JP4627169B2

JP4627169B2 - 眼底カメラ

Info

Publication number: JP4627169B2
Application number: JP2004289377A
Authority: JP
Inventors: 尚久柴田; 紹生楠城; 秀隆星野
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006101943A

Description

本発明は、被検眼の眼底撮影を行う眼底カメラに関する。

眼底カメラによる眼底撮影において、眼底を白色光で照明してカラー画像を撮影するカラー撮影と、眼底血管等に循環させた蛍光剤を励起させて蛍光像を撮影する蛍光撮影が知られている。蛍光撮影には、可視蛍光であるフルオレセイン蛍光剤を用いたFAG蛍光撮影と、赤外蛍光であるインドシアニングリーン蛍光剤を用いたICＧ撮影がある。従来、FAG撮影時及びICＧ蛍光撮影時には、照明光学系の光路にそれぞれのエキサイタフィルタを挿入すると共に、撮影光学系の光路にそれぞれのバリアフィルタを挿入し、カラー撮影時には各フィルタを光路から外していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３１６８１２号公報

しかしながら、上記のようにエキサイタフィルタやバリアフィルタを光路に挿脱させる構成の場合、カラー撮影と蛍光撮影とを切換える際に、いちいち各フィルタの挿脱動作が必要となるため、操作が煩雑になるという問題がある。
また、フィルタの挿脱は機械的な動作によって行われるため、その挿脱動作には一定の時間を有することとなる。そのため、カラー撮影と蛍光撮影を連続して行ったとしても、固視が不安定な被検眼ではカラー撮影画像と蛍光画像とで撮影位置がずれやすく、両画像を見比べての診断がしづらいという問題がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、フィルタの挿脱を行うことなくカラー撮影と蛍光撮影を行うことができる眼底カメラを提供することを技術課題とする。また、カラー撮影と蛍光撮影を微小な時間間隔でほぼ同時に行うことが可能な眼底カメラを提供することを技術課題とする。

（１）第一の撮影光源を持ち白色光で眼底を照明するカラー照明光学系と、前記第一の撮影光源とは異なる第二の撮影光源を持ち可視蛍光励起用の波長の光で眼底を照明する可視蛍光励起照明光学系と、前記第一の撮影光源とは異なる第三の撮影光源を持ち赤外蛍光励起用の波長の光で眼底を照明する赤外蛍光励起照明光学系と、眼底からの反射光を赤色成分・緑色成分・青色成分の３つの波長に分離すると共に、その内の一つの分離光路はさらに赤外蛍光波長に分離する波長分離光学系と、該波長分離光学系により分離された各光路に配置された３つの撮像素子と、該撮像素子による撮像画像を記憶するメモリと、カラー撮影・可視蛍光撮影・赤外蛍光撮影のモードを選択するモード選択手段と、
カラー撮影時には前記第一撮影光源を発光させると共に前記３つの撮像素子からの画像信号を処理してカラー画像を前記メモリに記憶させ、可視蛍光撮影時には前記第ニ撮影光源を発光させると共に緑色成分の分離光路に配置された撮像素子からの画像信号を処理して可視蛍光画像を前記メモリに記憶させ、赤外蛍光撮影モード時には前記第三撮影光源を発光させると共に赤外蛍光波長の分離光路に配置された撮像素子からの画像信号を処理して赤外蛍光画像を前記メモリに記憶させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼底カメラにおいて、前記可視蛍光励起照明光学系と赤外蛍光励起照明光学系は、第二の撮影光源及び第三の撮影光源を共用すると共に、可視蛍光励起用及び赤外蛍光励起用の波長のみを透過するエキサイタフィルタが照明光路に配置されていることを特徴とする。
（３）（１）の眼底カメラは、さらに可視蛍光撮影とカラー撮影を連続して行う連続撮影モードを備え、該連続撮影モード時には、前記制御手段は前記第一撮影光源と第二撮影光源を少なくとも１００ｍｓ以内に連続で切換発光させると共に、各撮影光源の発光のタイミングに同期して前記各撮像素子からの画像信号を処理して可視蛍光画像とカラー画像を前記メモリに順次記憶することを特徴とする。
（４）（１）の眼底カメラは、さらに赤外蛍光撮影とカラー撮影を連続して行う連続撮影モードを備え、該連続撮影モード時には、前記制御手段は前記第一撮影光源と第三撮影光源を少なくとも１００ｍｓ以内に連続で切換発光させると共に、各撮影光源の発光のタイミングに同期して前記各撮像素子からの画像信号を処理して赤外蛍光画像とカラー画像を前記メモリに順次記憶することを特徴とする。

