JP5564430B2 - 器官の照明 - Google Patents

Description

本発明は、検査中の器官を照明する方法及び検査デバイスに関する。

目、耳、鼻、口などの異なる器官を検査している間、電気的画像を形成するデジタル検査デバイスを使用することができ、この電気的画像は、例えばコンピュータの画面上に表示されるように転送可能である。各器官のための検査デバイスが個別に存在していてもよいが、検査デバイスは、異なる器官を検査するための共通のデジタル・カメラ・ユニットと、このカメラ・ユニットに着脱可能であり且つこのカメラ・ユニットのための対物レンズとして機能する複数の光学コンポーネントとを含んでいてもよい。この場合、異なる光学コンポーネントは異なる器官の画像を形成するように意図されており、これは検査を効果的なものにする。

フィンランド特許第１０７１２０号 フィンランド特許第２００２１２２３３号 フィンランド特許第２００７５４９９号

しかし、カメラ・ユニットに着脱可能な光学コンポーネントを使用することは問題を伴う。画像形成光学系は検査中の対象物に従って構成可能であるが、検査中の異なる各対象物が同じ光源によって同じ様に照明されているので、検査中の対象物の照明は不適切なものとなっている。通常、デジタル・システムにおける照明は、検出器として機能するデジタル・セルの露光能力に従って行われなければならない。結果として、対象物に適合されていないうえに検査中の対象物に差し向けられていない光学放射は対象物の所望の特性を適切に抽出することはほとんどなく、対象物の周辺領域を十分には照明しない。したがって検査中の対象物への照明は最適化されておらず、場合によっては、光学放射の強度及び帯域に関して全く不十分であることがある。

本発明の目的は、改良された方法及びその方法を実施するデバイスを提供することである。これは、器官を照明する方法であって、器官の電気的画像を形成するためにカメラ・ユニットが使用される方法によって達成される。この方法は少なくとも１つの光学コンポーネントを採用してよく、このコンポーネントはカメラ・ユニットに接続可能であり、また少なくとも１つの光学放射源及び少なくとも１つの光学放射制御構造体を含み、この少なくとも１つの光学放射源による光学放射を、光学コンポーネントの光軸に軸平行でなく位置するこの少なくとも１つの光学放射制御構造体に差し向け、そして各光学放射制御構造体による光学放射を、光学コンポーネントの光軸から離れる方向に、検査中の器官に差し向ける。

本発明は器官の画像を形成するためのデバイスにも関し、このデバイスは器官の電気的画像を形成するためのカメラ・ユニットを含む。このデバイスは一群の光学コンポーネントを含み、この一群は少なくとも１つの光学コンポーネントを含み、各光学コンポーネントはカメラ・ユニットに接続可能であり、各光学コンポーネントは少なくとも１つの光学放射源及び少なくとも１つの光学放射制御構造体を含み、少なくとも１つの光学放射源は、光学コンポーネントの光軸に軸平行でなく位置する少なくとも１つの光学放射制御構造体に光学放射を差し向けるように構成され、また各光学放射制御構造体は、光学放射源からの光学放射を、光学コンポーネントの光軸から離れる方向に、器官に差し向けるように構成されている。

本発明の好ましい実施例は、従属請求項に開示されている。

本発明の方法及びシステムは複数の利点を提供する。光学コンポーネント内の光学放射源からの放射は、検査中の対象物の良好な画像を形成するために、光学コンポーネントの光軸から離れる方向に、検査中の対象物へと照射される。各光学コンポーネントが特定の器官を検査及び照明するように意図されているため、検査中の対象物を所望の通りに照明することができる。

ここで、本発明を、好ましい実施例に関連して、添付の図面を参照してより詳細に説明する。

検査デバイスを示す図である。 光学コンポーネントが装着されたカメラ・ユニットを示す図である。 光学放射源を備えた光学コンポーネントを示す図である。 ２つの光学放射源を備えた光学コンポーネントを示す図である。 光学放射源及び２つの光学放射制御構造体を備えた光学コンポーネントを示す図である。 デジタル信号プロセッサを示す図である。 光学放射フィードバックを示す図である。 ２つの光学コンポーネントが接続されたカメラ・ユニットを示す図である。 検査デバイスのブロック図である。 ドッキング・ステーション内のカメラ・ユニットを示す図である。 本方法のフロー図である。

検査デバイスには、検査中の対象物に従って、適した撮像光学系を備えた１つ又は複数の光学コンポーネントが接続可能である。これら光学コンポーネントは互いに、及び設備の他の部分と通信可能であり、この通信を利用して、レンズ自体及びデバイスのフレームの双方における光学放射源が、全ての対象物において制御された様式で使用可能であり、全ての対象物の画像は、利用可能な光学放射源の全て又はいくつかからの放射が検査中の対象物に差し向け可能な様式で、画像が形成される対象物に従った所望の様式で制御されて形成される。この実用例において、光学放射とは約１００ｎｍから５００μｍの波長帯域を指す。

検査デバイスのカメラ・ユニットは、ほとんどの部分について、フィンランド特許第１０７１２０号、フィンランド特許第２００２１２２３３号、及びフィンランド特許第２００７５４９９号に開示された解決策と同様であってよく、そのため本出願ではカメラ・ユニットの公知の特徴自体を詳細には開示しないが、上記の事実及び従来技術とは異なる開示された解決策の特徴に明確に専念する。

