JP4857326B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は眼科装置に関し、特に眼科装置の焦点を合わせる技術に関するものである。

複数の照明光源を選択して使用する眼底カメラに関する技術が特許文献１に開示されている。この場合、照明光源が異なると指標光の波長を変えて視認性を高める必要がある。しかし、指標光の波長差から光路長差が生じ、正確な焦点確認ができなくなる。そこで、特許文献１に開示される技術では、照明光源に応じて、照明系リレーレンズを交換することで光路長差を吸収している。
特開平０９−０６６０３０号公報

しかしながら、照明系リレーレンズ鏡筒は大きく、光学系の精度を保った状態で入れ替えるのは困難である。

本発明はこのような従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、照明光源の波長が変更されても焦点合わせが容易である眼科装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための、本発明の一態様によるによる眼科装置は、以下の構成を備える。すなわち、被検眼を照明する第一の光学系と、
前記第一の光学系を介して照明された前記被検眼眼底像を結像する第二の光学系と、
前記第二の光学系の焦点状態を示す指標光を前記被検眼に投影する指標投影手段と、
前記指標投影手段が投影する指標光の波長を変更する変更手段と、
前記変更手段で変更された指標光の波長に応じて前記指標投影手段の光軸上の位置を制御する位置制御手段と、を有する。

照明光源の波長が変更されても焦点合わせが容易である眼科装置を提供することができる。

［第１の実施形態］
本発明の第一の実施形態である眼科装置を図１乃至図３に基づいて説明する。

図１は眼科装置の構成を説明する概略構成図である。

ハロゲンランプ１１は、可視の波長の光源であり、被検者の眼底を可視観察する場合に用いられる。キセノンランプ１２は、可視の波長の光源であり、被検者の眼底を可視撮影する場合に用いられる。可視リングスリット１３は、ハロゲンランプ１１、キセノンランプ１２からの照明光をリング状の照明形状にするためのマスクである。赤外ＬＥＤ１４は、赤外観察する場合の光源である。赤外リングスリット１５は、赤外ＬＥＤ１４からの照明光をリング状の照明形状にするためのマスクである。照明ミラー１６は、ダイクロミラーであり、可視光を反射、赤外光を透過する特性を持っている。照明ミラー１６によって可視リング照明と赤外リング照明の光路が合体する。Ｏ１は第一の光学系であり光軸を連続線又は点線で示している。第一の光学系Ｏ１は、光源が発する光を被検眼２２に照明する。照明リレーレンズ１７、照明リレーレンズ１９によってリング状の照明光は被検眼に結像される。

指標投影手段としてのスプリットユニット１８は、焦点状態を示す指標光を被検眼２２に投影する。波長が異なる指標光を投影するために、波長が異なる光源１８ａ，光源１８ｂとを備える。１８ｃは光源１８ａが発する光を透過し、光源１８ｂが発する光を反射するダイクロックミラーである。

光源１８ａ，光源１８ｂのいずれかが発する光は、スプリットプリズム１８ｄで分割され、スプリットマスク１８ｅによって二本のスプリット像として直線像状の光束として生成される。この光束は指標光として被検眼２２に投影される。投影された指標光は眼科装置と被検眼２２と焦点が合っている場合には一本の直線状に結像され、合っていない場合には２本の直線状に結像される。本実施形態では、指標光を眼底に投影するが、これに限られず前眼部に投影してもよい。光源１８ａ，光源１８ｂはそれぞれ可視観察、赤外観察での視認性を上げる波長が用いられる。光源としてはＬＥＤが例えば用いられ、以後光源１８ａ，光源１８ｂを可視用ＬＥＤ１８ａ，赤外用ＬＥＤ１８ｂと呼ぶものとする。

