JPS6237364B2 - - Google Patents
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- JPS6237364B2 JPS6237364B2 JP61008089A JP808986A JPS6237364B2 JP S6237364 B2 JPS6237364 B2 JP S6237364B2 JP 61008089 A JP61008089 A JP 61008089A JP 808986 A JP808986 A JP 808986A JP S6237364 B2 JPS6237364 B2 JP S6237364B2
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- spatial frequency
- phase difference
- focus
- output
- detection means
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- 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
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は対物レンズの合焦状態を検出する焦点
検出装置に関するものである。
検出装置に関するものである。
１対の光電素子アレイにそれぞれ合焦すべき物
体の光像を形成し、対物レンズの合焦位置からの
ずれに応じて各アレイ上の像の相対位置が変化す
るようにし、各アレイからの光電出力から対応す
る光像の特定の空間周波数成分を抽出し、その抽
出空間周波数成分の位相の差から両光電素子アレ
イ上の光像の相対的変位を検出し、それによつて
対物レンズの焦点位置を検出するような焦点検出
装置を本出願人は既に、特願昭53−12144号とし
て出願している。このような合焦検出装置は一般
的には、十分機能するが、しかし、該特定の空間
周波数成分を全く含まない時には焦点検出ができ
ないという欠点を有している。
体の光像を形成し、対物レンズの合焦位置からの
ずれに応じて各アレイ上の像の相対位置が変化す
るようにし、各アレイからの光電出力から対応す
る光像の特定の空間周波数成分を抽出し、その抽
出空間周波数成分の位相の差から両光電素子アレ
イ上の光像の相対的変位を検出し、それによつて
対物レンズの焦点位置を検出するような焦点検出
装置を本出願人は既に、特願昭53−12144号とし
て出願している。このような合焦検出装置は一般
的には、十分機能するが、しかし、該特定の空間
周波数成分を全く含まない時には焦点検出ができ
ないという欠点を有している。
本発明の目的は抽出する空間周波数成分を複数
にすることによつて上述の欠点を除去するもので
ある。
にすることによつて上述の欠点を除去するもので
ある。
又さらに、複数の空間周波数成分の大きさ情報
を算出する手段を設け、該複数の大きさ情報を比
較して合焦判定を行うことにより、より精度の高
い焦点検出装置を提供することを目的とする。
を算出する手段を設け、該複数の大きさ情報を比
較して合焦判定を行うことにより、より精度の高
い焦点検出装置を提供することを目的とする。
第１図において、対物レンズ１の固定焦点面又
はそれと共役な面にフイールドレンズ２が設けら
れている。カメラでは、固定焦点面にはフイルム
が配置されるので、このフイールドレンズ２は対
物レンズ１の光路を分路し、その分路した光路中
に設けることになる。再結像レンズ３，４に関し
てフイールドレンズ２すなわち、レンズ１の固定
焦点面と共役な位置にそれぞれ光電素子アレイ
５，６が設けられている。この例では、各アレイ
５，６は８つの光電素子P1〜P8、P1′〜P8′から構
成されている。対物レンズが合焦すべき物体に、
合焦された場合、対物レンズ１と再結像レンズ
３，４によつてそれぞれ光電素子アレイ５，６上
に形成される物体の光像と、対応するアレイ５，
６と、の位置関係が同一となるように、再結像レ
ンズ３，４、アレイ５，６の位置関係等が定めら
れている。従つて、合焦状態のとき、１対のアレ
イ５，６の位置的に対応する光電素子P1とP1′…
…P8とP8′への入射光強度は等しくなる。また、
対物レンズ１による物体の像がフイールドレンズ
２の前方に形成された時（前ピンのとき）アレイ
５上の像は下方へ、他方アレイ６上の像は上方へ
