JP2643326B2 - 焦点検出装置を有した一眼レフカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適に焦点
検出装置を有した一眼レフカメラに関し、特に対物レン
ズの瞳を複数の領域、例えば２つの領域に分割し、各領
域内を通過する光束を用いて２つの被写体像に関する光
量分布を形成し、これら２つの光量分布を相対的な位置
関係を求めることにより対物レンズの合焦状態を検出す
る焦点検出装置を有した一眼レフカメラに関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より対物レンズを透過した光束を利用した受光型
の焦点検出方式に所謂像ずれ方式と呼ばれる方式があ
る。

この像ずれ方式は例えば特開昭59−107311号公報や特
開昭59−107313号公報等で提案されているように対物レ
ンズによる被写体像の形成される予定結像面近傍にフィ
ールドレンズを配置し、フィールドレンズの後方に多孔
のマスクと１つ若しくは２つの２次レンズとを有する２
次光学系を配置し、更にその後方に複数の受光素子列を
有する受光手段とを配置した構成を採っている。

そしてフィールドレンズと２次光学系とから対物レン
ズの瞳の異った２つの領域を通過した光束を用いて２つ
の被写体像に関する光量分布を各々受光素子列面上に形
成している。このときの受光素子列面上に形成される２
つの光量分布の相対的な位置関係、即ち光量分布のずれ
量は対物レンズの合焦状態により異ってくる。例えば受
光素子列上の素子の並び方向に対物レンズの予定結像面
からの焦点外れ量に応じた横ずれ量となって現われてく
る。

対物レンズの合焦状態、即ち焦点外れ量はこのときの
２つの光量分布の相対的な位置関係、即ち光量分布の横
ずれ量を受光手段により検出することにより行ってい
る。

一般にはこのときの２つの受光素子列上の光量分布の
相対的な横ずれ量δと対物レンズの焦点外れ量ｄとは一
定の関数の関係にある。

像ずれ方式の焦点検出装置を有した一眼レフカメラで
は多くの場合、焦点検出装置をカメラ底部にややペンタ
プリズム側に配置している。そして対物レンズを透過し
た光束をクイックリターンミラーの一部に設けたハーフ
ミラー面を通過若しくは反射させた後、焦点検出装置に
導光している。

このとき対物レンズの瞳の分割方向に対してハーフミ
ラー面が傾いて配置されていると焦点検出装置に導光さ
れる焦点検出用光束がハーフミラー面に非対称な状態で
入射するようになり、対物レンズの各々の瞳からの光束
のハーフミラー面への入射角度は瞳位置によって大きく
異ってくる。

ハーフミラー面として金属ミラーは吸収が多いので多
くの場合実用的な誘電体多層膜が用いられている。

しかしながらハーフミラー面に誘電体多層膜を用いる
と入射角度の差により、反射率や透過率等の分光特性が
大きく異ってくる。

この結果、２つの受光素子列面上に形成される２つの
物体像に関する光量分布に誤差が生じ、焦点検出精度を
低下させる原因となってくる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は対物レンズの瞳を複数に分割し、この分割さ
れた各瞳領域を通過してきた光束をクイックリターンミ
ラー面上に設けたハーフミラー面に非対称な状態で入射
させ、該ハーフミラー面を介して光束を焦点検出装置に
導光させる構成にしても受光素子列面上物体像に関する
光量分布を高精度に形成することができ焦点検出精度の
高い焦点検出装置を有した一眼レフカメラの提供を目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 対物レンズの像面側に配置した光学手段と、赤外カッ
トフィルターと、受光手段とを備える焦点検出装置を有
した一眼レフカメラにおいて、前記光学手段により前記
対物レンズの瞳を複数の領域に分割し、各領域を通過し
た光束を用いて被写体像に関する複数の光量分布を形成
し、該複数の光量分布の相対的な位置関係を前記受光手
段により求め、該受光手段からの信号を用いて前記対物
レンズの合焦状態を求める際、該対物レンズからの光束
は該対物レンズの瞳の分割方向に対して傾けて配置され
た誘電体多層膜から成るハーフミラー面を介して前記焦
点検出装置に導光されており、前記対物レンズの瞳の各
領域を通過した光束のうち該ハーフミラー面への入射角
が大きい方の光束に対する該誘電体多層膜の透過特性
を、赤外カットフィルターの分光透過特性が50±５％と
なる任意の波長で焦点検出装置の分光感度領域内におけ
るハーフミラー面の平均透過率の1.2倍以下となるよう
に構成することである。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部概略図、第２図は
第１図のうちから焦点検出系を抽出し、展開したときの
概略図である。

第１図，第２図において、１は対物レンズ、９はクイ
ックリターンミラーであり、その表面又は裏面の一部は
誘電体多層膜より成る後述する分光特性を有するハーフ
ミラー面9aより成っている。尚、クイックリターンミラ
ー９を固定のミラーより構成しても良い。

M1はサブミラー、２は対物レンズ１の予定結像面、11
は赤外カットフィルターで予定結像面２近傍に配置され
ている。３は予定結像面２の近傍に配置されたフィール
ドレンズ、４は対物レンズ１の光軸に対して対称に配置
された２つのレンズ４−1,4−２により構成される結像
作用を有する２次光学系、５は前記２つのレンズ４−1,
4−２に対応してその後方に配置された２つの受光素子
列５−1,5−２により構成される受光手段である。２次
光学系は受光手段の受光面と予定結像面を共役に関係づ
けている。６は前記２つのレンズ４−1,4−２に対応し
て配置された２つの開口部６−1,6−２を有する絞り、
７は分割された２つの領域７−1,7−２により構成され
る対物レンズ１の射出瞳を各々示している。10は演算手
段であり、２つの受光素子列５−1,5−２からの被写体
像に関する光量分布より、双方の相対的位置関係、即ち
ずれ量δを求めると共に対物レンズの焦点外れ量ｄを演
算している。

フィールドレンズ３、レンズ４−1,4−２、開口部６
−1,6−２等は光学手段の一部を構成している。尚、フ
ィールドレンズ３は開口部６−1,6−２を対物レンズ１
の射出瞳７の領域７−1,7−２付近に結像する作用を有
しており、各領域７−1,7−２を透過した光束が受光素
子列５−1,5−２上に各々被写体像に関する光量分布を
形成するようになっている。Ｐはペンタダハプリズム、
Ｅは接眼レンズ、Ｆは感光面である。

尚、ハーフミラー面9aは対物レンズ１の瞳の分割方向
に傾いて配置されている。

本実施例においては対物レンズ１の結像点が予定結像
面２の前側にある場合には、２つの受光素子列５−1,5
−２上に各々形成される被写体像に関する光量分布が互
いに近づいた状態となり、又対物レンズ１の結像点が予
定結像面２の後側にある場合には、２つの受光素子列５
−1,5−２上に各々形成される被写体像に関する光量分
布が互いに離れた状態となる。

このとき２つの受光素子列５−1,5−２上に各々形成
された光量分布のずれ量δは対物レンズ１の焦点はずれ
量ｄとある関数関係にある。

この為本実施例では、演算手段10に設けた演算部によ
り適切な関数を定義することにより演算し、これにより
対物レンズ１の焦点外れ量ｄと焦点外れ方向を求めてい
る。

本実施例において赤外カットフィルター11は例えば第
３図の曲線31の如く波長740nm付近で透過率50％程度の
分光特性を有するように設定されている。

又、受光素子列５−1,5−２は同図の曲線32の如く波
長800nm台の赤外領域にピーク感度を有している。この
為、本実施例における焦点検出系の分光感度は赤外領域
においては740nm程度まで延びている。クイックリター
ンミラー９のハーフミラー面9aの分光透過特性は例えば
第４図に示す分布をしている。

同図において曲線41,42は各々受光素子列５−1,5−２
に入射する中心光束の分光特性である。本実施例では同
図に示すように焦点検出系の分光感度領域Ｃ内において
焦点検出用の光学手段に入射する光束のハーフミラー面
9aへの入射角度の範囲内で曲線41,42に示すように略フ
ラットな特性となるように誘電体多層膜の膜構成を設定
している。

第２図に示すように対物レンズ１からの光束がクイッ
クリターンミラー９のハーフミラー面9aに入射するとき
ハーフミラー面9aの誘電体多層膜が一般的なものである
と、その分光特性は例えば第５図に示すようになる。

同図において曲線51,52は各々受光素子列５−1,5−２
に入射する中心光束の分光特性である。又領域Ｃは焦点
検出系の有する分光感度領域を示している。

ハーフミラー面9aへの入射角度が異なると分光特性が
横ずれとなって現われ、領域Ｃ内で積分すると、それが
光量の差となってくる。この為、例えば一方的に序々に
ボケている被写体にあっては受光素子列５−1,5−２か
らの出力信号は第６図に示すようになり、上下方向に出
力差が生じてくる。この上下方向のズレが左右方向の像
ずれとして検出され、その結果誤測距の原因となってく
る。

このときの誤測距の原因は赤外領域の特性が多く寄因
している。従って、例えば白の無地により出力の規格化
を行なう、即ち感度のある全波長領域において、双方の
受光素子列からの出力信号を同じになるように電気的に
補正を行っても分光特性の波長領域においては依然出力
差が生じてしまう。

ハーフミラー面への入射角度の差が少なければ分光特
性の横ずれは少なくなり出力差も少なくなる。しかしな
がら入射角度の差が小さいということは焦点検出系の基
線長が短かいことに相当し、高い焦点検出精度を得るの
が難しくなってくる。

これに対して本実施例ではハーフミラー面9aの誘電体
多層膜を第４図に示す分光特性を有するように構成し、
これにより光束のハーフミラー面9aへの入射角度の差に
基づく受光素子列５−1,5−２とからの出力信号差を少
なくしている。

第４図に示す分光特性はハーフミラー面への入射角度
が45度±６度程度を想定しているが入射角度の違いが少
なければ曲線41と曲線42の差は更に少なくなる。

一般に第３図からも明らかのように焦点検出系の感度
は赤外領域に大きく片寄っており、出力信号差も赤外領
域において顕著となる。

一方、誘電体多層膜において分光特性領域のフラット
域を拡げる為には層数を多くしなければならないが、層
数を多くするとリップルが発生しやすくなるので良くな
い。

その為、本実施例ではハーフミラー面への入射角が大
きくなる方の光束の透過特性が赤外カットフィルター11
の分光透過特性の50±５％となる任意の波長において、
焦点検出系の分光感度が所定範囲におけるハーフミラー
面の平均透過率の1.2倍以下となるようにしている。

又、ハーフミラー面9aへの入射角度差が45度に対して
±２度以上の場合、前述のような処置を施すようにして
いる。

尚、第１図に示す実施例において焦点検出装置をクイ
ックリターンミラー９の上方に配置し、ハーフミラー面
９を反射した光束を用いて焦点検出を行っても良い。

（発明の効果） 本発明によれば対物レンズの分割された複数の瞳領域
を通過した光束を所定の方向に傾斜したハーフミラー面
を介して焦点検出装置に導光する際、ハーフミラー面上
に施す誘電体多層膜の分光特性を前述の如く設定するこ
とにより、１対の受光素子列面上に出力レベルをそろえ
ることのできる良好なる物体像に関する光量分布を形成
することができ、高精度な焦点検出が可能な焦点検出装
置を有した一眼レフカメラを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部概略図、第２図は第１
図の焦点検出系を抽出し展開した説明図、第３図は第１
図に示す赤外カットフィルターと受光素子の分光特性の
説明図、第４図は本発明に係るハーフミラー面の分光特
性の説明図、第５図は従来のハーフミラー面の分光特性
の説明図、第６図は第５図に示すハーフミラー面を介し
て受光したときの１対の受光素子列からの出力信号の説
明図である。 図中、１は対物レンズ、２は予定結像面、３はフィール
ドレンズ、４は２次光学系、５は受光手段、６は絞り、
９はクイックリターンミラー、9aはハーフミラー面、７
は射出瞳、10は演算手段、11は赤外カットフィルターで
ある。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズの像面側に配置した光学手段
   と、赤外カットフィルターと、受光手段とを備える焦点
   検出装置を有した一眼レフカメラにおいて、前記光学手
   段により前記対物レンズの瞳を複数の領域に分割し、各
   領域を通過した光束を用いて被写体像に関する複数の光
   量分布を形成し、該複数の光量分布の相対的な位置関係
   を前記受光手段により求め、該受光手段からの信号を用
   いて前記対物レンズの合焦状態を求める際、該対物レン
   ズからの光束は該対物レンズの瞳の分割方向に対して傾
   けて配置された誘電体多層膜から成るハーフミラー面を
   介して前記焦点検出装置に導光されており、前記対物レ
   ンズの瞳の各領域を通過した光束のうち該ハーフミラー
   面への入射角が大きい方の光束に対する該誘電体多層膜
   の透過特性を、赤外カットフィルターの分光透過特性が
   50±５％となる任意の波長で焦点検出装置の分光感度領
   域内におけるハーフミラー面の平均透過率の1.2倍以下
   となるように構成することを特徴とする焦点検出装置を
   有した一眼レフカメラ。