JP4673677B2

JP4673677B2 - 眼底撮影装置

Info

Publication number: JP4673677B2
Application number: JP2005174445A
Authority: JP
Inventors: 和典松村
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-06-15
Also published as: JP2006346051A; US20060285075A1; US7267438B2

Description

本発明は、眼底撮影装置、更に詳細には、被検眼の前眼部を撮影する前眼部撮像手段と、照明光で照射された眼底を撮像する眼底撮像手段とを備えた眼底撮影装置に関する。

眼底撮影装置では、良質な眼底像を取得するために、眼底撮影時に眼底を最適な撮影光量で照明して撮影する必要がある。しかしながら、眼底からの反射光量を検知してそれに合わせて撮影光量を決めるいわゆるオート露光は非常に複雑な機構を要するため、一般的には、撮像条件や瞳孔径、あるいは過去の撮影実績などから最適と思われる基準撮影光量を自動設定して、それに検者が任意に補正をかけて撮影光量を決定し、撮影を行っている。

例えば、撮影倍率が高倍に設定された時は低倍時に比べて基準光量が高くなる、眼底カメラ本体に取り付けられる撮影用ＣＣＤがデジタルタイプのものである時はアナログタイプのものである時に比べて基準光量が高くなる、などである。

しかしながら人の目の状態は千差万別であり、前述の方法で自動設定された光量では最適の撮影光量とならずに、あまりよくない光量での撮影になってしまうことがある。その一つの要素として眼底の色合いが人によって異なりそれに伴い反射率が異なるということがある。この眼底の色合いが人によって異なるのを考慮する場合には、検者は被検眼の瞳の色を確認し、検者の判断によって撮影光量の補正を行う必要がある。

従来から、眼底画像の色を検出することが行われており、例えば、眼底画像の所定の部位からの光束の分光分布を測定し、その測定結果から色情報を算出して表示させることが行われている（特許文献１）。

また、被検眼虹彩の色彩を検知し、検知された色彩に応じて所定の透過特性を有するフィルタを選択し、被検眼前眼部に投影されたパターン像を強調することが行われている（特許文献２）。

また、被検眼前眼部を観察するとき、観察用の光源光量、観察画像を撮像する撮像手段のゲインを所望の状態に設定することが行われている（特許文献３）。
特開平３−１０９０３２号公報特許３３６３５２０号公報特開２００３−１０１２８号公報

しかしながら、従来の眼底撮影装置では、被検眼の虹彩の色彩に応じて撮影光量を調節することは行われておらず、良質な眼底画像を得るためには、検者が被検眼の眼の色を確認し、その都度検者の判断によって撮影光量の補正を行う必要があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、被検眼の前眼部の色特性に応じて眼底撮影時の撮影光量を最適な光量に調整できる眼底撮影装置を提供することを課題とする。

本発明は、
被検眼の前眼部を撮像する前眼部撮像手段と、該被検眼の眼底を撮像する眼底撮像手段とを備えた眼底撮影装置であって、
前記前眼部撮像手段で撮像された画像から前眼部中の虹彩部分の分光分布を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき眼底撮像手段による眼底撮影時の撮影光量を調整する光量調整手段とを備えたことを特徴とする。

本発明では、前眼部の画像から前眼部中の虹彩部分の分光分布を検出し、この検出結果に基づいて眼底撮影時の撮影光量を調整するようにしているので、例えば、被検眼が、青い目の場合に撮影光量がオーバー気味になってしまうのを防止でき、被検眼虹彩の色の相違に応じた撮影光量の補正作業を軽減することができる。

また、前眼部の画像は、眼底撮影前のアライメント時に、取得できるので、簡単な操作で撮影光量の調整ができる、という効果が得られる。

本発明は、眼底撮影の前のアライメント時における前眼部の観察画像信号から、被検眼の虹彩色を検出して、その検出結果によって、眼底撮影時の撮影光量を調整するもので、以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の眼底撮影装置の光学系を含む主要部の構成を示している。図１に示す眼底撮影装置では、ハロゲンランプ等からなる観察用光源２がミラー１の中心に配置され、この光源２から発せられた光は、コンデンサレンズ３、可視カット赤外透過フィルタ４、ミラー５を経てレンズ６、リング状照明を形成するためのリングスリット７に入射する。なお、ミラー５はハーフミラーかダイクロイックミラー（可視光透過、赤外光反射）、もしくはリターンミラー（挿脱可能なミラー）のいずれかで構成され、またリングスリット７は、散瞳撮影用リングスリット７Ａ、無散瞳撮影用リングスリット７Ｂ、小瞳孔用リングスリット７Ｃから構成され、撮影モードや被検眼に応じてそのいずれかが光路に挿入される。

