JP2017119028A - 眼底撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明光の一部が被検者眼の虹彩で遮られたとしても、明暗ムラが抑制された眼底像を得やすい眼底撮影装置を提供する。【解決手段】 被検者眼の眼底を撮影する眼底撮影装置は、被検者眼の眼底を撮影して眼底画像を得る眼底撮影手段と、眼底を照明光で照明する照明手段と、被検者眼の前眼部情報を得る前眼部情報取得手段と、前眼部情報取得手段により得られる前眼部情報から被検者眼の虹彩情報を取得する虹彩情報取得手段と、照明ムラを補正するための補正データを記憶する記憶手段と、眼底撮影手段により得られた眼底画像に対して、虹彩情報取得手段によって得られた虹彩情報に基づいて、補正データを用いた画像処理を行い眼底画像の階調値を補正する補正手段を備える。【選択図】 図５

Description

本開示は、被検者眼の眼底を撮影する眼底撮影装置に関する。

被検者眼の眼底を照明して、被検者眼の眼底を撮影する眼底撮影装置が知られている。例えば、特許文献１の眼底撮影装置は、一定の明るさで被検者眼の眼底を照明するために、瞳孔径に応じて観察光源の光量を変化させている。

特開平８−１０２２８号公報

ところで、照明光の一部が被検者眼の虹彩で遮られると、撮影された眼底像に明暗ムラが生じる場合がある。例えば、撮影された眼底像の暗い箇所を、疾患部位なのか照明不足の部位なのか検者が迷う恐れがあった。特許文献１に開示の技術は眼底像全体を一様に明るくするに過ぎず、眼底像の明暗ムラが依然残っていた。

本開示は、上記従来技術の問題点に鑑み、照明光の一部が被検者眼の虹彩で遮られたとしても、明暗ムラが抑制された眼底像を得やすい眼底撮影装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 被検者眼の眼底を撮影する眼底撮影装置は、被検者眼の眼底を撮影して眼底画像を得る眼底撮影手段と、前記眼底を照明光で照明する照明手段と、被検者眼の前眼部情報を得る前眼部情報取得手段と、該前眼部情報取得手段により得られる前記前眼部情報から前記被検者眼の虹彩情報を取得する虹彩情報取得手段と、照明ムラを補正するための補正データを記憶する記憶手段と、前記眼底撮影手段により得られた前記眼底画像に対して、前記虹彩情報取得手段によって得られた虹彩情報に基づいて、前記補正データを用いた画像処理を行い前記眼底画像の階調値を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

本開示によれば、照明光の一部が被検者眼の虹彩で遮られたとしても、明暗ムラが抑制された眼底像を得やすい眼底撮影装置を提供することができる。

本実施形態の眼底撮影装置の外観図である。 図１の眼底撮影装置の光学系の図である。 図１の眼底撮影装置の制御系の図である。 前眼部像の図である。 眼底像の図である。 照明光と虹彩との関係を説明する図である。 図６の状態で撮影した撮影画像を説明する図である。 図７の撮影画像の階調補正に用いるパターンデータを説明する図である。 照明光と虹彩との関係を説明する図である。 図９の状態で撮影した撮影画像を説明する図である。 図１０の撮影画像の階調補正に用いるパターンデータを説明する図である。 階調補正に係わる信号の流れを説明する図である。 パターンデータの変容例である。 被検者眼の撮影に係わるフローチャートである。

以下、本開示における典型的な実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本実施形態の眼底撮影装置１を左方向からみた外観構成図である。図２は本実施形態の眼底撮影装置１の光学系の概略構成図である。図３は、本実施形態の眼底撮影装置１の制御系の概略構成図である。なお、本実施形態の眼底撮影装置１は無散瞳型眼底カメラと呼ばれることがある。

本実施形態の眼底撮影装置１は、基台７、移動台２、撮影部３、および顔支持ユニット５を備える。本実施形態の移動台２は、基台７に対して左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｚ方向であり、換言するなら作動距離）に移動できる。本実施形態の撮影部３は、移動台２に対して３次元方向に移動できる。撮影部３には、後述する光学系（眼底観察・撮影光学系２０等）が収納されている。本実施形態の顔支持ユニット５は、被検者の顔を支持するため用いられる。顔支持ユニット５は基台７に固設されている。

本実施形態の眼底撮影装置１は自動移動機構を備える。自動移動機構は、被検者眼Ｅに対して撮影部３を相対移動させるために用いられる。本実施形態の眼底撮影装置１はＸＹＺ駆動部６を備える。ＸＹＺ駆動部６は移動台２に設けられている。本実施形態の撮影部３は、ＸＹＺ駆動部６により、被検者眼Ｅに対して左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動可能である。ＸＹＺ駆動部６は電動機（モーター等）を含む。ＸＹＺ駆動部６は制御部８０に接続されている。制御部８０は、ＸＹＺ駆動部６を駆動制御できる。

本実施形態の眼底撮影装置１は手動移動機構を備える。手動移動機構は、被検者眼Ｅに対して撮影部３を相対的に移動させるために用いられる。本実施形態では、ジョイスティック４（操作部材）の操作により、被検者眼Ｅに対して撮影部３を相対的に移動可能である。本実施形態の眼底撮影装置１は摺動機構を備える。摺動機構は、基台７上で移動台２をＸＺ方向に摺動させるために用いられる。例えば、検者がジョイスティック４を操作すると、移動台２は基台７上をＸＺ方向に摺動される。本実施形態のジョイスティック４は回転ノブ４ａを含む。検者が回転ノブ４ａを回転操作すると、制御部８０がＸＹＺ駆動部６を駆動して、撮影部３がＹ方向に移動される。本実施形態の撮影部３の検者側にはモニタ８が設けられている。本実施形態のモニタ８には、眼底観察像、診断像（眼底撮影像）、前眼部観察像等が表示される。

本実施形態の眼底撮影装置１の光学系は、眼底照明光学系１０、眼底観察・撮影光学系２０、および前眼部観察光学系３０を含む。本実施形態の眼底照明光学系１０は、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒを照明するために用いられる。本実施形態の眼底観察・撮影光学系２０は、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒを観察・撮影するために用いられる。本実施形態の前眼部観察光学系３０は、被検者眼Ｅの前眼部Ｅａを観察・撮影するために用いられる。本実施形態の眼底撮影装置１は固視標呈示光学系５０を含む。固視標呈示光学系５０は、被検者眼Ｅの視線を誘導するために用いられる。

＜眼底照明光学系＞
本実施形態の眼底照明光学系１０（照明手段）は、撮影照明光学系１０ａと観察照明光学系１０ｂを含む。本実施形態の撮影照明光学系１０ａは、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒに撮影光（眼底撮影用の照明光）を投光するために用いられる。本実施形態では、撮影光として可視光を用いる。本実施形態の観察照明光学系１０ｂは、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒに観察光（眼底観察用の照明光）を投光するために用いられる。本実施形態では、観察光として赤外光を用いる。

本実施形態の撮影照明光学系１０ａは、撮影光源９１、コンデンサレンズ１１、リングスリット１４、リレーレンズ１５、黒点板１６、リレーレンズ１７、孔あきミラー１８、および対物レンズ２１を含む。本実施形態の撮影照明光学系１０ａは更に、ダイクロイックプリズム１３を含む。本実施形態の撮影光源９１は、撮影光の光源として用いられる。本実施形態の撮影光源９１は可視光を発する。本実施形態の撮影光源９１はフラッシュ光（換言するなら閃光でありパルス光）を出射できる。撮影光源９１としてフラッシュランプ、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ）等を用いてもよい。

本実施形態のダイクロイックプリズム１３は、コンデンサレンズ１１とリングスリット１４の間に配置されている。本実施形態のダイクロイックプリズム１３は、撮影光源９１からの光（可視光）を透過して、観察光源９２からの光（赤外光）を反射する特性を有する。本実施形態のリングスリット１４は、被検者眼Ｅの瞳孔と共役な位置に配置されている。本実施形態の眼底撮影装置１は、撮影光量の調整手段を備えている。

撮影光源９１を発した撮影光は、コンデンサレンズ１１、ダイクロイックプリズム１３の順で介してリングスリット１４に当たる。リングスリット１４の開口部を通過した撮影光は、リレーレンズ１５、黒点板１６、リレーレンズ１７の順で介して孔あきミラー１８で反射する。孔あきミラー１８で反射した撮影光は、対物レンズ２１を介して被検者眼Ｅの瞳孔（前眼部Ｅａ）にリング形状で一旦集光する。瞳孔に集光した撮影光（リング形状）は眼底Ｅｒに向かうにつれて拡散して眼底Ｅｒを照明する。このようにして撮影光（可視光）による被検者眼Ｅの眼底Ｅｒの照明が行われる。

本実施形態の観察照明光学系１０ｂは、ダイクロイックプリズム１３から対物レンズ２１までの光学系を、撮影照明光学系１０ａと共用する。本実施形態の観察照明光学系１０ｂは、観察光源９２とコンデンサレンズ１２を含む。本実施形態の観察光源９２は赤外光（中心波長８８０ｎｍ）を発する。本実施形態の観察光源９２は連続光を出射できる。観察光源９２としてＬＥＤ（赤外ＬＥＤ）、電球（ハロゲンランプ等）等を用いてもよい。観察光源９２を発した観察光は、コンデンサレンズ１２を介してダイクロイックプリズム１３で反射する。ダイクロイックプリズム１３で反射した観察光はリングスリット１４に当たる。以降は前述した撮影光と同様であるため説明を省略する。

