WO2026014145A1 - 眼科装置 - Google Patents
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- WO2026014145A1 WO2026014145A1 PCT/JP2025/021424 JP2025021424W WO2026014145A1 WO 2026014145 A1 WO2026014145 A1 WO 2026014145A1 JP 2025021424 W JP2025021424 W JP 2025021424W WO 2026014145 A1 WO2026014145 A1 WO 2026014145A1
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
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- A61B3/103—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining refraction, e.g. refractometers, skiascopes
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- H—ELECTRICITY
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/47—Image sensors with pixel address output; Event-driven image sensors; Selection of pixels to be read out based on image data
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/703—SSIS architectures incorporating pixels for producing signals other than image signals
- H04N25/707—Pixels for event detection
Definitions
- This disclosure relates to an ophthalmic device that examines a subject's eye while its relative position with respect to the subject's eye is adjusted.
- CMOS image sensors Conventional ophthalmic devices are equipped with two-dimensional imaging elements (e.g., CMOS image sensors) for various purposes.
- the ophthalmic device described in Patent Document 1 is equipped with a two-dimensional imaging element that captures an image of the anterior segment of the subject's eye, and an irradiation optical system that projects an alignment index onto the cornea of the subject's eye. Alignment of the ophthalmic examination unit with the subject's eye is performed based on the position of the alignment index in the anterior segment image.
- examinations of the subject's eye may not be performed properly.
- reflections of light irradiated onto the subject's eye by the illumination optical system reflections of unwanted ambient light may also appear in the image captured by the two-dimensional imaging element.
- reflections of ambient light appear in the image, it becomes difficult to perform a proper examination of the subject's eye.
- examinations of the subject's eye may not be performed properly due to an insufficient frame rate of the video captured by the two-dimensional imaging element. Examinations may also not be performed properly due to an insufficient amount of light received by the two-dimensional imaging element, insufficient image contrast, etc. Therefore, there is a demand for ophthalmic devices that can perform more appropriate examinations of the subject's eye.
- a typical object of the present disclosure is to provide an ophthalmic device that can more appropriately examine the subject's eye by solving at least one of the above problems.
- An ophthalmic device for examining a subject's eye, and includes an illumination optical system that irradiates the subject's eye with illumination light, a sensor that receives the light irradiated by the illumination optical system and reflected by the subject's eye, and a control unit.
- the sensor is an event-based sensor that detects and outputs changes in the brightness of the received light that exceed a threshold value for each pixel, and the control unit obtains analytical information indicating at least one of the position, displacement, shape, and tissue state of the subject's eye based on the information output by the event-based sensor.
- the ophthalmic apparatus disclosed herein allows for more appropriate examination of the subject's eye.
- the ophthalmic device exemplified in this disclosure examines the subject's eye.
- the ophthalmic device includes an illumination optical system, a sensor, and a control unit.
- the illumination optical system irradiates the subject's eye with illumination light.
- the sensor receives the light irradiated by the illumination optical system that is reflected by the subject's eye.
- the control unit controls the ophthalmic device.
- the sensor is an event-based sensor that detects and outputs changes in the brightness of the received light that exceed a threshold for each pixel.
- the control unit obtains analytical information indicating at least one of the position, displacement, shape, and tissue condition of the subject's eye based on the information output by the event-based sensor.
- the event-based sensor provided in the ophthalmic device disclosed herein detects and outputs changes in the luminance of the light received by each pixel (changes exceeding a positive or negative threshold), rather than the magnitude of the luminance of the light received by each pixel.
- Each pixel operates independently and immediately outputs information when it detects a change in the luminance of the received light that exceeds its threshold. As a result, changes in luminance that exceed the threshold are detected and output at ultra-high speed. Therefore, the event-based sensor detects changes in luminance with higher time resolution than conventionally used two-dimensional imaging elements.
- the control unit can obtain highly accurate analytical information (for example, analytical information in which the effects of unnecessary ambient light with approximately constant luminance are suppressed). Furthermore, because the dynamic range of the event-based sensor is wider than that of conventionally used two-dimensional imaging elements, it is less susceptible to effects such as insufficient light intensity and contrast. Therefore, the use of the event-based sensor makes it easier to perform more appropriate examinations of the subject's eye.
- the event-based sensor disclosed herein detects changes over time in the brightness of light incident on each pixel and outputs information about pixels whose brightness has changed asynchronously with other pixels.
- the information output from the event-based sensor may include, for example, position information indicating the position coordinates of the pixel where the brightness change occurred, positive/negative information indicating whether the brightness change that occurred is positive or negative (whether the brightness change is an increase or decrease), and time information indicating the time (or timing) when the brightness change occurred.
- At least some of the technologies exemplified in this disclosure can be applied to various ophthalmic devices that perform examinations of the subject's eye (e.g., at least one of photographing, observing, measuring, and detecting).
- at least some of the technologies exemplified in this disclosure may be applied to eye refractive power measurement devices, corneal curvature measurement devices, intraocular pressure measurement devices, corneal thickness measurement devices, fundus cameras, OCT devices, laser scanning ophthalmoscopy (SLO), retinal observation devices, corneal endothelial cell photography, goniography devices, etc.
- at least some of the technologies exemplified in this disclosure can also be applied to ophthalmic devices that perform examinations of the subject's eye (e.g., photographing or observing) and perform treatment or surgery on the subject's eye.
- the irradiation optical system may perform flashing irradiation, flashing the irradiation light irradiated onto the subject's eye, while acquiring the analysis information.
- the control unit may acquire, as analysis information, information on the distribution of light reflection characteristics in the subject's eye, based on information output by the event-based sensor while flashing irradiation is being performed by the irradiation optical system.
- Event-based sensors output changes in the brightness of the received light, but if the brightness of the received light does not change, no information is output even if there is a difference in brightness within the light-receiving area.
- the irradiated light when the irradiated light is flashed, the brightness of the received light changes between when the light is on and when it is off in areas where the irradiated light is reflected in the direction received by the event-based sensor (i.e., areas where the irradiated light is reflected toward the event-based sensor).
- areas where the irradiated light is not reflected toward the event-based sensor the brightness of the received light naturally does not change even if the irradiated light is flashed.
- the distribution of the light reflection characteristics of the test eye for example, whether or not light is reflected toward the event-based sensor
- the ophthalmic device can appropriately acquire analytical information regarding the distribution of light reflection characteristics in the subject's eye based on the information output by the event-based sensor. Furthermore, by acquiring analytical information based on the output of the event-based sensor, analytical information is acquired with the influence of unnecessary ambient light suppressed, unlike when a two-dimensional imaging element is used. This makes it easier to perform an appropriate examination of the subject's eye.
- the rate at which the light is switched on and off (the number of times it is switched on and off per unit time) may be set higher than the frame rate (typically 100 fps) achievable with the two-dimensional imaging elements used in conventional ophthalmic devices.
- the frame rate typically 100 fps
- changes in brightness can be detected with higher time resolution than in conventional ophthalmic devices that use two-dimensional imaging elements such as general CMOS image sensors.
- the control unit may obtain information on the distribution of light reflectance characteristics by processing the information output by the event-based sensor at a rate corresponding to the rate at which the flashing illumination by the illumination optical system is switched on and off.
- processing of the information output by the event-based sensor is repeatedly executed at appropriate timing corresponding to the rate at which the illumination light is switched on and off. Therefore, information on the distribution of light reflectance characteristics is obtained with high time resolution.
- the output information from the event-based sensor is processed according to the flashing rate of the illumination light, making it less likely that the effects of the disturbance light will be reflected in the analysis information. This makes it easier to perform a more appropriate examination of the subject's eye.
- the specific method for changing the blinking cycle of each of the multiple light sources can be selected as appropriate. For example, the timing at which the blinking cycle is repeated (the timing at which the light is turned on and off) may be changed between the multiple light sources. Also, the length of the blinking cycle may be changed between the multiple light sources.
- the blinking cycle can be changed between a light source that emits finitely distant light toward the cornea and a light source that emits infinitely distant light toward the same cornea.
- the distribution of reflection positions of finitely distant light on the cornea can be appropriately distinguished from the distribution of reflection positions of infinitely distant light.
- the irradiation optical system may perform increasing and decreasing irradiation, increasing and decreasing the intensity of the irradiation light irradiated onto the subject's eye over time while acquiring the analysis information.
- the control unit may acquire, as analysis information, information on the distribution of the light reflection characteristics of the subject's eye based on information output by the event-based sensor while increasing and decreasing irradiation is being performed by the irradiation optical system.
- event-based sensors output changes in the brightness of the received light, but if the brightness of the received light does not change, no information is output even if there is a difference in brightness within the light-receiving area.
- the intensity of the irradiated light is increased or decreased linearly over time, the brightness of the received light will change in areas where the irradiated light is reflected toward the event-based sensor as the intensity of the irradiated light increases or decreases.
- the brightness of the received light naturally does not change even if the intensity of the irradiated light is increased or decreased.
- the distribution of the light reflection characteristics of the test eye for example, whether or not light is reflected toward the event-based sensor
- the ophthalmic device can appropriately acquire analytical information regarding the distribution of light reflection characteristics in the subject's eye based on the information output by the event-based sensor. Furthermore, by acquiring analytical information based on the output of the event-based sensor, analytical information is acquired in which the influence of unnecessary ambient light is suppressed, unlike when a two-dimensional imaging element is used. Furthermore, although the intensity of the irradiated light is increased or decreased, the irradiated light continues to be emitted, so the control unit can continuously acquire analytical information with high temporal resolution. This makes it easier to perform a more appropriate examination of the subject's eye.
- the event-based sensor may output positive/negative information for each pixel indicating whether the change in luminance that has occurred is an increase or decrease.
- the illumination optical system may include multiple light sources that emit illumination light. The timing at which the intensity of the illumination light of at least two light sources increases or decreases (timing at which the light intensity increases or decreases) may differ from one another.
- the positive/negative information output by the event-based sensor changes for each light source according to the timing at which the light intensity of each of the multiple light sources increases or decreases.
- the distribution of the light reflection characteristics (for example, the distribution of reflection positions, described below) can be distinguished for each light source that emitted the reflected light. It is also possible to distinguish and detect different detection targets. This makes it easier to perform a more appropriate examination of the subject's eye.
- the specific method for changing the timing of increasing or decreasing the light intensity of each of the multiple light sources can be selected as appropriate. For example, if two types of light sources are provided (for example, at least one light source that emits light irradiated at a finite distance and at least one light source that emits light irradiated at an infinite distance), the timing of increasing or decreasing the light intensity of each type of light source can be set so that the period during which the light intensity of one type of light source is increased coincides with the period during which the light intensity of the other type of light source is decreased. In this case, the positive or negative information from one type of light source and the positive or negative information from the other type of light source are reversed. This makes it easier to more accurately distinguish the distribution of light reflection characteristics according to the type of light source.
- At least two types of light sources can be appropriately selected for changing the timing of increasing or decreasing the light intensity.
- the timing of increasing or decreasing the light intensity can be changed between a light source that emits finitely distant light toward the cornea and a light source that emits infinitely distant light toward the same cornea.
- the distribution of reflection positions of finitely distant light on the cornea and the distribution of reflection positions of infinitely distant light can be appropriately distinguished.
- the irradiation optical system may irradiate light onto the cornea of the subject's eye.
- the event-based sensor may be positioned so as to be able to receive light reflected by the cornea of the subject's eye.
- the control unit may acquire, as analytical information, information on the distribution of reflection positions on the cornea of the subject's eye where the irradiation light emitted by the irradiation optical system is reflected in a direction received by the event-based sensor.
- an index e.g., a bright spot
- the ophthalmic device can perform various controls, such as adjusting the relative position of the optometry unit with respect to the subject's eye (so-called "alignment").
- the image of the cornea captured by the two-dimensional imaging element will include not only the corneal index formed by the irradiated light, but also images formed by unnecessary ambient light, making it impossible to accurately detect the position of the corneal index from the image.
- the distribution of positions (reflection positions) on the cornea of the subject's eye where the irradiated light is reflected toward the event-based sensor approximates or matches the distribution of corneal index positions that appear in the captured image when the event-based sensor is replaced with a two-dimensional imaging element. Furthermore, by using an event-based sensor, information on the distribution of reflection positions is obtained while the effects of ambient light are suppressed. Therefore, by obtaining analytical information on the distribution of reflection positions on the cornea based on the information output by the event-based sensor, the ophthalmic device can appropriately perform control similar to conventional control that uses the distribution of corneal index positions.
- the ophthalmologic apparatus may further include a two-dimensional imaging element.
- the two-dimensional imaging element captures at least an area of the subject's eye that overlaps with an area in which a change in light luminance is detected by the event-based sensor.
- the control unit may display on the display unit a distribution of light reflection characteristics in the subject's eye (which may be, for example, a luminance change distribution image, as described below), acquired based on output information from the event-based sensor, superimposed on the image of the subject's eye captured by the two-dimensional imaging element.
- the examiner can properly grasp the distribution of reflection characteristics acquired based on the output information of the event-based sensor on the captured image of the subject's eye. Therefore, for example, the examiner can properly perform alignment by manually adjusting the relative position of the optometry unit with respect to the subject's eye while checking the superimposed image.
- the examiner can properly grasp the distribution of reflection characteristics acquired based on the output information of the event-based sensor on the captured image of the subject's eye. For example, it becomes easier to visually grasp positional deviations in the distribution of reflection characteristics. Therefore, for example, the examiner can properly perform alignment by manually adjusting the relative position of the eye examination unit with respect to the subject's eye while checking the superimposed image. Furthermore, when processing an image of the subject's eye on which the distribution of reflection characteristics is superimposed, processing results (for example, at least one of the processing results, such as the direction and amount of positional deviation) can be easily obtained with high accuracy.
- Specific methods for changing the threshold value depending on the object for which distribution information on reflectance characteristics is being acquired can be set as appropriate.
- the amount of reflected light from the cornea tends to be greater than the amount of reflected light from other parts of the test eye (e.g., the iris). Therefore, when flashing or increasing/decreasing illumination is performed on the test eye, the amount of change in reflected light reflected from the cornea toward the event-based sensor tends to be greater than the amount of change in reflected light reflected from other parts of the test eye toward the event-based sensor. Therefore, when the object for which distribution information on reflectance characteristics is being acquired is the cornea, the control unit may set a first threshold value of a predetermined magnitude.
- the control unit may set a second threshold value smaller than the first threshold value.
- the control unit can also identify or separate distribution information on reflectance characteristics for parts of the test eye other than the cornea by comparing distribution information on reflectance characteristics acquired when the second threshold value is set with distribution information on reflectance characteristics acquired when the first threshold value is set. This makes it easier to perform an appropriate examination of the test eye.
- using a similar technique it is also possible to distinguish or separate distribution information of reflection positions caused by finitely distant irradiated light from distribution information of reflection positions caused by infinitely distant irradiated light.
- the control unit may acquire information related to the brightness of the environment in which the ophthalmic device is installed, and set the threshold value based on the acquired brightness information.
- the accuracy of acquiring the analytical information is likely to improve regardless of changes in the brightness of the installation environment.
- the control unit may improve the accuracy of acquiring the analytical information by changing the threshold value according to individual differences in the subject's eye.
- the ophthalmic device may be equipped with multiple event-based sensors.
- the information obtained about the subject's eye can be further diversified, making it easier to perform an appropriate examination of the subject's eye.
- the information obtained about the subject's eye can be further diversified, making it easier to perform an appropriate examination of the subject's eye.
- different threshold values for the event-based sensor's pixels to detect changes in light luminance among multiple event-based sensors, it becomes possible to simultaneously acquire the distribution of reflectance characteristics for multiple subjects, even if there are multiple subjects for which the distribution of reflectance characteristics is to be acquired.
- the light-receiving optical axis of each of the multiple event-based sensors at an angle to the examination axis, it becomes possible to acquire the state of changes in light luminance from multiple directions.
- the ophthalmic device may further include an eye examination unit and an examination position movement unit.
- the eye examination unit performs an examination on the subject's eye.
- the examination position movement unit moves the examination position of the eye examination unit.
- the event-based sensor may output positive/negative information for each pixel indicating whether the change in luminance that occurred is an increase or a decrease.
- the irradiation optical system may constantly irradiate the subject's eye with irradiation light of a constant intensity while acquiring the analysis information.
- the control unit may acquire, as analysis information, displacement information indicating the displacement of a specific part of the subject's eye based on the position of the pixel that output the positive/negative information.
- the control unit may drive the examination position movement unit based on the acquired displacement information, thereby causing the examination position to follow the displacement of the specific part.
- tracking of the examination position for a specific part of the subject's eye may be performed based on the displacement information.
- the control unit can grasp the displacement of the subject's eye (e.g., displacement direction and displacement amount) with high time resolution by acquiring displacement information (e.g., vector information) indicating the displacement of a specific part of the subject's eye based on the position of the pixel that outputs positive/negative information. Tracking the examination position relative to the specific part is performed based on the acquired displacement information, thereby appropriately improving tracking accuracy.
- displacement information e.g., vector information
- Tracking based on displacement information can be used when tracking the examination position relative to the anterior segment of the subject's eye, or when tracking the examination position relative to the fundus of the subject's eye. Furthermore, when acquiring displacement information, constant illumination of the subject's eye with a constant intensity can be used to acquire displacement information with high time resolution. However, it is also possible to acquire displacement information while flashing illumination or increasing and decreasing illumination.
- the examination position moving unit can be selected as appropriate.
- the eye examination unit may be equipped with an irradiation position moving unit (e.g., an optical scanner that changes the polarization direction of light) that moves the irradiation position of light for examination.
- the irradiation position moving unit can be used as the examination position moving unit.
- a relative position moving unit that moves the relative position of the eye examination unit with respect to the eye to be examined may also be used as the examination position moving unit.
- the ophthalmic device may have the light source installed inside the housing and direct the light toward the subject's eye via an optical element. In this case, it is possible to appropriately direct the light toward the subject's eye from inside the housing without being affected by light reflected by the optical element.
- multiple pixels may be arranged in a two-dimensional area that intersects with the optical axis of the received light.
- the control unit may process the information output by each of the multiple pixels to generate a luminance change distribution image that shows the two-dimensional distribution of changes in luminance of the received light.
- the two-dimensional distribution of changes in luminance of light can be properly understood by the luminance change distribution image. Therefore, it becomes easier to properly understand the distribution of light reflection characteristics in the test eye.
- the luminance change distribution image when the illumination optical system is caused to perform blinking illumination or increasing and decreasing illumination, the luminance change distribution image will show a two-dimensional distribution of the light reflection characteristics of the subject's eye. Therefore, it is possible to treat the luminance change distribution image in the same way as an image captured using a two-dimensional imaging element.
- the luminance change distribution image can also be used as a substitute for an image of the anterior segment of the subject's eye captured using a two-dimensional imaging element.
- the control unit may detect the position of the pupil, which is located in the center of the iris, by processing the luminance change distribution image, which includes information on the change in luminance of light reflected by the iris.
- the installation position of the event-based sensor can also be selected appropriately.
- the eye examination unit may examine the subject's eye with the examination axis aligned with the subject's eye.
- the event-based sensor may be provided inside the housing of the ophthalmic device.
- the light-receiving optical axis of the event-based sensor may be made coaxial with the examination axis by an optical member.
- the event-based sensor can appropriately receive light propagating along the examination axis.
- the light-receiving optical axis of the event-based sensor may be arranged obliquely with respect to the examination axis.
- the light-receiving optical axis of each of the multiple event-based sensors may be arranged obliquely with respect to the examination axis.
- the ophthalmic apparatus may further include an eye examination unit and a relative position movement unit.
- the eye examination unit performs an examination on the subject's eye.
- the relative position movement unit moves the relative position of the eye examination unit with respect to the subject's eye.
- the control unit may acquire, as analytical information, information on the distribution of reflection positions on the cornea of the subject's eye where irradiated light is reflected in the direction received by the event-based sensor.
- the control unit may automatically adjust the relative position of the eye examination unit with respect to the subject's eye (so-called alignment) by driving the relative position movement unit based on the information on the distribution of reflection positions. In this case, alignment can be performed with high accuracy while suppressing the effects of unnecessary ambient light, etc.
- information on the distribution of reflection positions can also be used when the alignment of the optometry unit with respect to the subject's eye is performed manually by the examiner.
- the control unit may cause the subject to manually perform alignment by displaying an image relating to the acquired distribution of reflection positions (e.g., an image showing the distribution of reflection positions, or a two-dimensional image of the subject's eye with the distribution of reflection positions superimposed, etc.) on the display unit.
- control unit may detect the position of the pupil located at the center of the iris by processing distribution information of the reflection characteristics of light reflected by the iris (which may be a brightness change distribution image including information on brightness changes in light reflected by the iris).
- the control unit may automatically adjust the position (alignment) of the eye examination unit relative to the pupil of the subject's eye by driving the relative position movement unit based on the information on the pupil position. This also makes it easier to perform alignment with high precision.
- the brightness change distribution image may also be used when the alignment of the eye examination unit with respect to the subject's eye is performed manually by the examiner.
- the control unit may cause the subject to manually perform the alignment by displaying the brightness change distribution image or a two-dimensional image of the subject's eye with the brightness change distribution image superimposed on it on the display unit.
- the control unit may process distribution information (which may be a brightness change distribution image including information on brightness changes in reflected light by the specific tissue) of the reflection characteristics of light reflected by a specific tissue (such as the crystalline lens) that may be opacifying among the tissues of the subject's eye, to obtain analytical information indicating the state of the specific tissue (for example, whether or not opacification has occurred in the specific tissue, or the degree of opacity in the specific tissue). If no opacity has occurred, the intensity of the reflected light by the specific tissue will be low, but the more opacity there is, the greater the intensity of the reflected light from the specific tissue.
- distribution information which may be a brightness change distribution image including information on brightness changes in reflected light by the specific tissue
- a specific tissue such as the crystalline lens
- the control unit may also process the distribution information of reflection characteristics or the brightness change distribution image to obtain information on the location where opacity has occurred in the specific tissue as analytical information.
- the front and back surfaces of the cornea have different reflectances for light irradiated from outside the cornea. Therefore, by appropriately adjusting the threshold used by the event-based sensor pixels to detect changes in light brightness, it is possible to acquire distribution information for the reflectance characteristics of just the front surface of the cornea, or for both the front and back surfaces of the cornea.
- the control unit may acquire distribution information for the reflectance characteristics of the front surface of the cornea by setting a third threshold of a predetermined magnitude.
- the control unit may acquire distribution information for the reflectance characteristics of both the front and back surfaces of the cornea by setting a fourth threshold smaller than the third threshold.
- the control unit may acquire the position or shape, etc., of the back surface of the cornea by comparing the distribution information for reflectance characteristics acquired when the fourth threshold is set with the distribution information for reflectance characteristics acquired when the third threshold is set.
- FIG. 1 is a side view showing the external configuration of an ophthalmologic apparatus 1 according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic diagram of an optical system provided in the optometry unit 12 of the ophthalmologic apparatus 1 according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic diagram of an event-based sensor 20 and an enlarged pixel 21 as viewed from the light-receiving area side.
- 10 is a flowchart of a first examination process executed by the ophthalmologic apparatus 1 of the first embodiment.
- FIG. 10 is a diagram showing an example of a superimposed image of brightness change distribution images generated in the first inspection process.
- 10 is a flowchart of a second examination process executed by the ophthalmologic apparatus 1 of the first embodiment.
- FIG. 1 is a side view showing the external configuration of an ophthalmologic apparatus 1 according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic diagram of an optical system provided in the optometry unit 12 of the ophthalmologic apparatus 1
- FIG. 10 is a diagram showing an example of a superimposed image of brightness change distribution images generated in the second inspection process.
- FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an ophthalmologic apparatus 60 according to a second embodiment.
- 10 is a flowchart of a tracking process executed by an ophthalmologic apparatus 60 according to a second embodiment.
- An ophthalmic apparatus 1 examines an eye E.
- the ophthalmic apparatus 1 of the first embodiment projects measurement light onto the fundus of the eye E and measures characteristics of the eye E (e.g., at least one of ocular refractive power and aberration) based on the reflected measurement light from the fundus. That is, in the first embodiment, an ophthalmic apparatus for examining the eye E is exemplified as an ophthalmic apparatus for examining the eye E.
- ophthalmic apparatuses other than ophthalmic refractive power measurement apparatuses (e.g., corneal curvature measurement apparatuses, tonometry apparatuses, corneal thickness measurement apparatuses, fundus cameras, OCT apparatuses, laser scanning ophthalmoscopy (SLO), retinal observation apparatuses, corneal endothelial cell imaging apparatuses, goniophotography apparatuses, surgical apparatuses, treatment apparatuses, etc.).
- the examination of the eye E is performed with the eye E and the examination axis LA relatively aligned.
- the ophthalmic apparatus 1 according to the first embodiment includes a base 11, an eye examination unit 12, a relative position moving unit 13, a face support unit 15, a monitor 16, an operation unit 17, and a control unit 50.
- the base 11 supports the entire ophthalmic apparatus 1.
- the optometry unit 12 houses the optical system and other components used to examine the subject's eye E.
- the face support unit 15 is fixed to the base 11.
- the face support unit 15 supports the subject's face, thereby fixing the position of the subject's eye E.
- the relative position movement unit 13 moves the optometry unit 12 in the X direction (left-right direction), Y direction (up-down direction), and Z direction (front-back direction) relative to the base 11, thereby changing the relative position of the optometry unit 12 (more specifically, the examination axis LA (see Figure 2) extending from the optometry unit 12 toward the subject's eye E) with respect to the subject's eye E.
- the monitor 16 can display various information.
- the operation unit 17 is operated by the user to input instructions from the user to the control unit 50.
- the operation unit 17 in the first embodiment is a touch panel provided on the monitor 16.
- the control unit 50 controls the ophthalmic apparatus 1.
- the opthalmologic apparatus 1 of the first embodiment includes a measurement optical system 100, a fixation target presenting optical system 150, a luminance change detection optical system 200, an irradiation optical system 400, and the like.
- the opthalmologic apparatus 12 also includes half mirrors 501 and 502 that branch and combine the optical paths of the optical systems, an objective lens 505, and the like.
- the measurement optical system 100 is used to objectively measure characteristics (e.g., ocular refractive power) of the subject's eye E.
- the measurement optical system 100 includes a light-projecting optical system 110 and a light-receiving optical system 120.
- the light-projecting optical system 110 projects measurement light onto the fundus of the subject's eye E via an objective lens 505.
- the light-projecting optical system 110 of the first embodiment projects spot-shaped measurement light onto the fundus of the subject's eye E through the center of the pupil of the subject's eye E.
- the light-receiving optical system 120 causes the light-receiving element 126 to receive the reflected light of the measurement light that has been reflected by the fundus and passed through the pupil and the objective lens 505.
- the projection optical system 110 includes a measurement light source 111, a relay lens 112, a hole mirror 113, and an objective lens 505, etc., on the optical axis L1.
- the measurement light source 111 is positioned at a fundus conjugate position on the optical axis L1 of the projection optical system 110, and emits measurement light for measuring the characteristics of the subject's eye E.
- the measurement light source 111 can be various light sources, such as an SLD (Superluminescent Diode) light source or an LED (Light Emitting Diode) light source.
- the measurement light source 111 in the first embodiment is an infrared light source that emits infrared light.
- the measurement light source 111 in the first embodiment emits near-infrared light having a peak wavelength between 800 nm and 900 nm as measurement light.
- the opening of the hole mirror 113 is positioned at a pupil conjugate position.
- the measurement light emitted by the measurement light source 111 passes through the relay lens 112, the opening of the hole mirror 113, the half mirror 502, the half mirror 501, and the objective lens 505, and is projected onto the fundus of the subject's eye E.
- the light-receiving optical system 120 includes an objective lens 505, a hole mirror 113, relay lenses 121 and 122, a light-receiving aperture 123, a collimator lens 124, a ring lens 125, and a light-receiving element 126, all located on the optical axis L2.
- Reflected light from the fundus which is necessary to measure the characteristics of the subject's eye E, passes through the objective lens 505, half mirror 501, and half mirror 502, is reflected by the hole mirror 113, and passes through the relay lens 121, the light-receiving aperture 123, the collimator lens 124, and the ring lens 125 before being received by the light-receiving element 126.
- the light-receiving aperture 123 is positioned at a conjugate position with the fundus.
- the ring lens 125 is positioned at a conjugate position with the pupil of the subject's eye E.
- the light-receiving element 126 is positioned at a conjugate position with the fundus.
- the hole mirror 113 passes the measurement light emitted by the measurement light source 111 of the light-projecting optical system 110 through an opening, and reflects the reflected light of the measurement light from the fundus.
- the optical axis L1 of the light-projecting optical system 110 and the optical axis L2 of the light-receiving optical system 120 are made coaxial by the hole mirror 113.
- the hole mirror 113 passes, through an opening, the corneal reflected light reflected by the cornea of the subject's eye E, which travels along the optical axis L2 of the light-receiving optical system 120 toward the light-receiving element 126. Therefore, the hole mirror 113 is an example of a corneal reflected light removal unit that removes the corneal reflected light traveling along the optical axis L2 of the light-receiving optical system 120 toward the light-receiving element 126.
- the light receiving optical system 120 of the first embodiment also includes a mask 130.
- the mask 130 is positioned at a conjugate position with respect to the pupil of the subject's eye E, thereby blocking light within a predetermined range including the optical axis L2, of the light traveling along the optical axis L2 of the light receiving optical system 120 toward the light receiving element 126.
- the mask 130 is an example of a corneal reflection light removal unit that removes corneal reflection light traveling along the optical axis L2 of the light receiving optical system 120 toward the light receiving element 126.
- the mask 130 of the first embodiment is positioned at a conjugate position with respect to the ring lens 125 or in the vicinity of the ring lens 125.
- the fixation target presenting optical system 150 presents a fixation target to the subject's eye E, causing the subject's eye E to fixate.
- the fixation target presenting optical system 150 may also be used to apply fogging and accommodative load to the subject's eye E.
- the fixation target presenting optical system 150 includes a fixation light source 151, a fixation target plate 155, lenses 156 and 157, and an objective lens 505.
- the fixation light source 151 is disposed on an optical axis L4 of the fixation target presenting optical system 150.
- the fixation target plate 155 is disposed at a position conjugate with the fundus.
- a fixation light beam from the fixation light source 151 passes through the fixation target plate 155, lenses 156 and 157, then passes through a half mirror 502, is reflected by a half mirror 501, becomes coaxial with the optical axis L1, and further passes through the objective lens 505 to reach the fundus.
- the luminance change detection optical system 200 detects a change in the luminance of light from the subject's eye E (e.g., light reflected by the subject's eye E from the light irradiated by the irradiation optical system 400).
- the change in luminance of light from the subject's eye E detected by the luminance change detection optical system 200 is used, for example, for relative alignment of the examination axis LA with respect to the subject's eye E, tracking of the examination axis LA relative to the movement of the subject's eye E, detection of tissues of the subject's eye E (e.g., the pupil or the posterior surface of the cornea), and acquisition of the state of specific tissues of the subject's eye E (e.g., the opacity state of the crystalline lens).
- the luminance change detection optical system 200 includes an event-based sensor 20, a lens 202, and an objective lens 505.
- the event-based sensor 20 of the first embodiment is disposed at a pupil conjugate position. Details of the event-based sensor 20 will be described later.
- a two-dimensional imaging element 204 and a lens 205 are added to the luminance change detection optical system 200.
- the two-dimensional imaging element 204 and the lens 205 are arranged on an optical axis branched by a half mirror from the optical axis L3 of the luminance change detection optical system 200.
- the two-dimensional imaging element 204 images the subject's eye E (in the first embodiment, the anterior segment of the subject's eye E).
- the imaging range of the subject's eye E by the two-dimensional imaging element 204 overlaps with the range in which luminance changes are detected by the event-based sensor 20.
- the imaging range of the subject's eye E by the two-dimensional imaging element 204 coincides with the range in which luminance changes are detected by the event-based sensor 20. Therefore, the positional relationship between the two-dimensional information detected by the event-based sensor 20 (e.g., information on the distribution of light reflection characteristics in the subject's eye E) and the subject's eye E imaged by the two-dimensional imaging element 204 is uniquely determined. Therefore, the control unit 50 can, for example, overlap information detected by the event-based sensor 20 (such as a luminance change distribution image, which will be described later) with the image of the subject's eye E captured by the two-dimensional imaging element 204, with the image being aligned.
- overlap information detected by the event-based sensor 20 such as a luminance change distribution image, which will be described later
- the irradiation optical system 400 irradiates irradiation light onto the subject's eye E.
- the irradiation optical system 400 includes an infinity light irradiation optical system 401 and a finite light irradiation optical system 402.
- the infinity light emitting optical system 401 emits infinitely far irradiating light, which is a parallel beam of light, from the front side facing the test eye E toward the cornea of the test eye E.
- the infinity light emitting optical system 401 is equipped with multiple point light sources 410 that emit infinitely far light.
- the multiple point light sources 410 are arranged symmetrically in the vertical and horizontal directions around the examination axis LA. As an example, in the first embodiment, two point light sources 410 are provided on each side. This allows four infinitely far point-like indices (bright spots) to be projected onto the cornea. Note that the number of infinitely far point-like indices projected onto the cornea by the infinity light emitting optical system 401 is not limited to four, as long as it is three or more.
- the shape of the indices at infinity projected onto the cornea by the infinity light emitting optical system 401 is not limited to being point-like, and may include linear indices, etc.
- the ophthalmic apparatus 1 can also simply measure the corneal shape using the indices projected onto the cornea by the infinity light emitting optical system 401.
- the finite light irradiating optical system 402 irradiates finite light, which is a diffused beam of light, toward the cornea of the test eye E from the front side facing the test eye E.
- the finite light irradiating optical system 402 is equipped with multiple point light sources 420 that irradiate finite light.
- the multiple point light sources 420 are arranged symmetrically above and below the examination axis LA. As an example, in the first embodiment, point light sources 420 are provided above, below, to the right, and below the examination axis LA. This projects four finite point-like indices (bright spots) onto the cornea.
- the number of finite point-like indices projected onto the cornea by the finite light irradiating optical system 402 is not limited to four.
- the shape of the finite point-like indices projected onto the cornea by the finite light irradiating optical system 402 is not limited to point-like, and may include linear (e.g., ring-shaped) indices.
- the control unit 50 of the ophthalmic device 1 acquires, as analytical information, information on the distribution of reflection positions on the cornea of the subject's eye E where the irradiated light is reflected in the direction received by the event-based sensor 20 (i.e., the distribution of indices (in the first embodiment, bright spots) formed on the cornea by the irradiated light) based on the brightness changes detected by the event-based sensor 20. Based on the distribution of reflection positions of the irradiated light, the control unit 50 performs alignment in the X, Y, and Z directions of the optometry unit 12 (more specifically, the examination axis LA extending from the optometry unit 12 toward the subject's eye E) with respect to the cornea of the subject's eye E.
- control unit 50 calculates the center of the reflection positions (four reflection positions in the first embodiment) of the finitely distant irradiation light irradiated by the finitely distant light irradiating optical system 402 as a reference position predicted to be the position of the corneal apex in directions intersecting the optometry unit 12 (X and Y directions in the first embodiment), and aligns the position of the examination axis LA (e.g., the center position of the light receiving area of the event-based sensor 20) with the calculated reference position, thereby performing alignment in the X and Y directions.
- the examination axis LA e.g., the center position of the light receiving area of the event-based sensor 20
- control unit 50 can perform alignment in the Z direction of the optometry unit 12 with respect to the eye E based on the relative positional relationship between the reflection position of the finitely distant irradiation light irradiated by the finitely distant light irradiating optical system 402 and the reflection position of the infinitely distant irradiation light irradiated by the infinitely distant light irradiating optical system 401.
- the distance in the Z direction between the eye E and the optometry unit 12 changes, the reflection position of the infinitely distant irradiation light on the cornea remains almost unchanged, but the reflection position of the finitely distant irradiation light changes. Therefore, by utilizing the relative positional relationship between the reflection position of irradiated light at a finite distance and the reflection position of irradiated light at an infinite distance, proper alignment in the Z direction can be achieved.
- the ophthalmologic apparatus 1 of the first embodiment includes a diopter correction unit.
- the diopter correction unit includes a drive unit 160 and a drive unit 161.
- the drive unit 160 can integrally move the measurement light source 111, the ring lens 125, and the light receiving element 126 in the measurement optical system 100, and the fixation light source 151 and the fixation target plate 155 in the fixation target presenting optical system 150 along the direction of the examination axis LA.
- the drive unit 161 moves the drive unit 160.
- the presentation distance of the fixation target plate 155 relative to the subject's eye E i.e., the presentation position of the fixation target
- the ring lens 125 and the light receiving element 126 of the light receiving optical system 120 are moved together so that the light receiving element 126 is near a conjugate position with respect to the fundus of the subject's eye E, and the imaging state (focus state) of the ring image received by the light receiving element 126 is adjusted according to the diopter of the subject's eye E.
- the control unit 50 includes a CPU (processor), RAM, and ROM.
- the CPU performs various controls on the ophthalmic apparatus 1.
- the RAM temporarily stores various pieces of information.
- the ROM stores various programs executed by the CPU.
- the control unit 50 may be configured with multiple processors.
- the control unit 50 is electrically connected to the relative position movement unit 13 (see FIG. 1 ), the monitor 16, the operation unit 17, a nonvolatile memory 55 (hereinafter referred to as memory 55), the light sources of the optometry unit 12, the light receiving elements (including the event-based sensor 20), and the drive units.
- the memory 55 is a non-transitory storage medium that can retain its contents even when the power supply is interrupted.
- the memory 55 may be a hard disk drive, a flash ROM, a USB memory, or the like.
- An ophthalmic apparatus control program for controlling the ophthalmic apparatus 1 may be stored in the memory 55.
- Fig. 3 is a schematic diagram of the event-based sensor 20 and an enlarged view of one pixel 21, viewed from the light-receiving area side.
- the event-based sensor 20 detects changes over time in the luminance of light incident on each pixel 21, and outputs information about the pixel 21 whose luminance has changed asynchronously with the other pixels 21.
- each pixel 21 includes a photodiode 23, a voltage conversion circuit 24, an asynchronous difference detection circuit 25, and a comparator 26.
- the photodiode 23 receives light, it generates a current corresponding to the luminance of the received light.
- the voltage conversion circuit 24 converts the current generated by the photodiode 23 into a voltage.
- the asynchronous difference detection circuit 25 detects the difference between the voltage converted by the voltage conversion circuit 24 and a reference voltage asynchronously with the other pixels 21.
- the comparator 26 outputs positive/negative information (event information) when the voltage difference detected by the asynchronous difference detection circuit 25 exceeds a positive threshold or a negative threshold. Specifically, when the voltage difference detected by the asynchronous difference detection circuit 25 exceeds the positive threshold, the comparator 26 outputs positive event information indicating that an "increasing (positive)" luminance change has occurred. Furthermore, when the voltage difference detected by the asynchronous difference detection circuit 25 exceeds a negative threshold, the comparator 26 outputs negative event information indicating that a "decreasing (negative)” luminance change has occurred.
- each pixel 21 outputs, along with the positive/negative information, position information indicating the position coordinates of the pixel 21 where the brightness change exceeding the threshold occurred, and time information indicating the time (or timing) when the brightness change exceeding the threshold occurred.
- the event-based sensor 20 does not detect the brightness of the light received by each pixel 21, but rather detects and outputs changes in the brightness of the light received by each pixel 21 that exceed a threshold.
- Each pixel 21 operates independently, and immediately outputs information when it detects a change in the brightness of the received light that exceeds its threshold. As a result, changes in brightness that exceed the threshold are detected and output at ultra-high speed.
- the dynamic range of the event-based sensor 20 is also wider than that of conventionally used two-dimensional imaging elements.
- (First inspection process) 4 and 5 a first examination process executed by the ophthalmic apparatus 1 of the first embodiment will be described.
- a distribution of reflection positions of irradiated light on the cornea (a distribution of indices projected on the cornea) is acquired as analysis information based on information output by the event-based sensor 20.
- a relative position adjustment (alignment) of the optometry unit 12 with respect to the subject's eye E is performed.
- the first examination process is executed by the control unit 50 of the ophthalmic apparatus 1 in accordance with an ophthalmic apparatus control program stored in a storage device (such as the memory 55).
- the control unit 50 sets the threshold used by each pixel 21 of the event-based sensor 20 to detect changes in light luminance to a threshold value that corresponds to the target for which distribution information on the reflectance characteristics of light is to be obtained (in the first testing process, the distribution of reflection positions of irradiated light on the cornea) (S1). If the threshold is set large, information on the distribution of reflectance characteristics is obtained for areas where there is a large change in the luminance of the light received by the pixel 21. On the other hand, if the threshold is set small, information on the distribution of reflectance characteristics is also obtained for areas where there is a small change in the luminance of light. Therefore, by changing the threshold, the control unit 50 can appropriately change the target for which information on the distribution of reflectance characteristics is to be obtained.
- the threshold value set when the cornea is the target for obtaining distribution information on reflection characteristics will be greater than the threshold value set when the target is a part of the test eye other than the cornea (for example, the threshold value set in S21 (see Figure 6) described below).
- the control unit 50 may acquire information about the brightness of the environment in which the ophthalmic apparatus 1 is installed from a sensor or the like, and set the threshold value based on the acquired brightness information. In this case, the accuracy of acquiring analytical information is likely to be improved regardless of changes in the brightness of the installation environment. Furthermore, the control unit 50 may improve the accuracy of acquiring analytical information by changing the threshold value according to individual differences in the subject's eye E.
- the control unit 50 performs flashing irradiation, flashing the irradiation light emitted from the irradiation optical system 400 onto the test eye E (S2).
- the event-based sensor 20 outputs changes in the luminance of the received light, but if the luminance of the received light does not change, no information is output even if a difference in luminance occurs within the light-receiving area.
- the luminance of the received light changes between when the light is on and when it is off in areas where the irradiation light is reflected toward the event-based sensor 20.
- the luminance of the received light naturally does not change even if the irradiation light is flashed.
- the distribution of the light reflection characteristics of the test eye for example, characteristics such as whether or not light is reflected toward the event-based sensor 20
- the control unit 50 blinks at least two types of light sources provided in the irradiation optical system 400 at different cycles. More specifically, in S2 of the first embodiment, the control unit 50 blinks the light sources provided in the infinite light irradiation optical system 401 and the finite light irradiation optical system 402 at cycles different from each other. As a result, the information on the distribution of light reflection characteristics changes for each type of light source according to the blinking cycle of each of the multiple types of light sources. Therefore, the distribution of light reflection characteristics (for example, the distribution of reflection positions described below) can be distinguished for each type of light source that emitted the reflected light.
- the distribution of reflection characteristics due to infinite irradiation light irradiated by the infinite light irradiation optical system 401 and the distribution of reflection characteristics due to finite irradiation light irradiated by the finite light irradiation optical system 402 are appropriately distinguished.
- the rate at which the light is switched on and off (the number of times it is switched on and off per unit time) during blinking illumination is set to a rate greater than the frame rate (typically 100 fps) achievable with two-dimensional imaging elements used in conventional ophthalmic devices. Therefore, changes in luminance can be detected with higher time resolution than in conventional ophthalmic devices that detect corneal landmarks using two-dimensional imaging elements such as general CMOS image sensors.
- Specific methods for changing the blinking cycle of each of the multiple types of light sources can be selected as appropriate. For example, the timing at which the blinking cycle is repeated (the timing at which the light is turned on and off) may be changed between the multiple types of light sources. Furthermore, the length of the blinking cycle may be changed between the multiple types of light sources.
- the control unit 50 starts capturing an image (a moving image in the first embodiment) of the subject's eye E using the two-dimensional imaging element 204 (S3). As described above, at least a portion of the area captured by the two-dimensional imaging element 204 overlaps with the area in which changes in light luminance are detected by the event-based sensor 20.
- the control unit 50 acquires analytical information indicating at least one of the position, displacement, shape, and tissue state of the subject's eye E (in the first examination process, distribution information of light reflection characteristics indicating the position and shape of the subject's eye E) based on the information output by the event-based sensor 20 (S5-S7).
- the control unit 50 can acquire highly accurate analytical information (e.g., analytical information with approximately constant brightness in which the effects of unnecessary ambient light are suppressed) with high temporal resolution.
- the dynamic range of the event-based sensor 20 is wider than that of conventionally used two-dimensional imaging elements, it is less susceptible to effects such as insufficient light intensity and contrast.
- the control unit 50 acquires information (the above-mentioned positive/negative information (event information), position information, and time information) output by the event-based sensor 20 at a timing corresponding to the rate at which the flashing irradiation by the irradiation optical system 400 is switched on and off (S5).
- the control unit 50 acquires distribution information of the reflection characteristics of the test eye E at the same rate as S5 based on the information acquired in S5 (S6). Therefore, processing of the information output from the event-based sensor 20 is repeatedly performed at an appropriate timing corresponding to the rate at which the irradiation light is switched on and off. Therefore, information on the distribution of the reflection characteristics of light is acquired with high time resolution.
- the output information from the event-based sensor 20 is processed according to the flashing rate of the irradiation light, making it less likely that the influence of the disturbance light will be reflected in the analysis information (in the first test process, the distribution information of the reflection characteristics).
- the rate at which the information output from the event-based sensor 20 is processed is the same as the rate at which the irradiated light is switched on and off. In this case, the effects of unnecessary ambient light are more easily eliminated when obtaining information about the distribution of light reflectance characteristics.
- the blinking period of the infinitely distant light irradiated by the infinitely distant light irradiating optical system 401 is different from the blinking period of the finitely distant light irradiated by the finitely distant light irradiating optical system 402.
- S5 and S6 in the first embodiment are executed at a timing corresponding to the switching rate between blinking and turning off of the infinitely distant light, and at a timing corresponding to the switching rate between blinking and turning off of the finitely distant light.
- the control unit 50 acquires, as analytical information, information on the distribution of reflection positions on the cornea of the subject's eye E where the illumination light emitted by the illumination optical system 400 is reflected toward the event-based sensor 20.
- the distribution of reflection positions on the cornea of the subject's eye E where the illumination light is reflected toward the event-based sensor 20 approximates or matches the distribution of corneal index positions that appear in a captured image when the event-based sensor 20 is replaced with a two-dimensional imaging element.
- the ophthalmic apparatus 1 can appropriately perform control similar to conventional control that uses the distribution of corneal index positions (for example, alignment control, which will be described later in S29).
- the control unit 50 processes the output information from the event-based sensor 20 acquired in S5 to generate a luminance change distribution image that shows the two-dimensional distribution of luminance changes in the light received by the event-based sensor 20 (S7).
- the luminance change distribution image allows the two-dimensional distribution of luminance changes in the subject's eye E (the cornea in the first testing process) to be properly understood.
- the control unit 50 generates the luminance change distribution image by visualizing the distribution information of the light reflection characteristics acquired in S6.
- the control unit 50 superimposes the distribution of light reflection characteristics acquired in S6 (in this embodiment, the brightness change distribution image generated in S7) onto the image of the subject's eye E captured by the two-dimensional imaging element 204 and displays it on the display unit (e.g., monitor 16, etc.) (S8). Therefore, the examiner can properly grasp the distribution of reflection characteristics acquired based on the output information of the event-based sensor 20 on the captured image of the subject's eye E. For example, it becomes easier to visually grasp positional deviations in the distribution of reflection characteristics. Therefore, for example, the examiner can properly perform alignment by manually adjusting the relative position of the eye examination unit 12 with respect to the subject's eye E while checking the displayed superimposed image. Furthermore, when processing an image of the subject's eye on which the distribution of reflection characteristics is superimposed, processing results can be more easily obtained with high accuracy.
- Figure 5 shows an example of a superimposed image of a luminance change distribution image generated in the first examination process.
- the distribution of reflection positions of irradiated light on the cornea is superimposed on a photographed image of the anterior segment of the subject's eye E.
- the control unit 50 automatically adjusts (aligns) the relative position of the optometry unit 12 with respect to the subject's eye E by driving the relative position movement unit 13 (see Figure 1) based on the distribution of reflection positions on the cornea acquired in S6 and S7 (S9). As a result, alignment with high time resolution is performed while the effects of unnecessary ambient light are suppressed.
- step S9 the control unit 50 can clearly distinguish between the reflection positions of light irradiated at a finite distance and the reflection positions of light irradiated at infinity, and perform alignment with high precision.
- the control unit 50 determines whether a trigger to start the examination of the subject's eye E (for example, an instruction to start the examination from the user, or an alignment completion signal, etc.) has been input (S11). If a trigger has not been input (S11: NO), the process returns to S5, and the processes of S5 to S11 are repeated to continue the alignment.
- a trigger to start the examination is input (S11)
- the control unit 50 performs an examination of the subject's eye E using the optometry unit 12 (S12), and the first examination process ends.
- a second examination process executed by the ophthalmologic apparatus 1 of the first embodiment will be described.
- the position of the pupil located at the center of the iris is detected based on information output by the event-based sensor 20. Based on the detected pupil position, a relative position adjustment (alignment) of the optometry unit 12 with respect to the subject's eye E is performed.
- the second examination process is executed by the control unit 50 of the ophthalmologic apparatus 1 in accordance with an ophthalmologic apparatus control program stored in a storage device (such as the memory 55). Note that in the following description, explanations of parts that can employ techniques similar to those described in the first examination process will be omitted or simplified.
- the control unit 50 sets the threshold value used by each pixel 21 of the event-based sensor 20 to detect changes in light luminance to a threshold value corresponding to the target for which distribution information on the reflectance characteristics of light is to be obtained (in the second test process, the distribution of the reflectance characteristics of irradiated light on the iris) (S21).
- the threshold value set in S21 is smaller than the threshold value set in S1 of the first test process (see FIG. 4).
- the control unit 50 performs increased/decreased irradiation, repeatedly increasing/decreasing the intensity of the irradiation light irradiated from the irradiation optical system 400 onto the subject's eye E over time (S22).
- the intensity of the irradiation light is increased/decreased linearly over time, the brightness of the received light changes in accordance with the increase/decrease in the intensity of the irradiation light at the site where the irradiation light is reflected toward the event-based sensor 20.
- the brightness of the received light naturally does not change even if the intensity of the irradiation light is increased/decreased.
- the ophthalmic apparatus 1 can appropriately acquire analytical information regarding the distribution of the light reflection characteristics of the subject's eye E based on the information output by the event-based sensor 20. Furthermore, by acquiring analytical information based on the output of the event-based sensor 20, analytical information is acquired with the effects of unnecessary ambient light suppressed, unlike when using a two-dimensional imaging element. Furthermore, although the intensity of the irradiated light increases or decreases, the irradiated light continues to be emitted, so the control unit 50 can continuously acquire analytical information with high time resolution.
- the control unit 50 sets different timings for increasing and decreasing the intensity of the light emitted by at least two types of light sources provided in the irradiation optical system 400. Specifically, in S22 of this embodiment, the control unit 50 increases and decreases the light sources provided in the infinite light irradiation optical system 401 and the finite light irradiation optical system 402 at different times. As a result, the positive/negative information output by the event-based sensor 20 changes for each light source depending on the timing for increasing and decreasing the light intensity of each of the multiple types of light sources. Therefore, the acquired information on the distribution of the light reflection characteristics changes for each light source. Therefore, the distribution of the light reflection characteristics is distinguished for each light source that emits the reflected light.
- the distribution of the reflection characteristics due to the infinitely distant light emitted by the infinite light irradiation optical system 401 and the distribution of the finitely distant light emitted by the finite light irradiation optical system 402 are appropriately distinguished.
- the specific method for changing the timing for increasing or decreasing the light intensity of each of the multiple types of light sources can be selected as appropriate.
- the timing for increasing or decreasing the light intensity of each of the two types of light sources (a light source that emits light irradiated at infinity and a light source that emits light irradiated at a finite distance) is set so that the period for increasing the light intensity of one type of light source coincides with the period for decreasing the light intensity of the other type of light source.
- the control unit 50 starts capturing an image (moving image in this embodiment) of the subject's eye E using the two-dimensional imaging element 204 (S23). Next, the control unit 50 acquires analytical information indicating at least one of the position, displacement, shape, and tissue state of the subject's eye E based on the information output by the event-based sensor 20 (S25, S26). In the second examination process, this is distribution information of the light reflection characteristics indicating the position and shape of the subject's eye E). In detail, the control unit 50 acquires distribution information of the reflection characteristics of the subject's eye E as analytical information based on the information output by the event-based sensor 20 (S25).
- the control unit 50 processes the output information from the event-based sensor 20 to generate a luminance change distribution image that shows the two-dimensional distribution of luminance changes in the light received by the event-based sensor 20 (S26).
- the luminance change distribution image allows the two-dimensional distribution of luminance changes in the subject's eye E (the iris in the second test process) to be properly understood.
- the control unit 50 generates the luminance change distribution image by visualizing the distribution information of the light reflection characteristics acquired in S25.
- the control unit 50 superimposes the distribution of light reflection characteristics acquired in S25 (in this embodiment, the brightness change distribution image generated in S26) on the image of the subject's eye E captured by the two-dimensional imaging element 204 and displays it on the display unit (e.g., monitor 16, etc.) (S27). Therefore, the examiner can properly grasp the distribution of reflection characteristics acquired based on the output information of the event-based sensor 20 on the captured image of the subject's eye E. Therefore, for example, the examiner can properly perform alignment by manually adjusting the relative position of the eye examination unit 12 with respect to the subject's eye E while checking the displayed superimposed image. Furthermore, when processing an image of the subject's eye on which the distribution of reflection characteristics is superimposed, results can be obtained more accurately.
- Figure 7 shows an example of a superimposed image of a luminance change distribution image generated in the second test process.
- the distribution of reflection positions of irradiated light on the iris is superimposed on a photographed image of the anterior segment of the subject's eye E.
- the superimposed image shown in Figure 7 clearly shows the position of the pupil in the center of the iris.
- the control unit 50 detects the position of the pupil in the center of the iris based on the distribution information of the reflection characteristics acquired in S25 or the brightness change distribution image generated in S26 (S28). For example, known image processing (edge detection, etc.) can be used to detect the pupil position.
- the control unit 50 automatically adjusts (aligns) the relative position of the optometry unit 12 with respect to the pupil of the subject's eye E by driving the relative position movement unit 13 (see Figure 1) based on the information on the pupil position detected in S28 (S29). As a result, alignment with high time resolution is performed while the effects of unnecessary ambient light are suppressed.
- the control unit 50 determines whether a trigger to start the examination of the subject's eye E has been input (S31). If a trigger has not been input (S31: NO), the process returns to S25, and the processes of S25 to S31 are repeated to continue alignment. When a trigger to start the examination is input (S31), the control unit 50 performs an examination of the subject's eye E using the optometry unit 12 (S32), and the second examination process ends.
- the ophthalmologic apparatus 60 according to the second embodiment can acquire a tomographic image of the fundus by processing an OCT signal acquired from the biological tissue of the fundus of an eye E as a subject.
- the ophthalmic apparatus 60 according to the second embodiment includes an OCT unit (ophthalmic examination unit) 70 and a control unit 90.
- the OCT unit 70 includes an OCT light source 71, a coupler (light splitter) 72, a measurement optical system 73, a reference optical system 80, a light receiving element 82, an irradiation optical system 83, and an event-based sensor 84.
- the OCT light source 71 emits light (OCT light) for acquiring an OCT signal.
- the coupler 72 splits the OCT light emitted from the OCT light source 71 into measurement light and reference light. Furthermore, the coupler 72 of this embodiment combines and causes interference between the measurement light reflected by the subject's biological tissue (in this embodiment, the fundus tissue of the subject's eye E) and the reference light generated by the reference optical system 80.
- the coupler 72 of this embodiment serves both as a branching optical element that splits the OCT light into measurement light and reference light, and as a combining optical element that combines the reflected light of the measurement light with the reference light. It is also possible to change the configuration of at least one of the branching optical element and the combining optical element. For example, elements other than a coupler (e.g., a circulator, beam splitter, etc.) may be used.
- the measurement optical system 73 guides the measurement light split by the coupler 72 to the subject and returns the measurement light reflected by the subject to the coupler 72.
- the measurement optical system 73 includes an examination position moving unit 74 and a focus adjustment unit 77.
- the examination position moving unit 74 moves the examination position performed by the OCT unit (ophthalmology unit) 70.
- the examination position moving unit 74 in this embodiment is an irradiation position moving unit that moves the irradiation position of the light (OCT measurement light) used for examination.
- the examination position moving unit 74 in this embodiment is a scanning unit (optical scanner) that is driven by the driving unit 75 to scan (deflect) the measurement light in a two-dimensional direction intersecting the optical axis of the measurement light.
- two galvanometer mirrors capable of deflecting the measurement light in different directions are used as the examination position moving unit 74.
- another device that deflects light e.g., at least one of a polygon mirror, a resonant scanner, an acousto-optical element, etc.
- the focus adjustment unit 77 adjusts the focus of the measurement light by moving an optical member (e.g., a lens) included in the irradiation optical system 76 in a direction along the optical axis of the measurement light.
- the reference optical system 80 generates reference light and returns it to the coupler 72.
- the reference optical system 80 generates the reference light by reflecting the reference light split by the coupler 72 using a reflective optical system (e.g., a reference mirror).
- a reflective optical system e.g., a reference mirror
- the configuration of the reference optical system 80 can also be changed.
- the reference optical system 80 may transmit the light incident from the coupler 72 without reflecting it, and return it to the coupler 72.
- the reference optical system 80 is equipped with an optical path length difference adjustment unit 81 that changes the optical path length difference between the measurement light and the reference light.
- the optical path length difference is changed by moving the reference mirror in the optical axis direction. Note that the configuration for changing the optical path length difference may be provided in the optical path of the measurement optical system 73.
- the light-receiving element 82 detects an interference signal by receiving the interference light between the measurement light and reference light generated by the coupler 72.
- This embodiment employs the principles of Fourier-domain OCT.
- the spectral intensity of the interference light (spectral interference signal) is detected by the light-receiving element 82, and a complex OCT signal is obtained by Fourier transforming the spectral intensity data.
- Examples of Fourier-domain OCT include spectral-domain OCT (SD-OCT) and swept-source OCT (SS-OCT). It is also possible to employ, for example, time-domain OCT (TD-OCT).
- the measurement light spot is scanned within a two-dimensional measurement region by the inspection position moving unit 74, thereby acquiring three-dimensional OCT data (e.g., a three-dimensional tomographic image).
- three-dimensional OCT data may be acquired using the principle of line-field OCT (hereinafter referred to as "LF-OCT").
- measurement light is simultaneously irradiated onto an irradiation line extending in one dimension in the tissue, and the reflected light of the measurement light and the interference light of the reference light are received by a one-dimensional light-receiving element (e.g., a line sensor) or a two-dimensional light-receiving element.
- a one-dimensional light-receiving element e.g., a line sensor
- two-dimensional light-receiving element e.g., a two-dimensional light-receiving element.
- Three-dimensional OCT data is acquired by scanning the measurement light in a direction intersecting the irradiation line within the two-dimensional measurement region.
- the illumination optical system 83 illuminates the subject's eye E with illumination light.
- the event-based sensor 84 detects changes in the brightness of light incident on each pixel over time and outputs information about pixels whose brightness has changed asynchronously with that of other pixels.
- the event-based sensor 84 of the second embodiment can be a sensor similar to the event-based sensor 20 of the first embodiment (see Figure 3). Therefore, a detailed description of the event-based sensor 84 will be omitted in the second embodiment.
- the illumination optical system 83 of the second embodiment constantly illuminates illumination light with a constant intensity.
- the light source of the illumination optical system 83 is located inside the housing.
- the illumination optical system 83 illuminates the subject's eye E with illumination light via the optical element.
- the control unit 90 includes a CPU (processor), RAM, and ROM.
- the CPU performs various controls on the ophthalmic device 60.
- the RAM temporarily stores various types of information.
- the ROM stores various programs executed by the CPU.
- An ophthalmic device control program that controls the ophthalmic device 60 may be stored in the ROM, etc.
- tracking process 9 a tracking process executed by the ophthalmic apparatus 60 of the second embodiment will be described.
- tracking is performed to cause the examination position of the OCT section (ophthalmological unit) 70 to follow the displacement of a specific part of the subject's eye E (the fundus in the second embodiment) based on information output by the event-based sensor 84.
- the tracking process is executed by the control section 90 of the ophthalmic apparatus 60 in accordance with an ophthalmic apparatus control program stored in the storage device.
- control unit 90 sets the threshold value used by each pixel of the event-based sensor 84 to detect changes in light brightness to a threshold value corresponding to the target (the fundus in the second embodiment) from which analysis information (displacement information indicating fundus displacement in this embodiment) is to be acquired (S41).
- the control unit 90 constantly irradiates the fundus of the subject's eye E with irradiation light of a constant intensity from the irradiation optical system 83 (S42).
- the control unit 90 acquires, as analysis information, displacement information indicating the displacement of a specific site (fundus) based on the information output by the event-based sensor 84 (S43). Specifically, the control unit 90 acquires displacement information indicating the displacement of the fundus of the subject's eye E based on the position information of pixels from the event-based sensor 84 that output positive/negative information (positive event information or negative event information). As described above, the event-based sensor 84 detects changes in brightness with a higher temporal resolution than conventional two-dimensional imaging elements.
- the control unit 90 can grasp the displacement of the fundus (e.g., the direction and amount of displacement) with high temporal resolution by acquiring displacement information (e.g., vector information) indicating the displacement of the fundus based on the positions of pixels that output positive/negative information.
- the control unit 90 drives the examination position moving unit 74 based on the displacement information acquired in S43, thereby causing the examination position to track the displacement of the fundus (S44).
- the processes of S43 to S45 are repeated until a trigger to end tracking is input (S45: NO). When an end trigger is input (S45: YES), the tracking process ends.
- the techniques disclosed in the above embodiments are merely examples. Therefore, the techniques exemplified in the above embodiments may be modified.
- the ophthalmic apparatus 1 blinks the irradiation light emitted from the irradiation optical system 400 to acquire distribution information on the reflection positions of the irradiation light on the cornea.
- the ophthalmic apparatus 1 may increase or decrease the intensity of the irradiation light emitted from the irradiation optical system 400 over time to acquire distribution information on the reflection positions of the irradiation light on the cornea.
- the intensity of the irradiation light emitted from the irradiation optical system 400 increases or decreases over time to acquire distribution information on the reflection characteristics of the irradiation light on the iris.
- the ophthalmic apparatus 1 may blink the irradiation light emitted from the irradiation optical system 400 to acquire distribution information on the reflection characteristics of the irradiation light on the iris.
- an irradiation position moving unit that moves the irradiation position of light for the examination is used as the examination position moving unit 74 that moves the examination position of the fundus by the OCT unit (ophthalmology unit) 70.
- a relative position moving unit that moves the relative position of the ophthalmology unit with respect to the subject's eye E may also be used as the examination position moving unit.
- the ophthalmic apparatuses of the first and second embodiments are equipped with one event-based sensor.
- the ophthalmic apparatus may be equipped with multiple event-based sensors.
- an event-based sensor may be installed in place of the two-dimensional imaging element 204, and information on changes in light luminance in the same area of the subject's eye may be acquired by each of the multiple event-based sensors.
- the method of using the multiple event-based sensors may also be selected appropriately. As an example, by setting different threshold values for the event-based sensor pixels to detect changes in light luminance among the multiple event-based sensors, even if there are multiple targets for which the distribution of reflectance characteristics is to be acquired, it is possible to acquire the distribution of reflectance characteristics for the multiple targets simultaneously in parallel.
- the control unit of the ophthalmic device may set the threshold of the event-based sensor to a first threshold of a predetermined magnitude.
- the control unit may set a second threshold smaller than the first threshold.
- the control unit may identify or separate distribution information of reflectance characteristics for parts of the test eye other than the cornea by comparing the distribution information of reflectance characteristics acquired when the second threshold is set with the distribution information of reflectance characteristics acquired when the first threshold is set. In this case, it becomes easier to perform an appropriate examination of the test eye.
- control unit of the ophthalmic device can obtain analytical information indicating the state of the specific tissue (for example, whether or not opacity has occurred in the specific tissue, or the degree of opacity in the specific tissue) by processing distribution information (which may be a brightness change distribution image including information on changes in brightness of light reflected by the specific tissue) of the reflection characteristics of light reflected by the specific tissue (e.g., the crystalline lens) among the tissues of the subject's eye that may be prone to opacification. If no opacification has occurred, the intensity of the light reflected by the specific tissue will be low, but the more opacification there is, the greater the intensity of the light reflected by the specific tissue.
- processing distribution information which may be a brightness change distribution image including information on changes in brightness of light reflected by the specific tissue
- the specific tissue e.g., the crystalline lens
- the control unit can obtain information on the location where opacification has occurred in the specific tissue as analytical information by processing the distribution information of reflection characteristics or the brightness change distribution image.
- control unit of the ophthalmic device may acquire distribution information of the reflection characteristics of the anterior surface of the cornea by setting the threshold of the event-based sensor to a third threshold of a predetermined magnitude.
- the control unit may acquire distribution information of the reflection characteristics of both the anterior and posterior surfaces of the cornea by setting a fourth threshold smaller than the third threshold.
- the control unit may acquire the position or shape, etc., of the posterior surface of the cornea by comparing the distribution information of the reflection characteristics acquired when the fourth threshold is set with the distribution information of the reflection characteristics acquired when the third threshold is set.
- Ophthalmic apparatus 12 Ophthalmological examination unit 13 Relative position movement unit 20 Event-based sensor 21 Pixel 50 Control unit 60 Ophthalmological apparatus 70 OCT unit (ophthalmological examination unit) 74 Inspection position moving unit 83 Irradiation optical system 84 Event-based sensor 90 Control unit 200 Brightness change detection optical system 204 Two-dimensional image capturing element 400 Irradiation optical system
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Abstract
眼科装置は、被検眼の検査を行う。眼科装置は、照射光学系、センサ、および制御部を備える。照射光学系は、被検眼に対して照射光を照射する。センサは、照射光学系によって照射された照射光の、被検眼による反射光を受光する。制御部は、眼科装置の制御を司る。センサは、受光した光の輝度の閾値を超える変化をピクセル毎に検出して出力するイベントベースセンサである。制御部は、イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、被検眼に関する位置、変位、形状、および組織の状態の少なくともいずれかを示す解析情報を取得する。
Description
本開示は、被検眼に対する相対位置が調整された状態で被検眼の検査を行う眼科装置に関する。
被検眼の検査(例えば、撮影、観察、測定、および検出等の少なくともいずれか)を実行するための種々の眼科装置が知られている。例えば、眼屈折力測定装置、角膜曲率測定装置、眼圧測定装置、眼底カメラ、OCT装置、レーザ走査型検眼装置(SLO)等が眼科装置として知られている。また、被検眼を検者に観察させながら被検眼の治療または手術を行う眼科装置(例えば、レーザ治療装置、および白内障手術装置等)も存在する。多くの眼科装置による被検眼の検査は、被検眼と、眼科装置が備える検眼ユニットの間の相対位置が適正位置に調整された状態で実行される必要がある。
従来の眼科装置には、二次元撮影素子(例えばCMOSイメージセンサ等)が種々の目的で搭載されている。例えば、特許文献1に記載の眼科装置は、被検眼の前眼部画像を撮影する二次元撮影素子と、被検眼の角膜にアライメント指標を投影する照射光学系を備える。前眼部画像に写るアライメント指標の位置に基づいて、被検眼に対する検眼ユニットのアライメントが実行される。
二次元撮影素子を利用する従来の方法では、被検眼の検査が適切に行われない場合もあった。例えば、照射光学系によって被検眼に照射される光の反射に加えて、不要な外乱光の反射が、二次元撮影素子によって撮影される画像に写り込んでしまう場合もある。外乱光の反射が画像に写り込むと、被検眼の検査が適切に行われ難い。また、二次元撮影素子によって撮影される動画のフレームレートが不足する影響で、被検眼の検査が適切に行われない場合もある。二次元撮影素子が受光する光量の不足、および、画像のコントラストの不足等によって、検査が適切に行われない場合もある。従って、被検眼の検査をより適切に実行することが可能な眼科装置が望まれている。
本開示の典型的な目的は、上記の課題の少なくともいずれかを解決することで、被検眼の検査をより適切に実行することが可能な眼科装置を提供することである。
本開示における典型的な実施形態が提供する眼科装置は、被検眼の検査を行う眼科装置であって、前記被検眼に対して照射光を照射する照射光学系と、前記照射光学系によって照射された照射光の、前記被検眼による反射光を受光するセンサと、制御部と、を備え、前記センサは、受光した光の輝度の閾値を超える変化をピクセル毎に検出して出力するイベントベースセンサであり、前記制御部は、前記イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、前記被検眼に関する位置、変位、形状、および組織の状態の少なくともいずれかを示す解析情報を取得する。
本開示に係る眼科装置によると、被検眼の検査をより適切に実行することができる。
本開示で例示する眼科装置は、被検眼の検査を行う。眼科装置は、照射光学系、センサ、および制御部を備える。照射光学系は、被検眼に対して照射光を照射する。センサは、照射光学系によって照射された照射光の、被検眼による反射光を受光する。制御部は、眼科装置の制御を司る。センサは、受光した光の輝度の閾値を超える変化をピクセル毎に検出して出力するイベントベースセンサである。制御部は、イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、被検眼に関する位置、変位、形状、および組織の状態の少なくともいずれかを示す解析情報を取得する。
本開示の眼科装置が備えるイベントベースセンサは、各ピクセルが受光した光の輝度の大きさではなく、各ピクセルが受光した光の輝度の変化(プラスの閾値またはマイナスの閾値を超える変化)を検出して出力する。各ピクセルは独立して動作し、受光した光の輝度の閾値を超える変化を検出すると、即座に情報を出力する。その結果、閾値を超える輝度の変化が、超高速で検出されて出力される。従って、イベントベースセンサによると、従来用いられていた二次元撮影素子よりも高い時間分解能で輝度の変化が検出される。また、制御部は、光の大きさの情報ではなく、輝度の変化を出力するイベントベースセンサの特性を利用することで、高精度の解析情報(例えば、輝度が略一定である不要な外乱光の影響が抑制された解析情報等)を取得することも可能である。さらに、イベントベースセンサのダイナミックレンジは、従来用いられていた二次元撮影素子よりも広いので、光量およびコントラストの不足等の影響も生じにくい。よって、イベントベースセンサが用いられることで、被検眼の検査がより適切に実行され易くなる。
本開示のイベントベースセンサ(「輝度値差分出力センサ」「イベントベースビジョンセンサ」等と言われる場合もある)は、各ピクセルに入射する光の輝度の時間変化を検出し、輝度が変化したピクセルの情報を、他のピクセルとは非同期で出力する。イベントベースセンサから出力される情報には、例えば、輝度変化が発生したピクセルの位置座標を示す位置情報、発生した輝度変化の正負(輝度変化が増加および減少のいずれであるか)を示す正負情報、および、輝度変化が発生した時間(タイミングでもよい)を示す時間情報が含まれていてもよい。
本開示で例示する技術の少なくとも一部は、被検眼の検査(例えば、撮影、観察、測定、および検出等の少なくともいずれか)を実行する種々の眼科装置に適用できる。例えば、眼屈折力測定装置、角膜曲率測定装置、眼圧測定装置、角膜厚測定装置、眼底カメラ、OCT装置、レーザ走査型検眼装置(SLO)、網膜観察装置、角膜内皮細胞撮影、隅角撮影装置等に、本開示で例示する技術の少なくとも一部を適用してもよい。また、被検眼の検査(例えば、撮影または観察等)を行うと共に被検眼に対する治療または手術を実行する眼科装置に、本開示で例示する技術の少なくとも一部を適用することも可能である。
照射光学系は、解析情報の取得中に、被検眼に対して照射する照射光を点滅させる点滅照射を実行してもよい。制御部は、照射光学系によって点滅照射が実行されている間にイベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、被検眼における光の反射特性の分布の情報を、解析情報として取得してもよい。
イベントベースセンサによると、受光された光の輝度の変化は出力されるが、受光された光の輝度が変化しなければ、受光領域内で輝度の差が生じていても情報は出力されない。これに対し、照射光を点滅させると、イベントベースセンサによって受光される方向に照射光が反射される部位(つまり、イベントベースセンサに向けて照射光が反射される部位)では、光の点灯時と消灯時の間で、受光される光の輝度は変化する。一方で、イベントベースセンサに向けて照射光が反射されない部位では、照射光を点滅させても、受光される光の輝度は当然ながら変化しない。つまり、照射光を点滅させることで、被検眼における光の反射特性(例えば、イベントベースセンサに向けて光が反射されるか否かの特性等)の分布が、イベントベースセンサによる出力結果に表れる。
従って、眼科装置は、照射光を点滅させることで、被検眼における光の反射特性の分布に関する解析情報を、イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて適切に取得することができる。さらに、イベントベースセンサの出力に基づいて解析情報を取得することで、二次元撮影素子を用いる場合とは異なり、不要な外乱光の影響が抑制された解析情報が取得される。よって、被検眼の検査がより適切に実行され易くなる。
点滅照射を行う場合、点灯と消灯を切り替えるレート(単位時間当たりの切り換え回数)を、従来の眼科装置に用いられていた二次元撮影素子によって実現可能なフレームレート(一般的には100fps)よりも大きくしてもよい。この場合、一般的なCMOSイメージセンサ等の二次元撮影素子を用いていた従来の眼科装置に比べて、高い時間分解能で輝度の変化が検出される。
制御部は、照射光学系による点滅照射の、点灯と消灯を切り替えるレートに応じたレートで、イベントベースセンサによって出力される情報を処理して光の反射特性の分布の情報を取得してもよい。この場合、照射光の点灯と消灯を切り替えるレートに応じた適切なタイミングで、イベントベースセンサから出力される情報の処理が繰り返し実行される。よって、光の反射特性の分布に関する情報が、高い時間分解能で取得される。さらに、不要な外乱光が点滅している場合でも、外乱光の点滅のレートと、照射光の点滅のレートが異なっていれば、照射光の点滅のレートに応じてイベントベースセンサによる出力情報が処理されることで、外乱光の影響が解析情報に反映され難くなる。よって、被検眼の検査がより適切に実行され易くなる。
なお、イベントベースセンサから出力される情報を処理するレートは、照射光の点灯と消灯を切り替えるレートと同じレート(つまり、N=1)であってもよい。この場合、光の反射特性の分布に関する情報を取得する際に、不要な外乱光の影響がさらに除外され易くなる。
照射光学系は、照射光を出射する光源を複数備えていてもよい。少なくとも2つの光源の、各々の点滅の周期が互いに異なっていてもよい。この場合、複数の光源の各々の点滅周期に応じて、光の反射特性の分布の情報が光源毎に変化する。従って、光の反射特性の分布(例えば、後述する反射位置の分布等)を、反射された光を出射した光源毎に区別することができる。よって、被検眼の検査がより適切に実行され易くなる。
なお、複数の光源の各々の点滅の周期を変えるための具体的な方法は適宜選択できる。例えば、点滅の周期を繰り返すタイミング(点灯と消灯を実行するタイミング)を、複数の光源の間で変えてもよい。また、点滅の周期の長さを複数の光源の間で変えてもよい。
また、点滅の周期を変える少なくとも2つの光源の種類も適宜選択できる。例えば、角膜に向けて有限遠の照射光を出射する光源と、同一の角膜に向けて無限遠の照射光を出射する光源の間で点滅の周期を変えてもよい。この場合、角膜における有限遠の照射光の反射位置の分布と、無限遠の照射光の反射位置の分布が適切に区別される。
照射光学系は、解析情報の取得中に、被検眼に対して照射する照射光の強さを時間と共に増減させる増減照射を実行してもよい。制御部は、照射光学系によって増減照射が実行されている間にイベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、被検眼における光の反射特性の分布の情報を、解析情報として取得してもよい。
前述したように、イベントベースセンサによると、受光された光の輝度の変化は出力されるが、受光された光の輝度が変化しなければ、受光領域内で輝度の差が生じていても情報は出力されない。これに対し、照射光の強さを時間と共にリニアに増減させると、イベントベースセンサに向けて照射光が反射される部位では、照射光の強さの増減に伴って、受光される光の輝度は変化する。一方で、イベントベースセンサに向けて照射光が反射されない部位では、照射光の強さを増減させても、受光される光の輝度は当然ながら変化しない。つまり、照射光の強さを増減させることで、被検眼における光の反射特性(例えば、イベントベースセンサに向けて光が反射されるか否かの特性等)の分布が、イベントベースセンサによる出力結果に表れる。
従って、眼科装置は、照射光の強さを増減させることで、被検眼における光の反射特性の分布に関する解析情報を、イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて適切に取得することができる。また、イベントベースセンサの出力に基づいて解析情報を取得することで、二次元撮影素子を用いる場合とは異なり、不要な外乱光の影響が抑制された解析情報が取得される。さらに、照射光の強さは増減されるものの、照射光は継続して照射され続けるので、制御部は、高い時間分解能で連続して解析情報を取得することが可能である。よって、被検眼の検査がより適切に実行され易くなる。
イベントベースセンサは、発生した輝度の変化が増加および減少のいずれであるかを示す正負情報をピクセル毎に出力してもよい。照射光学系は、照射光を出射する光源を複数備えていてもよい。少なくとも2つの光源の、各々の照射光の強さの増減タイミング(光量増減タイミング)が、互いに異なっていてもよい。この場合、複数の光源の各々の光量増減タイミングに応じて、イベントベースセンサによって出力される正負情報が光源毎に変化する。その結果、取得される光の反射特性の分布の情報が、光源毎に変化する。従って、光の反射特性の分布(例えば、後述する反射位置の分布等)を、反射された光を出射した光源毎に区別することができる。また、異なる検出対象を区別して検出することも可能となる。よって、被検眼の検査がより適切に実行され易くなる。
なお、複数の光源の各々の光量増減タイミングを変化させるための具体的な方法は適宜選択できる。例えば、2種類の光源が設けられている場合(一例として、有限遠の照射光を出射する少なくとも1つの光源と、無限遠の照射光を出射する少なくとも1つの光源)には、一方の種類の光源の光量を増加させる期間と、他方の種類の光源の光量を減少させる期間が一致するように、各々の光量増減タイミングが設定されてもよい。この場合、一方の種類の光源による正負情報と、他方の種類の光源による正負情報が逆になる。よって、光の反射特性の分布が、光源の種類に応じてより正確に区別され易くなる。
また、光量増減タイミングを変える少なくとも2つの光源の種類も適宜選択できる。例えば、角膜に向けて有限遠の照射光を出射する光源と、同一の角膜に向けて無限遠の照射光を出射する光源の間で光量増減タイミングを変えてもよい。この場合、角膜における有限遠の照射光の反射位置の分布と、無限遠の照射光の反射位置の分布が適切に区別される。
照射光学系は、被検眼の角膜に対して光を照射してもよい。イベントベースセンサは、被検眼の角膜によって反射された反射光を受光可能に配置されていてもよい。制御部は、被検眼の角膜のうち、照射光学系によってされた照射光をイベントベースセンサによって受光される方向に反射した反射位置の分布の情報を、解析情報として取得してもよい。
イベントベースセンサを二次元撮影素子に置き換えたと仮定した場合に、二次元撮影素子によって撮影される角膜のうち、照射光を二次元撮影素子に向けて反射する位置には指標(例えば輝点)が形成される。眼科装置は、形成された角膜指標の位置の分布を用いることで、被検眼に対する検眼ユニットの相対的な位置調整(所謂「アライメント」)等の種々の制御を行うことが可能である。しかし、二次元撮影素子によって撮影される角膜の画像には、照射光によって形成される角膜指標だけでなく、不要な外乱光によって形成される像も写り込んでしまい、角膜指標の位置を画像から正確に検出できない場合がある。
ここで、被検眼の角膜のうち、照射光をイベントベースセンサに向けて反射した位置(反射位置)の分布は、イベントベースセンサが二次元撮影素子に置き換えられた場合の、撮影画像に写る角膜指標の位置の分布に近似または一致する。さらに、イベントベースセンサが利用されることで、外乱光による影響が抑制された状態で、反射位置の分布の情報が取得される。従って、眼科装置は、イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、角膜における反射位置の分布の解析情報を取得することで、従来の角膜指標の位置の分布を用いる制御と同様の制御を適切に実行することができる。
眼科装置は二次元撮影素子をさらに備えていてもよい。二次元撮影素子は、被検眼のうち、イベントベースセンサによって光の輝度の変化が検出される領域と重複する領域を少なくとも撮影する。制御部は、イベントベースセンサの出力情報に基づいて取得された、被検眼における光の反射特性の分布(例えば、後述する輝度変化分布画像でもよい)を、二次元撮影素子によって撮影された被検眼の画像に重畳させて表示部に表示させてもよい。
この場合、検者は、イベントベースセンサの出力情報に基づいて取得された反射特性の分布を、被検眼の撮影画像上で適切に把握することができる。よって、例えば、検者は、重畳画像を確認しながら、被検眼に対する検眼ユニットの相対位置を手動で調整することで、アライメントを適切に実行することも可能である。
この場合、検者は、イベントベースセンサの出力情報に基づいて取得された反射特性の分布を、被検眼の撮影画像上で適切に把握することができる。例えば、反射特性の分布の位置ずれ等も視覚的に捉えやすくなる。よって、例えば、検者は、重畳画像を確認しながら、被検眼に対する検眼ユニットの相対位置を手動で調整することで、アライメントを適切に実行することも可能である。また、反射特性の分布が重畳された被検眼の画像を処理する場合にも、処理結果(例えば、位置ずれの方向および位置ずれ量等の少なくともいずれかの処理結果)が高い精度で取得され易くなる。
反射特性の分布情報を取得する対象に応じて閾値を変えるための具体的な方法は、適宜設定できる。例えば、角膜による照射光の反射量は、角膜以外の被検眼の部位(例えば虹彩等)による照射光の反射量よりも大きくなり易い。従って、被検眼に対して点滅照射または増減照射を実行すると、角膜からイベントベースセンサに向けて反射される反射光の変化量は、角膜以外の部位からイベントベースセンサに向けて反射される反射光の変化量よりも大きくなり易い。従って、反射特性の分布情報を取得する対象を角膜とする場合、制御部は、所定の大きさの第1閾値を設定してもよい。一方で、反射特性の分布情報を取得する対象に、角膜だけでなく角膜以外の部位も含める場合、制御部は、第1閾値よりも小さい第2閾値を設定してもよい。なお、制御部は、第2閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報と、第1閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報を比較処理することで、角膜以外の被検眼の部位についての反射特性の分布情報を識別または分離することも可能である。この場合、被検眼の検査がさらに適切に実行され易くなる。また、同様の手法で、有限遠の照射光による反射位置の分布情報と、無限遠の照射光による反射位置の分布情報を識別または分離することも可能である。
また、眼科装置の設置環境の明るさが変化すると、解析情報を取得するために適した閾値も変化する。従って、制御部は、眼科装置の設置環境の明るさに関する情報を取得し、取得した明るさの情報に基づいて閾値を設定してもよい。この場合、設置環境の明るさの変化に関わらず、解析情報の取得精度が向上し易くなる。また、制御部は、被検眼の個体差に応じて閾値を変化させることで、解析情報の取得精度を向上させてもよい。
眼科装置は、イベントベースセンサを複数備えていてもよい。この場合、被検眼について得られる情報をさらに多様化することができるので、被検眼の検査がさらに適切に実行され易くなる。例えば、イベントベースセンサのピクセルが光の輝度の変化を検出するための閾値を、複数のイベントベースセンサの間で異なる値とすることで、反射特性の分布を取得する対象が複数存在する場合でも、複数の対象についての反射特性の分布を同時並行で取得することも可能となる。また、複数のイベントベースセンサの各々の受光光軸を、検査軸に対して斜めに配置することで、複数の方向から光の輝度の変化の状態を取得することも可能となる。
眼科装置は、検眼ユニットと検査位置移動部をさらに備えていてもよい。検眼ユニットは、被検眼に対する検査を実行する。検査位置移動部は、検眼ユニットによる検査位置を移動させる。イベントベースセンサは、発生した輝度の変化が増加および減少のいずれであるかを示す正負情報をピクセル毎に出力してもよい。照射光学系は、解析情報の取得中に、強さが一定の照射光を被検眼に対して常時照射してもよい。制御部は、正負情報を出力したピクセルの位置に基づいて、被検眼の特定の部位の変位を示す変位情報を解析情報として取得してもよい。制御部は、取得した変位情報に基づいて検査位置移動部を駆動させることで、特定の部位の変位に対して検査位置を追従させてもよい。つまり、変位情報に基づいて、被検眼の特定の部位に対する検査位置のトラッキングが行われてもよい。
前述したように、イベントベースセンサによると、従来用いられていた二次元撮影素子よりも高い時間分解能で輝度の変化が検出される。従って、制御部は、正負情報を出力したピクセルの位置に基づいて、被検眼の特定の部位の変位を示す変位情報(例えばベクトル情報等)を取得することで、高い時間分解能で被検眼の変位(例えば、変位方向と変位量)を把握することができる。取得された変位情報に基づいて、特定の部位に対する検査位置のトラッキングが行われることで、トラッキングの精度が適切に向上する。
なお、変位情報に基づくトラッキングは、被検眼の前眼部の部位に対して検査位置をトラッキングさせる場合、および、被検眼の眼底部位に対して検査位置をトラッキングさせる場合等に利用できる。また、変位情報を取得する場合には、強さが一定の照射光を被検眼に対して常時照射することで、高い時間分解能で変位情報を取得することができる。しかし、点滅照射または増減照射を行いつつ変位情報を取得することも可能である。
検査位置移動部の具体的な構成は適宜選択できる。例えば、検眼ユニットは、検査のための光の照射位置を移動させる照射位置移動部(例えば、光の偏向方向を変える光スキャナ等)を備えていてもよい。この場合、照射位置移動部を検査位置移動部として利用することができる。また、被検眼に対する検眼ユニットの相対位置を移動させる相対位置移動部が、検査位置移動部として利用されてもよい。
なお、二次元撮影素子を用いる従来の眼科装置では、二次元撮影素子によって画像を撮影するための照射光の光源を筐体の内部に設置し、光学部材(レンズ等)を介して照射光を被検眼に向けて照射すると、光学部材による反射光が二次元撮影素子に写り込んでしまう場合がある。従って、照射光の光源を筐体の外部に露出させる方法等が採用されていた。しかし、イベントベースセンサを用いる場合、各ピクセルが受光した光の輝度の大きさではなく、各ピクセルが受光した光の輝度の変化(閾値を超える変化)が検出される。従って、光学部材による反射光がイベントベースセンサに入射しても、入射する反射光の強さが一定であれば影響は無い。よって、強さが一定の照射光を常時照射する光源を用いる場合には、眼科装置は、光源を筐体の内部に備え、光学部材を介して照射光を被検眼に向けて照射してもよい。この場合、光学部材による反射光の影響を受けることなく、筐体の内部から適切に照射光を被検眼に向けて照射することが可能である。
イベントベースセンサでは、複数のピクセルが、受光する光の光軸に交差する二次元の領域内に並べて配置されていてもよい。制御部は、複数のピクセルの各々によって出力される情報を処理することで、受光した光の輝度の変化の二次元分布を示す輝度変化分布画像を生成してもよい。この場合、光の輝度の変化の二次元分布が、輝度変化分布画像によって適切に把握される。従って、被検眼における光の反射特性の分布が、より適切に把握され易くなる。
例えば、照射光学系に点滅照射または増減照射を実行させる場合には、輝度変化分布画像には、被検眼における光の反射特性の二次元分布が表れる。よって、輝度変化分布画像を、二次元撮影素子を用いて撮影した撮影画像と同様に取り扱うことも可能となる。つまり、輝度変化分布画像は、二次元撮影素子によって撮影される被検眼の前眼部画像等の代替画像として利用することも可能である。例えば、制御部は、虹彩による反射光の輝度変化の情報を含む輝度変化分布画像を処理することで、虹彩の中央に位置する瞳孔の位置を検出してもよい。
イベントベースセンサの設置位置も適宜選択できる。例えば、検眼ユニットは、検査軸を被検眼に一致させた状態で被検眼の検査を行ってもよい。イベントベースセンサは、眼科装置の筐体の内部に設けられていてもよい。イベントベースセンサの受光光軸は、光学部材によって検査軸と同軸とされてもよい。この場合、イベントベースセンサは、検査軸に沿って伝播する光を適切に受光することができる。また、イベントベースセンサの受光光軸は、検査軸に対して斜めに配置されていてもよい。複数のイベントベースセンサの各々の受光光軸が、検査軸に対して斜めに配置されていてもよい。
解析情報の取得方法、および利用方法も適宜選択できる。例えば、眼科装置は、検眼ユニットと相対位置移動部をさらに備えていてもよい。検眼ユニットは、被検眼に対する検査を実行する。相対位置移動部は、被検眼に対する検眼ユニットの相対位置を移動させる。制御部は、被検眼の角膜のうち、イベントベースセンサによって受光される方向に照射光を反射した反射位置の分布の情報を、解析情報として取得してもよい。制御部は、反射位置の分布の情報に基づいて相対位置移動部を駆動させることで、被検眼に対する検眼ユニットの相対的な位置調整(所謂アライメント)を自動的に行ってもよい。この場合、不要な外乱光の影響等が抑制された状態で、高い精度でアライメントが実行され易くなる。
なお、被検眼に対する検眼ユニットのアライメントが、検者によって手動で行われる場合にも、反射位置の分布の情報を利用することが可能である。例えば、制御部は、取得された反射位置の分布に関する画像(例えば、反射位置の分布を示す画像、または、反射位置の分布が重畳された被検眼の二次元画像等)を表示部に表示させることで、被検者に手動でアライメントを実行させてもよい。
また、前述したように、制御部は、虹彩による反射光の反射特性の分布情報(虹彩による反射光の輝度変化の情報を含む輝度変化分布画像でもよい)を処理することで、虹彩の中央に位置する瞳孔の位置を検出してもよい。制御部は、瞳孔の位置の情報に基づいて相対位置移動部を駆動させることで、被検眼の瞳孔に対する検眼ユニットの相対的な位置調整(アライメント)を自動的に行ってもよい。この場合も高い精度でアライメントが実行され易くなる。
被検眼に対する検眼ユニットのアライメントが、検者によって手動で行われる場合にも、輝度変化分布画像が利用されてもよい。例えば、制御部は、輝度変化分布画像、または、輝度変化分布画像が重畳された被検眼の二次元画像等を表示部に表示させることで、被検者に手動でアライメントを実行させてもよい。
制御部は、被検眼の組織のうち、混濁が生じる可能性がある特定組織(例えば水晶体等)による反射光の反射特性の分布情報(特定組織による反射光の輝度変化の情報を含む輝度変化分布画像でもよい)を処理することで、特定組織の状態(例えば、特定組織に混濁が生じているか否か、または、特定組織における混濁の程度等)を示す解析情報を取得してもよい。混濁が生じていなければ、特定組織による反射光の強さは小さくなるが、混濁が生じている程、特定組織による反射光の強さは大きくなる。従って、反射特性の分布情報、または輝度変化分布画像を処理することで、特定組織における混濁の状態が適切に把握される。また、制御部は、反射特性の分布情報、または輝度変化分布画像を処理することで、特定組織において混濁が生じている位置の情報を、解析情報として取得してもよい。
また、角膜の前面と裏面では、角膜の外部から照射される照射光の反射率が異なる。従って、イベントベースセンサのピクセルが光の輝度の変化を検出するための閾値を適宜調整すれば、角膜の前面だけの反射特性の分布情報を取得することも可能であり、また、角膜の前面と後面の両方の反射特性の分布情報を取得することも可能である。例えば、制御部は、所定の大きさの第3閾値を設定することで、角膜の前面の反射特性の分布情報を取得してもよい。制御部は、第3閾値よりも小さい第4閾値を設定することで、角膜の前面と後面の両方の反射特性の分布情報を取得してもよい。制御部は、第4閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報と、第3閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報を比較処理することで、角膜の後面の位置または形状等を取得してもよい。
<第1実施形態>
以下、本開示に係る典型的な実施形態の1つである第1実施形態について説明する。眼科装置1は被検眼Eの検査を行う。第1実施形態の眼科装置1は、被検眼Eの眼底に測定光を投光し、眼底からの測定光の反射光によって、被検眼Eの特性(例えば、眼屈折力および収差等の少なくともいずれか)を測定することができる。つまり、第1実施形態では、被検眼Eの検査を行う眼科装置として、眼屈折力測定装置を例示する。しかし、本開示で例示する技術の少なくとも一部は、眼屈折力測定装置以外の眼科装置(例えば、角膜曲率測定装置、眼圧測定装置、角膜厚測定装置、眼底カメラ、OCT装置、レーザ走査型検眼装置(SLO)、網膜観察装置、角膜内皮細胞撮影、隅角撮影装置、手術装置、治療装置等)にも適用できる。被検眼Eの検査は、被検眼Eと検査軸LAの間の相対的な位置合わせ(アライメント)が行われた状態で行われる。
以下、本開示に係る典型的な実施形態の1つである第1実施形態について説明する。眼科装置1は被検眼Eの検査を行う。第1実施形態の眼科装置1は、被検眼Eの眼底に測定光を投光し、眼底からの測定光の反射光によって、被検眼Eの特性(例えば、眼屈折力および収差等の少なくともいずれか)を測定することができる。つまり、第1実施形態では、被検眼Eの検査を行う眼科装置として、眼屈折力測定装置を例示する。しかし、本開示で例示する技術の少なくとも一部は、眼屈折力測定装置以外の眼科装置(例えば、角膜曲率測定装置、眼圧測定装置、角膜厚測定装置、眼底カメラ、OCT装置、レーザ走査型検眼装置(SLO)、網膜観察装置、角膜内皮細胞撮影、隅角撮影装置、手術装置、治療装置等)にも適用できる。被検眼Eの検査は、被検眼Eと検査軸LAの間の相対的な位置合わせ(アライメント)が行われた状態で行われる。
(外観構成)
図1を参照して、第1実施形態の眼科装置1の外観構成の一例について説明する。第1実施形態の眼科装置1は、基台11、検眼ユニット12、相対位置移動部13、顔支持ユニット15、モニタ16、操作部17、および制御部50を備える。
図1を参照して、第1実施形態の眼科装置1の外観構成の一例について説明する。第1実施形態の眼科装置1は、基台11、検眼ユニット12、相対位置移動部13、顔支持ユニット15、モニタ16、操作部17、および制御部50を備える。
基台11は、眼科装置1の全体を支持する。検眼ユニット12は、被検眼Eの検査に用いられる光学系等を収納する。顔支持ユニット15は、基台11に固定されている。顔支持ユニット15は、被検者の顔を支持することで被検眼Eの位置を固定する。相対位置移動部13は、基台11に対して検眼ユニット12をX方向(左右方向)、Y方向(上下方向)、およびZ方向(前後方向)に移動させることで、被検眼Eに対する検眼ユニット12(詳細には、検眼ユニット12から被検眼E側へ延びる検査軸LA(図2参照))の相対的な位置を変化させる。モニタ16は、各種情報を表示することができる。操作部17は、ユーザによって操作されることで、ユーザからの指示を制御部50に入力する。一例として、第1実施形態の操作部17には、モニタ16に設けられたタッチパネルが用いられている。制御部50は、眼科装置1の制御を司る。
(光学系)
図2および図3を参照して、眼科装置1の検眼ユニット12が備える光学系の概略構成の一例について説明する。本開示における「共役位置」には、略共役位置の場合も含まれる。「略共役」は、完全に共役でなくも、測定精度との関係で必要とされる精度で共役であればよいことを意味する。また、「近傍」は、測定精度との関係で必要とされる精度で近傍であればよいことを意味する。第1実施形態の眼科装置1の検眼ユニット12は、測定光学系100、固視標呈示光学系150、輝度変化検出光学系200、および照射光学系400等を備える。また、検眼ユニット12は、各光学系の光路を分岐および結合するハーフミラー501,502、および対物レンズ505等を備える。
図2および図3を参照して、眼科装置1の検眼ユニット12が備える光学系の概略構成の一例について説明する。本開示における「共役位置」には、略共役位置の場合も含まれる。「略共役」は、完全に共役でなくも、測定精度との関係で必要とされる精度で共役であればよいことを意味する。また、「近傍」は、測定精度との関係で必要とされる精度で近傍であればよいことを意味する。第1実施形態の眼科装置1の検眼ユニット12は、測定光学系100、固視標呈示光学系150、輝度変化検出光学系200、および照射光学系400等を備える。また、検眼ユニット12は、各光学系の光路を分岐および結合するハーフミラー501,502、および対物レンズ505等を備える。
(測定光学系)
測定光学系100は、被検眼Eの特性(例えば眼屈折力等)を他覚的に測定するために用いられる。測定光学系100は、投光光学系110および受光光学系120を備える。投光光学系110は、対物レンズ505を介して被検眼Eの眼底に測定光を投光する。一例として、第1実施形態の投光光学系110は、被検眼Eにおける瞳孔の中心部を介して、被検眼Eの眼底にスポット状の測定光を投影する。受光光学系120は、眼底によって反射されて瞳孔および対物レンズ505を通過した測定光の反射光を、受光素子126に受光させる。
測定光学系100は、被検眼Eの特性(例えば眼屈折力等)を他覚的に測定するために用いられる。測定光学系100は、投光光学系110および受光光学系120を備える。投光光学系110は、対物レンズ505を介して被検眼Eの眼底に測定光を投光する。一例として、第1実施形態の投光光学系110は、被検眼Eにおける瞳孔の中心部を介して、被検眼Eの眼底にスポット状の測定光を投影する。受光光学系120は、眼底によって反射されて瞳孔および対物レンズ505を通過した測定光の反射光を、受光素子126に受光させる。
投光光学系110は、測定光源111、リレーレンズ112、ホールミラー113、および対物レンズ505等を光軸L1上に備える。測定光源111は、投光光学系110の光軸L1上における眼底共役位置に配置され、被検眼Eの特性を測定するための測定光を出射する。測定光源111には、例えば、SLD(Superluminescent diode)光源、LED(Light Emitting Diode)光源の種々の光源を採用できる。第1実施形態の測定光源111は、赤外光を出射する赤外光源である。一例として、第1実施形態の測定光源111は、例えば、波長800nm~900nmの間にピークをもつ近赤外光を測定光として出射する。ホールミラー113の開口部は、瞳共役位置に配置される。測定光源111によって出射された測定光は、リレーレンズ112、ホールミラー113の開口部、ハーフミラー502、ハーフミラー501、および対物レンズ505を経て、被検眼Eの眼底に投光される。
受光光学系120は、対物レンズ505、ホールミラー113、リレーレンズ121,122、受光絞り123、コリメータレンズ124、リングレンズ125、および受光素子126等を光軸L2上に備える。被検眼Eの特性を測定するために必要な眼底からの反射光は、対物レンズ505、ハーフミラー501、ハーフミラー502を経て、ホールミラー113によって反射され、リレーレンズ121、受光絞り123、コリメータレンズ124、およびリングレンズ125を経て、受光素子126によって受光される。受光絞り123は眼底共役位置に配置される。リングレンズ125は、被検眼Eの瞳(瞳孔)の共役位置に配置される。受光素子126は眼底共役位置に配置される。
ホールミラー113は、投光光学系110の測定光源111によって出射された測定光を、開口部を介して通過させると共に、眼底からの測定光の反射光を反射させる。その結果、投光光学系110の光軸L1と、受光光学系120の光軸L2は、ホールミラー113によって同軸とされる。また、ホールミラー113は、被検眼Eの角膜によって反射される角膜反射光のうち、受光光学系120の光軸L2に沿って受光素子126へ向かう角膜反射光を、開口部を介して通過させる。従って、ホールミラー113は、受光光学系120の光軸L2に沿って受光素子126へ向かう角膜反射光を除去する角膜反射光除去部の一例である。
また、第1実施形態の受光光学系120はマスク130を備える。マスク130は、被検眼Eの瞳の共役位置に配置されることで、受光光学系120の光軸L2に沿って受光素子126へ向かう光のうち、光軸L2を含む所定範囲の光を遮断する。マスク130は、受光光学系120の光軸L2に沿って受光素子126へ向かう角膜反射光を除去する角膜反射光除去部の一例である。なお、第1実施形態のマスク130は、リングレンズ125の共役位置、またはリングレンズ125の近傍に配置される。
(固視標呈示光学系)
固視標呈示光学系150は、被検眼に対して固視標を呈示することで、被検眼Eを固視させる。また、固視標呈示光学系150は、被検眼Eに雲霧および調節負荷を与えるために利用される場合もある。固視標呈示光学系150は、固視光源151、固視標板155、レンズ156、レンズ157、および対物レンズ505等を備える。固視光源151は、固視標呈示光学系150の光軸L4上に配置される。固視標板155は、眼底共役位置に配置される。固視光源151からの固視光束は、固視標板155、レンズ156、レンズ157を通過した後、ハーフミラー502を透過し、ハーフミラー501に反射されて光軸L1と同軸となり、さらに対物レンズ505を通過して眼底に到達する。
固視標呈示光学系150は、被検眼に対して固視標を呈示することで、被検眼Eを固視させる。また、固視標呈示光学系150は、被検眼Eに雲霧および調節負荷を与えるために利用される場合もある。固視標呈示光学系150は、固視光源151、固視標板155、レンズ156、レンズ157、および対物レンズ505等を備える。固視光源151は、固視標呈示光学系150の光軸L4上に配置される。固視標板155は、眼底共役位置に配置される。固視光源151からの固視光束は、固視標板155、レンズ156、レンズ157を通過した後、ハーフミラー502を透過し、ハーフミラー501に反射されて光軸L1と同軸となり、さらに対物レンズ505を通過して眼底に到達する。
(輝度変化検出光学系)
輝度変化検出光学系200は、被検眼Eからの光(例えば、照射光学系400によって照射された照射光の、被検眼Eによる反射光)の輝度の変化を検出する。輝度変化検出光学系200によって検出された被検眼Eからの光の輝度変化は、例えば、被検眼Eに対する検査軸LAの相対的な位置合わせ(アライメント)、被検眼Eの動きに対する検査軸LAの追従(トラッキング)、被検眼Eの組織(例えば、瞳孔または角膜裏面等)の検出、被検眼Eの特定組織の状態(例えば、水晶体の混濁状態等)の取得等に利用される。輝度変化検出光学系200は、イベントベースセンサ20、レンズ202、および対物レンズ505を備える。第1実施形態のイベントベースセンサ20は、瞳共役位置に配置される。イベントベースセンサ20の詳細については後述する。
輝度変化検出光学系200は、被検眼Eからの光(例えば、照射光学系400によって照射された照射光の、被検眼Eによる反射光)の輝度の変化を検出する。輝度変化検出光学系200によって検出された被検眼Eからの光の輝度変化は、例えば、被検眼Eに対する検査軸LAの相対的な位置合わせ(アライメント)、被検眼Eの動きに対する検査軸LAの追従(トラッキング)、被検眼Eの組織(例えば、瞳孔または角膜裏面等)の検出、被検眼Eの特定組織の状態(例えば、水晶体の混濁状態等)の取得等に利用される。輝度変化検出光学系200は、イベントベースセンサ20、レンズ202、および対物レンズ505を備える。第1実施形態のイベントベースセンサ20は、瞳共役位置に配置される。イベントベースセンサ20の詳細については後述する。
なお、輝度変化検出光学系200には、二次元撮影素子204およびレンズ205が付加されている。二次元撮影素子204およびレンズ205は、輝度変化検出光学系200の光軸L3からハーフミラーによって分岐された光軸上に設けられている。二次元撮影素子204は被検眼E(第1実施形態では被検眼Eの前眼部)を撮影する。二次元撮影素子204による被検眼Eの撮影範囲は、イベントベースセンサ20によって輝度変化が検出される範囲と重複している。詳細には、第1実施形態では、二次元撮影素子204による被検眼Eの撮影範囲は、イベントベースセンサ20によって輝度変化が検出される範囲と一致している。従って、イベントベースセンサ20によって検出される二次元の情報(例えば、被検眼Eにおける光の反射特性の分布の情報)と、二次元撮影素子204によって撮影される被検眼Eの位置関係が一意に定まる。よって、制御部50は、例えば、イベントベースセンサ20によって検出される情報(例えば、後述する輝度変化分布画像等)を、二次元撮影素子204によって撮影される被検眼Eの画像に、位置を一致させた状態で重複させることも可能である。
(照射光学系)
照射光学系400は、被検眼Eに対して照射光を照射する。照射光学系400は、無限遠光照射光学系401と有限遠光照射光学系402を備える。
照射光学系400は、被検眼Eに対して照射光を照射する。照射光学系400は、無限遠光照射光学系401と有限遠光照射光学系402を備える。
無限遠光照射光学系401は、被検眼Eと対向する正面側から被検眼Eの角膜に向けて、平行光束である無限遠の照射光を照射する。無限遠光照射光学系401は、無限遠の光を照射する複数の点光源410を備える。複数の点光源410は、検査軸LAを中心として、上下対称及び左右対称に配置される。一例として、第1実施形態では、点光源410が左右に2つずつ設けられる。これによって、角膜に対して4つの無限遠の点状指標(輝点)が投影される。なお、無限遠光照射光学系401によって角膜に投影される無限遠の点状指標の数は3つ以上であればよく、4つに限定されない。また、無限遠光照射光学系401によって角膜に投影される無限遠の指標の形状は点状に限定されず、線状等の指標が含まれてもよい。なお、眼科装置1は、無限遠光照射光学系401によって角膜に投影される指標によって、角膜形状を簡易的に測定することも可能である。
有限遠光照射光学系402は、被検眼Eと対向する正面側から被検眼Eの角膜に向けて、拡散光束である有限遠の照射光を照射する。有限遠光照射光学系402は、有限遠の光を照射する複数の点光源420を備える。複数の点光源420は、検査軸LAを中心として、上下対称及び左右対称に配置される。一例として、第1実施形態では、検査軸LAの上方、下方、右方、下方の各々に点光源420が設けられる。これによって、角膜に対して4つの有限遠の点状指標(輝点)が投影される。なお、有限遠光照射光学系402によって角膜に投影される有限遠の点状指標の数は4つに限定されない。また、有限遠光照射光学系402によって角膜に投影される有限遠の指標の形状は点状に限定されず、線状(例えばリング状)等の指標が含まれてもよい。
眼科装置1の制御部50は、イベントベースセンサ20によって検出された輝度変化に基づいて、被検眼Eの角膜のうち、イベントベースセンサ20によって受光される方向に照射光を反射した反射位置の分布(つまり、照射光によって角膜に形成される指標(第1実施形態では輝点)の分布)の情報を、解析情報として取得する。制御部50は、照射光の反射位置の分布に基づいて、被検眼Eの角膜に対する検眼ユニット12(詳細には、検眼ユニット12から被検眼Eに向けて延びる検査軸LA)の、XYZ方向の位置合わせ(アライメント)を実行する。例えば、制御部50は、有限遠光照射光学系402によって照射された有限遠の照射光の反射位置(第1実施形態では4つの反射位置)の中心を、検眼ユニット12に交差する方向(第1実施形態ではXY方向)における角膜頂点の位置と予測される基準位置として算出し、算出した基準位置に、検査軸LAの位置(例えば、イベントベースセンサ20の受光領域の中心位置等)を合わせることで、XY方向におけるアライメントを行うことができる。また、制御部50は、有限遠光照射光学系402によって照射された有限遠の照射光の反射位置と、無限遠光照射光学系401によって照射された無限遠の照射光の反射位置の相対位置関係に基づいて、被検眼Eに対する検眼ユニット12のZ方向におけるアライメントを行うことができる。被検眼Eと検眼ユニット12の間のZ方向の距離が変化すると、角膜における無限遠の照射光の反射位置はほぼ変化しないが、有限遠の照射光の反射位置は変化する。従って、有限遠の照射光の反射位置と、無限遠の照射光の反射位置の相対位置関係を利用することで、Z方向のアライメントが適切に行われる。
(視度補正部)
