JPH0723908A

JPH0723908A - 走査映像装置

Info

Publication number: JPH0723908A
Application number: JP5195216A
Authority: JP
Inventors: Yoshi Kobayakawa; 嘉小早川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1993-07-12
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】被検体を立体観察を行い得る走査映像装置を
提供する。【構成】レーザー光源１からの光束は分割プリズム３
で２本の光束に分割され、フォーカスレンズ５、眼底Er
と共役な２孔絞り６を通り、回転多面鏡２、ガルバノメ
トリックミラー１２で反射され、眼底Erの２点を照明す
る。ここでの反射光束は同じ光路を戻りレンズ９で反射
され、眼底Erと共役な２孔絞り１４を通り、分離プリズ
ム１８において眼底Erでの反射位置の異なる反射光束が
分離され、光電センサ１９、２０でそれぞれ受光され
る。回転多面鏡２、回転手段１１の回転により、投影光
束は眼底Erにおいて二次元的に走査され、光電センサ１
９、２０の受光信号から信号処理器２１において視差を
生ずる２枚の画像が作成され、テレビモニタ２に映出さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体を走査して、映
像化する走査映像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

(1) 従来の走査型眼底鏡等の走査映像装置は、被検体へ
点状に照射した光束を走査しながら、反射光束を照射光
束と同じ光路を介して光電センサで受光し、この受光信
号をテレビモニタ上で映像化しており、解像度やコント
ラストの優れた画像を得ることができる。

【０００３】(2) 従来の眼底カメラの合焦装置は、近赤
外光を指標光として眼底へ光束を投影し、ここでの反射
光束を光電センサで受光して、この受光信号に基づいて
撮像光学系のピント合わせを行い、可視光を発するスト
ロボで眼底を照明し、眼底像を撮影している。また、走
査式の眼底映像装置は、ＣＲＴ等に映出された眼底像を
目視して、手動でピント合わせを行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

(イ) しかしながら従来例(1) は、解像度が良いという長
所がある反面で、反射光束を照射光束と同じ光路から取
り出して光電センサで受光しているため、立体映像を得
ることができないという欠点がある。

【０００５】(ロ) 従来例(2) の眼底カメラは、ピント合
わせをする場合には近赤外光を使用し、撮影には可視光
を使用している。しかしながら、眼底の反射光束面は波
長によって深度が異なるため、従来例(2) においては、
撮影される部位に正確にピントが合わせられないという
問題点が生ずる。他方、走査式の眼底映像装置において
は、ピント合わせの自動化は行われていない。

【０００６】本発明の第１の目的は、上述の問題点(イ)
を解消し、被検体を立体視し得る走査映像装置を提供す
ることにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、上述の問題点(ロ)
を解消し、簡単な構成で、眼の収差を補正して正確な合
焦を自動的に行い得る走査映像装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第１の発明に係る走査映像装置は、被検体に２本の
投影光束を投影し、この投影光束を走査して被検体を照
明する照明光学系と、被検体に投影された前記２本の投
影光束の反射光束をそれぞれ異なる光電センサで受光す
る受光光学系とを有することを特徴とする。

【０００９】また、第２の発明に係る走査映像装置は、
被検体に照明光を投影し、この光束を走査して被検体を
照明する走査光学系と、被検体での反射光束を受光する
受光光学系と、前記走査光学系を介して前記照明光と反
射光束を分割する光束分割部材と、照明光路及び反射光
路に設けた合焦レンズと、被検体と共役な位置に設けた
絞りと、該絞りを通った前記反射光束の光量に基づい
て、前記合焦レンズを駆動する制御手段とを有すること
を特徴とする。

【００１０】

【作用】上述の構成を有する第１の発明に係る走査映像
装置は、被検体の隣接した２点に２本の投影光束を投影
し、この投影光束を走査して被検体の隣接２点での反射
光束をそれぞれ異なる光電センサで受光し、それぞれの
受光信号から視差のある２枚の画像を作成し、被検体を
立体視観察する。

【００１１】また第２の発明に係る走査映像装置は、被
検体に共役関係にある絞りを通った被検体での反射光束
又は絞りを通らなかった被検体での反射光束に基づいて
合焦レンズを駆動して受光光学系のピント面を被検体に
合焦する。

【００１２】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施例の構成図であり、レーザー光
源１から回転多面鏡２に至る光路01上には、分割プリズ
ム３、フォーカスレンズ４、分離プリズム５、２孔絞り
６から成るフォーカス系７、ハーフミラー８、レンズ９
が配置されている。回転多面鏡２の反射方向の光路02に
は、レンズ１０、回転手段１１に回転されるガルバノメ
トリックミラー１２が配置され、ガルバノメトリックミ
ラー１２の反射方向の光路03にはレンズ１３が配置さ
れ、レンズ１３に被検眼Ｅが対向している。

