JPH0380285B2 - - Google Patents
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- JPH0380285B2 JPH0380285B2 JP57114082A JP11408282A JPH0380285B2 JP H0380285 B2 JPH0380285 B2 JP H0380285B2 JP 57114082 A JP57114082 A JP 57114082A JP 11408282 A JP11408282 A JP 11408282A JP H0380285 B2 JPH0380285 B2 JP H0380285B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- output
- focus
- envelope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
- G03B3/10—Power-operated focusing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高精度なピントずれ検出装置に関
し、光学顕微鏡、カメラ等の自動合焦装置として
用いるに最適なものである。
し、光学顕微鏡、カメラ等の自動合焦装置として
用いるに最適なものである。
従来、例えば、特開昭56−74208号で開示され
ている如き自動焦点検出装置が知られている。こ
のものは、イメージセンサによる標本像の映像信
号を得、該映像信号からコントラストに応じた大
きさのエツジ信号（高周波成分）を得、該エツジ
信号を積分してピントずれに応じた信号を得てい
た。
ている如き自動焦点検出装置が知られている。こ
のものは、イメージセンサによる標本像の映像信
号を得、該映像信号からコントラストに応じた大
きさのエツジ信号（高周波成分）を得、該エツジ
信号を積分してピントずれに応じた信号を得てい
た。
このような装置では、イメージセンサの受光面
にピントが合つてくる（ピントずれが零に近づい
てくる）につれて、上述のエツジ信号のピーク値
は次第に大きく、幅は次第に狭い信号になつてく
る。そして、一般的な傾向としてはエツジ信号を
積分する積分回路の出力信号は、ピントの合つた
位置に向かつて上昇し、ピントの合つた位置で最
大値をとるが、標本によつては、ピントの合つた
位置で若干減少を示すような場合が生じ、合焦精
度を悪くする原因となる虞れがあつた。また、受
光面上のコントラストが小さく、例えば濃淡の境
界が１つの如き場合には、積分回路による積分量
が少ないためにＳ／Ｎが悪く、ピントずれ信号が
得られないという問題点もあつた。
にピントが合つてくる（ピントずれが零に近づい
てくる）につれて、上述のエツジ信号のピーク値
は次第に大きく、幅は次第に狭い信号になつてく
る。そして、一般的な傾向としてはエツジ信号を
積分する積分回路の出力信号は、ピントの合つた
位置に向かつて上昇し、ピントの合つた位置で最
大値をとるが、標本によつては、ピントの合つた
位置で若干減少を示すような場合が生じ、合焦精
度を悪くする原因となる虞れがあつた。また、受
光面上のコントラストが小さく、例えば濃淡の境
界が１つの如き場合には、積分回路による積分量
が少ないためにＳ／Ｎが悪く、ピントずれ信号が
得られないという問題点もあつた。
本発明の目的は、どよのうな対象物に対しても
高精度にピントずれ信号を得ることのできるピン
トずれ検出装置を提供することにある。
高精度にピントずれ信号を得ることのできるピン
トずれ検出装置を提供することにある。
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を
説明する。
説明する。
第１図は、本発明のピントずれ量の検出装置
を、顕微鏡の自動合焦装置に応用した場合の第１
実施例、第２図は第１図のタイミング装置及び抽
出関数発生回路の詳細ブロツク図、第３図は第１
図、第２図の動作を説明するためのタイミングチ
ヤートである。
を、顕微鏡の自動合焦装置に応用した場合の第１
実施例、第２図は第１図のタイミング装置及び抽
出関数発生回路の詳細ブロツク図、第３図は第１
図、第２図の動作を説明するためのタイミングチ
ヤートである。
ステージ１上の標本２は、対物レンズ３、ハー
フミラー４を介して光源５により落射照明され
る。標本２の像は、対物レンズ３を光軸方向へ移
動せしめることにより図示なき焦点板、フイルム
面等に結像させることができる。ハーフミラー４
の透過光は、光路分割プリズム６によつて紙面内
で２光路に分割された後、該各々の光路中にまた
がつて配設されたイメージセンサ８上に入光す
る。イメージセンサ８の受光面の左半分は焦点
板、フイルム面等の配設される面と等価な基準面
Ｓの後ろ側に、イメージセンサ８の受光面の右半
分は、上述の如き面Ｓの前側になる如く、イメー
ジセンサ８の位置が調整されている。イメージセ
ンサ８の左半分からの光電変換信号はいわゆる後
ピン信号に、右半分からの光電変換信号はいわゆ
