JPS63265230A - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
- Publication number
- JPS63265230A JPS63265230A JP62098557A JP9855787A JPS63265230A JP S63265230 A JPS63265230 A JP S63265230A JP 62098557 A JP62098557 A JP 62098557A JP 9855787 A JP9855787 A JP 9855787A JP S63265230 A JPS63265230 A JP S63265230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- lens
- spot
- receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 30
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 101001080808 Homo sapiens PH and SEC7 domain-containing protein 2 Proteins 0.000 description 2
- 102100027455 PH and SEC7 domain-containing protein 2 Human genes 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 101000617550 Dictyostelium discoideum Presenilin-A Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ビデオカメラなどに用いて好適な自動合焦装
置に関する。
置に関する。
ビデオカメラにおいては、従来、各種調整機構の自動化
のための技術が種々提案され、また、実施もされて操作
性が急速に改善された。そのうちの被写体に焦点を合わ
せる調整機構についても、これを自動的に行なう自動合
焦装置が種々提案されており、その−例として赤外線を
用いた自動合焦装置が知られている(たとえば、特開昭
57−20708号公報)。
のための技術が種々提案され、また、実施もされて操作
性が急速に改善された。そのうちの被写体に焦点を合わ
せる調整機構についても、これを自動的に行なう自動合
焦装置が種々提案されており、その−例として赤外線を
用いた自動合焦装置が知られている(たとえば、特開昭
57−20708号公報)。
これは、発光素子で発光した赤外線を被写体に照射し、
その反射光を受光素子で受光し、この受光素子の受光状
態に応じてこの被写体に対する合焦状態からのずれを判
定するものである。この受光素子は2つの受光部からな
り、かつ↑最像レンズの繰り出し動作に連動して移動す
る。かかる受光素子の各々の受光部に等量に反射光が照
射されれば(すなわち、2つの受光部の受光量が等しい
ときであって、以下、これを受光量がバランスしている
という)、この受光素子の検出出力から合焦状態と判定
し、また、撮像レンズもこの被写体に合焦した位置にあ
るようにしている。受光素子の受光量がバランスしてい
ないときには、この受光素子はその受光量がバランスす
るように移動し、これとともに、撮像レンズも合焦する
ように移動する。
その反射光を受光素子で受光し、この受光素子の受光状
態に応じてこの被写体に対する合焦状態からのずれを判
定するものである。この受光素子は2つの受光部からな
り、かつ↑最像レンズの繰り出し動作に連動して移動す
る。かかる受光素子の各々の受光部に等量に反射光が照
射されれば(すなわち、2つの受光部の受光量が等しい
ときであって、以下、これを受光量がバランスしている
という)、この受光素子の検出出力から合焦状態と判定
し、また、撮像レンズもこの被写体に合焦した位置にあ
るようにしている。受光素子の受光量がバランスしてい
ないときには、この受光素子はその受光量がバランスす
るように移動し、これとともに、撮像レンズも合焦する
ように移動する。
ところで、ビデオカメラ側の発光素子から被写体に赤外
線を照射すると、被写体によってはもしくはビデオカメ
ラの視野内での被写体の位置によっては、赤外線の一部
がビデオカメラ側に反射されない場合がある。被写体に
赤外線が完全に照射された場合には、その照射領域(す
なわち、投射スポット)は円形となり、この投射スポッ
ト内での反射率がほぼ均一であれば投射スポット全体で
均一な量で反射が生ずる。しかし、白黒パターンなどの
ように異なる反射率の領域が組み合わさってなる被写体
や反射率が不均一な被写体(以下、このような被写体を
コントラストを有する被写体という)に焦点を合わせる
場合には、被写体上の投射スポットの一部では他の部分
よりも反射光量が小さくなり、受光素子で生ずる受光ス
ポットは一部が欠けた円形状となる。また、被写体での
投射スポットが被写体の境から一部はみ出すような場合
には、このはみ出した部分からの反射光はない。したが
って、この場合にも、受光素子での円形での受光スポッ
トは一部が欠けたものとなる。
線を照射すると、被写体によってはもしくはビデオカメ
ラの視野内での被写体の位置によっては、赤外線の一部
がビデオカメラ側に反射されない場合がある。被写体に
赤外線が完全に照射された場合には、その照射領域(す
なわち、投射スポット)は円形となり、この投射スポッ
ト内での反射率がほぼ均一であれば投射スポット全体で
均一な量で反射が生ずる。しかし、白黒パターンなどの
ように異なる反射率の領域が組み合わさってなる被写体
や反射率が不均一な被写体(以下、このような被写体を
コントラストを有する被写体という)に焦点を合わせる
場合には、被写体上の投射スポットの一部では他の部分
よりも反射光量が小さくなり、受光素子で生ずる受光ス
ポットは一部が欠けた円形状となる。また、被写体での
投射スポットが被写体の境から一部はみ出すような場合
には、このはみ出した部分からの反射光はない。したが
って、この場合にも、受光素子での円形での受光スポッ
トは一部が欠けたものとなる。
このように、受光素子での受光スポットが一部欠けた形
状となると、合焦判定に誤差が生じて自動合焦装置の性
能を劣化させるという問題がある。
状となると、合焦判定に誤差が生じて自動合焦装置の性
能を劣化させるという問題がある。
以下、この点について第10図を用いて説明する。
同図において、受光素子31は分離帯32によって区分
される2つの受光部31a、31bを有する2分割受光
素子である。被写体に赤外線で完全に照射され、この被
写体上の投射スポット全域から均一に赤外線が反射され
たときには、受光素子の受光スポットは円形となり、合
焦時には、第10図(a)に示すように、受光部31a
、31bの受光量が等しくなるように、すなわち、分離
帯32に関して対称となるように受光スポット33が生
ずる。この状態では、受光素子31は受光量がバランス
した状態となる。
される2つの受光部31a、31bを有する2分割受光
素子である。被写体に赤外線で完全に照射され、この被
写体上の投射スポット全域から均一に赤外線が反射され
たときには、受光素子の受光スポットは円形となり、合
焦時には、第10図(a)に示すように、受光部31a
、31bの受光量が等しくなるように、すなわち、分離
帯32に関して対称となるように受光スポット33が生
ずる。この状態では、受光素子31は受光量がバランス
した状態となる。
一方、受光スポットの一部が欠けた場合には、第10図
(b)に示すように、この受光スポット33が破線で示
す部分(これが欠けた部分である)も含めた円形スポッ
トが分離帯32に関して対称となるような位置に生じた
ときに合焦状態となるが、このような受光状態は受光部
31a、31bの受光量が異なるアンバランスな状態で
あり、このために、受光部31a、31bの受光量が等
しくなる第10図(C)に示す状態となるように受光素
子は移動し、これとともに撮像レンズのフォーカスレン
ズも移動する。この第10図(C)に示す状態は受光素
子の受光量がバランスしている状態であるが、受光スポ
ット33はΔXだけ受光部31b側にずれており、この
分だけフォーカスレンズは合焦位置からずれた位置にあ
る 以上のように、被写体のコントラスト、被写体への赤外
スポットの照射位置、被写体の形状などによって、受光
素子での受光スポットの一部が欠けると、測距誤差が生
じて合焦状態が得られないという問題があった。基線長
を充分長くすることによって測距誤差による画面上での
