JPS5855907A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JPS5855907A JPS5855907A JP15395081A JP15395081A JPS5855907A JP S5855907 A JPS5855907 A JP S5855907A JP 15395081 A JP15395081 A JP 15395081A JP 15395081 A JP15395081 A JP 15395081A JP S5855907 A JPS5855907 A JP S5855907A
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- pattern
- divided images
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- divided
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Classifications
-
- 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
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
Landscapes
- 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】
本発明は焦点検出装置、特に対象物に所定パターンの像
を投影し、その投影パターンに対する結像光学系の焦点
を検出するのに最適の焦点検出装置に関する。
を投影し、その投影パターンに対する結像光学系の焦点
を検出するのに最適の焦点検出装置に関する。
従来よりこの種の焦点検出装置は多数提案されているが
、高精度化を図るものは何れも複雑な電気処理系を必要
とする欠点があった。
、高精度化を図るものは何れも複雑な電気処理系を必要
とする欠点があった。
これに対して本発明は、簡単な構成でありながら、高精
度の焦点検出が行なえる焦点検出装置を提供することを
目的とする。
度の焦点検出が行なえる焦点検出装置を提供することを
目的とする。
以下、本発明が無接触倣い計測に適用された実施例につ
いて図面をもとに詳述する。
いて図面をもとに詳述する。
第１図において対物レンズ１の光軸上には半透過鏡２、
スプリットイメージプリズム３及び平行レンズ４がこの
順序で配置され、半透過鏡２において上記光軸と交わる
光軸上には光源５、集光レンズ６及びスリット板７がこ
の順序で配置されている。スプリットイメージプリズム
３は二つの三角プリズムからなり、対物レンズ１の所定
結像位置に配置されている。このプリズム３とスリット
板Ｔとは半透−鏡２に関して共役な位置にある。
スプリットイメージプリズム３及び平行レンズ４がこの
順序で配置され、半透過鏡２において上記光軸と交わる
光軸上には光源５、集光レンズ６及びスリット板７がこ
の順序で配置されている。スプリットイメージプリズム
３は二つの三角プリズムからなり、対物レンズ１の所定
結像位置に配置されている。このプリズム３とスリット
板Ｔとは半透−鏡２に関して共役な位置にある。
平行レンズ４の背後には、縦方向に細長い光透過部１０
ｍが所定間隔毎に設けられ、かつ光透過部１ａの長手方
向と直角な横方向に移動可能とされた走査チャート１０
（第３図参照）が配置され、さらにその背後罠は一対の
光電変換器１１及び１２が光透過部１＆の長手方向に隔
置されている。
ｍが所定間隔毎に設けられ、かつ光透過部１ａの長手方
向と直角な横方向に移動可能とされた走査チャート１０
（第３図参照）が配置され、さらにその背後罠は一対の
光電変換器１１及び１２が光透過部１＆の長手方向に隔
置されている。
各変換器１１及び１２はそれぞれ電流・電圧変換器１３
及び１４に接続され、各変換器１３．１４はそれぞれ波
形整形器１５及び１６に接続され、両整形器１５．１６
は共通の位相検波器１７に接続されている。検波器１７
はサーボ増幅器１８を介してサーボモータＭに接続され
ている。モータＭは対物レンズ１等を保持するホルダ２
０をレンズ１の光軸方向（矢（−ｐＡ方向）に進退させ
る。
及び１４に接続され、各変換器１３．１４はそれぞれ波
形整形器１５及び１６に接続され、両整形器１５．１６
は共通の位相検波器１７に接続されている。検波器１７
はサーボ増幅器１８を介してサーボモータＭに接続され
ている。モータＭは対物レンズ１等を保持するホルダ２
０をレンズ１の光軸方向（矢（−ｐＡ方向）に進退させ
る。
次に本実施例の作動について説明する。
光源５において発せられた光は集光レンズ６によって集
光され、スリット板１のスリットｒａを照明する。対物
レンズ１は半透過鏡２を介してスリット７ｍの像を対象
物２ｏ上リフト７ａの像、すなわち明るい縦長のパター
ンが形成される。この対象物２ｏ上のパターンは、対物
レンズ１の作用でスプリットイメージプリズム３上に縦
長の儂として形成される。
光され、スリット板１のスリットｒａを照明する。対物
レンズ１は半透過鏡２を介してスリット７ｍの像を対象
物２ｏ上リフト７ａの像、すなわち明るい縦長のパター
ンが形成される。この対象物２ｏ上のパターンは、対物
レンズ１の作用でスプリットイメージプリズム３上に縦
長の儂として形成される。
対象物２０上の投影パターンの対物レンズ１による像が