先ず、図１を参照して検査デバイス全体を見る。本実例において、検査デバイスはカメラ・ユニット１００であり、これは携帯デジタル・カメラであってもよい。検査デバイスのカメラ・ユニット１００は、カメラ・ユニット１００の検出器１０４への器官の画像の形成に参加可能な光学系ユニット１０２を含むことができる。光学系ユニット１０２による検出器１０４への画像の形成は、コントローラ１０６によって制御可能なモータ１４４によって調整可能である。検査デバイスが動作しているとき、検出器１０４は器官の電気的画像を形成可能である。検出器１０４によって形成された画像は、カメラ・ユニット１００を制御するためのカメラ・ユニット１００のコントローラ１０６に供給可能であり、コントローラ１０６は、画像及び利用可能な他の情報を処理及び保存するためのプロセッサ及びメモリを含むことができる。画像は、コントローラ１０６から、画像及び利用可能な他のデータを表示するためのカメラ・ユニット１００のディスプレイ１０８に供給可能である。カメラ・ユニット１００の検出器１０４は、ＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳセル（相補型金属酸化膜半導体）であってよく、カメラ・ユニット１００は静止画又は動画を形成可能である。

カメラ・ユニット１００に加えて、検査デバイスは、カメラ・ユニット１００に接続可能な少なくとも１つの光学コンポーネント１１０〜１１４を含む。各光学コンポーネント１１０〜１１４は、単独にせよ、少なくとも１つの他の光学コンポーネント１１０〜１１４とともにせよ、所定の器官の画像を形成するように意図されている。少なくとも１つの光学コンポーネント１１０〜１１４は、検出器１０４への目などの器官の画像を光学系ユニット１０２とともに形成可能である少なくとも１つのレンズ又はミラーを含む。カメラ・ユニット１００内には、検査中の物体に適した光学コンポーネントが装着又は追加又は交換が可能である。カメラ・ユニット１００に装着されると、これらの光学コンポーネント１１０〜１１４のそれぞれは、データ構造体１１６〜１２０を使用することによって、カメラ・ユニット１００と、及び／又は互いに通信可能である。さらに、各光学コンポーネント１１０〜１１４は周囲のデバイスと通信可能である。各光学コンポーネント１１０〜１１４は、単独で、又は１つ又は複数の他の光学コンポーネント１１０〜１１４とともに、画像の作成、処理、及び保存を制御可能である。

各光学コンポーネント１１０〜１１４のデータ構造体１１６〜１２０は、光学コンポーネント１１０〜１１４に関する情報を含むことができる。データ構造体１１６〜１２０は、光学コンポーネント１１０〜１１４のフレーム内、又は画像を形成するために使用されるレンズなどの少なくとも１つのコンポーネント内に位置していてよい。光学コンポーネント１１０〜１１４は、例えばレンズ又はミラーなどの画像を形成する１つ又は複数の要素を含むことができ、光学コンポーネント１１０〜１１４は、カメラ・ユニット１００の追加対物レンズとして機能可能である。

データ構造体１１６〜１２０は、例えば電子機械的構造体であってよく、この構造体は、光学コンポーネント１１０〜１１４をカメラ・ユニット１００に機械的に装着し、且つカメラ・ユニット１００と光学コンポーネント１１０〜１１４との間の電気的接続を確立する。カメラ・ユニット１００内の相手方部品１２２に対してデータ構造体１１６〜１２０を接続することによって、光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報は、例えば導電体に沿って、データ構造体１１６〜１２０からコントローラ１０６に相手方部品１２２を介して転送可能である。この場合、データ構造体１１６〜１２０、及びカメラ・ユニット１００の相手方部品１２２は、１つ又は複数の電気的接触表面を含むことができる。電気的接続は、各光学コンポーネント１１０〜１１４又はコンポーネントのタイプに固有のものであってもよい。カメラ・ユニット１００は、接触表面を介してデータ構造体１１６〜１２０の電源を入れることができ、カメラ・ユニット１００の電気信号に対するデータ構造体１１６〜１２０の応答は、各光学コンポーネント１１０〜１１４に特有な情報を含む。

異なる器官の画像を形成するための異なる光学コンポーネント１１０〜１１４があってもよく、この場合、各光学コンポーネント１１０〜１１４は異なる種類の接続を有する。この接続は、例えば抵抗、容量、又はインダクタンスの点で互いに異なっていてもよく、これは、例えばカメラ・ユニット１００によって検出される電流又は電圧に影響を及ぼす。このようなアナログ符号化の代わりに、デジタル符号化も、光学コンポーネント１１０〜１１４を互いに区別するために使用可能である。

データ構造体１１６〜１２０は、例えば各光学コンポーネント１１０〜１１４の特有の情報を含むメモリ回路であってもよい。データ構造体１１６〜１２０は、例えばＵＳＢメモリとすることができ、カメラ・ユニット１００は、このＵＳＢメモリのためのコネクタを相手方部品１２２として有していてもよい。光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報は、メモリ回路からカメラ・ユニット１００のコントローラ１０６に転送可能であり、コントローラ１０６は、この情報を、カメラ・ユニット１００及び各光学コンポーネント１１０〜１１４の光学放射源３００、３０４を制御するため、したがって光学放射を制御するために使用することができる。

データ構造体１１６〜１２０内に含まれる情報の読み出しは、カメラ・ユニット１００とデータ構造体１１６〜１２０との間の電流による接触を必ずしも必要とはしない。この場合、光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報は、データ構造体１１６〜１２０から、例えば容量的に、電磁誘導を介して、又は光学的に、読み出し可能である。データ構造体１１６〜１２０は、カメラ・ユニット１００のバー・コード・リーダによって読み出されるバー・コードであってもよい。このバー・コードは、形成された画像からカメラ・ユニット１００の画像処理プログラムによっても読み出し可能である。このバー・コードは、器官の画像が形成された波長とは異なる波長で検出可能である。このバー・コードは、例えば器官の画像が可視光を使用して形成されていると、赤外放射によって識別可能である。そのためこのバー・コードは、器官の画像の形成を妨害しない。

データ構造体１１６〜１２０は、画像の収差といった、各光学コンポーネント１１０〜１１４の光学的に検出可能な特性であってもよく、この特性は例えば、球面収差、非点収差、コマ収差、画像視野の曲率、歪み（糸巻き型及び樽型の歪み）、色収差、及び／又はより高度な収差（スネルの法則の第四度以上の項）であってもよい。加えてデータ構造体１１６〜１２０は、レンズ内の構造的収差であってもよい。レンズの構造的収差は、例えば形状の収差（膨れ又は凹み）、線、ゴミ、及び気泡を含むことがある。これらの収差のそれぞれは、形成された画像にそれ自体の識別可能な形で影響を及ぼすことがある。カメラ・ユニット１００が特定の光学コンポーネント１１０〜１４０に特有の収差を識別した後、光学コンポーネント１１０〜１１４が識別されてもよく、また識別データは保存可能であってもよく、さらに／又は、データは、光学放射源３００、３０４を制御するため、光学放射を測定対象物に差し向けるため、及び画像を処理するために利用可能であってもよい。

メモリ回路は、ＲＦタグとも呼ばれることがあるＲＦＩＤ（無線認証）であってもよい。受動ＲＦＩＤは自身の電源を有していないが、この場合ではカメラ・ユニット１００であるリーダからのエネルギーで動作する。エネルギーは導電体を介して、例えば電池からＲＦＩＤに供給可能であり、或いは識別データ問い合わせ信号のエネルギーが無線の手段で利用可能である。

カメラ・ユニット１００は、特定の光学コンポーネント１１０〜１１４によって形成された画像を、カメラ・ユニット１００のメモリに保存可能な参照画像と比較することができる。この比較は、画像の異なる部分での、例えば収差、コントラスト、又は明るさについて行うことができる。したがって各光学コンポーネント１１０〜１１４のレンズの屈折率といった光学特性に関する情報が取得可能である。加えて、例えば光学放射源３００、３０４を制御して測定対象物に差し向けられた光学放射を変化させることによって、画像エラーを修正することができる。

したがって、少なくとも１つの光学コンポーネント１１０〜１１４がカメラ・ユニット１００に接続されると、各光学コンポーネント１１０〜１１４のデータ構造体１１６〜１２０は、光学コンポーネント１１０〜１１４に関する情報をカメラ・ユニット１００に伝送することができる。したがって、接続された各光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報を使用することにより、データ構造体１１６〜１２０は、直接的又は間接的に（例えばコントローラ１０６又は病院のサーバによって）測定対象物の照明及びカメラ・ユニット１００を使用して行われた器官の画像の形成を制御することができる。

１つ又は複数の光学コンポーネント１１０〜１１４が検出セル１３８も含んでいてもよく、この検出セル１３８へは、例えば直接的に又はミラー１４０によって、光学放射を差し向けることができる。ミラー１４０は半透過性であってもよい。検出セル１３８は、光学コンポーネント１１０〜１１４を通過する光学放射の一部のみを網羅する程度に小さくてもよく、それによって光学放射は検出器１０４にも到達する。光学コンポーネント１１０〜１１４は、２つ以上の検出セルを含むことができ、また光学コンポーネント１１０〜１１４がカメラ・ユニット１００に接続されると、コントローラ１０６と有線で接続可能である。カメラ・ユニット１００に接続されるので、検出セル１３８はカメラ・ユニット１００からのエネルギーで動作するように活性化することができ、また器官の画像を形成するために使用可能である。検出セル１３８は、検出器１０４と同じ、又は異なる波長で動作可能である。異なる波長で動作するセル１３８は、例えば赤外光で画像を形成するために使用可能であり、検出器１０４は、可視光で画像を形成するために使用可能である。ミラー１４０は赤外放射を非常によく反射することができ、同時にかなりの量の可視光を通過させることができる。検出セル１３８の画像データ及び検出器１０４の画像データは処理及び／又は合成することができ、また単独又は合わせて利用することができる。検出セル１３８は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳ素子であってもよい。

各光学コンポーネント１１０〜１１４は、加速度センサ、距離センサ、温度センサ、及び／又は生理学的センサなどの少なくとも１つのセンサ１３４を含むことができる。距離センサは、検査中の対象物までの距離を測定することができる。生理学的センサは、例えば血糖値及び／又はヘモグロビンを測定することができる。

カメラ・ユニット１００が複数の光学放射源を含んでいるとき、放射は、カメラ・ユニット１００と検査中の対象物との間の距離に従って、異なる光源から検査中の対象物に照射することができる。光学放射源は、例えばカメラ・ユニット１００が目から所定の距離よりも遠いときに可視光の光源が目を照明するように使用することができる。その一方、カメラ・ユニットが目から所定の距離よりも近いときには、赤外源が目を照明する。したがって、目の照明手段は距離に応じたものとすることができる。

加速度センサは、例えば特定の光学放射源が測定対象物に向けて光を照射した第１の瞬間に目の眼底から第１の画像を撮影する機能であって、目に関して第１の画像が撮影された時と同じ位置にカメラ・ユニットが存在する別の瞬間に異なる光学放射源を使用することによって少なくとも１つの他の画像を撮影する機能を実行するために使用することができる。手持ちカメラ・ユニットが手の中で揺れるため、カメラ・ユニットの目に関した位置は常に変化する。カメラ・ユニットの加速度ベクトル

を速度ベクトル

に積分することによって、すなわち

によって、また速度ベクトル

を空間位置ベクトル

に変換することによって、すなわち

によって、カメラ・ユニットの位置がどの瞬間でも決定可能となる。第１及び第２の画像が撮影された時に位置が同じであれば、第１と第２の画像は、異なる波長を使用することによって撮影されている点で互いに異なるとしてよい。他の相違は、画像中の影が異なる方向に伸びている可能性があることである。なぜなら異なる光学放射源が光学コンポーネント内の異なる位置に据え付けられていることがあるからである。異なる波長及び異なる方向の影は、測定対象物に関する情報を提供することができる。

図１の場合、カメラ・ユニット１００に光学コンポーネント１１０〜１１４が装着されていなければ、カメラ・ユニット１００を使用しても必ずしも何らかの画像が形成できるわけではなく、或いはカメラ・ユニット１００は、例えば皮膚の画像を形成するために使用できる。

図２は目の画像の形成方法を示す。この場合、カメラ・ユニット１００には目の眼底の画像の形成に適した光学コンポーネント１１０が装着されている。目の画像の形成に適した光学コンポーネント１１０のデータ構造体１１６は、相手方部品１２２との機械的接続によって、上記光学コンポーネントに伴う情報及びこのコンポーネントの特徴を提示し、目を照明するためにカメラ・ユニット１００の前部において１つ又は複数の光学放射源１２４の電源を入れることができる。代替として、放射源１２４は、データ構造体１１６の光学コンポーネント１１０に伴う情報が、導電体を介して又は無線によってカメラ・ユニット１００の相手方部品１２２に送信され、そして相手方部品１２２からコントローラ１０６に、又は直接的にコントローラ１０６に送信され、コントローラ１０６が放射源１２４を光学コンポーネント１１０に伴う情報に基づいた動作に設定する様式で、電源を入れることができる。放射源１２４は自動的に電源を入れるものであってもよい。この場合、カメラ・ユニット１００内の光学放射源１２６は、これに応じて電源の入り切りを行うことができる。放射源１２４、１２６は、例えば可視領域の光又は赤外放射の放射器であってもよい。

ここで図３を参照して目の画像を形成するための光学コンポーネント１１０を詳細に見る。図３において、光学コンポーネント１１０は１つの光学放射源３００を含むが、光学コンポーネント１１０は一般に複数の光学放射源を有していてもよい（図４）。各光学放射源３００は光学コンポーネント１１０内に位置していてよく、各光学放射源３００はカメラ・ユニット１００からその電源を得ている。光学コンポーネント１１０は、光学放射制御構造体３０２も含むことができる。光学放射源３００は、光学放射制御構造体３０２に光学放射を照射し、光学放射源３００から光学コンポーネント１１０のレンズ・ユニット３２０を介して検査中の目に向けて放射を差し向ける。光学放射制御構造体３０２はミラー又はプリズムであってよく、これは光学コンポーネント１１０の光軸３５０に軸平行でなく配列され、且つ光学コンポーネント１１０の光軸３５０から離れる方向に、目に向けて光学放射を照射する。光学コンポーネント３００は対物レンズ３２０も含み、これを介して光学放射が検査中の器官に差し向けられる。

光学コンポーネント１１０がカメラ・ユニット１００に装着されたとき、放射源３００は自動的に電源を入れることができる。この場合、カメラ・ユニット１００内の光学放射源１２６は電源を入り切りすることができ、光学放射源１２４は電源を切ることができる。放射源３００は、例えば可視領域の光又は赤外領域の放射の放射器であってよい。

図４は、いくつかの光学放射源３００、３０４及び光学放射制御構造体３０２、３０６がある解決策を示す。全ての光学放射源３００、３０４は同じ波長領域で動作可能であるが、少なくとも２つの光学放射源３００、３０４が異なる波長領域で動作することも可能である。同様に、少なくとも２つの光学放射源３００、３０４の光学放射帯域幅は互いに異なっていてもよい。

一実施例において、全ての光学放射源３００、３０４からの光学放射は、非偏光であってもよく、或いは同様に偏光されていてもよい。加えて、又は代替として、少なくとも２つの光学放射源３００、３０４からの光学放射は、偏光に関して互いに異なっていてもよい。異なって偏光された光学放射は、異なる対象物から異なる形で反射されてもよく、したがって異なる対象物を分離及び検出することに寄与することができる。送出された光学放射と受光された光学放射との間の偏光の変化が受光の際に決定された場合、この変化に基づいて対象物の所望の特性を決定することができる。

一実施例において、光学放射源３００、３０４はパルス放射又は連続放射を照射することができる。パルス放射は、例えば閃光灯として使用可能である。光パワー源３００、３０４は、パルス・モード又は連続モードのいずれかで独立して動作するようにも設定可能である。

一実施例において、各光学放射源３００、３０４は画像形成中に所望の位置又は場所に設置可能である。したがって光学放射は所望の方向から制御構造体３０２、３０６に差し向けることができる。光学放射源３００、３０４は、例えばモータ３０８、３１０によって移動させることができる。同様に、各光学放射制御構造体３０２、３０６は画像形成中に所望の位置に設置することができる。制御構造体３０２、３０６は、モータ３１２、３１４によってその全体も移動させることができる。制御構造体３０２、３０６は、光学放射に影響を及ぼす方向が独立に制御可能である列又はマトリクス要素を含むことができる（図５Ｂを参照）。モータ３０８〜３１４はコントローラ１０６によって制御可能であり、コントローラ１０６はユーザ・インターフェイスからユーザの制御コマンドを受信することができる。そのため光学放射は、所望の方向から所望の様式で目に差し向けることができる。例えば目の眼底について画像が形成されたとき、目の眼底をより鮮明に見ることができるように光学放射を差し向けること、及び／又は光学放射の方向を変更することができる。

図５Ａは、１つの光学放射源３００が２つの光学放射制御構造体３０２、３０６に光学放射を照射する実施例を示している。双方の光学放射制御構造体３０２、３０６に差し向けられた光学放射は、同じ強度及び波長帯域を有していてよく、或いは光学放射源３００は、異なる強度及び／又は波長帯域をもつ光学放射を異なる制御構造体３０２、３０６に差し向けることができる。異なるタイプの光学放射が光学放射制御構造体３０２、３０６に差し向けられるとき、異なる方向に伝播する光学放射は、光学放射源３００において異なる形でフィルタリングされることができる。したがって双方の光学放射制御構造体３０２、３０６は、同じ又は異なる強度及び波長帯域をもつ光学放射を測定対象物に向けて差し向けることができる。同じ種類の光学放射が光学放射制御構造体３０２、３０６に差し向けられるとき、光学放射は、異なる種類の光学放射を測定対象物に差し向けるために光学放射制御構造体３０２、３０６においてフィルタリングされてもよい。制御構造体に差し向けられた光学放射が何らかの形で偏光されているか否かにかかわらず、光学放射は各制御構造体３０２、３０６において所望の様式で偏光することもできる。

制御構造体３０２、３０６は、例えば線形又はマトリクス形になった一群のミラーを含むデジタル放射プロセッサであってよい。各ミラーの位置は制御可能である。デジタル放射プロセッサは、例えば図５Ｂに示されたＤＬＰ（デジタル光プロセッサ）５００であってよい。したがって、異なるミラー要素５０２、５０４に到達した光学放射５０６は、各要素から所望の方向に反射させることができる。

図６は、カメラ・ユニット１００のフレーム内の光源１２４が、画像が形成される対象物に向けて真っすぐに、及びカメラ・ユニット１００内に向けての双方で、光学放射を照射する実施例を示している。内向きに差し向けられた光学放射は、転送ユニット６００によって、光学系ユニット１０２を介して検査中の対象物に差し向けられるように誘導される。光学放射は、光学系ユニット１０２から光学コンポーネント１１０内の制御構造体３０２に向けて差し向けることもでき、制御構造体３０２からは、光学放射が検査中の器官に差し向けられる。転送ユニット６００は、例えば、図６に示されたあるタイプの潜望鏡を形成する３つの反射器６０２、６０４、及び、６０６を含んでいてもよい。反射器の代わりにプリズムも使用可能である。転送ユニット６００は、光ファイバ又は他の光学放射導電体であってもよい。本解決策においては、光学放射をカメラ・ユニットの光軸３５０の近くに差し向けてもよい。

図７は、２つの光学コンポーネント１１０、１１２が互いに取り付けられ、且つこの組合せがカメラ・ユニット１００に固定されている実施例を示している。光学コンポーネント１１０、１１２は、光学コンポーネント１１２の相手方部品１２８及びデータ構造体１１６によって互いに接触している。その結果、目の画像の形成に適した光学コンポーネント１１２が、皮膚の画像の形成に適合された光学コンポーネント１１０に装着されると、例えば目の眼底の画像を形成するための効率的なデバイスが提供可能となる。このような場合、カメラ・ユニット１００の前部にある放射源１２４からの光学放射は、必ずしも目に非常に良好に到達できるわけではない。したがって光学コンポーネント１１０、１１２に伴う情報を使用することによって、光学コンポーネント１１０、１１２のデータ構造体１１６、１１８は、放射源１２４の電源を切るように設定し、且つカメラ・ユニット１００内に恐らくは位置する放射源１２６の電源を入れるように設定する。加えて、光学放射源３００は、目に光学放射を照射するように電源を入れることができる。カメラ・ユニット１００又は他のデータ処理部は、画像データを編集し且つ光学放射源を制御するために、いくつかのデータ構造体１１６、１１８のデータを利用することができる。電源を入り切りすることに加えて、目の検査中に１つ又は複数の放射源の光学放射が利用可能であれば、照明の強度、方向、又はコントラストも調整可能である。１つ又は複数の利用可能な光学コンポーネントの焦点距離、偏光、又は光学的通過帯域などの光学特性が既知であれば、照明の様々な特性が多面的に影響を受けることがある。

光学コンポーネント１１０〜１１４内の放射源３００は、対象物の所望の特性を強調するために大幅に最適化することができる。他の光学コンポーネント及びデバイスのフレームの双方における放射源を同時に測定対象物に差し向けることができるため、画像を形成するために必要とされる量の放射で測定対象物を照明することができ、同時に、１つ又は複数の所望の特性を強調することができる。

一実施例において、光学コンポーネント１１０〜１１４は測定対象物に所定のパターンを差し向ける。所定のパターンは、例えばマトリクス、目盛り、又は格子であってよい。測定対象物に目盛りが差し向けられた場合、特定対象物において検出された構造体のサイズを測定することができる。例えば目の内部の血管、傷、又は腫瘍のサイズを決定することができる。この測定は、何らかの所定のパターンに基づく計算によって行うことができる。

所定のパターンが目の表面に差し向けられると、眼圧を測定することが可能となる。眼圧は通常１０から２１ｍｍＨｇである。しかし、毛様体の表面細胞層において余りに多くの房水が産生されるか、或いは房水が前眼房の角の部分の小柱網を介してシュレム管内に、さらに静脈循環に余りに緩慢に排出されている場合、この圧力は高くなる。測定中に、所望の空気噴射を既知の距離から、及び所定の又は事前測定された圧力で目に差し向けることができる。目の内部の圧力が低いほど、空気噴射は目の表面をより大きく変形させる。空気噴射によってもたらされた変形は、目の表面から反射された所定のパターンの変化も引き起こす。パターンの形状は検出器１０４によって検出可能であり、パターンはコントローラ１０６又は外部のコンピュータによって処理及び測定することができる。圧力によって目の表面に印加された力は、測定されるか、或いは既知の変数に基づいて決定できるため、所定のパターンの測定された変化は、測定された変化を可能にするために目が有していたはずである圧力を決定するために使用可能である。

一実施例において、形成された画像は、完全に又は部分的に、所望の様式で彩色される。この彩色、並びに画像の形成に伴う他の手順の少なくともいくつかを、カメラ・ユニット１００、別個のコンピュータ８１０、ドッキング・ステーション、病院の基地局、又は病院のサーバにおいて行うことができる。彩色は、例えば目の画像が形成されると対象物がオレンジ色の光で照明され、耳の画像が形成されると対象物が赤色の光で照明され、また皮膚の画像が形成されると対象物が青色の光で照明されるものであってよい。画像処理において、画像はオレンジ色、赤色、又は青色の画像に編集することもできる。

一実施例において、各光学コンポーネント１１０〜１１４は単独で、又は１つ又は複数の所定の光学コンポーネント１１０〜１１４とともに、所定の器官の画像の形成用とすることができるので、光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報は、目、鼻、口、耳、皮膚などの画像が形成される対象物に関する情報を決定するために使用可能である。したがって、例えば目を検査するための光学コンポーネントは、情報「目の工学系」又は「目の画像」が画像に自動的に添付されることを可能にする。カメラ・ユニット１００は、画像形成された対象物を１つ又は複数の光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報に基づいて識別するため、カメラ・ユニット１００は、例えば画像処理動作によって、画像形成された対象物における所定のパターンを自動的に識別し、可能であれば、それらを色でマーキングしてもよい。画像が表示されると、例えば病気の特徴部分（フィーチャ）の可能性があるマーキングされた部分が明確に区別可能となる。

１つ又は複数の光学コンポーネントから受信された情報は、診断がどのようにして成功するかをモニタするために使用可能である。患者が目に症状を有するが、カメラ・ユニット１００が耳の画像を形成するために使用された場合、これが動作の正しい形ではなかったことが推論され得る。病院のサーバが患者及び患者の疾患に関する情報を、例えばＤＩＣＯＭ（医療用デジタル撮像通信）フォーマットで、カメラ・ユニット１００に送信しておくことも可能である。したがってカメラ・ユニット１００は、患者が症状を訴えた器官、この場合は目の画像を形成するのみである。疾患のある対象物（目）の画像の形成に適した光学コンポーネント以外の何らかの光学コンポーネント１１０〜１１４がカメラ・ユニット１００に装着されていれば、カメラ・ユニット１００は、音声信号及び／又はカメラ・ユニット１００のディスプレイ上の警告信号でカメラマンに警告する。

例えば１つ又は複数の光学コンポーネントから受信された情報を使用することによって画像を収集する病院の患者データ・システムは、統計と課金の双方のデータを作成することができる。

一実施例において、カメラ・ユニット１００に装着された１つ又は複数の光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報を使用することによって、環境の照明を制御することができ、したがって、画像が形成される器官の照明も影響を受け得る。したがって光学コンポーネント１１０〜１１４に関する情報は、例えば検査室の照明を制御するコントローラに転送される。検査室の照明は、例えば照明を増やす若しくは減らすことができ、又は照明の色若しくは照明の色の色合いを制御することができるなどの他の形で制御することもできる。カメラ・ユニット１００及び画像が形成される対象物が検査室の光源に近い場合、この光源は、例えば暗くすることができる。したがってカメラ・ユニット１００が光源から遠い場合、光源はより強く照明するように調整することができる。

一実施例において、カメラ・ユニット１００に固定された光学コンポーネント１１０〜１１４の位置は、例えば１つ又は複数のＵＷＢ（超広帯域）又はＷＬＡＮ送信機（無線ローカル・エリア・ネットワーク）を使用することによって決定することができる。各送信機は識別子を送信し、各送信機の位置が知られる。１つの送信機を使用することによって、その送信機の通達範囲に基づいて光学コンポーネント１１０〜１１４の位置を決定することができ、また２つの送信機の送信に基づいて、光学コンポーネント１１０〜１１４の位置は、しばしばより精密に決定することができ（しかしこれは２つの二者択一の位置をもたらす）、さらに３つ以上の送信機の送信に基づいて、光学コンポーネント１１０〜１１４の位置は、三角法によって、非常に正確に且つ送信の通達範囲よりも精密に決定することができる。使用された光学コンポーネント１１０〜１１４の位置が決定された後、光学コンポーネント１１０〜１１４の位置に関する情報が、例えば検査室の照明を制御するコントローラに転送され、検査室の照明は制御することができる。検査室の照明は、上記の実例における方法と同じ方法で制御することができる。例えば患者台の隣に位置すると知られている場所において光学コンポーネント１１０〜１１４が使用される場合、患者台及びその周囲の照明は自動的に増やされ得る（又は減らされ得る）。さらに、カメラ・ユニット１００によって撮影された画像には、画像が患者台の隣で撮影されたという情報を添付することができる。

一実施例において、光学コンポーネント１１０〜１１４は、カメラ・ユニット１００の位置を決定することができる加速度センサを含んでいる。カメラ・ユニット１００の位置が決定された後、位置情報は、カメラ・ユニット１００の位置に関する情報が、例えば上記の実例におけるように検査室の照明を制御するコントローラに転送されるなど患者の部屋の照明を制御するために使用可能である。カメラ・ユニットが開始の時点で所定の場所に位置していれば、加速度センサはカメラ・ユニット１００の加速度を決定するために使用することができ、加速度を積分することによって、カメラ・ユニットの速度を決定することができ、また速度を積分することによってカメラ・ユニットの位置を決定することができる。その結果、カメラ・ユニットの位置は、この測定のみで、又は以前の測定とともに、三次元で決定可能となる。したがって検査室の照明器具は画像の撮影に適するように三次元で制御可能となる。

図８を参照して検査デバイスのブロック図を検討する。検査デバイスは赤外放射源８０２、可視光源８０４、ユーザ・インターフェイス８０６、カメラ部分８０８、コントローラ１０６、及びメモリ８１２を含むことができる。カメラ部分８０８は、例えば検出器１０４を含んでいる。プロセッサ及びメモリを含んでよいコントローラ１０６は、カメラ部分８０８の動作を制御することができる。コントローラ１０６は、１つ又は複数の光学コンポーネント１１０〜１１４に伴う情報を受信でき、且つ照明、画像の明るさ、コントラスト、彩度、色などを調整することによって画像の形成を制御することができる。画像はカメラ部分８０８からメモリ８１２に転送可能であり、またメモリ８１２から、コントローラ１０６によって制御されるユーザ・インターフェイス８０６のディスプレイ上に、拡声スピーカ８２２に、及び／又はその他に転送可能である。画像を形成する対象物から撮影された静止画又は動画は、メモリ８１２に保存可能であり、メモリ８１２はフラッシュ・タイプのメモリ又はＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリ・カードなどの繰り返し脱着可能なメモリであってよい。メモリ８１２は光学コンポーネント１１０〜１１４内に位置していてもよい。変換器８１６は、メモリ８１２からの信号のフォーマットを変換することができる。変換器８１６は、無線周波数部分８１８からの信号のフォーマットも変換することができる。検査デバイスは、アンテナ８２０で無線周波数信号を送受信することができる。無線周波数部分８１８は送信する基底帯域信号を無線周波数に混合することができ、無線周波数部分８１８は受信した無線周波数信号を混合して基底帯域に落とすことができる。

図９はドッキング・ステーション９５０に接続されたカメラ・ユニット１００を示している。検査デバイスは、カメラ・ユニット１００のみ、又はカメラ・ユニット１００及びドッキング・ステーション９５０の双方を含むことができる。ドッキング・ステーション９５０は、導電体９０２によって一般電力網に接続可能であり、一般電力網からは、ドッキング・ステーション９５０が電力を取得してその電力を自身の動作に使用するか、或いはその電力をカメラ・ユニット１００によって必要とされるフォーマットに変換することができる。カメラ・ユニット１００とドッキング・ステーション９５０との間にはケーブル９００があり、ケーブル９００に沿って、ドッキング・ステーション９５０は、例えば、カメラ・ユニット１００の電池を充電するために必要な電力をカメラ・ユニット１００に供給する。ドッキング・ステーション９５０は、カメラ・ユニット１００が器官の検査のために使用されていないときにカメラ・ユニット１００がドッキング・ステーション９５０内の自身の位置に堅固に設置され得るような様式で形状が決定されていてもよい。ドッキング・ステーション９５０は電池を含んでいてもよい。ドッキング・ステーション９５０は、導電体９０４によって患者データ・システムのデータ・ネットワークに接続されること、ネットワークに接続されることができ、或いはドッキング・ステーション９５０は病院の基地局と無線接続されて病院のサーバとのデータ転送におけるアクセス・ポイントとして機能してもよい。加えてドッキング・ステーション９５０はパソコンと、例えばケーブル９０６によって通信可能である。

図１０は方法のフロー図を示す。ステップ１０００において、光学放射が、少なくとも１つの光学放射源によって、光学コンポーネントの光軸に軸平行でなく位置する少なくとも１つの光学放射制御構造体に差し向けられる。ステップ１００２において、光学放射は、各光学放射制御構造体によって、光学コンポーネントの光軸から離れる方向に、検査中の器官へと差し向けられる。

