JP4686018B2 - 眼底カメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は眼底カメラ、特に、アライメント光源の被検眼角膜反射の虚像として形成したワーキングドットを用いて被検眼とのアライメントを行なう眼底カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
眼底カメラを用いて、眼底の観察あるいは撮影を行なうためには、眼底カメラと被検眼の相対位置を調整するアライメント（位置合わせ）作業を行なう必要がある。このアライメントでは、まず被検眼前眼部と眼底力メラの位置合わせを行ない、その後、より精密に被検眼眼底と眼底カメラの位置合わせを行なう、という手法がよく用いられている。
【０００３】
このアライメントのうち、被検眼前眼部に対するアライメント（前眼部アライメント）ではアライメント光源の角膜反射像（虚像）をワーキングドットとして被検眼の前眼部近傍に形成し、被検眼眼底に対するアライメント（眼底アライメント）では被検眼の眼底に形成し、これらの像をモニタや観察光学系を介して観察しながらカメラの位置を調節する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで無散瞳型眼底カメラの場合、アライメント光源に赤外光源を用いて赤外光で前眼部や眼底を照射し、その反射光を赤外光を撮像可能なＣＣＤカメラを使ってモニタに投影しこのモニタ画像を観察することによりカメラの操作を行なう。このため、モニタ画像はあまり良好なコントラストを得られないため、アライメント光源の輝点が画面上で非常に見づらいという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明の課題は、眼底カメラアライメント時のモニタ画像の表示を工夫することにより、迅速、容易かつ正確に被検眼と眼底カメラのアライメントを行なえるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、アライメント光源の被検眼角膜反射の虚像として形成したワーキングドットを用いて被検眼とのアライメントを行なう眼底カメラにおいて、被検眼の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を表示するモニタと、アライメント達成時に前記ワーキングドットの画像が占めるべき前記モニタ画面上の所定位置に、それ以外のモニタ画像よりも輝度を低下させたマークを表示する制御手段を設け、前記制御手段は、前記マーク表示のための輝度低下処理において、処理中の画素の輝度値と所定のしきい値を比較することによりワーキングドットのものかどうかを検出し、処理中の画素がワーキングドットのものでない場合のみ当該画素に対して前記マーク表示のための輝度低下処理を行なう構成を採用した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１は本発明を採用した眼底カメラの光学系の要部の構成を示している。ここでは、光学系の対物レンズ１３廻りの構造のみを示し、眼底カメラのその他の構造については詳細な図示を省略している。
【０００９】
図１において符号Ｅは被検眼、Ｉは被検眼Ｅの虹彩である。被検眼Ｅの前眼部と眼底カメラのアライメント（前眼部アライメント）を行なうために、本実施形態では対物レンズ１３の近傍にアライメント光源として赤外光を発生するＬＥＤ１１、１２が配置されている。
【００１０】
上記構成において、ＬＥＤ１１、１２を点灯させると、被検眼Ｅの角膜反射により、ワーキングドットＤ、Ｄが虚像として被検眼Ｅの前眼部近傍に形成される。
【００１１】
眼底カメラ光学系には、赤外光撮影可能なＣＣＤ３５が設けられ、後述の画像処理系の画像処理を経た画像データをモニタを投影できるようになっている。
【００１２】
眼底カメラの光学系を含む主要部は、不図示の架台上で上下左右に移動でき、検者はモニタに投影された被検眼ＥおよびワーキングドットＤ、Ｄの画像を観察しながら眼底カメラを架台上で操作することにより、眼底カメラと被検眼Ｅのアライメントを取ることができる。
【００１３】
ＬＥＤ１１、１２の配置位置は、カメラと被検眼Ｅの光軸が合致し、かつ所定のワーキング距離となった時に、観察視野のほぼ中央において、２つのワーキングドットＤ、Ｄの距離が虹彩Ｉのほぼ開口に相当する位置に投影されるように決めておく。好ましくは、アライメント達成時にワーキングドットＤ、Ｄの幅Ｗが撮影可能な最小瞳孔径に相当するようにする（図４（Ａ）参照）。
【００１４】
