(57)【要約】  本発明は、眼底カメラに関する発明である。この眼底カメラには、眼底の積分写真を撮影するための積分撮像システムが組み込まれている。この積分写真によって、立体画像を映し出す事が可能になり、さらに、眼底の表面形状図を生成する事も可能になる。本発明に係る眼底カメラは、プレノプティック・カメラの原理に基づいて作動する事ができる。したがって、積分写真から生成した二次元画像にズームする事ができる。提案されている装置は、眼底を明るく照らすための光学系と、積分画像撮影システムを構成する光学系を備えている。この撮影システムは、検眼鏡レンズとマイクロレンズ・アレイとセンサーを備えている。この撮影システムを使えば、一度の撮影で、眼底を様々な視点から捉えた画像を記録する事ができる。さらに、この撮影システムは、積分写真の解像度を高めるために、マイクロレンズの位置を数ミクロンずつずらす事ができるような装置を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検眼鏡レンズ（２）と；
列センサー（７）と；
を備える多視点の眼底カメラであって、
前記検眼鏡レンズ（２）は、眼底（１３）が光源（３）で照射されている時に前記眼底（１３）のうち観察対象になっている平面に焦点を当てるように構成されており、
前記列センサー（７）は二次元画素列を備え、この二次元画素列の中の画素は、前記眼底（１３）から反射された光の強度と周波数を記録するように構成されており、前記列センサー（７）は画像処理手段（１１）に接続されており、この画像処理手段（１１）は、前記列センサー（７）の画素（１４）に形成される複数の基本画像を処理するように構成されており、
前記眼底カメラは、マイクロレンズ・アレイ（６）をさらに備えることを特徴とし、このマイクロレンズ・アレイ（６）のマイクロレンズ（１７）は光軸に対して交差する平面を形成するように配列されており、前記検眼鏡レンズ（２）と前記列センサー（７）との間に位置しており、前記検眼鏡レンズ（２）と前記列センサー（７）との双方に平行であり、前記マイクロレンズ（１７）の各々は眼底の一視点の基本画像を前記マイクロレンズ（１７）に関連する前記列センサー（７）の一組の画素（１４）に形成するように構成されており；前記眼底（１３）の任意の平面の画像が前記マイクロレンズ・アレイ（６）に形成されるように前記検眼鏡レンズ（２）と前記マイクロレンズ・アレイ（６）は配列されており、患者の目の瞳孔の画像を前記列センサー（７）に形成するように、前記マイクロレンズ・アレイ（６）が、前記患者の目の外部光学系と前記検眼鏡レンズ（２）とに関連して、順番に配列されることを特徴とする多視点の眼底カメラ。
【請求項２】
変位手段（８）をさらに備え、
前記変位手段（８）は、前記画像処理手段（１１）と連携しながら、前記マイクロレンズ・アレイ（６）の光軸の位置を横方向に移動させるように構成されており、前記横方向に移動させるたびに、前記画素（１４）に形成された一組の基本画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項３】
前記変位手段（８）は圧電機構を備えることを特徴とする請求項２に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項４】
前記マイクロレンズ・アレイ（６）に接続された線形位相変調器（１８）をさらに備え、
前記線形位相変調器（１８）の位相変調特性は、電気光学的特性と音響光学的特性とから選択する事ができることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項５】
前記光源（３）は光線偏向器（４）と集光レンズ（５）とを備え、
この集光レンズ（５）は前記検眼鏡レンズ（２）と共に前記光源（３）の像を前記目（１３）の瞳孔の平面（１）に投影することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項６】
前記マイクロレンズ・アレイ（６）の前記マイクロレンズ（１７）の数は、前記マイクロレンズ（１７）一つあたりの画素（１４）の数と実質的に等しいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項７】
