JPH041623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、眼底の観察あるいは撮影を行なう
ための眼底カメラに関し、より詳細には眼底への
焦点調整を自動的に行ない得る焦点検出系付き眼
底カメラに関するものである。

従来のこの種の眼底カメラとしては、眼底を照
明するための照明系内に焦点面の検出用に１つの
指標を配置すると共に、撮影系内にピント状態の
異なる２つの光電素子を配置して２つの光電素子
上の指標像のピント状態を相互に比較しながら合
焦状態に追い込んでいくようなものがある。

しかしながら、このような構成によると２つの
光電素子は撮影系に配置されているため光学系の
Ｆナンバーが大きくなり、結果として撮影系の焦
点調整前後における指標像のコントラスト差が小
さく高精度の焦点検出を行ない得ないという欠点
がある。

この発明は、このような従来の欠点を解消する
ためになされたものであり、有孔鏡を介して合焦
状態の異なる少なくとも２つの指標像を設けるこ
とにより、撮影系の予定焦点面の前後位置に形成
される各指標像のコントラスト差が大きくなるよ
うに構成し、しかも、この各指標像のコントラス
トを光電的に検出してこのコントラストを示す各
電気信号の比較により合焦状態を検出することに
より、容易かつ高精度に撮影系の焦点調整を行な
い得るようにした焦点検出系付き眼底カメラを提
供しようとするものである。

次に、この発明の実施例を説明する前にこの発
明の原理につき第１図および第２図を参照しなが
ら説明する。第１図は固定して配置された１つの
指標Ｈを有孔鏡ＭおよびリレーレンズＬを介して
予定投影面Poに投影する一方、この投影像を有
孔鏡Ｍの孔部を介してリレーレンズＬによりその
孔軸上の予定結像面Soに結像させる場合である。
すなわち、指標投影光学系のＦナンバーが結像光
学系のＦナンバーより小さい場合である。こうす
ると、焦点調整時に予定結像面Soの光軸上前後
位置Sa，Sbにおいては予定投影面Poおよびその
光軸上前後位置Pa，Pbに形成される投影像PH₁，
PH₀，PH₂がそれぞれ観察像K_1a，K_0a，K_2aおよ
びK_1b，K_0b，K_2bとして得られる。ところが、結
像系のＦナンバーが大きいため光軸上の前後位置
Sa，Sbでの投影像のコントラストの差異が小さ
く、いわゆる前ピンの状態か後ピンの状態かを容
易には判別し難いものである。

これに対し、第２図はＦナンバーの小さい投影
光学系に２つの指標H₁，H₂を光軸上の前後位置
にずらせて配置すると共にこれらを有孔鏡Ｍおよ
びリレーレンズＬを介して予定投影面Poに投影
する一方、第１図の場合と同様にこの投影像をリ
レーレンズＬによりその光軸上に予定結像面So
に結像させるようにした場合である。こうする
と、投影光学系のＦナンバーが小さく予定投影面
Poの前後位置の投影像PH₁′，PH₂′のピント状態
の差異が大きく予定結像面Soに結像される観察
像K₁′，K₀′，K₂′のコントラストの差異が大きく
なり相互の判別が容易となる。つまり、第１図の
場合に比較べて前ピン、後ピンの区別および合焦
の状態を容易に認識できる。

この第２図の原理に基づき構成されたこの発明
の実施例につき以下説明する。第３図において符
号１は対物レンズであり、この対物レンズ１の後
方に被検眼Ｅが配置されている。そして、対物レ
ンズ１による眼底Efの像ｆは有孔鏡２の孔部、
絞り３、フオーカシングレンズ４を通過し、かつ
リレーレンズ５、可視光を透過し、赤外光のみを
反射させる特性をもつ波長分割鏡ｂを透過してフ
イルム７に結像するようになつている。また、フ
イルム７の前方にはクイツクリターンミラー８が
配置されており、このクイツクリターンミラー８
で反射された光束はフイールドレンズ９、プリズ
ム１０を介して接眼レンズ１１を通過するように
なつている。こうして、対物レンズ１、フオーカ
シングレンズ４、リレーレンズ５、フイルム７等
は撮影系を構成し、クイツクリターンミラー８、
フイールドレンズ９、接眼レンズ１１等は観察系
を構成する。この観察系のＦナンバーは、有孔鏡
２の孔部の口径または絞り３の口径により決ま
る。

一方、１２は眼底Efを照明して観察するため
の光源であり、１３は眼底E₁の撮影時に使用す
る撮影光源である。そして、これらの光源１２，
１３の光束はそれぞれコンデンサレンズ１４，１
５により集束されてリング状開口絞り１６を通過
すると共に、可視光を透過して赤外光を反射する
特性をもつ波長分割鏡１７およびリレーレンズ１
８を介して有孔鏡２に到達し、かつこの有孔鏡２
で光路変換されて眼底Efに到達するようになつ
ている。また、１９は指標板２０を照明するため
の光源であり、この光源１９からの光束は集束レ
ンズ２１および可視光を遮断し赤外光のみを透過
する赤外線フイルタ２２を介して指標板２０に到
達する。この指標板２０に形成された指標は投影
レンズ２３により投影され、投影レンズ２３を通
過した光束は光束制限部材２４を介して波長分割
鏡１７に到達する一方、この波長分割鏡１７で光
路変換されてリレーレンズ１８に導かれている。
こうして、コンデンサレンズ１４，１５、リレー
レンズ１８等は眼底Efを照明する照明系を構成
し、指標板２０や投影レンズ２３は指標投影系を
構成している。この指標投影系により赤外光で眼
底に投影された指標像は、リレーレンズ５の後方
に配置され、可視光を透過して赤外光のみを反射
させる波長分割鏡１７により光電変換手段２６上
に赤外指標像を形成する。

なお、指標板２０はフオーカシングレンズ４と
共に光軸方向に連動して移動し得るようになつて
おり、その駆動用モータMoは信号処理回路２５
の出力により制御されるようになつている。ま
た、信号処理回路２５は波長分割鏡６により光路
変換された眼底E₁からの光束を受光し、フイル
ム７と等価位置に配置される光電変換手段２６の
出力に応じて作動するようになつている。さら
に、信号処理回路２５には表示器２７が接続され
発光手段あるいは発音手段などにより撮影系の合
焦状態を知り得るようになつている。

処号処理回路２５のより詳細な実施例は第４図
に示すとおりであり、光電変換手段２６の出力を
Ａ／Ｄ変換器２９を介して入力しモータMoを駆
動させるに必要な各種演算を行なう演算部３０、
および演算部３０に接続されモータMoの駆動に
即した制御を行なうコントローラ３１から構成さ
れている。

また、指標板２０はその両面に第５図ａ，ｂに
示すような指標パターンh₁，h₂を有している。こ
の指標パターンh₁，h₂はいずれも等間隔に配され
た三本の線により形成され、一方のパターンh₁の
線群と他方のパターンh₂のそれとは互いに上下対
称位置に形成されている。

以上述べた構成により、指標投影系のＦナンバ
ーを眼底上の指標像と光電変換手段２６上に導く
光学系のＦナンバーより小さく設定し、このＦナ
ンバーの小さな指標投影系により合焦状態が所定
量異なる少なくとも２つの指標像を眼底に投影し
たものであり、光電変換手段２６上の各指標像の
コントラストはわずかなピント移動で相対的に大
きく変化することになり、合焦状態を極めて高精
度に検出することができたものである。

次に、このように構成された眼底カメラの作動
につき第６図から第９図までを参照しながら説明
する。まず、観察用の光源１２を点灯させると、
この光源１２からの光束は赤外領域成分が波長分
割鏡１７により遮断され可視光領域成分のみがリ
レーレンズ１８、有孔鏡２等を介して眼底Hfに
到達しこれを照明する。一方、光源１９を点灯さ
せるとその光源１９の光束は赤外線フイルタ２２
により赤外領域成分のみが指標板２０を照明す
る。照明された指標板２０の指標パターンh₁，h₂
は投影レンズ２３により結像され、さらにこの結
像光束は分割反射鏡１７で反射されリレーレンズ
１８、有孔鏡等を介して眼底Efに到達し、これ
により第６図に示すように赤外光で指標像（ha，
hb，hc）が眼底Efに投影される。

なお、指標像haが形成される場合は眼底Efの
後方に指標パターンh₁がずれて投影されている場
合であり、指標像hcが形成される場合は眼底Ef
の前方に指標パターンh₁，h₂がずれて投影されて
いる場合である一方、指標像hbが形成される場
合は指標パターンh₁，h₂の中間位置が眼底Efと共
役になつている場合である。

また、指標像ha，hb，hcはフイルム７と等価
位置、すなわち眼底Efと共役位置にある光電変
換手段２６上に結像されており、光電変換手段２
６の出力に応じて信号処理回路２５が作動しフオ
ーカシングレンズ４および指標板２０をそれぞれ
光軸に沿つて移動させる。この場合、信号処理回
路５は第７図ａ，ｂ，ｃに示すような光電変換手
段１８上の各検出位置B₁，B₂にそれぞれ形成さ
れる指標像のコントラスト差に応じて作動する。
なお、光電変換手段２６の出力は第７図ａ，ｂ，
ｃの各場合に対応して第８図ａ，ｂ，ｃのような
波形として得られる。この結果、光電変換手段２
６の検出位置B₁，B₂の出力が例えば第８図ａに
示すようなものとして得られたときは前ピンの状
態、第８図ｃのように得られたときは後ピンの状
態、第８図ｂのように各ビツト位置B₁，B₂の出
力が同一になつたときは合焦状態にあることが判
別されるようになる。

こうして、合焦時以外のときはモータMoが駆
動してフオーカシングレンズ４および指標板２０
を処理回路２５の演算部３０の判別に従つて所定
方向に移動させ、光電変換手段２６の各検出位置
B₁，B₂の出力が等しくなるまでつまり合焦状態
に至つたときにその移動を停止させる。

なお、光電変換手段２６が例えば一次元固体撮
像素子により構成されている場合、各検出位置
B₁，B₂の各ビツト間から得られる出力差の絶対
値の総和を像のコントラスト値とし、このコント
ラスト値をデフオーカス量に対してプロツトする
と第９図に示す如くとなり、Ｏ点が合焦位置とな
る。

上述の実施例では指標パターンh₁，h₂は指標板
２０の両面に形成するようにしたが、この発明で
は眼底Efへの投影像がその前後位置に形成され
得るようになつていれば良いから、指標パターン
を１つにしてその位置を強制的に前後所定間隔を
置いて変えることにより見かけ上２の指標パター
ンをつくるようにしても差支えない。また、第１
０図に示すような指標パターンhpが形成された
指標板２０′を第１１図に示すように光軸に対し
て斜めに配置させることにより等価的に指標パタ
ーンが二つ形成されるようにしても良い。このよ
うにすると指標像ha′，hb′，hc′は第１２図ａ，
ｂ，ｃに示す如くとなり、所定間隔を置いて設定
した検出ラインl₁，l₂上におけるコントラストを
比較処理することにより上述と同様な結果を得る
ことが可能となる。

さらに、上述の実施例では指標板２０を移動さ
せることにより指標像ha，hb，hcの投影位置を
変えるようにしたが、指標投影系の一部のレンズ
の移動、補助レレンズの挿入、平行平面ガラスの
挿入による光路長調等の手段によつても同様の効
果を得ることができる。ただし、これらの場合に
は光電変換手段１８上には二つの異なる指標像が
同時には結像されないから時間的に前後させて焦
点調整を行なう必要がある。

また、上述のような指標パターンに代えてナイ
フエツジを光路に挿入し、このエツジのボケ状態
により合焦状態を検出してもよい。

なお、上述の説明では眼底像Efを察する場合
につき説明したが、撮影を行なう場合は光源１２
の代りに光源１３を点灯させ、クイツクリターン
ミラー８を光路外に退避させるようにすれば良
い。

前述では、一般の撮影の場合について述べた
が、蛍光撮影の場合には第３図に示すように波長
分割鏡１７より光源側にエキサイターフイルター
FEを挿入し、かつ波長分割鏡ｂの後方にバリア
フイルターFBを挿入する。このようにエキサイ
ターフイルターFEを波長分割鏡１７より観察撮
影系用光源側に配置することにより指標投影等に
は何らの影響を与えることがない。また、バリア
フイルターFBは波長分割鏡ｂの後方に配置する
ことにより光電変換手段２６上に形成される指標
像にも影響を与えることがない。このため、蛍光
撮影の場合にも一般の撮影と全く同様に焦点検出
を行なうことができる。

以上説明したように、この発明によれば眼底の
観察や撮影が可能な眼底カメラの光学系にＦナン
バーの小さな指標投影等により合焦状態が所定量
異なる少なくとも２つの指標像を投影し、この各
指標像のコントラストを光電的に検出し、このコ
ントラストを示す各電気信号の比較により合焦状
態を検出手段で検出して焦点調整を行い得るよう
にしたので、高精度に焦点調整が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の原理を説明す
る光路図であり、第１図は固定した１つの指標パ
ターンを用いる場合、第２図は２つの指標パター
ンを用いる場合をそれぞれ示し、第３図から第９
図まではこの発明の一実施例を説明する図であ
り、第３図は焦点検出系付き眼底カメラの概略構
成図、第４図は信号処理回路を説明するブロツク
図、第５図ａ，ｂは指標パターンの平面図、第６
図は眼底の投影像を説明する光路図、第７図ａ，
ｂ，ｃは光電変換手段上の結像状態を説明する平
面図、第８図ａ，ｂ，ｃは光電変換手段の出力を
説明する波形図、第９図は指標像のコントラスト
とピント移動量との関係を説明するグラフ、第１
０図から第１２図までは指標パターンの他の実施
例を説明する図であり、第１０図は指標パターン
の平面図、第１１図は指標投影系の概略構成図、
第１２図ａ，ｂ，ｃは指標投影像を示す平面図で
ある。 ２……有孔鏡、｛４……フイールドレンズ、５
……リレーレンズ、７……フイルム、｝撮影系、
｛１２，１３……光源、１４，１５……コンデン
サレンズ、１８……リレーレンズ｝照明系、｛２
０……指標板、２３……投影レンズ、｝指標投影
系、２６……光電変換手段（検出手段）、Ef……
眼底。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有孔鏡を介して眼底を照明する照明系と、有
   孔鏡の孔部を通して照明された眼底を撮影する撮
   影系と、 合焦状態が所定量異なる少なくとも２つの指標
   像を前記有孔鏡を介して眼底に向けて投影する指
   標投影系と、 投影して得られる各指標像のコントラストを光
   電的に検出し、このコントラストを示す各電気信
   号の比較により合焦状態を検出する検出手段とを
   備えたことを特徴とする焦点検出系付き眼底カメ
   ラ。