JPS5872111A

JPS5872111A - 自動焦点検出装置

Info

Publication number: JPS5872111A
Application number: JP17120481A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nakada; 康雄中田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1983-04-30

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】本発明は自動焦点検出装置に関し、特に検出精度が良く
、撮像光学糸を通る光ｔ−利用することによって焦点検
出ができ、従って視差が生ぜず、又、可動部分がなく、
機構、構造が簡単で小型化が容易であ〕、シかも消費電
力の小さい新規な自動焦点検出装置を提供しようとする
ものである。

焦点合わせを自動的に行なうことのできるオートフォー
カスカメラが種々開発されてお）、そのようなオートフ
ォーカスカメラの一つとして超音波方式のものがある。

超音波方式のオートフォーカスカメラは、シャッター全
レリーズするとカメラ内部から被写体へ向けで超音波が
発射され、そして、豪写体にて反射された超音波をカメ
ラにて受け、該超音波がカメラから発射されてからカメ
ラに到達するまでに要する時間を検出することによシカ
ミラと被写体との間の距＊１−測定することができるよ
うにされている。そして、その測定結果に応じて撮影レ
ンズを適宜に移動せしめることによシ自動的に焦点合わ
せが行なわれるようにされている。このようなカメラに
、検出精度が儂写体の明るさやコントラストに依存しな
いという利点があるが、傾写体を正面から狙ったときと
普写体を斜めから狙ったときとで測定結果に差が生じ、
又、窓越しに撮影する場合窓ガラスに焦点が６ってしま
うというような致命的ともいえる欠点を有している。

又、オートフォーカスカメラとして所謂三角測量方式の
ものがある。この樵のカメラは一般にその内部に同定ミ
ラーと、撮影レンズと連動する可動ミラーとが有り、こ
れらのミラーがカメラ正面側からの光を一つのプリズム
の互いに直角な２つの縮へ向けて反射するように配置さ
れ、固定ミラーと可動ミラーとからの元がプリズムによ
って受光器の受光面へ反射されるようにされている。そ
して、受光器の受光面に投影されたところの固定ミラー
からの普写体の像と可動ミラーからの被写体の儂との位
置関係を積卸し、さらに検知結果に応じてその位置関係
が所定の関係になるように可＠ｉラーを傾動ゼレめ、該
可動ミラーの動きに応じて撮影レンズが前後方向に移動
されて焦点が合うようにされている。このようなカメラ
によれは、豪写体を正面方向から狙っても斜めの方向か
ら狙つても同じように焦点合わせができ、父、窓越しの
撮影も支障なく行うことができる。しかしながら、この
釉のカメラは、撮影レンズケ通って例えばフィルムに結
偉される像の焦点合わせを撮影レンズとに別に設けた測
距光学系によって測定した結果に基いて行うものである
ので、？Ｊｉ’差が生じるξいう問題があり、特にズー
ムレンズを用いたカメラにはきわめて不適切である。父
、可動レンズを駆動するために専用のモータ會必νとす
るという問題もある。尤も、スチニル撮影用のカメラの
場合にはバネ等を有効に活用することによって可動レン
ズ１に駆動することはできなくはないが、少なくとも勧
ｉｉｊｍ影用のカメラのように焦点位置が常に変化する
ものにおいてｒ１町勧ミラー駆勧用のモータが必須であ
り、そのため、騒廿、消費電力の増大、大型化、高価格
化等の無視できない問題を起す。

しかして、本発明に、検出禎度が良く、撮影光学系を通
る九を利用することによって焦点検出ができ、従って視
差が生ぜず、父、Ｉ’Ｊ’ａ部分がなく、機構、構造が
簡単で小型化が容易でアシ、シかも消費電力の少ない新
規な自動焦点検出装置を提供しようとするものでＴｏシ
、合焦時における被写体各点からの元を平行光束にする
纂ｌの光学系と、該第ｉｏ元学系を通過した光束を光検
出器の受光面上忙集束する第２の光学系とを備え、検出
時における＠／の光学系の同一箇所を同一の方向に通過
した光束を複数の光束に分けこの分けられた光束管互い
に上記ｌＩ２の光字系ＶＣＨシて平行に移動させて第一
の光学系の異なる位置を通るようくし、そしてとれら光
束を光検出器の受光面光投影させて非合焦時には上記受
光面に前記複数の光束によって多重曹が現われるように
し、光検−出器の受光面に現われた多重１１０間のずれ
ｔｉｉＩＫ知することＫよって焦点を検出するようにし
たこと１−特徴とする。

以下に本発明が利用する元学的原１１について説明し、
その後、本発明自動焦点検出装置を実施例に従りて説明
する。

先ず、本発明において利用する光学的原理にっいて第１
図によって貌明する。

第１図は互いに等しい無点距離ｆｒ１ｈ會有する凸レン
ズ”Ｊ、Ｌｓｔその焦点距離と等しい距離りなる間隔を
おいて平行に配置した状總における被写体ｏｈからの元
の軌跡を示す略図でＴｏシ、同図においてＨＩ　　Ｈｌ
ｌは被写体０ｂｌＩＩのレンズ恥の主平面、ｎｌ−Ｈ１
’は倫工淋憫のレンズＬｌの主平面、０−０はレンズ恥
、Ｌｌの光軸を示す。

同図（ム）に示すように、番る高さん倉吉する普一写体ｏｈ　ｔレンズ岬の焦点ＰｆＩ上に位置させた場合
には、七〇＠写体Ｏｂのある点からレンズ石へ向けて出
射された光は２つのレンズ恥とＬｍとの間の領域ＴＤに
おいて互いに平行になる。具体的ＫＭ明するとレンズＬ
ｌの焦点Ｐ／＋に位置している被写体Ｏｂ下端からの元
Ｆｉ−ｍ矢印に示すように進み、λつのレンズＬｌとＬ
ｍとの間の領域テＤにおいてはλつのしｙズＬｌ、Ｉ’
ｌの元軸と平行な光束となシ、レンズ−１通過するとそ
の焦点Ｐ／。

罠集束される。又、張写体Ｏｂの頂点８襲からの光は二
菖矢印に示すように進み、ｉＩ竣ＴＤにおいては進むに
従って同図における下側に行くように直進する平行光束
となる。そして、その平行光束はレンズＩｎ１−通過す
ると、その焦点Ｐｆ嵩よシも奮写体ｏｈの高さ五分下側
のＢｕ’に集束される。図面では被写体ｏｈの下端から
の光と頂点からの光とについてのみ進路が示されている
が、被写体０６のどの点からの光であろうと、一つの点
から出射された党がレンズＬ１を通ると領域テＤにおい
て平行光束となシ、そして、その平行光束はレンズＬ、
からその焦点距離ｆ鵞だけ離れた１点に集束される。

しかして、被写体０６の像工ｍがレンズＬ、からｓ点距
離ｆｓ離れた位置に生ずる。

又、例えに第１図（Ｂ）及び（０）の実−に示すように
被写体０＆がレンズＬ、の焦＆Ｐ／＋よりも遠いと仁ろ
に位置している場合には被写対Ｏｂの各点からレンズＬ
１へ向けて出射された光はそれぞれレンズＬｌとり、の
間の領域ＴＤにおいてに集束傾向を持ち平行光束とはな
らない。そして、レンズＬ１を通過するとその光束にレ
ンズＬｍのｆｉＡｉ’ｆｓヨシもレンズＬＩＫ近い位置
に節ち前方に集束される。

更に同図（Ｄ）の実細に示すように、被写体Ｏｂがレン
ズｆｔの焦点ｐｆ、ＬＤ手前に位置している場合には、
被写体０６の各点からレンズ恥へ向けて出射された光は
それぞれレンズＬ１とＬｌの間の領域ＴＤにおいては拡
散傾向を持ち平行光束とはならない。そして、レンズＬ
ｔｔ通過するとその光束はレンズＬ！の焦点Ｐｆｉより
も後輪の位置に１！０ち後方に集束される。

ところで、被写体からの光が合焦時に平行光束ｒとなるような領域ＴＩ）でそこ管通る光束を光軸Ｏ−０
と垂直な方向に平行移動した場合Ｖｃｔｉ次のようにな
る。先ず、被写体ＯｂがレンズＬ、の焦点Ｐ／ｓ上にあ
る場＆＆Ｃに、被写体の各点からの光をそれぞれ上記領
域ＴＤにおいて平行光束となるので、その各平行光束を
元軸と垂直な方向に平行移動してもレンズＬ、から後側
の光束が集束される各点の位置に変化が生じない。従っ
て、像工倶の位置は全く変化しないことになる。

それに対して、＊’図（０）、（Ｄ）に示すように被写
体ＯｂがレンズＬ１の焦点Ｅｆｔからずれ次位置に存在
する時即ち非合焦時には、被写体０６の各点からの光は
それぞれ領域ＴＤにおいては平行光束とはならない。そ
して、平行光束でないその各光束を、破ｌｌｌ１Ｋ示す
ように光軸０−０と垂直な方向に平行移動（Ｐは移動量
）すると、レンズＬｌから後側の光束が集束される各点
の光軸０−０と垂直な面上における位置が異なる。具体
的には、第１図（０）Ｋ示すように所鯖後ビン状態のと
きＫはその集束される各点が元軸１！シに位置すること
くなる。その結果、被写体の像Ｘｍの高さＢが低くなる
。逆に第１図（Ｄ）に示すように所謂前ビン状瞳のとき
には同図（０）Ｋ示すように儂の高さＢが高くなる。そ
して、七の変化量ΔＢは次式で表わされるように、Δｆ
３は、倫工犠の生じる位置とレンズＬ、の焦点Ｐ／、と
の間のずれ量Δｆ２に比例する。

ΔＢ＝□ΔｆｌｓｃＯ！５１Ｃ１非ｆ！［時ＶＣＶ　７スＬ＋、ＬｍｎＪ
ｔｌＩｌ域テＤにおいてそこを通る光束を光軸０−０に
対して垂直な方向に平行移動した場合には各結像点の元
軸０−０と垂直な面上における位置がずれる。

本発明はこのような光学的原理を有効に活かすことによ
多焦点を自動的に検出することができるようにするもの
である。即ち、本発明に検知時におけるレンズＬ、の同
一箇所を同一の方向に通過した光束を複数に分け、この
分けられた光束を互いにレンズＬ、に関して平行移動さ
せてレンズＬｍの異なる位置を通るようにし、十れによ
って少なくとも非合焦時に多重像を得る逅とができるよ
うにし、そしてその像の互いの位置関係を検出すること
によって焦点のずれ方即ち前ビンなのか後ビンなのかと
いうこととずれ量とｔ検出するものである。

ところで、本発明においては上述したように検知時にシ
けるレンズＬ、の同−箇Ｗｒｔ−同一方向に通過した光
束を複数に分け、この分けられた光束を互いにレンズＬ
１に関して平行移動嘔せてレンズＬｌの異なるようにす
ることがｌ１Ｊ１！である。そして、そのようにする方
法ＶＣハ種々考えられるが、そのうち最も適切なものと
考えられるのがミラーを有効ＶＣ利用する方法であり、
本発明の主要な実施例にかいてもミラー會有効に利用し
ている。そこで２ラーを用いて光束を分け、分けられた
光束を互いにレンズＬＩＫ％して平行移動せしめる手段
の原理について第２図によって請明する。

ｉｌｌ［２図は２つのレンズ恥、Ｌｍをその土平ｒｌｉ
　Ｈｒ−も′、Ｈｌ−Ｈ！′が互いに例えば略垂直にな
るように配置し、艶＆Ｃ被写体ｏ６がらレンズＬｅｔ”
通過した光管レンズＬ、へ反射するミラーＭ　Ｙｒ　、
前記レンズＬ１、Ｌｍの主平面Ｈ，−Ｈｌ’とＨ，−１
（、’とのいずれに対しても略ψり０の角度を成すよう
に配置した状９における被写体ｏｂがらの光の軌跡を示
す略図である。

そして、被写体ｏｈ、が第２図（Ａ）に示すようにレン
ズＬ、の焦点Ｐｆｒ上に位置している場合にに豪写体Ｏ
ｂの各点からの九はそれぞれレンズＬｌを通過すると平
行光束になる。そして、その各平行光束にそれぞれミラ
ーＭ［よってレンズＬ、へ向ケて反射され、レンズＬ！
の焦点Ｐｆｓ上に集束される。従って、豪写体ｏｈの体
重ｍｒｃレンズＬ３の焦点Ｐｈ上に結像される。ところ
で、同図（Ｂ）の破耐に示すようにミラーＭの位１１１
ｔレンズ恥の光軸方向に沿って同図にシける右方向に適
宜１ｐだけ平行移動したとしても、レンズＬｅ１−通過
しミラーＭＩＣて゛レンズＬ、へ向けて反射される被写
体Ｏｂの各点からの元はレンズＬ１とり、との間の領域
では合焦時Ｋ［それぞれ平行光束となるので、その光束
の集束位置は全く変化しない。

しかるに、被写体Ｏｂがしｙズ恥の焦点Ｐｆ＋からずれ
た位ｆＩＩ例えば同図（６）に示すように焦点’Ｐｆ＋
よりも後側の位置にるる場合にはレンズＬ＋１に通過し
た被写体Ｏｂからの元は平行光束とはならなら。

従って、ミラーＭを上述したように平行移動して光束倉
平行移動せしめるとそれに応じてし／ズＬ。

の元軸と垂直な面上における光束の集束位置がずれる。

そして、そのずれる方向は同図（０）に示すように後ビ
ン状伸のときと図示しない前ビン状独のときとで異なシ
、又、ずれ賞ΔＢは、前述のようにレンズＬ、の焦点Ｐ
ｆ雪と集束点とのずれ量Δｆ３に比例する。従って、例
えは第２図ＣＢ）、（ａ）の実岩に示すＭの位置にＩ・
−フはラーを配置し、破＠に示すｌの位置にフルミラー
を配置することによって少なくとも非合焦時に２重偉が
得られるようにすることがてきる。仁のような原−理は
本発明自動焦点検出装置の以下に述べる実施的において
有効に利用されている。

以下、本発明自動焦点検出装置を添附図向く示した実施
的に従って詳細ＫＭ明する。

第３図及び落弘必は本発明自動焦点検出装置をｈえばス
チルカメラに適用した第−ｌの実施例を示すものである
。図面において、ＴＬにテーキングレンズで、その普写
体と反対−の焦点Ｐｆ、上には・破酵で示す主結像面８
□が形成され該面８．Ｌ上に図示しないフィルム等の感
光体が配置される。

ＫＭ、はテーキングレンズＴＬと主、−像ｒＩｉ８Ｔ！
、との関に配置された／Ｓ−フミラーで、その反射Ｉｉ
ｉはテーキングレンズＴＬの主平面と略≠夕０の角ｊｆ
ｔ−成すようにされている。ＬｌにテーキングレンズＴ
Ｌｔ通過しノ・−フミラーＨＭ、にて反射さ、れた光が
入射されるように配置されたレンズでワ夛、その主平面
は・・−７ミラ−ＨＭ、の反射面に対して飼えばＶ夕０
の角ｍｔ成すように配置されている。このレンズＬ１は
ハーフミラ−ＨＭＩによって生じた剛結像面Ｐ　／ｌＩ
からこのレンズＬ１の焦点距離ｆ＋だけ離れた位置に配
置されている。従って、レンズＬｔＹｒ通過した複写体
の各点からの光束は合焦時にはそれぞれ平行光束となる
。

