Brevet FR2512561A1 — publié le 19830311

Procédé de détection de mise au point La présente invention concerne un procédé de détection de mise au point pour détecter la mise au point d'un appareil de prise de vue (appeléeci-après "mise au point") à partir de valeurs de signaux de contraste de l'image optique d'un objet et de la dis- tribution d'intensité de lumière de l'image en utili- sant des éléments de réception de lumière. L'image optique d'un objet mise au point par un ob Jectif photographique, est caractérisée en ce que la différence d'intensité entre des parties claires et sombres d'une image, ctest-à-dire leur contraste# est maximalequand l'image est exactement mise au point. La mise au point peut donc être détectée automa- tiquement par la détection d'un contraste maximal. Parmi les différents procédés proposes Jusqu'à présent pour la détection de mise au point, l'un est ap- pelé procédé de contraste La Figure 1 illustre ce pro- cédé Comme le montre la Figure, le dispositif comporte des rangées 3 et 4 d'éléments de réception de lumière qui sont espacés optiquement d'une distance fixe dans une direction parallèle à l'axe optique d'tun ob Jectif photographique 1 Le dispositif comporte un séparateur de lumière 2 pour la séparation d'amplitude de l'image optique provenant de l'objectif 1 Le séparateur 2 com- porte un miroir semi-transparent 2 a et un miroir réfl 6- chissant 2 b, ces miroirs étant disposés pour renvoyer l'image optique incidentevers les éléments 3 et 4 res- pectifs de réception de lumière Des valeurs de signaux de contraste de: l'image optique détectée sont calculées en utilisant une équation d'évaluation prédéterminée pour détecter celle des deux rangées 3 et 4 d'éléments de réception de lumière qui est la plus proche du plan de formation d'image de l'ob Jectif 1. La Figure 2 a montre la valeur de signal de con- traste qui est donnée en fonction de la distance 1 e cou- verte par l'objectif Les courbes C 1 et C 2 montrent des valeurs de signaux de contraste d'images optiques détec- tées par les première et seconde rangées 3 et 4 d'élé- ments de réception de lumière Etant donné que l'image optique provenant de l'objectif est séparée en deux ima- ges égales par le séparateur 2, les courbes C 1 et 02 ont des formes identiques mais sont espacdes l'une de L'autre dans la direction de l'axe de distance d'une valeur cor- respondant A la - distance optique 10 entre les première et seconde rangées 3 et 4 d'éléments de réception de lu- mière. Le point P d'intersection des deux courbes C et C 2 correspond à un point à égale distance des deux rangées 1 et 4, c'est-à-dire le point milieu entre les rangées 3 et 4 d'éléments de réception de lumière Ce point constitue généralement un foyer qui se trouve dans un plan focal Q sur lequel l'image optique d'un objet P est mise au point, tel que re Drésenté sur la figure 2 b Si la distan- ce le 1 couverte par;l'objectif est changée dans le voisinage du point e F, c'est-e-difée'i éll'e est changée en e 1 =l'e,- une différence C est produite dans la valeur C du signal de contraste entre les images optiques des première et seconde rangées 3 et 4 Dans ce cas, il est détermind que leplan de for- mation d'images est plus proche de la première rangée 3 d'éléments de réception de lumière avec la plus forte valeur C du signal de contraste L'objectif photographique 1 est alors déplacépour le réglage de mise au point jus- qu'à ce que les valeurs C des signaux de contraste des deux rangées 3 et 4 soient égales. Un réglage similaire de mise au point est égale- ment effectué lorsqu'il est déterminé que le plan Q de formation d'image est plus proche que la seconde rangée 4 d'éléments de réception de lumière. Dans des régions espacées du point d'intersec- tion F, c'est-à-dire à la gauche du voisinage du point N 1 et ài la droite du voisinage du point N 2 de la Figure 2, l'image de l'objet est extrêmement loin de la mise au 3 2512561 point et les valeurs C des signaux de contraste des deux rangées sont très réduites et pratiquement égales. Par exemple, si 1 e= liges la différence entre les deux valeurs C des signaux de contraste est critique Par conséquent, si l'erreur dans l'ensemble de l'appareil de détection est substantielle, il est difficile dans ce cas de déterminer celle des deux rangées d'éléments de réception d'image la plus proche du plan Q de formation d'image. Comme cela vient d'être démontré, avec le procédé antérieur de détection de mise au point basé sur le système de contraste, le plan de formation d'ima- ge ne peut être détecté s'il se trouve très loin du fo- yer bien qu'il puisse 8 tre parfaitement détecté et amené à la mise au point s'il se trouve au voisinage du foyer. L'invention vise à résoudre leproblème précité du procédé antérieur de détection de mise au point Plus particulièrement, son objet est de proposer un procédé de détection de mise au point en disposant au moins deux paires de rangées d'éléments de réception de lumière par rapport à un objectif photographique, à disposer des séparateurs de lumière pour les rangées respectives d'éléments de réception de lumière dans les paires de rangées, ces séparateurs de lumière séparant chacun le front d'onde de flux lumineux provenant de l'objectif photographique en deux flux lumineux, et en comparant des distributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments de réception de lumière, au moins entre deux paires de ces rangées pour déterminer si le plan de formation dtimage se trouve en avant ou en ar- rière du foyer, et à mettre au point le plan de forma- tion d'image en utilisant Le résultat de la comparaison. Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé de détection de mise au point dans lequel il est déterminé si le plan de formation d'image se trouve en avant, en arrière ou sur la mise au point à partir de la comparaison de distribution d'intensité 251256 1 lumineuse en au moins deux paires de rangées d'éléments de réception de lumière et également à partir de la com- paraison de valeurs de signaux de constraste de l'image d'objet détectée, à partir de la rangée d'éléments de ré ception de lumière entre les rangées d'éléments et l'une au moins des paires de rangées, le résultat de l'une au moins des deux comparaisons étant utilisé pour focaliser le plan de formation d'images, améliorant ainsi la préci- sion de la mise au point et apportant une souplesse accrue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 déjà décrite représente schéma- tiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé antérieur de détection de mise au point, la figure 2 a déjà décrite est une courbe montrant la relation entre les valeurs des signaux de constraste obtenues par des rangées individuelles d'élé- ments de réception de lumière sur la distance couverte par l'objectif, la figure 2 b est un dispositif connu permet- tant l'obtention des signaux de constraste décrits à la figure 2 a, la figure 3 représente schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de détection de mise au point selon l'invention, la figure 4 est un schéma optique montrant des régions de flux lumineux entre un objectif photogra- phique et des rangées d'éléments de réception de lumière et, la figure 5 est une courbe montrant des signaux de détection de mise au point obtenus par les paires individuelles de rangées d'éléments de réception de lumière. L'invention sera maintenant décrite en regard des figures 3 à 5 Sur ces figures, des éléments ou des positions semblables ou équivalentes à ceux déjà décrits sont désignés par les mêmes symboles de référence et leur descrip- tion détaillée n'en sera pas faite à nouveau. La figure 3 représente un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Des première et seconde paires 5 et 6 des rangées d'éléments de réception de lumière sont disposées dans le voisinage de l'axe optique de l ob- jectif photographique 1 Ces paires sont espacées dans une direction perpendiculaire à l'axe de l'objectif. La première paire 5 de rangées d'éléments de réception de lumière consiste en des rangées 5 A et 5 B qui sont disposées perpendiculairement au plan du dessin D'une façon similaire, la seconde paire 6 consiste an des rangées 6 A et 6 B Les paires des rang 4 es d 2 éléments 5 Ak, B et 6 A, 6 B sont réalisées de la même manière que la paire de rangées 3 et 4 utilisée dans le dispositif rintrieur par contraste. Les séparateurs de lumière 20 comprennent des miroirs réfléchissants 20 a et 20 b pour la séparation de front d'onde de la lumière incidente en deux flux lumi- neux, et les rangées d'éléments de réception de lumière A 9, 5 B et 6 A, 6 B Cette disposition est décrite dans la demande de Brevet Japonais NO 119 325/1981 déposée au nom de la demanderesse Un flux lumineux est transmis par deux régions A et B de l'objectif photographique 1 définies par une surface intermédiaire parallèle avec la direction longitudinale de rangées d'éléments 5 A, 5 B 9 6 A et 6 B, et les deux flux lumineux émergeant par la surface de projection de l'objectif 1 sont incidents respectivement sur les rangées 5 A et 6 A et sur les ran- gées 5 B et 6 B Les rangées individuelles 5 et 6 d'élé- ments de réception de lumière remplissent une fonction de détection de mise au point basée sur le système an- térieur des contrastes; autrement dit, les principes décrits ci-dessus en regard de la Figure 2 s'appliquent ici aussi Autrement dit, deux unités de détection de mise au point sont prévues Avec ces deux unités utilisées si- multanément, la moyenne est faite des erreurs dans le système de détection de sorte qu'il est possible d'ob- tenir uneplus grande précision de la fonction globale de détection de mise au point comparativement au cas o une seule paire de rangées d'éléments de réception de lumière est utilisée Bien entendu, il est possible de n'utiliser que l'une ou l'autre des paires de rangées d'éléments pour la détection de mise au point selon le