JP2973017B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JP2973017B2 JP2973017B2 JP17441690A JP17441690A JP2973017B2 JP 2973017 B2 JP2973017 B2 JP 2973017B2 JP 17441690 A JP17441690 A JP 17441690A JP 17441690 A JP17441690 A JP 17441690A JP 2973017 B2 JP2973017 B2 JP 2973017B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line sensor
- optical
- optical line
- image
- distance
- Prior art date
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一対の結像光学系を所定の基線長で配し、一
対の結像光学系により物体像を光ラインセンサー上に導
いて結像させ、一対の結像状態を光ラインセンサーで検
出し、二つの像の位相差を演算で求め、このデータを基
に距離を算出する焦点検出装置に関する。
対の結像光学系により物体像を光ラインセンサー上に導
いて結像させ、一対の結像状態を光ラインセンサーで検
出し、二つの像の位相差を演算で求め、このデータを基
に距離を算出する焦点検出装置に関する。
（従来の技術） 一対の結像光学系を所定の基線長で配し、一対の結像
光学系により物体像を光ラインセンサー上に導いて結像
させ、一対の結像状態を光ラインセンサーで検出し、二
つの像の位相差を演算で求め、このデータを基に距離を
算出する装置は、パッシブ型三角測距装置として、従来
から特開昭57−93208号公報、特開昭57−37337号公報等
で知られている。この種の焦点検出装置の原理は第４図
に示す光学的構成が取られている。第４図において41
A、41Bは一対の結像レンズ、45は光ラインセンサーであ
る。
光学系により物体像を光ラインセンサー上に導いて結像
させ、一対の結像状態を光ラインセンサーで検出し、二
つの像の位相差を演算で求め、このデータを基に距離を
算出する装置は、パッシブ型三角測距装置として、従来
から特開昭57−93208号公報、特開昭57−37337号公報等
で知られている。この種の焦点検出装置の原理は第４図
に示す光学的構成が取られている。第４図において41
A、41Bは一対の結像レンズ、45は光ラインセンサーであ
る。
今、矢印Ａの光学系は二重像の基準になる像を形成す
る光学系（以下、基準側光学系）で、矢印Ｂの光学系は
二重像の参照側の像を形成する光学系（以下、参照側光
学系）である。物体からの光束は基準側光学系、参照側
光学系に各々入射し、基準側光学系では結像レンズ41A
を通った光束は光ラインセンサー45上に物体像を形成す
る。参照側光学系も同様に結像レンズ41Bを通って光ラ
インセンサー上に物体像を形成する。この基準側光学系
と参照側光学系の物体像のズレ量から焦点を検出する。
る光学系（以下、基準側光学系）で、矢印Ｂの光学系は
二重像の参照側の像を形成する光学系（以下、参照側光
学系）である。物体からの光束は基準側光学系、参照側
光学系に各々入射し、基準側光学系では結像レンズ41A
を通った光束は光ラインセンサー45上に物体像を形成す
る。参照側光学系も同様に結像レンズ41Bを通って光ラ
インセンサー上に物体像を形成する。この基準側光学系
と参照側光学系の物体像のズレ量から焦点を検出する。
（発明が解決しようとする課題） 第４図に示す焦点検出装置は結像光学系自身は物体距
離の変動に対する焦点調節機能を持っていないため、光
ラインセンサー上の結像状態は、第５図に示すようにあ
る物体距離の時だけコントラストが高くそれ以外はコン
トラストが低下する。
離の変動に対する焦点調節機能を持っていないため、光
ラインセンサー上の結像状態は、第５図に示すようにあ
る物体距離の時だけコントラストが高くそれ以外はコン
トラストが低下する。
即ち、第４図に示す焦点検出装置においては、結像レ
ンズの焦点距離をｆとすると、物体までの距離が無限遠
時は、結像レンズと光ラインセンサーの間の光路長はｆ
であるが、物体までの距離がの時は無限遠時よりもf2
/だけディフォーカスされ、第６図の（ｂ）に示すよ
うにピントが外れてしまう。
ンズの焦点距離をｆとすると、物体までの距離が無限遠
時は、結像レンズと光ラインセンサーの間の光路長はｆ
であるが、物体までの距離がの時は無限遠時よりもf2
/だけディフォーカスされ、第６図の（ｂ）に示すよ
うにピントが外れてしまう。
その状態での解像力劣化を数値例を用いて示すと、第
４図の焦点検出装置の結像レンズ41A、41Bの焦点距離を
ｆ、ＦナンバーをFno、基線長をＢ、基線長Ｂの中央に
物体の光軸をとり、左右の結像レンズ41A、41Bの結像点
を44A、44B、光ラインセンサーのピッチをＰ、物体距離
が無限遠時の解像力をＸとし、 例えば、 Ｐ ＝0.025mm Ｘ ＝2/P＝20 LP/mm Fno＝2.0 ｆ ＝20mmとして 物体距離1mの場合 ディフォーカス量をδとおくとδ＝f2/よりδ＝0.4mm
となる。
４図の焦点検出装置の結像レンズ41A、41Bの焦点距離を
ｆ、ＦナンバーをFno、基線長をＢ、基線長Ｂの中央に
物体の光軸をとり、左右の結像レンズ41A、41Bの結像点
を44A、44B、光ラインセンサーのピッチをＰ、物体距離
が無限遠時の解像力をＸとし、 例えば、 Ｐ ＝0.025mm Ｘ ＝2/P＝20 LP/mm Fno＝2.0 ｆ ＝20mmとして 物体距離1mの場合 ディフォーカス量をδとおくとδ＝f2/よりδ＝0.4mm
となる。
また、許容錯乱円径をεとおき光ラインセンサーのピ
ッチと同等にすると ε＝Ｐ 許容深度はαはα＝Ｐ×Fnoより α＝0.05となる。
ッチと同等にすると ε＝Ｐ 許容深度はαはα＝Ｐ×Fnoより α＝0.05となる。
したがって、物体距離が変動すると許容深度αの ディフォーカスされる。
また、錯乱円径ε′はε′＝δ/Fnoより となる。
したがって、物体距離が変動すると錯乱円径ε′は許
容錯乱円径εの され、 物体距離1mの場合の光ラインセンサー面上の解像力は になる。
容錯乱円径εの され、 物体距離1mの場合の光ラインセンサー面上の解像力は になる。
これらにより物体距離が変動すると光ラインセンサー
面上の解像力も変化する。
面上の解像力も変化する。
このため一対の結像状態を光ラインセンサーで検出
し、二つの像の位相差を演算で求める場合、第５図に示
すようにコントラスト出力の高低で位相差を演算する精
度が変化してしまう問題があった。
し、二つの像の位相差を演算で求める場合、第５図に示
すようにコントラスト出力の高低で位相差を演算する精
度が変化してしまう問題があった。
本発明は、上述した課題に対してなされたものであ
り、その目的とする所は物体距離の変動に対する測距精
度の変化を少なくする新規な焦点検出装置を提供するこ
とにある。
り、その目的とする所は物体距離の変動に対する測距精
度の変化を少なくする新規な焦点検出装置を提供するこ
とにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は一対の結像光学系を所定の基線長で配し、一
対の結像光学系により物体像を光ラインセンサー上に導
いて結像させ、一対の結像状態を光ラインセンサーで検
出し、二つの像の位相差を演算で求め、このデータを基
に距離を算出するパッシブ型三角測距方式の焦点検出装
置において、光ラインセンサー上の結像状態を絶えずコ
ントラストが高くなるように光ラインセンサーを光軸方
向に微小移動させることにより物体距離の変動に対する
測距精度の変化を少なくする焦点検出装置を得た。
対の結像光学系により物体像を光ラインセンサー上に導
いて結像させ、一対の結像状態を光ラインセンサーで検
出し、二つの像の位相差を演算で求め、このデータを基
に距離を算出するパッシブ型三角測距方式の焦点検出装
置において、光ラインセンサー上の結像状態を絶えずコ
ントラストが高くなるように光ラインセンサーを光軸方
向に微小移動させることにより物体距離の変動に対する
測距精度の変化を少なくする焦点検出装置を得た。
（作用） 光ラインセンサーを光軸方向に微小移動させ、光ライ
ンセンサー上の結像状態を絶えずコントラストが高くな
るようにすることにより光ラインセンサー面上の解像力
を絶えず一定の状態に保ち、最大コントラスト時に光ラ
インセンサーの移動を止め、位相差演算を開始するので
物体距離の変動に対する測距精度の変化を少なくするこ
とができる。
ンセンサー上の結像状態を絶えずコントラストが高くな
るようにすることにより光ラインセンサー面上の解像力
を絶えず一定の状態に保ち、最大コントラスト時に光ラ
インセンサーの移動を止め、位相差演算を開始するので
物体距離の変動に対する測距精度の変化を少なくするこ
とができる。
（実施例） 以下、本発明を外部測距方式の焦点検出装置に適用し
て説明する。
て説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す焦点検出装置の光学
的構成を示す構成図である。
的構成を示す構成図である。
第１図において11A、11Bは一対の結像レンズ、12A、1
2Bは全反射ミラー、13はミラープリズム、14A、14Bは結
像レンズ11A、11Bの結像点、15は光ラインセンサーで光
軸方向に微小移動できる構成になっている。
2Bは全反射ミラー、13はミラープリズム、14A、14Bは結
像レンズ11A、11Bの結像点、15は光ラインセンサーで光
軸方向に微小移動できる構成になっている。
今、矢印Ａは基準側光学系で、矢印Ｂは参照側光学系
である。物体からの光束は基準側光学系、参照側光学系
に各々入射する。
である。物体からの光束は基準側光学系、参照側光学系
に各々入射する。
先ず、基準側光学系では結像レンズ11Aを通った光束
は全反射ミラー12Aで光軸と垂直方向に反射され、更に
全反射ミラー12Aと光ラインセンサー15の間のミラープ
リズム13で反射され、光ラインセンサー15上に物体像を
形成する。参照側光学系も同様に結像レンズ11B、全反
射ミラー12B、ミラープリズム13を介して、光ラインセ
ンサー15上に物体像を形成する。この基準側光学系と参
照側光学系の物体像より焦点を検出する構成になってい
る。
は全反射ミラー12Aで光軸と垂直方向に反射され、更に
全反射ミラー12Aと光ラインセンサー15の間のミラープ
リズム13で反射され、光ラインセンサー15上に物体像を
形成する。参照側光学系も同様に結像レンズ11B、全反
射ミラー12B、ミラープリズム13を介して、光ラインセ
ンサー15上に物体像を形成する。この基準側光学系と参
照側光学系の物体像より焦点を検出する構成になってい
る。
物体が近距離の場合、例えば物体までの距離が時は
無限遠時よりも結像点がf2/だけディフォーカスされ
るため、前述の第５図のｂに示すように像は無限遠時の
像ａと比較してコントラスト出力が低くなる。
無限遠時よりも結像点がf2/だけディフォーカスされ
るため、前述の第５図のｂに示すように像は無限遠時の
像ａと比較してコントラスト出力が低くなる。
そこで、光ラインセンサー上の結像状態を絶えずコン
トラストが高くなるように光ラインセンサー15を光軸方
向に微小移動させる。
トラストが高くなるように光ラインセンサー15を光軸方
向に微小移動させる。
第２図は光ラインセンサーを微小移動させ、f2/だ
け移動した状態の光ラインセンサー上の像によるコント
ラスト出力を示す図である。（ａ）は物体が無限遠の時
で、（ｂ）は物体が有限距離時の時である。（ｂ）に
示す像が（ａ）に示す像と同等のコントラスト出力にな
る。
け移動した状態の光ラインセンサー上の像によるコント
ラスト出力を示す図である。（ａ）は物体が無限遠の時
で、（ｂ）は物体が有限距離時の時である。（ｂ）に
示す像が（ａ）に示す像と同等のコントラスト出力にな
る。
第３図は測距開始から距離データ算出までのフローチ
ャートである。
ャートである。
測距を開始し、光ラインセンサー上に物体を投影す
る。そして、光ラインセンサーを光軸方向に微小移動を
開始し、結像状態のコントラスト算出する。コントラス
トが最高コントラストであれば微小移動を停止し、位相
差演算を行ない、距離データ算出する。コントラストが
最高コントラストでなければ、光ラインセンサーを再度
光軸方向に微小移動し、結像状態のコントラスト算出
し、最高コントラストが得られるまで繰り返す。
る。そして、光ラインセンサーを光軸方向に微小移動を
開始し、結像状態のコントラスト算出する。コントラス
トが最高コントラストであれば微小移動を停止し、位相
差演算を行ない、距離データ算出する。コントラストが
最高コントラストでなければ、光ラインセンサーを再度
光軸方向に微小移動し、結像状態のコントラスト算出
し、最高コントラストが得られるまで繰り返す。
（発明の効果） 本発明の焦点検出装置は光ラインセンサーを光軸方向
に微小移動させ、光ラインセンサー上の結像状態を絶え
ずコントラストが高くなるようにすることにより光ライ
ンセンサー面上の解像力を絶えず一定の状態に保ち、最
大コントラスト時に光ラインセンサーの移動を止め、位
相差演算を開始するので物体距離の変動に対する測距精
度の変化が少ない焦点検出装置を得ることができた。
に微小移動させ、光ラインセンサー上の結像状態を絶え
ずコントラストが高くなるようにすることにより光ライ
ンセンサー面上の解像力を絶えず一定の状態に保ち、最
大コントラスト時に光ラインセンサーの移動を止め、位
相差演算を開始するので物体距離の変動に対する測距精
度の変化が少ない焦点検出装置を得ることができた。
特に、ローコントラストの物体での物体距離の変動に
も位相差演算の精度が変化せず、高精度な距離情報を算
出できる効果がある。
も位相差演算の精度が変化せず、高精度な距離情報を算
出できる効果がある。
第１図は本発明の焦点検出装置の光学的構成を示す構成
図、第２図は光ラインセンサーを微小移動させ、f2/
だけ移動した状態の光ラインセンサー上の像によるコン
トラスト出力を示す図、第３図は測距開始から距離デー
タ算出までのフローチャート、第４図は従来の焦点検出
装置の原理を示す構成図、第５図は物体距離とコントラ
スト出力関係を示す図、第６図は物体距離によりディフ
ォーカスされることを説明する説明図である。 11A、11B……結像レンズ、 12A、12B……全反射ミラー、 13……ミラープリズム、 14A、14B……結像点、 15……光ラインセンサー。
図、第２図は光ラインセンサーを微小移動させ、f2/
だけ移動した状態の光ラインセンサー上の像によるコン
トラスト出力を示す図、第３図は測距開始から距離デー
タ算出までのフローチャート、第４図は従来の焦点検出
装置の原理を示す構成図、第５図は物体距離とコントラ
スト出力関係を示す図、第６図は物体距離によりディフ
ォーカスされることを説明する説明図である。 11A、11B……結像レンズ、 12A、12B……全反射ミラー、 13……ミラープリズム、 14A、14B……結像点、 15……光ラインセンサー。
Claims (1)
- 【請求項１】一対の結像光学系を所定の基線長で配し、
一対の結像光学系により物体像を光ラインセンサー上に
導いて結像させ、一対の結像状態を光ラインセンサーで
検出し、二つの像の位相差を演算で求め、このデータを
基に距離を算出する装置において、光ラインセンサー上
の結像状態を物体距離の変化に対して絶えず、コントラ
ストが高くなるように光ラインセンサーを光軸方向に微
小移動させると共に、最高コントラスト時に微小移動を
停止し、位相差演算を行うことを特徴とする焦点検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17441690A JP2973017B2 (ja) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17441690A JP2973017B2 (ja) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0463311A JPH0463311A (ja) | 1992-02-28 |
| JP2973017B2 true JP2973017B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=15978172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17441690A Expired - Lifetime JP2973017B2 (ja) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2973017B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-03 JP JP17441690A patent/JP2973017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0463311A (ja) | 1992-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
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| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
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