る前ピン信号に相当する。光路分割プリズム６と
イメージセンサ８の受光面の右半分との間には負
レンズ７が挿入されており、イメージセンサ８上
の左半分と右半分で像の大きさを一致させる働き
を成している。イメージセンサ８の左半分と右半
分とで像の大きさを一定にするためには、負レン
ズ７の代わりに、両光路がテレセントリツク系に
なる如く光学系を構成しても良い。
フミラー４を介して光源５により落射照明され
る。標本２の像は、対物レンズ３を光軸方向へ移
動せしめることにより図示なき焦点板、フイルム
面等に結像させることができる。ハーフミラー４
の透過光は、光路分割プリズム６によつて紙面内
で２光路に分割された後、該各々の光路中にまた
がつて配設されたイメージセンサ８上に入光す
る。イメージセンサ８の受光面の左半分は焦点
板、フイルム面等の配設される面と等価な基準面
Ｓの後ろ側に、イメージセンサ８の受光面の右半
分は、上述の如き面Ｓの前側になる如く、イメー
ジセンサ８の位置が調整されている。イメージセ
ンサ８の左半分からの光電変換信号はいわゆる後
ピン信号に、右半分からの光電変換信号はいわゆ
る前ピン信号に相当する。光路分割プリズム６と
イメージセンサ８の受光面の右半分との間には負
レンズ７が挿入されており、イメージセンサ８上
の左半分と右半分で像の大きさを一致させる働き
を成している。イメージセンサ８の左半分と右半
分とで像の大きさを一定にするためには、負レン
ズ７の代わりに、両光路がテレセントリツク系に
なる如く光学系を構成しても良い。
イメージセンサ８は周知の如く、スタートパル
ス発生器９とパルス発生回路１０とによつて駆動
される。すなわち、イメージセンサ８はスタート
パルス発生器９からのスタートパルスに引き続い
て入力されるパルス発生回路１０からのパルスに
よつて各エレメントが順次駆動され、このパルス
に同期した映像信号を時系列に出力していく。増
幅器１１は、イメージセンサ８からの映像信号を
増幅してサンプルホールド回路１２に入力せしめ
る。サンプルホールド回路１２は図示してはいな
いが、パルス発生回路１０からのパルスに基づい
て順次増幅器１１からの映像信号をサンプルホー
ルドする。サンプルホールド回路１２の出力信号
は微分回路１３に入力される。微分回路１３の微
分信号は絶対値回路１４にて極性を揃えられ、コ
ントラストに応じた信号となる。絶対値回路１４
の出力信号は掛算器１５の一方の入力端子に入力
される。掛算器１５の他方の入力端子には抽出関
数発生回路１６からの抽出関数が入力される。掛
算器１５は両入力端子の信号を掛け合わせて積分
器１７と包絡線化回路２０に入力せしめる。積分
器１７は、タイミング装置１８からの信号に基づ
いて、イメージセンサ８からの信号のうち受光面
上の左半分から得られる信号、すなわち後ピン信
号に相当した掛算器１５からの信号と、右半分か
ら得られる信号、すなわち前ピン信号に相当した
掛算器１５からの信号とを交互に積分してサンプ
ルホールド回路１９に入力せしめる。サンプルホ
ールド回路１９は、タイミング装置１８からの信
号に基づいて、積分器１７の積分信号を後ピン信
号と前ピン信号とで交互にサンプルホールドす
る。一方、包絡線化回路２０の出力信号は、積分
器２１に入力され、積分される。積分器２１は、
タイミング装置１８からの信号に基づいて、イメ
ージセンサ８からの信号のうち受光面上の左半分
から得られる信号に相当した包絡線化回路２０の
出力信号と、右半分から得られる信号に相当した
包絡線化回路２０の出力信号とを交互に積分す
る。サンプルホールド回路１９の出力信号と積分
器２１の出力信号とは割算器２２にて割算が行な
われる。この際、割算器２２における割算は、サ
ンプルホールド回路１９の出力信号が分母になる
ように行なわれる。割算器２２の出力信号はコン
トラスト信号、像面輝度に対するゲインコントロ
ールが行なわれた信号である。すなわち、このよ
うなゲインコントロールによれば、積分値がピン
トの合つた位置で若干減少を示すような場合に
は、ピントの合つた位置での信号は特に強調さ
れ、合焦精度が良くなる。割算器２２の出力信号
は、第１サンプルホールド回路２３と第２サンプ
ルホールド回路２４に入力される。第１サンプル
ホールド回路２３はイメージセンサ８の左半分か
らの信号用、第２サンプルホールド回路２４はイ
メージセンサ８の右半分からの信号用であつて、
タイミング装置１８からのサンプル信号によつて
各々の信号が振り分けて入力される如く成つてい
る。第１サンプルホールド回路２３、第２サンプ
ルホールド回路２４の出力信号は各々加算器２５
に入力されると共に、第１割算回路２６の一方の
入力端子及び第２割算回路２７の一方の入力端子
に入力されている。第１割算回路２６、第２割算
回路２７の他方の入力端子には加算器２５の出力
信号が入力されている。第１割算回路２６、第２
割算回路２７は、加算器２５からの加算信号を分
母として割算を行なう。第１割算回路２６、第２
割算回路２７の出力信号は、従来技術で行なつて
いる如くコントラストに対してゲインコントロー
ルされた信号である。差動増幅回路２８は、第１
