JP2024520972A - 眼内撮像のための３次元撮像デバイス - Google Patents

Abstract

本主題は、眼の様々な構造を撮像するための3次元(3D)撮像デバイス(100)に関する。3D撮像デバイス(100)は、眼内撮像ユニット(104)に着脱可能に連結された3D視認ユニット(102)を備える。撮像モジュール(103)、たとえば、スマートフォン、は、3D視認ユニット(102)とスマートフォンのカメラを使用して眼の画像またはビデオを取り込むための眼内撮像ユニット(104)との間に配置され得る。3D視認ユニット102は、仮想現実(VR)ボックスまたはスマートグラスになり得る。眼内撮像ユニット104は、撮像レンズ(106)、照明モジュール(108)、機械学習モジュール(110)、制御モジュール(112)、プロセッサ(114)、およびメモリ(116)を備える。眼内撮像ユニット(104)の構成要素は、それらが眼の細隙灯撮像と眼科撮像との両方のために使用されるように、配置される。

Description

本主題は、概して眼内撮像のための撮像デバイスに関し、詳細には、眼の様々な構造を撮像するための3次元撮像デバイスに関する。

検眼鏡および細隙灯などの現在の眼科器具は、眼科医が眼疾患の検査をするために眼の異なる構造を見ることを可能にする。細隙灯は、それを用いて眼科医が眼の前部を診察することができる、可動細隙光源および双眼顕微鏡を有する眼科器具である。異なるレンズと結合されたとき、細隙灯はまた、眼の後部の診察のために使用され得る。検眼鏡、たとえば、間接検眼鏡は、眼科医が角膜、網膜、または眼の他の部分を見ることを可能にする眼科器具である。間接検眼鏡では、間接検眼鏡からの光源が、患者の眼に向けられ、反射光が、観察下の患者の眼の画像を形成するために、集光レンズによって集められる。取得された画像は、ファインダを介してかつ/または表示ユニットを介して眼科医が見ることができる。

詳細な説明が、添付の図面を参照して記述される。図では、参照番号の最も左の数字は、その参照番号が最初に現れた図を識別する。同じ番号が、可能であれば類似の特徴および構成要素を参照するために、複数の図面を通して使用される。

本主題の一実施形態による、3次元撮像デバイスのブロック図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像のための3D視認ユニットとしての例示的VRボックスの図である。 本主題の一実施形態による、眼内撮像ユニットがVRボックスに連結されている、細隙灯撮像のための例示的3D撮像デバイスの等角図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像のための眼内撮像ユニットの正面図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像のための例示的3D撮像デバイスの側面図である。 本主題の一実施形態による、例示的スマートフォンを使用する細隙灯撮像の光学配置を示す図である。 本主題の一実施形態による、眼科撮像のための3D視認ユニットとしての例示的VRボックスを示す図である。 本主題の一実施形態による、眼内撮像ユニットがVRボックスに連結された、眼科撮像のための例示的3D撮像デバイスの上面図である。 本主題の一実施形態による、眼科撮像のための例示的3D撮像デバイスの水平断面図である。 本主題の一実施形態による、眼科撮像のための眼内撮像ユニットの正面図である。 本主題の一実施形態による、例示的スマートフォンを使用する眼科撮像の光学配置を示す図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のための3D視認ユニットとしての例示的スマートグラスを示す図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のための例示的スマートグラスの正面図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のための例示的スマートグラスの上面図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のための例示的スマートグラスの側面図である。 本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のために眼科医が身に付けた例示的スマートグラスの上面図である。 本主題の一実施形態による、広角および狭角撮像のための光学配置を示す図である。 本主題の一例による、3D視認ユニットとしてのエルコス(LCOS: Liquid Crystal on Silicon)技術に基づく双眼検眼鏡の上面斜視図である。 本主題の一例による、3D視認ユニットとしてのエルコス技術に基づく双眼検眼鏡の正面斜視図である。

本主題は、概して眼内撮像のための撮像デバイスに関し、詳細には、眼の様々な構造を撮像するための3次元撮像デバイスに関する。

現在、様々な眼科器具が、眼の後部および前部構造を診察および撮像するために眼科医によって使用されている。たとえば、双眼間接検眼鏡は、格子状変性、網膜裂孔または裂傷、網膜剥離、未熟児の網膜症、網膜分離症、鎌状赤血球網膜症、および数々の他の疾患を含む、様々な硝子体網膜疾患を診断するおよび処理するための必須のツールになっている。現代の間接検眼鏡は、調整可能な瞳孔間の距離、携帯用パワーパック、調整可能な鏡、防塵光学系、および無赤色およびコバルトブルーフィルタを含み得る、無数の特徴を有して開発された。いくつかの間接検眼鏡に内蔵されたビデオ取り込み能力は、患者がビデオで自分の眼底部を見ることを可能にし、学生もまた、この特徴からおおいに恩恵を受けている。

通常の間接検眼鏡は、単に、約0.5xから0.8x倍率の広い視野を提供することができる。また、眼の拡大された視野と標準の視野とを切り替えるための従来の検眼鏡における機構は存在しない。さらに、カラーフィルタが、眼の様々な構造を見るための間接検眼鏡において必要とされ、たとえば、無赤カラーフィルタは、血液、薄膜、新血管、網膜の神経線維層の不具合を見るために使用することができ、網膜の白っぽい部分を強調する。さらに、細隙灯または検眼鏡を使用して診察を実行するために、患者の眼は、眼の後部がよく見えるように拡張される必要があり、これは患者にとって不快になり得る。したがって、従来の眼科器具の前述の問題および他の不利点を克服することができるデバイスが必要とされている。

本主題は、眼の様々な構造を撮像するための3次元(3D)撮像デバイスを開示する。本主題の一態様において、3D撮像デバイスは、3D視認ユニットおよび眼内撮像ユニットを備える。一例では、3D視認ユニットは、眼内撮像ユニットに着脱可能に連結される。3D視認ユニットは、仮想現実(VR)ボックスまたはスマートグラスになり得る。一例では、VRボックスが、3D視認ユニットとして使用されるとき、スマートフォンが、2D画像またはビデオを没入型3D画像またはビデオに変換するために3D視認ユニットと眼内撮像ユニットとの間に配置され得る。

