JP2019213752A - 眼科装置、及び眼科装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<光学系の構成>
図1〜図3に、第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す。図1は、第1実施形態に係る眼科装置1000の光学系の全体の構成例を表す。図2は、図1のOCTユニット100の光学系の構成例を表す。図3は、図1の合焦ユニット80の光学系の構成例を表す。なお、図3では、説明の便宜上、光学系の一部だけが図示されている。
前眼部観察系5は、被検眼Eの前眼部を動画撮影する。前眼部観察系5を経由する光学系において、撮像素子59の撮像面は瞳孔共役位置に配置されている。前眼部照明光源50は、被検眼Eの前眼部に照明光(例えば、赤外光)を照射する。被検眼Eの前眼部により反射された光は、対物レンズ51を通過し、ダイクロイックミラー52を透過し、絞り(テレセン絞り)53に形成された孔部を通過し、ハーフミラー23を透過し、リレーレンズ55及び56を通過し、ダイクロイックミラー76を透過する。ダイクロイックミラー52は、レフ測定光学系の光路と前眼部観察系5の光路とを合成(分離)する。ダイクロイックミラー52は、これらの光路を合成する光路合成面が対物レンズ51の光軸に対して傾斜して配置される。ダイクロイックミラー76を透過した光は、結像レンズ58により撮像素子59(エリアセンサー)の撮像面に結像される。撮像素子59は、所定のレートで撮像及び信号出力を行う。撮像素子59の出力(映像信号)は、後述の処理部9に入力される。処理部9は、この映像信号に基づく前眼部像E´を後述の表示部10の表示画面10aに表示させる。前眼部像E´は、例えば赤外動画像である。
Zアライメント系1は、前眼部観察系5の光軸方向(前後方向、Z方向)におけるアライメントを行うための光(赤外光)を被検眼Eに投射する。Zアライメント光源11から出力された光は、被検眼Eの角膜Crに投射され、角膜Crにより反射され、結像レンズ12によりラインセンサー13のセンサー面に結像される。角膜頂点の位置が前眼部観察系5の光軸方向に変化すると、ラインセンサー13のセンサー面における光の投射位置が変化する。処理部9は、ラインセンサー13のセンサー面における光の投射位置に基づいて被検眼Eの角膜頂点の位置を求め、これに基づき光学系を移動させる機構を制御してZアライメントを実行する。
XYアライメント系2は、前眼部観察系5の光軸に直交する方向(左右方向(X方向)、上下方向(Y方向))のアライメントを行うための光(赤外光)を被検眼Eに照射する。XYアライメント系2は、ハーフミラー23により前眼部観察系5の光路から分岐された光路に設けられたXYアライメント光源21とコリメータレンズ22とを含む。XYアライメント光源21から出力された光は、コリメータレンズ22を通過し、ハーフミラー23により反射され、前眼部観察系5を通じて被検眼Eに投射される。被検眼Eの角膜Crによる反射光は、前眼部観察系5を通じて撮像素子59に導かれる。
ケラト測定系3は、被検眼Eの角膜Crの形状を測定するためのリング状光束(赤外光)を角膜Crに投射する。ケラト板31は、対物レンズ51と被検眼Eとの間に配置されている。ケラト板31の背面側(対物レンズ51側)にはケラトリング光源32が設けられている。ケラト板31には、対物レンズ51の光軸を中心とする円周上に沿ってケラトリング光源32からの光を透過するケラトパターン(透過部)が形成されている。なお、ケラトパターンは、対物レンズ51の光軸を中心とする円弧状(円周の一部)に形成されていてもよい。ケラトリング光源32からの光でケラト板31を照明することにより、被検眼Eの角膜Crにリング状光束(円弧状又は円周状の測定パターン)が投射される。被検眼Eの角膜Crからの反射光(ケラトリング像)は撮像素子59により前眼部像E´とともに検出される。処理部9は、このケラトリング像を基に公知の演算を行うことで、角膜Crの形状を表す角膜形状パラメータを算出する。
レフ測定光学系は、屈折力測定に用いられるレフ測定投射系6及びレフ測定受光系7を含む。レフ測定投射系6は、屈折力測定用の光束(例えば、リング状光束)(赤外光)を眼底Efに投射する。レフ測定受光系7は、この光束の被検眼Eからの戻り光を受光する。レフ測定投射系6は、レフ測定受光系7の光路に設けられた孔開きプリズム65によって分岐された光路に設けられる。孔開きプリズム65に形成されている孔部は、瞳孔共役位置に配置される。レフ測定受光系7を経由する光学系において、撮像素子59の撮像面は眼底共役位置に配置される。
ダイクロイックミラー67によりレフ測定光学系の光路から波長分離された光路に、後述のOCT光学系8が設けられる。ダイクロイックミラー83によりOCT光学系8の光路から分岐された光路に固視投影系4が設けられる。
OCT光学系8は、OCT計測を行うための光学系である。OCT計測よりも前に実施されたレフ測定結果に基づいて、光ファイバーf1の端面が計測部位(眼底Ef又は前眼部)と光学系に共役となるように合焦レンズ87の位置が調整される。
眼科装置1000の処理系の構成について説明する。眼科装置1000の処理系の機能的構成の例を図4に示す。図4は、眼科装置1000の処理系の機能ブロック図の一例を表す。
