JP3839216B2 - 眼底カメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼眼底を撮影する眼底カメラに関する。
【０００２】
【従来技術】
眼底カメラでは被検眼の屈折異常を補正することで眼底への焦点合わせを行って撮影を行う。従来における眼底カメラの焦点合わせの方法は、フィルム面そのものを撮影光軸方向に動かす方法と、フィルム面は固定しておいて、撮影光学系の光路内に配置されたフォーカスレンズを移動する方法によるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、後者の方法によるものは、眼底面の前後移動に合わせてピント合わせのためにフォーカスレンズを移動すると、距離変化がそのまま撮影倍率の変化となる形で現れてしまい、屈折異常は補正されるものの撮影される眼底像自体の大きさが異なってくる。このような眼底画像を観察して診断を行うと、例えば、視神経乳頭部の大きさを観察して緑内障診断等の診断を行う場合には、定量的に同じ基準での判断ができずに、判断を誤る可能性がある。
【０００４】
一方、前者の方法によるものは、被検眼の屈折異常により眼底面が前後移動しても、結像点が移動した分だけ結像レンズを介してフィルム面が追従するように移動させるので、眼底カメラ内のレンズ系の移動はなく、屈折異常の補正とともに撮影画像の大きさの変化も一定に補正される。しかし、フィルム面を移動するとなると、同時に観察光学系も同一ユニット内で移動させる必要が生じ、機械的な面での装置構成の複雑化や、バランスが良くスムーズな駆動機構が必要になるなどの問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、装置構成を複雑にすることなく、被検眼の屈折異常による撮影画像の大きさの変化が補正された眼底画像が得られ、定量的に同一基準で眼底画像の比較が可能な眼底カメラを提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００７】
（１） ピント調整用のフォーカスレンズと可視領域に感度を有する撮影用撮像素子とを有し、被検眼の眼底を静止画として撮影する撮影光学系と、眼底に投影されたフォーカス指標の状態に基づいてフォーカスレンズを移動させ被検眼の眼底にピントを調整するピント調整手段と、撮影された眼底像を表示するディスプレイと、を備え、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラにおいて、前記ピント調整手段により調整されたフォーカスレンズの移動量に基づいてフォーカスレンズが所定の基準位置にあるときの撮影像に対する撮影倍率の変動情報を得る演算手段と、撮影倍率の変動情報を撮影された静止眼底像に対応させて記憶する記憶手段と、撮影倍率の変動情報に基づいて、撮影された静止眼底像を被検眼の屈折異常による倍率変化を補正して同一基準による大きさの眼底像を得る画像処理手段と、表示する眼底像の選択信号に基づいて、倍率変化が補正された眼底像を表示するか、倍率変化が補正されない眼底像を表示するか、を選択して前記ディスプレイに選択された眼底像を表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２） ピント調整用のフォーカスレンズと可視領域に感度を有する撮影用撮像素子とが配置され、被検眼の眼底を静止画として撮影する撮影光学系と、眼底に投影されたフォーカス指標の状態に基づいてフォーカスレンズを移動させ被検眼の眼底にピントを調整するピント調整手段と、撮影された眼底像を表示するディスプレイと、を備え、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラにおいて、前記ピント調整手段により調整されたフォーカスレンズの移動量に基づいてフォーカスレンズが所定の基準位置にあるときの撮影像に対する撮影倍率の変動情報を得る演算手段と、撮影倍率の変動情報を撮影された静止眼底像に対応させて記憶する記憶手段と、撮影倍率の変動情報に基づいて、撮影された静止眼底像を被検眼の屈折異常による倍率変化を補正して同一基準による大きさの眼底像を得る画像処理手段と、撮影された眼底像及び撮影倍率の変動情報を外部装置に出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について一実施形態を挙げ、図面に基づいて説明する。図１は実施形態である無散瞳タイプの眼底カメラの光学系概略図である。光学系は照明光学系１、撮影光学系２、観察光学系３、固視目標投影光学系３５、フォーカス指標投影光学系４５を備える。
