JP3718098B2

JP3718098B2 - 眼底カメラ

Info

Publication number: JP3718098B2
Application number: JP2000081048A
Authority: JP
Inventors: 紹生楠城
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: DE60115126T2; EP1138256A2; EP1138256A3; DE60115126D1; US6669339B2; EP1138256B1; US20010024263A1; JP2001258847A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼眼底を撮影する眼底カメラに関する。
【０００２】
【従来技術】
散瞳剤を使用することなく、無散瞳状態で眼底像を撮影する眼底カメラが知られている。従来、このような無散瞳タイプの眼底カメラにおいては、不可視の赤外光により眼底を観察する観察光学系とフラッシュ光源の点灯による可視光によって眼底を撮影する撮影光学系との光路を、通常のミラーコーティングからなる跳上げミラーを使用して切換えていた。
【０００３】
また、無散瞳タイプの眼底カメラでは患者の視線を誘導するための固視灯を眼底カメラの光学系内部に配置することが好ましく、跳上げミラーを使用した構成の場合には跳上げミラーで切換えられる観察光学系の光路側に固視灯の配置が可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、跳上げミラーを使用した機構は、フラッシュ光源と同期駆動させるシーケンスの必要性や駆動機構の複雑化に加え、撮影時の駆動音や振動等が避けられないという欠点がある。
【０００５】
近年では、跳上げミラーの代わりにダイクロイックミラーを設け、可視光を撮影光学系へ、赤外光を観察光学系へ導光するものも提案されているが、ダイクロイックミラーによって赤外光が分割される観察光学系側には可視光を出射する固視灯を設けることはなかった。この場合の固視灯の配置は、撮影光学系内に別途ビームスプリッタを配置し、分岐させた光路側へ固視灯を設けることが考えられるが、これは撮影光量の低下を招き、不利である。また、ピント合わせ用のフォーカス指標と同じ位置に固視灯を配置することも考えられるが、視線誘導のために固視灯を移動する場合にはその移動機構の配置が難しい。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、装置構成を簡略化しつつ、内部固視灯を視線誘導に適した効率の良い配置とした眼底カメラを提供することを技術課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００８】
（１）被検眼の眼底を可視光及び赤外光により照明する照明光学系と、眼底で反射した赤外光により眼底像を光電的に撮像する観察用撮影光学系と、観察用撮影光学系の一部の光学系を共用し、眼底で反射した可視光により眼底像を光電的に撮像する撮影光学系と、を有し、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラにおいて、前記観察用撮影光学系及び前記撮影光学系の光路中に両光学系を分岐するために設けられる波長選択性ミラーであって、可視光の一部及び赤外光と可視光の大部分とに分ける第１波長選択性ミラーと、該第１波長選択性ミラーによって分岐された前記観察用撮影光学系の光路をさらに赤外光に感度を持つ撮像素子が配置される光路と固視目標が配置される光路とに分岐する波長選択性ミラーであって、可視光の一部及び赤外光と可視光の大部分とに分ける第２波長選択性ミラーと、被検眼を固視させる固視目標であって、前記第２波長選択性ミラーによって分岐された光路で且つ前記撮像素子の撮像面と略共役な位置に配置された固視目標と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について一実施形態を挙げ、図面に基づいて説明する。図１は実施形態である無散瞳タイプの眼底カメラの光学系概略図である。光学系は照明光学系１、撮影光学系２、観察光学系３、固視目標投影光学系３５、フォーカス指標投影光学系４５を備える。
【００１１】
