JP2005270152A

JP2005270152A - 眼科撮影装置

Info

Publication number: JP2005270152A
Application number: JP2004083968A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Kushida; 晃弘櫛田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】視神経乳頭部と黄斑部の両方のコントラストを上げ、有効な情報が多く含まれる眼底画像を得る眼科撮影装置において、画像メモリを削減する。
【解決手段】Ｓ１００で撮影スイッチの押下を検知し、Ｓ１０１で切換えミラーを光路外に退避し、Ｓ１０２でデータ取得用の光量とＬＵＴを設定し、Ｓ１０３でストロボを発光し、Ｓ１０４で画像を取得し、Ｓ１０５でＳ１０４において取得した撮影画像より視神経乳頭部と黄斑部の最大輝度、最小輝度を検出し、Ｓ１０６でＳ１０５において検出した視神経乳頭部の最大輝度より撮影用の光量を設定し、視神経乳頭部と黄斑部の最大輝度、最小輝度よりＬＵＴを設定し、Ｓ１０７でストロボを発光し、Ｓ１０８で画像を取得し記録する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検眼の眼底を撮影する眼科撮影装置に関するものである。

通常の眼底撮影では、高輝度な視神経乳頭部と低輝度な黄斑部が画像の中心に対して略均等の位置にくるようにして撮影することが多く、視神経乳頭部と黄斑部の情報が読影には特に重要である。そのため、ダイナミックレンジ圧縮を行い、視神経乳頭部と黄斑部の両方のコントラストを上げ、有効な情報が多く含まれるようにする手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、撮影用センサーユニットで光電変換された眼底画像を画像メモリに格納した後、視神経乳頭部と黄斑部の最大輝度、最小輝度より決定した、視神経乳頭部と黄斑部のコントラストを上げるルックアップテーブル（ＬＵＴ）により階調変換して画像を保存している。撮影用センサーユニットで光電変換された眼底画像とＬＵＴにより階調変換された眼底画像の階調数を同じにすることもできるが、撮影用センサーユニットで光電変換された眼底画像の階調数の方を多くすることにより、視神経乳頭部と黄斑部の有効な情報が多く得られる。例えば、撮影用センサーユニットで光電変換された眼底画像の階調数をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ各画素１０ビット、ＬＵＴにより階調変換された眼底画像の階調数をＲ、Ｇ、Ｂそれぞれ各画素８ビットとすることが多い。
特開２０００−１９７６０８号公報

しかしながら、上述の従来例においては、保存するＬＵＴにより階調変換された眼底画像よりも大きな画像メモリが必要となってしまう。

他に、汎用のデジタルカメラを接続する構成になっている眼科撮影装置では、デジタルカメラからＬＵＴによる階調変換前の画像を出力するようにし、制御ＰＣ上で処理を行うことにより、上述の従来例を適用できるが、ＬＵＴによる階調変換前の画像サイズが大きく、制御ＰＣへのデータ転送の時間がかかってしまう。また、デジタルカメラ内部で、ＬＵＴによる階調変換を行うと、画像サイズが小さくなり、制御ＰＣへのデータ転送時間は短くなるが、ＬＵＴによる階調変換前の画像が取得できないため、上述の従来例が適用できない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、保存する画像分の画像メモリのみで、視神経乳頭部と黄斑部の両方のコントラストを上げ、有効な情報が多く含まれる眼底画像を得る眼科撮影装置を提供することにある。

また、視神経乳頭部と黄斑部の両方のコントラストを上げ、有効な情報が多く含まれる眼底画像を短時間で得る、汎用のデジタルカメラを接続する構成になっている眼科撮影装置を提供することにある。

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、被検眼を撮影する第一の撮像手段と、左右眼種別を判定する左右眼判定手段と、該左右眼判定手段の出力を使用して前記第一の撮像手段からの出力を解析する解析手段と、該解析手段の解析結果から前記被検眼の撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、該撮影条件設定手段により設定された撮影条件で前記被検眼を撮影する第二の撮像手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、通常撮影よりも低い光量で撮影した画像から、視神経乳頭部と黄斑部の最大輝度、最小輝度を検出して決定した光量とＬＵＴで眼底撮影を行うことにより、視神経乳頭部と黄斑部の両方のコントラストを上げ、有効な情報が多く含まれる眼底画像を得るために、保存するＬＵＴによる階調変換後の眼底画像分の画像メモリのみで構成でき、メモリの削減が可能となる。

