JPS63291040A - Illuminating device for detecting focus - Google Patents

Illuminating device for detecting focus

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JPS63291040A
JPS63291040A JP12502787A JP12502787A JPS63291040A JP S63291040 A JPS63291040 A JP S63291040A JP 12502787 A JP12502787 A JP 12502787A JP 12502787 A JP12502787 A JP 12502787A JP S63291040 A JPS63291040 A JP S63291040A
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JP
Japan
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focus detection
optical axis
projection pattern
lens
projection
Prior art date
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Application number
JP12502787A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Matsui
徹 松井
Hiroshi Ueda
浩 上田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/196,290 priority patent/US4958180A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain the detection of focus on an optical axis and out of the optical axis by curving a projection pattern corresponding to the astigmatism characteristic of a light projecting lens in order to agree the focusing position of a projection pattern image. CONSTITUTION:An illuminating device includes a light source 4, the projection pattern 21 arranged just before the light source 4 and the light projecting lenses 3 and 20 which project the projection pattern 21 on an object and the projection pattern 21 is formed to be curved corresponding to the astigmatism characteristic of the light projecting lens 3 in order to agree the focusing position of the projection pattern image on the object on the optical axis and out of the optical axis. Namely, focusing position of the projection pattern image projected on the object is agreed both on the optical axis and out of the optical axis. Thus, the detection of focus is always attained on the optical axis and out of the optical axis even if the focus detecting area on the object is altered according to the length of the focal distance of a used photographing lens 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は撮影レンズを通過する入射光を用いて撮影レ
ンズの焦点調節状態を検出するTTL焦点検出装置を備
えたカメラに使用される焦点検出用照明装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] This invention relates to focus detection used in a camera equipped with a TTL focus detection device that detects the focus adjustment state of a photographic lens using incident light passing through the photographic lens. The present invention relates to a lighting device for use.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

TTL方式の焦点検出装置により焦点検出をおこなう場
合、被写体が暗かったり、被写体のコントラストが低い
ときには焦点検出が困難あるいは不能となる。このよう
な場合、カメラに併設された照明装置により被写体を照
明したり、あるいは照明装置に組込まれた投影パタンを
被写体に投影してコントラストを与えることにより焦点
検出を補助することがおこなわれている(−例として特
開昭61−138222号公報参照)。
When performing focus detection using a TTL type focus detection device, focus detection becomes difficult or impossible when the subject is dark or the contrast of the subject is low. In such cases, focus detection is aided by illuminating the subject with a lighting device attached to the camera, or by projecting a projection pattern built into the lighting device onto the subject to provide contrast. (See, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 138222/1982).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

焦点検出エリアが撮影レンズの光軸近傍のほか、光軸か
ら離れた位置にも設けられている、いわゆる多分割焦点
検出エリアを有する焦点検出装置では、撮影レンズの焦
点距離の長さに応じて光軸外の焦点検出エリアの位置が
変る。R1ノち、広角レンズではより光軸外の方向にず
れ、望遠レンズでは」:り光軸に近ずく方向にずれる。
In a focus detection device that has a so-called multi-division focus detection area, in which the focus detection area is provided not only near the optical axis of the photographic lens but also at a position away from the optical axis, the The position of the focus detection area outside the optical axis changes. With R1, wide-angle lenses shift further in a direction off the optical axis, and telephoto lenses shift closer to the optical axis.

したがって多分割焦点検出エリアを有する焦点検出装置
に適した焦点検出用照明装置どしては、光軸近傍から光
軸外までの広い範囲の被写体を照明し、焦点検出用投影
パタンの投影できるものでなげればならないが、」二足
した従来の焦点検出用照明装置では光軸外の投影パタン
像のピント位置についてまでは考慮されていなかった。
Therefore, a focus detection illumination device suitable for a focus detection device having a multi-divided focus detection area is one that can illuminate a wide range of objects from near the optical axis to off the optical axis and can project a focus detection projection pattern. However, conventional focus detection illumination devices do not take into account the focus position of the projected pattern image off the optical axis.

そこで光軸外の投影パタン像のピント位置を考慮して投
光レンズを設計する際、投光レンズを1枚のレンズで構
成する場合は、レンズの片面あるいは両面を非球面化す
ることによって球面収差を実用上差障のない程度にまで
小さくすることば可能であるが、球面収差と非点収差の
両方を同時に小さくすることができない。球面収差が太
きいときは被写体上に投影されたパタンかぼげてしまい
、焦点検出に使用できない。また、非点収差が太きいと
きは光軸にと光軸外とで投影パタンのピントの合う位置
が異なってくるから、投影パタンによってコントラスト
を与え得る被写体距miの範囲が異なってしまうという
問題を生ずる。
Therefore, when designing a light projection lens in consideration of the focus position of the projection pattern image off the optical axis, if the light projection lens is composed of a single lens, it is necessary to make one or both surfaces of the lens aspherical. Although it is possible to reduce aberrations to a level that causes no practical problems, it is not possible to reduce both spherical aberration and astigmatism at the same time. When the spherical aberration is large, the pattern projected onto the subject becomes obscured and cannot be used for focus detection. In addition, when astigmatism is large, the focused position of the projection pattern differs between on the optical axis and off the optical axis, so there is a problem that the range of object distance mi that can provide contrast differs depending on the projection pattern. will occur.

