JP4585813B2 - 眼科撮影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、眼科撮影装置、更に詳細には、眼底の画像を電子画像として撮影する複数の撮像手段を有し、撮影された眼底の画像を記録する記録装置が接続可能な眼科撮影装置に関する。
従来から、カラー撮影モード、蛍光撮影モードなど複数の撮影モードを有し、また各撮影モードに対応した撮影カメラを持つ眼科撮影装置が知られている。この種の眼科撮影装置(眼底カメラ)では、選択した撮影モードと使用したいカメラに合わせて外部の記録装置の設定を切り換えるのが一般的である。また、フラッシュ同期で撮影できるカメラは最大2種類で共にファイリング装置に入力され、ファイリング装置の設定切換で対応している。
このような切換を必要とするのは、各撮影モードにより要求されるカメラの特徴が異なるからである。すなわち、カラー撮影、可視蛍光撮影では、可視領域に感度が高く高画素のカメラが要求され、赤外光による観察時では、赤外領域に感度が高いカメラがよく、この場合、画素数はそれほど要求されない。一方、赤外光による撮影(赤外蛍光時の静止画)では高画素であることがまず要求され、逆に感度に関しては良いことに越したことはないが観察時(動画時)の時ほどは要求されない。このように撮影モードにより要求されるカメラの特徴が異なるので、すべてのモードで撮影が可能な眼底カメラには、すべての帯域で感度がよく画素数の高いカメラがあればよいが、それは極めて高価なカメラとなるので、現実的には複数のカメラを用意して撮影モードに応じて使用するカメラを切り換えることになる。
また、このような眼底カメラでは、観察時カメラからの画像信号は動画信号として送り出され、観察用モニタに表示される。また動画撮影時にはその画像信号は観察用モニタと動画記録装置(画像ファイリング装置)に送り出される。一方、静止画撮影のときは、眼底カメラのフラッシュと同期させてカメラからの画像信号を画像ファイリング装置に取り込むことが必要になる。またフラッシュ同期のタイミング調整の方法、設定値などはカメラにより多少異なっているので、撮影モードに応じて使用するカメラを選択した場合、その選択に従って画像ファイリング装置と使用するカメラとの同期システムも切り換えまたは変更しなければならない。
そのため、撮影モードを変更するときは、眼底カメラの設定・カメラの選択・同期方式の切換など必要とされる操作が多くなり、煩わしく、また間違いが多く起こる危険があった。このため、選択した撮影モードに応じて異なる記録手段に切り替えるとき、予め記録手段ごとにメモリに格納された制御信号パターンを読み出し、その制御信号パターンに従って記録手段を動作させることが行われている(例えば、特許文献1)。
また、撮像素子には、その特性から撮影時に起動をかけるのが好ましいものと、常時作動させておくものとがあり、その選択時には、撮像素子に応じて撮影時にトリガ信号を必要とするものと、そうでないものとがある。
特開平8−322802号公報
しかしながら、従来では、撮影モードあるいは撮像カメラの選択に合わせてフラッシュ同期方式(フラッシュ発光方式)の切換あるいは撮像素子に対するトリガ信号の要否など撮影手順を自動的に変更できなかったので、切換操作が多くなり、誤操作が多く起こるという問題があった。
従って、本発明は、このような問題点を解決するもので、撮影モードあるいは撮像カメラの選択に合わせて撮像手順を自動的に変更して誤りなく種々の撮影モードで良好な眼底撮影を行うことが可能な眼科撮影装置を提供することを課題とする。
本発明は、
撮影スイッチの操作に応答してフラッシュ光を発光させるフラッシュ光源と、フラッシュ光で照明された眼底の画像を電子画像として撮影する複数の撮像手段を有し、撮影された眼底の画像を記録する記録装置が接続可能な眼科撮影装置であって、
複数の撮像手段の一つを選択する選択手段と、
撮像手段ごとにプログラムされている撮影手順に従って撮影並びに記録を制御する制御手段とを備え、