プリズム３の前方又は後方に形成された時は、プリズム
３は第２図（ｂ）又は（ｅ）に示す如く、そのパターン
像を分像線３ａに沿って上下に部分し、左右方向にずら
せる。
プリズム３の前方又は後方に形成された時は、プリズム
３は第２図（ｂ）又は（ｅ）に示す如く、そのパターン
像を分像線３ａに沿って上下に部分し、左右方向にずら
せる。
一方、パターン像がちょうどプリズム３上に形成された
時は、第２図（ａ） Ｋ示す如く、上下の分儂線３・は
互いに一致する。 。
時は、第２図（ａ） Ｋ示す如く、上下の分儂線３・は
互いに一致する。 。
走査チャート１ｏは、プリズム３で分割された分割パタ
ーン像を平行レンズ４を介して走査する。一方の光電変
換器１１はこの走査を受光し、他方の光電変換器１２は
分割パターン像の他方に対応した光束を受光する。波形
整流器１３．１４からはプリズム３に対するパターン像
の位置に応じて第４図（ａ）〜（ｃ）に示すような矩形
波電圧が得られる１、同図中（ａ）は対象物２０とレン
ズ１とが所定距離すなわち合焦状態にある場合、（ｂ）
は後焦点にある場合、そして（９）は前焦点にある場合
をそれぞれ示す。
ーン像を平行レンズ４を介して走査する。一方の光電変
換器１１はこの走査を受光し、他方の光電変換器１２は
分割パターン像の他方に対応した光束を受光する。波形
整流器１３．１４からはプリズム３に対するパターン像
の位置に応じて第４図（ａ）〜（ｃ）に示すような矩形
波電圧が得られる１、同図中（ａ）は対象物２０とレン
ズ１とが所定距離すなわち合焦状態にある場合、（ｂ）
は後焦点にある場合、そして（９）は前焦点にある場合
をそれぞれ示す。
この時、各整形器１．５．１６から得られる電圧を位相
検波器１７において比較すると、その位相差により合焦
状態にあるか否か、さらに非合焦状態にある場合にはそ
のずれ方向及びずれ量をも知ることができる。従って、
その結果に基づいてサーボモータＭを作動させ、ホルダ
２０すなわち対物レンズ１を含む全光学系を進退させる
。すなわち、第４図（ｂ）の電圧が得られた時には例え
ばレンズ１を対象物２０に接近させ、（Ｃ）の電圧が得
られた時には離反させる。
検波器１７において比較すると、その位相差により合焦
状態にあるか否か、さらに非合焦状態にある場合にはそ
のずれ方向及びずれ量をも知ることができる。従って、
その結果に基づいてサーボモータＭを作動させ、ホルダ
２０すなわち対物レンズ１を含む全光学系を進退させる
。すなわち、第４図（ｂ）の電圧が得られた時には例え
ばレンズ１を対象物２０に接近させ、（Ｃ）の電圧が得
られた時には離反させる。
次に対象物２０を矢印Ｂ方向に移動させると、対象物２
０上の異なった部分にスリット板７ａの縦長の家が形成
されるので、上述したプロセスを繰り返すことによって
対象物２０までの距離を知ることができる。この操作を
連続的に繰り返せば、対象物２０の表面を、この対象物
２０に直接接触することなく倣うことができるのである
。
０上の異なった部分にスリット板７ａの縦長の家が形成
されるので、上述したプロセスを繰り返すことによって
対象物２０までの距離を知ることができる。この操作を
連続的に繰り返せば、対象物２０の表面を、この対象物
２０に直接接触することなく倣うことができるのである
。
次に、本発明の構成要素の変形例について説明する。
まず走査チャートについては、第５図に示すように、円
板４０の周縁に扇形の光透過部４０ｍがくり返し設けら
れたものでも良い。
板４０の周縁に扇形の光透過部４０ｍがくり返し設けら
れたものでも良い。
但しこの場合には、前記スリット板７のスリット７ａも
第６図の如く扇形とすることが望ましい。また走査チャ
ート１０．４０は、透過形のものではなく、反射形のも
のでも良いが、この場合には当然検出器１１．１２Ｖｉ
、その反射光を受光できる位置に配置することになる。
第６図の如く扇形とすることが望ましい。また走査チャ
ート１０．４０は、透過形のものではなく、反射形のも
のでも良いが、この場合には当然検出器１１．１２Ｖｉ
、その反射光を受光できる位置に配置することになる。
また、第７図（＆）に示すようにスリット板Ｉのスリッ
ト７ａ及び／又は走査チャート１０゜４０の光透過部１
０ｍ、４０ｍはその長手方向に二分割することもでき、
このようにすれば、分割像付近の像が変わることがなく
なる利点がおる。また、同（ｂ）に示すように正方形の
スリットすること、及び同（ｃ）に示すようにピンホー
ルとすることも可能である。
ト７ａ及び／又は走査チャート１０゜４０の光透過部１
０ｍ、４０ｍはその長手方向に二分割することもでき、
このようにすれば、分割像付近の像が変わることがなく
なる利点がおる。また、同（ｂ）に示すように正方形の
スリットすること、及び同（ｃ）に示すようにピンホー
ルとすることも可能である。
光電検出器として第８図に示すように、二個の検出器が
一体化されたポジションセンサ４５を使用すれば、温度
変化に対する安定性が向上する利点がある。
一体化されたポジションセンサ４５を使用すれば、温度
変化に対する安定性が向上する利点がある。
さらにスプリットプリズムとしては、第９図に示すよう
に三角プリズムと平行平面板とが組み合わされたもの５
０を使用することもでき、この場合には、分割像の一方
のみが、移動されるとと＼なる。
に三角プリズムと平行平面板とが組み合わされたもの５
０を使用することもでき、この場合には、分割像の一方
のみが、移動されるとと＼なる。
以上述べてきたように、本発明に係る焦点検出装置によ
れば、分割像を走査チャートで走査し死後に充電変換す
るあて、分割像のずれ量を光学出力の位相差として検出
でき、装置が簡単な構成となり、高精度の焦点検出が
れば、分割像を走査チャートで走査し死後に充電変換す
るあて、分割像のずれ量を光学出力の位相差として検出
でき、装置が簡単な構成となり、高精度の焦点検出が
８ｇ１図は本発明が無接触倣い計測に適用された実施例
を示す説明図、第２図（ａ）〜第２図（ｅ）はスプリッ
トプリズムによる分割像を示す説明図、第３図は走査チ
ャートの要部拡大図、第４図（ａ）〜第４図（Ｃ）は光
電変換器によって得られる電圧を示す波形、第５図は走
査チャートの変形例を示す説明図、第６図は第５図にお
ける要部拡大図、第７図（＆）〜第７図（Ｃ）はスリッ
トの変形例を示す説明図、第８図は光電変換器の変形例
を示す斜視図、第９図はスプリットプリズムの変形例を
示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・・・結儂光学系 ３・・・・・像分割手段１０
．４０・・・・・チャート １１．１２・・・・・光電変換器
を示す説明図、第２図（ａ）〜第２図（ｅ）はスプリッ
トプリズムによる分割像を示す説明図、第３図は走査チ
ャートの要部拡大図、第４図（ａ）〜第４図（Ｃ）は光
電変換器によって得られる電圧を示す波形、第５図は走
査チャートの変形例を示す説明図、第６図は第５図にお
ける要部拡大図、第７図（＆）〜第７図（Ｃ）はスリッ
トの変形例を示す説明図、第８図は光電変換器の変形例
を示す斜視図、第９図はスプリットプリズムの変形例を
示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・・・結儂光学系 ３・・・・・像分割手段１０
．４０・・・・・チャート １１．１２・・・・・光電変換器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 対象物上の所定パターンの像を作成するための結像光学
系と、 該結像光学系の所定結儂面に配置され、前記パターン像
を分偉線に沿って分割し、該分割像を合焦時には一致さ
せるとともに非合焦時には互いにずらせる像分割手段と
、 周期的パターンを有し、前記像分割手段によって分割さ
れた分割像をそのずれ方向に走査するチャートと、 該走査チャートによって走査された分割像を光電変換す
る光電変換手段とを含むことを特徴とする焦点検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15395081A JPS5855907A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15395081A JPS5855907A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 焦点検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855907A true JPS5855907A (ja) | 1983-04-02 |
Family
ID=15573610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15395081A Pending JPS5855907A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855907A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116020A (en) * | 1974-07-30 | 1976-02-09 | Minolta Camera Kk | Jidoshotenkenshutsusochi |
| JPS51147317A (en) * | 1975-06-13 | 1976-12-17 | Asahi Optical Co Ltd | Electric focus detection appliance |
| JPS55111929A (en) * | 1979-02-21 | 1980-08-29 | Ricoh Co Ltd | Automatic focusing device |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15395081A patent/JPS5855907A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116020A (en) * | 1974-07-30 | 1976-02-09 | Minolta Camera Kk | Jidoshotenkenshutsusochi |
| JPS51147317A (en) * | 1975-06-13 | 1976-12-17 | Asahi Optical Co Ltd | Electric focus detection appliance |
| JPS55111929A (en) * | 1979-02-21 | 1980-08-29 | Ricoh Co Ltd | Automatic focusing device |
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