KR101999224B1

KR101999224B1 - 내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 빔 스플리터와 선형 편광필터를 사용한 안저카메라

Info

Publication number: KR101999224B1
Application number: KR1020170086208A
Authority: KR
Inventors: 권한조; 박건형
Original assignee: 주식회사 에이아이인사이트
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-07-11
Also published as: KR20190005485A

Abstract

본 발명은 안과 검진 진단장비의 일종인 안저카메라의 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로 안저 사진(fundus photo)을 획득할 때 발생하는 다양한 형태의 내부 반사를 제거하기 위해 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter)와 선형 편광 필터(linear polarization filter)의 조합으로 안저 카메라를 구성하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 제논 램프 또는 발광 다이오드 기반의 광소스(10); 상기 광소스(10)로에서 인입된 광을 확산하는 확산렌즈(20); 상기 확산렌즈(20)에서 인입된 광을 일정 출사각으로 조사하는 조명렌즈(30); 상기 조명렌즈(30)에서 인입된 광을 반사하는 미러(40); 상기 미러(40)에서 인입된 광에서 P편광은 투과하고 S편광은 반사시키는 편광빔스플리터(50); 상기 편광빔스플리터(50)에서 인입된 광에 의해 맺힌 안저의 상을 확대하는 대물렌즈(60); 상기 대물렌즈(60)에 의해 확대된 안저의 상을 축소하는 근거리접안렌즈(70);를 포함하되, 상기 P편광만 통과하는 선형편광필터(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 빔 스플리터와 선형 편광필터를 사용한 안저카메라{POLARIZATION BEAM SPLITTER FOR PREVENTION FROM INTERNAL REFLECTION AND OFNONE-MYDRIATIC FUNDUS CAMERA WITH LINEAR POLARIZATION FILTER}

본 발명은 안과 검진 진단장비의 일종인 안저카메라의 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로 안저 사진(fundus photo)을 획득할 때 발생하는 다양한 형태의 내부 반사를 제거하기 위해 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter)와 선형 편광 필터(linear polarization filter)의 조합으로 안저 카메라를 구성하는 장치에 관한 것이다.

일반적인 안과 검진에서 사용하는 안저카메라는 안저를 조명하기 위해 동축 조명(coaxial illumination)을 사용한다. 동축 조명(coaxial illumination)은 무산동 안저카메라(Non-Mydriatic fundus camera)를 구현하기 위한 핵심적인 장치이며, 검출기의 축(Imaging axis)과 조명의 축(Illumination axis) 및 사람의 시축(Visual axis)이 일치하는 안저카메라를 의미한다.

이때 조명의 축이 검출기의 축과 일치하기 위해서는 빔 스플리터(Beam splitter) 혹은 가운데 구멍이 있는 거울(hole mirror)등을 사용하는데, 후자의 경우 제작이 어렵고, 커다란 구멍을 정밀한 광학장치에 가공하면서 주변 광학계에 발생하는 스트레스로 인해 상이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 구멍의 크기가 결정됨으로 인하여 광학계의 구조가 결정되어 유연성(flexibility)이 떨어지는 문제로 최근에는 잘 사용하지 않는다. 따라서 최근 안저카메라는 빔 스플리터(Beam splitter)를 사용하는데, 빔 스플리터(Beam splitter)는 입력된 빛을 특정 비율로 분산하는 장치로, 되돌아오는 빛에 대해서는 빛을 분산하기 때문에 검출기에 도달하는 빛이 약하고 내부 반사에 의해 발생한 잡음이 여과 없이 들어온다는 단점이 있다.

동축 조명(coaxial illumination)을 사용한 안저카메라는 조명이 통과하는 모든 광학장치에서 반사가 발생하여 검출기로 되돌아와 다양한 형태의 반사패턴을 만들어낸다. 이러한 반사는 안저카메라를 구성하는 다양한 광학 장치인 거울 및 렌즈뿐만 아니라, 인간의 눈을 구성하는 각막, 수정체, 유리체 및 망막에서도 반사가 발생한다. 이러한 반사는 원래 장치가 얻고자 하는 사진인 안저사진이 아니므로, 잡음(noise)이고 이러한 잡음은 소프트웨어 혹은 수학적 알고리즘으로 제거하기 매우 어렵다.

뿐만 아니라 이러한 잡음은 주로 광학계의 중앙부에 많이 발생하기 때문에 처음 내원한 환자들의 안저, 특히 황반부를 판독하는데 어려움을 주고 경과관찰을 하는 환자들의 안저 상태 변화를 판독하는데 방해가 되어 그 진단적 가치를 떨어뜨리는 중요한 요인이다.

반사는 동축 조명(coaxial illumination)을 사용하는 안저카메라의 경우 빔 스플리터에서 가장 먼저 발생하고 이후 대물렌즈(60)에서 발생한다. 이후 사람의 눈을 구성하는 광학 장치인 각막, 수정체, 유리체 혼탁, 망막 표층 및 시신경 유두에서 반사가 이루어진다.

특히, 이러한 반사는 비동축 조명(non-coaxial illumination)을 사용하는 저렴한 헨드헬드 안저촬영기(hand-held or portable fundus camera)에서 극대화 된다. 헨드헬드 안저촬영기의 경우 반사가 사라지는 특정 각도인 시축과 광축을 일치시키는 각도에서 안저를 촬영하는 경우가 있으며, 이 각도를 찾기 위해서 반복적으로 촬영을 하여 검사시간이 길어지거나, 산동을 하여 검진해야 하므로 환자에게 산동에 따른 다양한 불편감을 가중시키게 된다. 또한, 눈 안에서 발생하는 반사의 경우 어떠한 방법으로도 제거할 수 없는 문제가 있으며, 이러한 문제는 시판되는 고가의 안저촬영기에는 지속적으로 보고되기도 한다.

대한민국등록특허 10-1118146

본 발명은 동축 조명을 사용하는 안저카메라에서 편광 빔 스플리터와 선형 편광 필터의 조합을 사용하여 다양한 형태의 반사를 제거하고 광전달률이 높은 선명한 안저사진을 획득하는데 그 목적이 있다.

발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 제논 램프 또는 발광 다이오드 기반의 광소스(10); 상기 광소스(10)로에서 인입된 광을 확산하는 확산렌즈(20); 상기 확산렌즈(20)에서 인입된 광을 일정 출사각으로 조사하는 조명렌즈(30); 상기 조명렌즈(30)에서 인입된 광을 반사하는 미러(40); 상기 미러(40)에서 인입된 광에서 P편광은 투과하고 S편광은 반사시키는 편광빔스플리터(50); 상기 편광빔스플리터(50)에서 인입된 광에 의해 맺힌 안저의 상을 확대하는 대물렌즈(60); 상기 대물렌즈(60)에 의해 확대된 안저의 상을 축소하는 근거리접안렌즈(70);를 포함하되, 상기 P편광만 통과하는 선형편광필터(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 동축 조명(coaxial illumination)을 사용하는 안저카메라에서 편광 빔 스플리터(Polarization Beam Splitter)와 두 장의 선형 편광필터(Linear Polarization Filter)의 조합을 사용하여 다양한 형태의 내부 반사를 제거하고 선명한 안저사진을 획득할 수 있다.

또한, 본 발명은 산동 혹은 무산동 안저카메라에 모두 적용할 수 있으며, 동즉 조명 안저카메라 및 비동축 조명 안저카메라에서도 모두 적용할 수 있어 호환성이 좋은 효과가 있다.

또한, 본 발명은 빠른 시간 내에 무산동으로 잡음이 없는 안저사진을 획득함으로써 산동제의 사용을 줄여 부작용을 줄이고 진료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고가의 광학적 장치나 고가의 레이저기반 안저 촬영장치 없이도 광각으로 안저를 효과적으로 촬영할 수 있어 안과 진료 및 무산동 안저카메라에 유용하게 이용될 수 있다.