そしてスプリットユニット１８を観察時に第一の光学系Ｏ１に進入し図中矢印方向に光軸上を移動する。これによりフォーカスのための指標光を発する位置を光軸方向に移動させる不図示の機構を有している。この不図示の機構はスプリット駆動モータＭ１と連動している。また、撮影時に第一の光学系Ｏ１から退避させる不図示の機構を有している。スプリット位置検知回路段Ｓ１は、スプリットユニット１８の位置を検出する。穴明きミラー２０は、中心に穴が明いた全反射ミラーであり、リング状の照明光は外周のミラーによって反射され、被検眼眼底像は中央の穴から透過するように構成されている。対物レンズ２１は、穴明きミラー２０を通ったリング状の照明光で、被検眼２２を照明する。被検眼２２からの反射光は、対物レンズを通って穴明きミラー２０の中心に結像される。第二の光学系Ｏ２は被検眼２２からの反射光を結像する光学系である。また第二の光学系Ｏ２は、観察用の光学系Ｏ３と撮影用の光学系Ｏ４に光学的に分岐される。観察用の光学系Ｏ３はファインダ接眼レンズ２６を備え、撮影用の光学系Ｏ４は撮像素子からなるセンサ２７を備える。

被検者眼底像から、ファインダ接眼レンズ２６、撮像素子２７に至る光軸を連続線で示している。なお、第二の光学系Ｏ２は、前眼部、眼底部などの被検眼２２のいずれかの部分を結像する。

フォーカスレンズ２３は、穴明きミラー２０の中央の穴を通過した撮影光束の焦点（以下、「フォーカス」と呼ぶ場合もある）調節を行うためのレンズであり、図中矢印方向に移動することで焦点調節を行う。フォーカスレンズ駆動モータＭ２はフォーカスレンズ２３を移動するために用いられ、フォーカスレンズ位置検知回路Ｓ２は、フォーカスレンズ２３の位置を検出する。可動ミラー２４は、可視観察時には図示の通り位置し、撮影光を観察用の光学系Ｏ３に導く。また、赤外観察時、および撮影時には図中矢印の通り回動することで退避し、撮影光を撮影用の光学系Ｏ４に導く。固定ミラー２５は、撮影光をファインダに向けて反射させ、ファインダ接眼レンズ２６を通して検者が観察可能とする。撮像素子で構成されるセンサ２７は、撮影光を光電変換し、デジタルデータとして不図示のデジタル処理回路によって変換する。デジタルデータは、赤外観察時において不図示の表示器に表示され、撮影時において不図示の記録媒体に記録される。フォーカス調整ノブ２８を検者が操作することで、所望のフォーカス状態に調整でき、フォーカス調整検知回路Ｓ３にてその位置を検出する。選択手段としての光源選択スイッチ２９を検者が選択操作することで、観察光源を可視光または赤外光から選択操作する。これにより被検眼２２には、近赤外領域の照明光と可視光領域の照明光とに波長が変更されて照明される。

指標投影手段としてのスプリットユニット１８に関して、図１及び図２に基づいて詳細を説明する。

図２（ａ），（ｃ）は本発明の第一の実施形態のスプリット光学系の展開図である。スプリットプリズム１８ｄの反射面及び穴明きミラー２０といった反射面は省略し、光学系をストレートに展開している。

可視用ＬＥＤ１８ａ、近赤外ＬＥＤ１８ｂ、ダイクロミラー１８ｃ、スプリットプリズム１８ｄ、スプリットマスク１８ｅがそれぞれ図示されている。

可視用ＬＥＤ１８ａの点灯時、その光束はダイクロミラー１８ｃを透過し、スプリットプリズム１８ｄで分割される。スプリットプリズム１８ｄの至近位置に配置されたスプリットマスク１８ｅによって２本のスプリット像は直線像となる。２本のスプリット像は、照明リレーレンズ１９によって穴明きミラー２０に結像される。さらに穴明きミラー２０で反射された象は対物レンズ２１によって被検眼２２の眼底に投影される。第二の光学系の焦点が被検眼２２の眼底とあっている場合には、分割された二本のスプリット像は図２（ｂ）の様に一直線の状態で投影される。

