JP4500616B2 - 眼科撮影装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば眼科医院等にて用いられる蛍光撮影が可能な眼底カメラなどの眼科撮影装置に関するものである。
従来の眼科撮影装置においては、動画撮影や静止画撮影のような撮影制御方法の変更は、装置に設けられた撮影制御切替えスイッチなどの入力手段による変更を行っていた。また、動画記録スイッチと静止画記録スイッチを分離するなどの方法で行っていた(特許文献1参照)。
近年では、動画記録用に用いる光学系と静止画記録用に用いる光学系を分離することによって、上記スイッチを廃止し、動画と静止画を同時に記録できるように構成されている装置(特許文献2参照)が提案されている。
特開平02−211120 特開平08−252225
しかし、上記従来の方法では、以下のような課題があった。
1)動画記録と静止画記録の誤操作を行ってしまう。
2)動画記録用に用いる光学系と静止画記録用に用いる光学系を分離することにより装置が大型化し、高価なものになってしまう。
本発明は、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、動画記録と静止画記録の誤操作を防止しする眼科撮影装置、制御方法、プログラムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明による眼科撮影装置は以下の構成を備える。すなわち、被検眼を照明する光路に励起フィルターが挿入されているか否かを検知するための励起フィルター検知手段と、前記被検眼の撮影を行う光路に濾過フィルターが挿入されているか否かを検知するための濾過フィルター検知手段と、前記被検眼の像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段からの信号を増幅する増幅手段と、前記励起フィルター検知手段の出力、濾過フィルター検知手段の出力、及び前記増幅手段による前記撮影手段の増幅を行っているか否かに基づいて、撮像手段による動画撮影、静止画撮影のいずれかを選択する選択手段と、前記選択手段による選択に応じて、前記撮像手段の撮影を制御する制御手段とを備える。
以上説明したように、本発明によれば、動画記録と静止画記録の誤操作を防止しする眼科撮影装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。
図1は、本発明を実施した眼底カメラの構成を示す図である。また、本実施例にて説明を行う眼底カメラは、散瞳剤を用いて撮影を行う散瞳型の眼底カメラである。
対物レンズ1、穴明きミラー2の穴に配置された撮影絞り2a、光軸上を移動可能なフォーカスレンズ3、撮影レンズ4、光路内に挿脱可能に配置された蛍光撮影用の蛍光濾過フィルター5、色分解プリズム6、撮像素子7b、7r、7gは、眼底観察撮影手段を構成する。ここで、色分解プリズム6、は、赤外光と赤色光を撮像素子7rへ、青色の光を撮像素子7bへ、緑色の光を撮像素子7gに導く。
これらの撮像素子から発した信号は、信号増幅手段8、画像制御手段10、に入力させる。該画像制御手段10には、モニター11、28、画像記録手段12が接続されており、さらに制御手段13により制御されている。前記記録手段12は、Mo、MD、DVD−RAM,VTRテープ、ハードディスク等の外部より電力供給がなくとも記憶を保持可能な記録媒体12aへの書き込み、または、読み出しを行うドライブ装置である。
可視光及び赤外光の定常光を発するハロゲンランプ等の観察光源16、コンデンサーレンズ17、閃光を発するストロボ光源19、リング状の開口を有する絞り20、光路内に挿脱自在に配置された蛍光撮影用励起フィルター21a、赤外光を遮断する赤外カットフィルター21b、リレーレンズ22、前記穴明きミラー2、対物レンズ1は、眼底照明手段を構成する。
制御手段13には、撮影スイッチ23、励起フィルター選択スイッチ24a、濾過フィルター選択スイッチ24b、前記観察光源16の発する光量、及び信号増幅手段8の増幅率を調整するスイッチ25、前記ストロボ光源19の発光する光量及び、信号増幅手段8の増幅率を調整するスイッチ26a,26bが接続されている。
