JP2663657B2 - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JP2663657B2 JP1320457A JP32045789A JP2663657B2 JP 2663657 B2 JP2663657 B2 JP 2663657B2 JP 1320457 A JP1320457 A JP 1320457A JP 32045789 A JP32045789 A JP 32045789A JP 2663657 B2 JP2663657 B2 JP 2663657B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、複数の測距視野を持ち、一眼レフカメラ、
ビデオカメラ等に配置される焦点検出装置の改良に関す
るものである。
(発明の背景) 従来、複数の測距視野を有する焦点検出装置として
は、特開昭63−289513号、特開平1−120518号等があ
る。これら装置において、前者にあっては、迷光を防ぐ
ための遮光部材が必要となる、後者にあっては、縦,横
両方向の測距ができない等の問題点を有していた。
(発明の目的) 本発明の第1の目的は、一対の再結像レンズによる視
野マスクの複数の開口の像が重なり合うことによって必
要になっていた迷光防止の為の部材を無くすことのでき
る焦点検出装置を提供することである。
本発明の第2の目的は、一対の再結像レンズによる視
野マスクの複数の開口の像が重なり合うことによって必
要になっていた迷光防止の為の部材を無くすと共に、複
数の測距視野を有しつつ異なる方向の測距を行うことの
できる焦点検出装置を提供することである。
(発明の特徴) 上記第1の目的を達成するために、請求項1記載の本
発明は、対物レンズの予定結像面の近傍に配置され、ほ
ぼ直線上に配列される複数の開口を持つ視野マスクと、
該視野マスクの複数の開口毎にそれぞれ対応した複数対
の光電変換素子列と、前記視野マスクの複数の開口の並
び方向と各々の光軸が同一平面内にあり、前記視野マス
クの開口をそれぞれ結像させると共に、前記視野マスク
の開口像及び該開口像の内部に形成される対となる物体
の二次像を一対の光電変換素子列に導く一対の再結像レ
ンズとを備え、前記複数対の光電変換素子列のうち、少
なくとも一対の光電変換素子列よりの出力に基づいて、
前記対物レンズの焦点状態を検出する焦点検出装置にお
いて、前記一対の光電変換素子列の有効画素上にて、前
記再結像レンズにより導かれる前記開口像が他の開口像
と重なり合わないように、前記一対の再結像レンズの光
軸間隔を設定したことを特徴とするものである。
また、上記第2の目的を達成するために、請求項2記
載の本発明は、対物レンズの予定結像面の近傍に配置さ
れ、ほぼ直線上に配列される複数の開口を持つ視野マス
クと、該視野マスクの複数の開口毎にそれぞれ対応した
複数対の光電変換素子列と、前記視野マスクの複数の開
口の並び方向と各々の光軸が同一平面内にあり、前記視
野マスクの開口をそれぞれ結像させると共に、前記視野
マスクの開口像及び該開口像の内部に形成される対とな
る物体の二次像を前記光電変換素子列に導く、一対の第
1の再結像レンズ及び該第1の再結像レンズとは光軸方
向が異なる一対の第2の再結像レンズとを備え、前記複
数対の光電変換素子列のうち、少なくとも一対の光電変
換素子列よりの出力に基づいて、前記対物レンズの焦点
状態を検出する焦点検出装置において、前記第1の再結
像レンズにより前記物体の二次像が導かれる光電変換素
子列の有効画素上にて、前記第1の再結像レンズにより
導かれる前記開口像が他の開口像と重なり合わないよう
に、前記第1の再結像レンズの光軸間隔を設定し、前記
第2の再結像レンズを、前記第1の再結像レンズによる
前記視野マスクの開口像の外側に、前記視野マスクの開
口像を形成するように位置決めしたことを特徴とするも
のである。
(発明の実施例) 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第1図〜第4図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第1図は焦点検出光学系の斜視図、第2図乃至第4
図は第1図図示の各構成要素の詳細図である。
第1図において、1は予定結像面2の内部に物体像を
形成する対物レンズ、3は3つの開口3a,3b,3cを有する
焦点検出装置の視野マスク、4は赤外線カットフィル
タ、5は光軸を共通に持つ3つの凸レンズが一体成形さ
れたフィールドレンズ、6は第2図に示す如く4つの開
口6a〜6dを有する絞り、7は絞り6の各開口6a〜6dに対
応した4つの再結像レンズ7a〜7dを有する(第3図参
照)再結像光学ブロック、8は再結像レンズ7a〜7dによ
って形成された物体の二次像を光電変換するための受光
センサである。
次に、以上の構成による焦点検出装置の動作について
説明する。
まず、物体より発せられた光は対物レンズ1に入射
し、予定結像面2上に空中像を形成する。この背後に
は、視野マスク3が配置されており、該視野マスク3の
3つの開口3a〜3cを通過した光は赤外線カットフィルタ
4に入射し、ここで赤外線成分が除去される。赤外線カ
ットフィルタ4の次段に置かれたフィールドレンズ5
は、絞り6を対物レンズ1の射出瞳上に投影するための
もので、光軸外の視野マスク開口部に入射した光を絞り
6の方向に曲げる機能がある。絞り6の4つの開口6a〜
6dを通過した光束は、それぞれ第3図に示した再結像光
学ブロック7の再結像レンズ7a〜7dに入射し、受光セン
サ8上に物体の二次像を形成する。
第4図は前述した受光センサ8上に形成される物体の
二次像の様子を示したもので、図中、9は受光センサ8
を保持する透明樹脂製パッケージ、8aa〜8dbは受光セン
サ8上に設けられた画素列、10aa〜10dcは視野マスク3
の開口3a〜3cの像で、この内部に物体の二次像が形成さ
れている。視野マスク3の開口が3つ、再結像レンズが
4つあるため、視野マスク開口像は全部で12個となる。
絞り6の開口6aと6bを通った光束で形成された3対の
像、即ち10aaと10ba,10abと10bb,10acと10bcはそれぞれ
物体の同一部分の二次像を内部に有し、同様に絞り開口
6cと6dを通った光束で形成された3対の像、即ち10caと
10da,10cbと10db,10ccと10dcもそれぞれ物体の同一部分
の二次像を内部に有している。これらの二次像は対物レ
ンズ1のデフォーカスに伴ってその相対的間隔が変化
し、この変化量からデフォーカス量を知ることができ
る。
本実施例では、12個、6対の視野マスク開口像のう
ち、8個、4対に対応させて、画素列8aa〜8dbを配列
し、第5図に示す様に予定結像面2上で|+|型の4つ
の測距視野11〜14を形成している。このとき、画素列を
配した視野マスク開口像に対して、他の視野マスク開口
像が重ならないことが誤測距、測距精度の低下を防ぐた
めに重要であるが、ここでは第3図に示した再結像レン
ズ7c,7dの光軸15c,15dの間隔を次の条件に従って決定
し、像の重なりを防いでいる。
Y−X+β(Db+Dc)/2>0 …… X=β(l−L)−l Y=l(1−β) なお、L:再結像レンズからフィードレンズ5を介して
見た見かけの視野マスク3の開口間隔、β(-):再結像レ
ンズによる見かけの視野マスク3の撮影倍率、2l:光軸1
5c,15dの間隔、Db,Dc:見かけの視野マスク幅である。
第6図は上記式を導き出すための説明図で、第1図
に示した焦点検出光学系を光軸15c,15dを含む平面で切
った断面を示している。図中103a〜103cが視野マスク3
の開口3a〜3cに、105がフィールドレンズ5に、107c,10
7dが再結像レンズ7c,7dに、110ca〜110dcが視野マスク
開口像10ca〜10dcに、それぞれ対応している。また、16
a〜16cは再結像レンズからフィールドレンズ5を介して
見た見かけの視野マスクの開口を表している。
この説明図において、上述した像の重なりがないとい
うことは、図中の距離Zが正の値であることを意味し、
即ち、式となる。
更に、本実施例においては、ここで説明した視野マス
ク開口像10cb,10dc,10ca,10dbの外側に10ac,10bc,10ab,
10bb,10aa,10baを投影しているため、再結像レンズ7a,7
bによる像と7c,7dによる像は互いに影響することがな
く、縦方向3つ、横方向1つ合計4つの測距視野を実現
している。
第7図及び第8図は前述の実施例による光学系を持つ
焦点検出装置を一眼レフカメラに組込んだ場合の例を示
すものであり、第7図は一眼レフカメラの断面図、第8
図はその部分詳細図である。
これら図において、17はカメラ本体、18は対物レンズ
19をその光軸方向に移動可能に保持するレンズ鏡筒、20
は物体光を焦点検出系と、ファインダ観察系に分離する
可動ハーフミラー、21はペンタプリズム22及び接眼レン
ズ23と共にファインダ観察系を構成するピントグラス、
24は焦点検出ユニット25に光を導く可動ミラーである。
焦点検出ユニット25は、2つのミラー27,28を用いる
ことによって、第1図に示した焦点検出光学系をコンパ
クトに収納したものである。図中、33は視野マスク、34
は赤外線カットフィルタ、26はフィールドレンズ、29は
絞り、30は反射面30aを一体化した再結像光学ブロッ
ク、35は受光センサ、31はそのパッケージである。これ
らの構成要素はホルダ32によって保持され、該ホルダ32
はカメラ本体17に固定されている。
本実施例によれば、対物レンズ1の予定結像面近傍で
あって、ほぼ直線上に配列された複数の視野マスクの開
口(開口3a,3b,3c)を、前記直線方向と2つの光軸が一
平面内にある一対のレンズ系(再結像レンズ7c,7d)に
よって再結像し、この視野マスク開口像の内部に形成さ
れた対となる物体の二次像のうち少なくとも一対を、多
数の画素から成る受光センサで光電変換し、これらの出
力に基づいて、前記対物レンズ1の結像状態を検出する
装置において、前記一対のレンズ系の光軸間隔を、前記
受光センサの有効画素上において、前記視野マスク開口
像が互いに重なり合わないように設定したことにより、
以下の効果がある。
1)焦点検出光学系をユニット化し、小型化した場合で
も、視野マスク開口像が互いに重なり合わない為に迷光
を防ぐための遮光部材を必要とせず、シンプルな構造が
可能となり、更にコスト的にも有利である。
2)上記構成において、新たに、前記一対のレンズ系
(これを第1のレンズ系と記す)とは直交した位置に2
つの光軸を有する第2のレンズ系(再結像レンズ7a,7
b)を設け、前記第1のレンズ系による視野マスク開口
像の外側に第2のレンズ系による視野マスク開口像が投
影されるように構成すれば、複数の視野マスクの開口が
あるため、複数の測距視野且つ縦横二方向の測距が可能
となる。
(発明の効果) 以上説明したように、請求項1記載の本発明によれ
ば、一対の再結像レンズにより物体の二次像が導かれる
一対の光電変換素子列の有効画素上にて、再結像レンズ
により導かれる視野マスクの開口像が他の開口像と重な
り合わないように、一対の再結像レンズの光軸間隔を設
定したから、一対の再結像レンズによる視野マスクの複
数の開口の像が重なり合うことによって必要になってい
た迷光防止の為の部材を無くすことができる。
また、請求項2記載の本発明によれば、第1の結像レ
ンズとは光軸方向が異なる第2の再結像レンズを、第1
の再結像レンズによる視野マスクの開口像の外側に、視
野マスクの開口像を形成するように位置決めしたから、
請求項1記載の本発明による上記効果に加えて、複数の
測距視野を有しつつ異なる方向の測距を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は第1
図図示絞りの正面図、第3図は第1図図示再結像ブロッ
クの正面図、第4図は第1図図示受光センサ並びに視野
マスク開口像を示す図、第5図は本発明の一実施例にお
ける測距視野を示す図、第6図は同じく視野マスク開口
像の重なり量を導き出すための説明図、第7図は本実施
例装置が組み込まれた一眼レフカメラの概略構成を示す
図、第8図はその要部を示す断面図である。 1……対物レンズ、3……視野マスク、6……絞り、7
……再結像光学ブロック、8……受光センサ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対物レンズの予定結像面の近傍に配置さ
    れ、ほぼ直線上に配列される複数の開口を持つ視野マス
    クと、該視野マスクの複数の開口毎にそれぞれ対応した
    複数対の光電変換素子列と、前記視野マスクの複数の開
    口の並び方向と各々の光軸が同一平面内にあり、前記視
    野マスクの開口をそれぞれ結像させると共に、前記視野
    マスクの開口像及び該開口像の内部に形成される対とな
    る物体の二次像を一対の光電変換素子列に導く一対の再
    結像レンズとを備え、前記複数対の光電変換素子列のう
    ち、少なくとも一対の光電変換素子列よりの出力に基づ
    いて、前記対物レンズの焦点状態を検出する焦点検出装
    置において、前記一対の光電変換素子列の有効画素上に
    て、前記再結像レンズにより導かれる前記開口像が他の
    開口像と重なり合わないように、前記一対の再結像レン
    ズの光軸間隔を設定したことを特徴とする焦点検出装
    置。
  2. 【請求項2】対物レンズの予定結像面の近傍に配置さ
    れ、ほぼ直線上に配列される複数の開口を持つ視野マス
    クと、該視野マスクの複数の開口毎にそれぞれ対応した
    複数対の光電変換素子列と、前記視野マスクの複数の開
    口の並び方向と各々の光軸が同一平面内にあり、前記視
    野マスクの開口をそれぞれ結像させると共に、前記視野
    マスクの開口像及び該開口像の内部に形成される対とな
    る物体の二次像を前記光電変換素子列に導く、一対の第
    1の再結像レンズ及び該第1の再結像レンズとは光軸方
    向が異なる一対の第2の再結像レンズとを備え、前記複
    数対の光電変換素子列のうち、少なくとも一対の光電変
    換素子列より出力に基づいて、前記対物レンズの焦点状
    態を検出する焦点検出装置において、前記第1の再結像
    レンズにより前記物体の二次像が導かれる光電変換素子
    列の有効画素上にて、前記第1の再結像レンズにより導
    かれる前記開口像が他の開口像と重なり合わないよう
    に、前記第1の再結像レンズの光軸間隔を設定し、前記
    第2の再結像レンズを、前記第1の再結像レンズによる
    前記視野マスクの開口像の外側に、前記視野マスクの開
    口像を形成するように位置決めしたことを特徴とする焦
    点検出装置。
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JP2569445B2 (ja) * 1988-03-31 1997-01-08 株式会社ニコン 焦点検出装置用再結像レンズ
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