割算回路２６、第２割算回路２７からの割算信号
の差に対応した信号（ピントずれ量に対応した信
号である）をモータ制御回路２９へ入力せしめ
る。モータ制御回路２９は、ピントずれ量が零に
なるようにモータＭを駆動し、対物レンズ３を光
軸方向へ移動せしめる。勿論、ステージ１を移動
せしめても良い。それによつて自動合焦が可能と
なる。
ス発生器９とパルス発生回路１０とによつて駆動
される。すなわち、イメージセンサ８はスタート
パルス発生器９からのスタートパルスに引き続い
て入力されるパルス発生回路１０からのパルスに
よつて各エレメントが順次駆動され、このパルス
に同期した映像信号を時系列に出力していく。増
幅器１１は、イメージセンサ８からの映像信号を
増幅してサンプルホールド回路１２に入力せしめ
る。サンプルホールド回路１２は図示してはいな
いが、パルス発生回路１０からのパルスに基づい
て順次増幅器１１からの映像信号をサンプルホー
ルドする。サンプルホールド回路１２の出力信号
は微分回路１３に入力される。微分回路１３の微
分信号は絶対値回路１４にて極性を揃えられ、コ
ントラストに応じた信号となる。絶対値回路１４
の出力信号は掛算器１５の一方の入力端子に入力
される。掛算器１５の他方の入力端子には抽出関
数発生回路１６からの抽出関数が入力される。掛
算器１５は両入力端子の信号を掛け合わせて積分
器１７と包絡線化回路２０に入力せしめる。積分
器１７は、タイミング装置１８からの信号に基づ
いて、イメージセンサ８からの信号のうち受光面
上の左半分から得られる信号、すなわち後ピン信
号に相当した掛算器１５からの信号と、右半分か
ら得られる信号、すなわち前ピン信号に相当した
掛算器１５からの信号とを交互に積分してサンプ
ルホールド回路１９に入力せしめる。サンプルホ
ールド回路１９は、タイミング装置１８からの信
号に基づいて、積分器１７の積分信号を後ピン信
号と前ピン信号とで交互にサンプルホールドす
る。一方、包絡線化回路２０の出力信号は、積分
器２１に入力され、積分される。積分器２１は、
タイミング装置１８からの信号に基づいて、イメ
ージセンサ８からの信号のうち受光面上の左半分
から得られる信号に相当した包絡線化回路２０の
出力信号と、右半分から得られる信号に相当した
包絡線化回路２０の出力信号とを交互に積分す
る。サンプルホールド回路１９の出力信号と積分
器２１の出力信号とは割算器２２にて割算が行な
われる。この際、割算器２２における割算は、サ
ンプルホールド回路１９の出力信号が分母になる
ように行なわれる。割算器２２の出力信号はコン
トラスト信号、像面輝度に対するゲインコントロ
ールが行なわれた信号である。すなわち、このよ
うなゲインコントロールによれば、積分値がピン
トの合つた位置で若干減少を示すような場合に
は、ピントの合つた位置での信号は特に強調さ
れ、合焦精度が良くなる。割算器２２の出力信号
は、第１サンプルホールド回路２３と第２サンプ
ルホールド回路２４に入力される。第１サンプル
ホールド回路２３はイメージセンサ８の左半分か
らの信号用、第２サンプルホールド回路２４はイ
メージセンサ８の右半分からの信号用であつて、
タイミング装置１８からのサンプル信号によつて
各々の信号が振り分けて入力される如く成つてい
る。第１サンプルホールド回路２３、第２サンプ
ルホールド回路２４の出力信号は各々加算器２５
に入力されると共に、第１割算回路２６の一方の
入力端子及び第２割算回路２７の一方の入力端子
に入力されている。第１割算回路２６、第２割算
回路２７の他方の入力端子には加算器２５の出力
信号が入力されている。第１割算回路２６、第２
割算回路２７は、加算器２５からの加算信号を分
母として割算を行なう。第１割算回路２６、第２
割算回路２７の出力信号は、従来技術で行なつて
いる如くコントラストに対してゲインコントロー
ルされた信号である。差動増幅回路２８は、第１
割算回路２６、第２割算回路２７からの割算信号
の差に対応した信号（ピントずれ量に対応した信
号である）をモータ制御回路２９へ入力せしめ
る。モータ制御回路２９は、ピントずれ量が零に
なるようにモータＭを駆動し、対物レンズ３を光
軸方向へ移動せしめる。勿論、ステージ１を移動
せしめても良い。それによつて自動合焦が可能と
なる。
タイミング装置１８は、スタートパルス発生器
９、タイミングパルス発生回路１０、第１デジタ
ルスイツチ３０、第２デジタルスイツチ３１から
の信号を入力し、抽出関数発生回路１６、積分器
１７、サンプルホールド回路１９、積分器２１、
第１サンプルホールド回路２３、第２サンプルホ
ールド回路２４にタイミング信号を入力し、各々
の差動期間を制御する。
９、タイミングパルス発生回路１０、第１デジタ
ルスイツチ３０、第２デジタルスイツチ３１から
の信号を入力し、抽出関数発生回路１６、積分器
１７、サンプルホールド回路１９、積分器２１、
第１サンプルホールド回路２３、第２サンプルホ
ールド回路２４にタイミング信号を入力し、各々
の差動期間を制御する。
タイミング装置１８は、第２図に示した如く、
セレクタ１８０、プリセツタプルカウンタ１８
