JP2020000472A - Fundus image spherical face projection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超広角眼底カメラにより撮影された2次元眼底画像を投影する眼底画像球面投影システムに関するものである。 The present invention relates to a fundus image spherical projection system that projects a two-dimensional fundus image captured by a super-wide-angle fundus camera.
眼科医は、眼底カメラによって眼底の画像を撮影し得られた眼底画像に基づき診断を行っている。また、前記眼底画像は患者への症状の説明、実施される医療行為の説明等にも用いられている。 An ophthalmologist makes a diagnosis based on a fundus image obtained by capturing a fundus image with a fundus camera. The fundus image is also used for explaining symptoms to a patient, medical treatment to be performed, and the like.
従来、眼底を撮影する眼底カメラに関する発明がいくつか提案されている。例えば、特開平3−162823号公報では、被検者の眼底に対してレーザー光を走査投影させて前記眼底の画像を撮影する、レーザー走査方式眼底カメラが提案されている(特許文献1)。 Conventionally, several inventions relating to a fundus camera for photographing a fundus have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-162823 proposes a laser scanning fundus camera that scans and projects a laser beam onto a fundus of a subject to capture an image of the fundus (Patent Document 1).
また、従来の眼底カメラは、図7に示すように、眼球体5の中心位置にカメラのレンズが配置されたと仮定した場合に撮影される眼底画像の見込みの画角Ω(以下、「見込み画角」という。)が50度から60度程度の広角眼底カメラが主流であったが、近年では前記見込み画角が60度を超えるような超広角を撮影できる超広角眼底カメラも開発されている。
In addition, as shown in FIG. 7, the conventional fundus camera has a prospective angle of view Ω (hereinafter, “prospect image”) of a fundus image captured when it is assumed that the camera lens is disposed at the center position of the
しかしながら、特許文献1に記載された発明を含む従来の眼底カメラでは、眼底の実形状は3次元にもかかわらず、撮影された眼底の画像は2次元画像としてディスプレイ等に表示されるため正確に情報を伝えにくいという問題がある。しかも撮影された3次元の眼底画像は円形などの所定の2次元画像へと変換するために1つの画像内においてその位置毎に拡大または縮小されて変形している。特に、近年の見込み画角の拡大化に伴い外周位置における画像の変形比率は大きくなり、網膜の立体像を把握している眼科医でも患部の位置や大きさを正確に把握するのは困難になっている。ましてや眼底の構造を把握していない患者にとっては、2次元画像を基に説明を受けても正確に理解することは不可能である。 However, in the conventional fundus camera including the invention described in Patent Literature 1, although the actual shape of the fundus is three-dimensional, the captured fundus image is displayed as a two-dimensional image on a display or the like. There is a problem that it is difficult to convey information. Moreover, the photographed three-dimensional fundus image is deformed by being enlarged or reduced at each position in one image in order to convert it into a predetermined two-dimensional image such as a circle. In particular, with the recent increase in the expected angle of view, the deformation ratio of the image at the outer peripheral position has increased, making it difficult for an ophthalmologist who grasps the stereoscopic image of the retina to accurately grasp the position and size of the affected part. Has become. Furthermore, it is impossible for a patient who does not understand the structure of the fundus to understand correctly even if the explanation is given based on the two-dimensional image.
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、超広角眼底カメラから出力される2次元眼底画像を立体的に把握することができる、眼底画像球面投影システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a fundus image spherical projection system capable of three-dimensionally grasping a two-dimensional fundus image output from an ultra-wide-angle fundus camera. It is intended to provide.
本発明に係る眼底画像球面投影システムは、超広角眼底カメラから出力される2次元眼底画像を立体的に把握するという課題を解決するために、超広角眼底カメラにより撮影された眼底の2次元眼底画像を投影する眼底画像投影手段と、前記2次元眼底画像を投影する眼底を模した球面状の眼底形球面スクリーンとを有する。 SUMMARY OF THE INVENTION A fundus image spherical projection system according to the present invention provides a two-dimensional fundus of a fundus photographed by an ultra-wide-angle fundus camera in order to solve the problem of three-dimensionally grasping a two-dimensional fundus image output from the super-wide-angle fundus camera. A fundus image projection unit for projecting an image; and a spherical fundus spherical screen simulating the fundus for projecting the two-dimensional fundus image.
また、本発明の一態様として、球面状の投影面に見込み画角が180度を超える2次元眼底画像を投影させるという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンの投影面が、半球面より球面に沿って開口側に大きく延出されていてもよい。 Further, as one aspect of the present invention, in order to solve the problem of projecting a two-dimensional fundus image having an estimated angle of view exceeding 180 degrees on a spherical projection surface, the projection surface of the fundus-shaped spherical screen has a hemispherical surface. It may be greatly extended toward the opening side along the spherical surface.
さらに、本発明の一態様として、球面状の投影面に投影される2次元眼底画像が視る角度によって視にくくなるという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンの投影面が、ランバート反射に近似した拡散反射表面として構成されていてもよい。 Further, as one aspect of the present invention, in order to solve the problem that the two-dimensional fundus image projected on the spherical projection surface becomes difficult to see depending on the viewing angle, the projection surface of the fundus-type spherical screen is formed by Lambertian reflection. May be configured as a diffuse reflection surface similar to
また、本発明の一態様として、球面状の投影面に投影される2次元眼底画像のコントラストが低減するという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンの投影面が、再帰性反射特性を有する表面として構成されていてもよい。 Further, as one aspect of the present invention, in order to solve the problem that the contrast of a two-dimensional fundus image projected on a spherical projection surface is reduced, the projection surface of the fundus-shaped spherical screen has a retroreflective property. It may be configured as a surface having.
さらに、本発明の一態様として、複数の眼底画像投影手段によって2次元眼底画像を投影する際にオーバーラップした画像縁部の輝度がオーバーラップしていないところに比べて高くなるという課題を解決するために、前記眼底画像投影手段は、前記2次元眼底画像を分割した分割画像を分割数に応じた多方向から投影する複数の分割画像投影部と、前記各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部の輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致させるように補正する縁部輝度補正部とを有していてもよい。 Further, as one aspect of the present invention, it is possible to solve the problem that the luminance of an overlapped image edge portion when projecting a two-dimensional fundus image by a plurality of fundus image projection means is higher than that at a non-overlapping portion. A plurality of divided image projection units that project the divided images obtained by dividing the two-dimensional fundus image from multiple directions according to the number of divisions, and overlap each of the divided images when projecting the divided images. An edge brightness correction unit that corrects the brightness of the image edge to be performed so as to match the brightness of the non-overlapping image.
また、本発明の一態様として、球面状の投影面を開口側から視やすくするという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンが外周面側から投影された画像を内周面側に透過させる透過型スクリーンで構成されており、前記眼底画像投影手段が前記2次元眼底画像を前記外周面に投影してもよい。 In addition, as one aspect of the present invention, in order to solve the problem of making the spherical projection surface easily visible from the opening side, the fundus-shaped spherical screen transmits an image projected from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side. The fundus image projecting means may project the two-dimensional fundus image on the outer peripheral surface.
さらに、本発明の一態様として、超広角眼底カメラから出力される2次元眼底画像を仮想的に構成された立体像として把握するという課題を解決するために、前記眼底型ドームスクリーンがヘッドマウントディスプレイにより構成される仮想スクリーンからなるようにしてもよい。 Further, as one aspect of the present invention, in order to solve the problem of grasping a two-dimensional fundus image output from an ultra-wide-angle fundus camera as a virtual stereoscopic image, the fundus-type dome screen is provided with a head-mounted display. May be constituted by a virtual screen composed of:
本発明によれば、超広角眼底カメラから出力される2次元眼底画像を立体的に把握することができる。 According to the present invention, a two-dimensional fundus image output from a super-wide-angle fundus camera can be grasped three-dimensionally.
以下、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第一実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a first embodiment of a fundus image spherical projection system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本第一実施形態の眼底画像球面投影システム1Aは、図1に示すように、2次元眼底画像を投影する眼底画像投影手段2と、前記2次元眼底画像を投影させる眼底形球面スクリーン3とを有する。以下、各構成について詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, a fundus image
眼底画像投影手段2は、超広角眼底カメラ(図示しない)により撮影された眼底の2次元眼底画像を投影するものであり、いわゆるプロジェクターである。本第一実施形態における眼底画像投影手段2は、2次元眼底画像を所定の投影画角に拡大させて投影する拡大投影レンズ21を備えている。なお、投影画角とは、拡大投影レンズ21を介して投影される画像の範囲を角度で表したものであり、図2において2θで表される角度である。
The fundus image projection means 2 projects a two-dimensional fundus image of the fundus taken by a super-wide-angle fundus camera (not shown), and is a so-called projector. The fundus image projection means 2 in the first embodiment includes an
なお、超広角眼底カメラとは、通常の眼底カメラや広角眼底カメラにおける見込み画角が60度程度であるのに対して、これを越える見込み画角で撮影可能な眼底カメラである。超広角眼底カメラとしては、レーザー走査方式眼底カメラやLED共焦点スキャナー式眼底カメラが例示されるが、撮影方式は特に限定されるものではなく、既存の撮影方式や将来的に開発される方式から適宜選択してもよい。超広角眼底カメラの見込み画角Ωとしては、Ω>60度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度、180度、190度、200度、210度、220度等が挙げられるところ、本第一実施形態では、見込み画角Ωが180度を超える超広角眼底カメラがより好ましいと考えられ、これを例に説明する。また、本第一実施形態における超広角眼底カメラで撮影され、出力される2次元眼底画像は、中心に比べて外周側に位置するほど縮小される変形比率が大きくなるものとする。 Note that the super-wide-angle fundus camera is a fundus camera that can shoot at a prospective angle of view exceeding that of a normal fundus camera or a wide-angle fundus camera, which is about 60 degrees. Examples of the ultra-wide-angle retinal camera include a laser scanning retinal camera and an LED confocal scanner retinal camera, but the photographing method is not particularly limited, and may be selected from existing photographing methods and methods developed in the future. It may be selected appropriately. As the expected angle of view Ω of the super wide-angle fundus camera, Ω> 60 degrees, 70 degrees, 80 degrees, 90 degrees, 100 degrees, 110 degrees, 120 degrees, 130 degrees, 140 degrees, 150 degrees, 160 degrees, 170 degrees, Although 180 degrees, 190 degrees, 200 degrees, 210 degrees, and 220 degrees can be cited, in the first embodiment, it is considered that a super-wide-angle retinal camera having an estimated angle of view Ω exceeding 180 degrees is more preferable. Will be described. Further, the two-dimensional fundus image captured and output by the super-wide-angle fundus camera according to the first embodiment has a larger deformation ratio as it is located closer to the outer periphery than the center.
眼底画像投影手段2は、超広角眼底カメラに対し出力される画像データを受信可能な状態で接続されており、前記超広角眼底カメラにより撮影された眼底の2次元眼底画像、本第一実施形態では、見込み画角が約200度の2次元眼底画像を受信し、拡大投影レンズ21を介して当該2次元眼底画像を眼底形球面スクリーン3に投影するようになっている。
The fundus image projection means 2 is connected so as to be able to receive image data output to the super-wide-angle fundus camera, and a two-dimensional fundus image of the fundus taken by the super-wide-angle fundus camera, the first embodiment In this example, a two-dimensional fundus image having an estimated angle of view of about 200 degrees is received, and the two-dimensional fundus image is projected onto the fundus-shaped
なお、眼底画像投影手段2と超広角眼底カメラとの接続は、直接的に接続される場合に限定されるものではなく、第二実施形態ないし第四実施形態に示すように、画像処理手段23として用いられるコンピュータ等の機器を介して受信できるようにしてもよい。 Note that the connection between the fundus image projecting means 2 and the super-wide-angle fundus camera is not limited to the case of direct connection, and as shown in the second to fourth embodiments, the image processing means 23 It may be possible to receive the data through a device such as a computer used as a computer.
眼底形球面スクリーン3は、眼底を模した球面状に形成されたスクリーンである。本第一実施形態における眼底形球面スクリーン3は、図1に示すように、眼底画像投影手段2によって投影された2次元眼底画像を開口31側から取り込み、その内側の凹状でかつ球面状に形成された投影面32に前記2次元眼底画像を投影させる。
The fundus-shaped
本第一実施形態における眼底形球面スクリーン3の投影面32は、見込み画角が約200度の2次元眼底画像の全体を投影できるように、半球面33より球面に沿って開口31側に大きく延出されている。つまり、図2に示すように、眼底形球面スクリーン3は、その球心Oを通る面で切断した場合、その断面において表れる円弧の中心角Θが約200度またはそれ以上の角度になるように形成されている。
The
本第一実施形態では、半径約200mm(直径約400mm)の球状の凹面を有する半球体を2個用い、一方の半球体を前記延出される部分(球心Oを通る断面の円弧の中心角θが約10度(上下合わせて約20度)となる部分)を残すように、それ以外の部分(球心Oを通る断面の円弧の中心角が約160度となる部分)をカットし、カット後のリング状の残りをカットしていない他方の半球体と組み合わせることで形成している。 In the first embodiment, two hemispheres each having a spherical concave surface having a radius of about 200 mm (diameter of about 400 mm) are used, and one of the hemispheres is used as the extending portion (the central angle of the arc of a cross section passing through the spherical center O). Cut the other part (the part where the central angle of the arc of the cross section passing through the spherical center O is about 160 degrees) so as to leave the part where θ becomes about 10 degrees (approximately 20 degrees in total), It is formed by combining the remaining ring shape after cutting with the other uncut hemisphere.
なお、延出させる部分の円弧の中心角θは、約10度に限定されるものではなく、超広角眼底カメラによって撮影可能な見込み画角に応じて適宜選択してもよい。また、本第一実施形態における投影面32は、真球状に形成しているが、実際の被験者の眼球は真球状ではない。よって、投影面32は、実際の患者の眼球形状に合わせて形成したり、患者毎に形成することが困難な場合は複数の患者の寸法の統計値を用いて実際の眼球に近似させた形状に形成してもよい。
Note that the center angle θ of the arc of the portion to be extended is not limited to about 10 degrees, and may be appropriately selected according to the expected angle of view that can be photographed by the ultra-wide-angle fundus camera. Further, the
また、眼底形球面スクリーン3の投影面32は球面状であるため、視る角度により視認性が低下することがある。つまり、開口31側の投影面32の縁部32aでは、図2に示すように、2次元眼底画像が投影面32の縁部32aと略平行な非常に低い入射角度で入射される。一方、この開口31側の投影面32の縁部32aを観察するには、開口31側から覗き込むことになる。前記投影面32が仮に鏡面反射に近い状態で反射する場合には、2次元眼底画像は奥側に向けて反射され、開口31側から観察することができない。
Further, since the
そこで本第一実施形態の投影面32は、画像の入射角度にかかわらず全方向に対して均等に拡散反射するランバート反射に近似させた拡散反射表面で構成されている。具体的には、眼底形球面スクリーン3の投影面32全体に、艶消しの白い塗料を塗布することでランバート反射に近似した拡散反射表面を形成している。
Therefore, the
なお、投影面32の色彩は、白色に限定されるものではなく、拡散反射の機能を発揮する範囲内で灰色等の色を適宜選択してもよい。また、投影面32は、第2実施形態で示すように、散乱反射による輝度の低下やコントラストの低下を抑制するため、再帰性反射特性を有する表面として構成してもよい。
Note that the color of the
次に、本第一実施形態の眼底画像球面投影システム1Aにおける、眼底画像投影手段2および眼底形球面スクリーン3の配置例について説明する。
Next, an example of the arrangement of the fundus image projection means 2 and the fundus-shaped
図2に示すように、眼底画像投影手段2は、眼底形球面スクリーン3の開口31側であって、眼底形球面スクリーン3の球心Oおよび開口面の中心oを通る線上に配置される。つまり、眼底の2次元眼底画像を撮影する際の眼底と超広角眼底カメラとの位置関係と一致するように、眼底画像投影手段2と眼底形球面スクリーン3とを配置している。
As shown in FIG. 2, the fundus
このとき、眼底形球面スクリーン3の半球面33より球面に沿って開口31側に延出されている中心角をθ、前記眼底形球面スクリーン3の投影面32の半径をr、前記眼底形球面スクリーン3の投影面32の球心Oから拡大投影レンズ21までの距離をlとした場合、前記拡大投影レンズ21の投影画角が2θ以上であれば、投影光は投影面32全体に投影することができる。
At this time, the central angle extending from the
また、本第一実施形態における眼底形球面スクリーン3が半球面33より開口側に庇のように延出されているため、眼底画像投影手段2と眼底形球面スクリーン3との距離が遠すぎると、当該延出されている部分の裏側が陰になり投影面32に2次元眼底画像を投影できなくなる。例えば、球心Oから拡大投影レンズ21までの距離lを無限大にした場合、入射角度は球心Oおよび開口面の中心oを通る線と平行になり、延出されている裏側が陰になる。
In addition, since the fundus-shaped
そこで、2次元眼底画像全体を投影面32に投影可能な眼底形球面スクリーン3の球心Oから拡大投影レンズ21までの距離lは、投影面32の半径rおよび延出された円弧の中心角θを用いると下記の式(1)の関係で表される。
l=r/sinθ・・・(1)
Therefore, the distance l from the spherical center O of the fundus-shaped
l = r / sin θ (1)
ここで、投影面32の半径を200mm(直径400mm)、開口31側に延出された円弧の中心角θを10度(=(投影面32の中心角Θ:200度−半球面33の中心角:180度)÷2)とし、式(1)に代入すると、球心Oから拡大投影レンズ21までの距離lは約1152mmとなる。つまり、眼底画像投影手段2において画角が2θ以上の拡大投影レンズ21を使用し、眼底形球面スクリーン3に対し約1152mm以下の距離に配置することで、2次元眼底画像の全体を投影面32に投影できる。
Here, the radius of the
次に、本第一実施形態の眼底画像球面投影システム1Aにおける各構成の作用について説明する。
Next, the operation of each component in the fundus image
眼底画像投影手段2は、超広角眼底カメラによって撮影された見込み画角約200度の2次元眼底画像を受信する。眼底画像投影手段2は、受信した2次元眼底画像を眼底形球面スクリーン3の投影面32に向けて投射する。
The fundus image projection means 2 receives a two-dimensional fundus image having an estimated angle of view of about 200 degrees captured by a super-wide-angle fundus camera. The fundus image projection means 2 projects the received two-dimensional fundus image toward the
このとき超広角眼底カメラから受信した2次元眼底画像は、本第一実施形態では、画像の中心に比べて外周側に位置するほど縮小される変形比率が大きい。一方、眼底形球面スクリーン3の投影面32が凹状でかつ球面状に形成されていることから、前記投影面32の中心に比べて外周に位置するほど入射角が大きくなり、例えば、前記投影面32中心近傍に投影される画角1度分の面積に比べて、外周側に投影される画角1度分の面積の方が広くなる。つまり、超広角眼底カメラによって外周側が縮小されているが、2次元眼底画像が投影される投影面積は拡大される。なお、入射角とは、光が媒質の境界面に入射するとき、入射光線が入射点における境界面の法線となす角のことである。
At this time, in the first embodiment, the two-dimensional fundus image received from the ultra-wide-angle fundus camera has a larger deformation ratio as it is located closer to the outer periphery than the center of the image. On the other hand, since the
よって、本第一実施形態では、前記投影面32に投影される2次元眼底画像は、眼底と同様の立体形状で、かつ対応する眼底の位置に一致するように投影されることになる。このとき2次元眼底画像の縮小される変形比率と、球面状の投影面32に投影されることで拡大される比率とが相対的に一致している場合には、投影する2次元眼底画像の変形比率を補正する必要がない。
Therefore, in the first embodiment, the two-dimensional fundus image projected on the
眼底形球面スクリーン3の投影面32に投影された眼底画像を観察するには、眼底画像投影手段2が眼底形球面スクリーン3の開口31側の正面位置に配置されるため、前記眼底画像投影手段2を避けた位置から覗き込むように観察する。このとき、本第一実施形態では前記投影面32がランバート反射に近似した拡散反射表面で構成されているため、どの角度から覗き込んでも投影された眼底画像を観察することができる。特に、投影される入射角度が低い半球面33より開口31側に延出されている部分の視認性を十分に確保することができる。
In order to observe the fundus image projected on the
以上のような本第一実施形態の眼底画像球面投影システム1Aによれば、以下の効果を奏することができる。
1.超広角眼底カメラから出力される2次元眼底画像を眼底と同様の立体形状で、かつ対応する眼底の位置に一致するように投影することができる。
2.投影面32を半球面33より球面に沿って開口31側に大きく延出させることで、見込み画角が180度を超える2次元眼底画像全体を投影することができる。
3.投影面32がランバート反射に近似した拡散反射表面で構成されているため、投影された眼底画像を開口31側のどの角度から覗き込んでも観察することができる。
According to the fundus image
1. The two-dimensional fundus image output from the ultra-wide-angle fundus camera can be projected in the same three-dimensional shape as the fundus and so as to match the position of the corresponding fundus.