この状態で点灯するＬＥＤを近赤外用ＬＥＤ１８ｂに切り換えると、ＬＥＤ色の違いによる色収差によって光路長に変化が生じる。近赤外用ＬＥＤ１８ｂが点灯すると、その光束はダイクロミラー１８ｃによって反射し、その後は可視用ＬＥＤ１８ａと同様の光路を進む。しかし、色収差によって光路長が伸びた結果、被検眼２２の眼底よりも遠くに結像することになり、被検眼２２の眼底に投影された二本のスプリット像は図２（ｄ）の様に、左右の直線像としてずれを生じる。すなわち、眼科装置の焦点が合っていない場合には、左右の直線像として図２（ｄ）の様にずれが生じる。

図３は本発明の第一の実施形態を説明するブロック図である。

ＣＰＵ３０は、主として制御部３１、変更部３２、位置制御部３３、警告部３４の各構成要素の動作を制御する。不図示のメモリ１０１は、ＣＰＵ３０が実行する制御プログラムを格納したり、ＣＰＵ３０によるプログラム実行時の作業領域を提供したりする。

制御部３１、警告部３４はセンサ２７の撮影動作を制御する。変更部３２は可視用ＬＥＤ１８ａ、近赤外用ＬＥＤ１８ｂの点灯を制御することで指標光の波長を変更する。また、位置制御部３３はＣＰＵ３０を介してスプリット駆動モータＭ１、スプリット位置検知回路Ｓ１、フォーカスレンズ駆動モータＭ２、フォーカスレンズ位置検知回路Ｓ２を制御することでフォーカスレンズ２３の移動、スプリットユニット１８の移動を制御する。また、フォーカス調整位置検知回路Ｓ３、光源選択スイッチ２９からの出力信号はＣＰＵ３０を介して、制御部３１、変更部３２、位置制御部３３、警告部３４に接続されている。これにより、光源の制御、フォーカスレンズ２３の移動、スプリットユニット１８の移動を行う。

図４は本発明の第一の実施形態を説明するフォーカス動作の流れを示すフローチャートである。

（Ｓ００）において、ＣＰＵ３０の制御下によりフォーカスシーケンスフローを開始する。

（Ｓ０１）において、フォーカス調整ノブ２８の停止位置をフォーカス調整位置検出手段Ｓ３が検知してＣＰＵ３０に出力する。これにより、検者が設定している焦点位置（フォーカス位置）をＣＰＵ３０にて認識する。

（Ｓ０２）において、光源選択スイッチ２９の状態を確認、”ＶＬ”で示される可視光観察が選択されていれば（Ｓ０３）に、”ＩＲ”で示される赤外観察が選択されている場合（Ｓ０４）に進む。

（Ｓ０３）において、変更部３２はスプリット光源に可視用ＬＥＤ１８ａを選択し、指標光の波長を可視観察用とする。そして、ＣＰＵ３０はメモリ１０１に記憶されるＶＬテーブルを読み出す。このＶＬテーブルには、フォーカス調整位置検出手段Ｓ３の出力に対応したスプリットユニット１８およびフォーカスレンズ２３の停止位置が保存されている。そして（Ｓ０５）に進む。

（Ｓ０４）において、変更部３２はスプリット光源に赤外用ＬＥＤ１８ｂを選択し、指標光の波長を赤外観察用とする。そして、ＣＰＵ３０はメモリ１０１に記憶されるＩＲテーブルを読み出す。このＩＲテーブルには、フォーカス調整位置検出手段Ｓ３の出力に対応したスプリットユニット１８およびフォーカスレンズ２３の停止位置が保存されている。そして（Ｓ０５）に進む。

すなわち、Ｓ０３，Ｓ０４では変更手段である変更部３２が、光源選択スイッチ２９で選択された光源の波長に応じて、可視用ＬＥＤ１８ａ、赤外用ＬＥＤ１８ｂのいずれかを発光することで指標光の波長を変更する。