撮影スイッチが操作されたとき、選択された撮像手段の撮影手順に従って眼底撮影が実行され、その際、
フラッシュ光源を発光させる場合、選択された撮像手段に応じて、撮像手段あるいは記録装置のいずれを起動するかを決定し、かつ、フラッシュ光源を発光させるタイミングを眼科撮影装置側あるいは記録装置側のいずれで制御するかを決定することを特徴とする。
本発明では、撮影スイッチを操作したときのフラッシュ光源の発光タイミング、眼底画像の撮影並びに記録という撮影手順が撮像手段ごとにプログラムされており、選択された撮像手段の撮影手順により眼底撮影並びに記録が行われるので、撮像手段に固有な切換操作をプログラム化して自動化することにより、設定の間違いを防ぐことができる、という効果が得られる。特に、フラッシュを同期発光させるタイミングを眼科撮影装置側で制御するか、あるいは記録装置側で制御するかを、撮影モードや撮像手段の選択に合わせて、自動的に決定することができる、という利点が得られる。
本発明は、複数の撮影モードと複数の撮像手段を有し、複数のフラッシュ同期方式を有する眼底カメラで撮影モードや撮像手段の選択に合わせて、フラッシュ同期方式など撮影手順を自動的に変更できるもので、以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図1には、本発明の眼科撮影装置(眼底カメラ)50の実施例が図示されており、ハロゲンランプなどの観察用光源1からの光束は、凹面鏡2で集光されたあと、撮影用光源であるフラッシュ光源(ストロボ)3、コンデンサーレンズ4を経てミラー5で反射された後、リレーレンズ20、21を通過して穴あき全反射ミラー22で反射され、この全反射ミラー22で反射された光束は対物レンズ23により被検眼Eの瞳Epで結像された後、眼底Erに入射する。
この眼底照明光学系の光路には、赤外透過可視光カットフィルタ6あるいは可視光透過赤外光カットフィルタ6’が観察用光源1の後に選択的に挿入され、また照明光学系には、標準リングスリット11、小瞳孔用のリングスリット12、蛍光用の大リングスリット13を切り替えることができるターレット円盤10が設けられ、ターレット円盤を回転させることにより、いずれかのリングスリットを照明光学系の光路に挿入できる。挿入されたリングスリットは、ほぼ被検眼Eの瞳Epの位置に結像され、リング状の開口部を介して照明光が入射され、それにより眼底が均一に照明される。また、このとき眼底からの有害な反射光が各リングスリットの円形遮光板の像により遮光される。標準のリングスリット11は、通常使用されるリングスリットで、小瞳孔用のリングスリット12は、被検者の散瞳状態が十分ではないとき、あるいは被検者が子供のような、いわゆる小瞳孔に対して使用され、蛍光用リングスリット13は、主に赤外蛍光撮影のときに用いられるもので、照明光を多く入射させるために使用される。
また、リングスリットを切り替えるターレット円盤10の背後には、スルーフィルタ16、450nmから520nmの青色光束を通過させる可視蛍光用エキサイタフィルタ17、700nmから800nmの赤外光を通過させる赤外蛍光用エキサイタフィルタ18を配置したターレット円盤15が設けられる。スルーフィルタ16が選択されると、すべての光束を通過させることができ、可視蛍光用エキサイタフィルタ17は、可視蛍光撮影時に挿入され、また赤外蛍光用エキサイタフィルタ18は、赤外蛍光撮影時に光路に挿入され、赤外域のみの光を透過させる。
被検眼Eの眼底Erからの反射光は、再び瞳Epの中心部を通過して対物レンズ23を介して受光され、穴あき全反射ミラー22の穴を通過し、撮影光学系の光路に配置された撮影絞り24、フォーカスレンズ25、26、結像レンズ27Aを通過してリターンミラー30に入射する。結像レンズ27Aは、倍率の異なる結像レンズ27Bと交換できこれにより変倍機構を構成している。また、この撮影光路で撮影絞り24とフォーカスレンズ25の間に、可視蛍光撮影時、眼底からの可視蛍光を透過させるためにバリアフィルタ42が挿入できるようになっている。
