JPS5880607A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JPS5880607A JPS5880607A JP17782781A JP17782781A JPS5880607A JP S5880607 A JPS5880607 A JP S5880607A JP 17782781 A JP17782781 A JP 17782781A JP 17782781 A JP17782781 A JP 17782781A JP S5880607 A JPS5880607 A JP S5880607A
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- Japan
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- output
- difference
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- Granted
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-
- 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
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
重置@Fi像変位検出装置に係る。ζO懺置紘、結像光
学系の焦点買近傍における光像パターンの変位の量と方
向のいずれかまたは双方な光電的に量子化して検出する
。
学系の焦点買近傍における光像パターンの変位の量と方
向のいずれかまたは双方な光電的に量子化して検出する
。
ζ0@0@変位検出義置紘例えばll1l距装置に応用
される。そOIl距懺置装1DJ’10例としては、基
線長側石方式がある。ζO方式では例えは、カメラにお
iで撮影レンズとは異なる2りの測距用光学系O細像藺
近傍に2りO光電変換素子アレイを設け、両アレイ上に
結像した被写体の光像0パタ一ンO相対的変位を検出し
、その変位に基づ−て被写体距離な摺電する。この場合
0両7レイ上の光像の変位を光電的に検出するのに像変
位検出装置が用いられる。
される。そOIl距懺置装1DJ’10例としては、基
線長側石方式がある。ζO方式では例えは、カメラにお
iで撮影レンズとは異なる2りの測距用光学系O細像藺
近傍に2りO光電変換素子アレイを設け、両アレイ上に
結像した被写体の光像0パタ一ンO相対的変位を検出し
、その変位に基づ−て被写体距離な摺電する。この場合
0両7レイ上の光像の変位を光電的に検出するのに像変
位検出装置が用いられる。
ま九、別の測距方法の例としてTTL方式であ〉、この
方式で紘撮影しンズO異なる瞳部分を通過した光束によ
る像を1対O光電変換素子7レイ上に結像させ、その両
7レイ上の光@0相対的変位によって被写体距離を求め
る。ζO方法の例としては、特開13才51−8722
2号、特111B54−104859号、および米ff
l特許、?4185191号に開示のものがある。この
方法にお−て、両7レイ上O光像O変位を光電的に検出
する0にも像変位 ・検出装置を用%A$ことかで龜る
。
方式で紘撮影しンズO異なる瞳部分を通過した光束によ
る像を1対O光電変換素子7レイ上に結像させ、その両
7レイ上の光@0相対的変位によって被写体距離を求め
る。ζO方法の例としては、特開13才51−8722
2号、特111B54−104859号、および米ff
l特許、?4185191号に開示のものがある。この
方法にお−て、両7レイ上O光像O変位を光電的に検出
する0にも像変位 ・検出装置を用%A$ことかで龜る
。
このような像変位検出装置において、光電変換素子7レ
イの光電出力には、ffi想的に被写体輝度分布による
成分に、更にその他10g4差成分が混入すゐ場合があ
る。この娯差成分紘空間的にゆるやかに変動するいわゆ
る低空間周波数成分等である。従りて、光電変換素子7
レイの光電出力をそのまま用−て像変位を検出すると、
その検出精度は低下する。
イの光電出力には、ffi想的に被写体輝度分布による
成分に、更にその他10g4差成分が混入すゐ場合があ
る。この娯差成分紘空間的にゆるやかに変動するいわゆ
る低空間周波数成分等である。従りて、光電変換素子7
レイの光電出力をそのまま用−て像変位を検出すると、
その検出精度は低下する。
この検出精度の低下を防止する方法として光電変換素子
アレイに含まれる各光電変換素子の隣接する素子間の光
電出力の差分を演算し、その差分に基づiて像変位を検
出する方法が考えられる。この方法によやと、前記の低
9間周波数成分が除去され成る程度は像変位検出の精度
が上がる。
アレイに含まれる各光電変換素子の隣接する素子間の光
電出力の差分を演算し、その差分に基づiて像変位を検
出する方法が考えられる。この方法によやと、前記の低
9間周波数成分が除去され成る程度は像変位検出の精度
が上がる。
しかしながら、この方法による光電出力の差分にはまだ
過渡的に変動する成分がむしろ強調された形で混入し、
この差分による出カバターンは光像の変位に対応してな
めらかに変位しない、し九がうて、像変位にりいて充分
に高i検出精度を与えることがで龜なiとiう問題が残
る。
過渡的に変動する成分がむしろ強調された形で混入し、
この差分による出カバターンは光像の変位に対応してな
めらかに変位しない、し九がうて、像変位にりいて充分
に高i検出精度を与えることがで龜なiとiう問題が残
る。
本発明は、このような低空間周波数成分による誤差を完
全に除去し、更に光像の変位になめらかに対応して変位
する光電出力を与えそれによって高い精度の像変位検出
装置を提供することを目的とする。そのために本発明に
よる像変位検出装置では、光電変換素子アレイにおいて
−ク以上の光電変換素子をはさんで隣接する2りO光電
素子間O出力の差分を演算し、その差分に基づいて像変
位を検出します。
全に除去し、更に光像の変位になめらかに対応して変位
する光電出力を与えそれによって高い精度の像変位検出
装置を提供することを目的とする。そのために本発明に
よる像変位検出装置では、光電変換素子アレイにおいて
−ク以上の光電変換素子をはさんで隣接する2りO光電
素子間O出力の差分を演算し、その差分に基づいて像変
位を検出します。
最初に、光電変換素子アレイの光電出力をそのまま用v
′hfi−場合にクーての−、低空間周波数成分による
影響にりいてa@すゐ。
′hfi−場合にクーての−、低空間周波数成分による
影響にりいてa@すゐ。
矛1図はカメラの測距装置に用iられる臘の像検出@置
の概略を示す。
の概略を示す。
フィールドレンズ1を通過した被写体光は瞳分割され、
集光レンズ2,3によりて矛1次焦点面上O空中像七光
電変換素子7レイ4゜5上に再鰯像される。レンズ2.
Bは各々絞!?6.7を備える。
集光レンズ2,3によりて矛1次焦点面上O空中像七光
電変換素子7レイ4゜5上に再鰯像される。レンズ2.
Bは各々絞!?6.7を備える。
、?1eK、焦点面近傍に設けられ九フィールドレンス
1は前記絞シロ、7が撮影レンズの瞳位置8に共役にな
るように曲率をもたせている。仁のような条件によシ撮
影レンズの射出瞳が8近傍にある場合に紘結像光束をケ
ルことが全く無いので、両7レイ4.5上の像は重々9
合う。この両アレイ4および5上に結像される両党像パ
ターンを牙2図(a) 、 (b)で示す。この両パタ
ーン間の変位が検出ナベ龜像変位である。
1は前記絞シロ、7が撮影レンズの瞳位置8に共役にな
るように曲率をもたせている。仁のような条件によシ撮
影レンズの射出瞳が8近傍にある場合に紘結像光束をケ
ルことが全く無いので、両7レイ4.5上の像は重々9
合う。この両アレイ4および5上に結像される両党像パ
ターンを牙2図(a) 、 (b)で示す。この両パタ
ーン間の変位が検出ナベ龜像変位である。
とζろが、撮影レンズを交換する仁とによpl例えば射
出瞳8の位置が9の位置に来ると、牙1図に示すように
、光束によってはその一部(斜一部)がケラれるi′わ
ゆるケラレ効果のために7レイ4上の強度は(ハ)”側
で低下し、アレイ5の上では反対側(イ)”0@q)強
度が低下する。このための光電変換素子アレィ4.5の
充電出力中には才2 II C@) 、 (d)で示す
低空間周波数成分が混入し、その結果光電変換素子アレ
イ4.50光電出力は矛2図(・) 、 (f)に示す
ように1全く重ならな1異なりたパターンとなりてしま
い、両パターン間の変位を検出すること拡困離になる。
出瞳8の位置が9の位置に来ると、牙1図に示すように
、光束によってはその一部(斜一部)がケラれるi′わ
ゆるケラレ効果のために7レイ4上の強度は(ハ)”側
で低下し、アレイ5の上では反対側(イ)”0@q)強
度が低下する。このための光電変換素子アレィ4.5の
充電出力中には才2 II C@) 、 (d)で示す
低空間周波数成分が混入し、その結果光電変換素子アレ
イ4.50光電出力は矛2図(・) 、 (f)に示す
ように1全く重ならな1異なりたパターンとなりてしま
い、両パターン間の変位を検出すること拡困離になる。
このようなケラレ効果等による低空間周波数成分の影譬
にクーて、以下KIK詳細に説明する。
にクーて、以下KIK詳細に説明する。
16図(暑)は、光電変換素子アレイ4または5上に結
像した光像の強度分布を示す。もし、低9間周波数成分
が混入しなければ、才4図(暑)に示すような均一に1
のフィルタ効果が働龜1.IFs図(a)に示す結像パ
ターンがそのt家、光電変換素子アレイ4において各充
電変換素子層、〜畠。から光電出力f1〜f として出
力される。しかしながら、前記に示したように、ケラレ
効果等によ〕、低空間周波数成分が混入すると、jI1
4図(b)のg(t)Oような不均一なフィルタが働き
、その結果、一方07レイ40″jt、電出カバターン
はf (t) X g、(t)となル、矛5図(すQ実
線で示すよう一変化する。(点線は光像パターンの強度
分布を示す。)。したがって、一方のアレイ4上の光電
出カバターンは他方の7レイs上の光電出カバターン(
不図示)とは全く重ならなくなp%このため両者の相対
的変位を検出することが国難になる。
像した光像の強度分布を示す。もし、低9間周波数成分
が混入しなければ、才4図(暑)に示すような均一に1
のフィルタ効果が働龜1.IFs図(a)に示す結像パ
ターンがそのt家、光電変換素子アレイ4において各充
電変換素子層、〜畠。から光電出力f1〜f として出
力される。しかしながら、前記に示したように、ケラレ
効果等によ〕、低空間周波数成分が混入すると、jI1
4図(b)のg(t)Oような不均一なフィルタが働き
、その結果、一方07レイ40″jt、電出カバターン
はf (t) X g、(t)となル、矛5図(すQ実
線で示すよう一変化する。(点線は光像パターンの強度
分布を示す。)。したがって、一方のアレイ4上の光電
出カバターンは他方の7レイs上の光電出カバターン(
不図示)とは全く重ならなくなp%このため両者の相対
的変位を検出することが国難になる。
才4図(@)は、検出光学系壁面の11k乱その他の原
因により加算的に働ら〈誤差成分を示し丸ものである。
因により加算的に働ら〈誤差成分を示し丸ものである。
このような成分が存在すると龜、光電変換素子アレイ4
.5の充電出力唸、牙3図(C)の実線で示すf (x
