JP2832055B2 - Auxiliary lighting device - Google Patents
Auxiliary lighting deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばカメラの組み込まれた焦点検出装置
に物体で反射したパターン像を提供するための補助照明
装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an auxiliary illumination device for providing a pattern image reflected by an object to, for example, a focus detection device incorporating a camera.
自動焦点カメラ等において、測距対象物が低輝度ある
いは低コントラストの場合にも、測距を可能とするため
に、被写体補助照明装置が従来より提案されていおり、
例えば、特開昭62−247312号等がある。In an autofocus camera or the like, even when the object to be measured has low brightness or low contrast, a subject auxiliary lighting device has been conventionally proposed in order to enable distance measurement.
For example, there is JP-A-62-247312.
しかしながら、投影パターン像が周期性パターンに近
いと誤測距を越し易いし、また、対象レンズをズーミン
グしたとき、あるいは別の焦点距離のレンズの交換した
ときにパターンの周波数域が検出に不適切になるのを避
けるためパターンの製作や投影系自体にコスト、寸法、
光量の無駄など極めて負担が掛るおそれがある。However, if the projected pattern image is close to the periodic pattern, erroneous distance measurement is likely to occur, and the frequency range of the pattern is inappropriate for detection when zooming the target lens or replacing a lens with a different focal length. Costs, dimensions,
There is a possibility that extremely heavy load such as wasting of light amount may be imposed.
〔発明が解決しようとしている問題点〕 本発明の目的は投光パターンの投影コントラストが高
く、しかも光源の利用効率が高い装置を提案することで
ある。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to propose an apparatus in which the projection contrast of a light projection pattern is high and the utilization efficiency of a light source is high.
別の目的は、簡単な構成で複雑な照度分布を持った投
光パターンを形成することである。Another object is to form a light projection pattern having a complicated illuminance distribution with a simple configuration.
本発明は後述する実施例に明瞭に表現されている様
に、 焦点検出手段へ対象物体で反射したパターン像を提供
するための補助照明装置において、同方向に伸びるスト
ライプ状の異なる複数のパターンを同時に照明する発光
手段と、該発光手段によって照明された前記異なるパタ
ーンを前記対象物体上で互いに重なり合うように投影す
る複数の光軸を有する投光レンズを備えることを特徴と
している。As clearly shown in the embodiments described below, the present invention provides an auxiliary lighting device for providing a pattern image reflected by a target object to a focus detection unit, in which a plurality of stripe-shaped different patterns extending in the same direction are formed. It is characterized by comprising a light emitting means for simultaneously illuminating, and a light projecting lens having a plurality of optical axes for projecting the different patterns illuminated by the light emitting means so as to overlap each other on the target object.
第7図は本発明による測距用照明装置を公知の一眼レ
フカメラに採用した場合の構成を示している。FIG. 7 shows a configuration in a case where the illumination device for distance measurement according to the present invention is employed in a known single-lens reflex camera.
第7図において、1はカメラ本体、2は対物レンズ3
をその光軸方向に移動可能に保持するレンズ鏡筒、4は
物体光を測距系とフアインダー系に分割する可動のハー
フミラー、5はペンタプリズム、6は接眼レンズ7と共
にフアインダー系を構成するピントグラス、8は焦点検
出装置9に光束を導く可動ミラー。10は実施例として後
述する測距用補助照明装置で、カメラに組込みあるいは
着脱型のいずれもあり得る。In FIG. 7, 1 is a camera body, 2 is an objective lens 3
Lens barrel for holding the lens movably in the optical axis direction, a movable half mirror 4 for dividing the object light into a distance measuring system and a finder system, 5 a pentaprism, 6 a finder system together with an eyepiece 7 A focusing glass 8 is a movable mirror for guiding a light beam to a focus detection device 9. Reference numeral 10 denotes an auxiliary lighting device for distance measurement, which will be described later as an embodiment, which can be either built into a camera or detachable.
まず、焦点検出装置の周辺の一例について説明する。 First, an example of the periphery of the focus detection device will be described.
第8図は斜視形態を示している。42は多孔視野マスク
で、図中、横方向に長辺を持ち、並列された矩形開口を
具え、例えば第7図の対物レンズ3の予定結像面近傍に
配される。43は近赤外光より長波長光を遮断するフイル
ター。50は分割フイールドレンズで、対物レンズの予定
結像面から若干ずらして配置する。分割フイールドレン
ズ50は光学作用を異にするレンズ部50c、50d、50eから
成っており、これらの部分はレンズ厚又はレンズ面の曲
率半径の一方あるいは両方の設計値を変えることで形成
される。尚、各レンズ部を別体で構成する場合は屈折率
を異にする素材で作ることもできる。FIG. 8 shows a perspective view. Reference numeral 42 denotes a perforated field mask, which has long sides in the horizontal direction in the figure and has rectangular apertures arranged side by side, and is arranged, for example, in the vicinity of the planned imaging plane of the objective lens 3 in FIG. 43 is a filter that blocks light having a longer wavelength than near-infrared light. Reference numeral 50 denotes a split field lens, which is arranged slightly shifted from a predetermined image forming plane of the objective lens. The split field lens 50 includes lens portions 50c, 50d, and 50e having different optical functions, and these portions are formed by changing a design value of one or both of a lens thickness and a radius of curvature of a lens surface. When each lens portion is formed separately, it can be made of a material having a different refractive index.
51と53は2孔絞り52を挟んで再結像レンズユニツトを
形成し、凸レンズ51は入射光を平行光に近い状態に変換
し(光学作用は特公昭62−33564号に述べられてい
る)、また2枚の凸レンズ53a、53bを並べて接合した2
像形成レンズを2つ形成する。前述の2孔絞り52は、図
面中、横方向に並んだ縦に長い楕円開口52a、52bを具え
る。51 and 53 form a re-imaging lens unit with a two-hole stop 52 interposed therebetween, and the convex lens 51 converts incident light into a state close to parallel light (optical action is described in JP-B-62-33564). 2 in which two convex lenses 53a and 53b are arranged and joined.
Two image forming lenses are formed. The above-described two-hole aperture 52 has vertically long elliptical apertures 52a and 52b arranged in the horizontal direction in the drawing.
54は像面湾曲補正用の凹レンズで、光電変換デバイス
55を収容する透明プラスチツクパツケージ56上に配設さ
れる。尚、分割フイールドレンズ50、再結像レンズユニ
ツトの凸レンズ51、凹レンズ54は縦長に整形されている
が、いずれも回転対称の球面レンズ系である。54 is a concave lens for correcting curvature of field, a photoelectric conversion device
It is arranged on a transparent plastic package 56 containing 55. Although the split field lens 50, the convex lens 51 and the concave lens 54 of the re-imaging lens unit are shaped vertically long, each is a rotationally symmetric spherical lens system.
多孔視野マスク42の開口42b…42fを通った光束は、分
割フイールドレンズ50のレンズ部50c、50d、50eを透過
して、図示しない3対の画素列を有する光電変換デバイ
ス56上に夫々、物体の2次像を形成する。The light beams passing through the apertures 42b... 42f of the perforated field mask 42 pass through the lens portions 50c, 50d, and 50e of the divided field lens 50, and are respectively placed on a photoelectric conversion device 56 having three pairs of pixel rows (not shown). Is formed.
この視野マスク像は、絞り開口52a、52bおよびレンズ
部53a、53bの作用により多孔視野マスク42の1つの開口
につき2個横方向に並んで形成され、物体像の予定結像
面に対する位置(対物レンズのフオーカスの度合)に関
係してその内部の物体の2次像は伴に矢印A方向および
B方向に移動する。したがって、対となる2次像に関す
る光量分布の相対的間隔を光電変換出力に基づいてそれ
ぞれ検出することから、複数点の測距位置について対物
レンズのピント状態を知ることができる。即ち、この焦
点検出装置の各画素列はいわゆる像ズレ方式の焦点検出
を行うものである。Two field mask images are formed side by side in one opening of the porous field mask 42 by the action of the aperture openings 52a and 52b and the lens portions 53a and 53b, and the position of the object image with respect to the predetermined image plane (object The secondary image of the object inside moves in the directions of the arrows A and B in association with the degree of lens focus). Therefore, since the relative intervals of the light amount distributions for the paired secondary images are detected based on the photoelectric conversion output, the focus state of the objective lens can be known at a plurality of distance measurement positions. That is, each pixel row of this focus detection device performs a focus detection of a so-called image shift method.