また、ストロボ光源19は、ストロボ発光制御回路27により発光を制御されており、発光光量は、コンデンサー27aに印加されている電圧により制御されている。
まず、カラー撮影をする場合について説明する。検者は、散瞳剤を点眼し散瞳した被検者を前記対物レンズ1に向かって着席させる。被検者は、散瞳剤によって散瞳されているので可視光を照射しても縮瞳しない。
カラー撮影を行う場合には、励起フィルター選択スイッチ24aを操作し、励起フィルター21aを光路外に退避するとともに赤外カットフィルター21bを光路内に挿入し、濾過フィルター選択スイッチ24bを操作し、蛍光濾過フィルター5を光路外に退避する。
観察光源16を発した光は、コンデンサーレンズ17により集光され、撮影光源19、リング状開口を有する絞り20の開口を通過し、レンズ22を通り、穴明きミラー2の周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ1、被検眼瞳孔Epを通して被検眼眼底Erを照明する。このように赤外光で照明された眼底Erの像は、再び対物レンズ1、穴明きミラー2の穴に配置された撮影絞り2a,フォーカスレンズ3、撮影レンズ4を通り、前記色分解プリズム6に入射し、撮像素子7b、7r、7gに結像し、電気信号に変換される。この信号は、信号増幅手段8を通り所定の増幅率に増幅され、画像制御手段10に入力されモニター11に表示される。撮影者は、このモニター11に映った眼底像11aを見ながら、スイッチ25を操作し眼底像の明るさを調整する。
次にスイッチ25による光量、及び増幅率の調整について説明する。スイッチ25はつまみ式になっており、その周りには目盛り1から9まで表示しており、その間を連続的に調整できる。このつまみの角度は、既知の角度検知手段により検知され、その情報は、制御手段13に伝えられる。制御手段13は、図2に示した表にしたがって、光源16に印加する電圧及び、信号増幅手段8の増幅率を制御する。すなわち、スイッチ25が、前記目盛り3相当を指しているときには、光源16に印加する電圧は、4Vであり、信号増幅手段8の増幅率は0dBである。また、スイッチ25が、前記目盛り5相当を指している場合には、光源16に印加する電圧は、16Vであり、信号増幅手段8の増幅率は、0dBである。さらにスイッチ25が、前記目盛り7相当を指している場合には、光源16に印加する電圧は、16Vのままであり、信号増幅手段8の増幅率は、12dBである。さらに、前記目盛り9相当を差している場合には、光源16に印加する電圧は、16Vのままであり、信号増幅手段8の増幅率は、24dB(2ビットシフト)である。
本実施例中で用いているビットシフトとは、撮像素子7b、7r、7gからの電気信号の信号増幅手段8内部での処理で、分解能を犠牲にして画像を擬似的に明るく見せる増幅方法である。1ビットシフトは2倍の増幅と同じ効果となるが1ビット分の分解能を低下させ、2ビットシフトは4倍の増幅と同じ効果となるが2ビット分の分解能を低下させることになるため、出力される画像は、ビットシフトしない画像に比べ画質が劣ることになる。
また、スイッチ25の指す位置が、上記目盛りの間である場合には、その割合に応じた値が設定される。これらの、電圧の変更及び、増幅率の変更は、即時に行われるため、モニターを見ながら、撮影者は、広いダイナミックレンジに亘って、眼底像の明るさを調節できる。
このように、スイッチ25を調整し被検眼眼底を、適当な明るさで観察しながら不図示の操作手段を用いて被検眼との位置合わせ及び、フォーカスレンズ3を動かしてのピントあわせ、及び撮影範囲の確認を行う。
つぎにスイッチ26による、光量、及び増幅率の調整について説明する。スイッチ26a、26bを操作すると、表示手段26cの表示が、F1から、F8まで段階的に変化する。このスイッチ26a、26bにより設定された値は、制御手段13によって検知され制御手段13は、図3に示した表にしたがって、ストロボ発光制御手段27の、コンデンサーの充電電圧、及び、信号増幅手段8の増幅率を設定する。ただし、この時の信号増幅率は、後述のごとく、撮影スイッチ23への入力を待って設定される。 つまり、スイッチ26の値が、F1であることを検知した制御手段13は、コンデンサー27aに印加されている電圧を、53Vに設定し信号増幅手段8の増幅率が、0dBであることをメモリー13aに記憶する。同様にスイッチ26の値が、F7であることを検知した制御手段13は、コンデンサー27aに印加されている電圧を、300Vに設定し信号増幅手段8の増幅率が、6dBであることをメモリー13aに記憶する。