＜照明光学系＞観察用光源であるハロゲンランプ１０から出射された光束は、波長７５０ｎｍ以上の赤外光を透過する赤外フィルタ１１によって赤外光束とされ、コンデンサレンズ１２を介した後、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１５で反射され、リング状の開口を有するリングスリット１６を照明する。また、撮影用光源であるフラッシュランプ１３から出射される可視光束は、コンデンサレンズ１４を介した後、ダイクロイックミラー１５を透過して観察用の赤外光束の場合と同軸に合成され、リングスリット１６を照明する。なお、ハロゲンランプ１０の代わりに赤外ＬＥＤ等の赤外光源を利用しても良く、この場合は赤外フィルタ１１が不要となる。
【００１２】
リングスリット１６の光束は、リレーレンズ１７ａ、ミラー１８、中心部に小黒点を有する黒点板１９、ビームスプリッタ４８、リレーレンズ１７ｂを介して、穴開きミラー２１の開口部近傍に中間像を形成した後、撮影光学系２の光軸と同軸になるように反射される。穴開きミラー２１で反射したリングスリット光束は、対物レンズ２０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一様に照明する。このとき、リングスリット光束が対物レンズ２０に入射する際に生じる若干の反射光が眼底像の観察・撮影の有害光となるため、黒点板１９の中心部に設けられた小黒点で有害光が吸収されるように構成してある。
【００１３】
＜撮影光学系＞眼底からの反射光束は、対物レンズ２０、穴開きミラー２１の開口部、撮影絞り２２、光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ２３、結像レンズ２４を介してダイクロイックミラー（ダイクロイックプリズム）２５に入射する。ダイクロイックミラー２５は、図２に示す如くの光学特性を有しており、７００〜８００ｎｍ以下の可視域の光に関しては略８０〜９０％を透過し、残りの２０〜１０％を反射すると共に、不可視の赤外光の大半を反射（８００ｎｍ以上では大部分を反射）する。ダイクロイックミラー２５を透過した可視光束は、可視域に感度を有する撮影用のカラーＣＣＤカメラ２６に入射し、その撮像素子面上に眼底像を結像する。なお、撮影用ＣＣＤカメラ２６に数百万画素を有する高解像度のデジタルＣＣＤカメラを用いることにより、撮影した眼底画像を電子画像として使用することができる。
【００１４】
＜観察光学系＞観察光学系３は、撮影光学系２の対物レンズ２０からダイクロイックミラー２５までを共用し、光分割部材としてのダイクロイックミラー２５によって光路が分岐される。ダイクロイックミラー２５によって反射された眼底からの赤外反射光束は、リレーレンズ３０を透過した後、ダイクロイックミラー２５と同じ光学特性を有する光分割部材としてのダイクロイックミラー３１により更に反射して、赤外域に感度を有する観察用ＣＣＤカメラ３２に入射し、その撮像素子面上に眼底像を結像する。
【００１５】
なお、フォーカシングレンズ２３は撮影光学系２と観察光学系３の共用光路の光軸上を移動可能で、被検眼の屈折力に合せての屈折異常の調節を可能にする。フォーカシングレンズ２３はラック４２に固設されており、ラック４２はステッピングモータ４０の回転軸に固設されたピニオン４１と噛み合っている。ステッピングモータ４０の回転によってピニオン４１、ラック４２を介して、フォーカシングレンズ２３が光軸上を移動し、撮影用ＣＣＤカメラ２６及び観察用ＣＣＤカメラ３２の撮像素子面上に被検眼眼底のピントを合わせる。
【００１６】
＜フォーカス指標投影光学系＞フォーカス指標投影光学系４５は、指標板４７、赤外光を出射する照明用ＬＥＤ４６、ビームスプリッタ４８を備え、指標板４７及びＬＥＤ４６はフォーカシングレンズ２３と連動して移動可能に構成されている。指標板４７を発した指標投影用の光束は、穴開きミラー２１で反射されて眼底共役面（不図示）に一旦結像した後、対物レンズ２０を介して被検眼眼底に投影される。被検眼眼底に投影されたフォーカス指標像は赤外光により投影されているため、その反射光はダイクロイックミラー２５及び３１で反射され、観察用ＣＣＤカメラ３２に被検眼の眼底像と共に撮像される。
【００１７】
＜固視目標投影光学系＞固視目標投影光学系３５はダイクロイックミラー２５で撮影光学系２と光路が分けられる観察光学系３側に配置され、可視光を発する固視灯３６を備え、ダイクロイックミラー３１を共用する。ダイクロイックミラー３１は観察光学系３の光路をさら分割し、観察光学系３と分割された光路側に固視灯３６が配置されている。また、固視灯３６はツマミ３７の先端に設けられ、被検眼眼底及び観察用ＣＣＤカメラ３２の撮像面と略共役な平面内で位置変更可能な構成とされている。検者がツマミ３７を操作することで固視灯３６は投影光軸に垂直な平面内で移動され、これにより被検眼に呈示される固視目標の位置が変化して被検眼眼底を所望の撮影部位へ誘導することができるようになっている。
