JPS6365923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、対物レンズの後に少なくとも１個の
格子が相関器および空間周波数フイルタとして配
置されており、この格子は上記対物レンズの結像
面の近くに置かれ、そして出力信号が表示装置な
らびに（もしくは）調整装置の制御に用いられる
光電式受信器系を備えたところの物体の光学像に
おける空間周波数の最大振幅面の相対的位置を決
定するための装置に係る。

このような装置では、空間周波数フイルタとし
てミラーレフカメラにフアインダ装置のプリズム
焦点合わせスクリーンを設けることが既に提案さ
れている。本発明は、このような装置の有利な変
形を示すものであり、その特徴とするところは次
のようである。即ち、対物レンズの第１の中間結
像面に目による主観的観察のための焦点合わせス
クリーンが配置されており、そして第２の中間結
像面には空間周波数フイルタとして光学的に有効
な格子が置かれ、この格子は対物レンズの別々の
瞳範囲を通過する光束をいつしよに変調し、そし
て分割して光電式受信器系に送るようにするので
ある。

光線分割器例えば角柱格子板
（Prismenraster）は、該光学分割器を離れ対物
レンズ瞳の夫々１つの像を投射する光束がプツシ
ユプルにすなわち両方の瞳像からの光の振動が
180゜だけ位相がずれるように形成されている。光
線分割器は同時に空間周波数フイルターでもある
ので上記のプツシユプルはその空間周波数につい
てである。したがつて複数の光電式受信器の出力
信号はプツシユプルである。焦点合わせスクリー
ンと格子との間には光路を曲げる光学的手段、例
えばペンタダハプリズムのような五角プリズムを
設けることができる。格子が動くように取付けて
あると有利であり、少なくとも１つの方向に、と
りわけ格子面に沿つた１つの方向に格子を往復動
もしくは連続運動するための手段を設ける。この
場合、格子はみぞの方向が五角プリズムの互いに
平行な側面と平行している角柱（例えば三角柱）
状格子線を有する格子とすることが出来る。主体
的な観察と焦点合わせの少なくとも一方のため焦
点合わせスクリーンは、微細な粗さがあるか粗さ
のない軸対象的な透明の内側部分と、光を屈折す
るあらい粗さのある外側部分を備えている。ま
た、五角プリズムは物体観察のための出口面を備
え、この出口面には、光束分割層として、観察に
用いられる瞳の外側だけ完全に鏡面化されたミラ
ーが附設されている。相関器格子により互いにさ
くそうした複数の光束は、集光器を経て入射瞳の
少なくとも２つのオーバラツプしない瞳像を形成
し、この瞳像の部分瞳には別々の、その形が特に
プリズム出口面での形状に適合している光電式受
信器が附属するようにするのがよい。焦点合わせ
スクリーンの内側部分の粗さを構成する要素によ
つてひき起こされる出射瞳二重像の分割は、粗さ
を構成する要素を適切に構成することにより、瞳
重なり帯域がプリズム出口面と重なるようなもの
とされる。

結像光学系の別々の瞳範囲を通過する光束は、
分割された部分として、また瞳範囲に対応して光
電式受信器系に送ることが出来る。

表示装置と調整装置の少なくとも一方のプラ
ス、マイナス等の前置符号の正しい制御のために
は、光電信号の大きさと位相位置と周波数とのう
ちの少なくとも１つを検出する装置を設けること
ができる。

物体の角速度の決定には、光電信号の周波数と
位相位置とのうちの少なくとも一方を用いること
が出来る。少なくとも１つの差動増幅器に、入力
信号として別々の瞳像の２つの範囲から得られる
光電プツシユプル信号を送るのがよい。この場
合、差動増幅器の出力信号を基準としての格子の
ための動作信号で処理する位相に鋭敏な整流器を
設けることができる。

本発明による装置は、一眼レフカメラに用いる
と好都合である。

本発明による装置は、既知の装置と比べ、光電
測定用に一層大きい光束部分を用いる利点を備え
ている。それだけではなく、光束の分割は観察瞳
の後方で始めて行われるので、光束の分割は任意
に選択することができる。光線分割器として角柱
格子溝を有する格子が使用されると、角柱の側面
の傾斜が光線の発散度を定める、すなわち瞳像が
離れるだけ発散するように定める。本発明では瞳
像に重なりが生じないように角柱の側面の傾斜を
選択する。従つて光束の分割は、瞳の重なりがど
んな場合にも確実に避けられるように行うことが
出来る。このことは、とりわけ異なる明るさをも
つ対物レンズの使用の場合にもあてはまる。最後
に、格子のサイズは焦点合わせスクリーンのサイ
ズより小さくすることができ、これは構造的に有
利であり、そして格子の振動の場合には動作エネ
ルギーは僅かでよい。

本発明による装置を、図に概略が示された実施
例を用い以下に詳細に説明する。

第１図は、レフカメラにおける本発明による装
置の使用を示す。対物レンズ２は被測定物体（図
示されていない）を揺動可能のミラー２３を経て
焦点合わせスクリーン３のある第１平面に結像す
る。この焦点合わせスクリーン３は、第２図に一
層正確に示されている。結像光路は焦点合わせス
クリーン３を通り抜け、そして五角プリズム３
５、例えばペンタダハプリズムによつて屈折させ
られる。図示のように、結像光束は２回反射して
プリズム３５の第１出口面６１に達し、第１出口
面６１の後にはミラー１７が配置されている。こ
のミラー１７は２個のガラス部分４，５の間に貼
り付けてある。第３図は、ミラー１７の平面図で
ある。ミラー１７は後方に挿入されたフアインダ
接眼レンズ９による観察のため部分反射面化され
るか、もしくは非反射面化された中央部分１７ｂ
を備え、この中央部分１７ｂは完全に反射面化さ
れた部分１７ａで取り囲まれている。反射面化さ
れた部分１７ａにおける反射後、光路はプリズム
３５の第２出口面としてのプリズム面４９に貼り
付けられたプリズム１０を通過し、中間結像面に
置かれ、図の紙面に平行して格子溝のある角柱状
格子線を有する格子板１１に達する。この格子板
１１は、図の紙面に対し垂直に可動に支持されて
おり、そして圧電発振器１２により往復動状態に
置くことができる。格子板１１の後方に配置され
た集光レンズ１５は、格子板１１で分割された光
線を夫々２個の光電式受信器６，７に向けて集光
し、格子板１１とこの上に投影される物体像との
間に、第１図の紙面と垂直方向に１つの角柱格子
線の幅だけの相対運動が行われると、それぞれ１
つの物点に所属する光線は１つの光電式受信器か
らもう１つ別の光電式受信器に及びその逆に移行
する。第１ａ図は、第１図の光軸に沿つた一部の
断面図における光電式受信器６，７、とプリズム
１０と格子板１１と圧電発信器１２と集光レンズ
１５を表している。

図示されているように、各光電式受信器６，７
は対物レンズ２の全瞳面からの光束のうち格子板
１１が含む空間周波数をフイルターした光束の全
部を受ける。本発明による装置の別の実施形態で
は、第６図に示すようにミラー１７すなわちプリ
ズム出口面の瞳形状に対応した形の光電式受信器
１３と１４が用いられることができる。プリズム
出口面の瞳形状に対応した形の光電式受信器１
３，１４は第１ａ図に示す受信器６，７と同様に
夫々１つの光電式受信器として構成されるが、更
に変形例として、第５図に示すように、対物レン
ズ２の右と左の瞳半分の光束を別々に受け入れる
ように、光電式受信器１３，１４の夫々半分の面
積の１対の光電式受信器１３ｌ及び１３ｒと１４
ｌ及び１４ｒとにより構成することもできる。揺
動可能のミラー２３の後には、対物レンズ２を通
る入射光路の延長にレフカメラにおける物体像を
撮影するためのフイルム１８が配置されている。

プツシユプル信号を使用するための原則は、特
開昭48―60645号に述べられている。

第２図に示すように、焦点合わせスクリーン３
は、接眼レンズ９を経て目による主観的な焦点合
わせをするための外側の粗い格子部分３ｂを備え
ている。これに対し内側部分３ａは、格子板１１
による測定領域に相当する。焦点合わせスクリー
ン３は主観的な補助目的（主観的距離調節）のた
め計測くさびを備え、計測くさびの分割縁の作用
により、第４図に示されているように、格子板１
１のみぞの方向に像分割の作用をする。

上述の装置の作動態様は、次のごとくである。

光軸に沿つて調節のできる対物レンズ２によ
り、物体は焦点合わせスクリーン３と更に格子板
１１とに結像される。焦点合わせの際は、目でフ
アインダ接眼レンズ９をのぞき、焦点合わせスク
リーン３の格子部分３ｂ（第２図）上で、所望の
物体の鮮明な像を視察し、そのとき物体の中央部
分が内側部分３ａでは分割を示さない。この場合
は、格子板１１上にもシヤープな物体像があるの
で、物体の粗さを構成する組織と格子の粗さを構
成する組織の間に相対運動が起ると、物体像から
の光束が交互に光電式受信器６と７に導かれる。
物体が格子板１１の上にシヤープに結像されると
最大振幅を有する電気信号を受信器６，７は発生
する。尚格子板１１が有する空間周波数をフイル
ターした光束による光電受信器の電気信号は物体
の焦点合わせに関しては２つの判断基準により評
価でき、その１つは振幅であり、最大振幅のとき
に焦点が合つており、他の１つは位相であり、位
相が同じであるときは焦点が合つている。光電受
信器６，７からの信号は、周知のように同相分か
ら差形成によつて取り出され、そしてその大きさ
にしたがつて評価される。レンズ２は、制御回路
で最適の焦点合わせに制御される。

第５図にしたがい、光電受信器１３としてレン
ズ２の直径方向の２つの部分に附属する光電式受
信器１３ｌと１３ｒの１組の受信器を、そして同
様に光電受信器１４として光電受信器１４ｌ，１
４ｒの１組の受信器を使用すると、焦点合わせの
際、格子１１と物体像の間の相対運動時に生ずる
受信器の交流出力信号は１３ｒ，１４ｒの間と１
３ｌ，１４ｌの間ではプツシユプルで１３ｌ，１
３ｒの間と１４ｌ，１４ｒの間では同相である。
したがつて受信器１３ｌ，１４ｌ並びに１３ｒ，
１４ｒは、それぞれプルシユプル増幅器で接続さ
れている。像の焦点面が格子１１の前もしくは後
にあると、右及び左のレンズ部分ｒ，ｌの視差に
対応して部分ｒに所属する増幅器出力信号の相は
１つの方向において、そして部分ｌに所属する信
号の相は別の方向において時間的にずれるか、或
いは上記とは逆の方向において位相がずれる。従
つてこれらの位相ずれから信号の高さの評価に加
えて、レフカメラの焦点合わせの偏差の量とプラ
スとマイナスのの記号が決定される。

本発明による装置は、写真レンズの焦点合わせ
に適するだけでなく、例えば光電式受信器より生
ずる電気信号の周波数から乗物の速度も測定可能
とする。電気信号の周波数から許容範囲の最大速
度を知ることができる。目による観察は、車道に
対する正しい調節と、装置による乗物の捕捉の役
目をする。本発明による装置をカメラの部分と結
合して、監視される乗物の写真記録が可能であ
り、そして最高速度を超えた場合もしくは安全間
隔を下回つた場合、光電受信器よりの電気信号に
より自動的にシヤツタが切られる。この場合周波
数が基準値となるだけでなく、電気信号の振幅又
は位相の基準値よりのずれで検出できる。

第２図に関し述べたことであるが、焦点合わせ
スクリーン３の内側部分３ａの計測くさびによる
瞳分割は、光電式信号獲得には悪いことではな
い。なぜなら、計測くさびの分割線の位置を格子
溝と平行にすることにより、瞳分割は格子板１１
の格子溝と平行して行われ、物体の格子溝に平行
な部分からの光束は空間周波数フイルター（格子
板）によつては変調されず、そして電気信号の位
相にはなんらの影響を及ぼさないからである。勿
論瞳分割は、計測くさび角の選択により瞳の重な
る帯域が五角プリズム３５の出口面１７と合致す
るようにすべきである。

本発明による装置をカメラに使用すると、距離
計としてだけでなく、露出計としても利用でき
る。それは距離計のために使用される光電式受信
器の出力信号が該装置により捕捉される部分の背
景の明るさ、物体の明るさ等についての情報を含
んでいるからである。これに対し、全像に関する
露光測定には、光電式受信器は格子板１１上の被
写体の主要点の周囲の場をおおうように選定する
必要がある。

実施例では、角柱溝を有する格子が用いられた
とはいえ他の格子、例えば振幅格子も発明の実施
に用いられる。

本発明の好ましい実施の態様を列挙すれば次の
通りである。

(1) 焦点合わせスクリーン３と格子板１１の間に
光路を曲げる光学的な手段が、例えば五角プリ
ズム３５の形で設けられていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第１項に記載の装置。

(2) 前記五角プリズム３５の第２出口４９に格子
板１１が設けられていることを特徴とする、特
許請求の範囲の各項と前項のうちのいずれか１
つに記載の装置。

(3) 格子板１１がその溝で五角プリズム３５の互
に平行している側面と平行するように方向が定
められている角柱溝を有する格子であることを
特徴とする、前項に記載の装置。

(4) 焦点合わせスクリーン３は微細な粗さの付い
ているかもしくは粗さの付いていない軸対称の
透明な内側部分３ａと主観的な観察および（も
しくは）焦点合わせのための光を屈折する粗さ
の付いた外面３ｂを備えていることを特徴とす
る、特許請求の範囲の各項と上記の各項のうち
のいずれか１つに記載の装置。

(5) 五角プリズム３５が物体観察のための出口面
６１を備え、この出口面６１には、光束分割層
として観察に用いられる射出瞳の外側だけ完全
に鏡面化されたミラー１７が附設されているこ
とを特徴とする、上記第１項に記載の装置。

(6) 焦点合わせスクリーン３の内側部分３ａの粗
さによつて生じる射出瞳二重像の分割が、粗さ
を構成する要素の適切な形成により、瞳の重な
る帯域がプリズム出口面６１と重なるような寸
法となつていることを特徴とする、上記第４項
または第５項に記載の装置。

(7) 結像光学系２の別々の瞳範囲を通過する光束
が、瞳範囲に対応して分割され、光電式受信器
系に分離された部分として送られることを特徴
とする特許請求の範囲の各項と上記各項のうち
のいずれか１つに記載の装置。

(8) 表示装置および（もしくは）調節装置のプラ
ス、マイナスの記号の正しい制御のため、光電
信号の大きさおよび（或いは）位相位置および
（或いは）周波数の確認のための配置が設けて
あることを特徴とする、特許請求の範囲各項と
上記各項のうちのいずれか１つに記載の装置。

(9) 物体の角速度の決定のため、光電信号の周波
数と位相位置とのうちのいずれかが用いられる
ことを特徴とする、特許請求の範囲各項と上記
各項のうちのいずれか１つに記載の装置。

(10) 入力信号として、相異なる瞳像の２つの範囲
から得られる光電プツシユプル信号が送られる
少なくとも１個の差動増幅器を備えることを特
徴とする、特許請求の範囲各項と上記各項のう
ちのいずれか１つに記載の装置。

(11) 本発明による装置を安全距離制御カメラに使
用することを特徴とする、特許請求の範囲各項
と上記各項のうちのいずれか１つに記載の装
置。

(12) 部分露光測定のため、光電式受信器系の出力
信号を補足的に使用することを特徴とする、特
許請求の範囲各項と上記各項のうちのいずれか
１つに記載の装置。

(13) 物体の全像に関する露光測定には光電式受
信器が格子板１１上の物体の主要部の周囲の場
をおおうように選定されることを特徴とする、
特許請求の範囲の各項と上記各項のうちのいず
れか１つに記載の装置。

(14) 本装置をミラーレフカメラ又は速度制御カ
メラまたは記録カメラに用いることを特徴とす
る、特許請求の範囲各項と上記各項のうちのい
ずれか１つに記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は五角プリズムを備えた本発明による装
置における光路の側面図、第１ａ図はその１部の
拡大図、第２図は第１図の焦点合わせスクリーン
の平面図、第３図は第１図の五角プリズムの出口
面の平面図、第４図は計測くさびによる射出瞳像
の高さのずれを示す図、第５図は第１図による相
関計測格子によつて形成された射出瞳二重像およ
び附設の光電信号用回路図を示す図、第６図は２
個の受信器を用いた際のその形状が第３図による
五角プリズムの出口面に適合する光電受信器の図
である。 ２…対物レンズ、３…焦点合わせスクリーン、
６，７…光学式受信器系、１１…格子、１３ｌ，
１３ｒ，１４ｌ，１４ｒ…光学式受信器、１５…
集光器、６１…プリズム出口面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対物レンズの後に少なくとも１個の格子が相
   関器ならびに空間周波数フイルタとして配置され
   ており、前記格子の後に光電式受信器系が配置さ
   れており、該光電式受信器系の出力信号が対物レ
   ンズの位置の表示と調節のために用いられるよう
   にした、対象物の光学像内の１つの空間周波数の
   最大振幅面の位置を決定するための装置におい
   て、視覚観察のため対物レンズ２の第１中間結像
   面に配置される焦点合わせスクリーン３と、結像
   光線路における前記焦点合わせスクリーン３の後
   に配置されるフアインダー９と、該フアインダー
   ９の前に配置され半透過反射面化もしくは非反射
   面化された部分１７ｂを有するミラー１７と、該
   ミラー１７よりの反射光路において前記対物レン
   ズ２の第２中間結像面に配置された空間周波数フ
   イルタとしての格子１１と、該格子１１を光軸に
   対し直角方向に連続動と往復動のいずれか一方を
   行わせる手段１２と、前記格子１１の後に配置さ
   れる結像レンズ１５と、該結像レンズ１５の後に
   配置される複数の光電式受信器６，７とを有し、
   前記格子１１により分割される、前記対物レンズ
   ２の異なる範囲を通過する光束を別々に受けるよ
   うに前記光電式受信器６，７が配置され、且つ前
   記光電式受信器６，７がプツシユプル信号を生ず
   ることを特徴とする装置。 ２ 前記焦点合わせスクリーン３と出口面６１に
   一致する形状のミラー１７との間にペンタダハプ
   リズム３５が配置され、該ペンタダハプリズム３
   ５の前記出口面６１の形状に一致する形状の受信
   面を前記光電式受信器１３，１４が有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。