JPH046509A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JPH046509A
JPH046509A JP10819590A JP10819590A JPH046509A JP H046509 A JPH046509 A JP H046509A JP 10819590 A JP10819590 A JP 10819590A JP 10819590 A JP10819590 A JP 10819590A JP H046509 A JPH046509 A JP H046509A
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JP
Japan
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lens
image
focus detection
optical system
pupil
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Application number
JP10819590A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Inahata
達雄 稲畑
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH046509A publication Critical patent/JPH046509A/ja
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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〕 本発明は、−眼しフカメラ、スチルビデオカメラ、ビデ
オカメラ等に用いられる焦点検出装置に関する。
〔従来の技術〕
この種従来の焦点検出装置として例えば特開昭62−3
2012号公報に記載のものは、第1O図に示した如く
、撮影レンズ1と、ミラーボックス2内に枢着されたハ
ーフミラ−から成る跳ね上げ式のクイックリターンミラ
ー3と、クイックリターンミラー3の裏面に枢着されて
いてクイックリターンミラー3がダウン位置(図示位置
)にある時は図示した如くクイックリターンミラー3と
直交した状態となるがクイックリターンミラー3がアッ
プ位置になった時は該クイックリターンミラー3の裏面
に密接した状態となるサブミラー4と、サブミラー4の
後方でミラーボックス2の後面に配置されたフィルム面
5と、サブミラー4による反射光路上であって上記フィ
ルム面5と等価の面に配置された視野絞り6と、視野絞
り6の近傍に配置されたコンデンサーレンズ(瞳投影レ
ンズ)7と、コンデンサーレンズ7の後方に配置された
ミラー8と、ミラー8の後方に配置された合焦精度を確
保し得る間隔を以って紙面と垂直な方向に並ぶ一対の開
口部を有する明るさ絞り9と、一対の明るさ絞り9の各
後方に夫々配置された紙面と垂直な方向に並ぶ一対のセ
パレータレンズ(再結像レンズ)10と、セパレータレ
ンズ10による結像位置に配置された受光素子11と、
クイックリターンミラー3による反射光路上であって上
記フィルム面5と等価の面に設けられたマット面12と
、マット面12の前側に設けられたコンデンサーレンズ
13と、マット面12と同位置に設けられた視野絞り1
4と、マット面12の後側に入射面が位置せしめられた
ペンタプリズムI5と、ペンタプリズム15の射出面の
後方に配置された接眼レンズ16とから構成されていた
。そして、撮影レンズ1とフィルム面5が撮像光学系を
構成していた。又、クイックリターンミラー3とサブミ
ラー4と視野絞り6とコンデンサーレンズ7とミラー8
と明るさ絞り9の一対の開口部と一対のセパレータレン
ズ10と受光素子11が、撮影レンズ1の異なる領域を
通過した光束を用いて一対の被写体像の相対的位置関係
を検出することにより焦点検出を行う位相差方式の集魚
検出光学系を構成していた。更に、クイックリターンミ
ラー3とコンデンサーレンズ13とマット面12と視野
絞り14とペンタプリズム15と接眼レンズ1Gがファ
インダー光学系を構成していた。
即ち、クイックリターンミラー3がアップ位置にある場
合は、撮影レンズ1により物点Oの一次像I。がフィル
ム面5上に結像せしめられる。
又、クイックリターンミラー3かダウン位置にある場合
は、撮影レンズ1による結像光束のうちクイックリター
ンミラー3を透過した光束は焦点検圧光学系へと導かれ
、クイックリターンミラー3で反射した光束はファイン
ダー光学系へと導かれる。
焦点検出光学系では、クイックリターンミラー3を透過
した光束がサブミラー4で反射されて物点Oの一次像1
.が視野絞り6上に結像せしめられ、その後コンデンサ
ーレンズ7、ミラー8.明ルサ絞り9の一対の開口部、
一対のセパレータレンズ10を経て受光素子11上に一
対の2次像1、、I、が結像せしめられる。
又、ファインダー光学系では、クイックリターンミラー
3で反射された光束がコンデンサーレンズ13により概
ね集光されて、物点0の一次像(、/がマット面12上
に結像せしめられ、その後視野絞り14の像と共にペン
タプリズム15で正立像に変換され、接眼レンズ16に
より拡大されてアイポイントEPにおいて観察される。
又、焦点検出光学系において、撮影レンズ1の射出瞳P
の像は、コンデンサーレンズ7により明るさ絞り9上に
結像せしめられており、明るさ絞り9の一対の開口部及
び一対のセパレータレンズlOによりこの射出瞳Pの異
なる領域を通過した二つの光束はある基線長(両光束の
重心(重心光束という)間の距離)を保って受光素子l
l上に導かれる。
又、上記従来技術を基本として撮影当該画面の中心部の
みでなく周辺部に対しても焦点検出を可能にした焦点検
出装置として、例えば゛特開昭63131111号や特
開平1−120513合公報に記載のものがある。
前者を第11図に基ついて説明すると、これは一つの大
きなNAの位相差光学系では視野周辺の解像力が低下す
るので、撮影レンズlの光軸(主光軸)と垂直な長辺方
向に並ぶ三組の位相差光学系を設けることにより視野を
広げたものである。
即ち、第11図において、視野絞り6は長辺方向に並ん
だ三つの開口部6a、6b、6cを有し、コンデンサー
レンズ7は各開口部6a、6b、6Cに夫々対応した三
つのレンズ7a、7b、7cを長辺方向に接続して成り
、明るさ絞り9は各レンX’7a、7b、7cに夫々対
応した三対の開口部9a、9b、9cを長手方向に並置
して成り、三対の開口部9a、9b、9cに夫々対応し
て三対のセパレータレンズ10 a、  l Ob、 
 l Ocが長手方向に並置され、受光素子11は三対
のセパレータレンズ10a、10b、locに夫々対応
して長手方向に並置された三つの受光素子11a。
11b、llcを有している。
そして、撮影レンズlによる結像光束は、視野絞り6の
三つの開口部6a、6b、6cによりその視野が決定さ
れつつ三つの1次像A、、BC1として該開口部6a、
6b、6cに夫々結像され、その後三つのコンデンサー
レンズ7a、7b、7c、明るさ絞り9の三対の開口部
9a、9b、9c、三対のセパレータレンズ10a、1
0b、10cを経て受光素子11の三つの受光部IIa
、llb、11cに夫々視差を持った各二つの2次像A
2 、B2 、C2として結像せしめられる。又、撮影
レンズ1の射出瞳Pの像は三つのコンデンサーレンズ7
a、7b、7cにより明るさ絞り9の三対の開口部9a
、9b、9c上に一つずつ結像せしめられており、該三
対の開口部9a。
9b、9c及び三対のセパレータレンズ10a。
10b、10cにより射出瞳Pの異なる領域を通過した
二つの光束は基線長を保って受光素子11の各受光部1
1a、llb、llc上に夫々導かれる。
又、後者は、撮影レンズ1の光軸と直交する視野絞り6
の長辺方向に開口部を並設して、この開口部に限定され
た離散的な焦点検出領域を定め、これに対応する離散的
な像を受光素子11のラインセンサーlidに結像する
視野伝達光学系(以下、視野系という)と、撮影レンズ
1の射出瞳Pを明るさ絞り9上に結像する瞳伝達光学系
(以下、瞳系という)との二重光学系によって構成され
たものである。
即ち、第12図において、視野絞り6は長辺方向に並ん
だ7つの開口部6dを有し、その後方に例えば5個の複
合レンズから成るフィールドレンズ18を配置し、更に
その後方に平凸の第二レンズ19を配置し、又その後方
の明るさ絞り9には視野絞り6の短辺方向に一対の開口
部9dか設けられている。そして受光素子11には視野
絞り6の開口部6dの数に等しい数のラインセンサ11
dが開口部6dに対応して設けられ、明るさ絞り9と受
光素子11の間には、明るさ絞り9の開口部9dに応じ
た一対のセパレータレンズ20と、第四レンズ21とが
配置されている。
そして、撮影レンズ1による結像光束は、視野絞り6の
各開口6dに応して物体像の中の異なる部分が、セパレ
ータレンズ20を介して一対の物体像として各ラインセ
ンサlid上に夫々結像せしめられる。尚、第13図は
主光軸を通って明るさ絞り9の短辺方向に平行な面で切
った焦点検出光学系を短辺方向から見た図であるが、こ
の図で示すように、主光軸に対して偏芯した短辺方向に
対称な位置に、明るさ絞り9の開口部9dを通るセパレ
ータレンズ20の各光軸がある間隔を置いて配置せしめ
られている。
尚、視野系においては、フィールドレンズ18は撮影レ
ンズ1の一次像に近いため、結像には殆ど寄与せず、主
に第二レンズ19とセパレータレンズ20と第四レンズ
21とによって二次像の結像が行なわれる。又、瞳系に
おいては、フィールドレンズ18と第二レンズ20とに
よって結像が行なわれている。従って、第二レンズ20
は視野及び瞳伝達光学系の両方に大きな作用を果たして
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記従来例には次のような欠点があった。
(1) 焦点検出領域が撮影視野の長辺方向のみに広が
りを有しており、短辺方向への広がりを有していない(
第11図、第12図参照)。
(ii)  焦点検出領域が離散的である。
視野系において焦点検出領域を広げることは、瞳系でい
うとNAを大きくして光学系を明るくすることであり、
視野系における視野絞り6は瞳系では明るさ絞りに相当
する。
従来技術では、瞳系のNAは、明るさ絞りの開口部が長
辺方向に離散的に並べられ、しかも幅が極端に狭いスリ
ット状に形成されることによってかなり絞られている。
このため受光素子ll上の二つの像の重心間距離がなん
とか基線長に対する許容誤差の範囲内に留まっている。
ところが、上記(i)の欠点を改善するために視野絞り
6の各開口部を短辺方向へ大きく広げると共に、(ii
)の欠点を改善するために離散した各開口部間のマスク
を無くしてしまうと、瞳系のNAが極端に大きくなり、
上述の茹き構成の光学系では球面収差を始めとする瞳系
の収差が増大する。その為、結果的に視野系の焦点検出
精度を所要の高さに維持できなくなるという欠点が生じ
ることになる。
特に特開平1−120518号公報の装置では、瞳系と
視野系の両方に作用する第二レンズ19は、NAを大き
くして瞳系の性能を向上させることと、収差を小さくし
て視野系の性能を向上させることとが互いに相反するた
め、この第二レンズ19の存在は両系の結像性能を同時
に向上させることを困難にしている。
又、コンデンサーレンズ7は三つのレンズ7a。
7b、7cを結合し、フィールドレンズ18は五つのレ
