技术领域
[0001] 本
发明涉及一种团体体检或综合体检中的身体检查所使用的诸如
眼底照相机等的眼科摄像设备和眼科摄像方法、及其程序。
背景技术
[0002] 传统上，在诸如居民体检或公司体检等的团体体检中进行眼底检查。通常在团体体检的眼底摄像中，进行不需要散瞳剂的无散瞳摄像。在无散瞳摄像中，使检查室变暗，或者使用简易暗室以使得可以对被检眼遮蔽室内光，由此促使被检眼的自然散瞳以进行摄像。
[0003] 进行无散瞳眼底摄像的眼科摄像设备包括可见摄像
光源和通常不会引起缩瞳的红外
波长范围的观察光源。在眼底摄像中，使用观察光源来对眼底进行照明以进行摄像设备的
定位和聚焦。之后，对利用摄像光源进行照明的眼底进行摄像。
[0004] 关于聚焦，已知有对被检眼的眼底的特定部位进行自动聚焦的日本特开2011-50531的眼底照相机。在日本特开2011-50531所述的眼底照相机中，基于用于检测被检眼的眼底中的特定部位的
对比度的聚焦状态检测单元来计算聚焦评价值，并且对作为该聚焦评价值变为最大的
位置的聚焦位置进行自动聚焦。另外，日本特开2011-50531的眼底照相机包括用于调整观察用光源的照明光量的照明光量控制单元作为用于实现更加精确的自动聚焦的技术。该照明光量控制单元基于聚焦状态检测单元的输出来控制照明光量。
[0005] 在检测被检眼的眼底的对比度的情况下，由于对于各被检眼，眼底的明度不同，并且由于观察用光源也存在个体差异，因此观察时的眼底的明度存在偏差。该偏差还影响对比度值的检测，因而无法进行稳定的聚焦检测。因此，为了进行稳定的聚焦检测，需要预先检测眼底的明度并且根据该明度来调整照明光量。为了调整照明光量，需要检测照明光量。
[0006] 日本特开2011-50531所公开的眼底照相机使用聚焦状态检测单元从而基于根据
眼底图像中的各
像素的
亮度值所计算出的对比度来输出聚焦评价值，并且检测该聚焦评价值的局部极大值从而进行聚焦评价。另外，由于聚焦评价值是指眼底图像的亮度值，因此可以在进行聚焦评价的同时检测亮度值是否饱和。在亮度值饱和的情况下，对照明光量进行调整。
[0007] 然而，在开始聚焦评价之后，如果调整了照明光量从而使针对眼底的观察条件改变，则眼底图像的对比度值也改变。因此，需要再次搜索聚焦评价值的局部极大值。在这种情况下，需要耗费时间以获得聚焦状态，或者额外的光量对被检眼进行照明，这导致检查者或被检者的负荷增大。
发明内容
[0008] 根据本发明的一个
实施例，提供一种眼科摄像设备，包括：照明单元，用于对被检眼的眼底进行照明以进行观察和摄像；摄像单元，用于对经由调焦透镜所照明的所述被检眼的所述眼底进行摄像；照明光量控制单元，用于控制用于对所述眼底进行照明的所述照明单元的光量；聚焦检测单元，用于检测所述调焦透镜的聚焦位置；以及测光单元，用于对来自所述照明单元所照明的所述眼底的反射光进行测光，其中，所述测光单元计算来自所述眼底的所述反射光的测光值，所述照明光量控制单元基于所述测光值对照明光量进行控制，以及在利用所述照明光量控制单元对所述照明光量进行控制之后，所述聚焦检测单元进行聚焦评价。
[0009] 根据本发明的另一实施例，提供一种眼科摄像设备，包括：照明单元，用于利用照明光对被检眼的眼底进行照明；摄像单元，用于对利用所述照明光所照明的所述眼底进行摄像；照明光量控制单元，用于控制所述照明光的光量；测光单元，用于通过对来自所述眼底的所述照明光的反射光进行测光来计算测光值；以及发光量计算单元，用于通过将在所述照明单元对所述眼底进行照明的情况下的所述照明光的基准值与所述测光值进行比较，来确定所述照明光的光量，其中，所述照明光量控制单元根据所述发光量计算单元的确定来控制所述照明光的光量。
