JP2013215625A - 眼底カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 可視観察時と赤外観察時で合焦用基準の位置を変更することにより、可視光及び赤外光によっても容易に合焦を可能とする。
【解決手段】 表示部４３上に、可視光の場合は（ａ）のように眼底と撮像手段のピントが合ったときの合焦用指標像Ｐの位置と同じ高さに、合焦基準指標Ｍｖを電気的に発生させ、合焦状態の基準とする。同様に、赤外光の場合は（ｂ）のように、眼底よりも後方の位置に合焦用指標像Ｐが結像するように、合焦基準指標Ｍｖよりも下方に位置する合焦基準指標Ｍｉｒを電気的に発生させる。
可視光観察の場合は合焦基準指標Ｍｖと合焦用指標像Ｐを合わせ、赤外光観察の場合は合焦指標基準Ｍｉｒに合わせることにより、眼底に対する撮像手段のピントが合う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、被検眼の眼底の観察を可視観察、近赤外観察の両方が可能な散瞳・無散瞳共用の眼底カメラに関するものである。

従来の散瞳・無散瞳共用の眼底カメラは、ピント合わせ用指標をプリズムにより２方向に分離させて被検眼の眼底に投影し、分離された指標像が被検眼の眼底上で一直線に合致した場合に、被検眼の眼底と撮像面が共役になるような構成にされている。

しかし、観察時に散瞳で用いる可視光と無散瞳で用いる赤外光では、光学系の屈折率の差によりピント合わせ用指標の指標が合致する位置が異なってしまう。そのため、可視光と赤外光のピントずれの差を補正するために、ピント合わせ指標投影光学系に光路長を補正する光学部材の挿脱を行っている。

特開昭６０−２０７６３６号公報

しかしながら、従来の散瞳・無散瞳共用眼底カメラでは、可視光と赤外光のピント合わせ指標の波長による眼底上でのずれを補正するための光学部材や、この光学部材を挿脱するためのアクチュエータが必要となる。従って、複雑で高価な装置になってしまうという問題がある。

図７は従来の合焦用指標投影光学系から被検眼Ｅまでの光路図である。従来の合焦用指標投影光学系のマスク１は、図８に示すようにマスク１上に反対向きに配置された１対のスプリットプリズム２が貼り付けられている。合焦用指標光源である２色発光ＬＥＤ３からの可視光を発光させた場合に、紙面手前のプリズムを通過した光束は光軸に対して下方に曲げられ、紙面奥のプリズムを通過した光束は光軸に対しては上方に曲げられる。

スプリットプリズム２により上下２方向に分離された光束は、レンズ４、２穴絞り５を通過しミラー６で反射され、リレーレンズ７を介して孔あきミラー８で反射され、対物レンズ９、被検眼Ｅの角膜Ｅｃを通過し、被検眼Ｅの眼底Ｅｒに投影される。このときの経路を実線で示し、また２方向に分かれた光束が眼底Ｅｒ上で合致したときに、眼底Ｅｒと撮像手段とのピントが合うように調整されている。このとき、眼底像Ｅｒには図９（ａ）のように合焦用指標像Ｐは一直線に投影される。

被検眼Ｅの眼底Ｅｒの光学的位置が図７のＥｒｆのように近い場合には、合焦用指標像Ｐは図１０（ａ）のように右側が下、左側が上にずれる。また、眼底Ｅｒの光学的位置がＥｒｂのように遠い場合には、合焦用指標像Ｐは図１１（ａ）のように右側が上に、左側が下にずれる。合焦用指標投影光学系は合焦レンズと連動しており、検者は合焦用指標投影光学系を移動させ、合焦用指標像Ｐを一直線にすることにより、撮像手段と眼底Ｅｒのピントを合わせることができる。

しかし、２色発光ＬＥＤ３からの赤外光が発光された場合に、赤外光は可視光よりも屈折率が小さいため、スプリットプリズム２により上下２方向に分離された光束は点線の光路を通り、眼底Ｅｒに投影される。従って、２方向に分かれた光束は可視光よりも遠い位置に結像する。

