(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、眼球に投射するために前記ハウジング内で光を供給する光源と、角膜を通じての眼球からの反射光を受け取るためのコンタクトレンズを有する前記ハウジング内の映像用及び焦点合わせ用光学装置と、前記ハウジング内の映像用及び焦点合わせ用光学装置を通じての眼球からの光を受け取るための前記ハウジング内部のアレイ画像センサとを有する眼球用携帯映像捕捉装置において、
前記ハウジング内であってコンタクトレンズの後方に配置されるとともに、前方端部と後方端部を有する硬い一体化リングを含み、前記前方端部が内側に収斂する一定の角度でコンタクトレンズに隣接して配置されており、さらに前記後方端部が前記光源からの光を受け取るように配置されている環状光誘導部を取り入れるとともに、網膜の中心部分を照明するためにコンタクトレンズを通じて軸方向に向けられた光を提供する第二の光源を含むことを特徴とする眼球用携帯映像捕捉装置。
【請求項２】
光の後方散乱を減らすための中央障害物を有する瞳孔マスクを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記環状光誘導部の前方端部が眼球の網膜の中心近くで光を重畳させる請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記環状光誘導部の前方端部が40度以上の発散角を有する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記光誘導部によって伝達される光の発散角が少なくとも120度である請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記光誘導部の前方端部が伝達された光を最適な方向に向けるように成型されている請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記コンタクトレンズが前記環状光誘導部からの光を眼球の中心部の方向に向けるのに役立つ光学的形状を有している請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コンタクトレンズが平面−凹型をしている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記コンタクトレンズがガラス製で、前記映像用及び焦点合わせ用光学装置が前記コンタクトレンズに接触した面を有するガラスレンズを含む請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
その光をさらに眼球の中心部の方向に向けるための、前記環状光誘導部とコンタクトレンズの間に配置された追加レンズを含む請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記追加レンズがフレスネル・レンズである請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
前記環状光誘導部の前方端部が前記追加レンズと接触するように延びている請求項10に記載の装置。
【請求項１３】
ハウジングと、
眼球に与えるために前記ハウジング内で光を提供する光源と、
前方レンズ・セットと後方レンズ・セット、そして前記前方レンズ・セットに隣接して配置されたコンタクトレンズとを有しており、前記コンタクトレンズが前記前方レンズ・セットより大きな直径を有している、前記ハウジング内の映像用及び焦点合わせ用光学装置と、
前記映像用及び焦点合わせ用光学装置を通じての眼球からの光を受け取るための、前記ハウジング内の色電荷結合素子と、そして
前記ハウジング内で前方レンズ・セットの周辺及びコンタクトレンズの後方に配置された環状光誘導部で、前方端部と後方端部とを有する固体一体化リングを含み、前記前方端部が内側に収斂する一定の角度で、そして前記コンタクトレンズに向き合うように配置され、前記後方端部が前記光源からの光を受け取るように配置されている環状光誘導部と、
網膜の中心部分を照明するために前記コンタクトレンズを通じて軸方向に向けられた光を提供する第二の光源と、で構成されていることを特徴とする眼球用携帯映像捕捉装置。
【請求項１４】
前記ハウジングが前方部分と後方部分とを含み、前記前方部分及び前記後方部分が取り外し可能に接続されており、前記光誘導部が前記光誘導部と揃えられ、その間で光を伝達するために前記環状光誘導部と接触した環状光誘導部延長部を含む請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
前記環状誘導部が前記第一の部分に配置されており、前記環状光誘導部延長部が、前記前方部分が取り除かれた場合に光を提供するように第二の部分に配置されている請求項14に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
眼球のための映像用カメラはいくつかの技術的課題を満たしていなければならない。ある種の臨床的診断のためには、眼球のカラー画像を得ることが好ましい。また、いくつかの例では、近赤外線画像が必要である。いくつかの応用例では、眼球映像カメラはある種の眼球疾患の診断のために非常に高度の解像度を選択して提供できるものでなければならない。例えば、神経繊維層を検査する場合は、高い解像度が必要である。
さらに、ある種の病態を評価するためには眼球の広視野（ＦＯＶ）画像が必要であり、この主な事例は多くの場合、網膜周辺域に存在する眼球腫瘍である。光ディスクのみを検査する場合なら、30度広ＦＯＶで十分である。網膜周辺に位置する腫瘍やその他の網膜不全の調査のためには、120度、あるいはもっと広角のＦＯＶが好ましい。
多くのフィルムの露出に必要なレベルは患者にとって非常に不快である傾向があるので、映像に必要な光の強度も考慮に入れなければならない。網膜以外の表面からの照明光の散乱と反射は画像のコントラストをかなり低下させてしまう可能性がある。フィルムの代わりに電荷結合素子（ＣＣＤ）などの電子アレイ・センサを用いた映像は非常に好ましい。電子アレイ・カメラは一般的傾向としてフィルムよりさらに感度が高い傾向で、必要な光の量を減らしてくれる。また、電子センサと表示装置も画像を即時に検討することを可能にしてくれ、種々の画像処理の可能性をすぐに提供してくれ、離れた場所への電子画像の即時伝送を可能にしてくれる。
一方、いろいろな程度で前記の特徴のいくつかを提供してくれる網膜カメラは存在するものの、広ＦＯＶデジタルＣＣＤ映像のための要件を満たすカメラは現在の段階では市販されていない。広ＦＯＶ−映像に特に関連した課題は照明の均一性、網膜以外の場所からカメラ内部への照明の散乱、画像の解像度と歪み、光学的システムの製造のコストと困難性、そして十分なＦＯＶの獲得である。
眼球から大気に出る時の光の屈折は、広ＦＯＶカメラに対しては重大な問題をもたらす。網膜の周辺から来る光は角膜−大気境界面に鈍角で衝突する。これらの光線は十分に屈折されるので角膜から出ていかない。これは総内部反射（ＴＩＲ）という現象をもたらす。ＴＩＲを避けるためには、光学システムの一部として角膜に対するコンタクトレンズを提供する必要がある。ＴＩＲの問題を克服するようなコンタクトレンズの適切な屈折率を選択することができる。
こうしたコンタクトレンズ特性でいくつかの問題をなくすことはできるが、広角照明というやっかいな問題が依然として存在しており、この問題に対する実行可能な解決方法が本発明の特徴である。米国特許No.3,954,329で、O. Pomerantzeffは強膜を通じての照明の使用を教示している。しかしながら、光の色は強膜を透過することで影響を受け、網膜に達する光の量が減少してしまう。米国特許No.3,630,602で、J. Herbertは『冷い』光（フィルタリングされた赤外線波長を有する光）の使用と、コンタクトレンズを取り巻く領域での照明を教示している。しかしながら、このシステムは重大な後方散乱という問題を抱えている。米国特許No.3,944,341で、Pomerantzeffはコンタクトレンズを取り巻く光ファイバーの二重リングの使用を教示している。しかしながら、後で詳しく検討するように、こうした方式は性能及び製造上の重大な制約を抱えており、商品性のテストには合格していない。
