眼科摄像设备以及眼科摄像所使用的照相机 【技术领域】
本发明涉及例如眼科医院内使用的眼科摄像设备以及眼科摄像所使用的照相机。背景技术 对于眼底检查、 糖尿病测试以及其它用途, 传统上已使用眼底照相机。 利用这种传 统的眼底照相机, 利用可见光或红外光来对眼睛的眼底进行照明以确定位置和进行调焦, 并且利用闪光灯来拍摄眼底的图像。
通常, 使用单镜头反光照相机来进行静止图像拍摄。然而, 为了进行监视器观察, 除了摄像装置以外, 还需要监视器摄像装置以及用于显示该监视器摄像装置所拍摄的图像 的显示装置。
日本专利 4,094,378 论述了如下的便携式眼科设备, 其中该便携式眼科设备能够 通过安装可在检查室外进行拍摄的照相机内置型移动电话或紧凑型数字照相机来进行拍 摄。
日本专利 4,094,378 所论述的便携式眼科设备以使用移动电话或紧凑型数字照 相机为前提, 并且与包括尺寸较大的图像传感器的数字单镜头反光照相机相比, 所提供的 图像质量较低。
然而, 在采用单镜头反光照相机的情况下, 需要单独设置监视器摄像装置和监视 器显示装置, 这导致成本增加以及设备大小增大。
引文列表
专利文献
专利文献 1(PTL1) : 日本专利 4,094,378
发明内容 根据本发明的一个方面, 一种照相机, 其能够以能够移除的方式安装在眼科摄像 设备上, 所述眼科摄像设备包括用于利用照明光对被检眼进行照明的照明光学系统, 所述 照相机包括 : 摄像单元, 用于经由所述眼科摄像设备内的拍摄光学系统, 根据来自所述被检 眼的返回光来形成图像 ; 显影单元, 用于通过使用基于所述照明光的波长范围的显影参数, 根据来自所述摄像单元的输出信号, 对所述被检眼的运动图像或静止图像进行显影 ; 以及
显示单元, 用于显示所述显影单元显影得到的运动图像或静止图像。
根据本发明的另一方面, 一种眼科摄像设备, 其能够以能够移除的方式安装照相 机, 其中, 所述照相机包括 : 摄像单元, 用于拍摄被检眼的图像 ; 以及显示单元, 用于显示所 述被检眼的图像, 所述眼科摄像设备包括 : 拍摄光学系统, 用于根据来自经由照明光学系统 利用光进行照明的所述被检眼的返回光, 在所述照相机的所述摄像单元上形成图像 ; 设置 单元, 用于基于对所述被检眼进行照明的光的波长范围来设置显影参数 ; 实时取景单元, 用 于基于来自所述摄像单元的输出信号以及所述显影参数来使所述显示单元显示所述被检 眼的运动图像 ; 以及发送单元, 用于当所述波长范围在红外区域内时, 将用于以单色显示所
述被检眼的运动图像的信号发送至所述照相机 ; 或者当所述波长范围在可见区域内时, 将 用于以彩色显示所述被检眼的静止图像的信号发送至所述照相机。
根据本发明的又一方面, 一种照相机, 其能够以能够移除的方式安装在眼科摄像 设备上, 所述眼科摄像设备包括用于利用照明光对被检眼进行照明的照明光学系统, 所述 照相机包括 : 摄像单元, 用于经由所述眼科摄像设备内的拍摄光学系统, 根据来自所述被检 眼的返回光来形成图像 ; 以及接收单元, 用于从所述眼科摄像设备接收静止图像拍摄信号 或运动图像观察信号, 其中, 所述静止图像拍摄信号是通过根据来自所述被检眼的可见光 在所述摄像单元上形成图像所获得的, 以及所述运动图像观察信号是通过根据来自所述被 检眼的红外光在所述摄像单元上形成图像所获得的。
本发明的有利效果
根据本发明的眼科摄像设备以及眼科摄像所使用的照相机配置有数字单镜头反 光照相机。这使得该眼科摄像设备和该照相机能够具有较小的尺寸, 并且与使用照相机内 置型移动电话或紧凑型数字照相机的眼底照相机相比, 提供质量较高的图像。
通过以下参考附图对典型实施例的详细说明, 本发明的其它特征和方面将变得明 显。 附图说明 包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、 特征和 方面, 并和说明书一起用来解释本发明的原理。
