JP2011045550A

JP2011045550A - 眼底カメラ

Info

Publication number: JP2011045550A
Application number: JP2009196995A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Nakahara; 康弘中原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: JP5335619B2

Abstract

【課題】観察及び撮影に支障なく、光学部材の原点校正を行う。
【解決手段】左右眼検出スイッチを用いたステップＳ１〜Ｓ８における左右眼切換検出時において、ステップＳ９においてフォーカスレンズを検出するレンズ検出部の原点位置方向に移動させる。ステップＳ１０でフォーカスレンズを検出した場合にはステップＳ１１に進み、フォーカスレンズの原点位置を校正するために、レンズ検出部のパルスカウンタの計数値を０に設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、眼科医院等において用いられる眼底カメラに関するものである。

近年のデジタル化の進歩に伴い、眼底カメラの光学部材の位置制御をデジタル制御する機会が増加している。デジタル制御の利点の１つに、複合的な機構が簡素化され、観察及び撮影する照明波長が異なっても、それぞれに対応した光学部材の位置決め制御が可能になることがある。

しかし、光学部材を位置決めするためのアクチュエータがオープンループ制御の場合には、電気的な位置情報と絶対位置が徐々にずれる現象が生ずることが知られている。このずれは光学原点からのずれを意味しており、撮影した画像の画質に係わる問題となる。この不具合を解消するために、例えば特許文献１等の種々の方法が提案されている。

特開２００４−１６４８６号公報

しかしながら、特許文献１のように観察や撮影中に光学部材の原点校正を行うと、診断に支障が生ずることがある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、観察及び撮影に支障なく、光学部材の原点校正が可能な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、動作を指令するインタフェース手段と、観察撮影光路に配した光学部材をその光学特性を機能させるために位置制御する位置制御手段と、前記光学部材の原点位置を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づいて前記光学部材の原点位置を校正する校正手段と、前記光学部材を介して眼底を撮影する撮像手段と、前記インタフェース手段の指令による動作の間合いに、前記検出手段、前記校正手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る眼底カメラによれば、検者の観察及び撮影に支障のない状態で、光学部材の原点校正が可能になる。また、眼底カメラ特有の間合いで、光学部材の原点校正を行うので、観察や撮影に支障なく、原点校正を行うことができる。

眼底カメラの構成図である。眼底カメラの外観図である。左右眼切換検出時の動作フローチャート図である。観察部位を切換える動作フローチャート図である。撮影釦が選択された場合の動作フローチャート図である。フォーカスレンズの原点出しのフローチャート図である。撮影モードを切換えた場合のフローチャート図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例における眼底カメラの構成図を示している。筐体内には、観察用光源１から被検眼Ｅに対向して配置された対物レンズ２に至る照明光路Ｏ１が設けられている。この照明光路Ｏ１には、可視光を発光するハロゲンランプから成る観察用光源１、可視光を発するキセノンランプから成る撮影用光源３、可視リングスリット４、照明ミラー５が順次に配列されている。照明ミラー５の後方には、赤外リングスリット６、赤外光観察を行う際の光源である赤外ＬＥＤ７が配列されている。照明ミラー５はダイクロイックミラーから成り、可視光を反射、赤外光を透過する特性を有しており、この照明ミラー５によって可視リング照明と赤外リング照明の光路を合成させることができるようになっている。

また、照明ミラー５の反射方向には、照明リレーレンズ８、光路に挿脱自在な光学フィルタユニット９、スプリットユニット１０、照明リレーレンズ１１、孔あきミラー１２、光路に挿脱自在な前眼観察レンズ１３が順次に配列されている。

光学フィルタユニット９は照明光路Ｏ１に挿脱自在とされていると共に、光学的な特性が異なるフィルタ９ａ〜９ｄを有しており、撮影モードに応じてフィルタ９ａ〜９ｄの切換えが可能とされている。スプリットユニット１０はフォーカス指標を投影するための光源１０ａ、１０ｂと、光束を分割するためのプリズム１０ｃとを有し、眼底観察時に照明光路Ｏ１に挿入してフォーカス指標を被検眼Ｅに投影する。