リターンミラー30で反射された眼底からの光束は、リターンミラー31で反射され肉眼観察光学系を構成する接眼レンズ(ファインダ)32に入射するので、検者は接眼レンズ32を介して眼底像を観察することができる。また、赤外透過可視光カットフィルタ6を挿入し、リターンミラー31が跳ね上がって光路より離脱すると、眼底からの光束はリターンミラー33により反射されて赤外光用観察光学系に入射する。この赤外光用観察光学系は、結像レンズ28と、赤外光に感度を有する赤外CCD(撮像手段)35を有し、これにより撮像された赤外眼底像は、記録ユニット39内の切替回路を介してモニタ40に表示されたり、あるいは記録ユニット39に記録される。
また、リターンミラー31とリターンミラー33間の光路には、赤外蛍光撮影時、820nmから900nmの赤外光を透過させる赤外蛍光用バリアフィルタ43が挿入できるようになっている。
リターンミラー33が跳ね上がって光路から離脱すると、眼底からの光束は、フィールドレンズを通過する。このフィールドレンズは29A、29B、29Cの3枚のレンズが選択可能に設けられ、その選択は、本体の変倍レンズ27A/Bの選択や撮影モードの選択に応じてなされる。つまり、フィールドレンズ29AはカラーCCD36と変倍レンズ27Aを使用するときに選択され、フィールドレンズ29BはカラーCCD36と変倍レンズ27Bを使用するときに選択され、フィールドレンズ29Cは赤外CCD37を使用するときに変倍レンズに関係なく選択されるべきものである。この場合変倍および撮影モードの設定から自動的にそれぞれ適したフィールドレンズを挿入するような機構にしてもよいが、連動機構は複雑になるので、適したフィールドレンズが挿入されていない場合は警告音を発するような機構を設けるようにしてもよい。
フィールドレンズを通過した後に光束は、ダイクロイックミラー34に入射し、可視光と赤外光が分離される。可視光はダイクロイックミラー34で反射されて可視光に感度を有するカラーCCD(撮像手段)36に入射し、一方赤外光は、ダイクロイックミラー34を透過して赤外光に感度を有する赤外CCD(撮像手段)37に入射する。カラーCCD36で撮像された眼底像は、ダイクロイックミラー34で反射された像であり、赤外CCD37で撮像された眼底の反転像となっているので、画像反転回路38を設け、カラーCCD36と赤外CCD37からのいずれかの像を反転処理して観察画像と撮影画像の上下が一致するように画像処理する。これらのCCD36、37は撮影時フラッシュ光源3の発光により得られる眼底像を撮像するので、モニタ40には、記録ユニット39の切替回路により眼底の静止画像が表示される。
記録ユニット39は、赤外CCD35、カラーCCD36及び赤外CCD37で撮像された眼底画像を記録する記録機能並びにそれをデータベース化して保存するファイリング機能を有している。記録ユニット39と反転回路38は記録装置70を構成しており、この記録装置は、眼底カメラと一体とすることもでき、また別体とすることもできる。
また、リターンミラー30が跳ね上がって光路から離脱する時には、眼底画像が35mmフィルムのような写真フィルム44に撮影できるようになっている。この写真フィルムの代わりにカラーCCD36と同等な撮像手段を用いて眼底像を撮影することもできる。
図2には、眼科撮影装置の制御系の構成が図示されており、図1と同じ部分には、同じ符号が付されている。
眼底カメラ50のフロントパネル51には、カラー撮影、可視蛍光撮影、赤外蛍光撮影などの撮影モードを選択できるスイッチ(不図示)が設けられており、その選択された撮影モード情報52が眼底カメラ50のCPUで構成される主制御部(制御手段)55並びに記録装置70に入力される。またフロントパネルには、使用するCCDを選択できるスイッチ(不図示)も設けられており、その選択されたCCDの情報53が同様に主制御部55と記録装置70に入力される。
