JP6869074B2 - Ophthalmic equipment - Google Patents
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Description
この発明は、被検眼のデータを取得するための眼科装置に関する。 The present invention relates to an ophthalmic apparatus for acquiring data of an eye to be inspected.
眼科装置には、被検眼の画像を得るための眼科撮影装置と、被検眼の特性を測定するための眼科測定装置が含まれる。 The ophthalmologic apparatus includes an ophthalmologic imaging apparatus for obtaining an image of the eye to be inspected and an ophthalmologic measuring apparatus for measuring the characteristics of the eye to be inspected.
眼科撮影装置の例として、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography、OCT)を用いて断層像を得る光干渉断層計、眼底を写真撮影する眼底カメラ、共焦点光学系を用いたレーザ走査により眼底像を得る走査型レーザ検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope、SLO)などがある。 Examples of ophthalmologic imaging devices include an optical coherence tomography that obtains a tomographic image using optical coherence tomography (OCT), a fundus camera that photographs the fundus, and a fundus image by laser scanning using a confocal optical system. There are scanning laser ophthalmoscopes (SLO) and the like.
また、眼科測定装置の例として、被検眼の屈折特性を測定する眼屈折検査装置(レフラクトメータ、ケラトメータ)、眼圧計、角膜の特性(角膜厚、細胞分布等)を得るスペキュラーマイクロスコープ、ハルトマン−シャックセンサを用いて被検眼の収差情報を得るウェーブフロントアナライザなどがある。 In addition, as an example of an ophthalmic measuring device, an ophthalmic refraction tester (refractometer, keratometer) for measuring the refraction characteristics of the eye to be inspected, a tonometer, a specular microscope for obtaining corneal characteristics (corneal thickness, cell distribution, etc.), Hartmann -There is a wave front analyzer that obtains the error information of the eye to be inspected using a shack sensor.
眼科検査においては、検査の精度や確度の観点から、装置光学系と被検眼との間の位置合わせが極めて重要である。この位置合わせはアライメントと呼ばれる。アライメントには、被検眼の軸に対して装置光学系の光軸を一致させる動作(XYアライメント)と、被検眼と装置光学系との間の距離を合わせる動作(Zアライメント)とが含まれる。 In ophthalmic examinations, the alignment between the device optical system and the eye to be inspected is extremely important from the viewpoint of the accuracy and accuracy of the examination. This alignment is called alignment. The alignment includes an operation of aligning the optical axis of the device optical system with the axis of the eye to be inspected (XY alignment) and an operation of aligning the distance between the eye to be inspected and the device optical system (Z alignment).
アライメントには様々な手法がある。典型的な手法として、角膜に光を投射し、その反射像(プルキンエ像)を検出してアライメントを行う手法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 There are various methods for alignment. As a typical method, a method of projecting light onto the cornea, detecting the reflected image (Purkinje image), and performing alignment is known (see, for example, Patent Document 1).
また、近年実現された手法として、前眼部を異なる方向から撮影して得られた2以上の撮影画像を解析して被検眼の3次元位置を特定し、この3次元位置に基づいてXYアライメントとZアライメントの双方を行う手法がある(例えば、特許文献2を参照)。 In addition, as a method realized in recent years, two or more captured images obtained by photographing the anterior segment from different directions are analyzed to identify the three-dimensional position of the eye to be inspected, and XY alignment is performed based on the three-dimensional position. There is a method of performing both and Z alignment (see, for example, Patent Document 2).
このように従来のアライメント手法が用いられる場合、次のような問題が生じることがある。 When the conventional alignment method is used in this way, the following problems may occur.
平行光束を照射した際に生じるプルキンエ像は、角膜曲率半径の2分の1の距離だけ角膜頂点から軸方向(Z方向)に偏位した位置に形成される。プルキンエ像をZアライメントに利用する場合、角膜曲率半径の標準値(例えば8mm)を利用してプルキンエ像のZ位置を推定していた。 The Pulkinje image generated when the parallel luminous flux is irradiated is formed at a position deviated in the axial direction (Z direction) from the apex of the cornea by a distance of half the radius of curvature of the cornea. When the Purkinje image is used for Z alignment, the Z position of the Purkinje image is estimated using the standard value of the radius of curvature of the cornea (for example, 8 mm).
しかし、角膜曲率半径には個人差があり、その範囲が6mmから9mm程度にわたることを考慮すると、標準値を利用してZアライメントを行うことは好適とは言い難い。特に、眼圧計やスペキュラーマイクロスコープのように高精度のアライメントが要求される眼科装置にこの従来の手法を適用することは困難である。 However, considering that there are individual differences in the radius of curvature of the cornea and the range ranges from about 6 mm to 9 mm, it is difficult to say that it is preferable to perform Z alignment using a standard value. In particular, it is difficult to apply this conventional method to ophthalmic devices that require high-precision alignment, such as tonometers and specular microscopes.
この発明の目的は、眼科装置のためのアライメントの新たな手法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a new method of alignment for ophthalmic devices.
実施形態の第1の態様の眼科装置は、被検眼のデータを取得するためのデータ取得光学系と、所定の連続的パターン及び所定の離散的パターンの少なくとも一方を含む指標を、上記被検眼の前眼部に投影する投影部と、上記指標が投影されている上記前眼部を異なる方向から撮影する2以上の撮影部と、上記2以上の撮影部により取得された2以上の第1撮影画像の少なくとも1つに基づいて上記被検眼の角膜形状情報を求める角膜形状情報取得部と、上記2以上の撮影部により取得された2以上の第2撮影画像と上記角膜形状情報とに基づいて上記データ取得光学系の移動目標位置を決定する位置決定部とを含む。 The ophthalmic apparatus of the first aspect of the embodiment provides an index including at least one of a data acquisition optical system for acquiring data of the eye to be inspected and a predetermined continuous pattern and a predetermined discrete pattern of the eye to be inspected. A projection unit that projects onto the anterior segment, two or more imaging units that photograph the anterior segment on which the index is projected from different directions, and two or more first imaging units acquired by the two or more imaging units. Based on the corneal shape information acquisition unit that obtains the corneal shape information of the eye to be inspected based on at least one of the images, the two or more second captured images acquired by the two or more imaging units, and the corneal shape information. It includes a position determining unit that determines a moving target position of the data acquisition optical system.
実施形態の第2の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記連続的パターンの指標として、リングパターン又は同心円パターンの指標を、上記前眼部に投影する。 In the ophthalmic apparatus of the second aspect of the embodiment, the projection unit projects an index of a ring pattern or a concentric circle pattern onto the front eye portion as an index of the continuous pattern.
実施形態の第3の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記リングパターンの指標と、当該リングパターンの中心に位置する中心輝点とを、上記前眼部に投影する。 In the ophthalmic apparatus of the third aspect of the embodiment, the projection unit projects the index of the ring pattern and the central bright spot located at the center of the ring pattern onto the anterior ocular region.
実施形態の第4の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記同心円パターンの指標と、当該同心円パターンの中心に位置する中心輝点とを、上記前眼部に投影する。 In the ophthalmic apparatus of the fourth aspect of the embodiment, the projection unit projects the index of the concentric pattern and the central bright spot located at the center of the concentric pattern onto the anterior ocular region.
実施形態の第5の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記離散的パターンの指標として、円上に配列された3以上の輝点と、当該円の中心に位置する中心輝点とを、上記前眼部に投影する。 In the ophthalmic apparatus of the fifth aspect of the embodiment, the projection unit uses three or more bright spots arranged on a circle and a central bright spot located at the center of the circle as an index of the discrete pattern. , Projected onto the anterior segment of the eye.
実施形態の第6の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記離散的パターンの指標として、円上に配列された5以上の輝点を、上記前眼部に投影する。 In the ophthalmic apparatus of the sixth aspect of the embodiment, the projection unit projects five or more bright spots arranged on a circle onto the front eye portion as an index of the discrete pattern.
実施形態の第7の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記データ取得光学系の光路を通じて光束を投射することにより、上記中心輝点を上記前眼部に投影する。 In the ophthalmic apparatus of the seventh aspect of the embodiment, the projection unit projects the central bright spot onto the anterior ocular region by projecting a luminous flux through the optical path of the data acquisition optical system.
実施形態の第8の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記前眼部に非平行光を投射する非平行光投射部を含み、上記角膜形状情報取得部は、少なくとも上記第1撮影画像に描出された上記非平行光の投影像に基づいて上記角膜形状情報を求める。 In the ophthalmic apparatus of the eighth aspect of the embodiment, the projection unit includes a non-parallel light projection unit that projects non-parallel light onto the anterior eye portion, and the corneal shape information acquisition unit is at least the first captured image. The corneal shape information is obtained based on the projected image of the non-parallel light drawn in.
実施形態の第9の態様の眼科装置において、上記投影部は、上記前眼部に平行光を投射する平行光投射部を含み、上記位置決定部は、上記2以上の第2撮影画像に描出された上記平行光の投影像に基づいて上記データ取得光学系の暫定的移動目標位置を求める暫定位置決定部と、上記角膜形状情報に基づき上記暫定的移動目標位置を補正して上記移動目標位置を決定する位置補正部とを含む。 In the ophthalmic apparatus of the ninth aspect of the embodiment, the projection unit includes a parallel light projection unit that projects parallel light onto the anterior eye portion, and the position-determining unit is visualized on the two or more second captured images. The provisional position determination unit that obtains the provisional movement target position of the data acquisition optical system based on the projected image of the parallel light, and the movement target position that corrects the provisional movement target position based on the corneal shape information. Includes a position correction unit that determines.
実施形態の第10の態様の眼科装置は、上記データ取得光学系を移動する駆動部と、制御部とを含み、上記制御部は、上記暫定的移動目標位置に上記データ取得光学系を移動するために上記駆動部の第1制御を実行し、上記角膜形状情報取得部は、上記第1制御の後に上記2以上の撮影部により取得された上記2以上の第1撮影画像に基づいて上記角膜形状情報を求め、上記位置補正部は、当該角膜形状情報に基づいて上記移動目標位置の決定を実行し、上記制御部は、上記暫定的移動目標位置から上記移動目標位置に上記データ取得光学系を移動するために上記駆動部の第2制御を実行する。 The ophthalmic apparatus of the tenth aspect of the embodiment includes a drive unit for moving the data acquisition optical system and a control unit, and the control unit moves the data acquisition optical system to the provisional movement target position. Therefore, the first control of the driving unit is executed, and the corneal shape information acquisition unit obtains the cornea based on the two or more first captured images acquired by the two or more imaging units after the first control. The position correction unit determines the movement target position based on the corneal shape information, and the control unit obtains the data from the provisional movement target position to the movement target position. The second control of the drive unit is executed in order to move the drive unit.
実施形態の第11の態様の眼科装置において、上記暫定位置決定部は、上記2以上の第2撮影画像を解析して上記平行光の投影像を探索し、上記投影像が検出されたとき、上記暫定的移動目標位置を求め、上記投影像が検出されなかったとき、上記2以上の撮影部により取得された2以上の第3撮影画像を解析して瞳孔画像を探索し、上記瞳孔画像が検出されたとき、上記被検眼の瞳孔の3次元位置を求める瞳孔位置取得部を含み、上記制御部は、上記3次元位置に応じた位置に上記データ取得光学系を移動するために上記駆動部の第3制御を実行し、上記暫定位置決定部は、上記第3制御の後に上記2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析して上記平行光の投影像を再度探索する。 In the ophthalmic apparatus of the eleventh aspect of the embodiment, the provisional position-fixing unit analyzes the two or more second captured images, searches for the projected image of the parallel light, and when the projected image is detected, The provisional movement target position is obtained, and when the projected image is not detected, the pupil image is searched by analyzing the two or more third captured images acquired by the two or more imaging units, and the pupil image is obtained. When detected, the control unit includes a pupil position acquisition unit that obtains a three-dimensional position of the pupil of the eye to be inspected, and the control unit is a drive unit for moving the data acquisition optical system to a position corresponding to the three-dimensional position. The third control of the above is executed, and the provisional position determining unit analyzes two or more photographed images acquired by the two or more photographing units after the third control and searches for the projected image of the parallel light again. ..
実施形態の第12の態様の眼科装置は、上記前眼部の観察画像を取得する観察画像取得部と、操作部とを含み、上記瞳孔画像が検出されなかったとき、上記制御部は、上記観察画像を表示手段に表示させ、且つ、上記操作部を用いて行われた操作に応じて上記駆動部を制御し、上記暫定位置決定部は、上記操作の後に上記2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析して上記平行光の投影像を再度探索する。 The ophthalmic apparatus of the twelfth aspect of the embodiment includes an observation image acquisition unit for acquiring an observation image of the anterior segment of the eye and an operation unit, and when the pupil image is not detected, the control unit uses the control unit. The observation image is displayed on the display means, and the drive unit is controlled according to the operation performed by using the operation unit, and the provisional position determination unit is acquired by the two or more photographing units after the operation. The two or more captured images are analyzed and the projected image of the parallel light is searched again.
実施形態の第13の態様の眼科装置は、所定の連続的パターン及び所定の離散的パターンの少なくとも一方を含む指標を、被検眼の前眼部に投影する投影部と、上記指標が投影されている上記前眼部を異なる方向から撮影する2以上の撮影部と、上記2以上の撮影部のうち上記前眼部を斜め方向から撮影した1以上の撮影部により取得された1以上の撮影画像に基づいて上記被検眼の角膜形状情報を求める角膜形状情報取得部とを含む。 In the ophthalmic apparatus of the thirteenth aspect of the embodiment, an index including at least one of a predetermined continuous pattern and a predetermined discrete pattern is projected onto the anterior segment of the eye to be inspected, and the index is projected. One or more captured images acquired by two or more imaging units that photograph the anterior segment from different directions and one or more imaging units that photograph the anterior segment from an oblique direction among the two or more imaging units. Includes a corneal shape information acquisition unit that obtains the corneal shape information of the eye to be inspected based on the above.
実施形態によれば、眼科装置のためのアライメントの新たな手法を提供することが可能である。 According to embodiments, it is possible to provide a new method of alignment for ophthalmic devices.
この発明に係る眼科装置の実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態に係る眼科装置は、被検眼の光学的な検査に用いられる。このような眼科装置は、例えば、眼科撮影装置及び眼科測定装置の少なくとも一方を含む。眼科撮影装置の例として、光干渉断層計、眼底カメラ、走査型レーザ検眼鏡などがある。眼科測定装置の例として、眼屈折検査装置、眼圧計、スペキュラーマイクロスコープ、ウェーブフロントアナライザなどがある。この明細書にて引用された文献に開示された技術を含む任意の公知技術を、実施形態に組み合わせることができる。 An example of an embodiment of the ophthalmic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The ophthalmic apparatus according to the embodiment is used for an optical examination of the eye to be inspected. Such an ophthalmic apparatus includes, for example, at least one of an ophthalmologic imaging apparatus and an ophthalmologic measuring apparatus. Examples of ophthalmologic imaging devices include optical interference tomography, fundus cameras, scanning laser ophthalmoscopes, and the like. Examples of ophthalmic measuring devices include an ophthalmoflex test device, a tonometer, a specular microscope, and a wavefront analyzer. Any known technique, including those disclosed in the literature cited herein, can be combined with embodiments.
〈構成〉
眼科装置の構成例を図1及び図2に示す。眼科装置1は、被検眼Eのデータを取得する機能を備える。すなわち、眼科装置1は、被検眼Eを撮影する機能と、被検眼Eの特性を測定する機能とのいずれか一方又は双方を備える。
<Constitution>
A configuration example of the ophthalmic apparatus is shown in FIGS. 1 and 2. The
眼科装置1は、制御部11と、データ処理部12と、光学ユニット20と、顔支持部70と、第1駆動部80Aと、第2駆動部80Bと、ユーザインターフェイス(UI)90とを含む。なお、第1駆動部80A及び第2駆動部80Bのいずれか一方のみが設けられた構成であってもよい。典型的には、眼科装置1は、第1駆動部80Aのみを備えていてよい。
The
制御部11及びデータ処理部12のそれぞれはプロセッサを含む。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。
Each of the
プロセッサは、例えば、記憶回路や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。記憶回路や記憶装置の少なくとも一部がプロセッサに含まれていてよい。また、記憶回路や記憶装置の少なくとも一部がプロセッサ10の外部に設けられていてよい。プロセッサにより実行可能な処理については後述する。 The processor realizes the function according to the embodiment by reading and executing a program stored in a storage circuit or a storage device, for example. At least part of the storage circuit or storage device may be included in the processor. Further, at least a part of the storage circuit and the storage device may be provided outside the processor 10. The processing that can be executed by the processor will be described later.
