JPH0522219B2 - - Google Patents
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- JPH0522219B2 JPH0522219B2 JP57058452A JP5845282A JPH0522219B2 JP H0522219 B2 JPH0522219 B2 JP H0522219B2 JP 57058452 A JP57058452 A JP 57058452A JP 5845282 A JP5845282 A JP 5845282A JP H0522219 B2 JPH0522219 B2 JP H0522219B2
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- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、CCD,MOS等の固体撮影素子から
成るラインセンサを用いた合焦検知装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a focus detection device using a line sensor consisting of a solid-state imaging device such as a CCD or MOS.
第1図は既に知られている所謂二次結像方式と
呼ばれるカメラ等に用いられる合焦検知装置の構
成図である。撮影レンズ1の背後の予定結像面近
傍には、撮影レンズ1とその光軸Oを同じくする
フイールドレンズ2が設けられ、フイールドレン
ズ2の後方には一対の二次結像レンズ3a,3b
が光軸Oと直交して並列され、更にこれらの後方
にはそれぞれCCDなどの一次元固体撮像素子で
ある受光用ラインセンサ4a,4bが配置されて
いる。なお、ここでフイールドレンズ2の直前に
は測距視野マスク5が配置され、二次結像レンズ
3a,3bの前部に開口6が設けられている。フ
イールドレンズ2により撮影レンズ1の瞳は結像
レンズ3a,3bの近傍に結像され、更にこれら
の二次結像レンズ3a,3bにより測距視野マス
ク5内の像Iは、光束La,Lbとしてラインセン
サ4a,4bに入射し、ラインセンサ4a,4b
から出力される像信号同志の相関を演算すること
によつて、予定結像面上の像の合焦状態を判定す
るわけである。 FIG. 1 is a block diagram of a focus detection device used in a camera, etc., which is known as a so-called secondary imaging system. A field lens 2 having the same optical axis O as that of the photographing lens 1 is provided behind the photographing lens 1 in the vicinity of the planned imaging plane, and behind the field lens 2 a pair of secondary imaging lenses 3a, 3b are provided.
are arranged in parallel perpendicularly to the optical axis O, and light receiving line sensors 4a and 4b, each of which is a one-dimensional solid-state imaging device such as a CCD, are arranged behind these. Note that here, a distance measuring field mask 5 is arranged just in front of the field lens 2, and an aperture 6 is provided in front of the secondary imaging lenses 3a and 3b. The field lens 2 forms an image of the pupil of the photographing lens 1 in the vicinity of the imaging lenses 3a and 3b, and these secondary imaging lenses 3a and 3b form the image I in the ranging field mask 5 into luminous fluxes La and Lb. is incident on the line sensors 4a, 4b, and the line sensors 4a, 4b
The in-focus state of the image on the planned imaging plane is determined by calculating the correlation between the image signals output from the .
しかし、このような合焦検知装置において、従
来のラインセンサを用いると次のような不都合が
生ずることになる。第2図は従来のCCDライン
センサへの入射光の入射角度により干渉現象が生
じ、ラインセンサからの出力がどのように変化す
るかを示したグラフである。このグラフでは、垂
直入射(入射角0°)におけるラインセンサからの
出力を1.0として基準にとると、ラインセンサへ
の入射角度が10°、20°となつた場合に、出力レベ
ルが変動し、しかも入射光の波長によりこの変化
の度合が異なることを示している。 However, if a conventional line sensor is used in such a focus detection device, the following problems will occur. FIG. 2 is a graph showing how an interference phenomenon occurs depending on the incident angle of light incident on a conventional CCD line sensor, and how the output from the line sensor changes. In this graph, if the output from the line sensor at normal incidence (angle of incidence 0°) is taken as a reference of 1.0, the output level will fluctuate when the angle of incidence to the line sensor becomes 10° or 20°. Furthermore, it is shown that the degree of this change differs depending on the wavelength of the incident light.
このようなラインセンサを第1図に示すライン
センサ4a,4bとして用いると、二次結像レン
ズ3aからの主光線のラインセンサ4aへの入射
角度が、像高に対応する入射位置により変化する
ため、ラインセンサ4aからの出力が忠実な像信
号としては出力されないという問題がある。 When such line sensors are used as the line sensors 4a and 4b shown in FIG. 1, the angle of incidence of the principal ray from the secondary imaging lens 3a onto the line sensor 4a changes depending on the incident position corresponding to the image height. Therefore, there is a problem that the output from the line sensor 4a is not output as a faithful image signal.
更に、これらの主光線の入射角がラインセンサ
4a,4b上に結像される二次像に関して非対称
であるため、合焦判定の基となる像出力信号の相
関度が低くなる。つまり、第1図において像の矢
印の頭の部分への光線La′,Lb′を比較すると、
Lb′の入射角が大きく、La′の入射角が小さくな
る。従つて、像のこの部分からの出力信号につい
ては、ラインセンサ4bからは歪の大きい信号が
出るのに対して、ラインセンサ4aからは比較的
正しい信号が出るので、像の同じ場所に対応する
部分からの2つの信号出力の相関が正しくとれ
ず、合焦判定の性能が不十分となる欠点がある。 Furthermore, since the incident angles of these principal rays are asymmetrical with respect to the secondary images formed on the line sensors 4a and 4b, the degree of correlation between the image output signals that are the basis for determining focus becomes low. In other words, if we compare the rays La' and Lb' to the head of the arrow in the image in Figure 1, we get
The incident angle of Lb' becomes large, and the incident angle of La' becomes small. Therefore, regarding the output signals from this part of the image, the line sensor 4b outputs a highly distorted signal, while the line sensor 4a outputs a relatively correct signal, so that the output signals correspond to the same location on the image. There is a drawback that the correlation between the two signal outputs from the parts cannot be correctly determined, resulting in insufficient focus determination performance.
このような問題は、フイールドレンズ2、二次
結像レンズ3a,3b、ラインセンサ4a,4b
間の距離を小さく構成しなければならないコンパ
クトな合焦検知装置においては特に顕著となる。
このようなコンパクトな光学系では、フイールド
レンズ2による撮影レンズ1の瞳像は益々小さな
ものとなり、開口6はそれにつれて更に小さくな
る。このため主光線は光軸O付近からラインセン
サ4a,4bに向うようになり、特に光線La′,
Lb′に相当するラインセンサ4a,4bの端部に
入射する光線の傾きが大きくなり、ラインセンサ
4a,4bからの出力信号の歪が極めて大きくな
ることになる。 Such a problem is caused by the field lens 2, the secondary imaging lenses 3a, 3b, and the line sensors 4a, 4b.
This is particularly noticeable in a compact focus detection device that must be constructed with a small distance between the two.
In such a compact optical system, the pupil image of the photographing lens 1 formed by the field lens 2 becomes smaller and smaller, and the aperture 6 becomes smaller accordingly. For this reason, the principal rays are directed toward the line sensors 4a and 4b from near the optical axis O, and especially the rays La',
The inclination of the light beam incident on the end portions of the line sensors 4a, 4b corresponding to Lb' becomes large, and the distortion of the output signals from the line sensors 4a, 4b becomes extremely large.
本発明の目的は、上述したような従来の合焦検
知装置の問題点を解決し、正確な合焦判定を可能
とする合焦検知装置を提供することにあり、その
要旨は、予定結像面に形成された撮影レンズによ
る像を、前記予定結像面の後方に設けられた一対
の結像レンズにより2個のラインセンサ上に結像
され、これらのラインセンサから得られる2つの
像の像出力信号により合焦状態を判定する合焦検
知装置において、ラインセンサの表面に、固体又
は液体より成り、波長の長さよりも厚い光学的透
明媒質を密着し、界面での反射を少なくすること
を特徴とするものである。 An object of the present invention is to provide a focus detection device that solves the problems of the conventional focus detection device as described above and enables accurate focus determination. The image formed by the photographing lens on the surface is formed on two line sensors by a pair of imaging lenses provided behind the planned image forming surface, and the two images obtained from these line sensors are In a focus detection device that determines the focus state based on an image output signal, an optically transparent medium made of solid or liquid and thicker than the wavelength is brought into close contact with the surface of the line sensor to reduce reflection at the interface. It is characterized by:
本発明を第3図以下に図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail based on the embodiment shown in FIG. 3 and below.
第3図は実施例のラインセンサ4の一部を拡大
した断面図であり、ラインセンサ4はシリコン基
板10上にフオトサイトと呼ばれる多数個の光電
変換部11が設けられ、その上層にシリコンから
成る薄膜12が被覆されている。このシリコン基
板10、光電変換部11、薄膜12は従来のライ
ンセンサ4と同様であるが、本実施例においては
薄膜12の前面に波長に比べて十分に大きな厚み
dを有する高屈折率Nの透明媒質13が密着され
ており、保護ガラス板14との間に介在されてい
る。薄膜12の屈折率をnとするとき、
n−1>|N−n|
とすることにより、薄膜12の表面で生じていた
反射光を非常に少なくすることができ、第2図で
顕著に示されていた特性を改良することができ
る。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part of the line sensor 4 according to the embodiment. A thin film 12 consisting of the above is coated. This silicon substrate 10, photoelectric conversion section 11, and thin film 12 are similar to the conventional line sensor 4, but in this embodiment, a high refractive index N having a thickness d sufficiently large compared to the wavelength is provided on the front surface of the thin film 12. A transparent medium 13 is closely attached and interposed between the protective glass plate 14 and the protective glass plate 14 . When the refractive index of the thin film 12 is n, by setting n-1>|N-n|, the reflected light generated on the surface of the thin film 12 can be greatly reduced, which is noticeable in FIG. The properties shown can be improved.
第4図は、ラインセンサ4の薄膜12上に屈折
率がN=1.56の紫外線硬化型の接着剤を高屈折透
明媒質13として一様な厚さ2mm程度に設け、第
2図と同様に測定した結果である。この第4図を
第2図と比較すると、改良の程度が極めて大きい
ことが判る。好ましい高屈折率透明媒質13とし
ては、(1)薄膜12の屈折率nに近く、(2)できれば
保護ガラス板14を保持させるための接着剤であ
ることが望ましい。また、(3)ICパツケージ内に
ラインセンサ4を入れ、その上部に媒質13を満
すようにすることが好ましいので、このとき不用
な空気層、泡が残留しないように媒質13は充填
時に粘性の小さい液体であることが望ましい。そ
して、(4)保護ガラス板14でICパツケージを封
止した後は、或る程度以上に固化することが望ま
しく、例えば紫外線硬化タイプの接着剤が好適で
ある。 In Figure 4, an ultraviolet curing adhesive with a refractive index of N = 1.56 is provided as a high refractive transparent medium 13 to a uniform thickness of about 2 mm on the thin film 12 of the line sensor 4, and measurements are taken in the same manner as in Figure 2. This is the result. Comparing this FIG. 4 with FIG. 2, it can be seen that the degree of improvement is extremely large. The preferred high refractive index transparent medium 13 is (1) a refractive index close to n of the thin film 12, and (2) preferably an adhesive for holding the protective glass plate 14. (3) It is preferable to put the line sensor 4 inside the IC package and fill the upper part with the medium 13. At this time, the medium 13 should be viscous to prevent unnecessary air layers and bubbles from remaining. It is desirable that the liquid be small in size. (4) After sealing the IC package with the protective glass plate 14, it is desirable to harden it to a certain degree, and for example, an ultraviolet curing type adhesive is suitable.