孔あきミラー１２の後方には、光軸方向に移動可能な光学部材であるフォーカスレンズ１４、可動ミラー１５、撮像素子１６が順次に配列されている。また、可動ミラー１５の反射方向には、固定ミラー１７を介してファインダ接眼レンズ１８が配置されている。

この眼底カメラには、眼底カメラ全体のシステム制御、データ処理等を行うシステム制御部２１が内蔵されている。撮像素子１６の出力はシステム制御部２１に接続され、観察用光源１、赤外ＬＥＤ７を選択する観察光源選択スイッチ２２の出力も接続されている。更に、システム制御部２１には検出手段である検出部２３〜２７を介して、光学フィルタユニット９、スプリットユニット１０、前眼観察レンズ１３、フォーカスレンズ１４、フォーカス調整ノブ２８の位置情報の検出信号が接続されている。また、システム制御部２１の出力は位置制御手段である駆動部２９〜３２を介して光学フィルタユニット９、スプリットユニット１０、前眼観察レンズ１３、フォーカスレンズ１４にそれぞれ接続されている。

システム制御部２１はコンデンサ３３を介して撮影用光源３に電源を供給しており、コンデンサ３３に蓄電される電荷量は後述する撮影モードによって異なり、システム制御部２１は撮影モードが変更されると、適切な電荷量による充放電が行われる。また、システム制御部２１は所定の時間内に観察が行われていないと判断した場合には、観察用光源１及び赤外ＬＥＤ７を消灯するようになっている。

光学フィルタユニット９の照明光路Ｏ１への挿脱は駆動部２９により行われ、検出部２３によりその挿脱を検出する。前眼観察レンズ１３の撮影光路Ｏ２内への挿入により被検眼Ｅの前眼が観察でき、前眼観察レンズ１３が挿入されていない場合には眼底を観察することができる。前眼観察レンズ１３の撮影光路Ｏ２への挿脱は駆動部３１により行われ、その挿脱は検出部２５により検出される。これらの切換えは、後述するインタフェース手段からの入力情報に基づいてシステム制御部２１により制御される。

フォーカスレンズ１４は孔あきミラー１２の中央の孔を通過した撮影光束に対し、レンズ駆動部３２により矢印方向に移動することでその光学特性の機能である焦点調節を行い、レンズ検出部２６によりフォーカスレンズ１４の位置を検出している。フォーカスレンズ１４は駆動パルスにより移動され、駆動パルスをレンズ検出部２６のパルスカウンタで計数することにより、レンズ検出部２６はフォーカスレンズ１４の位置を検出することができる。

可動ミラー１５は観察用光源１による可視観察時には撮影光路Ｏ２に挿入され、撮影光を観察光路Ｏ３に導き、検者は固定ミラー１７、ファインダ接眼レンズ１８を介して眼底像を観察する。また、赤外ＬＥＤ７による赤外光観察時、及び撮影用光源３による撮影時には、矢印に示すように回動することで、撮影光路Ｏ２の上方に退避する。

図２は眼底カメラの外観図を示し、ステージベース部４１上には、Ｘ−Ｙ方向に所定のストローク内で自在に可動させることのできるステージ部４２が載置され、ステージ部４２には眼底カメラの動作を指令する各種のインタフェース手段が配置されている。ステージ部４２の内部には、ステージ部４２を左右に移動させることにより左右眼を判別するための図示しない左右眼検出スイッチが設けられている。そして、ステージ部４２の上にはヒンジ部４３を介して図１に示す眼底カメラの光学系を内蔵したヘッド部４４が取り付けられている。

ステージ部４２上には、ステージ部４２をＸ−Ｙ方向に動かすためのジョイスティック部４５、観察部位を切換える観察部位切換釦４６、撮影モードを切換える撮影モード切換釦４７、観察光源選択スイッチ２２が設けられている。また、ジョイスティック部４５の先端部には撮影釦４８が設けられている。ヘッド部４４の側面にはフォーカス調整ノブ２８が設けられ、ヘッド部４４の背面には赤外光観察時に眼底像が表示されるモニタ部４９が配置されている。

本実施例の眼底カメラにおいては、撮影モード切換釦４７によりＣＯＬＯＲ／ＲＥＤＦＲＥＥ／ＣＯＢＡＬＴ／ＦＬＵＯ／自発蛍光撮影（ＦＡＦ）の５つの撮影モードが選択可能とされている。

眼底観察時において、検者は観察光源選択スイッチ２２を介して観察時の可視光／赤外光の選択操作を行う。なお、このとき前眼観察レンズ１３は光路Ｏ２から退避している。散瞳撮影時には観察用光源１、無散瞳撮影時には赤外ＬＥＤ７を選択する。光路からの照明光は、スプリットユニット１０を介して孔あきミラー１２、対物レンズ２を経て被検眼Ｅの眼底を照明する。

眼底における反射像は、観察用光源１による可視光の場合は、撮影光路Ｏ２に挿入された可動ミラー１５を反射してファインダ接眼レンズ１８を用いて検者により観察される。一方、赤外ＬＥＤ７による赤外光による場合は、撮像素子１６で撮影され、モニタ部４９を用いて観察される。検者は眼底像を直接観察又はモニタ部４９を介して、スプリットユニット１０による指標像を見てフォーカス調整ノブ２８を操作し、フォーカスレンズ１４を駆動してピント合わせを行う。

撮影釦４８が押され撮影が開始されると、スプリットユニット１０、可動ミラー１５は光路から退避し、撮影用光源３が発光して可視光を反射する照明ミラー５を経て眼底を照射し、眼底像はフォーカスレンズ１４を経て撮像素子１６で撮像される。撮像素子１６は得られた眼底像は光電変換し、システム制御部２１に出力しデジタルデータに変換した後に図示しない記録媒体に記録する。

図３は左右眼切換検出時の動作フローチャート図である。先ず、ステップＳ１において電源をオンにすると、ステップＳ２で左右眼検出スイッチによりオン或いはオフを検出する。左右眼検出スイッチから出力が得られない場合にはステップＳ３に進み、状態記憶変数ａ及びｂに左眼を観察及び撮影していることを代入した後にステップＳ５へ進む。

ステップＳ２で、左右眼検出スイッチの信号を検出した場合にはステップＳ４に進み、状態記憶変数ａ及びｂに右眼を観察及び撮影していることを代入した後にステップＳ５へ進む。

ステップＳ５はステップＳ２と同じ判断を行い、左右眼検出スイッチの信号を検出できない場合にはステップＳ６に進む。ステップＳ６はステップＳ５で検出した左右眼検出スイッチの信号がオフの場合の処理で、状態記憶変数ａに左眼を観察及び撮影していることを代入した後にステップＳ８に進む。ステップＳ５で左右眼検出スイッチの信号を検出した場合にはステップＳ７に進み、状態記憶変数ａに右眼を観察及び撮影していることを代入した後にステップＳ８に進む。

ステップＳ８においては、状態記憶変数ａとｂが同じであるか否かを判断する。ステップＳ８で状態記憶変数ａとｂが同じ状態であると判断した場合にはステップＳ５に戻る。ステップＳ８で状態記憶変数ａとｂが異なる状態と判断された場合にはステップＳ９へ進む。

ステップＳ９において、システム制御部２１はレンズ駆動部３２を介してフォーカスレンズ１４をその原点位置を検出するレンズ検出部２６の原点位置方向に移動させる。ステップＳ１０では、レンズ検出部２６がフォーカスレンズ１４を検出したか否かを判断し、検出していない場合はステップＳ９に戻る。

ステップＳ１０において、フォーカスレンズ１４をレンズ検出部２６が検出した場合にはステップＳ１１に進み、システム制御部２１がフォーカスレンズ１４の位置を把握するために、レンズ検出部２６のパルスカウンタを０に設定する。その後に、ステップＳ２に戻り、左右眼の検出情報を撮影した画像データに付加する。

また、左右眼の切換検出時には撮影動作や観察動作をしないために、検者にはフォーカスレンズ１４の原点を校正していることは分からない。インタフェース手段の指令による左右眼切換検出時の作動中、つまり撮影動作や観察動作の間合いに、フォーカスレンズ１４の絶対原点とフォーカスレンズ１４の駆動パルスのずれを校正して、フォーカスレンズ１４の原点校正が可能となる。

図４は観察部位切換時の動作フローチャート図である。先ず、ステップＳ２１において電源オンでスタートし、ステップＳ２２で観察部位切換釦４６が選択されたか否かを判断し、観察部位切換釦４６が選択されていない場合には、選択されるまでステップＳ２２を繰り返す。

観察部位切換釦４６が選択された場合にはステップＳ２３に進み、システム制御部２１がレンズ駆動部３２を駆動し、フォーカスレンズ１４を原点位置方向に移動させる。続いてステップＳ２４において、レンズ検出部２６がフォーカスレンズ１４を検出したか否かを判断し、レンズ検出部２６が検出していない場合はステップＳ２３に戻る。ステップＳ２４でレンズ検出部２６が検出した場合にはステップＳ２５に進み、システム制御部２１がフォーカスレンズ１４の位置を把握するために、レンズ検出部２６のパルスカウンタの計数値を０に設定した後にステップＳ２２に戻る。

眼底カメラで眼底のアライメントを効率良く行うためには、前眼観察レンズ１３を光路に挿入し、前眼観察によって大まか位置合わせした後に、眼底観察に切換えた方がよい。この前眼観察レンズ１３の光路への挿入に際する画像の表示切換時にも、フォーカスレンズ１４の原点位置の校正をすることができる。

図５は撮影釦４８が選択された際の動作フローチャート図である。ステップＳ３１で電源がオンされると、ステップＳ３２で撮影釦４８が選択されたか否かを判断する。撮影釦４８が選択されない場合には、選択されるまでステップＳ３２を繰り返す。また、選択された場合には、ステップＳ３３の処理及びステップＳ３４の処理を平行して行う。

ステップＳ３３において、システム制御部２１はレンズ駆動部３２を介してフォーカスレンズ１４を移動し、ステップＳ３５でレンズ検出部２６がフォーカスレンズ１４を検出したか否かを判断する。ステップＳ３５において、フォーカスレンズ１４を検出しない場合にはステップＳ３３に戻る。検出した場合にはステップＳ３６に進み、システム制御部２１はフォーカスレンズ１４の位置を把握するためのパルスカウンタを０に設定し、その後にステップＳ３２に戻る。

また、ステップＳ３４で撮影された眼底像をモニタ部４９に表示し、ステップＳ３７において眼底像が表示されてから所定の時間が経過したか否かを判断する。撮影された画像データが表示されてから所定の時間が経過していない場合はステップＳ３４に戻る。眼底像が表示されてから所定の時間が経過した場合はステップＳ３８に進む。そして、ステップＳ３８において眼底像のモニタ部４９への表示を終了する。

この眼底カメラでの撮影において、撮影直後に眼底像等を確認することは必須条件である。もし確認を怠ると、再度検診室や医院に出向いて撮影し直す事態になる虞れがある。従って、検者が表示中の画像を確認している最中は、観察動作や撮影動作を行わない。この間に、フォーカスレンズ１４の絶対原点と、フォーカスレンズ１４の駆動パルスのずれとをパルスカウンタを０に設定して校正することにより、フォーカスレンズ１４の原点校正が可能になる。

図６は観察用光源１が消灯し、フォーカスレンズ１４の原点出しをするまでのフローチャート図である。先ずステップＳ４１で電源をオンすると、ステップＳ４２においてインタフェース手段からの入力がなかった時間を計数するタイムカウンタをリセットし、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３でインタフェース手段からの入力の有無を判断し、インタフェース手段からの入力があった場合にはステップＳ４４に進み、タイムカウンタをリセットした後にステップＳ４３に戻る。ステップＳ４３において、インタフェース手段からの入力がない場合は、ステップＳ４５に進みタイムカウンタを加算する。

次に、ステップＳ４６において、タイムカウンタの所定の計数値が所定の時間に到達しているか否かを判断し、到達していない場合はステップＳ４３に戻る。到達している場合にはステップＳ４７に進み、観察用光源１が消灯されているか否かを判断する。観察用光源１が消灯している場合にはステップＳ４３に戻り、観察用光源１が消灯していない場合にはステップＳ４８に進み、観察用光源１を消灯する。

