(57)【要約】【課題】投射ユニットとフォーカスユニット間で必要な同期性が容易に確保でき、全フォーカス領域に亘り予備調整過程を最適化することができるだけでなく、光学系構成群の公差を各機器個別に簡単な方法で補償することもできる撮像用の光学システムと電子センサの使用下における眼底検査用眼科装置の操作法およびその据付装置に関する。【解決手段】「無散瞳」原理に基づく本発明の眼科機器用フォーカス装置は、赤外線スペクトル領域で少なくとも１つのフォーカスマークを眼面投射する投射ユニット３および光軸５に沿う方向に移動自在なフォーカスユニット４で構成されている。移動は、この場合、既設制御ユニットの然るべき予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により双方同時にまたは個別に行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線スペクトル領域で少なくとも１つのフォーカスマーク（１）を眼面投射する投射ユニット（３）と光軸（５）に沿う方向に移動自在なフォーカスユニット（４）で構成されたフォーカス装置であって、照明光路に配置された投射ユニット（３）および観察光路に配置されたフォーカスユニット（４）を、既設制御ユニットの予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により同時にまたは個別に移動させる、「無散瞳」原理（Mydriatic-Principle）に基づく眼科機器、特に眼底カメラに使用されるフォーカス装置。
【請求項２】
前記の電子制御可能な調整素子として、ステップモータ（６）が使用される、請求項１に記載のフォーカス装置。
【請求項３】
前記の制御ユニットが記憶装置を保有している、請求項１および２のうちの少なくとも１項に記載のフォーカス装置。
【請求項４】
赤外線スペクトル領域のフォーカスマーク（１）に対して焦点合わせをするオートフォーカスシステムを備える、請求項１〜３のうちの少なくとも１項に記載のフォーカス装置。
【請求項５】
赤外線スペクトル領域で少なくとも１つのフォーカスマーク（１）を眼面投射する投射ユニット（３）と光軸（５）に沿う方向に移動自在なフォーカスユニット（４）で構成された、「無散瞳」原理に基づく眼科機器、特に眼底カメラに使用される焦点合わせ法であって、照明光路に配置された投射ユニット（３）および観察光路に配置されたフォーカスユニット（４）を既設制御ユニットの予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により同時にまたは個別に移動させることができる焦点合わせ法。
【請求項６】
前記の眼科機器が、患者に照準設定され、焦点合わせが制御ユニットの予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により、つまり投射ユニット（３）とフォーカスユニット（４）の同時移動により行われる、請求項５に記載の焦点合わせ法。
【請求項７】
前記の焦点合わせが、眼科機器の患者への照準設定後、オートフォーカスシステムの使用下、制御ユニットの予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により、つまり投射ユニット（３）とフォーカスユニット（４）の同時移動により自動的に行われる、請求項６に記載の焦点合わせ法。
【請求項８】
投射ユニット（３）とフォーカスユニット（４）の同時移動による焦点設定後、撮像モード（可視スペクトル領域）への切換時にフォーカスユニット（４）だけが、制御ユニットの予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により移動させられ、撮像後逆方向に戻される、請求項５に記載の焦点合わせ法。
【請求項９】
電子制御可能な調整素子による前記の移動が、定義付けされたステップ単位で行われる、請求項５〜８のうちの少なくとも１項に記載の焦点合わせ法。
【請求項１０】
前記制御ユニットの記憶装置に保存される、投射ユニット（３）とフォーカスユニット（４）の移動に関する、またはフォーカスユニット（４）の移動だけに関する対応基準値が予備設定される、あるいはそれに参照対象物データも加えて記録される、請求項５〜９のうちの少なくとも１項に記載の焦点合わせ法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像用の光学システムと電子センサの使用下における眼底検査用眼科機器、特に眼底カメラの操作法およびその据付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼底カメラによる眼底検査には、患者瞳孔の薬剤による拡大、または「無散瞳」原理（Mydriatic-Principle）で作動する眼底カメラの使用が必要である。後者の場合、眼底が（不可視）赤外光で照明されて、暗室では薬剤投与なしで瞳孔の拡大が現われる。瞳孔の十分に拡大された眼が短時間（例えば、フラッシュランプの）白色（可視）光により照明され、眼底が撮像される。
【０００３】
患者の非正視補償には、眼底カメラが適切に焦点設定できることが必要である。内部の光学系構成群の移動により、シャープでコントラストに富む患者の眼底像が撮像装置または観察者の眼に出現する。
【０００４】
「無散瞳」眼底カメラの場合、原理条件下では生成像は赤外光で観察され、短波長の白色光で撮影される。これら異なった波長に対しては、光学的所与条件から焦点面も異なってくるため、赤外光での観察で鮮鋭な結像が得られても、白色光下の生成像は不鮮明な撮影になってしまう。この理由から、「無散瞳」眼底カメラではフォーカス補助装置が使用される。観察の間、この装置の使用下で、例えば低強度の白色光により眼底にテストマークが投射され然るべき方法で評価される。評価は、好ましくは、２つのハーフマークを重ね合わせて白色光に対する最適焦点面を決定する合致法で行なう。
【０００５】
この方法では、テストマークの可視光が低強度であるにも拘わらず患者の瞳孔反応を惹起しかねず、そのため、最小瞳孔直径の要求される眼科機器では、作業難度を明かに増大させ、これが欠点であると実証されている。
【０００６】
別な方法として、テストマークが赤外光によって生成されるものがある。この場合は確かに、患者の瞳孔反応は起こらず、患者の瞳孔はそれに相応した大きさを維持しているという利点があるが、赤外光は眼底の分光特性に起因して、撮像に使用される白色光の反射位置よりも深層にある組織で反射するため、それが不利に作用し、観察の切換または生成像撮影のためのテストマークのピント合わせのために、さらに焦点面補整のための適当な光学素子が必要となる。
【０００７】
光学補助装置による瞳孔縁のテストマークは、照明光路を通じて患者の眼に取り込まれる。一方観察は、観察光路から患者の瞳孔中央を通って行われる。照明光路と観察光路とでは異なった光学素子が使用されているので、テストマークの焦点設定時に、必要なテストマークの移動とテストマークに割り当てられた光学系構成群との間に、複雑で非直線的な関係が生れる。この非直線的関係は、カム装置またはレバー切換装置を通じての移動調整をすることによって実現可能となる。
【０００８】
オートフォーカス眼底カメラについては、ＤＥ  ３０  ３１ ８２２  Ｃ２およびＤＥ ３１ １６ ３８０ Ｃ２公報に記述されている。少なくとも1つのフォーカスマークが、光学投射装置により被験者の眼底に結像する。フォーカスマークのポジションが検出ユニットにより測定される。検出器出力信号の評価では、制御ユニットにより眼底カメラのオートフォーカスが作動するが、その場合、フォーカスマーク結像用の電動光学素子が光軸に沿って移動する。また、当光学素子は手で移動させることもできる。ＤＥ  ３０  ３１
８２２  Ｃ２による解決法では、その目的に、軸受軸の周りを旋回することのできる３本アーム連結レバーが取り付けられている。この場合、第１のレバーアームはフォーカスレンズと、第２のレバーアームはフォーカスマーク投射装置と連結されていて、これらが光軸の方向に移動できるようになっている。残りの第３のレバーアームは、挿入ピン/スリット結合を通じて調整軸と連結しているので、調整軸旋回時には他の両レバーアームは光軸に沿ってそれに連動した動きをする。
【０００９】
この機械連結方式は、フォーカスレンズとフォーカスマーク投射装置との間での必要な同期が、特定のフォーカス領域でしか達成し得ないことが欠点である。光学系構成群の公差補償が、例えば殆ど不可能か、または全く不可能な場合がある。
【００１０】
ＵＳ４，１９６，９７９には、眼と眼検機器間の距離調整のための、特に眼底の検査または撮影のための機器について記述されている。この機器には、さらに、眼底結像のピント合わせ装置も含まれている。この装置も同様に、結像レンズおよびフォーカスマーク投射用光学ユニットで構成されており、後者は機械連結されていて光軸方向での移動が可能である。この場合でも、構成群の動きは非直線的なので、必要な構成群の同期をするのに非常な困難を伴わずには実現できない。したがって、光学系構成群の公差補償は殆ど、あるいは全く不可能である。
【特許文献１】ＤＥ  ３０  ３１ ８２２  Ｃ２
【特許文献２】ＤＥ ３１ １６ ３８０ Ｃ２
【特許文献３】ＵＳ４，１９６，９７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の基本課題は、公知の技術解決法を改良して、フォーカスレンズとフォーカスマーク投射ユニット間での必要な同期を、大きなフォーカス領域に亘って簡単に実現可能として、光学系構成群の公差補償を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、本発明によれば、独立請求項の特徴によって解決される。好ましい改良形態および実施態様は従属請求項の対象である。
「無散瞳」原理に基づく眼科装置、特に眼底カメラ向けの本発明解決法の場合、該装置は赤外線スペクトル領域の少なくとも１つのフォーカスマークを眼面に投射する投射ユニットと光軸に沿って自在に移動できるフォーカスユニットで構成されている。本発明方法では、照明光路に配置された投射ユニットおよび観察光路に配置されたフォーカスユニットを、既設制御ユニットの然るべき予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により、同時にまたは個別に移動させることができる。
【００１３】
上記本発明の技術的解決法は、フォーカス補助装置のテストマークが、照明光路を通じて投射され、観察光路を通じて結像する方式の、両光路に異なった光学素子の設置されている眼科装置に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では本発明を実施例に基づきより詳しく説明する。
【００１５】
「無散瞳」原理に基づく眼科機器、特に眼底カメラに用いる本発明に基づくフォーカス装置は、赤外線スペクトル領域の少なくとも１つのフォーカスマークを、眼面に投射する投射ユニットと光軸に沿って自在に移動できるフォーカスユニットで構成されている。本発明方法では、照明光路に投射ユニットおよび観察光路にフォーカスユニットが配置されており、それらは、記憶装置を保有する既設制御ユニットの然るべき予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により、同時にまたは個別に移動させることができる。
【００１６】
電子制御可能な調整素子としては、制御モータ、好ましくはステップモータが使用される。
フォーカス装置は、そのほか、赤外線スペクトル領域のフォーカスマークに対して焦点合わせをするオートフォーカスシステムを備えることもできる。
【００１７】
図１は、フォーカス装置を持つ眼底カメラの原理的構造を示している。「無散瞳」原理に基づく眼底カメラ用のフォーカス装置は、赤外線スペクトル領域のフォーカスマーク１を、眼底２に投射する投射ユニット３と、光軸５に沿って自在に移動できるフォーカスユニット４で構成されている。好ましくはステップモータ６によって実現される、投射ユニット３とフォーカスユニット４の移動は、既設の（図示されていない）制御ユニットの然るべき予備設定に従って、同時にまたは個別に行うことができる。
【００１８】
眼底２は、観察のため、照明光源７から発する赤外光により、様々な光学素子８を経由して照明される。眼底２で反射した赤外光は、様々な光学素子８および転向ミラー９を経由して、探索カメラ１０上に結像する。
眼底２は、撮像のため、フラッシュ光源１２から発する白色光により、転向ミラー１３および様々な光学素子８を経由して短時間照明される。眼底２で反射した白色光は、様々な光学素子８を経由して、転向ミラー９が水平位置の場合では記録カメラ１１に結像する。
【００１９】
照明光の様々な波長に対する光学的所与条件から、様々な焦点面が生成される。この異なった焦点面の補償に、および患者に非正視がある場合、その補償に、眼底カメラのピントを合わさなければならない。その場合投射ユニット３とフォーカスユニット４間で必要な同期を確保するために、両ユニットはそれぞれステップモータ６で位置調整される。調整幅またはステップ数に関して要求される両者の関係は、表または関数として制御ユニットに保存されている。
【００２０】
図２は、図１の眼底カメラでの投射ユニット３とフォーカスユニット４の移動経過において考えられる両者の位置関係を示している。
フォーカスユニット４の移動過程は、患者のジオプトリ値（非正視）に対してほぼ直線状に移動するが、一方投射ユニット４の移動過程は、直線経過から著しく乖離している。その結果、該眼底カメラでは、フォーカスユニット４の調整幅は約＋/−２ｍｍ、および投射ユニット３の調整幅は約＋/−１５ｍｍとなる。
【００２１】
「無散瞳」原理に基づく眼科機器、特に眼底カメラに適用される本発明に基づく焦点設定法の場合、照明光路内に配置された投射ユニットにより、赤外線スペクトル領域の少なくとも１つのフォーカスマークが、眼面に投射され、次に、観察光路内に配置されたフォーカスユニットを経由して検出器に結像する。
【００２２】
フォーカス操作過程は、既設制御ユニットの然るべき予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により、投射ユニットとフォーカスユニットを光軸方向に同時移動させることによって行う。照明光路と観察光路とでは異なった光学素子が使用されているので、投射ユニットとフォーカスユニットとの間には、必要な移動に関して複雑で非直線的な関係が生れる。
したがって、投射ユニットとフォーカスユニットの同時移動は、制御ユニットの然るべき予備設定に従って、電子制御可能な調整素子により行われる。そのため、制御ユニットの既設記憶装置には、例えば対応の表または関数が保存されている。
【００２３】
また、制御ユニットの然るべき予備設定に従って、電子制御可能な調整素子によりなされる投射ユニットとフォーカスユニットの同時移動は、眼科機器を患者に照準設定した後、オートフォーカスシステムにより自動的に行うこともできる。
投射ユニットとフォーカスユニットの同時移動により、赤外線スペクトル領域のフォーカスマークを焦点設定した後、撮像モード（可視スペクトル領域）への切換と共に、フォーカスユニットだけを光軸に沿って移動させる。制御ユニットにより、電子制御可能な調整素子を保存された予備設定どおり制御し、撮像後再び逆方向に戻す。
【００２４】
眼底に投射される赤外線スペクトル領域のフォーカスマークは、眼底の分光特性に起因して、撮像に使用される白色光の反射位置よりも深層にある組織で反射する。白色光は、網膜で反射されるが、一方赤外光は、網膜を通り抜けてその下方の色素上皮層で初めて反射される。したがって、白色光と赤外光の焦点面は、約２００μｍ離れていることになるが、これは公知であり、網膜の平均的厚さに相当する。撮像モードへの切換時には、フォーカスユニットを然るべき値だけ移動させて修正する。本実施例ではフォーカスユニットを約５０μｍずつ移動させる。
【００２５】
電子制御可能な調整素子によってなされる移動は、好ましくも、定義付けされたステップ単位で行われる。
制御ユニットの記憶装置に保存される、投射ユニットとフォーカスユニットに関する、またはフォーカスユニットだけに関する対応基準値が予備設定される。あるいはそれに参照対象物も加えて収納および保存される。
【００２６】
移動過程は、例えば点単位で記録することができる。その目的で、フォーカスマークが投射ユニットにより捕捉面に投射されるが、その結像鮮鋭度が探索カメラを通じて検査され、鮮鋭な結像が得られたときのステップモータの位置が保存される。捕捉面に鮮鋭に結像したフォーカスマークは、フォーカスユニットを通じて記録カメラに結像し、鮮鋭な結像が得られたときのステップモータの位置が保存される。この過程は様々なジオプトリ値に対応して何回か繰り返される。最終的に幾つかの基点（対値）の記録後、補償曲線により残りの対値を確定する。
【００２７】
移動過程に対するこのような点単位の記録は、特に光学構成群の公差を機器毎に考慮できる点、および移動過程が当該機器に正確に同調している点が有利である。
【００２８】
本発明に基づく解決法によれば、投射ユニットとフォーカスユニット間での必要な同期が簡単に確保できる。したがって、フォーカス領域全体に亘って調整過程を最適化できるだけでなく、光学構成群の公差を機器毎に個別に簡単な方法で補償することもできる。
【００２９】
観察モード（赤外線スペクトル領域）と撮像モード（可視スペクトル領域）間の切換時に必要な焦点面の変更は、切換過程中でのフォーカスユニットの移動により簡単に実現することができる。撮像後、制御ユニットの操作により撮像前のフォーカシング状態が復元される。モード切換に必要な移動距離も表形式で保存することができる。
【００３０】
上記解決法は、純機械的連結の場合よりも、投射ユニットとフォーカスユニット間の適合精度を高めることができ、明かによりフレキシブルな対応を可能にする。同様に赤外線スペクトル領域と可視スペクトル領域間の焦点面の切換も、追加的光学構成群の組み入れまたは取り外しの必要もなく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】フォーカスユニットとフォーカスマーク投射ユニットを持つ眼底カメラの原理的構造
【図２】フォーカスユニットとフォーカスマーク投射ユニットの移動過程において考えられる両者の位置関係
【符号の説明】
【００３２】
１      フォーカスマーク
２      眼底
３      投射ユニット
５      光軸
４      フォーカスユニット
６      ステップモータ
７      照明光源
８      様々な光学素子
９      転向ミラー
１０    探索カメラ
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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