JP2013230355A - 眼底観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水晶体表面における照明光の反射によるハレーションやゴーストの発生を抑制して、良好な網膜像観察を行うことができる眼底観察装置を提供すること。
【解決手段】観察窓１１と照明窓７が先端本体２の先端（２ａ）に配置されていて、通過する光を拡散させる拡散板１１が、観察窓１に面しないように照明窓７に面して配置されると共に、円偏光板１２が、照明窓７よりも前方で、少なくとも拡散板１１及び観察窓１と面するように配置されている
【選択図】図１

Description

この発明は、眼球の表面側から網膜の状態を観察するために用いられる眼底観察装置に関する。

眼底観察装置においては、被検者の目に向けられる観察窓が前方に向けて先端本体に配置されているが、目の奥に位置する被写体である網膜は、外部から光で照明してやらないと、その観察をすることはできない。そこで、眼底観察装置においては、観察窓の周囲のスペース（照明窓）から、水晶体を通して眼球内に照明光を送り込むようになっている（例えば、特許文献１）。

米国特許公開２００８／０１６５３２２Ａ１

特許文献１に開示されているような従来の眼底観察装置においては、照明窓から水晶体に向けて照射された照明光が水晶体の表面で反射することにより、ハレーションや光源のゴースト像が発生して観察の妨げになっていた。

本発明はそのような問題を解決するために、水晶体表面における照明光の反射によるハレーションやゴーストの発生を抑制して、良好な網膜像観察を行うことができる眼底観察装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の眼底観察装置は、観察光を取り込む観察窓と照明光を放射する照明窓とが、操作者によって保持される保持管の先端に取り付けられた先端本体の先端に配置されて、照明窓から放射された照明光で網膜を照明することにより、観察窓を通して網膜の像を観察するようにした眼底観察装置であって、通過する光を拡散させる拡散板が、観察窓に面しないように照明窓に面して配置されると共に、円偏光板が、照明窓よりも前方で、少なくとも拡散板及び観察窓と面するように配置されているものである。

なお、拡散板が観察窓の前方領域以外の先端本体の先端面の略全領域を覆うように設けられ、円偏光板が先端本体の先端面の前方領域の略全面を覆うように設けられていてもよい。或いは、観察窓が照明窓より突出して配置されて、その段差の領域に拡散板が配置されていてもよい。

そして、円偏光板が拡散板よりも前方に配置されていて、拡散板と円偏光板とが密着した状態に配置されていてもよい。また、拡散板が一枚のドーナツ板状に形成されて、その中心が観察窓の略中心軸線位置に配置されていてもよい。また、先端本体と円偏光板との間において、拡散板の前方又は後方に、拡散板に面して導光板が設けられていてもよく、導光板が上記拡散板の一面の略全領域を覆うように配置されていてもよい。また、導光板が、拡散板と円偏光板との間で両者と密着した状態に配置されていてもよい。

本発明によれば、照明窓から放射された照明光が、拡散板を通過することにより照明窓の存在がぼかされた光に変質し、次いで円偏光板を通過することにより右回り又は左回りの一方方向の回転の円偏光のみになり、そのような照明光が水晶体の表面で反射しても、ハレーションや光源のゴースト像が従来に比べて格段に目立たず、水晶体を透過した照明光により照射された網膜を良好に観察することができる。

本発明の第１の実施例に係る眼底観察装置の側面断面図である。 本発明の第１の実施例に係る眼底観察装置の先端本体の先端面をその正面側から見た図である。 本発明の第１の実施例に係る眼底観察装置の使用状態を示す略示図である。 本発明の第２の実施例に係る眼底観察装置の側面断面図である。 本発明の第３の実施例に係る眼底観察装置の側面断面図である。 本発明の第３の実施例における照明窓の配置を説明する図である。 本発明の第３の実施例における照明窓の配置を説明する図である。 本発明の第４の実施例に係る眼底観察装置の側面断面図である。 本発明の第５の実施例に係る眼底観察装置の側面断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について幾つかの具体的な実施例を挙げて説明する。

（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例に係る眼底観察装置Ｉの先端部分Ｉａの側面断面図であり、図２は、眼底観察装置Ｉの先端部分Ｉａをその正面側（図１における下側）から見た図（図１の底面図）である。なお、以下の説明において、図１における上側を基端側（又は後方）といい、下側を先端側（又は前方）という。

