(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼を照明する照明用光源と、該照明用光源を駆動する照明用光源駆動手段と、前記照明用光源により照射された被検眼からの反射光を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの映像信号をデジタル変換するデジタル変換手段と、該デジタル変換手段からのデータを記憶する記憶手段と、これらの各手段を所定のプログラムによりクロック周波数に従って制御する制御手段とを有する眼科撮影装置において、前記照明用光源からの光束に対応する前記撮像手段からの信号を前記デジタル変換手段により変換する際に、ノイズの発生を低減するために前記クロック周波数を低くすることを特徴とする眼科撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科病院等において被検眼像を撮影記録する眼科撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来例の眼科撮影装置の構成図を示し、公知の眼底カメラ１内には、被検眼Ｅの前方の光路上に、対物レンズ２、孔あきミラー３が配置されており、孔あきミラー３の透過方向には観察撮影光学系４が配置され、孔あきミラー３の入射方向には眼底照明光学系５が配置されている。観察撮影光学系４の背後には二次元撮像素子から成る撮像手段６が取り付けられており、撮像手段６の出力はビデオ増幅手段７、デジタル変換手段８、記憶した画像を再生表示する表示部や保存用の固定ハードディスクや持ち運び可能なリームバブルディスクを備える画像記憶手段９に順次に接続されている。
【０００３】
また、マイクロコンピュータにより各回路ブロックの制御を行う制御手段１０が配置されており、この制御手段１０の出力は、デジタル変換手段８、画像記憶手段９、ストロボ充放電回路やハロゲンランプ光量制御回路などから成る眼底照明光学系５の光源用電源手段１１に接続され、外部機器１３との通信を行ったり、Ｉ／Ｏ部１２の入出力チェックを行うようになっている。更に、制御手段１０は眼底カメラの撮影スイッチを含む操作スイッチや各種表示灯の入出力とのインタフェイスを行うＩ／Ｏ部１２、撮影した画像データ情報の入出力や記憶を行う外部機器１３に接続されている。
【０００４】
このような構成により、眼底照明光学系５のハロゲンランプ光源からの光束は、孔あきミラー３の下方から照射され、孔あきミラー３の周辺部において左方に反射され、対物レンズ２を経て被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。眼底Ｅｒから反射された光束は対物レンズ２を通り、孔あきミラー３の中心の開口部を右方へ通過し、観察撮影光学系４においてフォーカス調整が行われて、撮像手段６の撮像面に結像する。撮像手段６はアナログのビデオ信号を出力し、ビデオ増幅手段７において増幅、クランプ、帯域制限が行われ、デジタル変換手段８においてアナログビデオ信号がデジタルデータに変換され、この画像データは画像記憶手段９に記憶される。
【０００５】
撮影者は被検眼Ｅとの所定のアライメントを行い、撮影スイッチを押すと、眼底照明光学系５に配置された撮影用ストロボ光源が、撮像手段６のビデオ周期と所定のタイミングがとられて発光する。そして、ストロボ発光直後に光源電源用手段１１は充電を開始する。ストロボ光源からの光束は上述の観察光と同様に被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明し、眼底Ｅｒからの反射光は同様にして撮像手段６に撮像され、眼底画像信号として蓄積されて次のビデオ周期に画像信号として出力される。このビデオ信号はデジタル変換手段８でデジタルデータに変換され、次段の画像記憶手段９に記憶され表示又は保存される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、撮像手段６で撮像された画像が出力されている期間中も、画像記憶手段９、制御手段１０、光源用電源手段１１、外部機器１３との接続動作などが通常と同様に行われているために、これら各手段から高周波ノイズが発生し、デジタル変換手段８の信号系やアースラインにこのノイズが入り込んでデジタル変換に悪影響を与え、下位ビットが正しくデジタル変換できないことがある。特に大電力を制御する充電制御や観察用光源の調光制御を扱う周波数の高い制御手段１０等が多くのノイズを発生する。また、画像記憶手段９内の表示器用の電源部から出るノイズや、外部機器１３と接続するための通信制御を行う回路及び外部機器１３自体から入り込むノイズもある。
【０００７】