眼内撮像ユニットは、撮像レンズ、照明モジュール、機械学習モジュール、制御モジュール、プロセッサ、およびメモリを備える。撮像レンズは、眼の様々な構造を拡大するおよび見るために使用され得る。一例では、撮像レンズは、約2xから4x倍率の眼の高倍率を可能にする。さらに、倍率はまた、約0.5xから0.8xの標準視界から約2xから4xの拡大された視界に切り替えることができる。照明モジュールは、眼を照らすための発光ダイオードLEDのなどの1つまたは複数の光源を含む。一例では、赤外光が、眼のビデオまたは画像を見るために使用され得る。この不可視の赤外光源は、眼を拡張することなく眼の構造を見ることを可能にし、可視光が、眼の画像を取り込むために使用され得る。追加で、通常のカラーフィルタの波長および機能性を有する多色LEDが、眼の異なる構造を見るために使用され得る。

眼内撮像ユニットは、細隙灯撮像と眼科撮像との両方のために使用され得る。眼内撮像ユニットが、細隙灯撮像のために使用されるとき、照明モジュールは、撮像レンズの撮像軸の両側で45度移動し得る。他方で、眼内撮像ユニットが、眼科撮像のために使用されるとき、撮像レンズおよび照明モジュールは、撮像レンズの撮像軸から離れた位置に移動され得る。さらに、眼内撮像ユニットの制御モジュールは、撮像レンズおよび照明モジュールを制御するために使用され得る。

本主題の一態様において、眼内撮像ユニットは、眼の2次元(2D)画像を提供する。眼内撮像ユニットは、3D視認ユニット、たとえば、VRボックスまたはスマートグラス、に接続され、そこで、3D視認ユニットは、2D画像または2Dビデオを3D画像または3Dビデオに変換する。VRボックスが、3D視認ユニットとして使用されるとき、撮像モジュール、たとえば、スマートフォン、は、3D視認ユニットと眼内撮像ユニットとの間に配置され得る。一例では、スマートフォンにインストールされたアプリケーションが、2D画像または2Dビデオを3D画像または3Dビデオに変換するために使用され得る。

さらに、眼内撮像ユニットの機械学習モジュールは、3D画像の自動取り込みのために使用され得る。一例では、機械学習モジュールは、取り込まれた赤外線画像をカラー画像に自動的に変換し、3D視認ユニットに表示することができる。一例では、機械学習モジュールはさらに、眼科医がジェスチャまたは指の動きを提供してVRボックスまたはスマートグラスの動作を制御することを可能にすることができる。さらに、機械学習モジュールはまた、スマートフォンにインストールされたアプリケーションを音声コマンドを使用して制御するために使用され得る。

したがって、本主題の3次元撮像デバイスは、眼科医が3次元で眼の様々な構造の画像またはビデオを見ることおよびリアルタイムで3D画像を自動的に取り込むことを可能にする。3D撮像デバイスはまた、細隙灯撮像と眼科撮像との両方のために使用され得る。さらに、3D撮像デバイスは、約2xから4xのより大きな倍率の眼を提供し、倍率レベルは、拡大された視野と標準視野との間で切り替えることができる。赤外光源が、見るために眼を照らすために使用されるので、診察の前の眼の拡張は、なくすことができる。さらに、従来のカラーフィルタのそれと同じ波長および同じ機能性を有する多色LEDが、眼の様々な構造を見るために使用されるので、従来のカラーフィルタの使用はまた、回避され得る。3次元撮像デバイスはまた、間接/直接検眼鏡撮像/ビデオ、隅角鏡撮像、レーザ手術撮像、未熟児の網膜症撮像、前部撮像、狭角および広角撮像、蛍光眼底血管造影などのために使用することができる。

本主題の態様について、添付の図と併せてさらに記述する。記述および図は単に本主題の原理を説明していることに留意されたい。したがって、本明細書に明示的に記述または図示されていないが、本主題の原理を実施する様々な配列が、本記述から考案される可能性があり、その範囲に含まれることが理解されよう。さらに、本主題の原理、態様、および実装形態ならびにその具体例を挙げる本明細書におけるすべての記述は、その均等物を包含することが意図されている。

図1は、本主題の一実施形態による、3次元撮像デバイスのブロック図を示す。3次元(3D)撮像デバイス100は、3D視認ユニット102および眼内撮像ユニット104を備える。3D視認ユニット102は、眼内撮像ユニット104に着脱可能に連結され得る。3D視認ユニット102の例としては、これらに限定されないが、仮想現実(VR)ボックスまたはスマートグラスを挙げることができる。一例では、VRボックスが、3D視認ユニット102として使用される場合、撮像モジュール103、たとえば、スマートフォンが、2D画像または2Dビデオを没入型3D画像または3Dビデオに変換するために3D視認ユニット102と眼内撮像ユニット104との間に配置され得る。

眼内撮像ユニット104は、撮像レンズ106、照明モジュール108、機械学習モジュール110、制御モジュール112、プロセッサ114、およびメモリ116を備える。プロセッサ114は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央処理装置、状態機械、論理回路、および/または動作命令に基づいて信号を操作する任意のデバイスとして実装され得る。数ある能力の中で、プロセッサ114は、コンピュータ可読命令を取り出しおよび実行することができる。プロセッサ114の機能は、専用ハードウェアならびに機械可読命令を実行する能力を有するハードウェアの使用を介して提供され得る。

眼内撮像ユニット104はまた、プロセッサ114に連結されたメモリ116を含み得る。メモリ116は、揮発性メモリ(たとえば、RAM)、および/または不揮発性メモリ(たとえば、EPROM、フラッシュメモリ、メモリスタなど)を含む、任意の非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。メモリ116はまた、外部メモリユニット、たとえば、フラッシュドライブ、コンパクトディスクドライブ、外部ハードディスクドライブ、データベースなど、でもよい。

