JP2011250960A - 眼科撮影装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でまばたき検知を可能とした眼科撮影装置を提供する。
【解決手段】眼科撮影装置は、連続光を発する観察光源により眼底を照射しながら撮像部により動画撮影を行うことにより得られたフレーム画像を、複数の画素を１まとまりとした複数領域に分割し、複数領域に対応した複数の測光値を取得する。そして、眼科撮影装置は、得られた測光値の時間的変動または画像上における分布に基づいて静止画撮影の可否を判断し、撮影許可と判断されている場合には、ユーザからの撮影の指示に応じて撮影光源によるパルス光で眼底を照明し、撮像部による眼底の静止画撮影を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、まばたき検知機能を有する眼科撮影装置及びその制御方法に関するものである。

眼科撮影装置としての眼底カメラにおいては、まばたき検知機能を有するものが提案されている。特許文献１には、眼底カメラ光学系内部の被検眼前眼部からの反射光を受光できる位置に専用の光検出手段を配置し、被検眼の前眼部からの反射光量変化を検出することにより、まばたきを検出する眼底カメラが記載されている。また、特許文献２は、近赤外光を発する観察光源により照明された眼底を２次元撮像素子で撮像し、眼底画像の出力信号により、まばたきを検出し、検出結果に応じて、別に設けられた撮影手段による眼底像の撮影を許可或いは禁止する眼科撮影装置を記載している。

さらに、被写体を撮像素子にて撮像し、その信号から光学系の絞りを制御する眼底カメラも提案されている。特許文献３には、被検眼の瞳孔径を入力または検出する手段の結果に応じて、照明系中の被検眼前眼部と光学的に共役に設けられている遮光部の大きさを変更し、小瞳孔系でも眼底を照明することができる眼底カメラが記載されている。

特公昭６０−０５７８５３号公報 特公平６−０１３０２２号公報 特開平８−００１０２２号公報

しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２に記載された眼底カメラでは、まばたき検知機能を持たせるためにその装置構成が複雑になってしまうという課題があった。例えば、特許文献１に記載されているようなまばたき検知機能を有する眼底カメラでは、専用のまばたき検出センサが必要である。また、特許文献２に記載されているような眼底カメラでは、動画像を出力する観察用撮像素子とまばたき検知手段が共用されてはいるものの、静止画用の撮影手段が別途必要となる。

また、上述したように各撮像手段や検出センサが別々の場合、それぞれの相対位置ずれがあると、検出精度が低下してしまう。したがって、そのような相対位置ずれをなくすために、部品精度を厳しくするか、調整機構を設け調整作業を行う必要があり、装置としてのコストの上昇を招いてしまう。

さらに、特許文献３に記載された、被検眼の瞳孔径により照明光学系中に設けられた遮光部の大きさを変更する眼底カメラは、瞳孔径を検出するための手段が必要である。したがって、上述したまばたき検知機能と組み合わせようとした場合に、更に眼底カメラの構成が複雑化してしまう。また、瞳孔径を検出する手段に代えて、瞳孔径を入力する手段を用いた場合には、ユーザ操作の増加、或いは入力ミスにより不適切な撮影が実施されてしまうという課題が生じる。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成でまばたき検知を可能とした眼科撮影装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一態様による眼科撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、
連続光を発する観察光源と、
パルス光を発する撮影光源と、
該観察光源と該撮影光源からの光を眼底に導く照明光学系と、
前記照明光学系により照明された前記眼底の眼底像を撮影する撮像手段と、
前記観察光源により前記眼底を照射しながら前記撮像手段により動画撮影を行うことにより得られたフレーム画像を、複数の画素を１まとまりとした複数領域に分割し、前記複数領域に対応した複数の測光値を取得する取得手段と、
前記取得手段で得られた測光値の時間的変動または画像上における分布に基づいて静止画撮影の可否を判断する判断手段と、
前記判断手段によって撮影許可と判断されている場合に、ユーザからの撮影の指示に応じて前記撮影光源により前記眼底を照明し、前記撮像手段による前記眼底の静止画撮影を実行する制御手段とを備える。

本発明によれば、簡易な構成でまばたき検知を可能とした眼科撮影装置を提供することができる。

第一実施形態による眼科撮影装置の構成例を示す図。 撮像素子上の測光領域を示した図。 第一実施形態による眼底撮影処理を示すフローチャート。 撮像素子上の測光領域と眼底像Ｅｒ’を示した図。 第二実施形態による撮影許可判断処理を示すフローチャート。 第三実施形態による眼科撮影装置の構成例を示す図。 第三実施形態による遮蔽部材の切替処理を示すフローチャート。

