JP2000028911A - 自動焦点検出装置の分岐光学系 - Google Patents
自動焦点検出装置の分岐光学系Info
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- JP2000028911A JP2000028911A JP12697099A JP12697099A JP2000028911A JP 2000028911 A JP2000028911 A JP 2000028911A JP 12697099 A JP12697099 A JP 12697099A JP 12697099 A JP12697099 A JP 12697099A JP 2000028911 A JP2000028911 A JP 2000028911A
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Abstract
ー内の一対のCCDセンサーが受光する光量のレベル差
を低減することにより、分岐光学系における光学部材の
配置上の制限を払拭することを目的とする。 【構成】 対物光学系および観察光学系を備えた望遠光
学系と、前記対物光学系を透過した物体光束を分岐面に
おいて前記望遠光学系から分岐する分岐光学素子と、こ
の分岐光学素子で分岐された物体光束を受光する一対の
受光手段を備えた焦点検出手段と、を備え、前記各受光
手段に入射する物体光束が前記分岐光学素子の分岐面に
異なる角度で入射するように前記焦点検出手段が配置さ
れた自動焦点検出装置において、前記分岐光学素子の分
岐面は複数の部分からなり、この複数の部分各々の光透
過率または反射率を、前記受光手段に入射する物体光束
が該複数の部分各々に入射する角度に応じて異ならせた
自動焦点検出装置の分岐光学系。
Description
オートフォーカスセンサーモジュールへの光路の分岐に
関するものである。
ションなどの視準望遠鏡を備えた測量機の自動焦点装置
は、分岐光学素子により視準光学系から焦点検出光学系
を分岐させて、視準光学系の焦点面と光学的に等価な面
(以下、焦点位置等価面)の焦点状態を、一対のCCD
センサーを有するいわゆる位相差方式のオートフォーカ
スセンサーモジュールにより検出し、合焦レンズのデフ
ォーカス量を演算して、そのデフォーカス量に基づいて
合焦レンズを合焦位置に移動させて自動合焦(AF)を
行うものであった。この位相差方式のAF機能の原理そ
のものは、よく知られており、AF一眼レフカメラに広
く用いられている。
スセンサーモジュールへの分岐において、一対のCCD
センサーが受光するそれぞれの光束が、分岐光学系の分
割コート面(分岐面)へ異なる角度で入射するように分
岐光学素子とオートフォーカスセンサーモジュールを配
置すると、誘電体多層膜を使用した分割コート面は入射
角度によって透過率が変化するため、一対のCCDセン
サーが受光する光量にレベル差が発生していた。このよ
うなレベル差が発生しないようにするには、前記分割コ
ート面への入射角度がそれぞれ同一になるように各部材
を配置しなければならず、レイアウト上の制限が発生し
てしまい、操作性の向上、小型化、軽量化などの妨げに
なるという問題があった。
た光量のレベル差は、自動焦点演算の際、補正係数によ
り補正しているが、差が大きく、さらにオートフォーカ
スセンサー自体に電気ノイズが発生した場合、補正係数
分ノイズも増大させてしまい、正確なオートフォーカス
処理ができないという問題があった。この現象は夕暮れ
時の光量が少ないときに発生しやすい。
なされたものであり、オートフォーカスセンサーが受光
する光量のレベル差を低減することにより、従来の問題
点を解消し、分岐光学系における配置上の制限を払拭す
ることを目的とする。
を備えた望遠光学系と、前記対物光学系を透過した物体
光束を分岐面において前記望遠光学系から分岐する分岐
光学素子と、この分岐光学素子で分岐された物体光束を
受光する一対の受光手段を備えた焦点検出手段と、を備
え、前記各受光手段に入射する物体光束が前記分岐光学
素子の分岐面に異なる角度で入射するように前記焦点検
出手段が配置された自動焦点検出装置において、前記分
岐光学素子の分岐面は複数の部分からなり、この複数の
部分各々の光透過率または反射率を、前記受光手段に入
射する物体光束が該複数の部分各々に入射する角度に応
じて異ならせたことを特徴としている。
面を参照しながら説明する。図1および図2は各々、本
発明の実施例を示す測量機としてのトータルステーショ
ンの側面図、正面図である。トータルステーション1の
望遠鏡3の視準視野内に位置する物体の像は、対物光学
系としての対物レンズ8と合焦レンズ4及びポロプリズ
ム6により正立像として予定焦点面上の焦点板5に形成
される。作業者は焦点板5に形成された物体像を観察光
学系としての接眼レンズを介して観察する。
スセンサーモジュール7の位置関係を表す図である。ポ
ロプリズム6に設けた分割コート面11(分岐面)によ
って対物光学系から分岐された焦点検出光学系の光路上
には、焦点板5と光学的に等価な焦点位置等価面18に
おける焦点状態(デフォーカス量)を検出するオートフ
ォーカスセンサーモジュール7が設けられている。つま
り、対物レンズ8を透過した物体光束は分割コート面1
1によって、焦点板5に向かう光束と、オートフォーカ
スセンサーモジュール7に向かう焦点検出光束とに分割
される。オートフォーカスセンサーモジュール7は物体
光束を一対のCCDセンサで受光し、電気信号を、焦点
状態(デフォーカス量)演算部(図示せず)に出力する
もので、具体的構成は種々知られている。図3は、オー
トフォーカスセンサーモジュール7の焦点検出の原理の
一例を示すもので、焦点位置等価面18後方にコンデン
サレンズ19、一対のセパレータレンズ20及び各セパ
レータレンズ20の後方にそれぞれ位置する一対のCC
Dセンサー15が配置されている。コンデンサレンズ1
9を透過した光束はセパレータレンズ20で分割され、
対応するCCDセンサー15上に物体像を形成する。各
CCDセンサー15に像を形成する光束の主光線を符号
9、10を付して示した。
体像の形成位置は図3に示す通り、主光線9、10によ
り目標物の像が焦点位置等価面18上に正確に形成され
ているとき(合焦)、光束9f、10fにより像が焦点
位置等価面18より前方に形成されているとき(前ピ
ン)、及び光束9r、10rにより像が焦点位置等価面
18より後方に形成されているとき(後ピン)とでそれ
ぞれ異なり、合焦位置からのずれ量を、一対のCCDセ
ンサー15上への物体像の結像間隔によって判断でき
る。一対のCCDセンサー15の出力を受けた焦点状態
演算部は、この出力をプリアンプ(図示せず)で増幅し
た後、演算回路(図示せず)で演算することにより、合
焦、非合焦、前ピン、後ピンを検出し、焦点位置等価面
18上でのデフォーカス量、及び合焦させるに必要な合
焦レンズ4の移動量を算出する。
スセンサーモジュール7への光路の分岐において、図4
のポロプリズム6の正面拡大図に示すように、ポロプリ
ズム6の下方にオートフォーカスセンサーモジュール7
を配置し、ポロプリズム6の第2反射面21bにプリズ
ム22を密着し、境界面を分割コート面11として分岐
光学素子を形成した場合である(図5参照)。すなわち
本実施例では、ポロプリズム6に入射した光束を分割コ
ート面11で反射光と透過光に分岐する。分岐後、反射
光は正立像を焦点板5に形成し、透過光はオートフォー
カスセンサーモジュール7に入射し、一対のCCDセン
サー15上に物体像を形成する。一対のCCDセンサー
15は、分割コート面11とオートフォーカスセンサー
モジュール7のそれぞれの中心を結ぶ線を法線とする面
上に配置され、かつ視準視野において横方向となるよう
に図4の紙面に対して左右方向に隣り合わせて並べられ
ている。測量機の視準対象物は、ポールなどの縦に長い
ものが多いため、この配置が有利である。一対のCCD
センサー15は分割コート面11を透過した光束9、1
0を受光する。この場合、図4に示す通り、分割コート
面11に入射する左右光束入射角α、γに角度差がある
こととなる。
電体多層膜を使用し、透過率や反射率などの設定は中心
の入射角(45度)を基に設計されているが、誘電体多
層膜には角度依存性があり、入射角が変わると透過率が
変わる。このため、分割コート面11透過前の上記光束
9、10の光量にはレベル差はないが、透過後の光量に
はレベル差が発生する。この問題を防ぐため、本実施例
では、誘電体多層膜の分割コート面11を2種類の左右
光路分割コート16、17に中心を境に分け、それぞれ
の分割コートの入射角設定を左右光束入射角α、γに適
合するように設計した。
な構成を以下に示す。表1と表2はそれぞれ図4の右光
束入射角α、左光束入射角γ(各々、47.5゜、4
2.5゜)に適合する膜の構成を表している。表1及び
表2において材料A、B、Cは特に示さないが、それぞ
れ異なる屈折率を有する物質であり、表1と表2に示す
ように、BK7 (光学ガラス)すなわちプリズム22と接
着層の間に各膜厚で層を形成している。また、右光束入
射角αと左光束入射角γのそれぞれの場合における、入
射光の波長による透過率及び反射率の変化を表すグラフ
を図8及び図9に示す。なお、これらの膜構成は一例で
あり、この膜構成に限定されることはない。
ー15が受光する光束9、10のレベル差が少なくな
り、オートフォーカスセンサーモジュール7の出力差が
減少する。
各々の入射角度に適した誘電体多層膜を透過して光量の
レベル差が減少し、オートフォーカスセンサーモジュー
ル7へ導かれるので、正確な合焦処理がなされる。
1、第3及び第4反射面21a、21c、21dを分割
コート面11としたときでも同様に対応可能である。
ズム6周辺の上面図に示すように、ポロプリズム6前側
である対物レンズ8側にビームスプリッター14を配置
し(図7斜視図参照)、一対のCCDセンサー15を図
6の紙面に対して上下に配置し、分岐方向を図6におい
ては右方向とした場合である。この場合、光束12、1
3の分割コート面11aへの入射角(左右光束入射角
α、γ)に角度差があり、前述の誘電体多層膜の設計上
の原因及び角度依存性から、その角度差により反射率が
変わる。その結果、上記CCDセンサー15が受光する
それぞれの光量にはレベル差が発生してしまう。
を、左右光路分割コート16a、17aに中心を境に分
け、その分割コート16a、17aの入射角設定をそれ
ぞれの左右光束入射角α、γに適合するように設計し
た。本実施例で使用した誘電体多層膜の構成は、実施例
1と同様のものであるが、それに限定されることはな
い。これによって、オートフォーカスセンサーモジュー
ル7内のCCDセンサー15が受光する光束12、13
の光量のレベル差を少なくした。
入った光は合焦レンズ4を透過し、ポロプリズム6の手
前に置かれたビームスプリッター14で、透過光と反射
光とに分岐する。透過光はポロプリズム6により正立像
にされて焦点板5に導かれる。一方、反射光は、その入
射角に合わせて設計された左右分割コート16a、17
aを反射するため、一対のCCDセンサー15が受光す
る光束12、13の光量のレベル差が減少し、オートフ
ォーカスセンサーへ導かれるので、正確な合焦処理がな
される。
3の分割コート面11aへの入射角度が各々異なるよう
なビームスプリッター14とオートフォーカスセンサー
モジュール7の配置である場合において同様に適用可能
である。
よれば、焦点検出手段内の一対の受光手段が受光する各
々の光束が入射する分割コートに、各光束の入射角度に
適した誘電体多層膜を形成することにより、一対の受光
手段の受光光量に差が発生し得る従来のレイアウトであ
るにもかかわらず、そのような受光光量差が発生しな
い。よってレイアウトの自由度を高めることができ、小
型化、軽量化、操作性の向上などの効果が得られる。ま
た、補正係数により補正した場合に比しても、電気ノイ
ズの影響を受けにくくなり正確なオートフォーカスが可
能となる。
ステーションの部分断面側面図である。
る。
る。
テーションの要部を示す正面拡大図である。 (B)A図の分割コート面を矢標Lの方向から見た図で
ある。
テーションの要部を示す上面図である。 (B)A図の分割コート面を矢標Lの方向から見た図で
ある。
率及び反射率をグラフで示す図である。
率及び反射率をグラフで示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 対物光学系および観察光学系を備えた望
遠光学系と;前記対物光学系を透過した物体光束を分岐
面において前記望遠光学系から分岐する分岐光学素子
と;この分岐光学素子で分岐された物体光束を受光する
一対の受光手段を備えた焦点検出手段と;を備え、前記
各受光手段に入射する物体光束が前記分岐光学素子の分
岐面に異なる角度で入射するように前記焦点検出手段が
配置された自動焦点検出装置において、 前記分岐光学素子の分岐面は複数の部分からなり、この
複数の部分各々の光透過率または反射率を、前記受光手
段に入射する物体光束が該複数の部分各々に入射する角
度に応じて異ならせたことを特徴とする自動焦点検出装
置の分岐光学系。 - 【請求項2】 対物光学系および対物光学系によって予
定焦点面上に形成された物体像を観察する観察光学系を
備えた望遠光学系と;前記対物光学系を透過した物体光
束を分岐面において前記望遠光学系から分岐する分岐光
学素子と;前記分岐光学素子から分岐した光路上の、前
記予定焦点面と光学的に等価な焦点面の焦点状態を検出
するオートフォーカスセンサーモジュールと;を備え、
前記オートフォーカスセンサーモジュールは一対の光学
センサーを有し、 それぞれの光学センサーが受光する
各光束が、前記分岐光学素子の分岐面へ異なる角度で入
射するように前記オートフォーカスセンサーモジュール
と前記分岐光学素子が配置された自動焦点検出装置にお
いて、 前記分岐光学素子の分岐面は複数の部分からなり、この
複数の部分各々の光透過率または反射率を、前記光学セ
ンサーに入射する物体光束が該複数の部分各々に入射す
る角度に応じて異ならせたことを特徴とする自動焦点検
出装置の分岐光学系。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の自動焦点検出
装置において、前記分岐面の複数の部分各々の光透過率
または反射率は、前記分岐面の複数の部分各々を透過ま
たは反射した物体光束の光量が略均一になるように決め
られた自動焦点検出装置の分岐光学系。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項に記載の
自動焦点検出装置において、前記分岐面は誘電体多層膜
である自動焦点検出装置の分岐光学系。 - 【請求項5】 請求項4に記載の自動焦点検出装置にお
いて、前記分岐面の誘電体多層膜は、前記複数の部分で
膜構成が異なる自動焦点検出装置の分岐光学系。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれか1項に記載の
自動焦点検出装置において、前記分岐面は前記望遠光学
系内に位置する正立光学系を形成する光学素子の反射面
の1つである自動焦点検出装置の分岐光学系。 - 【請求項7】 請求項6に記載の自動焦点検出装置にお
いて、前記正立光学系を形成する光学素子はポロプリズ
ムである自動焦点検出装置の分岐光学系
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12697099A JP2000028911A (ja) | 1998-05-08 | 1999-05-07 | 自動焦点検出装置の分岐光学系 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-126233 | 1998-05-08 | ||
JP12623398 | 1998-05-08 | ||
JP12697099A JP2000028911A (ja) | 1998-05-08 | 1999-05-07 | 自動焦点検出装置の分岐光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000028911A true JP2000028911A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=26462450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12697099A Pending JP2000028911A (ja) | 1998-05-08 | 1999-05-07 | 自動焦点検出装置の分岐光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000028911A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010266736A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
-
1999
- 1999-05-07 JP JP12697099A patent/JP2000028911A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010266736A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040217 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040422 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040601 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040729 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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