JPH0478966B2

JPH0478966B2 -

Info

Publication number: JPH0478966B2
Application number: JP56185980A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Shishido
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1992-12-14
Also published as: JPS5887513A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、内視鏡等の観察及び撮影において
使用される焦点検出装置及び合焦位置設定装置に
係り、被写体側に投光し、その反射光を透過用の
開口部を有する光電素子によつて、検出すること
により、簡単な構成で焦点検出を可能とする焦点
検出装置と、検出した出力レベルが最小又は最大
値を取るように撮影レンズを前後動することによ
り、簡単な構成で鮮明な撮影を可能とする合焦位
置設定装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a focus detection device and a focus position setting device used in observation and photographing with an endoscope, etc. A focus detection device that enables focus detection with a simple configuration by detecting with a photoelectric element having a This invention relates to a focusing position setting device that enables clear photography with a simple configuration.

一般に、内視鏡、カメラ、テレビカメラ等の光
学観察装置及び光学撮影装置においては、被写体
を鮮明に撮影（観察も含めて用いている。）でき
るように、装置の撮影光学系の結像位置が合焦で
あるか否かを検出できる焦点検出手段が、付設さ
れている。又上記撮影光学系を自動的に合焦位置
に移動設定できる装置（以下合焦位置設定装置と
いう。）が付設されている場合もある。 In general, in optical observation devices and optical photographing devices such as endoscopes, cameras, and television cameras, the image forming position of the photographing optical system of the device is A focus detection means is attached that can detect whether or not the lens is in focus. In some cases, a device (hereinafter referred to as a focus position setting device) that can automatically move and set the photographing optical system to a focus position is attached.

従来の焦点検出装置は、被写体が暗い場合ある
いは暗い撮影光学系を使用する場合においては、
一般に光電素子による検出出力が小さくなり、焦
点検出が殆んど不可能になる。 Conventional focus detection devices do not work well when the subject is dark or when a dark photographic optical system is used.
Generally, the detection output by the photoelectric element becomes small, making focus detection almost impossible.

このため、特公昭49−19810号公報に開示され
ているように、一定形状のビームを被写体に向け
て照射する手段があるが、照射部を撮影レンズ系
とは独立した光学系を使用しているため、一つの
光路で撮影を行なわなければらない内視鏡等には
応用できない。 For this reason, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 49-19810, there is a method for irradiating a beam of a certain shape toward the subject, but the irradiation section is made using an optical system independent of the photographing lens system. Therefore, it cannot be applied to endoscopes, etc., which require imaging using a single optical path.

又特開昭56−128923号公報に開示されているよ
うにスプリツトプリズムを使用する手段において
は、少なくとも上下各２個以上の微小光電素子を
必要とし、一定レベル以上の精度を必要とする場
合には、前記光電素子を多数配設すると共に、そ
れらの出力信号を比較して合焦か否かを検出する
回路系が複雑となり、特に生産数の少ない製品に
おいては、高価となるという問題がある。 Furthermore, as disclosed in JP-A-56-128923, the method using a split prism requires at least two or more minute photoelectric elements each on the upper and lower sides, and when a certain level of accuracy or higher is required. In addition to arranging a large number of photoelectric elements, the circuit system for comparing their output signals and detecting whether or not they are in focus is complicated, which results in high costs, especially for products that are manufactured in small quantities. be.

さらに特開昭56−125713号公報に開示されてい
るように、光源を点滅して被写体に投光し、消灯
区間における出力信号を点灯区間における出力信
号から差し引くことにより、上記光源以外の外光
の影響を軽減し、被写体が暗い場合、及び暗い撮
影光学系の場合においても、合焦か否かを検出で
きる焦点検出装置があるが、構成が複雑となるた
め、この装置を設けた装置が高価になるという問
題がある。 Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-125713, by flashing a light source and projecting light onto the subject, and subtracting the output signal in the off section from the output signal in the on section, external light other than the above light source can be detected. There is a focus detection device that can reduce the effects of this and detect whether or not the subject is in focus even when the subject is dark or the photographic optical system is dark, but the configuration is complicated, so it is difficult to The problem is that it is expensive.

この発明は、これらの事情に鑑みてなされたも
ので、簡単な構成で合焦か否かが判別でき、又暗
い被写体及び暗い光学系においても使用できると
共に、被写体は平面に限ることなく凹凸を有する
ものでもよく、さらに任意の距離の被写体に対し
て撮影レンズを速やに合焦の位置に設定できるよ
うにした焦点検出装置及び合焦位置設定装置を提
供することを目的としている。 This invention was made in view of these circumstances, and can determine whether or not it is in focus with a simple configuration, and can be used even with dark subjects and dark optical systems. Further, it is an object of the present invention to provide a focus detection device and a focus position setting device that can quickly set a photographing lens to a focused position for a subject at an arbitrary distance.

