WO2024034298A1 - 眼科装置、眼科装置を制御する方法、及び記録媒体 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to an ophthalmological apparatus, a method of controlling an ophthalmic apparatus, and a recording medium.
- Ophthalmological equipment includes slit lamp microscopes, fundus cameras, scanning laser ophthalmoscopes (SLO), and optical coherence tomography (OCT).
- SLO scanning laser ophthalmoscopes
- OCT optical coherence tomography
- various inspection and measurement devices such as refractometers, keratometers, tonometers, specular microscopes, wavefront analyzers, and microperimeters are also equipped with functions for photographing the anterior segment and fundus of the eye.
- slit lamp microscope which is also called a stethoscope for ophthalmologists.
- a slit lamp microscope is an ophthalmological device that illuminates a subject's eye with slit light and observes and photographs the illuminated cross section from the side with a microscope (for example, see Patent Documents 1 and 2 below) .
- a slit lamp microscope is known that can scan a three-dimensional area of the eye to be examined at high speed by using an optical system configured to satisfy Scheimpflug conditions (for example, the following patent document 3).
- a rolling shutter camera is also known as an imaging method that scans an object with slit light.
- JP 2016-159073 Publication Japanese Patent Application Publication No. 2016-179004 JP2019-213733A (International Publication No. 2019/240149)
- One purpose of the present disclosure is to improve ophthalmological imaging.
- One exemplary aspect of the embodiment includes an illumination system that projects illumination light onto the eye to be examined, and an imaging system that photographs the eye to be examined, and the illumination system and the imaging system satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system is configured to include a light source unit that outputs slit illumination light, and an illumination polarizer that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light output by the light source unit, and the illumination system
- the illumination polarization component extracted by a polarizer is projected onto the eye to be examined as the illumination light
- the imaging system extracts the polarization component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light has been projected.
- the ophthalmologic apparatus includes a polarizer and an imaging element that detects the photographing polarized light component extracted by the photographing polarizer.
- an illumination system that projects slit illumination light onto the eye to be examined
- an imaging system that photographs the eye to be examined
- a movement mechanism that moves the illumination system and the imaging system
- a processor e.g., a processor for controlling an ophthalmological apparatus in which the illumination system and the imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions, the illumination system comprising: a light source unit that outputs slit illumination light; and the light source.
- an illumination polarizer for extracting an illumination polarization component from the slit illumination light outputted by the illumination unit, projecting the illumination polarization component extracted by the illumination polarizer onto the subject's eye as the illumination light; includes a photographing polarizer that extracts a photographic polarized light component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light is projected, and an image sensor that detects the photographic polarized light component extracted by the photographic polarizer,
- the processor causes the imaging system to collect a series of images by controlling at least the imaging system and the movement mechanism.
- Yet another exemplary aspect of the embodiment includes an illumination system that projects slit illumination light onto the eye to be examined, an imaging system that photographs the eye to be examined, and a movement mechanism that moves the illumination system and the imaging system.
- a program for causing a computer to control an ophthalmological apparatus configured such that the illumination system and the imaging system satisfy Scheimpflug conditions, the illumination system comprising a light source section that outputs slit illumination light; an illumination polarizer for extracting an illumination polarization component from the slit illumination light output by the light source unit, projecting the illumination polarization component extracted by the illumination polarizer onto the subject's eye as the illumination light;
- the photographing system includes a photographing polarizer that extracts a photographing polarized light component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light is projected, and an image sensor that detects the photographing polarized light component extracted by the photographing polarizer.
- the program causes the computer to control at least the imaging system and the movement mechanism, thereby
- Yet another exemplary aspect of the embodiment includes an illumination system that projects slit illumination light onto the eye to be examined, an imaging system that photographs the eye to be examined, and a movement mechanism that moves the illumination system and the imaging system.
- a computer-readable non-transitory recording medium on which a program for causing a computer to execute control of an ophthalmological apparatus configured such that the illumination system and the photographing system satisfy Scheimpflug conditions is recorded;
- the system includes a light source unit that outputs slit illumination light, and an illumination polarizer that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light output by the light source unit, and the illumination polarization component extracted by the illumination polarizer. is projected onto the eye to be examined as the illumination light; an image sensor that detects the photographed polarized light component, and the program causes the computer to collect a series of images in the photographing system by at least controlling the photographing system and controlling the moving mechanism.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram depicting the configuration and operation of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram depicting the configuration and operation of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram depicting the configuration and operation of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
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- 3 is a timing chart illustrating processing performed by an ophthalmologic apparatus according to one exemplary aspect of an embodiment.
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- 3 is a timing chart illustrating processing performed by an ophthalmologic apparatus according to one exemplary aspect of an embodiment.
- 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram depicting the configuration and operation of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram depicting the configuration and operation of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
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- FIG. 1 is a schematic diagram depicting the configuration and operation of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
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- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 3 is a flowchart representing processing performed by an ophthalmologic apparatus according to one exemplary aspect of an embodiment.
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating processing performed by an ophthalmologic apparatus according to one exemplary aspect of an embodiment.
- 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment.
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- FIG. 3 is a flowchart representing processing performed by an ophthalmologic apparatus according to one exemplary aspect of an embodiment.
- 3 is a flowchart representing processing performed by an ophthalmologic apparatus according to one exemplary aspect of an embodiment.
- 1 is a schematic diagram representing an image generated by processing performed by an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment;
- FIG. 1 is a schematic diagram representing an image generated by processing performed by an ophthalmological device according to one exemplary aspect of an embodiment;
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- any known technology can be combined with any aspect of the present disclosure.
- any matter disclosed in the documents cited herein can be combined with any aspect of the present disclosure.
- any known technology in the technical field related to the present disclosure can be combined with any aspect of the present disclosure.
- Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-213733 (International Publication No. 2019/240149)
- Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-213733 (International Publication No. 2019/240149)
- any technical matter disclosed by the applicant of the present application regarding technology related to the present disclosure can be combined with any aspect of the present disclosure.
- the circuit configuration or processing circuit configuration includes a general-purpose processor, a special-purpose processor, an integrated circuit, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit) configured and/or programmed to perform at least a portion of the disclosed functions. ), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), programmable logic device (for example, SPLD (Simple Programmable Logic Device), CPLD (Complex Pr Logic Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), conventional circuit configurations, and any of these A processor is considered to be a processing circuitry or circuitry that includes transistors and/or other circuitry.
- circuitry, unit, means, or similar terminology refers to the disclosure Hardware that performs at least some of the functions disclosed herein, or hardware that is programmed to perform at least some of the functions disclosed. or may be known hardware programmed and/or configured to perform at least some of the functions described.A processor where the hardware may be considered a type of circuitry.
- circuitry, unit, means, or similar terms is a combination of hardware and software, the software being used to configure the hardware and/or the processor.
- Embodiments according to the present disclosure aim to improve ophthalmological imaging using an optical system that satisfies Scheimpflug conditions.
- some exemplary aspects of embodiments of the present disclosure seek to improve ophthalmic imaging in which images are acquired while moving an optical system that satisfies Scheimpflug conditions.
- Images acquired by conventional ophthalmological equipment equipped with optical systems that satisfy Scheimpflug conditions are contaminated with noise caused by the specular reflection of illumination light projected onto the subject's eye (referred to as specular reflection noise).
- specular reflection noise caused by the specular reflection of illumination light projected onto the subject's eye
- images of specular reflection from tissues with high reflectance such as the cornea may be mixed in as noise.
- OCT optical coherence tomography
- the visibility of images of other tissues may be impaired due to relatively excessive reflection from tissues with high reflectance.
- strong reflections from the cornea can impair the visibility of intraocular tissues such as the crystalline lens.
- the embodiments according to the present disclosure have been made with attention to at least these problems, but the actions and effects of the embodiments according to the present disclosure, and the objectives achieved by the embodiments according to the present disclosure are based on these problems.
- the present invention is not limited to matters related to the subject, but is intended to improve imaging using an ophthalmological apparatus equipped with an optical system that satisfies Scheimpflug conditions from various viewpoints.
- the embodiment according to the present disclosure has the following configuration. That is, the ophthalmologic apparatus according to the embodiment includes an illumination system and an imaging system, and the illumination system and imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system of the embodiment includes a light source section that outputs slit illumination light, and a polarizer that extracts a predetermined polarized light component from the slit illumination light outputted by the light source section. It is configured to project the polarized light component as illumination light onto the eye to be examined.
- the slit illumination light has a beam cross-sectional shape that is macroscopically substantially line-shaped and microscopically elongated and generally rectangular, such as light whose beam cross-sectional shape is shaped through a slit. It may be light shaped into
- a light source unit that generates slit illumination light includes a light source unit that includes a light source (light emitting element) and a slit forming mechanism like a standard slit lamp microscope, a light source unit that includes a light source and a one-dimensional optical scanner, and It may be any light source unit including a line light source that emits light having a one-dimensional beam cross-sectional shape when viewed macroscopically.
- the polarizer in the illumination system of the embodiment is called an illumination polarizer, and the polarized light component extracted from the slit illumination light by the illumination polarizer is called an illumination polarized light component.
- the illumination polarizer may be any type of polarizer, for example either a transmissive polarizer or a reflective polarizer.
- the imaging system of the embodiment includes a polarizer that extracts a predetermined polarization component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light is projected, and an image sensor that detects the imaging polarization component extracted by the polarizer. I'm here.
- the light that enters the imaging system may include not only the return light of the slit illumination light but also any type of light such as environmental light.
- the polarizer in the imaging system of the embodiment is called a shooting polarizer, and the polarized light component extracted from the returned light by the shooting polarizer is called a shooting polarization component.
- the photographic polarizer may be any type of polarizer, for example either a transmissive polarizer or a reflective polarizer.
- the imaging device in the imaging system of the embodiments may be of any type, and the imaging device of some example aspects may be any type of area sensor, such as a CCD area sensor or a CMOS area sensor.
- An optical system (illumination system and imaging system) that satisfies Scheimpflug conditions is, for example, an optical system disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-open No. 2019-213733 (International Publication No. 2019/240149)) that uses illumination polarization.
- the configuration may be a combination of a polarizer and a photographing polarizer, but the configuration is not limited thereto.
- the ophthalmological apparatus according to the embodiment can focus on a wide range of the subject's eye and perform imaging. For example, with anterior segment imaging, it is possible to focus on at least the area defined by the anterior surface of the cornea and the posterior surface of the crystalline lens, and the entire main observation target of the anterior segment can be expressed in high definition. becomes possible.
- the ophthalmologic apparatus includes an illumination polarizer and a photographing polarizer, it is possible to improve ophthalmologic imaging by using various operations and various processes related to polarization. For example, as will be described in detail later, one aspect is capable of removing specular reflection noise in eye images, and another aspect is the reduction in image visibility caused by differences in the reflectance of eye tissues. In another aspect, it is possible to determine the polarization characteristics of the eye to be examined.
- the ophthalmological apparatus includes an illumination polarizer and a photographing polarizer, as well as an illumination system and a photographing system configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- This new method has the novel and remarkable effect of being able to achieve all of the following: wide range, high definition (drawing power) over the entire imaging range, and improvement in ophthalmological imaging using polarized light.
- the ophthalmological apparatus it is possible to generate a wide-range and high-definition eye image in which specular reflection noise is removed, and to eliminate the reduction in image visibility caused by differences in the reflectance of eye tissues. It becomes possible to generate wide-ranging and high-definition eye images, and to obtain polarization characteristics over a wide range of the subject's eye with high quality (any type of information quality such as accuracy, precision, reproducibility, etc.).
- An ophthalmological device may be configured to scan a three-dimensional region of an eye to be examined. According to such an aspect, it is possible to image a wide three-dimensional region of the eye to be examined with high drawing power, and it is also possible to improve ophthalmological imaging using polarized light.
- the illumination system has linear polarization characteristics instead of the combination of a light source unit that outputs slit illumination light and an illumination polarizer that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light output by the light source unit.
- the light source may include a light source (eg, a semiconductor laser) that emits light having a .
- the illumination system of this other embodiment may not include a polarizer. Moreover, the illumination system of this another embodiment has a mechanism for changing the polarization direction of the illumination light by rotating a light source that emits light having linear polarization characteristics, and/or a mechanism that changes the polarization direction of the illumination light output from the light source having linear polarization characteristics. It may also include means (optical element, mechanism, etc.) for changing the polarization direction of light.
- the present disclosure also includes an ophthalmologic apparatus that includes the following elements: the ophthalmologic apparatus includes an illumination system that projects illumination light onto the eye to be examined; the ophthalmologic apparatus includes an imaging system that photographs the eye to be examined; The illumination system and imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions;
- the illumination system includes a light source unit that outputs linearly polarized slit illumination light;
- the imaging system is configured to project the slit illumination light of the linearly polarized light onto the eye to be examined as the illumination light;
- the imaging system includes an imaging element that detects the imaging polarization component extracted by the imaging polarizer.
- the present disclosure includes an ophthalmologic apparatus that includes the following elements: the ophthalmologic apparatus includes an illumination system that projects illumination light onto the eye to be examined; the ophthalmologic apparatus includes an imaging system that images the eye to be examined; The illumination system and imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions; The illumination system is configured to project linearly polarized slit illumination light onto the eye to be examined as the illumination light.
- the imaging system includes a imaging polarizer that extracts imaging polarization components from the return light from the subject's eye onto which the linearly polarized slit illumination light is projected; It includes an image sensor that detects polarized light components.
- the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment is shown in FIGS. 1 and 2.
- the ophthalmological apparatus 1000 according to this aspect includes an illumination system 1010, an imaging system 1020, and a control section 1030.
- the illumination system 1010 is configured to project illumination light onto the eye E to be examined.
- the illumination system 1010 includes a light source section 1011 that outputs slit illumination light, and an illumination polarizer 1012 that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light outputted by the light source section 1011.
- the illumination system 1010 further includes elements other than these (for example, an objective lens).
- the photographing system 1020 photographs the eye E to be examined and generates a digital image.
- the imaging system 1020 includes an imaging polarizer 1021 that extracts an imaging polarization component from the return light from the eye E onto which the slit illumination light is projected by the illumination system 1010, and a imaging polarizer 1021 that detects the imaging polarization component extracted by the imaging polarizer 1021.
- An image sensor 1022 is included.
- the imaging system 1020 further includes elements other than these (for example, an objective lens).
- the illumination system 1010 and the imaging system 1020 are configured to satisfy Scheimpflug conditions. More specifically, a plane passing through the optical axis of the optical system (illumination optical system) of the illumination system 1010 (a plane including the object surface), a principal plane of the optical system (photographing optical system) of the imaging system 1020, and an image sensor The illumination system 1010 and the imaging system 1020 are configured such that the imaging plane 1022 intersects on the same straight line.
- the illumination system 1010 and the photographing system 1020 are included in a photographing unit for photographing the eye E to be examined.
- the photographing unit functions as a Scheimpflug camera, and the photographing system 1020 is in focus at all positions in the object plane (all positions along the optical axis of the illumination system 1010), and the photographing unit is configured to take the subject's eye E into focus. You can take pictures of The image generated by the photographing unit is sometimes called a Scheimpflug image.
- Some non-limiting specific examples of optical systems (illumination optical system and photographic optical system) configured to satisfy Scheimpflug conditions will be described later.
- the control unit 1030 is configured to control the illumination system 1010 and the imaging system 1020.
- the illumination system 1010 and the photographing system 1020 generate Scheimpflug images by photographing the eye E under the control of the control unit 1030.
- the control unit 1030 includes hardware elements such as a processor and a storage device.
- the storage device stores computer programs such as control programs.
- the functions of the control unit 1030 are realized by cooperation between software such as a control program and hardware such as a processor.
- Some example embodiments of the ophthalmic device may not include the controller 1030.
- the control of the illumination system 1010 and the control of the imaging system 1020 are executed, for example, by a computer (processor) located outside the ophthalmological apparatus.
- a light source unit 1011 outputs slit illumination light
- an illumination polarizer 1012 extracts an illumination polarization component from the slit illumination light
- an illumination system 1010 outputs the illumination polarization component.
- the component is projected onto the eye E to be examined as illumination light.
- a portion of the return light of the illumination light projected onto the eye E to be examined enters the imaging system 1020.
- a photographing polarizer 1021 extracts a photographing polarized light component from the returned light incident on the photographing system 1020, and an image sensor 1022 detects this photographing polarized light component.
- the data output from the image sensor 1022 that has detected the photographed polarized light component is image data (Scheimpflug image of the eye E to be examined).
- This Scheimpflug image includes information representing the polarization state of the return light of the illumination light projected onto the eye E to be examined.
- the return light of the illumination light projected onto the eye E to be examined is affected by the polarization characteristics of the eye E, and this Scheimpflug image includes information representing the polarization characteristics of the eye E to be examined.
- the ophthalmological apparatus 1000 of this embodiment configured in this way, it is possible to generate a high-quality image that reflects the polarization characteristics of the subject's eye E over a wide range, and it is possible to improve ophthalmological imaging. .
- the configuration of an ophthalmologic apparatus according to one aspect of the embodiment is shown in FIGS. 3, 4A, and 4B.
- the ophthalmological apparatus 1100 according to this embodiment includes a polarizer moving mechanism 1040 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, and control section 1030 as the ophthalmological apparatus 1000.
- the polarizer moving mechanism 1040 is configured to move the polarizer with respect to the optical path.
- Polarizer moving mechanism 1040 includes an actuator that generates a driving force and a mechanism that transmits the generated driving force to the polarizer.
- Polarizer moving mechanism 1040 operates under the control of control unit 1030.
- the polarizer moving mechanism 1040 of this embodiment includes an illumination polarizer moving mechanism 1041 and a photographing polarizer moving mechanism 1042.
- the illumination polarizer moving mechanism 1041 is configured to insert and remove the illumination polarizer 1012 into and from the optical path of the illumination system 1010 (illumination optical path). That is, the illumination polarizer moving mechanism 1041 is configured to perform an operation of inserting the illumination polarizer 1012 into the illumination optical path and an operation of retracting the illumination polarizer 1012 from the illumination optical path.
- the photographing polarizer moving mechanism 1042 is configured to insert and remove the photographing polarizer 1021 into and from the optical path of the photographing system 1020 (photographing optical path).
- the control unit 1030 controls the illumination polarizer moving mechanism 1041 and the imaging polarizer moving mechanism 1042. As shown in FIGS. 4A and 4B, the control unit 1030 can control the illumination polarizer moving mechanism 1041 and the imaging polarizer moving mechanism 1042 in a coordinated manner.
- control unit 1030 controls the illumination polarizer moving mechanism 1041 for inserting the illumination polarizer 1012 into the illumination optical path, and the photographing polarizer moving mechanism 1042 for inserting the photographing polarizer 1021 into the photographing optical path.
- the control of 1042 is executed in conjunction with the control of 1042.
- the control unit 1030 can arrange the illumination polarizer 1012 on the illumination optical path and retreat the photographing polarizer 1021 from the photographing optical path.
- the subject's eye E can be photographed using the illumination polarization component of the slit illumination light as illumination light.
- control unit 1030 can retreat the illumination polarizer 1012 from the illumination optical path and place the photographing polarizer 1021 on the photographing optical path.
- FIG. 5 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmological apparatus 1200 according to this embodiment includes a moving mechanism 1050 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, and control unit 1030 as the ophthalmological apparatus 1000.
- the moving mechanism 1050 is configured to move the illumination system 1010 and the imaging system 1020.
- the moving mechanism 1050 includes an actuator that generates a driving force and a mechanism that transmits the generated driving force to the illumination system 1010 and the imaging system 1020.
- the moving mechanism 1050 operates under the control of the control unit 1030.
- the moving mechanism 1050 may include a mechanism having a function equivalent to that of moving the illumination system 1010 and the imaging system 1020.
- Such mechanisms include mechanisms (illumination scanners, movable illumination mirrors) that move the illumination position (projection position of the illumination light with respect to the eye E to be examined) by deflecting the illumination light, and mechanisms that deflect the return light from the eye E to be examined.
- mechanisms photography scanners, movable photographic mirrors that move the photographing position by moving the camera.
- the eye E to be examined is scanned using the illumination system 1010 and the imaging system 1020 that satisfy the Scheimpflug condition, that is, the illumination system 1010 and the imaging system 1020 that satisfy the Scheimpflug condition are moved. It is possible to collect images at the same time. Thereby, a plurality of images (Scheimpflug image group) can be collected from the three-dimensional region of the eye E to be examined. Furthermore, it is possible to construct a three-dimensional image from a group of collected Scheimpflug images and to create a rendered image of this three-dimensional image.
- FIGS. 6A and 6B Two examples of scanning according to this aspect are shown in FIGS. 6A and 6B.
- the scan shown in FIG. 6A consists of the output of illumination light by the illumination system 1010 (projection of illumination light onto the subject's eye E), the exposure (photography) of the image sensor 1022 of the imaging system 1020, and the illumination system moved by the movement mechanism 1050. 1010 and the position (scanning position) of the imaging system 1020 (scanning position).
- the scan in this example involves continuous output of illumination light, repeated photographing (exposure) by the image sensor 1022, and the illumination system 1010 and photographing system 1020 from the scan start position to the scan end position. This is achieved by combining continuous movement of Repetitive exposure of the image sensor 1022 is performed by alternately repeating exposure and charge transfer (and exposure standby).
- the scan shown in FIG. 6A has the advantage of being simple and easy to control, it also has the disadvantage that a blurred image may be obtained due to movement of the scan position during exposure or eye movement of the subject's eye E.
- the illumination light is continuously projected onto the subject's eye E even when the exposure is not in progress, which may place a burden on the subject.
- the scan shown in FIG. 6B takes this problem into consideration.
- control is performed so that the projection time of the illumination light onto the eye E to be examined is shorter than the exposure time of the image sensor 1022.
- This control is realized by combining control of the illumination system 1010, control of the imaging system 1020, and control of the moving mechanism 1050.
- the control of the illumination system 1010 may be any type of control, for example, electrical control such as light source control (on/off) or electronic shutter control, mechanical shutter control or rotary shutter control. It may be mechanical control such as control, or it may be a combination of electrical control and mechanical control.
- This light source is provided in the light source section 1011.
- the shutter is provided in the light source unit 1011 and is configured to switch between passing and blocking the light output from the light source (that is, switching between projecting and not projecting the illumination light to the eye E to be examined). has been done. Note that a shutter may be placed at a position subsequent to the illumination polarizer 1012.
- Control of the illumination system 1010 is not limited to control for switching between a state in which illumination light is projected onto the eye E (projection state) and a state in which it is not projected (non-projection state);
- the control may also be for modulating the intensity (light amount) of the illumination light projected onto the object.
- the control of the imaging system 1020 may be any type of control, for example, electrical control such as control of the image sensor 1022 or control of an electronic shutter, control of a mechanical shutter, control of a rotary shutter, etc.
- Electrical control such as control of the image sensor 1022 or control of an electronic shutter, control of a mechanical shutter, control of a rotary shutter, etc.
- Mechanical control may be used, or a combination of electrical control and mechanical control may be used.
- the length of the period during which the illumination light is projected onto the eye E is the length of the period during which the image sensor 1022 can receive light (the exposure period).
- the illumination light output sequence (chronologically arranged) is controlled such that at least part of the projection period overlaps at least part of the exposure period. (a plurality of outputs) and an exposure sequence (a plurality of exposures arranged in chronological order) of the image sensor 1022 are synchronized with each other.
- a portion of the exposure period coincides with one illumination light projection period.
- the length of the illumination light projection period is shorter than the length of the exposure period (exposure time), and This entire projection period overlaps.
- exposure in each exposure period in the exposure sequence, exposure (light reception and charge accumulation by the image sensor 1022) is substantially performed only during a projection period shorter than the exposure period. Image blurring caused by movement of the scan position or eye movement during exposure can be reduced more than in the case of the scan shown in FIG. 6A.
- the scan position is continuously moved. It is also possible to move the scanning position in a stepwise manner, but in addition to increasing the complexity of control, vibrations caused by repeated sudden starts and stops of the illumination system 1010 and the imaging system 1020 can adversely affect the imaging quality. Taking into account the nature of the difference, it is considered better to move the scan position continuously as in the scan shown in FIG. 6B. However, the embodiments according to the present disclosure do not exclude a mode in which the scanning position is moved in a stepwise manner.
- one entire projection period of illumination light corresponds to a partial period of one exposure period of the image sensor 1022 (temporally overlapping). , parallel in time).
- the conditions (scan conditions) for obtaining the above-mentioned effect of the scan shown in FIG. At least a part of the projection period of the image sensor 1022 overlaps with at least a part of the exposure period of the image sensor 1022.
- a scanning method that satisfies this scanning condition is not limited to the scanning shown in FIG. 6B.
- Another example of a scanning method that satisfies this scanning condition is the scanning shown in FIG. 7B.
- a partial period of one projection period of illumination light corresponds to a partial period of one exposure period of the image sensor 1022.
- the configuration of an ophthalmologic apparatus according to one aspect of the embodiment is shown in FIGS. 8, 9A, and 9B.
- the ophthalmological apparatus 1300 according to this embodiment includes a polarizer drive mechanism 1060 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, and control section 1030 as the ophthalmological apparatus 1000.
- the polarizer drive mechanism 1060 is configured to change the direction (polarization direction) of the polarized light component extracted by the polarizer.
- the polarizer drive mechanism 1060 drives the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and/or to drive the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and/or to drive the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and/or to drive the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and/or to drive the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and/or to drive the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and/or to change
- the polarizer is a polarizing plate.
- a polarizing plate is an optical element that allows only light polarized in a specific direction to pass through.
- polarizer drive mechanism 1060 is configured to rotate the polarizing plate. By rotating the polarizing plate, the polarization direction of light passing through the polarizing plate changes.
- the polarizer drive mechanism 1060 of this example includes an illumination polarizer drive mechanism 1061 and a photographing polarizer drive mechanism 1062.
- the illumination polarizer drive mechanism 1061 is configured to drive the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light.
- the photographing polarizer drive mechanism 1062 is configured to drive the photographing polarizer 1021 in order to change the polarization direction of the photographing polarization component extracted from the return light from the eye E to be examined.
- FIGS. 9A and 9B represent the following two operations (1) and (2) of the polarizer drive mechanism 1060.
- the illumination polarizer drive mechanism 1061 changes the polarization direction of the light passing through the illumination polarizer 1012 into two different polarization directions, so that the illumination polarization component extracted from the slit illumination light is divided into two polarization directions. A first illumination polarization component corresponding to one polarization direction and a second illumination polarization component corresponding to the other polarization direction are switched.
- the imaging polarizer drive mechanism 1062 changes the polarization direction of the light passing through the imaging polarizer 1021 into two different polarization directions, so that the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E is , the first imaging polarization component corresponding to one of these two polarization directions and the second imaging polarization component corresponding to the other polarization direction are switched.