本発明によれば、フィルタの挿脱を行うことなくカラー撮影と蛍光撮影を行うことができる。また、カラー撮影と蛍光撮影を微小な間隔でほぼ同時に行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態の眼底カメラの光学系及び制御系の構成図である。光学系は、眼底照明光学系１０と、眼底観察・撮影光学系３０とで大別して構成されている。

眼底照明光学系１０は、白色光で眼底を照明するカラー照明光学系１０ａと、眼底に循環させた蛍光剤を励起する励起光で眼底を照明する励起照明光学系１０ｂを備える。なお、カラー照明光学系１０ａ及び励起照明光学系１０ｂは、それぞれ撮影用と観察用の光源を持つ。この場合、観察用光源は眼底像の経過観察を行うための動画撮影用として用いられ、撮影用光源は前記観察用光源による経過観察中に静止画による鮮明な眼底像を得るための静止画撮影用として用いられる。

カラー照明光学系１０ａは、ハロゲンランプ等の観察光源１１ａ、コンデンサレンズ１２ａ、フラッシュランプ等の撮影光源１３ａ、コンデンサレンズ１４ａ、リング状の開口を有するリングスリット１７、リレーレンズ１８、ミラー１９、中心部に黒点を有する黒点板２０、リレーレンズ２１、孔あきミラー２２、対物レンズ２５を有する。なお、観察光源１１ａ、撮影光源１３ａ、及びリングスリット１７は、瞳孔と共役関係になっている。

励起照明光学系１０ｂは、ハロゲンランプ等の観察光源１１ｂ、コンデンサレンズ１２ｂ、フラッシュランプ等の撮影光源１３ｂ、励起照明用のエキサイタフィルタ１５、コンデンサレンズ１４ｂ、ハーフミラー１６、リングスリット１７〜対物レンズ２５を有する。ハーフミラー１６は、カラー照明光学系１０ａの照明光軸Ｌ１と励起照明光学系１０ｂの照明光軸とを同軸にする。また、励起照明光学系１０ｂは、リングスリット１７〜対物レンズ２５までの構成をカラー照明光学系１０ａと共用する。なお、観察光源１１ｂ、撮影光源１３ｂ、及びリングスリット１７は、瞳孔と共役関係になっている。エキサイタフィルタ１５は、図２に示すように、波長約４００ｎｍから５２０ｎｍの可視蛍光励起用（ＦＡＧ撮影用）照明光と、波長約７００ｎｍから８２０ｎｍの赤外蛍光励起用（ＩＣＧ撮影用）照明光とを透過させる特性を有する。なお、観察光源１１ｂ及び撮影光源１３ｂは、エキサイタフィルタ１５による照明光量の低下を防止すべく、カラー照明光学系１０ａの観察光源１１ａや撮影光源１３ａと比較して、大きな光量を発光するように設定されている。

なお、本実施例の励起照明光学系１０ｂでは、エキサイタフィルタ１５の特性を図２のようにすることにより、撮影光源１３ｂを含む光学系を可視蛍光励起照明光学系と赤外蛍光励起照明光学系を共用可能な構成としたが、波長選択部分については分離した構成であっても良い。例えば、リングスリット１７とハーフミラー１６との間に、赤外蛍光励起用の波長の光を反射し、可視光を透過するビームスプリッタを設け、その分離した光路側には波長７９０ｎｍを中心波長とする半導体レーザを設けることにより、赤外蛍光励起照明光学系を一部分離する。このとき、高出力の半導体レーザを用いれば、これを観察光源及び撮影光源として兼用することが可能である。