ボケ量を目立たないようにすることができるが、自動合
焦装置が大型になるという問題がある。
(b)に示すように、この受光スポット33が破線で示
す部分(これが欠けた部分である)も含めた円形スポッ
トが分離帯32に関して対称となるような位置に生じた
ときに合焦状態となるが、このような受光状態は受光部
31a、31bの受光量が異なるアンバランスな状態で
あり、このために、受光部31a、31bの受光量が等
しくなる第10図(C)に示す状態となるように受光素
子は移動し、これとともに撮像レンズのフォーカスレン
ズも移動する。この第10図(C)に示す状態は受光素
子の受光量がバランスしている状態であるが、受光スポ
ット33はΔXだけ受光部31b側にずれており、この
分だけフォーカスレンズは合焦位置からずれた位置にあ
る 以上のように、被写体のコントラスト、被写体への赤外
スポットの照射位置、被写体の形状などによって、受光
素子での受光スポットの一部が欠けると、測距誤差が生
じて合焦状態が得られないという問題があった。基線長
を充分長くすることによって測距誤差による画面上での
ボケ量を目立たないようにすることができるが、自動合
焦装置が大型になるという問題がある。
本発明の目的は、かかる問題点を解決し、受光素子での
受光スポットが一部欠けても合焦判定の精度を高めるこ
とができるようにした自動合焦装置を提供することにあ
る。
受光スポットが一部欠けても合焦判定の精度を高めるこ
とができるようにした自動合焦装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために、本発明は、受光素子と投射
レンズとからなる投光系を1組設けるのに対し、受光レ
ンズと受光素子とからなり、被写体からの反射光ビーム
を受光する受光系を2組設ける。
レンズとからなる投光系を1組設けるのに対し、受光レ
ンズと受光素子とからなり、被写体からの反射光ビーム
を受光する受光系を2組設ける。
先に説明したように、受光素子に生ずる受光スポットの
重心位置は、被写体までの距離に応じて変化するから、
この重心位置を検出することによって被写体までの距離
を測定できるが、受光スポットの形状が一部欠けるとそ
の重心位置も変化し、測距精度に影響する。
重心位置は、被写体までの距離に応じて変化するから、
この重心位置を検出することによって被写体までの距離
を測定できるが、受光スポットの形状が一部欠けるとそ
の重心位置も変化し、測距精度に影響する。
これに対して、投射レンズの光軸を含む同一平面上に2
組の受光系を設けると、夫々の受光系における受光素子
上の受光スポットの重心位置は、受光スポットの形状が
一部欠けると、互いに等しい量だけ変移する。このこと
から、2つの受光素子の検出信号を用いることにより、
該重心位置のずれ量を相殺して被写体までの距離を求め
ることができる。
組の受光系を設けると、夫々の受光系における受光素子
上の受光スポットの重心位置は、受光スポットの形状が
一部欠けると、互いに等しい量だけ変移する。このこと
から、2つの受光素子の検出信号を用いることにより、
該重心位置のずれ量を相殺して被写体までの距離を求め
ることができる。
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
第1図は本発明による自動合焦装置の一実施例を示す構
成図であって、1は発光素子、2は投射レンズ、3.4
は受光レンズ、5.6は平行平面板、5a、5aは取付
部材、6a、6bはアーム、5c、6cはカムフォロア
、7.8は弾性部材、9.10は受光素子、9a・、9
b、10a、1.Obは受光部、9c、10cは分離帯
、11はフォーカス環、113.11bはカム、llc
はウオームホイール、12は自動合焦回路、13はモー
タ、14はホイール、15は被写体である。
成図であって、1は発光素子、2は投射レンズ、3.4
は受光レンズ、5.6は平行平面板、5a、5aは取付
部材、6a、6bはアーム、5c、6cはカムフォロア
、7.8は弾性部材、9.10は受光素子、9a・、9
b、10a、1.Obは受光部、9c、10cは分離帯
、11はフォーカス環、113.11bはカム、llc
はウオームホイール、12は自動合焦回路、13はモー
タ、14はホイール、15は被写体である。
同図において、発光素子1の光軸に対し、一方便(上方
)に受光素子9が、他方側(下方)に受光素子10が夫
々設けられている。発光素子1の前方には、その発光中
心に光軸が一致するように、投射レンズ2が設けられて
いる。受光素子9の前方には、その光軸に沿って平行平
面板5と受光レンズ3が設けられ、受光素子10の前方
にも、同様に平行平面板6と受光素子4とが設けられて
いる。以上の各部材はフォーカス環11を含む図示しな
い撮像レンズの外側に設けられている。
)に受光素子9が、他方側(下方)に受光素子10が夫
々設けられている。発光素子1の前方には、その発光中
心に光軸が一致するように、投射レンズ2が設けられて
いる。受光素子9の前方には、その光軸に沿って平行平
面板5と受光レンズ3が設けられ、受光素子10の前方
にも、同様に平行平面板6と受光素子4とが設けられて
いる。以上の各部材はフォーカス環11を含む図示しな
い撮像レンズの外側に設けられている。
フォーカス環11の被写体15とは反対側の端面に2つ
のカムlla、llbカ一般けられている。
のカムlla、llbカ一般けられている。
ま・た・、ガラスなどの透明は平行平面板5には、取付
部材5aによってアーム5bが一体に取りつけられ、こ
のアーム5bの先端にカムフォロア5Cが形成されてい
る。平行平面板5は取付部材5aを通る紙面に垂直な軸
(図示せず)に関して回動可能であり、また、カムフォ
ロア5Cは弾性部材7によってカムllaに圧接されて
いる。したがって、フォーカス環11が回転すると、カ
ムフォロア5Cのカムllaに対する圧接点が変わり、
これにともなって平行平面板5が回動する。平行平面板
6に対しても同様であり、取付部材6aによってアーム
6bが一体に取りつけられ、そのアーム6bの先端に形
成されているカムフォロア6Cが弾性部材8によってカ
ムllbに圧接されている。したがって、フォーカス環
11の回転とともに、平行平面板6は取付部材6aを通
る紙面に垂直な軸(図示せず)に関して回動する。ここ
で、カムllbはカムllaよりもくぼんでおり、フォ
ーカス環11の端面側からみると、第2図に示すように
、カムllbがカムllaの一部でフォーカス環11の
外周側に形成された状態となっており、カムフォロア5
Cはカムllaに圧接し、カムフォロア6Cはカムフォ
ロア5cよりも短(てカムllbのみに圧接している。
部材5aによってアーム5bが一体に取りつけられ、こ
のアーム5bの先端にカムフォロア5Cが形成されてい
る。平行平面板5は取付部材5aを通る紙面に垂直な軸
(図示せず)に関して回動可能であり、また、カムフォ
ロア5Cは弾性部材7によってカムllaに圧接されて
いる。したがって、フォーカス環11が回転すると、カ
ムフォロア5Cのカムllaに対する圧接点が変わり、
これにともなって平行平面板5が回動する。平行平面板
6に対しても同様であり、取付部材6aによってアーム
6bが一体に取りつけられ、そのアーム6bの先端に形
成されているカムフォロア6Cが弾性部材8によってカ
ムllbに圧接されている。したがって、フォーカス環
11の回転とともに、平行平面板6は取付部材6aを通
る紙面に垂直な軸(図示せず)に関して回動する。ここ
で、カムllbはカムllaよりもくぼんでおり、フォ
ーカス環11の端面側からみると、第2図に示すように
、カムllbがカムllaの一部でフォーカス環11の
外周側に形成された状態となっており、カムフォロア5
Cはカムllaに圧接し、カムフォロア6Cはカムフォ
ロア5cよりも短(てカムllbのみに圧接している。
受光素子9,10は、第10図に示したように、たとえ
ば2分割PINフォトダイオードなどの2分割受光素子
である。受光素子9の分離帯9c(第10図の分離帯3
2に相当する)で区分される一方の受光部9b(第10
図の受光部31bに相当する)は発光素子1側に、他方
の受光部9a(第10図の受光部31aに相当する)は
それとは反対側に配置され、また、同様にして、受光素
子の分離帯10cで区分される受光部10aは発光素子
1側に、他方の受光部10bはそれとは反対側に配置さ
れている。
ば2分割PINフォトダイオードなどの2分割受光素子
である。受光素子9の分離帯9c(第10図の分離帯3
2に相当する)で区分される一方の受光部9b(第10
図の受光部31bに相当する)は発光素子1側に、他方
