JPS6141572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は眼底カメラあるいは屈折力計等の眼科
機械に関し、特に被検眼と眼科機械の相対的位置
合わせを容易にした装置に関する。

多くの眼科機械、殊に網膜を照射する装置にあ
つては照射光束の一部が角膜で反射して検査に悪
影響を与えるのを防止するために種々の巧妙な工
夫がなされている。例えば、眼底カメラでは人眼
の角膜と水晶体の間にリング状の二次光源を一度
形成した後、網膜を一様に照明し、網膜反射光の
内で二次光源の中央を通過した光束のみがフイル
ムに達するように構成されている。従つて、人眼
の屈折力の個人差に起因して行われる焦点合わせ
とは別に、二次光源が所定の位置に形成されるよ
うにするために、人眼と対物光学系の間の間隔調
整と両者を一線上に並べるアライメントは大切な
操作となる。

また屈折力計のような測定装置でも、良好なア
ライメントを行う事及び人眼と対物光学系を設定
距離に保つ事は正確な測定を実施するために重要
で、更に眼底カメラや屈折力計以外の眼科機械で
も検査に先立つ相対的位置合わせは正確になされ
なければならない。

一方、これらの難点に対処するため、既に米国
特許明細書3871772や本出願人による特開昭53−
49890号が提案されているが、前者では被検眼を
斜方向から見通す専用の赤外観察装置を必要とす
るし、また後者では反射光による感度の良さが逆
に使い難さとなる場合も発生する。

従つて本出願人は特願昭52−77449（特開昭54
−12194号公報）によつて音波を使つて被検眼と
対物光学系の相対位置関係を検出することを提案
したが、本発明は、眼科機械の操作者（検者）が
位置検出の外に種々の表示器を視認する必要があ
ることに鑑み、その認識方法の一部を聴覚に依つ
て実施することで操作者の負担を減少させる目的
を持つ。尚、本明細書で相対的位置合わせと云つ
ているのは被検眼と眼科機械の距離調整事及びア
ライメント操作の一方又は両方を差すものとす
る。

上記目的を達成するため、被検眼と、これに対
向する眼科機械との相対的位置関係を超音波もし
くは可聴音波によつて検知するものであつて、位
置関係の適正状態もしくは不適正状態であること
を認識させるために可聴音を発する構成とし、更
にこれを実施する場合、位置関係が適正かあるい
は不適正であるかの弁別のために、発音の有無発
音型式（強弱、音程、音色あるいは断読間隔等）
の変化を生じさせるほか、位置調整のために相対
的位置関係を変化させた場合、一方の不適正状態
から適正状態を経過し、更に他方の不適正状態に
至つたとすると、前後の不適正状態が互いに区別
し得るように発音の有無もしくは発音型式を変
え、更に不適正状態中に相対的位置関係を変化さ
せた時、適正状態に近づいているか遠ざかつてい
るかを識別するために発音の有無もしくは発音型
式を変えている。

以下、本発明を無散瞳型眼底カメラに適用した
例を第１図によつて説明する。

図中、１は集光鏡、２は眼底観察用照明ラン
プ、３ａと３ｂはコンデンサーレンズ、４は赤外
近赤外を透過し可視光をカツトするフイルター、
５はストロボチユーブ、６は第２コンデンサーレ
ンズ、７は光路曲折ミラー、８はフイールドレン
ズ、９は環状開口を具えるリングスリツト板で、
ランプ２およびストロボ５の発光々はともにリン
グスリツト板９上に歛束する。１１ａと１１ｂは
リレーレンズ、１１は絞り開口１１ａを具える穴
あきミラー、１２は対物レンズ、リングスリツト
９ａの像は穴あきミラー１１に一度結像した後、
人眼２３の前眼部の所定位置、例えば角膜２３ａ
に再結像する。１３は結像レンズで、対物レンズ
による眼底像をフイルム２２に再結像する作用を
持つ、１４は反射ミラーで、観察時に斜設、撮影
時に退去させる。１５はフイールドレンズ、１６
と１８はリレーレンズ、１７は光路曲折ミラー、
１９は赤外テレビカメラ、２１はテレビモニター
で、１９ａは赤外領域に感度を持つ撮像管、１９
ｂは光電面、２１ａはブラウン管面である。ま
た、２４は超音波発信器、２５は超音波受信器で
第３図と第４図に描く様に両者を近接して一体化
している。２６は超音波を対物レンズ１２の光軸
の延長上所定の位置（対物レンズの最適作動距
離）に収束させるための超音波反射凹面鏡で、そ
の軸が対物レンズ１２の光軸と平行するように配
置する。２７は超音波反射板で、凹面鏡２６の軸
に対して45度傾けて配置し、２８も超音波反射板
で対物レンズ１２の光軸に対して45度傾けて配置
する。そして反射板２８は超音波を反射し、可視
光と赤外光を透過する性質の例えばガラス板ある
いはアクリル板を使用するが、必要に応じ迅速に
光路外へ退避する機構としても良い。

発信器２４を発した超音波は凹面鏡２６で反射
すると共に収歛され、反射板２７と２８で反射し
て、対物レンズ１２の光軸延長上の目標点に収歛
する。この目標点は、対物レンズ１２に対して最
適作動距離に在る人眼の角膜２３ａが対物レンズ
の光軸を切る点である。角膜２３ａがこの点上に
在れば、角膜２３ａで反射した超音波は反射板２
８と２７で順次反射し、凹面鏡２６で反射して受
信器２５上に正確に収歛する。

また２９はスピーカー、３０はイヤホーン、３
１と３２は後で構成を詳述する電気処理回路であ
る。

次に本発明には直接関係しない眼底カメラの作
用を一応説明しておく。

眼底観察時には眼底観察用照明ランプ２から発
した光は集光ミラー１から反射された光と共にコ
ンデンサーレンズ３ａ，３ｂ中に挿入された可視
カツトフイルター４により赤外光のみがレンズ
６、ミラー７、フイールドレンズ８、リングスリ
ツト９に到りその開口部９ａを通過してリレーレ
ンズ１０ａ，１０ｂにより斜設の穴あきミラー１
１により左方へ反射せられ、対物レンズ１２を経
て被検眼２３の眼底２３ｃを照明する。眼底２３
ｃからの反射光は同光路を右方に逆行し、斜設穴
あきミラー１１の中央開口部１１ａを通り撮影レ
ンズ１３、反転ミラー１４により２２ａに結像す
る。この像は更にフイールドレンズ１５、レンズ
１６、ミラー１７、レンズ１８により、赤外テレ
ビカメラ１９の撮像管１９ａの光電面１９ｂに到
り、電気信号としてケーブル２０を経てテレビモ
ニター２１のブラウン管面２１ａに可視光となつ
て表示される。写真撮影の場合にはストロボチユ
ーブ５からの可視光が前記赤外光と同光路を経て
眼底２３ｃを照明し、その反射光は破線位置に退
避した反転ミラー１４の下を通り２２ａと共役な
るフイルム面２２に到つて撮影される。かかる同
軸照明型の眼底検査装置はリングスリツト９と穴
あきミラー１１および被検眼角膜２３ａは、撮影
される写真または観察用のフアインダーもしくは
撮像管へのフレアー混入を防止するために共役関
係にならしむることは周知の手段である。この様
な共役関係を保つために対物レンズ１２と被検眼
の角膜２３ａを特定の距離に保たねばならない。
音波発信器２４から発した音波は凹面反射鏡２
６、反射板２７で反射され、さらに反射板２８で
反射されて前記の眼定観察用照明光および撮影用
照明光と同一軸とならしめ、リングスリツト９と
穴あきミラー１１および被検眼角膜２３ａが共役
関係にあるとき音波発信器２４と被検眼角膜２３
ａが共役関係になる様に配置されている。被検眼
角膜２３ａからの反射波は、音波発振器２４を発
した超音波とは逆の行路を通り音波発信器２４の
近傍に置かれた音波受信器２５に入射して電気信
号に変えられ電気処理回路３１，３２で処理され
た後、スピーカー２９又はイヤホーン３０を鳴ら
す。

次に、角膜２３ａと対物レンズ１２が取り得る
種々の配置関係の内で、典型的四例を取り上げ、
第５図、第６図と伴に説明する。第２図イはアラ
イメントと最適作動距離を充している時、第２図
ロはアライメントは充しているが被検眼２３と対
物レンズ１２が離れ過ぎている時、第２図ハはア
ライメントは充しているが被検眼２３と対物レン
ズが近過ぎる時、第２図ニはアライメントが崩れ
ている時である。また第５図の発信器２４と受信
器は第１図の部材と同一である。

あとで詳しく述べるが、受信器へ入射した超音
波は電気信号に変換された後、比較器４０で
Vthrと比較される。このVthrは、普通にプレ・
セツテングした時に、被検眼と対物レンズが最も
隔たる程度に離れ且つ両者がアライメントされて
いる時に入射する超音波の強度に相当する信号で
ある。

もし、アライメントが一定量以上崩れていれ
ば、角膜２３ａで反射した超音波は一定時間経過
しても受信器に入射しないか極めて弱い。また、
ゲート４４に出力があれば、気温に依存して変化
する音速を考慮し、音波の発信からゲート４４の
出力までの時間間隔によつて作動距離の適正、不
適正を判別する。

音波発信器用の発振器３３からの信号はクロツ
ク発振器３４からの信号によつてゲート回路３５
でゲートされ、増幅器３６で増幅され音波発信器
２４を駆動する。角膜２３ａからの反射波は音波
受信器２５に入射し電気信号に変えられ増幅器３
７、狭帯域濾波器３８、復調器３９を経た後比較
器４０でアライメント基準信号Vthrと比較さ
れ、Vthrより大きい信号だけが波形整形回路４
１を通る。一方受信器２５には角膜２３ａからの
反射波だけでなく凹面反射鏡２６からの反射波も
一部入射するのでこれを除去するために、クロツ
ク発振器３４の出力は単安定マルチバイブレータ
４２を駆動し、４２でクロツク発振器３４の出力
の立上りからTinhのパルスを作る。Tinhはクロ
ツク発振器３４の出力パルス幅Twと発信器２４
からの音波が凹面反射鏡２６で反射して受信器２
５に入射する時間T₀を加えたものより長くなつ
ている。単安定マルチバイブレータ４２の出力は
インバータ４３で反転されゲート回路４４で波形
整形回路４１の出力をクロツク発振器３４の出力
の立上りからTinhの時間だけ禁止する。ゲート
４４の出力は発光ダイオードなどの表示素子３０
を点灯する。フリツプフロツプ回路４５は、クロ
ツク発振回路３４の出力の立上りで駆動しゲート
４４の出力の立上りで停止する。またクロツク発
振回路３４の出力はインバーター４６で反転され
ゲート回路４７でフリツプフロツプ４５の出力を
Twだけ禁止する。従つてゲート４７の出力はク
ロツク３４の出力の立上りからゲート４４の出力
の立上りまでの幅のパルスとなり、この期間だけ
ダイオード４８、抵抗器４９コンデンサー５０か
らなる積分回路を駆動する。また、この積分回路
はトランジスタなどのスイツチング素子５１でク
ロツク３４の出力パルス期間Twだけ停止する。
サンプルホールド回路５２はゲート４４の出力が
あるときの積分回路の出力即ち第６図Ｊの値を保
持する。サンプルホールド回路５２の出力は差動
増幅器５３の一方に入力し、他方の入力作動距離
基準信号Vref₁との差に応じた差動増幅器５３の
出力Ｋを生じる。抵抗器５４、感熱素子５５、温
度補償回路５６はVref₁を気温に逆比例して増減
する。即ち温度が高いとVref₁は下がり、温度が
低いとVref₁は上がる。また積分回路の出力即ち
第６図の信号Ｊは、比較器５７で非アライメント
基準信号Vref₂と比較されVref₂より大きい場合、
第６図Ｌの警告パルスを生じる。

第６図Ｃのイ，ロ，ハ，ニはそれぞれ第２図の
イ，ロ，ハ，ニに対応した場合である。イの場合
は発信器２４を発つした音波が受信器２５に入射
する時間がT₁であり、それぞれロの場合T₂、ハ
の場合T₃ニの場合T₁′である。ニの場合T₁′＝T₁
であるが人眼２３と対物レンズ１２の光軸がずれ
ているため、角膜２３ａからの反射音波は光軸上
とはずれた方向、即ち第２図ニの破線方向に反射
し、第６図Ｃニに示した様に受信器２５にはほと
んど入射してこない。従つて比較器４０でVthr
と比較された時第６図Ｃニは取除かれる。また発
信器２４、受信器２５、反射鏡２６、反射板２
７，２８からなる音波収束系は前述した様にイの
場合に発信器２４、受信器２５が共役関係となる
様になつているのでイの場合に、受信器２５に入
射する音波は最も強く、信号対雑音比が最も良い
様になつている。整流ダイオード４８、抵抗４
９、コンデンサー５０よりなる積分回路はそれぞ
れT₁，T₂，T₃からTwを減じた時間だけ作動し、
それぞれV₁，V₂，V₃の値をクロツク３４の出力
があるまで保持する。第２図ニの場合は積分回路
はT₄からTwを減じた時間作動し、その出力は第
６図Ｊに示される様にVref₂を越え、Ｌに示され
るような警告パルスを発する。またイ，ロ，ハの
場合、即ち被検眼２３の中心軸と対物レンズ１２
の光軸が合つている場合は第７図Ｆのパルスで光
軸の合致を示す。V₁，V₂，V₃は、サンプルホー
ルド回路で第６図Ｋの様に保持され、差動増幅器
５３によりVref₁＝V₁とセツトしてあるのでV₁の
とき即ちイの場合はＫに示す“適正”である
（Vo）を、またロの場合は“遠”を示す（＋
Vm）を、更にハの場合は“近”を示す（−Vn）
をそれぞれ生ずる。温度が変動すると音速も変動
し、温度が高くなると音速は増し、T₁は短くな
り、従つてV₁は下がり、これに対応した様に素
子５２，５３，５４からなる温度補償回路で、前
述した様にVref₁は下がる。また温度が低くなる
と、上述と逆の挙動をし、温度が変動しても常に
イの場合には“適正”である（Vo）を生ずる様
に補償されている。

換言すれば出力Ｋが（Vo）であり、もしパル
ス出力Ｌが生じなければ被検眼と対物レンズの相
対位置関係は適正に調整されたこととなる。

次に、出力Ｋ，Ｌ（第５図）を第７図に詳細を
描く検知音発生回路に導く。出力Ｋの入力される
回路６１は可変オツシレータで、これは入力電圧
に比例した周波数の交流を発生する通常VCO
（Voltage Controlled Oscilator）と言われるもの
で良い。そして、その出力は第９図のように作動
距離が適正距離より短い時即ち近い時は低い音即
ち低周波数となり、長い時即ち遠い時は高い音即
ち高周波数となる。一方、出力Ｌはインバータ６
２を経て、可変オツシレータ６１の出力とともに
ゲート回路６３に導びかれる。この構成によつて
インバータ６２にパルスが入力されれば、即ちア
ライメントが崩れていれば可変オツシレータ６１
の出力はこのゲートより先に行かないことにな
る。また６４はパルス発生器で、その出力はゲー
ト６３の出力と伴にゲート６５へ導かれるので、
ゲート６３の交流信号は断続化される。第９図は
その例示で、作動距離を近い方から遠い方へ連続
的に変化させて行くと、周波数が低い方から高い
方へ変化し、且つ断続的な交流信号と成つてい
る。ゲート６５からの出力を直接スピーカー２９
またはイヤホーン３０に流しても良いが、絶対音
感を持つた人でないと高いか低いか音程を認知し
難いから、この断続音の間に周波数f₀の基準音を
挿入するのが一法である。基準音程を作るため
に、パルス発生器６４からのインバータ６６そし
てパルス巾や遅延時間等を適当に調節できるパル
ス調整器６７を経て来るパルス信号と基準音程発
生器６８からの信号はゲート回路６９で、第９図
に示す信号の間に挿入されるような断続交流信号
に形成され、ゲート回路６５およびゲート回路６
９からの信号は混合増幅器７０で混合されて前述
のスピーカー２９やイヤ・ホーン３０で可聴音と
して検者、操作者に認知される。

第１０図は第９図と同じく、作動距離を近い方
から遠い方へ連続的に変化させていつた時の発信
音の例で、斜線を施した音が基準音である。ここ
で、基準音の方の発音時間を短くしているので、
検知音とよく区別できる。

以上の構成を持つた本装置では、スピーカーあ
るいはイヤ・ホーンから音が聞こえるように被検
眼と眼底カメラの上下左右方向の位置合わせを行
い、音が聞こえるようになつたならば、検知音が
基準音の音程に一致するように前後方向の位置合
わせをすることができる。また前後方向の位置合
わせをする際に検知音が基準音より高いか低いか
で最適位置より近い方にずれているか、あるいは
遠い方へずれているかを知ることができるし、別
に、カメラを微動した時に検知音が基準音に近づ
くか遠ざかるかによつて、最適位置に近づくか遠
ざかるかを知ることもできる。

尚、本例では作動距離の変化を音程の変化に転
換したが、音の断続幅や音量などの変化としても
表示できる。また上記実施例ではアライメントと
作動距離の両方を検知し易くするために音波を収
歛させていたが、眼科装置固有の観察系によつて
前眼部が観察できる装置では、その観察系を使つ
てアライメントを行うことができるから、その場
合は平行波によつて作動距離を測定することもで
きる。更に本発明はオートまたは手動の屈折力計
や検眼鏡、角膜曲率測定機等にも広く適用できる
ものである。

従来より眼科用の位置検知手段が知られている
ことは既に述べたところである。眼科装置の場
合、一般的な位置検知と違つて機械−電気系によ
る方法は実施し難く、そのため光学的な方法に頼
らざるをえなかつたわけであるが、光学的な手段
では観察フアインダーが高価であつたり、光学の
敏感な反応が禍いしたり、あるいは変倍の可能な
眼底カメラでは撮影視野が変化するので調整用の
視標が見難くくなるという難点があつた。そこで
周知の超音波測長器を殊に眼科装置へ適用するこ
とでこの種の難点を避けることが可能になつたも
のであつて、従来、価格や使い難さのために位置
合わせ装置を持たず、そのため検者の勘に依存し
て測定誤差や画質の低下は避けられないと云う常
識を打破することができたものである。またカメ
ラの情報指示を可聴音で実施する提案はドイツ特
許1297461で知られているが、眼科装置は位置合
わせの他にフオーカス調整があつたり、あるいは
普通のカメラなどとは比較にならないほど神経を
集中して視野観察を行わなければならないため、
この上更に位置合わせを目視で実施するのは検者
を想像以上に疲労させることになるわけである
が、その点、本発明は視覚以外の感覚を利用する
ので検者の負担を減小させられるものである。更
に本発明は適正、不適正の判別だけでなく、不適
正の度合をより明確に認識し得るから、適正状態
に速やかに調節できると云う効果をも持つもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す縦断面図。第２図イ，
ロ，ハ，ニは各々、被検眼と対物レンズの配置関
係を示す図。第３図と第４図は各々、音波発信・
受信器の斜視図。第５図は電気回路図。第６図は
電気信号波形図。第７図は電気回路図。第８図と
第９図、第１０図は作動距離と周波数の変化を示
す図。 図中、１２は対物レンズ、２３ａは被検眼の角
膜、２４は音波発信器、２５は音波受信器、２６
は凹型音波反射鏡、２９はスピーカー、３０はイ
ヤホーンである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検眼と、これに対向する眼科機械との相対
   的位置関係を音波によつて検知する装置を有する
   ものであつて、位置関係の適正もしくは不適正状
   態であることを検者に認識させるために可聴音を
   発する手段を設けることを特徴とする位置検知装
   置を備える眼科機械。 ２ 位置関係が適正かあるいは不適正であるかの
   弁別のために、発生音の有無もしくは発音型式を
   変化させる手段を設けることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の位置検知装置を備える眼科
   機械。 ３ 位置調整のために相対的位置関係を変化させ
   た場合、一方の不適正状態から適正状態を経過
   し、更に他方の不適正状態に至つたとすると、両
   不適正状態が互に区別し得るようにその発音型式
   を変える手段を設けることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の位置検知装置を備える眼科機
   械。 ４ 不適正状態にあつて、位置調整のために相対
   的位置関係を変化させた場合、適正状態に近づい
   ているか遠ざかつているかを識別するために発音
   型式を変える手段を設けることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の位置検知装置を備える眼
   科機械。