JPS5897012A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JPS5897012A
JPS5897012A JP19554681A JP19554681A JPS5897012A JP S5897012 A JPS5897012 A JP S5897012A JP 19554681 A JP19554681 A JP 19554681A JP 19554681 A JP19554681 A JP 19554681A JP S5897012 A JPS5897012 A JP S5897012A
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JP
Japan
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light
receiving element
element array
circuit
focus detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP19554681A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Aoki
雅弘 青木
Masatoshi Ida
井田 正利
Junichi Nakamura
淳一 中村
Kenichi Oikami
大井上 建一
Asao Hayashi
林 朝男
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5897012A publication Critical patent/JPS5897012A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
    • G02B7/38Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals measured at different points on the optical axis, e.g. focussing on two or more planes and comparing image data

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスチールカメラ、シネカメラ、顕微鏡写真撮影
装置等における焦点検出装置に関するものである。
焦点検出装置は従来種々の方式のものが提案されており
、例えば像のボケ量(鮮明度)を算出する計測関数を用
いるいわゆるボケ像検出方式がある。第1図はか−るボ
ケ像検出方式を採用する一眼レフカメラの焦点検出装置
の構成を示すもので、撮影レンズlからの光束を中央部
または全体を半透鏡で構成したはね上げミラーコでコ分
割し、その一方をファインダー系へ、他方をはね上げミ
ラーコの裏面に設けた全反射ミラーJで下方に反射サセ
てビームスプリツタダを経て更に一分割し、この分割さ
れた光束をOOD 、 PDム等のコ個の蓄積型の受光
素子列!および6でそれぞれ受光するようにしている。
受光素子列!および6はフィルム面と共役な面の前後等
しい位置に光軸方向に所定の光路差を有するように配置
され、撮影レンズlの光軸方向の位置に対応する像をこ
れら受光素子列上に形成する。受光素子列!および≦の
光電変換出力はム/D変換回路7でム/D変換し、0P
Urで像の鮮明度を算出する所定の評価関数に基いて演
算処理してそれぞれ評価値を求め、これら評価値に基い
て前ビン、合焦、後ピンの各状態を判定している。評価
関数としては、受光素子列の1番目の素子の出力をXl
とすると、例えば1xi−x(1−0) lの最大値(
lxl −x(i−0)I maX )とその次に大き
な値(lxi−x(1−glsubmax ) トcD
和11カ使用サレル。
第2図は、受光素子列!および乙の出力を評価関数S 
= lxi −X(1−0)1max +lxi −X
 (1−0)l aubmaxに基いて演算して得られ
るそれぞれの評価値と撮影レンズlの位置との関係を示
し、実線S工は受光素子列jから得られる評価値を、破
l1lS2は受光素子列6から得られる評価値を示す。
受光素子列!および≦のそれぞれの評価値S およびS
2は、各受光素子列上にピントが合ったときにそれぞれ
最大となり、フィルム面にビンシが合ったときは両受光
素子列の評価値が等しくなる。したがって、撮影レンズ
lの任意の位置でそれぞれの評価値S工。
S  e求め、これらを比較することにより、S工〉S
2のときは後ビン状態、Sニー82のときは合焦状態、
S工〈S2のときは前ビン状態と判定することかでき、
この判定結果に基いて手動的にまたは自動的に合焦制御
することができる。
上述した従来の焦点検出装置は比較的簡単な光学系によ
って高精度の焦点検出を行なうことができるが、第2図
から明らかなように、評価値S工。
S2が顕著に変化する範囲が狭く、撮影レンズ/が合焦
位置から離れ過ぎた領域では評価値S工、S2が殆んど
変化せずはソ等しくなるため、適正な焦点検出ができる
範囲が狭くなる欠点がある。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、広範囲に亘って
常に適正な焦点検出が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O 本発明の焦点検出装置は、光学系の像空間に配置した波
面分割手段と、この波面分割手段により分割された波面
