WO2013164943A1 - 眼科装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ophthalmologic apparatus for optically inspecting an eye to be examined.
- the ophthalmologic apparatus includes an ophthalmologic photographing apparatus for obtaining an image of the eye to be examined and an ophthalmologic measuring apparatus for measuring the characteristics of the eye to be examined.
- an optical coherence tomography (Optical Coherence Tomography, OCT) is used to obtain a tomographic image, a fundus camera for photographing the fundus, and laser scanning using a confocal optical system.
- OCT optical Coherence Tomography
- ophthalmic measuring devices include an ocular refraction examination device (refractometer, keratometer) that measures the refractive characteristics of the eye to be examined, a tonometer, a specular microscope that obtains corneal properties (corneal thickness, cell distribution, etc.), Hartmann -There is a wavefront analyzer that obtains aberration information of the eye to be examined using a shack sensor.
- refractometer keratometer
- keratometer keratometer
- specular microscope that obtains corneal properties (corneal thickness, cell distribution, etc.)
- This alignment includes alignment and tracking.
- the alignment includes an operation for aligning the optical axis of the apparatus optical system with the axis of the eye to be examined (xy alignment) and an operation for adjusting the distance between the eye to be examined and the apparatus optical system (z alignment).
- xy alignment aligning the optical axis of the apparatus optical system with the axis of the eye to be examined
- z alignment an operation for adjusting the distance between the eye to be examined and the apparatus optical system
- tracking the movement of the eye to be examined is detected and the position of the apparatus optical system is made to follow the eye to be examined.
- JP 2009-112664 A Japanese Patent No. 4136690
- the ophthalmologic apparatus uses a chin rest or a forehead for holding the subject's face and fixing the position of the subject's eye.
- a chin rest or a forehead for holding the subject's face and fixing the position of the subject's eye.
- adjustment of the position of the chin rest and the forehead rest has been performed by an examiner's operation.
- adjustment of the height position of the apparatus optical system has been performed by the examiner.
- An object of the present invention is to provide an ophthalmologic apparatus capable of suitably performing alignment between an eye to be examined and an apparatus optical system.
- an invention according to claim 1 is directed to an inspection optical system for inspecting an eye to be examined, a support part for supporting a face of a subject, the inspection optical system, and the support.
- a driving unit that relatively and three-dimensionally moves the imaging unit, two or more imaging units that image the anterior segment of the eye to be examined substantially simultaneously from different directions, and the two or more imaging units.
- an analysis unit for obtaining a three-dimensional position of the eye to be examined, and controlling the driving unit based on the three-dimensional position, the inspection optical system and the support
- An ophthalmologic apparatus having a control unit that relatively moves the unit.
- the Invention of Claim 2 is the ophthalmologic apparatus of Claim 1, Comprising:
- the said drive part contains the 1st drive part which moves the said optical system for an inspection in three dimensions,
- the said control part is Based on the three-dimensional position, the first optical system is configured such that the optical axis of the examination optical system is aligned with the axis of the eye to be examined, and the distance of the examination optical system with respect to the eye to be examined is a predetermined working distance.
- the drive unit is controlled.
- the invention according to claim 3 is the ophthalmologic apparatus according to claim 2, wherein the analysis unit analyzes each of the two or more captured images, and corresponds to a predetermined characteristic part of the anterior eye part.
- a feature position specifying unit for specifying a feature position in the captured image, a position of the two or more imaging units, and a feature position in the two or more captured images, And a three-dimensional position calculation unit that calculates the three-dimensional position of the eye to be examined.
- a fourth aspect of the present invention is the ophthalmologic apparatus according to the third aspect, wherein a moving image photographing optical system for sharing a part of an optical path with the examination optical system and photographing an anterior segment of an eye to be examined is recorded.
- a projection optical system for projecting an index for aligning the inspection optical system with respect to the eye to be examined on the eye to be examined, and an operation unit, and the control unit has the feature position determined by the feature position specifying unit.
- the projection optical system is controlled to project the index onto the eye to be examined, and the moving image capturing optical system acquires the moving image of the anterior eye portion in a state where the index is projected.
- the moving image is displayed on a display unit, and the inspection optical system is moved by controlling the first drive unit in accordance with an operation using the operation unit.
- the invention according to claim 5 is the ophthalmologic apparatus according to claim 4, wherein after the inspection optical system is moved using the operation unit, the feature position specifying unit corresponds to the feature part. An image position in the moving image is specified, and the control unit displays information indicating the specified image position so as to overlap the moving image.
- the invention described in claim 6 is the ophthalmologic apparatus according to claim 3, wherein the characteristic part is a pupil center or a corneal apex of the anterior eye part.
- the invention according to claim 7 is the ophthalmologic apparatus according to claim 3, further comprising an operation unit, wherein the control unit causes the display unit to display at least one of the two or more captured images.
- the three-dimensional position calculating unit uses the operation unit for the positions of the two or more shooting units and the displayed shot image. The three-dimensional position of the characteristic part is calculated based on the designated image position.
- the invention according to claim 8 is the ophthalmologic apparatus according to claim 7, wherein the three-dimensional position calculation unit specifies an image position for one of the two or more photographed images. The image position in the other captured image corresponding to the designated image position is identified, and based on the positions of the two or more photographing units, the designated image position, and the identified image position. Then, the three-dimensional position of the characteristic part is calculated.
- the invention according to claim 9 is the ophthalmologic apparatus according to claim 7, wherein the control unit analyzes each of the two or more photographed images to evaluate the image quality of the photographed images, and evaluates the image quality. One captured image is selected based on the result and displayed on the display unit.
- a tenth aspect of the present invention is the ophthalmic apparatus according to the third aspect, comprising an operation unit, wherein the characteristic position specifying unit analyzes each of the two or more captured images, thereby One or more candidate positions are specified, and the control unit causes the display unit to display at least one of the two or more captured images and candidate position information indicating the specified candidate position, and the three-dimensional
- the position calculation unit is configured based on the positions of the two or more photographing units and the candidate position corresponding to the candidate position information designated using the operation unit among the displayed one or more candidate position information. The three-dimensional position of the part is calculated.
- the invention according to claim 11 is the ophthalmologic apparatus according to claim 2, wherein the control unit includes an optical system position acquisition unit that acquires a current position of the optical system for inspection, and the acquired current The inspection optical system is moved to the first drive unit based on the position and the three-dimensional position of the eye to be examined obtained by the analysis unit.
- the invention according to claim 12 is the ophthalmologic apparatus according to claim 2, wherein the two or more photographing units photograph the anterior eye part of the eye to be examined in parallel from different directions, and the analyzing unit comprises Then, by sequentially analyzing two or more frames obtained substantially simultaneously in the moving image shooting, the three-dimensional position of the eye to be examined is sequentially obtained, and the control unit is based on the three-dimensional position obtained sequentially.
- the position of the inspection optical system is caused to follow the movement of the eye to be examined by sequentially controlling the first drive unit.
- the invention described in claim 13 is the ophthalmologic apparatus according to claim 2, wherein the drive unit includes a second drive unit that moves the support unit, and the control unit includes the two or more imaging units.
- the support unit is moved by controlling the second drive unit based on the analysis results of the two or more captured images obtained substantially simultaneously by the analysis unit.
- the invention described in claim 14 is the ophthalmologic apparatus according to claim 13, wherein the second drive unit moves the support unit at least in the vertical direction.
- the invention according to claim 15 is the ophthalmologic apparatus according to claim 13, wherein the analysis unit is configured to detect the support unit based on the two or more captured images and the positions of the two or more capture units.
- the invention described in claim 16 is the ophthalmologic apparatus according to claim 13, wherein when the information indicating the change of the subject is input, the control unit moves the support unit to a predetermined initial position. The second drive unit is controlled so as to be moved to the position.
- the invention according to claim 17 is the ophthalmologic apparatus according to claim 13, further comprising a proximity detection unit that detects the proximity of the subject to the support unit, and when the proximity is detected, The control unit controls the two or more imaging units to perform imaging at substantially the same time.
- the invention according to claim 18 is the ophthalmologic apparatus according to claim 13, wherein the input unit for inputting the identification information of the subject, the position of the inspection optical system applied in the inspection, and / or Or a first storage unit that stores positional information indicating the position of the support unit in association with the identification information of the subject, and the control unit receives the identification information from the input unit.
- the first drive unit acquires position information associated with the identification information from the first storage unit, and moves the inspection optical system and / or the support unit to a position indicated by the acquired position information. And / or controlling the second driving unit.
- the invention according to claim 19 is the ophthalmologic apparatus according to claim 13, comprising a contact detection unit that detects contact of the face of the subject with the support unit, and the contact is detected.
- the control unit can perform control only for the first drive unit among the first drive unit and the second drive unit.
- the invention according to claim 20 is the ophthalmologic apparatus according to claim 19, wherein when the contact is not detected, the control unit controls both the first drive unit and the second drive unit. Can be executed.
- the invention according to claim 21 is the ophthalmologic apparatus according to claim 13, wherein the image of the anterior segment is analyzed by analyzing a captured image obtained by at least one of the two or more imaging units.
- a determination unit configured to determine whether or not the image is included in a predetermined region in the photographed image; and the control unit determines that the first image is included in the predetermined region when the image of the anterior segment is determined to be included in the predetermined region.
- the drive unit is controlled, and when it is determined that the image of the anterior segment is not included in the predetermined area, the second drive unit is controlled.
- the invention according to claim 22 is the ophthalmologic apparatus according to claim 1, wherein each of the two or more photographing units includes an optical system, and each of the two or more photographing units is photographed by the optical system.
- a second storage unit that preliminarily stores aberration information related to distortion occurring in the image
- the analysis unit includes a correction unit that corrects each distortion of the two or more captured images based on the aberration information. The three-dimensional position of the eye to be examined is obtained based on the corrected two or more captured images.
- the invention described in claim 23 is the ophthalmologic apparatus according to claim 22, wherein the aberration information is acquired by the imaging unit with respect to each of the two or more imaging units with a different position with respect to a predetermined reference point. It is generated by analyzing a plurality of photographed images obtained by photographing the reference point.
- the invention according to claim 24 is the ophthalmologic apparatus according to claim 1, and includes an imaging moving unit that moves at least one of the two or more imaging units, and at least one of the two or more imaging units.
- a determination unit that determines whether or not the image of the anterior segment is included in a predetermined region in the captured image by analyzing the obtained captured image, and the control unit includes the image of the anterior segment Is determined not to be included in the predetermined area
- the imaging moving unit is controlled to move at least one of the two or more imaging units away from the support unit and / or the inspection optical system.
- the determination unit is moved in a direction away from the optical axis, and the determination unit performs the determination again after at least one of the two or more photographing units is moved.
- the invention according to claim 25 is the ophthalmologic apparatus according to claim 1, wherein the image of the anterior segment is analyzed by analyzing a photographed image obtained by at least one of the two or more photographing units.
- a determination unit configured to determine whether or not the image is included in a predetermined area in the photographed image, and the control unit is configured to output a predetermined warning when it is determined that the image of the anterior segment is not included in the predetermined area; Information is output to an output unit.
- the image synthesizing unit forms a synthesized image of two or more photographed images obtained substantially simultaneously by the two or more photographing units. It is characterized by having.
- a twenty-seventh aspect of the invention is the ophthalmic apparatus according to the twenty-sixth aspect, wherein the control unit displays the composite image on a display unit.
- the invention according to claim 28 is the ophthalmologic apparatus according to claim 1, wherein the control unit obtains at least one of two or more captured images obtained substantially simultaneously by the two or more imaging units. It is characterized by being displayed on a display unit.
- the invention described in claim 29 is the ophthalmologic apparatus according to claim 1, wherein the two or more imaging units are composed of two cameras provided at different positions outside the optical path of the inspection optical system. It is characterized by.
- the invention described in claim 30 is the ophthalmologic apparatus according to claim 1, wherein the two or more imaging units are provided below the optical axis of the inspection optical system. .
- a thirty-first aspect of the invention is the ophthalmologic apparatus according to the second aspect, wherein a part of the optical path is shared with the inspection optical system, and a moving image photographing optical system for photographing an anterior segment of the eye to be examined
- the moving image of the anterior eye portion in a state in which the index is projected is acquired by the moving image capturing optical system, the acquired moving image is displayed on the display unit, and acquired by the analysis unit Based on the three-dimensional position, relative position information indicating a relative position between the eye to be examined and the optical system for inspection is acquired, the acquired relative position information is displayed on the display unit, and the operation unit is used.
- the inspection optical system is moved by controlling the first drive unit according to an operation. And characterized in that.
- a thirty-second aspect of the invention is the ophthalmic apparatus according to the thirty-first aspect, wherein the relative position information includes an optical axis direction of the inspection optical system, and a horizontal direction and a vertical direction perpendicular to the optical axis direction. The relative position in each of the above is included.
- a thirty-third aspect of the present invention is the ophthalmic apparatus according to the thirty-second aspect, wherein the control unit indicates the relative position in the optical axis direction with a display color.
- the invention according to claim 34 is the ophthalmologic apparatus according to claim 31, further comprising a storage unit that stores measurement information of the characteristics of the eye that has been acquired in advance, and the control unit includes the three-dimensional position. And the relative position information is obtained based on the measurement information.
- a thirty-fifth aspect of the present invention is the ophthalmologic apparatus according to the first aspect, wherein a filter that blocks light having a wavelength other than the wavelength of the environmental illumination between each of the two or more imaging units and the eye to be examined. Is provided.
- the inspection optical system for inspecting the eye to be inspected the drive unit for moving the inspection optical system three-dimensionally, and the anterior eye part of the eye to be inspected substantially from different directions
- Two or more image capturing units that simultaneously capture images an analysis unit that obtains a three-dimensional position of the eye to be examined by analyzing two or more captured images obtained substantially simultaneously by the two or more image capturing units, and the 3
- the drive unit is controlled so that the optical axis of the inspection optical system is aligned with the axis of the eye to be examined and the distance of the inspection optical system to the eye to be examined is a predetermined working distance
- An ophthalmologic apparatus having a control unit.
- the ophthalmologic apparatus according to the present invention is used for optical examination of an eye to be examined.
- an ophthalmologic apparatus includes an ophthalmologic photographing apparatus and an ophthalmologic measurement apparatus.
- the ophthalmologic photographing apparatus include an optical coherence tomometer, a fundus camera, and a scanning laser ophthalmoscope slit lamp.
- examples of the ophthalmologic measurement apparatus include an eye refraction inspection apparatus, a tonometer, a specular microscope, and a wave front analyzer.
- the present invention is applied to an optical coherence tomography will be described in detail, but the present invention can be applied to any other ophthalmologic apparatus.
- images acquired by OCT may be collectively referred to as OCT images.
- a measurement operation for forming an OCT image may be referred to as OCT measurement.
- an optical coherence tomography using a so-called Spectral Domain type OCT equipped with a low coherence light source and a spectroscope will be described. It is also possible to apply the present invention to an optical coherence tomography using a type or in-face type OCT technique.
- the swept source OCT is a scanning (wavelength sweep) of the wavelength of light irradiated on the object to be measured, and the interference light obtained by superimposing the reflected light of each wavelength and the reference light. This is a technique for obtaining a spectral intensity distribution by detection and imaging the form of the object to be measured by applying a Fourier transform thereto.
- in-face OCT is a method of irradiating a measured object with light having a predetermined beam diameter, and analyzing a component of interference light obtained by superimposing the reflected light and reference light.
- This is a technique for forming an image of an object to be measured in a cross section perpendicular to the traveling direction of light, and is also called a full-field type.
- an apparatus combining an OCT apparatus and a fundus camera will be described.
- the application target of the present invention is not limited to such a multifunction machine, and an ophthalmologic apparatus (for example, a fundus camera alone) as a single machine. It is also possible to apply this invention to
- the ophthalmologic apparatus 1 includes a fundus camera unit 2, an OCT unit 100, and an arithmetic control unit 200.
- the retinal camera unit 2 has almost the same optical system as a conventional retinal camera.
- the OCT unit 100 is provided with an optical system for acquiring an OCT image of the fundus.
- the arithmetic control unit 200 includes a computer that executes various arithmetic processes and control processes.
- the fundus camera unit 2 shown in FIG. 1 is provided with an optical system for obtaining a two-dimensional image (fundus image) representing the surface form of the fundus oculi Ef of the eye E to be examined.
- the fundus image includes an observation image and a captured image.
- the observation image is a monochrome moving image formed at a predetermined frame rate using near infrared light, for example.
- the fundus camera unit 2 can obtain an observation image of the anterior segment Ea.
- the optical system for capturing a moving image of the anterior segment Ea corresponds to an example of a “moving image capturing optical system”.
- the captured image may be, for example, a color image obtained by flashing visible light, or a monochrome still image using near infrared light or visible light as illumination light.
- the fundus camera unit 2 may be configured to be able to acquire images other than these, such as a fluorescein fluorescent image, an indocyanine green fluorescent image, a spontaneous fluorescent image, and the like.
- the fundus camera unit 2 is provided with a chin rest and a forehead for supporting the subject's face.
- the chin rest and the forehead support correspond to the support portion 440 shown in FIGS. 4A and 4B.
- reference numeral 410 denotes a drive system such as the optical system drive unit 2A and a base in which an arithmetic control circuit is stored.
- Reference numeral 420 denotes a housing provided on the base 410 and storing an optical system.
- Reference numeral 430 denotes a lens housing portion that is provided on the front surface of the housing 420 and accommodates the objective lens 22.
- the fundus camera unit 2 is provided with an illumination optical system 10 and a photographing optical system 30.
- the illumination optical system 10 irradiates the fundus oculi Ef with illumination light.
- the photographing optical system 30 guides the fundus reflection light of the illumination light to an imaging device (CCD image sensor (sometimes simply referred to as a CCD) 35, 38).
- the imaging optical system 30 guides the signal light from the OCT unit 100 to the fundus oculi Ef and guides the signal light passing through the fundus oculi Ef to the OCT unit 100.
- the observation light source 11 of the illumination optical system 10 is composed of, for example, a halogen lamp.
- the light (observation illumination light) output from the observation light source 11 is reflected by the reflection mirror 12 having a curved reflection surface, passes through the condensing lens 13, passes through the visible cut filter 14, and is converted into near infrared light. Become. Further, the observation illumination light is once converged in the vicinity of the photographing light source 15, reflected by the mirror 16, and passes through the relay lenses 17 and 18, the diaphragm 19 and the relay lens 20. Then, the observation illumination light is reflected at the peripheral portion (region around the hole portion) of the aperture mirror 21, passes through the dichroic mirror 46, and is refracted by the objective lens 22 to illuminate the fundus oculi Ef.
- An LED Light Emitting Diode
- the fundus reflection light of the observation illumination light is refracted by the objective lens 22, passes through the dichroic mirror 46, passes through the hole formed in the central region of the perforated mirror 21, passes through the dichroic mirror 55, and is a focusing lens. It is reflected by the mirror 32 via 31. Further, the fundus reflection light passes through the half mirror 39A, is reflected by the dichroic mirror 33, and forms an image on the light receiving surface of the CCD image sensor 35 by the condenser lens.
- the CCD image sensor 35 detects fundus reflected light at a predetermined frame rate, for example. On the display device 3, an image (observation image) based on fundus reflection light detected by the CCD image sensor 35 is displayed. When the photographing optical system is focused on the anterior segment, an observation image of the anterior segment of the eye E is displayed.
- the photographing light source 15 is constituted by, for example, a xenon lamp.
- the light (imaging illumination light) output from the imaging light source 15 is applied to the fundus oculi Ef through the same path as the observation illumination light.
- the fundus reflection light of the imaging illumination light is guided to the dichroic mirror 33 through the same path as that of the observation illumination light, passes through the dichroic mirror 33, is reflected by the mirror 36, and is reflected by the condenser lens 37 of the CCD image sensor 38.
- An image is formed on the light receiving surface.
- On the display device 3 an image (captured image) based on fundus reflection light detected by the CCD image sensor 38 is displayed.
- the display device 3 that displays the observation image and the display device 3 that displays the captured image may be the same or different.
- an infrared captured image is displayed. It is also possible to use an LED as a photographing light source.
- the LCD (Liquid Crystal Display) 39 displays a fixation target and an eyesight measurement index.
- the fixation target is an index for fixing the eye E to be examined, and is used at the time of fundus photographing or OCT measurement.
- a part of the light output from the LCD 39 is reflected by the half mirror 39A, reflected by the mirror 32, passes through the focusing lens 31 and the dichroic mirror 55, passes through the hole of the perforated mirror 21, and reaches the dichroic.
- the light passes through the mirror 46, is refracted by the objective lens 22, and is projected onto the fundus oculi Ef.
- the fixation position of the eye E can be changed by changing the display position of the fixation target on the screen of the LCD 39.
- As the fixation position of the eye E for example, a position for acquiring an image centered on the macular portion of the fundus oculi Ef, or a position for acquiring an image centered on the optic disc as in the case of a conventional fundus camera And a position for acquiring an image centered on the fundus center between the macula and the optic disc. It is also possible to arbitrarily change the display position of the fixation target.
- the fundus camera unit 2 is provided with an alignment optical system 50 and a focus optical system 60 as in the conventional fundus camera.
- the alignment optical system 50 generates an index (alignment index) for performing alignment (alignment) of the apparatus optical system with respect to the eye E.
- the configuration for projecting the alignment index onto the eye E corresponds to an example of a “projection optical system”.
- the focus optical system 60 generates an index (split index) for focusing on the fundus oculi Ef.
- the light (alignment light) output from the LED 51 of the alignment optical system 50 is reflected by the dichroic mirror 55 via the apertures 52 and 53 and the relay lens 54, passes through the hole of the perforated mirror 21, and reaches the dichroic mirror 46. And is projected onto the cornea of the eye E by the objective lens 22.
- the corneal reflection light of the alignment light passes through the objective lens 22, the dichroic mirror 46 and the hole, part of which passes through the dichroic mirror 55, passes through the focusing lens 31, is reflected by the mirror 32, and is half mirror
- the light passes through 39A, is reflected by the dichroic mirror 33, and is projected onto the light receiving surface of the CCD image sensor 35 by the condenser lens.
- the light reception image (alignment index) by the CCD image sensor 35 is displayed on the display device 3 together with the observation image.
- the user performs alignment by performing the same operation as that of a conventional fundus camera. Further, the arithmetic control unit 200 may perform alignment by analyzing the position of the alignment index and moving the optical system (auto-alignment function).
- auto-alignment can be performed using an anterior segment camera 300 described later, it is not essential that auto-alignment using an alignment index is possible.
- the auto-alignment using the alignment index can be performed when the auto-alignment using the anterior segment camera 300 is not successful, or the auto-alignment using the anterior segment camera 300 and the alignment index are used. It is also possible to configure so that auto alignment can be used selectively.
- the reflecting surface of the reflecting rod 67 is obliquely provided on the optical path of the illumination optical system 10.
- the light (focus light) output from the LED 61 of the focus optical system 60 passes through the relay lens 62, is separated into two light beams by the split indicator plate 63, passes through the two-hole aperture 64, and is reflected by the mirror 65, The light is focused on the reflecting surface of the reflecting bar 67 by the condenser lens 66 and reflected. Further, the focus light passes through the relay lens 20, is reflected by the perforated mirror 21, passes through the dichroic mirror 46, is refracted by the objective lens 22, and is projected onto the fundus oculi Ef.
- the fundus reflection light of the focus light is detected by the CCD image sensor 35 through the same path as the corneal reflection light of the alignment light.
- a light reception image (split index) by the CCD image sensor 35 is displayed on the display device 3 together with the observation image.
- the arithmetic and control unit 200 analyzes the position of the split index and moves the focusing lens 31 and the focus optical system 60 to perform focusing as in the conventional case (autofocus function). Alternatively, focusing may be performed manually while visually checking the split indicator.
- the dichroic mirror 46 branches the optical path for OCT measurement from the optical path for fundus imaging.
- the dichroic mirror 46 reflects light in a wavelength band used for OCT measurement and transmits light for fundus photographing.
- a collimator lens unit 40, an optical path length changing unit 41, a galvano scanner 42, a focusing lens 43, a mirror 44, and a relay lens 45 are provided in this order from the OCT unit 100 side. It has been.
- the optical path length changing unit 41 is movable in the direction of the arrow shown in FIG. 1, and changes the optical path length of the optical path for OCT measurement. This change in the optical path length is used for correcting the optical path length according to the axial length of the eye E or adjusting the interference state.
- the optical path length changing unit 41 includes, for example, a corner cube and a mechanism for moving the corner cube.
- the galvano scanner 42 changes the traveling direction of light (signal light LS) passing through the optical path for OCT measurement. Thereby, the fundus oculi Ef can be scanned with the signal light LS.
- the galvano scanner 42 includes, for example, a galvano mirror that scans the signal light LS in the x direction, a galvano mirror that scans in the y direction, and a mechanism that drives these independently. Thereby, the signal light LS can be scanned in an arbitrary direction on the xy plane.
- the fundus camera unit 2 is provided with an anterior eye camera 300.
- the anterior segment camera 300 images the anterior segment Ea substantially simultaneously from different directions.
- two cameras are provided on the subject-side surface of the fundus camera unit 2 (see anterior eye cameras 300A and 300B shown in FIG. 4A).
- the anterior eye cameras 300A and 300B are provided at positions deviated from the optical path of the illumination optical system 10 and the optical path of the imaging optical system 30, respectively.
- the two anterior eye cameras 300A and 300B may be collectively represented by reference numeral 300.
- two anterior eye cameras 300A and 300B are provided, but the number of anterior eye cameras in the present invention is an arbitrary number of 2 or more. However, in consideration of the arithmetic processing described later, a configuration that can photograph the anterior segment substantially simultaneously from two different directions is sufficient.
- the anterior segment camera 300 is provided separately from the illumination optical system 10 and the imaging optical system 30, but at least the imaging optical system 30 can be used to perform similar anterior segment imaging. . That is, one of the two or more anterior segment cameras may be carried by a configuration including the imaging optical system 30.
- this embodiment should just be comprised so that imaging
- substantially simultaneously indicates that a photographing timing shift that allows negligible eye movement is allowed in photographing with two or more anterior segment cameras. Thereby, an image when the eye E is substantially at the same position (orientation) can be acquired by two or more anterior segment cameras.
- shooting with two or more anterior eye cameras may be moving image shooting or still image shooting
- the case of moving image shooting will be described in detail.
- the above-described substantially simultaneous anterior ocular shooting can be realized by controlling the shooting start timing to match or by controlling the frame rate and shooting timing of each frame.
- this can be realized by controlling to match the shooting timing.
- the OCT unit 100 is provided with an optical system for acquiring an OCT image of the fundus oculi Ef.
- This optical system has the same configuration as a conventional spectral domain type OCT apparatus. That is, this optical system divides low-coherence light into reference light and signal light, and generates interference light by causing interference between the signal light passing through the fundus oculi Ef and the reference light passing through the reference optical path. It is configured to detect spectral components. This detection result (detection signal) is sent to the arithmetic control unit 200.
- a wavelength swept light source is provided instead of a light source that outputs a low coherence light source, and an optical member that spectrally decomposes interference light is not provided.
- a known technique corresponding to the type of OCT can be arbitrarily applied.
- the light source unit 101 outputs a broadband low-coherence light L0.
- the low coherence light L0 includes, for example, a near-infrared wavelength band (about 800 nm to 900 nm) and has a temporal coherence length of about several tens of micrometers. Note that near-infrared light having a wavelength band invisible to the human eye, for example, a center wavelength of about 1040 to 1060 nm, may be used as the low-coherence light L0.
- the light source unit 101 includes a super luminescent diode (Super Luminescent Diode: SLD), an LED, and an optical output device such as an SOA (Semiconductor Optical Amplifier).
- SLD Super Luminescent Diode
- LED an LED
- SOA semiconductor Optical Amplifier
- the low coherence light L0 output from the light source unit 101 is guided to the fiber coupler 103 by the optical fiber 102, and is divided into the signal light LS and the reference light LR.
- the reference light LR is guided by the optical fiber 104 and reaches an optical attenuator (attenuator) 105.
- the optical attenuator 105 automatically adjusts the amount of the reference light LR guided to the optical fiber 104 under the control of the arithmetic control unit 200 using a known technique.
- the reference light LR whose light amount has been adjusted by the optical attenuator 105 is guided by the optical fiber 104 and reaches the polarization adjuster (polarization controller) 106.
- the polarization adjuster 106 is, for example, a device that adjusts the polarization state of the reference light LR guided in the optical fiber 104 by applying a stress from the outside to the optical fiber 104 in a loop shape.
- the configuration of the polarization adjuster 106 is not limited to this, and any known technique can be used.
- the reference light LR whose polarization state is adjusted by the polarization adjuster 106 reaches the fiber coupler 109.
- the signal light LS generated by the fiber coupler 103 is guided by the optical fiber 107 and converted into a parallel light beam by the collimator lens unit 40. Further, the signal light LS reaches the dichroic mirror 46 via the optical path length changing unit 41, the galvano scanner 42, the focusing lens 43, the mirror 44, and the relay lens 45. The signal light LS is reflected by the dichroic mirror 46, is refracted by the objective lens 22, and is applied to the fundus oculi Ef. The signal light LS is scattered (including reflection) at various depth positions of the fundus oculi Ef. The backscattered light of the signal light LS from the fundus oculi Ef travels in the same direction as the forward path in the reverse direction, is guided to the fiber coupler 103, and reaches the fiber coupler 109 via the optical fiber 108.
- the fiber coupler 109 causes the backscattered light of the signal light LS and the reference light LR that has passed through the optical fiber 104 to interfere with each other.
- the interference light LC generated thereby is guided by the optical fiber 110 and emitted from the emission end 111. Further, the interference light LC is converted into a parallel light beam by the collimator lens 112, dispersed (spectral decomposition) by the diffraction grating 113, condensed by the condenser lens 114, and projected onto the light receiving surface of the CCD image sensor 115.
- the diffraction grating 113 shown in FIG. 2 is a transmission type, other types of spectroscopic elements such as a reflection type diffraction grating may be used.
- the CCD image sensor 115 is a line sensor, for example, and detects each spectral component of the split interference light LC and converts it into electric charges.
- the CCD image sensor 115 accumulates this electric charge, generates a detection signal, and sends it to the arithmetic control unit 200.
- a Michelson type interferometer is used, but any type of interferometer such as a Mach-Zehnder type can be appropriately used.
- any type of interferometer such as a Mach-Zehnder type can be appropriately used.
- another form of image sensor for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or the like can be used.
- CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
- the configuration of the arithmetic control unit 200 will be described.
- the arithmetic control unit 200 analyzes the detection signal input from the CCD image sensor 115 and forms an OCT image of the fundus oculi Ef.
- the arithmetic processing for this is the same as that of a conventional spectral domain type OCT apparatus.
- the arithmetic control unit 200 controls each part of the fundus camera unit 2, the display device 3, and the OCT unit 100. For example, the arithmetic control unit 200 displays an OCT image of the fundus oculi Ef on the display device 3.
- the arithmetic control unit 200 controls the operation of the observation light source 11, the imaging light source 15 and the LEDs 51 and 61, the operation control of the LCD 39, the movement control of the focusing lenses 31 and 43, and the reflector 67. Movement control, movement control of the focus optical system 60, movement control of the optical path length changing unit 41, operation control of the galvano scanner 42, operation control of the anterior eye camera 300, and the like are performed.
- the arithmetic control unit 200 performs operation control of the light source unit 101, operation control of the optical attenuator 105, operation control of the polarization adjuster 106, operation control of the CCD image sensor 115, and the like.
- the arithmetic control unit 200 includes, for example, a microprocessor, a RAM, a ROM, a hard disk drive, a communication interface, and the like, as in a conventional computer.
- a computer program for controlling the ophthalmologic apparatus 1 is stored in a storage device such as a hard disk drive.
- the arithmetic control unit 200 may include various circuit boards, for example, a circuit board for forming an OCT image.
- the arithmetic control unit 200 may include an operation device (input device) such as a keyboard and a mouse, and a display device such as an LCD.
- the fundus camera unit 2, the display device 3, the OCT unit 100, and the calculation control unit 200 may be configured integrally (that is, in a single housing) or separated into two or more cases. It may be.
- Control system The configuration of the control system of the ophthalmologic apparatus 1 will be described with reference to FIG.
- the control system of the ophthalmologic apparatus 1 is configured around the control unit 210.
- the control unit 210 includes, for example, the aforementioned microprocessor, RAM, ROM, hard disk drive, communication interface, and the like.
- the control unit 210 includes a main control unit 211, a storage unit 212, and an optical system position acquisition unit 213.
- the main control unit 211 performs the various operation controls described above.
- the movement control of the focusing lens 31 is to move the focusing lens 31 in the optical axis direction by controlling a focusing drive unit (not shown). Thereby, the focus position of the photographic optical system 30 is changed.
- the main control unit 211 can control the optical system driving unit 2A to move the optical system provided in the fundus camera unit 2 three-dimensionally.
- tracking refers to moving the apparatus optical system in accordance with the eye movement of the eye E. Tracking is performed, for example, at a later stage than alignment (in some cases, focusing is also performed in advance). Tracking is a function that maintains a suitable positional relationship in alignment (and focus) by causing the position of the apparatus optical system to follow the eye movement.
- the optical system drive unit 2A of this embodiment moves an optical system mounted on the fundus camera unit 2, but the optical system and the OCT unit 100 mounted on the fundus camera unit 2 by the optical system drive unit 2A. It may be configured to move the optical system mounted on the.
- the optical system driving unit 2A is an example of a “first driving unit”.
- the anterior eye camera 300 of this embodiment is provided in the housing of the fundus camera unit 2, the anterior eye camera 300 can be moved by controlling the optical system driving part 2A.
