JP2514339B2 - 焦点検出装置の光学系 - Google Patents
焦点検出装置の光学系Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
- G02B7/346—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using horizontal and vertical areas in the pupil plane, i.e. wide area autofocusing
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Description
【発明の詳細な説明】 a.技術分野 本発明は、カメラ等の映像機器における焦点検出装置
の光学系に関するものである。
の光学系に関するものである。
b.従来技術およびその問題点 本出願人は、先に出願した特願昭60−166580号「焦点
検出装置の光学系」の発明において、第７図に示す光学
系を開示し、分割光学素子５の直前に補助レンズ３を配
し、かつ、コンデンサーレンズ２の後面を回転楕円面と
することで、光量分布やディストーションが従来装置よ
り改善されることを示した。
検出装置の光学系」の発明において、第７図に示す光学
系を開示し、分割光学素子５の直前に補助レンズ３を配
し、かつ、コンデンサーレンズ２の後面を回転楕円面と
することで、光量分布やディストーションが従来装置よ
り改善されることを示した。
尚、この図において、１は測距ゾーン（フィルム等価
面）,4は絞り,6はセンサーであり、riは各面の曲率半
径,diは空気間隔またはレンズ厚,niは各レンズの屈折率
を示す。
面）,4は絞り,6はセンサーであり、riは各面の曲率半
径,diは空気間隔またはレンズ厚,niは各レンズの屈折率
を示す。
しかし、第８図に示されるように、特願昭60−166580
号の実施例では、補助レンズ３の直後に置かれた絞り４
が偏芯しているため、絞り４を通過した光束は補助レン
ズ３を主原因とした横の色収差を発生させる。従って、
絞り４の直後に置かれた分割光学素子５の光軸が、絞り
４の開口中心に対して、偏芯していなければ、波長
（λ）によってその横の色収差がセンサー６上に第８図
の如く発生する。
号の実施例では、補助レンズ３の直後に置かれた絞り４
が偏芯しているため、絞り４を通過した光束は補助レン
ズ３を主原因とした横の色収差を発生させる。従って、
絞り４の直後に置かれた分割光学素子５の光軸が、絞り
４の開口中心に対して、偏芯していなければ、波長
（λ）によってその横の色収差がセンサー６上に第８図
の如く発生する。
さて、上述の実施例は、分割光学素子５によって二像
に分割し、その分割された二像間の相対的位置ずれか
ら、焦点位置を検出しようとするものであるから、前述
の横の色収差が、被写体のスペクトル分布によっては、
同じ物体距離であっても、異なった相対的位置ずれを発
生させる原因となる。
に分割し、その分割された二像間の相対的位置ずれか
ら、焦点位置を検出しようとするものであるから、前述
の横の色収差が、被写体のスペクトル分布によっては、
同じ物体距離であっても、異なった相対的位置ずれを発
生させる原因となる。
従って、あらかじめ定められた相対的位置ずれとなる
ように、焦点位置を制御する方法をとる限りにおいて
は、合焦位置は被写体のスペクトル分布によって左右さ
れてしまう。
ように、焦点位置を制御する方法をとる限りにおいて
は、合焦位置は被写体のスペクトル分布によって左右さ
れてしまう。
つまり、赤い被写体と青い被写体とでは、撮影レンズ
の合焦位置が異なって設定されてしまうことになり、横
の色収差の存在は大変有害なものである。
の合焦位置が異なって設定されてしまうことになり、横
の色収差の存在は大変有害なものである。
特願昭60−166580号の実施例において、分割光学素子
５が絞り４の開口中心に対して偏芯していないとした時
の、被写体のスペクトル分布に対する合焦位置のずれを
示したものが第９図である。この図は撮影レンズの色収
差は含んでいない。
５が絞り４の開口中心に対して偏芯していないとした時
の、被写体のスペクトル分布に対する合焦位置のずれを
示したものが第９図である。この図は撮影レンズの色収
差は含んでいない。
c.目的 本発明は、撮影光学系の焦点面と共役な測距ゾーンの
後方に配置したコンデンサレンズと；このコンデンサレ
ンズの後方に配置した補助レンズと；この補助レンズの
さらに後方に配置した、該補助レンズの光軸に対して偏
芯させて対称に配置した一対の絞りと；この一対の絞り
の直後に配置された一対の分割光学素子と；を有し、こ
の一対の絞り及び分割光学素子を介して再結像した一対
の被写体像の相対的位置ずれを検出して被写体の焦点位
置を検出する焦点検出装置の光学系であって、横の色収
差を補正し、被写体のスペクトル分布による合焦位置の
ずれを補正することができる焦点検出装置を得ることを
目的とする。
後方に配置したコンデンサレンズと；このコンデンサレ
ンズの後方に配置した補助レンズと；この補助レンズの
さらに後方に配置した、該補助レンズの光軸に対して偏
芯させて対称に配置した一対の絞りと；この一対の絞り
の直後に配置された一対の分割光学素子と；を有し、こ
の一対の絞り及び分割光学素子を介して再結像した一対
の被写体像の相対的位置ずれを検出して被写体の焦点位
置を検出する焦点検出装置の光学系であって、横の色収
差を補正し、被写体のスペクトル分布による合焦位置の
ずれを補正することができる焦点検出装置を得ることを
目的とする。
d.発明の概要 本発明は、一対の分割光学素子の光軸をそれぞれ、該
一対の分割光学素子による色収差が波長の増大につれて
減少するように、前記絞りの開口中心より、主光軸から
遠ざかる方向に偏芯させたことを特徴としている。
一対の分割光学素子による色収差が波長の増大につれて
減少するように、前記絞りの開口中心より、主光軸から
遠ざかる方向に偏芯させたことを特徴としている。
このように構成すると、再結像面における被写体像の
横の色収差を補正し、被写体のスペクトル分布による合
焦位置のずれを補正することができる。
横の色収差を補正し、被写体のスペクトル分布による合
焦位置のずれを補正することができる。
具体的には、例えば、絞りの偏芯量をΔh4、絞りの開
口中心からの各分割光学素子の偏芯量をΔh5-4、補助レ
ンズの曲率半径をr4、各分割光学素子の曲率半径をr7と
するとき、 １＜（r4・Δh5-4）／（r7・Δh4）＜２ （但し、曲率半径は凸面を正とし、偏芯量は主光軸より
遠ざかる方向を正とする）を満足するように、Δh5-4を
定めるとよい。
口中心からの各分割光学素子の偏芯量をΔh5-4、補助レ
ンズの曲率半径をr4、各分割光学素子の曲率半径をr7と
するとき、 １＜（r4・Δh5-4）／（r7・Δh4）＜２ （但し、曲率半径は凸面を正とし、偏芯量は主光軸より
遠ざかる方向を正とする）を満足するように、Δh5-4を
定めるとよい。
e.実施例 第１図は、本発明の目的を達するための実施例の要部
を示したものであり、全体の構成部材（要素）は第７図
と同じである。但し、第７図とは、分割光学素子５の光
軸を、絞り４の開口中心より、主光軸に対し所定量Δh
5-4だけ外方（遠方）に位置（偏芯）させている点で異
なっている。
を示したものであり、全体の構成部材（要素）は第７図
と同じである。但し、第７図とは、分割光学素子５の光
軸を、絞り４の開口中心より、主光軸に対し所定量Δh
5-4だけ外方（遠方）に位置（偏芯）させている点で異
なっている。
この所定量すなわち偏芯量Δh5-4は、補助レンズ３の
曲率半径r4,分割光学素子５の曲率半径r7及び絞り４の
開口中心の偏芯量Δh4を用いて、 と定義すると、 １＜δ＜２ ……（１） を満足するように定められる。但し、曲率半径は凸面を
正とし、偏芯量は、コンデンサーレンズ及び補助レンズ
の光軸（主光軸）より遠ざかる方向を正とする。
曲率半径r4,分割光学素子５の曲率半径r7及び絞り４の
開口中心の偏芯量Δh4を用いて、 と定義すると、 １＜δ＜２ ……（１） を満足するように定められる。但し、曲率半径は凸面を
正とし、偏芯量は、コンデンサーレンズ及び補助レンズ
の光軸（主光軸）より遠ざかる方向を正とする。
補助レンズ３は、コンデンサレンズ２の光軸を通っ
て、光軸に対して偏芯した絞り４の一対の開口中心に入
射する主光線を、該一対の絞開口に対しほぼ垂直に入射
させる作用をし、それによって、開口効率を向上させる
ことができる。また、コンデンサレンズ２の収差補正の
一部を負担して、歪曲収差を良好に補正することができ
る。
て、光軸に対して偏芯した絞り４の一対の開口中心に入
射する主光線を、該一対の絞開口に対しほぼ垂直に入射
させる作用をし、それによって、開口効率を向上させる
ことができる。また、コンデンサレンズ２の収差補正の
一部を負担して、歪曲収差を良好に補正することができ
る。
以下、具体的な実施例をあげる。尚、ここで示される
各パラメータは第７図を参照のこと。
各パラメータは第７図を参照のこと。
（イ）δ＝1.27の場合 （ロ）δ＝1.39の場合 （ハ）δ＝1.67の場合 但し、（イ），（ロ）及び（ハ）の実施例とも、コン
デンサーレンズ２の後面（r3）は、 h;光軸からの高さ k;非球面係数 で表わされる非球面である。
デンサーレンズ２の後面（r3）は、 h;光軸からの高さ k;非球面係数 で表わされる非球面である。
