JPH0658482B2 - 焦点調節状態の検出装置 - Google Patents
焦点調節状態の検出装置Info
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- JPH0658482B2 JPH0658482B2 JP55098524A JP9852480A JPH0658482B2 JP H0658482 B2 JPH0658482 B2 JP H0658482B2 JP 55098524 A JP55098524 A JP 55098524A JP 9852480 A JP9852480 A JP 9852480A JP H0658482 B2 JPH0658482 B2 JP H0658482B2
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- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ＣＣＤセンサーの如く多数個の独立した光電
変換要素が配列された受光部上又はその近傍に物体像を
形成し、焦点調節状態を検出する装置に関する。
変換要素が配列された受光部上又はその近傍に物体像を
形成し、焦点調節状態を検出する装置に関する。
本発明は特にフォーカスインディケーター付カメラとか
ＡＦカメラ等の如くカメラ内の実質的な結像面又はその
近傍にＣＣＤセンサー等の受光部を配設し、この受光部
から得られる物体の像情報により焦点調節状態を検出す
る合焦点検出装置に有用である。
ＡＦカメラ等の如くカメラ内の実質的な結像面又はその
近傍にＣＣＤセンサー等の受光部を配設し、この受光部
から得られる物体の像情報により焦点調節状態を検出す
る合焦点検出装置に有用である。
従来、結像光束の分割後の結像性能を維持する必要のあ
る時のビームスプリッターとしては、殆んど誘電体半透
膜をガラス基板に蒸着した振幅分割タイプのビームスプ
リッターが用いられてきた。しかしながらこのような静
電体半透鏡の場合、実際には単層の半透膜では分割後の
光束の偏光特性及び色特性にかなりの悪影響が出る為、
通常10〜20層の多層膜構成で漸く使用可能の特性を維持
しているのが現状である。
る時のビームスプリッターとしては、殆んど誘電体半透
膜をガラス基板に蒸着した振幅分割タイプのビームスプ
リッターが用いられてきた。しかしながらこのような静
電体半透鏡の場合、実際には単層の半透膜では分割後の
光束の偏光特性及び色特性にかなりの悪影響が出る為、
通常10〜20層の多層膜構成で漸く使用可能の特性を維持
しているのが現状である。
一方、被写体に関する情報を検出する為に結像光学系の
予定結像面又は近傍に設置され、かつ多数個の光電変換
要素の配列で構成される受光部（センサーアレイ）に対
し、容易に製作可能でかつ分割の光束の結像性能、特に
偏光特性及び色特性を悪化させずに結像光束の一部を分
割し前記受光部に導く事が求められる。そして後述の実
施例においては、面積型，即ち波面分割タイプのビーム
スプリッターを用いる事により上記要求を達成するもの
である。
予定結像面又は近傍に設置され、かつ多数個の光電変換
要素の配列で構成される受光部（センサーアレイ）に対
し、容易に製作可能でかつ分割の光束の結像性能、特に
偏光特性及び色特性を悪化させずに結像光束の一部を分
割し前記受光部に導く事が求められる。そして後述の実
施例においては、面積型，即ち波面分割タイプのビーム
スプリッターを用いる事により上記要求を達成するもの
である。
最近特開昭53−119030号の如く、面積型ビームスプリッ
ターにより入射光を２分割し一方の分割光を反射により
ファインダー光学系へ、また他の分割光を透過により測
光用の受光素子へ導く反射ミラー装置が公開になってい
る。
ターにより入射光を２分割し一方の分割光を反射により
ファインダー光学系へ、また他の分割光を透過により測
光用の受光素子へ導く反射ミラー装置が公開になってい
る。
しかし、この反射ミラー装置は、単に撮影レンズからの
入射光束の平均的強度を測定する為に光を分割するもの
であり、焦点検出装置等の如く像情報を検出可能な結像
性能を維持したまま結像光束を分割させるのとは全く異
なって分割光束の結像性能の維持は考慮されず、むしろ
光束の平均化が意図されており、受光素子も非結像面に
配置して平均測光を行なっている。
入射光束の平均的強度を測定する為に光を分割するもの
であり、焦点検出装置等の如く像情報を検出可能な結像
性能を維持したまま結像光束を分割させるのとは全く異
なって分割光束の結像性能の維持は考慮されず、むしろ
光束の平均化が意図されており、受光素子も非結像面に
配置して平均測光を行なっている。
それに対し、後述する実施例は、入射光束の測光とは異
なり、焦点検出に利用し得るような高解像度の像情報を
得られる分解光束を形成して、その分割光束より像情報
が検出可能な光分割装置に関するものであり、多数個の
独立した光電変換要素を配列した受光部を結像光束の予
定結像面又はその近傍に設置して像情報を読み取る場合
に、結像光束を分割する為に面積型ビームスプリッター
を適用するのは、上記した公知技術の如く単一の光電変
換要素によって単に入射光の強度を測定する場合に比べ
て、又、振巾分割型ビームスプリッターを用いる場合に
比べて次に述べるようなセンサーアレイを用いて像情報
を検出する場合に特有の欠点を解消できるといった優れ
た新規な効果を生み出す事ができる。
なり、焦点検出に利用し得るような高解像度の像情報を
得られる分解光束を形成して、その分割光束より像情報