リングスリット７を通過した光線は、続いてリレーレンズ８を経て、対物レンズ１２の反射をとるための黒点板９、リターンミラーＭ１、レンズ１０を介して被検眼前眼部の瞳Ｅｐと共役な位置に配置された穴あき全反射ミラー１１で反射されてから、対物レンズ１２を経て被検眼Ｅの瞳Ｅｐより眼底Ｅｒに入射される。

眼底Ｅｒからの反射光は再び瞳Ｅｐから対物レンズ１２を介して受光され、穴あき全反射ミラー１１の穴を介して合焦レンズ１６、変倍レンズ１７を通過し、リターンミラー１８に入射する。変倍レンズ１７は、所望する撮影倍率に応じてレンズ１７Ａ、１７Ｂのいずれかが光路に挿入される。リターンミラー１８で反射された眼底からの光は、ピント位置に置かれた視野絞り（マスク）１９を通過後、フィールドレンズ２０、赤外光反射、可視光透過のダイクロイックミラー２１、レンズ２２を介して赤外光に感度を有するＣＣＤなどで構成される動画撮影用の撮像素子（撮像手段）２３に結像され、切り換え装置３１を介してモニタＭに表示され、あるいは記録部３４に記録される。これにより、検者は、眼底が赤外光で照明されているときは、撮像素子２３で撮像された眼底像を、モニタＭ上で動画として観察したり、眼底の動画像を記録装置３４に記録することができる。

また、ダイクロイックミラー２１を透過した可視光の眼底像は、レンズ３２により可視光に感度を有するアナログＣＣＤあるいはデジタルＣＣＤで構成される静止画用の撮像素子３３に結像され、眼底像が、切り換え装置３１を介してモニタＭに表示され、ないしは記録装置３４に記録される。検者がシャッタスイッチ４４を操作すると、ミラー１３の中心に置かれたストロボ１４が発光し、コンデンサーレンズ１５、ミラー５を介して先程と同様にして眼底Ｅｒが可視光で照明されるので、検者は眼底を撮像素子３３で静止画として撮影し、それをモニタＭに表示させたり、あるいは記録装置３４に記録することができる。従って、撮像素子３３は被検眼眼底を静止画として撮像する眼底像撮像手段として機能する。

なお、眼底像をフィルムＦに撮影したい場合には、シャッタスイッチ４４の操作と同期してリターンミラー１８が光路から離脱され、フィルムＦ上に眼底像が撮影される。

また、穴あき全反射ミラー１１と対物レンズ１２との間には、前眼部観察用の補助レンズ（以下前眼部レンズという）Ｌ１が光路内に挿入できるように配置される。前眼部レンズＬ１が挿入されると、前眼部照明兼前眼部アライメント輝点ＬＥＤ３６が赤外光を発光し、それが前眼部に投影され、前眼部の像を元にアライメントを行えるようになっている。また、前眼部を照明するための微弱白色光のＬＥＤからなる前眼部照明光源３５が配置され、切り換えスイッチ４１の操作により光源３５が点灯されて前眼部が微弱白色光で照明される。このとき、前眼部が、撮像素子３３で静止画として撮像され、撮像された前眼部の画像がモニタＭに表示され、また記録部３４に記録される。従って、撮像素子３３は、前眼部撮像手段としても機能している。

また、眼底アライメント用の指標を投影するための赤外指標光源５０並びにピンホール等からなるアライメント用の指標５１が設けられ、リターンミラーＭ１を介して、指標５１が被検眼眼底に投影される。

更に、眼底撮影装置には、ＣＰＵなどから構成される制御部４０が設けられており、この制御部４０は、撮影条件設定部４２で設定される撮影条件、あるいは撮影状態に応じて、フィルタ４の光路への挿脱、リングスリット７の切り換え、前眼部レンズＬ１の光路への挿脱、変倍レンズ１７の切り換え、リターンミラー１８の光路への挿脱を制御し、また、切り換えスイッチ４１の操作により前眼部照明光源３５を短時間点灯させる。更に、制御部４０は、眼底像のモニタＭへの表示と記録装置３４への記録を切り換えるために、切り換え信号を切り換え装置３１に出力する。

また、制御部４０は、シャッタスイッチ４４の操作に同期して、撮像素子３３を起動するとともに、ストロボ発光回路４５にストロボ発光指示を出力し、撮影光量設定部４３を介してストロボ１４の発光光量を制御する。ストロボ１４の光量は、眼底撮影時の眼底照明光量、つまり撮影光量を定めるもので、制御部（撮影光量調整手段）４０は、撮影条件設定部４２により設定された撮影条件に応じて撮影光量を調整し、それを撮影光量設定部４３に出力する。撮影条件設定部４２で設定される撮影条件としては、散瞳撮影、無散瞳撮影などの撮影モード、撮影倍率、撮影媒体の種類（撮像素子の種別、フィルムなど）、被検眼の種別などであり、被検眼の種別には、小瞳孔であるかどうかなどの情報が含まれる。

また、制御部４０は、撮像素子３３で撮像された前眼部の画像を記録部３４から読み出して、分光分布検出手段４７にその画像信号を送る。分光分布検出手段４７は、この画像から虹彩部分の分光分布を検出（解析）し、その検出結果を制御部４０に送出し、制御部４０は、その検出結果に基づいて撮影光量を調整する。本実施例では、この検出された分光分布、つまり虹彩の色彩を被検眼の種別情報として取り扱い、撮影条件の１つに含めている。

制御部４０は、デフォルト値として基準撮影光量をもっており、この基準撮影光量を、上述した撮影条件に従って調整し、その調整された撮影光量を撮影光量設定部４３に出力する。撮影光量は、ダイヤル（光量補正手段）４６によっても補正でき、撮影光量設定部４３は、制御部４０から出力される撮影光量を、必要に応じてダイヤル４６で指示される値だけ補正して、撮影光量を設定する。ストロボ発光回路４５は、制御部４０からの発光指示に基づいて、設定された撮影光量でストロボ１４を発光させる。

このように構成された眼科撮影装置の動作を、図２のフローチャートに沿って説明する。

ステップＳ１は、電源が入った初期状態であり、この状態では前眼部レンズＬ１が光路に挿入され、赤外ＬＥＤ３６が発光し、被検眼に照射される。被検眼からの反射光は対物レンズ１２、前眼部レンズＬ１、穴あきミラー１１などを通過し、リターンミラー１８で反射され、さらに赤外反射可視透過のダイクロイックミラー２１で反射されて撮像素子２３で撮像され、表示モニタＭに前眼部像が表示される（ステップＳ２）。このモニタＭに表示される前眼部の像が、図３（Ａ）に示されており、同図でＥｐは瞳孔、Ｅｉは虹彩部分を示している。

その際、前眼部指標３６の赤外ＬＥＤが発光し、前眼部画像を基準にして装置本体と被検眼の位置合わせ（アライメント）を行なう（ステップＳ３）。この位置合わせが完了したときは、モニタＭには、図３（Ａ）に示したように、指標３６の輝点３６ａと３６ｂを結ぶ線Ｌが、ほぼ瞳孔Ｅｐの中心を通過する状態となる。

前眼部での位置合わせが完了したら、切り換えスイッチ４１を押す（ステップＳ４）。そのとき、前眼部照明光源３５が短時間発光し、その発光中に前眼部の可視光像が撮像素子３３に結像され、前眼部の画像が記録部３４に記録される（ステップＳ５）。その後光源３５は消灯され、前眼部レンズＬ１は光路から離脱される（ステップＳ６）。

ステップＳ５で記録された前眼部の画像は、制御部４０により読み出されて、分光分布検出手段４７に送出され、ここで、所定の信号ライン（例えば、図３（Ａ）に示す中心線Ｌ）に沿って切り出され、図３（Ｂ）に示すように色分解される（ステップＳ２１）。分光分布検出手段４７は、Ｋをしきい値として、Ｂ−｛（Ｒ＋Ｇ）／２｝＞Ｋならば、虹彩Ｅｉがブルー（青色）と判定し、Ｋを超えなければ、ブラウン（茶色）と判定する。あるいは、分光分布検出手段４７は、Ｋ１、Ｋ２を所定のしきい値として、［Ｂ−Ｒ＞Ｋ１］でかつ［Ｂ−Ｇ＞Ｋ２］のときは、虹彩Ｅｉがブルー（青色）と判定し、それ以外のときは、ブラウン（茶色）と判定する。これにより、被検眼の種別が判定され（ステップＳ２２）、その検出結果が制御部４０に出力される。

