JP2758648B2 - Focus detection device - Google Patents

Focus detection device

Info

Publication number
JP2758648B2
JP2758648B2 JP1146119A JP14611989A JP2758648B2 JP 2758648 B2 JP2758648 B2 JP 2758648B2 JP 1146119 A JP1146119 A JP 1146119A JP 14611989 A JP14611989 A JP 14611989A JP 2758648 B2 JP2758648 B2 JP 2758648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
subject
refractive index
liquid crystal
focus detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1146119A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0311313A (en
Inventor
順一 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP1146119A priority Critical patent/JP2758648B2/en
Publication of JPH0311313A publication Critical patent/JPH0311313A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2758648B2 publication Critical patent/JP2758648B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Focusing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は焦点検出装置、詳しくは三角測距方式に基づ
く測距装置で、特に、至近側の測距範囲を拡大した焦点
検出装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device, and more particularly, to a focus detection device based on a triangulation method, and more particularly to a focus detection device in which a distance measurement range on a close side is enlarged.

[従来の技術] 従来、三角測距の原理に基づいて被写体距離を測距
し、この測距データに基づいて撮影光学系を合焦点へ駆
動する自動焦点式カメラは公知である。このようなパッ
シブタイプの測距装置の原理を第16図により説明する
と、被写体の距離lは、 で求めることができる。ここに、fは第1と第2のレン
ズ61,62から、このレンズの像が形成される第1と第2
のセンサ63,64までの長さを,Sは基線長の1/2を,tは被写
体65が∞にいる場合に第1と第2のセンサ63,64上に結
像される結像点を基準位置として、現在の被写体像の結
像位置の基準位置からのズレ量を、それぞれ示してい
る。そして、上記ズレ量tは、第1のセンサ63のデータ
と第2のセンサ64のデータを相関演算することにより求
めることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an autofocus camera that measures a subject distance based on the principle of triangulation and drives a photographing optical system to a focal point based on the measured distance data is known. The principle of such a passive type distance measuring device will be described with reference to FIG. Can be obtained by Here, f is the first and second lenses 61 and 62 from which the image of this lens is formed.
Are the lengths of the sensors 63 and 64, S is 1/2 of the base line length, and t is the image forming point formed on the first and second sensors 63 and 64 when the subject 65 is at ∞. With reference to the reference position, the amount of deviation of the current imaging position of the subject image from the reference position is shown. The deviation amount t can be obtained by performing a correlation operation between the data of the first sensor 63 and the data of the second sensor 64.

ところで、このような測距装置においての測距可能な
最至近距離を従来より小さいlMINにするには、上記
(1)式から解るように下記3通り方法が考えられる。
By the way, in order to make the shortest measurable distance in such a distance measuring device smaller than the conventional distance l MIN , the following three methods can be considered as understood from the above equation (1).

第1の方法は、基線長Sを小さくする。即ち、第17図
にそれぞれ点線で示す第1のレンズ61と第2のレンズ62
を矢印A1,A2の方向へ移動してそれぞれ実線で示す第1,
第2のレンズ61a,62aとすれば、至近側の測距範囲はl
MINとなる。
In the first method, the base length S is reduced. That is, a first lens 61 and a second lens 62 indicated by dotted lines in FIG. 17, respectively.
In the directions of arrows A 1 and A 2 to indicate
If the second lenses 61a and 62a are used, the distance measurement range on the closest side is l
It becomes MIN .

第2の方法は、基準位置からの像のズレ量tの測定範
囲を広げるために、第18図に示すように、点線で示され
た第1,第2のセンサ63,64を矢印A3,A4の方向へ広げて、
実線で示す位置に移動したセンサ63a,64aとする。
In the second method, as shown in FIG. 18, the first and second sensors 63 and 64 indicated by dotted lines are extended by arrows A 3 to extend the measurement range of the image displacement amount t from the reference position. , A 4
Assume that the sensors 63a and 64a have moved to the positions indicated by the solid lines.

第3の方法は、第19図に示すように第1,第2のレンズ
61,62の焦点距離fを短くし、かつ矢印A5,A6方向に第1,
第2のレンズ61,62を動かして第1,第2のセンサ63,64に
近付け、実線で示すレンズ61a,62aとする。
The third method is to use first and second lenses as shown in FIG.
61, 62, the focal length f is shortened, and the first and second directions in the directions of arrows A 5 and A 6
The second lenses 61, 62 are moved closer to the first and second sensors 63, 64 to obtain lenses 61a, 62a indicated by solid lines.

しかしながら、上記第17図に示す第1の方法では、レ
ンズを精度よく移動させるための機構が必要となるか
ら、測距装置が複雑化してコストが上昇することにな
る。また、第18図に示す第2の方法では、機構は何も変
える必要はないが、センサの長手方向の寸法が大きくな
ることによりコストが上昇する。更にまた、上記第19図
に示す第3の方法では、レンズの焦点距離を短くし、か
つレンズをセンサへ近ずけることで被写体距離に対する
像のズレ量tを圧縮し、これによって、測距範囲を広げ
ているが、像のズレ量tの測定精度が悪いと測距精度を
低下させることになる。従って、使用される撮影レンズ
によっては、必要な測距精度が得られないことになる。
However, the first method shown in FIG. 17 requires a mechanism for moving the lens with high accuracy, so that the distance measuring device becomes complicated and the cost increases. In the second method shown in FIG. 18, there is no need to change the mechanism, but the cost increases because the size of the sensor in the longitudinal direction increases. Furthermore, in the third method shown in FIG. 19, by shortening the focal length of the lens and moving the lens closer to the sensor, the amount of displacement t of the image with respect to the subject distance is compressed. Although the range is widened, if the measurement accuracy of the image shift amount t is poor, the distance measurement accuracy will be reduced. Therefore, the necessary distance measurement accuracy cannot be obtained depending on the photographing lens used.

そこで、第20図に示す第4の方法では、第1,第2のレ
ンズ61,62の前に第1,第2のプリズム66,67を挿入し、同
プリズム66,67のふれ角δによって至近側の測距範囲を
拡張しようとするものである。この第1,第2のプリズム
66,67のふれ角δによってセンサ上に形成される像は、
像のズレ量tの補正値Δtだけ小さく検出されることに
なる。従って、前記(1)式は、 となる。このことは、上記第2の方法におけるセンサ補
正量Δtだけ大きくしたことと同じ効果が得られたこと
になる。この第4の方法が上記第2の方法と異なる点
は、検出された像のズレ量t′が0であっても補正量Δ
tにより被写体距離が∞にならないことである。
Therefore, in the fourth method shown in FIG. 20, the first and second prisms 66 and 67 are inserted before the first and second lenses 61 and 62, and the deflection angle δ of the prisms 66 and 67 is used. An attempt is made to expand the distance measurement range on the closest side. These first and second prisms
The image formed on the sensor by the deflection angle δ of 66, 67 is
That is, the image is detected to be smaller by the correction value Δt of the image shift amount t. Therefore, the above equation (1) Becomes This means that the same effect as that obtained by increasing the sensor correction amount Δt in the second method is obtained. The difference between the fourth method and the second method is that the correction amount Δ
That is, the subject distance does not become Δ due to t.

この第20図に示す第4の方法は、上記第1〜第3の方
法に比べ光学部品が増加するのが欠点だが、プリズムの
位置精度はレンズに比べればラフでよいので、プリズム
の移動機構を作り易い。また、センサを大きくする第2
の方法に比べれば、コスト的にも有利である。このよう
にプリズムにより測距範囲を拡張する手段は、既に特開
昭61−148434号公報に開示されている。
The fourth method shown in FIG. 20 is disadvantageous in that the number of optical components increases as compared with the above-described first to third methods. However, since the positional accuracy of the prism is rougher than that of the lens, the prism moving mechanism is used. Easy to make. In addition, the second to increase the sensor
This method is more advantageous in terms of cost than the method of (1). A means for extending the distance measurement range by using a prism has already been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-148434.

