JP2005143805A - 眼科撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明および撮影時の照明光特性の切り換えを広範囲かつ確実に行なえ、手持ち式眼底カメラのような眼科撮影装置に適用可能な簡単安価かつ小型軽量に構成可能な照明系の構成を提供する。
【解決手段】 被検眼を照明する照明光源としてそれぞれ選択的に点灯されるＬＥＤ４１とフラッシュランプ４２を配置するとともに、ＬＥＤ４１またはフラッシュランプ４２のいずれかの前方に端面が位置するように切り換え可能な光ファイバ４３を設け、被検眼観察時には半導体発光素子からの照射光を被検眼に照射し、被検眼撮影時には制御部４０の照明光量設定に応じてＬＥＤ４１またはフラッシュランプ４２のいずれかの照明光を被検眼に照射するよう光ファイバ４３を切り換える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、被検眼を照明する照明光源と前記照明光源の照明光量設定を制御する制御部を有し、前記照明光源の照明光を用いて被検眼を観察または撮影する眼科撮影装置に関するものである。

被検眼の眼底を観察し、また撮影する装置として眼底カメラのような眼科撮影装置が知られている。

通常、眼底カメラにおいては、観察時と撮影時に要求される照明光の特性が異なるため、その照明系には、観察時用照明光源および撮影時用照明光源がそれぞれ設けられることが多い。

たとえば、眼底カメラの光源は１つの観察光源（たとえばハロゲンランプ）と、１つの撮影光源（たとえばフラッシュランプ）を備えて、それぞれ観察および撮影に用いるものがある。あるいは、観察用ハロゲンランプ、撮影用ハロゲンランプと２つのハロゲンランプを備えた眼底カメラも知られている。この種の装置は、ハロゲンランプは光量変化の応答が悪いためハロゲンランプを観察に使用しながら撮影時に急に明るくすることは難しいため、２つのハロゲンランプをリターンミラーなどで切り換えるようにしたものである。また、一つの光源で観察／撮影の両方を兼用することも考えられるが、この場合、少なくとも観察／撮影時に必要とされる光量が異なるため、光量調整用のフィルターが必要とされる。

一方、従来より、手持ち式眼底カメラが知られている。一般に、手持ち式眼底カメラは、たとえば、下記の特許文献１に示されるように、撮影操作に必要な部位、たとえば少なくとも観察／撮影光学系の部分を検者が手持ちできるように分離した構造を有するもの、あるいは、可能であればカメラの全構成部材が手持ち可能な筐体内に収容したものを指す。手持ち式眼底カメラは、ユーザがその主要部ないし全体を手で保持して観察／撮影を行なえるように構成され、動物の眼底撮影などにも使用される場合がある。

手持ち式眼底カメラは、ユーザがその主要部ないし全体を手で保持して操作できなければならない、という特性上、小型かつ軽量に構成されている必要がある。
特開平４−２５６７２６号公報 （図１）

手持ち式眼底カメラの場合、動物の眼底撮影などにも使用されるので、撮影時の光量のレンジが一般の眼底カメラに比べて非常に広く低照度の撮影光源が必要とされる。この低照度の撮影光源は通常の撮影光源で使われるフラッシュランプを使えればよいのだが、仕様上、フラッシュランプは大きな光量を出す光源であり、特別小さい光量を発光させると発光量や作動が安定しなくなる問題がある。

このため一般的な観察用照明光源および撮影用照明光源をそれぞれ設ける他、さらに別に異なる照明光量範囲（たとえば低照度側）をカバーする撮影用照明光源をさらに設ける必要があり、これによって光源の切換機構がより複雑かつ大型になりがちな問題がある。このことは小型軽量化が要求される手持ち式眼底カメラでは非常に不都合である。

