专利名称：眼底摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在眼底医院等中使用的眼底摄影装置。
背景技术：
以往，例如在特许2801318号的眼底摄影装置中，为了自动地得到适当的曝光量，根据来自眼底照明光量和眼底的反射光量求出眼底反射率，根据该反射率，通过控制眼底摄影光源的发光量进行自动曝光调整。
但是在上述的现有例中，需要在照明光学系统，摄影光源系统的光路内设置光束抽取光学部件。
为此，由于发生摄影光量的损失，需要设置光学部件的插卸机构，因此构造复杂。
另外，在按压开关以后到实际进行摄影也需要时间，从而存在着摄影精度降低的问题。
本发明的目的在于解决上述课题，提供控制发光光量的同时构造简单而且摄影精度高的眼底摄影装置。
发明内容
为了达到上述目的，在本发明中，根据用于观察眼底的观察光源的光量和图像信号的强度，控制摄影光源(图像建立)的摄影光源的发光量。
进而，为了达到上述的目的，在本发明中，从用于观察眼底的观察光源的光量和用于把图像信号放大到预定强度的放大率，控制摄影用(图像建立)的摄影光源的发光量。
进而，为了达到上述的目的，在本发明中，存储拍摄被检查眼睛时的放大率，根据来自摄影时的摄影装置的图像信号强度，控制存储在上述存储装置中的放大率。
有关本发明的进一步目的以及结构将在后述的实施形态的说明中明确。
图1是眼底照相机的结构图。
图2是时序图。
图3是流程图。
具体实施例方式
根据图示的实施形态详细地说明本发明。
图1示出本实施形态中的眼底照相机的结构图，在被检查眼睛E的前方配置物镜1，在物镜1的后方作为眼底摄影系统，排列开孔反射镜2，配置在该开孔反射镜2的孔中的摄影光圈2a，能够沿着光轴移动的聚焦透镜3，摄影透镜4，在光路中插卸自如的遮挡激励光仅透过荧光的红外荧光阻断滤光器5，摄影元件6。
在开孔反射镜2的入射方向的眼底照明系统中，从开孔反射镜2一侧顺序排列中继透镜7，在光路中插卸自由的红外光阻断滤光器8，红外荧光激励滤光器9，具有环形开口的光圈10，发出闪光的闪光光源11，电容器透镜12，发出恒定光的卤灯等观察光源13。
摄影元件6的输出信号经过电视电路14连接到图像控制电路15。电视电路14由放大电路14a，信号判定电路14b，AGC(自动增益控制)电路构成的放大率设定电路14c，进行图像信号的生成和色温的控制等的图像信号控制电路14d，从外部进行照相机的放大率等的条件设定进而进行照相机信息的获得的通信口14e构成。
进而，在图像的处理电路15中，例如连接黑白监视器16，彩色监视器17，控制电路18，图像记录装置19。另外，图像记录装置19是MO，MD，DVD-RAM，VTR磁带，硬盘等即使不从外部供电，也可以进行对于能够保持记录的记录媒体的写入或者读出的驱动装置。
在控制电路18中，连接摄影开关20，选择彩色摄影模式、可见荧光摄影模式、红外荧光摄影模式的某一个的摄影模式选择开关21，调节观察照明光量的调节开关22，修正静止图像的曝光的曝光修正开关23，闪光灯曝光控制电路24。另外，控制电路18经过控制线25连接到设置于电视电路14中的通信口14e上。
进而，在闪光光源11上连接控制闪光灯的发光量的闪光灯发光控制电路24，在该闪光灯发光控制电路24内设置控制发光光量的电容器24a。
在进行彩色摄影时，摄影者使被检查人坐在眼底照相机的正面，以活动图像观察眼底Er的同时，进行了被检查眼睛E与眼底照相机的对位以后，通过操作摄影模式选择开关21的开关21c，设定为彩色摄影模式。检测来自开关21c的输入的控制电路18把红外荧光阻断滤光器5，红外荧光激励滤光器9脱离到光路外，把红外光阻断滤光器8插入到光路内，经过控制线25向通信口14e传送控制指令。于是，放大率设定电路14c根据信号判定电路14b的判定，设定为自动设定放大电路14a的放大率的AGC模式。
