JP5607464B2 - 対物レンズユニットおよび眼科撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、対物レンズを含む主光学系と、前記対物レンズを主光学系と共有する照明光学系とを有する眼科撮影装置に用いられる対物レンズユニット、および該対物レンズユニットを用いる眼底カメラなどの眼科撮影装置に関するものである。

眼底カメラなどの眼科撮影装置において、被検眼を照明するために、ハロゲンランプやフラッシュのような照明光源を用い、観察および撮影のための主光学系対物レンズを共有する照明光源部を配置する構成が知られている。

蛍光撮影時には強い照明光が必要であり、また秒１コマ程度のインターバルで撮影が行なわれるため、照明光源およびその近辺は非常に高温になり、そのため本体筐体に熱による歪みを発生させるなどの問題がある。

この問題に鑑み、照明光源部を眼科撮影装置の本体上部に配置する構成が提案されている（下記の特許文献１）。さらに、この特許文献１では照明光を反射させる穴あきミラーの反射面を装置の下方を向くように配置すべく、撮影光路と照明光路を交差させた複雑な光路配置を採用している。

特許文献１では、このように撮影光路と照明光路を交差させた光路配置を採用する理由として、照明光源部を眼科撮影装置の本体上部に配置するために照明光を反射させる穴あきミラーの反射面を単純に装置の上方に向けただけの構成では、埃によって穴あきミラーの反射が損なわれる問題が認識されている。

特開平１０−２７２１０５号公報

照明光源部を眼科撮影装置の本体上部に配置するのは、上述の熱の問題の回避、および埃の問題の回避に有効であると考えられるが、特許文献１のような穴あきミラーを下向きにして再度照明光学系を折り曲げて照明光源を上部に配置する構成は複雑高価になりがちで、また、特許文献１のように撮影光路と照明光路を交差させた光路配置では撮影光や観察光にフレアなどが入り易い、という問題がある。

また、眼底カメラなどの眼科撮影装置では、眼底撮影時の撮影光が対物レンズで反射してその反射光が撮影および観察に影響するのを防止するために、遮光部材から成る黒点を設けた黒点板を照明光路中に配置することが行なわれている。この黒点板の対物レンズや撮影絞り、穴あきミラーなどの光学系に対する相対位置関係は精密に行なう必要があり、眼科撮影装置の組立、調整、あるいは保守作業時において、たとえば対物レンズ廻りの部品を取り外した場合には再度黒点板の位置を精密に調整し直さなければならない、という問題があった。

本実施例の課題は、照明光源部を眼科撮影装置の本体上部に配置する構成において、照明光を反射させる穴あきミラーの反射面を装置の上方に向ける単純な光路配置を用いながら、穴あきミラーの埃の問題を回避し、かつ眼科撮影装置の組立、調整、あるいは保守作業時における対物レンズの反射を防止する黒点板と光学系の位置関係の問題を解決し、眼科撮影装置を簡単安価に構成でき、安定した眼科撮影を行なえるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明においては、対物レンズを含む主光学系と、前記対物レンズを主光学系と共有する照明光学系とを有する眼科撮影装置に用いられる対物レンズユニットにおいて、前記対物レンズを通過する撮影光または観察光を中央の開口から出射させる開口を有するとともに、前記主光学系の光軸に対して傾斜して配置され、前記照明光学系からの照明光を反射面で反射させる穴あきミラーと、前記穴あきミラーの開口を通過した撮影光または観察光を通過させる撮影絞りと、前記穴あきミラーの反射面に照明光を入射させるための照明光学系の光軸上に前記照明光の前記対物レンズ表面での反射を防止する黒点を配置するための黒点板と、前記対物レンズを収容する第１の鏡筒と、前記黒点板を固定した第２の鏡筒を前記主光学系と前記照明光学系の光軸が交差するように屈曲した姿勢で一体に組合せた形状の鏡筒ユニットを含み、前記対物レンズ、前記穴あきミラー、前記撮影絞り、および前記黒点板が前記鏡筒ユニットに組み付けられて一体化されることによりこれらの各部材の位置関係が保証される構成を採用した。