制御部４０は、虹彩の分光分布、並びに他の被検眼情報、撮影条件設定部４２で設定される撮影条件に応じて撮影光量を調整する（ステップＳ２３）。撮影条件の例が、図４に表図として示されており、同図において、リングスリットの種別（リングスリット７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）、撮像倍率（変倍レンズ１７Ａ、１７Ｂ）、撮影媒体（撮像素子３３がアナログＣＣＤであるか、デジタルＣＣＤであるか）は、撮影条件設定部４２で設定され、また、被検眼の虹彩は、ステップＳ２２の判定結果である。制御部４０は、デフォルト値の基準撮影光量（０）をこの表図に従って、調整し（ステップＳ２３）、それを撮影光量設定部４３に出力する。

このとき、検者は光量補正ダイヤル４６で撮影光量の補正を行うことができるので、ダイヤル４６が０以外に設定されている時は（ステップＳ２４のＹＥＳ）、撮影光量設定部４３は、その指示に応じて、撮影光量に対して補正を行い（ステップＳ２５）、実際にシャッタスイッチ４４が押された時に発光するストロボ１４の発光光量を設定する（ステップＳ２６）。

一方、前眼部レンズＬ１が光路から離脱されると（ステップＳ６）、赤外光による眼底像が、撮像素子２３で撮影されてその像がモニタＭに表示され、眼底観察状態となる（ステップＳ７）。そこで、検者は、眼底像を見ながらアライメント指標５１により装置本体と被検眼の位置合わせを先ほどより更に微細に行う。位置合わせができたら（ステップＳ８）、シャッタスイッチ４４が操作され（ステップＳ９）、先ほどステップＳ２６で設定された撮影光量でストロボ１４が発光し（ステップＳ１０）、その時の眼底像が撮像素子３３で静止画として取り込まれ（ステップＳ１１）、その画像が記録部３４に記録される。その際、虹彩色の情報を含め、設定された撮影条件情報をこの眼底画像と関連付けて、表示したりあるいは記録しておくようにする（ステップＳ１２）。

本発明の眼底撮影装置の構成を示した構成図である。眼底を撮影する流れを示したフローチャートである。前眼部の虹彩部分の分光分布を検出する過程を示した説明図である。撮影光量を設定するときの要因を示した表図である。

符号の説明

７リングスリット
１４ストロボ
２３動画撮像素子
３３静止画撮像素子
３４記録部
４０制御部
４１切り換えスイッチ
４２撮影条件設定部
４３撮影光量設定部
４４シャッタスイッチ
４５ストロボ発光回路
４７分光分布検出手段

Claims

被検眼の前眼部を撮像する前眼部撮像手段と、該被検眼の眼底を撮像する眼底撮像手段とを備えた眼底撮影装置であって、
前記前眼部撮像手段で撮像された画像から前眼部中の虹彩部分の分光分布を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき眼底撮像手段による眼底撮影時の撮影光量を調整する光量調整手段とを備えたことを特徴とする眼底撮影装置。
前記検出手段の検出結果を、撮影条件情報として表示する、または記録する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の眼底撮影装置。
前記光量調整手段により調整される光量を補正する光量補正手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の眼底撮影装置。
前眼部の動画撮像手段が設けられ、被検眼の前眼部の動画撮影中に、切り換え手段の操作に応じて前記前眼部撮像手段により前眼部が撮像され、分光分布の検出が行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の眼底撮影装置。
前記前眼部が前眼部撮像手段により撮像された後は、前記動画撮像手段は、被検眼の眼底を動画撮影することを特徴とする請求項４に記載の眼底撮影装置。
前記前眼部の動画撮影と眼底の動画撮影の切り換えは、前眼部レンズの光路への挿脱に応じて行われることを特徴とする請求項５に記載の眼底撮影装置。