CN103799964B - 眼科装置和眼科摄像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种眼科装置和眼科摄像方法。当用摄影方法捕获眼底图像时，为了在被检眼与装置之间的位置对准中，防止由于位置对准指标与眼底的视神经乳头之间的重叠导致的不准确位置检测，该眼科装置包括：投影单元，被配置为将多个对准指标投影到被检眼上；视神经乳头位置检测单元，被配置为检测所述被检眼的视神经乳头位置；以及对准检测单元，被配置为根据所述对准指标的反射图像，检测所述被检眼与装置主体之间的位置关系，其中，所述对准检测单元通过依据所述视神经乳头位置选择所述多个对准指标的反射图像中的至少一个反射图像，来进行对准检测。

Description

眼科装置和眼科摄像方法

技术领域

本发明涉及一种眼科装置和眼科摄像方法。

背景技术

作为眼科装置，广泛已知用摄影方法捕获被检眼的眼底的眼底照相机。另外，作为眼底照相机，已知使用诸如彩色造影、可视荧光造影（FAG）或者近红外吲哚青绿（ICG）视频造影的多个摄像模式观察被检眼，以依据检查的目的来捕获图像的装置。

当使用眼底照相机来捕获图像时，需要细致地调整被检眼与眼底照相机之间的工作距离。因此，将对准指标投影到被检眼上，并且使用指标图像进行对准调整。

在日本特开昭62-34530号公报中，提出了一种眼底照相机，其中，将对准指标投影到被检眼的角膜上，以通过作为指标的反射图像的对准图像的聚焦状态来确定对准位置是否合适。

另外，在日本特许第3569026号公报中，提出了一种眼底照相机，其自动检测对准指标，并且通过调整装置位置来进行摄像。

当使用摄影方法捕获眼底图像时，被检眼的视神经乳头（opticpapilla）被明亮地观察。认识到当检测对准时，依据被检眼的朝向，视神经乳头可能与对准指标重叠。其结果是，难以准确地检测到对准指标。如果没有准确地检测到对准指标，则由于照明光束在角膜或镜片处的反射光，耀斑（flare）容易混入到眼底图像中。

发明内容

鉴于前述问题，本发明提供一种眼科装置，其能够不管被检眼的朝向，准确地检测对准指标，以自动进行摄像或者自动调整对准指标。

为了解决上述问题，根据本发明的眼科装置包括：投影单元，被配置为将多个对准指标投影到被检眼上；视神经乳头位置检测单元，被配置为检测所述被检眼的视神经乳头位置；以及对准检测单元，被配置为根据所述对准指标的反射图像，检测所述被检眼与装置主体之间的位置关系，其中，所述对准检测单元通过依据所述视神经乳头位置选择所述多个对准指标的反射图像中的至少一个反射图像，来进行对准检测。

为了解决上述问题，根据本发明的眼科摄像方法包括：将多个对准指标投影到被检眼上；检测所述被检眼的视神经乳头位置；以及根据所述对准指标的反射图像，检测所述被检眼与装置主体之间的位置关系，其中，在所述位置关系的检测中，通过依据所述视神经乳头位置选择所述多个对准指标的反射图像中的至少一个反射图像，来检测对准。

根据本发明，能够不管被检眼的朝向，准确地检测对准指标，自动进行摄像，并且自动调整对准指标。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的眼科摄影装置的配置的图。

图2是示出观察眼底时的图像的示意图。

图3是示出根据第一实施例的对准检测部的图像处理的流程图。

图4是示出根据第二实施例的对准检测部的图像处理的流程图。

图5是示出作为液晶板的固视标的开口部分与遮光部分之间的位置关系的图。

图6是示出根据实施例3的对准检测部的图像处理的流程图。

图7是示出观察眼底时的图像的示意图。

图8示出了视神经乳头位置表。

具体实施方式

现在，根据附图，详细描述本发明的优选实施例。

第一实施例

图1是示出作为根据本发明的第一实施例的眼科装置的眼底照相机的配置的图。在从观察光源1到位于被检眼E前面的物镜2的光路O1上，布置有观察光源1、会聚透镜3、摄影光源4和镜5。此外，在镜5的反射方向上，依次布置有具有环形形状开口的光圈6、中继透镜7和穿孔镜8，以构成眼底照明光学系统。另外，观察光源包括发出近红外光的LED光源。