图 1 示出根据第一典型实施例的眼底照相机的结构。
图 2 示出信息显示。
图 3 是示出眼底照相机的操作的流程图。
图 4 是示出计算机的操作的流程图。
图 5 是示出数字单镜头反光照相机的操作的流程图。
图 6 是示出安装有数字单镜头反光照相机的眼底照相机的侧视图。
图 7 是示出根据第二典型实施例的计算机的操作的流程图。
图 8 是示出数字单镜头反光照相机的操作的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细说明本发明的各种典型实施例、 特征和方面。
图 1 示出用作眼科摄像设备的根据第一典型实施例的眼底照相机的结构。配置在 被检眼 E 前方的眼底照相机本体 1 包括从观察光源 2 到物镜 3 的观察照明光学系统。观察 光源 2 例如包括卤素灯。物镜 3 被配置成面向被检眼 E。该观察照明光学系统包括依次排 列的观察光源 2、 分色镜 4、 中继透镜 5 和穿孔镜 6。眼底照相机本体 1 还包括配置在分色镜 4 的入射方向上的作为拍摄照明光学系统的拍摄光源 7。拍摄光源 7 包括氙气灯。
作为拍摄光学系统的调焦透镜 8 配置在穿孔镜 6 的后方。调焦透镜 8 在光轴方向 上移动以调整焦点。位于调焦透镜 8 的光轴延长线上的数字单镜头反光照相机 9 可移除地 安装在眼底照相机本体 1 上。
数字单镜头反光照相机 9 包括图像传感器 9a, 其中图像传感器 9a 将所形成的光学图像转换成电信号。图像传感器 9a 的输出连接至数字单镜头反光照相机 9 内的控制单元 9b。在数字单镜头反光照相机 9 的背面, 设置有用作显示单元的液晶显示器 9c。液晶显示 器 9c 连接至控制单元 9b 的输出。
此外, 眼底照相机本体 1 包括控制电路 10。 控制电路 10 的输出分别经由驱动电路 11 和 12 连接至观察光源 2 和拍摄光源 7。控制电路 10 还连接至数字单镜头反光照相机 9 内的控制单元 9b 以及眼底照相机本体 1 内的开关板 13。开关板 13 设置有拍摄模式改变开 关 14、 固视灯位置改变开关 15、 左右眼检测开关 16、 小瞳孔直径拍摄开关 17、 变焦开关 18 和释放开关 19。
眼底照相机本体 1 的外部设置有计算机 20, 并且计算机 20 经由通用串行总线 (USB) 和 / 或串行端口连接至数字单镜头反光照相机 9 内的控制单元 9b 以及眼底照相机本 体 1 内的控制电路 10。
拍摄模式改变开关 14 用于在眼底照相机的多个拍摄模式之间进行切换。这些 拍摄模式包括拍摄彩色图像的彩色拍摄模式、 拍摄作为累积在眼底中的废弃物的脂褐素 (lipofuscin) 的自体荧光 (autofluorescence) 的眼底自体荧光拍摄模式、 以及拍摄静脉 注射用荧光素 (intravenous fluorescein) 的荧光的荧光拍摄模式。拍摄模式还包括能够 容易地识别血管状态的无红色模式和深蓝色模式 (cobalt mode)。
为了在各拍摄模式中实现所需光谱, 相对于照明光学系统和拍摄光学系统插入或 移除光学滤波器 ( 未示出 )。
固视灯位置改变开关 15 用于改变内部固视灯的点亮位置以引导被检眼的视线并 改变眼底 Er 上的拍摄范围。
左右眼检测开关 16 用于检测正在拍摄被检体的左眼还是右眼。根据被检体的面 部的位置与眼底照相机本体 1 的摄像光轴之间的相对关系来检测是左眼还是右眼。
对于瞳孔直径小的被检眼 E, 小瞳孔直径拍摄开关 17 用于在均未被示出的挡板之 间以及光学系统之间进行切换, 以减少图像渐晕。
