明した実施形態では、特に眼底の撮影において、眼球からの戻り光のうち、特定の偏光面の光を偏光子140Aによって遮断することによって、より鮮明な画像を取得している。しかしながら、以下に説明するように、戻り光の偏光状態に関する情報を積極的に取得して、偏光状態に関する情報を眼球の観察に活用してもよい。
I(S0)=I0+I90
I(S1)=I0−I90
I(S2)=I45−I135
I(S3)=IRh−ILh (1)
I(S0)=I0+I90
I(S1)=I0−I90
I(S2)=(I0+I90)−2*I135
I(S3)=2*IRh−(I0+I90) (2)
11pa、11pd 直線偏光板
11q 光源
11qd 1/4波長板
12、12a〜12d 発光部
12pa :直線偏光板
12pc :直線偏光板
12pd :直線偏光板
12q 光源
12qd 1/4波長板
14pa、14pc、14pd 直線偏光板
14q 1/4波長板
100A〜100C、100E〜100I 眼球撮影装置
110A〜110C、110H、110I 照明装置
111A〜111C、111H、111I 第1照明部
111p 偏光子
111q 光源
112A〜112D、112H、112I 第2照明部
112p 偏光子
112q 光源
113I 第1照明部
113q、114q 光源
120 ハーフミラー
130A、130E〜130G、130I 撮像装置
131、131E、131a〜131h (第1の)カメラ部
131m マイクロレンズアレイ
131s イメージセンサ
131z 対物レンズ
132 (第2の)カメラ部
132z 対物レンズ
140A、140I 偏光子
170 制御回路
200 ディスプレイ
210p 偏光子
500 眼球
510 角膜
550 眼底
LA〜LD 発光部
LDa、LDb、LDba 発光部
Lz 光軸
Claims (16)
- 照明装置と、
ハーフミラーと、
撮像装置と、
第1偏光子と、
を備え、
前記照明装置は、眼底撮影用照明部および角膜撮影用照明部を有し、
前記撮像装置は、第1対物レンズを有する第1カメラ部を含み、
前記第1偏光子は、前記ハーフミラーと前記第1カメラ部との間に配置され、
前記眼底撮影用照明部は、前記第1偏光子の透過軸に直交する方向に偏光した第1の光を前記ハーフミラーに照射し、
前記ハーフミラーは、前記第1の光を受けて、進行方向が前記第1対物レンズの光軸に一致する反射光を眼球に向けて出射し、
前記眼底撮影用照明部が前記第1の光を出射するタイミングとは異なるタイミングで、前記角膜撮影用照明部は光を出射し、
前記角膜撮影用照明部が出射した光に基づく第2の光は、前記第1対物レンズの光軸に平行な方向とは異なる方向から、前記眼球を照射する、
眼球撮影装置。 - 前記角膜撮影用照明部は、前記眼底撮影用照明部を取り囲むように配置され、前記光を出射する複数の発光部を含み、
前記光は、非偏光で前記ハーフミラーを照射し、
前記第2の光は、前記ハーフミラーが、前記光を反射した光である、
請求項1に記載の眼球撮影装置。 - 前記角膜撮影用照明部は、前記光軸に沿って見たとき、前記第1対物レンズを取り囲むように配置され、前記光を出射する複数の発光部を含み、
前記光は、非偏光で前記ハーフミラーを照射し、
前記ハーフミラーを透過した光が前記第2の光である、
請求項1に記載の眼球撮影装置。 - 前記角膜撮影用照明部は、前記光を出射する複数の発光部を含み、
前記角膜撮影用照明部は、前記ハーフミラーに関して前記第1カメラ部とは反対側に配置され、
複数の発光部は、前記光軸と重ならない位置かつ前記光軸に平行で前記第1対物レンズと交差する直線と重ならない位置に配置される、
請求項1に記載の眼球撮影装置。 - 前記複数の発光部は、複数の第1光源および複数の第2光源を含み、
前記角膜撮影用照明部は、各第1光源の前面に配置された第1直線偏光板を有し、
各第1直線偏光板の透過軸は、前記第1偏光子の透過軸の方向に直交しており、
