JPH0534659B2 - - Google Patents
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- JPH0534659B2 JPH0534659B2 JP57205031A JP20503182A JPH0534659B2 JP H0534659 B2 JPH0534659 B2 JP H0534659B2 JP 57205031 A JP57205031 A JP 57205031A JP 20503182 A JP20503182 A JP 20503182A JP H0534659 B2 JPH0534659 B2 JP H0534659B2
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- light
- receiving element
- light receiving
- pupil
- optical system
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- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 49
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 41
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
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- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、結像光学系の射出瞳の第１および第
２の領域からの光束を瞳分割手段を介してそれぞ
れ複数の受光素子で受光し、これら第１および第
２の領域に対応する複数の受光素子上にそれぞれ
形成される像の横ずれを検出して前記結像光学系
の焦点状態を検出する焦点検出装置に関するもの
である。
２の領域からの光束を瞳分割手段を介してそれぞ
れ複数の受光素子で受光し、これら第１および第
２の領域に対応する複数の受光素子上にそれぞれ
形成される像の横ずれを検出して前記結像光学系
の焦点状態を検出する焦点検出装置に関するもの
である。
かかる焦点検出装置は従来種々提案されてお
り、例えば第１図に示すように結像レンズ１の射
出瞳をストライプマスク、多数の微小レンズある
いは多数の微小プリズムより成る瞳分割手段２に
より分割して受光素子列３上に投影するようにし
たものがある。瞳分割手段２は、これによつて分
割する射出瞳の異なる領域を受光素子列３を構成
する順次の受光素子が交互に受光するよう構成さ
れ、これにより奇数番目の受光素子３1-A，３2-
Ａ，……，３o-Aおよび偶数番目の受光素子３1-B，
３2-B，……，３o-B上にそれぞれ形成される像
が、合焦状態においては一致し、非合焦状態にお
いてはそのずれの方向に応じて互いに逆方向に横
ずれするのを、これら奇数番目の受光素子群と偶
数番目の受光素子群との出力に基づいて検出して
結像レンズ１の焦点状態を検出している。
り、例えば第１図に示すように結像レンズ１の射
出瞳をストライプマスク、多数の微小レンズある
いは多数の微小プリズムより成る瞳分割手段２に
より分割して受光素子列３上に投影するようにし
たものがある。瞳分割手段２は、これによつて分
割する射出瞳の異なる領域を受光素子列３を構成
する順次の受光素子が交互に受光するよう構成さ
れ、これにより奇数番目の受光素子３1-A，３2-
Ａ，……，３o-Aおよび偶数番目の受光素子３1-B，
３2-B，……，３o-B上にそれぞれ形成される像
が、合焦状態においては一致し、非合焦状態にお
いてはそのずれの方向に応じて互いに逆方向に横
ずれするのを、これら奇数番目の受光素子群と偶
数番目の受光素子群との出力に基づいて検出して
結像レンズ１の焦点状態を検出している。
しかしながら、このように射出瞳を瞳分割手段
２により分割して受光素子列３上に投影する場合
には、第２図に示すように結像レンズ１によつて
被写体４の投影像が形成される像面５と結像レン
ズ１の射出瞳面６との間の距離をL0、物点４−
１の像点５−１と光軸７との間の距離すなわち像
高をｘとすると、像面５に形成される被写体４の
投影像は、像高に応じて像点５−１に到達する物
点４−１からの主光線８が光軸７に対してα（ｘ）
＝tan-1（ｘ／L0）で表されるように傾くため、受
光素子が光軸７から離れるに従つて隣接する受光
素子に対する瞳分割手段２による射出瞳の分割割
合が異なるようになり、その結果として光量のア
ンバランスが生じ、高精度の焦点検出ができない
欠点がある。以下この現象を像高の影響と呼ぶ。
２により分割して受光素子列３上に投影する場合
には、第２図に示すように結像レンズ１によつて
被写体４の投影像が形成される像面５と結像レン
ズ１の射出瞳面６との間の距離をL0、物点４−
１の像点５−１と光軸７との間の距離すなわち像
高をｘとすると、像面５に形成される被写体４の
投影像は、像高に応じて像点５−１に到達する物
点４−１からの主光線８が光軸７に対してα（ｘ）
＝tan-1（ｘ／L0）で表されるように傾くため、受
光素子が光軸７から離れるに従つて隣接する受光
素子に対する瞳分割手段２による射出瞳の分割割
合が異なるようになり、その結果として光量のア
ンバランスが生じ、高精度の焦点検出ができない
欠点がある。以下この現象を像高の影響と呼ぶ。
以下、この像高による悪影響を第３図を参照し
て更に詳細に説明する。
て更に詳細に説明する。
第３図に示す焦点検出装置は、瞳分割手段２を
ストライプマスクを用いて構成したもので、スト
ライプマスク２の光透過部のピツチを２Ｐ、受光
素子列３の受光素子のピツチをＰとして各光透過
部（図面では２ｉ，２ｊのみを示す）を対を成す
受光素子（図面では光透過部２ｉ，２ｊに対応す
る受光素子３ｉ−Ａ；３ｉ−Ｂ，３ｊ−Ａ；３Ｊ
−ｂのみを示す）にそれぞれ対応させ、これによ
り各受光素子対を構成する隣接する奇数番目の受
光素子と偶数番目の受光素子とが射出瞳の互いに
異なる領域からの光束を受光するようにしたもの
である。
ストライプマスクを用いて構成したもので、スト
ライプマスク２の光透過部のピツチを２Ｐ、受光
素子列３の受光素子のピツチをＰとして各光透過
部（図面では２ｉ，２ｊのみを示す）を対を成す