前記目的を達成するためこの発明による焦点検
出装置は、被写体を撮影レンズを介してフイルム
面等が配置される所定位置に結像させる光学装置
において、前記撮影レンズの後方の撮影光軸上と
等価な軸上で前記所定位置と共役な位置に配設し
た光電素子と、この光電素子の略中心に設けられ
る開口部と、該開口部の後方近傍に配置され前記
撮影レンズを介して被写体に前記開口部の像を投
影する光源とを設けている。 In order to achieve the above object, the focus detection device according to the present invention is an optical device that images a subject through a photographic lens at a predetermined position where a film surface or the like is placed, which is equivalent to the position on the photographing optical axis behind the photographic lens. a photoelectric element disposed at a position conjugate to the predetermined position on an axis; an aperture provided approximately at the center of the photoelectric element; A light source for projecting an image of the opening is provided.

又、合焦位置設定装置は、被写体を前後動可能
な撮影レンズを介してフイルム面等が配置される
所定位置に結像させる光学装置において、前記撮
影レンズの後方の撮影光軸上と等価な軸上で前記
所定位置と光路が共役となる位置に配設した光電
素子と、この光電素子の略中心に設けられる開口
部と、該開口部の後方近傍に配置され前記撮影レ
ンズを介して被写体に前記開口部の像を投影する
光源と、前記光電素子の検出出力レベルが最大又
は最小値となるように撮影レンズを前後動させる
手段とを有している。 In addition, the focusing position setting device is an optical device that focuses an image of a subject at a predetermined position where a film surface or the like is placed through a photographing lens that can move back and forth, and the focusing position setting device is a focusing position setting device that is equivalent to the position on the photographing optical axis behind the photographing lens. A photoelectric element disposed on the axis at a position where the optical path is conjugate with the predetermined position, an aperture provided approximately at the center of the photoelectric element, and an aperture disposed near the rear of the aperture for photographing a subject through the photographic lens. The image forming apparatus includes a light source for projecting an image of the aperture, and means for moving the photographing lens back and forth so that the detection output level of the photoelectric element reaches a maximum or minimum value.

以下、図面を参照して、この発明を具体的に説
明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to the drawings.

第１図ないし第７図はこの発明の実施例を示
し、第１図は、内視鏡のカメラアダプタ内のこの
発明における焦点検出装置を用いた合焦位置設定
装置の光学系を示し、第２図及び第３図はこの実
施例に使用される光電素子の形状を示し、第４図
は焦点検出の原理を説明する図で、第５図及び第
６図は、被写体の位置に対する光電素子の出力レ
ベルを示し、第７図は、焦点検出装置を用いて撮
影レンズを合焦位置に移動設定する合焦位置設定
装置を電気回路的ブロツク図にて示す。 1 to 7 show embodiments of the present invention, and FIG. 1 shows an optical system of a focus position setting device using the focus detection device of this invention in a camera adapter of an endoscope. Figures 2 and 3 show the shape of the photoelectric element used in this example, Figure 4 is a diagram explaining the principle of focus detection, and Figures 5 and 6 show the shape of the photoelectric element with respect to the position of the subject. FIG. 7 is an electrical circuit block diagram of a focus position setting device that uses a focus detection device to move and set the photographic lens to a focus position.

第１図において、先端側に対物光学系を配設収
容した細長の挿入部１と、この挿入部１の手元側
端部に先端側が接続され、その側部にライトガイ
ド口金部２を有し、内部に接眼光学系が収容され
た接眼部３とから構成される内視鏡４の接眼部３
後端側には、カメラアダプタ５が着脱自在に装着
されている。このカメラアダプタ５の後端側に
は、カメラ６又はテレビカメラが着脱自在に装着
できるようになつている。 In FIG. 1, there is shown an elongated insertion section 1 housing an objective optical system on the distal end side, the distal end side connected to the proximal end of the insertion section 1, and a light guide base section 2 on the side thereof. , an eyepiece section 3 of an endoscope 4, which includes an eyepiece section 3 in which an eyepiece optical system is housed.
A camera adapter 5 is detachably attached to the rear end side. A camera 6 or a television camera can be detachably attached to the rear end side of the camera adapter 5.

上記カメラアダプタ５内には、この発明におけ
る焦点検出装置を用いて、撮影レンズを自動的に
合焦位置に移動設定させる合焦位置設定装置が収
容されている。 The camera adapter 5 houses a focus position setting device that uses the focus detection device of the present invention to automatically move and set the photographing lens to a focus position.

即ち、内視鏡４が取付けられた際の光軸７上
で、内視鏡４の接眼レンズ系に対向する後方位置
に、（光軸７上を）矢符で示すように前後動可能
の撮影レンズ８が配設され、この撮影レンズ８の
後方の光軸７上には該光軸７と傾斜（例えば45度
の傾斜）して半透鏡で形成された合焦用ミラー９
が配設されている。 That is, on the optical axis 7 when the endoscope 4 is attached, there is a movable back and forth (on the optical axis 7) at a rear position facing the eyepiece system of the endoscope 4 as shown by the arrow. A photographic lens 8 is disposed, and on the optical axis 7 behind the photographic lens 8 is a focusing mirror 9 formed of a semi-transparent mirror and inclined (for example, 45 degrees inclined) with respect to the optical axis 7.
is installed.