进而，从观察光源13发出的光由电容器透镜12聚光，通过闪光光源11，光圈10的环形开口，由红外光阻断滤光器8去除掉红外光成分，通过中继物镜7，由开孔反射镜2周围的反射镜部分反射到左方，通过物镜1、被检查眼睛E的瞳孔Ep照明眼底Er。这样被照明了的眼底Er的像再次通过物镜1、摄影光圈2a、激励镜头3、摄影透镜4，在摄影元件6上成像，变换为电信号。
该电信号输入到放大电路14a，首先用最低的放大率放大。该放大电路14a是已知的放大电路，设计成能够在0～20dB的范围内放大。在放大电路14a中放大的电信号输入到信号判定电路14b，例如，把预定的基准电平取为0.4V，与输入的信号电平的平均电平进行比较。在来自放大电路14a的电信号低于该基准电平的情况下，放大率设定电路14c把放大电路14a的放大率设定为高1dB。反复进行这样的控制，放大率设定电路14c加大放大电路14a的放大率，直到由放大电路14a放大的信号的平均值超过基准电平的0.4V为止。反之，在电信号的平均电平超过0.7V的情况下减小放大率。
这样，被放大到预定电平的电信号输入到图像信号生成电路14d，作为加入了同步信号等的图像信号输入到图像控制电路15，进而在黑白监视器16上进行显示。
在输出到黑白监视器16的眼底图像暗淡或者放大率高噪声多的情况下，操作调整观察光量的调光开关22，进行观察光量的调光。如果操作开关22a则观察光源13的发光光量增加，如果操作开关22b则其发光光量减少，在显示单元22上显示对应于所设定的光量强度的数字1～20。
观察者观察在该黑白监视器16上显示的眼底图像，确认完成了摄影准备以后，通过操作摄影开关20进行彩色静止图像摄影。检测到对于摄影开关20的输入的控制电路18运算进行静止图像摄影时的摄影光量。
控制电路18经过通信口14e获得在放大电路14a中设定的有关放大率的信息X(dB)。接着，根据由调光开关22所设定的值0～20，使用存储在存储器18a中的表换算观察光量，根据这些值运算静止图像摄影时的摄影光量。
静止图像摄影时使用的闪光光源11由于与观察光源13相比较发生高辉度的光，因此可以降低放大电路14a的放大率。如果把放大率设定得较低则噪声的发生减少，对于噪声易于引起注意的静止图像摄影很理想。另外，该禁止图像摄影时的放大率存储在控制电路18的存储器18a中。
另外，来自物镜1的摄影光圈P(lux.sec)，如果把观察光量记为Q(lux.sec)，把观察时的放大率记为R(dB)，把摄影时的放大率记为S(dB)，则根据下面公式计算。其中，kc是彩色系数。
P＝kc×Q×2((R-S)/6)
控制电路18经过控制线25把放大电路14a的放大率固定在静止图像摄影用的放大率S(dB)，进而通过控制图像信号控制电路14d调整彩色平衡把色温变更到5600K。闪光灯发光控制电路24调整电容器24a的电荷量，使得闪光光源11发出如上述那样计算出的摄影光量P。
接着，熄灭观察光源13，接受了发光信号的闪光光源11由存储在电容器24a中的电荷以光量P发光。从闪光光源11发出的光束与观察光相同，通过光圈10的环形开口，通过物镜13，由开孔反射镜2周围的反射镜部分反射到左方，通过物镜1从瞳孔Ep照明眼底Er。
被这样照明的眼底图像再次通过物镜1、摄影光圈21、聚焦透镜3、摄影透镜4，在摄影元件6上成像，由此变换为电信号。放大电路14a以放大率S把这些信号放大，由信号判定电路14c判令信号电平是否适宜，经过图像信号生成电路14d发送到图像控制电路15。图像控制电路15把该电信号变换为数字图像数据，暂时存储在存储器15a中，经过图像记录装置19记录在记录媒体D中，同时在彩色监视器17上显示眼底图像以及判定结果。
控制电路18经过通信口14e，指示开始使用了放大电路14a、信号判定电路14b、放大率设定电路14c的AGC控制，点亮观察光源13，把图像信号控制电路14b的色温设定为3200K，结束彩色摄影。
由于在彩色摄影的情况下每次摄影的摄影条件不同，因此判定结果并不反映在存储于存储器18a中的静止图像摄影时的放大率以及摄影光量的修正值中。但是，在观察摄影的眼底图像，判断为曝光不适宜的情况下，通过操作调光开关22变更曝光的修正值。即，检测到对于调光开关22的输入的控制电路18存储在存储器18a中使得在使曝光明亮的情况下，优先地修正光量，在使曝光暗淡的情况下，优先修正放大率，并且使得反映在下一次摄影中。
在红外荧光摄影的情况下，操作摄影模式选择开关21的开关21i，则控制电路18检测其输入，在光路内插入红外荧光激励滤光器9，使红外光阻断滤光器8退出到光路以外。与彩色摄影的情况相同，从观察光源13发出的光由电容器透镜12聚光，通过闪光光源11、光圈10的环形开口，由红外荧光激励滤光器9仅透过红外荧光的激励波长的光，通过中继物镜7，由开孔反射镜2周围的反射镜部分反射到左方，从物镜1、瞳孔Ep照明眼底Er。
这样被照明的的眼底图像再次通过物镜1、摄影光圈2a、聚焦透镜3、摄影透镜4，在摄影元件6上成像，变换为电信号。该电信号输入到放大电路14a，调整为适宜的亮度显示在黑白监视器16上。摄影者观察在该黑白监视器16上显示的由荧光激励光引起的眼底反射像，在确认摄影部位、焦点为良好，并且完成红外荧光摄影的准备以后，在被检查人的静脉中注射例如红外荧光摄影用的吲哚氰蓝绿等荧光剂，在光路内插入红外荧光阻断滤光器5。
该荧光剂不久就到达眼底Er，荧光剂由激励光激励发生荧光。激励光的眼底反射像和荧光再次通过物镜1、摄影光圈2a、聚焦透镜3、摄影透镜4，由红外荧光阻断滤光器5遮挡反射像，透过了红外荧光阻断滤光器5的荧光像在摄影元件6上成像，变换为电信号。
该电信号与彩色摄影时相同，输入到电视电路14的放大率设定电路14c，进行AGC调整，变换为图像信号。该图像信号经过图像控制电路15在黑白监视器16上显示。荧光剂图像的强度随着注射荧光剂后的经过时间发生很大变化。在荧光剂刚刚注射之后荧光图像不出现荧光图像是完全黑暗状态，这时摄影元件6的信号电平由于很弱，因此放大电路14a设定为最大的增益。荧光图像的强度在注射荧光剂以后经过15秒左右急剧增强，与此相伴随放大电路14a的增益设定为较小的值。而且，从荧光剂注射后经过1分钟开始逐渐减弱。同时，放大电路14a的增益逐渐地设定为较大的值。
摄影者观察在黑白监视器16上显示的荧光图像，在确认了完成摄影准备以后，操作摄影开关20进行荧光图像的静止图像摄影。检测到对于摄影开关20的输入的控制电路18与彩色摄影时相同，运算静止图像摄影时的闪光光源11的发光光量。
来自物镜1的摄影光量P根据观测光量Q，观察放大率R(dB)，摄影放大率S(dB)，按照以下公式进行计算。其中，ki是红外荧光系数。
P＝ki×Q×2((R-S)/6)控制电路18经过控制线25把放大电路14a的放大率固定为S(dB)，闪光灯发光控制电路24调整电容器24a的电荷量使得闪光光源11以摄影光量P发光。然后，熄灭观察光源13，接受了发光信号的闪光光源11由存储在电容器24a中的电荷以摄影光量P发光。从闪光光源11发出的光束与观察光相同，经过光圈10的环形开口，通过中继透镜7，由开孔反射镜2周围的反射镜部分反射到左方，由红外荧光激励滤光器9仅透过红外荧光激励光，通过物镜1从瞳孔Ep照明眼底Er。
这样被照明了的红外荧光图像以及反射图像再次通过物镜1、摄影光圈2a、聚焦透镜3、摄影透镜4，由红外荧光阻断滤光器5遮挡荧光图像以外的光，在摄影元件6上成像，变换为电信号。放大电路14a以放大率S放大该信号，由信号判定电路14b判定信号强度，经过图像信号生成电路14d发送到图像控制电路15。图像控制电路15把该电信号变换为数字图像数据以后，暂时存储在存储器15a中，经过图像记录装置19记录在记录媒体D中，同时在彩色监视器17上显示眼底图像。
