JP2006522627A - 眼底カメラ用光学システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、反射回避のために対レンズ１〜４が結像光路に対して斜めの位置に配置されている眼底カメラ用光学システムに関する。
【解決手段】 ただし、この傾斜配置は２平面で行われるが、それら平面は好ましくは互に垂直方向にあるとする。

Description

本発明は眼底の結像に用いられる眼底カメラ用の光学システムに関する。そのようなカメラによる眼底の結像では、一般には角膜および光学系面で反射が起こり、結像品質が損われる結果になる。

眼底カメラの基本的構造は多段光学系から成っている。検眼鏡レンズが、シーケンシャルシステム（主要対物レンズ）からフィルムまたはＣＣＤマトリックスへ結像する中間像を生成する。検眼鏡レンズはまた照明装置の構成要素でもある。
眼底の観察および撮像における特に大きな問題は、角膜および検眼鏡レンズ面における反射である。それは、本来の関心対象である画像情報をもたらす網膜反射光のほうが眼球に入る前に反射した光よりも強度が遥かに弱いからである。支障になる角膜反射は、通例、眼のひとみの分割により防止する。それには、検眼鏡レンズで眼のひとみ内に照明リングを結像させる。角膜で反射した光線は観察開口部から的が外れる。照明リング内のエリアだけを観察に使用する。
検眼鏡レンズからの反射を抑制するには、主なところで２つのコンセプトが公知である。
ＤＥ−ＯＳ ３５１９４４２には、検眼鏡レンズまたは角膜で反射して本来なら観察開口部に到達し得る光成分を、定義付けされた方式により吸光層を被覆させて光路の然るべき場所に配置した「黒点模様プレート」によってフェードアウトさせる光学システムのことが記述されている。この種の反射抑制法に対しては「抗反射点配置対物レンズ」の名称が定着している。
このコンセプトの欠点は抗反射点と照明視野絞りとの至近性にある。個々の光成分の吸収が不均一な眼底照明として映る場合があって、画像印象を悪化させ眼科医の診断を妨害するリング状のシャドーが発生する。
別な解決策がＵＳ ４７３０９１０に記述されている。その方法の場合照明光学系内での特定光成分のフェードアウトは行われない。そこでは検眼鏡レンズの代わりに、ガラス／空気界面における直接反射が観察開口部に達しないようにレンズを相互に傾斜配置させた複合型対物レンズが使用されている。その目的のため、レンズの光軸は観察光路の光軸と同一平面に配置されている。この解決法の場合、機械的捕捉作業に相当なコストを要するし、結像誤差の修正面でも大きな問題がある。
そのようなシステムではメリジオナル面とサジタル面の結像スケールに明白な差がある。対象物の結像でもひとみの結像（照明）でもアナモルフィック現象が観察される。画像は歪められ、類似した結像は得られない。さらに、当システムでは軸点の結像時にコマ収差および非点収差が現われ、視野における結像誤差は回転対称ではない。
ＤＥ−ＯＳ ３５１９４４２ ＵＳ ４７３０９１０

本発明の課題は、現状技術の欠点を克服すること、および光学面の反射を結像光路から効果的にフェードアウトさせる眼底カメラ用光学システムを提供すること、さらには高度な結像精度を保証することにある。

この課題は独立請求項に基づく光学システムによって解決され、その他有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
互に垂直な位置にある２つの平面内でレンズを傾斜配置させることにより、互に垂直な２つの面において結像スケールの同化効果がもたらされる。画像の歪みが少なくなって結像に類似性が得られる。その上、軸上非点収差の修正が可能であるし、視野内誤差の回転対称性が近似的に再修復できる。

本発明を展開させた好ましい態様の１つは、２つずつの対レンズに分けられた４つの集光レンズから成っている。第１対レンズのレンズは第１平面内で傾斜配置されている。第２対レンズは第２平面内で傾斜配置されている。ただし、両平面は互に垂直な位置関係にある。レンズの傾斜角および変位幅は、照明光線束がレンズの光軸近くの領域を貫通しないように選択すれば非常に有利である。
このシステムによれば、互に垂直な位置関係にある２つの面における結像スケールを同化させることが可能である。

