JPH07333486A - 自動焦点検出用の投光系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い照明範囲に均一なる投光を行なうことが
できる自動焦点検出用の投光系を得ること。 【構成】 投光用光源４で照明された複数の直線状の帯
からなる透光部３ｂと遮光部３ａを有する投影パターン
３を投光レンズ２により被写体側へ投影し、該被写体側
から反射された該投影パターン像を受光系８により受光
することにより撮影系５の焦点検出を行なう際、該投光
レンズの近傍に該投影パターンの透光部と遮光部の配列
方向に対して直交する方向に複数の微細なプリズム列を
有する光学パネル１を配置し、該被写体側に複数の投影
パターン像を形成したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動焦点検出用の投光系
に関し、特に投光系により投影パターンを被写体側に投
光し、該被写体側から反射してくる該投影パターン像を
受光することにより撮影系の焦点検出を行なう際に好適
な受動方式及び能動方式の焦点検出において、照明範囲
の拡大を図りつつ焦点検出精度の向上を図った、例えば
ＴＴＬ方式のカメラの自動焦点検出装置と共に用いられ
る自動焦点検出用の投光系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より写真用カメラ、シネカメラ、ビ
デオカメラ等のＴＴＬ方式のカメラの焦点検出装置にお
いて、焦点検出を行なう場合、例えば被写体が低輝度で
あったり又被写体のコントラストが低い場合には、カメ
ラ本体やストロボ装置に内蔵された照明装置（投光系）
により被写体を照明したり、あるいは該照明装置に投光
レンズと一定模様の投影パターンとを組み込み被写体上
に該投影パターンを投影してコントラストを与えること
により焦点検出を行なっている。

【０００３】図８は従来の自動焦点検出用の投光系の要
部概略図である。同図において８４は光源であり、例え
ばＬＥＤ等より成っている。８３は投影パターンであ
り、例えば図４に示すように複数の直線状の帯から成る
遮光部３ａと透過部３ｂとを有している。８２は投光レ
ンズである。

【０００４】図８においては光源８４で照明された投影
パターン８３を投光レンズ８２により被写体側へ投影
し、該被写体側からの投影パターン像を検出系（不図
示）により検出することにより撮影系の焦点検出を行な
っている。

【０００５】図９はこのときの投影パターン８３を被写
体側に投影したときの投影照射（照明）範囲及び投影パ
ターン像を示した説明図である。

【０００６】同図において点線部９１内が投光系による
照明範囲であり、斜線部９２で示す範囲が投影パターン
８３の投光レンズ８２による被写体上での投影パターン
像である。

【０００７】このような自動焦点検出用の投光系を利用
した焦点検出装置は多くの場合、その焦点検出範囲が撮
影画角の中心（撮影レンズの光軸中心）に位置してお
り、その補助光もパララックスの補正等を別とすれば被
写体側の中心のみを照明している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら撮影レン
ズの光軸中心以外の点に焦点検出領域を持つ撮影装置に
おいては、その撮影レンズの焦点距離によって被写体側
の焦点検出領域が異なってくる。例えば比較的焦点距離
の長いレンズでは撮影レンズの光軸中心以外の焦点検出
領域が被写体側で撮影範囲の中心に近いけれども、該撮
影レンズの焦点距離が短くなるほどのレンズでは撮影レ
ンズの光軸中心以外の焦点検出領域が被写体側でより外
側になる。

【０００９】従って撮影レンズの交換が可能なカメラや
焦点距離が可変のレンズを装着するカメラ等の場合、自
動焦点検出用の投光系はより広範囲を照明しなければな
らなかった。その為、従来の投光系は複数の照明装置や
複数の光源等を利用して照明範囲の拡大を図っていた。

【００１０】しかしながら複数の照明装置や複数の光源
等を用いることは照明装置全体の大型化やコストの上昇
につながるという問題点があった。

【００１１】又、近年の自動焦点検出装置では画角中心
以外での焦点検出に対する要求が高くなり、カメラの焦
点検出範囲は多点化及び広範囲化している。

【００１２】図１０はこの種の自動焦点検出装置と共に
用いられる自動焦点検出用の投光系の要部概略図であ
る。

【００１３】同図において１０４は光源ユニットであ
り、複数の発光部（光源）を有している。１０３は投影
パターンであり、光源ユニット１０４に対して横方向に
長い形状より成っている。１０２は投光レンズであり、
広い画角性能を有している。

【００１４】このように複数の発光部を持ち、広い範囲
の投影パターン１０３を照明することによって広い投影
範囲（照明範囲）を得ようとした場合、光源の増加によ
る装置全体の大型化及びコストの上昇、更には投光レン
ズの広画角化が困難等多くの問題点があり、現実的には
難しいという問題点があった。

