(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼底を照明する第一照明光学系と、
眼底を観察、撮影する第一眼底撮影光学系と、
眼底の一部を照明する第二照明光学系と、
該第二照明光学系によって照明された部分を撮影する第二撮影光学系とを備えており、
上記第二照明光学系が、上記第一撮影光学系による撮影画像上において指定された部位を照明するように構成されており、
上記第二照明光学系および第二撮影光学系がそれぞれ可動の視野絞りを有しており、第二照明光学系の視野絞りの眼底上結像点と、第二撮影光学系の視野絞りとが共役点となるように、両視野絞りが連動可能に構成されてなる眼底撮影装置。
【請求項２】
上記第一撮影光学系が眼底を時間的に連続して撮影しうるように構成され、第一撮影光学系によって撮影されている眼底像の時間的一点での眼底像を固定して表示する表示手段をさらに備えており、固定表示された眼底像上の部位を指定することにより、連続撮影されている眼底上の該指定部位に対応する部位に結像するように上記視野絞りを移動させる制御手段をさらに備えてなる請求項１記載の眼底撮影装置。
【請求項３】
眼底画像上の指定部位を、眼底画像上の特徴点として抽出しうる抽出手段を備えてなる請求項１または２記載の眼底撮影装置。
【請求項４】
上記第二照明光学系が、少なくとも一種の特定波長域の光によって照明し得るように構成されてなる請求項１〜３のうちのいずれか一の項に記載の眼底撮影装置。
【請求項５】
上記第二撮影光学系が、特定波長域の光を透過する少なくとも一種のフィルタを備えてなる請求項１〜４のうちのいずれか一の項に記載の眼底撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は眼底撮影装置に関する。さらに詳しくは、被検眼の眼底のうちの選択された部位のみを照明、撮影しうる眼底撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
眼底の撮影は、眼科目的以外にも動脈硬化や高血圧症などに関する多くの有用な内科的所見が得るために広く行われている。
【０００３】
かかる目的に用いられる眼底撮影装置として特開平８−１５４９２４号公報に開示されたものがある。この眼底撮影装置は、テレビカメラによる眼底画像から動脈の任意箇所を選択して当該位置の動脈血の酸素含有率を測定しようというものである。眼底撮影により、脳にきわめて近い箇所の動脈血の酸素含有率を測定することによって脳に関する病気の正確な診断に寄与することを目的としたものである。
【０００４】
その構成は、ヘモグロビンで反射した透過光が感応する第一フィルタと酸化ヘモグロビンで反射した透過光が感応する第二フィルタとを備えている。そして、第一フィルタを透過した照明光による眼底像と第二フィルタを透過した照明光による眼底像とをそれぞれフレームメモリに記憶し、両眼底像における同一位置の画素のメモリ値を比較演算して当該位置の酸素含有率を求めるものである。
【０００５】
しかしながら、この眼底撮影装置では、それ以前の眼底装置と同様に眼底の広い範囲を撮影するものであり、その撮影画像のうちのきわめて狭い部分について比較するものである。すなわち、眼底に照射された照明光のうちのきわめて少ない量の反射光からのみ情報を得るものである。上記反射光のなかには被検眼の硝子体において散乱された光なども含まれている。したがって、得ようとする光信号のＳＮ比（シグナル／ノイズの比）が小さくなる。すなわち、情報の正確さを阻害する外乱を多く含むこととなる。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、眼底の反射光から得るべき光信号のＳＮ比の向上を実現した眼底撮影装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の眼底撮影装置は、眼底を照明する第一照明光学系と、眼底を観察、撮影する第一眼底撮影光学系と、眼底の一部を照明する第二照明光学系と、該第二照明光学系によって照明された部分を撮影する第二撮影光学系とを備えており、上記第二照明光学系が、上記第一撮影光学系による撮影画像上において指定された部位を照明するように構成されている。
【０００８】
したがって、観察される眼底画像のうちの指定された部位、いわば任意の所望部位に対してのみ照明光を照射することができ、しかも、その照射された部位からの反射光のみを受光して撮影することができる。その結果、眼底から得る光信号に対するそのＳＮ比を低下させる外乱の混入が防止され、正確な情報が得られる。
【０００９】
さらに、この眼底撮影装置においては、上記第二照明光学系および第二撮影光学系がそれぞれ可動の視野絞りを有しており、第二照明光学系の視野絞りの眼底上結像点と、第二撮影光学系の視野絞りとが共役点となるように、両視野絞りが連動可能に構成されている。したがって、眼底上の指定部位にのみ照明光を照射することができ、常にその照明光の照射部位からの反射光のみを受光して撮影することができる。
【００１０】
また、上記第一撮影光学系が眼底を時間的に連続して撮影しうるように構成され、第一撮影光学系によって撮影されている眼底像の時間的一点での眼底像を固定して表示する表示手段をさらに備えており、固定表示された眼底像上の部位を指定することにより、連続撮影されている眼底上の該指定部位に対応する部位に結像するように上記視野絞りを移動させる制御手段をさらに備えてなる眼底撮影装置にあっては、被検眼の僅かな変位に対しても指定された眼底上の部位を正確に撮影することができる。
【００１１】
さらに、眼底像上の指定部位を、眼底像上の特徴点として抽出しうる抽出手段を備えてなる眼底撮影装置にあっては、たとえば動脈の分岐点や、動脈と静脈とが並行している点などの特徴点を設定しておけば、特に検査者が第二撮影光学系による撮影部位を指定しなくても希望する部位の撮影が可能となる。
【００１２】
如上の眼底撮影装置であって、上記第二照明光学系が少なくとも一種の特定波長域の光によって照明し得るように構成されてなるものにあっては、かかる波長域の光を反射または吸収する眼底上の物質を識別するのが容易となる。
【００１３】
加えて、如上の眼底撮影装置における上記第二撮影光学系が特定波長域の光を透過する少なくとも一種のフィルタを備えてなるものにあっても、かかる波長域の光を反射または吸収する眼底上の物質を識別するのが容易となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１には本発明の一実施形態にかかる眼底撮影装置１が示されている。
【００１６】
図示のとおり、この眼底撮影装置１は、撮影用光源２および対物レンズ３等を備えて照明光を被検眼Ｅの瞳孔を通して眼底を照明するための第一照明光学系４を有している。また、撮像用受光素子５を備えて眼底において反射した上記照明光に基づいて眼底を観察撮影するための第一撮影光学系６を有している。さらに、眼底上の指定部位を照明するための第二照明光学系７と、この第二照明光学系７によって照明された眼底上の部位を撮影するための第二撮影光学系８とを有している。
【００１７】
上記第一撮影光学系６と第二撮影光学系８とはその被検眼側の一部の光路を実質的に同一にしており、そこに眼底への合焦を行うための可動のフォーカスレンズ１５が配設されている。
【００１８】
この眼底撮影装置１には、撮影光学系の眼底への合焦および眼底撮影の各動作に先立って被検眼Ｅと眼底撮影光学系との適正な作動距離を設定するための作動距離検出光学系、および、眼底撮影光学系の光学瞳を被検眼Ｅの瞳孔中心に一致させるためのアライメント光学系が配設されている。しかし、これらの光学系の構成および動作は従来の眼底撮影装置におけると同様のものであるため、その図示および説明を省略する。
【００１９】
図１において、第一照明光学系４にはその撮影用光源２の光を被検眼Ｅの眼底に導くために、集光レンズ９、ミラー１０、照明レンズ１１、有孔ミラー１２が配設されている。さらに、上記撮影用光源２の近傍（本実施形態では集光レンズ９同士のあいだ）には眼底を照射する照明光を赤外光または近赤外光とするための可視光カットフィルタ１３が配設されている。また、照明レンズ１１の両側には一対のリングスリット１４が配設されている。
【００２０】
第一撮影光学系６には、上記有孔ミラー１２の光通過孔１２ａを通った眼底における反射光を上記撮像用受光素子５に導くために第一撮影絞り１８ａ、フォーカスレンズ１５、ハーフミラー１６、１７、第二撮影絞り１８ｂおよびリレーレンズ１９が配設されている。  撮像用受光素子５には制御演算装置２０が接続されており、この制御演算装置２０は撮像用受光素子５から受光信号を受けて眼底像を表示するための表示モニタ装置２１に表示信号を送る。上記撮像素子５は撮影用光源２の照明光による眼底の反射像を上記撮影絞り１８ａ、１８ｂの範囲で連続的に受光しており、その光信号が常に制御演算装置２０に送られている。すなわち、眼底の撮影絞り１８ａ、１８ｂの範囲は時間的に連続して撮影されており、表示モニタ装置２１には眼底像が表示される。また、この制御演算装置２０によれば、連続撮影の一時点での撮影画像を静止画として図２の画像メモリにおける第一メモリ２０１に記憶させ、固定画像として上記表示モニタ装置２１の画面に表示させるように指示を送ることができる。これは検査者がたとえば制御演算装置２０のフリーズボタン（図示せず）を押すなどする操作によってなされる。
【００２１】
さらにこの制御演算装置２０には、撮影されている眼底像上の特徴点を公知の画像処理技術によって抽出しうる機能が備えられている。上記表示モニタ装置２１に表示された眼底の固定画像上の特徴点をマウスＭによって指示すれば、その点が周囲の模様の光コントラストなどの特徴に基づいて第一メモリ２０１（図２）に記憶される。これは眼底像に座標を与えるためである。上記特徴点は眼底像の座標の原点となる。特徴点としては、たとえば図３に示す眼底画像Ｆにおける、視神経が集中したいわゆる乳頭Ｎが最適である。なぜなら、乳頭は何人にも眼底上に一点しかない類似の特徴点として存在するからである。したがって、一旦、乳頭Ｎを特徴点として記憶させれば被検者が変わろうとも、制御演算装置２０が自動抽出して眼底座標の原点として用いることができる。また、同じ画像処理技術によって上記乳頭から離れたもう一つの特徴点、たとえば血管の分岐点などの特徴点（図３中の符号Ｐ）を記憶させることによって、眼底像にＸ−Ｙ座標のみならず回転座標を与えることができる。さらに制御演算装置２０によれば、同じ画像処理技術により、上記第二照明光学系７と第二撮影光学系８とで撮影すべき部位、すなわち計測しようとする部位（図３中の符号Ｑ）を指定することができる。上記制御演算装置２０は特許請求の範囲でいう抽出手段に該当する。
【００２２】
また、上記特徴点Ｐについては、上記乳頭Ｎと同様に何人にも眼底上に存在する類似の特徴点であるなら、記憶させておいて被検者が変わっても制御演算装置２０が自動抽出することができる。計測点Ｑについては、上記乳頭Ｎと同様に何人にも眼底上に存在する類似の特徴点、たとえば乳頭Ｎから一定距離の範囲にある動脈と静脈とが近接している部位などであるなら記憶させておいて被検者が変わっても制御演算装置２０が自動抽出することができるが、通常は検査者がその都度指定する。
【００２３】
装置にとって間違いにくい上記二点Ｎ、Ｐを記憶させて眼底にＮ点を原点とするＸ−Ｙ座標および回転座標を与えることにより、連続撮影中に被検眼が上下左右に平行移動しようとも、回転変位しようとも、眼底撮影装置１は常に計測すべき部位Ｑを追尾することができる。
【００２４】
