JPS5944009A - 合焦検出装置 - Google Patents
合焦検出装置Info
- Publication number
- JPS5944009A JPS5944009A JP57154773A JP15477382A JPS5944009A JP S5944009 A JPS5944009 A JP S5944009A JP 57154773 A JP57154773 A JP 57154773A JP 15477382 A JP15477382 A JP 15477382A JP S5944009 A JPS5944009 A JP S5944009A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- focus detection
- spectral sensitivity
- sensors
- sensitivity characteristics
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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
- G02B7/365—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals by analysis of the spatial frequency components of the image
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/24—Base structure
- G02B21/241—Devices for focusing
- G02B21/244—Devices for focusing using image analysis techniques
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】
本発明はカメラや顕微鏡等の光学装置の合焦検出装置に
関するもので、特に物体のコン１へラストだけでなく１
色相の差にも応答して合焦可能な、人間の目の機能によ
り近い合焦検出装置の提供を目的どする。
関するもので、特に物体のコン１へラストだけでなく１
色相の差にも応答して合焦可能な、人間の目の機能によ
り近い合焦検出装置の提供を目的どする。
従来より知られている合焦検出装置は１枚数の受光素子
を配列したセンサーに焦点検出の対象となる物体の像を
投影し、各受光素子の入射光の光電変換出力の強度分布
を情報として、コントラス１−検出法や相関法等、周知
の所定のアルゴリズ１５で演算して、物体像が受光領域
−にそ合焦状態にあるか否かを判定する。
を配列したセンサーに焦点検出の対象となる物体の像を
投影し、各受光素子の入射光の光電変換出力の強度分布
を情報として、コントラス１−検出法や相関法等、周知
の所定のアルゴリズ１５で演算して、物体像が受光領域
−にそ合焦状態にあるか否かを判定する。
この様な装置で、被焦点検出物体が、輝度が一様な単色
の平面の場合は、各受光領域の出力が等しくなり、強度
分布情報が変１ヒしない為に１合焦の合否を判定できず
、この様な物体は人間の目によっても合焦することがで
きない。
の平面の場合は、各受光領域の出力が等しくなり、強度
分布情報が変１ヒしない為に１合焦の合否を判定できず
、この様な物体は人間の目によっても合焦することがで
きない。
一方、一様な輝度の平面でも異かる色相の２色の境界を
有する場合は２人間の目では合焦可能にもかかわらす、
に記の装置では合焦不可能の場合がでてくる。すなわち
人間の目は、明るさの他に色相の違いを情報として、そ
の境界を検出することで合焦するが０．１；記の装置で
は、光電変換出力は入射光の分光分布特性とセンサーの
分光感度特性の積を波長について積分したものであるか
ら。
有する場合は２人間の目では合焦可能にもかかわらす、
に記の装置では合焦不可能の場合がでてくる。すなわち
人間の目は、明るさの他に色相の違いを情報として、そ
の境界を検出することで合焦するが０．１；記の装置で
は、光電変換出力は入射光の分光分布特性とセンサーの
分光感度特性の積を波長について積分したものであるか
ら。
色の組み合わせによっては色相が異なっても、色の境界
部分でのセンサーの出力は等しくなってしまい ！１１
色光の場合と同様になって合焦判定の情報を得られない
。
部分でのセンサーの出力は等しくなってしまい ！１１
色光の場合と同様になって合焦判定の情報を得られない
。
本発明は、入射光のエネルギーの積分値のみを情報とす
る従来の合焦検出装置に対して、入射光の色相にも応答
可能なより動作範囲の広い合焦検出装置を開示するもの
である。
る従来の合焦検出装置に対して、入射光の色相にも応答
可能なより動作範囲の広い合焦検出装置を開示するもの
である。
以下にコン１−ラスト検出法に適用した例により詳細な
説明をする。
説明をする。
コントラスト検出法は、第１図に示す様に合焦状態の像
面ではその像の明暗の差、すなわちコントラストが最大
になる性質を利用するものであるが、具体的な例をあげ
