(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源、光を眼球に送るための光源、画像を見るためのビューイング・モニターを有するハウジングと、
光源から眼球に光を送るための光ファイバー装置と、角膜接触レンズを具備する主要レンズ・システムを含む画像形成兼焦点調節光学装置と、虹彩ダイアフラム及び前記画像形成兼焦点調節光学装置を通じて眼球からの光を受信するための電荷結合画像形成装置とを有しており、前記光ファイバー装置が角膜を通じて眼球に光を照射するため、前記主要レンズ・システム中にあって角膜接触レンズを取り囲む同心光通路を含んでいる携帯用画像捕捉装置と、
前記ハウジングと前記画像捕捉装置間で情報を送受信する制御回線及び電源ケーブルを有する接続ケーブルとで構成される眼球画像形成システムにおいて、
前記電荷結合画像形成装置は、色彩電荷結合画像形成装置であり、
前記画像形成兼焦点調節光学装置は、分散された色彩をひとつの共通焦点に集光させる第１の三重レンズと、その焦点を電荷結合画像形成装置の焦光面に入れる第２の三重レンズからなる、色収差防止レンズ手段を含み、
前記第１の三重レンズ及び第２の三重レンズは、赤、緑、青の異なった波長に作用するための３つのレンズを含んでいることを特徴とする眼球画像形成システム。
【請求項２】
同心光通路が、角膜接触レンズの軸の方向に収束していることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項３】
同心光通路が、２つの同心光通路を含んでいることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項４】
同心光通路が、光ファイバー装置からファイバーを吹出すことによって形成され、それらファイバーの末端が連続360度の光源を形成することを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項５】
主要レンズ・システムが、集光レンズを含み、携帯用画像捕捉装置から取り外し可能であって、前記主要レンズ・システムに代えて、携帯用画像捕捉装置に取付けるためのゴールドマン・タイプ・レンズを含んでいることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項６】
眼球内部の15度から150度の視野を提供するための切換え可能レンズを光学装置内に含んでいる請求項１のシステム。
【請求項７】
光源が、タングステン・ランプを含むことを特徴とする請求項１のシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明による眼球画像形成システムは網膜およびガラス体の同じ領域のいずれかの構造を含む人間の眼球の後部室の構造の画像を捕らえるために設計される。眼球の撮影には過去においては35mmフィルムを用いた眼底カメラが用いられていた。しかしながら、こうしたカメラには種々の制約があり、操作するのが技術的に難しく、使用に限界があった。本発明による画像形成システムは眼底をモニター画面で直接観察、研究したり、後で検査、比較するためにデジタル的に保存したり、又はハード・コピーとして資料化するためにプリンタを介して印刷したり、もしくはモデムを介して電話回線を通じて送ったりするために捕捉されたデジタル画像を提供する。
要  約
本発明は電源、眼球に光を提供するための光源、そして画像を見るためのビューイング・モニターを含むハウジングを有する眼球画像形成システムに向けられたものである。眼球に対して光を送るための光ファイバー装置、角膜接触レンズを含む画像形成兼焦点調節光学装置、ならびに電荷結合画像形成装置を有する携帯用画像捕捉装置が提供される。この光ファイバー装置は角膜を通して眼球を照射するための上記角膜接触レンズを取り囲む同心光通路を含んでいる。ハウジングと画像捕捉装置との間の接続ケーブルはハウジング及び画像捕捉装置間での情報の送受信用の制御回線、電源を供給するための電気ケーブル、それに光源から画像捕捉装置内の光ファイバー装置に光を供給するための供給用光ファイバー・ケーブルを含んでいる。
本発明の別の目的は上記角膜接触レンズの軸に向けて上記同心光通路を集束させることである。ひとつの実施形態で、上記同心光通路は２つの同心光通路を含んでいる。
本発明のさらに別の目的は、上記同心光通路が上記光ファイバー装置から吹出すことによって形成され、それらファイバーの末端が連続360度の光源を形成するようにさせることである。
