特開 2024-50180 変倍光学系及び眼科装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024050180

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】変倍光学系及び眼科装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/14 20210101AFI20240403BHJP

   A61B 3/10 20060101ALI20240403BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

G02B7/14

A61B3/10 100

G02B7/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022156864

(22)【出願日】2022-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】清水 仁

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 大

【テーマコード（参考）】

2H044

4C316

【Ｆターム（参考）】

2H044AJ06

2H044AJ07

2H044HB02

4C316AA09

4C316AB02

4C316AB11

4C316AB16

4C316FY01

4C316FY04

4C316FY05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】簡潔な機構で、且つ占有空間の小さい変倍光学系及び眼科装置を提供する。
【解決手段】光路中に変倍部が挿脱される変倍光学系に於いて、前記変倍部は光路の光軸に対して回転可能に設けられ、前記変倍部は変倍用の複数のレンズを保持すると共に該複数のレンズと干渉しない光束通過孔３８が形成され、非変倍状態では前記変倍部が所定角度で傾斜され、前記複数のレンズは光路外に退避し、前記光路は前記光束通過孔を通過し、変倍状態では前記変倍部が復元され、前記複数のレンズが前記光路上に位置する様構成された。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光路中に変倍部が挿脱される変倍光学系に於いて、前記変倍部は光路の光軸に対して回転可能に設けられ、前記変倍部は変倍用の複数のレンズを保持すると共に該複数のレンズと干渉しない光束通過孔が形成され、非変倍状態では前記変倍部が所定角度で傾斜され、前記複数のレンズは光路外に退避し、前記光路は前記光束通過孔を通過し、変倍状態では前記変倍部が復元され、前記複数のレンズが前記光路上に位置する様構成された変倍光学系。

【請求項2】

前記変倍光学系は、前記変倍部を含む変倍部アッセンブリ、集光レンズを含む集光レンズアッセンブリ、イメージセンサを含むイメージセンサアッセンブリを具備し、前記変倍部アッセンブリ、集光レンズアッセンブリ、イメージセンサアッセンブリは前記変倍部アッセンブリが集光レンズアッセンブリとイメージセンサアッセンブリとの間に位置する様にそれぞれ基板に取付けられた請求項１に記載の変倍光学系。

【請求項3】

前記変倍部アッセンブリは前記基板と平行で且つ前記光軸と直交する方向に延在する軸に回転可能に設けられた請求項２に記載の変倍光学系。

【請求項4】

前記基板に垂直軸心を中心に回転するターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルに前記変倍部アッセンブリが設けられた請求項２に記載の変倍光学系。

【請求項5】

前記基板に垂直軸心を中心に回転するターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルに前記基板と平行で且つ前記変倍部アッセンブリの軸心と直交する方向に延在する軸が設けられ、該軸を中心に回転可能に前記変倍部アッセンブリが設けられた請求項２に記載の変倍光学系。

【請求項6】

前記基板には、前記各アッセンブリに対応したアッセンブリ装着部位が形成され、該装着部位はアッセンブリの位置決め用の突当て面を有し、アッセンブリを対応するアッセンブリ装着部位の突当て面に当接させた状態で取付けることでアッセンブリの位置決めがされる様構成された請求項２に記載の変倍光学系。

【請求項7】

光路中に変倍部が挿脱される変倍光学系であり、前記変倍部は光路の光軸に対して回転可能に設けられ、前記変倍部は変倍用の複数のレンズを保持すると共に該複数のレンズと干渉しない光束通過孔が形成され、非変倍状態では前記変倍部が所定角度で傾斜され、前記複数のレンズは光路外に退避し、前記光路は前記光束通過孔を通過し、変倍状態では前記変倍部が復元され、前記複数のレンズが前記光路上に位置する様構成された変倍光学系を具備する眼科装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は変倍機構を有する変倍光学系及び眼科装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

光学系を有する装置、例えば眼科装置は変倍機構を有する光学系を具備している。

【0003】

例えば、眼底の断層像を観察、撮影するＯＣＴ装置、或は眼底カメラ等の光学系は、変倍機能を備えている。

【0004】

従来、光学系の変倍機構としては、ズームレンズによるもの、或は回転可能な円板に複数のレンズを設け、円板の回転により光路に挿入するレンズを選択するタレット方式のもの等が挙げられる。

【0005】

これらの変倍機構は、いずれも機構が複雑であり、占有空間が大きいという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５－３０９０７２号公報

【特許文献2】特開２０１３－１３５９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、簡潔な機構で、且つ占有空間の小さい変倍光学系及び眼科装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、光路中に変倍部が挿脱される変倍光学系に於いて、前記変倍部は光路の光軸に対して回転可能に設けられ、前記変倍部は変倍用の複数のレンズを保持すると共に該複数のレンズと干渉しない光束通過孔が形成され、非変倍状態では前記変倍部が所定角度で傾斜され、前記複数のレンズは光路外に退避し、前記光路は前記光束通過孔を通過し、変倍状態では前記変倍部が復元され、前記複数のレンズが前記光路上に位置する様構成された変倍光学系に係るものである。

【0009】

又本発明は、前記変倍光学系は、前記変倍部を含む変倍部アッセンブリ、集光レンズを含む集光レンズアッセンブリ、イメージセンサを含むイメージセンサアッセンブリを具備し、前記変倍部アッセンブリ、集光レンズアッセンブリ、イメージセンサアッセンブリは前記変倍部アッセンブリが集光レンズアッセンブリとイメージセンサアッセンブリとの間に位置する様にそれぞれ基板に取付けられた変倍光学系に係るものである。

【0010】

又本発明は、前記変倍部アッセンブリは前記基板と平行で且つ前記光軸と直交する方向に延在する軸に回転可能に設けられた変倍光学系に係るものである。

【0011】

又本発明は、前記基板に垂直軸心を中心に回転するターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルに前記変倍部アッセンブリが設けられた変倍光学系に係るものである。

【0012】

又本発明は、前記基板に垂直軸心を中心に回転するターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルに前記基板と平行で且つ前記変倍部アッセンブリの軸心と直交する方向に延在する軸が設けられ、該軸を中心に回転可能に前記変倍部アッセンブリが設けられた変倍光学系に係るものである。

【0013】

又本発明は、前記基板には、前記各アッセンブリに対応したアッセンブリ装着部位が形成され、該装着部位はアッセンブリの位置決め用の突当て面を有し、アッセンブリを対応するアッセンブリ装着部位の突当て面に当接させた状態で取付けることでアッセンブリの位置決めがされる様構成された変倍光学系に係るものである。

【0014】

更に又本発明は、光路中に変倍部が挿脱される変倍光学系であり、前記変倍部は光路の光軸に対して回転可能に設けられ、前記変倍部は変倍用の複数のレンズを保持すると共に該複数のレンズと干渉しない光束通過孔が形成され、非変倍状態では前記変倍部が所定角度で傾斜され、前記複数のレンズは光路外に退避し、前記光路は前記光束通過孔を通過し、変倍状態では前記変倍部が復元され、前記複数のレンズが前記光路上に位置する様構成された変倍光学系を具備する眼科装置に係るものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、光路中に変倍部が挿脱される変倍光学系に於いて、前記変倍部は光路の光軸に対して回転可能に設けられ、前記変倍部は変倍用の複数のレンズを保持すると共に該複数のレンズと干渉しない光束通過孔が形成され、非変倍状態では前記変倍部が所定角度で傾斜され、前記複数のレンズは光路外に退避し、前記光路は前記光束通過孔を通過し、変倍状態では前記変倍部が復元され、前記複数のレンズが前記光路上に位置する様構成されたので、簡単な機構で、且つ光路中に変倍部を挿脱した場合の占有空間の変化が少ない変倍光学系を提供することができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】変倍光学系の基本構成図であり、（Ａ）は非変倍状態、（Ｂ）は変倍状態を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施例の斜視図であり、（Ａ）は非変倍状態、（Ｂ）は変倍状態を示す図である。