变焦开关 18 用于拍摄放大图像。在选择了放大图像拍摄时, 通过裁切和数字变焦 来使所拍摄图像放大两倍。变焦拍摄还可以通过相对于拍摄光路插入或移除光学系统 ( 未 示出 ) 来进行, 或者通过使可变焦点光学系统在光轴方向上移动以改变该光学系统的焦距 来进行。
响应于对释放开关 19 的按下, 控制电路 10 将释放信号发送至数字单镜头反光照 相机 9 内的控制单元 9b。该释放信号的发送使数字单镜头反光照相机 9 进行拍摄。近来, 具有实时取景功能作为实时取景单元的数字单镜头反光照相机的型号不断增加。 实时取景 是如下的功能 : 在通过使包括在数字单镜头反光照相机 9 内的快速返回镜缩回而使快门打 开的状态下, 顺次读取形成在图像传感器 9a 上的图像以将该图像连续显示在位于背面的 液晶显示器 9c 上。
在本典型实施例中, 在操作了开关板 13 中的任意开关时, 控制电路 10 将开关状态 经由串行端口或 USB 发送至计算机 20。计算机 20 生成与眼底照相机本体 1 的状态相对应 的信息显示图像, 并将该信息显示图像经由串行端口或 USB 发送至数字单镜头反光照相机 9 内的控制单元 9b。控制单元 9b 将从计算机 20 所发送的信息显示图像叠加在液晶显示器 9c 所显示的实时取景图像上, 以显示合成图像。图 2 示出当用户操作眼底照相机时显示在数字单镜头反光照相机 9 的液晶显示器 9c 上的信息显示的示例。在所拍摄眼底图像上, 显示有拍摄模式显示栏 31、 右眼 / 左眼信 息栏 32、 固视灯显示位置 33、 小瞳孔直径拍摄显示栏 34、 数字变焦显示栏 35、 准备拍摄显示 栏 36、 以及用于截除眼底图像的周边部分的耀斑 (flare) 的电子掩模 37。
图 2 示出彩色拍摄模式的画面。在该模式中, 在位于画面左上角的拍摄模式显示 栏 31 中显示 “彩色 (COLOR)” 。在其它模式中, 显示 “FAF( 表示眼底自体荧光拍摄模式 )” 、 “FA( 表示荧光拍摄模式 )” 、 “RED FREE( 表示无红色模式 )” 、 以及 “COBALT( 表示深蓝色模 式 )” 。还可以将除上述拍摄模式以外的任意拍摄模式显示在液晶显示器 9c 上。
在右眼 / 左眼信息栏 32 中, 在右眼的情况下显示 “R” , 并且在左眼的情况下显示 “L” 。固视灯显示位置 33 显示在内部固视灯正进行照明的位置处。在小瞳孔直径拍摄显示 栏 34 中, 当指定了小瞳孔直径拍摄时, 显示 “SP( 小瞳孔 )” 。在数字变焦显示栏 35 中, 在利 用变焦功能选择了放大图像拍摄时, 显示 “X2( 两倍放大 )” 。 当诸如闪光灯充电完成等的眼 底照相机本体 1 的拍摄准备完成时, 准备拍摄显示栏 36 点亮。
图 3 是示出眼底照相机本体 1 的操作的流程图。首先, 当用户接通电源以开始操 作时, 在步骤 S1 中, 眼底照相机本体 1 初始化其内部状态。然后, 在步骤 S2 中, 眼底照相机 本体 1 等待针对开关板 13 中的开关的操作。眼底照相机本体 1 重复步骤 S2, 直到操作了开 关为止。在操作了开关时 ( 步骤 S2 中为 “是” ), 该操作进入步骤 S3 并且眼底照相机本体 1 识别所操作的开关。 接着, 在步骤 S4 中, 眼底照相机本体 1 判断所操作的开关是否是释放开关 19。如 果眼底照相机本体 1 判断为所操作的开关不是释放开关 19( 步骤 S4 中为 “否” ), 则该操作 进入步骤 S5。在步骤 S5 中, 眼底照相机本体 1 进行与所操作的开关相对应的内部处理。然 后, 在步骤 S6 中, 眼底照相机本体 1 将开关状态发送至计算机 20, 并且该操作返回至步骤 S2。