また、眼科撮影装置に上記対物レンズユニットを装着する場合、前記穴あきミラーの反射面で反射される照明光を照射する照明光源部が装置本体の上部に配置されるとともに、装置本体の上方を向くように前記対物レンズユニットが装置本体に装着され、上方から入射する前記照明光源部の照明光が前記穴あきミラーの反射面で前記対物レンズの方向に反射される構成を採用した。

上記対物レンズユニットにおいては、前記対物レンズ、前記穴あきミラー、前記撮影絞り、および前記黒点板が前記鏡筒ユニットに組み付けられて一体化される構成となっているため、精密な位置決めの必要な反射防止用の黒点板と、他の主光学系の部材、すなわち対物レンズ、穴あきミラー、あるいはさらに撮影絞りとの位置関係を保証することができ、眼底カメラの組立、調整、あるいは保守作業は極めて容易になる。

また、上記眼科撮影装置においては、発熱の問題を回避すべく照明光源部を眼底カメラ本体の上部に配置するための穴あきミラーの反射面を装置の上方に向ける単純な光路配置を用いながら、穴あきミラーの埃の問題を回避し、眼科撮影装置を簡単安価に構成でき、安定した眼科撮影を行なえる、という優れた効果がある。

本発明を採用した眼科撮影装置の概略構成を示した説明図である。 図１のレンズユニットの構成を示した説明図である。 図１および図２のレンズユニットの黒点板の装着機構を示した説明図である。

以下、図面に示す眼底カメラの一実施例に基づき、本発明を実施するための好適な実施形態につき詳細に説明する。本実施例の眼底カメラは対物レンズを含む主光学系と、前記対物レンズを主光学系と共有する照明光学系とを有する。

図１〜図３は本発明を採用した眼科撮影装置として眼底カメラの一実施例の概略構成を示しており、図１は本発明を採用した眼底カメラの主に光学系の概略構成を、図２は図１のレンズユニットの構成を、図３は図１および図２のレンズユニットの黒点板の装着機構をそれぞれ示している。

本実施例において、特徴的なのは観察・撮影のための主光学系の対物レンズと主光学系の光軸と同軸の照明光を反射させる穴あきミラー、および照明光の対物レンズ境界面での反射を除去する黒点板、撮影絞りなどを１つのレンズユニットの筐体内に一体化した構成を採用している点である。

以下、本実施例の光学系につき、図１〜図３を参照して説明する。

図１において符号Ｃは眼底カメラ本体の筐体の外形を示しており、図１は眼底カメラの光学系の断面構成を概略的に示している。

主光学系の光軸と同軸の照明光を照射する照明光源部のユニットは、図１では眼底カメラ本体から分離した形で示してあるが、実際には筐体Ｃの上部の空間内の所定の装着位置に装着される。このように照明光源部を筐体Ｃの上部に配置するのは、上述の発熱の問題を回避するためである。

照明光源部内には、観察用光源であるランプＬＡ、撮影光源としてのストロボＳＲ、赤外光を透過させ可視光をカットする挿脱自在のフィルタＦ、コンデンサーレンズ１、主光学系の方向に照明光を反射させるミラーＭ２、コンデンサーレンズ２ｂなどが配置される。

照明光源部の装着状態において、ランプＬＡはミラーＭ２の中心を向けて配置され、このランプＬＡから発せられた光は、フィルタＦの挿脱位置、ストロボＳＲの位置を経てコンデンサーレンズ１、全反射ミラーＭ２により反射され、コンデンサーレンズ２ｂを経て、眼底カメラの筐体Ｃの下方に向けて照射される。

図中の符号２ａは、上記のコンデンサーレンズ２ｂと同じもので、照明光源部の装着状態におけるコンデンサーレンズ２ｂの配置位置を示している。

照明光源部の照明光は、リング状照明を形成するためのリングスリット４ａ、レンズ５を経て、さらに下方に進む。リングスリット４ａ、レンズ５は筐体Ｃ内に設けられる。リングスリット４ａは、不図示のターレット機構などを用いて、異なるスリット形状を有するいくつかの別のリングスリット４ｂと撮影モードに応じて交換できるようになっている。