即ち、上記特開昭61−148434号公報記載の「近接合焦
機能を有する自動焦点装置」は、撮影レンズの近距離撮
影限界超過の検出部を備えた測距手段と、測距手段の測
距距離の信号により撮影レンズの距離を設定する撮影レ
ンズの距離設定手段と、近距離撮影限界超過の検出信号
により撮影レンズに補正レンズを挿入するとともに少な
くとも測距光学系に光学楔を挿入する各光学系の光学的
補正手段と、上記撮影限界超過の検出信号により補正さ
れた光学系により再測距を行なうための手段とを備え、
被写体が近距離撮影限界より近接するときその検出信号
により撮影レンズに補正レンズを挿入するとともに少な
くとも測距光学系の入射光路の補正をして再測距を行な
い撮影レンズの距離設定を行なうようにしたことを特徴
とする近接合焦機能を有するもので、上記測距光学系に
機械的に介挿自在に配設された光学楔が、前記第20図に
示すプリズム66,67に相当しているから、この光学楔を
介挿することにより至近側の測距範囲が拡張されること
になる。
That is, the "autofocusing device having a near-joint focusing function" described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-148434 is a distance measuring means provided with a detecting unit for exceeding a short-range photographing limit of a photographing lens, and a distance measuring means. A distance setting means for the photographing lens for setting the distance of the photographing lens based on the distance signal, and a correction lens inserted into the photographing lens and a wedge inserted into at least the distance measuring optical system in accordance with a detection signal for exceeding the short distance photographing limit. Optical correction means of the optical system, and means for performing distance measurement again by the optical system corrected by the detection signal of the imaging limit excess,
When the subject is closer than the short-range shooting limit, a correction lens is inserted into the shooting lens based on the detection signal, and at least the incident optical path of the distance measurement optical system is corrected and distance measurement is performed again to set the distance of the shooting lens. An optical wedge mechanically inserted in the distance measuring optical system is equivalent to the prisms 66 and 67 shown in FIG. 20. Therefore, by inserting the optical wedge, the distance measurement range on the close side is extended.

また、プリズムに代えて光を通す平面板を受光レンズ
と受光素子との間に配設し、この平面板の傾きをフォー
カス環に連動して変化させ、これによって平面板にプリ
ズムと同様の作用をさせるようにした技術手段が特開昭
63−75717号公報に開示されている。
In addition, instead of a prism, a flat plate that transmits light is provided between the light receiving lens and the light receiving element, and the tilt of the flat plate is changed in conjunction with the focus ring, thereby allowing the flat plate to operate in the same manner as the prism. Japanese Patent Application Laid-Open
It is disclosed in JP-A-63-75717.

即ち、特開昭63−75717号公報記載の「自動合焦装
置」は、受光素子と受光レンズとの間に、受光レンズの
光軸と投射レンズの光軸とを含む平面に直交する軸に関
して回転可能で、かつ、発光素子から投射された光線を
通す平面板を設け、この平面板をフォーカス環と連結し
てその動きに応じて回動させるようにし、受光素子の出
力によってフォーカス環を駆動する手段を設けたもので
ある。そして、この平面板は上記第20図に示すプリズム
66,67と同様の作用をすると共に、フォーカス環の移動
にともなって回動するので、受光光線は平面板回動につ
れて偏光し、受光素子での受光状態が変化し、これによ
って至近側での測距範囲が拡張されるようになってい
る。
That is, the "autofocusing device" described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-75717 discloses an "autofocusing device" which is arranged between a light receiving element and a light receiving lens with respect to an axis orthogonal to a plane including the optical axis of the light receiving lens and the optical axis of the projection lens. A flat plate is provided that is rotatable and allows light emitted from the light emitting element to pass therethrough, and this flat plate is connected to a focus ring so as to rotate according to its movement, and the focus ring is driven by the output of the light receiving element Means for performing the operation. The flat plate is a prism shown in FIG.
In addition to the same action as 66 and 67, the light rotates as the focus ring moves, so the received light beam is polarized as the plane plate rotates, and the light receiving state at the light receiving element changes, and as a result, the light at the close side is changed. The ranging range is extended.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、測距光学系に機械的に介挿自在に配設
された光学楔を測距光学系に挿入する上記特開昭61−14
8434号公報記載の提案や、受光素子と受光レンズとの間
に被写体光を通す平面板を設け、この平面板をフォーカ
ス環と連動させることにより受光光線を平面板の回動に
つれて偏光させるようにした上記特開昭63−75717号公
報記載の提案では、いずれにせよ、機械的な切換手段が
必要となり、装置を大型化、複雑化することから好まし
くない。できれば、電気的な手段により同様の作用を実
行させることが望ましい。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-14 / 1986 inserts an optical wedge mechanically inserted into the distance measuring optical system into the distance measuring optical system.
The proposal described in JP 8434, and providing a plane plate through which subject light passes between the light receiving element and the light receiving lens, and interlocking this plane plate with the focus ring so that the received light beam is polarized as the plane plate rotates. In any of the proposals described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-75717, a mechanical switching means is required in any case, which is not preferable because the apparatus becomes large and complicated. If possible, it is desirable to perform the same function by electrical means.

そこで、本発明の目的は、上述の問題点を解消し、プ
リズムの挿入もしくは平行平板の利用と同じ効果を、電
気的に屈折率可変の光学材料で作られたプリズムとして
作用する光学楔を用いることにより、至近側の測距可能
な距離範囲を拡張した焦点検出装置を提供するにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to use the optical wedge acting as a prism made of an optical material having an electrically variable refractive index to achieve the same effect as inserting a prism or using a parallel plate. Accordingly, an object of the present invention is to provide a focus detection device in which the distance range on the closest side that can be measured is extended.

[課題を解決するための手段および作用] 本発明による焦点検出装置は、三角測距の原理に基づ
いて被写体までの距離を検出する焦点検出装置であっ
て、 電気的に屈折率を変化させ測距のための光軸を偏向で
きる光学楔を含む測距光学系と、上記光学楔の屈折率を
制御する屈折率制御手段と、上記測距光学系に導かれた
被写体光に応じて被写体距離に関連するデータを出力す
るデータ出力手段と、上記被写体距離に関連するデータ
を補正するための補正値を記憶したメモリと、上記屈折
率制御手段によって上記光学楔の屈折率が特定の屈折率
に設定された場合には上記メモリに記憶されている上記
補正値に基づいて、上記被写体距離に関連するデータを
補正する補正手段とを具備することを特徴とし、 また、上記焦点検出装置は、異なる位置で被写体から
の上記被写体光をそれぞれ受光し、2像の位置のズレ量
に基づいて、上記被写体までの距離を検出することを特
徴とし、 更に、上記焦点検出装置は、被写体に向けて測距用光
を投射し、上記被写体からの反射光を受光し、受光位置
に基づいて上記距離データを出力することを特徴とし、 そして、上記焦点検出装置は、上記光学楔の屈折率が
初期値に設定された状態で上記被写体距離に関連するデ
ータを出力し、この状態で焦点状態の検出が不能の場合
に上記光学楔の屈折率を変更し、上記被写体距離に関連
するデータを出力することを特徴とする。
[Means and Actions for Solving the Problems] A focus detection device according to the present invention is a focus detection device that detects the distance to a subject based on the principle of triangulation, and electrically changes the refractive index to perform measurement. A distance measuring optical system including an optical wedge capable of deflecting an optical axis for distance, a refractive index control means for controlling a refractive index of the optical wedge, and a subject distance according to subject light guided to the distance measuring optical system A data output unit that outputs data related to the object, a memory that stores a correction value for correcting the data related to the subject distance, and a refractive index of the optical wedge to a specific refractive index by the refractive index control unit. A correction unit configured to correct data related to the subject distance based on the correction value stored in the memory when the setting is performed. Rank Receiving the subject light from the subject and detecting the distance to the subject based on the amount of displacement between the two images, further comprising: Projecting light for use, receiving reflected light from the subject, and outputting the distance data based on the light receiving position, and wherein the focus detection device sets the refractive index of the optical wedge to an initial value. Outputting data related to the subject distance in a set state, changing the refractive index of the optical wedge when the focus state cannot be detected in this state, and outputting data related to the subject distance. Features.

[実 施 例] 以下、図示の実施例により本発明を説明する。先ず、
本発明の実施例を説明するに先立って、第1図により、
実施例の概略を説明すると、第1図に示すうように、三
角測距の原理に基づいて被写体1a,1bまでの距離を検出
する焦点検出装置であって、電気的に屈折率を変化でき
る光学楔2a1,2b1を含む測距光学系10と、上記光学楔2
a1,2b1の屈折率を制御する屈折率制御手段5と、上記測
距光学系10に導かれた被写体光に応じて、被写体距離に
関連する電気信号を出力する信号出力手段と、上記化学
楔2a1,2b1の屈折率と上記電気信号とから被写体距離デ
ータを出力する距離データ出力手段6とを具備すること
を特徴とするものである。また、第2図により本発明の
基本原理を、そして第3〜8図により本発明に使用され
る光学楔の動作原理をそれぞれ説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments. First,
Prior to describing an embodiment of the present invention, FIG.
The outline of the embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the focus detection device detects the distance to the subject 1a, 1b based on the principle of triangulation, and can electrically change the refractive index. A distance measuring optical system 10 including optical wedges 2a 1 and 2b 1 ;
a 1 , 2b 1 a refractive index control means 5 for controlling the refractive index; a signal output means for outputting an electric signal related to the subject distance in accordance with the subject light guided to the distance measuring optical system 10; It is characterized by comprising distance data output means 6 for outputting subject distance data from the refractive indexes of the chemical wedges 2a 1 and 2b 1 and the electric signal. FIG. 2 explains the basic principle of the present invention, and FIGS. 3 to 8 explain the operating principle of the optical wedge used in the present invention.

第2図は、本発明の焦点検出装置の基本原理を説明す
るためのブロック系統図である。図において、被写体1
a,1bからの被写体は、液晶プリズムで形成された光学楔
2a1,2b1を介し、レンズ3a,3b、センサ4a,4bからなる測
距光学系10に投射される。この測距光学系10からの出力
信号は、判定手段8に供給され、同手段8の出力が補正
手段9と交流電源7b,スイッチ7aからなる測距範囲切換
手段7とに供給されるようになっている。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the basic principle of the focus detection device of the present invention. In the figure, subject 1
The objects from a and 1b are optical wedges formed by a liquid crystal prism.
The light is projected onto a distance measuring optical system 10 including lenses 3a and 3b and sensors 4a and 4b via 2a 1 and 2b 1 . An output signal from the distance measuring optical system 10 is supplied to a judging means 8 so that the output of the judging means 8 is supplied to a correcting means 9 and a distance measuring range switching means 7 comprising an AC power supply 7b and a switch 7a. Has become.

このような構成において、至近側の測距限界より更に
至近側に位置する被写体1bからの被写体光は、光学楔2a
1,2b1、レンズ3a,3bをそれぞれ透過して破線la,lbとな
ってセンサ4a,4bに向かうが、被写体1bが至近側の測距
限界より更に至近側なので、センサ4a,4b上に結像する
ことができない。そこで、判定手段8はこれを検出して
測距範囲切換手段7に信号を送出し、これによって同切
換手段7のスイッチ7aがオンし、交流電源7bからの交流
電圧が光学楔2a1,2b1に印加されるようになる。する
と、同光学楔2a1,2b1の屈折率が高まるので、至近側の
測距限界より更に至近側の被写体1bからの被写体光は、
上記光学楔2a1,2b1で図の内方に屈折され、これによっ
てセンサ4a,4b上に結像されるようになる。このように
して得られたセンサ4a,4bからの出力信号は、補正手段
9で補正されて正しい測距値が得られるようになる。
In such a configuration, the subject light from the subject 1b located further on the closer side than the distance measurement limit on the closer side is transmitted to the optical wedge 2a.
1 , 2b 1 , respectively, pass through the lenses 3a, 3b and become dashed lines la, lb and head toward the sensors 4a, 4b. Cannot image. Therefore, determination unit 8 sends a signal to the distance measurement range switching means 7 detects this, it switches 7a of the switching means 7 is turned on by the AC voltage is wedge 2a 1 from an AC power source 7b, 2b It will be applied to 1 . Then, since the refractive index of the optical wedges 2a 1 and 2b 1 is increased, the subject light from the subject 1b further closer than the closest distance measurement limit is:
The light is refracted inward by the optical wedges 2a 1 and 2b 1 so that an image is formed on the sensors 4a and 4b. The output signals from the sensors 4a and 4b obtained in this way are corrected by the correction means 9 so that a correct distance measurement value can be obtained.

つまり、本発明は、電気的に屈折率可変の光学楔を受
光レンズの前に配置し、この光学楔に印加する電圧を、
被写体距離に応じて制御することにより、至近側の測距
範囲を拡大した焦点検出装置を構成するようにしたもの
である。
That is, according to the present invention, an electrically variable refractive index optical wedge is arranged in front of the light receiving lens, and a voltage applied to the optical wedge is
By controlling according to the subject distance, a focus detection device in which the distance measurement range on the close side is enlarged is configured.

次に、光学楔の動作原理について説明すると、本発明
に使用される光学楔は、液晶に印加する電圧を変える
と、その屈折率が変化する性質を利用した液晶封入の光
学プリズム(以下、液晶プリズムと呼称する)で形成さ
れている。
Next, the operation principle of the optical wedge will be described. The optical wedge used in the present invention is an optical prism (hereinafter, referred to as a liquid crystal) filled with a liquid crystal utilizing the property that the refractive index changes when the voltage applied to the liquid crystal is changed. (Referred to as a prism).

第3図(A),(B)は、液晶プリズムの縦断面図と
D−D′断面図である。図に示すように、液晶プリズム
15の基本構成は、2枚の透明光学部材12,13とスペーサ1
8,19で形成される空間内に液晶14を封入して構成されて
いる。2枚の透明光学部材12,13の液晶14に接する側に
は透明導電層が形成されていて、液晶14に可変抵抗器16
を介して交流電源17から交番電圧が印加できるようにな
っている。そして、この第3図(A),(B)には、P
型液晶(ε >ε)が印加電圧0Vのときホモジニアス
配列している状態が示されている。
 FIGS. 3A and 3B are longitudinal sectional views of a liquid crystal prism.
It is DD 'sectional drawing. As shown in the figure, the liquid crystal prism
The basic configuration of 15 consists of two transparent optical members 12 and 13 and a spacer 1
Liquid crystal 14 is sealed in the space formed by 8, 19
I have. On the side of the two transparent optical members 12 and 13 that touch the liquid crystal 14
Has a transparent conductive layer formed thereon, and the liquid crystal 14 has a variable resistor 16
AC voltage can be applied from the AC power supply 17 through the
ing. FIGS. 3A and 3B show that P
Liquid crystal (ε > Ε) Is homogeneous when the applied voltage is 0V
The state of arrangement is shown.

一般に、プリズムのふれ角δは、プリズムを構成する
材料の屈折率をn,プリズムの頂角をαとすると、以下の
ように表わされる。
In general, the deflection angle δ of a prism is expressed as follows, where n is the refractive index of the material constituting the prism and α is the vertex angle of the prism.

δ=(n−1)α ……(3) この(3)式より、屈折率nあるいは頂角αを変化さ
せると、プリズムのふれ角δが変化することが解かる。
δ = (n−1) α (3) From equation (3), it can be seen that changing the refractive index n or the apex angle α changes the deflection angle δ of the prism.

液晶プリズム15は、その複屈折性を利用して屈折率n
を変化させる方式に分類される。そして、液晶(ネマチ
ック相)は、微視的には液晶分子が揺らいでいて、全て
の分子が同一方向に配列しているわけではないが光学的
には一軸結晶と見なされ、屈折率楕円体が定義される。
The liquid crystal prism 15 has a refractive index n using its birefringence.
Is changed. In a liquid crystal (nematic phase), liquid crystal molecules are fluctuating microscopically, and not all molecules are arranged in the same direction. Is defined.

第4図(A),(B)には、P型液晶(ne>n0)の主
成分の一例としてのシアノビフェニル系の分子構造とそ
の屈折率楕円体とがそれぞれ示されている。そして、液
晶分子は、その誘電異方性つまりε ≠εのため、第
5図(A),(B),(C)に示すように印加する電圧
Vに従い傾いて行く。つまり、図の紙面内方向に振動す
る直線偏光20を液晶セルに入射させると、液晶の見掛上
の屈折率nθは下記(4)式により回転角θに従って変
化する。
 FIGS. 4A and 4B show a P-type liquid crystal (ne> N0) Lord
Molecular structure of cyanobiphenyl series as an example of the component and its
Are shown, respectively. And liquid
Crystalline molecules have their dielectric anisotropy, or ε ≠ εFor the first
5 Applied voltage as shown in FIGS. (A), (B) and (C)
Follow V. In other words, the vibration
When the linearly polarized light 20 enters the liquid crystal cell, the apparent liquid crystal
Refractive index nθVaries according to the rotation angle θ according to the following equation (4).
Become

即ち、印加電圧Vが0Vのときは第5図(A)に示すよ
うに異常光に対する屈折率neを示す状態から印加電圧V
が高いときは第5図(C)に示すように常光に対する屈
折率n0へと変化し、この中間に、第5図(B)に示す印
加電圧Vが中間値のときの状態が介在している。そこ
で、見掛上の屈折率nθは、下記(5)式に示すように
印加電圧Vの関数になっている。
That is, the applied voltage V is applied voltage from a state exhibiting a refractive index n e for extraordinary light, as shown in FIG. 5 (A) When the 0V V
When the applied voltage V is high, the refractive index for ordinary light changes to n 0 , as shown in FIG. 5 (C), and a state when the applied voltage V shown in FIG. ing. Therefore, the refractive index of MiKakeue n theta is a function of the applied voltage V as shown in the following equation (5).

θ=n(V) ……(5) この結果、プリズムの形をした液晶のふれ角δLCは、
印加電圧Vに応じて異常光に対する屈折力から常光に対
する屈折力まで連続的に変化することになる。従って、
上記(3)式は下記(6)式のようになり、電圧による
屈折力の調整が可能となる。
n θ = n (V) (5) As a result, the deflection angle δ LC of the prism-shaped liquid crystal is
In accordance with the applied voltage V, the refractive power for the extraordinary light changes continuously from the refractive power for the ordinary light. Therefore,
The above equation (3) becomes the following equation (6), and the refractive power can be adjusted by the voltage.

δLC(V)=(n(V)−1)α ……(6) つまり、電圧を印加することにより、ふれ角δは第3
図(A)に示す矢印A9の方向へ変化することになる。通
常、ネマチック液晶の電気光学現象における応答時間τ
r,回復時間τは、下記(7),(8)式で表わされ、
液晶厚dの2乗に比例することが知られている。
δ LC (V) = (n (V) −1) α (6) That is, by applying a voltage, the deflection angle δ becomes the third angle.
Will vary in the direction of arrow A 9 shown in FIG. (A). Usually, the response time τ in the electro-optic phenomenon of a nematic liquid crystal
r and the recovery time τ d are expressed by the following equations (7) and (8).
It is known that it is proportional to the square of the liquid crystal thickness d.

τ=ηd2/(εΔεV2−Kπ) ……(7) τ=ηd2/Kπ) ……(8) ここに、ηは粘性率,Kは弾性率,Vは印加電圧,Δε
(=|ε −ε|)は誘電異方性をそれぞれ表わして
いる。
 τr= ΗdTwo/ (Ε0ΔεVTwo−Kπ2) …… (7) τd= ΗdTwo/ Kπ2) (8) where η is the viscosity, K is the elastic modulus, V is the applied voltage, Δε
(= | Ε −ε|) Represents the dielectric anisotropy, respectively.
I have.

そこで、液晶プリズムの応用において、その応答性を
早くしたい場合は、第6図(A)に示す形状を第6図
(B)に示す形状に変形して液晶の厚さを実効的に薄く
したり、第7図(A)に示す形状を第7図(B)に示す
薄いプリズムを積層した形状にすればよいことになる。
Therefore, in the application of the liquid crystal prism, if it is desired to increase the response speed, the shape shown in FIG. 6A is transformed into the shape shown in FIG. 6B to effectively reduce the thickness of the liquid crystal. Alternatively, the shape shown in FIG. 7A may be changed to a shape obtained by laminating thin prisms shown in FIG. 7B.

液晶プリズムは、液晶の複屈折を利用した光学素子で
あるため、第3図には示されていないが、偏光板を設
け、直線偏光のみを入射させる必要がある。さもない
と、2つのふれ角δが生じてしまう。あるいは、2つの
液晶プリズムをそれぞれ液晶配向方向が直交するように
重ね合わせて、この問題を解決する方法もある。そし
て、プリズムの光透過率が問題となる場合は、構造が複
雑化するが、2つの液晶プリズムをそれぞれ液晶配向方
向が直交するように重ね合わせる後者の方法を利用する
方が良い。
Since the liquid crystal prism is an optical element utilizing birefringence of liquid crystal, it is not shown in FIG. 3, but it is necessary to provide a polarizing plate and allow only linearly polarized light to enter. Otherwise, two deflection angles δ will occur. Alternatively, there is a method of solving this problem by superposing two liquid crystal prisms such that the liquid crystal alignment directions are orthogonal to each other. When the light transmittance of the prism becomes a problem, the structure becomes complicated. However, it is better to use the latter method in which two liquid crystal prisms are overlapped so that the liquid crystal alignment directions are orthogonal to each other.

液晶プリズム2aの駆動回路のブロック系統図を第8図
に示す。一般の液晶表示素子は、例えばフリップフロッ
プ回路21Q,出力のようなオン・オフの2値駆動である
が、本発明では電圧調整が0〜約10Vであるので、電圧
調整回路22が必要となる。一般に液晶素子は、液晶材料
の劣化を防止するためAC駆動を行ない、二周波駆動等を
除けば、その駆動周波数は30〜1KHzで発振回路23で出力
している。しかし、本発明のような液晶光学素子におい
ては、通常の液晶表示素子以上に、その精度の高さや安
定性が求められる場合がある。そのような場合、AC駆動
により生じる僅かな揺ぎが問題となるなら、測距動作を
させているときはDC駆動とし、その後液晶保護の観点か
らACリフレッシュ駆動させるといったDC駆動を含んだ一
連の駆動方法が好ましい。
FIG. 8 shows a block diagram of a drive circuit for the liquid crystal prism 2a. A general liquid crystal display element is a binary drive of ON / OFF such as an output of a flip-flop circuit 21Q, for example. However, in the present invention, the voltage adjustment is 0 to about 10V, so the voltage adjustment circuit 22 is required. . In general, the liquid crystal element is driven by AC in order to prevent the deterioration of the liquid crystal material, and the driving frequency is output by the oscillation circuit 23 at a driving frequency of 30 to 1 KHz except for two-frequency driving. However, in the liquid crystal optical element as in the present invention, higher accuracy and stability may be required more than a normal liquid crystal display element. In such a case, if slight fluctuation caused by AC driving becomes a problem, a series of DC driving including DC driving is performed when performing distance measurement operation and then AC refresh driving from the viewpoint of LCD protection. The driving method is preferred.

以上が液晶プリズムの動作原理である。このような液
晶プリズムを用いて至近側の測距範囲を拡張した本発明
の実施例を以下に説明する。
The above is the operation principle of the liquid crystal prism. An embodiment of the present invention in which the distance measurement range on the close side is extended by using such a liquid crystal prism will be described below.

第9図は、本発明の第1実施例を示す焦点検出装置の
構成ブロック系統図である。図において、液晶プリズム
2a,2bは、測距光学系10aの前に配置されていて、液晶駆
動回路27から印加される電圧により、被写体1aからの光
束を曲げ、焦点検出装置の距離測定範囲を変化させる。
レンズ3a,3b、ミラー36a,36b、直角プリズム37からなる
測距光学系10aは、ラインセンサ4上に被写体距離に応
じた像を形成する。ラインセンサ4は、A群センサ4a,B
群センサ4bのそれぞれのセンサ上に形成された被写体像
を光電変換してインターフェース回路24へ出力する。イ
ンターフェース回路24はマイクロコンピュータ25の指令
によりラインセンサ4の電荷蓄積時間を制御すると共
に、同センサ4より得られたデータをA/D変換してマイ
クロコンピュータ25へ出力する。また、測距光学系10a
および液晶プリズム2a,2bの温度をモニタする温度セン
サ26の出力を、A/D変換してマイクロコンピュータ25へ
出力する。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a focus detection apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, the liquid crystal prism
2a and 2b are arranged in front of the distance measuring optical system 10a, and bend the luminous flux from the subject 1a by the voltage applied from the liquid crystal drive circuit 27 to change the distance measurement range of the focus detection device.
The distance measuring optical system 10a including the lenses 3a and 3b, the mirrors 36a and 36b, and the right-angle prism 37 forms an image on the line sensor 4 according to the subject distance. The line sensor 4 is a group A sensor 4a, B
The image of the subject formed on each of the group sensors 4b is photoelectrically converted and output to the interface circuit 24. The interface circuit 24 controls the charge accumulation time of the line sensor 4 according to a command from the microcomputer 25, and A / D converts data obtained from the sensor 4 and outputs the data to the microcomputer 25. In addition, distance measuring optical system 10a
The output of the temperature sensor 26 for monitoring the temperatures of the liquid crystal prisms 2a and 2b is A / D converted and output to the microcomputer 25.

液晶駆動回路27は、マイクロコンピュータ25の指令に
基づいた電圧を液晶プリズム2a,2bの液晶分子へ印加す
る。同駆動回路27の説明は後述する。
The liquid crystal drive circuit 27 applies a voltage based on a command from the microcomputer 25 to the liquid crystal molecules of the liquid crystal prisms 2a and 2b. The description of the driving circuit 27 will be described later.

発振回路28のクロック信号は、マイクロコンピュータ
25の原振として使用されると共に、液晶駆動用の交番電
圧を発生するためにも使用される。
The clock signal of the oscillation circuit 28 is
It is used not only as a source for 25, but also for generating an alternating voltage for driving a liquid crystal.

