JPS6115112A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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- JPS6115112A JPS6115112A JP59137020A JP13702084A JPS6115112A JP S6115112 A JPS6115112 A JP S6115112A JP 59137020 A JP59137020 A JP 59137020A JP 13702084 A JP13702084 A JP 13702084A JP S6115112 A JPS6115112 A JP S6115112A
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- Japan
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- image
- pupil
- imaging lens
- imaging
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
-
- 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
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
- G02B7/343—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using light beam separating prisms
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- Physics & Mathematics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はカメラ等の焦点検出装置に関し、特にカメラの
結像レンズのａｔ複数の領域に分割し、各領域を通過す
る光束により複数の第２次物体像金形成し、これらの第
２次物体像の相対的な位置関係より結像し／ズの焦点位
ａｔ−検出する焦点検出装置に関するものである。
結像レンズのａｔ複数の領域に分割し、各領域を通過す
る光束により複数の第２次物体像金形成し、これらの第
２次物体像の相対的な位置関係より結像し／ズの焦点位
ａｔ−検出する焦点検出装置に関するものである。
従来より特開昭５２−９５２２１に開示されている如く
結像レンズの像面側に再結像系を配置し結像レンズの瞳
を複数に分割し、これらの瞳領域からの光束を用いて結
像レンズによって形成された第１次物体像から複数の第
２次物体像を形成し、これら複数の第２次物体像の相対
的位置関係を検出することにより結像レンズの焦点状態
を検出する再結像系を用いた焦点検出装置が種々提案さ
れている。第１図は従来の再結像基金用いた焦点検出装
置の光学系の概略図である。
結像レンズの像面側に再結像系を配置し結像レンズの瞳
を複数に分割し、これらの瞳領域からの光束を用いて結
像レンズによって形成された第１次物体像から複数の第
２次物体像を形成し、これら複数の第２次物体像の相対
的位置関係を検出することにより結像レンズの焦点状態
を検出する再結像系を用いた焦点検出装置が種々提案さ
れている。第１図は従来の再結像基金用いた焦点検出装
置の光学系の概略図である。
同図において１は結像レンズ、２は結像レンズ１の予定
結像面近傍に配置した視野マスク、４は傾角が相互に逆
向きの２つのプリズム４−１゜４−２より成る瞳分割プ
リズム、４′は瞳分割マスク、５は論分割マスク４’ｔ
ｍとする再結像レンズ、６は結像レンズ１の予定結像
面近傍にあって再結像レンズ５のｍ＋結偉レンズ１の瞳
近傍に結像させるフィールドレンズであり、瞳分割プリ
ズム４、瞳分割マスク４′、再結像レンズ５そしてフィ
ールドレンズ６より再結像系を構成している。
結像面近傍に配置した視野マスク、４は傾角が相互に逆
向きの２つのプリズム４−１゜４−２より成る瞳分割プ
リズム、４′は瞳分割マスク、５は論分割マスク４’ｔ
ｍとする再結像レンズ、６は結像レンズ１の予定結像
面近傍にあって再結像レンズ５のｍ＋結偉レンズ１の瞳
近傍に結像させるフィールドレンズであり、瞳分割プリ
ズム４、瞳分割マスク４′、再結像レンズ５そしてフィ
ールドレンズ６より再結像系を構成している。
７は２つのプリズム４−１ 、４−２ Ｋ対応して再結
像系の像面付近に配置された２系列の光電変換素子列７
−１ 、７−２を有する光電変換手段である０ 第１図において結像レンズ１の瞳は再結像系によジ瞳領
域８−１ 、８−２の２つ九分割されている。このうち
瞳領域８−１ｔ通過した光束は視野マスク２の近傍に第
１次物体像を形成し、その後フィールドレンズ６、プリ
ズム４−１ヲ経て再結像レンズ５により光電変換素子列
７−１付近に第２次物体像を形成する。結像レンズｌの
瞳領域８−２を通過した光束も同様に視野マスク２の近
傍に第１次物体像を形成し、その後フィールドレンズ６
、プリズム４−２ヲ経て再結像レンズ５により光電変換
素子列７−２付近に第２次物体像を形成する。２つの第
２次物体像の相対前位ｔ は結像レンズｌの焦点状態に
より異なる為、この２つの第２次物体像の相対的位ａｔ
検出すること忙より結像レンズｌの焦点状態を検出して
いる。
像系の像面付近に配置された２系列の光電変換素子列７
−１ 、７−２を有する光電変換手段である０ 第１図において結像レンズ１の瞳は再結像系によジ瞳領
域８−１ 、８−２の２つ九分割されている。このうち
瞳領域８−１ｔ通過した光束は視野マスク２の近傍に第
１次物体像を形成し、その後フィールドレンズ６、プリ
ズム４−１ヲ経て再結像レンズ５により光電変換素子列
７−１付近に第２次物体像を形成する。結像レンズｌの
瞳領域８−２を通過した光束も同様に視野マスク２の近
傍に第１次物体像を形成し、その後フィールドレンズ６
、プリズム４−２ヲ経て再結像レンズ５により光電変換
素子列７−２付近に第２次物体像を形成する。２つの第
２次物体像の相対前位ｔ は結像レンズｌの焦点状態に
より異なる為、この２つの第２次物体像の相対的位ａｔ
検出すること忙より結像レンズｌの焦点状態を検出して
いる。
例えば結像レンズ１の結像面が予定結像面上にあれば２
つの第２次物体像の相対的位置は一致するが結像レンズ
１の結像面が予定結像面の前方にある前ピン状態では２
つの第２次物体像が一致した基準位置に対して各々矢印
９方向に相対的に移動する。逆圧結像レンズの結像面が
予定結像面の後方にある後ビン状態では前述と逆圧なる
。
つの第２次物体像の相対的位置は一致するが結像レンズ
１の結像面が予定結像面の前方にある前ピン状態では２
つの第２次物体像が一致した基準位置に対して各々矢印
９方向に相対的に移動する。逆圧結像レンズの結像面が
予定結像面の後方にある後ビン状態では前述と逆圧なる
。
第１図に示す焦点検出装置において瞳分割プリズム４は
結像レンズ１の瞳を分割する為に重要な役割を果たして
−るが、逆Ｋ［ｌｉ分割プリズム４はプリズム作用によ
り第２次物体像に特異な歪みを生じさせている。
結像レンズ１の瞳を分割する為に重要な役割を果たして
−るが、逆Ｋ［ｌｉ分割プリズム４はプリズム作用によ
り第２次物体像に特異な歪みを生じさせている。
例えば第２図に示す正方形の格子模様１２ｔ−プリズム
１３を介して見九ときは第３図に示す理想偉１１ Ｋ対
して実際は（＃ １１’の如く歪んで観察される。これ
は再結１象レンズ５の諸収差が少ないと第２次物体像に
もこの歪がそのまま反映される。
１３を介して見九ときは第３図に示す理想偉１１ Ｋ対
して実際は（＃ １１’の如く歪んで観察される。これ
は再結１象レンズ５の諸収差が少ないと第２次物体像に
もこの歪がそのまま反映される。
例えば第１図に示す焦点検出装置において光電変換、素
子列？−１、７−２面上での視野マスク２の像を像面側
から見ると第４図の如くになる。
子列？−１、７−２面上での視野マスク２の像を像面側
から見ると第４図の如くになる。
すなわち同図に示す如く視野マスク２の像１４−１ 。
１４−２はプリズム４−１ 、４−２１ｃよって歪みを
生じ弓形状となる。この歪は焦点検出精度を低下させる
原因となる。
生じ弓形状となる。この歪は焦点検出精度を低下させる
原因となる。
例えば第５図に示すように被写体が明暗のエツジパター
ンを有し、その明暗の境界が光電変換素子列７−１ 、
７−２方向に対して傾いておりこの被写体に対して結像
レンズ１が合焦状態にろり、しかも第２次物体像が光電
変換素子列７−１゜７−２の周辺に結像しているどする
。同図に示す１５ 、１６はエツジパターンの第２次物
体像の明部と暗部である。
ンを有し、その明暗の境界が光電変換素子列７−１ 、
７−２方向に対して傾いておりこの被写体に対して結像
レンズ１が合焦状態にろり、しかも第２次物体像が光電
変換素子列７−１゜７−２の周辺に結像しているどする
。同図に示す１５ 、１６はエツジパターンの第２次物
体像の明部と暗部である。
結像レンズ１が合焦状態にあるので２つの第２次物体像
は歪んだ視野マスクの像１４−１ 、１４−２に対して
ほぼ同一位置に形成し、２つの第２次物体像の明暗の境
界線は同視野マスクの像１４−１ 。
は歪んだ視野マスクの像１４−１ 、１４−２に対して
ほぼ同一位置に形成し、２つの第２次物体像の明暗の境
界線は同視野マスクの像１４−１ 。
１４−２ｔ−よぎる位ｔｔｉｘ７，１８に一致している
。
。
しかしながら充電変換素子列７−１ 、７−２と明暗の
境界線がよぎる位置は同図の上像の場合は位＠ １９
、２０となり下像の場合は位ｔｉｎ １９’ 、 ２ｏ
′となる為２つの第２次物体像は左右で各々距離ｄ。
境界線がよぎる位置は同図の上像の場合は位＠ １９
、２０となり下像の場合は位ｔｉｎ １９’ 、 ２ｏ
′となる為２つの第２次物体像は左右で各々距離ｄ。
ｄ′だけずれてしまう。
この為光電変換素子列７−１ 、７−２からの信号は２
つの第２次物体像の相対的位置がずれて次状態で出力さ
れ、この結果結像レンズｌが合焦状態であるにもかかわ
らず非合焦状態であると判断してしまう。
つの第２次物体像の相対的位置がずれて次状態で出力さ
れ、この結果結像レンズｌが合焦状態であるにもかかわ
らず非合焦状態であると判断してしまう。
このような誤動作は被写体が斜めに傾いたエツジパター
ンの場合に限らず一般的な九電変換素子列方向に垂直な
方向に明暗分布のある被写体の場合でも同様である。
ンの場合に限らず一般的な九電変換素子列方向に垂直な
方向に明暗分布のある被写体の場合でも同様である。
本発明は瞳分割手段を有した再結像系を用いた焦点検出
装置において瞳分割手段による第２次物体像の歪を補正
し高精度の焦点検出上行うことのできる焦点検出装置の
提供を目的とする。
装置において瞳分割手段による第２次物体像の歪を補正
し高精度の焦点検出上行うことのできる焦点検出装置の
提供を目的とする。
％に本発明は瞳分割手段にプリズムを用いたときに有効
な焦点検出装置の提供金目的とする。
な焦点検出装置の提供金目的とする。
本発明の目的を達成する為の焦点検出装置の主たる特徴
は結像レンズの像面側に前記結像レンズの＠な複数の領
域に分割する瞳分割手段を有した再結像系を配置し、前
記再結像系により前記結像レンズの複数に分割された瞳
領域を通過する光束から複数の第２次物体像を形成し、
前記再結像系の像面近傍に配置した光電変換手段により
前記複数の第２次物体像の相対的位置を検出し前記結像
レンズの焦点位置を検出する焦点検出装置において前記
結像レンズの予定結儂面近傍に視野マスクを配置し、前
記再結像系による前記視野マスクの像に対応した形状の
マスクを有する遮光マスク金前記光電変換手段の前方に
配置したことである。
は結像レンズの像面側に前記結像レンズの＠な複数の領
域に分割する瞳分割手段を有した再結像系を配置し、前
記再結像系により前記結像レンズの複数に分割された瞳
領域を通過する光束から複数の第２次物体像を形成し、
前記再結像系の像面近傍に配置した光電変換手段により
前記複数の第２次物体像の相対的位置を検出し前記結像
レンズの焦点位置を検出する焦点検出装置において前記
結像レンズの予定結儂面近傍に視野マスクを配置し、前
記再結像系による前記視野マスクの像に対応した形状の
マスクを有する遮光マスク金前記光電変換手段の前方に
配置したことである。
特に本発明においては瞳分割手段を偏向角の異なる複数
のプリズムより構成し、遮光マスクを前記プリズムと同
数の弓状のマスクより構成し九ことである。
のプリズムより構成し、遮光マスクを前記プリズムと同
数の弓状のマスクより構成し九ことである。
このように本発明は光電変換手段の前方に再結像系によ
る視野マスクの像の形状に対応したマスクを有する遮光
マスクを配置することＫより瞳分割プリズムにより生じ
る第２次物体像の歪を補正し高精度の焦点検出装置を達
成しているＯ 次に本発明の一実施例の光学系の概略図な第６図に示す
。
る視野マスクの像の形状に対応したマスクを有する遮光
マスクを配置することＫより瞳分割プリズムにより生じ
る第２次物体像の歪を補正し高精度の焦点検出装置を達
成しているＯ 次に本発明の一実施例の光学系の概略図な第６図に示す
。
同図において第１図と同一部材には同じ番号を付しであ
る。
る。
２１は瞳分割プリズム４で生じた第２次物体像の歪を補
正する為に光電変換素子列７−１ 、７−２の前方に配
置し＆Ｊ光マスクである。但しマスクは省略しである。
正する為に光電変換素子列７−１ 、７−２の前方に配
置し＆Ｊ光マスクである。但しマスクは省略しである。
第７図に第６図の遮光マスク２１、光電変換素子列７−
１ 、７−２ 、視野マスクの像１４−１ 、１４−２
の関係を第５図と同様に結像レンズが合焦している場合
