JPS6357765B2 - - Google Patents
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- JPS6357765B2 JPS6357765B2 JP8335681A JP8335681A JPS6357765B2 JP S6357765 B2 JPS6357765 B2 JP S6357765B2 JP 8335681 A JP8335681 A JP 8335681A JP 8335681 A JP8335681 A JP 8335681A JP S6357765 B2 JPS6357765 B2 JP S6357765B2
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- photoelectric element
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (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、例えばカメラ等のレンズの光軸上又
は光路上に３組の光電素子群を配設し、各光電素
子群からの信号を比較し、該比較信号を用いるこ
とにより自動的に焦点を調節することができる自
動焦点検出装置に関する。
は光路上に３組の光電素子群を配設し、各光電素
子群からの信号を比較し、該比較信号を用いるこ
とにより自動的に焦点を調節することができる自
動焦点検出装置に関する。
一般に自動焦点調節装置は、まず正合目標被写
体に手動で正合させ、被写体が移動して正合点が
くずれると自動的に被写体の移動に追従してレン
ズが動き、常に被写体に焦点が正合するように構
成されている。そしてこの種の装置には光電素子
（CdS）の特性が用いられる。この特性はレンズ
光軸上の予定焦点面にCdSを配設し、CdSに被写
体光を与えると、CdSの内部抵抗が、第１図に示
す如く、正合点Ｐにおいて最大となることであ
る。しかし正合点Ｐの近傍の変化率が小さいため
に、正合点Ｐを正確に検出することが難しい。
体に手動で正合させ、被写体が移動して正合点が
くずれると自動的に被写体の移動に追従してレン
ズが動き、常に被写体に焦点が正合するように構
成されている。そしてこの種の装置には光電素子
（CdS）の特性が用いられる。この特性はレンズ
光軸上の予定焦点面にCdSを配設し、CdSに被写
体光を与えると、CdSの内部抵抗が、第１図に示
す如く、正合点Ｐにおいて最大となることであ
る。しかし正合点Ｐの近傍の変化率が小さいため
に、正合点Ｐを正確に検出することが難しい。
そこで、第１図中ａ，ｂ点となるレンズの光軸
上にCdSを配設し、CdSから正合点Ｐの差動信号
を検出し、自動焦点調節を行なつている。しかし
CdSの特性は第１図に示す如く、非対称特性曲線
を呈するものが多いため、差信号を用いると誤差
を生じ易くなり、検出した正合点がP′となると正
確な正合点が得られなくなり、焦点正合が不能に
なつてしまう。
上にCdSを配設し、CdSから正合点Ｐの差動信号
を検出し、自動焦点調節を行なつている。しかし
CdSの特性は第１図に示す如く、非対称特性曲線
を呈するものが多いため、差信号を用いると誤差
を生じ易くなり、検出した正合点がP′となると正
確な正合点が得られなくなり、焦点正合が不能に
なつてしまう。
本発明はかかる点に鑑み、３組の光電素子群の
うち２組を光軸上等価の位置に配置すると共に夫
夫の素子群に対応する光束の絞り値を異なる値に
設定し、他の素子群は上記２組の素子群の位置と
異なる位置に配置すると共に上記２組の素子群に
対応する光束の絞り値の中間の絞り値に設定する
ようにしたこの種自動焦点検出装置を提供するこ
とを主たる目的とする。
うち２組を光軸上等価の位置に配置すると共に夫
夫の素子群に対応する光束の絞り値を異なる値に
設定し、他の素子群は上記２組の素子群の位置と
異なる位置に配置すると共に上記２組の素子群に
対応する光束の絞り値の中間の絞り値に設定する
ようにしたこの種自動焦点検出装置を提供するこ
とを主たる目的とする。