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［第一実施形態］
図１は第一実施形態による眼科撮影装置（以下、眼底カメラ）の構成例を示す図である。図１に示すように、被検眼Ｅに対向して、対物レンズ１が配置され、その光軸Ｌ１上には、撮影絞り２、フォーカスレンズ３、結像レンズ４、可視光と赤外光に感度を有する撮像素子５が設けられている。これらの対物レンズ１から結像レンズ４により観察／撮影光学系が構成され、撮像素子５と合わせて眼底像の観察／撮像部が構成されている。

また、撮影絞り２の付近には、穴あきミラー６が斜設されている。この穴あきミラー６の反射方向の光軸Ｌ２上には、レンズ７、レンズ８、リング状の開口を有するリング絞り９、赤外光を透過し可視光を反射する特性を有するダイクロイックミラー１０が配置されている。ここで、リング絞り９は、対物レンズ１とレンズ７とレンズ８に対して被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと光学的に共役な位置に配置されており、その光軸中心に遮光部を有する。ダイクロイックミラー１０の反射方向の光軸Ｌ３上には、コンデンサレンズ１１、可視のパルス光を発する撮影用光源であるストロボ光源１２が配置されている。また、ダイクロイックミラー１０の透過方向の光軸Ｌ４上には、コンデンサレンズ１３、赤外の定常光を発するＬＥＤが複数個配置された観察光源である赤外ＬＥＤ１４が配置されている。これらの対物レンズ１からダイクロイックミラー１０、およびコンデンサレンズ１１、コンデンサレンズ１３により眼底照明光学系が構成されている。この眼底照明光学系とストロボ光源１２、赤外ＬＥＤ１４により、眼底照明部が構成されている。

以上のような眼底像の観察／撮像部、眼底照明部は、例えばひとつの筐体に保持され、眼底カメラ光学部を構成している。そして、眼底カメラ光学部は図示のない摺動台に載せられており、被検眼Ｅとの位置合せができるようになっている。

また、撮像素子５の出力はＡ／Ｄ変換部１５によりデジタル信号化され、メモリ１６に保存される。またＡ／Ｄ変換部１５で得られたデジタル信号は測光値算出部１７に出力され、測光値算出部１７は後述する処理により測光値を算出し、出力する。モニタ２０は、撮像素子５で撮像された赤外観察像、可視撮影像などを表示する。撮像部制御部２１は、上述した各部の動作を統轄し、制御する。以上の、撮像素子５、Ａ／Ｄ変換部１５、メモリ１６、測光値算出部１７、モニタ２０、撮像部制御部２１により撮像部２２が構成されている。この撮像部２２は、眼底カメラ光学部の筐体と図示のないマウント部で着脱可能に固定されている。更に、撮像部２２の各部は、装置全体の制御を行うＣＰＵなどを有する制御部１８に接続されている。制御部１８には画像メモリ１９が接続されており、撮像素子５で撮像された静止画像がデジタル画像として保存される。

一方、ストロボ光源１２には撮影光源制御部２３が、赤外ＬＥＤ１４には観察光源制御部２４が接続され、それらは共に制御部１８に接続されている。加えて、制御部１８には観察光量や撮影光量などの撮影条件を設定する操作部２５と、撮影スイッチ２６が接続されている。さらに、制御部１８には、測光値算出部１７の出力をもとに撮影許可の判断を行うための撮影許可判断部２７が設けられている。

次に上記構成を有する本実施形態の眼底カメラの作用について説明する。
赤外ＬＥＤ１４から射出した光は、コンデンサレンズ１３により集光され、ダイクロイックミラー１０を透過した後、リング絞り９によってリング状に光束が制限される。リング絞り９で制限された光は、レンズ８、レンズ７を介し、穴あきミラー６上にリング絞り９の像を作る。穴あきミラー６上に生成された像は光軸Ｌ１方向に反射され、対物レンズ１によって被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ付近に再びリング絞り９の像を作り、被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。

定常光を発する赤外ＬＥＤ１４からの赤外光により照明された眼底Ｅｒから散乱反射した光束は、瞳孔Ｅｐから被検眼Ｅを射出し、対物レンズ１、撮影絞り２、フォーカスレンズ３、結像レンズ４を介して、撮像素子５に達し撮像される。観察像の撮像においては、撮像素子５を用いた動画撮影が行われる。撮像素子５から出力される画像信号はＡ／Ｄ変換部１５によりデジタル信号化された後、撮像部制御部２１を介してモニタ２０に眼底観察像（動画）として映出される。

検者は、モニタ２０に映出された眼底像が適当な明るさとなるように赤外ＬＥＤ１４の光量を操作部２５により調整し、図示のない操作桿を使い、被検眼Ｅと眼底カメラ光学部との位置合せを行う。さらに、フォーカスレンズ３の光軸方向の位置を不図示のフォーカスノブを操作することによって調整し、映出された眼底像のピント調整を行う。そして、撮影スイッチ２６を操作することで、ストロボ光源１２の発光と撮像素子５による静止画撮影が実行され、診察用の眼底像が得られる。

以下、本実施形態の眼底カメラにおける撮影時の動作について、測光値算出部１７と撮影許可判断部２７による制御の詳細を含め、図２及び図３を用いて説明する。Ｓ３０１において、制御部１８は観察光源制御部２４と撮像部制御部２１を制御することにより、赤外ＬＥＤ１４に観察光としての赤外光を出力させ、当該赤外光による照明下で撮像素子５による動画撮影を行う。測光値算出部１７は、動画撮影により得られるフレーム画像について、複数画素を１まとまりとした複数の測光領域に分割し、複数の測光領域に対応した測光値をΔt秒毎に出力する（詳細は後述）。すなわち、本実施形態の測光値算出部１７は、Δｔ秒毎に１フレームの画像から複数の測光領域に対応した測光値を取得する。ステップＳ３０２において、制御部１８は、測光値算出部１７からΔt秒毎に出力される測光値を取得する。

図２は、撮像素子５の画素を示した模式図である。撮像素子５の各画素からの出力はＡ／Ｄ変換部１５によりデジタル信号に変換されて、メモリ１６に一時的に保持される。測光値算出部１７は、メモリ１６に保持された画像中の複数画素を１まとまりとするべく、例えば図２のようにA11、A12、A13…、A21…、A31…、A41…としてＮ×Ｍの複数領域に分割する。なお、図２では２×２画素（４画素）ずつをひとまとまりとしているが、これに限られるものではない。そして、測光値算出部１７はそれぞれの領域Anmに対応した、領域内の平均画素値を測光値Enmとして制御部１８に出力する。測光値算出部１７は、この各測光値EnmをΔt秒毎に出力する。

制御部１８は、測光値Enmを撮影許可判断部２７受け渡す。撮影許可判断部２７は、所定時間毎（例えば１/５秒毎）の時刻Ｔにおいて、各測光値EnmのΔt秒間における時間的変化量ΔEnm＝Enm（t=T+Δt）−Enm（t=T）を算出する（Ｓ３０３）。そして、撮影許可判断部２７は、算出されたΔEnmに基づいて、まばたきを検知する（Ｓ３０４）。例えば、撮影許可判断部２７は、算出された時間的変化量（ΔEnm）において所定値よりも大きいものが存在する場合、その変化の原因が被検眼Ｅのまばたきによるものと判断し、撮影不許可の出力を制御部１８に返す（Ｓ３０５（ＹＥＳ），Ｓ３０６）。時間的変化量ΔEnmの全てが所定値よりも小さい場合、つまり所定値より大きいものが存在しない場合は、まばたきが発生していないと判断し、撮影許可の出力を制御部１８に返す（Ｓ３０５（ＮＯ），Ｓ３０７）。

なお、上述した撮影の可否の判断（まばたきの有無の判断）において、撮影許可判断部２７は、Ｎ×Ｍ個の時間的変化量ΔEnmのうち所定値よりも大きいものが所定数以下、例えばＮ×Ｍ個の１割以下のときは、撮影不許可と判断しないようにしても良い。このようにすれば、電気的なノイズ等の影響により、ΔEnmが所定値よりも大きくなってしまう場合に、これをまばたきと誤検出する可能性を低減することができる。

また、制御部１８は、各測光値Enmと観察光源制御部２４の制御状態とからストロボ光源１２の発光量を決定し、撮影光源制御部２３を制御する（Ｓ３０８）。なお、観察光源制御部２４の制御状態とは、たとえば赤外ＬＥＤ１４の光量制御の状態であり、より具体的には、赤外ＬＥＤ１４に印加される電流値または電圧値などである。また、発光量の決定において、まばたきが検出されている間の測光値Enmは用いないようにする。本実施形態では、撮影許可判断部２７からの出力が撮影許可である場合にのみ発光量の決定（Ｓ３０８）を行い、撮影許可判断部２７からの出力が撮影不許可である場合には、そのときの測光値Enmからはストロボ光源１２の発光量を算出しない。

なお、本実施形態では、撮影許可判断部２７は、測光値の時間的変化としてΔt秒間の測光値Enmの時間変化を算出し、所定値と比較して撮影許可の判断をするようにしたが、これに限られるものではない。たとえば、Δt秒毎に測光値算出部１７より出力されるEnmの時間的移動平均値を求め、それを各領域Anmの測光値の時間的変化量ΔEnmとして、所定値と比較するようにしても良い。

また、被検眼Ｅがまばたきをする場合、上瞼が下方へ下がってくるのが通常である。このとき、眼底カメラの光学系の特徴として、観察／撮影光束のうち、眼底下方からの光束から順に上瞼により遮られる。そして、上瞼により反射散乱された照明光束は撮像素子５の眼底像の下方部分相当の位置に達し、眼底像よりも極端に明るく撮像される。したがって、被検眼Ｅのまばたきにより、眼底像下方部分が位置する領域（上瞼側に相当する領域）の測光値Enmから順に大きくなっていく。よって、撮影許可判断部２７は測光値の時間的変化量であるΔEnmが所定値よりも大きくない場合でも、眼底像下方部分が位置する領域の測光値Enmから順に変化した場合に、まばたきであると判断し、撮影不許可の出力を制御部１８に返すようにしても良い。

次に操作者は、位置合せとピント調整が完了すると、撮影スイッチ２６を押す。撮影スイッチ２６が押された時点で撮影許可判断部２７が撮影可と判断している場合、制御部１８は眼底の静止画撮影を行う（Ｓ３０９、Ｓ３１０）。すなわち、制御部１８は、撮影光源制御部２３を制御して、Ｓ３０８で決定された発光量でストロボ光源１２をパルス発光させ、撮像部制御部２１により撮像素子５を用いた撮影を行う。

静止画撮影時の動作について説明する。ストロボ光源１２から発した光束（パルス光）は、コンデンサレンズ１１により集光され、ダイクロイックミラー１０で反射された後、リング絞り９によってリング状に光束が制限される。リング絞り９で制限された光は、レンズ８、レンズ７を介し、穴あきミラー６上にリング絞り９の像を作る。そして、当該像は穴あきミラー６により光軸Ｌ１方向に反射され、対物レンズ１によって被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ付近に再びリング絞り９の像を作り、被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。

ストロボ光源１２から発した光束により照明された眼底Ｅｒからの反射散乱した光束は、瞳孔Ｅｐから被検眼Ｅを射出し、対物レンズ１、撮影絞り２、フォーカスレンズ３、結像レンズ４を介して、撮像素子５に達し撮像される。撮像素子５における撮像により得られた画像信号、Ａ／Ｄ変換部１５によりデジタル信号化され、画像メモリ１９に静止画として保存される。

一方、制御部１８は、撮影許可判断部２７の出力が撮影不許可である場合、撮影光源制御部２３を停止し、ストロボ光源１２の発光を禁止する。上述したように、１／５秒毎に撮影許可判断部２７の出力（撮影の可否）が制御部１８に返されてくるようになっている。したがって、撮影不許可の状態でユーザによる撮影の指示があった場合（撮影スイッチ２６が押された場合）には、被検眼Ｅのまばたきが終了し、撮影許可判断部２７の出力が撮影許可となるのを待って、Ｓ３１０の静止画撮影を実行させることができる。すなわち、撮影スイッチ２６の押下時に撮影不許可と判断されていた場合でも、まばたきが検出されなくなると撮影動作が自動的に再開することになる。よって、効率よく、良好な眼底像を撮影することができる。このように、制御部１８は、各測光値Enmと観察光源制御部２４の制御状態とからストロボ光源１２の発光量を決定し、撮影光源制御部２３を制御して、ストロボ光源１２をパルス発光させ、撮像素子５で眼底像を撮像し、画像メモリ１９に静止画として保存する。