次に、上述の構成について更に説明する。第１図にお
いて、簡単なモデル化を行うと、補助レンズ３は頂角が
上を向いたプリズムに、分割光学素子５は頂角が下を向
いたプリズムに置き換えられる。つまり、各々の頂角が
等しい時、近似的に色補正がなされたと考えられる。こ
の時、 が成り立つ。
いて、簡単なモデル化を行うと、補助レンズ３は頂角が
上を向いたプリズムに、分割光学素子５は頂角が下を向
いたプリズムに置き換えられる。つまり、各々の頂角が
等しい時、近似的に色補正がなされたと考えられる。こ
の時、 が成り立つ。
しかし、（２）式によって定められた偏芯所定量Δh
5-4では、 （ｉ）コンデンサーレンズによる横の色収差 （ii）補助レンズ３と分割光学素子５の厚み分による横
の色収差 の補正はなされない。
5-4では、 （ｉ）コンデンサーレンズによる横の色収差 （ii）補助レンズ３と分割光学素子５の厚み分による横
の色収差 の補正はなされない。
従って、（ｉ）及び（ii）を原因とする横の色収差を
補正するには、分割光学素子５から、定められた位置に
あるセンサー６上で、各波長の主光線がクロスするよ
う、（２）式より求まったΔh5-4より、更に多くの偏芯
を行う必要がある。
補正するには、分割光学素子５から、定められた位置に
あるセンサー６上で、各波長の主光線がクロスするよ
う、（２）式より求まったΔh5-4より、更に多くの偏芯
を行う必要がある。
一方、撮影レンズの色の球面収差は、第５図のよう
に、短波長光に比べて、長波長光において補正不足の形
となることが多く、このため、焦点検出装置が検出する
合焦位置（AFピント位置）７に対する撮影レンズの開放
ピント位置８は、短波長に比べると長波長側の方がアン
ダーとなる傾向がある。
に、短波長光に比べて、長波長光において補正不足の形
となることが多く、このため、焦点検出装置が検出する
合焦位置（AFピント位置）７に対する撮影レンズの開放
ピント位置８は、短波長に比べると長波長側の方がアン
ダーとなる傾向がある。
すなわち、前記AFピント位置７の波長に対する関数Ａ
（λ）と撮影レンズの開放ピント位置８の波長に対する
関数Ｐ（λ）は、第６図（ａ）のようになり、Ａ（λ）
−Ｐ（λ）なる差関数を定義すると、第６図（ｂ）のよ
うに波長の増大につれて、この差関数の値、つまり、焦
点検出装置が検出するAFピント位置と撮影レンズの開放
ピント位置との差が大きくなる。本発明は、焦点検出装
置の色収差を、この差関数の傾向を打ち消すように発生
させることにより、撮影レンズのAFピント位置と開放ピ
ント位置のずれをなくすという着想によるものである。
すなわち、 （iii）撮影レンズのAFピント位置と開放ピント位置と
の差関数の値が波長の増大につれて大きくなるという傾
向 を補正するために、本願発明は一対の分割光学素子を光
軸から遠ざかる方向にそれぞれΔh5-4だけ偏芯させたも
のである。
（λ）と撮影レンズの開放ピント位置８の波長に対する
関数Ｐ（λ）は、第６図（ａ）のようになり、Ａ（λ）
−Ｐ（λ）なる差関数を定義すると、第６図（ｂ）のよ
うに波長の増大につれて、この差関数の値、つまり、焦
点検出装置が検出するAFピント位置と撮影レンズの開放
ピント位置との差が大きくなる。本発明は、焦点検出装
置の色収差を、この差関数の傾向を打ち消すように発生
させることにより、撮影レンズのAFピント位置と開放ピ
ント位置のずれをなくすという着想によるものである。
すなわち、 （iii）撮影レンズのAFピント位置と開放ピント位置と
の差関数の値が波長の増大につれて大きくなるという傾
向 を補正するために、本願発明は一対の分割光学素子を光
軸から遠ざかる方向にそれぞれΔh5-4だけ偏芯させたも
のである。
上述の手順に従って設計されたものが、表−1,表−２
及び表−３である。表−1,表−２の実施例における色収
差は、ほぼ同程度で、かつ補正過剰もおさえぎみにした
ものである。その色収差は、各々第２図，第３図に示
す。表−３の実施例は、前記２例よりもなお、補正過剰
にして設計されたものである。前述の差関数には様々な
形態があるため、表−３の実施例の場合でも有効であ
る。従って、δの満たすべき不等式は、実施例で有効と
された範囲よりも、（１）式に示すように、やや広めに
とっておいても有効となる場合が十分ありうる。
及び表−３である。表−1,表−２の実施例における色収
差は、ほぼ同程度で、かつ補正過剰もおさえぎみにした
ものである。その色収差は、各々第２図，第３図に示
す。表−３の実施例は、前記２例よりもなお、補正過剰
にして設計されたものである。前述の差関数には様々な
形態があるため、表−３の実施例の場合でも有効であ
る。従って、δの満たすべき不等式は、実施例で有効と