以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。
がら詳細に説明する。
第２図は本発明の一例を示す配置図である。光
軸（図中一点鎖線）上にレンズ４が設けられ、レ
ンズ４と予定焦点ｆとの間に設置した第１ハーフ
ミラー５により光軸ｌが分割された光軸又は光路
l′上に、第１の光電素子群１が予定焦点位置ｆの
近傍を摺動するように設けられている。また第１
ハーフミラー５と予定焦点ｆとの間に設置した第
２ハーフミラー６により光軸l′が分割された光軸
又は光路l″上に、第３の光電素子群３が予定焦点
ｆの近傍を摺動するように設けられる。そして第
１及び第３の素子群１，３の位置は光軸上又は光
路上等価に配置される。そして光束を絞り込むた
め、第２ハーフミラー６と第３の素子群３との間
の光軸l″上にスリツト７が設けられる。従つて第
３の素子群３に対応する被写体深度は第１の素子
群１に対応する被写体深度より深いことが理解さ
れる。
軸（図中一点鎖線）上にレンズ４が設けられ、レ
ンズ４と予定焦点ｆとの間に設置した第１ハーフ
ミラー５により光軸ｌが分割された光軸又は光路
l′上に、第１の光電素子群１が予定焦点位置ｆの
近傍を摺動するように設けられている。また第１
ハーフミラー５と予定焦点ｆとの間に設置した第
２ハーフミラー６により光軸l′が分割された光軸
又は光路l″上に、第３の光電素子群３が予定焦点
ｆの近傍を摺動するように設けられる。そして第
１及び第３の素子群１，３の位置は光軸上又は光
路上等価に配置される。そして光束を絞り込むた
め、第２ハーフミラー６と第３の素子群３との間
の光軸l″上にスリツト７が設けられる。従つて第
３の素子群３に対応する被写体深度は第１の素子
群１に対応する被写体深度より深いことが理解さ
れる。
一方、光軸又は光路ｌ上の予定焦点ｆの近傍を
摺動する第２の光電素子群２は、第１及び第３の
素子群１，３の位置より前ピン側に位置するよう
に配設され、第２の素子群２に対応する光束の絞
り値は、第１の素子群１と第３の素子群３との絞
り値の中間の値に設定されている。そして光束を
絞り込むため、第１ハーフミラー５と第２の素子
群２との間に光軸ｌ上にスリツト８が設けられ、
スリツト８は第１の素子群１に対する光束の開放
絞り値と第３の素子群３に対する光束のスリツト
７による絞り値との中間の絞り値となるように設
定される。
摺動する第２の光電素子群２は、第１及び第３の
素子群１，３の位置より前ピン側に位置するよう
に配設され、第２の素子群２に対応する光束の絞
り値は、第１の素子群１と第３の素子群３との絞
り値の中間の値に設定されている。そして光束を
絞り込むため、第１ハーフミラー５と第２の素子
群２との間に光軸ｌ上にスリツト８が設けられ、
スリツト８は第１の素子群１に対する光束の開放
絞り値と第３の素子群３に対する光束のスリツト
７による絞り値との中間の絞り値となるように設
定される。
尚、上述の例はレンズを固定し、各素子群を摺
動する機構であるが、これと反対にカメラの構造
と同様に光電素子群を固定し、レンズを摺動する
ように構成することができる。
動する機構であるが、これと反対にカメラの構造
と同様に光電素子群を固定し、レンズを摺動する
ように構成することができる。
今、第１、第２及び第３の素子群１，２，３が
予定焦点ｆより前ピン側（図中実線図示）にある
場合は、第２の素子群２は第１及び第３の素子群
１，３よりも前ピン側に位置しているため、各素
子群に入光する像のボケ量を比較すると、第１及
び第２の素子群１，２に入光する像のボケの相違
量より、第２及び第３の素子群２，３に入光する
像のボケの相違量の方が大きい。すなわち第２の
素子群２に入光する像は、第３の素子群３に入光
する像より第１の素子群１に入光する像に近いと
擬制することができる。
予定焦点ｆより前ピン側（図中実線図示）にある
場合は、第２の素子群２は第１及び第３の素子群
１，３よりも前ピン側に位置しているため、各素
子群に入光する像のボケ量を比較すると、第１及
び第２の素子群１，２に入光する像のボケの相違
量より、第２及び第３の素子群２，３に入光する
像のボケの相違量の方が大きい。すなわち第２の
素子群２に入光する像は、第３の素子群３に入光
する像より第１の素子群１に入光する像に近いと
擬制することができる。
逆に、各光電素子群１，２，３が予定焦点ｆよ
り後ピン側（図中破線図示）にある場合は、第２
の素子群２に入光する像は、第１の素子群１に入
光する像より第３の素子群３に入光する像に近い
といえる。
り後ピン側（図中破線図示）にある場合は、第２
の素子群２に入光する像は、第１の素子群１に入
光する像より第３の素子群３に入光する像に近い
といえる。
更に、第１及び第３の光電素子群１，３が予定
焦点ｆにある場合は、第１及び第２の素子群１，
２に入光する像のボケ相違量と、第２及び第３の
素子群２，３に入光する像のボケ相違量との差は
なく、値は零となる。但し、第１の素子群１の位
置（第３の素子群３の位置）と第２の素子群２と
の中間に予定焦点ｆがある場合は、正合焦位置と
同様に第１及び第２の素子群１，２に入光する像
のボケ相違量と、第２及び第３の素子群２，３に
入光する像のボケ相違量との差は零となるため、
正合焦点以外の位置で差信号（後述）が発生しな
くなる問題がある。この場合は、第１の素子群１
と第２の素子群２との光学的間隔を充分小に設定
することにより、事実上解消し得る。
焦点ｆにある場合は、第１及び第２の素子群１，
２に入光する像のボケ相違量と、第２及び第３の
素子群２，３に入光する像のボケ相違量との差は
なく、値は零となる。但し、第１の素子群１の位
置（第３の素子群３の位置）と第２の素子群２と
の中間に予定焦点ｆがある場合は、正合焦位置と
同様に第１及び第２の素子群１，２に入光する像
のボケ相違量と、第２及び第３の素子群２，３に
入光する像のボケ相違量との差は零となるため、
正合焦点以外の位置で差信号（後述）が発生しな
くなる問題がある。この場合は、第１の素子群１
と第２の素子群２との光学的間隔を充分小に設定
することにより、事実上解消し得る。
そこで第１及び第２の素子群１，２を構成する
隣り同士のビツトの光量比の第１及び第２の素子
群の相違量、並びに第２及び第３の素子群２，３
を構成する隣り同士のビツトの光量比の第２及び
第３の素子群２，３の相違量を求め、全ての組合
せについての和を求める。数式で表わすと次のよ
うになる。
隣り同士のビツトの光量比の第１及び第２の素子
群の相違量、並びに第２及び第３の素子群２，３
を構成する隣り同士のビツトの光量比の第２及び
第３の素子群２，３の相違量を求め、全ての組合
せについての和を求める。数式で表わすと次のよ
うになる。
α＝o
〓i=1
｜lnaibi+1／ai+1bi｜、
β＝o
〓i=1
｜lnbi+1ci／bici+1｜
〔但し、ai：第１の素子群のｉビツトの光量、
bi：第２の素子群のｉビツトの光量、ci：第３の
素子群のｉビツトの光量、ｎ：ビツト数、α：第
１及び第２の素子群の像の相違量、β：第２及び
第３の素子群の像の相違量〕 尚、上記式で対数圧縮したのは、光量のダイナ
ミツクレンジを拡げるためである。そして上記
α、βの差信号Ｎを求めると、 Ｎ＝α−β となる。
bi：第２の素子群のｉビツトの光量、ci：第３の
素子群のｉビツトの光量、ｎ：ビツト数、α：第
１及び第２の素子群の像の相違量、β：第２及び
第３の素子群の像の相違量〕 尚、上記式で対数圧縮したのは、光量のダイナ
ミツクレンジを拡げるためである。そして上記
α、βの差信号Ｎを求めると、 Ｎ＝α−β となる。
第３図は本発明の一例たる回路構成のブロツク
図である。第１の素子群１を構成するa1、a2、…
ai…ao-1、aoビツトの光電変換出力信号が夫々対
数増幅回路１０を介してマルチプレクサ回路１１
に印加される。第２及び第３の素子群を構成する
各ビツトも同様に構成される。マルチプレクサ１
１よりの出力は、隣り合う各ビツトの光量比を求
めるため、α差動増幅器１２Ａ及びβ差動増幅器
１２Ｂに印加され、更に絶対値化回路１３を介
し、総和を求めるため積分回路１４に印加され
る。そしてα信号とβ信号との差を求めるため、
差動増幅回路１５に印加され、差信号Ｎが出力端
子１６に得られる。
図である。第１の素子群１を構成するa1、a2、…
ai…ao-1、aoビツトの光電変換出力信号が夫々対
