JP2016010630A - 眼科撮影装置、撮影制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影対象によらず、光源に対し、適切な発光量を設定することを目的とする。【解決手段】被検眼における複数の検査対象からいずれかの検査対象を選択する選択手段と、観察光源からの観察光を被検眼に照射して得られた測光値であって、選択された検査対象に対応する測光領域における測光値と、選択された検査対象に対応する目標測光値とに基づいて、観察光源の発光量の設定値を決定する第１の決定手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、眼科撮影装置、撮影制御方法及びプログラムに関する。

従来の眼科撮影装置では、被検眼の撮影に際して観察時と撮影時に像の輝度値が最適になるように光源の出力を調整し最適光量を実現する必要がある。眼底観察と眼底撮影においては、最適光量を実現するために観察時の測光領域を参照し、観察時と撮影時の光源出力を自動で制御し、最適光量に調整する自動露光機能(ＡＥ)が知られている。
また、特許文献１には、眼底カメラによる眼底撮影において、装置の状態や被検眼の瞳孔径によりＡＥのための測光領域を変更する方法が開示されている。

特開２０１２−４０１９７号公報

眼科撮影装置では、照明光を被写体へ投光し、被写体からの反射光を撮像する。しかしながら、被写体による反射率の違いに起因して像の輝度が変化してしまう場合がある。また、被写体となる対象毎に撮影対象となる領域の面積も異なる場合がある。これらに起因し、撮影光源に対し、適切な値を設定するのが困難であるという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、撮影対象によらず、光源に対し、適切な発光量を設定することを目的とする。

そこで、本発明は、眼科撮影装置であって、被検眼における複数の検査対象からいずれかの検査対象を選択する選択手段と、観察光源からの観察光を前記被検眼に照射して得られた測光値であって、前記選択された前記検査対象に対応する測光領域における前記測光値と、前記選択された検査対象に対応する目標測光値とに基づいて、前記観察光源の発光量の設定値を決定する第１の決定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮影対象によらず、光源に対し、適切な発光量を設定することができる。

眼科撮影装置を示す図である。 撮影モードの説明図である。 各撮影モードの測光領域を示す図である。 光量制御処理のフローチャートである。 ガイドの表示例を示す図である。 各撮影モードにおける観察光量と撮影光量の関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、眼科撮影装置（眼底カメラ）を示す図である。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と、フォーカスレンズ３と、結像レンズ４が設けられている。光軸Ｌ１上にはさらに、可視光と赤外光に感度を有する撮像素子５から構成される撮像手段としてのセンサが設けられている。また、光軸Ｌ１上には、対物レンズ１から結像レンズ４による観察、撮影のための撮影光学系が構成されている。
撮影絞り２の付近には、穴あきミラー６が斜設されており、穴あきミラー６の反射方向の光軸Ｌ２上には、中心に遮光点を有する角膜バッフル７と、レンズ８が配置されている。光軸Ｌ２上にはさらに、フォーカス指標ユニット９と、レンズ１０と、リング状のスリット開口を有するリングスリット１２が配置されている。また、光軸Ｌ２上には、遮光点を有する遮光部材としての水晶体バッフル１１と、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１３が配置されている。

フォーカス指標ユニット９は、光軸Ｌ２に沿って移動可能かつ光軸Ｌ２上から挿脱可能に設けられている。また、対物レンズ１とレンズ８とレンズ１０により、角膜バッフル７、水晶体バッフル１１及びリングスリット１２は、それぞれ作動距離ＷＤ０の位置において、被検眼Ｅ、角膜、水晶体後面及び瞳孔Ｅｐと光学的に略共役な位置に配置されている。
ダイクロイックミラー１３の反射方向の光軸Ｌ３上には、コンデンサレンズ１４と、可視のパルス光を発する白色ＬＥＤが複数個配置された撮影用光源である白色ＬＥＤ光源１５が配置されている。ダイクロイックミラー１３の透過方向の光軸Ｌ４上には、コンデンサレンズ１６と、赤外の定常光を発する赤外ＬＥＤが複数個配置された観察光源である赤外ＬＥＤ光源１７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１３と、コンデンサレンズ１４と、コンデンサレンズ１６により、眼底を照明する照明光学系が構成されている。この照明光学系を介して、白色ＬＥＤ光源１５又は赤外ＬＥＤ光源１７の光が被検眼の眼底を照明する。作動距離ＷＤ１に位置合わせを行うことでこの照明光学系を介して、白色ＬＥＤ光源１５又は赤外ＬＥＤ光源１７の光が被検眼の外眼Ｅｆを照明する。
以上の光学系は、本形態では、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との位置合わせができるようになっている。

