JP2008113820A

JP2008113820A - 眼底実距離取得方法

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Publication number: JP2008113820A
Application number: JP2006299392A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kobayashi; 俊洋小林; Koichi Ito; 晃一伊藤; Naohito Suzuki; 尚人鈴木
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-22
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: JP5063985B2

Abstract

【課題】設計値が不明な眼底撮影装置であっても撮影倍率に関する情報を得ることで撮影眼底画像を基に眼底上の実距離を得る。
【解決手段】撮像素子を持つ撮影光学系を備える眼底撮影装置で得られた眼底画像と、患者眼の光学特性情報と、を基に眼底上の実距離を得る眼底実距離取得方法で、指標を持つ異なる視度の模型眼を用意するステップと、各模型眼を撮影して指標画像を得るステップと、指標画像を基に撮像素子上における撮影倍率を得るステップと、撮影倍率と模型眼のレンズ主点から指標までの距離に基づいて、模型眼毎の視度に対する撮影光学系のスケール変数を求めるステップと、結果から撮影光学系の各視度に対するスケール変数の関数を設定するステップと、を備え、その関数及び患者眼の光学特性に基づいて、撮影された眼底画像で設定される測定個所の実距離を得る。
【選択図】図４

Description

本発明は、眼底撮影装置で撮影された眼底画像を基に眼底上での実距離を得る眼底実距離取得方法に関する。

近年、レーザ光線を病変部にスポット状に照射し、眼底に新生血管ができる加齢黄班変性症等の治療を行う光線力学的療法（以下、ＰＤＴ療法）が知られている（特許文献１参照）。このＰＤＴ療法においては、適正な照射レーザ光のスポットサイズを形成することが求められる。このため、眼底カメラ等の眼底撮影装置で撮影した眼底像を表示手段に表示させ、表示手段に表示された画像上で病変部を指定し、患者眼の視度、眼軸長、撮影条件等の眼底画像のサイズ変動要因に基づき眼底上での病変部の実距離を求める技術が、特許文献２にて知られている。なお、特許文献２に記載された技術は、それ以前から知られている特許文献３のものと実質的に同じである。
特開２０００−６０８９３号公報特開２００６−１２２１６０号公報公報特開平１０−１７９５１７号公報

眼底カメラにより撮影した眼底画像を基に眼底上の測定個所（病変部等）の実距離を算出する際、患者眼が光学系の一部を成しているので、患者眼の光学特性と眼底カメラが持つ撮影光学系自体の撮影倍率に関係する情報が必要とされる。通常、眼底カメラのメーカであれば、撮影光学系自体の撮影倍率に関係する情報については光学設計値より既知とされる。メーカより撮影光学系の情報が得られれば、これを使用して眼底画像における実距離を求めることができる。

しかしながら、眼底カメラには多くの種類があり機種毎に撮影光学系のレンズ配置、構成が異なり、さらに、各メーカ毎で光学系が大きく異なる。このため、メーカからの撮影光学系情報が無い場合、眼底カメラを分解し、各レンズの特性や配置関係を確認する必要があるが、これは容易でない。

また、同機種の眼底カメラであっても、眼底カメラに取り付けられるＣＣＤカメラ（撮像素子）及びリレーレンズを持つカメラユニットが、撮影目的に応じて取り換えられる場合がある。この場合には、撮影光学系自体の撮影倍率に関係する情報も変化するため、眼底カメラに取り付けられたカメラユニットに応じて知る必要があるが、その情報の入手は容易でなかった。

本発明は、上記従来装置の問題点に鑑み、撮影光学系の設計値が不明な眼底撮影装置であっても、その撮影光学系の撮影倍率に関する情報を得ることにより、撮影光学系で撮影された眼底画像を基に眼底上での実距離を得ることができる眼底実距離取得方法を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）撮像素子が配置された撮影光学系を備える眼底撮影装置で撮影された眼底画像と、患者眼の光学特性情報と、を基に眼底上での実距離を得る眼底実距離取得方法において、レンズと該レンズの主点からの距離が設計的に既知の眼底位置に配置された所定寸法を持つ指標とを備えた模型眼であって、異なる視度で作成された模型眼を用意するステップと、各模型眼を眼底撮影装置により撮影して前記指標の画像を得るステップと、該取得された指標画像を基に前記撮像素子上における前記指標の撮影倍率を模型眼毎に得るステップと、該得られた撮影倍率と模型眼が持つレンズの主点から指標までの距離とに基づいて、模型眼毎の異なる視度に対する前記撮影光学系のスケール変数を求めるステップと、該求めた結果から前記撮影光学系で撮影可能な視度範囲についての各視度に対する前記スケール変数の関数を設定するステップと、を備え、前記スケール変数の関数及び患者眼の光学特性情報に基づいて、眼底撮影装置で撮影された眼底画像で設定される測定個所の実距離を得ることを特徴とする。
（２）（１）の眼底実距離取得方法において、眼底撮影装置が持つ前記撮影光学系には、前記撮像素子（第１の撮像素子とする）に対して異なる第２の撮像素子を持つカメラユニットが交換可能であり、該交換されたカメラユニットを含む前記撮影光学系のスケール変数を設定するときは、少なくとも１つの所定視度で作成された前記模型眼を使用して、該模型眼の視度に対する前記撮影光学系のスケール変数を求め、このスケール変数と前記第１の撮像素子により設定されたスケール変数との変化に基づいて前記撮影光学系で撮影可能な視度範囲についての各視度に対するスケール変数の関数を設定するステップを備えることを特徴とする。
（３）（１）又は（２）の何れかの眼底実距離取得方法において、眼底撮影装置は前記撮影光学系の対物レンズを保持する外筒を備え、前記模型眼は前記外筒に嵌め合わさられる嵌合部を持つ筐体であって、前記レンズ及び指標が配置された筐体を備え、前記レンズは前記嵌合部を前記外筒に嵌め合わせたときに、前記撮像光学系のアライメント調整が不要となる位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、眼底撮影装置が備える撮影光学系の撮影倍率に関する情報を容易に得て、撮影された眼底画像を基に眼底上での実距離を得ることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態である眼底画像処理装置の構成を示す図である。

２００は眼底画像処理装置であり、１００は、眼底画像処理装置２００と接続される患者眼の眼底を撮影する撮影光学系を備える眼底カメラである。眼底カメラ１００では、可視光のフラッシュランプによる眼底照明により、カラー眼底像を撮影したり、蛍光剤を投与した患者眼を撮影することで、蛍光造影された患者眼眼底像を電子画像として取得する。１０１は、眼底カメラ１００の本体に取り付けられたアゴ受けで、患者眼（患者の顔）の固定をするための支えとなる。１０２は対物レンズ２０（後述）を収める外筒であり、対物レンズ２０を囲むように筒形状（円形）をしている。

眼底画像処理装置２００は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略す）で構成され、ＰＣの本体であるＰＣ本体２１０には、患者の識別コード（情報）や患者の眼底像等を記憶する記憶手段であるメモリ２１１（ハードディスク）と、患者の眼底像等を処理する演算手段であるＣＰＵ（中央演算処理装置）２１２が組み込まれる。ＰＣ本体２１０には、表示手段であるカラーのモニタ２１５や入力手段であるマウス２１６やキーボード２１７が接続される。

眼底画像処理装置２００（ＰＣ２１０）と眼底カメラ１００はケーブル２０１で接側される。先に説明したように、眼底カメラ１００で得られた眼底像は、ＣＰＵ２１２が眼底像の入力指示を受けることで、メモリ２１１へと取り込まれる。次に、眼底カメラ１００より取り込む眼底像の説明をする。

図２は眼底カメラの一例の光学系概略図である。光学系は照明光学系１、撮影光学系２、観察光学系３を備える。

照明光学系１は、観察用光源である赤外ＬＥＤ１０、コンデンサレンズ１２、ダイクロイックミラー１５、リングスリット１６、撮影用光源であるフラッシュランプ１３、リレーレンズ１７ａ、ミラー１８、中心部に小黒点を有する黒点板１９、ビームスプリッタ４８、リレーレンズ１７ｂ、穴開きミラー２１、対物レンズ２０、フォーカス指標投影光学系４５を備える。

