KR20040005592A - 안과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, LUT에 데이터를 재기록하거나 복수의 LUT로부터 적절한 LUT를 선택하여 관찰 및 촬영에 따라 디지털화된 화상신호에 대한 이득을 변경 가능한 안과장치를 제공한다.

Description

안과장치{OPHTHALMOLOGIC APPARATUS}

본 발명은, 안과 진료소 등에서 사용하는 안과장치에 관한 것이다.

최근에, 촬상소자를 사용한 수많은 장치가 개발되고 있고, 안과촬영장치에 있어서도 전자 파일링, 원격진단, 컴퓨터에 의한 진단지원 등을 하기 위해서, 종래의 은염 필름 대신에 촬상소자를 사용하여 피검안 화상을 전자화상으로서 얻는 안과장치가 개발되어 있다.

이와 같은 안과장치, 예를 들면 무산동(non-mydriatic) 안저 카메라일 경우에, 관찰시에는 적외광을 사용하여 흑백 카메라로 포커싱과 얼라인먼트 조정을 하고, 촬영시에는 별도의 칼라 카메라를 사용하여 스트로보 광에 동기하여 정지화상 촬영을 하고 있다.

그러나, 최근에는, 종래 장치에서 사용된 적외 관찰용 및 칼라의 정지 화상 촬영용의 각각에 전용 촬상소자를 사용하지 않고, 촬상소자를 공통화한 안저 카메라가 사용하게 되어 있다.

관찰 및 촬영에 사용하는 촬상소자를 공통화한 경우에는, 적외광에 의한 관찰시와, 스트로보 광에 의한 칼라 정지 화상 촬영시에서는, 각각 다른 광원을 사용하고 있다. 이 때문에, 관찰 및 촬영시에 적합한 화상을 얻기 위해서는, 각각 다른 이득을 설정해야 한다.

예를 들면, 일본국 특개평 04-038582호 공보에 개시된 것처럼, 저조도에 의한 관찰시에는, 카메라의 이득을 증가시킴으로써 화상의 콘트라스트를 향상시키고, 고조도에 의한 촬영시에는, 카메라의 이득을 감소시킴으로써 촬영된 화상의 S/N비를 향상시키는 방법이 알려져 있다.

이와 같이 상술한 종래 예에서는, 관찰용 카메라의 이득과 관찰용 광원의 광량을 조정하는 것에 의해 관찰 화상의 콘트라스트를 상승시키고 있다. 그러나, 단순히 이득과 광량을 변경할 경우, 개구 부분도 포함시킨 화상 전체의 콘트라스트가 강조되어 버리기 때문에, 포커싱과 얼라인먼트를 조정할 때의 지표가 되는 혈관 등의 관심영역만의 콘트라스트를 강조할 수는 없다. 따라서, 이득과 광량의 조정만으로는 충분한 콘트라스트를 얻을 수 없어, 포커싱과 얼라인먼트를 조정하는 것이 곤란한 경우가 있다.

도 4는 관찰시의 화상 전체의 히스토그램이다. 여기서, 횡축은 휘도, 종축은 빈도를 보이고 있다. 이 도 4에서, 개구부의 휘도 레벨은 영역 "A"에 분포되고, 안저 전체의 휘도 레벨은 영역 "B"에, 포커싱과 얼라인먼트 조정에 사용하는 시신경 유두부 근방의 혈관의 휘도 레벨은 영역 "C"에 분포되어 있다.

관찰광으로서 적외광을 사용하는 경우에는, 망막이 아니라 맥락막으로부터의 반사가 지배적이므로, 망막상의 관심영역의 화상 데이터가 분포되는 범위는, 도 4에 나타낸 것처럼 매우 좁다. 그 때문에, 카메라의 이득과 관찰 광량의 조정 등의 선형 보정만으로는, 관심영역의 콘트라스트를 거의 향상시킬 수는 없다.

한편, 스트로보 광을 사용한 정지 화상 촬영시에는, 모니터용 감마(gamma) 보정 또는 선형 이득보정 등과 같은 관찰시의 보정과는 다른 보정방법이 바람직하므로, 관찰화상의 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 특개평 05-199998호 공보에 개시된 것처럼, 관찰용에 전용 보정회로가 필요해진다. 이와 같이 전용 보정회로를 사용하는 경우, 회로가 대형화 및 복잡해져 비용이 증가하게 된다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해소하여, 관찰용에 전용 보정회로를 사용하지 않고, 관찰시의 혈관 등의 관심영역의 콘트라스트를 향상하는 것이 가능한 안과장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 안저 카메라의 구성도,

