JPS5994711A - Automatic focus detector - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform accurate focusing regardless of the color correction of an optical system and variation of the spectral distribution of a light source by arranging a narrow band-pass filter in an optical path of detection. CONSTITUTION:The optical system of the automatic focus detector of a microscope is provided with the light source 1, a condenser lens 2, an objective 4, a half-mirror 5, an ocular 6, a photographic ocular 7, a film 8, and a detachable green filter 9, and an MOS type linear image sensor 10. Further, the narrow band-pass filter 13 is provided in the optical path of detection right in front of the image sensor 10 and this filter 13 limits the band of light received by the image sensor 10. Therefore, the detection position of the maximum quantity of light is almost unchanged even when either an achromat or an apochromate lens is inserted as the objective 4, when the color temperature of the light source 1 is vaired, and when the green filter 9 is inserted into the optical path, and consequently accurate focusing is carried out.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カメラヤ顕微鏡等の光学系に用いられる自動
焦点検出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic focus detection device used in an optical system such as a camera microscope.

従来の自動焦点検出装置としては、色補正の異なった光
学系を考慮したものはなかった。例えば、−眼レフカメ
ラのＴＴＬ方式による自動焦点検出装置の場合、レンズ
を交換することがあるが、交換レンズの色補正はぼとｉ
ど同様に補正されておシ、又多少補正量が異なってもカ
メラの焦点深度を考えるとほとんど問題がないので、従
来は赤外光カットフィルターを画像センサーの前につけ
て有害な赤外光の影響を除くことが行われていた処遇ぎ
なかった。そのため、色補正の異なる光学系を交換して
使用すると、焦点が合わないかもしくは精度が悪化する
という欠点があった。又、色フィルターを用いたシ或は
光源の波長分布を変化させた場合に焦点が合わなくなる
という問題があった。No conventional automatic focus detection device has taken into account optical systems with different color corrections. For example, in the case of an automatic focus detection device using the TTL method of an eye reflex camera, the lens may be replaced, but the color correction of the interchangeable lens is difficult.
Even if the correction amount is slightly different, there is almost no problem considering the depth of focus of the camera, so conventionally an infrared light cut filter was attached in front of the image sensor to remove harmful infrared light. There was no treatment that had been done to remove the effects. Therefore, if optical systems with different color corrections are used interchangeably, there is a drawback that the focus may not be achieved or the accuracy may deteriorate. Furthermore, there is a problem in that when a color filter is used or when the wavelength distribution of a light source is changed, the image becomes out of focus.

以下、これらの点について詳細に説明する。These points will be explained in detail below.

自動焦点検出装置を構成する要素の中で光と関係するも
のに光源、光学系、受光素子があるが、この内変更され
得るものは光源及び光学系である。Among the elements constituting the automatic focus detection device, those related to light include a light source, an optical system, and a light receiving element, and among these, the light source and optical system can be changed.

例えば光源の場合自然光からハロゲンランプ等による人
工光への変更が考えられるし、光学系の場合はカメラな
ら各種交換レンズが有シ、顕微鏡なら各種対物レンズが
有る。そして、各要素すなわち光源、光学系、受光素子
はそれぞれ分光分布。For example, in the case of a light source, it is possible to change from natural light to artificial light such as a halogen lamp, and in the case of optical systems, there are various types of interchangeable lenses for cameras, and various types of objective lenses for microscopes. Each element, namely the light source, optical system, and photodetector, has a spectral distribution.

色収差１分光感度という波長依存性を有しているから、
ある−組の光源と光学系の組合せの場合に焦点合わせが
正確に行なえる様に焦点位置調整が行なわれている。そ
の為に、例えば色補正の異なる光学系と交換すると焦点
位置即ち最大光量検出位置が異なってくる。Because it has a wavelength dependence of chromatic aberration of 1 spectral sensitivity,
Focus position adjustment is performed so that focusing can be performed accurately for certain combinations of light sources and optical systems. Therefore, for example, if the optical system is replaced with an optical system with a different color correction, the focal position, that is, the maximum light amount detection position will differ.

第１図はＣＩＥ（国際照明委員会）が規定したＯＩＥ昼
光Ｄ６５を示しておシ、これは色温度が６５０４　Ｋに
近似する昼光で照明される物体色を表示する場合に用い
られている（新編色彩科学ハンドブック・東海大学出版
会）、又、第２図はＭＯＳ型のリニアイメージセンサ−
の分光感度の例を示してオシ、一般的にこの種のセンサ
ーは赤外側の感度が高い。この様に、発光側も受光側も
分光分布を持っているのが普通であシ、全可視域波長に
限ったとしても全波長に対して分光分布はフラットでは
あシ得ない。Figure 1 shows the OIE daylight D65 specified by the CIE (Commission Internationale de Illumination), which is used to display the color of objects illuminated by daylight with a color temperature close to 6504 K. (New Edition Color Science Handbook, Tokai University Press), and Figure 2 shows a MOS type linear image sensor.
This is an example of the spectral sensitivity of this type of sensor, which generally has high sensitivity in the infrared region. In this way, it is normal for both the light emitting side and the light receiving side to have a spectral distribution, and the spectral distribution cannot be flat for all wavelengths even if it is limited to all wavelengths in the visible range.

第３図は色補正の異なる光学系の例として顕微鏡の二種
類の対物レンズの球面収差の色の補正状況を表わした図
であって、（ａ）がアポロマート補正の対物レンズの場
合を、（ｂ）が（ａ）とは異なる色補正のアポクロマー
トの対物レンズの場合を夫々示している。（ａ）と（ｂ
）との色収差補正状況を比較すると、収差量そのものは
（ｂ）の方が極端に少なくなっている。又、色補正のツ
クランスも（ａ）では短波長側が軽視されて補正されて
いないのに対し、（ｂ）では長波長側と同様に補正され
ていることがわかる。FIG. 3 is a diagram showing the state of color correction of spherical aberration of two types of objective lenses of a microscope as an example of optical systems with different color corrections. (b) shows the case of an apochromatic objective lens with color correction different from that in (a). (a) and (b)
Comparing the chromatic aberration correction status with (b), the amount of aberration itself is extremely small. Furthermore, it can be seen that in the color correction contrast, in (a), the short wavelength side is neglected and not corrected, whereas in (b), it is corrected in the same way as the long wavelength side.

第４図は第３図における開口数×０．７の色補正の様子
を横軸を波長として表わした図である。（ａ）がアクロ
マートの場合を、（ｂ）がアポクロマートの場合を夫々
示しておシ、アクロマートがＣ、ｆ”でアポクロマート
がＣ、ｄ　、　Ｆで夫々補正されていることがわかる。FIG. 4 is a diagram showing the color correction of numerical aperture×0.7 in FIG. 3, with the horizontal axis representing the wavelength. (a) shows the case of achromat, and (b) shows the case of apochromat. It can be seen that achromat is corrected with C and f", and apochromat is corrected with C, d, and F, respectively.

第５図は目の分光感度を表わす比視感度曲線を示してお
シ、これは波長５５５ｎｍを中心とした山状の分布形状
をしている。第６図はカラーフィルム及び白黒フィルム
の分光感度を示している。FIG. 5 shows a specific luminous efficiency curve representing the spectral sensitivity of the eye, which has a mountain-like distribution shape centered at a wavelength of 555 nm. FIG. 6 shows the spectral sensitivity of color film and black and white film.

第７図は受光素子のリニアイメージセンサ−に補正用と
して近赤外カットフィルターを用いた時の分光感度を示
している。FIG. 7 shows the spectral sensitivity when a near-infrared cut filter is used for correction in the linear image sensor of the light receiving element.