の一方な受光するように前記光学系の予定焦平面または
それと共役な面の前後に配置した第1および第2の受光
素子列と、前記波面分割手段により分割された波面の他
方を受光するように前記第1または第コの受光素子列と
共役な面に配置した第3の受光素子列とを具え、前記第
3の受光素子列とこれと共役な第7または第コの受光素
子列の出力から像のずれを検出し、前記第7および第2
の受光素子列の出力から像のボケを検出して前記光学系
の前記予定焦平面に対する焦点状態を検出し得るよう構
成したことな特徴とするものである。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明の焦点検出装置の光学系の一例の構成を
示す線図である。本例では撮影レンズUからの光束を中
央部または全体を半透鏡ア構成したはね上げミラーUで
コ分割し、一方をファインダー系に導き、他方ははね上
げミラーnの裏面に設けた波面分割素子Bに導いて波面
分割する。
波面分割素子nは第ダ図ムおよびBに平面図および断面
図を示すようにガラス板2?−/の一方の表面のは!半
分の領域に全反射$23−2を施して反射部分11−J
と透過部分n−ダとを形成して構成し、反射部分B−3
と透過部分n−参との境界線n−zが光軸と交差するよ
うに取付ける。
波面分割素子nの反射部分2J−3で反射された波面は
、第7図と同様にビームスプリッタλ−を経てフィルム
面と共役な面の前後等しし1位置に配置した受光素子列
BおよびUで受光する。また、波面分割素子nの透過部
分n−ダを透過した波面G′i、写真撮影時にはね上げ
ミラーnと同期して撮影光路外に退却する全反射ミラー
1を経て受光素子列コで受光する。なお、この受光素子
列コは受光素子列Bまたはbと共役な位置に配置する。
第3図において、受光素子列コが受光素子列Bと共役な
位置にあるとすると、受光素子列Δ、ffの光電変換出
力は、波面分割の作用により撮影レンズ1の焦点位置が
受光素子列おより後方にある場合には例えば第jgJ・
巳に示すように受光素子列Bの出カバターンAC実線で
示す)は右側に、また、受光素子列dの出カバターンB
(破線で示す)は左側に横ずれして発生し、前記焦点位
置が受光素子列B上にある場合は、第3図・bに示すよ
うに各受光素子列23.xの各出力/寸ターンム、Bの
位相は一致し、また前記焦点位置が受光素子列およりも
前方にきた場合には、第j図Cに示すように受光素子列
n、xの出カバターン人lBノIIi’れの方向が第S
図aの場合と逆方向となる。
こ−で、受光素子列2J121の素子数をN個とし、受
光素子列Bのn番目の出方をxAn1受光素子列dのn
−11目の出力をXB(n−1)とμで、を考えると、
これは第3図において、受光素子列dの出力Bを右へ一
素子分シフトした時の左下りしの斜線部分の面積を与え
る。また、受光素子列コのn−)−1番目の出力をxg
(n+、)として、を考えると、これは受光素子列dの
出力Bを左ヘー素子分シフトした時の右下りの斜線部分
の面積を与える。
そこで評価li183− S3/ −83’を考えると
、#Ij図aの場合には右下りの斜線部分の面積B、I
は、受光素子列dの出力Bを左にシフトした時の方が・
大きくなるので83は負となり、第3図0の場合には、
左下りの斜線部分の面積S3/は受光素子列dの出力B
を右にシフトした時の方が大きくなるので、S3は正に
なる。また第3図すの場合は内科線部分の面積S/およ
び83′は等しくなるのでS3は零になる。
更に、受光電子列ムのn番目の出方をX。nとして、 SL ’=lxAn”−xA(n−2)l  max 
+I XAn−xA(n−0)l submaxS 2
 ’ −I X□n X(3(n−1)l ma)C+
l XCn−Xo (n−1) 18ubmarcなる
評価値を考えると、これら評価値Sl/ 、 s2tは
従来のボケ像検出の場合と同様の評価値を与えることに
なる。
第を図は撮影レンズ〃の移動位置に対する上記評価aS
□/ 、 32/およびS3をプロットして示したもの
である。@6図から明らかなように、評価値S3は極め
て広範囲に亘ってずれの方向を表わすことができると共
に、評価値S、が零となる位置において評価fIIS工
lがピーク値をとり、合焦位置fにおいては評価l1l
SIIとf3.tとが等しくなる。し □たがって、評
価1s、に適当なMtIi8thを設定すれば、合焦位
置fを含むSよ≦S、≦Oなる極めて狭い範囲を限定す
ることができるから、S3<8thあるいはS、> O
の範囲ではS、を焦点ずれ方向信号として用いてS、 
< S、hで前ピン、S、>oで後ピンとし・8th≦
83≦Oの範囲では評価値SIIと82/との比較に基
いて、S工/<8./で前ピン、S/>S/で後ピン、
Sll+S2Iで合焦とすることl     2 により、極めて広範囲に亘って焦点状態を検出すること
ができると共に、合焦位置fを高精度で検出できる。
第7図は本発明の焦点検出装置の信号処理系の構成の一
例を示すブロック図である。中央制御回路Jlは露光時
間制御回路3λを起動させて受光素子。
列B、26および1の露光を開始させる。各受光素子列
B、ムおよびコの出力が所定値に達した時点で、前記露
出時間制御回路32からホールド回路33に制御信号を
発して、そのホールド回路33に受光素子列U、nおよ
びコの個々の受光素子の出力を・ホールドさせる。次に
中央制御回路31はム/D変換回路3グを起動させ、前
記ホールド回路33にホールドされている受光素子列の
出力Xin I  Bn 1xcnをム/D変換して演
算回路3sに送る。演算回路3jでは、先ず受光素子列