在步骤 S4 中, 如果眼底照相机本体 1 判断为所操作的开关是释放开关 19( 步骤 S4 中为 “是” ), 则该操作进入步骤 S7。在步骤 S7 中, 眼底照相机本体 1 将释放信号发送至数 字单镜头反光照相机 9 内的控制单元 9b。接着, 在步骤 S8 中, 眼底照相机本体 1 等待预定 时间段的经过, 以使快门因数字单镜头反光照相机 9 的拍摄操作而打开的时刻与拍摄光源 7 发光的时刻相匹配。当经过了预定时间段时 ( 步骤 S8 中为 “是” ), 该操作进入步骤 S9。 在步骤 S9 中, 眼底照相机本体 1 使拍摄光源 7 发光以进行拍摄。在步骤 S10 中, 眼底照相 机本体 1 对拍摄光源 7 的闪光灯进行再充电, 并且该操作返回至步骤 S2。
图 4 是示出计算机 20 的操作的流程图。当用户接通计算机 20 的电源时, 在步骤 S11 中, 计算机 20 经由型号判断单元 ( 未示出 ) 来判断数字单镜头反光照相机 9 的型号名 称。这是因为 : 所采用的图像传感器 9a 的特性以及配置在图像传感器 9a 的表面上的滤色 器的光谱特性根据数字单镜头反光照相机 9 的型号而改变。计算机 20 预先存储了能够连 接的数字单镜头反光照相机 9 的各型号的图像形成用的观察显影参数和拍摄显影参数。
在步骤 S12 中, 计算机 20 等待针对与型号名称有关的询问的回答。如果提供了回 答 ( 步骤 S12 中为 “是” ), 则该操作进入步骤 S13。在步骤 S13 中, 从计算机 20 读取与步骤 S12 中所获得的型号名称相对应的观察显影参数, 并将该观察显影参数发送至数字单镜头 反光照相机 9。在数字单镜头反光照相机 9 中设置该观察显影参数。
接着, 在步骤 S14 中, 与步骤 S13 相同, 从计算机 20 读取与型号名称相对应的拍摄 显影参数, 并将该拍摄显影参数发送至数字单镜头反光照相机 9。 在数字单镜头反光照相机 9 中设置该拍摄显影参数。
作为卤素灯的观察光源 2 和作为氙气灯的拍摄光源 7 是不同类型的光源。然而, 步骤 S13 和 S14 中的显影参数的改变使得能够针对光源 2 和 7 进行最佳观察和拍摄。
随后, 在步骤 S15 中, 计算机 20 开始数字单镜头反光照相机 9 的实时取景。然后, 该操作进入步骤 S16。在步骤 S16 中, 计算机 20 等待上述步骤 S6 中要从眼底照相机本体 1 发送来的开关状态。计算机 20 重复步骤 S16, 直到发送了开关状态为止。如果发送了开关 状态 ( 步骤 S16 中为 “是” ), 则该操作进入步骤 S17。在步骤 S17 中, 计算机 20 根据从眼底 照相机本体 1 发送来的开关状态, 显示如图 2 所示的内容等的信息显示内容。
在步骤 S18 中, 计算机 20 将步骤 S17 中所生成的显示图像发送至数字单镜头反光 照相机 9。然后, 该操作返回至步骤 S16 以重复步骤 S16 ~ S18。
图 5 是示出数字单镜头反光照相机 9 的操作的流程图。当用户接通电源时, 在步 骤 S21 中, 数字单镜头反光照相机 9 等待上述图 4 的步骤 S11 中从计算机 20 发送来的与型 号名称有关的询问。如果存在与型号名称有关的询问, 则该操作进入步骤 S22 并且数字单 镜头反光照相机 9 提供型号名称作为回答。 接着, 在步骤 S23 中, 数字单镜头反光照相机 9 等待从计算机 20 接收与数字单镜 头反光照相机 9 的型号相对应的观察显影参数。在接收到观察显影参数时 ( 步骤 S23 中为 “是” ), 在步骤 S24 中, 数字单镜头反光照相机 9 将该观察显影参数设置在控制单元 9b 内的 存储器中。
然后, 在步骤 S25 中, 数字单镜头反光照相机 9 等待从计算机 20 接收与数字单镜 头反光照相机 9 的型号相对应的拍摄显影参数。在接收到拍摄显影参数时 ( 步骤 S25 中为 “是” ), 在步骤 S26 中, 数字单镜头反光照相机 9 将该拍摄显影参数设置在控制单元 9b 内的 存储器中。
