JPS5849844B2 - 合焦検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、カメラ等におけるエレクトロニクスを利用
した合焦検知装置に関する。

従来知られているこのような合焦検知装置には、光電素
子を利用して、被写体の像が光電素子上で合焦したとき
に光電素子の抵抗値が最大になることを利用したものや
、被写体の二重像をそれぞれの光電素子に受けてその光
電流の差をとり、合焦したときはこれが最小になること
を利用したものなどがある。

しかしながら、これらの装置においては、合焦位置それ
自体は知ることができるものの、合焦していないときに
、それが前方にピントが合ういわゆる前ピン状態にある
のか、後方にピントが合ういわゆる後ピン状態にあるの
かを知ることができない。

したがって、これらの装置においては、初めに予め定め
られた方向からプレスキャン（前走査）することが必要
条件となる。

初めにプレスキャンして合焦位置を検知しておき、次に
その位置に撮影レンズを移動させて合焦を行なう。

このようなプレスキャンを必要としない合焦検知装置が
ある。

これは第１図に示すように、撮影レンズ１の射出瞳にお
ける外周部分からの光を、焦点面に配置されたレンチキ
ュラーレンズや蝿の目レンズのような小レンズ群２を通
して、ＣＣＤ型イメージセンサーやＭＯＳ型イメージセ
ンサーのような一対の自己走査型光電素子アレイ３に入
射させ、これら光電素子アレイからの出力信号の位相差
によって合焦を検知する。

これは、撮影レンズの射出瞳を二つに分割して、そこか
らの射出光を利用するので、瞳分割式台焦検知装置と呼
ぶことにする。

実際の検知は次のようにして行なわれる。

まず、第１図に示すような合焦状態にあるときは、撮影
レンズ１からの分割光が正しく一対の光電素子３ａ−１
．３ａ−２に入射するので、その位相は第２図に禾すよ
うに合致したものになる。

次に、第３図に示すような前ピン状態にある？きは、撮
影レンズ１からの分割光が、対が別の光電素子３ｂ−１
と３０−２にそれぞれ入射するので、その位相は第４図
に示すようにずれたものになる。

逆に、第５図に示すような後ピン状態のときは、合焦時
には黒く図示された光電素子３ａ１に入るべき分割光線
１が、黒く図示された別の光電素子３０−１に入り、反
対側の九線１２は別の白く図示された光電素子３ｂ−２
に入るので、その位相は第６図に示すように逆方向にず
れることになる。

このように、その位相の差を検出することによって、合
焦状態、前ピン状態、後ピン状態のそれぞれを検知する
ことができる。

ところで、このような瞳分割式台焦検知装置においては
、通常、第７図および第８図に示すように、一対の光電
素子アレイが一列に配置されている。

したがって、その瞳分割角θ，は固定されたものになっ
ている。

瞳分割角θＦは、撮影レンズのＦナンバー（撮影レンズ
の距離合わせが無限犬■のとき）に対し、ＦＮＯ−の関
係で ２ ｓｉｎθ， 対応しているので、このθ，が固定されているというこ
とは、撮影レンズも一定のＦナンバーのものしか使用で
きないことになる。

しかしながら、カメラ等においては、Ｆナンバーの異な
る交換レンズを使用することがたびたびあり、また、絞
り調整すれば、Ｆナンバーも相対的に変化する。

したがって、定められたＦナンバーよりも大口径で同じ
焦点距離の撮影レンズを装着した場合、通常ならばθＦ
が大きくなって検知精度が高くなるはずであるが、θＦ
が固定されているので、検知精度が上がることはない。

また、定められたＦナンバーより小口径の撮影レンズを
装着したり、撮影レンズの絞りを絞り込んだ場合、分割
された測距用の光線が、対応する光電素子に正しく受光
されないので、合焦検知が不能になる。

また、撮影レンズを繰出して接写等を行なう場合も同様
に、Ｆナンバーが相対的に大きくなるので、合焦検知が
不能になる。

この発明は、瞳分割式台焦検知装置において、一対の光
電素子アレイを一列または複数列配置し、撮影レンズの
Ｆナンバーの変化に対応して、撮影レンズの焦点面から
アレイの受光面までの距離ｄおよびまたはアレイの光電
素子対間ピッチＰをそれぞれ変えることを特徴とする。

この発明によれば、アレイの上記ｄおよびＰを変えるこ
とによって、異なる瞳分割角θＦのそれぞれに対応する
ことができるので、Ｆナンバーの異なるどのような撮影
レンズに対しても、また撮影レンズのどのような撮影条
件に対しても最適状態で合焦検知を行なうことができる
。

したがって、この発明の目的は、改良された瞳分割式台
焦検知装置を提供することにある。

この発明のその上の目的は、撮影レンズのＦナンバーの
変化に対応して、常に正しい合焦検知を行なうことので
きる上記装置を提供することにある。

以下、第９図および第１０図を参照して、この発明の一
実施例を説明する。

第９図において、対物レンズＬすなわち撮影レンズの焦
点面Ｇ（この位置に小レンズ群が配置される。

）から順に、距離ｄ１ の位置に第１光電素子アレイＡ
１ が、距離ｄ２の位置に第２光電素子アレイＡ２が、
そして距離ｄ３の位置に第３光電素子アレイＡ３が、そ
れぞれレンズの光軸Ｓに垂直にがっ第１０図に示すよう
に、光軸を中心に互に重ならないように近接して縦に平
行に配置されている。

これら各アレイの順列は任意でよい。

この実施例において＋−３各アレイの光電素子間ピッチ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３はそれぞれ等しくなっている。

また、各プレイは、第１１図に示すように、光軸を中心
として放射状に配置してもよい。

瞳分割角θＦは、対物レンズのＦナンバーＦＮｏから次
式によって求められる。

Ｆナンバーは、レンズの焦点距離ｆを瞳径ＤＦで割った
ものである。

また、瞳分割角θＦと、レンズの焦点面から各アレイの
受光面までの距離ｄおよび各アレイの光電素子対間ピッ
チＰとの関係は、第１２図から第１４図に明らかなよう
に、次式のようになる。

Ｐおよびｄは、最大瞳分割角θＦ１ に応じて、先ずｄ
１およびＰ１が定められる。

続いて、θＦ２？よびθＦ３に対しそれぞれｄ２ｔｐ２
ｔ（１３＊ｐ３が定められる。

上式から、Ｐが一定の場合、θ，が小さくなるにつれｄ
が大きくなる。

逆にｄが一定の場合、θＦが小さくなるにつれＰが小さ
くなる。

したがって、上記実施例のように、各アレイについて、
ｄを次第に大きくするかわりに、ｄを一定とし、Ｐを次
第に小さくすることができる。

この場合、同一の小レンズ群を同一の位置で使用するこ
とができるので、ｄを変えるよりも構造が簡単になる。

また、ｄとＰとの変化を組合わせて使用することもでき
る。

コノように、各アレイについて、ｄまたはＰを変えるこ
とによって、異なる瞳分割角θＦをもって入射した光は
、それぞれ対応するアレイに正しく受光される。

いま、瞳径がＤＦ１よりも小さ＜ＤＦ２よりも大きなＦ
ナンバーのレンズまたは撮影条件のとき、瞳分割角θＦ
に対応する第１光電素子アレイＡ１には光が入射しない
ので、ここからの信号出力はほぼゼロになる。

第２光電素子アレイＡ２ と第３光電素子アレイＡ３の
信号出力を比較すると、第２光電素子アレイＡ２ のほ
うが、瞳分割角θＦ２が大きいので光量も多く、信号出
力も大きくなる。

したがって、このような条件においては、第２光電素子
アレイＡ２からの信号出力を利用して合焦検知を行なえ
ば、最も検知精度の高い状態での検知が行なえる。

何故なら、上記したように同じ焦点距離のレンズならば
、．θ，の大きいほど検知精度カ高いからである。

この上うなアレイの選択は、レンズの開放時の瞳径また
は自動露出制御装置からの撮影時のＦナンバー信号にも
とづいて自動的に行なうことができる。

または、これらと予め定められた対応するアレイとの関
係にもとづいて、手動によって選択することができる。

また、Ｆナンバーの大きいほど焦点深度が深いことを利
用して、合焦時の合焦範囲の広いすなわち合焦信号の出
力範囲の広いアレイを選択してもよい。

こうすることにより、対物レンズの移動範囲を広くとれ
ることになり、使い易い合焦検出装置が実現できる。

上記説明から明らかなように、ｄまたはＰの異なるアレ
イを数多く配置すれば、それだげＦナンバーの変化に細
かく対応できるので、より検知精度を向上させ、又使い
易い最適合焦検知を行なうことができる。

しかしながら、この発明は、一列の一対の光電素子アレ
イを使用しても実施可能である。

この場合、Ｐを変化させることは困難なのでｄを変化さ
せる。

すなわち、アレイを光軸方向に移動可能に配置し、これ
をＦナンバーの変化に対応させて、予め定められた位置
に手動によって移動させるか、または出力信号を検知し
て自動的にまたは手動によって移動させる。

カメラ等においては、レンズの絞りが、１．４、２、２
．８、４、５．６、８、１１、１６、２２のように段階
に定められているので、例えばアレイを三つ使用する場
合は、第１のア１／イで２から４まで、第２のアレイで
４から８まで、第３のアレイで８から１６までそれぞれ
カバーするように、またアレイを四つ使用する場合は、
第１のアレイで１．４から２．８まで、第２のアレイで
２．８から５．６まで、第３のアレイで５．６から１１
まで、第４のアレイで１１から２２までをそれぞれカバ
ーするように配分すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、瞳分割弐合焦検知装置におげろ合焦状態を示
す説明図、第２図は、その出力信号を示す図、第３図は
、上記装置の前ピン状態を示す説明図、第４図は、その
出力信号を示す図、第５図は、上記装置の後ピン状態を
示す説明図、第６図は、その出力信号を示す図、第７図
は、上記装置の瞳分割角θＦを示す図、第８図は、第７
図の右側面図、第９図は、この発明の一実施例を示す図
、第１０図は、第９図の右側面図、第１１図は、この発
明におげるアレイの別の配置構成を示す右側面図、第１
２図から第１４図は、異なる瞳分割角θＦに対するレン
ズの焦点面からアレイ受光面までの距離ｄおよびアレイ
の光電素子対間ピッチＰの変化を示す図である。 １・・・・・・撮影レンズ、２・・・・・・小レンズ群
、３・・・・・・光電素子アレイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対物レンズの射出瞳における外周部分からの光を二
   分割し、それぞれの分割光を、対物レンズの焦点面に配
   置された小レンズ群を通して、対物レンズの光軸を中心
   にこの光軸に垂直に配置された一対の自己走査型光電素
   子アレイに入射させ、これら光電素子プレイからの出力
   信号の位相差によって合焦を検知する装置において、上
   記小レンズ群に対応させて一対の光電素子アレイを一列
   または複数列配置し、対物レンズのまたは撮影時のＦナ
   ンバーの変化に対応して、対物レンズの焦点面からアレ
   イの受光面までの距離ｄおよびまたはアレイの光電素子
   対間ピツチＰを、それぞれ変えることを特徴とする合焦
   検知装置。 ２ 上記対物レンズの焦点面からアレイの受光面までの
   距離ｄおよびまたはアレイの光電素子対間ピツチＰをそ
   れぞれ変えた複数の光電素子アレイを、対物レンズの光
   軸を中心に互に重ならないように配置し、対物レンズの
   または撮影時のＦナンバーの変化に対応して、最適のア
   レイを自動的にまたは手動によって一つ選択使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合焦検知装
   置。