Bおよび1の出力Xin 1XBnを用いて を計算し、その結果を中央制御回路J/に送る。中央制
御回路J/は、演算回路3Sからの演算結果信号S が
、S3 < Sth ” th≦S3≦o、s、>oか
を比較し、s、> oの場合には後ピン、S、〈Sth
の場合には前ピンと判定し、それぞれの場合に応じた判
定信号を出力してこれを表示装置36によって表示する
と同時に、レンズ駆動制御回路nに送り、図示しないレ
ンズ駆動装置を介して撮影レンズ〃を所要の方向に移動
させ、またSth≦S3≦Oのときは再び演算回路3S
に指令を送って、3 x ’−I XAn −XA (
n−0)l max + I xAn −xA (n−
、)IsubmaxS 2 ’−I X a n  X
 a (n−0)I m aX + l Xcn −X
 O(n−z ) Is u b m aXを計算させ
、S工/<32/のときは前ピン、Sll>S2Iのと
きは後ビン、S工′→S2′のときは合焦と判定し、そ
れぞれの場゛合に応じた判定信号を出力してこれを表示
装置36によって表示すると同時に、レンズ駆動制御回
路nに送り、5lls−!S21以外のときはレンズ駆
動装置を介して撮影レンズJを所要の方向に移動させて
S工l+−?S21となるよう自動制御するようにして
いる。
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、幾多の変形または変更が可能である。
例えば上述した実施例ではa * 8thを設定し、8
th≦83≦Oのときに評価値SII、S2Iを用いて
焦点検出を行なうようにしたが、S、−Oのとき或いは
S3が零を中心とする所定範囲に入ったときに評価値S
 / 、 S2/を用いて焦点検出を行なうことも□で
きる。また、上述した例では第参図に示す構成の波面分
割素子を用いたが、第3図においてはね上げ2ラーnで
反射される光束のうちビームスプリッタ24Iに導かれ
る光束とは異なる領域の光束を受光素子列コで受光する
ようにして波面分割することもできる。
以上述べたように本発明では波面分銅による像のずれを
検出する像ずれ焦点検出方式と、ボケ像検出方式による
焦点検出方式とを組み合わせて焦点状態を検出するよう
にしたから、広範囲に亘って焦点ずれ方向を検出するこ
とができると共に高い精度繁で合焦位置を検出すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第7図は従来の焦点検出装置の構成を示す線図、fs、
2図はその動作を説明するための評価値曲線を示す線図
、第3図は本発明の焦点検出装置の光学系の一例の構成
を示す線図、第ダ図aおよびbは第3図に示す波面分割
素子の一例の構成を示す平面図および断面図、第j′g
Ja l b l Oおよび第6図は本発明の一実施例
を説明するための線図、第7図は本発明の焦点検出装置
の信号−理系の構成の一例を示すブロック図である。 〃・・・撮影レンズ、n・・・はね上げ電ツー、n・・
・波面分割素子、2(1・・・ビームスプリッタ、B、
24.21・・・受光素子列、1・・・全反射ミラー、
31・・・中央制御回路、32・・・露光時間制御回路
、33・・・ホールド回路341・・・ム/D変換回路
、3j・・・演算回路、3)・・・表示装置、n・・・
レンズ駆動制御回路。 特許出願人  オリンパス光学工業株式会社第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 光学系の像空間に配置した波面分割手段と、この
    波面分割手段により分割された波面の一方を受光するよ
    うに前記光学系の予定焦平面またはそれと共役な面の前
    後に配置した第1および第2の受光素子列と、前記波面
    分割手段により分割された波面の他方を受光するように
    前記@1または第2の受光素子列と共役な面に配置した
    第3の受光素子列とを具え、前記第3の受光素子列とこ
    れと共役な嬉lまたは第コの受光素子列の出力から像の
    ずれを検出し、前記第1および第2の受光素子列の出力
    から像のボケを検出して前記光学系の前記予定焦平面に
    対する焦点状態を検出し得るよう構成したことを特徴と
    する焦点検出装置。
JP19554681A 1981-12-07 1981-12-07 焦点検出装置 Pending JPS5897012A (ja)

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JP19554681A JPS5897012A (ja) 1981-12-07 1981-12-07 焦点検出装置

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JPS5897012A true JPS5897012A (ja) 1983-06-09

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5039544A (ja) * 1973-07-09 1975-04-11
JPS5587115A (en) * 1978-12-25 1980-07-01 Olympus Optical Co Ltd Focus detector
JPS55108629A (en) * 1979-02-13 1980-08-21 Asahi Optical Co Ltd Focus detector of camera

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