(57)【要約】【課題】  超広角眼底カメラから出力される２次元眼底画像を立体的に把握することができる、眼底画像球面投影システムを提供する。【解決手段】  超広角眼底カメラにより撮影された眼底の２次元眼底画像を投影する眼底画像投影手段２と、前記２次元眼底画像を投影する眼底を模した球面状の眼底形球面スクリーン３とを有する。また、前記眼底形球面スクリーン３の投影面３２が、半球面３３より球面に沿って開口３１側に大きく延出される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超広角眼底カメラにより撮影された眼底の２次元眼底画像を投影する眼底画像投影手段と、
前記２次元眼底画像を投影する眼底を模した球面状の眼底形球面スクリーンと
を有する、眼底画像球面投影システム。
【請求項２】
前記眼底形球面スクリーンの投影面が、半球面より球面に沿って開口側に大きく延出されている、請求項１に記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項３】
前記眼底形球面スクリーンの投影面が、ランバート反射に近似した拡散反射表面として構成されている、請求項１または請求項２に記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項４】
前記眼底形球面スクリーンの投影面が、再帰性反射特性を有する表面として構成されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項５】
前記眼底画像投影手段は、前記２次元眼底画像を分割した分割画像を分割数に応じた多方向から投影する複数の分割画像投影部と、前記各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部の輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致させるように補正する縁部輝度補正部とを有する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項６】
前記眼底形球面スクリーンが外周面側から投影された画像を内周面側に透過させる透過型スクリーンで構成されており、前記眼底画像投影手段が前記２次元眼底画像を前記外周面に投影する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項７】
前記眼底形球面スクリーンがヘッドマウントディスプレイにより構成される仮想スクリーンからなる、請求項１または請求項２に記載の眼底画像球面投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超広角眼底カメラにより撮影された２次元眼底画像を投影する眼底画像球面投影システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼科医は、眼底カメラによって眼底の画像を撮影し得られた眼底画像に基づき診断を行っている。また、前記眼底画像は患者への症状の説明、実施される医療行為の説明等にも用いられている。
【０００３】
従来、眼底を撮影する眼底カメラに関する発明がいくつか提案されている。例えば、特開平３−１６２８２３号公報では、被検者の眼底に対してレーザー光を走査投影させて前記眼底の画像を撮影する、レーザー走査方式眼底カメラが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、従来の眼底カメラは、図７に示すように、眼球体５の中心位置にカメラのレンズが配置されたと仮定した場合に撮影される眼底画像の見込みの画角Ω（以下、「見込み画角」という。）が５０度から６０度程度の広角眼底カメラが主流であったが、近年では前記見込み画角が６０度を超えるような超広角を撮影できる超広角眼底カメラも開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１６２８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された発明を含む従来の眼底カメラでは、眼底の実形状は３次元にもかかわらず、撮影された眼底の画像は２次元画像としてディスプレイ等に表示されるため正確に情報を伝えにくいという問題がある。しかも撮影された３次元の眼底画像は円形などの所定の２次元画像へと変換するために１つの画像内においてその位置毎に拡大または縮小されて変形している。特に、近年の見込み画角の拡大化に伴い外周位置における画像の変形比率は大きくなり、網膜の立体像を把握している眼科医でも患部の位置や大きさを正確に把握するのは困難になっている。