【００１１】
＜照明光学系＞ 観察用光源であるハロゲンランプ１０から出射された光束は、波長７５０ｎｍ以上の赤外光を透過する赤外フィルタ１１によって赤外光束とされ、コンデンサレンズ１２を介した後、赤外光反射，可視光透過の特性を有するダイクロイックミラー１５で反射され、リング状の開口を有するリングスリット１６を照明する。また、撮影用光源であるフラッシュランプ１３から出射される可視光束は、コンデンサレンズ１４を介した後、ダイクロイックミラー１５を透過して観察用の赤外光束と場合と同軸に合成され、リングスリット１６を照明する。なお、ハロゲンランプ１０の代わりに赤外ＬＥＤ等の赤外光源を利用しても良く、この場合は赤外フィルタ１１が不要となる。
【００１２】
リングスリット１６の光束は、リレーレンズ１７ａ、ミラー１８、中心部に小黒点を有する黒点板１９、ビームスプリッタ４８、リレーレンズ１７ｂを介して、穴開きミラー２１の開口部近傍に中間像を形成した後、撮影光学系２の光軸と同軸になるように反射される。穴開きミラー２１で反射したリングスリット光束は、対物レンズ２０により被検眼Ｅの瞳孔付近で一旦収束した後、拡散して被検眼眼底部を一様に照明する。このとき、リングスリット光束が対物レンズ２０に入射する際に生じる若干の反射光が眼底像の観察・撮影の有害光となるため、黒点板１９の中心部に設けられた小黒点で有害光が吸収されるように構成してある。
【００１３】
＜撮影光学系＞ 眼底からの反射光束は、対物レンズ２０、視野絞り２２ａ、穴開きミラー２１の開口部、撮影絞り２２ｂ、光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ２３、結像レンズ２４を介して赤外光反射、可視光透過の特性を有するダイクロイックミラー（ダイクロイックプリズム）２５に入射する。なお、視野絞り２２ａは被検眼が正視のときに対物レンズ２０により中間像を結ぶ第１像面の位置付近に配置されている。ダイクロイックミラー２５を透過した可視光束は、可視域に感度を有する撮影用のカラーＣＣＤカメラ２６に入射し、その撮像素子面上に眼底像を結像する。
【００１４】
＜観察光学系＞ 観察光学系３は、撮影光学系２の対物レンズ２０からダイクロイックミラー２５までを共用し、光分割部材としてのダイクロイックミラー２５によって赤外域のみ光路が分岐される。ダイクロイックミラー２５によって反射された眼底からの赤外反射光束は、リレーレンズ３０を透過した後、ダイクロイックミラー２５と同じ光学特性を有する光分割部材としてのダイクロイックミラー３１により更に反射して、赤外域に感度を有する観察用ＣＣＤカメラ３２に入射し、その撮像素子面上に眼底像を結像する。
【００１５】
なお、フォーカシングレンズ２３は撮影光学系２と観察光学系３の共用光路の光軸上を移動可能で、被検眼の屈折力に合せての屈折異常の調節を可能にする。フォーカシングレンズ２３はラック４２に固設されており、ラック４２はステッピングモータ４０の回転軸に固設されたピニオン４１と噛み合っている。ステッピングモータ４０の回転によってピニオン４１、ラック４２を介して、フォーカシングレンズ２３が光軸上を移動し、撮影用ＣＣＤカメラ２６及び観察用ＣＣＤカメラ３２の撮像素子面上に被検眼眼底のピントを合わせる。
【００１６】
＜フォーカス指標投影光学系＞ フォーカス指標投影光学系４５は、指標板４７、赤外光を出射する照明用ＬＥＤ４６、ビームスプリッタ４８を備え、指標板４７及びＬＥＤ４６はフォーカシングレンズ２３と連動して移動可能に構成されている。指標板４７を発した指標投影用の光束は、穴開きミラー２１で反射されて眼底共役面（不図示）に一旦結像した後、対物レンズ２０を介して被検眼眼底に投影される。被検眼眼底に投影されたフォーカス指標像は赤外光により投影されているため、その反射光はダイクロイックミラー２５及び３１で反射され、観察用ＣＣＤカメラ３２に被検眼の眼底像と共に撮像される。
【００１７】
＜固視目標投影光学系＞ 固視目標投影光学系３５はダイクロイックミラー２５で撮影光学系２と光路が分けられる観察光学系３側に配置され、可視光を発する固視灯３６を備え、ダイクロイックミラー３１を共用する。ダイクロイックミラー３１は観察光学系３の光路をさら分割し、観察光学系３と分割された光路側に固視灯３６が配置されている。また、固視灯３６はツマミ３７の先端に設けられ、被検眼眼底及び観察用ＣＣＤカメラ３２の撮像面と略共役な平面内で位置変更可能な構成とされている。検者がツマミ３７を操作することで固視灯３６は投影光軸に垂直な平面内で移動され、これにより被検眼に呈示される固視目標の位置が変化して被検眼眼底を所望の撮影部位へ誘導することができるようになっている。
【００１８】
固視灯３６から出射する可視光束は、ダイクロイックミラー３１を透過し、リレーレンズ３０を介してダイクロイックミラー２５に入射する。ダイクロイックミラー２５に入射した可視の固視標光束は僅か略２０〜１０％程度が反射されるのであるが、撮影光学系２の光路を辿って被検眼に視認され、被検眼による固視が行われる。ヒトの眼球の視感度は、ダイクロイックミラー２５によって僅かに反射される可視の固視目標をも視認することができる。
【００１９】
また、固視灯３６と観察用ＣＣＤカメラ３２の撮像素子面が略共役な位置関係で、固視灯３６の光束が撮像素子面に結像するように反射光学系を設ければ、観察用ＣＣＤカメラ３２の出力が接続される後述の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５３上には眼底像とともに固視灯像が表示され、固視灯の移動をディスプレイ上で観察しながら固視誘導が可能になる。
【００２０】
次に、本実施形態の眼底カメラにおける動作について図２の制御系要部概略図を基に説明する。
【００２１】
まず、被検眼の撮影準備として、被検眼と光学系とのアライメントを行う。ケーシングに収められた光学系は移動台に載置され、図示なき摺動機構により固定台と相対移動する。固定台側の顎台に被検者を固定した後、ハロゲンランプ１０を点灯して被検眼を赤外光により照明する。赤外光の照明による眼底からの反射光束はダイクロイックミラー２５で反射され、観察用ＣＣＤカメラ３２に被検眼像が撮像される。観察用ＣＣＤカメラ３２からの画像信号はＡ／Ｄ変換された後に画像メモリ・画像処理部５１、ＬＣＤ表示用の画像信号に変換するための画像変換部５２を介してカラーの液晶ディスプレイであるＬＣＤ５３に入力され、被検眼像が表示される。検者はＬＣＤ５３に映し出された被検眼像（このときはモノクロ画像）を観察すると共に、図示なきアライメント光学系（例えば、視野絞り２２ａの前に赤外光を発する左右一対の光ファイバの出射端面を配置して構成することができる）により形成されるアライメント輝点を観察して、被検眼と光学系の作動距離及び光軸調整のアライメントを行う。
【００２２】
アライメントを完了した後、検者はフォーカススイッチ５６を操作し、各ＣＣＤカメラ２６，３２の撮像面が眼底と共役な位置になるようにフォーカシングレンズ２３を移動させる。制御部５０はフォーカススイッチ５６からの操作信号に応じてステッピングモータ４０を回転させることでフォーカシングレンズ２３を撮影光学系２の光軸上で移動させる。これは、被検眼の屈折異常による焦点位置のズレを補正し、眼底にピントを合わせ、明瞭な眼底撮影像を得るためである。固視灯３６から出射する可視光束は前述のように、ダイクロイックミラー２５によって反射されて被検眼眼底に投影されるので、被検者の屈折異常が補正されると明瞭に確認できるようになり、その状態で被検者にはこれを固視させる。
【００２３】
フォーカシングレンズ２３の移動によるピント合わせには、観察用ＣＣＤカメラ３２に眼底像とともに撮像されるフォーカス指標像（指標板４７の像）が利用される。検者は観察用ＣＣＤカメラ３２に撮像される赤外眼底像及びフォーカス指標像をＬＣＤ５３で観察しながら、フォーカス指標像のピントを合わせるようにフォーカススイッチ５６を操作することで、被検者の屈折異常による焦点位置のズレを補正する。このとき、制御部５０はステッピングモータ４０の回転パルス数からフォーカシングレンズ２３の移動位置（移動量）を検出し、その移動位置から屈折度数であるディオプターに換算し、ＬＣＤ５３上に表示する。この表示によって検者は被検眼の屈折異常の程度を知る目安となる。また、被検眼の屈折度数が予め分かっている場合には、その値とＬＣＤ５３上に表示される情報との比較により、フォーカシングレンズの移動方向が認識しやすくなると共に、眼底像のピント合わせを容易にすることができる。且つ、固視灯も最初から被検者に見易く明瞭にして使用できる。
【００２４】