以上のような設定が終了し、前記モニター11に映った眼底像を観察し撮影範囲、位置、ピント合わせが良好であることを確認した後撮影スイッチ23を操作し撮影を行う。ここで重要な点は、この時の撮影は自動的に静止画撮影となる事である。自動的に静止画撮影とする制御方法については、後述する蛍光撮影時の撮影制御の方法で説明を行う。
撮影スイッチ23への入力を検知した制御手段13は、撮像素子7b、7r、7g の光蓄積を開始し、信号増幅手段8の増幅率を、前述のとおり、メモリー13aに記憶されている値に設定し、ストロボ制御回路27に発光信号を送る。発光信号を受けたストロボ16は、前記コンデンサー27aに蓄えられた電荷により発光する。ストロボ16を発した光束は前記観察光と同様に、リング状開口を有する絞り20の開口を通過し、フィルター21bにより赤外光は除去され、残りの可視光はレンズ22を通り、穴明きミラー2周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ1を通して被検眼瞳孔Epより眼底Erを照明する。このように照明された眼底の像は、再び対物レンズ1、撮影絞り2a、フォーカスレンズ3、撮影レンズ4を通り、前記色分解プリズム6に入射し、赤、緑、青、それぞれの色に分解され、撮像素子7r、7g、7bに結像し、電気信号に変換される。信号増幅手段8は、これらの信号を前記の通り設定した増幅率で増幅し、画像制御部10は、この電気信号をデジタル画像データに変換し、メモリー10aに一旦記録し、記録手段12により記録媒体12aに記録する。それとともにモニター28に静止画撮影された眼底画像を表示する。
次に蛍光撮影を行う場合について説明する。まず、カラー撮影と同様に散瞳剤を点眼し散瞳した被検者を前記対物レンズ1に向かって着席させる。被検者は、散瞳剤によって散瞳されているので可視光を照射しても縮瞳しない。そこで、励起フィルター選択スイッチ24aを操作し、励起フィルター21aを光路外に退避するとともに赤外カットフィルター21bを光路内に挿入し、濾過フィルター選択スイッチ24bを操作し、蛍光濾過フィルター5を光路外に退避する。
このような構成において、光源16を発した光は、前記と同様な光路を通り、励起フィルター21aにより赤外光は、取り除かれ、眼底を可視光で照明する。このように照明された眼底像は、前記と同様の光路を通り、色分解プリズムにより、青、赤、緑色に色分解され撮像素子、7b、7r、7gに結像し、電気信号に変換される。これらの電気信号は信号増幅手段8に入力され、所定の増幅率に増幅される。この信号は、画像制御手段10に入力され、モニター11に映し出される。撮影者は、このモニター11に映ったカラーの眼底像を観察し、被検眼眼底像が、見やすい明るさになるようにスイッチ25を操作する。モニターに映ったカラー眼底像 を見て位置合わせ及びピントが良好であることを確認した後、被検者に蛍光剤を注射する。それとともに励起フィルター選択スイッチ24aと濾過フィルター選択スイッチ24bを操作し、蛍光励起フィルター21a及び蛍光濾過フィルター5を光路内に挿入する。撮影者は、スイッチ25を操作したとえば、9程度に設定することにより光源16の発光する光量を増すとともに、信号増幅手段8の増幅率を大きくし、微弱な光である蛍光像が出現するのを待つ。蛍光像が出現したら、撮影スイッチ23を操作する。
ここで、カラー撮影を行う場合の説明中に後述するとした、カラー撮影時には自動的に静止画撮影とする制御方法である、本発明の最も特徴的な制御について説明する。
