JPS60100114A - 合焦検出装置 - Google Patents

合焦検出装置

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JPS60100114A
JPS60100114A JP58207978A JP20797883A JPS60100114A JP S60100114 A JPS60100114 A JP S60100114A JP 58207978 A JP58207978 A JP 58207978A JP 20797883 A JP20797883 A JP 20797883A JP S60100114 A JPS60100114 A JP S60100114A
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JP
Japan
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objective lens
focus detection
focus
light receiving
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP58207978A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeyuki Suda
須田 繁幸
Yukichi Niwa
丹羽 雄吉
Yasuo Ogino
荻野 泰男
Mitsutoshi Owada
大和田 光俊
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US06/665,982 priority patent/US4595271A/en
Publication of JPS60100114A publication Critical patent/JPS60100114A/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
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (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、測距のために近赤外光を用い、交換可能な対
物レンズを有する例えば−眼レフレックスカメラや顕w
1.鏡等において有効に使用し得るTTL能動型の合焦
検出装4に関するものである。
従来、この種のTTL能動型合焦検出装置vJは例えば
特開昭54−155832号公報等に示され、この方式
を応用した光学装置としては特開昭57−22210.
58110号公報等が提案されている。
これらの合焦検出方式は合焦時において投射光源及び被
写体面及び2分割型センサの中央点が光学的にWいに共
役な関係に配置され、非合焦時において2分割型センサ
」二の受光スポットの重心移動に伴う差動出力値によっ
て方向検出を行ってl、%る。しかし、投射光源として
一般に近赤外光源を用いているため、−眼レフレックス
カメラ又は顕微鏡装M、等のように対物レンズを交換す
る光学装置では、対物レンズの色収差が異なることに起
因し、撮影又は観察に用いるtif視光の合焦位;tと
合焦検出用の近赤外光の合焦設定点との間にずれが生ず
るという問題がある。
第1図(a) 、 (b) 、 (c)は従来から良く
知られている一般的なTTL能動型合焦検出装置の概略
的な構成を示し、(a)が前ピント状態、(b)が合焦
状1ル;、(c)が後ピント状yt;を表している。基
本的には、近J1′外光を発光する光源lと2分割セン
サ2とを、対物レンズ3の光軸を中心とする予定結像面
Pと等価な位置に配置して、光源lからの投射光束L1
を対物レンズ3の所定のアパーチャを通して被写体面S
へ投射するようになっている。
そして、被写体面Sからの反射光束L2は、対物レンズ
3の他の部分の7パーチヤを通過してセンサ2で受光さ
れる。従って投射光束L1と反射光束L2は対物レンズ
3の光軸中心から外れて、それぞれ設けられたアパーチ
ャを通過するようになっている。
第1図(a)に示す前ピント状態では、被写体面Sに投
射された投射光束L1は光軸中心よりも下方にずれてい
る。また、この点で反射してセンサ2に受光された反射
光束L2は中心からのずれが更に拡大される。(c)に
示す後ピント状態ではこの光束のずれが前ピンI・状態
と全く逆になる。(b)に示す合j、5.状fハ;では
、投射光束L1は被写体面Sの光軸中心・に投射され、
反射光束L2はセンサ2の受光面の光軸中心に戻ってく
る。
第2図(a)はセンサ2の受光面に入射した反射光束L
2のエネルギ分布を示すものであり、前ピント又は後ピ
ントの場合は反射光束L2がセンサ2の中心を一境に分
割されたA領域又はB領域の何れかの領域にずれるので
、A領域とB領域の差信号をめれば、その極性及びゼロ
クロス点を基に前ピントか゛後ピント・かを判別するこ
とができる。また合焦状態においては、反射光束L2は
A、B円領域に等分にまたがった状態になる。
第2図(b)はA領域とB領域との差動出力のグラフ図
である。ここで、光軸はレンズ位置、Y軸は差動出力と
し、 CIは前ピン]・の範囲、COは合焦位4、C2
は後ピントの範囲、矢印D1. D2は方向検知可能範
囲を表している。
ところで、第1図に示す対物レンズ3は、 f4yに撮
影又は観察に使用する可視域に対する焦点位置がほぼ同
一とみなされるように段調されているが、近赤外光に対
する焦点位置は必ずしも回一点にならず、比較的大きな
赤外収差が残存している。従って、対物レンズを交換し
ない装置においては、撮影又はa室光学系が合焦状!d
;であるとき、近赤外光源と被写体面S及び2分割型セ
ンサ2の中央を共役な関係になるように設定することに
より、赤外収差の影響を実用」−除去することができる
。しかし、対物レンズの焦点距離や結像倍率等によって
残存赤外収差h1は大きく異なるから、対物レンズを交
換する装置6においては合焦設定点をその都度補正する
ことが必要になる。
例えば第3図において、初めに合焦点を設定したとき対
物レンズを別の対物レンズ3に交換したとすれば、合焦
検出系の合焦時に撮影又は観察光学系の予定結像面Pと
実際の結像面P°との間に差が生ずる。逆に、撮影又は
観察光学系の合焦状態に対物レンズ3を設定すると、今
度は合焦検出系から非合焦信号か出力されることになる
。このように対物レンズを交換する場合は、合焦検出の
信頼性が大きな問題になる。
本発明の目的は、対物レンズを交換する光学装置に適用
しても、可視光の合焦位置と近赤外光の合j、Ij、設
定点との間に不一致を生じないような信頼度の高い合焦
検出装置を提供することにあり、その要旨は、交換可能
な対物レンズを通して赤外光を被写体面へ投射し、その
反射光を前記対物レンズを通して受光することにより合
焦検出を行う装置において、前記対物レンズの交換時に
対物レンズの赤外光に対する色収差情報信号に基づいて
合焦検出系の合焦設定点を変更する補正手段を有するこ
とを特徴とするものである。
次に、本発明を第4図以下に図示の実施例に基づいて詳
細に説明する。
本実施例は上述のような問題を解消するため、対物レン
ズの赤外光に対する色収差情報信号を対物レンズマウン
ト又は対物レンズホルダ等から合焦検出系へ出力するよ
うに構成し、この信号に基づいて次に述べるような機械
的、電気的或いは光学的手段により1合焦設定点を対物
レンズの交換に連動して補正できるようにしている。例
えば、第4図に示すセンサ2の位置を対物レンズ3の交
換に連動して機械的にA方向に移動することにより合焦
設定点を補正することができる。
センサ2を移動させることが適さない装置では、センサ
2として第5図に示すようなCCDラインセンサを用い
、A、Hの各領域及び合焦点Cを対物レンズ3に応じて
(a)の状!t;から(b)の状態へ電気的に設定し直
すようにすれば、前述のセンサ2を移動させる場合と同
様の効果がイi)られる。
また第6図に示すように、センサ2の前に受光レンズ4
を配置し、この受光レンズ4を移動することにより合焦
点を補正することができる。即ち、成る対物レンズを用
いたときが第6図(a)に示す状態であるとすれば、別
の対物レンズと交換したときは(b)に示すように合焦
点がずれるから、ここで(C)に示すように受光レンズ
4を移動して合焦点を補正する。同様の効果は、不変焦
点距離レンズ群を用いて達成することも可能である。
更にff17図に例示するように、受光系の光路に微小
角を有するプリズムを択一的に挿入して、受光光束L2
を偏向することにより合焦設定点を補正することもでき
る。仮に、成る対物レンズに対してプリズム5aを用い
た場合が第7図(a)であるとすれば、他の対物レンズ
に交換したときは(b)に示すように合焦点がずれるこ
とになる。そこで、プリズム5aを5bに交換すれば(
C)に示すように合焦設定点を補正することができる。
以、1−の実施例は機械的、電気的或いは光学的補正手
段により専ら受光系のみを゛操作して合焦設定点を補正
する場合であるが、投光系についても同時に補正を行う
ことが更に望ましい。
第8図は投光系と受光系の双方で同時に補正する方式を
テレビカメラに適用した実施例を示すものである。この
場合に、光源lOに半導体レーザーを用い、そこから発