について示す。
１ 、７−２ 、視野マスクの像１４−１ 、１４−２
の関係を第５図と同様に結像レンズが合焦している場合
について示す。
同図において２１−１ 、２１−２は各々遮光マスク２
１に設けた内部が透過型の弓形のマスクである。
１に設けた内部が透過型の弓形のマスクである。
同図に示すマスク２１−１ 、２１−２は弓形に歪んで
おり視野マスクの像１４−１ 、１４−２ Ｋ対応して
いる。
おり視野マスクの像１４−１ 、１４−２ Ｋ対応して
いる。
そして視野マスクの像１４−１ 、１４−２の内部に位
置する大きさの開口形状で構成されている。
置する大きさの開口形状で構成されている。
同図において視野マスクの像１４−１ 、１４−２のエ
ツジパターンが光電変換素子列７−１ 、７−２で受光
される部分はマスク２１−１ 、２１−２の内側を通過
する光束となる。この位置は同図に示す如く位＠２２，
２３となり上偉１４−１と下像１４−２が一致している
。
ツジパターンが光電変換素子列７−１ 、７−２で受光
される部分はマスク２１−１ 、２１−２の内側を通過
する光束となる。この位置は同図に示す如く位＠２２，
２３となり上偉１４−１と下像１４−２が一致している
。
従って同図において結像レンズは合焦状態にあると判断
される。これは被写体が−に、電変換素子列と垂直方向
に輝度分布含有している場合も同様である。
される。これは被写体が−に、電変換素子列と垂直方向
に輝度分布含有している場合も同様である。
次に本実施列のマスク２１−１ 、２１−２を光電変換
素子列７−１ 、７−２の前方に配置しない場合は前述
の如く光電変換素子列７−１ 、７−２で受光される部
分は例えば右方の像位置についてみると上像１４−１で
は位置ｕ１下像１４−２では位置２５となり両者の位置
は一致しなくなる。
素子列７−１ 、７−２の前方に配置しない場合は前述
の如く光電変換素子列７−１ 、７−２で受光される部
分は例えば右方の像位置についてみると上像１４−１で
は位置ｕ１下像１４−２では位置２５となり両者の位置
は一致しなくなる。
この為結像レンズが合焦状態であるにもかかわらず非合
焦と判断してしまう。このように本実施例では遮光マス
ク２１ヲ用いているので瞳分割手段による視野マスクの
像１４−１ 、１４−２の歪の影響を除去して焦点検出
の誤動作を防止している。
焦と判断してしまう。このように本実施例では遮光マス
ク２１ヲ用いているので瞳分割手段による視野マスクの
像１４−１ 、１４−２の歪の影響を除去して焦点検出
の誤動作を防止している。
尚本実施例においてマスク２１−１ 、２１−２は光電
変換素子列７−１ 、７−２内に含まれればどのような
大きさであっても良い。又遮光マスクは光電変換手段に
密着しても又は僅かの空間を隔てて構成しても良い。
変換素子列７−１ 、７−２内に含まれればどのような
大きさであっても良い。又遮光マスクは光電変換手段に
密着しても又は僅かの空間を隔てて構成しても良い。
前述の実施例では結偉し／ズの瞳を２つに分割した場合
を示したが瞳分割プリズムを更に追加して瞳金２つ以上
に分割すると共に光電変換素子列も２つ以上配置し、例
えば結像レンズの明るさくＦナンバー）ＩＣ応じて瞳全
通過する光束を選択して用いれは更に高精度の焦点検出
が可能となる。
を示したが瞳分割プリズムを更に追加して瞳金２つ以上
に分割すると共に光電変換素子列も２つ以上配置し、例
えば結像レンズの明るさくＦナンバー）ＩＣ応じて瞳全
通過する光束を選択して用いれは更に高精度の焦点検出
が可能となる。
以上のように本発明によれば瞳分割手段による第２次物
体像の歪の影響を除去した高精度の焦点検出装置を達成
することができる。
体像の歪の影響を除去した高精度の焦点検出装置を達成
することができる。
第１図は従来の再結像系を用いた焦点検出装置の光学系
の概略図、第２図、第３図はプリズムによる物体像の歪
の説明図、第４図、第５図は第１図に示す焦点検出装置
による第２次物体像の歪による誤動作の説明図、第６図
は本発明の焦点検出装置の光学系の概略図、第７図は遮
光マスク金相いた本発明の焦点検出の際の説明図である
。 図中１は結像レンズ、２は視野マスク、４は瞳分割プリ
ズム、５は再結像レンズ、６はフィールドレンズ、７は
光電変換手段、２１は遮光マスクである。 箋２ 図 箋 ３ 図
の概略図、第２図、第３図はプリズムによる物体像の歪
の説明図、第４図、第５図は第１図に示す焦点検出装置
による第２次物体像の歪による誤動作の説明図、第６図
は本発明の焦点検出装置の光学系の概略図、第７図は遮
光マスク金相いた本発明の焦点検出の際の説明図である
。 図中１は結像レンズ、２は視野マスク、４は瞳分割プリ
ズム、５は再結像レンズ、６はフィールドレンズ、７は
光電変換手段、２１は遮光マスクである。 箋２ 図 箋 ３ 図
Claims (2)
- （１）結像レンズの像面側に前記結像レンズの瞳を複数
の領域に分割する瞳分割手段を有した再結像系を配置し
、前記再結像系により前記結像レンズの複数に分割され
た瞳領域を通過する光束から複数の第２次物体像を形成
し、前記再結像系の像面近傍に配置した光電変換手段に
より前記複数の第２次物体像の相対的位置を検出し前記
結像レンズの焦点位置を検出する焦点検出装置において
前記結像レンズの予定結像面近傍に視野マスクを配置し
、前記再結像系による前記視野マスクの像に対応した形
状のマスクを有する遮光マスクを前記光電変換手段の前
方に配置したことを特徴とする焦点検出装置。 - （２）前記瞳分割手段を偏向角の異なる複数のプリズム
より構成し、前記遮光マスクを前記プリズムと同数のマ
スクより構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の焦点検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137020A JPS6115112A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 焦点検出装置 |
| US06/749,383 US4698492A (en) | 1984-07-02 | 1985-06-27 | Focus detector system with a distortion compensation mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137020A JPS6115112A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115112A true JPS6115112A (ja) | 1986-01-23 |
| JPH0523403B2 JPH0523403B2 (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=15188954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137020A Granted JPS6115112A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 焦点検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4698492A (ja) |
| JP (1) | JPS6115112A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5744020A (en) * | 1995-11-01 | 1998-04-28 | Douryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyoudan | Process for treatment of radioactive waste |
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| JP2007194925A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Nikon Corp | 屈曲光学系及び電子撮像装置 |
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| CN109557669A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-02 | 歌尔股份有限公司 | 头戴显示设备的图像漂移量的确定方法及头戴显示设备 |
Families Citing this family (16)
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| US5049925A (en) * | 1990-04-20 | 1991-09-17 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for focusing a wafer stepper |
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