(57)【要約】【課題】可視蛍光撮影を行う際にアライメント指標による位置合わせが可能であり、動画像の保存時又は再生時に指標を除去又は光量を低減することで、指標に隠されることなく眼底部位の診断を可能とする。【解決手段】（ａ）は各フィルタを透過した眼底像の合成画像であり、（ｂ）は青色フィルタ、（ｃ）は緑色フィルタ、（ｄ）は赤色フィルタをそれぞれ透過した眼底像Ｅｒ’である。アライメント指標Ｐの波長は、緑色フィルタよりも長い波長領域を設定しているため、（ｄ）の赤色に対応した眼底像Ｅｒ’にのみ現れ、（ｂ）及び（ｃ）の眼底像Ｅｒ’では殆ど視認することができない。記録された画像データに対し、（ｄ）の赤色フィルタを透過した画像のみを除去し、モノクロ処理を行うことでアライメント指標Ｐのない状態の診断用画像の生成を行う。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の眼底を白色光及び蛍光撮影のための励起光で照明する照明手段と、該照明手段により照明された被検眼の所定部位を観察及び（又は）撮影する観察撮影手段と、該観察撮影手段に挿脱自在に設けられ蛍光波長領域を透過すると共に前記励起光を遮ぎるためのバリアフィルタと、前記観察撮影手段に設けた三色分解フィルタを有するカラー撮像手段と、該カラー撮像手段により被検眼の所定部位の像と重ねて撮像される指標光を被検眼に投影する指標投影手段とを有するカラー画像及び蛍光画像を撮影できる眼科観察撮影装置において、前記指標光は前記バリアフィルタを透過すると共に前記蛍光波長領域とは異なる波長領域を含む光であり、前記三色分解フィルタの内の前記蛍光が最も透過する波長領域のフィルタとは別の波長領域を有するフィルタを透過可能であることを特徴とする眼科観察撮影装置。
【請求項２】
前記カラー撮像手段により撮像した画像データから表示及び（又は）記録するための診断画像生成手段を有し、該診断画像生成手段は前記三色分解フィルタにより分解された色の内の少なくとも１つの色を除去して画像生成を行うことを特徴とする請求項１に記載の眼科観察撮影装置。
【請求項３】
前記カラー撮像手段は赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタの色分解フィルタを有することを特徴とする請求項２に記載の眼科観察撮影装置。
【請求項４】
前記指標光は前記カラー撮像手段の前記赤色フィルタを透過し前記緑色フィルタはほぼ透過しない波長とし、前記蛍光画像は前記カラー撮像手段の各画素の全ての出力、又は前記緑色フィルタと前記赤色フィルタに対応する画素の出力を用い、診断は前記緑色フィルタに対応する画素の出力、又は前記青色フィルタと前記緑色フィルタに対応する画素の出力を用いることを特徴とする請求項３に記載の眼科観察撮影装置。
【請求項５】
前記カラー撮像手段は動画と静止画の出力が可能な単板の撮像素子の各画素上に三色分解フィルタを設け、近接する各画素の値からＲＧＢ分解画像の仮想画素値を算出し、前記画像データを生成する診断画像生成手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の眼科観察撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば眼科医院や集団検診等で用いられる眼科観察撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、眼科撮影装置として眼底カメラが知られており、一般的な眼底カメラの撮影では、通常のカラー撮影の他に蛍光剤を人体の静脈に静注(注射)することにより行う蛍光撮影等も知られている。
【０００３】
