JP4795000B2

JP4795000B2 - 眼底カメラ

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Publication number: JP4795000B2
Application number: JP2005339575A
Authority: JP
Inventors: 康雄前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2025-11-25
Also published as: JP2007143671A

Description

本発明は、眼科医院等において用いられる眼底カメラに関するものである。

眼底カメラで眼底を撮影する際には、被検眼と眼底カメラの撮影光学系との位置合わせと、眼底像と撮像面とのフォーカス合わせを行っている。

このため従来では、先ず被検眼の外眼部像を装置に設置されたモニタ画面を見ながら位置合わせを行う。次いで、観察画面を被検眼の眼底像に切換えて眼底に投影されたスプリット像を合致させるようにフォーカスレンズを移動させてフォーカス合わせを行った後に、撮影を行うという手順で眼底撮影は行われている。

しかし、眼底像を観察してフォーカス合わせをしている間に被検眼と眼底カメラの位置がずれてしまうことがある。このことを防止するために、被検眼の外眼部像を観察する外眼観察光学系と、眼底像を観察する眼底観察光学系とを光路の途中で分岐して同時に観察できる装置が特許文献１で提案されている。

しかし特許文献１では、対物レンズと孔あきミラーとの間に光分割のためのミラー等の平行平面部材を挿入すると、平行平面部材越しに行う眼底観察時の光軸と、平行平面部材を光路から退避させて行う眼底撮影時の光軸にずれが生ずる。

このような不正確なアライメントでの撮影を防止するための手段が特許文献２に開示されている。この特許文献２では、光分割用の平行平面部材による光軸のずれを補正する補正部材を光路に挿入して眼底観察を行い、眼底撮影時にはその平行平面部材と補正部材を同時に光路から退避させている。

特開２０００−５１３１号公報特開２００４−２６１２９３号公報

しかし特許文献２の眼底カメラでは、可動の光分割部材の他に補正部材を光路に配置しなければならず、補正部材を配置するためのスペースを確保しなければならないので、装置全体が大型化するという問題がある。

また、光分割部材以外に補正部材を要し、更にその補正部材を光路から退避させるための駆動機構が必要になるため、コストが嵩むという問題がある。

本発明の目的は、上述の課題を解消し、大きなスペースを要せず、安価に構成できる眼底カメラを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る眼底カメラは、対物レンズを介して被検眼の瞳孔と略共役に配置した撮影絞りと、
該撮影絞りを通過した眼底からの光束を眼底観察用の撮像素子に導く観察光学系と、
該観察光学系の光路にあって前記眼底からの光束を前記撮像素子に眼底像として結像する合焦レンズと、
前記撮像素子で撮像した眼底画像を表示する表示手段と、
前記対物レンズと該撮影絞りとの間に挿脱可能に斜設した光分割ミラーと、
前記合焦レンズの位置を検出する位置検出手段からの信号に基づいて、前記撮像素子上に結像した眼底像を前記表示手段上に位置を変更して表示する表示制御手段と、
を備えた眼底カメラにおいて、
前記光分割ミラーは楔状プリズムでありプリズム角度は、前記光分割ミラーが光路を挿入した状態で眼底像の光束を撮影絞りの中心に導くように光軸を偏向する角度としたことを特徴とする眼底カメラ。

本発明に係る眼底カメラによれば、光路補正部材を設けなくとも、撮影画像と同一の観察画像を提供できるので、省スペース、低コストを実現できる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は眼底カメラの外観図である。基台部１上に駆動ユニット２、モニタ３、ジョイスティック４が構設され、駆動ユニット２上に眼底撮影のための光学系を内部に装備した撮影部５が載置され、この撮影部５にカメラ６が固定されている。また、基台部１の被検者側には、額を当接する額当て部７ａ及び被検者の顎を載置する顎受け台７ｂを有する顔受け部７が設置されている。

駆動ユニット２は撮影部５を被検眼に対して上下・左右・前後方向に移動させる。モニタ３は位置合わせ時に被検眼の前眼部及び眼底像を観察し、ジョイスティック４は撮影部５を駆動ユニット２により上下・左右・前後方向への移動を指示する。