の受光部9a(第10図の受光部31aに相当する)は
それとは反対側に配置され、また、同様にして、受光素
子の分離帯10cで区分される受光部10aは発光素子
1側に、他方の受光部10bはそれとは反対側に配置さ
れている。
かかる構成において、発光素子1で発光したスポット形
状が円形の光ビームは、投射レンズ2を通して被写体1
5に照射される。被写体15で反射、拡散された光ビー
ムの一部分は、受光レンズ3、平行平面vi5を通して
受光素子9に入射される。これによって受光素子9上に
受光スポットが生ずる。また、被写体15からの光ビー
ムの別の一部分は、受光レンズ4.平行平面板6を通し
て受光素子10に入射される。これによって受光素子1
0上に受光スポットが生ずる。
状が円形の光ビームは、投射レンズ2を通して被写体1
5に照射される。被写体15で反射、拡散された光ビー
ムの一部分は、受光レンズ3、平行平面vi5を通して
受光素子9に入射される。これによって受光素子9上に
受光スポットが生ずる。また、被写体15からの光ビー
ムの別の一部分は、受光レンズ4.平行平面板6を通し
て受光素子10に入射される。これによって受光素子1
0上に受光スポットが生ずる。
受光素子9,10からはそれらでの受光スポット位置に
応じた信号が得られ、これらによって自動合焦回路12
はフォーカス制御信号を形成する。
応じた信号が得られ、これらによって自動合焦回路12
はフォーカス制御信号を形成する。
このフォーカス制御信号によってモータ13は回転し、
このモータ13の回転力がホイール14゜ウオームホイ
ールllcを介してフォーカス環11に伝達され、フォ
ーカス環11が回転する。このフォーカス環11の回転
にともなって平行平面板5.6が回動し、光ビームが偏
向されて受光素子9.10上の受光スポット位置が変化
する。受光素子9.10上で受光スポットが所期位置に
設定されたとき合焦状態となり、モータ13が停止して
平行平面板5,6は固定される。
このモータ13の回転力がホイール14゜ウオームホイ
ールllcを介してフォーカス環11に伝達され、フォ
ーカス環11が回転する。このフォーカス環11の回転
にともなって平行平面板5.6が回動し、光ビームが偏
向されて受光素子9.10上の受光スポット位置が変化
する。受光素子9.10上で受光スポットが所期位置に
設定されたとき合焦状態となり、モータ13が停止して
平行平面板5,6は固定される。
次に、第3図により、この実施例における投射レンズ2
.受光レンズ3,4.受光素子9.10の配置関係と、
動作原理についてより詳細に説明する。なお、同図にお
いて、16.16°は被写体15上での投射スポット、
17〜20は被写体15からの反射光ビームであり、第
1図に対応する部分には同一符号をつけている。
.受光レンズ3,4.受光素子9.10の配置関係と、
動作原理についてより詳細に説明する。なお、同図にお
いて、16.16°は被写体15上での投射スポット、
17〜20は被写体15からの反射光ビームであり、第
1図に対応する部分には同一符号をつけている。
第3図において、受光レンズ3.4は投射レンズ2の光
軸に垂直な同一平面上に配置されており、これら受光レ
ンズ3,4の焦点距離をfとすると、受光素子9,10
は夫々受光レンズ3,4から距離fの位置に配置されて
いる。また、投射レンズ2、受光レンズ3.4の光軸は
互いに平行であり、受光レンズ3,4の光軸上に受光素
子9,10における2つの受光部の分離帯9c、’lO
cが位置づけられている。また、発光素子lの発光中心
は投射レンズ2の光軸上にある。
軸に垂直な同一平面上に配置されており、これら受光レ
ンズ3,4の焦点距離をfとすると、受光素子9,10
は夫々受光レンズ3,4から距離fの位置に配置されて
いる。また、投射レンズ2、受光レンズ3.4の光軸は
互いに平行であり、受光レンズ3,4の光軸上に受光素
子9,10における2つの受光部の分離帯9c、’lO
cが位置づけられている。また、発光素子lの発光中心
は投射レンズ2の光軸上にある。
いま、受光レンズ3.4から距離yにある被写体に発光
素子1からの光ビームを照射したものとする。被写体に
コントラストがなく、投射ビームのスポット形状が円形
とすると、被写体上の投射スポット16は円形となる。
素子1からの光ビームを照射したものとする。被写体に
コントラストがなく、投射ビームのスポット形状が円形
とすると、被写体上の投射スポット16は円形となる。
この投射スポット16からの一部の反射光ビーム17は
受光レンズ3を通して受光素子9に照射され、他の一部
の反射光ビーム18は受光レンズ4を通して受光素子1
゜に照射されるが、受光素子9,10上の受光スポット
の形状は円形である。この距離yに対し、これら受光ス
ポットの重心の分離帯9c、10cがらのずれ量をxI
r xzとすると、次の関係式が成りたつ。
受光レンズ3を通して受光素子9に照射され、他の一部
の反射光ビーム18は受光レンズ4を通して受光素子1
゜に照射されるが、受光素子9,10上の受光スポット
の形状は円形である。この距離yに対し、これら受光ス
ポットの重心の分離帯9c、10cがらのずれ量をxI
r xzとすると、次の関係式が成りたつ。
fl。
X + = □−−−−−−−−−
−−−−−−(1)X z =□−−−−−−−−−−
−−−−−421但し、受光スポットの重心とは、受光
スポットを受光素子9.10の分離帯9c、10cに平
行な線で分割したとき、この分割線に対して一方側の受
光量と他方側の受光量とが互いに等しくなるような分割
線上の点とする。たとえば、第10図(alに示すよう
に、受光スポット33が円形の場合には、この受光スポ
ット33の中心であり、第10図fc)のように、一部
が欠けた円形の場合には、分難帯32に対して受光部3
1a、31bの受光量が等しいとき、この受光スポット
32の重心は受光スポット33内の分離帯32上の中心
である。
−−−−−−(1)X z =□−−−−−−−−−−
−−−−−421但し、受光スポットの重心とは、受光
スポットを受光素子9.10の分離帯9c、10cに平
行な線で分割したとき、この分割線に対して一方側の受
光量と他方側の受光量とが互いに等しくなるような分割
線上の点とする。たとえば、第10図(alに示すよう
に、受光スポット33が円形の場合には、この受光スポ
ット33の中心であり、第10図fc)のように、一部
が欠けた円形の場合には、分難帯32に対して受光部3
1a、31bの受光量が等しいとき、この受光スポット
32の重心は受光スポット33内の分離帯32上の中心
である。
上記式(1)、 (2)を加算すると、となり、これを
変形することにより、 となってずれ量X I + x2から被写体15まで
の距離yを得ることができる。
変形することにより、 となってずれ量X I + x2から被写体15まで
の距離yを得ることができる。
一方、被写体15でコントラストを有しており、このた
めに、一部が欠けた円形の投射スポット16”が得られ
たとすると、被写体15までの距離が上記と等しくyと
すると、投射スポット16°からの一部の光反射ビーム
19による受光素子9上の受光スポットは同じく一部が
欠けた円形となり、その重心は、受光スポットが円形で
あるときよりも、Δx、だけ分離帯9Cに近ずく。これ
に対して、受光素子10では、投射スポット16゛から
の反射光ビーム20により、受光スポットの重心は、受
光スポットが円形であるときよりも、Δx2\だけ分離
帯10cから遠ざかることになる。したがって、このと
きの距離yは、上記と同様にして、 で表わされることになる。
めに、一部が欠けた円形の投射スポット16”が得られ
たとすると、被写体15までの距離が上記と等しくyと
すると、投射スポット16°からの一部の光反射ビーム
19による受光素子9上の受光スポットは同じく一部が
欠けた円形となり、その重心は、受光スポットが円形で
あるときよりも、Δx、だけ分離帯9Cに近ずく。これ
に対して、受光素子10では、投射スポット16゛から
の反射光ビーム20により、受光スポットの重心は、受
光スポットが円形であるときよりも、Δx2\だけ分離
帯10cから遠ざかることになる。したがって、このと
きの距離yは、上記と同様にして、 で表わされることになる。
ところで、いま、投影スポット16.16’ の重心の
ずれ量をΔHとし、ΔXI+ Δx2を幾何学的に求め
ると、次のように全く等しいものとなる。
ずれ量をΔHとし、ΔXI+ Δx2を幾何学的に求め
ると、次のように全く等しいものとなる。
式(6)を式(5)に代入することにより、距離yは次
のように表わされる。
のように表わされる。
