JPH0659814U - 測距用補助投光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デフォーカス量検出が容易な補助投光パター
ンをコヒーレント光によって形成する。 【構成】 レーザ光源１０と、このレーザ光源１０の光
軸Ｅ１上に垂設したホログラム１２によって、レーザ光
を回析干渉させ、同心円状の明暗干渉縞からなる補助投
光パターンを形成する。この補助投光パターンを被写体
に投影することで、セパレータマスク２３、集光レンズ
２４によって二つの２次像を受光しているＣＣＤ２６上
にコントラストの明確な像を結像させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、カメラ等に備えるパッシブ方式の自動焦点検出装置にあって、光を 投光して被写体までの距離を測定する測距用補助投光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

現在ある自動焦点検出機能を持ったカメラは、被写体像を撮影レンズを介して 、カメラボディー内に設けた集光レンズ及び二つの結像レンズで二つの２次像に 分割して、その２次像をラインセンサで受光する。そして、ラインセンサ上の二 つの２次像の受光位置間隔を測定することで、デフォーカス量を算出する位相差 検出が行われている。このような位相差検出方式の焦点検出装置では、ラインセ ンサ上の被写体像受光位置をより正確に検出できるように、受光像にはっきりと したコントラストがある必要がある。何故なら、被写体像にコントラストがなく 、一様な光がラインセンサ上に照射されているなら、ラインセンサ上の２次像受 光位置をまったく検出できないからである。

【０００３】 そこで、現在ある自動焦点検出機能を持ったカメラでは、被写体にコントラス トが無い場合や、被写体が非常に暗い場合には、例えば複数の縦縞パターンを持 った光を被写体に投光し、その被写体上にできるコントラストパターンで焦点検 出を行うパターン投影方式の自動焦点検出装置がある。さらに撮影状況によって 種々ある被写体構図に対応するため、ファインダ視野内において、複数のライン センサを置き、ファインダ視野内の任意の点若しくは、測距可能な点を選択して 測距を行う多点測距方式を備えるカメラがある。このような多点測距方式では、 ラインセンサを複数個撮影画面内に配置するだけでなく、ラインセンサの撮影画 面に対する配置方向を種々設けたり、ラインセンサをクロス状に配置されたりし ている。

【０００４】 これは、撮影画面内中央に何ら物体が存在せず、画面周辺部に撮影対象物が存 在した場合、測距用ラインセンサが中央部分像のみを受光測距していては、周辺 像に対して正しく合焦検出を行うことができないので、そのような合焦検出不能 を回避するためである。加えて、測距用のセンサは光電変換素子を１次元に配列 したラインセンサであるので、被写体のコントラストの方向によっては、像の位 置を適格に検出できない場合があるので、コントラストの明確な像を受光してい るラインセンサを選択することで合焦検出を行うものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このような多点測距方式に用いる補助投光パターンは、それら複数の 測距点にある被写体にパターンを投光するため、より広範囲に向けて補助パター ンを投光する必要がある。さらに、近年のカメラでは、その撮影レンズが交換式 であったり、ズーム機能を持つため、撮影レンズの焦点距離と被写体までの距離 に依存しない、焦点検出が可能な補助投光パターンを形成する必要がある。

【０００６】 例えば、補助投光パターンが縦縞であった場合、被写体までの距離が近く、か つ焦点距離が短いレンズによる撮影状況では、被写体に投影されるパターンの縦 縞間隔が狭く、ラインセンサ上にコントラストの明確な像が結像されていても、 焦点距離の長い撮影レンズに交換され、かつ被写体までの距離が遠い撮影状況が 設定された場合では、画角が狭く被写体像が大きくなるので、同じ投光パターン では、ラインセンサ上の受光像の縦縞の間隔が広くなりコントラストの明確な部 分をラインセンサ上に取り込むことができなくなる虞がある。

【０００７】 また、補助投光パターンを投影する投光系の光軸線と、撮影レンズの光軸線と は必ずしも一致しないので、近距離から遠距離にある種々の被写体に投光パター ンを照射できるように、投射光束角θを広げる必要がある。そこで、従来では、 投射光束角θを広げるため、チルトさせた光学系等を用いている。さらに、これ が多点測距になると、レンズを複数個に増やし、光軸も増やして像を広げるよう にしている。このため、これまでの補助投光光学系は、設計が非常に複雑になる という問題があった。

【０００８】 以上の問題点に鑑み、本考案は、焦点検出を行うラインセンサのファインダ視 野内の配置方向に拘らず、如何なる配置方向のラインセンサでも、最適な補助投 光パターンを形成することができる測距用補助投光装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る測距用補助投光装置は、コヒーレント光を射出する光源と、この 光源から射出されたコヒーレント光を回析干渉させ略円形の干渉縞パターンを形 成する干渉縞形成手段とを備えることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】

以下図示実施例により、本考案を説明する。 図１は、本考案の一実施例である測距用補助投光装置１１を備えるカメラの光 学系配置図を示す。この図において、測距用補助投光装置１１は、コヒーレント 光であるレーザ光を射出するレーザ光源１０と、そのレーザ光を回析干渉させて 干渉縞を形成する同心円状のホログラム１２とが設けられている。

【００１１】 カメラの撮影系は、被写体像をフィルム面上に結像させる撮影レンズ１４と、 クイックリターンミラー１６と、サブミラー１８と、全反射ミラー２０と、集光 レンズ２２と、セパレータマスク２３と、二つのレンズ部を有する集光レンズ２ ４と、被写体像の合焦検出を行うラインセンサであるＣＣＤ２６とから構成され ている。撮影レンズ１４を介して、全反射ミラー２０上に結像された被写体像は 、セパレータマスク２３及びセパレータレンズ２４によって、図１の紙面に対し て垂直方向に二つの像をＣＣＤ２６上に結像させている。ＣＣＤ２６上の二つの 像の位相差によって被写体像の合焦位置からのずれを測定する。

【００１２】 測距用補助投光装置のレーザ光は、コヒーレント光、すなわち、同一波長の光 からなり干渉性を有している。図２に第１実施例に用いるホログラム１２を示す 。図３には、ホログラム１２の一部を拡大した図を示す。これらの図に示すよう に、ホログラム１２は、不透明部分３０と、透明部分２８とを交互で且つ同心円 状に設けてあり、不透明部分３０の幅を細隙Ａ１、透明部分２８の幅を細隙Ｂ１ とすると、細隙（Ａ１＋Ｂ１）は、レーザ光源１０から射出されるコヒーレント 光の１波長分程度の間隔としてある。

【００１３】 第１実施例の作用を説明する。 レーザ光源１０からの投射光束角が多少広がったレーザ光をホログラム１２に 照射すると、ホログラム１２の干渉パターンが一種の回析格子として作用し、同 心円状の明暗パターンが形成される。つまり、ホログラム１２の各透明部分２８ を透過して回析した光ｙ１、ｙ２・・・・が到達する点Ｖの光路差Δが、レーザ 光源１０から射出される光の半波長の０又は偶数倍となる点Ｐでは、光ｙ１、ｙ ２・・・・の位相が一致するので明となり、半波長の奇数倍となる点では位相が 反対となるので暗となる。この様に同心円状の明暗縞からなる補助投光パターン を被写体に投影することによって、ＡＦセンサモジュールであるＣＣＤ２６上に コントラストの付いた被写体の２次像を結像させることができ、デフォーカス量 を容易に検出できる。

【００１４】 図４にファインダ視野８０内における、二つの測距枠３１、３２とホログラム １２によって形成される補助投光パターン１３の投影位置との相対関係を示す。 この図のように、測距枠３１、３２と補助投光パターン１３の各明暗縞模様の方 向とが略垂直となるので、ＣＣＤ２６の配列方向の受光像のコントラストが強く なり、像受光位置を容易に検出できる。またコヒーレント光とホログラム１２と を用いて補助投光パターンを形成するので、従来のように複数光軸を持つ補助投 光パターンを投影する投光系レンズの球面収差、コマ収差を考慮する必要がなく 投光系の設計が容易になる。

【００１５】 なお、投光系の配置位置と撮影系レンズの位置とが離れている場合には、パラ ラックスが大きくなるので、撮影光学系の光軸線Ｅ２上にある被写体に投光像を 投影させるべく、撮影レンズの焦点距離とカメラ・被写体間の距離に呼応して、 撮影レンズ１４の光軸線Ｅ２に対するレーザ光源１０の光軸Ｅ１の角度を調整す る。この光軸Ｅ１の調整は、例えば、レンズ情報としてカメラが電源ＯＮ時等に 読み取る、レンズに予め記憶されたレンズ情報に基づき、モータ等によってレー ザ光源１０の傾斜を調整することによって容易に行うことができる。

【００１６】 図５には、ホログラム１２の応用例として、表面上に多数の凹凸をもったホロ グラム４０を示す。この図に示すようにホログラム４０の片面には、凸間隔がレ ーザ光の波長に等しくかつ、凹の深さがレーザ光の波長に等しく形成されている 。この凹凸を持ったホログラム４０にレーザ光を照射すると、各凸部分を透過し た光と、凹部分を透過した光に光路差ができる。そして、光軸線Ｅ１上の垂直面 内において光路差が半波長の偶数倍になる点で明点ができ、半波長の奇数倍にな る点で暗点ができる。これにより、ホログラム１２と同じように同心円状の明暗 縞模様を持った補助投光パターンが形成される。

【００１７】 なお、ホログラム４０の凹凸の形状は、完全な四角に限定するものではなく、 三角形や波型であってもよく、図６に示すように、各突起の厚み４１がレーザ光 の波長程度あり、かつ間隔４２も凡そレーザ光源１０のレーザ光の波長程度あれ ばよい。

【００１８】 上記のようなホログラム１２、４０による同心円状の明暗縞縞模様を形成する 方法は、同心円状のホログラム１２、４０のみならず、例えば、レンズ内反射が 大きいレンズでも形成することができる。図７にそのレンズ内反射の大きいレン ズ３８を用いた投光光学系を示す。この図に示すように、レーザ光源１０から射 出されたレーザ光束３３は、集光レンズ３４で一旦集光され、さらに凹レンズ３ ６で投射光束角θ２を広げられる。そしてレンズ３８を介して被写体に向けて投 光される。このレンズ３８は、レンズ内反射が大きいので、レンズ３８をそのま ま透過したレーザ光と、レンズ３８内で反射して被写体側外部へ射出されるレー ザ光とが干渉を起こして、上記ホログラム１２と同じように同心円状の明暗干渉 縞が形成される。

【００１９】 つまり、レーザ光束１３を意図的にレンズ３８内で反射させて、透過光との干 渉を起こさせることで、同心円状の補助投光パターンを形成する。

【００２０】 図８、９に本考案の第２実施例を示す。図８は、本第２実施例の測距用補助投 光装置１１を側面より眺めた図であり、図９は、第２実施例の測距用補助投光装 置１１を上面より眺めた図である。これらの図に示すように、第１実施例で説明 したホログラム１２の投光面側に回析格子４４を設け、ホログラム１２を透過し たレーザ光の光軸Ｅ１を回析格子４４で複数の光軸Ｅ１、Ｅ３、Ｅ４に分割する 。

【００２１】 つまり、ホログラム１２によって形成された補助投光パターンを投光水平面上 で複数方向に投光できるように分割する。図９には、このようにして分割された ０次光と＋−１次光を示す。このように分割された各補助投光パターンをそれぞ れの方向にある被写体に投影することで、多点測距方式に構成された各ラインセ ンサにコントラストのより明確な像を結像させることができる。例えば、図１０ にファインダ視野内８０に複数ある測距枠５０、５２、５４に対する、分割され た各補助投光パターン５６、５８、６０の相対的位置関係を示す。この図に示す ように、ファインダ視野内８０にある各被写体像の焦点位置検出は、測距枠５０ 、５２、５４によって得られる像を図示しないＣＣＤ等のラインセンサで受光し て行われる。これら各測距枠５０、５２、５４に対応する位置にある被写体に対 して、回析格子４４で分割された補助投光パターン５６、５８、６０を照射する 。これにより、各測距枠５６、５８、６０によって区切られる受光像上にそれぞ れコントラストを付けることができ、各位置にある被写体に対しても容易に焦点 位置検出を行うことができる。

【００２２】 図１１、１２には、本考案に係る第３実施例を示す。これらの図において、第 １実施例に示すホログラム１２の投光面側に、回析格子４６、４８が平行に立設 されている。また、各回析格子４６、４８はレーザ光源１０のレーザ光軸Ｅ１を 中心に、この光軸Ｅ１の垂直面内で回転されるように設けられている。つまり、 図１３に示すように、各回析格子４６、４８の各回析縞の成す角度θ１０を調整 するように回析格子４６又は回析格子４８が中心６２の回りに回転される。

【００２３】 回析格子４６、４８の回析縞の成す角度θ１０が１８０°以下であると、回析 縞によってモアレ縞が形成される。すなわち、二つの回析格子４６、４８の格子 縞に角度を持たせることで、モアレ縞を形成する新たな回析格子を形成すること ができる。この二つの回析格子４６、４８によって構成される新たな回析格子に よって、ホログラム１２を透過してきたレーザ光は、水平面内において複数の方 向に分割される。

【００２４】 また、二つの回析格子４６の成す角度θ１０によってできるモアレ縞の間隔を 調整することができるので、このモアレ縞の間隔によって、分割されたレーザ光 の投射方向を調整することができる。つまり、図１３において、角度θ１０を小 さくすることで、二つの回析縞でできるモアレ縞間隔を狭くすることができ、そ れによって、＋−１次回析光の光軸Ｅ３、Ｅ４の光軸Ｅ１に対する角度θ１１を 小さくすることができる。

【００２５】 分割レーザ光の光軸Ｅ３、Ｅ４の光軸Ｅ１に対する角度θ１１を、回析格子４ ６、４８の回転で調整することができるので、多点測距方式の焦点検出装置であ っても、種々の位置にある被写体に正しく補助投光パターンを投影させることが できる。また、焦点距離が異なる撮影レンズに交換されても、その都度回析格子 ４６、４８の回転角度を調整することで、あらゆる測距点に対しても補助投光パ ターンを正しく投影させることができ、容易に焦点位置検出を行うことができる 。

【００２６】 なお、同心円状の投光パターンの分割方法は、上記実施例における方法に限定 するものではない。例えば、ビームスプリッタ等によって分割するようにしても よい。又、当然先に光線をビームスピリッタ，回析格子等によって分割し、その 後、同心円ホログラム３枚で投光パターンを作るようにしてもよい。

【００２７】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、コヒーレント光と同心円状のホログラムによっ て同心円状の補助投光パターンを容易に形成でき、しかも補助投光パターンの投 光方向を複数に分割するので、撮影光学系の光軸線に沿って広い範囲の被写体に 対して焦点位置検出を行う装置にあっても、より的確に投光パターンを被写体に 投影させることができる。また、ファインダ視野内において複数点にある被写体 に対して焦点位置検出を行う場合でも、ファインダ視野内の色々な点にある被写 体に対しても焦点位置検出が容易な補助投光パターンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る測距用補助投光装置
を備える光学系配置図である。

【図２】第１実施例のホログラムを示す図である。

【図３】第１実施例のホログラム断面図である。

【図４】第１実施例に於けるファインダ視野と補助投光
パターンの相対的位置を示す図である。

【図５】第１実施例に於けるホログラムの応用例を示す
図である。

【図６】第１実施例に於けるホログラムの応用例を示す
図である。

【図７】第１実施例の応用例を示す図である。

【図８】本考案に係る第２実施例を示す図である。

【図９】本考案に係る第２実施例を示す図である。

【図１０】第２実施例に於けるファインダ視野と補助投
光パターンの相対的位置を示す図である。

【図１１】本考案に係る第３実施例を示す図である。

【図１２】本考案に係る第３実施例を示す図である。

【図１３】第３実施例に於ける二つの回析格子の相対的
位置関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ レーザ光源 １１ 測距用補助投光装置 １２ ホログラム １３ 補助投光パターン ２８ 透明部分 ３０ 不透明部分 ３１ 測距枠 ３４ 集光レンズ ４６、４８ 回析格子

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コヒーレント光を射出する光源と、この
   光源から射出されたコヒーレント光を回析干渉させ略円
   形の干渉縞パターンを形成する干渉縞形成手段とを備え
   ることを特徴とする測距用補助投光装置。
2. 【請求項２】 前記干渉縞形成手段の前後で光束を複数
   方向に分割する光路分割手段を備えることを特徴とする
   請求項１記載の測距用補助投光装置。
3. 【請求項３】 前記光路分割手段による分割光束の方向
   を調整する光路調整手段を備えることを特徴とする請求
   項２記載の測距用補助投光装置。