JPS5928885B2 - 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
、それが前方にピットが合ういわゆる前ピン状態にある
のか、後方にピットが合ういわゆる後ピン状態にあるか
を知ることができない。したがつて、これらの装置にお
いては、初めに定められた方向からプレスキヤン（前走
査）することが必要条件となる。初めにプレスキヤンし
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ヤンを
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−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つて合焦を検知
する。これは、一つの撮影レンズを二つに分割して、そ
こからの射出光を利用するので、瞳分割式合焦検知装置
と呼ぷことにする。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３
ａ−１、３ａ−２に入射するので、その位相は第２図に
示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ときは、撮影レンズ１からの分割
光が、対が別の光電素子３ｂ−１と３ｃ−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３ａ−１に入る
べき分割光線１１が、白く図示された光電素子３ｃ−２
に入り、反対側の光線１２は逆に黒く図示された光電素
子３ｂ−１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つて、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。この発明は
、このような瞳分割式合焦検知装置の改良を目的とする
。

このような装置においては、通常、第１図に示すように
、各一対の光電素子３ａ，３ｂ・・・・・・・・・は、
小レンズ群２を構成する各レンズ素子に対応して配置さ
れる。したがつて、一対の光電素子間のピツチＰ。もレ
ンズ素子間のピツチＰに等しくなつている。このような
構成においては、撮影レンズ１の射出瞳面Ｇの点Ｈ，ｉ
から出た光線１，，１２は、撮影レ′ンズ１の光軸Ｓ上
に正しく結んで、小レンズ素子２ａに対応する光電素子
対３ａに入射されるが、光軸Ｓから外れた光線、例えば
１３，１４は、小レンズ素子２ｍに対応する光電素子対
３ｍのいずれにも入射されず、また光線１５，１６は、
小レンズ素子２ｖに対応する光電素子対３ｖの一方と隣
りの小レンズ素子Ｉｗに対応する光電子対３ｗの一方と
に逆の関係で入射するなど、撮影レンズの光軸Ｓから遠
ざかるにつれ、各光電素子対が正しい合焦信号を送らな
くなるので、正しい合焦の検出が困難になる。この発明
は、上記問題点の究明から第８図に示すように、撮影レ
ンズ１の射出瞳面Ｇの点Ｈ，ｉから出た光線１１〜１６
等が、それに対応する光電素子対に正しく入射されるよ
うに、小レンズ素子間のピツチＰに対し光電素子対間の
ピツチＰ。を ，ずらしたことを特徴とする。これによ
つて、光軸Ｓ上以外の各レンズ素子と各光電素子対とは
、みかけ上対応しなくなるが、それぞれの中立線Ｓ，，
Ｓ２に関して実質的に対応するようになる。光電素子対
間のピツチＰ。は、次のようにして ｊ定められる。第
９図において、撮影レンズ１の射”☆Ｙ出瞳面Ｇが撮影
レンズ１の光軸Ｓと交わる点をＭ、射出瞳面Ｇから小レ
ンズ群２の各レンズ素子の曲率中心０までの光軸ｓ上の
距離をＤ、曲率中心Ｏから各光電素子対が取付けられ面
Ｆまでの光軸Ｓ上の距離を２ｗとする。小レンズ群２を
、その曲率を有する側を撮影レンズ２に向けて使用する
このような構成においては、光電素子対が取付けられる
面Ｆは、小レンズ群２の裏面に相当するので、ｗは、小
レンズ群２の厚さＴから曲率半径Ｒを引いたＴ−Ｒに等
しいことになる。いま、光軸ｓからｎ番目の小レンズ素
子２ｎの曲率中心を０ｎ、光軸ｓから曲率中心０ｎまで
の距離をＬｎ、中立線ＭＯｎが取付面Ｆと交わる点すな
わち小レンズ素子２ｎに属する光電素子対の中心をＡｎ
、曲率中心０ｎを通つて光軸ｓに平行な線すなわち小レ
ンズ素子２ｎに関するピツチ線が取付面Ｆと交わる点を
Ｂｎとすると、点ＡｎＢｎ間の距離Ｘｎは、になる。