도 2는 관찰시 룩업 테이블(LUT)의 그래프,

도 3은 촬영시 LUT의 그래프,

도 4는 적외 관찰시의 화상 데이터의 히스토그램.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 대물렌즈3 : 구멍개방 거울

6 : 촬상수단7 : 주시등

10 : 관찰 광원13 : 스트로보 광원

15 : 적외 차단 필터20 : A/D 변환부

21 : 프레임 메모리22 : LUT

23 : LUT 설정부24 : 화상제어부

25 : D/A 변환부26 : 기록매체

27 : 정보입력수단28 : 제어회로

29 : 모니터31 : 스트로보 발광제어회로

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 국면에 따른 안과장치는, 관찰시에 피검안의 안저를 조명하는 관찰조명수단과, 촬영시에 안저를 조명하는 촬영조명수단과, 이 양 조명수단에 의해 얻어진 안저 화상을 전기적인 화상신호로 변환하는 촬상수단과, 상기 촬상수단에 의해 얻어진 화상신호를 디지털 값으로 변환하는 변환수단과, 상기 화상신호의 디지털 값 데이터를 기억하기 위한 프레임 메모리와, 재기록이 가능한 룩업 테이블과, 상기 관찰 및 촬영동작에 동기하여 상기 룩업 테이블 데이터를 재기록하는 재기록수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 국면에 따른 안과장치는, 관찰시에 피검안의 안저를 조명하는 관찰조명수단과, 촬영시에 안저를 조명하는 촬영조명수단과, 이 양 조명수단에 의해 얻어진 안저 화상을 전기적인 화상신호로 변환하는 촬상수단과, 상기촬상수단에 의해 얻어진 화상신호를 디지털 값으로 변환하는 변환수단과, 상기 화상신호의 디지털 값을 보정하기 위한 다른 데이터를 기억하는 복수의 룩업 테이블과, 상기 관찰 및 촬영동작에 따라 상기 복수의 룩업 테이블로부터 소정의 룩업 테이블을 선택하는 선택수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

[발명의 실시예]

본 발명을 도면들에 도시된 실시예에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안저 카메라의 구성도를 나타낸다.

피검안 E의 전방에는 안저 관찰 및 촬영 광학계로서 대물렌즈(1)가 배치되고, 그 대물렌즈(1) 후방의 광로 상에는 구멍부에 촬영조리개(2)를 갖는 구멍개방 거울(3), 일부를 포커스를 위해 광로를 따라 이동 가능한 촬영 렌즈(4), 하프(half) 거울(5), 텔레비전 카메라 등의 촬상부(6)가 순차적으로 배열되어 있다.

하프 거울(5)의 반사방향으로는 안저 Er과 공역된 주시등(7)이 배치되고, 피검안 E에 주시목표를 제시하도록 설치되어 있다. 주시등(7)은, 예를 들면, 도트 매트릭스형으로 나란히 배치된 LED 어레이, 또는 LED 등의 백라이트와 도트 매트릭스의 액정셔터로 구성되어 있다. 따라서, 이차원의 임의의 위치의 도트를 광투과/불투과 상태로 제어함으로써, 피검안 E에 대하여 임의의 위치에, 주시목표를 제시할 수 있다. 이때, 외부 주시등을 촬영 광학계로부터 분리하고 주시등으로서 사용한다.

또한, 구멍개방 거울(3)로의 입사측에 위치된 조명 광학계에서는, 할로겐 램프 등의 가시광을 발광하는 관찰 광원(10), 콘덴서 렌즈(11), 가시광을 차단하는 가시 차단 필터(12), 가시광의 섬광을 발광하는 스트로보 광원(13), 링형 개구를 갖는 조리개(14), 적외광을 차단하는 적외 차단 필터(15), 렌즈(16)가 순차적으로 배열되어 있다.

또한, 촬상부(6)의 출력은, A/D 변환부(20)를 통해 프레임 메모리(21) 및 LUT(룩업 테이블)(22)에 접속되어 있다. 프레임 메모리(21)는, LUT 설정부(23) 및 LUT(22)에 접속되고, LUT(22)의 출력 및 LUT 설정부(23)의 출력은, 화상제어부(24)에 접속되어 있다.

또한, 화상제어부(24)는, D/A 변환부(25), 기록매체(26), 정보입력부(27), 제어회로(28)에 접속되어 있다. 또한, D/A 변환부(25)의 출력은 모니터(29)에 접속되어 있다. 또한, 제어회로(28)는, 스트로보 발광제어회로(31)를 통해 좌우안 선택스위치(30)와 스트로보 광원(13)에 접속되어 있다.

