(57)【要約】【技術課題】  自動焦点合わせが困難な被写体に焦点合わせを行うときに、被写体に色をつけたり、手を加えたりしないで済むようにして被写体を生のまま観察したり、撮影できる自動焦点方法及びその装置を提供する。【解決手段】  被写体上に投影像を投影するための投影系と、前記被写体を撮影又は観察する光学系とから成り、この光学系で被写体の焦点合わせを行う際に、その焦点合わせは、前記投影系から被写体上に投影された投影像で行うように構成して成る自動焦点装置。【選択図】        図  １
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体上に投影像を投影し、焦点合わせは、この投影像で行う自動焦点合わせ方法。
【請求項２】
被写体上に投影像を投影するための投影系と、前記被写体を撮影又は観察する光学系とから成り、この光学系で被写体の焦点合わせを行う際に、その焦点合わせは、前記投影系から被写体上に投影された投影像で行うように構成して成る自動焦点装置。
【請求項３】
光学系は、被写体側から順に対物レンズ、フォーカスレンズ、結像光学系、撮像機、自動焦点装置で構成され、投影系は、被写体側から順にターゲット板、投影光学系、投影光源で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動焦点装置。
【請求項４】
被写体が反射面の場合には、投影系で投影された投影像が被写体で反射して光学系に入る光軸上に投影系と光学系が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の自動焦点装置。
【請求項５】
ターゲット板には、規則的なパターンが複数用意されていて、被写体の性質に合わせて選択可能であることを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載の自動焦点装置。
【請求項６】
ターゲット板は、投影系の光軸から排除自在に構成されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の自動焦点装置。
【請求項７】
投影系と照明系を一体化して成ることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に該当する自動焦点装置。
【請求項８】
被写体から特定距離離れた面に投影系で投影像をつくり、この投影像に光学系の自動焦点装置の焦点を合わせ、この特定距離離れた面に被写体を置くことにより、被写体に焦点合わせを行うことができるように構成して成る請求項３又は５又は６又は７のいずれか１項に該当する自動焦点装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、焦点合わせが困難な被写体に対して自動的に焦点を合わせる方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学系で被写体を観察したり、撮影したりする場合には、鮮明な撮像を得るために光学系の焦点を被写体に合わせることが必要である。この焦点合わせで一番の問題点は、被写体が透明であったり、平坦なものであったり、コントラストの差の小さいものの場合、焦点合わせが難しいことである。特に自動焦点装置で焦点合わせを行う機器の場合、なかなか焦点が合わず、時間がかかったり、自動焦点合わせそのものができないこともある。
そこで、例えば各種部品の観察装置等の場合には、この部品に色をつけてコントラストをつけ、これにより自動焦点合わせを行うようにしたりしているが、このような方法をとると、当然のこととして観察に手間と時間がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は斯る点に鑑みて提供されるものであって、その目的は、自動焦点合わせの困難な被写体に手を加えることなく、被写体をそのまま生で観察したり、撮影したりすることが可能な観察方法とその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、自動焦点合わせ方法において、被写体上に投影像を投影し、焦点合わせは、この投影像で行うことを特徴とするものである。
【０００５】
更に、請求項２に記載の発明においては、自動焦点装置において、被写体上に投影像を投影するための投影系と、前記被写体を撮影又は観察する光学系とから成り、この光学系で被写体の焦点合わせを行う際に、その焦点合わせは、前記投影系から被写体上に投影された投影像で行うように構成して成ることを特徴とするものである。
【０００６】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項２に記載の発明において、光学系は、被写体側から順に対物レンズ、フォーカスレンズ、結像光学系、撮像機、自動焦点装置で構成され、投影系は、被写体側から順にターゲット板、投影光学系、投影光源で構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項３に記載の発明において、被写体が反射面の場合には、投影系で投影された投影像が被写体で反射して光学系に入る光軸上に投影系と光学系が配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
更に、請求項５に記載の発明においては、請求項３又は４のいずれか１項に記載の発明において、ターゲット板には、規則的なパターンが複数用意されていて、被写体の性質に合わせて選択可能であることを特徴とするものである。
【０００９】
