JPH03267707A - Defocusing detecting device - Google Patents

Defocusing detecting device

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Publication number
JPH03267707A
JPH03267707A JP6428890A JP6428890A JPH03267707A JP H03267707 A JPH03267707 A JP H03267707A JP 6428890 A JP6428890 A JP 6428890A JP 6428890 A JP6428890 A JP 6428890A JP H03267707 A JPH03267707 A JP H03267707A
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JP
Japan
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light
photoelectric conversion
lens
defocus
receiving element
Prior art date
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Application number
JP6428890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuzo Hattori
服部 秀三
Kazuhiro Hane
一博 羽根
Yasuharu Jin
康晴 神
Akio Suzuki
紀生 鈴木
Yoshiro Nishimoto
善郎 西元
Yasushi Yoneda
米田 康司
Hiroyuki Takamatsu
弘行 高松
Kohei Nishikawa
晃平 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain sufficient defocusing detection sensitivity by a compact optical system by forming an annular photoelectric conversion surface and further dividing it equally into four parts. CONSTITUTION:Reflected light from an object surface 1 is made incident on a photodetecting element 4A by passing through an aspherical lens 2a, a spherical lens 2, and a cylindrical lens 3 and the element 4A is arranged at a focusing position where circular converged light from the lens 3 is photodetected when the object surface 1 is at a specific position. The lens 3 deforms the converged light into an elliptic shape as defocusing is caused. The element 4A is formed annularly and divided equally into the four parts 4-1 to 4-4, the internal diameter 2RB is made less than the external diameter 2RS of the circular converged light at the time of focusing, and the respective parts 4-1 to 4-4 are connected to a differential amplifier to output a defocusing detection signal. Consequently, if defocusing is caused, the ratio of the projection area of the elliptic converged light on a divided surface in the major-axis direction and the projection area in the minor-axis direction becomes large, so that defocusing detection sensitivity can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、非点収差による焦点ずれ検出装置に関し、特
に光学的な距離検出やフォーカスサーボ系等に用いて好
適の焦点ずれ検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a defocus detection device due to astigmatism, and particularly to a defocus detection device suitable for use in optical distance detection, focus servo systems, and the like.

[従来の技術] この種の従来の装置としては、例えば、計測と制御Vo
1.26.Nc2(昭和62年2月)[ロボットのため
の距離検出法」に示されたものがある。この装置では、
第3図に示すように、対象物面1の所定位置すからの位
置ずれを検出するために、焦点ずれ検出装置を用いてい
る。このため、図示しない光源から光を対象物面1へ照
射し、対象物面1からの反射光が、焦点ずれ検出対象光
として球面レンズ2.シリンドリカルレンズ3を通って
、受光素子(光電変換面)4へ入射されるようになって
いる。
[Prior Art] As a conventional device of this type, for example, a measurement and control Vo
1.26. There is one shown in Nc2 (February 1986) [Distance detection method for robots]. With this device,
As shown in FIG. 3, a defocus detection device is used to detect the displacement of the object plane 1 from a predetermined position. For this reason, light is irradiated from a light source (not shown) onto the object surface 1, and the reflected light from the object surface 1 is used as defocus detection target light through the spherical lens 2. The light passes through a cylindrical lens 3 and enters a light receiving element (photoelectric conversion surface) 4.

このとき、シリンドリカルレンズ3は、球面レンズ2か
らの収束光路中に配置され結像系に非点収差作用を与え
る一方、受光素子4は、対象物面1が所定位置すにある
場合にシリンドリカルレンズ3から真円形状の収束光を
受光する合焦点位置に配置されている。
At this time, the cylindrical lens 3 is placed in the convergent optical path from the spherical lens 2 and gives an astigmatism effect to the imaging system, while the light receiving element 4 It is placed at a focal point position where it receives a perfectly circular convergent light from the lens 3.

そして、受光素子4は、第4図に示すように、4分割フ
ォトダイオード(4D−PD)PDI〜PD4から構成
され、各フォトダイオードPDI〜PD4は、同じ大き
さの正方形状に形成されている。
As shown in FIG. 4, the light receiving element 4 is composed of four-division photodiodes (4D-PD) PDI to PD4, and each of the photodiodes PDI to PD4 is formed into a square shape of the same size. .