蛍光撮影時には、眼底に照射する光は蛍光剤を励起する特定の波長のみでよく、それ以外の波長の光は蛍光の励起に不要なため、眼底カメラは照射系光路にバンドパスフィルタを配置し、不要な光を眼底に照射しない構成になっている。同時に、撮影系光路にも同様に蛍光波長のみを通すフィルタを配置し、蛍光以外の余分な光を撮影しないようになっている。また、蛍光剤を静注後に、被検者に静注された蛍光剤は血液循環により先ず眼底の太い血管内に到達し、中期、後期になるに従って時間と共に細い血管内に徐々に浸透してゆく。そこで、蛍光剤の循環の様子を観察するために、動画記録方式が利用され始めている。
【０００４】
ところで、眼底カメラで良好な眼底撮影を行うためには、眼底と眼底カメラの位置合わせが必要になる。眼底カメラで広く用いられている位置合わせは、アライメント指標を被検眼の角膜上に投影することで、その反射光と眼底像の両方の位置関係を観察しながら行っている。
【０００５】
そのため、蛍光剤の循環の様子を動画として記録する際に、眼底像上にアライメント指標が写し込まれた状態で受像されることになり、指標に隠された眼底部位を確認できないという不都合が生ずることがある。この写り込みを回避するために、蛍光剤が眼底に到達する前の特定時間のみアライメント指標を眼底に照射し、蛍光が発せられた後は、指標像を減光或いは消光する撮影手法が特許文献１に開示されている。
【０００６】
また、近年ではデジタルカメラの普及により、眼底カメラの撮影用カメラにも、一般に使われるデジタルカメラが多く用いられるようになってきている。更に、デジタルカメラに限らずＣＣＤに代表される撮像素子の高感度化及び高速度化により、ＣＣＤ受光素子を内蔵した装置等の電子画像を取り扱う眼底カメラの技術が急速に発達してきている。
【０００７】
電子画像を扱う上での大きな特徴の１つとして、画像作成の容易性が挙げられ、電子画像の各画素はＲＧＢそれぞれの画素で構成されており、画素値を操作することでオリジナルの画像から任意の画像を生成することが可能である。従来の眼底カメラでも、電子画像からモノクロ画像の生成を行うこと等は一般的に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１２４１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の手法では、アライメント指標の投影を蛍光が現れる以前までと限定しており、蛍光が発せられた後の位置合わせは撮影者の目視により行われている。そのため、撮影者の技量により位置合わせがずれることで、最適な眼底画像が得られないという課題がある。
【００１０】
また、従来の可視蛍光動画撮影では、位置合わせのためのアライメント指標を眼底に照射せずに撮影を行った場合は、位置合わせが困難なため良好な眼底像が得られないという課題がある。アライメント指標を照射して撮影を行った場合は、アライメント指標が動画像に写りこんでしまい、指標下の眼底部位の診断ができないという課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、可視蛍光撮影を行う際にアライメント指標による位置合わせが可能であり、動画像の保存時或いは再生時に指標を除去又は低減することで、指標に隠されることなく眼底部位の診断を可能とする眼科観察撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る眼科観察撮影装置は、被検眼の眼底を白色光及び蛍光撮影のための励起光で照明する照明手段と、該照明手段により照明された被検眼の所定部位を観察及び（又は）撮影する観察撮影手段と、該観察撮影手段に挿脱自在に設けられ蛍光波長領域を透過すると共に前記励起光を遮ぎるためのバリアフィルタと、前記観察撮影手段に設けた三色分解フィルタを有するカラー撮像手段と、該カラー撮像手段により被検眼の所定部位の像と重ねて撮像される指標光を被検眼に投影する指標投影手段とを有するカラー画像及び蛍光画像を撮影できる眼科観察撮影装置において、前記指標光は前記バリアフィルタを透過すると共に前記蛍光波長領域とは異なる波長領域を含む光であり、前記三色分解フィルタの内の前記蛍光が最も透過する波長領域のフィルタとは別の波長領域を有するフィルタを透過可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る眼科観察撮影装置によれば、動画記録時或いは再生時に、赤色の画素を消去し画像を生成することで、オリジナル画像に写し込まれたアライメント指標を除去又は低減された画像を得て、指標により隠された眼底部位を診断可能となる。