JPS6215209B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は眼科カメラに関し、特に被検部へ自動
的に焦点が合うようにしたものである。

最近、中級写真機あるいはシネカメラの分野で
自動的に焦点合わせの行なわれるカメラが種々製
品化されているが、眼科機器、例えば眼底カメラ
の自動焦点化はまだ基礎実験の段階である。

一方、眼底カメラを撮影に先立つてセツテイン
グするためには、焦点合わせの他に眼軸と撮影系
の光軸を合わせるアライメント及び、角膜と対物
レンズを最適作動距離に調整する操作があるた
め、普通の写真機より煩雑で、自動焦点化に対す
る要求は極めて強い。それにも拘らず自動焦点化
が遅れた理由は眼底カメラを始めとする眼科検査
装置に固有の構造に問題があつたためと思われ
る。

本発明の目的は実用に適した構成を提供するこ
とにある。以下第１の実施例を説明する。

第１図で、Ｅは人眼、Ｅ_fは眼底、Ｅ_cは角膜、
Ｅ_pは瞳孔を示す。また１は対物レンズ、２は撮
影絞り、３は負のフオーカシングレンズ、４は撮
影レンズ、５はシヤツター、６は撮影フイルム
で、これらの部材は撮影系を構成する。但し、対
物レンズ１は眼底像を一旦結像し、フオーカシン
グレンズ３と撮影レンズ４が共同してこの中間像
をフイルム６上に再結像する。

次に１０はタングステンランプのような観察用
光源、１１は集光ミラー、１２はコンデンサーレ
ンズ、１３はストロボ管のような撮影用光源、１
４は第２のコンデンサーレンズ、１５はリングス
リツト板である。このリングスリツト板１５は中
央の遮光円１５ａを囲む環状開口を有する。また
光源１０と光源１３は第１のコンデンサーレンズ
１２に関して共役で、光源１３とリングスリツト
板１５は第２のコンデンサーレンズ１４に関して
共役である。１６はリレーレンズ、１７は有孔鏡
で、有孔鏡の開口は後述の小ミラー５５と５６へ
入射する光束を遮らない程度の切欠き１７ａを持
つ。また有孔鏡１７とリングスリツト板１５をリ
レーレンズ１６に関して共役とし、有孔鏡１７で
反射した光束が対物レンズ１によつてリングスリ
ツト板の像を形成する位置と、絞り２が対物レン
ズ１に関して共役になるように配置する。なお、
作動距離が適切な時、リングスリツトの像が前眼
部、例えば瞳孔Ｅ_pの位置に一致するように設定
しておく。以上の１０から１７および対物レンズ
１が照明系を構成する。

また２０はクイツクリターンミラー、２１はフ
イールドレンズで、フイールドレンズはミラー２
０に関してフイルム面６と共役な位置に設ける。
２２は光路曲折鏡、２６は接眼レンズで、検者は
接眼レンズ２６と鏡２２を介してフイールドレン
ズ２１上の空中像を観察する。

次に５０はマスクで、第２図に平面形状を描く
ように線状のスリツト５０ａを有しており、スリ
ツトが紙面に垂直になる様に設ける。このスリツ
トが合焦検知用パターンの機能を持つ。５１は照
明光源で、ここでは赤外の発光ダイオードを使用
する。５２はホト・ダイオードのアレイで、例え
ばCCD（charge coupled device）のような自己
走査型の固体撮像素子を使うのが良い。５３は投
影レンズ、５４は受光レンズ、５５と５６は小ミ
ラーで、光軸に対して45゜に斜設する。ここでマ
スク５０、光源５１、投影レンズ５３、小ミラー
５５そして対物レンズ１は投影系を構成し、マス
ク５０は中継する光学系に関して正常眼の眼底と
共役である。また光応答アレイ５２、受光レンズ
５４、小ミラー５６そして対物レンズ１は受光系
を構成し、アレイ５２の受光面は中継する光学系
に関して正常眼の眼底と共役である。

一方、小ミラー５５と５６は、対物レンズ側か
ら見た様子を第３図に描く通り、絞りの開口２ａ
の外側で、また対物レンズ１に関して瞳孔上のリ
ングスリツト１５の像と共役な位置に設ける結
果、スリツト５０ａを発した光束およびアレイ５
２へ導びかれる光束が瞳孔上を通過する領域はフ
イルム６または接眼レンズ２６へ向う光束が通過
する領域の外側に成る。また小ミラー５５と５６
を撮影レンズ４より対物レンズ側に設けて眼底へ
入射する光束の傾斜を大きくし、精度を向上させ
ている。

