JP2630771B2 - 焦点検出光学系 - Google Patents
焦点検出光学系Info
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- JP2630771B2 JP2630771B2 JP62072784A JP7278487A JP2630771B2 JP 2630771 B2 JP2630771 B2 JP 2630771B2 JP 62072784 A JP62072784 A JP 62072784A JP 7278487 A JP7278487 A JP 7278487A JP 2630771 B2 JP2630771 B2 JP 2630771B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- focus detection
- detection optical
- condenser lens
- line sensor
- Prior art date
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
- G02B7/346—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using horizontal and vertical areas in the pupil plane, i.e. wide area autofocusing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 a.技術分野 本発明は、カメラ等の焦点検出光学系に関するもので
ある。
ある。
b.従来技術およびその問題点 従来、この種の発明として特開昭60−41013号公報の
発明がある。この従来発明は、撮影レンズによって形成
された被写体像を、フィルム等価面の後方に配置された
コンデンサーレンズと、該コンデンサーレンズの後方に
あって、該コンデンサーレンズの子午面に関し対称に配
置された一対の分割光学素子とによって、一対の被写体
像として再結像させ、この再結像された一対の被写体像
の相対的位置ずれを検出して、焦点位置を検出する焦点
検出光学系を対象としている。この従来装置では、 （イ）コントラスト最大位置にラインセンサー受光面を
配置すると、点像の大きさが、センサー１ビット内に含
まれるくらい小さくなり、点像の間隔が連続的かつなめ
らかに求めることが出来ず、従って測距に悪影響を与え
ること、更に、 （ロ）コントラスト最大位置より遠方にラインセンサー
を配置すると、コマ様収差を発生するため点像が非対称
となり、これも測距に有害である、 という理由から、コントラスト最大位置より手前にライ
ンセンサーの受光面を配置している。
発明がある。この従来発明は、撮影レンズによって形成
された被写体像を、フィルム等価面の後方に配置された
コンデンサーレンズと、該コンデンサーレンズの後方に
あって、該コンデンサーレンズの子午面に関し対称に配
置された一対の分割光学素子とによって、一対の被写体
像として再結像させ、この再結像された一対の被写体像
の相対的位置ずれを検出して、焦点位置を検出する焦点
検出光学系を対象としている。この従来装置では、 （イ）コントラスト最大位置にラインセンサー受光面を
配置すると、点像の大きさが、センサー１ビット内に含
まれるくらい小さくなり、点像の間隔が連続的かつなめ
らかに求めることが出来ず、従って測距に悪影響を与え
ること、更に、 （ロ）コントラスト最大位置より遠方にラインセンサー
を配置すると、コマ様収差を発生するため点像が非対称
となり、これも測距に有害である、 という理由から、コントラスト最大位置より手前にライ
ンセンサーの受光面を配置している。
しかしながら、コントラスト最大位置より手前にライ
ンセンサーを配置すると、 （１）像間隔からフィルム面上のデフォーカス量を予測
する係数が大きくなり、像間隔の算出を高精度に行なわ
なければならなくなる。
ンセンサーを配置すると、 （１）像間隔からフィルム面上のデフォーカス量を予測
する係数が大きくなり、像間隔の算出を高精度に行なわ
なければならなくなる。
これを第２図に基づいて説明する。第２図の光学系
は、撮影レンズ１のフィルム等価面２の後方にコンデン
サーレンズ３が配置されており、このコンデンサーレン
ズ３の後方にさらに、該コンデンサーレンズ３の子午面
に関し対称に配置された一対の分割光学素子６が配置さ
れている。５は、分割光学素子６の直前に配置したマス
クである。撮影レンズ１によって形成された被写体像
は、このコンデンサーレンズ３と一対の分割光学素子６
とによって、ラインセンサー上に一対の被写体像として
再結像される。この再結像された一対の被写体像の相対
的位置ずれを検出することにより、撮影レンズ１の焦点
位置が検出される。この焦点検出光学系において、ライ
ンセンサーの受光面がコントラスト最大位置８にある場
合を考える。撮影レンズ１のピント面がフィルム等価面
２と一致している時のコントラスト最大位置８における
像間隔をl0とし、デフォーカス量Ｄだけ後方にピント面
がある場合の像間隔をｌとすると、像間隔の変化量ｌ−
l0からデフォーカス量Ｄを求めるのには、近似的に Ｄ≒Ｋ（ｌ−l0） なる式によっている。但し、Ｋはデフォーカス量を予測
する係数で、以後、Ｋ値と呼ぶ。
は、撮影レンズ１のフィルム等価面２の後方にコンデン
サーレンズ３が配置されており、このコンデンサーレン
ズ３の後方にさらに、該コンデンサーレンズ３の子午面
に関し対称に配置された一対の分割光学素子６が配置さ
れている。５は、分割光学素子６の直前に配置したマス
クである。撮影レンズ１によって形成された被写体像
は、このコンデンサーレンズ３と一対の分割光学素子６
とによって、ラインセンサー上に一対の被写体像として
再結像される。この再結像された一対の被写体像の相対
的位置ずれを検出することにより、撮影レンズ１の焦点
位置が検出される。この焦点検出光学系において、ライ
ンセンサーの受光面がコントラスト最大位置８にある場
合を考える。撮影レンズ１のピント面がフィルム等価面
２と一致している時のコントラスト最大位置８における
像間隔をl0とし、デフォーカス量Ｄだけ後方にピント面
がある場合の像間隔をｌとすると、像間隔の変化量ｌ−
l0からデフォーカス量Ｄを求めるのには、近似的に Ｄ≒Ｋ（ｌ−l0） なる式によっている。但し、Ｋはデフォーカス量を予測
する係数で、以後、Ｋ値と呼ぶ。
さて、ラインセンサーの受光面がコントラスト最大位
置より手前の位置８′にある場合には、図より明らかな
通り、像間隔の変化量（ｌ′−l0′）は、コントラスト
最大位置８にラインセンサーがあった時の像間隔の変化
量（ｌ−l0）よりも小さな値となる。
置より手前の位置８′にある場合には、図より明らかな
通り、像間隔の変化量（ｌ′−l0′）は、コントラスト
最大位置８にラインセンサーがあった時の像間隔の変化
量（ｌ−l0）よりも小さな値となる。
上式に従って、同じデフォーカス量Ｄを求める為に
は、コントラスト最大位置８より手前にラインセンサー
がある時は、大きなＫ値とならざるをえない。これは一
方で、デフォーカス量を同等な精度で求めるためには、
像間隔の変化量ｌ′−l0′をより精度よく求める必要が
あることをあらわしているのである。
は、コントラスト最大位置８より手前にラインセンサー
がある時は、大きなＫ値とならざるをえない。これは一
方で、デフォーカス量を同等な精度で求めるためには、
像間隔の変化量ｌ′−l0′をより精度よく求める必要が
あることをあらわしているのである。
更に、光学の常識として、コントラスト最大位置より
ラインセンサーを手前に配置すると、 （２）像のエネルギー密度が低下する ことは明らかである。
ラインセンサーを手前に配置すると、 （２）像のエネルギー密度が低下する ことは明らかである。
c.目的 本発明は、撮影レンズによって形成された被写体像
を、フィルム等価面の後方に配置されたコンデンサーレ
ンズと、該コンデンサーレンズの後方にあって、該コン
デンサーレンズの子午面に関し対称に配置された一対の
分割光学素子とによって、ラインセンサー上に一対の被
写体像として再結像させ、この再結像された一対の被写
体像の相対的位置ずれを検出して、焦点位置を検出する
焦点検出光学系において、焦点検出光学系によるコント
ラスト最大位置における最小錯乱円の直径がラインセン
サー１ビットの幅より大きくなるように、該焦点検出光
学系の収差を設定したことを特徴としている。
を、フィルム等価面の後方に配置されたコンデンサーレ
ンズと、該コンデンサーレンズの後方にあって、該コン
デンサーレンズの子午面に関し対称に配置された一対の
分割光学素子とによって、ラインセンサー上に一対の被
写体像として再結像させ、この再結像された一対の被写
体像の相対的位置ずれを検出して、焦点位置を検出する
焦点検出光学系において、焦点検出光学系によるコント
ラスト最大位置における最小錯乱円の直径がラインセン
サー１ビットの幅より大きくなるように、該焦点検出光
学系の収差を設定したことを特徴としている。
d.実施例 本発明の、上記目的を達成するための一実施例を第１
図に示す。
図に示す。
コンデンサーレンズ３からの光束が、補助レンズ４と
マスク５を通過後、一対の分割光学素子６によって、コ
ントラスト最大位置８にあるラインセンサーの受光面に
入射する様子を示してある。本発明では、焦点検出光学
系の収差、つまり、コンデンサーレンズ３、補助レンズ
４及び分割光学素子６による収差を、コントラスト最大
位置８における最小錯乱円の直径の方がラインセンサー
１ビットの幅より大きくなるように設定している。つま
り、この時の点像分布は第１図の（ｂ）に示される如
く、センサーの１ビット幅より大きな拡がりを有するた
め、「b.従来技術およびその問題点」の（イ）の項で述
べられる現象がふせがれている。更にコントラスト最大
位置８より、やや手前の点像分布は第１図（ａ）の如く
なるため、エネルギー密度が低下することは明白であ
る。一方、コントラスト最大位置８よりやや後方にあっ
ては、コマ様のフレアーを生ずるため、これもエネルギ
ー密度を低下させる。この状態を第１図（ｃ）に示す。
マスク５を通過後、一対の分割光学素子６によって、コ
ントラスト最大位置８にあるラインセンサーの受光面に
入射する様子を示してある。本発明では、焦点検出光学
系の収差、つまり、コンデンサーレンズ３、補助レンズ
４及び分割光学素子６による収差を、コントラスト最大
位置８における最小錯乱円の直径の方がラインセンサー
１ビットの幅より大きくなるように設定している。つま
り、この時の点像分布は第１図の（ｂ）に示される如
く、センサーの１ビット幅より大きな拡がりを有するた
め、「b.従来技術およびその問題点」の（イ）の項で述
べられる現象がふせがれている。更にコントラスト最大
位置８より、やや手前の点像分布は第１図（ａ）の如く
なるため、エネルギー密度が低下することは明白であ
る。一方、コントラスト最大位置８よりやや後方にあっ
ては、コマ様のフレアーを生ずるため、これもエネルギ
ー密度を低下させる。この状態を第１図（ｃ）に示す。
e.効果 以上述べた如く、この発明によれば、焦点検出光学系
の収差を大きく発生させることにより、コントラスト最
大位置における最小錯乱円の直径をラインセンサー１ビ
ットの幅より大きくしたので、像のエネルギー密度を低
下させずに済み、被写体が低輝度の場合にも合焦精度が
向上する。
の収差を大きく発生させることにより、コントラスト最
大位置における最小錯乱円の直径をラインセンサー１ビ
ットの幅より大きくしたので、像のエネルギー密度を低
下させずに済み、被写体が低輝度の場合にも合焦精度が
向上する。
第１図は、この発明の一実施例を示す説明図、第２図は
従来技術説明に供する図である。 1:撮影レンズ、2:フィルム等価面 3:コンデンサーレンズ 4:補助レンズ、5:マスク 6:分割光学素子 7:センサーカバーガラス 8:コントラスト最大位置 9:ガウス像面
従来技術説明に供する図である。 1:撮影レンズ、2:フィルム等価面 3:コンデンサーレンズ 4:補助レンズ、5:マスク 6:分割光学素子 7:センサーカバーガラス 8:コントラスト最大位置 9:ガウス像面
Claims (1)
- 【請求項１】撮影レンズによって形成された被写体像
を、フィルム等価面の後方に配置されたコンデンサーレ
ンズと、該コンデンサーレンズの後方にあって、該コン
デンサーレンズの子午面に関し対称に配置された一対の
分割光学素子とによって、ラインセンサー上に一対の被
写体像として再結像させ、この再結像された一対の被写
体像の相対的位置ずれを検出して、焦点位置を検出する
焦点検出光学系において、 前記焦点検出光学系によるコントラスト最大位置におけ
る最小錯乱円の直径がラインセンサー１ビットの幅より
大きくなるように、該焦点検出光学系の収差を設定した
ことを特徴とする焦点検出光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62072784A JP2630771B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 焦点検出光学系 |
| US07/171,318 US4829332A (en) | 1987-03-26 | 1988-03-21 | Focus detecting optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62072784A JP2630771B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 焦点検出光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63237015A JPS63237015A (ja) | 1988-10-03 |
| JP2630771B2 true JP2630771B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=13499360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62072784A Expired - Lifetime JP2630771B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 焦点検出光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4829332A (ja) |
| JP (1) | JP2630771B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2676837B1 (fr) * | 1991-05-20 | 1995-02-17 | Asahi Optical Co Ltd | Appareil de detection de mise au point. |
| US5206498A (en) * | 1991-06-07 | 1993-04-27 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Focus detecting apparatus having variable power condenser lens |
| JP3199774B2 (ja) * | 1991-06-26 | 2001-08-20 | 旭光学工業株式会社 | 焦点検出装置 |
| JP4319181B2 (ja) * | 2005-09-08 | 2009-08-26 | シャープ株式会社 | 光ピックアップ装置および情報記録再生装置 |
| US9689987B1 (en) * | 2012-06-13 | 2017-06-27 | Physical Optics Corporation | Integrative optics system, device, and method |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55528A (en) * | 1978-06-19 | 1980-01-05 | Olympus Optical Co Ltd | Focus detecting method |
| US4370551A (en) * | 1980-03-18 | 1983-01-25 | Nippon Kogaku K.K. | Focus detecting device |
| JPS599612A (ja) * | 1982-07-07 | 1984-01-19 | Canon Inc | 合焦検出装置 |
| JPS6032012A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-19 | Minolta Camera Co Ltd | カメラの焦点検出装置 |
| JPH067219B2 (ja) * | 1983-08-16 | 1994-01-26 | ミノルタカメラ株式会社 | カメラの焦点検出装置 |
| JPH0812321B2 (ja) * | 1985-07-26 | 1996-02-07 | 旭光学工業株式会社 | 焦点検出装置の光学系 |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP62072784A patent/JP2630771B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-03-21 US US07/171,318 patent/US4829332A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4829332A (en) | 1989-05-09 |
| JPS63237015A (ja) | 1988-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |