JP2009172158A - 眼科撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スプリット光学系60とアライメント系40と観察光学系30と撮影光学系20を備えた無散瞳眼底カメラ(眼科撮影装置の一例)において、アライメント輝点310,310の()スケール309を観察像の中央部に設定したまま、スプリット輝線311,311を用いて被検眼Eの撮影対象部分に合焦させ、合焦完了が検知されたら合焦レンズ21を固定すると共に、()スケール309を左右の一方に移動し、移動した()スケール309にアライメント輝点310,310を合わせて第1撮影を行い、()スケール309を左右の他方に移動し、移動した()スケール309にアライメント輝点310,310を合わせて第2撮影を行うステレオ撮影手段(図8)を設けた。
【選択図】図8
Description
前記アライメント視標の位置合わせマークを観察像の中央部に設定したまま、前記スプリット視標を用いて被検眼の撮影対象部分に合焦させ、合焦完了が検知されたら合焦レンズを固定すると共に、前記位置合わせマークを左右の一方に移動し、移動した位置合わせマークに前記アライメント視標を合わせて第1撮影を行い、前記位置合わせマークを左右の他方に移動し、移動した位置合わせマークに前記アライメント視標を合わせて第2撮影を行うステレオ撮影手段を設けたことを特徴とする。
このように、合焦に関しては、アライメント視標の位置合わせマークを観察像の中央部に設定したまま、スプリット視標を用いて被検眼の撮影対象部分に1回合焦させるだけで良いため、2箇所で合焦する場合に比べ、合焦が簡略化される。
また、アライメント調整に関しては、基本的に、位置合わせマークを左右の一方に移動するのに対応して、架台に対し装置本体を平行移動し、位置合わせマークを左右の他方に移動するのに対応して、架台に対し装置本体を平行移動させるだけで良いため、2箇所でそれぞれアライメント調整する場合に比べ、アライメント調整が簡略化される。
この結果、ステレオ撮影の自動化が可能な平行移動方式により、合焦とアライメント調整の簡略化を達成しながら、左右のステレオ画像を同一のピント位置で撮影することで視差を持たせた良好なステレオ撮影画像を得ることができる。
図1は、実施例1の無散瞳眼底カメラ(眼科撮影装置の一例)を示す全体システム図である。ここで、「無散瞳眼底カメラ」とは、眼底カメラの中で、散瞳薬を使わないで、暗室である程度散瞳させた後、眼底観察やフラッシュを当てて眼底写真をとる眼底カメラをいう。この無散瞳眼底カメラの長所は、検査後の視力的不自由が無く、簡便さから眼科のみならず内科や健康診断でも使われる。欠点は、散瞳が不十分であるため網膜の中央部分しか撮影できない。このため、糖尿病性網膜症等による小瞳孔の場合への対応性が要求される。
すなわち、ライトガイド42の射出端42aから出射されたアライメント光束は、反射鏡44により反射された2孔絞り43に導かれ、2孔絞り43の孔部43a,43aを通ったアライメント光束は、リレーレンズ45に導かれる。リレーレンズ45を通過したアライメント光束は、ハーフミラー46により穴空きミラー12に向けて反射される。リレーレンズ45は、ライトガイド42の射出端42aを、穴空きミラー12の孔部12aの中央位置Xに一旦中間結像する。その孔部12aの中央位置Xに結像されたアライメント視標を形成する一対のアライメント輝点310,310は、対物レンズ11を介して被検眼Eの角膜Cに導かれる。
(1)センサ検知
瞬き/グリーンフィルタ/視度補正レンズ/ランプハウスカバー/アライメント・クイックミラー/オートフォーカスモータの検知を行う。
(2)モータ駆動
アライメント/クイックミラー/オートフォーカスモータの駆動制御を行う。
(3)ソレノイド駆動
水晶体絞り/前眼部切換え/反射棒ソレノイドの駆動制御を行う。
(4)LED点灯
スプリット/アライメント/手元照明/内部固視の点灯・点滅を制御する。
(5)スイッチ信号の読み込み
架台部2からの各種スイッチ信号の読み込みを行う。
(1)ダイレクトプリント機能
撮影用CCDカメラ6で撮影した画像をプリンタ8へ直接転送する機能をいう。撮影用CCDカメラ6の本体にもピクトブリッジ機能は実装されているが、印刷する際に撮影用CCDカメラ6の本体を操作する必要があり、操作性が悪い。そこで、一連の撮影動作の内部にプリントアウト機能を含めることにより操作を簡略化する。
