JP2000197609A

JP2000197609A - 眼科撮影装置

Info

Publication number: JP2000197609A
Application number: JP10377633A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsumoto; 和浩松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】簡素な構成で色シェーディングの発生を防止
する。【解決手段】色分解プリズム１６は、一般的にその境
界面に青反射、赤反射の誘電体多層膜が形成されている
ので、(b) 、(c) のように主光線の入射角が変化すると
その分離する波長がずれる。例えば、均一な白い被写体
を撮影した場合でも、(b) のように撮像素子の各部分へ
至る主光線の角度が異なると、主光線毎に色分解プリズ
ム１６によって分離する波長が異なるために、画像の中
心付近では白画像として撮像されるが、色分解プリズム
１６の分離方向である画像の上下方向は、赤色又は青色
が着色する。即ち、画像データは、均一な白い被写体を
撮像した場合にも、赤Ｒの画像、青Ｂの画像の緑画像に
対する割合が共に行方向に一定の割合で増減することに
なる。従って、この画像データの増減をなくすように赤
Ｒの画像、青Ｂの画像のデータを補正すれば、色シェー
ディングの発生を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、眼科医院等におい
て眼底像等の撮影に使用する眼科撮影装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、色分解光学系を用いて複数の
撮像素子により受光する多板式カメラにおいては、色分
解光学系に入射する光線の角度によって分離する波長が
ずれるために、入射する主光線の角度が光軸と平行なテ
レセントリックな状態からずれ、画像の上下方向で色ず
れが起こる所謂色シェーディング現象が発生する。

【０００３】一般に、眼底カメラの光学系は撮影絞りよ
りも被検眼側を照明光学系と共用しているために、対物
レンズ以外の光学系を配置するとゴースト発生の原因と
なる可能性があり、ピント調整及び倍率変更の光学系
は、撮影絞りに対して被検眼と反対側に配置されてい
る。これによって、ピント調整及び倍率変更を行った場
合に、撮影絞りよりも後方側の撮影条件が変化するため
に、撮影絞りの像である射出瞳の像が移動する。即ち、
射出瞳が無限遠となるテレセントリック光学系を設定し
ておいても、ピント調整及び倍率変更をすると射出瞳位
置が変化して、色分解光学系を介して撮影する場合に色
シェーディングが発生する。

【０００４】この色シェーディングの発生を防止するた
めに、眼底像の中間結像位置を設け、その付近にフィー
ルドレンズを配置し、このフィールドレンズのパワーを
変更することによって射出瞳位置を調整し、ピント調整
や倍率変更に拘らず射出瞳位置を一定に保つ方法が知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、レンズを交換してフィールドレンズの
パワーを変更するためには、複数枚のレンズを駆動しな
ければならず、これら複数のレンズを配置するためのス
ペースが必要となり、かつ中間結像位置を設けてフィー
ルドレンズを配置しているので、光学系が長くなり構成
が複雑化する。また、レンズを入れ換える場合には、入
れ換えるレンズの枚数に限りがあるために段階的にしか
補正できず正確な補正ができない。このために、連続的
にパワーを変化させるレンズも知られているが、大きさ
や結像性能やコストの点で未だ実用レベルではなく、ま
たレンズを追加することによって、フィールドレンズの
パワーを変更したときに倍率変動が発生するという問題
点が生ずる。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
簡素な構成で色シェーディングの発生を防止した眼科撮
影装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る眼科撮影装置は、被検眼を照明する照明
手段と、該照明手段により照明した眼底像を撮影絞り及
び撮影条件を変更可能な撮影光学系及び色分解光学系を
介して複数の撮像素子により撮像する眼底撮像手段と、
前記撮影光学系の撮影条件を検知する検知手段と、前記
眼底撮像手段により撮像した画像を各色毎に独立に記憶
する記憶手段と、前記検知手段の検知した撮影条件に応
じて前記記憶手段に記憶した眼底像を前記色分解プリズ
ムの分離方向に対して異なる色補正を行う色補正手段と
を有することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は実施例の眼底カメラの構成図を
示し、赤外光を発するＩＲＥＤ等の観察用光源１から被
検眼Ｅに対向する対物レンズ２に至る光路上には、コン
デンサレンズ３、可視光を発する撮影用ストロボ光源
４、リング状開口を有する絞り５、レンズ６、孔あきミ
ラー７が順次に配列されて、眼底照明手段が構成されて
いる。

