WO2014125063A1 - Anordnung und verfahren zur automatischen belichtung von fundusaufnahmen - Google Patents

Anordnung und verfahren zur automatischen belichtung von fundusaufnahmen Download PDF

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WO2014125063A1
WO2014125063A1 PCT/EP2014/052893 EP2014052893W WO2014125063A1 WO 2014125063 A1 WO2014125063 A1 WO 2014125063A1 EP 2014052893 W EP2014052893 W EP 2014052893W WO 2014125063 A1 WO2014125063 A1 WO 2014125063A1
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WO
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fundus
image sensor
image
arrangement
evaluation
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PCT/EP2014/052893
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Thomas Mohr
Björn ROSSBERGER
Tobias Schmitt-Manderbach
Wolfgang Grau
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Carl Zeiss Meditec Ag
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/20—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
    • G01J1/28—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source
    • G01J1/30—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors
    • G01J1/32—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors adapted for automatic variation of the measured or reference value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for automatic exposure of Fundusfactn for
  • Fundus cameras for observation, examination, diagnosis and therapy of an ocular fundus if the fundus image contains a very high dynamic, very dark and very bright areas.
  • Both opto-electronic sensor arrays pick up the light reflected from the eye and direct the output signals to the evaluation unit.
  • the present invention seeks to provide an arrangement and a method for automatic exposure of Fundusamn, by which a local maximum in the fundus image is evaluated in order to obtain a much better picture quality, with a simple and inexpensive arrangement to
  • characteristic value e.g., one or more local maximum intensities
  • Control and evaluation unit the data stream of
  • characteristic values e.g., the maximum intensities
  • a threshold value e.g., the maximum intensities
  • Lighting unit generated In contrast to the known automatic exposure, which measures only a flat integral value for the entire fundus image, the arrangement according to the invention for automatic exposure enables a better image quality, since the fundus images no longer have any overexposed areas.
  • Image sensor for capturing all for exposure
  • a second image sensor is provided. To image the fundus image at first
  • Image sensor and the second image sensor in a common imaging beam path a beam splitter is provided, to the image sensors a different respectively
  • the beam splitter has a small division ratio to the first image sensor and a large division ratio to the second image sensor, so that thereby
  • the first image sensor further preferably has a spectral sensitivity of blue to infrared.
  • the first image sensor is provided for optimizing the exposure control, such that both a minimum intensity of the fundus image and the integral of all intensities are read out for optimizing the exposure control, or for optimizing the exposure control, in particular for
  • the first image sensor is provided as a preview camera from a certain resolution of pixels.
  • the preview camera preferably generates a live image for user display and for continuous control of the positioning of the fundus camera relative to the patient's eye.
  • the evaluation and control unit is coupled to the lighting unit such that upon reaching a threshold value, the lighting unit can be switched off very quickly.
  • Preferred embodiments of the illumination unit of a fundus camera are e.g. a slit lamp, a flash lamp or LEDs. It should be noted that when using a flash lamp, an LED or a laser, a maximum
  • Period from the pixel evaluation to turning off the lighting unit of preferably 50ys is needed.
  • Control the exposure measurement and recording the fundus image is controlled sequentially or alternately. In this case, can be dispensed with the beam splitter.
  • Fundus image provides by means of the arrangement according to the invention, that the spatially resolving first image sensor in
  • photometric parameters such as minimum / maximum ratio of intensity or the like
  • Fig. 1 shows an inventive embodiment of the
  • FIG. 1 shows, in a schematic representation, an imaging beam path according to the invention for the automatic exposure of fundus images for fundus cameras for classical retina examinations of a patient's eye.
  • a lighting unit 1 of a fundus camera e.g. a slit lamp, a flash lamp or LEDs
  • Ocular fundus 7 is evenly illuminated.