撮影光学系２は、対物レンズ２０、穴開きミラー２１の開口部、撮影絞り２２、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ２３、結像レンズ２４、ハーフミラー（又はリターンミラー）２５、リレーレンズ２６、可視域に感度を有する撮像素子としてのカラーＣＣＤカメラ２７を備える。ＣＣＤカメラ２７により撮影された眼底画像は、眼底カメラ１００内の画像メモリ（図示せず）に静止画像として記憶される。観察光学系３は、撮影光学系２の対物レンズ２０からハーフミラー２５までを共用し、ハーフミラー２５の反射方向にリレーレンズ３０、赤外域に感度を有する観察用ＣＣＤカメラ３２を備える。

なお、眼底の撮影条件によって、リレーレンズ２６及びＣＣＤカメラ２７は、別の撮像素子（第２の撮像素子）であるＣＣＤカメラ３７及びリレーレンズ３６を持つカメラユニット３７に交換される構成とする。例えば、眼底の蛍光撮影において、蛍光剤（血管造影剤）が赤外発光である場合は、ＣＣＤカメラ３７を赤外域に感度を持つものとする。この場合、照明光学系１には励起フィルタが配置され、撮影光学系に濾過フィルタが配置される。

また、フォーカスレンズ２３の移動により患者眼の視度が所定のフォーカス範囲から外れるときは、フォーカスを可能にするための補正レンズ２８が撮影光学系２に配置される。撮影光学系２は、補正レンズ２８が無い場合、−１０Ｄ〜６Ｄの範囲が撮影可能であるとする。補正レンズ２８としては、例えば、−９Ｄ〜−２３Ｄの範囲を撮影可能とする第１補正レンズと、＋５Ｄ〜＋２３Ｄの範囲を撮影可能とする第２補正レンズと、＋２２Ｄ〜＋４１Ｄの範囲を撮影可能とする第３補正レンズの３種類が用意される。

上記の眼底カメラ１００の光学系は一例であり、メーカ（製造会社）によって撮影光学系２の構成が異なる。メーカ内でも眼底カメラの構成が異なる場合がある。また、撮影倍率は、眼底カメラにより撮影した眼底画像を基に眼底上の測定個所（病変部等）の実距離を算出する際、患者眼が光学系の一部を成しているので、患者眼の光学特性と眼底カメラが持つ撮影光学系自体の撮影倍率に関係する情報が必要とされる。眼底カメラのメーカであれば、撮影光学系自体の撮影倍率に関係する情報については光学設計値より既知とされるが、光学設計値が不明な場合は、これを事前に得ておく必要がある。そこで、光学特性が既知で、視度が異なる模型眼を複数個用意し、撮影した模型眼の被写体の撮影倍率をそれぞれ算出して、各撮影倍率から眼底カメラ１００の撮影光学系自体の撮影倍率に関する情報であるスケール変数を視度毎に得る。本明細書でいうスケール変数とは、眼底カメラ１００の撮影光学系と被写体となる模型眼３００（又は患者眼）のそれぞれの光学特性により定まる視度毎の撮影倍率に対し、レンズの物側主点から指標までの距離で割ることにより、眼球の持つレンズの物側主点から指標までの距離に依存しない撮影光学系自体の有する撮影倍率に関する情報とする。つまり、スケール変数は、模型眼３００又は患者眼の視度以外の光学特性に依存しない撮影光学系の撮影倍率を規定する情報である。以下の説明で、スケール変数が視度の関数となっているが、視度とフォーカスレンズ２３の位置や補正レン図２８が密接に関係しているため、スケール変数はフォーカルレンズ２３及び補正レンズ２８の有無に関する関数ともいえる。

以下に、撮影光学系自体の撮影倍率に関する情報（スケール変数）を測定する方法を説明する（図９のフローチャート参照）。まず、視度が異なる模型眼を複数個用意する。図３は、眼底カメラの光学倍率測定用の模型眼３００である。図３（ａ）は模型眼３００の外観斜視図、図３（ｂ）は、模型眼頭部３０１の断面図、図３（ｃ）は、模型眼３００のレチクルを示したものである。模型眼３００は、筒部材３１０に光学素子である平凸レンズ３２０や撮影時に指標となるレチクルをもつプレート３３０等を有する頭部３０１と、頭部３０１の下部に設けられ、頭部３０１を支えるために垂直方向に延びたシャフト３０２と、シャフト３０２が取り付けられ、シャフト３０２、３０１を支える基台３０３から構成される。基台３０３は、アゴ受けに取り付けられる（詳細は略す）。プレート３３０に描画されたレチクル３３０ａは、図３（ｃ）に示すように、ｘｙ方向に延びた線分に対し、所定寸法の目盛が付されている。なお、プレート３３０は、ガラス等の透光体で形成されており、外部からの光によって、レチクル３３０ａが平凸レンズ３１０から観察できる。

