攝像裝置及其控制方法

攝像裝置及其控制方法
【專利摘要】本發明提供一種攝像裝置及其控制方法。所述攝像裝置能夠拍攝共焦圖像和非共焦圖像，在該攝像裝置中，容易且快速地提供被檢者預期的圖像。所述攝像裝置包括：獲取單元，其被構造為獲取被檢眼的共焦圖像和非共焦圖像；顯示單元，其被構造為顯示所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像中的至少一者；分析單元，其被構造為分析所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像；以及顯示控制單元，其被構造為根據由所述分析單元獲得的分析結果，改變在所述顯示單元上顯示的顯示形式。
【專利說明】
攝像裝置及其控制方法
技術領域
[0001]本發明涉及攝像裝置及攝像裝置的控制方法，更具體地涉及要用于眼科診斷和治療等的攝像裝置及攝像裝置的控制方法。
【背景技術】
[0002]為了在早期診斷和治療與生活方式相關的疾病以及作為失明的主要原因的疾病的目的，已廣泛進行眼部的檢查。作為用于眼部的檢查裝置中的一種，已知作為使用共焦激光顯微鏡的原理的眼科裝置的掃描激光檢眼鏡(SLO) ALO是被構造為利用作為測量光的激光對眼底進行光柵掃描，并且基于測量光的返回光的強度來以高速獲取具有高分辨率的眼底的平面圖像的裝置。通過僅檢測穿過小孔的光，SLO能夠僅拍攝特定深度位置處的返回光，從而獲取與眼底照相機等的圖像相比具有高對比度的圖像。
[0003]這種被構造為獲取平面圖像的裝置在下文中被稱為SLO裝置，并且該平面圖像在下文中被稱為SLO圖像。
[0004]在SLO裝置中，能夠通過增大測量光的光束直徑，來獲取具有改進的橫向分辨率的視網膜的SLO圖像。然而，隨著測量光的光束直徑的增大，由于當獲取SLO圖像時被檢眼的像差，出現了S/N比以及視網膜的SLO圖像的分辨率降低的問題。
[0005]為了解決這個問題，開發了包括自適應光學系統的自適應光學SLO裝置，在該自適應光學SLO裝置中，由波前傳感器實時測量被檢眼的像差，并且由波前補償設備對被檢眼中發生的測量光與其返回光的像差進行補償。利用這種自適應光學SLO裝置，能夠獲取高橫向分辨率的SLO圖像。
[0006]此外，高橫向分辨率的SLO圖像能夠被獲取作為運動圖像，并且使得例如能夠非侵入觀察血流動力學。因此，通過從各個幀提取視網膜血管，來測量毛細血管等中的血球的移動速度。還能夠觀察感光細胞，在這種情況下，聚焦位置被設置為視網膜外層附近，由此獲取SLO圖像。
[0007]然而，在通過獲取視網膜內層而獲得的共焦圖像中，在某些情況下，噪聲信號由于光從神經纖維層反射的影響而變強，因此難以觀察血管壁并且檢測壁邊界。鑒于上述情況，近年來，已使用如下的方法，該方法涉及通過改變在光接收單元前布置的小孔的直徑、形狀和位置來獲得散射光，并且觀察由此獲得的非共焦圖像(Sulai，Dubra et al.;〃Visualizat1n of retinal vascular structure and perfus1n with a nonconfocaladaptive optics scanning light ophthalmoscope^,J.0pt.Soc.Am.A,Vol.31,N0.3,pp.569-579,2014)。在非共焦圖像中，焦深(focus depth)大，因此能夠容易地觀察到在深度方向上具有凹凸的物體(例如血管)。此外，從神經纖維層反射的光不易被直接接收，因此能夠降低噪聲。
[0008]此外，已發現以下內容。即使在觀察視網膜外層中的感光細胞的情況下，到目前為止，感光細胞外段主要被成像在共焦圖像中，而感光細胞內段的凹凸被成像在非共焦圖像Φ(Scoles,Dubra et al.;〃In Vivo Imaging of Human Cone Photoreceptor InnerSegments"，1VS，Vol.55,N0.7,pp.4244-4251,2014)。在感光細胞病癥的初期階段中，感光細胞外段消失，但感光細胞內段存在的細胞被觀察如下:在共焦圖像中，能夠觀察到細胞以黑色消失，而在非共焦圖像中，能夠觀察到細胞為具有高亮度的區域。
[0009]如上所述，在“Sulai,Dubra et al.; "Visualizat1n of retinal vascularstructure and perfus1n with a nonconfocal adaptive optics scanning lightophthalmoscope", J.0pt.Soc.Am.A,Vo1.31 ,N0.3,pp.569-579,2014^ 中，存在如下技術的公開，即，通過使用自適應光學SLO裝置，來獲取視網膜血管的非共焦圖像。此外，在“Scoles，Dubra et al.;〃In Vivo Imaging of Human Cone Photoreceptor InnerSegments"，1VS，Vol.55,N0.7,pp.4244-4251，2014” 中，存在如下技術的公開，即，通過使用自適應光學SLO裝置，同時獲取共焦圖像和非共焦圖像。
[0010]在能夠獲取共焦圖像和非共焦圖像兩者的SLO裝置中，共焦信號的信號強度要大得多。因此，在顯示獲取的眼底圖像的情況下，通常顯示共焦圖像。然而，在觀察感光細胞密度等的情況下，在某些情況下，通過使用非共焦圖像，能夠更準確地觀察感光細胞的狀態。因此，在被構造為獲取共焦圖像和非共焦圖像兩者的裝置中，考慮到被檢者預期獲取的信息，有必要在共焦圖像與非共焦圖像之間適當地切換。然而，有必要通過將這些圖像比較，來選擇預期的圖像，這在實際檢查中是煩瑣的。

【發明內容】

[0011]鑒于上述的情況做出本發明，本發明提供一種攝像裝置以及攝像裝置的控制方法，所述攝像裝置被構造為在顯示獲取的被檢者的圖像時，通過在共焦圖像與非共焦圖像之間適當地切換，容易且快速地提供被檢者預期的圖像。