＜眼底観察・眼底撮影光学系＞
次いで眼底観察・撮影光学系２０（撮影手段）を説明する。本実施形態の眼底観察・撮影光学系２０は、眼底撮影光学系２０ａと眼底観察光学系２０ｂを含む。眼底撮影光学系２０ａは、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒを撮影するために用いられる。眼底観察光学系２０ｂは、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒを観察するために用いられる。本実施形態では、観察照明光学系１０ｂと眼底観察光学系２０ｂとを組合せた眼底観察手段により、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒを観察光（赤外光）で観察できる。本実施形態では、撮影照明光学系１０ａと眼底撮影光学系２０ａとを組合せた眼底撮影手段により、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒを撮影光（可視光）で撮影できる。

本実施形態の眼底撮影光学系２０ａは、対物レンズ２１、撮影絞り２２、フォーカシングレンズ２３、結像レンズ２４、および受光素子９３を含む。本実施形態の撮影絞り２２は、孔あきミラー１８の開口近傍に配置されている。撮影絞り２２には円形状の開口部が形成されている。本実施形態では、撮影絞り２２の開口部の中心を光軸Ｌ１が通る。フォーカシングレンズ２３は、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒと受光素子９３とを共役な位置関係にするために用いられる。フォーカシングレンズ２３には移動機構８６が接続されている。フォーカシングレンズ２３は移動機構８６により、光軸Ｌ１に沿って移動可能である。本実施形態の受光素子９３は、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒと共役な位置に配置されている。本実施形態の受光素子９３は二次元撮像素子である。本実施形態の受光素子９３は可視域の感度を有する。例えば、受光素子９３にＣＭＯＳイメージセンサーを用いてもよい。

被検者眼Ｅの眼底Ｅｒで反射した撮影光（換言するなら眼底を発する光）は、対物レンズ２１、撮影絞り２２、フォーカシングレンズ２３、結像レンズ２４の順で介して受光素子９３に集光する。照明光と撮影光とは同軸であり、照明光（リング形状）の内側を撮影光が通過する。このようにして撮影光（可視光）による被検者眼Ｅの眼底の撮影（撮像）が行われる。換言するなら、本実施形態の眼底撮影装置１は、眼底撮影光学系２０ａを用いて、被検者眼Ｅの眼底像（図５（ａ）参照）を取得できる。

次いで、眼底観察光学系２０ｂを説明する。本実施形態の眼底撮影光学系２０ａと眼底観察光学系２０ｂとは、対物レンズ２１から跳ね上げミラー２５までの光学系を共用する。本実施形態の眼底観察光学系２０ｂは、ダイクロイックミラー３１、跳ね上げミラー２５、ダイクロイックミラー２６、結像レンズ２７、および受光素子９４を含む。

本実施形態のダイクロイックミラー３１（波長選択性ミラー）は、対物レンズ２１と孔あきミラー１８の間に斜設されている。ダイクロイックミラー３１は光路分岐部材である。本実施形態のダイクロイックミラー３１は、眼底観察用の波長（中心波長８８０ｎｍ）を含む波長９００ｎｍ以下の光を透過して、前眼部観察用の波長（中心波長９４０ｎｍ）の光を反射する特性を有する。なお、本実施形態のダイクロイックミラー３１は固視標光（詳細は後述する）も透過できる。

本実施形態のダイクロイックミラー３１には挿脱機構８５が接続されている。ダイクロイックミラー３１は挿脱機構８５により、光軸Ｌ１上に挿脱可能である。本実施形態のダイクロイックミラー３１は、観察時（眼底観察時、前眼部観察時）には光軸Ｌ１上に挿入されて、眼底撮影時には光軸Ｌ１上から離脱される。ダイクロイックミラー３１を光軸Ｌ１上に配置して可視光で眼底撮影してもよい。

本実施形態の跳ね上げミラー２５には挿脱機構８７が接続されている。跳ね上げミラー２５は挿脱機構８７により、光軸Ｌ１上に挿脱可能である。本実施形態の跳ね上げミラー２５は、観察時（眼底観察時、前眼部観察時）には光軸Ｌ１上に挿入されて、眼底撮影時には光軸Ｌ１上から離脱される。本実施形態のダイクロイックミラー２６は、赤外光（眼底観察光）を反射して可視光（固視標光）を透過する特性を有する。本実施形態の受光素子９４は、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒと共役な位置に配置されている。本実施形態の受光素子９４は二次元撮像素子である。本実施形態の受光素子９４は赤外域の感度を有する。例えば、受光素子９４にＣＭＯＳイメージセンサーを用いてもよい。

被検者眼Ｅの眼底Ｅｒで反射した観察光（換言するなら眼底Ｅｒを発する光）は、前述した撮影光と同様に結像レンズ２４まで進み、跳ね上げミラー２５で反射する。跳ね上げミラー２５で反射した観察光は、ダイクロイックミラー２６で反射した後に、結像レンズ２７を介して受光素子９４に集光する。このようにして観察光（赤外光）による被検者眼Ｅの眼底の観察（撮像）が行われる。

