JP3181683B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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- JP3181683B2 JP3181683B2 JP14063692A JP14063692A JP3181683B2 JP 3181683 B2 JP3181683 B2 JP 3181683B2 JP 14063692 A JP14063692 A JP 14063692A JP 14063692 A JP14063692 A JP 14063692A JP 3181683 B2 JP3181683 B2 JP 3181683B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、カメラ等の撮影レン
ズの被写体への合焦状態を検出する焦点検出装置に関す
る。
ズの被写体への合焦状態を検出する焦点検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、一眼レフカメラ等の焦点検出
装置としては、撮影レンズの射出瞳を2つに分割し、そ
れぞれ焦点検出光学系の再結像レンズによりラインセン
サ上に結像させ、各ラインセンサの出力信号の関係に基
づいて撮影レンズの合焦状態を検出する構成が知られて
いる。
装置としては、撮影レンズの射出瞳を2つに分割し、そ
れぞれ焦点検出光学系の再結像レンズによりラインセン
サ上に結像させ、各ラインセンサの出力信号の関係に基
づいて撮影レンズの合焦状態を検出する構成が知られて
いる。
【０００３】また、画面の中央以外に位置する被写体へ
の撮影レンズの合焦状態を検出するために、軸外に検出
エリアを設けた装置も従来公知である。
の撮影レンズの合焦状態を検出するために、軸外に検出
エリアを設けた装置も従来公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸外の
検出エリアの光軸からの距離が大きくなると、レンズ交
換やズームによって撮影レンズの射出瞳の位置や大きさ
が変化した際に、焦点検出光学系の瞳がケラレを生じ、
光束を取り込むことができる範囲が狭められることがあ
る。そして、このような場合には、自動焦点検出を利用
できる交換レンズが限定される。
検出エリアの光軸からの距離が大きくなると、レンズ交
換やズームによって撮影レンズの射出瞳の位置や大きさ
が変化した際に、焦点検出光学系の瞳がケラレを生じ、
光束を取り込むことができる範囲が狭められることがあ
る。そして、このような場合には、自動焦点検出を利用
できる交換レンズが限定される。
【０００５】特に、複数個の軸外の検出エリアが撮影レ
ンズの直径方向に並べられている場合には、再結像され
る像の像高が高い部分を形成するための光束が撮影レン
ズにより取り込めない場合もある。
ンズの直径方向に並べられている場合には、再結像され
る像の像高が高い部分を形成するための光束が撮影レン
ズにより取り込めない場合もある。
【０００６】図7は、撮影レンズの軸Axの外に焦点検出
ゾーンを持つ従来の焦点検出装置の問題点の説明図であ
る。コンデンサレンズ1は、予定焦点面2に像を形成する
光束を撮影レンズの射出瞳EPから取り込み、セパレータ
レンズ3,4は射出瞳EPの異なる部分を通過した光束をそ
れぞれラインセンサ5,6上に再結像させる。
ゾーンを持つ従来の焦点検出装置の問題点の説明図であ
る。コンデンサレンズ1は、予定焦点面2に像を形成する
光束を撮影レンズの射出瞳EPから取り込み、セパレータ
レンズ3,4は射出瞳EPの異なる部分を通過した光束をそ
れぞれラインセンサ5,6上に再結像させる。
【０００７】図7は、射出瞳EPが他の光学要素と比較し
て極端に小さい場合を描いているが、コンデンサレンズ
1のパワーがその光軸1xに関して対称である従来装置で
は、予定焦点面2上での像の像高が高い部分をラインセ
ンサ5,6上に形成するための光束を射出瞳EP外の領域A,B
から取り込む必要があり、実際には光束を取り込めない
ために像の一部が欠落する。
て極端に小さい場合を描いているが、コンデンサレンズ
1のパワーがその光軸1xに関して対称である従来装置で
は、予定焦点面2上での像の像高が高い部分をラインセ
ンサ5,6上に形成するための光束を射出瞳EP外の領域A,B
から取り込む必要があり、実際には光束を取り込めない
ために像の一部が欠落する。
【０００８】
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、焦点検出ゾーンを光軸外に
設けた場合であって像高が高い場合にも、射出瞳の変化
によって受像手段上の像が欠落することなく、正確に撮
影レンズの合焦状態を検出し得る焦点検出装置の提供を
目的とする。
鑑みてなされたものであり、焦点検出ゾーンを光軸外に
設けた場合であって像高が高い場合にも、射出瞳の変化