１、カウンタ１８２、出力回路１８３を有してい
る。プリセツタブルカウンタ１８１、カウンタ１
８２はスタートパルス発生器９からのスタートパ
ルスによつてリセツトされる。プリセツタブルカ
ウンタ１８１は、制御端子から入力されるプリセ
ツト値を全計数可能値から引いた数（所定値と称
す）だけ、パルス発生回路１０からのパルスを計
数する。所定値の計数が終了すると、プリセツタ
ブルカウンタ１８１はキヤリー信号をカウンタ１
８２に出力するとともに、キヤリー信号によつて
ゲートＧを介してリセツトされる。カウンタ１８
２はキヤリー信号を計数し、該計数値を出力回路
１８３に入力せしめる。出力回路１８３は主とし
て上記キヤリー信号を番地指定信号とする読出し
専用の記憶回路（ROM）を有し、この記憶回路
の所定番地からの信号によつて積分器１７、サン
プルホールド回路１９、積分器２１、第１サンプ
ルホールド回路２３、第２サンプルホールド回路
２４、抽出関数発生回路１６の変換装置１６０の
作動タイミングが制御される。
セレクタ１８０、プリセツタプルカウンタ１８
１、カウンタ１８２、出力回路１８３を有してい
る。プリセツタブルカウンタ１８１、カウンタ１
８２はスタートパルス発生器９からのスタートパ
ルスによつてリセツトされる。プリセツタブルカ
ウンタ１８１は、制御端子から入力されるプリセ
ツト値を全計数可能値から引いた数（所定値と称
す）だけ、パルス発生回路１０からのパルスを計
数する。所定値の計数が終了すると、プリセツタ
ブルカウンタ１８１はキヤリー信号をカウンタ１
８２に出力するとともに、キヤリー信号によつて
ゲートＧを介してリセツトされる。カウンタ１８
２はキヤリー信号を計数し、該計数値を出力回路
１８３に入力せしめる。出力回路１８３は主とし
て上記キヤリー信号を番地指定信号とする読出し
専用の記憶回路（ROM）を有し、この記憶回路
の所定番地からの信号によつて積分器１７、サン
プルホールド回路１９、積分器２１、第１サンプ
ルホールド回路２３、第２サンプルホールド回路
２４、抽出関数発生回路１６の変換装置１６０の
作動タイミングが制御される。
なお、変換装置１６０は、プリセツタブルカウ
ンタ１８１の計数値を出力回路１８３から信号を
生じている間のみ出力するゲートと、ゲートに接
続され、上記計数値を所定の値に変換する例えば
読出し専用の記憶回路を有し、変換装置１６０か
ら出力されるプリセツタブルカウンタ１８１の計
数値に対応したデジタル値はＤ／Ａコンバータ１
６１にてアナログ値に変換されて、抽出関数発生
回路１６から出力される。
ンタ１８１の計数値を出力回路１８３から信号を
生じている間のみ出力するゲートと、ゲートに接
続され、上記計数値を所定の値に変換する例えば
読出し専用の記憶回路を有し、変換装置１６０か
ら出力されるプリセツタブルカウンタ１８１の計
数値に対応したデジタル値はＤ／Ａコンバータ１
６１にてアナログ値に変換されて、抽出関数発生
回路１６から出力される。
このような構造であるから、スタートパルス発
生器９からスタートパルス（第３図ａ）が生ずる
と、パルス発生回路１０から順次出力されるパル
ス（第３図ｂ）によつて、イメージセンサ８の各
エレメントが駆動され、イメージセンサ８から
は、第３図ｋの如き各々のエレメントに入射した
光の強さに応じた信号が出力される。この信号
は、増幅器１１にて増幅された後、サンプルホー
ルド回路１２にて第３図ｌの如き信号となり、そ
の後、微分回路１３にて第３図ｍの如き信号とな
り、絶対値回路１４にて第３図ｎの如き信号とな
る。
生器９からスタートパルス（第３図ａ）が生ずる
と、パルス発生回路１０から順次出力されるパル
ス（第３図ｂ）によつて、イメージセンサ８の各
エレメントが駆動され、イメージセンサ８から
は、第３図ｋの如き各々のエレメントに入射した
光の強さに応じた信号が出力される。この信号
は、増幅器１１にて増幅された後、サンプルホー
ルド回路１２にて第３図ｌの如き信号となり、そ
の後、微分回路１３にて第３図ｍの如き信号とな
り、絶対値回路１４にて第３図ｎの如き信号とな
る。
一方、プリセツタブルカウンタ１８１、カウン
タ１８２は、スタートパルスによつてリセツトさ
れる。出力回路１８３は、カウンタ１８２の計数
値零によつてセレクタ１８０の端子Ａを選択する
如く、セレクタ１８０に選択信号を入力せしめ
る。いま、デイジタルスイツチ３０，３１共に、
値零が設定されているとすると、プリセツタブル
カウンタ１８１は、全計数可能値（第３図の例で
は２２…第３図ｂのパルス２２毎にキヤリー信号
（第３図ｃが出る）を設定値として計数する。プ
リセツタブルカウンタ１８１は、全計数可能値の
パルスを計数するとカウンタ１８２にキヤリー信
号を出力する（第３図ｃ）ので、カウンタ１８２
の計数値は１となる。カウンタ１８２の計数値が
１となると、出力回路１８３は、第３図ｊの信号
を変換回路１６０、積分器１７，２１に第３図ｉ
の信号をサンプルホールド回路１９に、第３図ｈ
の信号P1を第１サンプルホールド回路２３に入
力せしめる。ここで、出力回路１８３の信号の作
成の仕方の一例を詳述しておくと、第３図ｈ，
