迄今为止，已知一种眼底照相机，该眼底照相机包括：用 于将在被检体眼睛的瞳孔上分离的聚焦分离目标光束投影到被 检体眼睛的眼底上的投影单元、以及用于观察和拍摄被检体眼 睛的眼底的设有聚焦透镜的观察/拍摄单元。这两个单元在光轴 的方向上互相锁定地移动。操作员可通过观察形成在被检体眼 睛的眼底上的聚焦分离目标图像(focus split target image)，并使 聚焦分离目标图像为预定位置关系，即将聚焦分离目标图像排 列成直线，来容易地调整眼底照相机的聚焦。另外，已知一种 通过捕获聚焦分离目标图像并检测聚焦分离目标图像的位置来 实现自动聚焦的装置。
已知便于将眼底照相机聚焦在被检体眼睛的眼底上的技 术，该技术将在被检体眼睛的瞳孔上分离的聚焦分离目标投影 在眼底上，通过眼底观察/拍摄光学系统的聚焦透镜观察所投影 的聚焦分离目标的图像，并通过观察聚焦分离目标图像的位置 关系来进行聚焦。
另外，已知用于实现自动聚焦的技术，该技术对投影到被 检体眼睛的眼底上的聚焦分离目标图像进行摄像，并通过观察 聚焦分离目标图像的位置关系来进行聚焦。
日本特开平No.5-95907讨论了一种对投影到被检体眼睛的 眼底上的两个聚焦分离图像进行摄像并在减小目标亮度的同时 基于这两个聚焦分离目标图像的位置来检测聚焦状态的眼底照 相机。
日本特开平No.8-275921讨论了一种将聚焦目标投影到被 检体眼睛的眼底上并使用拍摄光学系统进行聚焦目标图像的摄 像从而检测聚焦状态的眼科设备。
然而，为了消除来自被检体眼角膜的反射光，传统的眼底 照相机被构造成使得眼底照明光束或聚焦分离目标光束和观察 /拍摄光束分别入射到被检体眼睛瞳孔附近的不同区域。因此， 在被检体眼睛的光学系统的像差(aberration)在个体之间变化的 情况下，当仅通过以预定位置关系设置聚焦分离目标图像的位 置来拍摄被检体眼睛的眼底时，可能在一些被检体眼睛中会产 生聚焦误差。因此，眼底图像可能失焦(out of focus)。

本发明涉及一种即使在被检体眼睛具有像差的情况下也能 够不产生聚焦偏差地拍摄被检体眼睛的眼底的眼底照相机。
根据本发明的一方面，一种眼底照相机包括：照明光学系 统，其包括被配置成照明被检体眼睛的眼底的照明单元；眼底 拍摄光学系统，其包括被配置成通过物镜和聚焦透镜捕获眼底 图像的图像记录图像传感器；聚焦目标，其位于所述照明光学 系统中与被检体眼睛的眼底共轭的位置处，并被配置成具有多 个区域，以形成分别穿过被检体眼睛的瞳孔的不同区域以在眼 底上形成多个聚焦目标图像的光束；观察图像传感器，其位于 所述眼底拍摄光学系统中与被检体眼睛的眼底共轭的位置处， 并被配置成捕获从眼底反射的所述多个聚焦目标图像；聚焦驱 动单元，其被配置成驱动所述聚焦目标和/或所述聚焦透镜；目 标图像位置检测单元，其被配置成检测所述多个聚焦目标图像 在所述观察图像传感器上的位置；第一聚焦检测单元，其被配 置成基于所述目标图像位置检测单元检测到的所述多个聚焦目 标图像的位置来计算所述聚焦驱动单元的第一驱动量；驱动控 制单元，其被配置成基于所述第一聚焦检测单元计算出的所述 第一驱动量来驱动并控制所述聚焦驱动单元；以及第二聚焦检 测单元，其被配置成基于所述观察图像传感器在所述聚焦驱动 单元的驱动操作期间的输出来检测所述聚焦目标图像的变化， 并基于所检测出的变化来计算所述聚焦驱动单元的第二驱动 量。
一种眼底照相机，包括：眼底拍摄光学系统，其包括被配 置成通过聚焦透镜捕获眼底图像的图像记录图像传感器；聚焦 目标，其被配置成具有多个区域，以形成分别穿过被检体眼睛 的瞳孔的不同区域的光束；以及聚焦驱动单元，其被配置成基 于所述图像记录图像传感器捕获的图像中的所述聚焦目标的多 个图像的位置和所述多个图像的对比度来驱动所述聚焦透镜。