) + g、(x )のようになる。このような場合に
も、誤差成分の大きさは、一般に両アレイ4,5につい
て異なるので、両アレイ4.5の光電出カバターンが非
対称となり重ならなくなり、両パターン間の相対的変位
の検出が困離になる。
.5の充電出力唸、牙3図(C)の実線で示すf (x
) + g、(x )のようになる。このような場合に
も、誤差成分の大きさは、一般に両アレイ4,5につい
て異なるので、両アレイ4.5の光電出カバターンが非
対称となり重ならなくなり、両パターン間の相対的変位
の検出が困離になる。
次に、この7レイ4.5の出カバターンから低次!間周
波数成分を除去するために、7レイ4.5上にお−で隣
接する光電変換素子の出力差分を用−ゐ方ff1Kりi
て説明し、併せて本発明に従って、7レイ上で1り以上
O光電変換素子をはさんで並置すゐ光電変換素子間O出
力差分を用−ゐ方法にクーて比較して説明する。
波数成分を除去するために、7レイ4.5上にお−で隣
接する光電変換素子の出力差分を用−ゐ方ff1Kりi
て説明し、併せて本発明に従って、7レイ上で1り以上
O光電変換素子をはさんで並置すゐ光電変換素子間O出
力差分を用−ゐ方法にクーて比較して説明する。
尚、以上において言及した1出力差分0とは、通常の出
力差分すなわち光電賓換素子O光電出力をそのまま用i
て演算し九七〇出力差のみを意味するもOではない、こ
の′″出力差分“は光電変換素子出力を対数圧細し、そ
の対数−線出力間の差分を演算した出力差を後者の一分
出力は、前者O差分出力と?対照にsP%Aで、むしろ
“出力比″七表現した方がよp明確Kffi解できると
思われゐ、したがりて、以下におiて前者を単K”差分
出力”、門者を”出力比“と表現することとする。
力差分すなわち光電賓換素子O光電出力をそのまま用i
て演算し九七〇出力差のみを意味するもOではない、こ
の′″出力差分“は光電変換素子出力を対数圧細し、そ
の対数−線出力間の差分を演算した出力差を後者の一分
出力は、前者O差分出力と?対照にsP%Aで、むしろ
“出力比″七表現した方がよp明確Kffi解できると
思われゐ、したがりて、以下におiて前者を単K”差分
出力”、門者を”出力比“と表現することとする。
まず、ケラレ効果によp1才4 @ (b) t)よう
に片側が(1−))、反対側が(1−1−6] −)であるような遥A!lll&を有するフィルターが
かかりた場合を考える。
に片側が(1−))、反対側が(1−1−6] −)であるような遥A!lll&を有するフィルターが
かかりた場合を考える。
2s−の光電変換素子7レイ4の鵬1IIiiの光電変
換素子の出力を!、と、して、童ずiI績差の演算を行
なわずにそのままの1を号を利用する場合にりいて考え
る。誤差を金型な一場会の信号(原信号)をム、とする
とム。ml。
換素子の出力を!、と、して、童ずiI績差の演算を行
なわずにそのままの1を号を利用する場合にりいて考え
る。誤差を金型な一場会の信号(原信号)をム、とする
とム。ml。
であル、また矛411I(b)のフィルター効果による
誤差を含んだ信号をB、とすれば、B、=fX(1−(
〕十−一))である、l!うて!I
N この場合のム、に対すゐB、の誤滌O大龜さはlノ+−
Jjである。次にP儒隣りO光電変換素子間O光電出力
の比をとりで比較する゛“−”、A a、、::::、
o:::::P” :’@+P A
ISB’=(f X(1−(]+−#)
))/6 n+P N(t、x
(1−(a+l−a ))) ’;;: t、+
、/? f、 X (1−−y−P )でる〉ム、に対するB。
誤差を含んだ信号をB、とすれば、B、=fX(1−(
〕十−一))である、l!うて!I
N この場合のム、に対すゐB、の誤滌O大龜さはlノ+−
Jjである。次にP儒隣りO光電変換素子間O光電出力
の比をとりで比較する゛“−”、A a、、::::、
o:::::P” :’@+P A
ISB’=(f X(1−(]+−#)
))/6 n+P N(t、x
(1−(a+l−a ))) ’;;: t、+
、/? f、 X (1−−y−P )でる〉ム、に対するB。
0w4量の大暑さはl’lli’Iでゐゐ。 ζ0よう
に両者の場合に関してそれぞれ原信号とIK趙を會む信
号の違1/&O撫嵐を比べてみれは、一般Kl’の小域
いとζ6では1〉1ノ+−!−a t 〉PJ、なので
、近接する出力(P菖1,2゜1丁 l5)0比をとった場合には、誤差を含む信号BPも原
信号ム K#tとんど等しくなって−する。すなわち、
1tLSする光電変換素子O出力の比をとることで1.