ｉ，ｊの信号は、第３図ｆの信号が基本となつて
いる。すなわち、前述の出力回路１８３に設けた
記憶回路からの信号によつて矩形波発生回路が駆
動され、カウンタ１８２の計数値１で第３図ｆの
如き信号がこの発生回路から出力される如く構成
し、第３図ｆの信号を第３図ｂの１パルス分だけ
遅延回路等で遅延させた信号を第３図ｇの信号と
成しまた、第３図ｇの信号を第３図ｂの１パルス
分だけさらに遅延回路で遅延させた信号を第３図
ｊと成す。また、第３図ｆの信号の立ち下りで第
３図ｉの信号を、第３図ｇの信号の立ち下りで第
３図ｈの信号を、夫々波形整形回路にて作成する
如く形成されている。
タ１８２は、スタートパルスによつてリセツトさ
れる。出力回路１８３は、カウンタ１８２の計数
値零によつてセレクタ１８０の端子Ａを選択する
如く、セレクタ１８０に選択信号を入力せしめ
る。いま、デイジタルスイツチ３０，３１共に、
値零が設定されているとすると、プリセツタブル
カウンタ１８１は、全計数可能値（第３図の例で
は２２…第３図ｂのパルス２２毎にキヤリー信号
（第３図ｃが出る）を設定値として計数する。プ
リセツタブルカウンタ１８１は、全計数可能値の
パルスを計数するとカウンタ１８２にキヤリー信
号を出力する（第３図ｃ）ので、カウンタ１８２
の計数値は１となる。カウンタ１８２の計数値が
１となると、出力回路１８３は、第３図ｊの信号
を変換回路１６０、積分器１７，２１に第３図ｉ
の信号をサンプルホールド回路１９に、第３図ｈ
の信号P1を第１サンプルホールド回路２３に入
力せしめる。ここで、出力回路１８３の信号の作
成の仕方の一例を詳述しておくと、第３図ｈ，
ｉ，ｊの信号は、第３図ｆの信号が基本となつて
いる。すなわち、前述の出力回路１８３に設けた
記憶回路からの信号によつて矩形波発生回路が駆
動され、カウンタ１８２の計数値１で第３図ｆの
如き信号がこの発生回路から出力される如く構成
し、第３図ｆの信号を第３図ｂの１パルス分だけ
遅延回路等で遅延させた信号を第３図ｇの信号と
成しまた、第３図ｇの信号を第３図ｂの１パルス
分だけさらに遅延回路で遅延させた信号を第３図
ｊと成す。また、第３図ｆの信号の立ち下りで第
３図ｉの信号を、第３図ｇの信号の立ち下りで第
３図ｈの信号を、夫々波形整形回路にて作成する
如く形成されている。
従つて、スタートパルスが時刻t0で生じた後、
第３図ｂのパルスが22個生ずると、（時刻t1）、プ
リセツタブルカウンタ１８１はキヤリー信号を１
つ出力し（第３図ｃ）、出力回路１８３は第３図
ｊの信号を出力する。タイミング回路１８からの
第３図ｊの信号によつて、抽出関数発生回路１６
は抽出関数を出力する。抽出関数発生回路１６が
第３図ｊの信号と相似な信号を出力するとすれ
ば、掛算器１５の出力信号は、第３図ｏの如く成
る。積分器１７の出力信号は第３図ｏの信号を積
分した第３図ｐの如き信号となる。サンプルホー
ルド回路１９は、第３図ｉの信号（時刻t2で立ち
上がる）にて第３図ｐの信号をサンプルホールド
するのでその出力信号は第３図ｑの如くになる。
一方、包絡線化回路２０の出力信号は、第３図ｏ
の信号の包絡線をとるので、、その出力信号は第
３図ｒの如くになる。積分器２１は、第３図ｒの
信号を積分するのでその出力信号は第３図ｓの如
くになり、積分器１７の出力信号である第３図ｐ
の信号よりも十分大きな信号を得ることができ
る。第１サンプルホールド回路２３は、時刻t3に
て割算器２２の出力信号をサンプルホールドす
る。
第３図ｂのパルスが22個生ずると、（時刻t1）、プ
リセツタブルカウンタ１８１はキヤリー信号を１
つ出力し（第３図ｃ）、出力回路１８３は第３図
ｊの信号を出力する。タイミング回路１８からの
第３図ｊの信号によつて、抽出関数発生回路１６
は抽出関数を出力する。抽出関数発生回路１６が
第３図ｊの信号と相似な信号を出力するとすれ
ば、掛算器１５の出力信号は、第３図ｏの如く成
る。積分器１７の出力信号は第３図ｏの信号を積
分した第３図ｐの如き信号となる。サンプルホー
ルド回路１９は、第３図ｉの信号（時刻t2で立ち
上がる）にて第３図ｐの信号をサンプルホールド
するのでその出力信号は第３図ｑの如くになる。
一方、包絡線化回路２０の出力信号は、第３図ｏ
の信号の包絡線をとるので、、その出力信号は第
３図ｒの如くになる。積分器２１は、第３図ｒの
信号を積分するのでその出力信号は第３図ｓの如
くになり、積分器１７の出力信号である第３図ｐ
の信号よりも十分大きな信号を得ることができ
る。第１サンプルホールド回路２３は、時刻t3に
て割算器２２の出力信号をサンプルホールドす
る。
プリセツタブルカウンタ１８１が再び全計数値
22を計数し、カウンタ１８２にキヤリー信号が入
力されると、カウンタ１８２は計数値２となる。
計数値２では、出力回路１８３はセレクタ２６の
端子Ｂを選択する如き信号をセレクタ２６に入力
し、その余の制御信号を出力しない。その結果、
セレクタ１８０はいずれの端子も選択しない。こ
のようにして、さらにカウンタ１８２が計数値３
になると、前述と同様に、出力回路１８３から制
御信号が出力され、各回路は時刻t1〜t4と同様に
制御される（時刻t1に時刻t10が、時刻t2に時刻t20
が、時刻t3で時刻t30が、時刻t4で時刻t40が対応す
る）。時刻t1〜t4と異なる点は、時刻t30で生ずる
サンプルパルスP2が第２サンプルホールド回路
２４に入力される点である。
22を計数し、カウンタ１８２にキヤリー信号が入
力されると、カウンタ１８２は計数値２となる。
計数値２では、出力回路１８３はセレクタ２６の
端子Ｂを選択する如き信号をセレクタ２６に入力
し、その余の制御信号を出力しない。その結果、
セレクタ１８０はいずれの端子も選択しない。こ
のようにして、さらにカウンタ１８２が計数値３
になると、前述と同様に、出力回路１８３から制
御信号が出力され、各回路は時刻t1〜t4と同様に
制御される（時刻t1に時刻t10が、時刻t2に時刻t20
が、時刻t3で時刻t30が、時刻t4で時刻t40が対応す
る）。時刻t1〜t4と異なる点は、時刻t30で生ずる
サンプルパルスP2が第２サンプルホールド回路
２４に入力される点である。
このようにして、第１サンプルホールド回路２
３の出力信号としてイメージセンサ８の左側の受
光面上の像に対応した信号が、第２サンプルホー
ルド回路２４の出力信号としてイメージセンサ８
の右側の受光面上の像に対応した信号が得られる
ことになる。
３の出力信号としてイメージセンサ８の左側の受
光面上の像に対応した信号が、第２サンプルホー
ルド回路２４の出力信号としてイメージセンサ８
の右側の受光面上の像に対応した信号が得られる
ことになる。
第１サンプルホールド回路２３の出力信号と第
２サンプルホールド回路２４の出力信号は、加算
器２５、割算回路２６，２７によつて正規化され
て、差動増幅器２８によつてピントずれに対応し
た信号が求められる。
２サンプルホールド回路２４の出力信号は、加算
器２５、割算回路２６，２７によつて正規化され
て、差動増幅器２８によつてピントずれに対応し
た信号が求められる。
カウンタ１８２の計数値が４となると、再びス
タートパルスが生じることにより前述の動作が繰
り返される。
タートパルスが生じることにより前述の動作が繰
り返される。
ここで、デジタルスイツチ３０に値５（勿論、
実際にはこれに対応するデジタル値）を設定した
とすると、プリセツタブルカウンタ１８１はスタ
ートパルスが生じた後、17パルスでキヤリー信号
を出力することになる（第３図ｄ）。すなわち、
第３図ｄに示した如く、キヤリー信号の列が５パ
ルス分第３図ｃに対し左方へずれることになる。
従つて、第３図ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊの信号もそれ
ぞれ左方へ５パルス分ずれるので、抽出位置が変
化する。すなわち、イメージセンサ８上での像の
選択部分を変化させることができる。
実際にはこれに対応するデジタル値）を設定した
とすると、プリセツタブルカウンタ１８１はスタ
ートパルスが生じた後、17パルスでキヤリー信号
を出力することになる（第３図ｄ）。すなわち、
第３図ｄに示した如く、キヤリー信号の列が５パ
ルス分第３図ｃに対し左方へずれることになる。
従つて、第３図ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊの信号もそれ
ぞれ左方へ５パルス分ずれるので、抽出位置が変
化する。すなわち、イメージセンサ８上での像の
選択部分を変化させることができる。
また、デジタルスイツチ３１に値５を設定した
とすると、プリセツタブルカウンタ１８１は、カ
ウンタ１８２の計数値が２と成つた後、17パルス
でキヤリー信号を出力することになるので、キヤ
リー信号の列は、第３図ｅの如く２番目のキヤリ
ー信号と３番目のキヤリー信号の間隔を狭めた形
となる。
とすると、プリセツタブルカウンタ１８１は、カ
ウンタ１８２の計数値が２と成つた後、17パルス
でキヤリー信号を出力することになるので、キヤ
リー信号の列は、第３図ｅの如く２番目のキヤリ
ー信号と３番目のキヤリー信号の間隔を狭めた形
となる。
すなわち、デジタルスイツチ３０，３１に適当
な値を設定することによつて、抽出区間を一定に
したままで、抽出位置を自由に調整でき、かつ調
整が電気的に行なえるので調整が容易に行なえ
る。
な値を設定することによつて、抽出区間を一定に
したままで、抽出位置を自由に調整でき、かつ調
整が電気的に行なえるので調整が容易に行なえ
る。
また、第３図ｊの抽出関数の代わりに、第４図
ａ，ｂの如く、時刻によつて大きさの変わるよう
な関数を発生する如く構成しておけば、掛算器１
５の出力信号を抽出区間の中央部を重視した信号
と成すことができるので、デジタルスイツチによ
る像抽出位置の調整が不完全であつたり、調整の
分解能が不足していたりした場合に生ずる像抽出
区間の端部における誤差成分を減少せしめること
ができる。
ａ，ｂの如く、時刻によつて大きさの変わるよう
な関数を発生する如く構成しておけば、掛算器１
５の出力信号を抽出区間の中央部を重視した信号
と成すことができるので、デジタルスイツチによ
