JP2000089097A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の焦点検出領域を有する焦点検出装置を
簡単な構成で焦点検出精度の向上を行う。 【解決手段】 撮影画面中央付近の焦点検出領域に対応
する視野開口１２Ｘａの一対の絞り開口１４ａ，１４ｂ
の間隔ｍ１を、撮影画面周辺の焦点検出領域に対応する
視野開口１２Ｙａの一対の絞り開口１４ａ，１４ｄの間
隔ｍ２よりも広くしたので、焦点検出装置の構成を簡素
化し、かつ、撮影画面中央付近の焦点検出領域において
も焦点検出精度のよい焦点検出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一眼レフカメラ等に用い
られる焦点検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に複数の焦点検出領域を備える焦
点検出装置は、図４，５に示すような位相差検出方式の
ものが知られている。図４は、従来の焦点検出装置の概
略的な構成を示す斜視図、図５は、図４に示す焦点検出
装置２９を図のｙ軸方向から見た模式的な光路図であ
る。被写界からの光束は不図示の撮影レンズを介して視
野マスク２２近傍に結像し、被写界からの光束のうち、
ｘ軸方向に長い矩形の視野開口２２Ｘａを通る光束は、
図５に示す主光線ｒ２ａ，ｒ２ｂのように、レンズ部２
３ａを介し、撮影レンズの射出瞳とほぼ共役な位置に配
置された絞りマスク２４の絞り開口２４ａ，２４ｂおよ
び再結像光学系２５の再結像レンズ部２５ａ，２５ｂを
介して分割され、それぞれＣＣＤチップ２６の受光素子
列２６ａ，２６ｂ上に結像する。

【０００３】そして、受光素子列２６ａ，２６ｂ上に結
像された一対の被写体像を光電変換することにより、撮
影レンズの焦点調節状態を検出することができる。つま
り、撮影レンズの焦点調節状態が、フィルム等価面上に
鮮鋭像を結ぶ、いわゆる合焦時では、受光素子列２６
ａ，２６ｂ上の一対の被写体像のそれぞれの位置は、前
ピン状態と後ピン状態との間の所定の間隔で結像する。
また、撮影レンズの焦点調節状態がフィルム等価面より
も前方に鮮鋭像を結ぶ、いわゆる前ピン状態のときに
は、受光素子列２６ａ，２６ｂ上の一対の被写体像のそ
れぞれの位置は、所定の間隔より短い第１の間隔で結像
する。逆に、撮影レンズの焦点調節状態がフィルム等価
面よりも後方に鮮鋭像を結ぶ、いわゆる後ピン状態のと
きには、受光素子列２６ａ，２６ｂ上の一対の被写体像
のそれぞれの位置は、所定の間隔より長い第２の間隔で
結像する。したがって、この一対の被写体像を受光素子
列２６ａ，２６ｂで光電変換して電気信号に変え、例え
ば特開昭６０−３７５１３号公報に開示されたずれ量検
出装置のように、これらの電気信号から相関演算等を行
うことにより一対の被写体像の相対位置ずれ量が求ま
り、視野開口２２Ｘａに対応する焦点検出領域での撮影
レンズの焦点調節状態が検出される。

【０００４】また、被写界からの光束のうち視野マスク
２２のｙ軸方向に長い矩形の視野開口２２Ｙａを通る光
束は、図５に示す主光線ｒ２ｃ，ｒ２ｄのように、レン
ズ部２３ｂを介し、絞りマスク２４の絞り開口２４ｃ，
２４ｄおよび再結像光学系２５の再結像レンズ部２５
ｃ，２５ｄを介して分割され、それぞれＣＣＤチップ２
６の受光素子列２６ｃ，２６ｄ上に結像する。同様に、
視野開口２２Ｙｂを通る光束は、図５に示す主光線ｒ２
ｅ，ｒ２ｆのように、レンズ部２３ｃを介し、絞りマス
ク２４の絞り開口２４ｅ，２４ｆおよび再結像光学系２
５の再結像レンズ部２５ｅ，２５ｆを介して分割され、
それぞれＣＣＤチップ２６の受光素子列２６ｅ，２６ｆ
上に結像する。そして、受光素子列２６ｃ，２６ｄ上の
一対の被写体像により視野開口２２Ｙａに、受光素子列
２６ｅ，２６ｆ上の一対の被写体像により視野開口２２
Ｙｂに対応する光軸外の焦点検出領域での撮影レンズの
焦点状態が検出される。

【０００５】このようにして、複数の焦点検出領域の焦
点検出を可能にしていた。しかし、撮影画面内に複数の
焦点検出領域を設けると、受光素子列に一対の被写体像
を結像するための絞り開口と再結像レンズ部とが、一つ
の焦点検出領域に対してそれぞれ一対必要となる。そこ
で、特許第２６６３６５７号公報には、撮影画面中央の
焦点検出領域と、その両側の撮影画面周辺の焦点検出領
域に対する絞り開口を共用する絞りマスクと、再結像レ
ンズ部を共用する再結像光学系とを有する焦点検出装置
が開示されている。図７は、上記特許２６６３６５７号
公報に開示された焦点検出装置の概略的な構成を示す斜
視図である。この焦点検出装置３９において、撮影画面
中央の焦点検出領域に対応する視野開口３２Ｘａを通る
光束は、絞りマスク３４の絞り開口３４ｃ，３４ｄおよ
び再結像光学系３５を介し、ＣＣＤチップ３６上に結像
する。同様に、撮影画面中央の焦点検出領域に対応する
視野開口３２Ｘｂを通る光束は、絞りマスク３４の絞り
開口３４ａ，３４ｂおよび再結像光学系３５を介し、Ｃ
ＣＤチップ３６上に結像する。撮影画面周辺の焦点検出
領域に対応する視野開口３２Ｙａを通る光束は、絞りマ
スク３４の絞り開口３４ａ，３４ｂおよび再結像光学系
３５を介し、ＣＣＤチップ３６上に結像する。同様に、
撮影画面周辺の焦点検出領域に対応する視野開口３２Ｙ
ｂを通る光束は、絞りマスク３４の絞り開口３４ａ，３
４ｂおよび再結像光学系３５を介し、ＣＣＤチップ３６
上に結像する。つまり、視野開口３２Ｘｂ，３２Ｙａ，
３２Ｙｂを通るそれぞれの光束は、絞りマスク３４の絞
り開口３４ａ，３４ｂを共用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、一つの焦点
検出領域に対する絞りマスクの一対の絞り開口の間隔を
広げると、焦点検出精度を向上させることになる。しか
し、撮影画面中央から離れた焦点検出領域になるほど、
撮影レンズのビグネッティングという現象が大きくなっ
てしまう。このビグネッティングを図６を用いて説明す
る。図６（ａ）は、撮影レンズの光軸と観察者の視線が
合致している場合における撮影レンズを光束の射出側か
ら見た図である。この場合射出瞳Ｐは円形に見える。図
６（ｂ）は、撮影レンズの光軸に対して観察者が斜め方
向から見ている場合における撮影レンズを光束の射出側
から見た図である。この場合射出瞳Ｐ’は円形の一部が
欠けた形状となる。このことをビグネッティングと呼
ぶ。このビグネッティングがさらに大きくなると、一対
の絞り開口を示す領域Ｑはケラレてしまうことになる。
つまり、撮影画面中央から離れた焦点検出領域になるほ
ど、一対の絞り開口の間隔ｍ３を狭めていかないと、被
写界からの光束のケラレによる影響を受けてしまい、焦
点検出が行えないことがある。

【０００７】このため、特開平１−２８８８１０号公報
には、撮影画面中央から離れた焦点検出領域になるほ
ど、絞りマスクの絞り開口を小さくしたり、一つの焦点
検出領域に対する一対の絞り開口の間隔を狭めている焦
点調節状態検出装置が開示されている。つまり、この焦
点調節状態検出装置は、最も使用頻度の高い撮影画面中
央付近の焦点検出精度を高めると同時に撮影画面の複数
位置での焦点検出を実行できるものである。しかしなが
ら、上記特開平１−２８８８１０号公報に開示された焦
点調節状態検出装置では、複数の焦点検出領域に対して
それぞれ一対の絞り開口と再結像レンズ部とが必要とな
り、焦点検出装置の大型化という問題がある。