- the polarizer drive mechanism 1060 includes both an illumination polarizer drive mechanism 1061 and a photographing polarizer drive mechanism 1062, but the polarizer drive mechanism 1060 in another example Only one of the child drive mechanism 1061 and the photographing polarizer drive mechanism 1062 may be included.
- both the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light and the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E may be variable, or the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light may be variable.
- the polarization direction of the illumination polarization component to be detected may be fixed, and the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E to be examined may be variable, or the illumination polarization component extracted from the slit illumination light.
- the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E may be fixed.
- the illumination polarizer drive mechanism 1061 changes the polarization direction of the light passing through the illumination polarizer 1012 into two mutually different polarization directions.
- the drive mechanism 1061 may be configured to change the polarization direction of light passing through the illumination polarizer 1012 into three or more different polarization directions.
- the number of polarization directions switched by the illumination polarizer drive mechanism 1061 may be arbitrary, and furthermore, the mode of change in the polarization direction by the illumination polarizer drive mechanism 1061 may be a stepwise (discrete) change. It is not limited and may be a continuous change.
- the number of polarization directions switched by the photographing polarizer drive mechanism 1062 may be arbitrary, and furthermore, the manner in which the polarization direction is changed by the photographing polarizer drive mechanism 1062 may be a stepwise change or a continuous change. It may be either.
- the control unit 1030 controls the illumination polarizer drive mechanism 1061 and the imaging polarizer drive mechanism 1062.
- the control unit 1030 may perform the control of the illumination polarizer drive mechanism 1061 and the control of the imaging polarizer drive mechanism 1062 in a coordinated manner. Further, the control unit 1030 may control the illumination polarizer drive mechanism 1061 and the photography polarizer drive mechanism 1062 independently of each other. When only one of the illumination polarizer drive mechanism 1061 and the photographing polarizer drive mechanism 1062 is provided, the control unit 1030 controls the polarizer drive mechanism.
- the polarizer drive mechanism 1060 (the illumination polarizer drive mechanism 1061 and/or the photographing polarizer drive mechanism 1062) distinguishes between the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012 and the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012. It may be configured to relatively change the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the optometry E.
- the polarizer drive mechanism 1060 configured in this manner is an example of a first polarizer drive mechanism.
- the polarizer drive mechanism 1060 drives the illumination polarizer 1012 to generate the illumination polarized light extracted from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012. It is possible to relatively change the polarization direction of the component and the polarization direction of the photographing polarized light component extracted from the return light from the eye E by the photographing polarizer 1021.
- the polarizer driving mechanism 1060 drives the photographing polarizer 1021, thereby causing the polarizer 1012 to extract the light from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012. It is possible to relatively change the polarization direction of the illumination polarized light component obtained by the imaging polarizer 1021 and the polarization direction of the photographed polarized light component extracted from the return light from the eye E by the photographing polarizer 1021.
- the polarizer drive mechanism 1060 can drive either the illumination polarizer 1012 or the photographing polarizer 1021.
- the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012 and the polarization direction of the photographing polarization component extracted from the return light from the eye E by the photographing polarizer 1021. can be relatively changed.
- the polarizer drive mechanism 1060 extracts from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012 by both driving the illumination polarizer 1012 and driving the imaging polarizer 1021. It is possible to relatively change the polarization direction of the illumination polarization component that is detected and the polarization direction of the imaging polarization component that is extracted from the return light from the eye E by the imaging polarizer 1021.
- the illumination polarizer 1012 is driven to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and/or the illumination polarization component is extracted from the return light from the eye E. Since the camera is configured to drive the photography polarizer 1021 to change the polarization direction of the photography polarization component, photography and measurement using polarized light can be performed under various conditions.
- the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light and the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E are relatively changed. Since the combination of the polarization state of the light projected onto the subject's eye E and the polarization state of the light detected by the image sensor 1022 can be varied variously, it is possible to perform photography using polarized light. It is possible to perform measurements under various conditions.
- FIG. 10 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmological apparatus 1400 according to this embodiment includes a moving mechanism 1050 and a polarizer drive mechanism 1060 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, and control unit 1030 as the ophthalmological apparatus 1000.
- the moving mechanism 1050 of this embodiment may be similar to the moving mechanism 1500 included in the ophthalmologic apparatus 1200 described in conjunction with FIGS. 5 to 7B.
- the polarizer drive mechanism 1060 of this embodiment may be similar to the polarizer drive mechanism 1060 included in the ophthalmologic apparatus 1300 described in conjunction with FIGS. 8 to 9B.
- the ophthalmologic apparatus 1400 of this embodiment may have a hardware configuration that is a combination of the two ophthalmologic apparatuses 1200 and 1300 described above, but is not limited thereto.
- the ophthalmologic apparatus 1400 of this embodiment which includes the moving mechanism 1050 and the polarizer drive mechanism 1060, can collect a series of Scheimpflug images (Scheimpflug image group) from a three-dimensional region of the eye E to be examined, and uses polarized light. It is possible to take photos and measure images under various conditions. That is, the ophthalmologic apparatus 1400 of this embodiment can apply imaging and measurement to a three-dimensional region of the eye E under various conditions using polarized light.
- the moving mechanism 1050 moves the illumination system 1010 and the imaging system 1020 in a predetermined direction (scanning direction). This scanning direction may be fixed or variable. When the scan direction is variable, the control unit 1030 controls the movement mechanism 1050 to move the illumination system 1010 and the imaging system 1020 in a prespecified scan direction.
- the scan direction is typically the horizontal or vertical direction.
- the lateral direction is a direction from the inner corner of the eye E to the outer corner of the eye, or the opposite direction.
- the vertical direction is a direction from the upper eyelid side to the lower eyelid side of the eye E to be examined, or the opposite direction.
- scanning may be performed by rotating the slit light around the optical axis of the eye E to be examined or its vicinity.
- the scanning direction may be arbitrary, but the relationship between the scanning direction and the polarization direction may also be arbitrary. That is, the relationship between the movement direction of the illumination system 1010 and the imaging system 1020 by the movement mechanism 1050 and the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012 may be freely set. Furthermore, the relationship between the moving direction of the illumination system 1010 and the imaging system 1020 by the moving mechanism 1050 and the polarization direction of the imaging polarized light component extracted from the return light from the eye E by the imaging polarizer 1021 can be freely set. It's okay to be.
- the polarization direction of the illumination polarization component is orthogonal to the scan direction, and to arrange the polarization direction of the imaging polarization component to be parallel to the scan direction.
- FIG. 11 is referred to in order to explain the relationship between the scanning direction and the polarization direction, and illustration of the control unit 1030, moving mechanism 1050, polarizer driving mechanism 1060, etc. is omitted.
- the illumination system provided in the photographing unit 2001 includes a light source 2011 that emits light, a collimator lens 2012 that converts the light emitted from the light source 2011 into parallel light, and generates slit illumination light from the parallel light generated by the collimator lens 2012.
- lens 2015. Note that the illumination system may include elements other than these.
- the polarizing plate 2014 (polarizer) in this example is arranged so as to extract the polarization component of parallel light
- the arrangement of the polarizer is not limited to this.
- a polarizer may be arranged to extract the polarized component of the light.
- the photographing system provided in the photographing unit 2001 includes an objective lens 2021 that collects return light from the eye E onto which illumination light (polarized illumination component) has been projected, and a photographing system that takes pictures from the return light collected by the objective lens 2021. It includes a polarizing plate 2022 that extracts polarized light components, and an image sensor 2023 that detects the captured polarized light components extracted by the polarizing plate 2022. Note that the imaging system may include elements other than these.
- the polarizing plate 2014 of the illumination system is arranged to selectively pass light vibrating in a direction perpendicular to the scanning direction 2002.
- the polarizing plate 2022 of the imaging system is arranged so as to selectively pass the light vibrating in a direction parallel to the scanning direction 2002, as shown in an enlarged perspective view 2024 thereof.
- the polarization direction of the illumination polarization component can be arranged parallel to the scanning direction, and the polarization direction of the imaging polarization component can be arranged so as to be orthogonal to the scanning direction.
- illustration of this example is omitted, the polarizing plate 2014 of the illumination system in FIG. 11 is rotated 90 degrees around the illumination optical axis, and the polarizing plate 2022 of the imaging system is rotated 90 degrees around the imaging optical axis. It is possible to achieve the configuration of this example.
- the light diffusely reflected by the subject's eye E can be reduced. Since selective detection is possible, it is possible to collect a series of diffuse reflection images from a three-dimensional region of the eye E to be examined.
- the diffuse reflection image is an image of a light component whose polarization information has changed due to reflection on the eye E to be examined.
- both the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component can be arranged to be perpendicular to the scanning direction.
- both the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component can be arranged parallel to the scanning direction.
- the relationship between the movement direction of the illumination system 1010 and the imaging system 1020 by the movement mechanism 1050 and the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012 is determined. It is possible to change it.
- the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment is shown in FIGS. 12 and 13.
- the ophthalmological apparatus 1500 according to this aspect includes an illumination system 1010, an imaging system 1020, a control section 1030, and a polarizer drive mechanism 1060 similar to those of the ophthalmological apparatus 1300.
- the imaging system 1020 of this embodiment includes a first imaging system 1020A and a second imaging system 1020B.
- Illumination system 1010 and first imaging system 1020A are configured to satisfy Scheimpflug conditions
- illumination system 1010 and second imaging system 1020B are configured to satisfy Scheimpflug conditions. has been done.
- the number of imaging systems is not limited to two, and may be three or more.
- the first imaging system 1020A and the second imaging system 1020B are arranged in different directions with respect to the eye E to be examined. In other words, the first imaging system 1020A and the second imaging system 1020B are arranged to photograph the eye E from different directions.
- the first imaging system 1020A and the second imaging system 1020B are arranged in opposite directions with respect to the illumination system 1010.
- the relative position of the first imaging system 1020A with respect to the illumination system 1010 and the relative position of the second imaging system 1020B with respect to the illumination system 1010 may be symmetrical or asymmetrical.
- the angle formed by the optical axis (second photographing optical axis) may be the same or different.
- the first imaging system 1020A includes a first imaging polarizer that extracts an imaging polarization component (first imaging polarization component) from the return light (first return light) from the eye E onto which the slit illumination light is projected. 1021A, and a first imaging element 1022A that detects the first imaging polarization component extracted by the first imaging polarizer 1021A.
- the second imaging system 1020B has a second imaging system that extracts an imaging polarization component (second imaging polarization component) from the return light (second return light) from the eye E onto which the slit illumination light has been projected. It includes a photographing polarizer 1021B and a second image sensor 1022B that detects the second photographing polarization component extracted by the second photographing polarizer 1021B.
- the photographing polarizer of this embodiment includes a first photographing polarizer 1021A provided in the first photographing system 1020A and a second photographing polarizer 1021B provided in the second photographing system 1020B.
- the image sensor of this embodiment includes a first image sensor 1022A provided in the first image sensor 1020A and a second image sensor 1022B provided in the second image sensor 1020B. There is.
- the first returned light is the light that entered the first imaging system 1020A
- the second returned light is the light that entered the second imaging system 1020B.
- the polarization direction of the first imaging polarization component and the polarization direction of the second imaging polarization component may be the same or different.
- the polarizer drive mechanism 1060 of this example includes an illumination polarizer drive mechanism 1061, a first photography polarizer drive mechanism 1062A, and a second photography polarizer drive mechanism 1062B.
- the illumination polarizer drive mechanism 1061 is configured to drive the illumination polarizer 1012 to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light.
- the first imaging polarizer drive mechanism 1062A drives the first imaging polarizer 1021A to change the polarization direction of the first imaging polarization component extracted from the first return light from the eye E. It is configured as follows.
- the second photographing polarizer drive mechanism 1062B drives the second photographing polarizer 1021B for changing the polarization direction of the second photographing polarized light component extracted from the second return light from the eye E. It is configured to drive.
- the polarizer drive mechanism 1060 includes an illumination polarizer drive mechanism 1061 and two photographing polarizer drive mechanisms 1062A and 1062B, but in another example, the polarizer drive mechanism 1060 includes: The illumination polarizer drive mechanism 1061 may not be included, and only the two imaging polarizer drive mechanisms 1062A and 1062B may be included.
- the polarizer drive mechanism 1060 includes two imaging polarizer drive mechanisms 1062A and 1062B, but in another example, the polarizer drive mechanism 1060 includes a single imaging polarizer drive mechanism 1062. May contain. In this case, one of the polarization direction of the first imaging polarization component and the polarization direction of the second imaging polarization component is fixed, and the other is variable.
- the polarizer drive mechanism 1060 may include three or more imaging polarizer drive mechanisms corresponding to three or more imaging systems, or one of the three or more imaging systems.
- One or more imaging polarizer drive mechanisms corresponding to the above imaging system may be included.
- the control unit 1030 controls the illumination polarizer drive mechanism 1061, the first photography polarizer drive mechanism 1062A, and the second photography polarizer drive mechanism 1062B.
- the control unit 1030 may perform the control of the illumination polarizer drive mechanism 1061 and the control of the first photography polarizer drive mechanism 1062A and/or the control of the second photography polarizer drive mechanism 1062B in a coordinated manner. They may be executed independently of each other. Further, the control unit 1030 may perform the control of the first photographing polarizer drive mechanism 1062A and the control of the second photographing polarizer drive mechanism 1062B in a coordinated manner or independently of each other. Good too.
- the polarizer drive mechanism 1060 (first imaging polarizer drive mechanism 1062A and/or second imaging polarizer drive mechanism 1062B) of this embodiment converts the first return light from the eye E to the first imaging polarizer.
- the polarization direction of the first photographing polarized light component extracted by 1021A and the polarization direction of the second photographing polarized light component extracted by the second photographing polarizer 1021B from the second return light from the eye E to be examined are made relative to each other. It may be configured to change the
- the polarizer drive mechanism 1060 configured in this manner is an example of a second polarizer drive mechanism.
- the polarizer drive mechanism 1060 may be configured to change the polarization direction of the second photographing polarized light component extracted from the second return light from the eye E by the second photographing polarizer 1021B.
- Such a polarizer drive mechanism 1060 is an example of a combination of a first polarizer drive mechanism and a second polarizer drive mechanism.
- imaging and measurement using polarized light can be performed using two or more imaging systems, so that the efficiency of imaging and measurement can be improved. For example, by simultaneously performing imaging and measurement using polarized light using two or more imaging systems, the time required for imaging and measurement can be shortened.
- the illumination polarizer 1012 is driven to change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light, and the imaging polarization component is extracted from the return light from the eye E. Since it is possible to drive the first photographing polarizer 1021A and/or the second photographing polarizer 1021B to change the polarization direction of the image, or both can be performed, photographing and measurement using polarized light can be performed under various conditions. It can be done with
- the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light and the polarization component extracted from the return light from the eye E (the first imaging polarization component and/or the second Since the polarization direction of the photographed polarized light component of the image sensor 1022 (the first image sensor 1022A and/or the second image sensor 1022A and/or the second image sensor 1022B) can be varied in combination with the polarization state of the light detected, thereby making it possible to perform photography and measurement using polarized light under various conditions.
- FIG. 14 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmological apparatus 1600 includes the same illumination system 1010, imaging system 1020 (first imaging system 1020A and second imaging system 1020B), control unit 1030, and polarizer drive mechanism 1060 as in the ophthalmological apparatus 1500. and includes a moving mechanism 1050.
- the ophthalmologic apparatus 1600 of this embodiment is a combination of the ophthalmologic apparatus 1400 including the moving mechanism 1050 and the polarizer drive mechanism 1060, and the ophthalmologic apparatus 1500 including the first imaging system 1020A and the second imaging system 1020B. It can be said that there is.
- the ophthalmologic apparatus 1600 of this embodiment includes the moving mechanism 1050 and the polarizer drive mechanism 1060, it is possible to apply imaging and measurement to a three-dimensional region of the eye E under various conditions using polarized light. Furthermore, since the ophthalmologic apparatus 1600 of this embodiment includes two or more imaging systems, it is possible to improve the efficiency of imaging and measurement. Therefore, the ophthalmologic apparatus 1600 of this embodiment can efficiently image and measure a three-dimensional region of the eye E under various conditions using polarized light.
- the moving direction (scanning direction) of the illumination system 1010 and the imaging system 1020 by the moving mechanism 1050 may be freely set.
- a photographing polarization component first photographing polarization component and/or The relationship between the polarization direction of the second imaging polarization component) and the scanning direction may also be freely set.
- the polarization direction of the illumination polarization component is arranged perpendicular to the scanning direction, and the polarization direction of the first imaging polarization component and the second imaging polarization component are both parallel to the scanning direction. It can be arranged so that
- FIG. 15 is referred to to explain the relationship between the scan direction and the polarization direction, and illustrations of the control unit 1030, moving mechanism 1050, polarizer drive mechanism 1060, etc. are omitted.
- the illumination system provided in the photographing unit 3001 includes a light source 3011 that emits light, a collimator lens 3012 that converts the light emitted from the light source 3011 into parallel light, and generates slit illumination light from the parallel light generated by the collimator lens 3012. a slit forming mechanism 3013, a polarizing plate 3014 that extracts an illumination polarized component from the slit illumination light generated by the slit forming mechanism 3013, and an objective that guides the illumination polarized component (parallel light) that has passed through the polarizing plate 3014 to the eye E to be examined. and a lens 3015.
- the illumination system may include elements other than these.
- the polarizing plate 3014 (polarizer) in this example is arranged so as to extract the polarization component of parallel light
- the arrangement of the polarizer is not limited to this.
- a polarizer may be arranged to extract the polarized component of the light.
- the photographing unit 3001 is provided with a first photographing system and a second photographing system.
- the first imaging system includes a first objective lens 3021A that collects the first return light from the eye E onto which the illumination light (illumination polarization component) has been projected; a first polarizing plate 3022A that extracts a first photographing polarized light component from the first returned light; and a first image sensor 3023A that detects the first photographing polarized light component extracted by the first polarizing plate 3022A. Contains.
- the second imaging system includes a second objective lens 3021B that collects the second return light from the eye E onto which the illumination light (illumination polarization component) has been projected, and a second objective lens 3021B.
- a second polarizing plate 3022B that extracts a second photographing polarized light component from the collected second return light; and a second imaging device that detects the second photographing polarized light component extracted by the second polarizing plate 3022B. element 3023B.
- first imaging system and the second imaging system may include elements other than those described above.
- the polarizing plate 3014 of the illumination system is arranged to selectively pass light vibrating in a direction perpendicular to the scanning direction 3002.
- the first polarizing plate 3022A is arranged to selectively pass the light vibrating in a direction parallel to the scanning direction 3002, as shown in its enlarged perspective view 3024A.
- the second polarizing plate 3022B is arranged to selectively pass light vibrating in a direction parallel to the scanning direction 3002, as shown in its enlarged perspective view 3024B.
- the polarization direction of the illumination polarization component is arranged parallel to the scanning direction, and the polarization direction of the first imaging polarization component and/or the polarization direction of the second imaging polarization component is can be arranged perpendicular to the scanning direction.
- illustration of this example is omitted, the polarizing plate 3014 of the illumination system in FIG. 15 is rotated 90 degrees around the illumination optical axis, and the first polarizing plate 3022A is rotated 90 degrees around the first imaging optical axis.
- the configuration of this example can be achieved by rotating (and/or by rotating the second polarizing plate 3022B by 90 degrees around the second imaging optical axis).
- both the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component are arranged to be perpendicular to the scanning direction. Can be done.
- both the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component may be arranged so as to be parallel to the scanning direction. can.
- the types of images obtained by various combinations of the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the photographing polarization component are as described above.
- a diffuse reflection image is obtained
- a diffuse reflection image is obtained.
- a specular reflection image is obtained.
- different types of images can be acquired simultaneously by differentiating the polarization direction of the first imaging polarization component and the polarization direction of the second imaging polarization component.
- the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the first imaging polarization component are parallel to each other, and the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the second imaging polarization component are orthogonal to each other.
- the first photographing system 1020A can generate a specular reflection image
- the second photographing system 1020B can generate a diffuse reflection image at the same time.
- the combination of types of images acquired simultaneously is not limited to the combination of specular reflection images and diffuse reflection images.
- FIG. 16 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmologic apparatus 1700 according to this embodiment includes an image processing section 1070 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, control section 1030, and polarizer drive mechanism 1060 as the ophthalmologic apparatus 1300.
- the image processing unit 1070 processes the image of the eye E generated by the ophthalmologic apparatus 1700.
- Image processing unit 1070 includes hardware elements such as a processor and a storage device.
- the storage device stores computer programs such as image processing programs.
- the functions of the image processing unit 1070 are realized through cooperation between software such as an image processing program and hardware such as a processor.
- the type of processing applied to the image of the eye E by the image processing unit 1070 may be arbitrary.
- One example of the image processing unit 1070 is shown in FIG.
- the image processing section 1070 of the ophthalmologic apparatus 1710 of this example includes an image generation section 1071.
- the image generation unit 1071 generates a new image from the image of the eye E generated by the ophthalmologic apparatus 1710.
- Image generation unit 1071 includes hardware elements such as a processor and a storage device.
- the storage device stores computer programs such as image generation programs.
- the functions of the image generation unit 1071 are realized by cooperation between software such as an image generation program and hardware such as a processor.
- the control unit 1030 controls the polarizer drive mechanism 1060 to arrange the illumination polarizer 1012 and the photographing polarizer 1021 in a crossed Nicols state. In this state, the eye E to be examined is photographed by the illumination system 1010 and the photographing system 1020 (S1). Thereby, a diffuse reflection image of the eye E to be examined is acquired.
- control unit 1030 arranges the illumination polarizer 1012 and the photographing polarizer 1021 in a parallel Nicol state by controlling the polarizer drive mechanism 1060.
- the eye E to be examined is photographed by the illumination system 1010 and the photographing system 1020 (S2). Thereby, a specular reflection image of the eye E to be examined is acquired.
- the step of acquiring a diffuse reflection image may be performed after the step of acquiring a specular reflection image.
- the process of acquiring a specular reflection image and the process of acquiring a diffuse reflection image may be performed simultaneously.
- the image generation unit 1071 generates an image that does not include specular reflection noise based on the diffuse reflection image acquired in step S1 and the specular reflection image acquired in step S2 (S3).
- step S3 A specific example of the process in step S3 will be described with further reference to FIG.
- Reference numeral 4001 indicates a specular reflection image obtained in step S2
- reference numeral 4002 indicates a diffuse reflection image obtained in step S1.
- Scheimpflug imaging is performed with a relatively large amount of light. Therefore, an image 4001a of strong reflection from the anterior segment of the eye is generated in the specular reflection image 4001. This reflected image 4001a is specular reflection noise.
- specular reflection noise does not occur in the diffuse reflection image 4002.
- step S3 the image generation unit 1071 first analyzes the specular reflection image 4001 to identify an image area (specular reflection noise area) corresponding to the specular reflection noise 4001a.
- This specular reflection noise region identification process includes, for example, known image segmentation and known anterior segment shape analysis.
- the specular reflection noise region identification process may be performed using an inference model constructed by machine learning.
- the inference model can be used to perform machine learning using training data that includes a set of eye images (e.g., Scheimpflug images of the eye and/or images of the eye acquired with other modalities) using a neural network (e.g., convolution). neural network).
- the constructed inference model receives the input of the Scheimpflug image of the eye and functions to output information indicating the specular reflection noise region in the Scheimpflug image.
- the output information may be, for example, the specular reflection noise area itself, coordinates indicating the range of the specular reflection noise area, a figure (a figure tracing the outline of the specular reflection noise) indicating the range of the specular reflection noise area, or the like.
- the image generation unit 1071 identifies an image area (corresponding area) in the diffuse reflection image that corresponds positionally to the specular reflection noise area identified from the specular reflection image 4001.
- This corresponding area specifying process includes, for example, registration between the specular reflection image 4001 and the diffuse reflection image 4002.
- the image generation unit 1071 calculates, for example, the positional relationship ( Registration between the specular reflection image 4001 and the diffuse reflection image 4002 can be performed based on the known method.
- the image generation unit 1071 detects feature points from the specular reflection image 4001, detects feature points from the diffuse reflection image 4002, Registration between the specular reflection image 4001 and the diffuse reflection image 4002 can be performed using the feature points detected from the specular reflection image 4001 and the feature points detected from the diffuse reflection image 4002.
- the image generation unit 1071 processes the specular reflection noise area in the specular reflection image 4001 based on the corresponding area specified from the diffuse reflection image 4002.
- this processing may be a process of replacing a specular reflection noise area with a corresponding area.
- the processing may include improving the image quality of the corresponding region and replacing the specular noise region with the corresponding region with improved image quality.
- this processing may be a process of composing the specular reflection noise region and the corresponding region.
- this processing may be a process of improving the image quality of the corresponding area, and a process of composing the corresponding area with improved image quality and the specular reflection noise area.
- the image generation unit 1071 generates a new image 4003 that does not include specular reflection noise, based on the specular reflection image 4001 that includes specular reflection noise and the diffuse reflection image 4002 that does not include specular reflection noise.
- the image 4003 generated in this way has the same advantages as the specular reflection image 4001 (brightness, definition, etc.) and does not contain specular reflection noise, so it can be used for diagnosis (observation, analysis, etc.) of the eye E to be examined. evaluation, etc.).
- the image processing section 1070 of the ophthalmological apparatus 1720 of this example includes an analysis section 1072.
- the analysis unit 1072 is configured to apply a predetermined analysis process to the image of the eye E generated by the ophthalmologic apparatus 1720.
- the analysis unit 1072 includes hardware elements such as a processor and a storage device.
- the storage device stores computer programs such as analysis programs.
- the functions of the analysis unit 1072 are realized through cooperation between software such as an analysis program and hardware such as a processor.
- the analysis unit 1072 performs comparative analysis between the diffuse reflection image and the specular reflection image.
- control unit 1030 arranges the illumination polarizer 1012 and the photographing polarizer 1021 in a crossed Nicol state by controlling the polarizer drive mechanism 1060.
- the eye E to be examined is photographed by the illumination system 1010 and the photographing system 1020 (S11).
- a diffuse reflection image of the eye E to be examined is acquired.
- control unit 1030 arranges the illumination polarizer 1012 and the photographing polarizer 1021 in a parallel Nicol state by controlling the polarizer drive mechanism 1060.
- the eye E to be examined is photographed by the illumination system 1010 and the photographing system 1020 (S12).
- a specular reflection image of the eye E to be examined is acquired.
- the step of acquiring a diffuse reflection image may be performed after the step of acquiring a specular reflection image, or the step of acquiring a specular reflection image and the step of acquiring a diffuse reflection image may be performed. may be performed at the same time.