このＸｎは、光軸ｓから小レンズ素子２ｎに到るまでの
小レンズ素子間ピツチＰの総和に対する光電素子間ピツ
チＰ。の変化分の総和である。同様にして、小レンズ素
子２ｎの一つ手前、すなわち光軸Ｓ側に一つ寄つた小レ
ンズ素子２ｍにおける光電素子対間ピツチＰ。の変化分
の総和Ｘｍは次のように表わされる。したがつて、小レ
ンズ素子間１ピツチに対する光電素子対間ピツチＰ。

の変化分ΔＸは、になり、光電素子対間ピツチＰＯは、 になる。

ここで、上記したようにＷ＝Ｔ−Ｒなので、上式は次の
ように変形できる。このように光電素子対間ピツチＰ。

を定め、これを中心に一対の光電素子を配置すれば、分
割された撮影レンズからの射出光が、対応する光電素子
対に正しく入射して、正しい信号が出力されるようにな
る。第１０図は、小レンズ群２が、その曲率を有する側
を撮影レンズ１に対し反対側に向けて配置された場合の
関係を示している。

この場合は、光電素子対が取付けられる面Ｆが、小レン
ズ群２の表面から離れて位置している。しかしながら、
撮影レンズ１の射出瞳面Ｇから小レンズ群２の各レンズ
素子の曲率中心０までの距離をＤ、曲率中心０から光電
素子取付面Ｆまでの距離をｗ、その他各諸元を第９図に
示す場合と同様に設定すると、その光電素子対間ピツチ
Ｐ。と小レンズ素子間ピツチＰとの関係は、上記（４）
式と全く同様に表わすことができる。尚、ここでいう距
離は、すべて光学的な距離であることは勿論である。こ
の発明は、定められた小レンズ素子間ピツチＰから光電
素子対間ピツチＰ。

を求めるだけでなく、定められた光電素子対間ピツチＰ
。から小レンズ素子間ピツチＰを求めることができる。
これは、市販の小レンズ群を利用して光電素子対アレイ
を作る場合と、市販の光電素子対アレイを利用して小レ
ンズ群を作る場合とに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明が適用される瞳分割式合焦検知装置
の合焦状態を示す説明図、第２図は、第１図に示す合焦
状態における信号を示す図、第３図および第４図は、上
記装置の前ピン状態を示す説明図およびその信号を示す
図、第５図および第６図は、上記装置の後ピン状態を示
す説明図およびその信号を示す図、第７図は、上記装置
の欠点を説明する図、第８図は、この発明を説明する図
、第９図および第１０図は、この発明における光電素子
対間ピツチの求め方を示す図である。 １・・・・・・撮影レンズ、２・・・・・・小レンズ群
、３・・・・・・光電素子対アレイ、Ｐ・・・・・・小
レンズ素子間ピツチ、ＰＯ・・・・・・光電素子対間ピ
ツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撮影レンズの射出瞳における外周部分からの光を小
   レンズ群を通して一対の自己走査型光電素子アレイに入
   射させ、これら光電素子アレイからの出力信号の位相差
   によつて合焦を検知する装置において、上記小レンズ群
   を構成する小レンズ素子間のピッチをＰ、撮影レンズの
   射出瞳面とその光軸上における小レンズ素子の曲率中心
   までの距離をＤ、この光軸上における小レンズ素子の曲
   率中心から光電素子アレイが配置される面までの距離を
   Ｗ、一対の光電素子アレイを構成する光電素子対間のピ
   ッチをＰ＿０としたとき、Ｐ＿０＝Ｐ＋Ｗ（Ｐ）／（Ｄ
   ）の関係を維持するように、上記光電素子対間ピッチＰ
   ＿０または小レンズ素子間ピッチＰを定めたことを特徴
   とする合焦検知装置。