우선, 촬영자는 촬영전에, 피검안의 ID번호, 성명, 생년월일, 성별 등의 환자정보 및 촬영화상을 출력하는 경우에 사용된 파일 포맷을 정보입력부(27)를 통해 화상제어부(24)에 입력한다. 이어서, 피검안 E의 정면에 대물렌즈(1)를 배치하여, 안저 관찰을 위한 관찰 광원(10)을 점등한다. 관찰 광원(10)으로부터의 광은 콘덴서 렌즈(11)에 의해 집광되어, 가시 차단 필터(12)에 의해 가시광은 차단되고, 적외광인 관찰광은 스트로보 광원(13), 조리개(14), 렌즈(16)를 통과하여, 구멍개방 거울(3)의 거울부에 의해 왼쪽 방향으로 반사되어, 대물렌즈(1)를 통과하여 피검안E의 동공 Ep를 통해 안저 Er를 조명한다.

이 때에, 적외 차단 필터(15)는, 도시하지 않은 기구에 의해 광로로부터 제거된다. 그리고, 관찰광으로 조명된 안저 화상은, 다시 대물렌즈(1), 구멍개방 거울(3)의 촬영조리개(2), 촬영 렌즈(4)를 통해 하프 거울(5)을 투과하여 촬상부(6)에 결상한다.

적외광 및 가시광에 민감한 촬상부(6)는, 수광된 안저 화상을 비디오신호로 변환한 후에, 그 얻어진 비디오신호를 A/D 변환부(20)에 출력한다. A/D 변환부(20)에 입력된 비디오신호는, 아날로그 데이터에서 디지털 데이터로 변환되고, 디지털 데이터로 변환된 피검안상의 1프레임분의 관찰화상 데이터를 프레임 메모리(21)에 기억한다.

다음에, LUT 설정부(23)는, 프레임 메모리(21)에 기억된 화상 데이터로부터 히스토그램을 추출하여, 도 4에 나타낸 영역 B 및 C의 망막상의 혈관 등의 화상영역 부분을 강조하는 관찰용 LUT, 예를 들면 도 2에 나타낸 것과 같은 LUT를 작성하고, LUT(22)에 설정한다.

또한, A/D 변환부(20)로부터 출력된 화상 데이터를 LUT(22)에 입력하고, 상술한 것처럼 설정된 LUT(22)로 계조변환을 한 후에, D/A 변환부(25)에 출력한다. D/A 변환부(25)에서는, 입력된 디지털 데이터를 아날로그신호로 변환한 뒤에 모니터(29)에 출력한다.

이에 따라, 모니터(29) 상에는, 혈관 화상 등의 관심영역의 콘트라스트가 강조된 관찰화상이 제시된다. 촬영자는, 모니터(29)에 제시된 안저 화상을 관찰하면서, 피검안 E와 촬상수단의 정밀한 위치 정렬, 포커싱 정렬 및 촬영범위의 확인을 행한다. 촬영자는, 촬영범위, 정렬 및 포커싱이 양호한 것을 확인한 후에, 도시하지 않은 촬영스위치를 조작하여 정지 화상을 촬영한다.

촬영스위치에 의한 입력을 검지한 제어회로(28)는, 적외 차단 필터(15)를 광로상에 삽입하고, 화상제어부(24)에 촬영개시신호를 출력한 후에, 화상제어부(24)로부터 출력된 스트로보 광원(13)에 대한 발광 타이밍신호를 기다린다.

제어회로(28)는, 스트로보 광원(13)의 발광 타이밍신호를 수신하면, 지연없이 스트로보 발광제어회로(31)에 발광신호를 전송하고, 스트로보 광원(13)으로부터 광속을 발한다. 스트로보 광원(13)으로부터 발한 광속은, 관찰광과 마찬가지로 대물렌즈(1)를 통해 피검안 E의 안저 Er를 조명한다. 안저 화상은, 촬상부(6)의 촬상면에 결상되어, 비디오신호를 A/D 변환부(20)에 출력한다.

화상제어부(24)는, 촬상부(6)가 출력하는 1프레임에 대응한 비디오신호를 스트로보 발광과 동기를 취하여, A/D 변환부(20)에 의해 디지털 데이터로 변환한 후에, 프레임 메모리(21)에 입력시킨다. 다음에, LUT 설정부(23)에서 정지 화상 촬영용 LUT, 예를 들면 도 3에 나타낸 것과 같은 모니터(29)의 감마 특성을 보정하기 위한 LUT을 작성하여 LUT(22)에 설정한다.