この式(7)は円形の受光スポットの場合の式(4)と
等しい、したがって、受光素子9,10での受光スポッ
トの重心の分離帯9c、10cからのずれ量を加算する
ことにより、受光スポットの形状に欠けが生じても、被
写体までの距離yを正確に得ることができる。
等しい、したがって、受光素子9,10での受光スポッ
トの重心の分離帯9c、10cからのずれ量を加算する
ことにより、受光スポットの形状に欠けが生じても、被
写体までの距離yを正確に得ることができる。
さて、そこで、受光素子9,10上の受光スポットの重
心が分離帯9c、10cに一致するように、受光素子9
,10上で受光スポットを移動させれば、上記式(5)
における(x+−ΔXυ、(x2+Δxz)が測定でき
、式(5)すなわち式(7)から被写体までの距離yを
求めることができる。
心が分離帯9c、10cに一致するように、受光素子9
,10上で受光スポットを移動させれば、上記式(5)
における(x+−ΔXυ、(x2+Δxz)が測定でき
、式(5)すなわち式(7)から被写体までの距離yを
求めることができる。
第1図においては、平行平面板5.6の回動によって受
光素子9,10上で受光スポットを変位させ、それらの
重心を分離帯9c、10cに一致させる。この場合、平
行平面板5.6はフォーカス環11の回転によって回動
するが、フォーカス環11の回転によって図示しないフ
ォーカスレンズも光軸方向に変位する。そして、被写体
15までの距離yがいかなる値であっても、受光素子9
゜10での受光スポットの重心が分離帯9c、10C上
にあるときに、フォーカスレンズが被写体15に合焦す
るように、フォーカス環11のカム11a、llbが構
成されている。換言すれば、カム112.11bによる
平行率面板5.6の回動によって上記式(7)が演算さ
れ、この演算結果にもとづいて距離yにある被写体15
に合焦するように、フォーカスレンズの位置が設定され
ることになる。
光素子9,10上で受光スポットを変位させ、それらの
重心を分離帯9c、10cに一致させる。この場合、平
行平面板5.6はフォーカス環11の回転によって回動
するが、フォーカス環11の回転によって図示しないフ
ォーカスレンズも光軸方向に変位する。そして、被写体
15までの距離yがいかなる値であっても、受光素子9
゜10での受光スポットの重心が分離帯9c、10C上
にあるときに、フォーカスレンズが被写体15に合焦す
るように、フォーカス環11のカム11a、llbが構
成されている。換言すれば、カム112.11bによる
平行率面板5.6の回動によって上記式(7)が演算さ
れ、この演算結果にもとづいて距離yにある被写体15
に合焦するように、フォーカスレンズの位置が設定され
ることになる。
ここで、被写体15が無限遠(y=oo)にあるときに
受光素子9.10上の円形の受光スポットの重心が分離
帯9c、10cに一致するように、平行平面板5,6お
よび受光素子9.10が配置されている。そして、上記
のことから、平行平面板5.6の被写体15が無限遠に
あるときの状態からの回動角が被写体15までの距離y
と一対一に対応している。そこで、いま、フォーカスレ
ンズ被写体15が無限遠にあるときからの合焦のための
移動量をZ、受光スポットの重心を被写体15が無限遠
にあるときの位置から受光素子9.t。
受光素子9.10上の円形の受光スポットの重心が分離
帯9c、10cに一致するように、平行平面板5,6お
よび受光素子9.10が配置されている。そして、上記
のことから、平行平面板5.6の被写体15が無限遠に
あるときの状態からの回動角が被写体15までの距離y
と一対一に対応している。そこで、いま、フォーカスレ
ンズ被写体15が無限遠にあるときからの合焦のための
移動量をZ、受光スポットの重心を被写体15が無限遠
にあるときの位置から受光素子9.t。
の分離帯9c、10cに一致させるために、平行平面板
5.6を角度αだけ回動させるためのカムフォロア5c
、、6cの移動量を20とすると、カムlla、llb
のリスト量り、は、 L t =Z o Z ’−−−−−・・−
・−(8)となる。但し、Lをアーム5b、6bの長さ
くすなわち、平行平面板5.6の回転中心からカムフォ
ロア5c、5cの中心までの距離)とすると、移動量Z
0は次のように表わされる。
5.6を角度αだけ回動させるためのカムフォロア5c
、、6cの移動量を20とすると、カムlla、llb
のリスト量り、は、 L t =Z o Z ’−−−−−・・−
・−(8)となる。但し、Lをアーム5b、6bの長さ
くすなわち、平行平面板5.6の回転中心からカムフォ
ロア5c、5cの中心までの距離)とすると、移動量Z
0は次のように表わされる。
Zo = Lsin a: −−−−−−−
−−(9)また、平行平面板5.6の回動角αと受光ス
ポットの受光素子9.10上での移動量Xとの間には、
次のような関係がある。
−−(9)また、平行平面板5.6の回動角αと受光ス
ポットの受光素子9.10上での移動量Xとの間には、
次のような関係がある。
X (cosα−5inαtanθ) −−−
−−−−−−−Ql但し、t=平行平面板5.6の厚さ N=平行平面板5.6の屈折率 θ=受光レンズ3,4に対する反 射光ビームの入射角(受光レ ンズ3に対してはtan−’(L /y)、受光レンズ4に対しては (tan−’(A’ z/y)) そこで、被写体15までの距離yを種々に設定したとき
に、弐〇〇の移動量Xが式(1)または式(2)に等し
くなるような回動角αを求め、この回動角αを用いた式
(9)によるカムフォロア5c、6cの移動量Z0と合
焦のためのフォーカスレンズの移動量Zとにより、式(
8)からカムのリフト量Lfが求まる。このようにして
求められたカムのリフト量Lfにより、フォーカス環1
1の夫々のカム11a、llbの形状を設定することが
できる。
−−−−−−−Ql但し、t=平行平面板5.6の厚さ N=平行平面板5.6の屈折率 θ=受光レンズ3,4に対する反 射光ビームの入射角(受光レ ンズ3に対してはtan−’(L /y)、受光レンズ4に対しては (tan−’(A’ z/y)) そこで、被写体15までの距離yを種々に設定したとき
に、弐〇〇の移動量Xが式(1)または式(2)に等し
くなるような回動角αを求め、この回動角αを用いた式
(9)によるカムフォロア5c、6cの移動量Z0と合
焦のためのフォーカスレンズの移動量Zとにより、式(
8)からカムのリフト量Lfが求まる。このようにして
求められたカムのリフト量Lfにより、フォーカス環1
1の夫々のカム11a、llbの形状を設定することが
できる。
受光素子9の受光部9a、9bの受光量に応じたレベル
の検出信号と受光素子10の受光部10a、lQbの受
光量に応じたレベルの検出信号とは自動合焦回路12に
供給される。この自動合焦回路12は、これら検出信号
から受光素子9,10で受光スポットの重心が分離帯9
c、10cからいずれの方向にずれているかを検出し、
このずれ方向に応じたフォーカス制御信号を形成してモ
ータ13に供給する。これによってモータ13は回転し
、受光スポットの重心を受光素子9.10の分離帯9c
、10cに一致させるように、フォーカス環11を回転
させて平行平面板5,6を回動させる。
の検出信号と受光素子10の受光部10a、lQbの受
光量に応じたレベルの検出信号とは自動合焦回路12に
供給される。この自動合焦回路12は、これら検出信号
から受光素子9,10で受光スポットの重心が分離帯9
c、10cからいずれの方向にずれているかを検出し、
このずれ方向に応じたフォーカス制御信号を形成してモ
ータ13に供給する。これによってモータ13は回転し
、受光スポットの重心を受光素子9.10の分離帯9c
、10cに一致させるように、フォーカス環11を回転
させて平行平面板5,6を回動させる。
そこで、いま、受光素子9の受光部9a、9bからの検
出信号のレベルを夫々A、B、受光素子10の受光部1
0a、10bからの検出信号のレベルを夫々C,Dとす
ると、受光スポットが円形で被写体15が無限遠にある
ときに受光スポットの重心が受光素子9.10の分離帯
9c、10cに一致し、かつ、式(5)〜(7)によっ
て受光スポットが一部欠けても、受光スボツ)9.10
上でのこの欠けによる受光スポットの重心の変位は、受
光素子9.10上の受光スポットの重心の分離帯9c、
10cからの距離を加算することによって相殺されるこ
とから、 (A−B)+ (D−C)= (A+D)−(B+C)
=o −・・−・aυ のとき、受光素子9.10上で受光スポットの重心が分
離帯9c、10cに一致し、合焦状態にあることになる
。
出信号のレベルを夫々A、B、受光素子10の受光部1
0a、10bからの検出信号のレベルを夫々C,Dとす
ると、受光スポットが円形で被写体15が無限遠にある
ときに受光スポットの重心が受光素子9.10の分離帯
9c、10cに一致し、かつ、式(5)〜(7)によっ
て受光スポットが一部欠けても、受光スボツ)9.10
上でのこの欠けによる受光スポットの重心の変位は、受
光素子9.10上の受光スポットの重心の分離帯9c、
10cからの距離を加算することによって相殺されるこ
とから、 (A−B)+ (D−C)= (A+D)−(B+C)
=o −・・−・aυ のとき、受光素子9.10上で受光スポットの重心が分
離帯9c、10cに一致し、合焦状態にあることになる
。
これに対し、被写体15が撮像レンズ側に移動すると、
受光素子9.10では、受光部9a、10bの受光量が
受光部9b、10aの受光量よりも多くなり、 (A+D) −(B+C)>0 −−−−−−−−−・
・−(2)となって、自動合焦回路12は式Qlを満足
する状態となるようにフォーカス制御信号を出力する。
受光素子9.10では、受光部9a、10bの受光量が
受光部9b、10aの受光量よりも多くなり、 (A+D) −(B+C)>0 −−−−−−−−−・
・−(2)となって、自動合焦回路12は式Qlを満足
する状態となるようにフォーカス制御信号を出力する。
また、被写体15が撮像レンズとは反対側に移動したと
きには、 (A+D) −(B+C)<0 −−−−−・−・−〇
蜀となり、自動合焦回路12は式(2)のときとは逆方
向にモータ13を回転させるフォーカス制御信号を出力
する。
きには、 (A+D) −(B+C)<0 −−−−−・−・−〇
蜀となり、自動合焦回路12は式(2)のときとは逆方
向にモータ13を回転させるフォーカス制御信号を出力
する。
以上のようにして、この実施例では、受光スポットが一
部欠けていても、任意の距離にある被写体に正確にフォ
ーカスレンズを合焦させることができる。この実施例に
よれば、フォーカス環に2個のカムを設けたために、一
部品点数が少なく、また、部品の組み合わせによる誤差
を小さくできる。
部欠けていても、任意の距離にある被写体に正確にフォ
ーカスレンズを合焦させることができる。この実施例に
よれば、フォーカス環に2個のカムを設けたために、一
部品点数が少なく、また、部品の組み合わせによる誤差
を小さくできる。
第4図は本発明による自動合焦装置の他の実施例を示す
構成図であって、21はスライダ板、21a、21b、
21Cは案内溝、22はカムフォロア、23.24はピ
ン、25は弾性部材であり、第1図に対応する部分には
同一符号をつけている。
構成図であって、21はスライダ板、21a、21b、
21Cは案内溝、22はカムフォロア、23.24はピ
ン、25は弾性部材であり、第1図に対応する部分には
同一符号をつけている。
第4図において、フォーカス環11の端面ば1つのカム
llaを構成している。スライダ板21は受光レンズ3
.4の交軸に平行な2つの突出部と、これらにほぼ直交
する2つの突出部を有するほぼ十文字状をなしている。
llaを構成している。スライダ板21は受光レンズ3
.4の交軸に平行な2つの突出部と、これらにほぼ直交
する2つの突出部を有するほぼ十文字状をなしている。
これら突出部のうち、受光レンズ3.4の光軸に平行な
突出部には夫々案内溝21b、21cが設けられ、これ
ら案内溝21b、21Cに撮像レンズ本体に固定された
ピン23.24がガタッキな(挿入されている。これに
より、スライダ板21は受光レンズ3.4の光軸方向に
円滑に摺動できる。また、スライダ板21には、受光レ
ンズ3.4の光軸とはほぼ垂直な方向の2つの突出部に
わたって1つの案内溝21aが設けられ、これに平行平
面板5と一体となったアーム5bの先端のカムフォロア
5Cと平行平面板6と一体となったアーム6bの先端の
カムフォロア6cとがガタッキな(かつ摺動可能に挿入
されている。さらにまた、スライダ板21には、受光レ
ンズ3,4の光軸に平行な突出部のうちのフォーカス環
11側の突出部の先端にはカムフォロア22が圧入され
、このカムフォロア22がフォーカス環11のカムll
aに圧接されるように、スライダ板21が弾性部材25
によって押圧されている。
突出部には夫々案内溝21b、21cが設けられ、これ
ら案内溝21b、21Cに撮像レンズ本体に固定された
ピン23.24がガタッキな(挿入されている。これに
より、スライダ板21は受光レンズ3.4の光軸方向に
円滑に摺動できる。また、スライダ板21には、受光レ
ンズ3.4の光軸とはほぼ垂直な方向の2つの突出部に
わたって1つの案内溝21aが設けられ、これに平行平
面板5と一体となったアーム5bの先端のカムフォロア
5Cと平行平面板6と一体となったアーム6bの先端の
カムフォロア6cとがガタッキな(かつ摺動可能に挿入
されている。さらにまた、スライダ板21には、受光レ
ンズ3,4の光軸に平行な突出部のうちのフォーカス環
11側の突出部の先端にはカムフォロア22が圧入され
、このカムフォロア22がフォーカス環11のカムll
aに圧接されるように、スライダ板21が弾性部材25
によって押圧されている。
かかる構成において、モータ13によってフォーカス環
11が回転すると、スライダ板21は受光レンズ3.4
の光軸と平行に移動し、これにより、カムフォロア5c
、6cも案内溝21a内を摺動しながら同方向に移動し
て平行平面板5.6が回動する。したがって、受光素子
9.10上では受光スポットが変位する。この場合、受
光素子9.10上で受光スポットの重心が分離帯9c。
11が回転すると、スライダ板21は受光レンズ3.4
の光軸と平行に移動し、これにより、カムフォロア5c
、6cも案内溝21a内を摺動しながら同方向に移動し
て平行平面板5.6が回動する。したがって、受光素子
9.10上では受光スポットが変位する。この場合、受
光素子9.10上で受光スポットの重心が分離帯9c。
10cと一致したときに、フォーカスレンズ(図示せず
)が被写体15に合焦するように、カム11a、案内溝
21a、アーム5b、6bなどの形状。
)が被写体15に合焦するように、カム11a、案内溝
21a、アーム5b、6bなどの形状。
長さが設定されている。
この実施例によれば、2個の平行平面板を1個のスライ
ダ板の動きによって回転させるために、フォーカス環に
1個のカムを設けるだけですむなど、構造が比較的簡単
になる。
ダ板の動きによって回転させるために、フォーカス環に
1個のカムを設けるだけですむなど、構造が比較的簡単
になる。
第5図は本発明による自動合焦装置のさらに他の実施例
を示す構成図であって、26.27は非走査型の半導体
装置検出素子(以下、PSDという)、28はポテンシ
オメータであり、第1図に対応する部分には同一符号を
つけている。
を示す構成図であって、26.27は非走査型の半導体
装置検出素子(以下、PSDという)、28はポテンシ
オメータであり、第1図に対応する部分には同一符号を
つけている。
この実施例では、第5図に示すように、発光素子1の一
方側に受光素子としてのPSD26,27 “を配置
している。これらPSD26.27は夫々受光スポット
の重心位置に応じた検出信号を出力する。一方、ポテン
シオメータ28はフォーカス環28の回転と連動してお
り、フォーカスレンズ(図示せず)の位置に応じた検出
信号を出力する。
方側に受光素子としてのPSD26,27 “を配置
している。これらPSD26.27は夫々受光スポット
の重心位置に応じた検出信号を出力する。一方、ポテン
シオメータ28はフォーカス環28の回転と連動してお
り、フォーカスレンズ(図示せず)の位置に応じた検出
信号を出力する。
自動合焦装置12はPSD26.27の検出信号から被
写体15に合焦するためのフォーカスレンズの位置を求
め、この位置とポテンシオメータ28の検出信号による
フォーカスレンズの実際の位置との差に応じたフォーカ
ス制御信号を形成してモータ13に出力する。
写体15に合焦するためのフォーカスレンズの位置を求
め、この位置とポテンシオメータ28の検出信号による
フォーカスレンズの実際の位置との差に応じたフォーカ
ス制御信号を形成してモータ13に出力する。
次に、この実施例の動作原理について、第6図でより詳
細に説明する。なお、同図において、第3図、第5図に
対応する部分には同一符号をつけている。
細に説明する。なお、同図において、第3図、第5図に
対応する部分には同一符号をつけている。
第6図において、投射レンズ2.受光レンズ3゜4の光
軸は互いに平行であり、受光レンズ3.4はこれら光軸
に垂直な同一平面上に配置されている。受光レンズ3.