또한, 동물의 안저 사진촬영이나 혹은 협조가 어려운 소아에서 안저 촬영시 유용하게 이용될 수 있다.

도 1은 일반적인 동축 조명(Coaxial illumonation) 안저카메라의 기본구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 일반적인 동축 조명(Coaxial illumonation) 안저카메라에서 발생하는 다양한 반사의 원인을 나타낸 도면이다.
도 3은 일반적인 동축 조명(Coaxial illumonation) 안저카메라를 이용하여 촬영한 안저사진이다.
도 4는 본 발명인 편광빔스플리터(50)와 선형편광필터(80)를 포함한 안저카메라의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 나타난 본 발명의 안저카메라 구성에서 제1선평편광필터의 위치를 달리하여 나타낸 도면이다.
도 6은 편광빔스플리터(50)의 원리(A)와 비편광빔스플리터(50)의 원리(B)를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 의해 제조된 안저카메라의 평면도(A)와 사시도(B)를 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명에 의해 제조된 안저카메라를 이용하여 55° 범위의 안저를 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명에 의해 제조된 안저카메라를 이용하여 70° 범위의 안저를 촬영한 사진이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 일실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

본 발명인 내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 빔 스플리터와 선형 편광필터를 사용한 안저카메라는, 도 4에 나타난 바와 같이, 광소스(10), 확산렌즈(20), 조명렌즈(30), 미러(40), 편광빔스플리터(50), 대물렌즈(60), 근거리접안렌즈(70) 및 선형편광필터(80)로 구성된다.

먼저, 상기 광소스(10)는 제논 램프 또는 발광 다이오드 기반으로 한다. 상기 광소스(10)는 기존의 동축 조명(coaxial illumination)에 사용되는 것과 동일하므로 호환성을 증가시킬 수 있다.

상기 광소스(10)는 안저 촬영을 위해 가시광대역의 발광 다이오드를 사용할수도 있으며, 근적외선 안저 촬영을 위해 700~1000nm 범위의 방출 스펙트럼을 가지는 발광 다이오드를 사용할 수 있다. 또한 형광 안저 촬영을 위해 450~500nm 혹은 700~800nm의 좁은 스펙트럼 영역의 방출선을 갖는 발광다이오드 등 모든 종류의 발광다이오드를 사용할 수 있다.

다음으로, 상기 확산렌즈(20)는 상기 광소스(10)에서 인입된 광을 확산한다. 상기 확산렌즈(20)는 중앙부가리개(21)(imaging mask)를 포함하고 있어 상기 중앙부가리개(21)에 의해 광을 조절할 수 있다.

상기 중앙부가리개(21)는 각막반사를 최소화하기 위해 동축의 중심으로 입사하는 상기 광을 줄이기 위한 장치이다. 상기 중앙부가리개(21)의 최소크기는 상기 대물렌즈(60)의 초점거리에 따라 달라지지만 일반적으로 2.0 내지 5.0mm 가 되며, 각막 중앙부의 정점 볼록면 주변으로 조명이 입사되지 않도록 하는 핵심장치이다. 상기 중앙부가리개(21)는 스티커 방식으로 상기 확산렌즈(20)의 앞면 혹은 뒷면에 붙일 수 있으며, 유성 혹은 수성펜으로 상기 확산렌즈(20)의 중심부에 마킹할 수도 있고, 도 10에 도시한 것처럼, 마스킹구조물(11)로 중앙부를 차단할 수 있다.

상기 마스킹구조물(11)은 중앙마스크(12)와 이를 지지하는 스파이더부(13)로 구성된다. 상기 스파이더부(13)는 그 날이 1개~4개까지 다양하게 설계할 수 있으며 상기 스파이더부(13)의 날 개수가 많아질수록 안정성은 증가하지만, 광량이 감소하고 회절상이 발생하는 문제가 있다. 이러한 회절상을 줄이기 위해서 상기 스파이더부(13)는 곡선 형태로 구현이 가능하다.

다음으로, 상기 조명렌즈(30)는 상기 확산렌즈(20)에서 인입된 광을 일정 출사각으로 조사한다. 상기 조명렌즈(30)에 의해 상기 확산렌즈(20)에서 인입된 광이 더욱 선명하고 일정하게 인출되도록 한다.

다음으로, 상기 미러(40)는 상기 조명렌즈(30)에서 인입된 광을 반사한다. 상기 미러(40)는 카메라와 동축에 조명을 위치하기 위해서 필요한 구조물로, 안저카메라의 광학적 성능에는 영향을 미치지 않는다.

카메라와 수직으로 조명을 배치하는 경우 상기 미러(40)는 필요하지 않다. 또한 광소스(10)가 가시광선 및 근적외선을 포함한 한 개 이상인 경우 상기 미러(40) 대신 한 개의 빔스플리터와 두 개의 다른 광소스(10)를 사용으로 성질이 다른 두 빛을 편광 빔스플리터로 입사시킬수 있다.

상기 조명렌즈(30)에서 인입된 광의 방향을 바꾸어 하기에 설명할 편광빔스플리터(50)로 인출한다.

다음으로, 상기 편광빔스플리터(50)는 상기 미러(40)에서 인입된 광에서 P편광은 투과하고 S편광은 반사한다.

보다 구체적으로, 도 6 (A)에 나타난 바와 같이, 모든 광원은 P편광에 해당하는 광원과 S편광에 해당하는 광원이 섞여 있으며, 상기 광원은 편광빔스플리터(50)에 의해 상기 P편광에 해당하는 광은 통과하고, 상기 S편광에 해당하는 광은 광축의 90도로 꺾인 부분으로 반사된다. 한편, 도 6 (B)에 나타난 바와 같이, 비편광 빔스플리터는 편광빔스플리터(50)와 같은 원리가 적용되지 않는다.

상기 편광빔스플리터(50)는 매우 얇은 필름 재질 혹은 단일 정사각형, 직사각형 혹은 원형의 유리 재질도 가능하며, 프리즘 두 개를 결합한 정육면체(Cubic) 편광빔스플리터(50)도 사용가능하다. 특히 상기 프리즘 두 개를 결합한 정육면체(Cubic) 편광빔스플리터(50)는 경계면에서 굴절되어 다시 광축으로 입사되는 광이 작아 깨끗한 상을 얻을 수 있는 것이 장점이다.

다음으로, 상기 선형편광필터(80)는 선형으로 구비되고, 상기 P편광만 통과하도록 필터한다. 보다 구체적으로, 상기 선형편광필터(80)는 상기 P편광에 수직한 방향으로 마련되어, 상기 P편광이 가장 많이 통과하여 고순도의 순수한 P극으로 편향된 광만 통과하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 선형편광필터(80)는 제1선형편광필터(81)와 제2선형편광필터(82)로 각각 구비된다.

상기 제1선형편광필터(81)는 상기 광소스(10)와 상기 편광빔스플리터(50) 사이에 구비된다. 상기 제1선형편광필터(81)는 상기 광소스(10)와 가까울수록 상기 제1선형편광필터(81)의 크기를 줄일 수 있고, 본 발명에 의해 제조된 안저카메라의 전체 비용을 줄일 수 있다.

도 4에 나타난 바와 같이, 상기 제1선형편광필터(81)는 상기 조명렌즈(30)와 상기 미러(40) 사이에 구비될 수 있다. 상기 제1선형평광필터가 상기 조명렌즈(30)와 상기 미러(40) 사이에 구비된 경우 상기 조명렌즈(30)와 평행한 방향으로 설치되어 상기 P편광이 가장 많이 통과할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 제1선형편광필터(81)는 상기 미러(40)와 상기 편광빔스플리터(50) 사이에 구비될 수 있다. 상기 제1선형편광필터(81)가 상기 미러(40)와 상기 편광빔스플리터(50) 사이에 구비된 경우, 상기 조명렌즈(30)와 수직한 방향으로 설치되어 상기 P편광이 가장 많이 통과할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 제2선형편광필터(82)는 상기 편광빔스플리터(50)와 상기 근거리접안렌즈(70) 사이에 구비된다. 상기 제2선형편광필터(82)는 상기 편광빔스플리터(50) 사이의 거리가 멀수록 상기 제2선형편광필터(82)의 크기를 줄일 수 있으나, 상기 거리가 멀어질수록 본 발명에 의해 제조된 안저카메라 전체의 광경로가 증가하는 단점이 있다. 또한, 상기 제2선형편광필터(82)는 상기 편광빔스플리터(50) 바로 뒷면부터 카메라의 이미징센서 바로 앞면 어디든 배치할 수 있다.

상기 선형편광필터(80)의 크기를 가장 줄일 수 있는 방법은 카메라에 포함되어 있는 상기 이미징센서 바로 앞면에 상기 이미지센서의 크기만큼 부착시키는 것이다. 일례로, 상기 이미징센서가 1inch인 경우 상기 선형편광필터(80)는 지름 1inch를 사용할 수 있고, 상기 이미징센서가 1/2inch인 경우 상기 선형편광필터(80)는 지름 1/2inch를 사용할 수 있다.

도 6 (A)에서 상기 편광빔스플리터(50)의 원리에 나타난 바와 같이, 상기 제1선형편광필터(81)를 상기 편광빔스플리터(50) 앞에 위치한 뒤, 상기 P편광에 해당하는 빛만 통과하도록 위치시키면 가장 많은 광량이 망막으로 조사되고, 상기 S편광에 해당하는 빛만 통과하도록 위치시키면 망막으로 조사되는 광이 차단된다. 따라서 상기 제1선형편광필터(81)는 광량을 조절하는 장치인 동시에 순수한 상기 P편광만 안저에 조사되는 역할을 한다.

또한, 상기 편광빔스플리터(50)를 통과한 P편광이 상기 편광빔스플리터(50) 앞에 있는 광학적 매질에 의해 반사되어 돌아오는 경우, 광이 반사하면 위상이 180°로 바뀌면서 P편광이 S편광으로 바뀌는 원리에 의해, S편광으로 변하게 된다. 상기 S편광으로 변한 광의 반사는 상기 편광빔스플리터(50)에서 모두 90°로 반사되어 검출기로 들어올 수 없다. 마찬가지로 광학적 매질인 안저에서 다양한 경로로 난반사가 일어나면서 P편광으로 조사된 광원의 일부는 S편광으로 반사되고 일부는 P편광으로 반사되어 상기 P편광만 상기 편광빔스플리터(50)를 통과한다.

상기 편광빔스플리터(50)를 통과한 상기 P편광은 상기 제2선형편광필터(82)를 통과함으로써 고순도의 상기 P편광 망막 영상만 검출기에 전달되고 다양한 반사로 인한 노이즈를 높은 제거율로 차단할 수 있다.

다시 말해서, 제 1선형편광필터 (81)과 제 2선형편광필터 (82)는 극성이 일치하여 고순도의 P 편광 빛만 투과하는 것이 바람직하다. 상기 고순도의 정의는 제 1선형 편광필터와 제 2선형편광필터와 직교하는 빛의 제거율은 약 0.1% 미만(< 1/1000)되어어야 반사음영이 안저사진에서 사라지게 되며, 이는 대부분의 CCD 혹은 CMOS 카메라의 ADC 해상도가 12비트이고, 디지털 영상처리를 위해 1비트 측정오차내로 줄이기 위해서는 1/1024 이하의 제거율(rejection ratio)을 가져야만 하기 때문이다. 이를 위해서 제품 출시전 두 선형편광필터와 편광빔스플리터간 각 틀어짐(angle misalignment)는 2-6 rad (약 1.8도) 이내가 되도록 확인해야 한다.

상기 선형편광필터(80) 또한 매우 얇은 필름 재질, 정사각형 혹은 직사각형 유리 재질 모두 사용이 가능하다. 상기 필름 재질은 두께가 얇고 비용이 저렴한 장점이 있는 반면 휘어지기 쉬워 전체 안저카메라의 광학적 성질을 변경시킬 수 있고, 열에 변형되거나 손상될 수 있는 단점이 있지만 가격이 저렴한 장점이 있다.

다음으로, 상기 대물렌즈(60)는 상기 편광빔스플리터(50)에서 인입된 광이 안저로 인입된 후 상기 안저의 내부가 맺힌 상을 확대한다. 다음으로, 상기 근거리접안렌즈(70)는 상기 대물렌즈(60)에 의해 확대된 안저의 상을 축소하여 사용자가 상기 안저의 상을 확인한다.

하기는 도 1 내지 도 3을 이용하여 일반적인 동축 조명(coaxial illumination) 안저카메라의 문제점을 확인하고자 한다.

ㄱ. 일반적인 동축 조명 안저카메라의 구성

도 1은 일반적인 동축 조명(coaxial illumination) 안저카메라의 기본 구성을 나타내었다. 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 편광빔스플리터(50)는 안저를 조영하기 위한 조명과 조영된 안저의 상이 같은 축에 존재하도록 하는 핵심장치이다. 그러나 기존의 동축 조명 안저카메라는 상기 편광빔스플리터(50)를 통과하면서 많은 빛이 소실되고 내부에 발생한 다양한 반사로 인한 광잡음이 여과없이 검출기로 들어온다.

ㄴ. 일반적인 동축 조명 안저카메라에서 발생되는 다양한 광반사

도 2는 일반적인 동축 조명(coaxial illumination) 안저카메라에서 발생할 수 있는 다양한 반사의 원인과 문제점을 나타내었다. 화살표 a는 상기 편광빔스플리터(50)에 발생하는 반사이고, 화살표 b는 상기 대물렌즈(60)에 의한 반사이다. 화살표 c는 각막에서 발생하는 반사이다. 화살표 d는 수정체에서 발생하는 반사이다. 화살표 e는 유리체 및 망막에서 일어나는 전반사이다. 상기 a ~ e의 반사로 인해 안저 사진을 촬영하면 다양한 반사 패턴이 나타나, 의사가 환자의 안저를 확인하는데 많은 혼란을 가중한다. 뿐만 아니라 상기 편광빔스플리터(50)의 투과율 대비 전달율이 50%라면 상기 편광빔스플리터(50)에서 공급되는 광에너지의 반만 안저로 전달되고 상기 안저에서 전달되는 광의 반만 검출기로 전달되는 문제점이 있다.

ㄷ. 일반적인 동축 조명(Coaxial illumonation) 안저카메라를 이용하여 촬영한 안저사진

도 3은 일반적인 동축 조명(Coaxial illumonation) 안저카메라를 이용하여 촬영한 안저사진을 나타낸 것으로, 도 2에 나타낸 반사의 실체를 사진으로 확인할 수 있다. 도 2와 마찬가지로, 화살표 a는 상기 편광빔스플리터(50)에 발생하는 반사이고, 화살표 b는 상기 대물렌즈(60)에 의한 반사이다. 화살표 c는 각막에서 발생하는 반사이다. 화살표 d는 수정체에서 발생하는 반사이다. 화살표 e는 유리체 및 망막에서 일어나는 전반사이다. 상기 a ~ e로 나타낸 반사는 환자의 눈의 위치나 광학계와 시축의 각도가 변하면 그 패턴이 예측할 수 없게 바뀌므로, 소프트웨어로 제거할 수 없어 장비의 진단적 가치를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명에 의해 제조된 내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 빔 스플리터와 선형 편광필터를 사용한 안저카메라를 구현하여 도 7에 나타내었고, 본 발명을 이용하여 안저 사진을 촬영하여 도 8 내지 도 9에 나타내었다.

먼저, 도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 안저카메라는 다양한 대물렌즈(60)를 이용하여 조영할 수 있는 안저의 범위가 설정 가능하고, 상기 안저카메라로 전면에 걸쳐 반사가 없는 안저 사진을 획득할 수 있다.

도 8은 본 발명인 안저카메라를 이용하여 실제 촬영한 안저 사진으로, 55° 범위의 안저 사진이고, 도 9는 70° 범위의 안저 사진이다. 도 8 내지 도 9를 통해, 대부분의 망막 질환을 평가하거나 건강검진 목적으로 안저를 촬영하는데 충분한 범위의 위치를 촬영할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 3과 비교할 때 일반적인 동축 조명 안저카메라에서 나타난 다양한 형태의 반사 패턴이 전혀 나타나지 않음을 확인할 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10. 광소스
11. 마스킹구조물
12. 중앙마스크
13. 스파이더부
20. 확산렌즈
21. 중앙부가리개
30. 조명렌즈
40. 미러
50. 편광빔스플리터
60. 대물렌즈
70. 근거리접안렌즈
80. 선형편광필터
81. 제1선형편광필터
82. 제2선형편광필터
90. 이미징센서

Claims

조명을 발광하는 광소스(10);
상기 광소스(10)에서 인입된 광을 확산하되, 각막에서 반사를 최소화하기 위해 동축 중심으로 입사하는 광을 줄이고, 상기 각막 중앙부의 정점 볼록면 주변으로 조명이 입사되지 않도록 막는 중앙부가리개(21)가 더 마련되는 확산렌즈(20);
상기 확산렌즈(20)에서 인입된 광을 일정 출사각으로 조사하는 조명렌즈(30);
상기 조명렌즈(30)에서 인입된 광을 반사하는 미러(40);
프리즘 두 개를 결합한 정육면체(cubic) 형태로 마련되고, 상기 미러(40)에서 인입된 광에서 P편광은 투과하고 S편광은 반사시키는 편광빔스플리터(50);
상기 편광빔스플리터(50)에서 인입된 광에 의해 맺힌 안저의 상을 확대하는 대물렌즈(60);
상기 대물렌즈(60)에 의해 확대된 안저의 상을 축소하는 근거리접안렌즈(70);를 포함하되,
상기 P편광만 통과하는 선형편광필터(80);를 더 포함하되,
상기 선형편광필터(80)는,
상기 조명렌즈(30)와 상기 미러(40) 사이에서 상기 조명렌즈(30)와 평행한 방향으로 구비되는 제1선형편광필터(81);와,
상기 편광빔스플리터(50)와 상기 근거리접안렌즈(70) 사이에 구비되고, 카메라의 이미지센서(90)와 동일한 크기로 마련되는 제2선형편광필터(82);로 각각 마련되며,
제1선형편광필터(81) 및 제2선형편광필터(82)와 상기 편광빔스플리터(50) 간의 각 틀어짐(angle misalignment)은 2-6 rad 이내이고,
상기 중앙부가리개(21)는,
중공형의 마스킹구조물(11)과 상기 중공형 중앙에 원형으로 마련된 중앙마스크(12) 및 상기 중앙마스크(12)와 상기 마스킹구조물(11)을 연결하여 상기 중앙마스크(12)를 지지하는 스파이더부(13)로 마련되는 것을 특징으로 하는 내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 빔 스플리터와 선형 편광필터를 사용한 동축 조명 안저카메라.
제1항에 있어서,
상기 제1선형편광필터(81)는,
상기 미러(40)와 상기 편광빔스플리터(50) 사이에서 상기 조명렌즈(30)와 수직한 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 빔 스플리터와 선형 편광필터를 사용한 동축 조명 안저카메라.
제1항에 있어서,
제1선형편광필터(81)과 제2선형편광필터(82)는 극성이 일치하여 상기 제1선형편광필터(81)와 제2선형편광필터(82)가 직교하는 빛의 제거율이 0.1% 미만인 고순도의 P 편광 빛만 투과시키는 것을 특징으로 하는 내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 빔 스플리터와 선형 편광필터를 사용한 동축 조명 안저카메라.
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