【０００９】孔あきミラー７の背後の光路上には、孔あ
きミラー７の孔に配された撮影絞り８、レンズ位置検知
手段９ａを有し光路上を移動可能なフォーカスレンズ
９、光路に入れ換え可能な撮影レンズ１０ａ又は拡大撮
影レンズ１０ｂ、赤外光を反射し可視光を透過する波長
分割ミラー１１、ミラー１２、レンズ１３、１４、撮像
手段１５が順次に配列されて、眼底観察手段が構成され
ている。

【００１０】また、波長分割ミラー１１が光路から退避
しているときは、色分解プリズム１６及び赤、緑、青用
の３個の撮像素子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂから成る撮像
手段１８が光路上に配置されており、対物レンズ２、撮
影絞り８、フォーカスレンズ９、撮影レンズ１０ａ、１
０ｂにより撮影光学系が構成されている。

【００１１】撮影手段１５の出力及び撮像手段１８の３
個の撮像素子１７ａ〜１７ｃの出力は、画像メモリ１９
ａを有する画像制御手段１９に接続され、画像制御手段
１９の出力は、全体の制御を行う制御部２０、２個のテ
レビモニタ２１、２２、電力がなくても記憶を保持可能
な記録媒体Ｆに、書き込み又は読み出しを行うドライブ
装置である画像記録手段２３に接続されている。また、
制御部２０の出力はストロボ発光制御回路２４を介して
ストロボ光源４に接続され、制御部２０には撮影スイッ
チ２５、撮影倍率を変更する変倍スイッチ２６の出力が
接続されている。

【００１２】画像制御手段１９は画像記録手段２３を制
御して、画像メモリ１９ａに記憶された画像の補正や、
ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＶＴＲテープ、ハードデ
ィスク等の外部機器から記録媒体Ｆに、画像データの書
き込み又は読み出しを行い、制御部２０は撮影スイッチ
２５や変倍スイッチ２６からの入力を検知して、撮影レ
ンズ１０ａ、１０ｂの挿脱及び撮影用のストロボ光源４
の設定等を行う機能を有する。

【００１３】このような構成により、撮影者は被検者を
眼底カメラの正面に着座させ、先ず眼底Ｅｒを赤外光で
観察しながら被検眼Ｅと眼底カメラとの位置合わせを行
う。観察用光源１の発した赤外光はコンデンサレンズ３
により集光し、ストロボ光源４を透過し、リング状開口
絞り５の開口を通過し、レンズ６を通り、孔あきミラー
７の周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ
２、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐを通って眼底Ｅｒを照明する。

【００１４】このように赤外光により照明された眼底Ｅ
ｒの像は、対物レンズ２、孔あきミラー７の孔、撮影絞
り８、フォーカスレンズ９、撮影レンズ１０ａを通り、
波長分割ミラー１１により下方に反射され、更にミラー
１２により左方に反射され、フィールドレンズ１３を通
り、結像レンズ１４により撮像手段１５の撮像面に結像
し、電気信号に変換される。この信号は画像制御手段１
９を通りテレビモニタ２１に表示される。

【００１５】撮影者はこのテレビモニタ２１に映った眼
底像Ｅｒ’を見ながら、図示しない操作手段を操作し
て、被検眼Ｅとの位置合わせ、フォーカスレンズ９を動
かしてのピント合わせ、撮影範囲の確認を行う。そし
て、撮影範囲、位置、ピント合わせが良好であることを
確認した後に、撮影スイッチ２５を操作して静止画撮影
を行う。

【００１６】撮影スイッチ２５への入力を検知した制御
部２０は、撮像素子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂの光蓄積を
開始すると共に、ストロボ発光制御回路２４に発光信号
を送り、ストロボ光源１５を発光する。ストロボ光源１
５を発した光束は、観察光と同様にリング状開口絞り５
の開口を通過し、レンズ６を通り孔あきミラー７の周辺
のミラー部により左方に反射され、対物レンズ２を通し
て被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐより眼底Ｅｒを照明する。このよ
うに照明された眼底像は、対物レンズ２、撮影絞り８、
フォーカスレンズ９、撮影レンズ１０ａを通り、色分解
プリズム１６に入射し、赤、緑、青のそれぞれの色に分
解され、撮像素子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂに結像し電気
信号に変換される。画像制御手段１９はこれらの画像の
電気信号をそれぞれデジタル画像データに変換してメモ
リ１９ａに記憶し、記憶された画像データの色補正を行
う。