マイクロコンピュータ25は、インターフェース回路24
から入力したデータに基づいて被写体までの距離を算出
する。そして、この算出データより撮影レンズ33の繰出
し量を算出する。マイクロコンピュータ35は、位置検知
回路29の出力と繰出し量が一致するように撮影レンズ33
を繰出すためにモータ駆動回路30へ制御信号を送り、こ
れによってモータ34,ラック機構34aを介して撮影レンズ
33を光軸方向に摺動して被写体光がフィルム面35上に結
像するようになっている。
The microcomputer 25 includes an interface circuit 24
The distance to the subject is calculated based on the data input from. Then, the extension amount of the photographing lens 33 is calculated from the calculation data. The microcomputer 35 controls the photographing lens 33 so that the output of the position detection circuit 29 matches the extension amount.
A control signal is sent to the motor drive circuit 30 in order to extend the photographing lens through the motor 34 and the rack mechanism 34a.
The object light forms an image on the film surface 35 by sliding the object 33 in the optical axis direction.

E2PROM(Electrically Erasable Programable Read O
nly Memory)には、測距時に必要な各種補正用のデータ
が書き込まれている。表示回路32には測距結果に基づく
各種の情報が表示されている。
E 2 PROM (Electrically Erasable Programmable Read O
In the nly Memory), data for various corrections necessary at the time of distance measurement is written. The display circuit 32 displays various information based on the distance measurement result.

次に、第10図により液晶駆動回路27の構成を説明す
る。図において、DC/DCコンバータ41は、電池42の電圧
を液晶の屈折率を変化させるために必要な電圧値にまで
昇圧するためのものである。分周器43は発振回路28(第
9図参照)の出力するクロック信号を液晶駆動に必要な
周波数まで分周するためのものである。この分周器43で
分周されたクロック信号は、トランジスタQ0と抵抗R0,R
1により、上記コンバータ41で昇圧された電圧までクロ
ック信号の振幅を増幅してD型フリップフロップ回路44
へ入力する。同フリップフロップ回路44の出力Q,は、
抵抗R2,R3を介してトランジスタQ1,Q2を交互にオン・オ
フする。
Next, the configuration of the liquid crystal drive circuit 27 will be described with reference to FIG. In the figure, a DC / DC converter 41 is for boosting the voltage of a battery 42 to a voltage value required to change the refractive index of the liquid crystal. The frequency divider 43 is for dividing the frequency of the clock signal output from the oscillation circuit 28 (see FIG. 9) to a frequency required for driving the liquid crystal. Divided clock signal in the frequency divider 43, the transistors Q 0 and the resistor R 0, R
1 , the amplitude of the clock signal is amplified to the voltage boosted by the converter 41, and the D-type flip-flop circuit 44
Enter The output Q of the flip-flop circuit 44 is
The transistors Q 1 and Q 2 are turned on and off alternately via the resistors R 2 and R 3 .

この動作により抵抗R4,R5に生じた電圧が矢印A11,A12
のように交互に液晶プリズム2aに印加されることにな
り、液晶プリズム2aには交番電圧が印加されたと同じに
なる。そして、この交番電圧の振幅を制御するには、ト
ランジスタQ1,Q2のエミッタ電圧を変化させればよい。
そこで、マイクロコンピュータ25(第9図参照)からの
ディジタルデータをD/Aコンバータ46によりアナログデ
ータとしての電圧値に変換した後、バッファ回路47によ
りインピーダンス変換してトランジスタQ1,Q2のエミッ
タに印加している。
By this operation, the voltage generated at the resistors R 4 and R 5 is changed to the arrows A 11 and A 12
Thus, the alternating voltage is applied to the liquid crystal prism 2a in the same manner as described above. Then, to control the amplitude of the alternating voltage, the emitter voltages of the transistors Q 1 and Q 2 may be changed.
Then, the digital data from the microcomputer 25 (see FIG. 9) is converted into a voltage value as analog data by the D / A converter 46, and then the impedance is converted by the buffer circuit 47 to be applied to the emitters of the transistors Q 1 and Q 2 . Is being applied.

このように構成された本実施例の動作を第11図に示す
フローチャートに基づいてマイクロコンピュータ25によ
る“AF"の動作を中心として以下に説明する。先ず、ス
テップS100において“マクロフラグをセット”する。通
常、“AF"のルーチンを呼び出した直後においては、液
晶プリズム2a,2bへの印加電圧は0Vである。そこで、液
晶の屈折率は、既に説明したように、屈折率の高い状態
にあり、プリズムのふれ角δも大きい状態、従って、測
距範囲は至近側、即ちマクロへ片寄っている。
The operation of the present embodiment thus configured will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. 11, focusing on the operation of "AF" by the microcomputer 25. First, "set a macro flag" in step S100. Normally, immediately after the "AF" routine is called, the voltage applied to the liquid crystal prisms 2a and 2b is 0V. Therefore, as described above, the refractive index of the liquid crystal is in a high refractive index state, and the deflection angle δ of the prism is also large. Therefore, the distance measurement range is closer to the close side, that is, biased toward the macro.

ステップS101〜S103において、マイクロコンピュータ
25はインターフェース回路24を通じてラインセンサ4の
積分を行ない、A群センサ4a,B群センサ4bの出力をディ
ジタル値として得る。ステップS104においては、マイク
ロコンピュータ25はインターフェース回路24を通じて温
度センサ26から出力された測定データを取り込む。この
センサ26は、測距光学系10aおよび液晶プリズム2a,2bの
温度を測定するためのものである。ステップS105におい
ては、A群センサ4a,B群センサ4bで得られたセンサデー
タより各センサ4a,4b上に形成された像の間隔t(第16
図参照)を“相関演算”により算出する。次に、ステッ
プS106に進んで、上記相関演算の結果より測距できたか
否かの判断を行ない、測距できたときはステップS200へ
分岐する。
In steps S101 to S103, the microcomputer
Numeral 25 integrates the line sensor 4 through the interface circuit 24 to obtain the outputs of the group A sensor 4a and the group B sensor 4b as digital values. In step S104, the microcomputer 25 takes in the measurement data output from the temperature sensor 26 through the interface circuit 24. This sensor 26 is for measuring the temperatures of the distance measuring optical system 10a and the liquid crystal prisms 2a and 2b. In step S105, the interval t (16th image) of the image formed on each sensor 4a, 4b is obtained from the sensor data obtained by the group A sensor 4a and the group B sensor 4b.
Is calculated by “correlation calculation”. Next, the process proceeds to step S106, where it is determined whether or not the distance has been measured based on the result of the correlation operation. If the distance has been measured, the process branches to step S200.

このステップS200においては、“マクロフラグ”がセ
ット(“1")されているか否か判断し、リセット
(“0")されていれば、液晶プリズム45へ電圧は印加さ
れているので、得られた像の間隔tに補正する必要はな
い。従って、ステップS203へ分岐して被写体距離および
上記第9図に示す撮影レンズ33の繰出し量を算出する。
次に、ステップS204でこの演算結果に基づいて、マイク
ロコンピュータ25は撮影レンズ33を所定位置へ駆動する
ためにモータ34を制御する。ステップS205においては、
AF終了と被写体距離の“表示”を行なう。そして、ステ
ップS206に進んでフラグのリセットおよび液晶駆動回路
27(第9図参照)の出力を0Vへ戻して“初期化”した後
リターンする。
In this step S200, it is determined whether or not the "macro flag" is set ("1"). If the "macro flag" is reset ("0"), the voltage is applied to the liquid crystal prism 45, so that it is obtained. There is no need to correct for the image spacing t. Accordingly, the flow branches to step S203 to calculate the subject distance and the extension amount of the photographing lens 33 shown in FIG.
Next, in step S204, based on the calculation result, the microcomputer 25 controls the motor 34 to drive the photographing lens 33 to a predetermined position. In step S205,
Ends AF and “displays” the subject distance. Then, the process proceeds to step S206 to reset the flag and the liquid crystal driving circuit.
The output of 27 (see FIG. 9) is returned to 0 V, "initialized", and the routine returns.

上記ステップS200において、マクロフラグがセット
(“1")されていれば、ステップS102へ進む。そしてE2
PROM31から像の間隔tの補正値Δtを読み出す。この補
正値Δtは、第12図に示すように、屈折率n0の液晶プリ
ズム2a,2bを通った被写体1aからの光束l1が、レンズ3a,
3bを介してセンサ4上に形成した像の位置を基準とした
とき、屈折率ne時の光束l2によるセンサ4上に形成され
た像の変位量を示している。既に説明したように、ne
n0であり、印加電圧を増大することによりneはn0へ変化
する。屈折率neは温度に対する依存性があるため、温度
によって補正量Δtは変化する。また、温度が一定でも
被写体からの光線の液晶プリズムへの入射角θにより補
正値Δtは変化する。
If the macro flag is set ("1") in step S200, the process proceeds to step S102. And E 2
The correction value Δt of the image interval t is read from the PROM 31. As shown in FIG. 12, the correction value Δt is such that the light flux l 1 from the subject 1a passing through the liquid crystal prisms 2a and 2b having the refractive index n 0 is
When based on the position of the image formed on the sensor 4 via 3b, shows a displacement of the image formed on the sensor 4 by the light beam l 2 when the refractive index n e. As already explained, ne >
a n 0, n e by increasing the applied voltage is changed to n 0. Since the refractive index n e have a dependency on temperature, the correction amount Δt varies with temperature. Further, even when the temperature is constant, the correction value Δt changes according to the incident angle θ of the light beam from the subject to the liquid crystal prism.

入射角θは、像の間隔tによって求めることができ
る。従って、補正値Δtは温度データと像間隔tによっ
て決定する必要がある。Δtをマイクロコンピュータで
算出するのは難しいので、予め計算して、あるいは実測
によりそれぞれ求めた補正値Δtを、E2PROM31に書き込
んでおき、マイクロコンピュータ25は温度データと像の
間隔tとから必要とする補正値Δtを読出せばよい。読
出した補正値ΔtをステップS202において像の間隔tへ
加えることにより正しい像の間隔データが得られること
になる。この実施例においては、マクロ測距時には液晶
への印加電圧を0Vにしているが、温度による屈折率ne
温度変化が生じないように、マクロ測距時に電圧を印加
してもよい。この場合はE2PROMに温度に応じたD/Aコン
バータの値を予め入力しておけば、マイクロコンピュー
タ25の電圧コントロールは簡単になる。この場合の電位
量の補正値Δtは、液晶プリズム2a,2bの入射角の変化
のみで決定すればよい。
The incident angle θ can be obtained from the image interval t. Therefore, the correction value Δt needs to be determined based on the temperature data and the image interval t. Since it is difficult to calculate Δt with a microcomputer, the correction value Δt calculated in advance or obtained by actual measurement is written in the E 2 PROM 31 and the microcomputer 25 calculates the correction value from the temperature data and the interval t between the images. May be read out. By adding the read correction value Δt to the image interval t in step S202, correct image interval data can be obtained. In this embodiment, although at macro ranging has a voltage applied to the liquid crystal to 0V, and so as not to cause a temperature change of the refractive index n e with temperature, voltage may be applied at macro ranging. In this case, if the value of the D / A converter corresponding to the temperature is input in advance to the E 2 PROM, the voltage control of the microcomputer 25 is simplified. In this case, the correction value Δt of the potential amount may be determined only by a change in the incident angle of the liquid crystal prisms 2a and 2b.

第11図に戻ってステップS106において相関ができない
と判断されれば、ステップS107へ進む。ところで、液晶
は温度が上昇して、ある温度以上になると等方性液体と
なり屈折率異方性を示さなくなる。この状態では、電圧
により液晶プリズム2a,2bのふれ角を制御することはで
きないので、ステップS107において温度が、液晶プリズ
ムがコントロール可能な温度T0であるか否かを判断す
る。不可能な温度なら、ステップS300へ分岐してAFが不
可能であることを表示回路により“表示”する。
Returning to FIG. 11, if it is determined in step S106 that the correlation cannot be established, the process proceeds to step S107. By the way, when the temperature of the liquid crystal rises and becomes higher than a certain temperature, the liquid crystal becomes an isotropic liquid and does not show the refractive index anisotropy. In this state, it is not possible to control the deflection angle of the liquid crystal prism 2a, 2b by the voltage, temperature in step S107, the liquid crystal prism is determined whether the temperature T 0 can be controlled. If the temperature is not possible, the process branches to step S300 to "display" that the AF is impossible by the display circuit.

コントロールが可能な温度なら、ステップS208へ分岐
する。ステップS108において、マクロフラグがリセット
(“φ”)されていれば、電圧を印加して∞側へ測距範
囲を変えた2度目の測距が不可能であったことを示す。
セット(“1")されていれば、電圧を印加して再度測距
する必要があるのでステップS109へ分岐する。そして、
屈折率をn0にする電圧データをD/Aコンバータ46(第10
図参照)にセットする。そして、液晶の屈折率の変化が
終了するまで、ステップS110の“タイマ”で待機する。
If the temperature can be controlled, the process branches to step S208. In step S108, if the macro flag is reset ("φ"), it indicates that the second distance measurement in which the voltage was applied and the distance measurement range was changed to the 電 圧 side was impossible.
If it is set ("1"), the process branches to step S109 because it is necessary to apply the voltage and measure the distance again. And
The voltage data to the refractive index n 0 D / A converter 46 (10
(See the figure). Then, it waits for the “timer” in step S110 until the change in the refractive index of the liquid crystal is completed.

液晶の屈折率変化の応答性は、温度および印加電圧に
依存するので、ステップS104で読出した温度データおよ
びD/Aコンバータ46にセットしたデータに基づいて、こ
のタイマの値を変化させる。屈折率変化の終了後、ステ
ップS111においてマクロフラグをリセットし、遠距離側
の範囲を再度測距するためにステップS101へ戻る。
Since the response of the change in the refractive index of the liquid crystal depends on the temperature and the applied voltage, the value of the timer is changed based on the temperature data read in step S104 and the data set in the D / A converter 46. After the end of the refractive index change, the macro flag is reset in step S111, and the process returns to step S101 to measure the distance on the long distance side again.

第13図は、本発明の第2実施例を示す焦点検出装置の
ブロック系統図である。この第2実施例が上記第1実施
例と大きく異なる点は、パッシブ方式に代えてアクティ
ブ方式としたことである。この点を除けば、上記第1実
施例とその構成が同じなので、同じ構成部材は同じ符号
を付してその説明を省略する。
FIG. 13 is a block diagram of a focus detection device showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment differs greatly from the first embodiment in that an active system is used instead of the passive system. Except for this point, since the configuration is the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

第13図に示すブロック系統図は、発光素子52から被写
体1aに向けて光ビームを投射し、該被写体1aからの反射
光をPSD(Position Sensitive Device)51によって受光
することにより測距する光投射式の距離測定装置に、液
晶プリズムを応用した例を示し、被写体距離に応じて変
化するPSD51上に入射した発光素子52の光ビームの位置t
rを求めることにより、被写体距離を算出することがで
きる。この被写体反射光ビームの位置trは、PSD51から
出力する電流I1,I2の比から求められ、上記第1実施例
における像の間隔tと等価なので、反射光ビームの位置
trが求まれば、上記第1実施例と同様に処理することが
できる。そして、光投射式の場合は、被写体で反射して
戻ってくる光ビームが弱いと測距できなくなるので、液
晶プリズム2aの透過率を向上させる工夫が必要となる。
The block diagram shown in FIG. 13 is a light projection system in which a light beam is projected from the light emitting element 52 toward the subject 1a, and the reflected light from the subject 1a is received by a PSD (Position Sensitive Device) 51 to measure the distance. An example in which a liquid crystal prism is applied to a distance measuring device of the formula is shown, and the position t of the light beam of the light emitting element 52 incident on the PSD 51, which changes according to the subject distance, is shown.
By obtaining r , the subject distance can be calculated. Position t r of the object reflected light beam is determined from the ratio of the current I 1, I 2 to be output from the PSD51, since equivalent and spacing t of the image in the first embodiment, the position of the reflected light beam
If t r is obtained, it can be treated in the same manner as the first embodiment. In the case of the light projection type, the distance cannot be measured if the light beam reflected back from the subject is weak, so that a measure to improve the transmittance of the liquid crystal prism 2a is required.

第14図は、本発明の第3実施例を示す焦点検出装置の
ブロック系統図である。上記第1,第2実施例において
は、液晶プリズムを用いて測距範囲を∞側と至近側の2
つに分ける例を示したが、液晶に印加する電圧を2通り
ではなく、更に複数にし、これによって測距範囲を複数
に分割したのが、この第3実施例である。分割数を増や
せば、その分センサの大きさは小さくても広い測距範囲
をカバーできることになる。従来の機械的にプリズムを
挿入する方法では、プリズムが複数必要となり、実現が
難しい方法であるが、本発明のように電気的に屈折率可
変な液晶プリズムを使用することにより始めて実現可能
となる実施例である。この第3実施例では、測距領域を
領域、領域、領域に3分割した点を除けば、その
基本構成は前記第1実施例と異なるところがないので、
上記第1,第2実施例に用いられた構成部材と同じ構成部
材には同じ符号を付して、その構成の説明を省略して、
動作のみ以下に説明する。
FIG. 14 is a block diagram of a focus detection device showing a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments, the distance measurement range is set to two sides of the ∞ side and the close side by using a liquid crystal prism.
In the third embodiment, the voltage applied to the liquid crystal is not two but is further increased, and the distance measurement range is divided into a plurality. By increasing the number of divisions, it is possible to cover a wide ranging range even if the size of the sensor is small. The conventional method of mechanically inserting a prism requires a plurality of prisms and is difficult to realize.However, it can be realized only by using a liquid crystal prism having an electrically variable refractive index as in the present invention. This is an example. In the third embodiment, the basic configuration is the same as that of the first embodiment except for the point that the distance measurement area is divided into an area, an area, and an area.
The same components as those used in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration will be omitted.
Only the operation will be described below.

第15図は、この第3実施例におけるマイクロコンピュ
ータ25の“AF"動作を説明するフローチャートである。
この第15図では、前記第1実施例のフローを示す第11図
と同じルーチンには同じステップ番号を付してその説明
を省略し、異なるルーチンについてのみステップ番号S4
00番台を付して、以下に説明する。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the "AF" operation of the microcomputer 25 in the third embodiment.
In FIG. 15, the same routines as those in FIG. 11 showing the flow of the first embodiment are denoted by the same step numbers, and the description thereof will be omitted.
A description will be given below with the 00s attached.

第15図において、ステップS401でカウンタに測距領域
数に対応した“3"をセットする。カンウンタの値は、い
ま測距範囲がどの位置にあるかを示すもので、この場
合、液晶プリズムに電圧を印加しない状態で第14図の領
域が測距可能となっている。ステップS101〜S105は省
略してステップS106に進んで、“相関OK"つまり相関演
算の結果より測距できると判断されたら、ステップS411
へ分岐する。
In FIG. 15, "3" corresponding to the number of distance measurement areas is set in a counter in step S401. The value of the counter indicates the position of the distance measurement range now. In this case, the distance in the area of FIG. 14 can be measured without applying a voltage to the liquid crystal prism. Steps S101 to S105 are omitted, and the process proceeds to step S106. If it is determined that the distance can be measured based on “correlation OK”, that is, the result of the correlation operation, step S411 is performed.
Branch to

ステップS411,412においては、カウンタの値が判断さ
れる。カウンタが“1"なら、液晶の屈折率がn0になるよ
うに電圧が印加されていて、測距範囲は領域になって
いるので、上記第1実施例と同様に屈折率がn0のときを
基準として補正を行うものとする。従って、カウンタが
“1"ならステップS203へ分岐する。カウンタが“2"およ
び“3"ならステップS413およびS414に進んで、それぞれ
対応する補正量を温度データと相関値に応じてE2PROM31
(第9図参照)より読出す。そして、ステップS202以下
に進むが、このステップS202〜S206は上記第1実施例に
おけるフローチャートの動作と同じにつき省略する。
In steps S411 and S412, the value of the counter is determined. If the counter is "1", the refractive index of the liquid crystal is not a voltage is applied so that the n 0, since the distance measurement range is in the region, the first embodiment similarly to the refractive index of n 0 Correction shall be performed based on the time. Therefore, if the counter is "1", the flow branches to step S203. If the counter is "2" or "3", the process proceeds to steps S413 and S414, and the corresponding correction amount is set to the E 2 PROM 31 according to the temperature data and the correlation value.
(See FIG. 9). Then, the process proceeds to step S202 and subsequent steps, but steps S202 to S206 are the same as the operations in the flowchart in the first embodiment, and will not be described.

上記ステップS106で“相関OK"でない、つまり測距で
きないと判断されたら、ステップS402へ進んで、カウン
タの値を1だけ減算する。ステップS403では、カウンタ
の値が“0"であるか否かを判断する。カウンタの内容が
“0"なら領域〜のすべてで測距を行なったが測距デ
ータが得られなかったことになるので、ステップS300以
下へ分岐する。このステップS300,S301の処理は上記第
1実施例における第11図のフローチャートの動作と同じ
なので省略する。
If it is determined in step S106 that the correlation is not "OK", that is, that the distance cannot be measured, the process proceeds to step S402, and the value of the counter is decremented by one. In step S403, it is determined whether or not the value of the counter is “0”. If the content of the counter is "0", ranging has been performed in all of the areas 1 to 4, but since ranging data has not been obtained, the flow branches to step S300 and subsequent steps. The processing of steps S300 and S301 is the same as the operation of the flowchart of FIG.

上記ステップS403でカウンタの内容が0でなければ、
ステップS404へ進んでカウンタの内容が2に等しいか否
かがチェックされる。つまり、測距領域に応じて、液晶
プリズムへの印加電圧を変化させて測距範囲を変える必
要がある。そこで、ステップS404〜406においてはカウ
ンタの値に応じて領域または領域に測距範囲が設定
されるように、マイクロコンピュータ25は液晶駆動回路
27のD/Aコンバータ46(第10図参照)にデータを与え
る。そして、ステップS110“タイマ”で規定される時間
が経過して液晶プリズムの屈折率の変化が終了すると、
再度測距するためにステップS101へ戻る。
If the content of the counter is not 0 in step S403,
Proceeding to step S404, it is checked whether the content of the counter is equal to 2. That is, it is necessary to change the distance measurement range by changing the voltage applied to the liquid crystal prism according to the distance measurement area. Therefore, in steps S404 to S406, the microcomputer 25 controls the liquid crystal driving circuit so that the range or the range is set in the region according to the value of the counter.
Data is supplied to 27 D / A converters 46 (see FIG. 10). Then, when the change of the refractive index of the liquid crystal prism ends after the time specified by the “timer” in step S110 elapses,
The process returns to step S101 to measure the distance again.

測距の領域は、液晶プリズムに印加する電圧を細かく
制御すれば、いかようにも分割でき、その分ラインセン
サ4を小さくすることができる。しかし、センサの積分
回数は増えることになるので、徒らに分割数を増やせ
ば、それだけ測距に要する時間が増大することになって
しまう。そこで、測距領域の分割数とラインセンサの小
型化とは見合いとなっており、この第3実施例では測距
領域分割数を3としている。
If the voltage applied to the liquid crystal prism is finely controlled, the area for distance measurement can be divided in any manner, and the line sensor 4 can be reduced accordingly. However, since the number of times of integration of the sensor increases, if the number of divisions is increased, the time required for distance measurement will increase accordingly. Therefore, the number of divisions of the ranging area and the miniaturization of the line sensor are commensurate with each other. In the third embodiment, the number of divisions of the ranging area is set to three.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、機構部材を用いる
ことなく、電気的に屈折率が変化可能な液晶で形成され
た液晶プリズムの光学楔を利用することにより迅速に焦
点検出装置の測距可能な距離範囲を広げることができ、
且つ、機構部材を必要としないから測距装置が小型化で
きるという顕著な効果が発揮される。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, focus is quickly achieved by using an optical wedge of a liquid crystal prism formed of a liquid crystal whose refractive index can be changed electrically without using a mechanism member. The range that can be measured by the detection device can be extended,
Further, a remarkable effect that the distance measuring device can be reduced in size because a mechanism member is not required is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の焦点検出装置の概念図、 第2図は、本発明の焦点検出装置の基本原理を説明する
ブロック系統図、 第3図(A)は、上記第1図における光学楔に使用され
る液晶プリズムの縦断面図で、第3図(B)は第3図
(A)中のD−D′断面図、 第4図(A),(B)は、上記第3図に示す液晶プリズ
ムに使用されるP型液晶の一例としてのシアノビフェニ
ル系の分子構造と、その屈折率楕円体を示す線図、 第5図(A),(B),(C)は、上記第4図(A),
(B)に示した液晶分子の誘電異方性、つまり印加電圧
に対する液晶分子の配列と偏光方向を示す説明図で、第
5図(A)は印加電圧が0Vのとき、第5図(B)は印加
電圧が中間の値のとき、第5図(C)は印加電圧が高い
ときをそれぞれ示す図、 第6図(A),(B)および第7図(A),(B)は、
第6図(A)および第7図(A)に示す、断面形状を有
する液晶プリズムの応答性を早めるために第6図(B)
あるいは第7図(B)に示す断面形状にすることを説明
する縦断面図、 第8図は、液晶プリズムの駆動回路の一例を示すブロッ
ク系統図、 第9図は、本発明の第1実施例を示す焦点検出装置の構
成ブロック系統図、 第10図は、上記第9図における液晶駆動回路の構成を示
すブロック系統図、 第11図は、上記第9図に示す第1実施例におけるマイク
ロコンピュータのAF動作のフローチャート、 第12図は、上記第11図におけるステップS201,S202にお
ける像の間隔tの補正値Δtを説明するための測距光学
系の光学配置図、 第13図は、本発明の第2実施例を示す焦点検出装置のブ
ロック系統図、 第14図は、本発明の第3実施例を示す焦点検出装置のブ
ロック系統図、 第15図は、上記14図に示す第3実施例におけるマイクロ
コンピュータのAF動作のフローチャート、 第16図は、従来の焦点検出装置におけるパッシプタイプ
の測距装置の光学配置図、 第17〜20図は、上記第16図における至近側の測距範囲を
拡張するための従来の手段を説明する光学配置図で、第
17図は、基線長Sを小さくする方法を、第18図はセンサ
の長さを大きくする方法を、第19図は受光レンズの焦点
距離を短くしてセンサを受光レンズに近付ける方法を、
第20図は、受光レンズの前にプリズムを配設する方法
を、それぞれ説明する光学配置図である。 1a,1b……被写体 2a,2b……液晶プリズム(光学楔) 2a1,2b1……光学楔 4,4a,4b……センサ(信号出力手段) 5……屈折率制御手段 6……距離データ出力手段 10,10a……測距光学系 24……インタフェース回路(信号出力手段) 25……マイクロコンピュータ(信号出力手段) 26……温度センサ(信号出力手段)
FIG. 1 is a conceptual diagram of the focus detection device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating the basic principle of the focus detection device of the present invention, and FIG. 3 (B) is a vertical sectional view of a liquid crystal prism used for the wedge, FIG. 3 (B) is a sectional view taken along the line DD ′ in FIG. 3 (A), and FIGS. FIGS. 5A, 5B, and 5C are diagrams showing a cyanobiphenyl-based molecular structure as an example of a P-type liquid crystal used in the liquid crystal prism shown in FIG. FIG. 4 (A),
FIG. 5B is an explanatory diagram showing the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules, that is, the arrangement of the liquid crystal molecules and the polarization direction with respect to the applied voltage. FIG. 5A shows the case where the applied voltage is 0 V. ) Shows the case where the applied voltage is an intermediate value, FIG. 5 (C) shows the case where the applied voltage is high, and FIGS. 6 (A) and (B) and FIGS. 7 (A) and 7 (B) ,
FIG. 6 (B) shows the liquid crystal prism having a sectional shape shown in FIG. 6 (A) and FIG.
Alternatively, a longitudinal sectional view for explaining the sectional shape shown in FIG. 7 (B), FIG. 8 is a block diagram showing an example of a driving circuit of the liquid crystal prism, and FIG. 9 is a first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram showing an example of a configuration of a liquid crystal drive circuit in FIG. 9; FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal drive circuit in FIG. 9; FIG. 12 is a flowchart of the AF operation of the computer. FIG. 12 is an optical arrangement diagram of a distance measuring optical system for explaining the correction value Δt of the image interval t in steps S201 and S202 in FIG. 11, and FIG. FIG. 14 is a block diagram of a focus detection device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 14 is a block diagram of a focus detection device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. Flow of AF operation of microcomputer in embodiment FIG. 16 is an optical layout diagram of a passive type distance measuring device in a conventional focus detection device, and FIGS. 17 to 20 show conventional means for expanding the distance measuring range on the close side in FIG. In the optical layout diagram to be explained,
17 shows a method of reducing the base line length S, FIG. 18 shows a method of increasing the length of the sensor, and FIG. 19 shows a method of shortening the focal length of the light receiving lens and bringing the sensor closer to the light receiving lens.
FIG. 20 is an optical arrangement diagram for explaining a method of disposing a prism in front of a light receiving lens. 1a, 1b subject 2a, 2b liquid crystal prism (optical wedge) 2a 1 , 2b 1 optical wedge 4, 4a, 4b sensor (signal output means) 5 refractive index control means 6 distance Data output means 10, 10a Distance measuring optical system 24 Interface circuit (signal output means) 25 Microcomputer (signal output means) 26 Temperature sensor (signal output means)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】三角測距の原理に基づいて被写体までの距
離を検出する焦点検出装置であって、 電気的に屈折率を変化させ、測距のための光軸を偏向で
きる光学楔を含む測距光学系と、 上記光学楔の屈折率を制御する屈折率制御手段と、 上記測距光学系に導かれた被写体光に応じて、被写体距
離に関連するデータを出力するデータ出力手段と、 上記被写体距離に関連するデータを補正するための補正
値を記憶したメモリと、上記屈折率制御手段によって上
記光学楔の屈折率が特定の屈折率に設定された場合に
は、上記メモリに記憶されている上記補正値に基づい
て、上記被写体距離に関連するデータを補正する補正手
段と、 を具備することを特徴とする焦点検出装置。
1. A focus detection device for detecting a distance to a subject based on the principle of triangulation, comprising an optical wedge capable of electrically changing a refractive index and deflecting an optical axis for distance measurement. A distance measuring optical system, a refractive index control unit that controls a refractive index of the optical wedge, and a data output unit that outputs data related to a subject distance in accordance with subject light guided to the range measuring optical system. A memory that stores a correction value for correcting data related to the subject distance; and a memory that stores the correction value when the refractive index of the optical wedge is set to a specific refractive index by the refractive index control unit. And a correction unit configured to correct data related to the subject distance based on the correction value.
【請求項2】上記焦点検出装置は、異なる位置で被写体
からの上記被写体光をそれぞれ受光し、2像の位置のズ
レ量に基づいて、上記被写体までの距離を検出すること
を特徴とする請求項1に記載の焦点検出装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the focus detection device receives the subject light from the subject at different positions, and detects a distance to the subject based on the amount of displacement between the two images. Item 2. The focus detection device according to Item 1.
【請求項3】上記焦点検出装置は、被写体に向けて測距
用光を投射し、上記被写体からの反射光を受光し、受光
位置に基づいて上記距離データを出力することを特徴と
する請求項1に記載の焦点検出装置。
3. The focus detecting device according to claim 2, wherein the focus detecting device projects distance measuring light toward the subject, receives reflected light from the subject, and outputs the distance data based on a light receiving position. Item 2. The focus detection device according to Item 1.
【請求項4】上記焦点検出装置は、上記光学楔の屈折率
が初期値に設定された状態で上記被写体距離に関連する
データを出力し、この状態で焦点状態の検出が不能の場
合に上記光学楔の屈折率を変更し、上記被写体距離に関
連するデータを出力することを特徴とする請求項1乃至
3に記載の焦点検出装置。
4. The focus detection device outputs data related to the subject distance in a state where the refractive index of the optical wedge is set to an initial value. If the focus state cannot be detected in this state, the focus detection device outputs the data. 4. The focus detection apparatus according to claim 1, wherein a refractive index of the optical wedge is changed, and data related to the subject distance is output.
JP1146119A 1989-06-08 1989-06-08 Focus detection device Expired - Fee Related JP2758648B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1146119A JP2758648B2 (en) 1989-06-08 1989-06-08 Focus detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1146119A JP2758648B2 (en) 1989-06-08 1989-06-08 Focus detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0311313A JPH0311313A (en) 1991-01-18
JP2758648B2 true JP2758648B2 (en) 1998-05-28

Family

ID=15400587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1146119A Expired - Fee Related JP2758648B2 (en) 1989-06-08 1989-06-08 Focus detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2758648B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7747046B2 (en) 2005-06-10 2010-06-29 Cross Match Technologies, Inc. Apparatus and method for obtaining images using a prism
JP2009253592A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Pioneer Electronic Corp Imaging device
TW201132932A (en) * 2010-03-26 2011-10-01 Ind Tech Res Inst Adjustable range finder and the method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57150809A (en) * 1981-03-12 1982-09-17 Sharp Corp Automatic focus controlling device
JPS57153211A (en) * 1981-03-17 1982-09-21 Minolta Camera Co Ltd Distance detecting device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0311313A (en) 1991-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101910930B (en) Device and method for reducing optical blurring
EP1391778A1 (en) Apparatus for detecting the inclination angle of a projection screen and projector comprising the same
JP2000338533A (en) Camera shake correcting device
JPS61124834A (en) Light applied sensor
WO1991012491A2 (en) Electro optical apparatus
JPH06118453A (en) Element for high-speed tracking in raster output scanner
KR20070097328A (en) Optical apparatus and imaging apparatus
JP2758648B2 (en) Focus detection device
CN102449536A (en) Variable focus lens and microscope
US4662735A (en) Plastic lens elements supporting structure
US5004902A (en) Focused point detecting optical system
JPS61156213A (en) Zoom lens
JP3120526B2 (en) projector
JPH1130740A (en) Method for adjusting zoom lens and zoom lens
US4516835A (en) Liquid crystal display system
JPS60178415A (en) Focus correcting device of camera
US4384762A (en) Focusing screen device
JP3154839B2 (en) Camera shake correction device
US7192202B2 (en) Mirror apparatus
JPH03107931A (en) Oscillation isolator for image pickup optical system
JP3224556B2 (en) Lens position control device
JP2005024917A (en) Optical element with variable function and optical device using the same
JP2019113449A (en) Position detector, lens barrel, and optical apparatus
US5721982A (en) Display device for a camera for accurately displaying a rangefinding spot
JPH09264710A (en) Optical type displacement sensor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090313

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees