JP7250626B2 - 眼科装置及び眼科装置の制御方法 - Google Patents
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<光学系の構成>
図1は、オートレフケラトメータとOCT装置とを組み合わせた第1実施形態の眼科装置1000(複合機)の光学系の概略図である。図1に示すように、眼科装置1000は、被検眼Eの眼屈折力測定及び角膜形状測定(ケラト測定)と、OCTを用いた計測と、を実行する。
前眼部観察系5は、本発明の観察系に相当するものであり、被検眼Eの前眼部の観察像Pを取得、より具体的には動画撮影する。前眼部観察系5は、前眼部照明光源50、対物レンズ51、ダイクロイックフィルタ52、絞り53(テレセン絞り)、リレーレンズ55,56、ダイクロイックフィルタ76、結像レンズ58、撮像素子59、及び観察系シャッタ機構300を備える。
アライメント系1は、被検眼Eに対する前眼部観察系5の光軸方向(前後方向、Z方向、作動距離方向)におけるアライメントと、前眼部観察系5の光軸に直交する方向[左右方向(X方向)、上下方向(Y方向)]のアライメントと、に用いられる。このアライメント系1は、一対のステレオカメラ14を含む。各ステレオカメラ14は、被検眼Eの前眼部を撮影し、前眼部の撮影画像を後述の処理部9に出力する。処理部9は、詳しくは後述するが、各ステレオカメラ14から入力された撮影画像に基づき、被検眼Eに対する前眼部観察系5等のアライメントを行う。
ケラト測定系3は、被検眼Eの角膜Crの形状の測定に用いられる。ケラト測定系3は、対物レンズ51から撮像素子59までを前眼部観察系5と共用すると共に、赤外光である角膜形状測定用のパターン光(リング状光束)を角膜Crに投射するためのケラト板31及びケラトリング光源32を有する。
レフ測定光学系は、本発明の第1測定系に相当するものであり、被検眼Eの屈折力値を測定するレフ測定に用いられる。このレフ測定光学系は、レフ測定投射系6及びレフ測定受光系7を含む。レフ測定投射系6は、被検眼Eの眼底Efに対して不可視光(赤外光)のリング状のパターン光を投射する。レフ測定受光系7は、被検眼Eからのパターン光の戻り光である第1戻り光を受光する。
固視投影系4は、ダイクロイックフィルタ83により後述のOCT光学系8の光路から分岐された光路に設けられている。
OCT光学系8は、本発明の第2測定系に相当するものであり、被検眼EのOCT計測を行うための光学系である。OCT光学系8は、レフ測定光学系から分岐して設けられている。OCT光学系8は、ダイクロイックフィルタ52により前眼部観察系5の光路から分岐(波長分離)され且つダイクロイックフィルタ67によりレフ測定光学系の光路から分岐された光路を有する。なお、既述の固視投影系4の光路は、ダイクロイックフィルタ83によりOCT光学系8の光路に合成(結合)される。これにより、OCT光学系8及び固視投影系4のそれぞれの光軸を同軸で結合することができる。
図3は、前眼部観察系5、レフ測定光学系(レフ測定受光系7)、及びOCT光学系8の各光路と、観察系シャッタ機構300と、レフ系シャッタ機構304と、を説明するための説明図である。
観察系シャッタ機構300は、本発明のシャッタ機構の一部を構成するものであり、第1共通光路LP2bとは異なる位置において観察系光路LP1の開放及び遮断を切り替える。既述の通り、前眼部観察系5及びレフ測定受光系7では撮像素子59を共通化させているので、第1共通光路LP2bは、観察系光路LP1及びレフ測定光路LP2の双方で共通の光路である。このため、本実施形態では、レフ測定光学系を作動させて被検眼Eのレフ測定を行う場合には、観察系シャッタ機構300により第1共通光路LP2bと異なる位置で観察系光路LP1を遮断(以下、「観察系光路LP1を遮断」と略す)することで、パターン光の第1戻り光以外の光が撮像素子に入射することを防止する。
図4は、図3中のダイクロイックフィルタ52,67の拡大図である。図4及び既述の図3に示すように、レフ系シャッタ機構304は、本発明のシャッタ機構の一部を構成するものであり、第2共通光路LP3bとは異なる位置においてレフ測定光路LP2の第1分岐光路LP2aの開放及び遮断を切り替える。
図5は、処理部9の機能ブロック図である。なお、図5では図面の煩雑化を防止するため、レフ測定光学系(レフ測定受光系7)の撮像素子59は図示を省略している。
移動機構200は、アライメント系1、ケラト測定系3、固視投影系4、前眼部観察系5、レフ測定投射系6、レフ測定受光系7、及びOCT光学系8が収納されたヘッド部(図示は省略)を前後左右上下方向に移動させる機構である。この移動機構200には、ヘッド部を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構と、が設けられている。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせ或いはラックアンドピニオンなどによって構成される。移動機構200は、制御部210(主制御部211)の制御の下、ヘッド部の移動を行う。