【００１７】図２は撮像素子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂの
各画素から読み出して、画像制御手段１９のメモリ１９
ａに記憶した画像データを示す。ｒ（１，１）は赤色を
受光する撮像素子１７ｒの１行１列の画像データで、ｒ
（ｎ，ｍ）は同様に撮像素子１７ｒのｎ行ｍ列の画像デ
ータを表している。同様に、ｇ（ｎ，ｍ）、ｂ（ｎ，
ｍ）はそれぞれ緑色、青色を受光する撮像素子１７ｇ、
１７ｂのｎ行ｍ列の画像データを表し、ＸＧＡクラスの
撮像素子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂを使用した場合には、
最大７８０行、１０２４列の画像データまで記憶可能で
ある。

【００１８】図３(a) 〜図３(d) は補正係数の配列を示
し、メモリ１９ａには画像データの行毎に、撮影光学系
の視度及び撮影倍率に応じた値が用意してあり、図３
(a) に示すｒｃ（１，１，−１５）は、倍率１の撮影光
学系を使用し、視度−１５ディオプタで撮影した場合の
赤Ｒの画像の１行目の画像データに対する補正係数を表
わす。また、例えば図３(d) に示すｂｃ（２，ｎ，ｋ）
は倍率２の撮影光学系を使用し、視度ｋディオプタで撮
影した場合の青Ｂの画像のｎ行目の補正係数を表す。

【００１９】図４(a) 〜図４(c) は色分解プリズム１６
に光線が入射する様子を示し、図４(a) は主光線が平行
即ち射出瞳が無限遠にあるテレセントリックの場合を表
し、図４(b) は射出瞳が結像面より後方の有限距離にあ
る場合の主光線の様子を表し、図４(c) は射出瞳が結像
面より前方の有限距離にある場合の主光線の様子を表し
ている。本実施例においては、色分解プリズム１６によ
って各色の画像を上下方向に分離するように構成されて
いる。

【００２０】色分解プリズム１６は一般的にその境界面
に、青反射、赤反射の誘電体多層膜が形成されているた
めに、図４(b) 、図４(c) に示すように主光線の入射角
が変化すると分離する波長がずれる。例えば、均一な白
い被写体を撮影した場合でも、図４(b) のように撮像素
子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂの各部分へ至る主光線の角度
が異なると、主光線毎に色分解プリズム１６によって分
離する波長が異なるために、画像の中心付近では白画像
として撮像されるが、色分解プリズム１６の分離方向で
ある画像の上下方向は、赤色又は青色が着色する。

【００２１】即ち、図２に示す画像データは、均一な白
い被写体を撮影した場合でも、赤Ｒ、青Ｂの画像の緑Ｇ
の画像に対する割合が共に行方向に一定の割合で増減す
ることになる。従って、この画像データの増減をなくす
ように赤Ｒ、青Ｂの画像のデータを補正すれば、色シェ
ーディングの発生を防止することができる。

【００２２】均一な白い被写体を画像撮影倍率ｉ、視度
ｋで撮影した場合の画像データを、ｒｗ（ｎ，ｍ）、ｇ
ｗ（ｎ，ｍ）、ｂｗ（ｎ，ｍ）とすると、補正係数は次
式で与えられる。

【００２３】ｒｃ（ｉ，ｎ，ｋ）＝Σ_m ｒｗ（ｎ₀ ，
ｍ）・Σ_m ｇｗ（ｎ，ｍ）／Σ_m ｇｗ（ｎ₀ ，ｍ）／Σ
_m ｒｗ（ｎ，ｍ）ｂｃ（ｉ，ｎ，ｋ）＝Σ_m ｂｗ（ｎ₀ ，ｍ）・Σ_m ｇｗ
（ｎ，ｍ）／Σ_m ｇｗ（ｎ₀ ，ｍ）／Σ_m ｂｗ（ｎ，
ｍ）

