JP2015027357A - 眼科撮像装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明は、上述した眼科撮像装置の制御方法を含む。
まず、本発明の第1の実施形態について説明を行う。
被検者は、顔受け2に額を合わせ、顎受け3に顎を乗せ、撮影時に顔及び眼を静止させる。z−xステージ4は、ベース1上をz−x方向に移動可能であり、yステージ5は、y方向に移動可能である。
光学本体6の光学系は、大まかに分けると、撮影光源部O1、観察光源部O2、照明光学系O3、撮影/照明光学系O4、撮影光学系O5、内部固視灯部O6から構成される。撮影光源部O1、または、観察光源部O2によって射出された光束は、照明光学系O3、撮影/照明光学系O4を経て、被検者の被検眼Eを照明し、その像は、撮影/照明光学系O4、撮影光学系O5を経て撮像素子55に結像される。
撮影光源11は、例えば、可視光である白色光を発光する白色LEDを円環状に配置した白色LEDアレイによって構成されている。即ち、撮影光源11からの白色光は、環状光となる。
撮影コンデンサレンズ12は、一般的な球面レンズである。
撮影リングスリット13は、環状の開口を持った平板である。
撮影水晶体バッフル14は、これも環状の開口を持った平板である。
撮影光源11からの白色光の光束は、撮影コンデンサレンズ12によって被検眼Eの眼底に向けて集光され、撮影リングスリット13によって被検眼Eの前眼部を通過する際の光束形状が環状となるよう成形される。さらに、撮影水晶体バッフル14によって、被検眼Eの水晶体へ投影される光束を制限し、眼底像に不要な被検眼Eの水晶体からの反射光が混入することを防いでいる。
観察光源21は、例えば、ハロゲンランプやLEDなど連続発光可能な光源であり、素子の特性や光学フィルタによって赤外光を発光する。
観察コンデンサレンズ22は、一般的な球面レンズである。
観察リングスリット23は、環状の開口を持った平板である。
観察水晶体バッフル24は、これも環状の開口を持った平板である。
この観察光源部O2の各構成は、撮影光源部O1の各構成と光源の種類が異なるだけである。即ち、観察コンデンサレンズ22で観察光源21からの光束を被検眼Eの眼底に向けて集光し、観察リングスリット23で被検眼Eの前眼部での光束の形状を整え、観察水晶体バッフル24で眼底像に被検眼Eの水晶体からの反射光が混入するのを防ぐ。
ダイクロイックミラー31では、撮影光源部O1で生成された可視光による光束は反射し、観察光源部O2で生成された赤外光による光束は透過させて照明光学系O3に導光する。
第1の照明リレーレンズ32、及び、第2の照明リレーレンズ34は、これらによってリング照明を被検眼Eに結像する。
スプリットユニット33は、フォーカス指標光源33a、プリズム33b、フォーカス指標マスク33c、スプリットシフト駆動モータM1、及び、スプリット位置センサS1を備えて構成されている。フォーカス指標光源33aは、フォーカス指標を投影するための光を発する。プリズム33bは、光を分割等するためのものである。フォーカス指標マスク33cは、フォーカス指標の外形を示すものである。スプリットシフト駆動モータM1は、33a〜33cの構成を図中の矢印方向に移動させることでフォーカス指標を光軸方向にシフト移動させる(フォーカス指標の焦点状態を変化させる)ためのものである。スプリット位置センサS1は、33a〜33cの構成の停止位置を検出するためのものである。
スプリット挿抜駆動モータM2は、スプリットユニット33を照明光学系O3に対して進退させるためのモータである。具体的に、スプリット挿抜駆動モータM2は、被検眼Eの観察時には、スプリットユニット33を照明光学系O3に進入させて観察像の中にスプリット指標を投影する。また、スプリット挿抜駆動モータM2は、被検眼Eの撮影時には、スプリットユニット33を照明光学系O3から抜去させ、撮影像の中にフォーカス指標が写りこむことがないように制御する。
角膜バッフル35は、眼底像に不要な被検眼Eの角膜からの反射光の写りこみを防ぐためのものである。
穴あきミラー41は、外周部がミラー、中央部が穴となっている。照明光学系O3から導かれた光束は、穴あきミラー41のミラー部分で反射して、対物レンズ42を介して被検眼Eの眼底を照明する。当該照明により得られた被検眼Eの眼底像は、対物レンズ42を戻り、穴あきミラー41の中央部の穴を通って撮影光学系O5に導出される。
