JPS5995504A - Focusing position detector - Google Patents

Focusing position detector

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Publication number
JPS5995504A
JPS5995504A JP20587682A JP20587682A JPS5995504A JP S5995504 A JPS5995504 A JP S5995504A JP 20587682 A JP20587682 A JP 20587682A JP 20587682 A JP20587682 A JP 20587682A JP S5995504 A JPS5995504 A JP S5995504A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical path
sensor
array sensor
focusing
Prior art date
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Pending
Application number
JP20587682A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kaita
健一 戒田
Jun Hattori
純 服部
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP20587682A priority Critical patent/JPS5995504A/en
Publication of JPS5995504A publication Critical patent/JPS5995504A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/16Beam splitting or combining systems used as aids for focusing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To vary precision characteristics of decision on a focusing state by providing a correcting means for optical path length which varies the length of an optical path of final split light and holding the direction of incidence to an array sensor almost the same. CONSTITUTION:Image-forming luminous flux 21 transmitted through the transmission mirror part of a quick return mirror is split into three mutually parallel pieces of luminous flux by the half-mirror 9 of a light splitter 24 and projected on the array sensor 12, wherein a sensor 122 is placed on an expected image- formation surface and sensors 121 and 123 are at equal distance from it to perform normal focusing detection. When the light splitter 24 is moved slightly, luminous flux transmitted through a beam splitter 35 is reflected by a reflecting surface 36 of a prism to enter the sensor 123 with different optical path length. For this purpose, the output F3 of the sensor 123 beyond a focusing range 14 is viewed to increase greatly the range wherein a photographic lens is moved out and in, deciding on the focusing state.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一眼レフカメラに好適な合焦位置検出装置に関
するものであり、さらに詳しくは、撮影レンズからの結
像光束を例えば6分割し、予定結像面に対応する位置と
、その前後等距離の2ケ所、に 計6ケ所4例えばCODイメージセンサーヶ設け、6ケ
所でのボケの比較から合焦状態を検知する合焦検出装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a focusing position detection device suitable for a single-lens reflex camera. This invention relates to a focus detection device that detects the in-focus state by comparing blurs at six locations, for example, COD image sensors, which are provided at a total of six locations, including one location and two locations equidistant from each other before and after it.

一眼レフカメラに好適な合焦位置検出装置として特開昭
55−155308が提案されている。
JP-A-55-155308 has been proposed as a focus position detection device suitable for single-lens reflex cameras.

この装置は第1図に示されるごとく、予定結像面ろおよ
びこの前後はぼ等距に「離れた位置における結像状態を
検出する3個の受光器4,5.6を設け、これらからの
出力信号によつ合焦状態を判定する。これらの受光器は
、例えばCODアレーセンサーのごときラインセンサー
である。このラインセンサーは同一平面状にセンサーア
レーが形成されている。
As shown in Fig. 1, this device is equipped with three light receivers 4, 5, and 6 for detecting the image forming state at distant positions, at approximately the same distance in front and behind the planned image forming surface. The in-focus state is determined based on the output signal of.These light receivers are, for example, line sensors such as COD array sensors.In this line sensor, a sensor array is formed on the same plane.

さらに、このような合焦位置検出装置に好適な光分割器
として特開昭57−23911 、特開昭57−416
09が提案されている。つまり第2図において示される
ような光分割器である。同図において、7は図示されて
いないクイックリターンミラーの後方に設けられたサブ
ミラーであり、8は光分割器であり、9−1.9−2は
ハーフミラ−であり、9−5は全反射ミラーである。ま
た、10はカバーガラスであり、11は12−1〜12
−3の各ラインセンサー受光器が設けられているシリコ
ン基板である。
Furthermore, as a light splitter suitable for such a focusing position detection device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-23911 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-416
09 has been proposed. In other words, it is a light splitter as shown in FIG. In the figure, 7 is a submirror provided behind the quick return mirror (not shown), 8 is a light splitter, 9-1, 9-2 are half mirrors, and 9-5 is a total reflection mirror. It's a mirror. In addition, 10 is a cover glass, and 11 is 12-1 to 12
-3 is a silicon substrate on which each line sensor light receiver is provided.

このような合焦検知装置は先に述べた特開昭55−15
5608で述べられているように各受光器よりの出力信
号を電気的に処理することにより、第6図に示すような
、ディフォーカス量に対応した出力値が得られる。同図
におい℃横軸はレンズのくり出し量ン表わし、縦軸は処
理後の各受光器よりの出力を示す。各受光器よりの出力
はレンズくり出し量に対してFl、1”2.F3  の
ように変化する。このような合焦゛検知装置においては
、図中の16で示される領域においては6つの出力が正
しく区別されるが14の領域においては6つの出力の区
別ができなくなり、正しい合焦状態の判定が不可能とな
ってしまうという特性がある。
Such a focus detection device is disclosed in the Japanese Patent Application Laid-open No. 55-15 mentioned above.
By electrically processing the output signal from each light receiver as described in 5608, an output value corresponding to the defocus amount as shown in FIG. 6 can be obtained. In the figure, the horizontal axis in degrees Celsius represents the amount of lens protrusion, and the vertical axis represents the output from each light receiver after processing. The output from each light receiver changes as Fl, 1''2. is correctly distinguished, but in the region 14, the six outputs cannot be distinguished, making it impossible to determine the correct in-focus state.

第4図にはセンサー41,5間の光路長差及びセンサー
5,6′間の光路長差を大きく取った装置が示されてい
る。このような装置において先はどと同じくレンズのく
り出し量と各受光器よりの信号を処理して得られる出力
値F1’ 、 F2’ 、 FB’を図示すると第5図
のようになる。F2は第6図に対応させて同じ記号にし
である。この図においては、先の14の領域においても
出力値Fs/が太きいため合焦状態が判別し5る。しか
し、合焦時の撮影レンズの位置FvC近い領域において
はF1’ 、 F3’のレベルが低いため合焦状態の判
定精度が低くなってしまうという特性を有する。
FIG. 4 shows an apparatus in which the optical path length difference between the sensors 41 and 5 and the optical path length difference between the sensors 5 and 6' are large. In such a device, as before, the output values F1', F2', and FB' obtained by processing the lens protrusion amount and the signals from each light receiver are illustrated in FIG. 5. F2 corresponds to FIG. 6 and has the same symbol. In this figure, since the output value Fs/ is large in the 14th region as well, the in-focus state is determined as 5. However, since the levels of F1' and F3' are low in a region close to the position FvC of the photographing lens at the time of focusing, it has a characteristic that the accuracy of determining the in-focus state becomes low.

本発明の目的は合焦状態の判定精度特性が変更可能な合
焦位置検出装置7提供するものである。
An object of the present invention is to provide a focus position detection device 7 in which the accuracy characteristics of determining the focus state can be changed.

そして、この目的は最終分割光の光路長を異ならせるこ
とによって光路長を変化させると共にアレーセンサーへ
の入射方向をはトゴ同一に保持可能な光路長補正手段に
よって達成している。
This objective is achieved by an optical path length correction means that can change the optical path length by varying the optical path length of the final divided light and maintain the same direction of incidence on the array sensor.

以下図面を使用して本発明を説明する。第6図は第1実
施例ビ示す図で、21は不図示の撮影レンズからの光束
でこれ等の光束はクイックリターンミラー22によつ℃
大部分の光がファインダー系に向けられる。このクイッ
クリターンミラー22の中央部の一部透過ミラ一部を透
過した光はサブミラー23によって光分割器24に向け
られ、この光分割器によつ℃相互に平行な6光束に分割
され、かつそれぞれの6元束は光路長差が与えられる。
The present invention will be explained below using the drawings. FIG. 6 is a diagram showing the first embodiment, in which 21 is a light beam coming from a photographing lens (not shown), and these light beams are reflected by a quick return mirror 22.
Most of the light is directed towards the viewfinder system. The light that has passed through a part of the central part of the quick return mirror 22 is directed to a light splitter 24 by a sub-mirror 23, and is split by this light splitter into six mutually parallel beams. Each six-element bundle is given an optical path length difference.

25は同一平面状に配置されたアレーセンサーで分割さ
れた6光束をそれぞれ受ける。
25 receives six light beams divided by array sensors arranged on the same plane.

第′7図は第6図の光分割器24を示す図でこれは、前
に説明した第2図に示すプリズムに対して新シく第4の
ビームスプリッタ−65をビームスプリッタ−9−s 
VC対して90の角乞なす様に設け、ビームスプリッタ
−65を透過した結像光がプリズムの反射面ろ6で反射
され、再びビームスプリッタ−65で反射される様な光
分割器4乞示す。
FIG. 7 is a diagram showing the light splitter 24 of FIG.
A light splitter 4 is provided at an angle of 90 degrees with respect to the VC, and the imaging light transmitted through the beam splitter 65 is reflected by the reflective surface filter 6 of the prism, and then reflected by the beam splitter 65 again. .

