(57)【要約】【課題】積分球や拡散板等を使用せず、簡単な構造で光量を損失することなく、眼底を均一に照明する。【解決手段】撮影光源ユニット１５には、瞳絞り１４の開口部に沿って、可視光全域の波長を有する複数個の白色ＬＥＤ１５ｂが角度θ［ラジアン］で等間隔に配置されている。撮影光源ユニット１５の中心の回転軸１５ａを介して、回転駆動部によりこれらの白色ＬＥＤ１５ｂを光軸を中心として回転させることにより、眼底を均一に照明できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系により照明された被検眼を撮像ユニットにより撮影する眼科撮影装置において、被検眼の瞳位置と光学的に略共役位置に配置したリング状の開口部を有する瞳絞りと、前記開口部に沿って等間隔で配置した複数のＬＥＤ素子から成る光源部と、該光源部を前記照明光学系の光軸を中心として回転させる回転手段とを有することを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項２】
前記回転手段は、前記光源部を正転と逆転を繰り返すことにより回転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。
【請求項３】
前記ＬＥＤ素子の間隔の角度をθ（ラジアン）、前記光源部の回転角速度をω、前記撮像ユニットによる画像信号の蓄積時間をＴａ、自然数をｎとするとき、ω＝ｎ・θ／Ｔａの条件を満たす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４】
１回の撮影で移動する前記光源部の回転角度αが、θ≦α≦２／π（ラジアン）の条件を満たす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５】
前記光源部の回転駆動の開始後に前記撮像ユニットによる画像信号の蓄積を開始し、所定の蓄積時間で前記画像信号の蓄積を終了し、前記画像信号の蓄積終了後に前記光源部の回転駆動を終了するように制御する制御手段を有する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６】
前記光源部の回転の速度が一定になった後に前記撮像ユニットによる画像信号の蓄積を開始し、所定の蓄積時間で前記画像信号の蓄積を終了し、前記画像信号の蓄積終了後に前記光源部の回転駆動を終了するように制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば眼科医院等で使用され、網膜等の眼底部の撮像を行う眼科撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼底カメラには、被検眼を近赤外線によって観察した後に可視光線を用いて撮像を行う無散瞳型眼底カメラと、散瞳剤を用いて散瞳させた被検眼を可視光線によって観察した後に可視光線で撮像を行う散瞳型眼底カメラとに大別することができる。
【０００３】
無散瞳型眼底カメラの場合に、撮影時はキセノン光源により発光させて可視光で撮影するものが多いが、近年では特許文献１のように照明光源としてＬＥＤ素子を用いた眼底カメラが提案されている。光源としてＬＥＤ素子を使用する場合には、複数個のＬＥＤ素子をリング状に配置し、瞳位置と光学的に共役な位置に配備する構成が考えられる。しかし、ＬＥＤ素子の間隔により、眼底面における照明むらが生じてしまうため、撮影された眼底画像は照明むらによるアーチファクトを含み、適切な診断の妨げになってしまう。
【０００４】
この問題を解決するために、光源の前面に拡散板等を配置し、ＬＥＤ素子間のむらを軽減することが考えられるが、拡散板により光が減衰し十分な光量が得られない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８７６６７号公報
【発明の開示】
【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においては、積分球を用いるため装置が大型で高価なる欠点がある。