筒部材３１０は中空になっており、筒部材３１０の中央には、平凸レンズ３２０とプレート３３０の間に配置される中空状のスペーサ３４０が配置される。Ｎは、スペーサ３４０の、光軸方向の長さを示しており、長さＮの異なるスペース３４０を取り替えることで、レンズ３１０とプレート３３０間の距離を変更できる。模型眼３００は、人眼に近いサイズを考慮し、設計する。例えば、長さＮは眼軸長の平均長さ、２４ｍｍ前後、平凸レンズ３２０の曲率は平均的な角膜曲率である８ｍｍ前後、平凸レンズ３２０の屈折力は平均的な眼球の屈折力である６０Ｄ（ティオプタ）程度とする。視度は、０Ｄの正視眼に対する屈折誤差を定義したものである。但し、撮影条件によって、これの値は大きく変更される場合がある。模型眼の特性を人眼に模擬することで、レチクル３３０ａの撮影が行い易くなる。

模型眼３００では、人眼と同様に角膜に平行に入る光が眼底上で結像する模型眼の視度を０Ｄ（ディオプタ）とする。スペーサ３４０の長さを変更することで、平凸レンズ３２０の主点Ｌｓから、物点であるプレート３３０までの距離Ｓを変更し、仮想的に眼球の眼軸長を変更して軸性の近視、遠視を模擬させる。また、平凸レンズ３２０の曲率や屈折力を変更することで、屈折性の近視、遠視を模擬する。このような模型眼３００を、例えば、−２５Ｄから＋２５Ｄまで５Ｄ刻みで１１通り用意しておく。このとき、模型眼３００の視度は必ずしも５Ｄ刻みの増減でなくてもよく、視度に対する平凸レンズ３２０の主点Ｌｓからプレート３３０までの距離Ｓが分かっていればよい。用意する模型眼３００の視度は、補正レンズ２８を使わない場合では、少なくとも異なる２つの視度とする。例えば、補正レンズなしの場合は、０Ｄ付近１つと、＋６Ｄやー１０Ｄ等の０Ｄから大きく離れた視度のいずれか１つの組合せか、もしくは、＋６Ｄやー１０Ｄ等の０Ｄから大きく離れた２つの組合せである。好ましくは、０Ｄ付近と、＋６Ｄやー１０Ｄ等の０Ｄから大きく離れた２つの視度の３点をそれぞれ用意すればよい。異なる補正レンズ２８を用いる場合は、補正レンズ２８の視度補正範囲に応じて、模型眼３００を用意する。

なお、以上説明した実施形態では、スペーサ３４０を交換して、平凸レンズ３１０からプレート３３０までの距離を変更する構成としたが、これに限るものではない。スペーサ３４０の代わりに、ネジの回転により中空の筒部材が伸縮するような伸縮部材を配置し、その端面にレンズやプレートを接合して、軸長（レンズ主点からプレートまでの距離）がある範囲で任意に変更できる構成としてもよい。このようにすれば、視度を任意に設定せきる。軸長は、外部測定装置で測定することもできるし、伸縮部材に目盛等を付して、操作者が現在に軸長を分かるようにできる。

このようにして用意した模型眼３００のレチクル３３０ａを眼底カメラ１００にて撮影する。レチクル３３０ａの撮影を行うには、まず、前述のように光学特性のパラメータを用意した模型眼３００を、それぞれアゴ受け１０１に設置する。次に、患者眼の眼底撮影と同様に眼底カメラ１００の光学系を移動させ、模型眼３００にアライメントを合せる。このとき、模型眼３００のパターンによって視度が異なるため、フォーカスレンズ２３の移動によるフォーカシングを行い、プレート３３０上のレチクル３３０ａの中心部にピントを合せて、レチクル３３０ａを撮影する。このとき、フラッシュを用いず、外部光でプレート３３０を撮影する。