【００２４】ここで、ｎ₀ は色補正をする基準列の番号
であり、本実施例のように７６８列のセンサを使用する
場合には、調度中間の列である３８４行のデータを使用
してもよいし、その付近のデータを平均して使用しても
よい。また、記号Σ_m は１列から最後の列である１０２
４列までのデータの和である。なお、これらの補正係数
は、各条件について画像を撮影して求めることができる
が、線形性が高いので幾つかの条件で撮影し、その間の
条件については、補完するための計算を行って求めても
よい。

【００２５】射出瞳の位置は撮影する光学系の条件であ
るフォーカスレンズの位置や撮影倍率により求めること
が可能であり、画像の各部に至る光線の角度は、射出瞳
の位置により決まるので、光学系の撮影条件を検知する
ことにより、画像データを補正することが可能である。
従って、図３に示すように撮影視度、撮影倍率、及び各
色の画像の行データ毎に補正係数を設け、図２に示す撮
像した生の画像の対応する行のデータに掛け合わせて、
画像データを変換することにより、色シェーディングを
補正することができる。

【００２６】即ち、制御部２０はレンズ位置検知手段９
ａによりフォーカスレンズ９の位置を検知し、フォーカ
スレンズ９の位置を視度ｋディオプタに変換して、撮影
倍率の条件と共に画像制御手段１９に伝える。画像制御
手段１９はこれらの条件に対応した補正係数、例えば撮
影倍率は１、視度はｋディオプタであるから、図３(a)
に示すｒｃ（１，ｎ，ｋ）、図３(b) に示すｂｃ（１，
ｎ，ｋ）を選択し（ｎは画像データの行番号に対応）、
メモリ１９ａに記録された赤Ｒ、青Ｂの画像の各画素に
対応するデータにそれぞれ掛け合わせて、次式のような
新たな画像データｒｒ（ｎ，ｍ）、ｂｂ（ｎ，ｍ）を作
成する。

【００２７】ｒｒ（ｎ，ｍ）＝ｒ（ｎ，ｍ）・ｒｃ（１，ｎ，ｋ）ｂｂ（ｎ，ｍ）＝ｂ（ｎ，ｍ）・ｂｃ（１，ｎ，ｋ）

【００２８】このようにして、色シェーディングを補正
した画像は画像記録手段２２により記録媒体２２ａに記
録され、テレビモニタ２２に再生される。

【００２９】また、被検眼Ｅの一部を拡大する場合に
は、撮影者は変倍スイッチ２６を操作する。制御部２０
は変倍スイッチ２６の入力を検知し、撮影レンズ１０ａ
を光路外に退避し、拡大撮影レンズ１０ｂを光路上に配
置する。そして、上述と同様に、被検眼Ｅの眼底Ｅｒを
赤外光で照明し、その画像をテレビモニタ２１で観察
し、フォーカスレンズ９を動かしてピントを調整し、撮
影部位を認識しフレア等がないことを確認した後に、撮
影スイッチ２５を操作する。

【００３０】撮影スイッチ２５の入力を検知した制御部
２０は、撮像素子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂの光蓄積を開
始すると共に、ストロボ制御回路２４に発光信号を送っ
てストロボ光源１５を発光する。ストロボ光源１５を発
した光束は観察光と同様に、リング状開口絞り５の開口
を通過し、レンズ６を通り孔あきミラー７の周辺のミラ
ー部により左方に反射され、対物レンズ２を通って被検
眼Ｅの瞳孔Ｅｐより眼底Ｅｒを照明する。このように照
明された眼底像は、対物レンズ２、撮影絞り８、フォー
カスレンズ９、拡大撮影レンズ１０ｂを通り、色分解プ
リズム１６に入射し、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂのそれぞれの色
に分解され、撮像素子１７ｒ、１７ｇ、１７ｂに結像
し、電気信号に変換される。画像制御手段１９はこれら
の画像の電気信号をそれぞれデジタル画像データに変換
し、メモリ１９ａに記録する。