記憶装置等は、各種のデータを記憶する。記憶装置等に記憶されるデータとしては、データ取得光学系30により取得されたデータ(測定データ、撮影データ等)や、被検者及び被検眼に関する情報などがある。記憶装置等には、眼科装置1を動作させるための各種のコンピュータプログラムやデータが記憶されていてよい。記憶装置等には、後述の処理において使用・参照される各種のデータが記憶される。
A storage device or the like stores various types of data. The data stored in the storage device or the like includes data (measurement data, imaging data, etc.) acquired by the data acquisition optical system 30, information on the subject and the eye to be inspected, and the like. Various computer programs and data for operating the
(制御部11)
制御部11は、眼科装置1の各部の制御を実行する。特に、制御部11は、データ処理部12、光学ユニット20、第1駆動部80A、第2駆動部80B、及びユーザインターフェイス90を制御する。制御部11は、アライメント制御部111と、UI制御部112とを含む。
(Control unit 11)
The
(アライメント制御部111)
アライメント制御部111は、アライメントに関する制御を実行する。眼科装置1は、前眼部Eaに投影された指標に基づくアライメント(指標アライメントモード)を実行可能である。詳細は後述するが、指標アライメントモードでは、被検眼Eの角膜形状情報に基づく補正が可能である。
(Alignment control unit 111)
The alignment control unit 111 executes control related to alignment. The
角膜形状情報は、例えば、公知の眼科装置を用いて測定可能な、角膜の形状を表す任意のパラメータ値を含む。典型的には、角膜形状情報は、曲率半径(曲率)、強主経線の向き、強主経線に沿う曲率半径(度数)、弱主経線の向き、弱主経線に沿う曲率半径(度数)、楕円率、離心率、扁平率、不正乱視も含むトポグラフ、ゼルニケ多項式を用いた収差情報などのいずれかを含んでよい。 The corneal shape information includes, for example, any parameter value representing the shape of the cornea that can be measured using a known ophthalmic apparatus. Typically, the corneal shape information includes the radius of curvature (curvature), the orientation of the strong main meridian, the radius of curvature along the strong main meridian (frequency), the orientation of the weak main meridian, the radius of curvature along the weak main meridian (frequency), It may include any of ellipticity, eccentricity, flatness, topograph including irregular anomaly, aberration information using Zernike polynomials, and the like.
更に、アライメント制御部111は、被検眼Eの特徴部位に基づくアライメント(瞳孔アライメントモード)と、検者が手動で行うアライメント(マニュアルアライメント)とを実行可能であってよい。アライメント制御部111は、アライメントモードを選択する処理と、選択されたアライメントモードにおける各部の制御とを実行する。アライメント制御部111が実行する処理の具体例は後述する。 Further, the alignment control unit 111 may be able to perform alignment based on the characteristic portion of the eye E to be inspected (pupil alignment mode) and alignment manually performed by the examiner (manual alignment). The alignment control unit 111 executes the process of selecting the alignment mode and the control of each unit in the selected alignment mode. A specific example of the process executed by the alignment control unit 111 will be described later.
(UI制御部112)
UI制御部112は、ユーザインターフェイス90に関する制御を行う。換言すると、UI制御部112は、眼科装置1とユーザとの間の情報のやりとりに関する制御を行う。典型的には、UI制御部112は、表示部91に情報を表示させるための制御と、操作部92を用いて行われた操作に応じた制御とを実行する。眼科装置1による情報の出力態様は表示出力に限定されず、音声出力、印刷出力、発光ダイオード等の点灯などが含まれていてもよい。UI制御部112が実行する処理の具体例は後述する。
(UI control unit 112)
The
(データ処理部12)
データ処理部12は各種のデータ処理を実行する。例えば、データ処理部12は、前眼部カメラ60により取得された画像を解析する。画像の解析結果は、アライメント等に利用される。データ処理部12の詳細については後述する(図2を参照)。
(Data processing unit 12)
The
(光学ユニット20)
光学ユニット20には、被検眼Eの測定及び/又は撮影を行うための構成と、その準備を行うための構成とが格納されている。前者はデータ取得光学系30を含み、後者はアライメント光学系及び前眼部カメラ60を含む。アライメント光学系はアライメントにおいて使用され、この実施形態では第1光投射部41と第2光投射部42とを含む。
(Optical unit 20)
The
典型的な例において、データ取得光学系30及び第1光投射部41は、光学ユニット20の内部に格納されている。また、第2光投射部42は、光学ユニット20の筐体表面に設置されているか、或いは、その一部が筐体表面に露出している。同様に、前眼部カメラ60は、光学ユニット20の筐体表面に設置されているか、或いは、その一部が筐体表面に露出している。
In a typical example, the data acquisition optical system 30 and the first light projection unit 41 are housed inside the
第1光投射部41は、光学ユニット20の内部に配置された光学系を含む。第1光投射部41の光学系が形成する光路は、ビームスプリッタ50によりデータ取得光学系30の光路に合成されている。図示は省略するが、ビームスプリッタ50と被検眼Eとの間には、対物レンズ等の各種光学部材が設けられている。
The first light projection unit 41 includes an optical system arranged inside the
光学ユニット20には、図1に示す構成に加え、被検眼Eを正面から撮影するための光学系(照明光学系、観察光学系、撮影光学系等)が設けられてもよい。更に、データ取得光学系30のフォーカシングを行うための構成などが設けられていてもよい。なお、典型的な実施形態では、被検眼Eを正面から撮影するための光学系が設けられず、アライメントと、角膜形状情報を取得するための前眼部撮影との双方を、前眼部カメラ60を利用して行うように構成される。ただし、実施形態はこのような構成に限定されない。
In addition to the configuration shown in FIG. 1, the
(データ取得光学系30)
データ取得光学系30は、被検眼Eの特性を測定するための構成、及び/又は、被検眼Eを撮影するための構成を備える。データ取得光学系30は、眼科装置1が提供する機能(測定機能、撮影機能等)に応じて構成される。データ取得光学系30には、例えば、光源、光学素子(光学部材、光学デバイス)、アクチュエータ、機構、回路、表示デバイス、受光素子、イメージセンサなどが設けられる。
(Data acquisition optical system 30)
The data acquisition optical system 30 includes a configuration for measuring the characteristics of the eye E to be inspected and / or a configuration for photographing the eye E to be inspected. The data acquisition optical system 30 is configured according to the functions (measurement function, imaging function, etc.) provided by the
データ取得光学系30の構成は従来の眼科装置のそれと同様であってよい。データ取得光学系30の少なくとも一部は、第1光投射部41の光路に合成される光路の外部に配置されてもよい。 The configuration of the data acquisition optical system 30 may be similar to that of a conventional ophthalmic apparatus. At least a part of the data acquisition optical system 30 may be arranged outside the optical path synthesized in the optical path of the first light projection unit 41.
データ取得光学系30は、検査に付随する機能を提供するための構成を備えていてよい。例えば、被検眼Eを固視させるための視標(固視標)を被検眼Eの眼底に投影するための固視光学系が設けられていてよい。 The data acquisition optical system 30 may include a configuration for providing a function associated with the inspection. For example, an fixation optical system for projecting an optotype (fixation target) for fixing the eye E to be inspected on the fundus of the eye E may be provided.
(データ取得光学系30の位置の検出)
眼科装置1は、データ取得光学系30の位置を検出する機能を備える。例えば、制御部11は、第1駆動部80A及び/又は第2駆動部80Bに対する制御の内容を記録し、この記録(制御の履歴)からデータ取得光学系30の位置を求めることができる。他の例において、眼科装置1は、データ取得光学系30の位置を検知する位置センサを含む。
(Detection of the position of the data acquisition optical system 30)
The
制御部11(アライメント制御部111等)は、データ取得光学系30の位置と、データ処理部12により決定された移動目標位置とに基づいて、第1駆動部80A及び/又は第2駆動部80Bを制御することができる。それにより、データ取得光学系30を移動目標位置に移動させることができる。具体的には、制御部11は、データ取得光学系30の位置と移動目標位置との間の差分を求める。この差分は、例えば、検出されたデータ取得光学系30の位置を始点とし、移動目標位置を終点とするベクトル値である。このベクトル値は、例えば、XYZ座標系で表現される3次元ベクトル値である。
The control unit 11 (alignment control unit 111, etc.) has the
(第1光投射部41)
第1光投射部41は、例えば光源とコリメートレンズとを含み、前眼部Eaに光を投射する。この実施形態では、第1光投射部41は、略平行な光(平行光)を前眼部Eaに投射する。それにより、アライメントのための指標が前眼部Eaに投影される。この指標は、プルキンエ像として検出される。指標を用いたアライメントは、例えば、Zアライメント及びXYアライメントのいずれか一方又は双方を含む。Zアライメントは、データ取得光学系30の光軸方向(Z方向)におけるアライメントである。XYアライメントは、Z方向に直交するX方向(水平方向)及びY方向(鉛直方向)におけるアライメントである
(1st light projection unit 41)
The first light projection unit 41 includes, for example, a light source and a collimating lens, and projects light onto the anterior segment Ea. In this embodiment, the first light projection unit 41 projects substantially parallel light (parallel light) onto the anterior segment Ea. Thereby, an index for alignment is projected on the anterior segment Ea. This index is detected as a Purkinje image. Alignment using the index includes, for example, one or both of Z alignment and XY alignment. The Z alignment is an alignment in the optical axis direction (Z direction) of the data acquisition optical system 30. XY alignment is an alignment in the X direction (horizontal direction) and the Y direction (vertical direction) orthogonal to the Z direction.
Zアライメントは、例えば、2以上の前眼部カメラ60により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することによって実行される。XYアライメントは、例えば、2以上の前眼部カメラ60により実質的に同時に得られた2以上の撮影画像を解析することによって実行される。 Z alignment is performed, for example, by analyzing two or more captured images obtained substantially simultaneously by two or more anterior segment cameras 60. XY alignment is performed, for example, by analyzing two or more captured images obtained substantially simultaneously by two or more anterior segment cameras 60.
前眼部EaのXYアライメントは、2以上の前眼部カメラ60のいずれか1以上により取得された前眼部Eaの画像に描出されたプルキンエ像(指標像)のXY方向における位置に基づき実行される。例えば、前眼部Eaの画像に基づくXYアライメントは、アライメントのズレの許容範囲(アライメントマーク)内に指標像を誘導するように光学ユニット20を手動又は自動で移動させることにより実行される。
The XY alignment of the anterior segment Ea is performed based on the position of the Purkinye image (index image) drawn in the image of the anterior segment Ea acquired by any one or more of the two or more anterior segment cameras 60 in the XY direction. Will be done. For example, the XY alignment based on the image of the anterior segment Ea is performed by manually or automatically moving the
また、2以上の前眼部カメラ60のいずれかにより取得された前眼部Eaの画像(換言すると、データ取得光学系30の光路から外れた位置に配置された前眼部カメラ60により取得された画像、つまり、斜め方向から前眼部Eaを撮影して取得された画像)を、正面から見込んだ画像に変換する画像処理を適用することができる。この処理は、例えば、前眼部カメラ60の見込角(前眼部カメラ60の位置)に基づく視点変換である。このような画像処理を介して形成された正面画像を用いてXYアライメントを行うことが可能である。 Further, the image of the anterior segment Ea acquired by any of the two or more anterior segment cameras 60 (in other words, acquired by the anterior segment camera 60 arranged at a position out of the optical path of the data acquisition optical system 30). It is possible to apply an image process for converting an image, that is, an image obtained by photographing the anterior segment Ea from an oblique direction, into an image viewed from the front. This process is, for example, a viewpoint conversion based on the viewing angle of the anterior segment camera 60 (the position of the anterior segment camera 60). It is possible to perform XY alignment using the front image formed through such image processing.
マニュアルアライメントの場合、UI制御部112が前眼部Eaの画像とアライメントマークとを表示部91に表示し、ユーザが上記条件を満たすように操作部92を操作する。また、マニュアルアライメントにおいて、UI制御部112は、ユーザの操作を補助するための情報を表示部91に表示させることができる。例えば、アライメントのズレ方向及び/又はズレ量を表す情報を表示させることや、光学ユニット20を移動させるべき方向及び/又は量を表示させることができる。
In the case of manual alignment, the
オートアライメントの場合、アライメントマークに対する指標像の変位をデータ処理部12が算出し、この変位をキャンセルするようにアライメント制御部111が光学ユニット20をXY方向に移動させる。
In the case of auto alignment, the
(第2光投射部42)
第2光投射部42は、光学ユニット20の前面(被検眼Eに対向する面)に配置されている。第2光投射部42は、例えば、所定の連続的パターンの指標、及び、所定の離散的パターンの指標のいずれか一方又は双方を、前眼部Eaに投影する。
(Second light projection unit 42)
The second light projection unit 42 is arranged on the front surface of the optical unit 20 (the surface facing the eye E to be inspected). The second light projection unit 42 projects, for example, one or both of a predetermined continuous pattern index and a predetermined discrete pattern index onto the anterior segment Ea.
連続的パターンは、例えば、リングパターン又は同心円パターンである。リングパターンの指標が適用される場合、このリングパターンの中心に位置する中心輝点を更に前眼部Eaに投影することができる。同様に、同心円パターンの指標が適用される場合、この同心円パターンの中心に位置する中心輝点を更に前眼部Eaに投影することができる。中心輝点は、例えば、第1光投射部41によって形成される。 The continuous pattern is, for example, a ring pattern or a concentric pattern. When the index of the ring pattern is applied, the central bright spot located at the center of the ring pattern can be further projected onto the anterior segment Ea. Similarly, when the index of the concentric pattern is applied, the central bright spot located at the center of the concentric pattern can be further projected onto the anterior segment Ea. The central bright spot is formed by, for example, the first light projection unit 41.
連続的パターンの指標は、これらに限定されない。例えば、楕円パターン、任意の曲線パターン、任意の直線パターンなどを適用することもできる。また、連続的パターンは、閉曲線でなくてもよい。例えば、連続的パターンは、円の一部、同心円の一部、楕円の一部などであってもよい。また、連続的パターンは、2次元的広がりを有する面状パターンでもよい。 Indicators of continuous patterns are not limited to these. For example, an ellipse pattern, an arbitrary curve pattern, an arbitrary straight line pattern, or the like can be applied. Also, the continuous pattern does not have to be a closed curve. For example, the continuous pattern may be part of a circle, part of a concentric circle, part of an ellipse, and so on. Further, the continuous pattern may be a planar pattern having a two-dimensional spread.
離散的パターンの指標は、任意の個数の輝点(点状の指標)を含んでよい。また、離散的パターンの指標は、任意の個数の輝線(線分状の指標)、任意の個数の面状パターンなどを含んでよい。例えば、離散的パターンの指標は、円上に配列された3以上の輝点と、この円の中心に位置する中心輝点とを含んでよい。この中心輝点は、例えば、第1光投射部41によって形成される。他の例として、離散的パターンの指標は、円上に配列された5以上の輝点を含んでよい。 The index of the discrete pattern may include any number of bright spots (dotted indexes). Further, the index of the discrete pattern may include an arbitrary number of bright lines (line segment-like index), an arbitrary number of planar patterns, and the like. For example, an index of a discrete pattern may include three or more bright spots arranged on a circle and a central bright spot located at the center of the circle. This central bright spot is formed by, for example, the first light projection unit 41. As another example, the discrete pattern index may include 5 or more bright spots arranged on a circle.
第2光投射部42は、任意の光源を含む。光源は、発光デバイスであってもよいし、発光デバイスと光学素子との組み合わせでもよい。発光デバイスの典型的な例として発光ダイオード(LED)がある。発光デバイスは、指標のパターンに応じた形状を備えていてよい。また、第2光投射部42は、指標のパターンに応じて配置された複数の発光デバイスを含んでもよい。発光デバイスと組み合わせられる光学素子の典型的な例として、拡散板がある。また、指標のパターンに応じた形状の開口又は透光部を有する光学素子を、発光デバイスと組み合わせることができる。 The second light projection unit 42 includes an arbitrary light source. The light source may be a light emitting device or a combination of a light emitting device and an optical element. A typical example of a light emitting device is a light emitting diode (LED). The light emitting device may have a shape corresponding to the pattern of the index. Further, the second light projection unit 42 may include a plurality of light emitting devices arranged according to the pattern of the index. A diffuser is a typical example of an optical element combined with a light emitting device. Further, an optical element having an opening or a translucent portion having a shape corresponding to the pattern of the index can be combined with the light emitting device.
この実施形態では、第2光投射部42は、有限な距離から光(非平行光)を前眼部Eaに投射する。その投影像は、被検眼Eの角膜形状情報を取得するために利用される。第1光投射部41により形成される投影像(指標)と、第2光投射部42により形成される投影像(指標)との双方を、被検眼Eの角膜形状情報を取得するために利用することができる。例えば、第2光投射部42により形成される離散的パターンの投影像の個数が比較的少数である場合、又は、第2光投射部42により連続的パターンの投影像が形成される場合に、第1光投射部41により形成される投影像を利用するように構成することが可能である。 In this embodiment, the second light projection unit 42 projects light (non-parallel light) onto the anterior segment Ea from a finite distance. The projected image is used to acquire the corneal shape information of the eye E to be inspected. Both the projected image (index) formed by the first light projection unit 41 and the projected image (index) formed by the second light projection unit 42 are used to acquire the corneal shape information of the eye E to be inspected. can do. For example, when the number of projection images of the discrete pattern formed by the second light projection unit 42 is relatively small, or when the projection image of the continuous pattern is formed by the second light projection unit 42. It can be configured to utilize the projected image formed by the first light projection unit 41.
第2光投射部42を前眼部照明として利用することができる。前眼部照明は、前眼部Eaを観察するときなどに用いられる。 The second light projection unit 42 can be used as anterior segment illumination. The anterior segment illumination is used when observing the anterior segment Ea.
第1光投射部41及び第2光投射部42の具体例については後述する。 Specific examples of the first light projection unit 41 and the second light projection unit 42 will be described later.
