JP4633242B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科での検査等に用いられる眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼科装置として、眼底カメラ等が知られている。
従来の眼底カメラとして、例えば特開平6-133934号公報に記載されたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の眼底カメラによれば、接眼レンズやモニタ装置で被検者の目を見ながら、あるタイミングでレリーズスイッチを操作し、被検者の眼底を撮影する。しかしながら、レリーズスイッチの操作を行った直後に被検者の目が動いたり、瞬目により瞼が写し込まれたり、まつげが写りこんでしまった場合、撮影が失敗してしまうことがある。この場合、再度撮影するわけであるが、撮影時には、強い照明を被検者の眼球に当てるため、撮影直後は、被検者の目は真っ白で何も見えない状態になっており、続けてすぐに撮影をすることができず、失敗による再度の撮影は、被検者の過度な苦痛などの負担となり時間の浪費ともなる。
【０００４】
本発明は、眼科検査における測定や撮影などの失敗を未然に防いで時間を短縮し、また、被検者の負担を軽減することができる眼科装置を提供することを目的とする。
【０００５】
上記課題解決のため、本願の眼科装置は、被検眼を撮像する第１の撮像手段と、前記被検眼を繰り返し撮像して入射光に応じた電気信号を生成すると共に、それらの電気信号を比較して被検眼像内の動態の有無を示す動体信号を出力する第２の撮像手段と、前記動体信号に基づいて、前記第１の撮像手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第２の撮像手段からの動体信号が、動体が存在することを示すものであった場合、前記第１の撮像手段に前記被検眼の撮像を実行させず、前記第２の撮像手段からの動体信号が、動体が存在することを示すものでなかった場合、前記第１の撮像手段に前記被検眼の撮像を実行させることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の眼科装置は、上記に記載の眼科装置であって、前記第１の撮像手段での撮像時に、前記被検眼の眼底を照明するための照明手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第２の撮像手段からの動体信号が、動体が存在することを示すものであった場合、前記照明手段による前記被検眼の照明を実行させないことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した眼底撮像装置の構成を示すブロック図である。
図１の眼底撮像装置は、対物レンズ１、有孔鏡２、フィルタ１５，１６、合焦レンズ３、クイックリターンミラー４，６、撮影装置５、接眼レンズ７、リレーレンズ８，１８、リング絞り９、固定鏡１０，１９、コンデンサレンズ１１，１３、撮影照明光源１２、観察照明光源１４、ビデオ撮像素子２０、カメラコントロールユニット２１、モニタ２２、映像記録器２３、同調制御装置２４、レリーズスイッチ３０から構成される。
【０００８】
対物レンズ１は、撮像すべき眼１００を対象とする凸レンズである。
有孔鏡２は、中央部分に孔を有する鏡である。
合焦レンズ３、リレーレンズ８，１８、コンデンサレンズ１１，１３は、凸レンズである。
【０００９】
クイックリターンミラー４，６は、可動式の鏡である。
撮影装置５は、３５ミリカメラである。
接眼レンズ７は、眼１００を診察する眼科医等の眼に接眼する凸レンズである。
【００１０】
リング絞り９は、光線をリング状に絞る絞りである。
固定鏡１０，１９は、固定された鏡である。
撮影照明光源１２、観察照明光源１４は、それぞれ、撮影時または観察時に、使用される照明用の光源である。
【００１１】
撮像素子２０は、特開平１１−１６０３４０号公報に記載された、動体信号と画像信号を出力可能な撮像素子を用いる。
コントロールユニット２１は、撮像素子２０からの動体信号及び画像信号を入力し、それに応じた制御を行う。画像信号はモニタ２２に出力する。
