KR20080048932A

KR20080048932A - 포커스 유닛 및 안과 촬영 장치

Info

Publication number: KR20080048932A
Application number: KR1020070118180A
Authority: KR
Inventors: 신야 다나까; 도모유끼 이와나가; 히로시 이또오
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2008-06-03
Also published as: CN101190121A; US7736001B2; CN101190121B; KR100923843B1; EP1929935A1; JP2008132239A; JP4878277B2; EP1929935B1; US20080123050A1

Abstract

포커스 유닛은 지지부를 중심으로 회전함으로써 조명광 경로에 삽입 및 제거될 수 있다. 녹색 LED인 인덱스 광원은 기부 저면에 부착된다. 투명 아크릴 수지 디스크는 기부에 고정된다. 편향 프리즘은 디스크의 저면에 부착된다. 광원으로부터의 빔은 편향 프리즘으로 입사한다. 포커스 인덱스 형성부는 디스크 상부에 설치된다. 차광부의 중심에는 슬릿형 개구가 형성되고, 그 하부에 스플리트 프리즘이 설치된다. 프리즘에 의해 편향된 광원으로부터의 빔은 우반 및 좌반의 2개의 지향성 빔으로 분리되고, 2개의 슬릿 화상의 형태로 개구에서 조명 광학 시스템에 의해 결합된다.

포커스 유닛, 편향 프리즘, 차광부, 디스크

Description

포커스 유닛 및 안과 촬영 장치 {FOCUSING UNIT AND OPHTHALMIC PHOTOGRAPHING APPARATUS}

본 발명은 안과 병원, 클리닉 등에서 이용되는 안과 촬영 장치에 관한 것이다.

일본특허공개공보 평5-95902호에 개시된 안저(眼底) 카메라는 포커스 표시용의 인덱스, 이 인덱스를 조명하는 광원, 인덱스 화상을 피검안 안저에 동공의 다른 위치에서 투영하기 위한 스플리트 프리즘을 갖는 투영 광학 시스템을 구비하고 있다.

또한, 일본특허공개공보 평6-142050호에 개시된 바와 같이, 미소 프리즘이 조명 광학 시스템에 설치되고, 안저 관찰 광에 의해 조명된 슬릿 화상이 안저에 투영되고, 포커스 조정이 수행되는 방법이 알려져 있다.

전술한 방법에 있어서, 조명 광학 시스템으로부터 분기된 포커스 인덱스 투영 렌즈 경통과 미소 미러 양쪽은 광축 방향으로 이동되어야 하기 때문에, 넓은 공간이 필요하다.

미소 프리즘이 조명 광학 시스템에 설치되는 방법의 경우에 있어서, 안저 조 명광이 포커스 인덱스를 투영하기 위한 프리즘에 의해 분산되므로, 포커스 인덱스는 주변의 안저 영역보다 더 어둡다.

미국특허출원공보 제2006/0077346호는 전술한 문제점, 즉 장치의 소형화 곤란, 부품 개수, 조정 등에 의해 비용의 증가 문제, 및 포커스 인덱스의 광량 문제를 해결하기 위한 안과 장치를 제안한다. 그러나 미국특허출원공보 제2006/0077346호의 안과 장치에서, 안저를 조명하는 광의 파장 범위와 다른 파장 범위가 인덱스 광원으로서 사용되어야만 한다. 구체적으로, 컬러 촬영을 위한 백색 촬영 광원과 파장 영역이 다른 근적외선 관찰 광원 및 인덱스 광원을 사용할 필요가 있다. 그러므로 미국특허출원공보 제2006/0077346호의 기술은 무산동형 안저 카메라(non-mydriatic fundus camera)로 제한된다. 게다가, 포커스용 광원의 광축은 변경될 수 없다. 그러므로 수정체 다이어프램의 중심부에 개구가 필요하고, 고스트 광이 발생될 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 장치의 크기가 대형화되거나 고스트 광이 발생될 수 있다.