さて、第５図と第７図で示したように目の感度の分光分
布とセンサーの分光分布の様子がかなシ違っておシ、そ
のため実際にそれぞれでピント合わせした場合の焦点位
置は違ってくる。その様子を示したのが第８図であって
、目で合わせた場合の焦点位置は波長５５５ｎｍ付近の
収差で決まる位置にあるが、センサーで合わせた場合は
かなｐ広範囲の波長の影響を受ける。色収差の補正の程
度がほとんど同じ場合には、あらかじめ焦点位置の差を
考慮してセンサーを設置しておけば良いが、第８図（ａ
）　、　ｆｂ）のように色補正の異なる光学系の場合は
その差の量がかなシ違っているので両方を同時に満たす
ことは出来ない。尚、第６図によるとカラーフィルムの
分光感度が比視感度よシセンサーの分光感度に近いから
、写真撮影にはセンサーによるピント合わせの方が適し
ているようにも思えるが、写真を見る場合はやはシ比視
感度に従うので目で合わせたピントで撮影するほうが良
い。Now, as shown in Figures 5 and 7, the spectral distribution of the sensitivity of the eye and the spectral distribution of the sensor are slightly different, so the focal position when actually focusing on each is different. come. Figure 8 shows this situation. When focusing with the eye, the focal point is determined by aberrations around the wavelength of 555 nm, but when focusing with a sensor, it is affected by a wide range of wavelengths. . If the degree of correction of chromatic aberrations is almost the same, it is sufficient to install the sensor taking into account the difference in focal position in advance, but as shown in Fig. 8 (a)
In the case of optical systems with different color corrections such as ) and fb), the amount of difference is quite different, so it is not possible to satisfy both at the same time. According to Figure 6, the spectral sensitivity of color film is closer to the spectral sensitivity of the sensor than the relative luminous efficiency, so it seems that focusing using a sensor is more suitable for taking photographs, but when looking at photographs, Since it depends on the relative luminosity, it is better to take pictures with the focus set by your eyes.

又、第９図は色温度がそれぞれ４０００に、５５００に
、７０００にの場合の光源の分光分布を示している。Further, FIG. 9 shows the spectral distribution of the light source when the color temperature is 4000, 5500, and 7000, respectively.

光源の分光分布がこの様に変化した場合、目で合わせる
場合は比視感度が狭帯域であることやその波長付近（５
５’５．ｎｍ付近）の収差は一般に光学系によシよ〈補
正されてｂて波長変化による収差の変動が少ないことか
らピントの移動は少ないが１センサーの場合は分光感度
の範囲が広く且つ光学系も広範囲の色収差まで補正しき
れないのでピントが大幅に移動する。従って、光源の分
光分布が変化すると第１０図（ａ）に示した如く目での
焦点位置とセンサーでの焦点位置の差の量が変化し、そ
の差をあらかじめ補正してセンサーを設置しておいても
ピントの移動は避けられない。例えば顕微鏡の写真撮影
時は一般に５５’００にの光源が用いられるが、第１０
図（ｂ）に示したようにあらかじめ目でのピント位置と
センサーのピント位置が一致するヨウニセンサーの位置
をαだけ調整しておいても、何らかの理由で光源の色温
度が７０００Ｋに変った場合自動焦点検出装置ではピン
トがβだけずれ　　　□ていることになる。この様に光
学系の色補正が変化しなくても光源の分光分布が変れば
ピントはずれが生じる。When the spectral distribution of the light source changes in this way, when aligning with the eye, the relative luminous efficiency is in a narrow band and near that wavelength (5
5'5. In general, aberrations (near nm) are corrected by the optical system, so there is little change in aberration due to changes in wavelength, so there is little shift in focus, but in the case of a single sensor, the range of spectral sensitivity is wide and the optical system is Since it cannot correct chromatic aberration over a wide range, the focus shifts significantly. Therefore, when the spectral distribution of the light source changes, the amount of difference between the focal position of the eye and the focal position of the sensor changes as shown in Figure 10 (a), and it is necessary to correct this difference in advance and install the sensor. Even when the camera is in focus, shifting of focus is unavoidable. For example, when taking photographs with a microscope, a light source of 55'00 is generally used, but a light source of 10'
If the color temperature of the light source changes to 7000K for some reason even if you have adjusted the position of the sensor by α so that the focus position of the eye and the focus position of the sensor match in advance as shown in Figure (b). With an automatic focus detection device, the focus will be off by β □. In this way, even if the color correction of the optical system does not change, if the spectral distribution of the light source changes, out-of-focus will occur.

又、顕微鏡撮影時、白黒フィルムの場合［［−＋ントラ
ストを良くする為にグリーンフィルターを入れるが、こ
のグリーンフィルターの分光透過率は第５図の比視感度
の分光分布とほとんど同じである。そのため、この様な
狭帯域のフィルターが光路中に入った場合センサーの分
光感度は比視感度と同様となシ、それぞれの色温度にお
ける焦点位置には差がなくなる。従って、先の例の様に
センサーの設置位置をあらかじめαだけ補正しておいた
場合には−αだけピントがはずれることになる。Also, when photographing with a microscope, in the case of black-and-white film, a green filter is inserted to improve contrast, but the spectral transmittance of this green filter is almost the same as the spectral distribution of relative luminous efficiency shown in Figure 5. Therefore, when such a narrow band filter enters the optical path, the spectral sensitivity of the sensor is the same as the relative luminous efficiency, and there is no difference in the focal position at each color temperature. Therefore, if the installation position of the sensor is corrected by α in advance as in the previous example, the focus will be lost by -α.

本発明は、上記問題点に鑑み、検出光路中に狭帯域のパ
ントノミス型フィルターを配置して受光素子が受ける光
の帯域を制限することによシ、光学系の色補正或は光源
の分光分布の変化に関係なく正確な合焦が行われ得るよ
うにした自動焦点検出装置を提供せんとするものである
が、以下第１１図及び第１２図に示した一実施例に基づ
きこれを説明すれば、第１１図は顕微鏡自動焦点検出装
置の光学系を示しており、１は光源、２はコンデンザー
レンズ、３は標本が載置されるステージ、４は対物レン
ズ、５はハーフミラ−１６は接眼レンズ、７は写真接眼
レンズ、８はフィルムである。In view of the above-mentioned problems, the present invention improves the color correction of the optical system or the spectral distribution of the light source by arranging a narrow band pantonomic filter in the detection optical path to limit the band of light received by the light receiving element. The purpose of this invention is to provide an automatic focus detection device that can perform accurate focusing regardless of changes in the focus.This will be explained below based on an embodiment shown in FIGS. 11 and 12. For example, FIG. 11 shows the optical system of a microscope automatic focus detection device, in which 1 is a light source, 2 is a condenser lens, 3 is a stage on which a specimen is placed, 4 is an objective lens, 5 is a half mirror, and 16 is a An eyepiece, 7 is a photographic eyepiece, and 8 is a film.

９は例えば白黒フィルム撮影時に用いるグリーンフィル
ターで、光路中に入れることができる。１０はＭＯＳ型
のリニアイメージセンザーであシ、画像情報を得るため
のものである。尚、センサーの前に拡大光学系を配置し
ても良ｂ０１１は信号処理回路で、いわゆるコントラス
ト法の処理を行なっている。１２はステージ駆動回路で
、信号処理回路１１からの信号を受けてステージ３を駆
動しピントを合わせるもｄである。光源１はライトバラ
ンスフィルターと適切な印加電圧によシ写真撮影時には
色温度５５００Ｋに調整される。一般には顕微鏡の使用
者が観、察し易いように光源の明るさを勝手に調整する
ので、色温度は一定していない。もちろん光源の明るさ
をＮＤスフイルター調整することによシ色温度を一定に
しておいてもよい。１３は狭帯域のノ々ンドノぐス型フ
”柔ルターであシ、本実施例ではイメージセンサ−１０
の直前の検出光路中に設けられている。もちろんグリー
ンフィルター９と同様に合焦時だけ光路中に入れるとい
う方式でもかまわない。9 is a green filter used, for example, when photographing black and white film, and can be inserted into the optical path. 10 is a MOS type linear image sensor for obtaining image information. Incidentally, a magnifying optical system may be placed in front of the sensor.B011 is a signal processing circuit that performs processing using the so-called contrast method. Reference numeral 12 denotes a stage drive circuit, which receives a signal from the signal processing circuit 11 to drive the stage 3 and adjust the focus. The light source 1 is adjusted to have a color temperature of 5500K when taking a photograph using a light balance filter and an appropriate applied voltage. Generally, the color temperature is not constant because the user of the microscope arbitrarily adjusts the brightness of the light source to make it easier to see and understand. Of course, the color temperature may be kept constant by adjusting the brightness of the light source using an ND filter. Reference numeral 13 is a narrow-band noise type filter, and in this embodiment, it is an image sensor 10.
It is provided in the detection optical path just before the sensor. Of course, as with the green filter 9, it may be placed in the optical path only when focusing.

本発明による自動焦点検出装置は上述の如く構成されて
いるから、ノ々ンドノξス型フィルター１３の作用によ
りイメージセンサ−１０が受ける光の帯域が制限される
。従って、対物レンズ４にアクロマートとアポクロマー
トのいずれを用いても、光源１の色温度を変化させても
、グリーンフィルター９を光路中に挿入しても最大光量
検出位置がほとんど移動することはなく、その結果これ
らに関係なく正確にピント合わせを行うことが出来る。Since the automatic focus detection device according to the present invention is constructed as described above, the band of light received by the image sensor 10 is limited by the action of the non-noise filter 13. Therefore, regardless of whether the objective lens 4 is achromat or apochromat, the color temperature of the light source 1 is changed, or the green filter 9 is inserted into the optical path, the maximum light amount detection position will hardly move. As a result, accurate focusing can be performed regardless of these factors.

尚、グリーンフィルター９を光路中に挿入する場合は光
量が急激に変化するので、センサー信号のフィードバッ
クによシイメージセンサー１０の蓄積時間の増加や光源
１の印加電圧のアップが自動的に行われるようにしてお
くと便利である。Note that when the green filter 9 is inserted into the optical path, the amount of light changes rapidly, so the accumulation time of the image sensor 10 and the voltage applied to the light source 1 are automatically increased by feedback of the sensor signal. It is convenient to do so.

又、パントノぐス型フィルター１３は理想的には比視感
度と同様な特性のフィルターがよい。そうすれば、目で
ピントを合わせた焦点位置とセンサーで合わせた位置が
一致するので、予めその差を補正しておく必要がなくな
る。第１２図によシ本実施例で用いているフィルターの
例を示す。実質上のセンサーの分光感度は（光源の分光
分布）×（フィルター透過率）×（センサーの分光感度
）であるが、波長５５５ｎｍ近辺ではフィルター透過率
がセンサーの分光感度に対応すると考えてもさしつかえ
ないので第１２図で説明する。Further, the pantone filter 13 is ideally a filter having characteristics similar to the relative luminous efficiency. In this way, the focal position focused by the eye and the position focused by the sensor will match, so there is no need to correct the difference in advance. FIG. 12 shows an example of a filter used in this embodiment. The actual spectral sensitivity of the sensor is (spectral distribution of the light source) x (filter transmittance) x (spectral sensitivity of the sensor), but it is safe to assume that the filter transmittance corresponds to the spectral sensitivity of the sensor around the wavelength of 555 nm. Since there is no such thing, it will be explained with reference to FIG.

特性が比視感度特性によく似ているのばＧ−５３０゜Ｇ
７５３３（保谷ガラス）フィルターであるが、透過率が
悪いので光源は明るいものが必要である。G-530°G has characteristics that are very similar to the specific luminous efficiency characteristics.
7533 (Hoya glass) filter, but it has poor transmittance, so a bright light source is required.

又、フィルターの厚さを薄くして透過率をあげると波長
帯が広くなるので不適当である。ＩＦ５５０は５５０ｎ
ｍにピークをもつ干渉型バンド・ξスフイルターである
。０Ｍ５００．＋Ｙ　４６　（−保谷ガラス）は赤外カ
ットフィルター（０Ｍ５’ＯＯ）とイエローフィルター
（Ｙ４６　）を用いたもので光量的には有利となるが、
帯域が広いので光源の色温度の大幅な変化に対しては不
適当である。Furthermore, increasing the transmittance by reducing the thickness of the filter would broaden the wavelength band, which is inappropriate. IF550 is 550n
It is an interference type band/ξ filter with a peak at m. 0M500. +Y46 (-Hoya Glass) uses an infrared cut filter (0M5'OO) and a yellow filter (Y46), which is advantageous in terms of light quantity, but
Since the band is wide, it is unsuitable for large changes in the color temperature of the light source.

