JPH05100159A - カメラの焦点検出装置 - Google Patents

カメラの焦点検出装置

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JPH05100159A
JPH05100159A JP3262329A JP26232991A JPH05100159A JP H05100159 A JPH05100159 A JP H05100159A JP 3262329 A JP3262329 A JP 3262329A JP 26232991 A JP26232991 A JP 26232991A JP H05100159 A JPH05100159 A JP H05100159A
Authority
JP
Japan
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photoelectric conversion
conversion element
element arrays
focus
camera
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Pending
Application number
JP3262329A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Osawa
圭司 大沢
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH05100159A publication Critical patent/JPH05100159A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
    • G02B7/346Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using horizontal and vertical areas in the pupil plane, i.e. wide area autofocusing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】2対の光電変換素子列16a〜16eと、
撮影レンズの射出瞳の互いに異なる部分を通過する光束
を光電変換素子列に再結像する光学系12,14,2
2,21,20,19,18とを備え、光電変換素子列
は撮影画面上の2つの領域に光学的に対応する位置とな
るように同一基板16上に配置され、再結像光学系は2
対の光電変換素子列に光束を結像する再結像レンズ対2
1で構成した。 【効果】2対の光電変換素子列を1つの再結像光学系で
カバーする場合、レンズ収差等の影響が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一眼レフカメラやビデ
オカメラの焦点検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、撮影レンズの射出瞳面の互いに異
なる位置を通過する光束をCCD等の光電変換素子列で
受光して、その像の光分布パターンからレンズの焦点調
節を行う、いわゆる位相差型の焦点検出装置がカメラ等
において広く用いられている。ところで、上記光電変換
素子列は、通常、撮影画面中心の光軸を含む位置に一定
方向、例えば水平方向に配置されていたので、前記光電
変換素子列と平行な方向に延びている被写体、例えば水
平線などの焦点検出は困難であった。また、この装置で
は撮影画面の中心付近でしか焦点検出ができないという
問題があった。
【0003】これらの問題を解決するものとして、特開
平2−50115号公報では、以下の焦点検出装置が提
案されている。この装置では複数の光電変換素子列が配
置されている。撮影画面上の焦点検出領域を図6
(a)、(b)に示す。図6(a)に対応する光学系の
構成を図5に示す。撮影レンズ211 を通過した光束は、
視野を限定するための矩形開口部222a〜222cを有する視
野マスク222 によって限定され、コンデンサレンズ221a
〜221cを通過し、絞りマスク219 及びセパレータレンズ
対218 により基板217 上のCCD光電変換素子列216a〜
216cに投影される。図6(b)の光学系の構成は開示さ
れてないが、図5及び他の実施例の構成から明らかなよ
うに、焦点検出領域2a2 〜2e2 に対応するそれぞれの再
結像光学系が必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特開平2−50115
号公報で開示されている装置では、図6(a)に示すよ
うに光軸外の領域2b1 、2c1 は撮影画面の水平方向に延
びる配置となる。その領域2b1 、2c1 は同一直線上に配
列されてはいるが、その間隔は非常に離れている。この
場合、図5のコンデンサレンズ221b、221cおよび絞り21
8b、218cで示すようにそれぞれ独立した再結像光学系が
必要である。例えば、両方の光軸外の領域2b1 、2c1
同一の再結像光学系で行なうことを考えた場合には、焦
点検出用光束を急激に屈折させなければならなく、CC
D光電変換素子列上に再結像させるには種々の収差が生
じてしまい、これを改善するのは光学性能上たいへん難
しい。
【0005】また、図6(b)は、光軸外の領域2b2
2e2 が垂直方向と水平方向に配置されており、これらの
領域2b2 〜2e2 に対応するCCD光電変換素子列は、同
一直線上に配列されていないため、これら4つの領域2b
2 〜2e2 にそれぞれ4つの再結像光学系が必要となる。
これらの装置では、レンズ(コンデンサレンズ、再結像
レンズ)等の部品の数が増えてコストアップ要因になる
と共に、光学系の調整時間も増えてしまうという問題が
ある。
【0006】
【課題を解決する為の手段】このような課題を解決する
ために請求項1の発明では、撮影画面上の複数領域で焦
点検出が可能なカメラの焦点検出装置において、2対の
光電変換素子列と、撮影レンズの射出瞳の互いに異なる
部分を通過する光束を、前記2対の光電変換素子列に再
結像する再結像光学系とを備え、前記複数領域の中の2
つの領域はカメラ横位置において前記撮影画面上の光軸
を通る水平方向の線にほぼ垂直な方向で、且つ同一直線
上に前記水平方向の線を挟んで配置されており、前記2
対の光電変換素子列は、前記2つの領域に光学的に対応
する位置となるように同一基板上に配置され、前記再結
像光学系は、前記2対の光電変換素子列に前記光束を結
像する再結像レンズ対で構成構成した。
【0007】請求項2の発明では、請求項1記載のカメ
ラの焦点検出装置において、更に2つの焦点検出が可能
な領域と該2つの領域に光学的に対応した位置となるよ
うに前記同一基板上に配置された更に2対の光電変換素
子列とを有し、それら4つの領域は前記撮影画面の互い
に交差する対角線をそれぞれ3等分した4点近傍にそれ
ぞれ対応する位置に配置した。
【0008】請求項3の発明では、撮影画面上の1領域
で焦点検出が可能なカメラの焦点検出装置において、前
記1領域は撮影画面の互いに交差する対角線をそれぞれ
3等分した4点を含む位置に配置した。
【0009】
【作用】光軸外の領域に対応する光電変換素子列をほぼ
垂直方向に配置したことで、水平方向に配置した場合に
比べ対角線上の2点間の距離が短いので、2対の光電変
換素子列を1つの再結像光学系でカバーする場合、レン
ズ収差等の影響が少ない。
【0010】また、上記光電変換素子列は光軸を通る水
平方向の線を挟んで配置しているので、画素数を増加さ
せることがない。更に、焦点検出領域を撮影画面上の互
いに交差する対角線をそれぞれ3等分した4点を含む位
置に配置したことから、一般に基本的とされる構図の写
真撮影をした場合、被写体に合焦する可能性が高くな
る。
【0011】
【実施例】図1〜図3は、発明の第一実施例を示す。図
1は、第一実施例の焦点検出装置の構成を示す。図2、
図3は、第一実施例の撮影画面上での焦点検出領域を示
す。図1の装置は、撮影レンズ(不図示)から主ミラー
12、サブミラー14、視野マスク22、コンデンサレンズ2
1、ミラー20、絞りマスク19、セパレータレンズ18を経
て基板16上のCCD光電変換素子列16a1 〜16e2 に至
る構成で、基本的な光路は従来装置とほぼ同じである。
【0012】図2は、この装置を35mmカメラに適用し
た場合の撮影画面上の焦点検出領域を示す。領域aは光
軸を含む水平方向に配置されている。光軸外の領域b〜
eは光軸を通る水平方向の線を挟んで上下に分けられて
いる。図2に点線で囲んだ領域では焦点検出を行わな
い。通常の撮影においては、図2に点線で示した領域の
みに被写体が存在するようなことはなく、上下どちらか
の領域で焦点検出ができると考えられる。従って、図2
に点線で囲んだ領域に対応する部分にはCCD光電変換
素子列を無くすことができる。これにより画素数をむや
みに増加させることなく、演算処理における時間も短縮
することができる。
【0013】撮影レンズの射出瞳の互いに異なる部分を
通過する光束は、視野マスク22近傍で一旦結像し、更に
光束はコンデンサレンズ21を通過し、3対のレンズ部18
a〜18fを有するセパレータレンズ18により分離され、
それぞれCCD光電変換素子列16a1 〜16e2 に再結像
される。図2の領域aは、図1の視野マスク22の矩形開
口部22aに対応しており、この矩形開口部22aに入射す
る光束はコンデンサレンズ21を通過し、ミラー20によっ
て反射した光束はセパレータレンズ18c、dを通過し
て、CCD光電変換素子列16a1 、16a2 に結像され
る。同様に、領域bは、視野マスク22の矩形開口部22b
に対応しており、この矩形開口部22bに入射する光束は
コンデンサレンズ21を通過し、ミラー20によって反射し
た光束はセパレータレンズ18a、bを通過して、CCD
光電変換素子列16b1 、16b2 に結像される。領域c
は、視野マスク22の矩形開口部22cに対応しており、こ
の矩形開口部22cに入射する光束はコンデンサレンズ21
を通過し、ミラー20によって反射した光束はセパレータ
レンズ18a、bを通過して、CCD光電変換素子列16c
1 、16c2 に結像される。領域dは、視野マスク22の矩
形開口部22dに対応しており、この矩形開口部22dに入
射する光束はコンデンサレンズ21を通過し、ミラー20に
よって反射した光束はセパレータレンズ18e、fを通過
して、CCD光電変換素子列16d1 、16d2 に結像され
る。領域eは、視野マスク22の矩形開口部22eに対応し
ており、この矩形開口部22eに入射する光束はコンデン
サレンズ21を通過し、ミラー20によって反射した光束は
セパレータレンズ18e、fを通過して、CCD光電変換
素子列16e1 、16e2 に対応している。
【0014】次に、写真撮影の際の適切である焦点検出
領域について示す。これは、一般に写真の構図の基本と
して、被写体は撮影画面の対角線上に配置すると良いと
されている。特に図7に示した互いに交差する対角線を
それぞれ3等分した4点k、l、m、nが推奨されてい
る。前記4点を35mmカメラの撮影画面に対応させる
と、k−l間は8mm、m−k間は12mmとなる。図7で
示した4点k、l、m、nを含む位置に、図2の焦点検
出領域b〜eを配置することにより、一般撮影の際、合
焦確率の高い写真撮影が可能となる。
【0015】前記4点k、l、m、nを含む光軸外の焦
点検出領域b〜eは垂直方向に配置されているので、そ
れぞれ2点間k−l又はm−nの距離は8mmと短くでき
る。従って図2の光電変換素子列16b1 〜16e2 上に再
結像させる像はレンズ収差の影響が少なく、それぞれ同
一直線上の領域bとc、領域dとeはそれぞれ1つの再
結像光学系で済む。従って図1における再結像光学系は
3つで済むことになる。
【0016】尚、光軸外の領域b〜eは前記4点を含ま
ない近傍の領域であっても、同様の効果が得られる。図
3には、中央の焦点検出領域がいわゆる十字型(a1
2 )になった場合の例を示す。これは、光軸を含む中
央の領域でも水平・垂直方向の焦点検出が可能なように
したものである。これは、画面中央での焦点検出能力を
重視する方針から提案されているものであり、光軸外の
焦点検出領域b〜eは図2の実施例と同様に構成されて
いる。
【0017】図4は発明の第2実施例の撮影画面上での
焦点検出領域を示す。ビデオカメラの焦点検出におい
て、焦点検出領域を撮影画面上の互いに交差する対角線
をそれぞれ3等分した4点を全て含むように矩形に配置
した。この配置により、動きのある被写体の撮影でも合
焦する。ビデオカメラ等の撮影の際の焦点検出に効果が
ある。
【0018】
【効果】請求項1の発明によれば、光電変換素子列をほ
ぼ垂直方向に配置したことで、水平方向に配置した場合
に比べ対角線上の2点間の距離が短いので、2対の光電
変換素子列を1つの再結像光学系でカバーする場合、レ
ンズ収差等の影響が少ない。すなわち2つの焦点検出領
域を1つの再結像光学系により焦点検出を行うことがで
きることから、コストダウンすることができると共に、
光学系の調整時間も短縮することができる。
【0019】また、光電変換素子列をカメラ横位置にお
いて、光軸を通る水平方向の線を挟んで配置したことか
ら、焦点検出に用いる光電変換素子列の画素数をむやみ
に増加させることなく、演算処理における時間が短縮す
ることができると共に、写真構図上重要でない領域での
焦点検出を省くことができる。請求項2の発明によれ
ば、撮影画面の1対の対角線をそれぞれ3等分した点を
含む位置に焦点検出領域を配置したことから、一般的な
写真の基本構図で写真撮影をしたとき、すなわち一般撮
影において合焦する可能性が多くなる。
【0020】また、このような領域配置であれば、この
ままの横位置の構図ではもちろんのこと、カメラを縦位
置に構えた縦の構図においても、焦点検出領域の配置が
光軸に対して対称な配置となり、安定した焦点検出が得
られるとともに、カメラを縦位置に構えるとき右下であ
っても左下であっても同じ配置での焦点検出が得られる
という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施例の焦点検出装置の構成を示
す斜視図である。
【図2】撮影画面上での焦点検出領域の配置を示す図で
ある。
【図3】焦点検出領域の配置を示す図である。
【図4】焦点検出領域の配置を示す図である。
【図5】従来例の焦点検出装置の構成を示す斜視図であ
る。
【図6】図5の従来例の焦点検出領域を示す図である。
【図7】撮影画面上の構図を説明した図である。
【符号の説明】
16−光電変換素子列 18−セパレータレンズ 19−絞りマスク 21−コンデンサレンズ 22−視野マスク (a、a1 、a2 )−光軸を含む領域 (b、c、d、e)−光軸を含まない領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮影画面上の複数領域で焦点検出が可能な
    カメラの焦点検出装置において、 2対の光電変換素子列と、 撮影レンズの射出瞳の互いに異なる部分を通過する光束
    を、前記2対の光電変換素子列に再結像する再結像光学
    系とを備え、 前記複数領域の中の2つの領域はカメラ横位置において
    前記撮影画面上の光軸を通る水平方向の線にほぼ垂直な
    方向で、且つ同一直線上に前記水平方向の線を挟んで配
    置されており、前記2対の光電変換素子列は、前記2つ
    の領域に光学的に対応する位置となるように同一基板上
    に配置され、 前記再結像光学系は、前記2対の光電変換素子列に前記
    光束を結像する再結像レンズ対で構成されることを特徴
    とするカメラの焦点検出装置。
  2. 【請求項2】更に2つの焦点検出が可能な領域と該2つ
    の領域に光学的に対応した位置となるように前記同一基
    板上に配置された更に2対の光電変換素子列とを有し、
    それら4つの領域は前記撮影画面の互いに交差する対角
    線をそれぞれ3等分した4点近傍にそれぞれ対応する位
    置に配置することを特徴とする請求項1記載のカメラの
    焦点検出装置。
  3. 【請求項3】撮影画面上の1領域で焦点検出が可能なカ
    メラの焦点検出装置において、前記1領域は撮影画面の
    互いに交差する対角線をそれぞれ3等分した4点を含む
    位置に配置することを特徴とするカメラの焦点検出装
    置。
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