JP3230095B2 - 焦点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焦点検出領域が変更可
能な焦点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影画面内に複数の焦点検出領域を有す
る焦点検出装置が知られている（例えば、特開昭６３−
１１９０６号公報参照）。この種の焦点検出装置では、
予定焦点面上の撮影画面に対応する範囲内に複数の焦点
検出領域が設定され、それぞれの焦点検出領域に対応し
て複数の焦点検出光学系と複数対のセンサー受光部とが
設けられる。そして、各焦点検出領域に対応する焦点検
出光学系によって各領域を通過した被写体からの光束を
各領域に対応する一対のセンサー受光部へ導き、それら
のセンサー受光部の出力信号に基づいて各焦点検出領域
ごとの撮影光学系の焦点調節状態を検出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た焦点検出装置では次のような問題がある。 （１）複数の焦点検出領域に対応して、複数の焦点検出
光学系および複数対のセンサー受光部から成る焦点検出
モジュールを設けなければならないため、装置のコスト
が高くなる。 （２）大きな焦点検出モジュールの設置スペースを確保
しなければならないので、装置の小型化が困難である。 （３）複数の焦点検出領域は、対応する焦点検出光学系
および対のセンサー受光部と位置関係が固定されてお
り、任意に焦点検出領域の位置を変更することができな
い。 （４）複数の焦点検出光学系および複数対のセンサー受
光部が互いに干渉しないように、各焦点検出領域を適当
に離して配置する必要があり、任意の位置に焦点検出領
域を設定できない。

【０００４】このような問題を解決するために、本出願
人によって特開平２−２１７８１１号に開示された焦点
検出装置では、撮影光学系を通過した光束をカメラボデ
ィー内のサブミラーで反射して、カメラボディー底部に
設けられた焦点検出モジュールへ導くとともに、サブミ
ラーの角度を変化させて焦点検出領域を変更している。
しかし、この焦点検出装置でも上記問題が完全に解決さ
れなく、次のような問題がある。 （１）サブミラーの角度変更によって、予定焦点面に対
する焦点検出モジュールの光軸方向の位置や角度がずれ
るために、焦点検出精度が低下する。 （２）サブミラーの角度を変更する方法では、撮影画面
の縦方向にしか焦点検出領域を変更できない。 （３）サブミラー角度変更で焦点検出領域を変更する場
合、予定焦点面に対する焦点検出モジュールの位置関係
が大幅にずれない範囲でサブミラー角度を設定する必要
があり、焦点検出領域の位置を大きく変更することがで
きない。

【０００５】ところで、１つの焦点検出光学系と１対の
センサー受光部とから成る焦点検出モジュール自体を予
定焦点面と平行な面内で移動させることにより、焦点検
出領域を変更することが考えられる。しかし、この方法
には以下に述べる問題がある。 （１）焦点検出モジュールを正確に予定焦点面と平行な
面内で移動させることは困難であり、撮影光学系の光軸
方向に位置がずれると、そのずれ量が焦点検出誤差にな
る。 （２）焦点検出モジュール全体が移動するスペースを確
保する必要がある上に、駆動機構を設けなければなら
ず、装置が大型になる。 （３）焦点検出モジュールの移動にともなってセンサー
受光部が移動すると、そのたびにセンサー受光部に接続
されている配線材料に応力が加わるので、接続部が外れ
たり、配線材料が切れるおそれがある。

【０００６】本発明の目的は、１組の焦点検出光学系と
１対のセンサー受光部とを用いて、撮影画面内の焦点検
出領域を変更可能な焦点検出装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一実施の形態の構成を示
す図１に対応づけて本願発明を説明すると、本願発明
は、撮影光学系１９の予定焦点面１８上の撮影画面に対
応する範囲内に焦点検出領域を設定し、その焦点検出領
域を通過した被写体からの光束のみを所定の位置に固定
された光電変換手段５へ導き、被写体像を結像させる焦
点検出光学系３と、撮影光学系１９の予定焦点面１８か
ら光電変換手段５までの焦点検出光学系３の光路中に光
電変換手段５との相対的な位置を変更可能に設けられ、
焦点検出領域を変更したときに変更後の焦点検出領域を
通過した被写体からの光束のみを光電変換手段５へ導く
ことによって予定焦点面１８上の焦点検出領域を変更す
る領域変更手段４と、光電変換手段５の出力信号に基づ
き前記変更後の焦点検出領域における撮影光学系１９の
焦点調節状態を演算する演算手段６とを備え、これによ
り、上記目的を達成する。

【０００８】

【作用】予定焦点面１８上の焦点検出領域を変更する領
域変更手段４は、撮影光学系１９の予定焦点面１８から
光電変換手段５までの焦点検出光学系３の光路中に光電
変換手段５との相対的な位置を変更可能に設けられてお
り、焦点検出領域を変更したときに変更後の焦点検出領
域を通過した被写体からの光束のみを光電変換手段５へ
導く。そして、演算手段６は、光電変換手段５の出力信
号に基づき変更後の焦点検出領域における撮影光学系１
９の焦点調節状態を演算する。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分か
りやすくするために実施例の図を用いたが、これにより
本発明が実施例に限定されるものではない。

【００１０】

【実施例】図１は、一実施例の構成を示すブロック図で
ある。カメラボディ１に対しレンズ２は交換可能に構成
されており、図はレンズ２がカメラボディ１に装着され
た状態を示す。撮影光学系１９を通る被写体からの光束
は、ハーフミラーから構成されるメインミラー１６によ
りファインダー１５とサブミラー１７方向に分割され
る。表示部１４は、ファインダー光路中に配置され、フ
ァインダー像にスーパーインポーズして焦点検出領域，
焦点状態の表示を行う。

【００１１】サブミラー１７によりさらにカメラボディ
底方向に偏向された光束は、撮影光学系１９の予定焦点
面１８の近傍に配置された後述する焦点検出光学系３，
焦点検出領域変更部４，センサー５へ導かれる。センサ
ー５は、被写体輝度に応じた電荷蓄積時間の間、電荷蓄
積を行い、光電変換された被写体像信号は焦点検出演算
部６に送られる。被写体像信号は、焦点検出演算部６で
演算処理され、撮影光学系１９の結像面と予定焦点面１
８との間のデフォーカス量が算出される。駆動制御部７
は、算出されたデフォーカス量に基づいてレンズ駆動部
８の駆動方向と、駆動量を制御する。レンズ駆動部８
は、撮影光学系１９と機械的に結合しており、その駆動
量と駆動速度が制御されることにより、撮影光学系１９
が合焦位置へ移動する。

【００１２】視線検出部１３は、撮影者がファインダー
画面内のどこを注視しているかを検出する手段である。
操作部材１２は、撮影者がマニュアルで焦点検出領域を
変更するための手段である。選択部９は、焦点検出演算
部６または操作部材１２または視線検出部１３の出力に
基づいて焦点検出領域の選択を行い、領域変更のための
制御を行う。駆動部１０は、選択部９の制御に基づいて
焦点検出領域変更のために焦点検出領域変更部４に含ま
れる移動部材の駆動を行う。補正部１１は、選択部９に
より選択された焦点検出領域の位置に応じて、焦点検出
演算部６の算出したデフォーカス量を補正する。

【００１３】＜表示部１４について＞表示部１４は、図
２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ファインダー画面２４
上の焦点検出領域２１，２２，２３の中で、選択部９に
より選択された焦点検出領域を表示する。また、焦点検
出演算部６によって検出された焦点調節状態に応じて、
非合焦（図２（Ｃ）），合焦（図２（Ｄ）），焦点検出
不能（図２（Ｅ））を表示する。

【００１４】＜焦点検出光学系３について＞図３は、焦
点検出光学系３の構成例を示す。焦点検出光学系３は、
開口部３１を有する視野マスク３０と、コンデンサーレ
ンズ３２と、１対の絞り開口部３６，３７を有する絞り
マスク３５と、１対の再結像レンズ４６，４７とから成
り、撮影光学系１９により形成された１次像を１対の受
光部５６，５７から成るＣＣＤなどのセンサー５上に１
対の２次像として再結像する。なお、受光部５６，５７
はそれぞれ複数の画素から構成されている。また、視野
マスク３０およびコンデンサーレンズ３２は、撮影光学
系１９の予定焦点面１８の近傍に配置される。開口部３
１の中心、コンデンサーレンズ３２の中心（光軸）、１
対の絞り開口部３６，３７の中心を２等分する点、１対
の再結像レンズ４６，４７の中心を２等分する点、１対
の受光部５６，５７の中心を２等分する点は、それぞれ
撮影光学系１９の光軸上に配置される。また図におい
て、Ｘ軸は撮影画面の長辺（横）方向、Ｙ軸は短辺
（縦）方向である。開口部３１は、撮影画面上の縦方向
の焦点検出領域を設定する。

【００１５】以上のような構成において、１対の絞り開
口部３６，３７は、コンデンサーレンズ３２により撮影
光学系１９の射出瞳近傍の面６０の光軸２０に対して対
称な１対の領域６６，６７に投影されており、この領域
を通る光束は、視野マスク３０付近でまず一次像を形成
する。視野マスク３０の開口部３１に形成された一次像
は、さらにコンデンサーレンズ３２、１対の絞り開口部
３６，３７を通り、１対の再結像レンズ４６，４７によ
りセンサー５の１対の受光部５６，５７上に１対の二次
像として形成される。１対の二次像の光強度分布は受光
部５６，５７で光電変換され、電気的な被写体像信号と
なる。

【００１６】図４は、図３に示す焦点検出光学系をＸ方
向へｄだけ偏位させて焦点検出領域を画面上で変更した
例を示し、図５は、図４をＹ軸方向から見た図である。
開口部３１を有する視野マスク３０、１対の絞り開口部
３６，３７を有する絞りマスク３５、１対の再結像レン
ズ４６，４７、および受光部５６，５７を有するセンサ
ー５がＸ軸方向へ光軸２０からｄだけ平行移動してお
り、コンデンサーレンズ３２は、Ｘ軸方向へ光軸２０か
らｅだけ平行移動している。距離ｅは、コンデンサーレ
ンズ３２から面６０までの距離ｚ１、コンデンサーレン
ズ３２から絞りマスク３５までの距離ｚ２、および距離
ｄによって求められる。 ｅ＝ｄ×ｚ１／（ｚ１＋ｚ２） ・・・（１）

【００１７】このように配置することにより、１対の絞
り開口部３６，３７は、コンデンサーレンズ３２によ
り、偏位ｄがない場合、すなわち焦点検出領域が光軸上
に設置されている図３の場合と同様に、撮影光学系１９
の射出瞳近傍の面６０の光軸２０に対して対称な１対の
領域６６，６７に投影することができる。この領域を通
る光束は、視野マスク３０付近でまず一次像を形成す
る。視野マスク３０の開口部３１に形成された一次像
は、さらにコンデンサーレンズ３２、１対の絞り開口部
３６，３７を通り、１対の再結像レンズ４６，４７によ
りセンサー５の１対の受光部５６，５７上に１対の二次
像として形成される。したがって、図４の配置をとるこ
とにより、焦点検出領域を変更することができる。

【００１８】図５に示す焦点検出光学系では、コンデン
サーレンズ３２をｅだけ移動させて焦点検出領域を変更
したが、図６に示す焦点検出光学系では、予め光軸２０
から±ｅだけ偏位させた位置にコンデンサーレンズ３
３，３４を配置し、偏位なしのコンデンサーレンズ３２
を含めて３つのコンデンサーレンズを一体的に形成して
配置している。このようにすれば、焦点検出領域の変更
に伴ってコンデンサーレンズを移動する必要がない。

【００１９】図７は、焦点検出領域を画面長辺方向に配
置した場合の焦点検出光学系の例であり、基本的には図
３に示す焦点検出光学系を９０度回転したものである。
この焦点検出光学系は、画面長辺方向に配置された開口
部３１を有する視野マスク３０、コンデンサーレンズ３
２、１対の絞り開口部３８，３９を有する絞りマスク３
５、１対の再結像レンズ４８，４９から成り、撮影光学
系１９により形成された１次像を１対の受光部５８，５
９から成るセンサー５上に１対の２次像として再結像す
る。また、１対の絞り開口部３８，３９は、コンデンサ
ーレンズ３２により撮影光学系１９の射出瞳近傍の面６
０の光軸２０に対して対称な１対の領域６８，６９に投
影される。

【００２０】図８は、図７に示す焦点検出光学系をＸ軸
方向へｄだけ偏位させて焦点検出領域を画面上で変更し
た例を示し、図９は、図７に示す焦点検出光学系の再結
像レンズおよびセンサーの受光部の配置を変えた例を示
す。一対の再結像レンズ４８，４９は、１つのレンズを
半分に分割した後に、分割面に沿って相対的な位置をず
らして配置される。２次像は、センサー５上で平行に配
置された受光部５８，５９上に形成されることになる。
第７図では受光部５８、５９が一直線上に配置されてい
るために、焦点検出領域の長辺方向の長さをむやみに長
くすると、２次像が干渉するおそれがあったが、このよ
うに配置したことにより２次像が干渉するおそれがなく
なり、焦点検出領域を長くすることができる。

【００２１】図１０は、焦点検出領域を画面長辺方向お
よび短辺方向に十字に配置した場合の焦点検出光学系の
例を示し、基本的には図３と図７に示す焦点検出光学系
を組み合わせたものである。十字型の開口部３１を有す
る視野マスク３０、コンデンサーレンズ３２、２対の絞
り開口部３６，３７、３８，３９を有する絞りマスク３
５、２対の再結像レンズ４６，４７、４８，４９から成
り、撮影光学系１９により形成された１次像を２対の受
光部５７，５８、５８，５９からなるセンサー５上に２
対の２次像として再結像する。

【００２２】また、２対の絞り開口部３７，３８、３
８，３９は、コンデンサーレンズ３２により撮影光学系
１９の射出瞳近傍の面６０の光軸２０に対して対称な２
対の領域６６，６７、６８，６９に投影される。図９，
図１０に示す焦点検出光学系においても、開口部３１を
有する視野マスク３０、絞りマスク３５、再結像レンズ
４６〜４９およびセンサー５をＸ軸、Ｙ軸方向へ光軸２
０からｄだけ平行移動させ、コンデンサーレンズ３２を
Ｘ軸、Ｙ軸方向へ光軸２０からｅだけ平行移動させるこ
とにより、焦点検出領域をｄだけ変更することができ
る。

【００２３】＜焦点検出領域変更部の説明＞上記図４，
６，８に示す焦点検出光学系では、焦点検出領域を光軸
２０からｄだけ偏位させるために、開口部３１を有する
視野マスク３０をＸ軸、Ｙ軸方向に光軸２０からｄだけ
平行移動させるとともに、それに応じて絞りマスク３
５、再結像レンズ４６〜４９およびセンサー５をＸ軸、
Ｙ軸方向に光軸２０からｄだけ平行移動させる必要があ
るが、図１１に、焦点検出光学系中に配置したミラー７
０〜７２，８０〜８２を視野マスク３０の移動に伴って
移動させることにより、絞りマスク３５、再結像レンズ
４６〜４９およびセンサー５を移動する必要がない焦点
検出光学系を示す。なお図１１に示す焦点検出光学系
は、焦点検出領域が光軸２０からｄだけ偏位した図４に
示す光学系に対応するももである。視野マスク３０の開
口部３１付近に形成された１次像は、開口部３１、コン
デンサーレンズ３３を通り、光軸に対し４５度に配置さ
れたミラー７０で反射され、さらにミラー７０に対し９
０度に配置されたミラー８０で反射され、固定された１
対の絞り開口部３６，３７を通り、固定された１対の再
結像レンズ４６，４７により固定されたセンサー５の１
対の受光部５６，５７上に１対の二次像として形成され
る。すなわち、ミラー７０，８０での偏向を展開すると
図４に示す光学系と同様になる。

【００２４】次に、焦点検出領域が図３の如く光軸上に
配置された場合は、視野マスク３０の開口部３１は光軸
上に移動されるとともに、ミラー７０，８０が光軸２０
と垂直方向に、視野マスク３０の移動量ｄに対しｄ／２
だけ移動される。この位置におけるミラーを７１，８１
とする。視野マスク３０の開口部３１付近に形成された
１次像は、開口部３１、コンデンサーレンズ３２を通
り、光軸に対し４５度に配置されたミラー７１で反射さ
れ、さらにミラー７１に対し９０度に配置されたミラー
８１で反射され、固定された１対の絞り開口部３６，３
７を通り、固定された１対の再結像レンズ４６，４７に
より固定されたセンサー５の１対の受光部５６，５７上
に１対の二次像として形成される。すなわち、ミラー７
１，８１での偏向を展開すると図３に示す光学系と同様
になる。ここで、一次像面からセンサー５までの光路長
は、ミラー７０，８０で偏向された場合と同一である。

【００２５】次に、焦点検出領域を光軸２０から反対側
にｄだけ偏位された位置に設定する場合は、視野マスク
３０の開口部３１は光軸２０から反対側にｄだけ移動さ
れるとともに、ミラー７１，８１が光軸２０と垂直方向
に、視野マスク３０の移動量ｄに対しｄ／２だけ移動さ
れる。この位置におけるミラーを７２，８２とする。視
野マスク３０の開口部３１付近に形成された１次像は、
開口部３１、コンデンサーレンズ３３を通り、光軸に対
し４５度に配置されたミラー７２で反射され、さらにミ
ラー７２に対し９０度に配置されたミラー８２で反射さ
れ、固定された１対の絞り開口部３６，３７を通り、固
定された１対の再結像レンズ４６，４７により固定され
たセンサー５の１対の受光部５６，５７上に１対の二次
像として形成されることになる。すなわち、ミラー７
２，８２での偏向を展開すると、図４に示す光学系と同
様になる。ここで、一次像面からセンサー５までの光路
長は、ミラー７０，８０で偏向された場合、ミラー７
１，８１で偏向された場合と同一である。

【００２６】このように、コンデンサーレンズ３２〜３
４と絞りマスク３５との間に、互いの角度が９０度で、
光軸２０に対する角度が４５度である２枚のミラー７０
〜７２，８０〜８２を挿入し、これらのミラー７０〜７
２，８０〜８２を視野マスク３０の移動量の１／２だけ
絞りマスク３５と同方向に移動させることにより、１対
の絞り開口部３６，３７、１対の再結像レンズ４６，４
７、センサー５を固定したままで、焦点検出領域を変更
することができる。

【００２７】なおここで、２枚のミラーの９０度の角度
精度が出ていれば、光軸２０に対する角度が多少ずれて
いても、入射角度に対する出射角度は変化せず、また光
路長も変化しないので、移動に伴う光学的問題が少な
い。また、ミラーの移動に際しては、平行移動の精度を
維持すれば、移動量に多少誤差があっても構わない。

【００２８】図１１に示す焦点検出光学系では、焦点検
出領域が焦点検出領域の移動方向に対して垂直方向に配
置されていたが、焦点検出領域が焦点検出領域の移動方
向と同方向に配置された焦点検出光学系の例を図１２に
示す。これは、上記図７，８に対応するものである。視
野マスク３０からミラー７０〜７２，８０〜８２までの
構成は、図１１に示す光学系と同様であり、異なる点
は、固定された１対の絞り開口部３８，３９の配置方
向、固定された１対の再結像レンズ４８，４９の配置方
向、固定されたセンサー５の１対の受光部５８，５９の
配置方向が、図１１に示す光学系に対して９０度回転し
ていることである。

【００２９】このような構成においても、図１１に示す
光学系と同様に、コンデンサーレンズ３２〜３４と絞り
マスク３５との間に、互いの角度が９０度で光軸２０に
対する角度が４５度である２枚のミラー７０，８０、７
１，８１、７２，８２を挿入し、これらのミラーを視野
マスク３０の移動量の１／２だけ絞りマスク３５と同方
向に移動させることにより、１対の絞り開口部３８，３
９、１対の再結像レンズ４８，４９、センサー５を固定
したままで、焦点検出領域を変更することができる。

【００３０】図１２に示す焦点検出光学系では、コンデ
ンサーレンズ３２〜３４を焦点検出領域に対応して配置
したが、コンデンサーレンズ３２を焦点検出領域の変更
に応じて移動するようにした焦点検出光学系の例を図１
３に示す。コンデンサーレンズ３２の偏位量は、視野マ
スク３０の移動量ｄに対し（１）式の如く定められる。

【００３１】図１３では、コンデンサーレンズ３２と絞
りマスク３５との間に、互いの角度が９０度である２枚
のミラー７０，８０、７１，８１、７２，８２を一体的
に光軸２０と垂直方向に移動させることによって焦点検
出領域を変更したが、光軸２０と垂直方向に移動させる
ことにより焦点検出領域を変更する焦点検出光学系の例
を図１４に示す。焦点検出領域が光軸２０からｄだけ偏
位（図で左側）して設定された場合には、視野マスク３
０の開口部３１付近に形成された１次像は開口部３１、
コンデンサーレンズ３３を通り、光軸に対し４５度に配
置されたミラー９０で反射され、さらにミラー７０で９
０度偏向され、さらにミラー７０に対し９０度に配置さ
れたミラー８０で反射され、固定された１対の絞り開口
部３８，３９を通り、固定された１対の再結像レンズ４
８，４９により固定されたセンサー５の１対の受光部５
８，５９上に１対の二次像として形成される。すなわ
ち、ミラー９０，７０，８０での偏向を展開すると図８
に示す光学系と同様になる。

【００３２】次に、焦点検出領域が図７に示すように光
軸上に配置された場合は、視野マスク３０の開口部３１
はｄだけ移動して光軸上に移動されるとともに、ミラー
９０がｄだけ移動して光軸上に移動し、ミラー９１とな
る。さらに、ミラー７０，８０が、視野マスク３０の移
動量ｄに対しｄ／２だけ光軸方向に移動される。この位
置におけるミラーを７１，８１とする。視野マスク３０
の開口部３１付近に形成された１次像は、開口部３１、
コンデンサーレンズ３２を通り、光軸２０に対し４５度
に配置されたミラー９１で反射され、ミラー７１で９０
度偏向され、さらにミラー７１に対し９０度に配置され
たミラー８１で反射され、固定された１対の絞り開口部
３８，３９を通り、固定された１対の再結像レンズ４
８，４９により固定されたセンサー５の１対の受光部５
８，５９上に１対の二次像として形成されることにな
る。つまり、ミラー９１，７１，８１での偏向を展開す
ると図７に示す焦点検出光学系と同様になる。またこの
とき、一次像面からセンサー５までの光路長は、ミラー
７０，８０で偏向された場合と同一である。

【００３３】次に、焦点検出領域を光軸２０から反対側
にｄだけ偏位された位置に設定する場合（図で右側）
は、視野マスク３０の開口部３１が光軸２０から反対側
にｄだけ移動されるとともに、ミラー９１がさらにｄだ
け移動し、ミラー９２となる。さらに、ミラー７１，８
１が光軸２０と視野マスクの移動量ｄに対しｄ／２だけ
垂直方向に移動される。この位置におけるミラーを７
２，８２とする。視野マスク３０の開口部３１付近に形
成された１次像は、開口部３１、コンデンサーレンズ３
３を通り、光軸に対し４５度に配置されたミラー９２で
反射され、ミラー７２で９０度偏向され、さらにミラー
７２に対し９０度に配置されたミラー８２で反射され、
固定された１対の絞り開口部３８，３９を通り、固定さ
れた１対の再結像レンズ４８，４９により固定されたセ
ンサー５の１対の受光部５８，５９上に１対の二次像と
して形成されることになる。ここで、ミラー７２，８２
での偏向を展開すると図４と同様になる。また、一次像
面からセンサー５までの光路長は、ミラー７０，８０で
偏向された場合、ミラー７１，８１で偏向された場合と
同一になる。

【００３４】以上のように、コンデンサーレンズと絞り
マスクの間に光軸を９０度偏向するミラーを挿入し、こ
のミラーを視野マスク３０の移動に連動して視野マスク
の移動方向に移動させるとともに、互いの角度が９０度
で偏向された光軸に対する角度が４５度である２枚のミ
ラーを挿入し、このミラーを視野マスクの移動量の１／
２だけ偏向された光軸方向に移動させることにより、１
対の絞り開口部３８，３９、１対の再結像レンズ４８，
４９、センサー５を固定したままで、焦点検出領域を変
更することができる。

【００３５】なお、２枚のミラーの角度精度が出ていれ
ば、光軸に対する角度が多少ずれても、入射角度に対す
る出射角度は変化せず、また光路長も変化しないので移
動に伴う光学的問題が少ない。ミラー移動に際しては、
平行移動の精度を維持すれば、移動量にいては多少誤差
があっても構わない。

【００３６】図１４に示す焦点検出光学系では、１対の
絞り開口部３８，３９、１対の再結像レンズ４８，４９
が固定されていたが、互いの角度が９０度で偏向された
光軸に対する角度が４５度である２枚のミラーの間に１
対の絞り開口部３８，３９、１対の再結像レンズ４８，
４９を挿入し、ミラーと一体的に移動させる焦点検出光
学系を図１５に示す。このような構成においても、焦点
検出領域の変更に関わらず、一次像面から１対の絞り開
口部３８，３９および１対の再結像レンズ４８，４９ま
での光路長、１対の絞り開口部３８，３９および１対の
再結像レンズ４８，４９からセンサー５までの光路長は
不変である。

【００３７】ミラー９０，９１，９２と、互いの角度が
９０度で偏向された光軸２０に対する角度が４５度であ
る２枚のミラーとの間に１対の絞り開口部３８，３９、
１対の再結像レンズ４８，４９を挿入し、ミラー９０，
９１，９２と一体的に移動させる焦点検出光学系を図１
６に示す。このような構成においても、焦点検出領域の
変更に関わらず、一次像面から１対の絞り開口部３８，
３９および１対の再結像レンズ４８，４９までの光路
長、１対の絞り開口部３８，３９および１対の再結像レ
ンズ４８，４９からセンサー５までの光路長は不変であ
る。

【００３８】以上の実施例では、ミラー９０，９１，９
２を移動させる例を示したが、別々のミラーを切り換え
て光路中に挿入するようにしてもよい。

【００３９】図１７（Ａ），（Ｂ）は、図１１に示す光
学系をカメラボディ１内に配置した場合の配置図であ
り、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はサブミラー１７方向から
見た図である。撮影光軸２０は、メインミラー１６を通
り、サブミラー１７で９０度偏向されカメラボディ底部
２５に導かれる。図１１に示す光学系は、カメラボディ
底部２５に配置されている。視野マスク３０と光学ブロ
ック８５とが、焦点検出領域の変更に伴って移動される
ことになる。コンデンサーレンズ３２，３３，３４とミ
ラー７０との間にミラー４１があり、光軸を本来の撮影
光軸２０と平行にしている。このようにすることによ
り、ミラー７０，８０による偏向がカメラボディ底面と
平行な面内で行われることになるので、カメラボディ底
が厚くならず実装上有利である。また、絞りマスク前面
には赤外カットフィルターが配置されている。このよう
な位置に赤外カットフィルターを配置することにより、
焦点検出領域が移動したり、複数ある場合でも最小の大
きさの赤外カットフィルターで済ませることができ、コ
スト上有利である。また互いの角度が９０度である２枚
のミラー７０，８０は、光学ブロック８５に一体的に形
成されている。このようにすれば、角度精度も向上し、
移動に伴う誤差もなくなる。

【００４０】図１８（Ａ），（Ｂ）は、図１３に示す光
学系をカメラボディ１内に配置した場合の配置図であ
り、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はサブミラー１７方向から
見た図である。撮影光軸２０は、メインミラー１６を通
り、サブミラー１７で９０度偏向され、カメラボディ底
部２５に導かれる。図１３に示す光学系は、カメラボデ
ィ底部２５に配置されている。視野マスク３０とコンデ
ンサーレンズ３２と光学ブロック８５とが、焦点検出領
域の変更に伴って移動されることになる。

【００４１】図１９（Ａ），（Ｂ）は、図９に示す光学
系をカメラボディ１内に配置した場合の配置図であり、
（Ａ）は側面図、（Ｂ）はサブミラー方向から見た図で
ある。撮影光軸２０は、メインミラー１６を通り、サブ
ミラー１７で９０度偏向され、カメラボディ底部２５に
導かれる。図９に示す光学系は、カメラボディ底部２５
に配置されている。コンデンサーレンズ３２と光学ブロ
ック８５とが、焦点検出領域の変更に伴って移動される
ことになる。

【００４２】図２０（Ａ），（Ｂ）は、図１４に示す光
学系（ただし焦点検出領域の方向は異なる）をカメラボ
ディ１内に配置した場合の配置図であり、（Ａ）は側面
図、（Ｂ）はサブミラー方向から見た図である。撮影光
軸２０は、メインミラー１６を通り、サブミラー１７で
９０度偏向され、カメラボディ底部２５に導かれる。図
１４に示す光学系は、カメラボディ底部２５に配置され
ている。視野マスク３０とミラー９０と光学ブロック８
５とが、焦点検出領域の変更に伴って移動されることに
なる。

【００４３】図２１（Ａ），（Ｂ）は、図１２，図１４
に示す光学系をカメラボディ１内に配置し、さらに２次
元で焦点検出領域の変更を可能とした場合の配置図であ
り、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はサブミラー方向から見た
図である。撮影光軸２０は、メインミラー１６を通り、
サブミラー１７で９０度偏向され、カメラボディ底部２
５に導かれる。図１２，図１４に示す光学系は、カメラ
ボディ底部２５に配置されている。コンデンサーレンズ
は、２次元に配置される焦点検出領域に対応した個々の
コンデンサーレンズ３２〜４０に分割されている。ま
た、焦点検出領域のＹ軸方向の移動に対応して光学ブロ
ック８５に一体的に形成された互いの角度が９０度であ
る２枚のミラー７０，８０とミラー４１が用意され、そ
の後にＸ方向の移動に対応して光学ブロック８６に一体
的に形成された互いの角度が９０度である２枚のミラー
７３，８３が用意されている。図において、Ｙ軸方向の
焦点検出領域の移動に伴って、視野マスク３０とミラー
４１と光学ブロック８５とがＹ軸方向に移動する。ま
た、Ｘ軸方向の焦点検出領域の移動に伴って、視野マス
ク３０と光学ブロック８６とがＸ軸方向に移動する。

【００４４】図２２は、図１７に示すカメラボディ１内
に配置において光学部材の支持方法を示した図である。
視野マスク３０、コンデンサーレンズ３２，３３，３
４、ミラー４１、赤外カットフィルター４２、絞りマス
ク３５、再結像レンズ４６，４７、センサー５は、一体
の支持部材５０により支持される。この例では、視野マ
スク３０は移動せずに固定であり、各焦点検出領域に対
応して開口３１，４３，４４が設けられる。また、光学
ブロック８５は別の支持部材５２に支持されており、支
持部材５２の面５３が支持部材５０の面５１に沿うこと
により、支持部材５２が固定された支持部材５０に対し
て移動することになる。

【００４５】図２２のＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’の切断面の図
を図２３（Ａ），（Ｂ）に示す。赤外カットフィルター
４２、絞りマスク３５、再結像レンズ４６，４７、セン
サー５は一体の支持部材５０に図のように接着されてい
る。特に、絞りマスク３５と再結像レンズ４６，４７と
は高い相対的位置精度が要求されるので、支持部材５０
に形成されたボス５４に共通して嵌合支持されている。
また、視野マスク３０、コンデンサーレンズ３２，３
３，３４、ミラー４１は、一体の支持部材５０に図のよ
うに接着されている。このように固定部材を１つの支持
部材５０により支持することにより、光学部材の相対的
位置の誤差を少なくすることができる。

【００４６】図２４は、上記焦点検出領域変更部の構成
において選択部９が駆動部１０を用いて焦点検出領域を
変更する場合の詳細なブロック図である。選択部９は、
必要に応じて以下の駆動部を駆動して焦点検出領域の変
更を行う。選択部９は、駆動部１００を駆動して偏向部
材、例えば図２０に示す光学ブロック８５を駆動し、位
置検出部１０５によって駆動量をフィードバックして所
望の駆動量に制御する。選択部９は、駆動部１０１を駆
動して偏向部材、例えば図２０に示すミラー９０を駆動
し、位置検出部１０６によって駆動量をフィードバック
して所望の駆動量に制御する。選択部９は、駆動部１０
２を駆動して視野マスク３０を駆動し、位置検出部１０
７によって駆動量をフィードバックして所望の駆動量に
制御する。選択部９は、駆動部１０３を駆動してコンデ
ンサーレンズ３２を駆動し、位置検出部１０８によって
駆動量をフィードバックして所望の駆動量に制御する。
選択部９は、駆動部１０４を駆動して再結像レンズ４
８，４９および絞りマスク３５（図１５，１６）を駆動
し、位置検出部１０９によって駆動量をフィードバック
して所望の駆動量に制御する。

【００４７】図２５は、駆動部１０をレンズ駆動部８と
兼用した場合のブロック図である。選択部９は、焦点検
出領域変更時には、切換部１１０を切り換えてレンズ駆
動部８を焦点検出領域変更部４に連結してレンズ駆動部
８を制御する。通常のレンズ駆動時は、切換部１１０を
切り換えてレンズ駆動部８を撮影光学系１９に連結し、
駆動制御部７がレンズ駆動部８を制御してレンズ駆動を
行う。通常、レンズ駆動と焦点検出領域の変更は同時に
行う必要がないので、駆動部を共通化することにより、
スペース及びコストの節約になる。

【００４８】＜焦点検出演算部について＞焦点検出演算
部６では、被写体像データに対して周知の焦点検出相関
演算処理を施し、センサー５上で対になった二次像の受
光部画素並び方向の相対的位置関係を検出することによ
り、撮影光学系１９のデフォーカス量を検出できる。

【００４９】＜補正部について＞補正部１１では、選択
部９の選択した焦点検出領域位置に応じて算出されたデ
フォーカス量を補正する。デフォーカス量をｄとし、補
正後のデフォーカス量をｄ’とすると次式となる。 ｄ’＝ｄ＋Ｌ（ｎ）＋Ｍ（ｎ） ・・・（２） ただし、ｎは焦点検出領域の位置を表し、Ｌ（ｎ）は位
置ｎで正しく調整された焦点検出装置で焦点検出を行っ
た場合にレンズ種類毎あるいはレンズ個別に設定された
補正量であり、交換レンズ側に格納されたメモリからカ
メラボディ側の補正部に送られてくるデータである。こ
のデータはズーム位置、距離毎に変化する。また、Ｍ
（ｎ）は焦点検出領域を変更した際に、光学ブロック８
５などの位置誤差のために生ずる誤差を補正する量であ
り、カメラボディごとに組立完了時に測定された値がＥ
ＥＰＲＯＭにメモリされている。

【００５０】図２６は、焦点検出演算部６、駆動制御部
７、選択部９、補正部１１をマイクロプロセッサーのプ
ログラムで構成した場合の動作フローチャートである。
ステップＳ１００で、カメラの不図示のメインスイッチ
が投入され、電源が投入されるとこのプログラムの実行
を開始する。ステップＳ１０１で、操作部材１２の操作
位置に応じて焦点検出領域を変更する。続くステップＳ
１０２で、選択された焦点検出領域を表示部１４により
表示する。ステップＳ１０３で、センサー５の光電変換
動作を制御し、センサーデータを入力する。さらにステ
ップＳ１０４で、センサーデータに基づき焦点検出演算
を行い、デフォーカス量を算出する。

【００５１】ステップＳ１０５で、焦点検出領域の位置
に応じてデフォーカス量の補正を行う。ステップＳ１０
６で、合焦か否か、すなわち補正デフォーカス量の絶対
値が所定位置以下か否かを判別し、肯定されるとステッ
プＳ１０７へ進み、否定されるとステップＳ１０８へ進
む。ステップＳ１０７では、表示部１４により合焦表示
を行ってステップＳ１０１へ戻る。一方、ステップＳ１
０８では、表示部１４により非合焦表示を行ってステッ
プＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９で、補正デフォー
カス量に基づきレンズ駆動制御を開始し、続くステップ
Ｓ１１０で、レンズ駆動制御が終了したか否かを判別
し、終了したらステップＳ１０１へ戻る。

【００５２】図２７は、焦点検出領域の変更を操作部材
１２の操作量および操作方向に応じて行う場合の動作フ
ローチャートであって、図２６に示すプログラムのステ
ップＳ１００〜Ｓ１０２を変更したものである。ステッ
プＳ２００において、電源ＯＮでＳ２０１へ進み、ステ
ップＳ２０１で、焦点検出領域の初期設定位置を画面中
央位置として、焦点検出領域の変更を行う。続くステッ
プＳ２０２で、画面中央の焦点検出領域を表示部１４に
より表示する。ステップＳ２０３では、操作部材１２の
操作量および操作方向を検出し、それに応じて焦点検出
領域を変更する。なお、操作部材１２が操作されなけれ
ば焦点検出領域は変更されない。ステップＳ２０４で、
変更された焦点検出領域を表示部１４により表示する。
以下、図２６に示すプログラムと同様な処理を行なう。

【００５３】図２８は、焦点検出領域の変更を視線検出
部１３の検出結果応じて行う場合の動作フローチャート
であって、図２６に示すプログラムのステップＳ１００
〜Ｓ１０２を変更したものである。ステップＳ３００に
おいて、電源ＯＮでステップＳ３０１へ進み、視線検出
結果に基づき視線位置に最も近い焦点検出領域に変更を
行う。続くステップＳ３０２で、選択された焦点検出領
域を表示部１４により表示する。以下、図２６に示すプ
ログラムと同様な処理を行なう。

【００５４】図２９は、焦点検出領域の変更を焦点検出
演算部６の検出結果応じて行う場合の動作フローチャー
トである。ステップＳ４００において電源ＯＮでステッ
プＳ４０１へ進み、焦点検出領域の初期設定位置を画面
中央位置として、焦点検出領域の変更を行う。続くステ
ップＳ４０２で、画面中央の焦点検出領域を表示部１４
により表示する。ステップＳ４０３で、操作部材１２の
操作量および操作方向を検出し、それに応じて焦点検出
領域を変更する。なお、操作部材１２が操作されなけれ
ば焦点検出領域は変更されない。ステップＳ４０４で、
変更された焦点検出領域を表示部１４により表示する。

【００５５】ステップＳ４０５で、センサー５の光電変
換動作を制御し、センサーデータを入力する。ステップ
Ｓ４０６で、センサーデータに基づき焦点検出演算を行
い、デフォーカス量を算出する。ステップＳ４０７で、
焦点検出領域の位置に応じてデフォーカス量の補正を行
う。ステップＳ４０８で、合焦か否か、すなわち補正デ
フォーカス量の絶対値が所定位置以下か否かを判別し、
肯定されるとステップＳ４０９へ進み、否定されるとス
テップＳ４１０へ進む。ステップＳ４０９では、表示部
１４により合焦表示を行ってステップＳ４０３へ戻る。
一方、ステップＳ４１０では、焦点検出が不能か否かを
判別し、肯定されるとステップＳ４１４へ進み、否定さ
れるとステップＳ４１１へ進む。ステップＳ４１１で、
表示部１４により非合焦表示を行ってステップＳ４１２
へ進み、補正デフォーカス量に基づきレンズ駆動制御を
開始する。ステップＳ４１３で、レンズ駆動制御が終了
したか否かを判別し、終了したらステップＳ１０１へ戻
る。

【００５６】ステップＳ４１４では、焦点検出領域を全
域走査したか否かを判別し、肯定されるとステップＳ４
１６へ進み、否定されるとステップＳ４１５へ進む。ス
テップＳ４１５では、焦点検出領域を変更する。このと
き、最初に設定された焦点検出領域の近傍の領域から離
れた領域へと変更していく。その後、ステップＳ４０４
へ戻る。ステップＳ４１６では、表示部１４により焦点
検出不能表示を行ってステップＳ４０３へ戻る。

【００５７】上記のような動作により、設定された焦点
検出領域で焦点検出が不能な場合は、次々と焦点検出領
域を自動的に変更して焦点検出を行うので、設定された
焦点検出領域の近傍に焦点検出が可能な被写体像があれ
ば焦点検出が可能となり、焦点検出不能の確率が減少す
る。また全焦点検出領域を走査しても焦点検出不能な場
合のみ、焦点検出不能表示を行う。

【００５８】以上の実施の形態の構成において、撮影光
学系１９が撮影光学系を、センサー５が光電変換手段
を、焦点検出光学系３が焦点検出光学系を、焦点検出領
域変更部４が領域変更手段を、焦点検出演算部６が演算
手段をそれぞれ構成する。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影光学系の予定焦点面上の撮影画面に対応する範囲内に
焦点検出領域を設定し、その焦点検出領域を通過した被
写体からの光束のみを所定の位置に固定された光電変換
手段へ導き、被写体像を結像させる焦点検出光学系に対
して、撮影光学系の予定焦点面から光電変換手段までの
焦点検出光学系の光路中に光電変換手段との相対的な位
置を変更可能に領域変更手段を設け、この領域変更手段
によって、焦点検出領域を変更したときに変更後の焦点
検出領域を通過した被写体からの光束のみを光電変換手
段へ導く。そして、演算手段によって光電変換手段の出
力信号に基づき変更後の焦点検出領域における撮影光学
系の焦点調節状態を演算する。これにより、 （１）複数の焦点検出領域に対して１つの焦点検出光学
系およびセンサー受光部から成る焦点検出モジュールを
設ければよく、低コストな焦点検出装置を提供できる。 （２）領域変更手段の光電変換手段に対する相対的な位
置を変更して焦点検出領域を変更するので、小さなスペ
ースですみ、装置の小型化が可能。 （３）焦点検出領域の位置を任意に変更することがで
き、使い勝手が向上する。 （４）焦点検出領域を任意の位置に変更しても、予定焦
点面に対する焦点検出モジュールの光軸方向の位置や角
度がずれないため、焦点検出精度が低下しない。 （５）画面縦横方向の任意の位置に焦点検出領域を変更
できる。 （６）焦点検出領域の位置を大幅に変更できる。 （７）センサー受光部が固定されているため、センサー
受光部の接続部が外れたり、配線材料が切れるおそれが
ない。 （８）焦点検出光学系が固定されているために、撮影光
学系との相対的位置、角度調整が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示すブロック図。

【図２】焦点検出領域の表示形態を説明する図。

【図３】焦点検出光学系を示す図。

【図４】焦点検出光学系を示す図。

【図５】焦点検出光学系の説明図。

【図６】焦点検出光学系を示す図。

【図７】焦点検出光学系を示す図。

【図８】焦点検出光学系を示す図。

【図９】焦点検出光学系を示す図。

【図１０】焦点検出光学系を示す図。

【図１１】焦点検出領域の変更方法を説明する図。

【図１２】焦点検出領域の変更方法を説明する図。

【図１３】焦点検出領域の変更方法を説明する図。

【図１４】焦点検出領域の変更方法を説明する図。

【図１５】焦点検出領域の変更方法を説明する図。

【図１６】焦点検出領域の変更方法を説明する図。

【図１７】焦点検出領域変更部のカメラボディ内の配置
例を示す図。

【図１８】焦点検出領域変更部のカメラボディ内の配置
例を示す図。

【図１９】焦点検出領域変更部のカメラボディ内の配置
例を示す図。

【図２０】焦点検出領域変更部のカメラボディ内の配置
例を示す図。

【図２１】焦点検出領域変更部のカメラボディ内の配置
例を示す図。

【図２２】焦点検出領域変更部のカメラボディ内の配置
例を示す図。

【図２３】焦点検出領域変更部のカメラボディ内の配置
例を示す図。

【図２４】他の実施例の構成を示すブロック図。

【図２５】他の実施例の構成を示すブロック図。

【図２６】焦点検出演算部，駆動制御部，選択部および
補正部の処理をマイクロコンピュータのソフトウエアで
行なった場合のプログラムを示すフローチャート。

【図２７】操作部材の操作量および操作方向に応じて焦
点検出領域を変更する場合のプログラムを示すフローチ
ャート。

【図２８】視線検出部の検出結果に応じて焦点検出領域
を変更する場合のプログラムを示すフローチャート。

【図２９】焦点検出演算部の演算結果に応じて焦点検出
領域を変更する場合のプログラムを示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１ カメラボディ ２ レンズ ３ 焦点検出光学系 ４ 焦点検出領域変更部 ５ センサー ６ 焦点検出演算部 ７ 駆動制御部 ８ レンズ駆動部 ９ 選択部 １０，１００〜１０４ 駆動部 １１ 補正部 １２ 操作部材 １３ 視線検出部 １４ 表示部 １５ ファインダー １６ メインミラー １７ サブミラー １８ 予定焦点面 １９ 撮影光学系 ２０ 光軸 ２１〜２３ 焦点検出領域 ２４ ファインダー画面 ３０ 視野マスク ３１ 開口部 ３２ コンデンサーレンズ ３５ 絞りマスク ３６，３７，３８，３９ 絞りマスク開口部 ４６，４７，４８，４９ 再結像レンズ ５０，５２ 支持部材 ５１，５３ 面 ５４ ボス ５６，５７，５８，５９ 受光部 ６０ 面 ６６，６７，６８，６９ 領域 ７０，７１，７２，８０，８１，８２，９０，９１，９
２ ミラー ８５，８６，９０ 光学ブロック（偏向部材） １０５〜１０９ 位置検出部 １１０ 切換部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影光学系の予定焦点面上の撮影画面に対
   応する範囲内に焦点検出領域を設定し、その焦点検出領
   域を通過した被写体からの光束のみを所定の位置に固定
   された光電変換手段へ導き、被写体像を結像させる焦点
   検出光学系と、 前記撮影光学系の予定焦点面から前記光電変換手段まで
   の前記焦点検出光学系の光路中に前記光電変換手段との
   相対的な位置を変更可能に設けられ、前記焦点検出領域
   を変更したときに変更後の焦点検出領域を通過した被写
   体からの光束のみを前記光電変換手段へ導くことによっ
   て前記予定焦点面上の焦点検出領域を変更する領域変更
   手段と、 前記光電変換手段の出力信号に基づき前記変更後の焦点
   検出領域における前記撮影光学系の焦点調節状態を演算
   する演算手段とを備えることを特徴とする焦点検出装
   置。