ディフューザーベースの計算画像化眼底鏡

Diffuser-based computational imaging funduscope.

• Yunzhe Li
• Gregory N McKay
• Nicholas J Durr
• Lei Tian

抄録

眼科医療へのアクセスの悪さは世界的な大きな課題であり、低コストで携帯性に優れ、使いやすい診断技術によって改善される可能性があります。ディフューザーベースのイメージングは、安価でコンパクトな光学系を実現する可能性を秘めており、デフォーカス誤差の範囲内で焦点の合った物体の画像を再構成することができます。ここでは、モデル眼の重要な臨床的特徴を再構成する拡散器ベースの計算式眼底鏡を紹介する。既存のディフューザイメージャーアーキテクチャと比較して、我々のシステムは、眼球レンズをディフューザに中継することで、無限共役設計を特徴としています。これにより、広い視野（FOV）でのシフト不変性と、拡張された深度範囲での不変の倍率を提供します。実験的に、我々は33のFOVにわたって眼底画像再構成を実証し、一定のポイントスプレッド関数を使用して±4Dの屈折率誤差に対するロバスト性を示しています。ディフューザベースの波面検出と組み合わせることで、この技術は単一のディフューザセンサを介して、眼収差測定と眼底スクリーニングの組み合わせを可能にする可能性があります。

Poor access to eye care is a major global challenge that could be ameliorated by low-cost, portable, and easy-to-use diagnostic technologies. Diffuser-based imaging has the potential to enable inexpensive, compact optical systems that can reconstruct a focused image of an object over a range of defocus errors. Here, we present a diffuser-based computational funduscope that reconstructs important clinical features of a model eye. Compared to existing diffuser-imager architectures, our system features an infinite-conjugate design by relaying the ocular lens onto the diffuser. This offers shift-invariance across a wide field-of-view (FOV) and an invariant magnification across an extended depth range. Experimentally, we demonstrate fundus image reconstruction over a 33 FOV and robustness to ±4D refractive error using a constant point-spread-function. Combined with diffuser-based wavefront sensing, this technology could enable combined ocular aberrometry and funduscopic screening through a single diffuser sensor.