前記マイクロレンズ（１７）の形状は円形、六角形、四角形から選択されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項８】
前記処理手段（１１）は、前記マイクロレンズ・アレイ（７）が捉えた複数の視野に対応する情報から前記眼底（１３）の表面形状図を再現するように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項９】
画像投影手段（１０、１１）をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項１０】
前記光源（３）は、３８０ｎｍと７８０ｎｍとの間の可視光範囲で照射を行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の多視点の眼底カメラ。
【請求項１１】
前記光源（３）は、７８０ｎｍと３０００ｎｍとの間の赤外線を放射することを特徴とする前記請求項１から９のいずれか一項に記載の多視点の眼底カメラ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
[技術分野]
本発明は光学と眼科学に関する発明である。具体的に、本発明は、眼底の積分写真を撮影する眼底カメラに関する発明である。この積分写真を使って、眼底の立体画像を投影したり、眼底の表面形状図を作成したり、得られた画像から光学切片を作成したりする事ができる。
【０００２】
[背景技術]
眼底とは、眼球の後極部を意味する。この部分には、主に、網膜と黄斑と視神経がある。通常、目の病気を診断するために眼底の検査が行われる。眼底を検査すれば、目とは直接関係のない糖尿病や高血圧といった病気も診断できる。
【０００３】
検眼鏡と眼底カメラは、非侵襲な状態で眼底を検査する際に最も一般的に使われている装置である。これらの装置は、初回診断を行ったり網膜疾患の経過を観察したりするのに非常に役立つ。これらの装置の性能を高めるために、後極部の三次元（３Ｄ）画像を生成できるような眼底カメラが提案されている。提案されているカメラは、地平視差と垂直視差で多数の写真を記録する。この結果、これらの写真によって眼底の立体画像を実際に再現する事ができる。この点が、立体視用の検眼鏡を含む従来の検眼鏡と眼底カメラとの主な違いである。
【０００４】
立体画像を撮影するために準備したカメラで撮影した積分画像を投影するためのアルゴリズムは、ＳＰＯＣ（逆視から正視への高性能変換）というアルゴリズムである。このアルゴリズムは、Ｈ．ナヴァロとＲ．マルティネズ―クエンカとＧ．サヴェドゥラとＭ．マルティネズ―コラールとＢ．ハヴィディによって、「逆視から正視への高性能変換による立体積分画像の表示」Ｏｐｔ．  Ｅｘｐｒｅｓｓ  ２５，  ２５５７３−２５５８３（２０１０）という論文で提案された。この論文は本発明と関連している。ＳＰＯＣというアルゴリズムでは、撮影された元の積分写真の基本的な画像が特定の性質を持った画像になるように調整される。その性質とは、画像が積分撮像モニターや画面に映し出され、正しい立体画像として見られるようにするために必要な性質である。
【０００５】
次に、眼底の画像を入手するための他の装置について説明する。
【０００６】
米国特許第７，７９８，６４２  Ｂ２号に記載されている眼底カメラには、目の後極部に光を当てるための照明システムと、低倍率の顕微鏡と、これに連結されたカメラが組み込まれている。これにより、眼底の写真を入手する事ができる。この装置は平面像を提供するが、眼底の表面形状を再現する事はできず、三次元投影を行う事もできない。
【０００７】
米国特許第７，２９０，８８０  Ｂ１号には、立体視用の眼底カメラが記載されている。このカメラを使えば、目の後極部の写真を、別々の水平視で二枚撮影できる。これらの立体視用の画像は眼底の表面形状を算出する際に役立つ。また、前記の立体視用の画像は、立体表示用の画面に映し出すのに便利である。しかし、写真が二枚しかないので、表面形状を再現できても、光切断法を利用するのは難しい。つまり、眼底の表面形状の再現図を作成しようとする時に、様々な奥行における断面図を選択する事はできない。さらに、立体的な画像を観察する時には輻輳調節矛盾の影響を強く受けるので、前記の立体画像を画面に表示させてその画像を長時間観察すると、目が甚だしく疲れてしまう。
【０００８】