【図3】（Ａ）は第１の実施例の非変倍状態の断面図、（Ｂ）は第１の実施例の変倍状態の断面図である。

【図4】アッセンブリが取付けられる基板の平面図である。

【図5】第２の実施例の斜視図であり、（Ａ）は非変倍状態、（Ｂ）は変倍状態を示す図である。

【図6】第３の実施例の斜視図であり、（Ａ）は非変倍状態、（Ｂ）は変倍状態を示す図である。

【図7】第４の実施例の斜視図であり、（Ａ）は非変倍状態、（Ｂ）は変倍状態を示す図である。

【図8】（Ａ）は第５の実施例の非変倍状態の斜視図、（Ｂ）は非変倍状態の変倍部アッセンブリ部分の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0018】

先ず、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に於いて、変倍光学系について説明する。図１は、変倍光学系の一例としてＯＣＴ（Optical Coherence Tomography）装置の画像取得部の光学系１を示している。ＯＣＴ装置の詳細については、特開２０１３－１３５９７６号に開示されている。

【0019】

該光学系１について略述すると、光源から射出された光線は一部が参照光として分割され、他部は眼底に入射される。眼底からの眼底反射光と参照光とが合波され、干渉光として前記光学系１に入射される。

【0020】

図１（Ａ）は変倍されていない状態、図１（Ｂ）は変倍された状態を示している。

【0021】

図示しないコリメートレンズにより平行光とされた干渉光は、図示しない回折格子により分光（スペクトル分解）され、集光レンズ２により集光されてイメージセンサ３の受光面に投影される。尚、回折格子は透過型であっても、反射型であってもよい。又、イメージセンサ３としては、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等が用いられる。

【0022】

変倍された状態では、前記集光レンズ２と前記イメージセンサ３との間の光路に変倍部４が挿入される。該変倍部４は複数のレンズ５，６，７によって構成されている。

【0023】

要求される変倍の倍率に対応して該レンズ５，６，７の仕様、組合わせが決定される。

【0024】

図２（Ａ）、図２（Ｂ）～図４は図１に示された光学系１を具体化する第１の実施例を示している。

【0025】

図２に於いて、１１は基板を示し、該基板１１に集光レンズアッセンブリ１４、イメージセンサアッセンブリ１５、変倍部アッセンブリ１６が取付けられる。

【0026】

前記基板１１には、図４に示される様に、所定の深さにアッセンブリ装着面１８が形成され、更に該アッセンブリ装着面１８は、第１装着部位１８ａ、第２装着部位１８ｂ、第３装着部位１８ｃを含んでいる。

【0027】

前記第１装着部位１８ａには前記集光レンズアッセンブリ１４が取付けられ、前記第２装着部位１８ｂには前記イメージセンサアッセンブリ１５が取付けられ、前記第３装着部位１８ｃには前記変倍部アッセンブリ１６が取付けられる様になっており、前記第１装着部位１８ａ～前記第３装着部位１８ｃは、それぞれ各アッセンブリに対応した形状となっている。

【0028】

更に、前記第１装着部位１８ａ～前記第３装着部位１８ｃは各アッセンブリの位置決め用の突当て面を有している。

【0029】

例えば、前記集光レンズアッセンブリ１４が取付けられる前記第１装着部位１８ａでは直交する２つの縁面２８ａ，２８ａ′が突当て面となっており、前記集光レンズアッセンブリ１４を取付ける際に、該集光レンズアッセンブリ１４を前記縁面２８ａ，２８ａ′に突当てることで、前記集光レンズアッセンブリ１４の前記基板１１に対する位置決めがされる様になっている。