- Such an optical system driving unit 2A functions as an example of a “photographing moving unit”.
- the imaging moving unit may include a drive mechanism (an actuator, a power transmission mechanism, etc.) provided for each anterior eye camera 300.
- the imaging moving unit is configured to move two or more anterior eye cameras 300 by transmitting power generated by a single actuator by a power transmission mechanism provided for each anterior eye camera 300. May be.
- the main control unit 211 performs a process of writing data to the storage unit 212 and a process of reading data from the storage unit 212.
- the storage unit 212 stores various data. Examples of the data stored in the storage unit 212 include OCT image image data, fundus image data, and examined eye information.
- the eye information includes information about the subject such as patient ID and name, and information about the eye such as left / right eye identification information.
- the storage unit 212 stores various programs and data for operating the ophthalmologic apparatus 1.
- aberration information 212a is stored in the storage unit 212 in advance.
- information regarding distortion aberration generated in the captured image due to the influence of the optical system mounted on each anterior eye camera 300 is recorded.
- the optical system mounted on the anterior segment camera 300 includes an optical element that generates distortion, such as a lens.
- the aberration information 212a can be said to be a parameter obtained by quantifying the distortion that these optical elements give to the captured image.
- the operator prepares a predetermined reference point.
- the reference point is an imaging target used for detecting distortion.
- the operator performs multiple shootings while changing the relative position between the reference point and the anterior eye camera 300. Thereby, a plurality of captured images of the reference point captured from different directions are obtained.
- the operator generates aberration information 212a of the anterior eye camera 300 by analyzing a plurality of acquired images with a computer.
- the computer that performs this analysis processing may be the image processing unit 230 or any other computer (an inspection computer before product shipment, a maintenance computer, etc.).
- the analysis process for generating the aberration information 212a includes, for example, the following steps: An extraction step of extracting an image region corresponding to the reference point from each captured image; A distribution state calculation step of calculating a distribution state (coordinates) of an image area corresponding to a reference point in each captured image; A distortion aberration calculating step of calculating a parameter representing distortion based on the obtained distribution state; A correction coefficient calculation step of calculating a coefficient for correcting distortion based on the obtained parameter.
- the parameters related to the distortion aberration given to the image by the optical system include principal point distance, principal point position (vertical direction, horizontal direction), lens distortion (radial direction, tangential direction), and the like.
- the aberration information 212a is configured as information (for example, table information) in which the identification information of each anterior segment camera 300 is associated with the correction coefficient corresponding thereto.
- the aberration information 212a generated in this way is stored in the storage unit 212 by the main control unit 211.
- Such generation of aberration information 212a and aberration correction based on this generation are referred to as camera calibration.
- the optical system position acquisition unit 213 acquires the current position of the inspection optical system mounted on the ophthalmologic apparatus 1.
- the inspection optical system is an optical system used to optically inspect the eye E.
- the inspection optical system in the ophthalmologic apparatus 1 (a combination machine of a fundus camera and an OCT apparatus) of this embodiment is an optical system for obtaining an image of the eye to be examined.
- the optical system position acquisition unit 213 receives, for example, information indicating the content of movement control of the optical system driving unit 2A by the main control unit 211, and acquires the current position of the inspection optical system moved by the optical system driving unit 2A. To do. A specific example of this process will be described.
- the main control unit 211 controls the optical system driving unit 2A at a predetermined timing (when the apparatus is activated, when patient information is input, etc.) to move the examination optical system to a predetermined initial position. Thereafter, each time the optical system driving unit 2A is controlled, the main control unit 211 records the control contents. Thereby, a history of control contents is obtained.
- the optical system position acquisition unit 213 acquires the control content up to the present with reference to this history, and obtains the current position of the inspection optical system based on the control content.
- the control content is transmitted to the optical system position acquisition unit 213, and each time the optical system position acquisition unit 213 receives the control content, the inspection optical system is transmitted.
- the current position may be obtained sequentially.
- a position sensor that detects the position of the inspection optical system may be provided in the optical system position acquisition unit 213.
- the main control unit 211 determines the acquired current position and the eye E to be examined obtained by the analysis unit 231 described later.
- the inspection optical system can be moved to the optical system driving unit 2A based on the three-dimensional position.
- the main control unit 211 recognizes the current position of the inspection optical system based on the acquisition result obtained by the optical system position acquisition unit 213, and recognizes the three-dimensional position of the eye E based on the analysis result obtained by the analysis unit 231.
- the main control unit 211 changes the position of the inspection optical system from the current position so that the position of the inspection optical system with respect to the three-dimensional position of the eye E has a predetermined positional relationship.
- This predetermined positional relationship is such that the positions in the x direction and the y direction coincide with each other and the distance in the z direction becomes a predetermined working distance.
- the image forming unit 220 forms tomographic image data of the fundus oculi Ef based on the detection signal from the CCD image sensor 115.
- This process includes processes such as noise removal (noise reduction), filter processing, FFT (Fast Fourier Transform), and the like, as in the conventional spectral domain type optical coherence tomography.
- the image forming unit 220 executes a known process corresponding to the type.
- the image forming unit 220 includes, for example, the circuit board described above. In this specification, “image data” and “image” based thereon may be identified.
- the image processing unit 230 performs various types of image processing and analysis processing on the image formed by the image forming unit 220. For example, the image processing unit 230 executes various correction processes such as image brightness correction and dispersion correction. The image processing unit 230 performs various types of image processing and analysis processing on the image (fundus image, anterior eye image, etc.) obtained by the fundus camera unit 2.
- the image processing unit 230 executes known image processing such as interpolation processing for interpolating pixels between tomographic images to form image data of a three-dimensional image of the fundus oculi Ef.
- image data of a three-dimensional image means image data in which pixel positions are defined by a three-dimensional coordinate system.
- image data of a three-dimensional image there is image data composed of voxels arranged three-dimensionally. This image data is called volume data or voxel data.
- the image processing unit 230 When displaying an image based on volume data, the image processing unit 230 performs a rendering process (such as volume rendering or MIP (Maximum Intensity Projection)) on the volume data, and views the image from a specific line-of-sight direction.
- Image data of a pseudo three-dimensional image is formed.
- the pseudo three-dimensional image is displayed on the display unit 240A.
- stack data of a plurality of tomographic images is image data of a three-dimensional image.
- the stack data is image data obtained by three-dimensionally arranging a plurality of tomographic images obtained along a plurality of scanning lines based on the positional relationship of the scanning lines. That is, stack data is image data obtained by expressing a plurality of tomographic images originally defined by individual two-dimensional coordinate systems by one three-dimensional coordinate system (that is, by embedding them in one three-dimensional space). is there.
- the image processing unit 230 is provided with an analysis unit 231, an image determination unit 232, and an image composition unit 233.
- the analysis unit 231 obtains the three-dimensional position of the eye E by analyzing two or more captured images obtained substantially simultaneously by the two or more anterior segment cameras 300.
- the analysis unit 231 includes an image correction unit 2311, a feature position specifying unit 2312, and a three-dimensional position calculation unit 2313.
- the image correction unit 2311 corrects the distortion of each captured image obtained by the anterior eye camera 300 based on the aberration information 212 a stored in the storage unit 212. This process is executed by, for example, a known image processing technique based on a correction coefficient for correcting distortion.
- the image correction unit 2311 is an example of a “correction unit”. Note that the aberration information 212a and the image correction unit 2311 do not have to be provided when the distortion aberration given to the captured image by the optical system of the anterior eye camera 300 is sufficiently small.
- the feature position specifying unit 2312 analyzes each captured image (the distortion of which has been corrected by the image correcting unit 2311), thereby analyzing a position (feature position) in the captured image corresponding to a predetermined feature part of the anterior segment Ea. Specified). For example, the center of the pupil of the eye E or the apex of the cornea is used as the predetermined characteristic part.
- the predetermined characteristic part For example, the center of the pupil of the eye E or the apex of the cornea is used as the predetermined characteristic part.
- the feature position specifying unit 2312 specifies an image region (pupil region) corresponding to the pupil of the eye E based on the distribution of pixel values (such as luminance values) of the captured image.
- the pupil area can be specified by searching for the low brightness image area.
- the pupil region may be specified in consideration of the shape of the pupil. That is, the pupil region can be specified by searching for a substantially circular and low luminance image region.
- the feature position specifying unit 2312 specifies the center position of the specified pupil region. Since the pupil is substantially circular as described above, the contour of the pupil region can be specified, the center position of this contour (approximate circle or approximate ellipse) can be specified, and this can be used as the pupil center. Further, the center of gravity of the pupil region may be obtained, and the position of the center of gravity may be used as the center of the pupil.
- the feature position can be specified based on the distribution of pixel values of the captured image in the same manner as described above.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 determines the characteristic part of the eye E based on the positions of the two or more anterior eye camera 300 and the feature positions in the two or more captured images specified by the feature position specifying unit 2312. A three-dimensional position is calculated. This process will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
- FIG. 5A is a top view showing the positional relationship between the eye E and the anterior eye cameras 300A and 300B.
- FIG. 5B is a side view showing the positional relationship between the eye E and the anterior eye cameras 300A and 300B.
- the distance (baseline length) between the two anterior eye cameras 300A and 300B is represented by “B”.
- the distance (imaging distance) between the baselines of the two anterior eye cameras 300A and 300B and the characteristic part P of the eye E is represented by “H”.
- a distance (screen distance) between each anterior eye camera 300A and 300B and its screen plane is represented by “f”.
- the resolution of the captured image by the anterior segment cameras 300A and 300B is expressed by the following equation.
- ⁇ p represents pixel resolution.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 is shown in FIGS. 5A and 5B with respect to the positions (known) of the two anterior eye cameras 300A and 300B and the characteristic position corresponding to the characteristic part P in the two captured images.
- the three-dimensional position of the feature region P that is, the three-dimensional position of the eye E is calculated.
- the three-dimensional position of the eye E calculated by the three-dimensional position calculation unit 2313 is sent to the control unit 210. Based on the calculation result of the three-dimensional position, the control unit 210 adjusts the optical axis of the inspection optical system to the axis of the eye E, and the distance of the inspection optical system with respect to the eye E is a predetermined operation.
- the optical system driving unit 2A is controlled so as to be a distance.
- the working distance is a predetermined value called a working distance, and means a distance between the eye E to be inspected and the inspection optical system at the time of inspection using the inspection optical system.
- the anterior eye camera 300 shoots a moving image of the anterior eye part Ea from different directions in parallel, for example, the following processes (1) and (2) are performed to test the movement of the eye E to be examined. It is possible to perform tracking of the optical system.
- the analysis unit 231 sequentially obtains the three-dimensional position of the eye E by sequentially analyzing two or more frames obtained substantially simultaneously in moving image shooting by the two or more anterior segment cameras 300. .
- the control unit 210 sequentially controls the optical system driving unit 2A based on the three-dimensional position of the eye E to be sequentially obtained by the analysis unit 231, thereby changing the position of the inspection optical system to the movement of the eye E. To follow.
- the image determination unit 232 analyzes the captured image obtained by at least one of the two or more anterior segment cameras 300, so that the image of the anterior segment Ea is included in a predetermined region in the captured image. Determine whether or not.
- This predetermined area is set in advance within the imaging range of the anterior segment camera 300, and is set as an area including the center of the imaging range, for example.
- the range of the predetermined region can be changed according to the imaging conditions (the position of the anterior eye camera 300, the imaging magnification, etc.) by the anterior eye camera 300. Further, the range of the predetermined area can be determined according to the setting of feature points described later. Further, the predetermined region can be set so as to correspond to the position of the support portion 440 (chin rest, forehead pad, etc., see FIGS. 4A and 4B) supporting the face of the subject or the vicinity thereof.
- the image determination unit 232 corresponds to an example of a “determination unit”.
- the image determination unit 232 specifies an image region corresponding to a predetermined feature point of the anterior eye portion Ea from the captured image. These feature points include the pupil center, pupil contour, iris center, iris contour, and corneal apex.
- the process for specifying the image area corresponding to the feature point is the same as the process executed by the feature position specifying unit 2312, for example.
- the specification result by the feature position specifying unit 2312 can be used for processing performed by the image determining unit 232.
- the image determination unit 232 determines whether or not the specified feature point is included in a predetermined area in the captured image (frame). This process is performed by comparing the coordinates corresponding to the predetermined area with the coordinates of the feature points.
- the image determination unit 232 sends this determination result to the control unit 210.
- the control unit 210 controls the optical system driving unit 2A (imaging moving unit) to support the anterior segment camera 300 with the support unit 440 ( That is, it is moved in the direction away from the subject's face) and / or the outside of the support portion 440.
- the direction away from the support portion 440 is the ⁇ z direction in the coordinate system shown in FIG.
- the outward direction of the support portion 440 is a direction in which the anterior eye camera 300 is separated from the optical axis of the inspection optical system.
- the direction away from the inspection optical system can be defined in the horizontal direction ( ⁇ x direction) and / or the vertical direction ( ⁇ y direction). That is, it is possible to define a direction away from the inspection optical system in an arbitrary direction within the xy plane.
- the moving direction and / or moving distance of the anterior eye camera 300 can be set based on, for example, the positional relationship between the anterior eye camera 300 and the support part 440 before the movement. Further, by alternately performing the determination process by the image determination unit 232 and the movement process of the anterior segment camera 300, it is possible to perform control so as to drive the anterior segment camera 300 to a suitable position. . Further, the moving direction and / or moving distance of the anterior eye camera 300 may be determined according to the distance (number of pixels) between the image area corresponding to the feature point and the predetermined area. Further, the moving direction and / or moving distance of the anterior segment camera 300 is determined according to the distance between the image area corresponding to the feature point and a predetermined position (for example, the center position) in the predetermined area. Is also possible.
- the control unit 210 causes the output unit to output predetermined warning information.
- this output unit there are a display unit 240A, an audio output unit (not shown), and the like.
- the control unit 210 causes the display unit 240A to display a warning message including predetermined character string information, image information, a pop-up window, and the like.
- the audio output unit is used as the output unit, the control unit 210 causes the audio output unit to output predetermined audio information, warning sound, and the like.
- the user recognizes that the image of the anterior segment Ea is not included in the predetermined area by such warning information. Then, the user moves the anterior eye camera 300 three-dimensionally using the operation unit 240B.
- the control unit 210 may output information (movement information) indicating the movement direction and / or movement distance of the anterior eye camera 300 together with the warning information. This movement information is generated based on the positional relationship between the image area corresponding to the feature point obtained by the image determination unit 232 and the predetermined area, for example.
- the determination process by the image determination unit 232 may be performed again.
- the image composition unit 233 forms a composite image of two or more captured images obtained substantially simultaneously by the two or more anterior segment cameras 300.
- the composite image include a stereoscopic image based on two or more captured images and an image (viewpoint conversion image) obtained by viewpoint conversion.
- the viewpoint of the viewpoint conversion image is set, for example, on the optical axis of the inspection optical system.
- the image processing unit 230 that functions as described above includes, for example, the aforementioned microprocessor, RAM, ROM, hard disk drive, circuit board, and the like.
- a storage device such as a hard disk drive, a computer program for causing the microprocessor to execute the above functions is stored in advance.
- the user interface 240 includes a display unit 240A and an operation unit 240B.
- the display unit 240A includes the display device of the arithmetic control unit 200 and the display device 3 described above.
- the operation unit 240B includes the operation device of the arithmetic control unit 200 described above.
- the operation unit 240B may include various buttons and keys provided on the housing of the ophthalmologic apparatus 1 or outside.
- the operation unit 240B may include a joystick, an operation panel, or the like provided on the housing.
- the display unit 240 ⁇ / b> A may include various display devices such as a touch panel provided on the housing of the fundus camera unit 2.
- the display unit 240A and the operation unit 240B do not need to be configured as individual devices.
- a device in which a display function and an operation function are integrated such as a touch panel
- the operation unit 240B includes the touch panel and a computer program.
- the operation content for the operation unit 240B is input to the control unit 210 as an electrical signal. Further, operations and information input may be performed using a graphical user interface (GUI) displayed on the display unit 240A and the operation unit 240B.
- GUI graphical user interface
- a first operation example will be described with reference to FIG.
- the basic flow of auto-alignment by the ophthalmologic apparatus 1 and the specification of the characteristic part of the anterior segment Ea (here, the center of the pupil) are malfunctioning or an image of the anterior segment Ea is taken.
- a process executed when the image is not included in a predetermined area in the image will be described.
- Patient information includes patient ID, patient name, and the like.
- Imaging type (S2: Selection of shooting type)
- Items of this imaging type include an imaging region (optic nerve head, macular, both, etc.), imaging eye (left eye, right eye, both eyes), image capturing pattern (fundus image only, OCT image only, both), OCT scan. There are patterns (line scan, cross scan, radial scan, circle scan, three-dimensional scan, etc.).
- This start instruction may be automatically issued by the control unit 210 in response to the selection of the shooting type shown in step 2, or may be manually performed by the user using the operation unit 240B.
- the control unit 210 starts imaging of the anterior segment Ea by the anterior segment cameras 300A and 300B.
- This shooting is moving image shooting in which the anterior segment Ea is a shooting target.
- Each anterior eye camera 300A and 300B shoots a moving image at a predetermined frame rate.
- the imaging timings of the anterior eye cameras 300A and 300B may be synchronized by the control unit 210.
- Each anterior eye camera 300A and 300B sequentially sends the acquired frames to the control unit 210 in real time.
- the controller 210 associates the frames obtained by both anterior eye cameras 300A and 300B according to the photographing timing.
- control unit 210 associates frames acquired substantially simultaneously by both anterior eye cameras 300A and 300B. This association is executed, for example, based on the above-described synchronization control or based on the input timing of frames from the anterior eye cameras 300A and 300B.
- the control unit 210 sends a pair of associated frames to the analysis unit 231.
- the image correction unit 2311 corrects the distortion of each frame sent from the control unit 210 based on the aberration information 212 a stored in the storage unit 212. This correction processing is executed as described above. The pair of frames whose distortion has been corrected is sent to the feature position specifying unit 2312.
- the feature position specifying unit 2312 analyzes each frame sent from the image correcting unit 2311 to execute a process for specifying the feature position in the frame corresponding to the pupil center of the anterior segment Ea.
- step 7 If identification of the feature position corresponding to the center of the pupil has failed (S6: NO), the feature position identification unit 2312 sends information indicating that to the control unit 210, and proceeds to step 7. On the other hand, if the feature position has been successfully identified (S6: YES), the process proceeds to step 8.
- control unit 210 controls the above-described photographing moving unit in response to receiving the information from the feature position specifying unit 2312, and controls the anterior eye camera. 300A and 300B are moved in the direction away from the support portion 440 and / or in the outward direction of the support portion 440.
- the anterior eye cameras 300A and 300B are moved in the direction away from the support part 440, the distance between the anterior eye cameras 300A and 300B and the subject (eye E) increases, so that the face of the subject It is possible to image a wider range, and the possibility that the eye E to be inspected is arranged in a suitable imageable range by the anterior eye camera 300A and 300B increases. Further, when the anterior eye cameras 300A and 300B are moved in the outward direction of the support part 440, the anterior eye cameras 300A and 300B are moved in the direction of the subject's ear, so that the eye to be examined is in a suitable photographing range. The possibility that E is arranged increases. In addition, by combining these movements in the two directions, the possibility that the eye E to be examined is arranged in a suitable photographing range is further increased.
- moving image shooting of the anterior segment Ea is continued even during and after the movement of the anterior segment cameras 300A and 300B.
- the moving image shooting may be stopped when the anterior eye cameras 300A and 300B are moved, and the moving image shooting may be resumed automatically or manually after the movement is completed.
- step 7 moving image shooting by the anterior eye cameras 300A and 300B, specification of the pupil center (step 5), and determination of successful identification (step 6) are executed again.
- this routine is repeated a predetermined number of times, it can be configured to shift to manual alignment.
- the image determination unit 232 determines whether the image corresponding to the anterior segment Ea is located within a predetermined region of the frame. In this operation example, the determination process is executed using the feature position specified in step 6. Note that when the determination process is performed using other information, the order of steps 5 and 6 and step 8 is arbitrary.
- step 7 When it is determined that the image of the anterior segment Ea is not located within the predetermined area of the frame (S8: NO), the process proceeds to step 7 and the above-described processing is executed. On the other hand, if it is determined that the image of the anterior segment Ea is located within a predetermined area of the frame (S8: YES), the process proceeds to step 9.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 calculates the three-dimensional position of the pupil center of the eye E based on the positions of the anterior eye cameras 300A and 300B and the characteristic positions specified for the pair of frames by the characteristic position specifying unit 2312. calculate. This process is executed as described above.
- control unit 210 Based on the three-dimensional position of the center of the pupil calculated in step 9, the control unit 210 matches the optical axis of the examination optical system with the axis of the eye E, and the examination optical system for the eye E is examined.
- the optical system driving unit 2A is controlled so that the distance becomes a predetermined working distance.
- the control unit 210 determines whether the position of the inspection optical system has converged. This determination process is performed using an alignment index, for example.
- the observation state of the alignment index changes according to the alignment state. Specifically, in a state where the alignment is suitable, the two images of the alignment index are observed at substantially the same position, and the positions of the two images are observed apart as the alignment state deteriorates.
- the control unit 210 obtains a distance between two images taken by the CCD image sensor 35 and determines whether this distance is equal to or smaller than a predetermined threshold value.
- step 9 The processing of step 9 to step 11 is repeated until it is determined “NO” a predetermined number of times in step 11, for example.
- the control unit 210 outputs, for example, predetermined warning information.
- control unit shifts to an operation mode in which manual alignment is performed or an operation mode in which auto alignment using an alignment index is performed. It is also possible for 210 to perform control.
- the position convergence determination process is not limited to this, and any method can be used as long as it can determine whether or not the position of the inspection optical system has converged appropriately.
- Step 4 moving image shooting
- Step 11 position convergence determination
- the process returns to step 9
- step 5 identification of the pupil center
- frames are sequentially obtained at predetermined time intervals after the imaging of the anterior eye portion is started in step 4, but the processing after step 5 is performed on each frame (or each frame obtained by thinning). It is executed against.
- the position convergence determination in step 11 is performed again, the processes in steps 5 to 10 are executed on the newly acquired frame, and the position determination process is executed again in response to the processing.
- the second operation example is a warning when the characteristic part of the anterior eye portion Ea (here, the center of the pupil) is not specified or when the image of the anterior eye portion Ea is not included in a predetermined region in the captured image. Information is output.
- Steps 21 to 25 are executed in the same manner as Steps 1 to 5 in the first operation example.
- step 26 If identification of the feature position corresponding to the center of the pupil has failed (S26: NO), the feature position identification unit 2312 sends information indicating that to the control unit 210, and proceeds to step 27. On the other hand, if the feature position has been successfully identified (S26: YES), the process proceeds to step 29.
- the user who has recognized the warning information moves the anterior eye cameras 300A and 300B using the operation unit 240B.
- the control unit 210 can display images captured by the anterior eye cameras 300A and 300B on the display unit 240A.
- the user can move the anterior eye cameras 300A and 300B while referring to the display image.
- step 28 moving image shooting by the anterior eye cameras 300A and 300B, identification of the pupil center (step 25), and determination of successful identification (step 26) are executed again.
- this routine is repeated a predetermined number of times, it can be configured to shift to manual alignment.
- the image determination unit 232 positions the image corresponding to the anterior segment Ea within the predetermined region of the frame, as in the first operation example. Judge whether you are doing.
- step 27 If it is determined that the image of the anterior segment Ea is not located within the predetermined region of the frame (S29: NO), the process proceeds to step 27, where warning information is output, and the process proceeds to step 28, where The movement operation of the eye cameras 300A and 300B is performed. On the other hand, if it is determined that the image of the anterior segment Ea is located within a predetermined area of the frame (S29: YES), the process proceeds to step 30.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 is based on the positions of the anterior eye cameras 300A and 300B and the feature positions specified for the pair of frames by the feature position specification unit 2312. The three-dimensional position of E's pupil center is calculated.
- Step 31 Movement of inspection optical system
- the control unit 210 Based on the three-dimensional position of the center of the pupil calculated in step 30, the control unit 210 matches the optical axis of the inspection optical system with the axis of the eye E, and the inspection optical system for the eye E is inspected.
- the optical system driving unit 2A is controlled so that the distance becomes a predetermined working distance. This process is executed in the same manner as Step 10 in the first operation example.
- step 31 When the inspection optical system is moved in step 31, the control unit 210 performs the position convergence determination process similar to step 11 in the first operation example. If it is determined that the position of the inspection optical system has converged (S32: YES), the process ends. On the other hand, when it is determined that the position of the inspection optical system has not converged (S32: NO), the process returns to step 30.
- the repetition of processing in steps 30 to 32 and warning are the same as in the first operation example. This is the end of the description of this operation example.
- a third operation example will be described with reference to FIG.
- the third operation example is performed manually when the characteristic part of the anterior segment Ea (here, the center of the pupil) is not specified or when the image of the anterior segment Ea is not included in the predetermined region in the captured image. It shifts to the alignment in.
- Steps 41 to 45 are executed in the same manner as steps 1 to 5 in the first operation example.
- step 46 If identification of the feature position corresponding to the center of the pupil has failed (S46: NO), the feature position identification unit 2312 sends information indicating that fact to the control unit 210, and proceeds to step 47. On the other hand, if the feature position has been successfully identified (S46: YES), the process proceeds to step 49.
- control unit 210 controls the alignment optical system 50 to correspond to the information received from the feature position specifying unit 2312, and the alignment index is applied to the eye E. Project.
- control unit 210 controls the fundus camera unit 2 and the display unit 240A to display an observation image (moving image) of the anterior segment Ea on which the alignment index is projected.
- the image determination unit 232 positions the image corresponding to the anterior segment Ea within a predetermined region of the frame, as in the first operation example. Judge whether you are doing.
- step 47 the alignment index is projected onto the eye E, and the process proceeds to step 48.
- Manual alignment On the other hand, when it is determined that the image of the anterior segment Ea is located within a predetermined area of the frame (S49: YES), the process proceeds to step 50.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 is based on the positions of the anterior eye cameras 300A and 300B and the feature positions specified for the pair of frames by the feature position specification unit 2312. The three-dimensional position of E's pupil center is calculated.
- Step 51 Movement of inspection optical system
- the controller 210 Based on the three-dimensional position of the center of the pupil calculated in step 50, the controller 210 adjusts the optical axis of the inspection optical system to the axis of the eye E and also sets the inspection optical system for the eye E to be examined.
- the optical system driving unit 2A is controlled so that the distance becomes a predetermined working distance. This process is executed in the same manner as Step 10 in the first operation example.
- step 48 information indicating the characteristic part of the anterior segment Ea specified based on the result of the manual alignment can be displayed.
- the feature position specifying unit 2312 specifies an image position in an observation image (frame) corresponding to the feature portion, and the control unit 210 further displays information indicating the specified image position as an observation image. It is executed by displaying it overlaid on.
- step 51 When the inspection optical system is moved in step 51, the control unit 210 performs a position convergence determination process similar to step 11 in the first operation example. If it is determined that the position of the inspection optical system has converged (S52: YES), the process ends. On the other hand, if it is determined that the position of the inspection optical system has not converged (S52: NO), the process returns to step 50.
- the repetition of processing in steps 50 to 52 and warning are the same as in the first operation example. This is the end of the description of this operation example.
- the fourth operation example can be applied in combination with any operation mode of this embodiment including the first to third operation examples.
- the fourth operation example is executed using the image composition unit 233. That is, the control unit 210 controls the image composition unit 233 to form a composite image of two captured images obtained substantially simultaneously by the two or more anterior eye cameras 300A and 300B.
- This composite image is, for example, the above-described stereoscopic image or viewpoint conversion image.
- the timing at which the processing of this operation example is executed may be any timing after two captured images are obtained.
- the ophthalmologic apparatus 1 includes a fundus camera optical system and an OCT optical system (inspection optical system), a support unit 440, an optical system drive unit 2A (drive unit, first drive unit), two anterior eye camera 300A, 300B (photographing unit), analysis unit 231 and control unit 210.
- OCT optical system inspection optical system
- support unit 440 an optical system drive unit 2A (drive unit, first drive unit), two anterior eye camera 300A, 300B (photographing unit), analysis unit 231 and control unit 210.
- the inspection optical system is an optical system for inspecting the eye E, and is used for obtaining an image of the eye in this embodiment.
- the optical system driving unit 2A moves the inspection optical system three-dimensionally. Accordingly, the inspection optical system and the support portion 440 are moved relatively and three-dimensionally.
- the anterior eye cameras 300A and 300B image the anterior eye part Ea of the eye E substantially simultaneously from different directions.
- two photographing units are provided, but any number of two or more may be used. However, two are sufficient in consideration of the purpose of use of the image obtained by the photographing unit.
- the analysis unit 231 obtains the three-dimensional position of the eye E by analyzing two captured images obtained substantially simultaneously by the two anterior eye cameras 300A and 300B.
- the control unit 210 controls the optical system driving unit 2A based on the three-dimensional position of the eye E obtained by the analysis unit 231 to move the inspection optical system and the support unit 440 relative to each other. That is, the control unit 210 of this embodiment adjusts the optical axis of the inspection optical system to the axis of the eye E based on the three-dimensional position of the eye E obtained by the analysis unit 231 and The optical system driving unit 2A is controlled so that the distance of the inspection optical system with respect to the optometry E becomes a predetermined working distance.
- the axis of the eye E is an arbitrary axis defined in a direction from the cornea side to the retina side of the eye E, and examples thereof include an eye axis and a visual axis.
- the axis of the eye E may include a deviation in an allowable range (measurement error, instrumental error, etc.). For example, in this embodiment, an image is analyzed to determine the characteristic part (pupil center, corneal apex, etc.) of the anterior segment Ea. However, when viewed from the front, the pupil center and the corneal apex generally do not match.
- the axis of the eye E may include an error in a range that considers such matters. Note that, after the alignment and tracking according to this embodiment, an examination using the examination optical system (fundus imaging, OCT measurement, etc.) is performed, and therefore, the axis error of the eye E has an adverse effect on the subsequent examination. Is allowed to the extent that is not given.
- the analyzing unit 231 may include a feature position specifying unit 2312 and a three-dimensional position calculating unit 2313.
- the feature position specifying unit 2312 analyzes each of the two photographed images obtained substantially simultaneously by the two anterior eye camera 300A and 300B, so that the photograph corresponding to a predetermined feature part of the anterior eye part Ea is obtained.
- the feature position in the image is specified.
- This characteristic part is, for example, the center of the pupil or the apex of the cornea.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 obtains the three-dimensional position of the feature part based on the positions of the two anterior eye cameras 300A and 300B and the feature positions in the two captured images. The three-dimensional position of this characteristic part is used as the three-dimensional position of the eye E to be examined.
- control unit 210 can be provided with an optical system position acquisition unit 213 that acquires the current position of the inspection optical system. In that case, the control unit 210 applies an inspection optical system to the optical system driving unit 2A based on the current position acquired by the optical system position acquisition unit 213 and the three-dimensional position of the eye E obtained by the analysis unit 231. Configured to move.
- the alignment in the xy direction (direction perpendicular to the optical axis) and the alignment in the z direction (direction along the optical axis) are not performed by different methods as in the prior art. It is possible to determine a three-dimensional positional relationship between the eye E and the inspection optical system based on two or more captured images acquired substantially simultaneously. Therefore, the three-dimensional alignment between the eye E and the optical system of the ophthalmologic apparatus 1 can be performed with high accuracy.
- the ophthalmologic apparatus 1 may include a moving image shooting optical system, an alignment optical system 50 (projection optical system), a display unit 240A, and an operation unit 240B.
- the moving image photographing optical system shares a part of the optical path with the inspection optical system, and takes a moving image of the anterior segment Ea of the eye E to be examined.
- a component for acquiring an observation image in the fundus camera optical system is used as a moving image photographing optical system.
- this moving image photographing optical system shares a part of the optical path (between the objective lens 22 and the dichroic mirror 46) with the OCT optical system.
- the alignment optical system 50 projects an index (alignment index) for aligning the inspection optical system with respect to the eye E onto the eye E.
- the control unit 210 switches the operation mode to the manual alignment mode. Specifically, when the characteristic part of the anterior eye part Ea is not specified, the control part 210 performs the following operation: (1) Control the alignment optical system 50 and set the alignment index to the eye E to be examined. (2) causing the moving image photographing optical system to acquire a moving image of the anterior segment Ea in a state where the alignment index is projected; (3) displaying the moving image of the anterior segment Ea acquired by the moving image capturing optical system. (4) The inspection optical system is moved by controlling the optical system driving unit 2A according to the operation performed by the user using the operation unit 240B while referring to the displayed moving image. By switching the operation mode in this way, it is possible to smoothly shift to manual alignment when auto alignment based on two or more captured images is not successful. Thereby, the examination time can be shortened, and the burden on the patient and the examiner can be reduced.
- the feature position specifying unit 2312 specifies the image position in the moving image corresponding to the feature part, and the control unit 210 stores information indicating the specified image position. It can be configured to be displayed overlaid on a moving image. According to this structure, the characteristic position specified based on the result of manual alignment can be grasped in real time based on the moving image.
- the feature position specifying unit 2312 specifies the image position for each of the frames sequentially obtained after the manual alignment is completed, and the control unit 210 superimposes information indicating the image position on each frame. Can be displayed. Thereby, a moving image in which the position of the image position in the frame changes according to the movement of the eye E is obtained.
- the analysis unit 231 sequentially obtains a three-dimensional position of the eye E by sequentially analyzing two or more frames obtained substantially simultaneously in the moving image shooting. Further, the control unit 210 sequentially controls the optical system driving unit 2A based on the three-dimensional position sequentially obtained by the analysis unit 231, thereby causing the position of the inspection optical system to follow the movement of the eye E. According to such a configuration, it is possible to realize highly accurate tracking.