また、撮像手段としての撮像素子５の出力はＡ／Ｄ変換素子１８によりデジタル信号化され、メモリ１９に保存されるとともに、測光値算出部２０に出力される。メモリ１９及び測光値算出部２０は、いずれも眼科撮影装置全体の制御を行うＣＰＵなどの制御部２１に接続されている。なお、後述する眼科撮影装置の機能や処理は、制御部２１がメモリ等に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。
制御部２１には、画像メモリ２２が接続されている。画像メモリ２２には、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。筐体内にはさらに、撮像素子５で撮像された観察像や撮影像等を表示するためのモニタ２３と、撮像制御部２４が配置されている。

一方、白色ＬＥＤ光源１５には撮影光源制御部２５が、赤外ＬＥＤ光源１７には観察光源制御部２６が接続され、これらは共に制御部２１と制御用の信号をやり取りする。また、フォーカス指標ユニット９には、光軸Ｌ２方向に移動し、また光軸Ｌ２から挿脱できるように駆動制御を行うことができるフォーカス指標の駆動制御部２７が接続されている。フォーカスレンズ３には、光軸Ｌ１に沿って移動するように駆動制御を行うフォーカスレンズの駆動制御部２８が接続されている。
フォーカス指標の駆動制御部２７及びフォーカスレンズの駆動制御部２８は、共に制御部２１と制御用の信号をやり取りする。加えて、制御部２１には、撮影モードの切り替えを設定する撮影モード選択部２９と、撮影スイッチ３０が接続されている。撮影モード選択部２９及び撮影スイッチ３０は、制御部２１で制御される。

次に、観察光源である赤外ＬＥＤ光源１７と撮影光源である白色ＬＥＤ光源１５の自動光量制御の方法について説明する。赤外ＬＥＤ光源１７から射出した光は、前述のごとく被検眼Ｅの外眼部Ｅｆを照明し、その反射散乱光は、撮像素子５より構成される撮像手段である二次元センサに達し撮像され、Ａ／Ｄ変換素子１８によりデジタル信号化される。
このとき、測光値算出部２０は、撮影部位毎に定められた測光領域から測光値を算出する。測光値算出部２０は、具体的には、測光領域の画像の明るさや画素値等に基づいて、測光値を算出する。なお、測光値算出部２０が測光値を算出するための処理は、実施形態に限定されるものではない。他の例としては、測光値算出部２０は、不図示の測光センサによる検出結果に基づいて、測光値を算出してもよい。制御部２１は、算出された測光値を受け取り、測光値の目標値として設定された目標測光値と比較することにより、観察光源の制御値、すなわち観察光源の発光量の設定値を算出する。そして、観察光源制御部２６は、制御部２１の制御の下、算出された設定値で観察光源を発光させることにより、観察像が適正な明るさとなるように赤外ＬＥＤ光源１７を制御する。
撮影スイッチ３１が押されると、制御部２１は、測光値算出部２０で算出された測光値と観察光源に設定されていた設定値から、撮影光源としての白色ＬＥＤ光源１５で撮影した外眼像が適正な明るさとなるように、撮影光源の発光量の設定値を算出する。そして、制御部２１は、フォーカス指標の駆動制御部２７を制御し、フォーカス指標ユニット９を光軸Ｌ２から退避させ、撮影光源制御部２５を、算出された設定値により制御し、白色ＬＥＤ光源１５を発光させる。なお、赤外ＬＥＤ光源１７が撮影光源となる場合もある。

