JP2006158592A - 眼球観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、眼球を観察するための眼球観察装置に関し、自宅等で眼球を容易，確実に観察することができる眼球観察装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 被観察者の眼球を観察するための撮影光学系を備えた眼球観察装置において、前記撮影光学系を、前記被観察者の頭部に装着可能な取付部材に取り付けてなることを特徴とする。また、前記取付部材に、前記被観察者の眼球を照明する照明光学系を取り付けてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、眼球を観察するための眼球観察装置に関する。

従来、被検眼の眼底像を記録するための装置として、例えば特開平１１−２０６７１１号公報に開示される眼底カメラが知られている。
この眼底カメラは据置き式に構成されており、被検眼の眼底像を鮮明に記録することができる。
特開平１１−２０６７１１号公報

しかしながら、上述した眼底カメラは、眼底の診察が必要となった時に、被検者が眼科医等に出向き眼底を観察するためのカメラであり、自宅等に据えつけて頻繁に検査を行うことが困難である。
一方、糖尿病性網膜症や血管新生緑内障等の患者は、自覚症状が殆どないうちに病気が進行することがあり、医療機関等で頻繁に眼底検査を行って進行を把握する必要がある。

本発明は、かかる事情に対処してなされたもので、自宅等で眼底，網膜など眼球を容易，確実に観察することができる眼球観察装置を提供することを目的とする。

請求項１の眼球観察装置は、被観察者の眼球を観察するための撮影光学系を備えた眼球観察装置において、前記撮影光学系を、前記被観察者の頭部に装着可能な取付部材に取り付けてなることを特徴とする。
請求項２の眼球観察装置は、請求項１記載の眼球観察装置において、前記取付部材に、前記被観察者の眼球を照明する照明光学系を取り付けてなることを特徴とする。

請求項３の眼球観察装置は、請求項１または請求項２記載の眼球観察装置において、前記取付部材は眼鏡型であることを特徴とする。
請求項４の眼球観察装置は、請求項２または請求項３記載の眼球観察装置において、前記撮影光学系の光束は取付部材に保持される光学基板の内部全反射により撮像素子まで導かれ、前記照明光学系の光束は前記光学基板の内部全反射により前記眼球まで導かれることを特徴とする。

請求項５の眼球観察装置は、請求項４記載の眼球観察装置において、前記照明光学系の光束を全反射させる反射部材を前記光学基板の内部に備え、前記反射部材には、前記撮影光学系の光束を通過させる透過部を形成してなることを特徴とする。
請求項６の眼球観察装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の眼球観察装置において、前記取付部材に、前記撮影光学系により観察される眼球と反対の眼球の向きを制御する指標を投影する投影光学系を取り付けてなることを特徴とする。

請求項７の眼球観察装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の眼球観察装置において、前記撮影光学系により撮影された眼球の画像を送信する送信手段を有することを特徴とする。

本発明の眼球観察装置では、被観察者の頭部に装着可能な取付部材に撮影光学系を取り付けたので、自宅等で眼球を容易，確実に観察することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は本発明の眼球観察装置の第１の実施形態を示している。
この眼球観察装置は、眼鏡型をしており、被観察者の頭部に装着可能な眼鏡フレーム１１を有している。眼鏡フレーム１１は、左右のリム１３，１５をブリッジ１７により連結してなり、左右のリム１３，１５の外側には、ヨロイ(不図示)を介して左右テンプル１９，２１が取り付けられている。

左側のリム１３は、例えば透明な樹脂からなる光学基板２３を保持している。また、左側のリム１３の装用者側の近傍でテンプル１９の外側となる位置に、光学系保持部材２５が固定されている。
図２は、この実施形態の眼球観察装置の光学系を示している。
この光学系は、照明光学系２７と撮影光学系２９とを備えている。

