JPS5872907A - 自動焦点検出装置 - Google Patents

自動焦点検出装置

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JPS5872907A
JPS5872907A JP17175581A JP17175581A JPS5872907A JP S5872907 A JPS5872907 A JP S5872907A JP 17175581 A JP17175581 A JP 17175581A JP 17175581 A JP17175581 A JP 17175581A JP S5872907 A JPS5872907 A JP S5872907A
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light
lens
optical system
light receiving
zom
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JP17175581A
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Yasuo Nakada
康雄 中田
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/32Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders by focusing the object, e.g. on a ground glass screen

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

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】 生ぜず、かつ可動部分がなく、シかも撮影レンズ等の光
学系のいわゆるν値によって検出精度が影響されない新
規な自動焦点検出装置を提供しようとするものである。
自動焦点検出装置として第1図に示すものがある。同図
において、Lは被写体からの光を集束して像を得るため
のレンズで、合焦時における被写体各点からの光が平行
光束になる領域にそこを通る光束が有効に入射されるよ
うに配置される。FILは多数のレンズ素子l11、・
・・・・・を上下方向に一体に配列してなるフライアイ
レンズで、レンズ乙によシ結像される面上に配置されて
いる。pa、ps、・・・・・・はフライアイレンズF
ILの背面側にその各レンズ素子1,J, 曲.、に対
応して設けられた受光部で、互いに上下に離間して配置
された一対の受光素子P8g及びP8jからなる。各受
光部PB、Pa、・・・・・・の上側の受光素子PBg
、P8@、・・・・・・は合焦時における被写体からの
光のうちレンズLの下側半部を通過した光がその受光部
と対応するレンズ素子lによって集束されるような位置
に配置され、下側の受光素子P8 A、 P SA、・
・・・・・は同じくレンズ乙の上側半部を通過した光が
その受光部psと対応するレンズ素子lによって集束さ
れるような位置に配置されている。しかして、被写体の
像は上側の受光素子ps、Xps、、・・・・・・上と
、下側の受光素子psi、psb、・・・・・・上とに
現われることになる。
この自動焦点検出装置においては、合焦時には当然に第
1図に示すjうに被写体の一つの点からの光はレンズL
によって7ライアイレンズシKLの一つのレンズ素子l
上に集束され、更にそのレンズ素子lの作用によってそ
のレンズ素子lに対応する受光部psの受光素子ps、
とPal、とに集束されることになり、同一の受光部P
aの受光素子PS。
とpshとは被写体の同じ点からの光を受けることにな
る。
しかるに、非合焦時には被写体の一つの点からの光はフ
ライアイレンズFILの互いに異なるレンズ素子J、l
に入射されてしまう。即ち、被写体のある点からの光の
うちレンズLの上側の部分を通過した光があるレンズ素
子l上に集束され、レンズLの下側の部分を通過した光
はそのレンズ素子番よりも上側のあるいは下側のレンズ
素子l上に集束されてしまう。その結果、同一の受光部
psの受光素子P8.とPalとは被写体の別のところ
からの光を受光することとなり、上下方向に配列され友
受光部PS、PB、  ・・・・・・の上側の受光素子
P8.、PB1、・・・・・・上に生じる儂と下側の受
