JPS6197614A - 焦点検出装置 - 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】 本発明はカメラ等の焦点検出装置に関し、特にカメラの
結像レンズの瞳を複数の領域に分！１Ｊし、各領域を通
過する光束により複数の第２次物体像を形成し、これら
の第２次物体像の相対的々位置関係よ、り結像レンズの
焦点位置を検出する焦点検出装置に関するものである。

従来より特開昭５２−９５２２１号公報に開示されてい
る如く結像レンズの像面側に再結像系を配置し結像レン
ズの瞳を複数に分割し、これらの瞳領域からの光束を用
いて結像レンズによって形成され次第１次物体像から複
数の第２次物体像を形成し、これら複数の第２次物体像
の相対的位置関係を検出することにより結像レンズの焦
点状態を検出する再結像系を用いた焦点検出装置が種々
提案されている。

これらの焦点検出装置くおいては焦点検出用の光束以外
の光束、即ち迷光が光電変換手段に入射し、測距誤差が
生じるのを防ぐ几め、−次結像面上るるいはその近傍に
視野マスクを設けている。この視野マスクは再結像系に
よる視野マスクの複数の像が互込に光電変換手段上で重
複しないように大きさ及び配置位置が制限されている。

この為−眼レフカメラにこの焦点検出装置を適用しよう
とするとその配置場所が例えばカメラ底部に限られ７ｔ
り又装置全体が大減化してしまう等の欠点があった。

本発明は従来の視野マスクを用いずに迷光防止を可能と
しカメラ内に自由に配置することの出来る再結像系を用
い次焦点検出装置の提供金目的とする。

本発明の目的を達成する為の焦点検出装置の主友る特徴
は、結像レンズの像面側に前記結像レンズの瞳を複数の
領域に分割する瞳分割手段を有した再結イ象系を配置し
、前記再結像系により前記結像レンズの複数に分割され
ｔ１１領域を通過する光束から複数の第２次物体像を形
成し、前記再結像系の像面近傍に配置した複数の受光素
子より成る光電変換素子列を有する光電変換手段により
前記複数の第２次物体像の相対的位ｆを検出し前記結像
レンズの焦点位置を検出する焦点検出装置において前記
結像レンズの予定結像面近傍に前記結像レンズにより形
成された第１次物体像を前記再結像系方向へ偏向する為
の反射面を有した光学手段を配置すると共に前記再結像
系によって前記光電変換手段上に形成される前記反射面
の４１数の偉が互いに重複しないように構成し友ことで
らる。

このように本発明では従来の視野マスクに相轟する部分
を反射面とし、この反射面を有する光学手段を撮影光路
巾着しくは再結像系の光路中に配置し装置全体の簡素化
及び小型化を図りている。

次に本発明の一実施例を各図と共に説明する。

第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図である。同
図においては図を簡単とする為に反射面２ｈ　を有する
光学手段２に入射した光束が　　　１反射せずに透過し
た状態で描いである。同図にかいて工は撮影レンズ、２
は反射面２ａを有する光学手段、３はフィールドレンズ
でＴｏ多多光子手段２撮影レンズ１の予定結像面近傍に
配置している。４は瞳分割手段とじての像分離プリズム
で２つのプリズムを有している。５はｆｉＡ検出光学系
のＦナンバーを決定する絞り、６は再結像レンズである
。絞り５は２つの開口部５ａ　　および５ｂｔ−有し、
開口部５ａに入射する光束は像分離プリズム４の第１傾
斜部４ＩＬｔ通過し、開口部５ｂに入射する光束は第２
傾斜部４ｂ　　を通過するように構成されている。像分
離プリズム４七通つ次光束は再結像レンズ６によって光
電変換面上に反射面２ａの像を形成する。

このとき、像分離プリズム４によって光線は２方向に曲
げられる几め、上下方向に２像　７ｍ　。

７ｂ　　に分離される。反射面２ａの像７１　　、　７
ｂの内部には光電変換素子列８ｍ　　、　　８ｂがそれ
ぞれ位置し、被写体の輝度分布を電気信号に変換してい
る。フィールドレンズ３は、絞Ｄ５ｔ−撮影レンズの射
出瞳面近傍に投影しているため、反射面２ａの像７ａ　
　、　　７ｂは撮影レンズによるクランを生ずることは
ない。りまシ、反射面２ａ　　の像７龜を形成する光束
は撮影レンズの瞳面上の領域９ｍを通過し、反射面２ｍ
の像　７ｂを形成する光束は領域９ｂ　ｔ″通過ている
。し九がって、撮影レンズの結像位置が予定結像面より
も図中記載■方向に移動した場合には、反射面２１の像
７ａ内の光量分布は矢印Ａ方向く移動し、反射面２ａの
像７ｂ内の光量分布は矢印Ｂ方向に移動する。また、撮
影レンズの結像位置がＯ方向に移動し九場合には、反射
面　２＆の億円の光量分布の移動方向はこれと逆になる
。

本実施例においては光電変換素子列８ｍ　、　８ｂによ
る光電変換出力の位相差を検出することにより、撮影レ
ンズの実際の結像位置が予定結像面からどの程度ズして
いるかを検出している。

従来の焦点検出装置においては第１図に示す光学手段２
に相尚する位置に視野マスクを配置していた。この為例
えばカメラに装着する場合は多くの場合第２図に示す如
くカメラ底部に限定されてしまった。第２図において１
０はカメラ本体、１１は撮影レンズ透過後の光束をファ
インダー光学系へ導く主ミラー、１２はピント板、１３
はペンタプリズム、１４　、１５は接眼レンズでｈる。

主ミラーの中央部は、焦点検出光学系への光束を分ける
ため透過率３０　％程度のノ・−７ミラーとなっており
、この部分を透過した光束は、サブミラー１６で下方へ
曲げられ、焦点検出光学系に入射する。

そして以下光束は視野マスク２ｂ→フイールドレンズ３
→第１のミラー１７→像分離プリズム４→絞り５→再結
像レンズ６→第２のミラー１８といつ几光路を経て光電
変換素子列８に入射する。

尚２０は撮影レンズの予定結像面、２１．２２はシャッ
ター基である。この種の焦点検出装置においては、視野
マスク２ｂは、予定結像面２０と等価な面の近傍に配置
する必要がある几め、カメラ内レイアウトの自由度は少
なく、ミラーボックス下部以外に組込むことは困難であ
る。さらに、焦点検出装置の下側には、自動絞り地板ｎ
ルンズ連動しバー飢等が位置するため、非常なコンパク
ト化が要求され、加工精度上および組立て工程上焦点検
出に充分な精度を保証するのが困難でｂつ九〇 一方本実施例においては従来の視野マスクを　、用いて
いない為に焦点検出装置をカメラ内の任意の位置に設定
することが可能となる。

第３図は本発明の焦点検出光学系ファインダ。

−系のペンタダハプリズムの近傍に配置した一実施例の
概略図である。同図において第２図と共通する部分の符
号は同一にしてらる。撮影レンズを透過した光束は、ま
ず主ミラー３２によって上方へ曲げられ、ピント板３３
上に第１次像を形成する。ピント板３３の中央は素通し
部となっており、焦点検出光学系へ導かれる光束を散乱
しないようになっている。ピント板３３を通過した光束
は反射面２５ｄを有する光学手段部に入射し、ファイン
ダー光学系と焦点検出光学系の２方向に分割される。光
学手段２５はプラスチック成形された２つの部分２５ｍ
および２５ｂを貼り合せたもので、第１の部分２５ｍは
、レンズ部２５ｅ　。

ハーフミラ一部より成る反射面２５ｄ１反射部２５・、
プリズム部２５ｆ　、　２５ｇを有する。レンズ部２５
ｃおよびプリズム部２５ｆ　、　２５ｇは、第１図に示
し究フィールドレンズ３、像分離プリズム４の傾斜面４
ｍ　　、　　４ｂにそれぞれ対応している。

光学手段部の反射面２５ｄで反射され次光束は反射面２
５・→プリズム部２５ｆ　、　２５ｇ→再結像レンズし
を通り光電変換手段部に入射する。

絞９２６は第１図示の絞り５と同様に２つの開口を有し
、撮影レンズの異なる部分を通った光束を再結像レンズ
ｎに導き光電変換手段路上に投影している。

一方、光学手段２５ｔ−透過した光束はペンタプリズム
２９、接眼レンズ３０　、３１を経て観察用に供される
。

本実施例においては反射面２５ｄの大きさのうち幅Ａは
再結像レンズ２７　Ｋより反射面２５ｄが光電変換素子
列路上に複数の像として形成されるとき、それらの像が
互いに重複しないように設定されている。これにより各
光電変換素子列には焦点検出用の光束以外の光束が入射
しなく高い焦点検出精度を得ている。

このときの反射面２５ｄの幅Ａは反射面２５ｄの２つの
像の光電変換手段部上での分離幅をＤ１再結像レンズｎ
による結偉倍率（横倍率）をβとしたとき次式で与えら
れる。

次に本発明を第２図と同様にカメラ底部に配置し従来例
に比べ焦点検出装置の小型化を図つ九場合の一実施例１
に第４図に示す。同図において共通する部分の符号は同
一にしである。撮影レンズを透過した光束は主ミラー１
１によってファインダー光学系と焦点検出光学系に分け
られる。主ミラー１１の中央部にあるハーフミラ一部を
透過した光束はサブミラー３４によって下方に曲げられ
光路偏向を兼ね・九光学手段３５に入射するＯ 光学手段３５は全反射反射面３５ａを有してお）反射面
３５ａ１で反射された光束はフイールドレンズ謁方向へ
反射される◇ その後光束は凸レンズ３７→凹レンズ北の凹面３８ａ→
凹レンズ３８１２）像分離反射面３８ｂ　、　３８ｃ　
→凹レンズ羽の凹面３８ｍ→凸し７ズ３７→フイ一ルド
レンズ３６→光学手段語の透過部→光電変換手段３９と
いう光路金辿る。

反Ｍ　ｔｆｔｓ　３５ａ　ｔｆ　フィールドレンズ謁、
凸レンズ３７、凹レンズ３８の光線の往復によって光電
変換手段３９上に投影されている。このとき反射部３５
＆の幅は第３図の実施例と同様に光電変換素子列上で反
射部３５＆の２つの像が互いに重複しないように設定さ
れている。

なお、本実施例において凹レンズｓｓｏ像分ｍ反射面３
８ｂ　、　３８ｃは、第５図に示すような部分コーティ
ングによって形成され、第１図に示した絞り５の役割を
果している。

尚本実施例において反射部３５ａの幅は狭いため、光電
変換手段３９に入射する光束がこの部分でケラレること
はない。

このように第４図に示す実施例では同図から明らかのよ
うに第２図に示す従来の焦点検出装置に比べ光学系全体
を約号程度小型にすることが出来ろ。

以上のように本実ＩＪＡＫよれば従来の視野マスクを用
いず反射面含有する光学手段を用いることｋより （イ）視野マスクが配置できない部分、例えばファイン
ダ一部にも焦点検出装置を組込むことが可能となった。

（ロ）７アインダー系に焦点検出装置を組込んだ場合、
主ミツ−にハーフミラ一部を必要としないため、ファイ
ンダー系のＭＴＦが低下しない〇 （／ラミチーボックス下部ＩＣはＴＴＬ調光用素子等を
組込むことも可能となり、カメラ内レイアウトが合理化
される・ （→サブずツーを必要としない九め、機構的に簡単にな
り、コスト低減、故障率の低下につながる。

（ホ）レイアウトの自由度が生まれ、光路長上充分長く
とることが可能でめり、光学的に高精度な焦点検出装置
が可能である。

（→第４図に示したような、全反射部を挾んだ往復光路
の焦点検出光学系が可能とな）、コンパクト化が容易と
なった。

（））往復光路の焦点検出装置であるＫもかかわらず光
線の導入部にハーフミラ−を用いていないため、光量の
損失がない。

等の効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点検出装置の原理説明図。第２
図は従来の焦点検出装置組込カメラの断面図。第３図は
本発明による焦点検出装置組込カメラの断面図。第４図
は本発明による他の実施例であ）焦点検出装置組込カメ
ラの断面図。第５図は第４図に示した焦点検出装置の傾
斜反射面コーティング部を示す斜視図。 図中１は撮影レンズ、２　、２５　、３５は光学手段、
２ｍ　、　２５ｄ　、　３５ａ　は反射面、４は像分離
プリズム、６．２７は再結像レンズ、８ｍ　、　８ｂは
光電変換素子列、７ｍ　、　７ｂは反射面２ａの像であ
る。 特許出願人　　中ヤノン株式会社 第１図 第２図 第　５　以 境　４　　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）結像レンズの像面側に前記結像レンズの瞳を複数
   の領域に分割する瞳分割手段を有した再結像系を配置し
   、前記再結像系により前記結像レンズの複数に分割され
   た瞳領域を通過する光束から複数の第２次物体像を形成
   し、前記再結像系の像面近傍に配置した複数の受光素子
   より成る光電変換素子列を有する光電変換手段により前
   記複数の第２次物体像の相対的位置を検出し前記結像レ
   ンズの焦点位置を検出する焦点検出装置において前記結
   像レンズの予定結像面近傍に前記結像レンズにより形成
   された第１次物体像を前記再結像系方向へ偏向する為の
   反射面を有した光学手段を配置すると共に前記再結像系
   によつて前記光電変換手段上に形成される前記反射面の
   複数の像が互いに重複しないように構成したことを特徴
   とする焦点検出装置。