ましてや眼底の構造を把握していない患者にとっては、２次元画像を基に説明を受けても正確に理解することは不可能である。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、超広角眼底カメラから出力される２次元眼底画像を立体的に把握することができる、眼底画像球面投影システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る眼底画像球面投影システムは、超広角眼底カメラから出力される２次元眼底画像を立体的に把握するという課題を解決するために、超広角眼底カメラにより撮影された眼底の２次元眼底画像を投影する眼底画像投影手段と、前記２次元眼底画像を投影する眼底を模した球面状の眼底形球面スクリーンとを有する。
【０００９】
また、本発明の一態様として、球面状の投影面に見込み画角が１８０度を超える２次元眼底画像を投影させるという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンの投影面が、半球面より球面に沿って開口側に大きく延出されていてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の一態様として、球面状の投影面に投影される２次元眼底画像が視る角度によって視にくくなるという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンの投影面が、ランバート反射に近似した拡散反射表面として構成されていてもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様として、球面状の投影面に投影される２次元眼底画像のコントラストが低減するという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンの投影面が、再帰性反射特性を有する表面として構成されていてもよい。
【００１２】
さらに、本発明の一態様として、複数の眼底画像投影手段によって２次元眼底画像を投影する際にオーバーラップした画像縁部の輝度がオーバーラップしていないところに比べて高くなるという課題を解決するために、前記眼底画像投影手段は、前記２次元眼底画像を分割した分割画像を分割数に応じた多方向から投影する複数の分割画像投影部と、前記各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部の輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致させるように補正する縁部輝度補正部とを有していてもよい。
【００１３】
また、本発明の一態様として、球面状の投影面を開口側から視やすくするという課題を解決するために、前記眼底形球面スクリーンが外周面側から投影された画像を内周面側に透過させる透過型スクリーンで構成されており、前記眼底画像投影手段が前記２次元眼底画像を前記外周面に投影してもよい。
【００１４】
さらに、本発明の一態様として、超広角眼底カメラから出力される２次元眼底画像を仮想的に構成された立体像として把握するという課題を解決するために、前記眼底型ドームスクリーンがヘッドマウントディスプレイにより構成される仮想スクリーンからなるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、超広角眼底カメラから出力される２次元眼底画像を立体的に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る眼底画像球面投影システムの第一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本第一実施形態の眼底画像球面投影システムにおける眼底形球面スクリーンおよび眼底画像投影手段の拡大投影レンズの配置を示す縦断面模式図である。
【図３】本発明に係る眼底画像球面投影システムの第二実施形態における、眼底形球面スクリーンおよび複数の分割画像投影部の配置を示す縦断面模式図である。
【図４】本第二実施形態における眼底画像投影手段の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る眼底画像球面投影システムの第三実施形態における、眼底形球面スクリーンおよびその外面側に配置される複数の分割画像投影部を示す縦断面模式図である。
【図６】本発明に係る眼底画像球面投影システムの第四実施形態であって、ヘッドマウントディスプレイにより実現させた例を示す模式図である。
【図７】従来の広角眼底カメラにより撮影される眼球および見込み画角を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