【００３１】制御部２０はレンズ位置検知手段９ａによ
りフォーカスレンズ９の位置を検知し、フォーカスレン
ズ位置を視度ｋディオプタに変換して、撮影倍率の条件
と共に画像制御手段１９に伝える。画像制御手段１９は
これらの条件に対応した図３(c) に示す補正係数ｒｃ
（２，ｎ，ｋ）、図３(d) に示すｂｃ（２，ｎ，ｋ）を
選択し、メモリ１９ａに記憶された赤Ｒ、青Ｂの画像の
各画素に対応するデータにそれぞれ掛け合わせて、次式
に示すような新たな画像データｒｒ（ｎ，ｍ）、ｂｂ
（ｎ，ｍ）を作成する。

【００３２】ｒｒ（ｎ，ｍ）＝ｒ（ｎ，ｍ）・ｒｃ（２，ｎ，ｋ）ｂｂ（ｎ，ｍ）＝ｂ（ｎ，ｍ）・ｂｃ（２，ｎ，ｋ）

【００３３】このようにして、色シェーディングを補正
した画像は、画像記録手段２２により記録媒体２２ａに
記録され、テレビモニタ２２に再生される。

【００３４】本実施例では、予め各条件に応じた補正係
数を用意したが、各補正条件によって補正係数を算出す
る関数を作成して、演算により補正係数を求めてもよ
く、このようにすれば、色シェーディングを連続的に精
度良く補正することができる。また、赤Ｒ、青Ｂそれぞ
れの画像データに対応した補正係数を使用したが、赤
Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの画像に対応した補正係数を用意すれ
ば、より正確に画像補正を行うことができる。

【００３５】また、１ディオプタ毎に補正係数を用意し
たが、より細かいディオプタに対応して補正係数を用意
してもよいし、例えば３ディオプタ毎など粗く補正係数
を用意したり、撮影倍率に応じてのみ補正係数を用意し
てもよい。更に、撮影光学系の視度に応じて補正係数を
用意したが、補正係数は射出瞳の位置によるので、射出
瞳の位置に応じて用意してもよい。この場合には、画像
制御手段１９は撮影光学系の視度、撮影倍率から射出瞳
位置を算出して、この射出瞳位置に対応した補正係数を
選択するようにする。これによって、撮影倍率が異なっ
ても視度により射出瞳位置が同じ場合があるので、用意
する補正係数を少なくすることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る眼科撮
影装置は、撮影光学系の撮影条件を検知する手段及び撮
影条件に応じて画像を補正する手段により、色シェーデ
ィングを補正することができるので、可動部をなくして
構造を簡素化することができ、また、射出瞳位置補正レ
ンズを配置することにより、中間結像位置を設ける必要
がなくなり、レンズの枚数を減らして光学系を短くする
ことができる。更に、補正係数を細かく設定するか、又
は関数等を使用して連続的に用意することにより、射出
瞳の変動により発生する色シェーディングを連続的に補
正することができるので、正確な補正を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の眼底カメラの構成図である。

【図２】画像データの説明図である。

【図３】補正係数の説明図である。

【図４】プリズムの構成図である。

【符号の説明】

１観察用光源４撮影用ストロボ光源５リング状開口絞り７孔あきミラー１１波長分割ミラー１５、１８撮像手段１６色分解プリズム１７ａ〜１７ｃ撮像素子１９画像制御手段２０制御部２１、２２テレビモニタ２３画像記録手段２４ストロボ発光制御回路２５撮影スイッチ２６変倍スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検眼を照明する照明手段と、該照明手
段により照明した眼底像を撮影絞り及び撮影条件を変更
可能な撮影光学系及び色分解光学系を介して複数の撮像
素子により撮像する眼底撮像手段と、前記撮影光学系の
撮影条件を検知する検知手段と、前記眼底撮像手段によ
り撮像した画像を各色毎に独立に記憶する記憶手段と、
前記検知手段の検知した撮影条件に応じて前記記憶手段
に記憶した眼底像を前記色分解プリズムの分離方向に対
して異なる色補正を行う色補正手段とを有することを特
徴とする眼科撮影装置。
【請求項２】前記撮影条件の変更はピント調整により
行う請求項１に記載の眼科撮影装置。
【請求項３】前記撮影条件の変更は撮影倍率により行
う請求項１に記載の眼科撮影装置。