JPH09243905A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、複数箇所の焦点検出エリアについ
て焦点検出を行う焦点検出装置に関し、焦点検出精度を
向上しつつ、小型化を図ることを目的とする。 【解決手段】 カメラの撮影光学系１を透過し、撮像面
上に予め定められた焦点検出エリアに到達する被写体光
束を、撮影光路外へ反射するサブミラー２と、サブミラ
ー２により反射された反射光束を分割し、これらの分割
光束を個別に再結像させる焦点検出光学系３と、焦点検
出光学系３を介して形成される光像を受光面Ｚで受光
し、これらの光像の位置関係に基づいて撮影光学系１の
焦点検出を行う焦点検出手段４とを備えた焦点検出装置
において、複数の焦点検出エリアに対応して、「サブミ
ラー２と焦点検出光学系３との組み合わせ」が複数設け
られ、「光軸外の焦点検出エリアＳ」に到達する被写体
光束を反射するサブミラー２については、鏡面側が内向
して配置されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器の焦点検
出を行う焦点検出装置に関し、特に、複数箇所の焦点検
出エリアに対応して、複数のサブミラーを設けた焦点検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラにおいて、捉えた構図を動
かすことなく、撮像面の所望の箇所に焦点を合わせた
り、撮像面上を動く被写体像を追い続けて焦点を合わせ
るものが知られている。このようなカメラには、撮像面
上の焦点状態を細部にわたって検出するために、複数箇
所の焦点検出エリアについて焦点検出を行う焦点検出装
置が搭載されている。

【０００３】図１４は、この種の焦点検出装置を示す図
である。図１５は、カメラ内における焦点検出装置の配
置を示す図である。これらの図において、カメラの撮影
光学系５１の光軸上にミラー５１ｍが配置され、ミラー
５１ｍにおける透過部分の後方に、一平面のサブミラー
５２が配置される。

【０００４】このサブミラー５２の反射方向に、３箇所
に透過穴を設けた視野マスク５３が配置される。視野マ
スク５３の後方には、３つのレンズを一体形成したコン
デンサレンズ５４およびミラー５５が配置される。この
ミラー５５の反射方向には、視野マスク５３を透過した
各被写体光束をそれぞれ分割する絞りマスク５６と、こ
のように分割された分割光束をそれぞれ再結像させるセ
パレータレンズ５７とが配置される。このセパレータレ
ンズ５７の後方には、受光素子５８が配置される。

【０００５】このような構成の焦点検出装置では、一枚
のサブミラー５２を使用するため、カメラの撮像面側に
形成されるべき像空間が、反射方向にそのまま鏡映さ
れ、撮像面の鏡映像である像面（予定結像面）側に等価
な像空間を形成する。視野マスク５３には、撮像面上の
焦点検出エリアと同一縮尺で透過穴が配列される。

【０００６】このような視野マスク５３の働きにより、
予定結像面を通過する被写体光束の内、撮像面上の焦点
検出エリアに到達するべき被写体光束のみが、コンデン
サレンズ５４側に透過する。コンデンサレンズ５４は複
合レンズを構成し、焦点検出エリアごとの被写体光束を
整形する。これらの被写体光束の像面を傾けずに、受光
素子５８上にそのまま再結像させるため、コンデンサレ
ンズ５４を構成する単レンズの主平面は、予定結像面と
平行する向きに配置される。

【０００７】次に、焦点検出エリアごとの被写体光束
は、絞りマスク５６を介して分割される。このように分
割された分割光束は、被写体光束の結像面で交差し、結
像面の前後で位置関係が入れ換わる光束である。セパレ
ータレンズ５７は、これらの分割光束を個別にアオリ結
像（シフト）させ、受光素子５８の受光面上に一組の光
像を形成する。このような光像間の間隔や位置関係に基
づいて、焦点検出エリアごとに焦点状態の検出が行われ
る。

【０００８】ところで、絞りマスク５６の開口部を通過
する分割光束は、コンデンサレンズ５４を介した開口部
の逆投影像（以下「入射瞳」という）の位置を通過する
光束である。これらの入射瞳５１ａ，５１ｂが、撮影光
学系５１の口径蝕（ケラレ）に掛かると、分割光束の一
部が欠損するため、焦点状態の検出に支障が生じる。

【０００９】そのため、レンズ周辺部の口径蝕に掛から
ないように、入射瞳５１ａ，５１ｂは撮影光学系５１の
中央側に近寄せて配置される。このような配置状態で
は、図１４に示すように、一組の分割光束ｒ２，ｓ２の
対称軸が、撮影光学系５１の中央側から放射状に広が
る。そのため、後方に位置する受光素子５８の受光面
は、必然的に大きくなる。

【００１０】このような受光素子の小型化を図るため
に、コンデンサレンズの直前あるいは直後に光偏向手段
を付加した焦点検出装置も知られている（特開昭６３−
２７８０１２号公報）。図１６は、この種の光偏向手段
を有する焦点検出装置を示す図である。図において、コ
ンデンサレンズ６３Ｍ，６３Ｎは、前面および後面の球
心が光軸Ｏよりに偏心されている。そのため、光軸Ｏか
ら離れる対称軸ＡＭ３，ＡＮ３は、光軸Ｏ寄りに偏向
（シフト）される。

【００１１】このような構成により、セパレータレンズ
６５および受光素子６６を小型に構成することができ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１４に示
した従来例では、撮影光学系５１から離れるに従って、
分割光束ｒ２，ｓ２が光軸Ｏから広がる。そのため、焦
点検出装置は、これらの光路を内部に確保しなければな
らず、焦点検出装置全体が、顕著に大きくなってしまう
という問題点があった。

【００１３】また、図１６に示した従来例では、コンデ
ンサレンズ６３の直前に光偏向手段（図１６では、コン
デンサレンズ６３Ｍ，６３Ｎの前面形状）を付加してい
るため、視野マスク６１については小型化を一切図るこ
とができなかった。さらに、コンデンサレンズ６３の直
前に光偏向手段が設けられるため、両者の距離が短く、
コンデンサレンズ６３においては、光路の広がり（配列
間隔）がほとんど小さくならない。そのため、コンデン
サレンズ６３についても、十分な小型化を図ることが不
可能であった。

【００１４】通常、焦点検出装置では、視野マスク６１
から受光素子６６までを光学ブロックとして一体に組み
合わせることが多い。この光学ブロックの奥行き方向
は、光学設計により柔軟に短縮できるため、間口の大き
さにより光学ブロック全体の大きさが決定される。図１
６に示した従来例では、視野マスク６１やコンデンサレ
ンズ６３が大きいため、光学ブロックの間口が大きく、
光学ブロック全体が大きくなってしまう。

【００１５】また、光偏向手段をコンデンサレンズ６３
と別体に付加した場合には、更に焦点検出装置が大型化
してしまう。このように、図１６に示した従来例におい
ても、焦点検出装置全体が大きいという問題点があっ
た。一方、装置の大きさの他にも問題点があった。

【００１６】すなわち、図１４に示した従来例では、分
割光束ｒ２，ｓ２の対称軸が、一組のセパレータレンズ
５７の重心位置と斜め向きに交差する。そのため、分割
光束ｒ２，ｓ２は、対応するセパレータレンズ５７に対
し相異なる角度で入射する。その結果、分割光束ｒ２，
ｓ２には、異なる軸外諸収差（像面歪曲など）が生じ、
受光素子５８の受光面上に非相関な光像が形成される。

【００１７】このような光像間では、像パターンの相関
性が劣るため、光像間の位置関係を正しく検出すること
ができず、焦点検出の精度が低下するという問題点があ
った。また、図１６に示した従来例では、分割光束ｒ
３，ｓ３が、コンデンサレンズ６３Ｍの軸外周辺部を通
過する。そのため、分割光束ｒ３，ｓ３に球面収差やコ
マ収差などの諸収差が生じ、受光素子６６の受光面上に
おける結像性能が低下する。そのため、焦点検出の精度
が低下するという問題点があった。

【００１８】請求項１に記載の発明は、これらの問題点
を解決するために、焦点検出精度を向上しつつ、小型化
を図ることができる焦点検出装置を提供することを目的
とする。請求項２，３に記載の発明は、請求項１の目的
と併せて、焦点検出精度をより高めることができる焦点
検出装置を提供することを目的とする。

