JPS6280511A

JPS6280511A - 測距用光学系

Info

Publication number: JPS6280511A
Application number: JP22046785A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Toushi; 重男藤司
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1987-04-14

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】［産業上の分野］本発明は、被写体距離測定用光学系に関し、より具体的
には、被写体にスポット光を投射して被写体からの反射
光をある基線長を隔てた受光光学系により受光し、２分
割光センサの出力比較により合焦状態か否かを判別する
測距用光学系の改良に関する。

［従来の技術］第９図に測距用光学系の従来例を示す。この従来例では
投光レンズ１１によって赤外発光ダイオード又はレーザ
ーダイオード等の発光素子１２のスポット光が被写体１
３に投射され、被写体１３上に投光スポット像を形成す
る。ある基線長を隔てた受光レンズ１４によって２分割
光センサ１５上にこの反射光を結像させ、その２分割光
センサ１５の出力を比較する。２分割光センサ１５の素
子Ａ及び素子Ｂの両出力が一致するように２分割光セン
サ１５を移動させることで被写体距離を検知できる。即
ち、２分割光センサ１５と撮影レンズとを機械的に連動
させることで合焦動作を達成できる。

第１０図に別の従来例を示す。この例では、＠影しンズ
１６の後側にビームスプリッタ−１７を置き、当該ビー
ムスプリッタ−１１に横方向からスポット光を入射させ
、撮影レンズ１６を介してスポット光を被写体に投射す
る。ビームスプリッタ−１７は、赤外光のみを反射し、
可視光を透過するコールドミラーとなっている。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ第９図に示した従来例では、投光系及び受光系の両方と
も撮影レンズの横方向外側に位置するため、全体がコン
パクトにまとまらないという欠点があった。また、投光
部を固定する場合には、近距離においてパララックスを
生じるという欠点もある。

第１０図に示した従来例では、第９図に示した従来例の
欠点を克服しているが、撮影レンズを介して測距用光束
を投射するために複雑な光学系を必要とするという欠点
を持っている。

本発明は、上述のような欠点を解決した簡単な構成の測
距用光学系を提供することを目的とする。

し問題点を解決するための手段］本発明に係る測距用光学系は、撮影レンズ光軸から横方
向に所定路離隔てた箇所からスポット光を投射し、撮影
レンズのフォーカシング動作に連動して投射スポット光
の投射角度を変える投光光学系と、撮影レンズの撮像面
と実質的に等価な面に位置し、２つの受光素子Ａ、Ｂか
らなる２分割光センサと、投射スポット光の被写体によ
る反射光を当該撮影レンズを介して受光し、当該２分割
光センサに導く受光光学系とからなる。

また、本発明では更に、視感度補正フィルタを嵌合した
アパーチャを具備する不透明部分及び可視光をカットす
るフィルタ部分を有する切換板を用いて２分割光センサ
に入射する光束を切換えうるようにする。この結果、２
分割光センサをスポット測光用にも利用できる。

［実施例］以下、図面に示した実施例を参照して本発明を説明する
。第１図は、本発明に係る光学系の基本構成を示す。こ
の実施例では、測距光線受光用に搬彰レンズ１Ｇを兼用
し、２分割光センサ１５を撮像等側面（例えば、−眼レ
フ・カメラでのフィルム面）に配置しである。この結果
、受光光学系が極めて単純な構成となっている。演算回
路５０は、２分割光センサ１５の出力を比較して、その
比較結果に応じて撮影レンズ１６を移動させる回路であ
る。

投射スポット光は、撮影光軸に沿う撮影レンズ１６のフ
ォーカシング動作と連動してその投射角度を変えるよう
にしである。第１図中の撮影レンズ１Ｇと投射光とを結
ぶ破線は、連動関係を表わす。撮影レンズの前後動と投
射角度の変更とを連動させる機構自体は公知であるので
説明を省略する。

被写体からの反射光として光センサ１５に入射する光の
量は、受光光学系の口径面積に比例する。

また２分割光センサ１５の各出力は、投射スポット光の
反射光が２分割光センサ１５の受光面をはみ出さない場
合には受光光学系の焦点距離には関係しない。一般に撮
影レンズのＦｌｌが等しければ長焦点レンズはど、また
焦点距離が等しければＦ値が小さいほど、ｉ彰しンズの
口径は大きくなる。これは、焦点検出精度をより必要と
する条件、即ちより遠距離まで測距できなければならな
い条件と一致しており、この点で、本発明に係る上記構
成の光学系は、極めて合理的である。