本第一実施形態の眼底画像球面投影システム１Ａは、図１に示すように、２次元眼底画像を投影する眼底画像投影手段２と、前記２次元眼底画像を投影させる眼底形球面スクリーン３とを有する。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１９】
眼底画像投影手段２は、超広角眼底カメラ（図示しない）により撮影された眼底の２次元眼底画像を投影するものであり、いわゆるプロジェクターである。本第一実施形態における眼底画像投影手段２は、２次元眼底画像を所定の投影画角に拡大させて投影する拡大投影レンズ２１を備えている。なお、投影画角とは、拡大投影レンズ２１を介して投影される画像の範囲を角度で表したものであり、図２において２θで表される角度である。
【００２０】
なお、超広角眼底カメラとは、通常の眼底カメラや広角眼底カメラにおける見込み画角が６０度程度であるのに対して、これを越える見込み画角で撮影可能な眼底カメラである。超広角眼底カメラとしては、レーザー走査方式眼底カメラやＬＥＤ共焦点スキャナー式眼底カメラが例示されるが、撮影方式は特に限定されるものではなく、既存の撮影方式や将来的に開発される方式から適宜選択してもよい。超広角眼底カメラの見込み画角Ωとしては、Ω＞６０度、７０度、８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度、１３０度、１４０度、１５０度、１６０度、１７０度、１８０度、１９０度、２００度、２１０度、２２０度等が挙げられるところ、本第一実施形態では、見込み画角Ωが１８０度を超える超広角眼底カメラがより好ましいと考えられ、これを例に説明する。また、本第一実施形態における超広角眼底カメラで撮影され、出力される２次元眼底画像は、中心に比べて外周側に位置するほど縮小される変形比率が大きくなるものとする。
【００２１】
眼底画像投影手段２は、超広角眼底カメラに対し出力される画像データを受信可能な状態で接続されており、前記超広角眼底カメラにより撮影された眼底の２次元眼底画像、本第一実施形態では、見込み画角が約２００度の２次元眼底画像を受信し、拡大投影レンズ２１を介して当該２次元眼底画像を眼底形球面スクリーン３に投影するようになっている。
【００２２】
なお、眼底画像投影手段２と超広角眼底カメラとの接続は、直接的に接続される場合に限定されるものではなく、第二実施形態ないし第四実施形態に示すように、画像処理手段２３として用いられるコンピュータ等の機器を介して受信できるようにしてもよい。
【００２３】
眼底形球面スクリーン３は、眼底を模した球面状に形成されたスクリーンである。本第一実施形態における眼底形球面スクリーン３は、図１に示すように、眼底画像投影手段２によって投影された２次元眼底画像を開口３１側から取り込み、その内側の凹状でかつ球面状に形成された投影面３２に前記２次元眼底画像を投影させる。
【００２４】
本第一実施形態における眼底形球面スクリーン３の投影面３２は、見込み画角が約２００度の２次元眼底画像の全体を投影できるように、半球面３３より球面に沿って開口３１側に大きく延出されている。つまり、図２に示すように、眼底形球面スクリーン３は、その球心Ｏを通る面で切断した場合、その断面において表れる円弧の中心角Θが約２００度またはそれ以上の角度になるように形成されている。
【００２５】
本第一実施形態では、半径約２００ｍｍ（直径約４００ｍｍ）の球状の凹面を有する半球体を２個用い、一方の半球体を前記延出される部分（球心Ｏを通る断面の円弧の中心角θが約１０度（上下合わせて約２０度）となる部分）を残すように、それ以外の部分（球心Ｏを通る断面の円弧の中心角が約１６０度となる部分）をカットし、カット後のリング状の残りをカットしていない他方の半球体と組み合わせることで形成している。
【００２６】
なお、延出させる部分の円弧の中心角θは、約１０度に限定されるものではなく、超広角眼底カメラによって撮影可能な見込み画角に応じて適宜選択してもよい。また、本第一実施形態における投影面３２は、真球状に形成しているが、実際の被験者の眼球は真球状ではない。よって、投影面３２は、実際の患者の眼球形状に合わせて形成したり、患者毎に形成することが困難な場合は複数の患者の寸法の統計値を用いて実際の眼球に近似させた形状に形成してもよい。
【００２７】
また、眼底形球面スクリーン３の投影面３２は球面状であるため、視る角度により視認性が低下することがある。つまり、開口３１側の投影面３２の縁部３２ａでは、図２に示すように、２次元眼底画像が投影面３２の縁部３２ａと略平行な非常に低い入射角度で入射される。一方、この開口３１側の投影面３２の縁部３２ａを観察するには、開口３１側から覗き込むことになる。前記投影面３２が仮に鏡面反射に近い状態で反射する場合には、２次元眼底画像は奥側に向けて反射され、開口３１側から観察することができない。