以下では本発明を図に基づきより詳しく説明する。

図１には本発明に基づく光学システムが模式側面図として描かれている。簡易化のため、患者の眼、光源、撮像装置あるいは観察システムなど本発明にとって重要でない部分は図から省いてある。４つのレンズ１、２、３、４は、眼底カメラの照明光路および結像光路の定義付けをする光軸５に沿って配置されているが、その配置はレンズ１、２が図１の図平面６に対して傾斜するように、他方レンズ３、４が図平面６内にあって光軸５に対して傾斜するように、結果としてそれらの光軸７および８も同様に図平面６内に来るようになされている。
図２は光学システムの上面図を示しており、したがって、図平面９は図１の図平面６に対して垂直方向にある。レンズ１および２は図平面９内にあって、それらの光軸１０および１１が図平面９内に来るように傾斜配置されている。したがって、レンズ３および４は図平面９に対して傾斜配置されている。
その場合これらのレンズは、光軸５を持つ結像光路、照明光路の照明光線束がレンズ１、２、３、４のうちのいずれについてもその中央領域を通らないように、すなわちレンズ１、２、３、４の光軸１０、１１、７、８が図１および２に模式図解された光線束の外側に来るように配置されている。
次表には本発明の好ましい実施態様における光学データが列挙されている。表中、接尾符合νの付いたのがレンズ１、２、３、４の前側、接尾符合hの付いたのが後側である。

次表には、本実施例の実現に必要な、光軸５に対するレンズ１、２、３、４の変位幅および傾斜角の値が含まれている。

本システムによって生じる歪みは図３に描かれている通りである。結像スケールはx方向とy方向でほぼ一致しているのが分かる。比較用格子（直線）はx方向とy方向が同じ大きさである。このように、結像類似性の要求は非常に高度なレベルで保証されている。
そのほか、本発明に基づく光学システムは、視野縁の誤差がほぼ回転対称に形成されるのが特長である。それにより、当該誤差を回転対称なシーケンシャルシステムで補償することが可能になる。

次表は、現状技術による光学システム（ＵＳ ４７３０９１０＝システムＡ）と本発明による光学システム（システムＢ）の主要データを比較対照したものである。

現状技術に比較すれば、結像品質にとって重要なすべてのパラメータにおいて著しい改良が達成される。
本発明の実施に当っては、図１および２に描かれたレンズを、少なくとも照明光路および結像光路の通過領域を含み持つ然るべきレンズセグメントに代えることも考えられる。
本発明は図示された実施例に拘束されるものではない。特定の例では、両傾斜平面が互に垂直な位置関係にない場合でも好ましい結果になることがある。
光学結像特性の改良に際しては、少なくとも１つのレンズに非球面の面を設けることが有利になる場合がある。本発明は、これとは違って、単一または複数のレンズの代りに回折光学素子の使用によって実施するこ
ともできる。
本発明の原理は、光学面での反射抑制を課題とする別な領域でも適用することができる。

側面図である。 本発明に基づく光学システムの上面図である。 残留歪みの模式図解である。

符号の説明

１，２，３，４ レンズ
５ 光軸
６ 図平面
７ レンズ３の光軸
８ レンズ４の光軸
９ 図平面
１０，１１ 光軸

Claims (7)

1. 少なくとも２つのレンズが、それらの光軸を基準として照明光路および結像光路に対し傾斜配置されていて、該レンズの光軸と照明光路および結像光路の光軸が１つの平面内にある、少なくとも４つのレンズから成るレンズ系で構成された、実質上同軸の照明光路と結像光路を有する、特に眼底カメラ用の光学システムであって、少なくともまた別な２つのレンズがそれらの光軸を基準として照明光路、結像光路に対し傾斜配置されていること、およびこの別な２つのレンズの光軸と照明光路、結像光路の光軸が、照明光路と結像光路の光軸に実質上沿うように第１の平面と交差する第２の平面内にあることを特徴とする光学システム。
2. 第１の平面と第２の平面が、実質上相互に垂直な位置関係にあることを特徴とする請求項１に記載の光学システム。
3. 照明光路および結像光路の光軸が、レンズの光軸外でレンズを貫通することを特徴とする請求項１または２に記載の光学システム。
4. レンズの光軸が、照明光路および結像光路の光線束の外側に配置されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光学システム。
5. レンズが、レンズセグメントから成っていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の光学システム。
6. 少なくとも１つのレンズが、非球面を有していることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の光学システム。
7. 少なくとも１つのレンズが、回折光学素子で代用されることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の光学システム。