制御部210は、プロセッサを含み、眼科装置の各部を制御する。制御部210は、主制御部211と、記憶部212とを含む。記憶部212には、眼科装置を制御するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納される。コンピュータプログラムには、光源制御用プログラム、検出器制御用プログラム、光スキャナー制御用プログラム、光学系制御用プログラム、演算処理用プログラム及びユーザインターフェイス用プログラムなどが含まれる。このようなコンピュータプログラムに従って主制御部211が動作することにより、制御部210は制御処理を実行する。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、例えば他覚測定の測定結果(OCT計測結果)、断層像の画像データ、眼底像の画像データ、自覚検査の結果、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼科装置を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
演算処理部220は、眼屈折力算出部221と、画像形成部222と、データ処理部223とを含む。
表示部270は、ユーザインターフェイス部として、制御部210による制御を受けて情報を表示する。表示部270は、図1などに示す表示部10を含む。
通信部290は、図示しない外部装置と通信するための機能を有する。通信部290は、外部装置との接続形態に応じた通信インターフェイスを備える。外部装置の例として、レンズの光学特性を測定するための眼鏡レンズ測定装置がある。眼鏡レンズ測定装置は、被検者が装用する眼鏡レンズの度数などを測定し、この測定データを眼科装置1000に入力する。また、外部装置は、任意の眼科装置、記録媒体から情報を読み取る装置(リーダ)や、記録媒体に情報を書き込む装置(ライタ)などでもよい。更に、外部装置は、病院情報システム(HIS)サーバ、DICOM(Digital Imaging and COmmunication in Medicine)サーバ、医師端末、モバイル端末、個人端末、クラウドサーバなどでもよい。通信部290は、例えば処理部9に設けられていてもよい。
第1実施形態に係る眼科装置1000の動作について説明する。
図示しない顔受け部に被検者の顔が固定された状態で、検者が操作部280に対して所定の操作を行うことで、眼科装置1000は、アライメントを実行する。
次に、主制御部211は、所望の固視位置に対応した表示位置に固視標を示すパターンを液晶パネル41に表示させる。それにより、所望の固視位置に被検眼Eを注視させる。
次に、主制御部211は、液晶パネル41を制御することにより固視標を被検眼Eに投影させ、レフ測定を開始させる。この実施形態において、レフ測定は、仮測定と本測定とを含む。仮測定では、被検眼Eの屈折力に応じてレフ測定光学系における合焦状態が変更される。本測定では、仮測定により変更された合焦状態を基準に被検眼Eの雲霧を促しつつ、被検眼Eの屈折力が取得される。
続いて、主制御部211は、ステップS3において合焦ユニット80が移動された状態で、コーナーキューブ114を移動させて光路長の補正を行い被検眼Eの所望のOCT画像が得られるようにし、OCT光学系8を制御することによりOCT計測を実行させる。すなわち、レフ測定の合間にOCT計測が実行される。それにより、被検眼Eの雲霧を促す前にOCT計測が実行されるため、OCT計測を行うための合焦制御が不要になり、計測時間を短縮することができる。なお、このコーナーキューブ114を移動させた光路長の補正は、ステップS3で自動的にOCT画像の位置調整を行うことで並行して行われてもよい。ステップS4の詳細について後述する。
ステップS5では、主制御部211は、仮測定において求められた位置から液晶パネル41を更に雲霧位置に移動させることにより、被検眼Eの雲霧を促す。その後、主制御部211は、レフ測定光源61が消灯されている場合にはレフ測定光源61を点灯させる。また、主制御部211は、ロータリープリズム66の回転が停止している場合にはロータリープリズム66の回転を開始させる。続いて、主制御部211は、仮測定と同様に、レフ測定投射系6及びレフ測定受光系7を制御することによりリング像を再び取得させる。主制御部211は、リング像の解析結果と合焦レンズ74の移動量から球面度数、乱視度数及び乱視軸角度を眼屈折力算出部221に算出させる。算出された球面度数、乱視度数及び乱視軸角度は、記憶部212に保存される。
次に、主制御部211は、OCT画像を取得するか否かを判定する。主制御部211は、主制御部211からの指示、又は操作部280に対するユーザの操作若しくは指示により、OCT画像を取得するか否かを判定する。例えば、3DスキャンなどのOCT計測に要する時間が長くなる場合には、ステップS5の後にOCT画像を取得することで、被検者の負担を軽減することができる。
ステップS6においてOCT画像を取得する判定されたとき(S6:Y)、主制御部211は、ステップS5において雲霧位置に移動された液晶パネル41を、ステップS3における仮測定で求められた合焦位置に戻す。その後、主制御部211は、液晶パネル41を制御することにより固視標を被検眼Eに投影させ、OCT計測を実行させる。
まず、主制御部211は、レフ測定光源61を点灯させ、ロータリープリズム66の回転を開始させる。