前眼照明光源ユニット43は、被検眼Eの前眼部を照明するための光源である。
前眼照明光拡散板44は、前眼照明光源ユニット43からの光を拡散させるための拡散板である。
図2は、本発明の第1の実施形態を示し、図1に示す前眼撮影照明光源ユニットの詳細な構成の一例を示す図である。
図2に示すように、前眼照明光源ユニット43は、前眼照明光源基板43pと、前眼照明白色LED43a〜43dと、前眼照明赤外LED43e〜43hを備えて構成されている。前眼照明光源基板43pは、図1に示す対物レンズ42の外周部に配された円環状のプリント基板である。前眼照明白色LED43a〜43d及び前眼照明赤外LED43e〜43hは、前眼照明光源基板43p上に円環状に実装されている。ここで、前眼照明赤外LED43e〜43hは、被検眼Eの前眼部を赤外光で照明するものであり、前眼照明白色LED43a〜43dは、被検眼Eの前眼部を可視光で照明するものである。前眼照明白色LED43a〜43dの点灯及び消灯、並びに、前眼照明赤外LED43e〜43hの点灯及び消灯は、後述するCPU71によって制御される。
図1に示す前眼照明光拡散板44は、前眼照明白色LED43a〜43dや前眼照明赤外LED43e〜43hからの光束を拡散することにより、被検眼Eの前眼部に均一な拡散光(白色光や赤外光)を照射するために機能する。なお、図2に示す例では、前眼照明白色LED43a〜43d及び前眼照明赤外LED43e〜43hを、それぞれ、4個ずつ設けた例を示しているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。これらの個数は、均一な照明を作り出すことと、撮影に十分な光量を発光するために決定されるものであり、4個以外の個数であってもよい。
撮影光学系O5は、以下のような構成により、被検眼Eの眼底像の焦点調節を行った上で撮像素子55に結像を行う。
視度補正レンズ51は、フォーカスレンズ52で焦点調整困難な強度の近視・遠視の被検眼Eの眼底にピントを合わせるために、光軸上に進退可能に設置される凸レンズ(51a)及び凹レンズ(51b)を備える。
視度補正レンズ進退駆動モータM4は、被検者が強度の近視である場合には視度補正−レンズ51bを進入させ、被検者が強度の遠視である場合には視度補正+レンズ51aを撮影光学系O5に対して挿入させる。
フォーカスレンズ52は、穴明きミラー41の中央の穴を通過した撮影光束の焦点調節を行うためのレンズであり、図中の矢印方向に移動することで焦点調節を行う。
フォーカスレンズ駆動モータM3は、フォーカスレンズ52を駆動して焦点を合わせるためのものであり、フォーカスレンズ位置センサS3は、フォーカスレンズ52の停止位置を検出するためのものである。
撮影レンズ53は、ここまでの光束を結像するためのレンズである。
ハーフミラー54は、撮影光束を分割する。
撮像素子55は、撮影光を光電変換する。撮像素子55で得られた電気信号は、デジタルデータとすべく画像処理部72によってA/D変換される。そして、赤外観察時には、例えば画像処理部72による画像処理後の画像がモニタ73に表示され、撮影後には、例えば画像処理部72による画像処理後の画像が記録媒体74に記録される(当該画像がモニタ73に表示されてもよい)。
内部固視灯ユニット61は、複数のLEDによって構成され、検査者(操作者)が選択した固視部に対応した位置のLEDを点灯させる。そして、点灯したLEDを被検者が固視することにより、検査者は所望の向きの眼底像等を得ることができる。
CPU71は、必要に応じて眼科撮像装置100における各構成を制御することにより、眼科撮像装置100における動作を統括的に制御する。
画像処理部72は、撮像素子55で得られた電気信号を画像処理して、被検眼Eに係る画像を生成等する。
モニタ73は、画像処理部72で得られた画像等を表示するものである。さらに、モニタ73は、例えば、CPU71の制御に基づいて、各種の情報を表示する。
記録媒体74は、画像処理部72で得られた画像等を記録するものである。さらに、記録媒体74は、例えば、CPU71の制御に基づいて各種の情報を記録し、また、CPU71が処理するプログラム等を記録する。
ジョイスティック81は、ベース1の所定の位置に配置されている。このジョイスティック81は、全体が前後左右方向に傾倒するよう構成されており、撮影スイッチ81a、上下動ダイアル81b、及び、フォーカスダイアル81cを有して構成されている。操作者は、ヘッド部(6)を前後左右に動かす時にはジョイスティック81全体を所望の方向に傾倒させる。また、操作者は、被検眼Eの撮影をする時には撮影スイッチ81aを押し下げ、ヘッド部(6)を上下方向に動かす時には上下動ダイアル81bを回転させ、フォーカス状態を変更する時にはフォーカスダイアル81cを回転させる。これらの操作は、全て、不図示のセンサを介して、CPU71において検知され、CPU71は、必要に応じて、不図示のx/y/zアクチュエータを駆動したり、スプリット挿抜駆動モータM2やフォーカスレンズ駆動モータM3を駆動したりする。なお、撮影スイッチ81aは、二段階のスイッチとなっている。撮影スイッチ81aの一段階目のスイッチは、例えばAE(自動露光量調整)作動やAF(自動焦点調整)作動などの撮影準備動作の作動を入力し、撮影スイッチ81aの二段階目のスイッチは、撮影動作の作動を入力するよう割り付けられている。
撮影モード切り換えスイッチ82は、z−xステージ4上の所定の位置に配置されている。この撮影モード切り換えスイッチ82は、押すたびに、撮影モードが"眼底撮影"→"前眼徹照撮影"→"前眼虹彩撮影"→"前眼外眼撮影"→"眼底撮影"の順に切り替わるようになっている。ここで、CPU71は、操作者による撮影モード切り換えスイッチ82の操作入力を検知し、当該検知の結果に基づいて、被検眼Eの前眼部における撮影の目的に応じた異なる2つ以上の撮影モードの中から実際に撮影を行う所定の撮影モードを設定する設定手段を構成する。
まず、図3に示すステップS100の「START」は、操作者により撮影モード切り換えスイッチ82が操作されて"前眼虹彩撮影"が選択され、これをCPU71が検知することが契機となる。
この判断の結果、スイッチSW1がオンしていない(即ちオフである)場合には、スイッチSW1がオンするまで、ステップS101で待機する。
ステップS102に進むと、CPU71は、被検眼Eに対して縮瞳照明発光を行う制御をする。具体的に、CPU71は、前眼虹彩撮影を行う前の被検眼Eの観察時に、撮影光源部O1が発する白色光を被検眼E(被検眼Eの前眼部)に対して照射する制御を行って、被検眼Eの縮瞳を促して虹彩部を拡大させる。
この判断の結果、瞳孔径が閾値未満となっていない場合には、瞳孔径が閾値未満となるまで、ステップS103で待機する。
ステップS104に進むと、CPU71は、縮瞳照明を消灯し、且つ、前眼照明光源ユニット43の前眼照明赤外LED43e〜43hを点灯する制御を行う。この前眼照明赤外LED43e〜43hを点灯することにより、被検眼Eの前眼部を赤外光で照明し、被検眼Eの前眼部の観察を行える。
この判断の結果、スイッチSW2がオンしていない(即ちオフである)場合には、スイッチSW2がオンするまで、ステップS105で待機する。
ステップS106に進むと、CPU71は、ステップS104で点灯させた前眼照明赤外LED43e〜43hを消灯した上で、前眼照明光源ユニット43の前眼照明白色LED43a〜43dを点灯させて、撮影動作を行う。
なお、図3に示すフローチャートでは、縮瞳照明消灯の判定基準として瞳孔径を用いるものであった(S103)。しかしながら、本実施形態においては、この態様に限定されるものではなく、例えば、縮瞳照明(可視光の照明)の点灯時間が所定時間を経過したか否かによって縮瞳照明を消灯するか否かを判定する判定基準を用いることも可能である。また、例えば、縮瞳照明消灯の判定基準として、縮瞳照明の点滅回数などの他の判定基準を用いることも可能である。
また、本実施形態においては、図3のステップS104の処理を行った後、眼科撮像装置100の撮影準備が整ったと判定し、図3のステップS105の処理を省き、直接、図3のステップS106の撮影動作に移行しても構わない。
図4は、本発明の第1の実施形態を示し、照明光源の光束分布の一例を示す図である。
