JP4904102B2

JP4904102B2 - 眼底撮影装置

Info

Publication number: JP4904102B2
Application number: JP2006192502A
Authority: JP
Inventors: 孝佳鈴木
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-07-13
Also published as: JP2008018043A

Description

本発明は、眼底撮影装置、更に詳細には、眼底を立体視するために眼底を２開口撮影絞りを介して電子画像として撮影する眼底撮影装置に関する。

従来から、眼底カメラなどの眼底撮影装置では、鮮明な眼底像を取得するために、被検眼視度に応じてピント合わせが行われる。この眼底カメラでのピント合わせ手段は大きく分けて２つあり、その一つは、検者が眼底像をファインダーまたはモニターで観察し、最もピントが合う位置を探す方法である。しかしこの方法では、完全にピントが合っているかどうか分かりにくいので、検者の熟練が必要になるという欠点がある。

そこで、下記の特許文献１に見られるように、眼底に予め２方向からフォーカス指標光を投影し、その指標の形の変化によってピントの確認を行う方式が考えられている。

更に、ワーキングディスタンスが適正な場合に、被検眼の角膜で正反射された光束がほぼアフォーカルとなるような位置に指標光源を設けることが行われている（特許文献２）。
特開昭６０−１０３９３２号公報特公昭６０−５２８２０号公報

しかしながら、特許文献１などのピント合わせ機構は、通常のモノラル撮影眼底カメラの際には都合が良かったが、例えば眼底像を立体視するために、眼底像を視差を持たせてステレオ撮影する場合には、ステレオ撮影のための２孔絞り（２開口撮影絞り）が、フォーカス指標を２方向に分けるための機構と衝突するために、指標投影系を撮影時に移動機構を介して退避させなければならない、という問題があった。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、眼底撮影時、簡単でしかも確実にピント合わせができる眼底撮影装置を提供することを課題とする。

本発明は、
被検眼眼底を２つの開口を有する撮影絞りを介して電子画像として撮影する撮像手段と、
前記２つの開口の開閉を切り替える切替手段と、
被検眼の視度に応じてピント合わせをするためのピント調節機構とを備え、
観察時に前記２つの開口が開放され、該２つの開口を介して得られる被検眼眼底の像に基づきピント合わせが行われることを特徴とする。

このような構成では、ピントが眼底にあっていないときには、２つの開口を通過した眼底像が別々な像となり２重像として観察されるので、デフォーカスであることが容易に判明する。また、フォーカス指標及びそのフォーカス指標の投影機構が不要となるので、全体として簡単な光学系となり、製造コストが削減できる、という効果が得られる。

以下、眼底撮影装置を眼底カメラとした実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。

図１において、一点鎖線で囲まれて図示された眼底カメラ１０には、赤外光並びに可視光の照明光を発光する観察ランプ１１が球面ミラー１２の曲率中心に配置され、観察ランプ１１並びに球面ミラー１２からの光は、光路に挿脱可能な可視光カット赤外光透過フィルタ１３、コンデンサーレンズ１４、撮影用光源であるストロボ１５、コンデンサーレンズ１６を経て、全反射ミラー１７に入射する。

全反射ミラー１７で反射した照明光は、照明絞り１９又は２０を経てリレーレンズ２２を通過し、穴あき全反射ミラー２３で反射され、対物レンズ２４を経て被検眼Ｅの前眼部（瞳）Ｅｐに入射する。照明絞り１９、２０は、照明光学系内に被検眼の前眼部Ｅｐ（瞳）とほぼ共役な位置に配置され、観察時には、照明絞り１９が、また撮影時には、照明絞り２０が光路に挿入される。

なお、照明光学系の光路には、蛍光撮影時エキサイタフィルタ１８が挿入される。

照明光で照明された眼底Ｅｒからの反射光は、対物レンズ２４、穴あき全反射ミラー２３の開口２３ａ、２開口撮影絞り（２孔絞り）２８の開口、合焦レンズ３５、結像レンズ３６、ハーフミラー３７、変倍レンズ３８ａ（３８ｂ）を通過してリターンミラー３９に入射する。リターンミラー３９が図示の位置では、眼底からの反射光が赤外光に感度を有する眼底と共役な位置にあるＣＣＤ（撮像手段）４０に入射し、眼底がＣＣＤ４０により撮像され、またリターンミラー３９が光路から離脱すると、眼底からの反射光が可視光に感度を有する眼底と共役なＣＣＤ（撮像手段）４１に入射し、眼底がＣＣＤ４１により撮影される。