(前眼部カメラ60)
前眼部カメラ60は、異なる位置に2台以上設けられている。各前眼部カメラ60は、例えば、所定のフレームレートで動画撮影を行うビデオカメラである。2以上の前眼部カメラ60は、前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する。
(Anterior segment camera 60)
Two or more front eye cameras 60 are provided at different positions. Each anterior segment camera 60 is, for example, a video camera that shoots a moving image at a predetermined frame rate. The two or more anterior segment cameras 60 capture the anterior segment from different directions substantially simultaneously.
図1に示す例では、データ取得光学系30等の光路から外れた位置に設けられているが、これには限定されない。例えば、データ取得光学系30にイメージセンサが設けられている場合、2以上の前眼部カメラの1つがこのイメージセンサであってよい。 In the example shown in FIG. 1, the data acquisition optical system 30 or the like is provided at a position outside the optical path, but the present invention is not limited to this. For example, when the data acquisition optical system 30 is provided with an image sensor, one of two or more anterior segment cameras may be this image sensor.
この実施形態では、例えば、図3に示すように2台の前眼部カメラ60A及び60Bが設けられている。なお、図3は上面図であり、+Y方向は鉛直上方を示し、+Z方向はデータ取得光学系30の光軸方向であってデータ取得光学系30から被検眼Eに向かう方向を示す。また、前眼部カメラ60A及び60Bはそれぞれ、データ取得光学系30の光路から外れた位置に設けられている。以下、2台の前眼部カメラ60A及び60Bをまとめて符号「60」で表すことがある。
In this embodiment, for example, as shown in FIG. 3, two
前眼部カメラの個数は2以上の任意の個数であってよいが、異なる2方向から実質的に同時に前眼部を撮影可能な構成であればよい。また、1つの前眼部カメラがデータ取得光学系30と同軸に配置されていてもよい。 The number of anterior segment cameras may be any number of 2 or more, but any configuration can be used as long as the anterior segment can be photographed substantially simultaneously from two different directions. Further, one anterior segment camera may be arranged coaxially with the data acquisition optical system 30.
「実質的に同時」とは、例えば、2以上の前眼部カメラによる撮影において、眼球運動を無視できる程度の撮影タイミングのズレを許容することを示す。それにより、被検眼Eが実質的に同じ位置(向き)にあるときの画像を2以上の前眼部カメラによって取得することができる。 “Substantially at the same time” means that, for example, in imaging with two or more anterior segment cameras, a shift in imaging timing to the extent that eye movements can be ignored is allowed. Thereby, an image when the eye E to be inspected is in substantially the same position (orientation) can be acquired by two or more anterior eye cameras.
また、2以上の前眼部カメラによる撮影は動画撮影でも静止画撮影でもよいが、この実施形態では動画撮影を行う場合について特に詳しく説明する。動画撮影の場合、撮影開始タイミングを合わせるよう制御したり、フレームレートや各フレームの撮影タイミングを制御したりすることにより、上記した実質的に同時の前眼部撮影を実現することができる。一方、静止画撮影の場合、撮影タイミングを合わせるよう制御することにより、これを実現することができる。 Further, the shooting by two or more front eye cameras may be a moving image shooting or a still image shooting, but in this embodiment, a case where the moving image shooting is performed will be described in particular detail. In the case of moving image shooting, by controlling the shooting start timing to be adjusted, and controlling the frame rate and the shooting timing of each frame, it is possible to realize the above-mentioned substantially simultaneous front eye shooting. On the other hand, in the case of still image shooting, this can be realized by controlling the shooting timing to be adjusted.
光学ユニット20の筐体の前面の構成例を図4A〜図4Cに示す。符号「51」は対物レンズを示す。対物レンズ51は、ビームスプリッタ50の前方(被検眼E側)に配置されている。対物レンズ51は、データ取得光学系30の光路を形成する部材群の最前方位置(最も被検眼Eに近い位置)に配置され、且つ、第1光投射部41と被検眼Eとを結ぶ光路を形成する部材群の最前方位置に配置されている。
Examples of the configuration of the front surface of the housing of the
対物レンズ50よりも前方に光学素子等を配置可能な構成を適用することもできる。例えば、眼科装置1が眼底撮影用の光干渉断層計を含む場合、前眼部撮影用のアタッチメントレンズが対物レンズ51の前方に配置されるように構成することが可能である。
It is also possible to apply a configuration in which an optical element or the like can be arranged in front of the
データ取得光学系30の最前方位置に配置される部材は対物レンズ51に限定されない。例えば、眼科装置1が眼圧計を含む場合、角膜表面に空気流を吹き付けるためのノズルが最前方位置に配置される。
The member arranged at the frontmost position of the data acquisition optical system 30 is not limited to the
図4Aに示す例について説明する。本例において、対物レンズ51は、光学ユニット20の筐体の中心位置のやや上部に配置されている。検査時において、対物レンズ51は、前眼部Eaに対向するように配置される。
The example shown in FIG. 4A will be described. In this example, the
本例では、対物レンズ50の左側には前眼部カメラ60Aが配置され、右側には前眼部カメラ60Bが配置されている。本例では、対物レンズ50の高さ位置(Y方向における位置)と、前眼部カメラ60A及び60Bの高さ位置とが等しく設計されているが、これに限定されない。例えば、対物レンズ50のレンズ中心よりも下方(−Y方向)に前眼部カメラ60A及び60Bを配置することができる。それにより、前眼部カメラ60A及び60Bにより取得される撮影画像に被検者の瞼や睫毛が映り込む可能性を低減することができる。また、眼の窪み(眼窩)が深い被検者であっても、好適に前眼部撮影を行うことができる。他の例として、前眼部カメラ60Aの高さ位置と、前眼部カメラ60Bの高さ位置とが異なるように設計することができる。
In this example, the
本例の第2光投射部42Aは、連続的形状の光源(発光デバイス、又は、発光デバイスと光学素子との組み合わせ)を1つ以上含む。第2光投射部42Aは、例えば、角膜形状を測定するための眼科装置(ケラトメータ、角膜トポグラファ等)において用いられるリング状光源(ケラトリング光源)又は同心円状光源(プラチドリング光源)である。ケラトリング光源は、リングパターンの指標を前眼部Eaに投影するための、断面がリング状の光束を出力する。プラチドリング光源は、同心円パターンの指標を前眼部Eaに投影するための、断面が同心円状の光束を出力する。
The second
図4Aに示す例において、第2光投射部42Aは、3つのリング状光源が同心に配置されたプラチドリング光源である。プラチドリング光源を構成するリング状光源の個数は任意であってよい。
In the example shown in FIG. 4A, the second
図4Bに示す例について説明する。本例において、対物レンズ51、前眼部カメラ60A、及び前眼部カメラ60Bの構成や配置は、図4Aに示す例と同様である。なお、他の構成及び/又は配置が適用されてもよい。
The example shown in FIG. 4B will be described. In this example, the configuration and arrangement of the
本例の第2光投射部42Bは、3つの点状光源(発光デバイス、又は、発光デバイスと光学素子との組み合わせ)を含む。3つの点状光源42Bは、対物レンズ51の光軸位置を重心とする正三角形の頂点に配置されている。なお、3つの点状光源の配置はこれに限定されず、任意であってよい。
The second
図4Cに示す例について説明する。本例において、対物レンズ51、前眼部カメラ60A、及び前眼部カメラ60Bの構成や配置は、図4Aに示す例と同様である。なお、他の構成及び/又は配置が適用されてもよい。
An example shown in FIG. 4C will be described. In this example, the configuration and arrangement of the
本例の第2光投射部42Cは、5つの点状光源(発光デバイス、又は、発光デバイスと光学素子との組み合わせ)を含む。5つの点状光源42Bは、対物レンズ51の光軸位置を重心とする正五角形の頂点に配置されている。なお、5つの点状光源の配置はこれに限定されず、任意であってよい。
The second
図4A〜図4Cに示す例では、対物レンズ51と、前眼部カメラ60A及び60Bと、第2光投射部42との間の相対位置は固定的である。他の例において、これら部材のうちの少なくとも1つを移動可能に構成することも可能である。例えば、前眼部カメラ60A及び/又は60Bを移動するための機構が設けられてよい。また、第2光投射部42に含まれる光源を移動するための機構が設けられたよい。その場合、移動可能な部材の位置を検知する機能が設けられる。
In the examples shown in FIGS. 4A to 4C, the relative positions between the
また、第2光投射部42が連続的形状の光源を含む場合、この光源の形状を変化させるための機構を設けることができる。 Further, when the second light projection unit 42 includes a light source having a continuous shape, a mechanism for changing the shape of the light source can be provided.
(顔支持部70)
顔支持部70は、被検者の顔を支持するための部材を含む。例えば、顔支持部70は、被検者の額が当接される額当てと、被検者の顎が載置される顎受けとを含む。なお、顔支持部70は、額当て及び顎受けのいずれか一方のみを備えてもよく、これら以外の部材を備えてもよい。
(Face support 70)
The
(第1駆動部80A及び第2駆動部80B)
第1駆動部80Aは、制御部11(アライメント制御部111等)による制御を受けて光学ユニット20を移動する。第1駆動部80Aは、光学ユニット20を3次元的に移動可能である。第1駆動部80Aは、例えば、従来と同様に、光学ユニット20をX方向に移動させるための機構と、Y方向に移動させるための機構と、Z方向に移動させるための機構とを含む。また、第1駆動部80Aは、光学ユニット20の光軸を含む平面(水平面、垂直面等)内にて光学ユニット20を回動させる回動機構を含んでもよい。
(
The
第2駆動部80Bは、制御部11(アライメント制御部111等)による制御を受けて顔支持部70を移動する。第2駆動部80Bは、顔支持部70を3次元的に移動可能である。第2駆動部80Bは、例えば、顔支持部70をX方向に移動させるための機構と、Y方向に移動させるための機構と、Z方向に移動させるための機構とを含む。また、第2駆動部80Bは、顔支持部70(又はそれに含まれる部材)の向きを変更するための回動機構を含んでもよい。顔支持部70に複数の部材が設けられている場合、第2駆動部80Bは、これら部材を個別に移動するよう構成されてよい。例えば、第2駆動部80Bは、額当てと顎受けとを個別に移動するよう構成されてよい。
The
(ユーザインターフェイス90)
ユーザインターフェイス90は、情報の表示、情報の入力、操作指示の入力など、眼科装置1とそのユーザとの間で情報をやりとりするための機能を提供する。ユーザインターフェイス90は、出力機能と入力機能とを提供する。ユーザインターフェイス90は、UI制御部112によって制御される。
(User interface 90)
The
出力機能を提供する構成の典型例として表示部91がある。表示部91は、フラットパネルディスプレイ等の表示デバイスを含む。出力機能に係る構成の他の例として、音声出力装置や発光ダイオードがある。 A display unit 91 is a typical example of a configuration that provides an output function. The display unit 91 includes a display device such as a flat panel display. Other examples of configurations related to output functions include audio output devices and light emitting diodes.
入力機能を提供する構成の典型例として操作部92がある。操作部92は、レバー、ボタン、キー、ポインティングデバイス等の操作デバイスを含む。また、入力機能に係る構成の他の例として、マイクロフォンやデータライタがある。 An operation unit 92 is a typical example of a configuration that provides an input function. The operation unit 92 includes operation devices such as levers, buttons, keys, and pointing devices. Further, as another example of the configuration related to the input function, there is a microphone and a data writer.
ユーザインターフェイス90は、タッチパネルディスプレイのような出力機能と入力機能とが一体化されたデバイスを含んでよい。また、ユーザインターフェイス90は、情報の入出力を行うためのグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)を含んでよい。
The
(データ処理部12の詳細)
データ処理部12の詳細を説明する。図2に示すように、データ処理部12には、画像補正部120と、角膜形状情報取得部130と、位置決定部140と、瞳孔位置取得部150とが設けられている。これらはアライメントのために機能する。
(Details of data processing unit 12)
The details of the
(画像補正部120)
画像補正部120は、前眼部カメラ60により得られた撮影画像の歪みを、所定の収差情報に基づいて補正する。この処理は、例えば、歪曲収差を補正するための補正係数に基づく公知の画像処理技術によって実行される。なお、前眼部カメラ60の光学系が撮影画像に与える歪曲収差が十分に小さい場合などには画像補正部120を設ける必要はない。
(Image correction unit 120)
The
収差情報は、例えば、眼科装置1に設けられた記憶装置等に予め格納される。或いは、外部装置に予め格納された収差情報を眼科装置1が参照できるように構成することもできる。収差情報には、各前眼部カメラ60について、それに搭載された光学系の影響により撮影画像に発生する歪曲収差に関する情報が記録されている。ここで、前眼部カメラ60に搭載された光学系には、例えばレンズ等の歪曲収差を発生させる光学素子が含まれている。収差情報は、これらの光学素子が撮影画像に与える歪みを定量化したパラメータと言える。
Aberration information is stored in advance in, for example, a storage device provided in the
収差情報の生成方法の例を説明する。前眼部カメラ60の器差(歪曲収差の差異)を考慮して各前眼部カメラ60について次のような測定が行われる。作業者は、所定の基準点を準備する。基準点とは、歪曲収差の検出に用いられる撮影ターゲットである。作業者は、基準点と前眼部カメラ60との相対位置を変更しつつ複数回の撮影を行う。それにより、異なる方向から撮影された基準点の複数の撮影画像が得られる。作業者は、取得された複数の撮影画像をコンピュータで解析することにより、この前眼部カメラ60のための収差情報を生成する。 An example of a method of generating aberration information will be described. The following measurements are performed for each anterior segment camera 60 in consideration of the instrumental error (difference in distortion) of the anterior segment camera 60. The worker prepares a predetermined reference point. The reference point is a photographing target used for detecting distortion. The operator takes a plurality of times while changing the relative position between the reference point and the anterior segment camera 60. As a result, a plurality of captured images of reference points taken from different directions can be obtained. The operator generates aberration information for the anterior segment camera 60 by analyzing the acquired plurality of captured images with a computer.
収差情報を生成するための解析処理には、例えば以下の工程が含まれる。
・各撮影画像から基準点に相当する画像領域を抽出する抽出工程
・各撮影画像における基準点に相当する画像領域の分布状態(座標)を算出する分布状態算出工程
・得られた分布状態に基づいて歪曲収差を表すパラメータを算出する歪曲収差算出工程
・得られたパラメータに基づいて歪曲収差を補正するための係数を算出する補正係数算出工程
The analysis process for generating aberration information includes, for example, the following steps.
-Extraction step to extract the image area corresponding to the reference point from each captured image-Distribution state calculation process to calculate the distribution state (coordinates) of the image area corresponding to the reference point in each captured image-Based on the obtained distribution state Distortion aberration calculation process for calculating the parameters representing the distortion aberration ・ Correction coefficient calculation process for calculating the coefficient for correcting the distortion aberration based on the obtained parameters
なお、光学系が画像に与える歪曲収差に関連するパラメータとしては、主点距離、主点位置(縦方向、横方向)、レンズのディストーション(放射方向、接線方向)などがある。収差情報は、各前眼部カメラ60の識別情報と、これに対応する補正係数とを関連付けた情報(例えばテーブル情報)として構成される。画像補正部120は、このようにして生成された収差情報を参照することで、前眼部カメラ60A又は60Bにより取得された撮影画像の収差補正を行う。このような収差補正はキャリブレーション(Calibration)などと呼ばれる。
The parameters related to the distortion given to the image by the optical system include the principal point distance, the principal point position (vertical direction, horizontal direction), and lens distortion (radiation direction, tangential direction). The aberration information is configured as information (for example, table information) in which the identification information of each anterior segment camera 60 and the corresponding correction coefficient are associated with each other. The
画像補正部120により補正された撮影画像は、角膜形状情報取得部130、位置決定部140、及び瞳孔位置取得部150のうちの少なくとも1つに送られる。典型的な例において、制御部11(アライメント制御部111等)は、画像補正部120により補正された撮影画像の送信先を、動作モードや処理フェーズに応じて切り替えるように構成される。
The captured image corrected by the
(角膜形状情報取得部130)
角膜形状情報取得部130は、前眼部カメラ60A及び60Bにより取得された2つの撮影画像(第1撮影画像)に基づいて、被検眼Eの角膜形状情報を求める。角膜形状情報は、前述したパラメータ値のいずれかを含む。
(Corneal shape information acquisition unit 130)
The corneal shape information acquisition unit 130 obtains the corneal shape information of the eye E to be inspected based on the two captured images (first captured images) acquired by the
角膜形状情報取得部130は、少なくとも第2光投射部42により形成される指標に基づいて角膜形状情報を求めるように構成される。また、角膜形状情報取得部130は、第1光投射部41により形成される指標と第2光投射部42により形成される指標とに基づいて角膜形状情報を求めるように構成される。 The corneal shape information acquisition unit 130 is configured to obtain corneal shape information based on at least an index formed by the second light projection unit 42. Further, the corneal shape information acquisition unit 130 is configured to obtain corneal shape information based on an index formed by the first light projection unit 41 and an index formed by the second light projection unit 42.
図4Aに示す第2光投射部42Aが適用される場合、角膜形状情報取得部130は、例えば、第2光投射部42Aにより形成される同心円パターンの指標に基づいて角膜形状情報を求めるように構成される。他の例において、角膜形状情報取得部130は、第1光投射部41により形成される指標(輝点)と第2光投射部42Aにより形成される同心円パターンの指標とに基づいて角膜形状情報を求めるように構成される。
When the second
図4Bに示す第2光投射部42Bが適用される場合、角膜形状情報取得部130は、例えば、第1光投射部41により形成される指標(輝点)と第2光投射部42Bにより形成される3つの指標(輝点)とを含む4つの指標に基づいて角膜形状情報を求めるように構成される。
When the second
図4Cに示す第2光投射部42Cが適用される場合、角膜形状情報取得部130は、例えば、第2光投射部42Cにより形成される5つの指標(輝点)に基づいて角膜形状情報を求めるように構成される。他の例において、角膜形状情報取得部130は、第1光投射部41により形成される指標(輝点)と第2光投射部42Cにより形成される5つの指標(輝点)とを含む6つの指標に基づいて角膜形状情報を求めるように構成される。
When the second
角膜形状情報取得部130が実行する処理の例を説明する。以下、図4A〜図4Cに示す光投射部42A〜42Cが適用される場合を例示的に説明するが、他の形態の第2光投射部42が適用される場合においても同様の処理を適用することができる。
An example of the process executed by the corneal shape information acquisition unit 130 will be described. Hereinafter, the case where the
図4Aに示す第2光投射部42Aが適用される場合について説明する。前眼部カメラ60A及び60Bにより実質的に同時に取得された2つの撮影画像(前眼部像)の例を図5Aに示す。撮影画像200Aは前眼部カメラ60Aにより取得された前眼部像であり、撮影画像200Bは前眼部カメラ60Bにより取得された前眼部像である。ここで、撮影画像200A及び200Bは、画像補正部120により補正された前眼部像であってよい。
A case where the second
撮影画像200Aは、前眼部Eaを斜め方向から撮影して得られた画像である。撮影画像200Aには、被検眼Eの瞳孔Epに相当する瞳孔画像201Aと、第1光投射部41により形成された輝点像(プルキンエ像)202Aと、第2光投射部42Aにより形成された同心円パターンの指標203Aとが描出されている。
The captured
同様に、撮影画像200Bは、撮影画像200Aとは異なる斜め方向から前眼部Eaを撮影して得られた画像である。撮影画像200Bには、被検眼Eの瞳孔Epに相当する瞳孔画像201Bと、第1光投射部41により形成された輝点像(プルキンエ像)202Bと、第2光投射部42Aにより形成された同心円パターンの指標203Bとが描出されている。
Similarly, the captured
本例において、撮影画像200A及び200Bは、対物レンズ51の光軸(つまり、データ取得光学系30の光軸、且つ第1光投射部41の光軸)と異なる方向からの撮影により取得された画像である。また、XYアライメントが実質的に合っているとき、プルキンエ像202A及び202Bは対物レンズ51の光軸上に形成される。
In this example, the captured
前眼部カメラ60Aの見込角(対物レンズ51の光軸に対する角度)と、前眼部カメラ60Bの見込角とは、それぞれ既知である。更に、撮影倍率も既知である。したがって、撮影画像200Aにおける任意の対象の描出位置と、撮影画像200Bにおける当該対象の描出位置とに基づいて、眼科装置1(前眼部カメラ60A及び60B)に対する当該対象の相対位置(実空間における3次元位置)を求めることができる(後述の位置決定部140の説明を参照)。
The viewing angle of the
また、前眼部カメラ60A及び60Bは、対物レンズ51の光軸から外れた位置に配置されているので、撮影画像200A及び200Bにそれぞれ描出された同心円パターンの指標203A及び203Bは、楕円として検出される。本明細書において、同心円パターンの指標は、同心楕円パターンの指標(典型的な実際の投影像)も含むものとする。同様に、リングパターンの指標は、楕円パターンの指標(典型的な実際の投影像)も含むものとする。
Further, since the
本例において、角膜形状情報取得部130は、まず、撮影画像200Aを解析することで、同心円パターンの指標203Aを探索する。この処理は、例えば、指標203Aに相当する画素(周囲と比較して高輝度の画素)を探索するための、撮影画像200Aの画素値に関する閾値処理を含む。それにより、指標203Aが特定される。なお、アライメント状態等によっては、第2光投射部42Aに含まれる複数のリング状光源に対応する全てのリングパターンの指標が特定されない場合もある。
In this example, the corneal shape information acquisition unit 130 first searches for the
同心円パターンの指標203Aが特定されたら、角膜形状情報取得部130は、従来のケラトメータや角膜トポグラファと同様に、指標203Aに含まれるリングパターンの指標の少なくとも1つを解析することで、当該リングパターンの指標の径(半径、直径)を求める。このとき、複数の方向について径を求めることができる。
When the
また、角膜形状情報取得部130は、リングパターンの指標の近似楕円を求め、この近似楕円に基づいて、強主経線の向き、強主経線方向における曲率半径、弱主経線の向き、弱主経線方向における曲率半径などを求めることができる。近似楕円は、例えば、最小二乗法を利用して、リングパターンの指標上の複数の点を標準的な楕円の式にフィッティングすることによって求められる。 Further, the corneal shape information acquisition unit 130 obtains an approximate ellipse of the index of the ring pattern, and based on this approximate ellipse, the direction of the strong main meridian, the radius of curvature in the direction of the strong main meridian, the direction of the weak main meridian, and the weak main meridian. The radius of curvature in the direction can be obtained. The approximate ellipse is obtained, for example, by fitting a plurality of points on the index of the ring pattern to a standard ellipse equation using the method of least squares.
他の例を説明する。前眼部カメラ60A及び60Bの見込角が既知であるから、被検眼と前眼部カメラ60A及び60Bとの間の距離が既知であり、且つ、被検眼の角膜曲率半径が所定の基準値(例えば標準的な値)に等しいと仮定すると、このような標準的被検眼に投影される指標203A及び203Bの楕円量(強主経線の向き、弱主経線の向き、楕円率、離心率、扁平率など、楕円の形状を表すパラメータ値)を事前に求めることができる。
Another example will be described. Since the prospect angles of the
角膜形状情報取得部130は、このようにして事前に取得された標準的楕円量を利用することができる。例えば、角膜形状情報取得部130は、被検眼Eの前眼部Eaを実際に撮影して得られた同心円パターンの指標203Aから楕円量を算出し、この楕円量と標準的楕円量との差分を求め、この差分に基づいて被検眼Eの角膜形状情報を求めることが可能である。
The corneal shape information acquisition unit 130 can utilize the standard elliptical amount acquired in advance in this way. For example, the corneal shape information acquisition unit 130 calculates the elliptical amount from the
楕円に関する演算を行うとき、同心円パターンの指標203Aから楕円中心を求めることができるが、第1光投射部41により形成された輝点像(プルキンエ像)202Aを楕円中心として用いることも可能である。
When performing an operation on an ellipse, the center of the ellipse can be obtained from the
以上の処理は、撮影画像200Aのみに基づいて角膜形状情報を求める場合の例である。同様の処理により、撮影画像200Bから角膜形状情報を求めることができる。また、撮影画像200Aに基づく(暫定的)角膜形状情報と撮影画像200Bに基づく(暫定的)角膜形状情報とに基づいて角膜形状情報を求めることも可能である。例えば、2つの暫定的角膜形状情報の統計値(平均値等)を算出してよい。
The above processing is an example of obtaining corneal shape information based only on the captured
図4Aに示す第2光投射部42Aが適用される本例では、以下に示す公知の楕円の式を利用することができる:[{(x−x0)sinθ+(y−y0)cosθ}2/a2]+[{(x−x0)cosθ+(y−y0)sinθ}2/b2]=1。この式は、軸角度及び中心位置の双方が不定な楕円を表し、(x0、y0)は中心座標、θは軸角度、aは長径、bは短径をそれぞれ示す。この式が用いられる場合、楕円周上の少なくとも5点の座標から楕円を決定することができる。
In this example to which the second
図4Bに示す第2光投射部42Bが適用される場合について説明する。前眼部カメラ60A及び60Bにより実質的に同時に取得された2つの撮影画像(前眼部像)の例を図5Bに示す。撮影画像300Aは前眼部カメラ60Aにより取得された前眼部像であり、撮影画像300Bは前眼部カメラ60Bにより取得された前眼部像である。ここで、撮影画像300A及び300Bは、画像補正部120により補正された前眼部像であってよい。
A case where the second
撮影画像300Aは、前眼部Eaを斜め方向から撮影して得られた画像である。撮影画像300Aには、被検眼Eの瞳孔Epに相当する瞳孔画像301Aと、第1光投射部41により形成された輝点像302Aと、第2光投射部42Bにより形成された3つの輝点像303Aとが描出されている。
The captured
同様に、撮影画像300Bは、撮影画像300Aとは異なる斜め方向から前眼部Eaを撮影して得られた画像である。撮影画像300Bには、被検眼Eの瞳孔Epに相当する瞳孔画像301Bと、第1光投射部41により形成された輝点像302Bと、第2光投射部42Bにより形成された3つの輝点像303Bとが描出されている。
Similarly, the captured
本例において、撮影画像300A及び300Bは、対物レンズ51の光軸(つまり、データ取得光学系30の光軸、且つ第1光投射部41の光軸)と異なる方向からの撮影により取得された画像である。また、XYアライメントが実質的に合っているとき、輝点像302A及び302Bは対物レンズ51の光軸上に形成される。
In this example, the captured
前眼部カメラ60Aの見込角、前眼部カメラ60Bの見込角、及び、撮影倍率は、既知である。したがって、撮影画像300Aにおける任意の対象の描出位置と、撮影画像300Bにおける当該対象の描出位置とに基づいて、眼科装置1(前眼部カメラ60A及び60B)に対する当該対象の相対位置(実空間における3次元位置)を求めることができる(後述の位置決定部140の説明を参照)。
The viewing angle of the
本例において、角膜形状情報取得部130は、まず、撮影画像300Aを解析することで、輝点像302Aと、3つの輝点像303Aを探索する。この処理は、例えば、輝点像に相当する画素(周囲と比較して高輝度の画素)を探索するための、撮影画像300Aの画素値に関する閾値処理を含む。それにより、輝点像302Aと、3つの輝点像303Aが特定される。
In this example, the corneal shape information acquisition unit 130 first searches for the
角膜形状情報取得部130は、特定された4つの輝点像302A及び303Aのラベリング処理を実行する。ラベリング処理は、4つの輝点像302A及び303Aのそれぞれが、第1光投射部41及び第2光投射部42Bに含まれるいずれの光源に対応しているか特定するための処理である。ラベリング処理の手法の例を以下に説明する。なお、ラベリング処理の手法はこれら例に限定されない。
The corneal shape information acquisition unit 130 executes labeling processing of the four identified
ラベリング処理の第1の例において、角膜形状情報取得部130は、撮影画像300Aの画像フレームの所定位置に対する輝点像の相対位置に基づいて、当該輝点像に識別情報を付与することができる。この処理の基準となる所定位置の例として、画像フレームの中心、上端、下端、左端、右端などがある。
In the first example of the labeling process, the corneal shape information acquisition unit 130 can add identification information to the bright spot image based on the relative position of the bright spot image with respect to a predetermined position of the image frame of the captured
ラベリング処理の第2の例では、角膜形状情報取得部130は、撮影画像300Aに描出された被検眼Eの所定部位に対する輝点像の相対位置に基づいて、当該輝点像に識別情報を付与することができる。この処理の基準となる所定部位の例として、瞳孔中心(瞳孔重心)、虹彩中心(虹彩重心)、疾患部などがある。
In the second example of the labeling process, the corneal shape information acquisition unit 130 imparts identification information to the bright spot image based on the relative position of the bright spot image with respect to a predetermined portion of the eye E to be inspected drawn on the photographed
ラベリング処理の第3の例は、撮影画像300Aに複数の輝点像が描出されている場合に適用可能である。角膜形状情報取得部130は、撮影画像300Aに描出された複数の輝点像の間の位置関係に基づいて、これら輝点像のそれぞれに識別情報を付与することができる。
The third example of the labeling process is applicable when a plurality of bright spot images are drawn on the captured
ラベリング処理の第4の例では、異なる輝点像を判別するために第1光投射部41及び/又は第2光投射部42Bの構成及び/又は制御を利用する。例えば、複数の異なる光源が互いに異なる特性(光量、波長等)の光を出力するように構成される。或いは、複数の異なる光源が異なる周波数で強度変調(点滅等)するように構成又は制御される。
In the fourth example of the labeling process, the configuration and / or control of the first light projection unit 41 and / or the second
ラベリング処理が完了したら、角膜形状情報取得部130は、4つの輝点像302A及び303Aの位置に基づいて被検眼Eの角膜形状情報を求める。
When the labeling process is completed, the corneal shape information acquisition unit 130 obtains the corneal shape information of the eye E to be inspected based on the positions of the four
図4Bに示す第2光投射部42Bが適用される本例では、以下に示す公知の楕円の式を利用することができる:{(xsinθ+ycosθ)2/a2}+{(xcosθ+ysinθ)2/b2}=1。この式は、中心位置が既知である楕円を表し、(x0、y0)=(0、0)は中心座標、θは軸角度、aは長径、bは短径をそれぞれ示す。このように輝点像302Aから楕円の中心が特定される場合には、楕円周上の少なくとも3点の座標から3つの未知数a、b、θを求めて楕円を決定することができる。
In this example to which the second
以上の処理は、撮影画像300Aのみに基づいて角膜形状情報を求める場合の例である。同様の処理により、撮影画像300Bから角膜形状情報を求めることができる。
The above processing is an example of obtaining corneal shape information based only on the captured
これに対し、撮影画像300A及び300Bの双方に基づいて角膜形状情報を求めることも可能である。その場合、例えば、角膜形状情報取得部130は、輝点像302A及び303Aそれぞれについて、撮影画像300Aにおける当該輝点像の描出位置と、撮影画像300Bにおける当該輝点像の描出位置と、前眼部カメラ60Aの見込角と、前眼部カメラ60Bの見込角と、撮影倍率とに基づいて、眼科装置1に対する当該輝点像の相対位置(実空間における3次元位置)を求めることができる。
On the other hand, it is also possible to obtain corneal shape information based on both the captured
なお、撮影画像300Aから4つの輝点像302A及び303Aのいずれかが検出されなかった場合、アライメント制御部111によりアライメント調整を行った後に、角膜形状情報取得部130により輝点像の探索を再度行うことができる。
If any of the four
また、この実施形態では、データ取得光学系30と同軸に平行光を投射し、且つ、データ取得光学系30と非同軸に非平行光を投射しているが、これに限定されない。例えば、データ取得光学系30と同軸に非平行光を投射し、且つ、データ取得光学系30と非同軸に平行光を投射するように構成することができる。或いは、平行光と非平行光との双方をデータ取得光学系30と非同軸に投射するように構成することができる。 Further, in this embodiment, parallel light is projected coaxially with the data acquisition optical system 30, and non-parallel light is projected non-collimated with the data acquisition optical system 30, but the present invention is not limited to this. For example, it can be configured to project non-parallel light coaxially with the data acquisition optical system 30 and project parallel light non-collimated with the data acquisition optical system 30. Alternatively, both parallel light and non-parallel light can be configured to be projected non-coaxially with the data acquisition optical system 30.
他の実施形態において、角膜形状を測定するための光束が全て平行光束であってよい。この場合、アライメント(特にZアライメント)の状態が角膜形状測定に与える影響が小さくなるため、アライメントの状態に応じた角膜形状の補正を行う必要はない。 In other embodiments, all the luminous fluxes for measuring the corneal shape may be parallel luminous fluxes. In this case, since the influence of the alignment (particularly Z alignment) state on the corneal shape measurement is small, it is not necessary to correct the corneal shape according to the alignment state.
