JPH08336501A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 眼球内に水晶体混濁や硝子体混濁等が局部的
にあっても高精度な合焦検出が可能な眼科装置を提供す
ること。 【構成】 被検眼眼底に照明光を照射するための照明光
学系と、該照明光学系で照明された被検眼眼底を観察ま
たは撮影するための撮影光学系と、被検眼眼底に指標を
投影するための指標投影光学系と、被検眼眼底の前記指
標からの光を受光する受光素子を有し、該受光素子の出
力に基づいて合焦情報を検出するための合焦検出系とを
備えた眼科装置において、前記合焦検出系は、前記受光
素子からの出力波形における前記被検眼の眼球内の局部
的な混濁に起因する波形の乱れを補正することによっ
て、前記受光素子からの出力波形を整形するための波形
整形手段を有し、該波形整形手段からの整形された波形
に基づいて前記合焦情報を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は眼科装置に関し、特に合
焦検出が可能な眼底カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、眼を観察したり測定したりする
装置では、眼底の低い反射率に起因する光量不足やコン
トラストの悪さから、装置（撮影光学系および観察光学
系）を眼底に対して合焦させることが非常に困難であ
る。特に、蛍光による眼底像を観察する場合には、観察
される眼底像が色彩感がない（観察系がＴＶモニターの
場合白黒となる）こともあってコントラストがつきにく
く、合焦が一層困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
眼科装置では、一般撮影時や蛍光撮影時などにおいて、
合焦が非常に困難である。特に、被検眼の眼球内に水晶
体混濁や硝子体混濁等が局部的にあるような場合には、
眼底像の像質が著しく悪化し、合焦検出が不可能になる
ことがあるという不都合があった。

【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、眼球内に水晶体混濁や硝子体混濁等が局部的
にあっても高精度な合焦検出が可能な眼科装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、被検眼眼底に照明光を照射する
ための照明光学系と、該照明光学系で照明された被検眼
眼底を観察または撮影するための撮影光学系と、被検眼
眼底に指標を投影するための指標投影光学系と、被検眼
眼底の前記指標からの光を受光する受光素子を有し、該
受光素子の出力に基づいて合焦情報を検出するための合
焦検出系とを備えた眼科装置において、前記合焦検出系
は、前記受光素子からの出力波形における前記被検眼の
眼球内の局部的な混濁に起因する波形の乱れを補正する
ことによって前記受光素子からの出力波形を整形するた
めの波形整形手段を有し、該波形整形手段からの整形さ
れた波形に基づいて前記合焦情報を検出することを特徴
とする眼科装置を提供する。

【０００６】本発明の好ましい態様によれば、前記合焦
検出系は、前記受光素子からの出力波形における前記波
形の乱れの程度に基づいて、前記被検眼の眼球内の混濁
の程度を検出する。

【０００７】

【作用】眼科装置では、被検眼眼底に投影されたたとえ
ばスリット状の指標からの光を瞳分割プリズムを介して
アレイセンサーのような受光素子で受光する。そして、
アレイセンサー上での２つのスリット像（指標像）の間
隔を測定し、合焦時の基準間隔と比較することによって
合焦情報を得る。一般に、眼球内に混濁のない正常眼あ
るいは眼球内に一様な混濁があるような被検眼に対し
て、アレイセンサーの出力波形に波形の乱れは発生しな
い。しかしながら、被検眼の眼球内に水晶体混濁や硝子
体混濁などが局部的にある場合には、この局部的な混濁
に起因して波形の乱れが発生する。

【０００８】そこで、本発明では、受光素子であるアレ
イセンサーからの出力波形を一旦記憶し、波形に不連続
な部分または不規則な部分、すなわち波形の乱れ成分が
あるか否かを解析する。そして、波形に不連続または不
規則な部分があると判断した場合、その不連続または不
規則な部分を補間する。こうして、波形の乱れ成分を補
正して整形された波形に基づいて、スリット像の間隔を
ひいては合焦情報を正確に検出することができる。ま
た、出力波形の波形の乱れの程度すなわち整形の程度に
基づいて、被検眼の混濁の程度をある程度検出すること
もできる。この場合、検出した混濁の程度を数値化等に
より定量化して、適当な表示手段により表示することが
好ましい。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。図１は、本発明の実施例にかかる眼科装置
の構成を概略的に示す図である。図示の眼科装置は、被
検眼の眼底を照明するための照明光学系と、被検眼の眼
底に指標を投影するための指標投影光学系と、被検眼の
眼底に投影された指標からの光を受光して被検眼の眼底
に対する合焦検出を行う合焦検出系と、被検眼の眼底の
状態を観察するための観察光学系と、被検眼の眼底の状
態を撮影するための撮影光学系とから構成されている。

【００１０】図１において、照明光学系は、観察用照明
光源１を備えている。観察用照明光源１を射出した光
は、光源用リレーレンズ２を介して反射鏡３に入射し、
図中上方に反射される。反射鏡３で反射された光は、リ
ングスリット５を介して、リングスリット用リレーレン
ズ６に入射する。なお、光源用リレーレンズ２によって
観察用照明光源１と共役な位置には、撮影用照明光源と
してストロボ管４が配設されている。また、リングスリ
ット５は、図３に示すように、光軸を中心とした円形の
スリット開口部を有する。

【００１１】リングスリット用リレーレンズ６を通過し
た光（観察用照明光源１からの光やストロボ管４からの
光）は、ダイクロイックプリズム７を透過し、もう１つ
のリングスリット用リレーレンズ８を介して、穴あきミ
ラー９に入射する。穴あきミラー９で図中左側に反射さ
れた光は、対物レンズ１１を介して被検眼１２の眼底を
照明する。なお、周知のように、２つのリングスリット
用リレーレンズ６および８並びに対物レンズ１１によっ
て、リングスリット５が被検眼１２の角膜とほぼ共役な
位置になるように、本実施例の装置と被検眼１２との作
動距離が調節される。

【００１２】一方、指標投影光学系は、たとえば赤外発
光ダイオードからなる指標投影用光源（点光源）１６を
備えている。指標投影用光源１６を射出した赤外光（図
中二点鎖線で示す）は、指標投影系用リレーレンズ１７
ａを介して、指標板１８を照明する。図４に示すよう
に、指標板１８には紙面に平行な方向に長手方向を有す
るスリットが形成されている。指標板１８のスリットを
透過した光は、一旦結像した後、指標投影系用リレーレ
ンズ１７ｂを介してダイクロイックプリズム７に入射す
る。ダイクロイックプリズム７に入射した光は、その反
射面で図中上方に反射され、リングスリット用リレーレ
ンズ８を介して穴あきミラー９の付近において再び結像
する。穴あきミラー９で図中左側に反射された光は、対
物レンズ１１を介して被検眼１２の瞳孔付近に結像し、
眼底を照明する。

【００１３】なお、上述の照明光学系および指標投影光
学系において、ダイクロイックプリズム７は、赤外光を
反射し可視光を透過する特性を有する。したがって、観
察用光源１やストロボ管４（撮影用照明光源）からの可
視光はダイクロイックプリズム７を透過するが、観察用
光源１やストロボ管４からの赤外光を反射して、照明光
学系の外に出てしまう。

【００１４】一方、図１において点線で示すように、指
標板１８のスリットからの光は、指標投影系用リレーレ
ンズ１７ｂによってダイクロイックプリズム７の付近に
結像した後、図中上方に反射される。反射光は、リレー
レンズ８および穴あきミラー９を介して、対物レンズ１
１の後側焦点位置に結像する。したがって、対物レンズ
１１を介したスリットの透過光はほぼ平行光となって被
検眼１２に入射する。その結果、被検眼１２が正視眼で
あれば、眼底上に指標板１８のスリットが結像する。換
言すれば、被検眼１２の視度に応じて指標板１８のスリ
ット像（指標像）はデフォーカスする。

【００１５】図２は、図１の眼科装置から合焦検出系だ
けを取り出して構成を示す図である。図２において実線
で示すように、被検眼１２の眼底上に投影された指標板
１８のスリット像は、２次光源となって対物レンズ１１
を介して一旦結像された後、穴あきミラー９の中央開口
部および開口絞り１０を通り、合焦用リレーレンズ１３
に入射する。合焦用リレーレンズ１３を介した赤外光
は、赤外光を反射し可視光を透過する特性を有するダイ
クロイックミラー１４に入射する。ダイクロイックミラ
ー１４で図中上方に反射された光は、視野絞り１９の付
近に一旦結像した後、フィールドレンズ２０に入射す
る。フィールドレンズ２０を通過した光は、再結像レン
ズ２１および瞳分割プリズム２２を介してアレイセンサ
ー２３に入射する。

【００１６】一方、観察用光源１やストロボ管４（撮影
用照明光源）からの可視光で照明された被検眼１２の眼
底からの反射光は、ダイクロイックミラー１４を透過し
て撮像面１５上に結像する。なお、ダイクロイックミラ
ー１４と撮像面１５との間にはクイックリターンミラー
２８が配置されている。したがって、ダイクロイックミ
ラー１４を透過した眼底からの反射可視光は、クイック
リターンミラー２８で図中上方に反射された後、ミラー
２９を介して接眼レンズ３０に導かれ、検者４０によっ
て観察される。なお、クイックリターンミラー２８、ミ
ラー２９、接眼レンズ３０および検者４０は、図２には
示されていない。こうして、接眼レンズ３０を介して被
検眼１２の眼底を観察し、撮像面１５において被検眼１
２の眼底を撮影することができる。

【００１７】なお、上述したように、ダイクロイックプ
リズム７は赤外光を反射し可視光を透過する特性を有す
るので、観察用光源１やストロボ管４からの赤外光は反
射されて装置の外部に出てしまう。したがって、被検眼
１２の眼底は、指標投影用光源１６からの赤外光と観察
用光源１やストロボ管４からの可視光のみによって照明
されることになる。一方、ダイクロイックミラー１４は
赤外光を反射し可視光を透過する特性を有するので、ア
レイセンサー２３には指標投影用光源１６によって照明
された指標板１８の透過光だけが到達する。その結果、
アレイセンサー２３上に結像する指標像（本実施例では
スリット像）はコントラストのよいものになる。

【００１８】なお、視野絞り１９は、再結像レンズ２１
によってアレイセンサー２３と共役な位置に配置されて
いる。また、アレイセンサー２３は、撮像面１５や接眼
レンズ３０の像面（不図示）と共役になっている。な
お、本実施例では観察光学系に接眼レンズを用いている
が、接眼レンズの代わりにＴＶ用光学系を用いてＴＶモ
ニター等で観察してもよい。こうして、被検眼１２の眼
底からのスリット像（指標像）は、再結像レンズ２１に
よってアレイセンサー２３付近に結像する。その際、瞳
分割プリズム２２の作用により、瞳分割プリズム２２を
通過した光束は２つに分割される。分割された各光束
は、図２に示すように、アレイセンサー２３において互
いに異なる領域（セル）上に結像する。

【００１９】瞳分割プリズム２２の斜視図を、図５に示
す。なお、図１および図２では瞳分割プリズム２２の陵
線が紙面に対して垂直に描いてあるが、それは表現の便
宜のためであり、実際は光軸のまわりに９０度回転して
瞳分割プリズム２２の陵線が紙面に対して平行になるよ
うに、瞳分割プリズム２２は配設されている。その結
果、瞳分割プリズム２２の陵線の方向に合わせて、アレ
イセンサー２３のセルの配列方向も紙面に垂直な方向で
ある。このように、スリット像の長手方向と瞳分割プリ
ズム２２の陵線の方向を一致させるのが好ましい。

【００２０】一方、図２において点線で示すように、瞳
分割プリズム２２の陵線は、合焦用リレーレンズ１３お
よびフィールドレンズ２０によって開口絞り１０とほぼ
共役になっている。この開口絞り１０は、合焦検出系の
射出瞳に相当するので、アレイセンサー２３上の像はこ
の光学系の瞳の異なった２つの部分からの光束によって
結像したものとなる。このようにして得られたアレイセ
ンサー２３上の２つの像は、よく知られているように、
いわゆる前ピン状態および後ピン状態に応じて互いに横
ずれを起こす。したがって、アレイセンサー２３上での
２つの像の間隔を測定することによって、合焦状態の検
出を行うことができる。

【００２１】すなわち、図６に実線で示すように、合焦
時にアレイセンサー２３上での２つの像の間隔がＬであ
った場合、合焦点が視野絞り１９の後方（図中上方）に
あるようないわゆる後ピン状態では、図中点線で示すよ
うに像間隔は基準間隔Ｌよりも小さくなる。一方、合焦
点が視野絞り１９の前方（図中下方）にあるようないわ
ゆる前ピン状態では、図示を省略したが像間隔は基準間
隔Ｌよりも大きくなる。このように、アレイセンサー２
３上の２つのスリット像の間隔を測定して合焦時の基準
間隔と比較することによって、合焦情報を得ることがで
きる。

【００２２】図７は、眼球内に混濁のない正常眼に対し
て合焦検出を行ったときのアレイセンサーの出力波形例
を示す図である。一方、図８は、被検眼の眼球内に水晶
体混濁や硝子体混濁などが局部的にある場合におけるア
レイセンサーの出力波形例を示す図である。図７に示す
ように、眼球内に混濁のない正常眼に対して合焦検出を
行う場合には、アレイセンサー２３の出力波形に波形の
乱れは発生しない。したがって、出力波形に基づいてア
レイセンサー２３上の２つのスリット像の間隔Ｌを正確
に測定することができ、合焦時の基準間隔と比較するこ
とによって合焦情報を正確に得ることができる。

【００２３】しかしながら、被検眼の眼球内に水晶体混
濁や硝子体混濁などがある場合、すなわち被検眼の眼球
内に遮光体があるような場合には、出力波形に基づいて
アレイセンサー２３上の２つのスリット像の間隔を正確
に測定することが困難になる。もちろん、被検眼の眼球
内が一様に混濁しているような場合には、光量を増大さ
せることによってスリット像の間隔をある程度の精度で
測定することが可能である。しかしながら、被検眼の眼
球内に混濁が局部的にあるような場合には、図８に示す
ように、アレイセンサー２３の出力波形に波形の乱れが
発生する。その結果、アレイセンサー２３の出力波形そ
のものに基づいて、スリット像の間隔Ｌを、ひいては合
焦情報を正確に検出することはできない。

【００２４】そこで、本実施例では、アレイセンサー２
３からの出力波形を一旦記憶し、波形に不連続な部分ま
たは不規則な部分があるか否かを解析する。そして、波
形に不連続または不規則な部分があると判断した場合、
その不連続または不規則な部分を図８中破線で示すよう
に補間する。このように、波形の乱れ成分を補正して整
形された波形に基づいて、スリット像の間隔Ｌをひいて
は合焦情報を正確に検出する。

【００２５】すなわち、図１に示すように、駆動手段２
４からの信号に基づいてアレイセンサー２３の各セルが
順次駆動され、各セルに対応した光電変換信号がアレイ
センサー２３からマイクロコンピュータ２５に順次出力
される。マイクロコンピュータ２５では、アレイセンサ
ー２３からの出力波形を一旦記憶し、波形に不連続な部
分または不規則な部分があるか否かを解析する。そし
て、波形に不連続または不規則な部分があると判断した
場合、その不連続または不規則な部分を補間して、出力
波形を整形する。このように、マイクロコンピュータ２
５は、被検眼の眼球内の局部的な混濁に起因する波形の
乱れを補正することによって出力波形を整形するための
波形整形手段を構成している。

【００２６】マイクロコンピュータ２５で整形された波
形は、演算手段２６に供給される。演算手段２６では、
整形された波形に基づいて２つのスリット像の間隔を測
定し、測定した間隔を合焦時の基準間隔と比較する。こ
うして、演算手段２６で得られた合焦情報に基づいて、
モーター駆動手段２７を介してモーターＭを駆動し、合
焦用リレーレンズ１３を適宜光軸に沿って移動させ、ア
レイセンサー２３に、ひいては撮像面１５および接眼レ
ンズ３０の像面（不図示）（すなわち撮影光学系および
観察光学系）に被検眼１２の眼底を合焦させる。

【００２７】このように、本実施例では、眼球内に水晶
体混濁や硝子体混濁などが局部的にある場合にも、高精
度な合焦検出が可能である。また、逆に、出力波形の波
形の乱れの程度に基づいて、被検眼の混濁の程度をある
程度検出することもできる。そして、検出した混濁の程
度を数値化したりして、ＴＶモニター等に表示すること
もできる。

【００２８】

【効果】以上説明したように、本発明の眼科装置によれ
ば、眼球内に水晶体混濁や硝子体混濁等が局部的にあっ
ても高精度な合焦検出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる眼科装置の構成を概略
的に示す図である。

【図２】図１の眼科装置から合焦検出系を取り出して構
成を示す図である。

【図３】図１のリングスリットの開口部を示す図であ
る。

【図４】図１の指標板に形成されたスリットを示す図で
ある。

【図５】図１の瞳分割プリズムの構成を示す斜視図であ
る。

【図６】合焦検出の原理を説明する図である。

【図７】眼球内に混濁のない正常眼に対して合焦検出を
行ったときのアレイセンサーの出力波形例を示す図であ
る。

【図８】被検眼の眼球内に水晶体混濁や硝子体混濁など
が局部的にある場合におけるアレイセンサーの出力波形
例を示す図である。

【符号の説明】

１ 観察用照明光源 ３ 反射鏡 ４ ストロボ管 ５ リングスリット ７ ダイクロイックプリズム ９ 穴あきミラー １０ 開口絞り １１ 対物レンズ １２ 被検眼 １４ ダイクロイックミラー １６ 指標投影用光源 １８ 指標板 １９ 視野絞り ２０ フィールドレンズ ２１ 再結像レンズ ２２ 瞳分割プリズム ２３ アレイセンサー ２４ マイクロコンピュータ ２５ 駆動手段 ２６ 演算手段 ２７ モーター駆動手段 ３０ 接眼レンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検眼眼底に照明光を照射するための照
   明光学系と、該照明光学系で照明された被検眼眼底を観
   察または撮影するための撮影光学系と、被検眼眼底に指
   標を投影するための指標投影光学系と、被検眼眼底の前
   記指標からの光を受光する受光素子を有し、該受光素子
   の出力に基づいて合焦情報を検出するための合焦検出系
   とを備えた眼科装置において、 前記合焦検出系は、前記受光素子からの出力波形におけ
   る前記被検眼の眼球内の局部的な混濁に起因する波形の
   乱れを補正することによって、前記受光素子からの出力
   波形を整形するための波形整形手段を有し、該波形整形
   手段からの整形された波形に基づいて前記合焦情報を検
   出することを特徴とする眼科装置。
2. 【請求項２】 前記合焦検出系は、 前記受光素子からの出力波形における前記波形の乱れの
   程度に基づいて、前記被検眼の眼球内の混濁の程度を検
   出することを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。