使用されるCCDは、カラー撮影、可視蛍光撮影を行うためのカラーCCD36で、この種のCCDは、デジタルカメラA(第1のカメラ)として示されており、可視領域に感度を持ち画素数は約200万である。また、赤外蛍光撮影(静止画)のために使用される赤外CCD37は、デジタルカメラB(第2のカメラ)として示されており、この種のデジタルカメラBは、可視領域から赤外領域まで感度を持つ白黒カメラで、高画素(約140万)であるが、赤外感度は以下に述べるアナログカメラに比べて低く、高価である。また、全ての撮影モードの観察時あるいは赤外蛍光の動画撮影用には赤外CCD35が使用され、このCCDは、アナログ信号を出力するので以下ではアナログカメラ(第3のカメラ)として示されており、可視領域から赤外領域まで感度を持つ白黒カメラで、低画素(約40万)だが赤外感度は高く、また、デジタルカメラA、Bより安価である。
赤外蛍光静止画の撮影のために、デジタルカメラBは無くてもアナログカメラで撮影は可能であるが、より良い画像を得るためには高解像度のカメラが必要とされ、そのためデジタルカメラBを使用するのが好ましい。
また眼底カメラ50は、記録装置70をトリガ(起動)するためのトリガ信号を出力するトリガ信号出力部56と、デジタルカメラBをトリガするためのトリガ信号出力部57を有し、また主制御部55はフラッシュ同期制御部59を介してフラッシュ発光制御部58の制御により眼底カメラ側で決められる所定のタイミングでフラッシュ光源3を発光させる。またフラッシュ発光制御部58は、記録装置70から出力されるフラッシュ発光信号を受けて記録装置側で決められる所定のタイミングでフラッシュ光源3を発光させる。
このような構成において、種々の撮影モードでの動作を説明する。
カラー撮影を行うときは、フロントパネル51で撮影モードとしてカラー撮影(無散瞳)を選択し、使用するCCDとしてデジタルカメラA(カラーCCD36)を選択する。これらの情報は、撮影モード情報52、使用CCD選択情報53として主制御部55並びに記録装置70に入力される。
無散瞳撮影であるので、赤外透過フィルタ6が選択されて光路に挿入され、リングスリットとしては、小瞳孔用リングスリット12が光路に挿入され、照明用フィルタとしてはスルーのフィルタ16が光路に挿入される。バリアフィルタ42、43は、光路から離脱されており、リターンミラー30は図示の位置を占めており、リターンミラー31は光路から離脱される。観察用光源1で照明された眼底Erの像は、対物レンズ23、穴あき全反射ミラー22、撮影絞り24、フォーカスレンズ25、26、結像レンズ27を通過して、リターンミラー33で反射されたあと赤外CCD35に結像されモニタ40により観察が行われる。アライメント、焦点合わせが完了すると、撮影スイッチ(シャッターボタン)54が操作される。
撮影スイッチ54の操作により、図4(A)に示すように、眼底カメラ50は、所定のディレイ時間経過後にトリガ出力部56からトリガ信号を記憶装置70へ出力して記録装置を起動し、その出力後に眼底カメラ側のタイミング信号によりフラッシュ同期制御部59を介してフラッシュ光源3を同期発光させる。また、撮影スイッチ54の操作によりリターンミラー33が光路から離脱するので、フラッシュ光で照明された眼底の像は、ダイクロイックミラー34で反射されてカラーCCD36に結像され、眼底のカラー撮影が行われる。カラーCCD36で撮影された眼底の画像は、一旦バッファに格納された後、録画指令信号により記録装置70の記録ユニット39に記録され、データベース化して保存される。
このデジタルカメラAを使用したカラー撮影のときの信号の流れが、図2で太い実線S1で図示されており、また図3で表の形で上段に示されている。
なお、散瞳撮影のときは、可視光透過赤外光カットフィルタ6’が光路に挿入され、リングスリットとしては、標準リングスリット11又は小瞳孔用リングスリット12が光路に挿入される。リターンミラー30、31、33が図示の位置を占めており、接眼レンズ32を介して眼底観察が行われ、撮影スイッチ54の操作により、ミラー30が光路から離脱してフィルム44により撮影が行われる。