眼底観察・撮影光学系３０は、対物レンズ２５、孔あきミラー２２の開口近傍に位置する撮影絞り３１、光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ３２、結像レンズ３３、波長分離光学系としてのダイクロイックミラー３４及びダイクロイックミラー３５、３つの撮像素子３６ａ〜３６ｃを有する。撮影絞り３１は対物レンズ２５に関して被検眼Ｅの瞳孔と略共役な位置に配置されている。フォーカシングレンズ３２は、モータを備える図示なき移動機構により光軸方向に移動される。

図３は、波長分離光学系（ダイクロイックミラー３４及び３５）によって３つの撮像素子３６ａ〜３６ｃに受光される光の波長成分の特性を説明する図である。ダイクロイックミラー３４は、３８０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長域で４５０ｎｍをピークとする可視光を反射し、それ以外の波長成分の光を透過する特性を持つ。よって、ダイクロイックミラー３４の反射側の波長分離光路に配置された撮像素子３６ａには、青色成分をピークに持つ光が受光される。ダイクロイックミラー３５は、５２０ｎｍ〜６００ｎｍの波長域で５７０ｎｍをピークとする可視光と、さらに８００ｎｍ〜９００ｎｍの波長域で８５０ｎｍをピークとする赤外光とを選択的に透過し、５６０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域で６００ｎｍをピークとする可視光を選択的に反射する特性を持つ。よって、ダイクロイックミラー３５の反射側の波長分離光路に配置された撮像素子３６ｂには、赤色成分をピークに持つ光が受光される。また、ダイクロイックミラー３５の透過側の波長分離光路に配置された撮像素子３６ｃには、緑色成分をピークに持つ光と、ＩＣＧ蛍光の赤外光が受光される。すなわち、撮像素子３６ｃは、ＦＡＧ撮影時にはフルオレセインの蛍光波長である緑色成分が受光され、ＩＣＧ撮影時にはイントシアニングリーンの蛍光波長である赤外成分が受光されるように構成されている。このような構成とすれば、可視蛍光撮影と赤外蛍光撮影を一つの撮像素子３６ｃにより行うことができるため、装置制御が容易となる。なお、ＩＣＧ蛍光撮影用の８００ｎｍ〜９００ｎｍの分離光路は、３つの撮像素子３６ａ〜３６ｃの何れかの一つの光路であれば良い。

カラー照明光学系１０ａの眼底観察用の光源１１ａを発した光束は、コンデンサレンズ１２ａ、撮影光源１３ａ、コンデンサレンズ１４ａ、ハーフミラー１６を介して、リングスリット１７を照明する。リングスリット１７を透過した光は、リレーレンズ１８、ミラー１９、黒点板２０、リレーレンズ２１を経て孔あきミラー２２に達する。孔あきミラー２２で反射された光は、対物レンズ２５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照明する。眼底撮影用の光源１３ａを発した光束は、コンデンサレンズ１４ａを経た後、光源１１ａによる観察用照明光束と同様な光路を経て被検眼眼底を照明する。

励起照明光学系１０ｂの眼底観察用の光源１１ｂを発した光束は、コンデンサレンズ１２ｂ、撮影光源１３ｂを介して、エキサイタフィルタ１５により波長選択された後、コンデンサレンズ１４ｂを介して、ハーフミラー１６により反射される。ハーフミラー反射後は、カラー照明光学系１０ａの照明光束と同様な光路を経て被検眼眼底を照明する。また、眼底撮影用の光源１３ｂを発した光束は、コンデンサレンズ１４ｂを経た後、光源１１ｂによる観察用照明光束と同様な光路を経て被検眼眼底を照明する。