次に、主制御部211は、リング状の測定パターン光束を被検眼Eに投射させる。被検眼Eからの測定パターン光束の戻り光に基づくリング像が撮像素子59の撮像面に結像される。主制御部211は、撮像素子59により検出された眼底Efからの戻り光に基づくリング像を取得できたか否かを判定する。例えば、主制御部211は、撮像素子59により検出された戻り光に基づく像のエッジの位置(画素)を検出し、像の幅(外径と内径との差)が所定値以上であるか否かを判定する。或いは、主制御部211は、所定の高さ(リング径)以上の点(像)に基づいてリングを形成できるか否かを判定することにより、リング像を取得できたか否かを判定してもよい。
主制御部211は、ステップS12において求められた仮の球面度数S及び乱視度数Cに基づき、レフ測定光源61、合焦レンズ74、及び液晶パネル41を等価球面度数(S+C/2)の位置へ移動させる。この実施形態では、合焦レンズ74等に連動して、合焦ユニット80が移動される。
再び、主制御部211は、ステップS12と同様に、リング状の測定パターン光束を被検眼Eに投射させる。被検眼Eからの測定パターン光束の戻り光に基づくリング像が撮像素子59の撮像面に結像される。主制御部211は、撮像素子59により検出された眼底Efからの戻り光に基づくリング像を取得できたか否かを判定する。
主制御部211は、ステップS14において求められた仮の球面度数S及び乱視度数Cに基づき、レフ測定光源61、合焦レンズ74、及び液晶パネル41を等価球面度数(S+C/2)の位置へ移動させる。ステップS15に移動された位置は、仮の遠点に相当する位置である。この実施形態では、合焦レンズ74等に連動して、合焦ユニット80が移動される。
次に、主制御部211は、レフ測定光源61を消灯させ、ロータリープリズム66の回転を停止させる。以上で、図5のステップS3は終了である(エンド)。
まず、主制御部211は、レフ測定光源61を点灯させ、光スキャナー88の動作を開始させる。それにより、被検眼Eの所定の部位(前眼部、眼底、又は両者)が測定光LSでスキャンされる。なお、ステップS21では、公知の手法でアライメントを行ってもよい。また、トラッキングが開始されてもよい。
次に、主制御部211は、測定光LSのスキャンにより得られた検出信号を画像形成部222に送る。画像形成部222は、得られた検出信号から被検眼Eの断層像を形成する。断層像が適切な位置に得られていない場合、コーナーキューブ114を調整して、断層像の位置を調整してもよい。
次に、主制御部211は、OCT光源101を消灯させ、光スキャナー88の動作を停止させる。以上で、図5のステップS4は終了である(エンド)。
実施形態に係る眼科装置の構成は、第1実施形態に係る眼科装置1000の構成に限定されるものではない。以下、第2実施形態に係る眼科装置の構成について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
まず、主制御部211は、ステップS21と同様に、レフ測定光源61を点灯させ、光スキャナー88の動作を開始させる。なお、ステップS31では、公知の手法でアライメントを行ってもよい。また、トラッキングが開始されてもよい。
次に、主制御部211は、図5のステップS3において移動された合焦ユニット80aの移動量を特定し、特定された移動量に対応した測定光LSの光路長の変化量がキャンセルされるように光路長を補正する。ステップS32では、上記のように、主制御部211は、コーナーキューブ114を参照光LRの入射方向に移動して参照光LRの光路長を変更することにより、合焦ユニット80aの移動量に対応した光路長の変化量をキャンセルする。これにより、OCTユニット100では、合焦ユニット80aの移動により測定光LSの光路長が変化しても干渉光LCが検出される。
次に、主制御部211は、測定光LSのスキャンにより得られた検出信号を画像形成部222に送る。画像形成部222は、得られた検出信号から被検眼Eの断層像を形成する。断層像が適切な位置に得られていない場合、コーナーキューブ114を調整して、断層像の位置を調整してもよい。
次に、主制御部211は、OCT光源101を消灯させ、光スキャナー88の動作を停止させる。以上で、図5のステップS4は終了である(エンド)。
実施形態に係る眼科装置、及び眼科装置の制御方法の作用及び効果について説明する。
以上に示された実施形態は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
2 XYアライメント系
3 ケラト測定系
4 固視投影系
5 前眼部観察系
6 レフ測定投射系
7 レフ測定受光系
8 OCT光学系
9 処理部
51 対物レンズ
80、80a 合焦ユニット
80D 移動機構
87 合焦レンズ
88 光スキャナー
88A 反射ミラー
89 コリメータレンズユニット
111、116 コリメータ
114 コーナーキューブ
210 制御部
211 主制御部
1000 眼科装置
Claims (11)
- 対物レンズと、
光源からの光を前記対物レンズを介して被検眼に照射し、前記被検眼からの戻り光を検出する検査光学系と、
前記対物レンズと前記検査光学系との間に配置され、前記対物レンズの光軸方向に移動可能な合焦レンズと、
前記合焦レンズと前記検査光学系との間において前記合焦レンズの焦点位置に偏向面が位置するように配置され、前記光軸方向に移動可能な光スキャナーと、
前記合焦レンズと前記光スキャナーとの位置関係が維持されるように前記合焦レンズ及び前記光スキャナーを移動させることにより合焦制御を行う制御部と、
