JP2005278745A - 眼科撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 瞳孔径の小さい被検者でも被検眼を縮瞳させることなく、高画質の眼底像を連続して撮影可能な眼科撮影装置を提供することである。
【解決手段】 等しい撮影範囲の被検眼眼底像を、撮像素子に異なる結像倍率で結像する撮影光学系、被検眼の瞳孔径を測定する瞳孔径測定手段、前記瞳孔径に応じて撮影光学系の結像倍率を変更する倍率変更手段、前記撮像素子に結像した眼底像をデジタル画像データに変換する眼底撮像手段、前記結像倍率縮小に連動して少ない光量で照明する眼底照明手段を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、眼科医院、集団検診、人間ドックなどにおいて眼底検査等に使用される眼科撮影装置に関するものである。

従来より、様々な撮影媒体に記録する眼科撮影装置が知られている。無散瞳眼底カメラは被検者を自然散瞳の状態で、赤外光で観察アライメントし、ストロボ光源等の発する可視光の閃光にて、カラー眼底像の静止画記録を行う。したがって、撮影光がまぶしいと、被検者の瞳孔は縮瞳するため、同一被検者をもう一枚撮影する場合には、瞳孔が自然散瞳するまで１０分程度待たなければならない。集団健診の眼底撮影においては、多人数の左右眼を撮影することが求められる。そこで、片眼の撮影が終わり、もう片眼の撮影まで被検者を待たせておくことは、時間的、スペース的にも効率が悪い。したがって、左右眼を連続して撮影できる程度の低光量での撮影が望まれる。

近年、電子記録式のカメラを用いて眼底像を記録する方式が、増えてきているが、このようなカメラを用いて少ない照明光量で撮影する場合には、カメラのゲインや感度を高く設定して撮影している。

しかしながら、撮影前の段階で瞳孔径が非常に小さい被検者の場合、撮影に必要十分な光を瞳孔内に導くことができない。そこで従来の眼底カメラでは、瞳孔径が小さい場合は撮影光量を強くすることで撮像媒体の感度不足を補う撮影方法がよく知られている。

また、特開平５−１９９９９７号公報に開示されているように、小瞳孔径の被検眼向けの撮影モードを設定可能な眼底カメラも知られている。被検眼の眼底と略共役面に配置され、眼底の撮影可能範囲を制限する可変絞りの開口部の面積を変化し、被検眼の瞳孔径に応じて撮影画角を調整すると共に、遮光点の大きさを変化してリング状の照明光束の遮光量を調節している。このように、遮光点を小さくしてリング状の照明光束の遮光量を少なくすることにより、瞳孔径が小さい被検眼でも撮影を可能にしている。

更に特開平８−０１０２２８号公報に開示されている眼底カメラでは、瞳孔径の大きさに応じて、遮光点の大きさ及び、観察光源の光量、撮影光源の光量を変化させるようにしている。
特開平０５−１９９９９７ 特開平０８−０１０２２８

しかしながら、上述したような無散瞳眼底カメラでは、撮影光量が強いため一枚目の撮影で被検者が縮瞳してしまい、同一被検者を連続して撮影することができないという問題があった。

また、小瞳孔径向けの撮影モードを有する眼底カメラにおいては、瞳孔径が小さい場合に被検眼眼底に届く光量が増加してしまうため、被検者はさらに縮瞳してしまい、その被検者を連続して撮影することが全くできなくなる。

そして上記の様に同一被検者を連続して撮影できないことが集団検診の流れを停滞させ、検診業務に重大な支障を来たすという問題があった。

この問題を回避するためにゲインや感度を高く設定して撮影する方法もあるが、そのような方法で撮影された眼底像は、暗電流等のノイズも増幅されるため、色むら等が発生し、画質が大幅に低下する問題がある。

