JP5792935B2 - 眼科撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼科医院、集団健診等において用いられる眼科撮影装置に関するものである。

従来から、様々な撮影媒体に記録する無散瞳眼底カメラが知られている。無散瞳眼底カメラは被検者を自然散瞳の状態で赤外光により観察アライメントし、ストロボ光源等が発する可視光の閃光によってカラー眼底像の静止画記録を行う。従って、撮影光が眩しいと被検者の瞳孔は縮瞳するため、続けて撮影する場合には、瞳孔が自然散瞳するまで１０分程度の時間待たなければならない。

集団健診の眼底撮影においては、多人数の左右眼を撮影することが求められる。そこで、片眼の撮影が終わり、他眼の撮影まで被検者を待たせておくことは、時間的、スペース的にも効率が悪い。従って、左右眼を連続して撮影できる程度の低光量での撮影が望まれる。

近年では、電子記録式のカメラを用いて眼底像を記録する方式が増えてきているが、このようなカメラを用いて少ない照明光量で撮影する場合には、カメラの撮影感度を高く設定して撮影している。

また、集団健診の画像は専門の読影者が読影する場合が多いが、読影の時間短縮を図るため、ネットワーク回線を使って画像を遠隔地に転送する方式が用いられている。そのためには、画像サイズが大きいと転送に時間がかかり、読影の効率が低下するため、特許文献１のように画像圧縮技術を用いて画像情報の容量を減らす方式が用いられている。また、特許文献２には、眼底像部分だけを切り出して転送する技術が記載されている。

特開平６−０９８８５９号公報 特開平４−０８４９３２号公報

しかし上記の従来方法では、撮影感度を高く設定して撮影した眼底像は、暗電流等のノイズも増幅されるため、色むら等が発生し画質が低下する。また、圧縮技術を用いて画像サイズを小さくするには、非可逆圧縮を用いなければならず、画像に独特のパターンが現れたり、色情報が失われたりするため、画質特にコントラストが低下する。

医用画像の場合には、加工を施さない生画像（ＲＡＷデータ）が求められ、圧縮画像は診断用画像として認められない場合もある。眼底像部分だけを切り出したのでは、画像の形状が円形又は小判型のように特殊になり、一般のビュワソフトでは正しく再生できない。また、小さく結像したことにより、増加してしまった余白部分を取り除くために、モニタに表示する際に拡大して表示しなければならない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、変倍に際しても画像劣化のない眼科撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る眼科撮影装置は、
照明光学系を介して撮影光を照明した被検眼からの戻り光を撮影光学系を介して撮像素子に結像して該被検眼を撮影する眼科撮影装置であって、
集団検診モードと詳細診断モードとを含むモード群のうち１つのモードを選択する選択手段と、
前記撮像素子に異なる結像倍率で結像する結像手段と、
前記集団検診モードが選択されたことを検知すると、前記詳細診断モードが選択されたことを検知する場合よりも前記結像倍率と前記撮影光の光量とを低くし、該低くした後に前記撮像素子により出力された画像データから、前記結像倍率を小さくして前記被検眼を撮像した場合に増加する余分な領域を取り除き、前記被検眼の眼底画像全てを含む矩形を維持した画像データを切り出す制御手段と、を有する。

本発明に係る眼科撮影装置によれば、低光量で撮影しサイズの小さな画像が得られ、画像の診断価値を低下させることなく、転送、保存等の利便性を向上することができる。

実施例１の眼底カメラの構成図である。 切出領域の説明図である。 切出領域の説明図である。 実施例２の眼底カメラの構成図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は眼底カメラの構成図である。可視光及び赤外光の定常光を発するハロゲンランプ等の観察光源１から対物レンズ２に至る間には、コンデンサレンズ３、可視光を遮断し赤外光を透過する可視カットフィルタ４、閃光を発するストロボ光源５、リング状の開口を有する絞り６、挿入離脱自在に配置された赤外光を遮断する赤外カットフィルタ７、リレーレンズ８、孔あきミラー９が配列されている。

対物レンズ２の後方には、孔あきミラー９の孔部に配置された撮影絞り１０、光軸上を移動可能なフォーカスレンズ１１、撮影レンズ１２、跳ね上げミラー１３、絞り１４、フィールドレンズ１５、択一的に光路中に挿入されるリレーレンズ１６ａ、１６ｂ、撮像素子１７ａを有するデジタルカメラ１７が配列され、眼底撮影手段が構成されている。