デジタル変換手段８では、ビテオ信号を８〜１０ビットでデジタル変換しているために、アナログ信号がピーク点電圧で１Ｖの場合に、１ビット当り０．９７〜３．９ｍＶの微少な電圧を扱わなければならない。このとき、精度は１／２ビットなので、この電圧の半分以下にノイズを押さえる必要がある。しかし従来の機器では、デジタル変換する際に特別の配慮をせずにそのままの信号をデジタル変換手段８でデジタル変換し、外部のパーソナルコンピュータに取り込んでから画像処理してノイズの影響を低減するなどの煩雑な手間が必要であり、更に元々の画像のＳ／Ｎ比が悪いために、微細な血管や視神経の診断などを正確に行うことができないという問題点がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ノイズの発生を防止又は低減して高画質の画像を撮影可能とする眼科撮影装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る眼科撮影装置は、被検眼を照明する照明用光源と、該照明用光源を駆動する照明用光源駆動手段と、前記照明用光源により照射された被検眼からの反射光を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの映像信号をデジタル変換するデジタル変換手段と、該デジタル変換手段からのデータを記憶する記憶手段と、これらの各手段を所定のプログラムによりクロック周波数に従って制御する制御手段とを有する眼科撮影装置において、前記照明用光源からの光束に対応する前記撮像手段からの信号を前記デジタル変換手段により変換する際に、ノイズの発生を低減するために前記クロック周波数を低くすることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図３に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の眼科撮影装置の構成図を示し、眼底カメラ２１内において、被検眼Ｅの前方の光路上には、対物レンズ２２、孔あきミラー２３が配置され、孔あきミラー２３の透過方向に観察撮影光学系２４が配置され、孔あきミラー２３の入射方向に照明光学系２５が配置されている。観察撮影光学系２４の背後には、二次元撮像素子から成る撮像手段２６が取り付けられており、撮像手段２６の出力は、ビデオ信号を増幅するビデオ増幅手段２７、増幅されたビデオ信号をデジタル信号に変換するデジタル変換手段２８、画像記憶手段２９に順次に接続されている。
【００１１】
画像記憶手段２９はデジタル変換された画像データを記憶するメモリ、記憶した画像データを再生表示するＬＣＤ表示部、保存用の固定ハードディスク、持ち運び可能なムーバブルディスクを備え、機能制限信号によりＬＣＤ表示部内の照明用バックライトのインバータ電源を停止したり、ハードディスクのモータを停止したり、ハードディスクの機能そのものを停止する操作を選択できるようになっている。デジタル変換手段２８の出力は各回路ブロックを制御する制御手段３０に接続され、制御手段３０はデジタル変換手段２８からの機能制限信号によってマイクロコンピュータを駆動するクロック周波数を低速に切換える機能や、設定により機能制限信号が出力中はスリープ状態となりマイクロコンピュータの動作を完全に停止する機能等を有している。
【００１２】
制御手段３０の出力は、眼底照明光学系２５の照明用光源の制御回路、撮影用ストロボ光路の充電回路、観察用ハロゲンランプ光路の光量制御回路を備える光源用電源手段３１に接続され、光源用電源手段３１はデジタル変換手段２８からの機能制限信号により充電制御を停止したり、設定によりハロゲンランプを消灯したりする制限機能を併せて備えている。更に、制御手段３０の出力はデジタル変換手段２８、画像記憶手段２９に接続され、デジタル変換手段２８からの機能制限信号により画像記憶手段２９のデータ記憶を停止する機能を有する。
【００１３】
また、制御手段３０は眼底カメラの撮影スイッチを含む操作スイッチや各種表示灯の入出力とインタフェイスを行うＩ／Ｏ部３２、及びスイッチ３３を介して撮影画像を記憶するメモリやパーソナルコンピュータなどから構成される外部機器３４にそれぞれ接続され、デジタル変換手段２８からの機能制限信号によってスイッチ３３をオープンすることができ、外部機器３４との電気的な接続を切り放すことができるようになっている。
【００１４】
図２はフレーム蓄積モードの場合のタイミングチャート図を示し、横軸は時間軸である。垂直同期信号Ｍ１は、撮像手段２６から出力されるビデオ信号にも含まれるが、直接撮像手段２６から取り出すことも可能である。ビデオ信号Ｍ２は撮像手段２６から出力され、撮影時ではない場合には観察画像が出力されて、デジタル変換手段２８内で直接画像記憶手段２９の表示器に表示される。なお、観察状態の時のビデオ信号については図示を省略してある。
【００１５】
撮影用のストロボ光源が発光するタイミング信号Ｍ３は、撮像手段２６がフレーム蓄積モードで動作しているために、２つのフィールド１ａ、１ｂが共に蓄積状態にあるタイミングでストロボ光源を発光する。即ち、図２ではフレーム１の第２フィールド１ｂの間にストロボ光源を発光している。この発光によって得られた被検眼Ｅの撮像画像は、次のフレーム２にビデオ信号として出力される。最初にフィールド１ａの信号が出力され、次にフィールド１ｂの信号が出力されるので、順次にデジタル変換してこの変換データを画像記憶手段２９に記憶する。
【００１６】
デジタル変換手段２８が変換するタイミング信号Ｍ４と、画像記憶手段２９がデータを記憶するタイミング信号Ｍ５とは、記憶に必要な時間分だけタイミング信号Ｍ５の方が遅れるが、この遅れは数ｍＳ〜数１０ｍＳ程度なので、図２では同じタイミングで表示されている。機能制限信号Ｍ６は所定のタイミングで出力され、充電制御回路の動作信号、観察光路制御回路の動作信号、制御手段３０の動作信号をそれぞれＭ７、Ｍ８、Ｍ９で表示し、外部機器３４との接続タイミング信号、システム電源の動作信号をＭ１０、Ｍ１１で表示している。システム電源は図１では省略されているが、光源以外のブロックの電力を賄う電源である。また、画像記憶手段２９内にあるＬＣＤ表示器のバックライト用のインバータ電源の動作信号をＭ１２で表示している。
【００１７】
図３はフィールド蓄積モードの場合のタイミングチャート図を示し、横軸は時間軸である。撮像手段６からの垂直同期信号Ｄ１、ビデオ信号Ｄ２、ストロボ光源の発光信号Ｄ３、デジタル変換のタイミング信号Ｄ４、デジタル変換されたデータを記憶するタイミング信号Ｄ５、機能制限信号Ｄ６の出力タイミングをそれぞれ表示している。フィールド蓄積モードでは蓄積したフィールドの次のフィールドで信号が出力されるので、図２に比ベてデジタル変換に要する時間は短くなる。
【００１８】
図２においてストロボ光源が発光すると、機能制限信号Ｍ６が「ノーマル」から「制限」状態に切換わる。機能制限信号Ｍ６を有するブロックは、この機能制限信号Ｍ６が出力されている期間中は、ノイズを極力抑えるように動作する。信号Ｍ７では、撮影動作以前はストロボ光源を発光させるコンデンサに必要な電荷を充電するために、高圧のスイッチング回路を動作させるが、発光後は直ちに充電動作を停止して、撮像画像のデジタル化が終了するまでノイズの発生を押さえるように制御される。そして、デジタル化が終了すると次の撮影のための充電が開始される。
【００１９】
観察用のハロゲンランプ光源も、光量調整のために加える電圧をスイッチング制御して通過する電力を制御しているが、スイッチング時のノイズが無視できないために、デジタル変換中は制御を停止するようにしている。制御手段３０はクロック発信器からのクロック信号に同期して動作するが、一般に８〜２０ＭＨｚと高周波信号で動作するので、ＲＯＭやＲＡＭやインタフェイスをアクセスすると、データバスやアドレスバスや制御信号ラインに高速のパルスが出力して多くのノイズを発生する。これらのノイズはクロック周波数を低くすれば低減するので、制限信号出力期間はマイクロコンピュータが動作する下限の周波数まで落とすか、その期間中の動作を停止するようにしている。
【００２０】
また、外部機器３４と接続して使用する場合には、外部機器３４からのノイズが信号線やグランド線から回り込んでくるので、必要に応じて制限信号出力期間中は、スイッチ３３によって外部機器３４との接続をオープンにすることもできる。システム電源信号Ｍ１１もスイッチング電源で構成されており、ノイズを最小にしたい場合には、制限信号出力期間中はバッテリ電源に切換える設定が可能となっている。また、画像記憶手段２９に構成されているＬＣＤ表示器のインバータ電源も、必要に応じてインバータ動作を停止することが可能となっている。
【００２１】
図２では、機能制限信号Ｍ６はストロボ発光時点から出力しているが、フレーム２の開始のタイミングから出力してもよく、画像が出力される期間を含んでいれば早めに出力しても問題はない。また、機能制限信号Ｍ６を受けてから動作モードが切換わって安定状態に移行するまで時間が掛かる場合には、余裕を見て多少早めに信号を出力してもよい。機能制限信号Ｍ６をオフする場合には、画像信号のデジタル化が終了していれば何時オフしてよい。以上の動作は図３においても同様である。
【００２２】
撮像手段２６がプログレシブスキャンモードでも、基本的に画像が出力されてデジタル化する間に機能制限信号Ｍ６を出力し、ノイズの発生が多いブロックに機能制限を掛けることは、図２及び図３の場合と同様である。撮像手段２６として、撮像素子から出力されるアナログ信号を直接デジタル化して、画像データをデジタル出力できるものを使う場合には、デジタル化するタイミングを示す信号を撮像手段２６から出力するようにすれば、これを機能制限信号Ｍ６として同様に使用することができる。なお、図２では機能制限信号Ｍ６を各種ブロックヘ接続してノイズ低減を行っているが、機能制限信号Ｍ６を接続するブロックをノイズの発生の大きいブロックに限定しても効果がある。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科撮影装置は、照明用光路からの光束に対応する撮像手段からの信号をデジタル変換手段により変換する際に、デジタル変換手段及び撮像手段以外の手段の内の少なくとも１つの手段の機能を制限する機能制限信号を発生することにより、被検眼撮像信号をテジタル記録する際のノイズを低減することができ、高画質なデジタル画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の眼科撮影装置の構成図である。
【図２】フレーム蓄積モードのタイミングチャート図である。
【図３】フィールド蓄積モードのタイミングチャート図である。
【図４】従来例の眼科撮影装置の構成図である。
【符号の説明】
２１  眼底カメラ
２３  孔あきミラー
２４  観察撮影光学系
２５  眼底照明光学系
２６  撮像手段
２７  ビデオ増幅手段
２８  デジタル変換手段
２９  画像記憶手段
３０  制御手段
３１  光源用電源手段
３２  Ｉ／Ｏ部
３４  外部機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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