本発明は合焦検出部として受光素子を有する装置であれ
ば合焦の原理のいかんにかかわらず成り立つものである
。例えば、第１３図及び第１４図は第二の実施例を示し
ておシ、これは二つの検出器（イメージセンサ−）を仮
想焦点の前後において雨検出器からのコントラストを比
較して合焦を検出する方式のものであシ、ハーフミラ−
１５を用いて光を分割し且つ仮想焦点１４の前後に二つ
のイメージセンサ−１０、１０’を配置している。The present invention is applicable to any device having a light receiving element as a focus detecting section, regardless of the principle of focusing. For example, Figures 13 and 14 show a second embodiment, which focuses two detectors (image sensors) by comparing the contrast from the rain detector before and after the virtual focus. It is a method that detects half mirror.
15 is used to split the light, and two image sensors 10 and 10' are placed before and after the virtual focus 14.

この場合の信号処理は、第１４図に示した如くイメー−
）セフ”）−−１０、１０’からのコントラスト１６　
、１６’が等しくなる位置を捜す方式で行われる。The signal processing in this case is as shown in Figure 14.
) Contrast 16 from 10, 10'
, 16' are found to be equal.

以上はいわゆるコントラスト法の実施例であるが、本発
明はいわゆる位相差法にも有効であるので、以下第１５
図乃至第１７図によシ瞳分割法による位相差法の実施例
即ち第三の実施例について説明する。The above is an example of the so-called contrast method, but since the present invention is also effective for the so-called phase difference method, the following is a 15th example.
An embodiment of the phase difference method using the pupil division method, that is, a third embodiment, will be described with reference to FIGS. 17 to 17.

第１５図は瞳分割法の原理を示しておシ、第１５図（８
１において２１は結像レンズ、２２は結像レンズ２１の
前で瞳の近傍に配設された開口２２ａを有する遮光板、
２３は像面であシ、合焦時には像面２３上に像Ｑが結像
されるが、非合焦時には前ピン、後ピンに対応して＠Ｑ
に関して各々光軸０に垂直な方向で反対方向にずれた位
置にボケた像Ｑｌ、Ｑ２が像面２３上に形成される。第
１５図（ｂ）は遮光板２２の開口２２ａを光軸Ｏに関し
て反対側に移動させた場合を示しておシ、合焦時には像
面２３上に像Ｑ′が結像されるが、非合焦時には各々前
ピン、後ピンに対応してボケた（’Ｊ　Ｑ’ｔ　、　Ｑ
’２が像面２３上に形成される。従って、遮光板２２の
開口を例えば第１５図（ａ）の位置から（ｂ）の位置へ
移動させると、合焦時には像Ｑ及びＱ′が同じ位置にあ
るので像は移動しないが、前ピンの場合には像はＱｌか
らＱ′１の位置へ移動しまた後ピンの場合には像はＱ２
からＱ’２の位置へ移動する。Figure 15 shows the principle of pupil division method.
1, 21 is an imaging lens, 22 is a light shielding plate having an opening 22a disposed near the pupil in front of the imaging lens 21;
23 is an image plane. When in focus, an image Q is formed on the image plane 23, but when out of focus, an image @Q is formed corresponding to the front focus and rear focus.
, blurred images Ql and Q2 are formed on the image plane 23 at positions perpendicular to the optical axis 0 and shifted in opposite directions. FIG. 15(b) shows the case where the aperture 22a of the light-shielding plate 22 is moved to the opposite side with respect to the optical axis O. When in focus, an image Q' is formed on the image plane 23, but there is no When in focus, the front focus and back focus were blurred ('J Q't, Q
'2 is formed on the image plane 23. Therefore, if the aperture of the light shielding plate 22 is moved, for example, from the position shown in FIG. 15(a) to the position shown in FIG. In the case of , the image moves from Ql to the position of Q'1, and in the case of back focus, the image moves to the position of Q2.
to the position Q'2.

第１６図は顕微鏡に上記瞳分割法を応用した例を示して
おシ、１〜１３の部材＝ＪＩＪｉ、４−の実施例（第１
１図）と同じであシ、信号処理回路１１で行なう処理方
法が異なっている。１７は結像レンズであって、イメー
ジセンサ−１０上に標本の像を結ばせるだめのものであ
る。１８は瞳位置におかれだ瞳分割部材であって、第１
７図に示しだ如く、開口２ｏを有する回転可能な一趣光
部材２１から成シ、これを矢印方向に振動させることに
ょシ瞳を通る光束１９を分割するようになっている。従
って信号処理回路１１からの同期信号によって遮光部材
２１とセンサー１０の撮像のタイミングを合わせ第１５
図で説明した一組の画像信号を得る。Fig. 16 shows an example in which the above pupil division method is applied to a microscope.
1), but the processing method performed by the signal processing circuit 11 is different. Reference numeral 17 denotes an imaging lens for forming an image of the specimen on the image sensor 10. 18 is a pupil dividing member placed at the pupil position;
As shown in FIG. 7, the light beam 19 is made up of a rotatable light member 21 having an aperture 2o, and by vibrating it in the direction of the arrow, the light beam 19 passing through the pupil is divided. Therefore, the timing of imaging of the light shielding member 21 and the sensor 10 is adjusted according to the synchronization signal from the signal processing circuit 11.
A set of image signals as illustrated in the figure is obtained.

そして、得られた二つの画像信号の位相差を例えば相関
の計算によって求めて焦点ずれの方向と量を計算し、こ
れ釦対応する信号をステージ駆動回路１２に入力するこ
とにより合焦を行なう。Then, the direction and amount of defocus are calculated by determining the phase difference between the two obtained image signals, for example, by calculating a correlation, and focusing is performed by inputting a signal corresponding to this button to the stage drive circuit 12.

尚、この場合に瞳の位置にハーフミラ−を設けるなどし
て第１５図における（ａ）状態の像とｆｂ）状態の像を
二個のイメージセンサ−１ｏで撮像し同様の処理を行な
うこともできる。また、像の位置のずれを検出すること
ができれば良いから、イメージセンサ−１０のかわりに
半導体装置検出器を用いれば相関計算等の処理も不要に
なシ都合が良い。In this case, a half mirror may be provided at the position of the pupil, and the image of state (a) and the image of state fb) in FIG. 15 may be captured by two image sensors 1o and similar processing may be performed. can. Further, since it is only necessary to be able to detect a shift in the position of the image, it is convenient to use a semiconductor device detector instead of the image sensor 10, since processing such as correlation calculation is not necessary.

かくして、この第三の実施例の場合も、パントノミス型
フィルター１３の作用によシイメージセンサー１０が受
ける光の帯域が制限されるので、対物レンズ４に色補正
の異なるレンズを用いても、光源１０色温度が変化して
も、グリーンフィルター９を光路中に挿入しても正確な
ピント合わせが可能である。父、ノ々ンドパス型フィル
ター１３の透過特性を比視感度特性と同様にすれば、目
で合わせた焦点位置とセンサー１０で合わせた焦点位置
との差を予め補正しておく必要がない。Thus, in the case of this third embodiment as well, the band of light received by the image sensor 10 is limited by the action of the pantonomic filter 13, so even if lenses with different color corrections are used as the objective lens 4, the light source Even if the color temperature changes, accurate focusing is possible even if the green filter 9 is inserted into the optical path. If the transmission characteristics of the non-pass filter 13 are made similar to the luminous efficiency characteristics, there is no need to correct the difference between the focal position set by the eye and the focal position set by the sensor 10 in advance.

上述の如く、本発明による自動焦点検出装置は、光学系
の色補正或は光源の分光分布の変化に関係なく正確な合
焦を行い得るという極めて重要な利点を有している。As mentioned above, the automatic focus detection device according to the present invention has the extremely important advantage of being able to perform accurate focusing regardless of color correction of the optical system or changes in the spectral distribution of the light source.