【００１２】
モニタ２２は、動画像を表示することができる表示装置である。
画像記録器２３は、画像信号を格納することができるメモリである。
同調制御装置２４は、撮影時に、撮影照明光源の点灯を制御する制御装置である。
【００１３】
フィルタ１５は、分光分布のピークが５２０ｎｍ（励起された蛍光のピーク）にあるフィルタで、蛍光撮影時に光路に挿入される。
フィルタ群１６は、カラー撮影、蛍光撮影、または、各種の単色光撮影（赤，緑または青の単色光により照明し撮影する方法）を行なうためのフィルタを有する。カラー撮影、蛍光撮影、または、各種の単色光撮影時に、当該撮影法を行なうためのフィルタが、フィルタ群１６中から選択されて光路中に挿入される。
【００１４】
レリーズスイッチ３０は、外部から押下されてオン状態となると、撮影モードが設定される。オフ状態では、観察モードが設定される。
ここで、撮像素子２０の構成について説明する。
【００１５】
図２は、撮像素子２０の概略構成を示す模式回路図である。
なお、図２に示す撮像素子２０は、固体撮像素子である。
図において、複数の画素１０１（ここでは、簡単のため２×２の４個とする）は、マトリクス状に配置される。
【００１６】
垂直読み出し線１０２ａ、１０２ｂは、垂直方向に並ぶ画素１０１の列毎に設けられ、後述するトランジスタＱＸを介して画素１０１に接続されると共に、異値検出回路１０３および画像信号生成回路１０６に接続される。
【００１７】
異値検出回路１０３の出力は、シフトレジスタ１０４に接続され、画像信号生成回路１０６の出力は、水平読み出しスイッチ用のトランジスタＱＨ１、ＱＨ２を介して、水平読み出し線１０７に接続される。
【００１８】
それぞれの画素１０１は、入射光に応じた電荷を生成するフォトダイオードＰＤ、フォトダイオードＰＤによって生成された電荷に相当する電気信号を出力する接合型電解効果トランジスタＱＡ、フォトダイオードＰＤで生成された電荷をトランジスタＱＡのゲート領域に直接転送する転送用のＭＯＳトランジスタＱＴ、トランジスタＱＡのゲート領域に蓄積される電荷の排出を行うリセット用のトランジスタＱＰおよび垂直読み出し線１０２ａ、１０２ｂとトランジスタＱＡとの接続もしくは分離を行うスイッチ用のＭＯＳトランジスタＱＸとで構成される。
【００１９】
図３は、異値検出回路１０３の構成を示す模式回路図である。
図において、異値検出回路１０３は、スイッチ用のＭＯＳトランジスタＱＲ、ＱＳ、画素１０１から異なるタイミングで出力される電気信号に相当する電荷を蓄積するコンデンサＣＲ、ＣＳおよびコンデンサＣＲ、ＣＳに蓄積された電荷を対比する比較回路ＸＡで構成される。
【００２０】
図４は、画像信号生成回路１０６の構成を示す模式回路図である。
図において、画像信号生成回路１０６は、画素１０１から出力される電気信号に相当する電荷を蓄積するコンデンサＣＶおよびコンデンサＣＶのサンプルホールド切り替え用のトランジスタＱＶで構成される。
【００２１】
撮像素子２０では、予め決められたタイミングで各画素１０１内のフォトダイオードＰＤによって光電変換が行われる。
このような光電変換によってフォトダイオードＰＤで生成された信号電荷は、画素１０１内のトランジスタＱＴが導通されると、トランジスタＱＡのゲートに転送される。その後トランジスタＱＴが非導通となると、トランジスタＱＡのゲート領域は、フローティング状態となるが、寄生容量の効果によって上述した信号電荷を保持する。すなわち、トランジスタＱＡのゲート領域は、フォトダイオードＰＤで生成された信号電荷を蓄積し、一時的に保持する記憶部として動作する。
【００２２】
ここで、直前のフレームに対する信号電荷が既にトランジスタＱＡのゲート領域に蓄積され、現在のフレームに対する信号電荷がフォトダイオードＰＤによって新たに生成されている状態を考える。
【００２３】
このような状態で画素１０１内のトランジスタＱＸおよび異値検出回路１０３内のトランジスタＱＲが導通されると、トランジスタＱＡによってソースフォロワ動作が行われて、そのトランジスタＱＡのゲート領域に蓄積された直前のフレームに対する信号電荷に応じた電荷は、垂直読み出し線１０２を介して異値検出回路１０３内のコンデンサＣＲに充電される。また、画素１０１内のトランジスタＱＰが導通されると、トランジスタＱＡのゲート領域に蓄積された信号電荷は排出されて初期化される。
【００２４】
その後、画素１０１内のトランジスタＱＴが導通されると、フォトダイオードＰＤによって新たに生成された現在のフレームに対する信号電荷は、トランジスタＱＡのゲートに転送される。また、画素１０１内のトランジスタＱＸおよび異値検出回路１０３内のトランジスタＱＳが導通されると、トランジスタＱＡによってソースフォロワ動作が行われて、そのトランジスタＱＡのゲートに転送された現在のフレームに対する信号電荷は、垂直読み出し線１０２を介して異値検出回路１０３内のコンデンサＣＳに充電される。
【００２５】
すなわち、異値検出回路１０３内のコンデンサＣＲには、直前のフレームに対する信号電荷に応じた電荷が蓄積され、コンデンサＣＳには、現在のフレームに対する信号電荷に応じた電荷が蓄積される。
【００２６】
また、画素１０１内のトランジスタＱＡのゲートに転送された現在のフレームに対する信号電荷は、そのトランジスタＱＡのゲート領域に保持され、次のフレームにおいて、直前のフレームに対する信号電荷として用いられる。
【００２７】
比較回路ＸＡは、コンデンサＣＲとコンデンサＣＳとに充電された電荷に応じた信号電圧の差の絶対値を取得する。また、比較回路ＸＡは、取得した絶対値が所定の値以上である場合には「１」（もしくは「０」：動体が存在することをあらわす信号レベル）を示す信号を出力し、絶対値が所定の値未満である場合には「０」（もしくは「１」：動体が存在しないことをあらわす信号レベル）を示す信号を出力する。このように比較回路ＸＡから出力される信号は、シフトレジスタ１０４を介して順次外部に出力される。
【００２８】
すなわち、連続した２つのフレームに対応する信号電荷に応じた信号電圧の値を画素毎に比較することによって、動体信号を容易に得ることができる。
また、画素１０１内のトランジスタＱＰが導通されてトランジスタＱＡのゲート領域に蓄積された信号電荷が排出され初期化された後、画素１０１内のトランジスタＱＸおよび画像信号生成回路１０６内のトランジスタＱＶが導通されると、トランジスタＱＡによってソースフォロワ動作が行われて、そのトランジスタＱＡのゲート領域が初期化された状態に応じた信号は、垂直読み出し線１０２を介して画像信号生成回路１０６内のコンデンサＣＶに充電される。また、このようにしてコンデンサＣＶに充電された信号は、トランジスタＱＶが非導通とされてコンデンサＣＶがフローティングとされた後も、コンデンサＣＶに保持される。
【００２９】
その後、画素１０１内のトランジスタＱＴが導通されると、フォトダイオードＰＤによって生成された現在のフレームに対する信号電荷は、トランジスタＱＡのゲート領域に転送される。この状態で、画素１０１内のトランジスタＱＸが導通されると、トランジスタＱＡは再びソースフォロワ動作を行い、そのトランジスタＱＡのゲート領域に蓄積された信号電荷に応じた信号が、垂直読み出し線１０２を介して画像信号生成回路１０６内のコンデンサＣＶに入力される。
【００３０】
ここで、コンデンサＣＶには、すでに画素１０１内のトランジスタＱＡのゲート領域を初期化した後の状態に応じた信号が保持されているため、コンデンサＣＶの出力（画像信号生成回路１０６の出力）からは、画素１０１内のトランジスタＱＡのゲートに現在のフレームに対する信号電荷が蓄積された状態に応じた信号と、初期化された後の状態に応じた信号の差に応じた信号が出力される。
【００３１】
ところで、画素１０１内のトランジスタＱＡのゲート領域を初期化した後の状態に応じた信号には、固定パターン雑音の原因となるトランジスタＱＡのゲート・ソース間電圧のばらつきや、ランダム雑音の原因となるトランジスタＱＡのゲート領域を初期化した直後のリセット雑音（いわゆるＫＴＣ雑音）などが含まれていることが知られている。しかし、本実施形態では、画像信号生成回路１０６によって、固定パターン雑音やランダム雑音を除去した画像信号を得ることができる。
【００３２】
したがって、動体検出センサ１４は、動体信号と画像信号とを同時に出力することができる。なお、このように動体検出センサ１４から出力される動体信号および画像信号は、コントロールユニット２１に供給される。
【００３３】
次に、図１の眼底撮像装置の動作について説明する。
観察照明光源１４から出射された光線は、コンデンサレンズ１３を介して、フィルター群１６を通過する。フィルター群１６からは、予め、撮影法（カラー撮影、蛍光撮影、または、各種の単色光撮影）に適したフィルターを、外部から選択し、セットしておく。
【００３４】
フィルター群１６中から選択されてセットされたフィルターを通過した光線は、コンデンサレンズ１１を介して固定鏡１０に入射され、光軸を９０度折り曲げられる。折り曲げられた光は、リング絞り９でリング状に絞られ、リレーレンズ８を介して有孔鏡２でさらに９０度反射され、対物レンズ１を介して、観察対象である患者の眼１００に入射される。入射された光は、眼１００の角膜Ｅの近辺にリング状の二次光源を形成し、眼１００の眼底Ｆを照明する。
【００３５】
上記のように患者の眼１００に入射された観察照明光源１４を光源とする光は、眼１００の眼底Ｆにより反射される。この反射光は、対物レンズ１、有孔鏡２を介して合焦レンズ３に入射される。蛍光眼底撮影の場合にのみ、眼１００からの反射光は、対物レンズ１、有孔鏡２、フィルター１５を介して、合焦レンズ３に入射される。合焦レンズ３から出射された光線は、クイックリターンミラー４，６を介して接眼レンズ７に入射される。眼科医等は、この接眼レンズ７を介して、患者の眼１００の眼底Ｆを診察、および、撮影のシャッターチャンスの決定を行なうことができる。
【００３６】
クイックリターンミラー６が、図１の破線の位置にある場合には、観察照明光源１４で照らされた眼１００の眼底Ｆからの反射光は、リレーレンズ１８および固定鏡１９を介して、撮像素子２０に入力される。
【００３７】
撮像素子２０に入射された光学像は、前述のように光電変換され、画像信号と動体信号がコントロールユニット２１に出力される。画像信号は、コントロールユニット２１を介して、画像記録器２３、モニタ２２に出力される。眼科医等は、モニタ２２に出力された動画像を見て、眼１００の病状等の診断、および、静止画像を得る際のシャッターチャンスの決定を行なうことができる。
【００３８】
モニタ２２に出力された動画像である映像の静止画を得たい場合には、眼科医等によりレリーズスイッチ３０をオン状態にされ、撮影モードが設定される。撮影モードが設定されると、同調制御装置２４の制御により、撮影照明光源１２から撮影用の照明光が発生される（ストロボがたかれる）。
【００３９】
この撮影用の照明光は、コンデンサレンズ１３、フィルター群１６から選択されたフィルター、コンデンサレンズ１１を介して固定鏡１０に入射され、光軸を９０度折り曲げられる。折り曲げられた光は、リング絞り９で絞られ、リレーレンズ８を介して有孔鏡２でさらに９０度反射され、対物レンズ１を介して、撮影対象である患者の眼１００に入射される。
【００４０】
上記のように患者の眼１００に入射された撮影照明光源１２を光源とする光は、眼１００により反射される。この、眼１００からの反射光は、対物レンズ１、有孔鏡２を介して合焦レンズ３に入射される。蛍光眼底撮影の場合にのみ、眼１００からの反射光は、対物レンズ１、有孔鏡２、フィルター１５を介して、合焦レンズ３に入射される。
【００４１】
クイックリターンミラー４が、図１の破線の位置にある場合には、撮影照明光源１４で照らされた眼１００からの反射光を、撮影装置５により撮影することができる。
【００４２】
クイックリターンミラー６が、図１の破線の位置にある場合には、合焦レンズ３から出射された光線は、クイックリターンミラー４、リレーレンズ１８および固定鏡１９を介して、撮像素子２０に入力される。撮像素子２０に入力された反射光は、コントロールユニット２１を介して、画像記録器２３に入力され、記録器２３のメモリに格納される。メモリに記録された画像信号を切り出して撮影出力とする。
【００４３】
撮像素子２０から、動体信号が出力された場合は、コントロールユニット２１は、眼１００において、眼１００そのものの位置が動いた、あるいは、瞼が下がった、あるいはまつげが眼球面上に動いた等の状況が起こったと判断する。そのとき、コントロールユニット２１は、スイッチ３１を開状態にし、同調制御装置によるクイックリターンミラー４のはね上げ動作、撮影照明光源１２の発光を禁止する。動体信号が出力されていない場合は、スイッチ３１を閉状態とし、同調制御装置２４の制御を有効とする。このことによって、撮像素子２０から動体信号が出力されているときは、レリーズスイッチ３０が押されても、撮影照明光源１２の発光は行われず、撮影装置５による撮影もできない。
【００４４】
なお、動体信号が出力されているときに、レリーズスイッチ３０を押すことができない構成としてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、動体信号の発生により、撮像や照明の発光を禁止できるので、撮像の失敗により被検者に過度な苦痛や負担をかけるのを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の眼科装置の構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態の眼科装置に用いる撮像素子の構成をい示す回路図。
【図３】本発明の実施形態の眼科装置に用いる撮像素子の異値検出回路の構成を示す回路図。
【図４】本発明の実施形態の眼科装置に用いる撮像素子の画像信号生成回路の構成を示す回路図。
【符号の説明】
１：対物レンズ、２：有効鏡、３：合焦レンズ、４、６：クイックリターンミラー、（可動鏡）、５：３５ミリ撮影装置、7：接眼レンズ、８、１８：リレーレンズ、９：リング絞り、１０、１９：固定鏡、１１：コンデンサレンズ、１２：撮影用照明光源、１３：コンデンサレンズ、１４：観察照明光源、１５、１６：フィルタ、２０：撮像素子、２１：コントロールユニット、２２：モニタ、２３：映像記録器、２４：同調制御装置、３０：レリーズスイッチ、３１：スイッチ、１００：眼。

Claims (3)

1. 被検眼を撮像する第１の撮像手段と、
   前記被検眼を繰り返し撮像して入射光に応じた電気信号を生成すると共に、それらの電気信号を比較して被検眼像内の動態の有無を示す動体信号を出力する第２の撮像手段と、
   前記動体信号に基づいて、前記第１の撮像手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記第２の撮像手段からの動体信号が、動体が存在することを示すものであった場合、前記第１の撮像手段に前記被検眼の撮像を実行させず、
   前記第２の撮像手段からの動体信号が、動体が存在することを示すものでなかった場合、前記第１の撮像手段に前記被検眼の撮像を実行させること
   を特徴とする眼科装置。
2. 請求項１に記載の眼科装置であって、
   前記第１の撮像手段での撮像時に、前記被検眼の眼底を照明するための照明手段をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記第２の撮像手段からの動体信号が、動体が存在することを示すものであった場合、前記照明手段による前記被検眼の照明を実行させないこと
   を特徴とする眼科装置。
3. 請求項１に記載の眼科装置であって、
   前記被検眼を観察するための接眼レンズと、
   第１の位置と、第２の位置と、で切り替え可能な第１のミラーと、
   第３の位置と、第４の位置と、で切り替え可能な第２のミラーと、をさらに備え、
   前記第１のミラーは、
   前記第１の位置にある場合、入射する前記被検眼からの反射光を、前記第３の位置にある第２のミラーへ出射し、
   前記第２の位置にある場合、前記被検眼からの反射光を前記第１の撮像装置に到達させ、
   前記第２のミラーは、
   前記第３の位置にある場合、入射する前記第１のミラーからの反射光を、前記接眼レンズへ出射し、
   前記第４の位置にある場合、前記被検眼からの反射光を前記第２の撮像装置に到達させること
   を特徴とする眼科装置。

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