- the analysis unit 1072 performs a comparative analysis between the diffuse reflection image acquired in step S11 and the specular reflection image acquired in step S12 (S13).
- the comparative analysis performed in step S13 may be any type of processing.
- an examination of floating objects present in the eye will be described.
- intraocular floaters examples include floaters in the anterior chamber such as inflammatory cells (anterior chamber cells) and proteins (anterior chamber flare), and floaters in the vitreous such as vitreous fibers and detached retinal cells. and so on. Since floating objects in the eye are accompanied by movement (movement), it is desirable to reduce blurring of the image of floating objects by using intermittent illumination light as shown in FIG. 6B. However, continuous illumination light as in FIG. 6A may also be used.
- the present embodiment which takes into account both the specular reflection image and the diffuse reflection image, is highly useful.
- the information generated by the analysis unit 1072 may be any type of information regarding any type of floating object existing inside the subject's eye E. For example, identification of the type of floating object ( (discrimination of objects), density of floating objects, number of floating objects, position of floating objects, distribution of floating objects, presence or absence of onset of a specific disease, state of onset of a specific disease, period of illness of a specific disease, progress of a specific disease. condition, the state of activity of a specific disease, etc.
- the analysis unit 1072 can identify the type of floating object based on the intensity ratio between the specular reflection image and the diffuse reflection image. To do this, the analysis unit 1072 first applies image segmentation to the specular reflection image to identify an image region corresponding to floating objects (floating object region), and applies image segmentation to the diffuse reflection image to identify an image region corresponding to floating objects. Identify the image area (floating object area).
- the analysis unit 1072 executes registration between the specular reflection image and the diffuse reflection image, and determines the position of one or more floating object regions identified from the specular reflection image based on the result of this registration. (coordinates) and the positions (coordinates) of one or more floating object regions identified from the diffuse reflection image. As a result, the image area in the specular reflection image and the image area in the diffuse reflection image that correspond to the same floating object are identified and associated with each other.
- the analysis unit 1072 determines the intensity value of the floating object region in the specular reflection image corresponding to one floating object, and also determines the intensity value of the floating object region in the diffuse reflection image corresponding to the same floating object. Intensity values are determined based on pixel values.
- the intensity value may be any statistic calculated from pixel values in the floating object region.
- This statistic may be, for example, an average, variance, standard deviation, maximum value, minimum value, mode, median value, etc.
- the analysis unit 1072 calculates the intensity value of the floating object region (first floating object region) in the specular reflection image corresponding to one floating object and the floating object region in the diffuse reflection image corresponding to the same floating object. (second floating object region).
- the analysis unit 1072 calculates a ratio T1/T2 between the intensity T1 of the first floating object region and the intensity T2 of the second floating object region, and calculates this ratio T1/T2. Compare with a predetermined threshold TH. For example, when the absolute value abs(T1/T2) of the ratio T1/T2 is greater than or equal to the threshold TH, the analysis unit 1072 estimates that the floating matter is a macrophage, and also determines the absolute value of the ratio T1/T2. If abs(T1/T2) is below a threshold TH, the float may be configured to be presumed to be a lymphocyte.
- the analysis unit 1072 When determining the density of floating objects, the analysis unit 1072 performs, for example, a process of setting an image area of a predetermined size (for example, an image area of 1 mm square) and counting the number of floating objects included in the set image area. Execute the processing to be performed.
- a predetermined size for example, an image area of 1 mm square
- the dimensions of the image area are, for example, the specifications of the optical system of the ophthalmological apparatus 1720 (for example, the design data of the optical system and/or the actual measurement data of the optical system). ), and is typically defined as a correspondence between pixels and dimensions in real space (for example, dot pitch).
- the information on the density of floating objects obtained in this way is used, for example, for the evaluation (classification) of uveitis diseases.
- the number, location, distribution, etc. of floating objects can be determined in the same way as the density of floating objects. Further, information regarding a specific disease can be obtained, for example, by using a known evaluation method regarding the specific disease of interest, similar to the evaluation of uveitis disease.
- a method of identifying floating objects based on evaluation of reflected wavelength characteristics using optical coherence tomography is known, but as in this embodiment, an illumination system and a structure that satisfies Scheimpflug conditions are known.
- OCT optical coherence tomography
- a method for identifying floating objects based on evaluation of reflection wavelength characteristics using OCT is disclosed in the following documents: RUOBING QIAN, RYAN P. MCNABB, KEVIN C. ZHOU, HAZEM M. MOUSA, DANIEL R. SABAN, VICTOR L.
- PEREZ, ANTHONY N. KUO, AND JOSEPH A. IZATT “In vivo quantitative analysis of anterior chamber white blood cell mixture composition using spectroscopic optical coherence tomography”, Vol. 12, No. 4 / 1 April 2021 / Biomedical Optics Express, pp. 2134-2148.
- FIG. 22 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmologic apparatus 1800 according to this embodiment includes a polarization information generation section 1080 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, and control section 1030 as the ophthalmologic apparatus 1000.
- the polarization information generation unit 1080 is configured to generate polarization information representing the polarization state of return light from the eye E onto which illumination light is projected by the illumination system 1010, based on the image generated by the imaging system 1020. ing.
- the illumination system 1010 outputs slit illumination light by the light source section 1011, extracts the illumination polarization component from the slit illumination light by the illumination polarizer 1012, The extracted illumination polarization component is projected onto the eye E to be examined.
- the imaging system 1020 extracts the imaging polarization component of the return light from the eye E onto which the illumination polarization component has been projected, using the imaging polarizer 1021, and detects the extracted imaging polarization component using the imaging device 1022.
- the polarization information generation unit 1080 generates polarization information representing the polarization state of the return light from the eye E, based on the imaging polarization component detected by the imaging system 1022.
- the polarization information is information representing the polarization characteristics of the eye E to be examined.
- the polarization information generation unit 1080 includes hardware elements such as a processor and a storage device.
- the storage device stores computer programs such as a polarization information generation program.
- the functions of the polarization information generation unit 1080 are realized by cooperation between software such as a polarization information generation program and hardware such as a processor.
- the type of polarization information generated by the polarization information generation unit 1080 may be arbitrary, and includes, for example, Stokes parameter (Stokes vector), degree of polarization, degree of circular polarization, degree of elliptical polarization, surface normal, retardation, average intensity, etc. It may be the value of any polarization parameter, such as the intensity in the polarization direction.
- Stokes parameter Stokes vector
- degree of polarization degree of circular polarization
- degree of elliptical polarization surface normal, retardation, average intensity, etc. It may be the value of any polarization parameter, such as the intensity in the polarization direction.
- FIG. 23 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmologic apparatus 1810 according to this aspect includes a visual information generation section 1085 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, control section 1030, and polarization information generation section 1080 as the ophthalmology apparatus 1800.
- the visual information generation unit 1085 is configured to generate visual information based on the polarization information generated by the polarization information generation unit 1080.
- Visual information is information that is perceived using the sense of sight, in other words, representations that stimulate the sense of sight (visual representations, visualizations), and includes images, charts, maps, tables, lists, and the like.
- the visual information generation unit 1085 generates visual information based on the value of the polarization parameter determined by the polarization information generation unit 1080.
- visual information examples include visual representations of characteristic parts of the Scheimpflug image (parts that are distinctive in terms of polarization parameters) (e.g., highlighting of the anchoring part of the graft in an eye after corneal transplantation); A visual representation of the portion of the Scheimpflug image that is presumed to be a lesion (e.g., a highlight indicating a lesion in the cornea), a visual representation of the distribution of polarization parameter values (e.g., the flow of a filtering bleb) A color map showing the state of a specific disease), a visual representation showing the result of an evaluation based on the value of a polarization parameter (for example, a color map showing the severity of a specific disease), etc.
- visual representations of characteristic parts of the Scheimpflug image parts that are distinctive in terms of polarization parameters
- a visual representation of the portion of the Scheimpflug image that is presumed to be a lesion e.g., a highlight indicating a lesion in the cornea
- FIG. 24 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmologic apparatus 1820 according to this aspect includes an illumination system 1010, an imaging system 1020, a control section 1030, and a polarization information generation section 1080 similar to those of the ophthalmologic apparatus 1800.
- the imaging system 1020 of the ophthalmological apparatus 1820 includes a first imaging system 1020A and a second imaging system 1020B, similar to the imaging system 1020 of the ophthalmological apparatus 1500 shown in FIG. Also in this aspect, the illumination system 1010 and the first imaging system 1020A are configured to satisfy the Scheimpflug condition, and the illumination system 1010 and the second imaging system 1020B are configured to satisfy the Scheimpflug condition. configured to satisfy.
- the imaging polarizer 1021 of this embodiment includes a first imaging polarizer 1021A provided in the first imaging system 1020A and a first imaging polarizer 1021A provided in the second imaging system 1020B. 2 photographing polarizer 1021B.
- the image sensor 1022 of this embodiment includes a first image sensor 1022A provided in a first image sensor 1020A, and a second image sensor 1022B provided in a second image sensor 1020B. .
- the polarization information generation unit 1080 of this aspect includes a first imaging polarization component extracted from the first return light from the eye E by the first imaging polarizer 1021A and detected by the first imaging device 1022A; Polarization information can be generated based on the second photographing polarization component extracted from the second return light from the eye E by the second photographing polarizer 1021B and detected by the second image sensor 1022B. can.
- the operation for generating polarization information can be performed using two or more imaging systems, so it is possible to improve the efficiency of polarization information generation.
- a polarizer drive mechanism 1060 can be combined with the ophthalmological device 1820 of this embodiment.
- the polarization direction of the first photographing polarized light component extracted by the first photographing polarizer 1021A from the first return light from the eye E to be examined and the polarization direction of the first photographing polarized light component extracted from the first return light from the eye E to be examined, It becomes possible to change the polarization direction of the second photographing polarization component extracted by the photographing polarizer 1021B, and it becomes possible to generate polarization information efficiently under various conditions.
- FIG. 25 shows the configuration of an ophthalmological apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmological apparatus 1830 according to this embodiment includes a moving mechanism 1050 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, control section 1030, and polarization information generation section 1080 as the ophthalmological apparatus 1800.
- the moving mechanism 1050 of the ophthalmological apparatus 1830 is configured to move the illumination system 1010 and the imaging system 1020, similar to the moving mechanism 1050 of the ophthalmological apparatus 1200 in FIG.
- the moving mechanism 1050 operates under the control of the control unit 1030.
- the ophthalmological apparatus 1830 can collect a series of Scheimpflug images by applying the scans shown in FIGS. 6A to 7B to a three-dimensional region of the eye E, for example.
- the polarization information generation unit 1080 of this embodiment can generate polarization information based on a group of Scheimpflug images collected from a three-dimensional region of the eye to be examined.
- the polarization information generation unit 1080 may generate polarization information directly from a group of Scheimpflug images collected from a three-dimensional region of the eye to be examined, or from Scheimpflug images collected from a three-dimensional region of the eye to be examined.
- Polarization information may be generated from data obtained by processing the group.
- the polarization information generation unit 1080 can generate polarization information based on a three-dimensional image constructed based on a Scheimpflug image group or a rendered image thereof.
- polarization information can be generated based on a series of Scheimpflug images collected by scanning the eye E using the illumination system 1010 and imaging system 1020 that satisfy Scheimpflug conditions. , polarization information regarding a three-dimensional region of the eye E to be examined can be acquired. Thereby, it becomes possible to obtain a three-dimensional distribution of polarization characteristics of the eye E to be examined and to perform a three-dimensional evaluation of the eye E to be examined.
- FIG. 26 shows the configuration of an ophthalmologic apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the ophthalmological apparatus 1840 according to this embodiment includes a moving mechanism 1050 and a polarizer drive mechanism 1060 in addition to the same illumination system 1010, imaging system 1020, control section 1030, and polarization information generation section 1080 as in the ophthalmological apparatus 1800. .
- the moving mechanism 1050 of the ophthalmological apparatus 1840 is configured to move the illumination system 1010 and the imaging system 1020, similarly to the moving mechanism 1050 of the ophthalmological apparatus 1200 in FIG. Control of the moving mechanism 1050 is executed by the control unit 1030. With this configuration, the ophthalmologic apparatus 1840 can collect a series of Scheimpflug images by applying the scans shown in FIGS. 6A to 7B to a three-dimensional region of the eye E, for example.
- the polarizer drive mechanism 1060 of the ophthalmologic apparatus 1840 is configured to operate the illumination polarizer 1012 for changing the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light.
- the imaging polarizer 1021 is configured to drive and/or drive the imaging polarizer 1021 for changing the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E to be examined. Control of the polarizer drive mechanism 1060 is executed by the control unit 1030.
- the ophthalmologic apparatus 1840 can relatively change the polarization direction of the illumination polarization component extracted from the slit illumination light and the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E. can.
- FIG. 27 An example of the operation of the ophthalmological apparatus 1840 of this embodiment is shown in FIG. 27. This example is an example of an operation for obtaining Stokes parameters as polarization information.
- the illumination polarizer 1012 is fixed, and only the photographing polarizer 1021 is driven. That is, in this example, the polarization direction of the illumination polarization component projected onto the eye E to be examined is constant, and the polarization direction of the imaging polarization component extracted from the return light from the eye E to be examined is variable.
- the imaging polarizer 1021 is fixed and only the illumination polarizer 1012 is driven.
- both the illumination polarizer 1012 and the imaging polarizer 1021 are driven.
- the photographing unit (illumination system 1010 and photographing system 1020) is placed at the reference position (S21).
- This reference position is, for example, a position in front of the eye E to be examined, and more specifically, a neutral position in the body axis direction (Y direction, vertical direction) of the examinee, and a position in front of the eye E to be examined in the body axis direction.
- This is a neutral position in the left and right direction (X direction, lateral direction) perpendicular to both the axial direction (Z direction, depth direction, depth direction).
- the operation of moving the photographing unit to the reference position is performed automatically and/or manually.
- alignment of the optical system (illumination system 1010 and imaging system 1020) with respect to the eye E to be examined is performed (S22). Alignment is performed automatically and/or manually. Further, preparatory operations other than alignment may be performed.
- the photographing unit is moved to the scan start position (S23). Movement of the imaging unit to the scan start position is performed automatically and/or manually.
- the ophthalmologic apparatus 1840 starts scanning the eye E to be examined (S24).
- the control unit 1030 starts scanning in response to a predetermined event. This event may be, for example, an instruction from the user or completion of step S22.
- the control unit 1030 controls the polarizer drive mechanism 1060 (imaging polarizer driving mechanism 1062) to place the imaging polarizer 1021 at the 0 degree position (S25).
- the 0 degree position is a state of the photographing polarizer 1021 in which the angle between the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the photographing polarization component is 0 degrees (parallel). That is, the 0 degree position is an arrangement state of the photographing polarizer 1021 in which the transmission axis direction of the illumination polarizer 1012 and the transmission axis direction of the photographing polarizer 1021 match (arranged in parallel).
- control unit 1030 controls the illumination system 1010 and the imaging system 1020 to perform imaging of the eye E to be examined.
- an image G0 corresponding to the 0 degree position is obtained (S26).
- the acquired image G0 is stored in a storage device (not shown).
- control unit 1030 controls the polarizer drive mechanism 1060 (imaging polarizer driving mechanism 1062) to arrange the imaging polarizer 1021 at a 45 degree position (S27).
- the 45 degree position is a state of the photographing polarizer 1021 in which the angle between the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the photographing polarization component is 45 degrees.
- control unit 1030 controls the illumination system 1010 and the photographing system 1020 to photograph the eye E to be examined.
- an image G45 corresponding to the 45 degree position is obtained (S28).
- the acquired image G45 is stored in a storage device (not shown).
- control unit 1030 controls the polarizer drive mechanism 1060 (imaging polarizer driving mechanism 1062) to arrange the imaging polarizer 1021 at a 90 degree position (S29).
- the 90 degree position is a state of the photographing polarizer 1021 in which the angle between the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the photographing polarization component is 90 degrees.
- control unit 1030 controls the illumination system 1010 and the photographing system 1020 to photograph the eye E to be examined.
- an image G90 corresponding to the 90 degree position is obtained (S30).
- the acquired image G 90 is stored in a storage device (not shown).
- control unit 1030 controls the polarizer drive mechanism 1060 (photographing polarizer drive mechanism 1062) to arrange the photographing polarizer 1021 at the 135 degree position (S31).
- the 135 degree position is a state of the photographing polarizer 1021 in which the angle between the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the photographing polarization component is 135 degrees.
- control unit 1030 controls the illumination system 1010 and the photographing system 1020 to photograph the eye E to be examined.
- an image G 135 corresponding to the 135 degree position is obtained (S32).
- the acquired image G 135 is stored in a storage device (not shown).
- the control unit 1030 determines whether the scan is completed (S33).
- the scan ends when imaging at the scan end position is completed.
- a predetermined number of scan positions are set between the scan start position and the scan end position. For example, if the distance from the scan start position to the scan end position is 10 mm and the number of scan positions is 100, the interval between scan positions (distance between two adjacent scan positions) is 0.1 It is in millimeters. The interval between scan positions (scan interval) may not be constant.
- the plurality of scan positions are ordered according to their arrangement.
- the number of scan positions to which imaging is applied is N, and the N scan positions are denoted by P 1 to P N.
- the four images acquired at the n-th scan position P n are denoted G 0 (P n ), G 45 (P n ), G 90 (P n ), and G 135 (P n ).
- control unit 1030 controls the movement mechanism 1050 to move the photographing unit to the next scan position (S34).
- the photographing unit may be moved continuously as shown in FIG. 6A, or may be moved intermittently as shown in FIG. 6B.
- a series of steps S25 to S32 are executed at high speed.
- the four acquired images G 0 , G 45 , G 90 and G 135 depict substantially the same position of the eye E and are associated with the same n-th scan position P n .
- the step S34 corresponds to the operation of moving to photographing at the next scan position.
- the step S34 corresponds to an operation of moving the photographing unit by a distance equal to the above-described scan interval.
- step S33 Yes. Thereby, for each of the N scan positions (nth scan position P n ), four images G 0 (P n ), G 45 (P n ), G 90 (P n ), and G 135 (P n ) is obtained.
- the polarization information generation unit 1080 generates the image G 0 acquired in step S26, the image G 45 acquired in step S28, the image G 90 acquired in step S30, and the image G 135 acquired in step S32.
- Stokes parameters (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) are calculated based on (S35). The method of calculating Stokes parameters (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) is well known. Stokes parameters (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) are calculated for each pixel location.
- the polarization information generation unit 1080 obtains the average intensity image and the degree of polarization based on the Stokes parameters (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) calculated in step S35.
- the control unit 1030 displays the obtained average intensity image and degree of polarization on a display device (not shown). Further, the control unit 1030 stores the obtained average intensity image and degree of polarization in a storage device (not shown) (S36).
- the average intensity for generating the average intensity image is calculated by the following formula: ⁇ [(S 0 2 +S 1 2 )/2]. Further, the degree of polarization is calculated by the following formula: ⁇ [(S 1 2 +S 2 2 +S 3 2 )/S 0 ]. The average intensity and degree of polarization are calculated for each pixel location.
- An intensity image as shown in FIG. 28A is formed based on the average intensity calculated for each pixel position.
- a polarization degree image as shown in FIG. 28B is formed based on the polarization degree calculated for each pixel position.
- the polarization degree image in FIG. 28B was obtained from the eye E after corneal transplantation. The portion of the corneal fragment that is not fixed has a large degree of polarization and is therefore emphasized in the degree of polarization image.
- the information obtained from the Stokes parameters (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) calculated in step S36 is not limited to the average intensity image and the degree of polarization, and may be any type of information.
- the number of imaging systems 1020 provided in the ophthalmologic apparatus 1840 is one, four imaging operations of steps S26, S28, S30, and S32 are performed sequentially.
- the number of imaging systems 1020 provided in the ophthalmological apparatus 1840 is two, for example, the imaging in step S26 and the imaging in step S28 are performed simultaneously, and the imaging in step S30 and the imaging in step S32 are performed simultaneously. It will be done.
- the imaging polarizer may include a polarizing plate arranged obliquely with respect to the optical axis of the imaging system.
- a photographing unit 2001A shown in FIG. 29A is a modification of the photographing unit 2001 in FIG. 11.
- the polarizing plate 2022 of the photographing system is arranged perpendicular to the optical axis (photographing optical axis) of the photographing system.
- the polarizing plate 2022A of the photographing system is arranged parallel to the light receiving surface of the image sensor 2023. Note that since the illumination system and photographing system of the photographing unit 2001A are configured to satisfy Scheimpflug conditions, the light-receiving surface of the image sensor 2023 is arranged to be inclined with respect to the photographing optical axis.
- FIG. 29B Another example is shown in FIG. 29B.
- a photographing unit 2001B shown in FIG. 29B is a modification of the photographing unit 2001 in FIG. 11.
- Reference numeral 2024 in FIG. 29B indicates a direction perpendicular to the imaging optical axis
- reference numeral 2025 indicates a direction parallel to the light receiving surface of the image sensor 2023.
- the polarizing plate 2022B of the photographing system is arranged in a direction between a direction 2024 (first direction) perpendicular to the photographing optical axis and a direction 2025 (second direction) parallel to the light receiving surface of the image sensor 2023. It is placed facing towards.
- Some exemplary embodiments of the ophthalmological apparatus may include a mechanism for changing the orientation of a polarizing plate provided in the imaging system. This makes it possible to arrange the polarizing plate in a desired or appropriate orientation.
- FIG. 30 shows the configuration of an ophthalmologic apparatus according to one aspect of the embodiment.
- the imaging unit 4001 of the ophthalmological apparatus according to this embodiment includes an illumination system and an imaging system.
- the illumination system and photographing system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system includes a light source 4011 that emits light, a collimator lens 4012 that converts the light emitted from the light source 4011 into parallel light, and a slit forming mechanism 4013 that generates slit illumination light from the parallel light generated by the collimator lens 4012. It includes a polarizing plate 4014 that extracts the polarized illumination component from the slit illumination light generated by the slit forming mechanism 4013, and an objective lens 4015 that guides the polarized illumination component (parallel light) that has passed through the polarizing plate 4014 to the eye E to be examined. .
- the illumination system may include elements other than these.
- the imaging system includes an objective lens 4021 that collects return light from the eye E onto which the illumination light (illumination polarization component) has been projected, and a polarization camera 4022 that detects the return light collected by the objective lens 4021. I'm here. Note that the imaging system may include elements other than these.
- the polarizing camera 4022 includes a polarizer array as a photographing polarizer and a photodiode array as an imaging element. In a standard polarizing camera 4022, a lens array, a polarizer array (phase plate array), and a photodiode array are positioned and arranged in pixel units.
- FIG. 31 shows one example of a specific configuration of an ophthalmological device that can function as the various exemplary embodiments described above.
- FIG. 31 is a top view.
- the direction along the axis of the eye E to be examined is the Z direction, and among the directions perpendicular to this, the left and right directions for the examinee are the X direction, and the directions perpendicular to both the X direction and the Z direction (vertical direction, body axis direction) ) is the Y direction.
- the ophthalmological apparatus of this example is a slit lamp microscope system 1 having a configuration similar to that disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-213733 (International Publication No. 2019/240149)), and the illumination system 2, a photographing system 3, a moving image photographing system 4, an optical path coupling element 5, a moving mechanism 6, a control section 7, a data processing section 8, a communication section 9, and a user interface 10.
- the cornea of the eye E to be examined is indicated by the symbol C, and the crystalline lens is indicated by the symbol CL.
- the anterior chamber corresponds to the area between the cornea C and the crystalline lens CL (the area between the cornea C and the iris).
- Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-213733 (International Publication No. 2019/240149)
- the illumination system 2 projects illumination light onto the anterior segment of the eye E to be examined.
- Reference numeral 2a indicates the optical axis (illumination optical axis) of the illumination system 2.
- the illumination system 2 includes an illumination polarizer 2b. Furthermore, the illumination system 2 includes a light source section (not shown) and the like.
- the imaging system 3 photographs the anterior segment of the eye onto which the illumination light from the illumination system 2 is projected.
- Reference numeral 3a indicates the optical axis (photographing optical axis) of the photographing system 3.
- the optical system 3A guides the return light from the anterior segment of the subject's eye E onto which the slit light is projected to the image sensor 3B.
- the optical system 3A includes a photographing polarizer 3b and the like.
- the image sensor 3B receives the light guided by the optical system 3A on its imaging surface.
- the image sensor 3B includes an area sensor (such as a CCD area sensor or a CMOS area sensor) having a two-dimensional imaging area.
- the illumination system 2 and the photographing system 3 function as a Scheimpflug camera, and are arranged so that the object plane along the illumination optical axis 2a, the optical system 3A, and the imaging surface of the image sensor 3B satisfy Scheimpflug conditions. That is, it is configured such that the YZ plane (including the object plane) passing through the illumination optical axis 2a, the main surface of the optical system 3A, and the imaging surface of the image sensor 3B intersect on the same straight line.
- the video shooting system 4 is a video camera, and takes a video of the anterior segment of the eye E to be examined in parallel with the imaging of the eye E by the illumination system 2 and the imaging system 3.
- the optical path coupling element 5 couples the optical path of the illumination system 2 (illumination optical path) and the optical path of the video shooting system 4 (video shooting optical path).
- FIG. 32 A specific example of an optical system including the illumination system 2, photographing system 3, video photographing system 4, and optical path coupling element 5 is shown in FIG.
- the optical systems shown in FIG. 32 include an illumination system 20 which is an example of the illumination system 2, a left photographing system 30L and a right photographing system 30R which are examples of the photographing system 3, and a video photographing system 40 which is an example of the video photographing system 4. and a beam splitter 47 which is an example of the optical path coupling element 5.
- the optical system shown in FIG. 32 is an example of a configuration including two imaging systems like the ophthalmologic apparatus 1500 in FIG. 15.
- Reference numeral 20a indicates the optical axis (illumination optical axis) of the illumination system 20
- reference numeral 30La indicates the optical axis (left imaging optical axis) of the left imaging system 30L
- reference numeral 30Ra indicates the optical axis (right imaging optical axis) of the right imaging system 30R. axis).
- the angle ⁇ L indicates the angle between the illumination optical axis 20a and the left photographing optical axis 30La
- the angle ⁇ R indicates the angle between the illumination optical axis 20a and the right photographing optical axis 30Ra.
- the moving mechanism 6 moves the illumination system 20, left imaging system 30L, and right imaging system 30R in the direction shown by arrow 49 (X direction).
- the illumination light source 21 of the illumination system 20 outputs illumination light (for example, visible light), and the positive lens 22 refracts the illumination light.
- the slit forming section 23 forms a slit to allow part of the illumination light to pass through.
- the generated slit light is refracted by the objective lens groups 24 and 25, reflected by the beam splitter 47, and projected onto the anterior segment of the eye E to be examined.
- the reflector 31L and the imaging lens 32L of the left imaging system 30L direct light from the anterior segment of the eye onto which the slit light is projected by the illumination system 20 (light traveling in the direction of the left imaging system 30L) to the imaging polarizer 33L. lead.
- the light (photographic polarization component) that has passed through the photographing polarizer 33L is detected by the image sensor 34L.
- the image sensor 34L receives the guided photographic polarized light component at the image pickup surface 35L.
- the left photographing system 30L repeatedly performs photographing in parallel with the movement of the illumination system 20, left photographing system 30L, and right photographing system 30R by the moving mechanism 6. As a result, a plurality of anterior segment images (a series of Scheimpflug images) are obtained.
- the object surface along the illumination optical axis 20a, the optical system including the reflector 31L and the imaging lens 32L, and the imaging surface 35L satisfy the Scheimpflug condition.
- the right imaging system 30R has the same configuration and functions as the left imaging system 30L.
- Scheimpflug image collection by the left imaging system 30L and Scheimpflug image collection by the right imaging system 30R are performed in parallel with each other.
- the control unit 7 can synchronize the repeated imaging by the left imaging system 30L and the repeated imaging by the right imaging system 30R. Thereby, a correspondence relationship between a series of Scheimpflug images obtained by the left imaging system 30L and a series of Scheimpflug images obtained by the right imaging system 30R is obtained.
- the process of determining the correspondence between the plurality of anterior eye segment images obtained by the left imaging system 30L and the plurality of anterior eye segment images obtained by the right imaging system 30R is performed by the control unit 7 or the data processing unit. 8 may be executed.
- the video shooting system 40 shoots a video of the anterior segment of the eye E from a fixed position in parallel with the shooting by the left shooting system 30L and the shooting by the right shooting system 30R.
- the light transmitted through the beam splitter 47 is reflected by a reflector 48 and enters the moving image shooting system 40.
- the light incident on the moving image shooting system 40 is refracted by an objective lens 41 and then imaged by an imaging lens 42 on an imaging surface of an image sensor 43 (area sensor).
- the video shooting system 40 is used for monitoring the movement of the eye E to be examined, alignment, tracking, processing of collected Scheimpflug images, and the like.
- the moving mechanism 6 moves the illumination system 2 and the photographing system 3 integrally in the X direction.
- the control unit 7 controls each part of the slit lamp microscope system 1.
- the control unit 7 executes the control of the illumination system 2, the photographing system 3, and the moving mechanism 6, and the control of the video photographing system 4 in parallel with each other, thereby collecting a series of Scheimpflug images and performing video recording (a series of video recordings). collection of time-series images) can be performed in parallel with each other.
- control unit 7 controls the illumination system 2, the photographing system 3, and the moving mechanism 6, and controls the video photographing system 4 in synchronization with each other, thereby allowing collection of a series of Scheimpflug images and video recording. can be synchronized with each other.
- the control unit 7 causes the left imaging system 30L to perform repeated imaging (collection of a series of Scheimpflug images), and the right imaging system 30R to perform repeated imaging (collection of a series of Scheimpflug images).
- Scheimpflug image collection can be synchronized with each other.
- the control unit 7 includes a processor, a storage device, and the like.
- the storage device stores computer programs such as various control programs.
- the functions of the control unit 7 are realized by cooperation between software such as a control program and hardware such as a processor.
- the control unit 7 controls the illumination system 2, the imaging system 3, and the movement mechanism 6 in order to scan a three-dimensional region of the eye E to be examined using the slit illumination light (its illumination polarization component).
- Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-213733 (International Publication No. 2019/240149)
- the data processing unit 8 executes various data processing.
- the data processing unit 8 includes a processor, a storage device, and the like.
- the storage device stores computer programs such as various data processing programs.
- the functions of the data processing section 8 are realized by cooperation between software such as a data processing program and hardware such as a processor.
- the data processing unit 8 performs any type of data processing described in the above embodiments, such as generation of an image without specular reflection noise, comparative analysis of a diffuse reflection image and a specular reflection image, and generation of polarization information. may be configured to execute.
- the communication unit 9 performs data communication between the slit lamp microscope system 1 and other devices.
- the user interface 10 includes any user interface devices such as a display device and an operation device.
- the slit lamp microscope system 1 shown in FIGS. 31 and 32 is merely an example, and the configuration for implementing the ophthalmic apparatus according to the embodiment or its exemplary aspects is not limited to the slit lamp microscope system 1.
- a first aspect of the ophthalmological apparatus includes an illumination system that projects illumination light onto the eye to be examined, and an imaging system that photographs the eye to be examined.
- the illumination system and the photographing system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system includes a light source section that outputs slit illumination light, and an illumination polarizer that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light outputted by the light source section. Further, the illumination system projects the illumination polarization component extracted by the illumination polarizer onto the eye to be examined as the illumination light.
- the photographing system includes a photographing polarizer that extracts a photographing polarized light component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light is projected, and an image sensor that detects the photographing polarized light component extracted by the photographing polarizer. Contains.
- a second aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus of the first aspect, and further includes a movement mechanism that moves the illumination system and the imaging system.
- a third aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to the second aspect, in which a series of operations are performed on the imaging system by controlling at least the imaging system and the movement mechanism. It further includes a first controller that causes the image to be collected.
- a fourth aspect of the ophthalmological apparatus is the ophthalmological apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the illumination polarizer is inserted into and removed from the optical path of the illumination system. It includes a moving mechanism and a photographing polarizer moving mechanism for inserting and removing the photographing polarizer into and from the optical path of the photographing system.
- a fifth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to any one of the first to fourth aspects, in which the illumination polarizer is driven to change the polarization direction of the illumination polarization component. , and a polarizer driving mechanism for driving one or both of the photographing polarizers for changing the polarization direction of the photographing polarization component.
- a sixth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to the fifth aspect, in which the polarizer drive mechanism is configured to control the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component. and a first polarizer driving mechanism that drives one or both of the illumination polarizer and the photographing polarizer to relatively change the polarizer.
- a seventh aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to the sixth aspect, which includes a moving mechanism for moving the illumination system and the imaging system, and at least control of the imaging system and the moving mechanism. and a first control section that causes the imaging system to collect a series of images by executing the control.
- An eighth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to the seventh aspect, in which the first control section moves the illumination system and the imaging system in a predetermined movement direction.
- the above-mentioned moving mechanism is controlled.
- the first polarizer drive mechanism is configured to control the illumination so that the polarization direction of the illumination polarization component is orthogonal to the predetermined movement direction, and the polarization direction of the photographing polarization component is parallel to the predetermined movement direction.
- One or both of driving the polarizer and driving the photographing polarizer is performed.
- a ninth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to any of the fifth to eighth aspects, wherein the imaging system includes a first imaging system and a second imaging system. Contains. The illumination system and the first imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions. The illumination system and the second imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the photographing polarizer includes a first photographing polarizer provided in the first photographing system and a second photographing polarizer provided in the second photographing system.
- the imaging device includes a first imaging device provided in the first imaging system and a second imaging device provided in the second imaging system.
- a tenth aspect of the ophthalmological apparatus is the ophthalmological apparatus of the ninth aspect, in which the first returned light from the eye to be examined is extracted by the first photographing polarizer.
- the first returned light from the eye to be examined is extracted by the first photographing polarizer.
- It includes a second polarizer driving mechanism that drives one or both of the first photographing polarizer and the second photographing polarizer.
- An eleventh aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus of the tenth aspect, which includes a moving mechanism for moving the illumination system and the imaging system, and at least control of the imaging system and the moving mechanism. and a first control section that causes the imaging system to collect a series of images by executing the control.
- a twelfth aspect of the ophthalmological apparatus is the ophthalmological apparatus of the eleventh aspect, wherein the first control section moves the illumination system and the imaging system in a predetermined movement direction.
- the above-mentioned moving mechanism is controlled.
- the polarization direction of the illumination polarization component is oriented perpendicular to the predetermined movement direction.
- the second polarizer driving mechanism is configured to move the first polarizer so that both the polarization direction of the first imaging polarization component and the polarization direction of the second imaging polarization component are parallel to the predetermined moving direction.
- One or both of the above-mentioned driving of the photographing polarizer and the driving of the second photographing polarizer are performed.
- a thirteenth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to any one of the fifth to twelfth aspects, wherein the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component are
- the polarizer further includes a second control section that controls the polarizer drive mechanism to relatively change the polarizer drive mechanism.
- the imaging system generates an image of the eye to be examined corresponding to a predetermined combination of the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component.
- a fourteenth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the second control unit controls the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component.
- the photographing system By driving one or both of the illumination polarizer and the photographing polarizer so that the directions are orthogonal to each other, the photographing system generates a diffuse reflection image of the eye to be examined.
- a fifteenth aspect of the ophthalmological apparatus is the ophthalmological apparatus of the fourteenth aspect, wherein the second control section further controls the polarization direction of the illumination polarization component and the imaging polarization component.
- a 16th aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus of the 15th aspect, in which an image of the eye to be examined that does not include specular reflection noise is based on the diffuse reflection image and the specular reflection image.
- the image forming apparatus further includes an image generating section that generates an image.
- a seventeenth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus of the fifteenth or sixteenth aspect, further including an analysis unit that performs a comparative analysis of the diffuse reflection image and the specular reflection image. I'm here.
- An 18th aspect example of the ophthalmological apparatus is the ophthalmological apparatus according to any one of the first to 17th aspects, in which the ophthalmologic apparatus is configured to detect the polarization component from the subject's eye based on the photographed polarized light component detected by the image sensor.
- the apparatus further includes a polarization information generation section that generates polarization information representing the polarization state of the returned light.
- a nineteenth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus of the eighteenth aspect, in which the imaging system includes a first imaging system and a second imaging system.
- the illumination system and the first imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system and the second imaging system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the photographing polarizer includes a first photographing polarizer provided in the first photographing system and a second photographing polarizer provided in the second photographing system.
- the imaging device includes a first imaging device provided in the first imaging system and a second imaging device provided in the second imaging system.
- a 20th aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to the 19th aspect, in which the polarization information generation section generates the first imaging polarization from the first return light from the eye to be examined.
- the second imaging polarizer extracts the first imaging polarized light component extracted by the second imaging polarizer and detects the first imaging element from the second imaging polarizer and the second return light from the subject's eye.
- the polarization information is generated based on the second photographing polarization component detected by the element.
- a twenty-first aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to any one of the eighteenth to twentieth aspects, which includes a moving mechanism for moving the illumination system and the imaging system, and at least the imaging system. and a first control section that causes the photographing system to collect a series of images by controlling the moving mechanism.
- the polarization information generation section generates the polarization information based on the series of images.
- a twenty-second aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to any of the eighteenth to twenty-first aspects, wherein the illumination polarizer is driven to change the polarization direction of the illumination polarization component.
- a polarizer driving mechanism that drives one or both of the photographing polarizers for changing the polarization direction of the photographing polarized light component, and the polarization direction of the illumination polarized light component and the polarization direction of the photographing polarized light component.
- a second control section that controls the polarizer drive mechanism to relatively change the polarizer drive mechanism.
- the second control unit controls the polarizer drive mechanism to realize two or more combinations of the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component.
- the polarization information generating section generates the polarization information based on two or more photographed polarization components detected by the image sensor in correspondence with the two or more combinations, respectively.
- a twenty-third aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to the twenty-second aspect, wherein the second control unit controls the polarization direction of the illumination polarization component and the polarization direction of the imaging polarization component.
- the polarizer drive mechanism is controlled so that the relative angle between the two directions has four values: 0 degrees, 45 degrees, 90 degrees, and 135 degrees.
- the polarization information generating section calculates a Stokes parameter based on four photographed polarization components detected by the image sensor corresponding to the four values of the relative angle, respectively.
- a twenty-fourth aspect of the ophthalmologic apparatus is the ophthalmologic apparatus according to any one of the eighteenth to twenty-third aspects, which generates visual information based on the polarization information generated by the polarization information generation section.
- the image forming apparatus further includes a visual information generating section that generates a visual information generating section.
- a twenty-fifth aspect of the ophthalmological apparatus is the ophthalmological apparatus according to any one of the first to twenty-fourth aspects, wherein the photographing polarizer is inclined with respect to the optical axis of the photographing system. It includes arranged polarizing plates.
- a twenty-sixth aspect of the ophthalmologic apparatus is the twenty-fifth aspect of the ophthalmologic apparatus, in which the polarizing plate is arranged parallel to the light-receiving surface of the image sensor.
- a twenty-seventh aspect of the ophthalmological apparatus is the twenty-fifth aspect of the ophthalmological apparatus, wherein the polarizing plate is arranged in a first direction perpendicular to the optical axis of the imaging system and in a direction of the imaging device.
- the light receiving surface is oriented in a direction between the light receiving surface and a second direction parallel to the light receiving surface.
- a twenty-eighth aspect of the ophthalmological apparatus is the ophthalmological apparatus according to any one of the first to twenty-seventh aspects, wherein the imaging system includes a polarizer array as the imaging polarizer, and the imaging system.
- the polarization camera includes a photodiode array as an element.
- an ophthalmologic device having these non-limiting features can improve ophthalmologic imaging.
- Embodiments of ophthalmological devices have been described so far, embodiments according to the present disclosure are not limited to ophthalmological devices.
- Embodiments other than ophthalmological devices include a method for controlling an ophthalmological device, a program, a recording medium, and the like. Similar to the embodiments of the ophthalmological device, these embodiments also allow for improved image quality in ophthalmological imaging.
- a method for controlling an ophthalmological apparatus is a method for controlling an ophthalmological apparatus.
- This ophthalmological apparatus includes an illumination system that projects slit illumination light onto the eye to be examined, an imaging system that photographs the eye to be examined, a movement mechanism that moves the illumination system and the imaging system, and a processor. Furthermore, the illumination system and photographing system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system also includes a light source unit that outputs slit illumination light, and an illumination polarizer that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light output by the light source unit, and the illumination polarization component extracted by the illumination polarizer. The component is projected onto the subject's eye as illumination light.
- the photographing system includes a photographing polarizer that extracts a photographing polarized light component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light is projected, and an imaging element that detects the photographing polarized light component extracted by the photographing polarizer.
- the method according to the present embodiment causes the imaging system to collect a series of images by causing a processor included in the ophthalmological apparatus to control at least the imaging system and the movement mechanism.
- a program according to one embodiment is for operating an ophthalmological apparatus.
- This ophthalmological apparatus includes an illumination system that projects slit illumination light onto the eye to be examined, an imaging system that photographs the eye to be examined, a movement mechanism that moves the illumination system and the imaging system, and a processor. Furthermore, the illumination system and photographing system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system also includes a light source unit that outputs slit illumination light, and an illumination polarizer that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light output by the light source unit, and the illumination polarization component extracted by the illumination polarizer. The component is projected onto the subject's eye as illumination light.
- the photographing system includes a photographing polarizer that extracts a photographing polarized light component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light is projected, and an imaging element that detects the photographing polarized light component extracted by the photographing polarizer.
- the program according to the present embodiment is configured to cause the imaging system to collect a series of images by causing a processor included in the ophthalmological apparatus to at least control the imaging system and control the movement mechanism. .
- the recording medium is a computer-readable non-temporary recording medium in which a program for operating an ophthalmological apparatus is recorded.
- This ophthalmological apparatus includes an illumination system that projects slit illumination light onto the eye to be examined, an imaging system that photographs the eye to be examined, a movement mechanism that moves the illumination system and the imaging system, and a processor. Furthermore, the illumination system and photographing system are configured to satisfy Scheimpflug conditions.
- the illumination system also includes a light source unit that outputs slit illumination light, and an illumination polarizer that extracts an illumination polarization component from the slit illumination light output by the light source unit, and the illumination polarization component extracted by the illumination polarizer. The component is projected onto the subject's eye as illumination light.
- the photographing system includes a photographing polarizer that extracts a photographing polarized light component from the return light from the eye to be examined onto which the slit illumination light is projected, and an imaging element that detects the photographing polarized light component extracted by the photographing polarizer.
- the program recorded on the recording medium causes the processor included in the ophthalmological apparatus to perform at least control of the imaging system and control of the movement mechanism, so that the imaging system collects a series of images. It is configured to allow
- the computer-readable non-temporary recording medium that can be used as the recording medium according to the present embodiment may be any type of recording medium, such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory. It may be.
- items arbitrarily selected from various items described as arbitrary aspects of the ophthalmological apparatus according to the embodiments may be used as an embodiment of the ophthalmological apparatus control method, a program embodiment, and a recording medium embodiment. It can be combined with etc.
- any of the matters described in the present disclosure can be combined into an embodiment of a method for controlling an ophthalmologic apparatus, an embodiment of a program, an embodiment of a recording medium, and the like.
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Abstract
一実施形態に係る眼科装置は、被検眼に照明光を投射する照明系と、被検眼を撮影する撮影系とを含む。照明系及び撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。照明系は、光源部と照明偏光子とを含む。光源部は、スリット照明光を出力する。照明偏光子は、光源部により出力されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する。照明系は、照明偏光子により抽出された照明偏光成分を照明光として被検眼に投射する。撮影系は、撮影偏光子と撮像素子とを含む。撮影偏光子は、スリット照明光が投射された被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する。撮像素子は、撮影偏光子により抽出された撮影偏光成分を検出する。
Description
本開示は、眼科装置、眼科装置を制御する方法、及び記録媒体に関する。
眼科分野において画像診断は重要な位置を占める。眼科画像診断では、各種の眼科装置が用いられる。眼科装置には、スリットランプ顕微鏡、眼底カメラ、走査型レーザー検眼鏡(SLO)、光干渉断層計(OCT)などがある。また、レフラクトメータ、ケラトメータ、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、マイクロペリメータなどの各種の検査装置や測定装置にも、前眼部や眼底を撮影する機能が搭載されている。
これら様々な眼科装置のうち最も広く且つ頻繁に使用される装置の1つが、眼科医にとっての聴診器とも呼ばれるスリットランプ顕微鏡である。スリットランプ顕微鏡は、スリット光で被検眼を照明し、照明された断面を側方から顕微鏡で観察したり撮影したりするための眼科装置である(例えば、下記の特許文献1及び2を参照)。また、シャインプルーフの条件を満足するように構成された光学系を用いることにより被検眼の3次元領域を高速でスキャンすることが可能なスリットランプ顕微鏡も知られている(例えば、下記の特許文献3を参照)。なお、スリットランプ顕微鏡の他にも、スリット光で対象物をスキャンする撮像方式としてはローリングシャッターカメラなどが知られている。
本開示の1つの目的は、眼科イメージングの向上を図ることにある。
実施形態の1つの例示的な態様は、被検眼に照明光を投射する照明系と、前記被検眼を撮影する撮影系とを含み、前記照明系及び前記撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、前記照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、前記光源部により出力された前記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含み、前記照明偏光子により抽出された前記照明偏光成分を前記照明光として前記被検眼に投射し、前記撮影系は、前記スリット照明光が投射された前記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、前記撮影偏光子により抽出された前記撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含む、眼科装置である。
実施形態の他の例示的な態様は、被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、前記被検眼を撮影する撮影系と、前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構と、プロセッサとを含み、前記照明系及び前記撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成された眼科装置を制御する方法であって、前記照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、前記光源部により出力された前記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含み、前記照明偏光子により抽出された前記照明偏光成分を前記照明光として前記被検眼に投射し、前記撮影系は、前記スリット照明光が投射された前記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、前記撮影偏光子により抽出された前記撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含み、前記プロセッサに、少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる。
実施形態の更に他の例示的な態様は、被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、前記被検眼を撮影する撮影系と、前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構とを含み、前記照明系及び前記撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成された眼科装置の制御をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、前記光源部により出力された前記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含み、前記照明偏光子により抽出された前記照明偏光成分を前記照明光として前記被検眼に投射し、前記撮影系は、前記スリット照明光が投射された前記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、前記撮影偏光子により抽出された前記撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含み、前記プログラムは、前記コンピュータに、少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる。
実施形態の更に他の例示的な態様は、被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、前記被検眼を撮影する撮影系と、前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構とを含み、前記照明系及び前記撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成された眼科装置の制御をコンピュータに実行させるプログラムが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体であって、前記照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、前記光源部により出力された前記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含み、前記照明偏光子により抽出された前記照明偏光成分を前記照明光として前記被検眼に投射し、前記撮影系は、前記スリット照明光が投射された前記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、前記撮影偏光子により抽出された前記撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含み、前記プログラムは、前記コンピュータに、少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる。
実施形態によれば、眼科イメージングの向上を図ることができる。
本開示に係る実施形態の幾つかの非限定的な例示的態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本開示に係るいずれかの態様に任意の公知技術を組み合わせることができる。例えば、本明細書で引用する文献に開示されている任意の事項を、本開示に係るいずれかの態様に組み合わせることができる。更に、本開示に関連する技術分野における任意の公知技術を、本開示に係るいずれかの態様に組み合わせることができる。
特許文献3(特開2019-213733号公報(国際公開第2019/240149号))に開示されている全ての内容は、参照によって本開示に援用される。また、本開示に関連する技術について本願の出願人により開示された任意の技術事項(特許出願、論文などにおいて開示された事項)を、本開示に係るいずれかの態様に組み合わせることができる。
本開示に係る様々な態様のうちのいずれか2つ以上の態様を、少なくとも部分的に組み合わせることが可能である。
本開示において説明される要素の機能の少なくとも一部は、回路構成(circuitry)又は処理回路構成(processing circuitry)を用いて実装される。回路構成又は処理回路構成は、開示された機能の少なくとも一部を実行するように構成及び/又はプログラムされた、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、従来の回路構成、及びそれらの任意の組み合わせのいずれかを含む。プロセッサは、トランジスタ及び/又は他の回路構成を含む、処理回路構成又は回路構成とみなされる。本開示において、回路構成、ユニット、手段、又はこれらに類する用語は、開示された機能の少なくとも一部を実行するハードウェア、又は、開示された機能の少なくとも一部を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されたハードウェアであってよく、或いは、記載された機能の少なくとも一部を実行するようにプログラム及び/又は構成された既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが或るタイプの回路構成とみなされ得るプロセッサである場合、回路構成、ユニット、手段、又はこれらに類する用語は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであり、このソフトウェアはハードウェア及び/又はプロセッサを構成するために使用される。
以下の実施形態では、モノクロ画像を扱う場合(モノクロカメラを用いる場合)の様々な態様を説明するが、カラー画像を扱う場合(カラーカメラを用いる場合)においても同様の処理を行うことができることは、当業者であれば理解できるであろう。カラー画像を扱う場合の非限定的な例として、一般的にカラーカメラは3つの色成分画像(R成分画像、G成分画像、B成分画像)を生成するものであることを考慮し、成分画像ごとにハイダイナミックレンジ画像を生成する方法、3つの色成分画像から生成される輝度信号値(Y)を用いてハイダイナミックレンジ画像を生成する方法、カラー画像をモノクロ画像に変換してハイダイナミックレンジ画像を生成する方法、選択された色成分画像のみからハイダイナミックレンジ画像を生成する方法などを採用することが可能である。
<実施形態の概要>
本開示に係る実施形態は、シャインプルーフの条件を満足する光学系を用いた眼科イメージングの向上を図るものである。その応用として、本開示に係る実施形態の幾つかの例示的な態様は、シャインプルーフの条件を満足する光学系を移動しつつ画像収集を行う眼科イメージングの向上を図るものである。
本開示に係る実施形態は、シャインプルーフの条件を満足する光学系を用いた眼科イメージングの向上を図るものである。その応用として、本開示に係る実施形態の幾つかの例示的な態様は、シャインプルーフの条件を満足する光学系を移動しつつ画像収集を行う眼科イメージングの向上を図るものである。
シャインプルーフの条件を満足する光学系を備えた従来の眼科装置によって取得される画像には、被検眼に投射された照明光の正反射に起因するノイズ(正反射ノイズと呼ぶ)が混入することがある。例えば、角膜などの高反射率の組織からの正反射の像がノイズとして混入することがある。
なお、眼底カメラや光コヒーレンストモグラフィ(OCT)装置で得られる眼画像から角膜正反射ノイズを除去するための技術は広く知られているが、シャインプルーフの条件を満足する光学系を備えた眼科装置において同機能を有するものは、出願人の知る限りにおいて公知ではないと考える。
特に、シャインプルーフの条件を満足する光学系を備え、且つスリット照明光を被検眼に投射するように構成された眼科装置において同機能を有するものは、出願人の知る限りにおいて公知ではなく、それを示唆する文献も存在しないと考える。
更に、シャインプルーフの条件を満足する光学系を備えた従来の眼科装置では、高反射率の組織からの反射が相対的に過大になることによって他の組織の像の視認性を損なうことがある。例えば、角膜からの強い反射が水晶体などの眼内組織の視認性を損なうことがある。
加えて、シャインプルーフの条件を満足する光学系を備えた従来の眼科装置においては、被検眼の偏光特性を求めることができない。
本開示に係る実施形態は、少なくともこれらの課題に着目してなされたものであるが、本開示に係る実施形態の作用及び効果、並びに本開示に係る実施形態によって達成される目的は、これらの課題に関連する事項に限定されるものではなく、シャインプルーフの条件を満足する光学系を備えた眼科装置を用いたイメージングを様々な観点から向上させるものである。
そのために、本開示に係る実施形態は次のような構成を有する。すなわち、実施形態に係る眼科装置は照明系及び撮影系を備えており、照明系及び撮影系はシャインプルーフの条件を満足するように構成されている。
実施形態の照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、この光源部により出力されたスリット照明光から所定の偏光成分を抽出する偏光子とを含んでおり、この偏光子により抽出された偏光成分を照明光として被検眼に投射するように構成されている。
幾つかの例示的な態様において、スリット照明光は、例えばスリットを通してビーム断面形状が成形された光のように、巨視的には略ライン形状、微視的には細長い略矩形状のビーム断面形状に成形された光であってよい。
スリット照明光を生成する光源部の構成は任意であってよい。例えば、スリット照明光を生成する光源部は、標準的なスリットランプ顕微鏡のように光源(発光素子)とスリット形成機構とを含む光源部、光源と1次元光スキャナーとを含む光源部、及び、巨視的に見て1次元的なビーム断面形状を有する光を発するライン光源を含む光源部のいずれかであってよい。
実施形態の照明系における偏光子を照明偏光子と呼び、照明偏光子によりスリット照明光から抽出される偏光成分を照明偏光成分と呼ぶ。照明偏光子は任意の種類の偏光子であってよく、例えば透過型偏光子及び反射型偏光子のいずれでもよい。
実施形態の撮影系は、スリット照明光が投射された被検眼からの戻り光から所定の偏光成分を抽出する偏光子と、この偏光子により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含んでいる。
撮影系に入射する光(スリット照明光が投射された被検眼からの戻り光)は、スリット照明光の戻り光だけでなく、環境光などの任意の種類の光を含んでいてもよい。
実施形態の撮影系における偏光子を撮影偏光子と呼び、撮影偏光子により戻り光から抽出される偏光成分を撮影偏光成分と呼ぶ。撮影偏光子は任意の種類の偏光子であってよく、例えば透過型偏光子及び反射型偏光子のいずれでもよい。
実施形態の撮影系における撮像素子は任意の種類であってよく、幾つかの例示的な態様の撮像素子は、CCDエリアセンサー又はCMOSエリアセンサーなどの任意の種類のエリアセンサーであってよい。
シャインプルーフの条件を満足する光学系(照明系及び撮影系)は、例えば、特許文献3(特開2019-213733号公報(国際公開第2019/240149号))に開示された光学系に照明偏光子及び撮影偏光子を組み合わせた構成であってもよいが、それに限定されるものではない。シャインプルーフの条件を満足する光学系を用いることによって、実施形態に係る眼科装置は、被検眼の広い範囲にピントを合わせて撮影を行うことができる。例えば、前眼部イメージングであれば、少なくとも角膜前面及び水晶体後面により画成される範囲にピントを合わせて撮影を行うことができ、前眼部の主要な観察対象の全体を高精細に表現することが可能になる。
実施形態に係る眼科装置は、照明偏光子及び撮影偏光子を備えているため、偏光に関する様々な動作や様々な処理を利用して眼科イメージングの向上を図ることが可能である。例えば、詳細については後述するが、1つの態様は眼画像における正反射ノイズを除去することが可能であり、別の1つの態様は眼組織の反射率の違いに起因する像の視認性の低下を解消することが可能であり、更に別の1つの態様は被検眼の偏光特性を求めることが可能である。
更に、実施形態に係る眼科装置は、照明偏光子及び撮影偏光子を備えていることに加えて、シャインプルーフの条件を満足するように構成された照明系と撮影系を備えているので、撮影範囲の広さ、撮影範囲全体にわたる高い精細性(描出力)、及び、偏光を利用した眼科イメージングの向上、の全てを達成できるという新規で顕著な効果を奏するものである。
例えば、実施形態に係る眼科装置によれば、正反射ノイズが除去された広範囲且つ高精細の眼画像を生成することや、眼組織の反射率の違いに起因する像の視認性の低下が解消された広範囲且つ高精細の眼画像を生成することや、被検眼の広範囲にわたる偏光特性を高い品質(正確度、精度、再現性など、任意の種類の情報品質)で求めることが可能になる。
幾つかの例示的な態様に係る眼科装置は、被検眼の3次元領域をスキャンするように構成されていてよい。このような態様によれば、被検眼の広い3次元領域を高い描出力で画像化することができるとともに、偏光を利用した眼科イメージングの向上を図ることもできる。
例えば、このような態様によれば、正反射ノイズが除去された広範囲の3次元眼画像を高い精細性で生成することや、眼組織の反射率の違いに起因する像の視認性の低下が解消された広範囲の3次元眼画像を高い精細性で生成することや、被検眼の広い3次元領域における偏光特性の分布を高い品質で求めることが可能になる。
以上に概要を説明した実施形態について幾つかの例示的な態様を説明する。本開示では、眼科装置の例示的な態様、眼科装置を制御する方法の例示的な態様、プログラムの例示的な態様、及び記録媒体の例示的な態様について主に説明するが、実施形態の態様はこれらに限定されるものではない。例えば、医療方法の様々な態様、撮影方法の様々な態様、データ処理方法の様々な態様などが本開示によって提供されることは、当業者であれば理解することができるであろう。
なお、別の実施形態において、照明系は、スリット照明光を出力する光源部と光源部により出力されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子との組み合わせの代わりに、直線偏光特性を有する光を発する光源(例えば、半導体レーザー)を含んでいてよい。
当該別の実施形態の照明系は、偏光子を含んでいなくてよい。また、当該別の実施形態の照明系は、直線偏光特性を有する光を発する光源を回転することによって照明光の偏光方向を変化させる機構、及び/又は、光源から出力された直線偏光特性を有する光の偏光方向を変化させる手段(光学素子、機構など)を含んでいてもよい。
したがって、本開示は、次の要素を備えた眼科装置も含むものである:眼科装置は、被検眼に照明光を投射する照明系を含んでいる;眼科装置は、被検眼を撮影する撮影系を含んでいる;照明系及び撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている;照明系は、直線偏光のスリット照明光を出力する光源部を含んでいる;照明系は、直線偏光のスリット照明光を上記照明光として被検眼に投射するように構成されている;撮影系は、直線偏光のスリット照明光が投射された被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子を含んでいる;撮影系は、撮影偏光子により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子を含んでいる。
このような構成を有する当該別の実施形態に係る眼科装置に対して、本開示において説明される様々な例示的な態様のいずれかにおける任意の事項を組み合わせることが可能である。また、当該別の実施形態に係る眼科装置に対応する他のカテゴリーの実施形態(例えば、眼科装置を制御する方法の実施形態、プログラムの実施形態、記録媒体の実施形態、医療方法の実施形態、撮影方法の実施形態、データ処理方法の実施形態)も本開示に含まれるものである。
より一般に、本開示は、次の要素を備えた眼科装置を含んでいる:眼科装置は、被検眼に照明光を投射する照明系を含んでいる;眼科装置は、被検眼を撮影する撮影系を含んでいる;照明系及び撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている;照明系は、直線偏光のスリット照明光を上記照明光として被検眼に投射するように構成されている;撮影系は、直線偏光のスリット照明光が投射された被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子を含んでいる;撮影系は、撮影偏光子により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子を含んでいる。
このような構成を有するより一般的な実施形態に係る眼科装置に対して、本開示において説明される様々な例示的な態様のいずれかにおける任意の事項を組み合わせることが可能である。また、当該より一般的な実施形態に係る眼科装置に対応する他のカテゴリーの実施形態(例えば、眼科装置を制御する方法の実施形態、プログラムの実施形態、記録媒体の実施形態、医療方法の実施形態、撮影方法の実施形態、データ処理方法の実施形態)も本開示に含まれるものである。
<眼科装置>
実施形態に係る眼科装置の幾つかの例示的な態様を提供する。
実施形態に係る眼科装置の幾つかの例示的な態様を提供する。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図1及び図2に示す。本態様に係る眼科装置1000は、照明系1010と、撮影系1020と、制御部1030とを含んでいる。
照明系1010は、被検眼Eに照明光を投射するように構成されている。照明系1010は、スリット照明光を出力する光源部1011と、光源部1011により出力されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子1012とを含んでいる。図示は省略するが、照明系1010は、これら以外の要素(例えば、対物レンズ)を更に含んでいる。
撮影系1020は、被検眼Eを撮影してデジタル画像を生成する。撮影系1020は、照明系1010によりスリット照明光が投射された被検眼Eからの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子1021と、撮影偏光子1021により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子1022とを含んでいる。図示は省略するが、撮影系1020は、これら以外の要素(例えば、対物レンズ)を更に含んでいる。
照明系1010及び撮影系1020は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。より具体的には、照明系1010の光学系(照明光学系)の光軸を通る平面(物面を含む平面)と、撮影系1020の光学系(撮影光学系)の主面と、撮像素子1022の撮像面とが、同一の直線上において交差するように、照明系1010及び撮影系1020が構成されている。
