JPS63235908A - 焦点検出装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な焦点検
出装置に関し、特に被写体像の結像位置の相関を利用す
ることにより焦点検出を行う所謂受光型及び投光手段に
より光束を被写体側へ投光し、被写体からの反射光束を
受光手段により受光することにより撮影系の焦点検出を
行った所謂能動型の２つの検出方式に使用可能な焦点検
出装置に関するものである。

（従来の技術） 最近は能動型の焦点検出装置がレンズシャッターカメラ
に限らず一眼レフカメラやビデオカメラ等にも多く用い
られている。このうち３角測距の原理を利用した能動型
の焦点検出装置を有した光学系が例えば特開昭５８−８
０６０８号公報や特開昭５９−２０１００７号公報等で
提案されている。

第４図、第５図は従来の３角測距の原理を利用した代表
的な能動型の焦点検出用の光学系の概略図である。第４
図は投光用レンズ４１を介して光源４２からの光束を被
写体４３側へ投光し、被写体４３からの反射光束を受光
レンズ４４で複数個の受光素子より成る受光部４５で受
光している。

そして受光部４５上に結像した反射光束位置を検出する
ことにより被写体４３までの測距を行フている。この焦
点検出方法は駆動機構が不要であるが、複数の受光素子
を用いている為に受光手段の信号処理及びこれに伴う電
気回路が複雑になる傾向かあり、又、測距信月と不図示
の撮影系焦点調節用レンズの対応をとるためのエンコー
タを必要とする。

第５図は撮影系５１の一部を介して光源５６からの光束
を被写体５２側へ投光し、被写体５２側からの反射光束
を２つの受光素子より成る受光部５４で受光している。

このとき受光部５４を焦点調節用レンズ群５５と連動さ
せて矢印の方向へ走査し２つの受光素子からの出力が等
しくなるようにし、若しくは出力差が一定値以下になる
ようにして撮影系の焦点検出を行フている。

又、受動型の焦点検出においては２つの受光手段を用い
一方の受光手段の受光素子を移動させて２つの受光手段
から得られる結像位置の相関を検出することにより焦点
検出を行う方法がある。これらの焦点検出方法は信号処
理及び電気回路が比較的簡単になるが焦点調節用レンズ
群５５の繰り出し量に応じて受光部５４を所定の関係で
移動させねばならない。この為カム機構、駆動方法等の
連係構造が複雑となり高精度の焦点検出が難しくなる傾
向があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は焦点検出用の投光手段や受光手段等の駆動機構
の簡素化を図り、焦点検出用の一要素の移動量の変換手
段を用いずに高粒度な焦点検出を可能とし、更に光学系
全体の大きさをバランス良く維持した３角測距を利用し
た焦点検出装置の提供を目的とする。

本発明の更なる目的は本出願人が先に出願した特願昭６
０−３］０３３号に係る焦点検出装置を更に改善し、無
限遠物体から近距離物体に至るまで高精度な焦点検出を
可能とした焦点検出装置の提供にある。

（問題点を解決するための手段） 所定の基線長を隔てて配置した焦点検出用の複数の検出
手段のうち少なくとも一方の手段の光路な反射鏡を介し
て折り曲げ、この折り曲げた光路上に前記複数の検出手
段のうちの一要素を配置し、少なくとも該一要素と前記
反射鏡を含んだ光学要素を撮影系の焦点調節用レンズの
移動方向と同一方向に移動させて前記撮影系の焦点検出
を行フたことである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図である。同
図において１は撮影系、１ａは撮影系１の焦点調節用レ
ンズ群（以下「フォーカス群」という。）、２は結像面
で例えば写真用フィルム面やビデオ用撮像面等である。

Ｌ３は撮影系１の光軸、０は被撮影用の物体である。３
は投光レンズ、４は投光光源で例えば不可視の近赤外光
を発する発光ダイオード等である。Ｌｌは投光光軸、５
は受光レンズで投光レンズ３とは基線長りだけ離れて設
けられている。６は反射鏡、Ｌ２は受光光軸であり反射
鏡６により略直角に折り曲げられている。７は受光部で
例えば受光光軸Ｌ２を境に上下方向に２つの受光領域を
有している。８は基板で受光部７を載置している。７ａ
は反射鏡６による受光部７の鏡像、８ａは反射鏡６によ
る基板８の鏡像である。９は駆動手段で受光部７からの
出力信号に応じて受光レンズ５と反射鏡６とを有する光
学要素１０とフィーカス群１ａを各々例えば点線で示す
位置より実線で示す位置へと同一方向に移動させている
。

本実施例では光源４からの赤外光束を投光レンズ３を介
して物体０へ投光させている。そして物体０からの反射
光束を受光レンズ５で集光し、反射鏡６を介して受光部
７で受光している。

このとき反射鏡６と受光レンズ５を有する光学要素１０
を駆動手段９によりフォーカス群１ａと共に矢印Ｙ１で
示す方向の光軸Ｌ２と平行方向に移動させている。これ
により受光光軸Ｌ２をＬ２ａの如く傾斜させ、物体０ト
で投光用レンズ３の光軸Ｌ１と交差するようにしている
。

このときの光学要素１０は第２図に示すように点線で示
す各要素の位置を縁り出し前、実線で示す各要素の位置
を繰り出し後としたとき受光部７ｂと受光レンズ５ａの
主点を結んだ線Ｌｅａの延長が投光光軸Ｌ１と物体０＋
で交差する程度に繰り出している。

このように投光光軸Ｌ１と受光軸Ｌ２ａとが交差したと
き撮影系１は合焦であると判断され、同時に移動させて
いたフォーカス群１ａを停止させている。

このように本実施例では受光手段の一部に反射鏡６を導
入し受光レンズ５の光軸Ｌ２を折り曲げ、折り曲げた光
路上に焦点検出用の一要素である受光部７を基板８上に
配置することにより、撮影系１のフォーカス群１ａと光
学要素１０の双方を同一方向に移動させている。これに
より本実施例では従来の光源をフォーカス群の移動方向
と直角方向、例えば同図の矢印Ｙｌ’の方向に移動させ
ていた移動機構に比べ極めて簡素化した移動機構で焦点
検出を行うのを可能としている。

又本実施例では受光手段の光軸Ｌ２を反射鏡６で投光光
軸Ｌ１から離れる方向に折り曲げることによりフォーカ
ス群１ａと光学要素１０を連動して移動させるときの移
動機構の簡素化を図っている。

そして本実施例ではフォーカス群と受光レンズの光学配
置を適切に設定することによりフォーカス群１ａと光学
要素１０を一体的に移動させている。これにより両者の
移動量の差の調整手段を不要とし、移動機構の簡素化を
図っている。次に本実施例の光学配置関係について説明
する。

第３図は第１図の反射鏡６を省き受光部７を光軸Ｒ２上
に配置し展開したときの投光手段と受光手段の光学配置
の説明図である。受光レンズ５の前側主点位置から物体
０までの距離なＲ１受光レンズ５の焦点距離をｆ５．受
光部７の無限遠物体から有限距離物体の合焦の為の走査
距離なａとすると３角測距の原理より Ｒ／Ｄ＝ｆ５／ａ でこれより　　ａ＝Ｄ−ｆ５／Ｒ・・・・・・・・　（
１）となる。

次にフォーカス群１ａの前側焦点Ｆ１から物体０までの
距離なＸ、フォーカス群１ａの後側主点Ｆ２から結像点
までの距離をｘ′、フォーカス群１ａの焦点距離なｆｌ
ａとすると Ｘ’　＝−ｆ、ａ”　／Ｘ・・・・・・・・　（２）と
なる。

フォーカス群を繰り出して焦点合わせをするときの繰り
出し量は−Ｘ°である。従って第３図の受光部７の移動
量ａとフォーカス群１ａの縁り出し量−Ｘ′とを一致さ
せるように各要素を構成すれば、即ちａ＝−Ｘ’の如く
各要素を構成すればフォーカス群と光学要素１０を一体
的に移動させることが可能となる。このときの条件は　
（１）式と（２）式より Ｄ　−ｆ５　／Ｒ＝　ｆ　ｌａ’　／ｘ−−−・・・　
（３）となる。ここでフォーカス群１ａの前側焦点位置
Ｆ１と受光レンズ５の前側主点位置とを合致させるよう
に構成すればＲ＝Ｘとなり　（３）式はＤ　−ｆ５　＝
　ｆ　１．’　・・−・・・−（４）となる。

そこで本実施例では無限遠物体に焦点合わせをしたとき
のフォーカス群の前側焦点位置と受光レンズの前側主点
位置を合致させて、Ｘ＝Ｒを略満足するようにし、この
状態よりフォーカス群と光学要素１０を一体的に移動さ
せるようにしている。この方法によれば物体距離が変化
しても充分精度の良い焦点検出が可能となる。

本実施例においてフォーカス群の前側焦点位置と受光レ
ンズの前側主点との一致程度は撮影系の焦点深度内で焦
点検出が可能となる範囲であれば厳密に一致させなくて
も本発明の目的を達成することができる。

第１図に示す実施例において投光手段と受光手段との配
置を交換して投光手段の投光レンズと反射鏡をフォーカ
ス群１ａと共に同一方向に移動させるようにしても良い
。又、投光手段若しくは受光手段の一方を撮影系１の一
部を介して投光し、若しくは受光するようにしても良い
。

更に本実施例においては投光手段を用いずに２つの被写
体像の結像位置の相関を検出することにより焦点検出を
行う、所謂受動型の焦点検出装置にも適用することがで
きる。この場合は複数の検出手段として２つの受光手段
を用い、一方の受光手段が配置されている光路を反射鏡
を介して折り曲げ、この折り曲げた光路上に受光素子を
配置し、受光レンズと反射鏡をフォーカス群と同一方向
に移動させるようにしても良い。

（発明の効果） 本発明によれば撮影系のフォーカス群の屈折力配置を適
切に設定すると共に、投光手段若しくは受光手段の少な
くとも一方の光路中に反射鏡を配置し、フォーカス群と
焦点検出用の一要素を一体的に移動させて焦点検出を行
うことにより、カメラ全体の大きさをバランス良く維持
すると共に機構上の簡素化を図った高鯖度の焦点検出が
可能な焦点検出装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第２．第
３図は第１図の一部分の説明図、第４゜第５図は従来の
能動型の焦点検出装置の光学系の概略図である。 図中１は撮影系、１ａはフォーカス群、２は結像面、３
は投光レンズ、４は光源、５は受光レンズ、６は反射鏡
、７は受光部、８は基板、９は駆動手段、１０は光学要
素、０は物体、Ｌｌ。 Ｌ２．Ｌ３は各々光軸、Ｄは基線長である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の基線長を隔てて配置した焦点検出用の複数の検出
   手段のうち少なくとも一方の手段の光路を反射鏡を介し
   て折り曲げ、この折り曲げた光路上に前記複数の検出手
   段のうちの一要素を配置し、少なくとも該一要素と前記
   反射鏡を含んだ光学要素を撮影系の焦点調節用レンズの
   移動方向と同一方向に移動させて前記撮影系の焦点検出
   を行ったことを特徴とする焦点検出装置。