照明光学系２７は、眼球３１の眼底３１ａを照明して撮影光学系２９により眼底３１ａを観察可能とするもので、光学系保持部材２５内に配置される光源３３、コンデンサーレンズ３５およびリング状絞り３７を有している。また、光学基板２３および前記光学基板２３内に配置される第１の反射部材３９および第２の反射部材４１を有している。
この照明光学系２７では、高輝度ＬＥＤ等の光源３３から発せられた照明光がコンデンサーレンズ３５、リング状絞り３７を介して光学基板２３の面２３ａから光学基板２３内に入射する。入射した照明光は、第１の反射部材３９で図２の下向きに反射したのち、光学基板２３の面２３ｂに臨界角以上で入射して全反射し、以下順次図示のように面２３ｃ、面２３ｂに臨界角以上で入射して全反射し、第２の反射部材４１により眼球３１の方向に反射し、光学基板２３の面２３ａから射出して眼球３１に投影される。

ここで、リング状絞り３７は照明光の光束をリング状に制限する。すなわち、一般的に眼底カメラでは眼球３１の眼底３１ａを撮影する際には、眼球３１の角膜、水晶体からの不要な反射光がその画質を著しく低下させるため、照明光を眼球３１の瞳の周辺部から入射させ、これらの不要な反射光を撮影画角内に侵入させない所謂リング照明が採用されている。

コンデンサーレンズ３５は複数のレンズ群で構成しても良く、また、光源像を形成して照野と光量を制御できる構成にしても良い。
第１の反射部材３９は、照明光を反射する作用、および照明光と後述する撮影光とを分離する作用を併せ持つもので、光量を分離する部分ミラーやハーフミラーでも良いし、偏光によって光束を分割する偏光ビームスプリッター（以下ＰＢＳという）でも良い。

第１の反射部材３９にＰＢＳを使用する場合には、例えば照明光学系２７のコンデンサーレンズ３５とリング状絞り３７との間に偏光板(図示せず)を挿入してＳ偏光としておき、ＰＢＳで反射した後眼球３１に入射するまでの間の光路にλ／４板(図示せず)を配置しておく。これにより、照明光はλ／４板を通過した後円偏光となって眼球３１に入射し、眼底３１ａで反射した光束が再度λ／４板を通過するとＰ偏光に変換されるため、後述する撮影光がＰＢＳを透過することができる。

また、第１の反射部材３９には、入射する光束の位置によって光を分離するミラーを使用することができる。この場合には光量の無駄な損失を抑えられるため所謂穴あきミラーが望ましい。前述のとおり照明光はリング照明であるから、第１の反射部材３９に入射する際の光束形状はリング状である。そこで第１の反射部材３９は、前記リング形状の光束が入射する周辺領域には全量反射する反射膜を成膜し、後述する撮影光となる光束が入射する中心領域には反射膜のない透過部３９ａが形成された所謂穴あきミラーとなっている。該穴あきミラーの透過部３９ａの径は、照明光の第１の反射部材３９の位置におけるリング形状光束の内径よりも小さければ良い。

第２の反射部材４１は、入射光束を全量反射するミラーでも良いし、部分反射する光学素子でも良い。部分反射する光学素子としては、光量を分割するタイプ、あるいはホログラフィック光学素子（以下ＨＯＥという）や波長選択性を持たせた誘電体多層反射膜で構成され波長によって光束を分割するタイプのものが使用できる。
第２の反射部材４１にＨＯＥを使用する場合には、構成上反射型ＨＯＥを使用することになるが、反射型ＨＯＥは波長選択性が高いので望ましい。また、ＨＯＥに光学パワーを持たせることができるので、コンデンサーレンズ３５と光学パワーを分割配置して光線収差を補正することができる点でも好ましい。

波長選択性のある光学素子を用いる場合には、光学素子が反射する波長帯域を照明光の波長帯域と略一致させておく。これにより、光量を無駄にすることなく照明光を効率良く眼球３１に導くことができる。
撮影光学系２９は、前記照明光が眼球３１の眼底３１ａで反射した撮影光を撮影するためのもので、光学基板２３に埋め込まれた第２の反射部材４１を照明光学系２７と共有している。また、光学系保持部材２５に配置される撮影レンズ４３および撮像素子４５を有している。

この撮影光学系２９では、眼球３１の眼底３１ａから反射した撮影光束は、光学基板２３の面２３ａから光学基板２３内に入射し、第２の反射部材４１によって図２の上向きに反射する。反射した光束は、光学基板２３の面２３ｂに臨界角以上で入射して全反射し、順次面２３ｃ，２３ｂで全反射した後、第１の反射部材３９の透過部３９ａ(穴あきミラーの場合)を透過する。そして、面２３ｃで全反射した後、面２３ｈから光学基板２３外に射出する。射出した光束は、撮影レンズ４３により眼底３１ａの像を形成し、結像位置に配置されるＣＣＤ等の撮像素子４５により撮像される。

ここで、第２の反射部材４１に上述した反射型ＨＯＥを使用すると、光学パワーを持たせ、撮影レンズ４３と合わせて光線収差を最適に補正することができる。その際、光学パワーをＨＯＥに負担させることで光学基板２３内を伝播する光束径が広がり過ぎないようにすれば、第１の反射部材３９として穴あきミラーを使用する場合に、透過部３９ａを透過する光束が蹴られず好ましい。

撮影レンズ４３は、複数のレンズ群による構成でも良く、また、ズームレンズとして撮影倍率を可変にする構成でも良い。
撮像素子４５で撮像された画像は、図示しないパソコン等の情報機器にケーブルを介して、あるいは、無線で送信され保存される。
この実施形態の眼球観察装置では、被観察者の頭部に装着可能な眼鏡フレーム１１に光学系保持部材２５を取り付けたので、眼鏡フレーム１１を装用することにより、自宅等で眼球３１を容易，確実に観察することができる。従って、生活習慣病や糖尿病性網膜症等の早期発見に貢献することができる。
(第１の実施形態の追加例１)
この追加例１では、眼球３１の向きを意図的に変えて撮影が行われる。

すなわち、一般の生活習慣病の早期発見を目的とした眼底検査では、眼底３１ａの中心部のみの撮影写真で診断することも可能であるが、場合によっては撮影する眼底３１ａの範囲が１枚の画像では足りない場合が考えられる。例えば糖尿病性網膜症においては、初期兆侯が眼底３１ａの周辺部に現れることがあるからである。この場合には、眼球３１の向きを変えて複数枚撮影すれば良い。

以下、眼球３１の向きを意図的に変えて撮影する方法を説明する。
第２の反射部材４１として、全光量を反射するミラーではなく、光量を分割するハーフミラーを使用する場合や反射型ＨＯＥ、波長選択誘電体多層膜を使用する場合には、外界光が図２の光学基板２３に垂直な方向Ｘから光学基板２３の面２３ｄ、第２の反射部材４１、光学基板２３の面２３ｂを透過して眼球３１に入射する。光量を分割するハーフミラーを用いる場合には、前記ハーフミラーの透過率に応じた光量が入射し、波長選択性の光学素子の場合には、分光透過率に応じた波長と光量の光束が入射する。

そこで、例えば部屋の壁に目印となるチャートを予め貼っておき、被観察者がその指標を順番に見つめることで眼球３１を意図的に回転させることができる。チャートの色は、第２の反射部材４１が波長選択性の光学素子の場合には、透過率の高い波長帯域の色に設定するのが望ましい。
被観察者の眼底３１ａの画像は動画として連続撮影しても良いが、シャッター機構を追加して、上述したチャートの指標を見つめる度に被観察者自身がシャッターを切って撮影する構成でも良い。
(第１の実施形態の追加例２)
この追加例２では、蛍光撮影による眼底検査が行われる。

蛍光撮影を行う場合には、照明光学系２７にエキサイタフィルタ４７を配置する。このエキサイタフィルタ４７は、例えば青色のフィルタであり、光源３３によって発せられた照明光のうち所定波長の光（被観察者に投薬された標識色素によって生じる蛍光）を励起させる。その際第２の反射部材４１に波長選択性の光学素子を用いる場合には、多重ＨＯＥや誘電体多層膜とし、励起波長と蛍光波長双方に対して反射率が高くなるように設定するのが望ましい。

また、蛍光撮影の際には、撮影光学系２９にバリアフィルタ４９を配置するのが望ましい。第２の反射部材４１の波長選択性によって必要な波長は反射されるが、場合によっては励起光が光路の途中で乱反射して迷光となることがあり、バリアフィルタ４９によって、例えば緑色や黄色のみを透過するような構成にすることにより、よりコントラストの良い撮影画像が得られる。
(第１の実施形態の追加例３)
この追加例３では、フラッシュ照明等による補助照明光を利用して、眼球の撮影画像を得る。