[0010] 根据本发明的另一实施例，提供一种眼科摄像方法，包括以下步骤：观察步骤，用于在利用照明光对被检眼的眼底进行照明并且利用调焦透镜进行聚焦的情况下，利用摄像单元拍摄所述眼底的眼底图像；测光步骤，用于对形成所述眼底图像的反射光进行测光；比较步骤，用于将所述反射光的测光值与基准值进行比较；光量控制步骤，用于基于所述比较步骤中的比较的结果来控制所述照明光的光量；以及聚焦步骤，用于在利用具有控制后的光量的所述照明光对所述眼底进行照明并且利用所述调焦透镜进行聚焦的情况下，利用所述摄像单元拍摄所述眼底图像。
[0011] 根据本发明的又一实施例，提供一种程序，用于控制计算机以进行根据上述的眼科摄像方法的步骤。
[0012] 在根据本发明的一个实施例的眼科摄像设备中，可以在获得聚焦评价值之前检测被检眼的眼底的图像的明度。因而，可以在利用适合于聚焦评价值的计算的明度对被检眼的眼底进行照明之后开始聚焦评价。因此，可以预先防止由于亮度值的饱和等所引起的聚焦检测错误，因而可以进行更加稳定精确的聚焦检测。
[0013] 通过以下参考
附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
[0014] 图1是说明本发明的实施例的眼科摄像设备的结构图。
[0015] 图2是示出显示在监视器21上的眼底图像和聚焦
检测区域显示部的图。
[0016] 图3是聚焦检测部的结构图。
[0017] 图4是对比度检测的原理图。
[0018] 图5是发光量计算单元的结构图。
具体实施方式
[0020] 现在将参考附图来详细说明根据本发明的实施例的眼科摄像设备。
[0021] 第一实施例
[0022] 基于图1～图6所示的实施例来详细说明本发明。
[0023] 图1是作为根据本发明的实施例的眼科摄像设备的眼底照相机的结构图。以与被检眼E相对的方式配置物镜1。在物镜1的光轴L1上，配置有摄像光阑2、调焦透镜3、成像透镜4以及对可见光和红外光具有感光度的摄像元件5。物镜1～成像透镜4构成观察/摄像光学系统，其中该观察/摄像光学系统构成摄像元件5一起构成眼底图像观察摄像单元。来自被检眼E的眼底Er的包含可见光和红外光的返回光经由沿着光轴L1的光路被引导至摄像元件5。此外，调焦透镜3连接至调焦透镜移动部6以在光轴L1的方向上移动。
[0024] 另一方面，在摄像光阑2的附近倾斜地配置有穿孔镜7。在穿孔镜7的反射方向上的光轴L2上，配置有透镜8和透镜9。另外，在光轴L2上，配置有环形光阑10和分色镜11，其中该环状光阑10配置在相对于透镜8和透镜9与被检眼E的瞳孔Ep大致光学共轭的位置处，并且具有光轴中心为遮光部的环形开口，以及分色镜11具有使红外光透过并且使可见光反射的特性。在分色镜11的反射方向上的光轴L3上，配置有聚光透镜12和作为发出可见脉冲光的摄像光源的频闪光源13。在分色镜11的透过方向上的光轴L4上，配置有聚光透镜14和红外LED 15(红外光源)，其中，作为观察光源的红外LED 15配置有多个红外LED从而发出作为红外固定光的红外光。物镜1～分色镜11、聚光透镜12和聚光透镜
14构成眼底照明光学系统。该眼底照明光学系统、作为摄像光源的频闪光源13和作为观察光源的红外LED 15构成眼底照明单元。在本实施例中，频闪光源13是波长为420nm～