2. By extending the
3. Since the
次に、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第二実施形態について図面を用いて説明する。なお、前述した第一実施形態で説明した構成と同一または相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。 Next, a second embodiment of the fundus image spherical projection system according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
本第二実施形態の眼底画像球面投影システム1Bは、図3に示すように、眼底画像投影手段2を眼底形球面スクリーン3の開口31側の正面位置からずらした位置に配置することで、投影された眼底画像を開口31側の正面から観察しやすくしたものである。
As shown in FIG. 3, the fundus image spherical projection system 1 </ b> B according to the second embodiment arranges the fundus image projection means 2 at a position shifted from the front position on the
本第二実施形態における眼底画像投影手段2は、図4に示すように、2次元眼底画像を分割した分割画像を分割数に応じた多方向から投影する複数の分割画像投影部22と、2次元眼底画像を分割する画像分割部251や投影面32の位置に対する画像の変形比率を補正する変形比率補正部252、前記各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部vの輝度を補正する縁部輝度補正部253として機能する画像処理手段23とを有する。
As shown in FIG. 4, the fundus
分割画像投影部22は、2次元眼底画像を分割した分割画像を投影するプロジェクターである。本第二実施形態では、図3に示すように、2台の分割画像投影部22,22が、眼底形球面スクリーン3の開口31側の正面位置から上方および下方にずらした位置に配置されている。上方側の分割画像投影部22は投影面32の下側半分の眼底画像を投影し、下方側の分割画像投影部22は投影面32の上側半分の眼底画像を投影する。また、投影される分割画像間に空白が生じないように、隣接する分割画像同士の画像縁部vをオーバーラップさせるように投影する。
The divided
画像処理手段23は、図4に示すように、眼底画像立体投影プログラム1aを実行するためのコンピュータに相当するものであり、主に、超広角眼底カメラから受信した2次元眼底画像等の各種データを記憶する記憶手段24と、画像分割部251、変形比率補正部252および縁部輝度補正部253として機能するための演算処理を実行する演算処理手段25とを有する。
The image processing means 23 corresponds to a computer for executing the fundus image stereoscopic projection program 1a, as shown in FIG. 4, and mainly includes various data such as a two-dimensional fundus image received from an ultra-wide-angle fundus camera. And an
記憶手段24は、ROM、RAM、ハードディスク、フラッシュメモリ等によって構成されており、各種のデータを記憶するとともに、演算処理手段25が演算を実行する際のワーキングエリアとして機能するものである。本第二実施形態における記憶手段24は、眼底画像立体投影プログラム1aを記憶するプログラム記憶部241、超広角眼底カメラから受信した2次元眼底画像を記憶する2次元眼底画像記憶部242、および画像分割部251、変形比率補正部252および縁部輝度補正部253による処理前後の分割画像を記憶する分割画像記憶部243を有する。
The storage unit 24 includes a ROM, a RAM, a hard disk, a flash memory, and the like, stores various data, and functions as a working area when the
プログラム記憶部241には、眼底画像立体投影プログラム1aがインストールされている。そして、演算処理手段25が、前記眼底画像立体投影プログラム1aを実行し、後述する各構成部としてコンピュータを機能させるようになっている。
In the
なお、眼底画像立体投影プログラム1aの利用形態は、上記構成に限られるものではない。例えば、CD−ROMやUSBメモリ等のように、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に眼底画像立体投影プログラム1aを記憶させておき、この記録媒体から直接読み出して実行してもよい。 The usage form of the fundus image stereoscopic projection program 1a is not limited to the above configuration. For example, the fundus image stereoscopic projection program 1a may be stored in a non-transitory computer-readable recording medium such as a CD-ROM or a USB memory, and may be directly read from the recording medium and executed.
演算処理手段25は、CPU(Central Processing Unit)等から構成されており、記憶手段24にインストールされた眼底画像立体投影プログラム1aを実行させることにより、コンピュータを、画像分割部251、変形比率補正部252および縁部輝度補正部253として機能させる。
The arithmetic processing means 25 is constituted by a CPU (Central Processing Unit) and the like, and executes the fundus image stereoscopic projection program 1a installed in the storage means 24, thereby causing the computer to execute the
画像分割部251は、2次元眼底画像を複数の分割画像投影部22によって多方向から投影させるため、前記2次元眼底画像を適宜分割するものである。本第二実施形態では、上下2台の分割画像投影部22,22で投影させるため、前記2次元眼底画像を上方側半分と上側半分の2つの画像に分割している。
The
変形比率補正部252は、球面状の投影面32に投影されることで拡大または縮小される変形比率に合わせて、分割画像の変形比率を補正処理するものである。本第二実施形態では、眼底の2次元眼底画像を撮影する際の眼底と超広角眼底カメラとの位置関係と、分割画像投影部22と眼底形球面スクリーン3との配置が一致していないため変形比率の差が生じる。そこで、変形比率補正部252は、例えば、画像分割部251により分割された分割画像の一ピクセルごとに、中央位置から外周側に向けて変わる2次元眼底画像における拡大または縮小される変形比率に合わせた間隔で配置し、各ピクセル同士が投影させる位置の投影面積と一致するように適宜変形比率を補正する。なお、変形比率の補正方法は特に限定されるものではなく、2次元画像を球面に投影する際の補正方法を適宜応用することができる。
The deformation
縁部輝度補正部253は、各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部vの輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致するように補正するものである。本第二実施形態における縁部輝度補正部253は、オーバーラップする画像縁部vの輝度をオーバーラップさせる前の画像の輝度に対し1/2の輝度になるように補正して、2台の分割画像投影部22,22からそれぞれ投影することで、オーバーラップした画像縁部vの輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致させる。
The edge
そして、画像分割部251、変形比率補正部252および縁部輝度補正部253により処理された分割画像は、分割画像記憶部243に記憶されるとともに各分割画像投影部22,22へ出力される。
Then, the divided images processed by the
次に、本第二実施形態における眼底形球面スクリーン3について説明する。眼底形球面スクリーン3の投影面32は、散乱反射によるコントラストの低下を抑制するため、再帰性反射特性を有する表面として構成されている。具体的には、眼底形球面スクリーン3の投影面32の全体に塗料内にガラスビーズが含有された再帰性反射塗料を塗布している。なお、再帰性反射特性を有する表面として構成させる方法は、再帰性反射塗料を塗布する方法に限定されるものではなく、ガラスビーズ等からなる再帰性反射材を接着剤によって投影面32に固定したり、再帰性反射材を表面に取り付けた薄膜状の再帰性反射用シートを前記投影面32に敷設してもよい。
Next, the fundus-shaped
なお、本第二実施形態における投影面32は、再帰性反射特性を有する表面に限定されるものではなく、第一実施形態の投影面32と同様に、ランバート反射に近似した拡散反射表面として構成されていてもよい。
In addition, the
以上のような本第二実施形態の眼底画像球面投影システム1Bによれば、眼底形球面スクリーン3の開口31側の正面位置に眼底画像投影手段2を配置しないため、観察者は正面から投影面32を覗き込むことができて観察しやすい。また、投影面32の位置に対応した変形比率やオーバーラップした画像縁部vの輝度を適宜補正することで、第一実施形態と同様に、超広角眼底カメラから出力される2次元眼底画像を眼底と同様の立体形状で、かつ対応する眼底の位置に一致するように投影することができる。さらに、投影面32の表面が再帰性反射特性を有しているため、開口31側から入射した2次元眼底画像は入射した方向に反射し、開口31側から覗き込むように投影される2次元眼底画像を観察してもコントラストが保たれ、視認性を高めることができる。
According to the fundus image
次に、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第三実施形態について図面を用いて説明する。なお、前述した第一実施形態および第二実施形態で説明した構成と同一または相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。 Next, a third embodiment of the fundus image spherical projection system according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components as those described in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.