眼底カメラ１００で撮影したレチクル３３０ａのスケールを算出、測定する方法を説明する。撮影画像のスケールを得るためには、ＣＣＤカメラ２７の１ピクセル（１画素）当りのサイズを得ておく。例えば、ＣＣＤの受光サイズを１９００×１４７２ピクセルである場合、ＣＣＤの実寸（ＣＣＤ自体のサイズ）が１１．８８×９．２ｍｍであるとすると、１ピクセル当りのサイズは、ＣＣＤ実寸／ＣＣＤの受光サイズとなり、９．２ｍｍ／１４７２ピクセル＝６．２５μｍとなる。また、ＣＣＤカメラ２７で取得した撮影画像は、モニタ２１５等で表示される際にサイズが変更される場合がある。このときの１ピクセル当りのサイズは、例えば、モニタ２１５上での表示サイズを８２０×６３５ピクセルとずれば、９．２ｍｍ／６３５ピクセル≒１４．４８８μｍとなる。

以上のようにして、１ピクセル当りのサイズを求め、レチクル３３０ａの撮影画像に対し、レチクル３３０ａの目盛１ｍｍの間に、何ピクセル（何画素）含まれるかをカウントし、その長さを算出することで、模型眼３００と撮影光学系２を含む全体の光学系の撮影倍率（光学倍率）が得られる。このようにして、撮影したレチクル３３０ａの撮影倍率を模型眼毎に得る。次に得られた撮影倍率を、各模型眼３３０の距離Ｓ（模型眼３００の総合的な屈折力を有するレンズ３２０の主点Ｌｓから、レチクル３３０ａまでの距離）で除算することにより、模型眼３００の視度以外の光学特性をキャンセルし、フォーカスレンズ２３の移動に伴う撮影光学系２のスケール変数Ｃ（α）が得られる。スケール変数の単位は、長さ（ｍｍ）の逆数となる。フォーカスレンズ２３の移動は、模型眼３００の視度（すなわち患者眼の視度）に対応しているので、ここで得られるスケール変数は視度毎に対応そたものとされる。

図４は、それぞれの視度を有する眼底カメラ１００のスケール変数をプロットしたグラフである。図４では、各補正レンズ毎に４点の視度におけるスケール変数が先に挙げた方法で算出され、一群としてプロットされる。各群のそれぞれ４点は、一次式の線形関数（又は２次式等）でフィッティングされる。

実際の眼底画像の実スケール計算においては、任意の患者眼視度に対するスケール変数が必要である。従って、測定したデータ点から、撮影光学系で撮影可能な視度範囲について、視度を変数にしたスケール変数の関係を設定する。例えば、図５のように、視度に対するスケール変数の関数式を設定する。視度をα、スケール変数をＣ（α）と表記している。図４のラインは、データ点を線形フィッティングさせた結果である。フィッティング関数は、横軸を患者眼視度α、縦軸をスケール変数Ｃ（α）として、線形関数：Ｃ（α）＝Ａ＋Ｂ×αと定義した。なお、関数によるフィッティングは、線形関数に限るものではなく、２次関数や３次関数であってもよい。用意する模型眼の視度が３つ以上であれば、２次関数や３次関数によるスケール変数のフィッティングができる。

以上のようにして、任意の各視度に対する撮影光学系２のスケール変数を得ることができたら、これを眼底画像処理装置２００のメモリ２１１に記憶させる。上記のように、関数式として記憶させる他、各視度に対するスケール変数のテーブルの形式で記憶させても良い。なお、光学倍率（撮影倍率）を得たい場合は、模型眼３００の平凸レンズ３２０の主点Ｌｓからプレート３３０までの距離Ｓを、スケール変数に乗算すればよい。

次に、眼底カメラ１００により得られた眼底画像から眼底上の実距離を得る動作について説明する。ここでは、ＰＤＴ（光線力学治療法）で照射するレーザのスポット径を算出する手順を説明する。

眼底カメラ１００が持つ転送ボタン（図示せず）を押すことにより、眼底カメラ１００により撮影された患者眼の眼底画像が眼底画像処理装置２００側に転送される。メモリ２１１には眼底画像が記憶され、モニタ２１５には眼底画像が表示される。