眼底観察装置Ｉは、保持管９、先端外装筒１０、先端本体２、対物光学系３、撮像装置４、拡散板１１、円偏光板１２、複数の（又は先端側が複数に分岐された）ライトガイド８及び図示されていないプロセッサを備えている。プロセッサは、ライトガイド８に照明光を供給すると共に、撮像装置４によって撮像された観察画像の画像信号を処理して、外部モニタ又は眼底観察装置Ｉの内蔵モニタに観察画像を表示させるためのビデオ信号を出力する。

ライトガイド８は、プロセッサに内蔵されたランプが発生する照明光を先端本体２まで導光するバンドルファイバであり、プロセッサから保持管９を介して先端本体２に亘って挿通されている。バンドルファイバ以外の導光手段をライトガイド８に用いてもよい。

保持管９は、操作者によって保持される細長円筒形状の部材であり、プラスチック製或いは金属製の硬性管により、又は人の手で曲げられてその状態を維持することができる半硬性管等により形成されている。保持管９は、その外径が例えば１〜２ｃｍ程度、長さが例えば５〜１５ｃｍ程度であり、小型で非常にハンディに取り扱うことができる。保持管９の基端は、直接又は図示されていないケーブル部を介して間接的にプロセッサに接続されている。また、保持管９の内部にプロセッサを実装してもよい。

先端外装筒１０は、先端本体２を保持する部材である。先端外装筒１０は、硬質の部材で円筒形状に形成されていて、その基端部分が保持管９の先端に差し込まれた状態で、接着等により保持管９に固定されている。

先端本体２は円形の断面形状を有する部材であり、その外周面は先端外装筒１０の内周面に接着等で固定されている。また、拡散板１１と円偏光板１２の各々の外周部分が、先端外装筒１０の最先端部分に接着等で固定されている。

先端本体２の先端には、先端本体２の外周面と同軸に形成された円柱面状の段部２ｃと、この段部２ｃによって仕切られた２つの先端面２ａ、２ｂが設けられている。内側の先端面２ａは、外側の先端面２ｂよりも前方に突出して形成されている。また、先端面２ａの中央位置には、被写体からの観察光を取り込むための観察窓１が、前方（図１において下方）に向けて配置されている。先端本体２の先端面２ａ、２ｂは、先端本体２の軸線に対して垂直な平面状に形成されている。

観察窓１の後方位置にあたる先端本体２の内側領域には、被写体の像を結像させるための対物光学系３と、対物光学系３によって投影された観察像（即ち、網膜像）を撮像するための撮像装置４等が配置されている。この実施例の対物光学系３は、前方に配置された第１レンズ部分（凹レンズ）と、後方（撮像装置４側）に配置された第２レンズ部分（凸レンズ）とを有している。観察窓１は、前方に向けて配置された対物光学系３の第１レンズ部分によって構成されている。撮像装置４には、固体撮像素子やカラーフィルタ等（図示せず）が含まれている。

対物光学系３と撮像装置４は、先端本体２の軸線位置に形成された貫通孔５内に例えば接着等により一体的に保持されており、図示されていない信号ケーブルが撮像装置４から先端本体２の後方（図において上方）に向けて延出配置されている。なお、貫通孔５は、必ずしも先端本体の軸線位置に配置されていなくても差し支えない。

先端本体２の先端面２ｂには、観察範囲に向かって照明光を放射するための照明窓７が、観察窓１の周囲を囲むように配置されている。照明窓７は、先端部分Ｉａの正面図（即ち、図１の底面図）である図２に示されるように、観察窓１の周囲の例えば１２ヵ所に均等に分散配置されている。但し、本発明において、照明窓７の数や観察窓１に対する照明窓７の配置等は任意である。

図１に示されるように、照明窓７にはライトガイド８の射出端面８ａが配置されている。

拡散板１１は、それを通過する光を拡散させる特性を備えた透明板であり、例えば表面に無数の微小な凹凸が形成されたものである。拡散板１１は、先端本体２の段部２ｃの外径と略同じ大きさの内径を有する一枚のドーナツ板状に形成されていて、その中心が観察窓１の略中心軸線位置になるように、その後面が先端本体２の先端面２ｂに密着して配置されている。また、拡散板１１は先端本体２の段部２ｃの段差と略同じ厚さを有しており、拡散板１１の前面は先端本体２の先端面２ａと面一に配置されている。すなわち、拡散板１１は、先端面２ａ（観察窓１）と先端面２ｂ（照明窓７）との段差の領域に配置されている。