在穿孔镜8后面的光路O2上，依次布置有聚焦透镜9、摄影透镜10和例如包括CCD的图像拾取元件11，以构成眼底摄影光学系统。

另外，在穿孔镜8的孔附近从光路O2沿水平方向偏移的位置，布置有被配置为引导指标光束的光引导件12a的出射端。用于对对准指标进行照明的LED光源13a连接到光引导件12a的入射端。

在光引导件12a的出射端相对于光路O2的对称位置，布置有光引导件12b的出射端。具有与发光二极管（LED）光源13a相同的波长的LED光源13b（未示出）连接到光引导件12b的入射端。以这种方式，构成对准指标投影光学系统。

图像拾取元件11的输出通过累积电荷读取部14和图像信号处理部15连接到控制整个眼底照相机的系统控制部16。此外，被配置为显示捕获图像的显示部17连接到图像信号处理部15。另外，被配置为从外部操控系统控制部16和眼科装置的操控部18连接到系统控制部16。

当观察眼底时，从观察光源1发出的照明光通过会聚透镜3和摄影光源4，并且在镜5上被反射。在镜5上反射的反射光通过光圈6和中继透镜7，在穿孔镜8的外周部分上被反射，并且经由物镜2照射被检眼E的眼底Er。眼底Er的反射光通过物镜2、穿孔镜8的孔、聚焦透镜9和摄影透镜10，在图像拾取元件11的成像表面上形成图像，并且作为眼底图像被观察到。

来自LED光源13a和13b的从光引导件12a和12b的出射端的出射的指标光束经由物镜2，作为对准指标Pa和Pb投影到被检眼E上。当被检眼E和眼底照相机之间的工作距离合适时，在被检眼E的角膜表面上反射的指标光束的反射图像变为平行光，通过与照明光束的眼底反射光相同的光路，并且在图像拾取元件11的成像表面上形成指标图像。

累积电荷读取部14保持图像拾取元件11的摄影转换之后的累积电荷，读取累积电荷，读取信号，同时连续清除保持的电荷，并且向图像信号处理部15输出信号。

另外，当在系统控制部16的控制下，图像信号处理部15处于观察模式时，进行观察模式处理。也就是说，当进行观察时，图像信号处理部15将作为被检眼E和眼底照相机之间的工作距离的引导的对准标记M，与通过图像拾取元件11的累积电荷而产生的眼底图像电相加，并且向显示部17输出观察图像。

图2是示出观察眼底时的图像的示意图。当观察眼底时，在显示部17上显示由观察光源1进行照明的眼底图像Er'、对准标记M以及由于对准指标Pa和Pb而在角膜表面的对准指标图像Pa'和Pb'。操作者操控能够移动图1所示的眼底照相机的整个光学部分的台部分，使得指标图像Pa'和Pb'进入对准标记M，并且调整被检眼E和眼底照相机之间的工作距离。

在这种情况下，操作者操控聚焦透镜9，使用投影到眼底Er上的聚焦指标（未示出）的反射光，进行聚焦调整。

接下来，描述被配置为检测被检眼和装置主体之间的对准状态的图像处理部。在该实施例中，描述被配置为检测与被检眼的对准是否合适的图像处理配置。

如上所述，为了调整被检眼和装置之间的对准，操作者操控台部分。同时，图像处理部基于眼底图像确定对准状态，并且向操作者通知结果。

图像处理部被嵌入系统控制部16中。从系统控制中依次获得由图像信号处理部15处理的眼底图像，以进行图像处理。

图3示出了对准检测部的图像处理流程。在步骤S101中，处理循环开始。首先，在步骤S102中，获取由图像信号处理部15处理的眼底图像作为观察图像。

然后，确定是否检测到了视神经乳头（步骤S103）。当未检测到视神经乳头时，在下面的步骤104中检测视神经乳头。在检测到之后，处理前进到步骤105。

当未检测到视神经乳头时，可以关闭LED光源13。在这种情况下，由于不存在对准指标图像，因此难以进行下面的对准指标检测。然而，可以容易地提取视神经乳头。在这种情况下，在检测到视神经乳头之后，再次接通LED光源13，并且检测对准指标。根据本发明，LED13等用作将多个对准指标投影到被检眼上的投影单元。另外，在本实施例中例示的投影单元根据需要，可以具有各种变型。

