JP2021040850A - 眼科装置、及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、主に、実施形態に係る眼科装置の光学系の構成について説明する。
投影系10は、例えば、屈折力測定用のリング状の投影形状のパターン光を被検眼Eに投影する。受光系20は、投影系10により被検眼Eに投影されたパターン光の戻り光を受光する。データ処理部30は、受光系20による戻り光の受光結果から受光像を取得する。いくつかの実施形態では、データ処理部30は、グローバルシャッター方式により受光像を取得する。データ処理部30は、受光像に描出された戻り光に基づくリング像を解析し、被検眼Eの眼屈折力値を算出する。
投影系10は、合焦制御後に、開口方向に延びる投影形状(例えば、スリット状、ライン状)を有する撮影用のパターン光を、開口方向に直交する方向に順次に被検眼Eに投影する。受光系20は、投影系10により被検眼Eに投影されたパターン光の戻り光を受光する。いくつかの実施形態では、データ処理部30は、ローリングシャッター方式により受光像を取得する。例えば、データ処理部30は、受光系20による戻り光の受光結果から、開口形状を開口方向に直交する方向(又は開口交差方向)にシフトしつつ開口形状に対応した受光像を順次に取得し、取得された受光像を合成することで、被検眼Eの眼底の画像を取得する。
投影系10は、パターン光発生部11と、光学系12とを含む。
パターン光発生部11は、後述の制御部から制御を受け、任意の投影形状のパターン光を発生する。それにより、被検眼Eにおけるパターン光の投影位置及び投影範囲が変更される。パターン光発生部11は、2以上の投影形状のパターン光を選択的に発生し、被検眼E(眼底)における2以上の投影領域にパターン光を選択的に投影することが可能である。
光学系12は、パターン光発生部11により発生されたパターン光をリレーするためのリレー光学系を含む。いくつかの実施形態では、光学系12は、更に、コリメートレンズと、光スキャナとを含む。この場合、光スキャナは、後述の制御部から制御を受け、パターン光を偏向することが可能である。
光合波分波器50は、投影系10からの光を光学系51に導くと共に、光学系51からの光を受光系20に導く。このような光合波分波器50の機能は、ビームスプリッタ、又はダイクロイックミラーにより実現可能である。
光学系51は、光合波分波器50と被検眼Eとの間に配置される。光学系51は、合焦機構52と、補正光学系53とを含む。いくつかの実施形態では、光学系51は、更に、合焦機構52と被検眼Eとの間に配置される対物レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系51は、パターン光の焦点位置を前眼部の近傍に移動するための前置レンズを含む。この場合、前置レンズは、パターン光の光路に対して挿脱可能に設けられる。
受光系20は、光学系21と、イメージセンサ22とを含む。
光学系21には、光合波分波器50によって反射された被検眼Eからのパターン光の戻り光が入射する。光学系21は、戻り光をイメージセンサ22の検出面に結像させる結像レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系21は、更に、戻り光をリレーするためのリレー光学系を含む。
イメージセンサ22は、ピクセル化された受光器としての機能を実現する。例えば、イメージセンサ22は、CMOSイメージセンサを含む。
データ処理部30は、イメージセンサ22により得られた受光像に対して、各種の画像処理や解析処理を施す。画像処理には、受光像に対するノイズ除去処理、受光像に描出された所定の部位を識別しやすくするための輝度補正処理がある。解析処理には、小瞳孔処理、眼屈折力値算出処理がある。
解析部31は、瞳孔領域特定部31Aと、瞳孔判定部31Bとを含む。
眼屈折力値算出部32は、イメージセンサ22による受光結果に基づいて取得された被検眼Eの眼底像に描出されたパターン光の戻り光に基づくリング像(パターン像)を解析する。
画像出力部40は、後述の制御部の制御を受けて各種の情報を表示する。例えば、画像出力部40は、データ処理部30により得られた受光像を出力する。データ処理部30により得られた受光像には、屈折力測定用に取得された受光像と、撮影用に取得された受光像(撮影画像)とが含まれる。
いくつかの実施形態では、眼科装置1は、更に、固視投影系を含む。例えば、固視投影系の光路は、図1に示す光学系の構成において、パターン光の光路に結合される。固視投影系は、内部固視標、外部固視標、又は屈折力測定のための視標を被検眼Eに提示することが可能である。内部固視標又は視標を被検眼Eに提示する場合、固視投影系は、制御部からの制御を受けて内部固視標又は視標を表示するLCDを含み、LCDから出力された光束を被検眼Eの眼底に投影する。LCDは、その画面上における固視標の表示位置を変更可能に構成されている。LCDにおける固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Eの眼底における固視標の投影位置を変更することが可能である。LCDにおける固視標の表示位置は、操作部を用いることによりユーザが指定可能である。