また、汎用のデジタルカメラを接続する構成になっている眼科撮影装置においても、デジタルカメラにＬＵＴを設定することにより、視神経乳頭部と黄斑部の両方のコントラストを上げ、有効な情報が多く含まれる眼底画像を短時間で得ることが可能となる。

（実施例）
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例の装置構成図を示し、被検眼Ｅに対向する対物レンズ１の後方の光路０１上に、孔部に撮影絞りを有する孔空きミラー２、光路０１方向に移動してピントを調整するフォーカスレンズ３、撮影レンズ４、観察時には光路０１内にあり撮影時に光路０１外に離脱する切替えミラー５が順次配置されている。また、対物レンズ１と孔空きミラー２の間には、光路０１中に挿脱自在な前眼部観察レンズ６が配置され、対物レンズ１の近傍には赤外光を発する前眼部照明用光源７が配置されている。

孔空きミラー２の光路０１に垂直な光路０２上には、眼底照明系８が配置されており、眼底照明系８は眼底観察時には赤外光を眼底撮影時には可視光を眼底に照射するようになっている。

切換えミラー５の後方の光路上には、撮影用センサーユニット９が配置され、ＬＵＴ設定部１０、撮影画像処理部１１に接続されている。撮影画像処理部１１は撮影画像用モニタ１２に接続されている。

切換えミラー５の反射方向の光路上には、レンズ１３、ハーフミラー１４が配置されている。

ハーフミラー１４の透過方向の光路上には、観察用センサーユニット１５が配置され、観察画像処理部１６に接続され、観察画像処理部１６は、観察画像用モニタ１７に接続されている。

ハーフミラー１４の反射方向の光路上には、レンズ１８、固視目標を表示する固視目標提示部１９が配置されており、固視目標提示部１９は固視目標制御部２０に接続されている。

固視目標提示部１９は、バックライト及び図２に示すような複数個のセルがマトリックス状に配置された液晶素子で構成されており、個々のセルの透過／不透過を設定可能である。

制御部２１は、切換えミラー５、前眼部観察レンズ６、眼底照明系８、ＬＵＴ設定部１０、撮影画像処理部１１、観察画像処理部１６、固視目標制御部２０、前眼部／眼底切換えスイッチ２２、固視目標移動スイッチ２３、撮影スイッチ２４、左右眼検出スイッチ２５に接続されている。

このような構成において、撮影者はまず前眼観察状態において被検眼と対物レンズの概略位置合わせを行う。

前眼部観察状態では、前眼部観察レンズ６が光路０１内に挿入され、前眼部照明用光源７が点灯し、切換えミラー５は光路０１内に配置されている。この状態で、前眼部照明用光源７により赤外光照明された前眼部像は、対物レンズ１、前眼部観察レンズ６、孔空きミラー２の孔部、フォーカスレンズ３、撮影レンズ４を通り、切換えミラー５により反射され、レンズ１３を通り、ハーフミラー１４を透過し、観察用センサーユニット１５の撮像面に結像し、観察用センサーユニット１５で光電変換された前眼部画像が観察画像処理部１６により観察用モニタ１７に映し出される。

撮影者は、この前眼部画像を見ながら、図１に示した光学系を搭載した図示しないステージ部等を移動することにより位置合わせを行う。

このようにして、被検眼Ｅと対物レンズ１の位置合わせを完了した後に、前眼部／眼底切換えスイッチ２２を押下すると、この入力を検知した制御部２１により、前眼部照明用光源７は消灯され、前眼部観察レンズ６は光路０１外に退避され、眼底照明系８は赤外光を発する。眼底照明系８を発した赤外光束は、孔空きミラー２の周辺のミラー部で反射し、対物レンズ１を介して瞳孔Ｅｐから眼底Ｅｒを照明する。照明された眼底像は、瞳孔Ｅｐから対物レンズ１、孔空きミラー２の孔部、フォーカスレンズ３、撮影レンズ４を通り、切換えミラー５により反射され、レンズ１３を通り、ハーフミラー１４を透過し、観察用センサーユニット１５の撮像面に結像し、観察用センサーユニット１５で光電変換された眼底画像が、観察画像処理部１６により観察用モニタ１７に映し出される。

これらの制御と共に、制御部２１は固視目標制御部２０を介して固視目標提示部１９のバックライトを点灯し、液晶素子の予め決められたセルのみを透過状態として、被検眼Ｅに固視目標を提示する。図２に示すように、透過と設定されたセルを開口部Ａ、不透過と設定されたセルを遮光部Ｂとすると、バックライトを発した光の内、開口部Ａを透過した光は、レンズ１８を通り、ハーフミラー１４により反射され、レンズ１３を通り、切換えミラー５により反射され、撮影レンズ４、フォーカスレンズ３、孔空きミラー２の孔部、対物レンズ１を通り、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐから眼底Ｅｒに達する。即ち、対物レンズ１の光路０１上に瞳孔Ｅｐを配置した被検者には、暗黒の背景の中に開口部Ａの像が固視目標として提示される。

また、図３に示すように、被検者に提示する固視目標の提示位置を示すキャラクタＳが観察画像処理部１６により眼底画像と合成されて観察画像用モニタ１７に映し出される。

撮影者は、観察画像用モニタ１７に映し出された眼底画像及び固視目標の提示位置を示すキャラクタＳを見ながら、固視目標移動スイッチ２３を操作することにより、固視目標の提示位置を移動し、所望の部位が撮影できるように被検者の視線を誘導する。この時、図３に示すキャラクタＳと黄斑部が一致していることにより、被検者が固視目標を注視していることを確認する。

以上の操作により、所望の撮影部位が得られた後に、撮影者は撮影スイッチ２４を押下して眼底撮影を行う。制御部２１の具体的な処理を図４のフローチャートにより説明する。

ステップＳ１００で、撮影スイッチ２４の押下を検知する。

ステップＳ１０１で、切換えミラー５を光路０１外に退避する。

ステップＳ１０２で、眼底照明系８にデータ取得用の光量を設定し、ＬＵＴ設定部１０にデータ取得用のＬＵＴを設定する。

データ取得用の光量は、視神経乳頭部が飽和しないように、通常撮影時よりも低く設定する。

データ取得用のＬＵＴは、入力濃度レベルと出力濃度レベルを図５に示すように設定する。横軸は入力画像レベルを示し、縦軸は出力画像レベルを示している。また、データ取得用の光量で撮影する時には、通常撮影よりも低い光量で撮影するため、入力濃度レベルが低い部分しか存在しないことから、入力濃度レベルが低い部分のみを強調するため、図６に示すように設定しても良い。

ステップＳ１０３で、眼底照明系８はステップＳ１０２で設定されたデータ取得用の光量で可視の閃光を発する。この閃光は、孔空きミラー２の周辺のミラー部で反射し、対物レンズ１を介して瞳孔Ｅｐから眼底Ｅｒを照明する。照明された眼底像は、瞳孔Ｅｐから対物レンズ１、孔空きミラー２の孔部、フォーカスレンズ３、撮影レンズ４を通り、撮影用センサーユニット９の撮像面に結像する。

ステップＳ１０４で、撮影用センサーユニット９で光電変換された眼底画像が、ステップＳ１０２で設定されたデータ取得用ＬＵＴにより階調変換され、撮影画像処理部１１において図示しないメモリ上に記録される。

ステップＳ１０５で、ステップＳ１０４で取得された撮影画像より、左右眼検出スイッチ２５から得られる左右眼の情報と、固視目標提示部１９で表示している固視目標の提示位置から予測した視神経乳頭部と黄斑部の最大輝度、最小輝度を検出する。視神経乳頭部と黄斑部の位置は、あらかじめ設定しておいても良い。また、視神経乳頭部は輝度が高く、黄斑部は輝度が低いことより、視神経乳頭部と黄斑部の位置の検出に画像処理を使用しても良い。

ステップＳ１０６で、ステップＳ１０５で検出した視神経乳頭部の最大輝度より眼底照明系８に撮影用の光量を設定し、視神経乳頭部と黄斑部の最大輝度、最小輝度よりＬＵＴ設定部１０に撮影用のＬＵＴを設定する。

撮影用の光量は、データ取得用の光量と視神経乳頭部の最大輝度より、図示しないメモリに格納された、図７に示すような撮影光量テーブルから決定する。撮影光量テーブルは、データ取得用のＬＵＴごとに保持しており、これらのテーブルは、多くの被検眼の撮影データより実験的に求められる。撮影光量の決定方法は、例えば、図５に示すデータ取得用ＬＵＴを使用し、データ取得用光量が５０、視神経乳頭部の最大輝度値が１１０の時には、視神経乳頭部の最大輝度値が１００、１５０の撮影用光量より、比例関係にあるとして、
１２０＋（８０−１２０）×（１１０−１００）÷（１５０−１００）＝１１２
とすれば良い。なお、データ取得用光量に対する全ての視神経乳頭部の最大輝度に対するデータがあれば、対応する最大輝度値の撮影用光量を選択するのみで良い。さらには、実験的に求められた撮影光量テーブルから算出した近似式から計算しても良い。