数増幅回路１０を介してマルチプレクサ回路１１
に印加される。第２及び第３の素子群を構成する
各ビツトも同様に構成される。マルチプレクサ１
１よりの出力は、隣り合う各ビツトの光量比を求
めるため、α差動増幅器１２Ａ及びβ差動増幅器
１２Ｂに印加され、更に絶対値化回路１３を介
し、総和を求めるため積分回路１４に印加され
る。そしてα信号とβ信号との差を求めるため、
差動増幅回路１５に印加され、差信号Ｎが出力端
子１６に得られる。
第４図はα出力信号とβ出力信号との差信号Ｎ
と繰り出し量との関係を表わした図である。第１
及び第２の素子群の像の相違量たるα出力信号の
最小値は、上述する位置関係に設定しているた
め、真の合焦位置より常に前側に位置し、β出力
信号の最小値は、真の合焦位置より常に後側に位
置しており、かつ第１又は第３の素子群の間隔量
と第２の素子群の間隔量とが等しいため、Ｎの値
が零のとき合焦位置となる。尚、上述したよう
に、正合焦位置の前後で差信号Ｎが発生しなくな
るが、実際には真の合焦位置と差信号Ｎが発生し
ない前後の位置との間では、Ｎの変化がほぼ直線
状に偏倚しているため、従来のもの（例えば第１
図参照）に較べて合焦位置近傍における差信号Ｎ
の変動量が大きい。よつて焦点調節用サーボモー
タへの入力信号として用いた場合は、サーボモー
タによる微小位置の調整が可能となる。
と繰り出し量との関係を表わした図である。第１
及び第２の素子群の像の相違量たるα出力信号の
最小値は、上述する位置関係に設定しているた
め、真の合焦位置より常に前側に位置し、β出力
信号の最小値は、真の合焦位置より常に後側に位
置しており、かつ第１又は第３の素子群の間隔量
と第２の素子群の間隔量とが等しいため、Ｎの値
が零のとき合焦位置となる。尚、上述したよう
に、正合焦位置の前後で差信号Ｎが発生しなくな
るが、実際には真の合焦位置と差信号Ｎが発生し
ない前後の位置との間では、Ｎの変化がほぼ直線
状に偏倚しているため、従来のもの（例えば第１
図参照）に較べて合焦位置近傍における差信号Ｎ
の変動量が大きい。よつて焦点調節用サーボモー
タへの入力信号として用いた場合は、サーボモー
タによる微小位置の調整が可能となる。
尚、上述例においては、第１の素子群を開放絞
りとしたが逆に第３の素子群に入光する光束の絞
りを開放絞りとすることができる。また第２の素
子群の位置は第１（第３）の素子群の前ピン側の
関係は勿論、第１（第３）の素子群の後ピン側に
設定することも可である。また上記素子群に代え
てCdSセルを用い、デイツプ効果による抵抗値の
差を検出することによつて自動焦点検出を行なう
ことができる。更に本発明の適用範囲はカメラの
みならず顕微鏡、望遠鏡等の光学系一般に適用し
得る。
りとしたが逆に第３の素子群に入光する光束の絞
りを開放絞りとすることができる。また第２の素
子群の位置は第１（第３）の素子群の前ピン側の
関係は勿論、第１（第３）の素子群の後ピン側に
設定することも可である。また上記素子群に代え
てCdSセルを用い、デイツプ効果による抵抗値の
差を検出することによつて自動焦点検出を行なう
ことができる。更に本発明の適用範囲はカメラの
みならず顕微鏡、望遠鏡等の光学系一般に適用し
得る。
以上述べた如く本発明によれば、第１及び第３
の光電素子群を光軸上又は光路上等価な位置に配
置すると共に各光電素子群に対応する光束の絞り
値を異なる値に設定し、第２の光電素子群は第１
及び第３の素子群の位置と異なる位置に配置する
と共に第１及び第３の素子群に対応する光束の絞
り値の中間の絞り値に設定し、第１及び第２の素
子群の光電変換出力の差と第２及び第３の素子群
の光電変換出力の差との差信号を検出するように
したので、光学系の合焦位置近傍における上記差
信号（出力信号）の変化量がほぼ直線状に偏倚す
るため、焦点が僅かに移動した場合でもその移動
による差信号を従来より大きく得ることができ、
よつて微小な位置調節を正確に行なうことがで
き、追従性の良好な自動焦点調節装置を得ること
ができる。
の光電素子群を光軸上又は光路上等価な位置に配
置すると共に各光電素子群に対応する光束の絞り
値を異なる値に設定し、第２の光電素子群は第１
及び第３の素子群の位置と異なる位置に配置する
と共に第１及び第３の素子群に対応する光束の絞
り値の中間の絞り値に設定し、第１及び第２の素
子群の光電変換出力の差と第２及び第３の素子群
の光電変換出力の差との差信号を検出するように
したので、光学系の合焦位置近傍における上記差
信号（出力信号）の変化量がほぼ直線状に偏倚す
るため、焦点が僅かに移動した場合でもその移動
による差信号を従来より大きく得ることができ、
よつて微小な位置調節を正確に行なうことがで
き、追従性の良好な自動焦点調節装置を得ること
ができる。
第１図は従来の光電素子の特性を示す図、第２
図は本発明装置の光学系の位置関係を示す図、第
３図は電気回路の一例を示すブロツク図、第４図
は出力信号の説明に供する図である。 １……第１の光電素子群、２……第２の光電素
子群、３……第３の光電素子群、１２Ａ……α差
動増幅器、１２Ｂ……β差動増幅器、１５……差
動増幅器。
図は本発明装置の光学系の位置関係を示す図、第
３図は電気回路の一例を示すブロツク図、第４図
は出力信号の説明に供する図である。 １……第１の光電素子群、２……第２の光電素
子群、３……第３の光電素子群、１２Ａ……α差
動増幅器、１２Ｂ……β差動増幅器、１５……差
動増幅器。
Claims (1)
- １ 第１及び第３の光電素子群を光軸上又は光路
上に等価な位置に配置すると共に上記各光電素子
群に対応する光束の絞り値を異なる値に設定し、
第２の光電素子群は上記第１及び第３の光電素子
群の位置と異なる位置に配置すると共に上記第１
及び第３の光電素子群に対応する光束の絞り値の
中間の絞り値に設定し、上記第１及び第２の光電
素子群の光電変換出力の差と上記第２及び第３の
光電素子群の光電変換出力の差との差信号を検出
するようにしたことを特徴とする自動焦点検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8335681A JPS57198417A (en) | 1981-05-31 | 1981-05-31 | Automatic focus detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8335681A JPS57198417A (en) | 1981-05-31 | 1981-05-31 | Automatic focus detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57198417A JPS57198417A (en) | 1982-12-06 |
| JPS6357765B2 true JPS6357765B2 (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=13800151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8335681A Granted JPS57198417A (en) | 1981-05-31 | 1981-05-31 | Automatic focus detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57198417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107164U (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-19 |
-
1981
- 1981-05-31 JP JP8335681A patent/JPS57198417A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107164U (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57198417A (en) | 1982-12-06 |
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