JP7430193B2 - 眼科装置、及び眼科システム - Google Patents
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Description
図1に、第1実施形態に係る眼科システムの構成例のブロック図を示す。
図6~図13に、第1実施形態に係る眼科システム1000を構成する眼科装置1の光学系の構成例を示す。図6では、眼科システム1000を構成するスマートフォン500が図示されている。図7は、光軸Oの方向からみたときの図6の虹彩絞り21の構成例を模式的に表す。図8は、照明光の光束断面形状を模式的に表す。図9は、図6の虹彩絞り21の説明図を表す。図10は、側面又は上面からみたときの図6の虹彩絞り21と図6のスリット22の構成例を表す。図11は、図6の光源10の説明図を表す。図12は、図6のリレーレンズ系RL1の構成例を表す。図13は、図6のリレーレンズ系RL2の構成例を表す。図12及び図13では、リレーレンズ系RL1が3つのレンズを含む場合を示すが、リレーレンズ系RL1を構成するレンズの数に限定されない。また、図13では、リレーレンズ系RL2が2つのレンズを含む場合を示すが、リレーレンズ系RL2を構成するレンズの数に限定されない。図6~図13において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
照明光学系20は、ミラー65により反射された光源510からの光を用いてスリット状の照明光を生成する。照明光学系20は、生成された照明光を光スキャナ30に導く。
光スキャナ30は、上記のように、被検眼Eの虹彩と光学的に略共役な位置に配置される。光スキャナ30は、リレーレンズ系RL1を通過した照明光を偏向する。具体的には、光スキャナ30は、被検眼Eの虹彩又はその近傍をスキャン中心位置として所定の偏向角度範囲内で偏向角度を変更しつつ、眼底Efの所定の照明範囲を順次に照明するためのスリット状の照明光を偏向し、投影光学系35に導く。光スキャナ30は、照明光を1次元的又は2次元的に偏向することが可能である。
投影光学系35は、光スキャナ30により偏向された照明光を穴鏡45に導く。
黒点板42は、対物レンズ46のレンズ表面又はその近傍と光学的に略共役な位置に配置される。これにより、対物レンズ46のレンズ表面からの反射光が光源510(スマートフォン500)に導光されることを防ぐことができる。
撮影光学系40は、投影光学系35を導かれてきた照明光を被検眼Eの眼底Efに導くと共に、眼底Efからの照明光の戻り光をスマートフォン500(イメージセンサ520)に導く。
まず、被検眼Eの虹彩における照明光の入射位置(入射形状)を規定する開口部が形成される虹彩絞り21について説明する。
次に、被検眼Eの眼底Efにおける照明光の照射パターンを規定する開口部が形成されるスリット22について説明する。
図6では、バーダル(Badal)の原理に従って光学系が構成される。具体的には、リレーレンズ系RL1、リレーレンズ41、44、及び対物レンズ46は、バーダル光学系を構成する。これにより、被検眼Eの屈折度数にかかわらず、眼底Efにおけるスリット像の大きさを一定にすることができる。
また、図6に示すように、リレーレンズ系RL2が、スリット22と虹彩絞り21との間に配置される。
図14に、第1実施形態に係る眼科装置1の制御系の構成例のブロック図を示す。図14において、図2又は図6と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
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、照明光学系20の制御、光スキャナ30の制御、撮影光学系40、及び通信部250の制御を行う。
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。
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、撮影光学系40の光路に結合される。固視投影系は、内部固視標又は外部固視標を被検眼Eに提示することが可能である。内部固視標を被検眼Eに提示する場合、固視投影系は、制御部100からの制御を受けて内部固視標を表示するLCDを含み、LCDから出力された固視光束を被検眼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、図示しない操作部を用いることによりユーザが指定可能である。
図6に示すように、スマートフォン500は、図1と同様に、光源510と、イメージセンサ520と、結像レンズ521とを含む。
光源510は、可視領域の光を発生する可視光源を含む。例えば、光源510は、白色光源を含む。このような光源510は、例えば、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode)、ハロゲンランプ、又はキセノンランプを含む。いくつかの実施形態では、光源510は、RGBの各色成分の光を出力可能な光源を含む。いくつかの実施形態では、光源510は、赤外領域の光又は可視領域の光を切り換えて出力することが可能な光源を含む。光源510は、眼底Ef及び虹彩のそれぞれと光学的に非共役な位置に配置される。