本発明の課題は、上記の問題に鑑み、照明および撮影時の照明光特性の切り換えを広範囲かつ確実に行なえ、手持ち式眼底カメラのような眼科撮影装置に適用可能な簡単安価かつ小型軽量に構成可能な照明系の構成を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明においては、被検眼を照明する照明光源を有し前記照明光源の照明光により被検眼を観察または撮影する眼科撮影装置において、前記照明光源として、それぞれ選択的に点灯される半導体発光素子とフラッシュランプを配置するとともに、前記半導体発光素子またはフラッシュランプのいずれかの前方に端面が位置するように切り換え可能な光ファイバを設け、被検眼観察時には前記半導体発光素子の照射光を被検眼に照射し、一方、被検眼撮影時には前記半導体発光素子またはフラッシュランプのいずれかの照明光を被検眼に照射するよう前記光ファイバを切り換え、前記光ファイバを介して前記半導体発光素子またはフラッシュランプの照明光を被検眼方向に導く構成を採用した。

上記構成によれば、照明光源として半導体発光素子とフラッシュランプを用い、照明光量設定などの条件に応じて半導体発光素子またはフラッシュランプのいずれかの照明光を被検眼に照射するよう光源切り換えを行なう光ファイバを設けた構成を採用しているので、照明および撮影時の照明光特性の切り換えを広範囲かつ確実に行なえ、手持ち式眼底カメラのような眼科撮影装置に適用可能な簡単安価かつ小型軽量に構成可能な照明系を提供することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。ここでは、本発明を適用した眼科撮影装置として手持ち式の眼底カメラの実施例を示す。

図１は本発明の一実施例として眼底カメラの外観を示している。この眼底カメラ２０は、操作者である検者（以下、単にユーザとも記す）がグリップ部２２を保持して被検者の被検眼の眼底を観察撮影する。眼底カメラ２０の装置本体２１には、検者側から見て正面側に、観察光学系の接眼レンズ２６が設けられており、背面には対物レンズ１０と、被検者の額に当てる額当て２５が設けられている。額当て２５は装置本体２１から突出する長さを調整できるようになっており、それにより対物レンズ１０と被検者の被検眼との距離を適当に調整することができる。

また、装置本体２１の検者側から見て左右の側面には、焦点調整を行うためのフォーカスノブ２４が図中の矢印で示すように回転可能に設けられている。また、グリップ部２２には、シャッタスイッチ２３が設けられ、このシャッタスイッチを下方向に操作すると、撮影光源（後述のＬＥＤまたはフラッシュランプ）が発光して撮影が行われる。

図２はこの眼底カメラの光学系を示している。符号１７は照明光学系光軸で、後述のように構成された照明光学系の照明光は被検眼Ｅ１で集光して被検眼眼底Ｅ０を照明する。照明光学系の詳細については図３および図４により後で詳述する。

対物レンズ１０、合焦レンズ１２、および結像レンズ１６は観察撮影光学系を構成し、合焦レンズ１２、および結像レンズ１６の間には、リターンミラー１４が配置されている。リターンミラー１４は、検者が眼底を観察するための接眼レンズ２６の方向に眼底像を反射するためのものである。リターンミラー１４は、シャッタスイッチ２３の操作により撮影が指令されると、光軸１８から離脱され、ＣＣＤ１５に撮影光が導かれ、眼底像が撮像される。

本実施例では、眼底の撮像範囲を定めるための撮影マスク１１は、ＣＣＤ１５の撮像面の共役位置に配置され、ＣＣＤ１５を結像レンズ１６後方の像側焦点面の位置に置き、撮影マスク１１を合焦レンズ１２前方の物体側焦点面の位置に置いてテレセントリック光学系にしている。撮影マスク１１は、移動手段３０を介して検者により合焦調節操作に応じて図中のａ−ａ’方向に合焦レンズ１２と一体的に移動される。これにより、撮影マスク１１は、合焦動作にかかわらずＣＣＤ１５の撮像面の共役位置に常に維持される。

図３は図１の眼底カメラの照明光学系の構成を模式的に示している。図３の左側は正面側から、また図３の右側は側面（図１の眼底カメラの右側面に対応）側から照明光学系の構成を示している。本実施例では、白色ＬＥＤ（以下、白ＬＥＤと記す）４１を観察用の光源と低照度時の撮影用光源に用いる。ＬＥＤ素子は応答性がよいため、減光フィルタなどを設けなくても観察・撮影兼用光源に利用することができる。しかしながら高輝度領域の光量には限界があるので、通常の撮影時のためにフラッシュランプ４２を別途設けてある。

白ＬＥＤ４１とフラッシュランプ４２は装置本体２１内の不図示のフレームなどに固定的に装着しておく。

白ＬＥＤ４１またはフラッシュランプ４２はそのいずれかを選択的に用いるが、少なくともこれらの光源の発光タイミングと発光量はＣＰＵなどを用いて構成した制御部４０により制御する。

白ＬＥＤ４１またはフラッシュランプ４２の照明光は、光ファイバ４３により装置本体２１内の所定位置に配置された照明光学系のレンズ４４およびプリズム４５に導く。

プリズム４５は対物レンズ１０の近傍に配置され、対物レンズ１０の撮影光軸（１８）と所定の角度で交差するよう照明光学系光軸１７を偏向させる。観察および撮影時には、撮影光軸（１８）と照明光学系光軸１７の交差領域がほぼ被検眼前眼部付近に来るように装置本体が位置決めされる。

光源の切り換え、すなわち、白ＬＥＤ４１とフラッシュランプ４２の切り換えはリターンミラー、ハーフミラーなどを用いた反射方式で両光源を直列に配置する直列光路方式などによっても可能であるが、本実施例のような小型の手持ち式眼底カメラでは、光ファイバ４３を図中のｂ−ｂ’方向に移動させ、その端部を白ＬＥＤ４１またはフラッシュランプ４２の前方位置に配置するよう切り換える方式がコストおよび小型軽量化の点で好ましい。

このためには、光ファイバ４３端部の保持部材を不図示のソレノイドなどを用いた移動手段により（あるいはユーザの操作力を利用する手動切り換え方式によってもよい）眼底カメラの動作モードに応じて切り換え、観察および低照度撮影モードにおいては図３に示すように光ファイバ４３の端部が白ＬＥＤ４１に面するよう（ｂ）に移動させ、高輝度撮影モードにおいては光ファイバ４３の端部がフラッシュランプ４２に面するよう（ｂ’）に移動させる。

白ＬＥＤ４１およびフラッシュランプ４２の点灯（または消灯）タイミング（あるいはさらに輝度などの駆動制御）は、制御部４０により行なう。使用しない方の光源の照明光漏れなどを起さないよう、上記の光ファイバ４３による切り換えに同期して白ＬＥＤ４１およびフラッシュランプ４２はそのモードにおいて使用する方だけを点灯させるのが望ましい。

制御部４０は光源の発光タイミングと発光量の制御に用い、光ファイバ４３による光源の切り換えは、ユーザのマニュアル操作に応じて行なうようにしてもよいが、光ファイバ４３による光源の切り換えは制御部４０を用いて、より自動的に制御することも考えられる。

すなわち、制御部４０は、観察モードでは白ＬＥＤ４１を用いるよう光ファイバ４３を切り換え、撮影モードにおいては自動露光量決定処理に基づき演算された（あるいはユーザのマニュアル設定により決定された）光量設定に応じて低照度の照明光量を用いる場合は白ＬＥＤ４１を用いるよう光ファイバ４３を切り換え、高輝度の照明光量を用いる場合はフラッシュランプ４２を用いるよう光ファイバ４３を切り換える。このように光源選択を自動的に行なうことにより、ユーザは光源選択について考慮する必要がなく、他の撮影操作により集中することができる。

以上のようにして、光ファイバ４３の端部を、観察モードおよび低照度撮影モードにおいて低輝度照明光源として用いる白ＬＥＤ４１または高輝度撮影モードにおいて高輝度照明光源として用いるフラッシュランプ４２の前方に移動することにより、高輝度および低輝度の照明光源を切り換えることができ、照明および撮影時の照明光特性の切り換えを広範囲に行なえる。

上記のように光ファイバ４３の端部を移動させる方式は、照明系を簡単安価かつ小型軽量に構成するのが容易であり、特に手持ち式眼底カメラのような小型あるいは軽量である点が重視される眼科撮影装置に好適である。