る像抽出位置の調整が不完全であつたり、調整の
分解能が不足していたりした場合に生ずる像抽出
区間の端部における誤差成分を減少せしめること
ができる。
なお、以上説明した処よりわかる如く、上述の
実施例が従来装置と異なる点の１つは、イメージ
センサ８からの映像信号の高周波成分（エツジ信
号）のピークレベルを有効に取り出す手段として
の包絡線化回路２０を設けた点である。このよう
な包絡線化回路２０は、例えば第５図ａ，ｂの如
きものを用いることができるのであるが、このよ
うな回路を用いることによつて、従来、高周波成
分（エツジ信号）…微分回路１３、もしくは絶対
値回路１４の出力信号として取り出したもの…を
積分回路で積分することにより、エツジ信号の面
積を求めることにより生じていた不都合を解消し
たわけである。ピークレベルを有効に取り出す手
段としては、包絡線化回路２０の代わりにピーク
ホールド回路等、他の回路を用いることも可能で
ある。また、絶対値回路１４の出力に対し、それ
を積分する回路１９の出力と、包絡線化回路２０
の出力を積分する回路２１の出力とを割算器２２
に入力することにより、その出力、すなわちピン
トずれに応じた信号が像のコントラスト、明るさ
等による影響がなく常に一定した信号が得られる
ようになつた。
実施例が従来装置と異なる点の１つは、イメージ
センサ８からの映像信号の高周波成分（エツジ信
号）のピークレベルを有効に取り出す手段として
の包絡線化回路２０を設けた点である。このよう
な包絡線化回路２０は、例えば第５図ａ，ｂの如
きものを用いることができるのであるが、このよ
うな回路を用いることによつて、従来、高周波成
分（エツジ信号）…微分回路１３、もしくは絶対
値回路１４の出力信号として取り出したもの…を
積分回路で積分することにより、エツジ信号の面
積を求めることにより生じていた不都合を解消し
たわけである。ピークレベルを有効に取り出す手
段としては、包絡線化回路２０の代わりにピーク
ホールド回路等、他の回路を用いることも可能で
ある。また、絶対値回路１４の出力に対し、それ
を積分する回路１９の出力と、包絡線化回路２０
の出力を積分する回路２１の出力とを割算器２２
に入力することにより、その出力、すなわちピン
トずれに応じた信号が像のコントラスト、明るさ
等による影響がなく常に一定した信号が得られる
ようになつた。
さらに、以上の実施例では１つのイメージセン
サをほぼ中央で後ピン信号用、前ピン信号用に別
けたが、各々の信号を得るために、専用のイメー
ジセンサを用いたものや、ピント位置にイメージ
センサを置いたものにも同様に上述の包絡線化回
路等のピークレベルを有効に取り出す手段を用い
ることが有効である。
サをほぼ中央で後ピン信号用、前ピン信号用に別
けたが、各々の信号を得るために、専用のイメー
ジセンサを用いたものや、ピント位置にイメージ
センサを置いたものにも同様に上述の包絡線化回
路等のピークレベルを有効に取り出す手段を用い
ることが有効である。
以上述べた如く本発明によれば、イメージセン
サからの映像信号の高周波成分のピークレベルを
有効に用いることにより大きなピントずれ信号を
高精度に得ることができるので、例えば自動焦点
整合が高精度に行なえる。
サからの映像信号の高周波成分のピークレベルを
有効に用いることにより大きなピントずれ信号を
高精度に得ることができるので、例えば自動焦点
整合が高精度に行なえる。
第１図は本発明の第１実施例を説明する図、第
２図は第１図のタイミング装置と抽出関数発生回
路、第３図は第１図と第２図の動作を説明するた
めのタイミングチヤート、第４図は第３図と同様
なタイミングチヤート、第５図は第２実施例の包
絡線化回路の部分の図である。 〔主要部分の符号の説明〕、イメージセンサ……
８、回路手段……２０。
２図は第１図のタイミング装置と抽出関数発生回
路、第３図は第１図と第２図の動作を説明するた
めのタイミングチヤート、第４図は第３図と同様
なタイミングチヤート、第５図は第２実施例の包
絡線化回路の部分の図である。 〔主要部分の符号の説明〕、イメージセンサ……
８、回路手段……２０。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基準面の前後に配設したイメージセンサの出
力である前ピン、後ピンの映像信号から、その高
周波成分であるエツジ信号を作成し、該エツジ信
号に基づいてピントずれに応じた信号を求める如
く成したピントずれ検出装置において、 前記エツジ信号の絶対値に応じた絶対値信号を
出力する絶対値信号出力手段と、 前記絶対値信号出力手段の出力信号の包絡線に
応じた包絡線信号を出力する包絡線化手段と、 前記包絡線化手段の出力信号の積分値に応じた
第１積分信号を出力する第１積分手段と、 前記絶対値信号の積分値に応じた第２積分信号
を出力する第２積分手段と、 前記第１積分信号を前記第２積分信号で割るこ
とにより、像面輝度に対するゲインコントロール
を行う第１ゲインコントロール手段と、 前記第１ゲインコントロール手段の出力を前記
前ピンに対応した信号と前記後ピンに対応した信
