(57)【要約】本発明は、未拡張瞳孔を通して広範囲の網膜画像を見ることによく適した、低コストで低入力電力の目視装置である。該装置には、収束光照明システムと口径絞りが含まれる。収束光照明システムは、光線の目の中への容易な入射，広範囲の網膜照明，減少されたグレアと減少された電力消費を提供する。口径絞りは、網膜画像の部分を形成しない、不必要な受理グレアを遮断する。装置は、もし口径が未拡張瞳孔の直径に従ってある大きさに作られるなら、未拡張瞳孔を通した網膜視に特別に適するよう作られる。
2004500139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
瞳孔を有する目の構造を見るための目視装置であって、前記装置は、
頂点で収束し、その後分出する光の収束光錐を発生させる照明システム、
画像軸を有する画像システムと、
実質的に前記画像軸と同軸に、また、実質的に前記頂点に連結して前記装置に配置される口径絞りを有し、それによって、角膜グレアが減少する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項２】
請求項１の目視装置において、
前記口径絞りの口径が、実質的に前記瞳孔の大きさに対応するようある大きさに作られる、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３】
請求項１の目視装置において、
前記照明システムは、前記画像軸に関して軸外に位置する光源を含み、それによって、前記装置における内部グレア及び角膜グレアが減少する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４】
請求項１の目視装置において、
前記照明システムは、前記画像軸に関して軸外に位置する光源を含み、また、
前記画像システムは、対物レンズを含み、前記対物レンズが、前記口径絞りの口径の中心の周りに実質的に同心円状に湾曲した前記光源に最も近い第一面を有し、それによって、前記装置における内部グレアが減少する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項５】
請求項１の目視装置において、
前記照明システムは、前記画像軸に対して軸外に置かれた光源を含み、また、
前記軸外に置かれた光源は、前記口径絞りの口径の外側に置かれ、それによって、前記光源は、前記視覚装置によって受けられた画像に全くぼやかし効果を及ぼさない、
ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１の目視装置において、
前記照明システムは、前記画像軸に関して軸外に置かれた光源を有し、
前記軸外に置かれた光源は、前記口径絞りによって定められた受光と遮断光の間の境界線の外側に置かれ、また、
前記画像システムは、前記口径の中心の周りに同心円状に湾曲した、湾曲第一面を有する対物レンズを含み、
それによって、前記光源が、前記目視装置によって受けられた画像に全くぼやかし効果を及ぼさない、また
それによって、前記第一面から反射された入射光が、前記口径絞りによって遮断される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項７】
請求項１の装置において、
前記画像システムは、両眼視を提供するのに適する両眼光学器械を有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１の装置において、
前記装置は、少なくとも一つのレンズホルダーを含むハウジングと、複数のレンズを有し、前記レンズの少なくとも一つが、前記少なくとも一つのレンズホルダーにおいて受けられるのに適するレンズモジュールに組み込まれる、
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１の装置において、
前記装置は、ハウジングを含み、また、前記装置はさらに、
前記ハウジングによって定められた接眼ホルダー、
接眼レンズを有する接眼鏡を有し、前記接眼鏡は、前記接眼ホルダーにおいて受けられるのに適しており、また、
画像センサーを備えた映像モジュールを有し、前記映像モジュールは、前記接眼ホルダーにおいて受けられるのに適し、前記接眼ホルダーは、前記接眼鏡または前記映像モジュールのうち一つだけを所定のときに受けるのに適する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１の装置において、
前記画像システムの網膜視野は、前記照明システムの照明の網膜領域より大きい、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１の装置において、
前記画像システムの網膜視野は、前記照明システムの照明の網膜領域より約１５パーセントから３０パーセント大きい、
ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
網膜と瞳孔を有する目の構造を見るための目視装置であって、前記装置は、
前記網膜を照らすための照明システム、
画像軸を有する画像システム、
前記装置が前記目に関して作動位置にあるときに、実質的に前記画像軸と同軸に、また、実質的に前記瞳孔に連結して前記装置に配置された口径絞りを有し、それによって、角膜グレアが減少する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項１３】
請求項１２の目視装置において、
前記口径絞りの口径が、実質的に前記瞳孔の大きさに対応するようある大きさに作られる、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項１４】
請求項１２の目視装置において、
前記照明システムの口径は、前記画像軸に関して軸外に置かれた光源を含み、それによって、前記装置における内部グレアや角膜グレアが減少する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項１５】
請求項１２の目視装置において、
前記照明システムは、前記画像軸に関して軸外に置かれた光源を含み、また、