眼内撮像ユニット104は、様々なデバイス、たとえば、細隙灯撮像および眼科撮像、と使用され得る。例示的実装形態では、眼内撮像ユニット104が、細隙灯撮像のために使用されるとき、照明モジュール108は、撮像レンズ106の撮像軸の両側で45度移動することができる。別の例では、眼内撮像ユニット104が、眼科撮像のために使用されるとき、照明モジュール108は、撮像レンズ106の撮像軸から離れた位置に移動され得る。照明モジュール108は、手動で、すなわち、撮像デバイスに含まれた様々なつまみを使用することによって、または自動的に、すなわち、制御モジュール112から受信された命令に基づいて、撮像デバイス内の異なる位置に移動され得る。いずれの状況でも、撮像デバイス内の照明モジュール108の移動を可能にするために、照明モジュール108は、撮像モジュール内に配置された1セットのガイドレール(図示せず)上に配置され得る。一例では、ガイドレールのセットからのガイドレールは、照明モジュール108が撮像レンズの撮像軸の両側で45度移動されることを可能にするように配置され得る。本例では、ガイドレールのセットとは別のガイドレールは、照明モジュール108が撮像レンズの撮像軸から離れた位置に移動されることを可能にするように配置され得る。

一例では、照明モジュール108が、自動的に撮像デバイス内の異なる位置に移動されるとき、撮像デバイスに含まれた1セットのモータ(図示せず)が、撮像デバイス内の照明モジュール108の移動を制御するために使用され得る。本例では、モータの動作は、撮像デバイス内の照明モジュール108の移動を制御するために、制御モジュール112によって、制御され得る。

一例では、VRボックスが、3D視認ユニット102として使用されるとき、撮像レンズ106が、眼の様々な構造を拡大するおよび見るために使用され得る。本例では、撮像レンズ106は、撮像モジュール103、たとえば、スマートフォン、の内蔵カメラの前に配置され得、そこで、撮像モジュール103は、眼内撮像ユニット104とVRボックスとの間に配置され得る。さらに、本例では、スマートフォンは、そこにインストールされたアプリケーションを有することができ、そこで、アプリケーションは、取り込まれた2D画像または2Dビデオを、VRボックスのディスプレイに表示される3D画像またはビデオに変換する。

別の例では、スマートグラスが、3D視認ユニット102として使用されるとき、撮像モジュール103、たとえば、カメラが、スマートグラスに取り付けられ得る。本例では、撮像レンズ106が、眼科撮像ならびに細隙灯撮像のためのスマートグラスのカメラの前に配置され得る。さらに、本例では、眼内撮像ユニット104のプロセッサ114は、撮像モジュール103によって取り込まれた2D画像またはビデオを3D画像またはビデオに変換することができる。3D画像およびビデオは、次いで、スマートグラスのディスプレイに表示され得る。

一例では、3次元撮像デバイス100が、間接/直接検眼鏡撮像/ビデオ、隅角鏡撮像、レーザ手術撮像、未熟児の網膜症撮像、前部撮像、狭角および広角撮像、ならびに蛍光眼底血管造影のために使用され得る。一例では、3次元撮像デバイスが、隅角鏡撮像のために使用されるとき、隅角レンズが、スマートグラスまたはVRボックスと眼との間に配置され得る。したがって、本主題の3次元撮像デバイスは、眼科医が3次元で様々なアプリケーションの眼の画像またはビデオを見ることおよびリアルタイムで3D画像を自動的に取り込むことを可能にする。

図2aは、本主題の一実施形態による、細隙灯撮像のための3D視認ユニットを示す。一例では、3D視認ユニットは、仮想現実(VR)ボックスでもよい。図に示すように、VRボックス202は、患者の眼204の診察のために眼科医によって身に付けられ得る。VRボックス202は、細隙灯撮像のための眼内撮像ユニット104に連結され得る。前述のように、眼内撮像ユニット104は、撮像レンズ106および照明モジュール108を備える。細隙灯撮像のために、照明モジュール108は、撮像レンズ106の撮像軸の両側で45度移動することができる。さらに、既に述べたように、撮像レンズ106は、眼の様々な構造を拡大するまたは見るために使用され得る。さらに、撮像モジュール103、たとえば、スマートフォン、にインストールされたアプリケーションは、VRボックス202のディスプレイに表示され得る3D画像または3Dビデオに取り込まれた2D画像または2Dビデオが変換されることを可能にし得る。

図2bは、本主題の一例による、細隙灯撮像のための3D撮像デバイス100の等角図を示し、そこで、眼内撮像ユニット104は、VRボックス202に連結されている。前述したように、眼内撮像ユニット104は、撮像レンズ106および照明モジュール108を備える。VRボックス202を使用する細隙灯撮像のために、照明モジュール108は、撮像レンズ106の撮像軸の両側で45度移動することができる。さらに、既に述べたように、撮像レンズ106は、眼の画像またはビデオを取り込むための撮像モジュール103のカメラ(図2bに示さず)の前に配置され得る。

一例では、照明モジュール108は、1つまたは複数の赤外光源、たとえば、眼を照らすための赤外線発光ダイオード(LED)、を含む照明アセンブリ214を含み得る。赤外光源は、患者の眼を拡張せずに眼の画像を見ることを可能にし得る。本例では、照明アセンブリ214はさらに、多色LEDを含み得る。

照明モジュール108はさらに、赤外線LEDによって形成される照明円のサイズを変更するための照明円直径変更つまみ216を含み得る。一例では、照らされる円直径の標準出力は、50mm、37mm、および17mmのうちの1つでもよい。

さらに、眼内撮像ユニット104は、多色LEDおよび他の光源、たとえば、照明アセンブリ214内に存在する赤外線LED、によって放射される光の強度を制御するための光強度制御つまみ218を含み得る。眼内撮像ユニット104はさらに、多色LEDの異なる色を切り替えるための多色LED切替え制御220を含み得る。多色LED(図2bに示さず)は、眼の様々な構造を見るために使用される従来のカラーフィルタと同じ波長および機能性を有し得る。一例では、眼内撮像ユニット104はまた、撮像レンズの撮像軸の両側で照明アセンブリの角度を45度変更するためのLED角度変更つまみ222を含み得る。