  • the light reflected from the fundus 7 of the eye 8 is imaged by the pupil 6 over the
  • Ophthalmoscope lens 5 to form an intermediate image through the aperture of the perforated mirror 4 and a the
  • Hole mirror 4 subordinate lens 9 on a in the optical axis of an imaging beam path 10th
  • dichroic trained beam splitter 11 arranged on and ausschwenkbaren, obliquely, dichroic trained beam splitter 11 out, for example, as a splitter mirror with an asymmetrical division ratio of the reflection to the transmission
  • Ophthalmoscope lens 5 incident light is through the
  • Beam splitter 11 preferably with an asymmetrical division ratio of, for example, 5-10% via an upstream objective 12 to a first image sensor 13 and preferably with a single-ended
  • the division ratio between the image sensors 13 and 15 is dimensioned such that for the second Image sensor 15 only the minimum necessary light for
  • the second image sensor 15 must meet the requirements of the ophthalmological
  • Image sensor 13 must have a minimum resolution of about 30x30 pixels as well as the ones described
  • Evaluation modalities for example a short one
  • Resolution can also be used as a preview camera.
  • An evaluation and control unit 16 provides both the
  • Image sensors 13 and 15 pretends. On the one hand a
  • the selection of sensors is very important.
  • the image sensor 13 is a sensor with measurement in several
  • the known, areal integral image sensor 15 is supplemented by an image sensor 13, which has, for example, in this embodiment, a local minimum resolution of preferably 30x30 pixels.
  • the first image sensor 13 preferably operates at a very high image frequency of at least 1 kHz and ascertains temporally pixels with maximum intensity and outputs this maximum intensity in the following process steps:
  • the spatially resolving image sensor 13 records in repetitions a motion field of the eye 8, then the determination of a local area, which is the highest
  • the evaluation and control unit 16 is set up so that it has the overall picture with a high
  • the evaluation and control unit 16 from the data stream of the maximum intensities determines a threshold, so that the diagnostic and therapeutic examinations are interrupted by the control and evaluation unit 16 by the
  • Lighting unit 1 for example, a flash lamp is turned off.
  • a flash lamp an LED or a laser is thereby a maximum period of the
  • Pixel evaluation until the lighting unit is switched off by preferably 50ys.
  • the invention is not limited to the
  • Setup variable It also includes in particular
  • only one image sensor can be provided, which can also be combined together with the evaluation and control unit in a housing.

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Abstract

Um eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen zu schaffen, durch die ein lokales Maximum im Fundusbild bewertet wird, um eine deutlich bessere Bildqualität zu erhalten, bei gleichzeitiger Optimierung der Belichtungssteuerung, wird ein mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (16) verbundener Bildsensor (13) zur Ermittlung und Ausgabe einer maximalen Intensität eines Fundusbildes vorgeschlagen, der eine örtliche Mindestauflösung von Pixeln und eine sehr hohe Bildfrequenz aufweist. Zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen erfolgt durch den ortsauflösenden Bildsensor (13) in Wiederholungen nach der Aufnahme eines Bewegungsfeldes des Auges eine Bewertung eines lokalen Maximums im Fundusbild und die Steuer- und Auswerteeinheit (16) ermittelt aus dem Datenstrom der maximalen Intensitäten einen Zeitpunkt zur Abschaltung einer Beleuchtungseinheit (1).

Description

Anordnung und Verfahren zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen für
Funduskameras zur Beobachtung, Untersuchung, Diagnose und Therapie eines Augenhintergrundes, wenn im Fundusbild eine sehr hohe Dynamik, sehr dunkle und sehr helle Bereiche enthalten sind.