しかして、レンズＬ１のハーフミラ−ＨＭ、と反対側即
ち第３図における下ｌｌＩｒ１合焦時に豪写体の各点か
らの元がそれぞれ平清光束となる領域ＴＤとなる。該領
域ＴＤＫはレンズ恥から適宜離間してハーフミラ−ＨＭ
、がレンズＬ１の光軸の向′＃に対して斜めに例えば略
≠夕０の角１ｆ１に成すように配置され、更にハーフミ
ラ−ＨＭＩから光束の進行方向に適宜離間してミラーＦ
Ｍがハーフミラ−ＨＭ。

と平行に配置してミラーＦＭがハーフミラ−ＨＭ。

と平行に配置されている。その結果、レンズＬ、を通過
した元の一部にハーフミラ−ＨＭｌによって反射され、
ハーフミラ−ＨＭｌを通過した残）の光はミラーＦＭに
よって反射され、ノ・−７ミラ−ＨＭＩの反射光とミラ
ーＩＦＭの反射光とは互いに略平行になる。従って、こ
のハーフミラ−ＨＭ、とミラーＩＭとは領域ＴＤ’）通
る光束ｔ−λつの光束に分ける手段／Ｙｒ形成する。こ
れを便宜上本願明細書において光束分割手段と称する。

Ｌｍａは半部ガえば纂３図における上側の半部にハーフ
ばラー１６からの光を受けるレンズ、Ｌｌｂは鉤えば第
３図における下欄の半部にミラー１Ｍからの光を受ける
レンズである。レンズ−１及び１１．６はそれぞれハー
フミラ−ＨＭ、及びミラーＦＭに対する角度が＋Ｌり０
になるようにされている。そして、レンズＬ、ｃＬ及び
Ｌｓｂと、レンズＬ１及びノ１−フｉラー１６、ミラー
ＩＭとの間には次の条件を満たすような位置関係が成立
するようにされている。即ち、理解しやすいようにレン
ズＬ１の元軸を通る元に着目すると、その元のうちハー
フミラ−１６によシ反射された方の光はレンズＬ！Ｇの
元軸よりもＩ！３図における上側方向へＰだけずれた位
置を通過し、ハーフミラ−引６を通過してはラーＩＭに
よシ反射された方の元はレンズＬｍｂの光軸よりも第３
図における上側方向へＰ′だけずれた位ａｔ通過するよ
うにされている。これは検知時に２つのレンズＬ！６及
びＬ＊ｂｔ一体的な１つのレンズＬ、とみた場合、レン
ズＬ、の全く同じ点を同じ方向に通る光がレンズＬｍの
互いにＰ十Ｆ’だけ異なる位置に入射されることといえ
るものであシ、実質的にｓｌ！２図の酸明で述べたよう
にレンズＬＩＫ対するミラーＭの位置関係をレンズＬ１
の光軸と直交する方向に平行にずらしたと同じことが実
現できる。そして、ｗ、２図に示した場合におけるＰが
本実施例におけるｐ＋ｐ’に相当する。

ｐｓＩ及びＰＳｌはレンズＬ、α及びｂ１６に対してそ
の焦点距１１１１／Ｌ＊だけ離れて平行に配置されたフ
ォトセンサーである。刻フォトセンサーｐＪ及び２日、
はそれぞれ例えｉ；ｉ’ＣＯＤ、ライト・センサー等か
らなり、多数の受光素子部λ、コ、・・・・・・が光束
分割手段ｌによシ分けられた２つの光束の上述したずれ
の方向（本実施例において＠３図における上下方向）Ｋ
沿って配置されている。第弘図（ム）〜（０）Ｈフォト
センサーＰ８Ｉ及びＰａ２の正面図である。そして、被
写体からの光は合焦時には同図（Ａ）に示すようにフォ
トセンサー２日−及びＰｓ■の中央の受光素子部コ。・
の受光面上に結像されるように調整されている。

００ＭａフォトフォトセンサーＰ８１８＝の出力信号を
比較する比較器、ＰＤＯＩ／ｉ比較器００Ｍの出力管受
けて焦点を検出する焦点検出回路である。

このような図面に示した自動焦点検出装置においては、
上述したように合焦時にはフォトセンサー　Ｐａ、及び
Ｐａ、の中央の受光素子部コ・、に仮写本が結像される
。しかし、非合焦状態のと１！は光束分割手段ｌが置か
れた領域ＴＤを通る被写体各点からの光は平行光束では
なく集光傾向あるいは拡散傾向を待つ光束となる。そし
て、ハーフはラーＨＭ、で反射された光束とミラーＩＦ
Ｍで反射された光束とにレンズＬ、を同じように通過し
た光束でろ〕ながら、物理的に別体に形成されレンズＬ
ｌＧ、Ｌｌｂからなる実質的に１つのレンズＬ！の異な
る位ｆｉ１に平行に入射されるので、第２図に示した原
理から明らかなよう和、豪写体のフォトセンサーｐｓい
Ｐｓｌ上における結像位置がずれる。しかも、ノ・−フ
ミラーＨＭ、で反射された方の光栄の方はレンズＬ、の
元軸に対して第３図における上側にずらされているのに
対して逆にミラーＦＭで反射された方の光速は同図にお
ける下＠にずらされておル、そのずれの方向は正反対で
ある。従って、第Ｖ図（Ｂ）あるいは（Ｃ）に示すよう
に、一方のフォトセンサーＰｓ上における結像位置が上
側にずれた場合には他方のフォトセンサーＰ８−上にお
ける結像位置が下側にずれることとなる。そして、前ピ
ンか後ピンかによって結像位置のずれる方向が異なるの
で、その結果、位置のずれ方が同図（Ｂ）、（’）に示
すずれ方のいずれにあたるかによって前ピンか、後ピン
か全検出することができる。又、結像位置のずれ量を検
出することによって焦点のずれ量全検出することができ
る。従って、２つのフォトセンサーＰも及びＰＢ、の各
受光索子２．２、・・・・・・に喬えられた信号を順次
シフトして比較器００Ｍにて比較し、その田力信号を焦
点検出回路ＰＤＯにおいて処哩して第Ｖ図（Ａ）、（Ｂ
）、（０）に示すいずれの状−であるかを検出し、それ
によって合焦、前ピン、後ピンのいずれｌ／ｃＴｏたる
“かを検出することができる。又、結像される受光素子
部２、コが中央部の受光素子部、？Ｏから離れるほどず
れ量ΔＢが大きくなるので、焦点検出回路ＰＤＯによっ
てずれ量ΔＢの大きさも検出することができる。そして
、その検出結果に応じて撮影レンズを移動することによ
シ合焦状廖が生じるようにすれば、常に焦点が合うよう
に自動的に焦点合せができる。

尚、第３図に示す実施ガにおける光束分割手段ｌはλつ
のレンズ”１ａＸＬｌｂの光軸間の距離が比較的大きく
、そのためフォトセンサー’に２ｍ必要としている。Ｗ
Ｎ２図はλつのレンズＬ祐、”ｍｂの実質的にレンズと
して使用されていない半部を除去してレンズ”ｌ（Ｘ、
ＴＪ＊ｂの光軸間の距離を小さくし、一つのフォトセン
サーＰ８ｇ上ＶＣ２つのレンズ”ｌａｓ　Ｌｍｂによる
２つの結像が為されるようにしたレンズＬ１及びフォト
センサーＰｇの変形ｆｌＪｔ−示すものである。このよ
うな変形的によればフォトセンサーがｌ−ですむので部
品数を少なくすることができ、又、装蓋管よシ小さくす
ることができる。尚、２つのレンズＬＵＳ、Ｌ禦すの光
軸は互いに平行にすることは必要ではなく、光軸を互い
に調整してフォトセンサーｐｓ上における合焦時の結偉
位Ｗｔ′Ｉｋ適宜に近づけたり離したシすることができ
る。ｉ＠６図に更に別の変形Ｎを示すものである。

レンズＬ−を通過した元の一部は先ずミラーＩＦＭＩに
よってミラー１６に向けて反射され、その反射光は史に
ミラー７Ｍ、にて後方（第６図における右方）へ反射さ
れレンズＬｍの１６図における上側の半部を通過してフ
ォトセンサーＦＢＩ上に達する。

又、レンズＬ＋’を通過してミラーＦＭ、へ入射された
光は該ミラーＦＭ、にてミラーＦＭ４へ向けて反射され
、その反射された元ｒｔ該ばラー］ＦＭ４にて後方へ反
射され、レンズＬ、の下側の半部管通過してＰＢ。

上［達ｆる。このように、μつのミラーを駆使して一つ
の光束を互いに平行移動場れ之λつの光束に分けること
もできる。

この変形的に会焦時Ｖｃ祖写体の各点からの党がそれぞ
れ平行な光束になる領域ＴＤ’ｌｊ形成するしンズ恥の
背後にフォトセンサーＰ日Ｉｔ配置する必要性のある場
合に適する。

第７図乃至ｍｉｏ図は本発明自動焦点検出装置の第２の
実施例管示すものである。

この実施例においては、検出時におけるレンズ恥の同一
箇所を同一方向に通る光束全λつの光束に分け、この分
けられた光束を互いにレンズＩＪｌに関して平行に移動
させる手段（以下便宜上口光束分割平行移動手段」とい
う。）３として段差ミラー８Ｍが用いられている。該段
差ミラー８Ｍは互いに平行な２つの平面上に位置し段部
弘を介して隣接する反射面デａｆｔ及びｒｔｔｆ２を有
している。

このような段差ミラーＳＭ！ｄ、第２図に示すようにガ
ラスあるいは合成樹脂等からなる透明板！の表面の一半
部飼えば同図における下側の半部６に反射膜を付与し、
更に透明板ｊ裏面の他方の半部的えは同図における上側
の半部７に反射膜全付与することによって簡単につくる
ことができる。そして、仁のような段差ミラーＢ−Ｍの
２つの反射面ｒｇｆｌ及びｆ＃／ｓによってレンズＬｌ
からの元がしンズＬ、へ向けて反射される。

ＯＬＨレンズＬｍの反段差ミラー四に配置されたかまほ
こ状のシリンドリカルレンズで、レンズＬ。

の焦点Ｐｆｌ上に水平方向（第７図における紙面側から
紙背側に向う方向、ｔＪｘｔ図における上下方向）に配
置されている。該シリンドリカルレンズＯＬはそこに集
束され九ところの反射面ｒａｆｌからの元と反射面デー
ｈからの元とを分離し、２つの像がフォトセンサーＰＢ
Ｉ上ドア＃トセ７’ｒ−Ｐａｇ上とに分離して結像され
るようにする機能ｔ−果す。