在步骤S104中，从观察图像中检测视神经乳头。由于在眼底图像中，视神经乳头被明亮地可视化，因此提取眼底图像的亮部分，并将其设置为视神经乳头。由图像处理部中的用作视神经乳头位置检测单元的模块，进行从眼底图像中的视神经乳头的提取和位置检测。另外，当对准明显偏移时，在眼底图像中视神经乳头不被可视化，或者即使被可视化，看起来也明显暗。在这种情况下，通过假设未检测到视神经乳头部分，来终止处理。

在该步骤中，当检测到视神经乳头时，跳过该处理。然而，考虑到被检者的眼运动不稳定，因此可以每次都进行该处理。另外，当在多个眼底图像中稳定地检测到视神经乳头时，可以通过假设被检眼的眼运动稳定，来跳过该处理。

然后，检测对准指标图像Pa'和Pb'（步骤S105）。由于在观察图像中还作为亮点观察到对准指标图像Pa'和Pb'，因此通过提取亮部分，能够检测到对准指标图像。根据该实施例，由于投影了两个对准指标，因此检测到两个最大指标图像。然而，当对准偏移时，可能检测到一个图像，或者检测不到图像。

然后，基于检测到的对准指标图像来确定对准状态（步骤S106）。在对准确定中，三维地检测被检眼和装置之间的位置关系。将被检眼和装置的水平方向设置为X方向，将垂直方向设置为Y方向，并且将连接被检眼和装置的方向设置为Z方向。当在图像中检测到对准指标图像Pa'和Pb'的二维位置时，能够检测X和Y方向上的对准。当检测到Pa'和Pb'的指标的对比度时，能够检测Z方向上的对准。当被检眼和装置之间的该三维位置关系完全在预定范围内时，对准完成。由图像处理部中的用作对准检测单元的模块进行步骤S106中的确定对准状态的处理，对准检测单元被配置为根据对准指标的反射图像，检测被检眼和装置主体之间的位置关系。

可以对对准指标图像Pa'和Pb'中的各个进行对准确定。然而，在视神经乳头与对准指标图像Pa'和Pb'重叠的位置关系中，难以准确地检测对准指标。在图2中，对准指标Pa'与视神经乳头OD部分重叠。在这种情况下，难以检测用来检测被检眼和装置的XY方向的对准指标Pa'的XY位置。特别地，难以检测用来检测Z方向的对准图像的对比度。

因此，当在步骤S104中检测到的视神经乳头位置和在步骤S105中检测到的对准指标图像位置彼此相邻时，不使用相邻侧的对准指标图像的对准确定结果，而使用不相邻侧的对准指标图像的确定结果。这里，视神经乳头可能位于观察图像的中心部分，并且可能与对准指标Pa'和Pb'中的任意一个不相邻。在这种情况下，仅当两个对准指标图像Pa'和Pb'的对准完成时，确定对准完成。作为另选方案，可以使用任意对准指标图像的单个结果。也就是说，对准检测单元可以依据视神经乳头位置选择多个对准指标的反射图像中的至少一个，并且使用选择的图像来检测对准。作为另选方案，可以通过增加对准指标图像的数量来考虑测量时间，然后可以提高对准精度。

向图像信号处理部15通知并且在显示部17上显示对准确定结果。基于对准结果，操作者进行拍摄，以捕获合适的图像。其结果是，能够以更高的对准精度对眼底图像进行摄影。

第二实施例

在该实施例中，代替被配置为自动检测乳头的第一实施例的乳头检测单元，眼科检查装置具有被配置为检测要检查右眼或者左眼中的哪一个的左/右眼检测单元，并且根据左/右被检眼来估计乳头位置。