Es ist bekannt, dass bei der Beobachtung, Untersuchung und zur Diagnose des Augenhintergrundes eines Patienten mit einer Funduskamera das Problem auftritt, dass die
vorhandene automatische Belichtung nur einen flächig integralen Wert für das gesamte Fundusbild misst und dass bei Erreichen eines Schwellwertes die Beleuchtung, z.B. eine Blitzlampe, abgeschaltet wird. Dieses Prinzip ist von Nachteil, wenn im Fundusbild eine sehr hohe Dynamik, sehr helle und sehr dunkle Bereiche enthalten sind. Die Dynamik eines Fundusbildes gibt dabei das Verhältnis aus der höchsten und der niedrigsten im Bild enthaltenen
Intensitäten an. Die Integration über das gesamte Bild eines Fundus mit sehr hoher Dynamik enthält dann bei
Erreichen des Schwellwertes überstrahlte Bereiche und diese führen zu einer schlechteren Bildqualität. Deshalb ist es gerade in der Ophthalmologie für die Untersuchungen des Auges, verbunden mit der Abbildung von einzelnen
Augenabschnitten wichtig, dass insbesondere bei
Einzelbildern mit einer hohen Dynamik sowohl alle
Strukturen eindeutig abgebildet werden und gleichzeitig gut erkennbar sind. Aus dem Stand der Technik sind deshalb eine Vielzahl von technischen Lösungen bekannt, um diese
Bedingungen für eine sehr gute Bildqualität zu erreichen. So ist aus der DE 10 2007 046 210 AI eine Anordnung und ein Verfahren zur Erzeugung von Bildern mit einer erweiterten Dynamik bekannt, indem mindestens ein Strahlteiler,
insbesondere mit einem asymmetrischen Teilungsverhältnis, und mindestens zwei Bildsensoren über mindestens einen Strahlteiler in einen gemeinsamen Abbildungsstrahlengang eingespiegelt werden. Aus der DE 10 2009 030 467 AI ist weiterhin eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufnahme hochdynamischer Fundus- und Spaltbilder bei sehr geringer Beleuchtungsintensität bekannt, indem die Vorrichtung ein zweites opto-elektronisches Sensor-Array und einen
zusätzlichen Strahlteiler zur Aufteilung des vom Auge reflektierten Lichtes aufweist. Beide opto-elektronischen Sensor-Arrays nehmen das vom Auge reflektierte Licht auf und leiten die Ausgangssignale der Auswerteeinheit zu.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen zu schaffen, durch die ein lokales Maximum im Fundusbild bewertet wird, um eine deutlich bessere Bildqualität zu erhalten, mit einer einfachen und kostengünstigen Anordnung zur
automatischen Belichtung sowie einer einfachen Bedienung bei gleichzeitiger Optimierung der Belichtungssteuerung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist und durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale aufweist. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche .
Erfindungsgemäß weist die Anordnung zur automatischen
Belichtung von Fundusaufnahmen ein mit einer Steuer- und Auswerteeinheit verbundenen Bildsensor mit einer örtlichen Mindestauflösung von Pixeln und einer sehr hohen
Bildfrequenz auf, wobei eine Bewertung eines
charakteristischen Wertes (z.B. einer oder mehrerer lokalen maximalen Intensitäten) im Fundusbild erfolgt und die
Steuer- und Auswerteeinheit den Datenstrom der
charakteristischen Werte (z.B. der maximalen Intensitäten) mit einem Schwellwert vergleicht und bei Überschreitung des Schwellwerts ein Signal zur Abschaltung einer
Beleuchtungseinheit erzeugt. Gegenüber der bekannten automatischen Belichtung, die nur einen flächig integralen Wert für das gesamte Fundusbild misst, ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung zur automatischen Belichtung eine bessere Bildqualität, da die Fundusaufnahmen keine überstrahlten Bereiche mehr aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass zur Abbildung eines kleinen Feldes auf den ersten
Bildsensor zur Erfassung aller für die Belichtung
relevanten Retinabereiche ein zweiter Bildsensor vorgesehen ist. Zur Abbildung des Fundusbildes auf den ersten
Bildsensor und den zweiten Bildsensor in einen gemeinsamen Abbildungsstrahlengang ist ein Strahlteiler vorgesehen, der zu den Bildsensoren ein unterschiedliches jeweils
unsymmetrisches Teilungsverhältnis aufweist. Der
Strahlteiler weist dabei zu dem ersten Bildsensor ein kleines Teilungsverhältnis und zu dem zweiten Bildsensor ein großes Teilungsverhältnis auf, so dass dadurch
unterschiedliche Strahlungsenergien im reflektierten und transmittierten Licht mit geringem Aufwand ermöglicht werden. Der erste Bildsensor weist weiterhin bevorzugt eine spektrale Empfindlichkeit von blau bis infrarot auf.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass der erste Bildsensor zur Optimierung der Belichtungssteuerung vorgesehen ist, derart, dass zur Optimierung der Belichtungssteuerung sowohl eine minimale Intensität des Fundusbildes als auch das Integral aller Intensitäten ausgelesen wird, oder zur Optimierung der Belichtungssteuerung insbesondere für
Mindestbelichtungen werden gezielt ausgewählte dunkle
Bereiche des Fundusbildes betrachtet.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass der erste Bildsensor ab einer bestimmten Auflösung von Pixeln auch als Vorschaukamera vorgesehen ist. Die Vorschaukamera erzeugt bevorzugt ein Livebild zur Nutzeranzeige und zur fortlaufenden Kontrolle der Positionierung der Funduskamera relativ zum Patientenauge.