図4Cに示す第2光投射部42Cが適用される場合について説明する。前眼部カメラ60A及び60Bにより実質的に同時に取得された2つの撮影画像(前眼部像)の例を図5Cに示す。撮影画像400Aは前眼部カメラ60Aにより取得された前眼部像であり、撮影画像400Bは前眼部カメラ60Bにより取得された前眼部像である。ここで、撮影画像400A及び400Bは、画像補正部120により補正された前眼部像であってよい。
A case where the second
撮影画像400Aは、前眼部Eaを斜め方向から撮影して得られた画像である。撮影画像400Aには、被検眼Eの瞳孔Epに相当する瞳孔画像401Aと、第2光投射部42Cにより形成された5つの輝点像403Aとが描出されている。本例では、第1光投射部41により形成される輝点像は描出されない。しかし、他の例において、第1光投射部41により形成される輝点像を利用することができる。
The captured
同様に、撮影画像400Bは、撮影画像400Aとは異なる斜め方向から前眼部Eaを撮影して得られた画像である。撮影画像400Bには、被検眼Eの瞳孔Epに相当する瞳孔画像401Bと、第2光投射部42により形成された5つの輝点像403Bとが描出されている。
Similarly, the captured
本例において、撮影画像400A及び400Bは、対物レンズ51の光軸(つまり、データ取得光学系30の光軸)と異なる方向からの撮影により取得された画像である。
In this example, the captured
前眼部カメラ60Aの見込角、前眼部カメラ60Bの見込角、及び撮影倍率は既知であるから、撮影画像400Aにおける任意の対象の描出位置と、撮影画像400Bにおける当該対象の描出位置とに基づいて、眼科装置1(前眼部カメラ60A及び60B)に対する当該対象の相対位置(実空間における3次元位置)を求めることができる(後述の位置決定部140の説明を参照)。
Since the viewing angle of the
本例において、角膜形状情報取得部130は、まず、撮影画像400Aを解析することで、5つの輝点像403Aを探索する。この処理は、例えば、輝点像403Aに相当する画素(周囲と比較して高輝度の画素)を探索するための、撮影画像400Aの画素値に関する閾値処理を含む。それにより、5つの輝点像403Aが特定される。
In this example, the corneal shape information acquisition unit 130 first searches for five
角膜形状情報取得部130は、特定された5の輝点像403Aのラベリング処理を実行する。ラベリング処理は、5つの輝点像403Aのそれぞれが、第2光投射部42Cに含まれるいずれの光源に対応しているか特定するための処理である。ラベリング処理は、例えば、上記の要領で実行される。
The corneal shape information acquisition unit 130 executes the labeling process of the specified
ラベリング処理が完了したら、角膜形状情報取得部130は、5つの輝点像403Aの位置に基づいて被検眼Eの角膜形状情報を求める。
When the labeling process is completed, the corneal shape information acquisition unit 130 obtains the corneal shape information of the eye E to be inspected based on the positions of the five
図4Cに示す第2光投射部42Cが適用される本例では、図4Aに示す第2光投射部42Aが適用される上記の例と同様に、以下に示す公知の楕円の式を利用することができる:[{(x−x0)sinθ+(y−y0)cosθ}2/a2]+[{(x−x0)cosθ+(y−y0)sinθ}2/b2]=1。このように指標から楕円の中心を特定できない場合、楕円周上の少なくとも5点の座標から5つの未知数x0、y0、a、b、θを求めて楕円を決定することができる。
In this example to which the second
以上の処理は、撮影画像400Aのみに基づいて角膜形状情報を求める場合の例である。同様の処理により、撮影画像400Bから角膜形状情報を求めることができる。また、撮影画像400A及び400Bの双方に基づいて角膜形状情報を求めることも可能である。この処理は、例えば、図4Bに示す第2光投射部42Bが適用される上記の例と同様にして実行される。
The above processing is an example of obtaining corneal shape information based only on the captured
(位置決定部140)
位置決定部140は、前眼部カメラ60A及び60Bにより取得された2つの撮影画像と、角膜形状情報取得部130により求められた角膜形状情報とに基づいて、データ取得光学系30の移動目標位置を決定する。移動目標位置とは、アライメントにおけるデータ取得光学系30の移動先を表す位置である。
(Positioning unit 140)
The positioning unit 140 is a moving target position of the data acquisition optical system 30 based on the two captured images acquired by the
この実施形態の位置決定部140は、暫定位置決定部141と位置補正部142とを含む。
The position-fixing unit 140 of this embodiment includes a provisional position-fixing unit 141 and a position-correcting
(暫定位置決定部141)
前眼部カメラ60A及び60Bのそれぞれにより取得される撮影画像には、第1光投射部41により形成される平行光の投影像(プルキンエ像、輝点像)が描出される。暫定位置決定部141は、前眼部カメラ60A及び60Bにより取得された2つの撮影画像に描出された、第1光投射部41による2つのプルキンエ像に基づいて、データ取得光学系30の暫定的移動目標位置を求める。
(Temporary Positioning Unit 141)
A projected image of parallel light (Pulkiner image, bright spot image) formed by the first light projection unit 41 is drawn on the captured images acquired by the
暫定的移動目標位置とは、位置補正部142に供給される移動目標位置である。換言すると、暫定的移動目標位置とは、位置補正部142により最終的な移動目標位置が得られる前の段階の移動目標位置である。
The provisional movement target position is a movement target position supplied to the
暫定位置決定部141は、前眼部カメラ60Aにより取得された撮影画像を解析して、第1光投射部41によるプルキンエ像を探索する。同様に、暫定位置決定部141は、前眼部カメラ60Bにより取得された撮影画像を解析して、第1光投射部41によるプルキンエ像を探索する。第1光投射部41によるプルキンエ像が双方の撮影画像から検出されたとき、暫定位置決定部141は、これらプルキンエ像に基づいて暫定的移動目標位置を求める。以下、暫定的移動目標位置を決定するための一連の処理の例を説明する。
The provisional position-fixing unit 141 analyzes the captured image acquired by the anterior-
アライメント制御部111は、第1光投射部41を制御して前眼部Eaに平行光を投射させる。それにより、データ取得光学系30の光軸上にプルキンエ像が形成される。このプルキンエ像は、角膜曲率半径の2分の1の距離だけ角膜頂点から軸方向(Z方向)に偏位した位置に形成される。標準的な生体眼では、角膜曲率半径は7.8〜8.0ミリメートル程度であり、プルキンエ像は角膜頂点から網膜側に3.9〜4.0ミリメートル程度偏位した位置に形成される。暫定位置決定部141は、標準的な角膜形状情報を参照して暫定的移動目標位置を求める。本例では、角膜曲率半径の標準値を8mmとし、これが参照される。 The alignment control unit 111 controls the first light projection unit 41 to project parallel light onto the anterior segment Ea. As a result, a Purkinje image is formed on the optical axis of the data acquisition optical system 30. This Purkinje image is formed at a position deviated in the axial direction (Z direction) from the apex of the cornea by a distance of half the radius of curvature of the cornea. In a standard living eye, the radius of curvature of the cornea is about 7.8 to 8.0 mm, and the Purkinje image is formed at a position deviated from the apex of the cornea to the retinal side by about 3.9 to 4.0 mm. The provisional position determination unit 141 obtains a provisional movement target position with reference to standard corneal shape information. In this example, the standard value of the radius of curvature of the cornea is set to 8 mm, which is referred to.
平行光が投射されている前眼部Eaが、2つの前眼部カメラ60A及び60Bによって実質的に同時に撮影される。2つの前眼部カメラ60A及び60Bにより実質的に同時に取得された2つの撮影画像は、必要に応じて画像補正部120による補正を受け、暫定位置決定部141に入力される。
The anterior segment Ea on which parallel light is projected is photographed substantially simultaneously by the two
暫定位置決定部141は、2つの撮影画像のそれぞれを解析することで、第1光投射部41によるプルキンエ像を探索する。この探索処理は、例えば従来と同様に、プルキンエ像に相当する画素(高輝度の画素)を検出するための、画素値に関する閾値処理を含む。 The provisional position-fixing unit 141 searches for a Purkinje image by the first light projection unit 41 by analyzing each of the two captured images. This search process includes, for example, a threshold value process related to a pixel value for detecting a pixel (high-luminance pixel) corresponding to a Purkinje image, as in the conventional case.
暫定位置決定部141は、プルキンエ像として検出された画像領域における代表点の位置を求めることができる。代表点は、例えば、当該画像領域の中心点又は重心点であってよい。この場合、暫定位置決定部141は、例えば、当該画像領域の周縁の近似円又は近似楕円を求める処理と、この近似円又は近似楕円の中心を求める処理とを実行するように構成される。或いは、暫定位置決定部141は、当該画像領域内の画素のうちから閾値を超える画素値(輝度値)を有する画素を特定する処理と、特定された1又は2以上の画素の重心位置を求める処理とを実行するように構成されてよい。 The provisional position determination unit 141 can obtain the position of the representative point in the image region detected as the Purkinje image. The representative point may be, for example, the center point or the center of gravity point of the image region. In this case, the provisional positioning unit 141 is configured to execute, for example, a process of finding an approximate circle or an approximate ellipse on the periphery of the image region and a process of finding the center of the approximate circle or the approximate ellipse. Alternatively, the provisional position determination unit 141 performs a process of specifying a pixel having a pixel value (luminance value) exceeding the threshold value from among the pixels in the image region, and obtains the position of the center of gravity of the specified one or more pixels. It may be configured to perform processing.
前眼部カメラ60A及び60Bにより取得された2つの撮影画像のそれぞれにおけるプルキンエ像の位置が特定されると、暫定位置決定部141は、これらプルキンエ像の位置に基づいて暫定的移動目標位置を求める。暫定的移動目標位置は、例えば、X方向の位置(X座標値)と、Y方向の位置(Y座標値)と、Z方向の位置(Z座標値)とを含む。なお、暫定的移動目標位置は、X座標値、Y座標値及びZ座標値のうちのいずれか1つ以上を含んでもよい。また、3次元直交座標系(XYZ座標系)以外の座標系を用いて暫定的移動目標位置を定義してもよい。
When the position of the Purkinje image in each of the two captured images acquired by the
前述したように、暫定位置決定部141は、実質的に同時に取得された2つの撮影画像のそれぞれからプルキンエ像を特定する。これら撮影画像(前眼部像)の例が図5A〜図5Cである。例えば、図5Aに示す撮影画像200Aは、前眼部カメラ60Aにより取得された前眼部像である。暫定位置決定部141は、撮影画像200Aを解析してプルキンエ像202Aを特定する。同様に、撮影画像200Bは前眼部カメラ60Bにより取得された前眼部像である。暫定位置決定部141は、撮影画像200Bを解析してプルキンエ像202Bを特定する。
As described above, the provisional position-fixing unit 141 identifies the Purkinje image from each of the two captured images acquired substantially at the same time. Examples of these captured images (anterior segment images) are FIGS. 5A to 5C. For example, the captured
前述したように、前眼部カメラ60A及び60Bの見込角は既知であり、撮影倍率も既知である。暫定位置決定部141は、撮影画像200A内のプルキンエ像202Aの位置と撮影画像200B内のプルキンエ像202Bの位置とに基づいて、眼科装置1(前眼部カメラ60A及び60B)に対するプルキンエ像の相対位置(実空間における3次元位置)を求めることができる。この処理について図3を参照しつつ説明する。
As described above, the viewing angles of the
2つの前眼部カメラ60A及び60Bの間の距離(基線長)を「B」で表す。2つの前眼部カメラ60A及び60Bを結ぶ基線と、前眼部Eaに形成されたプルキンエ像Pとの間の距離(撮影距離)を「H」で表す。また、前眼部カメラ60Aと、その画面平面との間の距離(画面距離)を「f」で表す。同様に、前眼部カメラ60Bと、その画面平面との間の距離も「f」で表す。
The distance (baseline length) between the two
このような配置状態において、前眼部カメラ60A及び60Bによる撮影画像の分解能は次式で表される。ここで、Δpは画素分解能を表す。
In such an arrangement state, the resolution of the images captured by the
XY方向の分解能(平面分解能):ΔXY=H×Δp/f
Z方向の分解能(奥行き分解能):ΔZ=H×H×Δp/(B×f)
Resolution in the XY direction (planar resolution): ΔXY = H × Δp / f
Resolution in the Z direction (depth resolution): ΔZ = H × H × Δp / (B × f)
暫定位置決定部141は、2つの前眼部カメラ60A及び60Bの位置(既知である)と、2つの撮影画像においてプルキンエ像Pに相当する位置とに対して、図3に示す配置関係(見込角等)を考慮した公知の三角法を適用することにより、プルキンエ像Pの3次元位置を算出する。
The provisional position determination unit 141 has a positional relationship (expected) shown in FIG. 3 with respect to the positions (known) of the two
(位置補正部142)
位置補正部142は、角膜形状情報取得部130により取得された角膜形状情報に基づいて、暫定位置決定部141により求められた暫定的移動目標位置を補正する。それにより、位置決定部140の処理結果である移動目標位置が得られる。
(Position correction unit 142)
The
図6を参照しつつ、位置補正部142が実行する処理の例を説明する。図6には、3つのケース(1)〜(3)が示されている。ここで、角膜形状情報取得部130により取得された角膜形状情報に含まれる角膜曲率半径をrで表し、角膜曲率半径の標準値(例えば8mm)を「r0」で表す。また、データ取得光学系30の光軸を符号「30a」で示す。符号「51」は対物レンズである。
An example of the process executed by the
なお、標準値は単一の値である必要はなく、角膜曲率半径の値の区間(つまり範囲)でもよい。この区間は、例えば、連結区間であり、且つ、閉区間又は開区間である。 The standard value does not have to be a single value, and may be an interval (that is, a range) of the value of the radius of curvature of the cornea. This section is, for example, a connected section and a closed section or an open section.
ケース(1)は、被検眼Eの角膜曲率半径r=r1が標準値r0よりも小さい場合である。或いは、ケース(1)は、被検眼Eの角膜曲率半径r=r1が標準区間に含まれる任意の値よりも小さい場合である。ケース(2)は、被検眼Eの角膜曲率半径rが標準値r0に等しい場合である。或いは、ケース(2)は、被検眼Eの角膜曲率半径rが標準区間に含まれる場合である。ケース(3)は、被検眼Eの角膜曲率半径r=r2が標準値r0よりも大きい場合である。或いは、ケース(3)は、被検眼Eの角膜曲率半径r=r2が標準区間に含まれる任意の値よりも大きい場合である。以下、標準値r0が単一の値である場合について説明するが、標準区間が適用される場合も同様の処理を実行できる。 Case (1) is a case where the corneal radius of curvature r = r 1 of the eye E to be inspected is smaller than the standard value r 0. Alternatively, case (1) is a case where the corneal radius of curvature r = r 1 of the eye E to be inspected is smaller than an arbitrary value included in the standard interval. Case (2) is a case where the radius of curvature r of the cornea of the eye E to be inspected is equal to the standard value r 0. Alternatively, case (2) is a case where the corneal radius of curvature r of the eye E to be inspected is included in the standard interval. Case (3) is a case where the corneal radius of curvature r = r 2 of the eye E to be inspected is larger than the standard value r 0. Alternatively, case (3) is a case where the corneal radius of curvature r = r 2 of the eye E to be inspected is larger than an arbitrary value included in the standard interval. Hereinafter, the case where the standard value r 0 is a single value will be described, but the same processing can be executed when the standard interval is applied.
まず、標準的なケース(2)について説明する。前述したように、ケース(2)は、被検眼Eの角膜曲率半径rが標準値r0に等しい場合である(r=r0)。この場合に形成されるプルキンエ像を「P0」で示す。 First, the standard case (2) will be described. As described above, the case (2) is a case where the radius of curvature r of the cornea of the eye E to be inspected is equal to the standard value r 0 (r = r 0 ). The Purkinje image formed in this case is indicated by "P 0 ".
従来のアライメントでは、プルキンエ像P0に基づいて、被検眼Eの角膜頂点位置Lから−Z方向に所定の作動距離WDだけ偏位した位置に、対物レンズ51が配置される。このとき、角膜曲率半径r=r0の2分の1の距離(r0/2)だけプルキンエ像P0から−Z方向に偏位した位置に角膜頂点が配置されているとの仮定の下、この角膜頂点位置Lから−Z方向に作動距離WDだけ偏位した位置が移動目標位置に設定される。この実施形態では、距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P0から−Z方向に偏位した位置が、暫定的移動目標位置に設定される。
The conventional alignment, based on the Purkinje image P 0, the position offset in the -Z direction by a predetermined working distance WD from the corneal vertex position L of the eye E, an
次に、ケース(1)について説明する。前述したように、ケース(1)は、被検眼Eの角膜曲率半径r=r1が標準値r0よりも小さい場合である(r=r1<r0)。この場合に形成されるプルキンエ像を「P1」で示す。 Next, the case (1) will be described. As described above, the case (1) is a case where the corneal radius of curvature r = r 1 of the eye E to be inspected is smaller than the standard value r 0 (r = r 1 <r 0 ). The Purkinje image formed in this case is indicated by "P 1 ".
従来のアライメントでは、角膜形状の個人差を考慮していないため、距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P1から−Z方向に偏位した位置が移動目標位置に設定される。よって、角膜頂点位置Lと対物レンズ51との間の距離が、作動距離WDよりもΔZ1だけ長くなる。ここで、ΔZ1は、実質的に「(r0−r1)/2」に等しい。この実施形態では、距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P1から−Z方向に偏位した位置が、暫定的移動目標位置に設定される。
The conventional alignment, it does not take into account the individual differences in corneal shape, the distance "r 0/2 + WD" only from the Purkinje image P 1 and offset in the -Z direction position is set to the moving target position. Therefore, the distance between the corneal apex position L and the
次に、ケース(3)について説明する。前述したように、ケース(3)は、被検眼Eの角膜曲率半径r=r2が標準値r0よりも大きい場合である(r=r2>r0)。この場合に形成されるプルキンエ像を「P2」で示す。 Next, the case (3) will be described. As described above, the case (3) is a case where the corneal radius of curvature r = r 2 of the eye E to be inspected is larger than the standard value r 0 (r = r 2 > r 0 ). The Purkinje image formed in this case is indicated by "P 2 ".