- the ophthalmologic apparatus 1 includes a storage unit 212 (second storage unit) that stores aberration information 212a of each imaging unit in advance.
- the aberration information 212a is information regarding distortion aberration generated in the captured image by the optical system of the imaging unit.
- the aberration information 212a is generated by analyzing a plurality of photographed images obtained by photographing the reference point with the photographing unit at different positions with respect to the predetermined reference point.
- the analysis unit 231 includes an image correction unit 2311 that corrects distortion of each captured image based on the aberration information 212a corresponding to the image capturing unit.
- the analysis unit 231 performs processing for obtaining the three-dimensional position of the eye E based on two or more captured images corrected by the image correction unit 2311. According to such a configuration, distortion due to the optical system of each photographing unit can be taken into consideration, so that alignment and tracking can be performed with higher accuracy.
- the imaging unit When the eye E is not located at a position where the examination can be performed, the imaging unit can be moved to a suitable position.
- the ophthalmologic apparatus 1 further includes an imaging movement unit, a support unit 440, and an image determination unit 232 (determination unit).
- the photographing moving unit moves at least one of the two or more photographing units.
- the support part 440 supports the subject's face.
- the image determination unit 232 determines whether or not the image of the anterior segment Ea is included in a predetermined region in the captured image by analyzing a captured image obtained by at least one of the two or more capturing units. .
- the control unit 210 controls the imaging moving unit to move at least one of the two or more imaging units away from the support unit 440 when it is determined that the image of the anterior segment Ea is not included in the predetermined region. And / or moving away from the optical axis of the inspection optical system. Thereafter, the image determination unit 232 executes the determination process again.
- the determination unit can be performed again by moving the imaging unit in a direction considered suitable for imaging the eye E. it can. Examples of this processing mode include a method of performing a determination process stepwise by moving the photographing unit by a predetermined distance, and a method of performing a determination process in real time while moving at a predetermined speed. Further, when it is determined in the determination process that the image of the anterior segment Ea is included in the predetermined region in the captured image, the control unit 210 leaves the routine for moving the imaging unit, and the latter stage. Control shifts to execution of processing.
- the ophthalmologic apparatus 1 may include an image composition unit 233 that forms a composite image of two or more photographed images obtained substantially simultaneously by two or more photographing units.
- the control unit 210 causes the display unit 240A to display the combined image formed by the image combining unit 233.
- the composite image is, for example, the above-described stereoscopic image or viewpoint conversion image. According to such a configuration, various observation modes (stereoscopic images, observations from different viewpoints, etc.) of the eye E are realized.
- the relative movement between the inspection optical system and the support portion 440 is realized by moving the inspection optical system.
- the relative movement is realized by applying a configuration in which the support portion 440 can move will be described.
- the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
- the ophthalmologic apparatus of this embodiment is denoted by reference numeral 1000.
- the ophthalmologic apparatus 1000 has a hardware configuration substantially similar to that of the ophthalmologic apparatus 1 of the first embodiment, for example (see FIGS. 1 and 2).
- a configuration example of the control system of the ophthalmologic apparatus 1000 is shown in FIG. 3 is different from the control system of the first embodiment shown in FIG. 3 in that a moving target position determining unit 2314 is provided in the analyzing unit 231 and a chin rest driving unit 440A and a proximity detecting unit 500 are provided. It is that you are.
- the user interface 240 is provided with a display unit 240A and an operation unit 240B as in the first embodiment.
- the ophthalmologic apparatus 1000 can execute the same processing as that of the first embodiment using these common components.
- parts different from the first embodiment will be mainly described.
- the chin receiving drive unit 440A moves the support unit 440 under the control of the main control unit 211.
- the chin rest drive section 440A moves the support section 440 at least in the vertical direction. That is, the chin rest drive unit 440A may be configured to move the support unit 440 only in the vertical direction, or to move the support unit 440 in the left-right direction and / or the front-rear direction in addition to the vertical direction. It may be configured.
- the chin rest drive unit 440A is an example of a “second drive unit”.
- the 2nd drive part of this embodiment functions to move several members (a chin rest, a forehead support, etc.) which support a subject's face integrally, each member is moved separately. It may be configured as follows. For example, a drive mechanism for moving the chin rest and a drive mechanism for moving the forehead support may be provided separately.
- the movement target position determination unit 2314 moves the movement target position of the support unit 440 based on the two captured images obtained substantially simultaneously by the anterior eye cameras 300A and 300B and the positions of the anterior eye cameras 300A and 300B. To decide.
- the movement target position means a position where the support unit 440 is moved in the subsequent process. Further, the movement target position indicates a position in the movable direction of the support portion 440 by the chin rest driving portion 440A. For example, when the support portion 440 is movable only in the vertical direction, the movement target position indicates a position in the vertical direction (that is, a height position).
- the ophthalmologic apparatus 1000 of this embodiment acquires two images with different viewpoints by performing imaging at substantially the same time using the anterior eye cameras 300A and 300B.
- the movement target position determination unit 2314 performs known image processing (for example, pattern matching, threshold processing, etc.) on the two captured images, and corresponds to a predetermined object drawn on both of the two captured images.
- the image area to be specified is specified. This object is, for example, a part of the subject's face (such as an eye).
- the movement target position determination unit 2314 acquires a three-dimensional position corresponding to the specified image area based on the parallax between the two captured images obtained from the positions of the anterior eye camera 300A and 300B. This process can be executed, for example, in the same manner as the process for obtaining the three-dimensional position of the eye E described in the first embodiment (see FIGS. 5A and 5B).
- the movement target position determination unit 2314 can determine the movement target position based on an image obtained by photographing the anterior eye part of the eye E as will be described in an operation example described later. Further, since the position of the inspection optical system and the position of the support unit 440 are relative, the movement target position determination unit 2314 performs the same processing as described above, thereby performing the inspection optical system (fundus camera unit). It is also possible to determine the movement target position of 2).
- the proximity detection unit 500 detects the proximity of the subject with respect to the support unit 440.
- the proximity detection unit 500 is configured to include a proximity sensor, for example.
- the proximity sensor is also called a proximity switch or the like, and is a device that converts movement information or presence information to be detected into an electrical signal.
- As a detection method applied to the proximity sensor there are an infrared method, a capacitance method, an ultrasonic method, and the like. It is also possible to use an illuminance sensor that detects brightness as a proximity sensor.
- moving image shooting is started using at least one of the anterior eye cameras 300A and 300B.
- the subject enters the frame.
- the image processing unit 230 detects that the subject has entered the frame by analyzing each frame of the moving image shooting. Furthermore, the image processing unit 230 obtains a time-series change in the drawing size of the face (predetermined part) of the subject by analyzing sequentially input frames. Then, the image processing unit 230 determines that the subject has approached the support unit 440 when the drawing size becomes a predetermined value or more.
- the parameter indicating the drawing size is calculated based on, for example, the size of the frame or the size of the drawn object (such as the support unit 440).
- the anterior eye cameras 300 ⁇ / b> A and 300 ⁇ / b> B and the image processing unit 230 function as the proximity detection unit 500.
- step 1 patient registration
- step 2 selection of imaging type shown in FIG. 6 of the first embodiment can be performed at any timing before or during the process shown in FIG. .
- the main control unit 211 starts the operation of the proximity detection unit 500.
- the proximity detection unit 500 continues the detection operation until at least the proximity of the subject to the support unit 440 is detected (S61: NO).
- the main control unit 211 controls the anterior eye cameras 300A and 300B to perform anterior eye imaging of the eye E. Let it begin. Further, the main control unit 211 displays an image obtained by one or both of the anterior segment cameras 300A and 300B in the anterior segment imaging on the 4 display unit 240A in real time. When both images are displayed, the display image may be the above-described composite image (stereoscopic image, viewpoint conversion image, etc.). Moreover, the processing mode of this step is, for example, moving image shooting and moving image display of the anterior segment.
- the analysis unit 231 and the image determination unit 232 determine whether the image of the anterior segment is located within a predetermined region of the frame by analyzing the image obtained in step 62.
- This processing can be performed in the same manner as Step 5 to Step 8 in FIG. 6 of the first embodiment. Further, this process can be sequentially performed on images obtained in time series in the anterior segment imaging started in step 62.
- step 66 If it is determined that the image of the anterior segment is located within the predetermined area (S63: YES), the process proceeds to auto alignment (movement of the inspection optical system) in step 66. On the other hand, when it is determined that the image of the anterior segment is not located within the predetermined area (S63: NO), the process proceeds to step 64 and step 65 (movement of the support unit 440).
- Step 65 Move the support part
- the main control unit 211 controls the chin rest drive unit 440A so as to move the support unit 440 to the movement target position determined in step 64.
- the process returns to the determination process in step 63. That is, Step 63 to Step 65 are repeated until it is determined as “YES (the image of the anterior segment is located within a predetermined region)” in Step 63.
- the repetitive process when the number of repetitions reaches a predetermined number, or when the process is continued for a predetermined time, the repetitive process can be stopped and a notification process can be performed.
- the notification process outputs information that prompts manual positioning of the support portion 440.
- step 63 If it is determined as “YES” in step 63, the main control unit 211 performs auto alignment shown in FIG. 6 (particularly, steps 9 to 11) of the first embodiment, for example. Accordingly, the relative position between the eye E and the inspection optical system is guided to a positional relationship where the inspection can be performed.
- This information input is performed, for example, at the timing when the examination of one subject is completed or when the examination of a new subject is started.
- the former there is a timing at which an operation for ending an examination of one subject is performed, a timing at which a process for saving information acquired by the examination of one subject is performed, and the like.
- Examples of the latter include the timing at which an operation for starting a test for a new subject is performed, the timing at which patient registration shown in Step 1 of FIG. 6 of the first embodiment is performed, and the like.
- Information indicating that such an operation or process has been executed is subject change information.
- the subject change information indicating that a predetermined operation has been performed is input to the main control unit 211 from the operation unit 240B.
- the main control unit 211 itself recognizes that the predetermined process has been executed, it can be considered that the subject change information in this case is input from the main control unit 211 to the main control unit 211 itself. it can.
- the main control unit 211 controls the chin rest driving unit 440A to move the support unit 440 to a predetermined initial position.
- This initial position is set in advance. For example, the height position calculated based on the standard value of information (height, sitting height, etc.) obtained by measuring the body can be set as the initial position.
- the initial position can be determined in consideration of the height of the chair. For example, the initial position can be determined based on the height of the chair and the standard value. If the patient has already been registered, the initial position can be determined based on the age, height, sitting height, etc.
- a test is performed on a specific age group (adult, dwarf, etc.) or a group of gender subjects as in a health checkup
- a plurality of initial groups set in advance according to the age group and gender are used. It can be configured to selectively apply the position.
- a third operation example will be described with reference to FIG.
- the inspection optical system and the support unit 440 are moved to a position applied in a previous inspection performed on the subject.
- the ophthalmologic apparatus 1000 uses position information indicating the position of the inspection optical system and / or the position of the support portion 440 applied in the inspection as identification information (patient ID or the like) of the subject. It has a function of storing in association. In this process, for example, the patient ID input in the patient registration and the position information in the actual examination are stored in association with each other. As a specific example, an area for recording position information can be provided in the electronic medical record of each patient.
- the patient ID and position information are stored in a storage device (storage unit 212) mounted on the ophthalmologic apparatus 1000 or a storage device of an external device (electronic medical chart system). In the former case, the storage unit 212 functions as a “first storage unit”.
- the position information generated by the ophthalmologic apparatus 1000 is stored at least temporarily in the storage unit 212 and then sent to the external apparatus in association with the patient ID, and the position information stored in the past is externally stored. Since the process acquired from the apparatus and associated with the patient ID and stored at least temporarily in the storage unit 212 is executed, it can be considered that at least the storage unit 212 is included in the first storage unit.
- Patient registration is performed.
- Patient registration is performed when the user inputs patient information (including subject identification information) using the user interface 240, for example, as in the first embodiment.
- the main control unit 211 acquires position information associated with the identification information input in step 81. This process is performed, for example, by searching the storage unit 212 (or the storage device of the external device) using the input identification information as a search query.
- the inspection optical system / support unit is moved to the position indicated by the position information
- the main control unit 211 controls the optical system driving unit 2A and / or the jaw holder driving unit 440A so as to move the inspection optical system and / or the support unit 440 to the position indicated by the position information acquired in step 82. .
- both or one of them can be moved.
- the position information includes only the position of either the inspection optical system or the support portion 440, one of them can be moved.
- step 84 the alignment process of step 84 is generally performed because the eye E and the optical system for inspection cannot be arranged in an optimal positional relationship only by the process of step 83. The reason is that the contact position of the face with respect to the support portion 440 is slightly different, and very precise alignment is necessary for the examination of the eye E.
- FIG. 1100 An example of an ophthalmologic apparatus according to this modification is shown in FIG.
- the ophthalmologic apparatus 1100 has a contact detection unit 600.
- the proximity detection unit 500 is not illustrated in FIG. 13, the ophthalmologic apparatus 1100 may include the proximity detection unit 500.
- the contact detection unit 600 detects contact of the subject's face with the support unit 440.
- the contact detection unit 600 is provided, for example, at a position where the face of the subject contacts the support unit 440 (the center position of the chin rest, the center position of the forehead rest, etc.).
- the contact detection unit 600 has an arbitrary configuration that can detect contact.
- the contact detection unit 600 includes a micro switch that can determine whether it is in a contact state or a non-contact state by switching between electrical connection / disconnection of contacts.
- the main control unit 211 When the detection result by the contact detection unit 600 indicates a contact state, that is, when the face is in contact with the support unit 440, the main control unit 211 does not control the chin rest drive unit 440A, and the optical system Only the drive unit 2A is controlled. For example, when a movement request for the support unit 440 is input in the contact state, the main control unit 211 does not execute the movement of the support unit 440 according to the movement request. At this time, notification that the movement of the support portion 440 cannot be accepted can be performed. When a movement request for the inspection optical system is input in the contact state, the main control unit 211 can control the optical system driving unit 2A to move the inspection optical system based on the movement request. Is possible.
- the main control unit 211 includes the optical system driving unit 2A and the chin rest driving unit. It is possible to execute both controls of 440A.
- the ophthalmologic apparatus includes a chin rest drive unit 440A (second drive unit) that moves the support unit 440.
- the analysis unit 231 analyzes two captured images obtained substantially simultaneously by the anterior eye cameras 300A and 300B.
- the main control unit 211 controls the support unit 440 by controlling the chin rest driving unit 440A based on the analysis result by the analysis unit 231.
- the support part 440 (and the inspection optical system) can be relatively moved, so the eye E and the inspection optical of the subject whose face is supported by the support part 440. It is possible to suitably perform alignment with the system.
- the analysis unit 231 determines a movement target position determination unit 2314 that determines a movement target position of the support unit 440 based on the captured images acquired by the anterior eye cameras 300A and 300B and the positions of the anterior eye cameras 300A and 300B. May be included.
- the main control unit 211 can control the chin rest drive unit 440A to move the support unit 440 to the determined movement target position. Thereby, the moving operation of the support portion 440 can be automatically performed.
- the main control unit 211 can control the chin rest driving unit 440A to move the support unit 440 to a predetermined initial position. Thereby, since the support part 440 can be moved from a predetermined position, the alignment between the eye E and the optical system for inspection can be quickly performed.
- the ophthalmologic apparatus may include a proximity detection unit 500 that detects the proximity of the subject to the support unit 440.
- the main control unit 211 can control the anterior eye cameras 300A and 300B so as to perform imaging at substantially the same time. Thereby, it is possible to automatically perform imaging of the anterior eye segment and processing executed in response thereto at a suitable timing.
- the ophthalmologic apparatus may include an input unit and a first storage unit.
- the input unit is for inputting the identification information of the subject, and is configured by the operation unit 240B and the main control unit 211 as described above.
- the first storage unit stores position information indicating the position of the inspection optical system and / or the position of the support unit 440 applied in the inspection in association with the identification information of the subject, and the storage unit 212. It is comprised including. In the case where such a configuration is applied, when the identification information is input from the input unit, the main control unit 211 acquires position information associated with the identification information from the first storage unit.
- the optical system drive unit 2A and / or the chin rest drive unit 440A can be controlled to move the inspection optical system and / or the support unit 440 to the position indicated by the position information. Thereby, the positions of the inspection optical system and the support portion 440 applied in the past inspection can be reproduced. Therefore, it is possible to quickly perform alignment between the eye E and the inspection optical system.
- the ophthalmologic apparatus may include a contact detection unit 600 that detects contact of the subject's face with the support unit 440.
- the main control unit 211 is configured such that control can be executed only for the optical system drive unit 2A among the optical system drive unit 2A and the chin rest drive unit 440A. Can be configured.
- the main control unit 211 can be configured so that both the optical system driving unit 2A and the chin rest driving unit 440A can be controlled. is there. According to such a structure, it can prevent that the support part 440 moves in the state which made the face contact the support part 440.
- the ophthalmologic apparatus analyzes the captured image obtained by at least one of the anterior segment cameras 300A and 300B, so that the anterior segment image is included in a predetermined region in the captured image (frame).
- An image determination unit 232 determination unit that determines whether the image is present may be included.
- the optical system driving unit 2A is controlled, and it is determined that the image of the anterior segment is not included in the predetermined area.
- the main control unit 211 can be configured to control the chin rest drive unit 440A. According to such a configuration, it is possible to properly use drive control based on the captured image. For example, in the former case, the position of the inspection optical system can be finely adjusted, and in the latter case, the position of the support portion 440 can be roughly adjusted.
- the ophthalmologic apparatus according to this embodiment is characterized by the arrangement of the imaging unit.
- a configuration example of the ophthalmologic apparatus according to this embodiment is shown in FIG.
- reference numeral 410 denotes a base
- reference numeral 420 denotes a housing
- reference numeral 430 denotes a lens housing part in which the objective lens 22 is housed
- reference numeral 440 denotes a support part 440. Show.
- the anterior eye cameras 300A and 300B are disposed below ( ⁇ y direction) the lens center 22a of the objective lens 22.
- the lens center 22a corresponds to a position through which the optical axis of the inspection optical system of the ophthalmic apparatus passes.
- the displacement between the lens center 22a and the anterior eye cameras 300A and 300B in the y direction is arbitrarily set in consideration of the effects described below.
- Each of the anterior eye cameras 300A and 300B is disposed in a state where its optical axis is inclined upward (toward the eye E during examination). This inclination angle (elevation angle) is also arbitrarily set.
- the imaging unit is provided below the optical axis of the inspection optical system not only means that the entire imaging unit is positioned below the optical axis, but also part of the imaging unit is the same as the optical axis. This includes the case of the height position and the case of being positioned above the optical axis. For example, when the outer shape of the imaging unit is large, a part thereof may be located above the optical axis of the inspection optical system. In any case, if the relative position between the imaging unit and the inspection optical system is set so that the optical axis of the imaging unit intersects the horizontal plane including the optical axis of the inspection optical system from below. Good.
- anterior segment imaging it is possible to reduce the possibility that the subject's eyelashes or eyelashes appear in the captured images acquired by the anterior eye cameras 300A and 300B (imaging unit). Moreover, even if the subject has a deep eye depression (orbit), anterior segment imaging can be suitably performed.
- the characteristic part (pupil center, corneal apex, etc.) of the anterior segment cannot be detected from the captured image acquired by the imaging unit. For example, this may occur when eyelashes are reflected in a photographed image or when photographing is performed with the eyelashes not fully open.
- the characteristic part of the anterior eye portion may not be detected even when the photographing field is blocked and a suitable photographed image cannot be obtained.
- a suitable photographed image may not be obtained due to the influence of makeup (eye shadow, mascara, etc.).
- an example of processing that can be applied when a characteristic part of the anterior segment cannot be detected from a captured image acquired by the imaging unit will be described.
- the ophthalmic apparatus according to this embodiment has, for example, the same configuration as that of the first embodiment (particularly, refer to FIG. 3).
- An operation example of the orbital device according to this embodiment is shown in FIG. It is assumed that patient registration, selection of imaging type, and auto alignment start operation have already been performed.
- the control unit 210 controls the anterior eye cameras 300A and 300B to start photographing the anterior eye part Ea. This shooting is moving image shooting in which the anterior segment Ea is a shooting target.
- the control unit 210 causes the display unit 240A to display a moving image of the images acquired in time series.
- the image correction unit 2311 corrects the distortion of each frame sent from the control unit 210 based on the aberration information 212 a stored in the storage unit 212.
- the pair of frames whose distortion has been corrected is sent to the feature position specifying unit 2312.
- the feature position specifying unit 2312 analyzes each frame sent from the image correction unit 2311 to specify the feature position in the frame corresponding to the feature part (centered on the pupil) of the anterior segment Ea. Execute the process.
- step 93 S93: YES
- the control unit 210 controls each part of the apparatus to execute auto alignment.
- This auto-alignment operation includes, for example, operations shown in Steps 8 to 11 in FIG. 6 of the first embodiment. This completes the alignment operation in this case.
- step 93 the control unit 210 causes the display unit 240A to display a photographed image by one or both of the anterior eye cameras 300A and 300B.
- the control unit 210 causes the display unit 240A to display a designation mark for assisting a user to designate an image position.
- the designation mark is an image indicating a position in the captured image, and has a predetermined shape (such as a dot shape, a cross shape, or an arrow shape).
- the designation mark may be always displayed, or may be displayed in response to the user designating the image position in the subsequent step 96.
- the moving image display started in step 91 is performed.
- the display of the captured image in step 95 may continue the moving image display. Further, the moving image display may be switched to another display mode.
- one frame used for the moving image display can be displayed. That is, it is possible to switch to still image display.
- the displayed frame is, for example, a frame displayed at the transition timing to step 95.
- the control unit 210 can selectively display one of the captured images respectively acquired by the two anterior eye cameras 300A and 300B. This process is executed as follows, for example.
- control unit 210 analyzes the captured images acquired by the anterior eye cameras 300A and 300B, respectively, and evaluates the image quality of the captured images.
- This image quality evaluation process includes, for example, evaluation of the presence and degree of flare, evaluation of reflection of eyelashes, and evaluation of the form (shape and size) of a black eye.
- This “evaluation of image quality” is to evaluate a predetermined element indicating whether or not the image quality is suitable for observation.
- the image quality evaluation process includes the processing contents according to the applied element. For example, in flare evaluation, a process for determining whether there is an image area having a pixel value (luminance value) equal to or greater than a predetermined threshold, a process for calculating a difference in pixel value with respect to the predetermined threshold, the determination result, and the calculation A process for evaluating the image quality based on the result is executed. In addition, in the evaluation of reflection of eyelashes or the like, processing for specifying an image area corresponding to eyelashes or the like (an object other than the anterior segment Ea) based on the pixel value, A process for specifying the overlapping state with the image region, a process for evaluating the image quality based on the specified overlapping state, and the like are executed.
- a process for specifying an image area corresponding to the black eye a process for obtaining the form of the image area, a process for evaluating the image quality based on the obtained form, and the like are executed. .
- the control unit 210 selects one captured image from the captured images acquired by the anterior segment cameras 300A and 300B based on the image quality evaluation result.
- the selected captured image may be a still image or a moving image.
- the control unit 210 displays the selected captured image on the display unit 240A.
- the user observes the captured image displayed in step 95 and designates the image position corresponding to the characteristic part (pupil center).
- This designation operation is performed using the operation unit 240B.
- an operation for moving the designation marker to a desired position can be performed using the operation unit 240B.
- the display unit 240A is a touch panel (that is, when the display unit 240A and the operation unit 240B are integrated)
- the user touches a desired position in the displayed captured image.
- the control unit 210 acquires position information indicating the designated image position. This position information is, for example, coordinates in a coordinate system in which a captured image is defined.
- position information can be created by using, for example, an average position of the two designated positions, that is, coordinates in the middle of the coordinates of the two designated positions.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 calculates the three-dimensional position of the characteristic part (pupil center) of the anterior segment Ea based on the positions of the anterior segment cameras 300A and 300B and the image position specified in step 96. .
- the same process is performed using the image position specified in step 96 instead of the feature position specified by the feature position specifying unit 2312 in step 9 of FIG. 6 of the first embodiment. It is.
- the position information is coordinates in the coordinate system in which the captured image is defined, it is easy to perform this alternative application.
- step 96 when the image position is specified only for the captured image acquired by one of the anterior eye cameras 300A and 300B, the three-dimensional position calculation unit 2313 corresponds to the corresponding position in the captured image acquired by the other.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 performs image alignment processing on both captured images and associates the coordinate systems of both captured images (that is, obtains coordinate conversion between the two coordinate systems). Based on this coordinate conversion, the three-dimensional position calculation unit 2313 specifies the image position of the other captured image corresponding to the designated position for one captured image.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 determines the anterior eye based on the positions of the anterior eye cameras 300A and 300B, the image position specified for one captured image, and the image position specified for the other captured image. The three-dimensional position of the characteristic part of the part Ea is calculated.
- step 97 the control unit 210 performs alignment of the inspection optical system with respect to the eye E.
- This alignment is executed, for example, in the same manner as in step 10 (movement processing of the inspection optical system) and step 11 (position convergence determination processing) in FIG. 6 of the first embodiment.
- the characteristic part (pupil center, corneal apex, etc.) of the anterior segment cannot be detected from the photographed image
- alignment can be performed using the position designated by the user. Therefore, even if it is a case where a characteristic part cannot be detected, alignment can be performed smoothly and rapidly.
- the image position specified by the characteristic position specifying unit 2312 can be treated as a candidate for a characteristic position corresponding to the characteristic part of the anterior eye part Ea. An example of the operation in that case will be described.
- the feature position specifying unit 2312 specifies the candidate position of the feature position corresponding to the feature part by executing the same processing as in the first embodiment.
- the number of candidate positions to be identified is one or two or more.
- the control unit 210 displays the captured image on the display unit 240A and displays information (candidate position information) indicating each candidate position specified by the feature position specifying unit 2312.
- the candidate position information is, for example, an image indicating a position (coordinates) in a captured image corresponding to the candidate position, and has a predetermined shape (such as a dot shape, a cross shape, or an arrow shape).
- the user designates the desired candidate position information displayed. This designation operation is performed using the operation unit 240B.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 calculates the three-dimensional position of the characteristic part of the anterior segment Ea based on the coordinates of the designated candidate position information and the positions of the anterior segment cameras 300A and 300B.
- the designation operation performed by the user is equivalent to determining whether or not to accept the candidate position. If not, the user performs a predetermined operation. Upon receiving this operation, the control unit 210 can switch the operation mode to the process of the above embodiment (FIG. 15).
- the designation operation performed by the user is equivalent to selecting a candidate position.
- the user performs a predetermined operation.
- the control unit 210 can switch the operation mode to the process of the above embodiment (FIG. 15).
- the user can select a candidate for a feature position corresponding to the feature part of the anterior segment Ea, so that it is possible to improve alignment accuracy and smoothness.
- ⁇ Fifth Embodiment> As described in the above embodiment, there are cases where alignment cannot be suitably performed depending on the imaging conditions of the anterior segment. For example, flare may be mixed in a captured image of the anterior segment due to individual differences (corneal shape, cornea-lens distance, etc.) of the subject's eye. If such a problem cannot be solved, the alignment is performed manually. Manual alignment is performed by the user searching for a suitable alignment position while observing an image of the eye to be examined. However, such manual alignment largely depends on the user's experience and skill level. Therefore, the reproducibility of the alignment is low and the variation due to the skill becomes large. In this embodiment, an ophthalmologic apparatus made by paying attention to such circumstances will be described.
- the ophthalmologic apparatus of this embodiment has the same configuration as that of the above embodiment (particularly, refer to FIG. 3).
- the ophthalmologic apparatus of this embodiment includes an alignment optical system 50 that projects an alignment index onto the eye E to be examined.
- An example of the operation of the orbital device according to this embodiment is shown in FIG. It is assumed that patient registration and selection of imaging type have already been performed. Further, the operation mode shown in FIG. 16 can be performed in response to the fact that the alignment mode described in the above embodiment has not been suitably performed. Further, the operation mode shown in FIG. 16 may be executed from the beginning of the inspection.
- the control unit 210 causes the fundus camera unit 2 to acquire an observation image (moving image) of the eye E and causes the observation image acquired in time series to be displayed on the display unit 240A as a moving image in real time.
- the controller 210 controls the alignment optical system 50 to project an alignment index onto the eye E.
- the execution timing of step 101 and step 102 is arbitrary.
- an image of the alignment index is drawn on the displayed observation image.
- the control unit 210 displays information for assisting alignment along with the observation image. As an example of this information, there is an image showing the alignment target position of the alignment index whose display position moves as the inspection optical system moves.
- the controller 210 controls the anterior eye cameras 300A and 300B to acquire a captured image.
- the analysis unit 231 obtains the three-dimensional position of the eye E based on the acquired captured image. This process is executed, for example, in the same manner as in the first embodiment.
- the control unit 210 acquires relative position information indicating the relative position between the eye E and the inspection optical system based on the three-dimensional position of the eye E acquired in Step 103.
- This process is executed as follows, for example.
- the control unit 210 acquires the current position of the inspection optical system.
- the current position is acquired from, for example, a control history for the optical system driving unit 2A that moves the fundus camera unit 2.
- a position sensor that detects the position of the fundus camera unit 2 can be provided, and the current position can be acquired from the detection result of the position sensor. It is assumed that the coordinate system that defines the three-dimensional position (coordinates) of the eye E acquired in step 103 and the coordinate system that defines the current position (coordinates) of the inspection optical system are common. Alternatively, the coordinate transformation between both coordinate systems is known.
- the relative position information is information indicating the relative position between the eye E and the inspection optical system as described above.
- the other position with respect to one of the eye E and the inspection optical system the difference between the position of the eye E with respect to a predetermined reference position and the position of the inspection optical system (vector difference, coordinate difference) and so on.
- the displacement of the inspection optical system with respect to the alignment target position is used as relative position information.
- the alignment target position is a position of a suitable inspection optical system for inspecting the eye E, and the axis of the eye E and the inspection optical system in the x direction (left-right direction) and the y direction (up-down direction). Is the position away from the eye E by a predetermined working distance in the z direction (front-rear direction, optical axis direction). Since the working distance is known and the three-dimensional position of the eye E is acquired in step 103, for example, it is easy to obtain the coordinates of the alignment target position in the common coordinate system.
- Such relative position information includes the relative position in the optical axis direction of the inspection optical system, and in the horizontal direction and the vertical direction perpendicular to the optical axis direction.
- the control unit 210 causes the display unit 240A to display the relative position information acquired in step 104.
- An example of the display mode of the relative position information will be described below.
- control unit 210 can display numerical values indicating respective displacements in the x direction, the y direction, and the z direction.
- control unit 210 can display numerical values in, for example, three display spaces provided in advance within or outside the display area of the observation image.
- character string information indicating displacement can be displayed. For example, when a displacement in the x direction exists on the left side of the alignment target position, a character string indicating that fact can be displayed.
- the control unit 210 can display images indicating displacements in the x direction, the y direction, and the z direction.
- the control unit 210 can display an image indicating the alignment target position, and can display an image indicating the displacement in each direction with respect to the alignment target position at a position corresponding to the displacement. For example, when the current position of the inspection optical system is located at the upper left of the alignment target position, an image indicating the displacement in the x direction and the y direction (for example, a dot image) is displayed at the upper left of the image indicating the alignment target position. be able to. At this time, the distance between the display positions of both images is determined based on the displacement in the xy plane.
- the control unit 210 can indicate the displacement (relative position) in the z direction with a display color. Specifically, for example, when a displacement in the z direction exists within a predetermined allowable range including the alignment target position, an image indicating the displacement in the z direction is displayed in green, and the displacement is smaller than the minimum value of the allowable range.
- the image When it is small, the image is displayed in red, and when the displacement is larger than the maximum value of the allowable range, the image is displayed in yellow. Further, in order to indicate not only the direction of displacement but also the amount of displacement, the density of the display color of the image indicating the displacement in the z direction is changed, or the numerical values and images of the first example are displayed together with the image indicating the displacement in the z direction. It can be displayed.
- information indicating the direction and amount to which the inspection optical system should be moved can be displayed.
- character string information when the optical axis of the inspection optical system is displaced 1 cm to the right with respect to the alignment target position, the movement direction and movement amount of the inspection optical system for canceling this displacement are shown.
- Information “left: 1 cm” can be displayed.
- an arrow indicating the moving direction of the inspection optical system an arrow pointing to the left
- the amount of movement can be indicated by the length of the arrow, for example.
- the control unit 210 can change the display of the relative position information according to the movement content of the inspection optical system. For example, the control unit 210 acquires the relative position information again in real time according to the movement contents of the inspection optical system, and displays the new relative position information in real time. Thereby, the display of the numerical value, the character string, and the image is updated in real time.
- the display color of the image indicating the displacement in the z direction changes from yellow to green.
- the optical system for examination for the eye E based on the highly accurate three-dimensional position of the eye E calculated from the captured images acquired by the anterior eye cameras 300A and 300B.
- Relative position that is, the positional deviation of the inspection optical system with respect to the alignment target position can be presented. Therefore, alignment can be performed based on quantitative information without depending on the user's experience and skill level. Thereby, it is possible to improve the reproducibility of alignment and prevent variations due to skills.
- the eye information is measurement information indicating the characteristics of the eye to be acquired, for example, by an examination performed on the eye E in advance. This measurement information may be acquired by the ophthalmic apparatus or may be acquired by another ophthalmic apparatus. The measurement information is stored in advance in the storage unit 212 in association with the patient ID, for example.
- the control unit 210 selects measurement information corresponding to the eye E based on the patient ID and the like. Further, the control unit 210 generates relative position information based on the selected measurement information and the three-dimensional position of the eye E acquired by the analysis unit 231. As an example of this process, the relative positions in the x and y directions can be corrected based on the corneal shape bias. Further, the relative position in the z direction can be corrected based on the axial length. The latter is particularly effective when examining the fundus.
- Alignment by a conventional ophthalmic apparatus is performed by projecting an alignment index onto the cornea and moving the inspection optical system so that the projected image is arranged at a predetermined position.
- two or more photographed images obtained substantially simultaneously by two or more photographing units are analyzed to obtain a three-dimensional position of the eye to be examined, and for inspection based on the three-dimensional position.
- Alignment is performed by moving the optical system and the support.
- the analysis process for obtaining the three-dimensional position of the eye to be examined is performed based on the iris and pupil depicted in each captured image. Therefore, it is desirable that the alignment be performed with reference to the iris (or the pupil that is the aperture formed by the iris), instead of using the cornea as a reference.
- a technique for improving the accuracy of alignment (in the z direction) with an iris (pupil) as a reference will be described.
- description will be given with reference to FIG. 3 showing the configuration of the first embodiment.
- the storage unit 212 stores in advance distance information indicating the distance between the cornea and the iris (pupil).
- the distance shown in the distance information is obtained by an arbitrary method. For example, there are a standard distance based on a model eye (such as a Gull strand model eye), a statistical distance based on measurement results of a plurality of test eyes, and individual distances measured in the past for the test eye.
- the measurement of the distance between the cornea and the iris can be executed, for example, as follows. First, an anterior segment tomogram is obtained by OCT measurement of the anterior segment of the eye to be examined. Next, the anterior segment tomogram is analyzed to extract an image region corresponding to the cornea (corneal region) and an image corresponding to the iris (iris region). Subsequently, the distance between the cornea and the iris is obtained by counting the number of pixels between the cornea region (the rear surface region of the cornea) and the iris region (the front surface region of the iris). Here, this distance is a distance along the z direction. Such a measurement may be performed by the ophthalmologic apparatus 1 itself or by another apparatus.
- the feature position specifying unit 2312 of the analysis unit 231 specifies the feature position corresponding to the iris (pupil) from the captured images of the anterior eye cameras 300A and 300B, as in the first embodiment.
- the three-dimensional position calculation unit 2313 calculates the three-dimensional position of the feature part based on the positions of the anterior eye cameras 300A and 300B and the feature position specified by the feature position specification unit 2312.
- the distance information stored in the storage unit 212 can be referred to.
- the inspection optical system and the iris are The distance between them can be acquired with high accuracy.
- the distance between the cornea and the inspection optical system can be obtained by conventional alignment using the alignment optical system 50 shown in FIG.
- the inspection optical system and the cornea (vertex) are obtained. And it is possible to perform alignment of az direction using this obtained distance.
- the main control unit 211 can display the composite image formed by the image composition unit 233 on the display unit 240A. Thereby, it is possible to observe the three-dimensional form of the anterior segment.
- the main control unit 211 can cause the display unit 240A to display at least one of two captured images obtained substantially simultaneously by the anterior segment cameras 300A and 300B. Thereby, the form of the anterior segment can be observed from different viewpoints (shooting positions).
- a filter that blocks light having a wavelength other than the wavelength of the environmental illumination is provided between each of the anterior segment camera 300 (two or more imaging units) and the eye E. It is possible to provide.
- the environmental lighting means lighting used in an environment where the ophthalmic apparatus 1 is disposed, and for example, lighting installed in a room where the ophthalmic apparatus 1 is installed corresponds to this.
- environmental lighting may contain sunlight.
- the filter may be configured to block wavelengths that affect imaging by the anterior segment camera 300 among wavelengths included in the environmental illumination.
- wavelength components such as the output wavelengths of the LED and SLD
- a filter that blocks a wavelength of 900 nm or less can be used.
- the optical path length difference between the optical path of the signal light LS and the optical path of the reference light LR is changed by changing the position of the optical path length changing unit 41, but this optical path length difference is changed.
- the method is not limited to this.
- it is possible to change the optical path length difference by disposing a reflection mirror (reference mirror) in the optical path of the reference light and moving the reference mirror in the traveling direction of the reference light to change the optical path length of the reference light.
- the optical path length difference may be changed by moving the fundus camera unit 2 or the OCT unit 100 with respect to the eye E to change the optical path length of the signal light LS.
- the optical path length difference can be changed by moving the measured object in the depth direction (z direction).
- the computer program for realizing the above embodiment can be stored in any recording medium readable by the computer.
- this recording medium for example, a semiconductor memory, an optical disk, a magneto-optical disk (CD-ROM / DVD-RAM / DVD-ROM / MO, etc.), a magnetic storage medium (hard disk / floppy (registered trademark) disk / ZIP, etc.), etc. Can be used.
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Abstract
被検眼と装置光学系との間の位置合わせを好適に行うことが可能な眼科装置を提供する。実施形態の眼科装置は、検査用光学系と、支持部と、駆動部と、2以上の撮影部と、解析部と、制御部とを有する。検査用光学系は、被検眼を検査するために用いられる。支持部は、被検者の顔を支持する。駆動部は、検査用光学系と支持部とを相対的にかつ3次元的に移動する。2以上の撮影部は、被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する。解析部は、2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼の3次元位置を求める。制御部は、求められた被検眼の3次元位置に基づき駆動部を制御することで、検査用光学系と支持部とを相対移動させる。
Description
この発明は、被検眼を光学的に検査する眼科装置に関する。
眼科装置には、被検眼の画像を得るための眼科撮影装置と、被検眼の特性を測定するための眼科測定装置が含まれる。
眼科撮影装置の例として、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography、OCT)を用いて断層像を得る光干渉断層計、眼底を写真撮影する眼底カメラ、共焦点光学系を用いたレーザ走査により眼底の画像を得る走査型レーザ検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope、SLO)、スリット光を用いて角膜の光切片を切り取ることにより画像を得るスリットランプなどがある。
また、眼科測定装置の例として、被検眼の屈折特性を測定する眼屈折検査装置(レフラクトメータ、ケラトメータ)、眼圧計、角膜の特性(角膜厚、細胞分布等)を得るスペキュラーマイクロスコープ、ハルトマン-シャックセンサを用いて被検眼の収差情報を得るウェーブフロントアナライザなどがある。
これら装置を用いた眼科検査においては、検査の精度や確度の観点から、装置光学系と被検眼との位置合わせが極めて重要である。この位置合わせにはアライメントやトラッキングがある。アライメントには、被検眼の軸に対して装置光学系の光軸を一致させる動作(xyアライメント)と、被検眼と装置光学系との間の距離を合わせる動作(zアライメント)とが含まれる。トラッキングは、被検眼の動きを検出して装置光学系の位置を被検眼に追従させるものである。
従来の位置合わせでは、xy方向(光軸に垂直な方向)の位置合わせとz方向(光軸に沿う方向)の位置合わせとを異なる手法で行なっている。つまり、位置合わせを行うためには被検眼と装置光学系との位置関係を検出する必要があるが、xy方向の位置関係とz方向の位置関係とを異なる手法で求めている。それにより双方の位置合わせの間に誤差が生じ、取得された画像や測定値の確度が低下すること、そして検査の再現性の低下などが問題となっていた。また、2系統の位置合わせに対応して異なる2系統の光学系や演算機能を搭載しなければならないなど、装置構成の複雑化も問題視されていた。
また、眼科装置には、被検者の顔を保持して被検眼の位置を固定するための顎受けや額当てが用いられる。従来、顎受けや額当ての位置の調整は、検者が操作することによって行われていた。装置光学系の高さ位置の調整についても同様に、検者によって行われていた。これらの作業は撮影や測定の効率を低減させるものであり、被検者や検者への負担となる可能性があった。
また、従来の眼科装置では、装置光学系や顎受け等を移動させているときに、被検眼と装置光学系が好適な位置関係に近づいているのか、或いはそれから遠のいているのかを判断することが困難であった。実際、従来の眼科装置では、所望の位置に一旦移動させ、その状態で得られる赤外観察像などを参照して当該判断を行うしか方法がなかった。
この発明の目的は、被検眼と装置光学系との間の位置合わせを好適に行うことが可能な眼科装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、被検眼を検査するための検査用光学系と、被検者の顔を支持する支持部と、前記検査用光学系と前記支持部とを相対的にかつ3次元的に移動する駆動部と、被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する2以上の撮影部と、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼の3次元位置を求める解析部と、前記3次元位置に基づき前記駆動部を制御することで、前記検査用光学系と前記支持部とを相対移動させる制御部とを有する眼科装置である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記駆動部は、前記検査用光学系を3次元的に移動する第1駆動部を含み、前記制御部は、前記3次元位置に基づいて、前記検査用光学系の光軸を被検眼の軸に合わせるように、かつ、被検眼に対する前記検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように前記第1駆動部を制御することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記解析部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析することで、前眼部の所定の特徴部位に相当する当該撮影画像中の特徴位置を特定する特徴位置特定部と、前記2以上の撮影部の位置と前記2以上の撮影画像中の前記特徴位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置を前記被検眼の3次元位置として算出する3次元位置算出部とを含むことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、光路の一部を前記検査用光学系と共有し、被検眼の前眼部を動画撮影する動画撮影光学系と、被検眼に対する前記検査用光学系の位置合わせを行うための指標を被検眼に投影する投影光学系と、操作部とを有し、前記制御部は、前記特徴位置特定部により前記特徴位置が特定されなかった場合に、前記投影光学系を制御して前記指標を被検眼に投影させ、前記指標が投影された状態の前眼部の動画像を前記動画撮影光学系に取得させ、取得された前記動画像を表示部に表示させ、前記操作部を用いた操作に応じて前記第1駆動部を制御して前記検査用光学系を移動させることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の眼科装置であって、前記操作部を用いて前記検査用光学系が移動された後に、前記特徴位置特定部は、前記特徴部位に相当する前記動画像中の画像位置を特定し、前記制御部は、特定された前記画像位置を示す情報を前記動画像に重ねて表示させることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、前記特徴部位は前眼部の瞳孔中心または角膜頂点であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、操作部を有し、前記制御部は、前記2以上の撮影画像のうちの少なくとも1つを表示部に表示させ、前記3次元位置算出部は、前記特徴位置特定部により前記特徴位置が特定されなかった場合に、前記2以上の撮影部の位置と、表示された撮影画像に対して前記操作部を用いて指定された画像位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なうことを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の眼科装置であって、前記3次元位置算出部は、前記2以上の撮影画像のうちの1つの撮影画像に対して画像位置が指定された場合、当該指定された画像位置に対応する他の撮影画像中の画像位置を特定し、前記2以上の撮影部の位置と、当該指定された画像位置および当該特定された画像位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なうことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析して当該撮影画像の画質を評価し、画質の評価結果に基づき1つの撮影画像を選択して前記表示部に表示させることを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、操作部を有し、前記特徴位置特定部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析することで、前記特徴位置の1以上の候補位置を特定し、前記制御部は、前記2以上の撮影画像のうちの少なくとも1つと、特定された候補位置を示す候補位置情報とを表示部に表示させ、前記3次元位置算出部は、前記2以上の撮影部の位置と、表示された1以上の候補位置情報のうち前記操作部を用いて指定された候補位置情報に対応する候補位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なうことを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記検査用光学系の現在位置を取得する光学系位置取得部を含み、取得された前記現在位置と前記解析部により求められた前記被検眼の3次元位置とに基づいて、前記第1駆動部に前記検査用光学系を移動させることを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部は、被検眼の前眼部を異なる方向から並行して動画撮影し、前記解析部は、前記動画撮影において実質的に同時に得られた2以上のフレームを逐次に解析することで、被検眼の3次元位置を逐次に求め、前記制御部は、逐次に求められる前記3次元位置に基づき前記第1駆動部を逐次に制御することにより、前記検査用光学系の位置を被検眼の動きに追従させることを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記駆動部は、前記支持部を移動する第2駆動部を含み、前記制御部は、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の前記解析部による解析結果に基づいて前記第2駆動部を制御することにより前記支持部を移動させることを特徴とする。
請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記第2駆動部は少なくとも上下方向に前記支持部を移動することを特徴とする。
請求項15に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記解析部は、前記2以上の撮影画像と前記2以上の撮影部の位置とに基づいて、前記支持部の移動目標位置を決定する移動目標位置決定部を含み、前記制御部は、前記支持部を前記移動目標位置に移動させるように前記第2駆動部を制御することを特徴とする。
請求項16に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、被検者の変更を示す情報の入力がなされたときに、前記制御部は、前記支持部を所定の初期位置に移動させるように前記第2駆動部を制御することを特徴とする。
請求項17に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記支持部に対する被検者の近接を検知する近接検知部を有し、前記近接が検知されたときに、前記制御部は、前記2以上の撮影部を制御して実質的に同時に撮影を行わせることを特徴とする。
請求項18に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、被検者の識別情報を入力するための入力部と、検査において適用された前記検査用光学系の位置および/または前記支持部の位置を示す位置情報を、当該被検者の識別情報と関連付けて記憶する第1記憶部とを有し、前記制御部は、前記入力部により識別情報が入力されたときに、当該識別情報に関連付けられた位置情報を前記第1記憶部から取得し、取得された位置情報が示す位置に前記検査用光学系および/または前記支持部を移動させるように前記第1駆動部および/または前記第2駆動部を制御することを特徴とする。
請求項19に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記支持部に対する被検者の顔の接触を検知する接触検知部を有し、前記接触が検知されているとき、前記制御部は、前記第1駆動部および前記第2駆動部のうち前記第1駆動部についてのみ制御を実行可能であることを特徴とする。
請求項20に記載の発明は、請求項19に記載の眼科装置であって、前記接触が検知されていないとき、前記制御部は、前記第1駆動部および前記第2駆動部の双方の制御を実行可能であることを特徴とする。
請求項21に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部を有し、前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていると判定された場合には前記第1駆動部の制御を行い、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合には前記第2駆動部の制御を行うことを特徴とする。
請求項22に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部のそれぞれは光学系を含み、前記2以上の撮影部のそれぞれについて、前記光学系により撮影画像に発生する歪曲収差に関する収差情報をあらかじめ記憶した第2記憶部を有し、前記解析部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれの歪みを前記収差情報に基づいて補正する補正部を有し、補正された前記2以上の撮影画像に基づいて前記被検眼の3次元位置を求めることを特徴とする。
請求項23に記載の発明は、請求項22に記載の眼科装置であって、前記収差情報は、前記2以上の撮影部のそれぞれについて、所定の基準点に対する位置を違えて当該撮影部で前記基準点を撮影して得られた複数の撮影画像を解析することにより生成されることを特徴とする。
請求項24に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部の少なくとも1つを移動する撮影移動部と、前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部とを有し、前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合に、前記撮影移動部を制御して前記2以上の撮影部の少なくとも1つを前記支持部から離れる方向および/または前記検査用光学系の光軸から離れる方向に移動させ、前記判定部は、前記2以上の撮影部の少なくとも1つが移動された後に、前記判定を再度行うことを特徴とする。
請求項25に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部を有し、前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合に、所定の警告情報を出力部に出力させることを特徴とする。
請求項26に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の合成画像を形成する画像合成部を有することを特徴とする。
請求項27に記載の発明は、請求項26に記載の眼科装置であって、前記制御部は前記合成画像を表示部に表示させることを特徴とする。
請求項28に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の少なくとも1つを表示部に表示させることを特徴とする。
請求項29に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部は、前記検査用光学系の光路外の異なる位置に設けられた2つのカメラからなることを特徴とする。
請求項30に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部は、前記検査用光学系の光軸よりも下方に設けられていることを特徴とする。
請求項31に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、光路の一部を前記検査用光学系と共有し、被検眼の前眼部を動画撮影する動画撮影光学系と、被検眼に対する前記検査用光学系の位置合わせを行うための指標を被検眼に投影する投影光学系と、操作部とを有し、前記制御部は、前記投影光学系を制御して前記指標を被検眼に投影させ、前記指標が投影された状態の前眼部の動画像を前記動画撮影光学系に取得させ、取得された前記動画像を表示部に表示させ、前記解析部により取得された前記3次元位置に基づいて、被検眼と前記検査用光学系との相対位置を示す相対位置情報を取得し、取得された相対位置情報を前記表示部に表示させ、前記操作部を用いた操作に応じて前記第1駆動部を制御して前記検査用光学系を移動させることを特徴とする。
請求項32に記載の発明は、請求項31に記載の眼科装置であって、前記相対位置情報は、前記検査用光学系の光軸方向、並びに当該光軸方向に直交する水平方向および上下方向のそれぞれにおける前記相対位置を含むことを特徴とする。
請求項33に記載の発明は、請求項32に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記光軸方向における前記相対位置を表示色で示すことを特徴とする。
請求項34に記載の発明は、請求項31に記載の眼科装置であって、あらかじめ取得された被検眼の特性の測定情報を記憶する記憶部を有し、前記制御部は、前記3次元位置と前記測定情報とに基づいて前記相対位置情報を取得することを特徴とする。
請求項35に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部のそれぞれと被検眼との間に、環境照明の波長以外の波長の光を遮断するフィルタが設けられていることを特徴とする。
請求項36に記載の発明は、被検眼を検査するための検査用光学系と、前記検査用光学系を3次元的に移動する駆動部と、被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する2以上の撮影部と、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼の3次元位置を求める解析部と、前記3次元位置に基づいて、前記検査用光学系の光軸を被検眼の軸に合わせるように、かつ、被検眼に対する前記検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように前記駆動部を制御する制御部とを有する眼科装置である。
なお、上記した複数の請求項に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記駆動部は、前記検査用光学系を3次元的に移動する第1駆動部を含み、前記制御部は、前記3次元位置に基づいて、前記検査用光学系の光軸を被検眼の軸に合わせるように、かつ、被検眼に対する前記検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように前記第1駆動部を制御することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記解析部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析することで、前眼部の所定の特徴部位に相当する当該撮影画像中の特徴位置を特定する特徴位置特定部と、前記2以上の撮影部の位置と前記2以上の撮影画像中の前記特徴位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置を前記被検眼の3次元位置として算出する3次元位置算出部とを含むことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、光路の一部を前記検査用光学系と共有し、被検眼の前眼部を動画撮影する動画撮影光学系と、被検眼に対する前記検査用光学系の位置合わせを行うための指標を被検眼に投影する投影光学系と、操作部とを有し、前記制御部は、前記特徴位置特定部により前記特徴位置が特定されなかった場合に、前記投影光学系を制御して前記指標を被検眼に投影させ、前記指標が投影された状態の前眼部の動画像を前記動画撮影光学系に取得させ、取得された前記動画像を表示部に表示させ、前記操作部を用いた操作に応じて前記第1駆動部を制御して前記検査用光学系を移動させることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の眼科装置であって、前記操作部を用いて前記検査用光学系が移動された後に、前記特徴位置特定部は、前記特徴部位に相当する前記動画像中の画像位置を特定し、前記制御部は、特定された前記画像位置を示す情報を前記動画像に重ねて表示させることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、前記特徴部位は前眼部の瞳孔中心または角膜頂点であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、操作部を有し、前記制御部は、前記2以上の撮影画像のうちの少なくとも1つを表示部に表示させ、前記3次元位置算出部は、前記特徴位置特定部により前記特徴位置が特定されなかった場合に、前記2以上の撮影部の位置と、表示された撮影画像に対して前記操作部を用いて指定された画像位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なうことを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の眼科装置であって、前記3次元位置算出部は、前記2以上の撮影画像のうちの1つの撮影画像に対して画像位置が指定された場合、当該指定された画像位置に対応する他の撮影画像中の画像位置を特定し、前記2以上の撮影部の位置と、当該指定された画像位置および当該特定された画像位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なうことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項7に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析して当該撮影画像の画質を評価し、画質の評価結果に基づき1つの撮影画像を選択して前記表示部に表示させることを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項3に記載の眼科装置であって、操作部を有し、前記特徴位置特定部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析することで、前記特徴位置の1以上の候補位置を特定し、前記制御部は、前記2以上の撮影画像のうちの少なくとも1つと、特定された候補位置を示す候補位置情報とを表示部に表示させ、前記3次元位置算出部は、前記2以上の撮影部の位置と、表示された1以上の候補位置情報のうち前記操作部を用いて指定された候補位置情報に対応する候補位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なうことを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記検査用光学系の現在位置を取得する光学系位置取得部を含み、取得された前記現在位置と前記解析部により求められた前記被検眼の3次元位置とに基づいて、前記第1駆動部に前記検査用光学系を移動させることを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部は、被検眼の前眼部を異なる方向から並行して動画撮影し、前記解析部は、前記動画撮影において実質的に同時に得られた2以上のフレームを逐次に解析することで、被検眼の3次元位置を逐次に求め、前記制御部は、逐次に求められる前記3次元位置に基づき前記第1駆動部を逐次に制御することにより、前記検査用光学系の位置を被検眼の動きに追従させることを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、前記駆動部は、前記支持部を移動する第2駆動部を含み、前記制御部は、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の前記解析部による解析結果に基づいて前記第2駆動部を制御することにより前記支持部を移動させることを特徴とする。
請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記第2駆動部は少なくとも上下方向に前記支持部を移動することを特徴とする。
請求項15に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記解析部は、前記2以上の撮影画像と前記2以上の撮影部の位置とに基づいて、前記支持部の移動目標位置を決定する移動目標位置決定部を含み、前記制御部は、前記支持部を前記移動目標位置に移動させるように前記第2駆動部を制御することを特徴とする。
請求項16に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、被検者の変更を示す情報の入力がなされたときに、前記制御部は、前記支持部を所定の初期位置に移動させるように前記第2駆動部を制御することを特徴とする。
請求項17に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記支持部に対する被検者の近接を検知する近接検知部を有し、前記近接が検知されたときに、前記制御部は、前記2以上の撮影部を制御して実質的に同時に撮影を行わせることを特徴とする。
請求項18に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、被検者の識別情報を入力するための入力部と、検査において適用された前記検査用光学系の位置および/または前記支持部の位置を示す位置情報を、当該被検者の識別情報と関連付けて記憶する第1記憶部とを有し、前記制御部は、前記入力部により識別情報が入力されたときに、当該識別情報に関連付けられた位置情報を前記第1記憶部から取得し、取得された位置情報が示す位置に前記検査用光学系および/または前記支持部を移動させるように前記第1駆動部および/または前記第2駆動部を制御することを特徴とする。
請求項19に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記支持部に対する被検者の顔の接触を検知する接触検知部を有し、前記接触が検知されているとき、前記制御部は、前記第1駆動部および前記第2駆動部のうち前記第1駆動部についてのみ制御を実行可能であることを特徴とする。
請求項20に記載の発明は、請求項19に記載の眼科装置であって、前記接触が検知されていないとき、前記制御部は、前記第1駆動部および前記第2駆動部の双方の制御を実行可能であることを特徴とする。
請求項21に記載の発明は、請求項13に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部を有し、前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていると判定された場合には前記第1駆動部の制御を行い、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合には前記第2駆動部の制御を行うことを特徴とする。
請求項22に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部のそれぞれは光学系を含み、前記2以上の撮影部のそれぞれについて、前記光学系により撮影画像に発生する歪曲収差に関する収差情報をあらかじめ記憶した第2記憶部を有し、前記解析部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれの歪みを前記収差情報に基づいて補正する補正部を有し、補正された前記2以上の撮影画像に基づいて前記被検眼の3次元位置を求めることを特徴とする。
請求項23に記載の発明は、請求項22に記載の眼科装置であって、前記収差情報は、前記2以上の撮影部のそれぞれについて、所定の基準点に対する位置を違えて当該撮影部で前記基準点を撮影して得られた複数の撮影画像を解析することにより生成されることを特徴とする。
請求項24に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部の少なくとも1つを移動する撮影移動部と、前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部とを有し、前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合に、前記撮影移動部を制御して前記2以上の撮影部の少なくとも1つを前記支持部から離れる方向および/または前記検査用光学系の光軸から離れる方向に移動させ、前記判定部は、前記2以上の撮影部の少なくとも1つが移動された後に、前記判定を再度行うことを特徴とする。
請求項25に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部を有し、前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合に、所定の警告情報を出力部に出力させることを特徴とする。
請求項26に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の合成画像を形成する画像合成部を有することを特徴とする。
請求項27に記載の発明は、請求項26に記載の眼科装置であって、前記制御部は前記合成画像を表示部に表示させることを特徴とする。
請求項28に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の少なくとも1つを表示部に表示させることを特徴とする。
請求項29に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部は、前記検査用光学系の光路外の異なる位置に設けられた2つのカメラからなることを特徴とする。
請求項30に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部は、前記検査用光学系の光軸よりも下方に設けられていることを特徴とする。
請求項31に記載の発明は、請求項2に記載の眼科装置であって、光路の一部を前記検査用光学系と共有し、被検眼の前眼部を動画撮影する動画撮影光学系と、被検眼に対する前記検査用光学系の位置合わせを行うための指標を被検眼に投影する投影光学系と、操作部とを有し、前記制御部は、前記投影光学系を制御して前記指標を被検眼に投影させ、前記指標が投影された状態の前眼部の動画像を前記動画撮影光学系に取得させ、取得された前記動画像を表示部に表示させ、前記解析部により取得された前記3次元位置に基づいて、被検眼と前記検査用光学系との相対位置を示す相対位置情報を取得し、取得された相対位置情報を前記表示部に表示させ、前記操作部を用いた操作に応じて前記第1駆動部を制御して前記検査用光学系を移動させることを特徴とする。
請求項32に記載の発明は、請求項31に記載の眼科装置であって、前記相対位置情報は、前記検査用光学系の光軸方向、並びに当該光軸方向に直交する水平方向および上下方向のそれぞれにおける前記相対位置を含むことを特徴とする。
請求項33に記載の発明は、請求項32に記載の眼科装置であって、前記制御部は、前記光軸方向における前記相対位置を表示色で示すことを特徴とする。
請求項34に記載の発明は、請求項31に記載の眼科装置であって、あらかじめ取得された被検眼の特性の測定情報を記憶する記憶部を有し、前記制御部は、前記3次元位置と前記測定情報とに基づいて前記相対位置情報を取得することを特徴とする。
請求項35に記載の発明は、請求項1に記載の眼科装置であって、前記2以上の撮影部のそれぞれと被検眼との間に、環境照明の波長以外の波長の光を遮断するフィルタが設けられていることを特徴とする。
請求項36に記載の発明は、被検眼を検査するための検査用光学系と、前記検査用光学系を3次元的に移動する駆動部と、被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する2以上の撮影部と、前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼の3次元位置を求める解析部と、前記3次元位置に基づいて、前記検査用光学系の光軸を被検眼の軸に合わせるように、かつ、被検眼に対する前記検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように前記駆動部を制御する制御部とを有する眼科装置である。
なお、上記した複数の請求項に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。
この発明によれば、被検眼と装置光学系との間の位置合わせを好適に行うことが可能である。
この発明に係る眼科装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。この発明に係る眼科装置は被検眼の光学的な検査に用いられる。このような眼科装置には、前述のように、眼科撮影装置と眼科測定装置が含まれる。眼科撮影装置としては、光干渉断層計、眼底カメラ、走査型レーザ検眼鏡スリットランプなどがある。また、眼科測定装置としては、眼屈折検査装置、眼圧計、スペキュラーマイクロスコープ、ウェーブフロントアナライザなどがある。以下の実施形態では、光干渉断層計にこの発明を適用した場合について詳述するが、それ以外の任意の眼科装置にこの発明を適用することが可能である。
この明細書において、OCTによって取得される画像をOCT画像と総称することがある。また、OCT画像を形成するための計測動作をOCT計測と呼ぶことがある。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。
また、以下の実施形態では、低コヒーレンス光源と分光器が搭載された、いわゆるスペクトラルドメイン(Spectral Domain)タイプのOCTを用いた光干渉断層計について説明するが、スペクトラルドメイン以外のタイプ、たとえばスウェプトソースタイプ、インファスタイプのOCTの手法を用いた光干渉断層計に対してこの発明を適用することも可能である。なお、スウェプトソース(Swept Source)OCTとは、被測定物体に照射される光の波長を走査(波長掃引)し、各波長の光の反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出してスペクトル強度分布を取得し、それに対してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の形態を画像化する手法である。また、インファス(en-face)OCTとは、所定のビーム径を有する光を被測定物体に照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光の成分を解析することにより、光の進行方向に直交する断面における被測定物体の画像を形成する手法であり、フルフィールド(full-field)タイプとも呼ばれる。
また、以下の実施形態ではOCT装置と眼底カメラとを組み合わせた装置について説明するが、この発明の適用対象はこのような複合機には限定されず、単体機としての眼科装置(たとえば眼底カメラ単体)にこの発明を適用することも可能である。
〈第1の実施形態〉
[構成]
図1に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100および演算制御ユニット200を含んで構成される。眼底カメラユニット2は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。OCTユニット100には、眼底のOCT画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。
[構成]
図1に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100および演算制御ユニット200を含んで構成される。眼底カメラユニット2は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。OCTユニット100には、眼底のOCT画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。
〔眼底カメラユニット〕
図1に示す眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efの表面形態を表す2次元画像(眼底像)を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、たとえば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。なお、被検眼Eの前眼部Eaに光学系のピントが合っている場合、眼底カメラユニット2は前眼部Eaの観察画像を取得することができる。前眼部Eaを動画撮影するための光学系は「動画撮影光学系」の一例に相当する。撮影画像は、たとえば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、または近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。眼底カメラユニット2は、これら以外の画像、たとえばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
