JPH0949965A - 焦点位置検出装置 - Google Patents
焦点位置検出装置Info
- Publication number
- JPH0949965A JPH0949965A JP7222678A JP22267895A JPH0949965A JP H0949965 A JPH0949965 A JP H0949965A JP 7222678 A JP7222678 A JP 7222678A JP 22267895 A JP22267895 A JP 22267895A JP H0949965 A JPH0949965 A JP H0949965A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- light
- semi
- transmissive film
- state
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 焦点位置が大きくずれている状態を合焦状態
と誤検出することのない信頼性の高い焦点位置検出装
置。 【解決手段】 ３分割手段を介して３つに分割された光
の各々に基づいて形成された第１像乃至第３像をそれぞ
れ検出するための第１検出手段乃至第３検出手段を備
え、結像位置と所定像面とがほぼ一致している状態にお
いて、第２検出手段は第２像をほぼベストフォーカス状
態で検出し、第１検出手段および第３検出手段は第１像
および第３像をベストフォーカス状態を挟んだ２つのデ
フォーカス状態でそれぞれ検出する。
と誤検出することのない信頼性の高い焦点位置検出装
置。 【解決手段】 ３分割手段を介して３つに分割された光
の各々に基づいて形成された第１像乃至第３像をそれぞ
れ検出するための第１検出手段乃至第３検出手段を備
え、結像位置と所定像面とがほぼ一致している状態にお
いて、第２検出手段は第２像をほぼベストフォーカス状
態で検出し、第１検出手段および第３検出手段は第１像
および第３像をベストフォーカス状態を挟んだ２つのデ
フォーカス状態でそれぞれ検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は焦点位置検出装置に
関し、特に顕微鏡、スチルカメラ、ビデオカメラ等の光
学機器のオートフォーカス機構に適用して好適な焦点位
置検出装置に関する。
関し、特に顕微鏡、スチルカメラ、ビデオカメラ等の光
学機器のオートフォーカス機構に適用して好適な焦点位
置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】顕微鏡、スチルカメラ、ビデオカメラ等
の光学機器においては、対物光学系を介して物体の像を
形成し、形成された像をＣＣＤ、フィルム等の撮像素子
を用いて撮像している。これらの光学機器では、物体像
を鮮明に撮影するためにオートフォーカス機構が取り付
けられている。オートフォーカス機構において重要な部
分は、対物光学系の結像面（焦点位置）と撮像素子の撮
像面との位置ずれを検出する焦点位置検出装置である。
の光学機器においては、対物光学系を介して物体の像を
形成し、形成された像をＣＣＤ、フィルム等の撮像素子
を用いて撮像している。これらの光学機器では、物体像
を鮮明に撮影するためにオートフォーカス機構が取り付
けられている。オートフォーカス機構において重要な部
分は、対物光学系の結像面（焦点位置）と撮像素子の撮
像面との位置ずれを検出する焦点位置検出装置である。
【０００３】図５は、従来の焦点位置検出装置の構成を
概略的に示す図である。図５において、図示を省略した
遠方の物体からの光は、対物レンズ４１を介して、ＣＣ
Ｄ、フィルム等の撮像素子の撮像面４２上に像を形成す
る。なお、対物レンズ４１と撮像面４２との間の光路中
には、ビームスプリッター４３が配置されている。した
がって、ビームスプリッター４３によって光路から取り
出された光は、撮像面４２と光学的に共役な像面４４上
に像を形成する。
概略的に示す図である。図５において、図示を省略した
遠方の物体からの光は、対物レンズ４１を介して、ＣＣ
Ｄ、フィルム等の撮像素子の撮像面４２上に像を形成す
る。なお、対物レンズ４１と撮像面４２との間の光路中
には、ビームスプリッター４３が配置されている。した
がって、ビームスプリッター４３によって光路から取り
出された光は、撮像面４２と光学的に共役な像面４４上
に像を形成する。
【０００４】像面４４上に形成された像からの光は、再
結像光学系４５を介して、プリズム部材４６に入射す
る。プリズム部材４６によって２つに分割された光は、
それぞれ２つの像４７ａおよび４７ｂを形成する。２つ
の像４７ａと４７ｂとの間には、たとえばラインセンサ
からなる受光素子４８が配置されている。したがって、
図５では、像４７ａがいわゆる後ピン状態で、像４７ｂ
がいわゆる前ピン状態で、それぞれラインセンサ４８に
よって検出される。
結像光学系４５を介して、プリズム部材４６に入射す
る。プリズム部材４６によって２つに分割された光は、
それぞれ２つの像４７ａおよび４７ｂを形成する。２つ
の像４７ａと４７ｂとの間には、たとえばラインセンサ
からなる受光素子４８が配置されている。したがって、