共焦点走査型検眼鏡は、共焦点顕微鏡法という概念に基づく装置である。この装置は、ウェッブらによって、彼らの論文「共焦点走査型レーザー検眼鏡」Ａｐｐｌ．  Ｏｐｔ．  ２６，  １４９２−１４９９で１９８７年に提案された。この共焦点走査型検眼鏡は、高いコストを伴うため、広範には使用されていない。この装置は、レーザー光線を網膜上に投影し、目の水晶体で網膜上に焦点を合わせ、その後、網膜によって反射された光線を小さな穴に通してからその反射光線を検知する、という仕組みになっている。検知する前に反射光線を小さな穴に通すのは、網膜によって最も拡散される光が検知器の中に入るのを極力防ぐためである。このような検眼鏡の主な特徴は、光切断法を高性能で利用できるという事だ。この結果、表面形状を高解像度かつ高コントラストで再現できるようになる。共焦点走査型検眼鏡の欠点は、レーザー光線を照射する必要があるという事と、最終的に網膜の立体画像が得られるまでに、観察されている網膜の部分の全領域の一点一点を走査しなければならないという事である。レーザー光で照射すると画像は単色に見える。これは、眼底カメラを使って得られる画像の色度とは大幅に異なる。共焦点走査型検眼鏡では、最終的に得られる画像の画素数が、走査工程によって決まってしまう。さらに、観察対象になっている領域の全体が走査されるまで、ある程度の時間がかかる。また、共焦点走査型検眼鏡の解像度は眼底カメラの解像度よりも高いので、共焦点走査型検眼鏡で撮影できる視野（領域）は、眼底カメラで撮影できる範囲よりも小さい。
【０００９】
光干渉断層撮影（ＯＣＴ）スキャナーは、ファングらによって、彼らの論文「光学干渉断層撮影」Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２５４，  １１７８−１１８１で１９９１年に提案された。この光干渉断層撮影スキャナーは、干渉法を使って、生体組織の断層画像を、高い解像度、とりわけ、高い距離分解能で提供する。この器具の仕組みは、一点一点走査するという概念に基づいており、共焦点検眼鏡の仕組みと似ている。しかし、光干渉断層撮影スキャナーでは、画像は、網膜組織の様々な層で反射された光と、この網膜組織に照射された光との間の低コヒーレンス干渉に基づいて光学切断を行う事によって得られる。次に、横断走査を行って軸方向に次々と測定していく事によって、画像が形成される。そして、この画像は、二次元の表面形状像として提供される。光干渉断層撮影スキャナーの距離分解能は検眼鏡の距離分解能よりも高い。しかし、光干渉断層撮影スキャナーで得られる横方向の解像度は、検眼鏡で得られる横方向の解像度よりも低い。一つ前に紹介した例と同様に、ＯＣＴの主な利点は、光切断法を利用できるという事だ。この結果、網膜の立体的な断層図を高い解像度で入手できる。ＯＣＴの欠点は、コストが高いという事と、画像が単色だという事と、画素数が限られているという事だ。
【００１０】
[発明の概要]
本発明は、目の後極部の三次元のカラー画像を生成できる眼底カメラに関する発明である。眼底には少なくとも網膜と黄斑と視神経があるが、眼球のこの部分は、本明細書では、後極部、あるいは眼底、あるいは網膜という用語を使って指し示す事にする。
【００１１】
眼底の立体画像を生成するには、マイクロレンズ・アレイを、網膜と、網膜を撮影するのに使うカメラのセンサーとの間に挿入しなければならない。この結果、積分撮像システムが形成される。この撮像技術を使えば、後極部の高解像度の立体写真を、多色光かつ完全視差で得る事ができる。これらの画像を積分撮像モニターに映し出す事も可能だ。また、これらの画像を使って、切片を細かく分析できるような眼底の表面形状図を算出する事もできる。本発明は、従来の眼底カメラの特徴点と、立体画像を生成するための積分撮像技術の特徴点を有利に組み合わせている。輻輳調節矛盾が引き起こす目の疲労は、立体視用の眼底カメラと検眼鏡の主な欠点であるが、上記の積分撮像技術は、この欠点を克服するために使われている。
【００１２】