＜固視標呈示光学系＞
次いで、固視標呈示光学系５０を説明する。本実施形態の眼底観察光学系２０ｂと固視標呈示光学系５０とは、対物レンズ２１からダイクロイックミラー２６までの光学系を共用する。本実施形態の固視標呈示光学系５０は、レンズ２８と固視標光源９５を含む。本実施形態の固視標光源９５は、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒと共役な位置に配置されている。本実施形態の固視標光源９５は可視光（例えば緑色）を発する。本実施形態の固視標光源９５はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）である。制御部８０の制御により、ＬＣＤには固視標（例えば塗り潰された円）が表示される。本実施形態の固視標呈示光学系５０は、被検者眼Ｅに呈示する固視標の呈示位置を変更できる。

固視標光源９５を発した固視標光（可視光）は、レンズ２８、ダイクロイックミラー２６の順で介して跳ね上げミラー２５で反射する。跳ね上げミラー２５で反射した固視標光は、結像レンズ２４、フォーカシングレンズ２３、撮影絞り２２、ダイクロイックミラー３１、対物レンズ２１の順で介して被検者眼Ｅの眼底Ｅｒに集光する。このようにして被検者眼Ｅへの固視標の呈示（換言するなら被検者眼Ｅの眼底Ｅｒへの固視標像の投影）が行われる。

＜前眼部観察光学系＞
次いで、前眼部観察光学系３０を説明する。本実施形態の前眼部観察光学系３０は被検者眼Ｅの前眼部情報を得る前眼部情報取得手段である。本実施形態の前眼部観察光学系３０は、対物レンズ２１とダイクロイックミラー３１を眼底観察・撮影光学系２０等と共用する。本実施形態の前眼部観察光学系３０は、フィールドレンズ３２、ミラー３３、絞り３４、リレーレンズ３５、および受光素子９６を含む。本実施形態の受光素子９６は、被検者眼Ｅの前眼部Ｅａ（例えば瞳孔）と光学的に共役な位置に配置されている。本実施形態の受光素子９６は二次元撮像素子である。本実施形態の受光素子９６は赤外域の感度を有する。例えば、受光素子９６にＣＭＯＳイメージセンサーを用いてもよい。なお、本実施形態の眼底撮影装置１は、前眼部観察用の赤外光を発する観察光源４５（中心波長９４０ｎｍ）を備えている。

被検者眼Ｅからの光（例えば、観察光源４５を発した前眼部用照明光の前眼部Ｅａでの反射光）は、対物レンズ２１を介した後にダイクロイックミラー３１で反射する。ダイクロイックミラー３１で反射した光は、フィールドレンズ３２を介した後にミラー３３で反射する。ミラー３３で反射した光は、絞り３４、リレーレンズ３５の順で介して受光素子９６に集光する。本実施形態の制御部８０は、被検者眼Ｅの前眼部Ｅａを観察する際には観察光源４５を点灯して、被検者眼Ｅの前眼部Ｅａを受光素子９６で撮像する。つまり、本実施形態では、観察光源４５と前眼部観察光学系４０とを組合せた前眼部観察手段により、被検者眼Ｅの前眼部Ｅａを赤外光で撮像して前眼部像を得る。本実施形態では、ダイクロイックミラー３１が光軸Ｌ１上に挿入された状態で、前眼部観察が行われる。なお、本実施形態の前眼部観察光学系３０は一例に過ぎず、他の光学系とは独立した光路で前眼部を撮像してもよい。

＜制御系＞
図３を併用して、本実施形態の制御部８０を説明する。本実施形態の制御部８０は、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２、ＲＯＭ８３、および不揮発性メモリ８４等を含む。ＣＰＵ８１は、眼底撮影装置１における各部の制御を司る。ＲＡＭ８２は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ８３には、各種プログラム、初期値等が記憶されている。不揮発性メモリ８４は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、制御部８０に着脱可能に装着されるＵＳＢメモリ、制御部８０に内蔵されたフラッシュＲＯＭ等を、不揮発性メモリ８４として使用してもよい。眼底撮影装置１の撮影に関するパラメータの値を不揮発性メモリ８４に記憶してもよい。なお、本実施形態では得られた眼底画像の一部の領域を画像処理するための補正データが記憶されている。また、本実施形態の制御部８０は、眼底画像を不揮発性メモリ８４（記憶手段）に記憶する。詳細には、本実施形態の制御部８０は記憶制御手段である。記憶手段として、ＲＡＭ８２、または他の状態保持媒体（例えばハードディスク等）を用いてもよい。眼底撮影装置１と優先又は無線にて接続された情報処理装置（パーソナルコンピュータ等）を記憶手段として用いてもよい。