ンズを結合した複合フィールドレンズを夫々構成するが
、これらのレンズ7.18の接続部分の段差が大きく、
この部分を通過する光束によってゴースト像が発生する
。そして、上述のように視野絞り6のマスクを広げた場
合に、このゴースト像が受光素子11のイメージセンサ
上に到達することになるから、この点においても焦点検
出精度の低下を招くことになる。
又、上述のようにして(i)及び(ム)の欠点を解決し
ようとすると、何れの従来装置においても一次像即ち視
野系の像の物体高か大きくなる。
しかし、この大きくなった物体高全体に亘ってセンサー
面上での結像性能を良好に保つと共に、二つの二次像間
の距離誤差を許容範囲内に維持することが、従来のセパ
レータレンズの構成では不可能であった。
(ii)  光軸の調整が難しい。
上述の従来装置は、コンデンサーレンズやセパレータレ
ンズが複合的であったり、組になっていたりするため、
光軸が多く存在し、各光軸の位置調整が煩雑で困難であ
る。
特に特開昭63−131111号公報の装置においては
、3つのコンデンサーレンズ7a、7b。
7c各々に対応して夫々1組のセパレータレンズ10a
、10b、lOcが存在する為、コンデンサーレンズの
三元軸間の調整の他に、セパレータレンズの各々二元軸
間の調整や、コンデンサーレンズの光軸とこれに対応す
るセパレータレンズニ光軸の中心軸との調整が必要とな
る。
本発明はこのような課題に鑑みて、視野内の種々の位置
に対して焦点検出ができると同時に、焦点検出光学系の
組立て時等における調整を容易にした焦点検出装置を提
供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による焦点進出装置は、撮影レンズの射出瞳の異
なる領域を通過した光束を、明るさ絞りを介して二次結
像光学系によって光電変換素子上に一対の物体像として
結像させ、この光電変換素子上における一対の物体像の
相対的な位置関係を検出するようにした位相差方式の焦
点検出装置において、二次結像光学系を明るさ絞りの後
方に配置された2枚以上の正の屈折力を有するレンズに
よって構成すると共に、該レンズのレンズ面のうち少な
くとも一面を非球面にしたことを特徴とするものである
〔作 用〕
上記構成によれば、二次結像光学系を明るさ絞りの後方
に配置されていて少なくとも一面が非球面に形成された
2枚以上の正屈折力のレンズを備えたレンズ系によって
構成しているので、従来例のように、瞳系と視野系の両
方の収差を良好に補正する上で障害になっていた第二レ
ンズを省略することが可能になった。このため、瞳系の
収差はコンデンサーレンズで十分補正できると同時に、
視野系の収差は明るさ絞りの後方に配置された上述の正
屈折力のレンズによって十分補正できることになり、従
来例のように二次結像光学系を多数並設することなく、
物体の広い視野範囲に亘って、任意の一対の二次像を光
電変換素子上に結像させることができ、しかも高い焦点
検出精度と結像性能を得ることができる。
〔実施例〕
以下、図示した実施例に基づき、上述の従来例と同一の
部材には同一符号を付して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の原理図を示すものであり、これを第一
実施例(後述の第1数値例)として説明する。図は焦点
検出光学系のうち、視野絞り以降の結像光学系のみが示
されている。この光学系は、広い視野か設定されていて
(例えば矩形の)1つの開口部23aを有している視野
絞り23と、主に瞳像の伝達を行なう単一のコンデンサ
ーレンズ24と、コンデンサーレンズ24の主光軸に対
して夫々δだけ偏心した一対の開口中心を有する対称的
な開口部25a、25bが形成された明るさ絞り25と
、コンデンサーレンズ24の主光軸に対して夫々δだけ
偏心した一対の共通の光軸を有していて正屈折力の第一
セパレータレンズ26及び第二セパレータレンズ27と
から構成されている。尚、この2つのセパレータレンズ
26.27のレンズ面のうち、少なくとも一面は非球面
に設定されていて、これらセパレータレンズ26.27
は図では夫々一体成形部品とした互いに接合されている
が、第2図の変形例に示すように別体として構成しても
良い。
本実施例は上述のように構成されているから、束は、視
野絞り23で広い視野の一次像として結像せしめられ、
そしてこの−次像はコンデンサーレンズ24で若干拡大
された後、明るさ絞り25の一対の開口部25a、25
bを通過して、第一セパレータレンズ26及び第二セパ
レータレンズ27でリレーされて倒立実像である二次像
として受光素子のセンサ面上に結像させられ、視差を持
つ二つの二次像を結像させることができる。
尚、撮影レンズの射出瞳像は、瞳系においてコンデンサ
ーレンズ24によって明るさ絞り25上に結像している
。従って、焦点検出精度を決定する大きな要素である、
二次像を形成する重心光束の第一結像面上での入射面(
F、NO)は、明るさ絞り25の二つの開口中心間の距
離で決定されることになる。又、最低被写体輝度を決定
する大きな要素である二次像面での像面照度は、この明
るさ絞り25の開口部25a、25bの開口の大きさで
決定される。
上述のように本実施例によれば、従来例のようにコンデ
ンサーレンズ24と明るさ絞り25との間に瞳系と視野
系の両方に同時に強く作用する第二レンズを配置しない
で光学系を構成できるから、視野系において、瞳系の収
差補正に重点を置いたパワー配置をとることができ、こ
のため瞳系のNAを大きくしても、主に球面収差をはじ
めとする瞳系諸収差を小さく良好に維持することができ
る。
従って、コンデンサーレンズ24も、従来例のような大
きな段差を有する接合部を必要とせず、単一のものを配
置することができる。
又、上述のように第−及び第二セパレータレンズ26.
27を配置することにより、−次像の像高を高くして視
野系視野率を大きくしても、受光素子11のセンサ面上
での結像性能を満足させることができ、しかも二つの二
次像間隔に対する誤差量(以下、デイスト−ジョンとい
う)を小さくすることができる。従って、従来例のよう
に二次結像光学系を多数並設しなくても、従来例より広
い視野範囲即ち長辺方向のみならず短辺方向や対角線方
向に亘って、二つの二次像を検出することができ、しか
も連続的な焦点検出領域が得られる。
又、二次結像光学系の光軸の数も減少するから、光軸間
の調整が容易であり、又スリット状の視野マスクも不要
になる。
尚、第一セパレータレンズ26の物体側のレンズ面は、
物体方向に凸とすることが、収差補正上好ましい。
又、−次像に対する二次像の結像倍率を8丁とすると、 0.8≧1βT 1≧0.05     ・・・・(1
)であることが好ましい。ここで、1β、1が0.05
より小さくなると焦点検出精度が悪化する。又、0.8
を越えて1βT +が大きくなると焦点検出精度は高(
なるが、一方で主光軸に対して直交する方向の二次像の
像移動量が大きくなり、このため大型の受光素子が必要
になると共に、周辺部での結像性能が悪化するという問
題が生じる。
又、第一セパレータレンズ26の焦点距離をfl+第二
セパレータレンズ27の焦点距離を特徴とする特許 0.2 ≦  f、/f、   ≦0.9      
 ・・・・(2)を満足することが望ましい。ここで、
1f1/f21が下限を越えてf、のパワーが強くなり
すぎると、デイスト−ジョン及び周辺のコマ収差が悪化
して好ましくない。又、上限を越えてf2のパワーが強
くなりすぎても同様にデイスト−ジョン及び周辺のコマ
収差が悪化して好ましくない。
第3図は本発明の第二実施例(後述の第2数値例)の結
像光学系を示すものであり、本実施例では、第一実施例
におけるコンデンサーレンズ24に代えて、二枚のコン
デンサーレンズ29.30を配置したものである。
但し、物体側からみて2枚目のコンデンサーレンズ30
は明るさ絞り25寄りではなく、第一結像面の近傍に配
置するようにする。
これにより、視野系に収差等の悪影響を及ぼすことなく
、1枚構成のコンデンサーレンズ24よりも良好に瞳系
の球面収差を除去することができる。
第4図は第三実施例(第3数値例)を示すものであり、
図では一方の二次像を結像させるセパレータレンズ群の
みか示されている。図中、二次像が結像される受光素子
11のセンサー面の前面に平行平板によるカバーガラス
32を配設してセンサー面を密閉するように構成したも
のである。これにより、ゴミ等かセンサーに付着するの
を防止することができ、焦点検出誤差を減少させるのに
有用である。
第5図は第四実施例(第4数値例)を示すものであり、
第三実施例におけるカバーガラス32において、センサ
ー面の前面を、主光軸と光軸が一致すると共に該光軸に
対して回転対称な球面又は非球面の負レンズ面33とし
て構成したものである。
これにより、二次像の像高が高い場合、二次結像面の周
辺部におけるデイスト−ジョンをより小さくすることが
できて好ましい。そのため、焦点検出視野率を更に広く
することができる。
又、第五実施例として、第5数値例に示す様に、第四実
施例の負レンズ面33に代えて、その先軸が主光軸と一
致すると共に該光軸に対して回転対称な正パワー面を配
置するように構成しても良い。
これにより、第4実施例と同様に高像高における二次像
周辺部のデイスト−ジョンを小さくすることができる。
第6図は第6実施例(第6数値例)を示すものであり、
第一セパレータレンズ26と第二セパレータレンズ27
の各レンズ面の面頂を主光軸に対して任意に偏心させた
り、各レンズ面の光軸を主光軸に対して傾けて構成した
ものである。但し、この光学系による二次像の結像倍率
は上記(1)式の範囲内に維持させる必要がある。尚、
図中y方向が主光軸に対するレンズ面の面頂の偏心方向
、a方向が主光軸に対してレンズ面の光軸の角度θの傾
きを夫々示す。
本実施例によれば、全てのレンズ面に適宜の偏心と傾き
を与えることにより、目標とする焦点検出精度を最も高
度に制御することができるが、目標とする精度の相違に
応じて少なくとも任意の一面に偏心又傾きを付与するよ
うにしてもよい。
又、第七実施例として、第7数値例に示すように、第二
セパレータレンズ27の前面を非球面として構成しても
よく、この場合も良好な焦点検出精度及び結像性能が得
られて好ましい。
次に一眼レフカメラに本発明による焦点検出光学系を実
際に組み込んだ光学系を、第八乃至策士実施例として以
下に説明する。
まず、第7図は第八実施例を示すものであり、通常の反
射部材で構成されたクイックリターンミラー3による反
射光路上にコンデンサーレンズ34、ハーフミラ−35
が配置され、該ハーフミラ−35による反射光路上に一
対の開口部を有する明るさ絞り25.第−及び第二セパ
レータレンズ26.27等から成る一対のセパレータレ
ンズ群36、受光素子11が順に配置されて焦点検出光
学系を構成している。更に、ハーフミラ−35の透過光
路上にミラー37が配置され、該ミラー37による反射
光路上に明るさ絞り38.視野伝達レンズ39.瞳伝達
レンズ20.接眼レンズ16が配置されてファインダー
光学系を構成している。
尚、コンデンサーレンズ34は、上述のコンデンサーレ
ンズ24又は29.30等と同等のものであり、少なく
とも1面以上の非球面を有する少なくとも1つ以上の正
レンズより成り、撮影レンズ1の射出瞳をファインダー
光学系のアイポイントEPと焦点検出光学系の明るさ絞
り25に伝達する役割を持っている。
本実施例は上述の如く構成されているから、視野像伝達
については、ファインダー光学系では、撮影レンズ1に
よるコンデンサーレンズ34上の視野像11がハーフミ
ラ−35,ミラー37.視野伝達レンズ39により上下
左右反転された像I2として瞳伝達レンズ20の近傍に
結像せしめられ、該像I2が接眼レンズ16により正立
虚像として拡大観察される。又、焦点検出光学系では、
視野像1.がハーフミラ−35,セパレータレンズ群3
6により視差を持った二像1.,1.とじて受光素子1
1上に結像せしめられる。
又、瞳像伝達については、ファインダー光学系では、撮
影レンズ1の射出瞳Pの像がクイックリターンミラー3
.コンデンサーレンズ34.ノ翫−フミラー35.ミラ
ー37により明るさ絞り38上に伝達され、その後視野
伝達レンズ39.瞳伝達レンズ20.接眼レンズ16に
よりアイポイントEPまで伝達される。又、焦点検出光
学系では、射出瞳Fの像かクイックリターンミラー3.
コンデンサーレンズ34.ハーフミラ−35により明る
さ絞り25上に伝達される。
以上のように本実施例によれば、撮影レンズ1からの光
束をフィルム面5又はファインダー光学系の何れかの方
向に向けるクイックリターンミラー3の後方に、ファイ
ンダー光学系に向う光束を焦点検出光学系に分割するハ
ーフミラ−35を配置しているので、従来例のようにク
イックリターンミラーをハーフミラ−にしてその裏側に
サブミラー(光路切換えミラー)を設けずとも、焦点検
出光学系とファインダー光学系とを共存させることが可
能になる。従って、ミラーボックスの大きさに大きく依
存するサブミラーの大きさや形状に何ら影響されること
なく、又撮影レンズ1のバックフォーカスを長くとるこ
となく、自由に焦点検出視野範囲を選択でき、その結果
焦点検出範囲を撮影視野の短辺方向や対角線方向へ広域
化できる。
第8図は第九実施例の光学系を示しており、これはファ
インダー光学系の像の上下左右反転のための視野伝達レ
ンズ39をファインダー光学系のみでなく焦点検出光学
系にも共通とするために、ハーフミラ−35を視野伝達
レンズ39と瞳伝達レンズ20との間に配置し、更にハ
ーフミラ−35による反射光路上の焦点検出光学系にお
いてハーフミラ−35と明るさ絞り25との間に瞳伝達
レンズ40を配置して成るものである。
本実施例は上述の如く構成されているから、視野像伝達
については、ファインダー光学系では、撮影レンズlに
よるコンデンサーレンズ34近傍の視野像11がミラー
37.視野伝達レンズ39゜ハーフミラ−35により上
下左右反転された像I2として瞳伝達レンズ20の近傍
に結像せしめられ、該像I2が接眼レンズ16により正
立虚像として拡大観察される。又、焦点検出光学系では
、視野像1.がミラー37.視野伝達レンズ39゜ハー
フミラ−35により上下左右反転された像I3として瞳
伝達レンズ40の近傍に結像せしめられ、該像I、がセ
パレータレンズ群36により視差を持った二像B、I、
として受光素子11上に結像せしめられる。
又、瞳像伝達については、ファインダー光学系では、撮
影レンズlの射出瞳Pの像がクイックリターンミラー3
.コンデンサーレンズ34.ミラー37により視野絞り
38上に伝達され、その後視野伝達レンズ39.瞳伝達
レンズ20.接眼レンズ16によりアイポイントEPま
で伝達される。
又、焦点検出光学系では明るさ絞り38上の瞳Pの像が
視野伝達レンズ39.ハーフミラ−35゜瞳伝達レンズ
40により次の明るさ絞り25上に伝達される。
以上のように本実施例によれば、ファインダー光学系と
焦点検出光学系の両方に対して視野伝達レンズ39を共
通にしているので、ハーフミラ−35からアイポイント
EPまでの距離とハーフミラー35から受光素子11ま
での距離を近づけることができ、その結果カメラのレイ
アウト上目を置き易い位置にアイポイントEPを設定で
きるので好ましい。
尚、像■1から像■4又は像■1から像■、までの結像
倍率8丁は、 0.05≦1βT 1≦0.8      ・・・・(
3)であるこ゛とが望ましい。この条件の下限を越える
と焦点検出精度が悪化する。又、上限を越えると、焦点
検出精度は高まるが、光軸と垂直な方向の像移動量が大
きくなるので、受光素子11が大型化し且つ周辺像高で
の結像性能が低下するので好ましくない。
第9図は策士実施例の光学系を示しており、これはファ
インダー光学系と焦点検出光学系の両方に夫々専用の視
野伝達レンズ39..39.を設け、更に焦点検出光学
系において視野伝達レンズ39、と瞳伝達レンズ40と
の間にミラー41を配置して成るものである。
本実施例は上述の如く構成されているから、視野像伝達
については、ファインダー光学系では、撮影レンズ1に
よるコンデンサーレンズ34近傍の視野像■1がハーフ
ミラ−35,ミラー37゜視野伝達レンズ391により
上下左右反転された像I2として瞳伝達レンズ20の近
傍に結像せしめられ、該像■2が接眼レンズ16により
正立虚像として拡大観察される。又、焦点検出光学系で
は、視野像11がハーフミラ−35,視野伝達レンズ3
92.ミラー41により上下左右反転された像1.とじ
て瞳伝達レンズ40の近傍に結像せしめられ、該像I、
がセパレータレンズ群36により視差を持った二像I4
.IIとして受光素子11上に結像せしめられる。
又、瞳像伝達については、ファインダー光学系では、撮
影レンズlの射出瞳Pの像がクイックリターンミラー3
.コンデンサーレンズ34.ハーフミラ−35,ミラー
37により明るさ絞り38上に伝達され、その後視野伝
達レンズ39.瞳伝達レンズ20.接眼レンズ16によ
りアイポイントEPまで伝達される。又、焦点検出光学
系では明るさ絞り25上の瞳Pの像が、視野伝達レンズ
39□、ミラー41.瞳伝達レンズ40により次の明る
さ絞り25上に伝達される。
以上のように本実施例によれば、ファインダー光学系用
の視野伝達レンズ391と焦点検出光学系用の視野伝達
レンズ39□が別々になっているので、両視野伝達レン
ズ39.,39□を夫々の光学系に合った設定にするこ
とができ、両光学系の機能を夫々高めることができる。
尚、焦点検出光学系において視野伝達レンズ39□によ
る結像倍率をβRとすると、像■1から像I、の光軸と
垂直な方向の移動量は倍率β。
に比例して変化する。従って、極端に小さな縮小倍率に
すると受光素子ll上における像■4と■5における最
少検出可能量に対応する像1.の光軸方向のデフォーカ
ス量が大きくなり、結果的に焦点検出精度が低下するこ
とになる。その場合、像I8以降における焦点検出光学
系における明るさ絞り25の左右開口部の間隔及び左右
のセパレータレンズ群36.36の光軸の間隔を大きく
しなければならず、周辺像高までの収差補正に関するレ
ンズ系の負担が大きくなる。従って、βR1≧0.3 
         ・・・・(4)であることが望まし
い。
又、像■、から像■、又は像1.から像■、までの結像
倍率8丁は、 0.05≦ β7 ≦0.8      ・・・・(5
)である゛ことが望ましい。この条件の下限を越えると
焦点検出精度が悪化する。又、上限を越えると、焦点検
出精度は高まるが、光軸と垂直な方向の像移動量が大き
くなるので、受光素子11が大型化し且つ周辺像高での
結像性能が低下するので好ましくない。
次に、二次結像光学系の各数値例を示す。
1上歎亘璽 第1図及び第2図は夫々本実施例の構成を示す図であっ
て、そのデータを以下に示す。
r、=■(視野絞り面) d  =O r t =21.86326 (非球面)d2 =lO
n、  =1.49216   v、  =57.5r
 、  =−49,65109 d、  =39.095 r、=■(明るさ絞り面) d、=0.3 r s = 3.92959  (非球面)d5=1.
353   n2=1.49216   vt =57
.5r 、 = 293.39149 de=1.87 r 7 = 8.95436 d、 =1.068  ns =1.49216   
v、 =57.5r * = −25,59431(非
球面)非球面係数 第2面 P = −1,105345、E =−0,38495
7X 10−’F=0.105822X10−’  G
=−0,545387X10−”H= 0.8576x
 10 第5面 P = −11,663382,E = 0.1156
03x 1O−F=0.419768X10−’  G
=−0,290648Xl0−”H=0.506744
x 10  ’ 第8面 P=−68,765305,E=0.658229xl
O−’F=0.483142X10−’  G=−0,
188197Xl0−”H= 0.325557x 1
0−’ 物点位置は視野絞り面上 入射瞳位置は第1面より−120 最大物体筒はy座標12.6;  x座標8.4物体側
NAは0.082 明るさ絞り中心偏心量はy方向へ2 明るさ絞り開口半径は0.833 視野系像倍率は0.15 第5〜8面までのy方向偏心量は2 !1監璽碧 第3は本実施例の構成を示す図であって、そのデータを
以下に示す。
r、 = 00 (視野絞り面) d  =O r t =32.65854 (非球面)dt =8 
  n、 =1.49216  v、 =57.5r 
、  =−93,96524 d、=3 r 、  = 101.45233 d 4=8    n t  = 1.49216  
 v 2=57.5r s = −60,36185(
非球面)d、  =36.34 rs=oo(明るさ絞り面) d、 =0.751 r、 =8.79794  (非球面)d7=1.09
2  ns =1.49216  vr =57.5r
 s = 6.86537 d、=0.959 r e −−24,0038 ds =1.709  n、 =1.49216  v
、 =57.5r1゜= −2,55279(非球面)
非球面係数 第2面 P=0.701729 、 E=−0,385868x
lO−’F=−0,188434xlO−’、 G=−
0,419535xlO−”H= 0.116914X
 10−’ 2第5面 P=−42,801518,E=0.543459xl
O−5F = −0,97198X 10−’、 G 
= 0.211464X 10−’H=0 第7面 P=−1460,345733,E=0.174754
XIO−F=0.445846X10−”、 G=−0
,132411Xl0−2H= −0,150981X
 10 第10面 P = 1.056411  、   E = −0,
199031X 10−”F = 0.220749X
 10−”、 G = −0,558277x 10−
”H= 0.136432 X 10−”物点位置は視
野絞り面上 入射瞳位置は第1面から−120 最大物体筒はy座標12.6.  x座標8.4物体側
NAは0.082 明るさ絞り中心偏心量はy方向へ2 明るさ絞り開口半径は0.833 視野系像倍率は0.15 第7〜10面までのy方向偏心量は2 !」」口1彰 第4図は本実施例の構成を示す図であって、そのデータ
を以下に示す。
r、 = 00 (視野絞り面) d  =O r 2 =21.86316 (非球面)d2==10
   n、 =l。49216  v+ =57.5r
 s =−49,’65109 d、= 39.095401 r4=■(明るさ絞り面) d、=0.3 r s = 2.53080  (非球面)ds =1
.250598  nt =1.49216  vt 
=57.5r s = 5.17841 d、 =0.823 r ? = 22.17629 d、 =1.005  n、 =1゜49216  v
 s = 57.5r、=−7,84574(非球面) d、=2.563 r、 =OO(平面) do  =1.Ont  =1.49216  1/+
  =57.5ro−■(平面) 非球面係数 第2面 P =−1,105345、E =−0,384957
X 10−”F = −0,105822X 10−’
、 G = −0,545387X 10−’H= 0
.85763 x 10 第5面 P=0.319557  、  E=0.17X10−
2F =0.213961X 10−2.  G =0
.147994X 1O−2H=0.45635 XI
O” 第8面 P=−23,678061、E=0.376846xl
O−2F =0.295538X 10−2.  G 
=−0,200585X 10−”H= 0.5413
99x 10 物点位置は視野絞り面上 入射瞳位置は−120 最大物体高はy座標10.56. x座標6゜物体側N
Aは0.08 明るさ絞り中心偏心量はy方向へ2.43明るさ絞り開
口半径は0.98 視野系像倍率は0.15 第5〜8面までの面偏心量はy方向へ2.43夏土監亘
贋 第5図は本実施例の構成を示す図であって、そのデータ
を以下に示す。
r+=■(視野絞り面) 1−O r 、 =21.86316 (非球面)cL =10
   n、 =1.49216  v、 =57.5r
 s = −49,65109 d、 =39.095 r、=oo(明るさ絞り面) d、=0.3 r5=2.60057(非球面) ds =1.5’17 n!=1.49216  v、
 =57.5r s = 13.58694 d、 =0.951 r 、 =−14,78858 d、=1.OOnt =1.49216 1/s =5
7.5r 、 −−7,26268(非球面)d s 
 = 2.579   n 4= 1.49216r 
、 = −32,52909(非球面)d、=1.0 r、o=OO(平面) 非球面係数 第2面 P=−1,105345、E F = 0.105822x 10−’H= 0.85
763 X 10 第5面 P = 0.302097 F=0゜23031 xlO H= 0.397609 x 10 第8面 P = −30,32782 F = 0.346105x 10−’H= 0.82
5697 x 10−’物点位置は視野絞り面上 入射瞳位置は−120 E = 0.154303X 10−2”  G = 
−0,141463X 10−20.384957  
Xl0−’ G = −0,545387x 10−’E = 0.
498918x 1O−2G = 0.301923X
 10−’ν 4 57.5 最大物体筒はy座標10.56.x座標6物体側NAは
0.08 明るさ絞り中心偏心量はy方向へ2.43明るさ絞り開
口半径は0.98 視野系像倍率は0.15 第5〜8面のy方向面偏心量は2.43第5数値例 rl−oo(視野絞り面) d 二〇 r 2 = 21..86316 (非球面)d2=1
0   n、 =1.49216  v、 =57,5
r s = −49,65109 d、 =39.095 r4−ω(明るさ絞り面) d、=0.303 rs =3.88929  (非球面)ds =1.3
33 n2=1.49216  vt =57.5r 
、 =125.68198 d、=1.864 r 7 = 7.70529 d 7  = 1.008   n s  = 1.4
9216   !/ s  =D1.5r 、 = −
53,12440(非球面)di=2.771 r e  ”’334.24794 do  =1      n4  =1.49216 
  vt  =57.5r1゜−〇〇(平面) 非球面係数 第2面 P = −1,105345、E = −0,3849
5X 1O−5F=0.105822X10−’、 G
=−0,545387Xl0−’H=0.85763 
Xl0−12 第5面 P −−5,356146、E =0.211265x
 1O−2F=0.448218xlO−2,G=−0
,259659Xl0−”H= 0.506744X 
10−” 第8面 P = −43,996656、E = 0.6510
33 x 10−”F=0.859544xlO−”、
 G=0.13603 xlO−’H= −0,558
058x 10 物点位置は視野絞り面上 入射瞳位置は第1面から−120 最大物体筒はy座標10.56.x座標6物体側NAは
0.082 明るさ絞り中心偏心量はy方向へ2.43明るさ絞り開
口半径は1.31 視野系像倍率は0.15 第5〜8面までのy方向偏心量は2.43第6数値例 第6図は本実施例の構成を示す図であって、そのデータ
を以下に示す。
rl”■(視野絞り面) d1=O r 、 =21.86316 (非球面)cL =10
   n、 =1.49216  v、 =57.5r
 s = −49,65109 d、 =39.−095 rt=■(明るさ絞り面) d、 =0.305 r5=4.04289  (非球面) ds ””2.101 n2=1.49216  ν*
 =57.5r a  = 60.65514 d6 =2.043 r 、  = 4.77161 d 7=2,046   n s  = 1.4921
6   v s  =57.5r 、 =24.656
98 (非球面)d、  =、1.682 r 、 = −9055,57102(非球面)d、 
=1.On+ =1.49216  v、 =57.5
r1o−oo(平面) 非球面係数 第2面 P = −1,105345、E = −0,3849
57X 10−’F=0.105822xlO−’  
G=−0,545387xlO−’H= 0.8576
3 x 10 第5面 P=−0,251284、E=−0,103594Xl
0−”F=−0,239439Xl0−2. G=−0
,177898Xl0−”H= 0.471666X 
to”” 第8面 Pm2O3,833861E=0.790122X10
−2F=0.575889X10−’、  G=−0,
918832Xl0−’H=0.913202x 10
−S 第9面 P =3510304.44951 、 E =−0,
988514X 10−”F=−0,14145X10
−  、 G=0.690170X10−’H= 0.
150048X 10−’ 偏芯量 a方向の傾き(deg) 1、165 6、968 0.169 −6.284 y方向の偏芯 第8面   2.502 第9面   0.697 第io面  2.405 第11面  2.605 物点位置は視野絞り面上 視野系像倍率は0.15 入射瞳位置は第1面より−120 最大物体高はX方向13.4 物体側NAは0.08 明るさ絞り中心偏心量はy方向へ2.43明るさ絞り開
口半径は0.98 1工l亘碧 X方向8.4 r、 = 00 (視野絞り面) d、=O r 2 =21.86316 (非球面)d 2 =l
On l=1.49216  v 1=57.5r s
 ”−49,65109 d s = 39.095 r4=■(明るさ絞り面) d、=0.3 rs ”2.56822  (非球面)d s =1.
291 n 2= 1.49216  v t =57
.5r s = 5.28922 d、 =1.105 ry =5.83352  (非球面)d、 =1.6
38  ns =1.49216  J/、 =57.
5r s = −30,33058 dl =2.178 r e = −10,68439(非球面)d * =
 1.On + = 1.49216  v 4 =5
7.5r1゜=Cx3(平面) 非球面係数 第2面 P = −1,105345、E = −0,3849
57X 10−’F=O,L05822X10−@G=
−0,545387X10−’H= 0.85763 
X 10 第5面 P=0.592941   E=0.464293X1
0−2F=0.672586X10−”  G=−0,
308043X10−2H= 0.127078 X 
10−”第7面 P = 1.586963    E = −0,95
5708x 10−”F=−0,205166X10−
!G=0.491314X10−’H=−0,2473
02X 10−” 第9面 P = 2.348081    E = 0.324
787 x 10−’F=0.364604XlO−’
  G=−0,647883X10−’H= 0.21
5411 X 10−’物点位置は視野絞り面上 入射瞳位置は−120 最大物体高はy座標13.4   x座標8.4物体側
NAは0.08 明るさ絞り中心偏心量はy方向へ2.43明るさ絞り開
口半径は0.98 視野系像倍率は0.15 第5〜8面までのy方向偏心量は2.43但し、上記各
実施例中のrllrz+ ・・・・は各レンズ面の曲率
半径、dl+d2+ ・・・・は各レンズ面の間隔、n
+112+ ・・・・は各レンズの屈折率、シ2.シ2
.・・・・は各レンズのアツベ数である。
又、上記各実施例中の非球面形状は、上記非球面係数を
用いて以下の式で表わされる。但し、光軸方向の座標は
X、光軸と垂直な方向の座標はYとする。
ここで、Cは非球面頂点での曲率(=1/r)である。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明に係る焦点検出装置は、二次結像光
学系を、2枚以上の正屈折力のレンズによって構成する
と共に、そのレンズ面の少なくとも1面を非球面にした
から、焦点検出範囲を、撮影視野内の長辺方向のみなら
ず、短辺方向や対角線方向等へと広域化することができ
且つ連続的な焦点検出領域を得ることができ、しかも焦
点検出精度と瞳伝達系の結像性能を高度に保つことがで
きる。
又、組立て時等の光学的調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第9図は本発明による焦点検出装置の各実施
例を示すものであり、第1図は第一実施例を示す焦点検
出光学系の要部断面図、第2図は第一実施例の変形例を
示す焦点検出光学系の要部斜視図、第3図は第二実施例
を示す焦点検出光学系の要部斜視図、第4図は第三実施
例を示すセパレータレンズ群の断面図、第5図は第四実
施例を示す第4図と同様な図、第6図は第六実施例を示
す第4図と同様な図、第7図、第8図及び第9図は夫々
第八、第九及び策士実施例を撮像光学系として示す概略
断面図、第1O図、第11図及び第12図は夫々従来例
の光学系を示す図及び他の従来例の光学系の要部を示す
図、第13図は第12図の光学系の二次結像光学系を示
す要部断面図である。 l・・・・撮影レンズ、9,25・・・・明るさ絞り、
11・・・・受光素子、24.29.30・・・・コン
デンサーレンズ、26,27.36・・・・コンデンサ
ーレンズ。 図 1−5図 オ6図 オフ図 オ8図 第11図 手続補装置 (自発) 平成 3年 1、事 特願平2−108195号 焦点検出装置 4、代 〒105東京都港区新橋5の19 第12図 第13図 セノvし一タレ〉ス゛光軸 6、補正の内容 (11明細書第2頁3行目のr62−32012」をr
60−32012J と訂正する。 (2)同第16頁14行目の「入射面Jをr入射角1と
訂正する。 (3)同第36頁10行目の rG=0.147994Xlo−’JをrG=−0,1
47994X10−21と訂正する。 (4)同第38頁2行目の rn4=1.49216  シ4=57.5Jを削除す
る。 (5)  同頁4行目のrds =1.OJの後にrn
4=1.49216 1/4=575Jを挿入する。 (6)同頁177行目 rG=0.301923X10−’JをrG=−0,3
01923X 10−’J 、!−訂正する。 (7)同第40頁18行目の 「G=0.13603x1m’」を rG=−0,13603x 10−’1と訂正する。 同第42頁16行目の rF=−0,239439x l O−2」をfF=o
、239439xlO−’1と訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 撮影レンズの射出瞳の異なる領域を通過した光束を、明
    るさ絞りを介して二次結像光学系によって光電変換素子
    上に一対の物体像として結像させ、該光電変換素子上に
    おける一対の物体像の相対的な位置関係を検出するよう
    にした位相差方式の焦点検出装置において、前記二次結
    像光学系を、明るさ絞りの後方に配置された二枚以上の
    正の屈折力を有するレンズによって構成すると共に、該
    レンズのレンズ面のうち少なくとも1面を非球面にした
    ことを特徴とする焦点検出装置。
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JP (1) JPH046509A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212514A (en) * 1990-08-17 1993-05-18 Olympus Optical Co., Ltd. Camera having a focus detecting optical system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212514A (en) * 1990-08-17 1993-05-18 Olympus Optical Co., Ltd. Camera having a focus detecting optical system

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