特許 7532911 広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20240806BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20240806BHJP

   G02B 15/10 20060101ALI20240806BHJP

   G02B 13/00 20060101ALI20240806BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20240806BHJP

   G02B 3/02 20060101ALI20240806BHJP

   A61B 3/14 20060101ALI20240806BHJP

   C03B 11/00 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

A61B3/10 100

G02B13/18

G02B15/10

G02B13/00

G02B3/00 Z

G02B3/02

A61B3/14

C03B11/00 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020097289

(22)【出願日】2020-06-03

(65)【公開番号】P2021186471

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-05-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000135184

【氏名又は名称】株式会社ニデック

(72)【発明者】

【氏名】土屋 恵

(72)【発明者】

【氏名】岩田 真也

【審査官】▲高▼木 尚哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８４７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５４６０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２３４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０４５５０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ３／００－３／１８

Ｇ０２Ｂ １３／１８

Ｇ０２Ｂ １５／１０

Ｇ０２Ｂ １３／００

Ｇ０２Ｂ ３／００

Ｇ０２Ｂ ３／０２

Ｃ０３Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

７０°以上の画角で眼底を撮影する広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法であって、
７０°以上の画角で眼底を撮影する広角眼底撮影装置において被検眼と非接触で被検眼の最も近くに配置されるレンズにおける、被検眼側のレンズ面である第１面を略平坦な面で形成すると共に、前記レンズにおいて前記第１面に対し反対側の面である第２面を、前記第１面と比べて急峻な曲面による光軸から離れるほど曲率半径が大きくなるような非球面形状であって、最大レンズ面傾斜角が６０°以下となる凸面による非球面形状に、モールド加工を用いて成形することによって作成する、広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法。

【請求項2】

前記レンズは、φ４０ｍｍ以上、且つ、φ５０ｍｍ以下の直径を持つ、請求項１記載の広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法。

【請求項3】

前記レンズは、装置本体に対して着脱可能なアタッチメントに設けられている、請求項１又は２記載の対物レンズ系の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

被検眼の眼底を撮影する眼底撮影装置として、眼底カメラ、光走査型検眼鏡（ＳＬＯ：Scanning Light Ophthalmoscope）、および、光干渉断層計（ＯＣＴ:Optical coherent Tomography）等の種々の装置が知られている。近年では、画角４５°程度の一般的な眼底カメラに対して、より広角な眼底画像を無散瞳かつワンショットで撮影する無散瞳型の広角眼底撮影装置が注目されている。無散瞳で広角な眼底画像が得られることで、例えば、スクリーニングによる疾患の早期発見が実現される。

【0003】

例えば、特許文献１には、被検眼の最も近くに配置される対物レンズに非球面レンズを採用して９０°以上の画角で眼底を撮影可能な広角ＳＬＯ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１２３４６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

無散瞳型の広角眼底撮影装置は、病気の早期発見に資する一方で、部品価格が高く、装置の価格帯を抑えることが難しいことが、普及のネックとなっている。従来の装置では、対物光学系は、最も高コストな部品の１つであり、装置１台につき数十万円以上の部品費用が、対物光学系の部品費用として発生していた。

【0006】

例えば、特許文献１の装置では、被検眼の最も近くに配置される対物レンズが、切削加工によって非球面に形成されている。

【0007】

これに対し、本開示は従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、広角な眼底撮影装置の普及を進めるうえで有利な、眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法を提供すること、を技術課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の第１態様に係る７０°以上の画角で眼底を撮影する広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法は、７０°以上の画角で眼底を撮影する広角眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法であって、７０°以上の画角で眼底を撮影する広角眼底撮影装置において被検眼と非接触で被検眼の最も近くに配置されるレンズにおける、被検眼側のレンズ面である第１面を略平坦な面で形成すると共に、前記レンズにおいて前記第１面に対し反対側の面である第２面を、前記第１面と比べて急峻な曲面による光軸から離れるほど曲率半径が大きくなるような非球面形状であって、最大レンズ面傾斜角が６０°以下となる凸面による非球面形状に、モールド加工を用いて成形することによって作成する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、広角な眼底撮影装置の普及を進めるうえで有利な、眼底撮影装置用の対物レンズ系の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の眼底撮影装置の光学系を示す図である。

【図2】面傾斜角θの概要を示す図である。

【図3】変容例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、本開示の典型的な実施形態を説明する。はじめに、図１を参照し、第１実施形態における眼底撮影装置の光学系の概略構成を説明する。図１に一例として示した光学系は、ＯＣＴの光学系である。ＯＣＴは、眼底の断層画像を、眼底画像として撮影する。但し、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、本開示に係る眼底撮影装置は、眼底の正面画像を撮影可能であってもよい。また、両者が一体化された装置であってもよい。

【0012】

本実施形態において、眼底撮影装置１（本実施例における広角眼底撮影装置１）は、対物レンズ系２５０を少なくとも備えることで、７０°以上の画角で眼底を撮影する。眼底撮影装置１は、撮影光学系として、干渉光学系１００と、測定光学系２００と、を備える、対物レンズ系２５０は、測定光学系２００の一部である。

【0013】

図１に示すように、対物レンズ系２５０は、測定光を、光束を被検眼の瞳を通過させて、眼底へと導く。

【0014】

対物レンズ系２５０は、少なくとも、被検眼の最も近くに配置される第１対物レンズ２５１として、非球面レンズを備える。第１対物レンズ２５１において、被検眼側のレンズ面２５１ａと、その反対側のレンズ面２５１ｂとを、それぞれ、第１面と第２面と称する。第１対物レンズ２５１は、φ４０ｍｍ以上、且つ、φ５０ｍｍ以下の直径で形成されてもよい。また、第１面２５１ａは球面あり、第２面２５１ｂは非球面である。

【0015】

ところで、広角眼底撮影装置では、被検眼の瞼やまつ毛による照明光のケラレが生じやすい。ケラレが生じた場合、眼底周辺部と対応する画像領域の画質低下を招いてしまうので、従来よりも画角を広くした意義が損なわれてしまう。ケラレを抑制するためには、開瞼のために指や開瞼器を挿入するスペース（以下、開瞼のためのスペースと称する）が、装置と被検眼との間に確保されることが、広角眼底撮影装置では特に重要となる。つまり、指が挿入できる程度のワーキングディスタンスを確保できることが、広角眼底撮影装置の対物光学系において要求される。

【0016】

ここで、第１対物レンズ２５１のレンズ径が大きくなるほど、十分なワーキングディスタンスを確保しやすくなる。しかし、現状では、φ５０ｍｍを超える段階から、７０°以上の画角を実現するようなレンズを、安価に製造することが困難になっている。その結果として、対物光学系の部品費用が、非常に高価となり得る。

【0017】

そこで、本願発明者は、モールド加工を用いて安価に量産しやすいレンズ径の範囲において、広角眼底撮影装置に適切な対物レンズ系を検討した（詳細は後述）。

【0018】

＜第１対物レンズの製造工程＞
ここで、本実施形態における第１対物レンズ２５１を製造するうえでの工程を、一例として示す。本実施形態では、大別すると、レンズモールドの作成と、レンズモールドを用いたプレス加工と、に大別される。レンズモールドは、例えば、旋盤加工によって形成される。旋盤加工等によって、少なくとも第２面２５２ｂと対応する非球面が、金型（レンズモールド）に形成される。

【0019】

作成されたレンズモールドを用いて、硝材をプレスすることで、少なくとも第２面２５２ｂが形成される。プレスされる硝材は、プリフォームであってもよい。プリフォームには、レンズ面に大まかな曲面が形成されている。このとき、コバを保持して硝材を固定したうえで、プレスが行われる場合がある。

【0020】

第１面２５２ａは、同様にモールド加工で形成されてもよい。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、研磨加工で形成されてもよい。モールド加工の場合、第１面２５２ａと第２面２５２ｂとが同時に成形されてもよい。

【0021】

＜第１対物レンズの形状＞
本実施形態の第１対物レンズ２５１は、被検眼側の第１面２５１ａが略平坦な面で形成される。例えば、本実施例において、第１面２５１ａは、所要作動距離に対し、１０倍以上の曲率で形成される。これにより、ワーキングディスタンスが確保されやすくなる。第１面２５１ａは、球面であってもよいし、非球面であってもよい。

【0022】

第１面２５１ａが略平坦な面であるため、光線が折り曲がりにくいので、７０°以上の画角で眼底を撮影するためには、第２面２５１ｂで光線を折り曲げるためのパワーを確保する必要がある。そこで、本実施形態において、第２面２５１ｂは、急峻な曲面で形成される。そのうえで、第２面２５１ｂは、瞳における収差（球面収差）が抑制されるような非球面で形成される。第２面２５１ｂは、光軸から離れるほど曲率半径が大きくなる（カーブが緩やかになる）形状に形成される。これにより、瞳における収差（球面収差）が抑制され、光線が瞳を適切に通過することができる。また、上記形状によって、第１面２５１ａの周辺部が被検眼側に突出することなく所要のパワーが確保される。

【0023】

レンズモールドを作成するうえで、最大面傾斜角θｍａｘに制約があるところ、本実施形態では、第２面２５１ｂは、最大面傾斜角θｍａｘが６０°以下となる面形状で形成される。面傾斜角θは、図２に示すように、レンズ面の接線と、光軸と垂直な線と、が成す角である。光軸からの距離をＹ、サグ量をＳ（Ｙ）とすると、Ｓ（Ｙ）は次の式で表すことができる。なお、Ｒは、軸上曲率半径であり、kは、コーニック定数であり、Ａ_ｉは、非球面係数である。

【0024】

【数1】

また、θ(rad)は、次の式で表すことができる。レンズ面における面傾斜角θの最大値が、最大面傾斜角θｍａｘである。

【0025】

【数2】

本実施形態では、第２面２５１ｂが、光軸から離れるほど曲率半径が大きくなる（カーブが緩やかになる）形状に形成される。この形状により、上記のパワーの確保と球面収差の抑制とが両立される。そのうえ、光軸から離れるほど曲率半径が大きくなることで、最大面傾斜角θｍａｘが抑制されやすい。結果、第１対物レンズ２５１の第２面と対応する非球面（凹面）を、レンズモールドへ適正に成形できる。

【0026】

また、広角眼底撮影装置では、第２面２５１ｂが急峻な曲面であると、レンズのコバ厚を確保しにくくなる。十分なコバ厚が無ければ、例えば、プリフォームに対するプレス加工中にレンズを保持したり、装置の鏡筒にレンズを配置することが困難となる。これに対し、本実施形態において、第２面２５１ｂが光軸から離れるほど曲率半径が大きな曲面であるため、適正なコバ厚を確保しやすい。

【0027】

従って、第１対物レンズ２５１は、第１面２５１ａが略平坦であり、第２面２５１ｂが、光軸から離れるほど曲率半径が大きくなる形状の凸面による非球面であることで、広角眼底撮影装置に要求される性能を満たしつつも、モールド加工を用いて安価に製造可能である。

【0028】

また、レンズ径がφ４０ｍｍ以上、且つ、φ５０ｍｍ以下の直径であることで、製造設備の制約が少なくなり、より安価にレンズを製造できる。例えば、第１対物レンズ２５１の費用を、特許文献１に記載される切削加工で非球面が形成されたレンズと比べて、１０分の１程度に低減できる。

【0029】

＜第１面の形状によるアーチファクト低減効果＞
但し、第１面２５１ａの反射光が、眼底からの光と共に、撮像用の受光素子で検出されることで、アーチファクトの原因となり得る。第１面２５１ａが平面であると、０Ｄ眼を撮影するときに、反射光が最も強く検出されてしまう。よって、多くの被検眼で、第１面２５１ａの反射光に起因するアーチファクトが生じ得る。

【0030】

これに対し、第１面２５１ａが曲面（凹面および凸面のいずれか）であることで、アーチファクトが生じる視度値を、０Ｄからずらすことができる。

【0031】

凹面であるときは、プラス側（遠視側）にずらすことができ、凸面であるときはマイナス側にずらすことができる。アジア圏では、近視眼が多く、また、近年、世界的に近視患者が増大しているため、第１面２５１ａが凹面であることよりが好ましい。つまり、第１対物レンズ２５１はメニスカスレンズであってもよい。

【0032】

＜パワーを補う第２対物レンズ＞
対物レンズ系２５０は、第１対物レンズ２５１の第２面側へ、第２対物レンズ２５２を更に有していてもよい。この場合、第１対物レンズ２５１と第２対物レンズ２５２とを介して、被検眼Ｅから見て１つ目の中間結像面が形成される。第２対物レンズ２５２は、第１対物レンズ２５１で不足したパワーを補助する。図１に示すように、第１面２５１ａが凹面であるときに、第２対物レンズ２５２を配置してもよい。第２対物レンズ２５２は両面が球面で形成されてもよい。つまり、つまり、本実施形態の対物レンズ系２５０は、複数枚のレンズで形成される場合であっても、第１対物レンズ２５１の第２面２５１ｂを唯一の非球面とすることができ、その際、第２面２５１ｂはモールド加工で成形されるため、対物レンズ系２５０の部品費用を抑制できる。

【0033】

＜アタッチメント光学系＞
図１において、対物レンズ系２５０は、装置本体に配置されていた。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、装置本体に対して着脱可能な、アタッチメント２５５に、本実施形態の対物レンズ系２５０が設けられていてもよい（図３参照）。アタッチメント２５５は、画角を広角化するために装置本体に対して装着されてもよい。なお、装置本体には、レンズ２６０が配置されていてもよい。レンズ２６０は、アタッチメント２５５の非装着時における対物レンズであり、装着時とは異なる画角で眼底を撮影するために利用されてもよい。

【0034】

以上、実施形態に基づいて本開示を説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0035】

２５０ 対物レンズ系
２５１ 第１対物レンズ
２５１ａ 第１面
２５１ｂ 第２面

【図1】

【図2】

【図3】