移動する。逆に、対物レンズ１による像がフイー
ルドレンズ２の後方に形成された時（後ピンの
時）、アレイ５，６上の像はそれぞれ前ピンのと
きと逆方向へ移動する。アレイ５の各光電素子P1
〜P8の光電出力はそれぞれ線型増幅されまたは、
対数増幅されたりして、その光電出力に関連した
電気出力v1〜v8としてアレイ５の出力端子５ａ〜
５ｈより出力される。アレイ６の光電素子P1′〜
P8′の光電出力も同様であつて関連電気出力v1′〜
v8′が、出力端子６ａ〜６ｈより出力される。
はそれと共役な面にフイールドレンズ２が設けら
れている。カメラでは、固定焦点面にはフイルム
が配置されるので、このフイールドレンズ２は対
物レンズ１の光路を分路し、その分路した光路中
に設けることになる。再結像レンズ３，４に関し
てフイールドレンズ２すなわち、レンズ１の固定
焦点面と共役な位置にそれぞれ光電素子アレイ
５，６が設けられている。この例では、各アレイ
５，６は８つの光電素子P1〜P8、P1′〜P8′から構
成されている。対物レンズが合焦すべき物体に、
合焦された場合、対物レンズ１と再結像レンズ
３，４によつてそれぞれ光電素子アレイ５，６上
に形成される物体の光像と、対応するアレイ５，
６と、の位置関係が同一となるように、再結像レ
ンズ３，４、アレイ５，６の位置関係等が定めら
れている。従つて、合焦状態のとき、１対のアレ
イ５，６の位置的に対応する光電素子P1とP1′…
…P8とP8′への入射光強度は等しくなる。また、
対物レンズ１による物体の像がフイールドレンズ
２の前方に形成された時（前ピンのとき）アレイ
５上の像は下方へ、他方アレイ６上の像は上方へ
移動する。逆に、対物レンズ１による像がフイー
ルドレンズ２の後方に形成された時（後ピンの
時）、アレイ５，６上の像はそれぞれ前ピンのと
きと逆方向へ移動する。アレイ５の各光電素子P1
〜P8の光電出力はそれぞれ線型増幅されまたは、
対数増幅されたりして、その光電出力に関連した
電気出力v1〜v8としてアレイ５の出力端子５ａ〜
５ｈより出力される。アレイ６の光電素子P1′〜
P8′の光電出力も同様であつて関連電気出力v1′〜
v8′が、出力端子６ａ〜６ｈより出力される。
次にこの関連電気出力v1〜v8、v1′〜v8′の処理
を説明する。第２図において空間周波数成分抽出
回路７は、アレイ５上の光像の特定の第１空間周
波数成分を表わす第１電気信号v1と、その1/2の
空間周期の空間周波数成分を表わす第２電気信号
V2とを、上記関連電気出力v1〜v8から抽出する。
第２空間周波数成分は第１空間周波数成分と異な
る空間周期を持つものであればよく、上記例に限
るものではない。この第１電気信号V1はアレイ
５上の光像が、素子の配列方向に変位した時、そ
の変位に応じて、一定の関係で変化する位相情報
φ１と、その抽出空間周波数成分の大きさを表わ
す大きさ情報γ１とを含む。第２電気信号も同様
で、位相情報φ２と大きさ情報γ２を含む。他方
の空間周波数成分抽出回路８は、回路７と同一の
もので、アレイ６の関連電気出力v1′〜v8′から、
そのアレイ上の光像の第１、第２空間周波数成分
を抽出しそれらをそれぞれ表わす第１、第２電気
信号を作る。この第１、第２電気信号はそれぞれ
位相情報φ1′、φ2′大きさ情報γ1′、γ2′を含む。
を説明する。第２図において空間周波数成分抽出
回路７は、アレイ５上の光像の特定の第１空間周
波数成分を表わす第１電気信号v1と、その1/2の
空間周期の空間周波数成分を表わす第２電気信号
V2とを、上記関連電気出力v1〜v8から抽出する。
第２空間周波数成分は第１空間周波数成分と異な
る空間周期を持つものであればよく、上記例に限
るものではない。この第１電気信号V1はアレイ
５上の光像が、素子の配列方向に変位した時、そ
の変位に応じて、一定の関係で変化する位相情報
φ１と、その抽出空間周波数成分の大きさを表わ
す大きさ情報γ１とを含む。第２電気信号も同様
で、位相情報φ２と大きさ情報γ２を含む。他方
の空間周波数成分抽出回路８は、回路７と同一の
もので、アレイ６の関連電気出力v1′〜v8′から、
そのアレイ上の光像の第１、第２空間周波数成分
を抽出しそれらをそれぞれ表わす第１、第２電気
信号を作る。この第１、第２電気信号はそれぞれ
位相情報φ1′、φ2′大きさ情報γ1′、γ2′を含む。
この抽出回路の原理を第３図により説明する。
同図において、光電素子P1〜P8の関連電気出力v1
〜v8はベクトル化回路９によつて、順次それぞれ
２π／８位相のすぐれたベクトルexp（i2π×０／８）
、exp （i2π×１／８）……exp（i2π×７／８）が乗ぜられ
、ベク トルに変換される。加算回路１０はベクトル化回
路９の出力を加算する。従つて加算回路１０の出
力Ｖは以下の如くなる。
同図において、光電素子P1〜P8の関連電気出力v1
〜v8はベクトル化回路９によつて、順次それぞれ
２π／８位相のすぐれたベクトルexp（i2π×０／８）
、exp （i2π×１／８）……exp（i2π×７／８）が乗ぜられ
、ベク トルに変換される。加算回路１０はベクトル化回
路９の出力を加算する。従つて加算回路１０の出
力Ｖは以下の如くなる。
この出力V1はアレイの光電素子P1〜P8の配列
方向の空間長さｄを空間周期とする空間周波数成
分の情報を含むことになる。この出力Ｖは特願昭
第53−12144号において証明した如くアレイ上の
光像が変位するとその位相φが、変化する。ま
た、出力Ｖの大きさγは光像中の抽出した空間周
波数成分の大きさを表わす。
方向の空間長さｄを空間周期とする空間周波数成
分の情報を含むことになる。この出力Ｖは特願昭
第53−12144号において証明した如くアレイ上の
光像が変位するとその位相φが、変化する。ま
た、出力Ｖの大きさγは光像中の抽出した空間周
波数成分の大きさを表わす。
前述の出力Ｖを第１電気信号とするとそれとは
異なつた空間周期空間周波数成分に関する第２電
気信号を求めるには、次の如くすればよい。ベク
トル化回路９において、関連電気出力v1〜v4、v5
〜v8に、ベクトルexp（（i2π×０／４）〜exp（i2π× ３／４）をそれぞれ乗することにより、４つの光電素 子の長さｄ／２と等しい周期の空間周波数成分が
得られる。
異なつた空間周期空間周波数成分に関する第２電
気信号を求めるには、次の如くすればよい。ベク
トル化回路９において、関連電気出力v1〜v4、v5
〜v8に、ベクトルexp（（i2π×０／４）〜exp（i2π× ３／４）をそれぞれ乗することにより、４つの光電素 子の長さｄ／２と等しい周期の空間周波数成分が
得られる。
アレイ５，６と空間周波数抽出回路７，８の具
体的回路例を第４図、第５図に示す。
体的回路例を第４図、第５図に示す。
第４図において、アレイ５，６のフオトダイオ
ードP1〜P8、P1′〜P8′の光電流は、演算増幅器と
その帰還トランジスタ・ダイオードからなる対数
変換回路１２ａ〜１２ｈ、１３ａ〜１３ｈによつ
て入射光強度の対数に比例した関連電気出力v1〜
v8、v1′〜v8′に変換される。なお、図では対数変
換回路１２ｂ〜１２ｈ、１３ａ〜１３ｈの帰還ト
ランジスタとダイオードを示していない。回路１
５は関連電気出力v1〜v8、v1′〜v8′の平均値が零
となるように帰還をかけている。この平均値を零
にすることはベクトル化回路によつて掛けられる
ベクトルの値の誤差、具体的には左動増幅器１６
〜２３の入力抵抗などの誤差の影響を小さくする
ためである。
ードP1〜P8、P1′〜P8′の光電流は、演算増幅器と
その帰還トランジスタ・ダイオードからなる対数
変換回路１２ａ〜１２ｈ、１３ａ〜１３ｈによつ
て入射光強度の対数に比例した関連電気出力v1〜
v8、v1′〜v8′に変換される。なお、図では対数変
換回路１２ｂ〜１２ｈ、１３ａ〜１３ｈの帰還ト
ランジスタとダイオードを示していない。回路１
５は関連電気出力v1〜v8、v1′〜v8′の平均値が零
となるように帰還をかけている。この平均値を零
にすることはベクトル化回路によつて掛けられる
ベクトルの値の誤差、具体的には左動増幅器１６
〜２３の入力抵抗などの誤差の影響を小さくする
ためである。
次に、抽出回路を示す第５図において端子５ａ
〜５ｈ、６ａ〜６ｈはそれぞれ第４図の同一符号
の端子５ａ〜５ｈ、６ａ〜６ｈに接続されるベク
トル化回路は関連電気出力v1〜v8、v1′〜v8′にベ
クトルexp（i2π×０／８）〜exp（i2π×７／８）をそ
のｘ 成分とｙ成分の形で乗ずるものである。差動増幅
器１６は、上述のベクトルのｎ成分を、関連電気
出力v1〜v8に乗じ加算するもので、各々の入力抵
抗の値は乗ずべきｘ成分の逆数に比例したものと
なつている。こうして差動増幅器１６の出力は空
間周期ｄの空間周波数成分に関する第１電気信号
V1のｘ成分となる。
〜５ｈ、６ａ〜６ｈはそれぞれ第４図の同一符号
の端子５ａ〜５ｈ、６ａ〜６ｈに接続されるベク
トル化回路は関連電気出力v1〜v8、v1′〜v8′にベ