さらに照明光源部の照明光は、眼底カメラの筐体下部の所定位置に装着される対物レンズユニット１００に入射する。

対物レンズユニット１００は、主に対物レンズ８、穴あきミラーＭ３、および対物レンズ８の境界面での反射を除去する黒点板３０、リレーレンズ７、撮影絞りなどを１つのレンズユニットの筐体内に一体化して構成されている。

対物レンズユニット１００は、図１および図２に示すように対物レンズ８を収容する第１の鏡筒（図中の水平部分）と、黒点板３０を固定する第２の鏡筒（図中の上方を向く部分）を前記主光学系と前記照明光学系の光軸が交差するように屈曲した姿勢で一体に組合せた形状、すなわちほぼＶ字型の形状を有する、鏡筒ユニットを含む。

そして、対物レンズユニット１００は、対物レンズ８を収容した第１の鏡筒の部分を水平方向に向け、また、黒点板３０を固定する第２の鏡筒の光軸が装置上方の照明光源部からの照明光学系の光軸と一致するように眼底カメラの筐体Ｃ下部の所定位置に装着される。

レンズ５を経た照明光源部の照明光は、対物レンズ８の反射を除去するための黒点（遮光部材）３１を備えた黒点板３０、リレーレンズ７を通過し、中心に穴の開いた穴あきミラー（反射部材）Ｍ３で反射されてから対物レンズ８を経て、不図示の被検眼の瞳からその眼底に入射される。被検眼は、観察・撮影時に、不図示のアライメント機構により対物レンズ８の光軸上に位置決めされる。

対物レンズユニット１００の構成については、より詳細に後述する。

不図示の被検眼の眼底からの反射光（観察光または撮影光）は再び被検眼の瞳から対物レンズ８を介して受光され、穴あきミラーＭ３の中央の開口から出射され、穴あきミラーＭ３の背後に配置された撮影絞り３２で絞られ、合焦レンズ９、変倍レンズ１０ａを通過して、ミラーＭ５に入射し、筐体Ｃ内上方に反射される。変倍レンズ１０ａは、不図示のターレット機構などを介して他の倍率のいくつかの変倍レンズ１０ｂと交換することができる。あるいは変倍レンズ１０ａはズーム系などから構成してもよい。

ミラーＭ５により反射された観察・撮影光はリターンミラーＭ６の位置を通過する。リターンミラーＭ６、不図示の駆動手段を介して光路から外せるように構成されており、リターンミラーＭ６が光路に挿入されている場合には接眼レンズ５０を介して検者が被検眼の眼底の映像を観察することができる。なお、リターンミラーＭ６の位置には、後述のＣＣＤカメラ２６ないし２４での撮影時の視野を規制する視野絞り（不図示）を挿入できるようにしておいてもよい。

リターンミラーＭ６が光路から除去されている場合には、観察・撮影光はフィールドレンズ２１を経て、リターン式のミラーＭ７（あるいはダイクロイックミラーなどを用いることもできる）で反射され、観察用の（赤外）ＣＣＤカメラ２６に入射する。ミラーＭ７が光路から離脱される場合は、観察・撮影光はレンズ２３、ミラーＭ８を経てＣＣＤカメラ２４に入射し、眼底像が撮影される。（カラー）ＣＣＤカメラ２４は、既成のデジタルカメラハードウェアなどを用いたもので、当該カメラ２４の仕様と合致したレンズマウント２４ａを介して眼底カメラに装着される。

ＣＣＤカメラ（ユニット）２４、２６で撮像された眼底の動画あるいは静止画は、記録装置やモニタ（いずれも不図示）に記録したりあるいは表示される。

このような眼底カメラでは、全反射ミラー（反射部材）である穴あきミラーＭ３と被検眼の間で照明光路の一部と観察撮影光路の一部が共通化されており、眼底観察時には、照明光源部に赤外光を透過させ可視光をカットするフィルタＦが光路に挿入され、眼底が照明光学系により照明される。なおフィルタＦは可視光で眼底観察を行う時には光路から離脱できるように構成されている。

眼底からの反射光が、撮影光学系を介して（赤外）ＣＣＤカメラ２６に入射し眼底画像が動画像として観察される。アライメントや合焦が終了すると、ミラーＭ６が光路から離脱されるとともに、ストロボＳＲが発光し、眼底画像が（カラー）ＣＣＤカメラ２４で撮影される。ＣＣＤカメラ２４で撮影される場合には、ミラーＭ６のみならずミラーＭ７も光路から離脱される。

次に、本実施例の対物レンズユニット１００に係る構成につき詳細に説明する。

眼底カメラでは、眼底撮影時の撮影光が対物レンズ８で反射してその反射光が撮影画像上に写り込んでしまうために、これを防止するために、照明光路中に遮光部材（後述の黒点３１）を、対物レンズの各面の反射光によって生じる撮影絞り像の位置にほぼ共役な位置に配置する。

たとえば、図２、図３に示したように、表裏に黒点３１ａ、３１ｂを設けた平面ガラスから成る黒点板３０を配置することによって、対物レンズ８の表裏それぞれの面からの反射光によって撮影絞り像が生じることを防止する。黒点３１ａ、３１ｂは不透明材料を黒点板３０の表面に付着させることなどにより構成するが、円筒状の不透明材を黒点板３０に貫通させる、など公知の他の構造を採用してもよい。

黒点３１ａ、３１ｂは、対物レンズ８の表裏面の反射を各々除去するために、対物レンズ８および撮影絞り３２を含む光学系において撮影絞り３２と共役な位置に正確に配置する必要がある。

本実施例では、図２に示すようにＶ字型の対物レンズユニット１００の上部の入射部に黒点板３０を組み込んで対物レンズユニット１００と一体化することにより、対物レンズ８との位置関係を予め固定化することができる。

さらに、本実施例では、黒点板３０の光軸に対する位置を調節するために図３のような調節機構を設けている。このような調節機構を設けておくことにより、個々の対物レンズユニット１００ごとに黒点板３０の光軸に対する位置関係を正確に調節した上、予め固定化することができ、黒点板３０の正確な配置位置を保証することができる。

図３に示した黒点板３０の調節機構３００は、対物レンズユニット１００の上部鏡筒（第２の鏡筒）に装着され、黒点板３０を保持する黒点板マウント３０４を含む。

黒点板マウント３０４は、その下端のスクリユー部３０９において、対物レンズユニット１００の上部鏡筒に捻じ込まれており、黒点板マウント３０４を回転させることにより黒点板マウント３０４の高さ（Ｑ方向に関する位置）を調節することができる。たとえばスクリユー部３０９のねじ山ピッチを１ｍｍ以内程度としておけば、１回転の範囲内で黒点板マウント３０４の高さは精密に調節することができる。

黒点板マウント３０４の高さ方向（Ｑ）が決まったら、その位置は、対物レンズユニット１００の上部鏡筒のネジ穴３０１に捻じ込まれたセットビス３０２により黒点板マウント３０４を固定することができる。黒点板マウント３０４下部の鏡筒部分の周囲には、セットビス３０２の固定範囲を上下方向（Ｑ）に規制できるようにリング状の溝３０３を切っておいてもよい。

また、黒点板マウント３０４上部の皿状に形成された部分には黒点板３０が載置され、その光軸と交差する方向（Ｐ）の位置は黒点板マウント３０４上部のフランジに設けたネジ穴３０７に捻じ込まれたセットビス３０８により調整できる。ここでは、簡略化のためセットビス３０８は図中に１本しか示していないが、もちろん、この１本のみならず、黒点板マウント３０４上部のフランジ周囲に規則的に３〜４本配置しておく構成を採用してもよく、これにより、これらのセットビスを用いて黒点板３０の照明光軸と交差する方向（Ｐ）の位置の調整（芯出し）を精密に行なうことができる。

この黒点板３０の照明光軸と交差する方向（Ｐ）の位置の調整（芯出し）が終了したら、その黒点板３０の位置は、黒点板３０の貫通穴３０６を貫通するロックビス３０５により固定することができる。

上記のＱおよびＰ方向の黒点板３０の位置の調節は、たとえば不図示の所定の調整用光学系に対物レンズユニット１００を装着した上で、調整用光学系を介して黒点３１ａ、３１ｂの位置を確認しながら行なうことができる。

黒点板３０の黒点３１ａ、３１ｂの対物レンズ８および撮影絞り３２を含む光学系における配置位置は、光学系の倍率の関係から精密に調節する必要がある。本実施例のように黒点板３０、対物レンズ８、撮影絞り３２を一体化した対物レンズユニット１００を用いず、眼底カメラ内に黒点板３０を配置する従来構成では、眼底カメラの組立、調整、あるいは保守作業時に眼底カメラごとに黒点板３０の配置位置を調整しなければならず煩雑な作業が必要であった。

これに対して、本実施例のような黒点板３０、対物レンズ８、穴あきミラーＭ３、撮影絞り３２を一体化した対物レンズユニット１００を用いることにより、正確に配置した黒点板３０を有する対物レンズユニット１００を予め組立てておくことができる。また、保守（あるいは修理）作業時などに対物レンズを取り外す必要が生じても、本実施例では対物レンズユニット１００全体を眼底カメラから取り外せばよく、再度対物レンズ８および撮影絞り３２を含む光学系に対する黒点板３０の配置位置が狂わなくて済む。

以上のように、本実施例のように黒点板３０、対物レンズ８、穴あきミラーＭ３、撮影絞り３２を一体化した対物レンズユニット１００を用いることにより、対物レンズユニット１００を眼底カメラの所定位置に組み込むだけで精密な黒点３１ａ、３１ｂの位置を保証することができる。

また、本実施例においては、照明光を反射させる穴あきミラーＭ３と、撮影絞り３２が対物レンズユニット１００に一体的に組み込まれているので、これら穴あきミラーＭ３および撮影絞り３２の対物レンズ８に対する位置も固定的に保証することができる。これにより、眼底カメラの組立、調整、あるいは保守作業は極めて容易になる。

また、特に、穴あきミラーＭ３を対物レンズユニット１００に一体的に封入しておくことにより、防塵効果を期待することができ、埃によって穴あきミラーＭ３の反射効率が損なわれたり、黒点やリングスリットの結像状態が悪化する問題を大きく軽減することができる。なお、撮影絞り３２には中心部に絞り穴が設けられるが、通常この直径は２ｍｍ前後（あるいはそれ以下）であり、本実施例の対物レンズユニット１００は、穴あきミラーＭ３や撮影絞り３２を眼底カメラ内にオープン配置する構成に比してかなり大きな防塵効果を発揮することができる。

また、上記のように、撮影絞り３２の開口は通常２ｍｍ前後（あるいはそれ以下）と小さく、そのままでもかなりの防塵効果を期待できるが、撮影絞り３２の背面に、破線（図１）で示したように、防塵ガラス３２ａを配置し、対物レンズユニット１００のＶ字型鏡筒全体をより密閉性の高い防塵構造とすることもできる。

以上のように、本実施例によれば、眼底カメラに対物レンズ８、撮影絞り３２、および黒点板３０を一体化した対物レンズユニット１００を用いることにより、精密な位置決めの必要な黒点板３０と、他の主光学系の部材、すなわち対物レンズ８、撮影絞り３２との位置関係を保証することができ、眼底カメラの組立、調整、あるいは保守作業は極めて容易になる。

また、発熱の問題を回避すべく照明光源部を眼底カメラ本体の上部に配置するための穴あきミラーＭ３の反射面を装置の上方に向ける単純な光路配置を用いながら、穴あきミラーの埃の問題を回避し、眼科撮影装置を簡単安価に構成でき、安定した眼科撮影を行なえる、という優れた効果がある。

また、図３に示すような黒点板３０の位置を調節し、所定位置に固定するための調節機構３００を設けることにより、あらかじめ対物レンズユニット１００を組み立てる際に、予め対物レンズユニット１００ごとに黒点板３０の位置を正確に決定することができ、対物レンズユニット１００を所定位置に組み込むだけで精密な位置決めの必要な黒点板３０と、他の主光学系の部材、すなわちレンズ８、撮影絞り３２との位置関係を保証することができ、眼科撮影装置の保守や修理のために対物レンズ廻りの分解が必要になって対物レンズユニット１００を着脱しても、再度黒点板３０の位置を調節する必要がない、という大きな利点がある。

なお、黒点板３０の相対位置を精密に調整しなければならないのは対物レンズ８、穴あきミラーＭ３、撮影絞り３２などに対してであり、一方、対物レンズユニット１００全体と他の光学系部分の組み付け精度は黒点板３０の相対位置ほどには要求されないため、本実施例の対物レンズユニット１００のような一体構造を採用することよって、眼底カメラの組立、調整、あるいは保守作業を簡略化し、しかも黒点板３０の相対位置の精度を保てる、という大きな利点がある。

なお、以上では表裏に遮光部材から成る黒点３１ａ、３１ｂをそれぞれ付着させた１枚のガラス板から成る黒点板（あるいは円筒状の黒点を貫通させた黒点板）を例示したが、対物レンズ８の表裏（あるいは接合レンズの場合は他の境界面）にそれぞれ対応してそれぞれ黒点を付着させた黒点板を２枚（あるいはそれ以上）配置するような構成を用いてもよい。その場合、２枚（あるいはそれ以上）の黒点ガラスは、それぞれ独立して照明光軸に対する配置位置を調節できるような調整機構を用いるようにすると良い。要するに、照明光の対物レンズ８の境界面における反射の影響を除去する黒点板の構成、およびその位置の調節機構は任意であり、対物レンズユニット１００の鏡筒ユニットに対する黒点板の固定位置を調整する調整機構を設けることによって本発明の構成を実施することができる。

Ｃ 筐体
１ コンデンサーレンズ
２ ミラーＭ
Ｍ３ 穴あきミラー
４ａ、４ｂ リングスリット
５ レンズ
Ｍ６ リターンミラー
７ リレーレンズ
Ｍ７ ミラー
８ 対物レンズ
９ 合焦レンズ
２３ レンズ
２４ ＣＣＤカメラ
３０ 黒点板
３１ 黒点（遮光部材）
３２ 撮影絞り
３２ａ 防塵ガラス
５０ 接眼レンズ
１００ 対物レンズユニット
３００ 調節機構
３０１ ネジ穴
３０２ セットビス
３０３ 溝
３０４ 黒点板マウント
３０５ ロックビス
３０６ 貫通穴
３０７ ネジ穴
３０８ セットビス
３０９ スクリユー部

Claims (4)

1. 対物レンズを含む主光学系と、前記対物レンズを主光学系と共有する照明光学系とを有する眼科撮影装置に用いられる対物レンズユニットにおいて、
   前記対物レンズを通過する撮影光または観察光を中央の開口から出射させる開口を有するとともに、前記主光学系の光軸に対して傾斜して配置され、前記照明光学系からの照明光を反射面で反射させる穴あきミラーと、
   前記穴あきミラーの開口を通過した撮影光または観察光を通過させる撮影絞りと、
   前記穴あきミラーの反射面に入射される照明光の光軸上に前記照明光の前記対物レンズ表面での反射を防止する黒点を配置するための黒点板と、
   前記対物レンズを収容する第１の鏡筒と、前記黒点板を固定した第２の鏡筒を前記主光学系と前記照明光学系の光軸が交差するように屈曲した姿勢で一体に組合せた形状の鏡筒ユニットを含み、
   前記対物レンズ、前記穴あきミラー、前記撮影絞り、および前記黒点板が前記鏡筒ユニットに組み付けられて一体化されることによりこれらの各部材の位置関係が保証されることを特徴とする対物レンズユニット。
2. 請求項１に記載の対物レンズユニットにおいて、前記黒点板の前記第２の鏡筒に対する固定位置を調節する調節機構を備えたことを特徴とする対物レンズユニット。
3. 請求項１または２に記載の対物レンズユニットにおいて、前記撮影絞りの後方に防塵ガラスを配置して対物レンズから穴あきミラー、および前記第２の鏡筒に至る光学系を構成する空間を密閉状態としたことを特徴とする対物レンズユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の対物レンズユニットを装着して用いる眼科撮影装置において、前記穴あきミラーの反射面で反射される照明光を照射する照明光源部が装置本体の上部に配置されるとともに、装置本体の上方を向くように前記対物レンズユニットが装置本体に装着され、上方から入射する前記照明光源部の照明光が前記穴あきミラーの反射面で前記対物レンズの方向に反射されることを特徴とする眼科撮影装置。

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