JP4430378B2

JP4430378B2 - 眼科撮影装置

Info

Publication number: JP4430378B2
Application number: JP2003383256A
Authority: JP
Inventors: 直樹前田; 豊弘石本; 昌晴水落; 和典松村
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-11-13
Also published as: JP2005143679A

Description

本発明は、眼科撮影装置、更に詳細には、被検眼からの反射光をフィルム面または撮像素子面に結像させ、接眼レンズに導く観察撮影光学系を備えた眼底カメラなどの眼科撮影装置に関する。

眼底カメラの観察撮影光学系には、被検眼の眼底あるいは前眼部に焦点を合わせるために、一枚あるいは複数枚のフォーカスレンズが設けられており、このフォーカスレンズを光軸方向に移動させることによりピント合わせ（合焦）を行っている。一般的な眼底カメラのフォーカス合わせ可能な範囲は、眼底撮影用として−１５Ｄ〜＋１５Ｄ程度を、また前眼部撮影用として＋３５Ｄ程度をカバーするようにしている。一般的にはフォーカスノブを動かし、ノブの動きをカム機構などを使って鏡筒に伝達してレンズを光軸に沿って移動させることにより焦点合わせを行うが、焦点合わせ可能な範囲が広いと、フォーカスレンズの移動量が大きくなるので光学系の制約が多くなる。

そこで、眼底撮影と前眼部撮影とで補正レンズを挿脱させて焦点合わせを行ったり（特許文献１）、前眼部撮影時には、フォーカスレンズを遠視眼眼底像側に移動させること（特許文献２）が行われている。

また、例えば全範囲を、−側レンズ、＋側レンズ、レンズなしの３分割にし、補正レンズを入れて対応する方法も提案されている。
特開平３−９７４３７号公報（３頁左上欄９行から１６行）特開平４−３１７６２８号公報（［００１１］段落）

しかしながら、補正レンズを挿入する方式は各範囲においてフォーカスレンズの移動量は少なくて済むが、補正レンズを挿脱させる機構が必要になり、装置が複雑になるという欠点がある。また、フォーカスレンズの移動だけで合焦範囲のすべてをカバーする方式だと、例えば−１５Ｄの被検眼で、眼底観察と前眼部観察を切換えようとするとフォーカスレンズを移動させる量が大きくなり使いにくいという問題がある。この場合、例えばフォーカスノブの少ない回転量でフォーカスレンズの移動量を大きくするようにすると、眼底観察時のように、フォーカスレンズを微小に移動させてピント合わせする必要があるときに、フォーカスノブのわずかの回転でフォーカスレンズが大きく移動するので、合焦が困難になるという欠点がある。

本願発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、被検眼の眼底並びに前眼部を観察撮影するときに、簡単な構成で確実に眼底並びに前眼部に合焦させることができる眼科撮影装置を提供することを課題とする。

本発明（請求項１）は、
被検眼を観察し撮影する眼科撮影装置であって、
一定の範囲を光軸に沿って移動可能な合焦用の１枚または複数のフォーカスレンズを配置した観察撮影光学系と、
被検眼眼底に合焦させるために前記フォーカスレンズを光軸に沿って第１の範囲で移動させ、被検眼前眼部に合焦させるために前記フォーカスレンズを光軸に沿って第２の範囲で移動させる移動手段とを設け、
前記移動手段は、少なくとも前記フォーカスレンズを内包した鏡筒と、前記鏡筒を前記フォーカスレンズの光軸を中心として回転させるフォーカスノブ又は電動モータと、前記鏡筒の回転を前記フォーカスレンズの光軸に沿った直線移動に変換するカム機構とからなり、前記鏡筒の単位回転角に対する前記フォーカスレンズの直線移動量の比が、第１と第２の範囲で異なるように前記カム機構が構成されることを特徴とする。

本発明では、眼底に合焦させるためにフォーカスレンズが移動する範囲ではフォーカスノブ（あるいは電動モータ）の単位回転角当たりのフォーカスレンズの移動量を小さくできるので、微調節しながら眼底にピントを合わせることが可能となり、また、前眼部合焦のためにフォーカスレンズが移動する範囲ではフォーカスノブ（あるいは電動モータ）の単位回転角当たりのフォーカスレンズの移動量を大きくできるので、素早い前眼部への焦点合わせが可能となる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。ここでは、眼科撮影装置を、手持ち式の眼底カメラとした場合の実施例を示すが、穴あきミラー式の眼底カメラにも適用できるものである。