によって受像手段上の像が欠落することなく、正確に撮
影レンズの合焦状態を検出し得る焦点検出装置の提供を
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる焦点検
出装置は、上記の目的を達成させるため、撮影レンズの
射出瞳からの光束を取り込むコンデンサレンズに、瞳分
割方向に対して像高の違いによりパワーが異なる非対称
なパワー配分を有するレンズを用いたことを特徴とす
る。
出装置は、上記の目的を達成させるため、撮影レンズの
射出瞳からの光束を取り込むコンデンサレンズに、瞳分
割方向に対して像高の違いによりパワーが異なる非対称
なパワー配分を有するレンズを用いたことを特徴とす
る。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図1〜
図4はこの発明の一実施例を示したものである。
図4はこの発明の一実施例を示したものである。
【００１１】図1に示される焦点検出装置は、予定焦点
面2上で撮影レンズの光軸Axの外に配置された焦点検出
ゾーン内に位置する被写体に対する撮影レンズの合焦状
態を検出するものであり、再結像光学系としてのコンデ
ンサレンズ10とセパレータレンズ3,4、受像素子として
一対のラインセンサ5,6とから構成されている。この例
では、一対のラインセンサ5,6は光軸Ａｘと垂直な面内
で撮影レンズの直径方向に沿って配列されている。
面2上で撮影レンズの光軸Axの外に配置された焦点検出
ゾーン内に位置する被写体に対する撮影レンズの合焦状
態を検出するものであり、再結像光学系としてのコンデ
ンサレンズ10とセパレータレンズ3,4、受像素子として
一対のラインセンサ5,6とから構成されている。この例
では、一対のラインセンサ5,6は光軸Ａｘと垂直な面内
で撮影レンズの直径方向に沿って配列されている。
【００１２】コンデンサレンズ10は、予定焦点面2上の
像の像高が高い部分を形成する光束を射出瞳EPから取り
込む低パワー部12と、低い部分を形成する光束を取り込
む高パワー部11とから構成されている。
像の像高が高い部分を形成する光束を射出瞳EPから取り
込む低パワー部12と、低い部分を形成する光束を取り込
む高パワー部11とから構成されている。
【００１３】予定焦点面上2での像高の低い部分に対応
するラインセンサ5,6上での部分は、高パワー部11によ
って撮影レンズの射出瞳EP内の異なる領域C,Dから取り
込まれた光束により形成され、また、予定焦点面2上で
の像高の高い部分に対応するラインセンサ5,6上での部
分は、低パワー部12により同じく射出瞳内の異なる領域
A',B'から取り込まれた光束により形成される。
するラインセンサ5,6上での部分は、高パワー部11によ
って撮影レンズの射出瞳EP内の異なる領域C,Dから取り
込まれた光束により形成され、また、予定焦点面2上で
の像高の高い部分に対応するラインセンサ5,6上での部
分は、低パワー部12により同じく射出瞳内の異なる領域
A',B'から取り込まれた光束により形成される。
【００１４】図2及び図3は、それぞれコンデンサレンズ
10のこの低パワー部12と高パワー部11による光線の屈折
状態を示している。被写体像Ｉの像高の低い部分からの
光束は、低パワー部12によって弱い（小さい）屈折を受
けるために、セパレータレンズ3,4を介して一対のライ
ンセンサ5,6に結像することができ、一方、像高の高い
部分からの光束は、高パワー部11によって強い（大き
い）屈折を受け、一対のセパレータレンズ3,4を介して
一対のラインセンサ5,6上に結像する。
10のこの低パワー部12と高パワー部11による光線の屈折
状態を示している。被写体像Ｉの像高の低い部分からの
光束は、低パワー部12によって弱い（小さい）屈折を受
けるために、セパレータレンズ3,4を介して一対のライ
ンセンサ5,6に結像することができ、一方、像高の高い
部分からの光束は、高パワー部11によって強い（大き
い）屈折を受け、一対のセパレータレンズ3,4を介して
一対のラインセンサ5,6上に結像する。
【００１５】このようにコンデンサレンズ10のパワーを
非対称に配分することにより、従来のように像の一部が
欠落することなく、ラインセンサ5,6上に完全な像を形
成することができる。
非対称に配分することにより、従来のように像の一部が
欠落することなく、ラインセンサ5,6上に完全な像を形
成することができる。
【００１６】仮に、コンデンサレンズ10が全体として高
パワー部と同一のパワーを持つ場合には、ラインセンサ
上の像の像高が高い部分を形成する光束は図1中破線で
示した射出瞳EPの外部に位置するの領域A,Bから取り込
まなければならない。換言すれば、射出瞳EPの大きさを
大きくすることなしに領域A,Bからの光束を取り込むこ
とはできず像の一部が欠落することとなる。これは、図
7で説明した従来例に相当する。
