(57)【要約】【課題】  被検眼ごとに眼底の明るさが異なる場合であっても、照明光量の調整と合焦とに要する時間をとらない眼底カメラを提供する。【解決手段】  眼底カメラに対して、被検眼の眼底を照明する照明手段と、該照明手段による照明下での眼底部からの反射光を測光する測光手段と、該照明手段の光量を制御する照明光量制御手段と、撮像手段に撮像される眼底像に対して合焦検出範囲を決定する合焦検出範囲決定手段と、該合焦検出範囲決定手段で決定された範囲において合焦位置を検出する合焦検出手段とを配し、測光手段によって合焦検出範囲の測光値を算出し、該測光値に基づいて照明光量を制御することとする。【選択図】  図６
2014079392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察及び撮影において被検眼の眼底を照明するための照明手段と、
フォーカスレンズを介して照明された前記被検眼の前記眼底を撮像する撮像手段と、
前記眼底を照明する前記照明手段の光量を制御する照明光量制御手段と、
前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦検出手段と、
前記照明手段により照明された前記眼底からの反射光を測光する測光手段と、
を有する眼底カメラにおいて、
前記測光手段は前記眼底からの前記反射光の測光値を算出し、
前記照明光量制御手段は前記測光値に基づいて照明光量を制御し、
前記合焦検出手段は前記照明光量制御手段による前記照明光量が制御された後に合焦評価を行うことを特徴とする眼科撮影装置。 
【請求項２】
前記撮像手段に撮像される眼底像に対して合焦検出範囲を決定する合焦検出範囲決定手段を更に有し、
前記合焦検出手段は、前記合焦検出範囲決定手段で決定された前記合焦検出範囲において前記測光手段により前記測光値を算出し且つ前記照明光量制御手段が前記測光値に基づいて前記照明光量を制御した後、前記合焦検出範囲の前記合焦評価を行うことを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
【請求項３】
前記合焦検出手段は、前記被検眼の前記眼底像におけるコントラストを検出することによって前記合焦位置を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の眼科撮影装置。
【請求項４】
観察時の前記照明手段は赤外光源であり、前記測光手段は赤外光の前記測光値を算出し、前記照明光量制御手段は前記測光値に基づいて前記赤外光源の光量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
【請求項５】
前記合焦検出範囲決定手段により決定される前記合焦検出範囲及び前記測光手段により前記測光値を算出する範囲は可変であり、前記測光手段は前記合焦検出範囲決定手段によって決定された前記合焦検出範囲に対して前記測光値を算出する範囲を決定することを特徴とした請求項２〜４のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
【請求項６】
前記照明光量制御手段は、前記照明手段が前記眼底を撮像する際の前記照明光の基準値と前記測光値とを比較して前記照明光の光量を決定する発光量演算手段を更に有し、
前記基準値は、前記眼底の反射率の平均値に基づいて定められることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の眼科撮影装置。
【請求項７】
被検眼の眼底を照明光により照明する照明手段と、
前記照明光により照明された前記眼底を撮像する撮像手段と、
前記照明光の光量を制御する照明光量制御手段と、
前記眼底からの前記照明光の反射光を測光して測光値を算出する測光手段と、
前記照明手段が前記眼底を撮像する際の前記照明光の基準値と前記測光値とを比較して前記照明光の光量を決定する発光量演算手段と、
を有し、
前記照明光量制御手段は前記発光量演算手段の決定に応じて前記照明光の光量を制御することを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項８】
照明光により被検眼の眼底を照明し、フォーカスレンズにより合焦することで撮像手段により前記眼底の眼底像を撮像する観察工程と、
前記眼底像を構成する反射光を測光する測光工程と、
前記反射光の測光値と基準値とを比較する比較工程と、
前記比較工程における比較の結果に基づいて前記照明光の光量を制御する光量制御工程と、
光量の制御が為された照明光を眼底に照射し、フォーカスレンズにより合焦することで撮像手段により前記眼底像を撮像する合焦工程と、を有することを特徴とする眼科撮影方法。
【請求項９】
請求項８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集団健診や人間ドックなどの健康診断で使用される、眼底カメラ等の眼科撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、住民健診や企業健診等の集団健診においては眼底検査が実施されている。集団健診での眼底撮影では通常、散瞳剤を必要としない無散瞳撮影が行われている。無散瞳撮影は検査室内を暗くしたり、簡易暗室等により被検眼部を室内光から遮断したりすることにより、被検眼の自然散瞳を促した上で撮影を行うものである。
【０００３】
無散瞳眼底撮影を行う眼科撮影装置は、一般に縮瞳がおこらない赤外波長域の観察光源と、可視撮影光源を備えている。眼底撮影においては観察光源で眼底を照明し、撮影装置の位置合わせ、合焦を行った後、撮影光源で照明した眼底像の撮影を行う。
【０００４】
合焦においては、被検眼眼底における特定部位に対して自動合焦を行う特許文献１の眼底カメラが知られている。特許文献１で紹介される眼底カメラでは、被検眼眼底における特定部位のコントラストを検出する合焦状態検出手段に基づいて合焦評価値を算出し、該合焦評価値が極大となる位置を合焦位置として自動合焦する。また特許文献１の眼底カメラでは、より高精度な自動合焦を実現する技術として、観察用光源の照明光量を調整する照明光量制御手段を有しており、前記合焦状態検出手段の出力に基づいて前記照明光量を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５０５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被検眼眼底においてコントラストを検出するにあたり、眼底の明るさは被検眼ごとに異なり、また、観察用光源にも個体差があるので、観察時における眼底の明るさにはバラつきが生じてしまう。このバラつきはコントラスト値の検出にも影響し、安定した合焦検出を行うことができない。したがって、安定して合焦検出を行うには、事前に眼底の明るさを検出し、その明るさに応じて照明光量を調整する必要がある。照明光量を調整するためには、照明光量を検出する必要がある。
【０００７】
特許文献１に開示される眼底カメラでは、合焦状態検出手段を用いて、眼底像における各画素の輝度値から算出したコントラストに基づいて合焦評価値を出力し、該合焦評価値の極大点を検出することで合焦評価を行う。また、該合焦評価値は眼底像の輝度値を参照しているため、合焦評価を行うのと同時に、輝度値に関して飽和が生じているかも検出することが可能である。輝度値に飽和が生じた場合には、照明光量を調整する。
【０００８】
しかしながら合焦評価を開始した後で照明光量を調整し、眼底における観察条件を変更してしまうと、眼底像のコントラスト値も変化するため、合焦評価値極大点の探索を再度行う必要が生じる。このような場合には、合焦に時間がかかり、また余分な光量を被検眼に照明することになるなど、検者や被検者の負担が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る眼科撮影装置は、観察及び撮影において被検眼の眼底を照明するための照明手段と、
フォーカスレンズを介して照明された前記被検眼の前記眼底を撮像する撮像手段と、
前記眼底を照明する前記照明手段の光量を制御する照明光量制御手段と、
前記フォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦検出手段と、
前記照明手段により照明された前記眼底からの反射光を測光する測光手段と、
を有する眼底カメラにおいて、 
前記測光手段は前記眼底からの前記反射光の測光値を算出し、
前記照明光量制御手段は前記測光値に基づいて照明光量を制御し、
前記合焦検出手段は前記照明光量制御手段による前記照明光量が制御された後に合焦評価を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る眼科撮影装置においては、合焦評価値を取得する前に被検眼眼底像の明るさを検出することが可能である。これにより、被検眼の眼底を合焦評価値の算出に適した明るさで照明した後で、合焦評価を開始することができる。したがって、輝度値の飽和などによる合焦検出の失敗をあらかじめ防止することでき、より安定した高精度な合焦検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例を説明する眼科撮影装置の構成図である。
【図２】モニタ21に映出された眼底像と合焦検出範囲表示部を示した図である。
【図３】合焦検出部の構成図である。
【図４】コントラスト検出の原理図である。
【図５】発光量演算手段の構成図である。
【図６】本発明の実施例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施の形態に係る眼科撮影装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明を図１〜図６に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る眼科撮影装置である眼底カメラの構成図である。被検眼Eに対向して、対物レンズ1が配置され、その光軸L1上には、撮影絞り2、フォーカスレンズ3、結像レンズ4、可視光と赤外光に感度を有する撮像素子5が設けられている。これらの対物レンズ1から結像レンズ4により観察撮影光学系が構成され、撮像素子5と合わせて眼底像観察撮像手段が構成されている。被検眼Eの眼底Erからのこれら可視光及び赤外光の反射光は、該光軸L1に沿った光路を経て撮像素子5に導かれる。なお、フォーカスレンズ3は、フォーカスレンズ駆動部6に接続されており、光軸L1方向に移動するようになっている。
【００１４】
一方、撮影絞り2の付近には、穴あきミラー7が斜設されている。穴あきミラー7の反射方向の光軸L2上には、レンズ8、レンズ9が配置されている。また、光軸L2上にはレンズ8とレンズ9より被検眼Eの瞳孔Epと光学的に略共役な位置に配置され光軸中心に遮光部があるリング状の開口を有するリング絞り10、赤外光を透過し可視光を反射する特性を有するダイクロイックミラー11が配置されている。ダイクロイックミラー11の反射方向の光軸L3上には、コンデンサレンズ12、可視のパルス光を発する撮影用光源であるストロボ光源13が配置されている。ダイクロイックミラー11の透過方向の光軸L4上には、コンデンサレンズ14、赤外の定常光である赤外光を発する赤外LEDが複数個配置された観察光源である赤外LED15（赤外光源）が配置されている。これらの対物レンズ1からダイクロイックミラー11、およびコンデンサレンズ12、コンデンサレンズ14により眼底照明光学系が構成されている。この眼底照明光学系と撮影光源であるストロボ光源13、観察光源である赤外LED15により、眼底照明手段が構成されている。本実施例でストロボ光源13は420〜750nmの広帯域波長光源であり、赤外LED15は850nmの単波長光源である。
【００１５】
以上の眼底像観察撮像手段、眼底照明手段は、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図示のない摺動台に載せられており、被検眼Eとの位置合せができるようになっている。
【００１６】
また、撮像素子5の出力はＡ／Ｄ変換素子16によりデジタル信号化され、メモリ17に保存されるとともに、測光値算出手段18に出力され、それぞれが装置全体の制御を行うＣＰＵなどのシステム制御部19に接続されている。システム制御部19には画像メモリ20が接続されており、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保存される。撮像素子5、Ａ／Ｄ変換素子16、メモリ17、測光値算出手段18に加え、撮像素子5で撮像された赤外観察像、可視撮影像などを表示するためのモニタ21と撮像手段制御部22とともに、撮像手段23が構成されている。さらに、この撮像手段23は、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。
【００１７】
さらにシステム制御部19は、フォーカスレンズ駆動部6と操作入力部24に接続され、光軸L1上におけるフォーカスレンズ3の位置を制御する。なお、本実施例はフォーカス調整を自動的に実行する自動合焦機能を有する装置として説明する。手動合焦モード時には、操作入力部24の操作入力に従って、フォーカスレンズ駆動部6を制御する。また、自動合焦モード時には、システム制御部19内部の合焦検出部25の検出結果に基づいて、フォーカスレンズ駆動部6を制御する。
【００１８】
一方、赤外LED15には観察光源制御手段26が、ストロボ光源13には撮影光源制御手段27が接続されている。それらは共に発光量演算手段28を兼ねるシステム制御部19に接続され、観察光源である赤外LED15の光量調整・点灯・消灯などの制御と、撮影光源であるストロボ光源13の光量調整・点灯・消灯などの制御が行なわれる。なお、これら赤外LED15及びストロボ光源13を制御する観察光源制御手段26及び撮影光源制御手段27は照明手段の照明光の光量である照明光量を制御する照明光量制御手段として機能する。
【００１９】
図２は表示モニタ21に表示される眼底観察像を示している。眼底観察時には、眼底像観察撮像手段で得られた眼底像に重畳して、合焦検出範囲表示部21aの枠部により合焦検出範囲を検者に提示する。これにより、合焦検出位置を視覚的に検者に提示できるため、自動合焦における操作性を向上させることができる。なお、合焦検出範囲は検者による操作で変更可能であり、被検眼眼底における特定部位としても、眼底全体としてもよい。
【００２０】
続いて、合焦検出部25の詳細について図３を用いて説明する。図３に示すように、合焦検出部25には、眼底Ｅｒの特定位置を合焦検出の対象とする合焦検出範囲決定手段25aが設けられており、検者は操作入力部24を操作することで合焦検出範囲を決めることができる。即ち、該合焦検出範囲は可変とされている。更に、合焦検出部25には眼底像のコントラスト値とフォーカスレンズ3の位置を記憶する合焦評価値記憶手段25bが内蔵されている。
【００２１】
本実施例では、合焦検出は撮影光束により結像される眼底像そのもののコントラスト値を検出することによって行う。ここでいうコントラストとは、隣接する画素の輝度差のことであり、コントラスト値とは所定の輝度データ中の最も大きい輝度差の値としている。
【００２２】
図４のグラフは、フォーカスレンズ駆動部6によって移動されるフォーカスレンズ3の位置に対するコントラスト値の遷移を表している。同図から明らかなように、合焦位置M2においてはコントラスト値が最大となり、ピントが大きくずれた位置M1では、コントラスト値が小さくなる。合焦位置M2は、モニタ21に映出された眼底像を最も鮮明に観察可能な位置であり、撮像後にモニタ21に映出される眼底像を最も鮮明にすることのできる位置でもある。したがって、本実施例ではこのコントラスト検出の原理を用いて、被検眼の収差の影響を受けない合焦検出を行うことが可能となる。
【００２３】
続いて、発光量演算手段28について説明する。撮像素子5の各画素からの出力はＡ／Ｄ変換素子16によりＡ／Ｄ変換され、メモリ17に一時的に格納される。測光値算出手段18はメモリ17に保存された画素出力から、合焦検出範囲の輝度値の最大値を測光値として、発光量演算手段28に出力する。図４に示すように、発光量演算手段28は合焦検出に適するように定められた観察光量の基準値を記憶した光量メモリ29（図５参照）を有しており、測光値と基準値とを比較することで観察光の発光量を決定する。例えば、測光値が基準値よりも高い場合は、眼底へ照明している観察光量が高いと判断し、輝度値の飽和を防ぐことを目的として光量を低減するように発光量を決定する。その一方、測光値が基準値よりも低い場合は、眼底へ照明している観察光量が低いと判断でき、コントラスト値の極大点の検出を容易にするために光量を高くするように発光量を決定する。なお、光量メモリ29が記憶する基準値は、例えば輝度値が飽和しないように眼底の反射率の平均値、眼底における血管部分を避けた特定部分の輝度値の平均値等、に基づいて定められる。
【００２４】
次に、本実施例での動作について説明する。
赤外LED15から射出した光は、コンデンサレンズ14により集光され、ダイクロイックミラー11を透過した後、リング絞り10によってリング状に光束が制限される。リング絞り10で制限された光は、レンズ9、レンズ8を介し、一度穴あきミラー7上にリング絞り10の像を作り、かつ穴あきミラー7により光軸L1方向に反射される。さらに、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10の像を作り、被検眼Eの眼底Erを照明する。
【００２５】
定常光を発する赤外LED15からの光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に達し撮像される。撮像素子からの出力はＡ／Ｄ変換素子16によりデジタル信号化された後、撮像手段制御部22を介してモニタ21に眼底観察像が映出される。
【００２６】
検者はモニタ21に映出された眼底像を観察し、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せを行う。図示しない合焦モード切換え手段により、手動合焦モードに設定されている場合は、検者はモニタ21に映出された眼底像を観察しながら、眼底が適当な明るさとなるように赤外LED15の光量の調整と、フォーカスレンズ3の光軸L1方向における位置の調整を、操作入力部24により行う。その後、図示しない操作入力部24における撮影スイッチ30を押して撮影を行う。
【００２７】
検者が撮影スイッチ30を押すと、ストロボ光源13がパルス発光し、ストロボ光源13から発した光束はコンデンサレンズ12により集光され、ダイクロイックミラー11で反射された後、リング絞り10によってリング状に光束が制限される。リング絞り10で制限された光は、レンズ9、レンズ8を介し、一度穴あきミラー7上にリング絞り10の像を作り、かつ穴あきミラー7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10の像を作り、被検眼Eの眼底Erを照明する。ストロボ光源13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を射出する。さらに、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に達し撮像され、Ａ／Ｄ変換素子16によりデジタル信号化され、画像メモリ20に静止画として保存される。
【００２８】
続いて、本実施例の特徴である自動合焦モードに設定された際の制御方法について説明する。図２に示すように、自動合焦モードでは、被検眼眼底の観察時に眼底像観察撮像手段で得られた眼底像に重畳して、合焦検出範囲表示部21aの枠部による合焦検出範囲が提示される。この眼底像の取得は本発明における観察工程に対応する。検者は操作入力部24によって合焦検出範囲表示部21aの配置を変更し、合焦検出範囲を決定する。続いて、図示しない自動合焦開始スイッチが検者により押下されることで、自動合焦が開始される。なお、本実施例では操作入力部24により合焦検出範囲を変更したが、例えば図示されていない固視灯位置などに基づいてシステム制御部19により自動的に決定してもよい。
【００２９】
図６のフローチャートは、自動合焦が開始された際の動作を示している。自動合焦の開始が指示されると、ステップ1で、測光工程として、測光値算出手段18はメモリ17に保存された画素出力から合焦検出範囲の輝度値の最大値を測光値として算出し、発光量演算手段28に出力する。ステップ2では、比較工程として、発光量演算手段28によって、光量メモリ29の有する発光量の基準値とステップ1で算出された測光値の比較が行なわれ、観察光の発光量が決定される。ステップ3は、光量制御工程として観察光源制御手段26によって実行され、ステップ２によって決定された光量の観察光が眼底に照射される。ステップ4において、合焦検出部25によるコントラスト値の算出を行い、ステップ5で、合焦検出部25における合焦評価値記憶手段25bにステップ4で算出されたコントラスト値とフォーカスレンズ3の位置が記録される。ステップ6は、ステップ5において記録されたコントラスト値の中に図３に示した位置M2である極大点が含まれるかどうかを検出する。
【００３０】
ステップ6で、極大点が検出されなかった場合はステップ7に進み、フォーカスレンズ3を所定の移動量だけ駆動させることでフォーカスレンズ位置を変更し、ステップ4とステップ5の処理を繰り返す。続いてステップ6に進み、コントラスト値の極大点が検出されるかを判断する。以降、ステップ6でコントラスト値の極大点が検出されるまで、ステップ7、ステップ4、ステップ5を繰り返す。
【００３１】
ステップ6で極大点が検出された場合、次はステップ8に進む。ステップ8は、合焦検出部25で実行され、フォーカスレンズ3の移動量の算出を行う。ここで、ステップ8でのフォーカスレンズの移動量とは、極大点の検出位置までのフォーカスレンズ駆動量のことである。次にステップ9では、ステップ7で算出したフォーカスレンズの移動量に従ってフォーカスレンズ3の駆動を行い、フォーカスレンズ3の位置をコントラスト値の極大値の位置に移動させる。以上の合焦工程にて行われる動作によって、被検眼Eに球面収差や乱視など収差に個人差があった場合でも、その収差に合わせたフォーカス調整が可能となる。
【００３２】
このような動作は、赤外光を用いて観察を行う無散瞳型の眼底カメラにおいて、特に有効となる。赤外光に対する眼底の中大血管のコントラストは低いため、フォーカスレンズ位置に対するコントラスト値の差が出にくく、オートフォーカスにおいて図３に示した極大点の位置M2を検出することは困難である。そのため、眼底を照明する赤外ＬＥＤの光量を増やし、少しでも観察像のコントラストを上げる必要があるが、必要以上に眼底が明るくなると輝度値の飽和が生じ、コントラスト値の算出が正しく行われない。しかしながら、測光手段を用いることでコントラスト値を算出する前に適正な観察光量を算出し制御すれば、輝度値の飽和をあらかじめ防ぐことでき、コントラスト値の算出が安定して行えるため、精度良い合焦検出が可能となる。
【００３３】
（その他の実施例）
また、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を実現するソフトウェア（プログラム）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。
【符号の説明】
【００３４】
Ｅ：被検眼
３：フォーカスレンズ
６：フォーカスレンズ駆動部
１５：赤外LED
１８：測光値算出手段
１９：システム制御部
２５：合焦検出部
２６：観察光源制御手段
２８：発光量演算手段
２９：光量メモリ
２５a：合焦検出範囲決定手段
【図１】
2014079392.tif 000003
【図２】
2014079392.tif 000004
【図３】
2014079392.tif 000005
【図４】
2014079392.tif 000006
【図５】
2014079392.tif 000007
【図６】
2014079392.tif 000008