また、投光レンズを複数枚で構成することで球面収差と
非点収差の両方を小さくすることかり能であるにしても
、構造が複雑化、大型化するほかコスト」二昇を招く欠
点があり、採用することができなかった。
In addition, although it is possible to reduce both spherical aberration and astigmatism by configuring the projecting lens with multiple lenses, it has the disadvantage of complicating the structure, increasing the size, and increasing costs. However, I was unable to hire him.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は投光レンズの非点収差特性に合ぜて投影パタ
ンを湾曲さぜ、被写体」二での投影パタン像のピント位
置を光軸上ばかりでなく光軸外でも一致させて焦点検出
可能範囲を光軸上、光軸外とも同一範囲にしたものであ
って、撮影レンズ光軸」−及び光軸外に複数の焦点検出
エリアが設定され、撮影レンズを通過する光を用いて焦
点検出をおこなう焦点検出装置を備えたカメラに適した
焦点検出用照明装置において、照明装置は光源と、光源
の直前に配置された投撮パタン及び投影パタンを被写体
上に投射する投光レンズを含み、前記投影パタンは光軸
上及び光軸外における被写体上の投影パタン像のピント
位置を一致させるように投光レンズの非点収差特性に対
応して湾曲した形状に構成したことを特徴とするもので
ある。
This invention curves the projection pattern in accordance with the astigmatism characteristics of the projecting lens, and matches the focus position of the projection pattern image on the subject not only on the optical axis but also off the optical axis, making it possible to detect the focus. The range is the same both on and off the optical axis, and multiple focus detection areas are set on the optical axis of the photographing lens and off the optical axis, and focus detection is performed using light passing through the photographic lens. In a focus detection lighting device suitable for a camera equipped with a focus detection device that performs The projection pattern is configured in a curved shape corresponding to astigmatism characteristics of the projection lens so as to match the focus position of the projection pattern image on the subject on the optical axis and off the optical axis. It is.

〔作  用〕[For production]

被写体上に投射された投影パタン像は光軸上及び光軸外
のいづれにおいてもピント位置が一致しているから、使
用する撮影レンズの焦点距離の長短に応じて被写体上の
焦点検出エリアが変っても、常に光軸上及び光軸外にお
いて焦点検出が可能となる。
Since the projection pattern image projected onto the subject is in focus both on and off the optical axis, the focus detection area on the subject changes depending on the focal length of the photographic lens used. However, focus detection is always possible both on and off the optical axis.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、この発明の詳細な説明する。第1図はカメラ側か
ら被写体に向は焦点検出用照明光を投射し、被写体から
の反射光に基いて焦点検出をおこなうアクティブ型自動
焦点検出システム(以下アクティブAPという)の原理
を説明する図であって、1はカメラボディに交換可能に
数句けられる撮影レンズ、2はカメラボディ内に設けら
れた焦点検出モジュール、4は焦点検出用の補助照明光
源、3は投光レンズである。補助照明用光源4から発し
た照明光は投光レンズ3で集光され、被写体に投射され
る。その時の投射光束の巾を6a。
The present invention will be explained in detail below. Figure 1 is a diagram explaining the principle of an active automatic focus detection system (hereinafter referred to as active AP) that projects focus detection illumination light from the camera side toward the subject and performs focus detection based on the reflected light from the subject. Reference numeral 1 designates a photographing lens that is replaceably attached to the camera body, 2 a focus detection module provided within the camera body, 4 an auxiliary illumination light source for focus detection, and 3 a floodlight lens. Illumination light emitted from the auxiliary illumination light source 4 is collected by the projection lens 3 and projected onto the subject. The width of the projected light beam at that time is 6a.

61〕で示す。一方、5a 、 5bはアクティブA、
Fの焦点検出の範囲を示すもので、被写体で反射した光
のうち、5a、5bで示ず範囲の光が撮影レンズ1を通
過し、焦点検出モジュール2上に結像し、無点検、出に
使用される。
61]. On the other hand, 5a and 5b are active A,
This shows the focus detection range of F. Out of the light reflected by the subject, the light in the range not shown in 5a and 5b passes through the photographic lens 1 and forms an image on the focus detection module 2. used for.

第2図は上記原理のアクティブAPを内蔵したカメラの
外観を示したもので、カメラボディ10には被写体に補
助照明光を投射する窓12が設けられている。
FIG. 2 shows the appearance of a camera incorporating an active AP based on the above principle, and the camera body 10 is provided with a window 12 for projecting auxiliary illumination light onto a subject.

