(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼に臨む対物レンズと撮影絞りと合焦レンズとリレーレンズとをこの順に有し、前記リレーレンズが正のパワーを有する第１可動レンズと正のパワーを有する第２可動レンズとからなる二群から構成されて変倍機能を備え、低倍撮影時には前記第１可動レンズと前記第２可動レンズとが接近されて合成リレーレンズとされかつ前記合焦レンズのみによって前記撮影絞りの像が前記合焦レンズと前記第１可動レンズとの間に位置するようにしかも前記合成リレーレンズの前側焦点位置近傍に位置するようにリレーされ、高倍撮影時には前記第１可動レンズと前記第２可動レンズとが前記合焦レンズの位置する方向に光路に沿って同方向に可動されて低倍撮影時の両可動レンズの間隔よりも大きくされて、前記合焦レンズと前記第１可動レンズとのみによって前記撮影絞りの像が前記第１可動レンズと前記第２可動レンズとの間に位置するようにしかも前記第２可動レンズの前側焦点位置近傍に位置するようにリレーされることを特徴とする眼底カメラの光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼に臨む対物レンズと撮影絞りと合焦レンズとリレーレンズとをこの順に有し、被検眼の眼底像を撮像カメラにより撮像する眼底カメラの光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼底カメラには、被検眼に臨む対物レンズと撮影絞りと合焦レンズとリレーレンズとをこの順に有し、被検眼の眼底像を撮像カメラにより撮像するものが知られている（特開平４−２９５３３号公報、特開平４−３１４４２０号公報、特開平５−４１８６９号公報参照）。この種の眼底カメラには、眼底像を縮小・拡大して撮像するために変倍光学系を備えたものがある。また、この種の眼底カメラには、変倍によって光学系のケラレ、カラーシェーディングの発生を防止するために、瞳孔像を変倍光学系内に結像させる構成のものも知られている（特開平７−１００１１５号公報参照）。
【０００３】
この特開平７−１００１１５号公報に開示のものは、対物レンズによる眼底像を結像する結像レンズと、この眼底像を再結像する変倍光学系（リレーレンズ）と、瞳孔像を変倍光学系内に結像するフィールドレンズとを備え、変倍光学系を凹の（負のパワーを有する）第１可動レンズ（コンペンセータ）と凸の（正のパワーを有する）第２可動レンズ（バリエータ）とから構成し、低倍撮影のときに両可動レンズを離間させ、高倍撮影のときに両可動レンズを接近させる構成である。
【０００４】
この眼底カメラの光学系によれば、変倍による射出瞳位置の変動を小さくできると共に、光路長をそれなりに短くできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の特開平７−１００１１５号公報に開示の光学系は、第１可動レンズと第２可動レンズとが変倍の際に互いに反対方向に動く構成であるので、第１可動レンズと第２可動レンズとを離間させた低倍撮影のときの光学系の光路長をそれなりに確保しなければならず、それ以上光路長を短くできないという問題がある。
【０００６】
また、フィールドレンズを介して瞳孔像を変倍光学系内に再結像させる構成となっているので、その分光路長が長くなっていると共に、フィールドレンズにゴミ等の塵埃が付着していると、この塵埃が撮像の際に写り込んで、画像品質が劣化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、光路長をより一層短くでき、かつ、塵埃による画像品質の劣化を防止できる眼底カメラの光学系を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係わる眼底カメラの光学系は、被検眼に臨む対物レンズと撮影絞りと合焦レンズとリレーレンズとをこの順に有し、前記リレーレンズが正のパワーを有する第１可動レンズと正のパワーを有する第２可動レンズとからなる二群から構成されて変倍機能を備え、低倍撮影時には前記第１可動レンズと前記第２可動レンズとが接近されて合成リレーレンズとされかつ前記合焦レンズのみによって前記撮影絞りの像が前記合焦レンズと前記第１可動レンズとの間に位置するようにしかも前記合成リレーレンズの前側焦点位置近傍に位置するようにリレーされ、高倍撮影時には前記第１可動レンズと前記第２可動レンズとが前記合焦レンズの位置する方向に光路に沿って同方向に可動されて低倍撮影時の両可動レンズの間隔よりも大きくされて、前記合焦レンズと前記第１可動レンズとのみによって前記撮影絞りの像が前記第１可動レンズと前記第２可動レンズとの間に位置するようにしかも前記第２可動レンズの前側焦点位置近傍に位置するようにリレーされることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
【００１１】
【発明の実施の形態１】
図１は本発明に係わる眼底カメラの外観を示す斜視図で、１は眼底カメラ本体、２は顔受け部材、３は外部固視光源装置、４はリレーレンズユニット、５は撮像カメラ（テレビカメラ）である。
【００１２】
眼底カメラ本体１の内部には図２に示す光学系が設けられている。この光学系は、照明系６、観察・撮影系７、アライメント投影系８、内部固視系９、観察系１０、撮影系１１から概略なる。
【００１３】
ここでは、眼底カメラは無散瞳タイプとされ、照明系６は観察時には赤外光により眼底を照明し、撮影時には可視光により眼底を照明するもので、その構成は公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００１４】
観察・撮影系７は、被検眼Ｅに臨む対物レンズ１２、穴開きミラー１３、合焦レンズ１４、クイックリターンミラー１５から概略なる。照明系６の照明光は穴開きミラー１３により反射されて対物レンズ１２に向けられ、被検眼Ｅの瞳孔Ｅｉを通って被検眼Ｅの眼底Ｍｏに導かれ、眼底Ｍｏが照明される。
【００１５】
アライメント投影系８はアライメント光源１６、投影レンズ１７、ハーフミラー１８から概略なり、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに赤外アライメント光が投影され、これにより、被検眼Ｅに対する観察・撮影系７の光軸合わせが行われる。内部固視系９は固視光源１９、投影レンズ２０、ハーフミラー２１から概略なり、固視光はクイックリターンミラー１５、合焦レンズ１４、穴開きミラー１３の穴部１３ａ、対物レンズ１２を通って被検眼Ｅの眼底Ｍｏに導かれ、被検者はこの内部固視標を注視することにより、目が固定される。
【００１６】
観察系１０は全反射ミラー２２、リレーレンズ２３、撮像カメラ２４からなり、撮影系１１はリレーレンズユニット４と撮像カメラ５とからなる。撮像カメラ２４は単板式のモノクロタイプ（白黒タイプ）であり、撮像カメラ５は三板式の色分解光学系を備えている。リレーレンズユニット４はダハプリズム２５、リレーレンズ２６、変倍レンズ２７を備えている。
【００１７】
なお、ダハプリズム２５の代わりにペンタプリズムを用いても良いが、ダハプリズム２５を用いると、ペンタプリズムを用いる場合に較べてリレーレンズユニット４の下部の出っ張りを少なくすることができる。
【００１８】
この眼底カメラでは、撮像カメラ２４を用いて液晶表示面１Ａに眼底像を表示して、眼底像のアライメントとピント合わせとを行った後、図示を略す撮影スイッチを操作してクイックリターンミラー１５を跳ね上げて撮影を行う。
【００１９】
眼底Ｍｏからの反射光は、図３に示すように、被検眼Ｅの瞳孔を通り、対物レンズ１２によっていったん光軸上の位置Ｍ１に空中結像される。眼底Ｍｏで反射された光束は、例えば、被検眼Ｅの視度が０ディオプターの場合、対物レンズ１２の後側焦点位置に結像され、位置Ｍ１は対物レンズ１２の後側焦点位置に一致する。ここでは、対物レンズ１２の焦点距離は約４５ｍｍであり、従って、位置Ｍ１は対物レンズ１２の後側主平面から約４５ｍｍの距離にある。被検眼Ｅの視度が０ディオプター以外の場合、眼底Ｍｏで反射された光束は対物レンズ１２の後側焦点位置からずれたところで結像される。
【００２０】
空中結像された眼底像を形成する光束は穴開きミラー１３の穴部１３ａを通り、合焦レンズ１４によって観察系１０の視野絞りＦｓ１の位置Ｍ２と撮影系１１の視野絞りＦｓ２の位置Ｍ２’とに再結像され得る。なお、位置Ｍ２と位置Ｍ２’とはクイックリターンミラー１５に関して共役である。
【００２１】
被検眼Ｅの視度が０ディオプター以外の場合には、視野絞りＦｓ１の位置Ｍ２、視野絞りＦｓ２の位置Ｍ２’に眼底空中像が結像されるように合焦レンズ１４を観察．撮影系７の光軸の前後方向に可動させる。
【００２２】
穴開きミラー１３の穴部１３ａは開口絞り（撮影絞り）Ａｓとしての役割を果たし、位置Ｍ１にできた眼底空中像を位置Ｍ２（Ｍ２’）にリレーするときの倍率β１を例えば０．４とするために、位置Ｍ１から合焦レンズ１４の前側主平面Ｈ１までの距離ａ１＝１５０ｍｍ、合焦レンズ１４の後側主平面Ｈ２から位置Ｍ２（位置Ｍ２’）までの距離ｂ１＝６０ｍｍに設計すると、合焦レンズ１４の焦点距離Ｆｆは、レンズの公式（１／Ｆｆ＝１／ａ１＋１／ｂ１）から約４３ｍｍとなり、合焦レンズ１４の前側主平面Ｈ１から開口絞りＡｓまでの距離ａ２を６０ｍｍにすると、合焦レンズの後側主平面Ｈ２から約１５０ｍｍの位置に開口絞りＡｓの像Ａｓ１、Ａｓ２が形成されることになる。また、その開口絞りＡｓのリレー倍率β２は２．５倍となる。
【００２３】
ここで、開口絞りの像Ａｓ１が形成される位置Ｘ１の近傍にリレーレンズ２３を配置することにすると、フィールドレンズを設けることなく開口絞りＡｓの像Ａｓ１をリレーレンズ２３の近傍にリレーすることができ、観察系１０の光路長を短くできる。
【００２４】
変倍レンズ２７は、視野絞りＦｓ２とリレーレンズ２６との間に配置されている。低倍撮影のときには、変倍レンズ２７は撮影系１１の光路から退避され、高倍撮影のときには撮影系１１の光路に挿入される。
【００２５】
低倍撮影のときには、図４（ａ）に示すように、開口絞りＡｓの像Ａｓ２が合焦レンズ１４のみによって形成され、高倍撮影のときには開口絞りＡｓの像Ａｓ２が合焦レンズ１４と変倍レンズ２７とのみによって形成される。
【００２６】
低倍撮影のときには、リレーレンズ２６の前側焦点位置Ｘ２（焦点距離ｆｒ）に開口絞りＡｓの像Ａｓ２が形成されるようにリレーレンズ２６を配置する。高倍撮影のときに、変倍レンズ２７を光路に挿入すると、図４（ｂ）に示すように開口絞りの像Ａｓ２が光軸方向に△ｌだけ移動して、Ｘ２’に位置する。この開口絞りＡｓの像Ａｓ２の光軸方向の移動量△ｌと同じ距離△ｌだけリレーレンズ２６を同方向に可動させると、リレーレンズ２６の前側焦点位置Ｘ２を開口絞りの像Ａｓ２の位置Ｘ２’（入射瞳の位置）と一致させることができ、従って、変倍に拘わらずリレーレンズ２６を通過した光束を像側にテレセントリック（リレーレンズ２６の射出瞳を無限遠）とすることができ、カラーシェーディングの発生、ケラレを防止することができる。
【００２７】
なお、Ｍ３、Ｍ３’は眼底像の最終結像位置を示し、リレーレンズ２６は最終結像位置Ｍ３’を変倍レンズ２７の光路への挿脱の有無に拘わらず一定位置に維持する役割を果たす。
【００２８】
この発明では、低倍撮影のときには合焦レンズ１４のみによって、高倍撮影のときには合焦レンズ１４と変倍レンズ２７とによって、開口絞りＡｓの像Ａｓ２をリレーレンズ２６の前側焦点位置Ｘ２の近傍に（焦点距離ｆＲ）位置させる構成となるので、フィールドレンズを設けることなく開口絞りＡｓの像Ａｓ２をリレーレンズ２６の前側焦点位置の近傍にリレーすることができ、撮影系１１の光路長を短くできる。
【００２９】
なお、撮像カメラ２４は単板式のモノクロタイプであり、カラーシェーディングを考慮する必要がないので、リレーレンズ２３の近傍に開口絞りＡｓの像Ａｓ１を位置させれば良く、必ずしもリレーレンズ２３の前側焦点位置に開口絞りＡｓの像Ａｓ１を位置させる必要がないので、リレーレンズ２３にかかる光学的負担を軽減できる。
【００３０】
この発明の実施の形態１では、変倍レンズ２７を開口絞りＡｓの像Ａｓ２が形成される位置と合焦レンズ１４との間に設ける構成としたが、変倍レンズ２７を開口絞りＡｓ２が形成される位置とリレーレンズ２６との間に設けても良い。この場合、変倍レンズ２７とリレーレンズ２６とを１個の合成リレーレンズとみなして、この合成リレーレンズの前側焦点位置に開口絞りＡｓの像Ａｓ２が位置するようにリレーレンズ２６の移動量を決めれば良い。
【００３１】
【発明の実施の形態２】
この発明の実施の形態２では、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、リレーレンズ２６が第１可動レンズ２６Ａと第２可動レンズ２６Ｂとの２群構成とされている。第１可動レンズ２６Ａ、第２可動レンズ２６Ｂは共に正のパワーを有する（凸の）レンズから構成されて、ズーム変倍機能を備えている。
【００３２】
第１可動レンズ２６Ａと第２可動レンズ２６Ｂとは低倍撮影の時に互いに接近されて１個の合成リレーレンズ２６とされ、高倍撮影の時に互いに離間される構成とされている。
【００３３】
合成リレーレンズ２６の焦点距離ｆｒは、第１可動レンズ２６Ａの焦点距離をｆｒ１、第２可動レンズ２６Ｂの焦点距離をｆｒ２とすると、下記の公式
１／ｆｒ＝１／ｆｒ１＋１／ｆｒ２−ｄ／（１／ｆｒ１×ｆｒ２）
から求められる。なお、符号ｄは第１可動レンズ２６Ａの主平面ＨｒＡと第２可動レンズ２６Ｂの主平面ＨｒＢ１との間隔である。
【００３４】
低倍撮影から高倍撮影に切り替えるときに、第１可動レンズ２６Ａを合焦レンズ１４の側に向けてかつ低倍撮影時の開口絞りＡｓの像Ａｓ２が形成されている位置Ｘ３を横切って△ｌ１だけ移動させると、開口絞りＡｓの像Ａｓ２が△ｌ３だけ合焦レンズ１４の側に向けて移動する。この開口絞りＡｓの像Ａｓ２の移動に伴って、第２可動レンズ２６Ｂを同方向に△ｌ２だけ可動させ、第２可動レンズ２６Ｂの前側焦点位置（前側焦点距離）ｆｒ２を開口絞りＡｓの像Ａｓ２の形成位置Ｘ３’に一致させる。これにより、開口絞りＡｓの像Ａｓ２をフィールドレンズを設けることなく、リレーレンズ２６あるいは２６Ｂの前側焦点位置の近傍にリレーすることができる。また、変倍にかかわらず、像側にテレセントリックとすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、フィールドレンズを設ける必要がないので、かつ、低倍撮影時には第１可動レンズと第２可動レンズとが接近されて合成リレーレンズとされかつ合焦レンズのみによって撮影絞りの像が合焦レンズと第１可動レンズとの間に位置するようにしかも合成リレーレンズの前側焦点位置近傍に位置するようにリレーされ、高倍撮影時には第１可動レンズと第２可動レンズとが合焦レンズの位置する方向に光路に沿って同方向に可動されて低倍撮影時の両可動レンズの間隔よりも大きくされて、合焦レンズと第１可動レンズとのみによって撮影絞りの像が第１可動レンズと第２可動レンズとの間に位置するようにしかも第２可動レンズの前側焦点位置近傍に位置するようにリレーされるので、光路長をより一層短くできると共にフィールドレンズに付着した塵埃に基づく画像劣化を防止できるという効果を奏する。また、変倍にかかわらず像側にテレセントリックにすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる眼底カメラの外観図である。
【図２】  本発明に係わる眼底カメラの発明の実施の形態１に係わる光学系を示す図である。
【図３】  発明の実施の形態１に係わる光学系の要部構成を模式的に示す図である。
【図４】  発明の実施の形態１に係わる観察・撮影系から撮影系までの光路を模式的に示す図であって、（ａ）は低倍撮影時の光学配置構成を示し、（ｂ）は高倍時の光学配置構成を示す。
【図５】  発明の実施の形態２に係わる観察・撮影系から撮影系までの光路を模式的に示す図であって、（ａ）は低倍撮影時の光学配置構成を示し、（ｂ）は高倍時の光学配置構成を示す。
【符号の説明】
Ｅ…被検眼
Ａｓ…開口絞り
１２…対物レンズ
１３…穴開きミラー
１４…合焦レンズ
２６…リレーレンズ
２７…変倍レンズ
【図１】
0003929593.tif 000002
【図２】
0003929593.tif 000003
【図３】
0003929593.tif 000004
【図４】
0003929593.tif 000005
【図５】
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