照明系1010及び撮影系1020は、被検眼Eの撮影を行うための撮影ユニットに含まれている。撮影ユニットは、シャインプルーフカメラとして機能するものであり、物面内の全ての位置(照明系1010の光軸に沿う方向における全ての位置)に撮影系1020のピントが合った状態で被検眼Eの撮影を行うことができる。撮影ユニットにより生成される画像をシャインプルーフ画像と呼ぶことがある。シャインプルーフの条件を満足するように構成された光学系(照明光学系及び撮影光学系)については、その幾つかの非限定的な具体例を後述する。
制御部1030は、照明系1010の制御及び撮影系1020の制御を実行するように構成されている。照明系1010及び撮影系1020は、制御部1030による制御の下に被検眼Eの撮影を行うことによってシャインプルーフ画像を生成する。
制御部1030は、プロセッサ、記憶装置などのハードウェア要素を含む。記憶装置には、制御プログラム等のコンピュータプログラムが記憶されている。制御部1030の機能は、制御プログラム等のソフトウェアと、プロセッサ等のハードウェアとの協働によって実現される。
幾つかの例示的な態様の眼科装置は、制御部1030を含んでいなくてよい。この場合、照明系1010の制御及び撮影系1020の制御は、例えば、眼科装置の外部に配置されているコンピュータ(プロセッサ)によって実行される。
図2に示すように、本態様の眼科装置1000は、光源部1011によってスリット照明光を出力し、照明偏光子1012によってこのスリット照明光から照明偏光成分を抽出し、照明系1010によってこの照明偏光成分を照明光として被検眼Eに投射する。被検眼Eに投射された照明光の戻り光の一部は撮影系1020に入射する。本態様の眼科装置1000は、撮影系1020に入射した戻り光から撮影偏光子1021によって撮影偏光成分を抽出し、撮像素子1022によってこの撮影偏光成分を検出する。
撮影偏光成分を検出した撮像素子1022から出力されるデータは画像データ(被検眼Eのシャインプルーフ画像)である。このシャインプルーフ画像は、被検眼Eに投射された照明光の戻り光の偏光状態を表す情報を含んでいる。被検眼Eに投射された照明光の戻り光は被検眼Eの偏光特性の影響を受けており、このシャインプルーフ画像は被検眼Eの偏光特性を表す情報を含んでいる。
このように構成された本態様の眼科装置1000によれば、広範囲にわたる被検眼Eの偏光特性が反映された高品質の画像を生成することができ、眼科イメージングの向上を図ることが可能である。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図3、図4A及び図4Bに示す。本態様に係る眼科装置1100は、眼科装置1000と同様の照明系1010、撮影系1020、及び制御部1030に加えて、偏光子移動機構1040を含んでいる。
偏光子移動機構1040は、偏光子を光路に対して移動するように構成されている。偏光子移動機構1040は、駆動力を発生するアクチュエーターと、発生された駆動力を偏光子に伝達する機構とを含んでいる。偏光子移動機構1040は、制御部1030による制御の下に動作する。
図4A及び図4Bに示すように、本態様の偏光子移動機構1040は、照明偏光子移動機構1041及び撮影偏光子移動機構1042を含んでいる。照明偏光子移動機構1041は、照明系1010の光路(照明光路)に対して照明偏光子1012を挿抜するように構成されている。すなわち、照明偏光子移動機構1041は、照明偏光子1012を照明光路に挿入する動作と、照明偏光子1012を照明光路から退避する動作とを実行するように構成されている。同様に、撮影偏光子移動機構1042は、撮影系1020の光路(撮影光路)に対して撮影偏光子1021を挿抜するように構成されている。
制御部1030は、照明偏光子移動機構1041の制御及び撮影偏光子移動機構1042の制御を実行する。図4A及び図4Bに示すように、制御部1030は、照明偏光子移動機構1041の制御と撮影偏光子移動機構1042の制御とを連係的に実行することができる。
本例では、制御部1030は、照明偏光子1012を照明光路に挿入させるための照明偏光子移動機構1041の制御と、撮影偏光子1021を撮影光路に挿入させるための撮影偏光子移動機構1042の制御とを連係的に実行し、且つ、照明偏光子1012を照明光路から退避させるための照明偏光子移動機構1041の制御と、撮影偏光子1021を撮影光路から退避させるための撮影偏光子移動機構1042の制御とを連係的に実行する。
本例によれば、偏光を考慮した撮影と、偏光を考慮しない通常の撮影とを切り替えることが可能になる。
照明偏光子移動機構1041のみが設けられている場合、又は、照明偏光子移動機構1041及び撮影偏光子移動機構1042の双方が設けられており且つ照明偏光子移動機構1041を選択的に制御することが可能である場合、制御部1030は、照明偏光子1012を照明光路上に配置させ且つ撮影偏光子1021を撮影光路から退避させることができる。
本例によれば、スリット照明光の照明偏光成分を照明光として使用して被検眼Eを撮影することができる。
逆に、撮影偏光子移動機構1042のみが設けられている場合、又は、照明偏光子移動機構1041及び撮影偏光子移動機構1042の双方が設けられており且つ撮影偏光子移動機構1042を選択的に制御することが可能である場合、制御部1030は、照明偏光子1012を照明光路から退避させ且つ撮影偏光子1021を撮影光路上に配置させることができる。
本例によれば、被検眼Eからの戻り光の撮影偏光成分を選択的に検出することが可能である。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図5に示す。本態様に係る眼科装置1200は、眼科装置1000と同様の照明系1010、撮影系1020、及び制御部1030に加えて、移動機構1050を含んでいる。
移動機構1050は、照明系1010及び撮影系1020を移動するように構成されている。移動機構1050は、駆動力を発生するアクチュエーターと、発生された駆動力を照明系1010及び撮影系1020に伝達する機構とを含んでいる。移動機構1050は、制御部1030による制御の下に動作する。
移動機構1050は、照明系1010及び撮影系1020を移動する機能と同等の機能を有する機構を含んでいてもよい。そのような機構の例として、照明光を偏向することによって照明位置(被検眼Eに対する照明光の投射位置)を移動する機構(照明スキャナー、可動照明ミラー)、被検眼Eからの戻り光を偏向することによって撮影位置を移動する機構(撮影スキャナー、可動撮影ミラー)などがある。
本態様によれば、シャインプルーフの条件を満足する照明系1010及び撮影系1020を用いて被検眼Eをスキャンすること、すなわち、シャインプルーフの条件を満足する照明系1010及び撮影系1020を移動しつつ画像収集を行うことが可能である。これにより、被検眼Eの3次元領域から複数の画像(シャインプルーフ画像群)を収集することができる。また、収集されたシャインプルーフ画像群から3次元画像を構築することや、この3次元画像のレンダリング画像を作成することができる。
本態様のスキャンの2つの例を図6A及び図6Bに示す。
図6Aに示すスキャンは、照明系1010による照明光の出力(被検眼Eに対する照明光の投射)と、撮影系1020の撮像素子1022の露光(撮影)と、移動機構1050により移動される照明系1010及び撮影系1020の位置(スキャン位置)との連係的な制御(同期制御)によって実行される。
より具体的には、本例のスキャンは、照明光の連続的な出力と、撮像素子1022による反復的な撮影(露光)と、スキャン開始位置からスキャン終了位置までの照明系1010及び撮影系1020の連続的な移動とを組み合わせることによって実現される。撮像素子1022の反復的な露光は、露光と電荷転送(及び露光待機)とを交互に繰り返すことによって行われる。
図6Aに示すスキャンは、制御が簡便で容易であるという利点がある一方、露光中のスキャン位置の移動や被検眼Eの眼球運動によってぼやけた像が得られることがあるという不利点もある。この不利点に対処するために撮像素子1022の露光時間を短くすることが考えられる。ただし、露光時間を短くしても、露光中でない間にも被検眼Eに照明光が連続的に投射されるため、被検者に負担を与えるおそれがある。図6Bに示すスキャンは、このような問題を考慮したものである。
図6Bに示すスキャンでは、被検眼Eに対する照明光の投射時間が撮像素子1022の露光時間よりも短くなるように制御が行われる。この制御は、照明系1010の制御、撮影系1020の制御、及び移動機構1050の制御を組み合わせることによって実現される。
照明系1010の制御は、任意の方式の制御であってよく、例えば、光源の制御(点灯/消灯)や電子シャッターの制御などの電気的制御でもよいし、機械式シャッターの制御や回転式シャッターの制御などの機械的制御でもよいし、電気的制御と機械的制御との組み合わせでもよい。この光源は光源部1011に設けられている。また、シャッターは、光源部1011に設けられており、光源から出力された光の通過と遮蔽とを切り替えるように(つまり、被検眼Eに対する照明光の投射と不投射とを切り替えるように)構成されている。なお、照明偏光子1012よりも後段の位置にシャッターを配置してもよい。
照明系1010の制御は、被検眼Eに対して照明光が投射されている状態(投射状態)と投射されていない状態(不投射状態)とを切り替えるための制御に限定されず、被検眼Eに投射される照明光の強度(光量)を変調するための制御であってもよい。
撮影系1020の制御は、任意の方式の制御であってよく、例えば、撮像素子1022の制御や電子シャッターの制御などの電気的制御でもよいし、機械式シャッターの制御や回転式シャッターの制御などの機械的制御でもよいし、電気的制御と機械的制御との組み合わせでもよい。
図6Bに示すスキャンでは、被検眼Eに照明光が投射されている期間(投射期間)の長さ(投射時間)が、撮像素子1022が光を受けることが可能な期間(露光期間)の長さ(露光時間)よりも短くなるように制御を行うことに加えて、投射期間の少なくとも一部と露光期間の少なくとも一部とが重複するように、照明光の出力のシーケンス(時系列に並ぶ複数回の出力)と、撮像素子1022の露光のシーケンス(時系列に並ぶ複数回の露光)とが互いに同期されている。
図6Bに示すスキャンでは、露光のシーケンスにおける各露光期間について、その露光期間の一部の期間と、照明光の1つの投射期間とが一致している。すなわち、露光のシーケンスにおける各露光期間について、その露光期間の長さ(露光時間)よりも照明光の投射期間の長さ(投射時間)が短くなっており、且つ、この露光期間の一部とこの投射期間の全体とが重複している。
このような図6Bに示すスキャンによれば、露光のシーケンスにおける各露光期間において、その露光期間よりも短い投射期間にのみ実質的に露光(撮像素子1022による受光及び電荷蓄積)が行われるため、露光中のスキャン位置の移動や眼球運動に起因する像のぼやけを、図6Aに示すスキャンの場合よりも低減することができる。
図6Bに示すスキャンでは、スキャン位置を連続的に移動している。スキャン位置の移動を階段状に行うこともできるが、制御の煩雑さが増すことに加え、照明系1010及び撮影系1020の急発進及び急停止の繰り返しにより生じる振動が撮影品質に悪影響を与える可能性があることを考慮すると、図6Bに示すスキャンのようにスキャン位置の移動を連続的に行う方が優れていると考えられる。ただし、本開示に係る実施形態は、スキャン位置の移動を階段状に行う態様を除外するものではない。
図6Bに示すスキャンでは、図7Aに示すように、照明光の1つの投影期間の全体が、撮像素子1022の1つの露光期間の一部期間に対応している(時間的に重複している、時間的に並行している)。しかしながら、図6Bに示すスキャンの上記効果を得るための条件(スキャン条件)は、被検眼Eに対する照明光の投射時間が撮像素子1022の露光時間よりも短いこと、及び、被検眼Eに対する照明光の投射期間の少なくとも一部と撮像素子1022の露光期間の少なくとも一部とが重複することである。
このスキャン条件を満足するスキャン方法は、図6Bに示すスキャンに限定されない。このスキャン条件を満足するスキャン方法の別の例として図7Bに示すスキャンがある。図7Bに示すスキャンでは、照明光の1つの投射期間の一部期間が、撮像素子1022の1つの露光期間の一部期間に対応している。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図8、図9A、及び図9Bに示す。本態様に係る眼科装置1300は、眼科装置1000と同様の照明系1010、撮影系1020、及び制御部1030に加えて、偏光子駆動機構1060を含んでいる。
偏光子駆動機構1060は、偏光子により抽出される偏光成分の向き(偏光方向)を変化させるように構成されている。すなわち、偏光子駆動機構1060は、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向を変化させるための照明偏光子1012の駆動、及び/又は、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための撮影偏光子1021の駆動を行うように構成されている。偏光子駆動機構1060は、駆動力を発生するアクチュエーターと、発生された駆動力を偏光子に伝達する機構とを含んでいる。偏光子駆動機構1060は、制御部1030による制御の下に動作する。
幾つかの例示的な態様では、偏光子は偏光板である。偏光板は、特定方向に偏光した光のみを通過させる光学素子である。この場合、偏光子駆動機構1060は、偏光板を回転させるように構成される。偏光板を回転することにより、偏光板を通過する光の偏光方向が変化する。
偏光子駆動機構1060の1つの例を図9A及び図9Bに示す。本例の偏光子駆動機構1060は、照明偏光子駆動機構1061及び撮影偏光子駆動機構1062を含んでいる。照明偏光子駆動機構1061は、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向を変化させるための照明偏光子1012の駆動を行うように構成されている。撮影偏光子駆動機構1062は、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための撮影偏光子1021の駆動を行うように構成されている。
図9A及び図9Bに示す動作例は、偏光子駆動機構1060の次の2つの動作(1)及び(2)を表している。
(1)照明偏光子駆動機構1061が、照明偏光子1012を通過する光の偏光方向を互いに異なる2つの偏光方向に変化させることによって、スリット照明光から抽出される照明偏光成分が、これら2つの偏光方向の一方に対応する第1の照明偏光成分と他方に対応する第2の照明偏光成分とに切り替えられる。
(2)撮影偏光子駆動機構1062が、撮影偏光子1021を通過する光の偏光方向を互いに異なる2つの偏光方向に変化させることによって、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分が、これら2つの偏光方向の一方に対応する第1の撮影偏光成分と、他方に対応する第2の撮影偏光成分とに切り替えられる。
図9A及び図9Bに示す例では、偏光子駆動機構1060が照明偏光子駆動機構1061及び撮影偏光子駆動機構1062の双方を含んでいるが、別の例の偏光子駆動機構1060は、照明偏光子駆動機構1061及び撮影偏光子駆動機構1062のいずれか一方のみを含んでいてよい。
換言すると、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向及び被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向の双方が可変であってもよいし、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向が固定されており且つ被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向が可変であってもよいし、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向が可変であり且つ被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向が固定されていてもよい。
図9A及び図9Bに示す例では、照明偏光子駆動機構1061は、照明偏光子1012を通過する光の偏光方向を互いに異なる2つの偏光方向に変化させているが、別の例の照明偏光子駆動機構1061は、照明偏光子1012を通過する光の偏光方向を互いに異なる3つ以上の偏光方向に変化させるように構成されていてよい。
換言すると、照明偏光子駆動機構1061によって切り替えられる偏光方向の個数は任意であってよく、更には、照明偏光子駆動機構1061による偏光方向の変化の態様は段階的な(離散的な)変化に限定されず、連続的な変化であってもよい。
同様に、撮影偏光子駆動機構1062によって切り替えられる偏光方向の個数は任意であってよく、更には、撮影偏光子駆動機構1062による偏光方向の変化の態様は段階的な変化及び連続的な変化のいずれであってもよい。
図9A及び図9Bに示す例において、制御部1030は、照明偏光子駆動機構1061の制御及び撮影偏光子駆動機構1062の制御を実行する。制御部1030は、照明偏光子駆動機構1061の制御と撮影偏光子駆動機構1062の制御とを連係的に実行してもよい。また、制御部1030は、照明偏光子駆動機構1061の制御と撮影偏光子駆動機構1062の制御とを互いに独立に実行してもよい。照明偏光子駆動機構1061及び撮影偏光子駆動機構1062のいずれか一方のみが設けられている場合においては、制御部1030は、その偏光子駆動機構の制御を実行する。
偏光子駆動機構1060(照明偏光子駆動機構1061及び/又は撮影偏光子駆動機構1062)は、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、撮影偏光子1021により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させるように構成されていてよい。このように構成された偏光子駆動機構1060は、第1の偏光子駆動機構の例である。
偏光子駆動機構1060が照明偏光子駆動機構1061のみを含む場合、偏光子駆動機構1060は、照明偏光子1012の駆動を実行することによって、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、撮影偏光子1021により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させることができる。
逆に、偏光子駆動機構1060が撮影偏光子駆動機構1062のみを含む場合、偏光子駆動機構1060は、撮影偏光子1021の駆動を実行することによって、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、撮影偏光子1021により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させることができる。
また、偏光子駆動機構1060が照明偏光子駆動機構1061及び撮影偏光子駆動機構1062の双方を含む場合、偏光子駆動機構1060は、照明偏光子1012の駆動及び撮影偏光子1021の駆動のいずれか一方を実行することによって、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、撮影偏光子1021により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させることができる。
これに加えて、又は、これの代わりに、偏光子駆動機構1060は、照明偏光子1012の駆動及び撮影偏光子1021の駆動の双方を実行することによって、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、撮影偏光子1021により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させることができる。
本態様の眼科装置1300によれば、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向を変化させるための照明偏光子1012の駆動、及び/又は、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための撮影偏光子1021の駆動を実行するように構成されているので、偏光を利用した撮影や計測を様々な条件で行うことができる。
また、本態様の眼科装置1300によれば、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させるように構成されているので、被検眼Eに投射される光の偏光状態と撮像素子1022に検出される光の偏光状態との組み合わせを様々に変化させることができ、偏光を利用した撮影や計測を様々な条件で行うことが可能である。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図10に示す。本態様に係る眼科装置1400は、眼科装置1000と同様の照明系1010、撮影系1020、及び制御部1030に加えて、移動機構1050及び偏光子駆動機構1060を含んでいる。
本態様の移動機構1050は、図5~図7Bとともに説明した眼科装置1200に含まれている移動機構1500と同様であってよい。また、本態様の偏光子駆動機構1060は、図8~図9Bとともに説明した眼科装置1300に含まれている偏光子駆動機構1060と同様であってよい。このように、本態様の眼科装置1400は、前述した2つの眼科装置1200及び1300を組み合わせたハードウェア構成を備えていてよいが、それに限定されるものではない。
移動機構1050及び偏光子駆動機構1060を含む本態様の眼科装置1400は、被検眼Eの3次元領域から一連のシャインプルーフ画像(シャインプルーフ画像群)を収集することができ、且つ、偏光を利用した撮影や計測を様々な条件で行うことができる。すなわち、本態様の眼科装置1400は、偏光を利用した様々な条件での撮影や計測を被検眼Eの3次元領域に適用することが可能である。
移動機構1050は、照明系1010及び撮影系1020を所定の方向(スキャン方向)に移動する。このスキャン方向は、固定であってもよいし、可変であってもよい。スキャン方向が可変である場合、制御部1030は、予め指定されたスキャン方向に照明系1010及び撮影系1020を移動するように移動機構1050の制御を行う。
スキャン方向は、典型的には、横方向又は縦方向である。横方向は、被検眼Eの目頭側から目尻側に向かう方向、又は、その逆方向である。縦方向は、被検眼Eの上瞼側から下瞼側に向かう方向、又は、その逆方向である。また、被検眼Eの光軸又はその近傍を中心としてスリット光を回転させることによってスキャンを行うようにしてもよい。
以上に説明したようにスキャン方向は任意であってよいが、スキャン方向と偏光方向との関係も任意であってよい。すなわち、移動機構1050による照明系1010及び撮影系1020の移動方向と、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向との間の関係は、自由に設定されてよい。また、移動機構1050による照明系1010及び撮影系1020の移動方向と、撮影偏光子1021により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向との間の関係は、自由に設定されてよい。
例えば、照明偏光成分の偏光方向をスキャン方向に対して直交するように配置するとともに、撮影偏光成分の偏光方向をスキャン方向に対して平行になるように配置することができる。
具体例を図11に示す。本例では、照明系及び撮影系を含む撮影ユニット2001が、移動機構1050によってスキャン方向2002に移動される。撮影ユニット2001に設けられた照明系及び撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。図11は、スキャン方向と偏光方向との関係を説明するために参照されるものであり、制御部1030、移動機構1050、偏光子駆動機構1060などの図示は省略されている。
撮影ユニット2001に設けられた照明系は、光を発する光源2011と、光源2011から発せられた光を平行光にするコリメータレンズ2012と、コリメータレンズ2012により生成された平行光からスリット照明光を生成するスリット形成機構2013と、スリット形成機構2013により生成されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する偏光板2014と、偏光板2014を通過した照明偏光成分(平行光)を被検眼Eに導く対物レンズ2015とを含んでいる。なお、照明系は、これら以外の要素を含んでいてもよい。
本例の偏光板2014(偏光子)は平行光の偏光成分を抽出するように配置されているが、偏光子の配置はこれに限定されず、収束光の偏光成分を抽出するように又は発散光の偏光成分を抽出するように偏光子を配置してもよい。
撮影ユニット2001に設けられた撮影系は、照明光(照明偏光成分)が投射された被検眼Eからの戻り光を集光する対物レンズ2021と、対物レンズ2021により集光された戻り光から撮影偏光成分を抽出する偏光板2022と、偏光板2022により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子2023とを含んでいる。なお、撮影系は、これら以外の要素を含んでいてもよい。
照明系の偏光板2014は、その拡大斜視図2016に示すように、スキャン方向2002に直交する方向に振動する光を選択的に通過させるように配置されている。これに対して、撮影系の偏光板2022は、その拡大斜視図2024に示すように、スキャン方向2002に平行な方向に振動する光を選択的に通過させるように配置されている。
上記の例とは逆に、照明偏光成分の偏光方向をスキャン方向に対して平行になるように配置するとともに、撮影偏光成分の偏光方向をスキャン方向に対して直交するように配置することができる。本例の図示は省略するが、図11における照明系の偏光板2014を照明光軸の周りに90度回転させ、且つ、撮影系の偏光板2022を撮影光軸の周りに90度回転させることによって、本例の構成を達成することが可能である。
これらの例のように照明偏光成分の偏光方向と撮影偏光成分の偏光方向とを互いに直交するように配置する(すなわち、直交ニコルに配置する)ことによって、被検眼Eにより拡散反射された光を選択的に検出することができるので、被検眼Eの3次元領域から一連の拡散反射画像を収集することが可能である。拡散反射画像は、被検眼Eでの反射によって偏光情報が変化した光成分の画像である。
別の例では、照明偏光成分の偏光方向及び撮影偏光成分の偏光方向の双方をスキャン方向に対して直交するように配置することができる。逆に、照明偏光成分の偏光方向及び撮影偏光成分の偏光方向の双方をスキャン方向に対して平行になるように配置することができる。これらの例のように照明偏光成分の偏光方向と撮影偏光成分の偏光方向とを互いに平行になるように配置する(すなわち、平行ニコルに配置する)ことで、被検眼Eにより正反射された光を選択的に検出することができるので、被検眼Eの3次元領域から一連の正反射画像を収集することが可能である。正反射画像は、被検眼Eでの反射によって偏光情報が変化しなかった光成分の画像である。
本態様の眼科装置1400によれば、移動機構1050による照明系1010及び撮影系1020の移動方向と、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向との間の関係を変化させることが可能である。
また、移動機構1050による照明系1010及び撮影系1020の移動方向と、撮影偏光子1021により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向との間の関係を変化させることができる。
例えば、照明偏光成分の偏光方向及び/又は撮影偏光成分の偏光方向を変化させる動作と、被検眼Eの3次元領域をスキャンする動作とを組み合わせることによって、異なる2つ以上の偏光方向に対応する2つ以上のシャインプルーフ画像群を取得することが可能である。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図12及び図13に示す。本態様に係る眼科装置1500は、眼科装置1300と同様の照明系1010、撮影系1020、制御部1030、及び偏光子駆動機構1060を含んでいる。
本態様の撮影系1020は、第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020Bを含んでいる。照明系1010及び第1の撮影系1020Aは、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、且つ、照明系1010及び第2の撮影系1020Bは、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。なお、撮影系の個数は2つに限定されず、3つ以上であってもよい。
第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020Bは、被検眼Eに対して互いに異なる方向に配置されている。換言すると、第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020Bは、互いに異なる方向から被検眼Eを撮影するように配置されている。
幾つかの例示的な態様において、第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020Bは、照明系1010に対して互いに反対の方向に配置されている。この場合、照明系1010に対する第1の撮影系1020Aの相対位置と、照明系1010に対する第2の撮影系1020Bの相対位置とは、対称であってもよいし、非対称であってもよい。例えば、照明系1010の光軸(照明光軸)に対して第1の撮影系1020Aの光軸(第1の撮影光軸)がなす角度と、照明光軸に対して第2の撮影系1020Bの光軸(第2の撮影光軸)がなす角度とは、等しくてもよいし、異なってもよい。
眼科装置1500のより詳細な構成及び動作について図13を参照しつつ説明する。第1の撮影系1020Aは、スリット照明光が投射された被検眼Eからの戻り光(第1の戻り光)から撮影偏光成分(第1の撮影偏光成分)を抽出する第1の撮影偏光子1021Aと、第1の撮影偏光子1021Aによって抽出された第1の撮影偏光成分を検出する第1の撮像素子1022Aとを含んでいる。
同様に、第2の撮影系1020Bは、スリット照明光が投射された被検眼Eからの戻り光(第2の戻り光)から撮影偏光成分(第2の撮影偏光成分)を抽出する第2の撮影偏光子1021Bと、第2の撮影偏光子1021Bによって抽出された第2の撮影偏光成分を検出する第2の撮像素子1022Bとを含んでいる。
換言すると、本態様の撮影偏光子は、第1の撮影系1020Aに設けられた第1の撮影偏光子1021Aと、第2の撮影系1020Bに設けられた第2の撮影偏光子1021Bとを含んでおり、且つ、本態様の撮像素子は、第1の撮影系1020Aに設けられた第1の撮像素子1022Aと、第2の撮影系1020Bに設けられた第2の撮像素子1022Bとを含んでいる。
ここで、第1の戻り光は第1の撮影系1020Aに入射した光であり、第2の戻り光は第2の撮影系1020Bに入射した光である。また、第1の撮影偏光成分の偏光方向と第2の撮影偏光成分の偏光方向とは、同じでもよいし、異なってもよい。
本例の偏光子駆動機構1060は、照明偏光子駆動機構1061、第1の撮影偏光子駆動機構1062A、及び第2の撮影偏光子駆動機構1062Bを含んでいる。
照明偏光子駆動機構1061は、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向を変化させるための照明偏光子1012の駆動を行うように構成されている。
第1の撮影偏光子駆動機構1062Aは、被検眼Eからの第1の戻り光から抽出される第1の撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための第1の撮影偏光子1021Aの駆動を行うように構成されている。
同様に、第2の撮影偏光子駆動機構1062Bは、被検眼Eからの第2の戻り光から抽出される第2の撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための第2の撮影偏光子1021Bの駆動を行うように構成されている。
図13に示す例では、偏光子駆動機構1060は、照明偏光子駆動機構1061と、2つの撮影偏光子駆動機構1062A及び1062Bとを含んでいるが、別の例の偏光子駆動機構1060は、照明偏光子駆動機構1061を含まず、2つの撮影偏光子駆動機構1062A及び1062Bのみを含んでいてもよい。
図13に示す例では、偏光子駆動機構1060は、2つの撮影偏光子駆動機構1062A及び1062Bを含んでいるが、別の例の偏光子駆動機構1060は、単一の撮影偏光子駆動機構1062を含んでいてもよい。この場合、第1の撮影偏光成分の偏光方向及び第2の撮影偏光成分の偏光方向の一方は固定されており、他方は可変である。
幾つかの例示的な態様では、3つ以上の撮影系が設けられている。そのような態様では、偏光子駆動機構1060は、3つ以上の撮影系に対応する3つ以上の撮影偏光子駆動機構を含んでいてもよいし、3つ以上の撮影系のうちの1つ以上の撮影系に対応する1つ以上の撮影偏光子駆動機構を含んでいてもよい。
図13に示す例において、制御部1030は、照明偏光子駆動機構1061の制御、第1の撮影偏光子駆動機構1062Aの制御、及び第2の撮影偏光子駆動機構1062Bの制御を実行する。制御部1030は、照明偏光子駆動機構1061の制御と、第1の撮影偏光子駆動機構1062Aの制御及び/又は第2の撮影偏光子駆動機構1062Bの制御とを、連係的に実行してもよいし、互いに独立に実行してもよい。また、制御部1030は、第1の撮影偏光子駆動機構1062Aの制御と、第2の撮影偏光子駆動機構1062Bの制御とを、連係的に実行してもよいし、互いに独立に実行してもよい。
本態様の偏光子駆動機構1060(第1の撮影偏光子駆動機構1062A及び/又は第2の撮影偏光子駆動機構1062B)は、被検眼Eからの第1の戻り光から第1の撮影偏光子1021Aによって抽出される第1の撮影偏光成分の偏光方向と、被検眼Eからの第2の戻り光から第2の撮影偏光子1021Bによって抽出される第2の撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させるように構成されていてよい。このように構成された偏光子駆動機構1060は、第2の偏光子駆動機構の例である。
更に、図13に示す例に係る偏光子駆動機構1060は、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、第1の撮影偏光子1021Aにより被検眼Eからの第1の戻り光から抽出される第1の撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させるように、及び/又は、照明偏光子1012によりスリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、第2の撮影偏光子1021Bにより被検眼Eからの第2の戻り光から抽出される第2の撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させるように構成されていていてよい。そのような偏光子駆動機構1060は、第1の偏光子駆動機構と第2の偏光子駆動機構との組み合わせの例である。
本態様の眼科装置1500によれば、偏光を利用した撮影や計測を2つ以上の撮影系によって行うことができるので、撮影や計測の効率化を図ることができる。例えば、偏光を利用した撮影や計測を2つ以上の撮影系で同時に行うことで、撮影や計測に掛かる時間を短縮することができる。
本態様の眼科装置1500によれば、被検眼Eからの第1の戻り光から第1の撮影偏光子1021Aによって抽出される第1の撮影偏光成分の偏光方向と、被検眼Eからの第2の戻り光から第2の撮影偏光子1021Bによって抽出される第2の撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させることができるので、偏光を利用した撮影や計測を様々な条件で且つ効率的に行うことができる。
本態様の眼科装置1500によれば、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向を変化させるための照明偏光子1012の駆動と、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための第1の撮影偏光子1021A及び/又は第2の撮影偏光子1021Bの駆動との一方又は双方を行うことができるので、偏光を利用した撮影や計測を様々な条件で行うことができる。
本態様の眼科装置1500によれば、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、被検眼Eからの戻り光から抽出される偏光成分(第1の撮影偏光成分及び/又は第2の撮影偏光成分)の偏光方向とを相対的に変化させることができるので、被検眼Eに投射される光の偏光状態と撮像素子1022(第1の撮像素子1022A及び/又は第2の撮像素子1022B)に検出される光の偏光状態との組み合わせを様々に変化させることが可能であり、それにより、偏光を利用した撮影や計測を様々な条件で行うことが可能になる。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図14に示す。本態様に係る眼科装置1600は、眼科装置1500と同様の照明系1010、撮影系1020(第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020B)、制御部1030、及び偏光子駆動機構1060に加えて、移動機構1050を含んでいる。また、本態様の眼科装置1600は、移動機構1050及び偏光子駆動機構1060を含む眼科装置1400と、第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020Bを含む眼科装置1500との組み合わせたものであるとも言える。
本態様の眼科装置1600は、移動機構1050及び偏光子駆動機構1060を備えているので、偏光を利用した様々な条件での撮影や計測を被検眼Eの3次元領域に適用することができる。更に、本態様の眼科装置1600は、2つ以上の撮影系を備えているので、撮影や計測の効率化を図ることができる。したがって、本態様の眼科装置1600は、偏光を利用した様々な条件に基づく被検眼Eの3次元領域の撮影や計測を効率的に行うことが可能である。
本態様において、移動機構1050による照明系1010及び撮影系1020の移動方向(スキャン方向)は自由に設定されてよい。また、撮影偏光子1021(第1の撮影偏光子1021A及び/又は第2の撮影偏光子1021B)により被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分(第1の撮影偏光成分及び/又は第2の撮影偏光成分)の偏光方向と、スキャン方向との間の関係についても、自由に設定されてよい。
例えば、照明偏光成分の偏光方向をスキャン方向に対して直交するように配置するとともに、第1の撮影偏光成分の偏光方向及び第2の撮影偏光成分の偏光方向の双方をスキャン方向に対して平行になるように配置することができる。
具体例を図15に示す。本例では、照明系及び撮影系を含む撮影ユニット3001は、移動機構1050によってスキャン方向3002に移動される。撮影ユニット3001に設けられた照明系及び撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。図15は、スキャン方向と偏光方向との関係を説明するために参照されるものであり、制御部1030、移動機構1050、偏光子駆動機構1060などの図示は省略されている。
撮影ユニット3001に設けられた照明系は、光を発する光源3011と、光源3011から発せられた光を平行光にするコリメータレンズ3012と、コリメータレンズ3012により生成された平行光からスリット照明光を生成するスリット形成機構3013と、スリット形成機構3013により生成されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する偏光板3014と、偏光板3014を通過した照明偏光成分(平行光)を被検眼Eに導く対物レンズ3015とを含んでいる。なお、照明系は、これら以外の要素を含んでいてもよい。
本例の偏光板3014(偏光子)は平行光の偏光成分を抽出するように配置されているが、偏光子の配置はこれに限定されず、収束光の偏光成分を抽出するように又は発散光の偏光成分を抽出するように偏光子を配置してもよい。
撮影ユニット3001には、第1の撮影系と第2の撮影系とが設けられている。
第1の撮影系は、照明光(照明偏光成分)が投射された被検眼Eからの第1の戻り光を集光する第1の対物レンズ3021Aと、第1の対物レンズ3021Aにより集光された第1の戻り光から第1の撮影偏光成分を抽出する第1の偏光板3022Aと、第1の偏光板3022Aにより抽出された第1の撮影偏光成分を検出する第1の撮像素子3023Aとを含んでいる。
同様に、第2の撮影系は、照明光(照明偏光成分)が投射された被検眼Eからの第2の戻り光を集光する第2の対物レンズ3021Bと、第2の対物レンズ3021Bにより集光された第2の戻り光から第2の撮影偏光成分を抽出する第2の偏光板3022Bと、第2の偏光板3022Bにより抽出された第2の撮影偏光成分を検出する第2の撮像素子3023Bとを含んでいる。
なお、第1の撮影系及び第2の撮影系は、上記した要素以外の要素を含んでいてもよい。
照明系の偏光板3014は、その拡大斜視図3016に示すように、スキャン方向3002に直交する方向に振動する光を選択的に通過させるように配置されている。これに対して、第1の偏光板3022Aは、その拡大斜視図3024Aに示すように、スキャン方向3002に平行な方向に振動する光を選択的に通過させるように配置されている。同様に、第2の偏光板3022Bは、その拡大斜視図3024Bに示すように、スキャン方向3002に平行な方向に振動する光を選択的に通過させるように配置されている。
上記の例とは逆に、照明偏光成分の偏光方向をスキャン方向に対して平行になるように配置するとともに、第1の撮影偏光成分の偏光方向及び/又は第2の撮影偏光成分の偏光方向をスキャン方向に対して直交するように配置することができる。本例の図示は省略するが、図15における照明系の偏光板3014を照明光軸の周りに90度回転させ、且つ、第1の偏光板3022Aを第1の撮影光軸の周りに90度回転させることによって(及び/又は、第2の偏光板3022Bを第2の撮影光軸の周りに90度回転させることによって)、本例の構成を達成することが可能である。
別の例では、照明偏光成分の偏光方向及び撮影偏光成分(第1の撮影偏光成分及び/又は第2の撮影偏光成分)の偏光方向の双方をスキャン方向に対して直交するように配置することができる。逆に、照明偏光成分の偏光方向及び撮影偏光成分(第1の撮影偏光成分及び/又は第2の撮影偏光成分)の偏光方向の双方をスキャン方向に対して平行になるように配置することができる。
照明偏光成分の偏光方向と撮影偏光成分の偏光方向との様々な組み合わせによって得られる画像の種類については前述した通りであり、例えば直交ニコルの場合には拡散反射画像が得られ、平行ニコルの場合には正反射画像が得られる。
本態様の眼科装置1600によれば、第1の撮影偏光成分の偏光方向と第2の撮影偏光成分の偏光方向とを違えることによって、異なる種類の画像を同時に取得することができる。例えば、照明偏光成分の偏光方向と第1の撮影偏光成分の偏光方向とを互いに平行にし、且つ、照明偏光成分の偏光方向と第2の撮影偏光成分の偏光方向とを互いに直交した状態で被検眼Eの撮影を行うことで、第1の撮影系1020Aによる正反射画像の生成と、第2の撮影系1020Bによる拡散反射画像の生成とを同時に行うことが可能である。
なお、同時に取得される画像の種類の組み合わせは、正反射画像と拡散反射画像との組み合わせに限定されない。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図16に示す。本態様に係る眼科装置1700は、眼科装置1300と同様の照明系1010、撮影系1020、制御部1030、及び偏光子駆動機構1060に加えて、画像処理部1070を含んでいる。
画像処理部1070は、眼科装置1700によって生成された被検眼Eの画像を処理する。画像処理部1070は、プロセッサ、記憶装置などのハードウェア要素を含む。記憶装置には、画像処理プログラム等のコンピュータプログラムが記憶されている。画像処理部1070の機能は、画像処理プログラム等のソフトウェアと、プロセッサ等のハードウェアとの協働によって実現される。
画像処理部1070によって被検眼Eの画像に適用される処理の種類は任意であってよい。画像処理部1070の1つの例を図17に示す。本例の眼科装置1710の画像処理部1070は、画像生成部1071を含んでいる。
画像生成部1071は、眼科装置1710によって生成された被検眼Eの画像から新たな画像を生成する。画像生成部1071は、プロセッサ、記憶装置などのハードウェア要素を含む。記憶装置には、画像生成プログラム等のコンピュータプログラムが記憶されている。画像生成部1071の機能は、画像生成プログラム等のソフトウェアと、プロセッサ等のハードウェアとの協働によって実現される。
図18を更に参照しながら眼科装置1710が実行する動作の1つの例を説明する。まず、制御部1030が、偏光子駆動機構1060を制御することによって、照明偏光子1012と撮影偏光子1021とを直交ニコル状態に配置する。この状態で、照明系1010及び撮影系1020による被検眼Eの撮影が行われる(S1)。これにより、被検眼Eの拡散反射画像が取得される。
また、制御部1030が、偏光子駆動機構1060を制御することによって、照明偏光子1012と撮影偏光子1021とを平行ニコル状態に配置する。この状態で、照明系1010及び撮影系1020による被検眼Eの撮影が行われる(S2)。これにより、被検眼Eの正反射画像が取得される。
別の動作例では、正反射画像を取得する工程の後に拡散反射画像を取得する工程を行ってもよい。更に別の動作例では、第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020Bを用いることで、正反射画像を取得する工程と拡散反射画像を取得する工程とを同時に行ってもよい。
更に、画像生成部1071が、ステップS1で取得された拡散反射画像と、ステップS2で取得された正反射画像とに基づいて、正反射ノイズを含まない画像を生成する(S3)。
図19を更に参照してステップS3の処理の具体例を説明する。本例では、被検眼Eの前眼部撮影が行われる。符号4001はステップS2で取得された正反射画像を示し、符号4002はステップS1で取得された拡散反射画像を示す。一般に、前眼部撮影では、比較的大きな光量でシャインプルーフ撮影が行われる。そのため、前眼部からの強い反射の像4001aが正反射画像4001中に発生する。この反射像4001aが正反射ノイズである。一方、拡散反射画像4002には正反射ノイズは発生しない。
ステップS3において、画像生成部1071は、まず、正反射画像4001を解析して正反射ノイズ4001aに相当する画像領域(正反射ノイズ領域)を特定する。この正反射ノイズ領域特定処理は、例えば、公知の画像セグメンテーションや、公知の前眼部形状解析を含んでいる。
正反射ノイズ領域特定処理は、機械学習により構築された推論モデルを用いて実行されてよい。例えば、この推論モデルは、眼画像(例えば、眼のシャインプルーフ画像、及び/又は、他のモダリティで取得した眼の画像)の集合を含む訓練データを用いた機械学習をニューラルネットワーク(例えば、畳み込みニューラルネットワーク)に適用することによって構築される。構築された推論モデルは、眼のシャインプルーフ画像の入力を受けて、このシャインプルーフ画像中の正反射ノイズ領域を示す情報を出力するように機能する。出力される情報は、例えば、正反射ノイズ領域そのもの、正反射ノイズ領域の範囲を示す座標、正反射ノイズ領域の範囲を示す図形(正反射ノイズの輪郭をトレースした図形)などであってよい。
次に、画像生成部1071は、正反射画像4001から特定された正反射ノイズ領域に位置的に対応する拡散反射画像中の画像領域(対応領域)を特定する。この対応領域特定処理は、例えば、正反射画像4001と拡散反射画像4002との間のレジストレーションを含んでいる。
眼科装置1710が2つ(以上)の撮影系を含んでおり、正反射画像4001と拡散反射画像4002とが同時に取得された場合、画像生成部1071は、例えば、2つの撮影系の位置関係(既知)に基づいて正反射画像4001と拡散反射画像4002との間のレジストレーションを行うことができる。
一方、正反射画像4001と拡散反射画像4002とが非同時に取得された場合、画像生成部1071は、例えば、正反射画像4001から特徴点を検出し、拡散反射画像4002から特徴点を検出し、正反射画像4001から検出された特徴点と拡散反射画像4002から検出された特徴点とを用いて正反射画像4001と拡散反射画像4002との間のレジストレーションを行うことができる。
次に、画像生成部1071は、正反射画像4001中の正反射ノイズ領域を、拡散反射画像4002から特定された対応領域に基づいて加工する。1つの例として、この加工処理は、正反射ノイズ領域を対応領域に置き換える処理であってよい。別の例として、この加工処理は、対応領域の画像品質を向上させる処理と、画像品質が向上された対応領域によって正反射ノイズ領域を置き換える処理とを含んでいてもよい。更に別の例として、この加工処理は、正反射ノイズ領域と対応領域とを合成する処理であってもよい。更に別の例として、この加工処理は、対応領域の画像品質を向上させる処理と、画像品質が向上された対応領域と正反射ノイズ領域とを合成する処理であってもよい。
画像生成部1071は、正反射ノイズを含む正反射画像4001と、正反射ノイズを含まない拡散反射画像4002とに基づいて、正反射ノイズを含まない新たな画像4003を生成する。
このようにして生成される画像4003は、正反射画像4001と同等の利点(明るさ、精細さなど)を有しつつ正反射ノイズを含んでいないので、被検眼Eの診断(観察、解析、評価など)に適している。
画像処理部1070の別の例を図20に示す。本例の眼科装置1720の画像処理部1070は、解析部1072を含んでいる。
解析部1072は、眼科装置1720によって生成された被検眼Eの画像に所定の解析処理を適用するように構成されている。解析部1072は、プロセッサ、記憶装置などのハードウェア要素を含む。記憶装置には、解析プログラム等のコンピュータプログラムが記憶されている。解析部1072の機能は、解析プログラム等のソフトウェアと、プロセッサ等のハードウェアとの協働によって実現される。
図21を更に参照しながら眼科装置1720が実行する動作の1つの例を説明する。本例では、解析部1072は、拡散反射画像と正反射画像との比較解析を実行する。
まず、制御部1030が、偏光子駆動機構1060を制御することによって、照明偏光子1012と撮影偏光子1021とを直交ニコル状態に配置する。この状態で、照明系1010及び撮影系1020による被検眼Eの撮影が行われる(S11)。これにより、被検眼Eの拡散反射画像が取得される。
また、制御部1030が、偏光子駆動機構1060を制御することによって、照明偏光子1012と撮影偏光子1021とを平行ニコル状態に配置する。この状態で、照明系1010及び撮影系1020による被検眼Eの撮影が行われる(S12)。これにより、被検眼Eの正反射画像が取得される。
図18に示す動作の場合と同様に、正反射画像を取得する工程の後に拡散反射画像を取得する工程を行ってもよいし、正反射画像を取得する工程と拡散反射画像を取得する工程とを同時に行ってもよい。
更に、解析部1072が、ステップS11で取得された拡散反射画像と、ステップS12で取得された正反射画像との比較解析を実行する(S13)。ステップS13で実行される比較解析は任意の種類の処理であってよい。以下、比較解析の例として、眼内に存在する浮遊物の検査について説明する。
眼内浮遊物の例として、炎症細胞(前房セル)や蛋白質(前房フレア)などの前房内に存在する浮遊物、硝子体繊維や剥離した網膜細胞などの硝子体内に存在する浮遊物などがある。眼内浮遊物は動き(移動)を伴うため、図6Bに示すような断続的な照明光を用いることによって、浮遊物の像のぼやけを低減することが望ましい。しかしながら、図6Aのような連続的な照明光を用いてもよい。
また、眼内浮遊物を撮影する場合には、浮遊物のサイズが小さいことや、浮遊物からの光反射が小さいことを考慮して、比較的大きな光量の照明光が使用される。よって、正反射ノイズが発生する可能性が高く、発生する正反射ノイズの悪影響も比較的大きい。したがって、正反射画像及び拡散反射画像の双方を考慮する本態様の有用性が高いと考えられる。
本例において解析部1072により生成される情報は、被検眼Eの内部に存在する任意の種類の浮遊物に関する任意の種類の情報であってよく、その例として、浮遊物の種類の同定(浮遊物の弁別)、浮遊物の密度、浮遊物の個数、浮遊物の位置、浮遊物の分布、特定疾患の発症の有無、特定疾患の発症の状態、特定疾患の罹患期間、特定疾患の経過の状態、特定疾患の活動の状態などがある。
解析部1072は、例えば、正反射画像と拡散反射画像との間の強度比に基づいて浮遊物の種類の同定を行うことができる。そのために、まず、解析部1072は、正反射画像に画像セグメンテーションを適用して浮遊物に相当する画像領域(浮遊物領域)を特定し、拡散反射画像に画像セグメンテーションを適用して浮遊物に相当する画像領域(浮遊物領域)を特定する。
次に、解析部1072は、正反射画像と拡散反射画像との間のレジストレーションを実行し、このレジストレーションの結果に基づいて、正反射画像から特定された1つ以上の浮遊物領域の位置(座標)と、拡散反射画像から特定された1つ以上の浮遊物領域の位置(座標)との間の対応付けを行う。これにより、同じ浮遊物に対応する正反射画像中の画像領域と拡散反射画像中の画像領域とが特定され対応付けられる。
次に、解析部1072は、1つの浮遊物に対応する正反射画像中の浮遊物領域の強度値を求めるとともに、同じ浮遊物に対応する拡散反射画像中の浮遊物領域の強度値を求める。強度値は、画素値に基づき決定される。
例えば、強度値は、浮遊物領域における画素値から算出される任意の統計量であってよい。この統計量は、例えば、平均、分散、標準偏差、最大値、最小値、最頻値、中央値などであってよい。
次に、解析部1072は、1つの浮遊物に対応する正反射画像中の浮遊物領域(第1の浮遊物領域)の強度値と、同じ浮遊物に対応する拡散反射画像中の浮遊物領域(第2の浮遊物領域)の強度値とを比較する。
幾つかの例示的な態様において、解析部1072は、第1の浮遊物領域の強度T1と、第2の浮遊物領域の強度T2との比T1/T2を算出し、この比T1/T2を所定の閾値THと比較する。例えば、解析部1072は、比T1/T2の絶対値abs(T1/T2)が閾値TH以上である場合には、この浮遊物はマクロファージと推定するように、且つ、比T1/T2の絶対値abs(T1/T2)が閾値TH未満である場合には、この浮遊物はリンパ球と推定するように、構成されてよい。
浮遊物の密度を求める場合、解析部1072は、例えば、所定寸法の画像領域(例えば、1ミリメートル四方の画像領域)を設定する処理と、設定された画像領域に含まれる浮遊物の個数をカウントする処理とを実行する。
ここで、画像領域の寸法(例えば「1ミリメートル」のように、実空間における寸法)は、例えば、眼科装置1720の光学系の仕様(例えば、光学系の設計データ及び/又は光学系の実測データ)に基づいて定義され、典型的にはピクセルと実空間における寸法との対応関係(例えば、ドットピッチ)として定義される。
このようにして求められた浮遊物の密度の情報は、例えば、ぶどう膜炎疾患の評価(分類)などに用いられる。
浮遊物の個数、位置、分布などについては、浮遊物の密度と同じ要領で求めることができる。また、特定疾患に関する情報については、例えば、ぶどう膜炎疾患の評価と同様に、対象となる特定疾患に関する既知の評価手法を用いることによって求めることが可能である。
本態様によれば、偏光を利用することによって眼内浮遊物に関する評価を行うことが可能である。
なお、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いた反射波長特性の評価に基づいて浮遊物の同定を行う方法は知られているが、本態様のように、シャインプルーフの条件を満足する照明系及び撮影系と偏光技術とを組み合わせて眼内浮遊物に関する評価を行うことは、出願人の知る限りにおいて公知ではなく、それを示唆する文献も存在しないと考える。ここで、OCTを用いた反射波長特性の評価に基づいて浮遊物の同定を行う方法については、次の文献に開示されている:RUOBING QIAN, RYAN P. MCNABB, KEVIN C. ZHOU, HAZEM M. MOUSA, DANIEL R. SABAN, VICTOR L. PEREZ, ANTHONY N. KUO, AND JOSEPH A. IZATT, “In vivo quantitative analysis of anterior chamber white blood cell mixture composition using spectroscopic optical coherence tomography”, Vol. 12, No. 4 / 1 April 2021 / Biomedical Optics Express, pp. 2134-2148。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図22に示す。本態様に係る眼科装置1800は、眼科装置1000と同様の照明系1010、撮影系1020、及び制御部1030に加えて、偏光情報生成部1080を含んでいる。
偏光情報生成部1080は、撮影系1020によって生成された画像に基づいて、照明系1010により照明光が投射された被検眼Eからの戻り光の偏光状態を表す偏光情報を生成するように構成されている。
より詳細には、本態様では、前述した図2に示すように、照明系1010は、光源部1011によってスリット照明光を出力し、照明偏光子1012によってスリット照明光から照明偏光成分を抽出し、抽出された照明偏光成分を被検眼Eに投射する。
更に、撮影系1020は、照明偏光成分が投射された被検眼Eからの戻り光の撮影偏光成分を撮影偏光子1021によって抽出し、抽出された撮影偏光成分を撮像素子1022によって検出する。
加えて、偏光情報生成部1080は、撮影系1022によって検出された撮影偏光成分に基づいて、被検眼Eからの戻り光の偏光状態を表す偏光情報を生成する。偏光情報は、被検眼Eの偏光特性を表す情報である。
偏光情報生成部1080は、プロセッサ、記憶装置などのハードウェア要素を含む。記憶装置には、偏光情報生成プログラム等のコンピュータプログラムが記憶されている。偏光情報生成部1080の機能は、偏光情報生成プログラム等のソフトウェアと、プロセッサ等のハードウェアとの協働によって実現される。
偏光情報生成部1080によって生成される偏光情報の種類は任意であってよく、例えば、ストークスパラメータ(ストークスベクトル)、偏光度、円偏光度、楕円偏光度、面法線、リタデーション、平均強度、各偏光方向の強度など、任意の偏光パラメータの値であってよい。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図23に示す。本態様に係る眼科装置1810は、眼科装置1800と同様の照明系1010、撮影系1020、制御部1030、及び偏光情報生成部1080に加えて、視覚的情報生成部1085を含んでいる。
視覚的情報生成部1085は、偏光情報生成部1080により生成された偏光情報に基づいて視覚的情報を生成するように構成されている。視覚的情報は、視覚を用いて知覚される情報、換言すると、視覚に刺激を与える表現(視覚的表現、ビジュアライゼーション)であり、画像、チャート、マップ、テーブル、リストなどを含む。例えば、視覚的情報生成部1085は、偏光情報生成部1080により求められた偏光パラメータの値に基づいて視覚的情報を生成する。
視覚的情報の例として、シャインプルーフ画像の特徴部分(偏光パラメータの観点から特徴のある部分)を示す視覚的表現(例えば、角膜移植後の眼における移植片の定着部分を示すハイライト表示)、病変部であると推定されるシャインプルーフ画像の部分を示す視覚的表現(例えば、角膜の病変部を示すハイライト表示)、偏光パラメータの値の分布を示す視覚的表現(例えば、濾過胞の流れの状態を示すカラーマップ)、偏光パラメータの値に基づく評価の結果を示す視覚的表現(例えば、特定疾患の重症度を示すカラーマップ)などがある。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図24に示す。本態様に係る眼科装置1820は、眼科装置1800と同様の照明系1010、撮影系1020、制御部1030、及び偏光情報生成部1080を含んでいる。
眼科装置1820の撮影系1020は、図12に示す眼科装置1500の撮影系1020と同様に、第1の撮影系1020A及び第2の撮影系1020Bを含んでいる。本態様においても、照明系1010及び第1の撮影系1020Aは、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、且つ、照明系1010及び第2の撮影系1020Bは、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。
更に、図13に示す構成と同様に、本態様の撮影偏光子1021は、第1の撮影系1020Aに設けられた第1の撮影偏光子1021Aと、第2の撮影系1020Bに設けられた第2の撮影偏光子1021Bとを含んでいる。
加えて、本態様の撮像素子1022は、第1の撮影系1020Aに設けられた第1の撮像素子1022Aと、第2の撮影系1020Bに設けられた第2の撮像素子1022Bとを含んでいる。
本態様の偏光情報生成部1080は、被検眼Eからの第1の戻り光から第1の撮影偏光子1021Aにより抽出されて第1の撮像素子1022Aにより検出された第1の撮影偏光成分と、被検眼Eからの第2の戻り光から第2の撮影偏光子1021Bにより抽出されて第2の撮像素子1022Bにより検出された第2の撮影偏光成分とに基づいて、偏光情報を生成することができる。
本態様の眼科装置1820によれば、偏光情報を生成するための動作を2つ以上の撮影系を用いて行うことができるので、偏光情報生成の効率化を図ることができる。
本態様の眼科装置1820に偏光子駆動機構1060を組み合わせることができる。それにより、被検眼Eからの第1の戻り光から第1の撮影偏光子1021Aによって抽出される第1の撮影偏光成分の偏光方向と、被検眼Eからの第2の戻り光から第2の撮影偏光子1021Bによって抽出される第2の撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させることが可能となり、偏光情報生成を様々な条件で且つ効率的に行うことができるようになる。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図25に示す。本態様に係る眼科装置1830は、眼科装置1800と同様の照明系1010、撮影系1020、制御部1030、及び偏光情報生成部1080に加えて、移動機構1050を含んでいる。
眼科装置1830の移動機構1050は、図5の眼科装置1200の移動機構1050と同様に、照明系1010及び撮影系1020を移動するように構成されている。移動機構1050は、制御部1030による制御の下に動作する。この構成により、眼科装置1830は、例えば図6A~図7Bに示すようなスキャンを被検眼Eの3次元領域に適用して一連のシャインプルーフ画像を収集することができる。
本態様の偏光情報生成部1080は、被検眼の3次元領域から収集されたシャインプルーフ画像群に基づいて偏光情報を生成することができる。ここで、偏光情報生成部1080は、被検眼の3次元領域から収集されたシャインプルーフ画像群から直接に偏光情報を生成してもよいし、被検眼の3次元領域から収集されたシャインプルーフ画像群を加工して得られたデータから偏光情報を生成してもよい。後者の例として、偏光情報生成部1080は、シャインプルーフ画像群に基づき構築された3次元画像やそのレンダリング画像に基づいて偏光情報を生成することができる。
本態様によれば、シャインプルーフの条件を満足する照明系1010及び撮影系1020を用いて被検眼Eをスキャンして収集された一連のシャインプルーフ画像に基づいて偏光情報を生成することができるので、被検眼Eの3次元領域に関する偏光情報を取得することができる。それにより、被検眼Eの偏光特性の3次元的な分布を求めることや、被検眼Eの3次元的な評価を行うことが可能になる。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図26に示す。本態様に係る眼科装置1840は、眼科装置1800と同様の照明系1010、撮影系1020、制御部1030、及び偏光情報生成部1080に加えて、移動機構1050及び偏光子駆動機構1060を含んでいる。
眼科装置1840の移動機構1050は、図5の眼科装置1200の移動機構1050と同様に、照明系1010及び撮影系1020を移動するように構成されている。移動機構1050の制御は、制御部1030によって実行される。この構成により、眼科装置1840は、例えば図6A~図7Bに示すようなスキャンを被検眼Eの3次元領域に適用して一連のシャインプルーフ画像を収集することができる。
眼科装置1840の偏光子駆動機構1060は、図8の眼科装置1300の偏光子駆動機構1060と同様に、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向を変化させるための照明偏光子1012の駆動、及び/又は、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための撮影偏光子1021の駆動を行うように構成されている。偏光子駆動機構1060の制御は、制御部1030によって実行される。
この構成により、眼科装置1840は、スリット照明光から抽出される照明偏光成分の偏光方向と、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させることができる。
本態様の眼科装置1840の動作の1つの例を図27に示す。本例は、偏光情報としてストークスパラメータを求める動作の1つの例である。
なお、本例では、照明偏光子1012は固定され、撮影偏光子1021のみが駆動される。すなわち、本例では、被検眼Eに投射される照明偏光成分の偏光方向は一定であり、被検眼Eからの戻り光から抽出される撮影偏光成分の偏光方向が可変である。別の動作例では、撮影偏光子1021が固定され、照明偏光子1012のみが駆動される。更に別の動作例では、照明偏光子1012及び撮影偏光子1021の双方が駆動される。
まず、撮影ユニット(照明系1010及び撮影系1020)が基準位置に配置される(S21)。この基準位置は、例えば、被検眼Eの正面の位置であり、より詳細には、被検者の体軸方向(Y方向、縦方向)におけるニュートラル位置、且つ、体軸方向及び被検眼Eの軸方向(Z方向、奥行方向、深さ方向)の双方に直交する左右方向(X方向、横方向)におけるニュートラル位置である。撮影ユニットを基準位置に移動する動作は、自動で及び/又は手動で行われる。
次に、被検眼Eに対する光学系(照明系1010及び撮影系1020)のアライメントが実行される(S22)。アライメントは、自動で及び/又は手動で実行される。また、アライメント以外の準備的動作を行ってもよい。
次に、撮影ユニットがスキャン開始位置に移動される(S23)。撮影ユニットのスキャン開始位置への移動は、自動で及び/又は手動で実行される。
撮影ユニットがスキャン開始位置に配置されたら、眼科装置1840は、被検眼Eのスキャンを開始する(S24)。制御部1030は、所定のイベントに対応してスキャンを開始させる。このイベントは、例えば、ユーザーからの指示、又はステップS22の完了であってよい。
スキャンの開始を受けて、制御部1030は、偏光子駆動機構1060(撮影偏光子駆動機構1062)を制御して撮影偏光子1021を0度位置に配置する(S25)。0度位置は、照明偏光成分の偏光方向と撮影偏光成分の偏光方向とのなす角度が0度(平行)になるような撮影偏光子1021の状態である。すなわち、0度位置は、照明偏光子1012の透過軸方向と撮影偏光子1021の透過軸方向とが一致している(平行に配置されている)ような撮影偏光子1021の配置状態である。
次に、制御部1030は、照明系1010及び撮影系1020を制御して被検眼Eの撮影を行う。これにより、0度位置に対応する画像G0が得られる(S26)。取得された画像G0は、図示しない記憶装置に保存される。
次に、制御部1030は、偏光子駆動機構1060(撮影偏光子駆動機構1062)を制御して撮影偏光子1021を45度位置に配置する(S27)。45度位置は、照明偏光成分の偏光方向と撮影偏光成分の偏光方向とのなす角度が45度になるような撮影偏光子1021の状態である。
次に、制御部1030は、照明系1010及び撮影系1020を制御して被検眼Eの撮影を行う。これにより、45度位置に対応する画像G45が得られる(S28)。取得された画像G45は、図示しない記憶装置に保存される。
次に、制御部1030は、偏光子駆動機構1060(撮影偏光子駆動機構1062)を制御して撮影偏光子1021を90度位置に配置する(S29)。90度位置は、照明偏光成分の偏光方向と撮影偏光成分の偏光方向とのなす角度が90度になるような撮影偏光子1021の状態である。
次に、制御部1030は、照明系1010及び撮影系1020を制御して被検眼Eの撮影を行う。これにより、90度位置に対応する画像G90が得られる(S30)。取得された画像G90は、図示しない記憶装置に保存される。
次に、制御部1030は、偏光子駆動機構1060(撮影偏光子駆動機構1062)を制御して撮影偏光子1021を135度位置に配置する(S31)。135度位置は、照明偏光成分の偏光方向と撮影偏光成分の偏光方向とのなす角度が135度になるような撮影偏光子1021の状態である。
次に、制御部1030は、照明系1010及び撮影系1020を制御して被検眼Eの撮影を行う。これにより、135度位置に対応する画像G135が得られる(S32)。取得された画像G135は、図示しない記憶装置に保存される。
以上で、スキャン開始位置における撮影は完了である。制御部1030は、スキャンが終了したか判定を行う(S33)。
例えば、スキャン終了位置での撮影が完了したときにスキャンは終了となる。スキャン開始位置とスキャン終了位置との間には、所定個数のスキャン位置が設定されている。例えば、スキャン開始位置からスキャン終了位置までの距離が10ミリメートルであり、且つスキャン位置の個数が100個である場合、スキャン位置の間隔(隣接する2つのスキャン位置の間の距離)は0.1ミリメートルである。このスキャン位置の間隔(スキャン間隔)は一定でなくてもよい。複数のスキャン位置は、その配列にしたがって順序付けられている。
撮影が適用されるスキャン位置の個数をN個とし、N個のスキャン位置をP1~PNで示す。第nのスキャン位置Pnにおいて取得された4つの画像をG0(Pn)、G45(Pn)、G90(Pn)及びG135(Pn)で示す。
まだスキャンが終了していない場合(S33:No)、制御部1030は、移動機構1050を制御して、撮影ユニットを次のスキャン位置に移動する(S34)。
撮影ユニットの移動は、図6Aのように連続的な移動でもよいし、図6Bのように断続的な移動でもよい。撮影ユニットを連続的に移動する場合、ステップS25~S32の一連の工程が高速で実行される。これにより、取得される4つの画像G0、G45、G90及びG135は、被検眼Eの実質的に同じ位置を描出するものとなり、同じ第nのスキャン位置Pnに関連付けられる。
なお、撮影ユニットを連続的に移動する場合、ステップS34の工程は、次のスキャン位置での撮影に移行する動作に相当する。一方、撮影ユニットを断続的に移動する場合、ステップS34の工程は、上記のスキャン間隔に等しい距離だけ撮影ユニットを移動する動作に相当する。
ステップS33でスキャンが終了したと判定されるまで、ステップS25~S34の一連の工程が繰り返される(S33:Yes)。これにより、N個のスキャン位置のそれぞれ(第nのスキャン位置Pn)について、4つの画像G0(Pn)、G45(Pn)、G90(Pn)及びG135(Pn)が取得される。
次に、偏光情報生成部1080は、ステップS26で取得された画像G0、ステップS28で取得された画像G45、ステップS30で取得された画像G90、及びステップS32で取得された画像G135に基づいて、ストークスパラメータ(S0、S1、S2、S3)を算出する(S35)。ストークスパラメータ(S0、S1、S2、S3)を算出する方法は周知である。ストークスパラメータ(S0、S1、S2、S3)は、各画素位置について算出される。
更に、偏光情報生成部1080は、ステップS35で算出されたストークスパラメータ(S0、S1、S2、S3)に基づいて、平均強度画像及び偏光度を求める。制御部1030は、得られた平均強度画像及び偏光度を、図示しない表示装置に表示させる。また、制御部1030は、得られた平均強度画像及び偏光度を、図示しない記憶装置に保存する(S36)。
なお、平均強度画像を生成するための平均強度は次式で算出される:√[(S0
2+S1
2)/2]。また、偏光度は次式で算出される:√[(S1
2+S2
2+S3
2)/S0]。平均強度及び偏光度は、各画素位置について算出される。
各画素位置について算出された平均強度に基づいて、図28Aのような強度画像が形成される。同様に、各画素位置について算出された偏光度に基づいて、図28Bのような偏光度画像が形成される。図28Bの偏光度画像は、角膜移植後の被検眼Eから得られたものである。定着していない角膜片の部分は偏光度が大きいため、偏光度画像において強調される。
ステップS36で算出されたストークスパラメータ(S0、S1、S2、S3)から求められる情報は平均強度画像及び偏光度に限定されず、任意の種類の情報であってよい。
眼科装置1840に設けられた撮影系1020の個数が1つである場合、ステップS26、S28、S30及びS32の4回の撮影が逐次に行われる。一方、眼科装置1840に設けられた撮影系1020の個数が2つである場合、例えば、ステップS26の撮影とステップS28の撮影とが同時に行われ、ステップS30の撮影とステップS32の撮影とが同時に行われる。
実施形態の幾つかの例示的な態様において、撮影偏光子は、撮影系の光軸に対して傾斜して配置された偏光板を含んでいてよい。図29Aに示す撮影ユニット2001Aは、図11の撮影ユニット2001の1つの変形例である。図11の撮影ユニット2001では、撮影系の偏光板2022は、撮影系の光軸(撮影光軸)に対して直交するように配置されている。これに対し、撮影ユニット2001Aでは、撮影系の偏光板2022Aは、撮像素子2023の受光面に対して平行に配置されている。なお、撮影ユニット2001Aの照明系及び撮影系はシャインプルーフの条件を満足するように構成されているので、撮像素子2023の受光面は撮影光軸に対して傾斜して配置されている。
別の例を図29Bに示す。図29Bに示す撮影ユニット2001Bは、図11の撮影ユニット2001の1つの変形例である。図29Bの符号2024は撮影光軸に対して直交する方向を示しており、符号2025は撮像素子2023の受光面に対して平行な方向を示している。撮影ユニット2001Bでは、撮影系の偏光板2022Bは、撮影光軸に直交する方向2024(第1の方向)と撮像素子2023の受光面に平行な方向2025(第2の方向)との間の方向に向き付けられて配置されている。
幾つかの例示的な態様の眼科装置は、撮影系に設けられている偏光板の向きを変更するための機構を含んでいてもよい。これにより、偏光板を所望の向きや適切な向きに配置することが可能になる。
実施形態の1つの態様に係る眼科装置の構成を図30に示す。本態様に係る眼科装置の撮影ユニット4001は、照明系及び撮影系を含んでいる。照明系及び撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。
照明系は、光を発する光源4011と、光源4011から発せられた光を平行光にするコリメータレンズ4012と、コリメータレンズ4012により生成された平行光からスリット照明光を生成するスリット形成機構4013と、スリット形成機構4013により生成されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する偏光板4014と、偏光板4014を通過した照明偏光成分(平行光)を被検眼Eに導く対物レンズ4015とを含んでいる。なお、照明系は、これら以外の要素を含んでいてもよい。
撮影系は、照明光(照明偏光成分)が投射された被検眼Eからの戻り光を集光する対物レンズ4021と、対物レンズ4021により集光された戻り光を検出する偏光カメラ4022とを含んでいる。なお、撮影系は、これら以外の要素を含んでいてもよい。偏光カメラ4022は、撮影偏光子としての偏光子アレイと、撮像素子としてのフォトダイオードアレイとを含んでいる。標準的な偏光カメラ4022においては、レンズアレイと、偏光子アレイ(位相板アレイ)と、フォトダイオードアレイとが、画素単位で位置付けられて配置されている。
以上に説明した様々な例示的な態様として機能することが可能な眼科装置の具体的構成の1つの例を図31に示す。図31は上面図である。
被検眼Eの軸に沿う方向をZ方向とし、これに直交する方向のうち被検者にとって左右の方向をX方向とし、X方向及びZ方向の双方に直交する方向(上下方向、体軸方向)をY方向とする。
本例の眼科装置は、特許文献3(特開2019-213733号公報(国際公開第2019/240149号))に開示されているものと同様の構成を有するスリットランプ顕微鏡システム1であり、照明系2と、撮影系3と、動画撮影系4と、光路結合素子5と、移動機構6と、制御部7と、データ処理部8と、通信部9と、ユーザーインターフェイス10とを含む。
被検眼Eの角膜を符号Cで示し、水晶体を符号CLで示す。前房は、角膜Cと水晶体CLとの間の領域(角膜Cと虹彩との間の領域)に相当する。
スリットランプ顕微鏡システム1の各要素の詳細については、特許文献3(特開2019-213733号公報(国際公開第2019/240149号))を参照されたい。
照明系2は、被検眼Eの前眼部に照明光を投射する。符号2aは、照明系2の光軸(照明光軸)を示す。照明系2は、照明偏光子2bを含んでいる。更に、照明系2は、図示しない光源部などを含んでいる。
撮影系3は、照明系2からの照明光が投射されている前眼部を撮影する。符号3aは、撮影系3の光軸(撮影光軸)を示す。光学系3Aは、スリット光が投射されている被検眼Eの前眼部からの戻り光を撮像素子3Bに導く。光学系3Aは、撮影偏光子3bなどを含んでいる。撮像素子3Bは、光学系3Aにより導かれた光を撮像面にて受光する。撮像素子3Bは、2次元の撮像エリアを有するエリアセンサー(CCDエリアセンサー、CMOSエリアセンサーなど)を含む。
照明系2及び撮影系3は、シャインプルーフカメラとして機能するものであり、照明光軸2aに沿う物面と光学系3Aと撮像素子3Bの撮像面とがシャインプルーフの条件を満足するように、すなわち照明光軸2aを通るYZ面(物面を含む)と光学系3Aの主面と撮像素子3Bの撮像面とが同一の直線上にて交差するように、構成されている。
この構成により、照明系2及び撮影系3は、例えば、少なくとも角膜Cの後面から水晶体CLの前面までの範囲(前房)にピントが合っている状態で、撮影を行うことができる。また、照明系2及び撮影系3は、例えば、少なくとも角膜Cの前面の頂点(Z=Z1)から水晶体CLの後面の頂点(Z=Z2)までの範囲にピントが合っている状態で、撮影を行うことができる。なお、座標Z=Z0は照明光軸2aと撮影光軸3aとの交点を示す。
動画撮影系4は、ビデオカメラであり、照明系2及び撮影系3による被検眼Eの撮影と並行して被検眼Eの前眼部を動画撮影する。光路結合素子5は、照明系2の光路(照明光路)と、動画撮影系4の光路(動画撮影光路)とを結合している。
照明系2、撮影系3、動画撮影系4、及び光路結合素子5を含む光学系の具体例を図32に示す。図32に示す光学系は、照明系2の例である照明系20と、撮影系3の例である左撮影系30L及び右撮影系30Rと、動画撮影系4の例である動画撮影系40と、光路結合素子5の例であるビームスプリッタ47とを含んでいる。図32に示す光学系は、図15の眼科装置1500のように2つの撮影系を含む構成の1つの例である。
符号20aは照明系20の光軸(照明光軸)を示し、符号30Laは左撮影系30Lの光軸(左撮影光軸)を示し、符号30Raは右撮影系30Rの光軸(右撮影光軸)を示す。角度θLは照明光軸20aと左撮影光軸30Laとがなす角度を示し、角度θRは照明光軸20aと右撮影光軸30Raとがなす角度を示す。座標Z=Z0は、照明光軸20aと左撮影光軸30Laと右撮影光軸30Raとの交点を示す。
移動機構6は、照明系20、左撮影系30L、及び右撮影系30Rを、矢印49で示す方向(X方向)に移動する。