it’ 4 m (b)滲O趣應装置フイルターがかか
り九場会に対して紘、JK4may4蕪を相殺で龜るこ
とがわかる。この例では、近縁する光電変換素子O比を
とるとiう一般論七巡ぺ九が、価述O鳳自によシHa出
力比よ)1りお龜の#1力の比、2りお龜O出力o#:
、o方が像の動電が滑らかなOでよ)遍蟲である。
□”□ 卑−〇像変位検出装置では、演算をそのまま貴行すゐこ
と拡困−なOで、対数化して引算を行なえによi、すな
わち、 4m(fX(1−ノー−!−a> ) 暑 N ;In (’a+P’ f、 X (1−Lり )次に
、才4図(e)のように、片lIIが4゜、反対側がj
、+J、 なる誤差成分が、本来の信号(才1図(暑
))に加算されてiる場合を考える。。この場合は原信
号人、ml、に対しテlA門’rH4’jB sa
f、 + (i。十−一。)M
n となシ、P個隣シとの差を原信号とすれば、ム、 ”
’s+P −fa * それに対応する鵬差信1’
ts+P号はB1ニー十、
+()。+]こ−・)’−’f、”(j@ +−am
) = ’s+1− fj1+□となN
Hる。両者の場合に関してそ
れ着れ原信号と誤差を含む信号を比べてみる0才5図(
a3KJK信号ム g=f のパターンが、才5図(
b)に膳 易 隣IIk!11出カム@ −’s*+l−’aオIII
(・)に装置f!AKi!りて1ク一−O羞出幾分少々
iが、オーダー的にはム、4ム二もあp、この場合にも
差出力に関して比べることによりて誤差成分をかな〕除
去で龜ゐことがわかる・ 以上IF#殊な具体例を用iてa@を行なう九が、一般
に原信号に、低空間周波数成分の誤差が含まれる場合に
は、黴分相蟲O演算(この例では、差分量たは対数4俵
の差分)により低空関周tILa成分を除去すゐことで
誤差O小さ一情報を慢ることが可能である。
に両者の場合に関してそれぞれ原信号とIK趙を會む信
号の違1/&O撫嵐を比べてみれは、一般Kl’の小域
いとζ6では1〉1ノ+−!−a t 〉PJ、なので
、近接する出力(P菖1,2゜1丁 l5)0比をとった場合には、誤差を含む信号BPも原
信号ム K#tとんど等しくなって−する。すなわち、
1tLSする光電変換素子O出力の比をとることで1.
it’ 4 m (b)滲O趣應装置フイルターがかか
り九場会に対して紘、JK4may4蕪を相殺で龜るこ
とがわかる。この例では、近縁する光電変換素子O比を
とるとiう一般論七巡ぺ九が、価述O鳳自によシHa出
力比よ)1りお龜の#1力の比、2りお龜O出力o#:
、o方が像の動電が滑らかなOでよ)遍蟲である。
□”□ 卑−〇像変位検出装置では、演算をそのまま貴行すゐこ
と拡困−なOで、対数化して引算を行なえによi、すな
わち、 4m(fX(1−ノー−!−a> ) 暑 N ;In (’a+P’ f、 X (1−Lり )次に
、才4図(e)のように、片lIIが4゜、反対側がj
、+J、 なる誤差成分が、本来の信号(才1図(暑
))に加算されてiる場合を考える。。この場合は原信
号人、ml、に対しテlA門’rH4’jB sa
f、 + (i。十−一。)M
n となシ、P個隣シとの差を原信号とすれば、ム、 ”
’s+P −fa * それに対応する鵬差信1’
ts+P号はB1ニー十、
+()。+]こ−・)’−’f、”(j@ +−am
) = ’s+1− fj1+□となN
Hる。両者の場合に関してそ
れ着れ原信号と誤差を含む信号を比べてみる0才5図(
a3KJK信号ム g=f のパターンが、才5図(
b)に膳 易 隣IIk!11出カム@ −’s*+l−’aオIII
(・)に装置f!AKi!りて1ク一−O羞出幾分少々
iが、オーダー的にはム、4ム二もあp、この場合にも
差出力に関して比べることによりて誤差成分をかな〕除
去で龜ゐことがわかる・ 以上IF#殊な具体例を用iてa@を行なう九が、一般
に原信号に、低空間周波数成分の誤差が含まれる場合に
は、黴分相蟲O演算(この例では、差分量たは対数4俵
の差分)により低空関周tILa成分を除去すゐことで
誤差O小さ一情報を慢ることが可能である。
ところが、この差分演算が低空関周wL数成分除去の手
段として大−に有効であうでも、前記のような隣撫差分
(場合によりて紘対数鳳自によ如、あま)適切ではなi
0本発明で紘、一つ以上の光電変換素子をはさんで並置
した光電変換素子間0IIi分出力をとることによシ、
低9間周波数成分を除去して、よp高−精度の像変位検
出を行なう。
段として大−に有効であうでも、前記のような隣撫差分
(場合によりて紘対数鳳自によ如、あま)適切ではなi
0本発明で紘、一つ以上の光電変換素子をはさんで並置
した光電変換素子間0IIi分出力をとることによシ、
低9間周波数成分を除去して、よp高−精度の像変位検
出を行なう。
像位置変位検出には、隣接する光電変換素子間の差分演
算はあまシ適切ではなく、1りおきの光電変換素子に関
する差分(または対数化後の差分)が遣蟲であることの
l!明を16図1.?7図1.オ8図、19図を用−て
行なう。?6図およびオフ図は、光電変換素子幅−の光
電変換素子7レイ4の上に1/2dの周波数の強度分布
を有するパターン10が投影された場合を示して−ゐ。
算はあまシ適切ではなく、1りおきの光電変換素子に関
する差分(または対数化後の差分)が遣蟲であることの
l!明を16図1.?7図1.オ8図、19図を用−て
行なう。?6図およびオフ図は、光電変換素子幅−の光
電変換素子7レイ4の上に1/2dの周波数の強度分布
を有するパターン10が投影された場合を示して−ゐ。
、?7図(−)の11〜1sは、このようなパターンが
少しづつ光電変換素子7し44に対して変位した一場会
を−/ 示しており、矛711 (b)は各充電変換素子出出a
、〜a、が像パターンの移動17−15に対応して変化
する様子を示してiる。また、オフ図(1)紘隣接出力
11b 膳−1+、−蟲、烏 、オフ図(4)は1りお龜O出力!1@、aaa、+。
少しづつ光電変換素子7し44に対して変位した一場会
を−/ 示しており、矛711 (b)は各充電変換素子出出a
、〜a、が像パターンの移動17−15に対応して変化
する様子を示してiる。また、オフ図(1)紘隣接出力
11b 膳−1+、−蟲、烏 、オフ図(4)は1りお龜O出力!1@、aaa、+。
−a、O変化の様子を示したもの′eある。これから’
Fljk 如、27 all (b) 、 (*) t
)場合に紘、ζO!2!間周波数の儂パターンの移動に
対して光電出力およびIIIMI1分出カバターンは振
幅を変えるだけで、それらの出カバターンの変位から結
像パターンの変位を絖みとゐことはで自なi、オフ図(
−)の場合は出力が変化せず、従ってこの態量周波数成
分を完全に除去することがで龜る。、1peml(a)
は少し周期の長い(!関周期長4s1)像パターンが2
1〜2sとその位置を変見丸場合を示してiる。
Fljk 如、27 all (b) 、 (*) t
)場合に紘、ζO!2!間周波数の儂パターンの移動に
対して光電出力およびIIIMI1分出カバターンは振
幅を変えるだけで、それらの出カバターンの変位から結
像パターンの変位を絖みとゐことはで自なi、オフ図(
−)の場合は出力が変化せず、従ってこの態量周波数成
分を完全に除去することがで龜る。、1peml(a)
は少し周期の長い(!関周期長4s1)像パターンが2
1〜2sとその位置を変見丸場合を示してiる。
、1’811(b)、(ζ)、(d)はそれぞれ7レイ
4の西電出力ら、隣接差分出力す、、1りおき差分出力
−のパターンを示したもの′cT。
4の西電出力ら、隣接差分出力す、、1りおき差分出力
−のパターンを示したもの′cT。
p%嵐〈みると判るように、像変位!!1〜2sに対応
して−a 、b a s c、の各パターンも同一方
向にその位相を変化させておシ、逆に畠、*丸線す、ま
た紘e、の位相0変位を調べることによル像の変位を知
ることが可能である。次に、矛9 H(a)OS1〜5
5.のような像パターン(9間周期長が2dOものと4
4のものとの合成パターン)の変位の場合を脚ぺてみる
と、光電出力am (才?111(b))およびlf
M分出力b (J’9図(*))a像膳 変位に伴なう出カバターンの動きが滑らかでなiが、(
j1〜5墨までほとんど動かず!4〜55で急に変化す
る)、1/)おIIK並置した光電変換素子の出力差の
出力a m (矛9図(d))は位相が比較的滑らかに
移動しておル、これから像パターンの変位を比較的n度
良く演算することが可能である。このように出カバター
ンの動きが滑らかでなくなるのは、像の中に含まれる空
間周波数が1/2dよシも高い成分の存在によるのであ
る。矛10図は光電変換素子の間隔がd(Q光電変換素
子7レイ4を示したものであ珈、素子O関mが小さい場
合には、解像力を表わすM’l’Fa嵩子の感度分布に
よ)幾分^なるが、概略、才11図のごとくなる。こむ
で墾関周波数が26よp大11%Aとζろの情報(%/
%わ−ゐナイ中スト編界以上0jIl波数に相幽する)
は、IIO移動に伴なう出力の滑らかな移動を呻ける作
用を持ってiる。ところで、隣豪葺を計算することは、
112M(1)の夷IiAの示すよう/&!関周掖数液
関する情報を主に抽出することに相蟲し1 o成分を多
く含むOで像O$1ljK伴なうd 出力Oなめらかな移動が妨けられる場合が多い、一方、
1つお龜O差を計算する場合には、1211(b)gD
ように−77の!間周波数成分を中心に抽出することに
相幽し、不都合な振舞いをする土以上の!2!間周波数
成分の抽出効率が低−ので、結果として、この場合には
像の移動に伴なう出カバターンO比軟的なめらかな移#
が得られる。2りお龜OI1分を針O!1間周技数成分
を主に抽出しているので、この成分に関して線出力のな
めらかな移動がとになる。要約すゐと、光電出力の差分
を行なうことでwAmの多い低次空間周波数成分を除去
し、かつ像の移動に対応して滑らかに移動する出カバタ
ーンを得るためには、1りお龜の差分をとることが最も
好まし−と考えられる。
して−a 、b a s c、の各パターンも同一方
向にその位相を変化させておシ、逆に畠、*丸線す、ま
た紘e、の位相0変位を調べることによル像の変位を知
ることが可能である。次に、矛9 H(a)OS1〜5
5.のような像パターン(9間周期長が2dOものと4
4のものとの合成パターン)の変位の場合を脚ぺてみる
と、光電出力am (才?111(b))およびlf
M分出力b (J’9図(*))a像膳 変位に伴なう出カバターンの動きが滑らかでなiが、(
j1〜5墨までほとんど動かず!4〜55で急に変化す
る)、1/)おIIK並置した光電変換素子の出力差の
出力a m (矛9図(d))は位相が比較的滑らかに
移動しておル、これから像パターンの変位を比較的n度
良く演算することが可能である。このように出カバター
ンの動きが滑らかでなくなるのは、像の中に含まれる空
間周波数が1/2dよシも高い成分の存在によるのであ
る。矛10図は光電変換素子の間隔がd(Q光電変換素
子7レイ4を示したものであ珈、素子O関mが小さい場
合には、解像力を表わすM’l’Fa嵩子の感度分布に
よ)幾分^なるが、概略、才11図のごとくなる。こむ
で墾関周波数が26よp大11%Aとζろの情報(%/
%わ−ゐナイ中スト編界以上0jIl波数に相幽する)
は、IIO移動に伴なう出力の滑らかな移動を呻ける作
用を持ってiる。ところで、隣豪葺を計算することは、
112M(1)の夷IiAの示すよう/&!関周掖数液
関する情報を主に抽出することに相蟲し1 o成分を多
く含むOで像O$1ljK伴なうd 出力Oなめらかな移動が妨けられる場合が多い、一方、
1つお龜O差を計算する場合には、1211(b)gD
ように−77の!間周波数成分を中心に抽出することに
相幽し、不都合な振舞いをする土以上の!2!間周波数
成分の抽出効率が低−ので、結果として、この場合には
像の移動に伴なう出カバターンO比軟的なめらかな移#
が得られる。2りお龜OI1分を針O!1間周技数成分
を主に抽出しているので、この成分に関して線出力のな
めらかな移動がとになる。要約すゐと、光電出力の差分
を行なうことでwAmの多い低次空間周波数成分を除去
し、かつ像の移動に対応して滑らかに移動する出カバタ
ーンを得るためには、1りお龜の差分をとることが最も
好まし−と考えられる。
次に、本発明の実施例についてI!明する。
才13図はリアルタイム並列演算の場合であシ、光電変
換素子7レイ4の出力はバッファアンプ〉、〜b1に導
かれる。この場合、帰還回路C8〜Cfiとしては通准
抵抗やダイオード(log変換するとき)等が用iられ
る。
換素子7レイ4の出力はバッファアンプ〉、〜b1に導
かれる。この場合、帰還回路C8〜Cfiとしては通准
抵抗やダイオード(log変換するとき)等が用iられ
る。
バッフ77ンブb、〜bユの出力は、差動回路d1 〜
d、によシ1′:)おきの光電変換素子出力に関して差
動演算が行なわれる。この後の像変位検出のための演算
法に−しては、矛14 @Oようにフーリエ変III&
俵の位相を比砿してもよIAL (411111J54
−104189号)。
d、によシ1′:)おきの光電変換素子出力に関して差
動演算が行なわれる。この後の像変位検出のための演算
法に−しては、矛14 @Oようにフーリエ変III&
俵の位相を比砿してもよIAL (411111J54
−104189号)。
才ISEのように相関演算を行なりてもよ−(4IN!