図６は、モニタ２１５に表示された眼底像５３０を示す図である。操作者がマウスカーソル５６０で病変部５４０の周辺に沿って環状に複数の点をクリックして病変部５４０を特定すると、指定された点を結ぶことで病変部の領域５８１が設定される。そして、この領域５８１に外接する円５８３が描画される。外接円５８３の直径が病変部最大直径（ＧＬＤ）となる。さらに、眼底上の実距離算出後に、この外接円５８３に直径１０００μｍ（半径で５００μｍ）を付加したスポット円５８４が描画される。このスポット円５８４が照射レーザのスポット径となる。これら一連の描画、演算はマウスカーソル５６０とＣＰＵ２１２により行われる。なお、病変部５４０の領域（領域５８１）の指定については、眼底像の輝度分布を基に画像処理によりＣＰＵ１２が自動的に行う構成も可能である。

以上のようにして得られるスポット径（スポット円５８４の直径）は、眼底像５３０上での距離を示すものであり、患者眼眼底上での実距離とはならない。以下に、得られたスポット径の距離を実距離に変換する手順を簡単に説明する。操作者は、図７に示すデータ入力画面により、事前に測定された患者眼の視度（屈折誤差）、眼軸長、角膜曲率等の患者眼情報を入力しておく。また、眼底カメラ１００で患者眼を撮影したときにの補正レンズの有無を入力する。ＣＰＵ１２は、入力されたこれらの患者眼情報、眼底画像上で設定された測定領域、及びメモリ２１１に記憶された撮影光学系のスケール変数に基づいて、測定個所の領域５８１（外接円５８３）の実距離を算出する。その後、実距離が得られたスポット円５８４が描画される。

実距離の算出においては、まず、患者眼の眼軸長データ及び角膜曲率により、患者眼の物側主点から眼底までの距離ｄが求められる。この距離ｄは、一般的な眼球モデルを基に、眼軸長データ及び角膜曲率をのデータから決定される。眼球モデルの一例としては、Gullstrandの模型眼が挙げられる。また、患者眼の視度データを基に撮影光学系のスケール変数Ｃ（α）が決定される。患者眼の眼底から撮像光学系の撮像素子（ＣＣＤカメラ２７）への光学系全体の光学倍率βは、
β＝Ｃ（α）／ｄ
として計算される。そして、設定された外接円５８３の直径を光学倍率βで除することにより、外接円５８３の直径の実距離が求められる。外接円５８３の直径の実距離が分かれば、照射レーザのスポット径であるスポット円５８４のサイズが求められる。

なお、実距離の算出においては、特開２００６−１２２１６０号公報にあるように、視度と眼軸長との関係、又は視度と角膜曲率との関係、スケール変数Ｃ（α）の関係から光学倍率βが決定されるテーブルを予め作成し、これをモメリ２１１に記憶させておいても良い。なお、本実施形態では、データ入力画面で、患者眼の視度の測定値を入力する構成としたが、これに限るものではない。例えば、フォーカスレンズ２３の位置（移動）情報や補正レンズ２３の情報を眼底カメラ１００のメモリ（図示せず）等に記憶し、その情報をメモリ２１２等に転送する構成とする。実距離算出の際に必要となる視度をフォーカスレンズ２３等の情報に基づいて算出する構成としてもよい。

次に、スケール変数が既知となった眼底カメラ１００の撮影光学系において、ＣＣＤカメラ２７及びリレーレンズ２６を別のカメラユニット３５に交換した場合に、変動するスケール変数を容易に得る方法を説明する。同種の眼底カメラであっても、ユーザの目的等に応じてＣＣＤカメラ２７及びリレーレンズ２６が交換される場合がある。これは、ＣＣＤの集積技術の発展に伴いＣＣＤカメラの画素が短い期間で向上していくことや、撮影条件（例えば、可視カラー像、蛍光像等）に応じて適正なＣＣＤカメラが必要となることに依っている。

図８は、眼底カメラ１００の光学倍率情報を得るための模型眼である調整器具４００を示す図である。図８（ａ）は調整器具４００の前面側の外観斜視図、図８（ｂ）は、調整器具４００の断面図と眼底カメラ１００の対物レンズ２０を保持する外筒１０２の断面図を示す。