このようにして、拡散板１１が、観察窓１に面しない状態であって照明窓７に面する状態に設けられている。即ち、拡散板１１は、観察窓１の前方領域以外の先端本体２の先端面２ｂの略全領域を覆う状態に設けられている。この構成により、ライトガイド８の射出端面８ａから射出された照明光のみが拡散板１１を通過し、照明光が被写体により反射・散乱された戻り光は、拡散板１１を通過せずに観察窓１に入射する。

さらに、拡散板１１と重ね合わせて透明な円偏光板１２が配置されている。この実施例においては、円偏光板１２が、先端本体２の先端面２ｂと略同じ直径の一枚の円板状に形成されていて、拡散板１１の前面に密着して先端本体２の前方領域の略全面（少なくとも、拡散板１１と観察窓１の略全面）を覆う状態に配置されている。

円偏光板１２は、以下の機能を有する公知の光学素子である。円偏光板１２は、後面（拡散板１１側）から入射する光を、電場の振動方向が一方向に回転しながら伝播する円偏光（例えば、右円偏光）に変換する。また、その一方向と同方向に回転する円偏光（ここでは、右円偏光）が前面（被写体側）から円偏光板１２に入射した場合には、入射した光は円偏光板１２を通過する。また、それと反対方向に回転する円偏光（ここでは、左円偏光）が被写体側から円偏光板１２に入射した場合には、入射した光は円偏光板１２内に吸収されて射出されない。以上の機能を有する円偏光板１２は、例えば、偏光子とλ／４板とを貼り合わせて作られる。

図１に示されるように、本実施例では、ライトガイド８の射出端面８ａが先端本体２の先端面２ａ（すなわち観察窓１）よりも後方（図１における上方）に配置され、拡散板１１も先端面２ａよりも後方又は軸線方向における略同位置に配置されている。この構成によれば、観察窓１に入射する被写体からの戻り光に対する拡散板１１によるケラレが発生しないため、ケラレによる有効な視野角の減少が生じないという利点がある。

また、ライトガイド８に代えて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源やＬＤ（Laser Diode）光源等の小型の光源を先端本体２の先端部に配置する構成としてもよい。

図３は、上述の実施例の眼底観察装置の使用状態を略示しており、観察窓１を角膜表面５１に向けて配置すると、照明窓７から水晶体５２に向けて照明光が放射され、その照明光のうち拡散板１１と円偏光板１２とを通過した光線が水晶体５２に向かう。

照明窓７から放射された照明光は、拡散板１１を通過することにより拡散される。そして、拡散された光が円偏光板１２を通過することにより、右回り又は左回りの一方向の回転の円偏光のみになる。なお、照明光を拡散板１１に通すことにより、照明光の指向性が弱められるため、照明窓７の像がぼかされて（結像できなくなって）被写体の画像に映り込み難くなる。また、拡散によって、照明光の強度分布が均一化される。さらに、拡散によって、照明光が無偏光化されて、偏光状態が均質になるため、円偏光板１２を通過した円偏光の強度分布がより均一化される。

拡散板１１の前面から射出された一方向回りの円偏光のみからなる照明光が水晶体５２の表面で反射されると、その反射光は位相が反転して反対方向回りの円偏光になる。すると、そのような反射光は円偏光板１２で吸収されてしまうので観察窓１に達しない。

また、水晶体５２の表面を通過して眼底に届いた照明光は、眼底で拡散反射される。眼底で拡散反射された光には照明光と同一方向回りの円偏光が含まれる。このような反射光は、円偏光板１２で吸収されずに観察窓１に到達し、対物光学系３によって集光されて、撮像装置４の撮像面に結像する。

このようにして、照明光が拡散板１１を通過して照明窓７の像がぼかされることで、水晶体５２の表面からの反射光によるゴースト像（即ち、主に照明窓７のゴースト像）の発生が大幅に緩和され、水晶体５２を透過した照明光により照射された網膜５３を良好に観察することができる。

（第２の実施例）
上記の第１の実施例では、複数の照明窓７が観察窓１よりも後方に配置されているが、本発明はこの構成に限定されない。次に説明する本発明の第２の実施例のように、複数の照明窓７を観察窓１と同一平面上に配置した構成も本発明に含まれる。なお、以下の第２の実施例の説明においては、第１の実施例と同一又は対応する構成について同一又は類似の符号を使用して、主に第１の実施例との相違点について詳しく説明し、第１の実施例と重複する内容の説明は省略する。

図４は、本発明の第２の実施例に係る眼底観察装置IIの先端部分IIａの側面断面図である。第２の実施例では、上記の第１の実施例と異なり、先端本体２の先端には段部２ｃが形成されておらず、単一の先端面２ａを有している。また、観察窓１及び複数の照明窓７が先端面２ａ上に配置されている。本実施例の構成では、第１の実施例と比べて、先端本体２の先端部の構造が単純であるため加工が容易である。

上記の第１及び第２の実施例では、ライトガイド８の射出端面８ａ（照明窓７）が拡散板１１の後面に押し当てられているが、以下に説明する第３、第４及び第５の実施例のように、射出端面８ａと拡散板１１とを離して配置してもよい。

（第３の実施例）
次に、第３の実施例について説明する。以下の第３の実施例の説明においては、上記の各実施例と同一又は対応する構成について同一又は類似の符号を使用して、主に上記の各実施例との相違点について詳しく説明し、上記の各実施例と重複する内容の説明は省略する。

図５は、本発明の第３の実施例に係る眼底観察装置IIIの先端部分IIIａの側面断面図である。第３の実施例では、上記の第２の実施例と比べて、先端本体２が後方に配置され、先端本体２と拡散板１１との間に生じた空間に透明樹脂や硝子から形成されたドーナツ板状の導光板１３が配置されている。また、観察窓１は、先端本体２の先端面２ａよりも前方に、導光板１３の前面と面一に配置されている。なお、観察窓１は、拡散板１１の前面と面一に配置してもよい。

次に、図６及び図７を参照して、本実施例における照明窓７の位置の決定方法について説明する。図６は先端部分IIIａの正面図であり、図７は図６のＡ−Ａ断面図である。

図６に示されるように、本実施例では、観察窓１の中心Ｃ（先端本体２の軸線上の点）を中心とする半径ｒの円周Ｂ上に、複数の照明窓７が等間隔で配置されている。図７に示されるように、隣接する２つの照明窓７の中心Ｃ_８間の距離をＸ、導光板１３の厚さをｄ、照明窓７から射出される照明光の配光角（広がり角）を２θとすると、隣接するライトガイドから射出された照明光が導光板１３内で重なり合わない条件は、次の数式１で表わされる。

また、図６より、円周Ｂ上に並べられた複数の照明窓７の角度間隔（観察窓１の中心Ｃから見た隣接する２つの照明窓７の角度間隔）をα（単位：ラジアン）とすると、次の数式２が成り立つ。

また、先端本体２の先端面２ａに配置された照明窓７の数をｎとすると、角度間隔αは次の数式３により求められる。

従って、上記の数式１〜３より、次の数式４が得られる。また、数式４を変形すると、数式５が得られる。

ｎの値が大きい場合（例えばｎが１０以上の場合）は、数式５は次の数式６により近似することができる。更に、数式６を変形すると、最終的に数式７が得られる。

従って、円周Ｂの半径ｒ、導光板１３の厚さｄ、照明光の配光角の半値θ及び照明窓７の数ｎを、上記の数式７の関係を満たすように決定することにより、隣接する照明窓７から射出した照明光を導光板１３内で重なり合わせずに拡散板１１に入射させることができる。例えば、照明光の配光角が３０°である場合は、数式７の右辺の値は０．１８となる。

（第４の実施例）

次に本発明の第４の実施例について説明する。以下の第４の実施例の説明においては、上記の各実施例と同一又は対応する構成について同一又は類似の符号を使用して、主に上記の各実施例との相違点について詳しく説明し、上記の各実施例と重複する内容の説明は省略する。

図８は、本発明の第４の実施例に係る眼底観察装置IVの先端部分IVａの側面断面図である。上記の第３の実施例（図５）は、導光板１３、拡散板１１及び円偏光板１２が後方からこの順で重ねて配置され、ライトガイド８の射出端面８ａが導光板１３の後面に押し当てられた構成を有している。一方、本実施例では、後方から、拡散板１１、導光板１３、円偏光板１２の順で重ねて配置され、ライトガイド８の射出端面８ａが導光板１３の後面に押し当てられた構成を有している。また、観察窓１は、拡散板１１の前面と面一に配置されている。

本実施例では、観察窓１の前方には導光板１３は配置されず、空洞（空気層）１４となっている。導光板１３と空洞１４との大きな屈折率差により、照明光は導光板１３内に拘束されるため、空洞１４へは漏れ出ることがない。そのため、導光板１３から空洞１４に漏れた照明光が空洞１４内で多重反射して観察窓１に入射することによるハレーションの発生が防止される。

（第５の実施例）
次に本発明の第５の実施例について説明する。以下の第５の実施例の説明においては、上記の各実施例と同一又は対応する構成について同一又は類似の符号を使用して、主に上記の各実施例との相違点について詳しく説明し、上記の各実施例と重複する内容の説明は省略する。

図９は、本発明の第５の実施例に係る眼底観察装置Ｖの先端部分Ｖａの側面断面図である。本実施例では、導光板１３を２枚設けて、後方から、導光板１３、拡散板１１、導光板１３、円偏光板１２の順で重ねて配置して、ライトガイド８の射出端面８ａを後方に配置された導光板１３の後面に密着させた構成を有している。また、観察窓１は、拡散板１１の前面と面一に配置されている。

本実施例でも、観察窓１の前方には導光板１３は配置されず、空洞（空気層）１４となっている。導光板１３と空洞１４との大きな屈折率差により、照明光は導光板１３内に拘束されるため、空洞１４へは漏れ出ることがない。そのため、導光板１３から空洞１４、に漏れた照明光が空洞１４内で多重反射して観察窓１に入射することによるハレーションの発生が防止される。

以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明の構成は上記の実施形態（実施例１〜５)の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。

また、本発明は、小型でハンディな眼底観察装置にも適用することができる。

１ 観察窓
２ 先端本体
２ａ 先端面
７ 照明窓
８ ライトガイド
８ａ 射出端面
９ 保持管
１１ 拡散板
１２ 円偏光板
１３ 導光板
１４ 空洞（空気層）
５１ 角膜表面
５２ 水晶体
５３ 網膜

Claims (9)

1. 観察光を取り込む観察窓と照明光を放射する照明窓とが、操作者によって保持される保持管の先端に取り付けられた先端本体の先端に配置されて、上記照明窓から放射された照明光で網膜を照明することにより、上記観察窓を通して網膜の像を観察するようにした眼底観察装置であって、
   通過する光を拡散させる拡散板が、上記観察窓に面しないように上記照明窓に面して配置されると共に、円偏光板が、上記照明窓よりも前方で、少なくとも上記拡散板及び上記観察窓と面するように配置されていることを特徴とする眼底観察装置。
2. 上記拡散板が上記観察窓の前方領域以外の上記先端本体の先端面の略全領域を覆うように設けられ、上記円偏光板が上記先端本体の先端面の前方領域の略全面を覆うように設けられている請求項１記載の眼底観察装置。
3. 上記観察窓が上記照明窓より突出して配置され、その段差の領域に上記拡散板が配置されている請求項１記載の眼底観察装置。
4. 上記円偏光板が上記拡散板よりも前方に設けられている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の眼底観察装置。
5. 上記先端本体と上記円偏光板との間において、上記拡散板の前方又は後方に、上記拡散板に面して導光板が設けられている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の眼底観察装置。
6. 上記導光板が上記拡散板の一面の略全領域を覆うように配置されている請求項５に記載の眼底観察装置。
7. 上記拡散板と上記円偏光板とが密着した状態に配置されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の眼底観察装置。
8. 上記導光板が、上記拡散板と上記円偏光板との間で両者と密着した状態に配置されている請求項５又は請求項６に記載の眼底観察装置。
9. 上記拡散板が一枚のドーナツ板状に形成されて、その中心が上記観察窓の略中心軸線位置に配置されている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の眼底観察装置。

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