JPS60125812A - 合焦検出装置 - Google Patents

合焦検出装置

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JPS60125812A
JPS60125812A JP58233812A JP23381283A JPS60125812A JP S60125812 A JPS60125812 A JP S60125812A JP 58233812 A JP58233812 A JP 58233812A JP 23381283 A JP23381283 A JP 23381283A JP S60125812 A JPS60125812 A JP S60125812A
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JP
Japan
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light receiving
lens
light
optical axis
subject
Prior art date
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Pending
Application number
JP58233812A
Other languages
English (en)
Inventor
Kikuo Momiyama
籾山 喜久雄
Kazuo Fujibayashi
和夫 藤林
Keiji Otaka
圭史 大高
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US06/677,207 priority patent/US4717819A/en
Publication of JPS60125812A publication Critical patent/JPS60125812A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10Power-operated focusing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (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】 本発明は、カメ2.ビデオカメラ等の合焦検出装置に関
し、特に撮影レンズを通して被写体に光束を投射し、該
投射光束のうち被写体から反射されてくる反射光束を撮
影レンズの近傍に配置した受光手段によシ受光して受光
手段からの出力信号を利用して撮影レンズの合焦状態を
検出する合焦検出装置に関する。従来よりカメラ側の光
源よシ被写体側へ撮影レンズを介して光束を投射し、被
写体から反射されてくる反射光束を利用して撮影レンズ
の合焦状態を検出するような合焦検出装置が、例えば特
開昭57−73709号公報で提案されている。
この方式は被写体が暗い場合、あるいは被写体のコント
ラストが低い場合でも比較的良好な合焦検出が可能であ
る。又、受光素子、処理回路が比較的簡単であるという
投光式の合焦検出装置の利点に加えて合焦状態でのパラ
ラックスがなく、マた撮影レンズのレンズ面反射による
合焦検出精度の低下を防ぐことが可能であるなどの利点
を有している。
しかしながら従来のこの方式を撮影レンズを交換するよ
うなカメラに適用した場合、又組立上の誤差から撮影レ
ンズとカメラ本体との取付けによる偏心が生じこれによ
り合焦精度が大きく低下するという欠点があった。
本発明は上述従来例の欠点を解決するためになされたも
のであシ、従来の種々の利点を損うことなく、撮影レン
ズの偏心による合焦精度の低下を防ぎ、精度の良い合焦
検出が可能な合焦検出装置の提供を目的とする。
本発明の目的を達成する為の合焦検出装置の主たる特徴
は、撮影レンズの一部若しくは全部全通して被写体側に
光束を投射し、該投射光束の被写体からの反射光束を撮
影レンズの近傍に設けた受光手段により受光し前記受光
手段からの出力を利用して前記撮影レンズ焦点調節状態
を検出する合焦検出装置において、前記受光手段を撮影
レンズの光軸を含む平面に対して対称的に2つ設け、前
記2つの受光手段からの出力を利用して前記撮影レンズ
の焦点調節状態を検出するようにしたことである。尚、
後述する本発明の実施例のように受光手段は撮影レンズ
を通過しない光束を利用するのが好ま七い。そして更に
好ましくは、2つの受光手段にはそれぞれ受光レンズと
受光素子を有するようにし、そのうち受光素子はそれぞ
れ前記撮影レンズの光mを含む平面と直交する方向に2
つの受光部を有するように構成することである。又、2
つの受光手段からの出力の利用として好ましくは一方の
受光素子の2つの受光部からの出力信号の差と他方の受
光素子の2つの受光部からの出力信号の差とを加えたも
のを利用して合焦検出をすることである。
以下添附した図面によシ本発明の詳細な説明する。第1
図は本発明に係る合焦検出装置の合焦の為の光学系の基
本的な原理図である。第1図において1は撮影レンズ、
2は発光素子、3は受光レンズ、4は受光素子である。
受光レンズ3と受光素子4は受光手段を構成する一要素
である。発光素子2は光学的に撮影し/ズ1の光軸0上
に配置されておシ発光累子2から発せられた光束は撮影
レンズ1全通して被写体面上へ投光される。尚、光束は
撮影レンズ1の全てを通らなくても一部分であっても良
い。このとき投光光束は撮影レンズ1の焦点位置、1写
体距離にかかわらず撮影レンズ1の光軸0を中心として
投光されることになる。被写体からの反射光束は受光レ
ンズ3を通って受光素子4に結像される。受光索子4に
結像される受光光束の中心位置りは三角測量の原理に従
って被写体距離)七、投光光軸0と受光光軸Pとの距離
で表1、)u+フ−1−軸β■ 鶏−#1ノツプqμ8
萼壱羊4の距離Sから次式のように決められる。
被写体距離によシ受光光束の受光素子4上での結像位置
りが決まり、逆に受光光束の受光素子4上の結像位置り
がまれば被写体距離Rが決定出来、さらに被写体距離H
に対応した撮影レンズ1の焦点位置を制御すれば焦点調
節が可能になる。次に撮影レンズが光軸0上よシ偏心し
た場合を考える。第2図は第1図の合焦光学系の原理図
において撮影し/ズ1に△Yの偏心があった場合の状態
を示す略図である。撮影レン石 ズ1の焦点距離fとすると、図から明らかなよ八 うに受光素子、4上での受光光束の結1象位置りはD′
の位置に偏位し、量△Dの誤差をもつことになで表わさ
れる。
またこれによる焦点調節誤差△Xを考える。
光束の偏位量ΔDと被写体距離誤差△Rは(1)式の両
辺を微分して で表わされる。また結像公式よシ被写体距離誤差△Rと
焦点調節誤差の関係は で表わされる。(2)式、(3ン式、(4)式より撮影
レンズの偏心量△Yと焦点調節誤差△Xの関係をめると
次式で表わされる。
(5)式よりわかるように、特に撮影レンズlの焦点距
離fが長く、また基線長りが犬きくとれない場合には、
撮影レンズ1の少しの偏心で大きな焦点調節誤差が発生
することになる。例えば撮影レンズ1の焦点距離f =
 100mn1明るさF/28とし、基線長L == 
3 Q mmとするとき、焦点調節誤差によるボケ量を
許容錯乱円径φ=0.035mm以下にするには、撮影
レンズの許容0 偏心量△Yは(5)式よ)△Y <−<2.sxo、o
35)00 になり、約0.03’mm以下にする必要がある。この
量は特に撮影レンズを交換しrるようなカメラにおいて
は取付ガタ等による偏心によシ実現が難しい。第3図は
本発明の一実施例の合焦光学系を示す略図である。第3
図において1は撮影レンズ、2は受光素子、31.32
は受光レン、<、41.42は受光素子である。そして
両受光素子31.32上の受光光束の結像位置の平均値
によシ被写体距離Rを決定する。
本実施例では撮影レンズ1の光軸0に対して対称的に同
一の受ブC手段を設けている。したがって被写体距離几
に対する両受光素子41.42上の受光光束の結像位置
り、 、 B2は(1)式に従って決められる同一の値
をもつことになる。次に第3図において撮影レンズ1が
偏心した場合を考える。第4図は第3図の合焦光学系に
おいて、撮影レンズ1の光軸0上に△Yの偏心があった
場合の状態を示す略図である。図から明らかなように両
受光素子41.42上での受光光束の結像位置jJ、、
D、けそれぞれD乙D; の位置に偏位し、それぞれ△
J)1.△D2の誤差をもつことになる。この誤差ムD
1.△■)2はそれぞれ△Y −△Y ΔD、=−x8.△D、=−xs f f で表わされるので、互に反対方向に等量ズレることにな
る。したがって本発明の方式において撮影レンズ1が偏
心しても受光光束の結像位置D; 、 D;の平均値は
正しい受光光束の結像位置1)、 、 D、の平均値と
等価になるので、正しい被写体距離の決定が可能になり
、正確な撮影レンズの焦点調節が可能になる。
第3図および第4図に示した本実施例の受光素子41.
42は$5図に示す如く、撮影レンズ1の光軸0と直交
する方向に隣接して蛋べられた8PD等の2つの受光部
41a、41bおよび42B、4211から構成されて
いる。そして被写体位置に応じて受光光束が両受光素子
の中心に結像されるように受光レンズ31,32,6る
いは受光素子41.42を光軸Oと直交する方向へ対称
的に移動され、その移動量に対応して撮影レンズ1の焦
点位置を制御し、焦点位置を調節するようになっている
第6図は両受光素子41.42の受光部41a。
41bおよび受光部42a、42b上の受光光束の状態
を表わしている。図においてa)は合焦状態での受光光
束の状態であり、受光部41a。
41b上の受光光量A、 、 B、は等しくなり、また
受光部42a、42b上の受光光iA2.B2も等しく
なる。b)は後ピンの状態、C)は前ピンの状態である
本実施例での両受光素子41.42上での受光光束の中
心位置検出は受光索子41の受光部41aと42bの出
力の差(AIB+)と受光索子42の受光部42aと4
2bの出力の差(A。
−B1)を加えた出力C= (At−Bt) ±(At
−Bg)が0になることにより行われる。第7図は各ピ
ント状態での各出力を表わす図であシ、実線が出力(4
B+)および出力(A2− B、 )を表わし、点線が
出力Cを表わす。さらに第4図で説明したように撮影レ
ンズに偏心がある場合を考えると第8図に示すように、
出方(A+−B+)および出力(4Bt)のそれぞれは
合焦位置で0にならないが、それぞれを加えた出力Cは
合焦位置で0になるので、撮影レンズの影響を受けるこ
となく正確な焦点調節が可能になる。
なお、以上説明した実施例を作動させるための電気回路
およびメカ機構は従来知られている公知の技術が適用可
能であるが、検出部の電気回路の例について蕗9図にょ
シ説明する。本図において受光部41a、41bおよび
受光部42a、42bは各々受光素子を構成している。
又、71,72.73は各々差動増巾器、Mは制御部で
ある。差動増巾器71により受光素子の受光部41aと
41bからの出力の差が、−万差動増巾器72により受
光素子の受光部42aと42bからの出力の差が得られ
、それぞれの差動増巾器からの出力は差動増巾器73に
ょシ加えられる。そして差動増巾器73からの出力が0
となるように制御部Mは撮影レンズ及び受光素子を制御
して合焦検出を行うようになっている。
以上説明した例は2つの受光部の出力の差が0になる位
置を検出して合焦検出を行うものでのるが、その他に例
えばCOD等により受光光束の重心の位置を検出し、そ
の位置から撮影レンズの焦点位置を制御する方法を本発
明に適用するととも可能である。
次に本実施例を実際のカメラに配置したときの例を第1
0図に示す。カメラ本体5の前面に受光レンズ31と3
2および受光素子41と42が撮影し/ズ1の光軸0に
対して対称的に配置されている。まだ不図示の発光素子
は撮影レンズlの光軸0上のカメラ本体内に配置されて
いる。本図に示した例では両受光レンズ間の方向をカメ
ラに対して斜めに配置しているがこの方向はカメラの構
成上最適な方向に選ばれる。
第11図に他の実施例の配置例を示す。本図に示した例
では受光レンズ31と32および受光素子41と42が
撮影レンズ10光軸Oに対称的でないが、光軸0を含む
平面lに対して対称的な配置になっている。そして受光
素子41゜42は平面lに直交する方向に配置されてい
る。
この場合受光素子41.42上の受光光束のズレは平面
lに直交する方向の成分を検出することになシ、前記説
明と同様に撮影し/ズ1の偏心による影響を防ぐことが
出来る。この配置例は受光手段の配置に自由度が増える
利点を有する。
本発明は以上述べたような構成であるので、被写体が暗
い場合、あるいは被写体のコントラストの低い場合でも
合焦検出が可能であシ、受光累子、処理回路が比較的簡
単であp1パララックスがなくまた撮影し/ズのレンズ
面反射による合焦検出精度の低下を防ぐことが可能とい
った従来の投光式合焦検出装置の多くの利点を損うこと
なく、この方式で受光手段を撮影レンズの光軸を含む面
に対称的に2つ配置することによって撮影レンズの偏心
による合焦精度の低下を防ぐことが可能になり、偏心の
発生し易い撮影レンズを交換するようなカメラでも精度
良く焦点調節が出来ると9う利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的な原理を示す光学系の概略図、
第2図は第1図で撮影レンズに偏心があった場合の光学
系の概略図、第3図は本発明の実施例を示す光学系の概
略図、第4図は第3図で撮影レンズに偏があった場合の
光学系の概略図、第5図は第3図および第4図の両受光
素子の受光部の配列を示す説明図、第6図は受光素子上
の受光光束の状態を示す説明図、第7図は各ピント状態
での受光素子の出力を示す説明図、第8図は第7図で撮
影レンズに偏心があった場合の説明図、第9図は本発明
の検出部の電気回路の説明図、第10図は本発明の実施
例をカメラに配置した説明図、第11図は本発明の他の
実施例をカメラに配置した説明図であも図中1は撮影レ
ンズ、2は発光素子、3け受光レンズ、4は受光レンズ
、0は光軸である。 前−←金魚−婚ビ5 H1!ン鴫−ぞi鞄−−−f!ビフ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)撮影レンズの一部若しくは全部を通して被写体側
    に光束を投射し、該投射光束の被写体からの反射光束を
    撮影レンズの近傍に設けた受光手段によシ受光し前記受
    光手段からの出力を利用して前記撮影レンズの焦点調節
    状態を検出する合焦検出装置において、前記受光手段を
    撮影レンズの光軸を含む平面に対して対称的に2つ設け
    、前記2つの受光手段からの出力を利用して前記撮影レ
    ンズの焦点調節状態を検出するようにしたことを特徴と
    した合焦検出装置。
  2. (2)前記2つの受光手段はそれぞれ受光レンズと受光
    素子を有しておシ、前記受光素子はそれぞれ前記撮影レ
    ンズの光軸を含む平面と直交する方向に2つの受光部を
    有していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の合焦検出装置。
  3. (3)前記2つの受光手段からの出力の利用は、前記一
    方の受光素子の2つの受光部からの出力信号の差と前記
    他方の受光素子の2つの受光部からの出力信号の差とを
    加えたものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の合焦検出装置。
JP58233812A 1983-12-12 1983-12-12 合焦検出装置 Pending JPS60125812A (ja)

Priority Applications (2)

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JP58233812A JPS60125812A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 合焦検出装置
US06/677,207 US4717819A (en) 1983-12-12 1984-12-03 Focus detecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58233812A JPS60125812A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 合焦検出装置

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JPS60125812A true JPS60125812A (ja) 1985-07-05

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ID=16960963

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JP58233812A Pending JPS60125812A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 合焦検出装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63225117A (ja) * 1987-03-14 1988-09-20 Matsushita Electric Works Ltd 光走査型変位測定装置

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