JP6292799B2 - 眼科装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、上述した課題を鑑みて、AO光学系と被検眼との正確な位置合わせを行うことにより、正確に収差を補正することである。
測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段と、
前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更する位置関係変更手段と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する照射状態変更手段と、を有する。
測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段の測定結果に基づいて、前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更する工程と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する工程と、を有する。
まず、第1の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、上記照射状態変更手段が、被検眼における測定光の照射位置を変更することが好ましい。これにより、収差測定時には、収差測定手段により角膜反射輝点像を取得することがないため、正確に収差を測定することができる。例えば、SLO光学系に設けられた光路分岐部(例えば、ビームスプリッタ107)に対して測定光(104)の光学系の光軸をSLO光学系の光軸に対して移動することが好ましい。具体的には、光路分岐部から分岐光路である測定光(104)の光学系に設けられた可動ミラー(105)の位置を光軸方向に移動する移動手段(可動ミラーを駆動する駆動機構106)を有することが好ましい。なお、可動ミラー(105)は、光軸方向に移動可能に構成され、例えば、可動ステージやビームステアリングにより構成される。この場合、第1の照射状態が、測定光を被検眼の略中心を含む位置に照射する状態であり、第2の照射状態が、測定光を被検眼の略中心を含まない位置に照射する状態である。ここで、本発明は、上記に限定されるものではなく、測定光を発生させる光源(101)を含む光学系の光軸を被検眼の光軸から移動できれば良い。これにより、収差補正手段を含む光学系の光軸を移動させることなく、上記位置合わせと収差補正とを行うことができる。なお、照射位置の変更については、実施例1で詳述する。
次に、第2の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
次に、第3の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本実施形態の目的は、第2の実施形態と同様に、収差測定の時間を短縮し、被検者の負担を軽減することである。このために、本実施形態では、測定光の照射位置を角膜反射輝点や虹彩のケラレ(遮光)等の影響が無いような良好な照射位置に変更した方が良いことを検者に提示する。
次に、第4の実施形態について、説明する。上記位置関係変更手段が、収差測定手段の測定結果に基づいて上記位置関係を変更することが好ましい。例えば、収差測定手段で測定した被検眼の瞳孔に対応する円形の明部(図3(c)の155)が収差測定手段の所定の範囲(あるいは略中心)に位置するように上記位置関係を変更することができる。また、被検眼の瞳孔が大きい場合や散瞳眼の場合には、収差測定手段により取得された角膜反射輝点像が収差測定手段の所定の範囲に位置するように上記位置関係を変更することもできる。これらにより、AO光学系と被検眼との正確な位置合わせを、自動で行うことができる。
次に、第5の実施形態について、図20を用いて説明する。なお、図20は、測定光による被検眼への照射位置が角膜頂点からずれている場合におけるフォーカス調整を説明するための図面である。
図1は、本実施例に係る収差測定装置を説明するための模式図である。本実施例は補償光学機能付きの走査型レーザ検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope/SLO)の一例である。なお、本発明に係る撮像装置は、本実施例に係るSLO装置に限定されるものではなく、OCT(Optical Coherence Tomography:光干渉断層計あるいは光干渉断層法)装置にも適用できる。
ここで、本実施例では、波面補正デバイス114(収差補正デバイスとも呼ぶ。)として液晶素子を用いた空間位相変調器を用いた。図2(a)に反射型液晶光変調器の模式図を示す。反射型液晶光変調器は、ベース部122とカバー123に挟まれた空間に液晶分子125が封入されている構造となっている。ベース部122には複数の画素電極124を有し、カバー123には不図示の透明な対向電極を有している。電極間に電圧を印加していない場合には、液晶分子は125−1のような配向をしており、電圧を印加すると125−2のような配向状態に遷移し、入射光に対する屈折率が変化する。各画素電極の電圧を制御して各画素の屈折率を変化させることにより、空間的な位相変調が可能となる。例えば入射光126が本変調器に入射した場合、液晶分子125−2を通過する光は液晶分子125−1を通過する光よりも位相が遅れ、結果として図中127で示すような波面を形成する。一般的に反射型液晶光変調器は、数万〜数十万個の画素から構成されている。また、液晶素子は偏光特性を有するため、入射光の偏光を調整するための偏光素子を、本変調器の入射光路上に具備することもある。
ここで、反射ミラー111−3、4及びビームスプリッタ142で反射された反射散乱光は、波面センサー113に照射され、光線の波面を測定するために用いられる。本実施例では、波面センサー113としてシャックハルトマン波面センサーを用いた。図3(a)と図3(b)にシャックハルトマン波面センサーの模式図を示す。131が波面を測定する光線であり、マイクロレンズアレイ132を通して、CCDセンサー133上の焦点面134に集光される。図3(b)は、図3(a)のA−A´から見た様子を示す図である。マイクロレンズアレイ132が、複数のマイクロレンズ135から構成されている様子を示したものである。光線131は各マイクロレンズ135を通してCCDセンサー133上に集光されるため、光線131はマイクロレンズ135の個数分のスポットに分割されて集光される。ここで、CCDセンサー133上に集光された状態は、反射散乱光(戻り光)の太さと波面センサー113の大小関係によって、図3(c)と図3(d)のように異なる。各マイクロレンズを通過した光線はスポット136に集光される。被検眼の瞳孔径が小さい場合、図3(c)のように、反射散乱光の太さが波面センサー113より小さくなる。この場合、CCDセンサー133で受光された像は、瞳孔に対応した円形の明部155となる。一方、被検眼の瞳孔径が大きい(あるいは散瞳している)場合、図3(d)のように、反射散乱光の太さが波面センサー113より大きくなる。この場合、CCDセンサー133の全面で受光されるため、その全面に対応した形状の明部となる。
次に、走査型レーザ検眼鏡の光学系について説明する。145は光源であり、波長840nmのSLD光源(Super Luminescent Diode)を用いた。光源145の波長は特に制限されるものではないが、眼底撮影用としては被検者の眩しさの軽減と分解能維持のために、800〜1500nm程度が好適に用いられる。本実施例では、SLD光源を用いたが、その他にレーザ等も用いられる。
ここで、分解能変更部148は、入射したビーム径を変更して出射することにより、分解能を変更することができる。ビーム径を7mmから1mm程度の範囲で変更することにより、眼底上の3μmから20μm程度の分解能で撮影することが可能となる。分解能は、広画角の撮影時にデータ量を抑えるために分解能を低くしたり、被検眼109の収差に応じて分解能を調整したり、撮影方法によっては細いビームで透過率の低い部位を避けて撮影したりするために、可変としておくことが有用である。分解能変更部148は分解能制御部144から制御され、分解能制御部144は制御部119と協調して動作する。なお、分解能変更部148は、例えば、複数のレンズのいずれか一つを光路に挿入する構成や、サイズを変更可能な絞りを光路に設ける構成等が好ましい。これにより、分解能を連続的に変更する構成や離散的に変更することができる。
次に、本実施例に係る被検眼109への照射位置の変更と、被検眼109と装置(特に、光学系120)との位置関係変更方法とについて、図4を用いて説明する。図4は、本実施例に係る収差測定装置により測定光104を照射した被検眼109における照射位置の変更を説明するための模式図である。
次に、本実施例に係る収差測定装置の制御方法について、図5のフロー図及び図6(a)のブロック図を用いて説明する。まず、ステップS101において、不図示の制御開始部が、収差測定装置の制御を開始する。次に、ステップS102において、第1のアライメント制御部601が、上記制御開始部からの信号を受けて、粗いアライメント(被検眼と装置との位置関係の粗調整)を行う。このとき、モニタ118に表示される前眼部の画像が所望の位置になるように、光学系120の駆動機構を制御または操作者が手動で駆動機構を動作して、上記粗調整を行う。具体的には、モニタ118の中心に瞳孔が来るように調節する手法でも良いし、モニタ118上に前眼部の特徴の一部を導く為のアライメント視標を表示する手法でも良い。また、ステップS103において、第1のアライメント判断部602が、第1のアライメント制御部601からの信号を受けて、前眼部が所望の位置にあるか否か(上記粗調整が完了したか否か)を判断する。なお、この判断は、操作者が手動で行っても良いし、制御部119による画像情報処理によって装置が自動で行っても良い。
次に、実施例2について、図7を用いて説明する。図7は、本実施例に係る収差測定装置により測定光104を照射した被検眼109における照射形状の変更を説明するための模式図である。本実施例は、リング状の照明形状を用いて角膜反射光を制御する例である。なお、本実施例の装置構成は、測定光104の照射部分を除いて、実施例1と同様である。
次に、実施例3について、図8を用いて説明する。図8は、本実施例に係る収差測定装置により測定光104を照射した被検眼109における照射面積の変更を説明するための模式図である。本実施例は、測定光のビーム径を変化させて角膜反射光を制御する例である。なお、本実施例の装置構成は、測定光104の照射部分を除いて、実施例1と同様である。
本実施例に係る収差測定装置について、図9(a)を用いて説明する。図9(a)は、本実施例に係る収差測定装置を説明するための模式図である。なお、図9(a)において、図1と同じ構成については、同一の符号を用いており、説明を省略する。また、図9(a)において、図1における可動ミラー105が、可動ミラー105−1、2により構成されている。
次に、本実施例に係る被検眼109への測定光の照射位置の変更方法について、図10を用いて説明する。
次に、本実施例に係る収差測定装置の制御方法について、図11のフロー図と図6(b)のブロック図を用いて説明する。まず、ステップS1101において、制御開始部(不図示)が、本実施例に係る収差測定装置の制御を開始する。ここで、被検眼と装置との位置合わせを行う場合に、収差測定装置の測定結果を用いる場合には、位置合わせを行う前に収差測定装置の制御を開始する。また、被検眼の瞳孔等を用いた別の手段により位置合わせを行った後に、収差測定装置の制御を開始しても良い。もちろん、被検眼の瞳孔等により粗い位置合わせ(ラフアライメント)を行った後に、収差測定装置の測定結果を用いた精度の良い位置合わせ(ファインアライメント)を行っても良い。
次に、本実施例に係る収差測定装置について、図12(a)を用いて説明する。図12(a)は、本実施例に係る収差測定装置により被検眼の収差測定を開始してから経過した時間(あるいは収差補正回数)に伴う収差量の変化を表すグラフである。なお、本実施例に係る収差測定装置の構成は、実施例4と同様である。ユーザは、本実施例に係る収差測定装置により、収差補正の結果に基づいて測定光の被検眼への照射状態を認識することができる。具体的には、ユーザは、波面センサー113の受光結果に基づく映像における角膜反射輝点の有無を判断することができる。なお、本実施例は、収差測定及び補正量の算出を行う際に、被検眼の複数の範囲に対して連続的に算出するような場合に有効な手法である。
次に、実施例6について、図9(b)を用いて説明する。図9(b)は、本実施例に係る収差測定装置の構成について説明するための模式図である。本実施例は、固視灯の点灯位置(固視標の指標位置)に基づいて測定光の照射状態を判断する。なお、本実施例に係る収差測定装置は、図9(b)の補償光学機能付きの走査型レーザ検眼鏡に、ビームスプリッタ164及び固視灯165が設けられており、ビームスプリッタ164を介して固視灯165の固視表示を被検眼109に照射するように構成されている。ここで、固視灯165は、液晶表示によって任意の視標を表示できるディスプレイ(固視表示部)を使用している。また、制御部119に含まれる不図示の固視灯制御部が、固視灯165を制御する。なお、固視標165の固視表示部は、複数の光源により実現することもできる。
次に、本実施例に係る被検眼109と眼科装置(特に、光学系120)の位置調整方法について、図16等を用いて説明する。なお、本実施例に係る収差測定装置は、実施例1と同じため、説明を省略する。
次に、実施例8について、図19を用いて説明する。なお、図19は、本実施例に係る迷光回避の表示パターンを示す模式図である。本実施例は、検者に対し迷光を避け正しい位置へ誘導するものである。また、本実施例の装置構成は、顔受けを駆動する代わりに、ジョイスティック操作等により装置本体を駆動させて、角膜反射迷光を適切に避けられるものである。このとき、モニタ118等を用いて照射位置を変更すべき方向や量を検者に提示する。
図19(b)は、CCDセンサー133の映像であり、その映像に矢印501を表示して検者にジョイスティックを操作すべき方向と量を示す。矢印の始点は輝点像の位置、終点は補償光学系の中心であるCCDセンサー133の映像の中心としている。なお、輝点像位置が角膜頂点位置であるから、図19(d)のように模式的な眼球の絵506を重ねて表示しても良い。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (23)
- 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段と、
前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更する位置関係変更手段と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する照射状態変更手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。 - 前記収差測定手段が、前記被検眼の角膜における反射光に対応する角膜反射輝点像を測定し、
前記位置関係変更手段が、前記収差測定手段の測定結果である前記角膜反射輝点像に基づいて前記位置関係を変更することを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記収差測定手段の測定結果に基づいて前記被検眼の角膜における反射光に対応する角膜反射輝点像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記位置関係を変更するための信号を入力する入力手段と、を有し、
前記位置関係変更手段が、前記入力された信号に基づいて、前記位置関係を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の眼科装置。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段と、
前記収差測定手段の測定結果に基づいて前記被検眼の角膜における反射光に対応する角膜反射輝点像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更するための信号を入力する入力手段と、
前記入力された信号に基づいて、前記位置関係を変更する位置関係変更手段と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する照射状態変更手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。 - 前記第1の照射位置が、前記測定光を前記被検眼の前眼部の略中心を含む位置に照射する状態であり、
前記第2の照射位置が、前記測定光を前記被検眼の前眼部の略中心を含まない位置に照射する状態であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段と、
前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更する位置関係変更手段と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射形状を、前記位置関係が変更された後の第1の照射形状から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射形状に変更する照射状態変更手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。 - 前記照射状態変更手段が、前記測定光を発生させる光源を含む光学系の光軸と前記被検眼の光軸とを略一致させた状態で、前記照射形状を変更することを特徴とする請求項6に記載の眼科装置。
- 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段と、
前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更する位置関係変更手段と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射面積を、前記位置関係が変更された後の第1の照射面積から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射面積に変更する照射状態変更手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。 - 前記照射状態変更手段が、前記測定光を発生させる光源を含む光学系の光軸と前記被検眼の光軸とを一致させない状態で、前記照射面積を変更することを特徴とする請求項8に記載の眼科装置。
- 前記照射状態変更手段が、前記測定光を発生させる光源を含む光学系の光軸を前記被検眼の光軸から移動する移動手段を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記位置関係が所定の位置関係に変更された後に、前記照射状態変更手段による変更が実行されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記収差測定手段の測定結果に基づいて前記被検眼の角膜における反射光に対応する角膜反射輝点像の有無を判断する判断手段を有し、
前記判断手段により前記角膜反射輝点像が有ると判断された場合に、前記照射状態変更手段による変更が実行されることを特徴とする請求項11に記載の眼科装置。 - 前記位置関係の変更が完了したことを判断する判断手段を有し、
前記判断手段の判断結果に応じて、前記照射状態変更手段による変更が実行されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段と、
前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更する位置関係変更手段と、
前記位置関係の変更が完了したことを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断結果に応じて、前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する照射状態変更手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。 - 前記位置関係を変更する変更モードと、前記被検眼の収差を測定する測定モードとのうちいずれか一方を指定する指定手段を有し、
前記判断手段が、前記変更モードが指定された場合に前記位置関係の変更が完了したことを判断し、
前記指定手段が、前記判断手段の判断結果に応じて前記測定モードが指定されることを特徴とする請求項13または14に記載の眼科装置。 - 前記収差測定手段が、シャックハルトマン波面センサーであることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 前記照射状態変更手段による変更の後に前記収差測定手段により測定された収差に基づいて測定光の収差を補正する収差補正手段と、
前記補正された測定光を照射した前記被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する画像取得手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段の測定結果に基づいて、前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更する工程と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する工程と、
を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段の測定結果に基づいて、前記被検眼の角膜における反射光に対応する角膜反射輝点像を表示手段に表示させる工程と、
前記被検眼と前記収差測定手段を含む光学系との位置関係を変更するための信号の入力を受け付ける工程と、
前記入力された信号に基づいて、前記位置関係を変更する工程と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する工程と、
を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段を含む光学系と前記被検眼との位置関係を変更する工程と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射形状を、前記位置関係が変更された後の第1の照射形状から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射形状に変更する工程と、
を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段を含む光学系と前記被検眼との位置関係を変更する工程と、
前記被検眼の前眼部における測定光の照射面積を、前記位置関係が変更された後の第1の照射面積から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射面積に変更する工程と、
を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の収差を測定する収差測定手段を含む光学系と前記被検眼との位置関係を変更する工程と、
前記位置関係の変更が完了したことを判断する工程と、
前記判断する工程における判断結果に応じて、前記被検眼の前眼部における測定光の照射位置を、前記位置関係が変更された後の第1の照射位置から、前記収差測定手段の測定結果に基づいて収差を補正するための第2の照射位置に変更する工程と、
を有することを特徴とする眼科装置の制御方法。 - 請求項18乃至22のいずれか1項に記載の眼科装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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