【００１３】そして、ハーフミラー８の反射方向の光路
04には、２孔絞り１４、レンズ１５から成るフォーカス
系１６、レンズ１７、分離プリズム１８が配置されてい
る。更に、分離プリズム１８の反射方向の２本の光路上
にはそれぞれ光電センサ１９、２０が設けられ、光電セ
ンサ１９、２０の出力は信号処理器２１、テレビモニタ
２２に順次に接続されている。

【００１４】ここで、眼底Erと共役な２孔絞り６、１４
は互いに共役関係にある。それぞれフォーカスレンズ
４、レンズ１５の焦点面に配置され、フォーカス系７、
１６は連動機構２３により光軸に沿って連動される。回
転多面鏡２とガルバノメトリックミラー１２は被検眼Ｅ
の瞳孔Epと共役関係にあり、回転多面鏡２は紙面と垂直
方向に回転軸を有し、ガルバノメトリックミラー１２は
この回転軸と直交する紙面上に回転軸を有している。ま
た、分離プリズム１８はレンズ１７の焦点面に位置し被
検眼Ｅの眼底Erと共役関係にある。

【００１５】レーザー光源１からの光束は、分割プリズ
ム３で２本に分割され、フォーカスレンズ４、分離プリ
ズム５を通り２孔絞り６で結像されて整形され、ハーフ
ミラー８、レンズ９を通り回転多面鏡２で上方に反射さ
れ、レンズ１０を通りガルバノメトリックミラー１２で
左方に反射され、レンズ１３を経て被検眼Ｅに入射し、
眼底Erの隣接した２点を点状に照射する。

【００１６】眼底Erへの２本の投影光束は、瞳孔Epにお
いて図２に示すように投影光束La、Lbとなり、回転多面
鏡２の回転により主走査方向に走査され、ガルバノメト
リックミラー１２の回転により主走査方向と略直交する
副走査方向に走査される。眼底Erでの反射光束は同じ光
路を戻り、ハーフミラー８で下方に反射され、２孔絞り
１４で結像されて整形され、レンズ１５で平行光束とさ
れてレンズ１７を通り、分離プリズム１８で再び２つの
点状の光束像として結像する。これらの光束像は、それ
ぞれ眼底Erでの反射位置の異なる反射光束に由来し、こ
れらの光束像の中点に分離プリズム１８の頂点が位置す
るよう調整すると、２つの光束像は分離プリズム１８に
より左右に反射され、それぞれ光電センサ１９、２０に
受光され、ここでの受光信号が信号処理器２１に取り込
まれる。

【００１７】回転多面鏡２とガルバノメトリックミラー
１２の回転により、眼底Erが二次元的に走査されると、
光電センサ１９、２０からの信号から、異なる方向から
観察された２枚の眼底像Prが作成される。この２枚の眼
底像Prを偏光をかけて、図１に示すようにテレビモニタ
２２上に交互に映出させ、偏光眼鏡で観察すると、眼底
像Prを立体視することができる。或いは、２枚の眼底像
Prを別々のテレビモニタに映出させて、両眼で立体視す
ることも可能である。

【００１８】図１のテレビモニタ２２には、或る瞬間の
２本の眼底Er上の投影光束の位置R1、R2が示されてい
る。このずれの方向は横方向でも縦方向でも問題にはな
らない。

【００１９】眼底像Prのピント合わせをする場合には、
連動機構２３を駆動する。連動機構２３が駆動される
と、フォーカス系７、１６が連動して光軸に沿って移動
され、２孔絞り６、１４がフォーカスレンズ４、レンズ
１５を介して眼底Erと共役とされ、眼底像Prのピントが
合わせられる。

【００２０】この実施例では、眼底Erへの投影光束と、
眼底反射光束をハーフミラー８を用いて分離している
が、ハーフミラー８の代りに瞳孔Epと共役近傍に設けら
れた孔あきミラーを用いることもできる。この場合に
は、２本の投影光束La、Lbは孔あきミラーの開口部を経
て、瞳孔Epの２個所から眼底Erに２点として投影され
る。反射光束は瞳孔Ep全体から取り出され、孔あきミラ
ーのミラー部で光路O4方向へ反射される。なお、投影側
の２孔絞り６は省略することもできる。

【００２１】図３は角膜内皮、角膜実質内を観察する走
査型眼底鏡に適用した第２の実施例の構成図であり、８
個の反射部を有する回転多面鏡３１から分離プリズム３
２に至る光路上には、集光レンズ３３、２孔絞り３４が
配置され、分離プリズム３２の反射方向の２本の光路上
には、それぞれ光電センサ３５、３６が配置され、回転
多面鏡３１の反射方向の光路上には対物レンズ３７が配
置されている。ここで、２孔絞り３４は集光レンズ３３
の焦点面に配置されている。

【００２２】図示しない光源からの２本の投影光束La、
Lbは、回転多面鏡３１の第１の反射部３１ａに左方から
入射して下方に反射され、対物レンズ３７の左方を通
り、被検体Ｓの異なる２点へ投影される。回転多面鏡３
１が回転されると、投影光束La、Lbが左右方向に移動し
被検体Ｓが走査される。ここでの反射光束は、対物レン
ズ３７の右方を通り、回転多面鏡３１の第１の反射面３
１ａと直交する第２の反射部３１ｂで反射され、集光レ
ンズ３３を通り２孔絞り３４で結像される。２本の反射
光束は分離プリズム３２で異なる方向に反射され、光電
センサ３５、３６でそれぞれ受光され、光電センサ３
５、３６のそれぞれの受光信号に基づいて視差を生ずる
２枚の一次元画像が作成されるので、被検体Ｓの立体観
察が行うことができる。

【００２３】ここで、２本の投影光束La、Lbはレーザー
光のような細いビーム光であり、投影光束La、Lbの上下
方向のずれが、被検体Ｓでの反射位置の左右方向のずれ
を生ずる。ビーム状の２本の投影光束La、Lbの代りに被
検体Ｓ面で紙面と垂直な平面内に拡がりを持つ２本の投
影光束を用いることもできる。この場合には、２孔絞り
３４の代りに２本のスリットを切ったスリット絞りを用
い、被検体Ｓでの反射光束がスリット絞りで結像される
ように、受光用のセンサとして２個の一次元ＣＣＤをス
リット絞りと同じ方向に配置する必要がある。２個の一
次元ＣＣＤのそれぞれの受光信号から一次元の画像が得
られるので、回転多面鏡３１を回転して被検体Ｓの走査
を行うと、二次元の画像を作成することができる。

【００２４】図４は走査系の変形例であり、回転多面鏡
３１の代りにガルバノメトリックミラー４１を用いて投
影光束を走査している。ガルバノトリックミラー４１の
下方には対物レンズ４２を介して被検体Ｓが配置され、
上方には反射部４３ａ、４３ｂを有するプリズム４３が
設けられている。

【００２５】ガルバメトリックミラー４１の右方から入
射した投影光束は、ガルバノメトリックミラー４１で下
方に反射され、対物レンズ４２の右方を通り、被検体Ｓ
の異なる２点へ投影される。ここでの反射光束は対物レ
ンズ４２の左方を通り、プリズム４３の左右の反射部４
３ａ、４３ｂでそれぞれ反射され、ガルバノメトリック
ミラー４１に上方から入射し、左方へ反射され図示しな
い光電センサで受光される。

【００２６】ガルバノメトリックミラー４１を紙面内で
回転しても、投影光束は左右方向に走査されるが、光電
センサ１９、２０への反射光束の入射角度は変化しない
ため、２本の光束を被検体Ｓに投影する場合には、受光
光学系中に被検体Ｓと共役な位置に２孔絞りを配置すれ
ば、被検体Ｓでの反射光束が分離されて、それぞれ２方
向に設けた光電センサで受光することができる。

【００２７】図５は第３の実施例の構成図を示し、レー
ザー光源５１から走査ミラー５２に至る光路05上には、
絞り５３、フォーカスレンズ５４、孔あきミラー等の分
割部材５５、２枚の同一な円柱レンズから成るクロスシ
リンダレンズ５６、レンズ５７が配置され、走査ミラー
５２の反射方向の光路06上にはレンズ５８、走査ミラー
５９が配置され、走査ミラー５９の反射方向の光路07上
にはレンズ６０が配置されている。

【００２８】分割部材５５の反射方向の光路O8上には、
ミラー６１、フォーカスレンズ６２、開口部の周囲に環
状に反射鏡を設けた絞り６３、光電センサ６４が配置さ
れ、絞り６３の反射方向の光路09上にはレンズ６５、光
電センサ６６が配置されている。更に、光電センサ６
４、６６の出力は信号制御手段６７に接続され、信号制
御手段６７の出力は、テレビモニタ６８、フォーカスレ
ンズ５４、６２を光軸に沿って連動する連動機構６９、
クロスシリンダレンズ５６を回転する駆動手段７０にそ
れぞれ接続されている。

【００２９】ここで、走査ミラー５２、５９は紙面内に
回転軸を有し、分割部材５５と共に瞳孔Epと共役関係に
ある。なお、走査ミラー５２、５９は凹面ミラーで構成
するとフィールドレンズのように集光作用を持たせるこ
とができる。

【００３０】レーザー光源５１からの光束は、絞り５３
の開口部、フォーカスレンズ５４、分割部材５５の開口
部、クロスシリンダレンズ５６、レンズ５７を通り、走
査ミラー５２で上方へ反射され、レンズ５８を通り走査
ミラー５９で左方へ反射され、レンズ６０を経て被検眼
Ｅの眼底Erに投影される。この投影光束は走査ミラー５
２、５９の回転により、眼底Er上で二次元的に走査され
る。眼底Erでの反射光束は同じ光路を戻り、分割部材５
５、ミラー６１でそれぞれ反射され、フォーカスレンズ
６２を通り、絞り６３で２方向に分割される。

【００３１】ここで、絞り６３の開口部を通った光束は
光電センサ６４で受光され、絞り６３の開口部の周囲で
反射された光束はレンズ６５を経て光電センサ６６で受
光される。光電センサ６４、６６の受光信号は信号制御
手段６７に取り込まれ、光電センサ６４の信号に基づい
て眼底像Prが作成され、テレビモニタ６８へ十字型のカ
ーソルCaと共に映出される。

【００３２】このカーソルCaは図示しないマウス等の操
作により、テレビモニタ６８上を移動自在とされてい
る。検者は眼底Erの観察すべき部位にカーソルCaを合致
させ、この位置を入力すると、信号制御手段６７により
連動機構６９、駆動手段７０が駆動され、フォーカスレ
ンズ５４、６２、クロスシリンダレンズ５６が調整され
て、指定された眼底Erの部位についてピント合わせ及び
乱視の補正が行われる。このときの連動機構６９、駆動
手段７０の駆動信号は、カーソルCaで指定された部位に
投影光束が走査された時点の光電センサ６４、６６の受
光信号が、信号制御手段６７に取り込まれて作成され
る。

【００３３】眼底像のピント合わせを行う場合には、光
電センサ６４の受光光量が最大になるように、連動機構
６９の駆動信号が作成される。この駆動信号が連動機構
６９に出力されると、フォーカスレンズ５４、６４が光
軸に沿って連動され、絞り５３、６３の開口部が同時に
眼底Erと共役とされ、受光光学系のピント面が眼底Erに
合致する。

【００３４】乱視の補正を行う場合には、光電センサ６
６にＣＣＤ等を用いて、その受光光束の形状から被検眼
Ｅの円柱度数が求められ、駆動手段７０の駆動信号が作
成される。光電センサ６６には絞り５３の開口部及び反
射鏡からの光束が、図６に示すようにそれぞれ開口部像
Pa、反射鏡像Pmとして受光される。

【００３５】被検眼Ｅが正視眼であり、上述したように
受光光学系のピント面が眼底Erと合っていれば、絞り５
３、６３の開口部が共役であるため、光電センサ６６に
は反射鏡像Pmは受光されない。一方、被検眼Ｅに乱視が
ある場合には、光電センサ６６には楕円状の反射鏡像Pm
が受光される。

【００３６】この楕円の程度が円柱度数の大きさを表
し、信号制御手段６７において反射鏡像Pmの形状が解析
され、この反射鏡像Pmが正円になるように、駆動手段７
０の駆動信号が作成され、クロスシリンダレンズ５６が
回転される。クロスシリンダレンズ５６の回転軸は、反
射鏡像Pmの主経線方向に向けられ、２枚の円柱レンズが
互いに逆方向に回転され、円柱度数が挿入されて、乱視
の補正が行われる。反射鏡像Pmの形状を解析する場合に
は、光電センサ６６全体の受光信号を信号制御手段６７
に取り込んでもよく、或いは特定経線方向の光束のみを
取り込むようにすることもできる。

【００３７】この実施例では、クロスシリンダレンズ５
６で乱視の補正を行っているが、代りに円柱レンズを光
軸に沿って移動させて、円柱度数を挿入し乱視の補正を
行うことができる。乱視の補正を行わない場合には、光
電サンサ６６は用いずに光電センサ６４を用い、光量が
最大になるようにフォーカスレンズ５４、６２を駆動し
て合焦させてもよい。

【００３８】図７に示すように、クロスシリンダレンズ
５６がレーザー光源５１からの投影光束を円柱レンズの
凸面で集光するように配置されると、円柱レンズ面での
反射光束は円柱レンズの凸面で集光され、分割部材５５
の開口部に戻るため、光電センサ６４、６６で受光され
ずに済むので、高画質の眼底像Prを得ることができる。
なお、クロスシリンダレンズ５６は分割部材５５の左側
に配置されているが、右側に配置することもでき、分割
部材５５の両側に円柱レンズとクロスシリンダレンズを
配置してもよい。

【００３９】図８は図５に示す第３の実施例の光路08、
09に配置された受光光学系の変形例を示し、絞り６３で
光束を分割する代りにハーフミラー７１が用いられてい
る。ハーフミラー７１の後方には絞り７２、撮像用の光
電センサ７３が設けられている。また、ハーフミラー７
１の反射方向には乱視補正用のＣＣＤ等の光電センサ７
４が配置されている。

【００４０】フォーカスレンズ６２を経た眼底反射光束
は、ハーフミラー７１で２方向へ分割される。ハーフミ
ラー７１を透過した光束は絞り７２を経て光電センサ７
３へ受光され、ハーフミラー７１で反射された光束は光
電センサ７４で受光される。光電センサ７３の受光信号
に基づいて眼底像Prが合成され、フォーカスレンズの位
置が調整される。一方、光電センサ７４の受光信号から
光電センサ７４での光束形状が解析され、挿入すべき円
柱度数が決定され、クロスシリンダレンズが回転されて
乱視の補正が行われる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る走
査映像装置は、被検体の隣接した２点に２本の投影光束
を投影光束し、ここでの反射光束をそれぞれ異なる光電
センサで受光光学系するようにしたため、視差を生ずる
２枚の画像が得られるので、走査式の映像装置において
も被検体の立体観察が行い得る。

【００４２】第２の走査映像装置は、眼底反射光束のう
ち絞りを通った光束或いは通らなかった光束に基づい
て、受光光学系のピント合わせを行うようにしたため、
ピント合わせを行う際と、撮影を行う際は、同一の光束
を用いているので、正確な合焦が行い得る。また、合焦
レンズに円柱レンズを用いれば被検眼の収差を補正する
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】ハーフミラーの代りに孔あきミラーを用いた場
合の瞳孔での投影光束及び反射光束の説明図である。

【図３】第２の実施例における走査光学系の構成図であ
る。

【図４】走査光学系の変形例の構成図である。

【図５】第３の実施例の構成図である。

【図６】光電センサに受光される絞りの開口部像と反射
鏡像の説明図である。

【図７】分割部材とレンズの配置関係の説明図である。

【図８】受光光学系の変形例の構成図である。

【符号の説明】

１、５１レーザー光源２、３１回転多面鏡３分割プリズム５、１８、３２分離プリズム６、１４、３４２孔絞り７、１６フォーカス系１２、４１ガルバノメトリックミラー１９、２０、３５、３６、６４、６６、７３、７４光
電センサ２１信号処理器２２、６８テレビモニタ５２、５９走査ミラー５３、６３絞り５６クロスシリンダレンズ６７信号制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に２本の投影光束を投影し、この
投影光束を走査して被検体を照明する照明光学系と、被
検体に投影された前記２本の投影光束の反射光束をそれ
ぞれ異なる光電センサで受光する受光光学系とを有する
ことを特徴とする走査映像装置。
【請求項２】被検体に照明光を投影し、この光束を走
査して被検体を照明する走査光学系と、被検体での反射
光束を受光する受光光学系と、前記走査光学系を介して
前記照明光と反射光束を分割する光束分割部材と、照明
光路及び反射光路に設けた合焦レンズと、被検体と共役
な位置に設けた絞りと、該絞りを通った前記反射光束の
光量に基づいて、前記合焦レンズを駆動する制御手段と
を有することを特徴とする走査映像装置。
【請求項３】前記合焦レンズは光軸に沿って移動自在
な可動レンズとした請求項２に記載の走査映像装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記合焦レンズを駆動
する請求項２に記載の走査映像装置。
【請求項５】前記合焦レンズは２枚の可動な円柱レン
ズとした請求項２に記載の走査映像装置。
【請求項６】前記反射光束を検出する検出手段を設
け、前記制御手段は前記検出手段において検出された前
記反射光束の光束形状に基づいて前記合焦レンズを駆動
する請求項２に記載の走査映像装置。
【請求項７】前記２本の投影光束は投影系の２個所か
ら発し、被検体上で隣接した２点又は２本の光束とした
請求項１に記載の走査映像装置。