第二照明光学系７には照明用光源２２が配設されているが、最終的にはこの照明用光源２２からの照明光によって照明された眼底の部位の所定事項を計測するものであるから計測用光源２２と呼ぶ。また、第二照明光学系７にはこの計測用光源２２からの照明光を眼底の所定部位に導くためにリレーレンズ２３、第一Ｘ−Ｙテーブル２４および投影レンズ２５が配設されている。この第一Ｘ−Ｙテーブル２４は特許請求の範囲でいう視野絞りに該当する。また、計測用光源２２の近傍（本実施形態ではリレーレンズ２３同士のあいだ）には特定波長域の光のみを透過せしめるフィルタ２６が配設されている。このフィルタ２６は第二照明光学系７の光路に進入、退避させることが可能である。そして、上記計測用光源２２、リレーレンズ２３、第一Ｘ−Ｙテーブル２４およびフィルタ２６は一体で上記フォーカスレンズ１５と連動するように構成されている。計測用光源２２からの照明光は上記投影レンズ２５を透過した後、上記第一照明光学系４の照明レンズ１１同士のあいだに配設された合成ミラー２７によって第一照明光学系４の光軸に沿わされて眼底に至る。
【００２５】
第二撮影光学系８には、上記第一撮影光学系６のフォーカスレンズ１５および上記ハーフミラー１６を透過した眼底反射光を、第一および第二の二つの計測用受光素子２８、２９それぞれに導くために、第二Ｘ−Ｙテーブル３０およびビームスプリッタ３１が配設されている。このビームスプリッタ３１を透過した光は第一バンドパスフィルタ３２およびリレーレンズ３３を通して第一計測用受光素子２８に至る。また、ビームスプリッタ３１で反射され光は第二バンドパスフィルタ３４およびリレーレンズ３５を通して第二計測用受光素子２９に至る。上記第一バンドパスフィルタ３２はヘモグロビンで反射した透過光が感応するように波長域が８８０ｍｍの光を透過せしめるものであり、第二バンドパスフィルタ３４は酸化ヘモグロビンで反射した透過光が感応するように波長域が６６５ｍｍの光を透過せしめるものである。もちろん、上記８８０ｍｍと６６５ｍｍとの波長域の組合せに限定されることはない。たとえば、９００ｍｍと６３０ｍｍとの組合せや８０５ｍｍと６３０ｍｍとの組合せとしてもよい。
【００２６】
また、上記第一Ｘ−Ｙテーブル２４および第二Ｘ−Ｙテーブル３０はともに小さな光透過孔２４ａ、３０ａを有している。そして、上記制御演算装置２０の中央処理部・画像処理部２０２（図２）が抽出した特徴点Ｑに基づいた指示信号により、制御演算装置２０のテーブル制御部２０３（図２）が上記両テーブル２４、３０を上下左右方向に連動させるように構成されている。これは、常に眼底における第一Ｘ−Ｙテーブル２４の光透過孔２４ａの眼底上結像点と、第二Ｘ−Ｙテーブル３０の光透過孔３０ａとが共役点となるようにするためである。すなわち、前述のように計測用光源２２、リレーレンズ２３、第一Ｘ−Ｙテーブル２４およびフィルタ２６が一体で上記フォーカスレンズ１３と連動して合焦することにより、眼底と第一Ｘ−Ｙテーブル２４の光透過孔２４ａとが共役点となり且つ眼底と第二Ｘ−Ｙテーブル３０の光透過孔３０ａとが共役点となり、さらに両テーブル２４、３０の連動によって結像点が一致させられるので、両テーブルの光透過孔２４ａ、３０ａは共焦点を有することになる。この制御演算装置２０は特許請求の範囲でいう制御手段に該当する。
【００２７】
また、本眼底撮影装置１には被検眼Ｅに固視させてこの被検眼Ｅを一方向に固定するための固視灯３６が配設されている。
【００２８】
如上の各光学系４、６、７、８を備えた眼底撮影装置１は以下のように作動する。なお、以下の作動時には第二照明光学系７のフィルタ２６は使用しないので光路から退避させている。
【００２９】
まず被検者に上記固視灯３６を固視させて被検眼の眼底をモニタ表示装置２１に表示させ、従来の方法によって眼底撮影装置１を操作して被検眼Ｅに対する動作位置設定、アライメントおよび合焦を行う。すなわち、撮影用光源２が点灯して赤外光（または近赤外光）が眼底を照明し、眼底における反射赤外光が撮像用受光素子５上に結像し、モニタ表示装置２１の画面に表示される。その状態で動作位置設定およびアライメントがなされ、フォーカスレンズ１５を動かし、同時に第二照明光学系７の計測用光源２２、リレーレンズ２３および第一Ｘ−Ｙテーブル２４が一体で連動して合焦を行う。このとき、固視灯３６は被検眼Ｅにピントが合った状態で明瞭に見える。
【００３０】
つぎに、検査者がフリーズボタンを押して眼底画像を静止画として第一メモリ２０１（図２）に記憶し、モニタ表示装置２１の画面に固定表示させる。そして、モニタ表示装置２１の画面上に固定された眼底画像に対して、マウスＭなどによって座標の基準点Ｎ、Ｐを入力する。なおこれは、前述のように制御演算装置２０が自動的に特徴点抽出を行うようにしてもよい。さらに、マウスＭなどによって計測しようとする部位、計測点Ｑを入力する。この計測点Ｑとしてはたとえば、図３に示す動脈Ａと静脈Ｖとが近接して並行になっている部位などが選択されることがある。これは、脳に近い動脈と静脈とのヘモグロビンおよび酸化ヘモグロビンの含有率などを推測すれば、その変化などによって被検者の健康状態を含む重要な診断データを得ることができるからである。
【００３１】
その他、目的に応じて計測点Ｑを変えることは自在である。また、この計測点Ｑは一点に限定されず、二点以上記憶させることも可能である。その場合、複数の計測点を第二撮影光学系８によって短い時間差で連写すればよい。この連写も自動的に行うことが可能である。被検眼の照明は第一Ｘ−Ｙテーブル２４の小さな光透過孔２４ａを通しておこなうため、連写しても被検者にとってはまぶしいものではなく、問題なく行うことができる。上記三点Ｎ、Ｐ、Ｑを入力した後、検査者の操作によってモニタ表示装置２１の画面上の固定画像が解除され、連続撮影している眼底画像が表示される。
【００３２】
ついで、計測指示操作、たとえば計測開始ボタン（図示せず）を押すと、制御演算装置２０は、連続撮影されている眼底の現時点での撮像用受光素子５上の像を確認し、微動する被検眼Ｅの眼底の上記設定された座標を追跡確認する。同時に、第二照明光学系７の計測用光源２２が点灯して第一Ｘ−Ｙテーブル２４の光透過孔２４ａの像が眼底に結像する。さらに同時に、制御演算装置２０は眼底座標上に抽出した計測点Ｑに基づいて、第一Ｘ−Ｙテーブル２４の光透過孔２４ａの像が上記計測点Ｑに一致するように両Ｘ−Ｙテーブル２４、３０を連動させる。そうすれば前述のとおり、常に第二Ｘ−Ｙテーブル３０の光透過孔３０ａが計測点Ｑと共役の関係を維持する。すなわち、動揺する被検眼の眼底上の計測点Ｑを常に第二照明光学系７によって照明しうる状態が維持され、第二撮影光学系８によって計測点Ｑでの反射光を受光しうる状態が維持される。
【００３３】
モニタ表示装置２１の画面上の連続撮影されている眼底画像には、追尾されている上記計測点Ｑがカーソルによって表示されている。したがって、上記指定された部位Ｑのデータと、カーソルで表示された眼底上の計測部位Ｑの位置とがともに記録されるため、後で見るときに眼底上の計測位置が明確に認識でき、同一部位を追跡診断することも容易となる。
【００３４】
ついで、自動的に、または検査者の操作によって以下の動作がなされる。
【００３５】
計測用光源２が点灯して第一Ｘ−Ｙテーブル２４の光透過孔２４ａの像が計測点Ｑに結像する。すなわち、可視光が眼底上の計測点を狭い範囲で照明し、その反射光が第二Ｘ−Ｙテーブル３０の光透過孔３０ａを通ることによって上記狭い範囲からの反射光のみが、ビームスプリッタ３１によって分けられて第一計測用受光素子２８と第二計測用受光素子２９とによって受光され、それぞれ制御演算装置２０によって記録される。すなわち、第一バンドパスフィルタ３２を透過して第一計測用受光素子２８によって受光された像はヘモグロビンに感応した像または信号として第二メモリ２０４（図２）に記録され、第二バンドパスフィルタ３３を透過して第二計測用受光素子２９によって受光された像は酸化ヘモグロビンに感応した像または信号として第三メモリ２０５（図２）に記録される。記録された各画像または信号は制御演算装置２０の中央処理部２０２（図２）によって演算され、その結果がモニタ表示装置２１の画面上に表示される。そして、内科診断などに利用される。
【００３６】
このように、眼底におけるきわめて狭い範囲の光のみを受光するので外乱となる他の光の影響を受けない。すなわち、ＳＮ比の高い信号が得られる。
【００３７】
上記作動例では第二照明光学系７のフィルタ２６は使用しなかったが、使用法には各種ある。たとえば、フィルタ２６として第一バンドパスフィルタ３２と同一仕様のフィルタと第二バンドパスフィルタ３４と同一仕様のフィルタとの二種類を配設しておく。そして、そのうちの一方のフィルタを光路に挿入して撮影し、引き続き短時間差で他方のフィルタを挿入して二度目の撮影を行う。そうすることにより、ヘモグロビンに最適な光のみで照明し、その光のみを受光することができ、また、酸化ヘモグロビンに最適な光のみで照明し、その光のみを受光することができる。そうすることによって一層ＳＮ比の高い信号が得られる。
【００３８】
また、第二撮影光学系８には一つの計測用受光素子のみを配設し、この計測用受光素子に対応させて、ヘモグロビンに最適なバンドパスフィルタと酸化へもグロビンに最適なバンドパスフィルタとの二種類を交互に一つの上記計測用受光素子の前方に挿入、退避しうるように配設する。そして、第二照明光学系７のフィルタ２６として、上記両バンドパスフィルタと同一仕様のものを交互に光路に挿入、退避しうるようにそれぞれ配設しておく。そして撮影は短時間差で連写する。そうすることによっても、ヘモグロビンに最適な光のみで照明し、その光のみを受光することができ、また、酸化ヘモグロビンに最適な光のみで照明し、その光のみを受光することができる。そうすることによって一層ＳＮ比の高い信号が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、観察される眼底画像のうちの指定された部位、いわば任意の所望部位に対してのみ照明光を照射することができ、しかも、その照射された部位からの反射光のみを受光して撮影することができる。その結果、眼底から得る光信号に対するそのＳＮ比を低下させる外乱の混入が防止され、正確な情報が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる眼底撮影装置を示す構成図である。
【図２】図１の眼底撮影装置の要部を示すブロック図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）ともに眼底画像の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・・    眼底撮影装置
２・・・・    撮影用光源
３・・・・    対物レンズ
４・・・・    第一照明光学系
５・・・・    撮像用受光素子
６・・・・    第一撮影光学系
７・・・・    第二照明光学系
８・・・・    第二撮影光学系
９・・・・    集光レンズ
１０・・・・  ミラー
１１・・・・  照明レンズ
１２・・・・  有孔ミラー
１３・・・・  可視光カットフィルタ
１４・・・・  リングスリット
１５・・・・  フォーカスレンズ
１６、１７・・・・  ハーフミラー
１８ａ、１８ｂ・・・・  撮影絞り
１９・・・・  リレーレンズ
２０・・・・  制御演算装置
２０１・・・・  第一メモリ
２０２・・・・  中央処理部・画像処理部
２０３・・・・  テーブル制御部
２０４・・・・  第二メモリ
２０５・・・・  第三メモリ
２１・・・・  モニタ表示装置
２２・・・・  計測用光源
２３・・・・  リレーレンズ
２４・・・・  第一Ｘ−Ｙテーブル
２５・・・・  投影レンズ
２６・・・・  フィルタ
２７・・・・  合成ミラー
２８・・・・  第一計測用受光素子
２９・・・・  第二計測用受光素子
３０・・・・  第二Ｘ−Ｙテーブル
３１・・・・  ビームスプリッタ
３２・・・・  第一バンドパスフィルタ
３３・・・・  リレーレンズ
３４・・・・  第二バンドパスフィルタ
３５・・・・  リレーレンズ
３６・・・・  固視灯
Ａ・・・・    動脈
Ｅ・・・・    被検眼
Ｆ・・・・    眼底画像
Ｍ・・・・    マウス
Ｎ・・・・    乳頭
Ｐ・・・・    特徴点
Ｑ・・・・    計測点
Ｖ・・・・    静脈
【図１】
0004151860.tif 000002
【図２】
0004151860.tif 000003
【図３】
0004151860.tif 000004