従来のアライメントでは、角膜形状の個人差を考慮していないため、距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P2から−Z方向に偏位した位置が移動目標位置に設定される。よって、角膜頂点位置Lと対物レンズ51との間の距離が、作動距離WDよりもΔZ2だけ短くなる。ここで、ΔZ2は、実質的に「(r2−r0)/2」に等しい。この実施形態では、距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P2から−Z方向に偏位した位置が、暫定的移動目標位置に設定される。
The conventional alignment, it does not take into account the individual differences in corneal shape, the distance "r 0/2 + WD" only from the Purkinje image P 2 has been displaced in the -Z direction position is set to the moving target position. Therefore, the distance between the corneal apex position L and the
位置補正部142は、角膜形状情報取得部130により取得された角膜形状情報(角膜曲率半径r)と標準値r0とを比較する。
The
角膜曲率半径rが標準値r0に等しいと判定された場合(つまり、ケース(2)に該当する場合)、位置補正部142は、暫定位置決定部141により求められた暫定的移動目標位置(距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P0から−Z方向に偏位した位置)に対する補正を行わない。つまり、角膜曲率半径rが標準値r0に等しいと判定された場合、暫定的移動目標位置がそのまま移動目標位置に設定される。なお、角膜形状情報と異なる条件に応じて暫定的移動目標位置を補正することは可能である。
When it is determined that the radius of curvature r of the cornea is equal to the standard value r 0 (that is, when the case (2) is applicable), the
角膜曲率半径rが標準値r0よりも小さいと判定された場合(つまり、ケース(1)に該当する場合)、位置補正部142は、暫定位置決定部141により求められた暫定的移動目標位置(距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P1から−Z方向に偏位した位置)を補正する。具体的には、位置補正部142は、この暫定的移動目標位から+Z方向にΔZ1(=(r0−r1)/2)だけ偏位した位置を移動目標位置に設定する。それにより、実質的に、角膜頂点位置Lから作動距離WDだけ離れた位置が移動目標位置として設定される。
When it is determined that the radius of curvature r of the cornea is smaller than the standard value r 0 (that is, when it corresponds to the case (1)), the
角膜曲率半径rが標準値r0よりも大きいと判定された場合(つまり、ケース(3)に該当する場合)、位置補正部142は、暫定位置決定部141により求められた暫定的移動目標位置(距離「r0/2+WD」だけプルキンエ像P2から−Z方向に偏位した位置)を補正する。具体的には、位置補正部142は、この暫定的移動目標位から+Z方向にΔZ2(=(r2−r0)/2)だけ偏位した位置を移動目標位置に設定する。それにより、実質的に、角膜頂点位置Lから作動距離WDだけ離れた位置が移動目標位置として設定される。
When it is determined that the radius of curvature r of the cornea is larger than the standard value r 0 (that is, when the case (3) is applicable), the
このように、従来のアライメントでは、角膜形状の個人差により移動目標位置(特にZアライメントの移動目標位置)に誤差が生じるが、この実施形態の補正処理によれば、角膜形状の個人差にかかわらず、被検眼Eの角膜頂点位置Lから作動距離WDだけ離れた位置にデータ取得光学系30を配置することができる。 As described above, in the conventional alignment, an error occurs in the movement target position (particularly, the movement target position of the Z alignment) due to the individual difference in the corneal shape. Instead, the data acquisition optical system 30 can be arranged at a position separated by the working distance WD from the corneal apex position L of the eye E to be inspected.
(瞳孔位置取得部150)
瞳孔位置取得部150は、前眼部カメラ60A及び60Bにより取得された2つの撮影画像のそれぞれを解析して瞳孔画像を探索する。双方の撮影画像から瞳孔画像が検出されたとき、瞳孔位置取得部150は、被検眼Eの瞳孔Epの3次元位置を求める。
(Pupil position acquisition unit 150)
The pupil position acquisition unit 150 searches for a pupil image by analyzing each of the two captured images acquired by the
瞳孔位置取得部150は、瞳孔画像検出部151と瞳孔位置算出部152とを含む。 The pupil position acquisition unit 150 includes a pupil image detection unit 151 and a pupil position calculation unit 152.
(瞳孔画像検出部151)
瞳孔画像検出部151は、(画像補正部120により歪曲収差が補正された)撮影画像を解析することで、被検眼Eの瞳孔Epに相当する当該撮影画像中の画像領域(瞳孔画像)を検出する。
(Pupil image detection unit 151)
The pupil image detection unit 151 detects an image region (pupil image) in the captured image corresponding to the pupil Ep of the eye E to be inspected by analyzing the captured image (distortion is corrected by the image correction unit 120). To do.
まず、瞳孔画像検出部151は、撮影画像の画素値(輝度値など)の分布に基づいて瞳孔画像を特定する。一般に瞳孔は他の部位よりも低い輝度で表現されるので、低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔画像を特定することができる。このとき、瞳孔の形状を考慮して瞳孔画像を特定するようにしてもよい。例えば、略円形かつ低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔画像を検出することができる。 First, the pupil image detection unit 151 identifies the pupil image based on the distribution of the pixel values (luminance value, etc.) of the captured image. Since the pupil is generally expressed with a lower brightness than other parts, the pupil image can be specified by searching the low-brightness image region. At this time, the pupil image may be specified in consideration of the shape of the pupil. For example, a pupil image can be detected by searching an image region having a substantially circular shape and low brightness.
(瞳孔位置算出部152)
瞳孔位置算出部152は、瞳孔画像検出部151により検出された瞳孔画像に基づいて、被検眼Eの瞳孔Epの3次元位置を求める。本例では、被検眼Eの3次元位置として、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を求める。なお、被検眼Eの3次元位置の定義はこれに限定されない。例えば、瞳孔重心、虹彩中心、虹彩重心、疾患部等、任意の特徴点の位置によって、被検眼Eの3次元位置を定義することができる。
(Pupil position calculation unit 152)
The pupil position calculation unit 152 obtains the three-dimensional position of the pupil Ep of the eye E to be inspected based on the pupil image detected by the pupil image detection unit 151. In this example, the three-dimensional position of the pupil center of the eye E to be inspected is obtained as the three-dimensional position of the eye E to be inspected. The definition of the three-dimensional position of the eye E to be inspected is not limited to this. For example, the three-dimensional position of the eye E to be inspected can be defined by the position of an arbitrary feature point such as the center of gravity of the pupil, the center of iris, the center of gravity of the iris, and the diseased part.
瞳孔位置算出部152は、瞳孔画像検出部151により検出された瞳孔画像の中心位置を特定する。上記のように瞳孔は略円形であるので、瞳孔画像の輪郭を検出し、この輪郭の近似楕円の中心位置を特定し、これを瞳孔中心に設定することができる。また、瞳孔画像の重心を求め、この重心位置を瞳孔中心としてもよい。 The pupil position calculation unit 152 specifies the center position of the pupil image detected by the pupil image detection unit 151. Since the pupil is substantially circular as described above, the contour of the pupil image can be detected, the center position of the approximate ellipse of the contour can be specified, and this can be set as the center of the pupil. Further, the center of gravity of the pupil image may be obtained, and the position of the center of gravity may be set as the center of the pupil.
なお、他の特徴点が適用される場合であっても、上記と同様に撮影画像の画素値の分布に基づいて当該特徴点の位置を特定することが可能である。 Even when other feature points are applied, it is possible to specify the position of the feature points based on the distribution of the pixel values of the captured image in the same manner as described above.
更に、瞳孔位置算出部152は、2つの前眼部カメラ60A及び60Bの位置(見込角)と、撮影倍率と、2つの撮影画像から検出された2つの瞳孔中心の位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を求める。この処理は、プルキンエ像の3次元位置の特定と同様にして実行可能である(図3を参照)。
Further, the pupil position calculation unit 152 receives the image based on the positions (expected angles) of the two
データ処理部12は、例えば、プロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ等を含む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記した処理をプロセッサに実行させるコンピュータプログラムが予め格納されている。
The
〈動作〉
眼科装置1の動作について説明する。眼科装置1の動作例を図7A及び図7Bに示す。なお、被検者の患者情報(患者ID、患者氏名等)の入力や、検査種別(検査モード)の選択などは事前に行われる。以下、主として、アライメントに関する動作について説明する。
<motion>
The operation of the
(S1:平行光の投射を開始する)
アライメント制御部111は、第1光投射部41を制御して平行光を出力させる。それにより、平行光が前眼部Eaに投射される。
(S1: Start projecting parallel light)
The alignment control unit 111 controls the first light projection unit 41 to output parallel light. As a result, parallel light is projected onto the anterior segment Ea.
更に、この段階で、アライメント制御部111は、第2光投射部42を制御して非平行光を出力させてもよい。それにより、非平行光が前眼部Eaに投射される。 Further, at this stage, the alignment control unit 111 may control the second light projection unit 42 to output non-parallel light. As a result, non-parallel light is projected onto the anterior segment Ea.
(S2:前眼部カメラでの撮影を開始する)
アライメント制御部111は、前眼部カメラ60A及び60Bを制御して前眼部Eaの撮影を開始させる。
(S2: Start shooting with the anterior segment camera)
The alignment control unit 111 controls the
前眼部カメラ60A及び60Bのそれぞれは、所定の時間間隔で画像取得を繰り返し、取得された撮影画像を逐次に制御部11に送る。アライメント制御部111は、前眼部カメラ60A及び60Bにより実質的に同時に取得された一対の撮影画像(前眼部像)を、データ処理部12に逐次に送る。
Each of the
データ処理部12は、逐次に入力される一対の前眼部像に対し、以下のような処理を逐次に適用する。任意的ではあるが、画像補正部120は、前眼部像の歪みを収差情報に基づいて補正することができる。
The
(S3:プルキンエ像を検出する)
暫定位置決定部141は、第1光投射部41に基づくプルキンエ像を特定するために、(歪みが補正された)前眼部像を解析する。
(S3: Detect Purkinje image)
The provisional position-fixing unit 141 analyzes the (distortion-corrected) anterior ocular region image in order to identify the Purkinje image based on the first light projection unit 41.
この段階までに非平行光の投射が開始されていない場合、第1光投射部41に基づくプルキンエ像は、前眼部像中の単一の輝点として検出される。 If the projection of non-parallel light has not been started by this stage, the Purkinje image based on the first light projection unit 41 is detected as a single bright spot in the anterior segment image.
これに対し、この段階までに非平行光の投射が開始された場合、第1光投射部41に基づくプルキンエ像は、前眼部像の中心位置又はその近傍に位置する輝点として検出される。このとき、例えば、前眼部像中の複数の指標の位置関係、画像フレームの所定位置に対する相対位置、又は、被検眼Eの所定部位の画像に対する相対位置に基づいて、複数の指標のうちからプルキンエ像を選択してもよい。 On the other hand, when the projection of non-parallel light is started by this stage, the Purkinje image based on the first light projection unit 41 is detected as a bright spot located at the center position of the anterior segment image or its vicinity. .. At this time, for example, from among the plurality of indexes, based on the positional relationship of the plurality of indexes in the anterior segment image, the relative position of the image frame with respect to the predetermined position, or the relative position of the predetermined portion of the eye E to be examined with respect to the image. You may choose the Pulkinje image.
(S4:プルキンエ像の検出に成功したか?)
第1光投射部41に基づくプルキンエ像が前眼部像から検出された場合(例えば、一対の前眼部像の双方からプルキンエ像が検出された場合)(S4:Yes)、処理はステップS5に移行する。この場合、暫定位置決定部141は、第1光投射部41に基づくプルキンエ像における代表点を特定し、その位置を求めることができる。
(S4: Did you succeed in detecting the Purkinje image?)
When the Purkinje image based on the first light projection unit 41 is detected from the anterior segment image (for example, when the Purkinje image is detected from both of the pair of anterior segment images) (S4: Yes), the process is step S5. Move to. In this case, the provisional position determination unit 141 can identify a representative point in the Purkinje image based on the first light projection unit 41 and determine the position.
第1光投射部41に基づくプルキンエ像が前眼部像から検出されなかった場合(例えば、一対の前眼部像の少なくとも一方からプルキンエ像が検出されなかった場合)(S4:No)、処理はステップS10に移行する。 Processing when the Purkinje image based on the first light projection unit 41 is not detected from the anterior segment image (for example, when the Purkinje image is not detected from at least one of the pair of anterior segment images) (S4: No). Goes to step S10.
(S5:暫定的移動目標位置を決定する)
ステップS4において、第1光投射部41に基づくプルキンエ像が前眼部像から検出された場合(S4:Yes)、暫定位置決定部141は、検出されたプルキンエ像に基づいて暫定的移動目標位置を求める。本例では、暫定位置決定部141は、一対の前眼部像から検出された一対のプルキンエ像に基づいて、前眼部Eaに形成された第1光投射部41に基づくプルキンエ像の3次元位置(X座標値、Y座標値、Z座標値)を求めることができる。求められたX座標値及びY座標値は、そのまま暫定的移動目標位置に用いられる。
(S5: Determine the provisional movement target position)
In step S4, when the Purkinje image based on the first light projection unit 41 is detected from the anterior segment image (S4: Yes), the provisional position determination unit 141 moves the provisional movement target position based on the detected Purkinje image. Ask for. In this example, the provisional positioning unit 141 is a three-dimensional image of the Pulkiner image based on the first light projection unit 41 formed on the anterior eye portion Ea based on the pair of Pulkiner images detected from the pair of anterior eye portion images. The position (X coordinate value, Y coordinate value, Z coordinate value) can be obtained. The obtained X coordinate value and Y coordinate value are used as they are for the provisional movement target position.
更に、暫定位置決定部141は、第1光投射部41に基づくプルキンエ像のZ座標値と、既定の作動距離(WD)と、既定の角膜曲率半径の標準値(r0)とに基づいて、暫定的移動目標位置のZ座標値を求める(図6を参照)。これにより、暫定的移動目標位置を表す3次元座標値が得られる。 Further, the provisional position determining unit 141 is based on the Z coordinate value of the Purkinje image based on the first light projection unit 41, the predetermined working distance (WD), and the standard value (r 0 ) of the predetermined corneal radius of curvature. , Obtain the Z coordinate value of the provisional movement target position (see FIG. 6). As a result, a three-dimensional coordinate value representing the provisional movement target position can be obtained.
(S6:暫定的移動目標位置に光学系を移動する)
アライメント制御部111は、ステップS5で求められた暫定的移動目標位置のX座標値及びY座標値が表す位置に、対物レンズ51の光軸(データ取得光学系30の光軸)を移動するように、第1駆動部80Aを制御する。
(S6: Move the optical system to the provisional movement target position)
The alignment control unit 111 moves the optical axis of the objective lens 51 (the optical axis of the data acquisition optical system 30) to the position represented by the X coordinate value and the Y coordinate value of the provisional movement target position obtained in step S5. In addition, the
更に、アライメント制御部111は、ステップS5で求められた暫定的移動目標位置のZ座標値が表す位置に、対物レンズ51(データ取得光学系30)を配置するように、第1駆動部80Aを制御する。
Further, the alignment control unit 111 arranges the
(S7:暫定的なアライメントが完了したか?)
ステップS6の暫定的なアライメントが完了するまで、ステップS3〜S7が繰り返し実行される。この一連の動作は、例えば、データ取得光学系30の光軸が既定の許容範囲内に入るまで繰り返される。
(S7: Has the provisional alignment been completed?)
Steps S3 to S7 are repeatedly executed until the provisional alignment of step S6 is completed. This series of operations is repeated, for example, until the optical axis of the data acquisition optical system 30 falls within a predetermined allowable range.
ステップS6の暫定的なアライメントが完了するすると(S7:Yes)、処理はステップS20に移行する。 When the provisional alignment in step S6 is completed (S7: Yes), the process proceeds to step S20.
(S10:瞳孔画像を検出する)
ステップS4において、第1光投射部41に基づくプルキンエ像が前眼部像から検出されなかった場合(S4:No)、瞳孔画像検出部1511は、瞳孔画像を検出するために、(歪みが補正された)前眼部像を解析する。
(S10: Detects pupil image)
In step S4, when the Purkinje image based on the first light projection unit 41 is not detected from the anterior ocular region image (S4: No), the pupil image detection unit 1511 (distortion is corrected) in order to detect the pupil image. Analyze the anterior segment image.
(S11:瞳孔画像の検出に成功したか?)
前眼部像から瞳孔画像が検出された場合(例えば、一対の前眼部像の双方から瞳孔画像が検出された場合)(S11:Yes)、処理はステップS12に移行する。
(S11: Did you succeed in detecting the pupil image?)
When the pupil image is detected from the anterior segment image (for example, when the pupil image is detected from both of the pair of anterior segment images) (S11: Yes), the process proceeds to step S12.
一方、前眼部像から瞳孔画像が検出されなかった場合(例えば、一対の前眼部像の少なくとも一方から瞳孔画像が検出されなかった場合)(S11:No)、処理はステップS13に移行する。 On the other hand, when the pupil image is not detected from the anterior segment image (for example, when the pupil image is not detected from at least one of the pair of anterior segment images) (S11: No), the process proceeds to step S13. ..
(S12:瞳孔アライメントを行う)
前眼部像から瞳孔画像が検出された場合(S11:Yes)、瞳孔位置算出部152は、検出された瞳孔画像に基づいて、被検眼Eの瞳孔Epの位置を求める。本例では、瞳孔位置算出部152は、一対の前眼部像から検出された一対の瞳孔画像(一対の瞳孔中心)に基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置(X座標値、Y座標値、Z座標値)を求める。
(S12: Perform pupil alignment)
When the pupil image is detected from the anterior segment image (S11: Yes), the pupil position calculation unit 152 obtains the position of the pupil Ep of the eye E to be inspected based on the detected pupil image. In this example, the pupil position calculation unit 152 uses the pair of pupil images (pair of pupil centers) detected from the pair of anterior segment images to determine the three-dimensional position (X coordinate value, X coordinate value) of the pupil center of the eye E to be inspected. Y coordinate value, Z coordinate value) is obtained.
アライメント制御部111は、瞳孔位置算出部152により求められた瞳孔中心のX座標値及びY座標値に対応する位置に、対物レンズ51の光軸を配置するように、第1駆動部80Aを制御する。更に、アライメント制御部111は、瞳孔中心のZ座標値と既定の作動距離(WD)と既定の角膜曲率半径の標準値(r0)とに応じた位置に、対物レンズ51(データ取得光学系30)を配置するように、第1駆動部80Aを制御する。このような瞳孔アライメントが完了すると、処理はステップS3に戻る。
The alignment control unit 111 controls the
(S13:手動アライメントを行う)
前眼部像から瞳孔画像が検出されなかった場合(S11:No)、アライメントモードが手動アライメントモードに切り替わる。
(S13: Perform manual alignment)
When the pupil image is not detected from the anterior segment image (S11: No), the alignment mode is switched to the manual alignment mode.
