JPS5888709A - 焦点検出用光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は撮影レンズ等の焦点検出用光学系に係　　゛す
、特に−眼レフレックスカメラにおいて撮影レンズを通
過してきた光束を用いて焦点検出を行う光学系に関する
ものである。

従来より一眼し７レツクスカメラにおいて、撮影レンズ
を通過してきた光束を用いて焦点検出を行う所謂Ｔ　Ｔ
　Ｌ方式の焦点検出用光学系は種々提案されてきている
。これらのＴＴＬ方式の焦点検出用光学系として撮影レ
ンズの焦点面後方に撮影レンズの光軸に対して対称に２
つの結像レンズ（以下「再結像光学系」という。）を配
置し、撮影レンズによってできる物体像の光軸上の結像
位ヘの結像位置の変化として結像する所謂２次結像方式
の焦点検出用光学系がある。この２次結像方式の焦点検
出用光学系によれば、撮影レンズの焦点検出を再結像光
学系によって光軸と垂直方向にできる２つの物体像の結
像位置を複数の検出素子よりなる焦点検出器を用いて、
その焦点検出器からの信号出力を用いて行うことができ
る。２次結像方式の焦点検出用光学系は従来の撮影レン
ズに精度が良く又焦点外れのときでも前ピンであるか後
ピンであるかの判断が容易にかつその程度まで容易に判
断することができる等の利点がある。しかしながら２次
結像方式の焦点検出用光学系は撮影レンズの焦点面後方
に再結像光学系を配置しなければならないために光学系
が大型化し、カメラ内部に組み込む際に困難となること
、撮影レンズを通過した光束が再結像光学系に効率良く
入射するように再結像光学系の入射瞳位置を撮影レンズ
の瞳位置近傍と共役となるように光学部材を撮影レンズ
と再結像光学系との間に配置しなければならないこと、
更に撮影レンズの絞りを小さく絞ったときでも再結像光
学系に十分光束が入射するような光学配置とすること等
の問題点があった。

本発明は小型でしかも撮影レンズを通過した光束を効率
的に用い、かつ撮影レンズの絞りを小さき く絞っても精度良く焦点検出６行うことのできる２次結
像方式の焦点検出用光学系の提供を目的とするものであ
る。

本発明の目的を達成するための焦点検出用光学系の特徴
は、撮影レンズの焦点面近傍にフィールドレンズを配置
し、前記撮影レンズによる物体像の光軸方向の結像位置
に応じて、結像位置が光軸と垂直方向に変化するように
光軸を挾んで２つの結像レンズを並べた再結像光学系を
前記フィールドレンズの後方に配置し、前記再結像光学
系の２つの結像レンズの各々の焦点位置に物体像の結像
状態を検出するためのｉ数の素子より成る焦点検出器を
配置し、該２つの焦点検出器からの信号出力を用いて前
記撮影レンズの合焦状態を検出する焦点検出用光学系に
おいて、前記結像レンズはレンズの一部を直線状に切断
除去した少なくとも１枚のレンズ片からなり、前記再結
像光学系は前記結像レンズの切断線に沿って貼合わせ若
しくは一体成形し若しくは近接させて配置したものから
なり、前記フィールｌ“レンズは前記結像レンズの切断
線の長さを直径とする円を前記撮影レンズの瞳位置近傍
でかつ瞳径内に結像する屈折力を有していることである
。

次に本発明の実施例について詳述する。

第１図は従来の２次結像方式の焦点検出用光学系の一部
分の概略図である。１は撮影レンズ、２は撮影レンズの
絞り、５は撮影レンズ１の焦点面８近傍に配置されたフ
ィールドレンズ、４は再結像光学系でフィールドレンズ
乙の後方に撮影レンズ１の光軸９に対称に２つの結像レ
ンズ４□４３を配置したものである。５は焦点検出器で
光軸９と垂ＴＫ方向に配された複数の素子よりなる２つ
の光電１変換素子５１．５ｇを各々結像レンズ４ｘ、４
ｇの焦点位置に配置したものである。撮影レンズ１の結
像面が予定された焦点面８上にあるとき、即ち合焦状態
にあるときは再結像光学系４によって光軸９上の物体像
点１０は各々光電変換素子５１．５ｇの所定位置８１．
８ａ上に結像されるようになっている。そして撮影レン
ズ１が合焦状態にあるか否かを２つの光電変換素子５ｘ
、５ｍの出力を比較して行うことができる。例えば前ピ
ン状態にあれば撮影レンズ１による物体像は焦点面８よ
り撮影レンズ１側に結像されているから、再結像レンズ
４により物体像は各々光軸９の方向即ち矢印で示す方向
に結像することになるから、光電変換素子５１．５ｍか
らの出力状態を比較すれば撮影レンズ１０合焦状態を容
易に検出することができる。結像レンズ４１．４鷹の入
射瞳７ｚ、７ｍはフィールドレンズ５により撮影レンズ
１の瞳位置２ｏ近傍と共役になっている。即ち同図の点
線で示すように結像レンズ４ｚ、４ｎの人、射瞳７１，
７寓は撮影レンズ１の瞳面上に円形６ｚ、６寓のように
フィールドレンズ６により結像されている。

第２図は第１図に示す結像レンズ４ｘ、／ｂが各々分離
して再結像光学系を構成しているときの撮影レンズ１の
瞳径２１に対して結像レンズ４１．４１１の入射ｍ　７
ｘ、　７ｓが各々実線で示すような円６１．６ｚの如く
結像する状態を示している。同図より明らかのように撮
影レンズ１の絞り径を小さくしていくと結像レンＸ”４
１１４１には点線で示す円６ｓと実線で示す円６ｚ、　
６ｇとの重なった部分を通過する光束しか入射しなくな
る。これは光電変換素子５ｘ、５ｇへの入射光量の不足
をもたらし暗い被写体に対する焦点検出能力を低下させ
ることになり好ましくない〇第５図、第４図、第５図は
本発明に係る再結像光学系の説明図である。本発明に係
る結像レンズ４１．４１１は第３図に示すように、一部
分を直線状に切断除去した形状４ｏを有している。再結
像光学系は第３図に示すレンズＬを２個その切断線に沿
って貼合わせ、若しくは一体成形若しくは枠等により一
体保持して配置した第４図に示す形状を有している。そ
して第４図の点線で示す切断線を直径とする円４ｓが再
結像光学系の入射瞳としてフィールドレンズ６により撮
影レンズ１の瞳位置２ｏの近傍と共役でしかも第５図に
示すように瞳径２１内に円形９４のように結像している
。そして第４図の点線で示す円４３以外には光束が入射
しないように結像レンズ’ｂ、４愈の前方若しくは後方
に円４３の内部のみを透過する不図示のマスクが付けら
れている。

結像レンズが円形９４より小さい直径まで絞られた場合
には不図示のマスク又は絞りもそれに応じて小さい径の
ものに切替えることが望ましい。そのような場合でも再
結像レンズの絞り内に含まれる切断線の長さを直径とす
る円は、結像レンズの瞳径内に結像するようにできる。

尚、本発明の方式では従来の方式が第２図に示すように
再結像レンズの光軸６４と瞳６１の瞳中心が一致してい
たが、本発明では第４図に示すように光軸４４と瞳中心
４ｓは一致しない。又再結像光学系４の小型化を図るに
は第４図の点線で示す円４！Ｉ以外のレンズ部分を切断
除去しておくことが望ましい。

第５図に示すように、再結像光学系の入射瞳に相当する
円形９４が撮影レンズ１の瞳径２１に結像するようにな
っているので撮影レンズ１の絞り径を小さくして瞳径２
１を小さくしていっても再結像光学系４に光束を十分多
く入射させることができる。

これにより撮影レン７：１を通過した光束を焦点検出に
効率良く用いることができ暗い被写体に対する焦点検出
能力を高めたり、信号処理時間を早めたりすることが可
能となる。更に再結像光学系を第４図に示す形状とする
ことにより再結像光学系の小型化を図ることができる。

以上の説明で結像レン／”４１．４１を１枚のレンズと
して説明したが、複数のレンズより構成すれば結像性能
は向上するので好ましい〇 第６図は本発明を一眼レフレックスカメ７に用いたとき
の焦点検出光学系の一部分の実施例の概略図である。

不図示の撮影レンズ及びその後方に配置されている不図
示のクイックリターンミラーの一部ヲ通過した被写体か
らの光束１００は、焦点面近傍に配置されたフィールド
レンズ１０１付近に結像する。

フィールドレンズ１０１の上方にはスリット開口１０２
′を有するマスク１０２を配置し焦点検出用の光束以外
をカットしている。スリット開口１０２′は後述する光
電変換素子１０７１．１０７ｍの配置方向を考慮光束１
００は斜辺に反射面を持つプリズム１０′５を介して再
結像光学系１０４により斜辺に反射面を有するプリズム
１０５を介して光電変換素子１ｏ７１と１０７ｍ上に各
々結像する。フィールドレンズ１０１上の一点１０８に
結像した光束１００は点線で示す光束１００’の光路を
経て各々の光電変換素子１ｏ７１と１０７１上の一点１
０Ｅｈ、　１０８ｍに結像する。尚、１ｏ６は光電変換
素子が配置されている基板である。１０９は再結像光学
系１０４の前方に配置した第４図の点線で示す円４ｓ部
分のみを透過するような円形開口のマスクであり、焦点
検出に必要な光束のみを通過せしめている。

第７図は第６図の実施例におけるフィールドレンズ１０
１とプリズム１０！１を一体化し光学系の小型化を図っ
たものである。

更に第８図はフィールドレンズ１０１．プリズムｉｏｓ
、マスク１０９．そして再結像光学系１０４を一体化し
て光学系の小型化を図ったものであり、各光学要素を個
別に製作して一体化しても良く又全ての光学要素を一体
化成形しても良い０但しこのときはマスク１０９は後か
ら付加することになる。

又図示していないがマスク１０２を第７図や第８図に示
す光学部材と一体化しても良く、更に第６図に示す各々
の光学要素を適当に一体化して光学系の小型化を図るこ
とは容易に行うことができる。

以上のように本発明によれば従来の２次結像方式の焦点
検出用光学系に比べて撮影レンズを通過した光束を効率
良く用いることができ、焦点検出を精度良く行うことが
でき、更に焦点検出用光学系の小型化を図ることができ
る焦点検出用光学系を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２次結像方式の焦点検出用光学系の一部
分の概略図、第２図は第１図における撮影レンズ１の瞳
径２１と再結像光学系４の入射瞳との関係を示す説明図
、第６図は本発明に係る結像レンズの説明図、第４図は
本発明に係る再結像光学系の説明図、第５図は本発明に
係る再結像光学系４の入射瞳９４と撮影レンズ１の瞳径
２１との関係を示す説明図、第６図は本発明の一実施例
の光学系の概略図、第７図、第８図は第６図の一部分の
説明図である。 図中、８は撮影レンズ１の焦点面、６はフィールドレン
ズ、５ｘ、５ｍは光電変換素子、４１．４８は結像レン
ズ、Ｌは一部分を直線的に切断除去したレンズ、１００
．１００’は焦点検出用の光束、１０２，１０９はマス
ク、１０１はフィールドレンズ、１０５，１０５はプリ
ズム、１０４は再結像光学系、１０７１．１０７露は光
電変換素子である。 特許出願人　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）［ｔレンズの焦点面近傍にフィールドレンズ゛　
   を配置し、前記撮影レンズによる物体像の光軸方向の結
   像位置に応じて、結像位置が光軸と垂直方向に変化する
   ように光軸を挾んで２つの結像レンズを並べた再結像光
   学系を前記フィールドレンズの後方に配置し、前記再結
   像光学系の２つの結像レンズの各々の焦点位置に物体像
   の結像状態を検出するための複数の素子より成る焦点検
   出器を配置し、該２つの焦点検出器からの信号出力を用
   いて前記撮影レンズの合焦状態を検出する焦点検出用光
   学系において、前記結像レンズはレンズの一部を直η・
   状に切断除去した少なくとも１枚のレンズ片がらなり、
   前記再結像光学系は前記結像レンズの切断線に沿って貼
   合わせ若しくは近接させて配置したものからなり、前記
   フィールドレンズは前記結像レンズの切断線の長さを直
   径とする円を前記撮影レンズの瞳位置近傍でかつ瞳径内
   に結像する屈折力を有していることを特徴とする焦点検
   出用光学系。
2. （２）前記結像レンズの光軸と光束の通過する瞳中心と
   が一致していないことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の焦点検出用光学系。