JP3931139B2 - 眼科撮影装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は被検眼眼底の画像を電子撮像手段で撮影する眼科撮影装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、手持ち式眼底カメラが知られている。一般に、手持ち式眼底カメラは、たとえば、下記の特許文献1に示されるように、撮影操作に必要な部位、たとえば少なくとも観察/撮影光学系の部分を検者が手持ちできるように分離した構造を有するもの、あるいは、可能であればカメラの全構成部材が手持ち可能な筐体内に収容したものを指す。
【0003】
【特許文献1】
特開平4−256726号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、眼底カメラの撮影画像は医療診断に使用されるので、撮影画像の信頼性を確保しなければならない。たとえば、撮影画像に前眼部からの反射光(フレア)が混入しないようにする必要がある。この目的を達成するため、光学系中の眼底共役位置に撮影マスク、前眼部共役位置に撮影絞りをおく構造がよく用いられる。
【0005】
一方、上述のような手持ち式眼底カメラはなるべく小型軽量に作ることが望ましいので、光学系は極力短くまた使用レンズ枚数も少なくすることが望まれる。これらの条件を満たすため撮影マスクは通常フィルム面、つまり最終結像面に配されていた。これにより合焦レンズより像側に眼底共役位置を別に設ける必要がなかった。
【0006】
また、近年、被検眼の画像を電子画像として撮像する眼底カメラが知られるようになった。電子撮影方式などを利用することにより、小型軽量化が可能となり、カメラの全構成部材を筐体内に収容しても、装置全体を手持ち可能な重量/サイズ内に納めることはそれほど困難ではない。この種の電子カメラの個体撮像素子としては、CCDセンサや、CMOSセンサなどが用いられる。
【0007】
ところが、電子カメラでは、撮像面(結像面)が個体撮像素子の表面にはないので、撮像面に上述のような撮影マスクを配するのが非常に困難である。もし、撮像面に撮影マスクを含む個体撮像素子を用いたければ、たとえばあらかじめ大きさなどの条件に合う撮像マスクを内部に組み込んだ個体撮像素子を製造しなければならず、いたずらにカメラのハードウェアを高価なものにしてしまう問題がある。
【0008】
以上の事情に鑑み、個体撮像素子を使用する場合、撮影光路のどこかに別に眼底共役位置を設ける必要がある。この場合、被検眼視度によって移動する合焦レンズの影響を受けて、撮影マスクの像の大きさが撮像素子上で変化することは好ましくないので、合焦レンズより像側に眼底共役位置を設け、そこに撮影マスクを配置して、さらにリレーレンズ、集光レンズを設けて撮像素子上で結像するようにするのが一般的である。しかし合焦レンズと撮像面の間に、別に撮影マスクを配するために眼底共役位置を設けると、光学系を長くする、あるいはまたリレーするレンズも必要となり、手持ち式眼底カメラに望まれる小型軽量化達成の妨げになる。
【0009】
本発明の課題は、上記の問題を解決し、撮影マスクないし撮影絞りを含む眼底撮影装置の光学系を小型軽量かつ簡単安価に構成することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明(請求項1)によれば、
被検眼眼底の画像を電子撮像手段で撮影する眼科撮影装置において、
眼底の撮像範囲を定める撮影マスクと、
被検眼前眼部からの反射光を除去する撮影絞りと、
眼底との焦点合せを行なう合焦レンズと、
前記撮影マスクが所定位置に固定配置された前記電子撮像手段の撮像面と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持し、かつ、前記撮影絞りが被検眼前眼部と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持しつつ前記合焦レンズと連動して移動するよう制御する連動手段とを有し、
前記撮影マスクが前記合焦レンズの物体側焦点面に配置される構成を採用した。
また、本発明(請求項2)によれば、
被検眼眼底の画像を電子撮像手段で撮影する眼科撮影装置において、
眼底の撮像範囲を定める撮影マスクと、
眼底との焦点合せを行なう合焦レンズと、
前記撮影マスクが所定位置に固定配置された前記電子撮像手段の撮像面と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持しつつ前記合焦レンズと連動して移動するよう制御する連動手段とを有し、
前記撮影マスクが前記合焦レンズの物体側焦点面に配置される構成も採用している。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0012】
図1に本発明による眼底カメラの光学系を示す。図1の眼底カメラは手持ち式で、個体撮像素子としてCCDを用いた電子撮影方式のものである。ここでは個体撮像素子としてCCDを用いる構成を例示するが、以下の構成は個体撮像素子がCMOSセンサなどの異なる撮像方式のものであってもそのまま実施できるのはいうまでもない。
【0013】
図1において符号Eは被検眼で、符号10〜16の各部材から構成される眼底カメラの光学系は、その光軸が被検眼光軸と一致した状態で示されている。
【0014】
対物レンズ10の前方には、照明光学系光軸17が示されている。照明光学系そのものの図示は省略してあるが、公知の手持ち式眼底カメラと同様に、たとえば図示のアライメントが達成された状態でプリズムなどを用いた光学手段を介して被検眼Eの前眼部付近を照明するように構成される。
【0015】
照明光学系光軸17と撮影光学系(以下では主光学系ともいう)の光軸自体は対物レンズ10の像側焦点付近において交差(または近接)するように配置されるが、被検眼Eの(特に撮影距離に関する)アライメントが達成された状態において、照明光学系は被検眼Eの前眼部付近で照明光束が最も小さくなるような光学手段(結像系)を含み、照明光束が最も小さくなる位置は撮影光学系の入射瞳位置にほぼ一致する。本実施形態では、照明光学系の具体的な構成は省略するが、上記のような構成を満足するものであれば照明光学系の構成は任意である。
【0016】
また、被検眼Eの(特に撮影距離に関する)アライメントが達成された状態では対物レンズ10の像側焦点は被検眼前眼部にほぼ一致する。
【0017】
図1では、主光学系は上記の対物レンズ10、合焦レンズ12、および結像レンズ16の3つのレンズを含む。結像レンズ16の後方には、眼底画像を撮影するためのCCD15が配置されている。
【0018】
合焦レンズ12、および結像レンズ16の間には、リターンミラー14が配置されている。リターンミラー14は、検者が眼底を観察するための不図示の接眼レンズの方向に眼底像を反射するためのものである。リターンミラー14は、不図示のシャッタボタンなどの操作により撮影が指令されると、スプリングやソレノイドなどを含んで成る公知の駆動機構により、主光学系から離脱され、CCD15に撮影光が導かれる。
【0019】
本実施形態では、眼底の撮像範囲を定めるための撮影マスク11は、前述のように配置が困難なCCD15の撮像(受像)面ではなく、CCD15の撮像面の共役位置に置き、撮影マスク11が常にこの位置を保つように構成する。
【0020】
撮影マスク11が、CCD15の撮像面の共役位置を維持するようにする最も簡単な構造は、合焦レンズ12と結像レンズ16の間を図示のごとく合焦レンズ12前方の一定距離にCCD15の撮像面の共役位置が来るようにテレセントリック系で構成し、その位置に撮影マスク11を配置する。換言すれば、CCD15を結像レンズ16後方の像側焦点面の位置に置き、撮影マスク11を合焦レンズ12前方の物体側焦点面の位置に置く。
【0021】
このような構成では、撮影マスク11は、合焦レンズ12と一体として、連動手段20を介して検者により合焦調節操作に応じて図中のa−a’方向に移動できればよく、どのような合焦調節が行なわれようと撮影マスク11はCCD15の撮像面の共役位置を常に維持する。
【0022】
さらに、図1では、被検眼前眼部からの反射光を除去するために撮影絞り13を被検眼前眼部と共役な位置に配置し、その位置を常に維持できるようにしてある。このためには、上記同様にして撮影絞り13を合焦レンズ12後方の(所定アライメントが達成された後の)被検眼前眼部との共役位置に配置し、連動手段20により撮影絞り13も撮影マスク11とともに合焦レンズ12と一体に移動させる。
【0023】
より具体的にいえば、アライメント達成時に先の照明光学系光軸17がほぼ対物レンズ10の物体側焦点において主光軸と交差する構成においては、この被検眼Eのアライメント(特に距離)が達成された状態では、被検眼前眼部近傍の領域は、対物レンズ10前方の物体側焦点面付近にほぼ一致するので、撮影絞り13は合焦レンズ12後方の像側焦点面にほぼ一致させておけばよい。ただし、被検眼Eに対する撮影距離に関するアライメント条件によっては、被検眼前眼部との共役関係がより正確になるように、あるいは、不要光の除去をより良好に行なえるように撮影絞り13の位置を合焦レンズ12の像側焦点面よりも適宜前後させることは可能である。
【0024】
連動手段20は、上記構成においては、たとえば、撮影マスク11、合焦レンズ12および撮影絞り13を適当な鏡筒などにより一体化し、これを手動あるいはモータドライブなどの適当な駆動手段により撮影マスク11、合焦レンズ12および撮影絞り13を一体としてa−a’方向に移動できるようなものであればよい。
【0025】
なお、撮影絞り13とリターンミラー14の前後関係については、必ずしも図示の通りである必要はないが、撮影絞り13を図示のようにリターンミラー14の前方に置く構成とすれば接眼光学系と絞りを共用でき有利であるから、各レンズのパワーを適宜選択するなどして図示のような前後関係とするのが良い。
【0026】
以上の構成において、検者は不図示の接眼レンズで眼底像を観察しながら被検眼Eとのアライメント(主光学系および照明光学系との光軸あわせ、撮影距離の決定を含む)をとり、不図示の操作手段を介して撮影マスク11、合焦レンズ12、および撮影絞り13をそのままの相対位置関係を保ったまま一体移動させることにより合焦調節を行なう。
【0027】
合焦判定には公知の任意の方式を用いることができるが、いずれにしても、何れかの方法により合焦調節が終了すると、被検眼Eの眼底E0の対物レンズ10に関する共役位置E1がCCD15の撮像面の共役位置、すなわち撮影マスク11の位置と図示のように(ほぼ)一致することになる。また、この状態では、同時に撮影絞り13は被検眼前眼部との共役位置を占めることになる。
【0028】
この状態で不図示のシャッタボタンなどを操作し撮影を行なうことができ、撮影マスク11により定まる撮像範囲に関し、撮影絞り13による前眼部からの反射光(フレア)などの不要光の影響を受けることなく、高品位の眼底画像をCCD15により撮影することができる。
【0029】
本実施形態は、以上のように撮影マスク11をCCD15の撮像面の共役位置に置き、合焦操作にかかわらず常にその共役位置を維持するよう構成されているので、CCD15の撮像面に撮影マスク11を配置する必要がなく、また、リレーレンズなどを用いてCCD15の撮像面の共役位置をわざわざ光学系内に確保する必要がなく、少ない光学部品により簡単安価に実施が可能であり、手持ち式の眼底カメラの光学系を小型軽量に構成することができる。また、撮影絞り13についても同様に合焦操作にかかわらず常に被検眼前眼部との共役位置を維持することができ、常時確実に被検眼前眼部からの不要光を確実に除去することができる。
【0030】
以上の実施形態では、合焦操作(合焦レンズ12の位置)にかかわらず、撮影マスク11が主光学系の後半部(合焦レンズ12および結像レンズ16)に関してCCD15の撮像面の共役位置を維持し、かつ撮影絞り13が主光学系の前半部(対物レンズ10および合焦レンズ12)に関して被検眼前眼部との共役位置を維持する。そして、そのためには、合焦レンズ12と、撮影マスク11および撮影絞り13が等距離を保ったまま一体で連動して移動できれば足る構造を例示した。
【0031】
しかしながら、光学系の後半部、および前半部の構造など他の条件によっては、撮影マスク11および撮影絞り13それぞれの上記の共役関係を合焦操作にかかわらず維持できるものであれば、合焦レンズ12、撮影マスク11および撮影絞り13の位置関係が固定ではなく、ヘリコイドやカムなどの機構を介して動的に調整されるような構造を用いてもよいのはいうまでもない。
【0032】
また、以上では、合焦レンズ12とともに、撮影マスク11および撮影絞り13を連動して移動させる構成を示したが、他の事情により撮影絞り13を必要としないような構成においては撮影絞り13は除去してもよく、その場合でも残る撮影マスク11に関する効果は上記同様達成することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明(請求項1)によれば、被検眼眼底の画像を電子撮像手段で撮影する眼科撮影装置において、眼底の撮像範囲を定める撮影マスクと、
被検眼前眼部からの反射光を除去する撮影絞りと、眼底との焦点合せを行なう合焦レンズと、前記撮影マスクが所定位置に固定配置された前記電子撮像手段の撮像面と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持し、かつ、前記撮影絞りが被検眼前眼部と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持しつつ前記合焦レンズと連動して移動するよう制御する連動手段とを有し、前記撮影マスクが前記合焦レンズの物体側焦点面に配置される構成を採用しているので、また、本発明(請求項2)によれば、被検眼眼底の画像を電子撮像手段で撮影する眼科撮影装置において、眼底の撮像範囲を定める撮影マスクと、眼底との焦点合せを行なう合焦レンズと、前記撮影マスクが所定位置に固定配置された前記電子撮像手段の撮像面と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持しつつ前記合焦レンズと連動して移動するよう制御する連動手段とを有し、前記撮影マスクが前記合焦レンズの物体側焦点面に配置される構成も採用しているので、撮影マスクないし撮影絞りを含む眼底撮影装置の光学系を小型軽量かつ簡単安価に構成することができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による眼底カメラの光学系の構造を示した説明図である。
【符号の説明】
E 被検眼
10 対物レンズ
11 撮影マスク
12 合焦レンズ
13 撮影絞り
14 リターンミラー
15 CCD
16 結像レンズ
17 照明光学系光軸
Claims (7)
- 被検眼眼底の画像を電子撮像手段で撮影する眼科撮影装置において、
眼底の撮像範囲を定める撮影マスクと、
被検眼前眼部からの反射光を除去する撮影絞りと、
眼底との焦点合せを行なう合焦レンズと、
前記撮影マスクが所定位置に固定配置された前記電子撮像手段の撮像面と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持し、かつ、前記撮影絞りが被検眼前眼部と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持しつつ前記合焦レンズと連動して移動するよう制御する連動手段とを有し、
前記撮影マスクが前記合焦レンズの物体側焦点面に配置されることを特徴とする眼科撮影装置。 - 被検眼眼底の画像を電子撮像手段で撮影する眼科撮影装置において、
眼底の撮像範囲を定める撮影マスクと、
眼底との焦点合せを行なう合焦レンズと、
前記撮影マスクが所定位置に固定配置された前記電子撮像手段の撮像面と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持しつつ前記合焦レンズと連動して移動するよう制御する連動手段とを有し、
前記撮影マスクが前記合焦レンズの物体側焦点面に配置されることを特徴とする眼科撮影装置。 - 被検眼前眼部からの反射光を除去する撮影絞りを有し、前記撮影絞りが被検眼前眼部と撮影光学系に関してほぼ共役な位置を維持しつつ前記合焦レンズと連動して移動するよう前記連動手段により制御することを特徴とする請求項2に記載の眼科撮影装置。
- 前記撮影絞りが前記合焦レンズの像側焦点面に配置されることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の眼科撮影装置。
- 撮影光学系が、被検眼からの光を集光するための対物レンズと、前記電子撮像手段の結像面に眼底像を結像させるための結像レンズを備え、前記合焦レンズが前記対物レンズと前記結像レンズとの間に配置されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の眼科撮影装置。
- 前記電子撮像手段の撮像面が前記結像レンズの像側焦点面に配置されることを特徴とする請求項5に記載の眼科撮影装置。
- 被検眼に照明光を照射する照明光学系の光軸と前記撮影光学系の光軸が、前記対物レンズの像側焦点面付近において交差または近接することを特徴とする請求項5に記載の眼科撮影装置。
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