次に、眼科撮影装置の撮影モードについて説明する。眼科撮影装置は、撮影モードとして、図２に示すように、可視外眼部撮影モード、赤外マイボーム腺撮影モード、可視マイボーム腺撮影モードの３つの撮影モードを有している。各撮影モードには、測光領域と、観察光源の目標測光値、撮影光源の目標測光値が設定されている。具体的には、眼科撮影装置は、メモリ等において、各撮影モードに対応付けて、測光領域、観察光源の目標測光値及び撮影光源の目標測光値を記憶している。ここで、撮影モードは、検査対象に対応するものであり、検査対象毎に観察光源の目標測光値及び撮影光源の目標測光値が割り当てられている。
可視外眼部撮影モードは、一般的な眼底カメラで行われる外眼部撮影モードである。図３（ａ）に示すように、可視外眼部撮影モードは、被検眼の虹彩部から強膜部を赤外光で観察し、可視光で撮影するモードである。可視外眼部撮影モードの測光領域３０１は、従来通り虹彩から強膜部を含む領域ある。

赤外マイボーム腺撮影モードは、図３（ｂ）に示すように、眼瞼裏面のマイボーム腺を赤外光で観察・撮影するモードである。赤外マイボーム腺撮影モードの測光領域３０２は、眼瞼裏面領域を含む領域で、測光領域３０１に比べて大きい範囲である。
可視マイボーム腺撮影モードは、図３（ｃ）に示すように、眼瞼端部を赤外光で観察し、可視光で撮影するモードである。可視マイボーム腺撮影モードの測光領域３０３は、眼瞼裏面端部領域を含む領域で、測光領域３０１に比べて小さい範囲である。

図２に示すように、可視外眼部撮影モードの測光領域３０１の赤外光及び可視光の反射率は、従来の撮影に対応する値である。また、可視外眼部撮影モードの観察光源の目標測光値及び撮影光源の目標測光値には、それぞれ第１の目標測光値が設定されている。ここで、第１の目標測光値は、従来の観察光源及び撮影光源の目標測光値と同様の値である。これは、可視外眼部撮影モードの測光領域３０１における赤外光及び可視光の反射率が、従来の撮影に対応する値であることに対応している。
赤外マイボーム腺撮影モードの測光領域３０２の赤外光の反射率は、基準値に比べて高い値である。また、赤外マイボーム線撮影モードの観察光源の目標測光値及び撮影光源の目標測光値には、共に第２の目標測光値が設定されている。ここで、第２の目標測光値は、第１の目標測光値に比べて小さい値である。このように、第１の目標測光値に比べて小さい値が設定されているのは、赤外光の反射率が基準値に比べて大きいことに起因する。
また、可視マイボーム線撮影モードの測光領域３０３の赤外光の反射率は、基準値に比べて高い値であり、観察光源の目標測光値には、第２の目標測光値が設定されている。一方で、測光領域３０３の可視光の反射率は、基準値である。また、可視マイボーム線撮影モードの撮影光源の目標測光値には、第１の目標測光値が設定されている。これは、可視光の反射率が基準値であることに起因する。

次に、眼科撮影装置の作用について説明する。撮影モード選択部２９により、例えば可視外眼部撮影モードが選択されたとする。この場合、フォーカスレンズ３が駆動制御部２８により＋ディオプタ―端に駆動され、作動距離ＷＤ１とすることで被検眼Ｅの外眼部Ｅｆと撮像素子５が略共役な関係となる。
そして、赤外ＬＥＤ光源１７から射出した光は、コンデンサレンズ１６により集光され、ダイクロイックミラー１３を透過した後、リングスリット１２と、水晶体バッフル１１によってリング状に光束が制限される。リング状光束に制限された光は、レンズ１０、レンズ８及び角膜バッフル７を介し、一度穴あきミラー６上にリングスリット１２の像を作り、かつ穴あきミラー６により光軸Ｌ１方向に反射される。そして、対物レンズ１によって被検眼Ｅの外眼部Ｅｆを照明する。

