CN100387184C - 眼科摄像装置和眼科摄像方法 - Google Patents

Abstract

一种眼科摄像装置，包括：用于把被检眼眼底像(Er)变换为数字图象数据的摄像元件(17a)；用在上述摄像元件(17a)中不同的成像倍率成像上述被检眼眼底像(Er)的摄像光学系统；用与上述成像倍率联动的光量进行照明的眼底照明装置(5)；根据上述成像倍率从上述图象数据中选择包含眼底图象的特定区域(17c)的区域选择装置(33)，其特征在于，与上述成像倍率的缩小联动来降低上述眼底照明装置(5)的光量，以及，与上述成像倍率的缩小联动来缩小上述特定区域(17c)。适用于具有在摄像元件中以不同成像倍率成像的摄像光学系统。

Description

眼科摄像装置和眼科摄像方法

技术领域

本发明涉及具有在摄像元件中以不同的成像倍率成像的摄像光学系统的眼科摄像装置和眼科摄像方法。

背景技术

以往，众所周知的有在各种摄像介质上记录的无散瞳眼底照相机。无散瞳眼底照相机在自然散瞳的状态下用红外光观察并对准被检查者，用闪光灯光源等发出的可见光的闪光来进行彩色眼底像的静止图象记录。因此，当摄像光晃眼时被检测者的瞳孔就会收缩，所以在连续拍摄的情况下，直至瞳孔自然散瞳必须等待10分钟左右的时间。

在团体健康检查的眼底摄像时，会要求拍摄许多人的左右眼。于是，在一只眼的摄像结束后，到另一只眼睛被摄像前要让被检查者一直等待着，这一点在时间和空间上都是低效率的。因此，希望可以连续拍摄左右眼的以低光量的摄像。

近年来，使用电子记录式照相机来记录眼底像的方式正在增加，但当使用这样的照相机以较少的照明光量来进行拍摄时，要设定很高的照相机摄像灵敏度来进行拍摄。

另外，团体健康检查的图象往往是由专门的图象观察者察看图象，为了缩短察看图象的时间，而采用使用网络线来远程地转送图象的方式。因此，如果图象尺寸过大则在转送中需要较多时间，从而导致察看图象的效率降低，所以如特开平6-098859号公报所示那样，使用图象压缩技术来降低图象信息容量的方式。另外，在特开平4-084932号公报中，记载了仅采集眼底像部分来进行转送的技术。

但是，在上述以往方法中，设定很高的摄像灵敏度所拍摄到的眼底像其暗电流等的噪音也被放大。另外，为了使用压缩技术来减小图象尺寸，必须使用非可逆压缩，在图象中显现独特的图案，或者丢失颜色信息。

在医用图象的情况下，要求不实施加工的原始图象(RAW数据)，压缩图象也有不能作为诊断用图象确认的情况。在仅采集眼底图象部分中，图象的形状如圆形或者小椭圆型那样成为特殊形状，在一般的图象软件中不能正确地再生。另外，由于成像小，为了去掉增加的空白部分就必须在显示到监视器上时进行放大显示。

发明内容

鉴于上述问题的存在，本发明的目的在于：提供一种具有在摄像元件中以不同的成像倍率成像的摄像光学系统的眼科摄像的优选技术。

为了实现上述目的，本发明的一个方面的眼科摄像装置包括：用于把被检眼眼底像变换为数字图象数据的摄像元件；以不同的成像倍率使上述被检眼眼底像在上述摄像元件中成像的摄像光学系统；用与上述成像倍率联动的光量进行照明的眼底照明装置；根据上述成像倍率而从上述图象数据中选择包含眼底图象的特定区域的区域选择装置，其中，与上述成像倍率的缩小联动来降低上述眼底照明装置的光量，而且，与上述成像倍率的缩小联动来缩小上述特定区域。

本发明的另一个方面的眼科摄像方法包括：拍摄被检眼的眼底，设定使眼底像成像时的成像倍率的步骤；利用与上述成像倍率对应的光量对上述眼底进行照明的步骤；拍摄利用上述光量照明的上述眼底的步骤；抽出通过上述拍摄得到的眼底像中的特定区域的步骤；以及将在上述眼底像中抽出的上述特定区域变换成数字数据的步骤，其中，上述特定区域对应于上述成像倍率而变更。

本发明的其他特征和优点将通过下面结合附图对实施例进行的说明来进一步明确，对附图中表示相同或相似组成的部分采用了相同的附图标记。

附图说明

图1是实施例1的眼底照相机的构成图。

图2是采集区域的说明图。

图3是采集区域的说明图。

图4是实施例2的眼底照相机的构成图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的优选实施例。

图1是眼底照相机的构成图。在从发出可见光以及红外线的正常光的卤素灯等的观察光源1至物镜2之间，排列配置聚光透镜3、遮挡可见光并使红外线透过(透射)的可见光截止滤光器4、发射闪光的闪光灯光源5、具有环状开口的光圈6、被配置成插入脱离自如的遮挡红外线的红外线截止滤光器7、中继透镜8、开口反射镜9。

在物镜2的后方上排列配置被配设在开口反射镜9的孔部分上的摄像光圈10、可以在光轴上移动的聚焦透镜11、摄像透镜12、跳角反射镜13、光圈14、场透镜15、唯一性插入光路中的中继透镜16a、16b、具有摄像元件17a的数字照相机17，构成眼底摄像装置。

在跳角反射镜13的反射方向上排列视野光圈18、场透镜19、反射镜20、摄像透镜21、具有摄像元件22a的摄像装置22，摄像装置22的输出被连接在监视器23上，构成眼底观察装置。

数字照相机17产生的数字图象数据的输出与图象控制电路31连接，图象控制电路31用A/D转换器32a、具有作为存储数字图象数据的存储装置的图象存储器32b的图象转换器32、图象控制装置33、视频RAM34构成。在图象控制装置33上连接图象记录装置35，在视频RAM34上连接控制装置36、监视器37。在记录装置35中使用对记录介质D进行写入，或者读出的驱动器装置，记录介质D是Mo、MD、DVD、卡存储器、硬盘等即使没有从外部提供电力也可以保持存储的记录介质。

在控制装置36上连接具有摄像开关38、开关39S、39D的摄像模式选择开关39、闪光灯控制电路40。闪光灯光源5用闪光灯控制电路40控制发光，发光光量通过被施加在闪光灯控制电路40的电容器40a上的电压控制。

在摄像时，摄像者让被检查者在眼底照相机的正面坐下，首先一边用红外线观察被检眼E的眼底Er，一边进行被检眼(被检查的眼睛)E和眼底照相机的位置对位。在该观察状态下，红外线截止滤光器7在光路外避开等待，观察光源1发出的光用聚焦透镜3聚光，用可见光截止滤光器4仅使红外光透过，通过闪光灯光源5、光圈6的环状开口，通过透镜8，用开口反射镜9的周边反射镜部分反射到左方，经过物镜2、被检眼E的瞳孔Ep照射眼底Er。

这样用红外线照射的眼底Er的像再次通过物镜2、摄像光圈10、聚焦透镜11、摄像透镜12，用被配置在光路内的跳角反射镜13反射到上方，一旦成像在视野光圈18的附近，则进一步用场透镜19聚光，用反射镜20反射到左方，用摄像透镜21成像在摄像装置22的摄像元件22a上。在摄像装置22上得到的眼底像被变换为视频信号显示在监视器23上。摄像者一边看放映在该监视器23上的眼底像23a，一边用未图示的操作装置进行和被检眼E的对位，以及移动聚焦透镜11进行对焦以及摄像范围的确认。

摄像者观察被显示在监视器23上的眼底像23a，在确认了摄像范围、位置、对焦大致良好后，为了筛选拍摄，操作摄像模式选择开关39的开关39S。检测到对开关39S的输入的控制装置36把对中继透镜16b进行缩小成像的中继透镜16a插入到光路内，在闪光灯控制电路40的电容器40a中施加比使用中继透镜16b拍摄时还低的电压，充电少量电荷。

例如，当使用了中继透镜16a的情况下，相对使用了中继透镜16b的情况，如果成像为1/m倍的倍率，则发光的光量是1/m²，可以得到同等亮度的眼底像。而后，操作摄像开关38进行眼底摄像。

检测到对摄像开关38的输入的控制装置36首先把遮挡红外线的红外线截止滤光器7插入到光路内，开始数字照相机17的光蓄积，向闪光灯控制电路40发送发光信号。接收到发光信号的闪光灯控制电路40向闪光灯电源5发送触发信号，放电被蓄积在电容器40a上的电荷发光。

闪光灯光源5发出的光束和观察光同样通过光圈6的环状开口，用红外线截止滤光器7除去红外光，剩下的可见光通过中继透镜8，用开孔反射镜9的周边的反射镜单元反射到左方，经由物镜2并经过瞳孔Ep照射眼底Er。

这样照明的眼底像再次通过物镜2、摄像光圈10、聚焦透镜11、摄像透镜12，被跳角后的反射镜13的下方，暂时成像在视野光圈14附近，用场透镜15聚光，经由中继透镜16a成像在数字照相机17的摄像元件17a上。数字照相机17把摄像元件17a的全部区域的图象信息变换为数字图象数据，输出到图象控制电路31。

图象控制电路31的图象控制装置33用以下说明的方法，采集预先计算出的范围的图象，存储在存储器32b中。该图象数据用存储装置35保存在记录介质D中，同时播放在监视器37上。

图2展示计算图象的采集区域的方法，例如数字照相机17的摄像元件17a是纵2000×3000的600万象素的正方象素，把有效单元的大小设置成纵20mm×横30mm。

如果把在观察模式中的眼底像的图象大小的直径设置成9.6mm，则如图2所示拍摄的眼底像17b相对摄像元件17a的有效区域(20×30)小。但是被检眼E的摄像范围和摄像者在监视器23上观察的范围相等。而后，图象控制装置33采集包含摄像范围的矩形区域17c。该采集区域17c的计算方法如以下那样进行，但不需要是矩形。

把摄像元件17a的左上的地址设置为(0，0)，把纵方向设置为X，把横方向设置为Y，如果把图象数据的地址表示为(X，Y)，则包含直径9.6mm的眼底像的纵2比横3的相似的矩形区域的大小如果考虑上下各0.2mm的空白，则是纵10mm×横15mm＝1000×1500象素(1象素＝20/2000＝0.01mm)，中心地址(光轴)为(1000，1500)。

因此，因为仅要以该中心地址为中心采集矩形区域即可，所以仅要采集用地址P1(500，750)、P2(1500，750)，P3(500，2250)，P4(1500，2250)的4点包围的区域即可。

图象控制装置33把采集的区域记录在记录介质35上，进一步根据需要通过通信装置向外部转送图象。因为这样以矩形采集图象，所以用外部PC(个人计算机)使用通用的图象软件，也可以看摄像图象。

通过这样在摄像元件17a上成像小的图象，因为可以提高摄像面上的照度，所以可以以少的照明光量摄像。例如，如果把使用了中继透镜16b的情况下的图象尺寸的直径设置为19.2mm，则可以得到在照明光量是1/4下的相等亮度的眼底像。由此，因为可以进行多张连续拍摄、两眼的连续拍摄，所以可以提高拍摄效率。另外，因为仅取出少量区域的图象保存，所以即使是未实施压缩等的加工的原始图象也可以节约存储器，可以缩短记录时间、转送时间。

观察这样拍摄的图象，当判断为需要详细诊断的情况下，操作选择摄像模式选择开关39的详细诊断模式的开关39D。检测到对摄像模式选择开关39的开关39D的输入的控制装置36把中继透镜16a退避到光路外插入中继透镜16b，控制闪光灯控制电路40，设定高的电容器40a的充电电压，以使可以用比观察模式时还多的光量照明被检眼E。而后，操作摄像开关38进行眼底Er的摄像。

检测到对摄像开关38的输入的控制装置36首先把红外线截止滤光器7插入到光路内，开始数字照相机17的摄像元件17a的光储存，向闪光灯控制电路40发送发光信号。接收到发光信号的闪光灯控制电路40向闪光灯光源5发送触发信号，放电被蓄积在电容器40a上的电荷发光。

闪光灯光源5发出的光束和观察光一样，通过光圈6的环状开口，用红外线截止滤光器7除去红外光，剩下的可见光通过中继透镜8，用开孔反射镜9的周边的反射镜单元反射到左方，通过物镜2经过被检眼E的瞳孔Ep照射眼底Er。

这样照明的眼底反射像再次通过物镜2、摄像光圈10、聚焦透镜11、摄像透镜12，通过跳角后的反射镜13的下方，暂时成像在视野光圈14附近，用场透镜15聚光，通过中继透镜16b成像在数字照相机17的摄像元件17a上。被变换为数字图象数据。

图象控制电路33把眼底像的数字图象数据存储在存储器32b中。该图象数据用存储装置35保存在记录介质D中，在监视器37上播放。该图象显示得比筛选模式时还大。

在诊断模式中，如图3所示眼底像17b被大尺寸地成像在摄像元件17a上。被检眼E的摄像范围和观察模式时一样，和摄像者用监视器23观察的范围相等。而后，图象控制装置33并不从图象数据中采集特定区域，而是把全部的图象数据记录在记录装置35上，根据需要通过通信装置向外部转送图象。

这种情况下因为图象的容量大，所以在记录、通信中需要时间，另外因为比在被检眼E上照射的光量还大，所以摄像效率降低，但因为可以得到高精细的图象，所以可以精细诊断，诊断精度提高。

[实施例2]

在实施例1中，设定筛选模式、诊断模式的2种模式，设定照明光量、摄像倍率、图象的采集，但如图4的实施例2所示如果可以根据摄像者的需要设定所希望的图象大小和摄像光量的关系，则使用方便性进一步提高。

这种情况下在图1中的中继透镜16a、16b被置换为连续变焦距透镜16c，用连接在控制装置36上的透镜位置控制装置41可以变更连续变焦距透镜16c的倍率。另外，代替摄像模式选择开关39设置模式选择开关42，设置可以选择照明光量的强弱的开关42H、42L，进而被选择出的照明光量的强度和图象大小可以显示在显示单元42a、42b上。

控制单元36如发出被选择出的发光能量那样控制闪光灯控制电路40的电容器40a的充电电压。进而，如果控制透镜位置控制装置41，则连续变焦距透镜16c的各个透镜移动，在摄像面上的图象的成像倍率随之连续变化。图象控制装置33计算与该成像倍率，即图象的大小相应的采集区域。而后，根据该计算结果把图象记录在采集存储器32b上。

此时，采集区域P1、P2、P3、P4的地址把眼底像的图象大小的直径设置为d(mm)，可以如以下那样函数化。

对于眼底像如果把采集的空白的大小设置成单侧0.2mm，则采集区域的大小是纵d+0.4mm，横(d+0.4)×3/2mm。如上所述，如果把象素密度设置为20/2000＝0.01mm，则采集的象素大小是纵(d+0.4)/0.01象素，横(d+0.4)×3/2/0.01象素，中心地址是(1000，1500)。

因此，P1{1000-(d+0.4)/0.01/2，1500-(d+0.4)×3/2/0.01/2}

P2{1000+(d+0.4)/0.01/2，1500-(d+0.4)×3/2/0.01/2}

P3{1000-(d+0.4)/0.01/2，1500+(d+0.4)×3/2/0.01/2}

P4{1000+(d+0.4)/0.01/2，1500+(d+0.4)×3/2/0.01/2}

但是，在地址P1比(0，0)小的情况下，设定不进行采集。

如果采用本发明，则可以提供适合于具有在摄像元件中以不同的成像倍率成像的摄像光学系统的眼科摄像的技术。

由于本发明在不偏离基实质和范围的情况下可以有许多明显不同的具体实施例，所以应当理解为本发明不仅限于具体的设备或实施例，在不脱离本发明精神的前提下，各种修改和变形都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种眼科摄像装置，其特征在于，包括：用于把被检眼眼底像变换为数字图象数据的摄像元件；以不同的成像倍率使上述被检眼眼底像在上述摄像元件中成像的摄像光学系统；用与上述成像倍率联动的光量进行照明的眼底照明装置；和根据上述成像倍率从上述图象数据中选择包含眼底图象的特定区域的区域选择装置，其中，

与上述成像倍率的缩小联动来降低上述眼底照明装置的光量，而且，与上述成像倍率的缩小联动来缩小上述特定区域。

2.如权利要求1所述的眼科摄像装置，其特征在于，具有存储用区域选择装置选择出的特定区域内的图象数据的存储装置。

3.如权利要求1或2所述的眼科摄像装置，其特征在于，上述特定区域是矩形形状。

4.如权利要求1所述的眼科摄像装置，其特征在于，具有转送用区域选择装置选择出的特定区域内的图象数据的转送装置。

5.一种眼科摄像方法，其特征在于，包括：

拍摄被检眼的眼底，设定使眼底像成像时的成像倍率的步骤；

利用与上述成像倍率对应的光量对上述眼底进行照明的步骤；

拍摄利用上述光量照明的上述眼底的步骤；

抽出通过上述拍摄得到的眼底像中的特定区域的步骤；以及

将在上述眼底像中抽出的上述特定区域变换成数字数据的步骤，

其中，上述特定区域对应于上述成像倍率而变更。

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