図５では、像４７ａがいわゆる後ピン状態で、像４７ｂ
がいわゆる前ピン状態で、それぞれラインセンサ４８に
よって検出される。
【０００５】図６は、図５において対物レンズ４１の位
置変化に対する２つの像４７ａおよび４７ｂのコントラ
スト曲線を示す図である。従来の焦点位置検出装置で
は、図６に示すように後ピン状態の像４７ａのコントラ
ストと前ピン状態の像４７ｂのコントラストとがほぼ等
しくなるように対物レンズ４１を位置Ｚ0 に位置決めし
た状態において、対物レンズ４１の結像面と撮像素子の
撮像面４２とがほぼ一致するように構成されている。
置変化に対する２つの像４７ａおよび４７ｂのコントラ
スト曲線を示す図である。従来の焦点位置検出装置で
は、図６に示すように後ピン状態の像４７ａのコントラ
ストと前ピン状態の像４７ｂのコントラストとがほぼ等
しくなるように対物レンズ４１を位置Ｚ0 に位置決めし
た状態において、対物レンズ４１の結像面と撮像素子の
撮像面４２とがほぼ一致するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
焦点位置検出装置では、ラインセンサ４８において後ピ
ン像４７ａのコントラストと前ピン像４７ｂのコントラ
ストとが等しくなる状態が合焦状態となるように構成さ
れていた。しかしながら、図６において対物レンズ４１
がたとえばＺ1 に位置して対物レンズ４１の結像面と撮
像素子の撮像面４２とが大きく位置ずれした状態では、
２つの像４７ａおよび４７ｂがともに後ピン像または前
ピン像となり、２つの像のコントラストがともに小さい
がほぼ等しくなる。
焦点位置検出装置では、ラインセンサ４８において後ピ
ン像４７ａのコントラストと前ピン像４７ｂのコントラ
ストとが等しくなる状態が合焦状態となるように構成さ
れていた。しかしながら、図６において対物レンズ４１
がたとえばＺ1 に位置して対物レンズ４１の結像面と撮
像素子の撮像面４２とが大きく位置ずれした状態では、
２つの像４７ａおよび４７ｂがともに後ピン像または前
ピン像となり、２つの像のコントラストがともに小さい
がほぼ等しくなる。
【０００７】このように合焦状態から大きく位置ずれし
ていても、２つの像のコントラストがほぼ等しい場合、
従来の焦点位置検出装置では、合焦状態であると誤検出
することがあった。本発明は、前述の課題に鑑みてなさ
れたものであり、焦点位置が大きくずれている状態を合
焦状態と誤検出することのない信頼性の高い焦点位置検
出装置を提供することを目的とする。
ていても、２つの像のコントラストがほぼ等しい場合、
従来の焦点位置検出装置では、合焦状態であると誤検出
することがあった。本発明は、前述の課題に鑑みてなさ
れたものであり、焦点位置が大きくずれている状態を合
焦状態と誤検出することのない信頼性の高い焦点位置検
出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、対物光学系を介して形成される
物体像の結像位置と所定像面との位置ずれを検出する焦
点位置検出装置において、前記対物光学系と前記所定像
面との間の光路中に配置され、前記対物光学系を介した
光の一部を前記光路から取り出すための光路分割手段
と、前記光路分割手段を介して取り出された光を３つに
分割するための３分割手段と、前記３分割手段を介して
３つに分割された光の各々に基づいて形成された第１像
乃至第３像をそれぞれ検出するための第１検出手段乃至
第３検出手段とを備え、前記結像位置と前記所定像面と
がほぼ一致している状態において、前記第２検出手段は
前記第２像をほぼベストフォーカス状態で検出し、前記
第１検出手段および前記第３検出手段は前記第１像およ
び前記第３像をベストフォーカス状態を挟んだ２つのデ
フォーカス状態でそれぞれ検出することを特徴とする焦
点位置検出装置を提供する。
に、本発明においては、対物光学系を介して形成される
物体像の結像位置と所定像面との位置ずれを検出する焦
点位置検出装置において、前記対物光学系と前記所定像
面との間の光路中に配置され、前記対物光学系を介した
光の一部を前記光路から取り出すための光路分割手段
と、前記光路分割手段を介して取り出された光を３つに
分割するための３分割手段と、前記３分割手段を介して
３つに分割された光の各々に基づいて形成された第１像
乃至第３像をそれぞれ検出するための第１検出手段乃至
第３検出手段とを備え、前記結像位置と前記所定像面と
がほぼ一致している状態において、前記第２検出手段は
前記第２像をほぼベストフォーカス状態で検出し、前記
第１検出手段および前記第３検出手段は前記第１像およ
び前記第３像をベストフォーカス状態を挟んだ２つのデ
フォーカス状態でそれぞれ検出することを特徴とする焦
点位置検出装置を提供する。
【０００９】本発明の好ましい態様によれば、前記第１
検出手段乃至第３検出手段は１つのラインセンサからな
り、前記３分割手段は、前記光路分割手段からの光の一
部を前記ラインセンサに向かって透過させ且つ残部を反
射するための第１半透過膜と、該第１半透過膜で反射さ
れた光の一部を透過させ且つ残部を前記第１半透過膜の
透過光とほぼ平行に反射するための第２半透過膜と、該
第２半透過膜を透過した光を前記第１半透過膜の透過光
とほぼ平行に反射するための反射面とを有し、前記結像
位置と前記所定像面とがほぼ一致している状態におい
て、前記第１半透過膜を透過した光は、前記ラインセン
サから所定距離だけ間隔を隔てた位置に前記第１像を形
成し、前記第２半透過膜で反射された光は、前記ライン
センサ上においてほぼベストフォーカス状態で前記第２
像を形成し、前記反射面で反射された光は、前記ライン
センサに対して前記第１像とは反対の側において前記ラ
インセンサから前記所定距離だけ間隔を隔てた位置に前
記第３像を形成する。
検出手段乃至第３検出手段は１つのラインセンサからな
り、前記３分割手段は、前記光路分割手段からの光の一
部を前記ラインセンサに向かって透過させ且つ残部を反
射するための第１半透過膜と、該第１半透過膜で反射さ
れた光の一部を透過させ且つ残部を前記第１半透過膜の
透過光とほぼ平行に反射するための第２半透過膜と、該
第２半透過膜を透過した光を前記第１半透過膜の透過光
とほぼ平行に反射するための反射面とを有し、前記結像
位置と前記所定像面とがほぼ一致している状態におい
て、前記第１半透過膜を透過した光は、前記ラインセン
サから所定距離だけ間隔を隔てた位置に前記第１像を形
成し、前記第２半透過膜で反射された光は、前記ライン
センサ上においてほぼベストフォーカス状態で前記第２
像を形成し、前記反射面で反射された光は、前記ライン
センサに対して前記第１像とは反対の側において前記ラ
インセンサから前記所定距離だけ間隔を隔てた位置に前
記第３像を形成する。
【００１０】また、前記３分割手段は、前記３つに分割
された光の各々がそれぞれほぼ等しい光量を有するよう
に光分割するのが好ましい。さらに、前記光路分割手段
を介して形成された物体像からの光に基づいて前記第１
像乃至前記第３像を形成するための再結像光学系をさら
に備え、前記再結像光学系は、像側にほぼテレセントリ
ックな光学系であることが好ましい。
された光の各々がそれぞれほぼ等しい光量を有するよう
に光分割するのが好ましい。さらに、前記光路分割手段
を介して形成された物体像からの光に基づいて前記第１
像乃至前記第３像を形成するための再結像光学系をさら
に備え、前記再結像光学系は、像側にほぼテレセントリ
ックな光学系であることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の焦点位置検出装置では、
対物光学系を介した光の一部を３つに分割した光の各々
に基づいて第１像乃至第３像を形成する。そして、結像
位置と所定像面とがほぼ一致している状態すなわち合焦
状態において、第２像をほぼベストフォーカス状態で検
出し、第１像および第３像をそれぞれ後ピン状態および
前ピン状態で検出する。
対物光学系を介した光の一部を３つに分割した光の各々
に基づいて第１像乃至第３像を形成する。そして、結像
位置と所定像面とがほぼ一致している状態すなわち合焦
状態において、第２像をほぼベストフォーカス状態で検
出し、第１像および第３像をそれぞれ後ピン状態および
前ピン状態で検出する。
【００１２】したがって、本発明では、合焦状態におい
て、それぞれ後ピン状態および前ピン状態にある第１像
および第３像の像情報に加えて、ベストフォーカス状態
にある第２像の像情報を得ることができる。その結果、
以下の具体的な態様おいて説明するように、合焦状態か
ら大きく位置ずれした状態における従来の誤検出を確実
に回避することができる。
て、それぞれ後ピン状態および前ピン状態にある第１像
および第３像の像情報に加えて、ベストフォーカス状態
にある第２像の像情報を得ることができる。その結果、
以下の具体的な態様おいて説明するように、合焦状態か
ら大きく位置ずれした状態における従来の誤検出を確実
に回避することができる。
【００１３】すなわち、たとえば３つに分割した光の光
量が互いにほぼ等しく且つ後ピン位置と前ピン位置とが
ベストフォーカス位置を挟んでほぼ対称であれば、合焦
状態において第２像のコントラストが最大となり、第１
像および第３像のコントラストが互いにほぼ等しく且つ
第２像のコントラストよりも実質的に小さくなる。一
方、合焦状態から大きく位置ずれした状態では、第１像
乃至第３像のコントラストがともに小さくて互いにほぼ
等しくなる。このように、合焦状態における各像のコン
トラスト関係と、合焦状態から大きく位置ずれした状態
における各像のコントラスト関係とは大きく異なるの
で、従来のような誤検出を確実に回避することができ
る。
量が互いにほぼ等しく且つ後ピン位置と前ピン位置とが
ベストフォーカス位置を挟んでほぼ対称であれば、合焦
状態において第２像のコントラストが最大となり、第１
像および第３像のコントラストが互いにほぼ等しく且つ
第２像のコントラストよりも実質的に小さくなる。一
方、合焦状態から大きく位置ずれした状態では、第１像
乃至第３像のコントラストがともに小さくて互いにほぼ
等しくなる。このように、合焦状態における各像のコン
トラスト関係と、合焦状態から大きく位置ずれした状態
における各像のコントラスト関係とは大きく異なるの
で、従来のような誤検出を確実に回避することができ
る。
【００１４】また、光路分割手段を介して形成された物
体像からの光に基づいて第１像乃至第３像を形成するた
めの再結像光学系を設け、この再結像光学系を像側にほ
ぼテレセントリックな光学系で構成することが好まし
い。この場合、後ピン状態にある第１像の情報と前ピン
状態にある第３像の情報との間に、倍率による誤差が存
在しない。したがって、合焦状態をさらに高精度に検出
することができる。
体像からの光に基づいて第１像乃至第３像を形成するた
めの再結像光学系を設け、この再結像光学系を像側にほ
ぼテレセントリックな光学系で構成することが好まし
い。この場合、後ピン状態にある第１像の情報と前ピン
状態にある第３像の情報との間に、倍率による誤差が存
在しない。したがって、合焦状態をさらに高精度に検出
することができる。
【００１５】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明の実施例にかかる焦点位
置検出装置の構成を概略的に示す図である。図１におい
て、図示を省略した遠方の物体からの光は、対物レンズ
１を介して、ＣＣＤ、フィルム等の撮像素子の撮像面２
上に像を形成する。なお、対物レンズ１と撮像面２との
間の光路中には、ビームスプリッター３が配置されてい
る。
いて説明する。図１は、本発明の実施例にかかる焦点位
置検出装置の構成を概略的に示す図である。図１におい
て、図示を省略した遠方の物体からの光は、対物レンズ
１を介して、ＣＣＤ、フィルム等の撮像素子の撮像面２
上に像を形成する。なお、対物レンズ１と撮像面２との
間の光路中には、ビームスプリッター３が配置されてい
る。
【００１６】したがって、ビームスプリッター３によっ
て光路から取り出された光は、撮像面２と光学的に共役
な像面４上に像を形成する。像面４上に形成された像か
らの光は、再結像光学系５を介して、プリズム部材８に
入射する。なお、再結像光学系５は、第１リレーレンズ
５ａと、開口絞り５ｂと、第２リレーレンズ５ｃとを備
えている。そして、再結像光学系５中の瞳位置に配置さ
れた開口絞り５ｂの作用により、再結像光学系５は像側
にテレセントリックな光学系となっている。
て光路から取り出された光は、撮像面２と光学的に共役
な像面４上に像を形成する。像面４上に形成された像か
らの光は、再結像光学系５を介して、プリズム部材８に
入射する。なお、再結像光学系５は、第１リレーレンズ
５ａと、開口絞り５ｂと、第２リレーレンズ５ｃとを備
えている。そして、再結像光学系５中の瞳位置に配置さ
れた開口絞り５ｂの作用により、再結像光学系５は像側
にテレセントリックな光学系となっている。
【００１７】図２は、図１のプリズム部材８の構成を示
す拡大図である。図２に示すように、プリズム部材８
は、１つの直角プリズムと２つの菱形プリズムとを貼合
わせた接合プリズムである。プリズム部材８は、第２リ
レーレンズ５ｃから図２中水平方向に入射した光の約１
／３を透過させ且つ残部を図２中鉛直方向に反射する第
１半透過膜８ａを有する。第１半透過膜８ａからの光の
約半分は第２半透過膜８ｂを透過し、残りの半分は図２
中水平方向に反射される。また、第２半透過膜８ｂから
の光は、反射膜８ｃを介して図２中水平方向に反射され
る。
す拡大図である。図２に示すように、プリズム部材８
は、１つの直角プリズムと２つの菱形プリズムとを貼合
わせた接合プリズムである。プリズム部材８は、第２リ
レーレンズ５ｃから図２中水平方向に入射した光の約１
／３を透過させ且つ残部を図２中鉛直方向に反射する第
１半透過膜８ａを有する。第１半透過膜８ａからの光の
約半分は第２半透過膜８ｂを透過し、残りの半分は図２
中水平方向に反射される。また、第２半透過膜８ｂから
の光は、反射膜８ｃを介して図２中水平方向に反射され
る。
【００１８】このように、プリズム部材８によって３つ
に分割された光は、互いにほぼ等しい光量を有し、互い
に平行にプリズム部材８から射出される。こうして、プ
リズム部材８から射出され３つの光は、第１像１１ａ乃
至第３像１１ｃをそれぞれ形成する。なお、プリズム部
材８から所定距離だけ間隔を隔てた位置には、たとえば
ラインセンサからなる受光素子１２が配置されている。
に分割された光は、互いにほぼ等しい光量を有し、互い
に平行にプリズム部材８から射出される。こうして、プ
リズム部材８から射出され３つの光は、第１像１１ａ乃
至第３像１１ｃをそれぞれ形成する。なお、プリズム部
材８から所定距離だけ間隔を隔てた位置には、たとえば
ラインセンサからなる受光素子１２が配置されている。
【００１９】そして、対物レンズ１による物体像の結像
位置（焦点位置）と撮像面２とが光軸ＡＸに沿ってほぼ
一致している状態すなわち合焦状態において、第１像１
１ａが後ピン状態で、第２像１１ｂがベストフォーカス
状態で、第３像１１ｃが前ピン状態で、それぞれライン
センサ１２によって検出されるように構成されている。
位置（焦点位置）と撮像面２とが光軸ＡＸに沿ってほぼ
一致している状態すなわち合焦状態において、第１像１
１ａが後ピン状態で、第２像１１ｂがベストフォーカス
状態で、第３像１１ｃが前ピン状態で、それぞれライン
センサ１２によって検出されるように構成されている。
【００２０】図４は、図１のプリズム部材８の変形例の
構成を示す拡大図である。図４に示すように、プリズム
部材８は、１つの直角プリズムと２つの菱形プリズムと
を貼合わせた接合プリズムである。プリズム部材８は、
第２リレーレンズ５ｃから図４中鉛直方向に入射した光
の約２／３を透過させ且つ残部を図４中水平方向に反射
する第１半透過膜８ｄを有する。第１半透過膜８ｄから
の光の約半分は第２半透過膜８ｅを透過し、残りの半分
は図４中水平方向に反射される。また、第２半透過膜８
ｅからの光は、反射膜８ｆを介して図４中水平方向に反
射される。
構成を示す拡大図である。図４に示すように、プリズム
部材８は、１つの直角プリズムと２つの菱形プリズムと
を貼合わせた接合プリズムである。プリズム部材８は、
第２リレーレンズ５ｃから図４中鉛直方向に入射した光
の約２／３を透過させ且つ残部を図４中水平方向に反射
する第１半透過膜８ｄを有する。第１半透過膜８ｄから
の光の約半分は第２半透過膜８ｅを透過し、残りの半分
は図４中水平方向に反射される。また、第２半透過膜８
ｅからの光は、反射膜８ｆを介して図４中水平方向に反
射される。
【００２１】このように、プリズム部材８によって３つ
に分割された光は、互いにほぼ等しい光量を有し、互い
に平行にプリズム部材８から射出される。こうして、図
４の変形例においても、プリズム部材８から射出され３
つの光は、第１像１１ａ乃至第３像１１ｃをそれぞれ形
成する。
に分割された光は、互いにほぼ等しい光量を有し、互い
に平行にプリズム部材８から射出される。こうして、図
４の変形例においても、プリズム部材８から射出され３
つの光は、第１像１１ａ乃至第３像１１ｃをそれぞれ形
成する。
【００２２】図３は、図１において対物レンズ１の光軸
ＡＸに沿った位置変化に対する３つの像１１ａ乃至１１
ｃのコントラスト曲線を示す図である。図３に示すよう
に、対物レンズ１が合焦位置Ｚ0 にある場合、後ピン状
態の第１像１１ａのコントラストと前ピン状態の第３像
１１ｃのコントラストとがほぼ等しくなる。また、ベス
トフォーカス状態にある第２像１１ｂのコントラストは
最大となり、第１像１１ａおよび第３像１１ｃのコント
ラストよりも実質的に大きい。
ＡＸに沿った位置変化に対する３つの像１１ａ乃至１１
ｃのコントラスト曲線を示す図である。図３に示すよう
に、対物レンズ１が合焦位置Ｚ0 にある場合、後ピン状
態の第１像１１ａのコントラストと前ピン状態の第３像
１１ｃのコントラストとがほぼ等しくなる。また、ベス
トフォーカス状態にある第２像１１ｂのコントラストは
最大となり、第１像１１ａおよび第３像１１ｃのコント
ラストよりも実質的に大きい。
【００２３】ラインセンサ１２の出力は、制御系１３に
供給される。制御系１３では、ラインセンサ１２からの
像情報に基づいて、対物レンズ１を光軸ＡＸに沿って適
宜駆動し、撮像面２に対物レンズ１の結像面を一致（合
焦）させる。このように、本実施例では、合焦状態にお
いてベストフォーカス状態にある第２像１１ｂのコント
ラストが最大となり、デフォーカス状態にある第１像１
１ａおよび第３像１１ｃのコントラストが互いにほぼ等
しく且つ第２像１１ｂのコントラストよりも実質的に小
さくなる。
供給される。制御系１３では、ラインセンサ１２からの
像情報に基づいて、対物レンズ１を光軸ＡＸに沿って適
宜駆動し、撮像面２に対物レンズ１の結像面を一致（合
焦）させる。このように、本実施例では、合焦状態にお
いてベストフォーカス状態にある第２像１１ｂのコント
ラストが最大となり、デフォーカス状態にある第１像１
１ａおよび第３像１１ｃのコントラストが互いにほぼ等
しく且つ第２像１１ｂのコントラストよりも実質的に小
さくなる。
【００２４】一方、対物レンズ１が合焦位置Ｚ0 から大
きく位置ずれした位置Ｚ1 にある場合、第１像乃至第３
像１１ａ〜１１ｃのコントラストがともに小さく且つ互
いにほぼ等しくなる。このように、合焦状態における各
像のコントラスト関係と、合焦状態から大きく位置ずれ
した状態における各像のコントラスト関係とは大きく異
なるので、従来のような誤検出を確実に回避することが
できる。
きく位置ずれした位置Ｚ1 にある場合、第１像乃至第３
像１１ａ〜１１ｃのコントラストがともに小さく且つ互
いにほぼ等しくなる。このように、合焦状態における各
像のコントラスト関係と、合焦状態から大きく位置ずれ
した状態における各像のコントラスト関係とは大きく異
なるので、従来のような誤検出を確実に回避することが
できる。
【００２５】また、上述の実施例では、再結像光学系５
が像側にテレセントリックな光学系となるように構成さ
れている。したがって、後ピン状態にある第１像１１ａ
の像情報と前ピン状態にある第３像１１ｃの像情報との
間に倍率による誤差が存在することなく、合焦状態をさ
らに高精度に検出することができる。なお、上述の実施
例では、像の検出手段としてラインセンサを用いた例を
示したが、検出手段はラインセンサに限定されることな
く他の検出手段を用いることもできる。
が像側にテレセントリックな光学系となるように構成さ
れている。したがって、後ピン状態にある第１像１１ａ
の像情報と前ピン状態にある第３像１１ｃの像情報との
間に倍率による誤差が存在することなく、合焦状態をさ
らに高精度に検出することができる。なお、上述の実施
例では、像の検出手段としてラインセンサを用いた例を