[0012]為了解決上述問題，根據本發明的一個實施例，提供了一種攝像裝置，所述攝像裝置包括:
[0013]獲取單元，其被構造為獲取被檢眼的共焦圖像和非共焦圖像；
[0014]顯示單元，其被構造為顯示所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像中的至少一者；
[0015]分析單元，其被構造為分析所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像;以及
[0016]顯示控制單元，其被構造為根據由所述分析單元獲得的分析結果，改變在所述顯示單元上顯示的顯示形式。
[0017]根據本發明的該一個實施例，在顯示獲取的被檢者的眼底圖像時，通過改變顯示形式，例如根據需要在共焦圖像與非共焦圖像之間切換，可以提供被檢者預期的圖像。
[0018]通過以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的其他特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0019]圖1A和圖1B是各自用于例示根據本發明的實施例的SLO裝置的整體構造的示意圖，其中，圖1A是SLO裝置的平面圖，圖1B是其側視圖。
[0020]圖2A是用于例示根據本發明的實施例的SLO裝置的光學系統的示意構造的圖。
[0021]圖2B是用于示意性例示被構造為控制SLO裝置的控制系統的構造的圖。
[0022]圖3是用于例示根據本發明的實施例的SLO裝置的光接收單元的構造的圖。
[0023]圖4是用于例示根據本發明的實施例的SLO裝置的第二分支部的構造的圖。
[0024]圖5是用于例示根據本發明的實施例的SLO裝置的第一分支部的構造的圖。
[0025]圖6是用于例示根據本發明的實施例的固視標(fixat1ntarget)的圖。
[0026]圖7是用于示出根據本發明的實施例的SLO裝置的、引導到被檢眼的各個光束(諸如測量光)的波長分布的曲線圖。
[0027]圖8是用于例示根據本發明的實施例的SLO裝置的攝像過程的流程圖。
[0028]圖9是用于例示根據本發明的實施例的SLO裝置的圖像瀏覽器的畫面的構造的圖。
[0029]圖10A、圖10B、圖1OC和圖1OD是各自用于例示根據本發明的第一實施例的AO-SLO顯示器上顯示的AO-SLO圖像的圖。
[0030]圖11是用于例示根據本發明的第三實施例的AO-SLO顯示器上顯示的AO-SLO圖像的圖。
【具體實施方式】
[0031]現在，將通過下面的實施例，參照附圖描述本發明的實施方式。注意，下述的實施例不限制如所附權利要求中所述的本發明，并且并非實施例中描述的特征的所有組合均是本發明的解決方案所必不可少的。
[0032][第一實施例]
[0033]在本發明的第一實施例中，應用了本發明的自適應光學掃描激光檢眼鏡(AO-SLO)裝置，被描述為光學圖像獲取裝置。AO-SLO裝置包括自適應光學系統，并且是被構造為獲取具有高的橫向分辨率的眼底的平面圖像(A0-SL0圖像)的裝置。此外，為了輔助AO-SLO像的獲取的目的，關聯有以下的裝置:被構造為獲取具有寬視場角的平面圖像(WF-SUHf)的寬視場掃描激光檢眼鏡(WF-SLO)裝置，被構造為掌握測量光的入射位置的眼前段觀察設備(anter1r ocular segment observat1n device)，以及被構造為引導視線以調整獲取位置的固視標顯示設備。
[0034]在本實施例中，A0-SL0裝置被構造為通過使用空間光調制器補償被檢眼的光學像差，來獲取平面圖像。利用A0-SL0裝置，能夠獲取良好的平面圖像，而與被檢眼的屈光度和光學像差無關。
[0035]注意，在本實施例中，為了獲取具有高的橫向分辨率的平面圖像，裝置包括自適應光學系統。然而，可以不包括自適應光學系統，只要光學系統的構造能夠實現高分辨率即可。
[0036]〈裝置的整體構造〉
[0037]首先，將參照圖1A和圖1B，具體描述根據本實施例的A0-SL0裝置101的示意構造。
[0038]A0-SL0裝置101粗略包括頭單元102、臺單元103、面部承載(face receiving)單元104、顯示單元105以及控制單元106 J0-SL0裝置101中的主光學系統內置在頭單元102中。臺單元103在水平和垂直方向上移動頭單元102。面部接收單元104調整用于放置被檢者的面部的位置。顯示單元105在本實施例中由液晶顯示器形成，并且顯示操作畫面。由個人計算機(PC)形成的控制單元106，控制整個A0-SL0裝置1I。
[0039]頭單元102被安裝在臺單元103上，并且能夠通過使同樣布置在臺單元103上的操縱桿107傾斜來在水平方向上移動，以及通過使操縱桿107旋轉來在垂直方向上移動。面部接收單元104包括被構造為承載(receive)下巴的下巴保持器108，以及被構造為利用電動臺移動下巴保持器108的下巴保持器驅動單元109。
[0040]〈光學系統的構造〉
[0041 ] 接下來，參照圖2A和圖2B，具體描述頭單元102中內置的光學系統。如圖2A所例示，在頭單元102中，AO-SLO單元被構造為獲取AO-SLO像，WF-SLO單元被構造為獲取WF-SLO像，信標單元被構造為測量AO-SLO的波前像差，眼前段觀察單元被構造為獲取眼前段觀察圖像，以及作為光學系統的固視標單元被構造為提示被檢眼注視。在該實施例中，AO-SLO單元形成獲取單元，該獲取單元被構造為獲取被檢眼的共焦圖像和非共焦圖像。
[0042]在該實施例中，整個光學系統主要由使用透鏡的折射光學系統構成。然而，也能夠通過使用利用球面鏡代替透鏡的反射光學系統，來構成光學系統。
[0043]另外，在該實施例中，反射型空間光調制器被用作像差補償設備，但是也能夠使用透射型空間光調制器或可變形鏡。
[0044]〈A0-SL0單元的光源〉
[0045]接下來，描述光源201-1的詳情。作為光源201-1，使用用作典型的低相干光源的超級發光二極管(SLD)。由SLD獲取的光具有840nm的波長和50nm的帶寬。在這種情況下，為了獲取具有斑點噪聲少的平面圖像，選擇低相干光源。此外，雖然在該實施例中選擇SLD作為光源，但是可以使用任何類型的光源，只要該光源能夠發射低相干光即可。例如，可以使用放大自發發射(ASE)光源。
[0046]鑒于對眼睛的測量，合適的波長是近紅外光的波長。波長影響獲取的平面圖像的橫向分辨率，因此期望波長盡可能短。因此，在本實施例中，將波長設置為840nm。根據觀察目標的測量區域，可以選擇其他波長。
[0047]從光源201-1發射的光通過單模光纖230-1被引導到光學耦合器231，并且以90:10的比例被分離成參照光205和測量光206-1。
[0048]〈A0-SL0單元的參照光光路〉
[0049]接下來，描述參照光205的光路。
[0050]由光學耦合器231分離的參照光205通過光纖230-2進入光強測量裝置264。光強測量裝置264用于測量參照光205的光強，以監視測量光206-1的光強。偏振控制器253-2布置在光纖230-2上，并且控制參照光205的偏振。
[0051 ] 〈A0-SL0單元的測量光光路〉
[0052]接下來，描述測量光206-1的光路。
[0053]由光學耦合器231分離的測量光206-1通過單模光纖230-4被引導到透鏡235-1，并且被調整為光束直徑為4mm的的準直光束。偏振控制器253-4布置在單模光纖230-4上，并且控制測量光206-1的偏振。在測量光206-1的光路中，從透鏡235-1起，依次布置有第三分束器258-3、第一分束器258-1、空間光調制器259、A0-SL0 XY掃描器219-1、A0_SL0聚焦透鏡235-10以及第一分色鏡270-1。此外，多個透鏡235-5至235-9各自適當地布置在這些光學元件之間。
[0054]通過透鏡235-1被形成為準直光束的測量光206-1，通過第三分束器258-3、第一分束器258-1以及透鏡235-5和235-6，并進入空間光調制器259。
[0055]在這種情況下，由控制單元106經由驅動器單元281中包括的空間光調制器驅動器288，來控制空間光調制器259。圖2B是用于示意性示出在控制單元106和驅動器單元281中內置的關聯的模塊單元的框圖。
[0056]接下來，測量光206-1被空間光調制器259調制，通過透鏡235-7和235-8，并進入AO-SLO XY掃描器219-1的鏡。為簡化說明，A0_SL0 XY掃描器219-1被例示為單個鏡。然而，在實際情況下，兩個鏡，即，X掃描器和Y掃描器，被設置為彼此接近，以在垂直于光軸的方向上光柵掃描視網膜227。調整測量光206-1的中心，以與AO-SLO XY掃描器219-1的鏡的各個旋轉中心對準。
[0057]X掃描器是被構造為在平行于圖紙的方向上掃描測量光206-1的掃描器，并且在此，共振型掃描器用于)(掃描器。驅動頻率約為7.9kHz。此外，Y掃描器是被構造為在垂直于圖紙的方向上掃描測量光206-1的掃描器，并且在此，振鏡掃描器(galvano scanner)用于Y掃描器。驅動波形是鋸齒波，頻率為32Hz，并且占空比為84%掃描器的驅動頻率是用于確定AO-SLO圖像獲取的幀速率的重要參數。由控制單元106經由驅動器單元281中包括的光學掃描器驅動器282，來控制AO-SLO XY掃描器219-1。
[0058]透鏡235-9和AO-SLO聚焦透鏡235-10對應于被構造為在深度方向上掃描視網膜227的光學系統，并且用來以在被檢眼207的瞳孔的中心上樞轉的方式，利用測量光206-1掃描視網膜227。注意，在該實施例中，測量光206-1的光束直徑為4mm，但是為了獲取具有更高分辨率的光學圖像，光束直徑可以大于4_。
[0059]此外，支撐AO-SLO聚焦透鏡235-10的AO-SLO電動臺217-1，能夠在由箭頭指示的方向上移動，以移動AO-SLO聚焦透鏡235-10的位置，從而進行聚焦調整。由控制單元106通過驅動器單元281中包括的電動臺驅動器283，來控制AO-SLO電動臺217-1。
[0060]可以調整AO-SLO聚焦透鏡235-10的位置，從而將測量光206-1聚焦到被檢眼207的視網膜227的預定層，以觀察該層。另外，能夠支持被檢眼207具有屈光不正的情況。
[0061 ]測量光206-1進入被檢眼207，并被視網膜227反射和散射，以作為進入光接收單元700的返回光208。光接收單元700具有如后所述的圖3中例示的構造。已進入光接收單元700的返回光208被分支部分離，并且分離后的光束分別到達檢測器704-1至704-5。作為檢測器704-1至704-5，例如，使用作為具有高靈敏度的高速傳感器的雪崩光電二極管(AH))或光電倍增管(PMT)。
[0062]〈A0-SL0單元的光接收單元〉
[0063]接下來，參照圖3描述光接收單元700的示意構造。光接收單元700包括上述的檢測器704-1至704-5(參見圖5)、遮光部711、四角錐棱鏡706以及用于會聚光的多個透鏡。參照圖4描述遮光部711。遮光部711包括4個透過區域712、遮光區域713以及反射區域714，并且遮光部711的中心被布置為位于返回光208的光軸的中心。遮光部711具有橢圓圖案，當在遮光部711相對于返回光208的光軸對角布置的情況下、從光軸方向觀察時，該橢圓圖案形成為圓。
[0064]返回光208首先進入布置在成像面上的遮光部711。要在共焦點處會聚的入射光的一部分被反射區域714中的反射而分離，并且在被會聚后進入檢測器704-1。在這種情況下，在遮光部711中分離的光708通過布置在成像面上的形狀可變小孔707，進入檢測器704-1。