以上述べたように、第一実施形態の眼底カメラにおいて、測光値算出部１７は撮像素子５から得られる画像を複数の画素を１まとまりとした複数領域に分割し、観察光源で照明された眼底からの反射光に基づく、複数領域に対応した測光値を出力する。制御部１８は、測光値算出部１７で取得された各領域の測光値から撮影光源の発光量を決定するとともに、測光値の時間的変動または複数領域の測光値の分布（画像上の分布）に基づいて撮影許可／不許可（撮影の可否）を判断する。このように、観察用撮像素子と撮影用撮像素子、及び測光用のセンサを共用することで、装置の複雑化を防止でき、また、各撮像素子やセンサの相対的な位置ずれもなくなる。そのため、コストをかけずに精度のよい自動撮影光量制御、まばたき検出が可能となり、良好な明るさかつ、撮影失敗のない眼底像を撮影することができる。また、被検眼への無駄な光の照射を防止できるので、縮瞳の発生や無駄なエネルギー消費を回避することができる。

なお、本実施形態では、連続光を発する観察光源と、パルス光を発する撮影光源とを別々の構成ととしたが、連続光とパルス光の両方を発することができるＬＥＤなどを光源として共用しても良い。そうすることで装置の構成をより簡略化できる。

［第二実施形態］
眼底像の周辺に被検眼からの照明光の反射があり、これが撮影光源の光量設定に影響を与えると、中央の眼底像が暗く写ってしまうなどの弊害が生じる可能性がある。そこで第二実施形態では、眼底像の周辺に被検眼からの照明光の反射光がある場合でも、中央部が良好な明るさの眼底像が得られる眼底カメラの実施形態を説明する。なお、第二実施形態の眼底カメラの装置構成は第一実施形態（図１）と同様である。

図４は、観察光源である赤外ＬＥＤ１４によって照明された被検眼Ｅの眼底Ｅｒが撮像素子５上に眼底像Ｅｒ’として結像している様子を示したものである。また、図５は第二実施形態の撮影許可判断部２７の処理を説明するフローチャートであり、図３のＳ３０３〜Ｓ３０８を置き換えるものである。図４中にあるＮ×Ｍ個の測光領域のうち斜線で示している境界測光領域２８は、眼底像Ｅｒ’の周辺部Ｍ（端部の境界）が存在する領域であり、その領域数をｋ個とする。なお、一般に、眼底カメラでは、眼底像Ｅｒ’は画像上の決まった位置に撮像される。すなわち、眼底像は特定の位置に撮像されるので、眼底像Ｅｒ’の存在する領域や境界測光領域２８は予め決まった領域となる。

第一実施形態で説明したように、撮影許可判断部２７は、Ｎ×Ｍ個の測光値Enmを測光値算出部１７よりΔt秒毎に受け取る（図３のＳ３０２）。そして、撮影許可判断部２７は、所定時間毎（例えば１/５秒毎）の時刻Ｔにおいて、
・時刻t=Tにおける眼底像Ｅｒ’が存在する領域（図４における、境界測光領域２８とその内部の測光領域）の測光平均値Eaveを算出し（Ｓ５０１）、
・測光値Enmの中からｋ個の境界測光領域２８にそれぞれ対応したｋ個の境界領域測光値E_28-1、E_28-2、E_28-3、・・・、E_28-kを抽出し（Ｓ５０２）、
・境界領域測光値の各々について、Δt秒間の変化ΔE_28-x＝E_28-x（t=T+Δt）−E_28-x（t＝T）を算出する（Ｓ５０３）。

そして、撮影許可判断部２７は、ΔE_28-x（x=1, 2, …, k）に基づいて、まばたきによる光量変化が発生しているか否かを判定する（Ｓ５０４）。例えば、ΔE_28-x（x=1,2, …, k）のうち所定値以上のものがあれば、撮影許可判断部２７は、まばたきによる眼底像Ｅｒ’の光量変化であると判断し、撮影不許可の出力を制御部１８に返す（Ｓ５０４、Ｓ５０５，Ｓ５０６）。他方、ΔE_28-x（x=1,2, …, k）の全てが所定値よりも小さい場合、撮影許可判断部２７は、まばたきによる眼底像Ｅｒ’の光量変化ではないと判断し、撮影許可の出力を制御部１８に返す（Ｓ５０４、Ｓ５０５，Ｓ５０７）。また、制御部１８は、Ｓ５０２で取得したE_28-x（x=1, 2, …, k）とＳ５０１で算出したEaveとを用いてストロボの発光量を決定する（Ｓ５０８）。例えば、制御部１８は、ｋ個の境界領域測光値E_28-x（x=1,2, …, k）と測光平均値Eaveとを比較する。そして、測光平均値Eaveに対し所定割合よりも明るい境界領域測光値E_28-xを測光値Enmから除外し、残った測光値と観察光源制御部２４の制御状態とに基づいてストロボ光源１２の発光量を決定し、撮影光源制御部２３を制御する。すなわち、眼底像Ｅｒ’の端部に相当する測光領域（境界測光領域）の測光値のうち、眼底像Ｅｒ’を含む測光領域における測光値の平均に基づいて定まる閾値を越える測光値を除外して発光量が決定される。

以上のように、第二実施形態の眼底カメラによれば、眼底像Ｅｒ’の周辺部が存在する領域の測光値（境界領域測光値E_28-x）が取得される。そして、これらｋ個の境界領域測光値を用いてまばたきの判定を行うので、第一実施形態よりも処理負荷が低減される。また、境界領域測光値E_28-xと眼底像Ｅｒ’の測光平均値Eaveとの比較により、被検眼Ｅと眼底カメラとのアライメントずれ等により生じる被検眼からの反射光（フレア）がストロボ発光の発光量決定に及ぼす影響が取り除かれる。すなわち、撮影光源であるストロボ光源１２の光量を決定する際に被検眼からの反射光の影響を除去することにより、眼底像の周辺に被検眼からの照明光の反射光がある場合でも、中央部が良好な明るさの眼底像を得ることのできる光量が設定される。すなわち、位置ずれに起因した反射光を含む測光値を除外して撮影光量制御を行うため、精度のよい自動撮影光量制御が可能である。

なお、Ｓ５０５で、ΔE_28-x（x=1〜k）のすべてが所定値以下である場合にまばたきが検出されていないとする測光値の時間変動に基づく撮影許可の判定に加えて、もしくはこれに代えて、測光値の画像上の分布に基づく撮影許可の判定を行っても良い。たとえば、上述したアライメントずれの有無（フレアの影響の有無）の検出による撮影許可・不許可の判定を行っても良い。すなわち、境界領域測光値E_28-x（x=1〜k）において、測光平均値Eaveに対し所定割合よりも明るい境界領域測光値は、被検眼Ｅと眼底カメラとのアライメントずれに起因した反射光（フレア）であると判断する。そして、撮影許可判断部２７は、アライメントずれに起因した反射光があると判断した場合には、撮影不許可の出力を制御部１８を返すようにしても良い。こうすることで、境界領域測光値E_28-xからアライメント状態を検出し、これに応じて撮影の許可／不許可を決めることも可能となる。また、Ｓ５０４において、第一実施形態の手順（Ｓ３０３，Ｓ３０４）によるまばたき検出（全ての測光値Enmを用いた処理）を行うとともに、上述したアライメントずれの判定を加味して撮影の許可、不許可を判断するようにしても良い。

［第三実施形態］
次に、第三実施形態による眼底カメラを説明する。第三実施形態では、被検眼の瞳孔径が小さい場合でも中央部が良好な明るさの眼底像が得られる眼底カメラの実施形態を示す。図６は第三実施形態の眼底カメラの構成図である。図６において図１と同じ符号のものは、同等の構成要素である。また、図７は第三実施形態による遮蔽部材の切替制御を示すフローチャートである。

第一実施形態（図１）の眼底カメラの構成と異なる点は、光軸Ｌ２上において、瞳孔Ｅｐと光学的に共役な位置に配置され光軸中心に遮光部があるリング状の開口を有するリング絞り９の上方に遮光部材を設けたことである。第一の遮光部材２９は、被検眼Ｅの水晶体後面と光学的に共役な位置に配置された光軸中心に遮光部を有する。また、第一の遮光部材２９と切替可能な第二の遮光部材２９’が配置されており、第二の遮光部材２９’は、第一の遮光部材２９よりも遮光部が小さい。遮光部材切替部６０１は、制御部１８の制御下で、第一の遮光部材２９と第二の遮光部材２９’のいずれかを選択的に光軸Ｌ２上に配置するように、遮光部材の切り替えを行う。

撮像素子５上に観察光源である赤外ＬＥＤ１４よって照明された被検眼Ｅの眼底Ｅｒの眼底像Ｅｒ’に結像しており、被検眼Ｅの瞳孔径が小さいとする。この場合、照明光束がリング状の光束であるため、眼底Ｅｒの中心付近を照明する光束がより瞳孔によって遮られ、撮像素子５上に結像する眼底像Ｅｒ’は、眼底像の周辺部に比べ、中心付近が暗くなる。すなわち、瞳孔による照明ムラが生じる。

したがって、制御部１８は、
・各測光値Enmのうち眼底像Ｅｒ’の周辺部（すなわち境界測光領域２８）の測光値（境界領域測光値E_28-1〜k）の平均値を算出し（Ｓ７０１）、
・測光値Emnから眼底像Ｅｒ’の中央部の測光値Ecenterを取得し（Ｓ７０２）、
・Ｓ７０１で算出した平均値とＳ７０２で取得した測光値Ecenterとを比較し、中央部の測光値が所定割合暗い場合には小瞳孔径であると判定する（Ｓ７０３）。例えば、“Ecenter”＜“Ｓ７０１で算出した平均値×α（αは1未満）”の場合に小瞳孔径であると判定する。

なお、上記では境界測光値の平均値を用いたが、境界測光値の最大値や最小値を用いることも可能である。更に、上記では、境界測光値と中央部の測光値とを比較したがこれに限られるものではない。たとえば、眼底像が存在する領域の測光平均値Eaveと中央部の測光値Ecenterとを比較して、中心部の測光値が所定割合よりも暗い場合に小瞳孔径であるとの判定を行うようにしてもよい。或いは、眼底像の中央部と周辺部との間の中間画角の領域（眼底像の領域から中央部を除いた領域）の測光値と中央部の測光値とを比較して中心部の測光値が所定割合よりも暗い場合に小瞳孔径であるとの判定を行うようにしてもよい。更に、上述した複数種類の比較のいくつか或いは全てを組み合わせて用いても良い。なお、眼底像Ｅｒ’の中央部の測光値Ecenterとしては、眼底像Ｅｒ’の重心位置（中心位置）に対応する測光領域の測光値、或いは重心位置（中心位置）の近傍の所定数の測光領域の測光値の平均等を用いることができる。

制御部１８は、中央部が暗いと判定された場合には、遮光部材切替部６０１を制御して第一の遮光部材２９よりも遮光領域が小さい第二の遮光部材２９’を光軸Ｌ２上に配置させる（Ｓ７０３、Ｓ７０４）。他方、中央部が暗くない（小瞳孔径ではない）と判定された場合は、遮光部材切替部６０１に第一の遮光部材２９を光軸Ｌ２上に配置させる。その後、撮影許可判断部２７の撮影許可の出力を待つ。撮影許可判断部２７による撮影許可の判定、ストロボ光源１２の光量設定等は第１、第二実施形態で説明したとおりである。

以上のように、第三実施形態によれば、撮影許可判断部２７は、眼底像の中央部領域の測光値が、眼底像周辺部、眼底像の領域、或いは中間画角の領域の測光値よりも暗い場合に、小瞳孔径による照明ムラが生じているものとして撮影不許可と判断する。このとき、制御部１８は、照明光学系中に設けられる遮光部材を小瞳孔径用の第二の遮光部材２９’に自動的に切り替え、撮影許可判断部２７に、再度撮影許可判断を促す。このため、被検眼の瞳孔径が小瞳孔径の場合でも、眼底中央部付近が良好な明るさの眼底像を撮影することが可能となる。

以上説明したように、上記各実施形態によれば、被検眼眼底を観察すべく動画撮影する撮像部と、被検眼眼底を静止画撮影する撮像部とが共用される。更に、撮像部は、撮影光量を決定するための測光センサや、被検眼のまばたき検知用センサとしても用いられる。このように、撮像部が各機能において共用されることにより、装置を複雑化することなく、また、撮像部やセンサの相対的な位置ずれもなくなる。このため、低コストで精度のよい自動撮影光量制御、まばたき検出やアライメントずれ、瞳孔による照明ムラ等が検出が可能となり、良好な明るさかつ、撮影失敗のない眼底像を撮影することができる眼底カメラを提供することができる。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (11)