本発明は、眼底の立体画像を生成するために積分撮像技術を使う。この積分撮像技術とは、マイクロレンズ・アレイを使って、三次元の場面の、基本的な二次元写真を数多く撮影するという工程に基づいている。これらの基本的な二次元写真は、それぞれ、上記三次元の場面を異なる視点で撮影した写真である。マイクロレンズ・アレイに存在するマイクロレンズの数だけ、互いに異なる視点で撮影した写真（基本的な画像）が記録される。立体視技術と比較して積分撮像技術が有利な点の一つは、まさに、異なる視点で撮影された写真が数多く得られるという点だ。積分撮像の場合、マイクロレンズ・アレイの水平方向に存在するマイクロレンズの数だけ水平視図が存在し、マイクロレンズ・アレイの垂直方向に存在するマイクロレンズの数だけ垂直視図が存在する。これに対して、立体鏡の場合、各目によって知覚される光景を両眼視で再現しようとする際に、二つの水平視図が得られるだけである。
【００１３】
前記複数の基本的な画像は、まとめて、積分写真と呼ばれる。この積分写真には、三次元の場面から放出された光線の地図（「ライトフィールド」とも呼ばれる）に関する離散的情報が含まれている。この光線地図から、眼底の表面形状図を再現する事ができる。また、眼底のどの部位についても、光線地図を使って、その部位の表面形状図を再現する事ができる。光線地図を正しく処理すれば、三次元の場面の二次元写真を入手して、その場面のうち、ピントが合っていない平面を拡大したりする事ができる。そして、撮影された画像に対して人工的に開口を合成して、観察の対象になっている領域に焦点を当てる事も可能だ。この技術は、プレノプティック技術として知られている。そして、この技術によって生成される二次元画像はプレノプティック写真と呼ばれている。さらに、積分撮像モニターに完全視差かつ多視点で映し出すための積分画像を形成する事も可能だ。映し出されたこの多視点画像は、奥行きのある自動立体表示の画像であり、映し出された双眼写真とは違って視差を有する。また、この多視点画像を見るために特別な３Ｄメガネを用意する必要はない。
【００１４】
本発明は、緑内障、糖尿病性網膜症、黄斑変性症といった網膜疾患の診断に非常に役立つ。目の後極部を検査する事によって診断できるその他の全ての病変の診断にも本発明は非常に役立つ。特に、網膜の表面形状の乱れを伴うような疾患の診断に本発明は非常に役立つ。
【００１５】
[図面の簡単な説明]
図１は、本発明の簡略図である。図１には、本発明の構成要素のうち最も重要な構成要素が描かれている。図１は、（光学的に同等の物としての）検眼鏡レンズ（２）、照明機構（３，４，５）、マイクロレンズ・アレイ（６）、列センサー（７）、画像処理を行う処理装置（１１）、従来型のモニター（９）、積分撮像モニター（１０）を描いた図である。従来型のモニター（９）と積分撮像モニター（１０）は画像投影手段に含まれる。マイクロレンズ・アレイ（６）と列センサー（７）は、処理装置（１１）と画像投影手段に接続されている。他には、位相変調器（１８）と変位装置（８）も図１に描かれている。この位相変調器（１８）と変位装置（８）は、解像度を高めるための任意の構成要素である。
【００１６】
図２は、マイクロレンズ・アレイがどのようにサンプリングを行うかを示している。眼底（１３）の点（１６）に光が照射される。光は、点（１６）で様々な方向に反射される。光が照射されたどの点（１６）で反射された光線も、全て、マイクロレンズ・アレイ（６）のうちその光線に対応しているマイクロレンズ（１７）を通過する。したがって、特定の画素（１４）が、適度に傾斜している光線の強度を感知する。
【００１７】
[発明を実施するための形態]
次に、本発明の実施形態の一態様について、図面を参照しながら説明する。ここで説明する実施形態によって本発明の特徴点が限定される事はない。
【００１８】
網膜の写真に積分撮像の概念を適用すれば、眼底（１３）を多数の視点から見た光景を一つの写真（積分写真）に記録する事ができる。
【００１９】
図１に描かれているように、ある光源（３）が眼底（１３）に投影される。この時、光源（３）は、目（１）の光学系が考慮されている光学系（２）と光学系（５）、（４）を通る。眼底で反射された光は、マイクロレンズ・アレイ（６）を構成するマイクロレンズを通り、センサー（７）に当たる。
【００２０】
この積分撮像システムの解像度を高めるために、電気機械変位装置（８）を使う事も可能だ。この電気機械変位装置（８）の例として、圧電素子が挙げられる。電気機械変位装置（８）は、横方向にマイクロレンズ・アレイ（６）の位置を変えていく。この結果、実際に使われているマイクロレンズの数が増える。
【００２１】
電気的に同調可能な線形位相変調器（１８）を電気機械変位装置（８）の代わりに使う事もできる。また、線形位相変調器（１８）を電気機械変位装置（８）と併せて使う事もできる。線形位相変調器（１８）は、位相くさび、電気光学偏向器（例えば液晶表示装置）、音響光学位相変調器としても知られている。上記の線形位相変調器（１８）は、光軸上の、マイクロレンズの手前の場所に配置される。この線形位相変調器（１８）は、網膜で反射された光線を、ある特定の角度で偏向させる。光線の道筋の方向が変わる事によって積分画像の解像度が受ける影響は、マイクロレンズの位置を横方向に変えていく事によって積分画像の解像度に与える事ができる影響と同じである。
【００２２】
列センサー（７）が捉えた積分画像がいったん記録されれば、処理装置（１１）はその積分画像を処理する事ができる。そして、積分撮像モニター（１０）は網膜の立体画像を映し出す事ができる。また、処理装置（１１）は、眼底（１３）の表面形状図を再現する事もできる。さらに、処理装置（１１）は、眼底（１３）にある全ての部位の表面形状図を個別に再現する事ができる。これらは、従来型の画面やモニター（９）に、表面形状図として表示される事も可能であり、三次元の場面の様々な断面図として表示される事も可能である。
【００２３】
説明したように、眼底（１３）の表面形状図の再現は、積分写真の一つ一つの断面から算出（処理）する事によって行う事ができる。表面形状の断面図の解像度は、積分画像の解像度に等しい。切片として得られる断面図の数は、合成積分写真の視点画像の数に等しい。
【００２４】
新しい積分画像は合成積分画像と呼ばれ、積分撮像モニター（１０）に映し出すために形成される。この合成積分画像は、撮影された積分写真から算出する事ができる。積分撮像モニター（１０）は、そのモニターを見る人に、眼底（１３）の実際の立体的な再現図を提供する。映し出された立体画像は、自動立体表示であり、視差を有し、奥行きもある。したがって、この立体画像を見るために追加でフィルターを用意する必要はない。
【００２５】
目の調節機能と輻輳機能が協調して働くので、立体画像の観察者は、画面を見ながら立体画像の様々な奥行きに焦点を当てる事ができる。この時、映し出された立体画像は自動立体表示なので、輻輳調節矛盾は生じない。この結果、観察者は、目が疲れない状態で長時間その立体画像を観察する事ができる。
【００２６】
図１には本発明が図示されている。図１に描かれているように、カメラは少なくとも一つの検眼鏡レンズ（２）を備える。この検眼鏡レンズ（２）は、目の光学系（１）と共に、網膜の拡大画像を、マイクロレンズ・アレイ（６）の平面に提供する。
【００２７】
列センサー（７）の対象物が各マイクロレンズ（７）を介して瞳孔（１）の平面に一致するように、列センサー（７）が調整される。これらは、全て、検眼鏡レンズ（２）から同じ焦点距離にあり、（角膜と房水によって形成される）目の光学系の手前部分からも同じ焦点距離にある（瞳孔（１）の平面は、前記のシステムの絞りの開口部を形成する。）。
【００２８】
光源（３）は、観察の対象となっている網膜の領域（１３）に光を照射する事ができる。この光の照射は、光線偏向器（４）と集光レンズ（５）を使って行う事ができる。集光レンズ（５）と検眼鏡レンズ（２）は、光源（３）の像を瞳孔の面に投影する。このようにして、網膜に光を照射するケーラー照明のような仕組みが形成される。このような照明は、場面を明るく照らしている円錐状の光が特定の開口数で瞳孔の表面の直径を均一に正確に照射するように、調節を行う。これは、光源から照射される光を最大限に活用するためである。
【００２９】
上記の照射システムによって、眼底（１３）のあらゆる基本的な画像を撮影する事ができる。後に説明するように、これらの画像には、網膜が適度に明るく照射された場合にその網膜が放つ光線に関する正確な情報が含まれている。
【００３０】
図２に描かれているように、積分撮像システムは、基本的に複数のマイクロレンズ（６）とセンサー（７）を備える。この積分撮像システムは、三次元サンプル（１３）が放つ一束の光線のサンプルを捉えるという仕組みになっている。したがって、特定の画素（１４）は、対応するマイクロレンズ（１７）の中心を通って入射してきた光線の強度を感知する。この光線は適度に傾斜しているので、マイクロレンズに対応する領域（１２）にあるセンサーによって記録される。列センサーが捉えた情報（積分写真）は、光線空間において表現する事ができる。この光線空間の中で、列センサー（７）は、サンプルが放った光線について、連続的な離散サンプリングを行う。マイクロレンズ（１７）の数が多ければ多いほど、そして、一つのマイクロレンズあたりの画素（１４）の数が多ければ多いほど、サンプリングの精度は高くなり、後の段階で再現される立体画像が本物により近くなる。積分撮像技術で明らかになった事によると、マイクロレンズ（１７）から入射する光線を正しく処理するには、この光線を領域（１２）内に（光学的バリアで）封じ込めなければならない。
【００３１】
光線空間のうちサンプルされる点の数は、センサーの中で利用できる画素の数と同じである。最適なサンプリングを行えば、光線空間を正確に再現する事ができ、後の段階で、三次元の場面を本物に近い状態に再現できる。最適なサンプリングを行うためには、マイクロレンズの数は、一つのマイクロレンズあたりの画素の数と同じ（あるいはほぼ同じ）であるべきだ。
【００３２】
システムの解像度は、マイクロレンズ・アレイ（６）の単位面積あたりに存在するマイクロレンズ（１７）の数で決まる。このマイクロレンズ（１７）の数は、そのようなマイクロレンズを製造する工程により限られている。同様に、マイクロレンズ（１７）の数は、各マイクロレンズの大きさによっても限られている。（光回折によって生じる制限も考慮しなければならない。）以上の全ての事を考慮すると、本発明では、有効画素数を増やす（同時に、有効なマイクロレンズの数も増やす）方法として、マイクロレンズ・アレイ（６）を横方向に段階的にずらしていくために、位置を段階的に横方向に変化させる装置（８）を追加する事を提案する。この横方向のスキャンの一つ一つの段階で、センサー（７）は積分写真を捉える。これらの変位の長さはｌ＝ｐ／Ｎである。ｐはマイクロレンズ同士の間隔（連続するマイクロレンズの中心点の間の距離）である。Ｎは直交座標のｘ方向とｙ方向のそれぞれにおける段階の数である。この結果、光線空間のサンプリング頻度を係数Ｎ一つ分だけ増やす事ができる。光学的な方法でこのように解像度を高める事も可能だ。例えば、位相くさび（１８）を使うという方法がある。
【００３３】
図１に描かれているように、走査して積分写真を撮影して記録するというマイクロレンズの処理と、合成積分画像を作り上げるために積分画像に施す処理と、最後に合成積分画像を記録するという処理を必要に応じて調整するという作業は、ＣＰＵ（１１）が行う（なお、合成積分画像を作り上げるために積分画像に施す処理は、必ずしも必要ではない。）。
【００３４】
元の積分画像あるいは合成積分画像は、次の三つの目的に活用できる。
【００３５】
ａ）第一の目的は、眼底の表面形状を再現するという事である。多数の視点からの写真が提供されるので、表面形状を再現するための従来のアルゴリズムを使う事によって、例えば、眼底の表面形状のＣＡＤ形式の再現図を生成する事ができる。この再現図は、従来の画面で見られる。この再現図には、多数の視点から捉えた情報が含まれている。したがって、この再現図を回転させる事によって、眼底のうち、さらに注意深く観察する必要のある部位について、見たい方向からの写真を閲覧する事ができる。
【００３６】
ｂ）第二の目的は、眼底の表面形状を、断面ごとに再現するという事だ。プレノプティック機能を使えば、積分写真を処理する事によって得られた二次元写真の光学切片を形成する事ができる。表面形状の切片の解像度は、実際に使われているマイクロレンズの数で決まる。立体画像を分割して得られる平面の数は、一つの基本画像の画素の数に等しい。したがって、マイクロレンズについて走査を行うという技術を使えば、網膜の表面形状の写真の解像度を係数Ｎ１／２一つ分だけ上げ、さらに、網膜の表面形状を細分化する際の工程能力も係数Ｎ１／２一つ分だけ高める事ができる。
【００３７】
ｃ）第三の目的は、立体画像を積分撮像モニターに映し出すという事だ。ＳＰＯＣアルゴリズムを使う事によって、積分写真から新しい合成積分画像を算出できる。そして、積分撮像モニターに映し出すための一連の基本画像を準備する事ができる。積分画像を映し出すシステムは、光の可逆性という原理に基づいて作動する。画像を撮影するシステムの仕組みは、画像を映し出すシステムの仕組みと同じである必要はない。例えば、画像の撮影に使われるマイクロレンズは、画像を映し出す際に使われるマイクロレンズよりも小さい。また、画像を撮影するシステムと画像を映し出すシステムでは、異なる形状のマイクロレンズを使ってもよい。さらに、画像を撮影する際のセンサーとマイクロレンズとの間の距離は、マイクロレンズ・アレイとモニターとの間の距離とは異なる。以上の事を全て考慮すると、このＳＰＯＣアルゴリズムを使えば、画像を撮影するシステムと画像を映し出すシステムとの構造的な違いを克服する事ができる。したがって、本発明の場合、いったん立体画像が映し出されれば、専用のメガネをかけなくても直接その立体画像を見る事が可能になる。
【００３８】
特に、画素のサンプリングを行うというこのアルゴリズムを使えば、マイクロレンズ・アレイ（７）のパラメーターを合成的に選択する事ができる。マイクロレンズ・アレイ（７）のパラメーターの例として、焦点距離、大きさ、マイクロレンズ（１７）同士の距離、モニターに対する配置、再現された画像の大きさ、さらに、マイクロレンズの形状（円形、六角形、四角形．．．）が挙げられる。こうして、画像が映し出された方法と同様にして画像が撮影された、というシミュレーションを行う事ができる。この結果、たとえ画像を撮影するシステムが画像を映し出すシステムと同じでなくても、積分写真は、その積分写真を映し出すのに使っているシステムと同じ特徴を持ったシステムで撮影されたかのように見えるように、調整される。
【００３９】
このアルゴリズムでは、次の三つの工程を連続して行う：モニターのシミュレーション、仮想の撮影、そして、均一スケーリングである。
【００４０】
まず、モニターのシミュレーションが行われる。マイクロレンズで撮影した一連の基本画像が、アルゴリズムへのインプットとして使われる。
【００４１】
第二の工程では、仮想の撮影が行われる。画像は、まるでピンホールの列を使って撮影されたかのようにするために、変換される。この列の配置や、列を構成するピンホール同士の空間的な周期や、列とセンサーとの間の距離や、画素の数は、画像を映し出すモニターの特性と一致するように、任意に設定される。
【００４２】
最後に、均一スケーリングが行われる。合成された基本画像の大きさは、積分撮像モニターの特性に合うように調節される。
【００４３】
マイクロレンズで走査された後に得られた合成積分写真の有効画素数は、モニターの画素数と同程度である必要はないが、同程度である事が望ましい。ＳＰＯＣを利用して得られる積分画像では、基本画像の数は、一つの基本画像あたりの画素数よりもはるかに大きくなければならない。基本画像の数によってモニターの解像度が決まる。一方、一つの基本画像あたりの画素数によって、視野の数が決まる。視野の数は、１２から１６であれば充分だと考えられている。モニターの解像度はさらに高い数値であるべきだ。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の簡略図である。図１には、本発明の構成要素のうち最も重要な構成要素が描かれている。図１は、（光学的に同等の物としての）検眼鏡レンズ（２）、照明機構（３，４，５）、マイクロレンズ・アレイ（６）、列センサー（７）、画像処理を行う処理装置（１１）、従来型のモニター（９）、積分撮像モニター（１０）を描いた図である。従来型のモニター（９）と積分撮像モニター（１０）は画像投影手段に含まれる。マイクロレンズ・アレイ（６）と列センサー（７）は、処理装置（１１）と画像投影手段に接続されている。他には、位相変調器（１８）と変位装置（８）も図１に描かれている。この位相変調器（１８）と変位装置（８）は、解像度を高めるための任意の構成要素である。
【図２】図２は、マイクロレンズ・アレイがどのようにサンプリングを行うかを示している。眼底（１３）の点（１６）に光が照射される。光は、点（１６）で様々な方向に反射される。光が照射されたどの点（１６）で反射された光線も、全て、マイクロレンズ・アレイ（６）のうちその光線に対応しているマイクロレンズ（１７）を通過する。したがって、特定の画素（１４）が、適度に傾斜している光線の強度を感知する。
【図１】
2014530697.tif 000003
【図２】
2014530697.tif 000004
【国際調査報告】
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