例示的な一実装形態において、撮像モジュール103は、患者の眼の2D画像または2Dビデオを取り込むことができる。一例では、撮像レンズ106は、眼内撮像ユニット104とVRボックスとの間に配置される撮像モジュール103、たとえば、スマートフォン、の内蔵カメラの前に配置され得る。一例では、スマートフォンは、取り込まれた2D画像または2DビデオをVRボックスのディスプレイに表示される3D画像または3Dビデオに変換するアプリケーションを組み込まれる。

VRボックス202はまた、眼科医の両目の瞳孔間距離に対応するVRボックスのディスプレイを調整するための瞳孔間変更つまみ224を備える。さらに、VRボックスはまた、一対の視力変更つまみ226を含む。一例では、視力変更つまみは、ディスプレイを見ている眼科医の眼の屈折力に基づいてディスプレイの焦点を変更するために使用される。すべての構成要素を含む眼内撮像ユニット104は、図2bに示すようにカバー228によって保護される。

図2cは、本主題の一例による、細隙灯撮像のための眼内撮像ユニット104の正面図を示す。撮像レンズ106は、眼の様々な構造を拡大するおよび見るために使用される。一例では、照明モジュール108は、+45から-45度の間で変化することができ、撮像レンズ106の撮像軸の両側で移動する。図2cに示すように、眼科医が、ゼロから12mmの間で細隙幅の任意の位置において停止することができるように、細隙幅変更つまみ230は、ゼロから12mmの間で幅を変更するために使用される。さらに、照明アセンブリ214は、撮像レンズ106の撮像軸の両側で45度で照明アセンブリ214の角度を変更するための細隙角度変更アセンブリ232上に提供される。

眼内撮像ユニット104はまた、撮像レンズ、照明モジュールなどの眼内撮像ユニットの様々な構成要素の動作を制御するための制御モジュール112を含む。さらに、眼内撮像ユニット104はまた、多色LEDおよび照明アセンブリ214に電力を供給するための電池234を備える。追加で、眼内撮像ユニット104は、オン/オフスイッチ236および電源入力238を含む。一例では、眼内撮像ユニット104は、使用されていない間にスイッチ236を使用してスイッチを切ることができる。図2dは、本主題の一実施形態による、細隙灯撮像のための例示的3D撮像デバイスの側面図を示す。

図2eは、本主題の一実施形態による、例示的スマートフォン240を使用する細隙灯撮像の光学配置を示す。撮像レンズ106は、眼を診察または撮像するためのスマートフォン240のカメラ242の前に配置され得る。動作中、照明アセンブリ214からの光が、鏡を介して患者の眼に投影される。さらに、スマートフォン240のカメラ242は、眼の画像またはビデオを取り込むために使用され得る。一例では、撮像レンズ106および他の接眼レンズが、スマートフォン240のディスプレイに表示され得る取り込まれた画像の拡大のためにスマートフォン240のカメラ242の前に配置され得る。

図3aは、本主題の一実施形態による、眼科撮像のための3D視認ユニットとしての例示的VRボックスを示す。図3aに示すように、VRボックス202は、患者の眼204の診察および撮像のために眼科医によって身に付けられる。VRボックス202は、眼科撮像のための眼内撮像ユニット104に連結される。一例では、集光レンズ302が、患者の眼204とVRボックス202との間に配置され得る。一例では、眼科撮像のために、撮像レンズおよび照明モジュールは、軸外にある。一例では、撮像レンズは、眼内撮像ユニットとVRボックスとの間に配置された撮像モジュール、たとえば、スマートフォン、の内蔵カメラの前に配置され得る。照明モジュールからの光は、患者の眼204に向けられ、反射光が、スマートフォンのディスプレイ上に患者の眼の画像を形成するために、集光レンズ302によって集められる。1つの例で、スマートフォンは、取り込まれた2D画像またはビデオをVRボックスの2つのディスプレイ上に表示される3D画像またはビデオに変換するソフトウェアを組み込まれる。

一例では、VRボックス202はさらに、1つまたは複数のジェスチャ認識センサ(図示せず)を含み得る。ジェスチャ認識センサは、1つまたは複数のジェスチャを検出することができ、撮像デバイスの動作をそれに応じて制御することができる。一例では、ジェスチャ認識センサは、機械学習モジュール110に連結され得る、そこで、機械学習モジュール110は、機械学習モデルを使用して、ジェスチャを検出し、撮像デバイスにおいて実行されるべき対応する動作を識別することができる。本例では、機械学習モデルは、複数のジェスチャおよび複数のジェスチャのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされ得る。

別の例では、VRボックス202はまた、オーディオコマンドを受信するための他のセンサ、たとえば、マイクロフォン、を含み得る。本例では、他のセンサは、は、機械学習モジュールに連結され得、そこで、機械学習モジュールは、機械学習モデルを使用して、オーディオコマンドを検出し、撮像デバイスにおいて実行されるべき対応する動作を識別することができる。本例では、機械学習モデルは、複数のオーディオコマンドおよび複数のオーディオコマンドのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされ得る。

図3bは、本主題の一実施形態による、眼科撮像のための例示的3D撮像デバイス100の上面図を示し、そこで、眼内撮像ユニット104は、VRボックス202に連結されている。眼科撮像のために、スマートフォンなどの撮像モジュールは、眼内撮像ユニット104とVRボックス202との間に配置され得る。前述したように、眼内撮像ユニット104は、撮像レンズ106および照明モジュール108を備える。撮像レンズ106は、眼の構造を拡大するおよび見るためにスマートフォンの内蔵カメラの前に配置され得る。さらに、照明モジュールは、眼を照らすために撮像レンズの軸外にある。一例では、スマートフォンは、取り込まれた2D画像または2DビデオをVRボックスの2つのディスプレイ上に表示される3D画像または3Dビデオに変換するアプリケーションを組み込まれている。