上記目的を達成する為に請求項１の発明は、等しい撮影範囲の被検眼眼底像を、撮像素子に異なる結像倍率で結像する撮影光学系、被検眼の瞳孔径を測定する瞳孔径測定手段、前記瞳孔径に応じて撮影光学系の結像倍率を変更する倍率変更手段、前記撮像素子に結像した眼底像をデジタル画像データに変換する眼底撮像手段、前記結像倍率縮小に連動して少ない光量で照明する眼底照明手段を有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る眼科撮影装置では、測定した瞳孔径に応じて撮像素子に結像する眼底像を縮小するように構成したため、瞳孔の小さな被検者でも画質を落とさずに撮影光量を減らすことができ、小瞳孔径の被検者でも縮瞳を抑えることが可能なため、左右眼を連続して撮影することができる効果があり、検診業務の効率も向上する。

（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、本発明を実施した眼底カメラの構成を示す図である。

対物レンズ１、前眼部観察時に光路内に挿入される挿脱可能な前眼部観察用レンズ１２、穴明きミラー２の穴に配置された撮影絞り３、光軸上を移動可能なフォーカスレンズ４、撮影レンズ５、跳ね上げミラー６、視野絞り７、フィールドレンズ８、ミラー９、撮像レンズ１０、観察像撮像カメラ１１、モニタ１７は、前眼部と眼底部の観察手段を構成する。観察像撮像カメラ１１のデジタル観察画像データは、デジタル観察画像データを記憶する記憶手段である画像メモリ１９ｍと画像二値化回路１９ｂと距離計算回路１９ｃを有する瞳孔径測定手段１９に送られ、被検眼の瞳孔径を計測する。計測された瞳孔径は制御回路３３に入力され変倍率決定手段３３ｂによって変倍率が決定される。倍率変更手段１５は入力された変倍率に基づきリレーレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを選択的に光路に挿入する。撮影光源制御手段３３ａは変倍率決定手段３３ｂで選択された倍率に応じて撮影用ストロボの光量を決定する。

また、前記跳ね上げミラー６の後ろには、マスク１３、フィールドレンズ１４、リレーレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、デジタルカメラ１６が配置され眼底撮影手段を構成する。

デジタルカメラ１６は、デジタル画像データを出力し、デジタル画像データを記憶する記憶手段である画像メモリ１８ｍ、外部モニタ表示回路１８ｖ、記録媒体出力回路１８ｗ、を有する画像制御回路１８に入力される。該画像制御回路１８には、モニタ２１、画像記録装置２２が接続されている。前記記録装置２２は、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ、カードメモリー、ハードディスク等の録媒体への書き込み、または、読み出しを行うドライブ装置である。

可視光及び赤外光の定常光を発するハロゲンランプ等の光源２４、コンデンサレンズ２５、可視光を遮断し赤外光を透過する可視カットフィルタ２６、閃光を発する撮影光源２７、リング状の開口を有する絞り２８、挿入離脱自在に配置された赤外光を遮断する赤外カットフィルタ２９、リレーレンズ３０、前記穴明きミラー２、対物レンズ１は、眼底照明手段を構成する。

撮影スイッチ３１は制御回路３３に接続されている。また、撮影光源２７は、制御回路３３により発光を制御され、発光光量は、撮影光源制御手段３３ａに印加される電圧により制御される。

被検者の識別情報を入力する識別情報入力手段２０、入力された被検者の識別情報を元に被検者の変更を検知する被検者変更判定手段２３、被検者変更の有無により倍率変更手段の動作を制御する変倍率決定手段３３ｂは、被検者単位による撮影倍率の制御手段を提供する。

次に、本発明を実施した眼底カメラを用い眼底を撮影する場合について説明する。撮影者は、新たな被検者を眼底カメラの正面に着座させ、図２のフローチャート図に示されるように、識別情報入力手段２０を用いて被検者のＩＤ番号を入力する。（Ｓ１０１）入力されたＩＤ番号は被検者変更判定手段２３に入力され、入力されたＩＤ番号と不図示のＩＤ番号記憶メモリに記録されたＩＤ番号との比較を行い（Ｓ１０３）、入力されたＩＤが不一致であった場合には変倍率決定手段３３ｂの動作を許可する指示を行う。（Ｓ１０４）ここでは、被検者が入れ替わった直後の撮影を説明しており、ＩＤ番号記憶メモリに記録されたＩＤとは異なるＩＤ番号を入力しているため、変倍率決定手段３３ｂは動作が許可されている。