手動アライメントモードでは、アライメント制御部111は、前眼部カメラ60A及び/又は60Bにより取得される前眼部像(又は、データ取得光学系30等により取得される前眼部Eaの観察画像)が、表示部91にリアルタイムで動画として表示される。
In the manual alignment mode, the alignment control unit 111 captures the anterior segment image (or the observation image of the anterior segment Ea acquired by the data acquisition optical system 30 or the like) acquired by the
ユーザは、データ取得光学系30を移動するために、操作部92を操作する。このとき、アライメント制御部111は、操作部92から入力される操作信号に応じて第1駆動部80Aを制御する。手動アライメントが完了すると、処理はステップS3に戻る。
The user operates the operation unit 92 in order to move the data acquisition optical system 30. At this time, the alignment control unit 111 controls the
(S20:指標を検出する)
ステップS6の暫定的なアライメントが完了すると(S7:Yes)、角膜形状情報取得部130は、暫定的なアライメントの完了後に前眼部カメラ60A及び60Bにより取得された一対の撮影画像を解析することで、第2光投射部42に基づく指標を検出する。このとき、第1光投射部41に基づく指標を更に検出してもよい。ここで、撮影画像は、画像補正部120による補正を受けたものでもよい。
(S20: Detect index)
When the provisional alignment in step S6 is completed (S7: Yes), the corneal shape information acquisition unit 130 analyzes the pair of captured images acquired by the
例えば、図5A又は図5Bに示す撮影画像が得られた場合、第1光投射部41に基づく指標と、第2光投射部42に基づく指標との双方を検出することができる。また、図5A又は図5Cに示す撮影画像が得られた場合、第2光投射部42に基づく指標のみを検出することができる。 For example, when the captured image shown in FIG. 5A or FIG. 5B is obtained, both the index based on the first light projection unit 41 and the index based on the second light projection unit 42 can be detected. Further, when the captured image shown in FIG. 5A or FIG. 5C is obtained, only the index based on the second light projection unit 42 can be detected.
なお、この段階までに第2光投射部42からの有限距離視標光(非平行光)の出力が開始されていない場合、アライメント制御部111は、第2光投射部42を制御して有限距離視標光(非平行光)を出力させる。その後に前眼部カメラ60A及び60Bにより取得された一対の撮影画像が角膜形状情報取得部130に提供され、第2光投射部42に基づく指標が検出される。
If the output of the finite distance visual target light (non-parallel light) from the second light projection unit 42 has not been started by this stage, the alignment control unit 111 controls the second light projection unit 42 and is finite. Outputs range-based target light (non-parallel light). After that, a pair of captured images acquired by the
(S21:角膜形状情報を求める)
角膜形状情報取得部130は、ステップS20で検出された指標に基づいて、被検眼Eの角膜形状情報を求める。本例では、角膜形状情報は角膜曲率半径rを含む。ただし、角膜曲率半径r以外のパラメータを以下の処理において利用することも可能である。
(S21: Obtain corneal shape information)
The corneal shape information acquisition unit 130 obtains the corneal shape information of the eye E to be inspected based on the index detected in step S20. In this example, the corneal shape information includes the corneal radius of curvature r. However, parameters other than the corneal radius of curvature r can also be used in the following processing.
(S22:暫定的移動目標位置の補正は必要か?)
位置補正部142は、ステップS21で算出された角膜曲率半径rに基づいて、暫定的移動目標位置の補正が必要か否か判定する。
(S22: Is it necessary to correct the provisional movement target position?)
The
例えば、位置補正部142は、被検眼Eの角膜曲率半径rを標準値r0(又は標準区間)と比較する。角膜曲率半径rが標準値r0に等しい場合(又は、角膜曲率半径rが標準区間に含まれる場合)、位置補正部142は、補正は不要と判定する(S22:No)。この判定結果は、図6のケース(2)に該当する。補正は不要と判定された場合、処理はステップS25に移行する。
For example, the
一方、角膜曲率半径rが標準値r0に等しくない場合(又は、角膜曲率半径rが標準区間に含まれない場合)、位置補正部142は、補正が必要と判定する(S22:Yes)。この判定結果は、図6のケース(1)又は(3)に該当する。補正が必要と判定された場合、処理はステップS23に移行する。
On the other hand, when the corneal radius of curvature r is not equal to the standard value r 0 (or when the corneal radius of curvature r is not included in the standard section), the
(S23:補正量を算出する)
補正が必要と判定された場合(S22:Yes)、位置補正部142は、ステップS21で算出された角膜曲率半径に基づいて、データ取得光学系30の位置(暫定的移動目標位置)を補正する。この補正量は、例えば図6に示すように、ケース(1)の場合には「ΔZ1」であり、ケース(3)の場合には「ΔZ2」である。それにより、最終的な移動目標位置が決定される。
(S23: Calculate the correction amount)
When it is determined that correction is necessary (S22: Yes), the
(S24:光学系の位置を補正する)
アライメント制御部111は、ステップS23で算出された補正量だけデータ取得光学系30を移動するように、第1駆動部80Aを制御する。それにより、被検眼Eの角膜頂点位置Lから作動距離WDだけ離れた位置にデータ取得光学系30が配置される。
(S24: Correct the position of the optical system)
The alignment control unit 111 controls the
(S25:被検眼の測定/撮影)
ステップS24のアライメント位置の補正が完了すると、制御部11は、データ取得光学系30を制御することにより、被検眼Eの特性の測定、及び/又は、被検眼Eの撮影を実行させる。UI制御部112は、データ取得光学系30により取得された測定データ及び/又は撮影画像を表示部91に表示させる。また、制御部11は、測定データ及び/又は撮影画像を記憶装置に記憶させることができる。以上で、本例における動作に関する処理は終了となる。
(S25: Measurement / photographing of the eye to be inspected)
When the correction of the alignment position in step S24 is completed, the
なお、ステップS24においてデータ取得光学系30を移動する代わりに、その移動量に相当する補正を測定結果(被検眼Eの特性の測定値等)に施すようにしてもよい。また、データ取得光学系30の移動と測定結果の補正とを組み合わせてもよい。 Instead of moving the data acquisition optical system 30 in step S24, a correction corresponding to the movement amount may be applied to the measurement result (measured value of the characteristic of the eye to be inspected E, etc.). Further, the movement of the data acquisition optical system 30 and the correction of the measurement result may be combined.
〈作用・効果〉
実施形態に係る眼科装置の作用及び効果の幾つかについて説明する。
<Action / effect>
Some of the actions and effects of the ophthalmic apparatus according to the embodiment will be described.
実施形態に係る眼科装置は、データ取得光学系と、投影部と、2以上の撮影部と、角膜形状情報取得部と、位置決定部とを含む。 The ophthalmic apparatus according to the embodiment includes a data acquisition optical system, a projection unit, two or more imaging units, a corneal shape information acquisition unit, and a position determination unit.
データ取得光学系は、被検眼のデータを取得するための構成を有する。例示的な眼科装置1では、データ取得光学系30がその機能を担っている。
The data acquisition optical system has a configuration for acquiring data of the eye to be inspected. In the exemplary
投影部は、所定の連続的パターン及び所定の離散的パターンの少なくとも一方を含む指標を、被検眼の前眼部に投影するための構成を有する。例示的な眼科装置1では、第1光投射部41及び第2光投射部42がその機能を担っている。
The projection unit has a configuration for projecting an index including at least one of a predetermined continuous pattern and a predetermined discrete pattern onto the anterior segment of the eye to be inspected. In the exemplary
2以上の撮影部は、投影部により指標が投影されている前眼部を異なる方向から撮影するための構成を有する。例示的な眼科装置1では、前眼部カメラ60A及び60Bがその機能を担っている。
The two or more imaging units have a configuration for photographing the anterior segment of the eye on which the index is projected by the projection unit from different directions. In the exemplary
角膜形状情報取得部は、2以上の撮影部により取得された2以上の第1撮影画像の少なくとも1つに基づいて被検眼の角膜形状情報を求めるための構成を有する。例示的な眼科装置1では、角膜形状情報取得部130がその機能を担っている。
The corneal shape information acquisition unit has a configuration for obtaining corneal shape information of the eye to be inspected based on at least one of two or more first captured images acquired by two or more imaging units. In the exemplary
位置決定部は、2以上の撮影部により取得された2以上の第2撮影画像と角膜形状情報とに基づいてデータ取得光学系の移動目標位置を決定するための構成を有する。例示的な眼科装置1では、位置決定部140がその機能を担っている。なお、第2撮影画像は、第1撮影画像と同じ画像でもよいし、第1撮影画像と異なる画像でもよい。
The position-fixing unit has a configuration for determining the moving target position of the data acquisition optical system based on the two or more second captured images acquired by the two or more imaging units and the corneal shape information. In the exemplary
このように構成された実施形態によれば、被検眼の角膜の形状を考慮してデータ取得光学系の移動目標位置(アライメントの目標位置)を決定することができる。したがって、角膜形状の個人差にかかわらず、高い精度でアライメントを行うことが可能である。 According to the embodiment configured in this way, the movement target position (alignment target position) of the data acquisition optical system can be determined in consideration of the shape of the cornea of the eye to be inspected. Therefore, it is possible to perform alignment with high accuracy regardless of individual differences in corneal shape.
このような利点は、眼圧計やスペキュラーマイクロスコープのように高精度のアライメントが要求される眼科装置において特に有効と思われる。なお、当該利点は他種別の眼科装置においても有効である。 Such an advantage seems to be particularly effective in ophthalmic devices such as tonometers and specular microscopes, which require high-precision alignment. The advantage is also effective in other types of ophthalmic devices.
実施形態において、投影部により投影される指標のパターンは任意である。例えば、実施形態において、投影部は、連続的パターンの指標として、リングパターン又は同心円パターンの指標を、前眼部に投影するように構成されてよい。その例として、図5Aに示す同心円パターンの指標203Aがある。
In the embodiment, the pattern of the index projected by the projection unit is arbitrary. For example, in the embodiment, the projection unit may be configured to project an index of a ring pattern or a concentric pattern onto the anterior segment of the eye as an index of the continuous pattern. As an example, there is an
更に、投影部は、リングパターンの指標と、当該リングパターンの中心に位置する中心輝点とを、前眼部に投影するように構成されてよい。また、投影部は、同心円パターンの指標と、当該同心円パターンの中心に位置する中心輝点とを、前眼部に投影するように構成されてよい。その例として、図5Aに示す同心円パターンの指標203A及び輝点像(プルキンエ像)202Aがある。
Further, the projection unit may be configured to project the index of the ring pattern and the central bright spot located at the center of the ring pattern onto the anterior segment of the eye. Further, the projection unit may be configured to project the index of the concentric circle pattern and the central bright spot located at the center of the concentric circle pattern onto the anterior segment of the eye. Examples thereof include the
実施形態において、投影部は、離散的パターンの指標として、円上に配列された3以上の輝点と、当該円の中心に位置する中心輝点とを、前眼部に投影するように構成されてよい。その例として、図5Bに示す3つの輝点像303A及び輝点像302Aがある。
In the embodiment, the projection unit is configured to project three or more bright spots arranged on a circle and a central bright spot located at the center of the circle onto the anterior eye portion as an index of a discrete pattern. May be done. As an example, there are three
実施形態において、投影部は、離散的パターンの指標として、円上に配列された5以上の輝点を、前眼部に投影するように構成されてよい。その例として、図5Cに示す5つの輝点像403Aがある。
In the embodiment, the projection unit may be configured to project five or more bright spots arranged on a circle onto the anterior segment of the eye as an index of the discrete pattern. As an example, there are five
実施形態において、投影部は、データ取得光学系の光路を通じて光束を投射することにより、中心輝点を前眼部に投影するように構成されてよい。その例として、データ取得光学系30の光路を通じて前眼部Eaに光束を投射する第1光投射部41がある。 In an embodiment, the projection unit may be configured to project a central bright spot onto the anterior segment of the eye by projecting a luminous flux through the optical path of the data acquisition optical system. As an example, there is a first light projection unit 41 that projects a luminous flux onto the anterior segment Ea through the optical path of the data acquisition optical system 30.
実施形態において、投影部は、前眼部に非平行光を投射する非平行光投射部を含んでいてよい。例示的な眼科装置1では、第2光投射部42がその機能を担っている。
In an embodiment, the projection unit may include a non-parallel light projection unit that projects non-parallel light onto the anterior segment of the eye. In the exemplary
更に、角膜形状情報取得部は、少なくとも、第1撮影画像に描出された非平行光の投影像に基づいて、角膜形状情報を求めるように構成されてよい。例えば、角膜形状情報取得部は、第1撮影画像に描出された非平行光の投影像のみに基づいて、角膜形状情報を求めるように構成されてよい。或いは、角膜形状情報取得部は、第1撮影画像に描出された非平行光の投影像及び平行光の投影像に基づいて、角膜形状情報を求めるように構成されてよい。 Further, the corneal shape information acquisition unit may be configured to obtain the corneal shape information at least based on the projected image of the non-parallel light drawn in the first captured image. For example, the corneal shape information acquisition unit may be configured to obtain the corneal shape information based only on the projected image of the non-parallel light drawn on the first captured image. Alternatively, the corneal shape information acquisition unit may be configured to obtain corneal shape information based on the projection image of the non-parallel light and the projection image of the parallel light drawn in the first captured image.
実施形態において、投影部は、前眼部に平行光を投射する平行光投射部を含んでいてよい。例示的な眼科装置1では、第1光投射部41がその機能を担っている。
In an embodiment, the projection unit may include a parallel light projection unit that projects parallel light onto the anterior segment of the eye. In the exemplary
更に、位置決定部は、暫定位置決定部と位置補正部とを含んでいてよい。 Further, the position-fixing unit may include a provisional position-determining unit and a position-correcting unit.
暫定位置決定部は、2以上の第2撮影画像に描出された平行光の投影像に基づいてデータ取得光学系の暫定的移動目標位置を求めるための構成を有する。例示的な眼科装置1では、暫定位置決定部141がその機能を担っている。
The provisional position determining unit has a configuration for obtaining a provisional moving target position of the data acquisition optical system based on the projected images of parallel light drawn on two or more second captured images. In the exemplary
位置補正部は、角膜形状情報取得部により取得された角膜形状情報に基づいて、暫定位置決定部により決定された暫定的移動目標位置を補正するための構成を有する。例示的な眼科装置1では、位置補正部142がその機能を担っている。
The position correction unit has a configuration for correcting the provisional movement target position determined by the provisional position determination unit based on the corneal shape information acquired by the cornea shape information acquisition unit. In the exemplary
このように構成された実施形態によれば、平行光投射部により投射される平行光の投影像(プルキンエ像)を用いたアライメントが可能となる。このアライメントにおいて、Z方向のアライメント状態に影響されないプルキンエ像から得られた暫定的移動目標位置を、被検眼の角膜形状に応じて補正することができる。したがって、角膜形状の個人差がアライメント精度に悪影響を与えることがない。 According to the embodiment configured in this way, alignment using a projected image (Purkinje image) of parallel light projected by the parallel light projecting unit becomes possible. In this alignment, the provisional movement target position obtained from the Purkinje image that is not affected by the alignment state in the Z direction can be corrected according to the corneal shape of the eye to be inspected. Therefore, individual differences in corneal shape do not adversely affect alignment accuracy.
実施形態に係る眼科装置は、データ取得光学系を移動する駆動部と、制御部とを含んでいてよい。ここで、駆動部は、被検眼とデータ取得光学系とを相対的に移動するように構成されてよい。例示的な眼科装置1では、第1駆動部80A及び/又は第2駆動部80が駆動部の機能を担っている。また、例示的な眼科装置1では、制御部11(特にアライメント制御部111)が制御部の機能を担っている。
The ophthalmic apparatus according to the embodiment may include a drive unit for moving the data acquisition optical system and a control unit. Here, the drive unit may be configured to move relatively between the eye to be inspected and the data acquisition optical system. In the exemplary
制御部は、暫定位置決定部により決定された暫定的移動目標位置にデータ取得光学系を移動するために駆動部の第1制御を実行する。 The control unit executes the first control of the drive unit in order to move the data acquisition optical system to the provisional movement target position determined by the provisional position determination unit.
駆動部の第1制御の後に、2以上の撮影部による前眼部の画像が得られる。角膜形状情報取得部は、駆動部の第1制御の後に2以上の撮影部により取得された2以上の第1撮影画像に基づいて角膜形状情報を求める。 After the first control of the drive unit, an image of the anterior segment of the eye by two or more imaging units is obtained. The corneal shape information acquisition unit obtains corneal shape information based on two or more first captured images acquired by two or more imaging units after the first control of the driving unit.
駆動部の第1制御の後に取得された2以上の第1撮影画像から求められた角膜形状情報に基づいて、位置補正部は、データ取得光学系の移動目標位置を決定する。 The position correction unit determines the moving target position of the data acquisition optical system based on the corneal shape information obtained from the two or more first captured images acquired after the first control of the drive unit.