【０００７】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、積分球や拡散板を使用せず、簡易な構造で、光量を損失することなく眼底を均一に照明することのできる眼科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】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る眼科撮影装置の技術的特徴は、照明光学系により照明された被検眼を撮像ユニットにより撮影する眼科撮影装置において、被検眼の瞳位置と光学的に略共役位置に配置したリング状の開口部を有する瞳絞りと、前記開口部に沿って等間隔で配置した複数のＬＥＤ素子から成る光源部と、該光源部を前記照明光学系の光軸を中心として回転させる回転手段とを有撮像ユニットすることにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る眼科撮影装置によれば、画像信号の蓄積時間中に撮影光源ユニットを一定の角速度で回転させることにより、均一な分布の眼底照明を行うことができ、照明むらの少ない眼底画像の撮影、記録することができる。また、積分球や拡散板等を使用しないため、簡易な構造で光量を損失することなく、眼底を効率良く照明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施例における眼科撮影装置として用いられる無散瞳型眼底カメラの構成図を示している。被検眼Ｅの前方には、対物レンズ１、孔あきミラー２、撮影絞り３、光路方向に移動可能なフォーカスレンズ４、結像レンズ５、跳ね上げミラー６、受像部７ａを有する撮像ユニット７が順次に配列され、撮影光学系が構成されている。
【００１２】
孔あきミラー２の入射方向には、角膜絞り８、リレーレンズ９、黒点板１０、リレーレンズ１１、赤外線を透過し可視光線を反射するダイクロイックミラー１２が順次に配置され、後述する撮影光源ユニット、観察光源ユニットと併せて照明光学系が構成されている。
【００１３】
角膜絞り８は被検眼Ｅの瞳位置と光学的に略共役位置に配置され、照明光束による被検眼Ｅの角膜からの有害反射光が撮影絞り３に入射しないように、照明光束と撮影光束を分離するためのリング状の開口部を有している。また、黒点板１０は図２に図示するように、表面反射に関して撮影絞り３と共役な位置に、黒点と呼ばれる小さな遮蔽物１０ａを有しているガラス板である。
【００１４】
ダイクロイックミラー１２の入射方向には撮影照明光学系が配置され、被検眼Ｅの水晶体からの反射光が撮影絞り３に入射しないように、照明光束と撮影光束を分離するために、水晶体絞り１３、被検眼瞳位置と略共役の位置に瞳絞り１４が配置されている。更に、瞳絞り１４の後方には、撮影用光源部として白色ＬＥＤを有する撮影光源ユニット１５が配置され、撮影光源ユニット１５は回転軸１５ａを介して回転駆動部１６に接続されている。
【００１５】
また、ダイクロイックミラー１２の透過方向の観察照明光学系には、撮影光と同様に、観察光の反射光が撮影絞り３に入射しないように、水晶体絞り１７と瞳絞り１８が配置されている。瞳絞り１８の後方には近赤外ＬＥＤを有する観察光源ユニット１９が配置されている。観察光源ユニット１９は波長が８５０ｎｍ付近の近赤外光を発光する近赤外ＬＥＤを有し、眼底観察に必要な近赤外光を発光するようにされている。
【００１６】
また、跳ね上げミラー６の反射方向には、反射ミラー２０、フィールドレンズ２１、リレーレンズ２２、近赤外に感度を有する撮像素子２３が順次に配置され、観察光学系が構成されている。
【００１７】
撮像ユニット７は制御部２４に接続され、制御部２４には操作パネル２５、駆動回路２６、２７が接続されている。操作パネル２５には、観察光量調整つまみ２８、撮影光量調整つまみ２９、撮影スイッチ３０と共に、状態を表示する表示器３１が設けられている。
【００１８】
制御部２４は操作パネル２５の観察光量調整つまみ２８、撮影光量調整つまみ２９、撮影スイッチ３０の信号に応じて、各種の撮影動作に必要となる制御信号を駆動回路２６、２７、撮像ユニット７に出力する。そして、制御部２４は撮影光源ユニット１５の白色ＬＥＤ１５ｂ、回転駆動部１６、撮像ユニット７を制御して一連の撮影動作を行う。
【００１９】
