眼摄影装置以及眼摄影系统

技术领域

本发明涉及一种对被检者的眼底等进行拍摄的眼摄影装置以及使用该装置的眼摄影系统。

背景技术

通常地，在进行眼底检查时，向被检眼照射可见光，检测来自眼底的反射光并图像化。另一方面，由于利用可见光照射的摄影晃眼而对被检者施加负担，因此还提出了一种使用可见光和红外光等不会被人眼感知的非可见光线这两者的眼底摄影方法(例如，参照专利文献1～3。)。

在专利文献1所记载的眼底摄像机中，具备包括可见光和红外光的照明光源以及对可见区域和红外区域具有灵敏度的摄像元件，进行利用红外光的测试发光，设定摄影用的可见光照明的发光量。另外，在专利文献2所记载的眼底摄影装置中，利用中心波长为940nm的红外光来观察前眼部，利用可见光进行眼底观察。并且，在专利文献3所记载的眼底摄影系统中，将照射红外光来拍摄得到的图像与照射可见光来拍摄得到的图像合成，由此实现眼底图像的鲜明化。

以往，还提出了仅通过红外光对眼底进行拍摄的方法(例如，参照专利文献4、5。)。在专利文献4所记载的眼底摄影装置中，向被检眼照射圆偏振光的红外光，将其反射光变换为直线偏振光后按偏振方向来进行拍摄，由此以不同的偏振状态拍摄同一被检者的眼底。另外，在专利文献5所记载的眼底摄影装置中，照射700nm～1000nm的红外区域的光，根据其反射光的分光数据得到眼底分光像。

另外，近年来，还提出了不仅对静止图像进行拍摄还对眼底的运动图像进行拍摄的眼摄影装置(例如，参照专利文献6)、除了显示摄影眼底形态图像之外还测定眼底血流信息等来进行显示的系统(例如，参照专利文献7)。

专利文献1：日本特开2005-279154号公报

专利文献2：日本特开2017-100013号公报

专利文献3：日本特开2013-198587号公报

专利文献4：日本特开2012-34724号公报

专利文献5：日本特开2005-296400号公报

专利文献6：日本特开2018-089480号公报

专利文献7：日本特开2019-042263号公报

发明内容

然而，前述的专利文献1～3所记载的眼底摄影装置由于也进行利用可见光的拍摄因此不会减少拍摄时的晃眼，另外，由于对被检者而言成为负担，因此难以进行多张连续拍摄。另一方面，专利文献4、5所记载的装置由于仅利用红外光拍摄因此能够减少拍摄时的晃眼，但是，在专利文献4所记载的装置中存在不会得到依赖于波长的信息这样的问题点，另外，专利文献5所记载的装置由于通过扫描来获取图像因此存在拍摄时间变长这样的问题点。

因此，本发明的目的在于提供一种能够以不对被检者施加负荷的方式得到与以往的利用可见光的彩色摄影同样的眼底图像或其它与眼有关的信息的眼摄影装置以及眼摄影系统。

本发明所涉及的眼摄影装置具有：照射光学系统，其向被检眼照射包括2种以上的波长成分的近红外光；受光光学系统，其会聚在所述被检眼的眼底或眼内的任意的位置反射后的源自所述近红外光的反射光来成像；摄像部，其拍摄由所述受光光学系统成像得到的眼底像或眼内像来输出每个波长成分的图像信号；以及图像生成部，其将从所述摄像部输出的各图像信号合成来生成所述被检眼的眼底图像或眼内图像。

也可以是，所述摄像部具备摄像元件，所述摄像元件具有检测波长不同的2种以上的像素，同时检测中心波长不同的2种以上的近红外光。

在此，所述摄像元件例如能够为以下结构：具有接收第一近红外光的第一近红外像素、接收中心波长与所述第一近红外光不同的第二近红外光的第二近红外像素、以及中心波长与所述第一近红外光及所述第二近红外光不同的第三近红外像素。

也可以是，所述的各像素被设置在同一元件上。

或者，也能够为以下结构：将所述的各像素设置在按检测波长而不同的元件上，并且具备分光元件，所述分光元件将在所述被检眼的眼底或眼内反射后的光进行分光后朝向各像素射出。

另外，所述摄像元件也可以还具有接收第一可见光的第一可见像素、接收中心波长与所述第一可见光不同的第二可见光的第二可见像素、以及中心波长与所述第一可见光及所述第二可见光不同的第三可见像素，在该情况下，能够通过所述照射光学系统来与近红外光一起照射可见光或者在近红外光之外照射可见光，通过所述受光光学系统来使源自所述可见光的反射光成像。

也可以是，所述照射光学系统具备光源，所述光源同时发出中心波长不同的2种以上的近红外光。此外，在此所说的“同时”不需要是严格意义上的同时，也包括存在眼底图像或眼内图像所允许的程度的时滞的情况，在以下的说明中也是同样的。

在该情况下，也可以为以下结构：在所述照射光学系统中设置使入射的光均匀地射出的光管，来自所述光源的光经由所述光管被照射到被检眼。

也可以是，本发明的眼摄影装置还具有：数据存储部，其记录有眼底图像和/或眼内图像；以及图像数据处理部，其将由图像生成部生成的图像与所述数据存储部中存储的图像进行比较。

本发明所涉及的眼摄影系统具有：所述的眼摄影装置；以及服务器，其存储有眼底图像和/或眼内图像，所述眼摄影系统将由所述眼摄影装置拍摄得到的图像与所述服务器中存储的图像进行比较。

根据本发明，能够以与利用可见光的摄影相比较少的负荷拍摄被检眼的彩色眼底图像或眼内图像，得到与眼有关的各种信息。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的第一实施方式的眼摄影装置的结构的图。

图2是示出图1所示的光源21的结构例的图。

图3是示意性地示出图1所示的摄像部4的结构例的图。

图4是示意性地示出图1所示的摄像部4的另一结构例的图。

图5是示意性地示出图1所示的摄像部4的另一结构例的图。

图6是示出具有检测波长不同的2种以上的像素的摄像元件的像素配置例的图。

图7是示出图6所示的各像素的检测波长的图。

图8是示出能够检测可见光和近红外光这两者的摄像元件的像素配置例的图。

图9是示出图8所示的摄像元件的检测波长的图。

图10的A～E是由本发明的第一实施方式的眼摄影装置拍摄得到的眼底图像，A是彩色合成后的图像，B～D分别是利用图7所示的近红外光NIR1、NIR2、NIR3得到的图像。

图11是由本发明的第一实施方式的眼摄影装置拍摄得到的血管观察图像。

图12的A和B是示意性地示出本发明的第一实施方式的变形例的眼摄影装置的结构的立体图。

图13是示出本发明的第二实施方式的眼摄影系统的概要的图。

图14是示出图13所示的眼摄影系统的动作的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来对用于实施本发明的方式详细地进行说明。此外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。

(第一实施方式)

首先，对本发明的第一实施方式所涉及的眼摄影装置进行说明。图1是示意性地示出本实施方式的眼摄影装置的结构的图。如图1所示，在本实施方式的眼摄影装置中设置有：向被检眼1照射照明光的照射光学系统2、接收来自被检眼1的反射光的受光光学系统3、拍摄眼底像或眼内像的摄像部4、以及根据从摄像部4输出的图像信号来生成眼底图像或眼内图像的图像生成部5等。

[照射光学系统2]

照射光学系统2用于向被检眼1照射包括2种以上的波长成分的近红外光，例如由光源21、光管22、聚光透镜23、分光元件24、物镜25等构成。光源21只要是发出包括2种以上的波长成分的近红外光的光源即可，例如能够使用可射出700nm～1100nm之类的宽频带的近红外光的光源、将发光波长不同的多个发光二极管(LED：light emitting diode)组合后的光源等。

光管22是通过将入射的光在棱柱或棱锥的侧面反射多次来使其均匀地射出的光学元件，也被称为均化器(homogenizer)。将发光波长不同的多个LED组合后的光源21有时由于各LED的配置、特性、光源21的位置偏离等而产生照射不均(日语：照射斑)。在这种情况下，只要在光源21与被检眼1之间配置光管22，就会射出在光管22内被均匀化后的光，因此能够向被检眼1均匀地照射包括2种以上的波长成分的近红外光。

此外，在使用了能够均匀地照射包括2种以上的波长成分的近红外光的光源的情况下，也可以不设置光管22。在此，作为可均匀照射的光源，例如能够列举出以接近配置的方式密封发光波长不同的多个LED来使中心波长不同的2种以上的近红外光的射出位置接近的光源、使用短波长LED和近红外荧光体来从同一位置射出宽频带的近红外光的光源等。另外，如果在光管22的后方(射出侧)配置漫射板和/或光圈，则能够生成虚拟的点光源，因此能够进一步减少照射不均。

关于使用了LED的点光源，存在当各波长的发光位置分离时照明光产生波长不均的可能性。因此，在本实施方式的眼摄影装置中，在将LED用作光源的情况下，优选的是将所需要的波长的光源集成安装在直径几mm左右的圆内，由此能够向被检眼1分散照射多个波长的近红外光。

图2是示出图1所示的光源21的结构例的图。摄像部4中的各近红外光的检测有时根据使用的摄像元件的种类不同而灵敏度在波长间有偏差。例如，在摄像元件被形成在Si基板上的情况下，940nm的波长的光与800nm的波长的光的灵敏度相比低百分之几十左右。因此，在本实施方式的眼摄影装置中，优选的是，如图2和下述表1所示，与摄像元件的检测灵敏度对应地，将发出灵敏度低的波长的光的LED安装得比发出其它波长的光的LED多，通过照明光来补偿检测灵敏度的下降。由此，能够使从摄像元件输出的各波长信号的检测灵敏度均匀。

[表1]

并且，光源21也可以除了发出包括2种以上的波长成分的近红外光之外还发出例如10lux以下的不会感觉到晃眼的程度的可见光。这种低照度的可见光当单独使用时会发生图像模糊或噪声增大，因此，难以拍摄眼底像等，但是，当与包括2种以上的波长成分的近红外光组合起来使用时，能够在抑制拍摄时的晃眼的同时通过近红外光和可见光得到关于被检眼的眼底的状态的更多信息。

分光元件24用于将从光源21发出的近红外光的一部分反射后朝向被检眼1射出，例如能够使用分束器等。此外，也能够在光管22与分光元件24之间配置会聚照明光(近红外光)的聚光透镜23、用于去除光源的反射像的偏振片(未图示)以及用于形成照明形状的掩模(未图示)。在该情况下，作为偏振片，优选的是使用也应对近红外光的线栅偏振器。

物镜25用于使作为照明光的近红外光会聚到被检眼1，例如能够使用双凸透镜等。此外，物镜25在后述的受光光学系统中也有会聚来自被检眼1的反射光的功能。

[受光光学系统3]

受光光学系统3会聚来自被检眼1的眼底或眼内的反射光来成像，由物镜25、分光元件24、聚焦透镜31等构成。照射到被检眼1的包括2种以上的波长成分的近红外光分别在眼底或眼内被反射，通过物镜25和分光元件24后被聚焦透镜31成像。

此外，前述的偏振片也可以不设置于照射光学系统2而是设置于受光光学系统3。由此，能够抑制在透镜或眼球表面上的反射或来自被检眼1的反射光的映入。然后，该情况下的偏振片也与前述的照明光学系统2同样地，能够使用也应对近红外光的线栅偏振器等。

[摄像部4]

摄像部4用于拍摄由受光光学系统3成像得到的眼底像或眼内像来输出每个波长成分的图像信号，具备1个或2个以上的摄像元件。图3～5是示意性地示出摄像部4的结构例的图。摄像部4只要是能够按波长成分来区别地检测近红外光的结构即可，例如能够如图3所示那样为以下结构：具备多个摄像元件42a～42c、以及将来自被检眼的反射光按特定波长进行分光后朝向各摄像元件42a～42c射出的分光元件(棱镜)41。

或者，也可以如图4所示那样为以下结构：依次或分时地向被检眼照射波长不同的多个近红外光，通过在摄像元件43中进行30FPS以上的高速摄像来拍摄每个波长成分的眼底像或眼内像。并且，也能够如图5所示那样为以下结构：能够使用具备检测波长不同的2种以上的像素的摄像元件44来同时检测由被检眼反射后的波长成分不同的多个光。此外，在图3～5的任一个结构中，都将由摄像元件检测出的光信号作为每个波长成分的图像信号输出到图像生成部5。

图6是示出具有检测波长不同的2种以上的像素的摄像元件的像素配置例的图，图7是示出各像素的检测波长的图。在图6所示的摄像元件中，设置有接收第一近红外光的第一近红外像素NIR1、接收中心波长与第一近红外光不同的第二近红外光的第二近红外像素NIR2、以及中心波长与第一近红外光及第二近红外光不同的第三近红外像素NIR3，能够同时检测中心波长不同的3种近红外光。通过使用这种摄像元件，能够以简单的装置结构来高精度地检测多个近红外光。

在图6所示的摄像元件中，例如利用第一近红外像素NIR1检测与红色光(R)具有相关性的近红外区域的光，利用第二近红外像素NIR2检测与蓝色光(B)具有相关性的近红外区域的光，利用第三近红外像素NIR3检测与绿色光(G)具有相关性的近红外区域的光。由此，能够在图像生成部5中生成与利用可见光的彩色摄影同样的彩色图像。

在此，如图7所示，与红色光(R)具有相关性的近红外区域的光为在700nm～830nm的范围中任意的波长的光，与蓝色光(B)具有相关性的近红外区域的光为在830nm～880nm的范围中任意的波长的光，与绿色光(G)具有相关性的近红外区域的光为在880nm～1200nm的范围中任意的波长的光，为各不相同的波长的光。

此外，摄像部4并不限定于前述的结构，能够使用PCT/JP2018/006193、PCT/JP2018/017925所记载的、能够同时检测波长不同的多个近红外光的固体摄像元件和固体摄像装置。图8是示出能够检测可见光和近红外光这两者的摄像元件的像素配置例的图，图9是示出图8所示的摄像元件的检测波长的图。例如，在使用与近红外光一起照射低照度的可见光的光源21的情况下，只要使用通过前述的第一近红外像素NIR1、第二近红外像素NIR2以及第三近红外像素NIR3来将可见光与近红外光一起检测的摄像元件、或如图8所示那样在赤红外像素之外设置有检测可见光(R,G,B等)的像素的摄像元件即可。

像这样，通过使用能够检测可见光和近红外光这两者的摄像元件，能够如图9所示那样从可见区域到近红外区域地同时检测多个光。或者，也能够采用以下结构：在摄像部4中设置检测近红外光的摄像元件和检测可见光的摄像元件，使用分光元件来将来自被检眼1的反射光分配给这些摄像元件。

[图像生成部5]

图像生成部5将从摄像部4输出的各图像信号合成来生成被检眼1的眼底图像或眼内图像。例如，在摄像部4中检测出与红色光(R)、蓝色光(B)和绿色光(G)具有相关性的近红外区域的光的情况下，在图像生成部5中，将来自第一近红外像素NIR1的图像信号作为红色信号，将来自第二近红外像素NIR2的信号作为蓝色信号，将来自第三近红外像素NIR3的信号作为绿色信号，来生成彩色图像。

此外，在图像生成部5中，也可以除了生成合成图像之外还生成每个波长成分的眼底像或眼内像。通过与彩色图像一起观察每个波长的眼底像或眼内像，更容易检测眼底的异常或病变以及其它与眼有关的信息。图10的A～E是由本发明的第一实施方式的眼摄影装置拍摄得到的眼底图像，图10的A是彩色合成后的图像，图10的B～D分别是利用图7所示的近红外光NIR1、NIR2、NIR3得到的图像。

如图10的A所示，当使用本实施方式的眼摄影装置时，能够通过利用近红外光的摄影来得到与利用可见光照射的摄影同样的彩色眼底图像。另外，由于图10的A所示的彩色的眼底像和图10的B～D所示的每个波长的眼底像是分别同时拍摄得到的，因此容易比较异常或病变，也容易确定它们的位置。

另外，在本实施方式的眼摄影装置中，不仅能够进行静止图像的拍摄还能够进行运动图像的拍摄。在利用可见光的观察中，由于照明光晃眼因此难以进行动图拍摄，但是，在如本实施方式那样使用了近红外光的情况下，对被检者的负荷少且能够进行长时间的观察，因此，也能够拍摄眼底或眼内的动图。图11是由本实施方式的眼摄影装置拍摄得到的血管观察图像。通过将如图11所示的动脉毛细血管的图像拍摄为动图，能够观察血流状态，因此，能够容易地得到被检者的与眼有关的信息或与血压状态等身体状况有关的信息。

如以上详述的那样，本实施方式的眼摄影装置通过包括2种以上的波长成分的近红外光进行拍摄，因此，与利用可见光的摄影相比能够减少被检者的负荷。利用近红外光的摄影也能够避免瞳孔的缩小，因此，本实施方式的眼摄影装置与以往的装置相比也能够期待重拍次数的减少。

另外，本实施方式的眼摄影装置能够通过将利用波长成分不同的2种以上的近红外光拍摄得到的眼底像或眼内像合成来生成与利用可见光拍摄得到的图像同样的彩色图像。其结果是，通过使用本实施方式的眼摄影装置，仅通过对被检者的负荷少的近红外光，就能够得到能够容易地确认有无异常或病变的眼底图像或眼内图像。

(第一实施方式的第一变形例)

接着，对本发明的第一实施方式的第一变形例所涉及的眼摄影装置进行说明。图1所示的各结构可以设置于一个装置，但是也可以分开设置于2个以上的装置，例如，也可以由具备照射光学系统2和受光光学系统3的光学构件(摄影套件)以及具备摄像部4和图像生成部5的摄像装置(摄像机)构成。

图12的A和图12的B是示意性地示出本变形例的眼摄影装置的结构的立体图。此外，在图12的A、B中，对与图1所示的眼摄影装置的结构要素相同的结构要素赋予相同的附图标记，省略其详细的说明。如图12的A、B所示，本变形例的眼摄影装置为以下结构：在具备摄像机功能的智能设备6内设置摄像部4和图像生成部5，在该智能设备6的摄像机61中安装光学构件(拍摄套件)，该光学构件具备光源(未图示)、光管22、聚光透镜23、分光元件24、物镜25以及监视器画面观察用透镜26。

在使用本变形例的眼摄影装置来拍摄眼底图像的情况下，以使物镜25位于例如作为被检眼1的左眼之前、使监视器画面观察用透镜26位于看监视器的眼(右眼)11之前的方式配置智能设备6和光学构件。然后，一边通过右眼(看监视器的眼)11看智能设备6的监视器来确认图像，一边对左眼(被检眼1)进行眼底拍摄。

此时，通过使眼底图像的显示位置在监视器画面上发生变化或在监视器画面上显示用于凝视引导的标记，能够引导被检眼1的视点来使眼底拍摄部位移动或调整眼睛的位置以使眼底的中心成为监视器的中心。

像这样，本变形例的眼摄影装置能够自己拍摄眼底图像或眼内图像，能够轻易地观察眼的状态。此外，本变形例中的上述以外的结构和效果与前述的第一实施方式同样。

(第一实施方式的第二变形例)

接着，对本发明的第一实施方式的第二变形例所涉及的眼摄影装置进行说明。本变形例的眼摄影装置除了具备图1所示的第一实施方式的眼摄影装置的结构之外，还具备存储眼底图像、眼内图像的数据存储部以及将由图像生成部5生成的图像与数据存储部中存储的图像进行比较的图像数据处理部。

本变形例的眼摄影装置能够将数据存储部中存储的过去拍摄的图像与最近拍摄的图像比较，因此，被检者自身能够容易地掌握眼底或眼内的变化。此外，本变形例中的上述以外的结构和效果与前述的第一实施方式及其第一变形例同样。

(第二实施方式)

接着，对本发明的第二实施方式的眼摄影系统进行说明。图13是示出本实施方式的眼摄影系统的概要的图。如图13所示，在本实施方式的眼摄影系统中，服务器71经由因特网70来与图1所示的第一实施方式的眼摄影装置(眼摄影装置10a)、图12的A、B所示的第一实施方式的第一变形例的眼摄影装置(眼摄影装置10b)相互连接。在该服务器71中，作为数据库信息存储有例如被检者自身或被检者以外的人过去拍摄的眼底图像、眼内图像。

接着，对本实施方式的眼摄影系统的动作进行说明。图14是示出图13所示的眼摄影系统的动作的流程图。如图14所示，在通过本实施方式的眼摄影系统收集并处理与眼有关的信息的情况下，首先使用眼摄影装置10a、10b来拍摄被检眼1。

然后，拍摄得到的眼底图像或眼内图像被发送到服务器71。在服务器71中，将数据库的信息与拍摄得到的眼底图像或眼内图像进行比较，将其结果发送给用户(被检者)。此外，通过本实施方式的眼摄影系统得到比较结果根据需要也能够由医生进行确认并利用于诊断。

本实施方式的眼摄影系统能够通过由被检者自身每日持续地拍摄眼底或眼内并将其结果发送到服务器来随时追踪眼底或眼内的变化。该系统不仅能够进行状态观察，也能够检测变化方向。另外，通过预先在服务器中存储疾病状态图像，能够通过因特网比较眼底图像(含运动图像)来确认是疾病状态还是健康状态。在该系统中，即使在被检眼处于健康与疾病的中间的状态的情况下，也能够通过使用AI将储存的图像数据进行比较来进行较为准确的判定。

并且，在本实施方式的眼摄影系统中，能够仅通过近红外光来观察眼底或眼内，因此，在测量中不容易难以产生透镜像差，能够进行包括到眼底、瞳孔以及透镜的广范围的眼镜的静止图像和动图拍摄。除此以外，该眼摄影系统不仅能够掌握眼底而且能够综合地掌握眼整体的信息，因此也能够发现仅通过眼底观察掌握不完全的眼的异常状态。

1：被检眼；2：照射光学系统；3：受光光学系统；4：摄像部；5：图像生成部；6：智能设备；10a、10b：眼摄影装置；11：看监视器的眼睛；21：光源；22：光管；23：聚光透镜；24：分光元件；25：物镜；26：监视器画面观察用透镜；31：聚焦透镜；41：分光元件(棱镜)；42a～42c、44、45：摄像元件；61：摄像机；70：因特网；71：服务器。