された範囲よりも、（１）式に示すように、やや広めに
とっておいても有効となる場合が十分ありうる。
f.効果 以上のように本発明は、撮影光学系の焦点面と共役な
測距ゾーンの後方に配置したコンデンサレンズと；この
コンデンサレンズの後方に配置した補助レンズと；この
該補助レンズのさらに後方に配置した、該補助レンズの
光軸に対して偏心させて対称に配置した一対の絞りと；
この一対の絞りの直後に配置された一対の分割光学素子
と；を有し、この一対の絞り及び分割光学素子を介して
再結像した一対の被写体像の相対的位置ずれを検出して
被写体の焦点位置を検出する焦点検出装置の光学系にお
いて、被写体のスペクトル分布による合焦位置のずれを
防止するという効果が得られる。
測距ゾーンの後方に配置したコンデンサレンズと；この
コンデンサレンズの後方に配置した補助レンズと；この
該補助レンズのさらに後方に配置した、該補助レンズの
光軸に対して偏心させて対称に配置した一対の絞りと；
この一対の絞りの直後に配置された一対の分割光学素子
と；を有し、この一対の絞り及び分割光学素子を介して
再結像した一対の被写体像の相対的位置ずれを検出して
被写体の焦点位置を検出する焦点検出装置の光学系にお
いて、被写体のスペクトル分布による合焦位置のずれを
防止するという効果が得られる。
第１図は、本発明の実施例の要部拡大図、 第２図，第３図及び第４図は、各々表−1,表−２及び表
−３の実施例における色収差図、 第５図は、一般的撮影レンズの色の球面収差と、開放ピ
ント位置８及びAFピント位置７との関係を説明する図、 第６図（ａ）は、AFピント位置と開放ピント位置の波長
に対する関数Ａ（λ）,P（λ）の一般特性を示す図、 第６図（ｂ）は、差関数Ａ（λ）−Ｐ（λ）の「傾向」
を示した図、 第７図は、先行例を示す全体説明図、 第８図は、先行例における横の色収差の発生状況を説明
するための図、 第９図は、先行例の色収差図である。 3:補助レンズ、4:絞り 5:分割光学素子、6:センサー 7:AFピント位置、8:開放ピント位置
−３の実施例における色収差図、 第５図は、一般的撮影レンズの色の球面収差と、開放ピ
ント位置８及びAFピント位置７との関係を説明する図、 第６図（ａ）は、AFピント位置と開放ピント位置の波長
に対する関数Ａ（λ）,P（λ）の一般特性を示す図、 第６図（ｂ）は、差関数Ａ（λ）−Ｐ（λ）の「傾向」
を示した図、 第７図は、先行例を示す全体説明図、 第８図は、先行例における横の色収差の発生状況を説明
するための図、 第９図は、先行例の色収差図である。 3:補助レンズ、4:絞り 5:分割光学素子、6:センサー 7:AFピント位置、8:開放ピント位置
Claims (2)
- 【請求項１】撮影光学系の焦点面と共役な測距ゾーンの
後方に配置したコンデンサレンズと；このコンデンサレ
ンズの後方に配置した補助レンズと；この補助レンズの
さらに後方に配置した、該補助レンズの光軸に対して偏
心させて対称に配置した一対の絞りと；この一対の絞り
の直後に配置された一対の分割光学素子と；を有し、こ
の一対の絞り及び分割光学素子を介して再結像した一対
の被写体像の相対的位置ずれを検出して被写体の焦点位
置を検出する焦点検出装置の光学系であって、 上記一対の分割光学素子の光軸をそれぞれ、該一対の分
割光学素子による色収差が波長の増大につれて減少する
ように、前記絞りの開口中心より、主光軸から遠ざかる
方向に偏芯させたことを特徴とする焦点検出装置の光学
系。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、 前記絞りの偏芯量をΔh4、前記絞りの開口中心からの前
記分割光学素子の偏芯量をΔh5-4、前記補助レンズの曲
率半径をr4、前記分割光学素子の曲率半径をr7とすると
き、 １＜（r4・Δh5-4）／（r7・Δh4）＜２ （但し、曲率半径は凸面を正とし、偏芯量は主光軸より
遠ざかる方向を正とする） を満足するように、前記Δh5-4を定めた焦点検出装置の
光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275039A JP2514339B2 (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 焦点検出装置の光学系 |
| US07/122,713 US4808806A (en) | 1986-11-18 | 1987-11-18 | Optical system for use in focus detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61275039A JP2514339B2 (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 焦点検出装置の光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128310A JPS63128310A (ja) | 1988-05-31 |
| JP2514339B2 true JP2514339B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=17550011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61275039A Expired - Lifetime JP2514339B2 (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 焦点検出装置の光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4808806A (ja) |
| JP (1) | JP2514339B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543077B2 (ja) * | 1987-05-07 | 1996-10-16 | オリンパス光学工業株式会社 | 焦点検出用光学系 |
| JPH01216309A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Minolta Camera Co Ltd | 焦点検出用光学系 |
| US5134526A (en) * | 1989-12-28 | 1992-07-28 | Olympus Optical Co., Ltd. | Focus detecting optical system including eccentrically disposed aperture stops |
| US7846853B2 (en) * | 2005-04-15 | 2010-12-07 | Siemens Energy, Inc. | Multi-layered platelet structure |
| JP4931226B2 (ja) * | 2006-05-02 | 2012-05-16 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置及び光学機器 |
| JP5172583B2 (ja) * | 2008-10-06 | 2013-03-27 | ペンタックスリコーイメージング株式会社 | 焦点検出装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5944009A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-12 | Asahi Optical Co Ltd | 合焦検出装置 |
| JPS59208513A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-26 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| JPS6115112A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-23 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| JPH0731300B2 (ja) * | 1985-09-21 | 1995-04-10 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置 |
-
1986
- 1986-11-18 JP JP61275039A patent/JP2514339B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-11-18 US US07/122,713 patent/US4808806A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4808806A (en) | 1989-02-28 |
| JPS63128310A (ja) | 1988-05-31 |
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| JPS61255316A (ja) | 焦点検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |