JP3563854B2

JP3563854B2 - 眼内観察装置

Info

Publication number: JP3563854B2
Application number: JP35027895A
Authority: JP
Inventors: 恭司関口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: JPH09173292A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば眼球内の水晶体の混濁を観察検査する眼内観察装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の眼内観察装置としては、例えば特開平４−２４４１３３号公報に示すような赤外光で眼内を照明して徹照画像を観察する装置が知られている。この装置においては、徹照観察時には照明光学系と観察光学系の光路それぞれに偏光板が駆動モータにより挿入され、眼屈折測定時にはこれら２つの偏光板は光路中から離脱するよう制御される。徹照観察時に偏光板を使用しないと、ビデオモニタ上において眼底照明用光源による角膜反射スポットが徹照像と重なってしまい、通常では徹照画像を記録するために使用するビデオプリンタ上には、角膜反射スポットが映った徹照像が記録され、この角膜反射スポットによって眼内にある白内障等による混濁した部位の一部が見えなくなってしまう。
【０００３】
このために、この角膜反射スポットを除いた徹照画像を得るために画像処理を行い、角膜反射スポットの映る位置をずらした２枚の徹照画像を記憶し、双方の瞳孔部を切り出して角膜反射スポット位置を識別して、この角膜反射スポットの部分のみと補完するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上述の従来例のように徹照観察時に偏光板を使用すると、眼内に照明光を照射するときに光量が１／２になり、更に観察光学系において１／２になるので、全体で光量が１／４に減少してしまい、Ｓ／Ｎ比の悪い徹照像しか観察できない。更に、挿脱自在に偏光板を駆動する制御機構を組み込むことにより、構造が複雑になって装置の信頼性が著しく低下してしまう。
【０００５】
また、角膜反射スポットにより消えた画像を別の画像から補完する画像処理を行うためには膨大な計算量が必要となり、マイクロコンピュータでの処理時間が長く掛かり、通常の検査には使用できないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、偏光板を使用せず簡素な演算処理によって、角膜反射スポットを除いた徹照画像を得ることができる眼内観察装置を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためにの第１発明に係る眼内観察装置は、被検眼の眼底に照明光を照射する眼底照明手段と、被検眼の水晶体を含む前眼部を撮像する撮像手段と、該撮像手段の映像出力を表示する表示手段と、前記撮像手段からの画像を記憶する画像記憶手段と、前回記憶した前記画像記憶手段の画像から前記眼底照明手段による角膜反射像の座標を求め該座標に基づいて前記画像記憶手段の画像を前記角膜反射像を含む前眼部画像と含まない前眼部画像とに分割して該含まない前眼部画像を前記表示手段に表示する分割表示手段と、前記画像記憶手段の更新した画像と前記分割表示手段による画像を合成する合成手段と、該合成手段による画像を前記表示手段に表示する制御を行う制御手段とを設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明に係る眼内観察装置は、照明光を照射された被検眼の眼底からの反射光により照明された被検眼の瞳孔領域を含む前眼部を撮像する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された画像を記憶するための画像記憶手段と、該画像記憶手段に記憶された前眼部画像を複数の前眼部領域に分割し、前記前眼部画像の内の照明光による角膜反射像が存在する前眼部領域の画像を前記角膜反射像のない状態の前眼部画像に置き換える画像合成を行うための画像処理手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の構成図を示し、赤外波長を有する眼屈折力測定用光源１から被検眼Ｅに至る光路Ｏ１上には、コンデンサレンズ２、測定用視標３、リレーレンズ４、被検眼Ｅの瞳Ｅｐと共役な中心開口を有する絞り５、孔あきミラー６、光分割ミラー７、８、対物レンズ９が順次に配列されている。