前記複数の第1光源および前記複数の第2光源は、互いに異なるタイミングで発光する、
請求項2から4のいずれかに記載の眼球撮影装置。 - 前記撮像装置は、第2対物レンズを有する第2カメラ部をさらに含み、
前記第1偏光子は、前記ハーフミラーと前記第2カメラ部との間に配置される、
請求項1から5のいずれかに記載の眼球撮影装置。 - 前記第2対物レンズの焦点距離は、前記第1対物レンズの焦点距離よりも小さい、
請求項6に記載の眼球撮影装置。 - 複数の第1カメラ部を含み、
前記複数の第1カメラ部は前記第1カメラ部を含み、
前記複数の第1カメラ部は複数の第1対物レンズを含み、
前記複数の第1対物レンズは前記第1対物レンズを含み、
前記複数の第1カメラ部と前記複数の第1対物レンズはそれぞれ対応し、
前記複数の第1対物レンズは、前記光軸に沿って見たとき、前記第2対物レンズを取り囲む、
請求項6に記載の眼球撮影装置。 - 前記第2対物レンズの焦点距離は、前記複数の第1対物レンズのそれぞれの焦点距離よりも小さい、
請求項8に記載の眼球撮影装置。 - 前記照明装置は、表示面を有するディスプレイであり、
前記眼底撮影用照明部は、前記表示面の第1領域と、前記第1領域の前面に配置された第2偏光子とを含み、
前記第2偏光子の透過軸は、前記第1偏光子の透過軸の方向に直交しており、
前記角膜撮影用照明部は、前記第1領域を取り囲む、前記表示面の第2領域を含む、
請求項1に記載の眼球撮影装置。 - 前記照明装置および前記撮像装置を同期して駆動させる制御回路をさらに含み、
前記ディスプレイは、複数の画像を切り替えて表示し、
前記制御回路は、前記撮像装置によって前記眼球の散瞳を検出し、散瞳が検出されたときに前記眼底撮影用照明部に前記第1の光の照射を実行させ、前記撮像装置に前記眼球を撮影させる、
請求項10に記載の眼球撮影装置。 - 前記第1の光の照射のもとでの撮影に続けて、前記第1の光の照射を終了させ、前記角膜撮影用照明部を発光させて前記撮像装置によって前記眼球を撮影する、
請求項11に記載の眼球撮影装置。 - 前記眼底撮影用照明部および前記角膜撮影用照明部の一方は、第1直線偏光板を含む第1発光部と、第2直線偏光板を含む第2発光部と、第3直線偏光板を含む第3発光部と、第1円偏光板を含む第4発光部とを有し、
前記第1、第2および第3直線偏光板の透過軸の方向は、互いに異なり、かつ、前記第1、第2および第3直線偏光板の透過軸のうちの1つは、前記第1の光の偏光方向に平行であり、
前記第1カメラ部を含む、複数の第1カメラ部を含み、
前記第1偏光子は、透過軸が前記第1の光の偏光方向と平行な第4直線偏光板と、透過軸が前記第1の光の偏光方向と直交する第5直線偏光板と、透過軸の方向が前記第4直線偏光板の透過軸の方向および前記第5直線偏光板の透過軸の方向のいずれとも異なっている第6直線偏光板と、第2円偏光板とを含み、
前記第4直線偏光板、前記第5直線偏光板、前記第6直線偏光板および前記第2円偏光板のそれぞれは、前記複数の第1カメラ部のうちの1つの前面に配置されている、
請求項1に記載の眼球撮影装置。 - 前記眼底撮影用照明部および前記角膜撮影用照明部の他方は、第7直線偏光板を含む第5発光部と、第8直線偏光板を含む第6発光部と、第9直線偏光板を含む第7発光部と、第3円偏光板を含む第8発光部とを有し、
前記第7、第8および第9直線偏光板の透過軸の方向は、互いに異なり、かつ、前記第7、第8および第9直線偏光板の透過軸のうちの1つは、前記第1の光の偏光方向に平行である、
請求項13に記載の眼球撮影装置。 - 前記撮像装置は、ライトフィールドカメラである、
請求項1から14のいずれかに記載の眼球撮影装置。 - 前記撮像装置は、前記眼球が前記第1の光の反射光で照射されているときに、前記眼球の眼底を撮影し、前記眼球が前記第2の光で照射されているときに、前記眼球の角膜を撮影する、
請求項1から15のいずれかに記載の眼球撮影装置。
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