次に、実施形態にかかる眼科装置1の制御系について説明する。
制御部100は、眼科装置1の各部を制御する。制御部100は、主制御部101と、記憶部102とを含む。主制御部101は、プロセッサを含み、記憶部102に記憶されたプログラムに従って処理を実行することで、眼科装置1の各部の制御処理を実行する。
主制御部101は、投影系10の制御、受光系20の制御、データ処理部30の制御、画像出力部40の制御、光学系51の制御を行う。光学系51の制御には、合焦機構52の制御、補正光学系53の制御が含まれる。
記憶部102は、各種のコンピュータプログラムやデータを記憶する。コンピュータプログラムには、眼科装置1を制御するための演算プログラムや制御プログラムが含まれる。更に、記憶部102は、上記のように制御情報を記憶する。
操作部110は、操作デバイス又は入力デバイスを含む。操作部110には、眼科装置1に設けられたボタンやスイッチ(たとえば操作ハンドル、操作ノブ等)や、操作デバイス(マウス、キーボード等)が含まれる。また、操作部110は、トラックボール、操作パネル、スイッチ、ボタン、ダイアルなど、任意の操作デバイスや入力デバイスを含んでいてよい。
次に、眼科装置1の動作について説明する。
まず、主制御部101は、屈折力測定を行う。
次に、主制御部101は、ステップS1において算出された眼屈折力値のうち球面度数Sに基づいて合焦機構52を制御することにより所望の撮影部位の近傍にパターン光の焦点位置を配置させる。
続いて、主制御部101は、ステップS1において算出された眼屈折力値のうち乱視度数C及び乱視軸角度Aに基づいて補正光学系53を制御することにより被検眼Eの乱視状態を補正する。
次に、主制御部101は、被検眼Eの眼底を撮影させる。
まず、主制御部101は、被検眼Eの瞳孔に相当する画像領域を含む前眼部像を取得させる。
次に、主制御部101は、ステップS11において取得された前眼部像において、瞳孔に相当する画像領域を瞳孔領域として瞳孔領域特定部31Aに特定させる。
続いて、主制御部101は、ステップS12において特定された瞳孔領域から被検眼Eの瞳孔が小瞳孔であるか否かを瞳孔判定部31Bに判定させる。
ステップS13において、特定された瞳孔領域から被検眼Eの瞳孔が小瞳孔であると判定されたとき(S13:Y)、主制御部101は、パターン光発生部11を制御することにより、屈折測定用のリングの所定の直径を変更するようにパターン光の投影形状を変更する。
ステップS14に続いて、又はステップS13において被検眼Eの瞳孔が小瞳孔ではないと判定されたとき(S13:N)、主制御部101は、屈折力測定用のリング状のパターン光をパターン光発生部11に発生させる。
次に、主制御部101は、データ処理部30に受光像を取得させる。
続いて、主制御部101は、ステップS16において取得された受光像に描出されたリング像を解析部31に解析させ、眼屈折力値を眼屈折力値算出部32に算出させる。
ステップS4では、まず、主制御部101は、パターン光発生部11を制御することにより撮影用の投影形状のパターン光を発生させる。
次に、主制御部101は、データ処理部30に受光像を取得させる。
実施形態に係る眼科装置の構成及び制御は、上記の態様に限定されるものではない。以下、実施形態の変形例について、実施形態との相違点を中心に説明する。
実施形態では、パターン光発生部11が光源と非発光型のデバイスとを用いて、光源からの光を空間的に変調することによりパターン光を発生する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。本変形例では、パターン光発生部が、自発光型のデバイスを含む。
実施形態又はその変形例では、イメージセンサ22が、CMOSイメージセンサ及びCCDイメージセンサのいずれか一方を含む場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。ここで、CMOSイメージセンサは、ローリングシャッター方式によりパターン光の戻り光の受光結果の読み出しが可能なイメージセンサの一例である。CCDイメージセンサは、グローバルシャッター方式によりパターン光の戻り光の受光結果の読み出しが可能なイメージセンサの一例である。本変形例では、イメージセンサは、CCDイメージセンサとCMOSイメージセンサとを含む。
実施形態に係る眼科装置、及びその制御方法の作用および効果について説明する。
10 投影系
11、11a パターン光発生部
11A 光源
11B、12、21、51、121 光学系
11C 空間光変調器
20、20a 受光系
22、22a イメージセンサ
22A 光分波器
22B CCDイメージセンサ
22C CMOSイメージセンサ
30 データ処理部
31 解析部
31A 瞳孔領域特定部
31B 瞳孔判定部
32 眼屈折力値算出部
40 画像出力部
50 光合波分波器
52 合焦機構
53 補正光学系
100 制御部
101 主制御部
102 記憶部
110 操作部
120 自発光デバイス
E 被検眼
Claims (15)
- 変形可能な投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影部と、
前記被検眼からの前記パターン光の戻り光を受光し、前記戻り光の受光結果に基づいて前記被検眼の画像を取得する取得部と、
前記投影部に第1投影形状のパターン光を前記被検眼に投影させると共に、前記取得部に前記被検眼の第1画像を取得させる制御部と、
前記第1画像に描出された前記戻り光に基づく像に基づいて前記被検眼の眼屈折力値を算出する眼屈折力値算出部と、
を含む眼科装置。 - 前記制御部は、前記投影部に第1投影形状のパターン光を前記投影部に投影させることにより前記取得部に前記被検眼の第1画像を取得させると共に、前記投影部に第2投影形状のパターン光を前記投影部に投影させることにより前記取得部に前記被検眼の第2画像を取得させる
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記取得部は、前記第2画像をローリングシャッター方式により取得する
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記取得部は、前記第1画像をグローバルシャッター方式により取得する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記パターン光及び前記戻り光の光路に配置された合焦機構を含み、
前記制御部は、前記眼屈折力値に基づいて前記合焦機構を制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記パターン光及び前記戻り光の光路に配置された補正光学系を含み、
前記制御部は、前記眼屈折力値に基づいて前記補正光学系を制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記補正光学系は、バリアブルクロスシリンダレンズを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の眼科装置。 - 前記被検眼の前眼部像における瞳孔領域を特定し、前記瞳孔領域のサイズが所定の閾値以下であるか否かを判定する瞳孔判定部を含み、
前記制御部は、前記瞳孔判定部より前記瞳孔領域のサイズが所定の閾値以下であると判定されたとき、前記第1投影形状として前記サイズに対応した径のリング状の投影形状のパターン光を前記投影部に投影させる
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記投影部は、
光源と、
前記光源からの光を空間的に変調する空間光変調器と、
を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 変形可能な投影形状のパターン光を被検眼に投影する眼科装置の制御方法であって、
第1投影形状の第1パターン光を前記被検眼に投影する第1投影ステップと、
前記被検眼からの前記第1パターン光の第1戻り光を受光し、前記第1戻り光の受光結果に基づいて前記被検眼の第1画像を取得する第1取得ステップと、
第2投影形状の第2パターン光を前記被検眼に投影する第2投影ステップと、
前記被検眼からの前記第2パターン光の第2戻り光を受光し、前記第2戻り光の受光結果に基づいて前記被検眼の第2画像を取得する第2取得ステップと、
前記第1画像に描出された前記第1戻り光に基づく像に基づいて前記被検眼の眼屈折力値を算出する算出ステップと、
を含む眼科装置の制御方法。 - 前記第2取得ステップは、前記第2画像をローリングシャッター方式により取得する
ことを特徴とする請求項10に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記第1取得ステップは、前記第1画像をグローバルシャッター方式により取得する
ことを特徴とする請求項10〜請求項11のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記第2投影ステップの前に、前記眼屈折力値に基づいて前記第2パターン光の焦点位置を変更する合焦ステップを含む
ことを特徴とする請求項10〜請求項12のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記第2投影ステップの前に、前記眼屈折力値に基づいて前記第2パターン光の光路に配置された光学素子の屈折特性を補正する補正ステップを含む
ことを特徴とする請求項10〜請求項13のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記被検眼の前眼部像における瞳孔領域を特定し、前記瞳孔領域のサイズが所定の閾値以下であるか否かを判定する判定ステップを含み、
前記第1投影ステップは、前記判定ステップにおいて前記瞳孔領域のサイズが所定の閾値以下であると判定されたとき、前記第1投影形状として前記サイズに対応した径のリング状の投影形状のパターン光を投影する
ことを特徴とする請求項10〜請求項14のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。
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