JP4659263B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院等において使用される眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変倍機能のある眼科撮影装置においては、拡大時には照明光量を増加したり、撮影絞りを大きくしたりして、拡大時に像が暗くなることを防止している。
【０００３】
また、一般的にはテレビカメラには被写体の明るさに応じて自動的に感度を制御するＡＧＣ（Auto gain control）機能を用いて撮影を行う方法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例、特に眼底カメラのようなに眼科撮影装置おいては、アライメント観察時には眼底像以外にも、ピントを合わせるための合焦確認用の指標、作動距離検知用の指標等が表示される。拡大観察時には、これらの指標像も拡大されるため、眼底照明光と同様に、照明光量を増加しなければモニタに映る指標像が暗くなる。従って、多くの光源の発光量を調光しなければならず、構造が複雑になり、更に被検者に照射する光エネルギが増加するため、被検者の負担が増すという問題点がある。
【０００５】
このように撮影絞りの大きさを変更した場合には、眼底像以外のその他の指標像も同時に明るく投影されるが、撮影絞りを変更する構造は複雑で、しかも精度を要し、更に光学系のＦナンバが大きくなるため、画質を低下或いは画質を低下させないためには高価なレンズが必要になる。また、撮影絞りを通して被検眼に投影する固視目標を有する場合には、固視目標の明るさを一定に保つために光量を暗くしなければならず、同様に構造、制御が複雑になるという問題がある。
【０００６】
また、眼底撮影装置の観察アライメント中には、強いフレア、前眼部からの反射光等が入り易いという特有の条件がある。そのような環境でＡＧＣ機能を用いると、フレア光等が混入する度に眼底像が暗くなり、観察アライメントがし難いという問題がある。そのため、ＡＧＣ機能を用いることが困難となる。
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、光学系の倍率に応じて撮影像の増幅度を調整などして操作が容易な眼科装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、被検眼を照明する照明手段と、被検眼に対して少なくとも１つの指標を投影する指標投影手段と、前記照明手段によって照明された被検眼及び前記指標投影手段によって投影された指標像を撮影する撮像手段と、該撮像手段の撮影倍率が高いときに前記撮像手段から得られる信号の増幅率を高くするコントローラとを有する眼科装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を実施した眼底カメラの構成図である。被検眼Ｅの前方に対物レンズ１を配置し、この対物レンズ１の後方に、撮影系として孔あきミラー２、この孔あきミラー２の孔中に配置した撮影絞り３、撮影絞り３の両側に配置した２本の光ファイバ４ａ、４ｂの出射端、フォーカスレンズ５、撮影レンズ６、色分解プリズム７、撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂから成る撮像機構８を配列する。そして、光ファイバ４ａ、４ｂの入射端はそれぞれ赤外光を発するアライメント用光源９ａ、９ｂに接続する。
【００１５】
アライメント用光源９ａ、９ｂが発した赤外光を、撮影絞り３の両側に導く光ファイバ４ａ、４ｂは、作動距離調整用指標投影系を構成し、光ファイバ４ａ、４ｂの出射端が指標となり、被検眼Ｅと対物レンズ１との作動距離が適正になったときに、角膜での反射像が無限遠になる位置に投影されるように、出射端の位置を調整する。
【００１６】
孔あきミラー２の入射方向の眼底照明系には、孔あきミラー２側からリレーレンズ１０、ソレノイド１１により駆動される棒ミラー１２、光路に挿脱自在で赤外光を遮断し可視光を透過する赤外光カットフィルタ１３、リング状の開口を有する絞り１４、ストロボ管から成る撮影光源１５、光路に挿脱自在で可視光をカットし赤外光を透過する可視光カットフィルタ１６、コンデンサレンズ１７、定常光を発するハロゲンランプ等の観察光源１８を配列する。
【００１７】
棒ミラー１２の先端の入射方向には、レンズ１９、スリット形状の２つの指標２０、並列に配置し近赤外光を発すると共に、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと略共役配置に配置した光源２１ａ、２１ｂを配列する。これらの光源２１ａ、２１ｂ等によりピント調整用の指標投影系を構成し、これらの指標投影系はフォーカスレンズ５の移動に連動して光軸方向に移動し、指標２０が撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂに略共役になるように保つ。