(2)オートフォーカス機能(=AF機能)
観察用CCDカメラ37のCCD37aから得られる観察映像信号上のスプリット輝線311,311の状態を解析し、オートフォーカスを実現する機能をいう。映像信号の解析をボードコンピュータにおいて実行することにより、専用PC板を使用することなくオートフォーカスを実行できる。
(3)オートシュート機能(=ASH機能)
観察用CCDカメラ37のCCD37aから得られる観察映像信号上のアライメント輝点310,310とスプリット輝線311,311の状態を解析し、自動フラッシュ撮影動作を実現する機能をいう。上記オートフォーカスと同様に、映像信号の解析をボードコンピュータにおいて実行することにより、専用PC板を使用することなくオートシュートを実行できる。
(4)オート小瞳孔切換え機能(=ASP機能)
観察用CCDカメラ37のCCD37aから得られる観察映像信号上のスプリット輝線311,311の状態を解析し、小瞳孔の場合、自動的に絞りを挿入する機能をいう。上記オートフォーカスと同様に、映像信号の解析をボードコンピュータにおいて実行することにより、専用PC板を使用することなくオート小瞳孔切換えを実行できる。
(5)モニタ表示機能
観察像及び撮影像を観察モニタ3bに表示する。
(1)ハロゲンランプ制御部318aにてハロゲンランプ17bの発光を制御する。
(2)キセノンランプ制御部318bにてキセノンランプ17aの発光を制御する。
ここで、スプリット輝線311,311の重心位置検出は、取り込まれた眼底観察像中のスプリット輝線311,311の輝度分布特性において、輝度が閾値以上である領域の中心点を重心位置として検出するようにしている。
このスプリット輝線311,311の数判断は、ステップS4で輝度分布特性を用いて重心位置の検出を行っていることに伴い、重心位置が検出された数とする。
ここで、左右のスプリット輝線311,311の上下関係により、モータ移動量と共にモータ移動方向も確定しておく。
ここで、2つのスプリット輝線311,311の分離量が、例えば、±0.5Dにあるとき、2つのスプリット輝線311,311の位置が合焦範囲内であると判断する。
ここで、移動方向は、左右のスプリット輝線311,311のうち、どちらのスプリット輝線311が検知されたか否かにより判断する。
ここで、アライメント輝点310,310の重心位置検出は、スプリット輝線311,311と同様に、取り込まれた眼底観察像中のアライメント輝点310,310の輝度分布特性において、輝度が閾値以上である領域の中心点を重心位置として検出するようにしている。
すなわち、観察像にて認識されるスプリット輝線311,311が1つであることにより小瞳孔であると判定し、小瞳孔判定時、許容範囲のアライメント調整が行われていることを条件として、自動的に小瞳孔絞り(水晶体絞り)を挿入する。例えば、高倍時(画角30°)に水晶体絞りを切り換えてφ3.3mmの瞳径まで撮影できるようにする。なお、高倍時には、水晶体絞りを切り換えると共に、フレアー対策として電気的マスクを入れる。
ここで、2つのアライメント輝点310,310の()スケール309に対する位置関係により、モータ移動量と共にモータ移動方向(上下・左右・前後)も確定しておく。
ここで、2つのアライメント輝点310,310の合致判断は、例えば、2つのアライメント輝点310,310の重心位置の差が0.3mm以下であるとき、あるいは、輝点分離量1/6以内であるとき合致していると判断する。
ここで、スプリット輝線311,311の最終確認は、ステップS9と同様に、2つのスプリット輝線311,311の位置が合焦範囲内であるとき最終確認終了とし、2つのスプリット輝線311,311の位置が合焦範囲外であるとき最終確認できないとする。
なお、オートステレオ撮影モード(Auto)とマニュアルステレオ撮影モード(Manual)の選択は、メニュー操作によりステレオ撮影モード選択画面を表示し、この表示画面を用いて「Auto」と「Manual」の何れかを選択表示し、選択状態にて「ENTER」の操作を行うことで選択を決定する(オート/マニュアル選択手段)。
