JP5641752B2 - 眼科撮影装置および眼科撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子が受光する光量を制御する眼底カメラ等の眼科撮影装置及び眼科撮影方法に関する。

従来から、被検眼の眼底に可視光等の撮影光を照射し眼底からの反射光を受光することにより眼底像を得る眼科撮影装置が知られている。この眼底における光の反射率は個体差や病変などによって被検眼毎に異なるため、撮像素子が受光する撮影光の光量を適切に制御する技術が必要である。

このような技術の例として特許文献１には、被検眼に照射し眼底で反射された赤外光から撮影光である可視光の光量を決定する技術が開示されている。また特許文献２には、被検眼に照射し眼底の視神経乳頭部で反射された可視光の光量から、撮影光である可視光の光量を視神経乳頭が白飛びしない光量とする技術が開示されている。

特開平０４−１５０８３１号公報 特開２００５−２７０１５２号公報

特許文献１に記載の技術では光の反射率が大きい視神経乳頭部を考慮していないため、撮影された画像で視神経乳頭部が白飛びするという問題がある。一方特許文献２に記載の技術では、撮影前に可視光を照射するため、被検眼の縮瞳を引き起こしてしまう。

かかる目的を有する本発明は、被検眼に照射された赤外光の視神経乳頭部からの反射光の光量を示す値に基づいて、前記被検眼に照射される可視光の光量を制御する制御手段と、前記制御された光量の可視光が照射された前記被検眼の眼底を撮像する撮像手段と、を有し、前記制御手段は、前記被検眼に照射する可視光の光量を、撮像された眼底の画像において視神経乳頭部を白飛びさせない光量の上限値として予め設定された値とすることを特徴とする。
また、本発明は、被検眼に照射された赤外光の視神経乳頭部からの反射光の光量を示す値に基づいて、前記被検眼に照射される可視光の光量を制御する制御手段と、前記制御された光量の可視光が照射された前記被検眼の眼底を撮像する撮像手段と、前記被検眼に照射した赤外光の視神経乳頭部からの反射光の光量から前記被検眼の眼底を第一の露出とする第一の可視光の光量を取得し、前記被検眼に照射した赤外光の視神経乳頭部以外の眼底領域からの反射光の光量から前記被検眼の眼底を第二の露出とする第二の可視光の光量を取得する光量取得手段を有し、前記制御手段は、前記光量取得手段により取得された光量に基づいて前記被検眼に照射する可視光の光量を制御することを特徴とする。

本発明は、視神経乳頭部において赤外光の反射光の大きさと可視光の反射光の大きさとの相関を発見したことによりなされたものである。この相関を利用して、視神経乳頭部にて反射された赤外光の光量から可視光の撮影光量を制御することができるため、縮瞳を防ぎつつ視神経乳頭部を所望の露出とすることができる。

実施例１に係る眼底カメラの構成図である。 視神経乳頭部にて反射された赤外光の光量の値と被検眼に照射する可視光の光量の上限値との対応を示すテーブル情報を示す図である。 実施例１に係る眼底カメラの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２に係る反射強度と撮影光量の対応を示すグラフである。 実施例３に係る眼底カメラの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例４に係る反射強度と撮影光量の関係を示すグラフである。 実施例４に係る眼底カメラの処理の流れを示すフローチャートである。 撮影光量の関係を示す図である。 眼底像の一例を示す図である。 実施例５に係る眼底カメラの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例６に係る眼底カメラの処理の流れを示すフローチャートである。

（実施例１）
本発明の眼科撮影装置の例である眼底カメラ１００の構成を図１に基づいて説明する。眼底カメラ１００は、観察撮影光学系と撮像部２３を有する眼底像観察撮像部と、眼底照明光学系と光源とを有する眼底照明部と、中央制御部１９と、を備える。

観察撮影光学系は、被検眼Ｅに対向して配置される対物レンズ１と、対物レンズ１の光軸Ｌ１上に設けられた撮影絞り２、フォーカスレンズ３、結像レンズ４からなり、眼底での反射光を撮像素子５に導く撮影光学系である。赤外光を照射する際にはその赤外光の眼底からの反射光を撮像素子５に導き、可視光を照射する際にはその可視光の眼底からの反射光を撮像素子５に導く。

撮像部２３は、撮像素子５は可視光と赤外光に感度を有する撮像素子５、Ａ／Ｄ変換素子１５、メモリ１６、測光値算出部１８、撮像制御部２２により構成され、眼底カメラ光学部の筐体と図示のないマウント部で着脱可能に固定されている。撮像素子５は受光量に応じて電子信号を出力し、Ａ／Ｄ変換素子１５はこの電気信号をデジタル化する。デジタル化された信号はメモリ１６に保存されるとともに、測光値算出部１８に出力される。測光値算出部１８は、出力された電気信号またはその電気信号から生成される画像データにおいて、視神経乳頭部に対応する領域の画素値を取得する。この観察撮影光学系と撮像部２３とを合わせて眼底を照明しつつ眼底像を撮像する眼底像観察撮像部が構成される。

眼底照明光学系は、対物レンズ１、撮影絞り２、穴明きミラー６、レンズ７、レンズ８、リング絞り９、ダイクロイックミラー１０、およびコンデンサレンズ１１、コンデンサレンズ１３により構成され、赤外光及び可視光を被検眼Ｅに導く。穴あきミラー６は撮影絞り２の付近に斜設され、穴あきミラー６の反射方向の光軸Ｌ２上にはレンズ７、レンズ８が配置される。

リング状の開口を有するリング絞り９は光軸中心に遮光部を有し、レンズ７とレンズ８より被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐと光学的に共役な位置に配設している。ダイクロイックミラー１０は赤外光を透過し可視光を反射する特性を有しており、リング絞り９とともに光軸Ｌ２上に配置されている。ダイクロイックミラー１０の反射方向の光軸Ｌ３上には、コンデンサレンズ１１、ストロボ光源１２が配置されている。ダイクロイックミラー１０の透過方向の光軸Ｌ４上には、コンデンサレンズ１３、赤外光源１４が配置されている。