動画撮影時には、撮影者の技量によらずアライメント指標を用いて位置合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例の眼底カメラの構成図である。
【図２】眼底カメラと周辺構成図である。
【図３】操作パネルの説明図である。
【図４】アライメント指標と眼底画像の位置関係図である。
【図５】撮像素子とカラーフィルタの説明図である。
【図６】カラーフィルタの分光感度特性図である。
【図７】蛍光フィルタ及びアライメント指標光源波長の設定図である。
【図８】合成眼底像とＲＧＢ分解画像の説明図である。
【図９】撮影時と診断時の眼底像の説明図である。
【図１０】３板式の撮像素子の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の眼科観察撮影を行うための眼底カメラの構成図である。観察用光源１から被検眼Ｅの前方に配置された対物レンズ２に至る光路上には、コンデンサレンズ３、撮影用光源４、ミラー５、リング状の開口を有する絞り６、リレーレンズ７、孔あきミラー８が順次に配列されている。更に、絞り６とリレーレンズ７の間に可視蛍光用エキサイタフィルタ９が挿脱自在に配置され、これらにより眼底照明光学系が構成されている。
【００１６】
孔あきミラー８の孔部には、被検眼Ｅの角膜Ｅｐにアライメント指標を投影するためのアライメント指標光源１０がファイバ１１の２個の出射端を介して配置されている。孔あきミラー８の通過方向の光路上には、合焦レンズ１２、撮影レンズ１３、カメラボディ１４内に設けられた単板の撮像素子１５が配列されている。撮影レンズ１３とカメラボディ１４の間には、眼底Ｅｒでの反射光を遮断し、かつエキサイタフィルタ９により励起された蛍光波長領域のみを透過する可視蛍光バリアフィルタ１６が挿脱自在に配置され、これらにより眼底観察撮影光学系が構成されている。
【００１７】
カメラボディ１４の撮像素子１５の前面にはカラー撮像のための三色分解フィルタ１７が設けられ、更に画像記録手段１８、診断画像生成手段１９が内蔵され、カメラボディ１４の後部には画像表示手段２０が設けられている。
【００１８】
カメラボディ１４は例えば一眼レフデジタルカメラに代表される複数種類のものが取り付け可能とされており、形状が同じで光学的な焦点距離の同じマウントのものが取り付け可能である。
【００１９】
図２はシステム構成を示し、眼底カメラＡにはカメラボディ１４が着脱自在に取り付けられ、被検眼Ｅを撮影するタイミングで操作するジョイスティック３１上の撮影スイッチ３２、眼底カメラＡの操作パネル３３が設けられている。また、図３に示すように操作パネル３３上には、撮影光量を設定可能な観察光量つまみ３４、眼底カメラＡ内のタイマを開始するためのタイマスイッチ３５が設けられている。
【００２０】
実施例に示す眼底カメラＡでは、検者は先ず被検者を顎受け３６等の固定台に顔を固定した後に、図１に示す光学系を乗せたステージ部３７を操作し、アライメント指標光源１０から出射したアライメント指標光を眼底Ｅｒに投影し、眼底Ｅｒの位置合わせを行う。この位置合わせはカメラボディ１４に設けられた画像表示手段２０により観察して行う。
【００２１】