第9図は、焦点検出装置の3つの測距視野位置をフア
インダー視野に対応させて示した図である。図中101は
フアインダー視野、102〜104が測距視野である。ここ
で、光電変換デバイス56の画素列は、測距視野の長辺方
向に並んでいるものとし、この方向の輝度分布、例えば
横線に対して感度を持っている。FIG. 9 is a diagram showing three distance measurement visual field positions of the focus detection device corresponding to the finder visual field. In the figure, 101 is a viewfinder field, and 102 to 104 are distance measurement fields. Here, the pixel rows of the photoelectric conversion device 56 are arranged in the long side direction of the distance measurement field of view, and have sensitivity to a luminance distribution in this direction, for example, a horizontal line.
第1図〜第2図は測距用照明装置の構成を説明するた
めの図である。第1図(a)(b)は測距用照明装置の
側面図および上面図であり、第1図(c)はその構成要
素である投光レンズの正面図である。図中105は、測距
に用いられる波長、例えば700nmの光を発光するLED、10
6はLED105を保持する透明パツケージ、107はストライプ
状の投光パターンが形成されたパターンフイルム、108
はドーム109とともにLE光を測距対象物上に導く投光レ
ンズである。投光レンズ108は5つのレンズ部108a、108
b、108c、108dおよび108eと保持部108fより成ってお
り、先に説明した焦点検出装置の3つの測距視野内の測
距対象物を効果的に照明するように構成している。レン
ズ部108a、108bが軸上照明系を、108c、108dが軸外照明
系を構成している。第2図はパターンフイルム107の投
光パターンを説明するための図であり、その中央部にス
トライプ状の光透過部と非透過部が交互に配置されたパ
ターン部107a、107b、107cがある。パターン部107a、10
7b、107cは空間周波数領域が段階的に異なる分布であ
り、107aは比較的低周波数パターンを多く、107cは逆に
高周波パターンを多く含んでおり、107bは両者を含みう
る中間的なパターンである。このパターンフイルムは通
常リブフイルム等で作られるため、中間濃度のない白黒
パターンである。1 and 2 are views for explaining the configuration of the illumination device for distance measurement. 1 (a) and 1 (b) are a side view and a top view of a lighting device for distance measurement, and FIG. 1 (c) is a front view of a light projecting lens which is a component thereof. In the figure, reference numeral 105 denotes an LED which emits light having a wavelength used for distance measurement, for example, 700 nm, 10
6 is a transparent package holding the LED 105, 107 is a pattern film on which a stripe-shaped light emitting pattern is formed, 108
Is a light projecting lens for guiding the LE light together with the dome 109 onto the object to be measured. The light projecting lens 108 has five lens units 108a, 108
b, 108c, 108d, and 108e and a holding unit 108f, and are configured to effectively illuminate the distance measurement target in the three distance measurement fields of the focus detection device described above. The lens units 108a and 108b constitute an on-axis illumination system, and the lenses 108c and 108d constitute an off-axis illumination system. FIG. 2 is a view for explaining the light projection pattern of the pattern film 107. At the center, there are pattern portions 107a, 107b and 107c in which stripe-shaped light transmitting portions and non-transmitting portions are alternately arranged. Pattern part 107a, 10
7b and 107c are distributions in which the spatial frequency region is stepwise different, 107a is a relatively high frequency pattern, 107c is a high frequency pattern, and 107b is an intermediate pattern that can include both. . Since this pattern film is usually made of a rib film or the like, it is a black and white pattern having no intermediate density.
次に、以上の構成による照明装置の動作について第3
図〜第6図を用いて説明する。第3図(a)、第3図
(b)はLED光の光線のふるまいを説明するための図
で、レンズのパワーを矢印に置き換えて示している。な
お、図の方向は第1図(a)、(b)にそれぞれ対応さ
せてある。図中110はドーム109と投光レンズ108のレン
ズ部108eの合成パワーを等価的に表し、111がその光
軸、112、113、122、123はそれぞれレンズ部108a、108
b、108c、108dの光軸である。なお、114は測距対象物で
ある。Next, the operation of the lighting device having the above configuration will be described in the third.
This will be described with reference to FIGS. FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the behavior of the light beam of the LED light, in which the power of the lens is replaced by an arrow. The directions in the figure correspond to FIGS. 1 (a) and 1 (b), respectively. In the figure, reference numeral 110 denotes equivalently the combined power of the dome 109 and the lens part 108e of the light projecting lens 108, 111 denotes its optical axis, and 112, 113, 122, and 123 denote the lens parts 108a, 108, respectively.
b, 108c, and 108d are optical axes. Note that reference numeral 114 denotes an object to be measured.
レンズ部108a、108bより成る軸上照明系と108c、108d
より成る軸外照明系ともにLED105より発した光はドーム
と投光レンズを介して、測距対象物を照明する。このと
き、その光路中には白と黒のストライプパターンを有す
るパターンフイルム107が配置され、測距対象物上に照
度分布を形成する。この照度分布のコントラストは高い
程測距制度が向上するため、パターンフイルムと測距対
象物がほぼ結像関係に置かれるようドームおよび投光レ
ンズのパワーが調整されている。また軸上照明系を構成
する投光レンズ108のレンズ部108a、108bは第3図
(a)の上下方向に偏心しているため、つまりその光軸
112および113が光軸111の上下に位置するために、パタ
ーンフイルムの点115と116が測距対象物上の一点118に
重なって投影されるようになっている。このとき点115
は第2図にて示した、低周波パターン部107aの中央に、
点116は高周波パターン部107cの中央に位置している。
これは後述するようにそれぞれLEDの利用効率を高める
ように定められた点である。測距対象物114上ではこれ
らのパターンが合成された複雑な照度分布を形成し、誤
測距を防止している。一方、投光レンズ108のレンズ部1
08c、108dを通った光束はその光軸122、123が第3図
(b)の図面内で上下方向に偏心しているため、パター
ンフイルム107上の点117は軸外の2つの点として測距対
象物114上に投影され広範囲の照明を可能とし、なお、
点117はパターンフイルムの領域107bの中央に位置した
点である。On-axis illumination system consisting of lens parts 108a and 108b and 108c and 108d
In both the off-axis illumination system, the light emitted from the LED 105 illuminates the object to be measured through the dome and the projection lens. At this time, a pattern film 107 having a white and black stripe pattern is arranged in the optical path, and forms an illuminance distribution on the object to be measured. The higher the contrast of the illuminance distribution, the better the distance measurement system. Therefore, the powers of the dome and the light projecting lens are adjusted so that the pattern film and the object to be measured have an almost image-forming relationship. Further, since the lens portions 108a and 108b of the light projecting lens 108 constituting the on-axis illumination system are eccentric in the vertical direction in FIG.
Since the points 112 and 113 are located above and below the optical axis 111, the points 115 and 116 of the pattern film are projected so as to overlap a point 118 on the object to be measured. At this point 115
Is in the center of the low frequency pattern portion 107a shown in FIG.
Point 116 is located at the center of high-frequency pattern portion 107c.
This is a point determined to enhance the use efficiency of each LED as described later. On the distance measurement target 114, these patterns are combined to form a complicated illuminance distribution, thereby preventing erroneous distance measurement. On the other hand, the lens unit 1 of the projection lens 108
Since the optical axes 122 and 123 of the luminous flux passing through 08c and 108d are eccentric in the vertical direction in the drawing of FIG. 3B, the point 117 on the pattern film 107 is measured as two off-axis points. Projected onto the object 114 to enable a wide range of illumination,
Point 117 is a point located at the center of the pattern film area 107b.
以上説明した投影関係を35mm一眼レフカメラのフアイ
ンダー視野に対応させて示すと第4図および第5図のよ
うになる。FIG. 4 and FIG. 5 show the above-described projection relationship in correspondence with the field of view of a 35 mm single-lens reflex camera.
第4図は撮影レンズ3の焦点距離がおよそ100mmの場
合、第5図は35mmの場合の例である。図において、119
はパターン部107a、107cが投光レンズ108のレンズ部108
a、108bを通して軸上の測距対象物114上に投影された合
成像、120はパターン部107bがレンズ部108cを通して軸
外に投影された像、121はパターン部107bがレンズ部108
dを通して軸外に投影された像である。このように焦点
距離の違いによりフアインダー視野に対するパターン像
の大きさが変化するが3つの像119、120、121が連なっ
て全体として横長の照明領域を形成し、撮影レンズの焦
点距離に依らず焦点検出装置の3つの測距視野102、10
3、104の中には必ずパターンが投影されるように構成さ
れている。なお、像119には3段階の照度が存在するの
で、これを黒地、梨地、白地で示している。FIG. 4 shows an example when the focal length of the taking lens 3 is approximately 100 mm, and FIG. 5 shows an example when the focal length is 35 mm. In the figure, 119
Indicates that the pattern portions 107a and 107c are the lens portions 108 of the projection lens 108.
a, a composite image projected on the on-axis distance measurement target 114 through 108b, 120 is an image in which the pattern portion 107b is projected off-axis through the lens portion 108c, 121 is a pattern portion 107b is the lens portion 108
This is an image projected off-axis through d. As described above, the size of the pattern image with respect to the finder field changes due to the difference in the focal length, but the three images 119, 120, and 121 continue to form a horizontally long illumination area as a whole, and the focus is independent of the focal length of the photographing lens. Three distance measurement fields 102, 10 of the detection device
It is configured such that a pattern is always projected in 3, 104. The image 119 has three levels of illuminance, which are indicated by a black background, a satin finish, and a white background.
以上は主にパターンの投影関係について説明してきた
が、次にその照度分布について説明を加える。まず、投
光レンズ108のレンズ部108a、108bによって形成される
軸上の像119は、パターン部107aと107cの合成像である
ことから、それぞれのパターンの中央に位置した点11
5、116を通過し、さらにレンズ部108a、108bに入射する
光束に注目すると、第3図より分かるようにいずれもLE
D105の中央部より発している。したがって像の照度分布
を考えると点115、116と共役な点118を含む最も明るい
領域が存在し、その周囲にLED光が有効に投光レンズを
通過せず、外側へ行く程暗くなる領域が形成される。さ
らに外側はLEDから出た光が投光レンズ、108a、108bを
通過しないので全く光はとどかない領域となる。このよ
うな照度分布を光軸111と重ね合わせて考えると、2つ
の光量中心と光軸111とが測距対象物上で一致し、有効
な軸上照明系となっていることがわかる。なお、カメラ
用の照明装置では測距対象物の仮想距離は3m程度なので
2つのレンズ部より出た光線が軸上で交わる角度は非常
に小さい。したがって、測距対象物の距離が変化したと
しても、実用上2つの照明領域は重なっているとみなせ
る。In the above, the projection relation of the pattern has been mainly described. Next, the illuminance distribution will be described. First, since the on-axis image 119 formed by the lens portions 108a and 108b of the light projecting lens 108 is a composite image of the pattern portions 107a and 107c, the point 11 located at the center of each pattern
Focusing on the luminous flux passing through the lenses 5 and 116 and entering the lens portions 108a and 108b, as shown in FIG.
Emitted from the center of D105. Therefore, considering the illuminance distribution of the image, there is a brightest area including a point 118 conjugate with points 115 and 116, and an area around which the LED light does not effectively pass through the light projecting lens and becomes darker outward. It is formed. Furthermore, since the light emitted from the LED does not pass through the light projecting lenses 108a and 108b, the outside is an area where no light reaches at all. When such an illuminance distribution is superimposed on the optical axis 111, it can be seen that the two light amount centers and the optical axis 111 coincide on the object to be measured, and that an effective on-axis illumination system is obtained. In a camera lighting device, the virtual distance of the object to be measured is about 3 m, so that the angle at which the light beams emitted from the two lens units intersect on the axis is very small. Therefore, even if the distance of the object to be measured changes, it can be considered that the two illumination areas are practically overlapped.
また、投光レンズ108のレンズ部108c、108dによって
形成される像120、121は同様の考察より第3図(b)に
示した点124および点125の像を光量中心とした照度分布
となる。The images 120 and 121 formed by the lens portions 108c and 108d of the light projecting lens 108 have an illuminance distribution centered on the light amount of the images of the points 124 and 125 shown in FIG. .
ここでLED光の利用効率について考えてみる。この種
の照明装置ではLEDの有効な発光面は投光レンズ側の一
面で、本例では第1図(a)、(b)、第3図(a)、
(b)に示した105aである。発光面105aはほぼ完全拡散
面と考えて良く、LED光の利用効率は色々な方向に向っ
て出て行く光線をいかに多く投光レンズで捉えて測距対
象物に導くかで決定される。しかも、必要とする発光面
の面積は小さい程、技術的、コスト的に良い。この太い
光束を捉えるという意味では投光系の開口数を大きくし
明るくするということが考えられるが、パターンとLED
とを一致させない限りパターンフイルムにピントを合わ
せ、かつLEDを小さくという要求を両立させることは困
難である。本例は、複数の光軸を持つ投光レンズを用
い、パターンフイルム上の異なる領域を測距対象物上に
投影することで、LED発光面から大きく倒れた角度で発
した光線をも捉えている。この結果、従来使われていな
かった光束を測距対象物に導けるわけで、より遠距離、
より低コントラストの対象物の測距離が可能となってい
る。Here, let us consider the use efficiency of LED light. In this type of lighting device, the effective light emitting surface of the LED is one surface on the side of the light projecting lens, and in this example, FIGS. 1 (a), (b), 3 (a),
This is 105a shown in FIG. The light emitting surface 105a may be considered as a substantially perfect diffusion surface, and the utilization efficiency of the LED light is determined by how many light beams that go out in various directions are caught by the light projecting lens and guided to the object to be measured. In addition, the smaller the area of the required light emitting surface, the better in terms of technology and cost. In order to capture this thick light beam, it is conceivable to increase the numerical aperture of the projection system to make it brighter.
It is difficult to achieve both the focus on the pattern film and the requirement to reduce the size of the LED unless the values are matched. In this example, a light projecting lens with multiple optical axes is used to project different areas on the pattern film onto the object to be measured, thereby capturing light rays emitted at an angle greatly inclined from the LED light emitting surface. I have. As a result, it is possible to guide the luminous flux, which was not used conventionally, to the object to be measured.
It is possible to measure an object having a lower contrast.
さらに、発光面105aから斜めに発した光束を有効に利
用した副次的効果として、第3図(a)の断面において
発光面105aからほぼ真直発した光束を利用して軸外照明
系を構成している。Further, as a secondary effect of effectively using the light beam emitted obliquely from the light emitting surface 105a, an off-axis illumination system is configured using the light beam emitted almost straight from the light emitting surface 105a in the cross section of FIG. 3 (a). doing.
第6図は、第4図に示した状態における焦点検出装置
の内の一対のセンサーアレイ出力を示した図である。第
4図では、測距視野102、103、104のどれにも同一のパ
ターンが入っており、この場合のセンサー出力は3対の
センサーアレイとも同一である。パターン像119は、前
述したように、周波数スペクトルの異なる2つの投影パ
ターンの合成であって、その照度はおおむね3段階のレ
ベルを有する。すなわち、光の当たらない、黒レベル
A、レンズ部108aあるいは108bのいずれか一方の光によ
る中間レベルBそしてレンズ部108a、108bの両方からの
光による高レベルCである。その結果照度を考慮した投
影パターンは極めて複雑になり、同期性のあるパターン
がセンサーに入射することはほとんどなくなる。一般的
に、像ズレ方式の焦点検出装置は周期性のあるパターン
を不得手とし、一周期誤った像位相で合焦信号を出力す
ることがあるが、このように複雑なパターンを形成する
ことで誤測距は大幅に低減される。FIG. 6 is a diagram showing a pair of sensor array outputs in the focus detection device in the state shown in FIG. In FIG. 4, the same pattern is included in each of the distance measurement fields 102, 103, and 104, and the sensor output in this case is the same for the three pairs of sensor arrays. As described above, the pattern image 119 is a combination of two projection patterns having different frequency spectra, and the illuminance has approximately three levels. That is, the black level A, the intermediate level B due to either one of the lens portions 108a and 108b, and the high level C due to the light from both the lens portions 108a and 108b, which are not exposed to light. As a result, the projection pattern in consideration of the illuminance becomes extremely complicated, and a pattern with synchronization is hardly incident on the sensor. In general, an image shift type focus detection device is not good at periodic patterns, and sometimes outputs a focus signal with an image phase that is incorrect for one cycle. In this way, erroneous distance measurement is greatly reduced.
さらに、投影されたパターン像をセンサーが捉える倍
率は撮影レンズの焦点距離によって変化することを第4
図、第5図を使って示した。これは、投影パターンの周
波数を特定の狭い範囲に設定すると、撮影レンズの焦点
距離によっては測距不能になることを意味している。つ
まり、高周波パターンを短焦点レンズを通して見てもセ
ンサーの分解能の限定から出力としてパターンが再現さ
れないとか、低周波パターンを長焦点レンズを通して見
ても、その一部を拡大する結果となりコントラストが極
めて低いといったことが生じる。本例によれば周波数ス
ペクトルの異なる2つの投影パターンを重ねているの
で、このような不具合は起らず種々の焦点距離の撮影レ
ンズで測距可能である。しかも、一つ一つの投影パター
ンは、中間濃度のない高コントラストパターンで良いの
で容易に製作できコストも安くなる。Furthermore, the fourth factor that the magnification at which the sensor captures the projected pattern image changes depending on the focal length of the taking lens.
This is shown using FIG. 5 and FIG. This means that if the frequency of the projection pattern is set in a specific narrow range, distance measurement cannot be performed depending on the focal length of the photographing lens. In other words, even if a high-frequency pattern is viewed through a short focus lens, the pattern is not reproduced as an output due to the limitation of the resolution of the sensor, or if a low frequency pattern is viewed through a long focus lens, a part of the pattern is enlarged, resulting in extremely low contrast. And so on. According to the present example, since two projection patterns having different frequency spectra are superimposed, such a problem does not occur, and the distance can be measured by photographing lenses having various focal lengths. In addition, since each projection pattern can be a high contrast pattern having no intermediate density, it can be easily manufactured and the cost can be reduced.
第10図〜第12図は本発明による第2の実施例で、照明
領域を軸上のみに限定し、4つのレンズ部から測距対象
物上の同一範囲を照らすように変形したものである。第
10図と第11図で、第1図、第3図の番号に1000を加えた
番号は、1108cと1108dを除いてほぼ同一の作用を有する
ものとする。FIGS. 10 to 12 show a second embodiment according to the present invention, in which the illumination area is limited to only the axis and the four lenses are modified to illuminate the same area on the object to be measured. . No.
In FIGS. 10 and 11, the numbers obtained by adding 1000 to the numbers in FIGS. 1 and 3 have almost the same action except for 1108c and 1108d.
レンズ部1108c、1108dによる投影像は第2図に示した
パターン部107bを横ズラシして重ねた形となり、投影像
はこれに第1の実施例にて示したと同様のレンズ部1108
a、1108bによる像をさらに重ねたものとなる。この結
果、焦点検出装置の出力は例えば第12図に示すように第
1実施例よりもさらに多くの照度レベルを持ち、測距視
野内で周期性のあるパターンが発生する割合は一層低下
する。The projection images formed by the lens units 1108c and 1108d are formed by overlapping the pattern unit 107b shown in FIG. 2 with a horizontal shift, and the projection image is formed by the same lens unit 1108 as shown in the first embodiment.
a, 1108b are further superimposed. As a result, for example, as shown in FIG. 12, the output of the focus detection device has an even higher illuminance level than in the first embodiment, and the rate of occurrence of a periodic pattern in the distance measurement field is further reduced.
以上説明した構成の他に次のような変形例でも同様の
効果が得られる。In addition to the configuration described above, similar effects can be obtained in the following modifications.
(1)投光パターンをLEDパツケージ上に印刷する。
(2)投光レンズを反射鏡にする。(3)投光レンズを
フレネルレンズとする。などである。(1) Print the light projection pattern on the LED package.
(2) The light projecting lens is a reflecting mirror. (3) The light projecting lens is a Fresnel lens. And so on.
以上説明したように、本発明は、次の効果がある。 As described above, the present invention has the following effects.
(1)LEDにより光軸に対して大きな角度で発した光線
をも有効に測距対象物へ導くことが可能であり、LED光
の利用効率が高い。(1) Even a light beam emitted at a large angle with respect to the optical axis by the LED can be effectively guided to the object to be measured, and the utilization efficiency of the LED light is high.
しかも、投影パターンのコントラストを下げずにこれ
を実現している。Moreover, this is achieved without lowering the contrast of the projection pattern.
(2)複雑な照度分布の投影パターンが形成でき、誤測
距が防止される。(2) A projection pattern having a complicated illuminance distribution can be formed, and erroneous distance measurement is prevented.
(3)空間周波数のスペクトルが異なる投影パターンを
重ね合わせることで様々な焦点距離の撮影レンズに対応
できる。(3) By superimposing projection patterns having different spatial frequency spectra, it is possible to cope with photographing lenses having various focal lengths.
(4)LEDの発光部面積が小さくて済むため安価であ
る。(4) Since the area of the light emitting portion of the LED is small, it is inexpensive.
第1図(a)は本発明による照明装置の側面図、 第1図(b)は本発明による照明装置の上面図、 第1図(c)は投光レンズの正面図、 第2図はパターンフイルムの平面図、 第3図(a)(b)は照明装置の光路図、 第4図は投影パターンと一眼レフカメラのフアインダー
視野との関係を表す説明図、 第5図は投影パターンと一眼レフカメラのフアインダー
視野との関係を表す説明図、 第6図はセンサ出力の例を表す説明図、 第7図は一眼レフカメラの断面図、 第8図は焦点検出装置の詳細図、 第9図はフアインダー視野と測距視野との関係を表す説
明図、 第10図(a)は照明装置の側面図、 第10図(b)は照明装置の上面図、 第10図(c)は投光レンズの正面図、 第11図(a)(b)は照明装置の光路図、 第12図はセンサ出力の例を表す説明図である。 図中、105は発光源、107はパターンフイルム、108は投
光レンズ、109はドーム状レンズ、108a、108bは軸上投
光レンズ部、108c、108dは軸外投光レンズ部、107aは低
周波パターン、107cは高周波パターンである。1 (a) is a side view of the lighting device according to the present invention, FIG. 1 (b) is a top view of the lighting device according to the present invention, FIG. 1 (c) is a front view of the light projecting lens, and FIG. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are optical path diagrams of an illuminating device, FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a projection pattern and a field of view of a single-lens reflex camera, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship with a field of view of a single-lens reflex camera, FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a sensor output, FIG. 7 is a cross-sectional view of a single-lens reflex camera, FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the viewfinder field and the distance measurement field of view, FIG. 10 (a) is a side view of the lighting device, FIG. 10 (b) is a top view of the lighting device, and FIG. 11 (a) and (b) are optical path diagrams of a lighting device, and FIG. 12 is an example of a sensor output. FIG. In the figure, 105 is a light source, 107 is a pattern film, 108 is a light projecting lens, 109 is a dome-shaped lens, 108a and 108b are on-axis light projecting lenses, 108c and 108d are off-axis light projecting lenses, and 107a is low. The frequency pattern 107c is a high frequency pattern.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−247312(JP,A) 特開 平1−288717(JP,A) 特開 平1−235911(JP,A) 特開 昭63−32509(JP,A) 特開 昭62−191835(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 7/28 G03B 3/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-247312 (JP, A) JP-A-1-288717 (JP, A) JP-A-1-235911 (JP, A) JP-A-63-1987 32509 (JP, A) JP-A-62-191835 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G02B 7/28 G03B 3/00
Claims (3)
ン像を提供するための補助照明装置において、同方向に
伸びるストライプ状の異なる複数のパターンを同時に照
明する発光手段と、該発光手段によって照明された前記
複数のパターンを前記対象物体上で互いに重なり合うよ
うに投影する複数の光軸を有する投光レンズを備えるこ
とを特徴とする補助照明装置。An auxiliary lighting device for providing a pattern image reflected by a target object to a focus detecting means, a light emitting means for simultaneously illuminating a plurality of different stripe-shaped patterns extending in the same direction, and an illumination by the light emitting means. An auxiliary lighting device, comprising: a light projecting lens having a plurality of optical axes for projecting the plurality of patterns thus formed on the target object so as to overlap each other.
布が強調されるように構成されている特許請求の範囲第
1項記載の補助照明装置。2. The auxiliary lighting device according to claim 1, wherein said light projecting lens is configured such that a brightness distribution is emphasized in a projection pattern.
特許請求の範囲第1項記載の補助照明装置。3. The auxiliary lighting device according to claim 1, wherein said different patterns have different frequency ranges.
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