JP3827126B2 - Fundus photographing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼底撮影装置に関し、特に、眼底撮影光学系の作動距離合わせを自動的に行うことのできるような眼底撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
眼科装置の一つに眼底撮影装置(眼底カメラ)がある。これは被検眼の眼底を撮影するための装置である。
【0003】
眼底撮影装置は瞳孔を通して照明、撮影を行うため、眼底撮影光学系と被検眼の瞳との位置合わせが重要である。従来の眼底撮影装置では、次の手順で撮影をしていた。まず正面を向く被検眼の前限部を前眼部観察光学系で観察し、観察画面の中央に瞳孔が写るように光軸をあわせる。これにより、概略的な位置合わせがなされる。
【0004】
そして次に光学系を前眼部撮影光学系から眼底撮影光学系に切り替える。すると、テレビカメラが受像した輝点像がモニタ画面に映し出される。
【0005】
図10は、このときのモニタ画面を表したものである。モニタ画面160には視野枠161内に2つの輝点像162が表れている。輝点像162は、眼底撮影光学系の撮影光軸方向から被検眼に投影された指標光が眼球面で反射され、この反射像をテレビカメラがとらえたものである。この指標光を投影する光学系やテレビカメラは、眼底撮影光学系が配置された鏡体に固定されている。
【0006】
この鏡体は、ジョイスティックを手動で前後移動させることによって眼底撮影光学系の撮影光軸方向に移動できるようになっている。そして、眼底撮影光学系が被検眼に対して作動距離にあれば、指標光の眼球面反射像がテレビカメラの受像素子(CCD)上で結像するように、指標投影光学系やテレビカメラが配置されている。よって、眼底撮影装置の操作者は、モニタ画面160を見ながらジョイスティックを操作して鏡体を移動調整し、輝点像162がモニタ画面160上で最もシャープに見えるようにする。このようにして作動距離合わせを行う。
【0007】
一方、この鏡体は、ジョイスティックを手動で左右移動させ、上下ハンドルを手動で回転操作することによって、眼底撮影光学系の撮影光軸と直交する平面内において移動できるようになっている。鏡体を眼底撮影光学系の撮影光軸に直交する平面内で移動させると、モニタ画面160上において輝点像162の位置が移動する。そして、眼底撮影光学系が被検眼に対してアライメントされていれば、輝点像162がモニタ画面160の所定点に位置するように、指標投影光学系やテレビカメラが配置されている。図8のモニタ画面においては、視野枠161の左右端に形成された矩形状の突出部より若干内側の位置が、輝点像162を誘導すべき位置である。よって、眼底撮影装置の操作者は、モニタ画面160を見ながらジョイスティックや上下ハンドルを操作して、2つの輝点像162が、モニタ画面160上で視野枠161の突出部の内側に位置するようにする。このように、視野枠161を基準に輝点像162の位置を誘導してアライメントが行われる。
【0008】
そして、作動距離合わせとアライメントが完了すると指標光は消灯され、眼底撮影光学系の合焦が行われ、合焦完了後、眼底撮影がされる
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、手動によって作動距離を調整する眼底撮影装置では煩雑な操作が必要となる。また、撮影までに時間もかかるので被検者に長時間の緊張を強いることとなる。
【0010】
一方、被検眼に対する主光学系のアライメントを自動で行う自動アライメント式の眼科装置は、種々開発されている。この自動アライメントは、眼球面に照射した光の眼球面反射像をアライメント指標として利用するものである。従って、この技術を眼底撮影装置に応用して、眼底撮影光学系の自動アライメントを行うことも考えられる。しかし、アライメントのみが自動化されたとしても作動距離合わせが自動化されなければ、眼底撮影装置の一連の動作を自動化することができないので実用化する価値が少ない。ところが、前述したように、作動距離合わせは、輝点像がシャープに見える位置をジョイスティックの操作によって操作者が探すことでなされており、操作者の経験や勘に頼る部分が大きい。かかる作業は自動化が困難であり、眼底撮影装置の一連の動作を自動化することを妨げる要因となっている。
【0011】
本発明は、上記課題に鑑み、作動距離合わせの自動化に適した眼底撮影装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの出願発明に係る眼底撮影装置は、被検眼の眼底を撮影する眼底撮影光学系と、この眼底撮影光学系を該眼底撮影光学系の撮影光軸方向に移動させる第1駆動手段と、該眼底撮影光学系を、該眼底撮影光学系の撮影光軸に直交する平面内において移動させる第2駆動手段と、格子状パターンを有する指標を、該眼底撮影光学系の撮影光軸から被検眼に投影する指標投影光学系であって、該眼底撮影光学系と一体的に移動可能に設けられたものと、該指標の眼球面から反射像を受像する受像手段であって、該眼底撮影光学系と一体的に移動可能に設けられたものと、制御手段とを具備し、該眼底撮影光学系と該指標投影光学系と該受像手段とは、該眼底撮影光学系が該被検眼に対する作動距離に位置するときに、該反射像が該受像手段で結像するような位置関係に配置され、該制御手段は、該受像手段で受像した該反射像の結像状態に基づき、該反射像が該受像手段で結像するように該第1駆動手段を駆動制御し、該反射像が該受像手段の受像画面の所定位置に位置するように該第2駆動手段を駆動制御するように構成されている(請求項1)。このように指標はコントラスト検出に適した構成を有している。そして、コントラスト検出によって受像手段上での指標反射像の結像状態を判断できるので、作動距離合わせを自動化できる。このように構成すると、該指標がアライメント用の指標として機能し、光学系が眼底撮影光学系に切り替えられた後にも、自動アライメントができるようになる。
【0013】
上記眼底撮影装置において、該指標投影光学系は、該眼底撮影光学系が該被検眼に対する作動距離に位置するときに該指標が眼球面から平行光として反射するように、該指標を収束光として被検眼に投影するように構成してもよい(請求項2)。
【0015】
また、上記眼底撮影装置において、該所定位置を、該反射像を誘導したときに該眼底撮影光学系の撮影光軸が右眼用の固視灯によって視軸を固定された右眼の瞳孔中心に略一致する第1設定位置と、該反射像を誘導したときに該眼底撮影光学系の撮影光軸が左眼用の固視灯によって視軸を固定された左眼の瞳孔中心に略一致する第2設定位置とに、切替え可能に構成してもよい(請求項3)。このように構成すると、右眼と左眼のそれぞれに応じて、撮影光軸が虹彩に遮られることがないようにアライメントすることができるようになり、鮮明な眼底像を撮影できるようになる。
【0016】
また、上記眼底撮影装置においては、該指標の格子状パターンが、上下対称かつ左右対称のパターンである(請求項4)ことが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本出願発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【0018】
まず、図1に基づいて、本発明の一実施形態である眼底撮影装置1の装置構成を説明する。図1は、眼底撮影装置1の概略構成を示すブロック図である。眼底撮影装置1は、種々の光学系をその上に配設した鏡体3と、この鏡体3を駆動する駆動機構(Z軸駆動機構51、XY軸駆動機構52)と、テレビカメラ10からの画像信号を処理したり駆動機構51,52を駆動制御したりするための制御手段たる制御回路53とを有している。鏡体3上には、眼底撮影光学系Sa、指標投影光学系Sbなどの光学系が配設されている。
【0019】
眼底撮影光学系Saは、被検眼Eの眼底を照明するための光学系Sa1、光学系Sa1の照明光に基づき眼底を撮影するための光学系Sa2、および、光学系Sa2の焦点を被検眼Eの眼底に合わせるための光学系Sa3で構成されている。
【0020】
光学系Sa1は、ストロボ放電管11、集光レンズ12,13、円形スリット14、ミラー15、集光レンズ18,19及び穴あきミラー6を備えている。この光学系は、ストロボ放電管11の発する可視光を、眼底撮影光学系Saの撮影光軸Aに沿って被検眼Eに照射し、眼底網膜面を照射するためのものである。
【0021】
光学系Sa2は、対物レンズ5、フォーカスレンズ7、リレーレンズ8及びテレビカメラ10を備えている。9はテレビカメラ10のCCDである。これらの部材は眼底撮影光学系Saの撮影光軸A上に配設されている。眼底像は対物レンズ5等を通過して、受像手段たるCCD9上に結像され、撮影される。フォーカスレンズ7は眼底撮影光学系Saの焦点を調整する焦点調整部として機能する。
【0022】
光学系Sa3は、ハロゲンランプ21、集光レンズ22、自動焦点指標用スリット23、投影レンズ24、スプリットプリズム25、集光レンズ26及びハーフミラー20を備えている。このうちハロゲンランプ21、集光レンズ22、自動焦点指標用スリット23、投影レンズ24、スプリットプリズム25は、一体的に可動部27を形成する。この可動部27はフォーカスレンズ7と連動する。この光学系Sa3は眼底撮影光学系Saの合焦を行うためのものである。
【0023】
指標投影光学系Sbは、光軸B上に配置された赤外発光ダイオード30、チャート31、集光レンズ32、赤外ハーフミラー33により構成されている。指標投影光学系Sbは、後に説明するように被検眼Eに投影する指標を生成するのであるが、本実施形態においては、眼底撮影光学系Saの一構成部品たるCCD9を、この指標の眼球面反射光を受像する受像手段として利用している。しかし、眼底撮影光学系Saとは全く別個に、かかる受像手段を設けるような構成とすることもできる。その場合は、眼底撮影光学系の有する眼底撮影用テレビカメラの受像素子と等価の位置に、指標の眼球面反射光を受像する受像手段を設けるようにするのがよい。
【0024】
眼底撮影装置1の架台と鏡体3との間には、第1駆動手段たるZ軸駆動機構51と、第2駆動手段たるXY軸駆動機構52が介在している。架台に対する鏡体3の位置はこれらの駆動機構51,52によって変更される。Z軸駆動機構51は、鏡体3をZ方向に移動させるための駆動機構である。ここでZ方向とは、被検眼Eに対して接近・離隔する方向(図1における左右方向)である。なお、撮影光軸Aの方向は、Z方向に一致している。XY軸駆動機構52は、鏡体3をXY方向に移動させるための駆動機構である。ここでX方向とは、水平面内においてZ軸と直交する方向(図1における紙面と垂直な方向)をいう。また、Y方向とは、鉛直方向(図1における上下方向)をいう。
【0025】
制御回路53は、テレビカメラ10からの画像信号を入力し、この画像信号に基づいてZ軸駆動機構51、XY軸駆動機構52に駆動制御信号を送出する。鏡体3はこのように制御回路53の制御によって移動されるが、前述のように、鏡体3には眼底撮影光学系Sa、指標投影光学系Sbが配設されており、鏡体3の移動によって指標投影光学系SbやCCD9は、眼底撮影光学系Saと一体的に移動する。
【0026】