이어서, 프레임 메모리(21)에 기억된 안저 화상 데이터를 판독하여, LUT(22)에 의해 계조변환한 뒤에, BMP 등의 화상 포맷 또는 설정된 압축률로 압축을 하여 JPEG 등의 화상 포맷으로 변환하여, MO 또는 하드디스크 등의 기록매체(26)에 저장한다.

또한, 필요에 따라서 화상제어부(24)는, 프레임 메모리(21)로부터 화상 데이터를 판독하여, LUT(22)에 의해 계조변환한 뒤에, D/A 변환부(25)에 입력하여 모니터(29)에 출력함으로써, 촬영자가 화상을 확인할 수 있다.

또한, 본 실시예와 같이, A/D 변환부(20), 프레임 메모리(21) 및 LUT(22)을 구성함으로써, 촬영 후에 화상보정용 LUT를 설정하는 것이 가능해지기 때문에, 촬영으로부터 화상취득까지의 시간단축이 가능해진다.

이때, 본 실시예서는 관찰시의 LUT 작성에 있어서, 관찰화상의 히스토그램 데이터를 사용하여 관심영역을 선형적으로 강조하였지만, 이 예로 한정하지 않고, 개구부의 히스토그램 데이터를 사용하지 않고서, 히스토그램 평활화 등을 할 수도 있다. 또한, 카메라의 이득과 관찰광량 등으로부터 관찰시의 관심영역의 레벨이 예측 가능한 경우는, 미리 고정된 LUT를 사용하여도 된다.

또한, 정지 화상 촬영용 LUT로서 모니터(29)의 감마 특성 보정용 LUT를 사용하였지만, 이것에 한정하지 않는다. 선형 LUT, 황반부와 시신경 유두부를 강조하는 LUT 등을 사용하여도 된다. 또한, 광원의 특성이 변경할 때는 광원의 특성에 대응하여, 별도의 LUT 등을 사용하여도 된다. 또한, LUT에 기록된 데이터를 변경할 수 있다. 또한, LUT(22)는 복수의 LUT를 가져도 된다. 관찰용 데이터는 LUT에 기록되고, 상기 관찰용 데이터와 서로 다른 촬영용 데이터는 다른 LUT에 기록된다.

이때, 종래 예에서는, AD 변환에 의해 얻어진 데이터를 프레임 메모리에 기억하여 LUT로 계조변환하였지만, AD 변환 후에 LUT에서 계조변환하여 프레임 메모리에 기억하여도 된다.

본 실시예에 따른 프로그램을 저장한 기록매체를 다른 시스템 또는 장치에 공급하여, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터가, 기록매체에 저장된 프로그램 코드를 판독하여, 상술한 스텝을 실행할 수도 있다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 안과장치에 의하면, 관찰용에 전용의 보정회로를 사용하지 않고, 관찰 및 촬영에 있어서 용이하게 최적의 화상을 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 관찰시에 피검안의 안저를 조명하는 관찰조명수단과,

   촬영시에 안저를 조명하는 촬영조명수단과,

   상기 피검안의 안저 화상을 전기적인 화상신호로 변환하는 촬상수단과,

   상기 촬상수단에 의해 얻어진 화상신호를 디지털 값으로 변환하는 변환수단과,

   상기 디지털 값으로 변환된 화상신호를 보정하기 위한 데이터를 기억하는 재기록 가능한 룩업 테이블과,

   상기 룩업 테이블에 상기 데이터를 재기록하는 재기록수단을 구비하고,

   상기 재기록수단은, 상기 관찰 및 촬영동작에 따라 상기 룩업 테이블에 상기 데이터를 재기록하는 것을 특징으로 하는 안과장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 관찰조명수단의 특성과 상기 촬영조명수단의 특성에 따라서 상기 룩업 테이블에 기록된 데이터가 변경된 것을 특징으로 하는 안과장치.
3. 관찰시에 피검안의 안저를 조명하는 관찰조명수단과,

   촬영시에 안저를 조명하는 촬영조명수단과,

   상기 피검안의 안저 화상을 전기적인 화상신호로 변환하는 촬상수단과,

   상기 촬상수단에 의해 얻어진 화상신호를 디지털 값으로 변환하는 변환수단과,

   상기 화상신호의 디지털 값을 보정하기 위한 다른 데이터를 기억하는 복수의 룩업 테이블과,

   상기 관찰 및 촬영동작에 따라, 상기 복수의 룩업 테이블로부터 소정의 룩업 테이블을 선택하는 선택수단을 구비하고,

   상기 선택수단은, 상기 관찰 및 촬영동작에 따라, 상기 룩업 테이블을 변경하는 것을 특징으로 하는 안과장치.