眼内撮像ユニット104の照明モジュール108は、患者の眼に投影されるLED光の角度を変更するためのLED光角度変更つまみ310を備える。一例では、照明モジュールは、1つまたは複数の光源、たとえば、眼を照らすための発光ダイオード(LED)、を備える。一例では、赤外光が、眼のビデオまたは画像を見るために使用され得る。この不可視の赤外光源は、眼を拡張せずに眼の構造を見ることを可能にする。眼内撮像ユニット104はまた、赤外線LEDによって形成される照明円のサイズを変更するための照明円直径変更つまみ216などの他の構成要素を含む。一例では、照らされる円直径の標準出力は、50mm、37mm、および17mmのうちの1つでもよい。眼内撮像ユニット104はさらに、多色のLEDおよび他の光源、たとえば、照明アセンブリ内に存在する赤外線LED、の強度を制御するための光強度制御つまみ218を含み得る。

眼内撮像ユニット104は、多色LEDの異なる色を切り替えるための多色LED切替え制御220を備える。多色LED(図示せず)は、眼の様々な構造を見るために使用される従来のカラーフィルタと同じ波長および機能性を含む。眼内撮像ユニット104はまた、図3bに示すようにオン/オフスイッチ236を含む。VRボックス202は、眼科医の両目の瞳孔間距離に対応するVRボックスのディスプレイを調整するための瞳孔間変更つまみ224を備える。さらに、VRボックスはまた、視力変更つまみ226を含み得る。一例では、視力変更つまみは、ディスプレイを見ている眼科医の眼の屈折力に基づいてディスプレイの焦点を変更するために使用され得る。すべての構成要素を備える眼内撮像ユニット104は、図3bに示すようにカバー228によって保護される。

図3cは、本主題の一実施形態による、眼科撮像のための例示的3D撮像デバイス100の水平断面図を示す。一例では、図に示すように、撮像モジュール103、たとえば、スマートフォンは、VRボックス202と眼内撮像ユニット104との間に配置され得る。スマートフォンの内蔵カメラ322が、眼の画像を取り込むために使用され得る。一例では、スマートフォンの内蔵カメラと使用されるとき、1つまたは複数の撮像レンズ106は、約0.5xから0.8xの眼の拡大のために使用され得る。本例では、0.5xから0.8xの倍率は、スマートフォンのカメラのデジタルズームを使用することによって、達成され得る。さらに、倍率は、スマートフォンのカメラと使用されている1つまたは複数の撮像レンズ106の組合せを変更することによって、2xおよび/または4xに切り替えることができる。2xおよび/または4xの倍率はまた、スマートフォンのカメラのデジタルズームの使用とともに1つまたは複数の撮像レンズ106の組合せを変更することによって、達成され得る。

別の例では、スマートフォンのカメラは、眼の構造の画像を取り込むための一眼レフ(SLR)レンズを備え得る。本例では、2xから4xの倍率が、スマートフォンのカメラに含まれたSLRレンズを調整することによって、達成され得る。

さらに、スマートフォンは、取り込まれた2D画像または2DビデオをVRボックスの2つのディスプレイ上に表示される3D画像または3Dビデオに変換するアプリケーションを組み込まれ得る。

図3dは、本主題の一実施形態による、眼科撮像のための眼内撮像ユニット104の正面図を示す。前述のように、撮像レンズ106は、眼の構造を拡大するおよび見るために使用することができ、照明アセンブリ214は、眼を照らすために使用される。眼内撮像ユニット104は、多色のLEDおよび他の光源、たとえば、照明アセンブリ内に存在する赤外線LED、の強度を制御するための光強度制御つまみ218を備え得る。眼内撮像ユニット104は、多色LEDの異なる色を切り替えるための多色LED切替え制御220を備える。多色LED(図示せず)は、眼の様々な構造を見るために使用される従来のカラーフィルタと同じ波長および機能性を含む。一例では、多色LEDの異なる色は、眼の異なる構造を見るおよび取り込むために切り替えられ得る。たとえば、眼の網膜内にある神経の画像および/またはビデオが、取り込まれるべきとき、多色LED切替え制御220は、多色LEDを切り替えて赤色光を放射することができる。眼の構造の画像および/またはビデオを取り込むために、赤外線LEDおよび多色LEDが同時に照らされ得ることに留意されたい。

眼内撮像ユニット104はまた、患者の眼に投影されるLED光の角度を変更するためのLED光角度変更つまみ310を備える。さらに、眼内撮像ユニット104はまた、多色LEDおよび照明アセンブリ214に電力を供給するための電池234を備える。追加で、眼内撮像ユニット104は、図3dに示すようにオン/オフスイッチ236および電源入力238を含む。一例では、眼内撮像ユニット104は、使用していないとき、スイッチ236を使用してスイッチを切ることができる。

図3eは、本主題の一実施形態による、例示的スマートフォンを使用する眼科撮像の光学配置を示す。撮像レンズ106は、眼204を診察または撮像するためのスマートフォン240のカメラ242の前に配置され得る。LED光源を有する照明アセンブリ214は、眼科撮像のための撮像レンズの軸外にある。動作中、照明アセンブリ214からの光は、患者の眼204に投影される。眼204からの反射光が、観察下の患者の眼の画像を形成するために、集光レンズ302によって集められる。

図4aは、本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のための3D視認ユニットとしての例示的スマートグラス400を示す。一例では、スマートグラス400が、眼科撮像のために使用されるとき、次いで、3D視認ユニットは、特定の位置においてロックされ得る。一例では、スマートグラス400は、患者の眼の診察および撮像のために眼科医によって身に付けられ得る。照明モジュール108は、図に示すようにスマートグラス400に連結される。一例では、撮像モジュール103、たとえば、カメラ、は、スマートグラス400に取り付けられ得る。カメラが、患者の眼の画像またはビデオを取り込むために使用される。

一例では、照明モジュール108は、眼に光を投影するための光源を含む。反射された画像は、次いで、スマートグラス400のカメラを使用して、取り込まれる。一例では、反射された2D画像は、少しの進路差を有する2つの画面に分けられ、それにより、3D画像が、スマートグラス400のディスプレイに表示されることになる。一例では、眼内撮像ユニット104のプロセッサ114は、2D画像または2Dビデオを3D画像または3Dビデオに変換するために使用され得る。一例では、照明モジュール108は、眼を照らすための発光ダイオードLEDのなどの1つまたは複数の光源を備える。一例では、赤外光が、眼のビデオまたは画像を見るために使用され得る。この不可視の赤外光源は、眼を拡張せずに眼の画像を見ることを可能にする。

一例では、スマートグラス400はさらに、1つまたは複数のジェスチャ認識センサ(図示せず)を含み得る。ジェスチャ認識センサは、1つまたは複数のジェスチャを識別し、それに応じて撮像デバイスの動作を制御することができる。一例では、ジェスチャ認識センサは、機械学習モジュール110に連結され得、そこで、機械学習モジュール110は、機械学習モデルを使用して、ジェスチャを検出し、撮像デバイスにおいて実行されるべき対応する動作を識別することができる。本例では、機械学習モデルは、複数のジェスチャおよび複数のジェスチャのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされ得る。

別の例では、スマートグラス400はまた、オーディオコマンドを受信するための他のセンサ、たとえば、マイクロフォン、を含み得る。本例では、他のセンサは、機械学習モジュールに連結され得、そこで、機械学習モジュールは、機械学習モデルを使用して、オーディオコマンドを検出し、撮像デバイスにおいて実行されるべき対応する動作を識別することができる。本例では、機械学習モデルは、複数のオーディオコマンドおよび複数のオーディオコマンドのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされ得る。

図4bは、本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のための例示的スマートグラスの正面図を示す。図4bに示すように、細隙幅変更つまみ230が、照明アセンブリ214の光源の幅を変更するために使用される。さらに、照明アセンブリ214が、撮像レンズ(図示せず)の撮像軸の両側で照明アセンブリ214の角度を45度変更するための細隙角度変更アセンブリ232において提供される。

図4cは、細隙灯撮像および眼科撮像のための例示的スマートグラスの上面図を示し、図4dは、本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のための例示的スマートグラスの側面図を示す。

図4eは、本主題の一実施形態による、細隙灯撮像および眼科撮像のために眼科医402が身に付けた例示的スマートグラス400の上面図を示す。スマートグラス400が、眼の様々な構造の3D画像またはビデオを撮像するための3D視認ユニット102として使用される。一例では、1つまたは複数の撮像レンズ(図示せず)が、眼科撮像と細隙灯撮像との両方のためのスマートグラスのカメラの前に配置され得る。一例では、スマートグラス400に含まれるカメラと使用されるとき、1つまたは複数の撮像レンズは、約0.5xから0.8xの倍率を提供することができる。本例では、0.5xから0.8xの倍率は、スマートフォンのカメラのデジタルズームを使用することによって、達成され得る。さらに、倍率は、スマートグラスのカメラと使用されている1つまたは複数の撮像レンズ106の組合せを変更することによって、2xまたは4xのいずれかに切り替えることができる。2xおよび/または4xの倍率はまた、スマートグラスのカメラのデジタルズームの使用とともに1つまたは複数の撮像レンズの組合せを変更することによって、達成され得る。

前述したように、取り込まれた2D画像または2Dビデオは、眼内撮像ユニット104のプロセッサ114を使用して、3D画像または3Dビデオに変換され、その後、スマートグラス400の2つのディスプレイ404に表示される。一例では、2D画像は、少しの進路差を有してディスプレイ404に投影するために、2つの画面に分けられ、それによって、3D画像が、スマートグラス400の2つのディスプレイ404に表示されることになる。

3次元撮像デバイスはまた、間接/直接検眼鏡撮像/ビデオ、隅角鏡撮像、レーザ手術撮像、未熟児の網膜症撮像、前部撮像、狭角および広角撮像、蛍光眼底血管造影などの様々なアプリケーションのために使用され得る。1つの例で、3次元撮像デバイスが、隅角鏡撮像のために使用されるとき、隅角レンズは、スマートグラスと眼との間に配置され得る。したがって、本主題の3次元撮像デバイスは、眼科医が3次元で様々なアプリケーションの眼の画像またはビデオを見ることおよびリアルタイムで3D画像を自動的に取り込むことを可能にする。

図5は、本主題の一実施形態による、広角および狭角撮像のための光学配置を示す。一例では、広角および狭角の撮像レンズ106が、眼の広角502および狭角504視界を取り込むために使用される。さらに、集光レンズ302が、撮像レンズ106と患者の眼204との間に配置され得る。一例では、広角および狭角が、スマートグラスとVRボックスとの両方を使用して、取り込まれ得る。

例示的一実装形態において、エルコス(LCOS)技術に基づく双眼検眼鏡600が、眼の様々な構造の3D画像またはビデオを撮像するための3D視認ユニット102として使用され得る。図6(a)は、本主題の一例による、そのような双眼検眼鏡600の上面斜視図を示す。

双眼検眼鏡600は、眼の構造の写真を見るおよび取り込むためのカメラモジュール602を含み得る。一例では、カメラモジュール602は、双眼検眼鏡600の前部に組み込まれ得る。双眼検眼鏡600はさらに、カメラモジュール602に連結されたLEDモジュール604を含むことができ、そこで、LEDモジュール604は、その画像が取り込まれることになる眼の構造を照らすことができる。一例では、LEDモジュール604は、眼の構造を照らすための赤外線LEDおよび多色LEDを含み得る。一例では、カメラモジュール602と同様に、LEDモジュール604はまた、双眼検眼鏡600の前部に配置され得る。

双眼検眼鏡600はさらに、カメラモジュール602によって取り込まれた眼の構造の画像および/またはビデオを表示するための2つのLCOSディスプレイ606を含み得る。一例では、LCOSディスプレイ606のそれぞれは、補正レンズ608に連結され得、そこで、補正レンズ608は、双眼検眼鏡600を掛けたユーザの眼の屈折力を修正するために使用され得る。

双眼検眼鏡600はさらに、カメラモジュール602、カメラモジュール602に連結されたLEDモジュール604、およびLCOSディスプレイ606のそれぞれの動作を制御するためのLCOSドライバ基板610を含み得る。動作中、LCOSドライバ基板606は、LEDモジュール604に眼の構造を照らさせることができる。LCOSドライバ基板610は、次いで、カメラモジュール602に眼の構造の画像および/またはビデオを取り込ませることができる。一例では、カメラモジュール602は、眼の構造の2D画像および/またはビデオを取り込むことができる。カメラモジュール602が、眼の構造の2D画像および/またはビデオを取り込む間、撮像レンズ(図示せず)は、カメラモジュール602と眼との間に保つかつまたは保持することができる。一例では、双眼検眼鏡600に含まれるカメラと使用されるとき、1つまたは複数の撮像レンズは、約0.5xから0.8xの倍率を提供することができる。本例では、0.5xから0.8xの倍率は、双眼検眼鏡600のカメラのデジタルズームを使用することによって、達成され得る。さらに、倍率は、双眼検眼鏡600のカメラと使用されている1つまたは複数の撮像レンズ106の組合せを変更することによって、2xまたは4xのいずれかに切り替えることができる。2xおよび/または4xの倍率はまた、双眼検眼鏡600のカメラのデジタルズームの使用とともに1つまたは複数の撮像レンズの組合せを変更することによって達成され得る。

一例では、双眼検眼鏡600はまた、複数のつまみ(図示せず)、たとえば、眼の構造の倍率を変更するための倍率切替えつまみ、を含み得る。本例では、倍率は、カメラモジュールの倍率を制御することによって、変更され得る。

本例では、2D画像および/またはビデオは、次いで、双眼検眼鏡の計算ユニット612に送信され得る。計算ユニット612は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央処理装置、状態機械、論理回路、および/または動作命令に基づいて信号を操作する任意のデバイスとして実装され得る。数ある能力の中で、計算ユニット612は、コンピュータ可読命令を取り出しおよび実行することができる。計算ユニットの機能は、専用ハードウェアならびに機械可読命令を実行する能力を有するハードウェアの使用を介して提供され得る。

計算ユニット612は、2D画像および/またはビデオを3D画像および/またはビデオに変換し、同じものを、LCOSディスプレイ606のそれぞれでレンダリングするために、送信することができる。2D画像および/またはビデオは、最新技術で知られている技法を介して3D画像および/またはビデオに変換され得る。したがって、2D画像および/またはビデオの3D画像および/またはビデオへの変換に関する詳細は、簡潔にするために、ここには含まれていない。双眼検眼鏡600は、眼の構造の3D画像および/またはビデオをレンダリングするためのLCOSディスプレイ606を含むと説明されたが、双眼検眼鏡600はまた、他のディスプレイ、たとえば、眼の構造の3D画像および/またはビデオをレンダリングするための高精細(HD)小型ディスプレイ、を含み得ることに留意されたい。

双眼検眼鏡600はさらに、LEDモジュール604の動作を制御するためのLEDドライバ614を含み得る。一例では、LEDドライバは、LEDモジュールの輝度を制御するおよび多色LEDの異なる色を切り替えるために使用され得る。多色LEDは、眼の様々な構造を見るために使用される従来のカラーフィルタと同じ波長および機能性を有し得る。一例では、多色LEDの異なる色は、眼の異なる構造を見るおよび取り込むために、切り替えることができる。たとえば、眼の網膜内にある神経線維の画像および/またはビデオが、取り込まれることになっているとき、LCOSドライバ基板610は、多色LEDを切り替えて赤色光を放射することができる。眼の構造の画像および/またはビデオを取り込むために、赤外線LEDおよび多色LEDが同時に照らされ得ることに留意されたい。一例では、LEDモジュール604はさらに、撮像レンズの撮像軸の両側で45度移動され得る(図示せず)。

電池616がさらに、双眼検眼鏡600に含まれ得、そこで、電池616は、双眼検眼鏡600に含まれる様々な構成要素に電力を供給するために使用され得る。

一例では、双眼検眼鏡600はさらに、1つまたは複数のジェスチャ認識センサ(図示せず)を含み得る。ジェスチャ認識センサは、1つまたは複数のジェスチャを識別し、撮像デバイスの動作をそれに応じて制御することができる。一例では、ジェスチャ認識センサは、機械学習モジュール110に連結され得、そこで、機械学習モジュール110は、機械学習モデルを使用して、ジェスチャを検出し、撮像デバイスにおいて実行されるべき対応する動作を識別することができる。本例では、機械学習モデルは、複数のジェスチャおよび複数のジェスチャのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされ得る。

別の例では、双眼検眼鏡600はまた、オーディオコマンドを受信するための他のセンサ、たとえば、マイクロフォン、を含み得る。本例では、その他のセンサは、機械学習モジュールに連結され得、そこで、機械学習モジュールは、機械学習モデルを使用して、オーディオコマンドを検出し、撮像デバイスにおいて実行されるべき対応する動作を識別することができる。本例では、機械学習モデルは、複数のオーディオコマンドおよび複数のオーディオコマンドのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされ得る。

図6(b)は、本主題の一例による、LCOS技術に基づく双眼検眼鏡600の正面斜視図を示す。図示するように、双眼検眼鏡600は、双眼検眼鏡の前部にカメラモジュール602およびLEDモジュール604を含み得る。双眼検眼鏡600はさらに、LEDモジュールによって放射される光の放射照度および位相を再分配するためのビーム成形光学系618を含み得る。

3次元撮像デバイスはまた、間接/直接検眼鏡撮像/ビデオ、隅角鏡撮像、レーザ手術撮像、未熟児の網膜症撮像、前区撮像、狭角および広角撮像、蛍光眼底血管造影などの様々なアプリケーションのために使用することができる。1つの例で、3次元撮像デバイスが、隅角鏡撮像のために使用されるとき、隅角レンズが、双眼検眼鏡と眼との間に配置され得る。したがって、本主題の3次元撮像デバイスは、眼科医が3次元で様々なアプリケーションの眼の画像またはビデオを見ることおよびリアルタイムで3D画像を自動的に取り込むことを可能にする。

主題は、ある特定の例およびその実装形態を参照してかなり詳細に記述されてあるが、他の実装形態が、可能である。したがって、本主題の範囲は、好ましい例およびそこに含まれる実装形態の記述に制限されるべきではない。

100 3次元撮像デバイス
102 3D視認ユニット
103 撮像モジュール
104 眼内撮像ユニット
106 撮像レンズ
108 照明モジュール
110 機械学習モジュール
112 制御モジュール
114 プロセッサ
116 メモリ
202 VRボックス
204 眼
214 照明アセンブリ
216 照明円直径変更つまみ
218 光強度制御つまみ
220 多色LED切替え制御
222 LED角度変更つまみ
224 瞳孔間変更つまみ
226 視力変更つまみ
228 カバー
230 細隙幅変更つまみ
232 細隙角度変更アセンブリ
234 電池
236 オン/オフスイッチ
238 電源入力
240 スマートフォン
242 カメラ
302 集光レンズ
310 LED光角度変更つまみ
322 内蔵カメラ
400 スマートグラス
402 眼科医
404 ディスプレイ
502 広角
504 狭角
600 双眼検眼鏡
602 カメラモジュール
604 LEDモジュール
606 LCOSディスプレイ
608 補正レンズ
610 LCOSドライバ基板
612 計算ユニット
614 LEDドライバ

Claims (15)

1. 眼の構造を撮像するための撮像デバイス(100)であって、
   前記眼の前記構造の画像を取り込むための眼内撮像ユニット(104)を備え、前記眼内撮像ユニット(104)が、
   前記眼の前記構造を照らすための照明モジュール(108)であって、赤外光で前記眼の前記構造を照らし、撮像軸の両側で撮像レンズの前記撮像軸と垂直な軸に沿って45度移動可能である、照明モジュール(108)と、
   前記眼の前記構造を見るおよび拡大するために前記照明モジュール(108)に連結された撮像レンズ(106)であって、前記眼の前記構造の複数の倍率を提供する撮像レンズ(106)と
   を備え、
   前記撮像デバイスがさらに、
   前記眼の前記構造の2D画像を取り込むために前記眼内撮像ユニット(104)に連結された撮像モジュール(103)と、
   前記撮像モジュール(103)に連結された3D視認ユニット(102)であって、前記2D画像を3D画像に変換することになる3D視認ユニット(102)と
   を備える、撮像デバイス(100)。
2. 前記照明モジュール(108)に連結された制御モジュール(112)をさらに備え、前記制御モジュール(112)が、前記撮像レンズ(106)の前記撮像軸の両側での45度の前記照明モジュール(108)の移動を制御することになる、請求項1に記載の撮像デバイス(100)。
3. 前記制御モジュール(112)が、前記撮像レンズ(106)の前記撮像軸から離れた位置への前記照明モジュール(108)の移動を制御することになる、請求項2に記載の撮像デバイス(100)。
4. 前記照明モジュール(108)がさらに、照明アセンブリ(214)を含み、前記照明アセンブリ(214)が、前記眼の前記構造を照らすための赤外線発光ダイオード(LED)および多色LEDを含む、請求項1に記載の撮像デバイス(100)。
5. 前記照明モジュール(108)がさらに、前記多色LEDによって放射される光の強度を制御するための光強度制御つまみ(218)を備える、請求項4に記載の撮像デバイス(100)。
6. 前記照明モジュール(108)がさらに、前記赤外線LEDによって形成される照明円のサイズを変更するための照明円直径変更つまみ(216)を備える、請求項4に記載の撮像デバイス(100)。
7. 前記3D視認ユニット(102)が、エルコス(LCOS: Liquid Crystal on Silicon)技術に基づく、仮想現実(VR)ボックス、スマートグラス、および双眼検眼鏡のうちの1つである、請求項1に記載の撮像デバイス(100)。
8. 前記3D視認ユニット(102)が、スマートフォンを備え、前記撮像モジュール(103)が、前記スマートフォンに含まれたカメラである、請求項7に記載の撮像デバイス(100)。
9. 前記撮像レンズが、前記スマートフォンに含まれた前記カメラのデジタルズームを使用して前記眼の前記構造の複数の倍率を提供することになる、請求項8に記載の撮像デバイス(100)。
10. 前記3D視認ユニットが、前記スマートフォンにインストールされたアプリケーションを使用して前記2D画像を3D画像に変換することになる、請求項8に記載の撮像デバイス(100)。
11. 前記3D視認ユニット(102)がさらに、前記撮像デバイス(100)で動作を実行するために1つまたは複数のジェスチャを検出するための複数のジェスチャ認識センサを備える、請求項1に記載の撮像デバイス(100)。
12. 前記複数のジェスチャ認識センサに連結された機械学習モジュールをさらに備え、前記機械学習モジュールが、前記撮像デバイス(100)において実行されるべき動作を識別するために、複数のジェスチャおよび前記複数のジェスチャのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされた機械学習モデルを使用することになる、請求項11に記載の撮像デバイス(100)。
13. 前記撮像デバイス(100)において動作を実行するためのオーディオコマンドを検出するためのマイクロフォンをさらに備える、請求項1に記載の撮像デバイス。
14. 前記マイクロフォンに連結された機械学習モジュールをさらに備え、前記機械学習モジュールが、前記撮像デバイス(100)において実行されるべき動作を識別するために、複数のオーディオコマンドおよび前記複数のオーディオコマンドのそれぞれに対応する動作に基づいてトレーニングされた機械学習モデルを使用することになる、請求項13に記載の撮像デバイス。
15. 前記撮像モジュール(103)が、前記眼の拡張なしに前記眼の前記構造の前記2D画像を取り込むことになる、請求項1に記載の撮像デバイス。

Images