ストロボ光源１２は可視光源であり、可視のパルス光を被検眼に照射する撮影光源である。ストロボ光源１２は撮影光源制御部２４により制御される。赤外光源１４は赤外ＬＥＤが複数個配置され、赤外の定常光を被検眼に照射する観察光源であり、観察光源制御部２５により制御される。ここで、撮影光源とは、目的とする眼底像を撮像するために眼底を照明する光源を指し、観察光源とは目的の眼底像の撮影前に被検眼に照射する光源を指す。可視光を照射して行う本撮影の前に、赤外光を照射して得られる眼底像の静止画または動画により検査者は眼底を観察し、位置調整やピント合わせその他の撮影条件の調節を行う。本実施例でストロボ光源１２は４２０〜７５０ｎｍの広帯域波長光源であり、赤外光源１４は８５０ｎｍの実質的な単波長若しくは極めて狭い波長帯域の赤外光源である。なお、これら以外の波長帯域を有する光源を利用してもよい。

眼底照明光学系、可視光源であるストロボ光源１２及び赤外光源１４により、被検眼に赤外光及び可視光を照射し眼底を照明する眼底照明部が構成される。

以上の眼底像観察撮像部、眼底照明部は、ひとつの筐体に保持され、眼底カメラ光学部を構成している。そして、眼底カメラ光学部は不図示の摺動台に載せられており、被検眼Ｅとの位置合わせができるようになっている。

中央制御部１９はＣＰＵなどからなり、装置全体の制御を行う。中央制御部１９は発光量演算部２６を兼ねており、測光値算出部１８、画像メモリ２０、光量メモリ２７、光量制御選択部２８、操作部２９、撮影スイッチ３０と接続されている。

発光量演算部２６はこの画素値を赤外光源１４が被検眼に照射した赤外光の光量で割った値を、視神経乳頭部の赤外光の反射率を示す値として取得し、この値から被検眼に照射する可視光の光量を決定する。ここで光量とは、単位面積当たり一定時間内に照射される放射エネルギーのことをいい、光束Φｖの、ある与えられた時間Δｔにわたる時間積分である。本実施例に係る眼底カメラ１００では、可視光源１２の照射前から照射後に至るまで不図示のシャッターを開いた状態とし、可視光源１２が可視光を射出する時間を調整することでセンサが受光する可視光の光量を調節する。なお、これに限らず、光源１２の光強度を調整したり、シャッターを開いた時間（シャッタースピード）を調整したりすることでセンサが受光する撮影光の光量を調節してもよい。

中央制御部１９の記憶部には、この値と被検眼の眼底に照射する撮影光量の上限値とが対応付けられたテーブル情報が格納されている。この上限値は、視神経乳頭部が白飛びしない上限値として予め設定された値である。発光量演算部２６はこのテーブル情報を参照して撮影光量の上限値を選択する。テーブル情報については後述する。

なお、乳頭部における反射率という言葉を用いているが、実際には水晶体や硝子体等の影響により光は減衰するため、厳密な意味での反射率はこれらの影響を排した、乳頭部の界面における反射率を指す。しかしながら本願明細書においては、光源が発した光量に対するセンサにより受光した光量の割合を、反射率を示す値または反射率とする。

制御選択部２８は、例えば操作部２９からの選択を指示する入力を受け、可視光の光量の制御方法を選択または切り換える。操作部２９は検査者からの指示を入力するために設けられたものである。例えばジョイスティック、ダイヤル、ボタン等で構成される。ジョイスティックにより、検者側から見て前後左右に倒す事で被検眼と眼底カメラ本体との前後左右方向の位置関係を調整可能である。またダイヤルを回す事で被検眼と眼底カメラ本体との上下方向の位置関係や、撮影光量を調整可能である。その他ボタン等によっても光量を調節可能である。操作部２９が果たすこれらの機能は、中央制御部１９による制御によって変更するようにしても、機能毎に別々のダイヤル、ボタン等を設けてもよい。

画像メモリ２０は撮像素子５で撮像された静止画像がデジタル画像として中央制御部１９により保存される。

中央制御部１９の記憶部に格納されたテーブル情報について図２を用いて詳細に説明する。図２（ａ）に示したテーブル情報には、視神経乳頭部における赤外光の反射率と撮影光量の上限値が対応付けられて格納されている。赤外光の反射率を示す値は赤外光源１４が照射した赤外光の光量に対する視神経乳頭部において反射された赤外光の光量の割合である。

一般に、視神経乳頭部の光の反射率は個体差や病変によって異なる。更に、視神経乳頭部の反射率は、入射する光の波長によっても異なる。図２（ｂ）は、眼底に対して赤外光と可視光を照射した際の反射光の光量（または反射率）を示したグラフである。夫々○印で示した位置が視神経乳頭部の位置である。このグラフから分かるように、視神経乳頭では赤外光よりも可視光の反射率が高いことが分かる。なお、ここで反射率を示す値として、光源が発した光の光量に対する反射光の光量の割合を採用している。また、反射光の光量は撮像素子５が受光する光の光量とする。

これらの事実から、視神経乳頭部における赤外光の反射率と可視光の反射率との間に相関があるか否か、およびどのような相関があるかは自明でない。例えば、赤外光を多く反射するが可視光はあまり反射しない乳頭部を有する被検者や、赤外光はあまり反射しないが可視光は多く反射する乳頭部を有する被検者がいる可能性があり得る、とも思われる。