図１は、本発明実施例の眼底カメラの外観を示している。この眼底カメラ２０は、操作者である検者がグリップ部２２を把手して被検者の被検眼の眼底あるいは前眼部を、観察撮影する。眼底カメラ２０の装置本体２１には、検者側から見て正面側に、観察光学系の接眼レンズ２６が設けられており、背面には対物レンズ１０と、被検者の額に当てる額当て２５が設けられている。額当て２５は装置本体２１から突出する長さを調整できるようになっており、それにより対物レンズ１０と被検者の被検眼との距離を適当に調整することができる。

また、装置本体２１の検者側から見て左右の側面には、焦点調整を行うためのフォーカスノブ２４が矢印で示すように回転可能に設けられている。また、グリップ部２２には、シャッタスイッチ２３が設けられ、このシャッタスイッチを下方向に操作すると、撮影光源が発光して撮影が行われる。

図２は、この眼底カメラの光学系を示す。眼底カメラは、照明光学系を有し、その光軸が符号１７で示されている。照明光は被検眼前眼部Ｅ１で集光して、被検眼眼底Ｅ０を照明する。

対物レンズ１０、フォーカスレンズ（合焦レンズ）１２、および結像レンズ１６は観察撮影光学系を構成しており、フォーカスレンズ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、接眼レンズ２６の方向に眼底あるいは前眼部の像を反射するためのものである。リターンミラー１４は、シャッタスイッチ２３の操作により撮影が指令されると、観察撮影光学系の光軸１８から離脱され、ＣＣＤ１５に撮影光が導かれ、眼底が撮像される。

本実施例では、眼底の撮像範囲を定めるための撮影マスク１１は、ＣＣＤ１５の撮像面の共役位置に配置され、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をフォーカスレンズ１２前方の物体側焦点面の位置に置いてテレセントリック光学系にしている。撮影マスク１１は、移動手段３０を介して検者により合焦操作に応じて図中のａ−ａ’方向にフォーカスレンズ１２と一体的に移動される。これにより、撮影マスク１１は、合焦動作にかかわらずＣＣＤ１５の撮像面の共役位置に常に維持される。

また、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が、被検眼前眼部と共役な位置に配置され、この撮影絞り１３も、移動手段３０により撮影マスク１１とともにフォーカスレンズ１２と一体に移動される。

なお、フォーカスレンズは、図２では一枚のレンズとして図示されているが、複数枚のレンズにより構成することもできる。

フォーカスノブ２４は、図３に示したように、その軸２４ａを中心として回転できるようになっており、軸２４ａに固定されたピニオン３１がフォーカスレンズ１２のレンズ鏡筒３２の周面に設けたギア３２ａとかみ合っている。鏡筒３２には、フォーカスレンズ１２の保持枠に設けたカムピン３３と係合するカム溝３２ｂが形成されており、フォーカスノブ２４が検者により回転されると、ピニオン３１と鏡筒ギア３２ａのかみ合いを介して鏡筒３２が光軸１８を中心に回転する。カムピン３３は、光軸１８に沿って延びる鏡筒内に設けた溝３２ｃにも係合しているので、鏡筒３２が回転すると、フォーカスレンズ１２は、カムピン３３とカム溝３２ｂより形成されるカム機構により光軸１８に沿って前後に移動し、フォーカスノブ２４の回転がフォーカスレンズ１２の光軸に沿った移動に変換される。

鏡筒３２を展開させた状態で示す図５に示されているように、カム溝３２ｂにより、鏡筒３２が第１の角度範囲Ｗ１で回転されると、フォーカスレンズは第１の範囲Ｍ１を光軸に沿って移動し、鏡筒３２が第２の角度範囲Ｗ２で回転されると、フォーカスレンズは第２の範囲Ｍ２を移動する。カム溝３２ｂは、変曲点３２ｄでカム勾配、すなわち、鏡筒（あるいはフォーカスノブ）の回転量に対するフォーカスレンズの光軸に沿った移動量の比が変化し、第１の範囲Ｍ１では、該比が第２の範囲Ｍ２よりも小さくなるような形状に形成されている。これにより、鏡筒３２が第１の角度範囲Ｗ１で回転される場合には、その単位回転角当たりのフォーカスレンズの移動量が小さいので、フォーカスレンズ１２は第１の範囲Ｍ１では光軸に沿って微小移動する。一方、第２の範囲Ｍ２では、鏡筒の単位回転角当たりのフォーカスレンズの移動量が第１の範囲よりも大きいので、フォーカスレンズ１２は光軸に沿って高速に移動する。

カム溝は、具体的には、図８（Ａ）に示したように、鏡筒の第１の角度範囲Ｗ１では９０度の回転で約１１Ｄの変化が生じるような勾配になっており、鏡筒の２４０度の回転で−１５Ｄ〜＋１５Ｄの変化が発生する。一方第２の角度範囲Ｗ２では９０度の回転で２０Ｄの変化が発生するような勾配となっており、６０度の回転で＋１５Ｄ〜＋３５Ｄの変化を発生させている。

このような構成で、眼底に合焦させるには、被検眼視度の個別差を補正しなければならず、−１５Ｄ〜＋１５Ｄの範囲で微調節しながら焦点を合わせる必要があるので、第１の角度範囲Ｗ１で合焦動作を行うようにする。この範囲では、フォーカスレンズはフォーカスノブの回転量に対してその移動量がわずかであるので、微調節しながら検眼視度の個別差を補正して正確なピント合わせを行うことができる。

一方、前眼部に合焦させる場合には、被検眼視度が関係なくなるので、フォーカスレンズを素早く＋３５Ｄに移動させる。このために、第２の角度範囲Ｗ２で合焦動作を行うようにする。＋１５Ｄ〜＋３４Ｄの範囲は、一般的には殆ど使用されないので、微調節は必要でなく、フォーカスレンズの単位回転角当たりの移動量を大きくできるために、高速に前眼部に焦点を合わせることが可能となる。

このように、フォーカスレンズの鏡筒に形成されたカム溝において、特定のディオプター（＋１０Ｄ〜＋１５Ｄ程度）の場所に変曲点を設けて、その前後でカム勾配を変化させ、フォーカスレンズが移動する第１の範囲Ｍ１ではフォーカスノブの単位回転角当たりのフォーカスレンズの移動量を小さくすることにより眼底に合焦させるときの焦点合わせを微調節することが可能となり、また第２の範囲Ｍ２ではフォーカスノブの単位回転角当たりのフォーカスレンズの移動量を大きくすることによりフォーカスレンズを高速に移動させて素早い前眼部の焦点合わせを実現している。

フォーカスノブ２４を操作して焦点調節を行う代わりに、電動モータを用いてフォーカスレンズを移動させることもできる。この実施例が図４に図示されている。同図において、電動モータ３４は、眼底カメラのグリップ部に設けられるレンズ移動スイッチ３５を介して電池３６により給電されて正逆に一定速度で回転され、その回転がピニオン３１と鏡筒ギア３２ａのかみ合い、並びにカム機構を介してフォーカスレンズ１２の光軸１８に沿った移動に変換される。

カム溝３２ｂは、図５に図示した形状となっており、フォーカスノブ２４を用いてフォーカスレンズを移動させるのと同様な移動が電動モータ３４を用いて行われる。眼底に合焦させるときには、第１の角度範囲Ｗ１で電動モータ３４を回転させ、また前眼部に合焦させるときは、第２の角度範囲で回転させる。この場合、電動モータ３４を第１と第２の範囲で同じ速度で回転させると、第１の範囲Ｍ１では、フォーカスレンズの移動速度が低速となり、微調節しながら眼底にピントを合わせることが可能となり、また第２の範囲Ｍ２ではフォーカスレンズが高速に移動するので、素早い前眼部へのピント合わせが可能となる。

上述した実施例１、２では、カム勾配を第１と第２の範囲Ｍ１、Ｍ２で変化させ、フォーカスノブあるいは電動モータの単位回転角当たりのフォーカスレンズの移動量を変化させることによりフォーカスレンズを第１と第２の範囲で微小移動ないし高速に移動させていたが、電動モータの回転速度を第１と第２の範囲で変化させることによりフォーカスレンズの移動速度を変化させるようにしてもよい。その実施例が図６に示されている。

図６において、鏡筒３２に形成されるカム溝３２ｅは、図７に示すようにカム勾配が第１と第２の角度範囲Ｗ１、Ｗ２で一定にされ、それにより第１と第２の範囲Ｍ１、Ｍ２における鏡筒の単位回転角当たりのフォーカスレンズ１２の移動量は一定にされる。具体的には、図８（Ｂ）に示すように、鏡筒が９０度回転すると、１５Ｄの変化が発生するようなカム勾配にされる。

また、フォーカスレンズ１２が第１の範囲Ｍ１に位置していることを検出する位置センサ４０（図２も参照）を設け、この位置センサ４０の信号によりスイッチ４１を切り替えて、第１の範囲Ｍ１に位置している場合には、スイッチ４１を高抵抗Ｒ２側に切り替え、第２の範囲Ｍ２に位置している場合（位置センサ４０からの信号がない場合）には、スイッチ４１を低抵抗側Ｒ１に切り替えるようにする。

このような構成で、電動モータ３４は、図４の場合と同様に、電源３６により給電されてフォーカスレンズ移動スイッチ３５により正逆回転される。フォーカスレンズ１２が第１の範囲Ｍ１にあるときは、電動モータ３４は低速に回転し、眼底に合焦させるときには、焦点合わせを微調節することができ、また第２の範囲Ｍ２ではフォーカスレンズが高速に移動するので、素早い前眼部への焦点合わせが可能となる。

なお、電動モータと抵抗の組み合わせを用いる代わりに、ステッピングモータを用い第１と第２の範囲Ｍ１とＭ２でステップパルス周波数を変化させることによりフォーカスレンズの移動速度を変化させるようにしてもよい。

眼科撮影装置としての手持ち式眼底カメラの外観を示した斜視図である。図１の眼底カメラの光学系の構成を示した光学図である。フォーカスレンズを光軸に沿って移動させる移動手段の構成を示した構成図である。フォーカスレンズを光軸に沿って移動させる移動手段の他の構成を示した構成図である。図３と図４の構成におけるカム溝のカム勾配を示した説明図である。フォーカスレンズを光軸に沿って移動させる移動手段の更に他の構成を示した構成図である。図６の構成におけるカム溝のカム勾配を示した説明図である。（Ａ）はカム勾配を変化させるときの鏡筒の回転角に対するディオプターの変化を示した線図、（Ｂ）はカム勾配を一定にするときの鏡筒の回転角に対するディオプターの変化を示した線図である。

符号の説明

１０対物レンズ
１２フォーカスレンズ
２４フォーカスノブ
２６接眼レンズ
３０移動手段
３２鏡筒
３２ｂ、３２ｅカム溝
３３カムピン
３４電動モータ
３５フォーカスレンズ移動スイッチ
４０位置センサ

Claims

被検眼を観察し撮影する眼科撮影装置であって、
一定の範囲を光軸に沿って移動可能な合焦用の１枚または複数のフォーカスレンズを配置した観察撮影光学系と、
被検眼眼底に合焦させるために前記フォーカスレンズを光軸に沿って第１の範囲で移動させ、被検眼前眼部に合焦させるために前記フォーカスレンズを光軸に沿って第２の範囲で移動させる移動手段とを設け、
前記移動手段は、少なくとも前記フォーカスレンズを内包した鏡筒と、前記鏡筒を前記フォーカスレンズの光軸を中心として回転させるフォーカスノブ又は電動モータと、前記鏡筒の回転を前記フォーカスレンズの光軸に沿った直線移動に変換するカム機構とからなり、前記鏡筒の単位回転角に対する前記フォーカスレンズの直線移動量の比が、第１と第２の範囲で異なるように前記カム機構が構成されることを特徴とする眼科撮影装置。
第１の範囲での前記比を、第２の範囲での比より小さくすることを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。