跳ね上げミラー１３の反射方向には、視野絞り１８、フィールドレンズ１９、ミラー２０、撮像レンズ２１、撮像素子２２ａを有する撮像手段２２が配列され、撮影手段２２の出力はモニタ２３に接続され、眼底観察手段が構成されている。

デジタルカメラ１７によるデジタル画像データの出力は画像制御回路３１に接続され、画像制御回路３１はＡ／Ｄ変換器３２ａ、デジタル画像データを記憶する記憶手段である画像メモリ３２ｂを有する画像ボード３２、画像制御手段３３、ビデオＲＡＭ３４により構成されている。画像制御手段３３には、画像記録手段３５が接続され、ビデオＲＡＭ３４には制御手段３６、モニタ３７が接続されている。記録手段３５には、Ｍｏ、ＭＤ、ＤＶＤ、カードメモリ、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が用いられている。

制御手段３６には、撮影スイッチ３８、スイッチ３９Ｓ、３９Ｄを有する撮影モード選択スイッチ３９、ストロボ制御回路４０が接続されている。ストロボ光源５はストロボ制御回路４０により発光を制御され、発光光量はストロボ制御回路４０のコンデンサ４０ａに印加される電圧により制御されるようになっている。

撮影に際しては、撮影者は被検者を眼底カメラの正面に着座させ、先ず被検眼Ｅの眼底Ｅｒを赤外光で観察しながら、被検眼Ｅと眼底カメラとの位置合わせを行う。この観察状態において、赤外カットフィルタ７は光路外に待避しており、観察光源１を発した光はコンデンサレンズ３により集光され、可視カットフィルタ４により赤外光のみが透過し、ストロボ光源５、絞り６のリング状開口を通過し、レンズ８を通り、孔あきミラー９の周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ２、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐを介して眼底Ｅｒを照明する。

このように、赤外光で照明された眼底Ｅｒの像は、再び対物レンズ２、撮影絞り１０、フォーカスレンズ１１、撮影レンズ１２を通り、光路内に配置された跳ね上げミラー１３により上方に反射され、視野絞り１８の付近に一旦結像し、更にフィールドレンズ１９により集光され、ミラー２０により左方に反射され、撮像レンズ２１により撮像手段２２の撮像素子２２ａ上に結像する。撮像手段２２において得られた眼底像は、映像信号に変換されモニタ２３に表示される。撮影者はこのモニタ２３に映った眼底像２３ａを見ながら、図示しない操作手段を用いて被検眼Ｅとの位置合わせ、及びフォーカスレンズ１１を動かしてピント合わせ及び撮影範囲の確認を行う。

撮影者はモニタ２３に表示された眼底像２３ａを観察し、撮影範囲、位置、ピント合わせが略良好であることを確認した後に、スクリーニング撮影するために、撮影モード選択スイッチ３９のスイッチ３９Ｓを操作する。スイッチ３９Ｓへの入力を検知した制御手段３６は、リレーレンズ１６ｂに対し縮小結像を行うリレーレンズ１６ａを光路内に挿入し、ストロボ制御回路４０のコンデンサ４０ａに、リレーレンズ１６ｂを用いて撮影する場合よりも低い電圧を印加し、少ない電荷を充電する。

例えば、リレーレンズ１６ａを用いた場合には、リレーレンズ１６ｂを用いた場合に対し、１／ｍ倍の倍率に結像されるのであれば、発光する光量は１／ｍ^２で同等の明るさの眼底像が得られる。そして、撮影スイッチ３８を操作し眼底の撮影を行う。

撮影スイッチ３８への入力を検知した制御手段３６は、先ず赤外光を遮断する赤外カットフィルタ７を光路内に挿入し、デジタルカメラ１７の光蓄積を開始し、ストロボ制御回路４０に発光信号を送る。発光信号を受けたストロボ制御回路４０はストロボ光源５にトリガ信号を送り、コンデンサ４０ａに蓄えられた電荷を放電し発光する。