示したが、検出手段はラインセンサに限定されることな
く他の検出手段を用いることもできる。
【００２６】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、後ピン
状態および前ピン状態の像情報に加えてベストフォーカ
ス状態の像情報を得ることができるので、合焦状態から
大きく位置ずれした状態における従来の誤検出を確実に
回避することができる。
状態および前ピン状態の像情報に加えてベストフォーカ
ス状態の像情報を得ることができるので、合焦状態から
大きく位置ずれした状態における従来の誤検出を確実に
回避することができる。
【図１】本発明の実施例にかかる焦点位置検出装置の構
成を概略的に示す図である。
成を概略的に示す図である。
【図２】図１のプリズム部材８の構成を示す拡大図であ
る。
る。
【図３】対物レンズ１の光軸ＡＸに沿った位置変化に対
する３つの像１１ａ乃至１１ｃのコントラスト曲線を示
す図である。
する３つの像１１ａ乃至１１ｃのコントラスト曲線を示
す図である。
【図４】図１のプリズム部材８の変形例の構成を示す拡
大図である。
大図である。
【図５】従来の焦点位置検出装置の構成を概略的に示す
図である。
図である。
【図６】図５において対物レンズ４１の位置変化に対す
る２つの像４７ａおよび４７ｂのコントラスト曲線を示
す図である。
る２つの像４７ａおよび４７ｂのコントラスト曲線を示
す図である。
１ 対物レンズ ２ 撮像面 ３ ビームスプリッター ４ 像面 ５ 再結像光学系 ８ プリズム部材 １１ 第１像〜第３像 １２ ラインセンサ １３ 制御系
Claims (5)
- 【請求項１】 対物光学系を介して形成される物体像の
結像位置と所定像面との位置ずれを検出する焦点位置検
出装置において、 前記対物光学系と前記所定像面との間の光路中に配置さ
れ、前記対物光学系を介した光の一部を前記光路から取
り出すための光路分割手段と、 前記光路分割手段を介して取り出された光を３つに分割
するための３分割手段と、 前記３分割手段を介して３つに分割された光の各々に基
づいて形成された第１像乃至第３像をそれぞれ検出する
ための第１検出手段乃至第３検出手段とを備え、 前記結像位置と前記所定像面とがほぼ一致している状態
において、前記第２検出手段は前記第２像をほぼベスト
フォーカス状態で検出し、前記第１検出手段および前記
第３検出手段は前記第１像および前記第３像をベストフ
ォーカス状態を挟んだ２つのデフォーカス状態でそれぞ
れ検出することを特徴とする焦点位置検出装置。 - 【請求項２】 前記第１検出手段乃至第３検出手段は１
つのラインセンサからなり、 前記３分割手段は、前記光路分割手段からの光の一部を
前記ラインセンサに向かって透過させ且つ残部を反射す
るための第１半透過膜と、該第１半透過膜で反射された
光の一部を透過させ且つ残部を前記第１半透過膜の透過
光とほぼ平行に反射するための第２半透過膜と、該第２
半透過膜を透過した光を前記第１半透過膜の透過光とほ
ぼ平行に反射するための反射面とを有し、 前記結像位置と前記所定像面とがほぼ一致している状態
において、 前記第１半透過膜を透過した光は、前記ラインセンサか
ら所定距離だけ間隔を隔てた位置に前記第１像を形成
し、 前記第２半透過膜で反射された光は、前記ラインセンサ
上においてほぼベストフォーカス状態で前記第２像を形
成し、 前記反射面で反射された光は、前記ラインセンサに対し
て前記第１像とは反対の側において前記ラインセンサか
ら前記所定距離だけ間隔を隔てた位置に前記第３像を形
成することを特徴とする請求項１に記載の焦点位置検出
装置。 - 【請求項３】 前記第１検出手段乃至第３検出手段は１
つのラインセンサからなり、 前記３分割手段は、前記光路分割手段からの光の一部を
前記ラインセンサに向かって反射し且つ残部を透過させ
るための第１半透過膜と、該第１半透過膜を透過した光
の一部を透過させ且つ残部を前記第１半透過膜の反射光
とほぼ平行に反射するための第２半透過膜と、該第２半
透過膜を透過した光を前記第１半透過膜の反射光とほぼ
平行に反射するための反射面とを有し、 前記結像位置と前記所定像面とがほぼ一致している状態
において、 前記第１半透過膜で反射された光は、前記ラインセンサ
から所定距離だけ間隔を隔てた位置に前記第１像を形成
し、 前記第２半透過膜で反射された光は、前記ラインセンサ
上においてほぼベストフォーカス状態で前記第２像を形
成し、 前記反射面で反射された光は、前記ラインセンサに対し
て前記第１像とは反対の側において前記ラインセンサか
ら前記所定距離だけ間隔を隔てた位置に前記第３像を形
成することを特徴とする請求項１に記載の焦点位置検出
装置。 - 【請求項４】 前記３分割手段は、前記３つに分割され
た光の各々がそれぞれほぼ等しい光量を有するように光
分割することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
項に記載の焦点位置検出装置。 - 【請求項５】 前記光路分割手段を介して形成された物
体像からの光に基づいて前記第１像乃至前記第３像を形
成するための再結像光学系をさらに備え、 前記再結像光学系は、像側にほぼテレセントリックな光
学系であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
１項に記載の焦点位置検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222678A JPH0949965A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 焦点位置検出装置 |
| US08/906,821 US5880455A (en) | 1995-08-08 | 1997-08-06 | Focal position detection apparatus having a light reflecting member with plural reflecting films |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7222678A JPH0949965A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 焦点位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949965A true JPH0949965A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16786216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7222678A Pending JPH0949965A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 焦点位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949965A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19801910A1 (de) * | 1998-01-20 | 1999-07-29 | Rollei Fototechnic Gmbh | Autofokussystem für Spiegelreflexkameras |
| US6833538B2 (en) | 2001-06-04 | 2004-12-21 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Device for determining focused state of taking lens |
| JP2006139182A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | V Technology Co Ltd | オートフォーカス装置及びオートフォーカス方法 |
| US7233358B2 (en) | 2002-02-26 | 2007-06-19 | Fujinon Corporation | Autofocus adaptor |
| JP2007232930A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Toshiba Corp | フォーカス合わせ装置及びフォーカス合わせ方法 |
| JP2007322482A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Nuflare Technology Inc | フォーカス合わせ装置、フォーカス合わせ方法及び検査装置 |
| WO2008114888A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Acutelogic Corporation | 撮像装置における焦点調整方法及び焦点調整装置 |
-
1995
- 1995-08-08 JP JP7222678A patent/JPH0949965A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19801910A1 (de) * | 1998-01-20 | 1999-07-29 | Rollei Fototechnic Gmbh | Autofokussystem für Spiegelreflexkameras |
| DE19801910C2 (de) * | 1998-01-20 | 2001-11-08 | Rollei Fototechnic Gmbh | Autofokussystem für Spiegelreflexkameras |
| US6833538B2 (en) | 2001-06-04 | 2004-12-21 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Device for determining focused state of taking lens |
| US7233358B2 (en) | 2002-02-26 | 2007-06-19 | Fujinon Corporation | Autofocus adaptor |