【００２８】
そこで本第一実施形態の投影面３２は、画像の入射角度にかかわらず全方向に対して均等に拡散反射するランバート反射に近似させた拡散反射表面で構成されている。具体的には、眼底形球面スクリーン３の投影面３２全体に、艶消しの白い塗料を塗布することでランバート反射に近似した拡散反射表面を形成している。
【００２９】
なお、投影面３２の色彩は、白色に限定されるものではなく、拡散反射の機能を発揮する範囲内で灰色等の色を適宜選択してもよい。また、投影面３２は、第２実施形態で示すように、散乱反射による輝度の低下やコントラストの低下を抑制するため、再帰性反射特性を有する表面として構成してもよい。
【００３０】
次に、本第一実施形態の眼底画像球面投影システム１Ａにおける、眼底画像投影手段２および眼底形球面スクリーン３の配置例について説明する。
【００３１】
図２に示すように、眼底画像投影手段２は、眼底形球面スクリーン３の開口３１側であって、眼底形球面スクリーン３の球心Ｏおよび開口面の中心ｏを通る線上に配置される。つまり、眼底の２次元眼底画像を撮影する際の眼底と超広角眼底カメラとの位置関係と一致するように、眼底画像投影手段２と眼底形球面スクリーン３とを配置している。
【００３２】
このとき、眼底形球面スクリーン３の半球面３３より球面に沿って開口３１側に延出されている中心角をθ、前記眼底形球面スクリーン３の投影面３２の半径をｒ、前記眼底形球面スクリーン３の投影面３２の球心Ｏから拡大投影レンズ２１までの距離をｌとした場合、前記拡大投影レンズ２１の投影画角が２θ以上であれば、投影光は投影面３２全体に投影することができる。
【００３３】
また、本第一実施形態における眼底形球面スクリーン３が半球面３３より開口側に庇のように延出されているため、眼底画像投影手段２と眼底形球面スクリーン３との距離が遠すぎると、当該延出されている部分の裏側が陰になり投影面３２に２次元眼底画像を投影できなくなる。例えば、球心Ｏから拡大投影レンズ２１までの距離ｌを無限大にした場合、入射角度は球心Ｏおよび開口面の中心ｏを通る線と平行になり、延出されている裏側が陰になる。
【００３４】
そこで、２次元眼底画像全体を投影面３２に投影可能な眼底形球面スクリーン３の球心Ｏから拡大投影レンズ２１までの距離ｌは、投影面３２の半径ｒおよび延出された円弧の中心角θを用いると下記の式（１）の関係で表される。
ｌ＝ｒ／ｓｉｎθ・・・（１）
【００３５】
ここで、投影面３２の半径を２００ｍｍ（直径４００ｍｍ）、開口３１側に延出された円弧の中心角θを１０度（＝（投影面３２の中心角Θ：２００度−半球面３３の中心角：１８０度）÷２）とし、式（１）に代入すると、球心Ｏから拡大投影レンズ２１までの距離ｌは約１１５２ｍｍとなる。つまり、眼底画像投影手段２において画角が２θ以上の拡大投影レンズ２１を使用し、眼底形球面スクリーン３に対し約１１５２ｍｍ以下の距離に配置することで、２次元眼底画像の全体を投影面３２に投影できる。
【００３６】
次に、本第一実施形態の眼底画像球面投影システム１Ａにおける各構成の作用について説明する。
【００３７】
眼底画像投影手段２は、超広角眼底カメラによって撮影された見込み画角約２００度の２次元眼底画像を受信する。眼底画像投影手段２は、受信した２次元眼底画像を眼底形球面スクリーン３の投影面３２に向けて投射する。
【００３８】
このとき超広角眼底カメラから受信した２次元眼底画像は、本第一実施形態では、画像の中心に比べて外周側に位置するほど縮小される変形比率が大きい。一方、眼底形球面スクリーン３の投影面３２が凹状でかつ球面状に形成されていることから、前記投影面３２の中心に比べて外周に位置するほど入射角が大きくなり、例えば、前記投影面３２中心近傍に投影される画角１度分の面積に比べて、外周側に投影される画角１度分の面積の方が広くなる。つまり、超広角眼底カメラによって外周側が縮小されているが、２次元眼底画像が投影される投影面積は拡大される。なお、入射角とは、光が媒質の境界面に入射するとき、入射光線が入射点における境界面の法線となす角のことである。
【００３９】
よって、本第一実施形態では、前記投影面３２に投影される２次元眼底画像は、眼底と同様の立体形状で、かつ対応する眼底の位置に一致するように投影されることになる。このとき２次元眼底画像の縮小される変形比率と、球面状の投影面３２に投影されることで拡大される比率とが相対的に一致している場合には、投影する２次元眼底画像の変形比率を補正する必要がない。
【００４０】