（Ｓ０５）において、スプリットユニット１８、フォーカスレンズ２３が移動して間は非合焦状態になる。そこで、制御部３１はピンボケ写真を防止するために、レリーズ禁止状態としてセンサ３７の撮影動作を禁止する。なお、本実施の形態では“禁止”としているが、レリーズ優先の考え方から“警告”等の制限に留めることも可能である。この場合には、センサ２７の撮影動作に対して、警告手段である警告部３２が警告を発する。

（Ｓ０６）において、読み出されたテーブルの情報に基づいて、位置制御部３３がスプリット駆動モータＭ１を駆動する。そして、位置制御部３３の制御下でスプリット位置検知回路Ｓ１の出力信号に基づいてスプリットユニット１８をテーブルから得た位置に移動する。

位置制御部３３は、スプリットユニット１８が所定の停止位置に到達したかを確認し、到達していなければ（Ｓ０６）に戻り、到達していれば（Ｓ０８）に進む。

（Ｓ０８）、読み出されたテーブルの情報に基づいて、位置制御部３３がフォーカスレンズ駆動モータＭ２を駆動する。そして、位置制御部３３の制御下でフォーカスレンズ位置検知回路Ｓ２の出力信号に基づいてフォーカスレンズ２３をテーブルから得た位置に移動する。

（Ｓ０９）にてフォーカスレンズ位置検知回路Ｓ２の出力を位置制御部３３は検出し、フォーカスレンズ２３の停止位置を確認、所定の停止位置に到達していなければ（Ｓ０８）に、到達していれば（Ｓ１０）に進む。

（Ｓ１０）では先ほど禁止したレリーズ動作の禁止解除を制御部３１は施し、（Ｓ１１）に進んで全てのフォーカスシーケンスフローを完了する。

図５は本発明の第一の実施の形態のフォーカス動作対応図である。図２を用いて説明したスプリット光学系の説明の通り、波長の異なる光源の選択によってフォーカスレンズ２４の０Ｄがシフトする。

本実施の形態ではフォーカス調整ノブ２９の位置を基準として、フォーカスレンズ２４及びスプリットユニット１８を移動している。そのため、０Ｄの対応を図５のようにシフトする必要がある。合わせて、フォーカスレンズ２４及びスプリットユニット１８の動作範囲も規制する必要があり、点線で示した範囲は、フォーカスレンズ２４及びスプリットユニット１８は動作可能であるが、ＣＰＵ３０によって動作制限を加えられる。

以上の処理の流れに限定されず、可視用ＬＥＤ１８ａ、赤外用ＬＥＤ１８ｂの発光のタイミング、スプリットユニット１８の移動のタイミングは同時であっても前後してもよい。また、同様に可視用ＬＥＤ１８ａ、赤外用ＬＥＤ１８ｂの発光のタイミング、フォーカスレンズ２４の移動のタイミングは同時であっても前後してもよい。

以上の構成により、波長の異なる光源の選択と、フォーカス調整ノブ２９の操作と、に応じて、スプリットユニット１８及びフォーカスレンズ２３を独立して制御することが可能となる。

以上説明した様に、指標光の波長を変えた時に生じる、光路長の変化を修正することが、スプリットユニット１８を移動するだけ実現でき、機器の簡素化が図れ信頼性が向上するとともに、小型化も図ることができ使い易いものとすることが可能となる。