図4は、詳細部の構成図を示したもので、制御手段13の内部に、励起フィルター検知手段1301、濾過フィルター検知手段1302、信号増幅手段8の増幅率の増幅率検知手段1303、観察状態判断手段1304、撮影制御手段1305が構成されている。励起フィルター選択スイッチ24aおよび蛍光励起フィルター21aと接続されている励起フィルター検知手段1301、濾過フィルター選択スイッチ24bおよび蛍光濾過フィルター5と接続されている濾過フィルター検知手段1302、スイッチ25に接続されている増幅率検知手段1303は、観察状態判断手段1304に接続されていて、観察状態判断手段1304の出力は、撮影制御手段1305に接続されている。
本実施例では、励起フィルター検知手段1301はおよび濾過フィルター検知手段1302は、蛍光励起フィルター21aおよび蛍光濾過フィルター5の挿入および離脱制御を行っているため、蛍光励起フィルター21aおよび蛍光濾過フィルター5がそれぞれ光路内に挿入されているか光路外に離脱されているかの検知が可能な構成となっている。蛍光励起フィルター21aおよび蛍光濾過フィルター5の位置検知の方法については、本実施例で示す方法以外にも、光路内に検知スイッチを設ける方法等が考えられる。
図5は、観察状態の判断の様子をフローチャートで示したもので、ステップ501として、撮影スイッチ23が操作されると同時に観察状態の判断を開始する。図5に示すフローチャート内部のすべての判断ステップは、観察状態判断手段1304内部で実行され、ステップ502は、励起フィルター検知手段1301からの入力により、蛍光励起フィルター21aが光路内に挿入されている場合には、ステップ503に進み、蛍光励起フィルター21aが光路内に挿入されていない場合には、ステップ506に進み観察状態の判断を終了する。ステップ503は、濾過フィルター検知手段1302からの入力により、蛍光濾過フィルター5が光路内に挿入されている場合には、ステップ504に進み、蛍光濾過フィルター5が光路内に挿入されていない場合には、ステップ506に進み観察状態の判断を終了する。最後の判断としてのステップ504では、増幅率検知手段1303からの入力により、信号増幅手段8の増幅率が図2に示すビットシフト制御を行っているか否かの判断を行い、ビットシフト制御を行っていない場合には、ステップ505に進み観察状態の判断を終了し、ビットシフト制御を行っている場合には、ステップ506に進み観察状態の判断を終了する。
次に、以上の処理にて観察状態の判断を行うことができる理由について説明する。これらステップ502、ステップ503、ステップ504での判断は、蛍光撮影時の撮影方法が動画撮影に適したものか静止画撮影に適したものかの判断に基づいている。ステップ502では、蛍光撮影時に不可欠な蛍光励起フィルター21aが光路に挿入されているか否かの判断を行うため、蛍光撮影を行うか否かの判断が可能である。ステップ503では、蛍光濾過フィルター5が光路内に挿入されているか否かの判断を行うため、蛍光像が出現するのを待っている状態もしくは蛍光像を撮影しようとしている状態か否かの判断が可能である。ステップ504では、信号増幅手段8の増幅率がビットシフトされ分解能を低下させることになっているか否かの判断を行うため、撮像素子7r、7g、7bに光蓄積される画像の分解能が著しく低下する状態となっているか否かの判断が可能である。
本実施例においては、ビットシフトが行われるか否かである図2における18dbを基準に観察状態の判断を行うようにしている。しかしながら、より高精度の静止画を求めた場合は、基準とした増幅率の所定値を0dbすることで、増幅を行う場合には静止画撮影に適していると判断する方法も考えられる。このように増幅率の所定値を変更することは、本実施例を用いて容易に行える上、観察状態から動画撮影に適したものか静止画撮影に適したものかの判断を行う本発明の特徴とする制御を用いることにかわりはない。
ステップ502、ステップ503、ステップ504において、それぞれYESの判断となった場合は、蛍光撮影で蛍光像を撮影し画像を劣化させることなく観察可能な状態であると判断できるため、ストロボ光源19を用いることなく観察光源16からの照明光で撮像素子7r、7g、7bへの光蓄積が可能な状態である。一般に、蛍光撮影時において、蛍光像が出現し始めてからの数分間は、以上のような蛍光撮影で蛍光像を撮影し画像を劣化させることなく観察可能な状態であり、その後は、蛍光の低下によって蛍光像の観察が困難になっていくため、蛍光濾過フィルター5を光路外に離脱し、ビットシフトを用いた観察を行っている。特に近年では、赤外蛍光撮影において、蛍光像が出現し始めてからの数分間の動画撮影画像と、その後の静止画撮影画像を用いて眼底の読影を行っている場合がほとんどである。本実施例のように、動画撮影と静止画撮影を蛍光像の観察状態の判断に基づいて行うことで、極めて使い勝手の良い装置となる。