しかしながら、多くの被検者の眼底画像と照射光量との関係を調べた結果、視神経乳頭部における赤外光の反射率と可視光の反射率の間には相関があることが発見された。つまりこれは、赤外光の反射が小さい人は可視光の反射も小さく、赤外光の反射が大きい人は可視光の反射が大きいということであり、赤外光の反射率に基づいて可視光の反射率を推定できるということである。本発明はこの発見に基づいてなされたものである。

視神経乳頭部における可視光の反射率が分かれば、視神経乳頭部を白飛びさせない撮影光量が決定できる。白飛びは撮像素子５が受光可能な光の量を超えることで起きるため、撮像素子５の特性を調べることで白飛びしない撮像素子５の受光量の上限値が決まり、この上限値と反射率とに基づいて撮影光量の上限値を決定することができる。なお、撮像素子５の特性を調べずとも、複数の光量で撮影した眼底像を参照して視神経乳頭部が白飛びしない上限の光量を検査者等が調べることで実験的に求めることができる。なお、複数の画像を解析して求めてもよい。

なお、図２（ｂ）から視神経乳頭部以外の眼底領域については、赤外光と可視光で反射率が大きく変わることはない。これは、視神経乳頭部とそれ以外の眼底領域で波長の変化に対する反射特性が大きく異なることを意味しており、眼底の特性から直ちに視神経乳頭の特性を導き出せないことを示している。

テーブル情報のうち、赤外光源１４が照射した光量は観察光源制御部２５または中央制御部１９の記憶部の情報を参照して取得する。視神経乳頭部における反射光の光量は、撮像素子５の受光量に応じて出力される電気信号の値を参照して取得することができる。撮像素子５は赤外光の反射光を受光して眼底を撮像し、得られた眼底像から視神経乳頭部の反射光の光量を示す値を取得する。通常眼底像において一番明るいのは視神経乳頭部であるので、眼底像のうち最大の輝度値または画素値を取得することにより、視神経乳頭部からの反射光の光量を示す値を求めることができる。なお、図２（ａ）に示す割合の値は、この最大の画素値を赤外光源１４が照射した光量で割った値を用いても良い。また、眼底画像から所定のノイズ除去処理を行った後に最大輝度値または画素値を求めることとしてもよい。

テーブル情報のうち、撮影光量の値はストロボ光源１２が射出する光の光量の値を示す。この値を中央制御部１９が撮影光源制御部２４に送り、撮影光源制御部２４はこの値に対応する光量でストロボ光源１２に可視光を射出させる。

眼底カメラ１００の処理について図３に記載の処理の流れを示すフローチャートに従って説明する。

ステップＳ１０１において、赤外光源１４は赤外光を射出する。赤外光源１４が射出した赤外光は、コンデンサレンズ１３により集光され、ダイクロイックミラー１０を透過した後、リング絞り９によってリング状に光束が制限される。リング絞り９で制限された赤外光は、レンズ８、レンズ７を介し、一度穴あきミラー６上にリング絞り９の像を作る。リング絞り９の像は形づくる光束は穴あきミラー６により光軸Ｌ１方向に反射され、対物レンズ１によって被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ付近に再びリング絞り９の像を作り、被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。

定常光を発する赤外光源１４から照射された光により照明される眼底Ｅｒからの反射散乱した光束は、瞳孔Ｅｐから被検眼Ｅを出て、対物レンズ１、撮影絞り２、フォーカスレンズ３、結像レンズ４を介して、撮像素子５に達する。撮像素子５を含む撮像部２３は、撮像素子５に達した光を受光して眼底像を撮像する（ステップＳ１０２）。この処理では、撮像素子５の各画素は赤外光を受光し、夫々受光量に応じた電気信号を出力する。各画素からの出力はＡ／Ｄ変換素子１５によりＡ／Ｄ変換され、眼底画像データとしてメモリ１６に格納される。

撮像素子５からの出力はＡ／Ｄ変換素子１５によりデジタル信号化された後、撮像制御部２２を介してモニタ２１に出力される。メモリ１６に格納された画像をモニタ２１で表示してもよい。これにより眼底観察像が映し出される（ステップＳ１０３）。検査者は、モニタ２１に映出された眼底像が適当な明るさとなるように赤外光源１４の受光量を操作部２９により調整し、図示のない操作桿を使い、被検眼Ｅと眼底カメラ光学部との位置合わせを行う。更に、フォーカスレンズ３の光軸方向の位置を図示の無いフォーカスノブを操作することによって調整し、映出された眼底像のピント調整を行う。また、操作部２９では、赤外光源１４の光量だけでなく、ストロボ光源１２の光量も手動で調節することができる。

ステップＳ１０４にて、測光値算出部１８は視神経乳頭からの反射光の光量を求める。測光値算出部１８は、撮像部２３により撮像されメモリ１６に格納された眼底画像データから、眼底領域のうち最大の画素値を抽出し、これを視神経乳頭部からの反射光量の測光値として取得する。

ステップＳ１０５にて発光量演算部２６は測光値算出部１８で得られた赤外光の測光値と、観察光源制御部２５が赤外光源１４に照射させた赤外光の光量値とから、被検眼に照射した赤外光の光量に対するこの視神経乳頭からの反射光の光量の割合を求める。そして、赤外光の反射率と、乳頭が白飛びしない撮影光量の上限値とが対応付けられたテーブル情報を参照して撮影光量の上限値を取得する。この上限値を撮影光の光量として決定し、撮影光源制御部２４に送る。

ステップＳ１０６にて撮影光源制御部２４は、この決定された光量となるようストロボ光源１２を制御し、ストロボ光源１２は制御に応じて可視光を被検眼Ｅに照射する。ストロボ光源１２から発した光束は、コンデンサレンズ１１により集光され、ダイクロイックミラー１０で反射された後、リング絞り９によってリング状に光束が制限される。リング絞り９で制限された光は、レンズ８、レンズ７を介し、一度穴あきミラー６上にリング絞り９の像を作り、かつ穴あきミラー６により光軸Ｌ１方向に反射される。そして、対物レンズ１によって被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ付近に再びリング絞り９の像を作り、被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明することとなる。

ステップＳ１０７にて撮像部２３は可視光が照射された眼底を撮像する。ストロボ光源１２から発した光束により照明された眼底Ｅｒからの反射散乱した光束は、瞳孔Ｅｐから被検眼Ｅを射出し、対物レンズ１、撮影絞り２、フォーカスレンズ３、結像レンズ４を介して、撮像素子５に達する。撮像素子５はこの可視光を受光して電子信号を生成する。Ａ／Ｄ変換素子１５はこの信号をデジタル信号化し、中央制御部１９はこの信号を静止画像データとして画像メモリ２０に保存する。

上述の処理により、検査者が光量調節をせずとも、視神経乳頭に対応する領域が白飛びしない画像を得ることができる。また、視神経乳頭部の可視光の反射率は他の眼底領域のそれに比べて高いため、この上限値を撮影光の光量とすることで、視神経乳頭部以外の眼底領域に照射される光量を最大限多くすることができる。これにより、撮影された画像において他の眼底領域の画質を上げることができる。また、被検眼に照射した赤外光の反射光を利用しているため、被検眼の縮瞳を引き起こすことなく撮影光である可視光の光量を決定し、眼底像を得ることができる。

なお、本実施例においては、テーブル情報には撮影光量の上限値が格納されていたが、本発明の適用はこれに限らず、テーブル情報に予め定められた適正な光量の値が格納されていてもよい。ここで、適正な光量は、テーブル情報の作成時に検査者等が設定することで得られる値である。これにより、かかる適正な光量で撮影することできるため、乳頭部の状態を詳細に調べたい場合に有用である。

（実施例２）
本実施例にかかる眼底カメラでは、乳頭部の露出度合いを選択するスイッチを備え、選択された露出度合いとする光量の可視光を被検眼に照射するように撮影光源制御部２４がストロボ光源１２を制御する。これにより、ユーザの選択に応じて眼底を所望の露出とした画像を得ることができる。

装置の構成を説明する。眼底カメラ１００には不図示のスイッチが複数設けられており、このスイッチをユーザが押下することにより、ユーザが押下したスイッチを示す信号が中央制御部１９から出力される。中央制御部１９の不図示の記憶部には、各スイッチと対応させて、可視光で撮影された眼底画像において乳頭部が白飛びしない上限の光量を照射した露出とする露出度合いの情報と、診断上適正とされる露光とする露出度合いの情報が格納されている。制御選択部２８は中央制御部１９からの信号を受けて、スイッチに対応する露出度合いの情報を記憶部から取得する。

また中央制御部１９の記憶部には、視神経乳頭部の赤外光の反射率と、可視光の反射率との対応が示された情報を有している。この情報は反射率の値同士が対応付けられたテーブル情報であっても、所定のパラメータで表現される関数であってもよい。また本実施例では、反射率を示す値として、光源から射出した光量に対するセンサで受光した反射光の光量の割合を採用する。

測光値算出部１８は視神経乳頭部からの反射光の光量を算出し、発光量演算部２６は反射光の光量を赤外光源１４が射出した赤外光の光量で除算した値を算出する。この値を視神経乳頭部における赤外光の反射率を示す値とする。発光量演算部２６はまた、この赤外光の反射率の値と、記憶部に格納された反射率の対応を示す情報から，視神経乳頭部における可視光の反射率を得る。制御選択部２８により取得された露光度合いの情報から撮像素子５が受光する光量の値が定まるため、発光量演算部２６は受光量と反射率とからストロボ光源１２から射出する可視光の光量を演算する。撮影光源制御部２４は、演算された光量を射出するようストロボ光源１２を制御する。

以上のように、視神経乳頭部における赤外光の反射率に基づいて、ユーザが望む露出度合いとするように撮影光の光量を制御することができる。これにより、ユーザが所望の画像を得ることができる。画像において白飛びをさせない光量とすることで、白飛びによる情報量の損失を防げるほか、乳頭以外の眼底領域に照射する光量を上げることができるため、乳頭以外の領域の画質を向上させ、画像処理による修正がしやすい画像を得ることができる。また、乳頭部を適正露出とする光量とすることで、乳頭部に現れる病変を特定し易い画像を得ることができる。

（実施例３）
本実施例では、撮影された画像において視神経乳頭部を適正露出とする撮影光を照射する第一のモードと、視神経乳頭部以外の眼底領域を適正露出とする撮影光を照射する第二のモードとを選択する光量制御選択部２８を有している。これにより、状況に合わせていずれを優先するかを選択することができる。眼底カメラの構成については実施例１と同様であるため説明を省略する。

本実施例では、視神経乳頭以外の眼底領域の露出を適正にする撮影光量を決定するための関数が格納されている。この関数は、眼底領域全体における赤外光の反射率から、視神経乳頭部以外の眼底領域の露出を適正にする撮影光量を算出するための線型関数である。この関数も実施例１に記載のテーブル情報と同様に、観察光源波長と撮影光源波長の違いから、人の眼底反射の波長特性と、視神経乳頭部の反射波長特性を主な要因として決定されている。

図４にその関数を表すグラフを示した。横軸は赤外光源１４から射出された光量に対する赤外光の測光値の割合Ｐを、縦軸は撮影光量Ｖとしている。グラフＦｍｒ（Ｐ）は視神経乳頭部に照射すべき適正な光量を、グラフＦｇｒ（Ｐ）は眼底全体に照射すべき光量を示すグラフである。

図５に従い、本実施例に係る眼底カメラの処理の流れを説明する。

ステップＳ３０１において、赤外光源１４は赤外光を射出する。赤外光源１４が射出した赤外光は、眼底照明光学系を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。

眼底にて反射された赤外光を撮像素子５が受光して眼底像を撮像する。各画素からの出力はＡ／Ｄ変換素子１５によりＡ／Ｄ変換され、メモリ１６に一時的に格納される（ステップＳ３０２）。

測光値算出部１８はメモリ１６に保存された画素出力から、眼底全体の平均画素値を測光値Ｓｇとして算出する。ここで、このＳｇには視神経乳頭部からの出力も含まれているが、平均化されるため乳頭部以外の眼底領域からの反射光量を代表する値として採用する。なお、乳頭部からの出力を除外して平均値を算出しても良い。また乳頭位置検出部１７により検出された、視神経乳頭部に該当する、画素の平均画素値を測光値Ｓｍとして算出する。算出されたこれらの値を発光量演算部２６に出力する（ステップＳ３０３）。

発光量演算部２６は各測光値に基づき、中央制御部１９の記憶部に保持された関数を参照して撮影光量を決定する。上記測光値は、測光時の観察光量の影響を受けているため、発光量演算部２６は、観察光源制御部２５の制御状態を元に、測光値Ｓｇ、Ｓｍを観察光量で正規化する。正規化はＳｇ、Ｓｍを赤外光源１４が射出した赤外光の光量で除算する事により行われる。正規化後の眼底全体の測光値Ｐｇ、視神経乳頭部の測光値をＰｍとする（ステップＳ３０４）。このＰｇが眼底全域の反射率、Ｐｍｇが視神経乳頭部の赤外光の反射率を示す値である。

光量制御選択部２８は、検査者からの乳頭部の画質を優先させた光量とする制御か、眼底全体の画質を優先させた光量とする制御かを示す入力を受け付け、入力に応じていずれかを選択する（ステップＳ３０５）。入力がされない場合には、眼底全体を優先させる制御が選択されるように既定値として設定されている。

中央制御部１９は光量制御選択部２８によりいずれの部位を優先させる選択がなされたかを判定する（ステップＳ３０６）。光量制御選択部２８が視神経乳頭部を適正露出とする第一の露出を選択した場合（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、発光量演算部２６は、視神経乳頭部からの赤外反射光を示す測光値Ｐｍから撮影光量Ｖｍｒ＝Ｆｍｒ（Ｐｍ）を演算する（ステップＳ３０７）。このＶｍｒを第一の可視光の光量として光量メモリ２７に保管する（ステップＳ３０８）。

一方、眼底全体を適正露出とする第二の露出が選択された場合（ステップＳ３０６でＮｏ）、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９にて発光量演算部２６は、眼底全体の観察光反射の平均値である測光値Ｐｇを元に、眼底画像が適正露光となる、撮影光量の発光量Ｖｇｒを演算し、ステップＳ３１０にてＶｇｒを第二の可視光の光量として光量メモリ２７に格納する。

次に検査者は、位置合わせとピント調整が完了すると、撮影スイッチ３０を押す（ステップＳ３１１）。このとき、中央制御部１９は、メモリに保管された撮影光量のうち最新の光量で撮影を行うよう撮影光源制御部２４を制御して、ストロボ光源１２をパルス発光させる（ステップＳ３１２）。

ステップＳ３１３にて、ストロボ光源１２から発せられ眼底にて反射された可視光を撮像素子５が受光して画像データを得ることにより、眼底の撮像が行われる。撮像により得られた画像データを中央制御部１９が画像メモリ２０に格納される。

このように、視神経乳頭部を適正露出とするか、眼底全体を適正露出とするか否かを選択可能とし、その選択に応じて適切な光量に制御されるため、光量の調節をする手間を大きく低減しつつ所望の画像を得ることができる。

（実施例４）
本実施例では、実施例３の制御方法の選択において、画像における視神経乳頭部の白飛びと、画像のＳＮ比の低下を防止する処理を行うものである。

図６にその関数を表すグラフを示した。横軸は赤外光源１４から射出された光量に対する赤外光の測光値の割合Ｐを、縦軸は撮影光量Ｖとしている。グラフＦｍｒ（Ｐ）は視神経乳頭部に照射すべき適正な光量を、グラフＦｍｕ（Ｐ）は視神経乳頭部に照射する光量の上限値を、グラフＦｇｂ（Ｐ）は眼底全体に照射する光量の下限値を、グラフＦｇｒ（Ｐ）は眼底全体に照射すべき適正な光量を示すグラフである。また、図６に記載のグラフは線型関数として示されているが、被検眼に照射する光の波長によっては必ずしも線型関数とはならない。

図７に従い、本実施例に係る眼底カメラの処理の流れを説明する。なお、図５に示される実施例３の処理と共通する処理については説明を省略する。本実施例の光量制御処理では、全体として画像の情報量を減らさないことを第一の基準としつつ、視神経乳頭か眼底のいずれか選択された一方を適正露出とすることを第二の基準として光量を制御する。

中央制御部１９は光量制御選択部２８によりいずれの部位を優先させる選択がなされたかを判定する（ステップＳ４０６）。光量制御選択部２８が視神経乳頭部を適正露光とする第一の露光を選択した場合（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、発光量演算部２６は、視神経乳頭部からの赤外反射光を示す測光値Ｐｍを元に、撮影光量Ｖｍｒ＝Ｆｍｒ（Ｐｍ）を演算する（ステップＳ４０７）。また、ここで前述の通り、一般的に視神経乳頭部は眼底の他の部位と比較し反射率が顕著に高い。その場合、視神経乳頭部が適正露光となる撮影光量Ｖｍｒと、眼底全体が適正となる眼底光量Ｖｇｒの関係はＶｍｒ＜Ｖｇｒとなる。そのため撮影光量Ｖｍｒで撮影した場合、視神経乳頭部を除く眼底の露出が不足し、乳頭部以外の眼底部位のＳＮ比が低下する可能性がある。そこで発光量演算部２６は眼底全体からの観察光反射の平均値である測光値Ｐｇを元に、視神経乳頭以外の眼底画像の、ＳＮ比により定められる閾値以下とならない、撮影光量の発光量の下限であるＶｇｂ＝Ｆｇｂ（Ｐｇ）を演算する。

更に発光量演算部２６は、ＶｍｒとＶｇｂを比較する（ステップＳ４０８）。図８（ａ）に示すようにＶｍｒ＞Ｖｇｂと判定した場合にはＶｍｒを撮影光量として光量メモリ２７に保管する（ステップＳ４０９）。図８（ｂ）に示すようにＶｍｒ＜Ｖｇｂと判定した場合には、視神経乳頭部を適正露出とすることよりも視神経乳頭部以外の情報が失われるのを防ぐことを優先してＶｇｂを撮影光量として光量メモリ２７に保管する（ステップＳ４１０）。

一方、眼底全体を適正露光とする第二の制御方法が選択された場合（ステップＳ４０６でＮｏ）、ステップＳ４１１に進む。ステップＳ４１１にて発光量演算部２６は、眼底全体の観察光反射の平均値である測光値Ｐｇを元に、眼底画像が適正露光となる、撮影光量の発光量Ｖｇｒを演算する。また発光量演算部２６は、視神経乳頭部からの観察光反射の値である測光値Ｐｍを元に、視神乳頭部が露出過多となる、撮影光量の発光量Ｖｍｕを演算し、撮影光量の上限とする。

発光量演算部２６は、ＶｇｒとＶｍｕを比較する（ステップＳ４１２）。図８（ｃ）に示すようにＶｇｒ＜Ｖｍｕと判定した場合には、Ｖｇｒを撮影光量として光量メモリ２７に格納する（ステップＳ４１３）。図８（ｄ）に示すようにＶｇｒ＞Ｖｍｕと判定した場合には、眼底全体を適正露出とすることよりも視神経乳頭部の露出過多を防ぐことを優先してＶｍｕを撮影光量として光量メモリ２７に保管する（ステップＳ４１４）。視神経乳頭部が露出過多となった場合は、画像における情報量が著しく減少してしまうため、これを防ぐためである。

このように、視神経乳頭部を適正露出とするか、眼底全体を適正露出とするか否かを選択可能とし、その選択に応じて適切な光量に制御されるため、光量の調節をする手間を大きく低減しつつ所望の画像を得ることができる。また、視神経乳頭部を適正露出とする場合に眼底のＳＮ比が許容値以下となる場合には、眼底のＳＮ比が許容値以下とならない下限値の光量を撮影光量とする。これにより、ＳＮ比の低下に伴う情報量の減少を防止することができる。更に、眼底全体を適正露出とする場合に、乳頭が露出過多となる場合には、乳頭が露出過多とならない上限値の光量を撮影光量とする。これにより、乳頭の情報量が失われるのを防ぐことができる。

また、これに限らず、乳頭の画質を優先するか、それ以外の眼底領域の画質を優先するかを選択するように構成しても良い。この場合には、一方を選択した際に乳頭部が露出過多となることによる画像の白飛びや、眼底全体のＳＮ比が許容値以下となることがありうるが、一方の領域を詳細に検討する際には有用である。

以上、本実施例にかかる眼底カメラでは、乳頭部か、乳頭部以外の眼底領域のいずれを優先させるかを選択できるため、状況に合わせて所望の眼底画像を得ることができる。

（実施例５）
本実施例に係る眼底カメラは、画像から視神経乳頭部の位置を検出する乳頭位置検出部１７を撮像部２３の内部に有する。画像から視神経乳頭部に該当する領域を検出し、その領域の画素値を視神経乳頭部からの反射光の光量として取得する。先述の実施例では赤外光を受光して得られる眼底画像の最大輝度値または画素値を用いていたが、ノイズ等により誤検出を起こす可能性がある。視神経乳頭部の位置を検出することにより、視神経乳頭部からの反射光の光量を正確に検出することができる。

乳頭位置検出部１７は撮像部２３内にあり、メモリ１６に保存された撮像素子５の各画素の出力から、視神経乳頭部の位置を検出する。なお必ずしも撮像部２３内になくてもよく、中央制御部１９と接続させておいてもよい。

図９に一般的な眼底像の例を示す。視神経乳頭部分は一般的に眼底像の中で最も明るい部位であるから、例えば画素値が２００以上の部分を視神経乳頭部分の候補として認識する。加えて大きさ、形状情報も考慮する。視神経乳頭の大きさには個人差があるが、一般的にその面積は、０．８ｍｍ２〜６ｍｍ２と言われている。また、形状はほぼ楕円形状をしている。本実施例では、画素値が所定値以上で、大きさが０．４ｍｍ２以上の連続したほぼ楕円形状の部分を視神経乳頭部分として位置、及び範囲を検出する。乳頭位置検出部１７により眼底における視神経乳頭位置が検出できた場合には、情報を測光値算出部１８に出力する。なお、これに限らず、周囲の画素値との比較で視神経乳頭部を検出してもよい。

図１０に従い実施例５に係る眼底カメラの処理の流れを説明する。なお、実施例１と共通する処理については説明を省略する。

ステップＳ５０５にて、中央制御部１９は視神経乳頭部の検出が成功したか否かを判定する。判定の結果、成功したと判定される場合にはステップＳ５０６以下の処理に進む。

視神経乳頭位置検出に失敗した場合、眼底全体に合わせた光量を算出する。測光値算出部１８は眼底全体からの赤外反射光の光量の平均値を眼底画像データから演算して測光値Ｓｇを算出する（ステップＳ５１０）。発光量演算部２６は測光値Ｓｇを測光時の赤外光源１４が射出した光量で正規化した値Ｐｇを演算し、中央制御部１９の記憶部に格納された関数を参照して、眼底全体を適正な露光とする光量Ｖｇｒを演算する（ステップＳ５１１）。このＶｇｒを撮影光量として光量メモリ２７に格納する。

このように、乳頭部を検出できない場合には、自動的に眼底全体に合わせた撮影光量で撮影するため、撮影前の設定が容易になる。また、乳頭部の位置を画像から検出して乳頭部からの反射光の光量を算出するため、ノイズ等による誤検出を抑え、正確に光量を制御することができる。

なお、本実施例に特徴的な処理である乳頭部の位置検出を、実施例２乃至実施例４のいずれかに係る眼底カメラにて実行しても良い。その場合には、実施例５と同様に乳頭位置検出部１７を備えればよい。

（実施例６）
本実施例に係る眼底カメラは、中央制御部１９の記憶部に撮影光量の上限値、適正な光量及び下限値を求めるためのテーブル情報を有しており、赤外光源１４から射出され視神経乳頭部にて反射された赤外光の光量に基づいて上限値と下限値が求められる。また、検査者が操作部２９により設定可能な光量の範囲が、下限値から上限値の範囲に制限されるというものである。装置の構成について、実施例１の眼底カメラ１００と同様の点については説明を省略する。

中央制御部１９の記憶部に格納されたテーブル情報には、赤外光源１４から射出され視神経乳頭で反射され撮像素子５で受光した光の光量の値と、その値に対応した撮影光量の上限値と、予め設定された適正な撮影光量と、撮影光量の下限値が記載されている。なお、ここでいう下限値は、検査者等により設定時に、または装置の製造時に予め設定された視神経乳頭部の画像のＳＮ比が許容値以下にならない下限の光量である。

本実施例では、赤外光源１４から射出される赤外光の光量が固定の値であるため、この赤外光を撮像素子５で受光した際の光量の値と可視光の撮影光量が直接対応付けられた情報となっている。この情報を参照することにより、視神経乳頭部で反射した赤外光の光量から、画像における視神経乳頭部の白飛びを防ぎつつＳＮ比を許容範囲内とする撮影光量を適切に決定できる。

図１１に従い本実施例に係る眼底カメラの処理の流れを説明する。なお、実施例１の処理と重複する点については説明を省略する。

ステップＳ６０５にて発光量演算部２６は測光値算出部１８で得られた赤外光の測光値と、乳頭が白飛びしない撮影光量の上限値とが対応付けられたテーブル情報を参照して撮影光量の上限値及び下限値を取得する。その上限値及び下限値から、中央制御部１９は操作部２９で調整できるストロボ光源１２の光量を制限する。この制限には、操作部２９がダイヤルであれば、ダイヤルの可動範囲を制限するか、ダイヤルの回転量に対する撮影光量の変化の割合を小さくすることで制限することが可能である。操作部２９が光量を増減するためのボタンからなる場合には、かかるボタンで増減できる範囲を狭める。操作部２９として光量増加ボタンと光量減少ボタンを有する場合には、かかる二つのボタンで増減できる範囲を狭める。異なる複数の光量の夫々に対応したボタンの一部を使用不可能としてもよい。

ステップＳ６０６では、検査者が設定した光量値を撮影光源制御部２５が取得して、この光量の可視光を射出するようストロボ光源を制御する。

このように、赤外光の反射光量に基づいて操作部２９により調整できる撮影光量の範囲を制限することにより、制限されていない場合に比べて検査者の光量の調整を容易とすることができる。

なお、赤外光の眼底からの反射光の光量の平均値も利用して、撮影光である可視光の光量を制御してもよい。これにより、視神経乳頭だけでなく、その他の眼底領域も考慮して適切な撮影光量とすることができる。この場合には、中央制御部１９の記憶部に格納されているテーブル情報は、視神経乳頭における赤外反射光の光量と可視光の撮影光量の対応を示すテーブル情報Ａと、眼底の赤外反射光の平均値と可視光の撮影光量との対応を示すテーブル情報Ｂとが必要である。テーブル情報Ａには、照射した赤外光量に対する乳頭で反射された赤外光量の割合と、その割合に対応する可視光の光量の上限値と、適正な光量と、下限値とが格納される。テーブル情報Ｂには、照射した赤外光量に対する眼底で反射された赤外光量の平均値の割合と、その割合に対応する可視光の光量の上限値と、適正な光量と、下限値とが格納される。そして、テーブル情報Ａとから求められる上限値と下限値により定められる撮影光量の範囲と、テーブル情報Ｂとから求められる撮影光量の範囲との論理積集合または論理和集合に該当する範囲に制限する。検査者は、制限された範囲から光量を選択することにより、乳頭と眼底全体のいずれかまたは両方に対して適切な光量を選択させることができる。

なお、操作部２９により選択可能な撮影光量の範囲の制限は上記実施例に限らない。例えば、論理和集合に該当する範囲に制限してもよい。この場合には、乳頭部と眼底領域全体を両方とも適切に照明する撮影光量を容易に選択させることができる。更には、乳頭に対する光量の上限値、適正な光量、眼底全体に対する撮影光量の下限値、または適正な光量のいずれかを操作部２９により切り換えて選択できるようにしてもよい。また、撮影光源制御部２５による制御において、下限値を用いず、操作部２９により調整可能な光量の範囲を先述の上限値以下に制限してもよく、上限値を用いずに調節可能な範囲を下限値以上としてもよい。

（その他の実施例）
その他、視神経乳頭部の反射特性は、波長によって異なっているため、観察光または撮影光として赤外光や可視光以外の光を用いてもよい。例えば、近赤外光、赤外光、可視光などを組み合わせて、第一の波長帯域の光に対する視神経乳頭部の反射特性から、第二の波長帯域の光の照射光量を決定してもよい。このようにしても、本件発明の契機となった発見により、視神経乳頭部においては波長によらず夫々の波長の光の反射率は相関があると推認されるため、本発明を適用可能である。

本発明において赤外光または可視光の反射率を示す値としては、照射した光量に対する受光した光量の割合のみならず、種々の値を採用可能である。例えば、被検眼に照射する赤外光を固定の光量としている場合には、撮像素子５で受光した赤外光の光量の値を用いてもよい。

また、本件ではストロボ光源１２から射出される可視光の射出時間により光量を制御しているが、これに限らず、ストロボ光源１２の射出する光強度やシャッターを開く時間（シャッタースピード）により光量を制御することもできる。また更には、これらを組み合わせて撮像素子が受光する可視光の光量を制御してもよい。この場合には、発光量演算部２６にて撮像素子が受光すべき可視光の光量を決定し、この光量を受光する為に必要なストロボ光源１２からの光強度、射出時間、シャッタースピードを設定するように構成すればよい。例えば、光強度、射出時間、及びシャッタースピードの対応を示したテーブル情報を記憶しておき、これを適宜参照することにより実現可能である。

更に本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能の一部を実現するソフトウェアを、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。その場合、先述の実施例に係る図３，５，７，１０，１１に示される処理の一部を実行するためのプログラムを中央制御部１９の記憶部に記憶しておき、それを中央制御部１９のＲＡＭに展開して、中央制御部１９のＣＰＵが読み込んで実行することにより実現される。

５ 撮像素子
１２ ストロボ光源
１４ 赤外光源
１７ 乳頭位置検出部
１８ 測光値算出部
１９ 中央制御部
２４ 撮影光源制御部
２５ 観察光源制御部
２６ 発光量演算部
２７ 光量メモリ
２８ 光量制御選択部
２９ 操作部
１００ 眼底カメラ

Claims (9)

1. 被検眼に照射された赤外光の視神経乳頭部からの反射光の光量を示す値に基づいて、前記被検眼に照射される可視光の光量を制御する制御手段と、
   前記制御された光量の可視光が照射された前記被検眼の眼底を撮像する撮像手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記被検眼に照射する可視光の光量を、撮像された眼底の画像において視神経乳頭部を白飛びさせない光量の上限値として予め設定された値とすることを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記制御手段は、前記照射した赤外光の光量を示す値に対する前記反射光の光量を示す値の割合から、該割合と前記被検眼の眼底を所定の露出とする可視光の光量との対応を示す情報を参照して前記被検眼に照射する可視光の光量を前記上限値とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
3. 前記被検眼の視神経乳頭部の露出度合いを選択する選択手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記被検眼を前記選択された露出度合いとする前記上限値以下の光量で可視光を照射するよう可視光源を制御することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
4. 被検眼に照射された赤外光の視神経乳頭部からの反射光の光量を示す値に基づいて、前記被検眼に照射される可視光の光量を制御する制御手段と、
   前記制御された光量の可視光が照射された前記被検眼の眼底を撮像する撮像手段と、
   前記被検眼に照射した赤外光の視神経乳頭部からの反射光の光量から前記被検眼の眼底を第一の露出とする第一の可視光の光量を取得し、前記被検眼に照射した赤外光の視神経乳頭部以外の眼底領域からの反射光の光量から前記被検眼の眼底を第二の露出とする第二の可視光の光量を取得する光量取得手段を有し、
   前記制御手段は、前記光量取得手段により取得された光量に基づいて前記被検眼に照射する可視光の光量を制御することを特徴とする眼科撮影装置。
5. 前記第一の可視光の光量は前記撮像された眼底の画像において視神経乳頭部が白飛びしない露出とする光量の上限値であり、
   前記制御手段は、前記第二の可視光の光量が前記第一の可視光の光量より大きい場合には、前記第一の可視光の光量で可視光を照射するよう可視光源を制御することを特徴とする請求項４に記載の眼科撮影装置。
6. 前記第二の可視光の光量は前記撮像された眼底の画像の画質が閾値以下とならない露出とする光量の下限値であり、
   前記制御手段は、前記第一の可視光の光量が前記第二の可視光の光量より小さい場合には、前記第二の可視光の光量で可視光を照射するよう可視光源を制御することを特徴とする請求項４に記載の眼科撮影装置。
7. 検査者が光量を調節するための操作部を有し、
   前記第一の可視光の光量は前記撮像された眼底の画像において視神経乳頭部を白飛びさせない露出とする光量の上限値であり、
   前記第二の可視光の光量は前記撮像された眼底の画像の画質が閾値以下とならない露出とする光量の下限値であり、
   前記操作部により調整可能な光量の範囲を前記上限値以下の光量または前記下限値以上の光量とするその他の制御手段と
   を有することを特徴とする請求項４に記載の眼科撮影装置。
8. 被検眼に照射された赤外光の反射光を受光して得られる画像から、画素値が所定より大きい領域を検出する検出手段と、
   前記検出された領域の画素値に基づいて、可視光源が射出する光の強度、前記射出する時間、またはシャッタースピードの少なくともいずれか１つを制御することにより、前記被検眼に照射する可視光の光量を調節する光量制御手段と、
   前記被検眼の眼底にて反射された前記可視光を受光して前記被検眼の眼底を撮像する撮像手段と、を有し、
   前記光量制御手段は、前記被検眼に照射する可視光の光量を、撮像された眼底の画像において視神経乳頭部を白飛びさせない光量の上限値として予め設定された値とすることを特徴とする眼科撮影装置。
9. 被検眼に照射した赤外光の視神経乳頭部からの反射光の光量に基づいて、前記被検眼に照射する可視光の光量を制御する制御ステップと、
   前記制御された光量の可視光が照射された前記被検眼の眼底を撮像する撮像ステップと、を有し、
   前記制御ステップにおける前記被検眼に照射する可視光の光量を、撮像された眼底の画像において視神経乳頭部を白飛びさせない光量の上限値と予め設定された値とすることを特徴とする眼科撮影方法。

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