JP2009247772A - 眼底カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】可視、不可視の２種類の指標光源を不要とし、指標の視認姓を良好とする。
【解決手段】操作者は表示器に映出されたフォーカス指標のフォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃ、位置合わせ指標像Ｐを観察し、フォーカスノブを操作する。フォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃ、位置合わせ指標像Ｐは、観察画面上で赤く観察され、眼底像は白黒画像として観察される。
操作者は画像を見ながら、（ａ）〜（ｂ）に至るように、フォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃが一列に並び、位置合わせ指標像Ｐが位置合わせ指標サークルＣ内に位置するように操作して、位置合わせ、ピント合わせを行い、位置、ピントが合ったところで、撮影スイッチを押し撮影用光源を発光させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラに関するものである。

特許文献１に開示される散瞳・無散瞳共用眼底カメラでは、無散瞳モードと散瞳モードを切換えている。散瞳モードの場合には、観察用光源からの発光波長を赤外光に、照明光学系を無散瞳型照明光学系に、また位置合わせ用の指標光源の発光波長を赤外光にそれぞれ切換える。一方、散瞳モードの場合には、観察用光源からの発光波長を可視光に、照明光学系を散瞳型照明光学系に、また位置合わせ用の指標光源の発光波長を可視光にそれぞれ切換えている。

また、特許文献２に開示される散瞳・無散瞳共用眼底カメラにおいては、無散瞳モードでの近赤外光による眼底観察用には専用のモノクロカメラとして用いている。また、散瞳・無散瞳両モードでの可視光による眼底撮影、及び散瞳モードでの可視光による眼底観察用には専用のカラーカメラを使用し、フォーカス指標、位置合わせ用指標はそれぞれ１つとしている。

特開平１０−３１４１２０号公報 特開２００３−３０５００９号公報

上述の特許文献１のような眼底カメラでは、位置合わせ、フォーカス合わせ用の指標光源を可視、不可視の２種類をそれぞれ用意し、散瞳モード、無散瞳モードの切換えに伴って指標光源を切換えているため、機構が複雑になり高価になる欠点がある。

また、特許文献２のような眼底カメラでは、近赤外光による撮像は専用のモノクロカメラを用いていたため、指標像と眼底像の区別は輝度のみで行われており、判別し難いという欠点がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、可視、不可視の２種類の指標光源を不要とし、指標光の記憶性が高い眼底カメラ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底カメラは、可視光と不可視光とを選択して眼底を照射する照明手段と、該照明手段による照明光の眼底からの反射光である眼底像を結像する撮影光学系と、該撮影光学系で結像された眼底像を撮像する撮像手段と、眼底に指標光を投影する指標投影手段とを有し、該指標投影手段により、投影された前記指標光による反射像は眼底画像と重畳し、前記撮像手段による眼底像を表示する表示手段とを有する眼底カメラにおいて、前記撮像手段は、動画の出力と静止画の出力が可能である可視領域で三色の波長分解手段を有し、カラー眼底画像の出力が可能であり、前記不可視光の波長領域と前記指標投影手段が投影する指標光の波長領域とが異なることを特徴とする。

本発明に係る眼底カメラによれば、散瞳・無散瞳モードを共用するカメラにおいて、可視光の光源のみにより指標を提示することができるので、構成が簡単で安価となる。また、無散瞳における近赤外光での眼底観察とカラー眼底撮影を１つの撮像素子で行い得ると共に、近赤外光で観察する眼底像は白黒画像として表示できるため、従来と同じ表示方法が可能になる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１の眼底カメラの構成図を示している。観察用光源１から対物レンズ２に至る光軸Ｏ１上には、リング状の開口を有する絞り３、ミラー４、リレーレンズ５、フォーカス指標投影手段６、リレーレンズ７、孔あきミラー８が順次に配列されている。観察用光源１は不可視光である８５０ｎｍに中心波長を持つ近赤外ＬＥＤで構成されており、ミラー４は赤外光を透過し、可視光を反射するダイクロイックミラーである。また、ミラー４の入射側にはリング状開口を有する絞り９、撮影用光源１０が配列され、これらにより眼底照明光学系が構成されている。また、孔あきミラー８の中央の孔部には光ファイバ１１を通じて位置合わせ用指標光源１２の出射端が配置されている。

フォーカス指標投影手段６は図２に示すように、プリズム部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有するフォーカススプリットプリズム１４、矩形状の開口部を有するフォーカス指標１５、フォーカス指標光源１６を有している。