撮影絞り２８には、図２に示すように、矩形の２つの開口２８ａ、２８ｂが設けられ、撮影絞り２８の中心に後述する光ファイバー３３が挿入固定されている。光ファイバー３３はその端面が撮影ないし観察光軸２６に位置し、撮影絞り２８は、その開口２８ａ、２８ｂが光軸２６に対して左右対称となるように、またそれぞれ被検眼前眼部（瞳）とほぼ共役な位置となるように、配置される。また、開口２８ａ、２８ｂの位置とその大きさは、穴あき全反射ミラー２３の開口２３ａが、開口２８ａ、２８ｂの全体を含むように設定される。

撮影絞り２８の開口２８ａ、２８ｂは、それぞれガイド２８ｃ、２８ｄに沿って移動されるシャッタ板２９、３０により開放されたり、あるいは閉じられる。この開閉のためにロータリーソレノイド３１、３２から構成される切替手段が設けられ、ロータリーソレノイド３１、３２が通電されない状態では、シャッタ板２９、３０は、図２（ａ）の位置にあり、開口２８ａ、２８ｂはそれぞれ開放する。一方、通電されると、ロータリーソレノイド３１、３２のロッド３１ａ、３２ａが回動し、ロッド３１ａ、３２ａの他端がシャッタ板２９、３０に設けられたピン２９ａ、３０ａと係合していることによりシャッタ板２９、３０がそれぞれ内側に移動して開口２８ａ、２８ｂが閉じられる。

また、眼底カメラ１０には、赤外光又は可視光を発光する指標光源５０が設けられ、この指標光源５０からの光は、レンズ５１、光ファイバー３３を介して撮影絞り２８の中心に導かれ、光ファイバー３３の被検眼側の先端によりワーキングディスタンス用の指標（以下、ＷＤ指標という）が形成される。このＷＤ指標は、対物レンズ２４により被検眼Ｅの角膜に投影され、ワーキングディスタンスが適正な場合には、被検眼の角膜で正反射された光束がほぼアフォーカルになるように、その位置が設定される。

なお、合焦レンズ３５の被検眼側には、蛍光撮影時にバリアフィルタ３４が挿入される。

また、被検眼を眼底カメラに対して固視させるために、複数の固視灯５５ａ〜５５ｄからなる内部固視灯５５が設けられ、撮影条件により固視灯５５ａ〜５５ｄのうちいずれか１つが点灯され、レンズ５６を介して被検眼に投影される。患者はこの内部固視灯を固視することにより、眼底カメラに対して被検眼を所定の位置に保持させることができる。なお、図面では、固視灯５５ａ〜５５ｄは、紙面に並置されて図示されているが、実際には、紙面に垂直に並置される。

ＣＣＤ４０は、可視光カット赤外光透過フィルタ１３を通過した赤外光で照明された眼底を撮像し、その像は、ＣＰＵなどで構成される制御演算部６０に入力され、その画像がモニタ６２に動画像として表示される。検者は、モニタ６２に表示される画像を見て、後述するように、アライメントやフォーカス調整を行うことができる。また、立体視専用ディスプレイとしてステレオモニタ６３が設けられ、検者は、このステレオモニタ６３を介して左右の画像を観察することにより眼底を立体視することができる。

また、ＣＣＤ４１は、シャッタスイッチ６６を操作したときストロボ１５で照明された眼底を静止画として撮影する。この眼底像は、一旦高速なメモリ６１に格納され、制御演算部６０を介して外部記録装置としての低速なハードディスク（ＨＤＤ）６４で実現される記録手段に記録されたり、あるいはモニタ６２、ステレオモニタ６３に表示される。

また、キーボード６７、マウス６８などの入力手段が設けられ、これらの入力手段を介して、種々のデータが入力できるようになっている。

また、眼底カメラには、ＣＰＵなどからなる制御部６５が設けられ、この制御部６５は、制御演算部６０と接続されて互いに信号を交換するとともに、シャッタスイッチ６６が操作されたときに、リターンミラー３９を光路から離脱させるとともに、ストロボ１５を適量な光量で発光させる。また、制御部６５は、可視光カット赤外光透過フィルタ１３、エキサイタフィルタ１８、バリアフィルタ３４、変倍レンズ３８ａ、３８ｂの光路への挿脱を制御し、ロータリーソレノイド３１、３２の駆動を制御する。

また、眼底カメラには、操作部（操作パネル）６９が設けられ、この操作部６９で、撮影モードを選択できる。更に、撮影する被検眼が左眼か右眼かを検知する左右眼検知部７０が設けられ、検知された左眼か右眼かの情報が制御部６５に入力される。

次にこのような構成において、立体視用の眼底画像を取得する流れを説明する。

最初、観察時には、観察ランプ１１、指標光源５０が点灯され、照明絞り１９が光路に挿入される。ロータリーソレノイド３１、３２は図２（ａ）に示したような位置に駆動され、それにより撮影絞り２８の２つの開口２８ａ、２８ｂは開放した位置をとる。図３（ａ）に示したように、開口２８ａ、２８ｂは穴あき全反射ミラー２３の開口２３ａに通じるので、照明絞り１９を介して被赤外光で照射された検眼眼底からの反射光は、撮影絞り２８の開口２８ａ、２８ｂを介して観察用のＣＣＤ４０に受像され、眼底像、指標像がモニタ６２に表示される。

図４、図５には、ピント合わせ（フォーカス調整）並びにワーキングディスタンスの調整を含めてアライメントを行うときの眼底カメラの光学配置が模式的に図示されており、図１に対応する部分には同一符号が付されている。なお、図１で撮影絞り２８からＣＣＤ４０に至るまでの光学系は、図４、図５では、結像レンズ８０としてまとめて図示されており、結像レンズ８０の光路に沿った移動によりフォーカス調整ができることが、２重矢印線で示されている。また、撮影絞り２８は、開口２８ａ、２８ｂが上下方向に位置するように図示されているが、実際には、左右方向（図で紙面に垂直な方向）に位置する。

眼底観察時、被検眼Ｅの眼底Ｅｒは対物レンズ２４により一旦結像された後、前眼部瞳と共役な撮影絞り２８の開口２８ａ、２８ｂを通過して結像レンズ８０によりＣＣＤ４０に結像されるので、図４（ａ）に示したように、ピントが眼底に合っていないときには、対物レンズ２４による眼底像９１は、結像レンズ８０によりＣＣＤ４０の受像面より離れた位置に眼底像９２として再結像される。従って、ＣＣＤ４０には、撮影絞り２８ａ、２８ｂの光路を通過した２つの眼底像が分離して受像され、モニタ６２には、図４（ａ）の右側に図示したように、分離した２つの眼底像が一部重なりあって表示される。

そこで、検者は被検眼の視度に応じて結像レンズ８０（図１では合焦レンズ３５）を移動させ、フォーカス調整を行う。ピントが眼底に合うと、図４（ｂ）に示したように、結像レンズ８０により再結像された眼底像９２は、ＣＣＤ４０の受像面にくるので、モニタ６２で観察されていた２つの眼底像は重なるようになる。完全に重なったら、いわゆるジャスピンの状態であるので、眼底像が分離して２重に見えた場合には、ピントが合っていない状態と判断し、これを完全に重ねるようにフォーカス調整を行う。

このように、撮影絞りの開口を介して得られる眼底像に基づきピント合わせができるので、容易にフォーカス状態を判断できるとともに、別のフォーカス指標投影系が不要となるので、撮影装置を安価な構成とすることができる。

一方、アライメント調整は、光ファイバー３３の端面に形成されるＷＤ指標の像を観察することにより行われる。ワーキングディスタンスが適正な位置にあるときには、図５（ａ）に示されたように、ＷＤ指標は対物レンズ２４を経て被検眼Ｅの角膜の曲率半径の中心と角膜面の中間点に向かって入射するように、角膜に向けて投影され、その結果、被検眼角膜で正反射される光束はほぼアフォーカルな光束９０となる（特許文献２を参照）。従って、この光束は一旦眼底の結像面９１に集光した後、撮影絞り２８の開口２８ａ、２８ｂを通過して結像レンズ８０により眼底結像面９２に再結像される。従って、モニタ６２では、図５（ａ）の右側に図示したように、ＷＤ指標は眼底像の中に一つの指標像３３ａとして表示されるので、その結像位置を眼底像のほぼ中心位置とすることで、光軸に垂直な方向（Ｘ，Ｙ方向）の位置合わせができる。

これに対して、ワーキングディスタンスが適正でなく、図５（ｂ）で実線で示すように、被検眼が撮影装置から少し近めになると、被検眼角膜で正反射される光束は発散した光束９３となり、その結像位置もワーキングディスタンスが適正な位置のときの結像位置（眼底結像位置）とずれた位置９１’となり、ＷＤ指標は眼底像９２のところで二つの指標像３３ｂ、３３ｃに分離して結像される。

また、点線で示したように、被検眼が適正な位置より撮影装置から遠ざかると、被検眼角膜で正反射された光束は被検眼前方で集光し（図示せず）、同様に、二つの指標像が形成される。また、一点鎖線で示したように、被検眼が更に遠ざかると、被検眼角膜で正反射された光束は９４で示したように発散しすぎて結像しなくなり、モニタには指標像が現れなくなる。

このように、ＷＤ指標像が一つの像となるように調節することで、光軸方向のアライメント（ワーキングディスタンス）を調整し、また、その一つとなった指標像を、眼底像のほぼ中心位置とすることで、光軸に垂直な方向（Ｘ，Ｙ方向）のアライメントを行って、アライメントを完了させる。

なお、このアライメント調整時に、眼底像が２重に表示される場合には、ピントが合っていない状態であるので、ピントを再調節するようにする。

このようにして、ピント合わせとアライメントが完了したら、シャッタスイッチ６６を押下する。その押下に応じて制御部６５は、ロータリーソレノイド３１を駆動してシャッタ板２９を右方に移動させ、図３（ｂ）に示したように、撮影絞り２８の左側の開口２８ａを閉じる。シャッタスイッチ６６の操作と同期してストロボ１５が発光し、リターンミラー３９が光路から離脱するので、ストロボで照明された眼底からの光束は、撮影絞り２８の開放している開口２８ｂを通過してＣＣＤ４１の受像面に入射し、立体視用の１枚目の眼底画像がＣＣＤ４１により静止画像として撮像され、メモリ６１に格納される。

続いて、ロータリーソレノイド３１、３２を制御し、図３（ｃ）に図示したように、シャッタ板２９、３０を左方向に移動して、開口２８ａが開放し、開口２８ｂが閉じたとき、ストロボ１５を再度発光させる。このとき、開口２８ａを通過した立体視用の２枚目の眼底画像がＣＣＤ４１により静止画像として撮像されて、メモリ６１に格納される。

このようにして、１回のシャッタ操作で連続して撮影された立体視用の左右の２枚の眼底像は、開放している撮影絞りの開口の位置ないし左位置、右位置などの情報を付して、メモリ６１からＨＤＤ６４に保存される。また、このように保存された２枚の眼底画像は、ＨＤＤ６４から読み出されて、ステレオモニタ６３を用いて表示し、検者は左右の眼でそれぞれ対応する一方の眼底画像を観察することにより眼底を立体視することができる。

なお、上述した実施例において、撮影絞り２８には、２つの開口しか設けられていないが、それ以上の開口を設け、この複数の開口のうち、２つの開口を開放し、この開放された２つの開口を介して得られる眼底像に基づいてピント合わせを行うようにしてもよい。

以上説明したように、ピントが眼底に合っていないときには、撮影絞りの２つの開口を通過した眼底像が別々な像となり２重像として分離して観察されるので、デフォーカスであることが容易に判明し、また、アライメント調整時も、ワーキングディスタンスが適正でないと指標像が２つに分かれるので、ワーキングディスタンスが適正でないことの判別が容易となる。また、フォーカス指標及びそのフォーカス指標の投影機構が不要となるので、全体として簡単な構成の光学系となり、製造コストが削減できる。また、観察と撮影が同じ撮影絞りを使うので、観察から撮影の移行の際に移動するのは、シャッタ板のみであり、移動機構が簡略化できるという効果が得られる。

本発明の眼底撮影装置の光学系を示した構成図である。（ａ）は撮影絞りを撮影側から見たときの正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’に沿った断面図である。撮影絞りの開口の開閉を切り換えるときの説明図である。フォーカス調整を説明した説明図である。アライメント調整を説明した説明図である。

符号の説明

１０眼底カメラ
２４対物レンズ
２８撮影絞り
２８ａ、２８ｂ開口
２９、３０シャッタ板
３１、３２ロータリーソレノイド

Claims

被検眼眼底を２つの開口を有する撮影絞りを介して電子画像として撮影する撮像手段と、
前記２つの開口の開閉を切り替える切替手段と、
被検眼の視度に応じてピント合わせをするためのピント調節機構とを備え、
観察時に前記２つの開口が開放され、該２つの開口を介して得られる被検眼眼底の像に基づきピント合わせが行われることを特徴とする眼底撮影装置。
前記撮影絞りの２つの開口の間から指標を被検眼角膜に向けて投影し、被検眼に対する位置合わせが行われることを特徴とする請求項１に記載の眼底撮影装置。
撮影時には撮影絞りの一方の開口が開放されて被検眼眼底が撮影されることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼底撮影装置。
１回のシャッタ操作により撮影絞りの２つの開口が一つずつ開放され、それぞれ開放された開口を介して２枚の被検眼眼底が撮影されることを特徴とする請求項３に記載の眼底撮影装置。