Ili才B4−81222号)。
Ili才B4−81222号)。
光電変換素子ルイ4からの出力が時系列化して出てくる
場合には才14Eのどと〈遥gm路55,54.s7お
よび差動回路s8を用−て、1りおiて餉O出力とO差
動演算を行なえはよい。そのような例を117図、才1
9図に示す。、?17図におiて、一定O蓄横時間の後
に、光電変換素子7レイ4.SO光電出力による電荷は
シフトパルスによ〕00D転送部40に送られ、そO電
荷は順次転送されて、OOD転送部の端に設けられ先端
子付転送部61に送られて、差動回路5Iによ〕1りお
きの光電変換素子出力に関する差分演算が行なわれ、そ
の出力がム/D**部6’6によってディジタル信号に
変換され冑位演算部64に入力される。尚、演算部64
は記憶素子を偏見、この記憶素子は最初に演算部64に
送られて!九7レイ5の光電出力による信号を一時記憶
する。次に、7レイ40光電出力による信号が演算部4
4に送られこの7レイ4の信号と一時記憶されたルイS
o儒号とについて両信号が演算鵡塩され、7レイ4およ
び5上の光像間の変位が検出される。端子対00D転送
部620様子を、1′18図に示す。このOOD転送部
6oは5相のクロックで動作する0才17図5の光電素
子7レイからの出力−、〜a および4の光電素子7レ
イからの出力す、〜bNは順次端子付OqD転送部61
Ka1〜リ b1〜bN。
場合には才14Eのどと〈遥gm路55,54.s7お
よび差動回路s8を用−て、1りおiて餉O出力とO差
動演算を行なえはよい。そのような例を117図、才1
9図に示す。、?17図におiて、一定O蓄横時間の後
に、光電変換素子7レイ4.SO光電出力による電荷は
シフトパルスによ〕00D転送部40に送られ、そO電
荷は順次転送されて、OOD転送部の端に設けられ先端
子付転送部61に送られて、差動回路5Iによ〕1りお
きの光電変換素子出力に関する差分演算が行なわれ、そ
の出力がム/D**部6’6によってディジタル信号に
変換され冑位演算部64に入力される。尚、演算部64
は記憶素子を偏見、この記憶素子は最初に演算部64に
送られて!九7レイ5の光電出力による信号を一時記憶
する。次に、7レイ40光電出力による信号が演算部4
4に送られこの7レイ4の信号と一時記憶されたルイS
o儒号とについて両信号が演算鵡塩され、7レイ4およ
び5上の光像間の変位が検出される。端子対00D転送
部620様子を、1′18図に示す。このOOD転送部
6oは5相のクロックで動作する0才17図5の光電素
子7レイからの出力−、〜a および4の光電素子7レ
イからの出力す、〜bNは順次端子付OqD転送部61
Ka1〜リ b1〜bN。
願に転送される。この端子対00D転送部はJ’18図
のように位相φ、でPis e Pg□? ’311P
、、のゲートが、また位相φ2でゲートP、1゜Poe
’$1が、位相φ、でゲー” 11 # ’ff1s
1Pssが駆動されている。1つおi九充電変換素子
に関する情報電荷な絖み出すために、閏に1R分の転送
R(P、、〜P2.)をあけて、’ljと’ssをフロ
ーテ(イングゲート構成となし、この段に入りた電荷量
に応じてバッフ7アンプ65.64のゲート電位をコン
トロールする。バ・ツ777ンプ45.440出力電位
は差動7ンプ56によ〜シ葺動演算され、OODの転送
とと−に、1りお龜の差出力が差動7ンブ58の出力に
翼われゐことになる。
のように位相φ、でPis e Pg□? ’311P
、、のゲートが、また位相φ2でゲートP、1゜Poe
’$1が、位相φ、でゲー” 11 # ’ff1s
1Pssが駆動されている。1つおi九充電変換素子
に関する情報電荷な絖み出すために、閏に1R分の転送
R(P、、〜P2.)をあけて、’ljと’ssをフロ
ーテ(イングゲート構成となし、この段に入りた電荷量
に応じてバッフ7アンプ65.64のゲート電位をコン
トロールする。バ・ツ777ンプ45.440出力電位
は差動7ンプ56によ〜シ葺動演算され、OODの転送
とと−に、1りお龜の差出力が差動7ンブ58の出力に
翼われゐことになる。
、l’I PHはデジタル的に1りお龜O差分0演算を
行なう場合であシ、充電変換素子4゜5からは時系列化
され九光電出力が交互に、ム/D便換部65に転送され
る0例見ば、81111\ にム/D変換された7レイ4 、 rsO光電出力によ
る信号は、シフトパルスによj) 8 bitシフトレ
ジスター70に転送され、ム/D*換部6sは次の信号
のム/D変換を開始する。
行なう場合であシ、充電変換素子4゜5からは時系列化
され九光電出力が交互に、ム/D便換部65に転送され
る0例見ば、81111\ にム/D変換された7レイ4 、 rsO光電出力によ
る信号は、シフトパルスによj) 8 bitシフトレ
ジスター70に転送され、ム/D*換部6sは次の信号
のム/D変換を開始する。
シフトレジスター70からはL 81 bitか−も順
次8 kl電信号が次*0IIbitシフトレジスター
71に転送され、さらに、次O各8bJtシフトレジス
ター72.75.74へと順次転送される。この場合、
2りの7レイ4.SからO出力を交互に一!ンプルして
vhるので、一方の7レイ4.S01つお龜の光電変換
素子出力は、シフトレジスター70〜74で5data
分間をおいて格納されていることになる。し九がって
、シフトレジスター7oおよびシフトレジスター74か
ら順次L8Bから転送される信号を減算部75によp差
動演算を行なうことによシ、一方の光電変換素子7レイ
4上で1つ関をおいた光電変換素子に関する差出力を両
方07レイ4.5に関して交互に得ゐことがで−る。こ
のようにして得られ九1りお電層0出カバターンは演算
部64によシ、その変位の量と方向の一方まえは双方が
演算される。
次8 kl電信号が次*0IIbitシフトレジスター
71に転送され、さらに、次O各8bJtシフトレジス
ター72.75.74へと順次転送される。この場合、
2りの7レイ4.SからO出力を交互に一!ンプルして
vhるので、一方の7レイ4.S01つお龜の光電変換
素子出力は、シフトレジスター70〜74で5data
分間をおいて格納されていることになる。し九がって
、シフトレジスター7oおよびシフトレジスター74か
ら順次L8Bから転送される信号を減算部75によp差
動演算を行なうことによシ、一方の光電変換素子7レイ
4上で1つ関をおいた光電変換素子に関する差出力を両
方07レイ4.5に関して交互に得ゐことがで−る。こ
のようにして得られ九1りお電層0出カバターンは演算
部64によシ、その変位の量と方向の一方まえは双方が
演算される。
以上のように、本発明の像変位検出装置によると、滑ら
かな像変位検出出力が得られるOで、検出S度を着るし
く向上させることかで龜る。
かな像変位検出出力が得られるOで、検出S度を着るし
く向上させることかで龜る。
4wJ面の簡単なan
矛11!!llは、像変位検出装置を側石装置に応用し
丸場合の概略を説明する図、 矛2図は、:#P1図示の@置の出力を示す閣1.?墨
図なめし才5図、オフ図なiし矛9図。
丸場合の概略を説明する図、 矛2図は、:#P1図示の@置の出力を示す閣1.?墨
図なめし才5図、オフ図なiし矛9図。
才11図および才12!11は、像変位検出の信号を示
す図、 :J−6図および才10図は、光電変換素子7レイを示
す図、 才1S図ないし矛19図は、本発明の実施例O像変位検
出装置を′示す図である。
す図、 :J−6図および才10図は、光電変換素子7レイを示
す図、 才1S図ないし矛19図は、本発明の実施例O像変位検
出装置を′示す図である。
(主要部分の符号Oa@)
結像光学系 −”−−=−−−−一−−−1、2,1光
電変換手段 、−+−+−+−−−−−−++−−−−
$4−・−−−−4,8光電賓換素子 −−−−−−−
−−−−−−−’ a□m J@1’5ease*a*
@y1差分演算手段 −−−−一−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−1,1変位検出手段
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−= 44光電変換素子−−−一一一−−−−
−−−−−・ ―8.蟲g *−−−−*−* a@光
電吹換素子7レイ −−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−一−−4,@、/l−1 α1α1113α4115a6σPra図 1香1灸か434も5仇剖CIC2C3ムC5Ct;
−矛c8.e オq図 at (lz Os O4σ5αG勿(招 ハ も各2もrlja移5各s4q・CI C2C3C
a OtCc、t′10図 、/′1″′12図 (α) (4) (c)
第14図 、 不15図
電変換手段 、−+−+−+−−−−−−++−−−−
$4−・−−−−4,8光電賓換素子 −−−−−−−
−−−−−−−’ a□m J@1’5ease*a*
@y1差分演算手段 −−−−一−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−1,1変位検出手段
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−= 44光電変換素子−−−一一一−−−−
−−−−−・ ―8.蟲g *−−−−*−* a@光
電吹換素子7レイ −−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−一−−4,@、/l−1 α1α1113α4115a6σPra図 1香1灸か434も5仇剖CIC2C3ムC5Ct;
−矛c8.e オq図 at (lz Os O4σ5αG勿(招 ハ も各2もrlja移5各s4q・CI C2C3C
a OtCc、t′10図 、/′1″′12図 (α) (4) (c)
第14図 、 不15図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 tm像光学系O焦点面近傍KMけられ九複数の光電変換
素子から成る光電変換手段、前記光電変換素子を12以
上関にはさんで並置し九2りの前記光電変換素子間の出
力の差分を演算し出力する差分演算手段、及び前記差分
出力に基づ龜、―記光電東換手段上O像の変位の量と方
向の少なくとも一方を検出する変位検出手段を偏見えこ
とを特徴とする像変位検出装置。 i 畳#V−請求の範−才1項に記載O像変位検出装置
にお−て、 mIell1分演算手段紘餉記光電麦換素子を1つ関に
紘さんで並置し丸!りO#I記光電変換素子閏の光電出
力の差分を演算し、出力すゐことをIl#黴と會る儂変
位検出#&雪。 !L 特許請求の@I1才1項に記載の像変位検出装置
Kjphで、 前記光電変換手段は、それぞれ―記焦点爾近傍の異なり
た位置にある才1の光電変換素子7レイおよび、?20
光電変換素子7レイを含み、 前記差分演算手段は前記才1の光電変換素子7レイから
才1葺分出力を前記矛2の光電変換手段7レイかb才2
差分出力を得、鋳記変位検出手段紘、前記矛1差分出力
と前起才2差分出力とに基づ龜才1およ′び矛2の光電
変換素子7レイ上KIII像した像間O相対的−位の量
と方向との少なくとも一方を検出することを脣黴とする
像変位検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17782781A JPS5880607A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17782781A JPS5880607A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5880607A true JPS5880607A (ja) | 1983-05-14 |
JPH0348484B2 JPH0348484B2 (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=16037793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17782781A Granted JPS5880607A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5880607A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60151607A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-09 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
-
1981
- 1981-11-07 JP JP17782781A patent/JPS5880607A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60151607A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-09 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
JPH0750241B2 (ja) * | 1984-01-19 | 1995-05-31 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0348484B2 (ja) | 1991-07-24 |
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