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

第１図はＯＩＥ昼光Ｄ６５の分光放射照度を示す図、第
２図はイメージセンサ−の分光感度を示す図、第３図は
二種の対物レンズの球面収差の補正状況を示す図、第４
図は第３図における開口数×０．７の色補正の様子を波
長に基いて示した図、第５図は比視感度を示す図、第６
図はフィルムの分光感度を示す図、第７図は近赤外カッ
トフィルタ−を用いた時のイメージセンサ−の分光感度
を示す図、第８図は目で合わせた場合の焦点位置とセン
サーで合わせた場合の焦点位置の差を示す図、第９図は
色温度が異なる場合の光〜源の分光分布を示す図、第１
０図は目での焦点位置とセンサーでの焦点位置の差の量
の変化を示す図、第１１図は本発明による自動焦点検出
装置の一実施例の光学系を示す図、第１２図は上記実施
例に用いられるバンドパス型フィルターの透過特性を示
す図、第１３図は第二の実施例の光学系を示す図、第１
４図は上記第二の実施例のイメージセンサ−からのコン
トラストを示す図、第１５図は第三の実施例の原理を示
す図、第１６図は上記第三の実施例の光学系を示す図、
第１７図は上記第三の実施例に用しられる瞳分割部材の
正面図である。 １・・・光源、２・・・コンデンサーレンズ、３・・・
ステージ、４・・・対物レンズ、５・・・ハーフミラ−
１６・・・接眼レンズ、７・・・写真接眼レンズ、８・
・・フィルム、９・・・グリーンフィルター、１０・・
・イメージセンサ−１１１・・・信号処理回路、１２・
・・ステージ駆動回路、１３・・・ノ々ンドノぐス型フ
ィルター。 第１Ｎ 第２Ｎ ミ＆　　長　（−１−） 第３図 第４図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 儂長い−） ミ皮　＋（九− １８図 （Ｇ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）；Ｉｋｔｃ（−
”ノ １９図 オー１０図 （ＣＩ）（ｂ） 月・閂■図 ム ミ皮長（−） １１４図 イ針隈、を艷１　　　　テ゛２オーｎ人１（１１５図 ｆｆ１−１７図 １Figure 1 is a diagram showing the spectral irradiance of OIE daylight D65, Figure 2 is a diagram showing the spectral sensitivity of the image sensor, Figure 3 is a diagram showing the correction status of spherical aberration of two types of objective lenses, 4
The figure shows the color correction of numerical aperture x 0.7 in Figure 3 based on wavelength, Figure 5 shows the relative luminous efficiency, and Figure 6 shows the color correction of numerical aperture x 0.7 based on wavelength.
The figure shows the spectral sensitivity of the film, Figure 7 shows the spectral sensitivity of the image sensor when using a near-infrared cut filter, and Figure 8 shows the focal position and sensor when adjusting by eye. Figure 9 is a diagram showing the difference in focus position when the two are combined, Figure 9 is a diagram showing the spectral distribution of the light source when the color temperature is different, Figure 1
Figure 0 is a diagram showing changes in the amount of difference between the focal position of the eye and the focal position of the sensor, Figure 11 is a diagram showing the optical system of an embodiment of the automatic focus detection device according to the present invention, and Figure 12 is a diagram showing the change in the amount of difference between the focal position of the eye and the focal position of the sensor. FIG. 13 is a diagram showing the transmission characteristics of the band-pass filter used in the above embodiment, and FIG. 13 is a diagram showing the optical system of the second embodiment.
Fig. 4 shows the contrast from the image sensor of the second embodiment, Fig. 15 shows the principle of the third embodiment, and Fig. 16 shows the optical system of the third embodiment. figure,
FIG. 17 is a front view of the pupil dividing member used in the third embodiment. 1...Light source, 2...Condenser lens, 3...
Stage, 4...Objective lens, 5...Half mirror
16... Eyepiece lens, 7... Photographic eyepiece lens, 8.
...Film, 9...Green filter, 10...
・Image sensor-111...signal processing circuit, 12・
...Stage drive circuit, 13...Nodonnogusu type filter. 1N 2N Mi & Long (-1-) Figure 3 Figure 4 (a) (b) My long-) Mi peel + (9- Figure 18 (G) (b); Iktc (-
Figure 19 Figure O Figure 10 (CI) (b) Moon, bar ■ Figure Mumi skin length (-) Figure 114 A needle, 1, 2, 1 (Figure 115 ff1-17 Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）合焦検出部として受光素子を有する自動焦点検出
装置において、検出光路中に狭帯域のノ々ンドノξス型
フィルターを配置したことを特徴とする自動焦点検出装
置。(1) An automatic focus detection device having a light-receiving element as a focus detection section, characterized in that a narrow band non-node ξ filter is disposed in the detection optical path. （２）　　パントノミス型フィルターの透過波長帯域が(2) The transmission wavelength band of the pantonomic filter is