JPS58100809A - 合焦検出用光学系 - Google Patents
合焦検出用光学系Info
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- JPS58100809A JPS58100809A JP20032781A JP20032781A JPS58100809A JP S58100809 A JPS58100809 A JP S58100809A JP 20032781 A JP20032781 A JP 20032781A JP 20032781 A JP20032781 A JP 20032781A JP S58100809 A JPS58100809 A JP S58100809A
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- Japan
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- optical system
- light
- focus detection
- imaging
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (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】
本発明は、レンズシャー2夕を用いたコンパクトカメラ
に於いて好適に用いられるアクティブ方式の合焦検出用
光学系に関するものであるするものである。
に於いて好適に用いられるアクティブ方式の合焦検出用
光学系に関するものであるするものである。
従来、レンズシャッタカメラ等の合焦検出装置に於いて
は、例えば第1図に示すようにLED等の光源lから射
出された光束を、投光光学系2を経て不図示の物体に光
束11として投光し、物体で反射し受光光学系3に戻っ
てくる光束I2がら物体までの距離情報を求める所謂基
線長方・式の測距方式が基本的な方式とされている。こ
こで光束fllは受光光学系3に戻ってくる光強度を高
めることと、受光光学系3の光軸C1上の光電変換素子
面4上に生ずるスポットgを小さくするという意味から
平行光束に近い方が望ましい。物体から反射してきて受
光光学系3に入射する光束g2は、物体までの距離に応
じて受光光学系3の光軸c1となす入射角度θが変化し
、例えば受光光学系3の焦点面上に設置した光電変換素
子面4上に形成されるスポットSは受光光学系3の光軸
c2がら距離δだけ偏位することになる。第1図に於い
て、投、受光光学系2.3から投光光学系2の光軸C1
の延長上にある不図示の物体までの距離をD、受光光学
系2.3の光軸C1、C2間の距離を基線長L、受光光
学系3の焦点距離をf、無限遠の物体の結像位置に対応
する焦点面上の光軸c2の位置から、物体からの反射光
のスボッ)Sの中心までの距離を前述のようにδとする
と、幾何学的な位置関係より、 D/L= f/δ 即ち δ= f @L/D ・・・・・(1)が求
められる。
は、例えば第1図に示すようにLED等の光源lから射
出された光束を、投光光学系2を経て不図示の物体に光
束11として投光し、物体で反射し受光光学系3に戻っ
てくる光束I2がら物体までの距離情報を求める所謂基
線長方・式の測距方式が基本的な方式とされている。こ
こで光束fllは受光光学系3に戻ってくる光強度を高
めることと、受光光学系3の光軸C1上の光電変換素子
面4上に生ずるスポットgを小さくするという意味から
平行光束に近い方が望ましい。物体から反射してきて受
光光学系3に入射する光束g2は、物体までの距離に応
じて受光光学系3の光軸c1となす入射角度θが変化し
、例えば受光光学系3の焦点面上に設置した光電変換素
子面4上に形成されるスポットSは受光光学系3の光軸
c2がら距離δだけ偏位することになる。第1図に於い
て、投、受光光学系2.3から投光光学系2の光軸C1
の延長上にある不図示の物体までの距離をD、受光光学
系2.3の光軸C1、C2間の距離を基線長L、受光光
学系3の焦点距離をf、無限遠の物体の結像位置に対応
する焦点面上の光軸c2の位置から、物体からの反射光
のスボッ)Sの中心までの距離を前述のようにδとする
と、幾何学的な位置関係より、 D/L= f/δ 即ち δ= f @L/D ・・・・・(1)が求
められる。
従って、受光光学系の焦点距離fが長い程、或いは基線
長りが長い程、移動距離δが大きくなり距離検出感度が
高くなる。このことは第2図に示す光電変換素子5a、
5b、5cの面上で無限遠の物体の結像位置Pから、距
離りにある物体からの反射光の強度分布Iの中心位置Q
までの距離δが、焦点距離fを一定とすれば投光光学系
2と受光光学系3との光軸C1,02間の間隔、即ち基
線長りに比例することを意味している。この基線長りの
意味するところは必ずしも役、受光光学系2.3の光軸
C1、C2間の間隔だけに限らず、投、受光光学系2.
3の開口重心間隔でもよい、一般的には基線長りは開口
重心間隔であり、第1図に示すように多くの光学系では
開口重心間隔と光軸間隔は一致しているのが通常である
。
長りが長い程、移動距離δが大きくなり距離検出感度が
高くなる。このことは第2図に示す光電変換素子5a、
5b、5cの面上で無限遠の物体の結像位置Pから、距
離りにある物体からの反射光の強度分布Iの中心位置Q
までの距離δが、焦点距離fを一定とすれば投光光学系
2と受光光学系3との光軸C1,02間の間隔、即ち基
線長りに比例することを意味している。この基線長りの
意味するところは必ずしも役、受光光学系2.3の光軸
C1、C2間の間隔だけに限らず、投、受光光学系2.
3の開口重心間隔でもよい、一般的には基線長りは開口
重心間隔であり、第1図に示すように多くの光学系では
開口重心間隔と光軸間隔は一致しているのが通常である
。
本考案の目的は、以上の事実に鑑み、光学系の開口を光
軸非対称にすることによって、例えば受光光学系の凸レ
ンズの開口を変形させ凸レンズを通過する収束光束を光
軸非対称に偏らせ、空いた空間部に他の機構を設置し、
空間部を有効に使用するコンパクトなカメラに好適な合
焦検出用光学系を提供することにあり、その要旨は、被
検体に対向する第1の結像光学系と、該第1の結像光学
系の光軸と平行な光軸を有し被検体に対向する第2の結
像光学系とから成る合焦検出用光学系に於いて、前記第
1又は第2の結像光学系のうち少なくとも一方の結像光
学系の開口形状の重心がその結像光学系の光軸から偏位
していることを特徴とするものである。
軸非対称にすることによって、例えば受光光学系の凸レ
ンズの開口を変形させ凸レンズを通過する収束光束を光
軸非対称に偏らせ、空いた空間部に他の機構を設置し、
空間部を有効に使用するコンパクトなカメラに好適な合
焦検出用光学系を提供することにあり、その要旨は、被
検体に対向する第1の結像光学系と、該第1の結像光学
系の光軸と平行な光軸を有し被検体に対向する第2の結
像光学系とから成る合焦検出用光学系に於いて、前記第
1又は第2の結像光学系のうち少なくとも一方の結像光
学系の開口形状の重心がその結像光学系の光軸から偏位
していることを特徴とするものである。
本発明を第3図以下に図示の実施例に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第3図に於いて、10はLED等がら成る光源であり、
一般には赤外光を発光するものが好ましい。11は投光
光学系でありその光軸C1上には光源10が配置されて
おり、光源1oの像を平行光束ρ1として被写体空間の
適当な位置に形成するようになっている。この投光光学
系11の一方向には距離Bを隔てて受光光学系12が配
列され、この受光光学系12はその光軸c2を残して投
光光学系11側の端部が切欠された形状の偏動レンズで
あり、投光光学系11の光軸c1と受光光学系12の開
口部の重心G2との間隔、即ち基線長に相当する長さは
第1図の光軸間隔と同様にLであり、受光光学系12の
開口幅は例えば第4図に示すように長さAとなっている
。′更に説明を簡単にするために、投光光学系11、受
光光学系12のそれぞれの開口形状は光軸C1、開口重
心G2に関し二軸対称性を有するものとする。又、受光
光学系12の背後の焦点位置には、複数個の光電変換素
子から成る受光素子面13が、受光光学系12の面方向
と平行にかつその端部を受光光学系12の光軸C2にほ
ぼ揃えて配置されている。
一般には赤外光を発光するものが好ましい。11は投光
光学系でありその光軸C1上には光源10が配置されて
おり、光源1oの像を平行光束ρ1として被写体空間の
適当な位置に形成するようになっている。この投光光学
系11の一方向には距離Bを隔てて受光光学系12が配
列され、この受光光学系12はその光軸c2を残して投
光光学系11側の端部が切欠された形状の偏動レンズで
あり、投光光学系11の光軸c1と受光光学系12の開
口部の重心G2との間隔、即ち基線長に相当する長さは
第1図の光軸間隔と同様にLであり、受光光学系12の
開口幅は例えば第4図に示すように長さAとなっている
。′更に説明を簡単にするために、投光光学系11、受
光光学系12のそれぞれの開口形状は光軸C1、開口重
心G2に関し二軸対称性を有するものとする。又、受光
光学系12の背後の焦点位置には、複数個の光電変換素
子から成る受光素子面13が、受光光学系12の面方向
と平行にかつその端部を受光光学系12の光軸C2にほ
ぼ揃えて配置されている。
ここで投光光学系11、受光光学系12の光軸C1、C
2同志の間隔はL−(A/2)であり、前記(1)式の
しに代入するとδが小さくなり感度が低下してしまうよ
うに見受けられる。然しながら前述したように(1)式
のLは開口の重心間の間隔であり、第3図に示す実施例
と第1図に示すオートフォーカス装置の距離検出感度は
変るところはない。何故なら物体までの距離をD、受光
素子面13上の反射光スポットの中心Qがら受光光学系
12の光軸C2までの距離をδ′とすると、δ′= (
L−(A/2) ’j ・(f/D)◆(1/2)・
(A(d’ −f)−(D−f) ) /Cf@I
I)= ((2L−A)・f ) /(2I))、 A
−f /(2f・D)=f命LしD=δ となるからである。尚、上式でd′は物体距離りに対す
る受光光学系12による像面までの距離であり、 1/D+1/d’ =l/f ・ ・ ・(3)
の関係にある。
2同志の間隔はL−(A/2)であり、前記(1)式の
しに代入するとδが小さくなり感度が低下してしまうよ
うに見受けられる。然しながら前述したように(1)式
のLは開口の重心間の間隔であり、第3図に示す実施例
と第1図に示すオートフォーカス装置の距離検出感度は
変るところはない。何故なら物体までの距離をD、受光
素子面13上の反射光スポットの中心Qがら受光光学系
12の光軸C2までの距離をδ′とすると、δ′= (
L−(A/2) ’j ・(f/D)◆(1/2)・
(A(d’ −f)−(D−f) ) /Cf@I
I)= ((2L−A)・f ) /(2I))、 A
−f /(2f・D)=f命LしD=δ となるからである。尚、上式でd′は物体距離りに対す
る受光光学系12による像面までの距離であり、 1/D+1/d’ =l/f ・ ・ ・(3)
の関係にある。
ところで若し受光光学系12が第1図に示す受光光学系
3のように光軸対称の開口を有すると、受光光学系12
の開口重心G2を通り受光光学系12の光軸C2に平行
な直線がその場合の光軸となり、パトローネ室、或いは
スプール室の外郭14に近接又は接するような光線p3
が存在する。然し第3図に示す本実施例によれば偏動し
た受光光学系12を使用して物体からの反射光束ρ2を
受光光学系12の通過後に、パトローネ室或いはスプー
ル室の外郭14を避ける側に収束するようにしているの
で、先に説明したような不都合も生ぜず、基線長りを保
持したまま、受光光学系12の斜め後にパトローネ室1
5を配置できるような空間部が得られる。
3のように光軸対称の開口を有すると、受光光学系12
の開口重心G2を通り受光光学系12の光軸C2に平行
な直線がその場合の光軸となり、パトローネ室、或いは
スプール室の外郭14に近接又は接するような光線p3
が存在する。然し第3図に示す本実施例によれば偏動し
た受光光学系12を使用して物体からの反射光束ρ2を
受光光学系12の通過後に、パトローネ室或いはスプー
ル室の外郭14を避ける側に収束するようにしているの
で、先に説明したような不都合も生ぜず、基線長りを保
持したまま、受光光学系12の斜め後にパトローネ室1
5を配置できるような空間部が得られる。
本発明の他の実施例を第5図及び第6図番こ従って説明
する。尚、第3図、第4図と同一の符号+1同一の部材
及び位置等を示している。第5図番こ於いて受光光学系
の受光光学系16は、第3図の実施例とは逆の方向に偏
動したレンズとなっており、受光光学系16の光軸C2
と開口重心G2との関係は先の実施例とは異なって、受
光光学系16の光軸C2は投光光学系11と反対側の端
縁に存在する。そして受光素子面17は光源10から大
きく隔てるような位置に配置されている。従ってこの実
施例では物体からの反射光束p2は、受光光学系16を
通過後に光軸C2の付近に結像するので、投光光学系1
1と受光光学系16との間に斜線で示すような大きな空
間部18が得られ、この部分を有効に利用することが可
能となる。
する。尚、第3図、第4図と同一の符号+1同一の部材
及び位置等を示している。第5図番こ於いて受光光学系
の受光光学系16は、第3図の実施例とは逆の方向に偏
動したレンズとなっており、受光光学系16の光軸C2
と開口重心G2との関係は先の実施例とは異なって、受
光光学系16の光軸C2は投光光学系11と反対側の端
縁に存在する。そして受光素子面17は光源10から大
きく隔てるような位置に配置されている。従ってこの実
施例では物体からの反射光束p2は、受光光学系16を
通過後に光軸C2の付近に結像するので、投光光学系1
1と受光光学系16との間に斜線で示すような大きな空
間部18が得られ、この部分を有効に利用することが可
能となる。
次に第3図の実施例により生じた空間的余裕を有効に利
用した合焦検出用光学系について第7図により説明する
。第7図に於いて投光光学系19はアルへ−ダ式ファイ
ンダと兼用されており、対物レンズとなる凹レンズと接
眼レンズ20となる凸レンズは、この方式のファインダ
の基本構成要素である。投光光学系19と接眼レンズ2
0との間の光軸CI J−、には、透明なガラス又は合
成樹脂から成る光透過ブロック21が配設され、このブ
ロック21内には可視光を透過し赤外光を反射する凹面
鏡22が斜設されている。凹面鏡22は好ましくは回転
楕円体鏡とし、光透過ブロック21の側部に於かれた光
源10から射出された赤外光は、この凹面鏡22によっ
て収束光となり投光光学系19を通過してほぼ平行光束
p1となって射出される。又、投光光学系19と並設さ
れる受光光学系12は前述したように偏動レンズであり
、物体からの反射光ρ2は受光光学系12を通過後に光
軸C2側に収束され、受光光学系12の斜め後方の空間
部が活用し得ることになる。
用した合焦検出用光学系について第7図により説明する
。第7図に於いて投光光学系19はアルへ−ダ式ファイ
ンダと兼用されており、対物レンズとなる凹レンズと接
眼レンズ20となる凸レンズは、この方式のファインダ
の基本構成要素である。投光光学系19と接眼レンズ2
0との間の光軸CI J−、には、透明なガラス又は合
成樹脂から成る光透過ブロック21が配設され、このブ
ロック21内には可視光を透過し赤外光を反射する凹面
鏡22が斜設されている。凹面鏡22は好ましくは回転
楕円体鏡とし、光透過ブロック21の側部に於かれた光
源10から射出された赤外光は、この凹面鏡22によっ
て収束光となり投光光学系19を通過してほぼ平行光束
p1となって射出される。又、投光光学系19と並設さ
れる受光光学系12は前述したように偏動レンズであり
、物体からの反射光ρ2は受光光学系12を通過後に光
軸C2側に収束され、受光光学系12の斜め後方の空間
部が活用し得ることになる。
第8図の実施例は第5図の実施例により得られた空間部
18を有効に利用するものであり、投光光学系は第7図
の場合と同様である。受光光学系16を通過後の光束f
I2は、光軸C2に対して斜めに置かれた反射鏡23に
より偏向され、第5図番と示した空間部18内に配置さ
れた受光素子面17に入射するようになっている。今、
第5図に於1.Xて開口巾Aが例えば10mmの受光光
学系16の焦点距離が20mmとすると、第8図の実施
例では受光光学系16の焦点距離を23m+a〜25m
m程度に延長することができる。この延長により(1)
式から明らかなように距離検出感度が向上することにな
る。
18を有効に利用するものであり、投光光学系は第7図
の場合と同様である。受光光学系16を通過後の光束f
I2は、光軸C2に対して斜めに置かれた反射鏡23に
より偏向され、第5図番と示した空間部18内に配置さ
れた受光素子面17に入射するようになっている。今、
第5図に於1.Xて開口巾Aが例えば10mmの受光光
学系16の焦点距離が20mmとすると、第8図の実施
例では受光光学系16の焦点距離を23m+a〜25m
m程度に延長することができる。この延長により(1)
式から明らかなように距離検出感度が向上することにな
る。
従って、これらの実施例による合焦検出用光学系が占め
る面積は、受光光学系の焦点距離fと、投光光学系、受
光光学系とを含む幅Wとの積による面積で済み、更にほ
この面積中に他の機構、或いは合焦機能を向上させるこ
とのできる機構を収納することができる。
る面積は、受光光学系の焦点距離fと、投光光学系、受
光光学系とを含む幅Wとの積による面積で済み、更にほ
この面積中に他の機構、或いは合焦機能を向上させるこ
とのできる機構を収納することができる。
上述の実施例では、受光光学系を偏動光学系としたが、
場合によって投光光学系を偏動としても同様の効果が得
られる。又、偏動は投光光学系と受光光学系とを結ぶ直
線方向に行なうようにしているがこの方向と直交する方
向に実施しても支障はない。
場合によって投光光学系を偏動としても同様の効果が得
られる。又、偏動は投光光学系と受光光学系とを結ぶ直
線方向に行なうようにしているがこの方向と直交する方
向に実施しても支障はない。
以り説明したように本発明に係る合焦検出用光学系は、
受光光学系又は投光光学系に於いて開口屯心と光軸とを
偏位した偏動光学系を用いることにより生ずる余剰空間
を利用することにより、従来の合焦装置によって占めら
れる空間内に、更に距離検出感度の高い合焦検出用光学
系を収納したり、或いは従来より狭い空間内に距離検出
感度が同等の合焦検出用光学系を納めることが可能とな
る。又、ファインダ光学系の一部、例えば対物レンズを
投光光学系の投光レンズとして共用するような光学系と
した場合、空間利用効率は飛躍的に向−1−シ、最近コ
ンパクト化の傾向が著しい中級レンズシャッタカメラに
も塔載し得る合焦検出用光学系として利用することがで
きる。
受光光学系又は投光光学系に於いて開口屯心と光軸とを
偏位した偏動光学系を用いることにより生ずる余剰空間
を利用することにより、従来の合焦装置によって占めら
れる空間内に、更に距離検出感度の高い合焦検出用光学
系を収納したり、或いは従来より狭い空間内に距離検出
感度が同等の合焦検出用光学系を納めることが可能とな
る。又、ファインダ光学系の一部、例えば対物レンズを
投光光学系の投光レンズとして共用するような光学系と
した場合、空間利用効率は飛躍的に向−1−シ、最近コ
ンパクト化の傾向が著しい中級レンズシャッタカメラに
も塔載し得る合焦検出用光学系として利用することがで
きる。
第1図は従来のアクティブ基線長方式の合焦検出用光学
系の構成図、第2図は第1図の光電変換素子ヒの光強度
分布の説明図、第3図以下は本発明に係る合焦検出用光
学系の実施例を示し、第3図は第1の実施例の構成図、
第4図はその光学系の開口部の正面図、第5図は第2の
実施例の構成図、第6図はその光学系の開口部の正面図
、第7図は第1の実施例の応用例の構成図、第8図tよ
第2の実施例の応用例の構成図である。 符号lOは光源、11.19は投光光学系、12.16
は受光光学系、17は受光素子面、18付空間部、19
は凸レンズ、20は凹レンズ、21は光透過ブロック、
22は凹面鏡、ll+は投光光束、fi2は受光光束、
C1、C2は光軸、G2tth1ilIIらである。 特許出願人 キャノン株式会社 第1図 第3図 第5図 第7図 第8図 49−
系の構成図、第2図は第1図の光電変換素子ヒの光強度
分布の説明図、第3図以下は本発明に係る合焦検出用光
学系の実施例を示し、第3図は第1の実施例の構成図、
第4図はその光学系の開口部の正面図、第5図は第2の
実施例の構成図、第6図はその光学系の開口部の正面図
、第7図は第1の実施例の応用例の構成図、第8図tよ
第2の実施例の応用例の構成図である。 符号lOは光源、11.19は投光光学系、12.16
は受光光学系、17は受光素子面、18付空間部、19
は凸レンズ、20は凹レンズ、21は光透過ブロック、
22は凹面鏡、ll+は投光光束、fi2は受光光束、
C1、C2は光軸、G2tth1ilIIらである。 特許出願人 キャノン株式会社 第1図 第3図 第5図 第7図 第8図 49−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被検体に対向する第1の結像光学系と、該第1の結
像光学系の光軸と平行な光軸を有し被検体に対向する第
2の結像光学系とから成る合焦検出用光学系に於いて、
前記第1又は第2の結像光学系のうち少なくとも一方の
結像光学系の開口形状の重心がその結像光学系の光軸か
ら偏位していることを特徴とする合焦検出用光学系。 2、前記第1の結像光学系は光源と該光源からの光束を
被写体側に投光する投光光学系を有し、第2の結像光学
系は投光光学系によって被写体に投光された光束の反射
光を受光し得るようにした受光光学系と光電変換素子と
を有すt特許請求の範囲第1項記載の合焦検出用光学系
。 3、前記投光光学系の一部がファインダ光学系の一部を
兼ねる特許請求の範囲第2項記載の合焦検出用光学系。 4、前記ファインダ光学系がアルパーダ式ファインダで
ある特許請求の範囲第3項記載の合焦検出用光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20032781A JPS58100809A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 合焦検出用光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20032781A JPS58100809A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 合焦検出用光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100809A true JPS58100809A (ja) | 1983-06-15 |
| JPH0141963B2 JPH0141963B2 (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=16422447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20032781A Granted JPS58100809A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 合焦検出用光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100809A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0250114A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Hitachi Ltd | 自動合焦装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029330A (ja) * | 1973-07-03 | 1975-03-25 | ||
| JPS52138924A (en) * | 1976-05-15 | 1977-11-19 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Focal detector |
-
1981
- 1981-12-12 JP JP20032781A patent/JPS58100809A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029330A (ja) * | 1973-07-03 | 1975-03-25 | ||
| JPS52138924A (en) * | 1976-05-15 | 1977-11-19 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Focal detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0250114A (ja) * | 1988-08-12 | 1990-02-20 | Hitachi Ltd | 自動合焦装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0141963B2 (ja) | 1989-09-08 |
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