第1実施形態の眼科装置1は、視度補正部を備える。視度補正部は、駆動ユニット160と駆動部161を備える。駆動ユニット160は、測定光学系100における測定光源111、リングレンズ125、および受光素子126と、固視標呈示光学系150における固視光源151および固視標板155を、検査軸LAの方向に沿って一体的に移動させることができる。駆動部161は、駆動ユニット160を移動させる。例えば、被検眼Eの眼屈折力(すなわち、被検眼の視度)に応じて駆動ユニット160が移動されることで、被検眼Eに対する固視標板155の呈示距離(すなわち、固視標の呈示位置)を変更できる。受光素子126が、被検眼Eの眼底に対して共役な位置付近になるように、受光光学系120のリングレンズ125及び受光素子126が一体的に移動されることで、受光素子126に受光されるリング像の結像状態(合焦状態)が、被検眼Eの視度に応じて調整される。
第1実施形態の眼科装置1は、視度補正部を備える。視度補正部は、駆動ユニット160と駆動部161を備える。駆動ユニット160は、測定光学系100における測定光源111、リングレンズ125、および受光素子126と、固視標呈示光学系150における固視光源151および固視標板155を、検査軸LAの方向に沿って一体的に移動させることができる。駆動部161は、駆動ユニット160を移動させる。例えば、被検眼Eの眼屈折力(すなわち、被検眼の視度)に応じて駆動ユニット160が移動されることで、被検眼Eに対する固視標板155の呈示距離(すなわち、固視標の呈示位置)を変更できる。受光素子126が、被検眼Eの眼底に対して共役な位置付近になるように、受光光学系120のリングレンズ125及び受光素子126が一体的に移動されることで、受光素子126に受光されるリング像の結像状態(合焦状態)が、被検眼Eの視度に応じて調整される。
(制御系)
制御部50は、CPU(プロセッサ)、RAM、およびROMを備える。CPUは、眼科装置1における各種制御を行う。RAMは、各種の情報を一時的に記憶する。ROMには、CPUが実行する各種プログラム等が記憶されている。なお、制御部50は、複数のプロセッサによって構成されてもよい。制御部50は、相対位置移動部13(図1参照)、モニタ16、操作部17、不揮発性メモリ55(以下、メモリ55)、検眼ユニット12の各光源、各受光素子(イベントベースセンサ20を含む)、各駆動部等に電気的に接続される。メモリ55は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、メモリ55としては、ハードディスクドライブ、フラッシュROM、USBメモリ、等を用いることができる。眼科装置1を制御する眼科装置制御プログラムは、メモリ55に記憶されていてもよい。
制御部50は、CPU(プロセッサ)、RAM、およびROMを備える。CPUは、眼科装置1における各種制御を行う。RAMは、各種の情報を一時的に記憶する。ROMには、CPUが実行する各種プログラム等が記憶されている。なお、制御部50は、複数のプロセッサによって構成されてもよい。制御部50は、相対位置移動部13(図1参照)、モニタ16、操作部17、不揮発性メモリ55(以下、メモリ55)、検眼ユニット12の各光源、各受光素子(イベントベースセンサ20を含む)、各駆動部等に電気的に接続される。メモリ55は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、メモリ55としては、ハードディスクドライブ、フラッシュROM、USBメモリ、等を用いることができる。眼科装置1を制御する眼科装置制御プログラムは、メモリ55に記憶されていてもよい。
(イベントベースセンサ)
図3を参照して、本実施形態の眼科装置1に用いられるイベントベースセンサ20について説明する。図3は、イベントベースセンサ20と、拡大された1つのピクセル21を受光領域側から見た模式図である。イベントベースセンサ20は、各ピクセル21に入射する光の輝度の時間変化を検出し、輝度が変化したピクセル21の情報を、他のピクセル21とは非同期で出力する。
図3を参照して、本実施形態の眼科装置1に用いられるイベントベースセンサ20について説明する。図3は、イベントベースセンサ20と、拡大された1つのピクセル21を受光領域側から見た模式図である。イベントベースセンサ20は、各ピクセル21に入射する光の輝度の時間変化を検出し、輝度が変化したピクセル21の情報を、他のピクセル21とは非同期で出力する。
図3に示すように、イベントベースセンサ20では、複数のピクセル21が、受光する光の光軸に交差する方向に広がる二次元の領域内に並べて(本実施形態では格子状に並べて)配置されている。各々のピクセル21は、フォトダイオード23、電圧変換回路24、非同期差分検出回路25、および比較器26を備える。フォトダイオード23は、光を受光すると、受光した光の輝度に応じた電流を発生させる。電圧変換回路24は、フォトダイオード23が発生させた電流を電圧に変換する。非同期差分検出回路25は、電圧変換回路24によって変換された電圧と、基準電圧の差分を、他のピクセル21とは非同期で検出する。比較器26は、非同期差分検出回路25によって検出された電圧の差分が、プラスの閾値またはマイナスの閾値を超えた場合に、正負情報(イベント情報)を出力する。詳細には、比較器26は、非同期差分検出回路25によって検出された電圧の差分がプラスの閾値を超えると、「増加(正)」の輝度変化が発生したことを示すプラスイベント情報を出力する。また、比較器26は、非同期差分検出回路25によって検出された電圧の差分がマイナスの閾値を超えると、「減少(負)」の輝度変化が発生したことを示すマイナスイベント情報を出力する。
プラスまたはマイナスの輝度変化(イベント)が発生すると、その時点における輝度レベルが基準となるように基準電圧が再設定されると共に、基準電圧を基準としてプラス(明方向変化)の閾値とマイナス(暗方向変化)の閾値が設定される。なお、各ピクセル21は、正負情報と共に、閾値を超える輝度変化が発生したピクセル21の位置座標を示す位置情報と、閾値を超える輝度変化が発生した時間(タイミングでもよい)を示す時間情報を出力する。
以上説明したように、イベントベースセンサ20は、各ピクセル21が受光した光の輝度の大きさではなく、各ピクセル21が受光した光の輝度の閾値を超える変化を検出して出力する。各ピクセル21は独立して動作し、受光した光の輝度の閾値を超える変化を検出すると、即座に情報を出力する。その結果、輝度の閾値以上の変化が、超高速で検出されて出力される。また、イベントベースセンサ20のダイナミックレンジは、従来用いられていた二次元撮影素子よりも広い。
(第1検査処理)
図4および図5を参照して、第1実施形態の眼科装置1が実行する第1検査処理について説明する。第1検査処理では、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、角膜における照射光の反射位置の分布(角膜に投影された指標の分布)が、解析情報として取得される。取得された反射位置の分布の情報に基づいて、被検眼Eに対する検眼ユニット12の相対的な位置調整(アライメント)が実行される。第1検査処理は、記憶装置(メモリ55等)に記憶された眼科装置制御プログラムに従って、眼科装置1の制御部50によって実行される。
図4および図5を参照して、第1実施形態の眼科装置1が実行する第1検査処理について説明する。第1検査処理では、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、角膜における照射光の反射位置の分布(角膜に投影された指標の分布)が、解析情報として取得される。取得された反射位置の分布の情報に基づいて、被検眼Eに対する検眼ユニット12の相対的な位置調整(アライメント)が実行される。第1検査処理は、記憶装置(メモリ55等)に記憶された眼科装置制御プログラムに従って、眼科装置1の制御部50によって実行される。
図4に示すように、制御部50は、イベントベースセンサ20の各ピクセル21が光の輝度変化を検出するための閾値を、光の反射特性の分布情報を取得する対象(第1検査処理では、角膜における照射光の反射位置の分布)に応じた閾値に設定する(S1)。閾値を大きくすれば、ピクセル21が受光した光の輝度の変化が大きい部分について、反射特性の分布の情報が取得される。一方で、閾値を小さくすれば、光の輝度の変化が小さい部分についても、反射特性の分布の情報が取得される。従って、制御部50は、閾値を変化させることで、反射特性の分布の情報を取得する対象を適切に変えることができる。
なお、角膜による照射光の反射量は、角膜以外の被検眼の部位(例えば虹彩等)による照射光の反射量よりも大きくなり易い。従って、S1において、反射特性の分布情報を取得する対象を角膜とする場合に設定される閾値は、対象を角膜以外の被検眼の部位とする場合に設定される閾値(例えば、後述するS21(図6参照)において設定される閾値)よりも大きくなる。
また、眼科装置1の設置環境の明るさが変化すると、解析情報を取得するために適したイベントベースセンサ20の閾値も変化する。従って、制御部50は、眼科装置1の設置環境の明るさに関する情報をセンサ等から取得し、取得した明るさの情報に基づいて閾値を設定してもよい。この場合、設置環境の明るさの変化に関わらず、解析情報の取得精度が向上し易くなる。また、制御部50は、被検眼Eの個体差に応じて閾値を変化させることで、解析情報の取得精度を向上させてもよい。
制御部50は、照射光学系400から被検眼Eに対して照射される照射光を点滅させる点滅照射を実行する(S2)。イベントベースセンサ20によると、受光された光の輝度の変化は出力されるが、受光された光の輝度が変化しなければ、受光領域内で輝度の差が生じていても情報は出力されない。これに対し、照射光を点滅させると、イベントベースセンサ20に向けて照射光が反射される部位では、光の点灯時と消灯時の間で、受光される光の輝度は変化する。一方で、イベントベースセンサ20に向けて照射光が反射されない部位では、照射光を点滅させても、受光される光の輝度は当然ながら変化しない。つまり、照射光を点滅させることで、被検眼における光の反射特性(例えば、イベントベースセンサ20に向けて光が反射されるか否かの特性等)の分布が、イベントベースセンサ20による出力結果に表れる。
第1実施形態のS2では、制御部50は、照射光学系400が備える少なくとも2種類の光源を、異なる周期で点滅させる。詳細には、第1実施形態のS2では、制御部50は、無限遠光照射光学系401が備える光源と、有限遠光照射光学系402が備える光源を、互いに異なる周期で点滅させる。その結果、複数種類の光源の各々の点滅周期に応じて、光の反射特性の分布の情報が、光源の種類毎に変化する。従って、光の反射特性の分布(例えば、後述する反射位置の分布等)を、反射された光を出射した光源の種類毎に区別することができる。つまり、第1実施形態では、無限遠光照射光学系401によって照射された無限遠の照射光による反射特性の分布と、有限遠光照射光学系402によって照射された有限遠の照射光による反射特性の分布が適切に区別される。
なお、点滅照射において、点灯と消灯を切り替えるレート(単位時間当たりの切り換え回数)は、従来の眼科装置に用いられていた二次元撮影素子によって実現可能なフレームレート(一般的には100fps)よりも大きいレートに設定されている。従って、一般的なCMOSイメージセンサ等の二次元撮影素子を用いて角膜の指標等を検出していた従来の眼科装置に比べて、高い時間分解能で輝度の変化が検出される。また、複数種類の光源の各々の点滅の周期を変えるための具体的な方法は適宜選択できる。例えば、点滅の周期を繰り返すタイミング(点灯と消灯を実行するタイミング)を、複数種類の光源の間で変えてもよい。また、点滅の周期の長さを複数種類の光源の間で変えてもよい。
制御部50は、二次元撮影素子204による被検眼Eの画像(第1実施形態では動画像)の撮影を開始させる(S3)。前述したように、二次元撮影素子204による画像の撮影領域の少なくとも一部は、イベントベースセンサ20によって光の輝度変化が検出される領域と重複している。
次いで、制御部50は、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、被検眼Eに関する位置、変位、形状、および組織の状態の少なくともいずれかを示す解析情報(第1検査処理では、被検眼Eに関する位置および形状を示す光の反射特性の分布情報)を取得する(S5~S7)。制御部50は、光の大きさの情報ではなく、輝度の変化を出力するイベントベースセンサ20の特性を利用することで、高精度の解析情報(例えば、輝度が略一定である不要な外乱光の影響が抑制された解析情報等)を、高い時間分解能で取得することも可能である。また、イベントベースセンサ20のダイナミックレンジは、従来用いられていた二次元撮影素子よりも広いので、光量およびコントラストの不足等の影響も生じにくい。
第1検査処理では、制御部50は、照射光学系400による点滅照射の、点灯と消灯を切り替えるレートに応じたレートのタイミングで、イベントベースセンサ20によって出力される情報(前述した正負情報(イベント情報)、位置情報、および時間情報)を取得する(S5)。次いで、制御部50は、S5で取得した情報に基づいて、被検眼Eの反射特性の分布情報を、S5と同じレートで取得する(S6)。従って、照射光の点灯と消灯を切り替えるレートに応じた適切なタイミングで、イベントベースセンサ20から出力される情報の処理が繰り返し実行される。よって、光の反射特性の分布に関する情報が、高い時間分解能で取得される。さらに、不要な外乱光が点滅している場合でも、外乱光の点滅のレートと、照射光の点滅のレートが異なっていれば、照射光の点滅のレートに応じてイベントベースセンサ20による出力情報が処理されることで、外乱光の影響が解析情報(第1検査処理では、反射特性の分布情報)に反映され難くなる。なお、第1検査処理では、イベントベースセンサ20から出力される情報を処理するレートは、照射光の点灯と消灯を切り替えるレートと同じレートである。この場合、光の反射特性の分布に関する情報を取得する際に、不要な外乱光の影響がさらに除外され易くなる。
前述したように、第1実施形態では、無限遠光照射光学系401によって照射される無限遠の照射光の点滅周期と、有限遠光照射光学系402によって照射される有限遠の照射光の点滅周期が異なる。第1実施形態のS5,S6は、無限遠の照射光の点滅と消灯の切り換えレートに応じたタイミングと、有限遠の照射光の点滅と消灯の切り換えレートに応じたタイミングの各々で実行される。その結果、無限遠の照射光による反射特性の分布と、有限遠の照射光による反射特性の分布が適切に区別される。
第1検査処理のS6では、制御部50は、被検眼Eの角膜のうち、照射光学系400によってされた照射光をイベントベースセンサ20に向けて反射した反射位置の分布の情報を、解析情報として取得する。被検眼Eの角膜のうち、照射光をイベントベースセンサ20に向けて反射した反射位置の分布は、イベントベースセンサ20が二次元撮影素子に置き換えられた場合の、撮影画像に写る角膜指標の位置の分布に近似または一致する。従って、眼科装置1は、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、角膜における反射位置の分布の解析情報を取得することで、従来の角膜指標の位置の分布を用いる制御と同様の制御(例えば、S29で後述するアライメントの制御等)を適切に実行することができる。
制御部50は、S5で取得されたイベントベースセンサ20からの出力情報を処理することで、イベントベースセンサ20が受光した光の輝度変化の二次元分布を示す輝度変化分布画像を生成する(S7)。輝度変化分布画像によると、被検眼E(第1検査処理では角膜)における光の輝度変化の二次元分布が適切に把握される。なお、本実施形態のS7では、制御部50は、S6で取得した光の反射特性の分布情報を画像化することで、輝度変化分布画像を生成している。
制御部50は、S6で取得された光の反射特性の分布(本実施形態では、S7で生成された輝度変化分布画像)を、二次元撮影素子204によって撮影された被検眼Eの画像に重畳させて、表示部(例えばモニタ16等)に表示させる(S8)。従って、検者は、イベントベースセンサ20の出力情報に基づいて取得された反射特性の分布を、被検眼Eの撮影画像上で適切に把握することができる。例えば、反射特性の分布の位置ずれ等も視覚的に捉えやすくなる。よって、例えば、検者は、表示された重畳画像を確認しながら、被検眼Eに対する検眼ユニット12の相対位置を手動で調整することで、アライメントを適切に実行することも可能である。また、反射特性の分布が重畳された被検眼の画像を処理する場合にも、処理結果が高い精度で取得され易くなる。
図5は、第1検査処理において生成される輝度変化分布画像の重畳画像の一例を示す。図5に示すように、第1検査処理において生成される重畳画像では、角膜における照射光の反射位置の分布が、被検眼Eの前眼部の撮影画像上に重畳表示されている。
制御部50は、S6およびS7で取得された角膜における反射位置の分布に基づいて相対位置移動部13(図1参照)を駆動させることで、被検眼Eに対する検眼ユニット12の相対的な位置調整(アライメント)を自動的に実行する(S9)。その結果、高い時間分解能でのアライメントが、不要な外乱光の影響が抑制された状態で実行される。
前述したように、本実施形態のS5~S7では、無限遠の照射光による反射特性の分布と、有限遠の照射光による反射特性の分布が適切に区別される。従って、S9では、制御部50は、有限遠の照射光の反射位置と、無限遠の照射光の反射位置を明確に区別したうえで、高い精度でアライメントを行うことができる。
次いで、制御部50は、被検眼Eの検査を開始するトリガ(例えば、ユーザからの検査開始指示、または、アライメントの完了信号等)が入力されたか否かを判断する(S11)。トリガが入力されていなければ(S11:NO)、処理はS5へ戻り、S5~S11の処理が繰り返されてアライメントが継続される。検査を開始するトリガが入力されると(S11)、制御部50は、検眼ユニット12による被検眼Eの検査を実行し(S12)、第1検査処理は終了する。
(第2検査処理)
図6および図7を参照して、第1実施形態の眼科装置1が実行する第2検査処理について説明する。第2検査処理では、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、虹彩の中央に位置する瞳孔の位置が検出される。検出された瞳孔の位置に基づいて、被検眼Eに対する検眼ユニット12の相対的な位置調整(アライメント)が実行される。第2検査処理は、記憶装置(メモリ55等)に記憶された眼科装置制御プログラムに従って、眼科装置1の制御部50によって実行される。なお、以下の説明では、第1検査処理で説明した技術と同様の技術を採用できる部分については、説明を省略または簡略化する。
図6および図7を参照して、第1実施形態の眼科装置1が実行する第2検査処理について説明する。第2検査処理では、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、虹彩の中央に位置する瞳孔の位置が検出される。検出された瞳孔の位置に基づいて、被検眼Eに対する検眼ユニット12の相対的な位置調整(アライメント)が実行される。第2検査処理は、記憶装置(メモリ55等)に記憶された眼科装置制御プログラムに従って、眼科装置1の制御部50によって実行される。なお、以下の説明では、第1検査処理で説明した技術と同様の技術を採用できる部分については、説明を省略または簡略化する。
図6に示すように、制御部50は、イベントベースセンサ20の各ピクセル21が光の輝度変化を検出するための閾値を、光の反射特性の分布情報を取得する対象(第2検査処理では、虹彩における照射光の反射特性の分布)に応じた閾値に設定する(S21)。前述したように、S21において設定される閾値は、第1検査処理(図4参照)のS1で設定される閾値よりも小さい。
制御部50は、照射光学系400から被検眼Eに対して照射される照射光の強さを、時間と共に繰り返し増減させ続ける増減照射を実行する(S22)。照射光の強さを時間と共にリニアに増減させ続けると、イベントベースセンサ20に向けて照射光が反射される部位では、照射光の強さの増減に伴って、受光される光の輝度は変化する。一方で、イベントベースセンサ20に向けて照射光が反射されない部位では、照射光の強さを増減させても、受光される光の輝度は当然ながら変化しない。つまり、照射光の強さを増減させることで、被検眼Eにおける光の反射特性(第1実施形態では、イベントベースセンサに向けて光が反射される度合いの特性)の分布が、イベントベースセンサ20による出力結果に表れる。従って、眼科装置1は、照射光の強さを増減させることで、被検眼Eにおける光の反射特性の分布に関する解析情報を、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて適切に取得することができる。また、イベントベースセンサ20の出力に基づいて解析情報を取得することで、二次元撮影素子を用いる場合とは異なり、不要な外乱光の影響が抑制された解析情報が取得される。さらに、照射光の強さは増減されるものの、照射光は継続して照射され続けるので、制御部50は、高い時間分解能で連続して解析情報を取得することが可能である。
本実施形態のS22では、制御部50は、照射光学系400が備える少なくとも2種類の光源の、各々の照射光の強さの増減タイミングを、異なる増減タイミングとする。詳細には、本実施形態のS22では、制御部50は、無限遠光照射光学系401が備える光源と、有限遠光照射光学系402が備える光源を、互いに異なるタイミングで増減させる。その結果、複数種類の光源の各々の光量増減タイミングに応じて、イベントベースセンサ20によって出力される正負情報が光源毎に変化する。従って、取得される光の反射特性の分布の情報が、光源毎に変化する。よって、光の反射特性の分布が、反射された光を出射した光源毎に区別される。つまり、本実施形態では、無限遠光照射光学系401によって照射された無限遠の照射光による反射特性の分布と、有限遠光照射光学系402によって照射された有限遠の照射光による反射特性の分布が適切に区別される。
なお、複数種類の光源の各々の光量増減タイミングを変化させるための具体的な方法は適宜選択できる。本実施形態では、2種類の光源(無限遠の照射光を出射する光源と、有限遠の照射光を出射する光源)のうち、一方の種類の光源の光量を増加させる期間と、他方の種類の光源の光量を減少させる期間が一致するように、各々の光量増減タイミングが設定されている。従って、一方の光源による照射光がイベントベースセンサ20に向けて反射する位置と、他方の光源による照射光がイベントベースセンサ20に向けて反射する位置が重複していなければ、一方の種類の光源による正負情報と、他方の種類の光源による正負情報が逆になる。よって、光の反射特性の分布が、光源の種類に応じてより正確に区別され易くなる。
制御部50は、二次元撮影素子204による被検眼Eの画像(本実施形態では動画像)の撮影を開始させる(S23)。次いで、制御部50は、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、被検眼Eに関する位置、変位、形状、および組織の状態の少なくともいずれかを示す解析情報(第2検査処理では、被検眼Eに関する位置および形状を示す光の反射特性の分布情報)を取得する(S25,S26)。詳細には、制御部50は、イベントベースセンサ20によって出力される情報に基づいて、被検眼Eの反射特性の分布情報を解析情報として取得する(S25)。
制御部50は、イベントベースセンサ20からの出力情報を処理することで、イベントベースセンサ20が受光した光の輝度変化の二次元分布を示す輝度変化分布画像を生成する(S26)。輝度変化分布画像によると、被検眼E(第2検査処理では虹彩)における光の輝度変化の二次元分布が適切に把握される。なお、本実施形態のS26では、制御部50は、S25で取得した光の反射特性の分布情報を画像化することで、輝度変化分布画像を生成している。
制御部50は、S25で取得された光の反射特性の分布(本実施形態では、S26で生成された輝度変化分布画像)を、二次元撮影素子204によって撮影された被検眼Eの画像に重畳させて、表示部(例えばモニタ16等)に表示させる(S27)。従って、検者は、イベントベースセンサ20の出力情報に基づいて取得された反射特性の分布を、被検眼Eの撮影画像上で適切に把握することができる。よって、例えば、検者は、表示された重畳画像を確認しながら、被検眼Eに対する検眼ユニット12の相対位置を手動で調整することで、アライメントを適切に実行することも可能である。また、反射特性の分布が重畳された被検眼の画像を処理する場合にも、より結果が高い精度で取得され易くなる。
図7は、第2検査処理において生成される輝度変化分布画像の重畳画像の一例を示す。図7に示すように、第2検査処理において生成される重畳画像では、虹彩における照射光の反射位置の分布が、被検眼Eの前眼部の撮影画像上に重畳表示されている。また、図7に示す重畳画像では、虹彩の中央部の瞳孔の位置が明確に表れている。
制御部50は、S25で取得された反射特性の分布情報、または、S26で生成された輝度変化分布画像に基づいて、虹彩の中央部の瞳孔の位置を検出する(S28)。瞳孔位置の検出には、例えば、公知の画像処理(エッジ検出等)等を利用することができる。制御部50は、S28で検出した瞳孔の位置の情報に基づいて相対位置移動部13(図1参照)を駆動させることで、被検眼Eの瞳孔に対する検眼ユニット12の相対的な位置調整(アライメント)を自動的に実行する(S29)。その結果、高い時間分解能でのアライメントが、不要な外乱光の影響が抑制された状態で実行される。
次いで、制御部50は、被検眼Eの検査を開始するトリガが入力されたか否かを判断する(S31)。トリガが入力されていなければ(S31:NO)、処理はS25へ戻り、S25~S31の処理が繰り返されてアライメントが継続される。検査を開始するトリガが入力されると(S31)、制御部50は、検眼ユニット12による被検眼Eの検査を実行し(S32)、第2検査処理は終了する。
<第2実施形態>
図8および図9を参照して、第2実施形態の眼科装置60について説明する。第2実施形態の眼科装置60は、被検眼Eの眼底の生体組織を被検体として取得されたOCT信号を処理することで、眼底の断層画像等を取得することができる。
図8および図9を参照して、第2実施形態の眼科装置60について説明する。第2実施形態の眼科装置60は、被検眼Eの眼底の生体組織を被検体として取得されたOCT信号を処理することで、眼底の断層画像等を取得することができる。
(概略構成)
図1を参照して、第2実施形態の眼科装置60の概略構成について説明する。第2実施形態の眼科装置60は、OCT部(検眼ユニット)70と制御部90を備える。OCT部70は、OCT光源71、カップラー(光分割器)72、測定光学系73、参照光学系80、受光素子82、照射光学系83、およびイベントベースセンサ84を備える。
図1を参照して、第2実施形態の眼科装置60の概略構成について説明する。第2実施形態の眼科装置60は、OCT部(検眼ユニット)70と制御部90を備える。OCT部70は、OCT光源71、カップラー(光分割器)72、測定光学系73、参照光学系80、受光素子82、照射光学系83、およびイベントベースセンサ84を備える。
OCT光源71は、OCT信号を取得するための光(OCT光)を出射する。カップラー72は、OCT光源71から出射されたOCT光を、測定光と参照光に分割する。また、本実施形態のカップラー72は、被検体の生体組織(本実施形態では被検眼Eの眼底組織)によって反射された測定光と、参照光学系80によって生成された参照光を合波して干渉させる。つまり、本実施形態のカップラー72は、OCT光を測定光と参照光に分岐する分岐光学素子と、測定光の反射光と参照光を合波する合波光学素子を兼ねる。なお、分岐光学素子および合波光学素子の少なくともいずれかの構成を変更することも可能である。例えば、カップラー以外の素子(例えば、サーキュレータ、ビームスプリッタ等)が使用されてもよい。
測定光学系73は、カップラー72によって分割された測定光を被検体に導くと共に、被検体によって反射された測定光をカップラー72に戻す。測定光学系73は、検査位置移動部74およびフォーカス調整部77を備える。検査位置移動部74は、OCT部(検眼ユニット)70による検査位置を移動させる。一例として、本実施形態の検査位置移動部74は、検査のための光(OCT測定光)の照射位置を移動させる照射位置移動部である。詳細には、本実施形態の検査位置移動部74は、駆動部75によって駆動されることで、測定光の光軸に交差する二次元方向に測定光を走査(偏向)させる走査部(光スキャナ)である。本実施形態では、互いに異なる方向に測定光を偏向させることが可能な2つのガルバノミラーが、検査位置移動部74として用いられている。しかし、光を偏向させる別のデバイス(例えば、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ、音響光学素子等の少なくともいずれか)が検査位置移動部74として用いられてもよい。フォーカス調整部77は、照射光学系76が備える光学部材(例えばレンズ)を測定光の光軸に沿う方向に移動させることで、測定光のフォーカスを調整する。
参照光学系80は、参照光を生成してカップラー72に戻す。本実施形態の参照光学系80は、カップラー72によって分割された参照光を反射光学系(例えば、参照ミラー)によって反射させることで、参照光を生成する。しかし、参照光学系80の構成も変更できる。例えば、参照光学系80は、カップラー72から入射した光を反射させずに透過させて、カップラー72に戻してもよい。参照光学系80は、測定光と参照光の光路長差を変更する光路長差調整部81を備える。本実施形態では、参照ミラーが光軸方向に移動されることで、光路長差が変更される。なお、光路長差を変更するための構成は、測定光学系73の光路中に設けられていてもよい。
受光素子82は、カップラー72によって生成された測定光と参照光の干渉光を受光することで、干渉信号を検出する。本実施形態では、フーリエドメインOCTの原理が採用されている。フーリエドメインOCTでは、干渉光のスペクトル強度(スペクトル干渉信号)が受光素子82によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって複素OCT信号が取得される。フーリエドメインOCTの一例として、Spectral-domain-OCT(SD-OCT)、Swept-source-OCT(SS-OCT)等を採用できる。また、例えば、Time-domain-OCT(TD-OCT)等を採用することも可能である。
また、本実施形態では、測定光のスポットが、検査位置移動部74によって二次元の測定領域内で走査されることで、三次元のOCTデータ(例えば三次元断層画像)が取得される。しかし、三次元のOCTデータを取得する原理を変更することも可能である。例えば、ラインフィールドOCT(以下、「LF-OCT」という)の原理によって三次元のOCTデータが取得されてもよい。LF-OCTでは、組織において一次元方向に延びる照射ライン上に測定光が同時に照射され、測定光の反射光と参照光の干渉光が、一次元受光素子(例えばラインセンサ)または二次元受光素子によって受光される。二次元の測定領域内において、照射ラインに交差する方向に測定光が走査されることで、三次元のOCTデータが取得される。
照射光学系83は、被検眼Eに対して照射光を照射する。イベントベースセンサ84は、各ピクセルに入射する光の輝度の時間変化を検出し、輝度が変化したピクセルの情報を、他のピクセルとは非同期で出力する。第2実施形態のイベントベースセンサ84には、第1実施形態のイベントベースセンサ20(図3参照)と同様のセンサを採用できる。従って、第2実施形態では、イベントベースセンサ84の詳細な説明は省略する。なお、第2実施形態の照射光学系83は、強さが一定の照射光を常時照射する。この場合、照射光学系83から出射された照射光が、光路中の光学部材(例えばレンズ等)によって反射されて、反射光がイベントベースセンサ84に入射しても、入射する反射光の強さが一定であるため、光学部材による照射光の反射光は、イベントベースセンサ84による輝度の変化の検出には影響を与えない。従って、第2実施形態の眼科装置60では、照射光学系83の光源は筐体の内部に設けられている。照射光学系83は、光学部材を介して照射光を被検眼Eに向けて照射する。
制御部90は、CPU(プロセッサ)、RAM、およびROMを備える。CPUは、眼科装置60における各種制御を行う。RAMは、各種の情報を一時的に記憶する。ROMには、CPUが実行する各種プログラム等が記憶されている。眼科装置60を制御する眼科装置制御プログラムは、ROM等に記憶されていてもよい。
(トラッキング処理)
図9を参照して、第2実施形態の眼科装置60が実行するトラッキング処理について説明する。トラッキング処理では、イベントベースセンサ84によって出力される情報に基づいて、被検眼Eの特定の部位(第2実施形態では眼底)の変位に対して、OCT部(検眼ユニット)70による検査位置を追従させるトラッキングが実行される。トラッキング処理は、記憶装置に記憶された眼科装置制御プログラムに従って、眼科装置60の制御部90によって実行される。
図9を参照して、第2実施形態の眼科装置60が実行するトラッキング処理について説明する。トラッキング処理では、イベントベースセンサ84によって出力される情報に基づいて、被検眼Eの特定の部位(第2実施形態では眼底)の変位に対して、OCT部(検眼ユニット)70による検査位置を追従させるトラッキングが実行される。トラッキング処理は、記憶装置に記憶された眼科装置制御プログラムに従って、眼科装置60の制御部90によって実行される。
まず、制御部90は、イベントベースセンサ84の各ピクセルが光の輝度変化を検出するための閾値を、解析情報(本実施形態では、眼底の変位を示す変位情報)を取得する対象(第2実施形態では眼底)に応じた閾値に設定する(S41)。制御部90は、強さが一定の照射光を、照射光学系83から被検眼Eの眼底に対して常時照射する(S42)。
次いで、制御部90は、イベントベースセンサ84によって出力される情報に基づいて、特定部位(眼底)の変位を示す変位情報を解析情報として取得する(S43)。詳細には、制御部90は、正負情報(プラスイベント情報またはマイナスイベント情報)を出力したイベントベースセンサ84のピクセルの位置情報に基づいて、被検眼Eの眼底の変位を示す変位情報を取得する。前述したように、イベントベースセンサ84によると、従来用いられていた二次元撮影素子よりも高い時間分解能で輝度の変化が検出される。従って、制御部90は、正負情報を出力したピクセルの位置に基づいて、眼底の変位を示す変位情報(例えばベクトル情報等)を取得することで、高い時間分解能で眼底の変位(例えば、変位方向と変位量)を把握することができる。制御部90は、S43で取得した変位情報に基づいて検査位置移動部74を駆動させることで、眼底の変位に対して検査位置を追従させる(S44)。トラッキングを終了させるトリガが入力されるまで(S45:NO)、S43~S45の処理が繰り返される。終了のトリガが入力されると(S45:YES)、トラッキング処理は終了する。
<変形例>
上記実施形態で開示された技術は一例に過ぎない。従って、上記実施形態で例示された技術を変更することも可能である。まず、上記実施形態で例示した複数の技術の一部のみを選択的に眼科装置に採用することも可能である。また、第1検査処理では、角膜における照射光の反射位置の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光を点滅させる。しかし、眼科装置1は、角膜における照射光の反射位置の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光の強さを時間と共に増減させてもよい。また、第2検査処理では、虹彩における照射光の反射特性の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光の強さを時間と共に増減させる。しかし、眼科装置1は、虹彩における照射光の反射特性の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光を点滅させてもよい。
上記実施形態で開示された技術は一例に過ぎない。従って、上記実施形態で例示された技術を変更することも可能である。まず、上記実施形態で例示した複数の技術の一部のみを選択的に眼科装置に採用することも可能である。また、第1検査処理では、角膜における照射光の反射位置の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光を点滅させる。しかし、眼科装置1は、角膜における照射光の反射位置の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光の強さを時間と共に増減させてもよい。また、第2検査処理では、虹彩における照射光の反射特性の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光の強さを時間と共に増減させる。しかし、眼科装置1は、虹彩における照射光の反射特性の分布情報を取得するために、照射光学系400から照射される照射光を点滅させてもよい。
第2実施形態では、OCT部(検眼ユニット)70による眼底の検査位置を移動させる検査位置移動部74として、検査のための光の照射位置を移動させる照射位置移動部が用いられている。しかし、被検眼Eに対する検眼ユニットの相対位置を移動させる相対位置移動部が、検査位置移動部として利用されてもよい。また、被検眼Eの前眼部の変位に対して検査位置を追従させるために、本開示で例示した技術を採用することも可能である。
第1実施形態および第2実施形態の眼科装置が備えるイベントベースセンサは1つである。しかし、眼科装置は、イベントベースセンサを複数備えていてもよい。例えば、第1実施形態では、二次元撮影素子204に変えてイベントベースセンサを設置することで、被検眼の同一の範囲における光の輝度変化の情報が、複数のイベントベースセンサの各々によって取得されてもよい。複数のイベントベースセンサの利用方法も適宜選択できる。一例として、イベントベースセンサのピクセルが光の輝度の変化を検出するための閾値を、複数のイベントベースセンサの間で異なる値とすることで、反射特性の分布を取得する対象が複数存在する場合でも、複数の対象についての反射特性の分布を同時並行で取得することも可能となる。
第1検査処理で例示したように、照射光の反射特性の分布情報を取得する対象を角膜とする場合、眼科装置の制御部は、イベントベースセンサの閾値を、所定の大きさの第1閾値に設定してもよい。一方で、反射特性の分布情報を取得する対象に、角膜だけでなく角膜以外の部位も含める場合、制御部は、第1閾値よりも小さい第2閾値を設定してもよい。ここで、制御部は、第2閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報と、第1閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報を比較処理することで、角膜以外の被検眼の部位についての反射特性の分布情報を識別または分離してもよい。この場合、被検眼の検査がさらに適切に実行され易くなる。また、同様の手法で、有限遠の照射光による反射位置の分布情報と、無限遠の照射光による反射位置の分布情報を識別または分離することも可能である。
また、眼科装置の制御部は、被検眼の組織のうち、混濁が生じる可能性がある特定組織(例えば水晶体等)による反射光の反射特性の分布情報(特定組織による反射光の輝度変化の情報を含む輝度変化分布画像でもよい)を処理することで、特定組織の状態(例えば、特定組織に混濁が生じているか否か、または、特定組織における混濁の程度等)を示す解析情報を取得することができる。混濁が生じていなければ、特定組織による反射光の強さは小さくなるが、混濁が生じている程、特定組織による反射光の強さは大きくなる。従って、反射特性の分布情報、または輝度変化分布画像を処理することで、特定組織における混濁の状態が適切に把握される。また、制御部は、反射特性の分布情報、または輝度変化分布画像を処理することで、特定組織において混濁が生じている位置の情報を、解析情報として取得することも可能である。
また、眼科装置の制御部は、制御部は、イベントベースセンサの閾値を、所定の大きさの第3閾値に設定することで、角膜の前面の反射特性の分布情報を取得してもよい。制御部は、第3閾値よりも小さい第4閾値を設定することで、角膜の前面と後面の両方の反射特性の分布情報を取得してもよい。制御部は、第4閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報と、第3閾値を設定した状態で取得した反射特性の分布情報を比較処理することで、角膜の後面の位置または形状等を取得してもよい。
1 眼科装置
12 検眼ユニット
13 相対位置移動部
20 イベントベースセンサ
21 ピクセル
50 制御部
60 眼科装置
70 OCT部(検眼ユニット)
74 検査位置移動部
83 照射光学系
84 イベントベースセンサ
90 制御部
200 輝度変化検出光学系
204 二次元撮影素子
400 照射光学系
12 検眼ユニット
13 相対位置移動部
20 イベントベースセンサ
21 ピクセル
50 制御部
60 眼科装置
70 OCT部(検眼ユニット)
74 検査位置移動部
83 照射光学系
84 イベントベースセンサ
90 制御部
200 輝度変化検出光学系
204 二次元撮影素子
400 照射光学系
Claims (12)
- 被検眼の検査を行う眼科装置であって、
前記被検眼に対して照射光を照射する照射光学系と、
前記照射光学系によって照射された照射光の、前記被検眼による反射光を受光するセンサと、
制御部と、
を備え、
前記センサは、受光した光の輝度の閾値を超える変化をピクセル毎に検出して出力するイベントベースセンサであり、
前記制御部は、
前記イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、前記被検眼に関する位置、変位、形状、および組織の状態の少なくともいずれかを示す解析情報を取得することを特徴とする眼科装置。 - 請求項1に記載の眼科装置であって、
前記照射光学系は、前記解析情報の取得中に、前記被検眼に対して照射する照射光を点滅させる点滅照射を実行し、
前記制御部は、
前記照射光学系によって前記点滅照射が実行されている間に前記イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、前記被検眼における光の反射特性の分布の情報を、前記解析情報として取得することを特徴とする眼科装置。 - 請求項2に記載の眼科装置であって、
前記制御部は、
前記照射光学系による前記点滅照射の、点灯と消灯を切り替えるレートに応じたレートで、前記イベントベースセンサによって出力される情報を処理して前記光の反射特性の分布の情報を取得することを特徴とする眼科装置。 - 請求項2または3に記載の眼科装置であって、
前記照射光学系は、照射光を出射する光源を複数備え、
少なくとも2つの前記光源の、各々の前記点滅の周期が互いに異なることを特徴とする眼科装置。 - 請求項1に記載の眼科装置であって、
前記照射光学系は、前記解析情報の取得中に、前記被検眼に対して照射する照射光の強さを時間と共に増減させる増減照射を実行し、
前記制御部は、
前記照射光学系によって前記増減照射が実行されている間に前記イベントベースセンサによって出力される情報に基づいて、前記被検眼における光の反射特性の分布の情報を、前記解析情報として取得することを特徴とする眼科装置。 - 請求項5に記載の眼科装置であって、
前記イベントベースセンサは、発生した輝度の変化が増加および減少のいずれであるかを示す正負情報を前記ピクセル毎に出力し、
前記照射光学系は、照射光を出射する光源を複数備え、
少なくとも2つの前記光源の、各々の照射光の強さの増減タイミングが互いに異なることを特徴とする眼科装置。 - 請求項2から6のいずれかに記載の眼科装置であって、
前記照射光学系は、前記被検眼の角膜に対して照射光を照射し、
前記イベントベースセンサは、前記被検眼の前記角膜によって反射された反射光を受光可能に配置され、
前記制御部は、
前記被検眼の前記角膜のうち、前記イベントベースセンサによって受光される方向に照射光を反射した反射位置の分布の情報を、前記解析情報として取得することを特徴とする眼科装置。 - 請求項2から7のいずれかに記載の眼科装置であって、
前記被検眼のうち、前記イベントベースセンサによって光の輝度の変化が検出される領域と重複する領域を少なくとも撮影する二次元撮影素子をさらに備え、
前記制御部は、
前記イベントベースセンサの出力情報に基づいて取得された、前記被検眼における光の反射特性の分布を、前記二次元撮影素子によって撮影された前記被検眼の画像に重畳させて表示部に表示させることを特徴とする眼科装置。 - 請求項2から8のいずれかに記載の眼科装置であって、
前記制御部は、
前記イベントベースセンサの前記ピクセルが、光の輝度の変化を検出するための前記閾値を、前記反射特性の分布の情報を取得する対象に応じて変化させることを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から9のいずれかに記載の眼科装置であって、
前記イベントベースセンサを複数備えることを特徴とする眼科装置。 - 請求項1に記載の眼科装置であって、
前記被検眼に対する検査を実行する検眼ユニットと、
前記検眼ユニットによる検査位置を移動させる検査位置移動部と、
をさらに備え、
前記イベントベースセンサは、発生した輝度の変化が増加および減少のいずれであるかを示す正負情報を前記ピクセル毎に出力し、
前記照射光学系は、前記解析情報の取得中に、強さが一定の照射光を前記被検眼に対して常時照射し、
前記制御部は、
前記正負情報を出力した前記ピクセルの位置に基づいて、前記被検眼の特定の部位の変位を示す変位情報を前記解析情報として取得し、
取得した前記変位情報に基づいて前記検査位置移動部を駆動させることで、前記特定の部位の変位に対して前記検査位置を追従させることを特徴とする眼科装置。 - 請求項1から11のいずれかに記載の眼科装置であって、
前記イベントベースセンサでは、複数の前記ピクセルが、受光する光の光軸に交差する二次元の領域内に並べて配置されており、
前記制御部は、
前記複数のピクセルの各々によって出力される情報を処理することで、受光した光の輝度の変化の二次元分布を示す輝度変化分布画像を生成することを特徴とする眼科装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024110793 | 2024-07-10 | ||
| JP2024-110793 | 2024-07-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2026014145A1 true WO2026014145A1 (ja) | 2026-01-15 |
Family
ID=98386369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/021424 Pending WO2026014145A1 (ja) | 2024-07-10 | 2025-06-13 | 眼科装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2026014145A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020151096A (ja) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社トプコン | 眼科装置 |
| US11176367B1 (en) * | 2019-05-01 | 2021-11-16 | Facebook Technologies, Llc | Apparatuses, systems, and methods for mapping a surface of an eye via an event camera |
| CN115316935A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-11-11 | 京东方科技集团股份有限公司 | 眼球检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
2025
- 2025-06-13 WO PCT/JP2025/021424 patent/WO2026014145A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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