본 발명은 포커스 유닛과, 포커스 유닛을 조명광 경로 내에 삽입 및 제거할 수 있고 안저에 인덱스를 용이하게 투영할 수 있는 안과 촬영 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 태양에 있어서, 피검안의 안저 화상을 촬영 광학 시스템의 촬상 소자의 검지면과 결합시키기 위한 포커스 유닛은, 소정 컬러의 광을 제공하는 안저 화상의 포커스용 광원과, 광원에 의해 발광된 광을 편향시키는 제1 광학 부재와, 제1 광학 부재에 의해 편향된 광을 광축에 수직인 방향으로 서로 이격되어 광축을 따라 진행하는 하나 이상의 광선 쌍으로 분리하는 제2 광학 부재를 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 있어서, 안과 촬영 장치는 포커스용 포커스 렌즈와, 포커스 렌즈를 통해 입사된 광학 화상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자를 구비한 촬영 광학 유닛과, 피검안을 조명하기 위한 제1 조명 부재를 갖는 조명 광학 유닛과, 촬영 광학 유닛의 광 경로를 조명 광학 유닛의 광 경로로부터 분기하도록 구성된 분기 유닛과, 제2 조명 부재와, 제2 조명 부재로부터 광 빔을 편향하는 편향 프리즘과, 편향 프리즘에 의해 편향된 광 빔을 포커스 인덱스로 형성하고 촬상 소자의 검지면과 결합시키는 개구를 포함한다. 제2 조명 부재의 주축 방향은 조명 광학 유닛의 주축 방향과 다르다.

본 발명의 다른 특징부는 동봉된 도면을 참조하여 예시한 실시예에 대한 다음의 설명으로 명백하게 될 것이다.

본 명세서의 일부에 포함되고 구성하는 동봉된 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고, 발명의 상세한 설명과 더불어 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 포커스 유닛은 고스트 광을 발생시키지 않으면서 안과 촬영 장치의 소형화를 가능하게 한다. 본 발명에 따른 안과 촬영 장치는 고스트 광의 발광없이 소형화될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.

도1은 안저 카메라의 구성을 도시한다. 대물 렌즈(1), 촬영 조리개(2)를 구비한 개구 미러(3), 포커스용 포커스 렌즈(4), 촬영 렌즈(5), 퀵 리턴 미러(6)가 피검안(E)의 전방에 배치된다. 촬상 소자(7)는 개구 미러(3), 포커스 렌즈(4), 촬영 렌즈(5) 및 퀵 리턴 미러(6)를 통해 입사된 광학 화상을 전기적 화상 신호로 변환한다. 포커스 렌즈(4), 촬영 렌즈(5), 퀵 리턴 미러(6) 및 촬상 소자(7)는 촬영 광학 시스템을 구성한다. 퀵 리턴 미러(6)의 방사 방향으로, 관찰 광학 시스템을 구성하는 반사 프리즘(8) 및 접안 렌즈(9)가 배열된다.

피검안(E)의 안저를 조명하는 조명 광학 시스템은, 각막 반사 광이 촬상 소자(7)로 들어가지 않도록, 개구 미러(3)에서 각막 근처로 백색 LED(22)의 광 빔인 후술된 조명광을 규제하기 위한 각막 다이어프램(10)을 구비한다. 조명 광학 시스템은 제1 릴레이 렌즈(11)와, 대물 렌즈(1)로 인한 반사를 제거하는 흑점판(12, black dot plate)을 구비하고, 이들은 순차적으로 배열되어 있다. 흑점판(12)의 후방에는, 편향 프리즘(13), 포커스 인덱스 형성부(14) 및 인덱스를 형성하기 위한 인덱스 조명 부재(15)를 포함하는 포커스 유닛(16)이 배치된다. 편향 프리즘(13), 포커스 인덱스 형성부 및 인덱스 조명 부재는 일체이다. 포커스 유닛(16)은 조명광 경로에 삽입 및 제거될 수 있다. 이 포커스 유닛(16)은 포커스 렌즈(4)의 이동에 연동하여 광축 방향으로 이동하고, 정지 화상이 촬영될 때 광 경로에서 제거될 수 있다.

개구 미러(3)는 촬영 광학 시스템의 광 경로와 피검안(E)을 조명하기 위한 조명 광학 시스템의 광 경로를 분기시키는 광학 부재이다.

포커스 유닛(16)의 후방에 제2 릴레이 렌즈(17)와 미러(18)가 배치된다. 미러(18)의 반사 방향으로, 피검안(E)의 수정체 후면 부근에 광 빔을 투영하는 수정체 다이어프램(19)과, 피검안(E)의 동공(Ep) 부근에 후술된 백색 LED 광 빔을 투영하는 다이어프램(20)과, 촬영 조명 부재(21)와, 관찰 조명 부재(22)가 순차적으로 배열된다. 수정체 다이어프램(19) 및 다이어프램(20) 각각은 링 형상 개구를 갖는다.

도2에 도시된 바와 같이, 관찰 조명 부재(22)는 다이어프램(20)의 링 형상 개구(20a)에 원환모양으로 배열된 6개의 백색 LED(22a 내지 22f)를 포함한다. 개구 미러(3) 내의 촬영 조리개(2)는 실질적으로 제1 릴레이 렌즈(11)의 초점 위치에 있다. 다이어프램(20)은 실질적으로 제2 릴레이 렌즈(17)의 초점 위치에 배치된다.

촬상 소자(7)로부터 출력된 안저 화상은 제어 유닛(23)으로 입력된다. 제어 유닛(23)은 촬영 스위치(24), 저장 유닛(25) 및 모니터(26)에 접속된다. 또한, 제어 유닛(23)은 촬영 조명 부재(21) 및 관찰 조명 부재(22)를 구동하는 광원 구동 회로(27)와, 포커스 유닛(16)을 광 경로에 삽입 또는 제거하는 포커스 유닛 구동 유닛(28)에 접속된다. 포커스 유닛 구동 유닛(28)은 포커스 렌즈(4)의 이동과 연동하여 광축 방향으로 포커스 유닛(16)을 이동시킨다.

이러한 안저 카메라로 촬영할 때, 촬영자는 피촬영자를 안저 카메라의 정방에 착석시켜, 피검안(E)의 안저를 접안 렌즈(9)를 통해 관찰하고, 피검안(E)과 안저 카메라의 정렬 및 초점 맞춤을 수행한다. 관찰 조명 부재(22)의 백색 LED(22a 내지 22f)로부터 발광된 광 빔은 다이어프램(20)의 링 형상 개구(20a)와 다이어프램(19)의 링 형상 개구(19a)를 통과하여 미러(18)에 입사한다. 미러(18)에 의해 반사된 광은 제2 릴레이 렌즈(17), 포커스 유닛(16), 흑점판(12), 제1 릴레이 렌즈(11) 및 다이어프램(10)의 개구를 통과하여 개구 미러(3)에 입사한다. 그 후, 광은 개구 미러(3)의 주변의 미러부에 의해 좌측으로 반사되고, 대물 렌즈(1)를 통과하여 동공(Ep)을 통해 안저(Er)를 조명한다.

조명된 안저(Er)의 화상은 대물 렌즈(1), 촬영 조리개(2), 포커스 렌즈(4), 촬영 렌즈(5)를 통과하고, 퀵 리턴 미러(6)에 의해 반사되어, 접안 렌즈(9)로 보내진다. 촬영자는 접안 렌즈(9)를 통해 피검안(E)의 안저 화상을 관찰하고, 안저 카메라의 정렬, 촬영 부위의 확인, 포커스 유닛(16)에 의한 초점 맞춤 등을 수행한다.

도3은 포커스 유닛(16)의 녹색 LED인 인덱스 조명 부재(15)의 특성(A), 관찰 조명 부재(22)의 백색 LED(22a 내지 22f)의 특성(B), 및 촬영 조명 부재(21)의 특성(C)의 파장 대 발광 강도를 도시한 그래프이다. 촬영자가 접안 렌즈(9)를 이용하여 육안으로 관찰하기 때문에, 녹색(가시광) LED가 포커스 유닛(16)의 인덱스 조명 부재(15)로 이용된다. 안저 화상의 컬러 촬영 및 관찰시의 색 재현을 고려하여, 연속 백색 스펙트럼이 촬영 조명 부재(21)의 촬영 광 빔 및 관찰 조명 부재(22)의 관찰 광 빔에서 사용된다.

도4 내지 도6은 각각 포커스 유닛(16)의 평면도, 측면도 및 저면도이다. 녹색 LED인 인덱스 조명 부재(15)는 기부(16a)의 저면에 부착된다. 예컨대, 아크릴 수지로 형성된 투명 원판(16b)이 기부(16a)에 고정된다. 편향 프리즘(13)이 디스크(16b)의 저면에 부착되어, 인덱스 조명 부재(15)로부터의 광 빔은 편향 프리즘(13)에 입사한다. 포커스 인덱스 형성부(14)는 디스크(16b)의 상부에 설치된다. 포커스 인덱스 형성부(14)는 차광부(14a, light-shielding portion)의 중심에 설치된 슬릿형 개구(14b)를 포함한다. 한 쌍의 스플리트 프리즘(14c, 14d)은 개구(14b)의 하부에 설치된다.

포커스 유닛(16)은 회전축(c)을 중심으로 회전하기 위한 지지부(16c)를 갖는다. 도7에 도시된 바와 같이 회전축(c)을 중심으로 회전함으로써, 포커스 유닛(16)은 조명 광학 시스템의 광 경로에 삽입 및 제거될 수 있다.

도8에 도시된 바와 같이, 스플리트 프리즘(14c, 14d)은 개구(14b)를 이분하는 한 쌍의 프리즘이다. 이들 프리즘은 그 편향 방향이 서로 대향하게 되도록 부착된다. 그러므로 프리즘(14c, 14d)에 의해 편향된 인덱스 조명 부재(15)로부터의 광 빔은 우반(right-half) 및 좌반(left-half)의 2개의 지향성 빔으로 분리되고, 다이어프램 개구(14b)에서 2개의 슬릿 화상의 형태로 조명 광학 시스템에 의해 결합된다.

포커스 유닛(16)이 도1에 도시된 바와 같이 조명 광학 시스템 내로 삽입될 때, 포커스 인덱스 형성부(14)는 조명광 경로의 중심에 위치되고, 슬릿 개구(14b)로부터의 2개의 광 빔은 관찰 조명 부재(22)로부터의 조명광과 함께, 휘점(bright points)의 형태로 피검안(E)의 동공(Ep)으로 투영된다. 따라서, 2개의 휘점(Lp)은 전안 화상(anterior eye image)에 있어서 도9에 도시된 위치를 점유한다. 포커스 렌즈(4)의 이동은 이들 위치를 크게 변화시키지 않는다.

휘점(Lp)으로부터 투영된 2개의 광 빔은 안저(Er) 상에 슬릿 화상을 형성한다. 도10의 (a) 및 (c)에서, 슬릿 화상(SP)의 투영 위치는 안저(Er)와 정렬되지 않고, 투영된 좌우 슬릿 화상(SP)은 수직으로 분리된다. 역으로, 슬릿 화상(SP)의 투영 위치가 도10의 (b)에 도시된 바와 같이 안저(Er)와 정렬되면, 좌우 슬릿 화상(SP)은 정렬된다.

안저(Er) 상으로 투영된 슬릿 화상(SP)은 동공(Ep), 대물 렌즈(1), 촬영 조리개(2), 포커스 렌즈(4) 및 촬영 렌즈(5)를 통과하고, 퀵 리턴 미러(6)에 의해 반사된다. 촬영자는 이들 슬릿 화상(SP)이 정렬되도록 포커스 렌즈(4)를 이동시킨다. 이것에 연동하여, 포커스 유닛(16)은 광축 방향으로 이동한다. 촬상면이 포커스 인덱스 형성부(14)의 투영면과 항상 결합하도록 포커스 렌즈(4)가 조정되기 때문에, 초점이 맞은 화상은 슬릿 화상(SP)이 정렬된 상태에서 촬영에 의해 얻어질 수 있다. 따라서, 스플리트 프리즘(14c, 14d)을 통해 투영된 슬릿 화상(SP)은 안저 촬영에 있어서 포커스 상태를 나타내는 인덱스로서의 기능을 한다.

전술한 조작을 수행함으로써 정렬이 완료된 후에, 촬영자는 촬영 스위치(24)를 누른다. 촬영 스위치(24)의 입력을 검지하는 제어부(23)는 광원 구동 회로(27)에 의해 백색 LED(22a 내지 22f)를 소등하고, 포커스 유닛 구동 유닛(28)에 의해 포커스 유닛(16)을 광 경로로부터 제거하고, 또한 퀵 리턴 미러(6)를 광 경로로부터 제거한다.

제어 유닛(23)은 촬영 조명 부재(21)가 순간적인 발광을 하도록 광원 구동 회로(27)에 지령한다. 촬영 조명 부재(21)로부터 발광된 광 빔은 다이어프램(20)의 개구와 다이어프램(19)의 개구를 통과하여 미러(18)에 입사한다. 이 미러(18)에 의해 상방으로 반사된 광은 릴레이 렌즈(17), 흑점판(12), 릴레이 렌즈(11) 및 다이어프램(10)을 통과하고, 개구 미러(3)의 미러부에 의해 좌측으로 반사되어, 대물 렌즈(1)와 동공(Ep)를 통해 안저(Er)를 조명한다. 안저를 조명한 후에, 광은 동공(Ep), 대물 렌즈(1), 촬영 조리개(2), 포커스 렌즈(4) 및 촬영 렌즈(5)를 통과하고, 촬상 소자(7) 상에 안저 화상을 형성한다. 안저 화상은 촬상 소자(7)에서 전기 신호로 변환되어 제어 유닛(23)으로 유입되고, 그 후 모니터(26)에 표시되고 저장 유닛(25)에 기록된다.

이러한 일련의 촬영 조작이 완료된 후에, 제어 유닛(23)은 포커스 유닛(16)을 다시 광 경로 내로 이동시키고, 백색 LED(22a 내지 22f)를 점등하여, 대기 모드 로 된다.

도11의 (a) 및 (b)는 포커스 유닛(16)의 원반(16b)의 하방측 사시도이다. 도11의 (a)는 전술한 포커스 유닛(16)의 편향 프리즘(13)을 도시한다. 도11의 (b)는 2개의 상이한 각도의 반사면을 갖는 편향 프리즘(13a, 13b)을 포함하는 변형예를 도시한다. 이들 편향 프리즘(13a, 13b)은 스플리트 프리즘(14c, 14d)과 동일한 기능을 갖는다. 이러한 편향 프리즘(13a, 13b)의 이용은 스플리트 프리즘(14c, 14d)을 불필요하게 만들고, 실크스크린 인쇄 등의 기술을 이용하여 디스크(16b)에 개구(14b)를 형성하는 것이 가능하게 한다.

도12 및 도13은 포커스 유닛(16)의 다른 변형예를 도시한다. 2개의 상호 수직 개구(14e, 14f)가 포커스 인덱스 형성부(14)의 차광부(14a)에 설치된다. 스플리트 프리즘(14g, 14h)은 도8에 도시된 스플리트 프리즘(14c, 14d)과 함께 개구(14e, 14f)의 하부에 배치된다. 스플리트 프리즘(14c, 14d)의 경사 방향이 도8에서와 동일하지만, 스플리트 프리즘(14g, 14h)의 경사는 스플리트 프리즘(14c, 14d)에 직교한다.

따라서, 개구(14e, 14f)로부터 안저(Er) 상으로 투영된 광 빔은 4개의 슬릿 화상으로 분리되어, 피검안이 난시인 경우 및 안저(Er)의 주변이 촬영될 때 발생하는 비점수차를 고려한 2경선 초점 맞춤(two-meridian focusing)을 수행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명이 전형적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 다음의 청구범위의 범위는 모든 수정예, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석과 일치된다.

본 출원은, 본 명세서에 전체가 참조로 포함되어 있는, 2006년 11월 29일에 출원된 일본특허출원 제2006-321633호의 장점을 청구한다.

도1은 안저 카메라의 구성도.

도2는 링 형상의 개구와 조명 광원의 배치를 도시한 도면.

도3은 광원의 발광 스펙트럼의 그래프.

도4는 포커스 유닛이 평면도.

도5는 포커스 유닛의 측면도.

도6은 포커스 유닛의 저면도.

도7은 포커스 유닛의 이동을 도시한 도면.

도8은 스플리트 프리즘을 도시한 도면.

도9는 전안 화상(anterior eye image)을 도시한 도면.

도10의 (a) 내지 (c)는 안저에서 슬릿 화상의 분리를 도시한 도면.

도11의 (a) 및 (b)는 포커스 유닛의 변형예의 사시도.

도12는 포커스 유닛의 다른 변형예의 평면도.

도13은 스플리트 프리즘을 도시한 도면.

Claims

촬영 광학 시스템에 있어서, 피검안의 안저 화상을 촬상 소자의 검지면과 결합시키기 위한 포커스 유닛이며,

상기 안저 화상의 초점을 맞추기 위해 소정 컬러의 광을 제공하기 위한 광원과,

상기 광원에 의해 발광된 광을 편향시키는 제1 광학 부재와,

상기 제1 광학 부재에 의해 편향된 광을, 광축에 수직인 방향으로 서로로부터 이격되어 광축을 따라 진행하는 하나 이상의 광선 쌍으로 분리하는 제2 광학 부재를 포함하는 포커스 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제2 광학 부재는 상기 방향으로의 입사광을 편향시키는 프리즘인 포커스 유닛.
제1항에 있어서, 상기 포커스용 광원은 LED인 포커스 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 광선 쌍은 광축에 수직인 상기 방향으로 더 큰 치수를 갖도록 구성된 단면을 갖는 포커스 유닛.
안과 촬영 장치이며,

포커스용 포커스 렌즈와,

상기 포커스 렌즈를 통해 입사된 광학 화상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자를 구비한 촬영 광학 유닛과,

피검안을 조명하기 위한 제1 조명 부재를 갖는 조명 광학 유닛과,

상기 촬영 광학 유닛의 광 경로를 상기 조명 광학 유닛의 광 경로로부터 분기하도록 구성된 분기 유닛과,

제2 조명 부재와,

상기 제2 조명 부재로부터 광 빔을 편향시키는 편향 프리즘과,

상기 편향 프리즘에 의해 편향된 광 빔을 포커스 인덱스로 형성하고 촬상 소자의 검지면과 결합시키는 개구를 포함하고,

상기 제2 조명 부재의 주축 방향은 상기 조명 광학 유닛의 주축 방향과 상이한 안과 촬영 장치.
제5항에 있어서, 상기 편향 프리즘은, 2개의 방향으로 편향하도록 상이한 각도를 갖는 2개의 면을 가지고, 상기 제２ 조명 부재로부터의 광 빔을 2 이상의 편향 방향으로 분리함으로써, 상기 제２ 조명 부재의 주축 방향이 상기 조명 광학 유닛의 주축 방향과 상이하도록 스플리트 프리즘으로서의 기능을 하는 안과 촬영 장치.
제6항에 있어서, 상기 피검안의 동공 상에서 상호 직교하는 2개의 경선 상의 4방향으로 광 빔을 편향시키는 제2 광학 부재를 더 포함하는 안과 촬영 장치.
안저 카메라이며,

포커스 렌즈를 통해 입사된 광학 화상을 전기 신호로 변환시키는 촬상 소자를 구비한 촬영 광학 유닛과,

피검안을 조명하기 위해 제1 조명 부재를 구비하는 조명 광학 유닛과,

상기 촬영 광학 유닛의 광 경로를 상기 조명 광학 유닛의 광 경로로부터 분기시키도록 구성된 분기 유닛과,

제1항의 포커스 유닛을 포함하고,

상기 포커스 유닛에 의해 제공된 소정 컬러를 갖는 광선이 사용시 피검안의 안저에 나타난 포커스 인덱스를 제공하도록 구성되는 안저 카메라.