JPS63291042A - 焦点検出用投影パタン - 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〕 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
えたカメラなどに組込まれる焦点検出用照明装置のため
の焦点検出用投影パタンに関する。

〔従来の技術〕

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）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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や
大きさが変る。即ち、焦点距離の短いレンズではより光
軸外の方向にずれ、焦点距離の長いレンズではより光軸
に近ずく方向にずれる。さらに、レンズの焦点距離が長
くなるにつれて焦点検出エリアは小さくなる一方、分解
能は向上し、レンズの焦点距離が短くなるにつれて焦点
検出エリアは大きくなる一方、分解能は低下する。

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において、投影パタンを
被写体上に投影してコントラストを与えるためには、焦
点距離の異なる各種撮影レンズの焦点距離範囲内のいづ
れにおいても検出可能な投影パタンを用意することが必
要となる。

先に引用した先行技術に開示されている投影パタンは、
比較的広い間隔で形成された太い縞模様パタンと、比較
的狭い間隔で形成された細い縞模様パタンとを混在させ
て配列し、焦点距離の異なる複数の撮影レンズに対応で
きるようにしているが、多分割焦点検出エリアを備えた
焦点検出装置の性能を十分に発揮させるものではなかっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、撮影レンズの焦点距離の長短に応じて光軸
外の焦点検出エリアの位置や大きさが変ることに着目し
て前記問題点の解決を図るもので、光源と、光源の直前
に配置された投影パタンと、投影パタンを被写体上に投
射する投光レンズを備え、交換可能な撮影レンズを通過
した光を受光して焦点検出をおこなうカメラの自動焦点
検出装置と共に使用する焦点検出用照明装置に適した投
影パタンであって、投影パタンは光透過性基板の中央部
分に焦点距離の長い撮影レンズに適する寸法の細かい光
不透過性パタンを配置し、その外周部分に焦点距離の短
い撮影レンズに適する寸法の犬きい光不透過性パタンを
配置して構成されたことを特徴とするものである。

〔作　　用〕

焦点距離の短い撮影レンズでは光軸外の焦点検出エリア
は、より光軸外の方向にずれ、焦点距離の長い撮影レン
ズでは光軸に近ずく方向にずれる。

また、焦点距離の短い撮影レンズでは焦点検出エリアは
大きくなる一方、分解能は低下し、焦点距離の長い撮影
レンズでは焦点検出エリアは小さくなる一方、分解能は
向上する。そこで、中央部分に寸法の細かいパタンを配
置し、その外周部分に寸法の大きいパタンを配置して投
影パタンを構成し、これを被写体上に投影するときは、
投影パタン像は焦点距離の短い撮影レンズから長いレン
ズに至る多種類の撮影レンズに対応して焦点検出装置に
焦点検出可能なコントラストを与えることができる。

〔実　施　例〕

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
取付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。

６ｂで示す。一方、５ａ、５ｂはアクティブＡＦ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で示す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、焦点検出に使用される
。

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］０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。゛ 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１０１ａ　、　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１０１ａ、　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１０１ｂ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。

１０２ａ、　１０２ｂ、　１０２ｃはそれぞれ上記開口
１０１ａ。

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１０３ａ〜１０
３ｆ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１０３ａ〜１０３ｆが設げられている。そして絞り
マスク開口１０３ａと１０３ｂとはコンデンサレンズ１
０２ｂにより撮影レンズ１１の射出瞳面上それぞれ１０
０ａと１００ｂとに結像し、絞りマスク開口１０３Ｃト
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１０００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〜１０３ｆ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。

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〜１０３ｆ
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。

１０６ｃ上に再結像させるためのものである。

１０６は焦点検出受光部であって、ＣＣＤ等の一次元の
センサ１０６ａ、　ｌ０６ｂ、　１０６ｃがら構成され
る。

センサ１０６ａは結像レンズ１０４ａ、　１０４ｂによ
り結像された像を受光する位置に、センサ１０６ｂは結
像レンズ１０４ｅ、　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１０４ｃ、
　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。スナワチ、；Ｃｈ　ラ（７）　セ：／　サ１
０６ａ、　１０６ｂ、　１０６ｃはそれぞれ絞りマスク
開口１０３ａと１０３ｂ、　１０３ｃと１０３ｄ、　１
０３ｅ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１０３ａ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。

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９００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。

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　。

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。

次に、拳努寺４投光光学系の実施例について説明する。

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平面断面図、第６図（
ｂ）は同じく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
（ＬＥＤ）２６．２７．２８とその後方に設けられ、Ｌ
ＥＤ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゜３０．３］、、及びＬＥＤ
の前方に設けられた集光レンズ２３．２４．２５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ａ面は球
面収差を小さくする非球面を形成しており、ｂ面は球面
からなる。なお、ｂ面を非球面、ａ面を球面とすること
も、またａ、ｂ両面を非球面として球面収差を小さくす
る構成も可能である。

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．。

５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
隔で＋Δｌを隔てて配置されている。　このようにＬＥ
Ｄ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、発光部中心から投射された光は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ＬＥＤが配置されている場
合には、発光部中心から投射される光はｓｓ’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。

集光レンズとＬＥＤとの間隔の差Δ４を変化させた場合
の被写体上の照度の変化を第８図に示す。

即ち、Δｌ＝０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、Δ１！　＝　
０．２　ｍｍとしたときは部分ａの照度禾低下すること
なく、焦点検出が可能となる。

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（ＤＴＹ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２１
′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１０
図は投影パタンの平面とした場合と、投光レンズ２０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（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、光軸上でピントの合う位置り
。

を中心としてその前後Ｌ□から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Ｌ１２が
らＬ２１までの距離範囲ｔにおいて焦点検出可能である
が、ＬｌがらＬ１／までの範囲Ｕにおいては焦点検出不
能とな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）
とメリディオナル方向（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方向はど高ぐなく、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。

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４１．４２．４３．４４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。

次に、焦点距離ｆ　＝　１００　ｍｍ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’、ＣＩであり、両側
の焦点検出エリアＡ１．１３／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。中央の焦点検出エーリア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。

また、投影パタンの中央部分の縞模様５０．５１にぢ２
ＣＬ、　　ぢ３（ は細かい光透過部分−−を切欠いて形成することにより
、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５５．５６．
５７．５８は、焦点検出受光光学系と、これに対して斜
め上方にある投光光学系（第２図参照）のパララックス
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。

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。

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。

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。

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。

以上説明した焦点検出用照明装置の駆動手段はを備える
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ＬＥ
Ｄ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ＬＥＤ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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の投影パタンは中央部分
に寸法の細かいパタンを配置し、外周部分に寸法の大き
いパタンを配置したものであるから、この投影パタンを
被写体上に投影したときは焦点距離の短い撮影レンズか
ら長いレンズに至る多種類の撮影レンズに対応して焦点
検出装置に焦点検出可能なコントラストを与えることが
でき、補助照明光の下でも多分割焦点検出装置を効果的
に機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

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）。 （ｂ）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Ｘ
Ｙ平面及びＸＺ平面断面図、第７図は投光光学系の発光
部のＸＹ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と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　
：　ＬＥＤ０（ｂ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源と、光源の直前に配置された投影パタンと、投影パ
   タンを被写体上に投射する投光レンズを備え、交換可能
   な撮影レンズを通過した光を受光して焦点検出をおこな
   うカメラの自動焦点検出装置と共に使用する焦点検出用
   照明装置に適した投影パタンであって、投影パタンは光
   透過性基板の中央部分に焦点距離の長い撮影レンズに適
   する寸法の細かい光不透過性パタンを配置し、その外周
   部分に焦点距離の短い撮影レンズに適する寸法の大きい
   光不透過性パタンを配置して構成されたことを特徴とす
   る焦点検出用投影パタン。