ここで、「ENTER」スイッチは、アライメント輝点310,310の()スケール309を観察像の中央部に設定したまま、合焦ハンドル3aに対する操作により、スプリット輝線311,311の位置を見ながら被検眼Eの眼底Efに合焦させるフォーカス手動操作が終了した検者が合焦完了をシステムに知らせるためにスイッチ操作を行う。つまり、設定時間内に「ENTER」スイッチからON信号が入力されると、合焦完了であることを示す。
合焦レンズ21の位置を固定し、ステップS52へ移行する。
すなわち、撮影スイッチ2cの1回目のON操作により、左に移動した()スケール309にアライメント輝点310,310を合わせるアライメント手動操作の完了を確認する。
すなわち、撮影スイッチ2cの2回目のON操作により、右に移動した()スケール309にアライメント輝点310,310を合わせるアライメント手動操作の完了を確認する。
実施例1の無散瞳眼底カメラにおける作用を、「手動操作による眼底撮影作用」、「オートフォーカス作用」、「2つのスプリット輝線認識時におけるオートシュート作用」、「小瞳孔判定時におけるオートシュート作用」、「スプリット輝線誘導作用」、「ステレオ撮影作用」に分けて説明する。
図9は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてオートON/OFFスイッチをOFFにしての手動操作による眼底撮影作用を説明する図で、(a)はモニタ中央に被検眼を映し出したモニタ画面を示し、(b)は合焦操作とアライメント操作を行う前のモニタ画面を示し、(c)は合焦操作とアライメント操作を行った後のモニタ画面を示し、(d)は撮影時の眼底のレビュー像を表示したモニタ画面を示す。以下、例えば、検者が熟練者であり、手動操作により眼底撮影を行う場合の操作手順を説明する。
図10は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてオートON/OFFスイッチをONにしての自動眼底撮影時におけるオートフォーカス作用を説明するスプリット輝線図である。図11は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてオートON/OFFスイッチをONにしての自動眼底撮影時におけるオートフォーカス動作でのスプリット輝線の重心位置検出作用の説明図である。以下、例えば、検者が未熟者であり、オート撮影モードにより眼底撮影を行う場合のオートフォーカス動作手順を説明する。
図12は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてオートON/OFFスイッチをONにしての自動眼底撮影時におけるアライメント輝点状態の分類図であり、(a)は()スケール内に輝点がない状態を示し、(b)は()スケール内に1つの輝点のみがある状態を示し、(c)は()スケール内に2つの離れた輝点がある状態を示し、(d)は()スケール内に2つの合致していない輝点がある状態を示し、(e)は()スケール内に2つの合致した輝点がある状態を示す。図13は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてオートON/OFFスイッチをONにしての自動眼底撮影時におけるオートアライメント動作でのアライメント輝点の検出領域の設定作用説明図である。図13は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてオートON/OFFスイッチをONにしての自動眼底撮影時におけるオートアライメント動作でのアライメント輝点の重心位置検出作用の説明図である。以下、上記オートフォーカス動作に引き続き実行される2つのスプリット輝線認識時におけるオートシュート動作手順を説明する。
1)フォーカス状態
オートフォーカスにて精度が±0.5D以内
2)アライメント状態
被検眼上XY方向が0.5mm以内で、被検眼上Z方向が0.3mm以内
上記1),2)を満たすことを実行条件とする。
図15は、実施例1の無散瞳眼底カメラにて観察モニタ3bに2つのスプリット輝線が映し出される状態の説明図であり、(a)は被検眼Eの瞳孔径が4mm以上でアライメント輝点が合致している場合のモニタ観察像を示し、(b)は被検眼Eの瞳孔径が4mm以上でアライメント輝点が合致している場合の瞳孔への入射光を示す。図16は、実施例1の無散瞳眼底カメラにて観察モニタ3bに1つだけスプリット輝線が映し出される状態の説明図であり、(a)は被検眼Eの瞳孔径が4mm以内でアライメント輝点が合致している場合のモニタ観察像を示し、(b)はアライメント輝点が合致していない場合の瞳孔への入射光を示す。図17は、実施例1の無散瞳眼底カメラにて小瞳孔判定時における小瞳孔絞り(水晶体絞り)と電気的なマスクの挿入作用を説明するための眼底像を示す図である。
例えば、被検眼Eが小瞳孔であって、観察モニタ3bに全くスプリット輝線が映し出されない場合には、少なくとも1つのスプリット輝線311を用いて行われるオートフォーカス動作を実行することができず、オートシュート機能が発揮されない。
図18は、実施例1の無散瞳眼底カメラにて通常撮影時における内部固視標提示位置を示す図である。図19は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてステレオ撮影時における内部固視標提示位置を示す図である。図20は、実施例1の無散瞳眼底カメラにてステレオ撮影時における第1撮影と第2撮影の各状態を示す説明図である。
(1)デジタル変倍の場合
デジタル変倍の場合、上記のように2段階光量ダウンする。実施例1の眼底カメラでは、架台パネル上での操作により±4段階補正可能(2倍〜0.5倍)で、±2段階では、√2〜1/√2(70%=30%減)の光量調整となる。
(2)光学変倍の場合
撮影絞りを変更しないで光学変倍すると、変倍率の2乗で撮影光量を増加させないと、撮影画像の明るさが変倍前の明るさにならない。
変倍率が2倍の場合
・同じ被写体の場合、撮影光量は変倍前の4倍の光量が必要となる。
・乳頭部の場合、1/√2でOKなので、1/√2*4=2√2≒2.8倍の光量UPで済む。
このため、平行移動方式により、合焦とアライメント調整の簡略化を達成しながら、図20の(1),(2)の撮影光軸に示すように、視差を持たせた眼底Efの視差を持たせたステレオ撮影画像を得ることができる。
(a) 平行移動法にて、眼底カメラ本体を左右に移動させてステレオ撮影する場合、同じピント位置でのステレオペア画像を撮影するためには、合焦レンズ21の位置は同じにすると良い。
(b) ステレオペア画像のピントだけでなく、撮影画像の大きさが僅かではあるが、変化してしまうので、乳頭部mの計測を行う場合に誤差の発生を抑えることができる。
(c) 眼球の屈折力は、角膜が大きな割合を占めているので、ステレオ撮影を行う際に眼底カメラの装置本体3を左右に移動させると、スプリット輝線311,311の光束が角膜上で移動するので、同じピント位置であるにも関わらず、スプリット輝線311,311が分離してしまう。つまり、スプリット輝線311,311を中央で合わせて、眼底カメラの装置本体3を左右に移動させると、特開平9-253053号公報の図3に示すように、スプリット輝線311,311が分離してしまう。
実施例1の無散瞳眼底カメラにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
2 架台部
2a 操作パネル
2b ジョイスティック
2c 撮影スイッチ
209 小瞳孔スイッチ
213 オートON/OFFスイッチ
3 装置本体
3a 合焦ハンドル
3b 観察モニタ
31 観察LCDユニット
37 観察用CCDカメラ
309 ()スケール(位置合わせマーク)
310,310 アライメント輝点(アライメント視標)
311,311 スプリット輝線(スプリット視標)
313 小瞳孔絞り
315 本体PCB
316 ボードPC
317 撮影カメラ中継PCB
318 DC電源PCB
319 キャプチャボード
324 アライメントモータ検知センサ
326 オートフォーカスモータ(+)検知センサ
327 オートフォーカスモータ(-)検知センサ
330 アライメントモータ
332 オートフォーカスモータ
333 水晶体絞り駆動ソレノイド
334 前眼部切換え駆動ソレノイド
335 反射棒駆動ソレノイド
4 顎受け
5 外部固視標
6 撮影用CCDカメラ(カメラ)
7 マウス/10キーボード
8 プリンタ
9 パーソナルコンピュータ
9a PC用モニタ
10 照明光学系
17a キセノンランプ
17b ハロゲンランプ
20 撮影光学系
30 観察光学系
40 アライメント系
41 アライメントLED
50 内部固視系
60 スプリット光学系
61 スプリットLED
E 被検眼
Ef 眼底(撮影対象)
Claims (7)
- 被検眼の撮影対象部分に合焦するためスプリット視標を投影するスプリット光学系と、被検眼に対して装置本体を位置合わせするためアライメント視標を投影するアライメント系と、前記被検眼の撮影対象像を前記スプリット視標および前記アライメント視標と共に表示する観察モニタを含む観察光学系と、前記被検眼の撮影対象像を撮影するカメラを含む撮影光学系と、を備えた眼科撮影装置において、
前記アライメント視標の位置合わせマークを観察像の中央部に設定したまま、前記スプリット視標を用いて被検眼の撮影対象部分に合焦させ、合焦完了が検知されたら合焦レンズを固定すると共に、前記位置合わせマークを左右の一方に移動し、移動した位置合わせマークに前記アライメント視標を合わせて第1撮影を行い、前記位置合わせマークを左右の他方に移動し、移動した位置合わせマークに前記アライメント視標を合わせて第2撮影を行うステレオ撮影手段を設けたことを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項1に記載された眼科撮影装置において、
前記ステレオ撮影手段は、被検眼の回旋により眼底像の中心位置に乳頭部が配置されるように、被検眼が注視する内部固視標の位置を変更することを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項2に記載された眼科撮影装置において、
前記ステレオ撮影手段は、通常の眼底撮影時に比べ、拡大した眼底像を撮影するように画角を変更することを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項2または請求項3に記載された眼科撮影装置において、
前記ステレオ撮影手段は、通常の眼底撮影時の撮影光量に比べ、撮影光量を低下させることを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載された眼科撮影装置において、
前記ステレオ撮影手段は、自動動作によりステレオ撮影を実行するオートステレオ撮影モードと、手動操作によりステレオ撮影を実行するマニュアルステレオ撮影モードを切り換えるオート/マニュアル選択手段を有することを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項5に記載された眼科撮影装置において、
前記ステレオ撮影手段は、前記オート/マニュアル選択手段によりオートステレオ撮影モードが選択されているとき、前記アライメント視標の位置合わせマークを観察像の中央部に設定したまま、前記スプリット視標の位置検出に基づき被検眼の撮影対象部分に自動的に合焦させるオートフォーカス動作と、合焦完了が検知されたら合焦レンズを固定すると共に、前記位置合わせマークを左右の一方に移動し、移動した位置合わせマークに自動的に前記アライメント視標を合わせるアライメント動作をして第1フラッシュ撮影動作を行い、前記位置合わせマークを左右の他方に移動し、移動した位置合わせマークに自動的に前記アライメント視標を合わせるアライメント動作をして第2フラッシュ撮影動作を行うことを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項5に記載された眼科撮影装置において、
前記ステレオ撮影手段は、前記オート/マニュアル選択手段によりマニュアルステレオ撮影モードが選択されているとき、前記アライメント視標の位置合わせマークを観察像の中央部に設定したまま、前記スプリット視標の位置を見ながら被検眼の撮影対象部分に合焦させるフォーカス手動操作を終了した検者がスイッチ操作を行うことで合焦完了を検知し、合焦完了が検知されたら合焦レンズを固定すると共に、前記位置合わせマークを左右の一方に移動し、移動した位置合わせマークに前記アライメント視標を合わせるアライメント手動操作をし、撮影スイッチを押して第1フラッシュ撮影を行い、前記位置合わせマークを左右の他方に移動し、移動した位置合わせマークに前記アライメント視標を合わせるアライメント手動操作をし、撮影スイッチを押して第2フラッシュ撮影を行うことを特徴とする眼科撮影装置。
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