[0065]已通過遮光部711的透過區域712的光709被布置在成像面上的四角錐棱鏡706分離，并且如圖5中例示，分離后的光束分別進入檢測器704-2、704-3、704-4及704-5。檢測器704-2和704-3與在由AO-SLO掃描器219-1掃描測量光期間的X方向同軸地布置。此外，檢測器704-4和704-5與在由AO-SLO掃描器219-1掃描測量光期間的Y方向同軸地布置。
[0066]由各個檢測器根據入射光的強度而獲得的電壓信號，被控制單元106中包括的AD板276-1轉換成數字值，并被輸入到控制單元106。
[0067]〈整個WF-SLO 單元〉
[0068]接下來，描述WF-SLO單元。
[0069]WF-SLO單元基本上具有與AO-SLO單元相同的構造。相同部分的重復描述被省略。
[0070]WF-SLO單元包括作為主要組件的WF-SLO光源201-2、第二分束器258-2、WF-SL0 XY掃描器219-2、WF-SL0聚焦透鏡235-14以及WF-SLO檢測器238-2。此外，多個透鏡235-2和235-11至235-14各自適當地布置在這些光學元件之間。
[0071]從WF-SLO光源201-2輸出的光通過上述的光學元件，并通過分色鏡270-1至270-3等進一步被引導到作為觀察對象的被檢眼207。類似于AO-SLO單元，WF-SLO光源201-2也是SLD。要獲得的光具有920nm的波長和20nm的帶寬。
[0072]〈WF-SL0單元的測量光光路〉
[0073]接下來，描述測量光206-2的光路。
[0074]從WF-SLO光源201-2發射的測量光206-2，通過透鏡235-2和235-11至235-14、WF-SLO XY掃描器219-2、分色鏡270-1等，被引導到作為觀察對象的被檢眼207。
[0075]作為WF-SLOXY掃描器219-2的組件的)(掃描器，是被構造為使測量光206-2在平行于圖紙的方向上進行掃描的掃描器，并且在此，共振型掃描器用于X掃描器。驅動頻率為約3.9kHz。此外，Y掃描器是被構造為使測量光206-2在垂直于圖紙的方向上進行掃描的掃描器，并且在此，振鏡掃描器用于Y掃描器。驅動波形是鋸齒波，頻率為15Hz，并且占空比為84%掃描器的驅動頻率是用于確定WF-SLO圖像的幀速率的重要參數。測量光206-2的光束直徑為1mm，但是為了獲取具有更高分辨率的光學圖像，也可以大于1mm。
[0076]測量光206-2進入被檢眼207，并被視網膜227反射或散射，以作為返回光208，返回光208以與測量光206-2相反的方式，通過分色鏡270-1至270-3、透鏡235-13、WF-SL0聚焦透鏡235-14、透鏡235-2至235-4、WF-SL0 XY掃描器219-2等，到達第二分束器258-2。返回光208-2被分束器258-2從測量光206-2的光路分支，并到達WF-SLO檢測器238-2 JF-SLO聚焦透鏡235-14由WF-SLO電動臺217-2支撐，并且在光軸方向上移動，以使測量光206-2能夠聚焦到視網膜227上。
[0077]〈信標單元的描述〉
[0078]接下來，描述被構造為測量被檢眼207中生成的像差的信標單元。
[0079]從光源201-3輸出的測量光206-3，通過透鏡235-15、信標聚焦透鏡235-16、第四分色鏡270-4等，被引導到作為觀察對象的被檢眼207。在這種情況下，測量光206-3在從被檢眼207的中心偏心的狀態下，進入被檢眼207，以避免被從角膜226反射。信標聚焦透鏡235-16被用于信標217-3的電動臺支撐，并且在光軸方向上移動，以使測量光206-3能夠聚焦到視網膜227上。
[0080]來自被檢眼207的返回光的一部分，作為返回光208，在相反的方向上通過AO-SLO單兀的測量光206-1的光路，并到達第一分束器258-1。由第一分束器258-1從測量光光路分支的返回光208，通過小孔298進入波前傳感器255。在波前傳感器255中，測量被檢眼207中生成的返回光208的像差。在這種情況下，安裝小孔298，用于屏蔽除返回光208之外的不需要的光。波前傳感器255電連接到控制單元106。
[0081 ]波前傳感器255是哈特曼-夏克(Shack-Hartmann)波前傳感器，并且其測量范圍被設置為從-1OD至+5D。通過使用澤尼克(Zernike)多項式來表達獲得的像差，并且獲得的像差表示被檢眼207的像差。Zernike多項式包括以下術語:傾斜(tilt)、離焦(defocus)、散光(astigmatism)、彗差(coma)、三葉形(trefoil)等。注意，光源201-3具有760nm的中心波長和20nm的波長寬度。
[0082]在這種情況下，透鏡235-5至235-10等被布置為使得角膜226、A0-SL0 XY掃描器219-1、波前傳感器255以及空間光調制器259彼此光學共軛。因此，波前傳感器255能夠測量被檢眼207的像差。此外，空間光調制器259能夠基于關于從波前傳感器255發送到控制單元106的像差的信息，根據來自控制單元106的指令，補償被檢眼207的像差。
[0083]〈固視標單元〉
[0084]固視標256由發光顯示模塊形成，并且在XY平面上具有顯示面(27mm X 27mm，128像素X 128像素)。在這種情況下，能夠使用液晶、有機EL、LED陣列等。當被檢眼207從固視標256觀看光柱(flux)257時，提示被檢眼207注視或旋轉。在固視標256的顯示面上，例如，顯示十字形圖案，以在如圖6中例示的任何照明位置265處閃爍。
[0085]來自固視標256的光柱257，通過透鏡235-17、用于固視標的聚焦透鏡235-18以及第一分色鏡至第三分色鏡270-1至270-3，被引導到視網膜227。此外，用于固視標的聚焦透鏡235-18和透鏡235-17被布置為使得固視標256的顯示面與視網膜227彼此光學共軛。用于固視標的聚焦透鏡235-18被用于固視標的電動臺217-4支撐，并且在光軸方向上移動，以使清晰的圖像能夠被呈現給被檢眼207。此外，由控制單元106經由驅動器單元281中包括的固視標驅動器284，來控制固視標256。