本実施形態の制御部８０には、観察光源３６、受光素子９６、挿脱機構８５、移動機構８６、受光素子９４、固視標光源９５、挿脱機構８７、受光素子９３、観察光源９２、撮影光源９１、モニタ８（表示手段）、ジョイスティック４、スイッチ部８９、およびＩ／Ｆ部９８が接続される。本実施形態の制御部８０は、モニタ８の表示内容を制御する表示制御手段としての機能を有する。本実施形態の制御部８０は、被検者眼Ｅの眼底像（撮影画像，観察画像）、前眼部観察像等をモニタ８に表示する。本実施形態のスイッチ部８９は操作入力手段である。本実施形態のスイッチ部８９は、モニタ８に表示させる観察像（前眼部観察像，眼底観察像）の切り換え、撮影開始等の、検者の操作を受け付ける。本実施形態の制御部８０はＩ／Ｆ部９８を用いて、撮影画像（被検者眼Ｅの眼底像）等を眼底撮影装置１の外部に転送できる。

＜被検者眼の撮影＞
次いで図１４を用いて、本実施形態の眼底撮影装置１を用いた被検者眼Ｅの眼底撮影、撮影画像に対する階調補正等を説明する。検者は、モニタ８に表示される前眼部観察像（図４（ａ）参照）を観察しながらジョイスティック４を操作して、眼底撮影装置１の光学系を被検者眼Ｅにアライメントしてゆく。なお、モニタ８に表示される前眼部観察像は動画である。検者は、被検者眼Ｅへのアライメントが略完了したら、スイッチ部８９を操作して、モニタ８の表示を眼底観察像に切り替える。検者は、モニタ８に表示される眼底観察像（動画）を観察しながら、被検者眼Ｅへの精密なアライメントを行う。

なお、前述した前眼部観察と眼底観察は、観察光として赤外光を用いて行われる。検者は、スイッチ部８９を操作して、眼底部位を誘導するための固視標呈示位置の変更、フォーカシングレンズ２３の移動によるフォーカシング等を適宜行う。なお、本実施形態では、被検者眼Ｅの角膜頂点と光軸Ｌ１とが一致し、且つ、被検者眼Ｅの瞳孔とリングスリット１４とが共役の位置関係となるようにアライメントが行われる。例えば、被検者眼Ｅにアライメント光を投光し、アライメント光の角膜反射像（プルキンエ像）を観察して被検者眼Ｅに対する光学系のアライメントを行ってもよい。

検者は、眼底撮影装置１の光学系を被検者眼Ｅの眼底Ｅｒにアライメントしたら、レリーズスイッチ４ｂを操作して撮影を開始する。検者が撮影開始の操作を行うと、レリーズスイッチ４ｂは撮影開始信号（トリガ信号）を発行する。制御部８０は、撮影開始信号を検出するとステップＳ１０２に進む（図１４のステップＳ１０１参照）。ステップＳ１０２にて制御部８０は、受光素子９６の出力信号を用いて被検者眼Ｅの前眼部画像（静止画）を得る。なお、前眼部画像の取得に用いられる光は、観察時に観察光源４５から発せられている赤外光を用いている。制御部８０は、取得した前眼部画像をＲＡＭ８２に記憶する。

制御部８０は、前眼部Ｅａの撮影が完了すると、直ちに、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒの撮影を行う（ステップＳ１０３）。詳細には、制御部８０は、ダイクロイックミラー４１と跳ね上げミラー２５を光軸Ｌ１上から退避させた後に撮影光源９１（可視光）を点灯する。次いで制御部８０は、受光素子９３の出力信号を用いて被検者眼Ｅの眼底画像（静止画）を得る。本実施形態では被検者眼Ｅのカラー眼底画像が得られる。制御部８０は、取得した眼底画像をＲＡＭ８２に記憶する。なお、ステップＳ１０３で行われる眼底Ｅｒの撮影は可視光で行われる。

次いでステップＳ１０４にて制御部８０は、ステップＳ１０２で取得した前眼部画像を解析する。本実施形態の制御部８０は、前眼部情報取得手段（前眼部観察光学系３０）により得られる前眼部情報（前眼部画像）から被検者眼Ｅの虹彩情報を取得する虹彩情報取得手段としての機能を有する。制御部８０は、ステップＳ１０２で取得した前眼部画像を解析して、眼底撮影用の照明光と被検者眼Ｅの虹彩とが干渉する領域を検出する。なお、本実施形態では、眼底撮影の直前に撮影した前眼部画像を用いて、眼底撮影中の照明光と虹彩との干渉状態を予測（検出）する。次いでステップＳ１０５にて制御部８０は、ステップＳ１０２の検出結果を用いて、ステップＳ１０３で取得した眼底画像（一例として図５（ａ）参照）に対して階調補正を行う。本実施形態の制御部８０は、眼底撮影手段により得られた眼底画像に対して、虹彩情報取得手段によって得られた虹彩情報に基づいて、補正データを用いた画像処理を行い眼底画像の階調値を補正する補正手段としての機能を有する。本実施形態の制御部８０は、眼底画像の階調補正として、眼底画像の階調値を変化させる画像処理を行う。

制御部８０は、補正後の眼底画像（一例として図５（ｂ）参照）を不揮発性メモリ８４に記憶する。次いで、ステップＳ１０６にて制御部８０は、補正後の眼底画像をモニタ８に表示する。検者は、モニタ８に表示される補正後の眼底画像を観察して、撮影画像の採用／不採用（再撮影）の判断、診断等を行う。

＜眼底画像の階調補正＞
本実施形態の制御部８０が実行する眼底画像（眼底像であり撮影画像）の階調補正を説明する。図１２は、本実施形態の階調補正における信号の流れを示すブロック図である。先ず、照明光が虹彩で遮られない場合を説明する。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応する説明図である。図４（ｂ）は、被検者眼Ｅの瞳孔位置での断面である。図４では、眼底観察・撮影光学系２０の光軸を光軸Ｌ１、被検者眼Ｅの瞳孔の中心を瞳孔中心Ｔ、眼底撮影用の照明光の光束を照明光束Ｕ、被検者眼Ｅの虹彩のエッジ（（換言するなら、虹彩の輪郭，瞳孔のエッジ，虹彩と瞳孔の境界）をエッジＮとして示している。照明光束Ｕは、エッジＮの内側を通過している。つまり、照明光は、虹彩で遮られずに瞳孔を通過している。図４（ｂ）では照明光の通過領域（断面）を非干渉領域Ｓａとして示している。

次いで、図６〜図８を用いて、照明光の少なくとも一部が虹彩で遮られている場合を説明する。図６の瞳孔径は、図４（ｂ）の瞳孔径よりも小さいため、照明光束Ｕの外径の内側に虹彩のエッジＮが入り込んでいる。図６の状態では、照明光の少なくとも一部が虹彩で遮られている。つまり、照明光と虹彩とが干渉する干渉領域Ｓｂが発生している。

図５（ａ）は、図６の状態で撮影した場合の撮影画像（眼底像）である。図５（ａ）で示す撮影画像は、画像の中央部分が暗い（同図の暗部Ｍａを参照）。図７（ａ）を用いて説明する。図７（ａ）は説明用の図面であり、眼底反射率が一定であり、且つ、図５（ａ）と同一条件で眼底Ｅｒを照明した場合の撮影画像である。図５（ａ）と同様に、撮影画像の中央には暗部Ｍａが発生している。暗部Ｍａは、照明光の少なくとも一部が虹彩で遮られたことで、眼底への照明ムラが発生したことを示している。

図７（ｂ）のグラフＤｂは図７（ａ）のＡ−Ａ’ラインに対応し、撮影画像の階調値を示している。本実施形態では、照明光が虹彩で遮られない場合の撮影画像の階調値を基準階調値としている。基準階調値は眼底画像の各座標に対して設けられている。図７（ｂ）では、基準階調値をグラフＤａ（点線）として例示している。なお、基準階調値は撮影前に設定される撮影光量毎に設けられていてもよい。

グラフＤａとグラフＤｂを対比する。グラフＤｂで示す階調値は、グラフＤａで示す階調値よりも全体的に低い。つまり、照明光の少なくとも一部が虹彩で遮られたことにより、撮影画像全体が暗くなっている。また、グラフＤａに対するグラフＤｂの階調値の落ち込み量は、撮影画像の周辺部よりも中央部（暗部Ｍａ）の方が大きい。図６で示した干渉領域Ｓｂの形状は、撮影光軸Ｌ１に対して対称である。これにより、本実施形態の眼底撮影装置１の撮影画像は、撮影画像の中央部が特に暗くなっている。以上のように撮影画像に明暗ムラが発生して、撮影画像の画質が低下している。

本実施形態の制御部８０は、照明ムラによる撮影画像の画質低下を改善するために、撮影画像に対して階調補正を行う。本実施形態の制御部８０は撮影画像に対する階調補正として、撮影画像の各座標の階調値を基準階調値（照明光が虹彩で遮られない場合の階調値）に近づける。

先ず制御部８０は、前眼部情報となる前眼部画像を解析して照明光と虹彩の干渉状態を検出する（図１４のステップＳ１０４箇所）。より詳細には、制御部８０は、前眼部画像を解析して虹彩のエッジ（エッジＮ）を検出し、虹彩情報を得る。次いで制御部８０は、前眼部画像の所定の範囲内（瞳孔位置における仮想の照明光束径内）に虹彩のエッジが位置する場合には、照明光と虹彩が干渉するとして判定し、干渉領域Ｓｂの形状を検出する。なお、瞳孔位置における仮想の照明光束径は、装置の光学系の設計や眼底撮影における適正作動距離が既知であることから、容易に求めることが可能である。

次いで制御部８０は、前眼部画像の解析結果に基づいて、撮影画像に対して階調補正する際のパラメータを決定する。詳細には、制御部８０は、干渉領域Ｓｂの形状に対応したパターンデータ（補正データであり補正パターン）を不揮発性メモリ８４（照明ムラ補正データベース）から読み出す。本実施形態のパターンデータには、撮影画像の各座標でのゲイン値（信号増幅値）が含まれている。図８（ａ）は、制御部８０が不揮発性メモリ８４から読み出したパターンデータである。なお、図８（ａ）では明るい箇所ほどゲイン値が大きい。本実施形態のパターンデータは、撮影画像のデータ構造に対応した二次元データである。パターンデータを構成する二次元データの各セルには、撮影画像に対してゲイン調整する際のゲイン値が含まれている。

図８（ｂ）を用いて、本実施形態のパターンデータを詳細に説明する。図８（ｂ）のグラフＧｂは図８（ａ）のＢ−Ｂ’ラインに対応し、撮影画像に対してゲイン調整する際のゲイン値を示している。なお、照明光が虹彩で遮られない場合のゲイン値をグラフＧａ（点線）で例示している。本実施形態の制御部８０は、照明光が虹彩で遮られない場合には撮影画像の階調値を変化させない。つまり、制御部８０は、ゲイン値を１．０として画像全体の階調変換処理を行う。一方で、照明光の少なくとも一部が虹彩で遮られる場合には、撮影画像の部分的な領域（撮影画像の一部または複数の座標）の階調値を変化（補正）させる。

グラフＧａとグラフＧｂを対比する。グラフＧｂで示すゲイン値は、グラフＧａで示すゲイン値よりも全体的に大きい。つまり、制御部８０は、撮影画像全体を明るく補正する。また、グラフＧｂのゲイン値は、撮影画像の周辺部よりも中央部の方が大きい。つまり、制御部８０は、照明光が虹彩で遮られたことで生じた暗部Ｍａの箇所が明るくなるように補正（階調値を変更）する。なお、本実施形態の撮影画像の周辺にはマスク領域（診断には用いられない暗黒部）が配置されている。制御部８０は、照明光と虹彩の干渉状態に係わらず、マスク領域の階調値を変化させない。以上のように、本実施形態の補正データには眼底画像における部分的な領域を画像処理するためのパターンデータ（補正パターン）が含まれる。

制御部８０は、不揮発性メモリ８４（照明ムラ補正データベース）から読み出したパターンデータを用いて、眼底画像に対して画像処理を行う（図１４のステップＳ１０５箇所）。本実施形態では、階調補正用の画像処理として、撮影画像のゲイン調整（階調値変更）が行われる。

制御部８０は、読み出したパターンデータを用いて、撮影画像の各部位（座標）のデータ（階調値）に対してゲイン調整を行う。なお、ゲイン調整は、例えば、乗算、ＬＵＴ（ルックアップ・テーブル）等を用いて行えばよい。本実施形態のゲイン調整（階調値変更）は、撮影画像を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各成分に対して行う。図５（ａ）はゲイン調整前の撮影画像であり、図５（ｂ）はゲイン調節後の撮影画像である。図５（ａ）に含まれていた暗部Ｍａが、図５（ｂ）では消えている。

本実施形態の不揮発性メモリ８４（照明ムラ補正データベース）には、種類が異なる複数のパターンデータが記憶されている。また、本実施形態の不揮発性メモリ８４に記憶されているパターンデータは、干渉領域Ｓｂと関連付けられている。つまり、本実施形態の不揮発性メモリ８４（照明ムラ補正データベース）には、種々の干渉領域Ｓｂの形状パターンに応じた画像補正用のパターンデータが設けられている。

干渉領域Ｓｂとパターンデータとの関連付け、およびパターンデータの内容は、実験またはシミュレーションで決定されて、予め不揮発性メモリ８４に記憶されている。なお、本実施形態のパターンデータの値（各座標のゲイン値）は、階調補正後の階調値が基準階調値（照明光が虹彩で遮られない場合の撮影画像の階調値）と略一致する値とされている。

次いで、図９〜図１１を用いて、照明光と虹彩とが干渉している場合の他の例（変容例）を説明する。なお、図６の変容例が図９であり、図７の変容例が図１０であり、図８の変容例が図１１である。図９は、照明光束Ｕの左側のみが虹彩と干渉している。つまり、干渉領域Ｓｂの形状は光軸Ｌ１に対して非対称である。照明光束Ｕの左側のみが虹彩で遮られたことにより、撮影画像の左側領域が特に暗くなっている（図１０（ａ）の暗部Ｍｂの箇所を参照）。

制御部８０は前眼部画像を解析して干渉領域Ｓｂ（図９参照）を検出する。制御部８０は、干渉領域Ｓｂの形状に対応したパターンデータを不揮発性メモリ８４（照明ムラ補正データベース）から読み出す。図１１は、不揮発性メモリ８４から読み出したパターンデータである。制御部８０は、不揮発性メモリ８４から読み出したパターンデータを用いて、撮影画像に対するゲイン調整を行う。ゲイン調整が行われることで、図５（ｂ）で示すように暗部Ｍｂの箇所が明るく補正された撮影画像が得られる。