図２は撮影部５の光学系の構成図である。被検眼Ｅの前方に、対物レンズ１１、楔状プリズム１２、孔あきミラー１３、撮影絞り１４、合焦レンズ１５、撮影レンズ１６、跳ね上げミラー１７、撮像素子１８が順次に配列され、眼底撮影手段が構成されている。楔状プリズム１２は眼底像撮影時に光路に挿入され、撮影絞り１４は孔あきミラー１３の開口１３ａ内に配置され、跳ね上げミラー１７は眼底像撮影時には跳ね上げられ光路から退避するようになっており、撮像素子１８はカメラ６内に配置されている。

孔あきミラー１３の入射方向の眼底照明系には、角膜絞り１９、リレーレンズ２０、黒点板２１、フォーカスユニット２２、リレーレンズ２３、光路分岐ミラー２４、水晶体絞り２５、絞り２６、ＬＥＤ光源２７ａ〜２７ｆが順次に配列されている。また、図３に示すようにリング状に配列されたＬＥＤ光源２７ａ〜２７ｆの中心には光源２８が配置されている。

光路分岐ミラー２４の入射方向には、被検眼Ｅの水晶体の後面付近に投影するリング状開口を有する水晶体絞り２９、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐの付近に投影するリング状の開口を有するリング絞り３０、撮影光源３１が配列されている。

角膜絞り１９は被検眼Ｅの角膜付近に投影するリング状開口を有し、黒点板２１には対物レンズ１１による反射を取り除く黒点が光軸付近に形成されている。フォーカスユニット２２はプリズム、フォーカス指標を有し、合焦レンズ１５と連動して光軸方向に動き、静止画撮影時には光路外に退避する。

図４〜図６に示すように、フォーカスユニット２２はプリズム台２２ａ、偏向プリズム２２ｂ、２２ｃ、スリットチャート２２ｄにより構成され、偏向プリズム２２ｂ、２２ｃはプリズム台２２ａの中央部に偏向方向が逆向きになるように配置されている。また、スリットチャート２２ｄはプリズム台２２ａの中央部にあって、スリット開口２２ｅが設けられ、このスリット開口２２ｅはプリズム２２ｂ、２２ｃを略等分にまたがるように配置されている。スリットチャート２２ｄのスリット開口２２ｅ以外は非透光部分であり、プリズム部分に入射した光は、このスリット開口２２ｅのみを通過する。

光路分岐ミラー２４は可視光を反射し赤外光を透過する。水晶体絞り２５は図７に示すように被検眼Ｅの水晶体の後面付近に投影するリング状開口２５ａを有し、光軸付近に中心開口２５ｂが設けられている。絞り２６は図８に示すように被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ付近に投影するリング状の開口２６ａを有し、光軸付近に中心開口２６ｂが設けられている。中心開口２６ｂは近くに配置された光源２８により照明される。また、ＬＥＤ光源２７ａ〜２７ｆは絞り２６のリング状開口２５ａに、円周状に配置されて赤外光を発する。

跳ね上げミラー１７の反射方向には、レンズ３２、眼底観察時の眼底像を撮像するための撮像素子３３が配置されていて、後述する赤外光束によって照明された眼底像を動画像として観察可能とされている。楔状プリズム１２の反射方向には、リレーレンズ３４、ハーフミラー３５、位置合わせ用の照明光源３６が配置され、ハーフミラー３５の反射方向には分離プリズムユニット３７、結像レンズ３８、外眼観察用撮像素子３９が配置されている。また、被検眼Ｅの斜め前方には外眼部照明のために、照明光源３６の発光波長とは異なる赤外光源である外眼照明光源４０が配置されている。

図９は分離プリズムユニット３７の構成図を示し、円盤状の絞り板に３つの開口部３７ａ、３７ｂ、３７ｃが設けられていて、両側の開口部３７ａ、３７ｂには照明光源３６の光束のみを透過するアライメントプリズム３７ｄ、３７ｅが貼付されている。

楔状プリズム１２は眼底観察光束である光源２７、２８の光束は透過し、照明光源３６及び外眼照明光源４０からの光束を反射する波長分割特性を持つダイクロイックミラーである。孔あきミラー１３の開口１３ａは、リレーレンズ２０の略焦点位置であり、また絞り２６、リング絞り３０はリレーレンズ２３の略焦点位置に配置され、絞り２６の中心開口２６ｂ、孔あきミラー１３、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐは略共役とされている。

図１０は上述した撮影部５を載置して、被検眼Ｅに対して上下・左右・前後に移動させる駆動ユニット２の内部構造の構成図である。撮影部５は上下方向に移動させるための上下駆動部４１と接合されており、撮影部５を約３０ｍｍ上下方向に移動できるようになっている。

