| 【発明の名称】 |
眼科撮影装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 嘉裕
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| 【要約】 |
【課題】合焦作業開始時の合焦の程度のみに基づいて合焦作業を完了させ、合焦作業を迅速に行うこと等のできる眼科撮影装置を提供する。
【解決手段】被検眼１を撮影する撮影光学系１０と、撮影光学系１０に被検眼１の像を合焦させる合焦レンズ３１と、撮影光学系１０における被検眼１の像の合焦状態からのピントのずれ量を検出する２分割受光器４８とを備えた眼科撮影装置において、合焦のために必要な合焦レンズ３１の移動量を、ピントのずれ量に対応して記憶する移動量記憶部と、２分割受光器４８にて検出されたピントのずれ量に対応する移動量を移動量記憶部から読出し、該読出された移動量に基づいて合焦レンズ３１を駆動する合焦レンズ駆動部とを備えた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】被検眼を撮影する撮影手段と、前記撮影手段に前記被検眼の像を合焦させる合焦レンズと、前記撮影手段における前記被検眼の像の合焦状態からのピントのずれ量を検出する合焦状態検出手段と、を備えた眼科撮影装置において、合焦のために必要な前記合焦レンズの移動量を、前記ピントのずれ量に対応して記憶する移動量記憶手段と、前記合焦状態検出手段にて検出されたピントのずれ量に対応する移動量を前記移動量記憶手段から読出し、該読出された移動量に基づいて前記合焦レンズを駆動する合焦レンズ駆動手段と、を備えたことを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項２】前記合焦状態検出手段は、前記合焦状態からのピントのずれ量を検出するための測定光を前記被検眼に照射する光源と、第１の検出部と第２の検出部とを有し、前記被検眼で反射された前記測定光を受光する２分割光量検出手段と、前記第一の検出部にて検出された受光量と、前記第二の検出部にて検出された受光量との差分を算出する差分算出手段とを有し、前記移動量記憶手段は、前記差分を解消するために必要な前記合焦レンズの移動量を前記差分に対応して記憶し、前記合焦レンズ駆動手段は、前記差分算出手段にて算出された差分に対応する移動量を前記移動量記憶手段から読出し、該読出した移動量だけ前記合焦レンズを駆動すること、を特徴とする請求項１記載の眼科撮影装置。
【請求項３】被検眼を撮影する撮影手段と、前記撮影手段に前記被検眼の像を合焦させる合焦手段と、を備えた眼科撮影装置において、前記撮影手段による撮影が完了したか否かを判別する撮影完了判別手段と、前記合焦手段による合焦が完了したか否かを判別する合焦完了判別手段と、前記合焦完了判別手段にて前記合焦手段による合焦が完了したことが判別された時、前記撮影完了判別手段にて前記撮影手段による撮影の完了が判別されるまで、前記合焦手段による再度の合焦動作を中止させる合焦中止手段と、を備えたことを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項４】被検眼を撮影するための撮影光学系と、前記被検眼に合焦状態からのピントのずれ量を検出するための測定光を照射する合焦用光源と、前記撮影手段における前記被検眼の像の合焦状態からのピントのずれ量を検出する合焦状態検出手段と、を備えた眼科撮影装置において、前記撮影光学系の光軸から分離した第２の光軸上に配置した前記合焦用光源からの合焦光を前記撮影光学系を介して前記被検眼に導くと共に、前記撮影光学系を介して前記被検眼から反射された合焦光を前記第２の光軸上に導き、かつ前記被検眼の像を反射又は透過させる波長分離手段と、前記波長分離手段と前記合焦用光源との間に配置され、前記合焦用光源からの合焦光を前記波長分離手段に導くと共に、前記波長分離手段にて前記第２の光軸上に導かれた合焦光を、前記合焦用光源から前記波長分離手段に至る光路とは異なる光路にて前記合焦状態検出手段に導く空間分離手段と、を備えたことを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項５】前記被検眼を照明する照明手段と、前記撮影手段の光軸上に配置され、前記照明手段の照明光を前記被検眼に向け反射する穴開ミラーとを有し、前記穴開きミラーは、前記被検眼の像を通過させる第一の開口部と、前記合焦用光源からの合焦光を通過させる第二の開口部とを有することを特徴とする請求項４記載の眼科撮影装置。
【請求項６】前記照明手段は、前記穴開きミラーに投光する照明光を所定範囲に規制するリングダイヤフラムを有し、前記リングダイヤフラムは、前記穴開きミラーの反射面の、第二の開口部を除く前記第一の開口部の周囲にのみ照明光を投光する開口部を有してなることを特徴とする請求項５記載の眼科撮影装置。
