JPH07323012A - 同時立体眼底カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像処理に際して複合的な不安定要素をでき
るだけ取り除いた、立体眼底カメラを提供する。 【構成】 被検眼眼底を照明する照明光学系と、眼底か
らの反射光束を視差のある左右一対の２光束に分割し、
分割された２光束により一対の眼底像を形成する結像光
学系と、該結像光学系の光路の一部を共用する観察光学
系と、該観察光学系に前記左右一対の２光束を導くため
に前記結像光学系の光路に配置された光路切換手段とを
備える同時立体眼底カメラにおいて、前記結像光学系は
光電撮像素子と、前記左右一対の２光束を近接させて１
つの光電撮像素子の撮像面上に導光する導光光学系とを
備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検眼の眼底像を立体
撮影する立体眼底カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】被検眼の眼底像を立体的に撮影し、これ
を立体観察、立体計測することは眼科の診断・治療にお
いて重要な情報を与える。

【０００３】従来、眼底像の同時立体撮影装置として
は、眼底からの反射光束を視差のある左右一対の２光束
に分割し、分割された２光束をフィルム面に結像させて
左右一対の像を撮影する写真撮影のものと、分割された
２光束を２台のＴＶカメラにより撮影するものが知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の写真撮
影装置は、撮影像を立体観察するには特殊な装置が必要
である等の観察上の制約がある。

【０００５】また、後者の２台のＴＶカメラを用いるこ
とは、２台のＴＶカメラにおいて露光条件、光学倍率等
の撮影条件を厳密に揃えなければならず、この点で撮影
条件の設定や撮像像の処理に誤差を生じやすい等の欠点
がある。

【０００６】また、左右画像が別々のＴＶカメラで取り
入れられるので、その相互の画像位置についても新たに
コントロールし直す必要があり、２台のＴＶカメラを均
一にかつ完全にコントロールするのは容易でない。

【０００７】さらに、２台のＴＶカメラの撮影光軸等に
狂いが生じた場合、最初からの調整し直しが必要になる
等面倒であるという問題がある。

【０００８】本発明は上記従来技術の欠点に鑑み案出さ
れたものであり、その目的とするところは、画像処理に
際して複合的な不安定要素をできるだけ取り除いた、立
体眼底カメラを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、次のような構成を有することを特徴とす
る。

【００１０】（１） 被検眼眼底を照明する照明光学系
と、眼底からの反射光束を視差のある左右一対の２光束
に分割し、分割された２光束により一対の眼底像を形成
する結像光学系と、該結像光学系の光路の一部を共用す
る観察光学系と、該観察光学系に前記左右一対の２光束
を導くために前記結像光学系の光路に配置された光路切
換手段とを備える同時立体眼底カメラにおいて、前記結
像光学系は光電撮像素子と、前記左右一対の２光束を近
接させて１つの光電撮像素子の撮像面上に導光する導光
光学系とを備えることを特徴とする。

【００１１】（２） （１）の結像光学系はステレオ写
真の結像光学系と共用され、該ステレオ写真の結像光学
系の結像面に形成される像を中間像として、該中間像の
光束を近接させると共に、前記光電撮像素子の撮像面に
縮小結像するリレ−光学系を備えることを特徴とする。

【００１２】（３） （１）の同時立体眼底カメラにお
いて、前記照明光学系は赤外光により被検眼を照明する
第１の照明光学系と、該第１の照明光学系と光路の一部
を共用し撮影用の可視光により被検眼を照明する第２の
照明光学系とを備え、前記観察光学系は赤外域に感度を
有す光電撮像素子を備えることを特徴とする。

【００１３】（４） （１）の同時立体眼底カメラは、
さらに、前記光電撮像素子で撮影した一対のステレオ像
を記憶保持するためのファイリング装置を持つことを特
徴とする。

【００１４】（５） 被検眼眼底を照明する照明光学系
と、眼底からの反射光束を視差のある左右一対の２光束
に分割し、分割された２光束により一対の眼底像を形成
する結像光学系と、該結像光学系の光路の一部を共用す
る観察光学系と、該観察光学系に前記左右一対の２光束
を導くために前記結像光学系の光路に配置された光路切
換手段とを備える同時立体眼底カメラにおいて、前記結
像光学系は光電撮像素子と、前記左右一対の２光束を近
接させて１つの光電撮像素子の撮像面上に導光する導光
光学系とを備えると共に、前記光電撮像素子により撮像
された一対の眼底像を変換手段により異なるフィ−ルド
の画像に変換し、変換された一対の眼底像をテレビモニ
タに交互に映出し、映出信号に同期して観察眼の前のシ
ャッタ装置を開閉することを特徴とする。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例の構成を図面に基づ
いて説明する。

【００１６】［光学系］図１は実施例の装置の光学系を
横から見たときの光学系概略配置図であり、照明光学
系、撮影光学系、観察光学系からなる。図２は図１の撮
影光学系の部分をＡ−Ａ方向から見た配置図、図３は図
１の観察光学系を説明するその配置図である。光学系を
照明光学系、撮影光学系および観察光学系に分けて説明
するが、固視光学系やアライメント指標光学系について
は図示を省略する。

【００１７】（照明光学系）１は観察用照明光源である
ハロゲンランプ、２はハロゲンランプ用コンデンサレン
ズである。３は赤外フィルタであり、赤外フィルタ３は
観察用照明光を不可視として、無散瞳撮影するために使
用される。４は撮影用照明光源であるフラッシュラン
プ、２´はフラッシュランプ用コンデンサレンズであ
る。

【００１８】５はビームスブリッタ、６はコンデンサレ
ンズ、７はリング状の開口絞りであるリングスリットで
ある。リングスリット７の形状は図４に示している。８
は光路の向きを変えるためのミラー、９は照明系リレー
レンズ、１０は中心部に小黒点を有し、有害光を排除す
るための標板、１１は照明系リレーレンズ、１２は中心
部に撮影光束用の開口を有する穴開きミラーである。観
察用のハロゲンランプ１および撮影用のフラッシュラン
プ４はコンデンサレンズ２および２´で共役な位置に配
置され、両光束はビームスプリッタ５を介して同軸に合
成され、リングスリット７を照明する。

【００１９】リングスリット７の光束は、リレーレンズ
９、１１により穴開きミラー１２の開口部近傍に中間像
を形成し、そのドーナツ状のミラー面で反射し、１３に
示す対物レンズの光軸と同軸となり、被検眼１４の瞳孔
近傍にリングスリット７の像を結像した後、被検眼１４
内で拡散し眼底を照明する。

【００２０】（撮影光学系）１３は照明光学系と共用さ
れる対物レンズであり、１５はステレオ観察および撮影
するために光束を左右に二分する２孔絞りである。２孔
絞り１５は図５に示す。

【００２１】１６、１７は光束分離プリズムであり、プ
リズム１６は二分された光束の左右を入れ替え、ステレ
オ画像が逆立体となるのを防ぎ、プリズム１７は光束を
所定の間隔で平行に据え置く。１８はリレーレンズ、１
９は光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズで、被
検者の屈折力に合わせた調整を可能とする。２０は観察
光学系用のリターンミラーであり、撮影のトリガ信号に
より破線で示す位置に退去する。

【００２２】２１は結像レンズであり、眼底像を偏角プ
リズム２３の近傍に一且結像する。２２は２回の反斜面
をもつ整合プリズムであり、光束分離プリズム１７以降
の光学系にリレーされた左右光束の光軸間距離を狭める
方向に変位させる。左右の光束は、偏角プリズム２３お
よび第２の結像レンズ２４により、眼底像を光電撮像素
子２５上に近接して形成する。ＴＶカメラ２６の光電撮
像素子２５としては、ＣＣＤ等の撮像素子が使用され
る。本実施例では、偏角プリズム２３前の光学系は写真
撮影のための光学系と共用し、偏角プリズム２３近傍に
結像した眼底像を結像レンズ２４で光電撮像素子２５上
に縮小結像する。このため、写真撮影用のカメラバッグ
と偏角プリズム２３以降の光学系を交換するだけで、両
者を併用できる。なお、偏角プリズム２３の眼底像と共
役になる位置には画面を仕切るためのフィールドアパチ
ャ等を配置しても良い。

【００２３】上記の撮影光学系において、被検眼１４の
眼底での反射光は被検眼水晶体および対物レンズ１３に
より倒立の中間像をＣ点で結んだ後、穴開きミラー１２
の開口部を通過し、２孔絞り１５で光束を分離される。
この２孔絞り１５は対物レンズ１３を介して被検眼瞳孔
と共役になるよう配置されているので、瞳孔上でステレ
オ用に左右に二分された光束がＣ点で合致し再び分離す
ることになり、撮影用の光束の大きさは事実上瞳孔面上
で決定される。また、前述の通り、照明光学系のリング
スリット７の像が被検眼１４の瞳孔近傍に結像する。こ
のようにリングスリット７および２孔絞り１５は瞳孔上
で略共役位置にあるので、瞳孔面上でのリングスリット
と２孔絞りを重ね合わせると、図６のようになる。４１
は２孔絞り１５の開口、４２はリングスリット７のスリ
ット像である。

【００２４】リングスリット７による眼底照明光束は、
瞳孔面上で撮影光束と干渉がない部分、即ち２光束の上
下寸法より主に上及び下の部分を利用して照明光束を導
入する。本実施例では図７の（ａ）に示すようにリング
スリット７の形状は散瞳径が大きければそれだけ有利に
光量が眼底に入るように設計されている。図７の（ｂ）
のように被検眼の瞳孔径が十分でなく撮影用の２光束４
１が左右にいっぱいである場合でも４３に示す上下の部
分より導入が可能である。

【００２５】上記撮影光学系において、前述したように
被検眼１４に眼底での反射光は対物レンズ１３によりＣ
点で倒立の中間像を結んだ後、穴開きミラー１２の開口
部を通過し、２孔絞り１５で光束を分離される。２孔絞
り１５で分離され光束分離プリズム１６および１７ａ、
１７ｂで平行となった光束（図２参照）は、リレーレン
ズ１８ａ，１８ｂ，フォーカフィングレンズ１９ａ，１
９ｂを通過し、結像レンズ２１ａ，２１ｂにより整合プ
リズム２２ａ，２２ｂを介し、眼底像を偏角プリズム２
３近傍に一旦形成する。

【００２６】偏角プリズム２３は、左右の像をリレーす
る光束が単一の結像レンズ２４の有効範囲を通る方向に
折り曲げ、結像レンズ２４は偏角プリズム２３近傍にア
レンジされて結像された像を再度、光電撮像素子２５の
受光面の画像サイズに合わせて結像する。撮影光束につ
いては、ラッシュランプ３がリターンミラー２０の退去
に同期して発光される。光電撮像素子２５の感度はカラ
−撮影の場合でもフィルム撮影に比べ、１０倍またはそ
れ以上の感度を有するので、フラッシュランプ３の光量
はフィルム撮影に対して低くなるように制御する。

【００２７】（観察光学系）観察光学系は撮影光学の対
物レンズ１３からフォーカシングレンズ１９ａ，１９ｂ
までの光学系を共有する。２１´ａ，２１´ｂはリレ−
レンズ、２２´ａ，２２´ｂは２個の反射面を持つ整合
プリズムであり左右の光軸間を狭め、一対の眼底像を近
接させて並ぶようにアレンジする。２３´は偏角プリズ
ム、２７はミラ−、２４´は観察光学系の結像レンズ、
２８は観察用の赤外ＴＶカメラ２９の撮像素子である。

【００２８】対物レンズ１３からフォーカシングレンズ
１９ａ，１９ｂの光学系を介して導かれた眼底からの反
射光束は、撮影時を除き実線で示す位置にあるリターン
ミラー２０ａ，２０ｂによって上方向に反射した後、リ
レ−レンズ２１ａ´，２１ｂ´、整合プリズム２２ａ
´，２２ｂ´、偏角プリズム２３´およびミラ−２７を
介し、結像レンズ２４´によりＴＶカメラ２９の撮像素
子２８上に結像する。ＴＶカメラ２９により捕らえられ
た眼底像はＴＶモニタ３０に映し出される。

【００２９】ＴＶモニタ３０の画面表示の一例を図８に
示す。ＴＶモニタ３０は、立体用の撮影像と同質のファ
インダ機能用としての左右一対の画像を表示する。

【００３０】［電気系］図９は、実施例の装置に係る電
気系ブロック図の要部を示す図であり、立体観察用ビデ
オシステムと接続した例を示したものである。

【００３１】５０は赤外ＴＶカメラ２９で捕らえられた
画像をＴＶモニタ３０に映し出すためのカメラコントロ
−ラ回路である。５１はＴＶカメラ２６からの映像信号
をデジタル化するＡ／Ｄ変換器であり、５２はフレ−ム
メモリである。５３はＤ／Ａ変換器であり、５４は画像
信号をビデオ信号に変換する等の処理を行うビデオアン
プ回路である。

【００３２】５５は撮影用ＴＶカメラ２６からの映像の
同期信号を取り出して分離する同期信号分離回路、５６
はフレ−ムメモリ５２への画像取り込みをコントロ−ル
するアドレスコントロ−ル回路、５７はＴＶカメラ２６
からの同期信号に撮影スイッチ５８からのトリガ信号を
同期させるタイミング回路である。５９はフラッシュラ
ンプ３を発光させる駆動回路、６０はリタ−ンミラ−２
０を作動させるリタ−ンミラ−駆動装置である。

【００３３】６１は倍速スキャン変換装置であり、ビデ
オ信号の画像を倍の周波数でサンプリングするととも
に、一個のフレ−ム上に取り込まれている左右の眼底像
を異なるフィ−ルドの画像に変換する。６２は倍速立体
カラ−モニタであり、倍速スキャン変換装置６１で変換
された画像を映し出す。

【００３４】６３はカラ−モニタ６２に映し出された画
像を立体観察するための液晶シャッタメガネであり、倍
速スキャン変換装置６１に接続された赤外線送信器６４
を介してシャッタ開閉の信号が液晶シャッタメガネ６３
に送られ、シャッタ駆動回路６５は液晶シャッタメガネ
６３の左右のシャッタの開閉を電気的に制御する。

【００３５】６６はファイリング装置であり、ビデオア
ンプ回路５４からのビデオ信号による画像を再びデジタ
ル化してファイリングする。ファイリング装置は電磁的
なもののほか光ファイル等を利用でき、ファイリングは
画像を特定する符号を付し、キ−ボ−ドにより符号を指
定することにより任意の画像を自由に呼び出し、倍速立
体カラ−モニタに表示できる。また、ファイリング装置
には図示しない画像解析装置を接続することができる。

【００３６】以上のような構成の装置において、その動
作を説明する。撮影者は被検眼を対物レンズ１３の前に
位置させ、観察用光源であるハロゲンランプ１を点灯し
て被検眼を照明する。その後、撮影者は観察光学系を介
してＴＶモニタ３０に現れる観察画像を見ながら、周知
の摺動機構等により被検眼が装置に対して所定の位置関
係になるようにアライメントする。略アライメントでき
ると、ＴＶモニタ３０の画面上には図８に示すように左
右一対の眼底像が表示される。

【００３７】次に、撮影者は不図示のアライメント指標
に従い左右上下の調整をし、また被検眼の屈折力により
眼底像がボケるときは、フォ−カシングレンズ１９を移
動して眼底にピントが合うようにする。さらに、アライ
メントを微調整して微細に視野決定を行う。

【００３８】眼底視野の決定、ピント合せが完了したら
撮影スイッチ５８を押す。撮影スイッチ５８から発せら
れたトリガ信号は、タイミング回路５７によりＴＶカメ
ラ２６からの信号に同期して駆動回路５９、リタ−ンミ
ラ−駆動装置６０およびアドレスコントロ−ル回路５６
にそれぞれ送られる。このため駆動回路５９によるフラ
ッシュランプ３の発光と同期して、リタ−ンミラ−２０
がリタ−ンミラ−駆動装置６０により光路外に退避す
る。ＴＶカメラ２６が捕らえた眼底像はアドレスコント
ロ−ル回路５６からの信号に同期してフレ−ムメモリ５
２に記憶され、さらにＤ／Ａ変換器５３およびビデオア
ンプ回路５４を介して出力される。ビデオアンプ回路５
４から出力される映像信号は、６０Ｈｚの周波数の左右
に分割されたステレオ用の静止画像信号である。

【００３９】ビデオアンプ回路５４に接続された倍速ス
キャン変換装置６１は、６０Ｈｚの左右画像Ｌ１および
Ｒ１からなる映像信号を、Ｌ１，Ｒ１の独立した画像に
すると共に中央のフィ−ルドに位置変換し、倍の周波数
（１２０Ｈｚ）で交互に繰り返し出力する（図１０参
照）。

【００４０】倍速スキャン変換装置６１で変換された映
像信号は倍速立体カラ−モニタ６２に送られ、倍速立体
カラ−モニタ６２にはＬ１，Ｒ１の画像が交互に表示さ
れる。倍速スキャン変換装置６１は赤外線送信器６４を
介して液晶シャッタメガネ６３に信号を送り、シャッタ
駆動回路６５はＬ１の画像が出力されている時は液晶シ
ャッタメガネ６３の左眼用のシャッタを開放し、右眼用
のシャッタを閉じ、逆にＲ１の画像が出力されている時
は右眼用のシャッタを開放し、左眼用のシャッタを閉じ
る。このようにして、撮影者（観察者）は液晶シャッタ
メガネ６３を装用することにより，表示画像を立体画像
として観察できる。

【００４１】撮影者は、倍速立体カラ−モニタ６２で観
察される眼底像が良好に撮影されているかを確認し、撮
影像が不良であるときは同様の操作で撮影をやり直す。
撮影者は、撮影像が良好のときは保存する。

【００４２】撮影像の保存は、ファイリング装置６６を
操作して行う。記憶保存された撮影像は、ファイリング
装置６６を操作することにより、倍速スキャン変換装置
６１、倍速立体カラ−モニタ６２、赤外線送信器６４お
よび液晶シャッタメガネ６３を介して再び立体画像とし
て再現することができる。また、ファイリング装置６６
は不要な画像デ−タを消去する等の編集も自由に行え
る。

【００４３】なお、本実施例はシャッタの切換信号を光
通信で行っているが、シャッタの切換信号はケ−ブル通
信で行ってもよい。実施例は観察者の位置を選ばない倍
速立体カラ−モニタ６２の特性を活かし、多数の液晶シ
ャッタメガネにシャッタ切換信号を光通信で効率的に送
っている。また、本実施例では、カメラ部分に立体観察
用ビデオシステムやファイリング装置を後から接続する
構成なので、入力や制御を分散して行っているが、入力
等は一か所に集中させるようにしてもよい。

【００４４】さらに、実施例では同時立体眼底カメラを
立体観察用ビデオシステムと接続したが、本実施例の同
時立体眼底カメラは、コンピュ−タ画像解析装置と接続
することにより、ＴＶカメラのステレオ画像から直接に
画像解析を行うようにすることもできる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、１つの光電撮像素子に
て立体用の一対の左右２画像を一括撮影できるので、そ
の後の画像処理に影響する２画像の条件設定、調整等の
簡略化が可能で汎用性を高めることができる。

【００４６】アライメント観察においての不可視光の採
用による無散瞳撮影、光電撮像素子による撮影光量の低
減化が実現できたので、患者への負担を軽減させ、回復
時間の短縮化を図ることができた。

【００４７】また、撮影像は立体観察用ビデオシステム
との接続により、リアルタイムに立体観察ができるの
で、撮影の良否の確認・撮り直しが効率よく行え、撮影
像のファイル管理、再現等も容易である。さらに、これ
らのことは、集団検診への立体眼底検診への応用を容易
なものとし、立体検診が必要とされる眼底疾病について
の早期発見等に大いに役立つものである。

【００４８】また、撮影像の立体観察は多くの人が同時
に行えるので、その実態把握は医療診断上有効であるの
みならず、患者説明用、教育用等で幅広く活用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の装置の光学系を横から見たときの光学
系概略配置図である。

【図２】図１の撮影光学系の部分をＡ−Ａ方向から見た
配置図である。

【図３】図１の観察光学系を説明するための配置図であ
る。

【図４】リングスリットの形状を示した図である。

【図５】２孔絞りの形状を示した図である。

【図６】瞳孔面上でリングスリットと２孔絞りを重ね合
わせた状態を示す図である。

【図７】眼底照明光束を導入する部分を示す図である。

【図８】ＴＶカメラにより捕らえられた眼底像のＴＶモ
ニタ上の画面表示例を示す図である。

【図９】実施例の装置に係る電気系ブロック図の要部を
示す図である。

【図１０】倍速スキャン変換装置により変換される画像
を説明する図である。

【符号の説明】

１ ハロゲンランプ ４ フラッシュランプ １５ ２孔絞り ２０ リタ−ンミラ− ２３ 偏角プリズム ２４ 結像レンズ ２５ 光電撮像素子 ２８ 光電撮像素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検眼眼底を照明する照明光学系と、眼
   底からの反射光束を視差のある左右一対の２光束に分割
   し、分割された２光束により一対の眼底像を形成する結
   像光学系と、該結像光学系の光路の一部を共用する観察
   光学系と、該観察光学系に前記左右一対の２光束を導く
   ために前記結像光学系の光路に配置された光路切換手段
   とを備える同時立体眼底カメラにおいて、前記結像光学
   系は光電撮像素子と、前記左右一対の２光束を近接させ
   て１つの光電撮像素子の撮像面上に導光する導光光学系
   とを備えることを特徴とする同時立体眼底カメラ。
2. 【請求項２】 請求項１の結像光学系はステレオ写真の
   結像光学系と共用され、該ステレオ写真の結像光学系の
   結像面に形成される像を中間像として、該中間像の光束
   を近接させると共に、前記光電撮像素子の撮像面に縮小
   結像するリレ−光学系を備えることを特徴とする同時立
   体眼底カメラ。
3. 【請求項３】 請求項１の同時立体眼底カメラにおい
   て、前記照明光学系は赤外光により被検眼を照明する第
   １の照明光学系と、該第１の照明光学系と光路の一部を
   共用し撮影用の可視光により被検眼を照明する第２の照
   明光学系とを備え、前記観察光学系は赤外域に感度を有
   す光電撮像素子を備えることを特徴とする同時立体眼底
   カメラ。
4. 【請求項４】 請求項１の同時立体眼底カメラは、さら
   に、前記光電撮像素子で撮影した一対のステレオ像を記
   憶保持するためのファイリング装置を持つことを特徴と
   する同時立体眼底カメラ。
5. 【請求項５】 被検眼眼底を照明する照明光学系と、眼
   底からの反射光束を視差のある左右一対の２光束に分割
   し、分割された２光束により一対の眼底像を形成する結
   像光学系と、該結像光学系の光路の一部を共用する観察
   光学系と、該観察光学系に前記左右一対の２光束を導く
   ために前記結像光学系の光路に配置された光路切換手段
   とを備える同時立体眼底カメラにおいて、前記結像光学
   系は光電撮像素子と、前記左右一対の２光束を近接させ
   て１つの光電撮像素子の撮像面上に導光する導光光学系
   とを備えると共に、前記光電撮像素子により撮像された
   一対の眼底像を変換手段により異なるフィ−ルドの画像
   に変換し、変換された一対の眼底像をテレビモニタに交
   互に映出し、映出信号に同期して観察眼の前のシャッタ
   装置を開閉することを特徴とする同時立体眼底カメラ。