眼底撮影装置1は概略上記のように構成されており、指標光投影光学系Sbが生成する指標光を利用して作動距離合わせ、アライメントがなされる。しかし、指標光投影光学系Sbによる作動距離合わせ、アライメントがなされる前に、被検眼Eの前眼部を観察しながらのアライメント、および、被検眼Eに斜め方向から投射した作動距離指標による作動距離合わせが、鏡体3に配設された光学系によってなされる。これら光学系は図示されていないが、これら光学系による動作を概説すると次のとおりである。
【0027】
すなわち、前眼部を観察しながらのアライメントは、図示しない前眼部観察光学系のテレビカメラによって被検眼Eの前眼部を受像しつつ、被検眼Eの眼球面Fに正面から投影されたアライメント指標光の眼球面Fからの反射光がこのテレビカメラの受像画面上の所定範囲内に入るように鏡体3をXY方向に移動させることによって行われる。この制御は、制御回路53がテレビカメラからの画像信号を受けて、XY軸駆動機構52に駆動制御信号を送出することによりなされる。
【0028】
また、被検眼Eに斜め方向から投影した作動距離指標による作動距離合わせは次のようになされる。すなわち、図示しない作動距離指標投影光学系によって作動距離指標を被検眼Eの眼球面Fに斜め前方から照射しつつ、この作動距離指標の眼球面反射光が図示しない作動距離検出光学系によって受光されるまで鏡体3をZ方向に移動させる。この制御は、制御回路53が作動距離検出光学系からの信号を受けながら、Z軸駆動機構51に駆動制御信号を送出することによりなされる。この作動距離合わせは、前述の前眼部観察光学系によってアライメント状態を維持しながらなされる。
【0029】
このようにして、前眼部観察光学系によるアライメント、および、被検眼Eに斜め方向から投射した作動距離指標による作動距離合わせが完了すると、光学系を眼底撮影光学系Saに切り替える。そして、赤外発光ダイオード30を発光させ、赤外発光ダイオード30とチャート31によって生成される指標光の眼球面反射光をテレビカメラ10で受像しつつ、より正確な作動距離合わせ、および、アライメントがなされる。
【0030】
図2は、指標投影光学系Sbの指標光が被検眼Eの眼球面Fに達するまでの進行方向を矢印で示したものである。図3はこの指標光のパターンを示すものである。赤外発光ダイオード30の発する赤外光は、チャート31を通過することにより、図3のような特定のパターンを有する指標光となる。この指標光のパターンは格子状パターンである。ここにいう格子状パターンとは、明部と暗部とが繰り返し表れるパターンを意味する。レンズの解像度測定においては、例えば解像度チャートなどの格子状パターンが用いられるが、本実施形態の眼底撮影装置1でも、これが用いられる。図3からわかるように、この指標光のパターンは、明部cと暗部dとを有しており、明部cと暗部dとの境界で明度が急激に変化する。明部cと暗部dとのコントラスト比は高い方が好ましい。また、この指標光のパターンは、上下対称かつ左右対称である。また、暗部dは4本の縦縞を構成し、よって、この指標光のパターンは縞模様を有している。この縦縞は、後述するコントラスト検出のための走査線に直交している。このようなパターンの指標光が、集光レンズ32を通過して、赤外ハーフミラー33に達する。赤外ハーフミラー33は、可視光は反射させることなく透過させるが、赤外光は一部を反射させて一部を透過させるミラーである。指標投影光学系Sbの指標光は赤外光で構成されているので、赤外ハーフミラー33はこの指標光の一部をそのまま透過させるとともに、残りを撮影光軸Aに沿って被検眼Eに向かう方向に反射させる。赤外ハーフミラー33によって反射された指標光は、穴あきミラー6、対物レンズ5を通過し、収束光となって被検眼Eに達する。この指標光は赤外線で構成されているため、被検眼Eに照射されても被検者は眩しさを感じることがなく、眩しさのために瞬きをするようなことがない。そして、この収束光の一部は眼球面Fで反射される。
【0031】
図4は、指標光の眼球面反射光の進行方向を矢印で示したものである。指標光の眼球面反射光は、撮影光軸Aに沿って被検眼Eから離れる方向に進む。眼球面反射光は対物レンズ5、穴あきミラー6を通過して、赤外ハーフミラー33に達する。赤外ハーフミラー33はこの眼球面反射光の一部を光軸Bの方向に反射させるとともに、残りを通過させる。赤外ハーフミラー33を通過した眼球面反射光は、撮影光軸Aに沿ってフォーカスレンズ7、リレーレンズ8を通過し、テレビカメラ10のCCD9によって、指標反射像として受像される。
【0032】
図5は、このときのテレビカメラ10の受像画面60を示すものである。この画面の視野枠61の内側には、輪郭が円形でその内部に4本の縦縞を有するパターンが表れている。このパターンが指標反射像のパターンである。受像画面60上の指標反射像の鮮明度は、鏡体3がZ方向に移動すると変化する。鏡体3上における眼底撮影光学系Sa、指標投影光学系Sb、受像手段たるCCD9の配置関係は、眼底撮影光学系Saが被検眼Eに対する作動距離に位置するときに、指標反射像がCCD9で結像するような配置関係である。眼底撮影光学系Saが被検眼Eに対して作動距離にあれば、指標光は図4のように眼球面Fで平行光となって反射し、CCD9で結像する。このような状態にあるときに、受像画面60上で指標反射像が最も鮮明に表れる。しかし、眼底撮影光学系Saが被検眼Eに対して作動距離からずれた位置にあれば、指標光は眼球面Fで発散光、又は、収束光となって反射し、CCD9では結像せず、受像画面60上でこの指標反射像がぼやけてしまう。制御回路53は、CCD9上での指標反射像の結像状態を検知するのであるが、本実施形態においてはこの結像状態検知にコントラスト検出を用いている。すなわち、受像画面60の略中央部において水平方向に走査線Sを設定し、この走査線Sによって得られる信号の周波数成分から指標反射像のパターンが鮮明であるか否かを判断しているのである。被検眼Eに投影される指標のパターンは格子状パターンであるので、指標反射像は結像状態検知に適したものとなる。そして、このことが眼底撮影装置1の作動距離合わせの自動化を可能にしている。すなわち、制御回路53は、コントラスト検出によって検知した結像状態に基づいて鏡体3をZ方向に移動させつつ、指標反射像が最も鮮明に受像画面60上に表れる位置を探る。このようにして、作動距離合わせが自動化される。
【0033】
一方、指標反射像のパターンは明部cを有しているので、受像画面60上でこのパターン全体を輝点としてとらえることもできる。そして、受像画面60上でとらえたパターンの例えば中央点の位置を、輝点位置として検出することができる。鏡体3をXY軸駆動機構52によってXY方向に移動させて、輝点位置が受像画面60上の所定位置に位置するように誘導することにより、眼底撮影光学系Saのアライメントを自動的に行うことができる。眼底撮影光学系Saの撮影光軸Aが被検眼Eに対して正確にアライメントされていれば、指標光は眼球面Fから撮影光軸Aに沿って反射する。しかし、眼底撮影光学系Saの撮影光軸AがXY方向にずれると、指標光は撮影光軸Aに対して角度をなして反射するため、受像画面60上で輝点位置が敏感に変動する。よって、アライメントは極めて正確になされる。
【0034】
図6に、輝点位置を誘導すべく受像画面60上に設定された設定位置を、矩形Rで示す。すなわち、指標反射像のパターンが、この矩形Rから四方(上下左右)に等分にはみ出るような位置に誘導するのである。図中、破線の円形Qは、かかる位置に誘導されたときの指標反射像のパターンの輪郭を示したものである。このように本実施形態においては、受像画面60中の略中央部に設定位置が設けられている。
【0035】
指標投影光学系Sbによる指標光のパターンは、結像状態の検知に適したようなもの、すなわち格子状パターンであればどのようなものでもよい。しかし特に、本実施形態のような、上下対称かつ左右対称のパターンが好ましい。上下対称かつ左右対称とすると、指標反射像を輝点としてとらえたときに、輝点中央点が指標反射像のパターン中央点と一致する。よって、アライメント指標として利用しやすくなる。
【0036】
また、指標投影光学系Sbによる指標光のパターンは、本実施形態のように、縞模様を有するようなパターンが好ましい。受像画面60上で指標反射像の位置が多少ずれても、走査線S上で確実に結像状態検知ができるからである。
【0037】
図7は、受像画面60上で指標反射像が走査線S方向および走査線Sに直交する方向にずれた位置にあるときの受像画面60を表している。かかる場合でも、走査線S上で明暗が繰り返され、結像状態検知が可能であることが理解できる。
【0038】
上記のようにして作動距離合わせ、アライメントがなされると、次に眼底撮影光学系Saの合焦がなされる。合焦は、ハロゲンランプ21を点灯させ、図示しない検出光学経路により合焦が検出されるまで、光学系Sa3の可動部27と光学系Sa2のフォーカスレンズ7とを図示しない駆動機構によってZ方向に連動移動させることによりなされる。
【0039】
そして、眼底撮影光学系Saの合焦が完了すると、ストロボ放電管11を発光させ、これに同期してテレビカメラ10で眼底像を撮影する。
【0040】
以上、眼底撮影装置1の動作について説明した。上記説明からもわかるように、眼底撮影装置1では、前眼部の観察中のみならず、光学系を眼底撮影光学系Saに切り替えた後でも、自動アライメントを行うことができる。すなわち、アライメントを眼底撮影の直前まで自動的に、しかも、極めて正確に行うことができる。また、眼底撮影光学系Saに切り替えた後に、作動距離合わせを自動的に行うことができる。このように、眼底を観察しつつ眼底撮影直前までXY方向、および、Z方向に、眼底撮影光学系Saの位置を合わせることができ、位置精度が向上する。
【0041】
上記眼底撮影装置1では、アライメントのために指標反射像を誘導すべき受像画面60上の所定位置(設定位置)を、受像画面60中の略中央部に設けた。しかし、指標反射像を誘導すべき所定位置として、右眼用と左眼用の2の設定位置を設け、被検眼が右眼であるか左眼であるかによって誘導すべき位置を切り替えることができるように構成するのが好ましい。このように、右眼と左眼のそれぞれのために、指標反射像を誘導する位置を別々に設定するのは、次の理由による。すなわち、一般に眼底撮影装置は、被検眼の視軸を固定するための固視灯を備えている。右眼用の固視灯と左眼用の固視灯とは別個のものである。眼底撮影装置での標準的な撮影方法においては、これらの固視灯によって、被検眼の視軸は正面から鼻側へ6〜8度程度の角度をなすことになる。このような固視灯による視軸移動により、被検眼を撮影光軸方向から見ると、眼球面頂部の位置と瞳孔中心の位置とがずれることになる。そのずれは右眼と左眼とで対称ではあるが、右眼と左眼とで眼球面頂部に対する瞳孔中心の位置関係は異なることになる。眼底撮影のためには、眼底観察光学系Saの撮影光軸Aを瞳孔中心に一致させ、かつ、この撮影光軸Aを受像画面60の中心に一致させるのが適している。一方、アライメントのための輝点(指標反射像)は眼球面頂部に表れる。従って、撮影光軸Aが虹彩に遮られないように、輝点位置を誘導すべき位置を受像画面60の中心からずれた位置に設定するのがよい。
【0042】
図8は、かかる点を考慮して設定された右眼用の第1設定位置を矩形R1で、また左眼用の第2設定位置を矩形R2で、受像画面60上においてそれぞれ示したものである。つまり、被検眼が右眼であれば、その視軸は右眼用の固視灯によって固定され、そのときは指標反射像のパターンが矩形R1から四方(上下左右)に等分にはみ出るように誘導する。そして、被検眼が左眼であれば、その視軸は左目用の固視灯によって固定され、そのときは指標反射像のパターンが矩形R2から四方(上下左右)に等分にはみ出るように誘導するのである。被検眼が右眼であれば、輝点位置を第1設定位置に誘導したときに眼底撮影光学系Saの撮影光軸Aが瞳孔中心に略一致する。また、被検眼が左眼であれば、輝点位置を第2設定位置に誘導したときに眼底撮影光学系Saの撮影光軸Aが瞳孔中心に略一致する。これにより、撮影光軸Aが虹彩に遮られることなく、鮮明な眼底撮影が可能となる。受像画面60上に破線で示す円形Q1,Q2は、それぞれ第1設定位置、第2設定位置に誘導されたときの指標反射像のパターンの輪郭を示したものである。また、受像画面60上に示す一点鎖線S1,S2は、それぞれの第1設定位置,第2設定位置に対応して設けられた、コントラスト検出のための走査線である。
【0043】
なお、眼底の撮影したい部位に応じて被検眼の視軸を誘導することができるように、固視灯は自由に移動できるようになっている。視軸の向きに応じて、眼球面頂部と瞳孔中心の位置関係は幾何学的に決定される。換言すれば、固視灯の位置と、眼球面頂部に対する瞳孔中心の位置とは、一対一の関係で対応する。従って、撮影部位がどこであっても鮮明な撮影が可能となるように、受像画面60上で輝点位置を誘導すべき所定位置は、固視灯の位置に応じて設定されている。
【0044】
図9は、指標のパターンを種々示した図である。図1の眼底撮影装置1は、指標投影光学系Sbによって、図3のようなパターンの指標光を発生させるが、本願にかかる眼底撮影装置には、図3のようなもののみならず、例えば、図9(a)〜(d)ようなパターンの指標光を利用してもよい。
【0045】
図9(a)のパターンは格子状であり、図9(b)のパターンは水玉状であり、図9(c)のパターンは多重円状であるが、いずれも明部と暗部が繰り返されるパターンであり、いずれも格子状パターンの一種である。また、いずれも上下対称かつ左右対称のパターンである。
【0046】
図9(d)のパターンも、明部と暗部が繰り返されるパターンであり、格子状パターンの一種である。また、複数の斜めの縞から成る縞模様を有している。
【0047】
なお、図9(a)〜(d)において、Sで示される一点鎖線は、コントラスト検出のための走査線である。
【0048】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願発明の眼底撮影装置によると次のような効果が得られる。
【0049】
(1)光学系を眼底撮影光学系に切り替えた後、正確な作動距離合わせを自動的に行うことができる。
【0050】
(2)指標反射像が受像手段の受像画面の所定位置に位置するように第2駆動手段を駆動制御するように構成すれば、光学系を眼底撮影光学系に切り替えた後にも自動アライメントができるようになる。
【0051】
(3)指標の反射像を誘導すべき受像画面の所定位置を、撮影光軸が右眼の瞳孔中心を貫くような設定位置と、撮影光軸が左眼の瞳孔中心を貫くような設定位置に切替可能に構成すると、右眼と左眼のそれぞれに応じて、撮影光軸が虹彩に遮られることがないようにアライメントすることができ、鮮明な眼底像を撮影できる。
【0052】
(4)指標のパターンが上下対称かつ左右対称のパターンであれば、特に、アライメントのための指標光として利用しやすいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】眼底撮影装置の装置構成を示す構成図である。
【図2】指標投影光学系の指標光が被検眼の眼球面に達するまでの進行方向を矢印で示した光路図である。
【図3】指標光のパターンを示す図である。
【図4】指標光の眼球面反射光の進行方向を矢印で示した光路図である。
【図5】テレビカメラの受像画面を示す図である。
【図6】輝点を誘導すべき設定位置を受像画面上で示した図である。
【図7】受像画面上で指標反射像が走査線方向および走査線に直交する方向にずれた位置にあるときの受像画面を示す図である。
【図8】輝点を誘導すべき、右眼用の設定位置と左眼用の設定位置とを、受像画面上で示した図である。
【図9】種々の指標パターンを示す図である。図9(a)は格子状の指標パターンを、図9(b)は水玉状の指標パターンを、図9(c)は多重円状の指標パターンを、図9(d)は縞模様の指標パターンを、それぞれ示す図である。
【図10】モニタ画面を示す図である。
【符号の説明】
1 眼底撮影装置
3 鏡体
6 ミラー
5 対物レンズ
7 フォーカスレンズ
8 リレーレンズ
9 CCD
10 テレビカメラ
11 ストロボ放電管
12,13 集光レンズ
14 円形スリット
15 ミラー
18,19 集光レンズ
20 ハーフミラー
21 ハロゲンランプ
22 集光レンズ
23 自動焦点指標用スリット
24 投影レンズ
25 スプリットプリズム
26 集光レンズ
27 可動部
30 赤外発光ダイオード
31 チャート
32 集光レンズ
33 赤外ハーフミラー
51 Z軸駆動機構
52 XY軸駆動機構
53 制御回路
60 受像画面
61 視野枠
A 撮影光軸
B 光軸
E 被検眼
F 眼球面
S,S1,S2 走査線
Sa 眼底撮影光学系
Sa1,Sa2,Sa3 光学系
Sb 指標投影光学系
c 明部
d 暗部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fundus imaging apparatus, and more particularly to a fundus imaging apparatus that can automatically adjust the working distance of a fundus imaging optical system.
[0002]
[Prior art]
One of the ophthalmologic apparatuses is a fundus photographing apparatus (fundus camera). This is an apparatus for photographing the fundus of the eye to be examined.
[0003]
Since the fundus photographing apparatus performs illumination and photographing through the pupil, it is important to align the fundus photographing optical system with the pupil of the eye to be examined. In the conventional fundus imaging apparatus, imaging is performed according to the following procedure. First, the front limit part of the eye to be examined facing the front is observed with the anterior eye observation optical system, and the optical axis is aligned so that the pupil appears in the center of the observation screen. Thereby, rough alignment is performed.
[0004]
Then, the optical system is switched from the anterior ocular photographing optical system to the fundus photographing optical system. Then, the bright spot image received by the television camera is displayed on the monitor screen.
[0005]
FIG. 10 shows a monitor screen at this time. On the
[0006]
This mirror can be moved in the direction of the photographing optical axis of the fundus photographing optical system by manually moving the joystick back and forth. When the fundus photographing optical system is at a working distance with respect to the eye to be examined, the index projection optical system or the television camera is formed so that an eyeball reflection image of the index light is formed on the image receiving element (CCD) of the television camera. Is arranged. Therefore, the operator of the fundus imaging apparatus operates the joystick while looking at the
[0007]
On the other hand, this mirror can be moved in a plane perpendicular to the photographing optical axis of the fundus photographing optical system by manually moving the joystick left and right and manually rotating the upper and lower handles. When the mirror is moved in a plane orthogonal to the photographing optical axis of the fundus photographing optical system, the position of the
[0008]
When the working distance alignment and alignment are completed, the index light is turned off, the fundus photographing optical system is focused, and the fundus photographing is performed after the focusing is completed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the fundus imaging apparatus that manually adjusts the working distance requires a complicated operation. In addition, since it takes time until imaging, the subject is forced to be nervous for a long time.
[0010]
On the other hand, various automatic alignment type ophthalmologic apparatuses that automatically align the main optical system with respect to the eye to be examined have been developed. This automatic alignment uses an eyeball reflection image of light irradiated on the eyeball as an alignment index. Therefore, it is conceivable to apply this technique to a fundus photographing apparatus to perform automatic alignment of the fundus photographing optical system. However, even if only alignment is automated, if the working distance alignment is not automated, the series of operations of the fundus imaging apparatus cannot be automated, so there is little value for practical use. However, as described above, the working distance adjustment is performed by the operator searching for a position where the bright spot image can be seen sharply by operating the joystick, and a large part depends on the experience and intuition of the operator. Such work is difficult to automate, and is a factor that hinders automation of a series of operations of the fundus imaging apparatus.
[0011]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fundus photographing apparatus suitable for automation of working distance alignment.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a fundus imaging apparatus according to the invention of this application includes a fundus imaging optical system for imaging the fundus of the eye to be examined, and a first moving the fundus imaging optical system in the imaging optical axis direction of the fundus imaging optical system. Driving means; Second driving means for moving the fundus photographing optical system in a plane orthogonal to the photographing optical axis of the fundus photographing optical system; An index projection optical system for projecting an index having a lattice pattern from the imaging optical axis of the fundus imaging optical system onto the eye to be examined, the index projection optical system being provided so as to be movable integrally with the fundus imaging optical system; An image receiving means for receiving a reflected image from the eye spherical surface of the index, which is provided so as to be movable integrally with the fundus photographing optical system, and a control means, and the fundus photographing optical system and the index projection The optical system and the image receiving means are arranged in a positional relationship such that the reflected image is formed by the image receiving means when the fundus photographing optical system is located at a working distance with respect to the eye to be examined. , Based on the imaging state of the reflected image received by the image receiving means, driving and controlling the first driving means so that the reflected image is formed by the image receiving means, The second drive unit is driven and controlled so that the reflected image is positioned at a predetermined position on the image receiving screen of the image receiving unit. (Claim 1). Thus, the index has a configuration suitable for contrast detection. And since the image formation state of the index reflection image on the image receiving means can be determined by contrast detection, the working distance adjustment can be automated. With this configuration, the index functions as an index for alignment, and automatic alignment can be performed even after the optical system is switched to the fundus imaging optical system.
[0013]
In the fundus imaging apparatus, the index projection optical system uses the index as convergent light so that the index is reflected as parallel light from the eye spherical surface when the fundus imaging optical system is located at a working distance with respect to the eye to be examined. You may comprise so that it may project on a to-be-examined eye (Claim 2).
[0015]
Further, in the fundus photographing apparatus, the center of the right eye pupil in which the photographing optical axis of the fundus photographing optical system is fixed by the right eye fixation lamp when the reflected image is guided at the predetermined position. The first set position that substantially coincides with the center of the pupil of the left eye whose optical axis is fixed by a fixation lamp for the left eye when the reflected image is guided. The second setting position to be switched may be configured to be switchable ( Claim 3 ). If comprised in this way, according to each of the right eye and the left eye, it will become possible to align so that an imaging optical axis may not be obstruct | occluded by an iris, and a clear fundus image can be image | photographed now.
[0016]
In the fundus imaging apparatus, the lattice pattern of the index is a vertically symmetric and left-right symmetric pattern ( Claim 4 Is preferred.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
First, based on FIG. 1, the apparatus structure of the
[0019]
The fundus photographing optical system Sa is an optical system Sa1 for illuminating the fundus of the eye E, an optical system Sa2 for photographing the fundus based on the illumination light of the optical system Sa1, and a focus of the optical system Sa2 on the eye E. The optical system Sa3 for adjusting to the fundus of the eye.
[0020]
The optical system Sa1 includes a
[0021]
The optical system Sa2 includes an
[0022]
The optical system Sa3 includes a
[0023]
The index projection optical system Sb includes an infrared
[0024]
Between the gantry of the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
That is, the alignment while observing the anterior eye part was projected from the front onto the eye spherical surface F of the eye E while receiving the anterior eye part of the eye E by a television camera of an anterior eye observation optical system (not shown). This is performed by moving the mirror body 3 in the XY directions so that the reflected light of the alignment index light from the eye spherical surface F falls within a predetermined range on the image receiving screen of the television camera. This control is performed when the
[0028]
In addition, the working distance alignment by the working distance index projected on the eye E from an oblique direction is performed as follows. That is, while the working distance index projection optical system (not shown) irradiates the eye spherical surface F of the eye E with the working distance index obliquely from the front, the eyeball reflected light of this working distance index is received by the working distance detection optical system (not shown). Until the mirror 3 is moved in the Z direction. This control is performed by sending a drive control signal to the Z-
[0029]
Thus, when the alignment by the anterior ocular segment observation optical system and the working distance alignment by the working distance index projected from the oblique direction to the eye E are completed, the optical system is switched to the fundus photographing optical system Sa. Then, the infrared
[0030]
FIG. 2 shows the direction of travel until the index light of the index projection optical system Sb reaches the eye spherical surface F of the eye E to be examined. FIG. 3 shows this index light pattern. The infrared light emitted from the infrared
[0031]
FIG. 4 shows the direction of travel of the reflected light of the eyeball by the index light with arrows. The reflected spherical light of the index light travels in the direction away from the eye E along the imaging optical axis A. The reflected eyeball light passes through the
[0032]
FIG. 5 shows an
[0033]
On the other hand, since the pattern of the index reflection image has a bright part c, the entire pattern can be regarded as a bright spot on the
[0034]
In FIG. 6, the set position set on the
[0035]
The index light pattern by the index projection optical system Sb may be any pattern suitable for detection of the imaging state, that is, any lattice pattern. However, in particular, a vertically symmetric and left-right symmetric pattern as in this embodiment is preferable. Assuming vertical symmetry and left-right symmetry, when the index reflection image is regarded as a bright spot, the bright spot center point coincides with the pattern center point of the index reflection image. Therefore, it becomes easy to use as an alignment index.
[0036]
The index light pattern by the index projection optical system Sb is preferably a pattern having a striped pattern as in the present embodiment. This is because the imaging state can be reliably detected on the scanning line S even if the position of the index reflection image is slightly shifted on the
[0037]
FIG. 7 shows the
[0038]
When the working distances are aligned and aligned as described above, the fundus photographing optical system Sa is then focused. In focusing, the
[0039]
When the focusing of the fundus photographing optical system Sa is completed, the
[0040]
The operation of the
[0041]
In the
[0042]
FIG. 8 shows on the
[0043]
Note that the fixation lamp can move freely so that the visual axis of the eye to be examined can be guided according to the region of the fundus to be photographed. Depending on the direction of the visual axis, the positional relationship between the apex of the eye spherical surface and the pupil center is determined geometrically. In other words, the position of the fixation lamp and the position of the pupil center with respect to the apex of the eyeball surface correspond in a one-to-one relationship. Therefore, the predetermined position where the bright spot position should be guided on the
[0044]
FIG. 9 is a diagram showing various index patterns. The
[0045]
The pattern shown in FIG. 9A is a lattice pattern, the pattern shown in FIG. 9B is a polka dot pattern, and the pattern shown in FIG. 9C is a multi-circle pattern. These are patterns, both of which are a kind of lattice pattern. In addition, both are vertically symmetric and symmetric patterns.
[0046]
The pattern of FIG. 9D is also a pattern in which the bright part and the dark part are repeated, and is a kind of lattice pattern. Moreover, it has the striped pattern which consists of several diagonal stripes.
[0047]
In FIGS. 9A to 9D, a one-dot chain line indicated by S is a scanning line for contrast detection.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the fundus imaging apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.
[0049]
(1) After the optical system is switched to the fundus photographing optical system, accurate working distance adjustment can be automatically performed.
[0050]
(2) If the second drive unit is driven and controlled so that the index reflected image is positioned at a predetermined position on the image receiving screen of the image receiving unit, automatic alignment can be performed after the optical system is switched to the fundus photographing optical system. It becomes like this.
[0051]
(3) A predetermined position on the image receiving screen on which the reflected image of the index is to be guided, a setting position where the imaging optical axis passes through the center of the right eye pupil, and a setting position where the imaging optical axis passes through the center of the pupil of the left eye If it is configured to be able to be switched, the alignment can be performed so that the imaging optical axis is not obstructed by the iris according to each of the right eye and the left eye, and a clear fundus image can be captured.
[0052]
(4) If the index pattern is vertically and horizontally symmetrical, it is particularly easy to use as index light for alignment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a device configuration of a fundus imaging apparatus.
FIG. 2 is an optical path diagram with arrows indicating the traveling direction until the index light of the index projection optical system reaches the eye spherical surface of the eye to be examined.
FIG. 3 is a diagram showing a pattern of index light.
FIG. 4 is an optical path diagram in which an advancing direction of the reflected eyeball light of the index light is indicated by an arrow.
FIG. 5 is a diagram showing an image receiving screen of a television camera.
FIG. 6 is a diagram showing a setting position on which a bright spot should be guided on an image receiving screen.
FIG. 7 is a diagram showing an image receiving screen when an index reflection image is at a position shifted in a scanning line direction and a direction orthogonal to the scanning line on the image receiving screen.
FIG. 8 is a diagram showing a setting position for a right eye and a setting position for a left eye on which an luminescent spot should be guided on an image receiving screen.
FIG. 9 is a diagram showing various index patterns. 9A shows a lattice-shaped index pattern, FIG. 9B shows a polka-dot-shaped index pattern, FIG. 9C shows a multi-circular index pattern, and FIG. 9D shows a striped index pattern. It is a figure which shows a pattern, respectively.
FIG. 10 is a diagram showing a monitor screen.
[Explanation of symbols]
1 Fundus photography device
3 body
6 Mirror
5 Objective lens
7 Focus lens
8 Relay lens
9 CCD
10 TV camera
11 Strobe discharge tube
12,13 condenser lens
14 Circular slit
15 Mirror
18,19 condenser lens
20 half mirror
21 Halogen lamp
22 Condensing lens
23 Automatic focus index slit
24 Projection lens
25 Split prism
26 Condensing lens
27 Moving parts
30 Infrared light emitting diode
31 chart
32 condenser lens
33 Infrared half mirror
51 Z-axis drive mechanism
52 XY axis drive mechanism
53 Control circuit
60 Receiving screen
61 Field frame
A Shooting optical axis
B Optical axis
E Eye to be examined
F Eye sphere
S, S1, S2 scan lines
Sa fundus photographing optical system
Sa1, Sa2, Sa3 optical system
Sb index projection optical system
c Myebu
d Dark part
Claims (4)
この眼底撮影光学系を該眼底撮影光学系の撮影光軸方向に移動させる第1駆動手段と、
該眼底撮影光学系を、該眼底撮影光学系の撮影光軸に直交する平面内において移動させる第2駆動手段と、
格子状パターンを有する指標を、該眼底撮影光学系の撮影光軸から被検眼に投影する指標投影光学系であって、該眼底撮影光学系と一体的に移動可能に設けられたものと、
該指標の眼球面から反射像を受像する受像手段であって、該眼底撮影光学系と一体的に移動可能に設けられたものと、
制御手段とを具備し、
該眼底撮影光学系と該指標投影光学系と該受像手段とは、該眼底撮影光学系が該被検眼に対する作動距離に位置するときに、該反射像が該受像手段で結像するような位置関係に配置され、
該制御手段は、該受像手段で受像した該反射像の結像状態に基づき、該反射像が該受像手段で結像するように該第1駆動手段を駆動制御し、該反射像が該受像手段の受像画面の所定位置に位置するように該第2駆動手段を駆動制御する、眼科撮影装置。A fundus photographing optical system for photographing the fundus of the eye to be examined;
First driving means for moving the fundus photographing optical system in the direction of the photographing optical axis of the fundus photographing optical system;
Second driving means for moving the fundus photographing optical system in a plane orthogonal to the photographing optical axis of the fundus photographing optical system;
An index projection optical system for projecting an index having a lattice pattern from the imaging optical axis of the fundus imaging optical system to the eye to be examined, provided so as to be movable integrally with the fundus imaging optical system;
An image receiving means for receiving a reflected image from the eye spherical surface of the indicator, provided so as to be movable integrally with the fundus photographing optical system;
Control means,
The fundus photographing optical system, the index projection optical system, and the image receiving means are positions at which the reflected image is formed by the image receiving means when the fundus photographing optical system is located at a working distance with respect to the eye to be examined. Placed in a relationship
The control means drives and controls the first driving means so that the reflected image is formed by the image receiving means based on the imaging state of the reflected image received by the image receiving means, and the reflected image is the received image. An ophthalmologic photographing apparatus that drives and controls the second driving means so as to be positioned at a predetermined position on the image receiving screen of the means.
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