ＩＤ番号を入力し終えると、前眼部を観察しながら、被検眼と眼底カメラとの位置合わせを行う。

図示しない電源スイッチの操作により、通電されると、図示しない駆動制御部の制御により前眼部観察用レンズ１２が光路内に挿入される。また、前眼部を照明するための図示しない赤外光源から発せられた赤外光により、被検眼Ｅの前眼部が照明され、前眼部からの反射光は、対物レンズ１を通り、前眼部観察用レンズ１２、穴あきミラー２の穴部、フォーカスレンズ４、撮影レンズ５を経て、跳ね上げミラー６により反射され、視野絞り７、フィールドレンズ８、ミラー９、撮像レンズ１０を経由して観察像撮像カメラ１１へ導かれる。観察像撮像カメラ１１で光電変換された前眼部観察画像はモニタ１７上に映出される。撮影者は、モニタ１７上の前眼部観察像を用いて、対物レンズを含む図示しない光学ユニットを移動させ、被検眼前眼部の位置合わせを行う。

被検眼眼底部の位置合わせが終了すると、図示しない前眼部／眼底部切り替えスイッチを押下する。スイッチを押下すると、瞳孔径測定手段１９はその時点で観察像撮像カメラ１１で撮像されている前眼部像を画像メモリ１９ｍに記録し、被検眼瞳孔径を計測する。

瞳孔径測定手段１９での処理内容については、図３のフローチャートに基づいて詳細に説明する。

被検眼Ｅの前眼部は図４に示す画像として画像メモリ１９ｍに格納される。（Ｓ２０１）瞳孔領域は前眼部中で最も暗い領域であり、この部分を抽出するため、画像二値化回路１９ｂは画像メモリ１９ｍ内の前眼部像を二値化し、画像メモリ１９ｍの別領域に記録する（Ｓ２０２）。

二値化画像を図５に示す。ここでは抽出目的の瞳孔領域だけでなく、マスク１３によって眼底領域を制限しているアパーチャマスク領域が残っている。そこで、この不要部分の除去処理を行う（Ｓ２０３）。

アパーチャマスク領域は、撮影される画像全てにおいて部位、大きさ共固定であるので、予めアパーチャマスク領域として画像メモリ１９ｍ内に形状、位置情報を設定しておき、この設定値を用いて除去を行う。

上記のアパーチャマスク領域の除去を行い、瞳孔領域が抽出された画像を図６に示す。

次に距離計測手段１９ｃによって瞳孔径を算出する（Ｓ２０４）。

瞳孔領域は概略円形状であるが、細かくは個人によりその形状がまちまちである。まつげ等の影響も発生するため、本発明においては図７に示すように瞳孔の横方向の距離を算出することで瞳孔径とし、算出した瞳孔径は制御回路３３に送られる（Ｓ２０５）。

もちろん、瞳孔の縦方向の計を算出しても良いし、瞳孔を円としてその円の直径を求めても良い。

図８に示すように、瞳孔径測定手段１９が出力した瞳孔径情報は、制御回路３３に入力されると（Ｓ３０１）、変倍率決定手段３３ｂへと入力され（Ｓ３０２）、被検眼の瞳孔径に応じてリレーレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃのいずれかの倍率が自動的に選択される。（Ｓ３０３）平均的な瞳孔径を持つ被検眼では、撮像面に結像する眼底像の大きさが最も大きくなるリレーレンズ１５ｃの変倍率が選択され（図９ａ）、平均より小さな瞳孔径の場合は撮像面に結像するサイズが中位のリレーレンズ１５ｂの変倍率が選択される。（図９ｂ）瞳孔径が非常に小さく、縮瞳によって連続した撮影が困難であると判断される被検眼においては、撮像面の結像サイズが最も小さくなるリレーレンズ１５ｃの変倍率が選択される。（図９ｃ）このように撮像面に結像する眼底像のサイズを小さくすることによって、撮像素子１６ａの相対的な感度を増加させることができ、同じ明るさの撮像させるのに必要な光量を減らすことができる。

変倍率決定手段によって決定したリレーレンズの変倍率は倍率変更手段１５に送られ、倍率変更手段１５は不図示の動力によってリレーレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを選択的に光路内に挿入する（Ｓ３０４）。

さらに、変倍率決定手段によって決定した変倍率は撮影光源制御手段３３ａにも送られ、選択された変倍率に応じて撮影光源２７の発光光量を決定する（Ｓ３０５）。このとき、撮影光源制御手段３３ａは選択された変倍率によって撮像素子に結像する眼底像のサイズが小さくなるほど、低い撮影光量となるように光量を決定する。これは瞳孔径の小さい被検者が強い撮影光量によってさらに縮瞳してしまい、連続して眼底撮影を行うことが困難になることを防ぐためである。

図示しない前眼部／眼底部切り替えスイッチを押下すると上述したように被検眼の瞳孔径を算出し、変倍率を決定して対応するリレーレンズを光路に挿入し、撮影光量を決定するが、それと同時に図示しない駆動制御部の制御により前眼部観察用レンズ１２が光路外に離脱し、さらに眼底部の観察光源２４が点灯することで眼底部観察状態へと移行する。

観察状態において赤外光カットフィルタ２９は、光路外に待避しており、観察光源２４を発した光は、コンデンサレンズ２５により集光され、可視カットフィルタ２６により赤外光のみが透過し、撮影光源２７、絞り２８のリング状開口を通過し、レンズ３０を通り、穴明きミラー２の周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ１、被検眼瞳孔Ｅｐを通して被検眼眼底Ｅｒを照明する。このように赤外光で照明された眼底Ｅｒの像は、再び対物レンズ１、穴明きミラー２の穴に配置された撮影絞り３、フォーカスレンズ４、撮影レンズ５を通り、光路内に配置された跳ね上げミラー６により上方に反射され、前眼部観察時と同様に観察像撮像カメラ１１に結像し、電気信号に変換されモニタ１２に表示される。撮影者は、このモニタ１２に映った眼底像１２ａを見ながら、不図示の操作手段を用いて被検眼眼底の位置合わせ及び、フォーカスレンズ４を動かしてのピントあわせ、及び撮影範囲の確認を行う。

撮影者は、モニタ１２に表示された眼底像１２ａを観察し撮影範囲、位置、ピント合わせが略良好であることを確認した後撮影スイッチ３１を操作し眼底の撮影を行う。

撮影スイッチ３１への入力を検知した制御手段３３は、不図示の制御回路によって赤外光を遮断するフィルター２９を光路内に挿入し、デジタルカメラ１６の光蓄積を開始し、撮影光源制御手段３３ａに発光信号を送る。発光信号を受けた撮影光源制御手段３３ａは、撮影光源２７にトリガー信号を送り、蓄えられた電荷を放電し発光する。撮影光源２７を発した光束は前記観察光と同様に、絞り２８のリング状開口を通過し、フィルター２９により赤外光は除去され、残りの可視光はレンズ３０を通り、穴開きミラー２周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ１を通して被検眼瞳孔Ｅｐより眼底Ｅｒを照明する。このように照明された眼底の像は、再び対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ４、撮影レンズ５を通り、跳ね上げられたミラー６の下方を通過し、視野絞り１３付近に一旦結像し、フィールドレンズ１４により集光され、リレーレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃにより変倍され、デジタルカメラ１６の撮像素子１６ａに結像する。

撮像素子上に結像した被検眼眼底像はデジタルカメラ１６内のＡ／Ｄ変換装置によってデジタル画像データに変換され、画像制御回路１８に出力される。

画像制御手段１８は、入力された画像データを画像メモリ１８ｍに記録し、外部モニタ表示回路１８ｖによってモニタ２１に画像データを表示する。また、画像メモリ１８ｍに記録された画像データは記録媒体出力回路１８ｗを経て画像記録装置２２に出力され、記録される。

次に同一被検者の撮影を続けて行う場合について説明する。通常の無散瞳眼底カメラでは上記の様に撮影された被検者は瞳孔が縮瞳してしまい、続けて二枚目の撮影を行う事ができないが、本実施例における無散瞳眼底カメラでは上述の様に被検者の瞳孔径に応じて発光光量を抑えることができるため、そのまま同じ被検者の次の撮影を行う事ができる。

図２のフローチャートに示されるように、同一被検者の次の撮影を行う場合は識別情報入力手段２０において（Ｓ１０２）ＩＤ番号を入力せずに、そのまま観察、撮影へと移行する。（Ｓ１０７）または識別情報入力手段２０で同じＩＤ番号をもう一度入力しても良い。被検者変更判定手段２３は、ＩＤ番号が入力されていない場合、または入力されたＩＤが不図示のＩＤ番号記憶メモリに記録されたＩＤ番号と比較（Ｓ１０３）して一致した場合、被検者が変わっていないと判定し、変倍率決定手段３３ｂの動作を禁止する（Ｓ１０５）。

撮影者はそのまま被検者の前眼部を観察し、図示しない前眼部／眼底部切り替えスイッチを押下するが、変倍率決定手段３３ｂの動作が禁止されているため、倍率変更手段１５は動作せず、同じ被検者を最初に撮影したときと同じリレーレンズが挿入されたままとなる。そして撮影者は一枚目の撮影と同様に眼底部の観察、位置合わせ、ピント合わせを行い、撮影を行う（Ｓ１０７）。

撮影された画像は一枚目の撮影画像と同じ倍率、同じサイズで撮像素子１６ａに結像し、モニタ２１に表示され、画像記録装置２２に記録される。

この発明にかかる眼科撮影装置の一例を示す構成図である。 被検者変更の有無により倍率変更動作を切り替えるフローを示すフローチャート図である。 被検者の瞳孔径を計測する処理のフローチャートである。 撮像された被検者の前眼部像を示す図である。 二値化した前眼部像を示す図である。 不要部分を除去した前眼部の二値画像を示す図である。 瞳孔径を計測する処理の説明図である。 瞳孔径に応じて変倍率と光量を選択する処理を示すフローチャートである。 選択された変倍率によって撮像素子に結像する眼底像の様子を示した図である。

符号の説明

Ｅ 被検眼
Ｅｒ 眼底
Ｅｐ 瞳孔
Ｌ 瞳孔径
１ 対物レンズ
６ 跳ね上げミラー
１１ 観察像撮像カメラ
１２ 前眼部観察用レンズ
１５ 倍率変更手段
１６ デジタルカメラ
１７ モニタ
１８ 画像制御回路
１９ 瞳孔径測定手段
２０ 識別情報入力手段
２１ モニタ
２２ 画像記録装置
２３ 患者変更判定手段
３１ 撮影スイッチ
３３ 制御回路

Claims (2)

1. 等しい撮影範囲の被検眼眼底像を、撮像素子に異なる結像倍率で結像する撮影光学系、被検眼の瞳孔径を測定する瞳孔径測定手段、前記瞳孔径に応じて撮影光学系の結像倍率を変更する倍率変更手段、前記撮像素子に結像した眼底像をデジタル画像データに変換する眼底撮像手段、前記結像倍率に連動して照明光量を変更する眼底照明手段を有することを特徴とする眼科撮影装置。
2. 被検者の識別情報を入力可能な識別情報入力手段、入力した識別情報によって被検者の変更があったかどうかを判定する被検者変更判定手段、被検者変更の判定結果により前記倍率変更手段の動作を制御する変倍動作制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。

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