を含む眼科装置。 - 前記検査光学系と前記光スキャナーとの間に配置され、前記検査光学系からの光を前記光スキャナーに導き、前記光スキャナーにより導かれてきた前記戻り光を前記光軸方向に偏向して前記検査光学系に導く偏向部材を含み、
前記制御部は、前記合焦レンズ、前記光スキャナー、及び前記偏向部材を前記光軸方向に移動させることにより前記合焦制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記合焦レンズ、前記光スキャナー、及び前記偏向部材を含む第1合焦ユニットと、
前記第1合焦ユニットを前記光軸方向に移動する第1移動機構と、
を含み、
前記制御部は、前記第1移動機構を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記検査光学系は、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光を前記被検眼に投射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 可撓性を有し、一端が前記検査光学系と光学的に接続され、前記検査光学系からの光を導く導光部材と、
前記導光部材の他端と前記光スキャナーとの間に配置されたコリメータレンズと、
を含み、
前記制御部は、前記合焦レンズ、前記光スキャナー、前記導光部材の他端及び前記コリメータレンズを移動させることにより前記合焦制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記合焦レンズ、前記光スキャナー、及び前記コリメータレンズを含み、前記導光部材の他端を保持する第2合焦ユニットと、
前記第2合焦ユニットを前記光軸方向に移動する第2移動機構と、
を含み、
前記制御部は、前記第2移動機構を制御する
ことを特徴とする請求項5に記載の眼科装置。 - 前記検査光学系は、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光を前記被検眼に投射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系を含み、
前記測定光の光路長及び前記参照光の光路長の少なくとも一方を変更する光路長変更機構と、
を含み、
前記制御部は、前記合焦レンズ、前記光スキャナー、前記導光部材の他端及び前記コリメータレンズの前記光軸方向の移動量に応じて前記光路長変更機構を制御することにより前記測定光の光路長及び前記参照光の光路長の少なくとも一方を変更する
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の眼科装置。 - 前記光スキャナーは、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)スキャナーを含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 対物レンズと、
光源からの光を前記対物レンズを介して被検眼に照射し、前記被検眼からの戻り光を検出する検査光学系と、
前記対物レンズと前記検査光学系との間に配置され、前記対物レンズの光軸方向に移動可能な合焦レンズと、
前記合焦レンズと前記検査光学系との間において前記合焦レンズの焦点位置に偏向面が位置するように配置され、前記光軸方向に移動可能な光スキャナーと、
を含む眼科装置の制御方法であって、
前記合焦レンズと前記光スキャナーとの位置関係が維持されるように前記合焦レンズ及び前記光スキャナーを移動させることにより合焦制御を行う合焦制御ステップと、
前記合焦制御ステップの後に、前記光スキャナーにより偏向された前記検査光学系の光を前記被検眼に照射し、その戻り光を検出する計測ステップと、
を含む眼科装置の制御方法。 - 前記眼科装置は、前記検査光学系と前記光スキャナーとの間に配置され、前記検査光学系からの光を前記光スキャナーに導き、前記光スキャナーからの前記戻り光を前記光軸方向に偏向して前記検査光学系に導く偏向部材を含み、
前記合焦制御ステップでは、前記合焦レンズ、前記光スキャナー、及び前記偏向部材を移動させる
ことを特徴とする請求項9に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記検査光学系は、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光を前記被検眼に投射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系を含み、
前記計測ステップでは、前記干渉光学系及び前記光スキャナーを制御して前記光スキャナーにより偏向された前記測定光を前記被検眼に照射させ、その戻り光と前記参照光との干渉光を検出させる
ことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の眼科装置の制御方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021149280A1 (ja) * | 2020-01-23 | 2021-07-29 | 株式会社トプコン | 眼科装置、及びその制御方法 |
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