アレーセンサー12−1  が予定結像面もしくはそれ
と共役な面におかれ、それから等しい距離だけ離れてア
レーセンサ−12−1,12−=3がおかれ、通常の合
焦検出ケ行う時の状態7示したものである。
The state when the array sensor 12-1 is placed on the planned image forming plane or a plane conjugate thereto, and the array sensors 12-1, 12-=3 are placed an equal distance away from it, and normal focus detection is performed. 7 is shown.

第8図はアレーセンサー12−1.12−2 、12−
s  の出力を信号処理をした後、それぞれのアレーセ
ンサーに対する出力F1.F2.F3  を示したもの
であり、座標の取り方も第6図と同じである。Fは合焦
の時の撮影レンズの位置を表わす。16は合焦可能範囲
であり、14は合焦可能範囲外である。
Figure 8 shows array sensors 12-1, 12-2, 12-
After performing signal processing on the output of F1.s, the output F1. F2. F3 is shown, and the coordinates are taken in the same way as in Figure 6. F represents the position of the photographing lens at the time of focusing. 16 is the focusable range, and 14 is outside the focusable range.

第9図は第8図において、撮影レンズが合焦検出可能範
囲外14にある時、光分割器をセンサー面と平行に移動
し、第6図のアレーセンサー12−3に入る結像光束の
光路長を延ばした所を示している。
FIG. 9 shows that in FIG. 8, when the photographing lens is outside the focus detectable range 14, the light splitter is moved parallel to the sensor surface, and the imaging light flux entering the array sensor 12-3 in FIG. This shows where the optical path length has been extended.

第10図は、その時の12−1.12−2 、12−3
  の出力を示している。この時、F3の出力を見て、
撮影レンズをくり出しとくり込みのどちらに動かせばよ
いかを判断できる事を示している。この様に撮影レンズ
を移動させ、16の範囲に入れた後、再びアレーセンサ
ー25と光分割プリズム24に示す位置関係にして合焦
な行う事ができる。
Figure 10 shows 12-1, 12-2, 12-3 at that time.
shows the output of At this time, look at the output of F3,
This shows that it is possible to judge whether to move the photographic lens to extend or retract. After moving the photographic lens in this manner and bringing it within the range 16, focusing can be performed again by adjusting the positional relationship shown by the array sensor 25 and the light splitting prism 24.

第11.12図は、光分割プリズム24のうち斜線をつ
けたプリズム40が可動になっていて、ビームスプリッ
タ−9−3に対して平行に移動し、アし・−センサー1
2−3  に入る結像光の光路長を連続的に可変できる
光分割器の例である。
In Figure 11.12, the shaded prism 40 of the light splitting prism 24 is movable and moves parallel to the beam splitter 9-3.
2-3 is an example of a light splitter that can continuously vary the optical path length of the input imaging light.

即ち、第11図は通常の位置を示しており、アレーセン
サー12−2  が予定結像面もしくはそれと共役な面
に置かれ、アレーセンサー12−1 、12−3がアレ
ーセンサー12−2  より等しい光路長差だけ離れた
位置に置かれた場合乞示している。アレーセンサ−12
の出力は第8図に示す通りである。撮影レンズが14の
位置にあり、F1〜F3の区別がつがず合焦検出不能範
囲にいる時、第12図に示す様に、上に述べた方法で第
6のアレーセンサー12−5に入る結像光の光路長差2
延ばし、アレーセンサー12の出力が第10図の様にな
ると、前述の実施例と同様合焦検出が可能になる。
That is, FIG. 11 shows a normal position, in which array sensor 12-2 is placed on the intended image plane or a plane conjugate thereto, and array sensors 12-1 and 12-3 are placed in a plane that is equal to or greater than array sensor 12-2. It is recommended that they be placed at positions separated by the difference in optical path length. Array sensor-12
The output is as shown in FIG. When the photographing lens is at position 14 and F1 to F3 are indistinguishable and in the range where focus cannot be detected, it enters the sixth array sensor 12-5 using the method described above, as shown in Fig. 12. Optical path length difference of imaging light 2
When the output of the array sensor 12 becomes as shown in FIG. 10, focus detection becomes possible as in the previous embodiment.

第6のアレーセンサー12−3  に入る結像光の光路
プリズムの屈折率) また、第11.12図と同様な配置で、受光器12−1
.12−2を予定結像位置もしくはそれと共役な位置よ
り等しい距離におき、12−3 乞12−2よりさらに
延ばした位置におぎ合焦検出を行う様な装置に゛にいて
も、第6のアレーセンサー12−3  に入る結像光の
光路長差を延ばす事により合焦検出範囲を広げる事がで
きる。
(Refractive index of the optical path prism of the imaging light entering the sixth array sensor 12-3) Also, in the same arrangement as in Fig. 11.12, the light receiver 12-1
.. 12-2 is placed at an equal distance from the expected imaging position or a position conjugate thereto, and 12-3 is located at a position further extended than 12-2. By increasing the optical path length difference of the imaging light entering the array sensor 12-3, the focus detection range can be expanded.