procédé des contrastes. Dans le présent mode de réalisation, les sépa- rateurs de lumière 20 utilisent chacun des miroirs réflé- chissants 20 a et 20 b pour la séparation de front d'onde de la lumière incidente en deux flux lumineux mais il est également possible d'utiliser d'autres éléments optiques qui remplissent la-méme fonction comme la lentille sépara- trice décrite dans la demande de Brevet Japonais N 119 326/1981 déposée au nom de la demanderesse. Le procédé antérieur par contraste ne permet pas la détection de mise au point dans des régions très écartées du foyer F comme le montre la Figure 2 et comme cela est expliqué ci-dessus Selon l'invention, la détec- tion de mise au point dans des régions très espacées du foyer 7 se fait de la manière qui sera maintenant décrite en regard de la Fig 4. Sur la figure 4, les séparateurs de lumière 20 sont supprimés et les rangées individuelles 5 A, 5 B, 6 A et 6 B d'éléments de réception de lumière sont représentées par des points optiquement équivalents Les plans 7 et 7 ' sont dans des positions oonjuguées optiquement par rapport à l'objectif photographique 1 Le plan 7 ' est situé dans une position médiane entre les rangées d'éléments 5 A et 5 B ou 6 A et 6 B Les rangées d'éléments 5 A, 53 B, 6 A, 6 B reçoi- vent des faisceaux lumineux incidents qui passent dans des régions 9 A, 9 B, 10 A et l OB après avoir été transmis par les régions A et B de l'objectif 1. Si un objet de trouve dans un plan 8 qui est suffisamment plus proche de l'objectif I que le plan 7 l'image sur le plan 7 ' est très loin de la mise au point. Il en est ainsi car les rayons lumineux dans des parties du plan 8 correspondant aux régions 9 A, 9 B, 1 OA et 10 B sont intégrés avant d'être incidents sur les rangées d'éléments 5 A, 5 Bt 6 A et 6 B. Dans ce cas, des intensités lumineuses dif- férentes sont détectées par les éléments de réception de lumière respectifs car il existe généralement une certaine distribution d'intensité lumineuse dans les directions X et Y du plan 8 Comme cela ressort de la Figure, dans le plan 8, les régions 9 B et 10 A sont plus proches l'une de l'autre que les régions 9 A et 1 OB; elles peuvent parfois se chevaucher partiellement Ainsi, les distributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments 5 B et 6 A sont plus similaires entre elles que les distributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments 5 A et 6 B. Si l'objet se trouve dans un plan 11 qui est suffisamment plus loin que l'objectif 1 que le plan 7, l'image sur le plan 7 ' est également loir de la mise au point Mais dans ce cas, les distributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments 5 A et 6 B sont inversement plus similaires entre elles que les distributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments 5 B et 6 A. Le sens dans lequel i'objectif photographique doit être déplacé pour la mise au point peut ainsi être déterminé à partir de la comparaison des similitudes dé- tectées par les rangées d'éléments 5 A, 5 B, 6 A et 6 B même si l'image sur le plan 7 ' est loin de la mise au point. Différentes formules sont concevables pour la détermina- tion du sens de la mise au point Un exemple de formule est: N-1 N-1 E E Ik 5 BIk 6 A | Ik 5 A Ik 6 B o I est le signal d'intensité lumineuse obtenu par cha- que rangée d'éléments 5 A, 5 B, 6 A et 6 B et k est un numéro d'ordre donné de chacun des éLéments de réception de lumière des rangées 5 A, 5 B, 6 A et 6 B à partir d'une extré- mité de chaque rangée jusqu'à l'autre Il est supposé que 8 22512561 les éléments de réception de lumière qui ont le m me numéro d'ordre ont à peu près les m 9 mes coordonnées sur l'axe X (qui s'étend perpendiculairement au plan du dessin et qui contient l'intersection entre l'axe optique et le plan 7 sur la Fig 4). D'autres exemples de formule de détermina- ènmes tion sont: l'une qui est la somme des N puissances des termes individuels de la formule ci-dessus, et l'autre est la somme des produits des termes individuels et de facteurs respectifs de pondération. Dans la formule ci-dessus, le premier tertne de sommation représente le degré de dissymétrie des distributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments 5 A et 6 A tandis que le second terme de sommation représente celle détectée par les rangées d'éléments 5 A et 6 83 Ainsi, les états devant et derrière la mise au point des images peuvent être déterminés suivant que E est positif ou négatif Si E= 0, l'image est au point. La Figure 5 montre des signaux de détection de mise au point obtenus par les rangées 5 et 6 d'élé- ments de réception de lumière. Sur la figure, les courbes 12, 13, 14 et 15 représentent des valeurs C de signaux de contraste ob- tenus par les paires respectives de rangées 5 et 6, en fonction de la distance 1 e couverte par l'objectif. Ta courbe 16 représente la valeur de E en fonction de la distance 1 couverte par l'objectif. e Il est donc possible de déterminer si le plan de formation d'image se trouve en avant, en ar- rière ou sur le foyer à partir de la courbe de E et également à partir de la comparaison des valeurs C des signaux de contraste des courbes 12 et 13 et également des courbes 14 et 15 La mise au point peut être établie en utilisant les résultats des deux décisions. Comme cela a été expliqué ci-dessus et selon l'invention, il peut être facilement déterminé si le plan de formation d'image se trouve en avant, en arrière ou sur la mise au point par la comparaison des distributions d'intensité lumineuse, m 8 me dans le cas o le plan de formation d'image est très loin de la mise au point, la différence entre les valeurs de signaux de contraste étant alors très réduites, cas dans lequel la détermination était difficile avec le procédé antérieur par contraste. De plus, selon l'invention, il peut être dé- terminé exactement et dans wue large plage de positions d'objectif si le plan de formation d'image est en avant, en arrière ou sur la mise au point, en utilisant des rd- sultats de la détection de E et de la comparaison des va- leurs des signaux de contraste Il est bien entendu pos- sible d'utiliser un seul des résultats, celui qui est commode sur le plan de la souplesse. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, deux paires de rangées d'éléments de réception de lumière sont utilisées mais il est également possible d'utiliser trois paires de rangées ou davantage pour la mise ea oeuvre du même procédé Dans ce cas, la oapacité de détection peut encore être augmentée. Dans le cas ci-dessus de la Fig 3, la simili- tude de distributions d'intensité lumineuse a été calculée par rapport aux rangées d'éléments 5 B et 6 A et des rangées d'éléments 5 A et 6 B mais il est également possible de cal- culer la similitude par rapport aux rangées d'éléments 5 A et 6 A et également aux rangées d'éléments 5 B et 6 B en in- versant l'un des séparateurs de lumière 20. Par ailleurs, des séparateurs de lumière 20 séparés ont été prévus pour les rangées d'éléments 5 A et 5 B et pour les rangées d'éléments 6 A et 6 B respectivement, mais il est également possible de les réaliser de façon intégrée. 251256 t REVENDICATIONS 1 Procédé de détection de mise au point, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à dis- poser au moins deux paires ( 5, 6) de rangées d'éléments de réception de lumière par rapport à un objectif photo- graphique ( 1)s à placer des séparateurs de lumière ( 20) pour les rangées respectives d'éléments de réception de lumière dans les paires de rangées d'éléments de récep- tion de lumière, lesdits séparateurs de lumière séparant chacun le front d'onde du flux lumineux provenant dudit objectif photographique en deux flux lumineux, et à com- parer les distributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments de réception de lumière, au moins entre deux paires de rangées d'éléments de récep- tion de lumière pour déterminer si le plan de formation d'image se trouvedbvant, ou derrière, ou sur la mise au point, et à mettre au point le plan de formation d'image en utilisant le résultat de la comparaison. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits séparateurs de lumière ( 20) est un prisme avec deux pellicules réfléchissantes. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits séparateurs de lumière ( 20) est une lentille séparatrice de lumière. 4 Procédé de détection de mise au point, carac- térisé en ce qu'il consiste essentiellement à disposer au moins deux paires ( 5, 6) de rangées d'éléments de récep- tion de lumière par rapport à un objectif photographique ( 1), à disposer des séparateurs de lumière ( 20) pour les rangées respectives d'éléments de réception de lumière dans les paires de rangées d'éléments de réception de lu- mière, lesdits séparateurs de lumière séparant chacun le front d'onde du flux lumineux provenant de l'objectif photographique en deux flux lumineux, à comparer les dis- tributions d'intensité lumineuse détectées par les rangées d'éléments de réception de lumière, au moins entre deux paires de rangées d'éléments de réception de lumière pour 11 2512561 déterminer si un plan de formation d'image se trouve devant, ou derrière ou sur la mise au point, à comparer des valeurs de signaux de contraste de l'image dtobjet détectées par les rangées d'éléments de réception de lu- mière entre les rangées d'éléments de réception de lumiè- re de l'une au moins de paires de rangées d'éléments de réception de lumière pour déterminer si le plan d'image se trouve en avant ou en arrière ou sur la mise au point et à régler la mise au point en utilisant le résultat de l'une au moins de comparaison. Procédé selon la revendication 4, caracté- risé en ce que chacun desdits séparateurs de lumière( 20) est un prisme avec deux pellicules réfléchissantes. 6 Procédé selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que chacun desdits séparateurs de lumière ( 20) est une lentille séparatrice de lumière.