最も望ましくは、眼球の一部からの戻り反射が網膜からの反射と同じ経路をたどらないように、入力光が光路をたどって網膜に達することである。後方反射が画像のコントラストを劣化させることは良く知られている。米国特許No.3,944,341で、多重リング・スタイルの光ファイバ照明装置が示されている。’341特許では、光はコンタクトレンズの周辺を取り巻く光ファイバ・リングによって投射される。光ファイバは装置中に埋め込まれ、所定の場所に固定され、その全体構成がコンタクトレンズと同じ半径にまで削られ研磨される。従って、コンタクトレンズとファイバが配置されている範囲の周辺部によって光ファイバ照明の中心光線の方向が設定され、光の散乱は光ファイバの設計によって設定される。ここで直面する課題は光が虹彩によって遮断されないで、広ＦＯＶで網膜を均一に照明するような方法でこのリングから光を投射するということである。この設計における投射光の位置と角度と、照明システムにとって最適であるというよりはむしろファイバ設計によって設定されるような散乱とに関する制限が性能上の重大な制約となっている。ここで注意すべきことは、光ファイバは一般的な傾向として、ガウスによる遠視野輪郭を持ち、従って、網膜での照明輪郭は均一ではないということである。再度述べると、光源がいくつかあっても、それらは照明の方向と散乱における自由度がなく、実際、広ＦＯＶカメラの目的には満足できないものである。
従って簡易な一重リングは網膜の広角照明には十分ではないことが認識され、米国特許No.3,944,341では、ファイバの二重リングの使用が提案されている。一方のリングが網膜の内角を照らし、他方のリングが外角を照らす。しかしながら、この設計によってさえ、レンズ径によって照明の中央光線角度が左右され、従って、この照明を受ける領域と照明のガウスの不均一理論の制約とが課題として残る。
米国特許No.4,023,189で、J. Govignonはギラツキを低減するために眼球に瞳孔の装着を教示しているが、広角照明問題に対する補足的な解決法を提示しているわけではない。
二重リングのアプローチはより広角なＦＯＶ照明を提示しているようではあるが、照明の不均一性のみならず製造費用を含むその他の重大な課題に直面する。光ファイバとコンタクトレンズは装置内の所定の場所に埋め込まれ固定される（注：全体の組立はかなり小さく取り扱いは難しい）。そして接続用導線を含む全体構成は光学ショップに送られ、削られ、磨かれる必要がある。これは可能ではあるが、実際的には難しく、深刻な経済的障害となっている。さらに、ほとんどの埋込用樹脂では、屈折率は、光が漏れて、眼球にだけ投射されるかまたは焦点が合わせられるかわりに埋込用樹脂に入り込むというようなものとなる。ただし、光ファイバが、空気やその他の慎重に選ばれた材料に囲まれているという前提にたてば、被覆材料の適切な選択によって光を制限するという点は大事なことである。さらに、埋込用樹脂は減菌手順に対応している必要があり、また、病原菌が装置に留まらないように、また菌が患者同士で移らないようにするために無孔性でなければならない。これらすべての要素を統合することは光ファイバ複合リングの製造と使用を困難にし、また高価にもしている。明らかに、この高価なプロセスを無くすことが望ましい。結論としては、従来技術のファイバ・リングのアプローチから得られる性能と製造両面の前記制約を避けることは大きな利点を有することになる。
複雑で、制約のある、高価な二重光ファイバ・リングの代わりに、加工され、削られ、研磨された一個のプラスチックまたはガラスの環状光誘導体を使用することは非常な利点となるはずである。しかしながら、ファイバをプラスチック・リングとただ置き換えるだけでは主要な問題を解決することにはならない。それらの問題を完全に解決するためには、特定の前面コンタクトレンズの後ろに、主として透過的な物理的障害として用いられるこの環状光誘導部を配置することが共に必要なことである。任意に選択された発散角度とその度合いと照明パターンでリングから光を投射できることはさらに大きな利点となる。しかも埋込動作を避け、最終組立の先端ピースの光学的仕上げを回避することはさらなる利点となる。
この問題に対する解決法を理解するために、図１Ａと１Ｂの従来技術のファイバＦの光リングと共にコンタクトレンズＬを配した眼球Ｅの図面を見てみることにしよう。広ＦＯＶ映像と照明を達成するには、これらの図面からわかる設計者の深刻なジレンマを引き起こすこととなる。つまり、角膜は直径が約10mmで、眼球の瞳孔、虹彩は、広がったとしても、４mm以上にはならない。
収差を最小にし、散乱した光の除去を最適化するために、光学システムの入口瞳孔（リレーされるように）を眼球にセットとする；図１Ａ参照。そして図１Ａに示されているように、コンタクトレンズの最小直径と、その端部の傾斜が入口瞳孔と網膜までの距離と、ＦＯＶとによって設定される。120度ＦＯＶと直径１mmの入口瞳孔とを有するカメラでは、レンズは最小６mmの直径で端部の傾斜は４５度である。従って、ファイバ・リングＦは半径を少し大きめに、例えば、７mmにして設定されなければならず、またこの設計では、リングの入射角はこの半径でのコンタクトレンズＬの傾斜によって45度に設定される。
図１Ｂに示されているように、コンタクトレンズＬの周辺部に配置された一重のファイバ・リングＦで眼球Ｅの中心に照明を当てるという重大な課題がある。それは光ファイバの大きな入射角と小さな発散角によるものである。また光の一部が眼球の水晶体の周辺部に存在する組織によって阻止され、それによってかえって照明を受けた領域の大きさを判断するということが示されている。光ファイバから投射された光の発散角はファイバの開口数によって制限される。涙液と接触しているとき、光ファイバの発散角は通常40度以下である。この課題はより大きい直径の第二のファイバ・リングを追加することによっては解決されないが、多重リングは照明の周辺領域をより拡大させることが可能で；これは最近の光学設計コードの発見であるが、またこの多重リングは米国特許No.3,944,341の請求項とは矛盾し、また本物の眼球の測定に用いられるものである。図１Ｃに示されているように、ファイバＦ１のより大きい直径リングからの光は虹彩によって阻止される可能性がある。仮にリング直径が８mmで、虹彩の直径が5.5mmであると想定する。その結果、ファイバＦ１の二番目の大きいリングは網膜の中心領域ではなく周辺領域を照らすのに役立つだけである。明らかなことであるが、ここで必要なことは照明指示方向や散乱を任意に設定できることであり、レンズの直径や光ファイバの材料によってコントロールされることではない。
とりわけ困難なことは網膜の中央部に十分光を向けることであった。従って、更なる考察が必要とされる点は、眼球の中央部に対してより多くの光が向けられるよう改良を進めることである。
このように、コンタクト・広ＦＯＶカメラの設計者は深刻なジレンマに直面している。広ＦＯＶと入口瞳孔の最適な設置とのために、照明リングはより広い半径を持つことを余儀なくされるが、またこの半径では人間の虹彩は、網膜の中央部に必要とされる照明の一部を遮断することになる。患者の虹彩が広がって十分に大きくならなければ黒点が見られることになる。
発明の概要
本発明の目的は小型で、軽量で、ハンディータイプの映像捕捉装置（ＩＣＵ）を提供することにある。本発明のＩＣＵは網膜に接触し、瞳孔を再度映像化し、最小の像面湾曲と最小化された収差を持つ広視野を備え、高い忠実度でカラー映像を実現する。ＩＣＵに搭載可能な３チップ・電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラの出現によって画像の解像度が高まっている。
このように、本発明特有の目的は、120度かそれ以上の広い角度にわたる高画質のカラー画像を得、画像の高度に均一な輝度を有し、後方散乱が少なく、また設計製造が低コストである広視野映像装置を提供することにある。また他の目的は、5.5mmの拡張した虹彩を必要最小の直径、子供達の間で一般的に見られる数値にまで縮小することにある。さらに他の目的は、軽量で、従って手持ちが可能となる映像捕捉装置を提供することにある。他の実施例では、本映像捕捉装置によって、血管造影用の各種光フィルタの挿入や取り外しが簡単になり、また各レンズの挿入や取り外しが容易になる。
本発明独自の目的は、光ファイバ・光誘導部の使用から発生する広角コンタクトカメラの使用に対する経済的、技術的な障害を除去することにある。本発明の目的はむしろ、加工されたプラスチック製あるいは削られ研磨されたガラス製の一重リングの光誘導部を備えた携帯映像捕捉装置に向けられている。光誘導部は眼球からの戻り反射が最小になるように傾斜しており、画像のコントラストを小さくする。より大きいコンタクトレンズは映像用と照明用の光学装置の間に配置して使用され、それによって、システム性能ならびにその生産性を飛躍的に向上させることが可能になる。
本発明の他の特徴としては、光誘導部からのより多くの光を眼球の網膜の中央に投射するための種々の改良を提供することにある。
さらにその他の目的、特徴、また利点などは、添付の図面とともに開示のために示される本発明の現時点における好適な実施の形態に関する次の説明で明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは好適なリレー式の入口瞳孔の配置を示す眼球に対する光学システムの側面断面図である。
図１Ｂは従来技術の照明制限を示す眼球に対する光学システムの側面断面図である。
図１Ｃは従来技術における多重リングの照明制限を示す眼球に対する光学システムの側面断面図である。
図２Ａは涙と／または埋込樹脂の一方が光誘導部の本来の動作を妨げることを示す、従来技術のファイバの代替としての光誘導部の断面図である。
図２Ｂは端部からの光の伝達を示す光誘導部の拡大部分断面図である。
図３は本発明の一実施例によるコンタクトレンズと、セットされた前方レンズの前方レンズ群としてのダブレット・レンズと、光誘導部との側面断面図である。
図４は従来技術のファイバを用いる非常にワイドなＦＯＶシステムがいかに網膜の周辺を照明するだけであるかということを示す断面図である。
図５Ａは中央部と周辺に照明が行われる本発明の光誘導部の側面断面図である。
図５Ｂは図５Ａで示された中央部の照明からの後方散乱を眼球から阻止するための瞳孔マスクの平面図である。
図６は中央部の照明が改良された光学システムの他の実施例の側面断面図である。
図７は中央部の照明がさらに強くなった光学システムのさらに他の実施例の側面断面図である。
図８は図７の実施例で用いられているフレスネル・レンズの拡大断面図である。
図９は本発明の映像捕捉装置（ＩＣＵ）の詳細側面断面図である。
図10は光学システムの断面図である。
図11はキー光線と各瞳孔と、各前方レンズと、画像の配置を示す光学システムの断面図である。
図12は眼球の前方における映像と照明システムの断面図である。
発明の詳細な説明
上に述べたように、従来の技術による光学システムは重大な欠陥と制約を有している。
はじめに、および本発明の一部として、光誘導部はプラスチックやガラスなど透過性の材料でつくられる。アクリルあるいはポリカーボネートなどのいずれの満足すべきプラスチックを用いてもよく、高い透過率（450nmから700nmの範囲のスペクトル）を有する光学材料など、いずれの満足すべきガラスを用いてもよい。光誘導部が空気に囲まれている場合、その光誘導部から投射される光の発散角度は制御可能であり、180度程度の広さを持っていてもよい。図２Ａに示す概念上の光伝達装置は光誘導部50の大径チューブからの光を前方レンズを取り囲む光誘導部の小さなリングに集中させるように設計されている。図２Ｂに示されているように、光誘導部の端部を成型することができ、光はより最適な方向に向かうように曲げることができる。しかしながら、本発明だけでは重要な問題点は未解決のままである。第一に、誘導部50の鋭角端部57は角膜に接触する場合は受け入れられない。第二に、誘導部50の端部周辺の凹部は微生物などがたまりやすく、患者間での相互汚染が避けられない。第三に、この空間に涙の膜ができて、この涙膜はほとんどの導波材料と近い屈折率を持っているので、その誘導部が大気（屈折率がほぼ１）に囲まれている場合に起きるその誘導部の端部での光線の屈折がほとんどなくなってしまう（涙膜の屈折率はほぼ1.34）。その結果、画像の中心に暗点が再び現れてしまう。第四に、直径が６mmもあるファイバ・リングでのブロッキングを防ぐために、虹彩の直径を6.5mm以上に大きく広げなければならない。
このコンセプトを実行可能で、しかも製造可能な実施形態で実現するために、我々は誘導部50全体を、図３に示すように、その直径が戻り光を集光レンズ25より大きな接触あるいは角膜レンズ24の背後に配置する。光学システムの入口瞳孔もレンズの直径を５mmに減らし、それによって光誘導部の直径を６mmに減らすために、コンタクトレンズの方向に少し動かす。この設計では、眼球の瞳孔が５mm以上に開かれると、120度ＦＯＶが証明され、画像の中央部分に暗点が発生しない。光誘導部の反対側からの光線が網膜の中心近くで重ね合わされ、それによってこの領域に対してより信頼性の高い照明が可能になる。網膜上の光強度分布もその強度が中心から周辺部に徐々に増大して、網膜の画像に対してより均一な強度分布がもたらされるように設計されている。そして、『コンタクト』ガラスの境界だけが、そのコンタクトレンズの背後の空間を眼球液や接着剤の侵入から護るケースに接着される。
入射角とその広がりを変えるための部分的切れ込みを有する誘導部50を示したが、先端51上に小さなレンズ型を持たせるようにすることも可能である。コンタクトレンズ24は光学的な能力は持っていなくてもよいが、必要であれば持っていてもよい。必要な唯一の接着剤はコンタクトレンズ24の端部をハンド・ピース10のケース11に接着するものである。
コンタクトレンズ24の材料と涙液との屈折率の違いは、例え小さくても、コンタクトレンズの前面からの光の部分的な反射を引き起こす場合もある。光誘導部と映像システムは反射光がＣＣＤカメラに直接届かないように注意深く設計されるが、それでも網膜などの暗い対象が映像される場合に画質を劣化させる強い迷光が発生する場合がある。その性能を改善するために、コンタクトレンズの前面に硬質で、耐久性の高い通常の光学反射防止膜を加えてもよい。迷光を減らすために、光誘導部表面の一部に吸収層を選択的に付加したり、映像システムに光遮断を設置するなどの他の措置を用いてもよい。また、コンタクトレンズは孔を含んだ形状にして、その孔を通じて前方ダブレットを取り付けることができるようにしてもよい。光誘導部からコンタクトレンズ内を移動する光が前方ダブレットに入ることができないように、このダブレットの端部は黒くされる。
上の設計は改良された性能を提供してくれるが、非常に広いＦＯＶ映像のためには依然として制約が存在する。非常に広いＦＯＶが行われて、前面映像レンズをより広くしなければならない図４に示されるような状況を考えてみよう。この状況では、どれ程の光リングあるいは照射方向を用いるかには関係なく、虹彩によって阻止されるので、網膜の中心及びその周辺部の照射が不可能になる。
これらの照明システムに関する問題は図５Ａの設計で克服することができる。この場合、網膜の中心部分を照明するために中央光学誘導部を用いるか、あるいは光源14からの光ビームを映像光学システムに照射し、周辺部を照射するために標準的な誘導部を用いる。この場合、中央に位置する光学フィードからの後方散乱と対応する必要がある。これは図５Ｂに示されるように位置31（図７参照）に位置する中央障害物23を有する瞳孔マスクを用いることによって対応できる。
本発明の他の、そしてさらなる実施の形態を以下に示すが、同じ部品には図３及び図５と同様の符号が用いられ、“１”および“２”の追加数字が付されている。図３に示す実施の形態のいくつかの適用例において、眼球Ｅの網膜の中心に十分な光を向ける上で困難が生じた。この実施の形態では、誘導部50は光をコンタクトレンズ24を通過させて、眼球Ｅの中心の方向に向けさせる機能を有する角のある切込みを持った端部51を有している。しかしながら、向きを与えるのに必要な端部51の鋭い角度でプラスチック製光誘導部50からの反射はかなり高く、端部51から出ていく光の量は減少してしまう。（注：すべての誘導体の反射性は入射角が増大するにつれて増大する。）また図３に示す実施の形態では、図に示されているように、コンタクトレンズ24は、そのレンズ24がその前面と後方で同じ半径曲率を持つように示されているので、基本的に何の光学的性能も持たない。
図６に示す実施の形態を参照すると、コンタクトレンズ24には光誘導部150の端部151から眼球Ｅの中心の方向に光を向けるのを援助する能力が備わっている。例えば、レンズ124は背面101が平らで前面102が凹面になった平面−凹型レンズであってもよい。また、前方レンズ125の第二の部分103はレンズ124と同じガラスでできていてもよく、それはレンズ124の背面101に接触するのであるから、レンズ124の背面101の能力は光学システムとしては問題にならない。
図７と８により好ましい実施の形態を示す。図６の実施の形態の場合でも、光誘導部150の端部151からの出口点はレンズ103の必要な傾斜によってその光学システムの中心から外側に移動される。これはヒトの眼球のより大きな虹彩を検査することを必要とするので、ひとつの欠陥である。図７の実施の形態で、光を眼球Ｅの中心にさらに向けるように追加レンズ205が光誘導部250とコンタクトレンズ224の間に配置されている。フレスネル・レンズ206（図８）は満足すべき性能を有していることが分かった。さらに、光誘導部250の端部251は下方に延びてその追加レンズ205と接触している。例えば、レンズ205は光誘導部250の端部251上に配置することも可能であろう。この実施の形態では、光源点を物理的に可能な範囲で内側に移動してあり、製造のコストが比較的安価な設計になっている。
本発明は通常120−150度の非常に広いＦＯＶで硬質カラー画像を得るための、図３，５Ａ，６及び７に示すような光誘導部を用いた広角映像捕捉装置（ＩＣＵ）を提供する。この装置は軽量で、手で持つことができる。しかしながら、スリット・ランプ上の装置に取りつけることも可能で、それがおそらく協力的な成人の患者にとっては理想的な方式であろう。本発明によるＩＣＵはさらに血管造影のための種々の光フィルタ及び／又はＦＯＶを変えるための種々のレンズあるいはレンズ・セットの挿入や取り外しを容易にしてくれる。さらに、レンズ・セットが眼球の前面の映像でみるように構成されている。
本発明によるＩＣＵの好ましい実施の形態を図９に示す。
参照番号10は一般的に本発明による映像捕捉装置（ＩＣＵ）を示す。
ＩＣＵは一般的にはねじ係合であるような接合部16で分離した前方ハウジング11と後方ハウジング12を有している。後方ハウジング12の内部には光ファイバ電源移送１７用及びカメラと制御機能18用のコネクタが配置されており、それらはすべて眼球映像システムという名称で、1994年11月17日付けで出願された親出願No.08/340,976に示されている。携帯用ＩＣＵは手で抱えて角膜に接触させることができる。焦点合わせは前方及び後方レンズ・セット間の距離を変化させる内部メカニズムを通じて達成される。また、光源をＩＣＵ内に取り付けてもよく、この場合外部光移送光ファイバ・ケーブルの必要性がなくなる。
参照番号18で全体として示されているレンズ・システムは、図７と８に最も良く示されているように、焦点合わせ及び虹彩リレー機能を収容するために前方セットと後方セットに分割されている。前方レンズ・セット20はその前方に接着されたより広めのコンタクト又は角膜レンズ24を有する前方ダブレット25として構成され、システムの対しては三組みとしての構造を有している。次のレンズはダブレット26で、その後にシングレット27、その後に凹凸レンズ23があるが、これは前方レンズ・セットを完成するための半球であってもよい。後方レンズ・セット30はダブレット31と色収差防止手段としてのトリプレット32である。さらに、網膜画像を受け取るための色荷電結合素子38が配置されている。
網膜40は光学システムのための対象で、画像位置42、そして画像平面44のカメラで再映像化される。システム瞳孔は位置43のマスクでセットされ、入口瞳孔位置41の後方球レンズに送られている。
光誘導部50は角膜を通じて眼球に光を当てるようにコンタクトレンズ24を取り囲んでおり、成型された先端部51を有している。120度のＦＯＶを実現し、さらに迷光を防ぐために位置45のマスクで視野遮断が設定される。さらに前方レンズから反射された光を防ぐために位置46のマスクで迷光遮断が設定される。
ＩＣＵと（記録装置用ハードウエアを含む）眼球映像装置全体の他の構成部品との間の接続ケーブルはＩＣＵとその他の構成部品間の情報の送受信用のためのコントロール・ラインとＩＣＵに電源を供給するための電源ケーブルを含んでおり、これらはすべて親特許No.08/340,976に開示されている通りである。加えて、光源がＩＣＵ内に含まれていない場合は、捕捉装置の外側の光源から光を供給するための光ファイバ光学ケーブルがコントロール・ラインに含まれる。
本発明においては、光誘導部50として、ひとつの硬いリングが用いられる。しかしながら、組み立て易くするために、誘導部50は光伝達のために相互に係合する延長部50ａと50ｂで構成されてもよい。先端51は光を望ましい方向に曲げるように成型されている。迷光を減らすために、表面の指定した部分に光吸収層が被膜される。一枚のプラスチックあるいはガラスからリング状にされた透明な光誘導部は大きな利点を有している。従来技術においては、ファイバから出る光の角度は角膜の半径方向のファイバの位置で制御され、リングの位置では角膜に対して垂直になっている。
ひとつの実施の形態で、光は接続ケーブル18内に含まれている光ファイバ光学ケーブル13を通じてＩＣＵ10に送られる。光ファイバ光学ケーブルはＩＣＵ外の映像装置全体の別の構成要素内に配置されている光源からＩＣＵに光を伝達する。別の実施の形態では、光源はＩＣＵ10内部に完全に含まれている。
本発明はＩＣＵ10がいろいろなサイズの眼球やその外形に対応するために前方レンズ・セット20を変換させることができるようにするためのスプリット・ハウジング11及び12を提供する。例えば、幼児に対しては、成人に対して用いられる角膜レンズとは違ったコンタクトレンズ24が適切であろう。さらに、前方および後方レンズ・セット20と30を迅速簡単に変えたり位置変更したりして、種々の蛍光血管造影用のフィルタ70の挿入に対応したり、あるいは種々の視野を提供してくれるレンズに対応できるようにした点が本発明の大きな特徴である。ＩＣＵ10の前方部分11と後方部分12の間の簡単な接触71は照明伝達にとって十分である。スプリット・ハウジングは前方レンズ・セット20を完全に取り外して、後方レンズ・セット30だけを用いて眼球の前面の画像を形成できるようにしてくれる。
スプリット・ハウジング11を設けることのさらなる利点は、前方ハウジングが取り除かれれば、図９に最も良く示されているように、レンズ61を通じて眼球の前方の画像を形成するために設計された特別のハウジング60をその場所に挿入することができる点である。この後方ハウジングにすでに提供された光は角膜画像用の照明を行うことができる分散装置62に向けられることができる。このように、この網膜カメラは角膜映像装置として二重の機能を発揮することができる。
これらの利点は実際に製作できるシステムで提供され、このことは本発明以前には商業ベースで実現されない課題であった。
従って、本発明は上に述べたような目的を実行し、課題と利点を達成すると同時に、それらの本質的に付随した他の課題と利点を達成するのによく適合している。本発明の現時点での好ましい実施の形態について開示の目的で上に述べたが、本発明の精神と添付請求項の範囲を逸脱しないで、部品の製造と配列の詳細部分にいろいろな変更を加えることは可能である。
【図１Ａ】
0004141503.tif 000002
【図１Ｂ】
0004141503.tif 000003
【図１Ｃ】
0004141503.tif 000004
【図２Ａ】
0004141503.tif 000005
【図２Ｂ】
0004141503.tif 000006
【図３】
0004141503.tif 000007
【図４】
0004141503.tif 000008
【図５Ａ】
0004141503.tif 000009
【図５Ｂ】
0004141503.tif 000010
【図６】
0004141503.tif 000011
【図７】
0004141503.tif 000012
【図８】
0004141503.tif 000013
【図９】
0004141503.tif 000014
【図１０】
0004141503.tif 000015
【図１１】
0004141503.tif 000016
【図１２】
0004141503.tif 000017