【００１９】請求項４〜６に記載の発明は、請求項１の
目的と併せて、一層小型化を図ることができる焦点検出
装置を提供することを目的とする。請求項７に記載の発
明は、請求項１の目的と併せて、内向するサブミラーに
よる予定結像面の傾斜を的確に補正することができる焦
点検出装置を提供することを目的とする。

【００２０】請求項８に記載の発明は、請求項１の目的
と併せて、内向するサブミラーによる予定結像面の傾斜
にかかわらず、高い焦点検出精度を得ることができる焦
点検出装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１に記載
の発明を説明する図である。

【００２２】請求項１に記載の発明は、カメラの撮影光
学系１を透過し、撮像面上に予め定められた焦点検出エ
リアに到達する被写体光束を、撮影光路外へ反射するサ
ブミラー２と、サブミラー２により反射された反射光束
を分割し、これらの分割光束を個別に再結像させる焦点
検出光学系３と、焦点検出光学系３を介して形成される
一組の光像を受光面Ｚで受光し、これらの光像の位置関
係に基づいて撮影光学系１の焦点検出を行う焦点検出手
段４とを備えた焦点検出装置において、複数の焦点検出
エリアに対応して、「サブミラー２と焦点検出光学系３
との組み合わせ」が複数設けられ、「光軸外の焦点検出
エリアＳ」に到達する被写体光束を反射するサブミラー
２については、鏡面側が内向して配置されることを特徴
とする。

【００２３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の焦点検出装置において、複数のサブミラー２により反
射される反射光束は、互いに略平行することを特徴とす
る。図３は、請求項３に記載の発明を説明する図であ
る。請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検
出装置において、複数のサブミラー２は、「反射される
被写体光束の入射軸Ｌと撮影光学系１の光軸Ｏとの交点
に焦点ｆが位置し、かつ回転軸ｒが互いに略平行する回
転放物面Ｐ」と接する向きにそれぞれ配置されることを
特徴とする。

【００２４】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、複数の
サブミラー２は、多面鏡として一体に形成されることを
特徴とする。請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、焦点検
出手段４では、「複数の焦点検出光学系３により形成さ
れる複数組の光像」を個別に光電変換する受光素子列
が、同一基板上に一体形成されることを特徴とする。

【００２５】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、複数の
焦点検出光学系３では、複数の視野マスクが一体形成さ
れ、複数組のセパレータレンズが一体形成され、複数組
の絞りマスクが一体形成されてなることを特徴とする。
図４は、請求項７に記載の発明を説明する図である。

【００２６】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６
のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、光軸外
の焦点検出エリアＳに対応する「サブミラー２と焦点検
出光学系３との組み合わせ」については、サブミラー２
を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉｍと、焦点検出
光学系３の主平面Ｈと、焦点検出手段４の受光面Ｚと
が、同一直線で交わることを特徴とする。

【００２７】図５は、請求項８に記載の発明を説明する
図である。請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６の
いずれか１項に記載の焦点検出装置において、光軸外の
焦点検出エリアＳに対応する焦点検出光学系３では、
「サブミラー２を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉ
ｍ」と「焦点検出手段４の受光面Ｚ」との交線Ｔの方向
に沿って反射光束を分割することを特徴とする。

【００２８】（作用）請求項１にかかわる焦点検出装置
では、複数の焦点検出エリアに対応して、サブミラー２
が複数設けられる。

【００２９】これら複数のサブミラー２の内、光軸外の
焦点検出エリアＳに対応するサブミラー２については、
その鏡面側が内向した向きに配置される。このような構
成により、光軸外の焦点検出エリアＳに向かって放射状
に広がる被写体光束の入射軸Ｌは、図２に示すように、
光軸Ｏ（正確には、中央部のサブミラー２を介して光軸
Ｏを反射した軸）寄りに反射される。

【００３０】特に、このような構成では、サブミラー２
と焦点検出光学系３との距離が長いので、複数の反射光
束の広がりを効果的に小さく抑えることができる。この
ように反射光束の広がりが小さく抑えられることによ
り、焦点検出光学系３における複数の光路どうしの間隔
が格段に短くなり、焦点検出装置の小型化を一層図るこ
とができる。

【００３１】また、焦点検出光学系３を構成する視野マ
スク３ａやコンデンサレンズ３ｂなどにおいても、反射
光束の広がりが抑えられるので、視野マスク３ａやコン
デンサレンズ３ｂについても一緒に小型化される。した
がって、従来例と比べて、焦点検出装置全体の小型化が
効率的に図られる。一方、焦点検出光学系３において確
保する複数の光路の配列間隔を、図１６に示した従来例
と同程度にした場合には、サブミラー２と焦点検出光学
系３との距離が長い分だけ、反射光束を偏向する角度を
小さくできる。したがって、反射光束に生じる「像面の
歪み」その他の弊害を無視できる程度に小さくすること
ができる。

【００３２】さらに、反射光束が光軸Ｏ寄りに反射され
るので、この反射光束を分割した一組の分割光束につい
ては、図２に示されるように、セパレータレンズ３ｃの
入射角が対称に近づく。したがって、セパレータレンズ
３ｃにおける軸外諸収差がほぼ対称に生じ、受光面Ｚ上
に形成される一組の光像に関して、相関性が向上する。

【００３３】その結果、光像パターンの相関性が向上し
て、光像の位置関係を正しく検出することができる。し
たがって、焦点検出精度が向上する。また、反射光束が
光軸Ｏ寄りに反射されるので、図２に示されるように、
コンデンサレンズ３ｂのほぼ正面から反射光束が入射す
る。そのため、コンデンサレンズ３ｂにおいて生じる球
面収差やコマ収差は勿論のこと、像面歪曲までも改善さ
れる。したがって、受光面Ｚ上における光像の結像性能
が向上し、光像の位置関係をより精度良く検出すること
ができる。したがって、この点からも、焦点検出精度が
向上する。

【００３４】請求項２にかかわる焦点検出装置では、複
数のサブミラー２により反射される反射光束が、互いに
略平行する。このような構成では、反射光束の反射方向
が一様に揃うので、光軸Ｏ上の焦点検出光学系と同様の
条件で、分割および再結像を行うことができる。すなわ
ち、コンデンサレンズ３ｂの光軸と反射光束の対称軸と
が一致し、かつ一組の分割光束がセパレータレンズ３ｃ
に対称に入射する。したがって、光軸外の焦点検出光学
系３において生じていた諸収差が最小限に抑えられ、受
光面Ｚ上における光像の結像性能および相関性が最大限
に向上する。したがって、光像の位置関係が正しく検出
され、焦点検出精度が特に向上する。

【００３５】請求項３にかかわる焦点検出装置では、個
々のサブミラー２について、被写体光束の入射軸Ｌと、
撮影光学系１の光軸Ｏとの交点を求める。次に、この交
点に焦点ｆが位置する回転放物面Ｐを想定する。このよ
うな回転放物面Ｐと接する向きにサブミラー２を配置す
ることにより、反射光束の反射方向が、回転放物面Ｐの
回転軸ｒと平行する。

【００３６】そこで、個々のサブミラー２に対し想定さ
れる回転放物面Ｐについて、回転軸ｒを互いに略平行さ
せることにより、複数のサブミラー２における反射方向
を互いに略平行させることができる。すなわち、このよ
うなサブミラー２の配置構成により、撮像面上の任意箇
所（例えば、上下左右および斜め）に位置する焦点検出
エリアにおいて、反射光束の反射方向を一定方向に揃え
ることができる。

【００３７】このように反射光束の反射方向が一定方向
に揃うことにより、光軸外の焦点検出光学系３において
生じていた諸収差が最小限に抑えられ、受光面Ｚ上にお
ける光像の結像性能および相関性を最大限に向上させる
ことができる。その結果、光像の位置関係が正しく検出
され、焦点検出精度が向上する。請求項４にかかわる焦
点検出装置では、複数のサブミラー２を多面鏡として一
体に構成する。

【００３８】従来のカメラでは、サブミラーが一枚で構
成されるため、サブミラーから漏れた光が、シャッタ幕
に直接照射されることはほとんどなかった。しかし、複
数のサブミラー２を配置した場合には、サブミラー２の
隙間から光が漏れ、シャッタ幕に照射されるおそれがあ
る。このような状態で、シャッタ幕からわずかでも光が
フィルム側に漏れると、フィルムが長時間にわたって露
光され、撮影画質が著しく損なわれる。そのため、シャ
ッタ幕には、通常のカメラよりも一段と高い遮光性が要
求される。

【００３９】しかしながら、複数のサブミラー２を多面
鏡として一体構成することにより、隙間から漏れる光を
確実かつ容易に防ぐことができる。したがって、撮影画
質を損なうおそれがなくなり、通常程度の遮光性を有す
るシャッタ幕を採用することができる。また、複数のサ
ブミラー２が一体に構成されるので、撮影光路外に待避
させる場合には、まとめて待避させることができる。し
たがって、サブミラー２を待避させるためのミラー駆動
機構の構成が単純になる。

【００４０】さらに、複数のサブミラー２が一体に構成
されるので、サブミラー２を一枚ずつ組み込む場合に比
べ、サブミラー２の角度精度が向上し、かつカメラの組
み立て性も向上する。

【００４１】請求項５にかかわる焦点検出装置では、受
光素子列を同一基板上に形成することにより、焦点検出
装置の小型化を図る。請求項６にかかわる焦点検出装置
では、焦点検出光学系の構成部品をそれぞれ一体形成す
ることにより、焦点検出装置の小型化を図る。請求項７
にかかわる焦点検出装置では、まず、複数のサブミラー
２を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉｍを求める。

【００４２】通常、これらの像面Ｉｍは、個々のサブミ
ラー２が相異なる角度に配置されるため、それぞれ傾き
が異なる。これらの像面Ｉｍが、焦点検出光学系３を介
してそのまま再結像されると、受光面Ｚ上の再結像面
も、それぞれ傾きが異なる。したがって、受光面Ｚ上で
は、鮮明な光像を得ることができず、焦点検出精度が低
下してしまう。

【００４３】しかしながら、請求項７にかかわる焦点検
出装置では、図４に示すように、このように求めた像面
Ｉｍと、焦点検出光学系３の主平面Ｈと、焦点検出手段
４の受光面Ｚとが一直線で交わるように構成される。こ
のような主平面Ｈの傾きにより、像面Ｉｍはアオリ結像
（ティルト）され、受光面Ｚに沿って再結像面が形成さ
れる（シャイムフルクの法則）。

【００４４】したがって、受光面Ｚ上では、像面Ｉｍの
傾きにかかわらず、鮮明な光像を得ることができる。そ
の結果、像パターンのコントラストが高くなり、焦点検
出精度が向上する。なお、図４では、コンデンサレンズ
３ｂの主平面Ｈを傾けることにより、上述の作用効果を
得ているが、セパレータレンズ群３ｃの主平面Ｈなどを
個別に傾けても、同様の作用効果が得られる。

【００４５】請求項８にかかわる焦点検出装置では、
「サブミラー２を対称面として撮像面を鏡映した像面Ｉ
ｍ」と「焦点検出手段４の受光面Ｚ」との交線Ｔを求め
る。焦点検出光学系３は、この交線Ｔの方向に反射光束
を分割する。この分割光束は、交線Ｔの方向に並ぶ一組
の光像を受光面Ｚ上に形成する。このとき、像面Ｉｍ上
において交線Ｔの方向に並ぶ像パターンは、他の方向に
並ぶ像パターンとは異なり、受光面Ｚと唯一に平行す
る。したがって、交線Ｔの方向に並ぶ像パターンは、焦
点検出光学系３の平行なレンズ主平面を介して、受光面
Ｚ上に鮮明に再結像する。

【００４６】したがって、交線Ｔの方向に並ぶ一組の光
像については、像パターンの相関を正しく求めることが
でき、焦点状態を精度良く検出することができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。

【００４８】図６は、請求項１〜６に対応する実施形態
を示す図である。図７〜１１は、焦点検出装置を構成す
る部品などを示す図である。これらの図において、カメ
ラの撮影光学系２１の光軸Ｏ上にミラー２２が配置さ
れ、ミラー２２における透過部分の後方に、３面からな
るサブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎが配置される。

【００４９】このサブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎの
反射方向には、図８に示すように、３箇所に透過穴を設
けた視野マスク２４が配置される。視野マスク２４の後
方には、３つのレンズを一体形成したコンデンサレンズ
２５およびミラー２６が配置される。このミラー２６の
反射方向には、図９に示すような絞りマスク２７と、図
１０に示すようなセパレータレンズ２８とが配置され
る。このセパレータレンズ２８の後方には、図１１に示
すような受光素子２９が配置される。

【００５０】なお、請求項１〜６に記載の発明と本実施
形態との対応関係については、複数のサブミラー２はサ
ブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎに対応し、焦点検出光
学系３は視野マスク２４，コンデンサレンズ２５，絞り
マスク２７およびセパレータレンズ２８に対応し、焦点
検出手段４は受光素子２９に対応する。ここで、サブミ
ラー２３Ｌ〜Ｎの配置について詳細に説明する。

【００５１】まず、カメラの撮像面（図示せず）上に、
複数の焦点検出エリアを設定する。この複数の焦点検出
エリアにそれぞれ到達する被写体光束の中から、撮影光
学系２１の口径蝕に掛からない入射軸ＡＬ１，ＡＭ１，
ＡＮ１を定める。これらの入射軸ＡＬ１，ＡＭ１，ＡＮ
１と光軸Ｏとの交点に焦点がそれぞれ位置し、かつ回転
軸が互いに平行する３つの回転放物面を想定し、これら
の回転放物面と接する向きに、サブミラー２３Ｌ，２３
Ｍ，２３Ｎをそれぞれ配置する。

【００５２】このような構成により、入射軸ＡＬ１，Ａ
Ｍ１，ＡＮ１は、３面のサブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２
３Ｎを介して、互いに平行する向きに反射される。図１
２は、このような反射光束の光路を示す展開図である。
この図は、サブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎの各入射
面内において光路を展開した図であり、入射軸の角度θ
と面角度φとは、 θ＝２φ の関係を満足する。

【００５３】このようにして、反射光束の広がりが抑え
られるため、焦点検出光学系の小型化を図ることができ
る。また、光軸外の焦点検出エリアに対応する一組の光
束ｒ１，ｓ１は、焦点検出光学系の軸に対して対称とな
るので、受光素子２９の受光面に形成される光像の相関
性が確保される。

【００５４】図１３は、予定結像面の傾きを示す図であ
る。サブミラー２３Ｌ，２３Ｍ，２３Ｎは、相異なる角
度に配置されるため、これらの鏡面を対称面として撮像
面を鏡映した像面は若干傾斜する。

【００５５】したがって、受光素子２９の受光面に形成
される光像の像面も傾斜する。このような像面の傾斜に
より、像パターンが不鮮明になるため、焦点検出精度が
低下する。なお、このような弊害は、請求項７あるいは
請求項８に記載される構成を適用することにより、容易
に除去することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明では、複数のサブミラーを内向して配置するので、
放射状に広がる被写体光束の入射軸が、光軸（正確に
は、中央のサブミラーによる光軸の反射軸）寄りに反射
される。

【００５７】したがって、反射光束の広がりが小さく抑
えられるので、焦点検出装置を小型化することができ
る。特に、従来例のようにコンデンサレンズの直前で反
射光束の広がりを抑える場合と比較して、より前方の位
置から反射光束の広がりを抑えることができるので、反
射光束の広がりを一層小さく抑えることができる。した
がって、焦点検出装置を一層小型化することができる。

【００５８】また、焦点検出光学系を構成する視野マス
クやコンデンサレンズの前方から、反射光束の広がりを
抑えるので、これらについても小型化を図ることができ
る。したがって、焦点検出装置の間口を小さくし、実効
的な小型化をより一層図ることができる。一方、焦点検
出光学系における反射光束の広がりを、図１６に示した
従来例と同程度にした場合には、サブミラーと焦点検出
光学系との距離が長い分だけ、反射光束を偏向する角度
が小さくなる。したがって、反射光束に生じる「像面の
歪み」その他の弊害を無視できる程度に小さくすること
もできる。

【００５９】さらに、反射光束は光軸寄りに反射され、
ほぼ正面から各焦点検出光学系に入射するので、この反
射光束を分割した一組の分割光束については、焦点検出
光学系内のほぼ対称な位置を通過する。

【００６０】したがって、分割光束にそれぞれ生じる軸
外諸収差がほぼ対称に近づき、受光面上に形成される一
組の光像において相関性が向上する。その結果、光像パ
ターンの相関性が向上して、光像の位置関係を精度良く
検出することができる。したがって、焦点検出精度が向
上する。また、反射光束が光軸寄りに反射されるので、
各焦点検出光学系の近軸領域を反射光束が通過する。そ
のため、反射光束に生じる球面収差やコマ収差は勿論の
こと、像面歪曲なども改善される。したがって、受光面
上における光像の結像性能が向上し、光像の位置関係を
正しく検出することができる。したがって、この点から
も、焦点検出精度が向上する。

【００６１】請求項２に記載の発明では、反射光束が互
いに略平行するので、光軸上の焦点検出光学系と同様の
条件で、分割および再結像を行うことができる。すなわ
ち、焦点検出光学系の光軸と反射光束の光軸が一致し、
かつ一組の分割光束が焦点検出光学系を対称に通過す
る。したがって、光軸外の焦点検出光学系において生じ
ていた諸収差が最小限に抑えられ、受光面上における光
像の結像性能および相関性が最大限に向上する。したが
って、光像の位置関係が正しく検出され、焦点検出精度
が特に向上する。

【００６２】請求項３に記載の発明では、回転放物面と
接する向きにサブミラーを配置することにより、反射光
束の反射方向を的確に略平行させることができる。した
がって、撮像面上の任意箇所（例えば、上下左右および
斜め）に位置する焦点検出エリアについても、反射光束
の反射方向を確実に略平行させることができる。

【００６３】請求項４に記載の発明では、複数のサブミ
ラーを多面鏡として一体に形成するので、サブミラーの
隙間から漏れる光を確実かつ容易に防ぐことができる。
したがって、フィルムが長時間にわたって漏光に晒され
ることがなく、撮影画質を向上させることができる。

【００６４】また、複数のサブミラーが一体に構成され
るので、撮影光路外に待避させる場合には、まとめて待
避させることができる。したがって、サブミラーを待避
させるためのミラー駆動機構の構成が単純になる。さら
に、複数のサブミラーが一体に構成されるので、サブミ
ラーを一枚ずつ組み込む場合に比べ、サブミラーの角度
精度が向上し、かつカメラの組み立て性も向上する。

【００６５】請求項５に記載の発明では、受光素子列を
同一基板上に形成するので、焦点検出装置の小型化を図
ることができる。請求項６に記載の発明では、焦点検出
光学系の構成部品をそれぞれ一体形成するので、焦点検
出装置の小型化を図ることができる。請求項７に記載の
発明では、図４に示すように、焦点検出光学系の主平面
Ｈを傾けるので、サブミラーにより鏡映される像面Ｉｍ
は、アオリ結像（ティルト）され、受光面Ｚに沿って再
結像面が形成される（シャイムフルクの法則）。

【００６６】したがって、受光面Ｚ上では、像面Ｉｍの
傾きにかかわらず、鮮明な光像を得ることができる。そ
の結果、像パターンのコントラストが高く、焦点検出精
度を一層向上させることができる。請求項８に記載の発
明では、「サブミラーを対称面として撮像面を鏡映した
像面Ｉｍ」と「焦点検出手段４の受光面Ｚ」との交線Ｔ
の方向に反射光束を分割する。

【００６７】したがって、これらの分割光束は、交線Ｔ
の方向に並ぶ一組の光像を受光面Ｚ上に形成する。この
状態では、像面Ｉｍ上において交線Ｔの方向に並ぶ像パ
ターンは、他の方向に並ぶ像パターンとは異なり、受光
面Ｚと唯一に平行する。そのため、アオリ結像などを行
わなくとも、受光面Ｚ上に沿って再結像面が形成され
る。したがって、交線Ｔの方向に並ぶ一組の光像につい
ては、像パターンの相関を正しく求めることができ、焦
点状態を精度良く求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明を説明する図である。

【図２】請求項１における反射光束の光路を示す図であ
る。

【図３】請求項３に記載の発明を説明する図である。

【図４】請求項７に記載の発明を説明する図である。

【図５】請求項８に記載の発明を説明する図である。

【図６】請求項１〜６に対応する実施形態を示す図であ
る。

【図７】予定結像面を上面から見た図である。

【図８】視野マスクのパターン図である。

【図９】絞りマスクのパターン図である。

【図１０】セパレータレンズを示す図である。

【図１１】受光素子のパターンを示す図である。

【図１２】実施形態における反射光束の光路を示す展開
図である。

【図１３】予定結像面の傾きを示す図である。

【図１４】従来の焦点検出装置を示す図である。

【図１５】カメラ内における焦点検出装置の配置を示す
図である。

【図１６】光偏向手段を有する焦点検出装置を示す図で
ある。

【符号の説明】

１，２１ 撮影光学系 ２，２３Ｌ〜Ｎ サブミラー ３ 焦点検出光学系 ３ａ，２４ 視野マスク ３ｂ，２５ コンデンサレンズ ３ｃ，２８ セパレータレンズ ４ 焦点検出手段 ２２ クイックリターンミラー ２６ ミラー ２７ 絞りマスク ２９ 受光素子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラの撮影光学系を透過し、撮像面上
   に予め定められた焦点検出エリアに到達する被写体光束
   を、撮影光路外へ反射するサブミラーと、 前記サブミラーにより反射された反射光束を分割し、こ
   れらの分割光束を個別に再結像させる焦点検出光学系
   と、 前記焦点検出光学系を介して形成される一組の光像を受
   光面で受光し、これらの光像の位置関係に基づいて前記
   撮影光学系の焦点検出を行う焦点検出手段とを備えた焦
   点検出装置において、 複数の前記焦点検出エリアに対応して、「前記サブミラ
   ーと前記焦点検出光学系との組み合わせ」が複数設けら
   れ、 「光軸外の焦点検出エリア」に到達する被写体光束を反
   射する前記サブミラーについては、鏡面側が内向して配
   置されることを特徴とする焦点検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の焦点検出装置におい
   て、 前記複数のサブミラーにより反射される反射光束は、互
   いに略平行することを特徴とする焦点検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の焦点検出装置におい
   て、 前記複数のサブミラーは、 「反射される被写体光束の入射軸と前記撮影光学系の光
   軸との交点に焦点が位置し、かつ回転軸が互いに略平行
   する回転放物面」と接する向きにそれぞれ配置されるこ
   とを特徴とする焦点検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   焦点検出装置において、 前記複数のサブミラーは、 多面鏡として一体に形成されることを特徴とする焦点検
   出装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   焦点検出装置において、 前記焦点検出手段では、 「前記複数の焦点検出光学系により形成される複数組の
   光像」を個別に光電変換する受光素子列が、同一基板上
   に一体形成されることを特徴とする焦点検出装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   焦点検出装置において、 前記複数の前記焦点検出光学系では、 複数の視野マスクが一体形成され、 複数組のセパレータレンズが一体形成され、 複数組の絞りマスクが一体形成されてなることを特徴と
   する焦点検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
   焦点検出装置において、 光軸外の焦点検出エリアに対応する「前記サブミラーと
   前記焦点検出光学系との組み合わせ」については、 前記サブミラーを対称面として前記撮像面を鏡映した像
   面と、前記焦点検出光学系の主平面と、前記焦点検出手
   段の受光面とが、同一直線で交わることを特徴とする焦
   点検出装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
   焦点検出装置において、 光軸外の焦点検出エリアに対応する前記焦点検出光学系
   では、 「前記サブミラーを対称面として前記撮像面を鏡映した
   像面」と「前記焦点検出手段の受光面」との交線方向
   に、前記反射光束を分割することを特徴とする焦点検出
   装置。