受光素子（図面では光透過部２ｉ，２ｊに対応す
る受光素子３ｉ−Ａ；３ｉ−Ｂ，３ｊ−Ａ；３Ｊ
−ｂのみを示す）にそれぞれ対応させ、これによ
り各受光素子対を構成する隣接する奇数番目の受
光素子と偶数番目の受光素子とが射出瞳の互いに
異なる領域からの光束を受光するようにしたもの
である。
いま、ストライプマスク２の光透過部の光通過
の中心点２ｉ−Ｓ，２ｊ−Ｓに注目して考えてみ
ると、光軸７に近い受光素子対３i-A，３i-Bは、
ストライプマスク２のその受光素子対に対応する
位置の光透過部２ｉの中心点２ｉ−Ｓに関して相
等しく結像レンズ１の瞳を分割している。しか
し、光軸７から離れた受光素子対３ｊ−Ａ，３ｊ
−Ｂは、それに対応するストライプマスク２の光
透過部２ｊの中心点２ｊ−Ｓに関して結像レンズ
１の射出瞳を相等しく分割していない。すなわ
ち、像高が上の方になる程一方の受光素子３ｊ−
Ｂは結像レンズ１の射出瞳の半分以上の領域から
の光束を受光し、他方の受光素子３ｊ−Ａは射出
瞳の周辺に近い半分以下の領域からの光束を受光
することになる。したがつて、例えば全面白の被
写体を結像した状態で受光素子列３の各受光素子
の出力を一端から他端に向けて順次読み出すと、
その出力分布は第４図に示すように、ストライプ
マスクの光透過部の中心点が光軸７と一致する光
透過部に対応する受光素子対３ｉ−Ａ，３ｉ−Ｂ
の出力Ai，Biは等しくなるが、光軸７から離れ
た光透過部に対応する受光素子対の出力はアンバ
ランスとなり、その大小関係は光軸７を境に逆転
する。
の中心点２ｉ−Ｓ，２ｊ−Ｓに注目して考えてみ
ると、光軸７に近い受光素子対３i-A，３i-Bは、
ストライプマスク２のその受光素子対に対応する
位置の光透過部２ｉの中心点２ｉ−Ｓに関して相
等しく結像レンズ１の瞳を分割している。しか
し、光軸７から離れた受光素子対３ｊ−Ａ，３ｊ
−Ｂは、それに対応するストライプマスク２の光
透過部２ｊの中心点２ｊ−Ｓに関して結像レンズ
１の射出瞳を相等しく分割していない。すなわ
ち、像高が上の方になる程一方の受光素子３ｊ−
Ｂは結像レンズ１の射出瞳の半分以上の領域から
の光束を受光し、他方の受光素子３ｊ−Ａは射出
瞳の周辺に近い半分以下の領域からの光束を受光
することになる。したがつて、例えば全面白の被
写体を結像した状態で受光素子列３の各受光素子
の出力を一端から他端に向けて順次読み出すと、
その出力分布は第４図に示すように、ストライプ
マスクの光透過部の中心点が光軸７と一致する光
透過部に対応する受光素子対３ｉ−Ａ，３ｉ−Ｂ
の出力Ai，Biは等しくなるが、光軸７から離れ
た光透過部に対応する受光素子対の出力はアンバ
ランスとなり、その大小関係は光軸７を境に逆転
する。
このため、例えば被写体の像面強度分布が第５
図Ａに示すように正弦波状の場合、非合焦状態に
おいて奇数番目および偶数番目の受光素子群のそ
れぞれのエンベローブ３Ａおよび３Ｂは、像高の
影響がなければ第５図Ｂに実線および破線でそれ
ぞれ示すように平行にシフトするものが、像高の
影響により第５図Ｃに示すようにその光量アンバ
ランスにより変調されたものとなり、検出精度に
悪影響を及ぼすことになる。
図Ａに示すように正弦波状の場合、非合焦状態に
おいて奇数番目および偶数番目の受光素子群のそ
れぞれのエンベローブ３Ａおよび３Ｂは、像高の
影響がなければ第５図Ｂに実線および破線でそれ
ぞれ示すように平行にシフトするものが、像高の
影響により第５図Ｃに示すようにその光量アンバ
ランスにより変調されたものとなり、検出精度に
悪影響を及ぼすことになる。
このような不具合を解決する方法として、例え
ば特開昭55−130524号公報には結像レンズと瞳分
割手段との間に補正レンズを配置し、これにより
像高位置に対する結像レンズの主光線の傾きを補
正して、各受光素子対を成すそれぞれの受光素子
に対し、一定の瞳分割比で結像レンズからの瞳分
割光束を入射させるようにしたものがある。第６
図は、その補正レンズを第３図の瞳分割手段とし
てストライプマスクを用いるものに適用した場合
の説明図であり、第３図と同一部分は同一符号を
付して示してある。すなわち、この方法ではスト
ライプマスク２の結像レンズ１側に補正レンズ９
を介挿することにより、結像レンズ１からの光束
をその補正レンズ９によつて平行光にし、これを
ストライプマスク２に入射させることにより像高
による光束の主光線の傾きを補正する。しかし、
この方法は瞳分割手段のほかに、光束補正用の補
正レンズを必要とするため、コストが高くなるば
かりでなく、調整個所が増大し、また実装スペー
スもその補正レンズ分だけ広く必要とするなどの
不具合がある。
ば特開昭55−130524号公報には結像レンズと瞳分
割手段との間に補正レンズを配置し、これにより
像高位置に対する結像レンズの主光線の傾きを補
正して、各受光素子対を成すそれぞれの受光素子
に対し、一定の瞳分割比で結像レンズからの瞳分
割光束を入射させるようにしたものがある。第６
図は、その補正レンズを第３図の瞳分割手段とし
てストライプマスクを用いるものに適用した場合
の説明図であり、第３図と同一部分は同一符号を
付して示してある。すなわち、この方法ではスト
ライプマスク２の結像レンズ１側に補正レンズ９
を介挿することにより、結像レンズ１からの光束
をその補正レンズ９によつて平行光にし、これを
ストライプマスク２に入射させることにより像高
による光束の主光線の傾きを補正する。しかし、
この方法は瞳分割手段のほかに、光束補正用の補
正レンズを必要とするため、コストが高くなるば
かりでなく、調整個所が増大し、また実装スペー
スもその補正レンズ分だけ広く必要とするなどの
不具合がある。
以上、受光素子に入射する光量の像高の影響に
基づくアンバランスについて説明したが、受光素
子に入射する光量アンバランスは、上記の像高に
よる他、瞳分割手段と受光素子との相対的位置ず
れによつても生じる。例えば、第７図に示すよう
に、本来ならばストライプマスク２はその光透過
部２ｉの中心点２ｉ−Ｓが受光素子３ｉ−Ａ，３
ｉ−Ｂ，の間の中心点３ｉ−Ｓの真上に配置され
なければならないのに、一方の側に平行にずれて
配置された場合には、奇数番目の受光素子群に入
射する光量が大きくなり、偶数番目の受光素子群
に入射する光量は小さくなる。このストライプマ
スク２および受光素子列３の相対的位置ずれに
は、ストライプマスク２の光透過部の大きさやピ
ツチ、受光素子列３の大きさやピツチ、あるいは
両者のずれの方向等の種々の形態があり、このよ
うな相対位置ずれがあると、結像レンズを通して
均一照明を与えたときの受光素子列の出力分布
は、例えば第８図に示すようになり、奇数番目の
受光素子群および偶数番目の受光素子群の出力分
布がそれぞれ単調に変化する。このため、第５図
Ａに示したような像面強度分布が正弦波状の被写
体像を受光したときの奇数および偶数番目の受光
素子群のそれぞれの出力のエンベローブ３Ａおよ
び３Ｂは、第９図に示すように第８図に示した相
対的位置ずれによる光量アンバランスによつて変
調されたものとなり、検出精度に悪影響を及ぼす
ことになる。なお、第９図は非合焦状態でのエン
ベローブを表す。このようなストライプマスク２
と受光素子列３との相対的位置ずれに基づく光量
アンバランスは、第６図に示したようにストライ
プマスク２の前方に補正レンズを配置しても補正
することはできない。
基づくアンバランスについて説明したが、受光素
子に入射する光量アンバランスは、上記の像高に
よる他、瞳分割手段と受光素子との相対的位置ず
れによつても生じる。例えば、第７図に示すよう
に、本来ならばストライプマスク２はその光透過
部２ｉの中心点２ｉ−Ｓが受光素子３ｉ−Ａ，３
ｉ−Ｂ，の間の中心点３ｉ−Ｓの真上に配置され
なければならないのに、一方の側に平行にずれて
配置された場合には、奇数番目の受光素子群に入
射する光量が大きくなり、偶数番目の受光素子群
に入射する光量は小さくなる。このストライプマ
スク２および受光素子列３の相対的位置ずれに
は、ストライプマスク２の光透過部の大きさやピ
ツチ、受光素子列３の大きさやピツチ、あるいは
両者のずれの方向等の種々の形態があり、このよ
うな相対位置ずれがあると、結像レンズを通して
均一照明を与えたときの受光素子列の出力分布
は、例えば第８図に示すようになり、奇数番目の
受光素子群および偶数番目の受光素子群の出力分
布がそれぞれ単調に変化する。このため、第５図
Ａに示したような像面強度分布が正弦波状の被写
体像を受光したときの奇数および偶数番目の受光
素子群のそれぞれの出力のエンベローブ３Ａおよ
び３Ｂは、第９図に示すように第８図に示した相
対的位置ずれによる光量アンバランスによつて変
調されたものとなり、検出精度に悪影響を及ぼす
ことになる。なお、第９図は非合焦状態でのエン
ベローブを表す。このようなストライプマスク２
と受光素子列３との相対的位置ずれに基づく光量
アンバランスは、第６図に示したようにストライ
プマスク２の前方に補正レンズを配置しても補正
することはできない。
上述したように、結像レンズの射出瞳を瞳分割
手段により２分割し、それぞれの領域からの光束
を複数の受光素子で受光して像の横ずれから焦点
状態を検出するものにおいては、像高の影響およ
び瞳分割手段と受光素子との相対的位置ずれによ
つて受光素子に入射する光量がアンバランスとな
り、これがため焦点状態を高精度で検出すること
ができなかつた。
手段により２分割し、それぞれの領域からの光束
を複数の受光素子で受光して像の横ずれから焦点
状態を検出するものにおいては、像高の影響およ
び瞳分割手段と受光素子との相対的位置ずれによ
つて受光素子に入射する光量がアンバランスとな
り、これがため焦点状態を高精度で検出すること
ができなかつた。
本発明の目的は上述した不具合を解決し、光学
系を簡単かつ小形、安価にできると共に、像高の
影響および相対的位置ずれに基づく光量アンバラ
ンスがあつても、これに影響されることなく常に
高精度で焦点状態を検出できるよう適切に構成し
た焦点検出装置を提供しようとするものである。
系を簡単かつ小形、安価にできると共に、像高の
影響および相対的位置ずれに基づく光量アンバラ
ンスがあつても、これに影響されることなく常に
高精度で焦点状態を検出できるよう適切に構成し
た焦点検出装置を提供しようとするものである。
本発明の焦点検出装置は、結像光学系の後方に
配置され、前記結像光学系の射出瞳の第１および
第２の領域を通過した光束によりそれぞれ第１お
よび第２の像を発生させる瞳分割手段と、 この瞳分割手段の後方に配置され、前記第１お
よび第２の像をそれぞれ受光する第１および第２
の受光素子群を有する受光素子アレイと、 この受光素子アレイ中の個々の受光素子の光軸
からの距離の相違によつて発生する受光々量のア
ンバランスを補正するための複数の補正係数を記
憶する書き込み可能なデジタルメモリと、このデ
ジタルメモリからの補正係数に基づいて前記第１
および第２の受光素子群を構成する受光素子の出
力を各々補正演算する補正演算手段と、この補正
演算手段の出力に基づいて前記第１および第２の
像間の像の横変位量を算定する横変位量算定手段
と、この横変位量算定手段の出力に基づいて前記
結像光学系の焦点状態を検出する焦点状態検出手
段とを具えることを特徴とするものである。
配置され、前記結像光学系の射出瞳の第１および
第２の領域を通過した光束によりそれぞれ第１お
よび第２の像を発生させる瞳分割手段と、 この瞳分割手段の後方に配置され、前記第１お
よび第２の像をそれぞれ受光する第１および第２
の受光素子群を有する受光素子アレイと、 この受光素子アレイ中の個々の受光素子の光軸
からの距離の相違によつて発生する受光々量のア
ンバランスを補正するための複数の補正係数を記
憶する書き込み可能なデジタルメモリと、このデ
ジタルメモリからの補正係数に基づいて前記第１
および第２の受光素子群を構成する受光素子の出
力を各々補正演算する補正演算手段と、この補正
演算手段の出力に基づいて前記第１および第２の
像間の像の横変位量を算定する横変位量算定手段
と、この横変位量算定手段の出力に基づいて前記
結像光学系の焦点状態を検出する焦点状態検出手
段とを具えることを特徴とするものである。
すなわち、本発明においては複数の受光素子に
入射する光量の像高の影響および瞳分割手段と受
光素子との相対的位置ずれに基づくアンバランス
を、受光素子の出力を予め記憶した補正係数によ
り処理して補正する。したがつて、光学系として
は第１図に示したような補正レンズ等を用いない
ものを使用することができるから、光学系が簡単
かつ小形、安価にでき、しかも常に高精度で焦点
状態を検出することができる。
入射する光量の像高の影響および瞳分割手段と受
光素子との相対的位置ずれに基づくアンバランス
を、受光素子の出力を予め記憶した補正係数によ
り処理して補正する。したがつて、光学系として
は第１図に示したような補正レンズ等を用いない
ものを使用することができるから、光学系が簡単
かつ小形、安価にでき、しかも常に高精度で焦点
状態を検出することができる。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１０図は本発明の焦点検出装置の一例の構成
を示すブロツク図である。本例では結像光学系１
１の射出瞳をストライプマスクより成る瞳分割手
段１２により第１および第２の領域に分割し、こ
れら領域からの光束を受光素子列１３で受光す
る。瞳分割手段１２および受光素子列１３は、瞳
分割手段１２によつて分割される第１および第２
の領域からの光束を、受光素子列１３の順次の受
光素子が交互に受光するように構成する。したが
つて、この場合には受光素子列１８の各受光素子
に入射する光量は像高の影響によつてアンバラン
スになると共に、瞳分割手段１２と受光素子との
配置に相対的位置ずれがある場合にはこの相対的
位置ずれによつても光量アンバランスが生じるよ
うになる。そこで、本例では光学系の設定後、結
像光学系１１を通して均一照明を与え、そのとき
の各受光素子の出力の逆数を規格化して各受光素
子についての補正係数を求め、その補正係数を不
揮発性メモリ、例えばＰ−ROM14に予め記憶し
ておく。
を示すブロツク図である。本例では結像光学系１
１の射出瞳をストライプマスクより成る瞳分割手
段１２により第１および第２の領域に分割し、こ
れら領域からの光束を受光素子列１３で受光す
る。瞳分割手段１２および受光素子列１３は、瞳
分割手段１２によつて分割される第１および第２
の領域からの光束を、受光素子列１３の順次の受
光素子が交互に受光するように構成する。したが
つて、この場合には受光素子列１８の各受光素子
に入射する光量は像高の影響によつてアンバラン
スになると共に、瞳分割手段１２と受光素子との
配置に相対的位置ずれがある場合にはこの相対的
位置ずれによつても光量アンバランスが生じるよ
うになる。そこで、本例では光学系の設定後、結
像光学系１１を通して均一照明を与え、そのとき
の各受光素子の出力の逆数を規格化して各受光素
子についての補正係数を求め、その補正係数を不
揮発性メモリ、例えばＰ−ROM14に予め記憶し
ておく。
受光素子列１３の各受光素子の出力は制御回路
１５により順次読み出し、Ａ−Ｄ変換器１６でデ
ジタル信号に変換して乗算器１７に供給する。こ
の乗算器１７には制御回路１５の制御の下に、Ｐ
−ROM１４から対応する受光素子の補正係数を
順次供給して各受光素子のデジタル信号と補正係
数（デジタル値）とを乗算し、その結果を順次評
価値演算回路１８に供給する。このように各受光
素子の出力と補正係数とを乗算することにより、
像高の影響および相対的位置ずれに基づく受光素
子の光量アンバランスを補正することができる。
評価値演算回路１８では、乗算器１７から順次供
給される補正された受光素子出力に基づいて、奇
数番目の受光素子の出力をao、偶数番目の受光素
子の出力をboとするとき、例えばＦ＝Σｎ（｜ao+1
−bo｜−｜ao−bo｜）により評価値Ｆを演算す
る。この評価値Ｆは結像光学系１１が合焦位置に
あるときは零、非合焦位置にあるときはそのずれ
の方向に応じて極性が反転するものとなるから、
この評価値Ｆを判定回路１９に供給して判定する
ことにより、合焦、前ピン、後ピンの各状態を表
す焦点情報を得ることができる。この焦点情報
は、表示器に供給して各焦点状態を表示させた
り、結像光学系１１を駆動するモータに供給して
自動的に合焦調整を行わせることができる。
１５により順次読み出し、Ａ−Ｄ変換器１６でデ
ジタル信号に変換して乗算器１７に供給する。こ
の乗算器１７には制御回路１５の制御の下に、Ｐ
−ROM１４から対応する受光素子の補正係数を
順次供給して各受光素子のデジタル信号と補正係
数（デジタル値）とを乗算し、その結果を順次評
価値演算回路１８に供給する。このように各受光
素子の出力と補正係数とを乗算することにより、
像高の影響および相対的位置ずれに基づく受光素
子の光量アンバランスを補正することができる。
評価値演算回路１８では、乗算器１７から順次供
給される補正された受光素子出力に基づいて、奇
数番目の受光素子の出力をao、偶数番目の受光素
子の出力をboとするとき、例えばＦ＝Σｎ（｜ao+1
−bo｜−｜ao−bo｜）により評価値Ｆを演算す
る。この評価値Ｆは結像光学系１１が合焦位置に
あるときは零、非合焦位置にあるときはそのずれ
の方向に応じて極性が反転するものとなるから、
この評価値Ｆを判定回路１９に供給して判定する
ことにより、合焦、前ピン、後ピンの各状態を表
す焦点情報を得ることができる。この焦点情報
は、表示器に供給して各焦点状態を表示させた
り、結像光学系１１を駆動するモータに供給して
自動的に合焦調整を行わせることができる。
第１１図は本発明の焦点検出装置の他の例の構
成を示すブロツク図である。本例では、受光素子
列１３の光量アンバランスをアナログ乗算により
補正するようにした点のみが第１０図と異なる。
このため、受光素子列１３からの順次の出力をア
ナログ乗算器２０の一方の入力端子に供給し、こ
の乗算器２０の他方の入力端子にはＰ−ROM１
４に予め記憶した各受光素子の補正係数を制御回
路１５の制御の下に、Ｄ−Ａ変換器２１を経てア
ナログ値に変換して供給して、各受光素子の光量
アンバランスによる出力の変動を補正し、この乗
算器２０の出力をＡ−Ｄ変換器１６で順次デジタ
ル信号に変換して評価値演算回路１８に供給す
る。このように、受光素子の出力と補正係数との
乗算をアナログ方式により行えば、デジタル方式
に比べ演算時間を短くできるから、焦点情報を高
速で得ることができる。
成を示すブロツク図である。本例では、受光素子
列１３の光量アンバランスをアナログ乗算により
補正するようにした点のみが第１０図と異なる。
このため、受光素子列１３からの順次の出力をア
ナログ乗算器２０の一方の入力端子に供給し、こ
の乗算器２０の他方の入力端子にはＰ−ROM１
４に予め記憶した各受光素子の補正係数を制御回
路１５の制御の下に、Ｄ−Ａ変換器２１を経てア
ナログ値に変換して供給して、各受光素子の光量
アンバランスによる出力の変動を補正し、この乗
算器２０の出力をＡ−Ｄ変換器１６で順次デジタ
ル信号に変換して評価値演算回路１８に供給す
る。このように、受光素子の出力と補正係数との
乗算をアナログ方式により行えば、デジタル方式
に比べ演算時間を短くできるから、焦点情報を高
速で得ることができる。
第１２図は本発明の焦点検出装置の更に他の例
の構成を示すブロツク図である。本例では、上述
した実施例と同様に結像光学系１１の射出瞳をス
トライプマスクより成る瞳分割手段１２により第
１および第２の領域に分割して、これら領域から
の光束を受光素子列１３で受光するが、各受光素
子の光量アンバランスによる出力の変動を補正す
る補正係数は、一部の受光素子に対する補正係数
のみをＰ−ROM２５に予め記憶し、この記憶し
た補正係数に基づいて他の受光素子に対する補正
係数を演算により求める。すなわち、受光素子列
１３上での像高の影響および受光素子と瞳分割手
段１２との相対的位置ずれに基づく光量アンバラ
ンスによる奇数番目および偶数番目の受光素子群
の出力分布は、それぞれほぼ直線的なものとな
る。したがつて、各受光素子群について、１つの
受光素子に対する補正係数と、この補正係数と次
の受光素子に対する補正係数との差を求めておけ
ば、この差は順次の受光素子においてほぼ一定で
あるから、これら１つの補正係数と順次の受光素
子における補正係数の差とから順次の受光素子に
対する補正係数を演算により求めることができ
る。
の構成を示すブロツク図である。本例では、上述
した実施例と同様に結像光学系１１の射出瞳をス
トライプマスクより成る瞳分割手段１２により第
１および第２の領域に分割して、これら領域から
の光束を受光素子列１３で受光するが、各受光素
子の光量アンバランスによる出力の変動を補正す
る補正係数は、一部の受光素子に対する補正係数
のみをＰ−ROM２５に予め記憶し、この記憶し
た補正係数に基づいて他の受光素子に対する補正
係数を演算により求める。すなわち、受光素子列
１３上での像高の影響および受光素子と瞳分割手
段１２との相対的位置ずれに基づく光量アンバラ
ンスによる奇数番目および偶数番目の受光素子群
の出力分布は、それぞれほぼ直線的なものとな
る。したがつて、各受光素子群について、１つの
受光素子に対する補正係数と、この補正係数と次
の受光素子に対する補正係数との差を求めておけ
ば、この差は順次の受光素子においてほぼ一定で
あるから、これら１つの補正係数と順次の受光素
子における補正係数の差とから順次の受光素子に
対する補正係数を演算により求めることができ
る。
そこで、本例では受光素子列１３の奇数番目の
受光素子群については、第１番目の受光素子１３
Ａ−１に対する補正係数X1と、この補正係数X1
と次の受光素子１３Ａ−２に対する補正係数X2
との差（X2−X1）とをＰ−ROM２５に予め記憶
し、偶数番目の受光素子群については最後の受光
素子１３Ｂ−ｎに対する補正係数Yoと、この補
正係数Yoと一つ前の受光素子１３Ｂ−（ｎ−１）
に対する補正係数Yo-1との差（Yo-1−Yo）とを
Ｐ−ROM２５に予め記憶しておく。このように
して、受光素子列１３を制御回路２６により制御
して、奇数番目の受光素子群については、その出
力を第１番目の受光素子１３Ａ−１から順次読み
出してＡ−Ｄ変換器２７Ａでデジタル信号に変換
して乗算器２８Ａの一方の入力端子に供給し、偶
数番目の受光素子群についてはその出力を逆方
向、すなわち最後の受光素子１３Ｂ−ｎから第１
番目の受光素子１３Ｂ−１に向けて順次読み出し
てＡ−Ｄ変換器２７Ｂでデジタル信号に変換して
乗算器２８Ｂの一方の入力端子に供給する。
受光素子群については、第１番目の受光素子１３
Ａ−１に対する補正係数X1と、この補正係数X1
と次の受光素子１３Ａ−２に対する補正係数X2
との差（X2−X1）とをＰ−ROM２５に予め記憶
し、偶数番目の受光素子群については最後の受光
素子１３Ｂ−ｎに対する補正係数Yoと、この補
正係数Yoと一つ前の受光素子１３Ｂ−（ｎ−１）
に対する補正係数Yo-1との差（Yo-1−Yo）とを
Ｐ−ROM２５に予め記憶しておく。このように
して、受光素子列１３を制御回路２６により制御
して、奇数番目の受光素子群については、その出
力を第１番目の受光素子１３Ａ−１から順次読み
出してＡ−Ｄ変換器２７Ａでデジタル信号に変換
して乗算器２８Ａの一方の入力端子に供給し、偶
数番目の受光素子群についてはその出力を逆方
向、すなわち最後の受光素子１３Ｂ−ｎから第１
番目の受光素子１３Ｂ−１に向けて順次読み出し
てＡ−Ｄ変換器２７Ｂでデジタル信号に変換して
乗算器２８Ｂの一方の入力端子に供給する。
一方、Ｐ−ROM２５に予め記憶したデータは
制御回路２６の制御の下に補正係数作成器２９Ａ
および２９Ｂに供給し、ここで乗算器２８Ａおよ
び２８Ｂに順次供給される受光素子出力に対する
補正係数をそれぞれ演算により求めて、乗算器２
８Ａおよび２８Ｂの他方の入力端子に順次供給す
る。すなわち、補正係数作成器２９Ａにおいて
は、Ｐ−ROM２５に予め記憶したデータX1，
（X2−X1）から順次読み出される奇数番目の受光
素子の補正係数X1，X2，X3，……，Xo-1，Xoを
以下のようにして求める。
制御回路２６の制御の下に補正係数作成器２９Ａ
および２９Ｂに供給し、ここで乗算器２８Ａおよ
び２８Ｂに順次供給される受光素子出力に対する
補正係数をそれぞれ演算により求めて、乗算器２
８Ａおよび２８Ｂの他方の入力端子に順次供給す
る。すなわち、補正係数作成器２９Ａにおいて
は、Ｐ−ROM２５に予め記憶したデータX1，
（X2−X1）から順次読み出される奇数番目の受光
素子の補正係数X1，X2，X3，……，Xo-1，Xoを
以下のようにして求める。
X1＝X1
X2＝X1＋（X2−X1）
X3＝X2＋（X2−X1）
…
Xo-1＝Xo-2＋（X2−X1）
Xo＝Xo-1＋（X2−X1）
また、補正係数作成器２９Ｂにおいては、Ｐ−
ROM２５に予め記憶したデータYo，（Yo-1−Yo）
から、順次読み出される偶数番目の受光素子の補
正係数Yo，Yo-1，Yo-2，……，Y2，Y1を以下の
ようにして求める。
ROM２５に予め記憶したデータYo，（Yo-1−Yo）
から、順次読み出される偶数番目の受光素子の補
正係数Yo，Yo-1，Yo-2，……，Y2，Y1を以下の
ようにして求める。
Yo＝Yo
Yo-1＝Yo＋（Yo-1−Yo）
Yo-2＝Yo-1＋（Yo-1−Yo）
…
Y2＝Y3＋（Yo-1−Yo）
Y1＝Y2＋（Yo-1−Yo）
このようにすれば、第１０図および第１１図と
同様に、各受光素子に対する光量アンバランスに
よる出力の変動を補正することができるから、こ
れら乗算器２８Ａおよび２８Ｂの出力を評価値演
算回路１８に供給して評価値を求め、これを判定
回路１９において判定することにより所要の焦点
情報を得ることができる。
同様に、各受光素子に対する光量アンバランスに
よる出力の変動を補正することができるから、こ
れら乗算器２８Ａおよび２８Ｂの出力を評価値演
算回路１８に供給して評価値を求め、これを判定
回路１９において判定することにより所要の焦点
情報を得ることができる。
かかる構成においては、Ｐ−ROM２５に記憶
させるデータ量が少なくて済むから、上述した光
量アンバランスがレンズ交換により開口数および
焦点距離の変化によつて変わる場合にも、各レン
ズに対するデータを記憶し、これを切り換えるこ
とによつて容易に対処できる。
させるデータ量が少なくて済むから、上述した光
量アンバランスがレンズ交換により開口数および
焦点距離の変化によつて変わる場合にも、各レン
ズに対するデータを記憶し、これを切り換えるこ
とによつて容易に対処できる。
なお、本発明は上述した例にのみ限定されるも
のではなく、結像光学系と受光素子アレイとの間
に設けた瞳分割手段を有し、結像光学系より瞳分
割手段に入射する光束の角度が変化するために、
受光素子アレイの像高方向に光量アンバランスが
発生するような構成の焦点検出装置に広く適用す
ることができる。また、上述した例では瞳分割手
段１２をストライプマスクをもつて構成したが、
第１３図Ａに示すようなプリズムアレイをもつて
構成することもできるし、第１３図Ｂに示すよう
なフライアレイレンズをもつて構成することもで
きる。第１３図Ａに示すプリズムアレイは結像光
学系１１の光軸に対してほぼ臨界角に設定した互
いに逆向きの光学面３０Ａ，３０Ｂを交互に配列
して構成したもので、各光学面に受光素子列１３
を構成する受光素子を対応させることにより、奇
数番目の受光素子群が結像光学系１１の射出瞳の
一方の領域からの光束を受光し、偶数番目の受光
素子が射出瞳の他方の領域からの光束を受光する
ようにしたものである。また、第１３図Ｂに示す
フライアレイレンズは各フライアレイレンズ３１
に受光素子列１３を構成する隣接する２個の受光
素子を対応させて、これら２個の受光素子に結像
光学系１１の射出瞳の互いに異なる領域の像を分
離して結像させるようにしたものである。また、
上述した例では各受光素子の出力に補正係数を乗
算することにより光量アンバランスによる変動を
補正するようにしたが、各受光素子の出力を補正
係数で割り算して補正することもできる。更に、
Ｐ−ROM等の不揮発性メモリの代わりにRAM
等の揮発性メモリを用い、これに補正係数を記憶
させるようにしてもよい。
のではなく、結像光学系と受光素子アレイとの間
に設けた瞳分割手段を有し、結像光学系より瞳分
割手段に入射する光束の角度が変化するために、
受光素子アレイの像高方向に光量アンバランスが
発生するような構成の焦点検出装置に広く適用す
ることができる。また、上述した例では瞳分割手
段１２をストライプマスクをもつて構成したが、
第１３図Ａに示すようなプリズムアレイをもつて
構成することもできるし、第１３図Ｂに示すよう
なフライアレイレンズをもつて構成することもで
きる。第１３図Ａに示すプリズムアレイは結像光
学系１１の光軸に対してほぼ臨界角に設定した互
いに逆向きの光学面３０Ａ，３０Ｂを交互に配列
して構成したもので、各光学面に受光素子列１３
を構成する受光素子を対応させることにより、奇
数番目の受光素子群が結像光学系１１の射出瞳の
一方の領域からの光束を受光し、偶数番目の受光
素子が射出瞳の他方の領域からの光束を受光する
ようにしたものである。また、第１３図Ｂに示す
フライアレイレンズは各フライアレイレンズ３１
に受光素子列１３を構成する隣接する２個の受光
素子を対応させて、これら２個の受光素子に結像
光学系１１の射出瞳の互いに異なる領域の像を分
離して結像させるようにしたものである。また、
上述した例では各受光素子の出力に補正係数を乗
算することにより光量アンバランスによる変動を
補正するようにしたが、各受光素子の出力を補正
係数で割り算して補正することもできる。更に、
Ｐ−ROM等の不揮発性メモリの代わりにRAM
等の揮発性メモリを用い、これに補正係数を記憶
させるようにしてもよい。
以上述べたように本発明においては、瞳分割方
式による像の横ずれに基づいて焦点状態を検出す
る焦点検出装置において、受光素子アレイ中の
個々の受光素子の光軸からの距離の相違によつて
発生する受光々量のアンバランスを補正するため
の複数の補正係数を書き込み可能なデジタルメモ
リに記憶し、このデジタルメモリに記憶した補正
係数に基づいて受光素子アレイの個々の受光素子
の出力を電気的に補正するようにしたので、受光
素子アレイの像高方向に発生する光量アンバラン
スを有効に補正することができる。また、焦点検
出装置を含む製品個々に対応して、そのメモリに
は光学系の設定後結像光学系を通して均一照明を
与えた時に得られる受光素子出力が基づく補正係
数を記憶することができるので、各製品について
結像光学系、瞳分割手段および受光素子アレイの
位置関係により設計的に発生する光量アンバラン
スだけでなく、上記光学系を組立てる際に生じる
組立誤差により発生する光量アンバランス、さら
には受光素子自体が持つ感度のバラツキまで含め
て補正することができる。したがつて、常に高精
度で焦点状態を検出できると共に、光学系には何
らの細工を施す必要がないので、光学系を簡単か
つ小形、安価にできる。
式による像の横ずれに基づいて焦点状態を検出す
る焦点検出装置において、受光素子アレイ中の
個々の受光素子の光軸からの距離の相違によつて
発生する受光々量のアンバランスを補正するため
の複数の補正係数を書き込み可能なデジタルメモ
リに記憶し、このデジタルメモリに記憶した補正
係数に基づいて受光素子アレイの個々の受光素子
の出力を電気的に補正するようにしたので、受光
素子アレイの像高方向に発生する光量アンバラン
スを有効に補正することができる。また、焦点検
出装置を含む製品個々に対応して、そのメモリに
は光学系の設定後結像光学系を通して均一照明を
与えた時に得られる受光素子出力が基づく補正係
数を記憶することができるので、各製品について
結像光学系、瞳分割手段および受光素子アレイの
位置関係により設計的に発生する光量アンバラン
スだけでなく、上記光学系を組立てる際に生じる
組立誤差により発生する光量アンバランス、さら
には受光素子自体が持つ感度のバラツキまで含め
て補正することができる。したがつて、常に高精
度で焦点状態を検出できると共に、光学系には何
らの細工を施す必要がないので、光学系を簡単か
つ小形、安価にできる。
第１図は横ずれ像検出方式における焦点検出装
置の光学系の基本構成を示す図、第２図、第３
図、第４図および第５図Ａ〜Ｃは第１図に示す光
学系における像高の影響を説明するための線図、
第６図は像高の影響を周知の補正レンズで補正す
る場合の説明図、第７図、第８図および第９図は
瞳分割手段と受光素子との相対的位置ずれによる
光量アンバランスを説明するための線図、第１０
図は本発明の焦点検出装置の一例の構成を示すブ
ロツク図、第１１図は同じく他の例の構成を示す
ブロツク図、第１２図は本発明の焦点検出装置の
更に他の例の構成を示すブロツク図、第１３図Ａ
およびＢは瞳分割手段の他の２つの例の構成をそ
れぞれ示す線図である。 １１……結像光学系、１２……瞳分割手段、１
３……受光素子列、１４……Ｐ−ROM、１５…
…制御回路、１６……Ａ−Ｄ変換器、１７……デ
ジタル乗算器、１８……評価値演算回路、１９…
…判定回路、２０……アナログ乗算器、２１……
Ｄ−Ａ変換器、２５……Ｐ−ROM、２６……制
御回路、２７Ａ，２７Ｂ……Ａ−Ｄ変換器、２８
Ａ，２８Ｂ……デジタル乗算器、２９Ａ，２９Ｂ
……補正係数作成器、３０Ａ，３０Ｂ……フライ
アイレンズ。
置の光学系の基本構成を示す図、第２図、第３
図、第４図および第５図Ａ〜Ｃは第１図に示す光
学系における像高の影響を説明するための線図、
第６図は像高の影響を周知の補正レンズで補正す
る場合の説明図、第７図、第８図および第９図は
瞳分割手段と受光素子との相対的位置ずれによる
光量アンバランスを説明するための線図、第１０
図は本発明の焦点検出装置の一例の構成を示すブ
ロツク図、第１１図は同じく他の例の構成を示す
ブロツク図、第１２図は本発明の焦点検出装置の
更に他の例の構成を示すブロツク図、第１３図Ａ
およびＢは瞳分割手段の他の２つの例の構成をそ
れぞれ示す線図である。 １１……結像光学系、１２……瞳分割手段、１
３……受光素子列、１４……Ｐ−ROM、１５…
…制御回路、１６……Ａ−Ｄ変換器、１７……デ
ジタル乗算器、１８……評価値演算回路、１９…
…判定回路、２０……アナログ乗算器、２１……
Ｄ−Ａ変換器、２５……Ｐ−ROM、２６……制
御回路、２７Ａ，２７Ｂ……Ａ−Ｄ変換器、２８
Ａ，２８Ｂ……デジタル乗算器、２９Ａ，２９Ｂ
……補正係数作成器、３０Ａ，３０Ｂ……フライ
アイレンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結像光学系の後方に配置され、前記結像光学
系の射出瞳の第１および第２の領域を通過した光
束によりそれぞれ第１および第２の像を発生させ
る瞳分割手段と、 この瞳分割手段の後方に配置され、前記第１お
よび第２の像をそれぞれ受光する第１および第２
の受光素子群をそれぞれ有する受光素子アレイ
と、 この受光素子アレイ中の個々の受光素子の光軸
からの距離の相違によつて発生する受光々量のア
ンバランスを補正するための複数の補正係数を記
憶する書き込み可能なデジタルメモリと、 このデジタルメモリからの補正係数に基づいて
前記第１および第２の受光素子群を構成する受光
素子の出力を各々補正演算する補正演算手段と、 この補正演算手段の出力に基づいて前記第１お
よび第２の像間の像の横変位量を算定する横変位
量算定手段と、 この横変位量算定手段の出力に基づいて前記結
像光学系の焦点状態を検出する焦点状態検出手段
と、 を具えることを特徴とする焦点検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205031A JPS59116604A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 焦点検出方法 |
| US06/552,612 US4613748A (en) | 1982-11-22 | 1983-11-17 | Focus detection apparatus employing image height correction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205031A JPS59116604A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 焦点検出方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1111995A Division JPH0823623B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 焦点検出装置の調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116604A JPS59116604A (ja) | 1984-07-05 |
| JPH0534659B2 true JPH0534659B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=16500289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57205031A Granted JPS59116604A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 焦点検出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4613748A (ja) |
| JP (1) | JPS59116604A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5202555A (en) * | 1983-01-10 | 1993-04-13 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Focus detecting device for use with cameras with correlation and contrast detecting means |
| US4636624A (en) * | 1983-01-10 | 1987-01-13 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Focus detecting device for use with cameras |
| US4766302A (en) * | 1984-05-17 | 1988-08-23 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Focus detecting device including means for determining a priority of correlation calculations |
| JPS6232410A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-12 | Minolta Camera Co Ltd | 焦点検出装置 |
| US4903065A (en) * | 1987-05-15 | 1990-02-20 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Focus condition detecting device |
| JPH0789174B2 (ja) * | 1987-09-21 | 1995-09-27 | 富士写真フイルム株式会社 | 自動焦点調節装置 |
| JP3550599B2 (ja) * | 1994-02-03 | 2004-08-04 | 株式会社ニコン | イメージセンサーシステム |
| JP5115324B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2013-01-09 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置および撮像装置 |
| JP5586796B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2014-09-10 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置及びその制御方法並びに交換レンズとレンズ交換式撮像装置本体 |
| JP6302512B2 (ja) * | 2016-07-06 | 2018-03-28 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システム、及び撮像装置の制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529731A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-03 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Displacement detection unit of optical image |
| JPS5675608A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-22 | Ricoh Co Ltd | Automatic focus control device and automatic focus detecting device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5596919A (en) * | 1979-01-20 | 1980-07-23 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Plural space frequency component extracting device |
| US4441096A (en) * | 1980-06-23 | 1984-04-03 | California Institute Of Technology | Optical analog-to-digital converter |
| JPS57128307A (en) * | 1981-02-03 | 1982-08-09 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Automatic focus adjuster |
| JPS5962809A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-10 | Olympus Optical Co Ltd | 焦点検出装置 |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57205031A patent/JPS59116604A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-17 US US06/552,612 patent/US4613748A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529731A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-03 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Displacement detection unit of optical image |
| JPS5675608A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-22 | Ricoh Co Ltd | Automatic focus control device and automatic focus detecting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59116604A (ja) | 1984-07-05 |
| US4613748A (en) | 1986-09-23 |
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