在该实施例中，在眼底检查之前，使用连接到系统控制部16的操控部19，来设置右眼和左眼中的哪一个是被检眼。

作为另选方案，可以基于眼底照相机装置和被检者之间的相对位置关系，来确定将右眼或者左眼中的哪一个设置为目标被检眼。

接下来，参照图4描述被配置为检测被检眼和装置主体之间的对准状态的图像处理部。

与第一实施例类似，根据该实施例的图像处理部被嵌入系统控制部16中。

图4示出了对准检测部的图像处理流程。在步骤S201中，处理循环开始。首先，在步骤S202中，获取由图像信号处理部15处理的眼底图像作为观察图像。

在步骤S204中，从操控部18中获取关于将右眼或者左眼中的哪一个设置为被检眼的信息。

接下来，在步骤S205中，检测对准指标图像。在步骤S206中，进行对准确定。

这里，当被检眼是右眼时，视神经乳头位于右侧（鼻侧）。此外，当被检眼是左眼时，视神经乳头位于左侧。由于该原因，当将对准指标投影到被检眼的右侧和左侧时，将靠近视神经乳头的对准指标图像确定为左侧或右侧中的任意一个。在这种情况下，图像处理部中的作为用于检测输入眼中的右侧和左侧的检测单元的模块，用作根据本发明的用于检测视神经乳头位置的视神经乳头检测单元。

也就是说，当被检眼是右眼时，投影到右侧的对准指标图像和视神经乳头处于更靠近的位置关系，并且在左侧相反的成立。由于靠近视神经乳头的对准指标图像很可能与视神经乳头重叠，因此更加难以准确地检测对准指标。

由于该原因，在步骤S206中，基于在步骤S204中获取的关于被检眼的左/右侧的信息，确定在对准确定处理中使用对准指标图像中的哪一个，并且进行对准确定处理。

也就是说，进行对准确定处理，使得当被检眼是右眼时，使用右侧的对准指标图像来进行对准确定，或者当被检眼是左眼时，使用相反侧的对准指标图像来进行对准确定。

向图像信号处理部15通知并且在显示部17上显示对准确定结果。基于对准结果，操作者进行拍摄，以捕获合适的图像。

其结果是，能够以更高的对准精度对眼底图像进行拍摄。

第三实施例

在该实施例中，在根据第二实施例的眼科装置中，使用向被检者呈现的固视位置信息来确定乳头位置。

描述在该实施例中使用的固视光学系统。例如，将固视光学系统布置在图1所示的面对被检眼E的物镜2后面的光路上。在物镜2后面依次布置中继透镜、液晶板和光源，作为固视光学系统。液晶板用来使得来自光源的光能够在用于使被检眼E固视的任意位置接通。

为了对被检眼E的希望的部分进行摄影，操作者接通液晶板21的希望的位置。当希望的部分改变时，使用固视标移动开关、例如十字键来移动液晶板21的点亮位置。在图5中示出了液晶板21的作为固视标的开口部分21a和遮光部分21b之间的位置关系。在上述配置中，通过指定固视标的呈现位置，来引导被检者固视。

接下来，描述图像处理流程。图6示出了对准检测部的图像处理流程。在步骤S301中，处理循环开始。首先，在步骤S302中，获取由图像信号处理部15处理的眼底图像作为观察图像。

在步骤S304中，从如图8所示的预先创建的视神经乳头位置表中获取视神经乳头位置。通过依据被检眼的左/右侧和进行照明的固视标位置，预先将估计的视神经乳头位置制成表格，来获得该视神经乳头位置表。

图2是示出作为被检眼是左眼时的眼底图像的代表构成的、作为后方巩膜的中心的后极周围的眼底图像的示意图。在这种情况下，作为表提供根据固视标位置(3,3)和关于被检眼的左/右侧的信息（左）的估计的视神经乳头OD的图像上的XY位置(180,200)。由于观察图像包括640×480的像素数量，因此XY位置也指示具有该像素数量的图像上的位置。图7是示出视神经乳头周围的眼底图像的示意图。类似地，在这种情况下，还获取根据固视标位置(7,3)和关于被检眼的左/右侧的信息（左）估计的视神经乳头的XY位置(300,240)。

然后，在步骤S305中，检测对准指标图像Pa'和Pb'。在步骤S306中，进行对准确定。

这里，基于在步骤S304中获取的视神经乳头位置和在步骤S305中获取的对准指标图像Pa'和Pb'的位置之间的关系，来确定使用对准指标图像中的哪一个用于对准确定处理，并进行对准确定处理。