ここで、対象物面1の位置の所定位置すからのずれ(a
またはCで示す位置)により、球面レンズ2にて収束さ
れる対象物面1からの反射光(焦点ずれ検出対象光)に
焦点ずれが発生し、シリンドリカルレンズ3からの収束
光は、合焦点時の真円状態(第4図の符号b□参照)か
ら楕円形状(第4図の符号a1またはC□参照)に変形
する。上述した受光素子4は、この楕円形状の長軸方向
および短軸方向に応じて4つの均等部分に分割されてい
る。
Here, the deviation (a
or the position shown by C), a defocus occurs in the reflected light from the object surface 1 (the defocus detection target light) that is converged by the spherical lens 2, and the converged light from the cylindrical lens 3 is deforms from a perfectly circular state (see symbol b□ in FIG. 4) to an elliptical shape (see symbol a1 or C□ in FIG. 4). The above-mentioned light receiving element 4 is divided into four equal parts according to the long axis direction and the short axis direction of this elliptical shape.

さらに、受光素子4には差動増幅器5が接続され、この
差動増幅器5から焦点ずれ検出信号(焦点ずれ検出対象
光の焦点ずれ量)δ工が出力されるようになっている。
Further, a differential amplifier 5 is connected to the light receiving element 4, and a defocus detection signal (defocus amount of the light to be detected) δ is outputted from the differential amplifier 5.

ここで、δI=(I□+L)−(I3+I4)である。Here, δI=(I□+L)−(I3+I4).

なお、■、〜工、はそれぞれフォトダイオードPDI〜
PD4からの出力である。
In addition, ■, 〜, respectively indicate the photodiode PDI〜
This is the output from PD4.

上述の構成により、対象物面1が所定位[bにある状態
では、焦点ずれ検出対象光は合焦点状態でシリンドリカ
ルレンズ3からの収束光は受光素子4上において第4図
に符号b工で示すように真円形状で収束する。従って、
差動増幅器5からの出力δ工はOとなる。
With the above configuration, when the object surface 1 is at the predetermined position [b], the defocus detection target light is in a focused state and the convergent light from the cylindrical lens 3 is on the light receiving element 4 as shown in FIG. As shown, it converges in a perfect circular shape. Therefore,
The output δ from the differential amplifier 5 becomes O.

一方、対象物面1が所定位置すから位置aまたはCにず
れると、これに伴って焦点ずれ検出対象光は非合焦点状
態になり、シリンドリカルレンズ3からの収束光は、受
光素子4上において第4図に符号a1またはC1で示す
ように楕円形状で収束する。つまり、対象物面1のずれ
方向の正負に応じて、シリンドリカルレンズ3の非点収
差作用によりそれぞれ互いに直交した楕円形状になる。
On the other hand, when the object surface 1 shifts from the predetermined position to position a or C, the defocus detection object light becomes out of focus, and the convergent light from the cylindrical lens 3 is moved onto the light receiving element 4. It converges in an elliptical shape as indicated by the symbol a1 or C1 in FIG. That is, depending on the positive or negative direction of the deviation of the object surface 1, the astigmatism of the cylindrical lens 3 results in elliptical shapes that are perpendicular to each other.

従って、差動増幅器5からはそのずれ方向およびずれ量
に応じた出力δ■が得られる。例えば、対象物面1が位
置a側にずれた場合には、受光素子4上の収束光は符号
a1で示す楕円形状になり、差動増幅器5からの出力δ
■は正の値になる一方、対象物面1が位置C側にずれた
場合には、受光素子4上の収束光は符号C□で示す楕円
形状になり、差動増幅器5からの出力δ工は負の値にな
る。
Therefore, the output δ■ corresponding to the direction and amount of deviation is obtained from the differential amplifier 5. For example, when the object plane 1 shifts toward position a, the convergent light on the light receiving element 4 becomes an ellipse indicated by the symbol a1, and the output δ from the differential amplifier 5
■ becomes a positive value, while if the object plane 1 shifts to the position C side, the convergent light on the light receiving element 4 becomes an ellipse indicated by the symbol C□, and the output δ from the differential amplifier 5 is a negative value.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の焦点ずれ検出装置では、
その焦点ずれ検出感度は、像側の光路長Q0.Q、(第
5図参照)を長くとり受光素子4上の楕円形状収束光の
長軸径/短軸径の比を大きくするほど高くなる。つまり
、従来装置では、一定の感度を得るためには、−室以上
の光路長が必要で、装置の大型化を招く要因になってい
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional defocus detection device described above,
The defocus detection sensitivity is determined by the optical path length Q0 on the image side. Q (see FIG. 5) increases as the ratio of the major axis diameter/minor axis diameter of the elliptical convergent light on the light receiving element 4 increases. In other words, in the conventional apparatus, in order to obtain a certain level of sensitivity, an optical path length longer than 100 nm is required, which is a factor leading to an increase in the size of the apparatus.

