JPS58169433A - 自動合焦眼底カメラ - Google Patents

自動合焦眼底カメラ

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JPS58169433A
JPS58169433A JP57053596A JP5359682A JPS58169433A JP S58169433 A JPS58169433 A JP S58169433A JP 57053596 A JP57053596 A JP 57053596A JP 5359682 A JP5359682 A JP 5359682A JP S58169433 A JPS58169433 A JP S58169433A
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fundus
light
focus
signal
circuit
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JP57053596A
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純一 高橋
勇二 伊藤
敏夫 坂根
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は眼底検査装置に関し、特に自動的に焦点調整の
達成される眼底カメラに関する。
従来、眼底カメラの焦点調整は観察者が観察用接眼レン
ズをのぞきながら、対物レンズ後方に配置された撮影レ
ンズもしくは撮影フィルムを収納するカメラボディを前
後方向へ微動調整することで実施していた。しかしなが
らこの方法では精度上かなりのバラツキを生じ、又連続
撮影等多くの撮影をおこなうとき、観察者(操作者)を
疲労させる原因の一つになっていた。
これらの難点に対処するため、焦点調整用指標像を眼底
へ投影する装置が組み込まれた眼底カメラが実施されて
いるが、一般に、眼底撮影は瞳位置合せ(光軸合せ)、
作動距離合せ、焦点合せ、視線透導その他と操作が煩雑
である為、撮影に2は慣れを要する。従って焦点合せだ
けでも自動化されれば、検者(撮影者)は他の操作に意
識を集中できるから、成好な画質の写真を得るために都
合が良く、従って自動焦点合わせの提案が種々なされて
いる0     一方、眼底撮影の一種として螢光撮影
が実施されているが、これは青色系の光で眼底を照明し
て眼底の血管を流れる螢光物質を励起し、発生した螢光
光を撮影する方法である。そしてこの際、螢光剤が眼内
血管を通過する短い時間内に多数枚を撮影しなければな
らず、また撮影視野を変える度毎に焦点を取9直さなけ
ればならないだめ自動的に焦点が調整されれば極めて便
利である。
本発明の目的とするところは、新規な光電検出装置を具
え、自動的に焦点調整の達成し得る眼底観察又は撮影も
しくは両方のための装置を提供することである。
以下、図面を参照して一実施例を説明する。
第1図でEは被検眼、Efはその眼底を示す。
11は対物レンズで、眼底の像Pを形成する機能を持つ
。12は有孔鏡で、照明光を撮影光路へ導光する。Dは
撮影絞9である013aは負のフォーカシングレンズで
光軸方向へ移動可能である。13bは再結像レンズで対
物レンズ11による像を再結像する。14は感光フィル
ムで、画面上に配置される。Sはシャッターである。
以上11乃至14の部材が撮影系を構成する。
また15はクイックリターンミラー、16は光路折曲鏡
、17はアイピースで、これらの部材はファインダーを
構成する。
次に20と21はそれぞれリレーレンズ、22レンズ、
25はストロボ管、27はハロゲン球である。以上21
乃至27の部材と対物レンズ作用でマスク23上に結像
し、マスク23のスリットを発した光束はリレーレンズ
20と21の作用で有孔鏡12上に結像した後、対物レ
ンズ11によって被検眼Eの瞳孔上に結像し、眼底を一
様に照明する。
々お、Fはフィルl−で、ストロボ管25とハロゲン球
270間に配するものとし、第2図に示す特性を持つ。
即ち、可視域の波長光に対して赤外域の波長光の透過率
が大きくなっている。これは光電変換器のSN比を向上
させるためにハロゲン球27の光量を増大させた時に、
そのままでは被検者がまぶしくて苦痛を感じるのを防ぎ
且つ検出光量を減らさないためである。
一方、再結像13bとクイックリターンミラー15の間
に配された部材28光分割器で、第3図に特性を描く様
に可視波長域の光を透過し、赤外波長域の光を反射する
波長分割作用を持った多層干渉薄膜鏡である。光分割器
として単なる半透鏡を使用しても良いが波長分割鏡の方
が光の使用効率が良くなる。
更に光分割器28の上方に在るBSは光路分割器で、光
路を分割するとともに光路差を生じさせる機能を持つ。
30は像のコントラストを検出する受光ユニットで、第
4図に描く様に2本の自己走査型−次元固体撮像素子の
如きアレイ型光電変換器(以下、充電変換器と呼ぶ)が
設定されている。これら光電変換器30aと、30bは
赤外波長域に感度を持ち、また光路分割器BSの背後に
配置されることで、同面(14)と等価な面の前後に配
置されたことに相当する。
なお、対物しyズ11.フォーカシングレンズ1a a
 e M結像レンズ13bは、受光ユニットに対する結
像光学系も兼ねている。
31aと31bはカマボコ状のシリンドリカルレンズで
、絞りDを光電変換器上に結像させる様なパワーを持ち
、光束を有効に集める機能を持つ。図中、BSや受光二
二ツ)30は著しく誇張して描いている。
38は信号処理回路で、受光ユニット30の出力信号を
処理し、駆動モータMを駆動する機能を持つ。この処理
回路38の詳しい説明は後述する。また駆動モー4Mは
ラック・ピニオン機構等を介してフォーカシングレンズ
13aを光軸方向へ移送する。37は表示器で、例えば
発光ダイオードの配列あるいは液晶板を使用するものと
し、撮影画面(14)と等価な位置に設ける0 史にExはエキサイタ−で、後で触れる螢光撮影の際に
光路中へ挿入するものとし、普通撮影のときは同じ光路
長の透光板(不図示)を替りに挿入する。エキサイタ−
bの特性は第5図に示す通りで、可視域内の480fi
μ付近の狭い波長域光を透過させるとともに赤外域の波
長光を透過させる。またBaはバリヤーフィルターで、
クイックリターンミラー15と感光フィルム14の間に
着脱自在に配置するものとし、第6図に示す特性を持つ
。そしてここに示す特性のバリヤーフィルターは通常使
用するものであるが、第7図に示す様に赤外域の波長光
を透過させるフィルターを多層干渉薄膜で形□成すれば
、撮影系の絞り■)以降の光路中のどこに置いても良く
、絞りDに近接したBaの位置に置けば直径の小さなも
ので済む。以下、普通撮影について説明する。まず、ハ
ロゲン球27、制御回路38等へ給電すると、ハロゲン
球27を発した光の内、可視域の波長光はフィルJ−1
+’で減少され、赤外光とともに照明光路を通って眼底
Efを照明する。眼底Efで拡散反射された光は対物レ
ンズ11によって一旦像Pを形成し、絞りDを通過した
後、フォーカシングレンズ13aで屈折され、再結像レ
ンズ13bで結像作用を受ける。光分割器28へ入射し
た光の内、可視域の光はそこを透過した後、クイックリ
ターンミラー15へ入射して反射し、アイピース17を
透して観察される。他方、光分割器で反射した光、即ち
赤外光は光路分割器BSへ入射して2つの光路に分割さ
れ、各光電変換器30aと30bへ入射する。
その際、光電変換器30aと30b上には眼底の例えば
血管の像が鮮明に、もL <はほけて形成されるが、処
理回路38は光電変換器30aと30bが検知するコン
トラストに応じた信号を読み出し、その信号に後述の電
気的処理を施して眼底像面がフィルム相当面に正確に一
致しているどうかて合焦か前ピンか後ピンかを判別する
。そして合焦以外の時はフォーカシングレンズ13aを
移動すべき方向を判断[7,1駆動モ一タMを駆動して
2つの光電変換器30aと30b上のコントラストが等
しくなる1でフォーカシングレンズ13aを移動する。
同時に表示器37の例えば発光ダイスートは所定状態に
点燈するから、操作者は撮影糸の合焦状態を確認できる
他方、螢光撮影の際にはエキザイター翫とバリヤーフィ
ルターBaを光路の所定箇所に挿入して撮影を開始する
が、エキサイ4− Exが前述した透過特性を持ち、ま
たバリヤーフィルターBaは受光ユニットへ入射する赤
外光を遮断することはないから、普通撮影の時と同様に
光電変換器30aと30bは眼底像のコントラストを検
知することができる。
以上の過程で撮影の焦点が眼底Efに合ったならば、不
図示のレリーズスイッチを投入し、ハロゲン球27を清
澄させるとともにクイックリターンミラー15を撮影光
路外・\退去させ、シャツ、Q −Sを開放してフィル
ム14を露光する。
第8図は電気信号処理系の実施例を示す。
3 (I Itと301)はそれぞれ光電変換器で、3
0bはフィルム面等価位置より微小量前方に配置し、3
0aは同じ微小量後方に配置する。101と、102け
遅延回路で、光電変換器の1画素分以上の遅延を与える
機能を持つ1.103と104は差動増幅器で、光電変
換器30aと30bの出力信号S1及びS2と、これら
Slと82より1画素以上遅延した信号Si及び82’
との差をとる。105と106は絶対値又は二乗化回路
で、入力信号の絶対値をとるか二乗する。107と10
8は積分回路で、光電変換器の読み出1〜区間に対応す
る制御信号C2期間の、少なくとも隣シ合った画素の信
号差の絶対値化又は二乗された和をとり、それぞれ信号
S3と84を出力する。109は差回路で、信号S3と
84の差をとり、一方110は和回路で、信号83δ4
の和をとり、それぞれ差信号S5と和信号S6を出力す
る。
次に111と112は比較回路で、比較回路111は差
信号S5を、合焦状態を判別するための所定の基準値■
1及び■2ト比較すル。但t、、Vl >V2 又IV
I I = lV2+とする。そしてもし、S5〉Vl
なら信号57=1と88=0.Vl>85>V2ナラ5
7=S8=0 、V21″)85なら57=0と58=
1なる出力を与える。また比較回路112は、和信号S
6をS/N比を判別するだめの所定の基準値■3と比較
し、S6〉X13 なるとき、59−1 なる出力S9
を出す。113と114はピーク値検知回路で、それぞ
れ信号81 i 82の期間C2のピーク値を検知し、
各ピーク値は和回路115で和がとられる。和出力S1
0は比較回路116で光電変換器への光入力レベルを判
別するだめの基準値■4及び■5と比較する。但し■〉
V5>Oとし、810 > V4ではS11 = 1と
312=O。
V4>S10>V5テ1jS11=S12=0.V5>
81OfU811 = Oと812 = 1なる出゛′
力を与える〇一方、117〜121はラッチ回路であり
、光電変換器の読み出し完了に同期し、て串力されるタ
イミング信号C3に同期してそれぞれの回路に入力され
るS71881 S91 SLI、 S12をラッチす
るDラッチF/Fである。122は判別回路で、ラッチ
された信号87〜S9及び制御回路123から出力され
るシャツ* −、;4 rli+g号に係わシ、少なく
ともシャッター開放時、撮影光路外へ退去する部材が撮
影終了後再び光路中に入って静止゛rるまでフォーカス
駆動モー’Mを静止させるだめの信号Tや、光電変換器
への光入力レベルに応じて可変される蓄積時間に対応し
てパルス幅又は周波数が変化するパルス列で、光入力に
応じてフォーカス駆動モー4 A/iの駆動速度を変化
さぜるための信号Pを受け、合焦と非合焦の判別と非合
焦の場合は駆動モー4Mを駆動すべき方向を判断し、そ
の結果をモータ駆動回路124と表示制御回路125へ
出力する。ここで駆動モータMとしてはステップ・モー
タあるいはパルス駆動される直流モー々遮好ましい。
また37は、例えば3個のLEDの点灯によシ合焦と駆
動すべき方向を表示し、あるいは全部を点滅することで
合焦判別不能を表示する表示器である。
なお、123は制御回路で、前述した回路の各部を制御
する〃イミング信号発生機能を持ち、電源の入力により
各回路を初期状態にリセットするリセット回路(但しリ
セット後続は動作の主たるものではないので省略した)
、光電変換器に入射する光を蓄積し、蓄積された各画素
情報を時系列的に順次信号S1及びS2として出力して
これを繰返すための制御信号C1を出力する回路、ラッ
チされた光入力レベル信号S11′と812′をうけて
、光入力に応じて出力S1と82が適正なレベルになる
様に蓄積時間を変更する回路、光電変換器の読み出し時
間に対応するC2信号、光電変換器の読み出し完了に同
期したタイミング信号C3、光入力に応じて周波数又は
パルス幅を変化させてモーl駆動速度を変えるためのパ
ルス列Pを発生する回路、撮影のレリーズスイッチ12
6の投入に同期してパルスTを発生する回路そして表示
器を点波させるとき、視認可能な周波数を持ったパルス
列O8を発生する回路で構成される論理回路である。
さて、不図示の電源が投入され、各回路がリセットされ
、初期状態から区々−卜するわけであるが、予め設定さ
れた最小の蓄積時間の間、光電変換器30b 、 30
bは並列に同期してそれぞれ光入力を蓄積し、各画素情
報を出力(Slと82)する。信号S1.!:82はピ
ーク値検知回路113と114でそれぞれ最大値が検知
され、それらの和信号SIOが基準値v5以下であれば
一段長い蓄積時間で次走査の蓄積がなされる。これは信
号810がV4とv5の間の適正なレベルになるまで繰
返えされる。逆に強い光が入射したために信−IJlo
が基準値v4を越えた場合には一段短い蓄積時間で次走
査がなされる。
この様に信号S1と82のピーク値を検知してその和信
号のレベルを判別し、光入力の強弱に応じて蓄積時間を
変化させることにより、常に最適なS/Nが得られる様
に電気的なAGCに対応するAGCがかけられる。
上述した様に適正レベルの信号S1とS2は差動増幅器
103と1041@接する画素間(但し光電変換器上に
形成さILるバl−ンの徂さにより差をとる画紫間隔は
異なる)の差がとられ、その二乗あるいは絶対iiiが
積分回路107と108で全画素につきF−mされる。
その出力S3とS4の差S5を基準ii VlとV2に
比較することにより、合焦あるいは駆動すべき方向が刊
別通%る。ここテV2 =−Vl (Vl > 0 )
 テ22>す、■1ノ値ニヨッテ合焦槽度が@する。
また比較回路111の一力だけでは、眼底からの反射壁
が犬きくぼ番ブている場合あるいはシステムとして許さ
れる最大蓄積時間の走査でも人ヒ 射光が少な過ぎる時はこれ等価な状態となり(こ八 れも大ぼけに分類する)両光電変換器の出力に差ができ
ず、合焦とみなす信号(S7=88=O)を出力する。
これを避けるために積分回路107と108211”ら
の出力S3とS4の和S6を基準値■と比較して、その
信号が合焦のだめに生じたか、犬きくほけているために
合焦の出力となったかを区別する。即ち和信号S6が■
以上のとき、59=1とし、この判別を加えて真の合焦
であると判断する。87〜S9の信号は読み出し終了に
同期して87〜89′としてラッチされ、次走査の読み
出し終了までホールドされる。
次に判別回路122ではラッチされた信号87′−89
を受けて合焦、駆動すべき方向そして大ぼけを判別し、
非合焦の場合はモー4駆動回路ア124、駆動モーlを
介して撮影系の焦点調整を行い合焦に導くとともに、表
示制御回路125を通じて表示器37dを駆動t/ 、
調整状態を表示する。これは例えば3個並んだLEDの
右端もしくは左端を点燈[7て前ピンか後ピンかを操作
者へ言忍唆させるもので、これによってマニュアル調整
も可能になる。また合焦もしくは犬ぼけにおいては駆動
モー〃Mを停止させ、合焦の場合する。大ぼけの時に駆
動モー々を停止させる構造は、眼底撮影の際に被検者の
瞳孔径が極端に小さいなど適切な撮影条件が整わないケ
ースが少すくないことから重要な要素である。そ−して
もし、この構造を持たないと、適正な信号を求めて大ぼ
けの対象に対して何回も焦点調整を繰返すことになり、
被検者に不快感を与えることになり易い。
またTなるシャラミー開放時、あるいはそれに対応する
前記期間は、眼球が微動した等の理由で心動モータ■が
追随するのを避けるために駆動モー4Mを停止する。な
り、T信号はシャツ卓開放及び撮影ストロボ発光のため
のタイミング信号として、ことに説明した以外の眼底カ
メラの機能部へ供給する。
第9図は上述の回路117〜125を具体的に示してい
る。判別回路122と表示制御回路125は ゛インバ
ー41立卸、 AND、 OR及びNORゲートで構成
し、モー〃駆動回路124はダイオード、ブリッジを用
いた直流モータ駆動回路を示し、表示器37dはLED
を駆動する回路を示しだ。もし表示として聴覚による方
法あるいは視覚と聴覚を共用する場合は適宜周波数の発
信器を駆動するものとする。
今、駆動モー々Mに図示するi方向の電流が流れるとき
、駆動モーフjMは右回転するものとする。そし丁オア
ゲート128の出力S13と、オアゲート129の出力
814がそれぞれ0と1と仮定すると、トランジスJT
I):’Lは導通、トランジスタT3とT4は非導通と
なってi方向の電流が流れ、■動子−ダMは右回転する
。逆に813=1で814=OのときはトランジスタT
1とT2は非導通、トランジスタT3とT4は導通とな
りiと反対の方向へ電流が流れて駆動モー々Mは左回転
する0 更に813−814=1のときは、トランジスタT+と
T3が非導通、トランジスタT2とT4はオンとなって
モータMに電流は流れず、停止する。
即ち、シャッタが開放するT=1の時、大ぼには他の信
号のいかんによらず、S1¥3L4−1となって駆動モ
ー々は停止する。
また57=1.S絆0.T=O且つ59=1のときは、
S13には信号Pの位相反転信号が出力され、その1と
Oの信号に応じてトランジス4T+が非導通−導通、ト
ランジスタT4が導通−非導通、そして514=1でト
ランジスタT3が非4m、トランジスタT2が導通とな
シ、信号Pのパルス列に対応して電流iはオン・オフさ
れ、駆動モータMはパルス的に右回転する。逆に87=
0.58−1゜T=0且つ59=1なるときはSi2は
1と0になり、813=1となって、電流iと反対方向
に電流がオン働オフされ駆動モータ〜1は左回転する。
次に表示器37dでは発光ダイオードL1は左回転時点
燈、発光ダイオードL3は左回転時点燈、S15 = 
0となって発光ダイオードL1が点燈し、SゲーC!、
 S8’= 1且つ89;1のとさS17 = 0とな
り、発光ダ・1オードL3が点燈される。また、S9−
1cとき、ゲート133は信号O8を無視して出力Oと
なり、59=1且ツS7’= 88’−0なる合焦時に
は816はOとなって発光ダイオードUが点燈し、別の
LlとL3は清澄する。
59=1でS7まだはS8が0でないときは5lf11
となって発光ダイオードL2は清澄し、LlもしくはL
3が点燈する。逆に89−〇七き、ゲート^ 134はS8と87−信号を無視してその出力は0とな
シ、ゲート133を介してO8の逆位相信号をNORゲ
ートから出力し、発光ダイオードL2を点滅させて大ぼ
けであることを表示し、LlとL3は消灯する。
この様に、大ぼけもしくは設定値以下のコントラストの
信号しか得られない場合は発光ダイオードL2を点滅し
て信号がないことを表示するとともに駆動モータMを停
止させることで自動焦点調整を中止させ、マニュアル操
作に切り替えるかアライメント調荀や咋動距g調節をと
り直すべきである、□と”とを操作者に認識させる。
第10図は別の実施例を示す。図中で、前述の部材と同
一の部材には同−信号を何丁。ここで、絞りDの背後に
配置した28′は波長分割薄膜鏡で、可視波長域の光を
透過し、赤外波長域の光を反射する。39は光路折曲鏡
。40は第2フオーカシングレンズで、フォーカシング
レンズ13aと同期して移動するものとし、撮影画面(
14)が眼底Efと共役になったとき、受光ユニッ)3
0に係る等画面も眼底と共役になる様に移動関係を決め
て)〈。
本例でも、眼底Efからの光は対物レンズ11で結像作
用を受け、絞りDを通過した後、赤外成分!は薄嗅鏡で
反射し、更に光路折曲鏡39で反射して第2フオーカシ
ングレンズ40へ入射し、そとで@1作用とフォーカシ
ング作用を受け、光路分割器BSで2分割された後、受
光ユニットの光屯変換器30aと30b上に結像す ”
る。
なお、対物レンズ11と有孔鏡12の間に普通の半透鏡
を斜設して受光ユニットへ光を導く構造も可能であるが
、その場合は受光ユニットの前方に赤外波長光を透過さ
せ、可視波長光を遮断するフィルよ−を設ける。
以上説明した本発明に依れば眼底に対する焦点調整が自
動的に達成されるから、カメラの操作者は彼゛検服とカ
メラのアライメント及び作動距離調節に注意を集中する
ことができ、従って良好な画質の写真撮影を可能にする
とともに操作者の疲労を軽減することができる。
また本発明は眼底の反射像を使って焦点検出を行えるか
ら、焦点検出に使用する部材が小さくて済み、焦点調整
が自動化される一方で、装置が更に大型で複雑化すると
言った難点は回避される。
更に眼底の反射率は望めて低いので、検出のSN比を向
上させるためには照明光量の増加が望lf′Lるが、も
し照明光量を増やすと@検者はまぶしさに耐えられない
恐れがある。本発明は、検出に使用する不可視光を観察
に使用する可視光よシ多ぐすることで、まぶしさを無く
すとともに検Ii3循贋を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す光学断面図。 第21とA3図は構成部材の透過率FtB−図。第4図
は構成部材の平i図。第5図、第6図、第7図は構成部
材の透過率曲線図。第8図は′電気系のブロック図。第
9図は要部透気回路図。第10図は別の実施例を示す光
学断面図。 図中、11は対吻レンズ、12は有孔a、Dハ絞り、1
3aはフォーカシングレンズ、13bは再債;象レンズ
、14は感光フィルム、27は観奈尤源、Fは可視光t
−減少させるフィル4−1は光路分割器、30は受光ユ
ニット、30aと30bは一次元固体撮象索子、Baは
バリヤーフィル・ター、37は表示器、103と104
は浬動増幅器、105と106は絶対値又は2乗回路、
107と108は積分回路、109は浸ヅ路、110と
115は和回路、111と116はウイレド、コンパレ
ータ、117〜121はラッチ回路、122は判別回路
、123は制御回路である。 3 第 1 凶 箔?冴

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  眼底に焦点調整の可能な撮影系と眼底を照明
    するための照明系を具えた眼底カメラに於いて、前記撮
    影系と連動して眼底へ焦点調整の可能な受光系と、受光
    系による眼底像を受けて、像のコントラストを検出する
    ための光′ 電変換手段と、光電変換手段の出力で、眼
    底に焦点が合うまで撮影系を駆動する駆動手段を有する
    自動合焦眼底カメラ。
  2. (2)前記照明系は観察光源の発光光の内、可視波長域
    の光を減少させるだめの減光部材を具える特許請求の範
    囲第(1)項記載の自動合焦眼底カメラ。
  3. (3)前記光電変換手段は複数の一次元固体操像素子を
    具える特許請求の範囲第(1)項記載の自動合焦眼底カ
    メラ。
  4. (4)前記−次元固体撮像素子の近傍に素子の走査方向
    と母線を一致させた、正のシリンドリカルレンズ作用を
    持った光学部材を具える特許請求の範囲第(3)項記載
    の自動合焦眼底カメラ0
JP57053596A 1982-03-31 1982-03-31 自動合焦眼底カメラ Pending JPS58169433A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57053596A JPS58169433A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 自動合焦眼底カメラ

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JP57053596A JPS58169433A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 自動合焦眼底カメラ

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Publication Number Publication Date
JPS58169433A true JPS58169433A (ja) 1983-10-05

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ID=12947256

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JP57053596A Pending JPS58169433A (ja) 1982-03-31 1982-03-31 自動合焦眼底カメラ

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JP (1) JPS58169433A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0363A (ja) * 1989-05-29 1991-01-07 Teranishi Denki Seisakusho:Kk 浴用マッサージ機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0363A (ja) * 1989-05-29 1991-01-07 Teranishi Denki Seisakusho:Kk 浴用マッサージ機

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