本発明のさらに別の目的は、上記電荷結合画像装置が単色画像装置であり、画像形成兼焦点調節光学装置が色収差防止レンズ手段を有していることである。
本発明のさらに別の目的は、上記色収差防止手段が、それぞれ別の色をもたらすと同時に、それらの色をひとつの焦点にブレンドする２組の３重レンズを含んでいるようにすることである。
本発明のさらに別の目的は、上記光学装置が取り外し可能な角膜接触レンズ、集光レンズを含んでおり、さらに、携帯用画像捕捉装置に取付けるためのゴールドマン・タイプ・レンズを含んでいるようにすることである。
本発明のさらに別の目的は、眼球内部で15度から150度の視野を提供するためにその光学装置内に取り外し可能なレンズを設けているようにすることである。
本発明のさらに別の目的は、ハウジング内の上記光源がタングステン・ランプであってもよいようにすることである。
本発明のさらに他の目的、特徴、および利点は、ここに記述され、添付図面と合わせて理解される本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の正面図である。
図２は図１の装置の平面図である。
図３は図２の線３−３による断面図である。
図４は図１の装置の制御回路の概要図である。
図５は本発明の携帯用画像捕捉装置の断面を示す拡大正面図である。
図６は図５の光伝達システムの正面図であり、ファイバー・スリーブから同心光通路への光ファイバーの吹き出しを示している。
図７は図６の光伝達システムの平面図である。
図８は角膜の周りの上記吹出された光ファイバー装置の端部の断面を示す拡大正面図である。
図９は図８の線９−９に沿ってみた図面である。
図10は角膜接触レンズの周りに２重同心光通路を設けた本発明の別の実施形態の断面図を示す、拡大正面図である。
図11は図10の線11−11に沿ってみた図面である。
図12は本発明の携帯用画像捕捉装置における種々のレンズの光学的なレイアウトである。
図13は上記画像捕捉装置の対物ヘッドをレンズ・システムと共に取り外し、その上にゴールドマン・タイプのレンズを取付けた場合を示す断面図である。
図14は本発明のハウジングと携帯用画像捕捉装置間の接続ケーブルを示す断面図である。
好ましい実施形態の説明
これらの図面において、符号10は本発明の眼球画像形成システムを示しており、通常、携帯用画像捕捉装置12、適切なハウジング・コンソール14、及び接続ケーブル16を含んでいる。
ハウジング14は一般的には電源18、光源20、スライド光フィルター22、キーボード24、観察用モニター26、プリンタなどの出力レコーダ28、デジタル・レーザー・フロッピー・ディクスなどのスチール・ビデオ・レコーダー32又はＶＨＳレコーダ30、制御パネル19、電荷結合装置制御装置21、及びフット・ペダル制御装置23を含んでいる。
図４で、制御パネル19は光源20及びスライド光フィルター22に加えて、電源スイッチ25、光度制御装置27、焦点制御装置29、及び捕捉制御装置31を有している。フット・ペダル制御装置23は光度制御装置27ａ、焦点制御装置29ａ、及び捕捉制御装置31ａを有しており、それらによってオペレータは手に捕捉装置12を持ちながら画像形成システム10の動作を制御することができる。キーボード24は電荷結合装置によって本当の色を表現するためのホワイト・バランス強度制御装置である。制御装置21は捕捉装置12からデジタル画像を受け取り、それをレコーダ30、プリンタ28、及びモニター26に送るためにアナログ出力に変換する。
図５で、携帯用画像捕捉装置12は、図14に最もよく示されているようにクオーツ光ファイバー装置40、電源ケーブル54、及びリモート制御ケーブル56を含むケーブル16に接続されている。携帯用画像捕捉装置12はまた、画像形成兼焦点調節光学装置36（図５及び12参照）と、0.5電荷結合装置（ＣＣＤ）などの電荷結合画像形成装置であり、電気的に画像を捕らえてＣＣＤ制御装置21に送るデジタル画像形成装置38である。上記画像形成兼焦点調節光学装置は、図５と図12に最もよく示されているように、２重レンズである主要角膜接触レンズ44、集光レンズ46、絞りレンズ48など集合的に主要レンズ・システムとして知られているものと、虹彩ダイアフラム50、及び挿入レンズ52（図５）を含んでいる。この主要レンズ・システムは取付けねじ（図示せず）で装置12に取り外し可能に接続され、以下により詳しく述べるように取り外すこともできる。虹彩ダイアフラム50は関心対象の特徴を最適に視角化して、画像形成するために視野の深度を制御するために適切なＦ／ストップ設定にセットすることができる。挿入レンズ52はＣＣＤ38上に画像形成される視野を効果的に制御することができ、また、人間の眼球の後部室の15度から150度までのいろいろに変化する視野を与えるように切り替えることができる。焦点調節モータ41は光学装置36の焦点合わせを開始させる。
好ましくは、ＣＣＤ38は後部室のカラー像を表示するための色彩画像装置であって、そこに存在するすべての病態の画像を得、異なった波長の光を使って後部室の異なった層を見るためのものである。さらに、カラー画像は画像形成システム10が立体画像を提供することができるようにし、病態が活性のものか石灰化したものかの判定をより容易にしてくれる。しかしながら、ＣＣＤ38でカラー画像を得る場合、色収差を防止するためにレンズ・システムを光学装置36に付加しなければならない。つまり、色収差の補正が行われないと、赤、緑、青が通常分離してしまい、ぼやけた画像をつくり出してしまうのである。従って、第１組の３重レンズ60は分離した色をひとつの共通焦点に集光させる光学装置内に設けられ（図５及び12）、第２組の３重レンズがその焦点をＣＣＤ38の集光面に入れるようにする。従って、３重レンズ60，62のそれぞれは赤、緑、青の色の異なった波長に作用して、それによって色収差を防ぐと同時に真の色表示を維持するための３つのレンズを含んでいる。しかしながら、望ましい場合は、単色画像形成のために色彩ＣＣＤ38を用いることもできる。
しかしながら、眼球の後部室及び病態の真の表示を得るためには、そして特に真の色を得るためには、均一の光温度及び均一の光分布を持つことが重要である。図５〜９で、同心光通路が角膜を通じで眼球に光を照射するための角膜接触レンズ42を取り囲んで設けられている。つまり、360度の光源が設けられており、これは眼球の後部室に対して光を均一に分散させると同時に、光の強度を低下させるという利点を有している。クオーツ光ファイバー装置40がスリーブ光ファイバーの束70に接続されており、個々の光ファイバー72が外側に吹出されるようになっていると同時に、末端74が角膜レンズ42の周りに連続的な360度光源を形成するように配置されていて、末端74は角膜に向けられた光源を提供するための角膜接触レンズ43を取り囲む同心光通路を提供している。図８，９に最も良く示されているように、ひとつの実施形態において、吹出された光ファイバー72の外部末端76はより大きな視野を与えるために角膜接触レンズ42の軸に向けて収束している。例として示すだけであるが、ＩＤ又はこの末端76で形成される同心光通路は7.5mmで厚みが0.016mmとして、レンズの方向に向けて10度の角度で収束しており、約2,000本のファイバーを含んでいる。しかしながら、種々の角膜の形状に対応するために、角膜に対して種々の収束角度を用いてもよい。同心光通路は角膜からの反射光の入射を低下させてくれるので、低光度で、しかも均一な分散状態で光が分散される。
図10，11に別の実施形態が示されており、この実施形態では同心光通路は２つの同心光通路を含んでおり、図８，９では同じ構成部品に同じ符号が付されているが、ただ“ａ”という文字が加えられている。しかしながら、末端76ａで形成される同心光通路に加えて、吹出された光ファイバー72ａの末端78によって第２の同心光通路が形成されており、後部室への光の分散をさらに増大させる。この実施の形態では、上記の同心光通路の末端78が末端76ａとは違った角度で角膜接触レンズの軸に向けて収束しており、例えば、30度の角度で収束するようにしてもよい。多数の同心光通路も他の利点は、画像形成システム10が小児科と老人科の患者の違いなど種々の角膜形状に対応できるようにすることである。
図13で、携帯用画像捕捉装置12は主要レンズ・システムが取り外された状態で示されており、腫瘍検出など後部室における密着アングル画像形成を可能にする自身のミラーを含むゴールドマン・タイプのレンズが取付けられている。また、望ましい場合、主要レンズ・システムを取り外して、携帯用画像捕捉装置12を眼球の外部画像形成のために用いてもよい。さらに、望ましい場合、間接照射をもたらす眼球の外側にトランスクレラ照射を行うために光ファイバー装置40と連通するための光ファイバー・ケーブル・ポート（図示せず）を設けてもよい。これは白内障を持っていたり、瞳孔の開きが鈍い成人の眼球では有益である。
過剰な光は眼球に損害（光毒性）をもたらす場合がある。しかしながら、ＣＣＤ38は光の必要量が少なく、従って眼球内部の照射度が低くなるので、従来の35mmカメラと比較して有利である。さらに、図５〜９に示す同心光通路を用いることは、光が低い強度で分散されるので低光点強度をもたらす。さらに、光源20は好ましくは蛍光やフラッシュやストロボと比較して継続的でソフトな光を提供しているタングステン・ランプとする。
側光フィルター22はその場所でランプ20上で滑らせることができ、フィルターされた光は接続ケーブル16及び光ファイバー・ケーブル40を通じて送出される。イエローＴ、オレンジ、赤、蛍光、又は緑など種々のタイプのフィルターを用いることができる。これらフィルターを用いることによって、オペレータは白黒、又はカラー画像形成、眼底の赤色を抜いた視認及び画像形成、もしくは画像形成及び血管造影法のためなど、照射のスペクトル構成を選択することができる。
ハウジング14内で、捕捉装置12からの出力画像信号は接続ケーブル16を通じて送信し、モニター26内で表示し、オペレータが最善のビューを得ることができる。オペレータの指令で、デジタル信号は後で参照したり、又はコンピュータで操作するためにコンピュータ・フロッピー・ディスク32上に長期デジタル保存したり、ハード・コピー・ファイル資料を作成するためにカラー・デジタル・プリンタ28でプリント・アウトすることができる。
最後に、適切な手動操作及び多数画像補足によって、画像形成システム10は眼球内の臨床的に関心のある部位の構造を立体的に画像形成するための保存画像を提供することができる。
携帯用画像捕捉装置はベッドに寝たままの患者や保育器内の赤ちゃんなどに特に有益であるので、本発明の画像形成システム10は特に有益である。さらに、ＣＣＤ38からの出力はモニター26上にすぐ表示することができ、したがって試行錯誤なしで優良な画像を保存することができる。加えて、デジタル出力は記録したり、プリント・アウトしたり、並べて比較したり、再加工したりすることができ、記憶容量は少なくて済む。
本眼球画像形成システムは15度から150度の視野を用いてカラー又は単色モードで網膜画像を記録することができ、携帯用システムは最大150度までの超広角網膜資料の作成を可能にしてくれる。本発明は画像を時間やスペースを節約する形で保存することを可能にすると同時に、世界中のどこからでもモデムを通じて数秒間でフル・カラー画像を電話伝送することも可能にしてくれる。本低白色光システムは画像を記録するためにフラッシュを必要としない。これは光恐怖症患者や光毒性に対する恐怖を考えた場合特に有利である。最後に、この発明は、カラーであれ、単色であれ、又は蛍光血管造影法であれ、捕捉装置によって捕らえられたどんなビューの連続ＶＨＳテープの記録を可能にしてくれる。このことは医学関係者や患者などに対する教示能力を大幅に拡大してくれる。
画像形成システム10ではどんな適切な構成部品を用いてもいいが、ビューイング・モニター26はPanasonic社製ＣＴ−1382−ＶＹ型でもよい。出力レコーダ28はソニー社製ＵＰ5200ＭＤ型でもよい。ＶＣＲ30はPanasonic社製ＡＧ−2520ＳＱＰＢ型でもよい。フロッピー・レコーダー32はPanasonic社製ＡＧ810型でもよい。ＣＣＤ38はOptronics社製ＬＸ−450Ａ型でもよい。
本発明は従って、ここに述べられた、及びそれに付随した目的を実行し、利点を達成するのによく適合している。本発明の現段階での好ましい実施形態を上に述べたが、構造や部品の配列の詳細において、本発明の精神と添付特許請求の範囲を逸脱せずに、多くの変更を行うことは可能である。
【図１】
0004097692.tif 000002
【図２】
0004097692.tif 000003
【図３】
0004097692.tif 000004
【図４】
0004097692.tif 000005
【図５】
0004097692.tif 000006
【図６】
0004097692.tif 000007
【図７】
0004097692.tif 000008
【図８】
0004097692.tif 000009
【図９】
0004097692.tif 000010
【図１０】
0004097692.tif 000011
【図１１】
0004097692.tif 000012
【図１２】
0004097692.tif 000013
【図１３】
0004097692.tif 000014
【図１４】
0004097692.tif 000015