すなわち、被観察者である患者が高齢者等で、薄暗い部屋にいても充分に瞳孔が開かない場合に、照明光学系２７の光量が不足する場合がある。この場合には、補助照明光として図２のＸ方向からフラッシュ照明等を照射することにより、補助照明光が光学基板２３の面２３ｄ、第２の反射部材４１(この例の場合部分反射する光学素子が用いられる)、光学基板２３の面２３ｂを透過して眼球３１に入射し、被観察者の瞳孔があまり開いてない場合でも、十分な照明をすることができる。
(第２の実施形態)
図３は本発明の眼球観察装置の第２の実施形態を示している。

なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、図１に示した光学系保持部材２５と反対側に第２の光学系保持部材５１が設けられている。この第２の光学系保持部材５１は、右側のリム１５の装用者側の近傍でテンプル２１の外側となる位置に固定されている。また、右側のリム１５は、例えば透明な樹脂からなる第２の光学基板５３を保持している。

図４は、この実施形態の眼球観察装置の光学系を示している。
左側の眼球３１の周辺の光学系は、第１の実施形態と同様に構成されている。反対の眼球である右側の眼球５５の周辺にはチャート投影光学系５７が設けられている。
チャート投影光学系５７は、第２の光学系保持部材５１内に配置される表示素子５９および表示レンズ６１からなる投影光学系６３を有している。また、第２の光学基板５３に埋め込まれた第３の反射部材６５および第４の反射部材６７を有している。

このチャート投影光学系５７では、例えばＬＣＤ等の表示素子５９の表示面を、図示しない透過照明系によって照明することにより、表示光が表示レンズ６１を通って第２の光学基板５３の面５３ａから第２の光学基板５３内に入射する。入射した表示光は、第３の反射部材６５により反射し、面５３ｂ，５３ｃで順次全反射しながら第２の光学基板５３内を伝播する。伝播した表示光は、第４の反射部材６７によって反射し、第２の光学基板５３の面５３ａから射出され、被観察者の眼球５５に導かれる。

ここで、第４の反射部材６７は、全量反射するミラーでも良いし、部分反射ミラーでも良い。また、ＨＯＥや波長選択性の誘電体多層反射膜でも良い。
第４の反射部材６７として反射型ＨＯＥを使用する場合には、前述したように波長選択性と光学パワーを併せ持たせ、投影光学系６３の一部として光線収差補正に寄与することができる。

投影光学系６３は、表示レンズ６１と表示素子５９との間隔ｄを調整することで、チャート像を投影する視距離を、無限遠に設定することも近距離に設定することも可能である。
チャート投影光学系５７による眼球５５へのチャートの表示タイミング、照明光学系２７による眼球３１の照明タイミング、撮影光学系２９による撮影のタイミングを電気的に同期させて撮影することで、意図的に眼球３１(眼球５５に追従して眼球３１が移動する)の向きやピント面を制御して所望の状態の眼底像を撮影することができる。

そして、第２の反射部材４１および第４の反射部材６７を、光量あるいは波長で分割して部分透過させる光学素子とした場合には、被観察者は図４のＸ方向からの外界光を同時に観察することができる。従って、部屋の中を歩きながらでも容易に眼球を観察することが可能である。
図５は、表示素子５９に表示されるチャートの例を示すもので、チャート６９の指標７１の四隅および中央には注目点７３が設定されている。そして、注目点７３を順次点滅することにより、点滅する注目点７３の方向に眼球５５が回転し、追従して眼球３１が回転する。なお、注目点７３を点滅する代わりに単に明るくしても良い。また、キャラクター等を移動するようにしても良い。

この実施形態の眼球観察装置においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、チャート投影光学系５７を設けたので、意図的に眼球５５，３１の向きを制御して所望の状態の眼底像を撮影することができる。
また、眼鏡フレーム１１の片側に光学系保持部材２５を配置し、他側に第２の光学系保持部材５１を配置したので、眼鏡フレーム１１の左右の重さのバランスをとることが可能になり装用感を向上することができる。
(第３の実施形態)
図６は本発明の眼球観察装置の第３の実施形態を示している。

この実施形態では、撮像素子４５で撮像された画像が無線でパソコン，携帯電話等のクライアント端末７５に取り込まれる。クライアント端末７５はインターネット７７を介して検診用サーバ７９に接続可能とされている。検診用サーバ７９にはユーザＩＤに対応して眼科医のメールアドレスが登録されている。
そして、クライアント端末７５からユーザＩＤとともに撮像素子４５で撮像された画像が検診用サーバ７９に入力されると、検診用サーバ７９は、ユーザＩＤに対応する眼科医のパソコン８１に撮像素子４５で撮像された画像を送信する。

パソコン８１により撮像素子４５で撮像された画像を見た眼科医は、眼底３１ａに異常があるか否かを判断し、判断結果をユーザＩＤとともにインターネット７７を介して検診用サーバ７９に送信する。そして、検診用サーバ７９は、判断結果をユーザＩＤに対応するクライアント端末７５に送信する。
この実施形態では、眼科や検診に出向かずとも自宅で検査が可能になる。また、撮像素子４５で撮像された画像を眼科医に送信することで定期的な診断を容易に受けることができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した実施形態では、照明光学系２７を設けた例について説明したが、明るい雰囲気等で使用する場合には必ずしも照明光学系を設ける必要はない。
(２)上述した実施形態では、眼球３１の眼底３１ａを検査した例について説明したが、例えば、指紋等の代わりに眼球３１の虹彩を観察撮影して、送信、照合することによって人物を認識するようにしても良い。

(３)上述した実施形態では、眼鏡フレーム１１のリム１３に光学基板２３を保持した例について説明したが、例えば、眼鏡フレームのレンズの前に光学基板を着脱可能に保持するようにしても良い。また、ゴーグル型のフレームに光学基板を保持するようにしても良い。

本発明の眼球観察装置の第１の実施形態を示す説明図である。 図１の眼球観察装置の光学系を示す説明図である。 本発明の眼球観察装置の第２の実施形態を示す説明図である。 図３の眼球観察装置の光学系を示す説明図である。 図４の表示素子に表示されるチャートを示す説明図である。 本発明の眼球観察装置を使用した診断方法を示すブロック図である。

符号の説明

１１ 眼鏡フレーム
２３ 光学基板
２５ 光学系保持部材
２７ 照明光学系
２９ 撮影光学系
３１，５５ 眼球
３１ａ 眼底
３９ 第１の反射部材
３９ａ 透過部
４１ 第２の反射部材
４５ 撮像素子
５１ 第２の光学系保持部材
５３ 第２の光学基板
５７ チャート投影光学系
６５ 第３の反射部材
６７ 第４の反射部材

Claims (7)

1. 被観察者の眼球を観察するための撮影光学系を備えた眼球観察装置において、
   前記撮影光学系を、前記被観察者の頭部に装着可能な取付部材に取り付けてなることを特徴とする眼球観察装置。
2. 請求項１記載の眼球観察装置において、
   前記取付部材に、前記被観察者の眼球を照明する照明光学系を取り付けてなることを特徴とする眼球観察装置。
3. 請求項１または請求項２記載の眼球観察装置において、
   前記取付部材は眼鏡型であることを特徴とする眼球観察装置。
4. 請求項２または請求項３記載の眼球観察装置において、
   前記撮影光学系の光束は取付部材に保持される光学基板の内部全反射により撮像素子まで導かれ、前記照明光学系の光束は前記光学基板の内部全反射により前記眼球まで導かれることを特徴とする眼球観察装置。
5. 請求項４記載の眼球観察装置において、
   前記照明光学系の光束を全反射させる反射部材を前記光学基板の内部に備え、前記反射部材には、前記撮影光学系の光束を通過させる透過部を形成してなることを特徴とする眼球観察装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の眼球観察装置において、
   前記取付部材に、前記撮影光学系により観察される眼球と反対の眼球の向きを制御する指標を投影する投影光学系を取り付けてなることを特徴とする眼球観察装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の眼球観察装置において、
   前記撮影光学系により撮影された眼球の画像を送信する送信手段を有することを特徴とする眼球観察装置。

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