前記画像システムは、対物レンズを含み、前記対物レンズが、前記口径絞りの口径の中心の周りに実質的に同心円状に湾曲した前記光源に最も近い第一面を有し、それによって、前記装置における内部グレアが減少する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項１６】
請求項１２の目視装置において、
前記照明システムは、前記画像軸に関して軸外に置かれた光源を有し、また、
前記軸外に置かれた光源は、前記口径絞りの口径の外側に置かれ、
それによって、前記光源は、前記視覚装置によって受けられた画像に全くぼやかし効果を及ぼさない、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項１７】
請求項１２の目視装置において、
前記照明システムは、前記画像軸に関して軸外に置かれた光源を有し、
前記軸外に置かれた光源は、前記光源絞りによって定められた受光と遮断光の間の境界線の外側に置かれ、また、
前記画像システムは、前記口径の中心の周りに同心円状に湾曲した、湾曲第一面を有する対物レンズを含み、
それによって、前記光源は、前記視覚装置によって受けられた画像に全くぼやかし効果を及ぼさず、また、
それによって、前記第一面から反射された入射光は、前記口径絞りによって遮断される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項１８】
請求項１２の装置において、
前記画像システムは、両眼視を提供するのに適する両眼光学器械を有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１２の装置において、
前記装置は、少なくとも一つのレンズホルダーを有するハウジング、そして複数のレンズを含み、前記レンズの少なくとも一つが、前記少なくとも一つのレンズホルダーにおいて受けられるのに適するレンズモジュールに組み込まれる、
ことを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１の装置において、
前記装置は、ハウジングを含み、また、前記装置はさらに、
前記ハウジングによって定められた接眼ホルダー、
接眼レンズを有する接眼鏡を有し、前記接眼鏡は、前記接眼ホルダーにおいて受け取られるのに適しており、また、
画像センサーを備えた映像モジュールを有し、前記映像モジュールは、前記接眼ホルダーにおいて受けられるのに適し、前記接眼ホルダーは、前記接眼鏡または前記映像モジュールのうち一つだけを所定のときに受けるのに適する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項１２の装置において、
前記画像システムの網膜視野は、前記照明システムの照明の網膜領域より大きい、
ことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１２の装置において、
前記画像システムの網膜視野は、前記照明システムの照明の網膜領域より約１５パーセントから３０パーセント大きい、
ことを特徴とする装置。
【請求項２３】
目の構造を見ることにおける使用のための目視装置であって、前記目視装置は、
患者端と観察端、
画像路と少なくとも一つの網膜画像焦平面を有する画像システムと、
前記画像路に配置され、また、前記少なくとも一つの網膜画像焦平面に関して焦点のぼやけた位置に置かれた光源を含む照明システムを有し、
前記照明システムは、実質的に前記患者端で、または前記患者端の前方に収束する照明光線を発生させるのに適し、それによって、前記収束された光線は、前記患者端の前方に配置された瞳孔に容易に入り得る、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項２４】
請求項２３の目視装置において、
前記光源は、反射素子を有する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項２５】
請求項２３の目視装置において、
前記光源は、光発生光源を有する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項２６】
請求項２５の目視装置において、
前記光源は、小型白熱電球によって与えられている、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項２７】
請求項２３の目視装置において、前記照明システムは、
前記光源を定める反射素子、
光を前記反射素子の方に向ける光発生光源と、
前記光発生光源と前記反射素子の間に置かれた集光光学素子を有し、前記集光光学素子は、前記光発生光源からの光線を前記反射素子の上へ収束する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項２８】
請求項２７の目視装置において、
前記光発生光源は、小型白熱電球によって与えらている、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項２９】
請求項２３の目視装置において、
前記画像システムは、対物光学素子と画像光学素子を含み、また、
前記光源は、前記対物光学素子と前記光学素子の中間に配置される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３０】
請求項２９の目視装置において、
前記光源は、前記画像光学素子とごく接近して配置される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３１】
請求項２９の目視装置において、
前記目視装置は、ハウジングを含み、また、
前記対物光学素子と前記画像光学素子の少なくとも一つが、置き換え可能に前記ハウジングに配置されるのに適している、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３２】
請求項２３の目視装置において、
前記光源は、光管，光ファイバー，回折光学素子やホログラフィ光学素子から成るグループから選択された光源を伝送している光である、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３３】
請求項２３の目視装置において、
前記画像システムは、前記網膜を表す電気信号を発生させるための画像センサーを含む、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３４】
請求項２３の目視装置において、
前記画像システムは、画像軸を含み、また、
前記光源は、前記画像軸から少し離れて配置される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３５】
請求項２３の目視装置において、
前記目視装置は、前記眼構造の両眼画像を形成するための両眼光学器械を有する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３６】
請求項３５の目視装置において、前記両眼光学器械は、
前記画像路に沿って光を平行にするための平行光学器械、
第一と第二の光路に沿って前記並行光学器械によって伝送された光を分離するための分離光学器械、
受けた画像の方向付けをするために、前記第一と第二の光路の少なくとも一方に配置された定位光学器械、
前記調整光学器械によって伝送された光を拡散するために、前記第一と第二の光路の少なくとも一方に配置された拡散光学器械と、
前記拡散光学器械によって拡散された光を再度平行にするために、前記第一と第二の光路の少なくとも一方に配置された接眼光学器械を含む、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３７】
目視装置は、
接眼ホルダーを有するハウジング、
接眼レンズを有する接眼鏡を有し、前記接眼鏡は、前記接眼ホルダーにおいて受けられるのに適しており、また、
画像センターを有する映像モジュールを有し、前記映像モジュールは、前記接眼ホルダーにおいて受けられるのに適しており、前記接眼ホルダーは、所定のときに前記接眼鏡または前記映像モジュールのうち一つだけを受けるのに適する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３８】
請求項３７の目視装置は、さらに、
前記ハウジングに配置された画像焦平面を含む画像システムを有し、
前記映像モジュールは、前記映像モジュールが前記ホルダーに受けられたときに、画像センサーが実質的に前記画像焦平面上に位置するように構成される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項３９】
請求項３７の目視装置において、
前記光源は、前記装置が前記目に関して作動位置にあるときに、実質的に患者の角膜と連結する位置に配置される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４０】
目の構造を見ることにおける使用のための目視装置であって、前記装置は、
患者端と観察端、
画像路と少なくとも一つの網膜画像焦平面を有する画像システムと、
前記画像路に配置され、また、前記網膜画像焦平面に関して焦点のぼやけた位置に置かれた光源を含む照明システムを有し、前記照明システムは、前記光源と前記患者の中間に配置された対物レンズを含み、前記光源は、前記対物レンズが前記光源によって発生された照明光線を収束するよう作動するように、前記網膜画像焦平面を越えて前記対物レンズから離れて置かれる、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４１】
請求項４０の目視装置において、前記照明システムは、
前記光源を定める反射素子、
光を前記反射素子の方に向ける光発生光源と、
前記光発生光源と前記反射素子の間に置かれた集光光学素子を有し、前記集光光学素子は、前記光発生光源からの光線を前記反射素子の上へ収束する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４２】
請求項４０の目視装置において、
前記画像システムは、前記構造を表す電気信号を発生させるための画像センサーを含む、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４３】
請求項４０の目視装置において、
前記装置は、前記眼構造の両眼画像を形成するための両眼光学器械を有する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４４】
請求項４０の目視装置において、
前記光源は、前記装置が前記目に関して作動位置にあるときに、実質的に患者の角膜と連結する位置に配置され、その結果、前記角膜から反射された光線が、前記光源の上に収束される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４５】
目の構造を見ることにおける使用のための目視装置であって、前記装置は、
患者端と観察端、
画像路と少なくとも一つの網膜画像焦平面とを有する画像システムと、
前記装置が前記目に関して作動位置にあるときに、前記少なくとも一つの網膜画像焦平面に関して焦点のぼやけた位置、また、実質的に患者の角膜に連結する位置にある、前記画像路に配置された光源を含む照明システムを有し、その結果、前記角膜から反射された光線が前記光源の上に収束される、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４６】
請求項４５の目視装置において、前記照明システムは、
前記光源を定める反射素子、
光を前記反射素子の方に向ける光発生光源と、
前記光発生光源と前記反射素子の間に置かれた集光光学素子を有し、前記集光光学素子は、前記光発生光源からの光線を前記反射素子の上へ収束する、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４７】
請求項４５の目視装置において、
前記画像システムは、前記構造を表す電気信号を発生させるための画像センサーを含む、
ことを特徴とする目視装置。
【請求項４８】
請求項４５の目視装置において、
前記装置は、前記眼構造の両眼画像を形成するための両眼光学器械を有する、　ことを特徴とする目視装置。
【請求項４９】
目視装置は、
ハウジング、
画像システム、
照明システム、
対物レンズモジュールを受けるための対物レンズホルダー、
画像レンズモジュールを受けるための画像レンズホルダー、