撮影部５は上下支柱４２に支えられており、直動型のボールベアリングと昇降用の送りねじが内蔵された上下駆動支柱４３に接合され、この上下駆動支柱４３は上下駆動基台４４に固定されている。撮影部５の上下支柱４２の中心軸回りの回転規制のため、回り止め支柱４５が撮影部５から下方に突起されており、上下駆動基台４４に固定され直動軸受け４６に嵌合されている。

上下駆動支柱４３と直動軸受け４６の間には、上下方向駆動用の上下モータ４７が配置されている。上下駆動基台４４の裏面にベルトを介して、上下駆動支柱４３の送りねじを回転できるようになっており、上下モータ４７の正逆回転によって撮影部５を昇降させることができる。

図示は省略しているが、上下方向３０ｍｍのストロークの両端は、リミットスイッチの検知で移動限界位置が検知できるようになっている。また、上下モータ４７の出力軸には、パルスカウントができるエンコーダが同軸状に配置され、上下駆動基台４４の裏面にはそれを検知するフォトカプラが設けられている。

上下駆動基台４４は前後駆動部４８によって駆動される上下駆動基台４４の裏面には雌ねじナット４９が固定され、その雌ねじ部には前後駆動基台５０に支持されている送りねじ５１と螺合されている。送りねじは前後モータ５２とカップリングを介して結合されている。また、上下駆動基台４４の左右両側面には、直動ガイドレール５３ａ、５３ｂが配置され、可動側が上下駆動基台４４に固定側が前後駆動基台５０に接合されている。

従って、前後モータ５２の正逆駆動によって、上下駆動部４１を合む撮影部５を前後方向に移動させることができる。前後方向４０ｍｍのストロークの両端は、図示を省略しているが、上下駆動部４１と同様にリミットスイッチの検知により移動限界位置を検知できるようになっている。また、前後モータ５２の軸上には、パルスカウントができるエンコーダが同軸状に配置され、前後駆動基台５０の上面には、それを検知するフォトカプラが配置されている。

前後駆動基台５０を左右方向に駆動させる左右駆動部５４は、前後駆動部４８と同様に前後駆動基台５０の裏面には図示していないが雌ねじナットが固定され、その雌ねじ部には左右駆動基台５５に支持されている送りねじ５６と螺合されている。送りねじ５６は左右モータ５７とベルト５８を介して結合されている。また、前後駆動基台５０の前後両側面には、直動ガイドレール５９ａ、５９ｂが配置され、可動側が前後駆動基台５０に固定側が左右駆動基台５５に接合されている。

従って、左右モータ５７の正逆回転駆動によって、上下駆動部４１及び前後駆動部４８を含む撮影部５を左右方向に移動させることができる。図示していないが、前後駆動部４８と同様に左右方向９０ｍｍのストロークの両端は、リミットスイッチの検知で移動限界位置が検知できるようになっている。また、左右モータ５７の軸上には、パルスカウントができるエンコーダが同軸状に配置され、左右駆動基台５５の上面には、それを検知するフォトカプラが配置されている。

このようにして、撮影部５は上下駆動部４１、前後駆動部４８、左右駆動部５４によって、被検眼Ｅに対して三次元方向に移動でき、子供から大人までの被検者を顔受け部に顔を載せただけで、電動駆動により位置合わせをすることができる。

図１１はジョイスティック４の構成図である。操作者はジョイスティック４の操作桿部４ａを握って、矢印の左右方向や前後方向に傾倒させることによって撮影部５の移動を指示する。また、操作桿部４ａを矢印の方向に回転させることにより、撮影部５の上下方向への移動を指示し、撮影ボタン４ｂは被検眼Ｅの位置合わせ、フォーカス合わせが終了した後に眼底像の撮影を指示するスイッチである。

このようなジョイスティック４の傾倒動作・回転動作とその信号の検出については、左右方向についてはエンコーダ６０、前後方向についてはエンコーダ６１、上下方向には図示しないエンコーダ６２の回転出力により行う。