本実施形態においては、被検眼Eの照明光として、撮影光源部O1によって発生する集光白色光、観察光源部O2によって発生する集光赤外光、前眼照明光源ユニット43によって発生する拡散白色光及び拡散赤外光がある。
撮影光源部O1や観察光源部O2によって発生する光は、撮影リングスリット13や観察リングスリット23の像を被検眼Eの眼底に投影する集光された光である。即ち、これらの光は、図4に示すように、対物レンズ42を介して撮影光軸上から被検眼Eを照明する集光された光である。したがって、これらの光は、指向性を強く持ち、眼底撮影時には瞳孔径程度の径しかない光であり、前眼撮影時には、ヘッド部(6)を被検者から離すことによって、やや広がりを持つが、それでも狭い光束である。指向性を持った光による画像は、影がほとんど発生しないため、フラットでハイコントラストな画像となる。
また、前眼照明光源ユニット43によって発生する光は、前眼照明光拡散板44によって拡散され、被検眼Eの周辺部まで含めて均一な拡散光となる。即ち、これらの光は、図4に示すように、対物レンズ42を介さず撮影光軸外から被検眼Eを照明する拡散光である。したがって、これらの光は、照明光としては、弱く多方向のベクトルを持った光線の集まりであり、そのような光源から得られる画像は、柔らかい反射光と影によって作られるので柔らかな画像となる。
一方、被検眼Eの虹彩像や外眼像(前眼周辺像)は、瞳孔を通さない直接的な照明になる。このため、集光された光では、コントラストが高すぎて診断対象には適さない。逆に、拡散された光であれば、柔らかい画像となるため、診断対象に適したものとなる。
図5は、本発明の第1の実施形態を示し、被検眼の前眼部撮影における眼科撮像装置の制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
この図5に示すフローチャートは、前眼部撮影待機状態となったことを契機としてスタートする(S200)。この際、眼科撮像装置100では、CPU71の制御によって、前眼照明赤外LED43e〜43hが点灯し、被検眼Eの前眼部の観察状態となっているものとする。
この判断の結果、スイッチSW1がオンしていない(即ちオフである)場合には、スイッチSW1がオンするまで、ステップS201で待機する。
ステップS202に進むと、CPU71は、前眼照明赤外LED43e〜43hを消灯し、代わりに、前眼照明白色LED43a〜43dを点灯する制御を行う。
この判断の結果、スイッチSW2がオンしていない(即ちオフである)場合には、スイッチSW2がオンするまで、ステップS206で待機する。
ステップS207に進むと、CPU71は、ステップS205で点灯させた前眼照明赤外LED43e〜43hを消灯した上で、撮影照明白色LED43a〜43dを点灯させて、撮影動作を行う。このステップS207の撮影動作においては、ステップS203の処理により調整されたAE(自動露光量調整)やステップS204の処理により調整されたAF(自動焦点調整)等に基づく撮影が行われる。
かかる構成によれば、被検者が感じる眩しさを最小限に抑えつつ、AE/AFといった撮影条件の調整の精度を高めることが可能となる。その結果、被検眼Eの前眼部における撮影を簡便かつ好適に行うことができるとともに、見えの良い前眼部画像を得ることができる。
さらに、本実施形態に係る眼科撮像装置100は、前眼虹彩像の撮影や前眼周辺像の撮影を目的とする撮影モード(第2の撮影モード)が設定された場合に、対物レンズ42を介さず撮影光軸外から被検眼Eの前眼部を照明する前眼照明白色LED43a〜43d(第2の照明手段)を備えている。この際、前眼照明白色LED43a〜43dは、光を拡散させるための光拡散部材である前眼照明光拡散板44を介して照明を行う。
かかる構成によれば、被検眼Eの前眼部に係る複数種類の撮影を好適に行うことができる。例えば、前眼虹彩像の撮影において、対物レンズ42を介して撮影光軸上から被検眼Eを照明(即ち眼球正面から照明)した場合には、虹彩部の画像が正反射成分によって白飛びしてしまうという不具合が生じ得るが、本実施形態では、撮影光軸外から被検眼Eを照明しているため、このような不具合を回避することが可能である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明を行う。
図6は、本発明の第2の実施形態を示し、被検眼の前眼部撮影における眼科撮像装置の制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
この図6に示すフローチャートは、前眼部撮影待機状態となったことを契機としてスタートする(S300)。この際、眼科撮像装置100では、CPU71の制御によって、前眼照明赤外LED43e〜43hが点灯し、被検眼Eの前眼部の観察状態となっているものとする。
この判断の結果、スイッチSW1がオンしていない(即ちオフである)場合には、スイッチSW1がオンするまで、ステップS301で待機する。
ステップS302に進むと、CPU71は、被検眼Eの前眼部における測光処理を行う。この測光処理は、被検眼Eの前眼部の観察状態(具体的には、被検眼Eの前眼部が前眼照明赤外LED43e〜43hからの赤外光で照明されている状態)で行われる。
この判断の結果、スイッチSW2がオンしていない(即ちオフである)場合には、スイッチSW2がオンするまで、ステップS304で待機する。
ステップS305に進むと、CPU71は、前眼照明赤外LED43e〜43hを消灯し、代わりに、前眼照明白色LED43a〜43dを点灯する制御を行う。
本実施形態によれば、被検者が感じる眩しさを最小限に抑えつつ、AE/AFといった撮影条件の調整の精度を高めることが可能となる。その結果、被検眼Eの前眼部における撮影を簡便かつ好適に行うことができるとともに、見えの良い前眼部画像を得ることができる。
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(又は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。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。
Claims (7)
- 被検眼を撮影して前記被検眼に係る画像を撮像する眼科撮像装置であって、
前記被検眼の前眼部における前記撮影の目的に応じた異なる2つ以上の撮影モードの中から所定の撮影モードを設定する設定手段と、
前記設定手段において前記所定の撮影モードとして第1の撮影モードが設定された場合に、撮影光軸上から前記被検眼の前眼部を照明する第1の照明手段と、
前記設定手段において前記所定の撮影モードとして第2の撮影モードが設定された場合に、撮影光軸外から前記被検眼の前眼部を照明する第2の照明手段と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置。 - 前記第1の照明手段は、環状光を前記被検眼に集光させるように構成された照明光学系を介して照明を行うことを特徴とする請求項1に記載の眼科撮像装置。
- 前記第2の照明手段は、光を拡散させるための光拡散部材を介して照明を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の眼科撮像装置。
- 前記第2の撮影モードは、前眼虹彩像を撮影することを目的とする撮影モードであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記第2の撮影モードは、前眼周辺像を撮影することを目的とする撮影モードであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記第1の撮影モードは、前眼徹照像を撮影することを目的とする撮影モードであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 被検眼を撮影して前記被検眼に係る画像を撮像する眼科撮像装置の制御方法であって、
前記被検眼の前眼部における前記撮影の目的に応じた異なる2つ以上の撮影モードの中から所定の撮影モードを設定手段で設定するステップと、
前記設定手段において前記所定の撮影モードとして第1の撮影モードが設定された場合に、撮影光軸上から前記被検眼の前眼部を照明するステップと、
前記設定手段において前記所定の撮影モードとして第2の撮影モードが設定された場合に、撮影光軸外から前記被検眼の前眼部を照明するステップと、
を有することを特徴とする眼科撮像装置の制御方法。
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