れば、顛の空間周波数の高周波成分が最大になることを
検出する方式がある。
面ではその像の明暗の差、すなわちコントラストが最大
になる性質を利用するものであるが、具体的な例をあげ
れば、顛の空間周波数の高周波成分が最大になることを
検出する方式がある。
像の高周波成分を検出する方法の−・例として、第２図
に示す様な直線に））ρんだ均質な光電特性をもつ複数
の受光素子（この例では５個）からなるセンサー列を用
い、これを像面に平行な平面に設置し、隣接した受光素
子間の出力の差で評価する方法が知られている。
に示す様な直線に））ρんだ均質な光電特性をもつ複数
の受光素子（この例では５個）からなるセンサー列を用
い、これを像面に平行な平面に設置し、隣接した受光素
子間の出力の差で評価する方法が知られている。
今、合焦検出する物体どして第３図に示す右側（斜線部
）が暗く左側が明るい中色のエツジチャートを用いて、
第４図のように第２図の、センサー列上にその像が投影
されている場合、センサー列の各素子の出力は第５図の
ようになる。第５図で横軸は受光素子の位置、縦軸を光
電変換出力とすれば、各素子の光電変検出力は素子の分
光感度特性と入射光の分光分布特性の積の波長に関する
積分値と入射光の明るさの積であるが、分光特性のファ
クターは各素子で共通の為、出力の分布は明るさだけに
依存し、ここでは第１から第３ビツトまでけ明るい部分
で出力が大、第４，５ピツ！〜は暗い部分で出力は小と
なる。この明暗の境界部の出力分布をコン（へラスト情
報として捕え、それが第１図のように合焦状態によって
変化する二とけ前記した通りである。
）が暗く左側が明るい中色のエツジチャートを用いて、
第４図のように第２図の、センサー列上にその像が投影
されている場合、センサー列の各素子の出力は第５図の
ようになる。第５図で横軸は受光素子の位置、縦軸を光
電変換出力とすれば、各素子の光電変検出力は素子の分
光感度特性と入射光の分光分布特性の積の波長に関する
積分値と入射光の明るさの積であるが、分光特性のファ
クターは各素子で共通の為、出力の分布は明るさだけに
依存し、ここでは第１から第３ビツトまでけ明るい部分
で出力が大、第４，５ピツ！〜は暗い部分で出力は小と
なる。この明暗の境界部の出力分布をコン（へラスト情
報として捕え、それが第１図のように合焦状態によって
変化する二とけ前記した通りである。
こんどはエツジチャートが第６図に示すように異なる色
相ａ、ｂで構成され、センサー列−にのエツジ位置け（
三角マークの位置）第４図と同様にして各素子の出力を
考える。このエツジチャート・のａ、ｂ各色の反射光の
分光分布特性とセンサーの分光感度特性を第７図のａ（
λ）、ｂ（λ）＋ｓ（λ）とし、又ａ、ｂ各色の放射強
度をＡ、Ｂとすれば。
相ａ、ｂで構成され、センサー列−にのエツジ位置け（
三角マークの位置）第４図と同様にして各素子の出力を
考える。このエツジチャート・のａ、ｂ各色の反射光の
分光分布特性とセンサーの分光感度特性を第７図のａ（
λ）、ｂ（λ）＋ｓ（λ）とし、又ａ、ｂ各色の放射強
度をＡ、Ｂとすれば。
第１．２．３ビツトの素子出力馬は
＋〕、 ＝ Ａ ＝５ａ （λ）・Ｓ（λ）ｄλ第４，
５ビツトの素子出力Ｐ２は １）、 ＝ １３・５ｂ＜λ）・Ｓ（λ）ｄλとなる。
５ビツトの素子出力Ｐ２は １）、 ＝ １３・５ｂ＜λ）・Ｓ（λ）ｄλとなる。
このためにａ、ｂ各色の強度Ａ、Ｂや分光分布特性ａ（
λ）、ｂ（λ）が異っていても、積分鼠である出力Ｐ、
とＰ２が等しくなる場合がありその時の光電変換量ツノ
はすべてのビットで等しくなってチャー１・の２色エツ
ジを検出できない。
λ）、ｂ（λ）が異っていても、積分鼠である出力Ｐ、
とＰ２が等しくなる場合がありその時の光電変換量ツノ
はすべてのビットで等しくなってチャー１・の２色エツ
ジを検出できない。
本発明では第８図のようにセンサー列をＸ、Ｙ２列とし
て、センサー列Ｘ側とＹ側に各々第９図に示す分光感度
特性Ｘ（λ）、ｙ（λ）をもったフィルターを設け、そ
れぞれの列で光電変換出力分布を検出する。分光感度特
性Ｘ（λ）のフィルターは波長λ より左側を、分光感
度特性ｙ（λ）のフィルターは波長λ より右側の波長
の光を透過し、エツジチャート及びエツジ位置を第６図
、第４図と同様とすれば、 Ｘ列の出力は ＰＫ＝ Ａ・５ａ （λ）・ｓ（λ）・ｘ （λ）・ｄ
λＹ列の出力は ＰＹ＝Ｂ＝ｌｂ（λ）・ｓ（λ）・ｙ （λ）−ｄλと
なり、第１０図に示す出力分布が得られる。第１０図で
Ｘ。はＸ列出力、Ｖ、は７列出力で、各々３．４ビツト
目でチャートのエツジの出力分布を捕えて、第１１図に
示すような２つのコントラスト出力Ｃえ、ＣＹが得られ
、これらのコントラス１−出力’−ｇ ＨＣｙのｆｔ＋
Ｃがコントラスト検出法の合焦検出ｆ１−ｉ号となる
。
て、センサー列Ｘ側とＹ側に各々第９図に示す分光感度
特性Ｘ（λ）、ｙ（λ）をもったフィルターを設け、そ
れぞれの列で光電変換出力分布を検出する。分光感度特
性Ｘ（λ）のフィルターは波長λ より左側を、分光感
度特性ｙ（λ）のフィルターは波長λ より右側の波長
の光を透過し、エツジチャート及びエツジ位置を第６図
、第４図と同様とすれば、 Ｘ列の出力は ＰＫ＝ Ａ・５ａ （λ）・ｓ（λ）・ｘ （λ）・ｄ
λＹ列の出力は ＰＹ＝Ｂ＝ｌｂ（λ）・ｓ（λ）・ｙ （λ）−ｄλと
なり、第１０図に示す出力分布が得られる。第１０図で
Ｘ。はＸ列出力、Ｖ、は７列出力で、各々３．４ビツト
目でチャートのエツジの出力分布を捕えて、第１１図に
示すような２つのコントラスト出力Ｃえ、ＣＹが得られ
、これらのコントラス１−出力’−ｇ ＨＣｙのｆｔ＋
Ｃがコントラスト検出法の合焦検出ｆ１−ｉ号となる
。
１−記の説明ではセンサー列ＸとＹにフィルターを設け
たが、その方法としては、２種のフｆルタ一部＋１を接
着する、撮像素子に用いられる］Ｃ製造プロセスを用い
る等があり、又フィルターを使用せずに受光未了の分光
感度自身を偏らせた特性と０５でもよい。
たが、その方法としては、２種のフｆルタ一部＋１を接
着する、撮像素子に用いられる］Ｃ製造プロセスを用い
る等があり、又フィルターを使用せずに受光未了の分光
感度自身を偏らせた特性と０５でもよい。
以−１−はコントラス１〜法を例にとって説明したが。
相関法においても本発明はもちろん有効であり、−例と
して公知の顛合致方式に適用した場合を説明する。第１
２ ｒ？＋ （イ）で１．２，３．４はセンサー、５，
６は投影レンズ、７，８，９．１０はミラーである。投
影レンズ５，６け、第１２図（０）に示すように１つの
レンズを２分割し、その分割線の方向に曲率中心をわず
かにずらしたもので、焦点面で上、下方向に２ケの等し
い像を結ぶ動きをする。このような構成で、センサー１
゜３および撮影レンズ５，６の各同じ側の分割部分とミ
ラー系７〜１０とで一組、センサー２，４およびＩ＆影
Ｌしンズ５，６の８もう °方の部分とミラー系７〜ｉ
ｏとでもう一組の相関方式の焦点検出系となる。ここで
各組のセン（Ｊ・−に前記したコン１−ラスｌ−力式の
場合と同１；ｎに第９図に示すＸ（λ）＋ｙ（λ）のフ
ィルター４１１生グ１もたせればよいガ１、その方法ど
し、では、センサー１．３とセンサー２．４に特４生の
異ｔＪ゛るカラーフィルターを置いたりセン廿−白身の
分光感度特性を偏らせる。又カラーフィルターを第１２
図（イ）のＸｒＶのように投影レンズの近傍に、分割に
）１応し７て置いたり。
して公知の顛合致方式に適用した場合を説明する。第１
２ ｒ？＋ （イ）で１．２，３．４はセンサー、５，
６は投影レンズ、７，８，９．１０はミラーである。投
影レンズ５，６け、第１２図（０）に示すように１つの
レンズを２分割し、その分割線の方向に曲率中心をわず
かにずらしたもので、焦点面で上、下方向に２ケの等し
い像を結ぶ動きをする。このような構成で、センサー１
゜３および撮影レンズ５，６の各同じ側の分割部分とミ
ラー系７〜１０とで一組、センサー２，４およびＩ＆影
Ｌしンズ５，６の８もう °方の部分とミラー系７〜ｉ
ｏとでもう一組の相関方式の焦点検出系となる。ここで
各組のセン（Ｊ・−に前記したコン１−ラスｌ−力式の
場合と同１；ｎに第９図に示すＸ（λ）＋ｙ（λ）のフ
ィルター４１１生グ１もたせればよいガ１、その方法ど
し、では、センサー１．３とセンサー２．４に特４生の
異ｔＪ゛るカラーフィルターを置いたりセン廿−白身の
分光感度特性を偏らせる。又カラーフィルターを第１２
図（イ）のＸｒＶのように投影レンズの近傍に、分割に
）１応し７て置いたり。
Ｌ／レンズ名分割部分自丁１にカラーフィルター特性を
もたせてもよい。このような異なる色感特性に有ずろ２
て）の相関方式の焦点検出出力により色相の変化にも対
応可能となる。
もたせてもよい。このような異なる色感特性に有ずろ２
て）の相関方式の焦点検出出力により色相の変化にも対
応可能となる。
以−１−の説明で分光惑・度域の分割数は２どしたが、
実用−１−２分割で１分であり、さ−゛）に多分割化す
ると精度は高まるが複雑にＩＪ〕る。分割部分の分光特
性は分割波長を中心にし、へ箱形が理想であるが、感度
をＩｎなわない程度に山形で又垢の部分がオーバーラツ
プしていてもよい。
実用−１−２分割で１分であり、さ−゛）に多分割化す
ると精度は高まるが複雑にＩＪ〕る。分割部分の分光特
性は分割波長を中心にし、へ箱形が理想であるが、感度
をＩｎなわない程度に山形で又垢の部分がオーバーラツ
プしていてもよい。
ｊ’ｌ、 １．詳細に説明したように本発明によれば、
被写体の明暗のア＾だけでろ・＜１色相の差にも応答す
？′、α焦１５２出’１’＜置を実現できる。
被写体の明暗のア＾だけでろ・＜１色相の差にも応答す
？′、α焦１５２出’１’＜置を実現できる。
ツ′、【ン１面のＦ１ηｊ（１７′Ｊ−説明第１図（ｊ
テｒ′−）オーカス址と像の１１周波成分の１１（との
閏１系４示すグラフ、第２図は用数の受光素１列で構成
さ、（（たセンサーの図、第３図はエノジチへ・−１・
を７ｉＮｔ ＋”４、第４図は第２図のセンサー１−に
第３図のコ、ソジチＡ・−トの１象が投影さ］している
１、Ｙζ！′−を７１ｇ′す１ノ１．第５１４は第４図
の状態での受光未了＋７） ｊＩＳ力分／ｌ＋’ ５示
ずｒ’ｑ、’Ｊ’ｒ ６１’ｌ １１色４’ｆｊ （７
） ％、 ｆｇ ／ｌ ’：２色（りニー・ジーｆ１・
−１・を示す図、第７図１：ｊ第６図のコー：、Ｉジチ
ャ−１・在ｌＩη成する２色及びセンサーの分光１，１
性を）１−す］ノ１．第８図は本発明の−・実施例のセ
ン４１−１に第（’ｉ ｉ７１ （１） ２色エツジチ
ャートが投影さＩＩＣいイ１図、第１１図は第８図にお
けろエツジチャー１・の乙、セン４） −、カラーフィ
ルターの分光特１゛１．在ｔＪ’ｊず図、第１０図は第
８図の状ｊルでの受光素ｒ出力の分布を示す図、第１１
図は第８図の場合の：１ン）・うスト出力特性を示す図
、第１２図（イ）け本発明を相関ｆＪ！：の合焦検出装
置に適用した場合の−・実施例で、（ｒｉ）ｌ：を投影
１ノンズの構造を示す図である。
テｒ′−）オーカス址と像の１１周波成分の１１（との
閏１系４示すグラフ、第２図は用数の受光素１列で構成
さ、（（たセンサーの図、第３図はエノジチへ・−１・
を７ｉＮｔ ＋”４、第４図は第２図のセンサー１−に
第３図のコ、ソジチＡ・−トの１象が投影さ］している
１、Ｙζ！′−を７１ｇ′す１ノ１．第５１４は第４図
の状態での受光未了＋７） ｊＩＳ力分／ｌ＋’ ５示
ずｒ’ｑ、’Ｊ’ｒ ６１’ｌ １１色４’ｆｊ （７
） ％、 ｆｇ ／ｌ ’：２色（りニー・ジーｆ１・
−１・を示す図、第７図１：ｊ第６図のコー：、Ｉジチ
ャ−１・在ｌＩη成する２色及びセンサーの分光１，１
性を）１−す］ノ１．第８図は本発明の−・実施例のセ
ン４１−１に第（’ｉ ｉ７１ （１） ２色エツジチ
ャートが投影さＩＩＣいイ１図、第１１図は第８図にお
けろエツジチャー１・の乙、セン４） −、カラーフィ
ルターの分光特１゛１．在ｔＪ’ｊず図、第１０図は第
８図の状ｊルでの受光素ｒ出力の分布を示す図、第１１
図は第８図の場合の：１ン）・うスト出力特性を示す図
、第１２図（イ）け本発明を相関ｆＪ！：の合焦検出装
置に適用した場合の−・実施例で、（ｒｉ）ｌ：を投影
１ノンズの構造を示す図である。
＋、２．３．４・・セン（トー
５．６・・・投影レンズ
７、Ｒ，！１．Ｉ ｏ−ミラー
Ｘ＋ ｙ ・カラーフｒルタ−
東３１２１
Δ
１５凹
を先！）ｆｆｉ徨１
算ｑ凹
寥２［ｉ！１
Δ
箋Ｊ５
寥ｑ面
算＋１．．Ｔ￥１
輩１２圀
２″″″″″′−４
）１ イ０１２Ｉ
動昧）−隻Ｉ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の特性の等しい受・光素子を配列してなるセン
サー上に被写体像を投影し、各受光素子からの光電変換
出力の強度分布を焦点検出の情報信号とする合焦検出装
置において、光電変換素子の分光感度特性を複数の波長
域に分割し、各波長域に対応したセンサーを設けて各セ
ンサー毎に焦点検出の演算処理を行い合焦を判定する合
焦検出装置。 ２ センサーの前に設置したカラーフィルターにより分
光感度波長域を分割する持前３ｔＷ求の範囲第１項に記
載の装置。 ３ 被焦点検出物体からの光をセンサーに投影する光学
素子の近傍に設置したカラーフィルターにより、分光感
度波長域を分割する特許請求の範囲第１項に記載の装置
。 ４ センサーを構成する受光素子の分光感度特性を偏ら
せて分光感度波長域を分割する特許請求の範囲第１項に
記載の装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154773A JPS5944009A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 合焦検出装置 |
| US06/529,780 US4600830A (en) | 1982-09-06 | 1983-09-06 | Focus detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154773A JPS5944009A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 合焦検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944009A true JPS5944009A (ja) | 1984-03-12 |
| JPH0233124B2 JPH0233124B2 (ja) | 1990-07-25 |
Family
ID=15591574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57154773A Granted JPS5944009A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | 合焦検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4600830A (ja) |
| JP (1) | JPS5944009A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851657A (en) * | 1985-12-23 | 1989-07-25 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Focus condition detecting device using weighted center or contrast evaluation |
| JP2514339B2 (ja) * | 1986-11-18 | 1996-07-10 | 旭光学工業株式会社 | 焦点検出装置の光学系 |
| US4843413A (en) * | 1988-03-28 | 1989-06-27 | Eastman Kodak Company | System which uses threshold counts to achieve automatic focus |
| JP2000125177A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-04-28 | Ricoh Co Ltd | 自動合焦装置 |
| JP5390292B2 (ja) * | 2009-08-06 | 2014-01-15 | 株式会社ミツトヨ | 画像測定機 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS546532A (en) * | 1977-06-17 | 1979-01-18 | Olympus Optical Co Ltd | Detecting method of focusing positions by chromatic aberrations of lens |
| JPS5414232A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-02 | Olympus Optical Co Ltd | Method of detecting focus position depending on chromatic aberration of lens |
| JPS54116922A (en) * | 1978-03-02 | 1979-09-11 | Olympus Optical Co Ltd | Focal point detector |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3748471A (en) * | 1971-09-24 | 1973-07-24 | Int Imaging Syst | False color radiant energy detection method and apparatus |
| US4309604A (en) * | 1978-07-24 | 1982-01-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Apparatus for sensing the wavelength and intensity of light |
| GB2077421B (en) * | 1980-05-31 | 1983-10-12 | Rolls Royce | Displacement sensing |
| JPS57108811A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Hitachi Ltd | Optical focus position detector |
-
1982
- 1982-09-06 JP JP57154773A patent/JPS5944009A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-06 US US06/529,780 patent/US4600830A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS546532A (en) * | 1977-06-17 | 1979-01-18 | Olympus Optical Co Ltd | Detecting method of focusing positions by chromatic aberrations of lens |
| JPS5414232A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-02 | Olympus Optical Co Ltd | Method of detecting focus position depending on chromatic aberration of lens |
| JPS54116922A (en) * | 1978-03-02 | 1979-09-11 | Olympus Optical Co Ltd | Focal point detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0233124B2 (ja) | 1990-07-25 |
| US4600830A (en) | 1986-07-15 |
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