＜その他＞
本実施形態の前眼部撮影は、撮影開始信号が発行された後、且つ、可視光による眼底撮影の前に行われる（図１４のステップＳ１０２参照）。これにより、被検者眼Ｅの縮瞳影響を抑制している。しかし、前眼部撮影のタイミングはこれに限るものでは無い。例えば、眼底撮影と前眼部撮影を同時に行ってもよい。また、被検者眼Ｅへのアライメント中（撮影開始信号の入力前）に前眼部撮影を行ってもよい。また、例えば、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒを赤外光で蛍光撮影（ＩＣＧ蛍光撮影と呼ばれる）した後に、前眼部撮影を行ってもよい。本実施形態の撮影画像の階調補正は静止画に対して行う。しかし、動画に対して補正してもよい。また、撮影画像を生成する過程で階調補正を行ってもよい。本実施形態の階調補正を実行するか否かを、検者が選択できてもよい。照明ムラを考慮した撮影画像（眼底像）の階調補正が行われればよい。

なお、ステップＳ１０６（図１４参照）にて、補正後の撮影画像と共に、ステップＳ１０４の検出結果（例えば、照明光と虹彩との干渉状態を示す画像）が表示されてもよい。また、ステップＳ１０５で補正した眼底画像が情報処理端末等に転送されてもよい。撮影画像の階調補正が情報処理端末等（眼底撮影装置１の外部）で行われてもよい。

なお、図８（ｂ）で示したパターンデータの代わりに、図１３で示すパターンデータを用いた階調補正を行ってもよい。つまり、照明光が虹彩で遮られない場合の撮影画像の階調値と照明光の少なくとも一部が虹彩で遮られる場合の撮影画像の階調値とが厳密に一致している必要は無い。撮影画像に対する階調補正で、照明光と虹彩の干渉が起因となる撮影画像の明暗ムラを低減できればよい。また、撮影画像に対する階調補正で、照明光と虹彩の干渉が起因となる撮影画像の中央部（光軸Ｌ１付近）の暗化を低減できればよい。

なお、本実施形態では前眼部画像を解析して照明光と虹彩との干渉を検出する。しかし、眼底照明光学系１０の光学部材の切り換えに連動して、本実施形態の階調値補正を適用してもよい。例えば、リングスリット１４の形状変更（検者の手動操作）に連動して、図１３で示すパターンデータを用いた階調補正を行ってもよい。照明光と虹彩との干渉で生じる照明ムラを考慮して、撮影画像の階調値を非均一に変化させればよい。また、前眼部画像を用いずに照明光と虹彩の干渉を検出してもよい。例えば、被検者眼Ｅの眼底Ｅｒに投影された指標（例えばフォーカスチャート）の形状又は明暗濃度から、被検者眼Ｅの瞳孔の形状（照明光と虹彩の干渉）を検出してもよい。なお、被検者眼Ｅの瞳孔は暗く写るため、前眼部画像の所定領域内に閾値を超える輝度の箇所があるか否かにより照明光と虹彩との干渉を検出（推定）してもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲及びこれと均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ：眼底撮影装置
１０：眼底照明光学系
２０：眼底観察・撮影光学系
３０：前眼部観察光学系
８０：制御部
８４：不揮発性メモリ
Ｅ ：被検者眼
Ｅｒ：眼底

Claims (4)

1. 被検者眼の眼底を撮影して眼底画像を得る眼底撮影手段と、
   前記眼底を照明光で照明する照明手段と、
   被検者眼の前眼部情報を得る前眼部情報取得手段と、
   該前眼部情報取得手段により得られる前記前眼部情報から前記被検者眼の虹彩情報を取得する虹彩情報取得手段と、
   照明ムラを補正するための補正データを記憶する記憶手段と、
   前記眼底撮影手段により得られた前記眼底画像に対して、前記虹彩情報取得手段によって得られた虹彩情報に基づいて、前記補正データを用いた画像処理を行い前記眼底画像の階調値を補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする眼底撮影装置。
2. 請求項１に記載の眼底撮影装置は、
   前記補正手段は、前記補正データを用いて前記眼底画像の部分的な領域に対して階調値の補正を行う、
   ことを特徴とする眼底撮影装置。
3. 請求項１または２に記載の眼底撮影装置は、
   前記記憶手段には虹彩の輪郭に応じて種類が異なる複数の前記補正データが記憶されており、
   前記補正手段は、前記虹彩情報取得手段によって得られた虹彩情報に基づいて前記補正データを選択する、
   ことを特徴とする眼底撮影装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の眼底撮影装置は、
   前記補正データは眼底画像における部分的な領域を画像処理するためのパターンデータを含む、
   ことを特徴とする眼底撮影装置。