せられた投射光束L1を投光レンズ11、マスク12、
ヒー1、スプリンタ13.14及び対物レンズ15を経
て被写体面Sに投射し、被写体面Sからの反則光束L2
を対物レンズ15、ビームスプリッタ14.13、受光
レンズ16及び外光除去フィルタ17を経てセンサ18
で受光するようにしたものである。なお、19はテレビ
カメラであり、19aはその撮像用レンズ、19bは撮
像素子であり、更に2oは接眼レンズ、21はハーフミ
ラ−122は1擾明川光源、23はコンデンサレンズ、
24は赤外カットフィルタを示している。
このように投光系と受光系が一部に共通光路を有する場
合は、この共通光路でかつJ1アフォーカル光路中に光
路長の異なる2種類以」二の厚さくf、分を25a、2
5bを有する平行平板25を、対物レンズ15に対応し
て厚さ部分を択一的に挿入することにより合焦設定点を
補正することができる。
この第8図においては、ビームスプリッタ13と14と
の間に平行平板25を交換可能に挿入する場合を示して
いるが、平行平板25の代りに光軸方向に移動可能なレ
ンズを用いても勿論よいし、或いは可変焦点距離レンズ
を代用しても同様な効果が得られる。
以、1−説明したように本発明に係る合焦検出装置は、
対物レンズを交換する光学装置にTTL能動型装置を適
用した場合でも、可視光の合焦位置と合焦検出用の近赤
外光の合焦設定点との間のずれを除去することができる
ので、信頼度の高い合焦検出を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は従来公知の一般的なTTL能動型合焦
検出装鎮の原理を示し、第1図はその基本的な構成図、
第2図は受光光束とセンサ出力の関係を示すグラフ図、
第3図は対物レンズの交換時に生ずる赤外収差の影響の
説明図、第4図以下は本発明に係る合焦検出装置の実施
例を示し、第4図〜第7図は実施形態の説明図、第8図
は投光系、受光系に共通光路を右する場合の構成図であ
る。 符号lは光源、2はセンサ、3は★4物レンズ、4は受
光レンズ、5はプリズl1.1oは光源、11は投光レ
ンズ、12は対物レンズ、16は受光レンズ、18はセ
ンサ、19はテレヒヵメラ、25は平行平板である。 特許出願人 キャノン槓、式会社 図面 第1図 第2図 第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 交換可能な対物レンズを通して赤外光を被写体面
    へ投射し、その反射光を前記対物レンズを通して受光す
    ることにより合焦検出を行う装置において、前記対物レ
    ンズの交換時に対物レンズの赤外光に対する色収差情報
    信号に基づいて合焦検出系の合焦設定点を変更する補正
    手段を有することを特徴とする合焦検出装置。 2、 前記色収差情報信号を対物レンズマウント又は対
    物レンズホルダから前記合焦検出系へ出力するようにし
    た特許請求の範囲第1項に記載の合焦検出装4゜ 3、前記合焦検出系の受光素子としてCCDラインセン
    サを用い、前記対物レンズの交換に連動して該ラインン
    センサの合焦点及び使用領域を電気的に設定し直すよう
    にした特許請求の範囲第1項に記載の合焦検出装置。 4、受光系光路中に択一的に挿入される2種類以上のプ
    リズムを備え、これらのプリズムを+iii記対物レン
    ズの交換に連動して交換するようにした特許請求の範囲
    第1項に記載の合焦検出装置。 5、 投光系及び受光系に共通の非アフォーカルな光路
    中に択一的に挿入される2ノート類以」−の厚さ部分を
    有する平行平板を備え、これらの光路長を異する厚さ部
    分を前記対物レンズの交換に連動して交換するようにし
    た特許請求の範囲第1 JJ4に記載の合焦検出装置。 6、 前記対物レンズの交換に連動して受光系の一部又
    は全部を移動するようにした4k ;M’ 請求の範囲
    第1項に記載の合焦検出装置。 7、 前記対物レンズの交換に連動して、投光系及び受
    光系に共通の光学系の一部又は全部を移動するようにし
    た特許請求の範囲第1項に記載の合焦検出装置。 8、 前記受光系の受光素子として少なくとも2つの感
    光部を有するセンサを用い、前記対物レンズの交換に連
    動して該センサを移動させるようにした特許請求の範囲
    第1項に記載の合焦検出方式。
JP58207978A 1983-11-05 1983-11-05 合焦検出装置 Pending JPS60100114A (ja)

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