そして、対物レンズ９の近傍の光路Ｏ１の両側には、前眼部照明用光源１０ａ、１０ｂが配置されている。なお、光分割ミラー７は測定用光源１からの光束の波長を透過しかつ可視光線を反射する特性を有し、光分割ミラー８は測定用光源１からの光束の波長を所定比率で反射透過しかつ可視光線を透過する特性を有している。
【００１０】
孔あきミラー６の反射方向には、図２に示すような開口１１ａ〜１１ｆを有する多孔絞り１１、リレーレンズ１２、開口１１ａ〜１１ｆからの光束を分離、偏向するプリズム１３、第１の撮像素子１４が順次に配列されている。また、光分割ミラー７の入射方向には、駆動モータ１５により光路方向に移動可能な固視標リレーレンズ１６、内部固視標１７、固視標照明用光源１８が配列され、光分割ミラー８の反射方向には、レンズ１９、第２の撮像素子２０が配置されている。
【００１１】
図３は電気ブロック回路の構成図を示し、第１の撮像素子１４の出力は増幅器２１、Ａ／Ｄ変換器２２を介して画像メモリ２３に接続され、画像メモリ２３はマイクロコンピュータのバス２４に接続されている。第２の撮像素子２０の出力は増幅器２５、Ａ／Ｄ変換器２６、画像メモリ２７、Ｄ／Ａ変換器２８を介してビデオ混合・切換制御回路２９に接続され、増幅器２５の出力も直接ビデオ混合・切換制御回路２９に接続されている。また、画像メモリ２７は記憶領域制御回路３０を介してバス２４に接続されている。
【００１２】
ビデオ混合・切換制御回路２９はＣＲＴ（ビデオモニタ）３１、ＶＲＡＭ（ビデオラム）３２、インタフェイス制御回路３３に接続され、ＶＲＡＭ３２はバス２４に接続され、インタフェイス制御回路３３はバス２４、眼屈折力測定用光源１、前眼部照明用光源１０ａ、１０ｂに接続されている。また、バス２４には全体の制御を行うＭＰＵ３４、制御や測定に関するプログラムを記憶するＲＯＭ３５、プログラムによる処理や画像の一時記憶や画像処理等に使用されるＲＡＭ３６が接続されている。
【００１３】
前眼部照明用光源１０ａ、１０ｂは被検眼Ｅの前眼部を広く照明し、前眼部からの反射光は、対物レンズ９を通り光分割ミラー８により下方へ反射され、レンズ１９で第２の撮像素子２０上に結像する。この像は前眼部を所定の倍率で拡大した像であり、ＣＲＴ３１に出力され、検者はＣＲＴ３１を観察しながら被検眼Ｅと装置の測定光学系との位置合わせを行う。被検眼Ｅの瞳孔ＥｐとＣＲＴ３１の画面の略中心に表示してあるアライメントリングとが同心になるように、図示しない操作桿を操作して位置合わせを行い、更に上下左右方向及び虹彩部とのピントが合うように前後方向の距離を調整する。
【００１４】
一方、固視標照明用光源１８により照明された内部固視標１７の像は、固視標リレーレンズ１６を経て、光分割ミラー７で被検眼Ｅの方向に反射され、光分割ミラー８、対物レンズ９を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｒに呈示される。眼屈折力測定時には、被検者の屈折力に応じて固視標リレーレンズ１６を駆動モータ１５により光路方向に移動し、内部固視標１７の像位置を変化させて被検眼Ｅの調節力を取り除くように雲霧を掛ける制御を行い、この固視誘導によって被検眼Ｅの調節が取り除かれる。
【００１５】
測定時に、操作桿の先端に埋め込まれた測定スイッチを押すと、前眼部照明用光源１０ａ、１０ｂが消灯し、眼屈折力測定用光源１が点灯する。眼屈折力測定用光源１から出射した光束は、コンデンサレンズ２を介して測定用視標３を照明し、リレーレンズ４、中心開口絞り５、その近傍の孔あきミラー６、光分割ミラー７、８、対物レンズ９を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影される。測定用視標３からの光束による眼底Ｅｒからの反射光は同じ光路を逆に戻り、対物レンズ９、光分割ミラー８を通り、光分割ミラー７を経て、孔あきミラー６の周辺の反射面で下方へ反射され、多孔絞り１１、リレーレンズ１２、プリズム１３を経て、第１撮像素子１４上に図４に示すような反射像Ｐａ〜Ｐｆを結像する。