例えば、5μ踵の焦点ずれ発生時に、第6図に示すよう
に、受光素子4上に50X150μ閣の楕円形状収束光
を得るためには、非球面レンズ2a9球面レンズ2.シ
リンドリカルレンズ3の焦点距離fをそれぞれ5mm、
 50mm、 −20wmとすると、球面レンズ2とシ
リンドリカルレンズ3との間の光路長Q1は45mm程
度、シリンドリカルレンズ3と受光素子4との間の光路
長Q2は10am程度とする必要がある。なお、第5図
において、非球面レンズ2aは、対象物面1からの反射
光を直径5IIImのビームにするために対象物面1と
球面レンズ2との間に配置されたものである。
For example, in order to obtain an elliptical convergence light of 50x150μ on the light receiving element 4 when a 5μ heel defocus occurs, as shown in FIG. The focal length f of each cylindrical lens 3 is 5 mm,
50 mm and −20 wm, the optical path length Q1 between the spherical lens 2 and the cylindrical lens 3 needs to be about 45 mm, and the optical path length Q2 between the cylindrical lens 3 and the light receiving element 4 needs to be about 10 am. In FIG. 5, the aspherical lens 2a is placed between the object surface 1 and the spherical lens 2 in order to convert the reflected light from the object surface 1 into a beam having a diameter of 5IIIm.

本発明は、光路長にかかわりなくS/N比を向上させて
、よりコンパクトな光学系で十分な焦点ずれ検出感度を
得ることを可能にした焦点ずれ検出装置を提供すること
を目的とする。
An object of the present invention is to provide a defocus detection device that improves the S/N ratio regardless of the optical path length and makes it possible to obtain sufficient defocus detection sensitivity with a more compact optical system.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明の焦点ずれ検出装置
は、シリンドリカルレンズを通過した焦点ずれ検出対象
光を受光しうる光電変換面をそなえ、前記光電変換面が
合焦点時には前記シリンドリカルレンズから真円形状の
収束光を受光する位置に配置され、前記光電変換面から
の出力に基づいて前記焦点ずれ検出対象光の焦点ずれ量
を検出するものにおいて、前記光電変換面が、円環形状
を成し、前記焦点ずれ検出対象光の焦点ずれ発生に伴い
楕円形状に変形する前記シリンドリカルレンズからの収
束光の長軸方向および短軸方向に応じて4つの均等部分
に分割され、前記円環形状の光電変換面の内径を、前記
真円形状の収束光の外径よりも小さく設定したことを号
機としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a defocus detection device of the present invention includes a photoelectric conversion surface capable of receiving defocus detection target light that has passed through a cylindrical lens, and the photoelectric conversion surface is arranged at a position to receive a perfectly circular convergent light from the cylindrical lens when in focus, and detects the defocus amount of the defocus detection target light based on the output from the photoelectric conversion surface, wherein the photoelectric The conversion surface has an annular shape and is divided into four equal parts according to the long axis direction and the short axis direction of the convergent light from the cylindrical lens, which deforms into an elliptical shape as the focus shift of the focus shift detection target light occurs. , and the inner diameter of the annular photoelectric conversion surface is set smaller than the outer diameter of the perfectly circular convergent light.

[作   用コ 上述した本発明の焦点ずれ検出装置では、従来装置と同
様に、円環形状の光電変換面からの出力に基づいて焦点
ずれ検出対象光の焦点ずれ量が検出されるが、焦点ずれ
が発生した場合には、楕円形状収束光がその長軸方向に
対応する光電変換面の分割面上に投影している面積と、
短軸方向に対応する光電変換面の分割面上を投影してい
る面積との比が大きいほど、焦点ずれ検出感度が高くな
る。従って、同じ大きさの楕円形状収束光が、従来の光
電変換面と円環形状の光電変換面とに入射した場合には
、中央部を円形状に繰り抜いた形の円環形状の光電変換
面の方が、前述した面積比が大きくなり、焦点ずれ検出
感度が向上することになる。
[Function] In the defocus detection device of the present invention described above, the amount of defocus of the defocus detection target light is detected based on the output from the annular photoelectric conversion surface, as in the conventional device. If a deviation occurs, the area projected by the elliptical convergent light onto the dividing plane of the photoelectric conversion surface corresponding to its major axis direction,
The larger the ratio of the photoelectric conversion surface corresponding to the minor axis direction to the area projected on the dividing plane, the higher the defocus detection sensitivity. Therefore, when elliptical convergent light of the same size is incident on a conventional photoelectric conversion surface and an annular photoelectric conversion surface, the annular photoelectric conversion surface with the central part cut out circularly. The above-mentioned area ratio is larger for the surface, and defocus detection sensitivity is improved.

[発明の実施例] 以下、図面により本発明の一実施例としての焦点ずれ検
出装置について説明すると、第1図(a)はその受光素
子(光電変換面)を示す平面図、第1図(b)はその全
体構成を示す模式的な側面図である。なお、本実施例で
も、対象物面1の所定位置からの位置ずれを検出するた
めに、本実施例の装置を用いた場合について説明してい
る。
[Embodiments of the Invention] Hereinafter, a defocus detection device as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. b) is a schematic side view showing the overall configuration. Note that this embodiment also describes a case where the apparatus of this embodiment is used to detect a positional deviation of the object surface 1 from a predetermined position.

第1図(b)に示すように、本実施例においても全体的
な構成は従来装置とほぼ同様であり、図示しない光源か
ら光を対象物面1へ照射し、対象物面1からの反射光が
、焦点ずれ検出対象光として非球面レンズ2a、球面レ
ンズ2.シリンドリカルレンズ3を通って、受光素子(
光電変換面)4Aへ入射されるようになっている。
As shown in FIG. 1(b), the overall configuration of this embodiment is almost the same as that of the conventional device. Light is irradiated from a light source (not shown) to the object surface 1, and light is reflected from the object surface 1. The light is passed through an aspherical lens 2a, a spherical lens 2. Through the cylindrical lens 3, the light receiving element (
The light is incident on the photoelectric conversion surface (photoelectric conversion surface) 4A.

そして、受光素子4Aは、対象物面1が所定位置にある
場合にシリンドリカルレンズ3から真円形状の収束光を
受光する合焦点位置に配置されるとともに、第1図(a
)に示すように形成されている。つまり、受光素子4A
は、円環形状を成すとともに、焦点ずれ検出対象光の焦
点ずれ発生に伴い楕円形状に変形するシリンドリカルレ
ンズ3からの収束光の長軸方向および短軸方向に応じて
4つの均等部分(フォトダイオード)4−1〜4−4に
分割されている。また、円環形状の受光素子4Aの内径
2・RBは、合焦点時の真円形状の収束光C1の外径2
・Rs(Rsは光強度分布の半値III)よりも小さく
設定されている1例えば、RB=α・R8(α=0.8
〜1)と設定する。
The light-receiving element 4A is arranged at a focal point position where it receives a perfectly circular convergent light from the cylindrical lens 3 when the object surface 1 is at a predetermined position, and is also arranged at a focal point position where it receives a perfectly circular convergent light from the cylindrical lens 3.
) is formed as shown. In other words, the light receiving element 4A
is formed into an annular shape and is divided into four equal parts (photodiode ) It is divided into 4-1 to 4-4. In addition, the inner diameter 2·RB of the annular light receiving element 4A is the outer diameter 2 of the perfectly circular convergent light C1 at the focused point.
・Rs (Rs is the half value III of the light intensity distribution) 1 For example, RB=α・R8 (α=0.8
~1).

なお、受光素子4Aの各部分4−1〜4−4には、従来
装置と同様に、差動増幅器5(第4図参照)が接続され
、この差動増幅器5から焦点ずれ検出信号(焦点ずれ検
出対象光の焦点ずれ量)δ1が出力されるようになって
いる。ここで、δ■=(L+L)−(L+I、)である
。なお、■、〜工。
Note that a differential amplifier 5 (see FIG. 4) is connected to each portion 4-1 to 4-4 of the light-receiving element 4A, as in the conventional device, and a defocus detection signal (focus The amount of defocus of the light to be detected for deviation) δ1 is output. Here, δ■=(L+L)−(L+I, ). In addition, ■, ~ engineering.

はそれぞれ均等部分4−1〜4−4からの出力とする。are the outputs from the equal portions 4-1 to 4-4, respectively.

本発明の一実施例としての焦点ずれ検出装置は上述のご
とく構成されているので、本実施例の装置も基本的には
従来装置と同様に動作して、焦点ずれ検出信号δ工が出
力されるようになっている。
Since the defocus detection device as an embodiment of the present invention is configured as described above, the device of this embodiment basically operates in the same manner as the conventional device and outputs the defocus detection signal δ. It has become so.

本実施例では、受光素子4Aが、第1図(a)に示すご
とく形成されており、この受光素子4Aの作用について
以下に詳述する。
In this embodiment, the light receiving element 4A is formed as shown in FIG. 1(a), and the operation of this light receiving element 4A will be described in detail below.

一般に、受光素子4A(差動増幅器5)からの焦点ずれ
検出信号δI=(I□+1.)−(I、+I4)に対し
て、通常、ショットノイズを主とするノイズが重畳し、
そのS/N比が焦点ずれ検出系の感度を決める要因にな
っている。ショットノイズn3は光強度の平方根に比例
した大きさを有するので、ns:に、、/Tとおくと、
S/N比は、となる。
Generally, noise mainly consisting of shot noise is usually superimposed on the defocus detection signal δI=(I□+1.)−(I,+I4) from the light receiving element 4A (differential amplifier 5).
The S/N ratio is a factor that determines the sensitivity of the defocus detection system. Since the shot noise n3 has a magnitude proportional to the square root of the light intensity, if we set ns:, , /T, then
The S/N ratio is as follows.

ここで、わずかな焦点ずれの原因により収束光の形状が
偏平して、第1図(a)に符号C2で示すような楕円形
状の収束光が受光素子4Aに入射したとする。このとき
、楕円形C2の短軸径は2Rs・(1−i )、長軸径
は2R3・(1+t )になったとすると、各フォトダ
イオード4−1〜4−4からの高力11〜■4は、収束
光が各フォトダイオード4−1〜4−4面上に投影して
いる面積81〜S4にほぼ比例することになり、Eが十
分に小さいときに各面積S工〜S4は下式(2)、(3
)の通りになる。
Here, it is assumed that the shape of the convergent light is flattened due to a slight defocus, and the convergent light has an elliptical shape as shown by the symbol C2 in FIG. 1(a) and enters the light receiving element 4A. At this time, assuming that the minor axis diameter of the ellipse C2 is 2Rs・(1-i) and the major axis diameter is 2R3・(1+t), the high forces 11~■ from each photodiode 4-1 to 4-4 4 is approximately proportional to the area 81 to S4 that the convergent light projects onto the surface of each photodiode 4-1 to 4-4, and when E is sufficiently small, each area S to S4 is below. Equations (2), (3
).

51=82 ?(π/4)・Ra2・(1+β・i )−(π/4)
・Ra” ・=(2)S、=S4 ミ(π/4)・R52・(1−β−E)−(π/4)・
Ra” −(3)従って、収束光の全パワーを■。、R
B=α・R3とし、I i=I a・S i/ (x 
・R5)”および前記(2) 、 (3)式により、(
1)式は次式(4)ようになる。
51=82? (π/4)・Ra2・(1+β・i)−(π/4)
・Ra” ・=(2)S,=S4 Mi(π/4)・R52・(1-β-E)−(π/4)・
Ra'' - (3) Therefore, the total power of the convergent light is ■., R
Let B=α・R3, and I i=I a・S i/ (x
・R5)'' and the above formulas (2) and (3), (
Equation 1) becomes the following equation (4).

ζ7     °”0“9 ここで、S/N比中のKは、本発明を適用しない場合(
つまりα=0のとき)のS/N比に対応するもので、1
/fニアは1円環形状の受光素子4Aを採用したことに
よるS/N比の改善度の係数を表わすことになる。
ζ7°"0"9 Here, K in the S/N ratio is when the present invention is not applied (
In other words, when α=0), it corresponds to the S/N ratio of 1
/f near represents the coefficient of improvement in the S/N ratio due to the adoption of the one-ring-shaped light receiving element 4A.

従って、中央部を円形状に繰り抜いた形の円環形状の受
光素子4Aを用いた場合には、従来のものよりも確実に
検出感度が改善されることになる。
Therefore, when the annular light-receiving element 4A having a circularly hollowed-out central portion is used, the detection sensitivity is reliably improved compared to the conventional one.

例えばS/N比の改善度を6dBとするためには、1/
JV′? =2より、α”=0.866(RB=0゜8
66・Rs)とすればよいことが分かる。
For example, in order to improve the S/N ratio by 6 dB, 1/
JV'? = 2, α”=0.866 (RB=0°8
66・Rs).

次に、このような受光素子4Aを実際の光学系に適用し
た際の具体的な光路長等について第1図(b)について
説明する。
Next, the specific optical path length etc. when such a light receiving element 4A is applied to an actual optical system will be explained with reference to FIG. 1(b).

例えば、非球面レンズ2a、球面レンズ2.シリンドリ
カルレンズ3の焦点距離fをそれぞれ5+i+*、 2
5mm、 −10蓋mとし、球面レンズ2とシリンドリ
カルレンズ3との間の光路長L工を25mm程度、シリ
ンドリカルレンズ3と受光素子4Aとの間の光路長L2
と51程度とした場合、5μmの焦点ずれ発生時には、
受光素子4A面上に70X1、 O0μmの楕円形状収
束光が投影されることになる。つまり、従来装置に比べ
て光路長等を小さくするため、受光素子4A面上での収
束光の偏平度は従来に比べてかなり小さくなっている。
For example, an aspherical lens 2a, a spherical lens 2. The focal length f of the cylindrical lens 3 is 5+i+*, 2, respectively.
5 mm, −10 m, the optical path length L between the spherical lens 2 and the cylindrical lens 3 is about 25 mm, and the optical path length L2 between the cylindrical lens 3 and the light receiving element 4A.
and about 51, when a focus shift of 5 μm occurs,
An elliptical convergent light of 70×1 and 0 μm is projected onto the surface of the light receiving element 4A. In other words, in order to make the optical path length etc. smaller than in the conventional device, the flatness of the convergent light on the surface of the light receiving element 4A is considerably smaller than in the conventional device.

しかし、本実施例の装置では、円環形状の受光素子4A
により、前述のように焦点ずれ検出信号δ工のS/N比
が改善されているので、光路長が短くても十分な検出感
度が得られる。
However, in the device of this embodiment, the annular light receiving element 4A
Since the S/N ratio of the defocus detection signal δ is improved as described above, sufficient detection sensitivity can be obtained even if the optical path length is short.

このように、本実施例の装置によれば、中央部を円形状
に繰り抜いた形の円環形状の受光素子4Aにより、光路
長にかかわりなく焦点ずれ検出信号のS/N比が改善さ
れ、よりコンパクトな光学系で十分な焦点ずれ検出感度
が得られるのである。
As described above, according to the device of this embodiment, the S/N ratio of the defocus detection signal is improved regardless of the optical path length by the annular light receiving element 4A having a hollowed-out central portion. , sufficient defocus detection sensitivity can be obtained with a more compact optical system.

なお、上記実施例では、対象物面1側の光学系に非球面
レンズ2aおよび球面レンズ2からなるものを用いてい
るが、これらの代えてカセグレン鏡を有する光学系を用
いてもよい。
In the above embodiment, the optical system on the object surface 1 side is composed of the aspherical lens 2a and the spherical lens 2, but instead of these, an optical system having a Cassegrain mirror may be used.

また、上記実施例では、受光素子自体を円環形状に形成
したが、第2図に示すように、従来と同様の受光素子4
をマスク部材(斜線部)6により覆い、円環形状の露出
部を設けて受光素子4Aを形成してもよく、この場合も
上記実施例と同様の作用効果が得られる。
Further, in the above embodiment, the light receiving element itself was formed in an annular shape, but as shown in FIG.
The light-receiving element 4A may be formed by covering it with a mask member (shaded area) 6 and providing an annular exposed area. In this case as well, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の焦点ずれ検出装置によれ
ば、円環形状の光電変換面を用いるという極めて簡素な
構成により、光路長にかかわりなく焦点ずれ検出信号の
S/N比が改善されるので、よりコンパクトな光学系で
十分な焦点ずれ検出感度を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the defocus detection device of the present invention, the S of the defocus detection signal is Since the /N ratio is improved, sufficient defocus detection sensitivity can be obtained with a more compact optical system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1,2図は本発明の一実施例としての焦点ずれ検出装
置を示すもので、第1図(a)はその受光素子(光電変
換面)を示す平面図、第1図(b)はその全体構成を示
す模式的な側面図、第2図はその受光素子の変形例を示
す平面図であり、第3〜6図は従来の焦点ずれ検出装置
を示すもので、第3図はその全体構成を示す模式的な側
面図、第4図はその受光素子を示す平面図、第5,6図
はその具体的な光路長および収束光の大きさを説明する
ための図である。 図において、1一対象物面、2−球面レンズ、2a−非
球面レンズ、3−シリンドリカルレンズ、4A−受光素
子(光電変換面)、4−1〜4−4−均等部分(フォト
ダイオード)、6−マスク部材。
1 and 2 show a defocus detection device as an embodiment of the present invention, FIG. 1(a) is a plan view showing the light receiving element (photoelectric conversion surface), and FIG. 1(b) is a plan view showing the light receiving element (photoelectric conversion surface). FIG. 2 is a schematic side view showing the overall configuration, FIG. 2 is a plan view showing a modified example of the light receiving element, FIGS. 3 to 6 show a conventional defocus detection device, and FIG. FIG. 4 is a schematic side view showing the overall configuration, FIG. 4 is a plan view showing the light receiving element, and FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the specific optical path length and size of convergent light. In the figure, 1 - object surface, 2 - spherical lens, 2a - aspherical lens, 3 - cylindrical lens, 4A - light receiving element (photoelectric conversion surface), 4 - 1 to 4 - 4 - equal part (photodiode), 6-Mask member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  シリンドリカルレンズと、同シリンドリカルレンズを
通過した焦点ずれ検出対象光を受光しうる光電変換面と
をそなえ、前記光電変換面が合焦点時には前記シリンド
リカルレンズから真円形状の収束光を受光する位置に配
置され、前記光電変換面からの出力に基づいて前記焦点
ずれ検出対象光の焦点ずれ量を検出する焦点ずれ検出装
置において、前記光電変換面が、円環形状を成すととも
に、前記焦点ずれ検出対象光の焦点ずれ発生に伴い楕円
形状に変形する前記シリンドリカルレンズからの収束光
の長軸方向および短軸方向に応じて4つの均等部分に分
割され、前記円環形状の光電変換面の内径が、前記真円
形状の収束光の外径よりも小さく設定されていることを
特徴とする焦点ずれ検出装置。
It includes a cylindrical lens and a photoelectric conversion surface that can receive the defocus detection target light that has passed through the cylindrical lens, and is arranged at a position where the photoelectric conversion surface receives a perfectly circular convergent light from the cylindrical lens when the photoelectric conversion surface is in focus. In the defocus detection device that detects the defocus amount of the defocus detection target light based on the output from the photoelectric conversion surface, the photoelectric conversion surface has an annular shape and the defocus detection target light The convergent light from the cylindrical lens, which deforms into an elliptical shape due to the occurrence of defocus, is divided into four equal parts according to the long axis direction and the short axis direction, and the inner diameter of the annular photoelectric conversion surface is A defocus detection device characterized in that the diameter is set smaller than the outer diameter of a perfectly circular convergent light.
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