が検出可能な光分割装置に関するものであり、多数個の
独立した光電変換要素を配列した受光部を結像光束の予
定結像面又はその近傍に設置して像情報を読み取る場合
に、結像光束を分割する為に面積型ビームスプリッター
を適用するのは、上記した公知技術の如く単一の光電変
換要素によって単に入射光の強度を測定する場合に比べ
て、又、振巾分割型ビームスプリッターを用いる場合に
比べて次に述べるようなセンサーアレイを用いて像情報
を検出する場合に特有の欠点を解消できるといった優れ
た新規な効果を生み出す事ができる。
即ち、センサーアレイを使って焦点検出を行う装置で、
検出精度が悪かったり、誤測光を起すことがある。
検出精度が悪かったり、誤測光を起すことがある。
本出願の発明者達は、センサーアレイを物体像を読み取
る場合、このセンサーアレイはその独立な光電変換要素
間のピッチ（センサーピッチ）がもつ空間周波数Psの２
倍の空間周波数2Psで定義されるナイキスト周波数以上
の空間周波数成分は正しく分解できず、従ってそのよう
な高い空間周波数成分をもつ像がセンサーアレイ上に入
射してきた場合偽信号を出し、正しい像情報の読み取り
に支障をきたし、それが焦点検出の際の信号処理に悪影
響を与えることを見出した。ビデオカメラの撮像光学系
中にローパスフィルターを挿着してナイキスト周波数2P
sより高い空間周波数成分を途中でカットすることは知
られているが、焦点検出装置の技術分野ではナイキスト
周波数より高い空間周波数成分が誤測距に関連すること
は知られていない。
る場合、このセンサーアレイはその独立な光電変換要素
間のピッチ（センサーピッチ）がもつ空間周波数Psの２
倍の空間周波数2Psで定義されるナイキスト周波数以上
の空間周波数成分は正しく分解できず、従ってそのよう
な高い空間周波数成分をもつ像がセンサーアレイ上に入
射してきた場合偽信号を出し、正しい像情報の読み取り
に支障をきたし、それが焦点検出の際の信号処理に悪影
響を与えることを見出した。ビデオカメラの撮像光学系
中にローパスフィルターを挿着してナイキスト周波数2P
sより高い空間周波数成分を途中でカットすることは知
られているが、焦点検出装置の技術分野ではナイキスト
周波数より高い空間周波数成分が誤測距に関連すること
は知られていない。
本発明の目体は、対象の実質同一個所の情報を読み取る
ためのセンサーアレイから偽信号が出て正しい情報の読
み取りに支障をきたすことのない様な光学装置を持っ
た、対物レンズの焦点調節状態を検出する装置の提供に
ある。
ためのセンサーアレイから偽信号が出て正しい情報の読
み取りに支障をきたすことのない様な光学装置を持っ
た、対物レンズの焦点調節状態を検出する装置の提供に
ある。
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
以下に述べる実施例は特に本発明を、既に本出願人が提
示した特開昭55−18652号等に開示されたカメラの合焦
点検出装置に適用した例を示してある。第１図は、本発
明に特に関係ある光学的部分を説明するのに先立ち、上
記合焦点検出装置の概要を説明する為の模式図で、合焦
点時には結像光学系１によって不図示の物体の像は予定
結像面５上に形成されている。この時予定結像面の前方
近傍に配置されたセンサーアレイ２、結像面上に配置さ
れたセンサーアレイ３、及び後方近傍に配置されたセン
サーアレイ４からの出力はそれぞれ同図(a),(b),(c)で
模式的に示した如く、対象の実質同一個所の各ボケ像、
鮮明像，ボケ像に対応する照度分布の時系列電気信号が
得られる。従ってこの３つのセンサーアレイから得られ
る情報を基にすれば、合焦点か前ピンか後ピンかの状態
が検出される。この詳しい合焦点検出の方法に関しては
前述した特開昭55−18652号公報に詳しく述べられてい
る。尚その公報にも記載されてあるようにセンサーアレ
イは必ずしも３つ必要ではなく、結像面の前後の近傍に
配置された２つでも合焦点検出は可能である。
示した特開昭55−18652号等に開示されたカメラの合焦
点検出装置に適用した例を示してある。第１図は、本発
明に特に関係ある光学的部分を説明するのに先立ち、上
記合焦点検出装置の概要を説明する為の模式図で、合焦
点時には結像光学系１によって不図示の物体の像は予定
結像面５上に形成されている。この時予定結像面の前方
近傍に配置されたセンサーアレイ２、結像面上に配置さ
れたセンサーアレイ３、及び後方近傍に配置されたセン
サーアレイ４からの出力はそれぞれ同図(a),(b),(c)で
模式的に示した如く、対象の実質同一個所の各ボケ像、
鮮明像，ボケ像に対応する照度分布の時系列電気信号が
得られる。従ってこの３つのセンサーアレイから得られ
る情報を基にすれば、合焦点か前ピンか後ピンかの状態
が検出される。この詳しい合焦点検出の方法に関しては
前述した特開昭55−18652号公報に詳しく述べられてい
る。尚その公報にも記載されてあるようにセンサーアレ
イは必ずしも３つ必要ではなく、結像面の前後の近傍に
配置された２つでも合焦点検出は可能である。
第２図は、本発明の実施例であるカメラの内部を示した
概観図であり、第３図はその１部を拡大した図である。
また第２，第３図のカメラは見易くする為光軸を含む平
面で切断してある。第２，３図において結像光学系（不
図示）からの結像光束６は、クイックリターンミラー12
に入射し、その表面の半透鏡で１部透過し、残りはファ
インダー系へ反射される。クイックリターンミラーの裏
側は、ミラー13に向かう光以外は遮断する遮光材が設け
られており、ミラー13に入射した光束は反射されて下側