孔あきミラー８の後方の光路上には、合焦レンズ１７、撮影レンズ１８及び三色波長分解手段１９、撮像素子２０から成る撮像手段２１が配列され、眼底撮影光学系が構成されている。フォーカス指標投影手段６と合焦レンズ１７とは、フォーカスリンク機構２２によって連動して図１に示す矢印Ａの方向へ動き、フォーカス指標投影手段６のフォーカス指標１５と、撮像手段２１の撮像素子２０とが光学的に共役関係になる。また、フォーカス指標投影手段６は静止画撮影時に図１に示す矢印Ｂの方向に動き、光軸Ｏ１上から退避するようになっている。

撮像手段２１の出力は画像信号処理部３１を経て演算部３２に接続され、また画像信号処理部３１の出力は画像を表示する表示器３３に接続されている。演算部３２の出力は駆動回路３４を経て観察用光源１に、駆動回路３５を経て撮影用光源１０に、駆動回路３６を経てフォーカス指標投影手段６に、駆動回路３７を経て位置合わせ用指標光源１２に接続されている。また演算部３２には、撮影スイッチ等を有する入力部３８、記録部３９が接続されている。

眼底観察において、演算部３２は観察用光源１を点灯、調光するために駆動回路３４を駆動する。観察用光源１を出射した光束は、絞り３を経て観察用光源１からの赤外光のみが波長選択されてミラー４を通過する。ミラー４を通過した赤外光は、リレーレンズ５、フォーカス指標投影手段６、リレーレンズ７を通り、孔あきミラー８の周辺で反射し、対物レンズ２、被検眼Ｅの角膜Ｅｃ、瞳Ｅｐを通り眼底Ｅｒを照明する。

演算部３２はフォーカス指標投影手段６のフォーカス指標光源１６を点灯するために駆動回路３６を駆動する。図２において、フォーカス指標光源１６からの光束はフォーカススプリットプリズム１４のプリズム部１３ａにより光軸Ｏ１方向に偏向され、互いに対称な角度のプリズム面を有するプリズム部１３ｂ、１３ｃに達する。プリズム部１３ｂ、１３ｃにおける光束は、フォーカス指標１５の矩形状の開口部１５ａを通過し、それぞれ光軸Ｏ１に対称な２つのフォーカス指標光Ｌｂ、Ｌｃとなり、リレーレンズ７、孔あきミラー８、対物レンズ２を介して被検眼Ｅに達する。

図３（ａ）〜（ｃ）はフォーカス指標光Ｌｂ、Ｌｃが被検眼Ｅの眼底Ｅｒに達する様子と、フォーカス指標光Ｌｂ、Ｌｃによる眼底Ｅｒ上のフォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃを示している。図３（ａ）は被検眼Ｅの眼底Ｅｒとフォーカス指標１５が光学的に共役な位置関係にある場合である。眼底Ｅｒとフォーカス指標１５が光学的に共役なので、２つに分離されたフォーカス指標光Ｌｂ、Ｌｃは、眼底Ｅｒ上でフォーカス指標１５の矩形状の開口部１５ａによるフォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃとなり一列に並ぶ。

図３（ｂ）は被検眼Ｅが図３（ａ）よりも近視の場合を示している。眼底Ｅｒとフォーカス指標１５が光学的に共役でないので、指標像Ｆｂが上方に、指標像Ｆｃが下方にずれる。図３（ｃ）は被検眼Ｅが図３（ａ）よりも遠視の場合を示している。眼底Ｅｒとフォーカス指標１５が光学的に共役でないので、指標像Ｆｂが下方に、指標像Ｆｃが上方にずれる。

フォーカス指標光源１６は不可視光である７５０ｎｍに中心波長を持つ近赤外ＬＥＤで構成されている。照明された眼底像及び指標像は、被検眼Ｅの瞳Ｅｐ、角膜Ｅｃ、対物レンズ２、孔あきミラー８の孔部を通り、合焦レンズ１７、撮影レンズ１８を通過し、撮像手段２１内の三色波長分解手段１９を通り、撮像素子２０に結像される。