【０００８】上記特許２６６３６５７号公報に開示され
た焦点検出装置では、図７に示すように撮影画面中央と
周辺との焦点検出領域に対応する視野開口３２Ｘｂ，３
２Ｙａ，３２Ｙｂを通る光束が絞り開口３４ａ，３４ｂ
を共用しているため、焦点検出装置の大型化は避けられ
る。しかし、撮影画面中央の焦点検出領域においては、
対応する一対の絞り開口３４ａ，３４ｂの間隔を広げる
ことで焦点検出精度が向上する余地があるにも関わら
ず、絞り開口３４ａ，３４ｂを撮影画面周辺の焦点検出
領域と共用しているため、撮影画面周辺の焦点検出領域
で撮影レンズのビグネッティングによるケラレの影響を
受けないことを考慮して一対の絞り開口の間隔が決めら
れる。つまり、撮影画面中央の焦点検出領域における一
対の絞り開口の間隔は、撮影画面周辺の焦点検出領域に
おける一対の絞り開口の間隔と同じになってしまう。し
たがって、本来持つ焦点検出精度を十分生かし切れない
という問題がある。

【０００９】本発明の目的は、上記の従来の技術の欠点
を解消し、複数の焦点検出領域のうち少なくとも２つの
焦点検出領域に対する絞り開口や再結像レンズ部を共用
することができ、かつ、撮影画面中央付近の焦点検出領
域における焦点検出精度を向上する焦点検出装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複数の焦点検出領域に対応した
複数の視野開口（１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２
Ｙｂ）を備える視野マスク（１２）と、視野マスク（１
２）の複数の視野開口（１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙ
ａ，１２Ｙｂ）を透過した光束をそれぞれ集光する複数
のレンズ部（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を備えるコンデ
ンサーレンズ（１３）と、複数の視野開口（１２Ｘａ，
１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂ）のそれぞれを透過した
光束を、撮影レンズの射出瞳の異なる領域を透過した一
対の光束に分割する一対の絞り開口の組を複数備える絞
りマスク（１４）と、複数の視野開口（１２Ｘａ，１２
Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂ）の像を受光手段（１６）上
に結像させる複数の再結像レンズ部（１５ａ，１５ｂ，
１５ｃ，１５ｄ）を備える再結像光学系（１５）とを有
する焦点検出装置において、複数の焦点検出領域のうち
少なくとも２つの焦点検出領域のそれぞれに対応する絞
り開口の組（１４ａ，１４ｂおよび１４ａ，１４ｄ）
は、互いに一部（１４ａ）を共用するものであり、少な
くとも２つの焦点検出領域は、撮影レンズの光軸（Ｌ）
からの距離が互いに異なる少なくとも第１および第２の
焦点検出領域からなり、第２の焦点検出領域が第１の焦
点検出領域より撮影レンズの光軸（Ｌ）から離れている
場合、第１の焦点検出領域に対応した絞り開口の組（１
４ａ，１４ｂ）の間隔（ｍ１）を、第２の焦点検出領域
に対応した前記絞り開口の組（１４ａ，１４ｄ）の間隔
（ｍ２）より広くすることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による焦点検出装
置の概略的な構成を示す斜視図、図２は、図１に示す焦
点検出装置１９を図のｙ軸方向から見た模式的な光路図
である。図３は、絞りマスクの絞り開口を被写体側から
見た場合の正面図である。被写界からの光束は不図示の
撮影レンズを介して視野マスク１２近傍に結像する。こ
の視野マスク１２は複数の視野開口１２Ｘａ，１２Ｘ
ｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂを有し、この視野開口１２Ｘ
ａ，１２Ｘｂは撮影画面中央の焦点検出領域に、視野開
口１２Ｙａ，１２Ｙｂは撮影画面周辺の焦点検出領域に
それぞれ対応する。コンデンサーレンズ１３のレンズ部
１３ｂ，１３ｃは、図２に示すように光軸を視野開口１
２Ｙａ，１２Ｙｂに対して偏心させて配置した構成であ
り、レンズ部１３ｂ，１３ｃの光軸Ｌａ，Ｌｂは、レン
ズ部１３ａの光軸Ｌと平行になっている。被写界からの
光束のうち、撮影レンズの光軸Ｌ上の視野開口１２Ｘａ
を通る光束は、図２に示す主光線ｒａ，ｒｂのように、
レンズ部１３ａを介し、撮影レンズの射出瞳とほぼ共役
な位置に配置された絞りマスク１４の絞り開口１４ａ，
１４ｂおよび再結像光学系１５の再結像レンズ部１５
ａ，１５ｂを介して分割され、それぞれＣＣＤチップ１
６の受光素子列１６ａ，１６ｂ上に結像する。同様に、
視野開口１２Ｘｂを通る光束は、図２に示す主光線ｒ
ｃ，ｒｄのように、レンズ部１３ａを介し、絞りマスク
１４の絞り開口１４ｃ，１４ｄおよび再結像光学系１５
の再結像レンズ部１５ｃ，１５ｄを介して分割され、そ
れぞれＣＣＤチップ１６の受光素子列１６ｃ，１６ｄ上
に結像する。

【００１２】また、被写界からの光束のうち、ｙ軸方向
に長い矩形の視野開口１２Ｙａを通る光束は、図２に示
す主光線ｒｇ，ｒｈのように、レンズ部１３ｂを介し、
絞り開口１４ａ，１４ｄおよび再結像レンズ部１５ａ，
１５ｄを介して分割され、それぞれＣＣＤチップ１６の
受光素子列１６ｇ，１６ｈ上に結像する。絞り開口１４
ａおよび再結像レンズ部１５ａは、視野開口１２Ｘａを
通る光束でも用いられ、絞り開口１４ｄおよび再結像レ
ンズ部１５ｄは、視野開口１２Ｘｂを通る光束でも用い
られている。つまり、絞り開口１４ａおよび再結像レン
ズ部１５ａは視野開口１２Ｘａを通る光束と視野開口１
２Ｙａを通る光束とで共用され、絞り開口１４ｄおよび
再結像レンズ部１５ｄは視野開口１２Ｘｂを通る光束と
視野開口１２Ｙａを通る光束とで共用されている。同様
に、視野開口１２Ｙｂを通る光束は、図２に示す主光線
ｒｅ，ｒｆのように、レンズ部１３ｃを介し、絞り開口
１４ｂ，１４ｃおよび再結像レンズ部１５ｂ，１５ｃを
介して分割され、それぞれＣＣＤチップ１６の受光素子
列１６ｅ，１６ｆ上に結像する。絞り開口１４ｂおよび
再結像レンズ部１５ｂは、視野開口１２Ｘａを通る光束
でも用いられ、絞り開口１４ｃおよび再結像レンズ部１
５ｃは、視野開口１２Ｘｂを通る光束でも用いられてい
る。つまり、絞り開口１４ｂおよび再結像レンズ部１５
ｂは視野開口１２Ｘａを通る光束と視野開口１２Ｙｂを
通る光束とで共用され、絞り開口１４ｃおよび再結像レ
ンズ部１５ｃは視野開口１２Ｘｂを通る光束と視野開口
１２Ｙｂを通る光束とで共用されている。

【００１３】本発明では、図３に示すように、撮影画面
中央の焦点検出領域に対応する視野開口１２Ｘａの一対
の絞り開口１４ａ，１４ｂの間隔ｍ１を、撮影画面周辺
の焦点検出領域に対応する視野開口１２Ｙａの一対の絞
り開口１４ａ，１４ｄの間隔ｍ２よりも広くした。撮影
画面周辺の焦点検出領域に対応する間隔ｍ２は、撮影レ
ンズのビグネッティングによるケラレの影響を受けない
ことを考慮して決められる。一方、撮影画面中央の焦点
検出領域は、ケラレの影響を受けにくいので、焦点検出
領域に対応する間隔ｍ１を間隔ｍ２より広くすることで
本来持つ焦点検出精度を生かすことができる。したがっ
て、複数の焦点検出領域を有する焦点検出装置におい
て、複数の焦点検出領域で絞り開口を共用しても、上記
特許２６６３６５７号公報に開示された焦点検出装置の
ように、撮影画面中央の焦点検出領域に対応する一対の
絞り開口の間隔が狭くなるということがなくなり、どの
焦点検出領域においても高い検出精度で焦点検出を行う
ことができる。