上記光軸７に沿つて入射された光が合焦用ミラ
ー９で反射された反射光軸上（第１図では上方位
置）に再結像レンズ１０、光電素子１１、合焦用
光源１２が順次配設され、上記光軸７に対し、前
記合焦用ミラー９の裏面側における反射光軸上
（第１図においては下方位置）に、ランプレンズ
１３、合焦を表示する合焦表示ランプ１４が順次
配設されている。 A re-imaging lens 10, a photoelectric element 11, and a focusing light source 12 are placed on the reflected optical axis (in the upper position in FIG. 1) where the light incident along the optical axis 7 is reflected by the focusing mirror 9. A lamp lens 13 and a focus indicator lamp for indicating focus are sequentially arranged on the reflected optical axis on the back surface side of the focusing mirror 9 with respect to the optical axis 7 (lower position in FIG. 1). 14 are arranged in sequence.

上記光電素子１１は、第２図に示すように中央
部にピンホール１５（又は第３図に示すようなス
リツト状角孔）等の開口部が設けられた円板形状
（もちろん正方形又は長方形でも良い）をなし、
この円板前面が感光する素子、例えばフオトダイ
オード、フオトトランジスタ等のように光によつ
て電流特性が変化する素子とか、太陽電池ののよ
うに光起電力が生じる素子、CDSのように抵抗
値が変化する素子等で光電面１７が形成され、そ
の裏面側には、遮光面１８が形成されてそのピン
ホール１５の後方（第１図では上方）位置の合焦
を検出するための光源である合焦用光源１２の光
で直接光電素子１１が感光しないように構成され
ている。 The photoelectric element 11 has a disk shape (of course, it can also be square or rectangular) with an opening such as a pinhole 15 (or a slit-like square hole as shown in FIG. 3) in the center as shown in FIG. good),
Elements whose front surface is sensitive to light, such as photodiodes and phototransistors whose current characteristics change depending on light, elements that generate photovoltaic force such as solar cells, and resistance values such as CDS. A photocathode 17 is formed of an element or the like that changes the polarity, and a light-shielding surface 18 is formed on the back side of the photocathode 17, which serves as a light source for detecting focus at a position behind (above in FIG. 1) the pinhole 15. It is configured so that the photoelectric element 11 is not directly exposed to light from a certain focusing light source 12.

一方、前記カメラアダプタ５の後方から装着さ
れるカメラ６には、合焦用ミラー９の後方の光軸
７上に、光軸７と傾斜（例えば45度の傾斜面）し
たリターンミラー２１が配設され、さらにその後
方に撮影フイルム２２が配設されている。 On the other hand, in the camera 6 attached from the rear of the camera adapter 5, a return mirror 21 is arranged on the optical axis 7 behind the focusing mirror 9 and is inclined with respect to the optical axis 7 (for example, a 45-degree inclined surface). Further, a photographic film 22 is disposed behind it.

上記リターンミラー２１の反射光軸上（図示で
は上方）に、左右反転して正立像に戻すペンタプ
リズム２３が配設され、このペンタプリズム２３
を経た光軸上にフアインダーレンズ２４が配設さ
れ、その後方に目を近接させて、フイルム２２に
結像されるのと同等の光学像を観察できるように
構成されている。上記リターンミラー２１は、撮
影の際には退逃して入射された光がフイルム２２
面に結像されるように構成されている。 A pentaprism 23 is disposed on the reflection optical axis of the return mirror 21 (in the upper direction in the figure), and the pentaprism 23 is horizontally inverted and returned to an erect image.
A finder lens 24 is disposed on the optical axis passing through the viewfinder lens 24, and the viewfinder lens 24 is configured so that an optical image equivalent to that formed on the film 22 can be observed by bringing the eye close to the rear thereof. The return mirror 21 allows the incident light to escape to the film 22 during photography.
It is configured to be imaged onto a surface.

上記光電素子１１の光電面１７の位置は、前記
フイルム２２面の位置と共役となるように配置さ
れている。 The position of the photocathode 17 of the photoelectric element 11 is arranged to be conjugate with the position of the surface of the film 22.

即ち、撮影レンズ８を経た光が、後方のフイル
ム２２面に結像される場合の光路長と、合焦ミラ
ー９によつて反射され、再結像レンズ１０を経て
光電素子１１の光電面１７に結像される場合の光
路長が等しくなるように設定されている。 That is, the optical path length when the light passing through the photographic lens 8 is imaged on the rear film 22 surface, and the optical path length when the light is reflected by the focusing mirror 9, passes through the re-imaging lens 10, and forms an image on the photocathode 17 of the photoelectric element 11. The optical path lengths are set to be equal when images are formed.

このように配設された光学系を有する焦点検出
装置を用いた合焦位置設定装置を収容したカメラ
アダプタ５における焦点検出機能について、先ず
これを直線状の光学系に簡略化した第４図を参照
してその原理を説明し、その後に焦点検出装置及
び合焦位置設定装置の動作を説明する。同図にお
いて、合焦用光源１２の光は光電素子１１のピン
ホール１５を経て光軸７に沿つて進行し、撮影レ
ンズ８を経て前方の被写体２５に向けて投光され
る。投光され、被写体２５で反射された光は、再
び撮影レンズ８を経て光電素子１１側に戻るが、
今、仮りに被写体２５が符号ｂで示す位置の時合
焦であつて、それより近すぎたり、それより遠す
ぎたりした場合の位置をそれぞれ符号ａ，ｃで示
す。 Regarding the focus detection function of the camera adapter 5 that accommodates a focus position setting device using a focus detection device having an optical system arranged in this way, first, FIG. The principle will be explained with reference to this figure, and then the operation of the focus detection device and the focus position setting device will be explained. In the figure, light from a focusing light source 12 passes through a pinhole 15 of a photoelectric element 11, travels along an optical axis 7, passes through a photographic lens 8, and is projected toward a subject 25 in front. The light that is projected and reflected by the subject 25 passes through the photographic lens 8 again and returns to the photoelectric element 11, but
Now, if the subject 25 is in focus at the position indicated by b, the positions if it is too close or too far away are indicated by a and c, respectively.

上記の場合には、符号ｂの位置で反射された光
は、撮影レンズ８を経てピンホール１５の位置が
収束点（結像点）となるので、このピンホール１
５周囲の光電面１７には、光が達しない。一方、
符号ａの位置で反射された光は、上記ピンホール
１５の後方位置が収束点となるので、図示のよう
にピンホール１５外周の光電面１７に光が達し、
この光に対する信号が出力される。同様に符号ｃ
の位置で反射された光は、ピンホール１５の前方
位置ですでに収束点となり、その後拡開するの
で、光電面１７に光が達し、光電素子１１からこ
の光に対する信号が出力される。 In the above case, the light reflected at the position b passes through the photographing lens 8 and becomes the convergence point (image formation point) at the position of the pinhole 15.
No light reaches the photocathode 17 around the photocathode 5. on the other hand,
The light reflected at the position a has a convergence point at the rear position of the pinhole 15, so the light reaches the photocathode 17 on the outer periphery of the pinhole 15 as shown in the figure.
A signal corresponding to this light is output. Similarly, code c
The light reflected at the position already becomes a convergence point at the position in front of the pinhole 15 and then spreads out, so that the light reaches the photocathode 17 and the photoelectric element 11 outputs a signal for this light.

上述においては、合焦用光源１２に対する光に
ついてのみ考慮したが、実際には前記の光のみで
なく、例えば内視鏡４についてはライトガイドを
経た照明光等による外光も入射されるため、光電
素子１１の出力信号は上述の外光による出力レベ
ル分嵩上げされ、第５図に示すようになる。ここ
で横軸は被写体２５の位置を示し、縦軸は光電素
子１１の検出出力レベルの一例を示す。 In the above description, only the light to the focusing light source 12 has been considered, but in reality, not only the above-mentioned light but also external light such as illumination light that has passed through the light guide is incident on the endoscope 4. The output signal of the photoelectric element 11 is increased by the output level due to the above-mentioned external light, and becomes as shown in FIG. Here, the horizontal axis indicates the position of the subject 25, and the vertical axis indicates an example of the detection output level of the photoelectric element 11.

即ち、被写体２５が合焦の位置、つまり符号ｂ
の位置の時の光電素子１１の出力レベルPbが最
小となり、それより近すぎても、遠すぎてもそれ
ぞれ信号出力レベルPPa，Pcが大きくなる。 That is, the position where the subject 25 is in focus, that is, the position b
The output level Pb of the photoelectric element 11 at the position is the minimum, and the signal output levels PPa and Pc increase even if the position is closer or further away.

このようにして信号出力が最小（光電素子によ
つては逆に最大となる場合もある。）の位置が合
焦となるので、任意の距離における被写体２５に
対し、撮影レンズ８を移動し、光電素子１１の出
力が最小となる撮影レンズ８の位置が合焦となる
ので、その位置において、写真等の撮影を行え
ば、鮮明な（写真）が撮影できる。この撮影レン
ズ８を移動する場合、移動する前より出力レベル
が小さくなる方向が合焦に近づいていることを示
すので、この方向に撮影レンズ８を手動又は自動
で動かせば良い。自動的に設定する場合撮影レン
ズ８の移動に対し、出力レベルが大きくなり始め
るか、変化しなくなる点で移動を停止すれば、任
意の距離の被写体２５に対し、撮影レンズ８を合
焦の位置に設置することができる。 In this way, the position where the signal output is minimum (it may be maximum depending on the photoelectric element) is in focus, so the photographic lens 8 is moved to the subject 25 at an arbitrary distance, Since the position of the photographing lens 8 where the output of the photoelectric element 11 is minimum becomes the focal point, if a photograph is taken at that position, a clear photograph can be taken. When moving the photographing lens 8, the direction in which the output level becomes smaller than before the movement indicates that the focus is approaching, so the photographing lens 8 may be moved manually or automatically in this direction. When setting automatically, if the movement of the photographic lens 8 is stopped at a point where the output level starts to increase or stops changing, the photographic lens 8 can be set at the in-focus position for the subject 25 at an arbitrary distance. It can be installed in

上述の原理は、撮影レンズ８の後方の光電素子
１１に至る間に再結像レンズ１０、合焦用ミラー
９が配設され、撮影レンズ８の前方の被写体２５
に至る間に内視鏡４が配設されていることを除い
て、第１図に示すカメラアダプタ５内の光学系に
対しても全く同様に適用できるものである。 The above-mentioned principle is that the re-imaging lens 10 and the focusing mirror 9 are disposed between the photoelectric element 11 at the rear of the photographic lens 8, and the object 25 in front of the photographic lens 8 is
The optical system within the camera adapter 5 shown in FIG. 1 can be applied in exactly the same manner, except that the endoscope 4 is disposed between the ends.

第１図に示すカメラアダプタ５においては、合
焦となつた場合後述するように合焦表示ランプ１
４が点灯し、この光は、ランプレンズ１３で集光
されて合焦用ミラー９で反射され、光軸７後方に
進行し、リターンミラー２１、ペンタプリズム２
３さらにフアインダーレンズ２４を経て観測者の
目に入射されるので、上記合焦表示ランプ１４が
点灯した場合に撮影すれば、鮮明な（写真）撮影
ができるようになつている。 In the camera adapter 5 shown in FIG. 1, when the camera is in focus, the focus indicator lamp 1
4 lights up, this light is focused by the lamp lens 13, reflected by the focusing mirror 9, travels toward the rear of the optical axis 7, and then passes through the return mirror 21 and the pentaprism 2.
3 Furthermore, since the light enters the observer's eyes through the finder lens 24, a clear photograph can be taken if the photograph is taken when the focus indicator lamp 14 is lit.

上述の合焦用光源１２として、赤外域の発光特
性を有する赤外光源を使用し、光電素子１１の方
も赤外域において良好な検出特性を示す素子を用
いれば、一般観察用における照明光その他の外光
が光電素子１１に入射される影響が、第６図に示
すように少なくなり、合焦位置に対する、検出能
力及び設置能力が向上する。つまり、上記の光源
及び光電素子を用いて、被写体２５の位置に対す
る光電素子の出力レベル特性は、第５図のものに
対し信号対雑音比（SN比）が向上する。換言す
るならば、符号ｂで示す合焦位置における出力レ
ベルPb′に対し、それぞれ符号ａ，ｃで示すずれ
た位置における出力レベルPa′，Pc′は、前述の場
合より小さくなつており、合焦位置からのずれの
位置（例えば）ａに対する出力レベルの変化量は
Pa′／Pb′となり、前述の場合における変化量
Pa／Pbより大きくなる。 If an infrared light source with emission characteristics in the infrared region is used as the above-mentioned focusing light source 12, and an element with good detection characteristics in the infrared region is used as the photoelectric element 11, it is possible to use illumination light for general observation and other purposes. The influence of external light incident on the photoelectric element 11 is reduced as shown in FIG. 6, and the detection ability and installation ability for the focal position are improved. That is, by using the above light source and photoelectric element, the signal-to-noise ratio (SN ratio) of the output level characteristics of the photoelectric element with respect to the position of the subject 25 is improved compared to that shown in FIG. In other words, with respect to the output level Pb' at the focused position indicated by the symbol b, the output levels Pa' and Pc' at shifted positions indicated by the symbols a and c, respectively, are smaller than in the above case, and the in-focus position is The amount of change in output level with respect to the position (for example) a of deviation from the focus position is
Pa′/Pb′, the amount of change in the above case
It becomes larger than Pa/Pb.

第７図は、上述の焦点検出装置を用いて撮影レ
ンズ８を合焦位置に移動設定する合焦位置設定装
置と自動露出装置とを、電気回路ブロツクを用い
て示す。 FIG. 7 shows, using electric circuit blocks, a focus position setting device and an automatic exposure device for moving and setting the photographing lens 8 to a focus position using the above-described focus detection device.

即ち、この合焦位置設定装置３１は、被写体に
合焦用ランプ（合焦用光源１２に相当する。）３
２を発光させて投光する発光回路３３と、被写体
による反射光をピンホール１５等の開口部を設け
た上記光電素子１１で検出した信号出力を増幅し
て合焦か否かを検出する合焦検出回路３４と、合
焦の時表示する表示器（前記合焦表示ランプ１４
に相当する）３５と、撮影レンズ８を合焦の位置
に設定するために撮影レンズ８を移動させる（撮
影レンズ）駆動位置３６とよりなる。 That is, this focusing position setting device 31 places a focusing lamp (corresponding to the focusing light source 12) 3 on the subject.
A light emitting circuit 33 emits light by emitting light from the subject, and a focusing circuit that amplifies the signal output detected by the photoelectric element 11 provided with an opening such as a pinhole 15 to detect the reflected light from the subject to detect whether or not it is in focus. A focus detection circuit 34 and an indicator (the focus display lamp 14) that is displayed when in focus.
(corresponding to) 35, and a (taking lens) drive position 36 for moving the taking lens 8 in order to set the taking lens 8 to the in-focus position.

上記発光回路３３は、例えばレリーズボタン３
７の押圧操作によつて、スイツチSW₁がオフから
オンし（この間スイツチSW₂もオンしつづける。）
LED等の合焦用ランプ３２を点灯するように構
成されている。上記合焦検出回路３４は、光電素
子１１の出力信号を増幅する増幅器３９と、比較
検出回路４０とよりなり、この比較検出回路４０
は、例えば前記駆動装置３６が撮影レンズ８を一
定速度で前後動させた場合、適当な間隔にて（増
幅器３９にて増幅された）検出信号を順次入力
し、その際前に入力された信号値と、それに引き
続いて入力された信号値とを比較し、後に入力さ
れた信号が前に入力された信号に等しいか、又は
大きくなつた時、検知信号を出力して前記駆動装
置３６を停止させ、撮影レンズ８を逆方向に移動
させると共に、上記検知信号を適当な時定数に設
定して積分する等してその積分出力が一定値以上
の時表示器３５を点灯させ、且つ駆動装置３６の
動作を停止させるように構成してある。 The light emitting circuit 33 is, for example, a release button 3
By pressing 7, switch SW ₁ is turned on from off (during which time switch SW ₂ also remains on).
It is configured to light up a focusing lamp 32 such as an LED. The focus detection circuit 34 includes an amplifier 39 that amplifies the output signal of the photoelectric element 11 and a comparison detection circuit 40.
For example, when the driving device 36 moves the photographic lens 8 back and forth at a constant speed, the detection signals (amplified by the amplifier 39) are sequentially inputted at appropriate intervals, and the previously inputted signal is The value is compared with the signal value input subsequently, and when the later input signal is equal to or larger than the previously input signal, a detection signal is output and the driving device 36 is stopped. and moves the photographic lens 8 in the opposite direction, integrates the detection signal by setting an appropriate time constant, etc., and lights up the indicator 35 when the integrated output exceeds a certain value, and the driving device 36 It is configured to stop the operation of the

一方、前記リレーズボタン３７をさらに強く押
圧すると第３のスイツチSW₃がオフからオンし
（第２のスイツチSW₂はオフとなり、上記合焦位
置設定装置３１は動作しない。）、以下に述べる自
動露出（EE）装置４１が動作するように構成さ
れている。 On the other hand, when the relay button 37 is further pressed, the third switch SW ₃ is turned on from off (the second switch SW ₂ is turned off, and the focus position setting device 31 is not operated), and the automatic focusing position setting device 31 described below is turned on. An exposure (EE) device 41 is configured to operate.

即ち、このEE装置４１は、スイツチSW₃がオ
ンされることにより電源４２から電力が供給され
て測光用の光電素子４３の検出信号を増幅する増
幅器４４と、この増幅信号によつてEEシヤツタ
４５のシヤツタ速度及び撮影用の光源（内視鏡に
おいては、撮影用の照明光源）の光量を制御する
光量制御回路４６をそれぞれ制御するEE制御回
路４７とよりなり、上記スイツチSW₃をオンする
操作により、EE制御回路４７が動作して適当な
シヤツタ速度及び適当な光量に調節される。 That is, this EE device 41 includes an amplifier 44 that is supplied with power from a power source 42 when the switch SW ₃ is turned on and amplifies the detection signal of the photoelectric element 43 for photometry, and an EE shutter 45 that uses this amplified signal. and an EE control circuit 47 that controls a light amount control circuit 46 that controls the shutter speed of the camera and the light amount of a light source for photographing (in the case of an endoscope, an illumination light source for photographing), and an operation of turning on the switch SW ₃ . As a result, the EE control circuit 47 operates to adjust the shutter speed and light amount to an appropriate level.

上記のように構成された合焦位置設定装置３１
は、以下に述べるような動作により撮影レンズ８
を合焦位置に移動設定する。 Focusing position setting device 31 configured as described above
The photographing lens 8 is moved by the operation described below.
Move and set to the focus position.

即ち、レリーズボタン３７が指等で押圧してス
イツチSW₁がオンされると、発光回路３３は合焦
用ランプ３２を点灯して、ピンホール１５等の小
孔を経て、さらに再結像レンズ１０を経て合焦用
ミラー９で反射され、撮影レンズ８を経て被写体
に投光させる。被写体で反射された光は、再び撮
影レンズ８を経て合焦用ミラー９で反射され、小
孔を設けた光電素子１１に進行する。上記撮影レ
ンズ８が、被写体に対し合焦の位置にあると、光
電素子１１の出力レベルは最小となる。従つてこ
の場合には駆動装置３６が撮影レンズ８を、例え
ば前方に移動させた場合の出力レベルは大きくな
るので前進させる動作を直ちに停止し、比較検出
回路４０が検知信号を出力すると共に、駆動装置
３６は、撮影レンズ８を逆の方向に移動させる。
この場合にも出力レベルは大きくなるので検知信
号を出力すると共に、この撮影レンズ８を後方に
移動する動作を停止させ、反対方向（即ち前方）
に移動させるというように、撮影レンズ８は合焦
位置の光軸７上で微小振動する。この場合、比較
検出回路４０から検知信号が出力されるので、適
当な時定数を有する積分回路を通すとその出力は
一定値以上となり、上記微小振動動作は停止す
る。 That is, when the release button 37 is pressed with a finger or the like and the switch SW ₁ is turned on, the light emitting circuit 33 turns on the focusing lamp 32, passes through a small hole such as the pinhole 15, and then the re-imaging lens. 10, is reflected by a focusing mirror 9, passes through a photographing lens 8, and is projected onto a subject. The light reflected by the object passes through the photographic lens 8 again, is reflected by the focusing mirror 9, and travels to the photoelectric element 11 provided with a small hole. When the photographing lens 8 is in a focused position with respect to the subject, the output level of the photoelectric element 11 is at its minimum. Therefore, in this case, when the driving device 36 moves the photographing lens 8 forward, for example, the output level increases, so the forward movement is immediately stopped, the comparison detection circuit 40 outputs a detection signal, and the driving The device 36 moves the photographic lens 8 in the opposite direction.
In this case as well, the output level becomes large, so a detection signal is output, and the operation of moving the photographic lens 8 backward is stopped and moved in the opposite direction (i.e., forward).
The photographing lens 8 vibrates minutely on the optical axis 7 at the focusing position. In this case, since a detection signal is output from the comparison detection circuit 40, when it is passed through an integration circuit having an appropriate time constant, its output becomes a certain value or more, and the above-mentioned micro-oscillation operation is stopped.

一方、撮影レンズ８が合焦の位置からずれてい
る場合、最初に駆動装置３６が撮影レンズ８を合
焦の位置と反対方向に移動させると、光電素子１
１の出力レベルは、（（次第に）大きくなるので、
比較検出回路４０は、駆動装置３６を制御して前
述と同様に撮影レンズ８を反対方向に移動させ
る。撮影レンズ８が、合焦の位置を通りすぎる
と、上述と同様の微小振動動作を繰り返し、撮影
レンズ８を合焦の位置に設置する。 On the other hand, when the photographic lens 8 is deviated from the in-focus position, when the drive device 36 first moves the photographic lens 8 in the direction opposite to the in-focus position, the photoelectric element 1
The output level of 1 becomes (gradually) larger, so
The comparison detection circuit 40 controls the drive device 36 to move the photographing lens 8 in the opposite direction in the same manner as described above. When the photographic lens 8 passes the in-focus position, the same minute vibration operation as described above is repeated, and the photographic lens 8 is placed at the in-focus position.

このように撮影レンズ８が合焦の位置に設置さ
れると、合焦表示ランプ１４等の表示器３５が点
灯するので、観察者はこれを視認してから、前記
レリーズボタン３７をさらに強く押圧するとEE
装置４１が動作し、（写真）撮影ができる。この
場合EE装置４１を同時に連動して又は引きつづ
いて動作させるようにすることもできる。又上記
表示器３５は、ランプを点灯するのでなくブザー
等を動作させるようにしても良い。 When the photographing lens 8 is placed in the focused position in this way, the indicator 35 such as the focus indicator lamp 14 lights up, so the observer visually confirms this and then presses the release button 37 more firmly. Then EE
The device 41 operates and (photographs) can be taken. In this case, the EE device 41 may be operated simultaneously or sequentially. Further, the display 35 may operate a buzzer or the like instead of lighting a lamp.

上述の実施例においては、内視鏡４に装着され
る（カメラ又はテレビカメラ等の）カメラアダプ
タに焦点検出装置及び合焦位置設定装置を設けて
あるが、この発明は、勿論この実施例に限定され
るものでなく内視鏡用カメラのみならず通常のカ
メラ等の合焦か否かが重要となる光学機器又は光
学装置類に適用できるものである。この場合の撮
影レンズは、光学機器（又は装置）において、結
像用に使用されるレンズの一部又は全部を指し、
これを光軸に沿つて前後動させれば良い。 In the embodiment described above, the camera adapter (such as a camera or a television camera) attached to the endoscope 4 is provided with a focus detection device and a focus position setting device, but the present invention is of course applicable to this embodiment. The invention is not limited to this and can be applied not only to endoscope cameras but also to optical instruments or optical devices in which focusing is important, such as ordinary cameras. In this case, the photographic lens refers to part or all of the lens used for imaging in an optical device (or device),
It is sufficient to move this back and forth along the optical axis.

上述の実施例において、第２図又は第３図に示
す光電素子１１の小孔は、これらの形状に限定さ
れるものでなく、開口部を有し、その周囲の一部
（又は全部）に光電面が形成されていれば良い。 In the above embodiment, the small hole of the photoelectric element 11 shown in FIG. 2 or 3 is not limited to these shapes, but has an opening and a part (or all) of the periphery thereof. It is sufficient that a photocathode is formed.

又、上記光電素子１１の（電子回路を組合わせ
た）出力は、光が入射されない時小さくなるもの
とは逆に、大きくなる場合もある。 Further, the output of the photoelectric element 11 (combined with an electronic circuit) may become large, whereas it becomes small when no light is incident.

以上説明したようにこの発明によれば、簡単な
構成で合焦か否かが判別でき、又暗い被写体及び
暗い光学系においても使用できると共に、被写体
は平面に限ることなく凹凸を有するものでもよ
く、さらに任意の距離の被写体に対して撮影レン
ズを速やかに合焦の位置に設定できるといつた効
果を有する。 As explained above, according to the present invention, it is possible to determine whether or not focus is achieved with a simple configuration, and it can also be used for dark subjects and dark optical systems. Furthermore, it has the effect that the photographing lens can be quickly set to the in-focus position for an object at an arbitrary distance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図ないし第７図は、この発明に係るもの
で、第１図は、内視鏡にカメラが装着される場合
に介装されるカメラアダプタ内に収容されたこの
発明における焦点検出装置を用いた合焦位置設定
装置の光学系を示す説明図、第２図は、ピンホー
ルを設けた光電素子を示す正面図、第３図は、角
孔を設けた場合の光電素子を示す正面図、第４図
は、第１図の光学系の焦点検出の動作を直線状の
光学系に直して示す概略説明図、第５図は、第４
図の光学系における被写体の位置を変えた場合の
光電素子の出力特性を示す特性図、第６図は、第
４図において赤外光を用いた場合における光電素
子の出力特性を示す特性図、第７図は、電気回路
的ブロツクを用いて撮影レンズを合焦位置に移動
設定する合焦位置設定装置及び自動露出装置の構
成を示す説明図である。３……接眼部、４……内視鏡、５……カメラア
ダプタ、６……カメラ、７……光軸、８……撮影
レンズ、９……合焦用ミラー、１０……再結像レ
ンズ、１１……光電素子、１２……合焦用光源、
１３……ランプレンズ、１４……合焦表示ラン
プ、１５……ピンホール、１７……光電面、１８
……遮光面、２１……リターンミラー、２２……
フイルム、２３……ペンタプリズム、３１……合
焦位置設定装置、３２……合焦用ランプ、３３…
…発光回路、３４……合焦検出回路、３５……表
示器、３６……駆動装置、３７……レリーズボタ
ン、３８……バツテリ、４１……自動露出装置。 1 to 7 are related to the present invention, and FIG. 1 shows a focus detection device according to the present invention housed in a camera adapter that is inserted when a camera is attached to an endoscope. An explanatory diagram showing the optical system of the focusing position setting device used, FIG. 2 is a front view showing a photoelectric element with a pinhole, and FIG. 3 is a front view showing a photoelectric element with a square hole. , FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing the focus detection operation of the optical system in FIG. 1 converted to a linear optical system, and FIG.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the output characteristics of the photoelectric element when changing the position of the subject in the optical system shown in FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of a focus position setting device and an automatic exposure device that move and set the photographic lens to a focus position using electric circuit blocks. 3... Eyepiece, 4... Endoscope, 5... Camera adapter, 6... Camera, 7... Optical axis, 8... Photographing lens, 9... Focusing mirror, 10... Refocusing Image lens, 11... photoelectric element, 12... focusing light source,
13...Lamp lens, 14...Focus display lamp, 15...Pinhole, 17...Photocathode, 18
... Light shielding surface, 21 ... Return mirror, 22 ...
Film, 23...Penta prism, 31...Focusing position setting device, 32...Focusing lamp, 33...
... Light emitting circuit, 34 ... Focus detection circuit, 35 ... Display, 36 ... Drive device, 37 ... Release button, 38 ... Battery, 41 ... Automatic exposure device.

Claims

【特許請求の範囲】１被写体を撮影レンズを介してフイルム面等が
配置される所定位置に結像させる光学装置におい
て、前記撮像レンズの後方の撮影光軸上と等価な
軸上で前記所定位置と共役な位置に受光面を位置
させる平板状の光電素子と、この光電素子の略中
心に貫通して設けられる狭小の開口部と、該開口
部の後方近傍に配置され前記撮影レンズを介して
被写体に前記開口部の像を投影する光源とを具備
することを特徴とする焦点検出装置。２被写体を前後動可能な撮影レンズを介してフ
イルム面等が配置される所定位置に結像させる光
学装置において、前記撮影レンズの後方の撮影光
軸上と等価な軸上で前記所定位置と共役となる位
置に受光面を位置させる平板状の光電素子と、こ
の光電素子の略中心に貫通して設けられる狭小の
開口部と、該開口部の後方近傍に配置され前記撮
影レンズを介して被写体に前記開口部の像を投影
する光源と、前記光電素子の検出出力レベルが最
大又は最小値となるように撮影レンズを前後動さ
せる手段とを有することを特徴とする合焦位置設
定装置。[Scope of Claims] 1. In an optical device that images a subject through a photographing lens at a predetermined position on which a film surface or the like is arranged, the predetermined position is formed on an axis equivalent to the photographing optical axis behind the imaging lens. a flat photoelectric element whose light-receiving surface is located at a position conjugate to the photoelectric element; a narrow aperture penetrating through the photoelectric element approximately in the center thereof; A focus detection device comprising: a light source that projects an image of the aperture onto a subject. 2. In an optical device that images a subject at a predetermined position on which a film surface or the like is arranged through a photographing lens that can move back and forth, an axis that is conjugate with the predetermined position on an axis equivalent to the photographing optical axis behind the photographic lens. A flat photoelectric element with a light-receiving surface positioned at a position where A focusing position setting device comprising: a light source for projecting an image of the aperture; and means for moving a photographic lens back and forth so that the detection output level of the photoelectric element reaches a maximum or minimum value.