フォトセンサーＰ８１及びＰ８１Ｆｉシリン）’ＩＪカ
ルレンズＯＬの後方にその焦点距１ｌｉｆ０Ｌだけ離れ
てシリンドリカルレンズＯＬと平行に配置されている。

該フォトセンサーＰ８ｔとｐｓｌとはその受光面の中心
どうしの間隔ＳＰがｆ。−１；Ｌ／／ｓ（但し、Ｑａ合
焦時に反射面デーｆｔにて反射される光束の中心と反射
面ｒ＃ｈにて反射される光束の光束中心との間の間隔）
となるように上下に離間して配置されている。

この自動焦点検出装置においては、レンズＬｒＴｈ通過
し段差ミラーＳＭにて反射された光のうち反射面デーｆ
＋にて反射され九九はレンズＬｌの上側の半部によって
シリンドリカルレンズＯＬに集束され、更（＃シリンド
リカルレンズＯ，Ｌによって下側のフォトセンサーＰ８
．上に投影される。又、レンズＬ１を通過し反射面ｒ　
ａ　７Ｂ　Ｋて反射され九九はレンズＬ、の下−の半部
によってシリンドリカルレンズＯＬ上に集束され、該シ
リンドリカルレンズＯＬによって上側のフォトセンサー
ＰＢ、上に投影される。そして、合焦時即ちレンズＬｅ
ｔ通過した豪写体各点からの元がそれぞれ平行光束にな
る時には豪写体の儂が纂ｌＯ図（Ａ）に示すようＶＣフ
ォトセンサーＰＨ１及びＦＢＩの中央に位置する受光素
子部−２ｓｖｃ結儂されるよう和なっている。この２つ
の光束は第を図に示すように同図に訃ける上下方向ＫＰ
だけ相対的に平行移動される。

しかして、前ビン状１ＩｌＴｏるいは後ビン状態のと１
！はフォトセンサーＰ８１及びＰＢ宜の正面図である第
１Ｏｌｋ（Ｂ）６るいは（０）に示すようにフォトセン
サーＦＢＩ、Ｐａｌ　上の水平方向における結像位置が
ずれる。そして、第１の実施的の場合と同様にそのずれ
方が同図（Ｂ）、（０）ＩＩＣ示すずれ方のいずれＫあ
たるかによって前ビンか稜ビンかを検出することができ
る。又、結像位置のずれ量によって焦点のずれ量を検出
することができる。従って、第３図及び第Ｖ図に示す第
１の実施的の場合と同様にフォトセンサーＰ８Ｍ及びｐ
ｓ、の出力信号を適宜処理することＫよ多焦点を自動的
に検出することができる。

尚、２つのフォトセンサーＰＥ１１、Ｐ８ｍｔ”一体乃
至一本的に形成することによシ、部品点数を少なくシ、
組立工数を小さくすることができる。

第１／図は本発明自動焦点検出装置の第３の実施的を示
すものであシ、この実施ガば光束分割移動手段として透
明板♂が用いられている。骸透明板♂はレンズＬ、の主
平面に対して飼えばｖ５０の角度を成すように配置され
、そのレンズＬ＋ＭＯ向がハーフミラ−として機能する
ようにされている・Ｌｍαに透明板♂で反射されたｆｔ
、Ｙｒ受けるレンズで、Ｌｓｂは透明板１’ｋＭＩｆｒ
　して透過した元を受けるレンズである。レンズＬｍａ
はレンズＬ、の光軸を通ル反射板ｒにて反射された元が
レンズＬ■ａの光軸を通るように位置され、レンズＬ＊
ｂｕその光軸がレンズＬ１の光軸と一致するようにされ
ている。Ｐ８１ｔｌし７ＸＬｍａ？通過した光を受ける
フォトセンサー、ＰａｇはレンズＴ−ｍｂ’を通過した
光を受光するフォトセンサーである。

この装置においては、レンズＬｌＯ光軸を通る光のうち
透明板ｔで反射式れてレンズＬｍｇに入射されｂ方ｕｖ
ンスＬｓαの光軸を通るのに対して、透明板ｔ￥ｒ屈折
して透過してレンズＬ茸すに入射される方のｊｔ、はレ
ンズＬ１６の元軸からずれた位置に元軸と平行く入射さ
れる。そのずれ量Ｐは次式で表わされている。

ｍ　ｉ　Ｈ但し、１凰は元の透明板に対する入射角、ｉ黛は屈折角
、ｄは透明板の厚さでるる。

従って、レンズＬｓａとレンズＬｓ６とを一つのレンズ
Ｌ、と考えると、実質的にレンズＬ、に入射される元の
うちの一部がＰだけ平行移動されたと同じであシ、いわ
ば平行移動されない方の光を受光するフォトセンサー２
日−の出力と平行移動された方の光を受光するフォトセ
ンサーＰＢ茸の出力とを検知することにより第１の実施
例と第２の実施例の場合と同じように焦点を自動的に検
出することができる。

第１２図乃至第１グ図はそれぞれ本発明自動焦点検出装
置の各別の適用列を−示すものである。

第１２図はバー７プリズ１Ｉ（ｐを用いてテーキングレ
ンズテＬから結像面ＢＴＬへ向う光の一部を取シ出すよ
うにした実施例を示すものであり、レンズＬ、を用いて
合焦時に被写体の各点からの光がそれぞれ平行になるよ
うにされている点については第３図に示す実施的と全く
同じでおる。そして、レンズＬ＆の反ハーフプリズム側
に適宜な光束分割手段ｌあるい扛光束分割平行移動手段
３等を設け、レンズＬｌｔ−用いて適宜なフォトセンサ
ーＰＢＪＩＣ結像されるようにしてなる。