アライメント指標光源１０から発したアライメント指標光はファイバ１１を通り、孔あきミラー８上から角膜Ｅｐ上に照射される。ここで眼底カメラＡの光学系は、眼底Ｅｒと対物レンズ２の距離が適正時に撮像面上でのアライメント指標のピントが合うように設計されている。また、孔あきミラー８の孔部に配置されたファイバ１１の出射端は２つに分岐されており、眼底Ｅｒの後極中心を撮像素子１５に結像させたときに、指標像が光軸を中心に左右対称に配置するようにされている。
【００２２】
アライメント指標光源１０から発せられた２つのアライメント指標は、指標投影手段により対物レンズ２を通り角膜Ｅｐに投影され、眼底Ｅｒの反射光は対物レンズ２を通り、平行光として撮像素子１５上に結像される。また、観察用光源１から発せられた白色光により照明された眼底Ｅｒからの眼底像も、同様に対物レンズ２を経た後に、並行光として撮像素子１５上に結像される。検者は眼底カメラＡのジョイスティック３１を用いて、撮像素子１５上に結像されたアライメント指標像と眼底像を適正な位置関係になるように調整することで、眼底カメラＡの位置と被検眼Ｅと位置合わせを行う。
【００２３】
図４（ａ）は画像表示手段２０において、横軸Ｙ方向についての適正位値基準マークＭから外れていて、アライメント指標Ｐのピントが合っていないことから、眼軸方向Ｚが適正位置ではない様子を表している。検者はアライメント指標Ｐと適正位置基準視標の位置関係を頼りに、図４（ａ）の状態から（ｂ）の状態になるように眼底カメラＡを操作することで、検者の技量に頼ることなく位置合わせを行うことが可能である。
【００２４】
次に、検者は位置合わせを行うと同時に、操作パネル３３上の観察光量つまみ３４を操作し、観察用光源１の調光を行い撮影の準備を整える。全ての準備が整った後に、被検者に対し蛍光剤を静注し、同時にエキサイタフィルタ９及びバリアフィルタ１６を光路内に挿入し、画像記録手段１８により撮像素子１５からの出力画像の記録を開始する。各フィルタ９、１３の挿入は手動による挿入、或いは撮影開始を知らせるタイマスイッチ３５に連動した自動挿入でもよい。また、記録開始のタイミングについても、別途に記録開始手段を設けてもよいし、タイマスイッチ３５の押下に連動して開始してもよい。
【００２５】
ここで、画像記録手段１８により記録を行っている動画像は、同時に画像表示手段２０に表示されている。眼底Ｅｒに蛍光剤が流入するまでは、バリアフィルタ１６のバンドパス特性のため、画像表示手段２０上には眼底像は表示されず、アライメント指標のみ表示される。その間に、被検眼Ｅの上下左右方向の位置ずれ、或いは角膜Ｅｐから対物レンズ２間の距離に変動が生じた場合は、アライメント指標Ｐと適正位値基準マークＭを基に再度位置合わせを行う。
【００２６】
蛍光剤を静注した数秒後に、眼底Ｅｒで蛍光が観察され始め、蛍光動画撮影中に検者は画像表示手段２０上で眼底像及びアライメント指標像を見ながら、診断に適正な画像になるように観察光量の調整と位置合わせを行い、蛍光画像による動画像の撮影を続ける。その後に、所望の時間まで動画像撮影を行って記録動作を終了する。記録終了時は、記録開始時と同様に別途に記録停止手段を設けてもよいし、タイマスイッチ３５の押下によるタイマ停止に連動してもよい。
【００２７】
最後に、記録した動画像からアライメント指標Ｐのみを除去又は減光操作を行う。この操作はカメラボディ１４内の診断画像生成手段１９に予め設定されていたパラメータを用いて検者が意識することなく自動的に行われ、検者はアライメント指標Ｐが除去された動画像を確認することができる。
【００２８】
図５はカラー撮像を行うための撮像素子１５の一部拡大図と各画素上に配置された三色分解フィルタ１７の説明図である。図５（ａ）に示すように撮像素子１５の各画素には特定の波長の光だけを通すように、それぞれ対応する三色分解フィルタ１７がモザイク状に配置されている。図５（ｂ）に示すように、各三色分解フィルタ１７は光の波長領域に対する感度特性を有しており、特定の波長領域の光のみ透過し、それ以外の波長の光は吸収する性質がある。
【００２９】
撮像素子１５は多数の光センサ画素で構成されており、各画素の受光面には、三色分解フィルタ１７の赤色フィルタ１７ｒ、緑色フィルタ１７ｇ、青色フィルタ１７ｂが配置されている。撮像素子１５はフィルタ１７ｒ、１７ｇ、１７ｂによりそれぞれの画素にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の割り当てを受けることで、近接する各画素の値からＲＧＢ分解画像の仮想画素値を算出し、カラー画像の出力を行うことが可能である。
【００３０】
撮像素子１５から出力された眼底画像の各画素値は、ＲＧＢの３色に分解されてカメラボディ１４内の画像記録手段１８に保存される。また、カメラボディ１４の診断画像生成手段１９は撮像素子１５から出力されたＲＧＢ信号からＲ信号のみを除去し、或いはＲＢ信号を除去した画像生成をする機能を有する。また、画像表示手段２０は撮像素子１５からの出力画像、或いは診断画像生成手段１９により生成された画像を、静止画及び動画として表示を可能とする。
【００３１】
なお、本実施例では可視蛍光撮影について説明を行うが、エキサイタフィルタ９及びバリアフィルタ１６を特性の異なるフィルタと交換する、或いは光路から離脱させることにより、眼底カメラはカラー静止画撮影を含む多岐に渡る撮影が可能となる。
【００３２】
ここで、実施例における最も特徴的な構成は、撮像素子１５の分光感度特性を利用したアライメント指標光源１０及びバリアフィルタ１６の波長領域の設定にある。
【００３３】
図６はＲＧＢの３種類のフィルタ１７ｒ、１７ｇ、１７ｂを撮像素子１５と組み合わせたときの分光感度特性のグラフ図を示し、横軸が光の波長、縦軸が各センサの感度となっている。グラフ図の線が上になるほど、その波長の光を受けたときに、撮像素子１５から読み出される値が大きくなること意味している。例えば、図６の分光感度特性から、緑色フィルタ１７ｇの特性Ｇは約３５０〜６３０ｎｍの波長領域を有しており、５３０ｎｍの時に最大になることが分かる。
【００３４】
図７は蛍光撮影に必要な各フィルタ及びアライメント指標光源１０の波長領域及び蛍光波長の特性を示している。また、細線は図６で示した各フィルタの感度特性である。位置合わせに必要なアライメント指標光源１０の波長は、視認できることが必要なため、緑色フィルタ１７ｇの特性Ｇよりも長い波長を設定し、ほぼ緑色フィルタ１７ｇの感度がない波長領域を有する設定されている。本実施例では緑色フィルタ１７ｇの最長波長６３０ｎｍよりも長い波長である６４０ｎｍの単波長に設定されている。
【００３５】
眼底Ｅｒに照射する蛍光励起用のエキサイタフィルタ９は、静注する蛍光剤の蛍光特性に合わせて、４７８〜５１５ｎｍの光のみを通すバンドパス特性を有するように波長領域が設定されている。また、バリアフィルタ１６は眼底Ｅｒで励起された蛍光及びアライメント指標光源１０のアライメント光が共に透過可能であり、これらの２つの光以外の光を遮断するバンドパス特性を有するように波長領域が設定されている。
【００３６】
一般的に、蛍光波長は図７に示すように、ピークを５２０ｎｍとした波長幅の短い派長特性を有しているが、被検眼Ｅで反射した励起光の影響を遮ぎるため、バリアフィルタ１６のバンドパス特性の下限を５３０ｎｍに設定する。また、上限はアライメント指標光源１０のアライメント光を通過させるための６５０ｎｍに設定している。
【００３７】
図７からも分かる通り、眼底Ｅｒで発せられた蛍光波長は、主に緑色フィルタ１７ｇと青色フィルタ１７ｂを透過して、撮像素子１５上の緑色と青色に対応する各画素に受像される。同様に、アライメント指標であるアライメント指標光源１０の波長は、赤色フィルタ１７ｒを透過し、撮像素子１５上の赤色に対応する各画素に受像される。
【００３８】
図８は撮像素子１５に受像された眼底像と各フィルタを通過した眼底像の説明図である。図８（ａ）は各フィルタを透過した眼底像の合成画像であり、（ｂ）は青色フィルタ１７ｂ、（ｃ）は緑色フィルタ１７ｇ、（ｄ）は赤色フィルタ１７ｒをそれぞれ透過した眼底像Ｅｒ’である。