第3図は複数の焦点検出エリアを有する焦点検出光学系
の構成説明図である。第3図(a)において11は撮影
レンズを示し、100a〜100dは撮影レンズ1の瞳
面上に於ける焦点検出光束の通る領域を示している。1
.01は撮影レンズの予定焦点面(図示せず)の直後に
配置された焦点検出エリアマスクであり、図に示すよう
に3つの開口101.a、101b。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of a focus detection optical system having a plurality of focus detection areas. In FIG. 3(a), reference numeral 11 indicates a photographing lens, and 100a to 100d indicate regions on the pupil plane of the photographing lens 1 through which the focus detection light flux passes. 1
.. 01 is a focus detection area mask placed immediately after the expected focal plane (not shown) of the photographic lens, and as shown in the figure, it has three apertures 101. a, 101b.

101cが設けられていて、これらは撮影画面上で3つ
の焦点検出エリアを決めている。開口101bは撮影画
面の略中央部に設けられており、開口101aと101
cは撮影画面の中央部以外の領域に設けられている。こ
れらの3つの開口1.01a、 101b。
101c are provided, and these determine three focus detection areas on the photographic screen. The aperture 101b is provided approximately at the center of the photographing screen, and the aperture 101b is
c is provided in an area other than the center of the photographic screen. These three openings 1.01a, 101b.

101cの形状は長方形であって、開口101bは撮影
画面の中央部に長手方向を左右方向にして配置され、開
口101aと101Cとは開口1.01 bの短手方向
に平行、即ち開口101bと直角をなす方向で、撮影レ
ンズ光軸OLに対して対称の位置に配置されている。な
お、この配置は1つの実施例を示したものであって、こ
れに限定されるものではない。
The shape of the aperture 101c is a rectangle, and the aperture 101b is arranged in the center of the imaging screen with its longitudinal direction facing left and right, and the apertures 101a and 101C are parallel to the lateral direction of the aperture 1.01b, that is, the aperture 101b and They are arranged at symmetrical positions with respect to the optical axis OL of the photographic lens in a direction forming a right angle. Note that this arrangement shows one example, and is not limited to this.

102a、 l02b、 l02cはそれぞれ上記開口
1.01a。
102a, 102b, and 102c are the openings 1.01a, respectively.

101b、 101cの直後に配置されたコンデンサレ
ンズであって、後述する絞りマスク開口1033〜1.
03fを撮影レンズ11の射出瞳面上に結像させる作用
をする。103は絞りマスクであって、6個の絞りマス
ク開口1038〜103fが設けられている。そして絞
りマスク開口103aと1.03bとはコンデンサレン
ズ]、02bにより撮影レンズ】1の射出瞳面上それぞ
れ100aと100bとに結像し、絞りマスク開口10
3cと103dとはコンデンサレンズ102aにより撮
影レンズ11の射出瞳面上それぞれ100dと100c
に結像し、絞りマスク開口103eと103fとはコン
デンサレンズ102cにより撮影レンズ11の射出瞳面
上それぞれ100dと100cに結像する。このように
、絞りマスク開口103a −1,03fは撮影レンズ
11の射出瞳面内における焦点検出光束領域を決める働
きをするものである。
A condenser lens placed immediately after 101b and 101c, and aperture mask openings 1033 to 1033 to be described later.
03f on the exit pupil plane of the photographing lens 11. Reference numeral 103 denotes an aperture mask in which six aperture mask openings 1038 to 103f are provided. The aperture mask apertures 103a and 1.03b are condenser lenses, and the aperture mask apertures 100a and 100b form images on the exit pupil plane of the photographic lens 1.02b, respectively.
3c and 103d are 100d and 100c, respectively, on the exit pupil plane of the photographing lens 11 by the condenser lens 102a.
The aperture mask apertures 103e and 103f form images 100d and 100c, respectively, on the exit pupil plane of the photographic lens 11 by the condenser lens 102c. In this way, the aperture mask apertures 103a-1, 03f function to determine the focus detection light flux area within the exit pupil plane of the photographing lens 11.

絞りマスク103の直後には第3図(b)に示すような
結像光学部材104が配置されており、結像光学部材1
04には6個の結像レンズ104a〜104fが形成さ
れていて、それぞれ絞りマスク開口103a〜]03f
の光路中に配置されている。 これらの結像レンズ10
4a〜104fは焦点面付近に結像した像を後述する焦
点検出受光部106のセンサ106a、 106b。
Immediately after the aperture mask 103, an imaging optical member 104 as shown in FIG. 3(b) is arranged, and the imaging optical member 1
04 is formed with six imaging lenses 104a to 104f, each with an aperture mask aperture 103a to ]03f.
is placed in the optical path of the These imaging lenses 10
4a to 104f are sensors 106a and 106b of a focus detection light receiving unit 106, which will be described later, and whose images are formed near the focal plane.