【００１８】
固視灯３６から出射する可視光束は、その略８０〜９０％がダイクロイックミラー３１を透過し、リレーレンズ３０を介してダイクロイックミラー２５に入射する。ダイクロイックミラー２５に入射した可視の固視標光束は僅か略２０〜１０％程度が反射されるのであるが、撮影光学系２の光路を辿って被検眼に視認され、被検眼による固視が行われる。ヒトの眼球の視感度は、ダイクロイックミラー２５によって僅かに反射される可視の固視目標をも視認することができる。また、被検眼に視認させる固視目標の明るさは、固視灯３６の光量調節で容易にアップが可能であり、ダイクロイックミラー３１はハーフミラー等の光分割部材に代えても良い。
【００１９】
また、固視灯３６と観察用ＣＣＤカメラ３２の撮像素子面が略共役な位置関係で、固視灯３６の光束が撮像素子面に結像するように反射光学系を設ければ、観察用ＣＣＤカメラ３２の出力が接続される後述の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）５３上には眼底像とともに固視灯像が表示され、固視灯の移動をディスプレイ上で観察しながら固視誘導が可能になる。
【００２０】
なお、上述ではダイクロイックミラー２５の可視光に対する光学特性について、略８０〜９０％透過し、その残余を反射するものとしたが、反射と透過の割合（比率）に関しては、これに限定されるものではない。通常、ダイクロイックミラーは薄膜の製造上、完全に可視光と赤外光を分光することは難しく、ダイクロイックミラーの一部に可視光反射の波長領域は残存するものであり、可視光と赤外光の分光の比率はダイクロイックミラーの製造が容易なように、被検眼とＣＣＤカメラとの感度や、固視灯の光量の関係で決定すれば良い。
【００２１】
以上のように、固視目標投影光学系３５はダイクロイックミラーの一部に残存する（又は残存させた）可視光反射波長領域を利用して、赤外光反射側の光路となる観察光学系側の光路に内部固視灯を配置する構成としている。このため、被検者には内部固視灯を視認させつつ、跳上げミラーのように光路切換えのための駆動機構が無く、装置構成を簡略化できる。また、視線誘導を行うために固視灯を移動する機構を採用する場合も、その配置構成が簡単になる。
【００２２】
次に、本実施形態の眼底カメラにおける動作について図３の制御系要部概略図を基に説明する。
【００２３】
まず、被検眼の撮影準備として、被検眼と光学系とのアライメントを行う。ケーシングに収められた光学系は移動台に載置され、図示なき摺動機構により固定台と相対移動する。固定台側の顎台に被検者を固定した後、ハロゲンランプ１０を点灯して被検眼を赤外光により照明する。赤外光の照明による眼底からの反射光束はダイクロイックミラー２５で反射され、観察用ＣＣＤカメラ３２に被検眼像が撮像される。観察用ＣＣＤカメラ３２からの画像信号はＡ／Ｄ変換された後に画像メモリ・画像処理部５１、ＬＣＤ表示用の画像信号に変換するための画像変換部５２を介してカラーの液晶ディスプレイであるＬＣＤ５３に入力され、被検眼像が表示される。検者はＬＣＤ５３に映し出された被検眼像（このときはモノクロ画像）を観察すると共に、図示なきアライメント光学系（例えば、撮影絞り２２の前に赤外光を発する左右一対の光ファイバの出射端面を配置して構成することができる）により形成されるアライメント輝点を観察して、被検眼と光学系の作動距離及び光軸調整のアライメントを行う。
【００２４】
アライメントを完了した後、検者はフォーカススイッチ５６を操作し、各ＣＣＤカメラ２６，３２の撮像面が眼底と共役な位置になるようにフォーカシングレンズ２３を移動させる。制御部５０はフォーカススイッチ５６からの操作信号に応じてステッピングモータ４０を回転させることでフォーカシングレンズ２３を撮影光学系２の光軸上で移動させる。これは、被検眼の屈折異常による焦点位置のズレを補正し、眼底にピントを合わせ、明瞭な眼底撮影像を得るためである。固視灯３６から出射する可視光束は前述のように、ダイクロイックミラー２５によって反射されて被検眼眼底に投影されるので、被検眼の屈折異常が補正されると明瞭に確認できるようになり、その状態で被検者にはこれを固視させる。
【００２５】