演算部３２は駆動回路３７により、７５０ｎｍに中心波長を持つ近赤外ＬＥＤから成る位置合わせ用指標光源１２を点灯する。位置合わせ用指標光源１２からの光束は光ファイバ１１、対物レンズ２を介して被検眼Ｅの角膜Ｅｃを照射し、その反射光は観察用光源１及びフォーカス指標光源１６の眼底Ｅｒからの反射像と重畳して、撮像素子２０に結像される。

撮像素子２０では、結像した眼底像、フォーカス指標像、位置合わせ用指標像に対して光電変換が行われ、画像信号処理部３１によって撮像素子２０からのデータの読み出し増幅を行い、動画であるデジタル画像データが生成される。この画像データは図４（ａ）に示すように表示器３３に表示され、観察用光源１、フォーカス指標光源１６、位置合わせ用指標光源１２の中心の波長領域は近赤外域であり、無散瞳モードとして動作している。

操作者は表示器３３に映出されたフォーカス指標１５のフォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃを観察し、図示しないフォーカスノブを操作する。この操作は図４（ａ）の状態から（ｂ）に示すように指標像Ｆｂ、Ｆｃを一列に並べることにより、眼底Ｅｒとフォーカス指標１５とを光学的に共役とする。フォーカスリンク機構２２によって、フォーカス指標投影手段６のフォーカス指標１５と、撮像素子２０が光学的に共役関係になっているので、眼底Ｅｒと撮像素子２０は光学的に共役関係になり、眼底Ｅｒにピントを合わせることができる。

図５は三色波長分解手段１９、撮像素子２０を組み合わせた撮像手段２１の分光感度特性を示している。フォーカス指標光源１６及び位置合わせ用指標光源１２の中心波長である７５０ｎｍでは、図５に示す分光感度特性により、赤（Ｒ）の成分にしか感度がないので、フォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃ、位置合わせ指標像Ｐは、図４（ａ）の観察画面上で赤く観察される。

一方、観察用光源１の中心波長である８５０ｎｍでは、図５に示す分光感度特性により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）でほぼ同じ感度の波長帯を有するため、眼底像は白黒画像として観察される。つまり、フォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃ、位置合わせ用指標像Ｐは眼底像とは異なる色で観察され、操作者にとって視認し易くなっている。

操作者は表示器３３に表示された図４に示す画像を見ながら位置合わせ、ピント合わせを行い、ピント位置が合ったことを確認し、入力部３８の撮影スイッチを押す。演算部３２はこれを検知し、駆動回路３５を駆動して撮影用光源１０を発光させる。また、駆動回路３７を駆動して、位置合わせ用指標光源１２を消灯すると共に、駆動回路３６を駆動してフォーカス指標投影手段６をＢの方向に駆動し光路外に退避させる。

ここで、ピント合わせ、位置合わせが完了した状態とは、図４（ｂ）に示すように左右のフォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃが一列に並び、位置合わせ用指標像Ｐが位置合わせ用指標サークルＣ内に位置する場合である。

撮影用光源１０を出射した光束は、リング状の開口を有する絞り９を通過し、ミラー４で反射し、以下観察用光源１と同じ経路を経て被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。撮影用光源１０は可視光であり、ミラー４は赤外光を透過し可視光を反射するダイクロイックミラーであるため、撮影用光源１０を出射した可視光領域のみの光束がミラー４で反射される。

眼底Ｅｒの反射光である眼底像は撮像素子２０に結像し、撮像素子２０で光電変換が行われ、画像信号処理部３１によって読み出されて、静止画であるデジタル眼底画像データが生成される。このとき、撮影用光源１０は可視光全域の波長の光を出力するので、カラー眼底画像のデータが得られ、表示器３３に表示されると同時に、演算部３２を経由して記録部３９に記録される。

なお本実施例では、フォーカス指標光源１６及び位置合わせ用指標光源１２の中心波長は７５０ｎｍで近赤外光としたが、可視光域であって例えば４５０ｎｍの青色としてもよい。

図６は実施例２における三色波長分解手段１９と撮像素子２０とを組み合わせた撮像手段２１の分光感度特性図である。実施例１の撮像手段２１の図５に示す分光感度特性図との相異は、観察用光源１の中心波長である８５０ｎｍにおいて、分光感度が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で異なる点にある。撮像手段２１の分光感度から、三色波長分解手段１９のＲ、Ｇ、Ｂの各色の透過率が０ではないので、撮像素子２０から出力される眼底像には色が付されて観察される。

図６から得られる波長８５０ｎｍにおけるＲ、Ｇ、Ｂの分光感度の比率は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１．２２：０．７４：１である。画像信号処理部３１においては、Ｂ成分を基準として、Ｒ成分／１．２２、Ｇ成分／０．７４のように分光感度の差が低減するような補正処理を行うことにより、実施例１と同様に白黒の眼底画像が生成され、表示器３３に表示される。

撮像手段２１の分光感度特性は、図５に示すように波長８５０ｎｍの近赤外光の感度に比べて可視域の感度の方が高く、観察用光源１と撮影用光源１０の絶対光量を比較した場合に、撮影用光源１０の方が大きい。表示器３３で同じ明るさで眼底像を表示するようにするために、画像信号処理部３１で撮影用光源１０を用いて可視光撮影する際に比較して、観察用光源１を点灯して近赤外光で眼底観察を行う場合には、画像信号処理部３１の増幅率を高くして画像を生成してもよい。

位置合わせのための画像では、撮影画像に比べてＳ／Ｎは悪くともよいので、可視光撮影する際に比較して、近赤外光で眼底Ｅｒの観察を行う際に撮像素子２０からの出力を高倍率で増幅する。これにより、一般的にその感度が可視領域よりも近赤外領域で悪いＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサから成る撮像素子２０の近赤外域での感度不足を補うことが可能になる。

このように、眼底画像の解像力の低下は或る程度許容できるため、周辺の例えば４画素を加算して、低解像度の画像を生成してもよい。

図７は実施例３における眼底カメラの構成図を示しており、図１から観察用光源１、絞り３、駆動回路３４が削除されている。代りに、ハロゲンランプである第２の観察用光源４１、可視カットフィルタ４２、コンデンサレンズ４３、赤外カットフィルタ４４が光路上に追加されている。また、第２の観察用光源４１を駆動する駆動回路４５、フィルタ駆動回路４６が追加されている。

入力部３８の操作により、近赤外光での無散瞳モードが選択された場合には、演算部３２はフィルタ駆動回路４６を制御して可視カットフィルタ４２を光路に挿入し、赤外カットフィルタ４４を光路外に退避させる。これにより、実施例１と同様に近赤外光での眼底観察が可能になる。

入力部３８の撮影スイッチを押すと演算部３２はこれを検知し、駆動回路３７を駆動して、位置合わせ用指標光源１２を消灯する。また、駆動回路３６によりフォーカス指標投影手段６をＢの方向に駆動し光路外に退避させ、フィルタ駆動回路４６を制御して可視カットフィルタ４２を光路外に退避させ、赤外カットフィルタ４４を光路内に挿入する。

更には、駆動回路３５を駆動して撮影用光源１０を発光させる。撮影用光源１０を出射した光束は、リング状の開口を有する絞り９を通過し、ミラー４で反射し、以下に観察用光源４１と同じ経路で被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明し、カラー眼底像を撮像素子２０に導いて結像する。撮像素子２０で光電変換が行われ、画像信号処理部３１によって静止画であるデジタル眼底画像データが生成され、表示器３３に表示されると同時に、記録部３９に記録される。

入力部３８の操作により、可視光での眼底観察、動画記録が可能な散瞳モードが選択された場合には、演算部３２はフィルタ駆動回路４６を制御して可視カットフィルタ４２を光路外に退避させ、赤外カットフィルタ４４を光路に挿入する。第２の観察用光源４１を出射した可視光は、コンデンサレンズ４３、絞り９、ミラー４を反射して、リレーレンズ５、リレーレンズ７を通り、孔あきミラー８の周辺で反射し、対物レンズ２、被検眼Ｅの角膜Ｅｃ、瞳Ｅｐを通り眼底Ｅｒを照明する。

照明された眼底像及び指標像は、被検眼Ｅの瞳Ｅｐ、角膜Ｅｃ、対物レンズ２、孔あきミラー８の孔を通り、合焦レンズ１７、撮影レンズ１８を通過し、撮像手段２１内の三色波長分解手段１９を通り、撮像素子２０に結像される。

撮像素子２０では光電変換が行われ、画像信号処理部３１によって動画であるデジタル眼底画像データが生成され、表示器３３に表示されると同時に、記録部３９に記録される。

この実施例３では、フォーカス指標光源１６及び位置合わせ用指標光源１２の中心波長は７５０ｎｍで近赤外光としたが、可視光域の例えば４５０ｎｍの青色としてもよい。

フォーカス指標光源１６及び位置合わせ用指標光源１２の中心波長を可視光領域とした場合に、近赤外光で眼底観察を行う無散瞳モードにおいては、フォーカス指標光源１６及び位置合わせ用指標光源１２からの光量が大きいと、被検眼Ｅの瞳孔は縮小する。被検眼Ｅの瞳孔の縮小を抑えるために、フォーカス指標光源１６及び位置合わせ用指標光源１２の光量を、可視光で眼底観察、動画記録する散瞳モードに比較して、低光量として連続照射するように演算部３２は制御すればよい。

なお、無散瞳モードにおいては、画像信号処理部３１は被検眼Ｅに投影されたフォーカス指標像Ｆｂ、Ｆｃが撮像される撮像素子２０の中央部の範囲を高感度として、フォーカス指標光源１６の光量が低くなるよう制御してもよい。これにより、表示器３３で観察されるフォーカス指標像は暗くならずに、被検眼Ｅの瞳孔の縮小を抑えることができる。

実施例１の眼底カメラの構成図である。 フォーカス指標投影手段の側面図及び平面図である。 フォーカス指標光と、フォーカス指標像の説明図である。 表示器による表示画面の説明図である。 撮像手段の分光感度特性図である。 実施例２の撮像手段の分光感度特性図である。 実施例３の眼底カメラの構成図である。

符号の説明

１ 観察用光源
２ 対物レンズ
６ フォーカス指標投影手段
８ 孔あきミラー
９ 絞り
１０ 撮影用光源
１１ 光ファイバ
１２ 位置合わせ用指標光源
１４ フォーカススプリットプリズム
１６ フォーカス指標光源
１９ 三色波長分解手段
２０ 撮像素子
２１ 撮像手段
２２ フォーカスリンク機構
３１ 画像信号処理部
３２ 演算部
３３ 表示器
３８ 入力部
３９ 記録部
４１ 第２の観察用光源
４２ 可視カットフィルタ
４４ 赤外カットフィルタ
Ｆｂ、Ｆｃ フォーカス指標像
Ｌｂ、Ｌｃ フォーカス指標光
Ｐ 位置合わせ用視標像

Claims (13)

1. 可視光と不可視光とを選択して眼底を照射する照明手段と、該照明手段による照明光の眼底からの反射光である眼底像を結像する撮影光学系と、該撮影光学系で結像された眼底像を撮像する撮像手段と、眼底に指標光を投影する指標投影手段とを有し、該指標投影手段により、投影された前記指標光による反射像は眼底画像と重畳し、前記撮像手段による眼底像を表示する表示手段とを有する眼底カメラにおいて、前記撮像手段は、動画の出力と静止画の出力が可能である可視領域で三色の波長分解手段を有し、カラー眼底画像の出力が可能であり、前記不可視光の波長領域と前記指標投影手段が投影する指標光の波長領域とが異なることを特徴とする眼底カメラ。
2. 前記指標光は眼底での光学的な共役関係を確認するフォーカス指標であることを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
3. 前記指標光は位置合わせ状態を確認するための位置合わせ指標であることを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
4. 前記指標光は前記波長分解手段の三色の分光感度が異なる波長を用いることを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
5. 前記指標光は近赤外光に中心波長を持つことを特徴とする請求項４に記載の眼底カメラ。
6. 前記指標光は可視光に中心波長を持つことを特徴とする請求項４に記載の眼底カメラ。
7. 前記不可視光の波長領域は、前記波長分解手段の三色の分光感度がほぼ等しい感度の波長帯を用いることを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
8. 前記不可視光の波長領域における前記波長分解手段の分光感度の差を低減するよう各波長帯の出力を補正することを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
9. 前記撮像手段は前記可視光による撮影をする際に比較して、前記不可視光を用いて眼底の観察を行う際に、増幅率を高くして駆動することを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
10. 前記撮像手段は前記可視光による撮影をする際に比較して、前記不可視光を用いて眼底の観察を行う際に、低解像度で駆動することを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
11. 眼底を可視光により観察するために可視領域の光を連続照射することを可能としたことを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
12. 前記指標光の光量は、眼底を可視光による観察をする際に比較して、不可視光による観察において低光量とすることを特徴とする請求項６又は１１に記載の眼底カメラ。
13. 前記撮像手段はフォーカス指標を撮像する撮像手段の中央部のみ高感度とすることを特徴とする請求項２又は１２に記載の眼底カメラ。

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