定常光を発する赤外ＬＥＤ光源１７からの光により照明された被検眼Ｅの外眼部Ｅｆからの戻り光（反射散乱した光束）は、対物レンズ１、撮影絞り２、フォーカスレンズ３及び結像レンズ４を介して、撮像素子５に達し、撮像される。そして、Ａ／Ｄ変換素子１８によりデジタル信号化された後、撮像制御部２４を介してモニタ２３に被検眼観察像が映出される。
検者は、モニタ２３に映出された被検眼外眼部像を観察しながら、不図示の操作桿を使い、被検眼前眼部Ｅｆと眼科撮影装置の光学部との位置合わせを行う。さらに、被検眼Ｅの外眼部Ｅｆ像を観察し、不図示のフォーカスノブを操作することによって合焦するように調整をする。

図４は、眼科撮影装置による撮影制御処理のフローチャートである。Ｓ４００において、制御部２１は、撮影モード選択部２９を介して撮影モードの選択指示を受け付ける（指示受付処理）。次に、Ｓ４０１において、制御部２１は、選択された撮影モードに基づいて、赤外ＬＥＤ光源１７による赤外光の測光値を算出するための測光領域を選択する（領域選択処理）。制御部２１は、具体的には、撮影モードに対応付けられている測光領域を選択する。可視外眼部撮影モードが選択された場合には測光領域３０１、赤外マイボーム線撮影モードが選択された場合には測光領域３０２、可視マイボーム線撮影モードが選択された場合には測光領域３０３が設定される。
次に、Ｓ４０２において、制御部２１は、設定した測光領域を示すガイド５００をモニタ２３に表示する（表示処理）。図５は、ガイドの表示例を示す図である。図５に示すガイド５００は、測光領域の境界を示す枠画像である。図５に示すガイド５００は、測光領域３０１に対応する。これにより、操作者は、被検眼をガイド５００としての枠内に入るように調整することにより、被検眼を適切な位置に合わせることができる。

図４に戻り、Ｓ４０２の後、Ｓ４０３において、制御部２１は、撮影モード、すなわち撮影対象に対応付けられた観察光源の目標測光値及び撮影光源の目標測光値を設定する。例えば、可視外眼部撮影モードに設定されている場合には、観察光源の目標測光値及び撮影光源の目標測光値には、それぞれ第１の目標測光値が設定される。
次に、Ｓ４０４において、制御部２１は、観察光としての赤外光の照射を制御する（照射制御処理）。次に、Ｓ４０５において、制御部２１は、Ｓ４０４の制御の下での赤外光の照射に対して測光値算出部２０により算出された測光値を取得する。

次に、Ｓ４０６において、制御部２１は、Ｓ４０５において得られた測光値と、Ｓ４０３において設定された観察光源の目標測光値とに基づいて、目標測光値を得るための観察光源の発光量の設定値を決定する（第１の決定処理）。具体的には、制御部２１は、測光値と、測光値が得られた際の観察光源の発光量の設定値との関係を示す関数を算出し、算出した関数に目標測光値をセットすることにより、目標測光値を得るための発光量の設定値を決定する。
次に、Ｓ４０７において、制御部２１は、ユーザにより、撮影スイッチ３１が押されると、撮影光源の発光量の設定値を決定する（第２の決定処理）。具体的には、制御部２１は、撮影対象に対する観察光の反射率と撮影光の反射率との間の関係と、撮影光源の発光量の設定値と、に基づいて、撮影光源の発光量の設定値を設定する。なお、眼科撮影装置は、撮影モード毎の撮影光の反射率と撮影光の反射率の間の関係をメモリ等に予め記憶しているものとする。

図６は、各撮影モードにおける、検査対象の反射率を考慮した観察光量（測光値）と、撮影光量（測光値）の関係を示す図である。可視外眼部撮影モードにおいては、観察光としての赤外光の反射率と撮影光としての可視光の反射率の差が比較的小さい。これに対応し、観察光としての赤外光の光量（赤外観察光量）と、撮影光としての可視光の光量（可視撮影光量）は、図６（ａ）に示すように、赤外観察光量と可視撮影光量がほぼ同等の値となるような関係になる。
赤外マイボーム線撮影モードにおいては、観察光及び撮影光はともに赤外光である。このため、図６（ｂ）に示すように、赤外観察光量と、撮影光としての赤外光の光量（赤外撮影光量）は１：１の関係となる。さらに、撮影対象の赤外光反射率は、基準値に比べて高い。このため、赤外観察光量及び赤外撮影光量は、共に他のモードに比べて小さい値となる。

可視マイボーム線撮影モードにおいては、撮影光としての可視光の反射率は、観察光としての赤外光の反射率に比べて低い。このため、赤外観察光量と可視観察光量は、図６（ｃ）に示すように、赤外観察光量に比べて可視撮影光量が大きい値となるような関係となる。
図４に戻り、Ｓ４０８において、制御部２１は、Ｓ４０７において決定された発光量の設定値により撮影光の照射を制御する。すなわち、制御部２１は、撮影光源制御部２５（又は観察光源制御部２６）を制御し、撮影光源を発光させ、撮影対象を撮影する。以上で、撮影処理が終了する。

続いて、白色ＬＥＤ光源１５による撮影制御処理について説明する。白色ＬＥＤ光源１５から射出した光は、コンデンサレンズ１４により集光され、ダイクロイックミラー１３で反射された後、水晶体バッフル１１及びリングスリット１２によってリング状に光束が制限される。リング状光束に制限された光は、レンズ１０、レンズ８及び角膜バッフル７を介し、一度穴あきミラー６上にリングスリット１２の像を作り、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の外眼部Ｅｆ付近を照明する。
白色ＬＥＤ光源１５の光に照明された外眼部Ｅｆからの反射散乱した光束は、対物レンズ１、撮影絞り２、フォーカスレンズ３及び結像レンズ４を介して、撮像素子５に達し、撮像され、Ａ／Ｄ変換素子１８によりデジタル信号化される。デジタル信号は、画像メモリ２２に記憶される。

制御部２１は、測光値算出部２０により算出された測光値から赤外ＬＥＤ光源１７の発光量を観察光源制御部２６によって制御する。さらに、制御部２１は、測光値算出部２０から出力される測光値と観察光源の発光量の設定値（観察光源制御値）から、撮影光源の発光量の設定値（撮影光源制御値）を算出する。そして、制御部２１は、撮影光源制御値により撮影光源制御部２５を制御し、白色ＬＥＤ光源１５を発光し、検査対象を撮影する。
以上のように、本実施形態にかかる眼科撮影装置は、撮影対象によらず、精度のよい測光値を得ることができる。さらに、眼科撮影装置は、こうして得られた測光値を用いて観察光源や撮影光源を制御することにより、良好な明るさの観察像、撮影像を得ることができる。

＜その他の実施形態＞
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する。そして、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。

以上、上述した各実施形態によれば、撮影対象によらず、光源に対し、適切な発光量を設定することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Ｅ 被検眼
Ｅｆ 被検眼外眼部
２０ 測光値算出部
２１ 制御部
２５ 可視光光源出力制御部
２６ 赤外光光源出力制御部
２９ 撮影モード選択部

Claims (14)

1. 被検眼における複数の検査対象からいずれかの検査対象を選択する選択手段と、
   観察光源からの観察光を前記被検眼に照射して得られた測光値であって、前記選択された前記検査対象に対応する測光領域における前記測光値と、前記選択された検査対象に対応する目標測光値とに基づいて、前記観察光源の発光量の設定値を決定する第１の決定手段と、
   を有することを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記第１の決定手段は、さらに前記検査対象の前記観察光の反射率に基づいて、前記観察光源の前記発光量の設定値を決定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. 前記第１の決定手段は、さらに前記測光値が得られた際の前記観察光源の前記発光量の設定値に基づいて、前記観察光源の前記発光量の設定値を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科撮影装置。
4. 前記検査対象に対して定められている、撮影光源の目標測光値と、前記測光値と、に基づいて、前記撮影光源の発光量の設定値を決定する第２の決定手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の眼科撮影装置。
5. 前記第２の決定手段は、前記検査対象に対する観察光と撮影光の反射率の関係に基づいて、前記撮影光源の前記発光量の設定値を決定することを特徴とする請求項４に記載の眼科撮影装置。
6. 前記第２の決定手段は、前記第１の決定手段により決定された前記観察光源の前記発光量の設定値に基づいて、前記撮影光源の前記発光量の設定値を決定することを特徴とする請求項５に記載の眼科撮影装置。
7. 前記測光領域を示すガイドを表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６何れか１項に記載の眼科撮影装置。
8. 複数の撮影モードかいずれかの撮影モードの選択指示を受け付ける指示受付手段をさらに有し、
   前記選択手段は、前記選択指示に従い、前記撮影モードに対応する前記検査対象を選択することを特徴とする請求項１乃至７何れか１項に記載の眼科撮影装置。
9. 被検眼における複数の検査対象からいずれかの検査対象を選択する選択手段と、
   観察光源からの観察光を照射して得られた測光値であって、前記選択された前記検査対象に対応する測光領域における前記測光値と、前記選択された前記検査対象に対応する、撮影光源の目標測光値とに基づいて、前記撮影光源の発光量の設定値を決定する決定手段と
   を有することを特徴とする眼科撮影装置。
10. 被検眼における複数の撮影対象からいずれかの検査対象を選択する選択手段と、
    光源からの光を照射して得られた測光値であって、前記選択された前記検査対象に対応する測光領域における前記測光値と、前記選択された前記検査対象に対応する目標測光値とに基づいて、光源の発光量の設定値を決定する決定手段と
    を有することを特徴とする眼科撮影装置。
11. 眼科撮影装置が実行する撮影制御方法であって、
    被検眼における複数の検査対象からいずれかの検査対象を選択する選択ステップと、
    観察光源からの観察光を前記被検眼に照射して得られた測光値であって、前記選択された前記検査対象に対応する測光領域における前記測光値と、前記選択された検査対象に対応する目標測光値とに基づいて、前記観察光源の発光量の設定値を決定する第１の決定ステップと、
    を含むことを特徴とする撮影制御方法。
12. 眼科撮影装置が実行する撮影制御方法であって、
    被検眼における複数の検査対象からいずれかの検査対象を選択する選択ステップと、
    観察光源からの観察光を照射して得られた測光値であって、前記選択された前記検査対象に対応する測光領域における前記測光値と、前記選択された前記検査対象に対応する、撮影光源の目標測光値とに基づいて、前記撮影光源の発光量の設定値を決定する決定ステップと
    を含むことを特徴とする撮影制御方法。
13. 眼科撮影装置が実行する撮影制御方法であって、
    被検眼における複数の撮影対象からいずれかの検査対象を選択する選択ステップと、
    光源からの光を照射して得られた測光値であって、前記選択された前記検査対象に対応する測光領域における前記測光値と、前記選択された前記検査対象に対応する目標測光値とに基づいて、光源の発光量の設定値を決定する決定ステップと
    を含むことを特徴とする撮影制御方法。
14. コンピュータに、請求項１１乃至１３何れか１項に記載の撮影制御方法の各ステップを実行させるためのプログラム。

Images