クトルexp（i2π×０／８）〜exp（i2π×７／８）をそ
のｘ 成分とｙ成分の形で乗ずるものである。差動増幅
器１６は、上述のベクトルのｎ成分を、関連電気
出力v1〜v8に乗じ加算するもので、各々の入力抵
抗の値は乗ずべきｘ成分の逆数に比例したものと
なつている。こうして差動増幅器１６の出力は空
間周期ｄの空間周波数成分に関する第１電気信号
V1のｘ成分となる。
差動増幅器１７は上述のベクトルのｙ成分を関
連電気出力v1〜v8に乗じそれを加算するものであ
る。この出力は第１電気信号V1のｙ成分に相当
する。また、差動増幅器１８，１９は、アレイ６
の関連電気出力v1′〜v8′について、増幅器１７，
１８と全く同様にして第１電気出力V1′のｘ成
分、ｙ成分を作り出す。また、差動増幅器２０，
２１は、アレイ５についてｄ／２の空間周期の空
間周波数成分に関する第２電気信号V2のｘ成
分、ｙ成分をそれぞれ出力し、差動増幅器２２，
２３はアレイ６について、第２電気信号V2′のｘ
成分、ｙ成分をそれぞれ出力する。
連電気出力v1〜v8に乗じそれを加算するものであ
る。この出力は第１電気信号V1のｙ成分に相当
する。また、差動増幅器１８，１９は、アレイ６
の関連電気出力v1′〜v8′について、増幅器１７，
１８と全く同様にして第１電気出力V1′のｘ成
分、ｙ成分を作り出す。また、差動増幅器２０，
２１は、アレイ５についてｄ／２の空間周期の空
間周波数成分に関する第２電気信号V2のｘ成
分、ｙ成分をそれぞれ出力し、差動増幅器２２，
２３はアレイ６について、第２電気信号V2′のｘ
成分、ｙ成分をそれぞれ出力する。
乗算器２４，２６，２８，３０は、差動増幅器
１６，１８，２０，２２の出力に回路３２からの
交流出力cos wtを乗じ、乗算器２５，２７，２
９，３１は、差動増幅器１７，１９，２１，２３
の出力に回路３２からの交流出力sin wtを乗ず
る。加算器３３，３４，３５，３６はそれぞれ乗
算器２４と２５，２６と２７，２８と２９，３０
と３１の出力を加算する。これらの加算器３３，
３４，３５，３６の交流出力がそれぞれ第１電気
信号V1、V1′、第２電気信号V2、V2′に相当しそれ
らの位相が前記位相φ１、φ1′、φ２、φ2′であ
り、それらの出力を整流回路３７，３８，３９，
４０によつて整流したものがそれぞれ前記大きさ
情報γ１、γ1′、γ２、γ2′となる。
１６，１８，２０，２２の出力に回路３２からの
交流出力cos wtを乗じ、乗算器２５，２７，２
９，３１は、差動増幅器１７，１９，２１，２３
の出力に回路３２からの交流出力sin wtを乗ず
る。加算器３３，３４，３５，３６はそれぞれ乗
算器２４と２５，２６と２７，２８と２９，３０
と３１の出力を加算する。これらの加算器３３，
３４，３５，３６の交流出力がそれぞれ第１電気
信号V1、V1′、第２電気信号V2、V2′に相当しそれ
らの位相が前記位相φ１、φ1′、φ２、φ2′であ
り、それらの出力を整流回路３７，３８，３９，
４０によつて整流したものがそれぞれ前記大きさ
情報γ１、γ1′、γ２、γ2′となる。
再び第２図において、こうして得た空間周波数
成分抽出回路７，８の第１電気信号V1、V1′の位
相差φ１−φ1′は、第６図ａに示す如く対物レン
ズが合焦位置にあるとき零となり、前ピン位置で
は例えば正となり、後ピン位置では負となり、そ
の差の大きさは合焦位置からのすれ量に応じて大
きくなる。
成分抽出回路７，８の第１電気信号V1、V1′の位
相差φ１−φ1′は、第６図ａに示す如く対物レン
ズが合焦位置にあるとき零となり、前ピン位置で
は例えば正となり、後ピン位置では負となり、そ
の差の大きさは合焦位置からのすれ量に応じて大
きくなる。
第２電気信号V2、V2′の位相差φ２−φ2′につ
いても第６図ｂに示す如く同様である。ところが
第６図ａ，ｂから明らかなように、合焦位置から
大きく前ピン又は後ピン位置へずれた場合にも位
相差φ１−φ1′、φ２−φ2′が零となつてしまう
ので、この位相差のみから、合焦検出を行うと誤
つてしまう恐れがある。これを防止するために、
対物レンズが合焦位置近傍であることを検出する
相関検出部４１が設けられている。この相関検出
部４１は、相関関数 を算出する。この相関関数Ｉの分子は、物体の輝
度分布がほぼ一様であるとき小さくなり、それに
応じて分母も小さくなるので、この相関関数は輝
度分布に無関係に、対物レンズの焦点位置に依存
するような規格化されたものとなつている。詳述
すると合焦位置のときｖi＝ｖi′であるから分子が
零となり、Ｉ＝０となり、アレイ５上の像がアレ
イ６上の像に対して相対的に光電素子１個分ずれ
ているような後ピン又は前ピンのとき物体の輝度
分布に無関係にv2′＝v1、v3′＝v2、…v8′＝v7又は
v2＝v1′、v3＝v2′…v8＝v7′がそれぞれ成立するの
で、Ｉ＝１となる。こうして、この相関関数Ｉは
第６図ｃに示す如く合焦位置α、像の相対位置が
１光電素子分ずれた前ピン位置β、同様の後ピン
位置γの３点で規格化されている。もちろんこの
ような規格化された相関関数はこれに限るもので
なく、種々のものが考えられる。例えば、 でもよい。
いても第６図ｂに示す如く同様である。ところが
第６図ａ，ｂから明らかなように、合焦位置から
大きく前ピン又は後ピン位置へずれた場合にも位
相差φ１−φ1′、φ２−φ2′が零となつてしまう
ので、この位相差のみから、合焦検出を行うと誤
つてしまう恐れがある。これを防止するために、
対物レンズが合焦位置近傍であることを検出する
相関検出部４１が設けられている。この相関検出
部４１は、相関関数 を算出する。この相関関数Ｉの分子は、物体の輝
度分布がほぼ一様であるとき小さくなり、それに
応じて分母も小さくなるので、この相関関数は輝
度分布に無関係に、対物レンズの焦点位置に依存
するような規格化されたものとなつている。詳述
すると合焦位置のときｖi＝ｖi′であるから分子が
零となり、Ｉ＝０となり、アレイ５上の像がアレ
イ６上の像に対して相対的に光電素子１個分ずれ
ているような後ピン又は前ピンのとき物体の輝度
分布に無関係にv2′＝v1、v3′＝v2、…v8′＝v7又は
v2＝v1′、v3＝v2′…v8＝v7′がそれぞれ成立するの
で、Ｉ＝１となる。こうして、この相関関数Ｉは
第６図ｃに示す如く合焦位置α、像の相対位置が
１光電素子分ずれた前ピン位置β、同様の後ピン
位置γの３点で規格化されている。もちろんこの
ような規格化された相関関数はこれに限るもので
なく、種々のものが考えられる。例えば、 でもよい。
次に制御部５０を説明する。この制御部５０は
合焦検出をするのに物体の輝度分布に応じて、位
相差φ１−φ1′を用いるか他方の位相差φ２−φ
2′を用いるかの選択を行つたり、位相差φ１−φ
1′、φ２−φ2′や相関関数Ｉが信頼性の高いもの
であるか否かの判定などを行つている。第７図に
より詳述する。比較器５１は空間周期ｄの第１空
間周波数成分に関する大きさ情報γ１、γ1′の和
の1/2と、空間周期ｄ／２の第２空間周波数成分
に関する大きさ情報γ２、γ2′の和とを比較し、
前者が大きいときすなわち、光像中に第１空間周
波数成分が多く含まれているとき“Ｈ”レベルの
出力を発生し、位相φ１、φ1′に関するFET５２
を導通状態にする。他方、後者が大きいとき、
“Ｌ”レベルの出力を発生しインバータ５３を介
して、位相φ２、φ2′に関するFET５４を導通に
する。なお、ここで、γ１とγ1′の和を1/2倍し
たのは、第２空間周波数成分に関する位相情報の
方が、第１空間周波数成分のものに比べ、精度が
良いためである。FET５２がオンのときは交流
信号φ１、φ1′が、他方FET５４がオンのときは
交流信号φ２、φ2′がそれぞれ波形整形回路５５
によつて矩形波に変換後、Ｄ−フリツプフロツプ
５６と排他的論理和回路５７に入力される。Ｄ−
フリツプフロツプ５６は両交流信号の位相差φ１
−φ1′又はφ２−φ2′の正負を判別する。前述し
た如く、この正負は、前ピン又は後ピンを表わす
ことになる。排他的論理和回路５７は、上記位相
差の絶対値すなわち大きさを測定する。この大き
さは、合焦位置からのずれ量を表わす。従つて、
フリツプフロツプ５６の出力と回路５７の出力に
より、合焦状態、前ピン、後ピン及びその程度が
分ることになる。
合焦検出をするのに物体の輝度分布に応じて、位
相差φ１−φ1′を用いるか他方の位相差φ２−φ
2′を用いるかの選択を行つたり、位相差φ１−φ
1′、φ２−φ2′や相関関数Ｉが信頼性の高いもの
であるか否かの判定などを行つている。第７図に
より詳述する。比較器５１は空間周期ｄの第１空
間周波数成分に関する大きさ情報γ１、γ1′の和
の1/2と、空間周期ｄ／２の第２空間周波数成分
に関する大きさ情報γ２、γ2′の和とを比較し、
前者が大きいときすなわち、光像中に第１空間周
波数成分が多く含まれているとき“Ｈ”レベルの
出力を発生し、位相φ１、φ1′に関するFET５２
を導通状態にする。他方、後者が大きいとき、
“Ｌ”レベルの出力を発生しインバータ５３を介
して、位相φ２、φ2′に関するFET５４を導通に
する。なお、ここで、γ１とγ1′の和を1/2倍し
たのは、第２空間周波数成分に関する位相情報の
方が、第１空間周波数成分のものに比べ、精度が
良いためである。FET５２がオンのときは交流
信号φ１、φ1′が、他方FET５４がオンのときは
交流信号φ２、φ2′がそれぞれ波形整形回路５５
によつて矩形波に変換後、Ｄ−フリツプフロツプ
５６と排他的論理和回路５７に入力される。Ｄ−
フリツプフロツプ５６は両交流信号の位相差φ１
−φ1′又はφ２−φ2′の正負を判別する。前述し
た如く、この正負は、前ピン又は後ピンを表わす
ことになる。排他的論理和回路５７は、上記位相
差の絶対値すなわち大きさを測定する。この大き
さは、合焦位置からのずれ量を表わす。従つて、
フリツプフロツプ５６の出力と回路５７の出力に
より、合焦状態、前ピン、後ピン及びその程度が
分ることになる。
比較器５８は規格相関関数出力Ｉと基準レベル
Ｖf1とを比較し、前者が低いとき、“Ｌ”レベル
出力を発生する。この基準レベルＶf1は第６図ｃ
に示す如く、相関関数出力Ｉがこのレベル以下で
ある範囲では、第６図ａ，ｂに示す如く、位相差
φ１−φ1′、φ２−φ2′が必ず正常な範囲l1、l2に
あることを保障するように選定されている。こう
して、比較器５８の出力が“Ｌ”レベルであると
き、対物レンズは合焦近傍にあり、Ｄ−フリツプ
フロツプ５６の出力や排他的論理和回路５７の出
力は正常な焦点検出信号であることが保障されて
いる。
Ｖf1とを比較し、前者が低いとき、“Ｌ”レベル
出力を発生する。この基準レベルＶf1は第６図ｃ
に示す如く、相関関数出力Ｉがこのレベル以下で
ある範囲では、第６図ａ，ｂに示す如く、位相差
φ１−φ1′、φ２−φ2′が必ず正常な範囲l1、l2に
あることを保障するように選定されている。こう
して、比較器５８の出力が“Ｌ”レベルであると
き、対物レンズは合焦近傍にあり、Ｄ−フリツプ
フロツプ５６の出力や排他的論理和回路５７の出
力は正常な焦点検出信号であることが保障されて
いる。
その輝度分布がほとんど一様でアレイ５，６上
の光像が第１空間周波数成分や第２空間周波数成
分をほとんど含まない黒板の如き物体がある。こ
のような物体に関しては、位相差φ１−φ1′、φ
２−φ2′は、ノイズ等が大きく影響し、アレイ
５，６上の光像の相対位置の変化を忠実に表わす
ものでなくなつてしまう。従つて、この位相差は
対物レンズの正確な焦点検出信号ではなくなつて
しまう。そこで、このような第１、第２空間周波
数成分をほとんど含まない場合には当然、大きさ
情報γ１γ1′γ２γ2′が小さくなつているので、
比較回路６０，６１によつて情報γ１γ1′が一定
レベルＶf2以上か否かを検出し、同様に比較回路
６２，６３によつて情報γ２γ2′が一定レベルＶ
f3以上か否かを検出し、ともに一定レベル以上で
ある場合にのみOR回路６４の出力を“Ｌ”レベ
ルにする。すなわちこのOR回路６４の出力の
“Ｌ”レベルはフリツプフロツプ５６と回路５７
の出力とが正しいことを表わす。
の光像が第１空間周波数成分や第２空間周波数成
分をほとんど含まない黒板の如き物体がある。こ
のような物体に関しては、位相差φ１−φ1′、φ
２−φ2′は、ノイズ等が大きく影響し、アレイ
５，６上の光像の相対位置の変化を忠実に表わす
ものでなくなつてしまう。従つて、この位相差は
対物レンズの正確な焦点検出信号ではなくなつて
しまう。そこで、このような第１、第２空間周波
数成分をほとんど含まない場合には当然、大きさ
情報γ１γ1′γ２γ2′が小さくなつているので、
比較回路６０，６１によつて情報γ１γ1′が一定
レベルＶf2以上か否かを検出し、同様に比較回路
６２，６３によつて情報γ２γ2′が一定レベルＶ
f3以上か否かを検出し、ともに一定レベル以上で
ある場合にのみOR回路６４の出力を“Ｌ”レベ
ルにする。すなわちこのOR回路６４の出力の
“Ｌ”レベルはフリツプフロツプ５６と回路５７
の出力とが正しいことを表わす。
また、相関出力Ｉの分母が非常に小さい場合
は、相関出力Ｉは多分に誤差を多く含むので、こ
の場合は比較器５８の出力を合焦近傍を表わす信
号として採用することは適当でない。そこで、比
較器６５によつて、分母が一定レベルＶf4より大
きいか否かを検出する。そして比較器６５は、分
母がＶf4より小さいとき“Ｈ”レベルとなり、こ
の“Ｈ”レベルは比較器５８の合焦近傍か否かを
表わす出力が正しくないかもしれないことを意味
する。そしてOR回路６６はその出力が“Ｈ”レ
ベルのとき、位相差φ１−φ1′、φ２−φ2′か規
格相関出力Ｉかの少なくとも一方が正しくないこ
とが表わされる。
は、相関出力Ｉは多分に誤差を多く含むので、こ
の場合は比較器５８の出力を合焦近傍を表わす信
号として採用することは適当でない。そこで、比
較器６５によつて、分母が一定レベルＶf4より大
きいか否かを検出する。そして比較器６５は、分
母がＶf4より小さいとき“Ｈ”レベルとなり、こ
の“Ｈ”レベルは比較器５８の合焦近傍か否かを
表わす出力が正しくないかもしれないことを意味
する。そしてOR回路６６はその出力が“Ｈ”レ
ベルのとき、位相差φ１−φ1′、φ２−φ2′か規
格相関出力Ｉかの少なくとも一方が正しくないこ
とが表わされる。
また、第４図の例は、フオトダイオードからの
出力は並列的に取り出す例であつたが、例えば、
時系列的に取り出す場合、フオトダイオードの電
荷積蓄時間を、γ１＋γ1′＋γ２＋γ2′＝一定と
なるようにAGCをかければ、単に相関出力Σ｜
ｖo−v′o｜が規格化されたものとなる。
出力は並列的に取り出す例であつたが、例えば、
時系列的に取り出す場合、フオトダイオードの電
荷積蓄時間を、γ１＋γ1′＋γ２＋γ2′＝一定と
なるようにAGCをかければ、単に相関出力Σ｜
ｖo−v′o｜が規格化されたものとなる。
以上のように本発明によれば、１対の光電変換
素子アレイの出力に関してそれぞれ複数の空間周
波数成分を抽出し、対応する空間周波数成分の位
相差から像の相対的変位を検出しているので、単
独の空間周波数成分しか抽出していない場合より
も焦点検出能力が高いと同時に、該複数の空間周
波数成分の大きさ情報をそれぞれ比較して合焦判
定を行うので、焦点検出精度が高いという効果が
ある。
素子アレイの出力に関してそれぞれ複数の空間周
波数成分を抽出し、対応する空間周波数成分の位
相差から像の相対的変位を検出しているので、単
独の空間周波数成分しか抽出していない場合より
も焦点検出能力が高いと同時に、該複数の空間周
波数成分の大きさ情報をそれぞれ比較して合焦判
定を行うので、焦点検出精度が高いという効果が
ある。
第１図は本発明の一実施例の光学系の配置図、
第２図は一実施例の信号処理系のブロツク図、第
３図は空間周波数成分抽出回路の原理を示すブロ
ツク図、第４図は光電素子アレイの具体的回路例
を示す回路図、第５図は空間周波数成分抽出回路
の具体的回路例を示す回路図、第６図ａ，ｂはそ
れぞれ位相差出力のグラフで、第６図ｃは相関出
力のグラフである。第７図は制御部の具体的回路
例を示す回路図である。 〔主要部分の符号の説明〕、１……対物レン
ズ、５，６……光電素子アレイ、７，８……空間
周波数成分抽出回路、４１……相関検出部。
第２図は一実施例の信号処理系のブロツク図、第
３図は空間周波数成分抽出回路の原理を示すブロ
ツク図、第４図は光電素子アレイの具体的回路例
を示す回路図、第５図は空間周波数成分抽出回路
の具体的回路例を示す回路図、第６図ａ，ｂはそ
れぞれ位相差出力のグラフで、第６図ｃは相関出
力のグラフである。第７図は制御部の具体的回路
例を示す回路図である。 〔主要部分の符号の説明〕、１……対物レン
ズ、５，６……光電素子アレイ、７，８……空間
周波数成分抽出回路、４１……相関検出部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被写体の同一部分から発せられ、夫々異なる
経路を介して視差を有する光学的開口を通つた光
束から作られる一対の光像を光電変換する光電変
換手段と、対物レンズの合焦状態を検出する焦点
検出手段とを有する焦点検出装置において、 前記一対の光像に含まれる複数の空間周波数成
分中の一部の第一の空間周波数成分を抽出し、そ
れに基づいて前記一対の光像の相対的ずれ量に対
応する第１位相差出力を出力する第一位相差検出
手段と、 前記複数の空間周波数成分中から前記第一の空
間周波数成分と異なる一部の第二の空間周波数成
分を抽出し、それに基づいて前記一対の光像の相
対的ずれ量に対応する第２位相差出力を出力する
第二位相差検出手段と、 前記第一及び第二位相差検出手段からの２つの
空間周波数成分の出力に基づいて夫々の空間周波
数成分に関する第１及び第２大きさ情報を検出す
る第三検出手段とを有し、 前記焦点検出手段は、前記第三検出手段で検出
される夫々の第１及び第２大きさ情報を比較し、
この比較結果に応じて第１及び第２位相差出力の
少なくとも一方に基づき前記対物レンズの合焦状
態を検出することを特徴とする焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP808986A JPS61209413A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP808986A JPS61209413A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 焦点検出装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP527079A Division JPS5598710A (en) | 1979-01-20 | 1979-01-20 | Focus detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61209413A JPS61209413A (ja) | 1986-09-17 |
| JPS6237364B2 true JPS6237364B2 (ja) | 1987-08-12 |
Family
ID=11683597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP808986A Granted JPS61209413A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61209413A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022243461A1 (en) | 2021-05-20 | 2022-11-24 | Nlmk Clabecq | Method for manufacturing a high strength steel plate and high strength steel plate |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6124564B2 (ja) * | 2012-11-21 | 2017-05-10 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置及び方法、及び撮像装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55124112A (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-25 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Focusing detector |
| JPS5598710A (en) * | 1979-01-20 | 1980-07-28 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Focus detector |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP808986A patent/JPS61209413A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022243461A1 (en) | 2021-05-20 | 2022-11-24 | Nlmk Clabecq | Method for manufacturing a high strength steel plate and high strength steel plate |
| WO2022242859A1 (en) | 2021-05-20 | 2022-11-24 | Nlmk Clabecq | Method for manufacturing a high strength steel plate and high strength steel plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61209413A (ja) | 1986-09-17 |
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