750nm的宽带波长光源，并且红外LED 15是波长为850nm的单波长光源。
[0025] 上述的眼底图像观察摄像单元和眼底照明单元容纳在一个壳体中并且构成眼底照相机光学部。此外，该眼底照相机光学部放置在滑动台(未示出)上并且能够与被检眼E对准。
[0026] 另外，摄像元件5的输出由A/D转换元件16转换成数字
信号以存储在
存储器17中并且输出至测光值计算单元18，其中存储器17和测光值计算单元18各自连接至用于对设备整体进行控制的诸如CPU等的系统控制部19。系统控制部19连接至图像存储器20，并且将摄像元件5所拍摄到的静止图像存储作为数字图像。摄像元件5、A/D转换元件16、存储器17和测光值计算单元18连同摄像单元控制部22和监视器21一起构成摄像单元23，其中监视器21用于显示摄像元件5所拍摄到的红外观察图像和可见图像。此外，该摄像单元23利用安装部(未示出)可移除地固定至眼底照相机光学部的壳体。
[0027] 此外，系统控制部19连接至调焦透镜移动部6和操作输入部24，从而控制调焦透镜3在光轴L1上的位置。注意，将本实施例作为具有用于自动进行焦点调整的自动聚焦功能的设备来进行说明。在手动聚焦模式中，基于操作输入部24的操作输入来对调焦透镜移动部6进行控制。另外，在自动聚焦模式中，基于系统控制部19内的聚焦检测部25的检测结果来对调焦透镜移动部6进行控制。
[0028] 另一方面，红外LED 15连接至观察光源控制单元26，并且频闪光源13连接至摄像光源控制单元27。观察光源控制单元26和频闪光源控制单元27各自连接至还用作发光量计算单元28的系统控制部19，从而进行作为观察光源的红外LED 15的诸如光量调整以及点亮和熄灭等的控制并且进行作为摄像光源的频闪光源13的诸如光量调整以及点亮和熄灭等的控制。注意，用于控制红外LED 15的观察光源控制单元26和用于控制频闪光源13的摄像光源控制单元27用作用于对作为照明单元的照明光的光量的照明光量进行控制的照明光量控制单元。
[0029] 图2示出显示在显示监视器21上的眼底观察图像。在眼底观察时，利用聚焦检测区域显示部21a的框部以
叠加在眼底图像观察摄像单元所获得的眼底图像上的方式向检查者显示聚焦检测区域。因而，可以以可视方式向检查者显示聚焦检测位置，由此可以提高自动聚焦时的操作性。注意，聚焦检测区域可以通过操作员进行操作来改变，并且可以是被检眼的眼底中的特定部位或眼底整体。
[0030] 接着，参考图3来说明聚焦检测部25的详细内容。如图3所示，聚焦检测部25包括聚焦检测区域确定单元25a，其中该聚焦检测区域确定单元25a用于将眼底Er的特定位置确定作为聚焦检测的对象。检查者可以通过对操作输入部24进行操作来确定聚焦检测区域。换句话说，该聚焦检测区域是可变的。此外，聚焦检测部25包括聚焦评价值存储单元25b，其中该聚焦评价值存储单元25b用于存储眼底图像的对比度值和调焦透镜3的位置。
[0031] 在本实施例中，通过检测利用摄像光线所形成的眼底图像本身的对比度值来进行聚焦检测。这里，对比度表示相邻像素之间的亮度差，并且对比度值是预定亮度数据中的最大亮度差值。
[0032] 图4的曲线图示出对比度值相对于利用调焦透镜移动部6所移动的调焦透镜3的位置的转变。如从该曲线图清楚可见，对比度值在聚焦位置M2处变为最大，而对比度值在大幅失焦的位置M1处减小。聚焦位置M2是可以最清楚地观察到监视器21上所显示的眼底图像的位置，并且也是在摄像之后可以将眼底图像最清楚地显示在监视器21上的位置。因此，在本实施例中，通过使用对比度检测的该原理，可以在不会受被检眼的像差影响的情况下进行聚焦检测。
[0033] 接着将说明发光量计算单元28。来自摄像元件5的各像素的输出由A/D转换元件16进行A/D转换并且临时存储在存储器17中。测光值计算单元18根据存储器17中所存储的像素输出来将聚焦检测区域的亮度值的最大值确定作为测光值并且将该测光值输出至发光量计算单元28。如图4所示，发光量计算单元28包括用于存储被判断为适合于聚焦检测的观察光量的基准值的光量存储器29(参见图5)，并且通过将测光值与基准值进行比较来确定观察光的发光量。例如，在测光值高于基准值的情况下，判断为对眼底进行照明所用的观察光量高。然后，为了防止亮度值饱和，以减少光量的方式确定发光量。相反，在测光值低于基准值的情况下，可以判断为对眼底进行照明所用的观察光量低。然后，为了便于对比度值的局部极大值的检测，以增加光量的方式确定发光量。注意，光量存储器29中所存储的基准值例如是基于眼底的反射率的平均值和眼底中的除血管部分以外的特定部位的亮度值的平均值等所确定的，使得亮度值不会饱和。
[0034] 接着，将说明本实施例中的操作。
[0035] 从红外LED 15发出的光被聚光透镜14聚光从而透过分色镜11，然后该光束被环形光阑10限制成环状。受到环形光阑10限制的光在穿过透镜9和透镜8之后在穿孔镜7上形成环形光阑10的图像。另外，该光被穿孔镜7在光轴L1的方向上反射。此外，该光利用物镜1在被检眼E的瞳孔Ep附近再次形成环形光阑10的图像并且对被检眼E的眼底Er进行照明。
[0036] 被由来自发出固定光的红外LED 15的光进行照明的眼底Er所反射和散射的光束经由瞳孔Ep出射到被检眼E。此外，该光束穿过物镜1、摄像光阑2、调焦透镜3和成像透镜4，并且到达摄像元件5以形成图像。来自该摄像元件的输出由A/D转换元件16转换成
数字信号，然后将眼底观察图像经由摄像单元控制部22显示在监视器21上。
[0037] 检查者观察监视器21上所显示的眼底图像，并且使用操作杆(未示出)从而使被检眼E与眼底照相机光学部对准。在利用聚焦模式切换单元(未示出)将该设备设置为手动聚焦模式的情况下，检查者在观察监视器21上所显示的眼底图像的同时，利用操作输入部24进行红外LED 15的光量的调整以使得眼底具有适当明度并且进行调焦透镜3在光轴L1的方向上的位置的调整。之后，按下操作输入部24中的摄像
开关(未示出)从而进行摄像。
[0038] 在检查者按下摄像开关的情况下，频闪光源13发出脉冲光。从频闪光源13发出的光束被聚光透镜12聚光并且被分色镜11反射。然后，该光束被环形光阑10限制成环状。受到环形光阑10限制的光在穿过透镜9和透镜8之后，在穿孔镜7上形成环形光阑10的图像。另外，该光被穿孔镜7在光轴L1的方向上反射，并且利用物镜1在被检眼E的瞳孔Ep附近再次形成环形光阑10的图像，从而对被检眼E的眼底Er进行照明。被由从频闪光源13发出的光束进行照明的眼底Er所反射和散射的光束经由瞳孔Ep出射到被检眼E。此外，该光束穿过物镜1、摄像光阑2、调焦透镜3和成像透镜4，并且到达摄像元件5以形成图像。该摄像元件的输出由A/D转换元件16转换成数字信号从而作为静止图像存储在图像存储器20中。
[0039] 接着，将说明作为本实施例的特征的在将该设备设置为自动聚焦模式的情况下的控制方法。如图2所示，在自动聚焦模式中，在观察被检眼的眼底的情况下，利用聚焦检测区域显示部21a的框部以叠加在眼底图像观察摄像单元所获得的眼底图像上的方式显示聚焦检测区域。眼底图像的该获得与本发明中的观察步骤相对应。检查者利用操作输入部24改变聚焦检测区域显示部21a的位置从而确定聚焦检测区域。接着，检查者按下自动聚焦开始开关(未示出)以使得开始自动聚焦。注意，在本实施例中，利用操作输入部24来改变聚焦检测区域，但例如，可以利用系统控制部19基于固视灯(未示出)的位置来自动确定聚焦检测区域。
[0040] 图6的流程图示出在开始自动聚焦的情况下的操作。在指示了自动聚焦的开始的情况下，在步骤1中，作为测光步骤，测光值计算单元18根据存储器17中所存储的像素输出来计算聚焦检测区域的亮度值的最大值作为测光值，并且将该测光值输出至发光量计算单元28。在步骤2中，作为比较步骤，发光量计算单元28将光量存储器29中所存储的发光量的基准值与步骤1中所计算出的测光值进行比较，从而确定观察光的发光量。利用观察光源控制单元26进行作为光量控制步骤的步骤3，并且利用具有步骤2中所确定的光量的观察光来照射眼底。在步骤4中，利用聚焦检测部25进行对比度值的计算。在步骤5中，聚焦检测部25的聚焦评价值存储单元25b存储步骤4中所计算出的对比度值和调焦透镜3的位置。在步骤6中，检测在步骤5中所存储的对比度值中是否包括作为图4所示的位置M2的局部极大值。
[0041] 在步骤6中没有检测到局部极大值的情况下，该处理进入步骤7。然后，使调焦透镜3移动了预定移动量以改变调焦透镜位置，并且重复步骤4和步骤5的处理。接着，该处理进入步骤6，并且判断是否检测到对比度值的局部极大值。之后，重复步骤7、步骤4和步骤5，直到在步骤6中检测到对比度值的局部极大值为止。
[0042] 在步骤6中检测到局部极大值的情况下，该处理进入步骤8。利用聚焦检测部25进行步骤8，并且计算调焦透镜3的移动量。这里，步骤8中的调焦透镜的移动量表示调焦透镜向着检测到局部极大值的位置的驱动量。接着，在步骤9中，根据步骤8中所计算出的调焦透镜的移动量来使调焦透镜3移动，并且使调焦透镜3移动至对比度值的局部极大值的位置。通过如上所述的聚焦步骤中所进行的操作，即使被检眼E在诸如球面像差或散光等的像差方面存在个体差异，也可以根据该像差来进行焦点调整。
[0043] 该操作在用于使用红外光来进行观察的无散瞳型眼底照相机中特别有效。由于相对于红外光、眼底的中大血管的对比度低，因此相对于调焦透镜位置的对比度值的差小。因此，在自动聚焦中难以检测到图4所示的局部极大值的位置M2。因此，需要增加对眼底进行照明所用的红外LED的光量，从而尽可能地增加观察图像的对比度。然而，如果眼底变得比所需程度更明亮，则亮度值饱和，使得无法正确地计算对比度值。然而，通过在使用测光单元计算对比度值之前计算并控制适当的观察光量，可以预先防止亮度值的饱和。因而，可以稳定地计算对比度值，由此可以精确地进行聚焦检测。
[0044] 其它实施例
[0045] 此外，本发明还可以通过执行以下处理来实现。具体地，将用于实现上述实施例的功能的
软件(程序)经由网络或任意类型的存储介质供给至系统或设备，并且该系统或设备的计算机(CPU或MPU)读取并执行该程序。
[0046] 尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附
权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类
修改、等同结构和功能。