【００１５】図１１は同じくこの種の自動焦点検出装置
と共に用いられる自動焦点検出用の投光系の要部概略図
である。同図において図９に示した要素と同一要素には
同符番を付している。

【００１６】同図において１１２は投光レンズであり、
３つの領域（レンズ部）１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ
に分割され、それぞれ異なる光軸を有している。同図に
おいては投光レンズ１１２に複数の光軸を持たせること
によって光軸の数と等しい投影範囲を得ている。

【００１７】しかしながら投影パターン８３を光源８４
によって照明するタイプの投光系（投光装置）において
は被写体上に該投影パターン８３が結像する配置である
為、照明範囲は光源８４のボケ像となっている。従って
同図の投光レンズ８２のように複数の光軸を持たせ、か
つ装置全体の小型化を達成しようとレンズを分割した場
合、光源８４のボケ像である照明範囲も分割され、結局
狭い照明範囲になってしまうという問題点があった。

【００１８】これを避ける為にはレンズを分割せずに複
数のレンズを連結することによって投光レンズを構成す
れば良いが、これでは装置の巨大化を引き起こす原因と
なってしまう。

【００１９】そこで従来は上記の問題点を解決する為に
図１２に示すような自動焦点検出用の投光系が提案され
ている。同図は従来の自動焦点検出用の投光系の要部概
略図である。

【００２０】同図においては光源と投影パターンとを一
体化にした光源ユニット１２４そのものを投光レンズ１
２２によって被写体上に結像投影するように構成してい
る。これにより図１１に示した投光系のようにレンズの
分割による照明範囲の分割は起こらない。

【００２１】しかしながら同図の投光系においてはＬＥ
Ｄ等の光源に半導体の微細加工技術等でパターン化する
ので非常に手間がかかり、しかもコストが高く、その結
果高価な装置になってしまうという問題点があった。

【００２２】本発明は複数の直線状の帯から成る透光部
と遮光部を有する投影パターンを投光する投光レンズの
近傍に該投影パターンの透光部と遮光部の配列方向に対
して直交する方向に複数の微細なプリズム列を有する光
学パネルを設けることにより、該投影パターンの結像状
態を良好に保持したまま広い照明範囲に均一なる投光が
できる自動焦点検出用の投光系の提供を目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の自動焦点検出用
の投光系は、投光用光源で照明された複数の直線状の帯
からなる透光部と遮光部を有する投影パターンを投光レ
ンズにより被写体側へ投影し、該被写体側から反射され
た該投影パターン像を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なう際、該投光レンズの近傍に該
投影パターンの透光部と遮光部の配列方向に対して直交
する方向に複数の微細なプリズム列を有する光学パネル
を配置し、該被写体側に複数の投影パターン像を形成し
たことを特徴としている。

【００２４】特に前記光学パネルのプリズム列を有する
パネル面の反対側に該プリズム列に直交する方向に曲率
をもつシリンドリカルレンズを設けたことを特徴として
いる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明を撮影系の一部に適用したとき
の実施例１の自動焦点検出用の投光系の要部概略図であ
る。

【００２６】同図において４は投光用の光源である発光
体であり、例えばＬＥＤ等より成っている。３は投影パ
ターンであり、光源４と投光レンズ２との間の光路中に
設けており、図５に示すように複数の直線状の帯からな
る遮光部３ａと透過部３ｂとを有しており、光源４によ
って照明される。２は投光レンズであり、投影パターン
を被写体上に結像させている。１は光学パネル（分離パ
ネル）であり、投光レンズ２の前方（被写体側）に配置
しており、投影パターン３の透光部３ｂと遮光部３ａの
配列方向に直交する方向に複数の微細なプリズム列を有
している。尚、光源４、投影パターン３、投光レンズ２
そして光学パネル１等の各要素は投光系の一要素を構成
している。

【００２７】５は撮影系（撮影レンズ）であり、撮像面
９上に被写体像を結像すると共にクイックリターンミラ
ー６の半透過面とサブミラー７を介して後述する焦点検
出ユニット（受光系）８に大陽光の自然光で照明された
被写体像（受動方式の場合）及び投光系により被写体上
に投影された投影パターン像（能動方式の場合）を各々
導光している。

【００２８】焦点検出ユニット８は撮影系５を介して得
られる被写体像に関する像信号を検出し、又は被写体が
暗い場合に投光系により被写体側に投影される投影パタ
ーン３の反射パターン像を検出し、公知の焦点検出方法
により撮影系５の焦点検出を行なっている。

【００２９】Ｘは投光系の光軸、Ｍは撮影系の光軸であ
る。

【００３０】本実施例では焦点検出ユニット８により焦
点検出を行なう際、通常は撮影系５に入射する被写体像
に基づく光束をクイックリターンミラー６の半透過面と
サブミラー７を介して焦点検出ユニット８に導光し焦点
検出を行なうが、例えば被写体の輝度が焦点検出に不十
分であったり、あるいは被写体のコントラストが低く受
動方式では焦点検出ができない場合には焦点検出ユニッ
ト８からの信号に基づいてカメラ本体又は外付けのスト
ロボ装置等に内蔵された投光系内の光源４を発光してい
る。そして発光された光源４からの光束によって投影パ
ターン３を照明し、投光レンズ２により光学パネル１を
介して被写体側へ投影している。

【００３１】そして被写体側からの投影パターン像を撮
影系５によりクイックリターンミラー６の半透過面とサ
ブミラー７を介して焦点検出ユニット８に導光し、該焦
点検出ユニットにより形成された投影パターン像の結像
状態を検出することにより撮影系５の焦点検出を行なっ
ている。

【００３２】このとき投影パターン像の結像状態を検出
し撮影系５の焦点検出を行なうには、例えば撮影系５を
通過した光束より２つの第２物体像を形成し、それらの
相対的位置のズレ量を検出することにより行なってい
る。

【００３３】このように本実施例では被写体の輝度やコ
ントラスト等が焦点検出を行なうには低すぎる場合、補
助光が投光する所謂アクティブ（能動的）型の焦点検出
方式より構成している。

【００３４】次に本実施例の基本原理について図２を用
いて説明する。

【００３５】図２は図１に示した光学パネル（分離パネ
ル）１の複数の微細なプリズム列の一部を拡大した説明
図である。

【００３６】同図においてＰ１は投光方向に対して垂直
な平面から成るプリズム部（プリズム面）であり、その
プリズム部Ｐ１を通過する光源１からの投光光線（光
束）Ｌ１は偏向作用を受けることなく投光パネル１を通
過し、前方を照射する。

【００３７】Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは各々投光方向に対して、
ある角度を成した傾斜面から成るプリズム部（プリズム
面）であり、該プリズム部Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを通過する光
源１からの各投光光線（光束）Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは該プリ
ズム部Ｐ２ａ，Ｐ２ｂにおいて偏向作用を受け投光光線
Ｌ１に対して、ある角度をなして光学パネル１より射出
する。これにより光学パネル１を通過した光束は互いに
射出角の異なる光束となって被写体側に投光される。

【００３８】即ち、本実施例においては光源４を発し投
影パターン３を照明した光束は投光レンズ２を経て光学
パネル１によって３方向に分離され、これにより３箇所
の投影範囲（照明範囲）を有していることになる。この
ときの投影照射範囲（照射パターン）及び投影パターン
像を図３に示す。

【００３９】同図において点線で示す円部ＰＰ１は光学
パネル１のプリズム部Ｐ１を通過した投光光線による照
射範囲及び投影パターン像（結像パターン像）を示して
おり、又点線で示す各円部ＰＰ２ａ，ＰＰ２ｂは各々光
学パネル１の各プリズム部Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを通過した投
光光線による照射範囲及び投影パターン像（結像パター
ン像）を示している。

【００４０】本実施例においては図３の点線で示す円部
ＰＰ１から他の円部ＰＰ２ａ，ＰＰ２ｂまでの分離量を
光学パネル１のプリズム部Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが光軸となす
角度によって決定している。

【００４１】又、本実施例において図３に示すように各
々の照射範囲ＰＰ１，ＰＰ２ａ，ＰＰ２ｂはその一部が
重複していても良く、又完全に分離していても良く、焦
点検出装置の検出領域によって適当な光束の分離を行な
えば良い。

【００４２】又、本実施例では図２に示す各プリズム部
Ｐ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの面積比率を変更することによっ
て照射方向による光量比を容易に変えることができる。
更にプリズム角の種類の数だけ光束の分離が行なえる
為、本実施例のように光束の分離数は３つに限定される
ことなく自由に設定することができる。

【００４３】このように本実施例では複数の焦点検出領
域を有する自動焦点検出装置に好適な自動焦点検出用の
投光系を得ている。

【００４４】図５は本発明を撮影系の一部に適用したと
きの実施例２の自動焦点検出用の投光系の要部概略図で
ある。同図において図１に示した要素と同一要素には同
符番を付している。

【００４５】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は投影パターン３と光源４を投光レンズ２の光軸に対
して平行偏心させ、該投影パターン３を撮影系５の光軸
方向に投影したことである。その他の構成及び光学的作
用はは前述の実施例１と略同様であり、これにより同様
な効果を得ている。

【００４６】図６は本発明を撮影系の一部に適用したと
きの実施例３の自動焦点検出用の投光系の要部概略図で
ある。同図において図１に示した要素と同一要素には同
符番を付している。

【００４７】本実施例において前述の実施例１と異なる
点は光学パネルのプリズム列を有するパネル面と反対側
（被写体側）のパネル面に該プリズム列に直交する方向
に曲率を持つ正のシリンドリカルレンズを該光学パネル
と一体化にして構成したことである。その他の構成及び
光学的作用は前述の実施例１と略同様であり、これによ
り同様な効果を得ている。

【００４８】即ち、同図に示すように投影パターン３と
光源４とが別部材（一体化されていない）で構成されて
いる投光系では、投光レンズ２が投影パターン３を被写
体上に結像させる構成となっている為、該投影パターン
３より後方に配置された光源４の投光レンズ２による像
が該投光レンズ２の前方直に結像しその後拡散してい
く。この為この光源４のボケ像が所謂照射範囲（照明範
囲）となっている。

【００４９】そこで本実施例では被写体側に凸面を有す
るシリンドリカルレンズ６１ａと光学パネル６１ｂとを
一体化にした光学部材６１を投光レンズ２の前方（被写
体側）に配置することによりレンズ（屈折力）作用を持
つ方向の光源４の結像位置が投光レンズ２近傍になり、
レンズ（屈折力）作用を持たない方向に比べて早く拡
散、即ちボケが早くなり、これにより、より広い照射範
囲を得ることができる。このときの投影照射範囲（照射
パターン）及び投影パターン像は図７に示すようにな
る。同図において図３に示した要素と同一要素には同符
番を付している。

【００５０】このように本実施例においては光学パネル
６１ｂのプリズム列を有するパネル面の反対側（被写体
側）のパネル面に該プリズム列に直交する方向に曲率を
持つシリンドリカルレンズ６１ａを該光学パネル６１ｂ
と一体化にして構成することにより、投影パターンの結
像状態を良好に保持したままより広い照明範囲に均一な
る投光を行なっている。

【００５１】尚、本実施例においては光学パネル６１ｂ
とシリンドリカルレンズ６１ａとを一体化にして構成し
たが、それぞれ別々に構成しても良い。

【００５２】以上の各実施例においては投影パターンを
図４に示すように複数の直線状の帯から成る遮光部及び
透過部を図面上横方向に形成したが、例えば遮光部及び
透過部を図面上縦方向に形成しても本発明は前述の実施
例と同様に適用することができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く複数の直線状
の帯から成る透光部と遮光部を有する投影パターンを投
光する投光レンズの近傍に複数の微細なプリズム列を有
する光学パネルを設けることにより、該投影パターンの
結像状態を良好に保持したまま広い照明範囲に均一なる
投光を行なうことができる自動焦点検出用の投光系を達
成することができる。

【００５４】更に前記光学パネルのプリズム列を有する
パネル面の反対側に該プリズム列に直交する方向に曲率
を持つシリンドリカルレンズを設けることにより、投影
パターンの結像状態を良好に保持したまま、より広い照
明範囲を得ることができる自動焦点検出用の投光系を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を撮影系の一部に適用したときの実施
例１の要部概略図

【図２】 本発明の原理を説明する説明図

【図３】 本発明の実施例１における投影照射範囲を示
す説明図

【図４】 本発明の投影パターンの一例を示す説明図

【図５】 本発明を撮影系の一部に適用したときの実施
例２の要部概略図

【図６】 本発明を撮影系の一部に適用したときの実施
例３の要部概略図

【図７】 本発明の実施例３における投影照射範囲を示
す説明図

【図８】 従来の自動焦点検出用の投光系の要部概略図

【図９】 従来の投光系における投影照射範囲を示す説
明図

【図１０】 従来の自動焦点検出用の投光系の要部概略
図

【図１１】 従来の自動焦点検出用の投光系の要部概略
図

【図１２】 従来の自動焦点検出用の投光系の要部概略
図

【符号の説明】

１ 光学パネル ２ 投光レンズ ３ 投影パターン ４ 光源 ５ 撮影系 ６ クイックリターンミラー ７ サブミラー ８ 焦点検出ユニット ９ 撮像面 ６１ 光学部材 ６１ａ シリンドリカルレンズ ６１ｂ 光学パネル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光用光源で照明された複数の直線状の
   帯からなる透光部と遮光部を有する投影パターンを投光
   レンズにより被写体側へ投影し、該被写体側から反射さ
   れた該投影パターン像を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なう際、 該投光レンズの近傍に該投影パターンの透光部と遮光部
   の配列方向に対して直交する方向に複数の微細なプリズ
   ム列を有する光学パネルを配置し、該被写体側に複数の
   投影パターン像を形成したことを特徴とする自動焦点検
   出用の投光系。
2. 【請求項２】 前記光学パネルのプリズム列を有するパ
   ネル面の反対側に該プリズム列に直交する方向に曲率を
   もつシリンドリカルレンズを設けたことを特徴とする請
   求項１の自動焦点検出用の投光系。