また、単一のアライメント光源ではなく、ＬＥＤ１１、１２を設けることにより、眼底カメラを移動した際にワーキングドットＤ、Ｄの移動の様子、あるいは見え方を観察することにより、位置ずれの方向を検者が容易に認識できる。
【００１５】
図２は本発明の眼底カメラの画像処理系の構成を示している。
【００１６】
図２において符号３１はマイクロプロセッサなどから成るＣＰＵで、少なくとも上記のＣＣＤ３５で撮影した画像をモニタＭで表示する画像処理を制御する。なお、ＣＰＵ３１は、眼底カメラの他の部材の制御を行なうものであってよい。
【００１７】
ＣＣＤ３５、およびＣＲＴディスプレイなどから成るモニタＭはビデオインターフェース３４を介してＣＰＵ３１と接続されている。
【００１８】
ＣＰＵ３１には、後述の制御プログラムを格納したＲＯＭ３２およびＲＡＭ３３が接続されている。ＲＡＭ３３には、ＣＣＤ３５で撮影した画像データ、および後述のマスクデータを格納する画像メモリ領域が割り付けられる。
【００１９】
ビデオインターフェース３４により、ＣＣＤ３５で撮影した画像データをＣＰＵ３１の制御に基づきＣＰＵ３１側に出力させることができ、逆にＲＡＭ３３の画像メモリ領域からモニタＭ側に出力して表示させることができる。
【００２０】
前述のように、無散瞳方式ではＣＣＤ３５で赤外光撮影を行ない、モニタＭに投影するので、コントラストがあまり高くなく、アライメントの際、モニタＭを介して観察される画像はあまり見易いものではない。したがって、本実施形態においては、下記のようなマーク表示を行なうことにより、アライメント時の操作性を向上する。
【００２１】
図４（Ａ）は、眼底アライメント時のモニタＭの画像を示しており、同図は眼底カメラと被検眼Ｅのアライメントが達成された状態を示している。この時、ワーキングドットＤ、Ｄは被検眼Ｅの画像のほぼ画面中央位置にあり、しかもワーキングドットＤ、Ｄの幅Ｗが撮影可能な最小瞳孔径に相当するようＬＥＤ１１、１２を配置してある。
【００２２】
図４（Ａ）のワーキングドットＤ、Ｄの最適位置（アライメント達成位置）を検者がモニタ画面上で容易に認識できるよう、本実施形態では図５（Ａ）に示すようにモニタ画面中のワーキングドットＤ、Ｄの最適位置にマークｍ、ｍを表示する。
【００２３】
このマークｍ、ｍは、図５中では単に矩形で示してあるが、実際には後述の処理を行なうことにより、ＣＣＤ３５で撮像した画像データの対応部位の輝度を調節することにより、マーク以外の部分の画像よりも暗く表示する。一方、ワーキングドットＤ、Ｄは、理解を容易にするため、各図中では黒丸で示してあるがモニタ画面上では実際には白色の輝点として観察される。
【００２４】
したがって、マークｍ、ｍの部分を暗く表示しておくことにより、図５（Ａ）のようにアライメントが達成されていない状態からカメラの位置を調節することによりワーキングドットＤ、Ｄが図５（Ｂ）のようにマークｍ、ｍの中に入ってくると、検者はこれをモニタ画面上で容易に識別することができる。
【００２５】
マークｍ、ｍを表示するには、単に画像データの対応部分の輝度値を一様に下げるだけでもよいが、ＣＰＵ３１で下記のような画像処理を行なうことによって、ワーキングドットＤ、Ｄの視認性を低下させることなくマークｍ、ｍを表示することができる。
【００２６】
図３はＣＰＵ３１で行なう画像処理の流れを示したもので、図示の手順はＣＰＵ３１のプログラムとしてＲＯＭ３２に格納される。
【００２７】
図３のステップＳ１では、ＲＡＭ３３の画像メモリ領域にアクセスするためのポインタ（アドレスカウンタ）を初期化する。
【００２８】
ＲＡＭ３３の画像メモリには、ＣＣＤ３５で撮影されたキャプチャ画像が逐次保持されており、この画像メモリの開始アドレスＶｂおよび終了アドレスＶｅは図４（Ａ）の画面上の位置に相当するものとする。
【００２９】
ステップＳ１では、この画像メモリをアクセスするためのポインタＰｔｒ１を開始アドレスＶｂに初期化する。
【００３０】
一方、マークｍ、ｍの輝度調節を行なうため、ＲＯＭ３２（ＲＡＭ３３でも可）の所定領域に、図４（Ｂ）に示すようなマスクテーブルを用意しておく。このマスクテーブルの各セルは画像メモリＶｂ〜Ｖｅの各画素に１対１に対応し、開始アドレスＭｂ〜終了アドレスＭｅの大きさを有する。
【００３１】
そして、マークｍ、ｍを表示すべき画面中央の２つの矩形領域（図中の斜線部）の画素に対応するマスクテーブルの対応アドレスに、この矩形領域の輝度を調節するための輝度オフセット値（後述のｄ）を格納しておく。これ以外のマスクテーブルの値は０（あるいは−１などの無効データでもよい）を格納しておく。
【００３２】
なお、画像メモリＶｂ〜Ｖｅのサイズと、マスクテーブルＭｂ〜Ｍｅのサイズは必ずしも同一である必要はなく、１マスクデータのサイズなどに応じてマスクテーブルに必要な容量は異なってくる。また、マスクデータをテーブル形式で用意したが、マスクの形式はこのようなテーブル形式に限定されないのはいうまでもない。たとえば、処理すべき画像メモリＶｂ〜Ｖｅの画素のアドレスを算出する条件式としてマスクデータを持つこともできる。
【００３３】
ステップＳ１では、このマスクテーブルをアクセスするためのポインタＰｔｒ２を開始アドレスＭｂに初期化する。
【００３４】
ステップＳ２では、ポインタＰｔｒ１が画像メモリの終了アドレスＶｅを超えているか否かを判定し、ステップＳ２が肯定された場合には画像メモリの全ての画素を処理したものとして処理を終了する。
【００３５】
ステップＳ２が否定された場合にはステップＳ３においてポインタＰｔｒ２でアクセスされるマスクテーブルの内容Ｍ（Ｐｔｒ２）が０かどうかを判定する。これは、現在の画素が輝度調節を行なうべき画素であるか否かの判定に相当する。
【００３６】
ステップＳ３が肯定された場合には、現在の画素が輝度調節を行なうべき画素ではない、つまり、マークの表示位置の画素ではないと判定されたことになるので、ステップＳ６に移行し、ポインタＰｔｒ１およびＰｔｒ２を次の画素に対応するアドレスとなるようインクリメントしてステップＳ２にループする。
【００３７】
ステップＳ３が否定された場合には、マスクテーブルの内容Ｍ（Ｐｔｒ２）が０ではない、つまり、マークの表示位置の画素であると判定されたことになる。この場合は、まずステップＳ４において、ポインタＰｔｒ１でアクセスされる画像メモリの輝度値Ｖ（Ｐｔｒ１）が所定のしきい値ＴＨ以上であるか否かを判定する。
【００３８】
このしきい値ＴＨは、ＬＥＤ１１、１２の輝度、ＣＣＤ３５の感度などの特性に応じて、ワーキングドットに相当する輝度を検出できるような値にあらかじめ決定しておく。つまり、このしきい値ＴＨよりも大きい輝度を持つ画素はＬＥＤ１１、１２によるワーキングドットの画素であると判定できるようにしておく。
【００３９】
ステップＳ４が否定、つまり、現在の画素の輝度がしきい値ＴＨ以上の場合は、現在の画素がワーキングドットのものであるものとして、ステップＳ７で何も処理を行なわずステップＳ６に移行する。
【００４０】
ステップＳ４が否定され、現在の画素の輝度がしきい値ＴＨよりも小さい場合には、現在の画素がワーキングドットのものではないとして、ステップＳ５で現在の画素の輝度値Ｖ（Ｐｔｒ１）から現在のマスクデータの輝度オフセット値ｄ（＝Ｍ（Ｐｔｒ２））を減算して新しい輝度値Ｖ（Ｐｔｒ１）を生成する。
【００４１】
なお、マークｍ、ｍは必要な期間だけ表示すればよい。たとえば、ＬＥＤ１１、１２によりワーキングドットを表示する前眼部アライメントの期間のみ表示させ、その後、別の検査フェーズに入る時、たとえば、前眼部アライメントの後、眼底カメラを前進させたりあるいは光学系の倍率を変更したりして眼底アライメントや眼底画像の観察／撮影に入るタイミングにおいてモニタ画面から消去する。このようにマークｍ、ｍは必要な期間だけ表示し、眼底カメラの他の動作期間においてはマークｍ、ｍの表示を禁止することにより、マークｍ、ｍによって検者の眼底画像の観察などの作業が妨げられるのを防止できる。
【００４２】
以上の画像処理により、画像メモリ中のマークｍ、ｍに相当する矩形領域の輝度を下げ、モニタ画面中で暗く表示することができる。これにより、検者はワーキングドットＤ、Ｄを移動すべき最適位置を迅速に判断でき、また、その位置へのワーキングドットＤ、Ｄの移動、すなわちカメラのアライメント操作を容易かつ迅速に行なうことができる。
【００４３】
特に、本実施形態では、マークｍ、ｍに相当する矩形領域において、しきい値ＴＨを用いて処理中の画素がワーキングドットのものかどうかを検出し、ワーキングドットを表示するドットの輝度は下げないようにしているので、マークｍ、ｍの位置にワーキングドットが入った場合でも、高コントラストでワーキングドットを表示でき、検者は容易にワーキングドットを視認でき、アライメント作業を容易かつ迅速に行なうことができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、ＬＥＤ１１、１２を用いて表示するワーキングドットＤ、Ｄを２つ表示し、これらのワーキングドットＤ、Ｄの間隔を眼底カメラの撮影可能瞳孔径とほぼ一致させてあるので、検者が２つのワーキングドットＤ、Ｄの動きにより眼底カメラの左右の位置ずれを容易に認識できるとともに、眼底カメラと被検眼のワーキング距離、および撮影条件の可否を容易に認識できる。
【００４５】
なお、図３のステップＳ３において、マスクデータＭ（Ｐｔｒ２）の値が０かどうかを判定しているが、本例のように輝度調節を行なわない画素に対して０を格納する場合はこのステップは必ずしも必要ない。これは、輝度調節を行なわない画素に対する輝度オフセット値０はステップＳ５の輝度オフセット値減算処理に影響を与えないためである（他のオフセット演算方式、たとえば、輝度オフセット値を乗算して新しい輝度を求めるような方式により輝度調節を行なう場合はこの限りではない）。
【００４６】
また、ステップＳ４およびステップＳ７を省略すると、単にマークｍ、ｍに相当する矩形領域の輝度を無条件で低下させる処理になるが、このような処理でも、マークｍ、ｍに相当する矩形領域の輝度オフセット値をＬＥＤ１１、１２により得られるワーキングドットのモニタ画面上の輝度や、その他の部分の平均的な輝度を考慮して適宜定めておけば、マークｍ、ｍを表示しない従来方式に比べれば良好なワーキングドットの視認性を得ることができる。
【００４７】
なお、図３のフローチャートでは、本発明の画像処理を概念的に説明するため、敢えて効率のあまり良くない処理も含めて図示しているが、画像処理の細部は高速化、あるいは利便性を考慮して、当業者において種々変更できるのはいうまでもない。
【００４８】
たとえば、上記の画像処理では、画像メモリのアドレスの全領域Ｖｂ〜Ｖｅを走査してマークのための輝度調節を行なっているが、この処理は必ずしも必要なく、マークを表示すべき矩形領域のみの処理を行なうことにより高速にマークの輝度調節を行なうことができる。
【００４９】
また、上記の画像処理に関する制御パラメータのいくつかは、固定の値ではなく、手動操作に応じて制御したり、あるいはＣＣＤ３５から入力される画像の特性などに応じて適応的に設定制御することができる。
【００５０】
たとえば、ワーキングドット部分の輝度調節を禁止するためのしきい値ＴＨ、およびマークの矩形領域において輝度を低下させるための輝度オフセット値などの制御パラメータは、不図示の操作部から検者が所定の操作を行なうことにより好みに応じて手動設定するような構成を用いることが考えられる。
【００５１】
また、これらの制御パラメータは、ＣＣＤ３５から入力される画像の特性（たとえば、平均輝度、コントラスト、空間周波数など）に応じて適応的に自動制御する構成であってもよい。
【００５２】
また、モニタ画面上におけるマークｍの矩形領域のサイズや形状を好みに応じて手動設定できるようにしておく構成としてもよい。
【００５３】
また、以上では、説明を容易にするため、ＣＰＵ３１側のＲＡＭ３３に画像メモリを設ける構成を示したが、ビデオインターフェース３４内などに設けられた画像メモリを用いるようにしてもよい。通常、ビデオインターフェース３４内に設けられるＶＲＡＭは高速な入出力を行なえる利点がある。あるいは、ＣＰＵ３１ではなく、ビデオインターフェース３４側で上述の処理を行なうようにしてもよい。
【００５４】
以上では、前眼部アライメントを行なうために眼底カメラの対物レンズ近傍にアライメント光源を配置する例を示したが、本発明はあくまでも眼底カメラのアライメントのために用いられるワーキングドットをどのようにモニタ上で表示するか、に関するものである。したがって、本発明は上記実施形態に限定されることなく、あらゆる種類のワーキングドットのモニタ表示について実施することができるのはいうまでもない。たとえば、上述の前眼部アライメントの後、眼底カメラを前進させたりあるいは光学系の倍率を変更したりして眼底アライメントを行なうが、その場合に光学系内部の被検眼眼底と共役位置に設けたアライメント光源を用いることがある。本発明はこのようなアライメント光源により形成されるワーキングドットのモニタ表示にも実施することができ、これにより迅速、容易かつ正確に被検眼と眼底カメラのアライメントを行なうことができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、アライメント光源の被検眼角膜反射の虚像として形成したワーキングドットを用いて被検眼とのアライメントを行なう眼底カメラにおいて、被検眼の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を表示するモニタと、アライメント達成時に前記ワーキングドットの画像が占めるべき前記モニタ画面上の所定位置に、それ以外のモニタ画像よりも輝度を低下させたマークを表示する制御手段を設けた構成を採用しているので、ワーキングドットを移動すべき最適位置を迅速に判断でき、また、その位置へのワーキングドットの移動、すなわちカメラのアライメント操作を迅速、容易かつ正確に行なうことができる。