本発明を添付の図面に従って実例を参照して上記に説明してきたが、本発明がこの説明によって制限を受けることなく、添付の特許請求の範囲内で多くの形で改変できることは明らかである。

Claims (21)

1. 器官を照明するための方法であって、カメラ・ユニット（１００）が前記器官の電気的画像を形成するために使用される方法において、
   前記カメラ・ユニット（１００）に接続可能な少なくとも１つの光学コンポーネント（１１０〜１１４）を採用するステップであって、前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）はそれぞれが、少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）及び少なくとも１つの光学放射制御構造体（３０２、３０６）を有し、また前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）はそれぞれが、該光学コンポーネント（１１０〜１１４）に関連する情報を含むデータ構造体（１１６〜１２０）を有しているステップと、
   前記カメラ・ユニット（１００）に該カメラ・ユニット（１００）の対物レンズとして取り付けた前記少なくとも１つの光学コンポーネント（１１０〜１１４）を使用して前記器官の画像を形成するステップと、
   前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）を使用して光学放射を前記少なくとも１つの光学放射制御構造体（３０２、３０６）に差し向けるステップ（１０００）であって、該少なくとも１つの光学放射制御構造体（３０２、３０６）は前記対物レンズとしての前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）の光軸（３５０）に軸平行でなく位置しているステップと、
   各光学放射制御構造体（３０２、３０６）を使用して光学放射を前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）の前記光軸（３５０）から離れる方向に、検査中の前記器官に差し向けるステップ（１００２）と、
   少なくとも１つの光学コンポーネント（１１０〜１１４）が前記カメラ・ユニット（１００）に接続されたときに前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）に関連する情報を前記データ構造体（１１６〜１２０）から前記カメラ・ユニット（１００）に転送するステップと、
   １つ又は複数の光学コンポーネント（１１０〜１１４）に関連する前記情報に基づいて、前記カメラ・ユニット（１００）による前記器官の画像の形成を制御するステップと
   を特徴とする方法。
2. 検査中の前記器官である目に光学放射を差し向けるステップを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 検査中の前記器官を所望の通りに照明するように前記光学放射源（３００、３０４）を設定するステップを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）のそれぞれを独立に制御するステップを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）のそれぞれの強度を制御するステップを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）のそれぞれの光学帯域幅を制御するステップを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. 検査中の前記器官を所望の通りに照明するように前記光学放射制御構造体（３０２、３０６）を設定するステップを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 検査中の前記器官の所望の病変特徴部分を前記光学放射源（３００、３０４）の光学放射によって強調するように前記光学放射源（３００、３０４）を設定するステップを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. パルス光学放射を前記器官に照射するステップを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 連続光学放射を前記器官に照射するステップを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 器官の画像を形成するためのデバイスであって、前記器官の電気的画像を形成するためのカメラ・ユニット（１００）を有するデバイスにおいて、
    前記デバイスが少なくとも１つの光学コンポーネント（１１０〜１１４）を含み、各光学コンポーネント（１１０〜１１４）が前記カメラ・ユニット（１００）に接続可能であること、
    各光学コンポーネント（１１０〜１１４）が、少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）及び少なくとも１つの光学放射制御構造体（３０２、３０６）を含むこと、
    前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）が、対物レンズとしての前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）の光軸（３５０）に軸平行でなく位置する前記少なくとも１つの光学放射制御構造体（３０２、３０６）に光学放射を差し向けるように構成されること、
    各光学放射制御構造体（３０２、３０６）が、光学放射を前記光学放射源（３００、３０４）から前記器官に、前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）の前記光軸（３５０）から離れる方向に差し向けるように構成されること、
    前記データ構造体（１１６〜１２０）及び前記カメラ・ユニット（１００）は、少なくとも１つの光学コンポーネント（１１０〜１１４）が前記カメラ・ユニット（１００）に接続されたときに前記光学コンポーネント（１１０〜１１４）に関連する情報を前記データ構造体（１１６〜１２０）から前記カメラ・ユニット（１００）に転送するように構成されていること、及び
    前記カメラ・ユニット（１００）は、１つ又は複数の光学コンポーネント（１１０〜１１４）に関連する前記情報に基づいて前記器官の画像の形成を制御するように構成されていること
    を特徴とするデバイス。
12. 前記デバイスが、目を照明するため及び目の画像を形成するための眼底鏡であることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
13. 前記カメラ・ユニット（１００）が、検出器（１０４）と、前記カメラ・ユニット（１００）の前記検出器（１０４）への画像を前記少なくとも１つの光学コンポーネント（１１０〜１１４）とともに形成するように構成された光学系ユニット（１０２）とを有することを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
14. 前記デバイスが、検査中の前記器官を所望の通りに照明するように前記光学放射源（３００、３０４）を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記デバイスが、前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）のそれぞれを独立に制御するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
16. 前記デバイスが、前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）のそれぞれの強度を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
17. 前記デバイスが、前記少なくとも１つの光学放射源（３００、３０４）のそれぞれの光学帯域幅を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
18. 前記デバイスが、検査中の前記器官を所望の通りに照明するように前記光学放射制御構造体（３０２、３０６）を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
19. 前記デバイスは、前記光学放射源（３００、３０４）が、検査中の前記器官の所望の病変特徴部分を前記光学放射源（３００、３０４）の光学放射の方向、波長フィルタリング、強度、及び／又は偏光によって強調するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
20. 前記デバイスが、パルス光学放射を前記器官に照射するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
21. 前記デバイスが、連続光学放射を前記器官に照射するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
    

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