【請求項７】被検眼の像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段に対する前記被検眼の像の合焦の程度を判断するための基準となる合焦光を前記被検眼に投光する合焦用光源と、前記合焦用光源にて投光された合焦光を自己の開口部を通過させて所定形状とする、前記撮影手段における撮影面と略共役位置に配置されたピント指標と、を備えた眼科撮影装置において、前記ピント指標の開口部を、前記合焦光の光軸上に位置する部分から離れるにつれ、前記合焦光の光強度が減衰する程度に応じて幅が広がる形状としてなることを特徴とする眼科撮影装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、眼底カメラなど、被検眼の眼底像の撮影を行なうための眼科撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、眼科医において、被検眼の眼底を照明すると同時に、眼底で反射した光束を取り出して、これを撮影する眼底カメラが広く用いられている。このような眼底カメラにおいて適切な撮影を行うためには、撮影に先立って、被検眼と眼底カメラとの相対位置を適正位置とするアライメント作業、被検眼を所定の方向に固定する固視作業及び被検眼の眼底の像を撮影手段に合焦させる合焦作業を行う必要がある。
【０００３】このため、まず検者は、照明された被検者の像を観察しながら、眼底カメラを検者の眼前に概略的に位置させる。そして、アライメントを行うためのアライメント用指標、固視を行うための固視用指標及び合焦を行うためのピント用指標を被検者に投影する。これらピント用指標とアライメント用指標の反射光は眼底像に重ね合わせて表示され、検者は、アライメント用指標が所定位置に来るようにアライメントの調整を行う。そして被検者に固視用指標を見るように指示して固視を行わせた後、ピント指標を観察しながら合焦を行う。そして最後に、撮影用のレリーズボタンを押し、所望の眼底画像を撮影していた。また近年、これら合焦作業、固視作業及びアライメント作業は、操作性向上の要望から自動化が進められており、これら各作業を自動的に行うことのできる眼底カメラが提案され用いられている。
【０００４】このような従来の眼底カメラのうち、合焦作業を自動化した眼底カメラの光学系の一例を図７に示す。この図７において、眼底カメラは、主として被検眼１の眼底を照明するための照明光学系２００、被検眼１の眼底の像を撮影するための撮影光学系２１０及び被検眼１の眼底の像を後述する撮影用ＣＣＤ２１３に合焦させるための合焦光投影光学系２２０及び合焦受光光学系２３０とから構成されている。
【０００５】照明光学系２００は、照明用光源２０１から発せられる照明光を、不可視光のみを透過するフィルタ２０８、レンズ２０９、ミラー２０２、照明光を散乱光の生じない所定範囲に絞るスリット２１４、レンズ２１５及びミラー２０３を介して被検眼１に導き、該被検眼１からの反射光をレンズ２１７、可動ミラー２０４、レンズ２１８、２１９及びハーフミラー２２７を介して観察用ＣＣＤ２０５に導く。該観察用ＣＣＤ２０５にて受光された反射光は図示しないモニタに被検眼１の眼底像として表示される。撮影光学系２１０は、撮影用光源２１１から発せられる撮影光を、フィルタ２０６、レンズ２０７等を介して被検眼１に導き該被検眼１からの反射光を合焦レンズ２１２を介して撮影用ＣＣＤ２１３に合焦させ、該撮影用ＣＣＤ２１３にて撮影する。
【０００６】合焦光投影光学系２２０は、合焦用光源２２１から発せられる合焦光をピント指標２２２の開口部を通過させることによって該開口部に対応した形状に絞り、この絞られた合焦光を、ミラー２２６、被検眼１から合焦レンズ２１２に至る光軸上に配置したハーフミラー２２３及び絞り２１６を介して被検眼１に導く。該被検眼１にて反射された合焦光はハーフミラー２２３、合焦レンズ２１２及び可動ミラー２０４を介して、ハーフミラー２２７及び２分割受光器２２５にて構成される合焦受光光学系２３０に導かれる。
【０００７】ここで、ピント指標２２２と撮影用ＣＣＤ２１３とは互いに共役となるように合焦レンズ２１２とピント指標２２２が連動する構成となっており、被検眼１の眼底と撮影用ＣＣＤ２１３が互いに共役となるように合焦レンズ２１２が位置していれば、ピント指標２２２は、ピントを結んだ状態すなわち合焦の程度が適正な状態で２分割受光器２２５の光軸中央に位置する。このため、２分割受光器２２５に対する合焦光の合焦程度を検出し、この合焦程度を適正化することによって、撮影用ＣＣＤ２１３に対する被検眼の像の合焦程度を適正化することができる。
【０００８】この２分割受光器２２５には２つの受光器２２５ａ、２２５ｂが設けられており、これら受光器２２５ａ、２２５ｂは、合焦の程度が適正な状態で、各受光器２２５ａ、２２５ｂにて受光された合焦光の光量が互いに等しくなるように配置されている。また合焦の程度は、合焦レンズ２１２をその光軸に沿って移動させることで調節可能である。したがって各受光器２２５ａ、２２５ｂにて受光された合焦光の光量を比較し、該光量が等しくなくなるまで合焦レンズ２１２を駆動することにより合焦作業が自動的に行われる。このような従来の自動合焦作業は、眼底カメラの電源が投入されると、若しくは自動合焦装置の電源が投入されると開始され、電源がＯＦＦになるまで継続して行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の眼底カメラにおいては、２分割受光器２２５の各受光器２２５ａ、２２５ｂにて受光された合焦光の光量差がなくなるまで合焦レンズ２１２を移動させ、合焦を行っていたので、常に合焦光の光量を検出している必要がある。したがって、瞬きが多かったり動きが激しかったりする場合には、誤信号に基づく不要な合焦作業を行ってしまい、合焦作業がなかなか終了しないという問題があった。
【００１０】また従来の眼底カメラにおいては、合焦作業が継続して行われていたので、一旦合焦状態が得られても、アライメント作業等によって、眼底カメラが動いた場合等には、再度合焦作業が開始されてしまい、合焦作業が一旦完了したにも関わらず、合焦状態が安定しないという問題があった。
【００１１】さらに上記の如き眼底カメラにおいては、被検眼１から撮影用ＣＣＤ２１３に至る光軸上に配置したハーフミラー２２３を介して、合焦光を被検眼１に導いており、また被検眼１からの反射光をやはりハーフミラー２２３を介して２分割受光器２２５に導いているので、合焦光や被検眼１からの反射光がハーフミラー２２３を透過する際に減衰してしまい、受光作業が検知されるのに不十分な光量であったり、撮影像が暗くなるという問題があった。
【００１２】また従来の眼底カメラにおいては、図６に示すように、ピント指標２２２の開口部２２２ａが単に一定幅の長方形に形成されていた。したがって、例えば開口部２２２ａの中央に合焦光の光軸を位置させた場合には、この中央を通過して受光器にて受光された合焦光の光強度は最も強くなる一方、端部を通過して受光された合焦光の光強度は弱くなっていた。すなわち図６に示すように、開口部２２２ａの合焦光の光軸上に位置する部分をＰ３とし、該Ｐ３よりも開口部２２２ａの長手方向に距離Ｌ２隔てた部分をＰ４とし、部分Ｐ４を通過する合焦光の光強度が部分Ｐ３を通過する合焦光の光強度に対し１０％減衰しているとすると、図６の右側上部のグラフに示すように（横軸を受光した合焦光の光強度、縦軸を開口部２２２ａの長手方向の距離とする）、幅Ｗ４を通過して受光された合焦光の光強度Ｋ３は幅Ｗ３を通過して受光された合焦光の光強度Ｋ２に比べて１０％小さくなり、開口部２２２ａの全体に渡り、合焦光の光度が曲線的に変化し、図６の右側下部のグラフに示すように、ピントのずれ量が大きいほど受光器の出力差の変化量が小さくなった。すなわち、ピントのずれ量が大きいほど検出精度が悪くなった。したがって、ピントのずれ量が大きいほど合焦作業を繰り返し行う必要があった。
【００１３】このような従来の眼底カメラにおける問題点を解決するために本発明は、合焦作業開始時の合焦の程度のみに基づいて合焦作業を完了させ、合焦作業を迅速に行うことのできる眼底カメラを提供することを目的とする。さらに本発明は、一旦完了した合焦作業が不用意に再開することを防止し、合焦作業の安定化を図ることのできる眼底カメラを提供する。しかも本発明は、ハーフミラーを必要とすることなく構成し、合焦光や撮影光の光量減少の少ない眼底カメラを提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような従来の眼底カメラにおける問題点を解決するため請求項１記載の本発明は、被検眼を撮影する撮影手段と、前記撮影手段に前記被検眼の像を合焦させる合焦レンズと、前記撮影手段における前記被検眼の像の合焦状態からのピントのずれ量を検出する合焦状態検出手段とを備えた眼底カメラにおいて、合焦のために必要な前記合焦レンズの移動量を、前記ピントのずれ量に対応して記憶する移動量記憶手段と、前記合焦状態検出手段にて検出されたピントのずれ量に対応する移動量を前記移動量記憶手段から読出し、該読出された移動量に基づいて前記合焦レンズを駆動する合焦レンズ駆動手段とを備えたことを特徴として構成されている。
【００１５】また請求項２記載の本発明は、請求項１記載の本発明において、前記合焦状態検出手段は、前記合焦状態からのピントのずれ量を検出するための測定光を前記被検眼に照射する光源と、第１の検出部と第２の検出部とを有し、前記被検眼で反射された前記測定光を受光する２分割光量検出手段と、前記第一の検出部にて検出された受光量と、前記第二の検出部にて検出された受光量との差分を算出する差分算出手段とを有し、前記移動量記憶手段は、前記差分を解消するために必要な前記合焦レンズの移動量を前記差分に対応して記憶し、前記合焦レンズ駆動手段は、前記差分算出手段にて算出された差分に対応する移動量を前記移動量記憶手段から読出し、該読出した移動量だけ前記合焦レンズを駆動することを特徴として構成されている。
【００１６】また請求項３記載の本発明は、被検眼を撮影する撮影手段と、前記撮影手段に前記被検眼の像を合焦させる合焦手段とを備えた眼底カメラにおいて、前記撮影手段による撮影が完了したか否かを判別する撮影完了判別手段と、前記合焦手段による合焦が完了したか否かを判別する合焦完了判別手段と、前記合焦完了判別手段にて前記合焦手段による合焦が完了したことが判別された時、前記撮影完了判別手段にて前記撮影手段による撮影の完了が判別されるまで、前記合焦手段による再度の合焦動作を中止させる合焦中止手段とを備えたことを特徴として構成されている。
【００１７】また請求項４記載の本発明は、被検眼を撮影するための撮影光学系と、前記被検眼に合焦状態からのピントのずれ量を検出するための測定光を照射する合焦用光源と、前記撮影手段における前記被検眼の像の合焦状態からのピントのずれ量を検出する合焦状態検出手段とを備えた眼科撮影装置において、前記撮影光学系の光軸から分離した第２の光軸上に配置した前記合焦用光源からの合焦光を前記撮影光学系を介して前記被検眼に導くと共に、前記撮影光学系を介して前記被検眼から反射された合焦光を前記第２の光軸上に導き、かつ前記被検眼の像を反射又は透過させる波長分離手段と、前記波長分離手段と前記合焦用光源との間に配置され、前記合焦用光源からの合焦光を前記波長分離手段に導くと共に、波長分離手段にて前記第２の光軸上に導かれた合焦光を、前記合焦用光源から前記波長分離手段に至る光路とは異なる光路にて前記合焦状態検出手段に導く空間分離手段とを備えたことを特徴として構成されている。
【００１８】また請求項５記載の本発明は、請求項４記載の本発明において、前記被検眼を照明する照明手段と、前記撮影手段の光軸上に配置され、前記照明手段の照明光を前記被検眼に向け反射する穴開ミラーとを有し、前記穴開きミラーは、前記被検眼の像を通過させる第一の開口部と、前記合焦用光源からの合焦光を通過させる第二の開口部とを有することを特徴として構成されている。
【００１９】また請求項６記載の本発明は、請求項５記載の本発明において、前記照明手段は、前記穴開きミラーに投光する照明光を所定範囲に規制するリングダイヤフラムを有し、前記リングダイヤフラムは、前記穴開きミラーの反射面の、第二の開口部を除く前記第一の開口部の周囲にのみ照明光を投光する開口部を有してなることを特徴として構成されている。
【００２０】また請求項７記載の本発明は、被検眼の像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段に対する前記被検眼の像の合焦の程度を判断するための基準となる合焦光を前記被検眼に投光する合焦用光源と、前記合焦用光源にて投光された合焦光を自己の開口部を通過させて所定形状とする、前記撮影手段における撮影面と略共役位置に配置されたピント指標とを備えた眼科撮影装置において、前記ピント指標の開口部を、前記合焦光の光軸上に位置する部分から離れるにつれ、前記合焦光の光強度が減衰する程度に応じて幅が広がる形状としてなることを特徴として構成されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態の眼底カメラの光学系の構成図、図２は図１の光学系の要部の光学経路を説明するための構成図、図３は図１の光学系の要部拡大斜視図、図４は眼底カメラの電気的構成を示したブロック図、図５は図１の光学系の要部を説明するための説明図である。図１において、眼底カメラは、主として、被検眼１の眼底を照明するための照明光学系１０、被検眼１の眼底像を撮影するための撮影光学系３０及び被検眼の像を後述する撮影用ＣＣＤ３２に合焦させるための合焦光学系４０とから構成されている。
【００２２】照明光学系１０は、図１に示すように、照明用光源１１、７５０ｎｍ以上の光を透過する赤外線透過フィルタ１２、レンズ１３〜１５、８５０ｎｍ以上の光を反射する波長分離ミラー６２、リングダイヤフラム１６、穴開きミラー１７、８５０ｎｍ以下の光を反射する波長分離ミラー１８及び観察用ＣＣＤ１９を備えて構成されている。
【００２３】照明用光源１１から発し赤外線透過フィルタ１２を通過した照明光は、レンズ１３、１４を通り、リングダイヤフラム１６に達する。このリングダイヤフラム１６は、図３（ｂ）に示すように、略馬蹄形の開口部１６ａを備えるもので（馬蹄形とする理由については後述する）、この開口部１６ａを介してのみ光を通過させて、光を所定範囲に規制するものである。ここでは、被検眼１の角膜中心に投光される照明光を遮断する一方、角膜周辺に投光される照明光のみを通過させることれより、角膜中心に投光された場合に生ずるノイズ光の発生を防止している。このように規制された照明光は、図１に示すように、レンズ１５を通り、穴開きミラー１７に導かれる。
【００２４】この穴開きミラー１７は、図３（ａ）に示すように、その中心に開口部１７ａを有し、この開口部１７ａを介して光を透過させると共に、非開口部１７ｂにおいて光を反射する。この非開口部１７ｂにて反射された照明光は、図１に示すように、対物レンズ２を介して被検眼１の眼底に導かれる。そして、該眼底で反射された照明光は、対物レンズ２、穴開きミラー１７の開口部１７ａ、後述する合焦レンズ３１を経て、後述する波長分離ミラー４６で反射され、波長分離ミラー４７を透過して、波長分離ミラー１８で反射され、観察用ＣＣＤ１９に導かれる。観察用ＣＣＤ１９に導かれた照明光は、図示しないモニタにて表示され眼底像として検者に照明される。
【００２５】撮影光学系３０は、図１に示すように、合焦レンズ３１、撮影用ＣＣＤ３２及び撮影用光源３３を備えて構成されている。この撮影用光源３３は照明光学系１０の光軸上に配置され、該撮影用光源３３から発せられた撮影光が８５０ｎｍ以下の光を透過する波長分離ミラー６２及びリングダイヤフラム１６を通った後、穴開きミラー１７の非開口部１７ｂにて反射され、被検眼１の眼底に導かれる。被検眼１の眼底にて反射された撮影光、すなわち被検眼１の眼底像は、穴開きミラー１７の開口部１７ａ、合焦レンズ３１を介して７５０ｎｍ以下の光を透過する波長分離ミラー４６を通った後、撮影用ＣＣＤ３２に導かれ、該撮影用ＣＣＤ３２にて撮影される。
【００２６】合焦光学系４０は、図１に示すように、９００ｎｍの合焦光を発する合焦用光源４１、ピント指標４２、レンズ４３、４４、小ミラー４５、７５０ｎｍ以下の光を透過する波長分離ミラー４６、８５０ｎｍ以上の光を反射する波長分離ミラー４７及び２分割受光器４８から構成されている。まず合焦用光源４１より合焦の程度を判断するための基準となる合焦光が投光される。この合焦光はピント指標４２の開口部４２ａを通過することによって、該開口部４２ａに対応した形状（この形状については後述する）に絞られる。ここで、合焦用光源４１は小ミラー４５の反射面と共役位置に配置されており、開口部４２ａを通過した合焦光はレンズ４３を介して小ミラー４５にて反射される。そして合焦光は波長分離ミラー４７、４６にて反射され、合焦レンズ３１、を介して穴開きミラー１７に導かれる。
【００２７】図３に示すように穴開きミラー１７には、上記開口部１７ａ近傍に開口部１７ｃが設けられており、合焦光はこの開口部１７ｃを介して被検眼１の眼底に導かれる（この開口部１７ｃについては後述する）。被検眼１の眼底にて反射された合焦光は、図１に示すように、穴開きミラー１７の開口部１７ａ、合焦レンズ３１、波長分離ミラー４６、４７を介して２分割受光器４８に導かれる。
【００２８】ここで、ピント指標４２と撮影用ＣＣＤ３２と２分割受光器４８とは互いに共役に配置されており、被検眼１の眼底と撮影用ＣＣＤ３２が互いに共役となるように合焦レンズ３１が位置していれば、ピント指標４２がピントを結んだ状態すなわち合焦の程度が適正な状態で２分割受光器４８にて受光される。また、ピント指標４２は２分割受光器４８の光軸中央に位置するように配置されている。このため、２分割受光器４８に対するピント指標像の合焦の程度を検出し、この合焦の程度を適正化することによって、撮影用ＣＣＤ３２に対する被検眼１の像の合焦の程度を適正化することができる。
【００２９】この２分割受光器４８には２つの受光器４８ａ、４８ｂが設けられており、これら受光器４８ａ、４８ｂは、合焦の程度が適正な状態では合焦光が受光器４８ａ、４８ｂの中央に位置し、合焦の程度が非適正な状態では、そのずれの程度に応じて受光器４８ａ、４８ｂのいずれか一方の側にずれて位置するように配置されている。例えば、受光器４８ａ、４８ｂにて受光された合焦光の光量（以下、単に「受光量」とする）をそれぞれＱ１、Ｑ２とすれば、前側焦点時にはＱ１＞Ｑ２、後側焦点時にはＱ１＜Ｑ２、合焦適正時にはＱ１＝Ｑ２となる。この合焦の程度は従来と同様に合焦レンズ３１をその光軸方向に移動させることによって調整可能であり、この合焦レンズ３１の移動によって、Ｑ１＝Ｑ２とすることで合焦作業が行われる。この合焦作業の詳細については後述する。
【００３０】なお本眼底カメラには、図１に示すように、アライメントを行うため９００ｎｍのアライメント光を発するアライメント用光源６０、固視を行うため６００ｎｍの固視光を発する固視用光源６１が設けられている。アライメント用光源６０から発生せられたアライメント光は、被検眼１にて反射され、穴開きミラー１７に反射され、リングダイヤフラム１６の開口部１６ａを経て、８５０ｎｍ以上の光を反射する波長分離ミラー６２にて反射され、レンズ６４、８５０ｎｍ以下の光を反射する波長分離ミラー１８を介して観察用ＣＣＤ１９に導かれる。このように観察用ＣＣＤ１９に導かれたアライメント光を検者が観察し、アライメント用指標が図示せぬモニタ上で所定位置となるように眼底カメラの被検眼位置に対する位置合わせ調整を行う。また固視用光源６１から発せられた固視光は、リングダイヤフラム１６上に設けた小ミラー６３、穴開きミラー１７を介して被検眼１に導かれ、該固視光を被検者に見せることによって固視作業が行われる。
【００３１】上記のように構成された光学系の中で、特に本実施形態における特徴的な部分について以下説明する。まず本実施形態においては、光量の減少を引き起こすハーフミラーを使用しない構成で、あるいは眼底カメラの消費電力の増加、複雑化及び振動を引き起こす原因となる電動可動鏡（クイックリターンミラー）を使用しない構成で、無散瞳眼底撮影に必要な、撮影部位を固定するための固視点の被検者への提示、観察だけでは不十分なアライメント検出精度を補うための検者へのアライメント指示、観察だけでは不十分なピント検出に代わる自動ピント合わせ、不可視光による観察及び可視光による撮影を実現している。
【００３２】このうち、まず固視点の被検者への提示を行うための構成について具体的に説明する。図１において、固視用光源６１と小ミラー６３、小ミラー６３と穴開きミラー１７、固視用光源６１と被検眼瞳、及び、固視用光源６１が照明する図示しない固視指標と被検眼１の眼底は、それぞれ互いに略共役に配置されている。そして固視用光源６１から発せられた固視光（可視光）は小ミラー６３、穴開きミラー１７の非開口部１７ｂにて反射され、対物レンズ２を介して被検眼１に入射し、これによって被検者へ固視点が提示される。また固視用の光源は被検者瞳の領域のごく小さな領域しか使わない。
【００３３】次に、検者へのアライメント指示と、不可視光による観察を行うための構成について具体的に説明する。図１において、照明用光源１１から発せられた照明光は、赤外線透過フィルタ１２と波長分離ミラー６２とを透過する際に、これら赤外線透過フィルタ１２と波長分離ミラー６２とにより７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長に制限され、被検眼１の眼底を照明する。眼底で反射した観察光は穴開きミラー１７の開口部１７ａを通り、波長分離ミラー４６と波長分離ミラー１８で反射して、観察用ＣＣＤ１９上に像を形成する。このようにして、検者は不可視光による被検眼１の観察を行うことができる。一方、９００ｎｍのアライメント用光源６０は被検眼１の角膜に対し、光学的に無限遠位置に配置され、被検眼略瞳位置に像を形成する。穴開きミラー１７の開口部１７ａの外にアライメント指標像が形成されるように、アライメント用光源６０は配置されているので、アライメント指標像は穴開きミラー１７の開口部１７ａの外で反射し、リングダイアフラム１６の開口部１６ａを通り、波長分離ミラー６２で反射され、レンズ６４および波長分離ミラー１８を通り、観察用ＣＣＤ１９上に結像する。このアライメント指標像は被検眼像に重ねて表示されるため、検者へのアライメント指示を行うことができる。なおレンズ６４は観察用ＣＣＤ１９とリングダイアフラム１６が略共役になるように配置されている。
【００３４】次に、自動ピント合わせと可視光による撮影を行うための構成について具体的に説明する。図１において、波長分離ミラー６２により８５０ｎｍ以下に制限された撮影照明光は穴開きミラー１７で反射され、対物レンズ２を通して、被検眼１の眼底を照明する。被検眼１の眼底で反射した撮影光は穴開きミラー１７の開口部１７ａを通り、波長分離ミラー４６で７５０ｎｍ以下に制限され、撮影用ＣＣＤ３２に像を形成する。本実施形態では、このようにして可視光による撮影を行うことができる。一方、９００ｎｍの合焦用光源４１はピント指標４２を照明し、小ミラー４５、波長分離ミラー４７、波長分離ミラー４６で反射され、穴開きミラー１７の開口部１７ｃ、対物レンズ２を通り被検眼１にピント指標像を投影する。すなわち合焦光は、図２、３において実線で示す経路４９を通って被検眼１に至る。ここに、アライメント光源４１と小ミラー４５と穴開きミラー１７の開口部１７ｃは互いに共役に配置されており、アライメントのためには被検者瞳の領域のごく小さな領域しか使われない。ピント指標は，撮影用ＣＣＤ３２および２分割光量検出器４８と互いに共役に配置されている。被検眼１の眼底に投影されたピント指標像は被検眼１の眼底で反射し、穴開きミラー１７の開口部１７ａを通り波長分離ミラー４６および波長分離ミラー４７で反射され、２分割光量検出器４８で受光される。すなわち図２、３において破線で示す経路５０を通って２分割光量検出器４８に至る。このように互いに重ならない経路４９，５０を通って合焦光が導かれるため、ハーフミラーによる合焦光の減衰を生じさせることなく自動ピント合わせが行われる。
【００３５】またこのように合焦光を経路４９を介して被検眼１に導くため、図３に示すように、穴開きミラー１７には、従来と同様に穴開きミラー１７の中央に設けられ被検眼の像を透過させる第一の開口部たる開口部１７ａに加え、合焦光を透過させる第二の開口部たる開口部１７ｃを設けてある。この開口部１７ｃは、合焦光の通過する幅及び位置に略対応して形成されるもので、その一部を開口部１７ａと接するように形成されている。
【００３６】また穴開きミラー１７を上記のように形成していることに対応して、照明光学系１０のリングダイヤフラム１６は、その開口部１６ａを、穴開きミラー１７の反射面、すなわち非開口部１７ｂのうち、開口部１７ｃの周囲を除く開口部１７ａの周囲にのみ照明光を投光するように、略馬蹄形状に形成されている。すなわち開口部１６ａは、開口部１７ａに対し同心円状でかつその径を一回り大きく形成され、また完全な環状でなく開口部１７ｃに対応する箇所を非開口状として形成されている。
【００３７】また本実施形態においては、図５に示すように、合焦光学系４０のピント指標４２の開口部４２ａの形状を従来とは異なる特殊な形状としている。具体的には開口部４２ａは、合焦光の光軸上に位置する部分から離れるにつれ、合焦光の光強度が減衰する程度に応じて幅が広がる形状とされている。すなわち図５に示すように、開口部４２ａの合焦光の光軸上に位置する部分をＰ１とし、該Ｐ１よりも開口部４２ａの長手方向に距離Ｌ１隔てた部分をＰ２とし、部分Ｐ２を通過する合焦光の光強度が部分Ｐ１を通過する合焦光の光強度に対し１０％減衰しているとすると、位置Ｐ２における開口部４２ａの短手方向の幅Ｗ２は位置Ｐ１における開口部４２ａの幅Ｗ１に対し１０％広幅に形成されている。したがって、図５の右側上部のグラフに示すように（横軸を光強度、縦軸を開口部４２ａの長手方向の距離とする）、幅Ｗ１を通過する光の光強度と幅Ｗ２を通過する光の光強度とがいずれも光強度Ｋ１となり、図５の右側下部のグラフに示すように、合焦位置のずれ量（ピントのずれ量）に対する受光器の出力差が線形的に変化し、ずれ量の大小に関わらずピントの検出精度を等しくすることができる。
【００３８】次に、眼底カメラの電気的構成につき説明する。図４に示すように、眼底カメラには、撮影開始を指示するためのレリーズスイッチ１００、後述する各種の値を記憶するための記憶部１１０、合焦レンズを駆動させるための合焦レンズ駆動モータ１２０、これらレリーズスイッチ１００、記憶部１１０及び合焦レンズ駆動モータ１２０を制御する制御部１４０が設けられている。
【００３９】またこの図４に示すように、記憶部１１０は移動量記憶部１１１を備えて構成され、制御部１４０は、差分算出部１４１、合焦レンズ駆動部１４４、撮影完了判別部１４５、合焦完了判別部１４６及び合焦中止部１４７とを備えて構成されている。
【００４０】移動量記憶部１１１には、合焦のために必要な前記合焦レンズの移動量が合焦の程度に対応して予め記憶されている。なお、本実施形態において合焦の程度は、受光器４８ａの受光量と受光器４８ｂの受光量との差分として検出される。具体的には、受光器４８ａ、４８ｂそれぞれにおいて受光量が電圧値として出力され、両電圧値の差分が後述する差分算出部１４１にて算出される。
【００４１】したがって移動量記憶部１１１には、差分としての電圧値と、該差分を解消するため、すなわち合焦の程度を適正にするために必要な合焦レンズの移動量とが相互に対応して記憶されており、例えば電圧値が「０．１ボルト」の場合には合焦レンズの移動量は「１ｍｍ」、受光量の差分が「０ボルト」の場合には合焦レンズの移動量は「０ｍｍ」（移動不要）、受光量の差分が「ー０．１ボルト」の場合には合焦レンズの移動量は「ー１ｍｍ」（マイナスは、プラスと逆方向へ移動させることを示す）である。
【００４２】差分算出部１４１は、受光器４８ａの受光量と、受光器４８ｂの受光量との差分を算出するもので、この差分算出部１４１と上記２分割受光器４８とによって、撮影用ＣＣＤ２１に対する被検眼１の像の合焦の程度を検出する合焦状態検出手段が構成されている。
【００４３】合焦レンズ駆動部１４４は、差分算出部１４１にて算出された受光量の差分に対応する合焦レンズ３１の移動量を移動量記憶部１１１から読出し、該読出した移動量だけ合焦レンズ３１を駆動すべく、合焦レンズ駆動モータ１２０に制御信号を出力する。撮影完了判別部１４５は、撮影用ＣＣＤ２１による撮影が完了したか否かを判別する。合焦完了判別部１４６は、合焦手段による合焦が完了したか否かを判別する。合焦中止部１４７は、合焦完了判別部１４５にて合焦手段による合焦が完了したことが判別された場合には、撮影完了判別部１４５にて撮影用ＣＣＤ２１による撮影が完了したことが判別されるまで再度の合焦動作を中止させる。これら撮影完了判別部１４５、合焦完了判別部１４６及び合焦中止部１４７の動作については後述する。
【００４４】なお、上記差分算出部１４１、合焦レンズ駆動部１４４、撮影完了判別部１４５、合焦完了判別部１４６及び合焦中止部１４７は、マイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサ上で実行されるプログラムにより実現することができる。また、上記移動量記憶部１１１及び許容範囲記憶部１１２とは、一つの又は複数の不揮発性ＩＣメモリ又は磁気メモリ等の記憶素子で、これを構成することができる。
【００４５】次に、本実施形態における被検眼１の合焦から撮影までの動作について説明する。まず被検者が眼底カメラの電源を投入すると、観察用光源１１、合焦用光源４１、アライメント用光源６０、固視用光源６１が点灯する。そして被検者を図示しない顎受と額当で固定した状態で、検者が眼底カメラの概略位置調整を行うと、被検眼１の眼底像がとアライメント用指標像とが図示しないモニター上に表示される。この状態で被検者には固視標が見えている。またピント用指標も被検眼１の眼底に投影される。この状態では撮影完了判別部１４５は撮影が完了状態でない旨の信号を保持させる。
【００４６】合焦用光源４１にて投光され被検眼１で反射された合焦光の光量が受光器４８ａ、４８ｂにて検出されると、差分算出手段１４１にて両受光量の差分が算出される。合焦レンズ駆動部１４４は差分を入力されると、移動量記憶部１１１に記憶されている内容を参照し、入力された差分に対応する合焦レンズ３１の移動量を読み出す。例えば入力された差分が「０．１ボルト」の場合には合焦レンズの移動量「１ｍｍ」を読み出す。
【００４７】そして合焦レンズ駆動部１４４は、読み出した移動量「１ｍｍ」だけ合焦レンズ３１を移動させるべく、合焦レンズ駆動モータ１２０に対し制御信号を出力する。そして合焦レンズ駆動モータ１２０は、この制御信号に応じて合焦レンズ３１を「１ｍｍ」移動させ、移動が完了した時点で、完了した旨を示す信号を合焦完了判断部１４６に出力する。この合焦完了判断部１４６においては、合焦レンズ駆動モータ１２０から合焦レンズ３１の駆動が完了した旨の出力信号を受けると、合焦が完了状態にある旨の信号を保持する。
【００４８】ここで合焦中止部１４７は、合焦完了判断部１４６の状態を監視しており、合焦完了判断部１４６が合焦が完了状態にあることを示している場合には、受光器４８ａ、４８ｂから自己に出力された合焦光の光量を、差分算出手段１４１に入力することを中止する。一方、合焦完了判断部１４６が合焦が完了状態にあることを示していない場合には、受光器４８ａ、４８ｂから自己に出力された合焦光の光量を、差分算出手段１４１に入力する。そして、このように光量が差分算出手段１４１に入力された場合にのみ、上記した一連の合焦作業が行われる。このため一旦合焦状態が適正になった場合には、撮影が完了されるまで再度の合焦作業が開始されないので、合焦作業が不用意に開始されてしまいなかなか完了しないという不具合が解消される。
【００４９】検者は次いで、被検者に図１に示す固視用光源６１を見るように指示する。検者は被検者が固視用光源６１を見ていること、すなわち撮影部位が所望の状態であることを確認し、レリーズスイッチ１００を押す。図４に示す制御部１４０は、レリーズスイッチ１００が押されると、図示しない自動アライメント機構を制御してＸ、Ｙ及びＺ方向へのアライメント作業を自動で行い、このアライメント作業が終了した時点で、被検眼１の眼底像を自動的に一画像撮影する。このように撮影が完了したことを撮影完了判別部１４５は判別し、合焦完了判断部１４６に制御信号を出力し、該合焦完了判断部１４６に、合焦が未完了状態にある旨の信号を保持させる。
【００５０】さて、これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記に示した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に示した技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいものであり、以下、これら異なる形態について説明する。上記実施形態においては本眼科撮影装置が眼底カメラを例に説明したが、眼底カメラ以外の眼科撮影装置にも同様に適用可能である。まず上記実施形態においては２分割受光器４８や差分算出部１４１にて撮影用ＣＣＤ３２に対する被検眼１の像の合焦の程度を検出することとしたが、該合焦の程度を検出するためには２分割受光器４８や差分算出部１４１以外の公知のあらゆる手段が用いられてよい。
【００５１】また上記迅速な合焦作業を達成するための光学系は上記実施形態のものに限らず、公知のあらゆる光学系が用いられてよい。一方、上記空間分離や波長分離を達成するための光学系を、上記以外の電気的構成と組み合わせて眼底カメラを構成してもよい。あるいはピント指標４２としては従来のものを用いてもよく、逆に上記形態のピント指標４２は上記形態以外のあらゆる眼底カメラに用いられてよい。
【発明の効果】
【００５２】これまで説明したように請求項１、２記載の本発明によれば、合焦のために必要な前記合焦レンズの移動量を、前記ピントのずれ量に対応して記憶する移動量記憶手段と、前記合焦状態検出手段にて検出されたピントのずれ量に対応する移動量を前記移動量記憶手段から読出し、該読出された移動量に基づいて前記合焦レンズを駆動する合焦レンズ駆動手段とを備えたこと等により、合焦作業開始時の合焦の程度のみに基づいて合焦作業を完了させることができ、合焦の程度を継続して検出する必要がないので、瞬き等の多い被検者に対しても合焦作業を迅速に行うことができる。
【００５３】さらにまた請求項３記載の本発明は、前記撮影手段による撮影が完了したか否かを判別する撮影完了判別手段と、前記合焦手段による合焦が完了したか否かを判別する合焦完了判別手段と、前記合焦完了判別手段にて前記合焦手段による合焦が完了したことが判別された時、前記撮影完了判別手段にて前記撮影手段による撮影の完了が判別されるまで、前記合焦手段による再度の合焦動作を中止させる合焦中止手段とを備えたことにより、一旦合焦が完了した後は、撮影が完了するまで不用意に合焦作業が再開されることがないので、合焦完了から撮影完了までをスムーズに行うことができる。
【００５４】しかも請求項４記載の本発明は、前記撮影光学系の光軸から分離した第２の光軸上に配置した前記合焦用光源からの合焦光を前記撮影光学系を介して前記被検眼に導くと共に、前記撮影光学系を介して前記被検眼から反射された合焦光を前記第２の光軸上に導き、かつ前記被検眼の像を反射又は透過させる波長分離手段と、前記波長分離手段と前記合焦用光源との間に配置され、前記合焦用光源からの合焦光を前記波長分離手段に導くと共に、前記波長分離手段にて前記第２の光軸上に導かれた合焦光を、前記合焦用光源から前記波長分離手段に至る光路とは異なる光路にて前記合焦状態検出手段に導く空間分離手段とを備えたことにより、撮影光学系中の合焦レンズを合焦作業においても共用可能とする一方、撮影光学系と合焦光学系の光路分離をハーフミラーを用いることなく可能としたので、合焦レンズの駆動に伴って合焦用光源等を移動させる連動機構を設けることを不要として全体構成をコンパクトにすることができると共に、ハーフミラーによる撮影光や合焦光の減衰を防止することができる。
【００５５】しかもまた請求項５記載の本発明は、前記被検眼を照明する照明手段と、前記撮影手段の光軸上に配置され、前記照明手段の照明光を前記被検眼に向け反射する穴開ミラーとを有し、前記穴開きミラーは、前記被検眼の像を通過させる第一の開口部と、前記合焦用光源からの合焦光を通過させる第二の開口部とを有することにより、合焦光を撮影手段の光軸とは異なる経路から被検眼に導くことができ、空間分離を達成することができる。
【００５６】さらに請求項６記載の本発明は、前記照明手段は、前記穴開きミラーに投光する照明光を所定範囲に規制するリングダイヤフラムを有し、前記リングダイヤフラムは、前記穴開きミラーの反射面の、第二の開口部を除く前記第一の開口部の周囲にのみ照明光を投光する開口部を有してなることにより、照明光が第一の開口部や第二の開口部のエッジに反射され散乱することを防止できる。
【００５７】さらにまた請求項７記載の本発明は、前記ピント指標の開口部を、前記合焦光の光軸上に位置する部分から離れるにつれ、前記合焦光の光強度が減衰する程度に応じて幅が広がる形状としてなることにより、合焦光からの距離に関わらず開口部の全体に渡り合焦光の光度が線形的に変化し、リニアな出力を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４１１２
【氏名又は名称】株式会社ニコン
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）８月２６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 幹雄 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−５６７８３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２４４５７６ |
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