JPS60171033A - 焦点検出系付き眼底カメラ - Google Patents

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】 この発明は、眼底の１１！祭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て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どするものである。

次に、この発明の詳細な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Ｐａ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
によりその光軸」二の予定結像面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およびその先軸上前後位置Ｐ
ａ　、　Ｐｂに形成される投影像円１１．ＰＨｏ　。

Ｐ１１２がそれぞれ観察像に１ａ、Ｋｏａ、に２ａおよ
びにｔｂ。

Ｋｏｂ、に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［Ｓａ、Ｓｂでの
投影像のコン１−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１１１．ＩＩ２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Ｐａ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によりその先軸
上に予定結像面Ｓ。

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Ｐａの前後位置
の投影像円（１’　、　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に１′。

ＫＯ’、に２’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ｌの後方に被検眼Ｅが配置さ
れている。そして、対物レンズｌによる眼底Ｅｆの像ｆ
は有孔鏡２の孔部、絞り３、フォーカシングレンズ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すを透過してフ
ィルム７に結像するようになっている。また、フィルム
７の前方にはクイックリターンミラー８が配置されてお
り、このクイックリターンミラー８で反射された光束は
フィールドレンズ９、プリズムｌＯを介して接眼レンズ
１１を通過するようになっている。こうして、対物レン
ズ１．フォーカシングレンズ４、リレーレンズ５、フィ
ルム７等は撮影系を構成し、クイックリターンミラー８
、フィールドレンズ９、接眼レンズ１１等は観察系を構
成する。このｗ１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Ｈｆ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１４．１５により集束されてリンーグ
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１８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ってい
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ィルタ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はフォーカシングレンズ４と共に光軸
方向に連動して移動し得るようになっており、その駆動
用モータに。は信号処理回路２５の出力により制御され
るようになっている。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、フィルム７ど等□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っている。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
るようになっている。

信号処理Ｆ３ＪＩＰｒ２５のより詳細な実施例は第４図
に示すどおりであり、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阿０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
接続されモータ阿。の駆動に即した制御を行なうコンｌ
−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ｈｘ、ｈｚを有している。

この指標パターンｈ１．ｈ：ｚはいずれも等間隔に配さ
れた三木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の光束は赤外線フィルタ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ｈｚ　、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ス１８．有孔鏡等を介し
て型代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、ｈＪｈｃ）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ｈｚがずれて投影されている場合であり、
指標像ｈｅが形成される場合は眼底Ｅｆの前方に指捕パ
ターンｈｘ、ｌ＋：ｚがずれて投影さ社でいる場合であ
る一方、指標像ｈｂが形成される場合は指標パターン１
１１，１１２の中間位置が眼；底Ｅｆど共役になってい
る場合である。

また、指標像ｈａ、ｌ＋ｂ、ｈｅはフィルム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２６の出力に応じて
信号処理回路２５が作動しフォーカシングレンズ４およ
び指標板２０をそれぞれ光軸に沿って移動さ音る。この
場合、信号処理回１５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Ｂｘ、口Ｊにそれぞれ形成される指標像の
コントラスト 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２６の検出位［Ｂｔ。

Ｂ２の出力が例えば第８図（ａ）に示すようなものどし
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
ビット位置Ｂ１　ｊＢ２の出力が同一になったときは合
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
ォーカシングレンズ４および指標板２０を処理回路２５
の演算部３０の判別に従って所定方向に移動させ、光電
変換手段２６の各検出位置Ｂ１，Ｂｚの出力が等しくな
るまでつまり合焦状態に至っ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−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の各ビット間から得られる出力差の絶対値の総和を
像のコン１−ラスト値とし、このコントラスト値をデフ
ォーカス量に対してプロットすると第９図に示す如くと
なり、０点が合焦位置となる。

上述の実施例では指標パターンｈ１，ｈ：：は指標板２
０の両面に形成するようにしたが、この発明では眼底Ｅ
ｆへの投影像がその前後位置に形成さｆｔｌ）るように
なっていれば良いから、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つ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１０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測的に指標パ
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’　、ｈｌ）’　、ｈｅ’　は第１２
図（ａ）　、　（Ｌ＋）　、　（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Ｑ１．Ｑｚ上に
おけるコン１−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、補助レン
ズの挿入、平行平面ガラスの挿入による光路長調整等の
手段によっ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ェツジ
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を観察する場合につき
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、クイックリターンミラー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−フィルターＦＥを挿入し、かつ波長
分割鏡すの後方にバリアフィルターＦＢを挿入する。こ
のようにエキサイタ−フィルターＦＥを波長分割鏡１７
よりｍ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
ィルターＦＢは波長分割鏡す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ｗｔ祭や
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検
出して焦点調整を行な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図はこの発明の詳細な説明する光路図
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図は焦点検出系伺き眼底カメ
ラの概略構成図、第４図は信号処理回路を説明するブロ
ック図、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１０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、 ２６・・・光電変換手段（検出手段） Ｅｆ・・・眼底。 第４図 づ５ 第５図 （ａ）　（ｂ） 第６図 第７図 第８図 （ｏ）　（ｂ） （Ｃ） 第９図 ン 第１ｏ図 第１１図 第１２図 （ａ）　（ｂ）　（ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、焦状態が所定量具なる少なくとも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検