フォーカシングレンズ２３の移動によるピント合わせには、観察用ＣＣＤカメラ３２に眼底像とともに撮像されるフォーカス指標像（指標板４７の像）が利用される。検者は観察用ＣＣＤカメラ３２に撮像される赤外眼底像及びフォーカス指標像をＬＣＤ５３で観察しながら、フォーカス指標像のピントを合わせるようにフォーカススイッチ５６を操作することで、被検者の屈折異常による焦点位置のズレを補正する。このとき、制御部５０はステッピングモータ４０の回転パルス数からフォーカシングレンズ２３の移動位置（移動量）を検出し、その移動位置から屈折度数であるディオプターに換算し、ＬＣＤ５３上に表示する。この表示によって検者は被検眼の屈折異常の程度を知る目安となる。また、被検眼の屈折度数が予め分かっている場合には、その値とＬＣＤ５３上に表示される情報との比較により、フォーカシングレンズの移動方向が認識しやすくなると共に、眼底像のピント合わせを容易にすることができる。且つ、固視灯も最初から被検者に見易く明瞭にして使用できる。
【００２６】
被検眼眼底の撮影部位を移動させたい場合は、ツマミ３７を操作して固視灯３６を所望の方向に移動させる。固視灯３６の像を観察用ＣＣＤカメラ３２により撮像するように構成した場合は、ＬＣＤ５３に眼底像ともに表示されるため、検者は固視灯３６をどの位置に移動させれば良いかを容易に認知することができる。
【００２７】
ピント合わせを完了させ、撮影したい眼底像が観察できるようにした状態で、検者は撮影スイッチ５５を押してトリガ信号を発生させる。トリガ信号が入力された制御部５０はフラッシュランプ１３を発光させて被検眼眼底を可視光で照明する。眼底からの可視の反射光は前述の光路を辿って撮影用ＣＣＤカメラ２６に入射する。撮影用ＣＣＤカメラ２６からの映像信号は画像メモリ・画像処理部５１に入力され、フラッシュランプ１３の発光と同期して画像メモリ・画像処理部５１に静止画像が記憶される。
【００２８】
また、制御部５０の制御により、画像メモリ・画像処理部５１からの画像信号はＣＣＤカメラ２６によって撮影された画像に切換えられ、画像変換部５２を介してＬＣＤ５３に入力され、ＬＣＤ５３にカラーの眼底像が表示される。
【００２９】
制御部５０には多数の画像データを記憶するためのＭＯ（光磁気ディスク）やメモリカード等の画像記憶部６０が接続されており、画像メモリ・画像処理部５１に取り込まれた撮影画像を画像記憶部６０に記憶することができる。画像メモリ・画像処理部５１に取り込まれた画像データや画像記憶部６０に記憶した画像データは、通信ケーブルで接続された外部コンピュータ７０側に送信出力することができ、外部コンピュータ７０側のコンピュータ用ディスプレイ７１において眼底画像を自在に表示して観察したり、プリンタ７２を介して印刷したりすることができる。例えば、画像記憶部６０としてメモリカードを使用した場合は、外部コンピュータ７０側でメモリカードのデータを読み込むようにして送信することで、ディスプレイ７１に眼底画像を表示させたり、プリンタ７２を介して印刷することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置構成を簡略化しつつ、内部固視灯を視線誘導に適した効率のよい位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の眼底カメラの光学系概略図である。
【図２】ダイクロイックミラーの光学特性を示す図である。
【図３】本実施形態の眼底カメラにおける制御系要部概略図である。
【符号の説明】
１照明光学系
２撮影光学系
３観察光学系
２５ダイクロイックミラー
２６ＣＣＤカメラ
３１ダイクロイックミラー
３２ＣＣＤカメラ
３５固視目標投影光学系
３６固視灯
３７ツマミ

Claims

被検眼の眼底を可視光及び赤外光により照明する照明光学系と、眼底で反射した赤外光により眼底像を光電的に撮像する観察用撮影光学系と、観察用撮影光学系の一部の光学系を共用し、眼底で反射した可視光により眼底像を光電的に撮像する撮影光学系と、を有し、被検眼の眼底を撮影する眼底カメラにおいて、前記観察用撮影光学系及び前記撮影光学系の光路中に両光学系を分岐するために設けられる波長選択性ミラーであって、可視光の一部及び赤外光と可視光の大部分とに分ける第１波長選択性ミラーと、該第１波長選択性ミラーによって分岐された前記観察用撮影光学系の光路をさらに赤外光に感度を持つ撮像素子が配置される光路と固視目標が配置される光路とに分岐する波長選択性ミラーであって、可視光の一部及び赤外光と可視光の大部分とに分ける第２波長選択性ミラーと、被検眼を固視させる固視目標であって、前記第２波長選択性ミラーによって分岐された光路で且つ前記撮像素子の撮像面と略共役な位置に配置された固視目標と、を備えることを特徴とする眼底カメラ。