このような構造のラインセンサ4を第1図の従
来のラインセンサ4a,4bの代りに使用するこ
とにより、先に述べた問題点を低減させ、より高
性能の合焦検知装置の実現が可能となる。更に、
このような構造のラインセンサ4を用いると、或
る程度傾いた入射光線に対してもラインセンサ4
からの出力歪が小さくなるため、よりコンパクト
な合焦検知装置が得られる。 By using the line sensor 4 having such a structure in place of the conventional line sensors 4a and 4b shown in Fig. 1, the above-mentioned problems can be reduced and a higher performance focusing detection device can be realized. becomes. Furthermore,
If the line sensor 4 having such a structure is used, the line sensor 4 can be used even for incident light rays that are tilted to a certain degree.
Since the output distortion is reduced, a more compact focus detection device can be obtained.
従来、合焦検知光学系内の他の場所に赤外線を
吸収又は反射するガラスを設け、有害な赤外光の
除去を行つているが、高屈折率の透明媒質13に
赤外線吸収剤を含むものを用いれば、前述の赤外
吸収ガラス等が不要となる。またこの場合に、赤
外吸収性を有する透明媒質13はICパツケージ
内に封止されるので、従来問題となつていた赤外
吸収ガラスの耐久性も考慮する必要がなくなる。 Conventionally, a glass that absorbs or reflects infrared rays is provided elsewhere in the focus detection optical system to remove harmful infrared rays, but a transparent medium 13 with a high refractive index that includes an infrared absorber If this is used, the above-mentioned infrared absorbing glass etc. are not necessary. Furthermore, in this case, since the transparent medium 13 having infrared absorbing properties is sealed within the IC package, there is no need to consider the durability of infrared absorbing glass, which has been a problem in the past.
第5図は他の実施例であり、第1図と同一の符
号は同一部材を示している。ラインセンサ4a,
4bの前には適度な間隔を設けて補正用フイール
ドレンズ15が設けられ、その間に透明媒質13
が充填されている。ラインセンサ4を高屈折率の
透明媒質13で封止しても、第4図に示すように
必ずしも完全に斜め入射の分光感度むらがなくな
るわけではない。しかし、この実施例において
は、ラインセンサ4の直前に補正用フイールドレ
ンズ15が設けられ、二次結像レンズ3a,3b
からの光線のラインセンサ4a,4bへの入射角
を小さくなるようにしている。また、ラインセン
サ4a,4b上の透明媒質13の上層に保護ガラ
ス板14を配置して、これと補正用フイールドレ
ンズ15とを一体に接着してもよい。 FIG. 5 shows another embodiment, in which the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same members. line sensor 4a,
4b, a correction field lens 15 is provided at an appropriate interval, and a transparent medium 13
is filled. Even if the line sensor 4 is sealed with a transparent medium 13 having a high refractive index, as shown in FIG. 4, it does not necessarily completely eliminate unevenness in spectral sensitivity due to oblique incidence. However, in this embodiment, a correction field lens 15 is provided just before the line sensor 4, and the secondary imaging lenses 3a, 3b
The incident angle of the light rays from the line sensors 4a and 4b to the line sensors 4a and 4b is made small. Alternatively, a protective glass plate 14 may be arranged on the upper layer of the transparent medium 13 on the line sensors 4a, 4b, and the correction field lens 15 may be bonded together with the protective glass plate 14.
以上説明したように本発明に係る合焦検知装置
は、ラインセンサを波長に比べて十分な厚さを有
する高屈折率透明媒質で封止することにより、ラ
インセンサ表面の薄膜による干渉効果を低減する
ことができ、光線の入射角度によるラインセンサ
の分光感度むらを少なくできる。また、2つの像
の信号出力が歪のない相関度の大きいものとな
り、より高性能な合焦検知装置の実現が可能とな
る。更に、このとき用いる高屈折率の透明媒質と
して透明接着剤を用いれば、ICパツケージの封
止にとつて好都合である。 As explained above, the focus detection device according to the present invention reduces the interference effect caused by the thin film on the surface of the line sensor by sealing the line sensor with a high refractive index transparent medium having a sufficient thickness compared to the wavelength. This makes it possible to reduce unevenness in the spectral sensitivity of the line sensor due to the angle of incidence of the light beam. Furthermore, the signal outputs of the two images have a high degree of correlation without distortion, making it possible to realize a focus detection device with higher performance. Furthermore, if a transparent adhesive is used as the high refractive index transparent medium used at this time, it is convenient for sealing the IC package.
