CN101190121A - 聚焦单元和眼科摄影设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚焦单元和眼科摄影设备。通过绕支撑部转动，可以将聚焦单元插入到照明光路中或者从照明光路中移除聚焦单元。将标志光源，即绿色发光二极管安装到基体的底面。将透明的丙烯酸类树脂圆盘固定到基体。将偏转棱镜安装到圆盘的底面。来自光源的光束进入偏转棱镜。焦点标志形成部设置在圆盘的顶面上。在遮光部的中央形成狭缝状开口，在该开口的下方设置分离棱镜。由棱镜偏转的来自光源的光束被分成右半部和左半部两种指向的光束，并且在开口处以两个狭缝像的形式与照明光学系统结合。

Description

聚焦单元和眼科摄影设备

技术领域

本发明涉及一种在眼科医院、眼科诊所等使用的眼科摄影设备。

背景技术

在日本特开平5-95902号公报中公开的眼底照相机(fundus camera)包括用于表示焦点的标志(index)、照亮该标志的光源以及投影光学系统，该投影光学系统具有将标志像从瞳孔的不同位置投影到被检查者的眼睛的眼底上的分离棱镜(split prism)。

另外，如日本特开平6-142050号公报中公开的那样，还已知以下这种方法：在照明光学系统中设置微小棱镜，将由眼底观察光照亮的狭缝像投影到眼底，并且进行调焦。

在上述方法的情况下，由于必需使从照明光学系统分支的焦点标志投影镜筒和微小棱镜都沿光轴方向移动，因此，需要大的空间。

在照明光学系统中设置微小棱镜的方法的情况下，由于通过棱镜使眼底照明光偏心以投影焦点标志，因此，焦点标志比周围的眼底区域暗。

美国专利申请2006/0077346号公报提出一种眼科设备，以解决上述问题，即：设备的小型化困难，由于部件数量、调整等导致成本增加的问题，以及焦点标志的光量问题。然而，在美国专利申请2006/0077346号公报的眼科设备中，必需使用与照亮眼底的光的波长范围不同的波长范围作为标志光源。具体地，必需使用波长区域与用于彩色摄影的白色摄影光源的波长区域不同的近红外观察光源和标志光源。因此，美国专利申请2006/0077346号公报的技术限于无散瞳眼底照相机。另外，不能改变用于聚焦的光源的光轴。因此，必需在晶状体(crystalline lens)光圈的中央设置开口，并且会产生重影光(ghost light)。

如上所述，在传统技术中，会增大设备的尺寸，或者会产生重影光。

发明内容

本发明提供一种聚焦单元和眼科摄影设备，其能够将聚焦单元插入照明光路和从照明光路移除聚焦单元，并且能够容易地将标志投影到眼底上。

在本发明的一个方面中，用于使被检查者的眼睛的眼底像与摄影光学系统中的摄像元件的检测面共轭(conjugate)的聚焦单元包括：光源，其提供用于聚焦眼底像的给定颜色的光；第一光学构件，其使由光源发出的光偏转；以及第二光学构件，其将由第一光学构件偏转的光分成在与光轴垂直的方向上彼此间隔开的、沿光轴行进的一个或多个光线对。

在本发明的另一方面中，眼科摄影设备包括：用于聚焦的聚焦透镜；摄影光学单元，其具有将经由聚焦透镜入射的光学像转换成电信号的摄像元件；照明光学单元，其具有用于照亮被检查者的眼睛的第一照明构件；分离单元，其被构造成使摄影光学单元的光路与照明光学单元的光路分离；第二照明构件；偏转棱镜，其使来自第二照明构件的光束偏转；以及开口，其使由偏转棱镜偏转的光束形成为焦点标志，并且该开口与摄像元件的检测面共轭。第二照明构件的主轴方向与照明光学单元的主轴方向不同。

从以下参照附图对典型实施例的说明中，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图图解了本发明的实施例，并与说明一起，用于说明本发明的原理。

图1示出眼底照相机的结构。

图2图解环状开口和照明光源的配置。

图3是光源的发射光谱的图。

图4是聚焦单元的俯视图。

图5是聚焦单元的侧视图。

图6是聚焦单元的仰视图。

图7图解聚焦单元的移动。

图8图解分离棱镜。

图9图解前眼部像。

图10A至图10C图解眼底处的狭缝像的分离。

图11A和图11B是聚焦单元的变形例的立体图。

图12是聚焦单元的另一变形例的俯视图。

图13图解分离棱镜。

具体实施方式

现在将参照附图说明本发明的实施例。

图1示出眼底照相机的结构。在被检查者的眼睛E的前方布置物镜1、具有摄影光圈2的带孔反射镜3、用于聚焦的聚焦透镜4、摄影透镜5、以及快速返回反射镜6。摄像元件7将通过带孔反射镜3、聚焦透镜4、摄影透镜5和快速返回反射镜6入射的光学像转换成电的像信号。聚焦透镜4、摄影透镜5、快速返回反射镜6、以及摄像元件7构成摄影光学系统。在快速返回反射镜6的反射方向上布置反射棱镜8和接眼镜9，构成观察光学系统。

照亮被检查者的眼睛E的眼底的照明光学系统具有角膜光圈10，该角膜光圈10用于限制下述照明光即白色发光二极管22的光束从带孔反射镜3到角膜附近，使得角膜反射光不进入摄像元件7。照明光学系统具有顺次配置的第一中继镜(relaylens)11和黑点板12，该黑点板12除去由于物镜1导致的反射。在黑点板12的后方布置聚焦单元16，该聚焦单元16包括偏转棱镜13、焦点标志形成部14、以及用于形成标志的标志照明构件15。偏转棱镜、焦点标志形成部以及标志照明构件形成为一体。可以将聚焦单元16插入照明光路以及可以从照明光路移除聚焦单元16。该聚焦单元16与聚焦透镜4的移动连动地沿光轴方向移动，并且当拍摄静像时，可以从光路移除该聚焦单元16。

带孔反射镜3是使摄影光学系统的光路和用于照亮被检查者的眼睛E的照明光学系统的光路分离的光学构件。

在聚焦单元16的后方布置第二中继镜17和反射镜18。在反射镜18的反射方向上顺次布置晶状体光圈19、光圈20、摄影照明构件21以及观察照明构件22，该晶状体光圈19使光束投影到被检查者的眼睛E的晶状体的后表面附近，该光圈20使下述白色发光二极管的光束投影到被检查者的眼睛E的瞳孔Ep附近。晶状体光圈19和光圈20均具有环状开口。

如图2所示，观察照明构件22包括沿光圈20的环状开口20a圆环状布置的六个白色发光二极管22a～22f。带孔反射镜3中的摄影光圈2位于第一中继镜11的大致焦点位置。光圈20布置在第二中继镜17的大致焦点位置。

将从摄像元件7输出的眼底像输入到控制单元23。控制单元23与摄影开关24、存储单元25以及监视器26连接。另外，控制单元23与驱动摄影照明构件21和观察照明构件22的光源驱动电路27、以及将聚焦单元16插入光路以及从光路移除聚焦单元16的聚焦单元驱动单元28连接。聚焦单元驱动单元28使聚焦单元16与聚焦透镜4的移动连动地沿光轴方向移动。

当用该眼底照相机进行摄影时，摄影者使被摄影者坐在眼底照相机的前面，通过接眼镜9观察被检查者的眼睛E的眼底Er，使被检查者的眼睛E与眼底照相机对准并进行聚焦。从观察照明构件22的白色发光二极管22a～22f发出的光束通过光圈20的环状开口20a和光圈19的环状开口并落在反射镜18上。由反射镜18反射的光通过第二中继镜17、聚焦单元16、黑点板12、第一中继镜11以及光圈10的开口并落在带孔反射镜3上。然后，该光由处于带孔反射镜3的周边的反射镜部向左反射，通过物镜1，经由瞳孔Ep照亮眼底Er。

被照亮的眼底Er的像通过物镜1、摄影光圈2、聚焦透镜4以及摄影透镜5，被快速返回反射镜6反射，被引导到接眼镜9。摄影者经由接眼镜9观察被检查者的眼睛E的眼底像，并且对准眼底照相机、确认摄影部位、通过聚焦单元16聚焦等。

图3是示出聚焦单元16的作为绿色发光二极管的标志照明构件15的特性A、观察照明构件22的白色发光二极管22a～22f的特性B、以及摄影照明构件21的特性C的波长对发光强度的图。由于摄影者利用接眼镜9用肉眼观察，所以，在聚焦单元16的标志照明构件15中使用绿色(可见光)发光二极管。考虑到眼底像的彩色摄影和观察时的色彩再现，在摄影照明构件21的摄影光束和观察照明构件22的观察光束中使用连续白色光谱。

图4～图6分别是聚焦单元16的俯视图、侧视图和仰视图。将作为绿色发光二极管的标志照明构件15安装到基体16a的底面。将由例如丙烯酸类树脂形成的透明圆盘16b固定到基体16a。将偏转棱镜13安装到圆盘16b的底面，使得来自标志照明构件15的光束进入偏转棱镜13。焦点标志形成部14设置在圆盘16b的顶面。焦点标志形成部14包括设置在遮光部14a的中央的狭缝状开口14b。一对分离棱镜14c和14d设置在开口14b的下方。

聚焦单元16具有绕转轴c转动的支撑部16c。如图7所示，通过绕转轴c转动，可将聚焦单元16插入到照明光学系统的光路和从照明光学系统的光路移除聚焦单元16。

如图8所示，分离棱镜14c和14d是将开口14b分成两部分的一对棱镜。将这些棱镜安装成使它们的偏转方向彼此相反。因此，由棱镜14c和14d偏转的来自标志照明构件15的光束被分成右半部和左半部两种指向的光束，并且在光圈开口14b处以两个狭缝像的形式与照明光学系统结合。

如图1所示，当将聚焦单元16插入照明光学系统时，焦点标志形成部14位于照明光路的中央，并且来自狭缝状开口14b的两光束与来自观察照明构件22的照明光一起以亮点的形式被投影到被检查者的眼睛E的瞳孔Ep上。这样，两个亮点Lp占据前眼部像中的图9所示的位置。聚焦透镜4的移动不会显著改变这些位置。

从亮点Lp投影的两光束在眼底Er上形成狭缝像。在图10A和10C中，狭缝像SP的投影位置不与眼底Er对齐，投影的左右狭缝像SP上下分离。相反地，如图10B所示，当狭缝像SP的投影位置与眼底Er对齐时，左右狭缝像SP对齐。

投影到眼底Er上的狭缝像SP通过瞳孔Ep、物镜1、摄影光圈2、聚焦透镜4、以及摄影透镜5，被快速返回反射镜6反射，并被引导到接眼镜9。摄影者移动聚焦透镜4，使得这些狭缝像SP对齐。与此连动地，聚焦单元16沿光轴方向移动。由于调整聚焦透镜4，使得摄像面总是与焦点标志形成部14的投影面共轭，所以可以通过在狭缝像SP对齐的状态下进行摄影来获得焦点对准的像。这样，经由分离棱镜14c和14d投影的狭缝像SP用作示出眼底摄影中的聚焦状态的标志。

在通过进行上述操作完成对齐之后，摄影者按压摄影开关24。检测摄影开关24的输入，控制单元23利用光源驱动电路27切断白色发光二极管22a～22f，利用聚焦单元驱动单元28从光路中移除聚焦单元16，并且还从光路中移除快速返回反射镜6。

控制单元23向光源驱动电路27发出指令，使摄影照明构件21瞬间发光。从摄影照明构件21发出的光束通过光圈20的开口和光圈19的开口，并落在反射镜18上。由该反射镜18向上反射的光通过中继镜17、黑点板12、中继镜11以及光圈10的开口，由带孔反射镜3的反射镜部向左反射该光，并且经由物镜1和瞳孔Ep照亮眼底Er。在照亮眼底之后，光通过瞳孔Ep、物镜1、摄影光圈2、聚焦透镜4、以及摄影透镜5，并在摄像元件7上形成眼底像。该眼底像在摄像元件7中被转换成电信号，输入到控制单元23，其后显示在监视器26上，并记录在存储单元25中。

完成这一系列的摄影操作之后，控制单元23使聚焦单元16再次移动到光路中，接通白色发光二极管22a～22f，并进入待机模式。

图11A和图11B是聚焦单元16的圆盘16b的下面的立体图。图11A示出聚焦单元16的上述偏转棱镜13。图11B示出聚焦单元16的变形例，其包括具有两个不同角度的反射面的偏转棱镜13a和13b。这些偏转棱镜13a和13b具有与分离棱镜14c和14d相同的功能。利用该偏转棱镜13a和13b，使得不需要分离棱镜14c和14d，并且可以利用丝网印刷等技术在圆盘16b中形成开口14b。

图12和图13示出聚焦单元16的另一变形例。两个互相垂直的开口14e和14f设置在焦点标志形成部14的遮光部14a中。分离棱镜14g和14h与图8所示的分离棱镜14c和14d一起布置在开口14e和14f的下方。尽管分离棱镜14c和14d的倾斜方向与图8中的相同，但分离棱镜14g和14h的倾斜方向与分离棱镜14c和14d垂直。

这样，投影到眼底Er上的来自开口14e和14f的光束被分成四个狭缝像，考虑到被检查者的眼睛E具有散光的情况和当对眼底Er的周边进行摄影时发生的散光，也可以进行两经线聚焦。

根据本发明的聚焦单元可以使眼科摄影设备小型化而不会产生重影光。根据本发明的眼科摄影设备可以小型化而不会发出重影光。

尽管已经参照典型实施例说明了本发明，但应该理解的是，本发明不限于公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以覆盖所有变形、等同结构和功能。

本申请要求2006年11月29日提交的日本专利申请No.2006-321633的优先权，该专利申请的全部内容通过引用包含于此。

Claims (7)

1.一种聚焦单元，其用于使被检查者的眼睛的眼底像与摄影光学系统中的摄像元件的检测面共轭，所述聚焦单元包括：

光源，其提供用于聚焦所述眼底像的给定颜色的光；

第一光学构件，其使由所述光源发出的光偏转；以及

第二光学构件，其将由所述第一光学构件偏转的光分成在与光轴垂直的方向上彼此间隔开的、沿所述光轴行进的一个或多个光线对。

2.根据权利要求1所述的聚焦单元，其特征在于，所述第二光学构件是使入射光沿所述方向偏转的棱镜。

3.根据权利要求1所述的聚焦单元，其特征在于，用于聚焦的所述光源是发光二极管。

4.一种眼科摄影设备，其包括：

用于聚焦的聚焦透镜；

摄影光学单元，其具有将经由所述聚焦透镜入射的光学像转换成电信号的摄像元件；

照明光学单元，其具有用于照亮被检查者的眼睛的第一照明构件；

分离单元，其被构造成使所述摄影光学单元的光路与所述照明光学单元的光路分离；

第二照明构件；

偏转棱镜，其使来自所述第二照明构件的光束偏转；以及

开口，其使由所述偏转棱镜偏转的光束形成为焦点标志，并且所述开口与所述摄像元件的检测面共轭，

其中，所述第二照明构件的主轴方向与所述照明光学单元的主轴方向不同。

5.根据权利要求4所述的眼科摄影设备，其特征在于，所述偏转棱镜具有两个表面，所述两个表面具有不同的角度以沿两个方向偏转，所述偏转棱镜将来自所述第二照明构件的光束分离成沿至少两个偏转方向，从而，所述偏转棱镜用作分离棱镜，使得所述第二照明构件的主轴方向与所述照明光学单元的主轴方向不同。

6.根据权利要求5所述的眼科摄影设备，其特征在于，还包括第二光学构件，所述第二光学构件使光束在被检查者的眼睛的瞳孔上沿两个互相垂直的经线上的四个方向偏转。

7.一种眼底照相机，其包括具有摄像元件的摄影光学单元，所述摄像元件将经由所述聚焦透镜入射的光学像转换成电信号；

照明光学单元，其具有用于照亮被检查者的眼睛的第一照明构件；

分离单元，其被构造成使所述摄影光学单元的光路与所述照明光学单元的光路分离；以及

如权利要求1所述的聚焦单元，

其中，将由所述聚焦单元提供的具有给定颜色的光线构造成提供使用时出现在被检查者的眼睛的眼底上的焦点标志。

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