【００１８】
撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂの出力は、テレビカメラ制御回路３１内のスイッチング回路３１ａに接続し、スイッチング回路３１ａの出力は増幅回路３１ｂ又は３１ｃを経て画像コントローラ３２に接続する。
【００１９】
画像コントローラ３２内には、メモリ３２ａを設ける。画像コントローラ３２の出力は、システムコントローラ３３、ディスプレイ３４、３５、画像記録手段３６、及び制御ライン３７を介してテレビカメラ制御回路３１内のスイッチング回路３１ａを動作させるための通信回路３１ｄに接続する。画像記録手段３６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Ｄへの書き込み又は読み出しを行うドライブ装置である。
【００２０】
システムコントローラ３３には、撮影スイッチ３８、倍率を選択する変倍スイッチ３９を接続し、システムコントローラ３３の出力は撮影レンズ６、アライメント用光源９ａ、９ｂ、光源２１ａ、２１ｂ、観察光源１８、ストロボ発光制御回路４０を介して撮影光源１５に接続する。なお、システムコントローラ３３内にはメモリ３３ａ、ストロボ発光制御回路４０内に発光光量を制御するコンデンサ４０ａを設ける。
【００２１】
被検眼Ｅの眼底Ｅｒの撮像時には、色分解プリズム７は赤外光、赤色光を撮像素子８ｒに、緑色光を撮像素子８ｇに、青色光を撮像素子８ｂに導く。これらの撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂから発した信号は、テレビカメラ制御回路３１を経て画像コントローラ３２に入力する。また、変倍可能な撮影レンズ６は、撮影倍率に応じてＬ、Ｓの２個所に選一的に配置される。撮影レンズ６は全体として凸レンズであり、位置Ｓに配置されたときには、フォーカスレンズ５による虚像を撮像機構８上に１／√２倍に結像し、位置Ｌに配置されたときは虚像を√２倍に結像する。これにより、結像レンズ４が位置Ｌに配置されたときには、位置Ｓに配置されたときと比較し、２倍の大きさに拡大して結像することができる。
【００２２】
この眼底カメラを用いて低倍撮影する場合には、撮影者は被検者を眼底カメラの正面に着座させ、先ず眼底Ｅｒを赤外光を用いて動画像観察しながら、被検眼Ｅと眼底カメラとの位置合わせを行う。この観察時には、赤外光カットフィルタ１３は光路外に離脱している。観察光源１８を発した光は、コンデンサレンズ１７により集光され、可視光カットフィルタ１６により可視光成分は取り除かれ、撮影光源１５、リング状開口を有する絞り１４の開口を通過し、リレーレンズ１０を通り、孔あきミラー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Ｅの瞳孔Ｅｐを通って眼底Ｅｒを照明する。
【００２３】
このように照明された眼底Ｅｒの赤外像は、再び対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ５、撮影レンズ６を通り、色分解プリズム７に入射し、赤外光を受光する撮像素子８ｒに結像し、電気信号に変換される。この信号はテレビカメラ制御回路３１のスイッチング回路３１ａを通り、増幅回路３１ｂに入力され、０ｄＢ増幅された映像信号に変換され、画像コントローラ３２に入力しディスプレイ３４に表示される。
【００２４】
またディスプレイ３５には、眼底像の他にピント合わせやアライメント調整用の指標像が映される。光源９ａ、９ｂを発した光は光ファイバ４ａ、４ｂの入射端面から導光され、光ファイバ４ａ、４ｂの出射端を発光する。投影指標である出射端の像は、対物レンズ１により角膜の反射像が無限遠になる位置に投影され、被検眼Ｅの角膜により反射され、再び対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ５、撮影レンズ６、色分解プリズム７に入射し、赤、緑、青のそれぞれの色に分解され、撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂに結像し、電気信号に変換される。これらの電気信号はテレビカメラ制御回路３１に入力され、所定の増幅率に増幅される。この信号は画像コントローラ３２に入力され、ディスプレイ３４に映し出される。
【００２５】
図２は光ファイバ４ａ、４ｂによる指標の角膜反射像Ａａ、Ａｂが、ディスプレイ３４に表示される様子を示している。撮影者はこの角膜反射像Ａａ、Ａｂのコントラストが明瞭になり、２つの指標中心が画面中心に位置するように、図示しない操作手段により被検眼Ｅと撮影光学系との位置合わせを行う。
【００２６】
また、光源２１ａ、２１ｂを発した赤外光は、指標２０のスリットの左右の領域をそれぞれ独立に照明する。このように照明された指標像は、棒ミラー１２の先端のミラー部で上方に反射され、リレーレンズ１０を通り孔あきミラー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を介して眼底Ｅｒに投影される。