【００１６】
第１の撮像素子１４からのビデオ信号はＡ／Ｄ変換器２２でデジタル信号に変換され、画像メモリ２３にスポット像Ｐａ〜Ｐｆが記憶される。この記憶されたスポット像Ｐａ〜Ｐｆの結像位置から被検眼Ｅの眼屈折力が演算され、ＣＲＴ３１の画面下部に表示される。
【００１７】
徹照像観察を行う場合には、図示しない徹照像観察スイッチを押して徹照像観察モードに切換える。眼屈折力測定用光源１が所定の明るさで点灯し、前眼部照明用光源１０ａ、１０ｂ、固視標照明用光源１８は所定の明るさに減光するように制御される。
【００１８】
測定用光源１からの光束は、眼屈折力測定時と同じ光路を進み被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影される。眼底Ｅｒからの反射光により被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐの領域が照明され、観察光学系の光路を経て第２の撮像素子２０に徹照像として結像する。第２の撮像素子２０から走査された出力は、増幅器２５でビデオ信号に増幅されてＡ／Ｄ変換器２６に入力され、Ａ／Ｄ変換器２６でデジタル値に変換されて、走査された順に画像メモリ２７に入力され、画像メモリ２７には記憶領域制御回路３０により１フレーム中の所定領域の画面が記憶される。
【００１９】
更に、画像メモリ２７からの出力は、画面が入力されたと同様に順次に読み出されてＤ／Ａ変換器２８でアナログビデオ信号に変換され、ビデオ混合・切換制御回路２９に入力され、更にビデオ混合・切換制御回路２９には増幅器２５から直接ビデオ信号が入力され、通常の観察時には徹照像をＣＲＴ３１に映し出すように制御される。また、ＶＲＡＭ３２からの文字信号出力がビデオ混合・切換制御回路２９に入力され、他の入力信号に文字や記号等がスーパーインポーズされる。
【００２０】
図５はＣＲＴ３１に表示された観察徹照像を示し、徹照観察時には前眼部照明用光源１０ａ、１０ｂは減光されているので、彩虹部Ｅｓ、強膜部、眼の周囲部は暗く見える。瞳孔Ｅｐ内は部位Ｐｔに示すように、測定用光源１による眼底Ｅｒからの反射光により全体的に明るく光って見え、白内障が存在する部位Ｋは影のように暗く見える。また、測定用光源１の角膜反射スポットＳＰの像は明るいので白く見える。
【００２１】
徹照像を記録する場合には、図６に示すように角膜反射スポットＳＰを、瞳孔Ｅｐの垂直方向のほぼ中心になるように、そして水平方向では中心線に対し稍々右側になるように位置合わせを行い、図示しないスイッチを押してこの画像を画像メモリ２７に記憶する。そして、画像メモリ２７に記憶された画像から角膜反射スポットＳＰの座標を検出する処理を行う。角膜反射スポットＳＰは非常に明るいので、記憶された画像データから明るい画像データ、即ちＡ／Ｄ変換された値の大きなデータを探し、そのデータの値の画像領域が所定のスポット面積以下の大きさであるか否かを判断して、角膜反射スポットＳＰであることを判別し、その領域の重心演算を行ってその座標を算出する。
【００２２】
次に、同様の処理で瞳孔Ｅｐの重心座標を求める重心演算を行う。瞳孔Ｅｐの領域は眼底Ｅｒからの反射光によって照明されているので、前眼部よりは明るく角膜反射スポットＳＰよりは稍々暗い。従って、閾値を角膜反射スポットＳＰよりも稍々下げて設定することにより、複雑な画像処理を行うことなく、簡単に瞳孔Ｅｐの領域の重心座標を算出することができる。
【００２３】
図７は図６の画像を画像メモリ２７に記憶した状態を示す図であり、図６で左から右へ走査したデータが順次に画像メモリ２７に記憶される。このメモリ状態を図６と対応して可視化すると、図７に示すように現わすことができる。図７は角膜反射スポットＳＰを認識して求めた座標を示し、角膜反射スポットＳＰの位置関係を表しているが、実際の座標上にはスポットＳＰの表示はない。座標（ｘ１，ｙ１）は図６の画面に対応する角膜反射スポットＳＰの座標を示し、画面の左上隅を座標の原点（０，０）としている。また、瞳孔Ｅｐの中心座標を（ｘ０，ｙ０）、角膜反射スポットの水平方向の径をΔｘで表すと、次式によって画面を分割する座標ｘ２をＫを補正定数として、次のように計算することができる。
ｘ０＜＝ｘ１のときｘ２＝ｘ１−Δｘ・Ｋ・・・（１）
ｘ０＞ｘ１のときｘ２＝ｘ１＋Δｘ・Ｋ・・・（２）
【００２４】
式（１）を使用して分割画面の左側が選択され、式（２）を使用して画面の右側が選択される。
【００２５】
図７に示すように、式（１）を使用して座標ｘ２が記憶領域制御回路３０に入力され、ＣＲＴ３１の表示は図８に示すように切換わる。図８の左側の領域Ａが図６で示すような記憶された徹照画像を分割した左側に相当し、画面の右側の領域Ｂには撮像素子２０からの映像が映るようにビデオ混合・切換制御回路２９で制御される。
【００２６】
図８の画面では被検眼Ｅとの位置合わせがし難いので、図示しないスイッチを押して図９に示すように普通の画面に切換えることができ、図８の画面で角膜反射スポットＳＰの位置が左側に入るように位置合わせを行った後に、ほぼ合ったら図９の画面に切換える。この状態で領域Ａの徹照像と瞳孔Ｅｐの位置を合わせるように更に位置合わせを行い、左右の画像が合ったら図示しないスイッチを押してその映像を画像メモリ２７に記憶する。
【００２７】
このときの画像記憶は図８の領域Ｂだけが記憶されるように制御され、記憶された徹照画像をＣＲＴ３１に表示すると図１０に示すようになり、角膜反射スポットＳＰのない画像となり、これを外部に接続したビデオプリンタでハードコピーして記録する。
【００２８】
座標ｘ２で画像を分割するのは、角膜反射スポットＳＰには或る程度の広がりがあるので、角膜反射スポットＳＰの縁で分割するよりも多少離れた位置で分割した方が分割位置による影響がなくなるためである。そして、角膜反射スポットＳＰの縁の位置を補正するために、補正定数Ｋで調整できるようになっている。
【００２９】
以上の説明では、図８、図９の切換操作を図示しないスイッチを使用して行ったが、被検眼Ｅとの位置合わせを行って眼屈折力測定の指令を入力するための操作桿上に設けられたスイッチを使用して切換えを行うようにすれば、より操作性を向上させることができる。この場合に、スイッチを２段スイッチにし、スイッチが押されていないときは図９に示す画面になっていて、スイッチを半押しにすると前回記憶された分割画像を表示する図８に示す画面に切換わるようにする。そして、位置合わせが完了して再びスイッチを押すと、図８の領域Ｂが記憶されるようにすればよい。
【００３０】
また、角膜反射スポットＳＰを瞳孔Ｅｐに対して画面右側ではなく、画面左側に入れるように位置合わせを行ってもよく、この場合には式（２）が使用されて領域Ｂが記憶され、次の位置合わせの時に領域Ａの位置合わせを行うようにする。
【００３１】
更に、画面を左右方向ではなく上下方向に分割してもよいが、この場合は睫毛が画面上部から入るので、左右分割の方が位置合わせは行い易い。また、画像メモリが１画面分の容量で済むように、領域Ａを記憶した後に残りの領域Ｂだけを記憶するようにしたが、メモリの記憶容量が許せば、図６、図９に示す画面の全領域を記憶するようにしてもよく、この場合は領域Ａのみを表示するようにビデオ混合・切換制御回路２９で制御するようにする。また、図１１に示すように分割位置ｘ２から、瞳孔径の１／２程度の距離の所定領域Ａ’を表示するようにすることもできる。
【００３２】
このようにして、本実施例では角膜反射像のある徹照画像から角膜反射像のない徹照画像を合成することができるので、偏光板等を使用した場合の複雑な機構や制御回路が必要なくなり、信頼性を保つことができ、安価な装置で簡易な操作により検査効率を向上させることができる。また、画像記憶手段には更新した画像を記憶する際に、表示されている分割画像を除く画像領域を記憶するようにしたので、画像メモリが１画面分で済み回路構成が簡単になる。更に、瞳孔を認識し瞳孔部のみを分割して貼り合わせ処理を行うような、多大な処理時間を要する複雑な画像処理も不要となり、通常のマイクロコンピュータ回路でも処理速度を落さずに画像の合成が可能になる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼内観察装置は、偏光板を使用することなく、また複雑な画像処理も必要とせずに、簡素な演算処理が可能な構成により、角膜反射像の映らない画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の光学系の構成図である。
【図２】多孔絞りの正面図である。
【図３】電気処理系のブロック回路の構成図である。
【図４】撮像素子上の眼底反射像の説明図である。
【図５】徹照観察時のＣＲＴ画面の説明図である。
【図６】記憶徹照画像の説明図である。
【図７】記憶徹照画像から求めた座標の説明図である。
【図８】分割画像の説明図である。
【図９】分割画像消去後のＣＲＴ画面の説明図である。
【図１０】合成徹照画像の説明図である。
【図１１】他の分割画像の説明図である。
【符号の説明】
１眼屈折力測定用光源
１０ａ、１０ｂ前眼部照明用光源
１４、２０撮像素子
１７内部固視標
１８固視標照明用光源
２３、２７画像メモリ
３１ＣＲＴ

Claims

被検眼の眼底に照明光を照射する眼底照明手段と、被検眼の水晶体を含む前眼部を撮像する撮像手段と、該撮像手段の映像出力を表示する表示手段と、前記撮像手段からの画像を記憶する画像記憶手段と、前回記憶した前記画像記憶手段の画像から前記眼底照明手段による角膜反射像の座標を求め該座標に基づいて前記画像記憶手段の画像を前記角膜反射像を含む前眼部画像と含まない前眼部画像とに分割して該含まない前眼部画像を前記表示手段に表示する分割表示手段と、前記画像記憶手段の更新した画像と前記分割表示手段による画像を合成する合成手段と、該合成手段による画像を前記表示手段に表示する制御を行う制御手段とを設けたことを特徴とする眼内観察装置。
前記分割表示手段は前記画像記憶手段に記憶した画像を左右に分割する請求項１に記載の眼内観察装置。
前記分割表示手段は前記角膜反射像の座標と大きさに基づいて分割位置を算出する請求項２に記載の眼内観察装置。
前記分割表示手段は前記画像記憶手段の画像から瞳孔位置を求め、該瞳孔位置と前記角膜反射像の座標との関係に基づいて、前記表示手段に表示する画像を前記分割画像から選択する請求項２に記載の眼内観察装置。
前記画像記憶手段は更新した画像を記憶する際に、表示している前記分割画像を除く画像領域を記憶する請求項１に記載の眼内観察装置。
照明光を照射された被検眼の眼底からの反射光により照明された被検眼の瞳孔領域を含む前眼部を撮像する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された画像を記憶するための画像記憶手段と、該画像記憶手段に記憶された前眼部画像を複数の前眼部領域に分割し、前記前眼部画像の内の照明光による角膜反射像が存在する前眼部領域の画像を前記角膜反射像のない状態の前眼部画像に置き換える画像合成を行うための画像処理手段とを有することを特徴とする眼内観察装置。
前記画像処理手段は前記画像記憶手段に記憶された前眼部画像中から前記角膜反射像の位置を判別する手段を有する請求項６に記載の眼内観察装置。
前記画像処理手段は判別された前記角膜反射像の位置を基に前記画像記憶手段に記憶された前眼部画像の領域分割位置を決定する請求項７に記載の眼内観察装置。
前記画像処理手段は前記画像記憶手段に、前記角膜反射像の存在する前眼部領域の画像のみを前記角膜反射像のない状態の前眼部画像に更新する請求項６に記載の眼内観察装置。
前記画像処理手段で画像合成された前眼部画像を出力する出力手段を有する請求項６に記載の眼内観察装置。
前記複数の前眼部領域の内の角膜反射像の存在しない前眼部領域の画像を前記画像処理手段により置き換えられる前眼部画像と共に表示する表示手段を有する請求項６に記載の眼内観察装置。
前記表示手段に表示された前記角膜反射像の存在しない前眼部領域の画像と前記画像処理手段によって置き換えられる前眼部画像とを位置合わせするための手段を有する請求項１１に記載の眼内観察装置。