Es ist ebenso vorteilhaft vorgesehen, dass die Auswerte- und Steuereinheit mit der Beleuchtungseinheit derart gekoppelt ist, dass bei Erreichen eines Schwellwertes die Beleuchtungseinheit sehr schnell abschaltbar ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Beleuchtungseinheit einer Funduskamera sind z.B. eine Spaltlampe, eine Blitzlampe oder LEDs. Dabei ist zu beachten, dass bei Verwendung einer Blitzlampe, einer LED oder eines Lasers ein maximaler
Zeitraum von der Pixelauswertung bis zum Abschalten der Beleuchtungseinheit von bevorzugt 50ys benötigt wird.
Es kann weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen sein, nur einen Bildsensor zu verwenden, über dessen interne
Ansteuerung die Belichtungsmessung und die Aufnahme des Fundusbildes sequentiell oder alternierend gesteuert wird. In diesem Fall kann auf den Strahlteiler verzichtet werden.
Weiterhin können neben der Intensität auch mit dieser verknüpfte oder separat ermittelte andere lokale oder integrale lichttechnische Parameter wie Minimum/Maximum- Verhältnis der Intensität o.ä. als charakteristische Werte herangezogen werden, um das Signal zum Abschalten der
Beleuchtungseinheit zu erzeugen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen mit einer sehr hohen Dynamik im
Fundusbild sieht mittels der erfindungsgemäßen Anordnung vor, dass der ortsauflösende erste Bildsensor in
Wiederholungen ein Bewegungsfeld des Auges aufnimmt und einen lokalen Bereich, der die höchste Intensität aufweist, ermittelt. Anschließend wird die maximale Intensität für diesen Bereich ermittelt und es erfolgt ein Vergleich der ermittelten maximalen Intensität mit einem vorgegebenen Schwellwert .
Die Berechnung einer optimierten Belichtungszeit bzw. eines AbschaltZeitpunktes der Beleuchtung erfolgt dann aus der ermittelten maximalen Intensität oder auch mit dieser verknüpften anderen lokalen oder integralen
lichttechnischen Parametern wie Minimum/Maximum-Verhältnis der Intensität o.ä..
Durch Aussenden eines Signals zur Beleuchtungseinheit erfolgt dann die Abschaltung der Beleuchtungseinheit und die Übermittlung des optimal belichteten Fundusbildes zu der Auswerte- und Steuereinheit und einer Anzeigeeinheit.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert .
Es zeigt:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zur
automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen. Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Abbildungsstrahlengang zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen für Funduskameras für klassische Retinauntersuchungen eines Patientenauges.
Der von einer Beleuchtungseinheit 1 einer Funduskamera, z.B. einer Spaltlampe, einer Blitzlampe oder LEDs
ausgesandte Beleuchtungsstrahl zur Beleuchtung eines
Augenhintergrundes 7 eines Auges 8 für eine direkte
Beobachtung oder eine Aufnahme wird in einem
Beleuchtungsstrahlengang 2 über ein Objektiv 3, einen
Lochspiegel 4 und eine Ophthalmoskoplinse 5 durch eine Pupille 6 auf den Augenhintergrund 7 des zu untersuchenden Auges 8 als Leuchtfeld abgebildet, durch welches der
Augenhintergrund 7 gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Das von dem Augenhintergrund 7 des Auges 8 reflektierte Licht wird zur Bildgebung durch die Pupille 6 über die
Ophthalmoskoplinse 5 unter Bildung eines Zwischenbildes durch die Apertur des Lochspiegels 4 und ein dem
Lochspiegel 4 nachgeordnetem Objektiv 9 auf einen in der optischen Achse eines Abbildungsstrahlenganges 10
angeordneten ein- und ausschwenkbaren, schräg gestellten, dichroitisch ausgebildeten Strahlteiler 11 geführt, der beispielsweise als Teilerspiegel mit einem unsymmetrischen Teilungsverhältnis der Reflexion zur Transmission
ausgebildet ist. Das von dem Auge 8 durch die
Ophthalmoskoplinse 5 einfallende Licht wird durch den
Strahlteiler 11 vorzugsweise mit einem unsymmetrischen Teilungsverhältnis von beispielsweise 5-10% über ein vorgeschaltetes Objektiv 12 auf einen ersten Bildsensor 13 und vorzugsweise mit einem unsymmetrischen
Teilungsverhältnis von beispielsweise 90-95% über ein vorgeschaltetes Objektiv 14 auf einen zweiten Bildsensor 15 geleitet. Das Teilungsverhältnis zwischen den Bildsensoren 13 und 15 ist so dimensioniert, dass für den zweiten Bildsensor 15 nur das minimal notwendige Licht zur
zuverlässigen Auswertung der maximalen und minimalen
Intensitäten ausgekoppelt wird. Der zweite Bildsensor 15 muss dabei die Anforderungen der ophthalmologischen
Applikation, beispielsweise eine Mindestauflösung,
Farbtreue und eine Mindestdynamik erfüllen. Der erste
Bildsensor 13 muss eine Mindestauflösung von ca. 30x30 Pixeln aufweisen, sowie die beschriebenen
Auswertemodalitäten, beispielsweise eine kurze
Belichtungszeit aufweisen und kann dann bei dieser
Auflösung auch als Vorschaukamera eingesetzt werden.
Eine Auswerte- und Steuereinheit 16 stellt sowohl die
Belichtungszeiten der Bildsensoren 13 und 15 für die
Aufnahmen der Einzelbilder asymmetrisch ein und liest auch nach der Aufnahme die Einzelbilder aus den Bildsensoren 13 und 15 aus und überträgt sie auf einen nicht näher
dargestellten, bekannten Rechner, der die Auswerte- und Steuereinheit 16 überwacht und einstellt und der Auswerte- und Steuereinheit 16 die Belichtungszeiten für die
Bildsensoren 13 und 15 vorgibt. Um einerseits eine
beschleunigte Messung vorzunehmen und anderseits eine
Belastung des Patienten durch ein schnelles Auslesen der Sensoren zu verringern, ist die Auswahl der Sensoren sehr wichtig. In diesem Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise für den Bildsensor 13 ein Sensor mit Messung in mehreren
Sektoren vorgesehen. Die im Strahlengang dargestellten Pfeile zeigen dabei die reellen Zwischenbilder an. Um die Bildqualität der automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen zu verbessern, wird der bekannte, flächig integrale Bildsensor 15 durch einen Bildsensor 13 ergänzt, der beispielsweise in diesem Ausführungsbeispiel eine örtliche Mindestauflösung von bevorzugt 30x30 Pixeln aufweist . Der erste Bildsensor 13 arbeitet dabei vorzugsweise mit sehr hoher Bildfrequenz von mindestens 1 kHz und ermittelt in zeitlicher Folge Pixel mit maximaler Intensität und gibt diese maximale Intensität in folgenden Verfahrensschritten aus :
der ortsauflösende Bildsensor 13 nimmt in Wiederholungen ein Bewegungsfeld des Auges 8 auf, anschließend erfolgt die Ermittlung eines lokalen Bereiches, der die höchste
Intensität aufweist und die Ermittlung der maximalen
Intensität für diesen Bereich. Durch einen Vergleich der ermittelten maximalen Intensität mit einem vorgegebenen Schwellwert erfolgt eine Berechnung einer optimierten
Belichtungszeit bzw. eines AbschaltZeitpunktes der
Beleuchtung aus der ermittelten maximalen Intensität, und das Aussenden eines Signals zur Beleuchtungseinheit 1 zur Abschaltung der Beleuchtungseinheit 1 oder die
Übermittlung des optimal belichteten Fundusbildes zu der Auswerte- und Steuereinheit 16 und einer nicht näher dargestellten bekannten Anzeigeeinheit.
Zur Optimierung der Belichtungssteuerung wird sowohl eine minimale Intensität als auch das Integral aller
Intensitäten ausgelesen und für Mindestbelichtungen werden gezielt ausgewählte dunkle Bereiche des Fundusbildes betrachtet. Die Auswerte- und Steuereinheit 16 ist so eingerichtet, dass sie das Gesamtbild mit einer hohen
Dynamik ermittelt und dieses an einen nicht näher
dargestellten bekannten Rechner übermittelt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 16 aus dem Datenstrom der maximalen Intensitäten einen Schwellwert ermittelt, so dass von der Steuer- und Auswerteeinheit 16 die Diagnose- oder Therapieuntersuchungen unterbrochen werden, indem die
Beleuchtungseinheit 1, z.B. eine Blitzlampe abgeschaltet wird . Bei der Verwendung einer Blitzlampe, einer LED oder eines Lasers wird dabei ein maximaler Zeitraum von der
Pixelauswertung bis zum Abschalten der Beleuchtungseinheit von bevorzugt 50ys benötigt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das
Ausführungsbeispiel, sondern ist in der angewandten
Einrichtung variabel. Sie umfasst insbesondere auch
Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmalen bzw.
optischen Elementen gebildet werden können. Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der
Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und in den Ansprüchen erwähnt sind.
Dabei kann auch nur ein Bildsensor vorgesehen sein, welcher auch zusammen mit der Auswerte- und Steuereinheit in einem Gehäuse zusammengefasst sein kann.
Auch können neben der maximalen Intensität auch damit verknüpfte oder separat ermittelte andere lokale oder integrale lichttechnische Parameter wie Minimum/Maximum- Verhältnis der Intensität o.ä. als charakteristische Werte zur Auswertung herangezogen werden.
Bezugs zeichenliste
1 Beleuchtungseinheit
2 Beieuchtungsstrahlengang
3 Obj ektiv
4 Lochspiegel
5 Ophthalmoskoplinse
6 Pupille des Auges
7 Augenhintergrund
8 Auge
9 Obj ektiv
10 Abbildungsstrahlengang
11 Strahlteiler
12 vorgeschaltetes Objektiv
13 erster Bildsensor
14 vorgeschaltetes Objektiv
15 zweiter Bildsensor
16 Auswerte- und Steuereinheit

Claims

Patentansprüche
Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen für Funduskameras zur Beobachtung, Untersuchung, Diagnose und Therapie eines
Augenhintergrundes für Fundusbilder, die eine sehr hohe Dynamik enthalten, umfassend einen
Beleuchtungsstrahlengang mit einer Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung des Augenhintergrundes, einen
Beobachtungsstrahlengang, der von dem Augenhintergrund des Auges über eine Beobachtungsoptik zu einem
Detektor zur Abbildung des vom Auge reflektierten Lichtes führt, vorzugsweise einen Strahlteiler und mindestens einen Bildsensor sowie eine Steuer- und Auswerteeinheit,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (16) verbundener Bildsensor (13) zur Ermittlung und Ausgabe eines charakteristischen Wertes (z.B. einer maximalen Intensität) eines Fundusbildes eine örtliche
Mindestauflösung von Pixeln und eine sehr hohe
Bildfrequenz aufweist, wobei bei einer automatische Belichtung von Fundusaufnahmen mit einer Bewertung der charakteristischen Werte (z,B, eines lokalen Maximums im Fundusbild) die Steuer- und Auswerteeinheit (16) aus dem Datenstrom der charakteristischen Werte (z.B. maximalen Intensitäten) einen Zeitpunkt zur
Abschaltung einer Beleuchtungseinheit (1) ermittelt.
Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Abbildung des Fundusbildes auf den ersten Bildsensor (13) und einen zweiten Bildsensor (15) in einem gemeinsamen Abbildungsstrahlengang (10) ein Strahlteiler (11) vorgesehen ist, wobei der
Strahlteiler (11) zu den Bildsensoren (13,15) ein unterschiedliches jeweils unsymmetrisches
Teilungsverhältnis aufweist.
3. Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Strahlteiler (11) zu dem Bildsensor (13) ein kleines Teilungsverhältnis und zu dem Bildsensor (15) ein großes Teilungsverhältnis aufweist.
4. Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der Bildsensor (13) eine spektrale
Empfindlichkeit von blau bis infrarot aufweist.
5. Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Bildsensor (13) ab einer Auflösung von ca. 30x30 Pixeln auch als Vorschaukamera vorgesehen ist.
6. Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bildsensor (13) zur Optimierung der
Belichtungssteuerung eine minimale Intensität
ausliest .
7. Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerte- und Steuereinheit (16) mit der Beleuchtungseinheit (1) gekoppelt ist, derart, dass bei Erreichen eines Schwellwertes die
Beleuchtungseinheit (1) abschaltbar ist.
8. Anordnung zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass bei Verwendung einer Blitzlampe, einer LED oder eines Lasers ein maximaler Zeitraum von der
Pixelauswertung bis zum Abschalten der
Beleuchtungseinheit von bevorzugt 50ys benötigt wird.
9. Verfahren zur automatischen Belichtung von
Fundusaufnahmen mit einer sehr hohen Dynamik im
Fundusbild zur Beobachtung, Untersuchung und zur
Diagnose eines Augenhintergrundes, mit einer
Beleuchtungsoptik, einer Abbildungsoptik, vorzugsweise einem Strahlteiler, mindestens einem Bildsensor (13) und einer Auswerte- und Steuereinheit (16)
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Aufnahme eines Bewegungsfeldes des Auges durch den ortsauflösenden ersten Bildsensor (13) in
Wiederholungen und Ermittlung eines lokalen Bereiches, der die höchste Intensität aufweist,
Ermittlung der maximalen Intensität für diesen
Bereich,
Vergleich der ermittelten maximalen Intensität mit einem vorgegebenen Schwellwert, Berechnung einer optimierten Belichtungszeit bzw. eines AbschaltZeitpunktes der Beleuchtung aus der ermittelten maximalen Intensität,
Aussenden eines Signals zur Beleuchtungseinheit (1) zur Abschaltung der Beleuchtungseinheit (1),
Übermittlung des optimal belichteten Fundusbildes zur Auswerte- und Steuereinheit (16) und einer
Anzeigeeinheit .
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Optimierung der Belichtungssteuerung sowohl eine minimale Intensität als auch das Integral aller Intensitäten ausgelesen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Optimierung der Belichtungssteuerung
insbesondere für Mindestbelichtungen gezielt
ausgewählte dunkle Bereiche des Fundusbildes
betrachtet werden.
PCT/EP2014/052893 2013-02-15 2014-02-14 Anordnung und verfahren zur automatischen belichtung von fundusaufnahmen WO2014125063A1 (de)

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DE102013002827.2A DE102013002827A1 (de) 2013-02-15 2013-02-15 Anordnung und Verfahren zur automatischen Belichtung von Fundusaufnahmen
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