光素子PJij。
PB4、・・・・・・上に生じる儂との間に上下方向に
おけるずれが生じる。そして、前ピン状態か後ビン状態
かによして一方の側の受光素子例えばP8@、Pa、、
・・・・・・上に現われる像と他方の側の受光素子ps
6゜PEA、・・・・・・上に現われる像との間の上下
関係が逆になる。父、焦点ずれが大きい程その一つの儂
の間の上下方向におけるずれ量が大きくなる。従って、
受光素子P8.、PB、、・・・・・・上に生じる儂と
受光素子PB4、Pal、・・・・・・上に生じる儂の
ずれを検出することによって焦点検出が可能となる。し
かして、第1図に示す自動焦点検出装置は、受光素子P
8g、P81B、・・・・・・の出力信号と、受光素子
ps6、P8A、・・・・・・の出力信号とを比較する
ことによって上述した1欧のずれを検出して焦点検出を
行おうとするものである。
このような自動焦点検出装置によれば、撮像光学系を通
る光束を利用して焦点を検出することができるので、所
諸三角測量方式の焦点検出装置において生じる視差は発
生する余地がなく、シかも、焦点検出のために可動部分
を喪しガい。その点で、この自動焦点検出装置は優れて
いるといえる。
しかし−から、この自動焦点検出装置にはテーキングレ
ンズのF値の大きさKより検出種度が変化するという問
題がある。即ち、例えば絞りがかけられていない場合、
あるいは絞りが弱い場合には、各受光部pgにはレンズ
Lの光軸の上下端部即ち光軸から遠い部分を通りレンズ
乙の光軸に対する角度の大きな光が入射される。従って
、互いに離間された一対の受光素子Pea、P8!には
レンズLの下側半部からの光と上側半部からの光とが充
分な量入射され、支障なく検出を行うことができる。し
かし、数少が強くなるとレンズLの上下両趨部が利用さ
れないので、レンズLから7ライアイレンズIFKLを
通過して受光部P8側へ入射される光はレンズLの光軸
に対する角度の小さなものだけになってしまう。従って
、受光素子Pea、PB4へ入射される一つの光束の中
心はその一対の受光素子の開存りにずれてしまう。その
結果、受光素子P8g、PI3轟 には充分な量の光が
入射されず、焦点検出を行うことが雌しくなってしまう
そのため、対を成す受光素子pea、PB4間を広くし
たところの1値が小さい場合に適合する受光部FSXP
8.・・・・・・のほかに対を成す受光素子Pa@、1
84間を狭くしたとζろのν値が大きい場合に適合する
受光部Pa、 PB、・・・・・・を形成し、両者を並
設することか試みられている。しかし、このような焦点
検出装置によれば複雑なフォトセンサーアレーを必要と
し、そのため装置の価格が高くなってしまう。又、1値
が大きい場合は、7ライアイレンズシLICVOI′i
レンズLの光軸に対する角度の小さな光即ちその光軸と
平行に近い光のみが入射される。
従って、その光を7ライアイレンズFILによってレン
ズLの上側半部からの光と下側半部からの光とに完全に
分けることが峻しい。そのため、受光素子P8藝が完全
にレンズLの下側半部からの光のみを受光し、PSbが
完全にレンズL17)上側半部がらの光のみを受光する
というようにすることは実際上難しく、受光素子Psg
、Psg、・川・・と受光素子P8A、Pa!、・・・
・・・上とに現われる2つの像のずれを検出することが
比較的困難となる。従って、y値が大きくなると検出精
度が悪くなるという問題を根本的に解決することはでき
なかった。
しかして、本発明は、このような間魂を解決するために
為されたもので、視差が生ぜず、かつ可動部分がなく、
シかも撮影レンズ等の光学系のいわゆるν値に検出精度
が影譬されない新規な自動焦点検出装置を提供しようと
するものであり、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の光学系と、該第7の光学系を通過
した光束を集束する第一の光学系と、直線上に配列され
た複数のレンズ素子によシ構成され上記第2の光学系に
よシ被写体の儂が結像される面に配置されたフライアイ
レンズと、該7ライアイレンズのレンズ素子を互いに異
なる方向に通過する光を受光する一対の受光素子によシ
構成されプライアイレンズの各レイズ素子に対応して設
けられた複数の受光部とからなり、焦点検出時における
第7の光学系の同一箇所を同一の方向に通過した光束を
上記第一の光学系に関して相対的に平行移動された複数
の光束に分け、第2の光学系の異なる位置をを検出する
ようにしたことを特徴とする。
以下本発明を添付図面に示した実施例に従づて詳細に説
明する。
第2図乃至第3図は本発明自動焦点検出装置の実施の一
例を説明する九めのものである0図面において、zoM
はズーム部分で、それに内蔵されたフォーカスレンズP
LをモータMlにょ多回転されるヘリコロイドによって
前後方向に移動すると焦点距離が変るようにされている
。RLYはリレ一部で、ズーム部ZOMからの光を集束
して被写体の儂を撮偉素子TID上に結像するものであ
る。そのズーム部ZOM リレ一部RLYとの間は合焦
時における被写体各点からの光がそれぞれ平行光束にな
る領域であり、その領域にはズーム部ZOMからリレ一
部RLYへ向う光束からその一部を焦点噴出用として取
シ出すためのハーフミラ−HMlが配置されている。該
ハーフミラ−HM、はズーム部ZOMの光軸に対して例
えば43度の角度をなすように配置されている。
HM、はハーフミラ−HM、にて反射された光が有効に
入射されるように配置されたハーフミラ−1FMはハー
フミラ−HM、を透過した光を反射する全反射ずラーで
、ハーフミラ−HM、と平行に配置されている。しかし
て、ハーフミラ−HM、01つの点に7つの方向から入
射された光であってハーフミラ−HM、にて反射される
光とミラーFM ICて反射される光とは互いに平行に
なる。このハーフミラ−HM、とミラーFMとは、ズー
ム部分ZOMの同一箇所から同一方向に出射された光束
をレンズLに関して相対的に平行移動された2つの光束
に分ける手段即ち光束分割平行移動手段を構成している
LはミラーνMからの光を一方の半部(本実施例におい
ては第2図における上側の半部)に受け、ハーフミラ−
HM、からの光を他方の半部(第2図における下側の中
部)に受けるように配置されたレンズで、入射された光
を集束して被写体の像をつくるためのものである。FI
Lは一直線上に配列された多数の微小なレンズ素子JX
 J、・・・・・・を一体に形成してなる7ライアイレ
ンズで、レンズLからこのレンズLの焦点距離fLだけ
離れ九位置にそのレンズ素子1.  l、・・・・・・
の配列方向が第2図における上下方向に沿うように配置
されている。
しかして、合焦時には7ライアイレンズIFIL上に被
写体の像が結像される。そして、フライアイレンズIF
IIILは各レンズ素子l上に集束された光をレンズL
の上側半部からの光と下側半部からの光とに分けて上下
方向にずれた箇所にそれぞれ集束する機能を果す。ps
ムはフライアイレンズFILの背後即ち第2図における
右側に配置されたフォトセンサーアレイで、例えばチャ
ージカップルドデバイスOODからなる。該フォトセン
サープレイは第3図に示すように一対の受光素子P8g
、ps6からなる受光部PBが7ライアイレンズIFI
Lのレンズ素子1の配置間隔と同じ間隔で一直線上に配
設されてなシ、その各受光部P8、P8、・・・・・・
はそれぞれ7ライアイレンズ?ICLのそれぞれ対応す
る各レンズ素子JXJ、・・・・・・の背後に位置する
ようにされてiる。
各受光部2日を構成する一対の受光素子ra@、Peb
の一方PB&はフライにメレンズFBLのその受光部P
8と対応するレンズ素子1によって集束されたところの
レンズLの下側半部からの光を受光するように位置され
、他方PBbFi同じくし/ズLの上側半部からの集束
された光を受光するように位置されている。尚、説明の
便宜上第3図に現われている一部の受光部を上から願に
psいPeb、・・・・・・とじ、それに応じて受光部
を構成する一対の受光素子もpsa、、psAl、 P
S@t 、”bmz”””とする。
P2Oはフォトセンサーアレイア8ムの出力信号を受け
て焦点検出をする喪めの信号処理をする焦点検出回路で
あり、その一方の入力端子−には順次各受光部の一方の
受光素子P8@ssP’am、・・・・・・の出力信号
を受け、他方の入力端子すには他方の受光素子P8!1
.184m、・=・・・・の出力信号を受け、そして、
その出力信号の比較その他の焦点検出に必要な信号処理
を行う。DRIは焦点検出回路P80からの焦点検出信
号を受けてそれに応じた駆動信号を出力する駆動回路、
Moは該駆動回路DRXから出力された駆動信号によシ
正逆回転せしめられてズーム部分ZOMの7オーカスレ
ンズPLを前後に移動させるモータである。
以下にこの自動焦点検出装置の1珊について説明する。
ズーム部分、ZOMを通過した光の大部分はハーフミラ