この場合には、可視光のときと同様に眼底がＥｒ０の位置、Ｅｒｆの位置、Ｅｒｂの位置のときの眼底Ｅｒ上における合焦用指標像は、それぞれ図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示すようになる。可視光でピントが合う位置Ｅｒでは合焦用指標像はずれていて、Ｅｒｂの位置で一直線になる。従って、赤外光で合焦用指標像が一直線となる位置で可視光で撮影を行った場合に、ピントぼけの眼底像しか得ることができなくなる。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、可視観察時と赤外観察時で合焦用基準の表示位置を変更することにより、可視光及び赤外光によっても合焦が可能で低コストな眼底カメラを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る眼底カメラは、被検眼に対向する対物レンズと、被検眼の眼底を観察する観察光学系と、眼底を照明する照明光学系と、前記観察光学系に設け眼底に合焦するための合焦手段と、前記観察光学系の合焦状態を表示する合焦状態表示手段とを有し、前記照明光学系は眼底を可視光を含む光で照明する可視照明光源と近赤外光を含む光で照明する近赤外照明光源とを有する眼底カメラにおいて、前記合焦状態表示手段は、可視光を含む光を発する可視指標光源と近赤外光を含む光束を発する近赤外指標光源とにより合焦用指標を照明して得られた指標像を前記対物レンズの光軸の斜め方向から眼底に投影する指標投影光学系と、前記観察光学系の眼底と共役に設けた合焦基準指標とを有し、該合焦基準指標と前記投影された指標像との位置を基に合焦状態を表示し、可視観察時と近赤外観察時の切換えに連動して、前記可視照明光源と前記近赤外照明光源との切換えと、前記可視指標光源と前記近赤外指標光源の切換えと、前記合焦基準指標の位置の切換えとを行うことを特徴とする。

本発明に係る眼底カメラによれば、可視観察時と近赤外観察時の切換えにおいて、可視照明光源と近赤外照明光源との切換えと、合焦基準指標像の表示位置の切換えとを連動させる連動機構を設けることにより低コストな装置となる。

実施例の眼底カメラの構成図である。 実施例の合焦用指標投影光学系の光路図である。 実施例の被検眼眼底上での合焦用指標像の説明図である。 実施例の合焦用指標投影光学系によるピントが合った状態での被検眼眼底上での合焦指標像と表示部に表示した合焦基準指標像の説明図である。 実施例の可視光観察時の表示部の表示、ファインダ光学系の接眼レンズから見たときの説明図である。 実施例における可視光観察時、赤外観察時の表示部の説明図である。 従来の合焦用指標投影光学系の光路図である。 従来の合焦用指標投影光学系の投影マスクの正面図である。 従来の合焦用指標投影光学系による眼底上での合焦用指標像の説明図である。 従来の合焦用指標像が眼底よりも近い位置に結像した場合の合焦用指標像の説明図である。 従来の合焦用指標像が眼底よりも遠い位置に結像した場合の合焦用指標像の説明図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例における眼底カメラの構成図である。赤外光観察光源１１から被検眼Ｅと対向する対物レンズ１２に至る眼底照明光学系の光路Ｏ１上には、リング状の開口を有する絞り１３、赤外光を透過し可視光を反射するダイクロイックミラー１４が配置されている。ダイクロイックミラー１４の透過方向には、リレーレンズ１５、ミラー１６、リレーレンズ１７、孔あきミラー１８が順次に配列されている。ダイクロイックミラー１４の入射方向には、ハロゲンランプから成る可視光観察光源１９、可視光を発光するキセノン管から成る撮影光源２０、リング状開口を有する絞り２１が配列されている。なお、赤外光観察光源１１は、赤外ＬＥＤから成り近赤外光を含む近赤外照明光源であり、観察光源１９、撮影光源２０は共に可視光を発する可視照明光源である。

ミラー１６の入射方向の合焦用指標投影光学系の光路Ｏ２には、絞り２２、レンズ２３、眼底Ｅｒと共役に配置された合焦用指標２４、可視光と赤外光の発光が可能な２色発光赤外ＬＥＤから成る合焦用指標光源２５が設けられている。合焦用指標光源２５はレンズ２３の光軸に対し斜め方向から光束を入射するようにされている。この合焦用指標光源２５は可視光観察時には可視光を発光し、赤外光観察時には赤外光を発光するようになっている。

孔あきミラー１８の背後の眼底撮影及び観察光学系の光路Ｏ３上には、合焦レンズ２６、撮影レンズ２７、クイックリターンミラー２８、撮像手段２９が配列され、クイックリターンミラー２８は図示しない駆動系により光路Ｏ３からの退避が可能とされている。

孔あきミラー１８の孔部には、光ファイバ３０の出射端が配置され、入射端には２色発光ＬＥＤから成り作動距離用の位置合わせ用指標光源３１が配置され、この位置合わせ用指標光源３１は可視光観察時は可視光を発光し、赤外光観察時は赤外光を発光する。

クイックリターンミラー２８の反射側のファインダ光学系の光路Ｏ４には、ミラー３２、フィールドレンズ３３、接眼レンズ３４が配列されている。

また合焦用指標光源２５等から成る合焦用指標投影光学系は、合焦レンズ２６と連動してＡ方向に移動可能とされ、静止画撮影時には図示しない駆動系によりＢ方向に動き、ミラー１６は眼底照明光学系の光路Ｏ１上から退避される。

撮像手段２９の出力は画像信号処理部４１を介して、演算部４２、表示部４３に接続されている。演算部４２の出力は、駆動回路４４、駆動回路４５、駆動回路４６、駆動回路４７、駆動回路４８をそれぞれ介して、赤外光観察光源１１、可視光観察光源１９、撮影光源２０、合焦用指標光源２５、位置合わせ用指標光源３１に接続されている。更に、演算部４２には入力部４９、記録部５０が接続されている。

また、撮像手段２９の各画素上には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のフィルタがモザイク状に配置された三色分解フィルタが設けられている。各画素のフィルタはそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの光に感度を有し、Ｒフィルタは赤〜赤外光を透過可能であり、更にＲの画素は赤外光にも感度を有している。

近赤外観察時には、画像信号処理部４１はＲフィルタを経た画素の出力を用いて、モノクロの動画データを生成する赤外モノクロ動画モードが用いられる。可視観察時、静止画撮影時には、画像信号処理部４１は同様にＲ、Ｇ、Ｂフィルタの各画素の出力を用いてカラー出力用の動画データを生成するカラー動画モード、静止画データを生成するカラー静止画モードの切換えが可能とされている。また、画像信号処理部４１は演算部４２からのキャラクタデータにより生成した画像に画像を合成することができる。

図２は実施例の合焦用指標投影光学系の光路図である。合焦用指標光源２５を発光させた場合に、横長の開口を持つ合焦用指標２４により光束は光軸に対して斜め方向に向かう。投影光はレンズ２３、絞り２２を通過しミラー１６で反射され、リレーレンズ１７を通過し孔あきミラー１８で反射され、対物レンズ１２を斜め方向に通過し、被検眼Ｅの角膜Ｅｃを経て眼底Ｅｒに投影される。

合焦用指標光源２５が可視指標光源として機能する場合の光路を実線で示し、近赤外光を含む近赤外指標光源として機能する場合の光路を点線で示す。眼底Ｅｒの位置がＥｒｂ、Ｅｒ０、Ｅｒｆの場合に、図３は眼底Ｅｒ上に投影された合焦用指標像Ｐと眼底像Ｅｒ’を示し、（ａ）は可視光の場合、（ｂ）は赤外光の場合であり、赤外光の場合に合焦用指標像Ｐは可視光の場合に対して下方にずれることになる。

本実施例では、合焦用指標像Ｐは従来例のように指標が２つに分離するスプリットプリズムを用いていないので、合焦基準が分かり難い。従って、表示部４３上に可視光の場合は図４（ａ）に示すように眼底Ｅｒの位置がＥｒ０のときの位置、つまり眼底Ｅｒと撮像手段２９のピントが合ったときの位置と同じ高さに、可視光用の合焦基準指標Ｍｖを表示し、合焦状態表示を行う。この合焦基準指標Ｍｂは可視光観察に連動して画像信号処理部４１によりキャラクタ画像として電気的に発生する。同様に、赤外光の場合は図４（ｂ）に示すように、眼底Ｅｒの位置がＥｒｆのときの合焦用指標像Ｐの位置に、近赤外光用の合焦基準指標Ｍｉｒを合焦基準指標Ｍｖよりも下方に位置するように電気的に発生させる。

可視光を用いて、眼底Ｅｒを表示部４３で動画による可視観察時には、入力部４９に配置された観察モードスイッチを可視光モニタ観察モードに切換えると、画像信号処理部４１は演算部４２によりカラー動画モードに変更される。モードスイッチが切換えられると、演算部４２は可視光観察光源１９を点灯、調光するために駆動回路４４を駆動し、駆動回路４６により赤外光観察光源１１を消灯する。また、合焦用指標光源２５と位置合わせ用指標光源３１から可視光を発光し赤外光が消灯するように、ＬＥＤ駆動回路４７、４８の駆動を行う。更に、クイックリターンミラー２８を撮影光学系の光路Ｏ３から退避させる。

可視光観察光源１９からの可視光は、撮影光源２０、絞り２１を透過し、ダイクロイックミラー１４、リレーレンズ１５、ミラー１６、リレーレンズ１７を介して、孔あきミラー１８で反射され、対物レンズ１２、角膜Ｅｃを通過し眼底Ｅｒに照射される。

合焦用指標光源２５からの可視光は、図２の実線で示すように合焦用指標２４、レンズ２３、絞り２２を通過しミラー１６で反射され、リレーレンズ１７を通過し、孔あきミラー１８で反射される。更に、対物レンズ１２の側方を経て、角膜Ｅｃを介して眼底Ｅｒ上に合焦用指標像Ｐが投影される。また、位置合わせ用指標光源３１からの可視光は、光ファイバ３０、対物レンズ１２を通過して角膜Ｅｃに照射される。

眼底像Ｅｒ’及び眼底Ｅｒに投影された合焦用指標像Ｐは、角膜Ｅｃを通過し更に角膜Ｅｃにより反射された位置合わせ用指標像Ａと共に、対物レンズ１２、孔あきミラー１８の孔を通り、合焦レンズ２６、撮影レンズ２７を通過し、撮像手段２９に結像される。撮像手段２９の出力は画像信号処理部４１によりカラー動画が生成され、図５（ａ）に示すように表示部４３に眼底像Ｅｒ’として表示され、更に表示部４３上には、演算部４２からのキャラクタデータにより合焦用指標像Ｐと合焦基準指標Ｍｖとが合成される。合焦基準指標Ｍｖと合焦用指標像Ｐを一列に合わせることで、眼底Ｅｒと撮像手段２９のピントが合い、ピントがずれると合焦用指標像Ｐは合焦基準指標Ｍｖに対して上下方向に移動する。

図５（ａ）は被検眼Ｅの眼底Ｅｒのピント及び位置が合ったときの表示部４３の様子を示す。操作者はこの画像中の合焦基準指標Ｍｂに対する合焦用指標像Ｐ、位置合わせ基準指標ＡＭに対する位置合わせ指標像Ａを調整しながら、眼底Ｅｒのピント合わせ及び位置合わせを行う。

図５（ｂ）は眼底Ｅｒのピント及び位置が合ったときのファインダ光学系の接眼レンズ３４から眼底像Ｅｒ’を見た様子を示している。つまり、ファインダ光学系により可視光で観察する場合には、入力部４９の観察モードスイッチを可視光ファインダ観察モードに切換える。観察モードスイッチが切換えられると、演算部４２はクイックリターンミラー２８を下降しファインダ光学系の光路Ｏ４に切換える。ファインダ光学系の内部のフィールドレンズ３３には、合焦基準指標Ｍｆと位置合わせ基準指標Ａｆが形成されている。合焦基準指標Ｍｆに対し合焦用指標像Ｐを一列に合わせ、位置合わせ基準指標Ａｆに対し位置合わせ指標像Ａを合わせることで、眼底Ｅｒと撮像手段２９のピントが合い、位置合わせがなされるように調整されている。

一方、赤外光を用いて眼底Ｅｒを表示部４３による近赤外観察時には、入力部４９の観察モードスイッチを赤外光モニタ観察モードに切換え、画像信号処理部４１は演算部４２により赤外モノクロ動画モードに変更する。観察モードスイッチが切換えられると、演算部４２は駆動回路４４により可視光観察光源１９を消灯し、駆動回路４６により赤外光観察光源１１を点灯し調光する。

また、ＬＥＤ駆動回路４７、４８の駆動を切換えて、合焦用指標光源２５と位置合わせ用指標光源３１から赤外光を発光し、可視光を消灯する。更に、クイックリターンミラー２８を撮影光学系の光路Ｏ３から退避させる。

赤外光観察光源１１からの赤外光は、絞り１３、ダイクロイックミラー１４、リレーレンズ１５、ミラー１６、リレーレンズ１７を透過し、孔あきミラー１８で反射され、対物レンズ１２、角膜Ｅｃを通過し眼底Ｅｒに照射される。また、合焦用指標光源２５からの赤外光は、合焦用指標２４、レンズ２３、絞り２２を通過し、ミラー１６で反射され、リレーレンズ１７を通過し孔あきミラー１８で反射され、対物レンズ１２、角膜Ｅｃを通過し、眼底Ｅｒ上に合焦用指標像が投影される。

赤外光は可視光に対して屈折力が弱いため、合焦用指標の光束は図２の点線の経路を通る。そのため、眼底Ｅｒに投影される赤外光の合焦用指標Ｐの位置は、可視光に対して下の位置になる。また、位置合わせ用指標光源３１からの赤外光は、光ファイバ３０、対物レンズ１２を通過して角膜Ｅｃに照射される。

照明された被検眼Ｅの眼底像Ｅｒ’及び投影された合焦用指標像Ｐは、角膜Ｅｃにより反射された位置合わせ用指標像Ａと共に、対物レンズ１２、孔あきミラー１８の孔の中を通り、合焦レンズ２６、撮影レンズ２７を介して撮像手段２９に結像される。これらの眼底像Ｅｒ’は赤外モノクロ画像として合焦用指標像Ｐは画像信号処理部４１により共に表示部４３に表示される。

図６（ａ）は眼底Ｅｒの位置及び撮像手段２９とのピントが合ったときの表示部４３の様子を示している。前述したように、近赤外光の合焦用指標像Ｐは可視光に対して眼底Ｅｒ上で下方位置に投影されるため、可視観察用の合焦基準指標Ｍｖに対して赤外光の合焦用指標像Ｐは下方に位置している。

仮に、可視観察用の合焦基準指標Ｍｖの位置に、近赤外光による合焦用指標像Ｐを合わせると、眼底Ｅｒに対する撮像手段２９のピントがずれてしまうことになる。そのため、表示部４３上に図６（ｂ）のようにピントが合った場合の赤外光の合焦用指標像Ｐの位置に、赤外観察用の合焦基準指標Ｍｉｒをキャラクタで合成することによりピントずれを補正し観察を行う。これにより、その後に可視光による静止画撮影を行う場合に、そのまま静止画撮影に移行できる。

カラー静止画を撮像するには、このようにしてピント及び位置が合ったところで、入力部４９の撮影スイッチを押す。演算部４２はこれを検知し、画像信号処理部４１は演算部４２によりカラー静止画撮影モードに変更し、赤外光観察光源１１、可視光観察光源１９、合焦用指標光源２５、位置合わせ用指標光源３１の発光を停止する。そして、合焦用指標投影光学系をＢ方向に駆動して退避させ、クイックリターンミラー２８を光路Ｏ３から退避させる。

次いで、演算部４２が駆動回路４６により撮影光源２０を発光させると、出射した可視光は絞り２１を通過しダイクロイックミラー１４で反射し、観察光源１９と同じ経路で眼底Ｅｒを照明し、その反射光である眼底像Ｅｒ’を撮像手段２９に導き結像する。ここで、撮影光源２０は可視光であるが赤外光成分も含んでいる。しかし、ダイクロイックミラー１４は赤外光を透過し、可視光を反射するようにしているため、撮影光源２０を出射した可視光領域のみの光束がダイクロイックミラー１４で反射する。そのため、撮像手段２９が赤外光に感度を有していても赤外成分は到達せず、色かぶりの心配はない
撮像手段２９では光電変換が行われ、画像信号処理部４１によって読み出され、各画素の出力によりカラー静止画データの生成が行われ、演算部４２を経由して記録部５０に記録する。また、カラー静止画を表示部４３に表示させてもよい。

１１ 赤外光観察光源
１２ 対物レンズ
１９ 可視光観察光源
２０ 撮影光源
２４ 合焦用指標
２５ 合焦用指標光源
２９ 撮像手段
３０ 光ファイバ
４１ 画像信号処理部
４２ 演算部
４３ 表示部
４９ 入力部
５０ 記録部

Claims (3)

1. 被検眼に対向する対物レンズと、被検眼の眼底を観察する観察光学系と、眼底を照明する照明光学系と、前記観察光学系に設け眼底に合焦するための合焦手段と、前記観察光学系の合焦状態を表示する合焦状態表示手段とを有し、前記照明光学系は眼底を可視光を含む光で照明する可視照明光源と近赤外光を含む光で照明する近赤外照明光源とを有する眼底カメラにおいて、前記合焦状態表示手段は、可視光を含む光を発する可視指標光源と近赤外光を含む光束を発する近赤外指標光源とにより合焦用指標を照明して得られた指標像を前記対物レンズの光軸の斜め方向から眼底に投影する指標投影光学系と、前記観察光学系の眼底と共役に設けた合焦基準指標とを有し、該合焦基準指標と前記投影された指標像との位置を基に合焦状態を表示し、可視観察時と近赤外観察時の切換えに連動して、前記可視照明光源と前記近赤外照明光源との切換えと、前記可視指標光源と前記近赤外指標光源の切換えと、前記合焦基準指標の位置の切換えとを行うことを特徴とする眼底カメラ。
2. 前記観察光学系は眼底を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画像を出力する表示部と、前記合焦基準指標を前記表示部に電気的に発生させる発生手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
3. 前記観察光学系は可視観察のためのファインダ光学系を有し、前記合焦基準指標は前記ファインダ光学系の内部に形成したことを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。

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