以上のようにカラー照明光学系１０ａや励起照明光学系１０ｂによって照明された眼底からの反射光は、対物レンズ２５、孔あきミラー２２の開口部、撮影絞り３１、フォーカシングレンズ３２、結像レンズ３３を通過する。結像レンズ３３を通過後、ダイクロイックミラー３４及び３５により波長選択がなされ、撮像素子３６ａ〜３６ｃに達する。

撮像素子３６ａ〜３６ｃの出力は画像処理部８０に接続されている。画像処理部８０は、カラー照明光学系１０ａを用いたカラー撮影・観察時においては、撮像素子３６ａ〜３６ｃから検出される撮像信号に基づいてカラー画像をモニタ８に表示するとともに、制御部８１へ撮像素子３６ａ〜３６ｃから検出される撮像データを送信する。また、制御部８１は、静止画撮影を行った時の撮像素子３６ａ〜３６ｃの撮像データをメモリ８２に記憶する。なお、動画画像をメモリ８２に記憶するような構成としてもよい。

また、画像処理部８０は、蛍光撮影・観察時においては、撮像素子３６ｃから検出される撮像信号に基づいて蛍光画像をモニタ８に表示すると共に、制御部８１へ撮像素子３６ｃから検出される撮像データを送信する。この時、制御部８１は静止画撮影を行った時の撮像素子３６ｃから検出された撮像データをメモリ８２に記憶する。

また、制御部８１にはモード選択スイッチ８３とが接続されており、撮影モードをＩＣＧ撮影と、ＦＡＧ撮影と、カラー撮影とで切り換えることが可能である。また、制御部には略同時スイッチ８４が接続されており、前記モード選択スイッチ８３によりＩＣＧ撮影もしくはＦＡＧ撮影モードが選択されている場合に、スイッチ８４の入力があると、カラー撮影と蛍光撮影（ＩＣＧ撮影もしくはＦＡＧ撮影）の連続撮影モード（詳しくは後述する）に切り換わる。また、８５は撮影開始のトリガ信号を発する撮影開始スイッチである。また、８６ａは観察光源１１ａの光量を微調節するためのスイッチ、８６ｂは観察光源１１ｂの光量を微調節するためのスイッチ、８７ａは撮影光源１３ａの光量を微調節するためのスイッチ、８７ｂは観察光源１３ｂの光量を微調節するためのスイッチであり、被検眼の個人差に応じて、照明光量が調節できるようになっている。

以上のような構成を備える眼底カメラにおいて、その動作を説明する。
モード選択スイッチ８３により、カラー撮影モードが選択されている時は、カラー照明光学系１０ａの観察光源１１ａの発光によりモニタ８による動画観察が行われ、撮影開始スイッチ８５の入力により撮影光源１３ａが発光してカラー静止画撮影が行われる。すなわち、カラー撮影時には、撮影開始スイッチ８５のトリガ信号により、制御部８１は撮影光源１３ａを発光し、３つの撮像素子３６ａ〜３６ｃからの画像信号が画像処理部８０により処理されて得られたカラー画像をメモリ８２に記憶する。また、ＩＣＧ撮影モードもしくはＦＡＧ撮影モードが選択されている時は、励起照明光学系１０ｂの観察光源１１ｂの発光によりモニタ８による動画観察が行われ、撮影開始スイッチ８５の入力により撮影光源１３ｂが発光して静止画撮影が行われる。すなわち、ＦＡＧ時には、撮影開始スイッチ８５のトリガ信号により、制御部８１は撮影光源１３ｂを発光し、撮像素子３６ｃからの画像信号が画像処理部８０により処理されて得られた可視蛍光画像をメモリ８２に記憶する。同じく、ＩＣＧ撮影時には、撮影開始スイッチ８５のトリガ信号により、制御部８１は撮影光源１３bを発光し、撮像素子３６ｃからの画像信号が画像処理部８０により処理されて得られ赤外た蛍光画像をメモリ８２に記憶する。

このように、本実施例の構成によれば、エキサイタフィルタやバリアフィルタ等の挿脱動作を行うことなく、カラー撮影、ＦＡＧ撮影、ＩＣＧ撮影を一台の装置で行うことが可能となる。そのため、煩雑なフィルタ挿脱の動作を行う必要がなくなる。

また、本実施例のような構成とすれば、撮影光源及び観察光源の光量を調節する操作の必要が無くなる。すなわち、従来の眼底カメラでは、エキサイタフィルタ１５のような蛍光フィルタを挿脱する構成であったため、蛍光フィルター挿入による照明光量の減少を防止すべく、蛍光撮影時に光源の光量を大きく増加させる必要があったが、本実施例の構成によれば、カラー撮影と蛍光撮影との切換時に光量調節を行う必要がなくなる。

次に、カラー・蛍光の略同時の連続撮影モードを実行した時の動作について説明する。カラー撮影と、被検者にフルオレセイン蛍光剤を注射した時のＦＡＧ撮影の連続撮影について説明する。この場合、モード選択スイッチ８３によりＦＡＧ撮影モードにし、さらに、スイッチ８４の入力により連続撮影モードを選択する。

まず、観察光源１１ｂの発光によってモニタ８によるＦＡＧ蛍光画像の動画観察が行われる。これにより、検者はＦＡＧ蛍光画像の経過観察が可能となる。ここで、撮影開始スイッチ８４の入力があると、制御部８１は励起照明光学系１０ｂの撮影光源１３ｂを発光させるとともに、撮影光源１３ａの発光と同期して、撮像素子３６ｃに受光動作を開始させる。撮像素子３６ｃは、撮影光源１３ａの発光による緑色に励起された眼底像を受光した後、画像処理部８０にＦＡＧ蛍光画像データを出力する。これにより、ＦＡＧ蛍光画像の静止画がメモリ８２に記憶される。なお、本実施例に用いた撮像素子３６ａ〜３６ｃは、上記のような受光動作の開始から、画像処理部８０への出力が終了するまでが１／３０秒のものを用いた。

続いて、制御部８１は、撮像素子３６ｃによる画像処理部８０への画像データの出力が終了すると（蛍光画像の受光動作開始から１／３０秒後）、カラー照明光学系１０ａの撮影光源１３ａを発光し、撮影光源１３ａの発光と同期して、撮像素子３６ａ〜３６ｃに受光動作を開始させる。撮像素子３６ａ〜３６ｃは、撮影光源１３ａの発光によるカラーの眼底像を受光した後、画像処理部８０にカラー画像データを出力する。これにより、カラー画像の静止画がメモリ８２に記憶される。

以上のように眼底のカラー画像とＦＡＧ蛍光画像の撮影を行えば、撮影時間のずれは１／３０秒というわずかな時間差となる。すなわち、カラー画像とＦＡＧ蛍光画像の略同時撮影が可能となる。よって、両画像を見比べるような場合、カラー撮影画像と蛍光画像とで撮影位置のずれがほとんどなくなるので、検者にとって両画像を見比べての診断がしづらい。また、カラー画像と蛍光画像の取得後、両画像を重ねあわせて解析や診断をするような場合においても、撮影位置のずれを補正する必要がなくなるため都合がよい。

ＩＣＧ撮影の連続撮影を行う場合、モード選択スイッチ８３によりＩＣＧ撮影モードにし、さらに、スイッチ８４により連続撮影モードを選択する。ＩＣＧ撮影の連続撮影においても、その撮影動作は基本的にＦＡＧ撮影の連続撮影と同じであるので、説明は省略する。ＩＣＧ蛍光画像においても、上記と同様な方法により、カラー画像とＩＣＧ蛍光画像との略同時撮影が可能となる。すなわち、本実施例のような構成とすれば、蛍光フィルタの挿脱を行うことなく、一台の装置で、カラー画像とＦＡＧ画像の略同時撮影、カラー画像とＩＣＧ画像の略同時撮影が可能である。なお、カラー撮影と蛍光撮影の撮影時間のずれとしては、撮像素子の特性を考慮しつつ、できる限り小さいことが望ましいが、約１００ｍｓ程度であれば固視微動の影響が少なくなる傾向にあると考える。

なお、上記実施例のおいては、エキサイタフィルタ２５をＦＡＧ撮影用の可視蛍光とＩＣＧ撮影用の赤外蛍光が可能なものとしたため、挿脱動作を行う必要はないが、ＦＡＧ撮影用の可視蛍光用フィルタとＩＣＧ撮影用の赤外蛍光フィルタを挿脱操作により切り換える構成としても、カラー画像と蛍光画像の略同時の連続撮影を行うこと自体は実現可能である。

実施形態の眼底カメラの光学系及び制御系の構成図である。本実施形態の励起照明光学系に設けられたエキサイタフィルタの特性を示す図である。波長分離光学系によって３つの撮像素子に受光される光の波長成分の特性を説明する図である。

符号の説明

１０ａカラー照明光学系
１０ｂ励起照明光学系
１３ａカラー照明光学系の撮影光源
１３ｂ励起照明光学系の撮影光源
１５エキサイタフィルタ
３４、３５波長分離光学系としてのダイクロイックミラー
３６ａ〜３６ｃ撮像素子
８０画像処理部
８１制御部
８２メモリ
８３モード選択スイッチ
８４略同時スイッチ

Claims

第一の撮影光源を持ち白色光で眼底を照明するカラー照明光学系と、前記第一の撮影光源とは異なる第二の撮影光源を持ち可視蛍光励起用の波長の光で眼底を照明する可視蛍光励起照明光学系と、前記第一の撮影光源とは異なる第三の撮影光源を持ち赤外蛍光励起用の波長の光で眼底を照明する赤外蛍光励起照明光学系と、眼底からの反射光を赤色成分・緑色成分・青色成分の３つの波長に分離すると共に、その内の一つの分離光路はさらに赤外蛍光波長に分離する波長分離光学系と、該波長分離光学系により分離された各光路に配置された３つの撮像素子と、該撮像素子による撮像画像を記憶するメモリと、カラー撮影・可視蛍光撮影・赤外蛍光撮影のモードを選択するモード選択手段と、
カラー撮影時には前記第一撮影光源を発光させると共に前記３つの撮像素子からの画像信号を処理してカラー画像を前記メモリに記憶させ、可視蛍光撮影時には前記第二撮影光源を発光させると共に緑色成分の分離光路に配置された撮像素子からの画像信号を処理して可視蛍光画像を前記メモリに記憶させ、赤外蛍光撮影モード時には前記第三撮影光源を発光させると共に赤外蛍光波長の分離光路に配置された撮像素子からの画像信号を処理して赤外蛍光画像を前記メモリに記憶させる制御手段と、を備えることを特徴とする眼底カメラ。
請求項１の眼底カメラにおいて、前記可視蛍光励起照明光学系と赤外蛍光励起照明光学系は、第二の撮影光源及び第三の撮影光源を共用すると共に、可視蛍光励起用及び赤外蛍光励起用の波長のみを透過するエキサイタフィルタが照明光路に配置されていることを特徴とする眼底カメラ。
請求項１の眼底カメラは、さらに可視蛍光撮影とカラー撮影を連続して行う連続撮影モードを備え、該連続撮影モード時には、前記制御手段は前記第一撮影光源と第二撮影光源を少なくとも１００ｍｓ以内に連続で切換発光させると共に、各撮影光源の発光のタイミングに同期して前記各撮像素子からの画像信号を処理して可視蛍光画像とカラー画像を前記メモリに順次記憶することを特徴とする眼底カメラ。
請求項１の眼底カメラは、さらに赤外蛍光撮影とカラー撮影を連続して行う連続撮影モードを備え、該連続撮影モード時には、前記制御手段は前記第一撮影光源と第三撮影光源を少なくとも１００ｍｓ以内に連続で切換発光させると共に、各撮影光源の発光のタイミングに同期して前記各撮像素子からの画像信号を処理して赤外蛍光画像とカラー画像を前記メモリに順次記憶することを特徴とする眼底カメラ。