第1図は従来の合焦検知装置の構成図、第2図
は従来のラインセンサの入射角度に対する特性グ
ラフ、第3図以下は本発明に係る合焦検知装置の
実施例を示し、第3図はラインセンサの断面図、
第4図はラインセンサの特性グラフ、第5図は合
焦検知装置の構成図である。
符号1は撮影レンズ、2はフイールドレンズ、
3a,3bは二次結像レンズ、4,4a,4bは
ラインセンサ、10はシリコン基板、11は光電
変換部、12は薄膜、13は透明媒質、14は保
護ガラス板、15は補正用フイールドレンズであ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional focus detection device, FIG. 2 is a characteristic graph of a conventional line sensor with respect to the angle of incidence, and FIG. The figure is a cross-sectional view of the line sensor.
FIG. 4 is a characteristic graph of the line sensor, and FIG. 5 is a configuration diagram of the focus detection device. Code 1 is a photographic lens, 2 is a field lens,
3a and 3b are secondary imaging lenses, 4, 4a and 4b are line sensors, 10 is a silicon substrate, 11 is a photoelectric conversion unit, 12 is a thin film, 13 is a transparent medium, 14 is a protective glass plate, and 15 is a correction field. It's a lens.
Claims (1)
を、前記予定結像面の後方に設けられた一対の結
像レンズにより2個のラインセンサ上に結像さ
せ、これらのラインセンサから得られる2つの像
の像出力信号より合焦状態を判定する合焦検知装
置において、ラインセンサの表面に、固体又は液
体より成り、波長の長さよりも厚い光学的透明媒
質を密着し、界面での反射を少なくすることを特
徴とする合焦検知装置。 2 ラインセンサ表面の薄膜と、その前面に設け
られた保護ガラス板との間に、前記透明媒質を充
填した特許請求の範囲第1項記載の合焦検知装
置。 3 前記透明媒質の前面に入射角を小さくする補
正用フイールドレンズを配置した特許請求の範囲
第1項記載の合焦検知装置。 4 前記薄膜の屈折率をn、透明媒質の屈折率を
Nとするとき、n−1>|N−n|である特許請
求の範囲第2項記載の合焦検知装置。[Scope of Claims] 1. An image formed by a photographing lens on a scheduled imaging plane is formed on two line sensors by a pair of imaging lenses provided behind the scheduled imaging plane, and these images are In a focus detection device that determines the focus state from the image output signals of two images obtained from a line sensor, an optically transparent medium made of solid or liquid and thicker than the wavelength is tightly attached to the surface of the line sensor. A focus detection device characterized by reducing reflection at an interface. 2. The focus detection device according to claim 1, wherein the transparent medium is filled between a thin film on the surface of the line sensor and a protective glass plate provided in front of the thin film. 3. The focus detection device according to claim 1, wherein a correction field lens for reducing the angle of incidence is disposed in front of the transparent medium. 4. The focus detection device according to claim 2, wherein n-1>|N-n|, where n is the refractive index of the thin film and N is the refractive index of the transparent medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5845282A JPS58174912A (en) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | Focusing detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5845282A JPS58174912A (en) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | Focusing detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58174912A JPS58174912A (en) | 1983-10-14 |
JPH0522219B2 true JPH0522219B2 (en) | 1993-03-26 |
Family
ID=13084811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5845282A Granted JPS58174912A (en) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | Focusing detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58174912A (en) |
Citations (5)
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JPS5662224A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-28 | Seiko Epson Corp | Construction of display panel |
-
1982
- 1982-04-08 JP JP5845282A patent/JPS58174912A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58174912A (en) | 1983-10-14 |
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