JPS6454B2 - - Google Patents

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JPS6454B2
JPS6454B2 JP56011894A JP1189481A JPS6454B2 JP S6454 B2 JPS6454 B2 JP S6454B2 JP 56011894 A JP56011894 A JP 56011894A JP 1189481 A JP1189481 A JP 1189481A JP S6454 B2 JPS6454 B2 JP S6454B2
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target
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fundus
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JP56011894A
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Masaru Isono
Kazuo Nunokawa
Masayuki Kondo
Shinzo Takada
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Toshiba Corp
Tokyo Kogaku Kikai KK
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Toshiba Corp
Tokyo Kogaku Kikai KK
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、眼科機械における合焦位置検出装置
に関する。
従来の眼科機械の合焦位置検出装置の例として
は、眼の屈折力を測定する屈折力測定装置や眼底
像を撮影する眼底カメラ等において、被検眼の瞳
を通して眼底にターゲツト像を投影し、そのター
ゲツト像の合焦状態を観察して被検眼の屈折度及
び眼底のピント状態を検出することが知られてい
る。また従来の眼科機械の合焦位置検出装置の他
の例としては、上記ターゲツトの合焦状態を光電
的に検出して投影系にフイードバツクさせること
により、自動的にターゲツト像を被検眼眼底に合
焦させるいわゆる自動合焦を行う装置が知られて
いる。例えば、米国特許第3614214号であり、眼
底カメラとは別個に備えた屈折度測定装置により
被検眼の屈折度を測定し、その測定値により眼底
カメラが自動的に合焦する。この屈折度測定装置
は、合焦時には直流信号を出力し、非合焦時には
交流信号を出力する焦点合せ用ターゲツトを被検
眼眼底に投影するものである。
本発明は、上記従来知られている合焦位置検出
装置に較べて、簡単な構成でしかも高精度に合焦
位置を検出することができる眼科機械における合
焦位置検出装置を提供することを目的とする。
以下、本発明を眼底カメラの合焦位置検出装置
に適用した実施例を図について説明する。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2、結像レンズ4およびフイル
ム5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2
6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、防熱フイルターン
12、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
の反射面にリング状に当つて反射され、対物レン
ズ1を通つて眼底ERを照明する。
眼底写真撮影のためのピント合わせのための指
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18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,1
9dが密着して配管されている。偏角プリズム1
9a,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ER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ER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ER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
込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ER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
ねて指標像が写し出される。合焦状態と指標像と
の関係は次の通りである。第5図aは合焦時の指
標像を示し、第5図b及びcは非合焦時の指標像
を示す。眼底に対して指標像面が光軸上を移動す
ると、スリツト状指標像18a′と18b′,18
c′とは相互に反対方向に移動する。そして合焦時
にはスリツト状指標18b′と18a′との間隔l1と、
スリツト状指標像18a′と18c′との間隔l2とが
等しくなる。すなわちl1,l2を電気的に検出し、
(l1−l2)の正負によつて合焦レンズ3の移動方向
が決まり、l1=l2の時に合焦状態であることを検
知することができる。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視標像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、第7図において、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
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215,216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映像信号217が抽
出される。310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220,22
2,224,228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
220,222,224,226,228はそれ
ぞれサンプルホールド回路303,304,30
5,306に供給される。電圧発生回路307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303,304,305,306は前
記タイミング信号により電圧219を夫々22
1,223,225,227,229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。これらのアナログ量は、回路選択
用タイミング発生回路309の信号により選択さ
れA/D変換器308の働きによりデジタル化さ
れて置数器A〜Eに記憶される。演算回路320
は置換器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。置換器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−b/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。△l=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19、集光レンズ20および光源2
1を1体として光軸方向に動かすものであり、眼
底にスリツト像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。
モニターテレビ27からの特徴抽出された信号
を位置信号に変換する方法と特徴信号の発生した
時刻を測る方法も考えられる。この場合は別に設
けたクロツクパルスの計数によるデジタル方式で
パルス列として出力する。しかしながら精度をク
ロツクパルスの周波数及び高周波回路に依存す
る。それに対して本実施例では、特徴抽出された
信号をサンプリングパルスとして、その時に要し
た電気量をサンプリングホールド回路でアナログ
量として所要の電圧を得この電圧をアナログ・デ
ジタル変換器によりデジタル化し出力する。この
場合、高ビツトのアナログ・デジタル変換器を使
用することにより高精度が得られるものである。
さらに、ゲート回路106の出力である映像信号
217に被検者のまばたきによる閉瞼時の瞼から
の反射光の信号が混入したり、開瞼時の測定でも
スリツト状指標像の欠落した場合、これを検出す
る回路を設け、この検出回路の信号によりこの時
のサンプルホールド回路のアナログ量データを無
効とし、A/D変換器308を作動しないように
することも可能である。
以上述べたように、本発明によれば、被検眼眼
底に第1スリツト状指標像、及びこれを挾む位置
に置かれ合焦状態の変化により第1スリツト状指
標と逆方向に移動する第2及び第3スリツト状指
標像を結像させ、これら3つのスリツト状指標像
間の距離を光電式に検出することにより合焦位置
を検出するから、簡易な構成であるにもかかわら
ず高精度の検出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を適用した眼底カメラ
の光学図、第2図aは本発明の実施例のスリツト
状指標の斜視図、第2図bは上記スリツト状指標
の平面図、第3図は指標投影系の光学図、第4図
は眼底像の図、第5図は合焦状態とスリツト状指
標像との関係の説明図、第6図及び第7図はスリ
ツト状指標像の間隔測定の説明図、第8図はスリ
ツト状指標像の間隔測定のフローチヤート、第9
図は上記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、27……モニターテレビ、100
……計数回路、104……比較回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 中心に配置された第1スリツト、該第1スリ
    ツトに対して平行でかつ両側の対称位置に配置さ
    れた第2スリツト、第3スリツトとを有する指標
    および上記第1スリツトからの光束と上記第2ス
    リツト、第3スリツトからの光束とをスリツト方
    向と直角方向で互いに逆方向の偏角をもたらす偏
    角部材からなる合焦検出用ターゲツトと、上記タ
    ーゲツトを被検眼眼底へ投影するターゲツト投影
    系と、被検眼眼底のターゲツト像からの光束を結
    像するターゲツト像結像光学系と、上記ターゲツ
    ト像結像光学系により結像された第1スリツト、
    第2スリツト及び第3スリツトターゲツト像を横
    切る方向に走査して検出する走査検出部とによつ
    て構成され、上記走査検出部の出力からターゲツ
    ト像結像光学系で結像された第1スリツトのター
    ゲツト像と第2スリツトとのターゲツト像の間隔
    及び第2スリツトのターゲツト像と第3スリツト
    のターゲツト像との間隔から合焦状態を検出する
    ことを特徴とする眼科機械における合焦位置検出
    装置。
JP56011894A 1981-01-29 1981-01-29 Apparatus for detecting focus position in ophthalmic machine Granted JPS57125732A (en)

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