JPH0121981B2

JPH0121981B2 -

Info

Publication number: JPH0121981B2
Application number: JP57009705A
Authority: JP
Inventors: Masaru Isono
Original assignee: Tokyo Optical Co Ltd
Current assignee: Tokyo Optical Co Ltd
Priority date: 1982-01-25
Filing date: 1982-01-25
Publication date: 1989-04-24
Also published as: JPS58127629A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、眼科器械の自動合焦装置に関する。

眼科器械の自動合焦装置として種々の方式が提
案されているが、その１つとして出願人は被検眼
眼底に投影された少なくとも３本の指標の指標像
間隔を用いて合焦を行なう装置を特願昭56−
11894号として既に出願している。本装置におい
て、被検眼眼底に指標を投影した場合、被検眼眼
底による指標像のにじみや投影指標像のぼけ等に
より指標像が不鮮明となる。そのため、指標像が
ある程度接近してくると２つの指標が互いに分離
できなくなり、その指標像の間隔が検出できず、
投影指標像の間隔によつて自動合焦を行なう眼科
器械の自動合焦装置はその合焦可能な範囲は狭く
限られるという問題があつた。

さらに、一般に、自動合焦装置は測定が終了す
ると基準位置（被検者が0Dptrの場合の合焦位
置）へ合焦レンズを移動させて置くため、被検者
が強度の近視又は遠視の場合には、上述した理由
から装置が作動しない不都合があつた。

本発明は、上記した合焦可能範囲を簡単な構成
で拡大する眼科器械の自動合焦装置を提供するこ
とを目的とするものであつて、その特徴とすると
ころは、被検眼眼底と適正合焦位置との距離に応
じて指標像の間隔が変化するように少なくとも２
本の指標を被検眼眼底に投影する指標投影手段
と、上記眼底に投影された指標像を検出する指標
検出手段と、上記指標検出手段の出力から上記指
標像の間隔を検出する間隔検出手段と、上記間隔
検出手段で検出した指標像の間隔に応じて合焦を
行う合焦手段とからなる眼科器械の自動合焦装置
において、上記指標検出手段の出力から指標像間隔が変化
する方向の上記指標像の幅を検出する指標像幅検
出手段を有し、上記合焦手段が上記間隔検出手段
で検出した指標像の間隔に応じて自動合焦を行え
ないときに、上記指標像幅検出手段で検出した指
標像幅に応じて合焦を行うように構成されている
こと。

以下本発明の実施例を図にもとづいて説明す
る。まず第１図において、撮影光学系は、被検眼
Ｅに対して配置される対物レンズ１、該対物レン
ズ１に対し被検眼の瞳Epと共役の位置付近に置
かれた絞り２、合焦用レンズ３、結像レンズ４お
よびフイルムからなり、合焦用レンズ３と結像レ
ンズ４の間はアフオーカル光学系である。フイル
ム５の前方に設けられた斜設反射鏡２２、該反射
鏡２２の反射光路上に設けられたフイールドレン
ズ２３、反射鏡２４および結像レンズ２５により
撮像管２６の光電面に結像する。撮像管２６から
の信号はモニターテレビ２７に送られ、ブラウン
管の画面に画像を形成する。

照明光学系は、絞り２の前方において撮影光学
系の光路中に挿入された斜設孔あきミラー６、該
孔あきミラー６の反射光路に設けられたリレーレ
ンズ７、集光レンズ９、リング状スリツト１０、
撮影用光源となる閃光管１１、防熱フイルター１
２、集光レンズ１３および普通照明用光源１４か
らなり、光源１４からの照明光は孔あきミラー６
の反射面にリンク状に当つて反射され、対物レン
ズ１を通つて眼底E_Rを照明する。

眼底写真撮影のためのピント合わせ用の指標投
影系は、絞り２の後方において撮影光学系の光路
に設けられた斜設反射鏡１５、反射鏡１６、リレ
ーレンズ１７、スリツト状指標１８、該指標１８
に密着して配置された偏角プリズム１９、集光レ
ンズ２０および光源２１からなる。光源２１から
の光は、集光レンズ２０を通りスリツト状指標１
８を照明する。スリツト状指標１８は第２図ａに
示すように、YY′軸上に設けられたスリツト状指
標１８ａ，１８ｄ、及び１８ａ（１８ｄ）と平行
でXX′軸方向の両側に同一距離離して設けられた
スリツト状指標１８ｂ、１８ｃを有する。スリツ
ト状指標１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄには
夫々偏角プリズム１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９
ｄが密着して配置されている。偏角プリズム１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄは、第２図ｂに示す
ように、XX′軸を含む面内のa′，b′，c′，d′の方
向に偏角を与えるものである。このスリツト透過
光は、リレーレンズ１７、反射鏡１６，１５、絞
り２および孔あきミラー６の孔部を通つて、レン
ズ３，４に対しフイルム５と共役な位置Ｆに一旦
結像し、対物レンズ１を通して被検眼Ｅに入射す
る。