更に、請求項６に記載の発明においては、請求項３〜５のいずれか１項に記載の発明において、ターゲット板は、投影系の光軸から排除自在に構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、請求項７に記載の発明においては、請求項２〜５のいずれか１項に該当する発明において、投影系と照明系を一体化して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
更に、請求項８に記載の発明においては、請求項３又は５又は６又は７のいずれか１項に該当する発明において、被写体から特定距離離れた面に投影系で投影像をつくり、この投影像に光学系の自動焦点装置の焦点を合わせ、この特定距離離れた面に被写体を置くことにより、被写体に焦点合わせを行うことができるように構成して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
〔作用〕
被写体を、例えば観察台上にセットし、この被写体上に投影系からコントラストの差が大きい像を投影する。光学系の自動焦点装置は、この投影像に焦点が合うため、そのまま観察しても構わないし、投影像が邪魔の場合には、横にズラすか、投影像を消して観察又は撮影を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以上のように、被写体上にコントラストの差の大きい投影像を投影することにより、又は光学系と投影系の光軸を一致させることにより、被写体に手を加えることなしに自動焦点合わせを正確に行うことができる。
よって、従来のように、被写体が透明であったり、平坦であったりして、自動焦点合わせに時間がかかったり、自動焦点合わせができないと云ったことが無くなる。
また、被写体の性質にかかわらず、どのような被写体にでも従来の自動焦点装置で焦点を合わせることが可能になる。
また、規則的な投影像のパターンを認識するだけで、焦点を合わせることができるので、従来の複雑な自動焦点装置のアルゴリズムを簡素化できる。
また、自動焦点装置を使用しない場合でも、人間の目で投影像に焦点を合わせるだけで良いので、手動での焦点合わせも簡単にできる。
【実施例１】
【００１４】
本実施例１は、請求項１〜３に記載の発明に対応するもので、具体的な装置の構成を図１に示す。本装置は、被写体１ａの像を光学系１ｂ、１ｃで撮像機１ｄに結像させるものである。この結像させる時に焦点を合わせることが必要になるが、通常は自動焦点装置１ｅからの指令で、各部位１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを動かすことによって焦点を合わせることができる。この被写体１ａ上に、光源装置１ｈから光を発し、投影光学系１ｇを通してターゲット板１ｆの像を投影する。この投影像が撮像機１ｄに結像するよう焦点を合わせれば、被写体１ａ上にも自動的に焦点が合うことになる。
【実施例２】
【００１５】
本実施例２は、請求項４に記載の発明に対応するもので、具体的には、被写体１ａ上に直接投影像を作らず、図２のように被写体１ａ上を光学的通過点として投影像を撮像機２ｄに結像させる投影光学系を用いる例である。
【実施例３】
【００１６】
本実施例３は、請求項５に記載の発明に対応するもので、具体的には、例えば図３、図４に示すように、投影像を自動焦点装置１ｅが確実に認識できるよう、予め、規則的な投影像のパターンを決めておき、投影像と被写体１ａの像が重なったり、反射等の外乱による誤動作が発生するのを防止する例である。
【実施例４】
【００１７】
本実施例４は、請求項６に記載の発明に対応するもので、投影像と被写体１ａの像が重なり観察等に支障をきたす場合には、ターゲット板１ｆを可動または着脱可能に形成し、焦点を合わせた後で投影像を被写体上から消す例である。
【実施例５】
【００１８】
本実施例５は、請求項７に記載の発明に対応するもので、被写体１ａから特定の距離離れた面に投影像をつくり、その投影像に焦点を合わせた後、特定の距離離れた面に被写体１ａを置き、これに焦点を合わせなおせば、被写体１ａに焦点が合う例である。この場合は、ターゲット板３ｂの可動や着脱をすることなく、被写体１ａに焦点合わせができる。
【実施例６】
【００１９】
本実施例６は、請求項８に記載の発明に対応するもので、図５に示す垂直落射照明を利用した光学機器については、この機器の照明系の中で投影像が結像する位置に前記のターゲット板を置くことで、特別に投影する装置を作ることなく、被写体上に投影像をつくることができる。図５において、５ａは被写体、５ｂは対物レンズ、５ｃはハーフミラー、５ｄは結像光学系、５ｅは照明光学系、５ｆはターゲット板、５ｇは光源である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、次の産業上の利用分野に適用できる。
１．超小型近接撮影装置
２．各種カメラ
３．顕微鏡
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】被写体上に投影像をつくる実施例１の説明図。
【図２】被写体上を光学的通過点として投影像を撮影機に結像させる実施例２の説明図。
【図３】ターゲット板に規則的なパターンの投影像を作っておく実施例３の説明図。
【図４】パターンの違うターゲット板の例を示す実施例３の説明図。
【図５】照明系の中で投影像が結像する位置にターゲット板を置く実施例６の説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１ａ  被写体
１ｂ、１ｃ  光学系
１ｄ  撮像機
１ｅ  自動焦点装置
１ｆ  ターゲット板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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