第２図は、本発明を一眼レフ・カメラの自動合焦装置に
適用した場合の実施例を示す。投光レンズ１１は、圃影
光軸上での撮影レンズ１６の前後動、即ちフォーカシン
グ動作に連動して、その投光方向を変えるようにしであ
る。具体的には、一端を回動自在にレンズ筐体に軸支し
たレバー２０の中間部分に投光レンズ１１及び赤外発光
素子１２を固定し、レバー２０の先端に撮影レンズ１６
に向く突起２２を設ける。他方、撮影レンズ１６の側面
には、楔状の部材２４を固定してあり、この楔状部材２
４のデーバー面に上記レバー２０の突起を付勢しである
。これにより、撮影レンズ１６を前後動させると、レバ
ー２０がその支柱を中心に回動し、投光レンズ１１及び
赤外発光素子１２の向き即ち、投射光の角度を変える。

投光レンズ１１から被写体に向けられた投射スポット光
は、被写体で反射され、撮影レンズ１６に入射する。こ
の入射光は、第１ミラー１８を透過し第２ミラー１９で
反射され、撮像等価面に配置された２分割光センサ１５
に受光スポット像を形成する。

もちろん、２分割光センサ１５の出力が平衡するときに
撮影レンズ１６のピントが合っているように、楔状部材
２４及びレバー２０を連係させである。尚、第１ミラー
１８は赤外域光を１００％透過し、第２ミラー１９は赤
外域光を１００％反射するのが望ましい。

また、撮影レンズ１６は赤外域光をも通過させるコーテ
ィングを施すことが望ましい。さらに、２分割光センサ
１５は、撮像等価面に配置すると説明したが、厳密に言
うとｍｇｅレンズ１６には色収差があり、赤外域のピン
ト位置は若干焦点距離が延びる方向にズレるのが普通で
ある。よってこの聞をも考慮して、センサ１５の位置を
決めるべきであり、測距用光束の波長での撮像等価面に
配置すべきである。

尚、各種の交換レンズに対応するためには、撮影レンズ
１６の焦点距離に応じて投光スポット像の投光角を変化
させた投光部を各交換レンズ毎に持たせるようにすれば
よい。ズームレンズの場合には、最長の焦点距離の場合
を満足すれば良いことは言うまでもない。投射スポット
光の投光部がり角を小さくするには、投光レンズ１１の
焦点距離を長くしたり、赤外発光素子１２の発光面を小
さくするなどの方法がある。

第３図は、本発明における２分割光センサ１５の形状の
一例を示す。本発明では、２分割光センサ１５は、受光
素子へと同日からなり、両者の境界線は、合焦動作の際
の受光スポット像の移動方向に直交している。受光素子
Ａは、受光素子Ｂの反対側で幅の狭い足状の部分１５ａ
を具備し、その足状部分１’５ａを除いた受光スポット
像移動方向の長さは、合焦時のスポット像（第３図に破
線で示した）を受容しつる大きさにしである。受光素子
Ｂの受光スポット像移動方向の長さは、少なくなども合
焦時のスポット像を受容しうる大きさであればよい。受
光スポット像移動方向とは直交する方向での光センサ１
５の幅も、合焦時のスポット像を受容しうる大きさであ
るのがよい。

このセンサ形状によれば、合焦時以外は受光スポット像
がセンサ１５から一部はみ出すことを許容しているが、
何故このような構成をとっても問題が生じないかという
ことを第４図を参照して説明する。第４図の（Ａ）は、
被写体が近距離にあって撮影レンズ１６のピントが艶を
向いているときの投射スポット光とその反射光の結像状
態を示している。この場合、センサ面上でのスポラ］・
像は、撮影レンズ光軸から外れているうえに、センサ面
上で大きくボケでおり、第６図の右側にセンサ１５に重
ねて描いた破線のような受光スポット像となる。ここで
受光スポット像の大部分は、センサ１５から外れている
が、このような状態となるのは、被写体が十分近距離に
ある場合だけである。よって、センサ１５には受光スポ
ット像の一部が入射するだけであるけれども、センサ１
５は十分な出力を発生する。素子Ａ及び素子Ｂからなる
２分割光センサの素子Ａの出力が素子Ｂより大ぎい場合
には撮影レンズ１６を近距離側〈ピントが合う側）に移
動させるようにしておく。すると、ＶＡｒレンズが繰り
出されると同時に投光系がこのフォーカシング動作に機
械的に連動し、被写体に反射されたスポット光は、光セ
ンサ１５面上で第６図の（Ｂ）に示す状態を経て同（Ｃ
）に示す状態に至る。第６図の（Ｃ）の状態では素子Ａ
と素子Ｂの出力が一致しており、合焦状態と判定される
。受光スポラ１〜＠もセンサ面上で合焦状態となる。

次に第６図の（Ｅ）のように被写体距離よりも搬彰レン
ズのピントが近距離側に位置する場合を考える。この場
合、受光スポット像は、光センサ１５に全く入射してい
ない。即ち光センサ１５の両出力はＯである。ところが
投光式の合焦検出装置を構成する場合、光センサ１５か
らの出力が無いときには蕗影レンズを（１）側に移動さ
せるように制御することは必須である。よってｉｆレン
ズ１６は必然的に第６図の（Ｄ）の状態を経て、第６図
（Ｃ）の合焦状態となるように制御される。

第５図は、本発明に係る測距用光学系を露出スポット測
光用に利用する場合の実施例を示す。ここで、撮影レン
ズ１６、第１ミラー１８、第２ミラー１９及び２分割光
センサ１５の配置は第２図で示したものと同じである。

この実施例では更に、光センサ１５を露出スポット測光
用に切換使用するための切換板３１を光センサ１５の前
面に配置しである。この切換板３１は、光センサ１５を
合焦検知用に用いるときに外乱光の影響を少しでも減ら
すための可視光カットのフィルタ部分３２と、露出スポ
ット測光用に用いるときにスポット測光領域を規定する
アパーチャー３３を具備する不透明部分３４とからなり
、そのアパーチｖ−３３には視感度補正フィルターをセ
ラｌ〜しである。

この切換板３１は、横方向にスライド自在であり、切換
板３１をスライドさせる機構は、光センサ１５の出力を
自動合焦の演算回路に接続するが、あるいは露出演算回
路又は測光回路に接続するかを切換える回路切換機構に
連動している。第６図は、フィルタ３１の可視光カット
・フィルタ部分３２を光センサ１５の前面に位置させた
状態で第２反射ミラー１９の側から見た様子を示す。

上記実施例では２分割光センサ１５をカメラボディー側
に設けているが、これを第７図に示すようにレンズ鏡筒
側に配設し、撮影レンズ１６の後側に配置したビームス
プリッタ１７で被写体からの反射光を光センサ１５に導
いてもよい。これにより単独でオートフォーカスレンズ
として構成できる。

また第２図示の実施例では投光部を各交換レンズ毎に持
たせたが、第８図に示すように、発光素子１２をカメラ
ボディー側に配することもできる。

この場合、ミラー３５、投光レンズ１．１及び可動ミラ
ー３６により測距基長を長くする。可動ミラー３６がフ
ォーカシング動作と運動して、投射スポット光を走査し
投光角を変える。交換レンズに応じて投光角を変えるた
めには、投光レンズ１１の焦点距離を＠影しンズの焦点
距離に応じて変えるようにすればよい。

［発明の効果］本発明によれば、受光光学系に撮影レンズを兼用してい
るため非常にシンプルな光学系となる。

また同じＦ値ならば長焦点レンズはど、同じ焦点距離な
らばＦ値が小さいほど撮影レンズの有効口径は大きくな
るが、これはまたより高い合焦検出精度を必要とする条
件、即ちより遠距離まで測距しなければならない条件と
一致しているため、極めて合理的な構成の光学系を提供
することができる。またそのような利点を生かしながら
２分割光センサ形状を必要最小限としたので、外乱光ノ
イズや暗電流の影響の少ないセンサとすることができる
。

さらに、この構成の光センサを簡単にスポット測光用セ
ンサとして用いることができ、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学系の基本構成説明図である。第２図及び第３図は、本発明を一眼レフに適用した場合
の一実施例を示す図である。第４図は本発明の詳細な説明する図である。第５図及び第６図は本発明の光センサを露出スポット測
光用に利用できるようにした例を示す図である。第７図及び第８図は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。第９図及び第１０図は従来例を示す。１１・・・投光レンズ　１２・・・赤外発光素子　１３
・・・被写体　１４・・・受光レンズ　１５・・・２分
割光センサ　−６・・・撮影レンズ　１７・・・ビーム
スプリッタ−１８・・・第１ミラー　１９・・・第２ミ
ラー　２０・・・レバー　２２・・・突起２４・・・横
形部材　３１・・・切換板　３２・・・可視光カットフ
ィルタ部分　３３・・・アパーチャー　３４・・・不透
明部分　３５・・・ミラー　　３６・・・可動ミラー　
５０・・・演算回路り第１１１ｔり第２図第３図第４図第５図第６図第７図！８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮影レンズ光軸から横方向に所定距離隔てた箇所
からスポット光を投射し、撮影レンズのフォーカシング
動作に連動してその投射スポット光の投射角度を変えう
る投光光学系と、撮影レンズの撮像面と実質的に等価な面に位置し、２つ
の受光素子Ａ、Ｂからなる２分割光センサと、投射スポット光の被写体による反射光を当該撮影レンズ
を介して受光し、当該２分割光センサに導く受光光学系とからなることを特徴とする測距用光学系。
（２）前記２分割光センサが、受光光学系による受光ス
ポット像の移動方向に直交する線で分割された受光素子
Ａ及び受光素子Ｂとからなり、一方の素子Ａが、他方の
素子Ｂの反対側に、スポット像の移動方向に延びる狭い
足状受光面を具備する特許請求の範囲第（１）項に記載
の測距用光学系。
（３）前記受光光学系が、撮影時以外は撮影レンズ透過
光束のほとんどを別の光学系に反射し一部を透過する第
１ミラーと、当該第１ミラーを透過した光束を２分割光
センサに向ける第２ミラーとからなる特許請求の範囲第
（１）項または第（２）項に記載の測距用光学系。
（４）前記第１ミラーの透過特性及び第２ミラーの反射
特性が、赤外線のみを２分割光センサに伝達するもので
ある特許請求の範囲第（３）項に記載の測距用光学系。
（５）前記受光光学系が、撮影レンズの後方に位置する
ビーム・スプリッタであり、当該ビーム・スプリッタを
レンズ鏡筒内に組込んである特許請求の範囲第（１）項
又は第（２）項に記載の測距用光学系。
（６）撮影レンズ光軸から横方向に所定距離隔てた箇所
からスポット光を投射し、撮影レンズのフォーカシング
動作に連動して投射スポット光の投射角度を変えうる投
光光学系と、撮影レンズの撮像面と実質的に等価な面に位置し、２つ
の受光素子Ａ、Ｂからなる２分割光センサと、投射スポット光の被写体による反射光を当該撮影レンズ
を介して受光し、当該２分割光センサに導く受光光学系
と、視感度補正フィルタを嵌合したアパーチャを具備する不
透明部分及び可視光をカットするフィルタ部分を有し、
２分割光センサへの入射光束を規制する切換板とからなり、当該２分割光センサを合焦用に用いる場合
には当該切換板の可視光カット・フィルタ部分を当該２
分割光センサの受光面の前に移動させ、当該２分割光セ
ンサをスポット測光用に用いる場合には当該切換板のア
パーチャを２分割光センサの受光面の前面に移動させる
ことを特徴とする測距用光学系。
（７）前記２分割光センサが、受光光学系による受光ス
ポット像の移動方向に直交する線で分割された受光素子
Ａ及び受光素子Ｂとからなり、一方の素子Ａが、他方の
素子Ｂの反対側に、スポット像の移動方向に延びる狭い
足状受光面を具備する特許請求の範囲第５項に記載の測
距用光学系。
（８）前記受光光学系が、撮影時以外は撮影レンズ透過
光束のほとんどを別の光学系に反射し一部を透過する第
１ミラーと、当該第１ミラーを透過した光束を２分割光
センサに向ける第２ミラーとからなる特許請求の範囲第
（６）項または第（７）項に記載の測距用光学系。
（９）前記第１ミラーの透過特性及び第２ミラーの反射
特性が、赤外線のみを２分割光センサに伝達するもので
ある特許請求の範囲第（８）項に記載の測距用光学系。
（１０）前記受光光学系が、撮影レンズの後方に位置す
るビーム・スプリッタであり、当該ビーム・スプリッタ
をレンズ鏡筒内に組込んである特許請求の範囲第（６）
項又は第（７）項に記載の測距用光学系。