【００２７】
指標２０の投影された位置が共役であれば、スリット像Ｓａ、Ｓｂは一直線になるが、共役位置とずれているとスリット像Ｓａ、Ｓｂは２分割され、一直線にならない。このスリット像Ｓａ、Ｓｂは再び対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ５、撮影レンズ６、色分解プリズム７に入射し、赤外光を受光する撮像素子８ｒに結像し電気信号に変換される。
【００２８】
これらの電気信号はテレビカメラ制御回路３１に入力され、スイッチング回路３１ａを経て所定の増幅回路の増幅率に増幅される。この信号は画像コントローラ３２に入力され、ディスプレイ３４に映し出される。図２はこのスリット像Ｓａ、Ｓｂが、ディスプレイ３４に表示される様子を示している。撮影者は図示しない操作手段により、この指標像Ｓａ、Ｓｂが一直線になるように、フォーカスレンズ５を移動しピント調整を行う。
【００２９】
これらの指標像Ｓａ、Ｓｂにより、撮影準備が整ったことを確認した撮影者は、撮影スイッチ３８を操作しカラー静止画撮影を行う。撮影スイッチ３８への入力を検知したシステムコントローラ３３は、撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂの光蓄積を開始し、テレビカメラ制御回路３１の増幅率を、メモリ３３ａに記憶されている値に設定し、ソレノイド１１により棒ミラー１２を光路外に待避し、アライメント用光源９ａ、９ｂを消灯し、赤外光カットフィルタ１３を光路内に挿入し、ストロボ発光制御回路４０に発光信号を送る。
【００３０】
発光信号を受けた撮影光源１５は、コンデンサ４０ａに蓄えられた電荷により発光する。撮影光源１５を発した光束は観察光と同様に、リング状開口を有する絞り１４の開口を通過し、赤外光カットフィルタ１３により赤外光は除去され、残りの可視光はリレーレンズ１０を通り、孔あきミラー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を通して眼底Ｅｒを照明する。
【００３１】
このように照明された眼底像は、再び対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ５、撮影レンズ６を通り、色分解プリズム７に入射し、赤、緑、青のそれぞれの色に分解され、撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂに結像し、電気信号に変換される。テレビカメラ制御回路３１はこれらの信号を前記の通り設定した増幅率で増幅し、画像コントローラ３２はこの電気信号をデジタル画像データに変換し、メモリ３２ａに一旦記録し、画像記録手段３６により記録媒体Ｄに記録する。同時に、ディスプレイ３５にフルカラーの眼底画像を表示する。
【００３２】
そして、赤外光カットフィルタ１３を光路外に離脱し、棒ミラー１２を光路内に戻し、アライメント用光源９ａ、９ｂを点灯し撮影を終了する。
【００３３】
次に、拡大撮影する場合においては、変倍スイッチ３９のＬボタンを押すと、システムコントローラ３３はその入力を検知し、撮影レンズ６を拡大撮影位置Ｌに移動する。また、画像コントローラ３２は制御ライン３７を通じてテレビカメラ制御回路３１の通信回路３１ｄにコマンド信号を送り、通信回路３１ｄはこのコマンド信号によりスイッチング回路３１ａを制御する。これにより映像信号は、増幅回路３１ｃに入力され１２ｄＢに増幅される。また、撮影レンズ６を低倍撮影位置Ｓに移動したときは、増幅回路３１ｂにより０ｄｂに増幅する。図３はこれらの判断のフローチャート図を示す。
【００３４】
上記と同様に、観察光源１８を発した光は、コンデンサレンズ１７により集光され、可視光カットフィルタ１６により可視光成分は取り除かれ、撮影光源１５、リング状開口を有する絞り１４の開口を通過しリレーレンズ１０を通り、孔あきミラー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を通して眼底Ｅｒを照明する。
【００３５】
このように照明された眼底Ｅｒの赤外像は、再び対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ５を通り、拡大結像する位置Ｌに配置された撮影レンズ６により拡大され、色分解プリズム７に入射し、赤外光を受光する撮像素子８ｒに結像し、電気信号に変換される。これらの信号はテレビカメラ制御回路３１に入力され、スイッチング回路３１ａを経て、増幅回路３１ｃにより１２ｄＢ増幅されて映像信号に変換される。この映像信号は画像コントローラ３２に入力されディスプレイ３４に表示される。更に、先の実施の形態と同様に、フォーカス用のスリット像Ｓａ、Ｓｂ及びアライメント用の反射像Ａａ、Ａｂもディスプレイ３４に表示される。
【００３６】
ディスプレイ３４に表示された眼底像は、図４に示すように撮影レンズ６により２倍に拡大結像されているため、眼底像、フォーカス用スリット像Ｓａ、Ｓｂ、アライメント用の反射像Ａａ、Ａｂは共に大きく結像されている。
【００３７】
拡大結像した場合に、撮像面での単位画素当りの照度が、拡大率の２剰に比例して暗くなる。即ち、本実施の形態の場合に、光学系により２倍に拡大しているため、照度は１／４になる。しかし、上記のように増幅回路３１の増幅率を、低倍の時に比較し１２ｄＢ高く設定してあるため、ディスプレイ３４上では像が４倍明るく表示され、結局は撮影者は低倍観察の場合と変わらない明るさで、眼底像や各種指標像を観察することができる。
【００３８】
これらの指標により、撮影準備が整ったことを確認した撮影者は、撮影スイッチ３８を操作しカラー静止画の拡大撮影を行う。撮影スイッチ３８への入力を検知したシステムコントローラ３３は、撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂの光蓄積を開始し、テレビカメラ制御回路３１の増幅率をメモリ３３ａに記憶されている値に設定し、棒ミラー１２を光路外に待避し、アライメント用光源９ａ、９ｂを消灯し、赤外光カットフィルタ１３を光路内に挿入し、ストロボ発光制御回路４０に発光信号を送る。
【００３９】
ストロボ発光制御回路４０からの指示を受けた撮影光源１５は、コンデンサ４０ａに蓄えられた電荷により発光する。撮影光源１５を発した光束は観察光と同様に、リング状開口を有する絞り２０の開口を通過し、赤外光カットフィルタ１３により赤外光は除去され、残りの可視光はリレーレンズ１０を通り、孔あきミラー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を通して眼底Ｅｒを照明する。
【００４０】
このように照明された眼底像は、再び対物レンズ１、撮影絞り３、フォーカスレンズ５、撮影レンズ６を通り、色分解プリズム７に入射し、赤、緑、青のそれぞれの色に分解され、撮像素子８ｒ、８ｇ、８ｂに結像し、電気信号に変換される。テレビカメラ制御回路３１はこれらの信号を前記の通り設定した増幅率で増幅し、画像コントローラ３２はこの電気信号をデジタル画像データに変換し、メモリ３２ａに一旦記録し、画像記録手段３６により記録媒体Ｄに記録する。同時に、ディスプレイ３５に眼底画像を表示し撮影を終了する。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科装置は、光学系の結像倍率に応じて、撮像手段の増幅率を制御することにより、照明光源や指標投影光源等の光量を制御する個所を減らせるため、構造、制御を簡略化することができる。
【００４２】
また、本発明に係る眼科装置は、被検者に投影する光エネルギを増加しなくともよいので、被検者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の眼底カメラの構成図である。
【図２】ディスプレイに表示された眼底像の様子の説明図である。
【図３】制御フローチャート図である。
【図４】ディスプレイに拡大して表示された眼底像の様子の説明図である。
【符号の説明】
１ 対物レンズ
２ 孔あきミラー
４ａ、４ｂ 光ファイバ
５ フォーカスレンズ
６ 撮影レンズ
７ 色分解プリズム
８ 撮像機構
８ｒ、８ｇ、８ｂ 撮像素子
９ａ、９ｂ アライメント用光源
１２ 棒ミラー
１３ 赤外光カットフィルタ
１５ 撮影光源
１６ 可視光カットフィルタ
１８ 観察光源
２１ａ、２１ｂ ピント調整用光源
３１ テレビカメラ制御回路
３２ 画像コントローラ
３３ システムコントローラ
３４、３５ ディスプレイ
３６ 画像記録手段
３８ 撮影スイッチ
３９ 変倍スイッチ

Claims (5)

1. 被検眼を照明する照明手段と、被検眼に対して少なくとも１つの指標を投影する指標投影手段と、前記照明手段によって照明された被検眼及び前記指標投影手段によって投影された指標像を撮影する撮像手段と、該撮像手段の撮影倍率が高いときに前記撮像手段から得られる信号の増幅率を高くするコントローラとを有することを特徴とする眼科装置。
2. 前記撮像手段の撮影倍率を設定する入力手段を有することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記指標はピント調整用の指標であることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。
4. 前記指標は作動距離調整用の指標であることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置
5. 前記撮像手段は被検眼の眼底像を撮影することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載の眼科装置。

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