JPH083577B2 - 焦点検出用光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、像位相差法による自動焦点検出装置の焦点
検出用光学系に関する。

〔従来の技術〕

対物レンズによって形成される像を再結像光学系によ
り二つに分割して光電変換素子列上に再形成し、その二
つの像の位置ズレを検出することにより合焦検出を行な
う焦点検出用光学系は、従来から数多く提案されてい
る。その代表的なものは第９図に示されたものであっ
て、対物レンズ１の結像面２付近に位置するコンデンサ
ーレンズ３と、一対の再結像レンズ４とにより構成さ
れ、これらにより光電変換素子列５上に形成された一対
の像の相対的位置ズレにより合焦点を検出するものであ
る。この種のものでは光学系の取付け誤差等により光電
変換素子列５上の像の位置が狂うと直接合焦検出精度に
影響するので、取付け精度が非常に厳しい。更に該光学
系をカメラボディ内に実装する場合には、大きさの制約
により一面乃至二面の反射面を付加する必要が生ずる。
即ち、少なくとも三点以上の光学部材を高精度に実装す
ることが必須条件であり、光電変換素子列５を含めた上
記光学部材間の調整が多くなると言う欠点を有してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記問題点に鑑み、光学部材の部品点数を
極力少なくした上で、高精度の合焦検出が可能となる焦
点検出用光学系を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明による焦点検出用光学系は、対物レンズの結像
面付近に位置するコンデンサーレンズと、上記対物レン
ズにより形成された像を光電変換素子列上に再結像する
一対の再結像レンズとから成る焦点検出用光学系におい
て、上記コンデンサーレンズを入射面に形成し、上記一
対の再結像レンズを射出面に形成して一体的な光学部材
と成したことを特徴としている。

これを以下具体的に説明する。

よく知られているように、対物レンズの予定焦点面付
近に位置するコンデンサーレンズは、対物レンズの射出
瞳を一対の再結像レンズ上に投影する役割を担ってい
る。また一対の再結像レンズは、対物レンズの像を後方
の光電変換素子列上に再形成している。

ここでコンデンサーレンズを入射面に形成し、一対の
再結像レンズを射出面に形成して一体的な光学部材と成
すことによっても第１図に示した如き対物レンズ１と光
学素子６から構成される光学系と同等の光学的機能が得
られるのである。つまり、各レンズにとって必要とされ
る要件は屈折力であり、これは曲率を有する屈折面とい
う形で実現されるのである。このように構成すると以下
のような利点が得られる。

第一には、プラスチック光学材料等で一体成形される
ため、コンデンサーレンズの光軸と再結像レンズとの相
対位置のアライメントは、部品を精度良く作成しておけ
ば一切不要となることである。これは複数個の光学部材
の相対位置を高精度で決める場合と比較すれば簡単で確
実である。第二には、この光学系の間に反射面を設ける
場合でも、反射鏡を特に必要としないことである。例え
ば、PMMA（ポリメチルメタクリレート）の場合は、臨界
角は約42゜５′であり、その他のプラスチック光学材料
についても通常入射角45゜に対しては全反射が起こる。
即ち、光路を90゜曲げる場合は傾角45゜の斜面を形成し
ておけば良いため、従来例で必要とした反射鏡部材は不
要となる。尚、光の収束，発散状態により全反射が完全
でない場合は斜面に鍍銀すれば良い。

又、コンデンサーレンズは再結像レンズで生ずる収差
を補正する働きを持つ必要があるが、そのためにはコン
デンサーレンズに相当する曲面を非球面として歪曲収
差，像面湾曲を小さくする必要がある。又、更にコンデ
ンサーレンズ部に凸レンズを追加することでも十分な性
能を保証し得る。この凸レンズは物体側に平面部を向け
た平凸レンズとすることが可能である。即ち、コンデン
サーレンズを凹の空気レンズで構成することができるの
である。

以上のように、光学部材の数を従来に比べ極めて少な
くすることが可能となり、構成の単純化と高信頼性を達
成し得ると共に、部品点数，組立工数の低減によるコス
トダウンも実現される。

又、合焦検出に必要な光束は光電変換素子の配列方向
の限られた開口からのものであり、通常これに対応し
て、コンデンサーレンズ部には長方形の遮光部材を、再
結像レンズ部には一対の開口を有する遮光部材を夫々設
けて光束を規制している。しかし、本発明によれば、上
記開口に対応する形でコンデンサーレンズ部，再結像レ
ンズ部を形成することが容易であり、有効光束のみに屈
折力を与えることができるので効果的である。又、更に
遮光部材を設ける場合でも、レンズに対応した形状の開
口をはめ込むだけでよく、従来例に比べ遮光部材の開口
の位置決めが極めて正確且つ簡便になされる。

〔実施例〕

以下図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。

第２図は第一実施例の構造を示しており、コンデンサ
ーレンズ部8,反射面9,一対の再結像レンズ部10が一体で
形成されている。光束は反射面９で全反射する。７は対
物レンズの焦点面、11は光電変換素子列である。

第３図は第二実施例の構造を示しており、コンデンサ
ーレンズ部の後面14,反射面9,一対の再結像レンズ部10
が一体で形成されており、コンデンサーレンズ部には更
に凸レンズ12が加わって空気レンズ13が形成されてい
る。

第４図は第三実施例の要部構造を示しており、光学系
全体の基本構成は第一実施例と同一であるが、合焦検出
に有効な光束の通過する領域に合わせてコンデンサーレ
ンズ部15と一対の再結像レンズ部17の形状が決定されて
いる。コンデンサーレンズ部15は、第５図のように光電
変換素子の配列方向に長く延びた形状をしており、これ
に付加される遮光部材16′は第６図に示す如き形状を有
し、その開口15′がコンデンサーレンズ部15と対応して
いる。平面部16は遮光部材16′の当て付け面である。同
様に一対の再結像レンズ部17は、第７図に示すように、
光電変換素子の配列方向に形成されており、これに付加
される遮光部材18′は第９図に示す如き形状を有し、そ
の開口17′が再結像レンズ部17と対応している。平面部
18は遮光部材18′の当て付け面である。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による焦点検出用光学系は、コン
デンサーレンズを入射面に形成し一対の再結像レンズを
射出面に形成して一体的な光学部材として構成されてい
るので、複数の光学部材間の高精度な調整を不要となし
て、光学部材の数を従来に比べて極めて少なくすること
が可能となり、構成の単純化と高信頼性を達成し得ると
共に、部品点数、組立工数の低減によるコストダウンが
実現されるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による焦点検出用光学系の概念図、第２
図及び第３図は夫々第一及び第二実施例の構造を示す断
面図、第４図は第三実施例の構造を示す断面図、第５図
及び第６図は夫々第三実施例のコンデンサーレンズ部の
斜視図及び該コンデンサーレンズ部の遮光部材の平面
図、第７図及び第８図は夫々第三実施例の一対の再結像
レンズ部の斜視図及び該再結像レンズ部の遮光部材の平
面図、第９図は従来例の構造を示す断面図である。 １……対物レンズ、２……結像面、５……光電変換素子
列、６……光学素子、７……焦点面、８……コンデンサ
ーレンズ部、９……反射面、10……再結像レンズ部、11
……光電変換素子列、12……凸レンズ、13……空気レン
ズ、14……コンデンサーレンズ部の後面、15……コンデ
ンサーレンズ部、15′……開口、16……平面部、16′…
…遮光部材、17……再結像レンズ部、17′……開口、18
……平面部、18′……遮光部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズの結像面付近に位置するコンデ
   ンサーレンズと、上記対物レンズにより形成された像を
   光電変換素子列上に再結像させる一対の再結像レンズと
   から成る焦点検出用光学系において、 上記コンデンサーレンズを入射面に形成し上記一対の再
   結像レンズを射出面に形成して一体的な光学部材と成し
   たことを特徴とする焦点検出用光学系。
2. 【請求項２】上記コンデンサーレンズを曲率を有する境
   界又は空気レンズ若しくは空気レンズを含む光学系で構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲（１）に記載の
   焦点検出用光学系。