広い視界を提供するよう構成された、第一対物レンズモジュールと画像レンズモジュールの一対と、
前記第一の対物レンズモジュールと画像レンズモジュールの一対より狭い視界と、より容易な入射を提供するよう構成された、第二の対物レンズモジュールと画像レンズモジュールの一対を有し、前記対物レンズと画像レンズホルダーが、前記第一または第二の対物レンズと画像レンズモジュールのうち一つだけを所定のときに受けるのに適する、
ことを特徴とする目視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
１．発明の分野
本発明は、一般的に、医療診察用の器具に関し、特に、網膜視における使用のための目視装置に関するものである。
【０００２】
２．先行技術の背景
市販されている網膜視における使用のための目視装置は、多数の制限を示すことが確認されている。
【０００３】
間接検眼鏡の設計によると、ビーム分割器が、照明光線を目に向ける光視路に備えられており、同時に、受ける画像光線が、それを通して通過する。この設計に固有のかなりの光の損失は、大きな高電力光源が、網膜を十分に照らすための装置に組み込まれることを要求する。高電力光源は、一般的に、組み入れるのがむつかしく、過度の電気的入力電力を消費し、そして多くの熱やグレアのような不必要な光を生じさせる。高電力光源はまた、大きなフィラメントを有し、典型的には、未拡張の瞳孔の直径より大きい。このことによって、間接検眼鏡は、虹彩，角膜，強膜のような外部眼構造から反射される入射光線に帰因するグレアの問題を特に受けやすくなる。
【０００４】
眼底カメラのような網膜視における使用のためのカメラは、高画質の画像を提供する。しかしながら、網膜視カメラは、一般的に、高価であり、典型的に、網膜視のために瞳孔拡張を必要とし、また、典型的に、高度な技術を身につけた訓練されたカメラオペレータを必要とする。
【０００５】
適切な網膜照明を備え、また、瞳孔拡張を必要とすることなく広範囲の網膜視を容易にする、コンパクトで低入力電力目視装置に対する必要性がある。
【０００６】
（発明の概要）
発明の主要な面に従って幅広く述べると、本発明は、網膜視における使用のための、低入力電力，低価格目視装置である。該装置は、瞳孔拡張なく広範囲の網膜視を提供する。
【０００７】
ある一面において、本発明による目視装置は、装置が作動位置にあるときに、患者の瞳孔の辺りで収束し、広い網膜視野を照らすために目の内側で分出する光線を発生させるのに適合する収束光照明システムを含む。収束光照明システムは、未拡張状態にある小さな瞳孔を通した広い網膜視野の照明を提供する。収束光照明システムはまた、該照明システムによって放出される実質的に全ての光が、虹彩や強膜のような瞳孔開口の外側の眼構造から反射されることなく、患者の瞳孔を通じて目に入るので、電気的入力電力消費を減少させ、また、グレアを減少させる。
【０００８】
もう一つの面において、本発明の目視装置は、実質的に患者の瞳孔に連結し、実質的に該視覚システムの画像軸と同軸に位置する口径絞りを有する視覚システムを含む。実質的に患者の瞳孔に連結し、実質的に画像軸と同軸に位置する口径絞りは、網膜画像を形成する光を通し、網膜画像を形成しない光を遮断するよう作動する。口径絞りは、装置が作動位置の前方に位置するとき、また装置が作動位置にあるとき、不必要な光を遮断するよう作動する。口径絞りはそれにより、装置が目の中に参入する間（装置が作動位置に操作されているとき）、また、網膜視の間（装置が作動位置にあるとき）、グレアを減少させ、画質を向上させる。
【０００９】
目視装置は、広がっていない目の瞳孔の直径に従って口径絞りの口径をある大きさに作ることによって、広がっていない目を通した網膜視に特によく適するように作られている。未拡張瞳孔の直径に従って口径をある大きさに作ることによって、口径絞りは、（虹彩や強膜のような）瞳孔の直径の外側の眼構造から反射した、実質的に全ての光を遮断するよう作動する。
【００１０】
本発明のこれらおよび他の特徴は、参考図面とともに好ましい実施の形態の詳細な説明を注意深く読むことから、当業者にとって明らかになるであろう。
【００１１】
発明の好ましい実施の形態が、各要素が参照番号のように示される添付図面を参照して、例としてのみされている。
【００１２】
（発明の詳細な説明）
本発明による目視装置の適例となる実施の形態が、図１Ａから１Ｅを参照して説明される。目視装置１０は、その作動が主に図１Ａを参照して説明される、照明システム、そして、その作動が主に図１Ｂを参照して説明される画像システムを含む。
【００１３】
図１Ａから１Ｅの装置は、未拡張瞳孔を通した網膜視における使用に特によく適している。小径未拡張瞳孔は、網膜画像を見ることに対し多くの問題を起こす。小径未拡張瞳孔は、網膜に向けられた入射光と網膜画像に対応する反射光の伝送を抑制する。さらに、瞳孔に向けられた光と、虹彩や強膜のような外部の眼構造の強度な反射面によって瞳孔の中への入射から遮断される光は、グレアとして視覚システムの中へ反射される傾向にある。ここで以下に説明されるように、図１Ａから１Ｅの装置は、未拡張瞳孔を通して網膜画像を見ることに対する多くの課題を克服するよう組み合わせにおいて作動する特徴を有する。ある面において、図１Ａから１Ｅの装置は、収束光源照明システムと口径絞りの組み合わせを含む。
収束光源照明システムは、小径開口を通して多量の光を向けるよう作動し、一方、口径絞りは、外部の眼構造から反射される光線に帰因するグレアを遮断するよう作動する。
【００１４】
図１Ａによって最もよく見られるように、照明システムは、頂点３４で収束し、それ以後分出する照明光線を発生させるよう作動する。収束光線照明システムを有する目視装置は、実質的に最大量の入射光が瞳孔１２を通じて目１１に入るときに、患者に呼応して作動位置に置かれる。図１Ａから１Ｅの装置において、作動位置は、照明システムによって発生した光の光錐の頂点３４が患者の瞳孔１２の辺りに置かれると、達成される。収束光線照明システムに伴って、多量の照明光が小径瞳孔に入り、同時に、広い網膜視野を照らす。収束光線照明システムは、光源１４と、光源１４から発する光線を収束するために光源１４の前方に置かれた対物レンズ１６の組み合わせによって配備される可能性がある。収束光線照明システムに伴って、外部の眼構造１７と２１から反射するよりはかなり高い割合の入射光線が網膜１９を照らすために瞳孔２に入る。無駄な入射光がほとんどないため、収束光線照明システムは照明システムの電気的入力電力消費を減少させる。比較的少量の入射光が、虹彩１７や強膜２１のような外部の眼構造から反射するため、画像システムによって受ける不必要な光がより少ない。