眼底形球面スクリーン３の投影面３２に投影された眼底画像を観察するには、眼底画像投影手段２が眼底形球面スクリーン３の開口３１側の正面位置に配置されるため、前記眼底画像投影手段２を避けた位置から覗き込むように観察する。このとき、本第一実施形態では前記投影面３２がランバート反射に近似した拡散反射表面で構成されているため、どの角度から覗き込んでも投影された眼底画像を観察することができる。特に、投影される入射角度が低い半球面３３より開口３１側に延出されている部分の視認性を十分に確保することができる。
【００４１】
以上のような本第一実施形態の眼底画像球面投影システム１Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
１．超広角眼底カメラから出力される２次元眼底画像を眼底と同様の立体形状で、かつ対応する眼底の位置に一致するように投影することができる。
２．投影面３２を半球面３３より球面に沿って開口３１側に大きく延出させることで、見込み画角が１８０度を超える２次元眼底画像全体を投影することができる。
３．投影面３２がランバート反射に近似した拡散反射表面で構成されているため、投影された眼底画像を開口３１側のどの角度から覗き込んでも観察することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第二実施形態について図面を用いて説明する。なお、前述した第一実施形態で説明した構成と同一または相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００４３】
本第二実施形態の眼底画像球面投影システム１Ｂは、図３に示すように、眼底画像投影手段２を眼底形球面スクリーン３の開口３１側の正面位置からずらした位置に配置することで、投影された眼底画像を開口３１側の正面から観察しやすくしたものである。
【００４４】
本第二実施形態における眼底画像投影手段２は、図４に示すように、２次元眼底画像を分割した分割画像を分割数に応じた多方向から投影する複数の分割画像投影部２２と、２次元眼底画像を分割する画像分割部２５１や投影面３２の位置に対する画像の変形比率を補正する変形比率補正部２５２、前記各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部ｖの輝度を補正する縁部輝度補正部２５３として機能する画像処理手段２３とを有する。
【００４５】
分割画像投影部２２は、２次元眼底画像を分割した分割画像を投影するプロジェクターである。本第二実施形態では、図３に示すように、２台の分割画像投影部２２，２２が、眼底形球面スクリーン３の開口３１側の正面位置から上方および下方にずらした位置に配置されている。上方側の分割画像投影部２２は投影面３２の下側半分の眼底画像を投影し、下方側の分割画像投影部２２は投影面３２の上側半分の眼底画像を投影する。また、投影される分割画像間に空白が生じないように、隣接する分割画像同士の画像縁部ｖをオーバーラップさせるように投影する。
【００４６】
画像処理手段２３は、図４に示すように、眼底画像立体投影プログラム１ａを実行するためのコンピュータに相当するものであり、主に、超広角眼底カメラから受信した２次元眼底画像等の各種データを記憶する記憶手段２４と、画像分割部２５１、変形比率補正部２５２および縁部輝度補正部２５３として機能するための演算処理を実行する演算処理手段２５とを有する。
【００４７】
記憶手段２４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ等によって構成されており、各種のデータを記憶するとともに、演算処理手段２５が演算を実行する際のワーキングエリアとして機能するものである。本第二実施形態における記憶手段２４は、眼底画像立体投影プログラム１ａを記憶するプログラム記憶部２４１、超広角眼底カメラから受信した２次元眼底画像を記憶する２次元眼底画像記憶部２４２、および画像分割部２５１、変形比率補正部２５２および縁部輝度補正部２５３による処理前後の分割画像を記憶する分割画像記憶部２４３を有する。
【００４８】
プログラム記憶部２４１には、眼底画像立体投影プログラム１ａがインストールされている。そして、演算処理手段２５が、前記眼底画像立体投影プログラム１ａを実行し、後述する各構成部としてコンピュータを機能させるようになっている。
【００４９】
なお、眼底画像立体投影プログラム１ａの利用形態は、上記構成に限られるものではない。例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ等のように、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に眼底画像立体投影プログラム１ａを記憶させておき、この記録媒体から直接読み出して実行してもよい。
【００５０】
演算処理手段２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されており、記憶手段２４にインストールされた眼底画像立体投影プログラム１ａを実行させることにより、コンピュータを、画像分割部２５１、変形比率補正部２５２および縁部輝度補正部２５３として機能させる。
【００５１】
画像分割部２５１は、２次元眼底画像を複数の分割画像投影部２２によって多方向から投影させるため、前記２次元眼底画像を適宜分割するものである。本第二実施形態では、上下２台の分割画像投影部２２，２２で投影させるため、前記２次元眼底画像を上方側半分と上側半分の２つの画像に分割している。
【００５２】
変形比率補正部２５２は、球面状の投影面３２に投影されることで拡大または縮小される変形比率に合わせて、分割画像の変形比率を補正処理するものである。本第二実施形態では、眼底の２次元眼底画像を撮影する際の眼底と超広角眼底カメラとの位置関係と、分割画像投影部２２と眼底形球面スクリーン３との配置が一致していないため変形比率の差が生じる。そこで、変形比率補正部２５２は、例えば、画像分割部２５１により分割された分割画像の一ピクセルごとに、中央位置から外周側に向けて変わる２次元眼底画像における拡大または縮小される変形比率に合わせた間隔で配置し、各ピクセル同士が投影させる位置の投影面積と一致するように適宜変形比率を補正する。なお、変形比率の補正方法は特に限定されるものではなく、２次元画像を球面に投影する際の補正方法を適宜応用することができる。
【００５３】
縁部輝度補正部２５３は、各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部ｖの輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致するように補正するものである。本第二実施形態における縁部輝度補正部２５３は、オーバーラップする画像縁部ｖの輝度をオーバーラップさせる前の画像の輝度に対し１／２の輝度になるように補正して、２台の分割画像投影部２２，２２からそれぞれ投影することで、オーバーラップした画像縁部ｖの輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致させる。
【００５４】
そして、画像分割部２５１、変形比率補正部２５２および縁部輝度補正部２５３により処理された分割画像は、分割画像記憶部２４３に記憶されるとともに各分割画像投影部２２，２２へ出力される。
【００５５】
次に、本第二実施形態における眼底形球面スクリーン３について説明する。眼底形球面スクリーン３の投影面３２は、散乱反射によるコントラストの低下を抑制するため、再帰性反射特性を有する表面として構成されている。具体的には、眼底形球面スクリーン３の投影面３２の全体に塗料内にガラスビーズが含有された再帰性反射塗料を塗布している。なお、再帰性反射特性を有する表面として構成させる方法は、再帰性反射塗料を塗布する方法に限定されるものではなく、ガラスビーズ等からなる再帰性反射材を接着剤によって投影面３２に固定したり、再帰性反射材を表面に取り付けた薄膜状の再帰性反射用シートを前記投影面３２に敷設してもよい。
【００５６】
なお、本第二実施形態における投影面３２は、再帰性反射特性を有する表面に限定されるものではなく、第一実施形態の投影面３２と同様に、ランバート反射に近似した拡散反射表面として構成されていてもよい。
【００５７】
以上のような本第二実施形態の眼底画像球面投影システム１Ｂによれば、眼底形球面スクリーン３の開口３１側の正面位置に眼底画像投影手段２を配置しないため、観察者は正面から投影面３２を覗き込むことができて観察しやすい。また、投影面３２の位置に対応した変形比率やオーバーラップした画像縁部ｖの輝度を適宜補正することで、第一実施形態と同様に、超広角眼底カメラから出力される２次元眼底画像を眼底と同様の立体形状で、かつ対応する眼底の位置に一致するように投影することができる。さらに、投影面３２の表面が再帰性反射特性を有しているため、開口３１側から入射した２次元眼底画像は入射した方向に反射し、開口３１側から覗き込むように投影される２次元眼底画像を観察してもコントラストが保たれ、視認性を高めることができる。
【００５８】
次に、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第三実施形態について図面を用いて説明する。なお、前述した第一実施形態および第二実施形態で説明した構成と同一または相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００５９】
本第三実施形態の眼底画像球面投影システム１Ｃは、図５に示すように、眼底形球面スクリーン３が外周面３４側から投影された画像を内周面３５側に透過させる透過型スクリーンで構成するとともに、２次元眼底画像を眼底形球面スクリーン３の外周面３４に投影するものである。
【００６０】
眼底画像投影手段２は、複数の分割画像投影部２２と、画像分割部２５１、変形比率補正部２５２および縁部輝度補正部２５３として機能する画像処理手段２３とを有する。本第三実施形態では、図５に示すように、２台の分割画像投影部２２，２２が、眼底形球面スクリーン３の外周面３４側において上方位置および下方位置に前記外周面３４に向けて配置されている。そして、各分割画像投影部２２，２２は、画像分割部２５１により分割されるとともに変形比率補正部２５２および縁部輝度補正部２５３によって適宜補正された分割画像を、眼底形球面スクリーン３の外周面３４に投影するようになっている。
【００６１】
眼底形球面スクリーン３は、外周面３４側から投影された画像を内周面３５側に透過させる透過型スクリーンで構成されている。透過型スクリーンとしては、例えば、和紙や磨りガラス、磨りガラス状に加工した透明樹脂材、乳白色の樹脂材等からなる。
【００６２】
以上のような本第三実施形態の眼底画像球面投影システム１Ｃによれば、眼底形球面スクリーン３の開口３１側に前記眼底画像投影手段２を一切配置しない構成となり、投影された眼底画像を開口３１側の正面から観察することができる。
【００６３】
次に、本発明に係る眼底画像球面投影システムの第四実施形態について図面を用いて説明する。なお、前述した第一実施形態ないし第三実施形態で説明した構成と同一または相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００６４】
本第四実施形態の眼底画像球面投影システム１Ｄは、図６に示すように、ヘッドマウントディスプレイ４からなる。そして、眼底画像投影手段２は、前記ヘッドマントディスプレイ４であり、眼底形球面スクリーン３は前記ヘッドマントディスプレイ４により構成される仮想スクリーン３６からなる。
【００６５】
この本第四実施形態の眼底画像球面投影システム１Ｄによれば、ヘッドマウントディスプレイ４により仮想スクリーン３６を構成し、前記仮想スクリーン３６に超広角眼底カメラにより撮影された眼底画像を仮想的に投影することができるため、観察者６の視界の中に現実的な眼底画像投影手段２を配置させずに投影面３２全体を観察することができる。
【００６６】
なお、本発明に係る眼底画像球面投影システムは、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、拡散反射表面の形成や再帰性反射塗料の塗布は投影面３２全体に及ぶものに限定されるものではなく、投影面３２の縁部３２ａなど、特に影響のある一部のみに構成するようにしてもよい。また、眼底形球面スクリーン３を透過型スクリーンで構成し、２次元眼底画像を開口３１のある内周面３５側から投影して外周面３４側から観察できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  眼底画像球面投影システム  
１ａ  眼底画像立体投影プログラム
２  眼底画像投影手段
３  眼底形球面スクリーン
４  ヘッドマントディスプレイ
５  眼球体
６  観察者
２１  拡大投影レンズ
２２  分割画像投影部
２３  画像処理手段
２４  記憶手段
２５  演算処理手段
３１  開口
３２  投影面
３２ａ  投影面の縁部
３３  半球面
３４  外周面
３５  内周面
３６  仮想スクリーン
２４１  プログラム記憶部
２４２  ２次元眼底画像記憶部
２４３  分割画像記憶部
２５１  画像分割部
２５２  変形比率補正部
２５３  縁部輝度補正部
Ω  見込み画角
Ｏ  球心
ｏ  開口面の中心
Θ  投影面の中心角
θ  延出された円弧の中心角
ｒ  投影面の半径
ｌ  球心から拡大投影レンズまでの距離
ｖ  画像縁部
【図１】
2020000472.tif 000003
【図２】
2020000472.tif 000004
【図３】
2020000472.tif 000005
【図４】
2020000472.tif 000006
【図５】
2020000472.tif 000007
【図６】
2020000472.tif 000008
【図７】
2020000472.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月11日(2018.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超広角眼底カメラにより撮影された眼底の２次元眼底画像を投影する眼底画像投影手段と、