撮影スイッチ23への入力を検知した制御手段13は、その内部に構成されている観察状態判断手段1304で観察状態の判断を行い、撮影制御手段1305によって静止画撮影と動画撮影を行っている。前述したカラー撮影時の撮影処理は、撮影制御手段1305による静止画撮影である。図5に示したステップ506に進んだ場合は、撮影制御手段1305によって静止画撮影が実行され、カラー撮影時と同様の処理を行う。観察状態判断手段1304で観察状態の判断を行い、図5に示したステップ505に進んだ場合は、撮影制御手段1305によって動画撮影が実行され、カラー撮影時とは処理が異なる。
ここでは、静止画撮影とは処理の異なる動画撮影時の制御について説明する。
撮像素子7r、7g、7bの光蓄積を開始し、信号増幅手段8の増幅率は、スイッチ25により設定された値である。静止画撮影と処理が異なる第一の相違点は、信号増幅手段8の増幅率はメモリー13aに記憶されている値に設定されない事である。静止画撮影と処理が異なる第二の相違点は、ストロボ制御回路27に発光信号を送らない事である。観察光源16からの観察光は、静止画撮影と同様に、リング状開口を有する絞り20の開口を通過し、フィルター21aにより蛍光励起光のみ透過し、レンズ22を通り、穴明きミラー2周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ1を通して被検眼瞳孔Epより眼底Erを照明する。 このように照明された眼底は蛍光を発し、その像は、再び対物レンズ1、撮影絞り2a、フォーカスレンズ3、撮影レンズ4、蛍光濾過フィルター5により蛍光以外の光は除かれ、前記色分解プリズム6に入射し、赤、緑、青、それぞれの色に分解され、撮像素子7r、7g、7bに結像し、電気信号に変換される。信号増幅手段8は、これらの信号を前記の通り設定した増幅率で増幅し、画像制御部10は、この電気信号をデジタル画像データに変換し、メモリー10aに一旦記録し、記録手段12により記録媒体12aに記録する。撮影スイッチ23が押されている間は、撮像素子7r、7g、7bの光蓄積開始から記録媒体12aへの記録までの一連の処理を繰り返し実行する。以上、説明した動画撮影時の処理は、本実施例において、撮影スイッチ23が離された場合に撮影処理を終了する。
この動画撮影時には、静止画撮影時に静止画撮影を表示していたモニター28に眼底画像を表示しない。これは、モニター11に動画記録されたものと同じ画像が映っているためである。動画撮影時には、このモニター11に映った眼底像を見て、蛍光像が、明るかったり暗かったりする場合には、スイッチ25を操作し明るさを調整することになる。スイッチ25を操作すると、観察状態が変化し観察状態判断手段1304による判断が変化することがあり、撮影制御手段1305によって静止画撮影制御と動画撮影制御の切替えを行うことがある。同様に、励起フィルター選択スイッチ24aの操作および濾過フィルター選択スイッチ24bの操作によって、観察状態が変化し観察状態判断手段1304による判断が変化するので、撮影制御手段1305によって静止画撮影制御と動画撮影制御の切替えを行うことがあることは言うまでもない。
以上説明したように、本発明による眼科撮影装置は、撮影制御方法を観察状態に応じて自動的に切替えるようになっているので、静止画撮影と動画撮影の誤操作を防止することができる。また、静止画撮影と動画撮影を1つの撮像素子で行えるように構成できるので、装置の小型化および低価格化が可能である。
(他の実施形態)
また実施形態1の機能を実現する様に各種のデバイスを動作させる様に該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、前記実施形態機能(例えば、図5のフローチャートにより実現される機能)を実現するためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)を格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも本発明の範疇に含まれる。
またこの場合、前記ソフトウエアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。
かかるプログラムコードを格納する記憶媒体としては例えばフロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることが出来る。
またコンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)、あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
更に供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
眼底カメラの配置を表わす図である。 印加電圧とカメラの増幅率を表わす図である。 充電電圧とカメラの増幅率を表わす図である。 詳細部の構成図を表す図である。 観察状態の判断の様子を表わすフローチャートである。
符号の説明
13 制御手段
1301 励起フィルター検知手段
1302 濾過フィルター検知手段
8 信号増幅手段
1303 信号増幅手段8の増幅率の増幅率検知手段
1304 観察状態判断手段
1305 撮影制御手段
24a 励起フィルター選択スイッチ
24b 濾過フィルター選択スイッチ

Claims (4)

  1. 被検眼を照明する光路に励起フィルターが挿入されているか否かを検知するための励起フィルター検知手段と、
    前記被検眼の撮影を行う光路に濾過フィルターが挿入されているか否かを検知するための濾過フィルター検知手段と、
    前記被検眼の像を撮影する撮影手段と、
    前記撮影手段からの信号を増幅する増幅手段と、
    前記励起フィルター検知手段の出力、濾過フィルター検知手段の出力、及び前記増幅手段による前記撮影手段の増幅を行っているか否かに基づいて、撮像手段による動画撮影、静止画撮影のいずれかを選択する選択手段と、
    前記選択手段による選択に応じて、前記撮像手段の撮影を制御する制御手段とを備えることを特徴とする眼科撮影装置。
  2. 前記励起フィルター検知手段によって前記励起フィルターが挿入されたことが検知され、かつ、前記濾過フィルター検知手段によって前記濾過フィルターが挿入されたことが検知され、かつ、前記増幅手段が前記撮影手段からの信号を増幅していない場合、選択手段は、動画撮影を選択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. 被検眼の像を撮影する撮影手段を有する眼科撮影装置の制御方法であって、
    前記被検眼を照明する光路に励起フィルターが挿入されているか否かを検知するための励起フィルター検知手段の出力、前記被検眼の撮影を行う光路に濾過フィルターが挿入されているか否かを検知するための濾過フィルター検知手段の出力、及び前記撮影手段からの信号を増幅する増幅手段が前記撮影手段の増幅を行っているか否かに基づいて、撮像手段による動画撮影、静止画撮影のいずれかを選択する選択工程と、
    前記選択手段による選択に応じて、前記撮像手段の撮影を制御する制御工程とを備えることを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。
  4. 請求項3に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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JP2000287938A (ja) * 1999-04-06 2000-10-17 Canon Inc 眼底撮影装置

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