イメージセンサ520は、ピクセル化された受光器としての機能を実現する。イメージセンサ520の受光面(検出面、撮像面)は、撮影部位としての眼底Efと光学的に略共役な位置に配置可能である。上記のように、結像レンズ521は、スマートフォン500に入射した照明光の戻り光をイメージセンサ520の受光面に結像するように構成される。
スマートフォン500の制御系は、図3に示すように、制御部550を中心に構成される。
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、外部の眼科測定装置又は電子カルテから被検眼Eの屈折度数を取得する。
次に、主制御部101は、ステップS1において取得された被検眼Eの屈折度数に応じて、照明光学系20の光軸におけるスリット22の位置を変更する。
続いて、主制御部101は、ステップS2において光軸における位置が変更されたスリット22の新たな位置に応じて、スマートフォン500の光源510の位置及び向きの少なくとも1つを変更する。
ステップS3の後、被検眼Eの眼底Efの撮影が開始されると、主制御部101は、所定の偏向制御タイミングであるか否かを判定する。例えば、主制御部101は、光スキャナ30に対して、照明光の偏向角度範囲及び偏向速度(偏向周波数)を含む偏向制御情報を事前に設定する。主制御部101は、撮影開始タイミングを基準に、事前に設定された偏向制御情報に基づいて偏向制御タイミングを特定する。
ステップS4において偏向制御であると判定されたとき(S4:Y)、主制御部101は、通信部250を制御することにより、スマートフォン500に対してイメージセンサ520による受光タイミングを制御するための通信信号を送信させる。
続いて、主制御部101は、ステップS5において送信した受光側の制御タイミングに同期するように、光スキャナ30の偏向面の偏向角度が所定の角度ステップだけ偏向するように光スキャナ30を制御する。
主制御部101は、次に照明光で照射すべき照射位置があるか否かを判定する。主制御部101は、順次に移動される照明光の照射範囲があらかじめ決められた眼底Efの撮影範囲を網羅したか否かを判定することにより、次に照明光で照射すべき照射位置があるか否かを判定することが可能である。
実施形態に係る眼科装置及び眼科システムの構成は、第1実施形態で説明した構成に限定されない。例えば、実施形態に係る眼科装置は、光源を含み、光源からの光を用いて照明光を生成するようにしてもよい。
上記の実施形態に係る眼科装置では、穴鏡を用いて照明光の光路と戻り光の光路とが結合される構成を例に説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、ビームスプリッタを用いて照明光の光路と戻り光の光路とが結合されてもよい。
上記の実施形態では、光スキャナ30を用いて眼底Efにおけるスリット状の照明光の照射位置を移動することで眼底Efをスキャンする例を説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、光変調器を用いて光源からの光を変調することで眼底Efをスキャンするようにしてもよい。
例えば、上記の実施形態に係る眼科システムを用いて取得された被検眼Eの画像データは、ネットワークを介して接続可能なサーバ内で管理されるように構成される。
実施形態に係る眼科装置、及び眼科システムについて説明する。
10、510 光源
20 照明光学系
21 虹彩絞り
22 スリット
41、44、48 リレーレンズ
30 光スキャナ
35 投影光学系
40 撮影光学系
42 黒点板
45 穴鏡
46 対物レンズ
47 合焦レンズ
100、550 制御部
250、580 通信部
500、500a スマートフォン
520 イメージセンサ
521 結像レンズ
560 画像形成部
1000、1000a、1000b、1000c 眼科システム
E 被検眼
Ef 眼底
RL1、RL2 リレーレンズ系
Claims (13)
- 対物レンズと、
光源からの光を用いて照明光を生成し、前記対物レンズを介して前記照明光で被検眼を照明する照明光学系と、
撮影光路にセンサが配置されるように前記センサを備えた外部装置を装着可能に構成される装着部と、
前記被検眼からの前記照明光の戻り光を前記撮影光路に導く撮影光学系と、
前記外部装置との通信機能を有する通信部と、
前記照明光学系を制御すると共に、前記照明光学系に対する制御に同期するように前記通信部を介して前記センサを制御する制御部と、
を含み、
前記照明光学系は、
前記被検眼の撮影部位と光学的に略共役な位置に配置可能なスリット状の開口部が形成されたスリットと、
前記光源と前記スリットとの間に配置可能に構成され、前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な虹彩絞りと、
前記光源と前記虹彩絞りとの間に配置され、前記虹彩絞りに形成された開口部と前記スリットに形成された開口部とを結ぶ方向の光量が最大になるように前記照明光を偏向する光学素子と、
前記スリットに形成された開口部を通過した照明光を偏向し、前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な光スキャナと、
を含み、
前記制御部は、前記照明光学系の光軸方向に前記スリットを移動すると共に、前記虹彩絞りに形成された開口部に対して前記光学素子の位置及び向きの少なくとも1つを変更し、前記センサに対する制御に同期して前記光スキャナを制御する、眼科装置。 - 対物レンズと、
光源からの光を用いて照明光を生成し、前記対物レンズを介して前記照明光で被検眼を照明する照明光学系と、
撮影光路にセンサが配置されるように前記センサを備えた外部装置を装着可能に構成される装着部と、
前記被検眼からの前記照明光の戻り光を前記撮影光路に導く撮影光学系と、
前記外部装置との通信機能を有する通信部と、
前記通信部を介した前記外部装置からの制御を受け、少なくとも前記照明光学系を制御する制御部と、
を含み、
前記照明光学系は、
前記被検眼の撮影部位と光学的に略共役な位置に配置可能なスリット状の開口部が形成されたスリットと、
前記光源と前記スリットとの間に配置可能に構成され、前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な虹彩絞りと、
前記光源と前記虹彩絞りとの間に配置され、前記虹彩絞りに形成された開口部と前記スリットに形成された開口部とを結ぶ方向の光量が最大になるように前記照明光を偏向する光学素子と、
前記スリットに形成された開口部を通過した照明光を偏向し、前記被検眼の虹彩と光学的に略共役な位置に配置可能な光スキャナと、
を含み、
前記制御部は、前記照明光学系の光軸方向に前記スリットを移動すると共に、前記虹彩絞りに形成された開口部に対して前記光学素子の位置及び向きの少なくとも1つを変更し、前記センサに対する制御に同期して前記光スキャナを制御する、眼科装置。 - 前記照明光学系は、前記光スキャナと前記スリットとの間に配置された第1リレーレンズ系を含み、
前記第1リレーレンズ系の後側焦点位置は、前記虹彩と光学的に略共役な位置である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の眼科装置。 - 前記光スキャナは、前記後側焦点位置又はその近傍に配置される
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科装置。 - 前記照明光学系は、前記スリットと前記虹彩絞りとに間に配置された第2リレーレンズ系を含み、
前記第2リレーレンズ系の前側焦点位置又はその近傍に、前記虹彩絞りが配置される
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の眼科装置。 - 前記虹彩絞りには、前記被検眼の角膜、水晶体前面、及び水晶体後面において前記照明光の光束断面と前記被検眼からの戻り光の光束断面とが分離するように、前記照明光が通過する1以上の開口部が形成されている
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。 - 前記虹彩絞りには、2以上の開口部が形成され、
前記2以上の開口部は、前記照明光学系の光軸を通り前記スリットに形成された開口部の長手方向に対応した方向に伸びる直線に対して線対称に形成される
ことを特徴とする請求項6に記載の眼科装置。 - 前記虹彩絞りに形成された開口部は、弓形形状であり、
前記弓形形状の弦の方向は、前記スリットに形成された開口部の長手方向に対応した方向に略平行である
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の眼科装置。 - 前記光源を含む
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。 - 前記外部装置は、光源を含み、
前記装着部は、前記光源が前記照明光学系の光路に配置されるように前記外部装置を装着可能に構成される
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。 - 前記照明光学系の光路に対して挿脱可能に構成された波長選択フィルタを含む
ことを特徴とする請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記外部装置は、携帯電話又は携帯情報端末である
ことを特徴とする請求項1~請求項11のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記外部装置と、
請求項1~請求項12のいずれか一項に記載の眼科装置と、
を含む、眼科システム。
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