撮影用のＬＵＴは、図８に示すように、視神経乳頭部の最大輝度、最小輝度、黄斑部の最大輝度、最小輝度をそれぞれデータ取得用のＬＵＴにより逆変換した値をＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’とし、撮影用の光量とデータ取得用の光量の比をかけた値をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして、
Ａ＝Ａ’×撮影用の光量÷データ取得用の光量
Ｂ＝Ｂ’×撮影用の光量÷データ取得用の光量
Ｃ＝Ｃ’×撮影用の光量÷データ取得用の光量
Ｄ＝Ｄ’×撮影用の光量÷データ取得用の光量
図９に示すように、視神経乳頭部のＡ−Ｂ間、黄斑部のＣ−Ｄ間を強調するように設定する。

図１０に示すように、Ｃ１の出力濃度レベルを高くすると、黄斑部がさらに強調され、Ｂ１の出力濃度レベルを低くすると視神経乳頭部がさらに強調される。ただし、Ｃ１とＢ１の出力濃度レベルが逆転しないようにする。また、Ｄ１の出力濃度レベルを高くしても良いし、Ａ１の出力レベルを低くしても良い。直線ではなく、曲線近似しても良い。

ステップＳ１０７で、眼底照明系８はステップＳ１０６で設定された撮影用の光量で可視の閃光を発する。この閃光は、孔空きミラー２の周辺のミラー部で反射し、対物レンズ１を介して瞳孔Ｅｐから眼底Ｅｒを照明する。照明された眼底像は、瞳孔Ｅｐから対物レンズ１、孔空きミラー２の孔部、フォーカスレンズ３、撮影レンズ４を通り、撮影用センサーユニット９の撮像面に結像する。

ステップＳ１０８で、撮影用センサーユニット９で光電変換された眼底画像が、ステップＳ１０６で設定された撮影用ＬＵＴにより階調変換され、撮影画像処理部１１において図示しないメモリ上に記録され、図示しない記憶媒体に記録される。また、ネットワークへ出力しても良い。

上記実施例では、撮影用センサーユニット９、ＬＵＴ設定部１０、撮影画像処理部１１などが内蔵されている場合を例に挙げて説明したが、汎用のデジタルカメラを接続するように構成された眼科撮影装置でも、制御部２１と同様の処理を制御ＰＣから実行することにより実現できることは言うまでもない。例えば、制御ＰＣから、データ取得用光量、撮影用光量を眼科撮影装置に設定する手段、制御ＰＣから撮影信号、ストロボ発光信号などを眼科撮影装置に送る手段、制御ＰＣからデジタルカメラにＬＵＴを設定する手段などを設ければ良い。

また、上記実施例では、無散瞳眼底カメラについて説明したが、散瞳眼底カメラなどその他の眼科撮影装置についても同様に実現できることは言うまでもない。

本発明は、上記の処理のほとんどがプログラムによって実現できる。ゆえに、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても実現できるのは勿論である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

本発明の装置構成図液晶素子の説明図観察画像用モニタへの固視目標提示に関する説明図撮影時のフローチャートデータ取得用のＬＵＴの例データ取得用のＬＵＴの例撮影光量テーブルの説明図撮影用ＬＵＴ作成に関する説明図撮影用ＬＵＴの例撮影用ＬＵＴの例

符号の説明

１対物レンズ
２孔空きミラー
３フォーカスレンズ
４撮影レンズ
５切換えミラー
６前眼部観察レンズ
７前眼部照明用光源
８眼底照明系
９撮影用センサーユニット
１０ＬＵＴ設定部
１１撮影画像処理部
１２撮影画像用モニタ
１３レンズ
１４ハーフミラー
１５観察用センサーユニット
１６観察画像処理部
１７観察画像用モニタ
１８レンズ
１９固視目標提示部
２０固視目標制御部
２１制御部
２２前眼部／眼底切換えスイッチ
２３固視目標移動スイッチ
２４撮影スイッチ
２５左右眼検出スイッチ

Claims

被検眼を撮影する第一の撮像手段と、左右眼種別を判定する左右眼判定手段と、該左右眼判定手段の出力を使用して前記第一の撮像手段からの出力を解析する解析手段と、該解析手段の解析結果から前記被検眼の撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、該撮影条件設定手段により設定された撮影条件で前記被検眼を撮影する第二の撮像手段を有する眼科撮影装置。