【００３９】
アライメント指標Ｐの波長は、緑色フィルタ１７ｇよりも長い波長領域を設定しているため、（ｄ）の赤色に対応した眼底像Ｅｒ’にのみ現れ、（ｂ）及び（ｃ）の眼底像Ｅｒ’では殆ど視認することができない。
【００４０】
そこで、診断画像生成手段１９は記録された画像データに対し、図８（ｄ）の赤色フィルタ１７ｒを透過した画像のみを除去し、モノクロ処理を行うことで診断用画像の生成を行う。つまり、記録された動画像に含まれる緑色に対応する画素、或いは緑色と青色に対応する画素を用いてモノクロ処理を実行して、診断画像の生成により、アライメント指標Ｐの除去又は減光を行うことが可能であり、診断すべき所定部位が隠れることがない。
【００４１】
図９（ａ）は撮影時に検者が画像表示手段２０により観察している眼底画像を示し、アライメント指標Ｐと眼底像Ｅｒ’を共に確認することが可能である。また、図９（ｂ）は診断時の眼底画像を示し、診断画像生成手段１９によりアライメント指標Ｐの除去が行われアライメント指標Ｐが診断の支障にならないようにされている。
【００４２】
最後に、診断画像生成手段１９で生成された診断画像は、再度画像記録手段１８に記憶してもよい。なお、説明を省略したフォーカス指標についても、アライメント指標と同様の波長を設定することにより診断時の除去が可能である。
【００４３】
実施例では、動画像の記録、画像生成及び画像表示を、カメラボディ１４に構設された画像記録手段１８、診断画像生成手段１９、画像表示手段２０を用いて行ったが、これらはパソコン等の情報機器端末でも実施することもできる。その場合に、カメラボディ１４に新たに画像転送手段を設けることで、撮像素子１５の出力を外部の情報機器端末への転送が可能である。
【００４４】
動画観察中の位置合わせは、カメラボディ１４の画像表示手段２０、或いは外部に接続された情報機器の表示部の何れか、又は双方を用いて行うことができる。また、撮影された動画像は情報機器に接続された画像記録部に記録することが可能である。ここで、画像記録部にはハードディスク、ＭＯ、Ｚｉｐ、Ｊａｚｚ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、半導体メモリ等の記録媒体を使用できる。
【００４５】
また実施例では、診断画像生成手段１９による赤色画像の除去を動画記録後に行ったが、画像記録手段１８に記録する際に、予め診断画像生成手段１９により赤色画像の除去を行った状態で、動画像の記録を行うこともできる。
【００４６】
更に実施例では、単板の撮像素子１５を用いたが、３板式の撮像素子を用いることも可能である。３板式の撮像素子を使用する際は、撮像素子の前面に三色分解フィルタ１７の代りに分光プリズムが配置されている。
【００４７】
図１０に示すように、分光プリズム４１、４２、４３は表面にダイクロイック膜４４が形成されており、図１０に示すように反射により光をＲＧＢの光の３原色に分光することが可能である。分光プリズムの各面に、ＲＧＢに対応した撮像素子４５、４６、４７をそれぞれ配置し、各撮像素子４５〜４７からの出力を診断画像生成手段１９内に取り込むことで、診断画像の生成が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
９  エキサイタフィルタ
１０  アライメント指標光源
１１  ファイバ
１４  カメラボディ
１５  撮像素子
１６  バリアフィルタ
１７  三色分解フィルタ
１８  画像記録手段
１９  診断画像生成手段
２０  画像表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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