調整器具４００は、模型眼３００と類似した構造をしている。筐体としての筒部材４１０は中空を有した筒状の部材であり、筒状の嵌合部４１１の内径は、眼底カメラ１００の外筒１０２に嵌め合わさられるサイズとされている。嵌合部４１１を外筒１０２に差し込んだとき、外筒１０２の前側端１０２ａが嵌合部４１１の制限部４１１ａに達するように、制限部４１１ａが形成されている。筒部材４１０の内部には平凸レンズ４２０が配置され、後面側には指標となるレチクルを有したプレート４３０（指標）が配置される。プレート４３０のレチクルは前述のプレート３３０のレチクル３３０ａと同じである。ここでは、プレート４３０は平凸レンズ４２０の焦点距離位置に置かれている。従って、調整器具４００は、０Ｄ（ディオプタ）の模型眼と同じ特性を有する。平凸レンズ４２０の主点から眼底位置に配置されたプレート４３０までの距離Ｓは設計的に既知とされる。

平凸レンズ４２０は、眼底カメラ１００の外筒１０２に差し込まれたとき、対物レンズ２０に対して所定の作動距離となるように配置されている。また、平凸レンズ４２０の光軸と対物レンズ２０の光軸とが一致するように、平凸レンズ４２０が配置されている。これにより、外筒１０２に嵌合部４１１を差し込めば、平凸レンズ４２０の上下左右位置及び前後位置の位置合わせが完了し、前述のように模型眼３００に対して撮影光学系２を移動させるアライメントが不要とされる。なお、前述の模型眼３００についても、図４に示される調整器具４００と同様に作成しておくと、アライメント調整が不要となり、都合がよい。このとき、例えば、模型眼３００の筒部材に平凸レンズ３２０が挿脱できるスロットを設けて、異なるレンズに交換できる構成としてもよい。このような場合、アライメント不要で、異なる視度の模型眼を用意することができ、レチクルの撮影を効率的に行える。

このような構成を備える器具で、眼底カメラ１００の光学倍率を調整する手順を説明する。眼底カメラ１００の外筒１０２に調整器具４００の嵌合部４１１を嵌め合わさせる。この状態で、フォーカスレンズ２３が基準位置（視度０Ｄに対してピントが合う位置）にあるとすると、プレート４３０上のレチクルにピントが合う。なお、眼底カメラ１００は、フォーカスレンズ２３が基準位置であるば、対物レンズ２０から入射した平行光はＣＣＤカメラ２７に結像する構成となっている。そして、前述と同様に、レチクルが撮影され撮影倍率比が求められる。レチクルの目盛と、交換されたカメラユニットが持つ撮像素子（第２のＣＣＤカメラ）におけるレチクルの寸法とにより、交換されたカメラユニットを含む撮像光学系１のスケール変数が求められる。スケール変数は、撮像素子上のレチクルの寸法を平凸レンズ４２０の主点から眼底位置に配置されたプレート４３０までの距離Ｓで除算することにより得られる。

視度０Ｄでのスケール変数（Ｋ２とする）が得られれば、カメラユニットの交換前の第１のＣＣＤカメラ２７（第１の撮像素子）のときに得られた視度０Ｄでのスケール変数（Ｋ１とする）と比較し、この変化率をＫ２／Ｋ１を求める。そして、この変化率Ｋ２／Ｋ１を、撮影可能な視度範囲について先に得られたスケール変数の全てに適用することにより、交換されたカメラユニットを含む撮影光学系２のスケール変数が、撮影可能な視度範囲について容易に求められる。カメラユニット３５（リレーレンズ３６及びＣＣＤカメラ３７を含むユニット）の光学倍率は固定である考えてよいため、ある視度についてのスケール変数を算出すれば、これを全ての視度について適用できる。なお、上記では、視度０Ｄの模型眼である調整器具４００を使用したが、他の既知の視度を持つ模型眼である調整器具４００を使用しても良い。

補正されたスケール変数が得られたら、前述と同様に、各視度に対するスケール変数の関数式又はテーブルの形式でメモリ２１１に記憶させおく。眼底画像処理装置２００においては、各視度に対する撮影光学系のスケール変数及び患者眼の光学特性情報に基づいて、眼底撮影装置で撮影された眼底画像上で設定される測定個所について、眼底上での実距離が求められる。

なお、以上説明した本実施形態では、レチクルは平板状のプレート３３０、４３０に描画されたものとしたが、これに限るものではない。半球状の部材にレチクルを描画する構成としてもよい。ここでいう半球とは、レンズ側からみて、凹面である形状を言う。結像面が半球状の方が、眼底形状に近くなり、レチクルの周辺部のピントずれが低減される。半球状部材はガラス等の素材を用い、レチクルの描画は、レーザ加工技術により行うことが挙げられる。また、本実施形態で用いた模型眼３００、調整器具４００のレンズは平凸レンズとしたが、これに限るものではない。両凸レンズでもよい。また、非球面レンズを用いてもよい。非球面レンズだと、結像面での収差やひずみが低減され、レチクルが広い範囲で、ピントずれもひずみも少なく観察される。また、本実施形態では、筐体として、筒部材を例として挙げたが、レンズ４２０とプレート４３０を所定の位置関係に配置できる中空状の筐体あれば、筒形状に限るもではなく、箱状、球状などでもよい。

本発明の実施形態である眼底画像処理装置の構成を示す図である。眼底カメラの一例の光学系概略図である。眼底カメラの光学倍率測定用の模型眼３００を示す図である。眼底カメラ１００のスケール変数をプロットしたグラフである。視度に対するスケール変数の関数式を示す図である。モニタ２１５に表示された眼底像５３０を示す図である。データ入力画面を示す図である。眼底カメラ１００の光学倍率情報を得るための模型眼である調整器具４００を示す図である。スケール変数の測定方法のフローチャートである。

符号の説明

１００眼底カメラ
２００眼底画像処理装置
３００模型眼
２１１メモリ
２１２ＣＰＵ
３２０、４２０平凸レンズ
３３０、４３０プレート
４００調整器具
５４０病変部

Claims

撮像素子が配置された撮影光学系を備える眼底撮影装置で撮影された眼底画像と、患者眼の光学特性情報と、を基に眼底上での実距離を得る眼底実距離取得方法において、レンズと該レンズの主点からの距離が設計的に既知の眼底位置に配置された所定寸法を持つ指標とを備えた模型眼であって、異なる視度で作成された模型眼を用意するステップと、各模型眼を眼底撮影装置により撮影して前記指標の画像を得るステップと、該取得された指標画像を基に前記撮像素子上における前記指標の撮影倍率を模型眼毎に得るステップと、該得られた撮影倍率と模型眼が持つレンズの主点から指標までの距離とに基づいて、模型眼毎の異なる視度に対する前記撮影光学系のスケール変数を求めるステップと、該求めた結果から前記撮影光学系で撮影可能な視度範囲についての各視度に対する前記スケール変数の関数を設定するステップと、を備え、前記スケール変数の関数及び患者眼の光学特性情報に基づいて、眼底撮影装置で撮影された眼底画像で設定される測定個所の実距離を得ることを特徴とする眼底実距離取得方法。
請求項１の眼底実距離取得方法において、眼底撮影装置が持つ前記撮影光学系には、前記撮像素子（第１の撮像素子とする）に対して異なる第２の撮像素子を持つカメラユニットが交換可能であり、該交換されたカメラユニットを含む前記撮影光学系のスケール変数を設定するときは、少なくとも１つの所定視度で作成された前記模型眼を使用して、該模型眼の視度に対する前記撮影光学系のスケール変数を求め、このスケール変数と前記第１の撮像素子により設定されたスケール変数との変化に基づいて前記撮影光学系で撮影可能な視度範囲についての各視度に対するスケール変数の関数を設定するステップを備えることを特徴とする眼底実距離取得方法。
請求項１又は２の何れかの眼底実距離取得方法において、眼底撮影装置は前記撮影光学系の対物レンズを保持する外筒を備え、前記模型眼は前記外筒に嵌め合わさられる嵌合部を持つ筐体であって、前記レンズ及び指標が配置された筐体を備え、前記レンズは前記嵌合部を前記外筒に嵌め合わせたときに、前記撮像光学系のアライメント調整が不要となる位置に配置されていることを特徴とする眼底実距離取得方法。