次に、可視蛍光撮影を行う場合は、同様にデジタルカメラAが使用されるので、これらの情報が撮影モード情報52、使用CCD選択情報53として主制御部55並びに記録装置70に入力される。
可視蛍光撮影のときは、リングスリットは、標準あるいは小瞳孔用リングスリット11、12が選択され、また、照明光用フィルタとしては、可視蛍光用エキサイタフィルタ17が、撮影用フィルタとしては、可視蛍光用バリアフィルタ42が選択される。観察時、赤外CCD35でモニタ観察するときは、赤外透過フィルタ6が挿入され、リターンミラー31は光路から離脱される。アライメント、焦点合わせが完了すると、蛍光剤が静注され、エキサイタフィルタ17とバリアフィルタ42が光路に挿入され、タイマーが計時を開始する。所定時間が経過すると、可視蛍光用エキサイタフィルタ17を通過した励起光により眼底に可視蛍光像が発生するので、撮影スイッチ54が押される。
この撮影スイッチ54の操作によるトリガー信号の発生並びにフラッシュの同期発光のタイミングは、無散瞳カラー撮影のときと同様である(図3、図4(A))。撮影スイッチ54の操作によりリターンミラー33が光路から離脱するので、可視蛍光像がカラーCCD36により撮影される。撮影スイッチ54が操作されるごとに同様な動作となり、可視蛍光像の撮影が行われる。撮像された可視蛍光像は、眼底のカラー撮影のときと同様に記録装置70に順次記録され保存される。
また赤外蛍光撮影が行われるときは、デジタルカメラB(赤外CCD37)が選択される。これらの情報が撮影モード情報52、使用CCD選択情報53として主制御部55並びに記録装置70に入力される。
赤外蛍光撮影のときは、リングスリットとしては、眼底への投影光量が最大となる蛍光用リングスリット13が選択され、また照明光用フィルタとしては、赤外蛍光用エキサイタフィルタ18が、撮影用フィルタとしては、赤外蛍光用バリアフィルタ43が選択される。観察時には、リターンミラー31が光路から離脱されて赤外CCD35によるモニタ観察が行われる。アライメント、焦点合わせが完了すると、蛍光剤が静注され、赤外蛍光用バリアフィルタ43が挿入され、タイマーが計時を開始する。所定時間が経過すると、赤外蛍光用エキサイタフィルタ18を通過した励起光により眼底に赤外蛍光像が発生するので、撮影スイッチ54が操作される。
撮影モード選択で赤外蛍光撮影が、またデジタルカメラBを使用することが選択されているので、眼底カメラ50は、図4(B)に示したように、撮影スイッチ54の操作に同期して所定の遅延時間の後、トリガ出力部57からトリガ信号をデジタルカメラBへ出力し、その出力後に眼底カメラ側のタイミング信号によりフラッシュ同期制御部59を介してフラッシュ光源3を同期発光させる。また、撮影スイッチ54の操作によりリターンミラー33が光路から離脱するので、眼底の赤外蛍光像は、ダイクロイックミラー34を透過してカラーCCD37に結像され、赤外蛍光像の撮影が行われる。この赤外蛍光像は、画像反転処理回路38で画像の上下が反転されて一旦バッファに格納された後、録画指令信号により静止画像として記録ユニット39に記録、保存される。
このデジタルカメラBを使用した赤外蛍光撮影のときの信号の流れが、図2で点線S2で図示されており、また図3で表の形で中段に示されている。
次に、赤外蛍光の動画を撮影する場合は、アナログカメラ(赤外CCD35)が選択され、これらの情報が撮影モード情報52、使用CCD選択情報53として主制御部55並びに記録装置70に入力される。
光学系は、赤外蛍光の静止画の撮影のときと比較してリターンミラー33が光路に挿入され、赤外蛍光像が赤外CCD35に結像されて動画撮影が行われる点が相違する。
赤外蛍光の動画撮影のためにアナログカメラを使用することが選択されているので、眼底カメラ50は、図4(C)に示したように、撮影スイッチ54の操作に同期して所定の遅延時間の後、トリガ出力部56からトリガ信号を記録装置70へ出力し、記録装置70から所定のタイミングで発生するフラッシュ発光信号がフラッシュ発光制御部58に入力され、フラッシュ光源3を発光させて撮影が行われる。この赤外蛍光像は、動画像として記録ユニット39に記録、保存される。
このアナログカメラを使用した赤外蛍光の動画像の撮影のときの信号の流れが、図2で一点鎖線S3で図示されており、また図3で表の形で下段に示されている。なお、このアナログカメラは、図3の下段で示したように、すべての撮影モードでの眼底観察時にも使用されるものである。
本発明では、撮影スイッチを操作したときのトリガ信号の要否、フラッシュの発光タイミング、撮影並びに記録という撮影手順が各CCDごとにプログラムされて、例えば主制御部55のメモリにその手順が格納されるので、撮影スイッチの操作に応答して選択されたCCDに応じた撮影手順により眼底撮影並びに記録が行われる。従って、切換操作が少なく設定の間違いを防ぐことができる、という効果が得られる。
なお、赤外蛍光の動画撮影を行う赤外CCD35と静止画撮影を行う赤外CCD37を共通の赤外CCDで行うようにしてもよい。また、記録装置70は眼底カメラ50と別体となっているが、記録装置を眼底カメラ内に設けるようにしてもよい。またカラーCCD36、赤外CCD37は、眼底カメラに内蔵あるいは外付けさせることもできる。
また、上述した実施例では、撮影モードとCCDの選択が独立して行えるようになっているが、撮影モードの選択により使用されるCCDが自動的に選択できるようにしてもよい。この場合には、カラー撮影又は可視蛍光撮影が選択されるとデジタルカメラAが選択され、赤外蛍光の静止画撮影が選択されるとデジタルカメラBが選択され、赤外蛍光の動画撮影が選択されるとアナログカメラが選択される。
眼科撮影装置の光学系の構成を示した光学図である。 眼科撮影装置の制御系の構成を示したブロック図である。 カメラの種類に応じたフラッシュ同期制御を説明する表図である。 各撮影モードでのフラッシュ発光のタイミングを示したタイミング図である。
符号の説明
3 フラッシュ光源
35 赤外CCD(アナログカメラ)
36 カラーCCD(デジタルカメラA)
37 カラーCCD(デジタルカメラB)
39 記録ユニット
40 モニタ
50 眼底カメラ
70 記録装置

Claims (2)

  1. 撮影スイッチの操作に応答してフラッシュ光を発光させるフラッシュ光源と、フラッシュ光で照明された眼底の画像を電子画像として撮影する複数の撮像手段を有し、撮影された眼底の画像を記録する記録装置が接続可能な眼科撮影装置であって、
    複数の撮像手段の一つを選択する選択手段と、
    撮像手段ごとにプログラムされている撮影手順に従って撮影並びに記録を制御する制御手段とを備え、
    撮影スイッチが操作されたとき、選択された撮像手段の撮影手順に従って眼底撮影が実行され、その際、
    フラッシュ光源を発光させる場合、選択された撮像手段に応じて、撮像手段あるいは記録装置のいずれを起動するかを決定し、かつ、フラッシュ光源を発光させるタイミングを眼科撮影装置側あるいは記録装置側のいずれで制御するかを決定することを特徴とする眼科撮影装置。
  2. 前記複数の撮像手段は、第1から第3のCCDであり、第1のCCDが選択された場合、撮影スイッチの操作により記録装置が起動されたあと眼科撮影装置側で前記タイミングが制御されてフラッシュ光源が発光し、第2のCCDが選択された場合、撮影スイッチの操作により第2のCCDが起動されたあと眼科撮影装置側で前記タイミングが制御されてフラッシュ光源が発光し、また第3のCCDが選択された場合は、撮影スイッチの操作により記録装置が起動されたあと前記タイミングが記録装置側で制御されてフラッシュ光源が発光することを特徴とする請求項に記載の眼科撮影装置。
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