JPH0685017B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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- JPH0685017B2 JPH0685017B2 JP60125752A JP12575285A JPH0685017B2 JP H0685017 B2 JPH0685017 B2 JP H0685017B2 JP 60125752 A JP60125752 A JP 60125752A JP 12575285 A JP12575285 A JP 12575285A JP H0685017 B2 JPH0685017 B2 JP H0685017B2
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- lens
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- light
- condenser lens
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- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、撮影レンズを通過した光を受光して該撮影レ
ンズの焦点検出を行うカメラ焦点検出装置に関する。
ンズの焦点検出を行うカメラ焦点検出装置に関する。
従来、上述の如き焦点検出装置は種々知られており、そ
の１つに、撮影レンズの予定焦点面の後方にコンデンサ
レンズを配置し、該コンデンサレンズの後方に光軸対称
に一対の結像レンズを配置することにより、両結像レン
ズによってそれぞれ形成される予定焦点面の像を比較し
て撮影レンズの焦点検出を行うものがある。第７図はこ
のような焦点検出装置の基本光学系を示すもので、（T
L）が撮影レンズ、（L0）がコンデンサレンズ、（L1）
及び（L2）がそれぞれ結像レンズであり、両結像レンズ
（L1）（L2）は撮影レンズ（TL）の光軸（Ｘ）に対して
対称となり、かつ、両結像レンズ（L1）（L2）の光軸は
それぞれ光軸（Ｘ）と平行になるように配置されてい
る。（Ｆ）は撮影レンズ（TL）の予定焦点面、（FR）は
両結像レンズの結像面であり、結像面（FR）上に受光素
子アレイが配置されている。
の１つに、撮影レンズの予定焦点面の後方にコンデンサ
レンズを配置し、該コンデンサレンズの後方に光軸対称
に一対の結像レンズを配置することにより、両結像レン
ズによってそれぞれ形成される予定焦点面の像を比較し
て撮影レンズの焦点検出を行うものがある。第７図はこ
のような焦点検出装置の基本光学系を示すもので、（T
L）が撮影レンズ、（L0）がコンデンサレンズ、（L1）
及び（L2）がそれぞれ結像レンズであり、両結像レンズ
（L1）（L2）は撮影レンズ（TL）の光軸（Ｘ）に対して
対称となり、かつ、両結像レンズ（L1）（L2）の光軸は
それぞれ光軸（Ｘ）と平行になるように配置されてい
る。（Ｆ）は撮影レンズ（TL）の予定焦点面、（FR）は
両結像レンズの結像面であり、結像面（FR）上に受光素
子アレイが配置されている。
このような構成により、単一の被写体に対し、撮影レン
ズ（TL）が合焦状態にあるときその像（Ａ）は予定焦点
面（Ｆ）上に形成され、更に結像レンズ（L1）（L2）に
よって第１像（A1）及び第２像（A2）がそれぞれ形成さ
れる。そして、撮影レンズ（TL）が後ピン状態にあると
きは、その像（Ｂ）は合焦時の像（Ａ）よりも後方に形
成され更に結像レンズ（L1）（L2）によって、合焦時の
第１像（A1）第２像（A2）よりも光軸（Ｘ）に垂直な方
向に離れた位置に第１像（Ｂ）第２像（B2）がそれぞれ
形成される。逆に前ピン状態のときには撮影レンズ（T
L）によって像（Ｃ）が合焦時の像（Ａ）よりも前方に
形成され、その第１像（C1）及び第２像（C2）は共に合
焦時よりも光軸（Ｘ）に近い位置に形成される。従っ
て、このような焦点検出装置によって分離された２つの
像の間隔を結像面（FR）上に配置された受光素子アレイ
を用いて測定することによって、前ピン、合焦、後ピン
の焦点検出情報が得られる。
ズ（TL）が合焦状態にあるときその像（Ａ）は予定焦点
面（Ｆ）上に形成され、更に結像レンズ（L1）（L2）に
よって第１像（A1）及び第２像（A2）がそれぞれ形成さ
れる。そして、撮影レンズ（TL）が後ピン状態にあると
きは、その像（Ｂ）は合焦時の像（Ａ）よりも後方に形
成され更に結像レンズ（L1）（L2）によって、合焦時の
第１像（A1）第２像（A2）よりも光軸（Ｘ）に垂直な方
向に離れた位置に第１像（Ｂ）第２像（B2）がそれぞれ
形成される。逆に前ピン状態のときには撮影レンズ（T
L）によって像（Ｃ）が合焦時の像（Ａ）よりも前方に