控制电路18再次经过控制线25，指示开始使用了放大电路14a、信号判定电路14b、放大率设定电路14c的AGC控制，点亮观察光源13。摄影者反复进行以上的操作，结束所希望的荧光摄影。
图2是示出该荧光摄影的时序图。以下根据图2的时序图以及图3的流程图进行说明。
图2中，如果把横轴作为时间轴，则示出(a)从被检查眼睛E的眼底Er出射的荧光的荧光强度T，(b)放大电路14a的观察放大率R，(c)从放大率设定电路14c输出的图像信号的图像信号强度U，(d)从观察光源13发出的观察光量Q，(e)静止图像摄影时的闪光光源11的摄影光量P，(f)静止图像摄影时的放大电路14a的摄影放大率S。另外，期间a如上所述是仅把红外荧光激励滤光器9插入到光路内进行调整的阶段，在该期间a中不出现荧光。
另外，来自眼底Er的反射光量强，因此尽管是较弱的观察光量Q，在观察放大率R较小的状态下也可以得到适当程度的图像信号。时序A是注射荧光剂，红外荧光阻断滤光器5也插入到光路内的时序，时序B示出开始出现荧光的时序。从而，在期间b中由于不出现荧光，因此尽管较高地设定观察放大率R也不能够得到图像信号。另外，在荧光图像的出现中具备的观察光量Q与红外荧光阻断滤光器5的插入相连动而增光。
荧光强度T从时序B向时序C急剧增强。从而，观察放大率R阶段性地减弱。例如，时序B’中的摄影光量P根据上述的公式，通过即将操作摄影开关20之前的观察光量Q，观察放大率R以及摄影放大率S计算。时序C以后的荧光强度T逐渐减弱。在时序D中，尽管以最大的摄影光源P进行了摄影，但是由信号判定电路14b判断为图像信号强度U较弱。由于变更了存储在控制电路18的存储器18a中的静止图像摄影时的放大率S，因此从下一个时序开始，较高地设定静止图像摄影时的放大率S。
另外，在时序E中，由于观察图像的图像信号强度U变得暗淡，因此观察者操作调光开关22增加观察光量Q。由此，能够使荧光强度T，图像信号强度U都变明亮。
另外，由于在时序F以后荧光强度T降低，因此尽管观察时的观察放大率R是最大，但是图像信号强度U也持续地暗淡下去。这时，尽管摄影光量P也是最大光量，但判断为静止图像摄影时的图像信号强度U不充分的信号判定电路14c经过通信口14e向控制电路18传送把静止图像摄影时的放大率S增大一级的信号。控制电路18把下一个静止图像摄影时的放大率S存储在存储器18a中。而且，在再次操作摄影开关20时，设定其所存储的摄影放大率S。由此，逐渐地增大设定摄影放大率S。
另外，在摄影者判断为曝光不适宜时，操作与上述相同的曝光修正开关23。于是，在下一次摄影时可以得到修正了曝光的图像。
根据图3的流程图说明以上的控制电路18的动作。
在101中，如果检测出摄影开关20为ON，则在102中检测观察放大率R，在103中检测观察光量Q，在104中运算摄影光量P。根据上述运算的结果在105中调整电容器24a的电荷量，决定发光光量。
接着，在106中设定存储在存储器18a中的摄影放大率S。
然后，在107中，使闪光光源11按照在105中设定了的光量发光，在108中进行摄影。然后在109中判断信号强度U是否不足，在不足的情况下，在110中增加摄影放大率S并且存储在存储器18a中。在不是不足时，存储器18a保持不变。在每一种情况下，在下一次摄影开关接通时，都使用其存储在存储器18a中的值，进行与前一次相同的动作。
在以上说明的荧光摄影的情况下，由于与彩色摄影的情况相比较摄影时使用的光的波长区域少，因此难以接受观察光源13与闪光光源11的色温的差，从而能够调整更正确的曝光量。
以上的说明对于红外荧光摄影进行，而在选择摄影模式选择开关21的开关21f，把红外荧光阻断滤光器5和红外荧光激励滤光器9替换为可见荧光摄影用的滤光器，进行可见荧光摄影的情况下也能够得到同样的效果。