也就是说，在图2所示的作为后方巩膜的中心的后极周围的眼底图像中，对准指标图像Pa'与视神经乳头OD重叠。因此，使用对准指标图像Pb'用于对准确定处理。

另外，在图7所示的视神经乳头周围的眼底图像中，对准指标图像Pa'和Pb'两者都与视神经乳头重叠。因此，使用两个图像用于对准确定处理。作为另选方案，也可以使用对准指标图像中的任意一个。

向图像信号处理部15通知并且在显示部17上显示通过上述步骤获取的对准确定结果。基于对准结果，操作者进行拍摄，以捕获合适的图像。

也就是说，根据该实施例，视神经乳头位置检测单元基于被检眼的左/右侧和用于引导被检者固视的固视标的呈现位置，来检测视神经乳头位置。作为另选方案，视神经乳头位置检测单元可以包括被配置为输入视神经乳头位置的输入单元和被配置为根据输入的乳头位置来检测视神经乳头的检测单元。

其结果是，能够以更高的对准精度对眼底图像进行摄影。

其它实施例

在前述实施例中，向操作者通知对准确定结果。因此，能够在更准确的对准状态下容易地进行拍摄。然而，可以基于对准确定结果，自动进行拍摄。

如上所述，三维地确定被检眼和装置之间的对准。由于视神经乳头和对准指标之间的重叠，Z方向上的对准确定最难，也就是说，被检眼和眼底之间的距离。因此，通常使用多个对准指标图像的结果来确定XY位置，而仅Z方向上的对准确定使用前述实施例的确定处理。

此外，本发明还可以通过进行如下处理来实现。更具体来说，经由网络或各种记录介质向系统或装置提供用于实现前述实施例的功能的软件（程序），并且系统或装置中的计算机（例如CPU或MPU）读取并执行程序。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以使其涵盖所有这种变型、等同结构及功能。

Claims (10)

1.一种眼科装置，其包括：投影单元，被配置为将多个对准指标投影到被检眼上；以及对准检测单元，被配置为根据所述对准指标的反射图像，检测所述被检眼与装置主体之间的位置关系，其特征在于，所述眼科装置还包括：

视神经乳头位置检测单元，被配置为检测所述被检眼的视神经乳头位置，

其中，所述对准检测单元通过依据所述视神经乳头位置选择所述多个对准指标的反射图像中的至少一个反射图像，来进行对准检测。

2.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，所述视神经乳头位置检测单元根据所述被检眼的眼底的观察图像，来检测所述视神经乳头。

3.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，所述视神经乳头位置检测单元检测右眼和左眼中的哪一个是所述被检眼。

4.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，所述视神经乳头位置检测单元基于所述被检眼的左/右侧和用于引导被检者固视的固视标的呈现位置，来检测所述视神经乳头位置。

5.根据权利要求1所述的眼科装置，其中，所述视神经乳头位置检测单元根据从输入单元输入的乳头位置来检测所述视神经乳头，所述输入单元被配置为输入所述视神经乳头的位置。

6.一种眼科摄像方法，其包括如下步骤：将多个对准指标投影到被检眼上；以及根据所述对准指标的反射图像，检测所述被检眼与装置主体之间的位置关系，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

检测所述被检眼的视神经乳头位置，

其中，在所述位置关系的检测中，通过依据所述视神经乳头位置选择所述多个对准指标的反射图像中的至少一个反射图像，来检测对准。

7.根据权利要求6所述的眼科摄像方法，其中，在所述视神经乳头位置的检测中，根据所述被检眼的眼底的观察图像，来检测所述视神经乳头。

8.根据权利要求6所述的眼科摄像方法，其中，在所述视神经乳头位置的检测中，检测右眼和左眼中的哪一个是所述被检眼。

9.根据权利要求6所述的眼科摄像方法，其中，在所述视神经乳头位置的检测中，基于所述被检眼的左/右侧和用于引导被检者固视的固视标的呈现位置，来检测所述视神经乳头位置。

10.根据权利要求6所述的眼科摄像方法，其中，所述视神经乳头位置的检测包括：输入视神经乳头的位置；以及根据所输入的乳头位置，来检测所述视神经乳头。