ストロボ光源５を発した光束は観察光と同様に、絞り６のリング状開口を通過し、赤外カットフィルタ７により赤外光は除去され、残りの可視光はリレーレンズ８を通り、孔あきミラー９の周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ２を介して瞳孔Ｅｐを介して眼底Ｅｒを照明する。

このように照明された眼底像は、再び対物レンズ２、撮影絞り１０、フォーカスレンズ１１、撮影レンズ１２を通り、跳ね上げられたミラー１３の下方を通過し、視野絞り１４付近に一旦結像し、フィールドレンズ１５により集光され、リレーレンズ１６ａを介してデジタルカメラ１７の撮像素子１７ａに結像する。デジタルカメラ１７は撮像素子１７ａの全域の画像情報をデジタル画像データに変換し、画像制御回路３１に出力する。

画像制御回路３１の画像制御手段３３は次に説明する方法で、予め演算された範囲の画像を切り出し、メモリ３２ｂに記憶する。この画像データは記録手段３５により記録媒体Ｄに保存され、同時にモニタ３７に再生される。

図２は画像の切出領域を演算する方法を示し、例えばデジタルカメラ１７の撮像素子１７ａは、縦２０００×３０００の６００万画素の正方画素であり、有効部の大きさを縦２０ｍｍ×横３０ｍｍとする。

観察モードにおける眼底像のイメージサイズの直径を９．６ｍｍとすると、図２に示すように眼底像１７ｂは撮像素子１７ａの有効撮像領域（２０×３０）に対し小さく撮像される。ただし、被検眼Ｅの撮影範囲は撮影者がモニタ２３で観察した範囲と等しい。そして、画像制御手段３３は撮像範囲を含む矩形領域１７ｃを切り出す。この切出領域１７ｃの計算方法は次のように行うが、矩形である必要はない。

撮像素子１７ａの左上のアドレスを（０，０）とし、縦方向をＸ、横方向をＹとし、画像データのアドレスを（Ｘ，Ｙ）と表すと、直径９．６ｍｍの眼底像を含む縦２対横３の相似の矩形領域の大きさは、上下に０．２ｍｍずつの余白を考慮すると、縦１０ｍｍ×横１５ｍｍ＝１０００×１５００画素（１画素＝２０／２０００＝０．０１ｍｍ）であり、センタアドレス（光軸）は（１０００，１５００）となる。

従って、このセンタアドレスを中心として矩形領域を切り出せばよいので、アドレスＰ１（５００，７５０）、Ｐ２（１５００，７５０）、Ｐ３（５００，２２５０）、Ｐ４（１５００，２２５０）の４点で囲まれた領域を切り出せばよい。

画像制御手段３３は切り出した領域を記録手段３５に記録し、更に必要に応じて通信手段を通じて、外部に画像を転送する。このように画像を矩形状に切り出しているため、外部ＰＣ（パーソナルコンピュータ）により汎用のビュアソフトを使用して、撮影画像を見ることも可能である。

このように、撮像素子１７ａに画像を小さく結像することにより、撮像面での照度を上げることができるため、少ない照明光量で撮影することができる。例えば、リレーレンズ１６ｂを用いた場合のイメージサイズの直径を１９．２ｍｍとすると、照明光量は１／４で等しい明るさの眼底像が得られる。これにより、複数枚の連続撮影、両眼の連続撮影が可能になるため、撮影効率を向上することができる。また、少ない領域の画像のみを取り出して保存するため、圧縮等の加工を施さない生画像のままでもメモリを節約でき、記録時間、転送時間を短縮することができる。

このように撮影した画像を観察して、詳細な診断が必要と判断した場合には、撮影モード選択スイッチ３９の詳細診断モードを選択するスイッチ３９Ｄを操作する。撮影モード選択スイッチ３９のスイッチ３９Ｄへの入力を検知した制御手段３６は、リレーレンズ１６ａを光路外に退避してリレーレンズ１６ｂを挿入し、ストロボ制御回路４０を制御し、観察モードの場合よりも多くの光量で被検眼Ｅを照明できるように、コンデンサ４０ａの充電電圧を高く設定する。そして、撮影スイッチ３８を操作し眼底Ｅｒの撮影を行う。

撮影スイッチ３８への入力を検知した制御手段３６は、先ず赤外カットフィルタ７を光路内に挿入し、デジタルカメラ１７の撮像素子１７ａの光蓄積を開始し、ストロボ制御回路４０に発光信号を送る。発光信号を受けたストロボ制御回路４０はストロボ光源５にトリガ信号を送り、コンデンサ４０ａに蓄えられた電荷を放電し発光する。

ストロボ光源５を発した光束は観察光と同様に、絞り６のリング状開口を通過し、赤外カットフィルタ７により赤外光は除去され、残りの可視光はリレーレンズ８を通り、孔あきミラー９の周辺ミラー部により左方に反射され、対物レンズ２を通して被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐを介して眼底Ｅｒを照明する。

このように照明された眼底反射像は、再び対物レンズ２、撮影絞り１０、フォーカスレンズ１１、撮影レンズ１２を通り、跳ね上げられたミラー１３の下方を通過し、視野絞り１４付近に一旦結像し、フィールドレンズ１５により集光され、リレーレンズ１６ｂによりデジタルカメラ１７の撮像素子１７ａに結像し、デジタル画像データに変換される。

画像制御手段３３は眼底像のデジタル画像データをメモリ３２ｂに記憶する。この画像データは記録手段３５により記録媒体Ｄに保存され、モニタ３７に再生される。この画像はスクリーニングモードのときよりも大きく表示される。

この診断モードにおいては、図３に示すように眼底像１７ｂは撮像素子１７ａ上に大きく結像する。被検眼Ｅの撮影範囲は、観察モードのときと同様に、撮影者がモニタ２３で観察した範囲と等しい。そして、画像制御手段３３は画像データの中から特定の領域を切り出すことなく、全ての画像データを記録手段３５に記録し、必要に応じて通信手段を通じて外部に画像を転送する。

この場合には画像の容量が大きくなるため、記録、通信に時間がかかり、また被検眼Ｅに照射する光量も大きいため撮影効率は低下するが、高精細な画像が得られるため、精密診断が可能になり診断の精度が向上する。

実施例１においては、スクリーニングモード、診断モードと２つのモードを設定し、照明光量、撮影倍率、画像の切り出しを設定したが、図４の実施例２に示すように撮影者の必要性に応じ、所望の画像サイズと撮影光量の関係を設定できれば、更に使い勝手は向上する。

この場合の図１におけるリレーレンズ１６ａ、１６ｂは、ズームレンズ１６ｃに置換され、制御手段３６に接続したレンズ位置制御手段４１によりズームレンズ１６ｃの倍率を変更できるようにされている。また、撮影モード選択スイッチ３９に代ってモード選択スイッチ４２が設けられ、照明光量の強弱を選択できるスイッチ４２Ｈ、４２Ｌが設けられ、更に選択された照明光量の強度と画像サイズが、表示部４２ａ、４２ｂに表示されるようになっている。

制御手段３６は選択された発光エネルギを発するようにストロボ制御回路４０のコンデンサ４０ａの充電電圧を制御する。更に、レンズ位置制御手段４１を制御すると、ズームレンズ１６ｃのそれぞれのレンズが移動し、撮像面での画像の結像倍率はこれに伴い連続的に変化する。画像制御手段３３はこの結像倍率、即ち画像の大きさに応じた切出領域を演算する。そして、この演算結果に基づいて画像を切り出しメモリ３２ｂに記録する。

このとき、切出領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のアドレスは、眼底像のイメージサイズの直径をｄ（ｍｍ）とし、次のように関数化することができる。

眼底像に対し切り出す余白の大きさを片側０．２ｍｍとすると、切出領域の大きさは、縦ｄ＋０．４ｍｍ、横（ｄ＋０．４）×３／２ｍｍとなる。前述のように、画素密度を２０／２０００＝０．０１ｍｍとすると、切り出す画素サイズは縦（ｄ＋０．４）／０．０１画素、横（ｄ＋０．４）×３／２／０．０１画素となり、センタアドレスは、（１０００，１５００）となる。

従って、Ｐ１｛１０００−（ｄ＋０．４）／０．０１／２，１５００−（ｄ＋０．４）×３／２／０．０１／２｝
Ｐ２｛１０００＋（ｄ＋０．４）／０．０１／２，１５００−（ｄ＋０．４）×３／２／０．０１／２｝
Ｐ３｛１０００−（ｄ＋０．４）／０．０１／２，１５００＋（ｄ＋０．４）×３／２／０．０１／２｝
Ｐ４｛１０００＋（ｄ＋０．４）／０．０１／２，１５００＋（ｄ＋０．４）×３／２／０．０１／２｝となる。