形成され、その第１像（C1）及び第２像（C2）は共に合
焦時よりも光軸（Ｘ）に近い位置に形成される。従っ
て、このような焦点検出装置によって分離された２つの
像の間隔を結像面（FR）上に配置された受光素子アレイ
を用いて測定することによって、前ピン、合焦、後ピン
の焦点検出情報が得られる。
ここで、コンデンサレンズ（L0）の役割は、一対の結像
レンズ（L1）（L2）の瞳を、撮影レンズ（TL）の射出瞳
位置に投影することである。もし、コンデンサレンズ
（L0）がなければ、撮影レンズ（TL）によって周辺光束
がけられやすくなり、２次像（A1）（A2）（B1）（B2）
（C1）（C2）の像高による照度が変わり、焦点検出誤差
の原因となるからである。
レンズ（L1）（L2）の瞳を、撮影レンズ（TL）の射出瞳
位置に投影することである。もし、コンデンサレンズ
（L0）がなければ、撮影レンズ（TL）によって周辺光束
がけられやすくなり、２次像（A1）（A2）（B1）（B2）
（C1）（C2）の像高による照度が変わり、焦点検出誤差
の原因となるからである。
しかしながら、このような焦点検出装置においても被写
体が照明している光源の差によって焦点検出誤差が生じ
ることがある。特に、望遠レンズを用いて、太陽光の下
で撮影する場合と蛍光灯やタングステンランプなどの人
工光源の下で撮影する場合とでは、焦点検出誤差が生じ
やすい傾向にある。
体が照明している光源の差によって焦点検出誤差が生じ
ることがある。特に、望遠レンズを用いて、太陽光の下
で撮影する場合と蛍光灯やタングステンランプなどの人
工光源の下で撮影する場合とでは、焦点検出誤差が生じ
やすい傾向にある。
本発明は、このような被写体の照明光源の差による焦点
検出誤差の発生を抑えることのできる焦点検出装置を提
供することを目的とするものである。以下、本発明につ
いて詳細に説明する。
検出誤差の発生を抑えることのできる焦点検出装置を提
供することを目的とするものである。以下、本発明につ
いて詳細に説明する。
第８図は、受光素子アレイの分光感度分布、代表的な昼
光の分光分布およびそれらを合成した分光分布を示すグ
ラフである。第８図において、（SS）は受光素子として
通常用いられるシリコン・フォトダイオード（SPD）の
分光感度分布を示しており、非常に広い帯域において十
分な感度を有している。（SD）は代表的な昼光の分光分
布を示しており、（KD）は（SS）と（SD）とを合成した
分光分布を示す。従って、上述のようなシリコン・フォ
トダイオードを受光素子として用いる焦点検出装置の昼
光下での分光感度分布は、（KD）に示されるようにな
る。そして、この分光感度分布（KD）からも明らかなよ
うに、この焦点検出装置は、昼光に対して約590nmに感
度ピークを有する。
光の分光分布およびそれらを合成した分光分布を示すグ
ラフである。第８図において、（SS）は受光素子として
通常用いられるシリコン・フォトダイオード（SPD）の
分光感度分布を示しており、非常に広い帯域において十
分な感度を有している。（SD）は代表的な昼光の分光分
布を示しており、（KD）は（SS）と（SD）とを合成した
分光分布を示す。従って、上述のようなシリコン・フォ
トダイオードを受光素子として用いる焦点検出装置の昼
光下での分光感度分布は、（KD）に示されるようにな
る。そして、この分光感度分布（KD）からも明らかなよ
うに、この焦点検出装置は、昼光に対して約590nmに感
度ピークを有する。
一方、第９図は、タングステンランプの分光分布とその
照明下における焦点検出装置の分光感度分布を示すグラ
フである。第９図において、（SA）はタングステンラン
プの分光分布を示し、（SS）は第８図と同様の受光素子
の分光感度分布を示す。従って、タングステンランプ照
明下の焦点検出装置の分光感度分布は、（SA）と（SS）
とを合成した（KA）にて示されるようになる。第９図か
らも明らかなように、このタングステンランプ照明下の
焦点検出装置の分光感度分布（KA）は、約680nmに感度
ピークを有する。故に、焦点検出装置の感度ピークは、
昼光下とタングステンランプ照明下とでは約90nmの差が
生じる。この差による焦点検出誤差を防止するために、
第８図および第９図に（Ｒ）で示される分光特性を有す
る赤外線カットフィルタを用いることも考えられるが、
受光素子への入射光量が著しく減少してしまい、焦点検
出の低輝度限界を悪化させてしまうので好ましくない。
照明下における焦点検出装置の分光感度分布を示すグラ
フである。第９図において、（SA）はタングステンラン
プの分光分布を示し、（SS）は第８図と同様の受光素子
の分光感度分布を示す。従って、タングステンランプ照
明下の焦点検出装置の分光感度分布は、（SA）と（SS）
とを合成した（KA）にて示されるようになる。第９図か
らも明らかなように、このタングステンランプ照明下の
焦点検出装置の分光感度分布（KA）は、約680nmに感度
ピークを有する。故に、焦点検出装置の感度ピークは、
昼光下とタングステンランプ照明下とでは約90nmの差が
生じる。この差による焦点検出誤差を防止するために、
第８図および第９図に（Ｒ）で示される分光特性を有す
る赤外線カットフィルタを用いることも考えられるが、
受光素子への入射光量が著しく減少してしまい、焦点検
出の低輝度限界を悪化させてしまうので好ましくない。
一方、撮影レンズ（TL）は、色収差を極力小さくするよ
うに設計されてはいるが、完全には色収差がとれておら
ず、代表的なレンズの入射光波長と像点位置の関係は、
第10図のグラフにで示すように、設計的にＧ線（43
6nm）とＣ線（656nm）とにおいて像点位置をほぼ一致す
るように設計されている。第10図において、（KDP）は
昼光の場合の分光感度の感度ピークの波長（590nm）
を、（KAP）はタングステンランプ照明の場合の感度ピ
ークの波長（680nm）をそれぞれ示している。第10図か
ら明らかなように、照明光源の差によって、焦点検出装
置に検出される焦点位置は0.1mmから0.2mmも変化するこ
とが考えられる。
うに設計されてはいるが、完全には色収差がとれておら
ず、代表的なレンズの入射光波長と像点位置の関係は、
第10図のグラフにで示すように、設計的にＧ線（43
6nm）とＣ線（656nm）とにおいて像点位置をほぼ一致す
るように設計されている。第10図において、（KDP）は
昼光の場合の分光感度の感度ピークの波長（590nm）
を、（KAP）はタングステンランプ照明の場合の感度ピ
ークの波長（680nm）をそれぞれ示している。第10図か
ら明らかなように、照明光源の差によって、焦点検出装
置に検出される焦点位置は0.1mmから0.2mmも変化するこ
とが考えられる。
例えば、第11図図示のように、被写体が太陽（Ｄ）によ
って照明されている場合は、被写体からの反射光が実線
イで示されるように、撮影レンズ（TL）を通って予定焦
点面（Ｆ）に結像し、コンデンサレンズ（L0）と結像レ
ンズ（L1）（L2）を通して受光素子（Ｓ）上に２つの２
次像が投影される。一方、照明光源としてタングステン
ランプ（Ａ）が用いられる場合は、被写体からの反射光
が破線ロで示されるようにすすんで、予定焦点面（Ｆ）
よりも後に像が形成され、コンデンサレンズ（L0）と結
像レンズ（L1）（L2）を通して受光素子（Ｓ）上に２つ
の２次像が投影される。そして、太陽光照明の場合の像
間隔Ｌに比べてタングステンランプ照明の場合は像間隔
Ｌ′になり、光軸方向距離Ｄだけ光源の波長差による焦
点検出誤差となるのである。
って照明されている場合は、被写体からの反射光が実線
イで示されるように、撮影レンズ（TL）を通って予定焦
点面（Ｆ）に結像し、コンデンサレンズ（L0）と結像レ
ンズ（L1）（L2）を通して受光素子（Ｓ）上に２つの２
次像が投影される。一方、照明光源としてタングステン
ランプ（Ａ）が用いられる場合は、被写体からの反射光
が破線ロで示されるようにすすんで、予定焦点面（Ｆ）
よりも後に像が形成され、コンデンサレンズ（L0）と結
像レンズ（L1）（L2）を通して受光素子（Ｓ）上に２つ
の２次像が投影される。そして、太陽光照明の場合の像
間隔Ｌに比べてタングステンランプ照明の場合は像間隔
Ｌ′になり、光軸方向距離Ｄだけ光源の波長差による焦
点検出誤差となるのである。
次に、光源の波長の違いによるコンデンサレンズの屈折
率の差によって焦点検出誤差の生じる現象について第12
図を用いて説明する。第７図の基本光学系において、コ
ンデンサレンズ（L0）は結像レンズ（L1）（L2）の瞳を
撮影レンズ（TL）の射出瞳に撮影する役目をもってい
る。第12図において、（Ｍ）は結像レンズ（L1）（L2）
の瞳径を決定するマスクであり、一対の開口部（M1）
（M2）が形成されており、各開口部（M1）（M2）の中心
が結像レンズ（L1）（L2）の光軸とそれぞれ一致するよ
うに配置されている。
率の差によって焦点検出誤差の生じる現象について第12
図を用いて説明する。第７図の基本光学系において、コ
ンデンサレンズ（L0）は結像レンズ（L1）（L2）の瞳を
撮影レンズ（TL）の射出瞳に撮影する役目をもってい
る。第12図において、（Ｍ）は結像レンズ（L1）（L2）
の瞳径を決定するマスクであり、一対の開口部（M1）
（M2）が形成されており、各開口部（M1）（M2）の中心
が結像レンズ（L1）（L2）の光軸とそれぞれ一致するよ
うに配置されている。
第12図において、（MD）、（MA）はコンデンサレンズ
（L0）によって撮影レンズ（TL）に投影されるマスク
（Ｍ）の像をそれぞれ示し、照明光源の波長の差により
太陽光の場合は（MD）、タングステンランプの場合は
（MA）となる。すなわち、長波長成分を多く含む（赤っ
ぽい）タングステンランプの照明の場合は、コンデンサ
レンズ（L0）の屈折率が太陽光の場合のそれの屈折率よ
りも小さくなり、コンデンサレンズ（L0）の焦点距離
は、太陽光照明の場合よりもタングステン光照明の場合
の方が長くなるので、像（MA）は像（MD）よりも遠くに
結像される。そして、照明光源の波長差による屈折率の
差が少ないほど像（MA）と像（MD）とは互いに近づいた
位置に投影される。従って、コンデンサレンズ（L0）の
アッベ数ν１は大きくて波長による屈折率の変化が少な
い方が良い。
（L0）によって撮影レンズ（TL）に投影されるマスク
（Ｍ）の像をそれぞれ示し、照明光源の波長の差により
太陽光の場合は（MD）、タングステンランプの場合は
（MA）となる。すなわち、長波長成分を多く含む（赤っ
ぽい）タングステンランプの照明の場合は、コンデンサ
レンズ（L0）の屈折率が太陽光の場合のそれの屈折率よ
りも小さくなり、コンデンサレンズ（L0）の焦点距離
は、太陽光照明の場合よりもタングステン光照明の場合
の方が長くなるので、像（MA）は像（MD）よりも遠くに
結像される。そして、照明光源の波長差による屈折率の
差が少ないほど像（MA）と像（MD）とは互いに近づいた
位置に投影される。従って、コンデンサレンズ（L0）の
アッベ数ν１は大きくて波長による屈折率の変化が少な
い方が良い。
ここで、通常、第11図からも明らかなように、撮影レン
ズ（TL）自体のために長波長成分の強い光は後ピンにな
りがちであるので受光素子アレイ上では像間隔が広がる
傾向にあるのに加えて、第12図のような合焦光学系の構
成では長波長側の光による像間隔が広めになる傾向にあ
るので、撮影レンズと合焦光学系を合わすとさらに後ピ
ンの情報がでる傾向にあることになる。
ズ（TL）自体のために長波長成分の強い光は後ピンにな
りがちであるので受光素子アレイ上では像間隔が広がる
傾向にあるのに加えて、第12図のような合焦光学系の構
成では長波長側の光による像間隔が広めになる傾向にあ
るので、撮影レンズと合焦光学系を合わすとさらに後ピ
ンの情報がでる傾向にあることになる。
一方、結像レンズ（L1）（L2）について考察すると、ま
ず、第13図は、結像レンズ（L1）とマスク（Ｍ）との部
分を拡大したものである。短波長成分の強い光をＡ、長
波長成分の強い光をＢとすると、長波長成分に対する材
料の屈折率の方が短波長成分に対する屈折率よりも小さ
いので、長波長成分の強い光Ｂの方が光線の曲げられ方
が弱くなって像の間隔が短くなり、撮影レンズを含めた
ピント位置の光源の波長差による誤差を補正する方向に
ある。従って、結像レンズのアッベ数ν２が小さくて長
波長成分と短波長成分との屈折率の差が大きい方が、光
源の波長の差による焦点検出誤差を補正するためには良
い。
ず、第13図は、結像レンズ（L1）とマスク（Ｍ）との部
分を拡大したものである。短波長成分の強い光をＡ、長
波長成分の強い光をＢとすると、長波長成分に対する材
料の屈折率の方が短波長成分に対する屈折率よりも小さ
いので、長波長成分の強い光Ｂの方が光線の曲げられ方
が弱くなって像の間隔が短くなり、撮影レンズを含めた
ピント位置の光源の波長差による誤差を補正する方向に
ある。従って、結像レンズのアッベ数ν２が小さくて長
波長成分と短波長成分との屈折率の差が大きい方が、光
源の波長の差による焦点検出誤差を補正するためには良
い。
従って、本発明は、撮影レンズの予定争点面の近傍ない
しは後方にコンデンサレンズを配置し、その後方に光軸
対称に、像を２つに分離するための像分離光学素子を配
置するとともに、像分離光学素子の前に像分離光学素子
の瞳径を決定する開口部を有するマスクを配置して、分
離された２つの像を互いに比較することによって、撮影
レンズの予定焦点面に対する焦点検出を行う焦点検出装
置において、像分離光学素子の光軸とマスクの開口部の
中心とをずらすことにより像分離光学素子にプリズム効
果を持たせ、さらに以下の条件を満足することを特徴と
するものである。
しは後方にコンデンサレンズを配置し、その後方に光軸
対称に、像を２つに分離するための像分離光学素子を配
置するとともに、像分離光学素子の前に像分離光学素子
の瞳径を決定する開口部を有するマスクを配置して、分
離された２つの像を互いに比較することによって、撮影
レンズの予定焦点面に対する焦点検出を行う焦点検出装
置において、像分離光学素子の光軸とマスクの開口部の
中心とをずらすことにより像分離光学素子にプリズム効
果を持たせ、さらに以下の条件を満足することを特徴と
するものである。
（１） ν１＞ν２ 但し、ここで、ν１はコンデンサレンズのアッベ数、ν
２は像分離光学素子のアッベ数である。
２は像分離光学素子のアッベ数である。
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。第１図
は本発明の第１の実施例の焦点検出装置を示す概略図で
ある。第１図において、コンデンサレンズ（L0）のアッ
ベ数ν１は、結像レンズ（L1）（L2）のアッベ数ν２よ
りも大きくなるようにその材料が選択されている。これ
は、第13図の考察より、結像レンズ（L1）（L2）の材料
としては、アッベ数νの小さい（波長による屈折率の差
の大きい）ものが光源の波長差による焦点検出誤差の補
正に有効であるからであり、更に、第12図の説明よりコ
ンデンサレンズ（L0）のアッベ数νは大きい方がよいか
らである。コンデンサレンズ（L0）に用いられる材料と
しては、BK7、BKS、SK16などのクラウンガラスもしくは
アクリル（PMMA）などアッベ数νが大きい材料が適用さ
れ、一方、結像レンズの材料としてはフリントガラス、
ポリスチレン、ポリカーボネートなどアッベ数νの小さ
いものが適用される。
は本発明の第１の実施例の焦点検出装置を示す概略図で
ある。第１図において、コンデンサレンズ（L0）のアッ
ベ数ν１は、結像レンズ（L1）（L2）のアッベ数ν２よ
りも大きくなるようにその材料が選択されている。これ
は、第13図の考察より、結像レンズ（L1）（L2）の材料
としては、アッベ数νの小さい（波長による屈折率の差
の大きい）ものが光源の波長差による焦点検出誤差の補
正に有効であるからであり、更に、第12図の説明よりコ
ンデンサレンズ（L0）のアッベ数νは大きい方がよいか
らである。コンデンサレンズ（L0）に用いられる材料と
しては、BK7、BKS、SK16などのクラウンガラスもしくは
アクリル（PMMA）などアッベ数νが大きい材料が適用さ
れ、一方、結像レンズの材料としてはフリントガラス、
ポリスチレン、ポリカーボネートなどアッベ数νの小さ
いものが適用される。
第１図において、光線（dl）は太陽光照明下の光線を示
しており、光線（al）はタングステンランプ照明下の光
線を示している。光線（dl）はコンデンサレンズ（L0）
によって大きく屈折させられるが、結像レンズ（L1）
（L2）によっては大きく屈折させられない。一方、光線
（al）はコンデンサレンズ（L0）によって大きく屈折さ
せられないが、結像レンズ（L1）（L2）によって大きく
屈折させられて、両光線（dl）（al）とも受光素子
（Ｓ）上では互いに一致した位置に到達する。従って、
光源の波長差による焦点検出誤差を良好に補正すること
ができる。
しており、光線（al）はタングステンランプ照明下の光
線を示している。光線（dl）はコンデンサレンズ（L0）
によって大きく屈折させられるが、結像レンズ（L1）
（L2）によっては大きく屈折させられない。一方、光線
（al）はコンデンサレンズ（L0）によって大きく屈折さ
せられないが、結像レンズ（L1）（L2）によって大きく
屈折させられて、両光線（dl）（al）とも受光素子
（Ｓ）上では互いに一致した位置に到達する。従って、
光源の波長差による焦点検出誤差を良好に補正すること
ができる。
尚、本実施例においては、第２図に拡大して示されるよ
うに、結像レンズ（L1）（L2）は、その光軸（x1）
（x2）が、マスク（Ｍ）の開口部（M1）（M2）の中心よ
りも距離Ｈだけ外側に配置されている。このように構成
することによって、結像レンズ（L1）（L2）にそれぞれ
プリズム的な作用を持たせて、第２図に示される長波長
側の光線（Al）の方が短波長側の光線（Dl）よりも撮影
レンズ（TL）光軸（Ｘ）に近い位置を通るようにして、
長波長側の光線による２つの像の間隔をなるべく小さく
して、光源の波長差による焦点検出誤差を減少させるこ
とができる。これを第３図のプリズム（Ｐ）に置き換え
て、更に詳しく説明する。第３図において、プリズム
（Ｐ）に入射する光線を（m1）とすると、プリズム
（Ｐ）から射出される光線（m2）との角度の差αは、 α＝ｎ・θ ・・・・・・（２） で表される。ここで、ｎはプリズム（Ｐ）の屈折率、θ
はプリズム（Ｐ）のくさび角である。そして、（２）式
から、くさび角θが大きいほど、およびプリズム（Ｐ）
の屈折率が大きいほど光線は偏向されやすく、従って、
結像レンズ（L1）（L2）のアッベ数が小さいほど偏向角
を大きくして、波長の差による焦点検出誤差を良好に補
正することができるのである。
うに、結像レンズ（L1）（L2）は、その光軸（x1）
（x2）が、マスク（Ｍ）の開口部（M1）（M2）の中心よ
りも距離Ｈだけ外側に配置されている。このように構成
することによって、結像レンズ（L1）（L2）にそれぞれ
プリズム的な作用を持たせて、第２図に示される長波長
側の光線（Al）の方が短波長側の光線（Dl）よりも撮影
レンズ（TL）光軸（Ｘ）に近い位置を通るようにして、
長波長側の光線による２つの像の間隔をなるべく小さく
して、光源の波長差による焦点検出誤差を減少させるこ
とができる。これを第３図のプリズム（Ｐ）に置き換え
て、更に詳しく説明する。第３図において、プリズム
（Ｐ）に入射する光線を（m1）とすると、プリズム
（Ｐ）から射出される光線（m2）との角度の差αは、 α＝ｎ・θ ・・・・・・（２） で表される。ここで、ｎはプリズム（Ｐ）の屈折率、θ
はプリズム（Ｐ）のくさび角である。そして、（２）式
から、くさび角θが大きいほど、およびプリズム（Ｐ）
の屈折率が大きいほど光線は偏向されやすく、従って、
結像レンズ（L1）（L2）のアッベ数が小さいほど偏向角
を大きくして、波長の差による焦点検出誤差を良好に補
正することができるのである。
上記第１の実施例では、通常は受光素子の感度が長波長
側にのびているので、一対の結像レンズ（L1）（L2）の
光軸（x1）（x2）をマスク（Ｍ）の開口部（M1）（M2）
の中心より撮影レンズ（TL）の光軸（Ｘ）から遠くなる
方向にずらすように構成して、長波長側で後ピンになる
という現象を補正しようとしたが、第10図からも明らか
なように非常に短波長成分（400nm付近）の多い場合で
も後ピンとなる。よって、短波長側の光が多い特殊な光
源が用いられる特殊用途の焦点検出装置の場合は、逆に
結像レンズ（L1）（L2）の光軸（x1）（x2）をマスク
（Ｍ）の開口部（M1）（M2）の中心よりも撮像レンズ光
軸（Ｘ）の方向に近づければ、短波長側で後ピンとなる
現象を補正することができるし、この場合も結像レンズ
（L1）（L2）とアッベ数ν２は小さい方が補正がよくさ
れ、コンデンサレンズ（L0）のアッベ数をν１、結像レ
ンズ（L1）（L2）のアッベ数をν２とすると、ν１＞ν
２の関係が成り立つときに波長による焦点検出誤差の補
正が良好になされる。
側にのびているので、一対の結像レンズ（L1）（L2）の
光軸（x1）（x2）をマスク（Ｍ）の開口部（M1）（M2）
の中心より撮影レンズ（TL）の光軸（Ｘ）から遠くなる
方向にずらすように構成して、長波長側で後ピンになる
という現象を補正しようとしたが、第10図からも明らか
なように非常に短波長成分（400nm付近）の多い場合で
も後ピンとなる。よって、短波長側の光が多い特殊な光
源が用いられる特殊用途の焦点検出装置の場合は、逆に
結像レンズ（L1）（L2）の光軸（x1）（x2）をマスク
（Ｍ）の開口部（M1）（M2）の中心よりも撮像レンズ光
軸（Ｘ）の方向に近づければ、短波長側で後ピンとなる
現象を補正することができるし、この場合も結像レンズ
（L1）（L2）とアッベ数ν２は小さい方が補正がよくさ
れ、コンデンサレンズ（L0）のアッベ数をν１、結像レ
ンズ（L1）（L2）のアッベ数をν２とすると、ν１＞ν
２の関係が成り立つときに波長による焦点検出誤差の補
正が良好になされる。
第４図は、以上のような場合に有効な第２の実施例を示
す断面図である。第４図において、一対の結像レンズ
（L1）（L2）は、その光軸（x1）（x2）が一対のマスク
の開口部（M1）（M2）の中心よりも光軸（Ｘ）に近くな
るように配置されている。従って、（イ）は長波長成分
の多い昼光の１光線とし、（ロ）は短波長成分の多いタ
ングステン光の１光線とすると、従来の構成では（ロ）
の場合に後ピンとして検出されてしまうが、本実施例の
ように結像レンズ（L1）（L2）の光軸（x1）（x2）がマ
スクの開口部（M1）（M2）の中心に対して撮影レンズ
（TL）の光軸（Ｘ）方向によって配置されているので、
そのプリズム効果としては第２図図示の場合の逆とな
り、短波長成分の光の方が結像レンズ（L1）（L2）によ
って大きくまげられ波長の差による焦点検出誤差の補正
がなされる方向にある。
す断面図である。第４図において、一対の結像レンズ
（L1）（L2）は、その光軸（x1）（x2）が一対のマスク
の開口部（M1）（M2）の中心よりも光軸（Ｘ）に近くな
るように配置されている。従って、（イ）は長波長成分
の多い昼光の１光線とし、（ロ）は短波長成分の多いタ
ングステン光の１光線とすると、従来の構成では（ロ）
の場合に後ピンとして検出されてしまうが、本実施例の
ように結像レンズ（L1）（L2）の光軸（x1）（x2）がマ
スクの開口部（M1）（M2）の中心に対して撮影レンズ
（TL）の光軸（Ｘ）方向によって配置されているので、
そのプリズム効果としては第２図図示の場合の逆とな
り、短波長成分の光の方が結像レンズ（L1）（L2）によ
って大きくまげられ波長の差による焦点検出誤差の補正
がなされる方向にある。
第５図は、本発明に関連する第１の参考例を示す断面図
であり、本参考例では、上述の実施例に用いられた一対
の結像レンズ（L1）（L2）に代えて、一体化された一対
のプリズム（P1）（P2）が用いられている。そして、プ
リズム（P1）（P2）の前にはレンズ（L3）が配置されて
おり、このレンズ（L3）は結像作用を有し、像を分離す
る作用はプリズム（P1）（P2）が有している。ここで、
プリズム（P1）（P2）の位置はレンズ（L3）の前でも良
い。
であり、本参考例では、上述の実施例に用いられた一対
の結像レンズ（L1）（L2）に代えて、一体化された一対
のプリズム（P1）（P2）が用いられている。そして、プ
リズム（P1）（P2）の前にはレンズ（L3）が配置されて
おり、このレンズ（L3）は結像作用を有し、像を分離す
る作用はプリズム（P1）（P2）が有している。ここで、
プリズム（P1）（P2）の位置はレンズ（L3）の前でも良
い。
第６図は、本発明に関する第２の参考例を示す断面図で
あり、本参考例は第５図図示の第１の参考例に用いられ
たレンズ（L3）と一対のプリズム（P1）（P2）とを一体
化して、１つの像分離素子（DE）としたものである。
あり、本参考例は第５図図示の第１の参考例に用いられ
たレンズ（L3）と一対のプリズム（P1）（P2）とを一体
化して、１つの像分離素子（DE）としたものである。
尚、上記実施例では、すべてを赤外光を遮断する赤外光
カットフィルタが用いられていなかったが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、赤外光カットフィルタを
用いるものに対しても、有効である。赤外光カットフィ
ルタを用いる場合には、本発明を適用することによっ
て、来のように受光素子に検出される波長域を非常に狭
くすることなく、広く設定して受光素子の受光量を増加
させることができる。
カットフィルタが用いられていなかったが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、赤外光カットフィルタを
用いるものに対しても、有効である。赤外光カットフィ
ルタを用いる場合には、本発明を適用することによっ
て、来のように受光素子に検出される波長域を非常に狭
くすることなく、広く設定して受光素子の受光量を増加
させることができる。
以上詳述したように、本発明は、撮影レンズの予定焦点
面の近傍ないしは後方にコンデンサレンズを配置し、そ
の後方に光軸対称に像を２つに分離するための像分離光
学素子を配置するとともに、像分離光学素子の前に像分
離光学素子の瞳径を決定する開口部を有するマスクを配
置して、分離された２つの像を互いに比較することによ
って、撮影レンズの予定焦点面に対する焦点検出を行う
焦点検出装置において、像分離光学素子の光軸とマスク
の開口部の中心とをずらすことにより像分離光学素子に
プリズム効果を持たせ、さらにν１をコンデンサレンズ
のアッベ数、ν２を像分離光学素子のアッベ数としたと
きに、ν１＞ν２の条件を満足することを特徴とするも
のであり、このように構成することによって、被写体の
照明光源の波長差による焦点検出誤差を減少せしめるこ
とができる。
面の近傍ないしは後方にコンデンサレンズを配置し、そ
の後方に光軸対称に像を２つに分離するための像分離光
学素子を配置するとともに、像分離光学素子の前に像分
離光学素子の瞳径を決定する開口部を有するマスクを配
置して、分離された２つの像を互いに比較することによ
って、撮影レンズの予定焦点面に対する焦点検出を行う
焦点検出装置において、像分離光学素子の光軸とマスク
の開口部の中心とをずらすことにより像分離光学素子に
プリズム効果を持たせ、さらにν１をコンデンサレンズ
のアッベ数、ν２を像分離光学素子のアッベ数としたと
きに、ν１＞ν２の条件を満足することを特徴とするも
のであり、このように構成することによって、被写体の
照明光源の波長差による焦点検出誤差を減少せしめるこ
とができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図は
その要部拡大図、第３図はその結像レンズのプリズム作
用を説明するためのプリズムの断面図、第４図は本発明
の第２の実施例を示す断面図、第５図は第１の参考例を
示す断面図、第６図は第２の参考例を示す断面図、第７
図は本発明には第４の実施例を示す断面図、第７図は本
発明に用いられる焦点検出装置の光学系を示す断面図、
第８図は太陽光下でのシリコン・フォトダイオードから
なる受光素子の分光感度分布を示すグラフ、第９図はタ
ングステンランプ下での該受光素子の分光感度分布を示
すグラフ、第10図は撮影レンズの波長による像点位置の
差を示すグラフ、第11図は従来の撮影レンズの色収差に
よる焦点検出誤差の原因を示す断面図、第12図はコンデ
ンサレンズの波長による屈折率の差による焦点検出誤差
の原因を示す断面図、第13図は結像レンズの波長による
屈折率の差による焦点検出誤差の原因を示す断面図であ
る。 （TL）：撮影レンズ、（L0）：コンデンサレンズ、
（L1）（L2）（P1）（P2）（DE）：像分離光学系。
その要部拡大図、第３図はその結像レンズのプリズム作
用を説明するためのプリズムの断面図、第４図は本発明
の第２の実施例を示す断面図、第５図は第１の参考例を
示す断面図、第６図は第２の参考例を示す断面図、第７
図は本発明には第４の実施例を示す断面図、第７図は本
発明に用いられる焦点検出装置の光学系を示す断面図、
第８図は太陽光下でのシリコン・フォトダイオードから
なる受光素子の分光感度分布を示すグラフ、第９図はタ
ングステンランプ下での該受光素子の分光感度分布を示
すグラフ、第10図は撮影レンズの波長による像点位置の
差を示すグラフ、第11図は従来の撮影レンズの色収差に
よる焦点検出誤差の原因を示す断面図、第12図はコンデ
ンサレンズの波長による屈折率の差による焦点検出誤差
の原因を示す断面図、第13図は結像レンズの波長による
屈折率の差による焦点検出誤差の原因を示す断面図であ
る。 （TL）：撮影レンズ、（L0）：コンデンサレンズ、
（L1）（L2）（P1）（P2）（DE）：像分離光学系。
Claims (1)
- 【請求項１】撮影レンズの予定焦点面の近傍ないしは後
方にコンデンサレンズを配置し、その後方に光軸対称に
像を２つに分離するための像分離光学素子を配置すると
ともに、像分離光学素子の前に像分離光学素子の瞳径を
決定する開口部を有するマスクを配置して、分離された
２つの像を互いに比較することによって、撮影レンズの
予定焦点面に対する焦点検出を行う焦点検出装置におい
て、 像分離光学素子の光軸とマスクの開口部の中心とをずら
すことにより像分離光学素子にプリズム効果を持たせ、
さらに以下の条件を満足することを特徴とする焦点検出
装置： ν１＞ν２ 但し、ここで、 ν1;コンデンサレンズのアッベ数 ν2;像分離光学素子のアッベ数 である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125752A JPH0685017B2 (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125752A JPH0685017B2 (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284714A JPS61284714A (ja) | 1986-12-15 |
| JPH0685017B2 true JPH0685017B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=14917932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125752A Expired - Lifetime JPH0685017B2 (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685017B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623216A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-09 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| JP2770301B2 (ja) * | 1987-05-08 | 1998-07-02 | ミノルタ株式会社 | 焦点検出用光学装置 |
| JP2005195786A (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Canon Inc | 焦点検出装置及びそれを用いた光学機器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57154224A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Focus detecting device of camera |
| JPS5913207A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-24 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| JPS6032013A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-19 | Minolta Camera Co Ltd | 焦点検出用光学系 |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60125752A patent/JPH0685017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61284714A (ja) | 1986-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |