JPS6281617A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１例えば−眼レフレックスカメラ等の光学装訝
において、撮影レンズを通過した光束を利用して自動合
焦検出を行うための焦点検出装置に関するものである。

［従来の技術］ 一眼レフレックスカメラ等の焦点検出方法には種々の方
法があるが、撮影レンズ瞳の異なる２つの領域からの光
束による２像の相対的位置ずれを検出して、合焦状態を
検知する所謂ずれ方式による検知方法を次に説明する。

第６図（ａ）はこの場合の合焦状態を示し。

（ｂ）　、　（ｃ）は合焦状態からずれていることを図
示している。（ａ）において、被写体面１上の被写体１
＆からの光束は、撮影レンズ２を通過し予面結像面３に
結像する。結像された光束は更にスプリットプリズム４
の瞳４ａ及び４ｂに入射するが、このとき瞳４ａに入射
する光束は撮影レンズ２の瞳２ｂを通過した光束であり
、同様に撮影レンズ２の瞳２ａを通過した光束は瞳４ｂ
に入射し、二次結像レンズ５によって瞳４ａからの光束
はＰａ、瞳４ｂからの光束はＰａ′　として、上下に配
置されたセンサ列６ａ及び６ｂ上にそれぞれ結像される
。なお、図示は省略しているが、正確には撮影レンズ２
の瞳２ａ、２ｂをスプリットプリズム４に結像させるた
めの瞳結像レンズが予定結像面３の近傍に必要である。

ここで、撮影レンズ２による像Ｑａが予定結像面３上に
あり、センサ列６ａ、６ｂ上に形成された像Ｐａ、　Ｐ
ａ”は、センサ列６ａ、”６ｂの長手方向に関し相対的
に同位置にあることから、合焦していることが判る。

第６図（ｂ）では、図示を省略した撮影レンズ２により
結像された像Ｑｂが予定結像面３よりも前方にある前ピ
ント状態であり、二次結像レンズ５によりセンサ列６ａ
、６ｂの手前で結像され、センサ列６ａ、６ｂ上に形成
される像ｐｂ、　ｐｂ’は、スプリットプリズム４の瞳
４ａ、４ｂからの光束が交差した状態で、相対的に左右
にずれるため非合焦が検知される。

第６図（Ｃ）では（ｂ）とは逆に、撮影レンズ２により
結像された像Ｑｃが予定結像面３よりも後方にある後ピ
ント状態であり、二次結像レンズ５によリセンサ列６ａ
、６ｂの後方で結像され、センサ列６ａ、６ｂ上に形成
される像Ｐｃ、　Ｐｃ’は、瞳４ａ、４ｂからの光束が
交差しない状態で相対位置ずれが生じ非合焦が検知され
る。

上述のような焦点検出装置を一眼レフレックスカメラに
適用した場合を第７図に示す。なお、第６図と同一の符
号は同一機能を有する光学部材である。被写体からの光
束りは、撮影レンズ２を通過し、クイックリターンミラ
ー７により上方に反射され、焦点板８を通過しペンタプ
リズム９、接眼レンズ１０を通して撮影者の眼に入る。

ここでシャッタが押されると、クイックリターンミラー
７は上方にはね上り光束りは直進しフィルム１１に達す
る。

クイックリターンミラー７が下降しているときに、クイ
ックミラー７に設けられたハーフミラ一部を透過した光
束は、クイックミラー７に付設された小ミラー１２によ
り下方に反射され、第６図に図示した焦点検出装置に導
かれる。小ミラー１２により反射された光は測距視野を
形成するための視野マスク１３を通り、瞳結像レンズ１
４、スプリットプリズム４、二次結像レンズ５を通過し
、センサ列６ａ、６ｂに達するようになっている。これ
により、前述したように合焦・前ピント・後ピント状態
をセンサ列６ａ、６ｂからの出力により求めることがで
きる。

従来、焦点検出素子に用いられるＣＣＤ等の光電素子で
は、微少な出力光電流を蓄積して蓄積時間の制御を行い
焦点検出を行う方法が採用されている。そして、ＣＣＤ
から成る焦点検出素子の近傍に測光素子を設けて光量を
検出し蓄積時間の制御を行っているが、焦点検出素子と
測光素子とが同−視野部にないので、高精度の蓄積時間
の制御を行うことができない、なお、焦点検出素子の内
部に蓄積時間のリアルタイム制御を行う回路を設ける方
式もあるが、素子構造が複雑になるという欠点がある。

蓄積時間の制御を行う測光素子の設置場所としては、焦
点板８の下側や或いは第７図に示すようにカメラボック
ス底部の一次ピント面に配置することが考えられる。前
者の焦点板８の下に測光素子を配置した場合には、マッ
ト処理をした焦点板８の周辺部では測光素子は目立たな
いが、中心部の測距用のスプリットプリズム部では測光
素子がファインダに見えてしまい、被写体と交錯して目
視によるピント合わせがし難くなる。また、後者のカメ
ラボックス底部に測光素子を配置して測光を行う場合に
は、測光素子が焦点検出系により測距視野の像とみなさ
れ、被写体に合焦されず測光素子に合焦されてしまうと
いう不都合が生ずる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の欠点を解消し、蓄積時間の制御
を行うための測光を正確に行い、精度の高い合焦検出を
行うことができる焦点検出装置を提供することにある。

［発明の概要］ 、上述の目的を達成するための本発明の要旨は、撮影レ
ンズを通過した光束により焦点検出を行う焦点検出装置
において、測距視野に細線の感光パターンを有する光透
過型薄膜光電変換素子を設け、該光電変換素子の出力に
基づいて焦点検出素子の蓄積時間の制御を行うことを特
徴とする焦点検出装置である。

［発明の実施例］ 本発明を第１図〜第５図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。なお、第７図と同一の符号は同一の部材を
示している。

第１図はカメラ底部に配置された合焦光学系であり、第
２図は瞳結像レンズ１４の平担面に視野マスク１３を兼
ねて形成された測光用のアモルファスシリコンフォトダ
イオード（以下ＡＳＰＤと云う）のパターンである。Ａ
ＳＰＤは微細な薄膜パターンをガラスに蒸着できるとい
う特性を生かし、瞳結像レンズ１４上にＡＳＰＤが細線
状にＭ着されている。ここで、２０は測距視野内に配置
された測光部であり、何本かの平行線状に配置され中央
測光素子２０ａが形成され、この中央測光素子２０ａに
挟まれた部分が焦点検出素子のセンサ列６ａ、６ｂに光
を導くための光透過部２０ｂとなっている。測距視野の
周囲は視野マスク１３を兼ねた測光部２１となっており
、縦横にＡＳＰＤから成り露光制御用の周辺測光素子２
１ａと、この周辺測光素子２１ａに挟まれた遮光部２１
ｂから構成されている。

測距視野の測光部２０の部分は、第６図で説明したよう
な焦点検出系では縦線或いはその成分に対して合焦判定
はできるが、横線に対しては検出機能を持たないので、
横線方向に細線パターンを配置した場合には、焦点検出
系に影響を与えることなく測距視野内での測光が可能で
ある。ただし、焦点検出系へ通過する光量が減少しない
程度に中央測光素子２０ａを形成する必要がある。

第３図は測光装置を用いた自動露出及び自動焦点検出装
置のブロック回路構成図である。自動露出機構において
は、第２図に示す中央測光素子２０ａの出力と周辺測光
素子２１ａの出力が測光演算回路３０に入力され、この
演算結果出力は露光量を制御する露出演算回路３１に入
力するようになっている。このとき、中央測光素子２０
ａと周辺測光素子２１ａの出力を個別に又は組合わせて
使い分けることにより、中央焦点測光や平均測光を行う
ことができる。

一方、焦点検出機構においては、中央測光素子２０ａの
出力信号が蓄積時間制御用の計時回路３２に入力され、
更に比較回路３３を経て焦点検出素子３４に入力される
。また、焦点検出押釦などの焦点検出部材３５からの信
号が、計時回路３２及び焦点検出素子３４に入力されて
いる。そして、焦点検出素子３４の出力は焦点検出用演
算回路３６を経て撮影レンズ制御回路３７に接続されて
いる。

計時回路３２は焦点検出部材３５から出力される計時ス
タート信号によって中央測光素子２０ａからの信号の取
り込みを開始し、同時に焦点検出素子３４、つまり第７
図に示すセンサ列６ａ、６ｂは画像情報の蓄積を開始す
る。比較回路３３は中央測光素子２０ａの出力を受けた
計時回路３２の出力が成る値に達するとトリガ信号を発
信し、焦点検出素子３４の画像情報蓄積を完了し、時系
列的に読み出された情報を焦点検出用演算回路３６に送
って測距演算を行い、その結果に基づいて撮影レンズ制
御回路３７により撮影レンズ２を合焦位置に駆動する。

第４図、第５図は焦点検出素子３４を構成するＣＣＤの
作動説明図である。第４図は発生した電荷がバリア電極
ＢＡを介して電荷蓄積部ＳＴに蓄積され、シフトゲート
ＳＨ及び積分クリア電極ＩＣＧの電位により、４相駆動
のアナログシフトレジスタφ１〜φ４或いはオーバフロ
ードレインＯＦＤに流される仕組を図示している。

第５図は電荷の蓄積状態を説明する電位井戸を表したも
のであり、（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）はそれぞれ
電荷蓄積前、蓄積中、蓄積後を示している。（ａ）では
光電変換部ＰＤから発生した電荷が電荷蓄積部ＳＴに蓄
積され、積分クリア電極■ＣＧを介してオーバフロード
レインＯＦＤに棄てられている。焦点検出部材３５が作
動すると、（ｂ）に示すように積分クリア電極ＩＣＧが
低レベルに反転し、光電変換部ＰＤから発生した電荷が
蓄積電極ＳＴに蓄積され始める。第３図の比較回路３３
からトリガ信号が出力されると、シフトゲートＳＨが高
レベルとなり、（Ｃ）に示すように蓄積電極ＳＴに蓄積
された電荷がアナログシフトレジスタφ１〜φ４の転送
用ＢＣＣＤに移送され、最適状態に蓄積された画像情報
の読み出しが行われる。

また、この場合に積分クリア電極ＩＣＧが無い焦点検出
素子でも、信号の蓄積開始・完了の期間を計時回路３２
、比較回路３３により変えることにより、蓄積時間制御
を高精度にリアルタイムで達成できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る焦点検出装置は、焦点
検出素子の蓄積時間を決定する測光素子を測距視野に合
わせて細線パターンの光電変換素子としたため、測距と
測光が同一視野の光束により行われ、測光素子の出力に
基づいてより高精度な蓄積時間制御を行うことができ１
合焦検出が一段と高精度に達成できる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜第３図は本発明に係る焦点検出装置の一実
施例を示し、・第１図は焦点光学系の構成図、第２図は
測光素子の平面図、第３図は自動露出及び自動焦点検出
装置のブロック回路構成図であり、第４図、第５図は測
光素子の作動説明図、第６図は従来の合焦機構の構成図
、第７図は第６図の合焦機構を一眼レフレックスカメラ
に応用した構成図である。 符号４はスプリットプリズム、５は二次結像レンズ、６
ａ、６ｂはセンサ列、１３は視野マスク、１４は瞳結像
レンズ、２０．２１は測光部であり、２０ａは中央測光
素子、２０ｂは光透過部、２１ａは周辺測光素子、２１
ｂは遮光部、３０は測光演算回路、３１は露出演算回路
、３２は計時回路、３３は比較回路、３４は焦点検出素
子、３５は焦点検出部材、３６は焦点検出用演算回路、
３７は撮影レンズ制御回路である。 特許出願人　　　キャノン株式会社 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、撮影レンズを通過した光束により焦点検出を行う焦
   点検出装置において、測距視野に細線の感光パターンを
   有する光透過型薄膜光電変換素子を設け、該光電変換素
   子の出力に基づいて焦点検出素子の蓄積時間の制御を行
   うことを特徴とする焦点検出装置。 ２、前記光電変換素子は前記焦点検出素子の測距成分方
   向と直交する方向に細線パターンとして配置した特許請
   求の範囲第１項に記載の焦点検出装置。