【００１４】また、本発明では、絞りマスク１４の絞り
開口と再結像光学系１５の再結像レンズ部を共用させて
いるので、絞りマスク１４の絞り開口の数と再結像光学
系１５の再結像レンズ部の数は、視野マスク１２の視野
開口対の数より少ない４つで済み、焦点検出装置を簡単
に構成することができる。さらに、レンズ部の曲率半径
をすべて同一にしてもよいので、より簡単な構造のコン
デンサーレンズを用いることもできる。

【００１５】本発明の実施の形態は、本発明を分かりや
すく説明したものであり、本発明を本発明の実施の形態
で限定されるものではない。本発明の実施の形態におい
て、撮影画面中央の焦点検出領域が第１の焦点検出領域
を、撮影画面周辺の焦点検出領域が第２の焦点検出領域
を、ＣＣＤチップ１６が受光手段をそれぞれ構成する。

【００１６】

【発明の効果】以上のように請求項１によれば、複数の
焦点検出領域のうち少なくとも２つの焦点検出領域のそ
れぞれに対応した絞り開口の組の一部を共用するととも
に、第１の焦点検出領域に対応した絞り開口の組の間隔
を、第１の焦点検出領域に比べ撮影レンズの光軸から離
れた第２の焦点検出領域に対応した絞り開口の組の間隔
より広くした。したがって、焦点検出装置の構成を簡素
化し、かつ、撮影画面中央付近の焦点検出領域である第
１の焦点検出領域における焦点検出精度を落とすことな
く光学系を構成したので、精度のよい焦点検出が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焦点検出装置の概略的な構成を示す斜
視図である。

【図２】図１に示す焦点検出装置の模式的な光路図であ
る。

【図３】本発明の焦点検出装置における絞りマスクの絞
り開口を示す正面図である。

【図４】従来の焦点検出装置の概略的な構成を示す斜視
図である。

【図５】図４に示す焦点検出装置の模式的な光路図であ
る。

【図６】ビグネッティングを説明する図である。

【図７】従来の焦点検出装置の概略的な構成を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１２，２２，３２ 視野マスク １２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂ，２２Ｘａ，
２２Ｙａ， ２２Ｙｂ，３２Ｘａ，３２Ｘｂ，３２Ｙａ，３２Ｙｂ
視野開口 １３，２３，３３ コンデンサーレンズ １３ａ〜１３ｃ，２３ａ〜２３ｃ レンズ部 １４，２４，３４ 絞りマスク １４ａ〜１４ｄ，２４ａ〜２４ｆ，３４ａ〜３４ｄ 絞
り開口 １５，２５，３５ 再結像光学系 １５ａ〜１５ｄ，２５ａ〜２５ｆ 再結像レンズ部 １６，２６，３６ ＣＣＤチップ １６ａ〜１６ｈ，２６ａ〜２６ｆ 受光素子列 ｍ１，ｍ２，ｍ３ 一対の絞り開口の間隔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズの予定結像面近傍に配置され
   るとともに、複数の焦点検出領域に対応した複数の視野
   開口を備える視野マスクと、 前記視野マスクの前記複数の視野開口を透過した光束を
   それぞれ集光する複数のレンズ部を備えるコンデンサー
   レンズと、 前記複数の視野開口のそれぞれを透過した光束を、前記
   撮影レンズの射出瞳の異なる領域を透過した一対の光束
   に分割する一対の絞り開口の組を複数備える絞りマスク
   と、 前記複数の視野開口の像を受光手段上に結像させる複数
   の再結像レンズ部を備える再結像光学系とを有する焦点
   検出装置において、 前記複数の焦点検出領域のうち少なくとも２つの焦点検
   出領域のそれぞれに対応する前記絞り開口の組は、互い
   に一部を共用するものであり、 前記少なくとも２つの焦点検出領域は、前記撮影レンズ
   の光軸からの距離が互いに異なる少なくとも第１および
   第２の焦点検出領域からなり、前記第２の焦点検出領域
   が前記第１の焦点検出領域より前記撮影レンズの光軸か
   ら離れている場合、前記第１の焦点検出領域に対応した
   前記絞り開口の組の間隔を、前記第２の焦点検出領域に
   対応した前記絞り開口の組の間隔より広くすることを特
   徴とする焦点検出装置。