５７は信号処理回路で、アレイ５２を発した信
号すなわちスリツト５０ａの眼底による反射像が
形成されるアレイ５２上の位置を、撮影系の合焦
のためにフオーカシングレンズ３が占めるべき光
軸上の位置に変換して位置指定の信号を発する。
５８は駆動器で、例えばサーボ・モータを含んで
おり、位置指定の信号に応じてフオーカシングレ
ンズ３を決定された位置へ移送する機能を持つ。
ただし、この例の様に肉眼で眼底を観察する型式
の場合は、接眼レンズ２６を若干視度調節すれ
ば、観察者の目自体の調節機能でほとんど不自由
なく眼底を観察できるから、常にフオーカシング
レンズの位置を制御しなくとも良く、その際に
は、サーボモータの替りにバネの発条力などでレ
ンズを移送することもできる。

以上の装置で、照明光源である発光ダイオード
５１を点燈するとスリツト５０ａは照明され、ス
リツト５０ａを発した赤外光は投影レンズ５３で
収斂され、小ミラー５５で反射されて、対物レン
ズ１による眼底共役面上に一旦結像する。次いで
光束は対物レンズ１でコリメートされてこのレン
ズを射出し、被検眼Ｅへ入射して眼底Ｅ_fに結像
する。被検眼が正常眼の場合、スリツト５０ａの
像は光軸上に形成されるが、後述する様に、屈折
力に異常があるときにはスリツトの像は上または
下に位置ずれする。

眼底Ｅ_fで散乱反射された光束は被検眼Ｅを射
出して対物レンズ１へ入射し、共役面Ｐ上に一旦
結像し、小ミラー５６で反射後、受光レンズ５４
によつてアレイ５２にスリツト５０ａの反射像を
形成する。

第４図はアレイ５２と反射像を誇張して描いた
もので、各区画で夫々独立したホトダイオードの
多数が撮影系の光軸と平行方向に並んでいる。こ
こでアレイの例えば中央区画は、正常眼の被検者
によるスリツト反射像の形成される位置に対応
し、この区画から遠ざかるに従つて被検者の正ま
たは負の屈折力異常は強まるものとする。

上述した様にアレイ５２の中央にスリツト像が
形成された時、処理回路５７はスリツト像が中央
に在ることを検知し、撮影系を眼底Ｅ_fへ焦点合
わせするに最適なフオーカシングレンズ３の位置
を指定する信号を出力し、駆動器５８を作動させ
てフオーカシングレンズ３を所定の軸上位置に移
送する。

検者は接眼レンズ２６を覗いて撮影すべき位置
を確認し、レリーズ操作を行なえば、クイツクリ
ターンミラー２０の跳上げ及びストロボ管１３の
発光、シヤツター５の開放によりフイルム６は露
光される。

次に例えば近視の被検者あるいは被検者の屈折
力が強まつた時、スリツト像は眼底より水晶体側
の空中に形成されるから見掛上眼底がE′_fの位置
に移動する様な挙動を示す。すると眼底にスリツ
ト像を形成する光束の中心光線は光軸より上側位
置で反射する（破線で示す）から、アレイ５２上
に形成されたスリツト像の位置は移動する。この
時、アレイ上のスリツト像はピントのボケたもの
になるが、ボケたスリツト像の中心が位置する場
所を検出できれば良いわけであるから、精度上の
問題は起きない。従つて処理回路５７はフオーカ
シングレンズの在るべき位置を指定する信号を出
力し、駆動器５８はフオーカシングレンズ３を眼
底E′_fの位置に対応する位置へ移送して、眼底E′_f
とフイルム６を対物レンズ１、フオーカシングレ
ンズ３そして撮影レンズ４に関して共役とする。

なお、本例で絞り２を小ミラー５５・５６より
対物レンズ側に配置し、絞りに別に設けた開口を
通して合焦用光束を導いても良い。

第５図は別の実施例を示しており、前述した小
ミラーの替りに有孔鏡１７を利用するものであ
る。この例で新規に配設した構成要素を説明する
と、２７はスポツトミラーで、合焦検知用の光束
を反射すると共にパターン像を照明光から絶縁す
る遮平板の機能を持つ。２８はロータリーソレノ
イドで、レリーズに同期して作動するものとす
る。２９はレバーで、一端はロータリーソレノイ
ド２９の回転軸に取付けられており、他端には先
のスポツトミラー２７が光軸と45゜を成す様に固
設されている。またこのレバー２９は不図示の引
張りバネで付勢される結果、スポツトミラー２７
は照明系の光軸と交差する位置を占めており、ロ
ータリーソレノイド２９の作動はスポツトミラー
２７を発条力に抗して光路外へ退避させる。スポ
ツトミラー２７が光軸と交差する点Ｑは、リレー
レンズ１６ｂの一部と有孔鏡１７の鏡面そして対
物レンズ１に関して正常眼の眼底と共役である。
なお、有孔鏡１７の開口は円形でよい。

次に６０は投光と受光兼用の結像レンズで、こ
のレンズはマスク５０の中心と点Ｑを共役に関係
付け、また光路断面の半分を覆う鏡６２を介在さ
せてアレイ５２と点Ｑを共役に関係付ける。６１
は２孔絞り板で、この絞り板６１は結像レンズ６
０とスポツトミラー２７、リレーレンズの一部１
６ｂ、有孔鏡１７そして対物レンズ１に関して、
絞り２の対物レンズに関する共役面と共役であ
り、また２つの絞り円孔の像は絞り２の開口像の
外側になる様に寸法を設定する。以上の構成で、
スリツト５０ａを発した光束の内、２孔絞り板６
１の１方の円孔を通過した光束は結像レンズ６０
によつてスポツトミラー２７上に結像された後、
そこで反射し、リレーレンズの一部１６ｂと有孔
鏡１７を介して再結像し、対物レンズ１でコリメ
ートされて被検眼Ｅに入射し、眼底Ｅ_fに結像す
る。眼底で反射した光束は前の光路を逆行した
後、２孔絞り板６１の残りの円孔を通過し、鏡６
２で反射してアレイ５２上に収束する。アレイ５
２はスリツト像の中心を検知して、フオーカシン
グレンズ３位置を設定し直すものである。

第７図は他の例であつて、第６図の２孔絞り板
６１の替りに円孔を１つにした絞り板６３（第８
図）を使用し、また有孔鏡１７は第９図に描く通
り、切欠き１７ｂを施して小ミラー５５へ向う光
束を通過させている。一方、この例では観察用光
源１０の前方に赤外と近赤外を透過し、可視光を
遮断するフイルターＦを挿入し、また、光路曲折
鏡２２で反射した光束を撮影レンズ２３でテレビ
カメラ２４の撮影管に結像させ、赤外眼底像をテ
レビ受像器２５で可視像に替えて表示している。

本例では、スリツト５０ａを発した光束は絞り
板６３の円孔を通過し、結像レンズ６０でスポツ
トミラー２７上に結像され、リレーレンズの一部
１６ｂと有孔鏡１７の鏡面、対物レンズ１を経て
被検眼へ至り、眼底反射光は対物レンズ１と小ミ
ラー５５そして受光レンズ５４を経てアレイ５２
上に結像するものである。

以上説明した本発明によれば光位置を検出し可
動部無く合焦検出を行なうため高速で高精度の合
焦が可能となる。殊に実施例で説明した様に、対
物光学系と結像レンズ固定部との間から合焦用光
束を導光し、対物光学系を通して被検眼へ投光し
また受光する構成を採用することで、被検眼との
作動距離を短縮できるから広画角化に適し、また
絞りに隣接したレンズを移動してフオーカシング
を行なえば、レンズが小型軽量化し得るから応答
性は向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例を示す縦断面図。第２図
と第３図は各々構成要素を示す平面図。第４図は
光応答アレイとスリツト像を示す平面図。第５図
は別の実施例を示す縦断面図。第６図は構成要素
を示す平面図。第７図は他の実施例を示す縦断面
図。第８図と第９図は各々構成要素を示す平面
図。 図中、１は対物レンズ、２は絞り、３はフオー
カシングレンズ、４は撮影レンズ、５０ａはスリ
ツト、５１は照明光源、５２は光応答アレイ、５
５と５６は小ミラーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 眼底検査光学系と、合焦検知用パターンを被
   検眼眼底へ投影する投影系と、光位置を検出する
   光応答素子のアレイを有すると共に前記パターン
   の眼底反射像を前記アレイ上に導く受光系と、前
   記アレイの出力によつて前記眼底検査光学系の焦
   点合わせを行なう制御系を備えた眼底カメラ。 ２ 眼底検査光学系は対物光学系と結像光学系を
   有し、パターン投影光と眼底で反射したパターン
   反射光は対物光学系を通して投光受光し、パター
   ン投影光及び反射光は被検眼前眼部において、観
   察もしくは撮影される光束が通過する領域より外
   側の領域を通過することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の眼底カメラ。