上述のように偏角プリズム１９によつて二方向
に分けられ光軸に対し対称に投影されるスリツト
透過光を対物レンズ１に向けて反射するために、
撮影光学系の光路に配置された反射鏡１５は、第
３図に示すように、光軸の両側に対称に配置され
た２個の反射部１５ａ，１５ｂからなる。このた
め、反射鏡１５は、眼底E_Rにより反射され、フ
イルム５に向う撮影系有効光束に対し何ら障害と
はならない。絞り２も、撮影光学系の光軸に沿つ
た撮影用光束と、スリツト透過光束とを通過させ
るため、中央の撮影光束用絞り孔２ａとその両側
のスリツト透過光束用絞り孔２ｂ，２ｃとを有す
る。さらに、孔あきミラー６も、スリツト透過光
を通過させ得るように両側に張出し部を備えた孔
を有する。

眼底E_Rに投影されるスリツト指標像のコント
ラストを高めるためには、その投影領域において
背景照明を遮光することが望ましい。この目的
で、本例においては、照明系の眼底E_Rと共役な
位置に指標像を覆いえる大きさの遮光板８が出し
入れ自在に設けてある。

第１図および第２図に示す光学系においては、
合焦用レンズ３と指標投影系のリレーレンズ１
７、スリツト指標１８、偏角プリズム１９、集光
レンズ２０および光源２１を一体として光軸方向
に動かしてピント合わせを行ない、眼底E_R上に
結像したスリツト指標像の状態により、フイルム
５上のピント状態を知ることができる。

以上述べた構成をとることにより、モニターテ
レビ２７には、第４図に示すように、眼底像に重
ねて次に説明する指標像が写し出される。すなわ
ち、被検眼眼底上が合焦状態となつているとき
は、第５図ａに示すように、モニターテレビ２７
上に眼底像に重ねてスリツト状指標像１８a′，１
８b′，１８c′が等間隔で配列されて現われる。被
検眼眼底上がわずかに合焦状態からずれた場合に
は、第５図ｂ又はｃのようにスリツト状指標像１
８a′と１８b′の間隔l₁とスリツト状指標像１８
a′と１８c′の間隔l₂とが等しくなくなり、一方が
狭まり、他方は拡がつている。さらに被検眼眼底
上の非合焦状態が著しくなると第５図ｄ又はｅの
ようにスリツト状指標像１８a′はスリツト状指標
像１８b′又は１８c′と隣接して幅の大きな指標像
としてモニターテレビ２７上に現われる。そし
て、以上述べたl₁，l₂を電気的に検出し、その
（l₁−l₂）の正負によつて合焦用レンズ３の移動方
向を決め、l₁＝l₂の時に合焦状態であることを検
知する。本実施例では、さらに、目視によつても
合焦状態を検知することができる。すなわちスリ
ツト状指標像１８a′と１８d′とが同一直線上にあ
れば合焦している。従つて上記合焦状態自動検出
装置に頼るだけでなく、検者が目視により合焦状
態を確認することができるから、合焦状態自動検
出装置の故障等により再撮影を要するようになる
ことを防ぐことができる。

上記l₁，l₂を検出する方法としては、微小面積
の受光面を有するフオトダイオードアレイ、又は
電荷結合素子のアレイ上に指標像を形成しその素
子群の信号に指標像位置を求める方法、及びスリ
ツト状指標像の形成する位置で、後方に光電検出
器を配置したスリツト状絞りを走査して、その光
電検出器の信号により指標像位置を検出する方法
がある。本実施例では、テレビ映像走査信号を用
いて指標像位置を検出し、自動合焦を行なう方法
について述べる。

以下その電気的検出について説明を行なう。第
６図ａ、第７図ａにおいて、モニターテレビ上で
の指標像および映像信号抽出のタイミングを示
す。すなわち垂直同期信号から時間t₁だけたつた
ｎ番目の走査信号を抽出し、そのｎ番目の水平同
期信号から時間t₂遅れた時間から時間t₃だけ信号
を抽出し、その電気信号により指標像の位置を検
出しようとするものである。モニターテレビから
の信号により自動合焦を行なう信号処理等のブロ
ツクダイアグラムを示す第８図、及び各信号波形
を示す第９図において、複合電気信号は、水平垂
直同期信号と映像信号とに分離される。さらに水
平・垂直同期信号は、水平同期信号と垂直同期信
号とに分離されて計数回路１００に入力される。
計数回路１００は、水平同期信号をｎ個計数する
ことにより、垂直同期信号から時間t₁だけ遅れた
りｎ番目の走査信号を選択しパルスを発生させ
る。このタイミングによりワンシヨツトマルチ(1)
１０１、ワンシヨツトマルチ(2)１０２は信号２１
５，２１６を発生させる。垂直同期信号は１フイ
ールド毎に計数回路１００をリセツトする。すな
わちワンシヨツトマルチ(2)１０２はｎ番目の走査
信号から時間t₂だけ遅れて時間t₃のパルス幅をも
つゲート信号２１６を発生するものである。一方
映像信号２１４は比較回路１０４によりＨ、Ｌの
２値信号に変換されてゲート回路１０６に入力さ
れ、ゲート信号２１６によりｎ番目の走査線にお
いて２値信号に変換された２値化映像信号２１７
が抽出される。３０１はタイミング信号発生回路
であり、タイミング信号２１８および２２０，２
２２，２２４，２２６，２２８を発生する。タイ
ミング信号２１８は電圧発生回路３０２に、タイ
ミング信号２２０，２２２，２２４，２２６，２
２８はそれぞれサンプルホールド回路３０３ない
し３０７に供給される。電圧発生回路３０２は直
線性のよい電圧２１９を発生する。サンプルホー
ルド回路３０３ないし３０７は前記タイミング信
号により電圧２１９を夫々２２１，２２３，２２
５，２２７，２２９としてホールドされそれぞれ
のＨ期間の走査に要する電気量の電圧を得る。こ
れらのサンプルホールド回路３０３ないし３０６
はそれぞれ指標像幅検出回路３３０に入力されて
いる。上記ワンシヨツトマルチ(2)１０２及びゲー
ド回路１０６の出力は指標像本数計数回路３１０
に入力されている。

指標像本数計数回路３１０はワンシヨツトマル
チ(2)の出力パルスの間、ゲート回路１０６の出力
パルス数（指標像本数）の計数するものであり、
その計数値がそのパルス数すなわち指標像本数が
所定本数（この場合３本）である場合には、回路
選択用タイミング信号発生回路３０９に動作信号
を出力し、計数値が所定本数でない場合には、指
標像幅比較回路３３０に動作信号を出力する。

次に、眼底における指標像状態が第５図ｂ又は
ｃのように３つに分離して現れる場合を説明す
る。

回路選択用タイミング信号発生回路３０９は指
標像本数計数回路３１０からの動作信号によつて
サンプルホールド回路３０３ないし３０６にホー
ルドされた電圧はＡ／Ｄ変換器３０８でデジタル
化され置数器３１１Ａ〜Ｅに記憶される。演算回
路３２０は置数器Ａ〜Ｅのデータを取り込み、３
つのスリツト状指標像の左右の間隔l₁，l₂をもと
め、両間隔が等しくなるまでサーボ系３２１に移
動量及び移動方向の信号を与えるものである。置
数器Ａ〜Ｅに記憶されたデジタル量を夫々ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅとすると、第５図におけるl₁は l₁＝ａ／２＋（ｂ−ａ）＋ｃ−ｄ／２＝ｂ−ａ＋ｃ／２で求められ、l₂は l₂＝ｃ−ｂ／２＋（ｄ−ｃ）＋ｅ−ｄ／２＝ｄ−ｃ＋ｅ−ｂ／２で求められる。Δl＝l₁−l₂が移動量、l₁−l₂の符号
が移動方向の信号を与えるものである。サーボ系
３２１は合焦用レンズ３と指標投影系のリレーレ
ンズ１７、スリツト指標１８、偏角プリズム１
９、集光レンズ２０および光源２１を１体として
光軸方向に動かすものであり、眼底にスリツト状
指標を合焦させることにより、フイルム５上の眼
底のピント合わせを自動的に行なうことができ
る。

次に、眼底の指標像が第５図ｄ又はｅに示すよ
うに合焦状態から著しくずれており、スリツト状
指標１８a′とスリツト状指標像１８b′又は１８
c′とが接触し２つの指標像と判別ができない場合
を説明する。この場合の指標像および映像信号抽
出のタイミングは第６図ｂ及び第７図ｂに示す通
りである。映像信号４１４は、第１０図に示すよ
うに比較回路１０４により、Ｈ、Ｌの２値化信号
に変換されてゲート回路１０６に入力され、ゲー
ト信号２１６によりｎ番目の走査線において２値
化映像信号４１７が抽出される。指標像本数計数
回路３１０は、２値化映像信号４１７の指標像本
数を計数して所定本数より１本少ない２本を検出
した場合指標像幅比較回路３３０に動作信号を出
力する。指標像幅比較回路３３０は、上記動作信
号が入力されるとサンプルホールド回路３０３な
いし３０６の出力から指標像幅を検出し、２値化
映像信号のパルス幅a′と（c′−b′）とを算定して
両者を比較する。a′と（c′−b′）との差が所定量
より大きいとき、指標像は第５図ｂ又はｅに示す
ように隣接したために分離することができないも
のと判断し、方向判別回路３３４にa′−（c′−b′）
の値を出力する。また、２値化映像信号のパルス
幅a′と（c′−b′）とを算定して両者を比較し、
a′と（c′−b′）との差が所定量より小さいときに
は指標像幅比較回路３３０は方向判別回路３３４
に何らの出力も出力しない。方向判別回路３３４
は、指標像幅比較回路３３２の出力であるa′−
（c′−b′）の符号を判別してサーボ系３２１の制
御方向を決定して制御信号を出力する。この制御
信号によつてサーボ系は合焦レンズを所定の方向
に移動させ、これにより指標像は３つに分離する
こととなり、その後は３本の指標像間隔によつて
合焦を行なうこととなる。

上記したように２つの指標像が接近して２つの
指標像の信号が分離して検出されない場合ではな
く、何らかの原因で指標像が検出できなかつた場
合には、指標像幅比較回路３３０は方向弁別回路
３３４に出力しないため、サーボ系３２１は動作
せず、無用のサーボによつて合焦用レンズ３及び
指標投影系のリレーレンズ１７等が移動する不都
合は生じない。

本発明は以上のように構成されるから、被検眼
眼底において互に交差したスリツト状指標像がそ
れぞれ重ね合わない範囲だけでなく、スリツト状
指標像が重ね合つた範囲においても自動合焦装置
が作動し、該作動範囲が広い利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例を示し、第１図は眼底カメラの光
学図、第２図ａはスリツト状指標の斜視図、第２
図ｂはスリツト状指標の断面図、第３図は指標投
影系の光学図、第４図は眼底像の図、第５図は眼
底付近の光束図、第６図は合焦状態とスリツト状
指標像との関係の説明図、第７図はモニターテレ
ビ上での映像信号抽出のタイミング説明図、第８
図は自動合焦装置のフローチヤート、第９図及び
第１０図は第８図のフローチヤートの波形図であ
る。１……対物レンズ、３……合焦用レンズ、１８
……スリツト状指標、１９……偏角プリズム、２
６……撮像管、１０４……比較回路、１０６……
ゲート回路、３１０……指標像本数計数回路、３
２１……サーボ系、３３０……指標像幅検出回
路、３３２……幅値比較回路、３３４……方向判
別回路。

Claims

【特許請求の範囲】１被検眼眼底と適正合焦位置との距離に応じて
指標像の間隔が変化するように少なくとも２本の
指標を被検眼眼底に投影する指標投影手段と、上
記眼底に投影された指標像を検出する指標検出手
段と、上記指標検出手段の出力から上記指標像の
間隔を検出する間隔検出手段と、上記間隔検出手
段で検出した指標像の間隔に応じて合焦を行う合
焦手段とからなる眼科器械の自動合焦装置におい
て、上記指標検出手段の出力から指標像間隔が変化
する方向の上記指標像の幅を検出する指標像幅検
出手段を有し、上記合焦手段が上記間隔検出手段
で検出した指標像の間隔に応じて自動合焦を行え
ないときに、上記指標像幅検出手段で検出した指
標像幅に応じて合焦を行うように構成されている
ことを特徴とする眼科器械の自動合焦装置。