第１ｊ図は、本発明自動焦点検出装置管ズームレンズを
用いたカメラに適用した例を示す。このカメラ（おいて
は、ズーム部分Ｚｏｏｓとリレ一部分Ｒｇ　ｌａνとの
間が合焦時に被写体の各点からの党がそれぞれ平行光束
となる領域となル、そこにハーフ　ｉラー■Ｍが設けら
れている。そして、Ｉ〜−７ξラ−ＨＭで反射された光
の通る位置に前記実施ＰＩＩＶｃおいて用いられたよう
な適宜な光束分割中１＆１等が配置され、該手段１等か
らの光がレンズＬ、によってフォトセンサーＰＢに集中
されるようになっている。そして、フォトセンサー２日
の出力に焦点検出回路ＰＤＯＩＣおいて信号処理され、
駆動回路ＤＲＩＫ送出され、駆動回路ＤＲＩ　Ｋよって
焦点検出結果に応じてモーターＭｏ’に正逆回転せしめ
る［１電流がモーターｙ・に供給される。そして、その
電流によってモーターＭ・が正逆回転され、その回転に
よってズーム部分Ｚｏｏｓ内のフォーカスレンズＩＬは
合焦状態が実現するように前後方向に移動される。〒ｘ
ＤはＯＯＤ等の撮像素子である。

纂／４図はオプティカルビニ−ファインダー付のカメラ
に本発明自動焦点検出装置を適用した列を示すもので、
１適…しｊｌ［おいてはレンズＬｓ、Ｌａ、”１、Ｌａ
、”？ハーフミラーＨＭ！及びミラーＭｔ−用いたオプ
ティカルビューファインダー用光学系を通る光の一部を
取）出し、その取り出した光から焦点を検出するように
されている。具体的Ｉ／ＣハレンズＬ、とレンズＬ１１
との間−こハーフミ５−−ＨＭＩ會設け、該ハーフミラ
−ＨＭ！にて反射され九九が通る位置に適宜な光束分割
移ｖＪ＋段ｌあるいは光束分割平行移動手段３等ｔｆ＆
社てなる。

このように本発明自動焦点検出装＃は株々のものに適用
することができる。

以上に述べたように、本発明自動焦点ｌＡｌ１装鎗に、
合焦時における被写体各点からの光を平行光束にする第
１の光字糸と、該第１の光学系を通過した光束を光検出
器の受光面上に集束する第２の光学系とを備え、検出時
における第１（Ｚ）光学系の同一箇所ｔ′同一方向に通
過した元来を複数の光束に分けこの分けられた光束を互
いに上記第２の光学系に関して平行に移動させて第一の
光学系の異なる位ｔｉｉｔ通るようにし、そしてこれら
元来ｔ−光検出器の受光ｉ１に投影させて非合焦時釦は
上記受光ＥＩｆＫ前記複数の光束によって多重像が現わ
れるようくし、光検出器の受光面に現われた多重像の間
のずれを検知することによって焦点を検出するようにし
たことを特徴とするものである。従って、例えば小さな
受光面を有する多数の受光素子管一定方向に一体乃至一
体的に配列し九簡単な構造のものを光検出器として用い
ることによって、光検出器におけるサンプリングポイン
トの配列密ｆｔ小さくシ、それによって焦点の検出精１
１１１″を非常に良くすることができる。そして、本発
明は原理的Ｋｒｉ合焦時に平行光束となるような領域を
通る光束が平行光束、集束傾向にある光束、拡散傾向に
ある光束のいずれにあたるかを検出することによシ焦点
検出管行うものであり、光束の径の大きさによって検出
結果が変る惧れがない。従って撮像光学系を構成するテ
ーキングレンズの射出瞳の位置すなわち絞プの強弱によ
って検出精度が変る惧れはな−、依って、絞〕に応じて
検出結果が補正されるようにするための手段を設ける仁
とは６６賛ではない。そして、検出精度は、ΔＢ＝Ｐ・
Δｈ／ｆ冨　　という前述の式から明らかなように、レ
ンズＬ、即ち光束分割移動手段と光検出器との間に配置
されるレンズの焦点距離ｆ１と光束の平行移動量Ｐのみ
に依存し、テーキングレンズのＦｉｌ（テーキングレン
ズの焦点路離／１絞りの径ＤＫよシ割ったＩｉ）に依存
するようなことはない。

そして、撮倫光学系を通る光を利用することくよって焦
点検出をすることができるので視差が生じない。又、焦
点検出をするために可動部分を必要とせず、機構、構造
が簡単であシ、小型化が容易である。特に、第夕図、第
６図に示した焦点検出装＆Ｖｃおいてに光検出器の数が
１個であるのでより小型化が可能である。又、段差ミラ
ー、シリンドリカルレンズを用いた本発明自動焦点検出
装置においては、λつの元検出部が平行に配置されてい
るので、それを一つの光検出器として容易に一体化する
ことができる。従って、この実施的においてもよシ小型
化を図るξとができる。

父、本発明自動焦点検出装置はズームレンズを用いたビ
デオカメラ、ｒミリカメラ等に好適である。即ち、ズー
ムレンズを活かして非常に遠くのものを撮影しようとす
るは−ど、焦点を非常に正確和合わせなければならない
ので、検出精度が高くなければならない。しかるに、本
発明自動焦点検出装置によれば、ズームレンズを活かせ
ば活かすほどズームレンズの像拡大機能によシ非合焦時
における多重像間にずれ量ΔＢも大きくなる。従って、
検出精度もそれに伴って大きくなシ、ズームレンズによ
って遠くのものを撮影する場合においてもきれいな宙を
得るに充分な自動焦点検出を行うことができる。尚、広
角側で撮影する場合には轟然に非合焦時における多重像
間のずれ量ΔＢが小さくな〕、それに伴って検出精度が
低くはなるが、広角側での撮影においては焦点合わせが
正確である必要性が望遠側での撮影に比較して小さく、
多少の焦点ずれがあっても像が比較的きれいになるので
、問題は生じない。

尚、上述の各実施ｆＰＪはあくまで本発明自動焦点検出
装置のごく一部の実施的にすぎず、種々の実８態様が考
えられる。特に、光束の一部を分割する手段にＦｉ種々
の変形例が考えられる。的えはハーフミラ−とミラーと
を用いたものにおいて、そのハーフミラ−に代えて特定
の波長の佃域の党を透過させ、他の光を反射するような
フィルターを用い、２つの光検知部の一方をそのフィル
ターを１過してミラーにて反射された波長領域の光のみ
を受光する特性を有するものにする等がそれでらル、本
発明は上述した各実施的で述べたものに限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において利用する光学的原８１を鰭明す
る略図、第２図は本発明自動焦点検出装置の一部の実施
例において利用するところの光束をミラー九よル平行移
動せしめる手段の原理をｌ１２明する略図、第３図に及
びＷ、ｖ図に本発明自動焦点検出装置の第１の実施ｅ１
を示すもので、第３図は装置全体を示す略図、ＷＪＶ図
（ム）は合焦時における光検出器の正面図、同図（Ｂ）
及び（０）Ｆ！非合焦時における光検出器の正面図、第
５図は本発明自動焦点検出装置の第２の光学系及び光検
知器の変形例を示す略図、第６図は本発明自動焦点検出
装置の第２の光学系及び光検知器の別の変形例管示す略
図、第７図乃至第ｉｏｒｗは本発明自動焦点検出装置の
７ｇ２の・実施例を示すもので、第７図は装置全体ｔ−
側面から見た略図、紺ｒ図は装置全体を上側から見た略
図、第り図は段差ミラーの一向管示す斜視図、第１０図
（Ａ）は合焦時における光検出器の正面図、同図（Ｂ）
及び（０）に非合焦時における光検出器の正面図、１１
１１−′／１図は本発明自動焦点検出装置の第３の実施
的を示す略図、＠１２図乃至第１Ｖ図は本発明自動焦点
検出装置の各別の適用例を示す略図である。符号のＩｉ５？明Ｌｌ、ＴＬ・・・・・・第１の光学系、ＩＩｍ・・・・
・・Ｗ、２の九字糸、　　８Ｍ・・・・・・段差ミラー
、　　ｒｇｆ・旧・・段差ミラーの反射面、　　Ｌ・・
・・・・レンズ、ＳＬ・・・・・・シリンドリカルレン
ズ。牙４図第５図才ｌαｍ才ｔｉｍ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　合焦時における被写体各点からの光を平行光
束（するｓｇｌの光学系と、しｉ／の九学系管通過した
光束ｔ−光検出器の受光面上に集束する第２の光字糸と
を備え、検出時における第１の光学系の同−Ｓ所を同一
の方向に′通過した光束を複数の光束に分けこの分けら
れた光束を互いに上記第２の光学系［！１（、て平行に
移動させて＃！λの光学系の異なる位置を通るようにし
、そしてこれら光束を光検出器の受光面に投影させて非
合焦時Ｋｌ；を上記受光面に６ｆｌｆｉｔｌ数の光束に
よって多重像が現われるようにし、光検出器の受光面に
現われた多重像の間のずれを検知すること罠よって焦点
を検出するようにしたことを％黴とする自動焦点検出装
置ｑ）　合焦時に被写体各点からの九をそれぞれ平行光束
にする第１の光学系と、適宜な間隔管おいて一関する２
つの平行な平面上に位置し且つ隣接する一つの反射面倉
吉するもので６って！、１０Ｊｊｔ学系ｔ：Ａ遇した光
束を反射する段差ミラーと、該段差２ラーで反射された
光束を集束するＩＩ２の光学系と、該第２の光学系によ
シ光束が焦束される位置に段差ミラーの２つの反射面の
配列方向と略直角な方向に配置されたシリンドリカルレ
ンズと、鋏シリンドリカルレンズ全通過した段差ミラー
の一方の反射面からの光を受光する光検出部と、上記シ
リンドリカルレンズを通過した段差ミラーの他方の反射
面からの光管受光する光検出部とを備え、鋏コつの光検
出部の受光面に現われたλつの被写体の儂の受ＪＩｔ面
上における位置を検出することによりて焦ｇ検出するよ
うにしたことｔｑ！Ｉ徴ｔｔｚｚｔｓ＊ｓｔｗｎｐｔｔ
；ｉ；ｔｚｎｐｐｔｉｔｙｓｙヤｔとする自動焦点検出
装置