106c上に再結像させるためのものである。This is for re-imaging onto 106c.

106は焦点検出受光部であって、COD等の一次元の
センサ106a、 1061)、106cがら構成され
る。
Reference numeral 106 denotes a focus detection light receiving section, which is composed of one-dimensional sensors 106a, 1061), and 106c such as COD.

センサl06aは結像レンズ104a、 104.bに
より結像された像を受光する位置に、センサI 06b
は結像レンズl04e、 104fにより結像された像
を受光する位置に、センサ106cは結像レンズ104
.c、 104dにより結像された像を受光する位置に
配置されている。すなわち、これらのセンサ106a、
 1061)、 106Cはそれぞれ絞りマスク開口1
.03aと103b、 103cと103d、 103
eと103fの配列されている方向と同一方向に沿って
配列されており、例えば絞りマスク開口1.03aを通
って結像された像と、絞りマスク開口103bを通って
結像された像とはセンサ106a上の基準部と参照部に
結像するから、これら基準部と参照部の出力の相関を求
めることによって撮影レンズの合焦状態を検出すること
ができる。
The sensor l06a includes an imaging lens 104a, 104. A sensor I06b is placed at a position to receive the image formed by b.
is located at the position where it receives the image formed by the imaging lenses l04e and 104f, and the sensor 106c is located at the position where the imaging lens 104f receives the image formed by the imaging lens 104e.
.. c and 104d. That is, these sensors 106a,
1061) and 106C are aperture mask aperture 1, respectively.
.. 03a and 103b, 103c and 103d, 103
e and 103f are arranged along the same direction, for example, an image formed through the aperture mask aperture 1.03a and an image formed through the aperture mask aperture 103b. Since the image is formed on the standard part and the reference part on the sensor 106a, the in-focus state of the photographic lens can be detected by finding the correlation between the outputs of the standard part and the reference part.

絞りマスク開口103aと103bの配列方向は開口1
01bの長手方向に沿う方向に、絞りマスク開口103
cと103dの配列方向は開口101aの長手方向に沿
う方向に、また絞りマスク開口103eと103fの配
列方向は開口101Cの長手方向に沿う方向に配列しで
あるので、センサ106aの方向とセンサ106b及び
106cの方向とは90°異なっている。センサ106
aは左右方向に配列されているから横方向のコントラス
トを有する被写体に対して焦点検知能力を有し、センサ
106bと106cとは上下方向に配列されているから
縦方向のコントラストを有する被写体に対して焦点検知
能力を有する。
The arrangement direction of aperture mask openings 103a and 103b is opening 1.
An aperture mask opening 103 is provided along the longitudinal direction of 01b.
c and 103d are arranged in the longitudinal direction of the aperture 101a, and the aperture mask apertures 103e and 103f are arranged in the longitudinal direction of the aperture 101C, so the direction of the sensor 106a and the sensor 106b are and 106c by 90°. sensor 106
Since sensors 106b and 106c are arranged in the horizontal direction, they have a focus detection ability for subjects with contrast in the horizontal direction, and sensors 106b and 106c are arranged in the vertical direction, so they have a focus detection ability for subjects with contrast in the vertical direction. It has focus detection ability.

第4図はカメラのファインダー視野像を示したものであ
り、200は撮影画面の全体を示し、200a 。
FIG. 4 shows a viewfinder field image of the camera, where 200 indicates the entire photographing screen, and 200a.

200b、 200cで示された領域が焦点検出エリア
であって、センサ’106a、 106b、 106c
の受光面に対応している。
Areas indicated by 200b and 200c are focus detection areas, and sensors '106a, 106b, 106c
Compatible with the light receiving surface.

次に、本発明の投光光学系の実施例について説明する。Next, an embodiment of the light projection optical system of the present invention will be described.

第5図は投光光学系の構成説明図であり、第6図(a)
は第5図に示す投光光学系のXY平而面面図、第6図(
1))は同じ(XZ平面断面図を示す。これらの図にお
いて、20は投光レンズ、21は湾曲面に形成された投
影パタン、22は発光部であって、3個の発光ダイオー
ド(丁J E D ) 26.27.28とその後方に
設けられ、L E Dから発する光を効率よく集光レン
ズへ導く反射面を備えたカップフレーム29゜3o、 
:n、及びL E Dの前方に設けられた集光レンズ2
3.24.25から構成されている。投影パタン21は
光透過部と不透過部を有し、被写体上にパタンを投影し
て明暗のコントラストを与えるものである。また、投光
レンズ20の?1面は球面収差を小さくする非球面を形
成しており、1つ面は球面からなる。なお、I)面を非
球面、8面を球面とすることも、またa、b両面を非球
面どして球面収差を小さくする構成も可能である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the configuration of the light projection optical system, and FIG. 6(a)
is an XY plane view of the projection optical system shown in Fig. 5, and Fig. 6 (
1)) is the same (XZ plane cross-sectional view is shown. In these figures, 20 is a light projection lens, 21 is a projection pattern formed on a curved surface, 22 is a light emitting part, and three light emitting diodes (1) are shown. JED) 26.27.28 and a cup frame 29°3o provided behind it and equipped with a reflective surface that efficiently guides the light emitted from the LED to the condensing lens.
:n, and a condensing lens 2 provided in front of L E D
3.24.25. The projection pattern 21 has a light-transmitting part and a non-light-transmitting part, and projects the pattern onto the subject to provide a contrast of brightness and darkness. Also, what about the projection lens 20? One surface forms an aspheric surface that reduces spherical aberration, and one surface is a spherical surface. Note that it is also possible to make the I) surface an aspherical surface and the 8th surface a spherical surface, or to make both a and b aspherical surfaces to reduce spherical aberration.

発光部22の構成の詳細を第7図により説明すると、発
光部22に設けた3個の集光レンズ23,24゜25は
水平方向に間隔lを隔てて配置されており、その背後の
3個のLED26.27.28はこれよりも広い間隔l
+Δlを隔てて配置されている。 このようにLEDの
間隔を集光レンズの間隔よりも広げである理由は、光軸
外の被写体の照度の低下を防ぐためであって、集光レン
ズとL E Dとがそれぞれ同一間隔lで配置されてい
る場合には、発光剤中心から投射された光ばmm′で示
した光路範囲内にあるが、集光レンズの配置間隔lより
も広い間隔l十ΔlでL E Dが配置されている場合
には、発光剤中心から投射される光はU′で示した光路
範囲内となり、先の場合よりも投射される範囲が拡がっ
てくる。
The details of the structure of the light emitting section 22 will be explained with reference to FIG. LEDs 26, 27, 28 are spaced wider than this.
+Δl apart. The reason why the spacing between the LEDs is wider than the spacing between the condensing lenses is to prevent a drop in illuminance for objects off the optical axis. If they are arranged, the light projected from the center of the luminescent agent is within the optical path range shown in mm', but if the L E D is arranged at an interval l + Δl that is wider than the arrangement interval l of the condenser lens. In this case, the light projected from the center of the luminescent material falls within the optical path range indicated by U', and the projected range becomes wider than in the previous case.

集光レンズとL E Dとの間隔の差Δlを変化さぜた
場合の被写体上の照度の変化を第8図に示す。
FIG. 8 shows changes in the illuminance on the subject when the difference Δl between the distance between the condenser lens and the LED is changed.

即ち、Δl二〇としたときは被写体上の焦点検出エリア
のうち、焦点距離の短い撮影レンズを装着したときに使
用される左右両側の焦点検出エリアに相当する部分aの
照度が低下して焦点検出不可能となるが、Δl= 0.
2 mmとしたときは部分aの照度1も低下することな
(、焦点検出が可能となる。
In other words, when Δl is 20, the illuminance of part a of the focus detection area on the subject, which corresponds to the left and right focus detection areas used when a short focal length photographing lens is attached, decreases and the focus is Although it becomes undetectable, Δl=0.
When it is set to 2 mm, the illuminance 1 of portion a does not decrease (and focus detection becomes possible).

次に、投影パタン21を湾曲面とした構成について説明
する。投光レンズ20の非点収差は例えば第9図に示す
ような収差特性を示し、光軸から離れるに従いサジタル
方向(DS方向)、メリディオナル方向(1)Y方向)
の収差が増大する。このことは投影パタンを第6図で2
1′として示したような平面に形成したときは、被写体
上での投影パタンのピントの合う位置が、投光レンズの
光軸上と光軸外とで異なってくることを意味する。第1
0図は投影パタンの平面とした場合と、投光レンズ2o
の非点収差量に応じて湾曲させた場合とについて投影パ
タンのピントの合う位置を説明したものであって、光軸
上の点り。において投影パタンのピントが合うとき、投
影パタン21を平面としたときのピントの合う位置は光
軸を離れるに応じて点線qで示すようにずれてくる。実
線pは投影パタンを投光レンズの非点収差量に対応させ
て湾曲させ、ピントの合う位置をずれないようにした場
合を示している。すなわち、光ifl+上でピントの合
う位置り。
Next, a configuration in which the projection pattern 21 is a curved surface will be described. The astigmatism of the light projecting lens 20 exhibits aberration characteristics as shown in FIG. 9, for example, and as the distance from the optical axis increases, the astigmatism changes from the sagittal direction (DS direction) to the meridional direction (1) Y direction).
aberration increases. This means that the projection pattern can be changed to 2 in Figure 6.
When the projection lens is formed on a plane as shown by 1', this means that the focused position of the projection pattern on the subject differs between on the optical axis of the projection lens and outside the optical axis. 1st
Figure 0 shows the case where the projection pattern is on the plane and the projection lens 2o.
This is an explanation of the focused position of the projection pattern when the projection pattern is curved according to the amount of astigmatism, and is a point on the optical axis. When the projection pattern is in focus in , the position in focus when the projection pattern 21 is a plane shifts as shown by the dotted line q as the distance from the optical axis increases. A solid line p shows a case where the projection pattern is curved in accordance with the amount of astigmatism of the projection lens so that the in-focus position does not shift. In other words, the position in focus on the light ifl+.

を中心としてその前後L1がらL2までの距離範囲rに
おいて、被写体上に投影した投影パタンにより焦点検出
が可能である場合には、先に説明したように投影パタン
を湾曲させたときは光軸外におしてもLlからL2まで
の同一距離範囲rにおいて焦点検出が可能であるが、投
影パタンを平面としたときは光軸外においてはL+’か
らL2’までの距離範囲tにおいて焦点検出可能である
が、LlからL12までの範囲Uにおいては焦点検出不
能となってしまう。
If focus detection is possible using the projection pattern projected onto the subject in the distance range r from L1 to L2 in front and back of the center, if the projection pattern is curved as explained earlier, it will be off the optical axis. However, when the projection pattern is a plane, focus detection is possible in the distance range t from L+' to L2' outside the optical axis. However, focus cannot be detected in the range U from Ll to L12.

そこで、本発明では投影パタンを投光レンズの非点収差
量に対応させて湾曲させ、光軸上、光軸外の被写体上で
のピント位置のずれを無くしている。なお、レンズの非
点収差特性はサジタル方向(DS方向)とメリデイオナ
ル方向・(DTY方向とで異なるが、光軸外の測距エリ
アのコントラスト検出方向に対応して選択すればよく、
第3図に示す焦点検出装置に関してはサジタル方向が適
切である。また、Z方向については、光軸外の光線の通
過高さがY方向はど高くなく、非点収差の影響を大きく
受けないので投影パタンで湾曲させる必要はない。これ
をファインダー視野像を示した第4図で説明するならば
、光軸からのZ方向高さΔZは光軸からのY方向の高さ
ΔYよりも小さいので投影パタンは投光レンズの非点収
差の影響を大きく受けないが、ΔYは非点収差の影響を
受けるので、投影パタンをY方向に湾曲させる必要があ
る。
Therefore, in the present invention, the projection pattern is curved in accordance with the amount of astigmatism of the projection lens, thereby eliminating the shift in the focus position on the subject on the optical axis or off the optical axis. Note that the astigmatism characteristics of the lens differ between the sagittal direction (DS direction) and the meridional direction (DTY direction), but it should be selected according to the contrast detection direction of the distance measurement area off the optical axis.
For the focus detection device shown in FIG. 3, the sagittal direction is appropriate. Furthermore, in the Z direction, the height of light rays off the optical axis through which they pass is not very high in the Y direction and is not greatly affected by astigmatism, so there is no need to curve the projection pattern. To explain this using Figure 4, which shows the viewfinder field image, the height ΔZ in the Z direction from the optical axis is smaller than the height ΔY in the Y direction from the optical axis, so the projection pattern is the astigmatism of the projection lens. Although it is not greatly affected by aberrations, ΔY is affected by astigmatism, so it is necessary to curve the projection pattern in the Y direction.

次に投影パタンについて説明する。第11図は投影パタ
ンの一例であって、図において四部は光不透過部、白色
部は光透過部を示す。また、第3図に示した焦点検出装
置による被写体上の焦点検出エリアを投影パタン上に逆
に投影した場合の位置は、例えば焦点距離f = 28
 mmの広角レンズが装着されている場合は同図上点線
で表示した領域A、、B、Cであり、両側の焦点検出エ
リアA、  Bはそれぞれ投影パタンの縞模様4]、、
 42.43.伺及び45.46.、47.48によっ
て形成される明暗のコントラストにより焦点検出を可能
とし、中央の焦点検出エリアCは投影パタンの太い縞模
様50.51によって形成される明暗のコントラストに
より焦点検出可能としている。中央の焦点検出エリアC
には投影パタンのうち細い縞模様52.53も含まれる
が、焦点検出エリアCにとっては周波数が高すぎて分解
することができず、焦点検出可能なコントラストを形成
することができない。
Next, the projection pattern will be explained. FIG. 11 shows an example of a projection pattern, in which the four parts indicate light-opaque parts and the white parts show light-transmissive parts. Further, when the focus detection area on the subject by the focus detection device shown in FIG. 3 is projected inversely onto the projection pattern, the position is, for example, focal length f = 28
When a mm wide-angle lens is attached, the areas A, B, and C are indicated by dotted lines in the same figure, and the focus detection areas A and B on both sides are the striped pattern 4 of the projection pattern, respectively.
42.43. Visit and 45.46. , 47, 48, and the focus detection area C in the center can be detected by the contrast of brightness and darkness formed by the thick striped patterns 50, 51 of the projection pattern. Center focus detection area C
includes thin striped patterns 52 and 53 in the projection pattern, but the frequency is too high for the focus detection area C and cannot be resolved, making it impossible to form a contrast that allows focus detection.

次に、焦点距離f = 100 m77Lの望遠レンズ
が装着されている場合の焦点検出エリアの位置は、同図
上1点鎖線で表示した領域A’、  B’、  C’で
あり、両側の焦点検出エリアA1.  ’f3/はそれ
ぞれ投影パタンの縞模様42及び46の中央部の細くな
った部分の形成する明暗のコンストラストにより焦点検
出を可能としている。中央の焦点検出エリアC′は投影
パタンのうち細い縞模様52.53により形成される明
暗のコンストラストにより焦点検出を可能としている。
Next, when a telephoto lens with a focal length f = 100 m77L is attached, the positions of the focus detection areas are areas A', B', and C' indicated by dashed lines in the figure, and the focal points on both sides are Detection area A1. 'f3/ enables focus detection by the contrast of brightness and darkness formed by the narrowed central portions of the striped patterns 42 and 46 of the projection pattern, respectively. The focus detection area C' in the center enables focus detection by contrast of brightness and darkness formed by thin striped patterns 52 and 53 of the projection pattern.

ことにより、焦点距離が一層長い撮影レンズに対しても
両側の焦点検出エリアに焦点検出可能なコントラストを
与えることができる。さらに、投影パタン上の縞模様5
5.56.57.58は、焦点検出受先光学系と、これ
に対して斜め上方にある投光光学系(第2図参照)のバ
ララックスに基因して、被写体距離の長短により被写体
上の焦点検出エリア上に投影される投影パタン像の位置
が変化することに対処して設けた投影パタンである。
As a result, it is possible to provide a contrast that allows focus detection to the focus detection areas on both sides even for a photographic lens having a longer focal length. Furthermore, the striped pattern 5 on the projection pattern
5.56.57.58 is due to the variation between the focus detection receiver optical system and the light projection optical system (see Figure 2) located diagonally above it, and the difference between This is a projection pattern provided in response to changes in the position of the projection pattern image projected onto the focus detection area of .

第12図は投影パタンの第2の側であって、縞模様に代
え、水玉模様のパタンとしたものである。
FIG. 12 shows the second side of the projection pattern, which has a polka dot pattern instead of a striped pattern.

中央付近には径の小さいパタンを、周辺部には径の大き
いパタンを配置して撮影レンズの焦点距離の長短に応じ
て焦点検出可能なコントラストを与えることができる。
By arranging a pattern with a small diameter near the center and a pattern with a large diameter near the periphery, it is possible to provide a contrast that allows focus detection according to the length of the focal length of the photographic lens.

なお、中央の丸印61は投影パタンの中心を示すもので
位置調整等に使用される。
Note that the center circle mark 61 indicates the center of the projection pattern and is used for position adjustment and the like.

以上説明したように、投影パタンを形成するに際しては
、投影パタンの中央部分に細かい寸法のパタンを配置し
て焦点距離の長い撮影レンズに適合させ、投影パタンの
外周部分に大きい寸法のパタンを配置して焦点距離の短
い撮影レンズに適合させることによって、焦点距離の長
いレンズから短いレンズまでの多種類の撮影レンズに対
して焦点検出をおこなうに十分なコントラストを与える
ことのできるものが得られる。
As explained above, when forming a projection pattern, a pattern with fine dimensions is placed in the center of the projection pattern to suit a taking lens with a long focal length, and a pattern with large dimensions is placed in the outer periphery of the projection pattern. By adapting this to a photographic lens with a short focal length, it is possible to obtain a lens that can provide sufficient contrast for focus detection to various types of photographic lenses, from lenses with long focal lengths to lenses with short focal lengths.

以上説明した焦点検出用照明装置の駆動手段はこの発明
と直接関係がないので、概略を説明するに留める。即ち
、この発明の焦点検出用照明装置を備えるカメラは、自
動焦点検出システムを備えており、これには被写体輝度
を測定する測光回路、演算制御回路及び本発明の焦点検
出用照明装置に組込まれている照明用LEDを駆動する
LED駆動回路が設けられている。測光回路により測定
された被写体輝度は演算制御回路に入力され、その結果
所定の基準レベルより低く、補助照明が必要と判定され
たときは照明用LEDに点灯信号が出力され、照明用L
EDが点灯されるように構成されている。その詳細は本
出願人が昭和61年9月27日に出願した特願昭61−
229313号に開示されている。
The drive means for the focus detection illumination device described above is not directly related to the present invention, so only an outline thereof will be provided. That is, a camera equipped with the focus detection illumination device of the present invention is equipped with an automatic focus detection system, which includes a photometry circuit for measuring subject brightness, an arithmetic control circuit, and a focus detection illumination device of the present invention. An LED drive circuit is provided to drive the lighting LEDs. The subject brightness measured by the photometric circuit is input to the arithmetic control circuit, and if it is determined that the brightness is lower than a predetermined reference level and that auxiliary lighting is necessary, a lighting signal is output to the lighting LED, and the lighting L
The configuration is such that the ED is lit. For details, please refer to the patent application filed by the applicant on September 27, 1986.
No. 229313.

なお、本発明の焦点検出用照明装置はカメラに内蔵させ
るほか、カメラに着脱自在な発光装置などのアクセサリ
に内蔵させることも可能である。
In addition to being built into a camera, the focus detection illumination device of the present invention can also be built into an accessory such as a light emitting device that is detachable from the camera.

〔発明の効ll!!、:1 以上説明したように、この発明は光軸上及び光軸外にお
ける被写体上に投影された投影パタン像のピント位置を
一致さぜるように、投影パタンを投光レンズの非点収差
特性に対応して湾曲させたものであるから、使用する撮
影レンズの焦点距離の長短によって被写体上の焦点検出
エリアが変っても常に撮影レンズの光軸上及び光軸外に
おいて焦点検出が可能で、補助照明光の下でも多分割焦
点検出装置を有効に機能させることができる。
[The power of invention! ! , :1 As explained above, the present invention adjusts the projection pattern by adjusting the astigmatism of the projection lens so that the focus positions of the projection pattern images projected on the subject on the optical axis and off the optical axis coincide. Since it is curved according to the characteristics, even if the focus detection area on the subject changes depending on the focal length of the photographic lens used, focus can always be detected both on and off the optical axis of the photographic lens. , the multi-segment focus detection device can function effectively even under auxiliary illumination light.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はアクティブ型自動焦点検出システムの原理説明
図、第2図はアクティブ型自動焦点検出システムを内蔵
したカメラの斜視図、第3図(a)。 (1))は焦点検出光学系の構成説明図、第4図はファ
インダー視野像を示す図、第5図は投光光学系の構成説
明図、第6図(a)、 (b)はそれぞれ投光光学系の
XY平面及びXZ平面断面図、第7図は投光光学系の発
光部のX ’Y平面断面図、第8図は被写体上の照度変
化の説明図、第9図はレンズの非点収差特性図、第10
図は投影パタンを湾曲させた場合と平面どした場合の投
影パタンのピントの合う位置の説明図、第11図及び第
12図は投影パタンの第1及び第2実施例の平面図であ
る。 20:投光レンズ、21:投影パタン、22:発光部、
23、24.25 :集光レンズ、26.27.28 
: LED。 (b) 第6図
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of an active type automatic focus detection system, FIG. 2 is a perspective view of a camera incorporating the active type automatic focus detection system, and FIG. 3(a). (1)) is an explanatory diagram of the configuration of the focus detection optical system, Figure 4 is a diagram showing the viewfinder field image, Figure 5 is an explanatory diagram of the configuration of the light projection optical system, and Figures 6 (a) and (b) are respectively 7 is a sectional view of the light emitting part of the projection optical system in the XY plane and the XZ plane, FIG. Astigmatism characteristic diagram, 10th
The figure is an explanatory diagram of the focused position of the projection pattern when the projection pattern is curved and flat, and FIGS. 11 and 12 are plan views of the first and second embodiments of the projection pattern. 20: Projection lens, 21: Projection pattern, 22: Light emitting section,
23, 24.25: Condensing lens, 26.27.28
: LED. (b) Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 撮影レンズ光軸上及び光軸外に複数の焦点検出エリアが
設定され、撮影レンズを通過する光を用いて焦点検出を
おこなう焦点検出装置を備えたカメラに適した焦点検出
用照明装置において、照明装置は光源と、光源の直前に
配置された投影パタン及び投影パタンを被写体上に投射
する投光レンズを含み、前記投影パタンは光軸上及び光
軸外における被写体上の投影パタン像のピント位置を一
致させるように投光レンズの非点収差特性に対応して湾
曲した形状に構成したことを特徴とする焦点検出用照明
装置。
In a focus detection illumination device suitable for a camera equipped with a focus detection device that has multiple focus detection areas set on and off the optical axis of the photographic lens and performs focus detection using light passing through the photographic lens. The device includes a light source, a projection pattern placed immediately in front of the light source, and a projection lens that projects the projection pattern onto a subject, and the projection pattern has a focus position of the projection pattern image on the subject on and off the optical axis. 1. An illumination device for focus detection, characterized in that the illumination device is configured to have a curved shape corresponding to astigmatism characteristics of a projection lens so as to match the astigmatism characteristics of a projection lens.
JP12502787A 1987-05-23 1987-05-23 Illuminating device for detecting focus Pending JPS63291040A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02101413A (en) * 1988-10-11 1990-04-13 Canon Inc Light projecting system for focus detection

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02101413A (en) * 1988-10-11 1990-04-13 Canon Inc Light projecting system for focus detection

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