另外，在上述的实施形态中，为了调整摄影光源，调整了电容器24a存储的电荷量，而如果使用已知的能够控制闪光灯发光时间的电路，根据发光计算并求出其发光时间，在发光时间内调整发光光量，则由于不需要在电容器24a的充放电方面花费时间，因此能够进行更高精度的曝光量控制。
另外，在荧光摄影时，如果从荧光剂注射以后经过一段时间，则荧光图像的强度变得相当弱。从而，即使把观察光源13的发光光量取为最大，放大电路14a的放大率也取为最大，也不能够得到适当亮度的图像信号。在这样的情况下，虽然在静止图像摄影时使用的可以得到高辉度的荧光灯光源11的光量方面有余量，但是由于不能够适当地运算静止图像摄影时的光量，因此不能够得到适当亮度的静止图像。
因此，如果以上所说明的那样，如果静止图像摄影时的信号也用信号判断路14b进行判定，把其判定结果存储在存储器18a中，并且在下一次摄影时进行反映，则在观察状态下，即使在荧光减弱到观察光量取得最大，进而照相机的放大率也取为最大，但是也不能够得到适当亮度的程度的状态下，在静止图像摄影时也能够有效地使用辉度高的闪光光源11的光量，能够得到适当亮度的图像。
另外，在彩色摄影图像与荧光摄影图像中图像的质量不同。即，彩色图像是总体都具有信号的通常的图像，而荧光摄影图像是在黑暗的背景中出现明亮部分的图像。从而，易于观看的图像的平均信号强度分别不同。因此，如果设定曝光修正开关23，通过修正曝光量，则在彩色摄影的情况下也能够在进行荧光摄影时得到适当曝光的图像。
如以上说明的那样，本发明的眼底摄影装置通过从观察时的放大率运算静止图像摄影时的发光量，能够不设置特别地检测装置，不使构造复杂化，另外由于没有可动部分，从摄影开关操作到实际摄影不花费多余的时间，因此能够不丢失快门机会，可以得到适当曝光的图像，能够提高摄影效率。
特别是，在荧光摄影的情况下，在荧光图像的强度急剧的变化时，通过检测电视照相机的灵敏度决定摄影光量，在连续摄影亮度急剧变化的被拍摄物体时，也能够始终得到适当亮度的图像。
权利要求
1.一种眼底摄影装置，其特征在于包括用于在观察时照明眼底的眼底观察用光源；用于调节上述眼底观察用光源的光量的观察光量调节装置；用于拍摄由上述观察用光源照明了的眼底图像的摄影装置；用于在静止图像获得时照明眼底的摄影用闪光光源；用于调节上述摄影光源的发光量的发光量调节装置；用于根据上述观察光量调节量和摄影装置的输出控制上述发光量调节装置的控制装置。
2.根据权利要求1所述的眼底摄影装置，其特征在于还包括用于控制上述摄影装置的输出信号的放大率的放大率控制装置，其中，上述控制装置根据上述放大率控制上述发光量调节装置。
3.根据权利要求1所述的眼底摄影装置，其特征在于上述摄影装置用于拍摄由摄影用闪光光源照明了的眼底图像。
4.一种眼底摄影装置，其特征在于包括用于在观察时照明眼底的眼底观察用光源；用于在静止图像获得时照明眼底的摄影用闪光光源；用于拍摄由上述眼底观察用光源照明的、观察时的活动图像以及由上述摄影用闪光光源照明的、摄影时的静止图像的摄影装置；用于存储从上述摄影装置输出的输出信号的放大率的放大率存储装置；用于根据上述存储装置存储的放大率控制放大率的放大率控制装置；用于判断眼底摄影时的上述摄影装置放大的输出信号的电平的判断装置，其中根据上述判断装置的判断结果变更上述存储装置的放大率。
全文摘要
本发明提供从观察时的摄影光量计算出适当的曝光量，能够在摄影时发出适当光亮的眼底摄影装置，特别是提供在荧光摄影的情况下，即使在拍摄过程中量度发生变化，通过检测观察用的摄像机的灵敏度，能够适当地决定摄影光量，从而能够得到适当亮度的图像的眼底摄影装置。
文档编号G03B7/16GK1411782SQ0214350
公开日2003年4月23日 申请日期2002年9月26日 优先权日2001年10月15日
发明者松本和浩 申请人:佳能株式会社