【００５６】
特に、前記マーク表示のための輝度低下処理において、処理中の画素の輝度値と所定のしきい値を比較することによりワーキングドットのものかどうかを検出し、処理中の画素がワーキングドットのものでない場合のみ当該画素に対して前記マーク表示のための輝度低下処理を行なう構成によれば、マークの位置にワーキングドットが入った場合でも、高コントラストでワーキングドットを表示でき、検者は容易にワーキングドットを視認でき、アライメント作業を容易かつ迅速に行なうことができる。
【００５７】
あるいはさらに、複数のアライメント光源を設け、これら複数のアライメント光源により表示されるモニタ上の複数のワーキングドットの間隔を撮影可能な被検眼の瞳孔径とほぼ一致させた構成を採用すれば、ワーキングドットの動きにより眼底カメラの左右の位置ずれを容易に認識できるとともに、眼底カメラと被検眼のワーキング距離、および撮影条件の可否を容易に認識できる。
【００５８】
あるいはさらに、前記アライメント光源を用いた特定のアライメント期間においてのみ前記のマーク表示を行ない、他の動作期間においてはマークの表示を禁止する構成を採用すれば、マークによって検者の眼底画像の観察などの作業が妨げられるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用した眼底カメラの光学系要部の説明図である。
【図２】図１の装置の画像処理系のブロック図である。
【図３】図２のＣＰＵが実行する画像処理の流れを示したフローチャート図である。
【図４】図１の装置におけるアライメント動作、および画像処理の概要を示した説明図である。
【図５】図１の装置におけるアライメント動作および本発明の効果を示した説明図である。
【符号の説明】
１１、１２ ＬＥＤ
１３ 対物レンズ
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ ビデオインターフェース
３５ ＣＣＤ
Ｄ ワーキングドット
Ｍ モニタ
ｍ マーク

Claims (6)

1. アライメント光源の被検眼角膜反射の虚像として形成したワーキングドットを用いて被検眼とのアライメントを行なう眼底カメラにおいて、
   被検眼の画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像を表示するモニタと、
   アライメント達成時に前記ワーキングドットの画像が占めるべき前記モニタ画面上の所定位置に、それ以外のモニタ画像よりも輝度を低下させたマークを表示する制御手段を設け、
   前記制御手段は、前記マーク表示のための輝度低下処理において、処理中の画素の輝度値と所定のしきい値を比較することによりワーキングドットのものかどうかを検出し、処理中の画素がワーキングドットのものでない場合のみ当該画素に対して前記マーク表示のための輝度低下処理を行なうことを特徴とする眼底カメラ。
2. 前記制御手段は、前記撮像手段により撮像された画像データ中、前記モニタ上の所定位置に該当する画素の輝度値を所定の輝度オフセット値だけ低下させることにより前記マーク表示を行なうことを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
3. 複数のアライメント光源を設け、これら複数のアライメント光源により表示されるモニタ上の複数のワーキングドットの間隔を撮影可能な被検眼の瞳孔径とほぼ一致させたことを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
4. 前記輝度オフセット値および前記しきい値を検者の手動操作、または、前記撮像手段により撮像された画像の特性に応じて設定する手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の眼底カメラ。
5. 前記モニタ画面上におけるマークの矩形領域のサイズや形状を検者の手動操作に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
6. 前記制御手段は、前記アライメント光源を用いた特定のアライメント期間においてのみ前記のマーク表示を行ない、他の動作期間においてはマークの表示を禁止することを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。

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