然后, 该操作进入步骤 S27, 并且数字单镜头反光照相机 9 等待接收图 4 的步骤 S15 中从计算机 20 所提供的用以开始实时取景的指示。在接收到该指示时 ( 步骤 S27 中 为 “是” ), 在步骤 S28 中, 开始实时取景操作, 并且数字单镜头反光照相机 9 用作观察单元。 更具体地, 使观察光源 2 发光, 并且使数字单镜头反光照相机 9 内的快速返回镜缩回以使快 门打开。顺次读取形成在图像传感器 9a 上的眼底图像, 并且使用观察显影参数对该眼底图 像进行显影以将该图像显示在液晶显示器 9c 上。在进行实时取景的情况下继续该操作。
然后, 该操作进入步骤 S29, 并且判断数字单镜头反光照相机 9 是否已接收到图 4 的步骤 S18 中从计算机 20 发送来的显示图像。如果数字单镜头反光照相机 9 已接收到发 送来的显示图像 ( 步骤 S29 中为 “是” ), 则该操作进入步骤 S30。在步骤 S30 中, 数字单镜 头反光照相机 9 将发送来的显示图像叠加在实时取景图像上以将合成图像显示在液晶显 示器 9c 上。然后, 该操作进入步骤 S31。
如果在步骤 S29 中数字单镜头反光照相机 9 没有接收到显示图像 ( 步骤 S29 中为 “否” ), 则该操作进入步骤 S31。在步骤 S31 中, 判断数字单镜头反光照相机 9 是否已接收到 图 3 的步骤 S7 中从眼底照相机本体 1 发送来的释放信号。该释放信号用作状态识别部件。 在步骤 S31 中, 如果数字单镜头反光照相机 9 没有接收到释放信号 ( 步骤 S31 中为 “否” ),
则该操作返回至步骤 S29 以重复步骤 S29 ~ S31。如果数字单镜头反光照相机 9 已接收到 释放信号 ( 步骤 S31 中为 “是” ), 则该操作进入步骤 S32。在步骤 S32 中, 数字单镜头反光 照相机 9 使用参数改变单元, 将设置在控制单元 9b 的存储器中的拍摄显影参数设置为显影 参数。
然后, 该操作进入步骤 S33, 并且数字单镜头反光照相机 9 开始静止图像拍摄以在 给定时间段内将静止图像的数据累积在图像传感器 9a 上。在该累积过程中, 在图 3 的步骤 S9 中, 拍摄光源 7 发光以进行拍摄。然后, 读取静止图像并使用拍摄显影参数对该静止图 像进行显影。将显影得到的静止图像记录在数字单镜头反光照相机 9 内的存储介质 ( 未示 出 ) 上。可选地, 可以将该静止图像发送至所连接的计算机 20。
当静止图像拍摄终止时, 该操作进入步骤 S34。在步骤 S34 中, 数字单镜头反光照 相机 9 再次将观察显影参数设置为显影参数。在步骤 S35 中, 数字单镜头反光照相机 9 重 新开始实时取景。然后, 该操作返回至步骤 S29。
图 6 是示出安装有数字单镜头反光照相机 9 的眼底照相机本体 1 的侧视图。就视 角方面而言, 存在如下期望 : 由于图像显示在位于数字单镜头反光照相机 9 的背面的液晶 显示器 9c 上, 因此可以将液晶显示器 9c 设置在检查者的大致正前方。在如下结构的情况 下, 液晶显示器 9c 可能相对于垂直方向以约 10 度的角度向上倾斜, 其中在该结构中, 数字 单镜头反光照相机 9 设置在眼底照相机本体 1 的位于与检查者正前方位置相比略微处于下 方的部位上。 如上所述, 在本典型实施例中, 数字单镜头反光照相机 9 的实时取景功能用于显 示观察期间的图像。该结构使得没有必要提供与数字单镜头反光照相机 9 分开设置的图像 传感器和显示装置。此外, 例如由于观察时和拍摄时使用不同光源而发生的颜色变化可以 通过在观察时和拍摄时使用不同的显影参数来消除。
对于显示图像, 没有必要每次都发送整个画面的信息。计算机 20 可以仅生成该显 示中的要改变部分的图像, 并将所生成的部分图像和表示该部分图像的坐标值发送至数字 单镜头反光照相机 9。