また、照明光を切り換えたときに、その照明光に対して視認性の良い指標光に切り換えても、光路長の変化を修正することが、簡単な構成によって実現できる。

また、センサ２７の撮影動作を制限することで、像の状態が安定していないときに、画像を記録しなくなるので、撮影の失敗を防ぐことが可能になる。

（第二の実施の形態）
本発明の第二の実施の形態の説明を図６に基づいて行う。

図６は本発明の第二の実施の形態を説明するための概略構成図である。

第一の実施の形態を表した図１と共通の要素に対して同じ番号を振って説明を省略する。新たに追加した要素は機械機構の連動部材３５である。連動部材３５は、フォーカス調整ノブ２８とスプリットユニット１８は歯車やレバーといった既知の機械機構にて連動する。これにより、スプリットユニット１８を駆動するモータＭ１、フォーカス調整ノブ２９の停止位置を検出するフォーカス調整検知回路Ｓ３は不要となっている。この場合、フォーカス調整ノブ２８及びフォーカス調整ノブ２８と機械機構で連動している部材が位置制御手段となる。

以上の構成により、検者がフォーカス調整ノブ２９を操作してフォーカス変更動作を行うと、スプリットユニット１８が連動して移動するとともに、スプリットユニット１８の停止位置から、光源選択スイッチ２９の状態に応じてフォーカスレンズ２３の停止位置を制御することが可能となる。

（第三の実施の形態）
本発明の第三の実施の形態の説明を図７に基づいて行う。

図７は本発明の第三の実施の形態を説明するための概略構成図である。

第一の実施の形態を表した図１と共通の要素に対して同じ番号を振ってあり説明を省略する。新たに追加した要素は機械機構の連動部材３１であり、フォーカス調整ノブ２８とフォーカスレンズ２３は歯車やレバーといった既知の機械機構によって直接連動する。これにより、フォーカスレンズ２３を駆動するモータＭ２、フォーカス調整ノブ２９の停止位置を検出するフォーカス調整検知回路Ｓ３が不要となる。この場合、フォーカス調整ノブ２８及びフォーカス調整ノブ２８と機械機構で連動している部材が位置制御手段となる。

以上の構成により、検者がフォーカス調整ノブ２９を操作してフォーカス変更動作を行うと、フォーカスレンズ２３が連動して移動するとともに、フォーカスレンズ２３の停止位置から、光源選択スイッチ２９の状態を鑑みてスプリットユニット１８の停止位置を制御することが可能となる。

第一の実施の形態を説明する構成図 第一の実施の形態のスプリット光学系の展開図 第一の実施の形態を説明するブロック図 第一の実施の形態を説明するフォーカスシーケンスのフローチャート 第一の実施の形態のフォーカス動作対応図 第二の実施の形態を説明するための構成図 第三の実施の形態を説明するための構成図

符号の説明

１１ ハロゲンランプ
１２ キセノンランプ
１４ 赤外ＬＥＤ
１８ スプリットユニット
１８ａ 可視用ＬＥＤ
１８ｂ 赤外用ＬＥＤ
２２ 被検眼
２３ フォーカスレンズ
２７ センサ
３０ ＣＰＵ
３１ 制御部
３２ 変更部
３３ 位置制御部
３４ 警告部

Claims (16)