図４は図１の眼底カメラの照明光学系の異なる構成を図３と同等の様式により模式的に示している。本実施例において、図４に示した以外の眼底カメラの構成は図１および図２に示したものと同様であるものとする。

図４は、主として
（１）低輝度照明として用いるＬＥＤ素子の照明光の色補正
（２）蛍光観察モードへの対応
のための構成を示したものである。

ＬＥＤ素子（白色ＬＥＤ）と、フラッシュランプ（４２）やキセノンランプのような光源では発光色温度が異なるので、光源の選択に応じて色温度の補正を行うことが好ましい。このような色温度の補正を行なう方法としては、色フィルタの挿脱、カメラの設定の切換え、撮影画像を記録する際に光源別の違うパラメータで画像処理する方法などが考えられるが、図４では、異なる２種類の色温度補正特性を有する色フィルタ（色温度フィルタ）４６または４７を不図示の保持手段に装着しておき、不図示のソレノイドなどを用いた移動手段により（あるいはユーザの操作力を利用する手動切り換え方式によってもよい）図中のｃ−ｃ’方向に移動できるようにしておく。色フィルタ４６または４７のいずれを用いるかは、装置の動作モードに応じて制御部４０により切り換えるか、あるいはユーザが手動制御により選択すればよい。

なお、色フィルタ４６および４７は、上述のように照明光路中に設ける他、観察／撮影光学系に設けるようにしても同等の効果を得られるのはいうまでもない。もちろん、照明光路および観察／撮影光学系の一方だけではなく双方にこれらの色フィルタを配置してもよく、また、その場合、照明光路および観察／撮影光学系の双方に同一の特性の色フィルタが配置されていてもよく、使用光源や撮影条件、撮影モードなどに応じて照明光路および観察／撮影光学系に設けられた適切な色フィルタを手動あるいは制御部４０の自動制御により選択できるようにしておくとよい。もちろん、色フィルタ４６ないし４７の照明光路ないし観察／撮影光学系中の配置位置は当業者が任意に決定することができ、たとえば図４に示したような配置位置（光ファイバ４３の直前）に限定されるものではないのはいうまでもない。

また、蛍光観察モードに対応する場合、照明光路中にはエキサイタフィルタの挿脱機構が必要とされる。このため、図４では、レンズ４４と光ファイバ４３の出射側端部の間にエキサイタフィルタ４８を不図示のソレノイドなどを用いた移動手段により（あるいはユーザの操作力を利用する手動切り換え方式によってもよい）図中のｄ−ｄ’方向に移動して離脱または挿入できるようにしておく。

エキサイタフィルタ４８は撮影系の不図示のバリアフィルタと同期して（あるいは手動操作により非同期的に）蛍光観察モードにおいて光路に挿入され、非蛍光観察（通常光観察）モードにおいては光路から離脱するよう制御する。エキサイタフィルタ４８は、ユーザの手動操作により挿脱するよう制御する他、制御部４０により蛍光観察モード／非蛍光観察モードの選択に応じて自動的に挿脱する。

また、蛍光観察時はエキサイタフィルタ４８が挿入され、一定の波長域のみの照明光を透過させることになるが、この場合通常観察時用の白ＬＥＤ４１ａによる照明光だけでは十分な光量が得られない。

したがって蛍光観察時には低輝度側の照明光量を補正する必要がある。通常観察用ＬＥＤの他にＬＥＤを追加しておき、このＬＥＤを蛍光観察時のみ点灯するような構成も考えられるが、蛍光観察時に使用する波長域は決まっているので、その波長域をカバーする青色ＬＥＤを使用したほうが効率が良い。

そこで、本実施例では、保持部材４１ｃ（破線にて図示）上に白ＬＥＤ４１ａとともに青色ＬＥＤ（以下、青ＬＥＤと記す）４１ｂを配置しておき、この保持部材４１ｃを不図示のソレノイドなどを用いた移動手段により（あるいはユーザの操作力を利用する手動切り換え方式によってもよい）図中のｅ−ｅ’方向に移動させ、非蛍光観察モードにおいては低輝度照明光源として白ＬＥＤ４１ａが光ファイバ４３の端部に面するよう（ｅ）に、蛍光観察モードにおいては低輝度照明光源として青ＬＥＤ４１ｂが光ファイバ４３の端部に面するよう（ｅ’）に制御する。

この白ＬＥＤ４１ａ／青ＬＥＤ４１ｂの切り換えは非蛍光観察モード／蛍光観察モードの切り換えに応じて、上記のエキサイタフィルタ４８の離脱／挿入に連動して行なう。白ＬＥＤ４１ａ／青ＬＥＤ４１ｂの切り換えはユーザの手動操作により行なうようにしてもよいが、制御部４０により、非蛍光観察モード／蛍光観察モードの切り換えに応じて、白ＬＥＤ４１ａ／青ＬＥＤ４１ｂの切り換えとエキサイタフィルタ４８の離脱／挿入を連動して行なうのがユーザの負担軽減の意味から好ましい。

なお、蛍光観察時はエキサイタフィルタ４８を照明光路に挿入し、これに連動して青ＬＥＤ４１ｂの前方に端面が位置するように光ファイバ４３を切り換えた状態で低照度照明光によりユーザに蛍光観察を行なわせるが、その後蛍光撮影を行なう時には、たとえばシャッタスイッチ２３の操作により撮影が指令されると制御部４０によりフラッシュランプ４２の前方に端面が位置するように自動的に光ファイバ４３を切り換え、蛍光撮影に必要な高輝度照明が行なわれるよう制御する。これにより、撮影光量不足などの失敗を生じることなく確実に蛍光撮影を行なうことができる。

また、白ＬＥＤ４１ａ／青ＬＥＤ４１ｂの切り換えは、上記のように光ファイバ４３とは独立した別の手段により行なってもよいが、光ファイバ４３の端面を移動することにより、白ＬＥＤ４１ａ／青ＬＥＤ４１ｂ／フラッシュランプ４２のいずれかを選択するように光源選択を行なう構成を用いてもよい。

以上のようにして、本実施例によれば、色フィルタ４６または４７を挿脱できるように構成しておくことにより、低輝度照明として用いるＬＥＤ素子の照明光の色補正を行なうことができ、適切な色感度分布で観察／撮影を行なうことができる。

また、蛍光観察モードにおいて、エキサイタフィルタ４８の挿入に応じて、白ＬＥＤ４１ａのかわりに青ＬＥＤ４１ｂを挿入する構成を採用しているので、光量不足を生じることなく、蛍光観察で必要な励起照明光を被検眼に照射することができる。特に、青ＬＥＤ４１ｂを用いる構成によれば、最初から蛍光観察時に使用する波長域に対応した光源を用いることになるので、消費電力の点で効率がよくなる。

なお、実施例２におけるエキサイタフィルタ４８は色フィルタ４６、４７の場合と異なり、照明光路中に挿入する必要があるが、その場合、エキサイタフィルタ４８の挿入位置は図４に示した光ファイバ４３とレンズ４４の間のみならず、たとえば光ファイバ４３の入射側などであってもよい。また、青ＬＥＤ４１ｂの用途を蛍光観察のみに限定して構わないのであればエキサイタフィルタ４８は青ＬＥＤ４１ｂの前方に固定的に設けるような構成であってもよい。このようにエキサイタフィルタ４８を青ＬＥＤ４１ｂと一体的に設ける構成によれば、連動機構をより簡略化でき簡単安価に装置を構成することができる。

また、上記実施例では半導体発光素子としてＬＥＤを例示したが、ＬＥＤとは異なる半導体発光素子を用いる場合でも本発明が同様に実施できるのはいうまでもない。

また、この種の眼底カメラにおいては、撮影画像に関連して記録する（たとえば撮影画面に写し込んだり、撮影データの一部として記録する）時間情報、たとえば蛍光撮影などにおいて蛍光剤注射後の経過時間などを計時するタイマー（図４の符号５０）を設ける場合があるが、上記の特性の異なる低輝度照明としての白ＬＥＤ４１ａないし青ＬＥＤ４１ｂの切り換えはタイマー（５０）のオン／オフ（開始／停止）に応じて行なうことができる。