被検眼眼底の撮影部位を移動させたい場合は、ツマミ３７を操作して固視灯３６を所望の方向に移動させる。固視灯３６の像を観察用ＣＣＤカメラ３２により撮像するように構成した場合は、ＬＣＤ５３に眼底像ともに表示されるため、検者は固視灯３６をどの位置に移動させれば良いかを容易に認知することができる。
【００２５】
ピント合わせを完了させ、撮影したい眼底像が観察できるようにした状態で、検者は撮影スイッチ５５を押してトリガ信号を発生させる。トリガ信号が入力された制御部５０はフラッシュランプ１３を発光させて被検眼眼底を可視光で照明する。眼底からの可視の反射光は前述の光路を辿って撮影用ＣＣＤカメラ２６に入射する。撮影用ＣＣＤカメラ２６からの映像信号は画像メモリ・画像処理部５１に入力され、フラッシュランプ１３の発光と同期して画像メモリ・画像処理部５１に静止画像が記憶される。
【００２６】
また、制御部５０の制御により、画像メモリ・画像処理部５１からの画像信号はＣＣＤカメラ２６によって撮影された画像に切換えられ、画像変換部５２を介してＬＣＤ５３に入力され、ＬＣＤ５３にカラーの眼底像が表示される。
【００２７】
撮影直後にＬＣＤ５３に表示される眼底像は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、フォーカシングレンズ２３の位置に応じてその画像サイズが異なる。例えば、フォーカシングレンズ２３が０ディオプトリ（正視状態）である基準位置Ｓにあるときに撮像される眼底像の画像サイズを図３（ａ）の大きさとする。これに対して、被検眼がマイナスの屈折力（近視状態）である場合には、対物レンズ２０とフォーカシングレンズ２３との間にできる中間像Ｂは被検眼側に移動する。よって、フォーカシングレンズ２３はこの中間像Ｂと撮影用ＣＣＤカメラ２６の撮像素子面との間を補完すべく（共役関係を保つべく）、基準位置Ｓよりも中間像Ｂ側へ移動させることにより像間距離が延長されることで、図３（ｂ）に示すように撮影される画像サイズが拡大化する（撮影倍率が高く変動する）。一方、被検眼がプラスの屈折力（遠視状態）である場合には、逆にフォーカシングレンズ２３は基準位置ＳよりもＣＣＤカメラ２６側に移動させるので、図３（ｃ）に示すように画像サイズが縮小化する（撮影倍率が低く変動する）。
【００２８】
ここで、画像サイズ補正用のスイッチ５４ａを押すと、制御部５０は撮影時のフォーカスレンズ２３の位置情報から得られる撮影倍率の変動情報を基に、フォーカスレンズ２３が基準位置Ｓにある状態で撮影される画像サイズ（以下、これを基準画像サイズという）に補正するように画像メモリ・画像処理部５１に制御信号を入力する。画像メモリ・画像処理部５１は記憶した撮影画像のサイズを画像処理により変化させて出力することにより、ＬＣＤ５３に表示される画像サイズが変更される。すなわち、図３（ｂ）で示した眼底像は図３（ａ）まで縮小され、図３（ｃ）で示した眼底像は図３（ａ）まで拡大されて表示される。表示用意の画像サイズを変更するための撮影倍率の変動情報は、ステッピングモータ４０の駆動量（駆動パルス数）から求められるフォーカシングレンズ２３の位置情報と、これに基づいて光学設計面から算出される倍率変動との相関関係を予めプログラム化して記憶させておくことで、制御部５０により演算して求められる。なお、フォーカシングレンズ２３の位置はエンコーダ等によって直接検出しても良い。
【００２９】
制御部５０には多数の画像データを記憶するためのＭＯ（光磁気ディスク）やメモリカード等の画像記憶部６０が接続されており、画像メモリ・画像処理部５１に取り込まれた画像データを画像記憶部６０に記憶する。このとき、記憶する画像データに対応させて、撮影時の倍率変動情報を画像サイズ変更用の補正情報として同時に記憶する。したがって、画像記憶部６０に記憶に記憶された複数の画像データから所望のものを表示させるときも、スイッチ５４ａを押すことにより眼底画像の表示を基準画像サイズに補正（変更）して表示される。
【００３０】
また、画像メモリ・画像処理部５１に取り込まれた画像データや画像記憶部６０に記憶した画像データは、データ送信用のスイッチ５４ｂを押すことにより、通信ケーブルで接続された外部コンピュータ７０側に送信出力することができる。画像記憶部６０としてメモリカードを使用した場合は、外部コンピュータ７０側でメモリカードのデータを読み込むようにして送信できる。このとき、送信する画像データと共にその撮影時の倍率変動情報が同時に出力される。そして、外部コンピュータ７０側のコンピュータ用ディスプレイ７１に眼底画像を表示する際には、表示用プログラムを作動させることで、ＬＣＤ５３に表示したときと同様に、撮影倍率情報を基に画像処理によって基準画像サイズに補正された大きさのものが表示される。ディスプレイ７１には複数の画像を同時に表示することも可能である。プリンタ７２による印刷時にも、基準画像サイズに補正された大きさのものが印刷される。もちろん、撮影時の画像サイズのままでの表示、印刷も可能である。
【００３１】
このように撮影画像の表示の際には、フォーカシングレンズの移動によって倍率が変化する眼底画像に対し、眼底画像のサイズを一定の基準に合せて補正することができるので、被検眼の屈折異常に影響されずに同一基準で眼底画像（例えば、緑内障診断の重要な要素となる視神経乳頭部の大きさ）を比較したり、その比較をするための基準を知ることができる。また、サイズを補正した複数の眼底画像を同時に表示させることで、経時変化診断等における比較検討を容易に行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置構成を複雑にすることなく、フォーカスレンズの移動によって変動する眼底画像の倍率（サイズ）を一定の基準に合わせて補正することが画像処理によって容易にできるので、経時変化を見る診断、あるいは標準偏差を見る診断等における比較検討の精度を上げることに役立てられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態である眼底カメラの光学系概略図である。
【図２】実施形態である眼底カメラの制御系要部概略図である。
【図３】フォーカシングレンズの位置と撮影サイズの関係を説明する図である。
【符号の説明】
２３ フォーカシングレンズ
２６ 撮影用ＣＣＤカメラ
４０ ステッピングモータ
４１ ピニオン
４２ ラック
５０ 制御部
５１ 画像メモリ・画像処理部
５３ 液晶ディスプレイ
５４ａ 画像サイズ補正用スイッチ

Claims (2)

1. ピント調整用のフォーカスレンズと可視領域に感度を有する撮影用撮像素子とを有し、被検眼の眼底を静止画として撮影する撮影光学系と、眼底に投影されたフォーカス指標の状態に基づいてフォーカスレンズを移動させ被検眼の眼底にピントを調整するピント調整手段と、撮影された眼底像を表示するディスプレイと、を備え、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラにおいて、前記ピント調整手段により調整されたフォーカスレンズの移動量に基づいてフォーカスレンズが所定の基準位置にあるときの撮影像に対する撮影倍率の変動情報を得る演算手段と、撮影倍率の変動情報を撮影された静止眼底像に対応させて記憶する記憶手段と、撮影倍率の変動情報に基づいて、撮影された静止眼底像を被検眼の屈折異常による倍率変化を補正して同一基準による大きさの眼底像を得る画像処理手段と、表示する眼底像の選択信号に基づいて、倍率変化が補正された眼底像を表示するか、倍率変化が補正されない眼底像を表示するか、を選択して前記ディスプレイに選択された眼底像を表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする眼底カメラ。
2. ピント調整用のフォーカスレンズと可視領域に感度を有する撮影用撮像素子とが配置され、被検眼の眼底を静止画として撮影する撮影光学系と、眼底に投影されたフォーカス指標の状態に基づいてフォーカスレンズを移動させ被検眼の眼底にピントを調整するピント調整手段と、撮影された眼底像を表示するディスプレイと、を備え、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラにおいて、前記ピント調整手段により調整されたフォーカスレンズの移動量に基づいてフォーカスレンズが所定の基準位置にあるときの撮影像に対する撮影倍率の変動情報を得る演算手段と、撮影倍率の変動情報を撮影された静止眼底像に対応させて記憶する記憶手段と、撮影倍率の変動情報に基づいて、撮影された静止眼底像を被検眼の屈折異常による倍率変化を補正して同一基準による大きさの眼底像を得る画像処理手段と、撮影された眼底像及び撮影倍率の変動情報を外部装置に出力する出力手段と、を備えることを特徴とする眼底カメラ。

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