JPS6115404B2 - - Google Patents

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JPS6115404B2
JPS6115404B2 JP52138740A JP13874077A JPS6115404B2 JP S6115404 B2 JPS6115404 B2 JP S6115404B2 JP 52138740 A JP52138740 A JP 52138740A JP 13874077 A JP13874077 A JP 13874077A JP S6115404 B2 JPS6115404 B2 JP S6115404B2
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JP
Japan
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optical path
log
ratio
light receiving
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JP52138740A
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JPS5472044A (en
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Kyoshi Kitai
Takeo Saito
Hisashi Segawa
Yoichi Seki
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Seiko Koki KK
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Seiko Koki KK
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Priority to DE19782849800 priority patent/DE2849800A1/de
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Priority to GB7845027A priority patent/GB2016852B/en
Publication of JPS5472044A publication Critical patent/JPS5472044A/ja
Publication of JPS6115404B2 publication Critical patent/JPS6115404B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、焦点合致検出装置に関するものであ
り、特に目的物の映像記録の為の焦点合致を検出
する装置に係わる。
従来、この種の検出装置として二重像合致を検
出する方式が著名であり、一方は固定の光路、他
方は可動で光強度分布情報を変えられる光路、の
2光路を設け、その2光路からの入射光を複数の
受光素子群より成る2個の受光装置で夫々受光
し、2個の受光装置に於ける光強度分布が一致し
た時点が焦点合致の状態となる。光強度分布が一
致した点を検出する方法としては、一例として2
個の受光装置間で相対応する素子の出力間を求
め、この値が全て零となる点を求めればよいので
あるが、実際には各素子間の感度の違い、光路の
効率の違い等により、全て零となることは稀であ
り、便宜上各対応素子間の出力の差の絶対値の総
和が最小となる条件を探す方法が提案されてい
る。この方法によつて最小値を求めるには、可動
側の入射光を全作動域に亘つて走査することによ
り最小値を決定することが必要である。また、こ
の最小値は、被写体周辺の光強度のレベルで大き
く変わるものであり、一定値との合致で最小値を
求めることはできないので、やはり可動側の入射
光を全作動域にわたり走査することは不可欠であ
る。それでもなお、各素子の感度の差が光路の差
等の影響より精度も限定される。
一方、被写体周辺の光強度のレベルの影響を軽
減する方法として、2個の受光装置の相対応する
素子間の出力の比が1に等しくなる点が焦点合致
の状態であるとの原理に基づき、比で求める方法
が提案されているが、受光装置間の比を用いるの
で、やはり各素子間の感度の差や光路の効率の差
等の影響は依然として残つている。
本発明は、これらの従来の欠点を補うべく、素
子間の感度の違いや光路の効率の違い等の影響を
受けずに、精度良く焦点の合致を検出するために
単一の受光装置を用い、第1の段階で第1の光路
を遮断し、第2の光路の光強度分布に対応する各
素子の出力を記憶し、第2段階で第1と第2の光
路を遮断し、第1の光路の入射光のみの光強度分
布に対応する各素子の出力を求め、その結果が、
第1段階で記憶した分布と相似な分布になる点を
求める。具体的には、第1及び第2段階で素子の
出力そのものではなく、任意の素子の出力間の比
をとつて比較するようにしたので、各素子間の比
が一致した時が二重像合致点となり、たとえば素
子間で感度が異なつたり、光路により効率が異な
つた場合でも、比で比較すれば、それらの変動要
因の項は除外され、純粋に光強度分布に対応した
出力が得られるわけである。
図面に従い本発明を説明すると、第1図〜第1
3図は、本発明の実施例の光学系の構成及び受光
装置の配置を示す。第4図は、第1図〜第3図の
実施例に基づく受光装置の出力から焦点合致を検
出する為の回路のブロツクダイヤグラム、第5図
は、他の実施例の回路のブロツクダイヤグラムを
示す。
第1図に於いて、1は第2の光路の入射光を
透過し第1の光路の入射光を反射する為の固定
されたハーフミラー、2は第1の光路の入射光
を反射する為のミラーで、撮影用対物レンズ9と
連動して回転可能となつている。3は受光装置
で、受光素子3a,3b,3c,3dより構成さ
れる。但し、素子数は4個に限定されるわけでな
く、任意の複数個でよい。4は第2の光路の入射
光を遮断するためのシヤツター、5は第1の光
路の入射光を遮断するためのシヤツター、6,
7は、夫々の光路を絞るための開口、8は両光路
よりの入射光を受光装置3に集めるためのレンズ
である。
第2図の構成は第1図とほぼ同じであるが、第
2の光路の入射光をハーフミラー1で反射する
点と、第1の光路の入射光はハーフミラー1を
透過して受光装置3に集光される点だけが異なつ
ている。
第3図の実施例は、ハーフミラー1の代りに固
定ミラー1′、レンズ8の代りにププリズム8′を
設けて、第1の光路の入射光及び第2の光路の
入射光をプリズム8′の反射により受光装置3
に導くように構成したものである。
第1図〜第3図の作動を説明すると、第1図に
於いて、第1段階に於いてまずシヤツター5によ
り第1光路の入射光を遮断した状態でシヤツタ
ー4を第2の光路より除去することにより、第2
の光路の入射光はハーフミラー1を透過し、レ
ンズ8を通つて受光装置3に達して各素子3a〜
3d上に光強度分布に対応した出力を生じる。そ
の出力を後述する記憶回路に記憶しておく。次に
第2段階に於いて、シヤツター4を光路遮断状
態、シヤツター5を光路より除去した状態にする
と、第1光路入射光はハーフミラー1により反
射されてから、レンズ8を通過して受光装置3に
到達し、その光強度分布に対応した出力が得られ
る。なお、第2段階に於いてシヤツター4を遮断
状態とせずに、第1入射光、第2入射光を同
時に受光装置に導いても、焦点合致に於いては
、および両者の和の光強度分布は夫々相似の
分布になつているので、本発明の如く各素子の出
力の比で処理をする方法ならば、前述の場合と全
く同様に扱うことができる。その為、シヤツター
4を省略することは可能である。また、第1段階
でシヤツター5を遮光する代りに、ミラー2の角
度を受光素子照射範囲外に向けておいても効果は
同じであり、その際には、シヤツター5を省略す
ることができる。
次に第4図に於いて、11〜14は各受光素子
3a〜3dの出力を増幅する為の増幅器、15〜
18はAD変換器、19〜22は演算する為に必
要なレジスター、23〜25は割算器、26〜2
8は信号の切換手段、29〜34はレジスター、
35〜37は比較器、38はアンド回路、39は
パレスジエネレーター、40はクロツク発生回路
である。
第4図の動作は、まず第1段階に於いて、第2
光路の入射光の光強度分布に対応した各受光素
子3a〜3dの出力A1〜A4を増幅器11〜14
で増幅し、次にAD変換器15〜18で夫々デジ
タル量に変換した後、レジスター19〜22に
夫々送り込む。次に割算器23〜25でA2
A1、A3/A1、A4/A1の値を夫々算出する。
但し、本発明は一定素子に対する他素子の比の
み限定されるものではなく、任意素子間の比を算
出すればよいのであるが、一例としてA1に対す
る比の場合について説明する。演算の結果として
求まつたA2/A1、A3/A1、A4/A1の値を、先ず
切換手段26〜28をa側にしておき、レジスタ
ー29,31,33に夫々記憶させる。次に第2
段階に於いて、第1光路入射光または第1、第
2光路の入射光が同時に受光素子3a〜3dに導
かれ、各素子の出力B1〜B4から第1段階と同様
にしてB2/B1、B3/B1、B4/B1の値が割算器2
3〜25の出力として得られる。第2段階におい
ては、切換手段26〜28はb側になつており、
夫々の出力はレジスター30,32,34に送り
込まれる。そこで30,32,34のレジスター
の内容と、第1段階でレジスター29,31,3
3に記憶された内容とを比較器35〜37で比較
し、全部が一致した場合は、アンド回路38によ
り一致信号が出力されるが、何れか1個でも一致
しない場合は、可動ミラー2の角度を変化させる
ことにより新たな情報が受光装置に入力され、そ
の演算結果がレジスター30,32,34に導入
されて、順次記憶された内容と比較することによ
り一致信号の出る条件を追跡する。そして一致信
号の出た時の可動ミラー2の角度が対物レンズ9
の位置に置換されて焦点合致状態となる。なお3
9のパルスジエネレーターの出力により40のク
ロツク発生器から出力されるクロツクパルスのタ
イミングにより各回路ブロツクは作動するが、そ
の様子は各回路ブロツクに付けられた矢印で示さ
れている。なお、比較器35〜37で比較される
二つのデジタル入力のビツト数は、実用上必要十
分な数にしておけば不必要に分解能を上げる必要
もなく、またデジタル比較であるので、完全に一
致する条件を求めることも可能である。
但し、本発明は第4図の構成に限定されること
なく、AD変換の時期は割算の演算の後でもよ
く、場合によつては最後の比較までアナログ量で
実施してもよく、回路実装上の条件に応じて適
宜、選択して構成するならば、本発明の特徴は何
ら損なわれることはないことは明らかである。
次に他実施例である第5図の場合は、111,
113,115,117は素子3a〜3dの出力
を増幅する為の増幅器、112,114,11
6,118は増幅器の出力を対数圧縮変換する為
のダイオード、119〜121は差動増幅器、1
22〜124はAD変換器、125〜127は信
号の切換手段、128〜123はレジスター、1
34〜136は比較器、137はアンド回路、1
38はパルスジエネレーター、139はクロツク
パルス発生器である。
第5図の回路の作動は、先ず第1段階に於い
て、第2光路の入射光の光強度分布に対応した
各受光素子3a〜3dの出力A1〜A4を増幅し、
対数圧縮した出力log A1〜log A4を得る。その出
力を第4図の場合と同様に、一例としてA1に対
する他の素子の出力の比を求めるため差動増幅器
119〜121を用いてlog A2−log A1、log A3
−log A1、log A4−log A1の値を算出する。これ
らは即ちlog A2/A1、log A3/A1、log A4/A1
のことであり、比に対応する量を求めることに他
ならない。この様にして求められた値をAD変換
器122〜124によりデジタル量に変換し、第
1段階では切換手段125〜127はa側に接続
されているので、レジスター128,130,1
32に記憶する。次に第2段階に於いて、第1光
路のみ、または第1、第2光路の入射光の和が受
光装置3に入射されて、その出力B1〜B4から第
1段階と同様に演算されて、出力log B2−log
B1、log B3−log B1、log B4−log B1が得られ、
さらにデジタル量に変換した後、切換手段により
レジスター129,131,133に導入され
て、第1段階でレジスター128,130,13
2に記憶された内容と夫々比較し、全てが一致し
ている場合にアンド回路137より一致信号が出
力される。一致信号が出るまでの作動は、第4図
の場合と全く同様であり、またAD変換の時期も
第5図に限定されるものでないことももちろんで
ある。
これで本発明の装置に於ける作動は明確になつ
たわけであるが、ここで本発明の特徴である素子
間の感度の違いや光路の効率の違いの影響を受け
ない理由を、以下に説明する。
第1図に於いて、各素子の光強度に対する感度
をKa,Kb,Kc,Kdとし、第1の光路よりの入
射光Ea,Eb,Ec,Edに対するミラー2の反射率
γ(γ≦1)、ハーフミラー1の反射率β(β<
1)とすれば、各素子の出力B1〜B2は次の様に
なる。
B1=Ea・γ・β・Ka、 B2=Eb・γ・β・Kb B3=Ec・γ・β・Kc、 B4=Ed・γ・β・Kd ここでB1に対する各出力の比を求めると、 B2/B1=Eb・Kb/Ea・Ka、B3/B1=Ec・Kc/Ea・Ka、B4/B1=Ed・Kd/Ea・Ka 次に第2の光路からの入射光Ea′,Eb′,Ec′,
Ed′に対するハーフミラー1の透過率をα(α<
1)とすれば、各素子の出力A1〜A4は次の様に
なる。
A1=Ea′・α・Ka、 A2=Eb′・α・Kb A3=Ec′・α・Kc、 A4=Ed′・α・Kd ここでA1に対する各出力の比を求めると、 A2/A1=Eb′・Kb/Ea′・Ka、A3/A1=Ec′・Kc/Ea′Kc、A4/A1=Ed′・Kd/E
a′・Ka 以上よりA2/A1=B2/B1となる時は、Eb/Ea
=Eb′/Ea′の時である。同様に全てが一致する
時は、Ec/Ea=Ec′/Ea′、Ed/Ea=Ed′/
Ea′が成立する時である。
即ち、各素子の出力間の比が等しいということ
は、各素子の感度や光路の差に無関係に入射光の
光強度分布が相似の関係になつていることを示し
ており、実用上、被写体近傍の光強度分布と全く
相似な光強度分布の情報が入力される可能性は稀
少であることを考慮すれば、光強度分布の比の一
致は、即ち焦点合致時と見なして実用上問題ない
はずである。なお、前述の計算中、光学系に於け
る損失をミラーに限定したが、その他に光路中に
損失がある場合でも、損失の割合はいつも一定な
ので、比を取れば無視できることは明らかであ
る。
この様に本発明の方法によれば、受光素子や光
路の影響を無視できる上、回路上に於ける入力増
幅器の感度の違いや対数圧縮ダイオードの特徴の
バラツキも、第1段階、第2段階に亘つて同一の
回路を使用する為、無視し得る。
一方、第2段階に於いて、光路1の入射光と
光路2の入射光が同時に入射する場合でも、焦点
合致時に於いてはとは相似の関係であるか
ら、両者の和も同様に相似する分布となり、やは
り同様のプロセスで焦点合致状態が検出される。
以上述べてきた様に、本発明は同一受光装置を
用いて入射光を切り換えて比較する上に、各素子
間の比を用いて比較するようにしたので、受光素
子の構成および製造も簡単になり、各素子間の感
度の違いや光路の効率の違いも無視できる上に、
回路部品の特性のバラツキや温度、電圧の影響を
受けないという点で、部品管理上のメリツト、ま
たコスト上のメリツト等、実用上の効果は非常に
大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、本発明の実施例の光学系の
構成及び受光装置の配置を示す。第4図は、第1
図〜第3図の実施例に基づく受光装置の出力から
焦点合致を検出する為の回路のブロツクダイヤグ
ラム、第5図は、他の実施例の回路のブロツクダ
イヤグラムを示す。 図に於いて、……第1光路からの入射光、
……第2光路からの入射光、1……ハーフミラ
ー、2……可動ミラー、3……受光装置、3a,
3b,3c,3d……受光素子、4,5……シヤ
ツター、6,7……絞りの開口、8……レンズ、
9……対物レンズ、11,12,13,14……
増幅器、15,16,17,18……AD変換
器、19,20,21,22……レジスター、2
3,24,25……割算器、26,27,28…
…切換手段、29,30,31,32,33,3
4……レジスター、35,36,37……比較
器、38……アンド回路、39……パルスジエネ
レーター、40……クロツクパルス発生器、11
1,113,115,117……増幅器、11
2,114,116,117……対数圧縮用ダイ
オード、119,120,121……差動増幅
器、122,123,124……AD変換器、1
25,126,127……切換手段、128,1
29,130,131,132,133……レジ
スター、134,135,136……比較器、1
37……アンド回路、138……パルスジエネレ
ーター、139……クロツクパルス発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基線長を利用した三角測量による二重像合致
    検出の測距装置に於いて、二つの異なる光路より
    入射する光を受光する複数個の受光素子群を設
    け、第1段階で第1の光路を遮断した状態で第2
    の光路の入射光を前記受光素子群で受光せしめ、
    夫々の素子の光電出力A1……、Anのうち任意の
    素子の出力間の比、Ap/As、Ak/Ag、……
    (p、s、k、g、……は1からnに含まれる任
    意の数)もしくは比に対応する量を記憶回路に記
    憶せしめ、第2段階に於いて前記第1の光路及び
    第2の光路の入射光を同時に、もしくは第2の光
    路を遮断した状態で第1の光路の入射光を前記受
    光素子群で受光し、夫々の素子の光電出力B1
    ……、Bnのうち前記任意の素子の出力間の比、
    Bp/Bs、Bk/Bg、……(p、s、k、g、……
    は1からnに含まれる任意の数)もしくは比に対
    応する量を前記記憶回路の内容と比較し、同一素
    子間の比が夫々一致した時に信号を出力するよう
    に成したことを特徴とする焦点合致検出装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の焦点合致検出装
    置に於いて、各光電出力A1、……、An、B1、…
    …、Bnを対数圧縮した後、差の演算を成し、出
    力log Ap−log As、log Ak−log Ag、……、
    log Bp−log Bs、log Bk−log Bg、……(p、
    s、k、g、……は1からnに含まれる任意の
    数)を夫々比較するように成した焦点合致検出装
    置。 3 特許請求の範囲第1項記載の焦点合致検出装
    置に於いて、少なくとも最終の比較の時は、デジ
    タル量でデジタル比較をするように成した焦点合
    致検出装置。 4 特許請求の範囲第1項記載の焦点合致検出装
    置に於いて、任意の素子の出力間の比をA1
    Ak、A2/Ak、……、An/Ak、B1/Bk、B2
    Bk、……、Bn/Bk(kは1からnに含まれる任
    意の数)と成した焦点合致検出装置。
JP13874077A 1977-11-18 1977-11-18 Focus coincidence detector Granted JPS5472044A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13874077A JPS5472044A (en) 1977-11-18 1977-11-18 Focus coincidence detector
DE19782849800 DE2849800A1 (de) 1977-11-18 1978-11-16 Photoelektrische nachweiseinrichtung
US05/961,742 US4389105A (en) 1977-11-18 1978-11-17 Device for detecting coincident focusing points
GB7845027A GB2016852B (en) 1977-11-18 1978-11-17 Device for detecting coincident focusing points

Applications Claiming Priority (1)

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JP13874077A JPS5472044A (en) 1977-11-18 1977-11-18 Focus coincidence detector

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Publication Number Publication Date
JPS5472044A JPS5472044A (en) 1979-06-09
JPS6115404B2 true JPS6115404B2 (ja) 1986-04-24

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ID=15229056

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JP13874077A Granted JPS5472044A (en) 1977-11-18 1977-11-18 Focus coincidence detector

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JP (1) JPS5472044A (ja)
DE (1) DE2849800A1 (ja)
GB (1) GB2016852B (ja)

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