パワー部と同一のパワーを持つ場合には、ラインセンサ
上の像の像高が高い部分を形成する光束は図1中破線で
示した射出瞳EPの外部に位置するの領域A,Bから取り込
まなければならない。換言すれば、射出瞳EPの大きさを
大きくすることなしに領域A,Bからの光束を取り込むこ
とはできず像の一部が欠落することとなる。これは、図
7で説明した従来例に相当する。
【００１７】各ラインセンサ5,6の出力信号は、信号処
理回路50と、被写体のデフォーカス量を検出するために
分離された像の位置関係を演算する演算制御回路51とに
入力される。演算制御手段51は、演算結果に基づいてカ
メラボディB内に設けられた制御モータ52を駆動し、駆
動カップリング53を介して焦点調節レンズ55を光軸方向
に移動させることにより、撮影レンズLの焦点調節機構5
4を作動させる。
理回路50と、被写体のデフォーカス量を検出するために
分離された像の位置関係を演算する演算制御回路51とに
入力される。演算制御手段51は、演算結果に基づいてカ
メラボディB内に設けられた制御モータ52を駆動し、駆
動カップリング53を介して焦点調節レンズ55を光軸方向
に移動させることにより、撮影レンズLの焦点調節機構5
4を作動させる。
【００１８】なお、このように光軸に対して非対称なパ
ワーを持つコンデンサレンズ10は、形状の異なる2つの
レンズを貼合わせて構成し、あるいはプラスチックによ
り一体成形することができる。図4は、より好ましいコ
ンデンサレンズ10Aの実施例を示すもので、パワーの異
なる高パワー部11と低パワー部12との境界部に遮光部材
13を配置している。この遮光部材13は、高パワー部11と
低パワー部12との境界部分での光の散乱を防ぎ、ライン
センサ5,6にノイズ光が入射するのを防ぐ効果がある。
あるいは、一対のラインセンサ5,6のそれぞれの中央部
分5c,6c、つまり高パワー部11と低パワー部12との境界
部分からの信号を、信号処理回路50または演算制御回路
51で演算処理に用いないようにしてもよい。さらに、こ
のラインセンサ5,6の中央部分5c,6cまにマスクをかけて
遮光してもよい。
ワーを持つコンデンサレンズ10は、形状の異なる2つの
レンズを貼合わせて構成し、あるいはプラスチックによ
り一体成形することができる。図4は、より好ましいコ
ンデンサレンズ10Aの実施例を示すもので、パワーの異
なる高パワー部11と低パワー部12との境界部に遮光部材
13を配置している。この遮光部材13は、高パワー部11と
低パワー部12との境界部分での光の散乱を防ぎ、ライン
センサ5,6にノイズ光が入射するのを防ぐ効果がある。
あるいは、一対のラインセンサ5,6のそれぞれの中央部
分5c,6c、つまり高パワー部11と低パワー部12との境界
部分からの信号を、信号処理回路50または演算制御回路
51で演算処理に用いないようにしてもよい。さらに、こ
のラインセンサ5,6の中央部分5c,6cまにマスクをかけて
遮光してもよい。
【００１９】図5は、この発明の焦点検出装置の他の実
施例を示したものである。この例では、撮影レンズの光
軸Ax上に焦点検出ゾーン30Aを有する軸上焦点検出装置3
0と、光軸Ａｘ外に焦点検出ゾーン40Aを有する軸外焦点
検出装置40とが設けられている。
施例を示したものである。この例では、撮影レンズの光
軸Ax上に焦点検出ゾーン30Aを有する軸上焦点検出装置3
0と、光軸Ａｘ外に焦点検出ゾーン40Aを有する軸外焦点
検出装置40とが設けられている。
【００２０】軸上に設けられた検出装置30は、光軸対称
なパワーのコンデンサレンズ20と一対のセパレータレン
ズ21,22、そして一対のラインセンサ23,24から構成され
ており、予定焦点面上に設けられた上記焦点検出ゾーン
30A内の被写体像に対する撮影レンズの合焦状態を検出
する。
なパワーのコンデンサレンズ20と一対のセパレータレン
ズ21,22、そして一対のラインセンサ23,24から構成され
ており、予定焦点面上に設けられた上記焦点検出ゾーン
30A内の被写体像に対する撮影レンズの合焦状態を検出
する。
【００２１】他方、軸外に設けられた検出装置40は、図
1と同様の非対称なコンデンサレンズ10、一対のセパレ
ータレンズ3,4、ラインセンサ5,6を有し、更にコンデン
サレンズより射出瞳EP側にプリズム15を備えており、予
定焦点面上に設けられた上記焦点検出40A内の被写体像
に対する撮影レンズの合焦状態を検出する。
1と同様の非対称なコンデンサレンズ10、一対のセパレ
ータレンズ3,4、ラインセンサ5,6を有し、更にコンデン
サレンズより射出瞳EP側にプリズム15を備えており、予
定焦点面上に設けられた上記焦点検出40A内の被写体像
に対する撮影レンズの合焦状態を検出する。
【００２２】ラインセンサ5,6は、撮影レンズの光軸Ax
に垂直な面内で図中のY軸と平行に配列しており、ライ
ンセンサ5,6の中心はY,Z軸の交点OからY,Z両方向にシフ