[0086]〈眼前段觀察單元〉
[0087]接下來，描述眼前段觀察單元。
[0088]從眼前段照明光源201-4輸出的光照明被檢眼207。從被檢眼207反射的光，通過第一分色鏡270-1、第二分色鏡270-2、第四分色鏡270-4以及透鏡235-19和235-20，進入CCD照相機260 ο眼前段照明光源201-4是具有740nm的中心波長的LED。
[0089]〈聚焦、快門和散光矯正〉
[0090]如上所述，在頭單元102中內置的光學系統包括AO-SLO單元、WF-SLO單元、信標單元、固視標單元以及眼前段觀察單元O在這些單元中，AO-SLO單元、WF-SLO單元、信標單元和固視標單元具有分別地和單獨地用于上述聚焦的電動臺217-1至217-4，并且通過這4個電動臺217-1至217-4的協調運動，調整由電動臺217-1至217-4中的各個支撐的聚焦透鏡的聚焦。注意，在旨在單獨調整聚焦位置的情況下，也能夠單獨移動電動臺。
[0091 ] 此外，AO-SLO單元、WF-SLO單元和信標單元各自包括快門(未示出)，并且通過打開或關閉快門，能夠控制是否使測量光進入被檢眼207。注意，在此使用快門，但是也能夠通過直接接通/斷開光源201-1至201-3，來控制是否使測量光進入被檢眼207。類似地，也能夠通過接通/斷開光源201-4和固視標256，來控制眼前段觀察單元和固視標單元。
[0092]此外，能夠替換AO-SLO聚焦透鏡235-10，并且可以根據被檢眼207的像差(屈光不正)來使用球面透鏡或柱面透鏡。此外，透鏡的數量不限于一個，可以組合和安裝多個透鏡。
[0093]〈波長〉
[0094]圖7示出了從AO-SLO單元、WF-SLO單元、信標單元、固視標單元以及眼前段觀察單元中使用的光源發射的光束的波長分布。為了由分色鏡270-1至270-4分開光束，光束被設置為具有不同的波長帶。注意，圖7示出了各光束的波長的差異，其中未限定強度和頻譜形狀。
[0095]〈成像〉
[0096]接下來，描述獲取的圖像的形成方法。
[0097]已進入檢測器704-1至704-5的光，在檢測器704-1至704-5中的各個中經受光電轉換，并且被控制單元106中包括的AD板276-1轉換成數字值。在控制單元106中，數字值進一步經受與AO-SLO XY掃描器219-1的操作和驅動頻率同步的數據處理，從而形成AO-SLO圖像。
[0098]基于已進入檢測器704-1的光而形成的AO-SLO圖像，S卩，從與小孔對應的遮光部711中的反射區域714反射的光，為共焦圖像。同時，基于已進入檢測器704-2至704-5的光而形成的AO-SLO圖像，S卩，已通過與小孔對應的遮光部711中的反射區域714周圍的透過區域712的散射光，為非共焦圖像。
[0099]在光束進入檢測器704-2、704-3、704-4及704-5的特定時刻從各個光束獲得的數字值，分別被定義為Ia、Ib、Ic及Id。然后，基于以下表達式，能夠確定在X方向和Y方向上的微分值I’和I”。
[0100]r=(Ia-1b)/(Ia+Ib)
[0101]Γ = (Ic-1d)/(Ic+Id)
[0102]通過使用利用在X方向和Y方向上的微分值I’和I”生成的圖像，能夠獲取強調輪廓的圖像。此外，作為光接收單元的構造，描述如下的構造，其中，檢測器的數量被設置為4，以獲取數字值Ia、Ib、Ic及Id。然而，也可以考慮其他構造。例如，可以采用如下的構造，其中，2個檢測器被布置為相對于四角錐棱鏡的分支點線對稱，并且相對于四角錐棱鏡的分支方向和這2個檢測器，配設了被構造為圍繞分支點旋轉的驅動單元。在這種結構的情況下，當四角錐棱鏡和檢測器被圍繞光709的光軸旋轉時，能夠獲取關于微分值I'和旋轉角的信息。
[0103]類似地，在WF-SLO單元中，在WF-SLO檢測器238-2中獲得的電壓信號，被控制單元106中包括的AD板276-2轉換成數字值，從而形成WF-SLO圖像。
[0104]〈攝像過程〉
[0105]接下來，參照圖8、圖9以及圖1OA至圖10D，描述根據本實施例的AO-SLO裝置101中的攝像過程。
[0106]圖8是用于例示攝像過程的流程圖。下面，詳細描述各個步驟。
[0107](步驟S801)啟動AO-SLO裝置101，并確認AO-SLO裝置101的設置狀態。
[0108]檢查者接通控制單元106和AO-SLO裝置101的電源。然后，當起動用于測量的控制軟件時，在顯示單元105上顯示圖9中例示的控制軟件畫面。此時，敦促被檢者將臉放置在面部接收單元104上。
[0109](步驟S802)獲取眼前段的圖像。
[0110]當控制軟件畫面上的執行按鈕501被按下時，眼前段的圖像被顯示在眼前段顯示器512上。在瞳孔的中心未正確地顯示在顯示器的中央的情況下，通過使用操縱桿107，首先將頭單元102移動到基本上正確的位置。在需要進一步調整的情況下，按下控制軟件畫面上的電動臺按鈕503，以稍微移動下巴保持器驅動單元109。
[0111](步驟S803)獲取 WF-SLO 像。
[0112]在該步驟中，調整WF-SLO XY掃描器219-2的掃描寬度，并且利用8mmX6mm的尺寸對被檢者的眼底進行攝像。在以基本上正確的狀態顯示眼前段的圖像的情況下，在WF-SLO顯示器515上顯示WF-SLO像。固視標256被設置在固視標位置顯示器513的中央位置，以將被檢眼207的視線引導到中心。
[0113]接下來，檢查者調整聚焦調整按鈕504，以在觀看WF-SLO強度顯示器516的同時增大WF-SLO強度。在WF-SLO強度顯示器516上，橫軸為時間并且縱軸為信號強度，以時間序列顯示由WF-SLO單元檢測到的信號強度。然后，通過聚焦調整按鈕504的調整，聚焦透鏡235-
10、235-14、235-16及235-18的位置被同時調整。
[0114]在清晰地顯示WF-SLO像的情況下，按下WF-SLO攝像按鈕505以獲取WF-SLO像。在獲取的WF-SLO圖像中沒有問題的情況下，按下WF-SLO記錄按鈕517以保存關于WF-SLO像的WF-SLO數據。
[0115](步驟S804)確定用于獲取AO-SLO圖像的位置。
[0116]確認顯示的WF-SLO像，并且通過使用后述的方法來確定旨在獲取AO-SLO像的位置。接下來，引導被檢眼207的視線，使得用于獲取AO-SLO像的位置位于WF-SLO顯示器515的中央。
[0117]存在確定用于獲取AO-SLO像的位置的兩種方法。一種方法是涉及指定固視標256在固視標位置顯示器513中的位置的方法，而另一種方法是涉及在WF-SLO顯示器515上的預期位置點擊的方法。WF-SLO顯示器515上的像素與固視標256的位置相關聯，使得固視標256的位置能夠自動移動，以將視線引導到預期位置。
[0118]在確認旨在獲取AO-SLO像的位置已經移動到WF-SLO顯示器515的中央之后，流程轉變到隨后的步驟。
[0119](步驟S805)補償像差。
[0120]當像差測量按鈕506被按下時，用作WF-SLO測量光的測量光206-2被阻擋，并且信標單元的快門(未示出)被打開，其結果是，用作信標光的測量光206-3被照射到被檢眼207。由波前傳感器255檢測到的哈特曼圖像被顯示在波前傳感器顯示器514上。基于哈特曼圖像而計算出的像差被顯示在像差補償顯示器511上。像差被顯示為被分開成離焦分量(單位:μm)和整個像差量(單位:ymRMS)。在這種情況下，在步驟S803中調整用于AO-SLO測量光的AO-SLO聚焦透鏡235-10和用于信標光的信標聚焦透鏡235-16的位置，因此在步驟S805中準備好了要進行像差測量。具體而言，相對于測量光206-3的返回光208，通過小孔298而不被阻擋，并且處于到達波前傳感器255的狀態。
[0121]在這種情況下，當自動聚焦按鈕521被按下時，透鏡235-10、235-14、235-16及235-18的位置被自動調整，使得離焦的值減小。
[0122]接下來，當像差補償按鈕522被按下時，空間光調制器259被自動調整，使得像差量減少，并且實時顯示像差量的值。在這種情況下，當像差量的值達到預先確定的閾值(0.03μmRMS)或更小時，AO-SLO測量按鈕507被自動按下，并且流程轉變到隨后的步驟。能夠任意設置像差量的閾值。此外，在像差量的值未達到閾值或更小的情況下，按下像差補償暫停按鈕508以停止像差補償。之后，按下AO-SLO測量按鈕507，以使流程轉變到隨后的步驟。
[0123]在這種情況下，調整WF-SLO XY掃描器219-2的掃描寬度，并且利用200μπιΧ200μπι的尺寸和400像素X 400像素的分辨率，對被攝體的眼底進行攝像。
[0124](步驟S806)獲取 AO-SLO 像。
[0125]當AO-SLO測量按鈕507被按下時，用作信標光的測量光206-3被阻擋，并且AO-SLO測量光206-1的快門被打開，其結果是，測量光206-1被照射到被檢眼207。像差已被補償的AO-SLO像被顯示在AO-SLO顯示器518上。由此顯示的AO-SLO像是后述的AO-SLO共焦圖像。此夕卜，類似于WF-SLO強度顯示器516，在AO-SLO強度顯示器519上，以時間序列顯示由AO-SLO單元檢測到的信號強度。
[0126]在信號強度不足的情況下，檢查者在觀看AO-SLO強度顯示器519的同時，調整聚焦和下巴保持位置，使得信號強度增大。
[0127]此外，能夠通過攝像條件設定按鈕523指定攝像視場角、幀速率以及攝像時間。
[0128]此外，通過深度調整按鈕524的調整，能夠移動AO-SLO聚焦透鏡235-10，以在被檢眼207的深度方向上調整攝像范圍。具體而言，能夠獲取諸如感光細胞層、神經纖維層或色素上皮層等的預期層的像。
[0129]在清晰地顯示AO-SLO像的情況下，按下AO-SLO記錄按鈕520以保存AO-SLO數據。然后，測量光206-1被阻擋。在此，在控制單元106中，基于已進入檢測器704-1的光形成AO-SLO共焦圖像，基于已進入檢測器704-2至704-5的光形成AO-SLO非共焦圖像。在這種情況下，通過使用在成像項目中描述的在X方向上的微分值I’，來形成AO-SLO非共焦圖像。在圖9中例示的控制軟件畫面上，不顯示所形成的非共焦圖像。
[0130]圖1OA至圖1OD是各自用于例示所形成的AO-SLO圖像的圖。圖1OA是AO-SLO共焦圖像111的例示，圖1OB是AO-SLO非共焦圖像112的例示。AO-SLO共焦圖像111和AO-SLO非共焦圖像112在X方向和Y方向上，分別被等分成例如A至C和I至3，并且各自包括9個區域。
[0131](步驟S807)分析AO-SLO圖像中的感光細胞的狀態。
[0132]接下來，當感光細胞分析按鈕525被按下時，針對AO-SLO共焦圖像111和AO-SLO非共焦圖像112，基于已知的圖像處理(例如在US 2014/0185889號中描述的方法)，來檢測感光細胞。通過布置在AD板276-1上的用作分析單元的模塊，來進行在隨后的步驟S808中的感光細胞的檢測以及感光細胞密度的比較，分析單元被構造為分析共焦圖像和非共焦圖像。
[0133]注意，分析單元還包括用作圖像分割單元的模塊，該圖像分割單元被構造為在分析的執行期間將圖像分割成多個區域。此外，在該實施例中，感光細胞密度是多個預定的檢查或在眼底的檢查期間考慮的評價項目中的一者，并且感光細胞密度的計算對應于其評價值的計算。由分析單元中包括的評價值計算單元進行感光細胞密度的計算。
[0134](步驟S808)將感光細胞密度相互比較。
[0135]接下來，針對通過將AO-SLO共焦圖像111和AO-SLO非共焦圖像112分割成9個而獲得的各個區域，將檢測到的感光細胞的密度相互比較。此時，檢測如下的區域X，在區域X中，在AO-SLO非共焦圖像112中檢測到的感光細胞密度比在AO-SLO共焦圖像111中檢測到的感光細胞密度，大預定值或者更多。在這種情況下，區域2-Α、3-Α、3-Β及3-C被檢測為區域X。如圖1OC中例示，檢測到的區域X顯示有圍繞加粗的區域X的框線，以向檢查者通知如下的事實，即，相比于在AO-SLO顯示器518上顯示的AO-SLO共焦圖像111，在AO-SLO非共焦圖像112中更容易觀察到感光細胞。由顯示控制單元根據分析結果，經由各種通知形式(例如插入字母和插入框等)，進行這種通知，顯示控制單元被構造為改變要在顯示單元105上顯示的圖像的顯示形式。顯示控制單元由用作控制單元106中包括的AD板276-1中的顯示控制單元的模塊形成。
[0136](步驟S809)顯示AO-SLO非共焦圖像。
[0137]接下來，按下共焦圖像/非共焦圖像開關按鈕526，以在AO-SLO顯示器518的區域2-A、3-A、3-B及3-C中顯示AO-SLO非共焦圖像112，并且觀察感光細胞。共焦圖像/非共焦圖像開關按鈕526通過被按下，而在共焦圖像與非共焦圖像之間切換(圖1OC和圖1OD被切換)，因此檢查者能夠顯示預期的AO-SLO圖像。注意，上面描述了切換整個區域X的示例。然而，可以采用針對各個區域切換區域X的構造，并且在由指示裝置(例如鼠標)給出指令的情況下，可以顯示非共焦圖像。
[0138]具體而言，根據上述的評價值的比較結果，來改變要在AO-SLO顯示器518上顯示的圖像。由用作上述的顯示控制單元的模塊，進行根據作為分析結果的比較結果的在顯示形式上的改變。
[0139](步驟S810)針對切換，確認是否考慮了整個區域。
[0140]關于顯示將共焦圖像切換到非共焦圖像的必要性或非必要性，是否考慮了所顯示的整個分割區域。當考慮了整個區域時，一系列操作被最終完成。當未考慮整個區域時，流程轉換到步驟S808，以考慮尚未考慮的區域是否需要被切換。
[0141]通過上述步驟的執行，能夠容易且迅速地獲取適于診斷的眼底的AO-SLO圖像，并且能夠提供由檢查者預期的圖像。注意，在上述實施例中，顯示單元105旨在顯示共焦圖像，但是顯示單元105能夠足以顯示共焦圖像和非共焦圖像中的至少一者。可以顯示共焦圖像和非共焦圖像中的一者，并且根據分析結果而替換為另一圖像。
[0142][第二實施例]
[0143]在第一實施例中，描述了涉及通過按下共焦圖像/非共焦圖像開關按鈕526在AO-SLO顯示器518上連續地顯示AO-SLO共焦圖像111和AO-SLO非共焦圖像112的方法。然而，在分割區域中的各個對應區域中，僅區域X可以通過被AO-SLOg _共焦圖像112替換而被顯示，在區域X中，AO-SLO非共圖像112的感光細胞密度比AO-SLO共焦圖像111的感光細胞密度大預定值或者更多。圖1OD是相對于AO-SLO共焦圖像111，A0-SL0非共焦圖像112適合被檢測為區域X的區域2-A、3-A、3-B及3-C中的圖。
[0144][第三實施例]
[0145]在第一實施例中，描述了涉及針對9個分割區域中的各個將AO-SLO共焦圖像111的感光細胞密度與AO-SLO非共焦圖像112的感光細胞密度進行比較，并顯示比較結果的方法。在本發明的第三實施例中，描述了涉及將AO-SLO圖像分割成更多數量的區域，將AO-SLO共焦圖像111的感光細胞密度與AO-SLO非共焦圖像112的感光細胞密度進行比較，并顯示比較結果的方法。
[0146]在第三實施例中，在第一實施例的步驟S808中，針對各個微小區域(例如15μπιΧ 15μπι的區域)，將AO-SLO共焦圖像111的感光細胞密度和AO-SLO非共焦圖像112的感光細胞密度相互比較。計算AO-SLO共焦圖像111的感光細胞密度C與AO-SLO非共焦圖像112的感光細胞密度S之間的比Τ，使得比較結果能夠被分割成例如4個階段。在這種情況下，獲得AO-SLO非共焦圖像的感光細胞密度S與AO-SLO共焦圖像的感光細胞密度C的比T。此外，根據以下比T的計算結果，基于4種排序，來分割AO-SLO共焦圖像111。
[0147]Α:3<Τ
[0148]Β:2<Τ<3
[0149]C:1 < T<2
[0150]D:T<1
[0151]圖11是顯示圖像使得根據針對AO-SLO共焦圖像111而計算出的比T的區域疊加在AO-SLO共焦圖像111上的例示。在圖11中，例示了如下的狀態，S卩，被分割成4個區域的AO-SLO共焦圖像111包括區域A(IlOl)、區域B(1102)、區域C(1103)以及其他區域D。檢查者通過觀察圖11中例示的AO-SLO共焦圖像111，能夠掌握AO-SLO非共焦圖像112的感光細胞密度S與AO-SLO共焦圖像111的感光細胞密度C的比T為大的區域。
[0152]由此，檢查者能夠根據需要，通過按下共焦圖像/非共焦圖像切換按鈕526以在AO-SLO顯示器518上顯示AO-SLO非共焦圖像112，來觀察感光細胞。
[0153]此外，為了顯示區±|U至C，代替如圖11中例示的通過粗框線來顯示區域A至C，例如可以使用如下的方法，該方法涉及使用彩色框，或者通過根據感光細胞密度的比T的值而改變透過率，來顯示半透明圖像。即，在該實施例中，根據AO-SLO共焦圖像111與AO-SLO非共焦圖像112的對應位置之間的評價值的差，來對這些位置或者區域進行排序，并且根據該排序，改變用于替換圖像的模式。
[0154]此外，在第二實施例中，描述了涉及針對各個微小區域計算感光細胞密度的比T的方法。然而，涉及針對相鄰的微小區域(例如3 X 3區域)計算感光細胞密度的比T的方法也是有效的。
[0155](其他實施例)
[0156]在上述實施例中，描述了獲得關于感光細胞的圖像信息的情況，但是本發明針對的圖像信息不限于此。例如，上述的分析方法也能夠適用于能夠被分析為各種圖像的各種結構，所述各種圖像能夠通過圖像從眼底(諸如視網膜血管)收集。
[0157]此外，本發明并不限于上述的實施例，而能夠在不脫離本發明的精神的情況下進行各種改變和變型。例如，盡管在上述實施例中被檢查物是眼睛，但是本發明能夠應用到除眼睛之外的被測定物(例如皮膚或器官)。在這種情況下，除眼科裝置之外，本發明包括醫療設備(例如內窺鏡)的方面。因此，期望本發明被理解為示例為用于眼科診斷和治療的裝置的攝像裝置，并且被檢眼被理解為被檢查物的一個方面。
[0158]還可以通過讀出并執行記錄在存儲介質(也可更完整地稱為“非暫時性計算機可讀存儲介質”)上的計算機可執行指令(例如，一個或更多個程序)以執行上述實施例中的一個或更多個的功能、并且/或者包括用于執行上述實施例中的一個或更多個的功能的一個或更多個電路(例如，專用集成電路(ASIC))的系統或裝置的計算機，來實現本發明的實施例，并且，可以利用通過由系統或裝置的計算機例如讀出并執行來自存儲介質的計算機可執行指令以執行上述實施例中的一個或更多個的功能、并且/或者控制一個或更多個電路執行上述實施例中的一個或更多個的功能的方法，來實現本發明的實施例。計算機可以包括一個或更多個處理器(例如，中央處理單元(CPU)，微處理單元(MPU))，并且可以包括分開的計算機或分開的處理器的網絡，以讀出并執行計算機可執行指令。計算機可執行指令可以例如從網絡或存儲介質被提供給計算機。存儲介質可以包括例如硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、分布式計算系統的存儲器、光盤(諸如壓縮光盤(CD)、數字通用光盤(DVD)或藍光光盤(BD)?)、閃存裝置以及存儲卡等中的一個或更多個。
[0159]本發明的實施例還可以通過如下的方法來實現，S卩，通過網絡或者各種存儲介質將執行上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統或裝置，該系統或裝置的計算機或是中央處理單元(CPU)，微處理單元(MPU)讀出并執行程序的方法。
[0160]雖然參照示例性實施例對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明不限于所公開的示例性實施例。應當對所附權利要求的范圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結構和功能。
【主權項】
1.一種攝像裝置，所述攝像裝置包括: 獲取單元，其被構造為獲取被檢眼的共焦圖像和非共焦圖像； 顯示單元，其被構造為顯示所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像中的至少一者； 分析單元，其被構造為分析所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像；以及顯示控制單元，其被構造為根據由所述分析單元獲得的分析結果，改變在所述顯示單元上顯示的顯示形式。2.根據權利要求1所述的攝像裝置， 其中，所述分析單元包括圖像分割單元，所述圖像分割單元被構造為將所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像分割成多個區域，并且 其中，所述分析單元被構造為針對所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像的所述多個分割區域中的各個區域，分析所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像。3.根據權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述顯示控制單元被構造為使所述顯示單元顯示向被檢者通知所述分析結果的通知形式。4.根據權利要求1所述的攝像裝置， 其中，所述分析單元包括評價值計算單元，所述評價值計算單元被構造為計算關于預定的評價項目的、在所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像中的評價值，并且 其中，所述顯示控制單元被構造為根據所獲取的共焦圖像中和所獲取的非共焦圖像中的對應的評價值的比較結果，來改變所述顯示形式。5.根據權利要求4所述的攝像裝置，其中，所述顯示控制單元被構造為當將所述評價值相互比較時，在所述非共焦圖像的評價值比所述共焦圖像的評價值大預定值或更多的情況下，以所述非共焦圖像替換所述共焦圖像。6.根據權利要求4所述的攝像裝置， 其中，所述分析單元被構造為當將所述評價值相互比較時，根據所述非共焦圖像的評價值與所述共焦圖像的評價值的差，來排序，并且 其中，所述顯示控制單元被構造為根據所述排序，來改變以所述非共焦圖像替換所述共焦圖像的模式。7.根據權利要求1至6中任一項所述的攝像裝置，其中，所述分析單元被構造為分析所述被檢眼的感光細胞的狀態。8.—種攝像裝置的控制方法，所述控制方法包括以下步驟: 獲取被檢眼的共焦圖像和非共焦圖像； 在顯示單元上顯示所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像中的至少一者； 分析所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像；以及 根據在分析所獲取的共焦圖像和所獲取的非共焦圖像的步驟中獲得的分析結果，改變在所述顯示單元上顯示的顯示形式。
【文檔編號】A61B3/12GK105877693SQ201610087518
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月16日
【發明人】歌川勉, 今村裕之
【申請人】佳能株式會社