図1に示す眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efの表面形態を表す2次元画像(眼底像)を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、たとえば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。なお、被検眼Eの前眼部Eaに光学系のピントが合っている場合、眼底カメラユニット2は前眼部Eaの観察画像を取得することができる。前眼部Eaを動画撮影するための光学系は「動画撮影光学系」の一例に相当する。撮影画像は、たとえば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、または近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。眼底カメラユニット2は、これら以外の画像、たとえばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
眼底カメラユニット2には、被検者の顔を支持するための顎受けと額当てが設けられている。顎受けおよび額当ては、図4Aおよび図4Bに示す支持部440に相当する。なお、図4Aおよび図4Bにおいて、符号410は、光学系駆動部2A等の駆動系や、演算制御回路が格納されたベースを示す。また、符号420は、ベース410上に設けられた、光学系が格納された筐体を示す。また、符号430は、筐体420の前面に突出して設けられた、対物レンズ22が収容されたレンズ収容部を示す。
眼底カメラユニット2には、照明光学系10と撮影光学系30が設けられている。照明光学系10は眼底Efに照明光を照射する。撮影光学系30は、この照明光の眼底反射光を撮像装置(CCDイメージセンサ(単にCCDと呼ぶことがある)35、38。)に導く。また、撮影光学系30は、OCTユニット100からの信号光を眼底Efに導くとともに、眼底Efを経由した信号光をOCTユニット100に導く。
照明光学系10の観察光源11は、たとえばハロゲンランプにより構成される。観察光源11から出力された光(観察照明光)は、曲面状の反射面を有する反射ミラー12により反射され、集光レンズ13を経由し、可視カットフィルタ14を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源15の近傍にて一旦集束し、ミラー16により反射され、リレーレンズ17、18、絞り19およびリレーレンズ20を経由する。そして、観察照明光は、孔開きミラー21の周辺部(孔部の周囲の領域)にて反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efを照明する。なお、観察光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いることも可能である。
観察照明光の眼底反射光は、対物レンズ22により屈折され、ダイクロイックミラー46を透過し、孔開きミラー21の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー55を透過し、合焦レンズ31を経由し、ミラー32により反射される。更に、この眼底反射光は、ハーフミラー39Aを透過し、ダイクロイックミラー33により反射され、集光レンズ34によりCCDイメージセンサ35の受光面に結像される。CCDイメージセンサ35は、たとえば所定のフレームレートで眼底反射光を検出する。表示装置3には、CCDイメージセンサ35により検出された眼底反射光に基づく画像(観察画像)が表示される。なお、撮影光学系のピントが前眼部に合わせられている場合、被検眼Eの前眼部の観察画像が表示される。
撮影光源15は、たとえばキセノンランプにより構成される。撮影光源15から出力された光(撮影照明光)は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Efに照射される。撮影照明光の眼底反射光は、観察照明光のそれと同様の経路を通ってダイクロイックミラー33まで導かれ、ダイクロイックミラー33を透過し、ミラー36により反射され、集光レンズ37によりCCDイメージセンサ38の受光面に結像される。表示装置3には、CCDイメージセンサ38により検出された眼底反射光に基づく画像(撮影画像)が表示される。なお、観察画像を表示する表示装置3と撮影画像を表示する表示装置3は、同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、被検眼Eを赤外光で照明して同様の撮影を行う場合には、赤外の撮影画像が表示される。また、撮影光源としてLEDを用いることも可能である。
LCD(Liquid Crystal Display)39は、固視標や視力測定用指標を表示する。固視標は被検眼Eを固視させるための指標であり、眼底撮影時やOCT計測時などに使用される。
LCD39から出力された光は、その一部がハーフミラー39Aにて反射され、ミラー32に反射され、合焦レンズ31およびダイクロイックミラー55を経由し、孔開きミラー21の孔部を通過し、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投影される。
LCD39の画面上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の固視位置を変更できる。被検眼Eの固視位置としては、たとえば従来の眼底カメラと同様に、眼底Efの黄斑部を中心とする画像を取得するための位置や、視神経乳頭を中心とする画像を取得するための位置や、黄斑部と視神経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像を取得するための位置などがある。また、固視標の表示位置を任意に変更することも可能である。
更に、眼底カメラユニット2には、従来の眼底カメラと同様にアライメント光学系50とフォーカス光学系60が設けられている。アライメント光学系50は、被検眼Eに対する装置光学系の位置合わせ(アライメント)を行うための指標(アライメント指標)を生成する。アライメント指標を被検眼Eに投影するための構成は「投影光学系」の一例に相当する。フォーカス光学系60は、眼底Efに対してフォーカス(ピント)を合わせるための指標(スプリット指標)を生成する。
アライメント光学系50のLED51から出力された光(アライメント光)は、絞り52、53およびリレーレンズ54を経由してダイクロイックミラー55により反射され、孔開きミラー21の孔部を通過し、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により被検眼Eの角膜に投影される。
アライメント光の角膜反射光は、対物レンズ22、ダイクロイックミラー46および上記孔部を経由し、その一部がダイクロイックミラー55を透過し、合焦レンズ31を通過し、ミラー32により反射され、ハーフミラー39Aを透過し、ダイクロイックミラー33に反射され、集光レンズ34によりCCDイメージセンサ35の受光面に投影される。CCDイメージセンサ35による受光像(アライメント指標)は、観察画像とともに表示装置3に表示される。ユーザは、従来の眼底カメラと同様の操作を行ってアライメントを実施する。また、演算制御ユニット200がアライメント指標の位置を解析して光学系を移動させることによりアライメントを行ってもよい(オートアライメント機能)。なお、この実施形態では、後述の前眼部カメラ300を用いてオートアライメントを実行することができるので、アライメント指標を用いたオートアライメントが可能なことは必須な事項ではない。ただし、前眼部カメラ300を用いたオートアライメントが成功しなかったときにアライメント指標を用いたオートアライメントを行えるように構成したり、前眼部カメラ300を用いたオートアライメントとアライメント指標を用いたオートアライメントとを選択的に使用できるように構成したりすることも可能である。
フォーカス調整を行う際には、照明光学系10の光路上に反射棒67の反射面が斜設される。フォーカス光学系60のLED61から出力された光(フォーカス光)は、リレーレンズ62を通過し、スプリット指標板63により2つの光束に分離され、二孔絞り64を通過し、ミラー65に反射され、集光レンズ66により反射棒67の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ20を経由し、孔開きミラー21に反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投影される。
フォーカス光の眼底反射光は、アライメント光の角膜反射光と同様の経路を通ってCCDイメージセンサ35により検出される。CCDイメージセンサ35による受光像(スプリット指標)は、観察画像とともに表示装置3に表示される。演算制御ユニット200は、従来と同様に、スプリット指標の位置を解析して合焦レンズ31およびフォーカス光学系60を移動させてピント合わせを行う(オートフォーカス機能)。また、スプリット指標を視認しつつ手動でピント合わせを行ってもよい。
ダイクロイックミラー46は、眼底撮影用の光路からOCT計測用の光路を分岐させている。ダイクロイックミラー46は、OCT計測に用いられる波長帯の光を反射し、眼底撮影用の光を透過させる。このOCT計測用の光路には、OCTユニット100側から順に、コリメータレンズユニット40と、光路長変更部41と、ガルバノスキャナ42と、合焦レンズ43と、ミラー44と、リレーレンズ45とが設けられている。
光路長変更部41は、図1に示す矢印の方向に移動可能とされ、OCT計測用の光路の光路長を変更する。この光路長の変更は、被検眼Eの眼軸長に応じた光路長の補正や、干渉状態の調整などに利用される。光路長変更部41は、たとえばコーナーキューブと、これを移動する機構とを含んで構成される。
ガルバノスキャナ42は、OCT計測用の光路を通過する光(信号光LS)の進行方向を変更する。それにより、眼底Efを信号光LSで走査することができる。ガルバノスキャナ42は、たとえば、信号光LSをx方向に走査するガルバノミラーと、y方向に走査するガルバノミラーと、これらを独立に駆動する機構とを含んで構成される。それにより、信号光LSをxy平面上の任意の方向に走査することができる。
眼底カメラユニット2には前眼部カメラ300が設けられている。前眼部カメラ300は、前眼部Eaを異なる方向から実質的に同時に撮影する。この実施形態では、眼底カメラユニット2の被検者側の面に2台のカメラが設けられている(図4Aに示す前眼部カメラ300A、300Bを参照)。また、前眼部カメラ300Aおよび300Bはそれぞれ、図1および図4Aに示すように、照明光学系10の光路および撮影光学系30の光路から外れた位置に設けられている。以下、2台の前眼部カメラ300Aおよび300Bをまとめて符号300で表すことがある。
この実施形態では、2台の前眼部カメラ300Aおよび300Bが設けられているが、この発明における前眼部カメラの個数は2以上の任意の個数である。しかし、後述の演算処理を考慮すると、異なる2方向から実質的に同時に前眼部を撮影可能な構成であれば十分である。また、この実施形態では、照明光学系10および撮影光学系30とは別個に前眼部カメラ300を設けているが、少なくとも撮影光学系30を用いて同様の前眼部撮影を行うことができる。つまり、2以上の前眼部カメラのうちの1つを撮影光学系30を含む構成によって担うようにしてもよい。いずれにしても、この実施形態は、異なる2(以上の)方向から実質的に同時に前眼部を撮影可能に構成されていればよい。
なお、「実質的に同時」とは、2以上の前眼部カメラによる撮影において、眼球運動を無視できる程度の撮影タイミングのズレを許容することを示す。それにより、被検眼Eが実質的に同じ位置(向き)にあるときの画像を2以上の前眼部カメラによって取得することができる。
また、2以上の前眼部カメラによる撮影は動画撮影でも静止画撮影でもよいが、この実施形態では動画撮影を行う場合について特に詳しく説明する。動画撮影の場合、撮影開始タイミングを合わせるよう制御したり、フレームレートや各フレームの撮影タイミングを制御したりすることにより、上記した実質的に同時の前眼部撮影を実現することができる。一方、静止画撮影の場合、撮影タイミングを合わせるよう制御することにより、これを実現することができる。
〔OCTユニット〕
図2を参照しつつOCTユニット100の構成の一例を説明する。OCTユニット100には、眼底EfのOCT画像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、眼底Efを経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル成分を検出するように構成されている。この検出結果(検出信号)は演算制御ユニット200に送られる。
図2を参照しつつOCTユニット100の構成の一例を説明する。OCTユニット100には、眼底EfのOCT画像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、眼底Efを経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル成分を検出するように構成されている。この検出結果(検出信号)は演算制御ユニット200に送られる。
なお、スウェプトソースタイプのOCT装置の場合には、低コヒーレンス光源を出力する光源の代わりに波長掃引光源が設けられるとともに、干渉光をスペクトル分解する光学部材が設けられない。一般に、OCTユニット100の構成については、OCTのタイプに応じた公知の技術を任意に適用することができる。
光源ユニット101は広帯域の低コヒーレンス光L0を出力する。低コヒーレンス光L0は、たとえば、近赤外領域の波長帯(約800nm~900nm程度)を含み、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する。なお、人眼では視認できない波長帯、たとえば1040~1060nm程度の中心波長を有する近赤外光を低コヒーレンス光L0として用いてもよい。
光源ユニット101は、スーパールミネセントダイオード(Super Luminescent Diode:SLD)や、LEDや、SOA(Semiconductor Optical Amplifier)等の光出力デバイスを含んで構成される。
光源ユニット101から出力された低コヒーレンス光L0は、光ファイバ102によりファイバカプラ103に導かれて信号光LSと参照光LRに分割される。
参照光LRは、光ファイバ104により導かれて光減衰器(アッテネータ)105に到達する。光減衰器105は、公知の技術を用いて、演算制御ユニット200の制御の下、光ファイバ104に導かれる参照光LRの光量を自動で調整する。光減衰器105により光量が調整された参照光LRは、光ファイバ104により導かれて偏波調整器(偏波コントローラ)106に到達する。偏波調整器106は、たとえば、ループ状にされた光ファイバ104に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ104内を導かれる参照光LRの偏光状態を調整する装置である。なお、偏波調整器106の構成はこれに限定されるものではなく、任意の公知技術を用いることが可能である。偏波調整器106により偏光状態が調整された参照光LRは、ファイバカプラ109に到達する。
ファイバカプラ103により生成された信号光LSは、光ファイバ107により導かれ、コリメータレンズユニット40により平行光束とされる。更に、信号光LSは、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42、合焦レンズ43、ミラー44、およびリレーレンズ45を経由してダイクロイックミラー46に到達する。そして、信号光LSは、ダイクロイックミラー46により反射され、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに照射される。信号光LSは、眼底Efの様々な深さ位置において散乱(反射を含む)される。眼底Efによる信号光LSの後方散乱光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ103に導かれ、光ファイバ108を経由してファイバカプラ109に到達する。
ファイバカプラ109は、信号光LSの後方散乱光と、光ファイバ104を経由した参照光LRとを干渉させる。これにより生成された干渉光LCは、光ファイバ110により導かれて出射端111から出射される。更に、干渉光LCは、コリメータレンズ112により平行光束とされ、回折格子113により分光(スペクトル分解)され、集光レンズ114により集光されてCCDイメージセンサ115の受光面に投影される。なお、図2に示す回折格子113は透過型であるが、たとえば反射型の回折格子など、他の形態の分光素子を用いることも可能である。
CCDイメージセンサ115は、たとえばラインセンサであり、分光された干渉光LCの各スペクトル成分を検出して電荷に変換する。CCDイメージセンサ115は、この電荷を蓄積して検出信号を生成し、これを演算制御ユニット200に送る。
この実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。また、CCDイメージセンサに代えて、他の形態のイメージセンサ、たとえばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどを用いることが可能である。
〔演算制御ユニット〕
演算制御ユニット200の構成について説明する。演算制御ユニット200は、CCDイメージセンサ115から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様である。
演算制御ユニット200の構成について説明する。演算制御ユニット200は、CCDイメージセンサ115から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様である。
また、演算制御ユニット200は、眼底カメラユニット2、表示装置3およびOCTユニット100の各部を制御する。たとえば演算制御ユニット200は、眼底EfのOCT画像を表示装置3に表示させる。
また、眼底カメラユニット2の制御として、演算制御ユニット200は、観察光源11、撮影光源15およびLED51、61の動作制御、LCD39の動作制御、合焦レンズ31、43の移動制御、反射棒67の移動制御、フォーカス光学系60の移動制御、光路長変更部41の移動制御、ガルバノスキャナ42の動作制御、前眼部カメラ300の動作制御などを行う。
また、OCTユニット100の制御として、演算制御ユニット200は、光源ユニット101の動作制御、光減衰器105の動作制御、偏波調整器106の動作制御、CCDイメージセンサ115の動作制御などを行う。
演算制御ユニット200は、たとえば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科装置1を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニット200は、各種の回路基板、たとえばOCT画像を形成するための回路基板を備えていてもよい。また、演算制御ユニット200は、キーボードやマウス等の操作デバイス(入力デバイス)や、LCD等の表示デバイスを備えていてもよい。
眼底カメラユニット2、表示装置3、OCTユニット100および演算制御ユニット200は、一体的に(つまり単一の筺体内に)構成されていてもよいし、2つ以上の筐体に別れて構成されていてもよい。
〔制御系〕
眼科装置1の制御系の構成について図3を参照しつつ説明する。
眼科装置1の制御系の構成について図3を参照しつつ説明する。
(制御部)
眼科装置1の制御系は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部210には、主制御部211と、記憶部212と、光学系位置取得部213とが設けられている。
眼科装置1の制御系は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部210には、主制御部211と、記憶部212と、光学系位置取得部213とが設けられている。
(主制御部)
主制御部211は前述した各種の動作制御を行う。なお、合焦レンズ31の移動制御は、図示しない合焦駆動部を制御して合焦レンズ31を光軸方向に移動させるものである。それにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。また、主制御部211は、光学系駆動部2Aを制御して、眼底カメラユニット2に設けられた光学系を3次元的に移動させることができる。
主制御部211は前述した各種の動作制御を行う。なお、合焦レンズ31の移動制御は、図示しない合焦駆動部を制御して合焦レンズ31を光軸方向に移動させるものである。それにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。また、主制御部211は、光学系駆動部2Aを制御して、眼底カメラユニット2に設けられた光学系を3次元的に移動させることができる。
この制御は、オートアライメントやトラッキングにおいて実行される。ここで、トラッキングとは、被検眼Eの眼球運動に合わせて装置光学系を移動させるものである。トラッキングは、たとえばアライメントよりも後の段階で実行される(場合によってはピント合わせも事前に実行される)。トラッキングは、装置光学系の位置を眼球運動に追従させることにより、アライメント(およびピント)が合った好適な位置関係を維持する機能である。
なお、この実施形態の光学系駆動部2Aは眼底カメラユニット2に搭載された光学系を移動させるものであるが、光学系駆動部2Aによって眼底カメラユニット2に搭載された光学系およびOCTユニット100に搭載された光学系を移動させるように構成されていてもよい。光学系駆動部2Aは「第1駆動部」の一例である。
また、この実施形態の前眼部カメラ300は眼底カメラユニット2の筐体に設けられているので、光学系駆動部2Aを制御することにより前眼部カメラ300を移動させることができる。このような光学系駆動部2Aは「撮影移動部」の一例として機能するものである。また、2以上の前眼部カメラ300をそれぞれ独立に移動させることが可能な撮影移動部を設けることができる。具体的には、撮影移動部は、各前眼部カメラ300に対して設けた駆動機構(アクチュエータ、動力伝達機構等)を含む構成であってもよい。また、撮影移動部は、単一のアクチュエータにより発生された動力を前眼部カメラ300ごとに設けられた動力伝達機構によって伝達することにより、2以上の前眼部カメラ300を移動させるように構成されていてもよい。
また、主制御部211は、記憶部212にデータを書き込む処理や、記憶部212からデータを読み出す処理を行う。
(記憶部)
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、たとえば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼科装置1を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、たとえば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼科装置1を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
特に、記憶部212には収差情報212aがあらかじめ記憶されている。収差情報212aには、各前眼部カメラ300について、それに搭載された光学系の影響により撮影画像に発生する歪曲収差に関する情報が記録されている。ここで、前眼部カメラ300に搭載された光学系には、たとえばレンズ等の歪曲収差を発生させる光学素子が含まれている。収差情報212aは、これらの光学素子が撮影画像に与える歪みを定量化したパラメータと言える。
収差情報212aの生成方法の例を説明する。前眼部カメラ300の器差(歪曲収差の差異)を考慮して各前眼部カメラ300について次のような測定が行われる。作業者は、所定の基準点を準備する。基準点とは、歪曲収差の検出に用いられる撮影ターゲットである。作業者は、基準点と前眼部カメラ300との相対位置を変更しつつ複数回の撮影を行う。それにより、異なる方向から撮影された基準点の複数の撮影画像が得られる。作業者は、取得された複数の撮影画像をコンピュータで解析することにより、この前眼部カメラ300の収差情報212aを生成する。なお、この解析処理を行うコンピュータは、画像処理部230であってもよいし、それ以外の任意のコンピュータ(製品出荷前の検査用コンピュータ、メンテナンス用コンピュータ等)のであってもよい。
収差情報212aを生成するための解析処理には、たとえば以下の工程が含まれる:
各撮影画像から基準点に相当する画像領域を抽出する抽出工程;
各撮影画像における基準点に相当する画像領域の分布状態(座標)を算出する分布状態算出工程;
得られた分布状態に基づいて歪曲収差を表すパラメータを算出する歪曲収差算出工程;
得られたパラメータに基づいて歪曲収差を補正するための係数を算出する補正係数算出工程。
各撮影画像から基準点に相当する画像領域を抽出する抽出工程;
各撮影画像における基準点に相当する画像領域の分布状態(座標)を算出する分布状態算出工程;
得られた分布状態に基づいて歪曲収差を表すパラメータを算出する歪曲収差算出工程;
得られたパラメータに基づいて歪曲収差を補正するための係数を算出する補正係数算出工程。
なお、光学系が画像に与える歪曲収差に関連するパラメータとしては、主点距離、主点位置(縦方向、横方向)、レンズのディストーション(放射方向、接線方向)などがある。収差情報212aは、各前眼部カメラ300の識別情報と、これに対応する補正係数とを関連付けた情報(たとえばテーブル情報)として構成される。このようにして生成された収差情報212aは、主制御部211によって記憶部212に格納される。このような収差情報212aの生成およびこれに基づく収差補正は、カメラのキャリブレーション(Calibration)などと呼ばれる。
(光学系位置取得部)
光学系位置取得部213は、眼科装置1に搭載された検査用光学系の現在位置を取得する。検査用光学系とは、被検眼Eを光学的に検査するために用いられる光学系である。この実施形態の眼科装置1(眼底カメラとOCT装置の複合機)における検査用光学系は、被検眼の画像を得るための光学系である。
光学系位置取得部213は、眼科装置1に搭載された検査用光学系の現在位置を取得する。検査用光学系とは、被検眼Eを光学的に検査するために用いられる光学系である。この実施形態の眼科装置1(眼底カメラとOCT装置の複合機)における検査用光学系は、被検眼の画像を得るための光学系である。
光学系位置取得部213は、たとえば、主制御部211による光学系駆動部2Aの移動制御の内容を表す情報を受けて、光学系駆動部2Aにより移動される検査用光学系の現在位置を取得する。この処理の具体例を説明する。主制御部211は、所定のタイミング(装置起動時、患者情報入力時など)で光学系駆動部2Aを制御して、検査用光学系を所定の初期位置に移動させる。それ以降、主制御部211は、光学系駆動部2Aが制御される度に、その制御内容を記録する。それにより、制御内容の履歴が得られる。光学系位置取得部213は、この履歴を参照して現在までの制御内容を取得し、この制御内容に基づいて検査用光学系の現在位置を求める。
また、主制御部211が光学系駆動部2Aを制御する度にその制御内容を光学系位置取得部213に送信し、光学系位置取得部213が当該制御内容を受ける度に検査用光学系の現在位置を逐次求めるようにしてもよい。
他の構成例として、検査用光学系の位置を検知する位置センサを光学系位置取得部213に設けるようにしてもよい。
以上のようにして光学系位置取得部213により検査用光学系の現在位置が取得された場合、主制御部211は、取得された現在位置と、後述の解析部231により求められた被検眼Eの3次元位置とに基づいて、光学系駆動部2Aに検査用光学系を移動させることができる。具体的には、主制御部211は、光学系位置取得部213による取得結果によって検査用光学系の現在位置を認識し、解析部231による解析結果によって被検眼Eの3次元位置を認識する。そして、主制御部211は、被検眼Eの3次元位置に対する検査用光学系の位置が所定の位置関係になるように、検査用光学系の現在位置を起点としてその位置を変更する。この所定の位置関係は、x方向およびy方向の位置がそれぞれ一致し、かつ、z方向の距離が所定の作動距離になるようなものである。
(画像形成部)
画像形成部220は、CCDイメージセンサ115からの検出信号に基づいて、眼底Efの断層像の画像データを形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。他のタイプのOCT装置の場合、画像形成部220は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
画像形成部220は、CCDイメージセンサ115からの検出信号に基づいて、眼底Efの断層像の画像データを形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。他のタイプのOCT装置の場合、画像形成部220は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
画像形成部220は、たとえば、前述の回路基板を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。
(画像処理部)
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。また、画像処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。また、画像処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。
画像処理部230は、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行して、眼底Efの3次元画像の画像データを形成する。なお、3次元画像の画像データとは、3次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。3次元画像の画像データとしては、3次元的に配列されたボクセルからなる画像データがある。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、画像処理部230は、このボリュームデータに対してレンダリング処理(ボリュームレンダリングやMIP(Maximum Intensity Projection:最大値投影)など)を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な3次元画像の画像データを形成する。表示部240Aには、この擬似的な3次元画像が表示される。
また、3次元画像の画像データとして、複数の断層像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数の走査線に沿って得られた複数の断層像を、走査線の位置関係に基づいて3次元的に配列させることで得られる画像データである。すなわち、スタックデータは、元々個別の2次元座標系により定義されていた複数の断層像を、1つの3次元座標系により表現する(つまり1つの3次元空間に埋め込む)ことにより得られる画像データである。
更に、画像処理部230には、解析部231と、画像判定部232と、画像合成部233とが設けられている。
(解析部)
解析部231は、2以上の前眼部カメラ300により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼Eの3次元位置を求める。この処理を実行するための構成の一例として、解析部231には、画像補正部2311と、特徴位置特定部2312と、3次元位置算出部2313が設けられている。
解析部231は、2以上の前眼部カメラ300により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼Eの3次元位置を求める。この処理を実行するための構成の一例として、解析部231には、画像補正部2311と、特徴位置特定部2312と、3次元位置算出部2313が設けられている。
(画像補正部)
画像補正部2311は、前眼部カメラ300により得られた各撮影画像の歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報212aに基づいて補正する。この処理は、たとえば、歪曲収差を補正するための補正係数に基づく公知の画像処理技術によって実行される。画像補正部2311は「補正部」の一例である。なお、前眼部カメラ300の光学系が撮影画像に与える歪曲収差が十分に小さい場合などには、収差情報212aおよび画像補正部2311を設けなくてもよい。
画像補正部2311は、前眼部カメラ300により得られた各撮影画像の歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報212aに基づいて補正する。この処理は、たとえば、歪曲収差を補正するための補正係数に基づく公知の画像処理技術によって実行される。画像補正部2311は「補正部」の一例である。なお、前眼部カメラ300の光学系が撮影画像に与える歪曲収差が十分に小さい場合などには、収差情報212aおよび画像補正部2311を設けなくてもよい。
(特徴位置特定部)
特徴位置特定部2312は、(画像補正部2311により歪曲収差が補正された)各撮影画像を解析することで、前眼部Eaの所定の特徴部位に相当する当該撮影画像中の位置(特徴位置と呼ぶ)を特定する。所定の特徴部位としては、たとえば被検眼Eの瞳孔中心または角膜頂点が用いられる。以下、瞳孔中心を特定する処理の具体例を説明する。
特徴位置特定部2312は、(画像補正部2311により歪曲収差が補正された)各撮影画像を解析することで、前眼部Eaの所定の特徴部位に相当する当該撮影画像中の位置(特徴位置と呼ぶ)を特定する。所定の特徴部位としては、たとえば被検眼Eの瞳孔中心または角膜頂点が用いられる。以下、瞳孔中心を特定する処理の具体例を説明する。
まず、特徴位置特定部2312は、撮影画像の画素値(輝度値など)の分布に基づいて、被検眼Eの瞳孔に相当する画像領域(瞳孔領域)を特定する。一般に瞳孔は他の部位よりも低い輝度で描画されるので、低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定することができる。このとき、瞳孔の形状を考慮して瞳孔領域を特定するようにしてもよい。つまり、略円形かつ低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定するように構成することができる。
次に、特徴位置特定部2312は、特定された瞳孔領域の中心位置を特定する。上記のように瞳孔は略円形であるので、瞳孔領域の輪郭を特定し、この輪郭(の近似円または近似楕円)の中心位置を特定し、これを瞳孔中心とすることができる。また、瞳孔領域の重心を求め、この重心位置を瞳孔中心としてもよい。
なお、他の特徴部位に対応する特徴位置を特定する場合であっても、上記と同様に撮影画像の画素値の分布に基づいて当該特徴位置を特定することが可能である。
(3次元位置算出部)
3次元位置算出部2313は、2以上の前眼部カメラ300の位置と、特徴位置特定部2312により特定された2以上の撮影画像中の特徴位置とに基づいて、被検眼Eの特徴部位の3次元位置を算出する。この処理について図5Aおよび図5Bを参照しつつ説明する。
3次元位置算出部2313は、2以上の前眼部カメラ300の位置と、特徴位置特定部2312により特定された2以上の撮影画像中の特徴位置とに基づいて、被検眼Eの特徴部位の3次元位置を算出する。この処理について図5Aおよび図5Bを参照しつつ説明する。
図5Aは、被検眼Eと前眼部カメラ300Aおよび300Bとの間の位置関係を示す上面図である。図5Bは、被検眼Eと前眼部カメラ300Aおよび300Bとの間の位置関係を示す側面図である。2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bの間の距離(基線長)を「B」で表す。2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bの基線と、被検眼Eの特徴部位Pとの間の距離(撮影距離)を「H」で表す。各前眼部カメラ300Aおよび300Bと、その画面平面との間の距離(画面距離)を「f」で表す。
このような配置状態において、前眼部カメラ300Aおよび300Bによる撮影画像の分解能は次式で表される。ここで、Δpは画素分解能を表す。
xy方向の分解能(平面分解能):Δxy=H×Δp/f
z方向の分解能(奥行き分解能):Δz=H×H×Δp/(B×f)
z方向の分解能(奥行き分解能):Δz=H×H×Δp/(B×f)
3次元位置算出部2313は、2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置(既知である)と、2つの撮影画像において特徴部位Pに相当する特徴位置とに対して、図5Aおよび図5Bに示す配置関係を考慮した公知の三角法を適用することにより、特徴部位Pの3次元位置、つまり被検眼Eの3次元位置を算出する。
3次元位置算出部2313により算出された被検眼Eの3次元位置は制御部210に送られる。制御部210は、この3次元位置の算出結果に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。ここで、作動距離とは、ワーキングディスタンスとも呼ばれる既定値であり、検査用光学系を用いた検査時における被検眼Eと検査用光学系との間の距離を意味する。
また、前眼部カメラ300が前眼部Eaを異なる方向から並行して動画撮影する場合、たとえば次のような処理(1)および(2)を行うことにより、被検眼Eの動きに対する検査用光学系のトラッキングを実行することが可能である。
(1)解析部231が、2以上の前眼部カメラ300による動画撮影において実質的に同時に得られた2以上のフレームを逐次に解析することで、被検眼Eの3次元位置を逐次に求める。
(2)制御部210が、解析部231により逐次に求められる被検眼Eの3次元位置に基づき光学系駆動部2Aを逐次に制御することにより、検査用光学系の位置を被検眼Eの動きに追従させる。
(1)解析部231が、2以上の前眼部カメラ300による動画撮影において実質的に同時に得られた2以上のフレームを逐次に解析することで、被検眼Eの3次元位置を逐次に求める。
(2)制御部210が、解析部231により逐次に求められる被検眼Eの3次元位置に基づき光学系駆動部2Aを逐次に制御することにより、検査用光学系の位置を被検眼Eの動きに追従させる。
(画像判定部)
画像判定部232は、2以上の前眼部カメラ300のうちの少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部Eaの画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する。
画像判定部232は、2以上の前眼部カメラ300のうちの少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部Eaの画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する。
この所定領域は、前眼部カメラ300による撮影範囲内においてあらかじめ設定され、たとえば当該撮影範囲の中心を含む領域として設定される。ここで、前眼部カメラ300による撮影条件(前眼部カメラ300の位置、撮影倍率等)に応じて当該所定領域の範囲を変化させることができる。また、後述の特徴点の設定に応じて当該所定領域の範囲を決定することができる。また、被検者の顔を支持する支持部440(顎受け、額当て等。図4Aおよび図4Bを参照。)の位置またはその近傍位置に相当するように当該所定領域を設定することができる。画像判定部232は「判定部」の一例に相当する。
画像判定部232が実行する処理の具体例を説明する。まず、画像判定部232は、前眼部Eaの所定の特徴点に相当する画像領域を撮影画像中から特定する。この特徴点としては、瞳孔中心、瞳孔輪郭、虹彩中心、虹彩輪郭、角膜頂点などがある。特徴点に相当する画像領域の特定処理は、たとえば特徴位置特定部2312が実行する処理と同様である。なお、特徴点と特徴部位とが同一の場合には、特徴位置特定部2312による特定結果を画像判定部232が行う処理に利用することができる。
次に、画像判定部232は、特定された特徴点が撮影画像(のフレーム)中の所定領域に含まれているか否か判定する。この処理は、所定領域に相当する座標と特徴点の座標とを比較することによって行われる。
画像判定部232は、この判定結果を制御部210に送る。制御部210は、前眼部Eaの画像が所定領域に含まれていないと判定された場合に、光学系駆動部2A(撮影移動部)を制御して前眼部カメラ300を支持部440(つまり被検者の顔)から離れる方向および/または支持部440の外側方向に移動させる。支持部440から離れる方向とは、図1等に示す座標系における-z方向である。また、支持部440の外側方向とは、前眼部カメラ300が検査用光学系の光軸から離れる方向である。検査用光学系から離れる方向については、水平方向(±x方向)および/または垂直方向(±y方向)において定義することが可能である。つまり、xy平面内の任意の方向において、検査用光学系から離れる方向を定義することが可能である。
また、前眼部カメラ300の移動方向および/または移動距離については、たとえば、移動前における前眼部カメラ300と支持部440との位置関係に基づいて設定することができる。また、画像判定部232による判定処理と、前眼部カメラ300の移動処理とを交互に行うことにより、前眼部カメラ300を好適な位置に追い込んでいくように制御を行うことも可能である。また、特徴点に相当する画像領域と所定領域との間の距離(ピクセル数)に応じて前眼部カメラ300の移動方向および/または移動距離を決定するように構成してもよい。また、特徴点に相当する画像領域と所定領域内の所定位置(たとえば中心位置)との間の距離に応じて前眼部カメラ300の移動方向および/または移動距離を決定するように構成することも可能である。
画像判定部232による判定結果に基づく他の動作例を説明する。制御部210は、前眼部Eaの画像が所定領域に含まれていないと判定された場合に、所定の警告情報を出力部に出力させる。この出力部としては、表示部240A、図示しない音声出力部などがある。表示部240Aを出力部として用いる場合、制御部210は、所定の文字列情報、画像情報、ポップアップウインドウ等からなる警告メッセージを表示部240Aに表示させる。音声出力部を出力部として用いる場合、制御部210は、所定の音声情報、警告音等を音声出力部に出力させる。
このような警告情報によりユーザは前眼部Eaの画像が所定領域に含まれていないことを認識する。そして、ユーザは、操作部240Bを用いて前眼部カメラ300を3次元的に移動させる。なお、制御部210が、前眼部カメラ300の移動方向および/または移動距離を表す情報(移動情報)を警告情報とともに出力させるようにしてもよい。この移動情報は、たとえば、画像判定部232により得られる特徴点に相当する画像領域と所定領域との間の位置関係に基づいて生成される。ユーザによる手動での移動が完了したら、画像判定部232による判定処理を再度行うように構成してもよい。
(画像合成部)
画像合成部233は、2以上の前眼部カメラ300により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の合成画像を形成する。この合成画像の例として、2以上の撮影画像に基づく立体画像や視点変換により得られる画像(視点変換画像)がある。視点変換画像の視点は、たとえば検査用光学系の光軸上に設定される。これらの合成画像は公知の画像合成処理を用いることにより得られる。
画像合成部233は、2以上の前眼部カメラ300により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の合成画像を形成する。この合成画像の例として、2以上の撮影画像に基づく立体画像や視点変換により得られる画像(視点変換画像)がある。視点変換画像の視点は、たとえば検査用光学系の光軸上に設定される。これらの合成画像は公知の画像合成処理を用いることにより得られる。
以上のように機能する画像処理部230は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。
(ユーザインターフェイス)
ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼科装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。たとえば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼科装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。たとえば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
なお、表示部240Aと操作部240Bは、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。たとえばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部240Bは、このタッチパネルとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部240Bに対する操作内容は、電気信号として制御部210に入力される。また、表示部240Aに表示されたグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)と、操作部240Bとを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。
[動作]
眼科装置1の動作について説明する。眼科装置1の動作例を図6~図8に示す。なお、これら動作例のうちの任意の2つ以上を組み合わせることが可能である。
眼科装置1の動作について説明する。眼科装置1の動作例を図6~図8に示す。なお、これら動作例のうちの任意の2つ以上を組み合わせることが可能である。
〔第1の動作例〕
図6を参照しつつ第1の動作例を説明する。第1の動作例は、眼科装置1によるオートアライメントの基本的な流れと、前眼部Eaの特徴部位(ここでは瞳孔中心)の特定が不調であった場合や前眼部Eaの画像が撮影画像中の所定領域に含まれていない場合に実行される処理とを説明するものである。
図6を参照しつつ第1の動作例を説明する。第1の動作例は、眼科装置1によるオートアライメントの基本的な流れと、前眼部Eaの特徴部位(ここでは瞳孔中心)の特定が不調であった場合や前眼部Eaの画像が撮影画像中の所定領域に含まれていない場合に実行される処理とを説明するものである。
(S1:患者登録)
まず、ユーザは、ユーザインターフェイス240を用いて被検者の患者情報を入力する。患者情報としては、患者ID、患者氏名などがある。
まず、ユーザは、ユーザインターフェイス240を用いて被検者の患者情報を入力する。患者情報としては、患者ID、患者氏名などがある。
(S2:撮影種別の選択)
次に、ユーザは、ユーザインターフェイス240を用いて、被検者に対して実施される撮影の種別を選択入力する。この撮影種別の項目としては、撮影部位(視神経乳頭、黄斑、双方等)、撮影眼(左眼、右眼、両眼)、画像撮影パターン(眼底像のみ、OCT画像のみ、双方)、OCTスキャンパターン(ラインスキャン、十字スキャン、ラジアルスキャン、円スキャン、3次元スキャン等)などがある。
次に、ユーザは、ユーザインターフェイス240を用いて、被検者に対して実施される撮影の種別を選択入力する。この撮影種別の項目としては、撮影部位(視神経乳頭、黄斑、双方等)、撮影眼(左眼、右眼、両眼)、画像撮影パターン(眼底像のみ、OCT画像のみ、双方)、OCTスキャンパターン(ラインスキャン、十字スキャン、ラジアルスキャン、円スキャン、3次元スキャン等)などがある。
(S3:オートアライメント開始)
撮影種別の選択が完了したらオートアライメントの開始指示がなされる。この開始指示は、ステップ2に示す撮影種別の選択を受けて制御部210が自動で行うものであってもよいし、操作部240Bを用いてユーザが手動で行うものであってもよい。
撮影種別の選択が完了したらオートアライメントの開始指示がなされる。この開始指示は、ステップ2に示す撮影種別の選択を受けて制御部210が自動で行うものであってもよいし、操作部240Bを用いてユーザが手動で行うものであってもよい。
(S4:前眼部の撮影開始)
オートアライメントの開始指示がなされると、制御部210は前眼部カメラ300Aおよび300Bによる前眼部Eaの撮影をそれぞれ開始させる。この撮影は、前眼部Eaを撮影対象とする動画撮影である。各前眼部カメラ300Aおよび300Bは所定のフレームレートで動画撮影を行う。ここで、前眼部カメラ300Aおよび300Bによる撮影タイミングが制御部210によって同期されていてもよい。各前眼部カメラ300Aおよび300Bは、取得されたフレームをリアルタイムで順次に制御部210に送る。制御部210は、双方の前眼部カメラ300Aおよび300Bにより得られたフレームを、撮影タイミングに応じて対応付ける。つまり、制御部210は、双方の前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に取得されたフレーム同士を対応付ける。この対応付けは、たとえば、上記の同期制御に基づいて、または、前眼部カメラ300Aおよび300Bからのフレームの入力タイミングに基づいて実行される。制御部210は、対応付けられた一対のフレームを解析部231に送る。
オートアライメントの開始指示がなされると、制御部210は前眼部カメラ300Aおよび300Bによる前眼部Eaの撮影をそれぞれ開始させる。この撮影は、前眼部Eaを撮影対象とする動画撮影である。各前眼部カメラ300Aおよび300Bは所定のフレームレートで動画撮影を行う。ここで、前眼部カメラ300Aおよび300Bによる撮影タイミングが制御部210によって同期されていてもよい。各前眼部カメラ300Aおよび300Bは、取得されたフレームをリアルタイムで順次に制御部210に送る。制御部210は、双方の前眼部カメラ300Aおよび300Bにより得られたフレームを、撮影タイミングに応じて対応付ける。つまり、制御部210は、双方の前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に取得されたフレーム同士を対応付ける。この対応付けは、たとえば、上記の同期制御に基づいて、または、前眼部カメラ300Aおよび300Bからのフレームの入力タイミングに基づいて実行される。制御部210は、対応付けられた一対のフレームを解析部231に送る。
(S5:瞳孔中心の特定)
画像補正部2311は、制御部210から送られた各フレームの歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報212aに基づいて補正する。この補正処理は前述の要領で実行される。歪みが補正された一対のフレームは、特徴位置特定部2312に送られる。
画像補正部2311は、制御部210から送られた各フレームの歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報212aに基づいて補正する。この補正処理は前述の要領で実行される。歪みが補正された一対のフレームは、特徴位置特定部2312に送られる。
特徴位置特定部2312は、画像補正部2311から送られた各フレームを解析することで、前眼部Eaの瞳孔中心に相当する当該フレーム中の特徴位置を特定するための処理を実行する。
(S6:瞳孔中心の特定に成功したか?)
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に失敗した場合(S6:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ7に移行する。一方、特徴位置の特定に成功した場合(S6:YES)、ステップ8に移行する。
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に失敗した場合(S6:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ7に移行する。一方、特徴位置の特定に成功した場合(S6:YES)、ステップ8に移行する。
(S7:前眼部カメラの移動)
特徴位置の特定に失敗した場合において(S6:NO)、制御部210は、特徴位置特定部2312からの情報を受けたことに対応し、前述の撮影移動部を制御して、前眼部カメラ300Aおよび300Bを支持部440から離れる方向および/または支持部440の外側方向に移動させる。
特徴位置の特定に失敗した場合において(S6:NO)、制御部210は、特徴位置特定部2312からの情報を受けたことに対応し、前述の撮影移動部を制御して、前眼部カメラ300Aおよび300Bを支持部440から離れる方向および/または支持部440の外側方向に移動させる。
支持部440から離れる方向に前眼部カメラ300Aおよび300Bを移動させる場合、前眼部カメラ300Aおよび300Bと被検者(被検眼E)との間の距離が大きくなるので、被検者の顔面のより広い範囲を撮影することが可能となり、前眼部カメラ300Aおよび300Bによる好適な撮影可能範囲に被検眼Eが配置される可能性が高まる。また、支持部440の外側方向に前眼部カメラ300Aおよび300Bを移動させる場合、被検者の耳側の方向に前眼部カメラ300Aおよび300Bが移動するので、好適な撮影可能範囲に被検眼Eが配置される可能性が高まる。また、これら2方向への移動を組み合わせることにより、好適な撮影可能範囲に被検眼Eが配置される可能性が更に高まる。
この動作例では、前眼部カメラ300Aおよび300Bの移動中および移動後においても前眼部Eaの動画撮影は継続されているものとする。これに対し、前眼部カメラ300Aおよび300Bの移動に際して動画撮影を停止し、移動の完了後に自動または手動で動画撮影を再開するようにしてもよい。
ステップ7における前眼部カメラ300Aおよび300Bの移動の完了後には、前眼部カメラ300Aおよび300Bによる動画撮影、瞳孔中心の特定(ステップ5)、特定成功の判定(ステップ6)が再度実行される。なお、このルーチンが所定回数繰り返された場合に、手動でのアライメントに移行するように構成することができる。
(S8:前眼部の画像がフレームの所定領域内に位置するか?)
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S6:YES)、画像判定部232は、前眼部Eaに相当する画像がフレームの所定領域内に位置しているか判定する。この動作例では、ステップ6で特定された特徴位置を用いて当該判定処理を実行する。なお、他の情報を用いて判定処理を行う場合には、ステップ5および6とステップ8との順序は任意である。
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S6:YES)、画像判定部232は、前眼部Eaに相当する画像がフレームの所定領域内に位置しているか判定する。この動作例では、ステップ6で特定された特徴位置を用いて当該判定処理を実行する。なお、他の情報を用いて判定処理を行う場合には、ステップ5および6とステップ8との順序は任意である。
前眼部Eaの画像がフレームの所定領域内に位置していないと判定された場合(S8:NO)、ステップ7に移行して前述の処理が実行される。一方、前眼部Eaの画像がフレームの所定領域内に位置していると判定された場合(S8:YES)、ステップ9に移行する。
(S9:被検眼の3次元位置の算出)
3次元位置算出部2313は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴位置特定部2312により一対のフレームについて特定された特徴位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を算出する。この処理は前述の要領で実行される。
3次元位置算出部2313は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴位置特定部2312により一対のフレームについて特定された特徴位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を算出する。この処理は前述の要領で実行される。
(S10:検査用光学系の移動)
制御部210は、ステップ9で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。
制御部210は、ステップ9で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。
(S11:位置は収束?)
ステップ10による検査用光学系の移動がなされると、制御部210は、検査用光学系の位置が収束したか判定を行う。この判定処理は、たとえばアライメント指標を利用して行う。アライメント指標は、アライメントの状態に応じてその観察状態が変化する。具体的には、アライメントが好適な状態においてはアライメント指標の2つの像がほぼ同じ位置に観察され、アライメント状態が悪化するほど2つの像の位置が離れて観察される。制御部210は、CCDイメージセンサ35により撮影された2つの像の間の距離を求め、この距離が所定閾値以下であるか判断する。この距離が所定閾値以下であると判断された場合(S11:YES)、検査用光学系の位置は収束したものと判定して処理は終了となる。これに対し、この距離が所定閾値を超えると判断された場合(S11:NO)、検査用光学系の位置は収束していないと判定してステップ9に戻る。ステップ9~ステップ11の処理は、たとえばステップ11において所定回数「NO」と判定されるまで繰り返される。ステップ11における「NO」の判定が所定回数繰り返された場合、制御部210は、たとえば所定の警告情報を出力させる。また、ステップ11における「NO」の判定が所定回数繰り返されたことに対応して、手動でのアライメントを行う動作モード、またはアライメント指標を用いたオートアライメントを行う動作モードに移行するように制御部210が制御を行うことも可能である。なお、位置収束判定処理はこれに限定されるものではなく、検査用光学系の位置が適切に収束しているか否かを判定可能な処理であればその手法は任意である。
ステップ10による検査用光学系の移動がなされると、制御部210は、検査用光学系の位置が収束したか判定を行う。この判定処理は、たとえばアライメント指標を利用して行う。アライメント指標は、アライメントの状態に応じてその観察状態が変化する。具体的には、アライメントが好適な状態においてはアライメント指標の2つの像がほぼ同じ位置に観察され、アライメント状態が悪化するほど2つの像の位置が離れて観察される。制御部210は、CCDイメージセンサ35により撮影された2つの像の間の距離を求め、この距離が所定閾値以下であるか判断する。この距離が所定閾値以下であると判断された場合(S11:YES)、検査用光学系の位置は収束したものと判定して処理は終了となる。これに対し、この距離が所定閾値を超えると判断された場合(S11:NO)、検査用光学系の位置は収束していないと判定してステップ9に戻る。ステップ9~ステップ11の処理は、たとえばステップ11において所定回数「NO」と判定されるまで繰り返される。ステップ11における「NO」の判定が所定回数繰り返された場合、制御部210は、たとえば所定の警告情報を出力させる。また、ステップ11における「NO」の判定が所定回数繰り返されたことに対応して、手動でのアライメントを行う動作モード、またはアライメント指標を用いたオートアライメントを行う動作モードに移行するように制御部210が制御を行うことも可能である。なお、位置収束判定処理はこれに限定されるものではなく、検査用光学系の位置が適切に収束しているか否かを判定可能な処理であればその手法は任意である。
以上で、この動作例によるアライメントの説明は終了である。なお、ステップ4(動画撮影)~ステップ11(位置収束判定)を繰り返し実行することにより、被検眼Eに対する検査用光学系のトラッキングが可能である。なお、ステップ11の説明において、検査用光学系の位置が収束しない場合に(S11:NO)、ステップ9に戻るように記載しているが、ステップ5(瞳孔中心の特定)に戻るように構成することが可能である。すなわち、ステップ4において前眼部の撮影が開始された後、所定の時間間隔でフレームが順次に得られるが、ステップ5以降の処理は各フレーム(または、間引きして得られた各フレーム)に対して実行される。ステップ11の位置収束判定を再度行う場合には、新たに取得されたフレームに対してステップ5~ステップ10の処理を実行し、それを受けて位置判定処理が再度実行されることとなる。
〔第2の動作例〕
図7を参照しつつ第2の動作例を説明する。第2の動作例は、前眼部Eaの特徴部位(ここでは瞳孔中心)の特定が不調であった場合や前眼部Eaの画像が撮影画像中の所定領域に含まれていない場合に警告情報を出力するものである。
図7を参照しつつ第2の動作例を説明する。第2の動作例は、前眼部Eaの特徴部位(ここでは瞳孔中心)の特定が不調であった場合や前眼部Eaの画像が撮影画像中の所定領域に含まれていない場合に警告情報を出力するものである。
(S21~S25:患者登録~瞳孔中心の特定)
ステップ21~ステップ25は、第1の動作例のステップ1~ステップ5と同様に実行される。
ステップ21~ステップ25は、第1の動作例のステップ1~ステップ5と同様に実行される。
(S26:瞳孔中心の特定に成功したか?)
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に失敗した場合(S26:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ27に移行する。一方、特徴位置の特定に成功した場合(S26:YES)、ステップ29に移行する。
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に失敗した場合(S26:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ27に移行する。一方、特徴位置の特定に成功した場合(S26:YES)、ステップ29に移行する。
(S27:警告情報の出力)
特徴位置の特定に失敗した場合において(S26:NO)、制御部210は、特徴位置特定部2312からの情報を受けたことに対応し、前述の警告情報を出力させる。
特徴位置の特定に失敗した場合において(S26:NO)、制御部210は、特徴位置特定部2312からの情報を受けたことに対応し、前述の警告情報を出力させる。
(S28:前眼部カメラの移動操作)
警告情報を認識したユーザは、操作部240Bを用いて前眼部カメラ300Aおよび300Bを移動させる。このとき、制御部210が前眼部カメラ300Aおよび300Bによる撮影画像を表示部240Aに表示させることができる。ユーザはこの表示画像を参照しつつ前眼部カメラ300Aおよび300Bの移動操作を行うことができる。
警告情報を認識したユーザは、操作部240Bを用いて前眼部カメラ300Aおよび300Bを移動させる。このとき、制御部210が前眼部カメラ300Aおよび300Bによる撮影画像を表示部240Aに表示させることができる。ユーザはこの表示画像を参照しつつ前眼部カメラ300Aおよび300Bの移動操作を行うことができる。
ステップ28における前眼部カメラ300Aおよび300Bの移動操作の完了後には、前眼部カメラ300Aおよび300Bによる動画撮影、瞳孔中心の特定(ステップ25)、特定成功の判定(ステップ26)が再度実行される。なお、このルーチンが所定回数繰り返された場合に、手動でのアライメントに移行するように構成することができる。
(S29:前眼部の画像がフレームの所定領域内に位置するか?)
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S26:YES)、画像判定部232は、第1の動作例と同様に、前眼部Eaに相当する画像がフレームの所定領域内に位置しているか判定する。
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S26:YES)、画像判定部232は、第1の動作例と同様に、前眼部Eaに相当する画像がフレームの所定領域内に位置しているか判定する。
前眼部Eaの画像がフレームの所定領域内に位置していないと判定された場合(S29:NO)、ステップ27に移行して警告情報の出力が実行され、更にステップ28に移行して前眼部カメラ300Aおよび300Bの移動操作が行われる。一方、前眼部Eaの画像がフレームの所定領域内に位置していると判定された場合(S29:YES)、ステップ30に移行する。
(S30:被検眼の3次元位置の算出)
3次元位置算出部2313は、第1の動作例と同様に、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴位置特定部2312により一対のフレームについて特定された特徴位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を算出する。
3次元位置算出部2313は、第1の動作例と同様に、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴位置特定部2312により一対のフレームについて特定された特徴位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を算出する。
(S31:検査用光学系の移動)
制御部210は、ステップ30で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。この処理は第1の動作例のステップ10と同様にして実行される。
制御部210は、ステップ30で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。この処理は第1の動作例のステップ10と同様にして実行される。
(S32:位置は収束?)
ステップ31による検査用光学系の移動がなされると、制御部210は、第1の動作例のステップ11と同様の位置収束判定処理を行う。検査用光学系の位置が収束したと判定された場合(S32:YES)、処理は終了となる。一方、検査用光学系の位置が収束していないと判定された場合(S32:NO)、ステップ30に戻る。ステップ30~ステップ32の処理の反復や警告については、第1の動作例と同様である。以上で、この動作例の説明は終了である。
ステップ31による検査用光学系の移動がなされると、制御部210は、第1の動作例のステップ11と同様の位置収束判定処理を行う。検査用光学系の位置が収束したと判定された場合(S32:YES)、処理は終了となる。一方、検査用光学系の位置が収束していないと判定された場合(S32:NO)、ステップ30に戻る。ステップ30~ステップ32の処理の反復や警告については、第1の動作例と同様である。以上で、この動作例の説明は終了である。
〔第3の動作例〕
図8を参照しつつ第3の動作例を説明する。第3の動作例は、前眼部Eaの特徴部位(ここでは瞳孔中心)の特定が不調であった場合や前眼部Eaの画像が撮影画像中の所定領域に含まれていない場合に手動でのアライメントに移行するものである。
図8を参照しつつ第3の動作例を説明する。第3の動作例は、前眼部Eaの特徴部位(ここでは瞳孔中心)の特定が不調であった場合や前眼部Eaの画像が撮影画像中の所定領域に含まれていない場合に手動でのアライメントに移行するものである。
(S41~S45:患者登録~瞳孔中心の特定)
ステップ41~ステップ45は、第1の動作例のステップ1~ステップ5と同様に実行される。
ステップ41~ステップ45は、第1の動作例のステップ1~ステップ5と同様に実行される。
(S46:瞳孔中心の特定に成功したか?)
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に失敗した場合(S46:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ47に移行する。一方、特徴位置の特定に成功した場合(S46:YES)、ステップ49に移行する。
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に失敗した場合(S46:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ47に移行する。一方、特徴位置の特定に成功した場合(S46:YES)、ステップ49に移行する。
(S47:アライメント指標の投影)
特徴位置の特定に失敗した場合において(S46:NO)、制御部210は、特徴位置特定部2312からの情報を受けたことに対応し、アライメント光学系50を制御して被検眼Eにアライメント指標を投影させる。また、制御部210は、眼底カメラユニット2および表示部240Aを制御して、アライメント指標が投影された状態の前眼部Eaの観察画像(動画像)を表示させる。
特徴位置の特定に失敗した場合において(S46:NO)、制御部210は、特徴位置特定部2312からの情報を受けたことに対応し、アライメント光学系50を制御して被検眼Eにアライメント指標を投影させる。また、制御部210は、眼底カメラユニット2および表示部240Aを制御して、アライメント指標が投影された状態の前眼部Eaの観察画像(動画像)を表示させる。
(S48:手動アライメントの実行)
ユーザは、表示された観察画像を参照しつつ操作部240Bを用いて手動アライメントを実行する。この場合の処理は以上で終了となる。前眼部カメラ300Aおよび300Bによる動画撮影、瞳孔中心の特定(ステップ45)、特定成功の判定(ステップ46)のルーチンが所定回数繰り返された場合に、手動アライメントに移行するようにしてもよい。
ユーザは、表示された観察画像を参照しつつ操作部240Bを用いて手動アライメントを実行する。この場合の処理は以上で終了となる。前眼部カメラ300Aおよび300Bによる動画撮影、瞳孔中心の特定(ステップ45)、特定成功の判定(ステップ46)のルーチンが所定回数繰り返された場合に、手動アライメントに移行するようにしてもよい。
(S49:前眼部の画像がフレームの所定領域内に位置するか?)
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S46:YES)、画像判定部232は、第1の動作例と同様に、前眼部Eaに相当する画像がフレームの所定領域内に位置しているか判定する。
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S46:YES)、画像判定部232は、第1の動作例と同様に、前眼部Eaに相当する画像がフレームの所定領域内に位置しているか判定する。
前眼部Eaの画像がフレームの所定領域内に位置していないと判定された場合(S49:NO)、ステップ47に移行して被検眼Eにアライメント指標が投影され、更にステップ48に移行して手動アライメントが行われる。一方、前眼部Eaの画像がフレームの所定領域内に位置していると判定された場合(S49:YES)、ステップ50に移行する。
(S50:被検眼の3次元位置の算出)
3次元位置算出部2313は、第1の動作例と同様に、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴位置特定部2312により一対のフレームについて特定された特徴位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を算出する。
3次元位置算出部2313は、第1の動作例と同様に、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴位置特定部2312により一対のフレームについて特定された特徴位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を算出する。
(S51:検査用光学系の移動)
制御部210は、ステップ50で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。この処理は第1の動作例のステップ10と同様にして実行される。
制御部210は、ステップ50で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。この処理は第1の動作例のステップ10と同様にして実行される。
なお、ステップ48の手動アライメントが実行された後に、この手動アライメントの結果に基づき特定された前眼部Eaの特徴部位を示す情報を表示させることができる。この処理は、たとえば、特徴位置特定部2312が、特徴部位に相当する観察画像(のフレーム)中の画像位置を特定し、更に、制御部210が、特定された画像位置を示す情報を観察画像に重ねて表示させることにより実行される。
(S52:位置は収束?)
ステップ51による検査用光学系の移動がなされると、制御部210は、第1の動作例のステップ11と同様の位置収束判定処理を行う。検査用光学系の位置が収束したと判定された場合(S52:YES)、処理は終了となる。一方、検査用光学系の位置が収束していないと判定された場合(S52:NO)、ステップ50に戻る。ステップ50~ステップ52の処理の反復や警告については、第1の動作例と同様である。以上で、この動作例の説明は終了である。
ステップ51による検査用光学系の移動がなされると、制御部210は、第1の動作例のステップ11と同様の位置収束判定処理を行う。検査用光学系の位置が収束したと判定された場合(S52:YES)、処理は終了となる。一方、検査用光学系の位置が収束していないと判定された場合(S52:NO)、ステップ50に戻る。ステップ50~ステップ52の処理の反復や警告については、第1の動作例と同様である。以上で、この動作例の説明は終了である。
〔第4の動作例〕
第4の動作例は、第1~第3の動作例を含むこの実施形態の任意の動作態様に組み合わせて適用可能なものである。
第4の動作例は、第1~第3の動作例を含むこの実施形態の任意の動作態様に組み合わせて適用可能なものである。
第4の動作例は画像合成部233を用いて実行される。すなわち、制御部210は、画像合成部233を制御して、2以上の前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像の合成画像を形成させる。この合成画像は、たとえば前述の立体画像や視点変換画像である。なお、この動作例の処理を実行されるタイミングは、2つの撮影画像が得られた後の任意のタイミングであってよい。
[作用・効果]
眼科装置1の作用および効果について説明する。
眼科装置1の作用および効果について説明する。
眼科装置1は、眼底カメラ光学系およびOCT光学系(検査用光学系)と、支持部440と、光学系駆動部2A(駆動部、第1駆動部)と、2つの前眼部カメラ300Aおよび300B(撮影部)と、解析部231と、制御部210とを有する。
検査用光学系は、被検眼Eを検査するための光学系であり、この実施形態では被検眼の画像を得るために用いられる。
光学系駆動部2Aは、検査用光学系を3次元的に移動する。それにより、検査用光学系と支持部440とが相対的にかつ3次元的に移動される。
前眼部カメラ300Aおよび300Bは、被検眼Eの前眼部Eaを異なる方向から実質的に同時に撮影する。なお、この実施形態では撮影部が2つ設けられているが、2以上の任意の個数であってよい。ただし、撮影部により得られる画像の使用目的を鑑みると2つで十分である。なお、撮影範囲が異なる3つ以上の撮影部を使用し、実質的に同時に得られた3つ以上の画像のうち好適なもの(たとえば前眼部Eaが好適に描写されているもの)を選択して後段の処理に供するように構成することも可能である。
解析部231は、2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像を解析することで、被検眼Eの3次元位置を求める。
制御部210は、解析部231により求められた被検眼Eの3次元位置に基づき光学系駆動部2Aを制御することにより、検査用光学系と支持部440とを相対移動させる。つまり、この実施形態の制御部210は、解析部231により求められた被検眼Eの3次元位置に基づいて、検査用光学系の光軸を被検眼Eの軸に合わせるように、かつ、被検眼Eに対する検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように光学系駆動部2Aを制御する。ここで、被検眼Eの軸とは、被検眼Eの角膜側から網膜側に向かう方向に定義された任意の軸であり、その例として眼軸や視軸がある。また、被検眼Eの軸は、許容できる範囲(測定誤差、器差等)のずれを含んでいてもよい。たとえば、この実施形態では画像を解析して前眼部Eaの特徴部位(瞳孔中心、角膜頂点等)を求めているが、前方から見た場合において瞳孔中心と角膜頂点とは一般には一致しない。被検眼Eの軸は、このような事項を考慮した範囲の誤差を含んでいてもよい。なお、この実施形態に係るアライメントやトラッキングの後には、検査用光学系を用いた検査(眼底撮影、OCT計測等)が実行されるので、被検眼Eの軸の誤差は、後段の検査に悪影響を与えない程度において許容されるものである。
解析部231は、特徴位置特定部2312と3次元位置算出部2313とを含んでいてもよい。特徴位置特定部2312は、2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像のそれぞれを解析することで、前眼部Eaの所定の特徴部位に相当する当該撮影画像中の特徴位置を特定する。この特徴部位は、たとえば瞳孔中心または角膜頂点である。3次元位置算出部2313は、2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と上記2つの撮影画像中の特徴位置とに基づいて特徴部位の3次元位置を求める。この特徴部位の3次元位置が被検眼Eの3次元位置として用いられる。
また、検査用光学系の現在位置を取得する光学系位置取得部213を制御部210に設けることができる。その場合、制御部210は、光学系位置取得部213により取得された現在位置と解析部231により求められた被検眼Eの3次元位置とに基づいて光学系駆動部2Aに検査用光学系を移動させるように構成される。
このような眼科装置1によれば、従来のようにxy方向(光軸に垂直な方向)の位置合わせとz方向(光軸に沿う方向)の位置合わせとを異なる手法で行なうのではなく、実質的に同時に取得された2以上の撮影画像に基づいて被検眼Eと検査用光学系との間の3次元的な位置関係を求めることが可能である。したがって、被検眼Eと眼科装置1の光学系との間の3次元的な位置合わせを高い確度で行うことが可能である。
眼科装置1は、動画撮影光学系と、アライメント光学系50(投影光学系)と、表示部240Aと、操作部240Bとを有していてもよい。動画撮影光学系は、光路の一部を検査用光学系と共有し、被検眼Eの前眼部Eaを動画撮影する。この実施形態では、眼底カメラ光学系において観察画像を取得するための構成部分が動画撮影光学系として用いられている。また、この動画撮影光学系は、OCT光学系との間において、光路の一部(対物レンズ22からダイクロイックミラー46までの間)を共有している。アライメント光学系50は、被検眼Eに対する検査用光学系の位置合わせを行うための指標(アライメント指標)を被検眼Eに投影する。制御部210は、特徴位置特定部2312により前眼部Eaの特徴位置が特定されなかった場合に、動作モードを手動アライメントモードに切り替える。具体的には、制御部210は、前眼部Eaの特徴部位が特定されなかった場合に、次の動作を実行させる:(1)アライメント光学系50を制御してアライメント指標を被検眼Eに投影させる;(2)アライメント指標が投影された状態の前眼部Eaの動画像を動画撮影光学系に取得させる;(3)動画撮影光学系により取得された前眼部Eaの動画像を表示部240Aに表示させる;(4)表示された動画像を参照しつつユーザが操作部240Bを用いて行った操作に応じて光学系駆動部2Aを制御して検査用光学系を移動させる。このような動作モードの切り替えを行うことにより、2以上の撮影画像に基づくオートアライメントに成功しなかった場合にスムースに手動でのアライメントに移行することが可能となる。それにより、検査時間の短縮を図ることができ、患者や検査者への負担の軽減を図ることが可能となる。
上記動作モードの切り替えに基づく手動アライメントが終了した後に、特徴位置特定部2312が上記特徴部位に相当する動画像中の画像位置を特定し、この特定された画像位置を示す情報を制御部210が動画像に重ねて表示させるように構成することができる。この構成によれば、手動アライメントの結果に基づき特定された特徴位置を動画像に基づきリアルタイムで把握することができる。なお、当該動作において、特徴位置特定部2312は、手動アライメントの終了後に順次に得られるフレームのそれぞれについて上記画像位置を特定し、制御部210は、各フレームに当該画像位置を示す情報を重畳して表示させることができる。それにより、フレーム内における当該画像位置の位置が被検眼Eの動きに応じて変化する動画像が得られる。
次のような構成を適用することにより、上記のオートアライメントと同様のトラッキングを実行することが可能である。そのために、2以上の撮影部は、被検眼Eの前眼部Eaを異なる方向から並行して動画撮影する。解析部231は、この動画撮影において実質的に同時に得られた2以上のフレームを逐次に解析することで、被検眼Eの3次元位置を逐次に求める。更に、制御部210は、解析部231により逐次に求められる3次元位置に基づき光学系駆動部2Aを逐次に制御することにより、検査用光学系の位置を被検眼Eの動きに追従させる。このような構成によれば、高確度のトラッキングを実現することが可能である。
解析部231による被検眼Eの3次元位置を求める処理を次のようにして行うことが可能である。この構成において、眼科装置1は、各撮影部の収差情報212aをあらかじめ記憶した記憶部212(第2記憶部)を有する。収差情報212aは、撮影部の光学系によりその撮影画像に発生する歪曲収差に関する情報である。収差情報212aは、所定の基準点に対する位置を違えて当該撮影部で前記基準点を撮影して得られた複数の撮影画像を解析することにより生成される。解析部231は、各撮影画像の歪みを当該撮影部に対応する収差情報212aに基づいて補正する画像補正部2311を有する。そして、解析部231は、画像補正部2311によりそれぞれ補正された2以上の撮影画像に基づいて被検眼Eの3次元位置を求める処理を行う。このような構成によれば、各撮影部の光学系に起因する歪曲収差を考慮することができるので、より高確度でのアライメントやトラッキングが可能となる。
検査の実施が可能な位置に被検眼Eが位置していない場合に、撮影部を好適な位置に移動させることができる。これを実現するために、眼科装置1は、撮影移動部と、支持部440と、画像判定部232(判定部)とを更に有する。撮影移動部は、2以上の撮影部の少なくとも1つを移動する。支持部440は、被検者の顔を支持する。画像判定部232は、2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部Eaの画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する。制御部210は、前眼部Eaの画像が上記所定領域に含まれていないと判定された場合に、撮影移動部を制御して2以上の撮影部の少なくとも1つを支持部440から離れる方向および/または検査用光学系の光軸から離れる方向に移動させる。その後、画像判定部232は、上記判定処理を再度実行する。このような構成によれば、検査を行えない位置に被検眼Eが位置している場合に、被検眼Eの撮影に好適と考えられる方向に撮影部を移動させて再度判定処理を行うことができる。なお、この処理の態様の例として、撮影部を所定距離だけ移動させて段階的に判定処理を行う方法、所定速度で移動させながらリアルタイムで判定処理を行う方法などがある。また、上記判定処理において前眼部Eaの画像が撮影画像中の所定領域に含まれていると判定された場合、制御部210は、撮影部を移動させるためのルーチンから離脱して、後段の処理を実行させるための制御に移行する。
眼科装置1は、2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像の合成画像を形成する画像合成部233を有していてもよい。その場合、制御部210は、画像合成部233により形成された合成画像を表示部240Aに表示させる。合成画像は、たとえば前述の立体画像や視点変換画像である。このような構成によれば、被検眼Eの多様な観察態様(立体的な画像、異なる視点での観察等)が実現される。
〈第2の実施形態〉
上記した第1の実施形態では、検査用光学系を移動させることにより、検査用光学系と支持部440との間の相対移動を実現している。この実施形態では、支持部440の移動が可能な構成を適用することにより当該相対移動を実現する場合について説明する。以下、第1の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を用いることとする。また、この実施形態の眼科装置を符号1000で示す。
上記した第1の実施形態では、検査用光学系を移動させることにより、検査用光学系と支持部440との間の相対移動を実現している。この実施形態では、支持部440の移動が可能な構成を適用することにより当該相対移動を実現する場合について説明する。以下、第1の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を用いることとする。また、この実施形態の眼科装置を符号1000で示す。
[構成]
眼科装置1000は、たとえば第1の実施形態の眼科装置1とほぼ同様のハードウェア構成を有する(図1および図2を参照)。眼科装置1000の制御系の構成例を図9に示す。図3に示す第1の実施形態の制御系との相違点は、解析部231に移動目標位置決定部2314が設けられていること、そして顎受け駆動部440Aおよび近接検知部500が設けられていることである。なお、図示は省略されているが、ユーザインターフェイス240には、第1の実施形態と同様に、表示部240Aと操作部240Bとが設けられている。また、第1の実施形態と共通の構成要素に関する説明は省略するが、眼科装置1000は、これら共通の構成要素を用いて第1の実施形態と同様の処理を実行することが可能である。以下、第1の実施形態と異なる部分を重点的に説明する。
眼科装置1000は、たとえば第1の実施形態の眼科装置1とほぼ同様のハードウェア構成を有する(図1および図2を参照)。眼科装置1000の制御系の構成例を図9に示す。図3に示す第1の実施形態の制御系との相違点は、解析部231に移動目標位置決定部2314が設けられていること、そして顎受け駆動部440Aおよび近接検知部500が設けられていることである。なお、図示は省略されているが、ユーザインターフェイス240には、第1の実施形態と同様に、表示部240Aと操作部240Bとが設けられている。また、第1の実施形態と共通の構成要素に関する説明は省略するが、眼科装置1000は、これら共通の構成要素を用いて第1の実施形態と同様の処理を実行することが可能である。以下、第1の実施形態と異なる部分を重点的に説明する。
(顎受け駆動部)
顎受け駆動部440Aは、主制御部211の制御を受けて支持部440を移動する。顎受け駆動部440Aは、少なくとも上下方向に支持部440を移動する。つまり、顎受け駆動部440Aは、上下方向にのみ支持部440を移動させるように構成されていてもよいし、上下方向に加えて左右方向および/または前後方向に支持部440を移動させるように構成されていてもよい。顎受け駆動部440Aは「第2駆動部」の一例である。
顎受け駆動部440Aは、主制御部211の制御を受けて支持部440を移動する。顎受け駆動部440Aは、少なくとも上下方向に支持部440を移動する。つまり、顎受け駆動部440Aは、上下方向にのみ支持部440を移動させるように構成されていてもよいし、上下方向に加えて左右方向および/または前後方向に支持部440を移動させるように構成されていてもよい。顎受け駆動部440Aは「第2駆動部」の一例である。
なお、この実施形態の第2駆動部は、被検者の顔を支持する複数の部材(顎受け、額当て等)を一体的に移動させるように機能するが、各部材を個別に移動させるように構成されていてもよい。たとえば、顎受けを移動させる駆動機構と額当てを移動させる駆動機構とを別々に設けるようにしてもよい。
(移動目標位置決定部)
移動目標位置決定部2314は、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像と、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置とに基づいて、支持部440の移動目標位置を決定する。移動目標位置とは、後段の処理において支持部440が移動される位置を意味する。また、移動目標位置は、顎受け駆動部440Aによる支持部440の移動可能方向における位置を示す。たとえば支持部440が上下方向にのみ移動可能とされている場合、移動目標位置は上下方向における位置(つまり高さ位置)を示す。
移動目標位置決定部2314は、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像と、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置とに基づいて、支持部440の移動目標位置を決定する。移動目標位置とは、後段の処理において支持部440が移動される位置を意味する。また、移動目標位置は、顎受け駆動部440Aによる支持部440の移動可能方向における位置を示す。たとえば支持部440が上下方向にのみ移動可能とされている場合、移動目標位置は上下方向における位置(つまり高さ位置)を示す。
移動目標位置決定部2314が実行する処理の例を説明する。前提として、第1の実施形態と同様に、この実施形態の眼科装置1000は、前眼部カメラ300Aおよび300Bを用いて実質的に同時に撮影を行なうことにより、視点の異なる2つの画像を取得する。移動目標位置決定部2314は、2つの撮影画像に対して公知の画像処理(たとえばパターンマッチング、閾値処理など)を施すことにより、2つの撮影画像の双方に描画されている所定の対象物に相当する画像領域を特定する。この対象物は、たとえば被検者の顔の部位(眼など)である。
更に、移動目標位置決定部2314は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置から得られる2つの撮影画像の視差に基づいて、特定された画像領域に相当する3次元位置を取得する。この処理は、たとえば第1の実施形態で説明した被検眼Eの3次元位置を求める処理と同様にして実行することが可能である(図5A、図5Bを参照)。
なお、移動目標位置決定部2314は、後述の動作例で説明するように、被検眼Eの前眼部を撮影して得られた画像に基づいて移動目標位置を決定することも可能である。また、検査用光学系の位置と支持部440の位置とは相対的なものであるから、移動目標位置決定部2314は、上記と同様の処理を行うことにより、検査用光学系(眼底カメラユニット2)の移動目標位置を決定することも可能である。
(近接検知部)
近接検知部500は、支持部440に対する被検者の近接を検知する。近接検知部500は、たとえば近接センサを含んで構成される。近接センサは、近接スイッチなどとも呼ばれ、検出対象の移動情報や存在情報を電気信号に変換するデバイスである。近接センサに適用される検出方式としては、赤外線方式、静電容量方式、超音波方式などがある。また、明るさを検知する照度センサを近接センサとして用いることも可能である。
近接検知部500は、支持部440に対する被検者の近接を検知する。近接検知部500は、たとえば近接センサを含んで構成される。近接センサは、近接スイッチなどとも呼ばれ、検出対象の移動情報や存在情報を電気信号に変換するデバイスである。近接センサに適用される検出方式としては、赤外線方式、静電容量方式、超音波方式などがある。また、明るさを検知する照度センサを近接センサとして用いることも可能である。
上記のようなセンサを用いずに被検者の近接を検知する方法の例を説明する。まず、前眼部カメラ300Aおよび300Bの少なくとも一方を用いて動画撮影を開始する。被検者が支持部440に近づいてくると、被検者(の顔)がフレームに入ってくる。画像処理部230は、当該動画撮影の各フレームを解析することで、被検者がフレームに入ってきたことを検出する。更に、画像処理部230は、逐次に入力されるフレームを解析することで、被検者の顔(の所定部位)の描画サイズの時系列変化を求める。そして、画像処理部230は、この描画サイズが所定値以上となったときに、被検者が支持部440に近接したと判定する。なお、描画サイズを示すパラメータは、たとえば、フレームのサイズや、描画されたオブジェクト(支持部440等)のサイズを基準として算出される。この例が適用される場合、前眼部カメラ300Aおよび300Bの少なくとも一方と、画像処理部230が、近接検知部500として機能する。
[動作]
眼科装置1000の動作について説明する。眼科装置1000の動作例を図10~図12に示す。なお、これら動作例のうちの任意の2つ以上を組み合わせることが可能である。また、これら動作例のうちの任意の1つ以上と、第1の実施形態で説明した動作例のうちの任意の1つ以上とを組み合わせることも可能である。
眼科装置1000の動作について説明する。眼科装置1000の動作例を図10~図12に示す。なお、これら動作例のうちの任意の2つ以上を組み合わせることが可能である。また、これら動作例のうちの任意の1つ以上と、第1の実施形態で説明した動作例のうちの任意の1つ以上とを組み合わせることも可能である。
〔第1の動作例〕
図10を参照しつつ第1の動作例を説明する。なお、第1の実施形態の図6に示すステップ1(患者登録)およびステップ2(撮影種別の選択)については、図10に示す処理の前または途中の任意のタイミングで行うことが可能である。
図10を参照しつつ第1の動作例を説明する。なお、第1の実施形態の図6に示すステップ1(患者登録)およびステップ2(撮影種別の選択)については、図10に示す処理の前または途中の任意のタイミングで行うことが可能である。
(S61:被検者の近接を検知する)
まず、主制御部211が、近接検知部500の動作を開始させる。近接検知部500は、少なくとも支持部440に対する被検者の近接を検知するまで、検知動作を継続する(S61:NO)。
まず、主制御部211が、近接検知部500の動作を開始させる。近接検知部500は、少なくとも支持部440に対する被検者の近接を検知するまで、検知動作を継続する(S61:NO)。
(S62:前眼部撮影・画像表示を開始する)
近接検知部500が支持部440に対する被検者の近接を検知すると(S61:YES)、主制御部211は、前眼部カメラ300Aおよび300Bカメラを制御して被検眼Eの前眼部撮影を開始させる。更に、主制御部211は、この前眼部撮影において前眼部カメラ300Aおよび300Bの一方または双方により得られる画像を、リアルタイムで4表示部240Aに表示させる。双方の画像を表示させる場合、その表示画像は前述の合成画像(立体画像、視点変換画像等)であってよい。また、このステップの処理態様は、たとえば前眼部の動画撮影および動画表示である。
近接検知部500が支持部440に対する被検者の近接を検知すると(S61:YES)、主制御部211は、前眼部カメラ300Aおよび300Bカメラを制御して被検眼Eの前眼部撮影を開始させる。更に、主制御部211は、この前眼部撮影において前眼部カメラ300Aおよび300Bの一方または双方により得られる画像を、リアルタイムで4表示部240Aに表示させる。双方の画像を表示させる場合、その表示画像は前述の合成画像(立体画像、視点変換画像等)であってよい。また、このステップの処理態様は、たとえば前眼部の動画撮影および動画表示である。
(S63:前眼部の画像がフレームの所定領域内に位置するか?)
解析部231および画像判定部232は、ステップ62で得られた画像を解析することにより、前眼部の画像がフレームの所定領域内に位置するか判定する。この処理は、第1の実施形態の図6のステップ5~ステップ8と同様にして行うことが可能である。また、この処理は、ステップ62で開始された前眼部撮影において時系列的に得られる画像に対して逐次に行なうことが可能である。
解析部231および画像判定部232は、ステップ62で得られた画像を解析することにより、前眼部の画像がフレームの所定領域内に位置するか判定する。この処理は、第1の実施形態の図6のステップ5~ステップ8と同様にして行うことが可能である。また、この処理は、ステップ62で開始された前眼部撮影において時系列的に得られる画像に対して逐次に行なうことが可能である。
前眼部の画像が所定領域内に位置すると判定された場合(S63:YES)、処理は、ステップ66のオートアライメント(検査用光学系の移動)に移行する。他方、前眼部の画像が所定領域内に位置しないと判定された場合(S63:NO)、処理は、ステップ64およびステップ65(支持部440の移動)に移行する。
(S64:移動目標位置を決定する)
前眼部の画像が所定領域内に位置しない場合(S63:NO)、移動目標位置決定部2314は、ステップ62の前眼部撮影において実質的に同時に得られた2つの撮影画像と、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置とに基づいて、支持部440の移動目標位置を決定する。
前眼部の画像が所定領域内に位置しない場合(S63:NO)、移動目標位置決定部2314は、ステップ62の前眼部撮影において実質的に同時に得られた2つの撮影画像と、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置とに基づいて、支持部440の移動目標位置を決定する。
(S65:支持部を移動する)
主制御部211は、ステップ64で決定された移動目標位置に支持部440を移動させるように、顎受け駆動部440Aを制御する。支持部440の移動が完了したら、処理は、ステップ63の判定処理に戻る。すなわち、ステップ63において「YES(前眼部の画像が所定領域内に位置する)」と判定されるまで、ステップ63~ステップ65が繰り返される。
主制御部211は、ステップ64で決定された移動目標位置に支持部440を移動させるように、顎受け駆動部440Aを制御する。支持部440の移動が完了したら、処理は、ステップ63の判定処理に戻る。すなわち、ステップ63において「YES(前眼部の画像が所定領域内に位置する)」と判定されるまで、ステップ63~ステップ65が繰り返される。
この反復処理において、その反復回数が所定回数に達した場合、または処理が所定時間だけ継続された場合などに、当該反復処理を停止するとともに報知処理を行うことができる。この報知処理は、たとえば、支持部440の位置合わせを手動で行うことを促す情報を出力するものである。
(S66:検査用光学系を移動しつつオートアライメントを行う)
ステップ63において「YES」と判定された場合、主制御部211は、たとえば第1の実施形態の図6(特にステップ9~ステップ11)に示すオートアライメントを行う。それにより、被検眼Eと検査用光学系との相対位置が、検査を実施可能な位置関係に導かれる。
ステップ63において「YES」と判定された場合、主制御部211は、たとえば第1の実施形態の図6(特にステップ9~ステップ11)に示すオートアライメントを行う。それにより、被検眼Eと検査用光学系との相対位置が、検査を実施可能な位置関係に導かれる。
〔第2の動作例〕
図11を参照しつつ第2の動作例を説明する。この動作例に係る処理は、被検者の変更に伴って実行されるものである。
図11を参照しつつ第2の動作例を説明する。この動作例に係る処理は、被検者の変更に伴って実行されるものである。
(S71:被検者変更情報の入力)
まず、被検者の変更を示す情報(被検者変更情報)が主制御部211に入力される。この情報入力は、たとえば、一の被検者の検査を終了するタイミングで、または新たな被検者の検査を開始するタイミングで行われる。前者の例として、一の被検者の検査を終了する旨の操作が行われたタイミングや、一の被検者の検査で取得された情報を保存する処理を行うタイミングなどがある。後者の例として、新たな被検者の検査を開始する旨の操作が行われたタイミングや、第1の実施形態の図6のステップ1に示す患者登録が行われたタイミングなどがある。このような操作や処理が実行されたことを示す情報が被検者変更情報である。なお、所定の操作が行われたことを示す被検者変更情報は、操作部240Bから主制御部211に入力される。また、所定の処理が実行されたことは主制御部211自身が認識しているので、この場合の被検者変更情報は主制御部211から主制御部211自身に入力されると考えることができる。
まず、被検者の変更を示す情報(被検者変更情報)が主制御部211に入力される。この情報入力は、たとえば、一の被検者の検査を終了するタイミングで、または新たな被検者の検査を開始するタイミングで行われる。前者の例として、一の被検者の検査を終了する旨の操作が行われたタイミングや、一の被検者の検査で取得された情報を保存する処理を行うタイミングなどがある。後者の例として、新たな被検者の検査を開始する旨の操作が行われたタイミングや、第1の実施形態の図6のステップ1に示す患者登録が行われたタイミングなどがある。このような操作や処理が実行されたことを示す情報が被検者変更情報である。なお、所定の操作が行われたことを示す被検者変更情報は、操作部240Bから主制御部211に入力される。また、所定の処理が実行されたことは主制御部211自身が認識しているので、この場合の被検者変更情報は主制御部211から主制御部211自身に入力されると考えることができる。
(S72:支持部を初期位置に移動する)
被検者変更情報の入力を受けて、主制御部211は、支持部440を所定の初期位置に移動させるように顎受け駆動部440Aを制御する。この初期位置は事前に設定される。たとえば、身体を測定して得られる情報(身長、座高等)の標準値に基づき算出された高さ位置を初期位置とすることができる。また、被検者が腰掛ける椅子の高さを調整可能であり、かつ椅子の高さ情報を取得可能である場合には、椅子の高さを考慮して初期位置を決定することができる。たとえば、椅子の高さと上記標準値とに基づいて初期位置を決定することが可能である。また、患者登録が既になされている場合には、当該被検者の年齢や身長、座高等に基づいて初期位置を決定することができる。また、健康診断のように特定の年齢層(大人、小人等)や性別の被検者群に対して検査を行う場合には、その年齢層や性別に応じてあらかじめ設定された複数の初期位置を選択的に適用するように構成することが可能である。
被検者変更情報の入力を受けて、主制御部211は、支持部440を所定の初期位置に移動させるように顎受け駆動部440Aを制御する。この初期位置は事前に設定される。たとえば、身体を測定して得られる情報(身長、座高等)の標準値に基づき算出された高さ位置を初期位置とすることができる。また、被検者が腰掛ける椅子の高さを調整可能であり、かつ椅子の高さ情報を取得可能である場合には、椅子の高さを考慮して初期位置を決定することができる。たとえば、椅子の高さと上記標準値とに基づいて初期位置を決定することが可能である。また、患者登録が既になされている場合には、当該被検者の年齢や身長、座高等に基づいて初期位置を決定することができる。また、健康診断のように特定の年齢層(大人、小人等)や性別の被検者群に対して検査を行う場合には、その年齢層や性別に応じてあらかじめ設定された複数の初期位置を選択的に適用するように構成することが可能である。
(S73:検査用光学系と支持部の位置合わせを行う)
支持部440が初期位置に移動されたら、検査用光学系と支持部440との相対位置を合わせるための位置合わせが実行される。この位置合わせ処理は、たとえば第1の実施形態または第2の実施形態で説明した任意の動作例である。
支持部440が初期位置に移動されたら、検査用光学系と支持部440との相対位置を合わせるための位置合わせが実行される。この位置合わせ処理は、たとえば第1の実施形態または第2の実施形態で説明した任意の動作例である。
〔第3の動作例〕
図12を参照しつつ第3の動作例を説明する。この動作例は、当該被検者に対して過去に実施された検査で適用された位置に、検査用光学系や支持部440を移動させるものである。
図12を参照しつつ第3の動作例を説明する。この動作例は、当該被検者に対して過去に実施された検査で適用された位置に、検査用光学系や支持部440を移動させるものである。
この動作例の前提として、眼科装置1000は、検査において適用された検査用光学系の位置および/または支持部440の位置を示す位置情報を、当該被検者の識別情報(患者ID等)と関連付けて記憶する機能を有する。この処理は、たとえば、患者登録において入力された患者IDと、実際の検査における位置情報とを関連付けて記憶するものである。その具体例として、各患者の電子カルテに、位置情報を記録させるための領域を設けることができる。患者IDと位置情報は、眼科装置1000に搭載された記憶装置(記憶部212)や、外部装置(電子カルテシステム)の記憶装置に記憶される。前者の場合、記憶部212が「第1記憶部」として機能する。後者の場合についても、眼科装置1000にて生成された位置情報を記憶部212に少なくとも一時的に記憶させた後に患者IDと関連付けて外部装置に送る処理と、過去に記憶された位置情報を外部装置から取得して患者IDと関連付けて記憶部212に少なくとも一時的に記憶させる処理が実行されるので、第1記憶部には少なくとも記憶部212が含まれると考えることができる。
(S81:患者登録)
まず、患者登録を行う。患者登録は、たとえば第1の実施形態と同様に、ユーザがユーザインターフェイス240を用いて被検者の患者情報(被検者の識別情報を含む)を入力することにより行われる。
まず、患者登録を行う。患者登録は、たとえば第1の実施形態と同様に、ユーザがユーザインターフェイス240を用いて被検者の患者情報(被検者の識別情報を含む)を入力することにより行われる。
(S82:位置情報を取得する)
主制御部211は、ステップ81で入力された識別情報に関連付けられた位置情報を取得する。この処理は、たとえば、入力された識別情報を検索クエリとして、記憶部212(または外部装置の記憶装置)内を検索することにより行われる。
主制御部211は、ステップ81で入力された識別情報に関連付けられた位置情報を取得する。この処理は、たとえば、入力された識別情報を検索クエリとして、記憶部212(または外部装置の記憶装置)内を検索することにより行われる。
なお、入力された識別情報に関連付けられた位置情報が取得されない場合も考えられる。その場合、目的の位置情報が取得されなかった旨や、以下の処理の代わりに所定の代替処理を行うよう促す旨の報知処理を実行するように構成することが可能である。この代替処理としては、手動での位置合わせや、第1の実施形態または第2の実施形態で説明した任意の処理がある。
(S83:位置情報が示す位置に検査用光学系・支持部を移動する)
主制御部211は、ステップ82で取得された位置情報が示す位置に検査用光学系および/または支持部440を移動させるように、光学系駆動部2Aおよび/または顎受け駆動部440Aを制御する。この処理において、検査用光学系と支持部440の双方の位置が位置情報に含まれる場合には、双方またはいずれか一方を移動可能である。また、検査用光学系と支持部440のいずれか一方のみの位置が位置情報に含まれる場合には、その一方を移動可能である。
主制御部211は、ステップ82で取得された位置情報が示す位置に検査用光学系および/または支持部440を移動させるように、光学系駆動部2Aおよび/または顎受け駆動部440Aを制御する。この処理において、検査用光学系と支持部440の双方の位置が位置情報に含まれる場合には、双方またはいずれか一方を移動可能である。また、検査用光学系と支持部440のいずれか一方のみの位置が位置情報に含まれる場合には、その一方を移動可能である。
(S84:検査用光学系と支持部の位置合わせを行う)
位置情報が示す位置に検査用光学系および/または支持部440を移動されたら、検査用光学系と支持部440との相対位置を合わせるための位置合わせが実行される。この位置合わせ処理は、たとえば第1の実施形態または第2の実施形態で説明した任意の動作例である。
位置情報が示す位置に検査用光学系および/または支持部440を移動されたら、検査用光学系と支持部440との相対位置を合わせるための位置合わせが実行される。この位置合わせ処理は、たとえば第1の実施形態または第2の実施形態で説明した任意の動作例である。
なお、ステップ84の位置合わせ処理を行うのは、一般に、ステップ83の処理だけでは、被検眼Eと検査用光学系とを最適な位置関係に配置できないからである。その理由は、支持部440に対する顔の当接位置が微妙に異なること、被検眼Eの検査には非常に精密な位置合わせが必要であること、などである。
[変形例]
この実施形態の変形例について説明する。この変形例に係る眼科装置の例を図13に示す。この眼科装置1100は接触検知部600を有している。なお、図13には近接検知部500が記載されていないが、眼科装置1100は近接検知部500を有していてもよい。
この実施形態の変形例について説明する。この変形例に係る眼科装置の例を図13に示す。この眼科装置1100は接触検知部600を有している。なお、図13には近接検知部500が記載されていないが、眼科装置1100は近接検知部500を有していてもよい。
接触検知部600は、支持部440に対する被検者の顔の接触を検知する。接触検知部600は、たとえば、支持部440において被検者の顔が接触する位置(顎受けの中央位置、額当ての中央位置等)に設けられている。接触検知部600は、接触を検知可能な任意の構成を有する。たとえば、接触検知部600は、接点の電気的な接続/非接続の切り替えにより接触状態であるか非接触状態であるかを判定可能なマイクロスイッチを含んで構成される。
接触検知部600による検出結果が接触状態を示しているとき、つまり支持部440に対して顔が接触しているとき、主制御部211は、顎受け駆動部440Aの制御は行わず、光学系駆動部2Aについてのみ制御を行う。たとえば、接触状態であるときに支持部440の移動要求が入力された場合、主制御部211は、この移動要求に応じた支持部440の移動を実行しない。このとき、支持部440の移動を受け付けられない旨の報知を行うことができる。また、接触状態であるときに検査用光学系の移動要求が入力された場合、主制御部211は、この移動要求に基づき光学系駆動部2Aを制御して検査用光学系を移動させることが可能である。
一方、接触検知部600による検出結果が非接触状態を示しているとき、つまり支持部440に対して顔が接触していないとき、主制御部211は、光学系駆動部2Aおよび顎受け駆動部440Aの双方の制御を実行することが可能である。
[作用・効果]
この実施形態に係る眼科装置(眼科装置1000および1100)の作用および効果について説明する。なお、第1の実施形態と共通する構成が奏する作用および効果は第1の実施形態と同様であるから、再度の説明は省略する。
この実施形態に係る眼科装置(眼科装置1000および1100)の作用および効果について説明する。なお、第1の実施形態と共通する構成が奏する作用および効果は第1の実施形態と同様であるから、再度の説明は省略する。
この実施形態に係る眼科装置は、支持部440を移動する顎受け駆動部440A(第2駆動部)を含む。解析部231は、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像を解析する。主制御部211(制御部)は、解析部231による解析結果に基づいて顎受け駆動部440Aを制御することにより支持部440を移動させる。このような眼科装置によれば、支持部440(および検査用光学系)を相対的に移動させることができるので、支持部440により顔を支持された被検者の被検眼Eと検査用光学系との間の位置合わせを好適に行うことが可能である。
解析部231は、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより取得された撮影画像と、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置とに基づいて、支持部440の移動目標位置を決定する移動目標位置決定部2314を含んでいてもよい。その場合、主制御部211は、決定された移動目標位置に支持部440を移動させるように顎受け駆動部440Aを制御することができる。それにより、支持部440の移動動作を自動で行うことが可能となる。
被検者の変更を示す情報の入力がなされたときに、主制御部211は、支持部440を所定の初期位置に移動させるように顎受け駆動部440Aを制御することができる。それにより、支持部440の移動を所定位置から行うことができるので、被検眼Eと検査用光学系との間の位置合わせを迅速に行うことができる。
この実施形態に係る眼科装置は、支持部440に対する被検者の近接を検知する近接検知部500を有していてもよい。その場合、近接が検知されたときに、主制御部211は、実質的に同時に撮影を行うように前眼部カメラ300Aおよび300Bを制御することができる。それにより、前眼部の撮影およびそれを受けて実行される処理を、好適なタイミングで、かつ自動で行うことが可能となる。
この実施形態に係る眼科装置は、入力部と、第1記憶部とを有していてもよい。入力部は、被検者の識別情報を入力するためのものであり、前述したように操作部240Bや主制御部211により構成される。第1記憶部は、検査において適用された検査用光学系の位置および/または支持部440の位置を示す位置情報を、当該被検者の識別情報と関連付けて記憶するものであり、記憶部212を含んで構成される。このような構成が適用される場合において、主制御部211は、入力部により識別情報が入力されたときに、この識別情報に関連付けられた位置情報を第1記憶部から取得し、更に、この位置情報が示す位置に検査用光学系および/または支持部440を移動させるように、光学系駆動部2Aおよび/または顎受け駆動部440Aを制御することができる。それにより、過去の検査において適用された検査用光学系や支持部440の位置を再現することができる。したがって、被検眼Eと検査用光学系との間の位置合わせを迅速に行うことが可能である。
この実施形態に係る眼科装置は、支持部440に対する被検者の顔の接触を検知する接触検知部600を有していてもよい。その場合、接触検知部600により接触が検知されているときに、光学系駆動部2Aおよび顎受け駆動部440Aのうち光学系駆動部2Aについてのみ制御を実行可能であるように、主制御部211を構成することが可能である。一方、支持部440に対する顔の接触が検知されていないときには、光学系駆動部2Aおよび顎受け駆動部440Aの双方の制御を実行可能であるように、主制御部211を構成することが可能である。このような構成によれば、支持部440に顔を接触させた状態で支持部440が移動することを防止できる。
この実施形態に係る眼科装置は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が撮影画像(フレーム)中の所定領域に含まれているか否か判定する画像判定部232(判定部)を有していてもよい。その場合、前眼部の画像が所定領域に含まれていると判定された場合には光学系駆動部2Aの制御を行い、前眼部の画像が所定領域に含まれていないと判定された場合には顎受け駆動部440Aの制御を行うように、主制御部211を構成することが可能である。このような構成によれば、撮影画像に基づいて駆動制御を好適に使い分けることができる。たとえば前者の場合には検査用光学系の位置の微調整を行うことができ、後者の場合には支持部440の位置の粗調整を行うことができる。
〈第3の実施形態〉
この実施形態に係る眼科装置は、撮影部の配置を特徴とする。この実施形態に係る眼科装置の構成例を図14に示す。
この実施形態に係る眼科装置は、撮影部の配置を特徴とする。この実施形態に係る眼科装置の構成例を図14に示す。
第1の実施形態の図4Aと同様に、符号410はベースを示し、符号420は筐体を示し、符号430は対物レンズ22が収容されたレンズ収容部を示し、符号440は支持部440を示す。
この実施形態では、前眼部カメラ300Aおよび300Bが、対物レンズ22のレンズ中心22aよりも下方(-y方向)に配置されている。レンズ中心22aは、眼科装置の検査用光学系の光軸が通過する位置に相当する。y方向におけるレンズ中心22aと前眼部カメラ300Aおよび300Bとの変位は、後述の作用効果を考慮して任意に設定される。各前眼部カメラ300Aおよび300Bは、その光軸を上方に向けて(検査時には被検眼Eの方向に向けて)傾けた状態で配置されている。この傾き角度(仰角)についても任意に設定される。
また、「撮影部が検査用光学系の光軸よりも下方に設けられる」とは、撮影部全体が光軸よりも下方に位置する場合だけでなく、撮影部の一部が光軸と同じ高さ位置である場合や光軸よりも上方に位置する場合も含むものとする。たとえば、撮影部の外形が大きい場合に、その一部が検査用光学系の光軸よりも上方に位置することがありうる。なお、いずれの場合においても、撮影部の光軸が、検査用光学系の光軸を含む水平面に下方から交差するように、撮影部と検査用光学系との相対位置が設定されていればよい。
この実施形態によれば、前眼部カメラ300Aおよび300B(撮影部)により取得される撮影画像に被検者の瞼や睫毛が映り込む可能性を低減できる。また、眼の窪み(眼窩)が深い被検者であっても、好適に前眼部撮影を行うことができる。
〈第4の実施形態〉
撮影部により取得された撮影画像から前眼部の特徴部位(瞳孔中心、角膜頂点等)を検出できない場合がある。たとえば、睫毛が撮影画像に映り込んだ場合や、瞼が十分に開いていない状態で撮影が行われた場合に、このようなことが起こりうる。また、被検者の鼻が高い場合や眼の窪みが深い場合に、撮影視野が遮られて好適な撮影画像が得られないときにも、前眼部の特徴部位を検出できないことがある。また、化粧(アイシャドウ、マスカラなど)の影響によって好適な撮影画像が得られない場合もある。この実施形態では、撮影部により取得された撮影画像から前眼部の特徴部位を検出できない場合に適用可能な処理の例を説明する。
撮影部により取得された撮影画像から前眼部の特徴部位(瞳孔中心、角膜頂点等)を検出できない場合がある。たとえば、睫毛が撮影画像に映り込んだ場合や、瞼が十分に開いていない状態で撮影が行われた場合に、このようなことが起こりうる。また、被検者の鼻が高い場合や眼の窪みが深い場合に、撮影視野が遮られて好適な撮影画像が得られないときにも、前眼部の特徴部位を検出できないことがある。また、化粧(アイシャドウ、マスカラなど)の影響によって好適な撮影画像が得られない場合もある。この実施形態では、撮影部により取得された撮影画像から前眼部の特徴部位を検出できない場合に適用可能な処理の例を説明する。
この実施形態に係る眼科装置は、たとえば第1の実施形態と同様の構成を有する(特に、図3を参照する)。この実施形態に係る眼窩装置の動作例を図15に示す。なお、患者登録、撮影種別の選択、およびオートアライメント開始操作は、既になされているものとする。
(S91:前眼部の撮影を開始する)
制御部210は、前眼部カメラ300Aおよび300Bを制御して前眼部Eaの撮影を開始させる。この撮影は、前眼部Eaを撮影対象とする動画撮影である。制御部210は、時系列的に取得される画像を表示部240Aに動画表示させる。
制御部210は、前眼部カメラ300Aおよび300Bを制御して前眼部Eaの撮影を開始させる。この撮影は、前眼部Eaを撮影対象とする動画撮影である。制御部210は、時系列的に取得される画像を表示部240Aに動画表示させる。
(S92:瞳孔中心の特定処理を行う)
画像補正部2311は、制御部210から送られた各フレームの歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報212aに基づいて補正する。歪みが補正された一対のフレームは、特徴位置特定部2312に送られる。
画像補正部2311は、制御部210から送られた各フレームの歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報212aに基づいて補正する。歪みが補正された一対のフレームは、特徴位置特定部2312に送られる。
特徴位置特定部2312は、画像補正部2311から送られた各フレームを解析することで、前眼部Eaの特徴部位(瞳孔中心とする)に相当する当該フレーム中の特徴位置を特定するための処理を実行する。
(S93:特定成功?)
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S93:YES)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ94に移行する。一方、特徴位置の特定に失敗した場合(S93:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ95に移行する。
瞳孔中心に相当する特徴位置の特定に成功した場合(S93:YES)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ94に移行する。一方、特徴位置の特定に失敗した場合(S93:NO)、特徴位置特定部2312は、その旨を示す情報を制御部210に送り、ステップ95に移行する。
(S94:オートアライメントを実行する)
ステップ93において特徴位置の特定に成功した場合(S93:YES)、制御部210は、装置各部を制御してオートアライメントを実行させる。このオートアライメント動作は、たとえば、第1の実施形態の図6のステップ8~ステップ11に示す動作を含む。この場合におけるアライメント動作は、これで終了となる。
ステップ93において特徴位置の特定に成功した場合(S93:YES)、制御部210は、装置各部を制御してオートアライメントを実行させる。このオートアライメント動作は、たとえば、第1の実施形態の図6のステップ8~ステップ11に示す動作を含む。この場合におけるアライメント動作は、これで終了となる。
(S95:撮影画像・指定マークを表示する)
ステップ93において特徴位置の特定に失敗した場合(S93:NO)、制御部210は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの一方または双方による撮影画像を表示部240Aに表示させる。また、制御部210は、ユーザによる画像位置の指定操作を補助するための指定マークを表示部240Aに表示させる。
ステップ93において特徴位置の特定に失敗した場合(S93:NO)、制御部210は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの一方または双方による撮影画像を表示部240Aに表示させる。また、制御部210は、ユーザによる画像位置の指定操作を補助するための指定マークを表示部240Aに表示させる。
指定マークについて説明する。指定マークは、撮影画像中の位置を示す画像であり、所定の形状(点状、十字状、矢印状など)を有する。指定マークは、常時表示されていてもよいし、後段のステップ96においてユーザが画像位置を指定したことに対応して表示されてもよい。
撮影画像の表示について説明する。ステップ95に移行する段階では、ステップ91で開始された動画表示が行われている。ステップ95における撮影画像の表示は、この動画像表示を継続させるものであってよい。また、この動画像表示から他の表示モードに切り替えてもよい。その一例として、この動画像表示に用いられている1つのフレームを表示させることができる。つまり、静止画像表示に切り替えることができる。表示されるフレームは、たとえば、ステップ95への移行タイミングで表示されたフレームである。
表示モードの切り替えの他の例を説明する。制御部210は、2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bによりそれぞれ取得される撮影画像の一方を選択的に表示させることができる。この処理は、たとえば次のようにして実行される。
まず、制御部210は、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより取得される撮影画像をそれぞれ解析し、その撮影画像の画質を評価する。この画質評価処理は、たとえば、フレアの有無や程度の評価、睫毛等の映り込みの評価、黒目の像の形態(形状、サイズ)の評価などがある。この「画質の評価」は、観察に適しているか否か、或いは観察にどの程度適しているかを示す、所定の要素を評価するものである。
画質評価処理は、適用されている要素に応じた処理内容を含む。たとえばフレアの評価では、画素値(輝度値)が所定閾値以上の画像領域が存在するか否かを判定する処理や、所定閾値に対する画素値の差を算出する処理や、当該判定結果や当該算出結果に基づいて画質を評価する処理などが実行される。また、睫毛等の映り込みの評価では、画素値に基づいて睫毛等(前眼部Ea以外の物体)に相当する画像領域を特定する処理や、その睫毛等の画像領域と前眼部Eaの画像領域との重なり状態を特定する処理や、特定された重なり状態に基づいて画質を評価する処理などが実行される。また、黒目の像の形態の評価では、黒目に相当する画像領域を特定する処理や、この画像領域の形態を求める処理や、求められた形態に基づいて画質を評価する処理などが実行される。
制御部210は、画質の評価結果に基づいて、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより取得された撮影画像のうちから、1つの撮影画像を選択する。選択される撮影画像は、静止画像でも動画像でもよい。制御部210は、選択された撮影画像を表示部240Aに表示させる。
(S96:撮影画像中の位置を指定する)
ユーザは、ステップ95で表示された撮影画像を観察し、特徴部位(瞳孔中心)に相当する画像位置を指定する。この指定操作は操作部240Bを用いて行われる。指定操作の一例として、指定マーカを所望の位置に移動させる操作を、操作部240Bを用いて行うことができる。指定操作の他の例として、表示部240Aがタッチパネルである場合(つまり表示部240Aと操作部240Bが一体構成である場合)、ユーザは、表示されている撮影画像中の所望の位置にタッチする。撮影画像中の画像位置を指定したら、ユーザは、その指定結果を確定する操作を操作部240Bを用いて行う。制御部210は、指定された画像位置を示す位置情報を取得する。この位置情報は、たとえば、撮影画像が定義されている座標系における座標である。
ユーザは、ステップ95で表示された撮影画像を観察し、特徴部位(瞳孔中心)に相当する画像位置を指定する。この指定操作は操作部240Bを用いて行われる。指定操作の一例として、指定マーカを所望の位置に移動させる操作を、操作部240Bを用いて行うことができる。指定操作の他の例として、表示部240Aがタッチパネルである場合(つまり表示部240Aと操作部240Bが一体構成である場合)、ユーザは、表示されている撮影画像中の所望の位置にタッチする。撮影画像中の画像位置を指定したら、ユーザは、その指定結果を確定する操作を操作部240Bを用いて行う。制御部210は、指定された画像位置を示す位置情報を取得する。この位置情報は、たとえば、撮影画像が定義されている座標系における座標である。
なお、上記のように1つの撮影画像を表示させて画像位置を指定する代わりに、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより取得された一対の撮影画像を表示させ、双方の撮影画像に対して画像位置を指定するように構成してもよい。その場合、2つの指定位置のたとえば平均位置、つまり2つの指定位置の座標の中間の座標を指定結果として位置情報を作成することができる。
(S97:被検眼の3次元位置を算出する)
3次元位置算出部2313は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、ステップ96で指定された画像位置とに基づいて、前眼部Eaの特徴部位(瞳孔中心)の3次元位置を算出する。この処理は、たとえば第1の実施形態の図6のステップ9において、特徴位置特定部2312により特定された特徴位置の代わりに、ステップ96で指定された画像位置を用いて同様の処理を行うものである。ここで、上記位置情報は撮影画像が定義されている座標系における座標であるから、この代替適用を行うことは容易である。
3次元位置算出部2313は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、ステップ96で指定された画像位置とに基づいて、前眼部Eaの特徴部位(瞳孔中心)の3次元位置を算出する。この処理は、たとえば第1の実施形態の図6のステップ9において、特徴位置特定部2312により特定された特徴位置の代わりに、ステップ96で指定された画像位置を用いて同様の処理を行うものである。ここで、上記位置情報は撮影画像が定義されている座標系における座標であるから、この代替適用を行うことは容易である。
ステップ96において、前眼部カメラ300Aおよび300Bの一方により取得された撮影画像に対してのみ画像位置の指定がなされた場合、3次元位置算出部2313は、他方により取得された撮影画像における対応位置を特定する処理を行う。この処理の例を説明する。まず、3次元位置算出部2313は、双方の撮影画像に対して画像位置合わせ処理を行って、双方の撮影画像の座標系を対応付ける(つまり双方の座標系の間の座標変換を求める)。3次元位置算出部2313は、この座標変換に基づいて、一方の撮影画像に対する指定位置に対応する、他方の撮影画像の画像位置を特定する。3次元位置算出部2313は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、一方の撮影画像に対して指定された画像位置と、他の撮影画像について特定された画像位置とに基づいて、前眼部Eaの特徴部位の3次元位置を算出する。
(S98:アライメントを行う)
制御部210は、ステップ97で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、被検眼Eに対する検査用光学系のアライメントを行う。このアライメントは、たとえば、第1の実施形態の図6のステップ10(検査用光学系の移動処理)およびステップ11(位置の収束判定処理)と同様にして実行される。
制御部210は、ステップ97で算出された瞳孔中心の3次元位置に基づいて、被検眼Eに対する検査用光学系のアライメントを行う。このアライメントは、たとえば、第1の実施形態の図6のステップ10(検査用光学系の移動処理)およびステップ11(位置の収束判定処理)と同様にして実行される。
この実施形態によれば、撮影画像から前眼部の特徴部位(瞳孔中心、角膜頂点等)を検出できない場合に、ユーザが指定した位置を用いてアライメントを行うことができる。したがって、特徴部位を検出できない場合であっても、円滑かつ迅速にアライメントを行うことができる。
[変形例]
特徴位置特定部2312により特定される画像位置を、前眼部Eaの特徴部位に相当する特徴位置の候補として扱うことができる。その場合の動作の例を説明する。
特徴位置特定部2312により特定される画像位置を、前眼部Eaの特徴部位に相当する特徴位置の候補として扱うことができる。その場合の動作の例を説明する。
特徴位置特定部2312は、第1の実施形態と同様の処理を実行することで、特徴部位に相当する特徴位置の候補位置を特定する。特定される候補位置の数は1つまたは2つ以上である。
制御部210は、表示部240Aに撮影画像を表示させるとともに、特徴位置特定部2312により特定された各候補位置を示す情報(候補位置情報)を表示させる。候補位置情報は、たとえば、候補位置に相当する撮影画像中の位置(座標)を示す画像であり、所定の形状(点状、十字状、矢印状など)を有する。
ユーザは、表示されている候補位置情報のうち所望のものを指定する。この指定操作は操作部240Bを用いて行われる。3次元位置算出部2313は、指定された候補位置情報の座標と、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置とに基づいて、前眼部Eaの特徴部位の3次元位置を算出する。
なお、一方の撮影画像に対してのみ候補位置の指定がなされた場合などの処理については、上記実施形態と同様である。また、上記実施形態と同じ要領で、表示されている候補位置情報を任意に移動できるように構成することも可能である。
この変形例において、候補位置情報が1つだけ表示される場合、ユーザが行う指定操作は、その候補位置を容認するか否かを判断することに相当する。容認しない場合、ユーザは所定の操作を行う。この操作を受けた制御部210は、動作モードを上記実施形態の処理(図15)に切り替えることができる。
一方、2つ以上の候補位置情報が表示される場合、ユーザが行う指定操作は、候補位置を選択することに相当する。いずれの候補位置も選択しない場合、ユーザは所定の操作を行う。この操作を受けた制御部210は、動作モードを上記実施形態の処理(図15)に切り替えることができる。
この変形例によれば、前眼部Eaの特徴部位に相当する特徴位置の候補をユーザが選択することができるので、アライメントの確度向上や円滑化などを図ることが可能である。
〈第5の実施形態〉
上記実施形態で説明したように、前眼部の撮影条件によってアライメントを好適に行なえない場合がある。たとえば、被検眼の個人差(角膜形状、角膜-水晶体間の距離など)により、前眼部の撮影画像にフレアが混入することがある。このような問題を解決できない場合には、手動でアライメントを行うこととなる。手動アライメントは、ユーザが被検眼の画像を観察しつつ好適なアライメント位置を探索することにより行われる。しかし、このような手動アライメントは、ユーザの経験や熟練度に大きく依存する。よって、アライメントの再現性が低く、スキルによるばらつきも大きくなってしまう。この実施形態では、このような事情に着目してなされた眼科装置について説明する。
上記実施形態で説明したように、前眼部の撮影条件によってアライメントを好適に行なえない場合がある。たとえば、被検眼の個人差(角膜形状、角膜-水晶体間の距離など)により、前眼部の撮影画像にフレアが混入することがある。このような問題を解決できない場合には、手動でアライメントを行うこととなる。手動アライメントは、ユーザが被検眼の画像を観察しつつ好適なアライメント位置を探索することにより行われる。しかし、このような手動アライメントは、ユーザの経験や熟練度に大きく依存する。よって、アライメントの再現性が低く、スキルによるばらつきも大きくなってしまう。この実施形態では、このような事情に着目してなされた眼科装置について説明する。
この実施形態の眼科装置は上記実施形態と同様の構成を有する(特に、図3を参照する)。特に、この実施形態の眼科装置は、アライメント指標を被検眼Eに投影するアライメント光学系50を有する。この実施形態に係る眼窩装置の動作例を図16に示す。なお、患者登録や撮影種別の選択は、既になされているものとする。また、上記実施形態で説明したアライメントモードが好適に行われなかったことに対応して、図16に示す動作モードを行うことができる。また、図16に示す動作モードを検査当初から実行するようにしてもよい。
(S101:観察画像を表示する)
まず、制御部210は、眼底カメラユニット2に被検眼Eの観察画像(動画像)を取得させ、時系列的に取得される観察画像をリアルタイムで表示部240Aに動画表示させる。
まず、制御部210は、眼底カメラユニット2に被検眼Eの観察画像(動画像)を取得させ、時系列的に取得される観察画像をリアルタイムで表示部240Aに動画表示させる。
(S102:アライメント指標を投影する)
制御部210は、アライメント光学系50を制御して、被検眼Eにアライメント指標を投影させる。なお、ステップ101およびステップ102の実行タイミングは任意である。ステップ101およびステップ102が実行されると、表示される観察画像にはアライメント指標の像が描出されている。また、制御部210は、アライメントを行うための補助となる情報を、観察画像とともに表示させる。この情報の例として、検査用光学系の移動に伴い表示位置が移動するアライメント指標の誘導目標位置を示す画像がある。
制御部210は、アライメント光学系50を制御して、被検眼Eにアライメント指標を投影させる。なお、ステップ101およびステップ102の実行タイミングは任意である。ステップ101およびステップ102が実行されると、表示される観察画像にはアライメント指標の像が描出されている。また、制御部210は、アライメントを行うための補助となる情報を、観察画像とともに表示させる。この情報の例として、検査用光学系の移動に伴い表示位置が移動するアライメント指標の誘導目標位置を示す画像がある。
(S103:被検眼の3次元位置を求める)
制御部210は、前眼部カメラ300Aおよび300Bを制御して撮影画像を取得させる。解析部231は、取得された撮影画像に基づいて被検眼Eの3次元位置を求める。この処理は、たとえば第1の実施形態と同様にして実行される。
制御部210は、前眼部カメラ300Aおよび300Bを制御して撮影画像を取得させる。解析部231は、取得された撮影画像に基づいて被検眼Eの3次元位置を求める。この処理は、たとえば第1の実施形態と同様にして実行される。
(S104:相対位置情報を取得する)
制御部210は、ステップ103で取得された被検眼Eの3次元位置に基づいて、被検眼Eと検査用光学系との相対位置を示す相対位置情報を取得する。この処理は、たとえば次のようにして実行される。まず、制御部210は、検査用光学系の現在位置を取得する。この現在位置は、たとえば、眼底カメラユニット2を移動させる光学系駆動部2Aに対する制御履歴から取得される。また、眼底カメラユニット2の位置を検出する位置センサを設け、この位置センサによる検出結果から現在位置を取得することもできる。なお、ステップ103で取得される被検眼Eの3次元位置(座標)を定義する座標系と、検査用光学系の現在位置(座標)を定義する座標系は共通であるとする。或いは、双方の座標系の間の座標変換は既知であるとする。
制御部210は、ステップ103で取得された被検眼Eの3次元位置に基づいて、被検眼Eと検査用光学系との相対位置を示す相対位置情報を取得する。この処理は、たとえば次のようにして実行される。まず、制御部210は、検査用光学系の現在位置を取得する。この現在位置は、たとえば、眼底カメラユニット2を移動させる光学系駆動部2Aに対する制御履歴から取得される。また、眼底カメラユニット2の位置を検出する位置センサを設け、この位置センサによる検出結果から現在位置を取得することもできる。なお、ステップ103で取得される被検眼Eの3次元位置(座標)を定義する座標系と、検査用光学系の現在位置(座標)を定義する座標系は共通であるとする。或いは、双方の座標系の間の座標変換は既知であるとする。
相対位置情報について説明する。相対位置情報は、上記のように、被検眼Eと検査用光学系との相対位置を示す情報である。この相対位置の例として、被検眼Eおよび検査用光学系の一方に対する他方の位置、所定の基準位置に対する被検眼Eの位置と検査用光学系の位置との差(ベクトル差、座標の差)などがある。
また、これらと同値であるが、この実施形態では、アライメント目標位置に対する検査用光学系の変位を相対位置情報とする。アライメント目標位置は、被検眼Eの検査を行うための好適な検査用光学系の位置であり、x方向(左右方向)およびy方向(上下方向)においては被検眼Eの軸と検査用光学系の光軸とが一致し、z方向(前後方向、光軸方向)においては被検眼Eから所定の作動距離だけ離れた位置である。作動距離は既知であり、ステップ103で被検眼Eの3次元位置が取得されているので、たとえば上記の共通の座標系におけるアライメント目標位置の座標を求めることは容易である。このような相対位置情報は、検査用光学系の光軸方向、並びにこの光軸方向に直交する水平方向および上下方向のそれぞれにおける相対位置を含むものである。
(S105:相対位置情報を表示する)
制御部210は、ステップ104で取得された相対位置情報を表示部240Aに表示させる。相対位置情報の表示態様の例を以下に説明する。
制御部210は、ステップ104で取得された相対位置情報を表示部240Aに表示させる。相対位置情報の表示態様の例を以下に説明する。
第1の例として、制御部210は、x方向、y方向およびz方向のそれぞれの変位を示す数値を表示させることができる。その場合、制御部210は、たとえば、観察画像の表示領域内または表示領域外にあらかじめ設けられた3つの表示スペースに数値を表示させることができる。
同様に、変位を示す文字列情報を表示させることができる。たとえば、x方向の変位がアライメント目標位置の左側に存在する場合には、その旨を示す文字列を表示させることができる。
第2の例として、制御部210は、x方向、y方向およびz方向のそれぞれの変位を示す画像を表示させることができる。その場合、制御部210は、たとえば、アライメント目標位置を示す画像を表示させるとともに、このアライメント目標位置に対する各方向の変位を示す画像を、その変位に応じた位置に表示させることができる。たとえば、検査用光学系の現在位置がアライメント目標位置の左上に位置する場合、x方向およびy方向の変位を示す画像(たとえば点状の画像)を、アライメント目標位置を示す画像の左上に表示させることができる。このとき、双方の画像の表示位置の間の距離はxy平面における変位に基づき決定される。
第2の例において、観察画像は被検眼Eを正面から撮影した画像であるから、x方向およびy方向については変位を直感的に認識できるように表示させることは容易である。一方、z方向(光軸方向)については、変位を直感的に認識できるように工夫する必要がある。その一例として、制御部210は、z方向における変位(相対位置)を表示色で示すことができる。具体的には、たとえば、アライメント目標位置を含む所定の許容範囲内にz方向の変位が存在する場合にはz方向の変位を示す画像を緑色で表示させ、変位が許容範囲の最小値よりも小さい場合には画像を赤色で表示させ、変位が許容範囲の最大値よりも大きい場合には画像を黄色で表示させる。また、変位の方向だけでなく変位の量も示すために、z方向の変位を示す画像の表示色の濃度を変化させたり、第1の例の数値や画像をz方向の変位を示す画像とともに表示させたりすることが可能である。
第3の例として、検査用光学系を移動させるべき方向や量を示す情報(文字列情報、画像)を表示させることができる。文字列情報の例として、アライメント目標位置に対して検査用光学系の光軸が右に1cmだけ変位している場合に、この変位を打ち消すための検査用光学系の移動方向および移動量を示す情報「左:1cm」を表示させることができる。画像の例としては、同様のケースにおいて、検査用光学系の移動方向を示す矢印(左を指す矢印)を表示させることができる。このとき、たとえば矢印の長さによって移動量を示すことが可能である。
(S106:手動アライメントを行う)
ユーザは、表示されている観察画像および相対位置情報を参照しつつ、操作部240Bを用いた所定の操作を行なうことで、検査用光学系を移動させる。
ユーザは、表示されている観察画像および相対位置情報を参照しつつ、操作部240Bを用いた所定の操作を行なうことで、検査用光学系を移動させる。
このとき、制御部210は、検査用光学系の移動内容に応じて相対位置情報の表示を変更することができる。たとえば、制御部210は、検査用光学系の移動内容に応じて相対位置情報をリアルタイムで再度取得し、この新たな相対位置情報をリアルタイムで表示させる。それにより、上記の数値や文字列、画像の表示がリアルタイムで更新される。具体例として、ユーザの操作により検査用光学系のz方向の位置が徐々にアライメント目標位置(作動距離)に近づく場合、z方向の変位を示す画像の表示色が黄色から緑色に変化する。
この実施形態に係る眼科装置によれば、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより取得された撮影画像から算出される被検眼Eの高確度な3次元位置に基づいて、被検眼Eに対する検査用光学系の相対位置、つまりアライメント目標位置に対する検査用光学系の位置ずれを呈示することが可能である。よって、ユーザの経験や熟練度に依存することなく、定量的な情報に基づいてアライメントを行うことが可能である。それにより、アライメントの再現性の向上や、スキルによるばらつきの防止を図ることができる。
なお、被検眼情報を参照することにより、手動アライメントの確度の更なる向上を図ることが可能である。被検眼情報は、たとえば、被検眼Eに対してあらかじめ実施された検査により取得された、被検眼の特性を示す測定情報である。この測定情報は、当該眼科装置により取得されたものでも、他の眼科装置により取得されたものでもよい。測定情報は、たとえば患者ID等に関連付けられて記憶部212に事前に記憶される。
制御部210は、患者ID等に基づいて被検眼Eに対応する測定情報を選択する。更に、制御部210は、選択された測定情報と、解析部231により取得された被検眼Eの3次元位置に基づいて、相対位置情報を生成する。この処理の例として、角膜形状の偏りに基づいて、x方向およびy方向の相対位置を補正することができる。また、眼軸長に基づいて、z方向の相対位置を補正することができる。後者は、眼底を検査する場合に特に有効である。
このように被検眼Eの測定情報を考慮して相対位置情報を生成することにより、被検眼の個人差に応じたより高確度の相対位置情報を取得し呈示することが可能となる。
〈第6の実施形態〉
従来の眼科装置によるアライメントは、アライメント指標を角膜に投影し、その投影像が所定位置に配置されるように検査用光学系を移動させることにより行われていた。これに対し、この発明の実施形態では、2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析して被検眼の3次元位置を求め、この3次元位置に基づき検査用光学系や支持部を移動させることにより、アライメントを行う。
従来の眼科装置によるアライメントは、アライメント指標を角膜に投影し、その投影像が所定位置に配置されるように検査用光学系を移動させることにより行われていた。これに対し、この発明の実施形態では、2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析して被検眼の3次元位置を求め、この3次元位置に基づき検査用光学系や支持部を移動させることにより、アライメントを行う。
ここで、被検眼の3次元位置を求めるための解析処理は、各撮影画像に描出されている虹彩や瞳孔に基づいて行われる。よって、アライメントは、従来のように角膜を基準とするのではなく、虹彩(または虹彩がなす開口である瞳孔)を基準としてなされることが望ましい。この実施形態では、虹彩(瞳孔)を基準とする(z方向の)アライメントの確度向上を図る技術について説明する。以下、第1の実施形態の構成を示す図3を参照して説明を行う。
記憶部212には、角膜と虹彩(瞳孔)との間の距離を示す距離情報があらかじめ記憶されている。距離情報に示す距離は任意の方法で取得されたものである。たとえば、模型眼(グルストランド模型眼など)に基づく標準的な距離、複数の被検眼の測定結果に基づく統計的な距離、当該被検眼について過去に測定された個別的な距離などがある。
なお、角膜と虹彩との間の距離の測定は、たとえば次のようにして実行できる。まず、被検眼の前眼部をOCT計測して前眼部断層像を取得する。次に、この前眼部断層像を解析して、角膜に相当する画像領域(角膜領域)と、虹彩に相当する画像(虹彩領域)をそれぞれ抽出する。続いて、角膜領域(の角膜後面領域)と虹彩領域(の虹彩前面領域)との間の画素数をカウントするなどして、角膜と虹彩との間の距離を求める。ここで、この距離は、z方向に沿った距離である。このような測定は、眼科装置1自身で行ってもよいし、他の装置で行なってもよい。
解析部231の特徴位置特定部2312は、第1の実施形態と同様に、前眼部カメラ300Aおよび300Bのそれぞれの撮影画像から、虹彩(瞳孔)に相当する特徴位置を特定する。
3次元位置算出部2313は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴位置特定部2312により特定された特徴位置とに基づいて、この特徴部位の3次元位置を算出する。この処理において、記憶部212に記憶された距離情報を参照することができる。たとえば、被検眼Eの角膜(頂点)と検査用光学系との間の距離を取得可能な場合、この距離と、距離情報に示す距離とを加算することで、検査用光学系と虹彩との間の距離を高確度で取得できる。なお、角膜と検査用光学系との間の距離は、図1に示すアライメント光学系50を用いた従来のアライメントによって取得できる。
また、第1の実施形態のようにして取得された虹彩(瞳孔)と検査用光学系との間の距離から、距離情報に示す距離を減算することで、検査用光学系と角膜(頂点)との間の距離が得られる。そして、この得られた距離を用いてz方向のアライメントを行うことが可能である。
〈変形例〉
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加等)を適宜に施すことが可能である。
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加等)を適宜に施すことが可能である。
上記実施形態において、主制御部211は、画像合成部233により形成された合成画像を表示部240Aに表示させることが可能である。それにより、前眼部の立体的な形態を観察することが可能である。
上記実施形態において、主制御部211は、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像の少なくとも1つを表示部240Aに表示させることが可能である。それにより、前眼部の形態を異なる視点(撮影位置)から観察することができる。
眼科装置1が検査に用いる光が前眼部カメラ300による撮影画像に映り込むと、撮影画像に対する画像処理に影響を与えるおそれがある。たとえば眼科装置1に搭載されたLEDやSLDからの光は比較的強度が高く、これが撮影画像に映り込むと画像処理を好適に行えない可能性がある。この問題を解決するために、上記実施形態において、前眼部カメラ300(2以上の撮影部)のそれぞれと被検眼Eとの間に、環境照明の波長以外の波長の光を遮断するフィルタを設けることが可能である。環境照明とは、眼科装置1が配置されている環境において使用されている照明を意味し、たとえば眼科装置1が設置されている部屋に設置されている照明がこれに該当する。また、環境照明は太陽光を含んでいてもよい。なお、当該構成の目的を考慮すると、フィルタは、環境照明に含まれる波長のうち、前眼部カメラ300による撮影に影響を与える波長を遮断するように構成されていてもよい。たとえば、環境照明に含まれる波長のうち、眼科装置1が検査に用いる波長成分(上記LEDやSLDの出力波長など)を遮断するように構成することが可能である。フィルタの具体例として、900nm以下の波長を遮断するフィルタを用いることができる。このような構成を適用することで、前眼部カメラ300による撮影に対する外乱の影響を回避して、前眼部の特徴部位(瞳孔など)が鮮明に描画された撮影画像が得られる。それにより、撮影画像から特徴位置(瞳孔中心など)を特定する解析処理を好適に行うことが可能となる。
上記の実施形態においては、光路長変更部41の位置を変更することにより、信号光LSの光路と参照光LRの光路との光路長差を変更しているが、この光路長差を変更する手法はこれに限定されるものではない。たとえば、参照光の光路に反射ミラー(参照ミラー)を配置し、この参照ミラーを参照光の進行方向に移動させて参照光の光路長を変更することによって、当該光路長差を変更することが可能である。また、被検眼Eに対して眼底カメラユニット2やOCTユニット100を移動させて信号光LSの光路長を変更することにより当該光路長差を変更するようにしてもよい。また、特に被測定物体が生体部位でない場合などには、被測定物体を深度方向(z方向)に移動させることにより光路長差を変更することも可能である。
上記の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク(CD-ROM/DVD-RAM/DVD-ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードディスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)などを用いることが可能である。
また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
1、1000、1100 眼科装置
2 眼底カメラユニット
2A 光学系駆動部
10 照明光学系
30 撮影光学系
31 合焦レンズ
41 光路長変更部
42 ガルバノスキャナ
50 アライメント光学系
60 フォーカス光学系
100 OCTユニット
101 光源ユニット
105 光減衰器
106 偏波調整器
115 CCDイメージセンサ
200 演算制御ユニット
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
212a 収差情報
213 光学系位置取得部
220 画像形成部
230 画像処理部
231 解析部
2311 画像補正部
2312 特徴位置特定部
2313 3次元位置算出部
2314 移動目標位置決定部
232 画像判定部
233 画像合成部
240A 表示部
240B 操作部
300、300A、300B 前眼部カメラ
410 ベース
420 筐体
430 レンズ収容部
440 支持部
440A 顎受け駆動部
500 近接検知部
600 接触検知部
E 被検眼
Ea 前眼部
Ef 眼底
LS 信号光
LR 参照光
LC 干渉光
2 眼底カメラユニット
2A 光学系駆動部
10 照明光学系
30 撮影光学系
31 合焦レンズ
41 光路長変更部
42 ガルバノスキャナ
50 アライメント光学系
60 フォーカス光学系
100 OCTユニット
101 光源ユニット
105 光減衰器
106 偏波調整器
115 CCDイメージセンサ
200 演算制御ユニット
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
212a 収差情報
213 光学系位置取得部
220 画像形成部
230 画像処理部
231 解析部
2311 画像補正部
2312 特徴位置特定部
2313 3次元位置算出部
2314 移動目標位置決定部
232 画像判定部
233 画像合成部
240A 表示部
240B 操作部
300、300A、300B 前眼部カメラ
410 ベース
420 筐体
430 レンズ収容部
440 支持部
440A 顎受け駆動部
500 近接検知部
600 接触検知部
E 被検眼
Ea 前眼部
Ef 眼底
LS 信号光
LR 参照光
LC 干渉光
Claims (36)
- 被検眼を検査するための検査用光学系と、
被検者の顔を支持する支持部と、
前記検査用光学系と前記支持部とを相対的にかつ3次元的に移動する駆動部と、
被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する2以上の撮影部と、
前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼の3次元位置を求める解析部と、
前記3次元位置に基づき前記駆動部を制御することで、前記検査用光学系と前記支持部とを相対移動させる制御部と
を有する眼科装置。 - 前記駆動部は、前記検査用光学系を3次元的に移動する第1駆動部を含み、
前記制御部は、前記3次元位置に基づいて、前記検査用光学系の光軸を被検眼の軸に合わせるように、かつ、被検眼に対する前記検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように前記第1駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記解析部は、
前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析することで、前眼部の所定の特徴部位に相当する当該撮影画像中の特徴位置を特定する特徴位置特定部と、
前記2以上の撮影部の位置と前記2以上の撮影画像中の前記特徴位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置を前記被検眼の3次元位置として算出する3次元位置算出部と
を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 光路の一部を前記検査用光学系と共有し、被検眼の前眼部を動画撮影する動画撮影光学系と、
被検眼に対する前記検査用光学系の位置合わせを行うための指標を被検眼に投影する投影光学系と、
操作部と
を有し、
前記制御部は、前記特徴位置特定部により前記特徴位置が特定されなかった場合に、
前記投影光学系を制御して前記指標を被検眼に投影させ、
前記指標が投影された状態の前眼部の動画像を前記動画撮影光学系に取得させ、
取得された前記動画像を表示部に表示させ、
前記操作部を用いた操作に応じて前記第1駆動部を制御して前記検査用光学系を移動させる
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科装置。 - 前記操作部を用いて前記検査用光学系が移動された後に、前記特徴位置特定部は、前記特徴部位に相当する前記動画像中の画像位置を特定し、
前記制御部は、特定された前記画像位置を示す情報を前記動画像に重ねて表示させる
ことを特徴とする請求項4に記載の眼科装置。 - 前記特徴部位は、前眼部の瞳孔中心または角膜頂点である
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科装置。 - 操作部を有し、
前記制御部は、前記2以上の撮影画像のうちの少なくとも1つを表示部に表示させ、
前記3次元位置算出部は、前記特徴位置特定部により前記特徴位置が特定されなかった場合に、前記2以上の撮影部の位置と、表示された撮影画像に対して前記操作部を用いて指定された画像位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なう
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科装置。 - 前記3次元位置算出部は、前記2以上の撮影画像のうちの1つの撮影画像に対して画像位置が指定された場合、
当該指定された画像位置に対応する他の撮影画像中の画像位置を特定し、
前記2以上の撮影部の位置と、当該指定された画像位置および当該特定された画像位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なう
ことを特徴とする請求項7に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析して当該撮影画像の画質を評価し、画質の評価結果に基づき1つの撮影画像を選択して前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項7に記載の眼科装置。 - 操作部を有し、
前記特徴位置特定部は、前記2以上の撮影画像のそれぞれを解析することで、前記特徴位置の1以上の候補位置を特定し、
前記制御部は、前記2以上の撮影画像のうちの少なくとも1つと、特定された候補位置を示す候補位置情報とを表示部に表示させ、
前記3次元位置算出部は、前記2以上の撮影部の位置と、表示された1以上の候補位置情報のうち前記操作部を用いて指定された候補位置情報に対応する候補位置とに基づいて、前記特徴部位の3次元位置の算出を行なう
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、
前記検査用光学系の現在位置を取得する光学系位置取得部を含み、
取得された前記現在位置と前記解析部により求められた前記被検眼の3次元位置とに基づいて、前記第1駆動部に前記検査用光学系を移動させる
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部は、被検眼の前眼部を異なる方向から並行して動画撮影し、
前記解析部は、前記動画撮影において実質的に同時に得られた2以上のフレームを逐次に解析することで、被検眼の3次元位置を逐次に求め、
前記制御部は、逐次に求められる前記3次元位置に基づき前記第1駆動部を逐次に制御することにより、前記検査用光学系の位置を被検眼の動きに追従させる
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記駆動部は、前記支持部を移動する第2駆動部を含み、
前記制御部は、前記解析部による前記2以上の撮影画像の解析結果に基づいて前記第2駆動部を制御することにより前記支持部を移動させる
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記第2駆動部は、少なくとも上下方向に前記支持部を移動する
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 前記解析部は、前記2以上の撮影画像と前記2以上の撮影部の位置とに基づいて、前記支持部の移動目標位置を決定する移動目標位置決定部を含み、
前記制御部は、前記支持部を前記移動目標位置に移動させるように前記第2駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 被検者の変更を示す情報の入力がなされたときに、前記制御部は、前記支持部を所定の初期位置に移動させるように前記第2駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 前記支持部に対する被検者の近接を検知する近接検知部を有し、
前記近接が検知されたときに、前記制御部は、前記2以上の撮影部を制御して実質的に同時に撮影を行わせる
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 被検者の識別情報を入力するための入力部と、
検査において適用された前記検査用光学系の位置および/または前記支持部の位置を示す位置情報を、当該被検者の識別情報と関連付けて記憶する第1記憶部と
を有し、
前記制御部は、前記入力部により識別情報が入力されたときに、
当該識別情報に関連付けられた位置情報を前記第1記憶部から取得し、
取得された位置情報が示す位置に前記検査用光学系および/または前記支持部を移動させるように前記第1駆動部および/または前記第2駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 前記支持部に対する被検者の顔の接触を検知する接触検知部を有し、
前記接触が検知されているとき、前記制御部は、前記第1駆動部および前記第2駆動部のうち前記第1駆動部についてのみ制御を実行可能である
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 前記接触が検知されていないとき、前記制御部は、前記第1駆動部および前記第2駆動部の双方の制御を実行可能である
ことを特徴とする請求項19に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部を有し、
前記制御部は、
前眼部の画像が前記所定領域に含まれていると判定された場合には前記第1駆動部の制御を行い、
前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合には前記第2駆動部の制御を行う
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部のそれぞれは光学系を含み、
前記2以上の撮影部のそれぞれについて、前記光学系により撮影画像に発生する歪曲収差に関する収差情報をあらかじめ記憶した第2記憶部を有し、
前記解析部は、
前記2以上の撮影画像のそれぞれの歪みを前記収差情報に基づいて補正する補正部を有し、
補正された前記2以上の撮影画像に基づいて前記被検眼の3次元位置を求める
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記収差情報は、前記2以上の撮影部のそれぞれについて、所定の基準点に対する位置を違えて当該撮影部で前記基準点を撮影して得られた複数の撮影画像を解析することにより生成される
ことを特徴とする請求項22に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部の少なくとも1つを移動する撮影移動部と、
前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部と
を有し、
前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合に、前記撮影移動部を制御して前記2以上の撮影部の少なくとも1つを前記支持部から離れる方向および/または前記検査用光学系の光軸から離れる方向に移動させ、
前記判定部は、前記2以上の撮影部の少なくとも1つが移動された後に、前記判定を再度行う
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部の少なくとも1つにより得られた撮影画像を解析することで、前眼部の画像が当該撮影画像中の所定領域に含まれているか否か判定する判定部を有し、
前記制御部は、前眼部の画像が前記所定領域に含まれていないと判定された場合に、所定の警告情報を出力部に出力させる
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影画像の合成画像を形成する画像合成部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記合成画像を表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項26に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記2以上の撮影画像のうちの少なくとも1つを表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部は、前記検査用光学系の光路外の異なる位置に設けられた2つのカメラからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部は、前記検査用光学系の光軸よりも下方に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 光路の一部を前記検査用光学系と共有し、被検眼の前眼部を動画撮影する動画撮影光学系と、
被検眼に対する前記検査用光学系の位置合わせを行うための指標を被検眼に投影する投影光学系と、
操作部と
を有し、
前記制御部は、
前記投影光学系を制御して前記指標を被検眼に投影させ、
前記指標が投影された状態の前眼部の動画像を前記動画撮影光学系に取得させ、
取得された前記動画像を表示部に表示させ、
前記解析部により取得された前記3次元位置に基づいて、被検眼と前記検査用光学系との相対位置を示す相対位置情報を取得し、
取得された相対位置情報を前記表示部に表示させ、
前記操作部を用いた操作に応じて前記第1駆動部を制御して前記検査用光学系を移動させる
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記相対位置情報は、前記検査用光学系の光軸方向、並びに当該光軸方向に直交する水平方向および上下方向のそれぞれにおける前記相対位置を含む
ことを特徴とする請求項31に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記光軸方向における前記相対位置を表示色で示す
ことを特徴とする請求項32に記載の眼科装置。 - あらかじめ取得された被検眼の特性の測定情報を記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記3次元位置と前記測定情報とに基づいて前記相対位置情報を取得する
ことを特徴とする請求項31に記載の眼科装置。 - 前記2以上の撮影部のそれぞれと被検眼との間に、環境照明の波長以外の波長の光を遮断するフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 被検眼を検査するための検査用光学系と、
前記検査用光学系を3次元的に移動する駆動部と、
被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する2以上の撮影部と、
前記2以上の撮影部により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することで、被検眼の3次元位置を求める解析部と、
前記3次元位置に基づいて、前記検査用光学系の光軸を被検眼の軸に合わせるように、かつ、被検眼に対する前記検査用光学系の距離が所定の作動距離になるように前記駆動部を制御する制御部と
を有する眼科装置。
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