4の焦点距離をfとすると、PSD26.27は夫々受
光レンズ3.4から距離fの位置に設けられている。こ
こで、被写体が無限遠にあるときのPSD26.27上
での受光スポットの重心位置を点26a、27aとする
と、これら点26a、27aは受光レンズ3.4の光軸
上にある。また、発光素子1の発光中心は投射レンズ2
の光軸上にある。投射レンズ2と受光レンズ3との間の
距離をl8、投射レンズ2と受光レンズ4との間の距離
を12とする。
軸は互いに平行であり、受光レンズ3.4はこれら光軸
に垂直な同一平面上に配置されている。受光レンズ3.
4の焦点距離をfとすると、PSD26.27は夫々受
光レンズ3.4から距離fの位置に設けられている。こ
こで、被写体が無限遠にあるときのPSD26.27上
での受光スポットの重心位置を点26a、27aとする
と、これら点26a、27aは受光レンズ3.4の光軸
上にある。また、発光素子1の発光中心は投射レンズ2
の光軸上にある。投射レンズ2と受光レンズ3との間の
距離をl8、投射レンズ2と受光レンズ4との間の距離
を12とする。
いま、発光素子1からスポット形状が円形の光ビームが
距離yにあるコントラストのない被写体に照射されると
、この被写体の投射スポット16は円形である。この投
射スポット16から一部の反射光ビーム17は受光レン
ズ3を介してPSD26に照射され、このPSD26上
に円形の受光スポットが生ずる。同様にして、投射スポ
ット16からの他の一部の反射光ビーム18は受光レン
ズ4を介してPSD27に照射され、このPSD27上
に円形の受光スポットが生ずる。PSD26゜27上の
受光スポットの重心位置の点26a、27aからのずれ
量を夫々XI r xzとすると、これらは、第3図
の場合と同様に、弐(1)、 (21で表わされる。そ
こで、これらxI + XZの差を求めると、となり
、これを変形することにより、 となって被写体までの距離yが求められる。
距離yにあるコントラストのない被写体に照射されると
、この被写体の投射スポット16は円形である。この投
射スポット16から一部の反射光ビーム17は受光レン
ズ3を介してPSD26に照射され、このPSD26上
に円形の受光スポットが生ずる。同様にして、投射スポ
ット16からの他の一部の反射光ビーム18は受光レン
ズ4を介してPSD27に照射され、このPSD27上
に円形の受光スポットが生ずる。PSD26゜27上の
受光スポットの重心位置の点26a、27aからのずれ
量を夫々XI r xzとすると、これらは、第3図
の場合と同様に、弐(1)、 (21で表わされる。そ
こで、これらxI + XZの差を求めると、となり
、これを変形することにより、 となって被写体までの距離yが求められる。
一方、被写体がコントラストを有し、この被写体上の投
射スポット16゛が一部欠けた円形状をなしているとす
ると、この投射スポット16゛からの反射光ビーム19
.20がPSD26.27に照射されて一部欠けた受光
スポットが生ずる。
射スポット16゛が一部欠けた円形状をなしているとす
ると、この投射スポット16゛からの反射光ビーム19
.20がPSD26.27に照射されて一部欠けた受光
スポットが生ずる。
被写体までの距離が上記の場合と同じyであるとすると
、これら受光スポットの重心位置は受光スポットが円形
である場合の重心位置から同一方向にずれる。PSD2
6.27でのこれら重心位置のずれ量を夫々ΔXl+
Δx2とすると、一部欠けた受光スポットに対する上記
式Q51は次のようになる。
、これら受光スポットの重心位置は受光スポットが円形
である場合の重心位置から同一方向にずれる。PSD2
6.27でのこれら重心位置のずれ量を夫々ΔXl+
Δx2とすると、一部欠けた受光スポットに対する上記
式Q51は次のようになる。
この場合にも、第3図で説明した式(6)が成立してΔ
x、=Δx2であり、したがって、弐〇〇は、となって
弐〇つと等しくなる。つまり、PSD26゜27に生ず
る受光スポットが一部欠けた円形状をなしていても、こ
れら重心位置の点26a、27aからのずれ量を減算す
ることにより、受光スポット・形状の一部欠けたことに
よる影響が相殺され、被写体までの距離を正確に求める
ことができる。
x、=Δx2であり、したがって、弐〇〇は、となって
弐〇つと等しくなる。つまり、PSD26゜27に生ず
る受光スポットが一部欠けた円形状をなしていても、こ
れら重心位置の点26a、27aからのずれ量を減算す
ることにより、受光スポット・形状の一部欠けたことに
よる影響が相殺され、被写体までの距離を正確に求める
ことができる。
そこで、第5図において、自動合焦回路12には、PS
D26.27の検出信号の差とこの差に対する弐〇での
距離の被写体に合焦するためのフォーカスレンズの位置
を表わすポテンシオメータ28からの検出信号との対応
関係を表わすテーブルなどが設けられており、PSD2
6,27の検出信号の差からテーブルによって求めた検
出信号とポテンシオメータ28の実際の検出信号とから
フォーカス制御信号を得、これでもってモータ13を回
転させてフォーカス環11を回転させ、テーブルから得
られる検出信号とポテンシオメータ28から実際に得ら
れる検出信号とが互いに等しくなるようにする。これに
よってフォーカスレンズは被写体15に合焦する。
D26.27の検出信号の差とこの差に対する弐〇での
距離の被写体に合焦するためのフォーカスレンズの位置
を表わすポテンシオメータ28からの検出信号との対応
関係を表わすテーブルなどが設けられており、PSD2
6,27の検出信号の差からテーブルによって求めた検
出信号とポテンシオメータ28の実際の検出信号とから
フォーカス制御信号を得、これでもってモータ13を回
転させてフォーカス環11を回転させ、テーブルから得
られる検出信号とポテンシオメータ28から実際に得ら
れる検出信号とが互いに等しくなるようにする。これに
よってフォーカスレンズは被写体15に合焦する。
この実施例によれば、非走査形の受光素子を用いている
ために、可動部がなく、精度、耐久性がより向上する。
ために、可動部がなく、精度、耐久性がより向上する。
第7図は本発明による自動合焦装置のさらに他の実施例
を示す構成図であって、29は発光素子ホルダ、30は
レンズホルダであり、前記図面に対応する部分には同一
符号をつけている。また、第8図は第1図における投射
レンズ2.受光レンズ3.4のレンズホルダ30への取
付は状態を示す正面図である。
を示す構成図であって、29は発光素子ホルダ、30は
レンズホルダであり、前記図面に対応する部分には同一
符号をつけている。また、第8図は第1図における投射
レンズ2.受光レンズ3.4のレンズホルダ30への取
付は状態を示す正面図である。
第7図および第8図において、レンズホルダ30は角柱
状をなしており、その側面中央部に貫通孔が設けられて
そこに投射レンズ2が嵌め込まれている。また、このレ
ンズホルダ30の両端に受光レンズ3.4が取りつけら
れている。受光レンズ3.4は単一のレンズの中心に対
して対称の部分を切り出して得られたのと同等の関係に
ある。したがって、受光レンズ3,4は投射レンズ2の
光軸に対称に配置されている。このレンズホルダ30に
は、上記貫通孔に対向して発光素子ホルダ29も固定さ
れており、これに発光素子1が取りつけられている。こ
の発光素子1は、その発光中心が投射レンズ2の光軸上
にあるように配置されている。レンズホルダ30は非光
透過性のものであり、たとえば黒色塗装されている。
状をなしており、その側面中央部に貫通孔が設けられて
そこに投射レンズ2が嵌め込まれている。また、このレ
ンズホルダ30の両端に受光レンズ3.4が取りつけら
れている。受光レンズ3.4は単一のレンズの中心に対
して対称の部分を切り出して得られたのと同等の関係に
ある。したがって、受光レンズ3,4は投射レンズ2の
光軸に対称に配置されている。このレンズホルダ30に
は、上記貫通孔に対向して発光素子ホルダ29も固定さ
れており、これに発光素子1が取りつけられている。こ
の発光素子1は、その発光中心が投射レンズ2の光軸上
にあるように配置されている。レンズホルダ30は非光
透過性のものであり、たとえば黒色塗装されている。
PSD26.27は、受光レンズ3,4の焦点距離をf
とすると、受光レンズ4,3から((+p)の距離に設
定される。但し、pは受光レンズ3.4の焦点位置を原
点とする正または負の値の距離であり、5〜15mに設
定するのが望ましい。
とすると、受光レンズ4,3から((+p)の距離に設
定される。但し、pは受光レンズ3.4の焦点位置を原
点とする正または負の値の距離であり、5〜15mに設
定するのが望ましい。
また、これらPSD26.27は投射レンズ2の光軸に
関して対称に設けられている。
関して対称に設けられている。
いま、発光素子1から光ビームが発光されると、この光
ビームは投射レンズ2を介して被写体15に照射される
。被写体15からの一部の反射光ビームは受光レンズ3
を通してPSD26に照射され、他の一部の反射光ビー
ムは受光レンズ4を通してPSD27に照射される。こ
れによってPSD26.27に受光スポットが生じ、P
SD26゜27で得られるこれら受光スポットの重心位
置を表わす検出信号が自動合焦回路12に供給され、さ
らにポテンシオメータ28の検出信号を取り込んで処理
し、フォーカス制御信号を形成してモータ13に出力す
る。
ビームは投射レンズ2を介して被写体15に照射される
。被写体15からの一部の反射光ビームは受光レンズ3
を通してPSD26に照射され、他の一部の反射光ビー
ムは受光レンズ4を通してPSD27に照射される。こ
れによってPSD26.27に受光スポットが生じ、P
SD26゜27で得られるこれら受光スポットの重心位
置を表わす検出信号が自動合焦回路12に供給され、さ
らにポテンシオメータ28の検出信号を取り込んで処理
し、フォーカス制御信号を形成してモータ13に出力す
る。
ここで、第9図により、この実施例の動作原理を詳細に
説明する。
説明する。
いま、被写体がコントラストを有していないとき、AB
の投射スポット16が被写体に生じたものとすると、こ
れから受光レンズ3を通った反射光ビームにより、PS
D26には、投射スポット16と同形の受光スポットA
″B”が生じ、受光レンズ4を通った反射光ビームによ
り、PSD27には、同じく投射スポット16と同形の
受光スポットA’ B’が生ずる。ここで、受光スポッ
トでB”、A’ B’ の重心をC” Q l と
し、これら重心C” C1間の距離をxlとする。
の投射スポット16が被写体に生じたものとすると、こ
れから受光レンズ3を通った反射光ビームにより、PS
D26には、投射スポット16と同形の受光スポットA
″B”が生じ、受光レンズ4を通った反射光ビームによ
り、PSD27には、同じく投射スポット16と同形の
受光スポットA’ B’が生ずる。ここで、受光スポッ
トでB”、A’ B’ の重心をC” Q l と
し、これら重心C” C1間の距離をxlとする。
また、同じ距離yの被写体がコントラストを有し、投射
スポット16の一部が欠けて点Aのみから反射光ビーム
が生ずるものとすると、P S D26゜27には夫々
点A”、A”を重心とする受光スポットが生ずる。ここ
で、重心A”、A゛間の距離をx2とすると、幾何学的
にx、=x、となる。
スポット16の一部が欠けて点Aのみから反射光ビーム
が生ずるものとすると、P S D26゜27には夫々
点A”、A”を重心とする受光スポットが生ずる。ここ
で、重心A”、A゛間の距離をx2とすると、幾何学的
にx、=x、となる。
すなわち、被写体の距離yが変わらなければ、被写体が
コントラストを有するか否かにかかわらず(すなわち、
投射スポットの形状が一部欠けようが欠けまいが)、受
光素子26.27上の受光スポット間の距離は一定であ
る。
コントラストを有するか否かにかかわらず(すなわち、
投射スポットの形状が一部欠けようが欠けまいが)、受
光素子26.27上の受光スポット間の距離は一定であ
る。
そこで、第7図において、PSD26.27の一方、た
とえばPSD26の受光スポットの重心位置と投射レン
ズ2の光軸との間の距離をXとすると、このXは次式の
ように表わされる。
とえばPSD26の受光スポットの重心位置と投射レン
ズ2の光軸との間の距離をXとすると、このXは次式の
ように表わされる。
但し、h=受光レンズ3での反射光ビームの入射高さ
式a呻を変形すると、
となり、Xを求めることによって被写体15までの距離
yを得ることができる。
yを得ることができる。
投射スポットの一部欠けたことによる影響を除(ために
は、PSD26.27上での受光スポットの重心間の距
離を求めればよいが、受光レンズ3.4が投射レンズ2
の光軸に対称に配置され、かつPSD26.27は受光
レンズ4.3から等距離に配置されているから、PSD
26.27上での受光スポットの重心と投射レンズ2の
光軸との間の距離は等しい。したがって、PSD26゜
27上での受光スポットの重心間の距離をXとすると、
弐Qlと同様にして被写体15までの距離yは次のよう
に表わされる。
は、PSD26.27上での受光スポットの重心間の距
離を求めればよいが、受光レンズ3.4が投射レンズ2
の光軸に対称に配置され、かつPSD26.27は受光
レンズ4.3から等距離に配置されているから、PSD
26.27上での受光スポットの重心と投射レンズ2の
光軸との間の距離は等しい。したがって、PSD26゜
27上での受光スポットの重心間の距離をXとすると、
弐Qlと同様にして被写体15までの距離yは次のよう
に表わされる。
自動合焦回路12には、第5図における自動合焦回路1
2と同様に、PSD26.27の検出信号の和とこの和
に対する式(至)の距離の被写体に合焦するためのフォ
ーカスレンズの位置を表わすポテンシオメータ28から
の検出信号との対応関係を表わすテーブルが設けられて
おり、PSD26゜27の検出信号の和からこのテーブ
ルによって検出信号を得、これとポテンシオメータ28
の実際の検出信号とを比較してフォーカス制御信号を形
成する。
2と同様に、PSD26.27の検出信号の和とこの和
に対する式(至)の距離の被写体に合焦するためのフォ
ーカスレンズの位置を表わすポテンシオメータ28から
の検出信号との対応関係を表わすテーブルが設けられて
おり、PSD26゜27の検出信号の和からこのテーブ
ルによって検出信号を得、これとポテンシオメータ28
の実際の検出信号とを比較してフォーカス制御信号を形
成する。
このようにして、この実施例においても、被写体がコン
トラストを有するか否かにかかわらず、正確に合焦状態
を得ることができる。なお、この実施例によれば、投射
レンズと受光レンズとをホルダによって一体としている
ため、全体の構成がコンパクト化できる。
トラストを有するか否かにかかわらず、正確に合焦状態
を得ることができる。なお、この実施例によれば、投射
レンズと受光レンズとをホルダによって一体としている
ため、全体の構成がコンパクト化できる。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はこれら実施
例のみに限定されるものではない。たとえば、第1図、
第4図に示した実施例において、受光素子9.10を二
分割受光素子の代りにPSDを用いてもよい。この場合
には、PSDに基準点を設け、この基準点に受光スポッ
トの重心が一敗するように平行平面板5.6を回動させ
ればよい。また、第1図の実施例において、平行平面板
5.6、受光素子9,10、受光レンズ3.4を投射レ
ンズ2の光軸の同一側に配置してもよい。
例のみに限定されるものではない。たとえば、第1図、
第4図に示した実施例において、受光素子9.10を二
分割受光素子の代りにPSDを用いてもよい。この場合
には、PSDに基準点を設け、この基準点に受光スポッ
トの重心が一敗するように平行平面板5.6を回動させ
ればよい。また、第1図の実施例において、平行平面板
5.6、受光素子9,10、受光レンズ3.4を投射レ
ンズ2の光軸の同一側に配置してもよい。
この場合、受光素子9.10の検出信号の差を用いるこ
とはいうまでもない。また、第5図の実施例において、
PSD26,27を投射レンズ2の光軸に関して互いに
反対側に設けてもよい。この場合には、PSD26.2
7の検出信号が加算されて第5図と同様にフォーカス制
御信号を形成することはいうまでもない。
とはいうまでもない。また、第5図の実施例において、
PSD26,27を投射レンズ2の光軸に関して互いに
反対側に設けてもよい。この場合には、PSD26.2
7の検出信号が加算されて第5図と同様にフォーカス制
御信号を形成することはいうまでもない。
以上説明したように、本発明によれば、被写体のコント
ラストによる反射光ビームのスポット形状の一部欠けに
よる測距誤差を除去することができ、合焦性能を大幅に
向上させることができるし、また、かかる誤差が生じな
くなったために、基線長を短縮できて構成を小形にする
ことができる。
ラストによる反射光ビームのスポット形状の一部欠けに
よる測距誤差を除去することができ、合焦性能を大幅に
向上させることができるし、また、かかる誤差が生じな
くなったために、基線長を短縮できて構成を小形にする
ことができる。
第1図は本発明による自動合焦装置の一実施例を示す構
成図、第2図は第1図におけるフォーカス環のカムとこ
れに圧接するカムフォロアとを示す正面図、第3図は第
1図に示した実施例の動作原理図、第4図および第5図
は夫々本発明による自動合焦装置の他の実施例を示す構
成図、第6図は第5図に示した実施例の動作原理図、第
7図は本発明による自動合焦装置のさらに他の実施例を
示す構成図、第8図は第7図における投射レンズ。 受光レンズのホルダへの取付は状態を示す正面図、第9
図は第7図に示した実施例の動作原理図、第10図は従
来の自動合焦装置の問題点を説明するための図である。 1−・−発光素子、2・−・−投射レンズ、3.4−・
−受光レンズ、5.6−−−−−−−平行平面板、5b
、6b−−−−−−−アーム、5c、6c・・−−−−
一カムフオロア、9゜10−−−−一受光素子、9a、
9b、10a、10b−・−・受光部、11−−−−−
−−フォーカス環、lla、11b −−−−−−一カ
ム、12−−−−−−・自動合焦回路、13−・−・・
−モータ、15−・−・被写体、21−−−−−−・ス
ライダ板、21a 、 2 l b 、 21 c
−−−−−−案内溝、22−−−−−−一カムフオロア
、23.24・−一一一一一ピン、26.27・・・−
・・−受光素子、28−−−−−−−ポテンシオメータ
、29−・・−発光素子ホルダ、30−−−−−・−レ
ンズホルダ。 第1図 第2図 1に3図 14vA m5図 第6図 第7図 wt9図 第10図 (C) Δル
成図、第2図は第1図におけるフォーカス環のカムとこ
れに圧接するカムフォロアとを示す正面図、第3図は第
1図に示した実施例の動作原理図、第4図および第5図
は夫々本発明による自動合焦装置の他の実施例を示す構
成図、第6図は第5図に示した実施例の動作原理図、第
7図は本発明による自動合焦装置のさらに他の実施例を
示す構成図、第8図は第7図における投射レンズ。 受光レンズのホルダへの取付は状態を示す正面図、第9
図は第7図に示した実施例の動作原理図、第10図は従
来の自動合焦装置の問題点を説明するための図である。 1−・−発光素子、2・−・−投射レンズ、3.4−・
−受光レンズ、5.6−−−−−−−平行平面板、5b
、6b−−−−−−−アーム、5c、6c・・−−−−
一カムフオロア、9゜10−−−−一受光素子、9a、
9b、10a、10b−・−・受光部、11−−−−−
−−フォーカス環、lla、11b −−−−−−一カ
ム、12−−−−−−・自動合焦回路、13−・−・・
−モータ、15−・−・被写体、21−−−−−−・ス
ライダ板、21a 、 2 l b 、 21 c
−−−−−−案内溝、22−−−−−−一カムフオロア
、23.24・−一一一一一ピン、26.27・・・−
・・−受光素子、28−−−−−−−ポテンシオメータ
、29−・・−発光素子ホルダ、30−−−−−・−レ
ンズホルダ。 第1図 第2図 1に3図 14vA m5図 第6図 第7図 wt9図 第10図 (C) Δル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、投射レンズと発光素子とからなる投光系と、受光レ
ンズと受光素子とからなる受光系とを備え、該投光系か
ら投射した光ビームを被写体に投射し、該被写体からの
反射光を該受光系で受光し、該受光素子での該反射光の
受光状態に応じてフォーカスレンズを移動させることに
より焦点調節を行なうようにした自動合焦装置において
、前記投光系の光軸を含む同一平面内に光軸を有する前
記受光系を2組設けたことを特徴とする自動合焦装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記2組の受光系
を前記投光系の光軸に関して互いに反対側に配置したこ
とを特徴とする自動合焦装置。 3、特許請求の範囲第2項において、前記受光系は、夫
々前記受光レンズと前記受光素子との中間に光透過性の
平行平面板を有し、該平行平面板は、前記フォーカスレ
ンズの合焦のための移動と連動して回転し、前記受光レ
ンズから入射した光束を偏向させて前記受光素子上に結
像させることを特徴とする自動合焦装置。 4、特許請求の範囲第2項において、前記受光系の夫々
の受光レンズは、単一レンズの中心軸に対して対称な部
分から切り出されたレンズと同等のレンズであることを
特徴とする自動合焦装置。 5、特許請求の範囲第4項において、前記投射レンズは
角柱状のホルダの側面中央部に設けられた貫通孔に取り
つけられ、前記受光系の受光レンズは夫々該ホルダの両
端部に取りつけられていることを特徴とする自動合焦装
置。 6、特許請求の範囲第1項において、前記2組の受光系
を前記投光系の光軸に関して同一側に配置したことを特
徴とする自動合焦装置。 7、特許請求の範囲第6項において、前記受光系は、夫
々、前記受光レンズと前記受光素子との中間に光透過性
の平行平面板を有し、該平行平面板は、前記フォーカス
レンズの合焦のための移動と連動して回転し、前記受光
レンズから入射した光束を偏向させて前記受光素子上に
結像させることを特徴とする自動合焦装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62098557A JPH06105328B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 自動合焦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62098557A JPH06105328B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 自動合焦装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63265230A true JPS63265230A (ja) | 1988-11-01 |
JPH06105328B2 JPH06105328B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=14222992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62098557A Expired - Lifetime JPH06105328B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | 自動合焦装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06105328B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4917548A (ja) * | 1972-04-20 | 1974-02-16 | ||
JPS59201009A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-14 | Fuji Photo Optical Co Ltd | オ−トフオ−カス検出装置 |
JPS59202437A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | ストロボ内蔵オ−トフオ−カスカメラ |
JPS60256112A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | カメラにおける自動焦点装置 |
JPS61251809A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-08 | Hitachi Ltd | 自動焦点調節装置 |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62098557A patent/JPH06105328B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4917548A (ja) * | 1972-04-20 | 1974-02-16 | ||
JPS59201009A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-14 | Fuji Photo Optical Co Ltd | オ−トフオ−カス検出装置 |
JPS59202437A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | ストロボ内蔵オ−トフオ−カスカメラ |
JPS60256112A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | カメラにおける自動焦点装置 |
JPS61251809A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-08 | Hitachi Ltd | 自動焦点調節装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06105328B2 (ja) | 1994-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4867570A (en) | Three-dimensional information processing method and apparatus for obtaining three-dimensional information of object by projecting a plurality of pattern beams onto object | |
US7358481B2 (en) | Reflective encoder with three-dimensional code carrier | |
US6862097B2 (en) | Three-dimensional shape measuring method, and three-dimensional shape measuring apparatus | |
US4362389A (en) | Method and apparatus for projection type mask alignment | |
US4172664A (en) | High precision pattern registration and overlay measurement system and process | |
EP3153879A1 (en) | Electro-optical distance measuring instrument | |
US3596362A (en) | Surface measuring apparatus | |
JPS6233541B2 (ja) | ||
JPH0743110A (ja) | 二段検出式非接触位置決め装置 | |
US4801208A (en) | Projection type exposing apparatus | |
US4348108A (en) | Automatic lens meter | |
US7796340B2 (en) | Method and apparatus for maximum light intensity for an optical illumination system | |
TWI658289B (zh) | 調焦調平裝置 | |
JPS63265230A (ja) | 自動合焦装置 | |
US5099112A (en) | Detector position adjusting mechanism for rangefinder automatic focusing system | |
JPH0447222A (ja) | 高精度位置比較装置 | |
JPH0237963B2 (ja) | ||
JPH04348019A (ja) | 焦点位置検出装置及び投影露光装置 | |
CN215581493U (zh) | 镜头检测装置 | |
SU1359670A1 (ru) | Оптико-электронное устройство дл измерени угловых отклонений объекта | |
US6832517B1 (en) | Optical level detector | |
JPH0794984B2 (ja) | 位置検出装置 | |
KR19990024983A (ko) | 노광기의 기판 위치 정렬장치 | |
KR100728334B1 (ko) | 광학부품의 경사각 측정장치 | |
JPH0650926Y2 (ja) | 反射型光電スイッチ |