1. 照明光学系を介して被検眼を照明する照明手段と、
   前記照明光学系を介して照明した前記被検眼からの戻り光をフォーカス手段を介して撮像手段に結像する撮影光学系と、
   前記照明光学系を介して前記被検眼に投影するフォーカス指標光の波長を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された波長のフォーカス指標光を前記被検眼に投影する指標投影手段と、
   前記選択手段による選択に応じて、該選択された波長に対応する前記照明光学系の光軸上の位置に前記指標投影手段を移動する位置制御手段と、
   を有することを特徴とする眼科装置。
2. 前記位置制御手段が、前記選択手段による選択に応じて前記フォーカス指標光の波長が赤外領域と可視領域とで切り替えられた場合に、該切り替えにより生じる光路長差に基づいて前記指標投影手段を移動することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記選択手段により選択される波長に対応して前記照明光学系の光軸上の位置を記憶する記憶手段を有し、
   前記位置制御手段が、前記記憶手段により記憶されている位置に前記指標投影手段を移動することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の眼科装置。
4. 前記記憶手段が、前記フォーカス指標光の波長にそれぞれ対応して前記照明光学系の光軸上の位置をテーブルとして記憶し、
   前記位置制御手段が、前記選択手段により選択された波長と前記テーブルとに基づいて取得される該選択された波長に対応する位置に前記指標投影手段を移動することを特徴とする請求項３に記載の眼科装置。
5. 前記位置制御手段は、前記指標投影手段とは独立に前記フォーカス手段を制御して、前記選択手段により選択された波長に対応する前記撮影光学系の光軸上の位置に前記フォーカス手段を移動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科装置。
6. 前記照明光学系を介して前記被検眼に照明される照明光の波長として近赤外領域あるいは可視領域のいずれかを選択する照明光選択手段と、
   前記照明光選択手段による選択に応じて、該選択した波長に対応する波長のフォーカス指標光を発生させる指標制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科装置。
7. 前記指標制御手段が、
   前記照明光の波長が近赤外領域である場合には前記フォーカス指標光の波長を近赤外領域とし、
   前記照明光の波長が可視領域である場合には前記フォーカス指標光の波長を可視領域とすることを特徴とする請求項６に記載の眼科装置。
8. 前記フォーカス手段と前記指標投影手段とのうち少なくとも一つが移動している際には、前記撮像手段の動作に対して警告する警告手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の眼科装置。
9. 前記フォーカス手段と前記指標投影手段とのうち少なくとも一つが移動している際には、前記撮像手段の動作を制限する制限手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の眼科装置。
10. 照明光学系を介して被検眼を照明する照明光の波長を選択する選択手段と、
    前記選択手段による選択に応じて、該選択された波長に対応する波長のフォーカス指標光を前記被検眼に投影する指標投影手段と、
    前記選択手段による選択に応じて、該選択された波長に対応する前記照明光学系の光軸上の位置に前記指標投影手段を移動する位置制御手段と、
    を有することを特徴とする眼科装置。
11. 照明光学系を介して被検眼に投影するフォーカス指標光の波長を選択する選択手段と、
    前記選択手段により選択された波長のフォーカス指標光を前記被検眼に投影する指標投影手段と、
    前記選択手段による選択に応じて、該選択された波長に対応する前記照明光学系の光軸上の位置に前記指標投影手段を移動する位置制御手段と、
    を有することを特徴とする眼科装置。
12. 前記位置制御手段が、前記選択手段による選択に応じて前記フォーカス指標光の波長が赤外領域と可視領域とで切り替えられた場合に、該切り替えにより生じる光路長差に基づいて前記指標投影手段を移動することを特徴とする請求項１０あるいは１１に記載の眼科装置。
13. 前記照明光学系を介して前記フォーカス指標光を照明した前記被検眼からの戻り光をフォーカス手段を介して撮像手段に結像する撮影光学系を有し、
    前記位置制御手段は、前記指標投影手段とは独立に前記フォーカス手段を制御して、前記選択手段により選択された波長に対応する前記撮影光学系の光軸上の位置に前記フォーカス手段を移動することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の眼科装置。
14. 前記選択手段により選択される波長に対応して前記照明光学系の光軸上の位置を記憶する記憶手段を有し、
    前記位置制御手段が、前記記憶手段により記憶されている位置に前記指標投影手段を移動することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の眼科装置。
15. 照明光学系を介して被検眼に投影するフォーカス指標光の波長を選択する選択手段と、
    前記選択手段により選択された波長のフォーカス指標光を前記被検眼に投影する指標投影手段と、
    前記選択手段による選択に応じて、該選択された波長に対応する前記照明光学系の光軸上の位置に前記指標投影手段を移動する位置制御手段と、
    を有することを特徴とする眼科システム。
16. 照明光学系を介して被検眼に投影するフォーカス指標光の波長の選択に応じて、指標投影手段により該選択された波長のフォーカス指標光を前記被検眼に投影させる処理と、
    前記選択に応じて、該選択された波長に対応する前記照明光学系の光軸上の位置に前記指標投影手段を移動させる処理と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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