JP2013215624A - Fundus camera - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a fundus camera used in an ophthalmic clinic or the like.
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。 With the recent progress of digitization, opportunities to digitally control the position control of the optical member of the fundus camera are increasing. One of the advantages of digital control is that the complex mechanism is simplified, and even if the illumination wavelengths for observation and photographing are different, the positioning control of the optical member corresponding to each can be performed.
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。
However, it is known that when the actuator for positioning the optical member is open loop control, a phenomenon in which the electrical position information and the absolute position are gradually shifted occurs. This deviation means a deviation from the optical origin, and becomes a problem related to the image quality of the photographed image. In order to solve this problem, various methods such as
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。
However, if the origin calibration of the optical member is performed during observation or photographing as in
An object of the present invention is to provide a fundus camera capable of correcting the origin of an optical member without obstructing the above-described problems and observing and photographing.
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。 In order to achieve the above object, a fundus camera according to the present invention comprises an interface means for commanding operation, a position control means for controlling the position of an optical member disposed in an observation photographing optical path to function its optical characteristics, and the optical Detection means for detecting the origin position of the member, calibration means for calibrating the origin position of the optical member based on the output of the detection means, imaging means for photographing the fundus through the optical member, and interface means A control means for operating the detection means and the calibration means is provided between operations according to commands.
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。 According to the fundus camera of the present invention, it is possible to calibrate the origin of the optical member in a state that does not hinder the examiner's observation and photographing. Further, since the origin calibration of the optical member is performed at a time peculiar to the fundus camera, the origin calibration can be performed without any trouble in observation and photographing.
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
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。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a fundus camera in the present embodiment. In the housing, an illumination optical path O1 is provided from the
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。
Further, in the reflection direction of the
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。
The optical filter unit 9 can be inserted into and removed from the illumination optical path O1, and has
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。
Behind the
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。
This fundus camera incorporates a
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。
The
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。
The optical filter unit 9 is inserted into and removed from the illumination optical path O1 by the
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。
The
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。
The
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。
FIG. 2 shows an external view of the fundus camera. On the
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。
On the
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/RED FREE/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。
In the fundus camera of the present embodiment, five shooting modes of COLOR / RED FREE / COBALT / FLUO / self-fluorescent shooting (FAF) can be selected by the shooting
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。
At the time of fundus observation, the examiner performs a selection operation of visible light / infrared light at the time of observation via the observation light
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。
In the case of visible light from the observation
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。
When the photographing
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。 FIG. 3 is an operation flowchart when the left / right eye switching is detected. First, when the power is turned on in step S1, on or off is detected by the left and right eye detection switch in step S2. If no output is obtained from the left and right eye detection switch, the process proceeds to step S3, and after substituting that the left eye is observed and photographed for the state storage variables a and b, the process proceeds to step S5.
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。 If a signal from the left and right eye detection switch is detected in step S2, the process proceeds to step S4. After substituting that the right eye is observed and photographed for the state storage variables a and b, the process proceeds to step S5.
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。 In step S5, the same determination as in step S2 is performed. If the left and right eye detection switch signal cannot be detected, the process proceeds to step S6. Step S6 is processing when the left and right eye detection switch signal detected in step S5 is OFF. After substituting that the left eye is observed and photographed for the state memory variable a, the process proceeds to step S8. If the left and right eye detection switch signal is detected in step S5, the process proceeds to step S7, and the state memory variable a is substituted for observation and photographing of the right eye, and then the process proceeds to step S8.
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。 In step S8, it is determined whether or not the state storage variables a and b are the same. If it is determined in step S8 that the state storage variables a and b are in the same state, the process returns to step S5. If it is determined in step S8 that the state storage variables a and b are different, the process proceeds to step S9.
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。
In step S <b> 9, the
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。
In step S10, when the
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。
In addition, since the photographing operation and the observation operation are not performed when switching between the left and right eyes is detected, the examiner does not know that the origin of the
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。
FIG. 4 is an operation flowchart for switching the observation site. First, in step S21, the process starts when the power is turned on. In step S22, it is determined whether or not the observation
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。
When the observation
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。
In order to efficiently align the fundus with the fundus camera, it is better to insert the anterior
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。
FIG. 5 is an operation flowchart when the photographing
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。
In step S33, the
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。
In addition, the fundus image captured in step S34 is displayed on the
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。
In photographing with this fundus camera, it is indispensable to check the fundus image immediately after photographing. If neglected, there is a risk of going to the examination room or clinic again and taking a picture again. Therefore, no observation operation or imaging operation is performed while the examiner is checking the displayed image. During this time, the deviation between the absolute origin of the
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。
FIG. 6 is a flowchart until the observation
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。
Next, in step S46, it is determined whether or not the predetermined count value of the time counter has reached a predetermined time. If not, the process returns to step S43. If it has reached, the process proceeds to step S47 to determine whether or not the observation
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。
In step S49, the
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。
Moreover, since the observation
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。
FIG. 7 is a flowchart for determining the origin of the
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。
First, in step S63, the
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。
In step S64, the
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。
Every time the eye E is photographed, the
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。
In the embodiment, the optical member disposed in the observation photographing optical path is the
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
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