本第三実施形態の眼底画像球面投影システム1Cは、図5に示すように、眼底形球面スクリーン3が外周面34側から投影された画像を内周面35側に透過させる透過型スクリーンで構成するとともに、2次元眼底画像を眼底形球面スクリーン3の外周面34に投影するものである。
As shown in FIG. 5, the fundus image
眼底画像投影手段2は、複数の分割画像投影部22と、画像分割部251、変形比率補正部252および縁部輝度補正部253として機能する画像処理手段23とを有する。本第三実施形態では、図5に示すように、2台の分割画像投影部22,22が、眼底形球面スクリーン3の外周面34側において上方位置および下方位置に前記外周面34に向けて配置されている。そして、各分割画像投影部22,22は、画像分割部251により分割されるとともに変形比率補正部252および縁部輝度補正部253によって適宜補正された分割画像を、眼底形球面スクリーン3の外周面34に投影するようになっている。
The fundus
眼底形球面スクリーン3は、外周面34側から投影された画像を内周面35側に透過させる透過型スクリーンで構成されている。透過型スクリーンとしては、例えば、和紙や磨りガラス、磨りガラス状に加工した透明樹脂材、乳白色の樹脂材等からなる。
The fundus-shaped
以上のような本第三実施形態の眼底画像球面投影システム1Cによれば、眼底形球面スクリーン3の開口31側に前記眼底画像投影手段2を一切配置しない構成となり、投影された眼底画像を開口31側の正面から観察することができる。
According to the fundus image
次に、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第四実施形態について図面を用いて説明する。なお、前述した第一実施形態ないし第三実施形態で説明した構成と同一または相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。 Next, a fourth embodiment of the fundus image spherical projection system according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components as those described in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
本第四実施形態の眼底画像球面投影システム1Dは、図6に示すように、ヘッドマウントディスプレイ4からなる。そして、眼底画像投影手段2は、前記ヘッドマントディスプレイ4であり、眼底形球面スクリーン3は前記ヘッドマントディスプレイ4により構成される仮想スクリーン36からなる。
The fundus image
この本第四実施形態の眼底画像球面投影システム1Dによれば、ヘッドマウントディスプレイ4により仮想スクリーン36を構成し、前記仮想スクリーン36に超広角眼底カメラにより撮影された眼底画像を仮想的に投影することができるため、観察者6の視界の中に現実的な眼底画像投影手段2を配置させずに投影面32全体を観察することができる。
According to the fundus image
なお、本発明に係る眼底画像球面投影システムは、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、拡散反射表面の形成や再帰性反射塗料の塗布は投影面32全体に及ぶものに限定されるものではなく、投影面32の縁部32aなど、特に影響のある一部のみに構成するようにしてもよい。また、眼底形球面スクリーン3を透過型スクリーンで構成し、2次元眼底画像を開口31のある内周面35側から投影して外周面34側から観察できるようにしてもよい。
Note that the fundus image spherical projection system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed. For example, the formation of the diffuse reflection surface and the application of the retroreflective paint are not limited to the
1A,1B,1C,1D 眼底画像球面投影システム
1a 眼底画像立体投影プログラム
2 眼底画像投影手段
3 眼底形球面スクリーン
4 ヘッドマントディスプレイ
5 眼球体
6 観察者
21 拡大投影レンズ
22 分割画像投影部
23 画像処理手段
24 記憶手段
25 演算処理手段
31 開口
32 投影面
32a 投影面の縁部
33 半球面
34 外周面
35 内周面
36 仮想スクリーン
241 プログラム記憶部
242 2次元眼底画像記憶部
243 分割画像記憶部
251 画像分割部
252 変形比率補正部
253 縁部輝度補正部
Ω 見込み画角
O 球心
o 開口面の中心
Θ 投影面の中心角
θ 延出された円弧の中心角
r 投影面の半径
l 球心から拡大投影レンズまでの距離
v 画像縁部
1A, 1B, 1C, 1D Fundus image spherical projection system
1a fundus image
Claims (7)
前記2次元眼底画像を投影する眼底を模した球面状の眼底形球面スクリーンと
を有する、眼底画像球面投影システム。 Fundus image projection means for projecting a two-dimensional fundus image of the fundus taken by a super-wide-angle fundus camera;
And a spherical fundus-shaped spherical screen simulating the fundus for projecting the two-dimensional fundus image.
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