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JP7609953B2 - Ophthalmic device and control method thereof - Google Patents

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JP7609953B2 JP2023188101A JP2023188101A JP7609953B2 JP 7609953 B2 JP7609953 B2 JP 7609953B2 JP 2023188101 A JP2023188101 A JP 2023188101A JP 2023188101 A JP2023188101 A JP 2023188101A JP 7609953 B2 JP7609953 B2 JP 7609953B2
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Description

この発明は、眼科装置、及びその制御方法に関する。 This invention relates to an ophthalmic device and a control method thereof.

近年、スクリーニングにおいて眼科装置を用いた眼科検査が行われる。このような眼科装置は、自己検診への応用も期待されており、より一層の小型化、軽量化が望まれる。 In recent years, eye examinations using ophthalmic devices have been performed for screening. Such ophthalmic devices are expected to be used for self-examination, and there is a demand for them to be even smaller and lighter.

例えば、特許文献1及び特許文献2には、スリット光を用いて被検眼をパターン照明し、その戻り光をCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサで検出するように構成された眼科装置が開示されている。この眼科装置は、照明パターンと、CMOSイメージセンサによる受光タイミングとを調整することにより、簡素な構成で被検眼の画像を取得することが可能である。 For example, Patent Documents 1 and 2 disclose an ophthalmic device that uses slit light to illuminate the subject's eye in a pattern and detects the return light with a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. This ophthalmic device is capable of acquiring an image of the subject's eye with a simple configuration by adjusting the illumination pattern and the timing of light reception by the CMOS image sensor.

このような眼科装置においても、他の眼科装置と同様に、スリット光の合焦状態が最適なときにパターン照明することで、より高い分解能の画像を取得することができる。特許文献1及び特許文献2では、被検眼からの照明光の反射光量を用いて合焦機構を駆動する手法が開示されている。 In this type of ophthalmic device, as in other ophthalmic devices, it is possible to obtain images with higher resolution by performing pattern illumination when the focus state of the slit light is optimal. Patent Documents 1 and 2 disclose a method of driving a focusing mechanism using the amount of reflected light of illumination light from the subject's eye.

米国特許第7831106号明細書U.S. Pat. No. 7,831,106 米国特許第8237835号明細書U.S. Pat. No. 8,237,835

しかしながら、被検眼からの照明光の反射光量は、被検眼の状態、又は照明光の照射位置に応じて変化する。従って、被検眼によっては照明光の反射光量が少なく、スリット光の焦点位置を最適な位置に移動させることが困難な場合がある。すなわち、最適な合焦状態を再現性よく実現することが難しい。 However, the amount of illumination light reflected from the test eye varies depending on the condition of the test eye or the irradiation position of the illumination light. Therefore, depending on the test eye, the amount of illumination light reflected may be small, making it difficult to move the focal position of the slit light to the optimal position. In other words, it is difficult to reproducibly achieve the optimal focusing state.

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定するための新たな技術を提供することにある。 This invention was made to solve these problems, and its purpose is to provide a new technology that uses a simple configuration to identify the optimal focus state with good reproducibility.

いくつかの実施形態の第1態様は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影部と、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第1方向に交差する第2方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得部と、前記受光像の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定部と、を含む眼科装置である。 A first aspect of some embodiments is an ophthalmic device that includes a projection unit that projects a pattern light having a projection shape extending at least in a first direction onto a test eye, an acquisition unit that acquires a received light image corresponding to an aperture shape extending at least in a second direction intersecting the first direction based on a detection result of return light of the pattern light from the test eye, and an identification unit that identifies a focus state of the pattern light based on a luminance distribution of the received light image.

いくつかの実施形態の第2態様は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影部と、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第1方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得部と、前記取得部により取得された1以上の受光像における前記第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定部と、を含む眼科装置である。 A second aspect of some embodiments is an ophthalmic device that includes a projection unit that projects pattern light of a projection shape extending at least in a first direction onto a test eye, an acquisition unit that acquires a received-light image corresponding to an aperture shape extending at least in the first direction based on a detection result of return light of the pattern light from the test eye, and an identification unit that identifies a focus state of the pattern light based on a luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in one or more received-light images acquired by the acquisition unit.

いくつかの実施形態の第3態様では、第1態様又は第2態様において、前記特定部は、前記受光像における前記第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御部を含む。 In a third aspect of some embodiments, in the first or second aspect, the determination unit includes a control unit that determines the focus control content of the pattern light based on the luminance distribution in the second direction in the received light image, and performs focus control of the pattern light based on the determined focus control content.

いくつかの実施形態の第4態様では、第3態様において、前記制御部は、明部又は暗部が所定の位置に移動するように前記合焦制御を行う。 In a fourth aspect of some embodiments, in the third aspect, the control unit performs the focus control so that the bright or dark area moves to a predetermined position.

いくつかの実施形態の第5態様は、第3態様又は第4態様において、前記パターン光及び前記戻り光の光路に配置された合焦機構を含み、前記制御部は、前記特定された合焦制御内容に基づいて前記合焦機構を制御する。 A fifth aspect of some embodiments is the third or fourth aspect, which includes a focusing mechanism disposed in the optical paths of the pattern light and the return light, and the control unit controls the focusing mechanism based on the identified focusing control content.

いくつかの実施形態の第6態様では、第1態様~第5態様のいずれかにおいて、前記投影部は、前記投影形状を変更可能なパターン光を出力するプロジェクタを含む。 In a sixth aspect of some embodiments, in any one of the first to fifth aspects, the projection unit includes a projector that outputs a pattern light whose projection shape is changeable.

いくつかの実施形態の第7態様では、第6態様において、前記投影部は、前記合焦状態を特定するための第1投影形状のパターン光を出力し、前記パターン光の合焦制御後に、前記第1投影形状と異なる第2投影形状のパターン光を出力し、前記取得部は、前記第2投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する。 In a seventh aspect of some embodiments, in the sixth aspect, the projection unit outputs a pattern light of a first projection shape for identifying the focus state, and after focusing control of the pattern light, outputs a pattern light of a second projection shape different from the first projection shape, and the acquisition unit acquires a received light image based on the detection result of the return light of the pattern light of the second projection shape.

いくつかの実施形態の第8態様では、第1態様~第7態様のいずれかにおいて、前記取得部は、前記戻り光を検出するイメージセンサを含み、ローリングシャッター方式により前記受光像を取得する。 In an eighth aspect of some embodiments, in any of the first to seventh aspects, the acquisition unit includes an image sensor that detects the return light, and acquires the received light image using a rolling shutter method.

いくつかの実施形態の第9態様は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影ステップと、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第1方向に交差する第2方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、前記受光像の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む眼科装置の制御方法である。 A ninth aspect of some embodiments is a control method for an ophthalmic device, including a projection step of projecting a pattern light having a projection shape extending at least in a first direction onto a test eye, an acquisition step of acquiring a received light image corresponding to an aperture shape extending at least in a second direction intersecting the first direction based on a detection result of return light of the pattern light from the test eye, and an identification step of identifying a focus state of the pattern light based on a luminance distribution of the received light image.

いくつかの実施形態の第10態様は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼に投影する投影ステップと、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも前記第1方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得された1以上の受光像における前記第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む眼科装置の制御方法である。 A tenth aspect of some embodiments is a method for controlling an ophthalmic device, comprising: a projection step of projecting a pattern light having a projection shape extending at least in a first direction onto a test eye; an acquisition step of acquiring a received light image corresponding to an aperture shape extending at least in the first direction based on a detection result of return light of the pattern light from the test eye; and a determination step of identifying a focus state of the pattern light based on a luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in one or more received light images acquired in the acquisition step.

いくつかの実施形態の第11態様では、第9態様又は第10態様において、前記特定ステップは、前記受光像における前記第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御ステップを含む。 In an eleventh aspect of some embodiments, in the ninth or tenth aspect, the specifying step includes a control step of specifying a focus control content of the pattern light based on the luminance distribution in the second direction in the received light image, and performing focus control of the pattern light based on the specified focus control content.

いくつかの実施形態の第12態様では、第9態様~第11態様のいずれかにおいて、前記投影ステップは、前記合焦状態を特定するための第1投影形状のパターン光を出力する第1投影ステップと、前記パターン光の合焦制御後に、前記第1投影形状と異なる第2投影形状のパターン光を出力する第2投影ステップと、を含み、前記取得ステップは、前記第1投影ステップにおいて投影された前記第1投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて前記開口形状に対応した受光像を取得する第1取得ステップと、前記第2投影ステップにおいて投影された前記第2投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する第2取得ステップと、を含む。 In a twelfth aspect of some embodiments, in any of the ninth to eleventh aspects, the projection step includes a first projection step of outputting a pattern light of a first projection shape for identifying the focus state, and a second projection step of outputting a pattern light of a second projection shape different from the first projection shape after focusing control of the pattern light, and the acquisition step includes a first acquisition step of acquiring a received light image corresponding to the opening shape based on a detection result of return light of the pattern light of the first projection shape projected in the first projection step, and a second acquisition step of acquiring a received light image based on a detection result of return light of the pattern light of the second projection shape projected in the second projection step.

いくつかの実施形態の第13態様では、第9態様~第12態様のいずれかにおいて、前記取得ステップは、前記戻り光の検出結果に基づいてローリングシャッター方式により前記受光像を取得する。 In a thirteenth aspect of some embodiments, in any of the ninth to twelfth aspects, the acquisition step acquires the received light image using a rolling shutter method based on the detection result of the return light.

なお、上記した複数の態様に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。 The configurations relating to the above-mentioned aspects can be combined in any way.

この発明によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定するための新たな技術を提供することができる。 This invention provides a new technology that uses a simple configuration to identify the optimal focus state with good reproducibility.

実施形態に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of an ophthalmologic apparatus according to an embodiment. 実施形態に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of an ophthalmologic apparatus according to an embodiment. 実施形態に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of an ophthalmologic apparatus according to an embodiment. 実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。4A to 4C are diagrams illustrating the operation of the ophthalmologic apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。4A to 4C are diagrams illustrating the operation of the ophthalmologic apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。4A to 4C are diagrams illustrating the operation of the ophthalmologic apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る眼科装置の動作説明図である。4A to 4C are diagrams illustrating the operation of the ophthalmologic apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る眼科装置の動作例のフロー図である。FIG. 4 is a flow diagram of an example of the operation of the ophthalmologic apparatus according to the embodiment. 実施形態の変形例に係る眼科装置の構成例を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of an ophthalmologic apparatus according to a modified example of the embodiment. 実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。10A to 10C are diagrams illustrating the operation of an ophthalmologic apparatus according to a modified example of an embodiment. 実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。10A to 10C are diagrams illustrating the operation of an ophthalmologic apparatus according to a modified example of an embodiment. 実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。10A to 10C are diagrams illustrating the operation of an ophthalmologic apparatus according to a modified example of an embodiment. 実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。10A to 10C are diagrams illustrating the operation of an ophthalmologic apparatus according to a modified example of an embodiment. 実施形態の変形例に係る眼科装置の動作説明図である。10A to 10C are diagrams illustrating the operation of an ophthalmologic apparatus according to a modified example of an embodiment. 実施形態の変形例に係る眼科装置の動作例のフロー図である。FIG. 11 is a flowchart of an operation example of an ophthalmologic apparatus according to a modified example of an embodiment.

この発明に係る眼科装置、及びその制御方法の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。 An example of an embodiment of an ophthalmic device and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The contents of the documents described in this specification may be appropriately used as the contents of the following embodiment.

実施形態に係る眼科装置は、被検眼にパターン光を投影する投影系と、被検眼からのパターン光の戻り光を受光する受光系とを含み、受光系により得られた戻り光の受光結果に基づいて被検眼の眼底の画像を取得することが可能である。いくつかの実施形態では、眼科装置は、上記と同様の構成を用いて、被検眼の前眼部の画像を取得する。 The ophthalmic apparatus according to the embodiment includes a projection system that projects a pattern light onto the subject's eye, and a light receiving system that receives the return light of the pattern light from the subject's eye, and is capable of acquiring an image of the fundus of the subject's eye based on the reception result of the return light obtained by the light receiving system. In some embodiments, the ophthalmic apparatus acquires an image of the anterior segment of the subject's eye using a configuration similar to that described above.

例えば、投影系は、少なくとも第1方向に延びるスリット状(ライン状)のパターン光を被検眼に投影する。眼科装置は、受光系により得られた戻り光の受光結果から、少なくとも第2方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得し、受光像における第2方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態を特定する。ここで、第2方向は、第1方向に交差する方向である。いくつかの実施形態では、第2方向は、第1方向に直交する方向と異なる。 For example, the projection system projects a slit-shaped (line-shaped) pattern of light extending at least in a first direction onto the subject's eye. The ophthalmic device obtains a received light image corresponding to an opening shape extending at least in a second direction from the result of receiving the return light obtained by the light receiving system, and identifies the focusing state of the pattern of light based on the luminance distribution in the second direction in the received light image. Here, the second direction is a direction intersecting the first direction. In some embodiments, the second direction is different from a direction perpendicular to the first direction.

なお、この明細書において、パターン光の「方向」、開口形状又は受光像の「方向」、及び開口方向のそれぞれは、絶対座標系における各位置での方向を意味するものではなく、所定の光学面(例えば、受光系における受光面)上の方向を意味するものとする。 In this specification, the "direction" of the pattern light, the "direction" of the aperture shape or the received light image, and the aperture direction do not refer to the direction at each position in the absolute coordinate system, but rather refer to the direction on a specific optical surface (for example, the light receiving surface in a light receiving system).

[光学系の構成]
図1~図3に、実施形態に係る眼科装置の構成例のブロック図を示す。図1及び図2は、実施形態に係る眼科装置1の光学系の構成例のブロック図を表す。図3は、眼科装置1の制御系の構成例のブロック図を表す。図1~図3において、同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
[Optical system configuration]
Figures 1 to 3 show block diagrams of an example configuration of an ophthalmic apparatus according to an embodiment. Figures 1 and 2 show block diagrams of an example configuration of an optical system of an ophthalmic apparatus 1 according to an embodiment. Figure 3 shows a block diagram of an example configuration of a control system of the ophthalmic apparatus 1. In Figures 1 to 3, similar parts are given the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted as appropriate.

眼科装置1は、被検眼Eにパターン光を投影し、その戻り光を受光することによりパターン光の合焦状態を特定し、特定された合焦状態に基づいて合焦制御を行う。眼科装置1は、合焦制御後において、再び被検眼Eにパターン光を投影し、その戻り光を受光することにより被検眼Eの画像(眼底)の画像を取得することが可能である。 The ophthalmic device 1 projects a pattern light onto the subject's eye E, receives the returned light to determine the focus state of the pattern light, and performs focus control based on the determined focus state. After focus control, the ophthalmic device 1 projects a pattern light onto the subject's eye E again, and receives the returned light to obtain an image of the subject's eye E (fundus).

眼科装置1は、投影系10と、受光系20と、画像処理部30と、画像出力部40とを含む。 The ophthalmic device 1 includes a projection system 10, a light receiving system 20, an image processing unit 30, and an image output unit 40.

眼科装置1は、合焦制御を行う合焦制御モードと撮影を行う撮影モードにおいて、パターン光を被検眼Eに投影し、各モードにおいて受光像を取得する。 The ophthalmic device 1 projects pattern light onto the subject's eye E in a focus control mode for performing focus control and in an imaging mode for performing imaging, and obtains a received light image in each mode.

[合焦制御モード]
投影系10は、少なくとも開口方向(開口方向に対応した方向)と交差する方向(以下、開口交差方向と表記する場合がある)に延びる投影形状を有する合焦制御用のパターン光を被検眼Eに投影する。受光系20は、投影系10により被検眼Eに投影されたパターン光の戻り光を受光する。画像処理部30は、受光系20による戻り光の受光結果から、少なくとも開口方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。画像処理部30は、受光像における開口交差方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態(合焦しているか否か)を特定する。画像処理部30は、輝度分布に基づいて後述の合焦機構に対する制御内容を特定することが可能である。後述の制御部は、画像処理部30により特定された制御内容に従って合焦制御を行う(すなわち、後述の合焦機構を制御する)。
[Focus control mode]
The projection system 10 projects a pattern light for focus control, which has a projection shape extending at least in a direction (hereinafter, sometimes referred to as the aperture crossing direction) intersecting with the aperture direction (the direction corresponding to the aperture direction), onto the subject's eye E. The light receiving system 20 receives the return light of the pattern light projected onto the subject's eye E by the projection system 10. The image processing unit 30 acquires a received light image corresponding to at least the aperture shape extending in the aperture direction from the result of receiving the return light by the light receiving system 20. The image processing unit 30 specifies the focusing state (whether or not the pattern light is in focus) based on the luminance distribution in the aperture crossing direction in the received light image. The image processing unit 30 can specify the control contents for the focusing mechanism described later based on the luminance distribution. The control unit described later performs focusing control according to the control contents specified by the image processing unit 30 (i.e., controls the focusing mechanism described later).

[撮影モード]
投影系10は、合焦制御後に、開口方向に延びる投影形状(例えば、スリット状、ライン状)を有する撮影用のパターン光を、開口方向に直交する方向に順次に被検眼Eに投影する。いくつかの実施形態では、合焦制御モードにおける投影形状と撮影モードにおける投影形状とは、互いに異なる。受光系20は、投影系10により被検眼Eに投影されたパターン光の戻り光を受光する。画像処理部30は、受光系20による戻り光の受光結果から、開口形状を開口方向に直交する方向(又は開口交差方向)にシフトしつつ開口形状に対応した受光像を順次に取得することで、被検眼Eの眼底の画像を取得する。
[Shooting mode]
After focus control, the projection system 10 sequentially projects pattern light for photography having a projection shape (e.g., slit-shaped, line-shaped) extending in the opening direction onto the subject's eye E in a direction perpendicular to the opening direction. In some embodiments, the projection shape in the focus control mode and the projection shape in the photography mode are different from each other. The light receiving system 20 receives return light of the pattern light projected onto the subject's eye E by the projection system 10. The image processing unit 30 acquires an image of the fundus of the subject's eye E by sequentially acquiring received light images corresponding to the opening shape while shifting the opening shape in a direction perpendicular to the opening direction (or the opening crossing direction) from the result of receiving the return light by the light receiving system 20.

(投影系10)
投影系10は、パターン光発生部11と、平滑化部12と、光学系13とを含む。
(Projection system 10)
The projection system 10 includes a pattern light generating unit 11 , a smoothing unit 12 , and an optical system 13 .

(パターン光発生部11)
パターン光発生部11は、後述の制御部から制御を受け、少なくとも開口交差方向に延びる投影形状のパターン光を発生する。パターン光発生部11は、2以上の投影形状のパターン光を選択的に発生し、被検眼E(眼底)における2以上の投影領域にパターン光を選択的に投影することが可能である。
(Pattern Light Generator 11)
The pattern light generating unit 11 is controlled by a control unit described later and generates pattern light of a projection shape extending at least in the aperture crossing direction. The pattern light generating unit 11 is capable of selectively generating pattern light of two or more projection shapes and selectively projecting the pattern light onto two or more projection regions on the subject's eye E (fundus).

図2に示すように、パターン光発生部11は、光源11Aと、光学系11Bと、空間光変調器11Cとを含む。このような構成を有するパターン光発生部11の例として、プロジェクタがある。すなわち、パターン光発生部11は、プロジェクタのタイプに対応した光源11A、光学系11B、及び空間光変調器11Cを含む。光源11Aは、被検眼Eの撮影部位(例えば、眼底、前眼部)と光学的に略共役な位置に配置可能である。 As shown in FIG. 2, the pattern light generating unit 11 includes a light source 11A, an optical system 11B, and a spatial light modulator 11C. An example of a pattern light generating unit 11 having such a configuration is a projector. That is, the pattern light generating unit 11 includes a light source 11A, an optical system 11B, and a spatial light modulator 11C corresponding to the type of projector. The light source 11A can be placed at a position that is approximately optically conjugate with the imaging site of the subject's eye E (e.g., the fundus, the anterior segment).

いくつかの実施形態では、光源11Aは、赤外領域又は近赤外領域の光、可視領域の光を切り替えて出力可能な光源である。例えば、光源11Aは、合焦制御モードにおいて合焦制御用のパターン光(合焦インジケータ)を出力するとき赤外領域又は近赤外領域の光を出力し、撮影モードにおいて所望の撮影部位の撮影のとき可視領域の光を出力する。 In some embodiments, light source 11A is a light source that can switch between outputting light in the infrared or near-infrared region and light in the visible region. For example, light source 11A outputs light in the infrared or near-infrared region when outputting a pattern light (focus indicator) for focus control in focus control mode, and outputs light in the visible region when photographing the desired imaging area in imaging mode.

いくつかの実施形態では、パターン光発生部11は、デジタルマイクロミラーデバイスを用いたDLP(Digital Light Processing(登録商標))方式のプロジェクタの機能を有する。この場合、第1構成例では、赤外領域又は近赤外領域の光に対して単一のデジタルマイクロミラーデバイスが用いられる。第2構成例では、白色光源からの光に対してRGBの色成分に共通のデジタルマイクロミラーデバイスが用いられる。第3構成例では、白色光源からの光に対してRGBの色成分毎にデジタルマイクロミラーデバイスが用いられる。 In some embodiments, the pattern light generating unit 11 has the function of a DLP (Digital Light Processing (registered trademark)) type projector using a digital micromirror device. In this case, in a first configuration example, a single digital micromirror device is used for light in the infrared or near-infrared region. In a second configuration example, a digital micromirror device common to the RGB color components is used for light from a white light source. In a third configuration example, a digital micromirror device is used for each RGB color component for light from a white light source.

第1構成例では、光源11Aは、例えば、赤外領域又は近赤外領域の光を発光するLED(Light Emitting Diode)光源を含む。また、光学系11Bは、リレー光学系と、光学レンズとを含む。また、空間光変調器11Cは、複数のミラー素子が2次元に配列されたデジタルマイクロミラーデバイスを含む。複数のミラー素子のそれぞれは、独立に制御可能である。なお、空間光変調器11Cは、デジタルマイクロミラーデバイスにより空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含むことができる。 In the first configuration example, the light source 11A includes, for example, an LED (Light Emitting Diode) light source that emits light in the infrared region or near-infrared region. The optical system 11B includes a relay optical system and an optical lens. The spatial light modulator 11C includes a digital micromirror device in which a plurality of mirror elements are arranged two-dimensionally. Each of the plurality of mirror elements can be controlled independently. The spatial light modulator 11C can include a projection lens for projecting the light spatially modulated by the digital micromirror device.

第2構成例では、光源11Aは、白色光源又はRGBの各色成分の光を出力可能な光源を含む。また、光学系11Bは、光源11Aからの光から時分割でRGBの各色成分の光を出力するためのカラーホイールと、リレー光学系と、光学レンズとを含む。また、空間光変調器11Cは、複数のミラー素子が2次元に配列されたデジタルマイクロミラーデバイスを含む。なお、空間光変調器11Cは、デジタルマイクロミラーデバイスにより空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含むことができる。 In the second configuration example, the light source 11A includes a white light source or a light source capable of outputting light of each color component of RGB. The optical system 11B includes a color wheel for outputting light of each color component of RGB in a time-division manner from the light from the light source 11A, a relay optical system, and an optical lens. The spatial light modulator 11C includes a digital micromirror device in which multiple mirror elements are arranged two-dimensionally. The spatial light modulator 11C may include a projection lens for projecting the light spatially modulated by the digital micromirror device.

第3構成例では、光源11Aは、白色光源又はRGBの各色成分の光を出力可能な光源を含む。また、光学系11Bは、リレー光学系と、光学レンズとを含む。また、空間光変調器11Cは、RGBの色成分毎に設けられた複数のデジタルマイクロミラーデバイスを含む。なお、空間光変調器11Cは、デジタルマイクロミラーデバイスにより空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含むことができる。 In the third configuration example, the light source 11A includes a white light source or a light source capable of outputting light of each of the RGB color components. The optical system 11B includes a relay optical system and an optical lens. The spatial light modulator 11C includes a plurality of digital micromirror devices provided for each of the RGB color components. The spatial light modulator 11C may include a projection lens for projecting the light spatially modulated by the digital micromirror devices.

いくつかの実施形態では、パターン光発生部11は、LCoS(Liquid Crystal on Silicon)を用いた反射型液晶方式のプロジェクタの機能を有する。この場合、光源11Aは、白色光源を含む。また、光学系11Bは、1以上の反射ミラーと、1以上のダイクロイックミラーと、1以上の偏光ビームスプリッタとを含む。また、空間光変調器11Cは、RGBの色成分毎に反射型の液晶パネルと、色成分毎に空間的に変調された光を合成するためのクロスダイクロイックプリズムと、合成された光を投影するための投影レンズとを含む。 In some embodiments, the pattern light generating unit 11 has the function of a reflective liquid crystal projector using LCoS (Liquid Crystal on Silicon). In this case, the light source 11A includes a white light source. The optical system 11B includes one or more reflecting mirrors, one or more dichroic mirrors, and one or more polarizing beam splitters. The spatial light modulator 11C includes a reflective liquid crystal panel for each RGB color component, a cross dichroic prism for synthesizing the light spatially modulated for each color component, and a projection lens for projecting the synthesized light.

いくつかの実施形態では、パターン光発生部11は、透過型液晶方式のプロジェクタの機能を有する。この場合、光源11Aは、白色光源を含む。また、光学系11Bは、1以上の反射ミラーと、1以上のダイクロイックミラーとを含む。また、空間光変調器11Cは、RGBの色成分毎に透過型の液晶パネルと、色成分毎に空間的に変調された光を合成するためのクロスダイクロイックプリズムと、合成された光を投影するための投影レンズとを含む。 In some embodiments, the pattern light generating unit 11 has the function of a transmissive liquid crystal projector. In this case, the light source 11A includes a white light source. The optical system 11B includes one or more reflecting mirrors and one or more dichroic mirrors. The spatial light modulator 11C includes a transmissive liquid crystal panel for each RGB color component, a cross dichroic prism for synthesizing the light spatially modulated for each color component, and a projection lens for projecting the synthesized light.

いくつかの実施形態では、パターン光発生部11は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を用いた公知のプロジェクタの機能を有する。 In some embodiments, the pattern light generating unit 11 has the functionality of a known projector that uses MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).

以上のようなプロジェクタは、ピクセル化されたパターン光発生器としての機能を実現する。なお、上記のようなプロジェクタの構成は公知であるため、詳細な説明を省略する。パターン光発生部11は、形状や投影位置を任意に変更可能な照明パターンに対応したパターン光(照明光)を出力可能なものである。 The above-described projector functions as a pixelated pattern light generator. Note that the configuration of the above-described projector is well known, so a detailed description will be omitted. The pattern light generating unit 11 is capable of outputting pattern light (illumination light) corresponding to an illumination pattern whose shape and projection position can be arbitrarily changed.

パターン光発生部11は、後述の制御部から制御を受け、任意の投影形状のパターン光を発生する。投影形状は、例えば、後述の操作部を用いてユーザが設定可能である。ユーザが操作部を用いて、形状パターン、外形、サイズなどを指定すると、制御部は、指定された形状パターンなどに基づいて照明パターンを特定し、特定された照明パターンに基づいて空間光変調器11Cを制御することが可能である。 The pattern light generating unit 11 is controlled by the control unit described below and generates pattern light of any projection shape. The projection shape can be set by the user, for example, using the operation unit described below. When the user uses the operation unit to specify a shape pattern, outer shape, size, etc., the control unit can specify an illumination pattern based on the specified shape pattern, etc., and control the spatial light modulator 11C based on the specified illumination pattern.

(平滑化部12)
平滑化部12は、光量分布が少なくとも開口方向に拡散される(光量分布が少なくとも開口方向に広がる)ように、パターン光発生部11により発生されたパターン光(パターン光の光量分布)を平滑化する。すなわち、平滑化部12は、開口方向の拡散特性と開口交差方向の拡散特性とが異なるようにパターン光を平滑化する。具体的には、パターン光の開口方向成分について所定の入射角θ0に対する透過光の透過角θ1が、パターン光の開口交差方向成分について所定の入射角θ0に対する透過光の透過角θ2より大きい。
(Smoothing unit 12)
The smoothing unit 12 smoothes the pattern light (light amount distribution of the pattern light) generated by the pattern light generating unit 11 so that the light amount distribution is diffused at least in the aperture direction (the light amount distribution spreads at least in the aperture direction). That is, the smoothing unit 12 smoothes the pattern light so that the diffusion characteristics in the aperture direction and the aperture crossing direction are different. Specifically, the transmission angle θ1 of the transmitted light with respect to a predetermined incidence angle θ0 for the aperture direction component of the pattern light is larger than the transmission angle θ2 of the transmitted light with respect to a predetermined incidence angle θ0 for the aperture crossing direction component of the pattern light.

平滑化部12は、被検眼Eの撮影部位(例えば、眼底、前眼部)と光学的に略共役な位置に配置可能である。 The smoothing unit 12 can be positioned at a position that is approximately optically conjugate with the imaging area of the subject's eye E (e.g., the fundus, the anterior segment).

いくつかの実施形態では、平滑化部12は、拡散フィルタ(光学的ローパスフィルタ)を含む。いくつかの実施形態では、平滑化部12は、複屈折率を有する複屈折板を含む。 In some embodiments, the smoothing section 12 includes a diffusion filter (optical low-pass filter). In some embodiments, the smoothing section 12 includes a birefringent plate having birefringence.

(光学系13)
光学系13は、平滑化部12により平滑化されたパターン光をリレーするためのリレー光学系を含む。いくつかの実施形態では、光学系13は、更に、コリメートレンズと、光スキャナとを含む。この場合、光スキャナは、後述の制御部から制御を受け、パターン光を偏向することが可能である。
(Optical System 13)
The optical system 13 includes a relay optical system for relaying the pattern light smoothed by the smoothing unit 12. In some embodiments, the optical system 13 further includes a collimator lens and an optical scanner. In this case, the optical scanner is capable of deflecting the pattern light under the control of a control unit described later.

光学系13を経由したパターン光は、光合波分波器50によって反射され、光学系51に導かれる。 The pattern light that passes through the optical system 13 is reflected by the optical multiplexer/demultiplexer 50 and directed to the optical system 51.

(光合波分波器50)
光合波分波器50は、投影系10からの光を光学系51に導くと共に、光学系51からの光を受光系20に導く。このような光合波分波器50の機能は、ビームスプリッタ、又はダイクロイックミラーにより実現可能である。
(Optical multiplexer/demultiplexer 50)
The optical multiplexer/demultiplexer 50 guides the light from the projection system 10 to the optical system 51, and guides the light from the optical system 51 to the light receiving system 20. The function of the optical multiplexer/demultiplexer 50 is the same as that of a beam splitter. , or a dichroic mirror.

(光学系51)
光学系51は、光合波分波器50と被検眼Eとの間に配置される。光学系51は、合焦機構52を含む。いくつかの実施形態では、光学系51は、更に、合焦機構52と被検眼Eとの間に配置される対物レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系51は、パターン光の焦点位置を前眼部の近傍に移動するための前置レンズを含む。この場合、前置レンズは、パターン光の光路に対して挿脱可能に設けられる。
(Optical system 51)
The optical system 51 is disposed between the optical multiplexer/demultiplexer 50 and the subject's eye E. The optical system 51 includes a focusing mechanism 52. In some embodiments, the optical system 51 further includes an objective lens disposed between the focusing mechanism 52 and the subject's eye E. In some embodiments, the optical system 51 includes a front lens for moving the focal position of the pattern light to the vicinity of the anterior segment. In this case, the front lens is provided so as to be insertable into and detachable from the optical path of the pattern light.

合焦機構52の例として、光軸方向(パターン光の光路の方向)に沿って移動可能な合焦レンズ、屈折率を変更可能な液体レンズ、屈折率を変更可能な液晶レンズ、光軸方向に沿って移動可能な対物レンズがある。 Examples of the focusing mechanism 52 include a focusing lens that can move along the optical axis (the direction of the optical path of the pattern light), a liquid lens with a changeable refractive index, a liquid crystal lens with a changeable refractive index, and an objective lens that can move along the optical axis.

合焦レンズ又は対物レンズは、自動又は手動で光軸方向に移動可能である。例えば、眼科装置1は、合焦レンズ及び対物レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動する移動機構を含み、制御部が移動機構を制御することにより合焦レンズ及び対物レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動することで合焦制御を行うことができる。また、例えば、ユーザが移動機構を操作することにより合焦レンズ及び対物レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動することで、手動で合焦状態を調整することができる。 The focusing lens or objective lens can be moved automatically or manually in the optical axis direction. For example, the ophthalmic device 1 includes a movement mechanism that moves at least one of the focusing lens and the objective lens in the optical axis direction, and the control unit controls the movement mechanism to move at least one of the focusing lens and the objective lens in the optical axis direction, thereby performing focusing control. Also, for example, the user can manually adjust the focus state by operating the movement mechanism to move at least one of the focusing lens and the objective lens in the optical axis direction.

また、制御部は、液体レンズ又は液晶レンズを制御することにより屈折率を変更することで合焦制御を行うことができる。 In addition, the control unit can perform focusing control by controlling the liquid lens or liquid crystal lens to change the refractive index.

光合波分波器50により反射された投影系10からのパターン光は、光学系51を経由して被検眼Eに投影される。被検眼Eからのパターン光の戻り光は、光学系51を経由し、光合波分波器50により反射されて受光系20に導かれる。 The pattern light from the projection system 10 reflected by the optical multiplexer/demultiplexer 50 is projected onto the subject's eye E via the optical system 51. The return light of the pattern light from the subject's eye E passes through the optical system 51, is reflected by the optical multiplexer/demultiplexer 50, and is guided to the light receiving system 20.

(受光系20)
受光系20は、光学系21と、イメージセンサ22とを含む。
(Light receiving system 20)
The light receiving system 20 includes an optical system 21 and an image sensor 22 .

(光学系21)
光学系21には、光合波分波器50によって反射された被検眼からのパターン光の戻り光が入射する。光学系21は、戻り光をイメージセンサ22の検出面に結像させる結像レンズを含む。いくつかの実施形態では、光学系21は、更に、戻り光をリレーするためのリレー光学系を含む。
(Optical system 21)
Return light of the pattern light from the subject's eye reflected by the optical multiplexer/demultiplexer 50 is incident on the optical system 21. The optical system 21 includes an imaging lens that forms an image of the return light on a detection surface of the image sensor 22. In some embodiments, the optical system 21 further includes a relay optical system for relaying the return light.

(イメージセンサ22)
イメージセンサ22は、ピクセル化された受光器としての機能を実現する。この実施形態では、イメージセンサ22は、CMOSイメージセンサを含む。すなわち、イメージセンサ22は、2次元的に配列された複数のフォトダイオードと、複数の垂直信号線と、水平信号線とを含む。複数の垂直信号線は、垂直方向のフォトダイオード群毎に設けられる。各垂直信号線は、受光結果に対応した電荷が蓄積されたフォトダイオード群と選択的に電気的に接続される。水平信号線は、複数の垂直信号線と選択的に電気的に接続される。これにより、ピクセル毎に設けられたフォトダイオードは、戻り光の受光結果に対応した電荷を蓄積し、蓄積された電荷は、例えば水平方向のフォトダイオード群毎に順次読み出される。すなわち、水平方向のライン毎に、各フォトダイオードに蓄積された電荷に対応した電圧が垂直信号線に供給される。複数の垂直信号線は、選択的に水平信号線と電気的に接続される。垂直方向に順次に上記の水平方向のライン毎の読み出し動作を行うことで、2次元的に配列された複数のフォトダイオードの受光結果を読み出す。
(Image sensor 22)
The image sensor 22 realizes a function as a pixelated light receiver. In this embodiment, the image sensor 22 includes a CMOS image sensor. That is, the image sensor 22 includes a plurality of photodiodes arranged two-dimensionally, a plurality of vertical signal lines, and a horizontal signal line. The plurality of vertical signal lines are provided for each group of photodiodes in the vertical direction. Each vertical signal line is selectively electrically connected to a group of photodiodes in which charges corresponding to the light reception results are accumulated. The horizontal signal line is selectively electrically connected to the plurality of vertical signal lines. As a result, the photodiodes provided for each pixel accumulate charges corresponding to the light reception results of the return light, and the accumulated charges are read out, for example, for each group of photodiodes in the horizontal direction. That is, a voltage corresponding to the charge accumulated in each photodiode is supplied to the vertical signal line for each line in the horizontal direction. The plurality of vertical signal lines are selectively electrically connected to the horizontal signal line. The light reception results of the plurality of photodiodes arranged two-dimensionally are read out by performing the above-mentioned read operation for each horizontal line in the vertical direction.

イメージセンサ22の検出面は、被検眼Eの撮影部位(例えば、眼底、前眼部)と光学的に略共役な位置に配置可能である。すなわち、イメージセンサ22の検出面は、光源11Aと光学的に略共役な位置に配置可能である。 The detection surface of the image sensor 22 can be positioned at a position that is approximately optically conjugate with the imaging site of the subject's eye E (e.g., the fundus, the anterior segment). In other words, the detection surface of the image sensor 22 can be positioned at a position that is approximately optically conjugate with the light source 11A.

このようなイメージセンサ22に対する読み出し制御は、後述の制御部からの制御を受け実行することができる。 Such read control of the image sensor 22 can be performed under control of the control unit described below.

また、制御部は、イメージセンサ22に対して、いわゆるローリングシャッター方式で戻り光の受光結果を読み出すことができる。それにより、所望の開口形状に対応した読み出し制御を行うことで、当該開口形状に対応した受光像が取得される。このような制御については、例えば、米国特許第8237835号明細書等に開示されている。 The control unit can also read out the results of receiving the return light from the image sensor 22 using a so-called rolling shutter method. This allows readout control corresponding to the desired aperture shape to be performed, thereby acquiring a received light image corresponding to that aperture shape. This type of control is disclosed, for example, in the specification of U.S. Patent No. 8,237,835.

更に、制御部は、パターン光発生部11を制御することにより、少なくとも開口方向に延びるスリット状(ライン状)のパターン光を、開口方向に直交する方向に順次に発生させることができる。制御部は、米国特許第8237835号明細書等に開示されているように、パターン光発生部11によるパターン光の発生タイミングと、ローリングシャッター方式でのイメージセンサ22からの戻り光の受光結果の読み取りタイミングとを同期させる。それにより、簡素な構成で、被検眼の画像を取得することが可能である。 Furthermore, the control unit can control the pattern light generating unit 11 to sequentially generate slit-shaped (line-shaped) pattern light extending at least in the opening direction in a direction perpendicular to the opening direction. As disclosed in U.S. Pat. No. 8,237,835 and the like, the control unit synchronizes the timing of generating the pattern light by the pattern light generating unit 11 with the timing of reading the result of receiving the return light from the image sensor 22 using the rolling shutter method. This makes it possible to obtain an image of the subject's eye with a simple configuration.

(画像処理部30)
画像処理部30は、イメージセンサ22により得られた受光像に対して、各種の画像処理や解析処理を施す。画像処理には、受光像に対するノイズ除去処理、受光像に描出された所定の部位を識別しやすくするための輝度補正処理がある。解析処理には、後述の合焦状態の特定処理、後述の合焦制御を行うための制御内容の特定処理がある。
(Image Processing Unit 30)
The image processing unit 30 performs various image processing and analysis processing on the received-light image obtained by the image sensor 22. The image processing includes a noise removal process for the received-light image and a brightness correction process for making it easier to identify a specific portion depicted in the received-light image. The analysis processing includes a process for specifying the focusing state, which will be described later, and a process for specifying the control content for performing the focusing control, which will be described later.

画像処理部30は、制御部からの制御を受けてローリングシャッター方式によりイメージセンサ22から読み出された受光結果に基づいて、任意の開口形状に対応した受光像を取得することが可能である。画像処理部30は、合焦制御用の投影形状(第1投影形状)のパターン光に対応した開口形状の受光像を取得すると共に、撮影用の投影形状(第2投影形状)のパターン光に対応した開口形状の受光像を取得する。これにより、画像処理部30は、合焦制御のために開口形状に対応した受光像を取得し、合焦制御後に(合焦制御時に開口形状と同一又は異なる)開口形状に対応した受光像をすることができる。 The image processing unit 30 is capable of acquiring a light reception image corresponding to any aperture shape based on the light reception results read out from the image sensor 22 by the rolling shutter method under control of the control unit. The image processing unit 30 acquires a light reception image of an aperture shape corresponding to the pattern light of the projection shape for focus control (first projection shape), and also acquires a light reception image of an aperture shape corresponding to the pattern light of the projection shape for shooting (second projection shape). This allows the image processing unit 30 to acquire a light reception image corresponding to the aperture shape for focus control, and after focus control, a light reception image corresponding to the aperture shape (the same or different from the aperture shape during focus control).

いくつかの実施形態では、光学系21は、結像レンズとイメージセンサ22との間に配置される開口絞りを含む。この場合、イメージセンサ22の検出面には、開口絞りを通過した戻り光が結像される。従って、画像処理部30は、制御部からの制御を受けてグローバルシャッター方式によりイメージセンサ22から読み出された受光結果に基づいて、上記の開口絞りの開口形状に対応した受光像を取得することが可能である。 In some embodiments, the optical system 21 includes an aperture stop disposed between the imaging lens and the image sensor 22. In this case, the return light that has passed through the aperture stop is imaged on the detection surface of the image sensor 22. Therefore, the image processing unit 30 can obtain a light reception image corresponding to the aperture shape of the aperture stop based on the light reception result read out from the image sensor 22 by the global shutter method under the control of the control unit.

また、画像処理部30は、取得された受光像における開口方向(又は開口交差方向)の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態を特定する。いくつかの実施形態では、合焦状態は、パターン光の焦点位置が所望の照明位置に略一致しているか否かを表す。 The image processing unit 30 also determines the focus state of the pattern light based on the luminance distribution in the aperture direction (or aperture crossing direction) in the acquired received light image. In some embodiments, the focus state indicates whether or not the focal position of the pattern light approximately coincides with the desired illumination position.

また、画像処理部30は、取得された受光像における開口交差方向の輝度分布に基づいて、パターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向を特定する。 The image processing unit 30 also determines the amount and direction of movement of the focal position of the pattern light based on the luminance distribution in the aperture intersection direction in the acquired received light image.

画像処理部30の詳細な動作については、後述する。 The detailed operation of the image processing unit 30 will be described later.

画像処理部30は、プロセッサを含み、記憶部等に記憶されたプログラムに従って処理を行うことで、上記の機能を実現する。 The image processing unit 30 includes a processor and performs processing according to a program stored in a memory unit or the like to realize the above functions.

本明細書において「プロセッサ」は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array))等の回路を意味する。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。 In this specification, the term "processor" refers to a circuit such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a programmable logic device (e.g., an SPLD (Simple Programmable Logic Device), a CPLD (Complex Programmable Logic Device), or an FPGA (Field Programmable Gate Array)). The processor realizes the functions of the embodiment by, for example, reading and executing a program stored in a memory circuit or a storage device.

(画像出力部40)
画像出力部40は、後述の制御部の制御を受けて各種の情報を表示する。例えば、画像出力部40は、画像処理部30により得られた受光像を出力する。画像処理部30により得られた受光像には、合焦制御用に取得された受光像と、合焦制御後に再度パターン光を投影することにより得られた受光像(撮影画像)とが含まれる。
(Image Output Unit 40)
The image output unit 40 displays various information under the control of the control unit described below. For example, the image output unit 40 outputs a received-light image obtained by the image processing unit 30. The received-light image obtained by the image processing unit 30 includes a received-light image acquired for focus control and a received-light image (photographed image) obtained by projecting the pattern light again after focus control.

画像出力部40は、LCD(Liquid Crystal Display)等のフラットパネルディスプレイなどの表示デバイスを含んで構成される。 The image output unit 40 is configured to include a display device such as a flat panel display, such as an LCD (Liquid Crystal Display).

(その他の構成)
いくつかの実施形態では、眼科装置1は、更に、固視投影系を含む。例えば、固視投影系の光路は、図1に示す光学系の構成において、パターン光の光路に結合される。固視投影系は、内部固視標又は外部固視標を被検眼Eに提示することが可能である。内部固視標を被検眼Eに提示する場合、固視投影系は、制御部からの制御を受けて内部固視標を表示するLCDを含み、LCDから出力された固視光束を被検眼Eの眼底に投影する。LCDは、その画面上における固視標の表示位置を変更可能に構成されている。LCDにおける固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Eの眼底における固視標の投影位置を変更することが可能である。LCDにおける固視標の表示位置は、操作部を用いることによりユーザが指定可能である。
(Other configurations)
In some embodiments, the ophthalmic apparatus 1 further includes a fixation projection system. For example, the optical path of the fixation projection system is coupled to the optical path of the pattern light in the optical system configuration shown in FIG. 1. The fixation projection system can present an internal fixation target or an external fixation target to the subject's eye E. When presenting an internal fixation target to the subject's eye E, the fixation projection system includes an LCD that displays the internal fixation target under control of the control unit, and projects the fixation light beam output from the LCD onto the fundus of the subject's eye E. The LCD is configured to be able to change the display position of the fixation target on its screen. By changing the display position of the fixation target on the LCD, it is possible to change the projection position of the fixation target on the fundus of the subject's eye E. The display position of the fixation target on the LCD can be specified by the user using the operation unit.

いくつかの実施形態では、固視投影系は、LCDに代えて、たとえば複数のLEDが配列されたパネルを含み、いずれかのLEDを点灯させることにより固視標の投影を行うように構成される。 In some embodiments, the fixation projection system includes, instead of an LCD, a panel on which, for example, multiple LEDs are arranged, and is configured to project the fixation target by lighting up any one of the LEDs.

また、被検眼Eの眼底における固視標の投影位置を変更することにより固視を誘導することができるため、観察方向を変更することも可能になる。 In addition, fixation can be induced by changing the projection position of the fixation target on the fundus of the subject's eye E, making it possible to change the observation direction.

いくつかの実施形態では、眼科装置1は、アライメント系を含む。いくつかの実施形態では、アライメント系は、XYアライメント系と、Zアライメント系とを含む。XYアライメント系は、装置光学系(対物レンズ)の光軸に交差する方向に装置光学系と被検眼Eとの位置合わせを行うために用いられる。Zアライメント系は、眼科装置1(対物レンズ)の光軸の方向に装置光学系と被検眼Eとの位置合わせを行うために用いられる。 In some embodiments, the ophthalmic device 1 includes an alignment system. In some embodiments, the alignment system includes an XY alignment system and a Z alignment system. The XY alignment system is used to align the device optical system and the subject's eye E in a direction intersecting the optical axis of the device optical system (objective lens). The Z alignment system is used to align the device optical system and the subject's eye E in the direction of the optical axis of the ophthalmic device 1 (objective lens).

例えば、XYアライメント系は、被検眼Eに赤外領域又は近赤外領域の輝点を投影する。画像処理部30は、輝点が投影された被検眼Eの前眼部像を取得し、取得された前眼部像に描出された輝点像とアライメント基準位置との変位を求める。後述の制御部は、求められた変位がキャンセルされるように図示しない移動機構により装置光学系と被検眼Eとを光軸の方向と交差する方向に相対的に移動させる。 For example, the XY alignment system projects a bright spot in the infrared or near-infrared region onto the subject's eye E. The image processing unit 30 acquires an anterior segment image of the subject's eye E onto which the bright spot is projected, and determines the displacement between the bright spot image depicted in the acquired anterior segment image and the alignment reference position. The control unit, which will be described later, moves the device optical system and the subject's eye E relatively in a direction intersecting the direction of the optical axis using a movement mechanism (not shown) so that the determined displacement is cancelled.

例えば、Zアライメント系は、装置光学系の光軸から外れた位置から赤外領域又は近赤外領域のアライメント光を投影し、被検眼Eの前眼部で反射されたアライメント光を受光する。画像処理部30は、装置光学系に対する被検眼Eの距離に応じて変化するアライメント光の受光位置から、装置光学系に対する被検眼Eの距離を特定する。後述の制御部は、特定された距離が所望の作動距離になるように図示しない移動機構により装置光学系と被検眼Eとを光軸の方向に相対的に移動させる。 For example, the Z alignment system projects alignment light in the infrared or near-infrared region from a position off the optical axis of the device optical system, and receives the alignment light reflected by the anterior segment of the subject's eye E. The image processing unit 30 determines the distance of the subject's eye E from the device optical system based on the receiving position of the alignment light, which changes depending on the distance of the subject's eye E from the device optical system. The control unit, which will be described later, moves the device optical system and the subject's eye E relatively in the direction of the optical axis using a movement mechanism (not shown) so that the determined distance becomes the desired working distance.

いくつかの実施形態では、アライメント系の機能は、装置光学系の光軸から外れた位置に配置された2以上の前眼部カメラにより実現される。例えば、特開2013-248376号公報に開示されているように、画像処理部30は、2以上の前眼部カメラで実質的に同時に取得された被検眼Eの前眼部像を解析して、公知の三角法を用いて被検眼Eの3次元位置を特定する。後述の制御部は、装置光学系の光軸が被検眼Eの軸に略一致し、かつ、被検眼Eに対する装置光学系の距離が所定の作動距離になるように図示しない移動機構により装置光学系と被検眼Eとを3次元的に相対的に移動させる。 In some embodiments, the function of the alignment system is realized by two or more anterior segment cameras arranged at a position off the optical axis of the device optical system. For example, as disclosed in JP 2013-248376 A, the image processing unit 30 analyzes anterior segment images of the subject's eye E acquired substantially simultaneously by two or more anterior segment cameras, and identifies the three-dimensional position of the subject's eye E using a known trigonometric method. The control unit, which will be described later, moves the device optical system and the subject's eye E three-dimensionally relative to each other using a movement mechanism (not shown) so that the optical axis of the device optical system approximately coincides with the axis of the subject's eye E and the distance of the device optical system to the subject's eye E is a predetermined working distance.

[制御系の構成]
眼科装置1の制御系について、図3を参照しながら説明する。図3に示すように、眼科装置1の制御系は、制御部100を中心に構成されている。なお、制御系の構成の少なくとも一部が眼科装置1に含まれていてもよい。
[Control system configuration]
The control system of the ophthalmic apparatus 1 will be described with reference to Fig. 3. As shown in Fig. 3, the control system of the ophthalmic apparatus 1 is mainly configured with a control unit 100. Note that at least a part of the configuration of the control system may be included in the ophthalmic apparatus 1.

(制御部100)
制御部100は、眼科装置1の各部を制御する。制御部100は、主制御部101と、記憶部102とを含む。主制御部101は、プロセッサを含み、記憶部102に記憶されたプログラムに従って処理を実行することで、眼科装置1の各部の制御処理を実行する。
(Control unit 100)
The control unit 100 controls each unit of the ophthalmic apparatus 1. The control unit 100 includes a main control unit 101 and a storage unit 102. The main control unit 101 includes a processor, and executes processing according to a program stored in the storage unit 102, thereby executing control processing of each unit of the ophthalmic apparatus 1.

(主制御部101)
主制御部101は、投影系10の制御、受光系20の制御、画像処理部30の制御、画像出力部40の制御、及び合焦機構52の制御を行う。
(Main control unit 101)
The main control unit 101 controls the projection system 10 , the light receiving system 20 , the image processing unit 30 , the image output unit 40 , and the focusing mechanism 52 .

投影系10の制御には、パターン光発生部11の制御が含まれる。パターン光発生部11の制御には、光源11Aの制御、空間光変調器11Cの制御が含まれる。光源11Aの制御には、光源の点灯や消灯の切り替え、光源の光量の変更制御が含まれる。空間光変調器11Cの制御には、光源11Aからの光に対する空間的な振幅制御、位相制御、及び偏光制御、光源11Aからの光に対する時間的な振幅制御、位相制御、及び偏光制御が含まれる。 The control of the projection system 10 includes the control of the pattern light generating unit 11. The control of the pattern light generating unit 11 includes the control of the light source 11A and the control of the spatial light modulator 11C. The control of the light source 11A includes switching the light source on and off, and controlling changes in the amount of light from the light source. The control of the spatial light modulator 11C includes spatial amplitude control, phase control, and polarization control of the light from the light source 11A, and temporal amplitude control, phase control, and polarization control of the light from the light source 11A.

投影系10が光スキャナを含む場合、主制御部101は、光スキャナを制御することが可能である。光スキャナの制御には、スキャン範囲(スキャン開始位置及びスキャン終了位置)及びスキャン速度の制御が含まれる。 When the projection system 10 includes an optical scanner, the main control unit 101 can control the optical scanner. Control of the optical scanner includes control of the scan range (scan start position and scan end position) and scan speed.

受光系20の制御には、イメージセンサ22の制御がある。イメージセンサ22の制御には、露光タイイング、感度、及びフレームレートの少なくとも1つの変更制御、ローリングシャッター方式又はグローバルシャッター方式による読み出し制御がある。 The control of the light receiving system 20 includes the control of the image sensor 22. The control of the image sensor 22 includes the control of changing at least one of the exposure timing, sensitivity, and frame rate, and the readout control using the rolling shutter method or the global shutter method.

画像処理部30の制御には、上記の画像処理の実行制御と、解析処理の実行制御とが含まれる。画像出力部40の制御には、上記の各種情報の表示制御が含まれる。 The control of the image processing unit 30 includes control of the execution of the image processing and the analysis processing. The control of the image output unit 40 includes control of the display of the various information described above.

合焦機構52の制御には、パターン光を合焦するための機構に応じた制御が含まれる。 Control of the focusing mechanism 52 includes control according to the mechanism for focusing the pattern light.

合焦機構52が合焦レンズを含む場合、主制御部101は、画像処理部30により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向に対応した合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、合焦レンズを光軸方向に移動する移動機構を制御する。 When the focusing mechanism 52 includes a focusing lens, the main control unit 101 identifies focusing control content corresponding to the amount and direction of movement of the focal position of the pattern light identified by the image processing unit 30, and controls a movement mechanism that moves the focusing lens in the optical axis direction based on the identified focusing control content.

合焦機構52が対物レンズを含む場合、主制御部101は、画像処理部30により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向に対応した合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、装置本体又は対物レンズを光軸方向に移動する移動機構を制御する。 When the focusing mechanism 52 includes an objective lens, the main control unit 101 identifies focusing control content corresponding to the amount and direction of movement of the focal position of the pattern light identified by the image processing unit 30, and controls a movement mechanism that moves the device body or the objective lens in the optical axis direction based on the identified focusing control content.

合焦機構52が液体レンズ又は液晶レンズを含む場合、主制御部101は、画像処理部30により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向に対応した合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、液体レンズ又は液晶レンズを制御する。 When the focusing mechanism 52 includes a liquid lens or liquid crystal lens, the main control unit 101 identifies focusing control content corresponding to the amount and direction of movement of the focal position of the pattern light identified by the image processing unit 30, and controls the liquid lens or liquid crystal lens based on the identified focusing control content.

図3に示すように、記憶部102には、制御情報102Aが記憶されている。制御情報102Aは、パターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向の複数の組み合わせに対して、合焦機構52に対する複数の合焦制御内容(制御量、制御信号の種別)を対応付けた対応情報を含む。主制御部101は、対応情報を参照して、画像処理部30により特定されたパターン光の焦点位置を移動すべき移動量及び移動方向から合焦機構52に対する合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて合焦機構52を制御することが可能である。 As shown in FIG. 3, the memory unit 102 stores control information 102A. The control information 102A includes correspondence information that associates multiple focus control contents (control amount, type of control signal) for the focusing mechanism 52 with multiple combinations of the amount of movement and direction of movement to move the focal position of the pattern light. The main control unit 101 can refer to the correspondence information to identify the focus control contents for the focusing mechanism 52 from the amount of movement and direction of movement to move the focal position of the pattern light identified by the image processing unit 30, and control the focusing mechanism 52 based on the identified focus control contents.

(記憶部102)
記憶部102は、各種のコンピュータプログラムやデータを記憶する。コンピュータプログラムには、眼科装置1を制御するための演算プログラムや制御プログラムが含まれる。更に、記憶部102は、上記のように制御情報102Aを記憶する。
(Memory unit 102)
The storage unit 102 stores various computer programs and data. The computer programs include an arithmetic program and a control program for controlling the ophthalmic apparatus 1. Furthermore, the storage unit 102 stores the control information 102A as described above.

(操作部110)
操作部110は、操作デバイス又は入力デバイスを含む。操作部110には、眼科装置1に設けられたボタンやスイッチ(たとえば操作ハンドル、操作ノブ等)や、操作デバイス(マウス、キーボード等)が含まれる。また、操作部110は、トラックボール、操作パネル、スイッチ、ボタン、ダイアルなど、任意の操作デバイスや入力デバイスを含んでいてよい。
(Operation Unit 110)
The operation unit 110 includes an operation device or an input device. The operation unit 110 includes buttons and switches (e.g., an operation handle, an operation knob, etc.) and operation devices (a mouse, a keyboard, etc.) provided on the ophthalmic apparatus 1. The operation unit 110 may also include any operation device or input device, such as a trackball, an operation panel, a switch, a button, or a dial.

いくつかの実施形態では、画像出力部40及び操作部110の少なくとも一部が一体的に構成される。その具体例として、画像出力部40及び操作部110の機能は、タッチスクリーンにより実現される。 In some embodiments, at least a portion of the image output unit 40 and the operation unit 110 are configured as an integrated unit. As a specific example, the functions of the image output unit 40 and the operation unit 110 are realized by a touch screen.

投影系10は、実施形態に係る「投影部」の一例である。受光系20、及びイメージセンサ22を制御する制御部100は、実施形態に係る「取得部」の一例である。画像処理部30は、実施形態に係る「特定部」の一例である。 The projection system 10 is an example of a "projection unit" according to the embodiment. The light receiving system 20 and the control unit 100 that controls the image sensor 22 are an example of an "acquisition unit" according to the embodiment. The image processing unit 30 is an example of a "determination unit" according to the embodiment.

[動作]
次に、眼科装置1の動作について説明する。
[Action]
Next, the operation of the ophthalmologic apparatus 1 will be described.

図4に、実施形態に係る合焦状態の特定処理の説明図を示す。図4は、合焦レンズ又は対物レンズを通過するパターン光及びその戻り光と、戻り光の受光像RSにパターン光の投影像PSを重畳させたものとを表したものである。図4では、イメージセンサ22の検出面における戻り光の受光像RSにパターン光の投影像PSを模式的に重畳させている。 Figure 4 shows an explanatory diagram of the process for identifying the focus state according to the embodiment. Figure 4 shows the pattern light and its return light passing through the focusing lens or objective lens, and the received light image RS of the return light superimposed with the projected image PS of the pattern light. In Figure 4, the projected image PS of the pattern light is diagrammatically superimposed on the received light image RS of the return light on the detection surface of the image sensor 22.

上記のように、投影系10は、任意の投影形状のパターン光を被検眼Eに投影することが可能である。また、受光系20は、イメージセンサ22においてパターン光の戻り光を受光し、画像処理部30は、受光された戻り光の検出結果に基づいて、例えばローリングシャッター方式を用いて任意の開口形状に対応した受光像を取得することが可能である。 As described above, the projection system 10 is capable of projecting pattern light of any projection shape onto the subject's eye E. The light receiving system 20 also receives the return light of the pattern light at the image sensor 22, and the image processing unit 30 can obtain a received light image corresponding to any aperture shape using, for example, a rolling shutter method based on the detection result of the received return light.

説明の便宜上、眼科装置1(対物レンズ又は合焦レンズ)の光軸に対して上方からパターン光PSを被検眼Eに投影し、当該光軸に対して下方からパターン光PSの戻り光RFを受光するものとする(図4の(A)、(B))。なお、パターン光PSと戻り光RFは、光軸に対して対称でなくてよい。パターン光PS及び戻り光RFのいずれか一方の光路が光軸上に配置されていてもよい。例えば、パターン光PSの光路を光軸に配置し、戻り光RFの光路を光軸の上方又は下方に配置してもよい。 For ease of explanation, it is assumed that the pattern light PS is projected onto the subject's eye E from above with respect to the optical axis of the ophthalmic device 1 (objective lens or focusing lens), and the return light RF of the pattern light PS is received from below with respect to the optical axis ((A) and (B) in FIG. 4). Note that the pattern light PS and the return light RF do not have to be symmetrical with respect to the optical axis. The optical path of either the pattern light PS or the return light RF may be arranged on the optical axis. For example, the optical path of the pattern light PS may be arranged on the optical axis, and the optical path of the return light RF may be arranged above or below the optical axis.

目的物(例えば、被検眼Eの眼底)が焦点位置FSにおける焦平面に位置するとき、パターン光の投影像PSの位置と受光側の開口の位置が一致し、輪郭がはっきりした明るい受光像RSが取得される(図4の(A))。 When the object (e.g., the fundus of the test eye E) is located on the focal plane at the focal position FS, the position of the projected image PS of the pattern light coincides with the position of the aperture on the light receiving side, and a bright received light image RS with a clear outline is obtained (Figure 4 (A)).

これに対して、目的物が焦点位置FSから離れた位置FS1における焦平面に位置するとき、パターン光の投影像PSの位置と受光側の開口の位置が離れ、輪郭がぼやけた暗い受光像RSが取得される(図4の(B))。 In contrast, when the object is located on the focal plane at a position FS1 away from the focal position FS, the position of the projected image PS of the pattern light and the position of the aperture on the light receiving side are separated, and a dark received light image RS with a blurred outline is obtained (Figure 4B).

ここで、パターン光発生部11により目的物におけるパターン光の投影位置をより上方又は下方に移動させる。このとき、目的物が位置FS1における焦平面に位置する場合であっても、パターン光の投影像PSの位置と受光側の開口の位置とを一致させることができる。それにより、図4の(A)に示すような明るい受光像RSが取得される(図4の(C))。 Here, the pattern light generating unit 11 moves the projection position of the pattern light on the target object further upward or downward. At this time, even if the target object is located on the focal plane at position FS1, the position of the pattern light projection image PS can be made to coincide with the position of the aperture on the light receiving side. As a result, a bright received light image RS as shown in FIG. 4A is obtained (FIG. 4C).

すなわち、パターン光の投影位置又は投影範囲と受光側の開口とを、開口交差方向に相対的に移動することにより受光像の輝度分布が変化する。この実施形態では、画像処理部30は、取得された受光像の開口方向の輝度分布を特定し、特定された輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態を特定する。 That is, the luminance distribution of the received light image changes by moving the projection position or projection range of the pattern light and the light receiving side opening relatively in the aperture intersection direction. In this embodiment, the image processing unit 30 identifies the luminance distribution of the acquired received light image in the opening direction, and identifies the focus state of the pattern light based on the identified luminance distribution.

また、図4の(B)、(C)では、パターン光の投影位置(投影範囲)を開口方向と直交する方向に移動させるため、受光像の明暗が変化する。それにより、焦点位置が撮影部位に一致しているか否かを特定できるものの、焦点位置が撮影部位にどの程度一致していないかについて特定することができない。 In addition, in (B) and (C) of FIG. 4, the projection position (projection range) of the pattern light is moved in a direction perpendicular to the opening direction, so the brightness of the received light image changes. As a result, it is possible to determine whether the focal position matches the imaging area, but it is not possible to determine to what extent the focal position does not match the imaging area.

そこで、パターン光の投影位置を開口方向に対して直交する方向と異なる方向(例えば、45度の方向)に交差させることで、受光像の輝度分布を交差方向に応じて変化させることができる。それにより、焦点位置が撮影部位に一致しているか否かに加えて、一致していない場合の焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能になる。 Therefore, by intersecting the projection position of the pattern light in a direction different from the direction perpendicular to the opening direction (for example, at 45 degrees), the luminance distribution of the received light image can be changed according to the intersecting direction. This makes it possible to determine not only whether the focal position coincides with the imaging area, but also the amount and direction of movement of the focal position when it does not coincide.

この実施形態では、次のように、開口方向に対して投影系形状が略45度で交差するパターン光を用いる。それにより、一度のパターン光の投影により得られた受光像から、焦点位置が撮影部位に一致しているか否かに加えて、一致していない場合の焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能になる。 In this embodiment, a pattern light is used in which the projection system shape intersects with the aperture direction at approximately 45 degrees, as follows. This makes it possible to determine, from the received light image obtained by projecting the pattern light once, whether or not the focal position coincides with the imaging area, and, if it does not, to determine the amount and direction of movement of the focal position.

図5A~図5Cに、イメージセンサ22の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係と、受光像とを模式的に表したものである。図5Aは、主として、合焦時における投影形状と開口形状と受光像とを模式的に表す。図5Bは、焦点位置が前側のときの投影形状と開口形状と受光像とを模式的に表す。図5Cは、焦点位置が後側のときの投影形状と開口形状と受光像とを模式的に表す。図5A~図5Cでは、パターン光PLの投影形状が開口形状AFの開口方向に対して略45度で交差するものとする。 Figures 5A to 5C are schematic diagrams showing the relationship between the projection shape of the pattern light on the detection surface of the image sensor 22 and the aperture shape on the light receiving side, and the received light image. Figure 5A mainly shows the projection shape, aperture shape, and received light image when in focus. Figure 5B shows the projection shape, aperture shape, and received light image when the focal position is on the front side. Figure 5C shows the projection shape, aperture shape, and received light image when the focal position is on the rear side. In Figures 5A to 5C, the projection shape of the pattern light PL intersects with the opening direction of the aperture shape AF at approximately 45 degrees.

図5Aに示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像Rmが取得される。受光像Rmでは、パターン光PLの端部側よりも中心部に明部Rpが現れる。明部Rpは、(イメージセンサ22の検出面における)光軸に相当する位置に描出される。従って、画像処理部30は、受光像Rmを解析して開口方向の輝度分布において明部Rpの位置を特定し、特定された明部Rpの位置が所定の基準位置(光軸に相当する位置)であるか否かを判別することで、パターン光PLの合焦状態(すなわち、パターン光PLの焦点位置が撮影部位の位置であるか否か)を判別することができる。いくつかの実施形態では、画像処理部30は、受光像Rmを解析して開口方向の輝度分布において明部Rpが特定されたか否かを判別することにより、パターン光PLの合焦状態を判別することができる。この場合、明部Rpの輝度レベルと所定の閾値とを比較することにより、明部Rpが特定されたか否かを判別することが可能である。 As shown in FIG. 5A, when focusing, a received light image Rm with a clear outline is obtained. In the received light image Rm, a bright portion Rp appears in the center of the patterned light PL rather than at the end. The bright portion Rp is depicted at a position corresponding to the optical axis (on the detection surface of the image sensor 22). Therefore, the image processing unit 30 can determine the focused state of the patterned light PL (i.e., whether the focal position of the patterned light PL is the position of the imaging site) by analyzing the received light image Rm to identify the position of the bright portion Rp in the luminance distribution in the opening direction and determining whether the position of the identified bright portion Rp is a predetermined reference position (a position corresponding to the optical axis). In some embodiments, the image processing unit 30 can determine the focused state of the patterned light PL by analyzing the received light image Rm and determining whether the bright portion Rp is identified in the luminance distribution in the opening direction. In this case, it is possible to determine whether the bright portion Rp is identified by comparing the luminance level of the bright portion Rp with a predetermined threshold value.

図5Bに示すように、パターン光PLの焦点位置が前側のとき、輪郭がぼやけた受光像Rmが取得される。受光像Rmでは、パターン光PLの中心部よりも端部側に明部Rp1が現れる。例えば、明部Rp1は、(イメージセンサ22の検出面における)光軸に相当する位置に対して左側に描出される。従って、画像処理部30は、受光像Rmを解析して開口方向の輝度分布において明部Rp1の位置を特定し、所定の基準位置(光軸に相当する位置)に対する明部Rp1の位置の変位(ずれ量、ずれの方向)を求める。画像処理部30は、例えば、あらかじめ求められた変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を表す換算情報を用いて、基準位置に対する明部Rp1の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部101は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構52を制御する。 As shown in FIG. 5B, when the focal position of the pattern light PL is on the front side, a received light image Rm with a blurred outline is acquired. In the received light image Rm, a bright portion Rp1 appears on the edge side of the pattern light PL rather than the center. For example, the bright portion Rp1 is depicted on the left side of the position corresponding to the optical axis (on the detection surface of the image sensor 22). Therefore, the image processing unit 30 analyzes the received light image Rm to identify the position of the bright portion Rp1 in the luminance distribution in the opening direction, and obtains the displacement (amount of deviation, direction of deviation) of the position of the bright portion Rp1 relative to a predetermined reference position (position corresponding to the optical axis). The image processing unit 30 can, for example, use conversion information representing the amount of movement and direction of movement of the focal position corresponding to the displacement obtained in advance to identify the amount of movement and direction of movement of the focal position corresponding to the displacement. The main control unit 101 identifies focus control information from the amount of movement and direction of movement of the identified focal position, and controls the focusing mechanism 52 based on the identified focus control information.

図5Cに示すように、パターン光PLの焦点位置が後側のとき、輪郭がぼやけた受光像Rmが取得される。受光像Rmでは、パターン光PLの中心部よりも端部側に明部Rp2が現れる。例えば、明部Rp2は、(イメージセンサ22の検出面における)光軸に相当する位置に対して右側に描出される。従って、画像処理部30は、受光像Rmを解析して開口方向の輝度分布において明部Rp2の位置を特定し、所定の基準位置(光軸に相当する位置)に対する明部Rp2の位置の変位を求める。画像処理部30は、例えば、あらかじめ求められた変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を表す換算情報を用いて、基準位置に対する明部Rp2の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部101は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構52を制御する。 As shown in FIG. 5C, when the focal position of the pattern light PL is on the rear side, a received light image Rm with a blurred outline is acquired. In the received light image Rm, the bright portion Rp2 appears on the edge side rather than the center of the pattern light PL. For example, the bright portion Rp2 is depicted on the right side of the position corresponding to the optical axis (on the detection surface of the image sensor 22). Therefore, the image processing unit 30 analyzes the received light image Rm to identify the position of the bright portion Rp2 in the luminance distribution in the opening direction, and obtains the displacement of the position of the bright portion Rp2 relative to a predetermined reference position (the position corresponding to the optical axis). For example, the image processing unit 30 can identify the amount of movement and the direction of movement of the focal position corresponding to the displacement of the position of the bright portion Rp2 relative to the reference position using conversion information representing the amount of movement and the direction of movement of the focal position corresponding to the displacement obtained in advance. The main control unit 101 identifies focus control information from the amount of movement and the direction of movement of the identified focal position, and controls the focusing mechanism 52 based on the identified focus control information.

なお、図5A~図5Cでは、合焦時に明部が現れる場合について説明したが、合焦時に暗部が現れる場合も同様である。 Note that Figures 5A to 5C explain the case where bright areas appear when in focus, but the same applies when dark areas appear when in focus.

以上のように、投影系10は、少なくとも開口交差方向(第1方向)に延びる投影形状のパターン光を被検眼Eに投影し、画像処理部30は、受光系20により検出された被検眼Eからのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも開口方向(第1方向に交差する第2方向)に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。画像処理部30は、取得された受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定することができる。いくつかの実施形態では、合焦状態は、合焦しているか否かを表す情報と、合焦していない場合に合焦させるための制御内容とを含む。 As described above, the projection system 10 projects pattern light of a projection shape extending at least in the aperture intersecting direction (first direction) onto the subject's eye E, and the image processing unit 30 acquires a received light image corresponding to the aperture shape extending at least in the aperture direction (second direction intersecting the first direction) based on the detection result of the return light of the pattern light from the subject's eye E detected by the light receiving system 20. The image processing unit 30 can identify the focus state of the pattern light based on the luminance distribution of the acquired received light image. In some embodiments, the focus state includes information indicating whether or not the image is in focus, and control content for focusing when the image is not in focus.

図6に、実施形態に係る眼科装置1の動作例のフロー図を示す。記憶部102には、図6に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部101は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図6に示す処理を実行する。 Figure 6 shows a flow diagram of an example of the operation of the ophthalmologic apparatus 1 according to the embodiment. The storage unit 102 stores a computer program for implementing the processing shown in Figure 6. The main control unit 101 operates according to this computer program to execute the processing shown in Figure 6.

ここでは、図示しないアライメント系により被検眼Eに対して装置光学系のアライメントが完了し、図示しない固視投影系により所望の固視位置に導くように被検眼Eの眼底に対して固視標が投影されているものとする。 Here, it is assumed that the alignment of the device optical system with respect to the subject's eye E is completed by an alignment system (not shown), and a fixation target is projected onto the fundus of the subject's eye E so as to guide it to the desired fixation position by a fixation projection system (not shown).

(S1:パターン光を投影)
まず、主制御部101は、パターン光発生部11を制御することにより合焦制御用の投影形状のパターン光を発生させる。
(S1: Projecting pattern light)
First, the main control unit 101 controls the pattern light generating unit 11 to generate pattern light having a projection shape for focus control.

具体的には、パターン光発生部11は、少なくとも開口形状の開口方向に交差する方向(開口交差方向)に延びるパターン光を発生する。パターン光発生部11により発生されたパターン光は、平滑化部12、光学系13、光合波分波器50、及び光学系51を経由し、被検眼Eに投影される。 Specifically, the pattern light generating unit 11 generates pattern light that extends at least in a direction intersecting the opening direction of the opening shape (opening crossing direction). The pattern light generated by the pattern light generating unit 11 passes through the smoothing unit 12, the optical system 13, the optical multiplexer/demultiplexer 50, and the optical system 51, and is projected onto the subject's eye E.

(S2:受光像を取得)
次に、主制御部101は、画像処理部30に受光像を取得させる。
(S2: Obtain a received light image)
Next, the main control unit 101 causes the image processing unit 30 to obtain a received light image.

具体的には、投影系10により被検眼Eに投影されたパターン光は、被検眼Eにより反射される。被検眼Eからのパターン光の戻り光は、光学系51、光合波分波器50、及び光学系21を経由して、イメージセンサ22の検出面に結像する。主制御部101は、イメージセンサ22による戻り光の受光結果を、所定の開口形状に対応したローリングシャッター方式により読み出す。画像処理部30は、読み出された受光結果に基づいて、開口形状に対応した受光像を取得する。 Specifically, the pattern light projected by the projection system 10 onto the subject's eye E is reflected by the subject's eye E. The return light of the pattern light from the subject's eye E passes through the optical system 51, the optical multiplexer/demultiplexer 50, and the optical system 21, and is imaged on the detection surface of the image sensor 22. The main control unit 101 reads out the light reception results of the return light by the image sensor 22 using a rolling shutter method corresponding to a predetermined aperture shape. The image processing unit 30 acquires a light reception image corresponding to the aperture shape based on the read light reception results.

(S3:解析)
続いて、主制御部101は、ステップS2において取得された受光像に対して画像処理部30に所定の解析処理を実行させる。
(S3: Analysis)
Next, the main control unit 101 causes the image processing unit 30 to execute a predetermined analysis process on the received light image acquired in step S2.

具体的には、取得された受光像には、上記のように明部と暗部とが現れる。画像処理部30は、上記のように、取得された受光像における開口方向の輝度分布を特定する。 Specifically, bright and dark areas appear in the acquired light-receiving image as described above. The image processing unit 30 identifies the luminance distribution in the opening direction in the acquired light-receiving image as described above.

(S4:合焦状態を特定)
次に、主制御部101は、画像処理部30にパターン光の合焦状態を特定させる。
(S4: Identify the focus state)
Next, the main control unit 101 causes the image processing unit 30 to specify the focus state of the pattern light.

具体的には、画像処理部30は、図5Aに示すように、ステップS3において特定された輝度分布から明部(又は暗部)の位置を特定し、特定された明部(又は暗部)の位置が所定の基準位置(光軸に相当する位置)であるか否かを判別する。特定された明部(又は暗部)の位置が所定の基準位置であると判定されたとき、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定する。 Specifically, as shown in FIG. 5A, the image processing unit 30 identifies the position of the bright area (or dark area) from the luminance distribution identified in step S3, and determines whether the position of the identified bright area (or dark area) is a predetermined reference position (a position corresponding to the optical axis). When it is determined that the position of the identified bright area (or dark area) is the predetermined reference position, it determines that the focal position of the pattern light is the position of the imaging area.

特定された明部(又は暗部)の位置が所定の基準位置ではないと判定されたとき、画像処理部30は、図5B又は図5Cに示すように、輝度分布において、所定の基準位置に対する明部(又は暗部)の位置の変位を求める。更に、画像処理部30は、求められた変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定する。 When it is determined that the position of the identified bright (or dark) area is not a predetermined reference position, the image processing unit 30 obtains the displacement of the position of the bright (or dark) area relative to a predetermined reference position in the luminance distribution, as shown in FIG. 5B or FIG. 5C. Furthermore, the image processing unit 30 determines the amount and direction of movement of the focal position corresponding to the obtained displacement.

いくつかの実施形態では、主制御部101は、特定された合焦状態又は特定された焦点位置の移動量及び移動方向に対応する情報を画像出力部40に出力(表示)させる。合焦状態に対応する情報として、パターン光の焦点位置が所望の撮影部位の位置(合焦位置)にあるか否かを示す情報、パターン光の焦点位置が合焦位置に対して前側にあるか後側にあるかを示す情報などがある。例えば、主制御部101は、パターン光の焦点位置が合焦位置にあるか否かを示す情報(又は画像、文字、マーク、インジケータ)を緑色で表示させ、パターン光の焦点位置が合焦位置に対して前側にあることを示す情報を青色で表示させ、パターン光の焦点位置が合焦位置に対して後側にあることを示す情報を赤色で画像出力部40に表示させる。いくつかの実施形態では、主制御部101は、合焦位置に対するパターン光の焦点位置を文字、画像、インジケータを画像出力部40に表示させる。 In some embodiments, the main control unit 101 causes the image output unit 40 to output (display) information corresponding to the identified focus state or the amount and direction of movement of the identified focus position. Information corresponding to the focus state includes information indicating whether the focus position of the pattern light is at the position of the desired shooting site (focus position), information indicating whether the focus position of the pattern light is in front of or behind the focus position, and the like. For example, the main control unit 101 causes the image output unit 40 to display information (or images, characters, marks, indicators) indicating whether the focus position of the pattern light is at the focus position in green, information indicating that the focus position of the pattern light is in front of the focus position in blue, and information indicating that the focus position of the pattern light is behind the focus position in red. In some embodiments, the main control unit 101 causes the image output unit 40 to display characters, images, and indicators indicating the focus position of the pattern light relative to the focus position.

(S5:合焦制御)
続いて、主制御部101は、合焦制御を行う。
(S5: Focus control)
Next, the main control unit 101 performs focus control.

具体的には、ステップS4において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定されたとき、ステップS5がスキップされる。 Specifically, when it is determined in step S4 that the focal position of the pattern light is the position of the part to be photographed, step S5 is skipped.

一方、ステップS4において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置ではないと判定されたとき、主制御部101は、ステップS4において特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構52を制御する。 On the other hand, when it is determined in step S4 that the focal position of the patterned light is not the position of the part to be photographed, the main control unit 101 identifies focusing control information from the amount and direction of movement of the focal position identified in step S4, and controls the focusing mechanism 52 based on the identified focusing control information.

(S6:撮影)
次に、主制御部101は、パターン光発生部11を制御することにより撮影用の投影形状のパターン光を発生させる。
(S6: Shooting)
Next, the main control unit 101 controls the pattern light generating unit 11 to generate pattern light in a projection shape for photographing.

具体的には、パターン光発生部11は、例えば、開口形状の開口方向に略平行な方向(例えば、開口方向)に延びるパターン光を発生する。パターン光発生部11により発生されたパターン光は、平滑化部12、光学系13、光合波分波器50、及び光学系51を経由し、被検眼Eに投影される。被検眼Eに投影されたパターン光は、被検眼Eにより反射される。被検眼Eからのパターン光の戻り光は、光学系51、光合波分波器50、及び光学系21を経由して、イメージセンサ22の検出面に結像する。主制御部101は、イメージセンサ22による戻り光の受光結果を、所定の開口形状に対応したローリングシャッター方式により読み出す。画像処理部30は、読み出された受光結果に基づいて、開口形状に対応した受光像を取得する。 Specifically, the pattern light generating unit 11 generates pattern light that extends in a direction (e.g., the opening direction) that is approximately parallel to the opening direction of the aperture shape. The pattern light generated by the pattern light generating unit 11 passes through the smoothing unit 12, the optical system 13, the optical multiplexer/demultiplexer 50, and the optical system 51, and is projected onto the subject's eye E. The pattern light projected onto the subject's eye E is reflected by the subject's eye E. The return light of the pattern light from the subject's eye E passes through the optical system 51, the optical multiplexer/demultiplexer 50, and the optical system 21, and is imaged on the detection surface of the image sensor 22. The main control unit 101 reads out the light reception results of the return light by the image sensor 22 using a rolling shutter method corresponding to a predetermined aperture shape. The image processing unit 30 acquires a light reception image corresponding to the aperture shape based on the read light reception results.

続いて、主制御部101は、例えば、開口方向に直交する方向にシフトした投影位置に上記と同様の投影形状のパターン光を投影させ、上記と同様に開口位置をシフトさせてイメージセンサ22による戻り光の受光結果の読み出し制御を行う。このような制御を複数回繰り返して1フレーム分の受光像を取得することで、被検眼Eの眼底像が取得される。 Then, the main controller 101 projects a pattern light of the same projection shape as above onto a projection position shifted in a direction perpendicular to the opening direction, and shifts the opening position in the same manner as above to control the reading of the return light reception results by the image sensor 22. This control is repeated multiple times to obtain one frame of a received light image, thereby obtaining a fundus image of the subject's eye E.

以上で、眼科装置1の動作は終了である(エンド)。 This completes the operation of the ophthalmic device 1 (end).

<変形例>
実施形態に係る眼科装置の構成及び制御は、上記の態様に限定されるものではない。以下、実施形態の変形例について、実施形態との相違点を中心に説明する。
<Modification>
The configuration and control of the ophthalmologic apparatus according to the embodiment are not limited to the above-described aspects. Below, modifications of the embodiment will be described, focusing on the differences from the embodiment.

(第1変形例)
実施形態では、パターン光発生部11が光源と非発光型のデバイスとを用いて、光源からの光を空間的に変調することによりパターン光を発生する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。本変形例では、パターン光発生部が、自発光型のデバイスを含む。
(First Modification)
In the embodiment, the case where the pattern light generating unit 11 generates pattern light by spatially modulating the light from the light source using a light source and a non-light-emitting device has been described, but the configuration according to the embodiment is not limited to this. In this modification, the pattern light generating unit includes a self-luminous device.

図7に、実施形態の変形例に係るパターン光発生部の構成例のブロック図を示す。本変形例に係る眼科装置は、パターン光発生部11に代えて、図7に示すパターン光発生部11aを含む。 Figure 7 shows a block diagram of an example of the configuration of a pattern light generating unit according to a modified embodiment. The ophthalmic apparatus according to this modified embodiment includes the pattern light generating unit 11a shown in Figure 7 instead of the pattern light generating unit 11.

本変形例に係るパターン光発生部11aは、自発光デバイス120と、光学系121とを含む。自発光デバイス120は、画素毎に変調された光を発生することで、ピクセル化されたパターン光発生器としての機能を実現する。自発光デバイス120の例として、ブラウン管(Cathode-Ray Tube:CRT)、プラズマディスプレイ(Plasma Display Panel:PDP)、有機EL(Organic Electro-Luminescence:OEL)、LED、無機EL(Inorganic Electro-Luminescence:IEL)、蛍光表示管(Vaccum Floorescent Display:VFD)、電界電子放出ディスプレイ(Field Emission Dsiplay:FED)などがある。 The pattern light generating unit 11a according to this modified example includes a self-luminous device 120 and an optical system 121. The self-luminous device 120 generates light modulated for each pixel, thereby realizing the function of a pixelated pattern light generator. Examples of the self-luminous device 120 include a cathode-ray tube (CRT), a plasma display (PDP), an organic electro-luminescence (OEL), an LED, an inorganic electro-luminescence (IEL), a vacuum floor display (VFD), and a field emission display (FED).

自発光デバイス120は、被検眼Eの撮影部位(例えば、眼底、前眼部)と光学的に略共役な位置に配置可能である。光学系121は、自発光デバイス120により空間的に変調された光を投影するための投影レンズを含む。 The self-light-emitting device 120 can be placed at a position that is approximately optically conjugate with the imaging site of the subject's eye E (e.g., the fundus, the anterior segment). The optical system 121 includes a projection lens for projecting the light spatially modulated by the self-light-emitting device 120.

本変形例に係る眼科装置の動作は、実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。 The operation of the ophthalmologic device in this modified example is the same as in the embodiment, so a detailed explanation will be omitted.

(第2変形例)
実施形態又はその変形例では、パターン光の投影形状が開口方向に交差する直線形状(矩形形状)である場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。本変形例では、パターン光の投影形状は、曲線状である。また、本変形例では、パターン光の投影形状は、開口方向に対して複数回交差する形状である。
(Second Modification)
In the embodiment or its modified example, a case has been described in which the projection shape of the pattern light is a straight line (rectangular shape) that intersects with the opening direction, but the configuration according to the embodiment is not limited to this. In this modified example, the projection shape of the pattern light is a curved line. Also, in this modified example, the projection shape of the pattern light is a shape that intersects with the opening direction multiple times.

図8に、実施形態の変形例に係るパターン光の投影形状を模式的に示す。図8は、合焦時、焦点位置が前側のとき、及び焦点位置が後側のときのイメージセンサ22の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係を模式的に表す。 Figure 8 shows a schematic diagram of the projection shape of the pattern light according to a modified embodiment. Figure 8 shows a schematic diagram of the relationship between the projection shape of the pattern light on the detection surface of the image sensor 22 and the aperture shape on the light receiving side when in focus, when the focal position is on the front side, and when the focal position is on the rear side.

図8に示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像が取得される。受光像では、開口形状AFに対してパターン光PL1が複数回交差するため、明部と暗部とが交互に現れる。従って、画像処理部30は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において交互に現れる明部の位置と暗部の位置とを特定し、特定された複数の明部のいずれかの位置が所定の基準位置(光軸に相当する位置)であるか否かを判別することで、パターン光PL1の合焦状態(すなわち、パターン光PL1の焦点位置が撮影部位の位置であるか否か)を判別することができる。 As shown in FIG. 8, when in focus, a received light image with clear contours is obtained. In the received light image, bright and dark areas appear alternately because the pattern light PL1 intersects with the aperture shape AF multiple times. Therefore, the image processing unit 30 analyzes the received light image to identify the positions of the bright and dark areas that appear alternately in the luminance distribution in the aperture direction, and determines whether any of the identified bright areas is a predetermined reference position (a position corresponding to the optical axis), thereby making it possible to determine the focused state of the pattern light PL1 (i.e., whether the focal position of the pattern light PL1 is the position of the photographed area).

また、本変形例では、複数の明部の位置について所定の基準位置であるか否かを判別することで、より高精度にパターン光PL1の合焦状態を判別することが可能になる。 In addition, in this modified example, by determining whether the positions of multiple bright areas are at a predetermined reference position, it becomes possible to determine the focus state of the pattern light PL1 with higher accuracy.

同様に、パターン光PL2の焦点位置が前側のとき又はパターン光PL3の焦点位置が後側のとき、輪郭がぼやけた受光像が取得される。受光像では、開口形状AFに対してパターン光PL2、PL3が複数回交差するため、明部と暗部とが交互に現れる。従って、画像処理部30は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において交互に現れる明部の位置と暗部の位置とを特定し、所定の基準位置(光軸に相当する位置)に対する複数の明部のいずれかの位置の変位(ずれ量、ずれの方向)を求める。画像処理部30は、例えば、上記と同様に、あらかじめ決められた換算情報を用いて、基準位置に対する明部の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部101は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構52を制御する。 Similarly, when the focal position of the pattern light PL2 is on the front side or when the focal position of the pattern light PL3 is on the rear side, a received light image with a blurred outline is acquired. In the received light image, the pattern light PL2 and PL3 intersect with the aperture shape AF multiple times, so that bright and dark areas appear alternately. Therefore, the image processing unit 30 analyzes the received light image to identify the positions of the bright and dark areas that appear alternately in the luminance distribution in the aperture direction, and determines the displacement (amount of deviation, direction of deviation) of any of the positions of the multiple bright areas relative to a predetermined reference position (position corresponding to the optical axis). For example, the image processing unit 30 can specify the amount of movement and direction of movement of the focal position corresponding to the displacement of the position of the bright area relative to the reference position using predetermined conversion information, as described above. The main control unit 101 specifies focus control information from the amount of movement and direction of movement of the specified focal position, and controls the focusing mechanism 52 based on the specified focus control information.

また、本変形例では、所定の基準位置に対する複数の明部の位置の変位を求め、求められた複数の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することで、より高精度にパターン光PL2、PL3の焦点位置を調整することが可能になる。 In addition, in this modified example, the displacement of the positions of multiple bright areas relative to a predetermined reference position is calculated, and the amount and direction of movement of the focal position corresponding to the calculated displacements are identified, making it possible to adjust the focal positions of the patterned lights PL2 and PL3 with higher accuracy.

なお、図8では、合焦時に明部が現れる場合について説明したが、合焦時に暗部が現れる場合も同様である。 Note that Figure 8 describes the case where bright areas appear when in focus, but the same applies when dark areas appear when in focus.

(第3変形例)
第2変形例では、パターン光の投影形状は、開口方向に対して複数回交差する形状である場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、パターン光の投影形状は、合焦状態の判別に対して感度が高い形状であってよい。合焦状態の判別に対して感度が高い形状の例として、光軸に相当する位置において開口方向に略平行な部分を有する形状がある。
(Third Modification)
In the second modified example, the projection shape of the pattern light is described as a shape that intersects with the opening direction multiple times, but the configuration according to the embodiment is not limited to this. For example, the projection shape of the pattern light may be a shape that is highly sensitive to determining the focus state. An example of a shape that is highly sensitive to determining the focus state is a shape that has a portion that is approximately parallel to the opening direction at a position corresponding to the optical axis.

図9に、実施形態の変形例に係るパターン光の投影形状を模式的に示す。図9は、合焦時、焦点位置が前側のとき、及び焦点位置が後側のときのイメージセンサ22の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係を模式的に表す。 Figure 9 shows a schematic diagram of the projection shape of the pattern light according to a modified embodiment. Figure 9 shows a schematic diagram of the relationship between the projection shape of the pattern light on the detection surface of the image sensor 22 and the aperture shape on the light receiving side when in focus, when the focal position is on the front side, and when the focal position is on the rear side.

図9に示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像が取得される。イメージセンサ22の検出面における光軸に相当する位置(合焦制御時に基準位置)では開口形状AFの開口方向に略平行な部分を有する形状のパターン光PL11が投影されるため、受光像において、端部側よりも中心部において明部が現れる。従って、画像処理部30は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部の位置を特定し、特定された明部の位置が所定の基準位置(光軸に相当する位置)であるか否かを判別することで、パターン光PL11の合焦状態(すなわち、パターン光PL1の焦点位置が撮影部位の位置であるか否か)を判別することができる。 As shown in FIG. 9, when focusing, a received light image with a clear outline is obtained. At the position corresponding to the optical axis on the detection surface of the image sensor 22 (reference position during focusing control), the pattern light PL11 having a shape having a portion approximately parallel to the opening direction of the aperture shape AF is projected, so that bright areas appear in the center rather than the ends in the received light image. Therefore, the image processing unit 30 can analyze the received light image to identify the position of the bright area in the luminance distribution in the opening direction, and determine whether the position of the identified bright area is a predetermined reference position (position corresponding to the optical axis), thereby determining the focused state of the pattern light PL11 (i.e., whether the focal position of the pattern light PL1 is the position of the photographed part).

同様に、パターン光PL12の焦点位置が前側のとき又はパターン光PL13の焦点位置が後側のとき、輪郭がぼやけた受光像が取得される。受光像では、全体的に暗部が現れやすくなる。従って、画像処理部30は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部の位置を特定し、所定の基準位置(光軸に相当する位置)に対する明部の位置の変位(ずれ量、ずれの方向)を求める。画像処理部30は、例えば、上記と同様に、あらかじめ決められた換算情報を用いて、基準位置に対する明部の位置の変位に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部101は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構52を制御する。 Similarly, when the focal position of the pattern light PL12 is on the front side or when the focal position of the pattern light PL13 is on the rear side, a received light image with a blurred outline is acquired. In the received light image, dark areas tend to appear overall. Therefore, the image processing unit 30 analyzes the received light image to identify the position of the bright area in the luminance distribution in the opening direction, and obtains the displacement (amount of deviation, direction of deviation) of the position of the bright area relative to a predetermined reference position (position corresponding to the optical axis). For example, the image processing unit 30 can use predetermined conversion information in the same manner as above to identify the amount of movement and direction of movement of the focal position corresponding to the displacement of the position of the bright area relative to the reference position. The main control unit 101 identifies focus control information from the identified amount of movement and direction of movement of the focal position, and controls the focusing mechanism 52 based on the identified focus control information.

なお、図9では、合焦時に明部が現れる場合について説明したが、合焦時に暗部が現れる場合も同様である。 Note that Figure 9 describes the case where bright areas appear when in focus, but the same applies when dark areas appear when in focus.

(第4変形例)
実施形態又はその変形例では、受光側の開口形状に対してパターン光の投影形状が交差する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、パターン光の投影形状が、開口方向と略平行な方向に延びる形状であってよい。
(Fourth Modification)
In the embodiment or its modified example, a case where the projection shape of the pattern light intersects with the aperture shape on the light receiving side has been described, but the configuration according to the embodiment is not limited to this. For example, the projection shape of the pattern light may be a shape that extends in a direction substantially parallel to the aperture direction.

図10A~図10Cに、実施形態の変形例に係るイメージセンサ22の検出面におけるパターン光の投影形状と受光側の開口形状との関係を模式的に表したものである。図10Aは、主として、合焦時における投影形状と開口形状とを模式的に表す。図10Bは、焦点位置が前側のときの投影形状と開口形状とを模式的に表す。図10Cは、焦点位置が後側のときの投影形状と開口形状とを模式的に表す。図10A~図10Cでは、パターン光PLの投影形状が開口形状AFの開口方向と平行であるものとする。 Figures 10A to 10C are schematic diagrams showing the relationship between the projection shape of the pattern light on the detection surface of the image sensor 22 in a modified embodiment and the aperture shape on the light receiving side. Figure 10A mainly shows the projection shape and aperture shape when in focus. Figure 10B shows the projection shape and aperture shape when the focal position is on the front side. Figure 10C shows the projection shape and aperture shape when the focal position is on the rear side. In Figures 10A to 10C, the projection shape of the pattern light PL is assumed to be parallel to the opening direction of the aperture shape AF.

図10Aに示すように、合焦時には、輪郭がはっきりした受光像が取得される。受光像では、全体的に明るくなる。従って、画像処理部30は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部が特定されたか否かを判別することで、パターン光PLの合焦状態(すなわち、パターン光PLの焦点位置が撮影部位の位置であるか否か)を判別することができる。この場合、明部の輝度レベルと所定の閾値とを比較することにより、明部が特定されたか否かを判別することが可能である。 As shown in FIG. 10A, when in focus, a received light image with clear contours is obtained. The received light image is bright overall. Therefore, the image processing unit 30 can determine the focused state of the patterned light PL (i.e., whether the focal position of the patterned light PL is the position of the imaging site) by analyzing the received light image and determining whether a bright area has been identified in the luminance distribution in the opening direction. In this case, it is possible to determine whether a bright area has been identified by comparing the luminance level of the bright area with a predetermined threshold value.

