JP3645371B2 - 眼科用撮影装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科用撮影装置、特に、被検眼を受像装置によって撮影する際の露光量の制御を行う眼科用撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、観察光源と撮影光源とを備え且つこれら各光源から出射された照明光束と撮影用照明光束とを被検眼に投影する照明光学系と、被検眼に対向する対物レンズを備え且つ被検眼を撮影する受像装置に被検眼からの反射光束を導く観察光学系と、観察光学系の光路中途部で被検眼からの反射光束の一部を分岐してその分岐した光束に基づいて被検眼を観察する観察光学系と、撮影スイッチの操作に応答して撮影光源の発光制御を行う発光制御回路とを備えた眼科用撮影装置が知られている。
【0003】
また、このような眼科用撮影装置では、撮影光路の光路中にハーフミラー等の光学部品を設けて撮影光束の一部を抽出し、その抽出した光束の光量を検出することで発光制御回路による撮影光源の発光量を制御して適正露出が得られるようにしている。
【0004】
しかしながら、このような眼科用撮影装置は、撮影中に撮影光束の一部を抽出する光学部品を常時撮影光路に設ける構成であるため、操作距離(例えば、眼底カメラの場合では、検者から被検眼までの距離)が長くなり、またその光学部品の光学特性の影響を受けて撮影像が劣化するという不具合がある。
【0005】
また、観察照明光束の光量を検出するための光検出素子と、眼底からの反射光量を検出するための光検出素子とを別々に設けたものもある。(特開平3−198830号公報参照)
一方、例えば、眼底カメラの場合に用いられる観察光源(一般にハロゲンランプ)と撮影光源(一般にキセノンランプ)とは熱源にもなるので、眼底カメラを使用している間に徐々に機械内部の温度が上昇し、数時間継続して使用することによってその温度上昇が停止して平衡状態となる。
【0006】
従って、上述したように、観察照明光量を検出する検出素子と、眼底からの反射光量を検出する検出素子とを各々専用に設けた構成では、これら2つの光検出素子は離れて配置され、各光検出素子の周囲温度が異なるため、熱源となる観察光源と撮影光源からの影響に差が発生してしまう。
【0007】
しかも、これらの光検出素子には可視光型シリコンフォトダイオードが用いられている。この可視光型シリコンフォトダイオードは、一般に、周囲温度によるフォトダイオードの感度と暗電流とは変化するという特性を有している。また、眼科用撮影装置では、被検者の個人差や撮影の種類等の状況によって観察照明光量を広範囲に変化させることが多く、それに伴って光検出素子も広範囲の光量を測定できることが要求されるため、光検出素子にログアンプを接続することで、広い範囲の測光並びに観察光と反射光束の比を計算するための回路として安価な引算回路を用いることを可能としている。尚、周囲温度に対してログアンプの方が光検出素子自体よりも大きく影響を受けることが一般的に広く知られているため、ログアンプに温度補償回路を付与して周囲温度に対する信頼性を確保している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、照明光束の光量検出用の光検出素子と眼底反射光束の光量検出用の光検出素子とを別々に用い、これら2つの光検出素子によって反射率を求めて露光制御を行う構成では、下記1〜4のような各種不具合が生じる。
【0009】
1.光検出素子は製品間の特性バラツキが大きいため、各光検出素子の特性の違いによる測定誤差を補正するための特別な回路等が必要となる。
【0010】
2.光検出素子は周囲温度により特性が大きく変わるため、各光検出素子間に温度差が生じると特性が変化して正確な露光制御ができなくなる。
【0011】
3.光検出素子は、年月を経る毎に感度が悪化する傾向にあるため、長期間正確な露光制御を行うためには、定期的に(例えば、数カ月に1度)2つの光検出素子の感度を検査して校正を行う必要がある。
【0012】
4.光検出素子に接続されたログアンプは、光検出素子以上に温度の影響を受けやすいため、各光検出素子に接続した2つのログアンプ間においても温度差が生じて正確な露光制御ができなくなるおそれがある。
【0013】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、装置本体の使用に伴って変化する周囲温度に対して光検出素子やこれに付随する回路部品等の温度補償や校正が容易となり、よって正確な露光制御を行うことができるばかりでなく、光検出素子の経年変化に対しても光検出素子の校正を容易に行うことができ、しかも、1つの光検出素子で検出を行うので、光検出素子の特性を一定の関係に合わせる等の難しい作業等を不要とすることができる眼科用撮影装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、照明光束を被検眼に導く照明光学系と、被検眼からの照明光束の反射光束を受像装置に導く観察光学系と、前記照明光学系の光路に配置された第1反射部材によって照明光束の一部を分岐すると共にその分岐した光束を光検出素子に導く第1導光光学系と、前記観察光学系の光路に配置された第2反射部材によって反射光束の一部を分岐すると共にその分岐した光束を前記光検出素子に導く第2導光光学系と、前記光検出素子に検出された照明光束の光量及び反射光束の光量に基づいて被検眼の反射率を演算する演算手段と、該演算手段による演算結果に基づいて露光量を決定する露光量決定手段とを備えていることを要旨とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の眼科撮影器械の実施の形態を眼底カメラに適用して、図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は、本発明の眼底カメラの光学系の説明図である。図1において、10は被検眼Eに照明光束を導く照明光学系、30は被検眼Eからの照明光束の反射光束を受像装置としてのテレビカメラTに導く観察光学系としての観察・撮影光学系、50は観察・撮影光学系30から分岐されたファインダー光学系である。なお、図1において、Efは眼底、Ecは前眼部、Erは水晶体である。
【0017】
照明光学系10は、観察用光源(例えば、ハロゲンランプ)11、コンデンサーレンズ12、撮影用光源(例えば、キセノンランプ)13、コンデンサーレンズ14、蛍光撮影時に光軸O1で示す照明光路内に挿入されるエキサイターフィルター15、第1反射部材16、照明用絞り17、反射ミラー18、有害反射光を除去する黒点19aを有する有害反射光除去部材19、リレーレンズ20、穴空きミラー21、対物レンズ22を有する。尚、ハロゲンランプ11は撮影用も兼ねている。
【0018】
ハロゲンランプ11から出射された観察・撮影用の照明光束は、コンデンサーレンズ12から対物レンズ22までの光学部品を経て被検眼Eの眼底Efに照射され、図示しない撮影スイッチの押圧によって発光するキセノンランプ13から出射された撮影用の照明光束はコンデンサーレンズ14から対物レンズ22までの光学部品を経て被検眼Eの眼底Efに照射される。
【0019】
尚、カラー撮影モードの場合にはエキサイターフィルター15は光路から退避される。照明用絞り17は被検眼Eの角膜Ecと共役であり、黒点19aは対物レンズ22の表面での反射光が穴空きミラー21の孔部21aを通過するのを阻止する遮光物である。
【0020】
第1反射部材16は、ハロゲンランプ11から出射された照明光束の一部を第1導光光学系23に分岐する。
【0021】
この第1導光光学系23は、コンデンサーレンズ24、光ファイバー25、ハーフミラー26、コンデンサーレンズ27、光検出素子28(例えば、可視光型シリコンフォトダイオード)を有する。
【0022】
ハロゲンランプ11から出射された観察・撮影用の照明光束は、その一部が第1反射部材16によって反射される。この反射された照明光束は、コンデンサーレンズ24によって光ファイバー25の端面に収束され、光ファイバー25によってハーフミラー26へと導かれた後、ハーフミラー26に反射され、コンデンサーレンズ27によって光検出素子28に結像される。
【0023】
観察・撮影光学系30は、対物レンズ22、穴空きミラー21の穴部21a、撮影絞り31、蛍光撮影時に光軸O2で示す撮影光路内に挿入されるバリアフィルター32、第2反射部材33、フオーカスレンズ34、変倍レンズ35、結像レンズ36、クイックリターンミラー37、35mmフィルムF、光路切換ミラー38、マスク39、眼底Efと共役なフィールドレンズ40、反射ミラー41、テレビリレーレンズ42、受像面43を有するテレビカメラTを有する。このテレビカメラTには画面44aを有するモニタ装置44と接続されている。尚、テレビカメラTで観察・記録するための記憶装置等は図示を省略する。
【0024】
変倍レンズ35は、光路から挿脱自在となっており、例えば、画角50°の変倍レンズ35と画角35°の変倍レンズ35´とで切り換え可能となっている。
【0025】
眼底Efで反射された反射光束は、対物レンズ22から結像レンズ36至る光学部材を経てクイックリターンミラー37に至る。クイックリターンミラー37は、常時は図示の状態にあり、キセノンランプ13を発光させた撮影の場合にはクイックリターンミラー37が矢印方向に瞬間的に跳ね上がり、これにより眼底Efで反射された反射光束に基づく眼底像が35mmフィルムFに撮影される。
【0026】
また、ハロゲンランプ11を点灯させての観察・撮影時の反射光束は、クイックリターンミラー37に反射され、アライメント操作時等の肉眼観察の場合には光路切換ミラー38に反射されてファインダー光学系50へと導かれ、モニター観察・撮影の場合には光路切換ミラー38が矢印方向に変位して光路から退避され、マスク39からテレビリレーレンズ42に至る光学部品を経て受像面43に眼底像が結像され、これにより、モニタ装置44の画面44aに眼底像Ef´が画面表示される。尚、画面44aには、後述する反射率を表示することも可能である。
【0027】
第2反射部材33には、プリズムミラーが用いられており、被検眼Eにより反射された反射光束の一部を第2導光光学系45に分岐する。
【0028】
第2導光光学系45は、集光レンズ46、開口絞り47を備えていると共に、第1導光光学系23のハーフミラー26、コンデンサーレンズ27、光検出素子28を共用している。
【0029】
眼底Efで反射された反射光束の一部は、対物レンズ22、穴部21a、撮影絞り31を経て第2反射部材33に反射され、集光レンズ46、開口絞り47を経てハーフミラー26を透過した後、コンデンサーレンズ27によって光検出素子28に結像される。
【0030】
なお、第2反射部材33は、撮影光路に対して挿脱自在としてアライメント時には撮影光路から離脱させることで光検出素子28への導光を阻止する導光阻止手段としての役割を兼ねている。また、第1導光光学系23からの照明光束を反射し、第2導光光学系45からの反射光束を透過するハーフミラー26は、眼底Efの反射率の低さから、透過率が反射率よりも比較的高いものが使用されており、ここでは、透過率70%、反射率30%となっている。
【0031】
ファインダー光学系50は、マスク51と、眼底Efと共役なフィールドレンズ52と、接眼レンズ53とを有し、光路切換ミラー38によって反射された反射光束をマスク51、フィールドレンズ52、接眼レンズ53を経て肉眼視し、装置本体と被検眼Eとの相対位置の調整(アライメント調整,作動距離調整)およびフォーカスレンズ34によるピント合わせを行う。
【0032】
一方、光検出素子28には演算制御回路60が接続されている。この演算制御回路60は、図3に示すように、ログアンプ61、メモリA,B、撮影モードをカラー撮影と蛍光撮影とで切り換える撮影モード選択スイッチ62、変倍レンズ35と変倍レンズ35´との切り換え時に操作される倍率選択スイッチ63、撮影装置を35mmフィルムFとテレビカメラTとで切り換える撮影装置選択スイッチ64、蛍光撮影時にエキサイターフィルター15を光路内に挿入しカラー撮影時にエキサイターフィルター15を光路外へと退避させるエキサイターフィルター駆動手段65、蛍光撮影時にバリアフィルター32を光路内に挿入しカラー撮影時にバリアフィルター32を光路外へと離脱させるバリアフィルター駆動手段66、第2反射部材33の光路内への挿入並びに光路外への離脱をするソレノイド67、テレビカメラTに接続の信号処理回路68、ハロゲンランプ11とキセノンランプ13の光量調整を行う調光回路69を有する。
【0033】
ログアンプ61は、光検出素子28の出力を対数変換する機能を有する。ここでログアンプ61及び引算回路を使用するのは、光検出素子28の出力を直接割算回路により演算する場合に比べて誤差が小さくなること、並びに、引算回路は割算回路に比べて安価である等のメリットがあるからである。
【0034】
尚、光検出素子28やログアンプ61は、熱源となるハロゲンランプ11やキセノンランプ13から離れた位置で、且つ、なるべく装置本体の筐体(図1に示した各種光学部材を内蔵)の下方寄りに配置するのが好ましく、ハロゲンランプ11やキセノンランプ13等から放射された熱が筺体の上方に移動することを考慮すると、ランプ11,13の垂直上方に配置することは避けた方がよい。
【0035】
次に、光検出素子28の周囲温度の変化や経年変化に対応するための校正方法を説明する。この方法としては、装置本体の電源をONした時、撮影モードを変更した時(例えば、35mmフィルムFからテレビカメラTへ変更した時)、撮影を終了した時(例えば、蛍光撮影終了時のタイマーOFFやリセット時)に、ハロゲンランプ11に所定の電圧を与えて光検出素子28に一定の光量が入射するようにして行う方法が簡単に行えるので良い。
【0036】
先ず、一例としてカラー撮影モードで35mmフィルムFに撮影記録する場合のアライメント時には、第2反射部材33は光路から離脱されており、光路切換ミラー38は光路内にあってファインダー光学系50によるアライメント観察状態となっている。
【0037】
このアライメント観察状態では、ハロゲンランプ11から出射された照明光束の一部が第1反射部材16によって反射され、コンデンサーレンズ24、光ファイバー25、ハーフミラー26、コンデンサーレンズ27を経て光検出素子28に導かれる。この際の光検出素子28の出力は、図2(A)のグラフ図に示すように“a0”となる。
【0038】
光検出素子28(及びそれに付随した回路、以下同じ)は、その入射光量に応じた電圧を発生する。発生した電圧はログアンプ61により対数変換され、その変換値をメモリAに記憶させる。
【0039】
次に、アライメント完了後、撮影スイッチ(図示せず)がおされると、第2反射部材33が挿入されると、ハロゲンランプ11から出射された照明光束の一部が第1反射部材16に反射され、コンデンサーレンズ24、光ファイバー25、ハーフミラー26、コンデンサーレンズ27を経て光検出素子28に導かれると共に、眼底Efで反射された反射光束の一部が第2反射部材33、集光レンズ46、開口絞り47、ハーフミラー26、コンデンサーレンズ27を経て光検出素子28に導かれる。従って、光検出素子28の出力は、照明光束の光量と眼底Efからの反射光束の光量の和b0となる。ログアンプ61は、この第2反射部材33を光路に挿入した後の光検出素子28の受光光量b0を対数変換してその変換値をメモリBに記憶させる。演算制御回路60は、メモリA,メモリBに記憶された値に基づき、次式により、眼底の反射率Rを演算する。
【0040】
R=K(b0−a0/a0)
ただし、Kは定数であり、装置に固有の値である。
【0041】
演算が終了すると、演算制御回路60はソレノイド67に対し駆動信号を出力する。ソレノイド67は、この駆動信号に基づいて第2反射部材33を撮影光路内から離脱させる。
【0042】
調光回路69は、求められた眼底Efの反射率Rに基づいてランプ13の発光量を適正となるように調整する。尚、調光回路69は、撮影モード(カラー/蛍光)、倍率、受像装置の種類(35mmフィルム/テレビカメラ)によって調整量は異なるので、反射率だけでなくこれらの情報を考慮して発光量を決定する。
【0043】
このように、本実施例では、照明光の光量及び眼底の反射光の両方を同一の受光素子で受光し、光量を算出しているので、2つの受光素子を使用する場合に生ずる問題を回避することができる。例えば、2つの素子の周囲温度が異なることによる測定値の誤差を考慮する必要がなくなる。また、2つの受光素子を使用した場合には、経年変化により、2つの受光素子の特性が異なるものとなった場合に、これを考慮して眼底の反射率を演算する必要があるが、本発明では、その必要がない。
【0044】
尚、実際の眼底カメラの場合には、上述した他に、次のような幾つかの構成要素を考慮する必要がある。
【0045】
・蛍光撮影のためのフィルター15,32やその他の特殊フィルター
・撮影手段の種類(35mmフィルムF,テレビカメラTか又はインスタントフィルム)
