JPH0378715A - 測距用の光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は写真用カメラ、シネカメラ、ビデオカメラ等に
好適な測距用の光学系に関し、特に投光系によりパター
ン又は光束を被写体側に投光し、被写体側から反射して
くる該パターン又は光束な受光系により受光することに
より撮影系の焦点検出を行う際に好適な受動方式及び能
動力・式の自動焦点検出において、測距点の拡大を図り
つつ焦点検出精度の向上を図った所謂多点測距に好適な
測距用の光学系に関するものである。

（従来の技術） 従来より写真用カメラ、シネカメラ、ビデオカメラ等に
おいては種々の焦点検出装置が提案されている。このう
ち特開昭５７−１５４２０６号公報ではカメラ側から例
えば赤外光束を被写体側へ投光し被写体からの反射光束
を受光することによって焦点検出を行なう所謂能動方式
の焦点検出装置を提案している。この能動方式の焦点検
出装置は被写体側が暗い場合でも又被写体のコントラス
トが低い場合でも精度良く焦点検出を行うことができる
特長がある。

又、最近の自動焦点検出装置では撮影画面内の複数点の
うち任意の１つの点を選択して測距を行う、所謂多点測
距方式の焦点検出装置が種々と提案されている。この多
点測距方式の焦点検出装置でも前述の能動方式が有効な
焦点検出方式として使用されている。

第４図は従来の能動方式の多点測距を行なう焦点検出装
置の要部概略図である。同図に右いて４１は投光レンズ
であり、３つの光源（赤外発光タイオード等）６ａ、６
ｂ、６ｃからの光束を被写体８ａ、８ｂ、８ｃに投光し
ている。そして被写体８ａ、８ｂ、８ｃからの反射光束
を受光レンズ４５により各々対応した受光素子（ｐｏｓ
ｉｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｄｅｖｉｃｅ）　７　
ａ　、　７　ｂ　、　７　ｃ面上に導光している。

同図では投光系と受光系の双方において３対の光源と受
光素子を所定の画角だけ離れた３点に設け、例えば周知
の３角測距に基づいて撮影両面内の３点において測距し
ている。このような焦点検出装置は画面中央に主たる被
写体が存在しない場合でも所謂中抜けにならす適切なる
測距が出来るという特長を有している。

（発明か解決しようとする問題点） 第４図に示す焦点検出装置では測距点の数だけ光源と受
光素子を必要とし、この結実装置全体か複雑化及び大型
化する傾向があった。

又、投光系と受光系の諸収差、例えば像面湾曲やコマ収
差等の影響で画面周辺視野に相当する受光素子７ａ、７
ａ面上への反射光束に基づく受光像の光学性能が悪下し
、画面周辺での測距精度が低下してくるという問題点が
あった。

又、一般には多点測距方式を用いた場合には撮影範囲の
中心視野の測距精度は基本的なものである為、特に高精
度な測距が出来るように構成することが重要となってい
る。

本発明は撮影範囲で多点測距を行なう際、投光手段又は
受光手段の光学系を適切に設定することにより、従来の
ように測距点と同数の光源や受光素子を用いずに、例え
ば単一の光源で又は単一の受光素子により画面全体にわ
たり高鞘゛度な多点測距が行なえる測距用の光学系の提
供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の測距用の光学系は、投光手段により光源からの
光束を被写体側の複数方向へ投光し、該被写体からの反
射光束を受光手段により受光し、該受光手段からの出力
信号を利用して該被写体までの測距を行なう際、該投光
手段及び該受光手段の少なくとも一方の光学系は集光用
のレンズ面と該レンズ面を通過する光束の一部を該光学
系の光軸から所定角度をなす複数方向へ偏向させる複数
に分割した偏向面より成る偏向手段を有し、これにより
多点測距を行っていることを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明を撮影系の一部に適用したときの一実施
例の光学系の要部概略図である。図中１１は撮影系、１
２は投光手段、１３は受光手段、１４は結像面であ葛。

第２図は第１図の受光手段１３の拡大説明図である。

第１図において１５は投光レンズであり、両レンズ面が
凸面の正の屈折力の第ルンズ１と被写体側のレンズ面が
凸面で光源側のレンズ面が略平面の凸子状の第２レンズ
２とから成っている。

４は照明手段であり、ＬＥＤ等から成り透明な樹脂内に
測距点と同数の複数の発光部、同図では３つの発光部５
ａ、５ｂ、５ｃを設けた構成より成っている。

第２図において２１は受光レンズ、２１ａは第２レンズ
２で光束収斂の為の主たる屈折力を有している。２１ｂ
は受光レンズ２１の第２レンズ面である。２２は偏向手
段であり、第３図にその斜視図を示す。偏向手段２２の
後方の面は受光レンズ２１からの光束の一部を光軸りか
ら所定角度をなす複数（同図では３つ）方向へ偏向させ
る分割した複数（同図では３つ）の偏向面２２ｂ。

２２ｃ、２２ｄを有している。

このうち偏向面２２ｂは偏向手段２２の第２レンズ２２
ａと光軸りを有する共軸系となっており、そのレンズ面
形状は受光素子２３の中央部を中心とし略コンセントリ
ックとなっている。偏向面２２ｃ、２２ｄは偏向作用を
する凹レンズ面となっており、各々光軸Ｌ２２ｃ　＋　
Ｌ２２ｄを有している。

受光レンズ２１に実線で示すように光軸りと所定の角度
で入射した被写体の一点ｐｔ（不図示）から発した光束
２４ａは偏向面２２ｃによって光軸りの方向に曲げられ
受光素子２３に入射する。

一方、受光レンズ２１に点線で示すように光軸りに沿っ
た被写体の一点Ｐ２（不図示）から発した光束２４ｂは
受光レンズ２１を経た後、偏向手段２２を通過してケラ
れることなく受光素子２３に入射する。

この際、偏向手段２２のレンズ面２２ａと偏向面２２ｂ
を通過するが、この両面２２ａ、２２ｂは受光素子２３
の中央部を中心とする略コンセントリックな面となって
いる為、偏向手段２２による収差の影響は無視出来る程
少ない。

この結果、光軸り方向からの光束２４ｂのみならず光軸
りと所定の角度をなす光束２４ａも１つの受光素子２３
で受光可能となり、しかも光軸り方向からの光束２４ｂ
は受光レンズ２１の開口杯にとれる為、光量損失は全く
ない。

通常、多点測距の場合は特に画面中央部の被写体に対し
ては遠距離まで測距可能であることが望まれているが、
本実施例では前述の如く各要素を構成することにより画
面周辺部も中心部と同様に十分光束が確保できる為、中
央部と同様に遠距離の測距を容易にしている。

本実施例では複数の偏向面のうち偏向面２２ｃ、２２ｄ
は受光手段１３の光軸りと異った光軸Ｌ２゜ｃ　＋　Ｌ
２２ｄを有した凹レンズ面より構成しており、これによ
り特に画面周辺視野からの光束を折り曲げて光軸り上に
導光する際に生ずるコマ収差を良好に補正している。

本実施例ではこのときの偏向面２２ｃ、２２ｄの曲率半
径をＲｃｄ、光軸り上の偏向面２ｂの曲率半径なＲ５と
するとき、 Ｒｃｄ　≦　Ｒｂ なる条件を満足するようにしている。これによりコマ収
差と共に像点を良好にそろえている。

本実施例において偏向面２２ｃ、２２ｄにより光束を曲
げる際に生ずる諸収差の影響を少なくする為には測距光
学系の基線方向を第１図の紙面と直交方向に設定するの
が好ましい。

以上のようにして本実施例では投光手段１２から放射さ
れて、被写体で反射し戻ってくる光束を受光手段１３で
受光することにより撮影系１１の焦点検出を撮影範囲の
複数点において行なっている。

尚、本実施例では受光手段１３の−・部の光学系に偏向
手段を設けた場合を示したが受光手段１３の受光素子２
３の代わりに光源を配置し、投光手段１２の光源５ａ、
５ｂ、５ｃの代わりに各々受光素子を配置しても同様の
効果を有した多点測距が可能である。

又、投光手段１２と受光手段１３の双方に偏向手段を設
け、１つの光源と１つの受光素子で多点測距を行うこと
もてきる。

但しこの場合は多点を同時に照射し、同時に１つの受光
素子で受けることになる為、各点の距離情報を独立に受
けることはできない。そこで例えば特開昭６０−２３３
６１０号公報に開示されているように各点の情報を同時
に受けるか、その開口比率等により各点の重み付けを行
ない多点測距とすればよい。

第５．第６．第７図は本発明に係る偏向手段の他の一実
施例の要部概略図である。図中、第２図で示した要素と
同じ要素には同符番な付している。

第５図に示す実施例では偏向手段２２の複数の偏向面２
２ｂ１．２２ｃｌ、２２ｄｌのうち偏向面２２ｃｌ、２
２ｄｌをプリズム作用を有する平面より構成している。

モして測距光学系の基線方向を同図の紙面と直交方向と
し、これによりプリズム作用を受けたときに生ずるコマ
収差の影響を軽減させている。

第６図に示す実施例は第２図の受光レンズ２１と偏向手
段２２を一体化した１つの光学部材６１より構成したも
のである。

図中２１ａ１は光束収斂の為の主たる屈折力を有したレ
ンズ面、２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２は複数に分割し
た偏向面である。各偏向面２２ｂ２．２２ｃ２，２２ｄ
２の偏向作用は第２図の偏向面２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ
と同様である。

即ちレンズ面２１ａ１と偏向面２２ｂ２は共に光軸りを
有する共軸系であり、偏向面２２ｃ２゜２２ｄ２は光軸
りとは異った光軸な有し、所定の角度をなす光束（不図
示）を受光素子２３面上に導光する凹レンズ面である。

本実施例では受光レンズと偏向手段を一体化して構成す
ることにより、各要素間の軸合わせ等の調整を不用とし
、組立上の簡素化を図っている。

第７図に示す実施例は偏向手段２２の偏向面２２ｂ３，
２２ｃ３，２２ｄ３を各々レンズ面の部を利用して構成
している。

偏向面２２ｂ３は受光素子２３の中央部を中心とする球
面より成り、偏向面２２ｃ３，２２ｄ３は各々光軸Ｌ２
２Ｃ３１Ｌ２２ｄ３を有する球面の周辺部に相当する凸
レンズ面より成っている。これらのレンズ面の光学的な
偏向作用は前述の偏向面と同１ 様である。

本実施例では複数の偏向面を全て凸レンズ面で、受光素
子２３に対してドームのような形状で体化して構成して
いる。

このとき偏向面２２ｃ３，２２ｄ３の曲率半径のＲｃｄ
３、偏向面２２ｂ３の曲率半径をＲｂ３としたとき、 Ｒｃｄｓ　　＞　　Ｒｂ３ となるように設定している。これによりコマ収差の補正
を良好に行なうと共に像点を良好にそろえている。

本実施例において多少の残存収差が許容されるならば偏
向面２２ｃ３，２２ｄ３をプリズム作用をする平面より
構成しても良い。

以上のように本発明においては偏向手段の偏向面として
凹レンズ面、平面、凸レンズ面等が適用可能である。又
球面の代わりに非球面を用いても良く、これによれば収
差補正の点で好ましい。このときは前述の各条件式の曲
率半径として非球面の中心の曲率半径（近軸曲率半径）
を用いれば良　２ い。

本発明において偏向手段の偏向面の数は測距点の数に対
応して３つ以上複数個設けても良い。

本発明は第１図の能動型の焦点検出装置の他に受動型の
焦点検出装置の補助光としても同様に用いることができ
る。

又、複数の光源の代わりに複数のパターンを用いて、こ
れら複数のパターンを被写体側へ投影して多点測距を行
なうようにしても良い。

（発明の効果） 本発明によれば投光手段と受光手段の少なくとも一方の
光学系に前述の構成の偏向手段を設けることにより、１
つの光源又は１つの受光素子で光束の有効利用を図りつ
つ撮影範囲中の複数の点で高精度な多点測距を可能とし
た測距用の光学系を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を撮影系の一部に適用したときの一実施
例の光学系の要部概略図、第２図は第１図の受光手段の
拡大説明図、第３図は第２図の偏　４ 向手段の斜視図、第４図は従来の多点測距の光学系の概
略図、第５、第６、第７図は各々本発明に係る偏向手段
の他の一実施例の説明図である。 図中、１１は撮影系、１２は投光手段、１３は受光手段
、１４は結像面、１５は投光レンズ、４は照明手段、５
ａ、５ｂ、５ｃは光源、２１は受光レンズ、２２は偏向
手段、２３は受光素子、） ２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｂｌ、２２ｃｌ、２２ｄ
ｌ、２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２，２２ｂ３，２２ｃ
３，２２ｄ３は偏向面、２１ａは集光用のレンズ面であ
る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光手段により光源からの光束を被写体側の複数
   方向へ投光し、該被写体からの反射光束を受光手段によ
   り受光し、該受光手段からの出力信号を利用して該被写
   体までの測距を行なう際、該投光手段及び該受光手段の
   少なくとも一方の光学系は集光用のレンズ面と該レンズ
   面を通過する光束の一部を該光学系の光軸から所定角度
   をなす複数方向へ偏向させる複数に分割した偏向面より
   成る偏向手段を有していることを特徴とする測距用の光
   学系。
2. （２）前記偏向手段の複数の偏向面のうち前記光学系の
   光軸を含む偏向面は、該光学系の光軸上に曲率中心を有
   するレンズ面より成っていることを特徴とする請求項１
   記載の測距用の光学系。
3. （３）前記偏向手段の複数の偏向面のうち前記光学系の
   光軸外の偏向面はプリズム作用をする平面又は該光学系
   の光軸と異なる光軸を有する屈折面であることを特徴と
   する請求項１記載の測距用の光学系。
4. （４）前記偏向手段の複数の偏向面はいずれも凹面であ
   り、このうち前記光学系の光軸上の凹面の曲率半径は他
   の凹面の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項
   １記載の測距用の光学系。
5. （５）前記偏向手段の複数の偏向面はいずれも凸面であ
   り、このうち前記光学系の光軸上の凸面の曲率半径は他
   の凸面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項
   １記載の測距用の光学系。
6. （６）前記光学系の集光用のレンズ面と前記偏向手段の
   偏向面は一体成形されていることを特徴とする請求項１
   記載の測距用の光学系。