移動機構40Dは、固視ユニット40を固視投影系4の光軸方向(対物レンズ51の光軸方向)に移動させる機構である。この移動機構40Dには、移動機構200と同様に、固視ユニット40を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられている。移動機構40Dは、制御部210(主制御部211)の制御の下、固視ユニット40の移動を行う。
移動機構80Dは、OCT光学系8の合焦レンズ87をOCT光学系8の光軸方向(対物レンズ51の光軸方向)に移動させる機構である。この移動機構80Dには、移動機構200と同様に、合焦レンズ87を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構と、が設けられている。移動機構80Dは、制御部210(主制御部211)の制御の下、合焦レンズ87の移動を行う。
移動機構61Dは、レフ測定投射系6のレフ測定光源61をその光軸方向に移動する移動機構を含む。この移動機構61Dには、移動機構200と同様に、レフ測定光源61を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構と、が設けられている。移動機構61Dは、制御部210(主制御部211)の制御の下、レフ測定光源61の移動を行う。
移動機構74Dは、レフ測定受光系7の合焦レンズ74をその光軸方向に移動する移動機構を含む。この移動機構74Dには、移動機構200と同様に、合焦レンズ74を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構と、が設けられている。合焦レンズ74は、制御部210(主制御部211)の制御の下、合焦レンズ74の移動を行う。
操作部280は、ユーザインターフェイス部として、眼科装置1000を操作するために使用される。操作部280は、眼科装置1000に設けられた各種のハードウェアキー(操作レバー、ボタン、及びスイッチなど)を含む。また、操作部280には、タッチパネル式の表示部270の表示画面に表示される各種のソフトウェアキー(ボタン、アイコン、及びメニューなど)も含まれる。
通信部290は、図示しない外部装置と通信するための機能を有する。通信部290は、外部装置との接続形態に応じた通信インターフェイスを備える。外部装置の例として、レンズの光学特性を測定する眼鏡レンズ測定装置がある。また、外部装置は、任意の眼科装置、記録媒体から情報を読み取る装置(リーダ)、或いは記録媒体に情報を書き込む装置(ライタ)などでもよい。さらに、外部装置は、病院情報システム(Hospital Information System:HIS)サーバ、DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)サーバ、医師端末、モバイル端末、個人端末、及びクラウドサーバなどでもよい。なお、通信部290は、例えば処理部9に設けられていてもよい。
制御部210は、既述のプロセッサを含み、眼科装置1000の各部を制御する。制御部210は、主制御部211と、記憶部212と、を含む。記憶部212は、眼科装置1000を制御するためのコンピュータプログラムと、各種のデータと、を記憶する。
主制御部211は、ケラト測定前とレフ測定(後述の本測定)前とにおいて、アライメント系1及び移動機構200を制御するアライメント制御部として機能する。主制御部211は、ケラト測定前及びレフ測定(本測定)前に、アライメント系1の一対のステレオカメラ14による被検眼Eの前眼部の撮影を実行させ、各ステレオカメラ14により撮影された撮影画像に基づき被検眼Eの3次元位置を公知の手法(特開2013-248376号公報参照)で特定する。また、主制御部211は、特定した被検眼Eの3次元位置に基づき移動機構200を駆動して、既述のヘッド部を前後左右上下に移動させることで、被検眼Eに対する眼科装置1000のアライメントを実行させる。
主制御部211は、1回目のアライメント完了後にケラト測定系3(前眼部観察系5)及び演算処理部220を制御するケラト測定制御部として機能する。主制御部211は、ケラトリング光源32を点灯させて被検眼Eの前眼部に角膜形状測定用のパターン光を投射した状態で、撮像素子59による被検眼Eの前眼部の観察像Pの撮像を実行させ、この観察像Pの撮像信号を撮像素子59から演算処理部220に入力させる。次いで、主制御部211は、演算処理部220に対して観察像Pに基づく被検眼Eの角膜形状(角膜屈折力、角膜乱視度、及び角膜乱視軸角度)の演算を実行させる。
主制御部211は、ケラト測定後と2回目のアライメント完了後とにおいて、レフ測定光学系(レフ測定投射系6及びレフ測定受光系7)、固視投影系4、及び演算処理部220を制御するレフ測定制御部として機能する。なお、レフ測定は、ケラト測定後の仮測定と2回目のアライメント完了後の本測定とを含む。
主制御部211は、本測定では、移動機構40Dを制御して、液晶パネル41を仮測定において求められた位置から更に雲霧位置に移動させることにより、被検眼Eの雲霧を促す。そして、主制御部211は、仮測定と同様にレフ測定光学系等を制御して、既述の眼底Efに対するパターン光の投射と、撮像素子59によるリング像の撮像と、を実行させて、このリング像の撮像画像を演算処理部220に入力させる。次いで、主制御部211は、演算処理部220に対して、リング像の撮像画像と合焦レンズ74の移動量とに基づく被検眼Eの屈折力値(球面度数、乱視度数、乱視軸角度)の演算を公知の手法で実行させる。
主制御部211は、レフ測定の本測定後にOCT光学系8及び演算処理部220を制御するOCT計測制御部として機能する。なお、主制御部211は、OCT計測制御を開始する前に、移動機構40Dを制御して、液晶パネル41を雲霧位置から既述の仮測定において求められた位置に移動させた後、固視投影系4の液晶パネル41を制御して固視標を被検眼Eに呈示する。また、主制御部211は、コーナーキューブ114を移動させて測定光LS及び参照光LRの光路長補正を実行する。
主制御部211は、アライメント前と、ケラト測定前と、レフ測定(仮測定及び本測定前)と、OCT計測前と、において、第1シャッタ駆動機構302及び第2シャッタ駆動機構306を制御するシャッタ駆動制御部として機能する。
演算処理部220は、眼屈折力算出部221と、画像形成部222と、データ処理部223と、を含む。
図6は、第1実施形態の眼科装置1000による被検眼Eの測定及び計測処理の流れ、特に本発明の制御方法に相当する第1シャッタ301及び第2シャッタ305の開閉処理の流れを示すフローチャートである。なお、初期状態では、第1シャッタ301が第1退避位置(開)にセットされ、第2シャッタ305が第2遮断位置(閉)にセットされているものとする(ステップS1)。
第1実施形態の眼科装置1000では、被検眼EのOCT計測時にレフ系シャッタ機構304の第2シャッタ305によりレフ測定光路LP2(第1分岐光路LP2a)を遮断することで、既述の図4に示した迷光GLがレフ測定光路LP2を通って撮像素子59に入射することが防止される。その結果、OCT計測時の観察像Pにおけるゴーストの発生が防止されるので、表示部270に表示される観察像Pに基づき、検者が被検眼Eの状態(アライメント状態等)を確認することができる。
図7は、第2実施形態の眼科装置1000の光学系の概略図である。上記第1実施形態の眼科装置1000は観察系シャッタ機構300及びレフ系シャッタ機構304を備えているが、図7に示すように、第2実施形態の眼科装置1000は共通シャッタ機構308を備える。
上記各実施形態では、同一波長域の光を用いてレフ測定及びOCT計測を行う眼科装置1000(複合機)を例に挙げて説明したが、これらレフ測定及びOCT計測の他にその他の被検眼Eの他覚測定を行ったり、被検眼Eの自覚検査を行ったりする眼科装置1000にも本発明を適用可能である。その他の他覚測定には、被検眼Eの特性を取得するための測定と、被検眼Eの画像を取得するための撮影とが含まれる(眼圧測定及び眼底撮影等)。自覚検査は、被検者からの応答を利用して情報を取得する測定手法であり、遠用検査、近用検査、コントラスト検査、グレア検査等の自覚屈折測定、及び視野検査などがある。
3…ケラト測定系
5…前眼部観察系
6…レフ測定投射系
7…レフ測定受光系
8…OCT光学系
9…処理部
14…ステレオカメラ
51…対物レンズ
52…ダイクロイックフィルタ
59…撮像素子
61…レフ測定光源
67…ダイクロイックフィルタ
74…合焦レンズ
76…ダイクロイックフィルタ
87…合焦レンズ
100…OCTユニット
101…OCT光源
125…検出器
210…制御部
211…主制御部
220…演算処理部
221…眼屈折力算出部
222…画像形成部
223…データ処理部
300…観察系シャッタ機構
301…第1シャッタ
302…第1シャッタ駆動機構
304…レフ系シャッタ機構
305…第2シャッタ
306…第2シャッタ駆動機構
308…共通シャッタ機構
309…共通シャッタ
310…共通シャッタ駆動機構
1000…眼科装置
GL…迷光
LC…干渉光
LS…測定光
LR…参照光
LP1…観察系光路
LP2…レフ測定光路
LP2a…第1分岐光路
LP2b…第1共通光路
LP3…OCT計測光路
LP3a…第2分岐光路
LP3b…第2共通光路
Claims (10)
- 撮像素子と、対物レンズから前記撮像素子に至る観察系光路と、を有し、前記対物レンズを介して被検眼の観察像を前記撮像素子で撮像する観察系と、
前記観察系と共通の前記撮像素子と、前記観察系光路の途中から分岐して再び前記観察系光路に合流する第1分岐光路と、前記観察系光路の一部と共通の第1共通光路と、を有し、前記被検眼に第1測定光を照射し、前記被検眼からの前記第1測定光の第1戻り光を前記撮像素子で撮像する第1測定系と、
前記対物レンズから前記第1分岐光路の途中に至る第2共通光路と、前記第1分岐光路の途中から分岐して設けられた第2分岐光路と、を有し、前記被検眼に前記第1測定光と同一の波長域の第2測定光を照射し、前記被検眼からの前記第2測定光の第2戻り光を検出する第2測定系と、
前記第2測定系が作動する場合には前記第2共通光路とは異なる位置で前記第1分岐光路を遮断し、且つ前記第1測定系が作動する場合には前記第1分岐光路を開放するシャッタ機構と、
を備える眼科装置。 - 前記シャッタ機構が、前記第1測定系が作動する場合には前記第1共通光路とは異なる位置で前記観察系光路を遮断し、且つ前記第2測定系が作動する場合には前記観察系光路を開放する請求項1に記載の眼科装置。
- 前記第1測定系が、前記被検眼の眼底に前記第1測定光としてパターン光を照射して、前記パターン光の前記第1戻り光を前記撮像素子により撮像し、
前記第2測定系が、光源からの光を前記第2測定光と参照光とに分割し、前記第2測定光を前記被検眼の眼底に照射して、前記被検眼からの前記第2測定光の前記第2戻り光と前記参照光との干渉光を検出する請求項1又は2に記載の眼科装置。 - 前記シャッタ機構により前記第1分岐光路を遮断する位置が、前記眼底と光学的に共役な共役位置である請求項3に記載の眼科装置。
- 前記シャッタ機構が、
前記第1共通光路とは異なる位置で前記観察系光路を遮断する第1遮断位置に挿脱自在に設けられた第1シャッタと、
前記第2共通光路とは異なる位置で前記第1分岐光路を遮断する第2遮断位置に挿脱自在に設けられた第2シャッタと、
前記第1測定系が作動する場合には前記第1シャッタを前記第1遮断位置に挿入し且つ前記第2シャッタを前記第2遮断位置から退避させ、前記第2測定系が作動する場合には前記第1シャッタを前記第1遮断位置から退避させ且つ前記第2シャッタを前記第2遮断位置に挿入する駆動機構と、
を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 前記シャッタ機構が、
前記第1共通光路とは異なる位置で前記観察系光路を遮断する第1遮断位置と、前記第2共通光路とは異なる位置で前記第1分岐光路を遮断する第2遮断位置と、の間で変位自在に保持された共通シャッタと、
前記第1測定系が作動する場合には前記共通シャッタを前記第1遮断位置に移動させ、前記第2測定系が作動する場合には前記共通シャッタを前記第2遮断位置に移動させる駆動機構と、
を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 前記第1共通光路が、前記対物レンズと前記第1分岐光路の一端との間の光路と、前記第1分岐光路の他端と前記撮像素子との間の光路と、を含む請求項1から6のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記第1測定光及び前記第2測定光の波長域が、前記観察像を形成する光の波長域とは異なる請求項1から7のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 撮像素子と、対物レンズから前記撮像素子に至る観察系光路と、を有し、前記対物レンズを介して被検眼の観察像を前記撮像素子で撮像する観察系と、
前記観察系と共通の前記撮像素子と、前記観察系光路の途中から分岐して再び前記観察系光路に合流する第1分岐光路と、前記観察系光路の一部と共通の第1共通光路と、を有し、前記被検眼に第1測定光を照射し、前記被検眼からの前記第1測定光の第1戻り光を前記撮像素子で撮像する第1測定系と、
前記対物レンズから前記第1分岐光路の途中に至る第2共通光路と、前記第1分岐光路の途中から分岐して設けられた第2分岐光路と、を有し、前記被検眼に前記第1測定光と同一の波長域の第2測定光を照射し、前記被検眼からの前記第2測定光の第2戻り光を検出する第2測定系と、
を備える眼科装置の制御方法において、
前記第2測定系が作動する場合には前記第2共通光路とは異なる位置で前記第1分岐光路を遮断し、且つ前記第1測定系が作動する場合には前記第1分岐光路を開放する眼科装置の制御方法。 - 前記第1測定系が作動する場合には前記第1共通光路とは異なる位置で前記観察系光路を遮断し、且つ前記第2測定系が作動する場合には前記観察系光路を開放する請求項9に記載の眼科装置の制御方法。
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