ステップＳ４９においては、システム制御部２１はレンズ駆動部３２を介してフォーカスレンズ１４を原点位置方向であるレンズ検出部２６の方向に移動させる。ステップＳ５０で、フォーカスレンズ１４をレンズ検出部２６が検出したか否かを判断する。レンズ検出部２６が検出していない場合はステップＳ４９に戻り、検出した場合にはステップＳ５１に進む。ステップＳ５１においては、システム制御部２１がフォーカスレンズ１４の位置を把握するために、レンズ検出部２６のパルスカウンタを０に設定した後にステップＳ４３に戻る。

また、観察用光源１は消耗品のため、所定時間使用すると交換が必要になる。この交換時期を延長するために、所定時間、眼底カメラの操作がない場合には、使用していないとみなし観察用光源１を消灯する。この間に、フォーカスレンズ１４の絶対原点とフォーカスレンズ１４の駆動パルスのずれとを校正することで、検者の観察及び撮影に支障なく、フォーカスレンズ１４の原点校正が可能になる。

図７は撮影モードが切換えられた場合のフォーカスレンズ１４の原点出しをするフローチャート図である。ステップＳ６１で電源をオンすると、ステップＳ６２において撮影モード切換釦４７を選択されたか否かを判断する。撮影モード切換釦４７が選択されていない場合は、撮影モード切換釦４７が選択されるまでステップＳ６２を繰り返す。撮影モード切換釦４７が選択された場合には、ステップＳ６３及びＳ６４の処理を平行して行う。

先ず、ステップＳ６３において、選択された撮影モードに対応して光学フィルタユニット９の光学フィルタ９ａ〜９ｄの切換えを行った後に、ステップＳ６５に進む。ステップＳ６５では、選択された撮影モードに対応した撮影用光源３に供給するコンデンサ３３の充放電を行って電荷の調整し、ステップＳ６６に進み終了する。

また、ステップＳ６４においては、システム制御部２１がレンズ駆動部３２を駆動して、フォーカスレンズ１４を原点位置方向であるレンズ検出部２６の方向に移動させる。続いて、ステップＳ６７でフォーカスレンズ１４をレンズ検出部２６が検出したか否かを判断し、検出していない場合はステップＳ６４に戻る。フォーカスレンズ１４を検出した場合にはステップＳ６８に進み、システム制御部２１がフォーカスレンズ１４の位置を把握するためにレンズ検出部２６のパルスカウンタを０に設定した後に、ステップＳ６９に進み終了する。

被検眼Ｅの撮影ごとに、撮影モード切換時の光学フィルタ９ａ〜９ｄの切換え、及び撮影用光源３に電力を供給するコンデンサ３３の充電は必ず行う。この光学フィルタ９ａ〜９ｄの切換中、コンデンサ３３の充電中、或いは可動ミラー１５のミラーアップ動作中に、フォーカスレンズ１４の絶対原点とフォーカスレンズ１４の駆動パルスとのずれを校正することで、フォーカスレンズ１４の原点校正が可能になる。

なお、実施例では観察撮影光路に配した光学部材を、フォーカスレンズ１４としたが、他の例えばズームレンズ等であってもよい。

１観察用光源
３撮影用光源
９光学フィルタユニット
１０スプリットユニット
１４フォーカスレンズ
２１システム制御部
２６レンズ検出部
３２レンズ駆動部

Claims

動作を指令するインタフェース手段と、観察撮影光路に配した光学部材をその光学特性を機能させるために位置制御する位置制御手段と、前記光学部材の原点位置を検出する検出手段と、該検出手段の出力に基づいて前記光学部材の原点位置を校正する校正手段と、前記光学部材を介して眼底を撮影する撮像手段と、前記インタフェース手段の指令による動作の間合いに、前記検出手段、前記校正手段を作動させるシステム制御手段とを備えたことを特徴とする眼底カメラ。
前記システム制御手段による前記検出手段、前記校正手段の動作は、前記インタフェース手段の指令による左右眼切換検出時、観察部位切換時、画像の表示切換時、観察用光源が消灯している間、撮影モードの切換時、コンデンサの充電中、可動ミラーのミラーアップ動作中の少なくとも１つの動作中に行うことを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
前記校正手段による前記光学部材の原点位置の校正は、前記光学部材の駆動パルスを計数するパルスカウンタの計数値を０に設定することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
前記光学部材はフォーカスレンズとしたことを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。