【００１５】
光源１４は、フィラメントを基にしたランプ，アークランプ，光ファイバーを用いた光源あるいは固形状態光源のような光発生光源であり得る。しかしながら、現在利用可能な技術においては、光発生光源は非常に大きいので組み入れ問題を持ち込む。それゆえ、目視装置にとって好ましい光源は、図２を参照して説明される光源である。図２の実施の形態において、光源１４は、鏡のような反射素子によって与えられ、ランプや、光源１８からの光を鏡１４上に収束する集光レンズ２０のような光発生光源１８と関連して作動する。
【００１６】
装置の画像システムの特徴が、主に図１Ｂを参照して説明される。装置の画像システムは、対物レンズ１６，画像レンズ２２，そして接眼レンズ２４を含む。網膜画像焦平面２６は、対物レンズ１６と画像レンズ２２の中間に作られ、一方、接眼焦平面２８は、画像レンズ２２と接眼レンズ２４の中間に作られる。画像システムはさらに、レンズ１６，２２と２４が実質的に調整される画像軸３０を含む。ここでの全ての参照において、“レンズ”という言葉は、単体光学素子、あるいはともに機能する複数の光学素子のことを述べており、一方、作動位置はここにおいては、実質的に最大量の入射光線が瞳孔１２を通じて目１１に入る位置として定義づけられている。作動位置は、患者の瞳孔が口径絞り３２に連結するする位置としても定義づけられることが可能である。
【００１７】
網膜焦平面２６を交差している網膜画像光線は、瞳孔１２を通じて目１１に入り、瞳孔１２を通じて網膜１９から反射される光線から成る。小さい未拡張瞳孔は、目の中への入射光や目から出る反射網膜画像光の伝送を抑制する傾向にあるので、未拡張瞳孔を通じて見られる網膜画像は、グレアによって容易に不明瞭にされる（入射光が、反射性の高い外部の目の構造から反射される傾向がより強いので、網膜が未拡張瞳孔を通じて見られるときに、特に優勢である）。外部の眼構造から反射される光に帰因するグレアに加えて、網膜画像は、患者の角膜から反射される光（角膜グレア）や、装置のレンズのような目視装置の構成要素から反射される光（内部グレア）のような他の要因に帰因するグレアによって不明瞭にされる可能性がある。
【００１８】
装置が未拡張瞳孔を通じた網膜画像視によく適するようにするために、装置１０は、好ましくは、このようなグレアを減少させ、そうすることにおいて、網膜画像に対応する受光線の割合に対する網膜画像に対応しない受光線の割合を減少させるよう作動する特徴を含む。
【００１９】
網膜画像に対応しない光線の割合を減少させるよう作動する一つの特徴は、これまでに説明した収束光照明の特徴である。収束光照明システムにおいて、比較的高い割合の光が瞳孔１２を通じて目１１に入り、比較的低い割合の光が図１Ａに見られるような外部の眼構造１７と２１から反射される。受光を形成する網膜画像の不必要な光に対する割合を増加させるよう併合されるその他の特徴が、以下で説明される。
【００２０】
図１Ｂの装置において、口径絞り３２は、不必要な光を遮断するよう画像レンズ２２の前方に配置される。口径絞り３２は、実質的に画像軸３０と同軸に、また、装置１０に関して作動位置にあるときに、実質的に患者の瞳孔１２に連結して配置されるべきである。実質的に画像軸３０と同軸の口径絞り３２の配置は、患者の瞳孔１２の外部で放射状に発生するグレア光を通すことなく、実質的に最大量の有利な受理画像光が画像レンズ２２を通じて通されるよう促進する。実質的に瞳孔に連結するように口径絞り３２を配置することよって、口径絞り３２は、外部の眼構造１７と２１から反射される光を遮断するよう作動する。照明システムによって発生した光の光錐の頂点３４は、装置を作動位置に置くために実質的に患者の瞳孔に連結しているので、また、口径絞りの好ましい位置が瞳孔に連結した位置でもあるので、図１Ａから１Ｅに従って作られた装置における口径絞り３２の好ましい位置は、照明システムによって発生した光の光錐の頂点に連結した位置として説明されることが可能である。
【００２１】
不必要な受光の最適な遮断のために、口径絞り３２の口径３３は、網膜がそれを通して見られる瞳孔の直径に従ってある大きさに作られるべきである。未拡張瞳孔の直径は約２ｍｍである。従って、未拡張瞳孔を通して網膜を見るために最適に構成している装置１０のために、口径３３は、約２ｍｍの患者の瞳孔の直径に対応するようある大きさに作られるべきである。結果として生じる口径３３の直径は、瞳孔の直径に口径絞り３２の平面における瞳孔の倍率を掛けることによって決められる。同じ原理が、より大きいそしてより小さい、他の瞳孔サイズのための器具の設計を最大限に活用するのに適用される。
【００２２】
装置１０が作動位置にあるときにグレアを減少させ画質を向上させることに加えて、口径絞り３２は、装置が作動位置に移動する前に、グレアを減少させ、画質を向上させる。図１Ｃおよび１Ｄは、装置が目の中に参入する間に（装置が作動位置に移動する過程で）装置１０の視覚システムにおいて光線が受けられるように、装置を出て目から反射する照明光線を示している。図１Ｃは、装置が作動位置から離れているときに、装置１０によって発生する入射光線を示し、一方、図１Ｄは、図１Ｃに示されるような作動位置から等距離離れて位置する装置の受けた反射光線を示す。装置が作動位置から離れているときに、照明システムによって発生する光線が、分出状態で目１１を貫くということが分かる。（光の光錐の頂点３４が、瞳孔１２の前方に位置している。）このように、比較的小さい割合の入射光が瞳孔１２を通して目に入り、比較的高い割合の光線が、虹彩１７や強膜２１のような反射性の高い眼構造の外部面から反射される。外部の眼構造１７および２１から反射された光線は、画像軸３０に対して斜めに反射される傾向にある。目１１の湾曲面は、反射された光線は、軸３０に対して斜めに反射されるということを確信させる。装置１０が作動位置からかなり離れているときに、装置が参入する間に目１１から反射された多くの光線は、光線３６’によって示されるように、視覚システムから完全に反射される。視覚システムにおいて受けられた光線の大部分は、光線３６によって示されるように、口径絞り３２によって遮断される。光線３７のような小さい割合の光線が口径３３を通り抜ける。口径３３を通り抜ける光線は、実質的に軸３０に沿って向けられた入射光線として発生した光線と、瞳孔１２を通して網膜１９へ通過した光線から成る。こうのように、装置１０が目１１に参入する間に、口径絞り３２は、不必要な光を遮断し、網膜画像に対応する光を通す傾向にあるということが分かる。
【００２３】
口径絞り３２がなければ、参入する間に接眼焦平面２８へ伝送された光線の大部分は、外部の眼構造１７と２１から反射された光線であるということが分かるであろう。このように、接眼焦平面２８で受けられた画像は、グレアによってかなり不明瞭にされるであろう。口径絞り３２があれば、接眼焦平面で受けられた光線の大部分は、網膜１９に対応する。目の中へ参入する間に、使用者は、目立ったグレアなくオペレーターが装置を作動位置に移動させるのを助ける“赤色反射”として知られる、網膜の小範囲画像を見るであろう。接眼焦平面２８の中心近くの網膜画像スポットを維持し、また、装置を目１１に向かって動かすことによって、作動位置は容易に達せられ得る。
【００２４】
特徴を低下させる追加的なグレアあるいは不必要な光が、装置に併合されるであろう。図１Ａから１Ｅに示されるように、光源１４は、受光と遮断光の間の境界の外側で口径絞り３２のすぐ前方に、そして、装置１０の画像軸３０に対して軸外に配置される。口径３３によって定められる受光と遮断光の間の境界線の外側で、口径絞り３２の前方に光源を配置することは、光源１４が、見られる画像に全くぼかし効果を与えないということ、また、使用者の目に最高の画像の明るさを確信させる。光源１４を軸外に配置することはまた、内部グレアそして角膜グレアを減少させる。光源を軸外に配置することによって、レンズ１６または角膜１５から反射される入射光は、軸３０に対して斜めに向けられ、それゆえに、光受路から離れている。
【００２５】
グレアは、図１Ｅの実施の形態によって見られるように、第一面２３が湾曲し、実質的に口径３３の中心と同軸となるように対物レンズ１６の第一面を形作ることによってさらに減少するであろう。これは、面２３から反射される光が、画像軸３０に対して光源１４と同じ点そして反対の点に反射されるということを確信させる。もし光源１４が、口径３３によって定められる遮断光と受光を分ける境界線の外側に配置されたなら、同軸の湾曲した第一面２３は、面２３から反射される光から生じる内部グレアが、口径絞り３２によって遮断されるというこを確信させる。
【００２６】
不必要な受光を減少させる上記の特徴に加えて、グレアは、交差した構成において、画像路や照明路に直線偏光子を配置することによって減少する可能性がある。
【００２７】
発明の一つの実施の形態が、図３Ａから３Ｃを参照して説明される。図３Ａから３Ｃに示された実施の形態において、光源１４は、焦平面２６や２８に関してかなり焦点がぼやけた位置における視界にまっすぐに配置される。光源１４を画像軸３０の上に配置することによって、光源１４は、網膜１９の最大限に有効な照明に備える。光源１４’によって示されるように光源を軸外に配置することは、最大限に有効な網膜照明には及ばないが、ここにおいて議論されている理由により、グレアを減少させる結果にもなる。
【００２８】
図３Ａから３Ｃの実施の形態における光源１４は、装置１０に関して作動位置において患者の瞳孔１９に連結する目視装置のどの画像平面に関しても、かなり焦点がぼやけた位置に配置されるべきである。図３Ａから３Ｃの画像システム図に示されていように、網膜に連結する画像焦平面に関して、光源１４にとってかなり焦点のぼやけた位置が、網膜焦平面２６と画像レンズ２２の中間に光源１４を配置することによって与えられている。一般的に、光源１４は、光源が画像レンズ２２に向かって動かされて網膜焦平面２６から離れるので、接眼焦平面２８を含む接眼焦平面２８に連結するどの平面でも、焦点が合わなくなる。好ましくは、光源１４は、レンズ２２に物理的にできるだけ近く配置される。
【００２９】
もし光源１４が、装置１０において、患者に対して装置が作動位置にあるときに角膜の表面に連結した位置に配置されるなら、角膜グレアは、図３Ａから３Ｃの実施の形態において減少する可能性がある。もし光源１４が、角膜１５に連結して配置されるなら、角膜１５から偶然反射される多くの光線は、光源１４上へ直接に画像化される。もし光源１４が、示されているような反射性素子によって与えられているなら、これらの光線は角膜画像に対応し、接眼焦平面２８に達するまでに遮断され、それによって、角膜グレアを減少させる。
【００３０】
図１Ａから１Ｅと３Ａから３Ｃを参照して説明される、一般的な構成に従って設計された目視装置の特別な例において、対物レンズ１６は、約２５ｍｍの焦点距離と、焦点距離の約２分の１の後部焦点距離を有するレンズシステムによって与えられている。目視装置は、対物レンズシステムにおいて患者に最も近いレンズの表面が、作動位置にあるときに、患者の角膜から約２５ｍｍのところに置かれるように配置される。対物レンズシステムは、患者の目から平行あるいはほぼ平行な光を受け入れ、対物レンズの後部焦平面２６に、あるいは後部焦平面２６の近くに位置する内部画像に光を集める。対物レンズシステムは、約２５ｍｍの直径を有する。一方、画像レンズ２２は、約２５ｍｍの焦点距離，約１８ｍｍの後部焦点距離そして約２０ｍｍの透明口径を有するレンズシステムによって与えられている。画像レンズは、約０．６Ｘの倍率で、対物焦平面２６から接眼焦平面２８へ内部画像を写し出す。接眼焦平面２８は、直径約８ｍｍの口径を有し、典型的な２０Ｘ接眼鏡の焦平面の直径に対応している。対物レンズ１６から接眼焦平面２８までの軸長は、約１６０ｍｍである。図３Ｃを参照して説明される照明システムにおいて、集光レンズ２０は、約０．２から０．４の開口数を有し、約１Ｘから２Ｘの倍率で機能し、約９ｍｍの焦点距離を持つ集光システムによって与えられている。図１Ａから１Ｅの実施の形態において、口径絞り３２は、実質的に軸３０と直角を成し、光源１４の最後方点と画像レンズ２２の最前方点のほぼ中間に配置される。口径絞り３２は、直径約４．６ｍｍの口径を有する。
【００３１】
焦点のぼやけた光源を有する図３Ａから３Ｃの目視装置のための一つの光学的構成が、図４を参照して説明される。図４の目視装置において、光源１４は、対物レンズ１６の前方に配置され、画像レンズ２２は省かれている。光源１４は、光源１４を対物レンズ１６に接近して配置することによって、網膜焦平面２６に関して、かなり焦点のぼけた位置に配置される。図４の実施の形態において、対物レンズ１６は、光学照明システムの一部を形成しない。代わりに、角膜１５で収束し網膜１９に向かって分出する照明光線が、鏡から反射された光線が反射された後に収束するように、光源鏡１４に関連して集光レンズ２０を配置することによって形成される。さらに、図４の実施の形態を参照して、接眼レンズ２４は、任意に、移動されてもよいし、網膜焦平面上に配置される、ＣＣＤ画像センサーのような画像センサー５２と置き換えられてもよい。センサー５２と連結しているプロセッサシステム（図示せず）は、センサー５２によって発生する画像信号を取り込むように構成され、このような信号を処理し、そしてもし好ましければ、図１Ａから１Ｃの目視装置の画像レンズ２２によって光学的に与えられた機能を果たすように、いずれの取り込み画像も、電子的に逆向きにしたりあるいは拡大したりする。
【００３２】
これまでに説明されたシステムにおける従来のレンズは、回折レンズ，二元格子，フェーズフィルター，ホログラフィー光学素子（ＨＯＥ），階調度指標レンズのような、同じように機能する光学素子と置き換えることが可能である。
【００３３】
本発明は、図５の実施の形態によって示されるような両眼視を提供することに適する。図５に見られるように、本発明に従った両眼目視装置は、典型的に、画像路の光線を平行にするための平行光学素子７０と、平行光学器械７０によって伝送された光線を２つの分離した画像路７４Ａと７４Ｂに分けるための分離光学器械７２を含む。分離光学器械７２は、典型的に、プリズムそして／または鏡のような光学素子の組み合わせを含む。図５を参照して続けると、両眼目視装置１０”はさらに、必要に応じて分離光学器械によって伝送された画像の方向を定めるために、各両眼画像路７４Ａと７４Ｂに配置された定位光学素子７６を含む。定位光学素子７６は、プリズムそして／または鏡光学素子のような光学素子を含む。
両眼目視装置１０”はさらに、各画像路７４Ａと７４Ｂに配置された、拡散光学器械７８と接眼光学器械８０を含む。各接眼光学器械８０は、画像が見る人によって感知されるように、光を平行にする。接眼光学器械８０の眼管（図示せず）は、一対の目でターゲットを直接見る状態に近づくように、見る人の目に向かってわずかに分出する方向で配置される。
【００３４】
本発明のいくつかの機能的側面が、説明されてきた。本発明の物理的な実施の形態に組み込まれているいくつかの追加的な特徴が、これから詳細に説明される。
【００３５】
図６に示されているのは、目視装置の様々な機能的側面を最大限に活用するために構造変更可能な本発明の実施の形態の物理的概要図である。図６の実施の形態において、目視装置１０のハウジング４４は、レンズホルダー６０，６１，６２，６６と、それらの各ホルダーに置き換え可能的に受けた、置き換え可能なレンズモジュール４０，４１，４２，４６を含む。以下で説明されるように、ある特定のレンズモジュールあるいはレンズモジュールの配置を置き換えることは、検眼鏡が特定の意図された使用のために最大限に活用されることを可能にする、目視装置の機能的側面を変える。
【００３６】
例えば、図１Ａから１Ｅと図３Ａから３Ｃを参照に、照明システムによって示される網膜１９の領域は、対物レンズ１６の直径や光強度、また、目視装置の作動位置でレンズのために選択された倍率によって決まる。この領域は、図１Ａと３Ｃに示される角度αに対応している。一方、画像システムの視界も、対物レンズ１６の直径や光強度、また、目視装置の作動位置でのレンズ倍率によって決まる。
【００３７】
目視装置１０は、広い視界を映すことが望ましい。広い視界や照明角度αが、様々な問題の正確で有効な診断にとって非常に望ましいのに対し、より小さい視界や照明角度は、使い易さの点で望ましい。照明角度αがより小さい角度になるにつれて、照明光線は、瞳孔を通じてより容易に目の中へ向けられ、その結果、目への入射がより容易である。これは、照明角度αがより小さい角度になるにつれて、光源１４からの光線が、瞳孔１２を通じて、角膜からレンズまでの間のより広い範囲上に向けられるからである。従って、上記のことを考慮すると、視界を最大限に活用するため、あるいは、使い易さを最大限に活用するためのいずれかのために構成された目視装置を提供することが有益であろう。
【００３８】
好ましい実施の形態において、装置１０の画像システムは、照明システムによって照らされる網膜領域を含む範囲を映す。最も好ましくは、画像システムによって映される網膜領域は、照らされた領域より約１５パーセントから３０パーセント大きい。この特徴は、視界の位置付けを向上させ、照明と観察点の間の直線思考を減少させる。
【００３９】
本発明による構成変更可能な目視装置の一つの考えられる実施の形態が、図６の物理的な概要図を参照して説明される。この特別な物理的配置図は、第一と第二のレンズモジュール４０と４１を含む。第一のレンズモジュール４０は、対物レンズ１６を含み、一方、第二のレンズモジュール４１は、画像化レンズ２２を含む。視界と照明角度が、主に、対物レンズ１６のために選択されたサイズ設定，光強度，そして倍率によって決まるのに対し、画像化レンズ２２は、通常、レンズ１６のサイズ設定や光強度がレンズ２２のサイズ設定や光強度と調整され次第、レンズ１６と置き換えられる。ハウジング４４とレンズモジュール４０，４１は、共通の接眼焦平面２８を維持しながら、モジュール式のレンズモジュールがハウジング４４から手動式に移動させたり置き換えたりできるように、補足的に設計されている。構造変更可能な目視装置において、レンズモジュールの第一のセットは、広い視界を映すための目視装置を構成するよう与えられており、一方、モジュールの第２のセットは、器具がより容易に作動位置に操作するようにしながら、減少した視界（しかし、増加した倍率とともに）を与える可能性がある。このような装置は、レンズモジュールの第一のセットをレンズモジュールの第２のセットと置き換えることによって、簡単により使い易く作られる。
【００４０】
第一と第２のレンズモジュールを変えることによって達成された視界の変化を補足するために、照明集光システムもまた、使用者の要求に適応するよう照明の特徴を最大限に活用するためにモジュールの形式を変えられるであろう。所定の集光サイズを備えた全ての集光システムにおいて、光発生光源からの光を集める機能は、光が伝送される角度や光発生光源の画像が映し出される倍率と調和をとる。照明レンズモジュール４２内のレンズは、照明システムが、所定の対物モジュール４０の照明開口数と一致するように選択される。
【００４１】
さらなる一つの実施の形態において、本発明は、画像化された網膜を表す電子画像を取り込むのに適する。一つのこのような実施の形態が、図６を参照して説明される。図６において、目視装置１０は、電子画像を取り込むために構造変更が可能であることが示されている。図６は、接眼モジュール４６が映像モジュール５０と置き換え可能であるよう適応した目視装置を示している。目視装置１０は、通常、網膜画像が使用者によって見られるように画像光線を平行にする接眼レンズ２４を有する接眼モジュール４６を含むということが分かる。接眼モジュール４６は、映像取り込みのための目視装置を構成するある特定の構成要素を含む映像モジュール５０と置き換え可能である。特に、映像モジュール５０は、映像モジュールがホルダー６６に取り付けられるときに画像システムに関して作動位置にある、ＣＣＤ画像センサーのような、画像センサー５２を有する。画像センサー５２は、画像センサー５２を操作するよう、また、画像センサー５２によって発生したそして画像センサーから受けた画像データを取り込み、また、恐らく記憶するようプログラムされたプロセッサーシステム５４と電気的に連結している。プロセッサーシステム５４は、映像モジュール５０に配置されているように示されているが、プロセッサーシステム５４は、映像モジュール５０の外側に配置されているということが理解される。映像モジュール５０はさらに、例えば、画像センサーによって取り込まれた映像画像が表示され、でなければ出力され、恐らく保管されるように、外部のディスプレースクリーンそして／またはケーブル５６を通じて外部の処理システムと連結している。
【００４２】
映像モジュール５０は、モジュール５０がホルダー６６において作動位置にあるときに、イメージセンサー５２が接眼焦平面２８に位置するよう設計される。本発明の目視装置は、画像システムの追加的なレンズを加えるまたは置き換えることなく、接眼モジュール４６を映像モジュール５０と置き換えることによって映像を取り込むために構成されることが分かる。画像リサイズレンズを追加して、択一的に大きさのある画像が使われてもよい。このような構成は、焦平面２８の位置を移動させる。
【００４３】
本発明は、図面に示される好ましい態様を参照して特に図示され説明されているが、請求項によって定義される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、細部における様々な変更を行い得ることは、当業者によって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
本発明による照明システムの作動を説明するための照明光線を示す本発明の目視装置の機能構成図である。
【図１Ｂ】
該装置の画像システムの作動を説明する受光線を示す本発明の目視装置の機能構成図である。
【図１Ｃ】
該装置が作動位置から離れているときの入射照明光線を示す本発明の目視装置の機能構成図である。
【図１Ｄ】
該装置が作動位置から離れているときの受光線を示す図１Ｃの目視装置の機能構成図である。
【図１Ｅ】
対物レンズから反射された入射光線を示す本発明の目視装置の機能構成図である。
【図２】
本発明に組み入れられた照明システムの入射光線を示す機能構成図である。
【図３Ａ】
焦点のぼやけた鏡を有する本発明による画像システムの実施の形態の作動を説明する軸上の物体からの光線を示す本発明の実施の形態の機能構成図である。
【図３Ｂ】
焦点のぼやけた鏡を有する本発明による画像システムの作動を説明する軸外の物体からの光線を示す本発明の実施の形態の機能構成図である。
【図３Ｃ】
軸上の光源を有する照明システムの作動を説明する照明光線を示す本発明の実施の形態の機能構成図である。
【図４】
焦点のぼやけた光源を有する本発明のもう一つの実施の形態の機能構成図である。
【図５】
両眼視のために構成された本発明の機能構成図である。
【図６】
本発明の物理的実施の形態に組み入れられる様々な特徴を説明する物理的構成図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
2004500139.tif 000007
【図２】
2004500139.tif 000008
【図３Ａ】
2004500139.tif 000009
【図３Ｂ】
2004500139.tif 000010
【図３Ｃ】
2004500139.tif 000011
【図４】
2004500139.tif 000012
【図５】
2004500139.tif 000013
【図６】
2004500139.tif 000014
【国際公開パンフレット】
2004500139.tif 000015
2004500139.tif 000016
2004500139.tif 000017
2004500139.tif 000018
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2004500139.tif 000065
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004500139.tif 000066
【国際調査報告】
2004500139.tif 000067
2004500139.tif 000068
2004500139.tif 000069
2004500139.tif 000070
2004500139.tif 000071