これにより、たとえば蛍光撮影の場合においては、タイマー（５０）の計時がオン（スタート）したら白ＬＥＤ４１ａから青ＬＥＤ４１ｂへの切り換え（この「切り換え」は図４でいえば白ＬＥＤ４１ａのかわりに青ＬＥＤ４１ｂが光ファイバ４３に面するよう行なう機械的移動、あるいは既に青ＬＥＤ４１ｂが光ファイバ４３に面するよう移動されているタイミングにおいてはその青ＬＥＤ４１ｂを選択して点灯させる制御など、白ＬＥＤ４１ａと青ＬＥＤ４１ｂのいずれを用いるかを選択するための各種の制御を含む）を行なうようにすれば蛍光撮影の場合に上記と同等の効果を得ることができる。また、エキサイタフィルタ４８の挿入、またはタイマー（５０）のオン（スタート）のいずれかの条件が成立した場合に白ＬＥＤ４１ａから青ＬＥＤ４１ｂへの切り換えを行なうような構成であってもよい。

上記実施例では、小型の手持ち式眼底カメラを眼科撮影装置として示したが、本発明の構成は手持ち式以外の据え置き型の眼底カメラなど他の形式の眼科撮影装置においても同様に実施できるのはいうまでもない。

本発明を採用した眼科撮影装置として手持ち式眼底カメラの外観構成を示した斜視図である。 図１の眼底カメラの観察／撮影に用いられる光学系の構成を示した説明図である。 図１の眼底カメラの照明光学系の構成を示した説明図である。 図１の眼底カメラの照明光学系の異なる構成を示した説明図である。

符号の説明

１０ 対物レンズ
１２ 合焦レンズ
１４ リターンミラー
１６ 結像レンズ
２０ 眼底カメラ
２１ 装置本体
２２ グリップ部
２３ シャッタスイッチ
２４ フォーカスノブ
２５ 額当て
２６ 接眼レンズ
４０ 制御部
４１、４１ａ 白ＬＥＤ
４１ｂ 青ＬＥＤ
４２ フラッシュランプ
４３ 光ファイバ
４４ レンズ
４５ プリズム
４８ エキサイタフィルタ

Claims (5)

1. 被検眼を照明する照明光源を有し前記照明光源の照明光により被検眼を観察または撮影する眼科撮影装置において、
   前記照明光源として、それぞれ選択的に点灯される半導体発光素子とフラッシュランプを配置するとともに、
   前記半導体発光素子またはフラッシュランプのいずれかの前方に端面が位置するように切り換え可能な光ファイバを設け、
   被検眼観察時には前記半導体発光素子の照射光を被検眼に照射し、一方、被検眼撮影時には前記半導体発光素子またはフラッシュランプのいずれかの照明光を被検眼に照射するよう前記光ファイバを切り換え、前記光ファイバを介して前記半導体発光素子またはフラッシュランプの照明光を被検眼方向に導くことを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記照明光源の照明光量設定を制御する制御部を有し、被検眼撮影時には前記制御部の照明光量設定に応じて前記半導体発光素子またはフラッシュランプのいずれかの照明光を被検眼に照射するよう前記光ファイバを切り換えることを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
3. 前記半導体発光素子またはフラッシュランプの発光色特性を補正する色フィルタを観察および撮影に用いられる光学系または前記照明光源が含まれる照明光路中に挿脱可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
4. 前記照明光源が含まれる照明光路中に挿脱可能なエキサイタフィルタを設けるとともに、前記照明用光源としてそれぞれ異なる発光色特性を有する複数の半導体発光素子を設け、エキサイタフィルタの挿脱に応じて前記複数の半導体発光素子のいずれを用いるかを選択する制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
5. 被検眼の撮影画像に関連して記録される時間情報を計時するタイマー手段を設けるとともに、前記照明用光源としてそれぞれ異なる発光色特性を有する複数の半導体発光素子を設け、前記タイマー手段の計時動作開始に応じて前記複数の半導体発光素子のいずれを用いるかを選択する制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。

Images