号とに分離し、それぞれの信号に対してコントラ
ストに対してゲインコントロールした信号を出力
する第２ゲインコントロール手段と、 前記第２ゲインコントロール手段の出力に応じ
て、前記ピントずれに応じた信号を求める演算手
段と、 を有することを特徴とするピントずれ検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114082A JPS597321A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 高精度なピントずれ検出装置 |
| US06/508,166 US4587416A (en) | 1982-07-02 | 1983-06-27 | Focus detecting apparatus for microscope or camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114082A JPS597321A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 高精度なピントずれ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597321A JPS597321A (ja) | 1984-01-14 |
| JPH0380285B2 true JPH0380285B2 (ja) | 1991-12-24 |
Family
ID=14628614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57114082A Granted JPS597321A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 高精度なピントずれ検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4587416A (ja) |
| JP (1) | JPS597321A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69231269T2 (de) * | 1991-03-29 | 2001-02-01 | Olympus Optical Co., Ltd. | Vorrichtung zum ermitteln der automatischen fokussierung |
| US6115553A (en) * | 1996-09-17 | 2000-09-05 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Multipoint autofocus system |
| AU9027398A (en) * | 1997-08-22 | 1999-03-16 | Lxr Biotechnology Inc. | Focusing and autofocusing in scanning laser imaging |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5228340A (en) * | 1975-08-29 | 1977-03-03 | Hitachi Ltd | Automatial focus adjustment unit for microscope |
| FR2386832A1 (fr) * | 1977-04-05 | 1978-11-03 | Commissariat Energie Atomique | Procede de correction automatique de mise au point d'un microscope et un dispositif mettant en oeuvre ledit procede |
| JPS5576310A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-09 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Automatic focusing device |
| JPS55124113A (en) * | 1979-03-17 | 1980-09-25 | Ricoh Co Ltd | Focusing detector |
-
1982
- 1982-07-02 JP JP57114082A patent/JPS597321A/ja active Granted
-
1983
- 1983-06-27 US US06/508,166 patent/US4587416A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS597321A (ja) | 1984-01-14 |
| US4587416A (en) | 1986-05-06 |
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