1. 連続光を発する観察光源と、
   パルス光を発する撮影光源と、
   該観察光源と該撮影光源からの光を眼底に導く照明光学系と、
   前記照明光学系により照明された前記眼底の眼底像を撮影する撮像手段と、
   前記観察光源により前記眼底を照射しながら前記撮像手段により動画撮影を行うことにより得られたフレーム画像を、複数の画素を１まとまりとした複数領域に分割し、前記複数領域に対応した複数の測光値を取得する取得手段と、
   前記取得手段で得られた測光値の時間的変動または画像上における分布に基づいて静止画撮影の可否を判断する判断手段と、
   前記判断手段によって撮影許可と判断されている場合に、ユーザからの撮影の指示に応じて前記撮影光源により前記眼底を照明し、前記撮像手段による前記眼底の静止画撮影を実行する制御手段とを備えることを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記複数の測光値に基づいて前記撮影光源の発光量を決定する決定手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記静止画撮影において前記決定手段で決定された光量で発光するように前記撮影光源を制御することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
3. 前記判断手段は、前記複数の測光値の時間的変化量を所定値と比較し、前記時間的変化量が所定値よりも大きい場合に、撮影不許可と判断することを特徴とする請求項１または２に記載の眼科撮影装置。
4. 前記判断手段は、前記複数の領域のうち眼底像の上瞼側に相当する領域から測光値が変化している場合に撮影不許可と判断することを特徴とする請求項１または２に記載の眼科撮影装置。
5. 前記制御手段は、前記判断手段により撮影不許可と判断されている間に撮影の指示を受け付けた場合には、前記判断手段により撮影許可と判断されるのを待って前記静止画撮影を実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
6. 前記決定手段は、前記判断手段が撮影不許可と判断した際の前記複数の測光値を前記撮影光源の発光量の決定に用いないことを特徴とする請求項２に記載の眼科撮影装置。
7. 前記判断手段は、前記眼底像の端部に相当する測光領域の測光値の時間的変化量を所定値と比較し、前記時間的変化量が所定値よりも大きい場合に、撮影不許可と判断することを特徴とする請求項１または２に記載の眼科撮影装置。
8. 前記決定手段は、前記眼底像の境界に相当する測光領域の測光値のうち、前記眼底像を含む測光領域における測光値の平均に基づいて定まる閾値を越える測光値を除外して前記発光量を決定することを特徴とする請求項２に記載の眼科撮影装置。
9. 前記判断手段は、前記眼底像の境界に対応する測光領域の測光値のうち、前記眼底像を含む測光領域における測光値の平均に基づいて定まる閾値を越える測光値が存在した場合に、前記静止画撮影を不許可とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
10. 遮光領域を有する第一の遮光部材と、前記第一の遮光部材よりも小さい遮光領域を有する第二の遮光部材を有し、前記第一の遮光部材及び前記第二の遮光部材を選択的に前記照明光学系の光軸に配置する配置手段を更に備え、
    前記配置手段は、前記眼底像の中央部の測光値と前記眼底像の境界に対応した測光領域の測光値との比較、前記中央部の測光値と前記眼底像を含む測光領域の測光値との比較、及び前記中央部の測光値と前記眼底像から前記中央部を除く中間画角に対応した測光領域の測光値との比較の少なくともいずれかの比較により、前記眼底像の中央部が暗いと判定された場合に、前記第二の遮光部材を前記照明光学系の光軸に配置することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
11. 連続光を発する観察光源と、パルス光を発する撮影光源と、該観察光源と該撮影光源からの光を眼底に導く照明光学系と、前記照明光学系により照明された前記眼底の眼底像を撮影する撮像手段とを備えた眼科撮影装置の制御方法であって、
    取得手段が、前記観察光源により前記眼底を照射しながら前記撮像手段により動画撮影を行うことにより得られたフレーム画像を、複数の画素を１まとまりとした複数領域に分割し、前記複数領域に対応した複数の測光値を取得する取得工程と、
    判断手段が、前記取得工程で得られた測光値の時間的変動または画像上における分布に基づいて静止画撮影の可否を判断する判断工程と、
    制御手段が、前記判断工程で撮影許可と判断されている場合に、ユーザからの撮影の指示に応じて前記撮影光源により前記眼底を照明し、前記撮像手段による前記眼底の静止画撮影を実行する制御工程とを有することを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。

Images