−BM、を透過してリレ一部RLYへ入射され、その光
はリレ一部RLYによって集束され、ズーム部分ZOM
が合焦状態にある場合には撮像素子TIDの受光面上に
被写体の儂が結像される。一方、ズーム部分ZOMを通
過し走光のうちの一部はノーーフミラーHM1にてハー
フミラ−HMlの方へ向けて反射される。そして、その
反射された光の一部はハーフミラーHM、によってレン
ズLの一半部即ち第一図における下側半部へ向けて反射
され、残りはハーフミラ−14を透過しミラーFMによ
ってレンズLの上側半部へ向けて反射される。レンズL
K向けて反射された光はそのレンズLによって集束され
、合焦時にはフライアイレンズIPIL上に被写体の像
が結像される。具体的には合焦時における被写体各点か
らの光はそれぞれフライアイレンズPIliLのレンズ
素子111、・・・・・・上に集束される。
そして、その集束された光のうちレンズLの下側半部か
らの光はレンズ素子lによって上側の受光素子PH6上
に結像される。又、レンズLの上側半部からの光はレン
ズ素子JKよって下側の受光素子pHh上に結像される
。#I3図に示すように1例えば、被写体のある点lか
らの光はレンズLの上側半部を通過した光沢□も、下側
半部を通過し九H,zも7つのレンズ素子J1に入射さ
れ、また、被写体の上述し九点lと隣接する点コからの
光はレンズ′Lの上側中部を通過し走光R1も下側半部
を通過した光R1’ 4点lからの光が入射されたレン
ズ素子11と隣接したレンズ素子6に入射される。そし
て光R1は受光素子PEAlに、光R,/は受光素子P
eg。
に、光R1は受光素子psi、に、光R,/は受光素子
psg、に入射される。被写体各点3、!、jからの光
R8% R1’、−14′、”l 、R1’も同様に、
受光A鴫子PBkh P8gl 、 Pll b4  
、 P 8 a4 、 PBkl、  PH1゜にそれ
ぞれ入射される。しかして、被写体の同じ点からの光は
同じ受光部pgの受光素子PB&、Pebに入射される
。そして、第3図の実線は合焦時における各受光素子の
出方の一例を示すもので、Waは受光素子ps町、Pa
〜、・曲・の出力を、wbは受光素子184@ 、Pa
’s 、・・・・・・の出力を示す。
ところで、非合焦時には被写体各点からの光はズーム部
分ZOMから出射されても平行光束にはならず、レンズ
Lによって集束されてもフライアイレンズIFICL上
には結像されない。従って、第1図(A)、φ)に示す
ように、被写体の同じ点からの光が互いに異なるレンズ
索子1.lに入射される。その結果、互いに異なる受光
部P8、PElの受光素子ps4PsAに入射される。
例えば、ある場合には同図(4))K示すように被写体
のある点コからの光RいR,/のうち一方R1は受光部
PEI、の受光素子PBb。
に入射され、他方R,/ll1P8□の受光素子PBI
L、IIC入射される。同様に光R1は受光素子PBb
4に、R3′は受光素子psζに入射され、又、光R4
は受光素子P8bIに、R6’は受光素子PBm、に入
射され、更に又光R1は受光素子P8A、に、RIIは
2日−4に入射され、焦点が合っている゛ときと焦点ず
れのときでは被写体の同じ点からの光が入射される受光
素子がずれてしまう。この場合における受光素子P8g
、、P8〜、・・・・・・の出力y 、Iは第3図の出
力Wsを同図における左側へずらしたような波形になシ
、逆に受光素子pub、、psb、、・・・・・・の出
力t6’は出力W6を同図における右側へずらしたよう
な波形になる。又、tlc4I図(B)K示すように、
光4は受光部ps、の受光素子ps!IK% ”*’は
P 8 aBに入射され、R,は受光素子PEA、に、
R,’は受光素子P8・番に入射され、4は受光素子P
8に、に、R4Iは受光素子Peg、に入射されるとい
うように被写体の同一の点からの光の入射される位置が
同図η)に示す場合とは全く逆の方向にずれる場合もあ
る。すして、同図(4)に示す場合と(B)に示す場合
とのいずれKなるかは前ビン状態であるか後ビン状態で
あるかによって決まる。
しかして、フォトセンター7−レイP8ムからの出力信
号を受ける焦点検出回路pscにおいて第3図及び第参
図(4)、CB)K示す状態のうちのいずれの状MKな
っているかを検出するかによって焦点を検出することが
できる。そして、その焦点検出信号を受は九駆動回路D
R工はその信号に応じて駆動信号を発生してモータM#
を正逆回転せしめ、更に、そのモータMeKよってズー
ム部分ZOMのフォーカスレンズPLを前後に移動せし
めて焦点ずれをなくすようKすることができる。
ところで、この自動焦点検出装置においては前述したよ
うにハーフミラ−HM、とミラーFMとによって光束分
割平行移動手段が構成されており、ズーム部分ZOMの
1つの点から同じ方向に出射された光はその光束分割平
行移動手段によってレンズLの互いに異なる位置を通る
平行な光に分けられる。理解しやすいようにズーム部Z
OMからその光軸に沿って出射されハーフミラ−HM、
によって反射され走光RNに着目すると、その光RNは
その一部がハーフミラ−HM、によって反射されてレン
ズLの光軸よC4第λ図における下側の部分−を通シ、
ハーフミラ−HM、を通過した光RNはレンズLの光軸
よりも同図における上側の部分すを通る。このことは、
ズーム部分のZOMの1値が小さくても大きくてもそれ
に影響されることなく生じる。しかして、その点藝とb
との距離をPとすると、ハーフミラ−HM、で反射され
走光は光束分割平行移動手段によってレレズLに関して
Pだけ相対的に亭行移動された2つの光束に分けられる
ことになる。そして、各受光部ps、ps、・山・・を
構成するところの互いに対をなす受光素子18番とps
bとの適正配置間隔8Fは次式で表わされる。
この式から明らかなように1互いに対をなす受光素子P
eg、PBbの適正配置間隔8Pは分割された光束の相
対的な平行移動量Pと、レンズ乙の焦点距離fLと、7
ライアイレンズFILのレンズ素子lの焦点距離fyi
+とに依存し、ズーム部分ZOMのν値には全く依存し
ない、従って、第1図に示す従来の自動焦点検出装置に
おけるような1値依存性即ち焦点検出精度がテーキング
レンズ等のν値に依存する性質は全くない、依って、対
を成す受光素子P8g、PaA間の間隔を広くした受光
部P8、pBX・・・・・・の#1かに対を成す受光素
子間の間隔を狭くした受光部を設けることが必要なくな
る。
以上に述べたように、本発明自動焦点検出装置は、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
光学系と、該第1の光学系を通過した光束を集束する第
2の光学系と、直線上に配列された複数のレンズ素子に
よシ構成され上記第一の光学系により被写体の像が結儂
される面に配置されたフライアイレンズ−と、該フライ
アイレンズのレンズ素子を互いに異なる方向に通過する
光を受光する一対の受光素子により構成されフライアイ
レンズの各レンズ素子に対応して設けられた複数の受光
部とからなり、焦点検出時における第1の光学系の同一
箇所を同一の方向に通過した光束を上記第2の光学系に
関して相対的に平行移動された複数の光束に分け、光学
系の異なる位置をを検出するようにしたことを特許とす
るものであり、焦点検出時における第1の光学系の同一
箇所を同一の方向に通過し走光束は第2の光学系に関し
て相対的に平行移動された複数の光束に分けられる。従
って、第1の光学系のν値が小さくても大きくてもその
値に全く関係なく、第2の光学系の互いに大きく離れた
部分からその光軸に対する角度の大きな複数の光束がク
ラ4イアイレンズを通L7て受光部の対をなす受光素子
に入射される。依って、・、第1の光学系のν値に依存
せず常に高精度の焦点検出を行うようKすることが可能
となる。
父、対をなす受光素子の間隔が異なる受光部を複数種設
けることが必要なくなる。
尚、図面に示した自動焦点検出装置はあ<、1で本発明
の一実施例にすぎず、本発明には種々の変形例が考えら
れ、種々の態様で実施することができるものであり、本
発明は図面に示し九実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の自動焦点検出装置の一例を示す略図、第
2図乃至第3図は本発明自動焦点検出装置の実施の一例
を説明するためのもので、第2図は装置全体を示す略図
、第3図は7ライアイレンズ及び受光部を拡大して示す
図、第4図(荀、(6)は非合焦時におけるフライアイ
レンズ及び受光部に光の入射される状態を示す略図、第
3図は受光素子の出力を示す曲線図である。 符号の説明 ZOM・・・・・・第1の光学系、 、L・・・・・・
第一の光学系、FIL・・・・・・フライアイレンズ、
  psa、psb・・・・・・受光素子、Ps・・・
・・・受光部 特許出願人 ソニー株式会社 第4 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (h 合機時にお“ける被写体各点からの光を平行光束
    にする第1の光学系と、該第1の光学系を通過した光束
    を集束する第2の光学系と、直線上に配列された複数の
    レンズ素子によシ構成され上記第コの光学系により被写
    体の像が結像される面に配置された7ライアイレンズと
    、該フライアイレンズのレンズ素子を互いに異なる方向
    に通過する光を受光する一対の受光素子によシ構成され
    フライアイレンズの各レンズ素子に対応して設けられた
    複数の受光部とからなり、焦点検出時における第7の光
    学系の同一箇所を同一の方向に通過した光束を上記第2
    の光学系に関して相対的に平行移動され九複数の光束に
    分け、第2の光学系の異なって焦点を検出するようにし
    たことを特徴とする自動焦点検出装置
JP17175581A 1981-10-26 1981-10-27 自動焦点検出装置 Pending JPS5872907A (ja)

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AU89477/82A AU554186B2 (en) 1981-10-26 1982-10-19 Apparatus for detecting distance to an object
CA000414109A CA1192041A (en) 1981-10-26 1982-10-25 Apparatus for detecting distance to an object
NL8204134A NL8204134A (nl) 1981-10-26 1982-10-26 Inrichting voor het meten van een afstand tot een voorwerp.
FR8217923A FR2515368B1 (fr) 1981-10-26 1982-10-26 Appareil de detection de distance optique
GB08230528A GB2111790B (en) 1981-10-26 1982-10-26 Rangefinder; focus detection
DE19823239615 DE3239615A1 (de) 1981-10-26 1982-10-26 Anordnung zum feststellen eines abstands zu einem objekt
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JP17175581A JPS5872907A (ja) 1981-10-27 1981-10-27 自動焦点検出装置

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JPS5872907A true JPS5872907A (ja) 1983-05-02

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ID=15929079

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JP17175581A Pending JPS5872907A (ja) 1981-10-26 1981-10-27 自動焦点検出装置

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JP (1) JPS5872907A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61245122A (ja) * 1985-04-24 1986-10-31 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 自動合焦装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61245122A (ja) * 1985-04-24 1986-10-31 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 自動合焦装置

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