通过以下参照附图对典型实施例的详细说明，本发明的进 一步特征和方面将是明显的。

包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图，示出了本 发明的典型实施例、特征和方面，并与说明书一起用来解释本 发明的原理。
图1示出了根据本发明典型实施例的眼底照相机的配置。
图2A和2B分别是聚焦目标投影单元的侧视图和主视图。
图3示出了每个聚焦目标光束通过的被检体眼睛的瞳孔上 的位置。
图4A-4C示出了聚焦目标的功能。
图5示出了被检体眼睛和物镜附近的聚焦目标光束和观察/ 拍摄光束。
图6示出了球面像差。
图7示出了具有球面像差的被检体眼睛、以及物镜附近的聚 焦目标光束和观察/拍摄光束。
图8示出了聚焦检测单元的配置。
图9示出了对比度检测原理。
图10是示出了根据本发明典型实施例的控制方法的流程 图。
图11示出了聚焦前的观察画面图像。
图12示出了聚焦后由第一聚焦检测单元进行的观察的状 态。
图13示出了聚焦前由第二聚焦检测单元进行的观察的状 态。
图14示出了聚焦后由第二聚焦检测单元进行的观察的状 态。
图15示出了聚焦镜头单元。
图16示出了根据另一典型实施例在聚焦后由第二聚焦检测 单元进行的观察的状态。
图17示出了用于改进检测对比度时的精度的目标。

以下参照附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和 方面。
图1示出了根据本发明第一典型实施例的眼底照相机的配 置。在光轴O1和O2上构造照明光学系统。在光轴O1上布置有： 如卤素灯等的观察光源1，被配置成发出稳态光；聚光透镜2； 滤光器3，被配置成使红外光透过并遮断可见光；拍摄光源4， 如闪光灯单元等；透镜5；以及镜子6。在从镜子6沿反射方向延 伸的光轴O2上顺序布置具有环形开口的环形光圈7、聚焦目标 投影单元8、中继透镜9和具有中央开口的穿孔镜10。
面向被检体眼睛E的物镜11位于从穿孔镜10沿反射方向延 伸的光轴O3上。另外，在穿孔镜10的孔部中设置有拍摄光圈12。 聚焦透镜13、拍摄透镜14、上翻镜(flip-up mirror)15和图像记录 图像传感器16顺序布置在穿孔镜10的后面。因而，构造出了眼 底拍摄光学系统。
被配置成反射红外光并透过可见光的镜子17位于从上翻镜 15沿反射方向延伸的光轴O4上。场透镜18、透镜19和观察图像 传感器20顺序布置在从镜子17沿反射方向延伸的光轴O5上。图 像记录图像传感器16和观察图像传感器20都位于与被检体眼睛 E的眼底Er的位置光学共轭的位置处。
图2A和2B分别是聚焦目标投影单元8的侧视图和平面图。 如图2A和2B所示，聚焦目标投影单元8包括具有棱镜部21a、21b 和21c的聚焦分离棱镜22、具有矩形开口部23a的聚焦目标23、 以及聚焦目标照明发光二极管(LED)24。
光轴O2上的聚焦目标投影单元8和光轴O3上的聚焦透镜13 通过聚焦连杆机构25互相连接并可分别在光轴O2和O3的方向 上互相锁定地移动。也就是说，聚焦连杆机构25驱动聚焦目标 投影单元8和聚焦透镜13，使得聚焦目标投影单元8的聚焦目标 23和图像记录图像传感器16被布置成彼此光学共轭。
图像记录图像传感器16的输出通过图像处理单元31连接到 控制单元33。观察图像传感器20的输出通过聚焦检测单元32连 接到控制单元33。另外，监视器34和用于驱动聚焦连接机构25 的聚焦驱动单元35连接到控制单元33。控制单元33将观察图像 传感器20捕获的观察图像和图像记录图像传感器16捕获的静止 图像输出到监视器34。
拍摄开关38连接到控制单元33。另外，控制单元33的输出 通过用于控制观察光源1的光量调节、开启和关闭的观察光源控 制单元36连接到观察光源1。控制单元33的输出还通过用于控制 拍摄光源4的光量调节、开启和关闭的拍摄光源控制单元37连接 到拍摄光源4。
除了监视器34和拍摄开关38之外的装置安装在光基座(未 示出)上。因而，构造出眼底照相机的光学单元。该光学单元安 装在分级单元上。
当使用眼底照相机时，控制单元33控制观察光源控制单元 36以开启观察光源1。从观察光源1发出的光束被聚光透镜2聚 光。滤光器3切断来自聚光透镜2的入射光中的可见光。然而， 该入射光中仅红外光透过滤光器3。此外，所透过的光进一步透 过如闪光灯单元等的拍摄光源4。然后，由透镜5、镜子6和环形 光圈7形成环形光束。随后，光束在光轴O3的方向上通过中继 透镜9和穿孔镜10发生偏转。已偏转的光束通过物镜11照明被检 体眼睛E的眼底Er。
到达眼底Er的光束发生反射和散射。然后，要形成为眼底 反射图像的光从被检体眼睛E反射。所反射的光通过物镜11、 拍摄光圈12、聚焦透镜13和拍摄透镜14。然后，光通过上翻镜 15和镜子17发生偏转。已偏转的光通过场透镜18和透镜19在观 察图像传感器20上形成为眼底反射图像。然后，控制单元33使 监视器34显示观察图像传感器20捕获的眼底图像。
操作员在观察显示在监视器34上的眼底图像的同时，进行 使光学单元与被检体眼睛E对准的精细调节。随后，操作员进 行以下将说明的聚焦调节。然后，操作员按下拍摄开关38并进 行眼底图像的拍摄。
如图2A所示，从聚焦目标照明LED 24发出的光束通过聚焦 分离棱镜22的棱镜部21a在光轴O2的方向上发生偏转。然后， 已偏转的光束到达棱镜部21b和21c的每一个。棱镜部21b和21c 分别具有棱镜面，该棱镜面的倾斜角关于光轴O2对称。到达棱 镜部21b和21c的每一个的光束穿过图2B所示的聚焦目标23的 矩形开口部23a。因此，图2A所示的两个聚焦目标光束Lb和Lc 形成为关于光轴O2对称。然后，聚焦目标光束Lb和Lc通过中继 透镜9、穿孔镜10和物镜11到达被检体眼睛E。
图3示出聚焦目标光束Lb穿过的被检体眼睛E的瞳孔Ep上 的位置Lp1和聚焦目标光束Lc穿过的被检体眼睛E的瞳孔Ep上 的位置Lp2。
图4A-4C示出聚焦目标光束Lb和Lc到达被检体眼睛E的眼 底Er的方式，以及分别由聚焦目标光束Lb和Lc形成的眼底Er上 的聚焦目标图像Fb和Fc的功能。图4A示出被检体眼睛E的眼底 Er与聚焦目标23光学共轭的情况。由于眼底Er与聚焦目标23光 学共轭，因此两个分开的聚焦目标光束Lb和Lc通过作为瞳孔Ep 的不同部位的多个区域在眼底Er上被形成为聚焦目标23的矩形 开口部23a的目标图像Fb和Fc，使得目标图像Fb和Fc位于一条 线上。
图4B示出被检体眼睛E与图4A所示的被检体眼睛E相比更 近视的情况。由于图4B所示的情况下的眼底Er与聚焦目标23不 光学共轭，因此两个分开的聚焦目标光束Lb和Lc在眼底Er上被 形成为目标图像Fb和Fc，使得如图4B所示，目标图像Fb从其在 图4A中所示的位置向上偏移，而目标图像Fc从其在图4A所示的 位置向下偏移。
图4C示出被检体眼睛E与图4A所示的被检体眼睛E相比更 远视的情况。由于图4C所示的情况下的眼底Er与聚焦目标23不 光学共轭，因此两个分开的聚焦目标光束Lb和Lc在眼底Er上形 成为目标图像Fb和Fc，使得如图4C所示，目标图像Fb从其在图 4A所示的位置向下偏移，而目标图像Fc从其在图4A所示的位置 向上偏移。
根据传统眼底照相机中采用的自动聚焦方法，检测聚焦目 标图像Fb和Fc，然后将聚焦目标图像Fb和Fc布置成一条线，使 得眼底Er和聚焦目标23彼此光学共轭。在聚焦目标投影单元8 的聚焦目标23和图像记录图像传感器16由聚焦连杆机构25设置 成彼此光学共轭的情况下，眼底Er和图像记录图像传感器16彼 此光学共轭。因此，眼底Er被聚焦。
然而，在由于被检体眼睛E的球面像差、散光等导致光学 像差大的情况下，即使聚焦目标图像Fb和Fc位于一条线上，聚 焦目标图像也不会被聚焦。
图5示出本实施例中的被检体眼睛E和物镜11附近的聚焦 目标光束Lb和Lc以及观察/拍摄光束L。聚焦目标光束Lb和Lc通 过被检体眼睛E的瞳孔Ep上远离光轴O3的位置。观察/拍摄光束 L通过瞳孔Ep上对应于光轴O3的中心的位置。在被检体眼睛E 的光学像差小的情况下，眼底照相机的焦深(depth of focus)大。 可通过将显示在监视器34上的聚焦目标图像Fb和Fc排列成一 条线来使眼底Er聚焦。
图6示出球面像差。假定如图6所示，与光轴O平行且距离 光轴O的高度彼此不同的光线L1、L2和L3如图6所示从右侧朝向 透镜41的焦平面N入射在透镜41上。在透镜41具有球面像差的 情况下，距离光轴O的高度最低的光线L3穿过焦平面N上与光轴 O基本上最近的位置。然而，光线L1和L2穿过焦平面N上远离 光轴O的位置。
如上所述，在被检体眼睛E的像差大的情况下，聚焦目标 光束Lb和Lc以及观察光束L穿过瞳孔Ep上的不同区域。因此， 即使当聚焦目标图像Fb和Fc布置成一条线时，图像Fb和Fc也受 到透镜41的像差的影响。因此，眼底Er不总被最佳聚焦。
图7示出球面像差大的被检体眼睛E和物镜11附近的聚焦 目标光束Lb和Lc以及观察/拍摄光束L。由于被检体眼睛E具有 大的球面像差，因此不能通过将聚焦目标图像Fb和Fc布置成一 条线来达到最佳聚焦。通过使聚焦目标图像Fb的位置相比图4A 所示的位置稍微向下以及使聚焦目标图像Fc的位置相比图4A 所示的位置稍微向上来使眼底Er聚焦。
因而人眼的如球面像差和散光等的像差在不同个体之间不 同。因此，在被检体眼睛E具有大像差的情况下，需要进行适 合于被检体眼睛E的像差的聚焦校正。
图8示出聚焦检测单元32的配置。在聚焦检测单元32中设置 有图像存储器51、用于聚焦的第一聚焦检测子单元52和第二聚 焦检测子单元53。观察图像传感器20的输出连接到图像存储器 51。图像存储器51的输出连接到第一聚焦检测子单元52和第二 聚焦检测子单元53二者。第一聚焦检测子单元52和第二聚焦检 测子单元53彼此连接以使得在第一聚焦检测子单元52处开始聚 焦检测和在第二聚焦检测子单元53处开始聚焦检测达到同步。 根据本实施例，第一聚焦检测子单元52和第二聚焦检测子单元 53具有分别基于聚焦目标图像Fb和Fc的位置的检测的聚焦检 测功能和分别基于聚焦目标图像Fb和Fc的对比度的检测的另 一聚焦检测功能。
第一聚焦检测子单元52包括聚焦目标图像检测子单元52a、 聚焦目标距离检测子单元52b以及聚焦驱动量计算子单元52c。 聚焦目标图像检测子单元52a进行聚焦目标图像Fb和Fc的位置 的检测。聚焦目标距离检测子单元52b进行两个聚焦目标图像 Fb和Fc之间的距离的检测。聚焦驱动量计算子单元52c根据聚焦 目标图像Fb和Fc之间的距离计算第一驱动量。
第二聚焦检测子单元53包括对比度检测子单元53a、对比度 判断子单元53b以及聚焦驱动量计算子单元53c。对比度检测子 单元53a检测聚焦目标图像Fb和Fc的组合的对比度。对比度判断 子单元53b进行对比度的判断。聚焦驱动量计算子单元53c基于 对比度的判断结果计算第二驱动量。
图9示出要由第二聚焦检测子单元53进行以检测聚焦目标 图像Fb和Fc的组合的对比度的对比度检测原理。该聚焦检测方 法利用了亮度信号的高频成分的量在检测到聚焦透镜13的对焦 时最大这一事实。对比度检测子单元53a提取带通滤波器等输入 的亮度信号的高频成分。
图9示出聚焦透镜13的位置和亮度信号的高频成分的量之 间的关系。横坐标轴代表透镜13的位置。纵坐标轴代表亮度信 号的高频成分的量。高频成分的量在聚焦透镜13的对焦位置M2 处最大。高频成分的量在聚焦透镜13严重失焦的聚焦透镜13的 位置M1处较小。
作为聚焦检测方法，可以考虑用于检测例如目标边缘、边 缘的斜率以及基于目标图像的最高亮度值和最低亮度值获得的 目标对比度、或者检测目标的一半宽度的各种方法。然而，在 对本实施例的以下说明中，作为例子说明用于提取亮度信号的 高频成分的对比度检测方法。可替代地，在以下要说明的第二 典型实施例的说明中描述基于目标图像的最高亮度值和最低亮 度值检测目标对比度的方法。
图10是示出要根据本发明的典型实施例的控制方法进行的 操作的流程图。当聚焦目标光束Lb和Lc被投影到眼底Er上时， 在步骤S1中，开始检测聚焦目标图像Fb和Fc的亮点的位置。在 步骤S2中，通过第一焦距检测子单元52的聚焦目标图像检测子 单元52a来进行目标图像Fb和Fc的位置的检测。
步骤S2中获得的聚焦目标图像Fb和Fc之间的位置关系及 观察图像处于图11所示的观察状态中。从记录在图像存储器51 中的图像信息中检测与代表聚焦目标图像Fb的信号SP1相对应 的位置和与代表聚焦目标图像Fc的信号SP2相对应的位置。图 像存储器51不需要记录观察图像传感器20获得的整个图像信 息。图像存储器51记录下代表可检测到聚焦目标图像Fb和Fc的 区域内的图像的图像信息就足够了。
在步骤S3中，通过第一聚焦检测子单元52的聚焦目标距离 检测子单元52b的计算来检测分别对应于信号SP1和SP2的位置 之间的距离D。在步骤S4中，通过聚焦驱动量计算子单元52c计 算对应于该距离的第一驱动量。步骤S5是基于聚焦目标图像Fb 和Fc的位置的检测进行的自动聚焦处理的最后一个步骤。在步 骤S5中，基于步骤S4中计算出的第一驱动量通过控制单元33使 用聚焦驱动单元35进行聚焦驱动(控制)操作。
在完成步骤S5中的聚焦驱动时，与代表聚焦目标图像Fb的 信号SP1相对应的位置和与代表聚焦目标图像Fc的信号SP2相 对应的位置之间的关系处于图12所示的状态。到该步骤为止的 上述处理是自动聚焦方法，也可由传统眼底照相机来进行。该 自动聚焦方法被称为“主动相差检测方法”。更具体地，在将聚 焦目标图像Fb和Fc布置成一条线的粗聚焦调整模式下，可以计 算驱动操作的目标值。因而，可以进行高速自动聚焦操作。
根据本实施例，在步骤S5中，当开始聚焦驱动操作时，即 当进行聚焦驱动操作时，开始要在步骤S10中进行的用于检测 聚焦目标图像Fb和Fc的组合的对比度的对比度检测操作。因 而，在步骤S1～S5的说明中描述的观察状态是图11和图12所示 的状态的时间段中，进行聚焦目标图像Fb和Fc的组合的对比度 的检测。
首先，在步骤S11中，通过对比度检测子单元53a计算聚焦 目标图像Fb和Fc的组合的对比度。在步骤S12中，由对比度判 断子单元53b来记录所计算出的值。在步骤S13中，对比度判断 子单元53b检测步骤S12中记录的对比度值是否包括图9示为局 部最大点的位置M2。此时，在步骤S13首次进行的判断中不能 判断各对比度值是否为局部最大点。因而，处理进入步骤S16。
为了便于说明，以下将说明步骤S13中检测到局部最大点 的情况。在步骤S14中，通过聚焦驱动量计算子单元53c计算聚 焦目标图像Fb和Fc的驱动量。在步骤S14中计算出的聚焦目标 图像Fb和Fc的驱动量均被定义为从检测到的局部最大点的位 置开始的第二驱动量。
接着，在步骤S15中，基于聚焦驱动量即在步骤S14中计算 出的第二驱动量来进行聚焦驱动操作。因而，聚焦透镜13被移 动到与亮度信号的高频成分的量的局部最大值相对应的位置， 即对比度具有局部最大值的位置。在聚焦透镜13被驱动后，进 行眼底的拍摄。
根据本实施例，根据步骤S4中计算出的驱动量进行步骤 S14中的聚焦透镜13的驱动量的计算，直到完成步骤S5中的聚 焦透镜13的驱动为止。可替代地，可以考虑另一方法，该方法 在步骤S13中检测局部最大点时中断聚焦透镜13的驱动，并将 聚焦透镜13驱动到对比度具有局部最大值的位置。
在没有检测到局部最大点的情况下，处理进入步骤S16。 然后，如果在步骤S16中没有完成聚焦透镜13的驱动，则重复 步骤S11～步骤S13进行的处理。如果在步骤S16完成了聚焦透 镜13的驱动，则处理进入步骤S17。然后，在将聚焦透镜13驱 动预定量后，重复步骤S11～步骤S13进行的处理。在步骤S16 中，基于控制单元33的聚焦驱动状态(即聚焦透镜驱动状态)来 判断是否完成了聚焦透镜13的驱动。
“将聚焦透镜13驱动预定量”是可以检测到图9中所示的局 部最大点例如位置M2的量。可替代地，可以进行另一方法，该 方法在处理进入步骤S17之后，当在对聚焦透镜13驱动预定量 的中间在步骤S13中检测到局部最大点时，中断聚焦透镜13的 驱动。
不管是否进行了要在步骤S17中进行的处理，都在继续驱 动聚焦透镜13的同时继续进行要在步骤S11和S12中进行的处 理，直到在步骤S13中检测到局部最大点为止。在步骤S10中， 进行聚焦透镜13的驱动，作为根据本实施例要在步骤S5中进行 的控制操作。
下面，说明进行步骤S17中的处理的情况下对比度和观察 状态之间的关系以及不进行步骤S17中的处理的情况下对比度 和观察状态之间的关系。在图10所示的观察状态下，通过图9 所示的位置M1处的高频成分来确定对比度。首先，如果不进行 步骤S17中的处理，则在完成根据图10所示的步骤S4中计算出 的驱动量而在步骤S5中进行的聚焦透镜13的驱动前，检测高频 成分的量最大的位置M2。在图11所示的观察状态改变到图12 所示的观察状态之前，检测高频成分的量最大的位置M2。也就 是说，在图12所示的观察状态下，检测图9所示的位置M2b。
在这种情况下，在图10所示的步骤S14中计算从检测到局 部最大点的位置开始的第二驱动量。因而，将聚焦透镜13驱动 与从图9所示的位置M2到位置M2b的移动距离相对应的量。因 此，观察状态从图12所示的观察状态改变成图13所示的观察状 态。从以上说明显然可知，从图9所示的位置M2到位置M2b的 聚焦透镜13的驱动方向与步骤S5中进行的驱动聚焦透镜13的 方向相反。
接着，在不进行步骤S17中的处理的情况下，即使在步骤 S5中进行聚焦透镜13的驱动时，基于图10所示的步骤S4中计算 出的第一驱动量也检测不到高频成分的量最大的位置M2。因 此，即使当图11所示的观察状态改变成图12所示的观察状态时， 也检测不到高频成分的量最大的位置M2。也就是说，在图12 所示的观察状态下，聚焦透镜13处于图9所示的位置M2a处。因 而，在步骤S17中，进行对聚焦透镜13预定量的驱动。然后， 在步骤S13，检测高频成分的量最大的位置M2。随后，进行该 处理，直到聚焦透镜13朝向位置M2b稍微移动为止。
在检测到作为局部最大点的位置M2的时刻，聚焦透镜13 从位置M2朝向位置M2b稍微移动。由于在图10所示的步骤S14 中计算从检测到局部最大点的位置开始的第二驱动量，因此将 聚焦透镜13驱动从图9所示的位置M2朝向位置M2b稍微移动的 距离。因而，图12所示的观察状态改变成图14所示的观察状态。 从图9所示的位置M2朝向位置M2b稍微驱动聚焦透镜13的方向 与步骤S5中进行的驱动聚焦透镜13的方向相同。因此，从位置 M2朝向位置M2b稍微偏离的位置开始驱动聚焦透镜13的方向 与步骤S5中进行的驱动聚焦透镜13的方向相反。
因此，特别地当进行适合于人眼像差的聚焦校正时，使用 聚焦目标图像Fb和Fc的组合的对比度来进行被动自动聚焦操 作。因此，可实现高精度自动聚焦操作。
在本实施例的前述说明中，已说明了观察图像传感器20用 作聚焦传感器。然而，可以考虑上翻镜15上翻，图像记录图像 传感器16也用作聚焦传感器。可替代地，眼底照相机可被构造 成使得操作员可通过监视器34手动输入指示，以进行聚焦透镜 13的驱动。
如上所述，在本实施例中，在通过将聚焦目标图像Fb和Fc 排列成一条线的粗聚焦调节时，利用使用聚焦目标的主动相差 检测功能，通过该聚焦目标可以计算驱动量的目标值。另一方 面，在用于进行适合于人眼像差的聚焦校正的高精度聚焦调节 时，进行利用目标图像的组合的对比度的被动自动聚焦操作。 因此，可以实现高速和高精度的自动聚焦。
将第一典型实施例配置成使聚焦连杆机构25总是互相锁定 地移动聚焦目标和聚焦透镜13。然而，根据本发明的另一典型 实施例，在通过第一聚焦检测子单元52完成聚焦透镜13的驱动 时，仅基于第二聚焦检测子单元53的检测结果驱动聚焦透镜13。
图15示出聚焦镜头单元61的配置。聚焦透镜13由聚焦透镜 移动单元62固定，聚焦透镜移动单元62包括电动机、齿轮等。 聚焦透镜移动单元62被配置成可独立于聚焦连杆机构25而基于 从控制单元33输出的控制信号在光轴O3的方向上移动。聚焦透 镜移动单元62与聚焦驱动单元35分开设置，且连接到控制单元 33。
以下参照图10所示的流程图说明根据本发明的第二典型实 施例。如图10所示，在步骤S1～S5中进行的控制处理与前述典 型实施例的处理类似。在步骤S5中，经由控制单元33通过聚焦 驱动单元35将聚焦透镜13驱动在步骤S4中计算出的第一驱动 量。
根据本实施例，在步骤S5中完成驱动聚焦透镜13时，在步 骤S10，开始聚焦目标图像Fb和Fc的组合的对比度的检测。也 就是说，当本实施例处于图12所示的观察状态时，进行聚焦目 标图像Fb和Fc的组合的对比度的检测。随后，与第一典型实施 例类似，进行步骤S11～S13中的处理。
此时，在步骤S13，在步骤S13首次进行的判断中不能判断 各对比度值是否为局部最大点。因而，处理进入步骤S16。另 外，在步骤S16进行的首次判断中，完成了聚焦透镜13的驱动， 这是因为步骤S10时完成了步骤S5中对聚焦透镜13的驱动。
因此，处理进入步骤S17。然后，进行对聚焦透镜13预定 量的驱动。随后，重复步骤S11～S13的处理。“对聚焦透镜13 预定量的驱动”是在保持聚焦目标图像Fb和Fc静止的同时移动 聚焦透镜13。另外，“预定量”是可以检测到用作局部最大点的 位置M2的量。
顺便提及，根据第二实施例，可能不能检测到作为步骤S13 中检测到的位置M2的局部最大点。通过在步骤S17中首次进行 的将聚焦透镜13驱动预定量而在步骤S13中检测到局部最大点 的情况下进行的处理与第一典型实施例中的处理类似。因而， 该处理导致图16所示的观察状态。
在即使在处理进入步骤S17之后在步骤S13中仍没有检测 到局部最大点、并且在步骤S16中再次检测到对聚焦透镜13的 驱动完成且处理进入步骤S17的情况下，进行与第一典型实施 例中进行的控制操作不同的控制操作，其中在步骤S17中进行 对聚焦透镜13预定量的驱动。在这种情况下，参照图9的说明显 然可知，聚焦透镜13被驱动的预定量设置成大于步骤S17中首 次设置的驱动量，且对应于与步骤S17中首次进行聚焦透镜13 的驱动的方向相反的方向。因而可以检测到局部最大点，即位 置M2。因此，聚焦透镜13被往复驱动。
因此，根据第二典型实施例，通过在保持聚焦目标图像Fb 和Fc静止的同时移动聚焦透镜13来检测对比度。目标投影侧单 元的移动不会导致对比度的变化。因此，仅通过眼底拍摄光学 系统可实现聚焦的精细调节。
根据第二典型实施例的眼底照相机包括聚焦透镜移动单元 62，该聚焦透镜移动单元62能够独立于聚焦连杆机构25，响应 于从控制单元33输出的控制信号而在光轴O3的方向上移动聚 焦透镜13。因而，可以容易地进行对比度的检测。另外，即使 当进行基于对比度的检测的校正时，从操作员观察到的聚焦目 标图像之间的位置关系也不改变。因而，第二典型实施例在防 止出现不适感觉方面具有优势。
在使用具有两个透过峰的聚焦目标图像Fb的情况下，如图 17所示，信号SP1具有两个峰。因而，可以通过第二聚焦检测 子单元53准确地进行对比度的检测。尽管可以通过将目标分成 两个区域来明显地提取高阶频率成分的变化，然而可以代替提 取高频成分而使用目标图像的组合的对比度。
也就是说，可使用以下常数来检测眼底照相机在目标图像 上的聚焦，其中该常数使用目标的最大亮度值Max和目标的中 间部分的最小亮度值Min来计算：
对比度＝(Max-Min)/(Max+Min)
此时，另一聚焦目标图像Fc具有一个透过峰。因此，第一聚焦 检测子单元52可被配置成：关于聚焦目标图像Fb检测与两个透 过峰之间的谷相对应的信号SP1，关于聚焦目标图像Fc检测透 过峰信号SP2。因而，可基于两个聚焦目标图像之间的位置关 系来计算距离D。
另外，控制单元33可使眼底照相机在基于聚焦目标图像的 对比度完成自动对焦时拍摄眼底。
在初始对比度Mf等于或小于预定值的情况下，即在形成于 眼底Er上的聚焦目标图像受被检体眼睛E的像差或其眼病影响 并劣化的情况下，即使当进行聚焦校正时被检体眼睛E的聚焦 改善程度也低。因此，不必进行聚焦校正。因此，可忽略基于 检测到的对比度的自动聚焦以减少拍摄时间。
根据本发明典型实施例的眼底照相机利用基于聚焦目标的 主动相差检测功能，且则高精度聚焦调节时还利用目标图像的 变化。因而，可以实现高速和高精度的自动对焦。可以通过互 相锁定地移动聚焦目标和聚焦透镜来容易地实现相差检测。可 以通过使用基于相差的聚焦目标检测最佳聚焦的聚焦目标，使 眼底更准确地聚焦。
尽管参照典型实施例说明了本发明时，但应理解，本发明 不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围应被赋予 最宽的解释，以包括所有修改、等同结构和功能。