照明系20の照明光源21は照明光(例えば可視光)を出力し、正レンズ22は照明光を屈折する。スリット形成部23はスリットを形成して照明光の一部を通過させる。生成されたスリット光は、対物レンズ群24及び25により屈折され、ビームスプリッタ47により反射され、被検眼Eの前眼部に投射される。
左撮影系30Lの反射器31L及び結像レンズ32Lは、照明系20によりスリット光が投射されている前眼部からの光(左撮影系30Lの方向に進行する光)を撮影偏光子33Lに導く。撮影偏光子33Lを通過した光(撮影偏光成分)は、撮像素子34Lによって検出される。撮像素子34Lは、導かれた撮影偏光成分を撮像面35Lにて受光する。
左撮影系30Lは、移動機構6による照明系20、左撮影系30L及び右撮影系30Rの移動と並行して繰り返し撮影を行う。これにより複数の前眼部画像(一連のシャインプルーフ画像)が得られる。
照明光軸20aに沿う物面と反射器31L及び結像レンズ32Lを含む光学系と撮像面35Lとは、シャインプルーフの条件を満足する。右撮影系30Rは、左撮影系30Lと同様の構成及び機能を有する。
左撮影系30Lによるシャインプルーフ画像収集と右撮影系30Rによるシャインプルーフ画像収集とは、互いに並行して行われる。
制御部7は、左撮影系30Lによる繰り返し撮影と右撮影系30Rによる繰り返し撮影とを同期させることができる。これにより、左撮影系30Lにより得られた一連のシャインプルーフ画像と、右撮影系30Rにより得られた一連のシャインプルーフ画像との間の対応関係が得られる。
なお、左撮影系30Lにより得られた複数の前眼部画像と、右撮影系30Rにより得られた複数の前眼部画像との間の対応関係を求める処理を、制御部7又はデータ処理部8により実行してもよい。
動画撮影系40は、左撮影系30Lによる撮影及び右撮影系30Rによる撮影と並行して、被検眼Eの前眼部を固定位置から動画撮影する。ビームスプリッタ47を透過した光は、反射器48により反射されて動画撮影系40に入射する。動画撮影系40に入射した光は、対物レンズ41により屈折された後、結像レンズ42によって撮像素子43(エリアセンサー)の撮像面に結像される。動画撮影系40は、被検眼Eの動きのモニタ、アライメント、トラッキング、収集されたシャインプルーフ画像の処理などに利用される。
図31の参照に戻る。移動機構6は、照明系2及び撮影系3を一体的にX方向に移動する。
制御部7は、スリットランプ顕微鏡システム1の各部を制御する。制御部7は、照明系2、撮影系3及び移動機構6の制御と、動画撮影系4の制御とを互いに並行して実行することにより、一連のシャインプルーフ画像の収集と、動画撮影(一連の時系列画像の収集)とを互いに並行して実行させることができる。
また、制御部7は、照明系2、撮影系3及び移動機構6の制御と、動画撮影系4の制御とを互いに同期して実行することにより、一連のシャインプルーフ画像の収集と動画撮影とを互いに同期させることができる。
撮影系3が左撮影系30L及び右撮影系30Rを含む場合、制御部7は、左撮影系30Lによる繰り返し撮影(一連のシャインプルーフ画像の収集)と、右撮影系30Rによる繰り返し撮影(一連のシャインプルーフ画像の収集)とを互いに同期させることができる。
制御部7は、プロセッサ、記憶装置などを含む。記憶装置には、各種の制御プログラム等のコンピュータプログラムが記憶されている。制御部7の機能は、制御プログラム等のソフトウェアと、プロセッサ等のハードウェアとの協働によって実現される。制御部7は、被検眼Eの3次元領域をスリット照明光(その照明偏光成分)を用いてスキャンするために、照明系2、撮影系3及び移動機構6の制御を実行する。この制御の詳細については、特許文献3(特開2019-213733号公報(国際公開第2019/240149号))を参照されたい。
データ処理部8は、各種のデータ処理を実行する。データ処理部8は、プロセッサ、記憶装置などを含む。記憶装置には、各種のデータ処理プログラム等のコンピュータプログラムが記憶されている。データ処理部8の機能は、データ処理プログラム等のソフトウェアと、プロセッサ等のハードウェアとの協働によって実現される。データ処理部8は、例えば、正反射ノイズを含まない画像の生成、拡散反射画像と正反射画像との比較解析、偏光情報の生成など、上記の実施形態において説明された任意の種類のデータ処理を実行できるように構成されてよい。
通信部9は、スリットランプ顕微鏡システム1と他の装置との間におけるデータ通信を行う。ユーザーインターフェイス10は、表示デバイス、操作デバイスなど、任意のユーザーインターフェイスデバイスを含む。
図31及び図32に示すスリットランプ顕微鏡システム1は例示に過ぎず、実施形態に係る眼科装置又はその例示的な態様を実施するための構成はスリットランプ顕微鏡システム1に限定されない。
実施形態に係る眼科装置の幾つかの非限定的な特徴について説明する。
実施形態に係る眼科装置の第1の態様例は、被検眼に照明光を投射する照明系と、上記被検眼を撮影する撮影系とを含んでいる。上記照明系及び上記撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。上記照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、上記光源部により出力された上記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含んでいる。更に、上記照明系は、上記照明偏光子により抽出された上記照明偏光成分を上記照明光として上記被検眼に投射する。上記撮影系は、上記スリット照明光が投射された上記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、上記撮影偏光子により抽出された上記撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第2の態様例は、第1の態様例の眼科装置であって、上記照明系及び上記撮影系を移動する移動機構を更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第3の態様例は、第2の態様例の眼科装置であって、少なくとも上記撮影系の制御と上記移動機構の制御とを実行することによって上記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部を更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第4の態様例は、第1~第3の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記照明系の光路に対して上記照明偏光子を挿抜する照明偏光子移動機構と、上記撮影系の光路に対して上記撮影偏光子を挿抜する撮影偏光子移動機構とを含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第5の態様例は、第1~第4の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記照明偏光成分の偏光方向を変化させるための上記照明偏光子の駆動、及び、上記撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための上記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う偏光子駆動機構を更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第6の態様例は、第5の態様例の眼科装置であって、上記偏光子駆動機構は、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向とを相対的に変化させるために上記照明偏光子の駆動及び上記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う第1の偏光子駆動機構を含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第7の態様例は、第6の態様例の眼科装置であって、上記照明系及び上記撮影系を移動する移動機構と、少なくとも上記撮影系の制御と上記移動機構の制御とを実行することによって上記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部とを更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第8の態様例は、第7の態様例の眼科装置であって、上記第1の制御部は、上記照明系及び上記撮影系を所定の移動方向に移動するように上記移動機構を制御する。上記第1の偏光子駆動機構は、上記照明偏光成分の上記偏光方向が上記所定の移動方向に直交し且つ上記撮影偏光成分の上記偏光方向が上記所定の移動方向に平行になるように上記照明偏光子の駆動及び上記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う。
実施形態に係る眼科装置の第9の態様例は、第5~第8の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記撮影系は、第1の撮影系と第2の撮影系とを含んでいる。上記照明系及び上記第1の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。上記照明系及び上記第2の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。上記撮影偏光子は、上記第1の撮影系に設けられた第1の撮影偏光子と、上記第2の撮影系に設けられた第2の撮影偏光子とを含んでいる。上記撮像素子は、上記第1の撮影系に設けられた第1の撮像素子と、上記第2の撮影系に設けられた第2の撮像素子とを含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第10の態様例は、第9の態様例の眼科装置であって、上記被検眼からの第1の戻り光から上記第1の撮影偏光子によって抽出される第1の撮影偏光成分の偏光方向と、上記被検眼からの第2の戻り光から上記第2の撮影偏光子によって抽出される第2の撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させるために上記第1の撮影偏光子の駆動及び上記第2の撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う第2の偏光子駆動機構を含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第11の態様例は、第10の態様例の眼科装置であって、上記照明系及び上記撮影系を移動する移動機構と、少なくとも上記撮影系の制御と上記移動機構の制御とを実行することによって上記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部とを更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第12の態様例は、第11の態様例の眼科装置であって、上記第1の制御部は、上記照明系及び上記撮影系を所定の移動方向に移動するように上記移動機構を制御する。上記照明偏光成分の上記偏光方向は、上記所定の移動方向に直交するように向き付けられている。上記第2の偏光子駆動機構は、上記第1の撮影偏光成分の上記偏光方向及び上記第2の撮影偏光成分の上記偏光方向の双方が上記所定の移動方向に平行になるように上記第1の撮影偏光子の駆動及び上記第2の撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う。
実施形態に係る眼科装置の第13の態様例は、第5~第12の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向とを相対的に変化させるために上記偏光子駆動機構を制御する第2の制御部を更に含んでいる。上記撮影系は、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向との所定の組み合わせに対応する上記被検眼の画像を生成する。
実施形態に係る眼科装置の第14の態様例は、第13の態様例の眼科装置であって、上記第2の制御部は、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向とが互いに直交するように上記照明偏光子の駆動及び上記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を実行することによって、上記被検眼の拡散反射画像を上記撮影系に生成させる。
実施形態に係る眼科装置の第15の態様例は、第14の態様例の眼科装置であって、上記第2の制御部は、更に、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向とが互いに平行になるように上記照明偏光子の駆動及び上記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を実行することによって、上記被検眼の正反射画像を上記撮影系に生成させる。
実施形態に係る眼科装置の第16の態様例は、第15の態様例の眼科装置であって、上記拡散反射画像と上記正反射画像とに基づいて正反射ノイズを含まない上記被検眼の画像を生成する画像生成部を更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第17の態様例は、第15又は第16の態様例の眼科装置であって、上記拡散反射画像と上記正反射画像との比較解析を実行する解析部を更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第18の態様例は、第1~第17の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記撮像素子により検出された上記撮影偏光成分に基づいて上記被検眼からの上記戻り光の偏光状態を表す偏光情報を生成する偏光情報生成部を更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第19の態様例は、第18の態様例の眼科装置であって、上記撮影系は、第1の撮影系と第2の撮影系とを含んでいる。上記照明系及び上記第1の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。上記照明系及び上記第2の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されている。上記撮影偏光子は、上記第1の撮影系に設けられた第1の撮影偏光子と、上記第2の撮影系に設けられた第2の撮影偏光子とを含んでいる。上記撮像素子は、上記第1の撮影系に設けられた第1の撮像素子と、上記第2の撮影系に設けられた第2の撮像素子とを含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第20の態様例は、第19の態様例の眼科装置であって、上記偏光情報生成部は、上記被検眼からの第1の戻り光から上記第1の撮影偏光子により抽出されて上記第1の撮像素子により検出された第1の撮影偏光成分と、上記被検眼からの第2の戻り光から上記第2の撮影偏光子により抽出されて上記第2の撮像素子により検出された第2の撮影偏光成分とに基づいて、上記偏光情報を生成する。
実施形態に係る眼科装置の第21の態様例は、第18~第20の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記照明系及び上記撮影系を移動する移動機構と、少なくとも上記撮影系の制御と上記移動機構の制御とを実行することによって上記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部とを更に含んでいる。上記偏光情報生成部は、上記一連の画像に基づいて上記偏光情報を生成する。
実施形態に係る眼科装置の第22の態様例は、第18~第21の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記照明偏光成分の偏光方向を変化させるための上記照明偏光子の駆動、及び、上記撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための上記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う偏光子駆動機構と、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向とを相対的に変化させるために上記偏光子駆動機構を制御する第2の制御部とを更に含んでいる。上記第2の制御部は、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向との2つ以上の組み合わせを実現するように上記偏光子駆動機構を制御する。上記偏光情報生成部は、上記2つ以上の組み合わせにそれぞれ対応して上記撮像素子により検出された2つ以上の撮影偏光成分に基づいて上記偏光情報を生成するる。
実施形態に係る眼科装置の第23の態様例は、第22の態様例の眼科装置であって、上記第2の制御部は、上記照明偏光成分の上記偏光方向と上記撮影偏光成分の上記偏光方向との間の相対角度が0度、45度、90度、及び135度の4つの値になるように上記偏光子駆動機構を制御する。上記偏光情報生成部は、上記相対角度の上記4つの値にそれぞれ対応して上記撮像素子により検出された4つの撮影偏光成分に基づいてストークスパラメータを求める。
実施形態に係る眼科装置の第24の態様例は、第18~第23の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記偏光情報生成部により生成された上記偏光情報に基づいて視覚的情報を生成する視覚的情報生成部を更に含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第25の態様例は、第1~第24の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記撮影偏光子は、上記撮影系の光軸に対して傾斜して配置された偏光板を含んでいる。
実施形態に係る眼科装置の第26の態様例は、第25の態様例の眼科装置であって、上記偏光板は、上記撮像素子の受光面に対して平行に配置されている。
実施形態に係る眼科装置の第27の態様例は、第25の態様例の眼科装置であって、上記偏光板は、上記撮影系の上記光軸に直交する第1の方向と上記撮像素子の上記受光面に平行な第2の方向との間の方向に向き付けられて配置されている。
実施形態に係る眼科装置の第28の態様例は、第1~第27の態様例のいずれかの眼科装置であって、上記撮影系は、上記撮影偏光子としての偏光子アレイと、上記撮像素子としてのフォトダイオードアレイとを含む偏光カメラを含んでいる。
本開示において説明したように、これらの非限定的な特徴を有する眼科装置によれば、眼科イメージングの向上を図ることが可能である。
また、本開示において説明した任意の事項を、いずれかの非限定的な特徴を有する眼科装置に組み合わせることによって、眼科イメージングの更なる向上を図ることが可能であること、そして、眼科イメージングの様々な応用を提供することが可能であることは、当業者であれば理解することができるであろう。
<他の実施形態>
ここまで眼科装置の実施形態について説明したが、本開示に係る実施形態は眼科装置に限定されない。眼科装置以外の実施形態として、眼科装置の制御方法、プログラム、記録媒体などがある。眼科装置の実施形態と同様に、これらの実施形態によっても、眼科イメージングにおける画質向上を図ることができる。
ここまで眼科装置の実施形態について説明したが、本開示に係る実施形態は眼科装置に限定されない。眼科装置以外の実施形態として、眼科装置の制御方法、プログラム、記録媒体などがある。眼科装置の実施形態と同様に、これらの実施形態によっても、眼科イメージングにおける画質向上を図ることができる。
一実施形態に係る眼科装置の制御方法は、眼科装置を制御する方法である。
この眼科装置は、被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、被検眼を撮影する撮影系と、照明系及び撮影系を移動する移動機構と、プロセッサとを含んでいる。更に、照明系及び撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成されている。また、照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、光源部により出力されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含んでおり、照明偏光子により抽出された照明偏光成分を照明光として被検眼に投射する。撮影系は、スリット照明光が投射された被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、撮影偏光子により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含んでいる。
本実施形態に係る方法は、眼科装置に含まれているプロセッサに、少なくとも撮影系の制御と移動機構の制御とを実行することによって、撮影系に一連の画像を収集させる。
本開示において説明した任意の事項を、本実施形態に係る方法に組み合わせることができる。
一実施形態に係るプログラムは、眼科装置を動作させるためのものである。
この眼科装置は、被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、被検眼を撮影する撮影系と、照明系及び撮影系を移動する移動機構と、プロセッサとを含んでいる。更に、照明系及び撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成されている。また、照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、光源部により出力されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含んでおり、照明偏光子により抽出された照明偏光成分を照明光として被検眼に投射する。撮影系は、スリット照明光が投射された被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、撮影偏光子により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含んでいる。
本実施形態に係るプログラムは、眼科装置に含まれているプロセッサに、少なくとも撮影系の制御と移動機構の制御とを実行することによって、撮影系に一連の画像を収集させるように構成されている。
本開示において説明した任意の事項を、本実施形態に係るプログラムに組み合わせることができる。
一実施形態に係る記録媒体は、眼科装置を動作させるためのプログラムが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体である。
この眼科装置は、被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、被検眼を撮影する撮影系と、照明系及び撮影系を移動する移動機構と、プロセッサとを含んでいる。更に、照明系及び撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成されている。また、照明系は、スリット照明光を出力する光源部と、光源部により出力されたスリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子とを含んでおり、照明偏光子により抽出された照明偏光成分を照明光として被検眼に投射する。撮影系は、スリット照明光が投射された被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、撮影偏光子により抽出された撮影偏光成分を検出する撮像素子とを含んでいる。
本実施形態に係る記録媒体に記録されているプログラムは、眼科装置に含まれているプロセッサに、少なくとも撮影系の制御と移動機構の制御とを実行することによって、撮影系に一連の画像を収集させるように構成されている。
本開示において説明した任意の事項を、本実施形態に係る記録媒体に組み合わせることができる。
本実施形態に係る記録媒体として使用可能な、コンピュータ可読な非一時的記録媒体は、任意の形態の記録媒体であってよく、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び半導体メモリのいずれかであってよい。
眼科装置の実施形態において説明された任意の事項を、眼科装置以外の実施形態に組み合わせることができる。
例えば、実施形態に係る眼科装置の任意的な態様として説明された様々な事項のうちから任意に選択された事項を、眼科装置の制御方法の実施形態、プログラムの実施形態、記録媒体の実施形態などに組み合わせることができる。
また、本開示において説明された任意の事項を、眼科装置の制御方法の実施形態、プログラムの実施形態、記録媒体の実施形態などに組み合わせることができる。
Claims (30)
- 被検眼に照明光を投射する照明系と、
前記被検眼を撮影する撮影系と
を含み、
前記照明系及び前記撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、
前記照明系は、
スリット照明光を出力する光源部と、
前記光源部により出力された前記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子と
を含み、
前記照明偏光子により抽出された前記照明偏光成分を前記照明光として前記被検眼に投射し、
前記撮影系は、
前記スリット照明光が投射された前記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、
前記撮影偏光子により抽出された前記撮影偏光成分を検出する撮像素子と
を含む、
眼科装置。 - 前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構を更に含む、
請求項1の眼科装置。 - 少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部を更に含む、
請求項2の眼科装置。 - 前記照明系の光路に対して前記照明偏光子を挿抜する照明偏光子移動機構と、
前記撮影系の光路に対して前記撮影偏光子を挿抜する撮影偏光子移動機構と
を含む、
請求項1の眼科装置。 - 前記照明偏光成分の偏光方向を変化させるための前記照明偏光子の駆動、及び、前記撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための前記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う偏光子駆動機構を更に含む、
請求項1の眼科装置。 - 前記偏光子駆動機構は、前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向とを相対的に変化させるために前記照明偏光子の駆動及び前記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う第1の偏光子駆動機構を含む、
請求項5の眼科装置。 - 前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構と、
少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部と
を更に含む、
請求項6の眼科装置。 - 前記第1の制御部は、前記照明系及び前記撮影系を所定の移動方向に移動するように前記移動機構を制御し、
前記第1の偏光子駆動機構は、前記照明偏光成分の前記偏光方向が前記所定の移動方向に直交し且つ前記撮影偏光成分の前記偏光方向が前記所定の移動方向に平行になるように前記照明偏光子の駆動及び前記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う、
請求項7の眼科装置。 - 前記撮影系は、第1の撮影系と第2の撮影系とを含み、
前記照明系及び前記第1の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、
前記照明系及び前記第2の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、
前記撮影偏光子は、前記第1の撮影系に設けられた第1の撮影偏光子と、前記第2の撮影系に設けられた第2の撮影偏光子とを含み、
前記撮像素子は、前記第1の撮影系に設けられた第1の撮像素子と、前記第2の撮影系に設けられた第2の撮像素子とを含む、
請求項5の眼科装置。 - 前記被検眼からの第1の戻り光から前記第1の撮影偏光子によって抽出される第1の撮影偏光成分の偏光方向と、前記被検眼からの第2の戻り光から前記第2の撮影偏光子によって抽出される第2の撮影偏光成分の偏光方向とを相対的に変化させるために前記第1の撮影偏光子の駆動及び前記第2の撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う第2の偏光子駆動機構を含む、
請求項9の眼科装置。 - 前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構と、
少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部と
を更に含む、
請求項10の眼科装置。 - 前記第1の制御部は、前記照明系及び前記撮影系を所定の移動方向に移動するように前記移動機構を制御し、
前記照明偏光成分の前記偏光方向は、前記所定の移動方向に直交するように向き付けられており、
前記第2の偏光子駆動機構は、前記第1の撮影偏光成分の前記偏光方向及び前記第2の撮影偏光成分の前記偏光方向の双方が前記所定の移動方向に平行になるように前記第1の撮影偏光子の駆動及び前記第2の撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う、
請求項11の眼科装置。 - 前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向とを相対的に変化させるために前記偏光子駆動機構を制御する第2の制御部を更に含み、
前記撮影系は、前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向との所定の組み合わせに対応する前記被検眼の画像を生成する
請求項5の眼科装置。 - 前記第2の制御部は、前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向とが互いに直交するように前記照明偏光子の駆動及び前記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を実行することによって、前記被検眼の拡散反射画像を前記撮影系に生成させる、
請求項13の眼科装置。 - 前記第2の制御部は、更に、前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向とが互いに平行になるように前記照明偏光子の駆動及び前記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を実行することによって、前記被検眼の正反射画像を前記撮影系に生成させる、
請求項14の眼科装置。 - 前記拡散反射画像と前記正反射画像とに基づいて正反射ノイズを含まない前記被検眼の画像を生成する画像生成部を更に含む、
請求項15の眼科装置。 - 前記拡散反射画像と前記正反射画像との比較解析を実行する解析部を更に含む、
請求項15の眼科装置。 - 前記撮像素子により検出された前記撮影偏光成分に基づいて前記被検眼からの前記戻り光の偏光状態を表す偏光情報を生成する偏光情報生成部を更に含む、
請求項1の眼科装置。 - 前記撮影系は、第1の撮影系と第2の撮影系とを含み、
前記照明系及び前記第1の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、
前記照明系及び前記第2の撮影系は、シャインプルーフの条件を満足するように構成されており、
前記撮影偏光子は、前記第1の撮影系に設けられた第1の撮影偏光子と、前記第2の撮影系に設けられた第2の撮影偏光子とを含み、
前記撮像素子は、前記第1の撮影系に設けられた第1の撮像素子と、前記第2の撮影系に設けられた第2の撮像素子とを含む、
請求項18の眼科装置。 - 前記偏光情報生成部は、前記被検眼からの第1の戻り光から前記第1の撮影偏光子により抽出されて前記第1の撮像素子により検出された第1の撮影偏光成分と、前記被検眼からの第2の戻り光から前記第2の撮影偏光子により抽出されて前記第2の撮像素子により検出された第2の撮影偏光成分とに基づいて、前記偏光情報を生成する、
請求項19の眼科装置。 - 前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構と、
少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる第1の制御部と
を更に含み、
前記偏光情報生成部は、前記一連の画像に基づいて前記偏光情報を生成する、
請求項18の眼科装置。 - 前記照明偏光成分の偏光方向を変化させるための前記照明偏光子の駆動、及び、前記撮影偏光成分の偏光方向を変化させるための前記撮影偏光子の駆動の一方又は双方を行う偏光子駆動機構と、
前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向とを相対的に変化させるために前記偏光子駆動機構を制御する第2の制御部と
を更に含み、
前記第2の制御部は、前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向との2つ以上の組み合わせを実現するように前記偏光子駆動機構を制御し、
前記偏光情報生成部は、前記2つ以上の組み合わせにそれぞれ対応して前記撮像素子により検出された2つ以上の撮影偏光成分に基づいて前記偏光情報を生成する、
請求項18の眼科装置。 - 前記第2の制御部は、前記照明偏光成分の前記偏光方向と前記撮影偏光成分の前記偏光方向との間の相対角度が0度、45度、90度、及び135度の4つの値になるように前記偏光子駆動機構を制御し、
前記偏光情報生成部は、前記相対角度の前記4つの値にそれぞれ対応して前記撮像素子により検出された4つの撮影偏光成分に基づいてストークスパラメータを求める、
請求項22の眼科装置。 - 前記偏光情報生成部により生成された前記偏光情報に基づいて視覚的情報を生成する視覚的情報生成部を更に含む、
請求項18の眼科装置。 - 前記撮影偏光子は、前記撮影系の光軸に対して傾斜して配置された偏光板を含む、
請求項1の眼科装置。 - 前記偏光板は、前記撮像素子の受光面に対して平行に配置されている、
請求項25の眼科装置。 - 前記偏光板は、前記撮影系の前記光軸に直交する第1の方向と前記撮像素子の前記受光面に平行な第2の方向との間の方向に向き付けられて配置されている、
請求項25の眼科装置。 - 前記撮影系は、前記撮影偏光子としての偏光子アレイと、前記撮像素子としてのフォトダイオードアレイとを含む偏光カメラを含む、
請求項1の眼科装置。 - 被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、前記被検眼を撮影する撮影系と、前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構と、プロセッサとを含み、前記照明系及び前記撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成された眼科装置を制御する方法であって、
前記照明系は、
スリット照明光を出力する光源部と、
前記光源部により出力された前記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子と
を含み、
前記照明偏光子により抽出された前記照明偏光成分を前記照明光として前記被検眼に投射し、
前記撮影系は、
前記スリット照明光が投射された前記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、
前記撮影偏光子により抽出された前記撮影偏光成分を検出する撮像素子と
を含み、
前記プロセッサに、
少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる、
方法。 - 被検眼にスリット照明光を投射する照明系と、前記被検眼を撮影する撮影系と、前記照明系及び前記撮影系を移動する移動機構とを含み、前記照明系及び前記撮影系がシャインプルーフの条件を満足するように構成された眼科装置の制御をコンピュータに実行させるプログラムが記録された、コンピュータ可読な非一時的記録媒体であって、
前記照明系は、
スリット照明光を出力する光源部と、
前記光源部により出力された前記スリット照明光から照明偏光成分を抽出する照明偏光子と
を含み、
前記照明偏光子により抽出された前記照明偏光成分を前記照明光として前記被検眼に投射し、
前記撮影系は、
前記スリット照明光が投射された前記被検眼からの戻り光から撮影偏光成分を抽出する撮影偏光子と、
前記撮影偏光子により抽出された前記撮影偏光成分を検出する撮像素子と
を含み、
前記プログラムは、前記コンピュータに、
少なくとも前記撮影系の制御と前記移動機構の制御とを実行することによって前記撮影系に一連の画像を収集させる、
記録媒体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/882,600 US20240041323A1 (en) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | Ophthalmic apparatus, method of controlling ophthalmic apparatus, and recording medium |
US17/882,600 | 2022-08-08 |
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---|---|
WO2024034298A1 true WO2024034298A1 (ja) | 2024-02-15 |
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---|---|---|---|
PCT/JP2023/025099 WO2024034298A1 (ja) | 2022-08-08 | 2023-07-06 | 眼科装置、眼科装置を制御する方法、及び記録媒体 |
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US5321446A (en) * | 1992-02-26 | 1994-06-14 | Carl Zeiss-Stiftung | Slit lamp microscope and selectively insertable diaphragm disk |
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-
2022
- 2022-08-08 US US17/882,600 patent/US20240041323A1/en active Pending
-
2023
- 2023-07-06 WO PCT/JP2023/025099 patent/WO2024034298A1/ja unknown
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Title |
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L I, XIAORAN ET AL.: "Simultaneous optical coherence tomography and Scheimpflug imaging using the same incident light", OPTICS EXPRESS, vol. 28, no. 26, 21 December 2020 (2020-12-21), pages 39660 - 39676, XP093030154, DOI: 10.1364/OE.405643 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240041323A1 (en) | 2024-02-08 |
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