JP2003210411A

JP2003210411A - 眼科撮影装置

Info

Publication number: JP2003210411A
Application number: JP2002016982A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Ono; 重秋小野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像素子を用い、ＡＧＣを動作して被検眼を
観察、動画記録する眼科撮影装置において、フレア、瞬
きの等の外乱光が入った場合でも、外乱光の無い部分
は、適正なゲインで観察、動画記録することができる。【解決手段】システム制御部２０は、ステップＳ１で
眼底画像の入力の有無を判断する。入力される映像信号
は、垂直同期信号に同期してシステム制御部２０に取り
込まれる。眼底画像の入力が有と判断された場合は、ス
テップＳ２で、眼底画像の全画像領域を複数のエリアに
分割する。次にステップＳ３で、画像記憶手段１９に記
録されている画像を読み出す。ステップＳ４ではマッチ
ング処理を行い、その結果に応じて、増幅部制御部１８
は、増幅部１５のゲインを固定ゲイン／ＡＧＣの切り替
え、ゲインの値を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被検眼を撮影する眼
科撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＣＣＤに代表される撮像素子
で被検眼像を撮像して映像信号に変換し、被検眼の観
察、撮影を行う装置が知られている。

【０００３】このような装置では、ＣＣＤからの出力信
号を電気的に増幅し、被検眼像が常に最適な映像信号に
なるように制御している。

【０００４】特に、眼底カメラで赤外蛍光撮影を行う際
には、光学ファインダーで眼底観察ができないため、テ
レビカメラ等を用いて眼底観察を行い、位置合わせ、ピ
ント合わせを行っている。

【０００５】また、映像信号から被検眼の輝度値を求
め、この輝度値に基づいて適正光量となるように照明光
源の光量を制御する装置が、特開平８−１１７１９２号
公報に提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可視蛍
光、赤外蛍光撮影を行う際、観察時には、蛍光剤の循環
具合によって被検眼の明るさが変化してしまう。特に初
期段階では、被検眼の明るさの変化が著しいため、オー
トゲインコントロール（ＡＧＣ）を動作して、被検眼の
明るさや観察光量が変化しても被検眼像が常に最適な映
像信号になるように制御するのが望ましい。

【０００７】さらに、後期段階では、眼底が暗くなるた
め、照明光量を増やす必要があるが、テレビカメラのゲ
インを併用しないと、照明光源を駆動する電源は大容量
の物が必要となり、装置の外形が大きくなり、コストも
高くなる欠点がある。

【０００８】また、上記従来例では、単純に撮像素子で
撮像した被検眼画像の全域に相当する映像信号をモニタ
ーし、これが適正光量になるように照明光源の制御を行
っている。また、一般にＡＧＣを動作させたテレビカメ
ラでも同様に、被検眼画像の全域に相当する映像信号を
モニターし、これが適正光量になるようにゲインを制御
している。そのため、周辺にフレアが入った場合、被検
眼が瞬きをした場合には、被検眼画像全域の輝度レベル
が高くなるため、照明光源の光量を上げる方向、ゲイン
を高くする方向に制御されるため、これらの外乱光の影
響を受けて、被検眼像が暗くなってしまうという欠点が
あった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、観察用照明光源と撮影用照明光源を有し、
被検眼へ観察用照明光と撮影用照明光源を投影する照明
光学系と、該観察用照明光源の光量を検知する観察用照
明光源検知手段と、該観察用照明光源の光量を制御する
観察用照明光源制御手段と、該被検眼からの反射光を観
察撮影光学系を介して被検眼像として撮像し、フィール
ド又はフレーム毎に映像信号を出力する撮像手段と、該
撮像手段からの映像信号を増幅する増幅手段と、該増幅
手段で増幅された映像信号を取り込み、時系列順に所定
フィールド又はフレーム分を記憶する画像記憶手段と、
該画像記憶手段に記憶されている被検眼画像を複数の範
囲に分割する画像分割手段と、該画像分割手段により分
割された同一範囲の画像情報を比較する比較手段と、前
記観察用照明光源検知手段の出力または前記観察用照明
光源制御手段の出力および該比較手段の出力結果を基に
前記増幅手段の増幅率を変更する増幅率制御手段とを有
することを特徴とする眼科撮影装置。

【００１０】請求項２に係る発明は、前記比較手段は、
前記記憶手段に記憶されている過去画像とのパターン比
較を特定の範囲で行い、一致しないと判断した場合に
は、前記増幅率制御手段は、前記増幅手段の増幅率を変
更しないことを特徴とする特許請求項１に記載の眼科撮
影装置である。

【００１１】請求項３に係る発明は、前記特定範囲は、
前記被検眼像の有効範囲のうち周辺部分であることを特
徴とする特許請求項２に記載の眼科撮影装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本発明を図１〜図
６に図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は第１の実施形態における眼底カメラ
の構成図を示し、観察用光源１から対物レンズ２に至る
光路上には、コンデンサレンズ３、撮影用光源４、ミラ
ー５、リング状の開口を有する絞り１１、挿脱自在に配
置された赤外蛍光エキサイターフィルタ１２、リレーレ
ンズ６、孔あきミラー７が順次に配列され、眼底照明光
学系を構成する。孔あきミラー７の透過方向の光路上に
は、合焦レンズ８、撮影レンズ９、挿脱自在に配置され
た励起光を遮断し、蛍光のみを透過する赤外蛍光バリア
フィルタ１３、撮像素子１０が配列され、眼底撮影光学
系を構成している。

【００１４】撮像素子１０の出力は、蓄積電荷読取部１
４、増幅部１５、画像信号処理部１７、システム制御部
２０が順次接続されている。

【００１５】増幅部１５は、増幅率制御部１６に接続さ
れ、増幅率制御部１６で設定された増幅率で映像信号を
増幅する。

【００１６】画像信号処理部１７には表示部１８が接続
され、被検眼眼底の観察、撮影画像が表示される。シス
テム制御部２０には、蓄積電荷読取部１４、画像記憶手
段１９、入力手段２１、観察用光源制御部２２が接続さ
れている。

【００１７】眼底観察時には、観察用光源１を出射した
光束は、コンデンサレンズ３、撮影用光源４を通り、ミ
ラー５で反射される。ミラー５での反射光は、リング状
の開口を有する絞り１１、赤外蛍光エキサイターフィル
タ１２、リレーレンズ６を通り、孔あきミラー７の周辺
で反射し、対物レンズ２、被検眼Ｅの瞳Ｅｐを通り眼底
Ｅｒを照明する。照明された眼底像は、被検眼Ｅの瞳Ｅ
ｐ、対物レンズ２、孔あきミラー７の孔の中を通り、合
焦レンズ８、撮影レンズ９、赤外蛍光バリアフィルタ１
３を通過し、撮像素子１０上に結像する。

【００１８】撮像素子１０では光電変換後の蓄積電荷を
保持し、蓄積電荷読取部１４は蓄積電荷の読み取り及び
保持された電荷のクリアを連続的に行いながら、読み取
った信号を増幅部１５を介して画像信号処理部１７に出
力する。画像信号処理部１７は表示部１８に出力可能な
処理を行い、そのときの観察画像が表示部１８に映出さ
れる。

【００１９】さらに画像信号処理部１７の出力信号は、
システム制御部２０に入力され、眼底画像として処理さ
れる。

【００２０】操作者は、表示部１８の映像を見ながらア
ライメント、ピント合わせをおこなう。アライメントが
完了していない状態でＡＧＣを機能させると、フレア等
の外乱光の影響で眼底に対して適正なゲイン設定が行わ
れないので、システム制御部２０は、増幅率制御部１６
を固定ゲインに設定している。アライメントが合ったと
ころで入力手段２１からアライメント完了の入力を行う
と、システム制御部２０は、増幅率制御部１６をＡＧＣ
に設定する。ＡＧＣが動作すると、被検眼眼底の明るさ
が変化した場合でも、観察用光源１の光量をその都度設
定しなおさなくても適正な眼底観察を行うことが可能で
ある。

【００２１】以下、システム制御部２０の動作を図２に
示すフローチャートを用いて説明する。

【００２２】適正なアライメント、ピント合わせが行わ
れている場合のシステム制御部２０に入力される眼底画
像を図３（ａ）に示す。システム制御部２０は、ステッ
プＳ１で眼底画像の入力の有無を判断する。入力される
映像信号は、垂直同期信号に同期してシステム制御部２
０に取り込まれる。眼底画像の入力が有と判断された場
合は、ステップＳ２で、図４に示すように入力された眼
底画像の全画像領域をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５つのエリ
アに分割する。図３に示す眼底画像に、図４で示す分割
エリアの図を重ね合わせたものを図５に示す。

【００２３】次にステップＳ３で、画像記憶手段１９に
記録されている画像を読み出す。本実施形態において、
画像記憶手段１９には、過去１０フレーム分の眼底画像
が記憶されていて、入力手段２１より被検者が替わった
という情報が入力されると内容がクリアされる。ここで
過去１０フレーム分を記憶するのは、被検眼の瞬きが通
常１００から２００ｍｓであり、瞬きをする前の眼底画
像とのマッチングを可能枚数にするためである。ステッ
プＳ４では、ステップＳ３で読み出された眼底画像を
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５つのエリアに分割し、ステップ
Ｓ２で処理された眼底画像とエリア毎にマッチングの処
理が行われる。

【００２４】例えば周辺にフレアが混入した場合、眼底
画像は、図３（ｂ）に示すように、周辺が明るい画像に
なる。この時、画像全体の輝度レベルを基に増幅部１５
のゲインを決定し、ＡＧＣの制御をおこなうと、画像全
体の輝度レベルは、フレアの影響を受けて高くなるた
め、増幅部制御部１８は増幅部１５のゲインを下げる方
向に制御を行う。その結果、フレアの影響を受けていな
いＤ，Ｅのエリアは暗い画像になってしまい、眼底画像
の確認ができなくなってしまう。

【００２５】そこで、ステップＳ４でのマッチング処理
の結果、Ｂ，Ｃのエリアでは、過去の画像との差が大き
いためステップＳ７に進み、増幅率制御部１６は増幅部
１５のゲインを変更しないように制御される。

【００２６】ここで、ステップＳ４における画像マッチ
ング処理と、増幅率制御部１６の増幅部１５のゲインを
設定の関係について、もう少し詳しく述べる。図６は、
Ｂのエリアの画像を時系列的に並べ、各フレームにおけ
る増幅部制御部１８のＡＧＣ／固定ゲインのゲイン設定
との関係を示すである。図中、〜（１０）までのフレ
ームにおけるＢのエリアの画像が、古い順に並んでい
る。増幅率制御部１８は、現在読み込まれた眼底画像全
体の輝度レベルから次のフレームに対するゲインを決定
している。つまり、フレームに対するゲインは、フレ
ームにおける眼底画像全体の輝度レベルから決定され
ている。

【００２７】フレーム、、はフレアが入った場合
で、フレームとフレームからフレームの画像を比
較すると、フレームの画像には、フレアの影響を受け
て本来あるはずの血管が確認されない。この時、システ
ム制御部２０は外乱光の影響ありと判断し、フレーム
に対する増幅部１５のゲインを固定ゲインにするよう増
幅部制御部１８を制御する。この時、フレームに対す
る増幅部１５のゲインの値は、フレームに適用した値
になる。

【００２８】フレーム、の画像に対するマッチング
処理では、フレームの画像は外乱光の影響有と判断さ
れているため、フレームからフレームの画像と比較
され、フレームの場合と同様に外乱光の影響ありと判
断し、フレームに対する増幅部１５のゲインを固定ゲ
インにするよう増幅部制御部１８を制御する。

【００２９】フレーム（１０）の画像に対するマッチン
グ処理では、フレームからフレームの画像は外乱光
の影響有と判断されているため、フレーム〜フレーム
の画像と比較され、この場合、血管走行パターン等が
一致するため外乱光の影響無しと判断し、フレーム(１
１)に対する増幅部１５のゲインは、フレーム（１０）
における眼底画像全体の輝度レベルから決定され、ＡＧ
Ｃが動作するように増幅部制御部１８を制御する。

【００３０】この制御を行うことにより、周辺にフレア
が混入した場合でも、フレアの入っていない部分に対し
ては適正なゲイン設定となり、フレアの入っていない部
分の眼底画像は良好に確認可能となる。

【００３１】ステップＳ４では、このような画像のマッ
チング処理を行い、システム制御部２０は、増増幅部制
御部１８を制御するため、蛍光撮影時の蛍光剤の循環具
合等によって被検眼眼底の輝度がある程度変化した場合
でも、ＡＧＣは正常に動作することになる。

【００３２】また、図３（ｃ）に示すのは被検眼が瞬き
をした場合の眼底画像で、ステップＳ４でのマッチング
の結果、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのエリアで、過去の画像と差が
大きいため、ステップＳ７に進み、増幅率制御部１６は
増幅部１５のゲインを変更しないように制御される。

【００３３】ステップＳ４で、Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ各エ
リアで画像のマッチング処理を行った結果、フレアや瞬
き等の外乱光が検出されなかった場合には、ステップＳ
８に進み、増幅率制御部１６は、画像全体の輝度レベル
を基に増幅部１５のゲインを再設定する。

【００３４】本実施形態に於いては、眼底観察時の動作
を記載しているが、動画記録を行う場合にも同様の制御
で同様の効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る眼底検
査装置は、１．撮像素子を用い、ＡＧＣを動作して被検
眼を観察、動画記録する際、取り込んだ画像を画面分割
し、エリア毎にマッチング処理を行い、画像に変化があ
った場合には、ＡＧＣの動作を停止し固定ゲインとする
ため、フレア、瞬きの等の外乱光が入った場合でも、ゲ
イン決定には寄与しないため、外乱光の無い部分は、適
正なゲインで観察、動画記録することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施形態の構成図である。

【図２】第一の実施形態におけるシステム制御部２０の
動作を示すフローチャートである。

【図３】眼底画像である。

【図４】システム制御部２０による画面分割パターン表
す図である。

【図５】眼底画像に画面分割のパターンを重ねた図であ
る。

【図６】エリアＢの画像の計時変化を表す図である。

【符号の説明】

１観察用光源２対物レンズ３コンデンサレンズ４撮影用光源５ミラー６リレーレンズ７孔あきミラー８合焦レンズ９撮影レンズ１０撮像素子１１リング状の開口を有する絞り１２赤外蛍光エキサイターフィルタ１３赤外蛍光バリアフィルタ１４蓄積電荷読取部１５増幅部１６増幅率制御部１７画像信号処理部１８表示部１９画像記憶手段２０システム制御部２１入力手段２２観察用光源制御部Ｅ被検眼Ｅｐ瞳孔Ｅｒ被検眼眼底

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察用照明光源と撮影用照明光源を有
し、被検眼へ観察用照明光と撮影用照明光源を投影する
照明光学系と、該観察用照明光源の光量を検知する観察用照明光源検知
手段と、該観察用照明光源の光量を制御する観察用照明光源制御
手段と、該被検眼からの反射光を観察撮影光学系を介して被検眼
像として撮像し、フィールド又はフレーム毎に映像信号
を出力する撮像手段と、該撮像手段からの映像信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段で増幅された映像信号を取り込み、時系列順
に所定フィールド又はフレーム分を記憶する画像記憶手
段と、該画像記憶手段に記憶されている被検眼画像を複数の範
囲に分割する画像分割手段と、該画像分割手段により分割された同一範囲の画像情報を
比較する比較手段と、前記観察用照明光源検知手段の出力または前記観察用照
明光源制御手段の出力および該比較手段の出力結果を基
に前記増幅手段の増幅率を変更する増幅率制御手段とを
有することを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項２】前記比較手段は、前記記憶手段に記憶さ
れている過去画像とのパターン比較を特定の範囲で行
い、一致しないと判断した場合には、前記増幅率制御手
段は、前記増幅手段の増幅率を変更しないことを特徴と
する特許請求項１に記載の眼科撮影装置。
【請求項３】前記特定範囲は、前記被検眼像の有効範
囲のうち周辺部分であることを特徴とする特許請求項２
に記載の眼科撮影装置。