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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-31
(45)【発行日】2024-11-11
(54)【発明の名称】眼科撮影装置
(51)【国際特許分類】
   A61B 3/10 20060101AFI20241101BHJP
   A61B 3/14 20060101ALI20241101BHJP
【FI】
A61B3/10 300
A61B3/14
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2020188392
(22)【出願日】2020-11-12
(65)【公開番号】P2022077565
(43)【公開日】2022-05-24
【審査請求日】2023-10-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000220343
【氏名又は名称】株式会社トプコン
(74)【代理人】
【識別番号】100124626
【弁理士】
【氏名又は名称】榎並 智和
(72)【発明者】
【氏名】山口 達夫
【審査官】増渕 俊仁
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-169671(JP,A)
【文献】特開2017-184788(JP,A)
【文献】特開2012-213555(JP,A)
【文献】特開2017-144074(JP,A)
【文献】特開2017-148241(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 3/00-3/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対物レンズと、
スキャナにより偏向された第1照明光を被検眼の所定部位に照射する第1照射系と、前記所定部位からの前記第1照明光の第1戻り光を受光する第1受光系とを含み、前記所定部位を前記第1照明光でスキャンすることにより前記第1照明光の戻り光の受光結果を取得する第1撮影系と、
前記所定部位に第2照明光を照射する第2照射系と、前記所定部位からの前記第2照明光の第2戻り光を受光する第2受光系とを含む第2撮影系と、
前記第1戻り光の受光結果に基づいて形成された第1画像と前記第2戻り光の受光結果に基づいて形成された第2画像とを用いて、前記第1画像におけるアーチファクトを含む所定領域が前記第2画像における前記所定領域に置き換わるように合成画像を形成する画像形成部と、
を含み、
前記第1照射系は、前記対物レンズを介して前記第1照明光を前記所定部位に照射し、
前記第2照射系は、前記対物レンズからの反射を除去する黒点板を含み、前記対物レンズを介して前記第2照明光を前記所定部位に照射する、眼科撮影装置。
【請求項2】
光スキャナにより偏向された第1照明光を被検眼の所定部位に照射する第1照射系と、前記所定部位からの前記第1照明光の第1戻り光を受光する第1受光系とを含み、前記所定部位を前記第1照明光でスキャンすることにより前記第1照明光の戻り光の受光結果を取得する第1撮影系と、
前記所定部位に第2照明光を照射する第2照射系と、前記所定部位からの前記第2照明光の第2戻り光を受光する第2受光系とを含む第2撮影系と、
前記第1戻り光の受光結果に基づいて形成された第1画像と前記第2戻り光の受光結果に基づいて形成された第2画像とを用いて、前記第1画像におけるアーチファクトを含む所定領域が前記第2画像における前記所定領域に置き換わるように合成画像を形成する画像形成部と、
前記第1照明光の光路と前記第2照明光の光路とを結合する光路結合部材と、
を含み、
前記第1照射系、前記第1受光系、及び前記第2受光系は、前記光路結合部材の透過方向に配置され、
前記第2照射系は、前記光路結合部材の反射方向に配置されている、眼科撮影装置。
【請求項3】
光スキャナにより偏向された第1照明光を被検眼の所定部位に照射する第1照射系と、前記所定部位からの前記第1照明光の第1戻り光を受光する第1受光系とを含み、前記所定部位を前記第1照明光でスキャンすることにより前記第1照明光の戻り光の受光結果を取得する第1撮影系と、
前記所定部位に第2照明光を照射する第2照射系と、前記所定部位からの前記第2照明光の第2戻り光を受光する第2受光系とを含む第2撮影系と、
前記第1戻り光の受光結果に基づいて形成された第1画像と前記第2戻り光の受光結果に基づいて形成された第2画像とを用いて、前記第1画像におけるアーチファクトを含む所定領域が前記第2画像における前記所定領域に置き換わるように合成画像を形成する画像形成部と、
前記第1撮影系を用いて前記第1画像を取得する第1撮影制御と、前記第2撮影系を用いて前記第2画像を取得する第2撮影制御とを同時に実行する制御部と、
を含む、眼科撮影装置。
【請求項4】
光スキャナを含み前記光スキャナにより偏向された第1照明光を被検眼の所定部位に照射する第1照射系と、前記所定部位からの前記第1照明光の第1戻り光を受光する第1受光系とを含み、前記所定部位を前記第1照明光でスキャンすることにより前記第1照明光の戻り光の受光結果を取得する第1撮影系と、
前記所定部位に第2照明光を照射する第2照射系と、前記所定部位からの前記第2照明光の第2戻り光を受光する第2受光系とを含む第2撮影系と、
前記第1戻り光の受光結果に基づいて形成された第1画像と前記第2戻り光の受光結果に基づいて形成された第2画像とを用いて、前記第1画像におけるアーチファクトを含む所定領域が前記第2画像における前記所定領域に置き換わるように合成画像を形成する画像形成部と、
を含み、
前記第1受光系及び前記第2受光系のいずれか一方は、前記第1戻り光を受光すると共に前記第2戻り光を受光するエリアセンサを含む、眼科撮影装置。
【請求項5】
前記第1撮影系を用いて前記第1画像を取得する第1撮影制御と、前記第2撮影系を用いて前記第2画像を取得する第2撮影制御とを異なるタイミングで実行する制御部を含む
ことを特徴とする請求項4に記載の眼科撮影装置。
【請求項6】
前記第1照射系は、前記第1照明光の光路に配置され前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能な視野絞りを含む
ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
【請求項7】
前記第1撮影系は、ライン状の前記第1照明光を前記所定部位に照射し、前記所定部位における前記第1照明光の照射範囲に対応した受光面の開口範囲で前記第1戻り光を受光するように構成される
ことを特徴とする請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
【請求項8】
前記第1照射系の光軸方向における前記第1照明光の第1焦点位置は、前記第2照射系の光軸方向における前記第2照明光の第2焦点位置と異なるように設定される
ことを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
【請求項9】
前記第1撮影系により設定される前記第1焦点位置と前記第2撮影系により設定される前記第2焦点位置との差があらかじめ決められている
ことを特徴とする請求項8に記載の眼科撮影装置。
【請求項10】
前記第1焦点位置は、前記所定部位における撮影中心に相当する位置であり、
前記第2焦点位置は、前記撮影中心を含む中心部の外側の周辺部の部位に相当する位置である
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の眼科撮影装置。
【請求項11】
前記第1撮影系の撮影倍率は、前記第2撮影系の撮影倍率と略等しい
ことを特徴とする請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
【請求項12】
前記合成画像は、前記所定部位における撮影中心を含む中心部に前記第2画像における前記中心部に相当する画像領域が配置され、前記中心部の外側の周辺部に前記第1画像における前記周辺部に相当する画像領域が配置される
ことを特徴とする請求項1~請求項11のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
【請求項13】
前記所定部位は、眼底である
ことを特徴とする請求項1~請求項12のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、眼科撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
眼底検査は、眼底の血管、網膜、視神経等の状態を調べる検査であり、眼疾患だけではなく様々な疾患の早期発見や疾患の状態の観察に用いられる。このような眼底検査では、医師等が眼底鏡を用いて眼底を直接観察したり、医師等が眼底カメラ又は走査型レーザー検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope :以下、SLO)により取得された眼底像を観察したりする。眼底検査では、検査の精度や管理の観点で、広画角で高画質な眼底像が有用である。
【0003】
眼底カメラは、被検眼の眼底に照明光を照射し、眼底からの戻り光を受光することが眼底像を取得する眼科撮影装置である。SLOは、被検眼の眼球内をレーザー光で走査し、眼底からの反射光を検出することで眼底像を取得する眼科撮影装置である。SLOには、スポット状の光で眼底をスキャンするポイントスキャンSLOと、ライン状の光で眼底をスキャンするラインスキャンSLOとがある。
【0004】
一般に、眼底カメラは、小瞳孔の被検眼でも眼底撮影が可能なように構成される。しかしながら、撮影可能な瞳孔径サイズを小さくすると撮影画角を大きくすることができず、広画角化が困難である。
【0005】
一方、SLOは、一般に、眼底カメラよりも高コントラストで、広画角の眼底像を取得することができる。しかしながら、SLOでは、非特許文献1に開示されているように撮影中心とその周辺部で眼球光学系の収差の違いが大きくなるため、広画角化には瞳孔径サイズを小さくすることが求められる。それにより、SLOでは、撮影光学系、及び、角膜又は水晶体などの眼球光学系からの反射に起因した反射アーチファクトが顕著になる。
【0006】
例えば、特許文献1には、光軸付近の遮光領域が異なる2つの水晶体絞りを交換して取得された2つの画像を合成することにより、瞳孔径の小さい被検眼に対して広画角の画像を取得可能な眼底カメラが開示されている。
【0007】
例えば、特許文献2には、瞳分割面における照射ゾーンと検出ゾーンとの間のデッドゾーンの寸法を適切に設定することで、対物レンズの中心からの反射成分等に起因したアーチファクトを除去する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開2003-339643号公報
【文献】米国特許10582852号明細書
【非特許文献】
【0009】
【文献】David A. Atchison, “Anterior Corneal and internal contributions to peripheral aberrations of human eyes”, Optical Society of America, 2004年3月, Vol. 21, No. 3, pp.355-359
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特許文献1に開示された手法では、水晶体絞りを交換するための機構が必要になる上に、適用可能な瞳孔径サイズが水晶体絞りの遮光領域により制限されてしまう。また、特許文献1に開示された手法を適用しても画像の広画角化を図る場合に、光学設計が複雑になる。
【0011】
また、特許文献2に開示された手法では、対物レンズの中心からの反射成分等に起因したアーチファクトを除去できるものの、眼球光学系の収差に起因した画質の劣化を避けることはできない。
【0012】
以上のように、従来の手法では、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することが困難である。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的の1つは、広画角で被検眼の高画質な画像を取得するための新たな技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
実施形態に係る第1態様は、光スキャナを含み前記光スキャナにより偏向された第1照明光を被検眼の所定部位に照射する第1照射系と、前記所定部位からの前記第1照明光の第1戻り光を受光する第1受光系とを含む第1撮影系と、前記所定部位に第2照明光を照射する第2照射系と、前記所定部位からの前記第2照明光の第2戻り光を受光する第2受光系とを含む第2撮影系と、前記第1戻り光の受光結果に基づいて形成された第1画像と前記第2戻り光の受光結果に基づいて形成された第2画像との合成画像を形成する画像形成部と、を含む、眼科撮影装置である。
【0015】
実施形態に係る第2態様では、第1態様において、前記第1照射系は、前記第1照明光の光路に配置され前記所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能な視野絞りを含む。
【0016】
実施形態に係る第3態様は、第1態様又は第2態様において、対物レンズを含み、前記第1照射系は、前記対物レンズを介して前記第1照明光を前記所定部位に照射し、前記第2照射系は、前記対物レンズを介して前記第2照明光を前記所定部位に照射する。
【0017】
実施形態に係る第4態様では、第3態様において、前記第2照射系は、前記対物レンズからの反射を除去する黒点板を含む。
【0018】
実施形態に係る第5態様は、第1態様~第4態様のいずれかにおいて、前記第1照明光の光路と前記第2照明光の光路とを結合する光路結合部材を含み、前記第1照射系、前記第1受光系、及び前記第2受光系は、前記光路結合部材の透過方向に配置され、前記第2照射系は、前記光路結合部材の反射方向に配置されている。
【0019】
実施形態に係る第6態様は、第1態様~第5態様のいずれかにおいて、前記第1撮影系を用いて前記第1画像を取得する第1撮影制御と、前記第2撮影系を用いて前記第2画像を取得する第2撮影制御とを同時に実行する制御部を含む。
【0020】
実施形態に係る第7態様は、第1態様~第5態様のいずれかにおいて、前記第1受光系及び前記第2受光系のいずれか一方は、前記第1戻り光を受光すると共に前記第2戻り光を受光するエリアセンサを含む。
【0021】
実施形態に係る第8態様は、第7態様において、前記第1撮影系を用いて前記第1画像を取得する第1撮影制御と、前記第2撮影系を用いて前記第2画像を取得する第2撮影制御とを異なるタイミングで実行する制御部を含む。
【0022】
実施形態に係る第9態様では、第1態様~第8態様のいずれかにおいて、前記第1撮影系は、ライン状の前記第1照明光を前記所定部位に照射し、前記所定部位における前記第1照明光の照射範囲に対応した受光面の開口範囲で前記第1戻り光を受光するように構成される。
【0023】
実施形態に係る第10態様では、第1態様~第9態様のいずれかにおいて、前記第1照射系の光軸方向における前記第1照明光の第1焦点位置は、前記第2照射系の光軸方向における前記第2照明光の第2焦点位置と異なるように設定される。
【0024】
実施形態に係る第11態様では、第10態様において、前記第1撮影系により設定される前記第1焦点位置と前記第2撮影系により設定される前記第2焦点位置との差があらかじめ決められている。
【0025】
実施形態に係る第12態様では、第10態様又は第11態様において、前記第1焦点位置は、前記所定部位における撮影中心に相当する位置であり、前記第2焦点位置は、前記撮影中心を含む中心部の外側の周辺部の部位に相当する位置である。
【0026】
実施形態に係る第13態様では、第1態様~第12態様において、前記第1撮影系の撮影倍率は、前記第2撮影系の撮影倍率と略等しい。
【0027】
実施形態に係る第14態様では、第1態様~第13態様のいずれかにおいて、前記合成画像は、前記所定部位における撮影中心を含む中心部に前記第2画像における前記中心部に相当する画像領域が配置され、前記中心部の外側の周辺部に前記第1画像における前記周辺部に相当する画像領域が配置される。
【0028】
実施形態に係る第15態様では、第1態様~第14態様のいずれかにおいて、前記所定部位は、眼底である。
【0029】
なお、上記した複数の態様に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。
【発明の効果】
【0030】
本発明によれば、広画角で被検眼の高画質な画像を取得するための新たな技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
図1】第1実施形態に係る眼科撮影装置の構成の一例を示す概略図である。
図2】第1実施形態に係る眼科撮影装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
図3】第1実施形態に係る眼科撮影装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
図4】第1実施形態に係る眼科撮影装置を説明するための概略図である。
図5】第1実施形態に係る眼科撮影装置の動作を説明するための概略図である。
図6】第1実施形態に係る眼科撮影装置の動作を説明するための概略図である。
図7】第1実施形態に係る眼科装置の動作の一例を表すフローチャートである。
図8】第1実施形態に係る眼科撮影装置の動作を説明するための概略図である。
図9】第2実施形態に係る眼科装置の動作の一例を表すフローチャートである。
図10】第3実施形態に係る眼科撮影装置の構成の一例を示す概略図である。
図11】第3実施形態に係る眼科撮影装置の光学系の構成の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
この発明に係る眼科撮影装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態において、この明細書において引用されている文献に記載された技術を任意に援用することが可能である。
【0033】
実施形態に係る眼科撮影装置は、スキャニング撮影系(第1撮影系)とエリア撮影系(第2撮影系)とを含み、スキャニング撮影系を用いて得られたスキャニング撮影画像(第1画像)とエリア撮影系を用いて得られたエリア撮影画像(第2画像)との合成画像を取得する。具体的には、スキャニング撮影系は、光スキャナを含み、光スキャナにより偏向された第1照明光を被検眼の所定部位に照射する第1照射系と、所定部位からの第1照明光の第1戻り光を受光する第1受光系とを含む。エリア撮影系は、被検眼の所定部位に第2照明光を照射する第2照射系と、所定部位からの第2照明光の第2戻り光を受光する第2受光系とを含む。眼科撮影装置は、第1戻り光の受光結果に基づいて形成されたスキャニング撮影画像と第2戻り光の受光結果に基づいて形成されたエリア撮影画像との合成画像を形成する。眼科撮影装置は、スキャニング撮影画像におけるアーチファクト(ノイズ)を含む所定領域がエリア撮影画像における当該所定領域の対応領域に置き換えられた合成画像を形成することが可能である。所定領域は、例えば、画像における撮影中心を含む領域である。アーチファクトは、例えば、光学系等からの反射アーチファクトである。
【0034】
エリア撮影系は、被検眼の所定部位に照明光を照射し、所定部位からの照明光の戻り光を2次元センサで受光する。エリア撮影系の機能は、例えば、眼底カメラに設けられた撮影光学系により実現される。
【0035】
スキャニング撮影系は、被検眼の所定部位を照明光でスキャンし、所定部位からの照明光の戻り光を点受光素子、1次元センサ又は2次元センサで受光する。スキャニング撮影系の機能は、例えば、走査型レーザー検眼鏡(SLO)に設けられた撮影光学系により実現される。具体的には、スキャニング撮影系の機能は、スポット状の光で所定部位をスキャンするポイントスキャンSLO、又はライン状の光で所定部位をスキャンするラインスキャンSLOの機能を実現するSLO光学系により実現される。
【0036】
これにより、所定領域をエリア撮影系により得られた画像とし、所定領域以外の領域をスキャニング撮影系により得られた画像とする合成画像を取得することができる。その結果、被検眼の所定部位の画像において、反射アーチファクトが除去された所定領域を高い分解能と高い色再現性とで表現し、所定領域以外は広画角で高いコントラストで表現することができる。また、撮影可能な瞳孔径サイズが小さく、広画角で被検眼の高画質な画像を取得する眼科撮影装置を提供することができるようになる。
【0037】
撮影中心の例として、被検眼の所定部位において撮影光軸(例えば、照明光を照射する照射系の光軸、照明光の戻り光を受光する受光系の光軸)と交差する位置などがある。被検眼の所定部位の例として、眼底、前眼部などがある。
【0038】
実施形態に係る眼科撮影装置の制御方法は、上記の眼科撮影装置を制御する1以上のステップを含む。実施形態に係るプログラムは、実施形態に係る眼科撮影装置の制御方法の各ステップをコンピュータ(プロセッサ)に実行させる。実施形態に係る記録媒体は、実施形態に係るプログラムが記録された非一時的な記録媒体(記憶媒体)である。
【0039】
本明細書において、プロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array))等の回路を含む。プロセッサは、例えば、記憶回路又は記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。記憶回路又は記憶装置がプロセッサに含まれていてよい。また、記憶回路又は記憶装置がプロセッサの外部に設けられていてよい。
【0040】
いくつかの実施形態に係る眼科撮影装置は、眼底に固視標を投影する機能を備える。固視標には、内部固視標や外部固視標を用いることができる。
【0041】
以下、実施形態に係る眼科撮影装置は、被検眼の眼底の画像を取得する場合について説明するが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。実施形態に係る眼科撮影装置は、眼底以外の被検眼の所定部位(例えば、前眼部)の画像を取得する場合にも適用可能である。
【0042】
また、実施形態に係る眼科撮影装置は、眼底カメラの機能と、ラインスキャンSLOの機能とを有する場合について説明するが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。実施形態に係る構成は、眼底カメラの機能と、ポイントスキャンSLOの機能とを有する眼科撮影装置に適用することが可能である。
【0043】
以下、特に明記しない限り、被検者から見て左右方向をX方向とし、上下方向をY方向とし、前後方向(奥行き方向)をZ方向とする。X方向、Y方向及びZ方向は、3次元直交座標系を定義する。
【0044】
<第1実施形態>
[構成]
図1に、第1実施形態に係る眼科撮影装置の構成例のブロック図を示す。
【0045】
第1実施形態に係る眼科撮影装置1は、スキャニング撮影系とエリア撮影系とを用いて、被検眼Eの眼底Efにおいて任意に設定可能な撮影中心を含む所定領域を撮影する。眼科撮影装置1は、スキャニング撮影系により得られた画像における反射アーチファクトを含む所定領域が、エリア撮影系により得られたエリア撮影画像における当該所定領域の対応領域に置き換えられた合成画像を形成する。
【0046】
眼科撮影装置1は、光学系(装置光学系)10と、制御ユニット100と、データ処理ユニット200と、操作ユニット110と、表示ユニット120と、移動機構10Dとを含む。
【0047】
眼科撮影装置1は、眼底Efにおける照明光の焦点位置が互いに異なるように設定可能なスキャニング撮影系とエリア撮影系とを含み、スキャニング撮影画像とエリア撮影画像とを取得する。
【0048】
光学系10は、撮影光学系20と、前眼部観察光学系90と、光学素子M1と、対物レンズ11とを含む。撮影光学系20は、被検眼Eの眼底Efの画像(眼底像)を取得するために用いられる。前眼部観察光学系90は、被検眼Eの前眼部の画像(前眼部像)を取得するために用いられる。前眼部観察光学系90により取得された前眼部像は、例えば、被検眼Eに対する光学系10の位置合わせに用いられる。
【0049】
図1において、対物レンズ11は、被検眼Eに対向するように前眼部観察光学系90の光路(観察光軸、観察光路)と撮影光学系20の光路(撮影光軸、撮影光路)との結合光路上に配置される。ここで、観察光軸は、前眼部観察光学系90におけるイメージセンサが配置される光軸に相当する。また、撮影光軸は、撮影光学系20における後述のイメージセンサ51又は後述のイメージセンサ71が配置される光軸(又は、照明光の光路に沿った光軸)に相当する。
【0050】
光学素子M1は、前眼部観察光学系90の光路と撮影光学系20の光路とを結合したり、被検眼Eからの戻り光の光路を前眼部観察光学系90の光路と撮影光学系20の光路とに分離したりする。光学素子M1は、前眼部観察光学系90の光軸が撮影光学系20の光軸と略同軸になるように、これら光学系を結合することが望ましい。
【0051】
例えば、光学素子M1は、ビームスプリッタ(偏光ビームスプリッタ、ハーフミラー、部分的に反射部材が設けられた反射ミラー)、ダイクロイックミラー、又はダイクロイックビームスプリッタである。
【0052】
なお、前眼部観察光学系90が、後述のように光学系10の光軸(撮影光軸、照明光軸)から外れた2以上の位置から被検眼Eの前眼部を実質的に同時に撮影するための2以上の撮影部を備えている場合、光学系10において光学素子M1が省略される場合がある。
【0053】
対物レンズ11は、被検眼Eと光学素子M1との間に配置される。すなわち、光学系10は、各光学系に共通の対物レンズを含む。撮影光学系20に含まれるスキャニング撮影系は、対物レンズ11を介して照明光を眼底Efに照射し、撮影光学系20に含まれるエリア撮影系は、対物レンズ11を介して照明光を眼底Efに照射する。なお、光学系10において、対物レンズ11が省略されていてもよい。
【0054】
(前眼部観察光学系90)
前眼部観察光学系90は、照明光により照明されている被検眼Eの前眼部を観察するために用いられる。前眼部観察光学系90は、前眼部観察用の照明光学系を含む。前眼部観察用の照明光学系は、例えば、近赤外又は可視の波長領域の照明光を出力する。
【0055】
前眼部観察光学系90は、接眼レンズ及びイメージセンサの少なくとも一方を含む。接眼レンズは、被検眼Eの肉眼観察に用いられる。イメージセンサは、前眼部観察用の照明光学系が出力する照明光の戻り光を受光することで、被検眼Eの前眼部の正面画像の取得に用いられる。イメージセンサを用いて取得された画像は、イメージセンサからの検出信号を受けた制御ユニット100が表示ユニット120を制御することによって表示ユニット120の表示デバイスに表示される。
【0056】
例えば、図示しない前眼部照明光源からの照明光は、光学素子M1を透過し、対物レンズ11を介して被検眼Eの前眼部に導かれる。前眼部からの照明光の戻り光(反射光)は、対物レンズ11を透過し、光学素子M1を透過し、前眼部観察光学系90に導かれる。
【0057】
なお、前眼部観察光学系90は、光学素子M1を用いて撮影光学系20の光路に結合された光学系に限定されるものではない。例えば、前眼部観察光学系90は、撮影光学系20の光軸から外れた位置に配置され、対物レンズ11を介することなく被検眼Eの前眼部を撮影可能な光学系であってよい。
【0058】
いくつかの実施形態では、前眼部観察光学系90は、撮影光学系20の光軸から外れた方向から被検眼Eの前眼部に照明光を照射する前眼部照明光源と、撮影光学系20の光軸から外れた方向から実質的に同時に被検眼Eの前眼部を撮影する2以上の撮影部とを含む。この場合、2以上の撮影部を用いて、視差が設けられた2以上の撮影画像が取得される。取得された2以上の撮影画像に描出された前眼部の特徴部位の2以上の位置に基づいて公知の三角法を適用することにより、光学系10に対する被検眼Eの3次元的な位置関係が特定される。特定された3次元的な位置関係を用いて、被検眼Eに対する光学系10の位置合わせを行うことができる。上記の2以上の撮影部の少なくとも1つの機能は、撮影光学系20に含まれるイメージセンサにより実現されてもよい。
【0059】
(撮影光学系20)
撮影光学系20は、眼底Efのスキャニング撮影画像とエリア撮影画像の取得に用いられる。撮影光学系20は、スキャニング撮影系30と、エリア撮影系60とを含む。少なくともスキャニング撮影系30の光軸とエリア撮影系60の光軸とは、略同軸に結合され、対物レンズ11の光軸と略一致するように配置される。
【0060】
(スキャニング撮影系30)
スキャニング撮影系30は、眼底Efを照明光でスキャンし、眼底Efからの照明光の戻り光を受光する。
【0061】
スキャニング撮影系30は、スキャニング照明光学系40と、スキャニング系イメージセンサ50と、焦点位置変更部31と、光学素子M31、M32とを含む。
【0062】
スキャニング照明光学系40は、眼底Efをスキャンするための照明光を生成し、生成された照明光で眼底Efを照明する。スキャニング照明光学系40は、照明光源、レンズなどを含む。いくつかの実施形態では、照明光源は、SLD(Super Luminescent Diode)光源又は半導体レーザーを含み、中心波長が700nm~1000nmの波長範囲の波長成分を有する近赤外領域の波長領域の照明光を出力する。いくつかの実施形態では、照明光源は、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode)、ハロゲンランプ、又はキセノンランプを含み、中心波長が420nm~700nmの波長範囲の波長成分を有する可視領域の波長領域の照明光を出力する。いくつかの実施形態では、照明光源は、白色光源又はRGBの各色成分の光を出力可能な光源を含む。照明光源は、複数種類の光源を有していてもよい。この場合、アライメント用には近赤外光源、撮影には可視域の波長領域の光源などと、用途により複数種類の光源を切り替えて使用することも可能である。
【0063】
光学素子M32は、スキャニング照明光学系40からの照明光を偏向して、光学素子M31に導く。例えば、光学素子M32は、偏向ミラーである。
【0064】
光学素子M31は、光学素子M32により偏向された照明光を透過し、焦点位置変更部31に導く。また、光学素子M31は、焦点位置変更部31を通過した照明光の戻り光をスキャニング系イメージセンサ50に向けて反射する。例えば、光学素子M31は、ビームスプリッタ(偏光ビームスプリッタ、ハーフミラー、部分的に反射部材が設けられた反射ミラー)である。
【0065】
焦点位置変更部31は、スキャニング照明光学系40により生成された照明光の眼底Efにおける焦点位置を照明光軸方向(Z方向)に変更する。例えば、焦点位置変更部31は、光軸方向に移動可能な合焦レンズ、又は液晶レンズを含む。
【0066】
いくつかの実施形態では、焦点位置変更部31の機能は、スキャニング撮影系30を光軸方向に移動する移動機構により実現される。
【0067】
スキャニング系イメージセンサ50は、光学素子M31により反射された照明光の戻り光を受光するイメージセンサを含む。イメージセンサは、受光素子が2次元的に配列された2次元センサ(エリアセンサ)である。このようなイメージセンサは、相補型金属酸化膜半導体(Complementary Metal Oxide Semiconductor:以下、CMOS)イメージセンサ又は電荷結合素子(Charge Coupled Device:以下、CCD)イメージセンサにより実現される。スキャニング系イメージセンサ50における戻り光の受光面は、被検眼Eの眼底Efにおける撮影中心を含む中心部の外側の周辺領域と光学的に略共役な位置に配置可能である。スキャニング系イメージセンサ50における戻り光の受光面の撮影光軸方向の位置は、例えば、焦点位置変更部31と後述の焦点位置変更部61とを用いて、眼底Efにおける所望の部位と光学的に略共役な位置に配置されるように変更可能である。
【0068】
いくつかの実施形態では、スキャニング系イメージセンサ50は、制御ユニット100からの制御を受け、受光面において、眼底Efにおける照明光の照明領域に対応する開口範囲を設定することが可能である。開口範囲は、眼底Efにおける照明光の照明領域に対応する受光面における戻り光の照射範囲を含む範囲である。例えば、スキャニング照明光学系40がライン状の照明光を生成する場合に、スキャニング系イメージセンサ50は、眼底Efにおけるライン状の照明光の照射範囲に対応した受光面の開口範囲を設定可能である。すなわち、スキャニング撮影系30は、ライン状の照明光を眼底Efに照射し、眼底Efにおける照明光の照射範囲に対応した受光面の開口範囲で照明光の戻り光を受光するように構成される。これにより、開口範囲以外の範囲で受光される不要光の影響を受けることなく、開口範囲の受光素子により得られた受光結果に基づいて眼底Efの画像を形成し、眼底Efの画像の高画質化を図ることが可能になる。
【0069】
(エリア撮影系60)
エリア撮影系60は、眼底Efを照明光で照明し、眼底Efからの照明光の戻り光を受光する。
【0070】
エリア撮影系60は、エリア系イメージセンサ70と、エリア照明光学系80と、焦点位置変更部61と、光学素子M61、M62とを含む。
【0071】
エリア照明光学系80は、眼底Efを照明するための照明光を生成し、生成された照明光で眼底Efを照明する。エリア照明光学系80は、照明光源、レンズなどを含む。照明光源は、例えば、キセノンランプ又はハロゲンランプを含み、中心波長が420nm~700nmの波長範囲の波長成分を有する可視領域の波長領域の照明光を出力する。いくつかの実施形態では、照明光源は、白色光源又はRGBの各色成分の光を出力可能な光源を含む。
【0072】
いくつかの実施形態では、エリア照明光学系80は、対物レンズや角膜等の眼球光学系からの反射を防ぐための光学部材(黒点板)を含む。
【0073】
光学素子M61は、エリア照明光学系80からの照明光を偏向して、光学素子M1(対物レンズ11)に導く。例えば、光学素子M61は、ビームスプリッタ(偏光ビームスプリッタ、ハーフミラー、部分的に反射部材が設けられた反射ミラー)である。光学素子M61により偏向された照明光は、光学素子M1により対物レンズ11に向けて反射され、対物レンズ11を介して被検眼Eに導かれる。被検眼Eからの照明光の戻り光は、対物レンズ11を透過し、光学素子M1により反射され、光学素子M61を透過し、焦点位置変更部61に導かれる。
【0074】
焦点位置変更部61は、光学素子M61と光学素子M62との間の光路に配置され、当該光路の光の焦点位置を照明光軸方向(Z方向)に変更する。例えば、焦点位置変更部61は、焦点位置変更部31と同様に、光軸方向に移動可能な合焦レンズ、又は液晶レンズを含む。
【0075】
いくつかの実施形態では、焦点位置変更部61の機能は、スキャニング撮影系30及びエリア撮影系60を光軸方向に移動する移動機構により実現される。
【0076】
光学素子M62は、焦点位置変更部31と焦点位置変更部61との間に配置される。光学素子M62は、スキャニング撮影系30からの照明光と、被検眼Eからのスキャニング撮影系30からの照明光の戻り光とを透過し、焦点位置変更部61を通過した被検眼Eからのエリア照明光学系80からの照明光の戻り光をエリア系イメージセンサ70に向けて反射する。光学素子M62は、機械式の切り替えミラーであってよい。この場合、スキャニング撮影系30を用いるときには光路から光学素子M62を退避させ、エリア照明光学系80からの照明光の戻り光をエリア系イメージセンサ70で受光するときには光路に光学素子M62を配置させることが可能である。
【0077】
エリア系イメージセンサ70は、光学素子M62により反射されたエリア照明光学系80からの照明光の戻り光を受光するイメージセンサを含む。イメージセンサは、受光素子が2次元的に配列された2次元センサ(エリアセンサ)である。このようなイメージセンサは、CMOSイメージセンサ又はCCDイメージセンサにより実現される。エリア系イメージセンサ70における戻り光の受光面は、被検眼Eの眼底Efにおける撮影中心を含む中心部と光学的に略共役な位置に配置可能である。エリア系イメージセンサ70における戻り光の受光面の撮影光軸方向の位置は、例えば、焦点位置変更部61を用いて、眼底Efにおける所望の部位と光学的に略共役な位置に配置されるように変更可能である。
【0078】
いくつかの実施形態では、スキャニング撮影系30の撮影倍率(イメージセンサの受光面における像の大きさと、撮影対象部位の大きさとの比率)は、エリア撮影系60の撮影倍率と略等しくなるように構成される。例えば、スキャニング撮影系30及びエリア撮影系60におけるレンズの屈折度、又はレンズの配置を調整したり、スキャニング撮影系30及びエリア撮影系60の少なくとも一方に変倍光学系を設けたりすることで、スキャニング撮影系30の撮影倍率とエリア撮影系60の撮影倍率とを略等しくする。
【0079】
なお、上記の構成について、光学素子M31、M61、M62において照明光又は戻り光の「透過」を照明光又は戻り光の「反射」に置き換えた構成、又は照明光又は戻り光の「反射」を照明光又は戻り光の「透過」に置き換えた構成であってよい。
【0080】
光学素子M62により結合されるスキャニング撮影系30及びエリア撮影系60は、焦点位置変更部31、61を用いて、眼底Efにおける照明光の焦点位置を互いに異なる位置に独立に変更することが可能である。又は、光学素子M62により結合されるスキャニング撮影系30及びエリア撮影系60は、焦点位置変更部31、61を用いて、イメージセンサの受光面を眼底Efにおける互いに異なる部位と光学的に略共役な位置に配置することが可能である。
【0081】
いくつかの実施形態では、スキャニング系イメージセンサ50及びエリア系イメージセンサ70は、スキャニング撮影系30からの照明光の戻り光と、エリア撮影系60からの照明光の戻り光とを同時に受光するように構成される。
【0082】
いくつかの実施形態では、スキャニング系イメージセンサ50及びエリア系イメージセンサ70のいずれか一方は、スキャニング撮影系30からの照明光の戻り光と、エリア撮影系60からの照明光の戻り光とを受光するように構成される。
【0083】
(制御ユニット100)
制御ユニット100は、光学系10と、移動機構10Dと、データ処理ユニット200と、操作ユニット110と、表示ユニット120と、前眼部観察光学系90とを制御する。
【0084】
制御ユニット100は、制御部(コントローラ)101と、記憶部102とを含む。制御部101の機能は、プロセッサにより実現される。記憶部102には、眼科撮影装置1を制御するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納される。このコンピュータプログラムには、スキャニング照明光学系40の制御用プログラム、スキャニング系イメージセンサ50の制御用プログラム、焦点位置変更部31の制御用プログラム、エリア系イメージセンサ70の制御用プログラム、エリア照明光学系80の制御用プログラム、焦点位置変更部61の制御用プログラム、前眼部観察光学系90の制御用のプログラム、移動機構10Dの制御用プログラム、データ処理用プログラム、及びユーザインターフェイス用プログラムなどが含まれる。このようなコンピュータプログラムに従って制御部101が動作することにより、制御ユニット100は制御処理を実行する。
【0085】
光学系10に対する制御には、スキャニング照明光学系40に対する制御、スキャニング系イメージセンサ50に対する制御、エリア系イメージセンサ70に対する制御、エリア照明光学系80に対する制御、焦点位置変更部31、61に対する制御などがある。スキャニング照明光学系40に対する制御には、光源の点灯及び消灯の切り替え、光量の制御、照明光の生成制御、照明光のスキャニング制御などがある。スキャニング系イメージセンサ50に対する制御には、受光素子の露光調整、受光素子のゲイン調整、受光レート調整、開口範囲の制御などがある。エリア系イメージセンサ70に対する制御には、受光素子の露光調整、受光素子のゲイン調整、受光レート調整、開口範囲の制御などがある。エリア照明光学系80に対する制御には、光源の点灯及び消灯の切り替え、光量の制御などがある。焦点位置変更部31に対する制御には、スキャニング照明光学系40により生成された照明光の焦点位置の変更制御、又は照明光の戻り光の焦点位置の変更制御などがある。焦点位置変更部61に対する制御には、スキャニング照明光学系40により生成された照明光の焦点位置の変更制御、スキャニング照明光学系40により生成された照明光の戻り光の焦点位置の変更制御、エリア照明光学系80により生成された照明光の戻り光の焦点位置の変更制御などがある。
【0086】
いくつかの実施形態では、制御ユニット100(制御部101)は、スキャニング撮影系30を用いて画像(スキャニング撮影画像)を取得する第1撮影制御と、エリア撮影系60を用いて画像(エリア撮影画像)を取得する第2撮影制御とを同時に実行する。いくつかの実施形態では、制御ユニット100(制御部101)は、スキャニング撮影系30を用いて画像を取得する第1撮影制御と、エリア撮影系60を用いて画像を取得する第2撮影制御とを異なるタイミングで実行する。
【0087】
移動機構10Dに対する制御には、光学系10の移動制御などがある。いくつかの実施形態では、移動機構10Dは、焦点位置変更部31を構成するレンズ、及び焦点位置変更部61を構成するレンズの少なくとも一方を移動する。この場合、移動機構10Dに対する制御は、焦点位置変更部31を構成するレンズの光軸方向の移動制御、及び焦点位置変更部61を構成するレンズの光軸方向の移動制御の少なくとも一方を含む。
【0088】
データ処理ユニット200に対する制御には、後述のデータ処理ユニット200における各処理の実行制御などがある。
【0089】
操作ユニット110に対する制御には、操作ユニット110に対する操作内容の受付制御などがある。表示ユニット120に対する制御には、表示部を用いた表示制御などがある。
【0090】
記憶部102は、各種のデータを記憶する。記憶部102に記憶されるデータとしては、スキャニング系イメージセンサ50及びエリア系イメージセンサ70を用いて取得された眼底Efの画像、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者情報や、左眼/右眼の識別情報や、電子カルテ情報などを含む。
【0091】
(データ処理ユニット200)
データ処理ユニット200は、スキャニング系イメージセンサ50、エリア系イメージセンサ70により取得された照明光の戻り光の受光結果に基づいて眼底Efの画像を形成する。
【0092】
例えば、データ処理ユニット200は、スキャニング系イメージセンサ50により得られた照明光の戻り光の受光結果に基づいて、眼底Efの画像(スキャニング撮影画像)を形成する。いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、スキャニング系イメージセンサ50により得られた照明光の戻り光の受光結果と、眼底Efにおける照明光のスキャン位置情報(スキャニング制御情報)とに基づいて眼底Efの画像を形成する。スキャニング制御情報は、後述の光スキャナの偏向角度を制御するための偏向制御情報であってよい。
【0093】
また、データ処理ユニット200は、エリア系イメージセンサ70により取得された照明光の戻り光の受光結果に基づいて眼底Efの画像(エリア撮影画像)を形成する。
【0094】
更に、データ処理ユニット200は、スキャニング系イメージセンサ50により得られた戻り光の受光結果に基づいて形成された画像(スキャニング撮影画像)における反射アーチファクトを含む所定領域が、エリア系イメージセンサ70により得られた戻り光の受光結果に基づいて形成された画像(エリア撮影画像)における当該所定領域の対応領域に置き換えられた合成画像を形成する。所定領域は、例えば、画像における撮影中心を含む領域である。すなわち、データ処理ユニット200は、眼底Efにおける撮影中心を含む中心部にエリア撮影画像における中心部に相当する画像領域が配置され、中心部の外側の周辺部にスキャニング撮影画像における周辺部に相当する画像領域が配置された合成画像を形成する。
【0095】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、前眼部観察光学系90により取得された照明光の戻り光の受光結果に基づいて被検眼Eの前眼部像を形成することができる。例えば、前眼部観察光学系90が2以上の撮影部を用いて光学系10の光軸から外れた2以上の位置から被検眼Eの前眼部を実質的に同時に撮影する場合、データ処理ユニット200は、2以上の撮影部により得られた戻り光の受光結果に基づいて2以上の前眼部像を取得する。データ処理ユニット200は、取得された2以上の前眼部像のそれぞれに描出された特徴部位を特定し、特定された2以上の特徴部位の位置に基づいて公知の三角法を適用することにより、光学系10に対する被検眼Eの3次元的な位置関係を特定する。制御ユニット100は、特定された3次元的な位置関係を用いて後述の移動機構10Dを制御することにより、被検眼Eに対する光学系10の位置合わせを行うことができる。
【0096】
また、データ処理ユニット200は、制御ユニット100からの制御を受け、光学系10を用いて得られた受光結果に対して各種のデータ処理(画像処理)や解析処理を施すことが可能である。例えば、データ処理ユニット200は、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行する。いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、画像解析、画像評価、診断支援などのデータ処理を実行する。
【0097】
データ処理ユニット200の機能は、データ処理用プログラムに従って動作するプロセッサにより実現される。
【0098】
移動機構10Dは、光学系10を3次元的に(X方向、Y方向、Z方向に)移動する。それにより、被検眼Eに対して光学系10を相対的に移動することが可能である。例えば、移動機構10Dには、光学系10を保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。制御ユニット100は、移動機構10Dを制御して、光学系10を3次元的に移動することができる。例えば、この制御は、アライメントやトラッキングにおいて用いられる。アライメントとは、眼底Efにおける所望の部位が撮影中心となるように被検眼Eと光学系10との位置合わせである。アライメントを行う場合、前眼部観察光学系90を用いて被検眼Eを撮影して得られる画像に基づき被検眼Eに対する光学系10の位置関係が所定の関係を有するように光学系10を移動させるものである。トラッキングとは、被検眼Eの運動に合わせて光学系10を移動させるものである。トラッキングを行う場合には、事前にアライメントとピント合わせが実行される。トラッキングは、前眼部観察光学系90を用いて被検眼Eを動画撮影して得られる画像に基づき被検眼Eの位置や向きに合わせて光学系10をリアルタイムで移動させることにより、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持する機能である。
【0099】
上記のように、移動機構10Dは、焦点位置変更部31を構成するレンズ、及び焦点位置変更部61を構成するレンズの少なくとも一方を移動するように構成されていてもよい。
【0100】
いくつかの実施形態では、光学系10には、被検眼Eに対する光学系10のアライメントを行うためのアライメント系、及び被検眼Eに対する光学系10のフォーカシングを行うためのフォーカス系のうちの少なくとも1つを含む。
【0101】
(操作ユニット110)
操作ユニット110は、眼科撮影装置1に対してユーザが指示を入力するために使用される。操作ユニット110は、コンピュータに用いられる公知の操作デバイスを含んでよい。例えば、操作ユニット110は、マウスやタッチパッドやトラックボール等のポインティングデバイスを含んでよい。また、操作ユニット110は、キーボードやペンタブレット、専用の操作パネルなどを含んでよい。
【0102】
(表示ユニット120)
表示ユニット120は、液晶ディスプレイなどの表示部(表示デバイス)を備え、制御ユニット100からの制御を受け、画像などの各種情報を表示する。表示ユニット120と操作ユニット110は、それぞれ個別のユニットとして構成される必要はない。例えばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。
【0103】
ここで、第1実施形態に係る眼科撮影装置1の光学系10の構成例を具体的に説明する。
【0104】
[光学系の構成]
以下、光学系10におけるスキャニング照明光学系40が、ライン状の照明光で眼底Efをスキャンする場合について説明する。しかしながら、実施形態に係る構成は、以下で説明する構成に限定されない。実施形態に係る構成は、光学系におけるスキャニング照明光学系がスポット状の照明光で眼底Efをスキャンする場合にも適用可能である。
【0105】
図2及び図3に、図1の光学系10の構成例を示す。図2は、図1の光学系10の具体的な構成例を模式的に表す。図3は、照明光軸Oの方向から見た図2のスリット43の構成例を模式的に表す。図2において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図2では、被検眼Eの眼底Efと光学的に略共役な位置を眼底共役位置Pとして図示され、被検眼Eの瞳孔(虹彩)と光学的に略共役な位置を瞳孔共役位置Qとして図示されている。
【0106】
また、図2では、前眼部観察光学系90は、光学系10の光軸から外れた2つの位置から被検眼Eの前眼部を実質的に同時に撮影する2つの撮影部を備えている場合について説明する。しかしながら、実施形態に係る構成は、前眼部観察光学系90が3以上の撮影部を備えている場合にも適用可能である。また、実施形態に係る構成は、図1に示すように、光学素子M1により前眼部観察光学系90の光路と撮影光学系20の光路とが結合された場合にも適用可能である。
【0107】
図2において、スキャニング照明光学系40は、光源41と、コンデンサレンズ42と、スリット(視野絞り)43と、光スキャナ44とを含む。
【0108】
光源41は、眼底Efと光学的に非共役な位置に配置される(ラインスキャンSLOの場合)。なお、ポイントスキャンSLOの場合、光源41は、眼底Efと光学的に略共役な位置に配置される。スリット43には、図3に示すように、照明光軸Oが通過するライン状の開口部43aが形成されている。スリット43の開口部43aは、眼底Efと光学的に略共役な位置に配置可能である。例えば、移動機構10Dによる光学系10の移動、焦点位置変更部31、61による焦点位置の変更により、スリット43の開口部43aが眼底Efと光学的に略共役な位置に配置される。
【0109】
光スキャナ44は、スリット43に形成された開口部43aを通過した照明光を偏向する。なお、光スキャナ44は、図1に示す光学素子M32の機能を実現する。光スキャナ44は、被検眼Eの瞳孔(瞳孔中心位置、瞳孔重心位置)と光学的に略共役な位置に配置される。それにより、スリット43に形成された開口部43aを通過した照明光は、被検眼Eにおける瞳孔をスキャン中心位置として偏向される。
【0110】
いくつかの実施形態では、光スキャナ44は、1軸の偏向部材又は互いに直交する2軸の偏向部材を含む。偏向部材の例として、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、回転ミラー、ダボプリズム、ダブルダボプリズム、ローテーションプリズム、MEMSミラースキャナーなどがある。2軸の偏向部材が用いられる場合、高速スキャン用の偏向部材(例えばポリゴンミラー)と低速スキャン用の偏向部材(例えばガルバノミラー)とを組み合わせることができる。光スキャナ44は、偏向された光を被検眼Eに投射するための光学素子を更に含んでもよい。
【0111】
光スキャナ44は、制御ユニット100の制御を受け、スリット43に形成された開口部43aを通過した照明光を偏向する。それにより、眼底Efにおける照明光の照射位置がX方向及びY方向の少なくとも1つの方向に変更される。
【0112】
光源41から出力された照明光は、コンデンサレンズ42を透過し、スリット43に形成された開口部43aを通過し、光スキャナ44により偏向されて、ビームスプリッタBS3に導かれる。
【0113】
ビームスプリッタBS3は、スキャニング照明光学系40の光路とスキャニング系イメージセンサ50の光路とを結合したり、分離したりする。ビームスプリッタBS3は、スキャニング照明光学系40からの照明光を透過し、被検眼Eからの照明光の戻り光をスキャニング系イメージセンサ50に向けて反射する。ビームスプリッタBS3は、図1の光学素子M31の機能を実現する。
【0114】
スキャニング系イメージセンサ50は、イメージセンサ51と、結像レンズ52とを含む。イメージセンサ51は、CMOSイメージセンサ又はCCDイメージセンサである。イメージセンサ51の受光面は、眼底Efと光学的に略共役な位置に配置される。被検眼Eからの照明光の戻り光は、ビームスプリッタBS3により反射され、結像レンズ52によりイメージセンサ51の受光面に結像する。
【0115】
スキャニング撮影系30の光路は、ビームスプリッタBS2によりエリア系イメージセンサ70の光路に結合される。ビームスプリッタBS2は、図1の光学素子M62の機能を実現する。スキャニング照明光学系40からの照明光は、ビームスプリッタBS2により結合されたエリア系イメージセンサ70の光路を経由して被検眼Eに導かれる。被検眼Eからの照明光の戻り光は、ビームスプリッタBS2によりエリア系イメージセンサ70の光路から分離された光路を通じてビームスプリッタBS3に導かれ、ビームスプリッタBS3により結像レンズ52に向けて反射される。
【0116】
ビームスプリッタBS3とビームスプリッタBS2との間には、焦点位置変更部31としてのレンズ31A、31Bが配置されている。レンズ31A、31Bの少なくとも一方は、制御ユニット100からの制御を受け、図示しない移動機構(又は移動機構10D)により光軸方向に移動可能である。図2では、レンズ31Aが、光軸方向に移動可能に構成される。
【0117】
スキャニング撮影系30は、ビームスプリッタBS2の反射方向に配置されている。ビームスプリッタBS2の透過方向には、エリア系イメージセンサ70が配置されている。
【0118】
エリア系イメージセンサ70は、イメージセンサ71と、結像レンズ72とを含む。イメージセンサ71の受光面は、眼底Efと光学的に略共役な位置に配置される。被検眼Eからの照明光の戻り光は、ビームスプリッタBS2を透過し、結像レンズ72によりイメージセンサ71の受光面に結像する。
【0119】
エリア系イメージセンサ70の光路は、穴開きミラーBS1によりエリア照明光学系80の光路に結合される。穴開きミラーBS1は、図1の光学素子M61の機能を実現する。
【0120】
穴開きミラーBS1には、穴部が形成されている。穴開きミラーBS1に形成された穴部の周辺領域には、光を反射する反射部材が設けられている。穴開きミラーBS1の穴部は、被検眼Eの瞳孔と光学的略共役な位置に配置される。穴開きミラーBS1は、エリア撮影系60の光軸が穴部を通過するように配置される。穴開きミラーBS1の反射方向には、エリア照明光学系80が配置される。すなわち、スキャニング照明光学系40、スキャニング系イメージセンサ50、及びエリア系イメージセンサ70は、穴開きミラーBS1の透過方向に配置され、エリア照明光学系80は、穴開きミラーBS1の反射方向に配置される。
【0121】
ビームスプリッタBS2と穴開きミラーBS1との間には、焦点位置変更部61としてのレンズ61Aが配置されている。レンズ61Aは、制御ユニット100からの制御を受け、図示しない移動機構(又は移動機構10D)により光軸方向に移動可能である。
【0122】
エリア照明光学系80は、光源81と、コンデンサレンズ82と、反射ミラー83と、黒点板84と、リレーレンズ85とを含む。光源81は、被検眼Eの瞳孔と光学的に略共役な位置に配置される。黒点板84は、対物レンズ11、被検眼Eの角膜、及び被検眼Eの水晶体の少なくとも1つからの反射を除去するように光学系の配置に応じて対物レンズ11を基準に定まる位置に配置される。対物レンズ及び被検眼Eからの反射に応じて、複数の黒点板84を用いることが可能である。
【0123】
光源81から出力された照明光は、コンデンサレンズ82を透過し、反射ミラー83により反射され、黒点板84を通過し、リレーレンズ85を透過し、穴開きミラーBS1に形成された穴部の周辺領域において対物レンズ11に向けて反射される。対物レンズ11に向けて反射された照明光は、対物レンズ11により屈折されて、被検眼Eの瞳孔を通じて眼内に入射し、眼底Efを照明する。
【0124】
眼底Efからの照明光の戻り光は、対物レンズ11を透過し、穴開きミラーBS1の穴部を通過し、レンズ61Aを透過し、ビームスプリッタBS2を透過し、結像レンズ72によりイメージセンサ71の受光面に結像する。
【0125】
いくつかの実施形態では、レンズ31Aの光軸方向の移動制御、及びレンズ61Aの光軸方向の移動制御の少なくとも1つにより、スキャニング照明光学系40の光軸方向における照明光の焦点位置(第1焦点位置)は、エリア照明光学系80の光軸方向における照明光の焦点位置(第2焦点位置)と異なるように設定される。
【0126】
いくつかの実施形態では、スキャニング照明光学系40により眼底Efに設定される照明光の焦点位置(第1焦点位置)と、エリア照明光学系80により眼底Efに設定される照明光の焦点位置(第2焦点位置)との差があらかじめ決められている。すなわち、スキャニング照明光学系40により眼底Efに設定される照明光の焦点位置(第1焦点位置)は、エリア照明光学系80により眼底Efに設定される照明光の焦点位置(第2焦点位置)に対して光軸方向に所定の差が設けられている。例えば、所定の差は、眼底Efの形状(具体的には、曲率)に対応して設定される。
【0127】
いくつかの実施形態では、スキャニング照明光学系40により眼底Efに設定される照明光の焦点位置(第1焦点位置)は、眼底Efにおける撮影中心に相当する位置である。エリア照明光学系80により眼底Efに設定される照明光の焦点位置(第2焦点位置)は、眼底Efにおける撮影中心を含む中心部の外側の周辺部の部位に相当する位置である。
【0128】
図2では、上記のように、光学系10の光軸から外れた2つの位置から被検眼Eの前眼部を実質的に同時に撮影するための前眼部観察光学系90が設けられている。前眼部観察光学系90は、2つの光源91と、2つの結像レンズ92と、2つのイメージセンサ93とを含む。光源91から出力された照明光は、被検眼Eの前眼部に照射される。被検眼Eの前眼部からの照明光の戻り光は、2つの結像レンズ92の一方により2つのイメージセンサ93の一方の受光面に結像し、2つの結像レンズ92に他方により2つのイメージセンサ93の他方の受光面に結像する。データ処理ユニット200は、2つのイメージセンサ93により取得された受光結果に基づいて2つの前眼部像を形成し、形成された2つの前眼部像のそれぞれに描出された特徴部位を特定する。データ処理ユニット200は、特定された2つの特徴部位の位置に基づいて公知の三角法を適用することにより、光学系10と被検眼Eとの3次元的な位置関係を特定することが可能である。また、光源91、結像レンズ92、及びイメージセンサ93はそれぞれ1個でもよい。この場合、XYの2次元的な位置関係と、画像のぼやけ具合からZ方向の位置関係を特定することが可能である。
【0129】
以上のように、眼科撮影装置1は、スキャニング撮影系30とエリア撮影系60とを用いて、眼底Efにおいて互いに光軸方向に異なる部位にピントを合わせてスキャニング撮影画像とエリア撮影画像とを取得する。具体的には、眼科撮影装置1は、眼底Efにおける撮影中心を含む中心部にピントを合わせた状態でエリア撮影系60を用いてエリア撮影画像を取得し、眼底Efにおける中心部の外側の周辺部にピントを合わせた状態でスキャニング撮影系30を用いてスキャニング撮影画像を取得する。
【0130】
図4に、実施形態に係るスキャニング撮影系30の動作説明図を示す。図4は、眼底Efに設定された撮影中心Pcを含む中心部と中心部の外側の周辺部を照明光でスキャンする場合の動作を模式的に表したものである。
【0131】
スキャニング撮影系30は、撮影中心Pcを含む中心部の外側の周辺部に照明光の焦点位置を設定した状態で、所定のスキャン方向に照明領域が移動するように照明光を順次に照射する。図4では、ライン状の照明領域IR0がスキャン方向DRに移動される。各照明領域に照射された照明光の戻り光は、イメージセンサ51(スキャニング系イメージセンサ50)において受光される。これにより、眼底Efにおける撮影中心Pcを含むスキャン領域の全体が照明光でスキャンされる。データ処理ユニット200は、眼底Efにおける各照明領域からの戻り光の受光結果に基づいて形成された画像からスキャン領域全体の画像(スキャニング撮影画像)を形成する。
【0132】
一方、エリア撮影系60は、撮影中心Pcを含む中心部に照明光の焦点位置を設定した状態で、眼底Efにおける撮影中心Pcを含む中心部を照明光で照明し、その戻り光を受光する。データ処理ユニット200は、戻り光の受光結果に基づいて、眼底Efにおける照明領域の画像(エリア撮影画像)を取得する。
【0133】
図5に、実施形態に係るエリア撮影画像とスキャニング撮影画像との説明図を示す。図5は、解像度、色再現性、画角、及び撮影画像における中心部の反射の観点で、エリア撮影画像とスキャニング撮影画像との比較結果を表したものである。
【0134】
すなわち、解像度の観点で、エリア撮影画像及びスキャニング撮影画像は、許容可能であり、略同等である。一方、色再現性の観点では、スキャニング撮影画像と比較して、カラーの画像として簡便に取得可能なエリア撮影画像が優れている。また、画角の観点では、エリア撮影画像と比較して、光スキャナを用いた偏向制御を行うことにより取得可能なスキャニング撮影画像の方が広画角で取得できる。更に、撮影画像における中心部の反射の観点では、被検眼Eにレーザー光を照射することにより対物レンズ11からの反射ノイズが顕著に描出されるスキャニング撮影画像に対して、エリア撮影画像には反射アーチファクトがない。
【0135】
図5に示す比較結果から、注目部位に撮影中心を設定したとき、撮影中心を含む中心部をエリア撮影画像で観察することで、反射アーチファクトの影響を受けることなく注目部位を詳細に観察することができる。また、中心部の外側の周辺部をスキャニング撮影画像で観察することで、眼底Efの広い範囲を観察することができる。
【0136】
図6に、実施形態に係る眼科撮影装置1の動作説明図を示す。図6は、エリア撮影系60から眼球に入射する照明光で照明される眼底Efの照明領域PRと、スキャニング撮影系30から眼球に入射する照明光で照明される眼底EfのスキャンSRとを模式的に表したものである。
【0137】
エリア撮影系60は、眼底Efにおける撮影中心Pcを含む中心部に焦点位置を設定した状態で、眼底Efに照明光を照射し、その戻り光を受光することで、中心部を含む照明領域PRの受光結果を取得する。それにより、眼底Efにおける照明光の照明領域PRの画像(エリア撮影画像)が取得される。
【0138】
これに対して、スキャニング撮影系30は、眼底Efにおける撮影中心Pcを含む中心部の外側の周辺部に焦点位置を設定した状態で、瞳孔PLを通じて眼内に入射した照明光で眼底Efをスキャンする。すなわち、瞳孔PLに設定されたスキャン中心を中心に、眼底Efにおけるスキャン領域SRが照明光でスキャンされる。これにより、スキャン領域SRは、被検眼Eの瞳孔PLを通じて眼内に入射した照明光でピントが合った状態でスキャンされる。
【0139】
眼科撮影装置1は、スキャン領域SRをスキャンすることにより取得されたスキャニング撮影画像と、中心部を含む照明領域PRを照明することにより取得されたエリア撮影画像から、眼底Efにおける中心部にエリア撮影画像が配置され、中心部の外側の周辺部にスキャニング撮影画像が配置された合成画像を形成する。
【0140】
眼底Efは、実施形態に係る「被検眼の所定部位」の一例である。スキャニング照明光学系40は、実施形態に係る「第1照射系」の一例である。スキャニング系イメージセンサ50は、実施形態に係る「第1受光系」の一例である。スキャニング撮影系30は、実施形態に係る「第1撮影系」の一例である。エリア照明光学系80は、実施形態に係る「第2照射系」の一例である。エリア系イメージセンサ70は、実施形態に係る「第2受光系」の一例である。エリア撮影系60は、実施形態に係る「第2撮影系」の一例である。スキャニング撮影系30を用いて取得された画像(スキャニング撮影画像)は、実施形態に係る「第1画像」の一例である。エリア撮影系60を用いて取得された画像(エリア撮影画像)は、実施形態に係る「第2画像」の一例である。データ処理ユニット200は、実施形態に係る「画像形成部」の一例である。スリット43は、実施形態に係る「視野絞り」の一例である。穴開きミラーBS1は、実施形態に係る「光路結合部材」の一例である。制御ユニット100又は制御部101は、実施形態に係る「制御部」の一例である。イメージセンサ51又はイメージセンサ71は、実施形態に係る「エリアセンサ」の一例である。
【0141】
[動作例]
第1実施形態に係る眼科撮影装置1の動作の例を説明する。
【0142】
図7に、第1実施形態に係る眼科撮影装置1の動作例の概要を示す。図7は、第1実施形態に係る眼科撮影装置1の動作例のフロー図を表す。制御ユニット100の記憶部102には、図7に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。制御ユニット100の制御部101は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図7に示す処理を実行する。
【0143】
(S1:アライメント)
まず、制御部101は、アライメントを実行する。
【0144】
具体的には、制御部101は、前眼部観察光学系90を制御し、光学系10の光軸から外れた2つの位置から実質的に同時に被検眼Eの前眼部を撮影させる。続いて、制御部101は、データ処理ユニット200を制御し、前眼部観察光学系90により取得された2つの前眼部像を解析させ、2つの前眼部像に描出された2つの特徴部位を特定させ、特定された2つの特徴部位に基づいて公知の三角法を適用することにより、光学系10に対する被検眼Eの3次元的な位置関係を特定させる。制御ユニット100は、特定された3次元的な位置関係を用いて移動機構10Dを制御することにより、被検眼Eに対する光学系10の位置合わせを行う。位置合わせには、光学系10の光軸に沿う方向における位置合わせ(軸方向(Z方向)の位置合わせ)と、光軸に直交する方向における位置合わせ(XY方向の位置合わせ)とがある。位置合わせにおいては、光学系10の光軸を被検眼Eの軸に一致させるためのXYアライメントと、被検眼Eから所定距離だけ離れた位置に光学系10を配置させるZアライメントとが実行される。なお、Zアライメントにおいて適用される所定距離は、ワーキングディスタンス(作動距離)と呼ばれる既定値である。
【0145】
(S2:フォーカス調整)
次に、制御部101は、焦点位置変更部31、及び焦点位置変更部61の少なくとも1つを制御して、スキャニング撮影系30及びエリア撮影系60のそれぞれの焦点位置を独立に調整する。
【0146】
例えば、制御部101は、焦点位置変更部61を制御して、眼底Efにおける撮影中心を含む中心部にエリア撮影系60の焦点位置を設定した後、焦点位置変更部31を制御して、眼底Efにおける中心部の外側の周辺部にスキャニング撮影系30の焦点位置を設定する。
【0147】
いくつかの実施形態では、スキャニング撮影系30の焦点位置が、眼底Efの形状に応じて、エリア撮影系60の焦点位置に対して光学系10の光軸方向に所定のシフト量だけシフトした位置に設定される。この場合、焦点位置変更部31、61の少なくとも一方に対する制御が実行されなくてもよい。
【0148】
(S3:エリア眼底撮影)
続いて、制御部101は、エリア撮影系60を制御し、眼底Efを撮影してエリア撮影画像を取得させる。
【0149】
具体的には、制御部101は、エリア照明光学系80(光源81)を制御して眼底Efに照明光を照射させ、エリア系イメージセンサ70(イメージセンサ71)を制御して照明光の戻り光を受光させる。データ処理ユニット200は、エリア系イメージセンサ70により取得された戻り光の受光結果に基づいて、エリア撮影画像を取得する。
【0150】
(S4:スキャニング眼底撮影)
続いて、制御部101は、スキャニング撮影系30を制御し、眼底Efを撮影してスキャニング撮影画像を取得させる。
【0151】
具体的には、制御部101は、スキャニング照明光学系40(光源41及び光スキャナ44)を制御して、ライン状の照明光で眼底Efをスキャンさせる。更に、制御部101は、スキャニング系イメージセンサ50(イメージセンサ51)を制御して照明光の戻り光を受光させる。例えば、制御部101は、眼底Efにおける照明光の照明領域に対応してイメージセンサ51における戻り光の受光面に開口範囲を設定し、開口範囲内の受光素子により得られた戻り光の受光結果を取得するようにイメージセンサ51を制御する。データ処理ユニット200は、スキャニング系イメージセンサ50により取得された戻り光の受光結果に基づいて、スキャニング撮影画像を取得する。
【0152】
いくつかの実施形態では、ステップS4におけるスキャニング眼底撮影の後に、ステップS3におけるエリア眼底撮影が実行される。
【0153】
いくつかの実施形態では、ステップS4におけるスキャニング眼底撮影は、ステップS3におけるエリア眼底撮影と同時に実行される。
【0154】
(S5:スキャニング撮影画像から反射アーチファクト領域を除去)
次に、制御部101は、データ処理ユニット200を制御し、ステップS4において取得されたスキャニング撮影画像から反射アーチファクト領域(反射ノイズ領域)を除去させる。
【0155】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、スキャニング撮影画像における撮影中心に相当する位置を含む所定の領域を反射アーチファクト領域として特定し、特定された反射アーチファクト領域をスキャニング撮影画像から除去(トリミング)する。
【0156】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、スキャニング撮影画像の画素値に基づいて反射アーチファクト領域を特定し、特定された反射アーチファクト領域をスキャニング撮影画像から除去する。
【0157】
(S6:エリア撮影画像における反射アーチファクト領域の対応領域を抽出)
次に、制御部101は、データ処理ユニット200を制御し、ステップS3において取得されたエリア撮影画像における、ステップS5において特定された反射アーチファクト領域の対応領域を抽出させる。
【0158】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、エリア撮影画像における撮影中心に相当する位置を含む所定の領域を反射アーチファクト領域の対応領域として抽出する。
【0159】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、ステップS5にいて特定されたスキャニング撮影画像における反射アーチファクト領域の位置情報に基づいて、エリア撮影画像における反射アーチファクトの対応領域を抽出する。
【0160】
いくつかの実施形態では、ステップS5のスキャニング撮影画像から反射アーチファクト領域を除去する処理が、ステップS6のエリア撮影画像における反射アーチファクト領域の対応領域を抽出する処理の後に実行される。
【0161】
(S7:合成)
続いて、制御部101は、データ処理ユニット200を制御し、ステップS5において反射アーチファクト領域が除去されたスキャニング撮影画像に対し、ステップS6において抽出された反射アーチファクト領域の対応領域のエリア撮影画像を合成することで、合成画像を形成させる。
【0162】
図8に、実施形態に係るデータ処理ユニット200の動作説明図を示す。
【0163】
ステップS5では、データ処理ユニット200は、ステップS4において取得されたスキャニング撮影画像IMG1における撮影中心に相当する位置を含む所定の領域を反射アーチファクト領域NP1として特定する。データ処理ユニット200は、特定された反射アーチファクト領域NP1をスキャニング撮影画像IMG1から除去する。
【0164】
ステップS6では、データ処理ユニット200は、ステップS3において取得されたエリア撮影画像IMG2における撮影中心に相当する位置を含む所定の領域を反射アーチファクト領域の対応領域NP2として抽出する。
【0165】
ステップS7では、データ処理ユニット200は、ステップS5において得られたスキャニング撮影画像IMG1に対し、ステップS6において抽出された反射アーチファクト領域の対応領域NP2のエリア撮影画像を合成することで、合成画像IMG3を形成する。
【0166】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、合成画像IMG3を形成する際に、スキャニング撮影画像IMG1及び対応領域NP2のエリア撮影画像の少なくとも一方をアフィン変換する。
【0167】
なお、上記のように、スキャニング撮影系30の撮影倍率がエリア撮影系60の撮影倍率と略等しくなるように構成される場合、データ処理ユニット200による撮影画像の拡大又は縮小処理を不要にすることができる。
【0168】
(S8:表示)
続いて、制御部101は、表示ユニット120を制御し、ステップS7において形成された合成画像を表示部に表示させる。
【0169】
以上で、眼科撮影装置1の動作は終了である(エンド)。
【0170】
以上説明したように、第1実施形態によれば、反射アーチファクトの影響を受けることなく眼底Efの撮影画像の中心部の詳細な観察が可能であり、眼底Efの形状にかかわらず中心部だけでなく周辺部についてもピントが合った広画角の画像を取得することができる。それにより、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することが可能になる。また、ビーム径の小さい照明光を眼内に入射して被検眼の広画角の画像を取得することができるため、撮影可能瞳孔径が小さい眼科撮影装置を提供することが可能になる。
【0171】
<第2実施形態>
第1実施形態では、スキャニング撮影画像から反射アーチファクト領域を除去すると共に、エリア撮影画像における反射アーチファクト領域の対応領域を抽出することで、合成画像を形成する。しかしながら、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、スキャニング撮影画像における反射アーチファクト領域にエリア撮影画像における反射アーチファクト領域の対応領域をオーバラップすることで合成画像を形成してもよい。
【0172】
以下、第2実施形態に係る眼科撮影装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
【0173】
第2実施形態に係る眼科撮影装置の構成は、第1実施形態に係る眼科撮影装置1の構成と同様である。
【0174】
以下、第2実施形態に係る眼科撮影装置の動作の例を説明する。
【0175】
図9に、第2実施形態に係る眼科撮影装置の動作例の概要を示す。図9は、第2実施形態に係る眼科撮影装置の動作例のフロー図を表す。制御ユニット100の記憶部102には、図9に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。制御ユニット100の制御部101は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図9に示す処理を実行する。
【0176】
(S11:アライメント)
まず、制御部101は、ステップS1と同様に、アライメントを実行する。
【0177】
(S12:フォーカス調整)
次に、制御部101は、ステップS2と同様に、焦点位置変更部31、及び焦点位置変更部61の少なくとも1つを制御して、スキャニング撮影系30及びエリア撮影系60のそれぞれの焦点位置を独立に調整する。
【0178】
(S13:エリア眼底撮影)
続いて、制御部101は、ステップS3と同様に、エリア撮影系60を制御し、眼底Efを撮影してエリア撮影画像を取得させる。
【0179】
(S14:スキャニング眼底撮影)
続いて、制御部101は、ステップS4と同様に、スキャニング撮影系30を制御し、眼底Efを撮影してスキャニング撮影画像を取得させる。
【0180】
いくつかの実施形態では、ステップS14におけるスキャニング眼底撮影の後に、ステップS13におけるエリア眼底撮影が実行される。
【0181】
いくつかの実施形態では、ステップS14におけるスキャニング眼底撮影は、ステップS13におけるエリア眼底撮影と同時に実行される。
【0182】
(S15:エリア撮影画像における反射アーチファクト領域の対応領域を抽出)
次に、制御部101は、ステップS6と同様に、データ処理ユニット200を制御し、ステップS13において取得されたエリア撮影画像における反射アーチファクト領域の対応領域を抽出させる。
【0183】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、エリア撮影画像における撮影中心に相当する位置を含む所定の領域をスキャニング撮影画像における反射アーチファクト領域の対応領域として抽出する。
【0184】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、ステップS14において取得されたスキャニング撮影画像における反射アーチファクト領域を特定し、特定された反射アーチファクト領域の位置情報に基づいて、エリア撮影画像における反射アーチファクトの対応領域を抽出する。
【0185】
(S16:位置合わせ)
次に、制御部101は、データ処理ユニット200を制御し、ステップS15において抽出された対応領域とステップS14において取得されたスキャニング撮影画像における反射アーチファクト領域との位置合わせを行う。
【0186】
(S17:オーバラップ)
続いて、制御部101は、データ処理ユニット200を制御し、ステップS16において位置合わせが行われた対応領域のエリア撮影画像を、ステップS14において取得されたスキャニング撮影画像にオーバラップすることで合成画像を形成させる。
【0187】
いくつかの実施形態では、データ処理ユニット200は、合成画像を形成する際に、スキャニング撮影画像及び対応領域のエリア撮影画像の少なくとも一方をアフィン変換する。
【0188】
(S18:表示)
続いて、制御部101は、ステップS8と同様に、表示ユニット120を制御し、ステップS7において形成された合成画像を表示部に表示させる。
【0189】
以上で、第2実施形態に係る眼科撮影装置の動作は終了である(エンド)。
【0190】
第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、反射アーチファクトの影響を受けることなく眼底Efの撮影画像の中心部の詳細な観察が可能であり、眼底Efの形状にかかわらず中心部だけでなく周辺部についてもピントが合った広画角の画像を取得することができる。それにより、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することが可能になる。
【0191】
<第3実施形態>
上記の実施形態では、エリア撮影系60及びスキャニング撮影系30のそれぞれにイメージセンサが設けられていたが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、エリア撮影系におけるイメージセンサと、スキャニング撮影系におけるイメージセンサとが共用化されていてもよい。
【0192】
以下、第3実施形態に係る眼科撮影装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
【0193】
第3実施形態では、スキャニング撮影系(第1受光系)及びエリア撮影系(第2受光系)のいずれか一方が、スキャニング撮影系から出力された照明光の戻り光及びエリア撮影系から出力された照明光の戻り光を受光するイメージセンサを含む。以下では、エリア撮影系が、スキャニング撮影系から出力された照明光の戻り光及びエリア撮影系から出力された照明光の戻り光を受光するイメージセンサを含むものとする。
【0194】
図10に、第3実施形態に係る眼科撮影装置の構成例のブロック図を示す。図10において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【0195】
第3実施形態に係る眼科撮影装置1aの構成が第1実施形態に係る眼科撮影装置1の構成と異なる主な点は、光学系10に代えて光学系10aが設けられた点と、制御ユニット100に代えて制御ユニット100aが設けられた点である。
【0196】
光学系10aの構成が光学系10の構成と異なる主な点は、撮影光学系20に代えて撮影光学系20aが設けられた点である。
【0197】
撮影光学系20aの構成が撮影光学系20の構成と異なる主な点は、スキャニング撮影系30に代えてスキャニング撮影系30aが設けられた点と、エリア撮影系60に代えてエリア撮影系60aが設けられた点である。
【0198】
スキャニング撮影系30aの構成がスキャニング撮影系30の構成と異なる主な点は、スキャニング系イメージセンサ50に代えて反射ミラーM33が設けられた点である。反射ミラーM33は、光学素子M31により反射されたスキャニング照明光学系40からの照明光の戻り光を偏向し、エリア撮影系60aに設けられた後述の光学素子M63に導く。
【0199】
エリア撮影系60aの構成がエリア撮影系60の構成と異なる主な点は、エリア系イメージセンサ70と光学素子M62との間に光学素子M63が配置されている点である。光学素子M63は、反射ミラーM33により偏向されたスキャニング照明光学系40からの照明光の戻り光を反射して、エリア系イメージセンサ70に導く。また、光学素子M63は、光学素子M62により反射されたエリア照明光学系80からの照明光の戻り光を透過し、エリア系イメージセンサ70に導く。エリア系イメージセンサ70は、第1実施形態に係るスキャニング系イメージセンサ50の機能を有する。光学素子M63は、例えば、ビームスプリッタ(偏光ビームスプリッタ、ハーフミラー)である。
【0200】
制御ユニット100aは、制御部101aと、記憶部102aとを含む。制御部101aは、制御部101の機能を実現すると共に、制御部101によるスキャニング系イメージセンサ50に対する制御をエリア系イメージセンサ70に対して実行する。記憶部102aは、上記の制御内容のプログラムを記憶する点を除いて、記憶部102と略同様である。
【0201】
図11に、図10の光学系10aの構成例を示す。図11において、図2と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【0202】
図11では、スキャニング撮影系30aにおいて、イメージセンサ51に代えて反射ミラー53が配置される。また、エリア撮影系60aにおいて、イメージセンサ71と結像レンズ72との間にビームスプリッタ73が配置されている。
【0203】
以上のように、眼科撮影装置1aは、スキャニング撮影系30aとエリア撮影系60aとを用いて、眼底Efにおいて互いに光軸方向に異なる部位にピントを合わせてスキャニング撮影画像とエリア撮影画像とを取得することができる。従って、第1実施形態又は第2実施形態と同様に、眼科撮影装置1aは、眼底Efにおける撮影中心を含む中心部にピントを合わせた状態でエリア撮影系60aを用いてエリア撮影画像を取得し、眼底Efにおける中心部の外側の周辺部にピントを合わせた状態でスキャニング撮影系30aを用いてスキャニング撮影画像を取得することができる。
【0204】
第3実施形態に係る眼科撮影装置1aの動作は、スキャニング系イメージセンサ50(イメージセンサ51)に対する制御をエリア系イメージセンサ70(イメージセンサ71)に対して実行する点を除いて、第1実施形態又は第2実施形態と同様である。
【0205】
第3実施形態によれば、反射アーチファクトの影響を受けることなく眼底Efの撮影画像の中心部の詳細な観察が可能であり、眼底Efの形状にかかわらず中心部だけでなく周辺部についてもピントが合った広画角の画像を取得することができる。それにより、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することが可能になる。
【0206】
<作用>
実施形態に係る眼科撮影装置について説明する。
【0207】
いくつかの実施形態に係る眼科撮影装置(1、1a)は、第1撮影系(スキャニング撮影系30)と、第2撮影系(エリア撮影系60)と、画像形成部(データ処理ユニット200)とを含む。第1撮影系は、第1照射系(スキャニング照明光学系40)と、第1受光系(スキャニング系イメージセンサ50)とを含む。第1照射系は、光スキャナ(44)を含み、光スキャナにより偏向された第1照明光を被検眼(E)の所定部位(眼底Ef)に照射する。第1受光系は、所定部位からの第1照明光の第1戻り光を受光する。第2撮影系は、第2照射系(エリア照明光学系80)と、第1受光系(エリア系イメージセンサ70)とを含む。第2照射系は、所定部位に第2照明光を照射する。第2受光系は、所定部位からの第2照明光の第2戻り光を受光する。画像形成部は、第1戻り光の受光結果に基づいて形成された第1画像(スキャニング撮影画像)と第2戻り光の受光結果に基づいて形成された第2画像(エリア撮影画像)との合成画像を形成する。
【0208】
このような態様によれば、第1撮影系を用いて取得された第1画像における光学系等からの反射アーチファクトの影響を低減するように第1画像と第2画像とを合成した合成画像を取得することができる。これにより、第2画像を用いて、広画角で取得可能な第1画像における反射アーチファクトの影響を低減するように合成画像を形成することが可能になるため、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。また、ビーム径の小さい照明光を眼内に入射して被検眼の広画角の画像を取得することができるため、撮影可能瞳孔径が小さい眼科撮影装置を提供することが可能になる。
【0209】
いくつかの実施形態では、第1照射系は、第1照明光の光路に配置され所定部位と光学的に略共役な位置に配置可能な視野絞り(スリット43)を含む。
【0210】
このような態様によれば、視野絞りを通過した照明光で被検眼の所定部位をスキャンすることで第1画像を取得することができるため、よりコントラストが高い第1画像を取得することが可能になる。その結果、より高画質の合成画像を取得することができるようになる。
【0211】
いくつかの実施形態は、対物レンズ(11)を含み、第1照射系は、対物レンズを介して第1照明光を所定部位に照射し、第2照射系は、対物レンズを介して第2照明光を所定部位に照射する。
【0212】
このような態様によれば、対物レンズからの反射アーチファクトの影響を低減するように合成画像を形成することが可能になるため、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0213】
いくつかの実施形態では、第2照射系は、対物レンズからの反射を除去する黒点板を含む。
【0214】
このような態様によれば、第2照射系に対する対物レンズからの反射を除去することで第2撮影系を用いて取得される第2画像における反射アーチファクトを除去することができる。その結果、より高画質の合成画像を取得することができるようになる。
【0215】
いくつかの実施形態は、第1照明光の光路と第2照明光の光路とを結合する光路結合部材(穴開きミラーBS1)を含み、第1照射系、第1受光系、及び第2受光系は、光路結合部材の透過方向に配置され、第2照射系は、光路結合部材の反射方向に配置されている。
【0216】
このような態様によれば、光路結合部材を設けて第1照明光の光路と第2照明光の光路とを結合するようにしたので、照明光の光軸を共通化し、第1画像と第2画像とを高精度に合成することが可能になる。
【0217】
いくつかの実施形態は、第1撮影系を用いて第1画像を取得する第1撮影制御と、第2撮影系を用いて第2画像を取得する第2撮影制御とを同時に実行する制御部(101、101a)を含む。
【0218】
このような態様によれば、被検眼の眼球の動きの影響を受けることなく、広画角で被検眼のより高画質な画像を取得することができるようになる。
【0219】
いくつかの実施形態では、第1受光系及び第2受光系のいずれか一方は、第1戻り光を受光すると共に第2戻り光を受光するエリアセンサ(エリア系イメージセンサ70、イメージセンサ71)を含む。
【0220】
このような態様によれば、より簡素な構成で、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0221】
いくつかの実施形態は、第1撮影系を用いて第1画像を取得する第1撮影制御と、第2撮影系を用いて第2画像を取得する第2撮影制御とを異なるタイミングで実行する制御部(101、101a)を含む。
【0222】
このような態様によれば、より簡素な制御で、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0223】
いくつかの実施形態では、第1撮影系は、ライン状の第1照明光を所定部位に照射し、所定部位における第1照明光の照射範囲に対応した受光面の開口範囲で第1戻り光を受光するように構成される。
【0224】
このような態様によれば、不要光の影響を受けることなく第1戻り光を受光することができるため、よりコントラストが高い第1画像を取得することが可能になる。その結果、より高画質の合成画像を取得することができるようになる。
【0225】
いくつかの実施形態では、第1照射系の光軸方向における第1照明光の第1焦点位置は、第2照射系の光軸方向における第2照明光の第2焦点位置と異なるように設定される。
【0226】
このような態様によれば、第1照射系の光軸方向における焦点位置と第2照射系の光軸方向における焦点位置とを被検眼の所定部位の形状に合わせて設定することができるため、画像全体にピントが合った広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0227】
いくつかの実施形態では、第1撮影系により設定される第1焦点位置と第2撮影系により設定される第2焦点位置との差があらかじめ決められている。
【0228】
このような態様によれば、より簡素な構成で、被検眼の所定部位の形状に合わせて、画像全体にピントが合った広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0229】
いくつかの実施形態では、第1焦点位置は、所定部位における撮影中心に相当する位置であり、第2焦点位置は、撮影中心を含む中心部の外側の周辺部の部位に相当する位置である。
【0230】
このような態様によれば、画像全体にピントが合った広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0231】
いくつかの実施形態では、第1撮影系の撮影倍率は、第2撮影系の撮影倍率と略等しい。
【0232】
このような態様によれば、広画角で被検眼の高画質な画像を簡便に取得することができるようになる。
【0233】
いくつかの実施形態では、合成画像は、所定部位における撮影中心を含む中心部に第2画像における中心部に相当する画像領域が配置され、中心部の外側の周辺部に第1画像における周辺部に相当する画像領域が配置される。
【0234】
このような態様によれば、撮影中心を含む中心部に出現する反射アーチファクトの影響を受けることなく、広画角で被検眼の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0235】
いくつかの実施形態では、所定部位は、眼底である。
【0236】
このような態様によれば、広画角で被検眼の眼底の高画質な画像を取得することができるようになる。
【0237】
以上に示された実施形態は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
【符号の説明】
【0238】
1、1a 眼科撮影装置
10、10a 光学系
10D 移動機構
11 対物レンズ
20 撮影光学系
30、30a スキャニング撮影系
31、61 焦点位置変更部
40 スキャニング照明光学系
50 スキャニング系イメージセンサ
60、60a エリア撮影系
70 エリア系イメージセンサ
80 エリア照明光学系
90 前眼部観察光学系
100、100a 制御ユニット
101、101a 制御部
102、102a 記憶部
110 操作ユニット
120 表示ユニット
200 データ処理ユニット
E 被検眼
Ef 眼底
M31、M32、M61、M62、M63 光学素子
M33 反射ミラー
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