図３は撮影光源ユニット１５の正面図を示しており、瞳絞り１４の開口部に沿って、可視光全域の波長を有する複数個の白色ＬＥＤ１５ｂが角度θ［ラジアン］で等間隔に配置されている。なお、白色ＬＥＤ１５ｂの大きさ等の物理的な制限及びコスト等により、ＬＥＤ１５ｂの数を少なくすることが好ましいが、角度θが大きくなると眼底への照明むらが目立ってしまう。
【００２０】
これを解決するために、本実施例においては撮影光源ユニット１５を回転できるようにされている。撮影光源ユニット１５の中心の回転軸１５ａにより、モータとギア等から成る回転駆動部１６により、撮影光源ユニット１５或いはＬＥＤ素子１５ｂのみを、撮影照明光学系の光軸を中心として回転している。
【００２１】
眼底撮影時には、操作パネル２５上の観察光量調整つまみ２８を回すことにより、制御部２４は図示しない駆動回路を介して電源の供給量を増減し、観察光源ユニット１９の近赤外光ＬＥＤの発光光量を変化させる。この近赤外光ＬＥＤから発光した光束はダイクロイックミラー１２を透過し、リレーレンズ１１、黒点板１０、リレーレンズ９、角膜絞り８を経て、孔あきミラー２により反射され、対物レンズ１を介して被検眼Ｅの眼底を均一に照射する。近赤外光で照射された眼底での反射光は、対物レンズ１、孔あきミラー２の孔部、撮影絞り３、フォーカスレンズ４、結像レンズ５を経て跳ね上げミラー６により上方に反射される。そして、反射ミラー２０、フィールドレンズ２１、リレーレンズ２２を介して撮像素子２３上に結像される。
【００２２】
検者はこの撮像素子２３により撮像された眼底像を図示しないモニタで観察しながらアライメント、フォーカスを行った後に、操作パネル２５の撮影スイッチ３０を押すことにより撮影動作が行われる。撮影スイッチ３０が押されると、制御部２４は観察光源ユニット１９の近赤外ＬＥＤの電源供給を停止すると同時に、跳ね上げミラー６を光路外へ退避させる。次に、駆動回路２７により回転駆動部１６のモータを駆動し、回転軸１５ａを介して撮影光源ユニット１５を所定の回転方向に回転させる。
【００２３】
次いで、白色ＬＥＤ１５ｂに電源を供給して白色光を発光させ、白色ＬＥＤ１５ｂから発光した白色光は瞳絞り１４、水晶体絞り１３を経て、ダイクロイックミラー１２に入射する。ダイクロイックミラー１２で反射された白色光は、近赤外光と同じ経路を経て被検眼Ｅの眼底を照明する。そして、被検眼Ｅの眼底で反射された反射光は、対物レンズ１、孔あきミラー２、撮影絞り３、フォーカスレンズ４、結像レンズ５を経て撮像ユニット７の受像部７ａに入射する。
【００２４】
制御部２４は撮像ユニット７に対してレリーズ信号を送信し、眼底像の撮影、記録を行う。撮像ユニット７による画像取得中に白色ＬＥＤ１５ｂが回転しているため、瞳絞り１４に沿った均一な照明がなされ、白色ＬＥＤ１５ｂ同士の間隔の角度θが大きくても、診断に好適な眼底画像を得ることができる。
【００２５】
なお、撮影光源ユニット１５の回転角度については、１回の撮影の回転角度αをθ≦α≦２／π（ラジアン）＝１８０°とし、正転／逆転を繰り返すように制御する。これにより、配線等に関して特別な考慮をする必要がなく、簡易な構成とすることができる。
【００２６】
更に、撮影光源ユニット１５の回転速度を最適化することにより、照明むらを低減する効果を向上させることができる。撮影光源ユニット１５の回転角速度ω［ラジアン／秒］は、撮影時の画像信号の蓄積時間をＴａ、自然数をｎとし、式（１）の条件を満たすことで、蓄積時間中に画像を取り込み、撮影のタイミングによらず常に均一な照明を得ることができる。
ω＝ｎ・θ／Ｔａ      ・・・（１）
【００２７】
一例として、θをπ／４ラジアン、Ｔａを１００ｍｓ、ｎを２とすると、
ω＝２・（π／４）／０．１＝５π  ［ラジアン／秒］
で表される回転速度ωになるように、回転駆動部１６を制御すればよい。
【００２８】
また、撮影光源としてＬＥＤ素子を使用する場合には、被検眼Ｅの状態によっては光量が不足することがあるが、その際には画像信号の蓄積時間を可変とすることが考えられる。このような場合には、変更した蓄積時間に応じて、（１）式を満たすような回転角速度ωを選択することにより、照明むらを少なくすることができる。
【００２９】
例えば、光量設定によって取り得る蓄積時間が５０ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓの場合には、それぞれの撮影時の回転角速度ωを１０π、５π、２．５π（ラジアン／秒）とする。或いは、取り得る全ての蓄積時間に対して、常に式（１）が満たされるような角速度、例えば１０π［ラジアン／秒］を全ての蓄積時間に対して用いてもよい。つまりは、画像信号の蓄積が終了しても、なお回転が行われるような余裕を持たせてもよい。
【００３０】
更に、撮影光源ユニット１５の回転は撮影時にのみ行うが、その場合には回転開始後に、角速度が一定になるまでの時間を考慮して撮影を開始する必要がある。
【００３１】
図４は撮影の処理手順のタイミングチャート図を示している。先ず、（ａ）で検者が眼底カメラの撮影スイッチ３０を押すことにより、タイミングＴ１で撮影スイッチ信号がオン状態に変化する。制御部２４は撮影スイッチ３０の信号がオン状態になったことを検出し、（ｂ）〜（ｅ）で回転駆動部１６の回転の開始、白色ＬＥＤ１５ｂの点灯開始等の処理を行う。撮影光源ユニット１５は回転駆動部１６により回転を始めるが、所定の角速度ωに達するまで一定時間Ｔａを要する。
【００３２】
一方、（ｆ）で制御部２４はタイミングＴ２で撮像ユニット７に対してレリーズ信号を送信する。撮像ユニット７は撮影を開始する前に、撮影前処理として時間Ｔｂが必要である。従って、レリーズ信号を送信するタイミングＴ２は、撮影スイッチ３０が押されたタイミングＴ１から遅延時間Ｔｃ、即ち（Ｔａ−Ｔｂ）だけ遅延した時点とする。これにより、撮影光源ユニット１５の回転が一定角速度に達したタイミングＴ３の後に、（ｇ）のようにシャッタが開放され撮影を開始される。
【００３３】
例えば、回転角速度が一定になるまでの時間Ｔａ＝１２０ｍｓ、撮像ユニット７がレリーズ信号を受けて撮影前処理をする時間Ｔｂ＝５０ｍｓとすると、撮影スイッチ３０が押されてからレリーズ信号を送信するまでの遅延時間Ｔｂは７０ｍｓとなる。撮影が開始され、所定の信号蓄積時間Ｔｄが経過した時間後の蓄積終了後に、タイミングＴ４でレリーズ信号がオフとなり、シャッタが閉止した後に、ＬＥＤ駆動、回転駆動も終了される。
【００３４】
このように、被検眼Ｅの眼底像が撮像ユニット７の受像部７ａに結像されてデジタル画像が生成され、転送される。
【実施例２】
【００３５】
図５は実施例２の撮影光源ユニット１５の正面図を示している。実施例１と同様に、撮影光源ユニット１５は回転軸１５ａを中心に回転するようにされており、瞳絞り１４の開口部内に沿って、半径Ｒ１上に白色ＬＥＤ１５ｂ’、半径Ｒ２上に白色ＬＥＤ１５ｂ”が、それぞれγ［ラジアン］の間隔で同心円状に配列されている。
【００３６】
このように、異なる半径Ｒ１、Ｒ２上に白色ＬＥＤ１５ｂ’、１５ｂ”を配列すると、発せられる光量の周期となる角度γ、撮影光源ユニット１５の回転の角速度ω［ラジアン／秒］は、式（２）の条件を満たすことで、より均一な照明を得ることができる。ただし、撮影時の画像信号の蓄積時間をＴａ、自然数をｎとする。
ω＝ｎ・γ／Ｔａ      ・・・（２）
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】無散瞳型眼底カメラの構成図である。
【図２】黒点板の正面図である。
【図３】実施例１の撮影光源ユニットの正面図である。
【図４】撮影制御のタイミングチャート図である。
【図５】実施例２の撮影光源ユニットの正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  対物レンズ
２  孔あきミラー
３  撮影絞り
７  撮像ユニット
８  角膜絞り
１０  黒点板
１３、１７  水晶体絞り
１４、１８  瞳絞り
１５  撮影光源ユニット
１５ａ  回転軸
１５ｂ、１５ｂ’、１５ｂ”  白色ＬＥＤ
１６  回転駆動部
１９  観察光源ユニット
２４  制御部
２５  操作パネル
２６、２７  駆動回路
３０  撮影スイッチ
【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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