図１２は眼底カメラのブロック回路構成図である。制御部７１はＣＰＵやメモリ、周辺装置の制御素子等を含む制御回路であり、画像処理部７２が接続されている。撮像素子３３、３９は画像処理回路である画像処理部７２に接続されている。画像処理部７２はこれらの撮像素子３３、３９からの画像信号を、モニタ３に表示したり、画像メモリ７３に格納して位置合わせ・フォーカス合わせのための演算処理が可能なようになっている。

更に、光源２７、２８、３１、３６、４０が制御部７１に接続されていて、それらの点灯、発光を制御するようになっている。楔状プリズム１２、跳ね上げミラー１７を跳ね上げ駆動するモータ等から成る駆動部７４、７５も制御部７１に接続されている。

合焦レンズ１５やフォーカスユニット２２を光軸に沿って移動させたり、フォーカスユニット２２を静止画撮影時に光路からの挿脱を行うソレノイド等により駆動制御を行う駆動部７６が制御部７１に接続されている。また、ジョイスティック４の頭頂部の撮影ボタン４ｂの出力が制御部７１に接続されている。

ジョイスティック４の傾倒角度及び回転角度を検出するエンコーダ６０、６１、６２が回転角度に対応するアナログ抵抗値をデジタル電圧値に変換するＡ／Ｄコンバータ７７、７８、７９を介して制御部７１に接続されている。

駆動部２のモータ４７、５２、５７が各モータの駆動を制御するモータコントローラ８０を介して制御部７１に接続されている。眼底静止画像を撮影するためにカメラ６の制御端子が制御部７１に接続されている。

この眼底カメラを用いて眼底Ｅｒを撮影する場合には、撮影者は被検者を眼底カメラの正面に着座させ、被検眼Ｅの眼底Ｅｒを動画観察し、被検眼Ｅと眼底カメラとの位置合わせ及びピント合わせを行う。ＬＥＤ光源２７ａ〜２７ｆを発した照明光は、絞り２６のリング状開口２６ａ、水晶体絞り２５のリング状開口２５ａを通り、光路分岐ミラー２４を透過する。更に、照明光はリレーレンズ２３、フォーカスユニット２２、黒点板２１、リレーレンズ２０、角膜絞り１９の開口を通り、孔あきミラー１３で左方に反射され、楔状プリズム１２、対物レンズ１１を通り、被検眼瞳孔Ｅｐを介して眼底Ｅｒを照明する。

このように照明された眼底Ｅｒの像は、再び対物レンズ１１、楔状プリズム１２を戻り、孔あきミラー１３の撮影絞り１４、合焦レンズ１５、撮影レンズ１６を通り、跳ね上げミラー１７で上方に反射され、レンズ３２を介して観察用撮像素子３３で撮像される。

フォーカス指標照明用の光源２８を発した光は、絞り２６の中心開口２６ｂ、絞り２５の中心開口２５ｂを通り、光路分岐ミラー２４を透過し、レンズ２３を通り、スプリット方式のフォーカスユニット２２を照明する。

更に、この光束はフォーカスユニット２２のプリズム２２ｂ、２２ｃを介してスリット開口２２ｅを照明し、スリット像が得られる。スリット像はプリズム２２ｂ、２２ｃの作用により、黒点板２１、レンズ２０、角膜絞り１９の開口を通り、孔あきミラー１３の周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ１１を通り、眼底Ｅｒに投影される。

プリズム２２ｂ、２２ｃの作用がなければ、中心開口２６ｂを発した光束は、全て孔あきミラー１３の開口１３ａの中に通るため、周辺のミラー部で反射されることはない。ところが、光束はプリズム２２ｂ、２２ｃにより偏向されるため、中心開口２５ｂの像は光軸つまり孔あきミラー１３の開口１３ａの位置から偏心した位置に形成される。しかも、スリット像の右半分と左半分は、それぞれ異なる方向に偏向されるため、中心開口２６ｂの像は、孔あきミラー１３の開口１３ａを挟んだ対称な２個所に形成される。

これにより、図１３に示すように被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐ上の光軸を挟んだ上下対象位置から、左右のスリット像を眼底Ｅｒに投影する。これにより、図１４（ａ）、（ｃ）に示すように、スリット像の投影位置と、眼底Ｅｒの面がずれている場合には、スリットチャート２２ｄから成るフォーカス指標像Ｆの左右のスリット像Ｓ１、Ｓ２が上下に離れて投影される。図１４（ｂ）に示すように眼底Ｅｒと一致しているときには、左右のスリット像Ｓ１、Ｓ２は一直線に並ぶ。このように、中心開口２６ｂはレンズ２３の焦点位置に配置されているため、レンズ２３を発した光は略平行光である。従って、フォーカスユニット２２が光軸上を移動しても、偏向される角度は常に一定であり、瞳孔Ｅｐ上での偏心量も常に一定であるため、フォーカスユニット２２の位置が移動しても、フォーカス精度が損われることはない。

この眼底Ｅｒに投影されたフォーカス指標像Ｆは、再び瞳孔Ｅｐ、対物レンズ１１、楔状プリズム１２、撮影絞り１４、合焦レンズ１５、撮影レンズ１６を通り、跳ね上げミラー１７で反射され、レンズ３２を透過して観察用撮像素子３３に導かれる。撮像素子３３で撮像されたフォーカス指標像Ｆは、眼底照明用の光源３１で照明された眼底像と共に、モニタ３に表示される。

対物レンズ１１と孔あきミラー１３の間に移動自在に設けられた楔状プリズム１２は、被検眼Ｅの位置合わせ時及び眼底観察時には光路中に斜設された状態となる。眼底Ｅｒの静止画撮影の際には、図示しないモータやソレノイドによる駆動部７４によって破線で示したように光路から退避する。

図１５は楔状プリズム１２が光路に挿入された状態で、眼底観察光束Ｌ２が対物レンズ１１を経て撮像素子３３に結像する光線の状態の説明図である。対物レンズ１１から光学系内に入射した光束は、楔状プリズム１２を透過することによって破線の眼底観察光束Ｌ２に示すように、撮影光軸Ｌ１から下方にずれる。

楔状プリズム１２を透過した後は所定の傾斜角をもって撮影絞り１４の中心に向かうように、楔状プリズム１２の厚さ及びプリズム角は設定されている。傾斜角を付して撮影絞り１４の中心を通過した眼底観察光束Ｌ２は、フォーカス調整時に光軸方向に可動な合焦レンズ１５、撮影レンズ１６を図１５に示すように進む。更に、跳ね上げミラー１７で反射され、レンズ３２により撮像素子３３上に眼底像を結像する。このように、撮影絞り１４に対して角度をもって眼底観察光束Ｌ２は入射しているので、撮像素子３３上では撮影光軸Ｌ１から離れたところを中心に眼底観察画像は結像する。

本実施例の眼底カメラでは、合焦レンズ１５が正視眼を撮像素子１８、３３上に合焦する初期状態の位置にあるときに、撮像素子３３に結像する眼底像の中心が、撮像素子３３の中心に位置するように調整、設置されている。従って、被検眼Ｅが正視眼で合焦レンズ１５が初期状態の位置にある場合、即ち合焦レンズ１５が初期状態の位置で眼底像のフォーカスが合っている場合は、操作者はモニタ３を見ながら撮影する眼底Ｅｒの位置を確認して静止画撮影を行うことができる。このとき、撮像素子３３で観察される眼底像と、楔状プリズム１２及び跳ね上げミラー１７を光路から退避させて得られた撮像素子１８上の眼底静止画画像は一致した画像となる。

図１６はこのように合焦レンズ１５を移動させてフォーカス合わせを行う場合の説明図でる。眼底観察光束Ｌ３は眼底観察時にフォーカス合わせのために合焦レンズ１５を右方向のプラスディオプタの位置に移動させたときの光束であり、眼底観察光束Ｌ３は撮像素子３３の中心からずれた位置、つまり左方向にずれた位置に結像する。

後述する本実施例の眼底カメラの制御部７１は、合焦レンズ１５の移動方向と移動量から撮像素子３３からの画像のモニタ３上での表示位置を変更する。つまり、合焦レンズ１５の移動に伴う眼底観察光束Ｌ３の撮影液光軸Ｌ１からのずれ量に対応した距離だけオフセットさせた画像を、モニタ３上に表示するように後述の画像処理部７２の制御を行うようになっている。

図１７はモニタ３の画面上で、上記のような画像処理を施さない場合の眼底観察画像（ａ）と、画像処理を施して操作者に提示する眼底観察画像（ｂ）を示している。画像処理部７２は電子マスクＭＲを撮像素子３３からの映像信号と混合してモニタ３に表示する。或いは、制御部７１からの制御信号により撮像素子３３からの眼底観察画像の表示位置の変更、例えば中心位置をオフセットして表示するなどの変更を行い得るようになっている。

図１７において、マスクＭＲはモニタ３の画面に固定のソフトウェアで描画された電子マスクであり、画像処理部７２で撮像素子３３からの画像信号と共に混合されたモニタ３に表示される。通常では、マスクＭＲの外は黒く塗りつぶされてモニタ３に表示されるが、図１７では理解し易いようにマスクＭＲのエッヂ部のみを示している。

本来、上述のように楔状プリズム１２の作用と合焦レンズ１５の移動に伴い、図１７（ａ）に示すようにフォーカス指標像Ｆが中心にある眼底画像が撮像素子３３の中心から外れた位置に結像される。通常では、制御部７１が画像処理部７２の画像信号処理を行わなければ、この図１７（ａ）に示すようにモニタ３で観察される眼底Ｅｒの領域と、撮像素子１８に撮像される眼底Ｅｒの静止画像の撮像領域は異なる。しかし、制御部７１が画像処理部７２の制御を介してフォーカス指標像Ｆが中心にある眼底画像を、図１７（ｂ）に示すようにマスクＭＲと同心になるようにオフセットする。そして、モニタ３の画面上に表示することにより、観察画像と異なった静止画が撮影されてしまう問題点はなくなる。

なお、楔状プリズム１２の作用と合焦レンズ１５の移動に伴う観察画像の移動を修正してモニタ３に表示するためには、本実施例の眼底カメラの撮像素子３３は、静止画撮影用の撮像素子１８よりも画面サイズが大きい撮像素子を設定してある。例えば、本実施例では撮像素子１８が１／３インチのＣＣＤであるのに対して、撮像素子３３は２／３インチのＣＣＤを採用しているので、面積は３．５倍程度あるので、上述した眼底観察画像の移動にも充分に対応できる。

被検者が顔受け部７に顔を固定した後に、被検眼Ｅの外眼部の位置合わせを開始する。位置合わせ時には、楔状プリズム１２は光路中に斜設されていて、外眼照明光源４０で照明された外眼部像の光束は、対物レンズ１１を経て楔状プリズム１２で反射され、リレーレンズ３４を透過しハーフミラー３５で反射する。反射光は分離プリズムユニット３７の中央の開口部３９ｃを通過し、結像レンズ３８により撮像素子３９に撮像され、撮像された外眼部像はモニタ３に表示される。

この表示された外眼部像を操作者は観察しながら、ジョイスティック４を操作して被検眼Ｅの大まかな位置合わせを行う。図１８はこの大まかな位置合わせが完了した時のモニタ３に映出されている画像例を示している。Ｍａはモニタ３の中央に表示されたアライメントマークであり、Ｒｃは被検眼Ｅの角膜で反射された外眼照明光源４０の反射像である。大まかな位置合わせが終わると、操作者はジョイスティック４の頭部の撮影ボタン４ｂを押す。

撮影ボタン４ｂが押されると照明光源３６が点灯して、光束はハーフミラー３５を透過して、レンズ３４、楔状プリズム１２、対物レンズ１１を介して被検眼Ｅの角膜Ｅｃに平行光束を照射する。角膜Ｅｃは照射された平行光束は、角膜Ｅｃの曲率半径の１／２の位置に輝点があるかのように反射光束として、対物レンズ１１に入射する。この反射光束は今度は逆に楔状プリズム１２で反射され、レンズ３４、ハーフミラー３５を介して分離プリズムユニット３７の３つの開口部３７ａ、３７ｂ、３７ｃを通過する。そして、図１９に示すように結像レンズ３８によって撮像素子３９上に輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを結像する。

このとき、分離プリズムユニット３７の開口部３７ａ、３７ｂにはプリズム３７ｄ、３７ｅが貼付されているので、撮像素子３９には照明光源４０による被検眼の外眼像と共に３つの輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが形成される。

これらの３つの輝点の内、輝点Ｔａ、Ｔｂは装置と被検眼Ｅの距離によって水平方向に移動する。３つの輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが垂直に並んだときが眼底カメラと被検眼Ｅとの距離が適切になるように設計されている。制御部７１は前後モータ５２の駆動を制御して、３つの輝点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃが垂直になるように撮影部５を前後に移動させる。中央の輝点Ｔｃが撮像素子３９の中心に一致するように、上下モータ４７及び左右モータ５７の駆動を制御して撮影部５を上下左右に移動させる。

このようにして、制御部７１は被検眼Ｅと眼底カメラの位置合わせ制御を行い、位置合わせの適正な状態は眼底撮影が終了するまで、常時、撮像素子３９からの画像信号を処理して適正な位置関係を維持する。一旦、被検眼Ｅと本実施例の眼底カメラの位置合わせが完了すると、制御部７１は眼底観察のモードに切換え、撮影光源３１、フォーカス合わせ用の光源２８を点灯する。

上述した撮影部５の構成により、撮像素子３３には被検眼Ｅの眼底像と図１４に示すフォーカス指標像が撮像される。制御部７１はモニタ３に表示されている画像を、撮像素子３９の画像信号から撮像素子３３の画像信号に切換えて被検眼Ｅの眼底像に切換える。

図２０はモニタ３に表示された眼底像とフォーカス指標像Ｆの様子を示している。前述したように、制御部７１はフォーカス指標像Ｆが図１４（ｂ）に示すように一直線に並び合焦レンズ１５をフォーカスユニット２２と共に光軸に沿って移動させ、フォーカス合わせを行う。

制御部７１はフォーカス指標像Ｆのスリット像Ｓ１、Ｓ２のずれ量から合焦レンズ１５及びフォーカスユニット２２をどの方向にどれだけ動かせばよいか、フォーカス指標像Ｆの画像から算出する。同時に、モニタ３に表示されている眼底観察画像の中心を、どれだけモニタ３の画面上で移動して表示すればよいかも算出し、画像処理部７２に処理指令を出力する。

フォーカス合わせが完了した時点でジョイスティック４の撮影ボタン４ｂを押す。これにより制御部７１は楔状プリズム１２、跳ね上げミラー１７を跳ね上げて光路から退避させ、撮影光源３１を発光し、被検眼Ｅの眼底像をカメラ６の撮像素子１８で撮像して撮影作業は終了する。

図２１は上述した眼底カメラにおいて、被検眼Ｅと眼底カメラの位置合わせが完了した後に眼底観察モードに遷移し、フォーカス合わせを行う手順を示すフローチャート図である。先ず、モニタ３に表示する画像を撮像素子３９の外眼部像から撮像素子３３の眼底像に切換え、フォーカス合わせのためのパラメータＮを初期化（Ｎ＝０）する（ステップＳ０）。次に、制御部７１は撮像素子３３に写った眼底像を一旦、画像メモリ７３に取り込み、フォーカス指標像Ｆを抽出してスリット像Ｓ１、Ｓ２のずれを検出する（ステップＳ１）。

前述したように、被検眼Ｅが近視眼か遠視眼かによってフォーカス指標像Ｆのスリット像Ｓ１、Ｓ２のずれる方向、及び屈折異常の程度によってずれ量が異なるので、スリット像Ｓ１、Ｓ２が一致しているかどうかを判断する（ステップＳ２）。

スリット像Ｓ１、Ｓ２が一致している場合はＳ３に移行して、眼底静止画撮影のモードに遷移し、一致していない場合は、ずれの方向を判断する（ステップＳ４）。ずれの方向がプラスディオプタの場合は、駆動部７６を制御して合焦レンズ１５及びフォーカスユニット２２をプラスディオプタの方向に１ステップ移動し（ステップＳ５）、Ｎの値を１増加させる（ステップＳ６）。

ずれの方向がマイナスディオプタの場合は、駆動部７６を制御して合焦レンズ１５及びフォーカスユニット２２をマイナスディオプタの方向に１ステップ移動し（ステップＳ８）、Ｎの値を１減少させる（ステップＳ９）。

次に、合焦レンズ１５の位置、即ちＮの値によって決まる撮像素子３３上の光軸の例えば光束Ｌ２とＬ３の撮像素子３３上のずれ量の分だけ、撮像素子３３からの映像信号をオフセットさせる。そして、モニタ３上に表示させるように制御部７１は画像処理部７２を制御する。

初期状態の光束Ｌ２の位置と、例えばプラスディオプタの位置に合焦レンズ１５を移動させたときの光束Ｌ３との撮像素子３３上のずれ量は予め算出される。合焦レンズ１５の位置、即ちＮの値とモニタ３上に表示する画像のオフセット量を関連付けたテーブルを有し、そのテーブルを参照して眼底観察画像のモニタ３への表示位置を変更する（ステップＳ７）。

フォーカス指標像Ｆの検出して、ずれの方向へ合焦レンズ１５を移動、モニタ３に眼底観察画像をオフセットして表示するサイクルを、フォーカス指標像Ｆが一致するまで行う（ステップＳ７→Ｓ１）。

本実施例の眼底カメラでは、被検眼Ｅと眼底カメラの位置合わせと眼底像のフォーカス合わせを自動で行う構成になっている。モニタ３に表示されている眼底観察画像の中心をどれだけモニタ３の画面上で移動して表示すればよいかは、フォーカス指標像Ｆのずれ量から算出して画像処理部７２に指令、モニタ３への表示を行っている。しかし、従来の眼底カメラのように、合焦レンズ１５及びフォーカスユニット２２の光軸方向への移動をフォーカスノブを操作者が操作して、ノブの回転によりリンク機構やラック・ピニオン機構を利用して機械的に行うようにしてもよい。この場合に、操作するフォーカスノブの操作量つまり回転量をポテンショメータやエンコーダで検出して、その検出結果を合焦レンズ１５の移動量として制御部７１が読み取る。モニタ３に表示される眼底観察画像の表示位置の制御を行っても、本実施例と同様の効果が得られる。

また、本実施例では撮像素子３３に撮像された眼底観察画像をモニタ３に表示する際に表示位置を変更しているが、図２２に示すようにモニタ３へは撮像素子３３に撮像された画像をそのまま表示するようにしてもよい。この場合には、その画面上に（ａ）に示すように静止画で撮影される範囲Ｓａや、（ｂ）に示すように静止画撮影の中心を示すマークＳｃを表示するようにすることができる。

以上の説明では、好ましい実施例を述べたが、本発明はこの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

眼底カメラの外観図である。撮影部の光学系の構成図である。光源の配置説明図である。フォーカスユニットの側面図である。フォーカスユニットの平面図である。フォーカスユニットの底面図である。水晶体絞りの正面図である。絞りの正面図である。分離プリズムユニットの斜視図である。駆動ユニットの内部構造の構成図である。ジョイスティックの斜視図である。眼底カメラのブロック回路構成図である。スリット像を被検眼に投影した説明図である。フォーカスユニットによるフォーカス指標説明図である。眼底観察光学系の光路説明図である。眼底観察光学系の光路説明図である。眼底観察画像の位置変更の説明図である。概略アライメント状態の被検眼の外眼部像である。輝点によるアライメント時の被検眼の外眼部像である。モニタによる眼底観察像である。眼底カメラのフォーカス合わせと眼底観察画像の表示の動作フローチャート図である。変形例の眼底観察画像の表示方法の説明図である。

符号の説明

１表示部
２駆動ユニット
３モニタ
４ジョイスティック
５撮影部
６カメラ
１１対物レンズ
１２楔状プリズム
１５合焦レンズ
１８、３３、３９撮像素子
２２フォーカスユニット
２７、２８、３１、３６、４０光源
３８分離プリズムユニット
７１制御部

Claims

対物レンズを介して被検眼の瞳孔と略共役に配置した撮影絞りと、
該撮影絞りを通過した眼底からの光束を眼底観察用の撮像素子に導く観察光学系と、
該観察光学系の光路にあって前記眼底からの光束を前記撮像素子に眼底像として結像する合焦レンズと、
前記撮像素子で撮像した眼底画像を表示する表示手段と、
前記対物レンズと該撮影絞りとの間に挿脱可能に斜設した光分割ミラーと、
前記合焦レンズの位置を検出する位置検出手段からの信号に基づいて、前記撮像素子上に結像した眼底像を前記表示手段上に位置を変更して表示する表示制御手段と、
を備えた眼底カメラにおいて、
前記光分割ミラーは楔状プリズムでありプリズム角度は、前記光分割ミラーが光路を挿入した状態で眼底像の光束を撮影絞りの中心に導くように光軸を偏向する角度としたことを特徴とする眼底カメラ。
前記位置検出手段はスプリット方式のフォーカス指標像を基に検出することを特徴とする請求項１に記載の眼底カメラ。
前記表示制御手段は前記フォーカス指標像を前記表示手段上の選定した位置に移動させることを特徴とする請求項２に記載の眼底カメラ。
前記選定した位置は表示手段に設けたマスク像を基に決定することを特徴とする請求項３に記載の眼底カメラ。