に設けられた合焦点検出用の微小ビームスプリッター部
に入射する結像光束14となる。
概観図であり、第３図はその１部を拡大した図である。
また第２，第３図のカメラは見易くする為光軸を含む平
面で切断してある。第２，３図において結像光学系（不
図示）からの結像光束６は、クイックリターンミラー12
に入射し、その表面の半透鏡で１部透過し、残りはファ
インダー系へ反射される。クイックリターンミラーの裏
側は、ミラー13に向かう光以外は遮断する遮光材が設け
られており、ミラー13に入射した光束は反射されて下側
に設けられた合焦点検出用の微小ビームスプリッター部
に入射する結像光束14となる。
第３図においてビームスプリッター12により２分割され
た内の結像光束14は面積型ビームスプリッター91に入射
して更に分割され、また更にその反射光は面積型ビーム
スプリッター92によって分割され、その中の面積型ビー
ムスプリッター92を透過した光は通常のミラー93によっ
て反射され、合計３本の結像光束101,102,103となり、
夫々３本のＣＣＤセンサーアレイ111,112,113に入射す
る。
た内の結像光束14は面積型ビームスプリッター91に入射
して更に分割され、また更にその反射光は面積型ビーム
スプリッター92によって分割され、その中の面積型ビー
ムスプリッター92を透過した光は通常のミラー93によっ
て反射され、合計３本の結像光束101,102,103となり、
夫々３本のＣＣＤセンサーアレイ111,112,113に入射す
る。
第４図に更に微小ビームスプリッター部８を拡大した図
を示してある。この微小ビームスプリッター部８は屈折
率nd＝1.772のLASF016やnd＝1.516のＢＫ７といった透
明材質で形成され、その中に面積型ビームスプリッター
91,92と通常のミラー93が設けられている。
を示してある。この微小ビームスプリッター部８は屈折
率nd＝1.772のLASF016やnd＝1.516のＢＫ７といった透
明材質で形成され、その中に面積型ビームスプリッター
91,92と通常のミラー93が設けられている。
微小ビームスプリッター部に用いる透明材質については
その屈折率によって各センサー111〜3に入射する結像光
束の光路長差（defocus量）を調節する機能をも有する
ものである。
その屈折率によって各センサー111〜3に入射する結像光
束の光路長差（defocus量）を調節する機能をも有する
ものである。
各センサーが合焦点を検知する為の像のボケ量として
は、焦点検知システムのロジック及び使用交換レンズの
種類にもよるが、空気中の光路長差（実光路長／媒質の
屈折率）に換算して結像光束101と102,102と103の間の
光路長差が0.2〜1.0mmである事が望ましく、それに対応
して各ラインセンサー間の間隔ｄは0.5〜2.0mm程度に設
定されてある。
は、焦点検知システムのロジック及び使用交換レンズの
種類にもよるが、空気中の光路長差（実光路長／媒質の
屈折率）に換算して結像光束101と102,102と103の間の
光路長差が0.2〜1.0mmである事が望ましく、それに対応
して各ラインセンサー間の間隔ｄは0.5〜2.0mm程度に設
定されてある。
又結像光束101,102,103が各ビームスプリッター91,92,9
3の面に入射する位置から各センサー面までの間隔ｌは
空気換算光路長で１〜２mmであり、ＣＤＤラインセンサ
ー111,112,113のセグメント間のピッチＰは約３０μｍ
である。
3の面に入射する位置から各センサー面までの間隔ｌは
空気換算光路長で１〜２mmであり、ＣＤＤラインセンサ
ー111,112,113のセグメント間のピッチＰは約３０μｍ
である。
このような構成の微小ビームスプリッター部に、第４図
で示す如く、ランダムに配列した小円型透過部を有する
面積型ビームスプリッター（ランダムドットミラー）
91,92がセンサー面に対し４５°傾いて設けられてい
る。ランダムドットミラー91の光透過光量ＴはF5.6〜F8
相当の結像光路でミラー面をセンサー配列方向に走査し
た場合、単純に光透過部と光反射部の面積比で計算して
Ｔ＝３３％±２％程度，ランダムドットミラー92の場合
はＴ＝５０％±３％程度に設計してある。厳密には反射
膜の吸収特性，点像の強度分布等を考慮して面積比を決
定する。小円をランダムに配置する理由は、周期的に配
置すると回折によって点像のすぐれが多くなるとか、第
４図等の如く、面積型ミラーと２つ経る光束がある場合
ミラー面上のパターン同志でモアレが発生し、一様な光
束でセンサー面を照明した場合にセンサー間での強度比
に狂いが生じたり一様性が失われるとかの事態をさける
為である。但し、配列が余りランダムになるとその為に
かえってセンサー面照度に非一様性が発生するのでその
バランスに注意しなければならない。
で示す如く、ランダムに配列した小円型透過部を有する
面積型ビームスプリッター（ランダムドットミラー）
91,92がセンサー面に対し４５°傾いて設けられてい
る。ランダムドットミラー91の光透過光量ＴはF5.6〜F8
相当の結像光路でミラー面をセンサー配列方向に走査し
た場合、単純に光透過部と光反射部の面積比で計算して
Ｔ＝３３％±２％程度，ランダムドットミラー92の場合
はＴ＝５０％±３％程度に設計してある。厳密には反射
膜の吸収特性，点像の強度分布等を考慮して面積比を決
定する。小円をランダムに配置する理由は、周期的に配
置すると回折によって点像のすぐれが多くなるとか、第
４図等の如く、面積型ミラーと２つ経る光束がある場合
ミラー面上のパターン同志でモアレが発生し、一様な光
束でセンサー面を照明した場合にセンサー間での強度比
に狂いが生じたり一様性が失われるとかの事態をさける
為である。但し、配列が余りランダムになるとその為に
かえってセンサー面照度に非一様性が発生するのでその
バランスに注意しなければならない。
尚、第４図の小円で示した、面積型ビームスプリッター
の光分割面上の光透過部又は光反射部の最小径の平均的
な大きさは、ビームスプリッターとセンサー面までの空
気換算光路長をｌとした時、ｌ／100以上，ｌ／10以下
である事が望ましい。その理由は、ｌ／100以下である
と分割光のＭＴＦがひどく落ち、またｌ／10以上である
と、F5.6とかF8とかのレンズを使用し、一点一点を結像
する光束が細くなった場合に、像の一様性が悪化する為
である。われわれの実験によればこのようなＭＴＦの値
と一様性のバランス上最適な値は前のセンサーの場合約
ｌ／30であった。
の光分割面上の光透過部又は光反射部の最小径の平均的
な大きさは、ビームスプリッターとセンサー面までの空
気換算光路長をｌとした時、ｌ／100以上，ｌ／10以下
である事が望ましい。その理由は、ｌ／100以下である
と分割光のＭＴＦがひどく落ち、またｌ／10以上である
と、F5.6とかF8とかのレンズを使用し、一点一点を結像
する光束が細くなった場合に、像の一様性が悪化する為
である。われわれの実験によればこのようなＭＴＦの値
と一様性のバランス上最適な値は前のセンサーの場合約
ｌ／30であった。
このように面積型ビームスプリッター91,92を用いる事
によって入射光束14を分割し、それぞれの分割結像光束
101,102,103をＣＣＤラインセンサー111,112,113に導
き、その第１図に示した如く像のボケ量を検出する事に
より焦点調節状態を知る事ができる。正しい焦点調節状
態を精確に知る為にも、各ビームスプリッターでは、３
本の結像光束101,102,103が光量比ほぼ１：１：１で、
色特性及び偏光特性に差がないように光分割を行なう事
が必要であり、面積型ビームスプリッターは誘電体半透
鏡に比べて安価なもので、上記条件を満足する事ができ
る。
によって入射光束14を分割し、それぞれの分割結像光束
101,102,103をＣＣＤラインセンサー111,112,113に導
き、その第１図に示した如く像のボケ量を検出する事に
より焦点調節状態を知る事ができる。正しい焦点調節状
態を精確に知る為にも、各ビームスプリッターでは、３
本の結像光束101,102,103が光量比ほぼ１：１：１で、
色特性及び偏光特性に差がないように光分割を行なう事
が必要であり、面積型ビームスプリッターは誘電体半透
鏡に比べて安価なもので、上記条件を満足する事ができ
る。
ところで本発明の実施例に使われる光分割装置の応用技
術としてのフォーカスインディケーターシステムの場
合、焦点検出をボケで行なうときは、夫々のセンサー11
1〜113までの結像光学系のＭＴＦについてもバランスが
とれている事が望ましい。というのは、前述の特開昭55
−18652においても述べられているように夫々のセンサ
ーについて隣接セグメント間の出力の差分の積分値を比
較することによって合焦位置を検出するのがボケ検知方
式の好ましい方法であるからである。
術としてのフォーカスインディケーターシステムの場
合、焦点検出をボケで行なうときは、夫々のセンサー11
1〜113までの結像光学系のＭＴＦについてもバランスが
とれている事が望ましい。というのは、前述の特開昭55
−18652においても述べられているように夫々のセンサ
ーについて隣接セグメント間の出力の差分の積分値を比
較することによって合焦位置を検出するのがボケ検知方
式の好ましい方法であるからである。
第４図の微小ビームスプリッター部８を用いた光学系に
ついてＭＴＦを計算してみた。尚、面積型ビームスプリ
ッター91上の透過部の小円の直径は約20μ、同じくビー
ムスプリッター92上の小円の直径は25μに設定してあ
る。この光学系を第７図のような透過な光学系におきか
え、なおかつ91,92のビームスプリッターが光軸上、セ
ンサーから所定の距離に光軸に対して垂直に設置されて
いると仮定した場合に各センサー上に結像する時のセン
サー方向のＭＴＦは第８図の下群の３本のグラフＡとな
る。同グラフにおいて破線は結像レンズのみのＭＴＦ、
また前、中、奥とは結像レンズと光分割装置通過後第７
図のセンサー111〜113に結像する光束のＭＴＦに夫々対
応する。ＣＣＤセンサーのピッチをＰとすると、ナイキ
スト周波数（同周波数より高い周波数はセンサーとして
正しく応答できない限界の周波数）は fH＝１／2P（本／mm） で与えられる。従って、第８図において、横軸上20本／
mmはセンサーピッチＰ＝25μのセンサーのナイキスト周
波数、15本／mmはＰ＝33.3μのセンサーナイキスト周波
数ということになる。Ｐ＝30μのセンサーのナイキスト
周波数をαで示してある。
ついてＭＴＦを計算してみた。尚、面積型ビームスプリ
ッター91上の透過部の小円の直径は約20μ、同じくビー
ムスプリッター92上の小円の直径は25μに設定してあ
る。この光学系を第７図のような透過な光学系におきか
え、なおかつ91,92のビームスプリッターが光軸上、セ
ンサーから所定の距離に光軸に対して垂直に設置されて
いると仮定した場合に各センサー上に結像する時のセン
サー方向のＭＴＦは第８図の下群の３本のグラフＡとな
る。同グラフにおいて破線は結像レンズのみのＭＴＦ、
また前、中、奥とは結像レンズと光分割装置通過後第７
図のセンサー111〜113に結像する光束のＭＴＦに夫々対
応する。ＣＣＤセンサーのピッチをＰとすると、ナイキ
スト周波数（同周波数より高い周波数はセンサーとして
正しく応答できない限界の周波数）は fH＝１／2P（本／mm） で与えられる。従って、第８図において、横軸上20本／
mmはセンサーピッチＰ＝25μのセンサーのナイキスト周
波数、15本／mmはＰ＝33.3μのセンサーナイキスト周波
数ということになる。Ｐ＝30μのセンサーのナイキスト
周波数をαで示してある。
この図を見ても明らかなように面積型ビームスプリッタ
ーを用いる事によりナイキスト周波数以上の空間周波数
成分をカットしてそのＭＴＦを低く抑える事ができ、従
って、ＣＣＤラインセンサーより得られる像信号に偽信
号があまり混入しない。理想的にはナイキスト周波数ま
でのＭＴＦが１，それ以上の周波数に対してはＭＴＦが
零である事が望ましいが、現実としてそのような特性を
もつ面積型ビームスプリッターを作成する事は難しく、
一般に面積型ビームスプリッターでナイキスト周波数で
ＭＴＦを完全に零にすると、それ以下の周波数でのＭＴ
Ｆも低く抑えられて支障をきたすので、本実施例ではナ
イキスト周波数でのＭＴＦを零以上の所定の値に設定し
てある。
ーを用いる事によりナイキスト周波数以上の空間周波数
成分をカットしてそのＭＴＦを低く抑える事ができ、従
って、ＣＣＤラインセンサーより得られる像信号に偽信
号があまり混入しない。理想的にはナイキスト周波数ま
でのＭＴＦが１，それ以上の周波数に対してはＭＴＦが
零である事が望ましいが、現実としてそのような特性を
もつ面積型ビームスプリッターを作成する事は難しく、
一般に面積型ビームスプリッターでナイキスト周波数で
ＭＴＦを完全に零にすると、それ以下の周波数でのＭＴ
Ｆも低く抑えられて支障をきたすので、本実施例ではナ
イキスト周波数でのＭＴＦを零以上の所定の値に設定し
てある。
所で、第４図の面積型ビームスプリッター91,92の組合
せを用いた所、フォーカス検知機能上、全体としてＭＴ
Ｆが低く、各センサー111,112,113に対するＭＴＦの相
互間のバランスが悪い事が若干問題となった。
せを用いた所、フォーカス検知機能上、全体としてＭＴ
Ｆが低く、各センサー111,112,113に対するＭＴＦの相
互間のバランスが悪い事が若干問題となった。
この問題を改善した本発明の第２のビームスプリッター
について第５図を用いて説明する。
について第５図を用いて説明する。
第５図の微小ビームスプリッター部も第４図と同様透明
材質のプリズム中に面積型ビームスプリッター191,192
とミラー193が設けられており、面積型ビームスプリッ
ター191の光透過部の小円の直径は45μである。小円の
配列は疑似ランダムとでもいうべきものでF5.6の光束中
ではランダムなパターンで、あとはこの光束巾を１ピッ
チとして、そのランダムパターンを周期的に配列してあ
る。小円の直径が第４図のビームスプリッター91の場合
の約２倍になっており、第８図のグラフＢを見てもわか
るようにＭＴＦ値が大巾に高い値を保っている。第５図
のビームスプリッターの場合の第２の改良点は、第２の
面積型ビームスプリッター92にストライプミラーを用い
た点にある。同ストライプのピッチは40μ開口（光透過
部）巾は20であり、ストライプの方向はセンサー長手方
向、つまり光電変換要素の配列方向に一致している。こ
のため第２のビームスプリッター192によるセンサー方
向のＭＴＦの落ちはないので第８図にみるように夫々の
センサーに対するＭＴＦ値のバラツキを非常に少なくお
さえることができ、ピント検出システムに用いた場合に
もすぐれた特性を示した。尚、本実施例では、ストライ
プを周期的に配置したが、平均的透過率を満たすような
ランダムなピッチと巾を有するストライプビームスプリ
ッターを用いる事もできる。
材質のプリズム中に面積型ビームスプリッター191,192
とミラー193が設けられており、面積型ビームスプリッ
ター191の光透過部の小円の直径は45μである。小円の
配列は疑似ランダムとでもいうべきものでF5.6の光束中
ではランダムなパターンで、あとはこの光束巾を１ピッ
チとして、そのランダムパターンを周期的に配列してあ
る。小円の直径が第４図のビームスプリッター91の場合
の約２倍になっており、第８図のグラフＢを見てもわか
るようにＭＴＦ値が大巾に高い値を保っている。第５図
のビームスプリッターの場合の第２の改良点は、第２の
面積型ビームスプリッター92にストライプミラーを用い
た点にある。同ストライプのピッチは40μ開口（光透過
部）巾は20であり、ストライプの方向はセンサー長手方
向、つまり光電変換要素の配列方向に一致している。こ
のため第２のビームスプリッター192によるセンサー方
向のＭＴＦの落ちはないので第８図にみるように夫々の
センサーに対するＭＴＦ値のバラツキを非常に少なくお
さえることができ、ピント検出システムに用いた場合に
もすぐれた特性を示した。尚、本実施例では、ストライ
プを周期的に配置したが、平均的透過率を満たすような
ランダムなピッチと巾を有するストライプビームスプリ
ッターを用いる事もできる。
今まで述べたような面積型ビームスプリッターは、パタ
ーンの大きさによって二種類の製造法があるが、いずれ
の方法も前記偏光特性，色特性の問題を誘起することな
く製造できる。この製造法の１つはIC等と同じくフォト
ファブリケーションによる方法で、光透過部のパターン
の線巾が0.1mm以下の場合に用いられる方法であり、他
の１つは、マスク蒸着法で大体パターンの細かさが0.1m
m以上の場合に可能となる。マスク法はガラス基材の上
に蒸着したいパターンが抜いてある金属薄板マスク（厚
さ0.05mm〜0.1mm程度）を密着させてＡｌ等の金属を蒸
着する方法で、製造コストも非常に安い利点がある反面
パターン精度は若干悪い。
ーンの大きさによって二種類の製造法があるが、いずれ
の方法も前記偏光特性，色特性の問題を誘起することな
く製造できる。この製造法の１つはIC等と同じくフォト
ファブリケーションによる方法で、光透過部のパターン
の線巾が0.1mm以下の場合に用いられる方法であり、他
の１つは、マスク蒸着法で大体パターンの細かさが0.1m
m以上の場合に可能となる。マスク法はガラス基材の上
に蒸着したいパターンが抜いてある金属薄板マスク（厚
さ0.05mm〜0.1mm程度）を密着させてＡｌ等の金属を蒸
着する方法で、製造コストも非常に安い利点がある反面
パターン精度は若干悪い。
尚、第４，５図の場合、面積型ビームスプリッター91,9
2及びミラー93において91に銀、92,93にＡｌを蒸着した
ものが全部Ａｌを蒸着したものより若干良好な色特性
（各センサーに達する光の各波長における分光透過率の
バランス）が良かった。
2及びミラー93において91に銀、92,93にＡｌを蒸着した
ものが全部Ａｌを蒸着したものより若干良好な色特性
（各センサーに達する光の各波長における分光透過率の
バランス）が良かった。
即ち、色特性を重視する場合は、ビームスプリッター91
の蒸着物質を銀にした方が良いが、銀は耐候性（耐久
性）が悪く、第４図の如くミラー部（黒色部）がプリズ
ムの端面に顔を出していると、そこからおかされて次第
に奥深く進行し最悪のケースではガラスプリズムがハガ
レてしまう事が有る。従って、ミラー部はつながってい
ない方が望ましく小円内を光反射部にする事が望まし
い。但し、その場合、面積型ミラー91の反射率66.6％を
保つ為には反射円と反射円を近接させねばならず、円の
配列をランダムにする余裕が無く、ほぼ規則配列にな
る。
の蒸着物質を銀にした方が良いが、銀は耐候性（耐久
性）が悪く、第４図の如くミラー部（黒色部）がプリズ
ムの端面に顔を出していると、そこからおかされて次第
に奥深く進行し最悪のケースではガラスプリズムがハガ
レてしまう事が有る。従って、ミラー部はつながってい
ない方が望ましく小円内を光反射部にする事が望まし
い。但し、その場合、面積型ミラー91の反射率66.6％を
保つ為には反射円と反射円を近接させねばならず、円の
配列をランダムにする余裕が無く、ほぼ規則配列にな
る。
第６図はそのような場合であり、面積型ビームスプリッ
ター291の小円鏡の直径は90μであって規則配列され、
面積型ビームスプリッター292のストライプピッチは第
５図と同様とした。その結果ＭＴＦは第８図における第
５図のプリズムのＭＴＦとほぼ同様の性能を得たが、セ
ンサー方向の一様性が低下しF5.6の光束で走査した場合
±10％程度の周期的ムラが生じた。
ター291の小円鏡の直径は90μであって規則配列され、
面積型ビームスプリッター292のストライプピッチは第
５図と同様とした。その結果ＭＴＦは第８図における第
５図のプリズムのＭＴＦとほぼ同様の性能を得たが、セ
ンサー方向の一様性が低下しF5.6の光束で走査した場合
±10％程度の周期的ムラが生じた。
面積型ミラーのパターンは種々考えられ単に二光束に分
離するだけであれば、一様性の評価プログラム，ＭＴＦ
の評価プログラムを用意することにより簡単に設計でき
るが、第４〜６図の構成例に見るように面積型ビームス
プリッターを重ねるような場合はモアレの発生を避ける
意味で周期の似通った周期性パターンは好ましくない。
また以上のビームスプリッターでの透過部又は反射部の
平均的直径は前述した如くｌ／100〜ｌ／10の範囲にあ
る。
離するだけであれば、一様性の評価プログラム，ＭＴＦ
の評価プログラムを用意することにより簡単に設計でき
るが、第４〜６図の構成例に見るように面積型ビームス
プリッターを重ねるような場合はモアレの発生を避ける
意味で周期の似通った周期性パターンは好ましくない。
また以上のビームスプリッターでの透過部又は反射部の
平均的直径は前述した如くｌ／100〜ｌ／10の範囲にあ
る。
以上、複数のＣＣＤセンサーに結像光束を分配する為の
面積型ビームスプリッターを不要空間周波数を抑制する
手段とした例を示したが、面積型ミラーパターンの具体
的な形状は本発明の目的であるＭＴＦ値の確保と一様性
の実施を計るものであれば種々の変更が可能である事は
いうまでもない。
面積型ビームスプリッターを不要空間周波数を抑制する
手段とした例を示したが、面積型ミラーパターンの具体
的な形状は本発明の目的であるＭＴＦ値の確保と一様性
の実施を計るものであれば種々の変更が可能である事は
いうまでもない。
第１図は合焦点検出装置の概略を説明する図、 第２図，第３図は、一眼レフカメラに組み込んだ本発明
の第１実施例の概観図、 第４図は、面積型ビームスプリッターを設けた第１の光
分割装置を示す図、 第５図，第６図はそれぞれ第２，第３の光分割装置を示
す図、 第７図は第４，５，６，図の光学的等価図、 第８図は第１，第２実施例のＭＴＦを示す図である。 図中、１…結像光学系、２，３，４…センサーアレイ、
５…予定結像面、91,92,191,192,291,292…面積型ビー
ムスプリッター、101,102,103…分割結像光束、111,1
12,113…ＣＣＤラインセンサー。
の第１実施例の概観図、 第４図は、面積型ビームスプリッターを設けた第１の光
分割装置を示す図、 第５図，第６図はそれぞれ第２，第３の光分割装置を示
す図、 第７図は第４，５，６，図の光学的等価図、 第８図は第１，第２実施例のＭＴＦを示す図である。 図中、１…結像光学系、２，３，４…センサーアレイ、
５…予定結像面、91,92,191,192,291,292…面積型ビー
ムスプリッター、101,102,103…分割結像光束、111,1
12,113…ＣＣＤラインセンサー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北岸 望 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭55−18652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−29731（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】対物レンズを介して対象の情報を読み取る
様に、所定ピッチの光電変換要素の配列を持ち且つ検出
信号を形成するセンサーアレイを設け、対象の実質同一
箇所のフォーカス状態を異にした各像に関する複数の検
出信号に基づいて対物レンズの焦点調節状態を検出する
装置において、 所定ピッチの光電変換要素が正しく分解できる空間周波
数より高い空間周波数を低下させるための光学部材を対
物レンズからセンサーアレイに至る光路中に設けて誤検
出を防止することを特徴とする焦点調節状態の検出装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55098524A JPH0658482B2 (ja) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | 焦点調節状態の検出装置 |
| GB8121493A GB2082335B (en) | 1980-07-17 | 1981-07-13 | Image reading apparatus |
| US06/283,001 US4650988A (en) | 1980-07-17 | 1981-07-13 | Image reading apparatus with an area-type beam splitter |
| DE19813128189 DE3128189A1 (de) | 1980-07-17 | 1981-07-16 | "bildlesegeraet" |
| GB08427080A GB2146786B (en) | 1980-07-17 | 1984-10-26 | An image reading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55098524A JPH0658482B2 (ja) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | 焦点調節状態の検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5723911A JPS5723911A (en) | 1982-02-08 |
| JPH0658482B2 true JPH0658482B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=14222046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55098524A Expired - Lifetime JPH0658482B2 (ja) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | 焦点調節状態の検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4650988A (ja) |
| JP (1) | JPH0658482B2 (ja) |
| DE (1) | DE3128189A1 (ja) |
| GB (2) | GB2082335B (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4474446A (en) * | 1982-06-30 | 1984-10-02 | Honeywell Inc. | Focal sensor having optical low pass filter |
| JPS63158970A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像読み取り装置 |
| JPH0760223B2 (ja) * | 1987-12-23 | 1995-06-28 | キヤノン株式会社 | 像安定化のための撮影光学系 |
| US5140462A (en) * | 1987-12-29 | 1992-08-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having image deflecting function |
| US4898467A (en) * | 1988-11-07 | 1990-02-06 | Eastman Kodak Company | Spectrometer apparatus for self-calibrating color imaging apparatus |
| DE8909212U1 (de) * | 1989-07-31 | 1989-11-16 | Bodenseewerk Perkin-Elmer GmbH, 7770 Überlingen | Strahlenteiler |
| JPH03226067A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-07 | Canon Inc | カラー画像読取り装置 |
| US5552594A (en) * | 1995-02-14 | 1996-09-03 | Eastman Kodak Company | Focus detecting system using a beam splitter to form an image at nominal best focus, slightly in front of best focus and slightly behind best focus |
| GB9616390D0 (en) * | 1996-08-03 | 1996-09-11 | Secr Defence | Optical detection system |
| DE69822362T2 (de) * | 1997-05-29 | 2005-02-17 | Corning Inc. | Raumfilter für einen Hochleistungslaserstrahl |
| DE10059961A1 (de) * | 2000-01-11 | 2001-07-12 | Zeiss Carl | Strahlenteiler |
| US20070182844A1 (en) * | 2003-03-09 | 2007-08-09 | Latia Imaging Pty Ltd | Optical system for producing differently focused images |
| JP2005353923A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Eudyna Devices Inc | 光モジュールおよび光モジュールの製造方法 |
| US7916304B2 (en) * | 2006-12-21 | 2011-03-29 | Howard Hughes Medical Institute | Systems and methods for 3-dimensional interferometric microscopy |
| DE102017222986A1 (de) * | 2017-12-18 | 2019-06-19 | Robert Bosch Gmbh | Bildsensor zur Erfassung von optischer Strahlung |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53119030A (en) * | 1977-03-26 | 1978-10-18 | Nippon Chemical Ind | Reflection mirror device for singleelens reflex camera |
| JPS5576312A (en) * | 1978-12-04 | 1980-06-09 | Canon Inc | Focus detecting system of image |
| US4352545A (en) * | 1979-02-13 | 1982-10-05 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Camera focus detecting device |
| US4349254A (en) * | 1979-02-13 | 1982-09-14 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Camera focus detecting device |
-
1980
- 1980-07-17 JP JP55098524A patent/JPH0658482B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-07-13 US US06/283,001 patent/US4650988A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-07-13 GB GB8121493A patent/GB2082335B/en not_active Expired
- 1981-07-16 DE DE19813128189 patent/DE3128189A1/de active Granted
-
1984
- 1984-10-26 GB GB08427080A patent/GB2146786B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2082335A (en) | 1982-03-03 |
| GB2146786B (en) | 1985-11-06 |
| DE3128189C2 (ja) | 1990-06-21 |
| US4650988A (en) | 1987-03-17 |
| GB2146786A (en) | 1985-04-24 |
| GB2082335B (en) | 1985-08-07 |
| DE3128189A1 (de) | 1982-04-08 |
| JPS5723911A (en) | 1982-02-08 |
| GB8427080D0 (en) | 1984-12-05 |
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