在本典型实施例中, 说明了在观察时和静止图像拍摄时设置不同的显影参数的情 况。然而, 例如, 显影参数可能根据要记录的图像的大小而进一步改变。在这种情况下, 可 以根据分辨率来设置显影参数。此外, 近来在市场上可买到的部分型号的数字单镜头反光 照相机能够记录运动图像。 在这些型号中, 可以在进行运动图像记录时, 设置与观察时和静 止图像拍摄时所设置的显影参数不同的显影参数。
在第一典型实施例中, 说明了计算机 20 根据眼底照相机本体 1 内的开关板 13 的 开关变化来生成显示图像。在第二典型实施例中, 将开关变化作为包括字符或符号数据的 状态数据发送至数字单镜头反光照相机 9。数字单镜头反光照相机 9 生成与发送来的状态 数据相对应的显示图像。 根据本典型实施例的眼底照相机的结构与第一典型实施例的结构 相同。
图 7 是示出根据第二典型实施例的计算机 20 的操作的流程图。利用相同的步骤 编号来表示与第一典型实施例的图 4 中的操作相同的操作, 并且这里将省略对这些操作的 说明。
在第二典型实施例中, 在步骤 S16 中, 如果眼底照相机本体 1 发送了开关状态 ( 步
骤 S16 中为 “是” ), 则在步骤 S41 中, 计算机 20 生成与该开关状态相对应的状态信息。该 状态信息的例子如下。在小瞳孔直径拍摄或变焦拍摄的情况下, 例如, 计算机 20 设置与范 围为 1 ~ 2 字节的状态变量相对应的位。在拍摄模式的情况下, 计算机 20 生成诸如 “模式 : 彩色” 等的字符串。在步骤 S42 中, 计算机 20 将步骤 S41 中所生成的状态信息发送至数字 单镜头反光照相机 9。
图 8 是示出根据第二典型实施例的数字单镜头反光照相机 9 的操作的流程图。利 用相同的步骤编号来表示与第一典型实施例的图 5 中的操作相同的操作, 并且这里将省略 对这些操作的说明。
在步骤 S28 中数字单镜头反光照相机 9 开始实时取景之后, 在步骤 S51 中判断数 字单镜头反光照相机 9 是否已从计算机 20 接收到状态信息。如果数字单镜头反光照相机 9 没有接收到状态信息 ( 步骤 S51 中为 “否” ), 则该操作进入步骤 S31。在步骤 S31 中, 判 断数字单镜头反光照相机 9 是否已接收到释放信号。
如果数字单镜头反光照相机 9 已接收到状态信息 ( 步骤 S51 中为 “是” ), 则在步 骤 S52 中, 数字单镜头反光照相机 9 对该状态信息进行解码。在步骤 S53 中, 数字单镜头反 光照相机 9 基于解码结果来生成显示图像。然后, 在步骤 S30 中, 数字单镜头反光照相机 9 将所生成的显示图像叠加在实时取景图像上以显示合成图像。
在第二典型实施例中, 由于没有发送图像数据, 因此通信量减少, 从而可以提高针 对开关操作的显示应答性。
还可以通过读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的 系统或设备的计算机 ( 或者 CPU 或 MPU 等装置 ) 和通过下面的方法来实现本发明的各方面, 其中, 系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实 施例的功能来进行上述方法的各步骤。由于该原因, 例如经由网络或者通过用作存储器装 置的各种类型的记录介质 ( 例如, 计算机可读介质 ) 将该程序提供给计算机。
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, 以包含所有修改、 等同结构和功能。
本申请要求 2009 年 8 月 27 日提交的日本专利申请 2009-196996 的优先权, 在此 通过引用包含其全部内容。