【0030】

同様に、第２装着部位１８ｂについては縁面２８ｂ，２８ｂ′、第３装着部位１８ｃについては縁面２８ｃ，２８ｃ′がそれぞれ突当て面となっており、各アッセンブリ１５，１６を各装着部位１８ｂ，１８ｃに取付ける際に、それぞれ、前記縁面２８ｂ，２８ｂ′、前記縁面２８ｃ，２８ｃ′に突当てることで、各アッセンブリ１５，１６の前記基板１１に対する位置決めがなされ、同時にアッセンブリ１４，１５，１６間の位置決めもなされる様になっている。

【0031】

図２、図３を参照して各アッセンブリについて説明する。

【0032】

前記集光レンズアッセンブリ１４は、前記集光レンズ２を保持し、独立して着脱可能な組部品として構成される。

【0033】

前記集光レンズアッセンブリ１４は、前記ホルダ１４ａ、前記集光レンズ２を保持する鏡筒１４ｂを含み、該鏡筒１４ｂは前記ホルダ１４ａに摺動自在に嵌合され、一部で螺子結合されている。前記鏡筒１４ｂを回転することで前記鏡筒１４ｂ、即ち前記集光レンズ２の光軸方向の微調整が可能となっており、前記鏡筒１４ｂの位置はロックナット１４ｃによって固定される。

【0034】

前記イメージセンサアッセンブリ１５は前記イメージセンサ３を含み、独立して着脱可能な組部品として構成される。前記イメージセンサ３からは画像データが出力され、画像データは、画像処理装置（図示せず）或は制御装置（図示せず）等に入力される。

【0035】

前記変倍部アッセンブリ１６について説明する。

【0036】

該変倍部アッセンブリ１６は、主に、前記変倍部４を含む変倍レンズユニット３１、固定部材３２、アクチュエータ３４により構成される。

【0037】

前記変倍レンズユニット３１は、前記固定部材３２を介して前記基板１１（前記第３装着部位１８ｃ）に固着される。前記変倍レンズユニット３１は水平方向（前記基板１１の装着部位の面と平行に）に延在する軸３３を介して固定部材３２に回転可能に取付けられる。又、第１の実施例では前記軸３３はその軸心が前記光軸Ｏと直交する様に設けられている。尚、前記軸３３の軸心は前記光軸に対して上下にずれていてもよい。

【0038】

前記アクチュエータ３４は前記変倍レンズユニット３１を前記軸３３を中心に鉛直方向に回転させ光束光軸Ｏに対して所定角度傾斜させるものであり、本実施例ではアクチュエータ３４としてロータリソレノイド３５が用いられ、該変倍レンズユニット３１の駆動によって前記変倍レンズユニット３１が光路中に挿脱される。

【0039】

図２（Ａ）は、光学系１が変倍されていない状態を示している。

【0040】

光学系１が変倍されていない状態では、前記変倍レンズユニット３１が前記ロータリソレノイド３５によって反時計方向に所定角度回転され、前記レンズ５，６，７は光路から退避した状態となっており、又前記変倍レンズユニット３１は回転された状態でストッパ３６に当接し、回転状態（即ち、前記変倍レンズユニット３１の光軸Ｏが光束の光軸に対して所定角度傾斜した状態）が保持される様になっている。

【0041】

図３（Ａ）を参照して、前記変倍レンズユニット３１について説明する。

【0042】

前記変倍レンズユニット３１が傾斜した状態では、光束は前記変倍レンズユニット３１を通過する様になっている。

【0043】

前記変倍レンズユニット３１に含まれる複数のレンズ５，６，７は鏡筒３７によって所定の間隔で保持され、該鏡筒３７の前記レンズ５とレンズ６との間には光束通過孔３８が形成されている。前記変倍レンズユニット３１が傾斜した状態では前記光束通過孔３８の軸心と光束の軸心とが合致（略合致した状態を含む）し、光束は前記光束通過孔３８を通過する様になっている。

【0044】

図２（Ｂ）、図３（Ｂ）は、前記変倍レンズユニット３１が光路中に挿入され、変倍されている状態を示している。

【0045】

前記変倍レンズユニット３１は、時計方向に前記所定角度復元回転されストッパ３９に当接することで、光路中に正確に位置決めされる。該変倍レンズユニット３１が前記ストッパ３９に当接した状態では、前記変倍レンズユニット３１の光軸は、光束の光軸と正確に合致する様になっている。光束は、前記レンズ５，６，７によって変倍され、前記イメージセンサ３に入射する。

【0046】

本実施例によれば、変倍状態、非変倍状態との変更は、前記変倍レンズユニット３１を水平な軸心（前記軸３３）を中心に所定角（例えば、４５°程度）回転させるだけでよく、簡単な支持機構、簡単なアクチュエータにより変倍機構が得られる。

【0047】

又、非変倍状態では、前記変倍レンズユニット３１の前記イメージセンサ３側の端部が上方に僅かに突出するだけであり、変倍状態、非変倍状態で変倍機構が占有する空間は殆ど変らない。即ち、最小の占有空間で、変倍機構の適用が可能である。

【0048】

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は第２の実施例を示している。尚、図５（Ａ）、図５（Ｂ）中、図２（Ａ）、図２（Ｂ）中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0049】

第２の実施例では、アクチュエータ３４としてプッシュソレノイドが用いられている。

【0050】

変倍レンズユニット３１のイメージセンサ３側と基板１１間に圧縮スプリング４１が設けられ、前記変倍レンズユニット３１を反時計方向に付勢している。

【0051】

前記変倍レンズユニット３１の側方にプッシュソレノイド４２が設けられ、該プッシュソレノイド４２はプランジャ４３を光軸と平行に突出する様作動する。前記変倍レンズユニット３１の集光レンズアッセンブリ１４側にはピン４４が突設され、前記プランジャ４３の先端には前記ピン４４に当接するプッシュプレート４５が設けられている。

【0052】

非変倍状態では、前記変倍レンズユニット３１は反時計方向に回転しており、前記プランジャ４３は後退した状態となっている。非変倍状態で、光束が光束通過孔３８を通過することは第１の実施例と同様である。

【0053】

変倍状態を得るには、前記プッシュソレノイド４２を駆動し、前記プランジャ４３を突出させる。前記ピン４４に水平方向の力が作用することで、該ピン４４は水平方向に変位すると共に前記プッシュプレート４５に対して摺動し、前記変倍レンズユニット３１に時計方向の回転力が付与され、該変倍レンズユニット３１は時計方向に復元回転し、該変倍レンズユニット３１の光軸が光軸Ｏと合致する様位置決めされ、変倍状態となる。

【0054】

本実施例に於いても、前記プッシュプレート４５の駆動によって前記変倍レンズユニット３１を所定角度回転し、更に前記圧縮スプリング４１の力で復帰させる構造であり、簡単な機構で、占有空間も少なくて済む。

【0055】

尚、第１の実施例、第２の実施例に於いて、アクチュエータとして、ロータリソレノイド、プッシュソレノイドを示したが、その他モータ、シリンダ等が用いられてもよいことは言う迄もない。

【0056】

図６（Ａ）、図６（Ｂ）は第３の実施例を示している。尚、図６（Ａ）、図６（Ｂ）中、図２（Ａ）、図２（Ｂ）中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。又、図６（Ａ）、図６（Ｂ）中、アクチュエータの図示を省略している。

【0057】

第３の実施例では、前記鏡筒３７（図３参照）に形成する光束通過孔３８の位置をレンズ６とレンズ７との間に変更した場合を示している。

【0058】

要求される変倍の倍率に対応して該レンズ５，６，７の仕様、組合わせが決定される。従って、前記光束通過孔３８を形成する最適な位置は、該レンズ５，６，７の仕様、組合わせによって変化する。第４の実施例は、前記レンズ６とレンズ７との間に前記光束通過孔３８を設けることが適している場合を示している。

【0059】

図７（Ａ）、図７（Ｂ）は第４の実施例を示している。尚、図７（Ａ）、図７（Ｂ）中、図２（Ａ）、図２（Ｂ）中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。又、図７（Ａ）、図７（Ｂ）中、アクチュエータの図示を省略している。

【0060】

第１の実施例、第２の実施例、第３の実施例では、変倍レンズユニット３１を水平軸心を中心に回転させたが、第３の実施例では、垂直軸心を中心に前記変倍レンズユニット３１を回転させる構成となっている。即ち、前記変倍部アッセンブリ１６が水平軸心を中心に回転する様になっている。図７（Ａ）、図７（Ｂ）中、アクチュエータの図示を省略している。

【0061】

基板１１にターンテーブル４７が垂直軸心を中心に回転可能に設けられ、前記ターンテーブル４７に前記変倍レンズユニット３１が取付けられている。

【0062】

前記ターンテーブル４７は図示しないアクチュエータにより水平方向に所定角度（図示では９０°）回転可能となっている。非変倍状態は前記変倍レンズユニット３１が９０°回転した状態であり、光束通過孔３８が光軸に合致し、光束は該光束通過孔３８を通過する様になっている。

【0063】

変倍状態では、前記変倍レンズユニット３１が所定角度復元され、変倍レンズユニット３１の光軸が光束の光軸Ｏと合致する様になっている。

【0064】

尚、前記光束通過孔３８はレンズ５，６，７と干渉しない様に設けられればよく、前記変倍レンズユニット３１の回転角度が４５°程度で、前記光束通過孔３８が光軸と合致する様に設けられてもよい。

【0065】

図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、鉛直方向に所定角度回転と水平方向に所定角度回転とを組合わせて、前記変倍部アッセンブリ１６の光軸を光束光軸に対して所定角度傾斜させる様にしたものである。

【0066】

基板１１にターンテーブル４７が垂直な軸心を中心に水平方向に回転可能に設けられ、該ターンテーブル４７に固定部材３２を介して変倍レンズユニット３１が取付けられる。該固定部材３２には、該変倍レンズユニット３１の軸心（光軸）と直交する方向に延在する軸３３が設けられ、前記変倍レンズユニット３１は前記軸３３を介して前記固定部材３２に鉛直方向に回転可能に設けられている。

【0067】

前記変倍レンズユニット３１には光束通過孔３８が設けられている。前記変倍レンズユニット３１を水平方向に所定角度、更に鉛直方向に所定角度回転させることで、前記光束通過孔３８の軸心が光束の光軸と合致し、非変倍状態が得られる。

【0068】

尚、本実施例に於いては、非変倍状態を得る為、変倍レンズユニット３１を光軸に対して回転させ所定角度傾斜させることで光束を前記変倍レンズユニット３１内を通過させるものであり、該変倍レンズユニット３１に保持されているレンズと干渉することなく、光束通過孔３８を形成できればよく、回転角度、回転方向、前記変倍レンズユニット３１の支持構造等、上記実施例に限定されるものではない。

【0069】

又、上記実施例では変倍部４が集光レンズ２とイメージセンサ３との間に設けられたが、光学系の適用可能な位置であれば何処に設けられてもよいことは言う迄もない。

【0070】

更に、上記説明では、本発明を眼科装置に適用した場合を説明したが、本発明は眼科装置に限らず、変倍機能を供えた種々の装置、例えば測量装置、試験装置等に実施可能であることは言う迄もない。

【符号の説明】

【0071】

１ 光学系
２ 集光レンズ
３ イメージセンサ
４ 変倍部
１１ 基板
１４ 集光レンズアッセンブリ
１５ イメージセンサアッセンブリ
１６ 変倍部アッセンブリ
３１ 変倍レンズユニット
３３ 軸
３７ 鏡筒
３８ 光束通過孔
４７ ターンテーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】