暫定位置決定部により決定された暫定的移動目標位置から、位置補正部により決定された移動目標位置にデータ取得光学系を移動するために、制御部は、駆動部の第2制御を実行する。 In order to move the data acquisition optical system from the provisional movement target position determined by the provisional position determination unit to the movement target position determined by the position correction unit, the control unit executes the second control of the drive unit.
このように構成された実施形態によれば、平行光に基づくプルキンエ像を基準とした暫定的移動目標位置にデータ取得光学系を移動し、その後に2以上の前眼部像を取得し、これら前眼部像に基づき被検眼の角膜形状情報を取得し、この角膜形状情報に基づきデータ取得光学系の位置を補正することができる。 According to the embodiment configured in this way, the data acquisition optical system is moved to the provisional movement target position based on the Pulkinje image based on the parallel light, and then two or more anterior segment images are acquired, and these The corneal shape information of the eye to be inspected can be acquired based on the anterior segment image, and the position of the data acquisition optical system can be corrected based on the corneal shape information.
このような一連の処理によれば、平行光に基づくプルキンエ像を基準としたアライメントの後に取得された2以上の前眼部像から角膜形状情報を求めているので、高い精度の角膜形状情報を容易に取得することができる。 According to such a series of processing, the corneal shape information is obtained from two or more anterior ocular segment images acquired after the alignment based on the Purkinje image based on the parallel light, so that the corneal shape information can be obtained with high accuracy. It can be easily obtained.
例えば、角膜形状情報を取得するために非平行光が前眼部に投射される場合、この非平行光の投影像の位置やサイズは、被検眼と撮影部との相対位置(換言すると、アライメント状態)に応じて変化する。そのため、非平行光の投影像から角膜形状情報を求める処理に誤差が混入しやすい。 For example, when non-parallel light is projected onto the anterior segment to acquire corneal shape information, the position and size of the projected image of this non-parallel light is the relative position (in other words, alignment) between the eye to be inspected and the imaging portion. It changes according to the state). Therefore, an error is likely to be mixed in the process of obtaining the corneal shape information from the projected image of the non-parallel light.
一方、この実施形態では、被検眼と撮影部との位置関係を調整した後に2以上の前眼部像を取得し、それらに基づき角膜形状情報を求めている。よって、誤差が混入する可能性を低減することができる。また、被検眼と撮影部との位置関係の不確定性が、非平行光に基づく投影像の位置に与える影響が低減されるので、角膜形状情報を算出するためのアルゴリズムの簡略化や、演算処理の短時間化を図ることができる。 On the other hand, in this embodiment, after adjusting the positional relationship between the eye to be inspected and the imaged portion, two or more anterior segment images are acquired, and corneal shape information is obtained based on them. Therefore, the possibility that an error is mixed can be reduced. In addition, since the influence of the uncertainty of the positional relationship between the eye to be inspected and the imaging unit on the position of the projected image based on non-parallel light is reduced, the algorithm for calculating the corneal shape information can be simplified and the calculation can be performed. The processing time can be shortened.
実施形態において、暫定位置決定部は、2以上の撮影部により取得された2以上の第2撮影画像を解析して平行光の投影像を探索し、平行光の投影像が検出されたとき、暫定的移動目標位置を求めるように構成されてよい。 In the embodiment, the provisional position-fixing unit analyzes two or more second captured images acquired by the two or more imaging units to search for a projected image of parallel light, and when the projected image of parallel light is detected, It may be configured to find a provisional movement target position.
一方、投影像が検出されなかったとき、瞳孔位置取得部は、2以上の撮影部により取得された2以上の第3撮影画像を解析して瞳孔画像を探索することができる。瞳孔画像が検出されたとき、瞳孔位置取得部は、被検眼の瞳孔の3次元位置を求めることができる。例示的な眼科装置1では、瞳孔位置取得部150がその機能を担っている。
On the other hand, when the projected image is not detected, the pupil position acquisition unit can search for the pupil image by analyzing two or more third captured images acquired by the two or more imaging units. When the pupil image is detected, the pupil position acquisition unit can obtain the three-dimensional position of the pupil of the eye to be inspected. In the exemplary
制御部は、瞳孔位置取得部により求められた被検眼の瞳孔の3次元位置に応じた位置にデータ取得光学系を移動するために、駆動部の第3制御を実行することができる。 The control unit can execute the third control of the drive unit in order to move the data acquisition optical system to a position corresponding to the three-dimensional position of the pupil of the eye to be inspected determined by the pupil position acquisition unit.
更に、暫定位置決定部は、駆動部の第3制御の後に2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析することで、平行光の投影像を再度探索することができる。 Further, the provisional position determining unit can search for the projected image of the parallel light again by analyzing the two or more captured images acquired by the two or more imaging units after the third control of the driving unit.
このように構成された実施形態によれば、平行光に基づくプルキンエ像が検出されないときに、瞳孔を基準としたアライメントを実行し、平行光に基づくプルキンエ像を再度探索することができる。したがって、平行光に基づくプルキンエ像を基準としたアライメントを、より確実に行うことができる。 According to the embodiment configured in this way, when the Purkinje image based on the parallel light is not detected, the alignment based on the pupil can be performed and the Purkinje image based on the parallel light can be searched again. Therefore, the alignment based on the Purkinje image based on the parallel light can be performed more reliably.
実施形態に係る眼科装置は、前眼部の観察画像を取得する観察画像取得部と、操作部とを含んでいてよい。例示的な眼科装置1では、前眼部カメラ60A及び60Bの少なくとも一方が観察画像取得部の機能を担っている。なお、観察画像取得部は、データ取得光学系30に含まれていてもよいし、データ取得光学系30と同軸に設けられていてもよい。また、例示的な眼科装置1では、操作部92が操作部の機能を担っている。
The ophthalmic apparatus according to the embodiment may include an observation image acquisition unit for acquiring an observation image of the anterior eye portion and an operation unit. In the exemplary
瞳孔位置取得部により瞳孔画像が検出されなかったとき、制御部は、観察画像取得部により取得された観察画像を表示手段に表示させることができる。更に、制御部は、操作部を用いてユーザが行った操作に応じて駆動部を制御することができる。つまり、データ取得光学系の移動をユーザが任意に行うことができる。 When the pupil image is not detected by the pupil position acquisition unit, the control unit can display the observation image acquired by the observation image acquisition unit on the display means. Further, the control unit can control the drive unit according to the operation performed by the user using the operation unit. That is, the user can arbitrarily move the data acquisition optical system.
例示的な眼科装置1では、表示部91が表示手段の機能を担っている。なお、表示手段は、眼科装置に含まれていてもよいし、眼科装置に接続された周辺機器であってもよい。
In the exemplary
暫定位置決定部は、データ取得光学系の移動操作の後に2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析することで、平行光の投影像を再度探索することができる。 The provisional position-fixing unit can search for the projected image of the parallel light again by analyzing two or more captured images acquired by the two or more imaging units after the movement operation of the data acquisition optical system.
このように構成された実施形態によれば、瞳孔画像が見つからない場合に、ユーザが手動でアライメントを行い、その完了後に平行光に基づくプルキンエ像を再度探索することができる。したがって、平行光に基づくプルキンエ像を基準としたアライメントを、より確実に行うことができる。 According to the embodiment configured in this way, if the pupil image is not found, the user can manually perform the alignment, and after the completion, the Pulkinje image based on the parallel light can be searched again. Therefore, the alignment based on the Purkinje image based on the parallel light can be performed more reliably.
実施形態に係る眼科装置は、投影部と、2以上の撮影部と、角膜形状情報取得部とを含む。投影部は、所定の連続的パターン及び所定の離散的パターンの少なくとも一方を含む指標を、被検眼の前眼部に投影するための構成を有する。例示的な眼科装置1では、第1光投射部41及び第2光投射部42がその機能を担っている。2以上の撮影部は、投影系により指標が投影されている前眼部を異なる方向から撮影するように構成されている。例示的な眼科装置1では、前眼部カメラ60A及び60Bがその機能を担っている。角膜形状情報取得部は、2以上の撮影部のうち前眼部を斜め方向から撮影した1以上の撮影部により取得された1以上の撮影画像に基づいて被検眼の角膜形状情報を求めるように構成されている。例示的な眼科装置1では、角膜形状情報取得部130がその機能を担っている。なお、例示的な眼科装置1では、前眼部カメラ60A及び60Bの双方が前眼部を斜め方向から撮影することが可能な位置に配置されているが、2以上の撮影部の配置はこれに限定されない。例えば、2以上の撮影部のうちの1つが前眼部を正面から撮影可能な位置に配置され、且つ、これ以外の1以上の撮影部が前眼部を斜め方向から撮影可能な位置に配置されていてよい。
The ophthalmic apparatus according to the embodiment includes a projection unit, two or more imaging units, and a corneal shape information acquisition unit. The projection unit has a configuration for projecting an index including at least one of a predetermined continuous pattern and a predetermined discrete pattern onto the anterior segment of the eye to be inspected. In the exemplary
このように構成された実施形態によれば、アライメント等にも利用可能な2以上の撮影部のうちの少なくとも1つを用いて、角膜形状情報を取得するための前眼部撮影を行うことができる。そのため、従来のように前眼部を正面から撮影する光学系を設ける必要がない。したがって、眼科装置の構成の簡略化やコストダウンを図ることができる。 According to the embodiment configured in this way, it is possible to perform anterior ocular segment imaging for acquiring corneal shape information using at least one of two or more imaging sections that can also be used for alignment and the like. it can. Therefore, it is not necessary to provide an optical system for photographing the anterior segment from the front as in the conventional case. Therefore, the configuration of the ophthalmic apparatus can be simplified and the cost can be reduced.
実施形態に係る処理を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、例えば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク(CD−ROM/DVD−RAM/DVD−ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードディスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)などを用いることが可能である。 A computer program for realizing the processing according to the embodiment can be stored in any recording medium that can be read by a computer. Examples of the recording medium include semiconductor memories, optical disks, magneto-optical disks (CD-ROM / DVD-RAM / DVD-ROM / MO, etc.), magnetic storage media (hard disks / floppy (registered trademark) disks / ZIP, etc.), and the like. Can be used.
また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてコンピュータプログラムを送受信することも可能である。 It is also possible to send and receive computer programs through networks such as the Internet and LAN.
以上に説明した態様は、この発明を実施するための例に過ぎない。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ける任意の変形(省略、置換、付加等)を施すことが可能である。 The embodiments described above are merely examples for carrying out the present invention. A person who intends to carry out the present invention can make arbitrary modifications (omission, substitution, addition, etc.) within the scope of the gist of the present invention.
1 眼科装置
11 制御部
111 アライメント制御部
12 データ処理部
130 角膜形状情報取得部
140 位置決定部
141 暫定位置決定部
142 位置補正部
150 瞳孔位置取得部
30 データ取得光学系
41 第1光投射部
42、42A、42B、42C 第2光投射部
60、60A、60B 前眼部カメラ
80A 第1駆動部
91 表示部
92 操作部
E 被検眼
Ea 前眼部
1
Claims (12)
所定の連続的パターン及び所定の離散的パターンの少なくとも一方を含む指標を、前記被検眼の前眼部に投影する投影部と、
前記指標が投影されている前記前眼部を異なる方向から撮影する2以上の撮影部と、
前記2以上の撮影部により取得された2以上の第1撮影画像の少なくとも1つに基づいて前記被検眼の角膜形状情報を求める角膜形状情報取得部と、
前記2以上の撮影部により取得された2以上の第2撮影画像と前記角膜形状情報とに基づいて前記データ取得光学系の移動目標位置を決定する位置決定部と
を含む眼科装置。 Data acquisition optical system for acquiring data of the eye to be inspected,
A projection unit that projects an index including at least one of a predetermined continuous pattern and a predetermined discrete pattern onto the anterior segment of the eye to be inspected.
Two or more imaging units that photograph the anterior segment on which the index is projected from different directions, and
A corneal shape information acquisition unit that obtains corneal shape information of the eye to be inspected based on at least one of two or more first captured images acquired by the two or more imaging units.
An ophthalmic apparatus including a position-determining unit that determines a moving target position of the data acquisition optical system based on two or more second captured images acquired by the two or more imaging units and the corneal shape information.
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 The ophthalmic apparatus according to claim 1, wherein the projection unit projects an index of a ring pattern or a concentric circle pattern onto the anterior segment of the eye as an index of the continuous pattern.
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 The ophthalmic apparatus according to claim 2, wherein the projection unit projects an index of the ring pattern and a central bright spot located at the center of the ring pattern onto the anterior eye portion.
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 The ophthalmic apparatus according to claim 2, wherein the projection unit projects an index of the concentric pattern and a central bright spot located at the center of the concentric pattern onto the anterior segment of the eye.
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 The projection unit is characterized in that, as an index of the discrete pattern, three or more bright spots arranged on a circle and a central bright spot located at the center of the circle are projected onto the anterior segment of the eye. The ophthalmic apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 The ophthalmic apparatus according to claim 1, wherein the projection unit projects five or more bright spots arranged on a circle onto the anterior eye portion as an index of the discrete pattern.
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の眼科装置。 The ophthalmologic apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein the projection unit projects a central bright spot onto the anterior eye portion by projecting a luminous flux through an optical path of the data acquisition optical system. ..
前記角膜形状情報取得部は、少なくとも前記第1撮影画像に描出された前記非平行光の投影像に基づいて前記角膜形状情報を求める
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の眼科装置。 The projection unit includes a non-parallel light projection unit that projects non-parallel light onto the anterior segment of the eye.
The corneal shape information acquisition unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the corneal shape information acquisition unit obtains the corneal shape information at least based on a projected image of the non-parallel light drawn on the first captured image. Ophthalmic device.
前記位置決定部は、
前記2以上の第2撮影画像に描出された前記平行光の投影像に基づいて前記データ取得光学系の暫定的移動目標位置を求める暫定位置決定部と、
前記角膜形状情報に基づき前記暫定的移動目標位置を補正して前記移動目標位置を決定する位置補正部と
を含む
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の眼科装置。 The projection unit includes a parallel light projection unit that projects parallel light onto the anterior segment of the eye.
The position-fixing unit
A provisional position-fixing unit that obtains a provisional movement target position of the data acquisition optical system based on the projected images of the parallel light drawn on the two or more second captured images.
The ophthalmologic apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising a position correction unit that corrects the provisional movement target position based on the corneal shape information and determines the movement target position.
制御部と
を含み、
前記制御部は、前記暫定的移動目標位置に前記データ取得光学系を移動するために前記駆動部の第1制御を実行し、
前記角膜形状情報取得部は、前記第1制御の後に前記2以上の撮影部により取得された前記2以上の第1撮影画像に基づいて前記角膜形状情報を求め、
前記位置補正部は、当該角膜形状情報に基づいて前記移動目標位置の決定を実行し、
前記制御部は、前記暫定的移動目標位置から前記移動目標位置に前記データ取得光学系を移動するために前記駆動部の第2制御を実行する
ことを特徴とする請求項9に記載の眼科装置。 A drive unit that moves the data acquisition optical system and
Including the control unit
The control unit executes the first control of the drive unit in order to move the data acquisition optical system to the provisional movement target position.
The corneal shape information acquisition unit obtains the corneal shape information based on the two or more first captured images acquired by the two or more imaging units after the first control.
The position correction unit determines the movement target position based on the corneal shape information, and then determines the movement target position.
The ophthalmic apparatus according to claim 9, wherein the control unit executes a second control of the drive unit in order to move the data acquisition optical system from the provisional movement target position to the movement target position. ..
前記投影像が検出されなかったとき、前記2以上の撮影部により取得された2以上の第3撮影画像を解析して瞳孔画像を探索し、前記瞳孔画像が検出されたとき、前記被検眼の瞳孔の3次元位置を求める瞳孔位置取得部を含み、
前記制御部は、前記3次元位置に応じた位置に前記データ取得光学系を移動するために前記駆動部の第3制御を実行し、
前記暫定位置決定部は、前記第3制御の後に前記2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析して前記平行光の投影像を再度探索する
ことを特徴とする請求項10に記載の眼科装置。 The provisional position determining unit analyzes the two or more second captured images, searches for a projected image of the parallel light, and when the projected image is detected, obtains the provisional movement target position.
When the projected image is not detected, the pupil image is searched by analyzing the two or more third captured images acquired by the two or more imaging units, and when the pupil image is detected, the eye to be inspected. Includes a pupil position acquisition unit that obtains the three-dimensional position of the pupil.
The control unit executes a third control of the drive unit in order to move the data acquisition optical system to a position corresponding to the three-dimensional position.
10. The provisional position determining unit is characterized in that after the third control, it analyzes two or more captured images acquired by the two or more imaging units and searches for a projected image of the parallel light again. The ophthalmic apparatus described in.
操作部と
を含み、
前記瞳孔画像が検出されなかったとき、前記制御部は、前記観察画像を表示手段に表示させ、且つ、前記操作部を用いて行われた操作に応じて前記駆動部を制御し、
前記暫定位置決定部は、前記操作の後に前記2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析して前記平行光の投影像を再度探索する
ことを特徴とする請求項11に記載の眼科装置。 An observation image acquisition unit that acquires an observation image of the anterior segment of the eye,
Including the operation unit
When the pupil image is not detected, the control unit causes the display means to display the observation image and controls the drive unit according to the operation performed by using the operation unit.
The eleventh aspect of claim 11, wherein the provisional position determining unit analyzes two or more photographed images acquired by the two or more photographing units after the operation and searches for a projected image of the parallel light again. Ophthalmic equipment.
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