そして、撮影モード(カラー/蛍光、倍率、撮影手段{35mmフィルム/テレビカメラ})に応じてキセノンランプ13(テレビカメラなどによる動画記録撮影の場合には、ハロゲンランプ11)の発光光量の基準が変わるのが一般的であるから撮影モードに応じた基準に対して発光光量を補正する構成にすることが好ましい。
【0046】
一方、蛍光撮影モードの撮影の場合、蛍光剤を静注後10分程度の経過撮影を行うが、初めの1〜2分間位で眼底Ef全体に蛍光剤が行き渡ってしまい、それ以降は明るさの変化は少ないため(徐々に暗くなっていく)、蛍光輝度の経過観察を行うことも大切であることから、所定時間経過後は補正量を一定(または補正は行わずに)にして発光させると良い。また、蛍光撮影は、カラーに比べて撮影枚数が多いので第2反射部材33を挿脱する機構の耐久性についても有利である。尚、「特開平5−38330号公報」に開示されているような被検眼Eの反射率が所定範囲内にあるか否かを判断する判断手段を設けてもよい。
【0047】
図2(B)のグラフ図は、蛍光撮影モードの撮影の場合での、アライメント検出時における光検出素子28の出力“a1”、測光時における光検出素子28の出力“b1”を示す。また、図2(B)の出力“a2”,“b2”は、別の時間のものであって、照明光量や蛍光輝度が変化しているので、必ずしも“a1”,“b1”とは一致しない。
【0048】
ところで、図4に示すように、上述したハーフミラー26を切換ミラー70とし、光検出素子28に導光する2つの光束の効率を向上させてもよい。この際、切換ミラー70は、アライメント時は光路内に位置して観察照明光束を光検出素子28に導光し、測定時には光路外に退避すると共に、第2反射部材33が挿入されて、眼底Efからの反射光束のみを光検出素子28に導光する。尚、切換ミラーとしたことにより、第2反射部材33を撮影光束をケラレない光路内に固定する構成としてもよい。
【0049】
さらに、図5及び図6に示すように、切換ミラー70の場合は、第2反射部材33の挿脱に連動して、切換ミラー70を逆に挿脱させるとよい。
【0050】
尚、図5(A),(B)に示した例は、切換ミラー70と第2反射部材33とを連結バー71によって連結し、スライドによって切換ミラー70を光路内へと挿入して第2反射部材33を光路から退避させている場合(図5(A)の状態)と、切換ミラー70を退避させて第2反射部材33を光路内へと挿入している場合(図5(B)の状態)とで切り換える。
【0051】
また、図6(A),(B)に示した例は、切換ミラー70と第2反射部材33とを軸72を支点として回転する連結バー73によって連結し、回転によって切換ミラー70を光路内へと挿入して第2反射部材33を光路から退避させている場合(図6(A)の状態)と、切換ミラー70を退避させて第2反射部材33を光路内へと挿入している場合(図6(B)の状態)とで切り換える。
【0052】
この際、図2(C)に示すように、カラー撮影モードのアライメント時の光検出素子28からの出力は“c0”、測光時の光検出素子28からの出力は“d0”となり、計算式は、単純にR=k´×d0/c0で求められる。
【0053】
また、図2(D)に示すように、蛍光撮影モードのアライメント時の光検出素子28からの出力は“c1”、測光時の光検出素子28からの出力は“d1”となり、別の時間の光検出素子28の出力例は“c2”,“d2”となる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の眼科用撮影装置にあっては、観察照明光束と反射光束とを1つの光検出素子に導光するように構成したことにより、装置本体の使用に伴って変化する周囲温度に対して光検出素子やこれに付随する回路部品等の温度補償や校正が容易となり、よって正確な露光制御を行うことができるばかりでなく、光検出素子の経年変化に対しても光検出素子の校正を容易に行うことができ、しかも、1つの光検出素子で検出を行うので、光検出素子の特性を一定の関係に合わせる等の難しい作業等を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わる眼科用撮影装置を示し、眼底カメラの光学系の説明図である。
【図2】同じく、光検出素子の検出状態を示し、(A)はハーフミラーを適用した際のカラー撮影の場合のグラフ図、(B)はハーフミラーを適用した際の蛍光撮影の場合のグラフ図、(C)は切換ミラーを適用した際のカラー撮影の場合のグラフ図、(D)は切換ミラーを適用した際の蛍光撮影の場合のグラフ図である。
【図3】同じく、制御回路のブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態の変形例に係わる眼底カメラの光学系の要部の説明図である。
【図5】本発明の実施の形態の変形例による切換ミラーと第2反射部材との切り換え方式にスライド方式を採用した例を示し、(A)は図4の矢印A方向から見たアライメント時及び撮影時における光学系の要部の説明図、(B)は図4の矢印A方向から見た測光時における光学系の要部の説明図である。
【図6】本発明の実施の形態の変形例による切換ミラーと第2反射部材との切り換え方式に回転方式を採用した例を示し、(A)は図4の矢印A方向から見たアライメント時及び撮影時における光学系の要部の説明図、(B)は図4の矢印A方向から見た測光時における光学系の要部の説明図である。
【符号の説明】
10…照明光学系
16…第1反射部材
30…観察光学系
33…第2反射部材
23…第1導光光学系
28…光検出素子
45…第2導光光学系
60…演算手段
69…調光回路(露光量決定手段)
Claims (6)
- 照明光束を被検眼に導く照明光学系と、被検眼からの照明光束の反射光束を受像装置に導く観察光学系と、前記照明光学系の光路に配置された第1反射部材によって照明光束の一部を分岐すると共にその分岐した光束を光検出素子に導く第1導光光学系と、前記観察光学系の光路に配置された第2反射部材によって反射光束の一部を分岐すると共にその分岐した光束を前記光検出素子に導く第2導光光学系と、前記光検出素子に検出された照明光束の光量及び反射光束の光量に基づいて被検眼の反射率を演算する演算手段と、該演算手段による演算結果に基づいて露光量を決定する露光量決定手段とを備えていることを特徴とする眼科用撮影装置。
- 照明光束を被検眼に導く照明光学系と、被検眼からの照明光束の反射光束を受像装置に導く観察光学系と、前記照明光学系の光路に配置された第1反射部材によって照明光束の一部を分岐すると共にその分岐した光束を光検出素子に導く第1導光光学系と、前記観察光学系の光路に配置された第2反射部材によって反射光束の一部を分岐すると共にその分岐した光束を前記光検出素子に導く第2導光光学系と、前記第1,第2導光光学系の少なくとも一方に設けられ且つその一方の光学系による前記光検出素子への導光を阻止する導光阻止手段と、前記光検出素子に検出された照明光束の光量及び反射光束の光量に基づいて被検眼の反射率を演算する演算手段と、該演算手段による演算結果に基づいて露光量を決定する露光量決定手段とを備えていることを特徴とする眼科用撮影装置。
- 前記導光阻止手段による導光阻止は、前記第1反射部材又は前記第2反射部材を光路外に離脱させることにより行うことを特徴とする請求項2に記載の眼科用撮影装置。
- 前記導光阻止手段による導光阻止は、前記第2反射部材の挿脱、連動して、逆に前記第2導光光学系に光路切換ミラーを挿脱させることにより行うことを特徴とする請求項2に記載の眼科用撮影装置。
- 前記第1導光光学系と前記第2導光光学系とは、その光路中に配置されたひとつのハーフミラーによって、該ハーフミラーから前記光検出素子までの光路を共有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の眼科用撮影装置。
- 前記第1導光光学系と前記第2導光光学系とは、その光路中に配置されたひとつの光路切換ミラーによって、該光路切換ミラーから前記光検出素子までの光路を共有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の眼科用撮影装置。
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- 1996-09-10 JP JP23903596A patent/JP3645371B2/ja not_active Expired - Lifetime
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