JPS59193407A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
- Publication number
- JPS59193407A JPS59193407A JP6864383A JP6864383A JPS59193407A JP S59193407 A JPS59193407 A JP S59193407A JP 6864383 A JP6864383 A JP 6864383A JP 6864383 A JP6864383 A JP 6864383A JP S59193407 A JPS59193407 A JP S59193407A
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- JP
- Japan
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- distance measuring
- light
- distance
- lens
- photographed
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/10—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length in the observation station, e.g. in the instrument
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はカメラ等の光学機器に用いられる測距装置であ
って、特に装置側から物体に向けて測距用の光を投射し
、物体より反射されてくる光を光電的に検知する事によ
り、物体までの距離を求め、結像光学系の物体に対する
焦点調整状態を正しい合焦状態にセットする、いわゆる
能動型の測距装置の特に光学系に関するものである。
って、特に装置側から物体に向けて測距用の光を投射し
、物体より反射されてくる光を光電的に検知する事によ
り、物体までの距離を求め、結像光学系の物体に対する
焦点調整状態を正しい合焦状態にセットする、いわゆる
能動型の測距装置の特に光学系に関するものである。
第1図は従来の能動型測距装置であり、特開昭54−1
13356において開示されている技術である。同図に
おいてED、は投光用発光素子。
13356において開示されている技術である。同図に
おいてED、は投光用発光素子。
PD+は受光用光電変換素子、LS+、LS2はファイ
ンダー光学系用レンズ、 MR,はハーフミラ−9M
R2は全反射ミラー、FMはファインダー視野及び測距
部表示用フレーム、EYけ撮影者の眼を示す。
ンダー光学系用レンズ、 MR,はハーフミラ−9M
R2は全反射ミラー、FMはファインダー視野及び測距
部表示用フレーム、EYけ撮影者の眼を示す。
LS、は発光素子の前に配置された投光用レンズで、発
光素子ED、からの光はレンズLS3を通った後回動ミ
ラーMR4によって反射し被写体を投光走査し、被写体
からの反射光はレンズLS4で集光されミラーMR,の
表面で反射した後受光素子PD+に入射するようになっ
ている。
光素子ED、からの光はレンズLS3を通った後回動ミ
ラーMR4によって反射し被写体を投光走査し、被写体
からの反射光はレンズLS4で集光されミラーMR,の
表面で反射した後受光素子PD+に入射するようになっ
ている。
LS、は撮影レンズ系で周知の様にレンズ鏡筒内に保持
され、光軸に沿って鏡筒と共に前後に摺動し得る様に支
承される。ADは絞り、SEはシャッター、FLはフィ
ルム、8P1はレンズ鏡筒を繰込方向に附勢するスプリ
ング、LGはレンズ鏡筒に設けたラック、 G1は該ラ
ックLGに噛合するビニオン、G2はビニオンG1と一
体に回動するラチェツト車である。M W rは後述の
回路によって制御されるマグネットで、AMはマグネッ
トMg+によって吸引されるアマ゛チアーレノく−で回
動可能に枢支され、一端には前記ラチェツト車G2の歯
に係合すべきストップ爪AM、を形成されている。SF
3はストップ爪をラチェツト車G2と係合する方向に附
勢するスプリングである。OB、は近距離にある場合の
被写体、OB2は遠距離にある場合の被写体である。
され、光軸に沿って鏡筒と共に前後に摺動し得る様に支
承される。ADは絞り、SEはシャッター、FLはフィ
ルム、8P1はレンズ鏡筒を繰込方向に附勢するスプリ
ング、LGはレンズ鏡筒に設けたラック、 G1は該ラ
ックLGに噛合するビニオン、G2はビニオンG1と一
体に回動するラチェツト車である。M W rは後述の
回路によって制御されるマグネットで、AMはマグネッ
トMg+によって吸引されるアマ゛チアーレノく−で回
動可能に枢支され、一端には前記ラチェツト車G2の歯
に係合すべきストップ爪AM、を形成されている。SF
3はストップ爪をラチェツト車G2と係合する方向に附
勢するスプリングである。OB、は近距離にある場合の
被写体、OB2は遠距離にある場合の被写体である。
第、2図は光′的変換素子PD+よりの出力信号図で横
軸が時間(t)、縦軸が出力電圧(v)である。Q。
軸が時間(t)、縦軸が出力電圧(v)である。Q。
は近距離物体OB、からの反射光による出力、 Qzは
遠距離物体OB2からの反射光による出力である。ミラ
ーMR4はレンズ鏡筒と連動して回動し、発光素子ED
、からの光は被写体を至近距離から無限遠方向に走査す
る。光電変換素子PD+は被写体からの反射光を受光し
、その出力信号のピーク値が検出されるとマグネットM
gIがオフし、アマチア−レバーのストップ爪AM、が
スプリングSP2に引かれてラチェツト車G2に係合し
、ビニオンG1.ラックLGを介して鏡筒の移動を停止
させ撮影レンズLS、の位置が決定される。
遠距離物体OB2からの反射光による出力である。ミラ
ーMR4はレンズ鏡筒と連動して回動し、発光素子ED
、からの光は被写体を至近距離から無限遠方向に走査す
る。光電変換素子PD+は被写体からの反射光を受光し
、その出力信号のピーク値が検出されるとマグネットM
gIがオフし、アマチア−レバーのストップ爪AM、が
スプリングSP2に引かれてラチェツト車G2に係合し
、ビニオンG1.ラックLGを介して鏡筒の移動を停止
させ撮影レンズLS、の位置が決定される。
このようにほぼ円形の光束断面形状を有する測距用光束
を被写体に向は測距する場合、以下の様な問題点があっ
た。すなわち、第3図に示すように、2人の人物2 a
+ 2 bが少し離れて位置しているような状態にお
いては1bから1aまで走査された測距用光束が、2人
の人物の間をぬけてしまい、正しく2人の人物までの距
離が測定できないという問題である。このため、カメラ
の撮影者が一度どちらかの人物が画面中心にくるように
カメラをセットして測距を行ない、この状態での測距情
報をカメラに保持させて、再びカメラの構図を真に撮影
したい状態にセットし、撮影するという一連の撮影動作
が必要であった。
を被写体に向は測距する場合、以下の様な問題点があっ
た。すなわち、第3図に示すように、2人の人物2 a
+ 2 bが少し離れて位置しているような状態にお
いては1bから1aまで走査された測距用光束が、2人
の人物の間をぬけてしまい、正しく2人の人物までの距
離が測定できないという問題である。このため、カメラ
の撮影者が一度どちらかの人物が画面中心にくるように
カメラをセットして測距を行ない、この状態での測距情
報をカメラに保持させて、再びカメラの構図を真に撮影
したい状態にセットし、撮影するという一連の撮影動作
が必要であった。
本発明の目的は、測距用光束を多数、画面上の異なる領
域へ投射・走査する事により、各領域ごとに被写体まで
の距離を求める事ができる測距装置を実現させる事にあ
る。
域へ投射・走査する事により、各領域ごとに被写体まで
の距離を求める事ができる測距装置を実現させる事にあ
る。
第4図は、本発明の実施例である。同図において、3は
LED、半導体レーザなどの発光源4は投光用レンズ、
5は投光レンズ直前に設けられた位相型回折格子、6は
受光用レンズ、7は7−1〜7−3の光電変換素子から
なる光電検出手段である。発光源3は投光用レンズに対
しである角度で回転させられ、この結果被写体Ob上距 テ投光・光束によるスポットが近路離側から遠距離側へ
走査される。本実施例においては、投光レンズ通過後に
投光光束8は回折格子5により回折され、O次回折光9
.および→−1次、−1次回折光10.11が発生する
。発光源3の回転により、各々の投光光束は12.13
.14で示される範囲を走査し、被写体面上を同時に走
査する。
LED、半導体レーザなどの発光源4は投光用レンズ、
5は投光レンズ直前に設けられた位相型回折格子、6は
受光用レンズ、7は7−1〜7−3の光電変換素子から
なる光電検出手段である。発光源3は投光用レンズに対
しである角度で回転させられ、この結果被写体Ob上距 テ投光・光束によるスポットが近路離側から遠距離側へ
走査される。本実施例においては、投光レンズ通過後に
投光光束8は回折格子5により回折され、O次回折光9
.および→−1次、−1次回折光10.11が発生する
。発光源3の回転により、各々の投光光束は12.13
.14で示される範囲を走査し、被写体面上を同時に走
査する。
第5図に回折格子5の拡大図を示す。第4図における回
折格子は第5図に示したものを格子線方向が鉛直線の方
向からθだけ回転させられている、この様子を第6図に
示す。第4図と同じ番号で同じ物を表わしている。回折
格子5には格子線の方向のみが示されているが、実際は
@5図の格子をθだけ回転させたものである。
折格子は第5図に示したものを格子線方向が鉛直線の方
向からθだけ回転させられている、この様子を第6図に
示す。第4図と同じ番号で同じ物を表わしている。回折
格子5には格子線の方向のみが示されているが、実際は
@5図の格子をθだけ回転させたものである。
発光源よりの光線は回折格子により回折されるが、格子
線方向がθだけ鉛直線より傾いているため、被写体面上
での各回折光により作られる投光スポット15.16.
17は水平方向からθだけ傾いた方向に並んでいる。
線方向がθだけ鉛直線より傾いているため、被写体面上
での各回折光により作られる投光スポット15.16.
17は水平方向からθだけ傾いた方向に並んでいる。
発光源3の回転により、被写体面上では第7図に示され
るように各回折光による投光スポットが走査される。し
たがって、本実施例では回折格子が存在しない場合(こ
の時、15のみによる走査になる)に比べて3倍の領域
を走査する。このように被写体面上を走査する投光スポ
ットによる反射・散乱光は、受光レンズ6により、光電
検出手段上にほぼ結像される。各投光スポットによる被
写体面ob上での走査領域をA、〜A3とすると第8図
に示すように、光電検出面上にもこれの像B、〜B3が
ほぼ結像される。
るように各回折光による投光スポットが走査される。し
たがって、本実施例では回折格子が存在しない場合(こ
の時、15のみによる走査になる)に比べて3倍の領域
を走査する。このように被写体面上を走査する投光スポ
ットによる反射・散乱光は、受光レンズ6により、光電
検出手段上にほぼ結像される。各投光スポットによる被
写体面ob上での走査領域をA、〜A3とすると第8図
に示すように、光電検出面上にもこれの像B、〜B3が
ほぼ結像される。
本実施例における光電検出手段7は、第9図に示すよう
に、3つの光電検出器7−1〜7−3が先はどの3像B
、〜B3内を走査するスポットの像に対応して設けられ
ている。
に、3つの光電検出器7−1〜7−3が先はどの3像B
、〜B3内を走査するスポットの像に対応して設けられ
ている。
したがって、被写体面上を投光スポットが走査すると、
光電検出手段7上の各光電検出器7−1〜7−3を横切
って、受光レンズによる投光スポットの像が動き、光電
検出器上に投光スポットが最も一致した時、各々の光電
検出器から最大出力が発生する。投光スポットの走査開
始がらこのビーク出力発生までの時間を測定する事によ
り、被写体までの距離が求められる。被写体が第10図
ob2として示すように各測距エリアごとに異なる距離
に存在する場合には、各測距光束が被写体面上で先の第
4図と異なり、被写体面上で横ズレしている事になる。
光電検出手段7上の各光電検出器7−1〜7−3を横切
って、受光レンズによる投光スポットの像が動き、光電
検出器上に投光スポットが最も一致した時、各々の光電
検出器から最大出力が発生する。投光スポットの走査開
始がらこのビーク出力発生までの時間を測定する事によ
り、被写体までの距離が求められる。被写体が第10図
ob2として示すように各測距エリアごとに異なる距離
に存在する場合には、各測距光束が被写体面上で先の第
4図と異なり、被写体面上で横ズレしている事になる。
第10図において、ob2により反射され、受光レンズ
6の中心を通る光線18は、o b3により反射され、
受光レンズ6の中心を通る光線20とは、異なった角度
で受光レンズに入射する。同じ事がo 1)4+o b
、についてもいえ、光線19.21は異なる角度で受光
レンズに入射する。このため、Ob2゜o b4による
反射光束の像は、先の第4図とは光電検出面上で横ズレ
している事になり、光電検出器7. 、 ?、からは第
4図の場合と異なる時間にピークを有する出力信号が発
生する。このピーク検出までの時間により距離に相当す
る情報が得られる。
6の中心を通る光線18は、o b3により反射され、
受光レンズ6の中心を通る光線20とは、異なった角度
で受光レンズに入射する。同じ事がo 1)4+o b
、についてもいえ、光線19.21は異なる角度で受光
レンズに入射する。このため、Ob2゜o b4による
反射光束の像は、先の第4図とは光電検出面上で横ズレ
している事になり、光電検出器7. 、 ?、からは第
4図の場合と異なる時間にピークを有する出力信号が発
生する。このピーク検出までの時間により距離に相当す
る情報が得られる。
このように、本実施例においては、広い測距エリアにお
ける距離情報が得られるだけでなく、第8図A1〜A3
の各測距エリアごとの被写体距離情報を得る事ができる
。
ける距離情報が得られるだけでなく、第8図A1〜A3
の各測距エリアごとの被写体距離情報を得る事ができる
。
したがって、本測距装置をカメラなどの自動焦点機構と
連動させて用いる場合、撮影レンズのくり出し動作の前
に、本測距装置によシ、各測距エリアごとの被写体距離
情報をあらかじめ求めておいて、この結果により、適切
な量だけ撮影レンズをくり出せば、より高機能な自動焦
点カメラが実現できる。
連動させて用いる場合、撮影レンズのくり出し動作の前
に、本測距装置によシ、各測距エリアごとの被写体距離
情報をあらかじめ求めておいて、この結果により、適切
な量だけ撮影レンズをくり出せば、より高機能な自動焦
点カメラが実現できる。
たとえば、第8図における測距エリアA、を画面中央部
にとっておき、A2.A3を各々この周辺部になるよう
にしておけば、例えば、7−1の出力のみに注目して画
面中央部のみにピントがあうようにも構成できるし、7
−1. 7. 、 7.の出力をある評価関数に従って
評価する事により、画面全面にわたって全体的にピント
の良い写真がとれるようにも構成できる。
にとっておき、A2.A3を各々この周辺部になるよう
にしておけば、例えば、7−1の出力のみに注目して画
面中央部のみにピントがあうようにも構成できるし、7
−1. 7. 、 7.の出力をある評価関数に従って
評価する事により、画面全面にわたって全体的にピント
の良い写真がとれるようにも構成できる。
第11図に第5図のような凹凸型位相回折格子の回折効
率計算のグラフを示す。これよりわかるように、回折格
子の凹凸量を変える事によ沙、0次、11次の各回折光
の光量比をコントロールできる。したがって、投光スポ
ット強度も0次光によるスポットを強く、又、±1次回
折光によるスポラトラ少し弱くするという事も可能であ
り、このように投光スポット強度に重みづけをもたせる
事によっても、上述した画面評価的な測距装置が実現で
きる。
率計算のグラフを示す。これよりわかるように、回折格
子の凹凸量を変える事によ沙、0次、11次の各回折光
の光量比をコントロールできる。したがって、投光スポ
ット強度も0次光によるスポットを強く、又、±1次回
折光によるスポラトラ少し弱くするという事も可能であ
り、このように投光スポット強度に重みづけをもたせる
事によっても、上述した画面評価的な測距装置が実現で
きる。
本実施例における0次光と11次光とのなす角ψ(第6
図参照)は、回折格子の周期Pによってきまり、発光源
からの光の中心波長をλとすると、 P−sinψ=λ という関係がある。したがって、回折格子の周期PをP
−λ/sinψとすればよい。
図参照)は、回折格子の周期Pによってきまり、発光源
からの光の中心波長をλとすると、 P−sinψ=λ という関係がある。したがって、回折格子の周期PをP
−λ/sinψとすればよい。
又、回折格子の格子線方向からの傾角θを変える事によ
シ、各回折光による測距エリアA、〜A3の関係を変え
る事ができ、3つの投光スポットを第12図のように構
成する事もできる。
シ、各回折光による測距エリアA、〜A3の関係を変え
る事ができ、3つの投光スポットを第12図のように構
成する事もできる。
本実施例において、投光スポラ)15.16゜17が水
平方向かられずかに傾すているのは、第8図に示したよ
うに光電検出器上での各像B1〜B、l内での投光スポ
ット像のボケによるクロ・ストーク防止のためである。
平方向かられずかに傾すているのは、第8図に示したよ
うに光電検出器上での各像B1〜B、l内での投光スポ
ット像のボケによるクロ・ストーク防止のためである。
つまり、B、内のスポット像がボケた時B2.B3への
ボケ像のまわり込みを少なくし、かつ、A、〜A3の各
エリアができるだけ近接できるようにするためである。
ボケ像のまわり込みを少なくし、かつ、A、〜A3の各
エリアができるだけ近接できるようにするためである。
本発明例有効な回折格子構造は、第5図の構造に限られ
るものではなく、第13図に示すような台形状格子断面
形状を有する回折格子によっても、3つの異なる方向へ
伝わる光線を発生させる事ができる。
るものではなく、第13図に示すような台形状格子断面
形状を有する回折格子によっても、3つの異なる方向へ
伝わる光線を発生させる事ができる。
第14図は本発明の第2の実施例である。同図において
、22は発光源、23は投光用レンズ、24は先の5と
同じ回折格子であり、25は受光用レンズ、26は26
−1〜26−3より成る光電検出器である。
、22は発光源、23は投光用レンズ、24は先の5と
同じ回折格子であり、25は受光用レンズ、26は26
−1〜26−3より成る光電検出器である。
本実施例においては発光源は固定化されていて、光電検
出器構造が先の第1実施例と異なる。
出器構造が先の第1実施例と異なる。
本実施例においては、投光光学系は被写体に矩形・形状
の投光スポットを投射し、各光電検出器26−1〜26
−3は各々多数の光電検出器のアレイから構成されてい
る。3つの投光スポットは受光レンズにより光電検出器
26上に結像され、第15図に示すように、各光電検出
器プレイ上に27−1〜27−3として像をつくる。被
写体の距離が異なると、各光電検出器26−1〜26−
3上の像27−1〜27−3は微小に横ズレする。した
がって、各光電検出器26−1〜26−3の各アレイの
中で何番目の光電検出器要素から強い出力が発生するか
を検出して、各測距エリアごとの被写体距離情報を得る
事ができる。
の投光スポットを投射し、各光電検出器26−1〜26
−3は各々多数の光電検出器のアレイから構成されてい
る。3つの投光スポットは受光レンズにより光電検出器
26上に結像され、第15図に示すように、各光電検出
器プレイ上に27−1〜27−3として像をつくる。被
写体の距離が異なると、各光電検出器26−1〜26−
3上の像27−1〜27−3は微小に横ズレする。した
がって、各光電検出器26−1〜26−3の各アレイの
中で何番目の光電検出器要素から強い出力が発生するか
を検出して、各測距エリアごとの被写体距離情報を得る
事ができる。
以上述べたように、本発明は比較的簡単な構造により被
写体画面の複数の領域を測距し、各々の領域での被写体
距離を求める事ができる測距装置を実現するものであシ
、従来以上のより高性能な自動焦点カメラを実現できる
ものである。
写体画面の複数の領域を測距し、各々の領域での被写体
距離を求める事ができる測距装置を実現するものであシ
、従来以上のより高性能な自動焦点カメラを実現できる
ものである。
図
第5乃至第10図は上記実施例の説明のためハ
の図。
第11図は他の回折格子構造体の特性曲線を示す図。
第12図は物体ob上での投光スポット状態の説明図。
第13図乃至第15図は本発明の他の実施例の説明図。
3・・・測距用光束発光源、5・・・複数光束発生手段
、4,6・・−レンズ、7・・・光電変換器出願人
キャノン株式会社 □呵闇(り 第ろ■
、4,6・・−レンズ、7・・・光電変換器出願人
キャノン株式会社 □呵闇(り 第ろ■
Claims (2)
- (1)物体に向けて測距用光束を投射し前記物体からの
反射元金光電変換器に受光し、前記光電変換器の出力信
号に基づいて撮影レンズを合焦位置に移動制御する測距
装置において、前記測距用光束を前記物体に向けて複数
発生する測距用光束発生手段を有し、前記物体にて反射
した前記複数の測距用光束を光電変換器上の各光束に対
応したそれぞれの領域に入射させ、前記光電変換器の前
記各領域からの出力によって撮影レンズを移動制御する
ことを特徴とする測距装置。 - (2)前記測距用光束発生手段は測距用光束投射光学系
内に配置した回折格子であることを特徴とする特許請求
の範囲第(1)項記載の測距装置。 イ、3)前記回折格子の格子線方向は鉛直線に対し所定
角度傾斜していることを特徴とする特許請求の範囲第(
2)項記載の測距装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6864383A JPS59193407A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 測距装置 |
US06/601,054 US4575211A (en) | 1983-04-18 | 1984-04-16 | Distance measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6864383A JPS59193407A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 測距装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59193407A true JPS59193407A (ja) | 1984-11-02 |
JPH0339288B2 JPH0339288B2 (ja) | 1991-06-13 |
Family
ID=13379604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6864383A Granted JPS59193407A (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 測距装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59193407A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199310A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Mitaka Koki Kk | 非接触多点自動焦点位置決め方法及び装置 |
US5175579A (en) * | 1986-09-22 | 1992-12-29 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Automatic focus detection system |
US7505121B2 (en) | 2005-04-28 | 2009-03-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Multi-beam optical range sensor and self-propelled cleaner and air-conditioner equipped with the same |
JP2012047830A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Casio Comput Co Ltd | 回折光学素子、並びに測距装置及び測距方法 |
CN110307822A (zh) * | 2018-03-20 | 2019-10-08 | 原相科技股份有限公司 | 距离侦测装置 |
-
1983
- 1983-04-18 JP JP6864383A patent/JPS59193407A/ja active Granted
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---|---|
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