JP2011189063A - 眼底カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 視度補正レンズが挿入された場合であっても、スムーズにフォーカス調整を行う。
【解決手段】 光軸方向に移動可能に配置された合焦レンズと、強度の屈折異常眼の視度を補正するために光路に対して挿脱可能に配置された視度補正レンズと、を有し、被検者眼の眼底を撮影する眼底撮影光学系と、被検者眼の眼底にフォーカス指標を投影する指標投影光学系と、眼底に投影されたフォーカス指標と共に被検者眼の眼底観察像を観察する眼底観察光学系と、検者の操作に応じて合焦レンズを移動させるために検者からの操作信号を出力する操作部と、操作部から出力される操作信号に基づいて駆動部の駆動を制御する駆動制御手段であって、視度補正レンズが挿入された場合、視度補正レンズの退避時より速い移動速度にて合焦レンズが移動されるように駆動部を制御する駆動制御手段と、と備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラに関する。

従来、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラには、被検眼眼底とのフォーカスを合わせるためのフォーカシングレンズが設けられており、フォーカシングレンズが光軸方向に移動される。

また、このような装置には、被検眼眼底にスプリット指標を投影し、その指標像を眼底観察光学系の撮像素子により撮像する構成が設けられ、その画像が表示モニタに表示され、フォーカス状態が検者に報知される（特許文献１参照）。

また、フォーカスの簡素化のため、オートフォーカス機能が搭載された装置が知られており、撮像素子からの出力信号に基づいてフォーカス状態が検出され、その検出結果に基づいてフォーカシングレンズが自動的に移動される。また、オートフォーカス機能を持つ装置でも、手動操作は可能であり、所定の操作ノブから出力される操作信号に基づいてモータが駆動され、フォーカシングレンズが移動される。

特開２００７−２０２７２４号公報

ところで、強度近視又は強度遠視に対応する視度補正レンズが挿入された状況下では、スプリット指標が撮像されない。これは、補正レンズが挿入されることで、スプリット指標の投影系と撮像系との光学的関係が変化してしまうからである。

このような場合、オートフォーカスの作動が困難であるため、手動フォーカスが行われる。しかし、検者は、モニタ上でスプリット指標を観察できないので、眼底像を見ながらフォーカス調整を行う必要があり、フォーカス調整に時間を要していた。

本発明は、上記問題点を鑑み、視度補正レンズが挿入された場合であっても、スムーズにフォーカス調整ができる眼底カメラを提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）
駆動部により光軸方向に移動可能に配置されたフォーカシングレンズと、強度の屈折異常眼の視度を補正するために光路に対して挿脱可能に配置された視度補正レンズと、を有し、被検者眼の眼底を撮影する眼底撮影光学系と、
被検者眼の眼底にフォーカス指標を投影する指標投影光学系と、
前記眼底に投影された前記フォーカス指標と共に被検者眼の眼底観察像を観察する眼底観察光学系と、
検者の操作に応じて前記フォーカシングレンズを移動させるために検者からの操作信号を出力する操作部と、
前記操作部から出力される操作信号に基づいて前記駆動部の駆動を制御する駆動制御手段であって、前記視度補正レンズが挿入された場合、前記視度補正レンズの退避時より速い移動速度にて前記フォーカシングレンズが移動されるように前記駆動部を制御する駆動制御手段と、
と備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼底カメラにおいて、
前記操作部は、回転ノブであって、
前記駆動制御手段は、前記視度補正レンズの退避時より、前記回転ノブの単位回転角当たりの前記フォーカシングレンズの移動量が大きくなるように前記駆動部の駆動を制御することを特徴とする。
（３） （２）の眼底カメラにおいて、
前記駆動制御手段は、前記回転ノブの回転速度を検出し、検出された回転速度に対する前記駆動部による前記フォーカシングレンズの移動速度を非線形に変化させることを特徴とする。

本発明によれば、視度補正レンズが挿入された場合であっても、スムーズにフォーカス調整ができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る眼底カメラの光学系及び制御系の概略構成図である。

光学系は、照明光学系１０、眼底観察・撮影光学系３０、フォーカス指標投影光学系４０、固視標呈示光学系７０、に大別されて構成されている。これらの光学系は図示なき筐体に内蔵され、その筐体は、周知のアライメント用移動機構（手動又は電動）により、被検者眼Ｅに対して三次元的に移動される。

＜照明光学系＞ 照明光学系１０は、観察照明光学系と撮影照明光学系を有する。撮影照明光学系は、フラッシュランプ等の撮影光源１４、コンデンサレンズ１５、リング状の開口を有するリングスリット１７、リレーレンズ１８、ミラー１９、中心部に黒点を有する黒点板２０、リレーレンズ２１、孔あきミラー（ホールミラー）２２、被検眼の眼前に配置される対物レンズ２５を有する。また、観察照明光学系は、ハロゲンランプ等の光源１１、波長７５０ｎｍ以上の近赤外光を透過する赤外フィルタ１２、コンデンサレンズ１３、コンデンサレンズ１３とリングスリット１７との間に配置されたダイクロイックミラー１６、リングスリット１７から対物レンズ２５までの光学系を有する。ダイクロイックミラー１６は、赤外光を反射し可視光を透過する特性を持つ。

＜眼底観察・撮影光学系＞ 眼底観察・撮影光学系３０は、対物レンズ２５、孔あきミラー２２の開口近傍に位置する撮影絞り３１、光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ３２、結像レンズ３３、眼底撮影時には挿脱機構３９により光路から挿脱可能な跳ね上げミラー３４を備え、撮影光学系と眼底観察光学系は対物レンズ２５と撮影絞り３１から結像レンズ３３までの光学系を共用する。ここで、孔あきミラー２２は、対物レンズ２５に関して被検眼瞳孔と略共役な位置に配置され、撮影絞り３１は対物レンズ２５に関して被検眼Ｅの角膜と略共役な位置に配置されている。フォーカシングレンズ３２は、モータを備える移動機構（第１駆動機構）４９により光軸方向に移動される。３５は可視域に感度を有する撮影用二次元撮像素子である。跳ね上げミラー３４の反射方向の光路には、赤外光反射、可視光透過の特性を有するダイクロイックミラー３７、リレーレンズ３６、赤外域に感度を有する観察用二次元撮像素子３８が配置されている。

なお、フォーカシングレンズ３２と撮影絞り３１との間には、撮影光学系３０の撮影光路に対して挿脱可能な視度補正用のレンズ３２ａ（プラスレンズ、マイナスレンズの少なくともいずれか）が設けられており、モータを有しレンズ３２ａの挿脱動作を行う駆動機構８９により、被検眼が強い屈折異常の場合に光路中に挿入される。

観察用の光源１１を発した光束は、赤外フィルタ１２により赤外光束とされ、コンデンサレンズ１３、ダイクロイックミラー１６により反射されてリングスリット１７を照明する。リングスリット１７を透過した光は、リレーレンズ１８、ミラー１９、黒点板２０、リレーレンズ２１を経て孔あきミラー２２に達する。孔あきミラー２２で反射された光は、対物レンズ２５により被検眼Ｅの瞳孔付近で一旦収束した後、拡散して被検眼眼底部を照明する。

また、眼底からの反射光は、対物レンズ２５、孔あきミラー２２の開口部、撮影絞り３１、フォーカシングレンズ３２、結像レンズ３３、跳ね上げミラー３４、ダイクロイックミラー３７、リレーレンズ３６を介して撮像素子３８に結像する。

また、撮影光源１４の発光により、眼底は可視光により照明され、眼底からの反射光は対物レンズ２５、孔あきミラー２２の開口部、撮影絞り３１、フォーカシングレンズ３２、結像レンズ３３を経て二次元撮像素子３５に結像する。

＜フォーカス指標投影光学系＞ フォーカス指標投影光学系４０は、赤外光源４１、スリット指標板４２、このスリット指標板４２に取り付けられた２つの偏角プリズム４３、投影レンズ４７、照明光学系１０の光路に斜設されたスポットミラー４４を備える。スポットミラー４４はレバー４５の先端に固着されていて、通常は光軸に斜設されるが、撮影時にはロータリソレノイド４６の軸の回転で、光路外に退避させられる。なお、スポットミラー４４は被検眼の眼底と共役な位置に配置される。光源４１、スリット指標板４２、偏角プリズム４３、投影レンズ４７、スポットミラー４４及びレバー４５は、フォーカシングレンズ３２と連動して移動機構４９により光軸方向に移動される。

フォーカス指標投影光学系４０のスリット指標板４２の光束は、偏角プリズム４３及び投影レンズ４７を介してスポットミラー４４により反射された後、リレーレンズ２１、孔あきミラー２２、対物レンズ２５を経て被検眼Ｅの眼底に投影される。眼底のフォーカスが合っていないとき、スリット指標板４２の指標像（スプリット指標）Ｓ１・Ｓ２は分離され、フォーカスが合っているときに一致して投影される。そして、被検眼Ｅの眼底上に投影されたフォーカス指標像Ｓ１・Ｓ２は、眼底観察用の撮像素子３８によって眼底像と共に撮像されモニタ８に表示される（図２参照）。

また、孔あきミラー２２の穴周辺には、被検眼の角膜上に光学アライメント指標（ワーキングドットＷ１）を形成するための２つの赤外光源５５（中心波長８８０ｎｍ）が光軸Ｌ１を中心に左右対称に配置される。ここで、光源５５による角膜反射光は、被検眼Ｅと装置本体との作動距離が適切になったとき、眼底と略共役位置に配置された撮像素子３８の撮像面上に結像するようになっている。上記の構成は、被検眼の眼底を観察しながらアライメントの微調整を行うための指標投影光学系として用いられる。この場合、眼底観察光学系３０は、光源５５による角膜反射像を撮像素子３８に導く役割を兼用する。

＜固視標呈示光学系＞ 被検眼の視線を誘導するための固視標呈示光学系７０は、赤色の光源７４、開口穴が形成された遮光板７１、リレーレンズ７５を備え、ダイクロイックミラー３７を介して跳ね上げミラー３４から対物レンズ２５までの観察光学系３０の光路を共用する。

固視標からの光束は、リレーレンズ７５、ダイクロイックミラー３７、跳ね上げミラー３４、結像レンズ３３、フォーカシングレンズ３２、孔あきミラー２２、対物レンズ２５を通過して被検眼眼底に集光し、被検者は遮光板７１の開口穴からの光束を固視標として視認する。

＜制御系＞ 二次元撮像素子３５、３８の出力は制御部８０に接続されている。制御部８０は二次元撮像素子３８に撮像された眼底画像からフォーカス指標を検出処理する。また、制御部８０はモニタ８に接続され、その表示画像を制御する。

制御部８０には、他に、移動機構４９、挿脱機構３９、駆動機構８９、各種のスイッチを持つスイッチ部８４、記憶手段としてのメモリ８５、各光源等が接続されている。

なお、スイッチ部８４には、眼底像のフォーカス調整を行うためのフォーカスノブ８４ａ、レンズ３２ａを挿脱させる切換スイッチ８４ｂ等が配置されている。また、メモリ８５には、制御部８０が各種制御を行うための制御プログラムが記憶されている。

なお、フォーカスノブ８４ａには、回転ノブの回転方向、回転量を検出するための回転検知センサが設けられている。そして、検者によってフォーカスノブ８４ａが操作されると、そのフォーカスノブ８４ａの回転が回転検知センサによって検出され、センサから制御部８０に検出信号（操作信号）が出力される。そして、制御部８０は、回転検知センサからの検出信号に基づいて移動機構４９の駆動を制御する。

回転検知センサには、例えば、光学式又は磁気式のロータリエンコーダが設けられ、ロータリエンコーダによって計測されたパルスカウント数が制御部８０に出力される。このとき、回転方向も合わせて判別される。そして、制御部８０は、ロータリエンコーダによって検出された回転方向及びパルスカウント数に応じて移動機構４９の駆動部を制御し、フォーカシングレンズ３２を移動させる。

以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。まず、検者は、被検者の顔を図示無き顔支持ユニットにより支持する。ここで、検者は、図示無きジョイスティックの操作により前述の光学系が内蔵された装置本体を左右上下に移動させて、被検者眼に対するアライメントを行う。

ラフなアライメントが完了されると、撮像素子３８からの撮像信号に基づいて眼底観察像がモニタ８に表示される（図２、図３参照）。検者はこの眼底画像を見ながら、所望する状態で撮影できるように、さらに図示無きジョイスティックの手動操作にてアライメント状態を微調整する。

次に、眼底に対するフォーカス調整が行われる。撮像光学系３０の光路中からレンズ３２ａが退避（離脱）されているとき、観察像と共に、モニタ８上に指標像Ｓ１・Ｓ２が表示される（図２参照）。検者は、指標像Ｓ１・Ｓ２を見ながらフォーカスノブ８４ａを操作し、指標像Ｓ１・Ｓ２が一致されるようにフォーカスを調整する（図２（ｂ）参照）。指標像Ｓ１・Ｓ２は、レンズ３２の移動に対して敏感に移動するため、正確に視度が補正される。

ノブ８４ａが操作されると、制御部８０は、ノブ８４ａから出力される操作信号に基づいて移動機構４９の駆動を制御し、ノブ８４ａの回転方向及び回転量に応じてフォーカシングレンズ３２を光軸方向に移動させる。この場合、例えば、ノブ８４ａに配置されたロータリエンコーダのパルスカウント数に対し、移動機構４９のパルスモータの駆動パルス数が１：１に設定される。これにより、フォーカス調整がシビアに行われる。上記において、指標像Ｓ１・Ｓ２の分離状態を制御部８０が検出して、レンズ３２を自動的に移動させてもよい（オートフォーカス）。

なお、被検者眼が強度近視眼又は強度遠視眼でフォーカスが合わせられない場合、検者は、切換スイッチ８４ｂを押して、レンズ３２ａを撮影光路に挿入する。スプリット棒は光路から離脱される。

レンズ３２ａが光路中に挿入されているときには、モニタ８上に指標像Ｓ１・Ｓ２が表示されなくなる（図２参照）。このため、検者は、眼底観察像を見ながらノブ８４ａを操作し、眼底観察像のフォーカスが合うようにフォーカスを調整する。なお、観察像のフォーカス状態は、レンズ３２の移動に対して鈍感に変化するため、視度補正の精度はラフになる。

そこで、本装置では、検者によってノブ８４ａが操作された場合において、レンズ３２ａの退避時より速い移動速度にてフォーカシングレンズ３２が移動されるように移動機構（駆動部）４９を制御する。

より具体的には、制御部８０は、レンズ３２ａが挿入されたとき、レンズ３２ａが退避されているときより速い駆動速度にて移動機構４９の駆動を制御する。

そして、操作部が回転ノブ（フォーカスノブ８４ａ）の場合、制御部８０は、レンズ３２ａの離脱時より、ノブ８４ａの単位回転角当たりのフォーカシングレンズ３２の移動量を大きくする。

例えば、ノブ８４ａに配置されたロータリエンコーダのパルスカウント数と、移動機構４９のパルスモータの駆動パルス数との比率が１：５に設定される。なお、レンズ３２ａの移動速度は、眼底観察像を用いた視度補正が適当に行える速度であればよく、視度補正の精度はラフであることを考慮して設定される。

以上のようにしてフォーカス合わせが完了した後、自動もしくも手動にて出力されるトリガ信号にもとづいて撮影が実行される。ここで、撮影開始のトリガ信号が発せられると、制御部８０は、挿脱機構３９を駆動させることにより跳ね上げミラー３４を光路から離脱させ、撮影光源１４を発光する。このとき、二次元撮像素子３５によって眼底像が撮影され、メモリ８５に撮影された画像データが記憶される。そして、制御部８０は、モニタ８の表示画面を二次元撮像素子３５で撮影されたカラーの眼底画像に切換える。

以上のような構成とすれば、レンズ３２ａが挿入された状態であっても、検者は、フォーカシングレンズ３２を素早く移動できるので、眼底観察像のフォーカスが合う位置をスムーズに見つけることができる。これは、レンズ３２の移動が多く必要な重度の強度近視眼（又は遠視眼）に対して特に有効である。

なお、レンズ３２ａが離脱された状態でのフォーカスノブ８４ａの単位回転角当たりのフォーカシングレンズ３２について、制御部８０は、さらに、ノブ８４ａの回転速度を検出し、検出された回転速度に対する駆動機構４９による移動速度を非線形に変化させるようにしてもよい。

なお、以上の説明においては、回転ノブを例にとって示したが、検者の操作に応じてフォーカシングレンズ３２を移動させるための操作信号を出力する操作部であれば、本発明の適用が可能である。例えば、レンズ３２の移動方向を指定するシンプルなスイッチであってもよい。また、タッチパネルからの操作信号が出力される構成であってもよい。

なお、制御部８０がレンズ３２ａの挿脱状態を判別する場合、例えば、レンズ３２ａの位置を検知するためのセンサ（例えば、フォトセンサ）が用いられる。また、切換スイッチ８４ｂからの操作信号に基づいて挿脱状態が判別されてもよい。また、レンズ３２ａの挿脱状態が直接的又は間接的に判別できればよく、上記構成に限定されるものではない。

なお、フォーカシングレンズ３２の移動速度を速くする場合、上記手法に限るものではなく、例えば、駆動速度の異なる２つのモータを用いるようにしてもよい。また、ギア比の異なる２つの回転ギアを設け、これらを切換えるようにしてもよい。

なお、以上の説明においては、撮像素子３８により撮像されたフォーカス指標と眼底観察像をモニタ８に出力したが、フォーカス指標及び眼底観察像を検者の目視により観察可能な観察系においても、本発明の適用が可能である。

本実施形態に係る眼底カメラの光学系及び制御系の概略構成図である。 視度補正レンズが挿入されていないときの眼底観察画面を示す図である。 視度補正レンズが挿入されているときの眼底観察画面を示す図である。

８ モニタ
３０ 眼底撮像光学系
３２ フォーカシングレンズ
３２ａ 視度補正レンズ
３８ 撮像素子
８０ 制御部
８４ａ フォーカスノブ
Ｓ１・Ｓ２ スプリット指標

Claims (3)

1. 駆動部により光軸方向に移動可能に配置されたフォーカシングレンズと、強度の屈折異常眼の視度を補正するために光路に対して挿脱可能に配置された視度補正レンズと、を有し、被検者眼の眼底を撮影する眼底撮影光学系と、
   被検者眼の眼底にフォーカス指標を投影する指標投影光学系と、
   前記眼底に投影された前記フォーカス指標と共に被検者眼の眼底観察像を観察する眼底観察光学系と、
   検者の操作に応じて前記フォーカシングレンズを移動させるために検者からの操作信号を出力する操作部と、
   前記操作部から出力される操作信号に基づいて前記駆動部の駆動を制御する駆動制御手段であって、前記視度補正レンズが挿入された場合、前記視度補正レンズの退避時より速い移動速度にて前記フォーカシングレンズが移動されるように前記駆動部を制御する駆動制御手段と、
   と備えることを特徴とする眼底カメラ。
2. 請求項１の眼底カメラにおいて、
   前記操作部は、回転ノブであって、
   前記駆動制御手段は、前記視度補正レンズの退避時より、前記回転ノブの単位回転角当たりの前記フォーカシングレンズの移動量が大きくなるように前記駆動部の駆動を制御することを特徴とする眼底カメラ。
3. 請求項２の眼底カメラにおいて、
   前記駆動制御手段は、前記回転ノブの回転速度を検出し、検出された回転速度に対する前記駆動部による前記フォーカシングレンズの移動速度を非線形に変化させることを特徴とする眼底カメラ。

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