トした位置にある。そこで、プリズム15により光束をZ
方向に偏向し、その後コンデンサレンズ10により像高に
応じてY方向に偏向することにより、射出瞳EPからの光
束を取り込んでラインセンサ5,6上に軸外の被写体像を
形成する。
に垂直な面内で図中のY軸と平行に配列しており、ライ
ンセンサ5,6の中心はY,Z軸の交点OからY,Z両方向にシフ
トした位置にある。そこで、プリズム15により光束をZ
方向に偏向し、その後コンデンサレンズ10により像高に
応じてY方向に偏向することにより、射出瞳EPからの光
束を取り込んでラインセンサ5,6上に軸外の被写体像を
形成する。
【００２３】非対称なコンデンサレンズ10の作用は図1
において示した例と同一である。
において示した例と同一である。
【００２４】なお、このように焦点検出装置を複数設け
た場合には、カメラの自動合焦装置は、使用者の意図、
あるいはカメラ側の判断により一つの焦点検出装置を選
択し、選択された装置からの出力信号によって撮影レン
ズを駆動するのが一般的である。
た場合には、カメラの自動合焦装置は、使用者の意図、
あるいはカメラ側の判断により一つの焦点検出装置を選
択し、選択された装置からの出力信号によって撮影レン
ズを駆動するのが一般的である。
【００２５】なお、上記の各実施例では、コンデンサレ
ンズのパワーを形状の違いにより変化させているが、異
なる光学材料を用いて屈折率の違いにより変化させても
よい。図6は、その実施例を示すもので、コンデンサレ
ンズ10Bを高屈折率の材料からなる高パワー部11Bと、低
屈折率の材料からなる低パワー部12Bと、両者を接合す
る接着層、または遮光部材13Bとから構成した例を示し
ている。
ンズのパワーを形状の違いにより変化させているが、異
なる光学材料を用いて屈折率の違いにより変化させても
よい。図6は、その実施例を示すもので、コンデンサレ
ンズ10Bを高屈折率の材料からなる高パワー部11Bと、低
屈折率の材料からなる低パワー部12Bと、両者を接合す
る接着層、または遮光部材13Bとから構成した例を示し
ている。
【００２６】また、一対のラインセンサ5,6は、実施例
で示したようにそれぞれ独立して設けてもよいが、単一
のラインセンサの一部領域づつを利用してもよい。
で示したようにそれぞれ独立して設けてもよいが、単一
のラインセンサの一部領域づつを利用してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、コンデンサレンズのパワーを瞳分割方向に対して非
対称に配分することにより、撮影レンズの光軸外に設け
られた検出ゾーンにおいても、撮影レンズの射出瞳から
の光束をケラレることなく取り込むことができ、受像素
子上での像の欠落を避けることができる。
ば、コンデンサレンズのパワーを瞳分割方向に対して非
対称に配分することにより、撮影レンズの光軸外に設け
られた検出ゾーンにおいても、撮影レンズの射出瞳から
の光束をケラレることなく取り込むことができ、受像素
子上での像の欠落を避けることができる。
【００２８】したがって、撮影レンズの被写体に対する
合焦状態を正確に検出することができる。
合焦状態を正確に検出することができる。
【図１】 実施例にかかる焦点検出装置の光学系の説明
図である。
図である。
【図２】 図１に示したコンデンサレンズの低パワー部
の作用を示す説明図である。
の作用を示す説明図である。
【図３】 図１に示したコンデンサレンズの高パワー部
の作用を示す説明図である。
の作用を示す説明図である。
【図４】 コンデンサレンズの高低パワー部の間に遮光
部材を設けた変形例を示す説明図である。
部材を設けた変形例を示す説明図である。
【図５】 他の実施例にかかる焦点検出装置の光学系の
説明図である。
説明図である。
【図６】 コンデンサレンズの他の実施例を示す説明図
である。
である。
【図７】 従来の焦点検出装置の光学系の説明図であ
る。
る。
3,4…セパレータレンズ 5,6…ラインセンサ 10…コンデンサレンズ 11…高パワー部 12…低パワー部 15…プリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 7/34
Claims (10)
- 【請求項１】撮影レンズの射出瞳の異なる部分を通過し
た一対の光束を、該撮影レンズの予定焦点面上の共通の
焦点検出ゾーンを通過させ、この一対の光束をそれぞれ
コンデンサレンズおよびセパレータレンズを介して、対
応する一対のラインセンサ上にそれぞれ再結像させる焦
点検出装置において、 前記焦点検出ゾーンは、撮影レンズの光軸外に設けられ
ており、前記コンデンサレンズは、該コンデンサーレン
ズの光軸に関して瞳分割方向に対して非対称なパワーを
有することを特徴とする焦点検出装置。 - 【請求項２】前記コンデンサレンズの非対称なパワー
は、前記予定焦点面上の像高にかからわず、前記一対の
光束をそれぞれ対応するラインセンサ上に結像させるべ
く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の焦
点検出装置。 - 【請求項３】前記コンデンサレンズは、前記予定焦点面
上の像の像高が低い部分に対応する高パワー部と、高い
部分に対応する低パワー部とを備えていることを特徴と
する請求項１に記載の焦点検出装置。 - 【請求項４】前記コンデンサレンズの高パワー部と低パ
ワー部とは、レンズの形状の違いにより設定されている
ことを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。 - 【請求項５】前記コンデンサレンズの高パワー部と低パ
ワー部とは、レンズ材料の屈折率の違いにより設定され
ていることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装
置。 - 【請求項６】前記コンデンサレンズの低パワー部と高パ
ワー部との間に、遮光部材が設けられていることを特徴
とする請求項２に記載の焦点検出装置。 - 【請求項７】前記ラインセンサは、前記コンデンサレン
ズの高パワー部と低パワー部との境界部分を通過した光
束が入射する部分が遮光されていることを特徴とする請
求項３に記載の焦点検出装置。 - 【請求項８】前記ラインセンサの出力から、前記コンデ
ンサレンズの高パワー部と低パワー部との境界部分を通
過した光束が入射する部分の出力を除外する手段を有す
ることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。 - 【請求項９】撮影レンズの予定焦点面上であって、光軸
外に設けられた共通の焦点検出ゾーンと、 撮影レンズの射出瞳の異なる部分を通過し、さらにこの
共通焦点検出ゾーンを通過した一対の光束を集光するコ
ンデンサレンズと、 このコンデンサレンズを通過した一対の光束を分割して
一対のラインセンサ上にそれぞれ結像させるセパレータ
レンズと、 前記コンデンサレンズは、該コンデンサレンズの光軸に
関して瞳分割方向に対して非対称なパワーを有し、この
非対称なパワーは、射出瞳の大きさおにび位置、被写体
の大きさおよび位置、そして予定焦点面上の被写体の像
高にかかわらず、前記一対の光束をそれぞれの対応する
ラインセンサに結像させるべく設定されていることを特
徴とする焦点検出装置。 - 【請求項１０】コンデンサレンズと、セパレータレンズ
と、予定焦点面上に形成され前記セパレータレンズによ
り分割されたた被写体像を再結像させる再結像光学系
と、該再結像光学系により形成された分離された像の相
対的な偏りを検出する２つの受像手段とを有し、前記コ
ンデンサレンズは、予定焦点面上の被写体像の像高の低
い部分に対応する光束を受ける高パワー部と、像高の高
い部分に対応する光束を受ける低パワー部とを有するこ
とを特徴とする焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14063692A JP3181683B2 (ja) | 1991-06-07 | 1992-06-01 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-233677 | 1991-06-07 | ||
| JP23367791 | 1991-06-07 | ||
| JP14063692A JP3181683B2 (ja) | 1991-06-07 | 1992-06-01 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05150156A JPH05150156A (ja) | 1993-06-18 |
| JP3181683B2 true JP3181683B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=26473091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14063692A Expired - Fee Related JP3181683B2 (ja) | 1991-06-07 | 1992-06-01 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3181683B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-01 JP JP14063692A patent/JP3181683B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05150156A (ja) | 1993-06-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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