ただし、アドレスＰ１が（０，０）より小さくなる場合には、切り出しは行わないものとする。

１ 観察光源
２ 対物レンズ
５ ストロボ光源
９ 孔あきミラー
１３ 跳ね上げミラー
１７ デジタルカメラ
１７ａ、２２ａ 撮像素子
２２ 撮像手段
２３、３７ モニタ
３１ 画像制御回路
３５ 記録手段
３６ 画像制御回路
３８ 撮影スイッチ
３９、４２ 撮影モード選択スイッチ
４０ ストロボ制御回路
４１ レンズ位置制御手段

Claims (13)

1. 照明光学系を介して撮影光を照明した被検眼からの戻り光を撮影光学系を介して撮像素子に結像して該被検眼を撮影する眼科撮影装置であって、
   集団検診モードと詳細診断モードとを含むモード群のうち１つのモードを選択する選択手段と、
   前記撮像素子に異なる結像倍率で結像する結像手段と、
   前記集団検診モードが選択されたことを検知すると、前記詳細診断モードが選択されたことを検知する場合よりも前記結像倍率と前記撮影光の光量とを低くし、該低くした後に前記撮像素子により出力された画像データから、前記結像倍率を小さくして前記被検眼を撮像した場合に増加する余分な領域を取り除き、前記被検眼の眼底画像全てを含む矩形を維持した画像データを切り出す制御手段と、
   を有することを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記制御手段が、前記切り出された画像データを記録手段に記録させることを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
3. 前記制御手段が、前記切り出された画像データを外部に転送することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の眼科撮影装置。
4. 前記制御手段が、前記集団検診モードが選択されたことを検知すると、前記撮影光を発生させる撮影光源の発光量を制御して、前記詳細診断モードが選択された場合よりも、前記撮影光の光量を低くすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
5. 前記撮影光学系に設けられ、該撮影光学系の光軸方向に移動するフォーカスレンズを有し、
   前記制御手段が、前記集団検診モードが選択されたことを検知すると、前記フォーカスレンズにより前記被検眼にピントを合わせた後に、前記結像倍率を低くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
6. 前記結像手段が、レンズと、該レンズを前記撮影光学系の光軸方向に移動する手段とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
7. 前記結像手段が、複数のレンズと、該複数のレンズのうち少なくとも一つを前記撮影光学系の光路上に挿入する手段とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
8. 前記撮影光学系に設けられ、開口を有する視野絞りを有し、
   前記結像手段で前記結像倍率を低くした場合に前記戻り光が前記視野絞りで結像して前記開口を通過した後に前記撮像素子に結像することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
9. 照明光学系を介して撮影光を照明した被検眼からの戻り光を撮影光学系を介して撮像素子に結像して該被検眼を撮影する眼科撮影方法であって、
   集団検診モードと詳細診断モードとを含むモード群のうち１つのモードを選択する工程と、
   前記集団検診モードが選択されたことを制御手段が検知すると、前記詳細診断モードが選択されたことを前記制御手段が検知する場合よりも前記撮像素子に結像する結像倍率と前記撮影光の光量とを低くする工程と、
   前記低くした後に前記撮像素子により出力された画像データから、前記結像倍率を小さくして前記被検眼を撮像した場合に増加する余分な領域を取り除き、前記被検眼の眼底画像全てを含む矩形を維持した画像データを切り出す工程と、
   を有することを特徴とする眼科撮影方法。
10. 前記切り出された画像データを記録手段に記録させる工程を有することを特徴とする請求項９に記載の眼科撮影方法。
11. 前記切り出された画像データを外部に転送する工程を有することを特徴とする請求項９あるいは１０に記載の眼科撮影方法。
12. 前記低くする工程では、前記集団検診モードが選択されたことを前記制御手段が検知すると、前記撮影光学系の光軸方向に移動するフォーカスレンズにより前記被検眼にピントを合わせた後に、前記結像倍率を低くすることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の眼科撮影方法。
13. 請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の眼科撮影方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。