前記２次元眼底画像を投影する、眼底を模した凹状でかつ球面状に形成された投影面を備える眼底形球面スクリーンとを有し、
前記眼底形球面スクリーンの投影面が、半球面より球面に沿って開口側に大きく延出されている、前記眼底画像球面投影システム。
【請求項２】
前記眼底形球面スクリーンの投影面が、ランバート反射に近似した拡散反射表面として構成されている、請求項１に記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項３】
前記眼底形球面スクリーンの投影面が、再帰性反射特性を有する表面として構成されている、請求項１に記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項４】
前記眼底形球面スクリーンが外周面側から投影された画像を内周面側に透過させる透過型スクリーンで構成されており、前記眼底画像投影手段が前記２次元眼底画像を前記外周面に投影する、請求項１に記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項５】
前記眼底画像投影手段は、前記２次元眼底画像を分割した分割画像を分割数に応じた多方向から投影する複数の分割画像投影部と、前記各分割画像を投影した際にオーバーラップする画像縁部の輝度をオーバーラップしていない画像の輝度に一致させるように補正する縁部輝度補正部とを有する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の眼底画像球面投影システム。
【請求項６】
前記眼底画像投影手段は、前記眼底形球面スクリーンの開口側の当該眼底形球面スクリーンの球心および開口面の中心を通る線上であって、前記球心から前記眼底画像投影手段の拡大投影レンズまでの距離ｌが下記の式（１）で表される位置に配置される、請求項１から３のいずれかに記載の眼底画像球面投影システム。
ｌ＝ｒ／ｓｉｎθ・・・（１）
ただし、各符号は以下を表す。
ｒ：投影面の半径
θ：投影面の球心を通る断面において半球面より球面に沿って開口側に延出された円弧の中心角
【請求項７】
前記眼底形球面スクリーンがヘッドマウントディスプレイにより構成される仮想スクリーンからなる、請求項１に記載の眼底画像球面投影システム。
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月12日(2019.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影させるための開口を有するとともに、前記開口の内側に眼底を模した凹状でかつ球面状であり、半球面より球面に沿って前記開口側に大きく延出されている投影面を備える眼底形球面スクリーンと、
この眼底形球面スクリーンの前記開口外側の固定位置から前記開口内側の投影面に向けて、超広角眼底カメラにより撮影された眼底の２次元眼底画像を投射する眼底画像投影手段と
を有する、眼底画像球面投影システム。
【請求項２】
前記眼底画像投影手段は、前記眼底形球面スクリーンの開口側の当該眼底形球面スクリーンの球心および開口面の中心を通る線上であって、前記球心から前記眼底画像投影手段の拡大投影レンズまでの距離ｌが下記の式（１）で表される位置に配置される、請求項１に記載の眼底画像球面投影システム。
ｌ＝ｒ／ｓｉｎθ・・・（１）
ただし、各符号は以下を表す。
ｒ：投影面の半径
θ：投影面の球心を通る断面において半球面より球面に沿って開口側に延出された円弧の中心角
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月26日(2019.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影させるための開口を有するとともに、前記開口の内側に眼底を模した凹状でかつ球面状であり、半球面より球面に沿って前記開口側に大きく延出されている投影面を備える眼底形球面スクリーンと、
この眼底形球面スクリーンの前記開口外側の固定位置から前記開口内側の投影面に向けて、超広角眼底カメラにより撮影された眼底の２次元眼底画像を投射する１台の眼底画像投影手段と
を有する、眼底画像球面投影システム。
【請求項２】
前記眼底画像投影手段は、前記眼底形球面スクリーンの開口側の当該眼底形球面スクリーンの球心および開口面の中心を通る線上であって、前記球心から前記眼底画像投影手段の拡大投影レンズまでの距離ｌが下記の式（１）で表される位置に配置される、請求項１に記載の眼底画像球面投影システム。
ｌ＝ｒ／ｓｉｎθ・・・（１）
ただし、各符号は以下を表す。
ｒ：投影面の半径
θ：投影面の球心を通る断面において半球面より球面に沿って開口側に延出された円弧の中心角