図10B又は図10Cに示すように、パターン光PLの焦点位置が前側又は後側のとき、輪郭がぼやけ全体的に暗い受光像が取得される。従って、画像処理部30は、受光像を解析して開口方向の輝度分布において明部が特定されたか否かを判別することで、パターン光PLの合焦状態(すなわち、パターン光PLの焦点位置が撮影部位の位置であるか否か)を判別することができる。 As shown in FIG. 10B or FIG. 10C, when the focal position of the patterned light PL is on the front or rear side, a received light image with blurred contours and overall darkness is obtained. Therefore, the image processing unit 30 can determine the focus state of the patterned light PL (i.e., whether the focal position of the patterned light PL is at the position of the imaging site) by analyzing the received light image and determining whether a bright area has been identified in the luminance distribution in the opening direction.

明部が特定されなかったとき、主制御部101は、パターン光の投影位置と開口形状の位置とを開口方向と直交する方向に相対的に移動する。具体的には、主制御部101は、パターン光発生部11(11a)を制御することにより、撮影部位における投影位置がシフトするようにパターン光を発生させる。或いは、主制御部101は、イメージセンサ22によるパターン光の戻り光の受光結果の読み出しタイミングを制御することにより開口位置を変更し、変更された開口位置に対応する受光像を画像処理部30に取得させる。 When no bright area is identified, the main controller 101 relatively moves the projection position of the pattern light and the position of the aperture shape in a direction perpendicular to the aperture direction. Specifically, the main controller 101 controls the pattern light generator 11 (11a) to generate pattern light so that the projection position on the imaging area shifts. Alternatively, the main controller 101 changes the aperture position by controlling the timing of reading out the reception result of the return light of the pattern light by the image sensor 22, and causes the image processor 30 to acquire a received light image corresponding to the changed aperture position.

画像処理部30は、パターン光の投影位置と開口形状の位置とを相対的に移動して得られた2以上の受光像の輝度分布における輝度レベルを特定し、所定の閾値レベルとの差分を求める。画像処理部30は、例えば、あらかじめ求められた差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を表す換算情報を用いて、当該差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定することが可能である。主制御部101は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構52を制御する。 The image processing unit 30 identifies the luminance level in the luminance distribution of two or more received light images obtained by relatively moving the projection position of the pattern light and the position of the aperture shape, and determines the difference from a predetermined threshold level. For example, the image processing unit 30 can use conversion information representing the amount of movement and the direction of movement of the focal position corresponding to the difference obtained in advance to identify the amount of movement and the direction of movement of the focal position corresponding to the difference. The main control unit 101 identifies focus control information from the identified amount of movement and the direction of movement of the focal position, and controls the focusing mechanism 52 based on the identified focus control information.

なお、図10A~図10Cでは、合焦時に明部が現れる場合について説明したが、合焦時に暗部が現れる場合も同様である。 Note that Figures 10A to 10C explain the case where bright areas appear when in focus, but the same applies when dark areas appear when in focus.

また、図10A~図10Cにおいて、グローバルシャッター方式で受光像を取得してもよい。この場合、パターン光を複数回被検眼に投影する必要がなくなる。 In addition, in Figures 10A to 10C, the received light image may be acquired using a global shutter method. In this case, it is not necessary to project the pattern light onto the subject's eye multiple times.

図11に、実施形態の変形例に係る眼科装置1の動作例のフロー図を示す。記憶部102には、図11に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部101は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図11に示す処理を実行する。 Figure 11 shows a flow diagram of an example of the operation of the ophthalmologic apparatus 1 according to a modified embodiment. The storage unit 102 stores a computer program for implementing the process shown in Figure 11. The main control unit 101 operates according to this computer program to execute the process shown in Figure 11.

ここでは、図示しないアライメント系により被検眼Eに対して装置光学系のアライメントが完了し、図示しない固視投影系により所望の固視位置に導くように被検眼Eの眼底に対して固視標が投影されているものとする。 Here, it is assumed that the alignment of the device optical system with respect to the subject's eye E is completed by an alignment system (not shown), and that a fixation target is projected onto the fundus of the subject's eye E so as to guide it to the desired fixation position by a fixation projection system (not shown).

(S11:パターン光を投影)
まず、主制御部101は、パターン光発生部11を制御することにより合焦制御用の投影形状のパターン光を発生させる。
(S11: Projecting pattern light)
First, the main control unit 101 controls the pattern light generating unit 11 to generate pattern light having a projection shape for focus control.

具体的には、パターン光発生部11は、開口形状の開口方向と略平行な方向に延びるパターン光を発生する。パターン光発生部11により発生されたパターン光は、平滑化部12、光学系13、光合波分波器50、及び光学系51を経由し、被検眼Eに投影される。 Specifically, the pattern light generating unit 11 generates pattern light that extends in a direction approximately parallel to the opening direction of the opening shape. The pattern light generated by the pattern light generating unit 11 passes through the smoothing unit 12, the optical system 13, the optical multiplexer/demultiplexer 50, and the optical system 51, and is projected onto the subject's eye E.

(S12:受光像を取得)
次に、主制御部101は、ステップS2と同様に、画像処理部30に受光像を取得させる。
(S12: Acquire received light image)
Next, the main control unit 101 causes the image processing unit 30 to obtain a received light image, similarly to step S2.

(S13:解析)
続いて、主制御部101は、ステップS3と同様に、ステップS12において取得された受光像に対して画像処理部30に所定の解析処理を実行させる。
(S13: Analysis)
Next, the main control unit 101 causes the image processing unit 30 to execute a predetermined analysis process on the received-light image acquired in step S12, similarly to step S3.

(S14:合焦状態を特定)
次に、主制御部101は、画像処理部30にパターン光の合焦状態を特定させる。
(S14: Identify the focus state)
Next, the main control unit 101 causes the image processing unit 30 to specify the focus state of the pattern light.

具体的には、画像処理部30は、図10Aに示すように、ステップS13において特定された輝度分布から輝度レベルを特定し、特定された輝度レベルと所定の閾値とを比較することにより受光像が明るいか否かを判定する。 Specifically, as shown in FIG. 10A, the image processing unit 30 identifies a luminance level from the luminance distribution identified in step S13, and determines whether the received light image is bright by comparing the identified luminance level with a predetermined threshold value.

(S15:次?)
ステップS14において、受光像が明るいと判定されたとき、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定し(S15:N)、眼科装置1の動作はステップS16に移行する。
(S15: Next?)
If it is determined in step S14 that the received light image is bright, it is determined that the focal position of the patterned light is the position of the photographing part (S15: N), and the operation of the ophthalmologic apparatus 1 proceeds to step S16.

受光像が明るくないと判定されたとき、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置ではないと判定し(S15:Y)、眼科装置1の動作はステップS11に移行する。ステップS11では、主制御部101は、パターン光発生部11(11a)を制御することにより、撮影部位における投影位置がシフトするようにパターン光を発生させる。或いは、ステップS11に続くステップS12において、主制御部101は、イメージセンサ22によるパターン光の戻り光の受光結果の読み出しタイミングを制御することにより開口位置を変更し、変更された開口位置に対応する受光像を画像処理部30に取得させる。 When it is determined that the received light image is not bright, it is determined that the focal position of the patterned light is not the position of the photographed part (S15: Y), and the operation of the ophthalmic device 1 proceeds to step S11. In step S11, the main controller 101 controls the patterned light generator 11 (11a) to generate patterned light so that the projection position on the photographed part is shifted. Alternatively, in step S12 following step S11, the main controller 101 changes the aperture position by controlling the readout timing of the reception result of the return light of the patterned light by the image sensor 22, and causes the image processor 30 to acquire the received light image corresponding to the changed aperture position.

(S16:合焦制御)
続いて、主制御部101は、合焦制御を行う。
(S16: Focus control)
Next, the main control unit 101 performs focus control.

具体的には、ステップS14において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置であると判定されたとき、ステップS16がスキップされる。 Specifically, when it is determined in step S14 that the focal position of the pattern light is the position of the part to be photographed, step S16 is skipped.

一方、ステップS14において、パターン光の焦点位置が撮影部位の位置ではないと判定されたとき、主制御部101は、上記のように、パターン光の投影位置と開口形状の位置とを相対的に移動して得られた2以上の受光像の輝度分布における輝度レベルを特定し、所定の閾値レベルとの差分を求める。画像処理部30は、例えば、あらかじめ決められた換算情報を用いて、求められた差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を特定する。主制御部101は、特定された焦点位置の移動量及び移動方向から合焦制御情報を特定し、特定された合焦制御情報に基づいて合焦機構52を制御する。 On the other hand, when it is determined in step S14 that the focal position of the pattern light is not the position of the part to be photographed, the main controller 101 identifies the luminance level in the luminance distribution of two or more received light images obtained by relatively moving the projection position of the pattern light and the position of the aperture shape as described above, and obtains the difference from a predetermined threshold level. The image processor 30 identifies the amount of movement and the direction of movement of the focal position corresponding to the obtained difference, for example, using predetermined conversion information. The main controller 101 identifies focus control information from the identified amount of movement and direction of movement of the focal position, and controls the focusing mechanism 52 based on the identified focus control information.

(S17:撮影)
次に、主制御部101は、ステップS6と同様に、パターン光発生部11を制御することにより撮影用の投影形状のパターン光を発生させ、被検眼Eの眼底の画像を取得する。
(S17: Shooting)
Next, the main controller 101 controls the pattern light generator 11 to generate pattern light having a projection shape for photography, as in step S6, and obtains an image of the fundus of the subject's eye E.

以上で、眼科装置1の動作は終了である(エンド)。 This completes the operation of the ophthalmic device 1 (end).

なお、本変形例では、ステップS11において、パターン光の投影形状が開口方向と略平行な方向に延びる形状である場合について説明したが、パターン光の投影形状に限定されるものではない。例えば、パターン光の投影形状が、正方形形状、円形形状、輝点であってよい。すなわち、時間的にパターン光の投影形状(被検眼Eにおける投影位置、投影範囲)を順次に変更しつつ得られた被検眼Eの画像を解析することにより、パターン光の合焦状態(又は合焦位置に移動すべき移動量及び移動方向)を特定することが可能である。 In this modified example, in step S11, the projection shape of the pattern light is described as a shape that extends in a direction approximately parallel to the opening direction, but this is not limited to this. For example, the projection shape of the pattern light may be a square shape, a circle shape, or a bright spot. In other words, by analyzing the image of the test eye E obtained while sequentially changing the projection shape of the pattern light (projection position and projection range on the test eye E) over time, it is possible to identify the focus state of the pattern light (or the amount and direction of movement to be made to the focus position).

以上のように、投影系10は、少なくとも開口方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼Eに投影し、画像処理部30は、受光系20により検出された被検眼Eからのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、所定の開口方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。画像処理部30は、取得された1以上の受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定することができる。いくつかの実施形態では、画像処理部30は、パターン光の投影位置又は開口位置がシフトすることにより取得された2以上の受光像の輝度分布に基づいて、合焦させるための制御内容を特定する。 As described above, the projection system 10 projects pattern light of a projection shape extending at least in the aperture direction onto the subject's eye E, and the image processing unit 30 acquires a received light image corresponding to the aperture shape extending in a predetermined aperture direction based on the detection result of the return light of the pattern light from the subject's eye E detected by the light receiving system 20. The image processing unit 30 can identify the focusing state of the pattern light based on the luminance distribution of one or more acquired received light images. In some embodiments, the image processing unit 30 identifies the control content for focusing based on the luminance distribution of two or more received light images acquired by shifting the projection position of the pattern light or the aperture position.

[作用・効果]
実施形態に係る眼科装置、及びその制御方法の作用および効果について説明する。
[Action and Effects]
The operation and effects of the ophthalmic apparatus and the control method thereof according to the embodiment will be described.

いくつかの実施形態に係る眼科装置(1)は、投影部(投影系10)と、取得部(受光系20、及びイメージセンサ22を制御する制御部100)と、特定部(画像処理部30)とを含む。投影部は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼(E)に投影する。取得部は、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第1方向に交差する第2方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。特定部は、受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する。 An ophthalmic device (1) according to some embodiments includes a projection unit (projection system 10), an acquisition unit (control unit 100 that controls the light receiving system 20 and the image sensor 22), and an identification unit (image processing unit 30). The projection unit projects pattern light of a projection shape extending at least in a first direction onto the subject's eye (E). The acquisition unit acquires a received light image corresponding to an aperture shape extending at least in a second direction intersecting the first direction, based on the detection result of the return light of the pattern light from the subject's eye. The identification unit identifies the focus state of the pattern light based on the luminance distribution of the received light image.

このような構成によれば、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第1方向に交差する第2方向に延びる開口形状に対応した受光像が取得される。それにより、パターン光の合焦状態に応じて輝度分布が変化する受光像を取得することが可能になる。従って、簡素な構成で,最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。 With this configuration, a received light image corresponding to an opening shape extending in at least a second direction intersecting the first direction is obtained based on the result of receiving the return light of the pattern light having a projection shape extending in at least a first direction. This makes it possible to obtain a received light image whose luminance distribution changes according to the focusing state of the pattern light. Therefore, with a simple configuration, it becomes possible to identify the optimal focusing state with good reproducibility.

いくつかの実施形態に係る眼科装置(1)は、投影部(投影系10)と、取得部(受光系20、及びイメージセンサ22を制御する制御部100)と、特定部(画像処理部30)とを含む。投影部は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼(E)に投影する。取得部は、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第1方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する。特定部は、取得部により取得された1以上の受光像における第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する。 An ophthalmic device (1) according to some embodiments includes a projection unit (projection system 10), an acquisition unit (a control unit 100 that controls a light receiving system 20 and an image sensor 22), and an identification unit (an image processing unit 30). The projection unit projects pattern light of a projection shape extending at least in a first direction onto the subject's eye (E). The acquisition unit acquires a received light image corresponding to an aperture shape extending at least in the first direction based on a detection result of return light of the pattern light from the subject's eye. The identification unit identifies the focus state of the pattern light based on a luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in one or more received light images acquired by the acquisition unit.

このような構成によれば、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第1方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得し、取得された1以上の受光像における第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態が特定される。それにより、簡素な構成で,最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。 With this configuration, a received light image corresponding to an opening shape extending at least in the first direction is acquired based on the result of receiving the return light of the pattern light having a projection shape extending at least in the first direction, and the focusing state of the pattern light is identified based on the luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in the acquired one or more received light images. This makes it possible to reproducibly identify the optimal focusing state with a simple configuration.

いくつかの実施形態では、特定部は、受光像における第2方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、パターン光の合焦制御を行う制御部(110)を含む。 In some embodiments, the determination unit includes a control unit (110) that determines the focus control content of the pattern light based on the luminance distribution in the second direction in the received light image, and performs focus control of the pattern light based on the determined focus control content.

このような構成によれば、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。 This configuration makes it possible to control the focus of the pattern light with a simple structure.

いくつかの実施形態では、制御部は、明部又は暗部が所定の位置(イメージセンサ22の検出面における光軸に相当する位置)に移動するように合焦制御を行う。 In some embodiments, the control unit performs focus control so that the bright or dark area moves to a predetermined position (a position corresponding to the optical axis on the detection surface of the image sensor 22).

このような構成によれば、受光像に現れる明部又は暗部に基づいて合焦制御を行うことができるので、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。 With this configuration, focusing control can be performed based on the bright or dark areas that appear in the received light image, making it possible to control the focusing of the pattern light with a simple configuration.

いくつかの実施形態は、パターン光及び戻り光の光路に配置された合焦機構(52)を含み、制御部は、特定された合焦制御内容に基づいて合焦機構を制御する。 Some embodiments include a focusing mechanism (52) disposed in the optical path of the pattern light and the return light, and the control unit controls the focusing mechanism based on the identified focusing control content.

このような構成によれば、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。 This configuration makes it possible to control the focus of the pattern light with a simple structure.

いくつかの実施形態では、投影部は、投影形状を変更可能なパターン光を出力するプロジェクタを含む。 In some embodiments, the projection unit includes a projector that outputs a pattern of light whose projection shape can be changed.

このような構成によれば、簡便に投影形状を変更してパターン光を出力させることができるので、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定する眼科装置を提供することができるようになる。 With this configuration, the projection shape can be easily changed to output pattern light, making it possible to provide an ophthalmic device with a simple configuration that can accurately identify the optimal focus state.

いくつかの実施形態では、投影部は、合焦状態を特定するための第1投影形状のパターン光を出力し、パターン光の合焦制御後に、第1投影形状と異なる第2投影形状のパターン光を出力し、取得部は、第2投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する。 In some embodiments, the projection unit outputs pattern light of a first projection shape for identifying the focus state, and after focusing control of the pattern light, outputs pattern light of a second projection shape different from the first projection shape, and the acquisition unit acquires the received light image based on the detection result of the return light of the pattern light of the second projection shape.

このような構成によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定してパターン光の合焦制御を行い、合焦制御後に、新たにパターン光を出力して被検眼の画像を取得することが可能な眼科装置を提供することができるようになる。 With this configuration, it is possible to provide an ophthalmic device that can, with a simple configuration, identify the optimal focus state with good reproducibility, perform focus control of the pattern light, and after focus control, output a new pattern light to obtain an image of the subject's eye.

いくつかの実施形態では、取得部は、戻り光を検出するイメージセンサ(22)を含み、ローリングシャッター方式により受光像を取得する。 In some embodiments, the acquisition unit includes an image sensor (22) that detects the returning light, and acquires the received light image using a rolling shutter method.

このような構成によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能な眼科装置を提供することができるようになる。 This configuration makes it possible to provide an ophthalmic device that is simple in configuration and capable of reproducibly identifying the optimal focus state.

いくつかの実施形態に係る眼科装置(1)の制御方法は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼(E)に投影する投影ステップと、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第1方向に交差する第2方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、受光像の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む。 A control method for an ophthalmic device (1) according to some embodiments includes a projection step of projecting pattern light having a projection shape extending at least in a first direction onto a test eye (E), an acquisition step of acquiring a received light image corresponding to an aperture shape extending at least in a second direction intersecting the first direction based on a detection result of return light of the pattern light from the test eye, and an identification step of identifying a focus state of the pattern light based on a luminance distribution of the received light image.

このような方法によれば、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第1方向に交差する第2方向に延びる開口形状に対応した受光像が取得される。それにより、パターン光の合焦状態に応じて輝度分布が変化する受光像を取得することが可能になる。従って、簡素な構成で,最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。 According to this method, a received light image corresponding to an opening shape extending in at least a second direction intersecting the first direction is obtained based on the result of receiving the return light of a pattern light having a projection shape extending in at least a first direction. This makes it possible to obtain a received light image whose luminance distribution changes according to the focusing state of the pattern light. Therefore, it becomes possible to identify the optimal focusing state with good reproducibility with a simple configuration.

いくつかの実施形態に係る眼科装置(1)の制御方法は、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光を被検眼(E)に投影する投影ステップと、被検眼からのパターン光の戻り光の検出結果に基づいて、少なくとも第1方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、取得ステップにおいて取得された1以上の受光像における第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、を含む。 A control method for an ophthalmic device (1) according to some embodiments includes a projection step of projecting pattern light having a projection shape extending at least in a first direction onto a test eye (E), an acquisition step of acquiring a received light image corresponding to an aperture shape extending at least in the first direction based on a detection result of return light of the pattern light from the test eye, and an identification step of identifying a focus state of the pattern light based on a luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in one or more received light images acquired in the acquisition step.

このような方法によれば、少なくとも第1方向に延びる投影形状のパターン光の戻り光の受光結果に基づいて、少なくとも第1方向に延びる開口形状に対応した受光像を取得し、取得された1以上の受光像における第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいてパターン光の合焦状態が特定される。それにより、簡素な構成で,最適な合焦状態を再現性よく特定することが可能になる。 According to this method, a received light image corresponding to an opening shape extending in at least a first direction is acquired based on the result of receiving the return light of the pattern light having a projection shape extending in at least a first direction, and the focusing state of the pattern light is identified based on the luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in the acquired one or more received light images. This makes it possible to reproducibly identify the optimal focusing state with a simple configuration.

いくつかの実施形態では、特定ステップは、受光像における第2方向の輝度分布に基づいて、パターン光の合焦制御内容を特定し、特定された合焦制御内容に基づいて、パターン光の合焦制御を行う制御ステップを含む。 In some embodiments, the identification step includes a control step of identifying focus control content of the pattern light based on the luminance distribution in the second direction in the received light image, and performing focus control of the pattern light based on the identified focus control content.

このような方法によれば、簡素な構成で、パターン光の合焦制御を行うことが可能になる。 This method makes it possible to control the focus of the pattern light with a simple configuration.

いくつかの実施形態では、投影ステップは、合焦状態を特定するための第1投影形状のパターン光を出力する第1投影ステップと、パターン光の合焦制御後に、第1投影形状と異なる第2投影形状のパターン光を出力する第2投影ステップと、を含み、取得ステップは、第1投影ステップにおいて投影された第1投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて開口形状に対応した受光像を取得する第1取得ステップと、第2投影ステップにおいて投影された第2投影形状のパターン光の戻り光の検出結果に基づいて受光像を取得する第2取得ステップと、を含む。 In some embodiments, the projection step includes a first projection step of outputting a pattern light of a first projection shape for identifying a focus state, and a second projection step of outputting a pattern light of a second projection shape different from the first projection shape after focusing control of the pattern light, and the acquisition step includes a first acquisition step of acquiring a received light image corresponding to the opening shape based on the detection result of the return light of the pattern light of the first projection shape projected in the first projection step, and a second acquisition step of acquiring a received light image based on the detection result of the return light of the pattern light of the second projection shape projected in the second projection step.

このような方法によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定してパターン光の合焦制御を行い、合焦制御後に、新たにパターン光を出力して被検眼の画像を取得することができるようになる。 This method makes it possible to reproducibly identify the optimal focus state with a simple configuration, perform focus control of the pattern light, and after focus control, output a new pattern light to obtain an image of the test eye.

いくつかの実施形態では、取得ステップは、戻り光の検出結果に基づいてローリングシャッター方式により受光像を取得する。 In some embodiments, the acquisition step acquires the received light image using a rolling shutter method based on the detection result of the return light.

このような方法によれば、簡素な構成で、最適な合焦状態を再現性よく特定することができるようになる。 This method makes it possible to determine the optimal focus state with good reproducibility using a simple configuration.

以上に示された実施形態又はその変形例は、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。 The above-described embodiment or its modified examples are merely examples of how to implement this invention. Anyone who wishes to implement this invention may make any modifications, omissions, additions, etc. within the scope of the gist of this invention.

上記の実施形態又はその変形例において、眼科装置は、例えば、眼軸長測定機能、眼圧測定機能、眼底撮影機能、光干渉断層撮影(OCT)機能、超音波検査機能など、眼科分野において使用可能な任意の機能を有していてもよい。なお、眼軸長測定機能は、光干渉断層計等により実現される。また、眼軸長測定機能は、被検眼に光を投影し、当該被検眼に対する光学系のZ方向(前後方向)の位置を調整しつつ眼底からの戻り光を検出することにより、当該被検眼の眼軸長を測定するようにしてもよい。眼圧測定機能は、眼圧計等により実現される。眼底撮影機能は、眼底カメラや走査型検眼鏡(SLO)等により実現される。OCT機能は、光干渉断層計等により実現される。超音波検査機能は、超音波診断装置等により実現される。また、このような機能のうち2つ以上を具備した装置(複合機)に対してこの発明を適用することも可能である。 In the above embodiment or its modified example, the ophthalmic device may have any function that can be used in the field of ophthalmology, such as an axial length measurement function, an intraocular pressure measurement function, a fundus photography function, an optical coherence tomography (OCT) function, and an ultrasound examination function. The axial length measurement function may be realized by an optical coherence tomograph or the like. The axial length measurement function may be performed by projecting light onto the subject's eye and detecting the return light from the fundus while adjusting the position of the optical system in the Z direction (front-back direction) relative to the subject's eye, thereby measuring the axial length of the subject's eye. The intraocular pressure measurement function is realized by a tonometer or the like. The fundus photography function is realized by a fundus camera or a scanning ophthalmoscope (SLO) or the like. The OCT function is realized by an optical coherence tomograph or the like. The ultrasound examination function is realized by an ultrasound diagnostic device or the like. The present invention may also be applied to a device (multifunction device) equipped with two or more of these functions.

いくつかの実施形態では、上記の眼科装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。このようなプログラムを、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、たとえば、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。また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。 In some embodiments, a program is provided for causing a computer to execute the above-mentioned method for controlling an ophthalmic device. Such a program can be stored in any recording medium that can be read by a computer. Examples of the recording medium that can be used include semiconductor memory, optical disks, magneto-optical disks (CD-ROM/DVD-RAM/DVD-ROM/MO, etc.), and magnetic storage media (hard disks/floppy disks/ZIP, etc.). It is also possible to transmit and receive the program via a network such as the Internet or a LAN.

1 眼科装置
10 投影系
11、11a パターン光発生部
11A 光源
11C 空間光変調器
12 平滑化部
11B、13、21、51、121 光学系
20 受光系
22 イメージセンサ
30 画像処理部
40 画像出力部
50 光合波分波器
52 合焦機構
100 制御部
101 主制御部
102 記憶部
102A 制御情報
110 操作部
120 自発光デバイス
E 被検眼
1 Ophthalmic apparatus 10 Projection system 11, 11a Pattern light generating unit 11A Light source 11C Spatial light modulator 12 Smoothing unit 11B, 13, 21, 51, 121 Optical system 20 Light receiving system 22 Image sensor 30 Image processing unit 40 Image output unit 50 Optical multiplexer/demultiplexer 52 Focusing mechanism 100 Control unit 101 Main control unit 102 Storage unit 102A Control information 110 Operation unit 120 Self-luminous device E Subject's eye

Claims (6)

被検眼に受光側の開口の形状に対応した投影形状を有するパターン光を投影し、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光を受光するイメージセンサの検出面における前記開口の形状に対応してローリングシャッター方式により前記イメージセンサから前記戻り光の受光結果を読み出す眼科装置であって、
第1方向に延びる投影形状の前記パターン光を前記被検眼に投影する投影部と、
前記戻り光の検出結果に基づいて、前記第1方向に延びる前記開口の形状に対応した受光像を取得する取得部と、
前記取得部により取得された2以上の受光像における前記第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定部と、
を含み、
前記投影部は、前記検出面において前記開口の位置に対して前記第2方向に相対的に移動した投影位置に投影されるように前記パターン光を投影し、
前記特定部は、前記検出面において前記開口の位置に対して前記投影位置を相対的に移動することにより得られた前記2以上の受光像の輝度分布における輝度レベルを特定し、特定された輝度レベルと所定の閾値レベルとの差分を求め、あらかじめ決められた換算情報を用いて、求められた差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を前記合焦状態として特定する、眼科装置。
An ophthalmologic apparatus that projects a pattern light having a projection shape corresponding to a shape of an opening on a light receiving side onto an eye to be examined, and reads out a reception result of the return light from the image sensor by a rolling shutter method corresponding to the shape of the opening on a detection surface of an image sensor that receives return light of the pattern light from the eye to be examined,
a projection unit that projects the pattern light having a projection shape extending in a first direction onto the subject's eye;
an acquisition unit that acquires a received light image corresponding to a shape of the opening extending in the first direction based on a detection result of the return light;
a determination unit that determines a focus state of the pattern light based on a luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in two or more received light images acquired by the acquisition unit;
Including,
the projection unit projects the pattern light so as to be projected onto a projection position that is moved relatively in the second direction with respect to a position of the opening on the detection surface,
an ophthalmic device, wherein the identification unit identifies a luminance level in a luminance distribution of the two or more received light images obtained by moving the projection position relatively to the position of the opening on the detection surface , calculates a difference between the identified luminance level and a predetermined threshold level, and uses predetermined conversion information to identify, as the in-focus state, a movement amount and a movement direction of the focus position corresponding to the calculated difference.
前記特定部は、前記受光像における前記第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、
前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御部を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。
the specifying unit specifies a focus control content of the pattern light based on a luminance distribution in the second direction in the received-light image,
The ophthalmic apparatus according to claim 1 , further comprising a control unit that performs focus control of the pattern light based on the specified focus control content.
前記パターン光及び前記戻り光の光路に配置された合焦機構を含み、
前記制御部は、前記特定された合焦制御内容に基づいて前記合焦機構を制御する
ことを特徴とする請求項2記載の眼科装置。
a focusing mechanism disposed in an optical path of the pattern light and the return light,
The ophthalmologic apparatus according to claim 2 , wherein the control unit controls the focusing mechanism based on the specified focusing control content.
前記投影部は、前記投影形状を変更可能なパターン光を出力するプロジェクタを含む
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。
The ophthalmologic apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the projection unit includes a projector that outputs a pattern light whose projection shape is changeable.
被検眼に受光側の開口の形状に対応した投影形状を有するパターン光を投影し、前記被検眼からの前記パターン光の戻り光を受光するイメージセンサの検出面における前記開口の形状に対応してローリングシャッター方式により前記イメージセンサから前記戻り光の受光結果を読み出す眼科装置の制御方法であって、
第1方向に延びる投影形状の前記パターン光を前記被検眼に投影する投影ステップと、
前記戻り光の検出結果に基づいて、前記第1方向に延びる前記開口の形状に対応した受光像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得された2以上の受光像における前記第1方向に交差する第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦状態を特定する特定ステップと、
を含み、
前記投影ステップは、前記検出面において前記開口の位置に対して前記第2方向に相対的に移動した投影位置に投影されるように前記パターン光を投影し、
前記特定ステップは、前記検出面において前記開口の位置に対して前記投影位置を相対的に移動することにより得られた前記2以上の受光像の輝度分布における輝度レベルを特定し、特定された輝度レベルと所定の閾値レベルとの差分を求め、あらかじめ決められた換算情報を用いて、求められた差分に対応する焦点位置の移動量及び移動方向を、前記合焦状態として特定する、眼科装置の制御方法。
A method for controlling an ophthalmic device, comprising: projecting a pattern light having a projection shape corresponding to a shape of an opening on a light receiving side onto a test eye; and reading out a reception result of the return light from an image sensor by a rolling shutter method in accordance with a shape of the opening on a detection surface of an image sensor that receives return light of the pattern light from the test eye, the method comprising:
a projection step of projecting the pattern light having a projection shape extending in a first direction onto the subject's eye;
an acquisition step of acquiring a received light image corresponding to a shape of the opening extending in the first direction based on a detection result of the return light;
a specifying step of specifying a focusing state of the pattern light based on a luminance distribution in a second direction intersecting the first direction in two or more received light images acquired in the acquiring step;
Including,
the projection step projects the pattern light so as to be projected onto a projection position that is moved relatively in the second direction with respect to a position of the opening on the detection surface;
The identification step includes identifying a luminance level in a luminance distribution of the two or more received light images obtained by moving the projection position relatively to the position of the opening on the detection surface , determining a difference between the identified luminance level and a predetermined threshold level, and using predetermined conversion information, identifying the amount and direction of movement of the focus position corresponding to the determined difference as the focus state.
前記特定ステップは、前記受光像における前記第2方向の輝度分布に基づいて、前記パターン光の合焦制御内容を特定し、
前記特定された合焦制御内容に基づいて、前記パターン光の合焦制御を行う制御ステップを含む
ことを特徴とする請求項5に記載の眼科装置の制御方法。
the specifying step specifies a focus control content of the pattern light based on a luminance distribution in the second direction in the received light image,
The control method for an ophthalmic apparatus according to claim 5 , further comprising a control step of performing focus control of the pattern light based on the specified focus control content.
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