以上詳しく説明した通り、本発明なるプリズムを用いる
事により、撮影レンズが合焦検出可能範囲外にある時、
果6のアレーセンサーに入る結像光の光路長を延ばし、
かつ同一方向から入射させることによってぼけ検知方式
におU“る信号処理可能なレンズくり出し、くり込み領
域を大幅に拡大する事ができる。
As explained in detail above, by using the prism of the present invention, when the photographing lens is outside the focus detection range,
Extending the optical path length of the imaging light entering the array sensor of 6,
In addition, by making the light incident from the same direction, it is possible to extend the lens capable of signal processing in the blur detection method, and to greatly expand the convergence area.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の合焦位置検出装置2示す図、第2図は従
来の光分割器を示す図、 第6図は第2図の合焦位置検出装置における信号出力と
レンズくり出し量とのグラフ1菌、第4図は第2の従来
の合焦位置検出装置2示す図、へ35図(・ま第4図の
従来の合焦位置検出装置における出力信号とレンズくり
出し量との関係を示すグラフ図、 第6図は本発明の合焦位置検出装置の概略を示す図、 第7図は第6図の光分割器の詳細2示す図、第8図は第
7図のセンサーアレーの出力と合焦検出可能範囲乞示す
図) 第9図は第7図の光分割器を移動させた状態を示す図、 第10図は第9図の状態の際のセンサーアレー出力と合
焦検出可能範囲を示す図、 第11図及び第12図は第7図と異なる構成の光分割器
を示す図である。 図中、 21は結像光束 26はザブミラー 22はクイックリターンミラー 24は光分割器 25
はアレーセンサー である。 出願人 キャノン株式会社 代理人  丸 島 儀 −、( −−一一] 第4霞 ? )−
Fig. 1 is a diagram showing a conventional focusing position detection device 2, Fig. 2 is a diagram showing a conventional light splitter, and Fig. 6 is a diagram showing the signal output and lens extension amount in the focusing position detection device of Fig. 2. Graph 1 shows the relationship between the output signal and the lens extension amount in the conventional focusing position detecting device shown in Fig. 4. 6 is a diagram showing an outline of the focusing position detection device of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing details 2 of the light splitter of FIG. 6, and FIG. Figure 9 shows the state in which the light splitter shown in Figure 7 has been moved. Figure 10 shows the sensor array output and focus detection in the state shown in Figure 9. FIGS. 11 and 12 are diagrams showing a possible range. FIGS. 11 and 12 are diagrams showing a light splitter having a configuration different from that in FIG. 7. In the figure, 21 is an imaging light beam, 26 is a submirror 22 is a quick return mirror, and 24 is a light splitter 25
is an array sensor. Applicant Canon Co., Ltd. Agent Gi Marushima −, (−−11] 4th Kasumi? )−

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 結像光学系からの光束を光分割器によって少なくとも2
分割するとともにそれぞれ分割された光束に光路長差を
与えて同一平面上に配列された複数のアレーセンサー列
のそれぞれに入射させ、各アレーセンサー列の読み取り
信号を演算処理回路に入力して合焦位置を検出する装置
において、この装置は前記光分割器によって分割される
最終分割光の光路を実質的に延長しかつ、アレーセンサ
ーに入射する方向を同一に保つ光路長補正手段を有して
いることfzr:%徴とする合焦位置検出装置。
The light beam from the imaging optical system is divided into at least two parts by a light splitter.
At the same time, the divided light beams are given different optical path lengths and are made to enter each of multiple array sensor arrays arranged on the same plane, and the read signals from each array sensor array are input to an arithmetic processing circuit and focused. In the position detecting device, the device has an optical path length correction means that substantially extends the optical path of the final divided light divided by the light splitter and maintains the same direction of incidence on the array sensor. fzr: A focusing position detection device that uses % characteristics.
JP20587682A 1982-11-24 1982-11-24 Focusing position detector Pending JPS5995504A (en)

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JP20587682A JPS5995504A (en) 1982-11-24 1982-11-24 Focusing position detector

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0253664A2 (en) * 1986-07-16 1988-01-20 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor photo-sensor and method for manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0253664A2 (en) * 1986-07-16 1988-01-20 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor photo-sensor and method for manufacturing the same
US5912504A (en) * 1986-07-16 1999-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor photo-sensor and method for manufacturing the same

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