| JP2006139182A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | V Technology Co Ltd | オートフォーカス装置及びオートフォーカス方法 |
| JP2007232930A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Toshiba Corp | フォーカス合わせ装置及びフォーカス合わせ方法 |
| US7394048B2 (en) | 2006-02-28 | 2008-07-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Focusing device, focusing method and a pattern inspecting apparatus |
| KR100878082B1 (ko) * | 2006-02-28 | 2009-01-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법 |
| JP2007322482A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Nuflare Technology Inc | フォーカス合わせ装置、フォーカス合わせ方法及び検査装置 |
| WO2008114888A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Acutelogic Corporation | 撮像装置における焦点調整方法及び焦点調整装置 |
| JP2008233481A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Acutelogic Corp | 撮像装置における焦点調整方法及び焦点調整装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6580495B2 (en) | Surveying instrument having a phase-difference detection type focus detecting device and a beam-splitting optical system | |
| JPH0498236A (ja) | カメラ | |
| JPH0949965A (ja) | 焦点位置検出装置 | |
| US5880455A (en) | Focal position detection apparatus having a light reflecting member with plural reflecting films | |
| JPS6098413A (ja) | 合焦検出装置 | |
| KR930008762A (ko) | 광학 픽업 장치 | |
| US4412127A (en) | In-focus detector for binocular stereoscope | |
| JP2571859B2 (ja) | 走査型光学顕微鏡 | |
| JPH11325887A (ja) | 自動焦点検出装置の分岐光学系 | |
| US6677568B2 (en) | Surveying instrument having a phase-difference detection type focus detecting device | |
| JP2757541B2 (ja) | 焦点検出装置及びそれを備えた観察装置 | |
| JPH06333289A (ja) | 光ヘッド | |
| JPS63259521A (ja) | 複合型合焦検出装置 | |
| JP2012103303A (ja) | 撮影装置 | |
| JPS6353509A (ja) | 顕微鏡の自動焦点調節用測距装置 | |
| JP3736266B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| JP3061758B2 (ja) | 顕微鏡用の自動合焦装置 | |
| JP2808713B2 (ja) | 光学式微小変位測定装置 | |
| JP2565490Y2 (ja) | 共焦点レ−ザ顕微鏡 | |
| JPS58158618A (ja) | 自動焦点調節装置 | |
| JP2000162543A (ja) | 光通信装置のクロストーク防止装置 | |
| JPH0315437A (ja) | 眼底カメラ | |
| JPH1096625A (ja) | 焦点検出装置 | |
| JPH05188278A (ja) | カメラの視線検出装置 | |
| JPH07174552A (ja) | 焦点検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040628 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040705 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050311 |