JP3476897B2 - 焦点検出光学系 - Google Patents
焦点検出光学系Info
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- G—PHYSICS
- 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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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
- G02B5/188—Plurality of such optical elements formed in or on a supporting substrate
- G02B5/1885—Arranged as a periodic array
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は焦点検出光学系、特に一
眼レフレックスカメラ等に用いられる撮影レンズを通過
した光束を用いて焦点検出を行なう装置に用いられ、撮
影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコンデンサレ
ンズと、明るさ絞りと、再結像レンズと、光電変換素子
列とを具える焦点検出光学系に関するものである。
眼レフレックスカメラ等に用いられる撮影レンズを通過
した光束を用いて焦点検出を行なう装置に用いられ、撮
影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコンデンサレ
ンズと、明るさ絞りと、再結像レンズと、光電変換素子
列とを具える焦点検出光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カメラ等の光学装置の焦点を検出し、そ
の結果を用いて合焦させる焦点検出装置は、種々提案さ
れている。その中で撮影光学系または撮影光学系の一部
を通過した光束を用いて焦点検出するものは、撮影距離
によるパララックスがなく、また、合焦時に、撮影レン
ズ等の製作誤差や合焦させるための撮影レンズの駆動誤
差を確認して補正でき、また、レンズを交換しても、焦
点検出装置に入射する光束が確保されていれば合焦精度
は変わらないという利点があるので、一眼レフレックス
カメラを中心に広く採用されている。このような撮影光
学系または撮影光学系の一部を通過した光束を用いて焦
点を検出する代表的なものとして、 撮影レンズの異なる瞳を通過した光束を一対のレン
ズで再結像させ、得られた２つの画像の像間距離がデフ
ァオーカスに応じて変化することを利用して像の光強度
分布の差を評価し、焦点を検出するいわゆる位相差方式 撮影光学系により形成される画像のコントラストを
検出し、そのコントラストが最大になる位置を探すこと
により焦点を検出するいわゆるコントラスト方式があ
る。
の結果を用いて合焦させる焦点検出装置は、種々提案さ
れている。その中で撮影光学系または撮影光学系の一部
を通過した光束を用いて焦点検出するものは、撮影距離
によるパララックスがなく、また、合焦時に、撮影レン
ズ等の製作誤差や合焦させるための撮影レンズの駆動誤
差を確認して補正でき、また、レンズを交換しても、焦
点検出装置に入射する光束が確保されていれば合焦精度
は変わらないという利点があるので、一眼レフレックス
カメラを中心に広く採用されている。このような撮影光
学系または撮影光学系の一部を通過した光束を用いて焦
点を検出する代表的なものとして、 撮影レンズの異なる瞳を通過した光束を一対のレン
ズで再結像させ、得られた２つの画像の像間距離がデフ
ァオーカスに応じて変化することを利用して像の光強度
分布の差を評価し、焦点を検出するいわゆる位相差方式 撮影光学系により形成される画像のコントラストを
検出し、そのコントラストが最大になる位置を探すこと
により焦点を検出するいわゆるコントラスト方式があ
る。
【０００３】先ず、図１を参照して位相差方式の原理を
説明する。図１に示すように、この焦点検出光学系は、
撮影レンズ１の予定結像面（予定焦点面，フィルム等価
面）４の近傍に配置されたコンデンサレンズ６と、この
コンデンサレンズの後方に配置され、合焦精度を確保し
得る間隔を以て並ぶ一対の再結像レンズ９ａ，９ｂと、
これらの再結像レンズから射出した光束の結像位置に配
置された受光素子列（光電変換素子列）１０ａ，１０ｂ
とを具えている。
説明する。図１に示すように、この焦点検出光学系は、
撮影レンズ１の予定結像面（予定焦点面，フィルム等価
面）４の近傍に配置されたコンデンサレンズ６と、この
コンデンサレンズの後方に配置され、合焦精度を確保し
得る間隔を以て並ぶ一対の再結像レンズ９ａ，９ｂと、
これらの再結像レンズから射出した光束の結像位置に配
置された受光素子列（光電変換素子列）１０ａ，１０ｂ
とを具えている。
【０００４】撮影レンズ１が合焦状態にあるときには予
定結像面４上に物体像Ｉが結像される。この物体像Ｉ
は、上記コンデンサレンズ６と、２つの再結像レンズ９
ａ，９ｂとにより撮影レンズ１の光軸に対して垂直な二
次結像面（受光素子列１０ａ，１０ｂ）上に再結像され
て第１像Ｉ01と第２像Ｉ02となる。撮影レンズ１が前ピ
ン状態にある場合、すなわち予定結像面４の前側に物体
像Ｆが形成される場合、その物体像Ｆは互いに撮影レン
ズ１の光軸に近づいた形で前記光軸に対して垂直に再結
像されて第１像Ｆ01と第２像Ｆ02となる。また、撮影レ
ンズ１が後ピン状態にある場合、すなわち予定結像面４
の後側に物体像Ｂが形成される場合、この物体像Ｂは互
いに前記光軸から互いに離れた位置で前記光軸に対して
垂直に再結像されて第１像Ｂ01と第２像Ｂ02となる。こ
れら第１像と第２像は同一方向を向いている。これらの
第１像と第２像が受光素子列１０ａ，１０ｂで受光さ
れ、これらの受光素子列からの出力を処理して光の強度
分布パターンを比較演算しその位相差量から焦点を検出
することができる。このような構成を有する焦点検出光
学系はこれまでに数多く提案されており、例えば特開昭
５５−１１８０１９号公報，特開昭５８−１０６５１１
号公報及び特開昭６０−３２０１２号公報などに記載さ
れている。
定結像面４上に物体像Ｉが結像される。この物体像Ｉ
は、上記コンデンサレンズ６と、２つの再結像レンズ９
ａ，９ｂとにより撮影レンズ１の光軸に対して垂直な二
次結像面（受光素子列１０ａ，１０ｂ）上に再結像され
て第１像Ｉ01と第２像Ｉ02となる。撮影レンズ１が前ピ
ン状態にある場合、すなわち予定結像面４の前側に物体
像Ｆが形成される場合、その物体像Ｆは互いに撮影レン
ズ１の光軸に近づいた形で前記光軸に対して垂直に再結
像されて第１像Ｆ01と第２像Ｆ02となる。また、撮影レ
ンズ１が後ピン状態にある場合、すなわち予定結像面４
の後側に物体像Ｂが形成される場合、この物体像Ｂは互
いに前記光軸から互いに離れた位置で前記光軸に対して
垂直に再結像されて第１像Ｂ01と第２像Ｂ02となる。こ
れら第１像と第２像は同一方向を向いている。これらの
第１像と第２像が受光素子列１０ａ，１０ｂで受光さ
れ、これらの受光素子列からの出力を処理して光の強度
分布パターンを比較演算しその位相差量から焦点を検出
することができる。このような構成を有する焦点検出光
学系はこれまでに数多く提案されており、例えば特開昭
５５−１１８０１９号公報，特開昭５８−１０６５１１
号公報及び特開昭６０−３２０１２号公報などに記載さ
れている。
【０００５】次に、図２（ａ）および２（ｂ）を参照し
てコントラスト方式の原理を説明する。図２（ａ）、２
（ｂ）に示したものは、撮影レンズ１の予定結像面（予
定焦点面，フィルム等価面）４の近傍に配置されたコン
デンサレンズ６と、このコンデンサレンズの後方に配置
された再結像レンズ１３と、前記予定結像面４と共役な
位置付近に配置された光電変換素子列１４とを具えるも
のである。図２（ａ）は撮影レンズ１を通過した光束が
予定結像面４上に結像した状態、図２（ｂ）は撮影レン
ズ１を通過した光束が予定結像面４より前側に結像した
状態（前ピン状態）を示している。図２（ａ）の状態で
は、光電変換素子列１４上のボケは少なく、つまりコン
トラストは高い。これに対し図２（ｂ）の状態では、光
電変換素子列１４上のボケは大きく、つまりコントラス
トは低い。したがって撮影レンズ１を常にコントラスト
が増加する方向へ移動させれば、撮影レンズを合焦位置
に移動でき焦点合わせを行うことができる。また、特開
昭６３−１２７２１７号公報に記載されたように撮影レ
ンズにより形成される画像のコントラストを予定結像面
４近傍の二つの位置で検出し、これに基づいて焦点を検
出することもできる。また、再結像レンズを動かすこと
により、焦点位置を検出することもできることが知られ
ている。
てコントラスト方式の原理を説明する。図２（ａ）、２
（ｂ）に示したものは、撮影レンズ１の予定結像面（予
定焦点面，フィルム等価面）４の近傍に配置されたコン
デンサレンズ６と、このコンデンサレンズの後方に配置
された再結像レンズ１３と、前記予定結像面４と共役な
位置付近に配置された光電変換素子列１４とを具えるも
のである。図２（ａ）は撮影レンズ１を通過した光束が
予定結像面４上に結像した状態、図２（ｂ）は撮影レン
ズ１を通過した光束が予定結像面４より前側に結像した
状態（前ピン状態）を示している。図２（ａ）の状態で
は、光電変換素子列１４上のボケは少なく、つまりコン
トラストは高い。これに対し図２（ｂ）の状態では、光
電変換素子列１４上のボケは大きく、つまりコントラス
トは低い。したがって撮影レンズ１を常にコントラスト
が増加する方向へ移動させれば、撮影レンズを合焦位置
に移動でき焦点合わせを行うことができる。また、特開
昭６３−１２７２１７号公報に記載されたように撮影レ
ンズにより形成される画像のコントラストを予定結像面
４近傍の二つの位置で検出し、これに基づいて焦点を検
出することもできる。また、再結像レンズを動かすこと
により、焦点位置を検出することもできることが知られ
ている。
【０００６】また、特開昭６２−３２１５号公報には、
撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコンデンサ
レンズと、合焦精度を確保し得る間隔を以て並ぶ一対の
開口部を有する明るさ絞りと、再結像レンズと、一対の
開口部に対応する一対の光電変換素子列とを具え、前記
一対の光電変換列を互いに平行に配置した焦点検出光学
系が提案されている。
撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコンデンサ
レンズと、合焦精度を確保し得る間隔を以て並ぶ一対の
開口部を有する明るさ絞りと、再結像レンズと、一対の
開口部に対応する一対の光電変換素子列とを具え、前記
一対の光電変換列を互いに平行に配置した焦点検出光学
系が提案されている。
【０００７】また、受光素子列からの出力信号に所謂エ
リアジングの現象を軽減するために、特開昭６１−２５
５３１６号公報にはローパス効果を応用することが提案
されている。
リアジングの現象を軽減するために、特開昭６１−２５
５３１６号公報にはローパス効果を応用することが提案
されている。
【０００８】回折型光学素子（Diffractive Optical El
ement の頭文字をとってDOE と称する）については「光
学」２２巻、第１２６〜１３０頁（小野雄三）等で紹介
され、特にＳＰＩＥ，１３５４（１９９０年）の「Diff
ractive doublet correctedon-axis at two wavelength
s (Michael W. Farn, Joseph W. Goodman) 」 と、「T
he design of achromatized hybrid diffractive lens
systems (Camina Londono, Peter P. Clark) 」には、
撮像光学系に回折型光学素子を用いたものが提案がされ
ている。また、Applied Optics, Vol, 31, No. 13, 1 M
ay 1992 の「Modeling diffraction efficiency effect
s when designing hybrid diffractivelens systems」
(Camina Londono, Peter P. Clark)にも示されている。
以下に簡単にＤＯＥの説明をする。ＤＯＥは回折現象に
基づく光学素子で、図３に示すように入射角をθ，射出
角をθ′，回折次数をｍ，回折格子のピッチをｄとする
と次の式に従い回折現象が起きる。
ement の頭文字をとってDOE と称する）については「光
学」２２巻、第１２６〜１３０頁（小野雄三）等で紹介
され、特にＳＰＩＥ，１３５４（１９９０年）の「Diff
ractive doublet correctedon-axis at two wavelength
s (Michael W. Farn, Joseph W. Goodman) 」 と、「T
he design of achromatized hybrid diffractive lens
systems (Camina Londono, Peter P. Clark) 」には、
撮像光学系に回折型光学素子を用いたものが提案がされ
ている。また、Applied Optics, Vol, 31, No. 13, 1 M
ay 1992 の「Modeling diffraction efficiency effect
s when designing hybrid diffractivelens systems」
(Camina Londono, Peter P. Clark)にも示されている。
以下に簡単にＤＯＥの説明をする。ＤＯＥは回折現象に
基づく光学素子で、図３に示すように入射角をθ，射出
角をθ′，回折次数をｍ，回折格子のピッチをｄとする
と次の式に従い回折現象が起きる。
【数１】
ｓｉｎθ−ｓｉｎθ′＝ｍλ／ｄ （１）
【０００９】このような回折現象を応用した焦点検出光
学系の一例が特開昭６１−１３４７１６号公報に提案さ
れている。この提案では回折現象によってほぼ同じ光量
に分割された複数の回折次数の光束を用いている。一
方、一つの回折次数の光束に注目したとき、例えば図４
のように回折格子のピッチｄを連続的に変化させるとｍ
次の回折光に集光させるなどのレンズ作用を持たせるこ
とができる。ＤＯＥの断面形状を図５のように鋸状に
し、この山の高さｈを下式（２）を満足するように構成
すると波長λの入射光についてｍ次の回折光が１００％
となる。但し、ｎは基材の屈折率である。 ｈ＝ｍλ／（ｎ−１） （２）
学系の一例が特開昭６１−１３４７１６号公報に提案さ
れている。この提案では回折現象によってほぼ同じ光量
に分割された複数の回折次数の光束を用いている。一
方、一つの回折次数の光束に注目したとき、例えば図４
のように回折格子のピッチｄを連続的に変化させるとｍ
次の回折光に集光させるなどのレンズ作用を持たせるこ
とができる。ＤＯＥの断面形状を図５のように鋸状に
し、この山の高さｈを下式（２）を満足するように構成
すると波長λの入射光についてｍ次の回折光が１００％
となる。但し、ｎは基材の屈折率である。 ｈ＝ｍλ／（ｎ−１） （２）
【００１０】このような形状をキノフォーム（kinofor
m）と呼ぶ。図６に示すようにこのキノフォームを段階
近似したＤＯＥはBinary Optical Element（バイナリ光
学素子）と称する。バイナリ光学素子はリソグラフィ的
な製法で比較的容易に製作できる。バイナリ光学素子で
は、４段階近似で８１％，８段階近似で９５％，１６段
階近似で９９％の回折効率が得られることが知られてい
る。また、（１）式から分かるように、ＤＯＥで構成し
たレンズの焦点距離の波長特性は下式（３）式のように
なり、所謂アッベ数に換算するとνｄ＝−３．４５とな
り大きな逆分散を持つといえる。但し、ｆ（λ）はＤＯ
Ｅで構成したレンズの波長λにおける焦点距離とする。 λｆ（λ）＝一定 （３）
m）と呼ぶ。図６に示すようにこのキノフォームを段階
近似したＤＯＥはBinary Optical Element（バイナリ光
学素子）と称する。バイナリ光学素子はリソグラフィ的
な製法で比較的容易に製作できる。バイナリ光学素子で
は、４段階近似で８１％，８段階近似で９５％，１６段
階近似で９９％の回折効率が得られることが知られてい
る。また、（１）式から分かるように、ＤＯＥで構成し
たレンズの焦点距離の波長特性は下式（３）式のように
なり、所謂アッベ数に換算するとνｄ＝−３．４５とな
り大きな逆分散を持つといえる。但し、ｆ（λ）はＤＯ
Ｅで構成したレンズの波長λにおける焦点距離とする。 λｆ（λ）＝一定 （３）
【００１１】また、波長λ0 で回折効率を１００％にし
たキノフォームの波長λの回折効率ｋは下式（４）に従
うことが知られている。
たキノフォームの波長λの回折効率ｋは下式（４）に従
うことが知られている。
【数２】
ｋ＝sin2〔π（λ0 ／λ−ｍ）〕／〔π（λ0 ／λ−ｍ）〕2 （４）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】撮影装置に望まれる条
件の一つとして撮影者が使い易いということがある。焦
点検出機能自体が所謂「ピント合わせ」作業から撮影者
を開放し、撮影者の使い易さを実現しようとする機能で
ある。しかし、更に使い易い撮影装置が望まれている。
すなわち、部品点数が少なく、組み立てが簡易であるこ
とによってコストが低く、焦点検出機能を有しながらコ
ンパクトで携行に便利な撮影装置や、焦点検出の範囲が
広い撮影装置、近くから遠くまで素早く焦点検出できる
（デフォーカス検出量が大きい）撮影装置や、焦点検出
できない条件が少ない撮影装置や、焦点検出精度の高い
焦点検出装置等が望まれている。また、これらの機能を
組み合わせて実現した撮影装置が要求されている。焦点
検出の視野の範囲については、従来、離散的測距視野に
することも行われているが、主要被写体の特定や動きの
ある被写体等への対応は制限され、撮影者は離散的な測
距視野に主要被写体を確実に入れることが要求される。
このため、連続的に広がった測距視野が望まれている。
また、焦点検出の明るさの範囲については、従来、暗い
とき赤外光や可視光の長波長側の光源が、コストや被撮
影者への配慮より使われているが、撮影に使われる光束
と波長が異なるため、焦点検出の精度が高くならなかっ
た。
件の一つとして撮影者が使い易いということがある。焦
点検出機能自体が所謂「ピント合わせ」作業から撮影者
を開放し、撮影者の使い易さを実現しようとする機能で
ある。しかし、更に使い易い撮影装置が望まれている。
すなわち、部品点数が少なく、組み立てが簡易であるこ
とによってコストが低く、焦点検出機能を有しながらコ
ンパクトで携行に便利な撮影装置や、焦点検出の範囲が
広い撮影装置、近くから遠くまで素早く焦点検出できる
（デフォーカス検出量が大きい）撮影装置や、焦点検出
できない条件が少ない撮影装置や、焦点検出精度の高い
焦点検出装置等が望まれている。また、これらの機能を
組み合わせて実現した撮影装置が要求されている。焦点
検出の視野の範囲については、従来、離散的測距視野に
することも行われているが、主要被写体の特定や動きの
ある被写体等への対応は制限され、撮影者は離散的な測
距視野に主要被写体を確実に入れることが要求される。
このため、連続的に広がった測距視野が望まれている。
また、焦点検出の明るさの範囲については、従来、暗い
とき赤外光や可視光の長波長側の光源が、コストや被撮
影者への配慮より使われているが、撮影に使われる光束
と波長が異なるため、焦点検出の精度が高くならなかっ
た。
【００１３】上述した機能を実現するには、近軸的なレ
イアウト条件より焦点検出光学系に従来以上の負荷がか
かる。すなわち、焦点検出光学系の全長の短縮化、セン
サの集約化（以上２点はコンパクト性に関わる要素）、
視野の広さ、焦点検出の精度、部品点数、製作性（以上
２点はコストに関わる要素）の各要素のバランスをより
高い次元で取ることが要求される。
イアウト条件より焦点検出光学系に従来以上の負荷がか
かる。すなわち、焦点検出光学系の全長の短縮化、セン
サの集約化（以上２点はコンパクト性に関わる要素）、
視野の広さ、焦点検出の精度、部品点数、製作性（以上
２点はコストに関わる要素）の各要素のバランスをより
高い次元で取ることが要求される。
【００１４】位相差式焦点検出装置において、焦点検出
光学系に起因する精度、機能劣化の要因を以下に示す。
先ず、コンデンサレンズを起因する精度、機能劣化要因
を以下に示す。コンデンサレンズの作用は、撮影レンズ
中に設定された望ましくは撮影レンズの射出瞳と一致す
る焦点検出光学系の入射瞳を焦点検出光学系の明るさ絞
りに投影することである。 コンパクト化を達成するためにはコンデンサレンズ
と明るさ絞りの間隔を小さくする必要があり、そのため
には、コンデンサレンズのパワーを強くする必要があ
る。 視野を広くするにはコンデンサレンズの有効範囲を
広くする必要がある。このとはコンデンサレンズの
有効径に対するコンデンサレンズのパワーが強くなるこ
とでは同じ傾向である。コンデンサレンズの有効径に対
するコンデンサレンズのパワーが強くなると以下に示す
問題が発生する。
光学系に起因する精度、機能劣化の要因を以下に示す。
先ず、コンデンサレンズを起因する精度、機能劣化要因
を以下に示す。コンデンサレンズの作用は、撮影レンズ
中に設定された望ましくは撮影レンズの射出瞳と一致す
る焦点検出光学系の入射瞳を焦点検出光学系の明るさ絞
りに投影することである。 コンパクト化を達成するためにはコンデンサレンズ
と明るさ絞りの間隔を小さくする必要があり、そのため
には、コンデンサレンズのパワーを強くする必要があ
る。 視野を広くするにはコンデンサレンズの有効範囲を
広くする必要がある。このとはコンデンサレンズの
有効径に対するコンデンサレンズのパワーが強くなるこ
とでは同じ傾向である。コンデンサレンズの有効径に対
するコンデンサレンズのパワーが強くなると以下に示す
問題が発生する。
【００１５】すなわち、有効径を一定にして、レンズの
パワーを強くすると収差が大きくなり、最後に光線が通
らなくなる。また、コンデンサレンズの予定結像面側の
パワーを強くすると該レンズ面の曲率半径が小さくな
る。すなわち、レンズのパワーが大きくなると周辺部で
のレンズ面は予定結像面から遠去かり、この結果有効径
が大きくなってしまう。これらの問題を解決するため
に、コンデンサレンズの予定結像面側のパワーを他の一
方の面のパワーに対して弱くすることが考えられるが十
分ではない。また、所謂非球面レンズを用いることによ
り実質的に使える有効径を大きくすることはできるが、
非球面レンズも基本的に光軸から離れると凸レンズの場
合、物体面側のレンズ面では物体面から離れるように構
成され、像面側のレンズ面では像面から離れるように構
成されるので、本質的な解決策にはならない。コンデン
サレンズの収差は瞳伝達能力の低下、コンデンサレンズ
の軸上と軸外で瞳の伝達状況が変わり、軸上と軸外でセ
ンサからの信号とデフォーカス量の関係が変わり焦点検
出精度が劣化する。
パワーを強くすると収差が大きくなり、最後に光線が通
らなくなる。また、コンデンサレンズの予定結像面側の
パワーを強くすると該レンズ面の曲率半径が小さくな
る。すなわち、レンズのパワーが大きくなると周辺部で
のレンズ面は予定結像面から遠去かり、この結果有効径
が大きくなってしまう。これらの問題を解決するため
に、コンデンサレンズの予定結像面側のパワーを他の一
方の面のパワーに対して弱くすることが考えられるが十
分ではない。また、所謂非球面レンズを用いることによ
り実質的に使える有効径を大きくすることはできるが、
非球面レンズも基本的に光軸から離れると凸レンズの場
合、物体面側のレンズ面では物体面から離れるように構
成され、像面側のレンズ面では像面から離れるように構
成されるので、本質的な解決策にはならない。コンデン
サレンズの収差は瞳伝達能力の低下、コンデンサレンズ
の軸上と軸外で瞳の伝達状況が変わり、軸上と軸外でセ
ンサからの信号とデフォーカス量の関係が変わり焦点検
出精度が劣化する。
【００１６】また、有効径を一定にして、レンズのパワ
ーを強くすると波長による焦点距離の変動や色収差が大
きくなる。コンデンサレンズで波長により焦点距離が異
なると、瞳の波長によって伝達できる範囲が異なる可能
性が大きくなり、入射光のＮＡを制限する要素になる。
また、色収差の発生は、同じ物点から発した光束が波長
ごとに各再結像レンズに入射する角度が変化してしま
い、センサ出力とデフォーカス量との関係が波長ごとに
違ってしまい全体として測距精度を劣化させる。コンデ
ンサレンズの枚数を増やすことによりこれらを解決する
ことはできるが、部品点数の増加や組み立ての複雑化に
よるコストの上昇、誤差要因の増加による精度の劣化、
コンデンサレンズ全体の体積の増加により、焦点検出光
学系の光路をミラー等で折り曲げ、撮影装置のボディ内
でのスペースの有効活用を図る場合の制約を生じシステ
ム全体のコンパクト化を妨げる要因となる。
ーを強くすると波長による焦点距離の変動や色収差が大
きくなる。コンデンサレンズで波長により焦点距離が異
なると、瞳の波長によって伝達できる範囲が異なる可能
性が大きくなり、入射光のＮＡを制限する要素になる。
また、色収差の発生は、同じ物点から発した光束が波長
ごとに各再結像レンズに入射する角度が変化してしま
い、センサ出力とデフォーカス量との関係が波長ごとに
違ってしまい全体として測距精度を劣化させる。コンデ
ンサレンズの枚数を増やすことによりこれらを解決する
ことはできるが、部品点数の増加や組み立ての複雑化に
よるコストの上昇、誤差要因の増加による精度の劣化、
コンデンサレンズ全体の体積の増加により、焦点検出光
学系の光路をミラー等で折り曲げ、撮影装置のボディ内
でのスペースの有効活用を図る場合の制約を生じシステ
ム全体のコンパクト化を妨げる要因となる。
【００１７】次に、明るさ絞りに起因する精度、機能劣
化の要因を以下に示す。明るさ絞りの機能は、投影され
た撮影レンズ等の条件により設定された焦点検出光学系
の入射瞳を複数に分割し再結像レンズに伝えることであ
る。コンパクト化等のため、コンデンサレンズのパワー
が強くなり、明るさ絞りが一次結像面に近付くと入射瞳
に対する縮小率が大きくなり明るさ絞りは全体に小さく
なる。明るさ絞りが全体に小さくなることにより以下の
問題点が発生する。先ず、明るさ絞りが全体に小さくな
ると、形状や位置精度の許容範囲の絶対値が小さくな
り、部材の加工や組み立てが難しくなり、精度の劣化や
コストの上昇を生じる。また、明るさ絞りは従来薄い板
状のものに孔を開け、開口部を形成している。また、枠
等への組付けも穴や切り欠きを形成し位置精度を確保し
てきた。しかし、複数ある開口部同志の間隔が狭くなる
と部材の強度が確保できず精度の良い開口形状ができな
くなる。部材の強度を確保するために開口部同志の間隔
を拡げると設定された入射瞳に対する開口の面積比が低
下し、光電変換素子列への光量も低下する。光電変換素
子列への光量が低下すると被写体照度の低いものへの焦
点検出が困難になるだけでなく、通常の照度を持つ被写
体についても光電変換素子のＳ／Ｎの劣化（Ｓが小さく
なる）により焦点検出精度が劣化する。ガラス板等に開
口形状を印刷する方法もあるが、枠への組付け精度をコ
ストをかけずに行なうことができなかった。
化の要因を以下に示す。明るさ絞りの機能は、投影され
た撮影レンズ等の条件により設定された焦点検出光学系
の入射瞳を複数に分割し再結像レンズに伝えることであ
る。コンパクト化等のため、コンデンサレンズのパワー
が強くなり、明るさ絞りが一次結像面に近付くと入射瞳
に対する縮小率が大きくなり明るさ絞りは全体に小さく
なる。明るさ絞りが全体に小さくなることにより以下の
問題点が発生する。先ず、明るさ絞りが全体に小さくな
ると、形状や位置精度の許容範囲の絶対値が小さくな
り、部材の加工や組み立てが難しくなり、精度の劣化や
コストの上昇を生じる。また、明るさ絞りは従来薄い板
状のものに孔を開け、開口部を形成している。また、枠
等への組付けも穴や切り欠きを形成し位置精度を確保し
てきた。しかし、複数ある開口部同志の間隔が狭くなる
と部材の強度が確保できず精度の良い開口形状ができな
くなる。部材の強度を確保するために開口部同志の間隔
を拡げると設定された入射瞳に対する開口の面積比が低
下し、光電変換素子列への光量も低下する。光電変換素
子列への光量が低下すると被写体照度の低いものへの焦
点検出が困難になるだけでなく、通常の照度を持つ被写
体についても光電変換素子のＳ／Ｎの劣化（Ｓが小さく
なる）により焦点検出精度が劣化する。ガラス板等に開
口形状を印刷する方法もあるが、枠への組付け精度をコ
ストをかけずに行なうことができなかった。
【００１８】さらに、再結像レンズを起因する精度、機
能劣化の要因を以下に示す。再結像レンズの機能は、明
るさ絞りのそれぞれの開口を通過した光束をそれぞれ対
応する受光素子列に導くことである。 明るさ絞りが小さくなると再結像レンズも小さくな
る。 各開口に対応する受光素子列が大きければ、それぞ
れの開口を通過した光束をそれぞれより離れた位置に導
く必要がある。 明るさ絞りと受光素子列の間隔を小さくするには再
結像レンズのパワーを強くする必要がある。
能劣化の要因を以下に示す。再結像レンズの機能は、明
るさ絞りのそれぞれの開口を通過した光束をそれぞれ対
応する受光素子列に導くことである。 明るさ絞りが小さくなると再結像レンズも小さくな
る。 各開口に対応する受光素子列が大きければ、それぞ
れの開口を通過した光束をそれぞれより離れた位置に導
く必要がある。 明るさ絞りと受光素子列の間隔を小さくするには再
結像レンズのパワーを強くする必要がある。
【００１９】 再結像レンズは全体に小さくなること
により以下の問題点が発生する。再結像レンズが全体的
に小さくなると、形状や位置精度の許容範囲の絶対値が
小さくなり、部材の加工や組み立てが難しくなり、精度
の劣化やコストの上昇を生じる。特に再結像レンズ同志
の間隔や、再結像レンズと対応している明るさ絞りの開
口の位置関係は合焦検出精度上重要な要素であるが、再
結像レンズと明るさ絞りの開口の位置関係に関わる要素
として、〔再結像レンズと明るさ絞りの保持部材の位置
関係〕，〔明るさ絞りの保持部材と明るさ絞りのプレー
トの位置関係〕，〔明るさ絞りのプレート内での開口の
位置関係〕があり、それぞれの位置精度の確保が求めら
れる。調整により前記の要素の幾つかについての位置精
度を緩和することは可能であるが、調整作業をコストの
上昇要因となる。これらの基準は再結像レンズの頂点に
なる。従来、再結像レンズの頂点は３次元的に測定する
必要があり、精度よく測定するのは困難であり、これ
は、精度のよい部材の加工や組み立ての障害となり、精
度の劣化やコストの上昇の要因となる。
により以下の問題点が発生する。再結像レンズが全体的
に小さくなると、形状や位置精度の許容範囲の絶対値が
小さくなり、部材の加工や組み立てが難しくなり、精度
の劣化やコストの上昇を生じる。特に再結像レンズ同志
の間隔や、再結像レンズと対応している明るさ絞りの開
口の位置関係は合焦検出精度上重要な要素であるが、再
結像レンズと明るさ絞りの開口の位置関係に関わる要素
として、〔再結像レンズと明るさ絞りの保持部材の位置
関係〕，〔明るさ絞りの保持部材と明るさ絞りのプレー
トの位置関係〕，〔明るさ絞りのプレート内での開口の
位置関係〕があり、それぞれの位置精度の確保が求めら
れる。調整により前記の要素の幾つかについての位置精
度を緩和することは可能であるが、調整作業をコストの
上昇要因となる。これらの基準は再結像レンズの頂点に
なる。従来、再結像レンズの頂点は３次元的に測定する
必要があり、精度よく測定するのは困難であり、これ
は、精度のよい部材の加工や組み立ての障害となり、精
度の劣化やコストの上昇の要因となる。
【００２０】さらに、再結像レンズが全体的に小さくな
ると、明るさ絞りの各開口の対応する各再結像レンズ同
志が近づく。例えば樹脂による成形の場合、樹脂を有効
範囲内に十分流し込み、冷却時に変形等の問題が起きな
いようにするには、有効範囲外に有効範囲から連続的に
続く面の領域が必要だか、一対の再結像レンズの間隔が
小さいと確保できない。すなわち、レンズの有効範囲よ
り広がったレンズ面が必要になるが、有効範囲より外側
のレンズ面が確保できなくなる。これは、プレス式の成
形でも同様である。切削や研摩では比較的有効範囲より
外側のレンズ面は必要としないが、精度よく製作するた
めにはレンズ面が円形になることが求められ、また、コ
ストが大きい。
ると、明るさ絞りの各開口の対応する各再結像レンズ同
志が近づく。例えば樹脂による成形の場合、樹脂を有効
範囲内に十分流し込み、冷却時に変形等の問題が起きな
いようにするには、有効範囲外に有効範囲から連続的に
続く面の領域が必要だか、一対の再結像レンズの間隔が
小さいと確保できない。すなわち、レンズの有効範囲よ
り広がったレンズ面が必要になるが、有効範囲より外側
のレンズ面が確保できなくなる。これは、プレス式の成
形でも同様である。切削や研摩では比較的有効範囲より
外側のレンズ面は必要としないが、精度よく製作するた
めにはレンズ面が円形になることが求められ、また、コ
ストが大きい。
【００２１】 明るさ絞りのそれぞれの開口を通過し
た光束をそれぞれより離れた位置に導くことにより、以
下の問題が発生する。まず、再結像レンズに入射した光
束をより強く曲げる必要があるため、収差の発生が生じ
る。特に、歪曲収差などの倍率が変化する収差の発生は
軸上と軸外でセンサからの信号とデフォーカス量の関係
が変わり精度を劣化させる。また、再結像レンズに入射
した光束をより強く曲げるとプリズム作用により色収差
が大きくなる。これは、光束の波長成分によりセンサか
らの信号とデフォーカス量の関係が変わり精度を劣化さ
せる。色収差は、コンデンサレンズと再結像レンズで打
ち消すことは理論上可能である。しかし、コンデンサレ
ンズと再結像レンズの近軸レイアウトで色収差の発生量
はほぼ決まり、製作可能でコンパクトな構成の近軸レイ
アウトという条件下でコンデンサレンズと再結像レンズ
で打ち消す自由度は少ない。
た光束をそれぞれより離れた位置に導くことにより、以
下の問題が発生する。まず、再結像レンズに入射した光
束をより強く曲げる必要があるため、収差の発生が生じ
る。特に、歪曲収差などの倍率が変化する収差の発生は
軸上と軸外でセンサからの信号とデフォーカス量の関係
が変わり精度を劣化させる。また、再結像レンズに入射
した光束をより強く曲げるとプリズム作用により色収差
が大きくなる。これは、光束の波長成分によりセンサか
らの信号とデフォーカス量の関係が変わり精度を劣化さ
せる。色収差は、コンデンサレンズと再結像レンズで打
ち消すことは理論上可能である。しかし、コンデンサレ
ンズと再結像レンズの近軸レイアウトで色収差の発生量
はほぼ決まり、製作可能でコンパクトな構成の近軸レイ
アウトという条件下でコンデンサレンズと再結像レンズ
で打ち消す自由度は少ない。
【００２２】 再結像レンズのパワーを強くすること
により、以下の問題が発生する。まず、レンズの枚数を
増やさずにパワーを強くすると収差の発生量が大きくな
る。特に、歪曲収差などの倍率が変化する収差の発生は
軸上と軸外でセンサーからの信号とデフォーカス量の関
係が変わり精度を劣化させる。前述の補助光を用いる時
も同様の問題が発生する。さらに、同じ大きさの受光素
子列に対して、明るさ絞りと受光素子列の間隔を小さく
すると、再結像レンズに入射する光束全体をより強く曲
げる必要がある。再結像レンズに入射した光束をより強
く曲げるとプリズム作用により色収差が大きくなる。こ
れは、光束の波長成分によりセンサからの信号とデフォ
ーカス量の関係が変わり焦点検出精度を劣化させる。前
述の補助光を用いる時も同様の問題が発生する。
により、以下の問題が発生する。まず、レンズの枚数を
増やさずにパワーを強くすると収差の発生量が大きくな
る。特に、歪曲収差などの倍率が変化する収差の発生は
軸上と軸外でセンサーからの信号とデフォーカス量の関
係が変わり精度を劣化させる。前述の補助光を用いる時
も同様の問題が発生する。さらに、同じ大きさの受光素
子列に対して、明るさ絞りと受光素子列の間隔を小さく
すると、再結像レンズに入射する光束全体をより強く曲
げる必要がある。再結像レンズに入射した光束をより強
く曲げるとプリズム作用により色収差が大きくなる。こ
れは、光束の波長成分によりセンサからの信号とデフォ
ーカス量の関係が変わり焦点検出精度を劣化させる。前
述の補助光を用いる時も同様の問題が発生する。
【００２３】受光素子列のレイアウトに起因する精度、
機能劣化の要因を以下に示す。受光素子列の機能は、明
るさ絞りのそれぞれの開口を通過し、それぞれの開口に
対応した再結像レンズを通過した光束をそれぞれ受光
し、その光強度分布を出力することである。
機能劣化の要因を以下に示す。受光素子列の機能は、明
るさ絞りのそれぞれの開口を通過し、それぞれの開口に
対応した再結像レンズを通過した光束をそれぞれ受光
し、その光強度分布を出力することである。
【００２４】 測距視野が広くなるほど受光素子列は
長くなる。 焦点検出精度を上げると受光素子の数が多くなり受
光素子列は長くなる。受光素子列のピッチを小さくする
と受光する光量が低下し低輝度時の精度に影響がでる。 一次結像面付近に配置された視野絞りと再結像レン
ズと受光素子列との配置が整合され、受光素子列には対
応しない開口を通過した光束は受光しない配置にする必
要がある。
長くなる。 焦点検出精度を上げると受光素子の数が多くなり受
光素子列は長くなる。受光素子列のピッチを小さくする
と受光する光量が低下し低輝度時の精度に影響がでる。 一次結像面付近に配置された視野絞りと再結像レン
ズと受光素子列との配置が整合され、受光素子列には対
応しない開口を通過した光束は受光しない配置にする必
要がある。
【００２５】上述したとは、受光素子列の長大化を
生じることでは同様である。すなわち、受光素子列の長
大化は受光素子列を載せる基板の大型化を招き、コンパ
クト性に問題を生じる。また、再結像レンズでの光束全
体を強く曲げる必要が生じ、前述のような問題が発生す
る。また、半導体上に受光素子列を形成する場合、基盤
の大型化は半導体製作時の効率を低下させコストの上昇
を生じる。多くの位相差式焦点検出系の受光素子列はす
べての受光素子列が一列に配置されているが、それぞれ
の受光素子列を平行に並べる提案もされている。これに
より、受光素子列の集約化が可能となり前述の問題点は
解決される。しかし、この方法は、全測距視野におい
て、受光素子列に垂直な方向に非対称な収差の発生を生
じる。これは、最も重要な測距視野の中心部での性能劣
化を生じる。例えば、受光素子の並び方向に垂直方向へ
の光束の偏向をプリズム作用で行なうと、予定結像面の
同じ点を発した光束がセンサに至る光路長が一対の光学
系それぞれで異なり測距誤差の要因となる収差を発生す
る。
生じることでは同様である。すなわち、受光素子列の長
大化は受光素子列を載せる基板の大型化を招き、コンパ
クト性に問題を生じる。また、再結像レンズでの光束全
体を強く曲げる必要が生じ、前述のような問題が発生す
る。また、半導体上に受光素子列を形成する場合、基盤
の大型化は半導体製作時の効率を低下させコストの上昇
を生じる。多くの位相差式焦点検出系の受光素子列はす
べての受光素子列が一列に配置されているが、それぞれ
の受光素子列を平行に並べる提案もされている。これに
より、受光素子列の集約化が可能となり前述の問題点は
解決される。しかし、この方法は、全測距視野におい
て、受光素子列に垂直な方向に非対称な収差の発生を生
じる。これは、最も重要な測距視野の中心部での性能劣
化を生じる。例えば、受光素子の並び方向に垂直方向へ
の光束の偏向をプリズム作用で行なうと、予定結像面の
同じ点を発した光束がセンサに至る光路長が一対の光学
系それぞれで異なり測距誤差の要因となる収差を発生す
る。
【００２６】また、従来の方式では、再結像レンズに受
光素子列の並び方向に垂直な方向にも光束全体を曲げる
機能が要求されず、受光素子列の並び方向の全体的なズ
レは、受光素子列からの出力信号への補正等により多少
の許容量がある。しかし、受光素子列を平行に並べる方
法は、再結像レンズに受光素子列の並び方向に垂直な方
向にも光束全体を曲げる機能を要求することになり、受
光素子列の並び方向に垂直な方向の全体的なズレに対す
る受光素子列からの出力信号への補正は困難であり許容
量が少ない。すなわち、本来入射しなければならない光
強度分布情報が全体的に欠けているためである。すなわ
ち、受光素子列を平行に並べる方法は、焦点検出光学系
の部材の製作精度と組み立て精度が厳しくなり、コスト
の上昇や焦点検出精度の劣化を生じる。
光素子列の並び方向に垂直な方向にも光束全体を曲げる
機能が要求されず、受光素子列の並び方向の全体的なズ
レは、受光素子列からの出力信号への補正等により多少
の許容量がある。しかし、受光素子列を平行に並べる方
法は、再結像レンズに受光素子列の並び方向に垂直な方
向にも光束全体を曲げる機能を要求することになり、受
光素子列の並び方向に垂直な方向の全体的なズレに対す
る受光素子列からの出力信号への補正は困難であり許容
量が少ない。すなわち、本来入射しなければならない光
強度分布情報が全体的に欠けているためである。すなわ
ち、受光素子列を平行に並べる方法は、焦点検出光学系
の部材の製作精度と組み立て精度が厳しくなり、コスト
の上昇や焦点検出精度の劣化を生じる。
【００２７】 ミラーボックスのコンパクト化や撮影
系のフレアの軽減のために、一次結像面がミラーボック
ス内に設定されると、視野絞りが一次結像面に配置でき
なくなる。このことは、受光素子列上に視野絞りが結像
せずぼけた状態になる。受光素子列に入射する光束を確
保するには、一次結像面から離れた視野絞りは大きくし
なければならない。一方、対応しない開口からの光束を
受光素子列に入射しないようにするには、視野絞りを一
次結像面に配置した場合に比べ、それぞれの受光素子列
を離して配置する必要がある。これは、前述のように、
受光素子列を形成する半導体チップにおいても、再結像
レンズの製作組み立てにおいても問題を生じる。
系のフレアの軽減のために、一次結像面がミラーボック
ス内に設定されると、視野絞りが一次結像面に配置でき
なくなる。このことは、受光素子列上に視野絞りが結像
せずぼけた状態になる。受光素子列に入射する光束を確
保するには、一次結像面から離れた視野絞りは大きくし
なければならない。一方、対応しない開口からの光束を
受光素子列に入射しないようにするには、視野絞りを一
次結像面に配置した場合に比べ、それぞれの受光素子列
を離して配置する必要がある。これは、前述のように、
受光素子列を形成する半導体チップにおいても、再結像
レンズの製作組み立てにおいても問題を生じる。
【００２８】受光素子列の特性に起因する精度、機能劣
化の要因を以下に示す。受光素子列はほぼ同じ形の受光
素子を並べて形成されている。この受光素子列に素子の
並び方向の長さ（ピッチ）ｐで決まるナイキスト周波数
ｆN ＝１／（２ｐ）以上の光像の空間周波数成分は所謂
モワレ現象を起こし、焦点検出精度の劣化要因となる
（必要であれば特公平５−５４０４２号公報を参照され
たい）。これに対して受光素子列面を一次結像面の共役
面からずらして配置してナイキスト周波数成分をなくし
たり、受光素子列からの出力を加工して実質的にナイキ
スト周波数の影響を無くすことが提案されている。前者
は、ナイキスト周波数に近く、且つ、焦点検出に有用な
空間周波数成分まで弱めることになり、後者は出力を加
工することにより、光強度分布の情報を生かしきれな
い。また、前者は、デフォーカス時にナイキスト周波数
の成分が現れたり、逆に焦点検出に有用な空間周波数成
分が失われたりして焦点検出できるデフォーカス量の制
約条件を厳しくする。
化の要因を以下に示す。受光素子列はほぼ同じ形の受光
素子を並べて形成されている。この受光素子列に素子の
並び方向の長さ（ピッチ）ｐで決まるナイキスト周波数
ｆN ＝１／（２ｐ）以上の光像の空間周波数成分は所謂
モワレ現象を起こし、焦点検出精度の劣化要因となる
（必要であれば特公平５−５４０４２号公報を参照され
たい）。これに対して受光素子列面を一次結像面の共役
面からずらして配置してナイキスト周波数成分をなくし
たり、受光素子列からの出力を加工して実質的にナイキ
スト周波数の影響を無くすことが提案されている。前者
は、ナイキスト周波数に近く、且つ、焦点検出に有用な
空間周波数成分まで弱めることになり、後者は出力を加
工することにより、光強度分布の情報を生かしきれな
い。また、前者は、デフォーカス時にナイキスト周波数
の成分が現れたり、逆に焦点検出に有用な空間周波数成
分が失われたりして焦点検出できるデフォーカス量の制
約条件を厳しくする。
【００２９】本発明の目的は、焦点検出光学系の全長の
短縮化，センサの集約化（以上２点はコンパクト性に関
わる要素），視野の広さ，焦点検出の精度，部品点数，
製作性（以上２点はコストに関わる要素）の各要素のバ
ランスをより高い次元でとることのできる焦点検出光学
系を提供することである。
短縮化，センサの集約化（以上２点はコンパクト性に関
わる要素），視野の広さ，焦点検出の精度，部品点数，
製作性（以上２点はコストに関わる要素）の各要素のバ
ランスをより高い次元でとることのできる焦点検出光学
系を提供することである。
【００３０】コントラスト方式焦点検出光学系も位相差
式焦点検出光学系も基本的に再結像光学系である。すな
わち、光束を分割する再結像レンズと明るさ絞りを除い
ても基本的にコントラスト方式焦点検出光学系は位相差
式焦点検出光学系と同じ問題を持つ。
式焦点検出光学系も基本的に再結像光学系である。すな
わち、光束を分割する再結像レンズと明るさ絞りを除い
ても基本的にコントラスト方式焦点検出光学系は位相差
式焦点検出光学系と同じ問題を持つ。
【００３１】さらに、具体的に言えば、本発明は以下の
目的を有するものである。 広視野でコンパクトな焦点検出光学系を提供するこ
とを目的とする。 コンパクトな精度の確保し易い焦点検出光学系を提
供することを目的とする。 焦点検出系として良好な色収差を有する焦点検出光
学系を提供することを目的とする。 モワレ縞の発生しにくく、また、デフォーカス時の
情報を確保しやすい焦点検出光学系を提供することを目
的とする。 センサーの集積度の高く測距精度の良い焦点検出光
学系を提供することを目的とする。 モワレ縞の発生しにくく、または、予定結像面と視
野絞り位置関係に拘らずコンパクトでセンサーの集積度
の高く測距精度の良い焦点検出光学系を提供することを
目的とする。これらのいずれかまたは、幾つかを実現す
ることにより各要素のバランスをより高い次元でとるこ
とが可能となる焦点検出光学系を提供することである。
目的を有するものである。 広視野でコンパクトな焦点検出光学系を提供するこ
とを目的とする。 コンパクトな精度の確保し易い焦点検出光学系を提
供することを目的とする。 焦点検出系として良好な色収差を有する焦点検出光
学系を提供することを目的とする。 モワレ縞の発生しにくく、また、デフォーカス時の
情報を確保しやすい焦点検出光学系を提供することを目
的とする。 センサーの集積度の高く測距精度の良い焦点検出光
学系を提供することを目的とする。 モワレ縞の発生しにくく、または、予定結像面と視
野絞り位置関係に拘らずコンパクトでセンサーの集積度
の高く測距精度の良い焦点検出光学系を提供することを
目的とする。これらのいずれかまたは、幾つかを実現す
ることにより各要素のバランスをより高い次元でとるこ
とが可能となる焦点検出光学系を提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段および作用】本願の第１の
発明は、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコ
ンデンサレンズと、明るさ絞りと、再結像レンズと、光
電変換素子列とを具える焦点検出光学系において、少な
くとも一面が回折現象を用いたレンズ作用面を、前記予
定結像面と前記光電変換素子列との間に配置したことを
特徴とするものである。このような本発明を実施するに
当たっては、回折現象を用いたレンズ作用面（以下ＤＯ
Ｅ面と称する）を、少なくとも前記コンデンサレンズの
撮影レンズ側か、前記コンデンサレンズの光電変換素子
列側か、再結像レンズの撮影レンズ側か、再結像レンズ
の光電変換素子列側の面をＤＯＥ面で構成することによ
って設けることができる。または、焦点検出光学系の中
に赤外カットフィルタを配置する場合には、この赤外カ
ットフィルタのいずれかの面をＤＯＥ面で構成すること
によりＤＯＥ面を設けることができる。
発明は、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコ
ンデンサレンズと、明るさ絞りと、再結像レンズと、光
電変換素子列とを具える焦点検出光学系において、少な
くとも一面が回折現象を用いたレンズ作用面を、前記予
定結像面と前記光電変換素子列との間に配置したことを
特徴とするものである。このような本発明を実施するに
当たっては、回折現象を用いたレンズ作用面（以下ＤＯ
Ｅ面と称する）を、少なくとも前記コンデンサレンズの
撮影レンズ側か、前記コンデンサレンズの光電変換素子
列側か、再結像レンズの撮影レンズ側か、再結像レンズ
の光電変換素子列側の面をＤＯＥ面で構成することによ
って設けることができる。または、焦点検出光学系の中
に赤外カットフィルタを配置する場合には、この赤外カ
ットフィルタのいずれかの面をＤＯＥ面で構成すること
によりＤＯＥ面を設けることができる。
【００３３】上述した本願の第１の発明の作用を、説明
をわかり易くするため、位相差式焦点検出方式に適用し
た場合について説明する。先ず、コンデンサレンズの少
なくとも一面をＤＯＥ面で構成する場合の作用を説明す
る。ＤＯＥ面は巨視的な平面上にレンズ作用を持たせる
ことができる（以下、巨視的な平面上にレンズ作用を持
たせたレンズ面をプレートレンズと称する）。すなわ
ち、コンデンサレンズの撮影レンズ側をプレートレンズ
面で構成すれば、焦点検出光学系の入射瞳面に対して、
光軸からの高さにかかわらずほぼ同じ距離にレンズ面を
構成できる。また、コンデンサレンズの光電変換素子列
側をプレートレンズ面で構成すれば、焦点検出光学系の
明るさ絞り面に対して、光軸からの高さにかかわらずほ
ぼ同じ距離にレンズ面を構成できる。同じパワーを持つ
屈折型レンズとＤＯＥを用いたプレートレンズを比較す
ると、光軸上の点から発した光線の内、光軸に対して大
きな角度を持つ程、屈折型レンズへの入射高はプレート
レンズへの入射高に対して大きくなる。これを原因の一
つとして屈折型レンズでは収差が大きく発生し、実質的
に使える有効径は前記プレートレンズにくらべて小さく
なる（第１実施例参照）。
をわかり易くするため、位相差式焦点検出方式に適用し
た場合について説明する。先ず、コンデンサレンズの少
なくとも一面をＤＯＥ面で構成する場合の作用を説明す
る。ＤＯＥ面は巨視的な平面上にレンズ作用を持たせる
ことができる（以下、巨視的な平面上にレンズ作用を持
たせたレンズ面をプレートレンズと称する）。すなわ
ち、コンデンサレンズの撮影レンズ側をプレートレンズ
面で構成すれば、焦点検出光学系の入射瞳面に対して、
光軸からの高さにかかわらずほぼ同じ距離にレンズ面を
構成できる。また、コンデンサレンズの光電変換素子列
側をプレートレンズ面で構成すれば、焦点検出光学系の
明るさ絞り面に対して、光軸からの高さにかかわらずほ
ぼ同じ距離にレンズ面を構成できる。同じパワーを持つ
屈折型レンズとＤＯＥを用いたプレートレンズを比較す
ると、光軸上の点から発した光線の内、光軸に対して大
きな角度を持つ程、屈折型レンズへの入射高はプレート
レンズへの入射高に対して大きくなる。これを原因の一
つとして屈折型レンズでは収差が大きく発生し、実質的
に使える有効径は前記プレートレンズにくらべて小さく
なる（第１実施例参照）。
【００３４】本発明が提案するように、撮影レンズの予
定結像面の近傍に配置されたコンデンサレンズと、明る
さ絞りと、再結像レンズと、光電変換素子列とを具える
焦点検出光学系において、少なくとも前記コンデンサレ
ンズの一面をＤＯＥ面で構成することにより、パワーを
強くしつつ有効径の大きいコンデンサレンズを配置する
ことができる。すなわち、本発明によれば、連続的な広
視野をもつ焦点検出装置において、コンデンサレンズの
枚数を増やすことなく、収差の発生量が少なくパワーの
比較的強いコンデンサレンズを構成でき、その結果、一
次結像面から明るさ絞りまでの光路長の短い、コンパク
トな焦点検出光学系を提供できる。本発明でのコンデン
サレンズをＤＯＥ面で構成する場合、ＤＯＥ面はコンデ
ンサレンズのいずれの面にあっても良いし、両面でもよ
い。また、ＤＯＥの面は、全面に亘ってほぼ等しい焦点
距離を持たせても良いし、焦点検出光学系全体の性能向
上のため、レンズ面の位置により連続的または非連続的
に変化させてもよい。また、本願の第１の発明の好適実
施例においては以下に示す条件式（５）を満足すること
が望ましい。但し、Ｄはコンデンサレンズの最大有効径
（コンデンサレンズの有効範囲が長方形ならば対角線の
長さ、すなわち、コンデンサレンズの光軸からコンデン
サレンズの有効範囲の最も離れた点とコンデンサレンズ
の光軸の距離の２倍の値）、ｆc はコンデンサレンズの
焦点距離とする。 ０．２＜Ｄ／ｆc ＜２．５ （５）
定結像面の近傍に配置されたコンデンサレンズと、明る
さ絞りと、再結像レンズと、光電変換素子列とを具える
焦点検出光学系において、少なくとも前記コンデンサレ
ンズの一面をＤＯＥ面で構成することにより、パワーを
強くしつつ有効径の大きいコンデンサレンズを配置する
ことができる。すなわち、本発明によれば、連続的な広
視野をもつ焦点検出装置において、コンデンサレンズの
枚数を増やすことなく、収差の発生量が少なくパワーの
比較的強いコンデンサレンズを構成でき、その結果、一
次結像面から明るさ絞りまでの光路長の短い、コンパク
トな焦点検出光学系を提供できる。本発明でのコンデン
サレンズをＤＯＥ面で構成する場合、ＤＯＥ面はコンデ
ンサレンズのいずれの面にあっても良いし、両面でもよ
い。また、ＤＯＥの面は、全面に亘ってほぼ等しい焦点
距離を持たせても良いし、焦点検出光学系全体の性能向
上のため、レンズ面の位置により連続的または非連続的
に変化させてもよい。また、本願の第１の発明の好適実
施例においては以下に示す条件式（５）を満足すること
が望ましい。但し、Ｄはコンデンサレンズの最大有効径
（コンデンサレンズの有効範囲が長方形ならば対角線の
長さ、すなわち、コンデンサレンズの光軸からコンデン
サレンズの有効範囲の最も離れた点とコンデンサレンズ
の光軸の距離の２倍の値）、ｆc はコンデンサレンズの
焦点距離とする。 ０．２＜Ｄ／ｆc ＜２．５ （５）
【００３５】上式（５）式の下限を越えると特にＤＯＥ
面を用いることなく精度の良い焦点検出光学系を構成す
ることができる。但し、回折格子の形状を観察すること
により組み立て調整等に利用する場合はこの限りではな
い。一方上限を越えるとＤＯＥ面を用いてもコンデンサ
レンズへの負荷が大きくなり好ましくない。特に、Ｄ／
ｆｃを１．５以下にするとＤＯＥ面の製作時の誤差許容
量が小さくなり好ましい。
面を用いることなく精度の良い焦点検出光学系を構成す
ることができる。但し、回折格子の形状を観察すること
により組み立て調整等に利用する場合はこの限りではな
い。一方上限を越えるとＤＯＥ面を用いてもコンデンサ
レンズへの負荷が大きくなり好ましくない。特に、Ｄ／
ｆｃを１．５以下にするとＤＯＥ面の製作時の誤差許容
量が小さくなり好ましい。
【００３６】また、ＤＯＥ面の回折効率のもっとも高い
波長（以下ピーク波長と称する）を可視域に設定するこ
とにより、通常配置されている赤外カットフィルタを必
要としない、または、簡易な（例えば蒸着膜構成が単純
な）赤外カットフィルタで機能を果たせるコストの安い
焦点検出光学系を提供するようにしても良い。Ｍａｘλ
をＤＯＥ面のピーク波長とした時、Ｍａｘλの設定は、
受光素子列の分光特性、撮像素子の分光特性などから決
定するのが望ましい。また、通常の可視域を対象とした
撮影装置においては、以下の（６）式を満足するように
設定しても良い。 ４００ｎｍ＜Ｍａｘλ＜５５０ｎｍ （６）
波長（以下ピーク波長と称する）を可視域に設定するこ
とにより、通常配置されている赤外カットフィルタを必
要としない、または、簡易な（例えば蒸着膜構成が単純
な）赤外カットフィルタで機能を果たせるコストの安い
焦点検出光学系を提供するようにしても良い。Ｍａｘλ
をＤＯＥ面のピーク波長とした時、Ｍａｘλの設定は、
受光素子列の分光特性、撮像素子の分光特性などから決
定するのが望ましい。また、通常の可視域を対象とした
撮影装置においては、以下の（６）式を満足するように
設定しても良い。 ４００ｎｍ＜Ｍａｘλ＜５５０ｎｍ （６）
【００３７】（６）式の下限を越えると可視光域の光束
に対して十分にレンズ作用を及ぼすことができなくな
る。（６）式の上限を越えると赤外光の回折効率が高く
なりすぎてしまう。尚、赤外カットフィルタ等で赤外の
不要光束をカットまたは弱めている場合（６）式の上限
は６５０ｎｍとしても良い。Ｍａｘλの設定は、受光素
子列の分光特性、撮像素子の分光特性などから決定する
のが望ましい。Ｍａｘλが６５０ｎｍを越えると可視光
域の光束に十分レンズ作用を及ぼせない。
に対して十分にレンズ作用を及ぼすことができなくな
る。（６）式の上限を越えると赤外光の回折効率が高く
なりすぎてしまう。尚、赤外カットフィルタ等で赤外の
不要光束をカットまたは弱めている場合（６）式の上限
は６５０ｎｍとしても良い。Ｍａｘλの設定は、受光素
子列の分光特性、撮像素子の分光特性などから決定する
のが望ましい。Ｍａｘλが６５０ｎｍを越えると可視光
域の光束に十分レンズ作用を及ぼせない。
【００３８】また、赤色または、赤外線による補助光を
用いる撮影装置の場合、前記ＤＯＥ面は、ピーク波長が
可視光の領域とピーク波長が赤外光の領域から構成して
も良い。これらのＤＯＥ面は同一面に構成しても良い
し、別の面に構成しても良い。例えば、コンデンサレン
ズの両面とか、コンデンサレンズの一面と赤外カットフ
ィルタの一面とに構成する等である。このように構成す
ることにより、通常の撮影に用いられる光束を焦点検出
する場合はピーク波長が可視光の領域での作用を受け、
補助光等の赤外を中心とする波長はピーク波長が赤外光
の領域での作用を受け、ピーク波長が赤外光の領域のＤ
ＯＥは撮影レンズの色収差と焦点検出光学系の他の部位
で発生する色収差を考慮しそのレンズ作用を設定するこ
とにより、補助光の発光時の焦点検出精度の向上がはか
れる。このとき以下の（７）式を満足することが望まし
い。但しＭａｘλR は長波長側を対象としたＤＯＥの回
折効率のピーク波長とし、ＭａｘλG は可視光域を対象
としたＤＯＥの回折効率のピーク波長とする。 ２００ｎｍ＜ＭａｘλR −ＭａｘλG ＜８００ｎｍ （７）
用いる撮影装置の場合、前記ＤＯＥ面は、ピーク波長が
可視光の領域とピーク波長が赤外光の領域から構成して
も良い。これらのＤＯＥ面は同一面に構成しても良い
し、別の面に構成しても良い。例えば、コンデンサレン
ズの両面とか、コンデンサレンズの一面と赤外カットフ
ィルタの一面とに構成する等である。このように構成す
ることにより、通常の撮影に用いられる光束を焦点検出
する場合はピーク波長が可視光の領域での作用を受け、
補助光等の赤外を中心とする波長はピーク波長が赤外光
の領域での作用を受け、ピーク波長が赤外光の領域のＤ
ＯＥは撮影レンズの色収差と焦点検出光学系の他の部位
で発生する色収差を考慮しそのレンズ作用を設定するこ
とにより、補助光の発光時の焦点検出精度の向上がはか
れる。このとき以下の（７）式を満足することが望まし
い。但しＭａｘλR は長波長側を対象としたＤＯＥの回
折効率のピーク波長とし、ＭａｘλG は可視光域を対象
としたＤＯＥの回折効率のピーク波長とする。 ２００ｎｍ＜ＭａｘλR −ＭａｘλG ＜８００ｎｍ （７）
【００３９】上述した（７）式の下限を越えると両方の
ＤＯＥで回折を受ける光束が多くなりすぎ好ましくな
い。上限を越えるとＭａｘλG とＭａｘλR の間の波長
でいずれのＤＯＥでも回折を受けない光束が多くなりす
ぎ好ましくない。更に、上限を４００ｎｍにすることに
よりいずれのＤＯＥでも回折を受けない光束が少なくな
り好ましい。ただし、いずれのＤＯＥでも回折を受けな
い光束についても考慮して構成する場合にはこの限りで
はない。すなわち、屈折によるレンズ作用のみで中波長
を対象とし構成し、一つのＤＯＥで短波長側の光束を対
象に補正し、もう一つのＤＯＥで長波長側の光束を対象
に補正する。この場合、下限を４００ｎｍにするといず
れのＤＯＥでも回折を受けない光束の範囲が広がり好ま
しい。また、本実施例において、好ましくは以下の
（８）式を満足することが望ましい。但しＭａｘλR は
長波長側を対象としたＤＯＥの回折効率のピーク波長と
し、ＭａｘλS は補助光のピーク波長または平均波長と
する。 −５００ｎｍ＜ＭａｘλR −ＭａｘλS ＜５００ｎｍ （８）
ＤＯＥで回折を受ける光束が多くなりすぎ好ましくな
い。上限を越えるとＭａｘλG とＭａｘλR の間の波長
でいずれのＤＯＥでも回折を受けない光束が多くなりす
ぎ好ましくない。更に、上限を４００ｎｍにすることに
よりいずれのＤＯＥでも回折を受けない光束が少なくな
り好ましい。ただし、いずれのＤＯＥでも回折を受けな
い光束についても考慮して構成する場合にはこの限りで
はない。すなわち、屈折によるレンズ作用のみで中波長
を対象とし構成し、一つのＤＯＥで短波長側の光束を対
象に補正し、もう一つのＤＯＥで長波長側の光束を対象
に補正する。この場合、下限を４００ｎｍにするといず
れのＤＯＥでも回折を受けない光束の範囲が広がり好ま
しい。また、本実施例において、好ましくは以下の
（８）式を満足することが望ましい。但しＭａｘλR は
長波長側を対象としたＤＯＥの回折効率のピーク波長と
し、ＭａｘλS は補助光のピーク波長または平均波長と
する。 −５００ｎｍ＜ＭａｘλR −ＭａｘλS ＜５００ｎｍ （８）
【００４０】上述した（８）式の上限を越えると長波長
側を対象としたＤＯＥで補助光に十分レンズ作用を与え
られない。また、３００ｎｍ以下にすると補助光に対す
る回折効率がそれほど落ちず、可視光などの補助光以外
の光束に対する回折効率が十分小さくなり好ましい。ま
た、１００ｎｍ以下にすると回折効率が高くなり好まし
い。（８）式の下限を越えると長波長側を対象としたＤ
ＯＥで補助光に十分レンズ作用を与えられない。更に、
−３００ｎｍ以上にすると補助光に対する影響度が可視
光などの補助光以外の光束に対する影響力に対して十分
な強さをもつので好ましい。更に−１００ｎｍ以上にす
ると回折効率が高くなり、好ましい。また、１００ｎｍ
以上にすると補助光に対する回折効率がそれほど落ち
ず、可視光などの補助光以外の光束に対する回折効率が
十分小さくなり好ましい。また、３００ｎｍ以上にする
と補助光に対する回折効率がそれほど落ちず、可視光な
どの補助光以外の光束に対する回折効率が殆どなくなり
好ましい。
側を対象としたＤＯＥで補助光に十分レンズ作用を与え
られない。また、３００ｎｍ以下にすると補助光に対す
る回折効率がそれほど落ちず、可視光などの補助光以外
の光束に対する回折効率が十分小さくなり好ましい。ま
た、１００ｎｍ以下にすると回折効率が高くなり好まし
い。（８）式の下限を越えると長波長側を対象としたＤ
ＯＥで補助光に十分レンズ作用を与えられない。更に、
−３００ｎｍ以上にすると補助光に対する影響度が可視
光などの補助光以外の光束に対する影響力に対して十分
な強さをもつので好ましい。更に−１００ｎｍ以上にす
ると回折効率が高くなり、好ましい。また、１００ｎｍ
以上にすると補助光に対する回折効率がそれほど落ち
ず、可視光などの補助光以外の光束に対する回折効率が
十分小さくなり好ましい。また、３００ｎｍ以上にする
と補助光に対する回折効率がそれほど落ちず、可視光な
どの補助光以外の光束に対する回折効率が殆どなくなり
好ましい。
【００４１】また、ＤＯＥ面は負の分散を持っている。
すなわち、ＤＯＥ面と屈折によるレンズ面からなるコン
デンサレンズは、ＤＯＥ面のパワーと屈折によるレンズ
面のパワーの組み合わせにより、ほぼ波長によるパワー
の変動がないレンズから、波長によるパワーの変動の大
きいレンズまで構成することができる（レンズ面のみか
らなるコンデンサレンズは、両面のパワーの組み合わせ
では波長によるパワーの変動は大きく変化しない）。す
なわち、本発明は、撮影光学系の色収差や焦点検出光学
系全体の色収差を考慮して構成したコンデンサレンズを
用いることにより、効率のよい瞳伝達が可能となり、よ
り多くの光量を撮影レンズから取り入れることが可能な
焦点検出光学系を提供できる。また、コンデンサレンズ
を一次結像面から離れて配置することにより、本発明は
光源や被写体の分光感度が変化しても精度のよい焦点検
出のできる焦点検出光学系を提供できる。
すなわち、ＤＯＥ面と屈折によるレンズ面からなるコン
デンサレンズは、ＤＯＥ面のパワーと屈折によるレンズ
面のパワーの組み合わせにより、ほぼ波長によるパワー
の変動がないレンズから、波長によるパワーの変動の大
きいレンズまで構成することができる（レンズ面のみか
らなるコンデンサレンズは、両面のパワーの組み合わせ
では波長によるパワーの変動は大きく変化しない）。す
なわち、本発明は、撮影光学系の色収差や焦点検出光学
系全体の色収差を考慮して構成したコンデンサレンズを
用いることにより、効率のよい瞳伝達が可能となり、よ
り多くの光量を撮影レンズから取り入れることが可能な
焦点検出光学系を提供できる。また、コンデンサレンズ
を一次結像面から離れて配置することにより、本発明は
光源や被写体の分光感度が変化しても精度のよい焦点検
出のできる焦点検出光学系を提供できる。
【００４２】受光素子列に入射する光束は、撮影レン
ズ，フィンダ光路と分割するハーフミラー，焦点検出光
学系を透過している。一方、撮像面に到達する光束は撮
影レンズだけを透過している。更に、撮像面の分光特性
と焦点検出光学系の受光素子の分光特性は異なることが
多い。このため、撮影系と焦点検出光学系の全系の分光
特性を問題ない程度に合わせるために、赤外カットフィ
ルタを焦点検出光学系内に配置する。本発明の一つの提
案は、ＤＯＥの波長選択性を用いて、撮影系と焦点検出
光学系の全系の分光特性を問題ない程度に合わせる構成
にすることである。コンデンサレンズや再結像レンズを
ＤＯＥで構成し、赤外カットフィルタの機能を付加して
もよい。この場合、赤外カットフィルタのための部材を
削減できるのでコスト上好ましい。また、赤外カットフ
ィルタをＤＯＥで構成してもよい。この場合、レンズ作
用を持たせることができ、他のレンズ要素の負担を軽減
することができ、好ましい。また、ＤＯＥの面は焦点検
出光学系の最も物体側の面でない面にするのが望まし
い。このように構成することによりＤＯＥ面に油膜など
の異物が付きＤＯＥのレンズ作用を阻害する要因を排除
し易い。
ズ，フィンダ光路と分割するハーフミラー，焦点検出光
学系を透過している。一方、撮像面に到達する光束は撮
影レンズだけを透過している。更に、撮像面の分光特性
と焦点検出光学系の受光素子の分光特性は異なることが
多い。このため、撮影系と焦点検出光学系の全系の分光
特性を問題ない程度に合わせるために、赤外カットフィ
ルタを焦点検出光学系内に配置する。本発明の一つの提
案は、ＤＯＥの波長選択性を用いて、撮影系と焦点検出
光学系の全系の分光特性を問題ない程度に合わせる構成
にすることである。コンデンサレンズや再結像レンズを
ＤＯＥで構成し、赤外カットフィルタの機能を付加して
もよい。この場合、赤外カットフィルタのための部材を
削減できるのでコスト上好ましい。また、赤外カットフ
ィルタをＤＯＥで構成してもよい。この場合、レンズ作
用を持たせることができ、他のレンズ要素の負担を軽減
することができ、好ましい。また、ＤＯＥの面は焦点検
出光学系の最も物体側の面でない面にするのが望まし
い。このように構成することによりＤＯＥ面に油膜など
の異物が付きＤＯＥのレンズ作用を阻害する要因を排除
し易い。
【００４３】また、ＤＯＥ面での回折する光束と回折し
ない光束を分けるため、回折する光束を入射光束に対し
て角度を持たせても良いし、回折しない光束を加味して
レンズの構成を決めても良い。また、回折しない光束は
フレアーとして光電変換素子以降で処理してもよい。す
なわち、一点から出た回折しない光束は光電変換素子面
上で十分な大きさに広がり、各光電変換素子列からの出
力差に大きな影響を与えないようにする。
ない光束を分けるため、回折する光束を入射光束に対し
て角度を持たせても良いし、回折しない光束を加味して
レンズの構成を決めても良い。また、回折しない光束は
フレアーとして光電変換素子以降で処理してもよい。す
なわち、一点から出た回折しない光束は光電変換素子面
上で十分な大きさに広がり、各光電変換素子列からの出
力差に大きな影響を与えないようにする。
【００４４】次に、本発明の焦点検出光学系を位相差式
焦点検出装置に適用する場合において、再結像レンズの
少なくとも一面をＤＯＥ面で構成する場合の作用を説明
する。ＤＯＥ面をプレートレンズとして構成したとき、
レンズ作用面とそうでない面の段差またはエッジを生じ
ない構成にできる。このため、異なったレンズ作用面を
連続した同一面上に構成したとき異なったレンズ作用面
の有効範囲をほぼ接するように構成できる。すなわち、
本発明の一つの提案は、一次結像面と、コンデンサレン
ズと、複数の開口からなる明るさ絞りと、それぞれの開
口に対応するＤＯＥから構成される再結像レンズ面と、
再結像レンズの射出面とそれぞれの明るさ絞りの開口に
対応する光電変換素子列とを具え、複数の再結像レンズ
をＤＯＥ面によるプレートレンズを以て構成するのでそ
れぞれの有効範囲を互いに隣接して構成できる。また、
それぞれの再結像レンズの位置関係の確認も回折格子の
形状を２次元的に測定することにより必要な精度で把握
できる効果もある（屈折レンズの場合、前述の様に３次
元的に測定する必要があるが、各レンズの頂点はなだら
かで測定しにくい）。すなわち、本発明によれば、再結
像レンズを屈折型レンズ面で構成するのに比べ、精度の
管理が容易となり、また、コストを上げずに、精度よ
く、再結像レンズの有効範囲を広くし、多くの光量を受
光素子列に導くことができる。特に、像面と明るさ絞り
との光路長を短くする効果を得るため、コンデンサレン
ズのパワーを強め、焦点検出光学系の入射瞳の縮小倍率
が高くし、その結果明るさ絞りの大きさが相対的に小さ
くなり、それぞれの開口が接近しても、ＤＯＥ面による
それぞれの再結像レンズ面の有効範囲を接して構成し、
光電変換素子列に十分に光量を伝えることができる。
焦点検出装置に適用する場合において、再結像レンズの
少なくとも一面をＤＯＥ面で構成する場合の作用を説明
する。ＤＯＥ面をプレートレンズとして構成したとき、
レンズ作用面とそうでない面の段差またはエッジを生じ
ない構成にできる。このため、異なったレンズ作用面を
連続した同一面上に構成したとき異なったレンズ作用面
の有効範囲をほぼ接するように構成できる。すなわち、
本発明の一つの提案は、一次結像面と、コンデンサレン
ズと、複数の開口からなる明るさ絞りと、それぞれの開
口に対応するＤＯＥから構成される再結像レンズ面と、
再結像レンズの射出面とそれぞれの明るさ絞りの開口に
対応する光電変換素子列とを具え、複数の再結像レンズ
をＤＯＥ面によるプレートレンズを以て構成するのでそ
れぞれの有効範囲を互いに隣接して構成できる。また、
それぞれの再結像レンズの位置関係の確認も回折格子の
形状を２次元的に測定することにより必要な精度で把握
できる効果もある（屈折レンズの場合、前述の様に３次
元的に測定する必要があるが、各レンズの頂点はなだら
かで測定しにくい）。すなわち、本発明によれば、再結
像レンズを屈折型レンズ面で構成するのに比べ、精度の
管理が容易となり、また、コストを上げずに、精度よ
く、再結像レンズの有効範囲を広くし、多くの光量を受
光素子列に導くことができる。特に、像面と明るさ絞り
との光路長を短くする効果を得るため、コンデンサレン
ズのパワーを強め、焦点検出光学系の入射瞳の縮小倍率
が高くし、その結果明るさ絞りの大きさが相対的に小さ
くなり、それぞれの開口が接近しても、ＤＯＥ面による
それぞれの再結像レンズ面の有効範囲を接して構成し、
光電変換素子列に十分に光量を伝えることができる。
【００４５】また、ＤＯＥからなる再結像レンズと明る
さ絞りとを一体にしても良い。すなわち、明るさ絞りの
各開口の位置と形状とそれぞれに対応する再結像レンズ
の位置関係は焦点検出精度に大きな影響をもつ。これを
一体に構成することにより、組み立て時の誤差の要因が
少なくなる。すなわち、従来の方式による明るさ絞りの
開口と再結像レンズの位置関係は、〔再結像レンズと明
るさ絞りの保持部材の位置関係〕＋〔明るさ絞りの保持
部材と明るさ絞りのプレートの位置関係〕＋〔明るさ絞
りのプレート内での開口の位置関係〕からなるのに対し
て、ＤＯＥからなる再結像レンズと明るさ絞りを一体に
することにより、明るさ絞りの開口と再結像レンズの位
置関係は〔再結像レンズと明るさ絞りの位置関係〕にな
り誤差要因を少なくできる。両者を一体にする構成とし
ては、再結像レンズ面に遮光のためにインク等の塗料を
印刷しても良いし、開口部をもつ薄いプレート状の部材
を密着（貼る等）しても良い。一般の屈折作用によるレ
ンズから構成させる再結像レンズでも明るさ絞りを一体
にする構成は可能であり効果もあるが、この場合、曲面
や不連続な面の上に明るさ絞りを構成しなければなら
ず、位置精度や遮光もれ、耐久性等の問題があり、また
製作上も困難が生じる。ＤＯＥを用いたプレートレンズ
は巨視的には平面なので容易に構成できる。また、各再
結像レンズの有効領域を接して配置することにより、明
るさ絞りの機能を遮光のための塗料や部材を使うことな
しに構成しても良い。本構成のもう一つの効果は、明る
さ絞りのための独立した部材を持つ必要がなくなること
である。すなわち、開口部を持つ薄いプレート状の部
材、または、近接した開口部をもつ部材を独立して光学
系内に配置すると強度的な問題が発生する。この構成で
は、明るさ絞りの基材に十分な強度を与えることが出
来、基材に密着した明るさ絞りも十分な強度を持つこと
ができる。
さ絞りとを一体にしても良い。すなわち、明るさ絞りの
各開口の位置と形状とそれぞれに対応する再結像レンズ
の位置関係は焦点検出精度に大きな影響をもつ。これを
一体に構成することにより、組み立て時の誤差の要因が
少なくなる。すなわち、従来の方式による明るさ絞りの
開口と再結像レンズの位置関係は、〔再結像レンズと明
るさ絞りの保持部材の位置関係〕＋〔明るさ絞りの保持
部材と明るさ絞りのプレートの位置関係〕＋〔明るさ絞
りのプレート内での開口の位置関係〕からなるのに対し
て、ＤＯＥからなる再結像レンズと明るさ絞りを一体に
することにより、明るさ絞りの開口と再結像レンズの位
置関係は〔再結像レンズと明るさ絞りの位置関係〕にな
り誤差要因を少なくできる。両者を一体にする構成とし
ては、再結像レンズ面に遮光のためにインク等の塗料を
印刷しても良いし、開口部をもつ薄いプレート状の部材
を密着（貼る等）しても良い。一般の屈折作用によるレ
ンズから構成させる再結像レンズでも明るさ絞りを一体
にする構成は可能であり効果もあるが、この場合、曲面
や不連続な面の上に明るさ絞りを構成しなければなら
ず、位置精度や遮光もれ、耐久性等の問題があり、また
製作上も困難が生じる。ＤＯＥを用いたプレートレンズ
は巨視的には平面なので容易に構成できる。また、各再
結像レンズの有効領域を接して配置することにより、明
るさ絞りの機能を遮光のための塗料や部材を使うことな
しに構成しても良い。本構成のもう一つの効果は、明る
さ絞りのための独立した部材を持つ必要がなくなること
である。すなわち、開口部を持つ薄いプレート状の部
材、または、近接した開口部をもつ部材を独立して光学
系内に配置すると強度的な問題が発生する。この構成で
は、明るさ絞りの基材に十分な強度を与えることが出
来、基材に密着した明るさ絞りも十分な強度を持つこと
ができる。
【００４６】本願の第１の発明のさらに他の好適実施例
においては、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置され
たコンデンサレンズと、合焦精度を確保し得る間隔を以
て並ぶ少なくとも一対の開口部を有する明るさ絞りと、
再結像レンズと、光電変換素子列とを具え、少なくとも
前記再結像レンズの一面が回折現象を用いた偏向作用面
を持つようにする。前述のように、回折現象を用いた偏
向作用面では、波長が長くなるほど屈折力が強くなる。
一方、屈折現象を用いた時は波長が長くなるほど屈折力
が弱くなる。屈折現象を用いて偏向作用を持たせるに
は、面を光軸に対して傾けるプリズム作用と、絞りに対
してレンズ面を偏芯させる偏芯作用とがある。いずれも
長波長ほど偏向作用は小さくなる。一方、ＤＯＥでは、
回折格子を直線状に等ピッチで配置することにより得ら
れる偏向作用（ＤＯＥのプリズム作用と称する）と、回
折格子を同心円状に形成しそのピッチを径方向に変化さ
せるレンズ作用（ＤＯＥのレンズ作用と称する）でその
中心点と絞りの中心をずらすことにより得られる偏向作
用があり、いずれも長波長ほど偏向作用は大きくなる。
すなわち、これらの偏向作用を組み合わせることにより
色収差をコントロールすることができる。従来も屈折作
用によるレンズの偏芯とプリズム効果とによって色収差
のコントロールは可能であった。しかし、これによると
基準波長の受光素子列への入射位置をコントロールする
自由度がなくなり、焦点検出光学系の光路長を短かくす
る場合の２像間隔の確保が困難になる。本実施例のよう
に屈折作用と回折作用を組み合わせることにより、焦点
検出光学系の光路長を短かくしつつ２像間隔の確保が容
易になる。
においては、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置され
たコンデンサレンズと、合焦精度を確保し得る間隔を以
て並ぶ少なくとも一対の開口部を有する明るさ絞りと、
再結像レンズと、光電変換素子列とを具え、少なくとも
前記再結像レンズの一面が回折現象を用いた偏向作用面
を持つようにする。前述のように、回折現象を用いた偏
向作用面では、波長が長くなるほど屈折力が強くなる。
一方、屈折現象を用いた時は波長が長くなるほど屈折力
が弱くなる。屈折現象を用いて偏向作用を持たせるに
は、面を光軸に対して傾けるプリズム作用と、絞りに対
してレンズ面を偏芯させる偏芯作用とがある。いずれも
長波長ほど偏向作用は小さくなる。一方、ＤＯＥでは、
回折格子を直線状に等ピッチで配置することにより得ら
れる偏向作用（ＤＯＥのプリズム作用と称する）と、回
折格子を同心円状に形成しそのピッチを径方向に変化さ
せるレンズ作用（ＤＯＥのレンズ作用と称する）でその
中心点と絞りの中心をずらすことにより得られる偏向作
用があり、いずれも長波長ほど偏向作用は大きくなる。
すなわち、これらの偏向作用を組み合わせることにより
色収差をコントロールすることができる。従来も屈折作
用によるレンズの偏芯とプリズム効果とによって色収差
のコントロールは可能であった。しかし、これによると
基準波長の受光素子列への入射位置をコントロールする
自由度がなくなり、焦点検出光学系の光路長を短かくす
る場合の２像間隔の確保が困難になる。本実施例のよう
に屈折作用と回折作用を組み合わせることにより、焦点
検出光学系の光路長を短かくしつつ２像間隔の確保が容
易になる。
【００４７】被写体の照度が低かったりコントラストが
低い場合、補助光を被写体に投射することにより被写体
の照度を上げ、また、パターンを投影することによりコ
ントラストを作りだすことにより焦点検出を行うことが
広く行われている。効率のよい光源の有無や被撮影者が
眩しく感じないような配慮からこの補助光は可視域の長
波長側（赤色）または近赤外の光束が使われている。Ｄ
ＯＥを焦点検出系に用いる際、ＤＯＥは、その作用を及
ぼす波長域は限定されており、設定したピーク波長から
遠ざかるにつれＤＯＥの作用を受けない光束の割合が増
え、最終的にＤＯＥの作用を全く受けなくなってしま
う。通常ＤＯＥのピーク波長を４００ｎｍから６００ｎ
ｍに設定することにより可視域全体にＤＯＥの作用を及
ぼすことができる。一方、ピーク波長を８００ｎｍ以上
に設定すると赤外光にはＤＯＥの作用を及ぼすが、可視
光には、特に短波長側には作用を及ぼさない構成にな
る。
低い場合、補助光を被写体に投射することにより被写体
の照度を上げ、また、パターンを投影することによりコ
ントラストを作りだすことにより焦点検出を行うことが
広く行われている。効率のよい光源の有無や被撮影者が
眩しく感じないような配慮からこの補助光は可視域の長
波長側（赤色）または近赤外の光束が使われている。Ｄ
ＯＥを焦点検出系に用いる際、ＤＯＥは、その作用を及
ぼす波長域は限定されており、設定したピーク波長から
遠ざかるにつれＤＯＥの作用を受けない光束の割合が増
え、最終的にＤＯＥの作用を全く受けなくなってしま
う。通常ＤＯＥのピーク波長を４００ｎｍから６００ｎ
ｍに設定することにより可視域全体にＤＯＥの作用を及
ぼすことができる。一方、ピーク波長を８００ｎｍ以上
に設定すると赤外光にはＤＯＥの作用を及ぼすが、可視
光には、特に短波長側には作用を及ぼさない構成にな
る。
【００４８】補助光を用いるためには、この補助光を感
知できるような受光素子を用いる必要がある。すなわ
ち、撮像素子の分光感度と焦点検出用受光素子の分光感
度特性を異なるよう構成しなければならない。一般に撮
影レンズの色収差は可視領域を越えると急激に大きくな
る。撮像素子の分光感度は可視領域とほぼ同じなので、
この収差の発生は問題とはならない。しかし、焦点検出
用受光素子では色収差の発生は大きな影響がある。特
に、一般の可視域の光源で照射されているときと補助光
で照射されているときは、一次結像面で別の位置に結像
していることになり、この補正は困難である。本発明の
他の好適実施例においては、焦点検出光学系の一部を構
成するＤＯＥのピーク波長を可視域より長い波長に設定
することにより、補助光のみ２像間隔と可視光による２
像間隔を概略等しくすることができる。このときＤＯＥ
の領域はレンズ面全域でも良いし、一部でも良いし、ピ
ーク波長の違う複数のＤＯＥの領域を持っている面にし
ても良い。また、ＤＯＥで可視域と赤外域を異なる光路
に分けても良い。この時受光素子は共通でも共通でなく
ても構わない。
知できるような受光素子を用いる必要がある。すなわ
ち、撮像素子の分光感度と焦点検出用受光素子の分光感
度特性を異なるよう構成しなければならない。一般に撮
影レンズの色収差は可視領域を越えると急激に大きくな
る。撮像素子の分光感度は可視領域とほぼ同じなので、
この収差の発生は問題とはならない。しかし、焦点検出
用受光素子では色収差の発生は大きな影響がある。特
に、一般の可視域の光源で照射されているときと補助光
で照射されているときは、一次結像面で別の位置に結像
していることになり、この補正は困難である。本発明の
他の好適実施例においては、焦点検出光学系の一部を構
成するＤＯＥのピーク波長を可視域より長い波長に設定
することにより、補助光のみ２像間隔と可視光による２
像間隔を概略等しくすることができる。このときＤＯＥ
の領域はレンズ面全域でも良いし、一部でも良いし、ピ
ーク波長の違う複数のＤＯＥの領域を持っている面にし
ても良い。また、ＤＯＥで可視域と赤外域を異なる光路
に分けても良い。この時受光素子は共通でも共通でなく
ても構わない。
【００４９】位相差方式でも、コントラスト方式でも、
受光素子列上に高周波の光強度情報が伝えられると所謂
モワレが発生し、誤測距を起こすことになる。このよう
な欠点を除去することができる本発明の好適実施例で
は、焦点検出光学系の少なくとも一面でＤＯＥを構成
し、このＤＯＥは、光電変換素子列の並び方向に少なく
とも２つ焦点位置を持つように構成する。さらに前記２
つの焦点位置の間に連続的または離散的に焦点位置が存
在しても良い。下式（９）を満足するとさらに好まし
い。但し、前記光学系において、一次結像面と光軸の交
わる位置を発し、同一の明るさ絞りを通過した光束が光
電変換素子列に入射する光電変換素子列の並び方向の離
散的または、連続的な幅をｗとし光電変換素子の列の並
び間隔をｐとする。 ０．５＊ｐ＜ｗ＜ｐ （９）
受光素子列上に高周波の光強度情報が伝えられると所謂
モワレが発生し、誤測距を起こすことになる。このよう
な欠点を除去することができる本発明の好適実施例で
は、焦点検出光学系の少なくとも一面でＤＯＥを構成
し、このＤＯＥは、光電変換素子列の並び方向に少なく
とも２つ焦点位置を持つように構成する。さらに前記２
つの焦点位置の間に連続的または離散的に焦点位置が存
在しても良い。下式（９）を満足するとさらに好まし
い。但し、前記光学系において、一次結像面と光軸の交
わる位置を発し、同一の明るさ絞りを通過した光束が光
電変換素子列に入射する光電変換素子列の並び方向の離
散的または、連続的な幅をｗとし光電変換素子の列の並
び間隔をｐとする。 ０．５＊ｐ＜ｗ＜ｐ （９）
【００５０】このように構成することにより、合焦時で
も、モワレ縞などの偽合焦の要因となる信号を出さず、
且つ合焦時、またはその付近でもっともセンサに入射す
るコントラストが高くなる焦点検出光学系を提供でき
る。更にＤＯＥは、再結像レンズに構成されるのが望ま
しい。一般にコンデンサレンズに対して再結像レンズは
明るさ絞りに近く、像情報を均一に２焦点に配分し易
い。すなわち、より結像点に近いレンズ要素は、より大
きな変化を与えないと焦点位置が変化しない。ＤＯＥ面
は焦点位置の違う複数の領域から成り立つ多焦点光学素
子にすることが望ましい。所謂＋１次回折光束と−１次
回折光束とをほぼ同じ回折効率を確保し２焦点にする方
法もあるが、焦点位置の違う複数の領域から成り立つ多
焦点光学素子にすることにより回折格子の２次元的な形
状を測定することにより焦点検出光学系の概略の出来ば
え評価ができるので好ましい。
も、モワレ縞などの偽合焦の要因となる信号を出さず、
且つ合焦時、またはその付近でもっともセンサに入射す
るコントラストが高くなる焦点検出光学系を提供でき
る。更にＤＯＥは、再結像レンズに構成されるのが望ま
しい。一般にコンデンサレンズに対して再結像レンズは
明るさ絞りに近く、像情報を均一に２焦点に配分し易
い。すなわち、より結像点に近いレンズ要素は、より大
きな変化を与えないと焦点位置が変化しない。ＤＯＥ面
は焦点位置の違う複数の領域から成り立つ多焦点光学素
子にすることが望ましい。所謂＋１次回折光束と−１次
回折光束とをほぼ同じ回折効率を確保し２焦点にする方
法もあるが、焦点位置の違う複数の領域から成り立つ多
焦点光学素子にすることにより回折格子の２次元的な形
状を測定することにより焦点検出光学系の概略の出来ば
え評価ができるので好ましい。
【００５１】本願の第１の発明の他の好適な実施例にお
いては、位相差式の焦点検出光学系において再結像レン
ズの一面をレンズ作用面、他方の一面を光電変換素子列
の並び方向に垂直な方向な偏向作用を持つ偏向面から構
成し、この偏向面をＤＯＥで構成する。このように偏向
面をＤＯＥで構成することにより、センサに入射する各
光束の光路長の差は偏向面が無いときと同じにできる。
すなわち、受光素子列の集約化をしつつ、受光素子列の
並び方向に垂直な方向で非対称な像のズレが生じにくく
性能が劣化しにくい。
いては、位相差式の焦点検出光学系において再結像レン
ズの一面をレンズ作用面、他方の一面を光電変換素子列
の並び方向に垂直な方向な偏向作用を持つ偏向面から構
成し、この偏向面をＤＯＥで構成する。このように偏向
面をＤＯＥで構成することにより、センサに入射する各
光束の光路長の差は偏向面が無いときと同じにできる。
すなわち、受光素子列の集約化をしつつ、受光素子列の
並び方向に垂直な方向で非対称な像のズレが生じにくく
性能が劣化しにくい。
【００５２】本願の第２の発明は、撮影レンズの予定結
像面の近傍に配置されたコンデンサレンズと、合焦精度
を確保し得る間隔を以て並ぶ少なくとも一対の開口部を
有する明るさ絞りと、再結像レンズと、光電変換素子列
とを具える焦点検出光学系において、前記焦点検出光学
系は複数の開口部に対応する複数の光電変換素子列を有
し、これらの光電変換素子列は互いに平行に配置され、
予定結像面より焦点検出光学系側に光電変換素子列の素
子の並び方向に対して垂直な方向の視野を制限する手段
を持ち、前記焦点検出光学系は、光電変換素子列の素子
の並び方向と光電変換素子列の素子の並び方向に対して
垂直な方向との焦点距離が異なり、光電変換素子列の素
子の並び方向に対して垂直な方向の断面において該光電
変換素子列の素子の並び方向に対して垂直な方向の視野
を制限する手段を有する面と光電変換素子列の配置され
た面とがほぼ共役な関係にあることを特徴とするもので
ある。
像面の近傍に配置されたコンデンサレンズと、合焦精度
を確保し得る間隔を以て並ぶ少なくとも一対の開口部を
有する明るさ絞りと、再結像レンズと、光電変換素子列
とを具える焦点検出光学系において、前記焦点検出光学
系は複数の開口部に対応する複数の光電変換素子列を有
し、これらの光電変換素子列は互いに平行に配置され、
予定結像面より焦点検出光学系側に光電変換素子列の素
子の並び方向に対して垂直な方向の視野を制限する手段
を持ち、前記焦点検出光学系は、光電変換素子列の素子
の並び方向と光電変換素子列の素子の並び方向に対して
垂直な方向との焦点距離が異なり、光電変換素子列の素
子の並び方向に対して垂直な方向の断面において該光電
変換素子列の素子の並び方向に対して垂直な方向の視野
を制限する手段を有する面と光電変換素子列の配置され
た面とがほぼ共役な関係にあることを特徴とするもので
ある。
【００５３】このように構成した第２の発明による作用
を光電変換素子列の素子の並び方向に対して垂直な断面
で説明する。撮影レンズを通過し一次結像面に結像した
光束は視野絞りで光束が制限される。さらに光束はコン
デンサレンズを通過し、複数の開口を有する明るさ絞り
に達する。この時光束の通過する順番が、一次結像面，
コンデンサレンズ，視野絞り，明るさ絞りでも良いし、
コンデンサレンズと視野絞りを一体にしても良い。それ
ぞれの開口を通過した光束が、それぞれレンズ作用や偏
向作用を受け、光電変換素子列の素子の並び方向に垂直
な断面で少なくとも２つの離散的に配置されたそれぞれ
の対応する光電変換素子列に入射する。このとき、視野
絞りと光電変換素子列は共役関係またはそれに近い状態
に構成されているので、前記離散的に配置された光電変
換素子列に対して、この離散的の配置した互いの距離を
比較的短くしても（センサの集約度を上げても）互いに
対応しない開口からの光束は入射しないように構成でき
る。
を光電変換素子列の素子の並び方向に対して垂直な断面
で説明する。撮影レンズを通過し一次結像面に結像した
光束は視野絞りで光束が制限される。さらに光束はコン
デンサレンズを通過し、複数の開口を有する明るさ絞り
に達する。この時光束の通過する順番が、一次結像面，
コンデンサレンズ，視野絞り，明るさ絞りでも良いし、
コンデンサレンズと視野絞りを一体にしても良い。それ
ぞれの開口を通過した光束が、それぞれレンズ作用や偏
向作用を受け、光電変換素子列の素子の並び方向に垂直
な断面で少なくとも２つの離散的に配置されたそれぞれ
の対応する光電変換素子列に入射する。このとき、視野
絞りと光電変換素子列は共役関係またはそれに近い状態
に構成されているので、前記離散的に配置された光電変
換素子列に対して、この離散的の配置した互いの距離を
比較的短くしても（センサの集約度を上げても）互いに
対応しない開口からの光束は入射しないように構成でき
る。
【００５４】次にこの構成による作用を光電変換素子列
の素子の並び方向の断面で説明する。撮影レンズを通過
し一次結像面に結像した光束はコンデンサレンズに入射
し、複数の開口を持つ明るさ絞りに達する。それぞれの
開口を通過した光束はそれぞれレンズ作用や偏向作用を
受け、それぞれの対応する光電変換素子列に入射する。
このとき、一次結像面と受光素子列は共役関係またはそ
れに近い状態に構成されているので、合焦時に必要なコ
ントラストを得ることができる。また、いわゆるモワレ
縞による測距精度の劣化を防ぐなどそれぞれの焦点検出
光学系に求められる仕様に従い、この断面方向における
結像関係を設定することができる。この構成では、光学
系の断面の方向により焦点距離が異なるが、これを屈折
作用を持たしたシリンドリカルレンズや断面方向により
曲率半径の異なるレンズ面を用いても良い。また、回折
格子を平行な直線でかつ間隔を変化させたＤＯＥを用い
ても良いし、断面方向でピッチの異なる円（楕円）で回
折格子を構成したＤＯＥを用いても良い。好ましくは、
ＤＯＥを用いるのが望ましい。すなわち、焦点検出光学
系の出来栄えの評価の際、ＤＯＥは回折格子の配置状況
を２次元的に観察することにより概略評価できるのに対
して、例えば屈折作用による断面方向により曲率半径の
異なるレンズ面の出来栄えの評価は、全断面を３次元的
に測定する必要があり、評価が困難である。光束を透過
させたスポットで評価する方法があるが、これはレンズ
全面に対する評価になりレンズ面の何処に欠陥が有るか
を評価するのには向いていない。基準となる原器との比
較により評価する方法もあるが、原器の作成が困難であ
ったり、許容量の大きいレンズの場合対応しきれないこ
とがある。
の素子の並び方向の断面で説明する。撮影レンズを通過
し一次結像面に結像した光束はコンデンサレンズに入射
し、複数の開口を持つ明るさ絞りに達する。それぞれの
開口を通過した光束はそれぞれレンズ作用や偏向作用を
受け、それぞれの対応する光電変換素子列に入射する。
このとき、一次結像面と受光素子列は共役関係またはそ
れに近い状態に構成されているので、合焦時に必要なコ
ントラストを得ることができる。また、いわゆるモワレ
縞による測距精度の劣化を防ぐなどそれぞれの焦点検出
光学系に求められる仕様に従い、この断面方向における
結像関係を設定することができる。この構成では、光学
系の断面の方向により焦点距離が異なるが、これを屈折
作用を持たしたシリンドリカルレンズや断面方向により
曲率半径の異なるレンズ面を用いても良い。また、回折
格子を平行な直線でかつ間隔を変化させたＤＯＥを用い
ても良いし、断面方向でピッチの異なる円（楕円）で回
折格子を構成したＤＯＥを用いても良い。好ましくは、
ＤＯＥを用いるのが望ましい。すなわち、焦点検出光学
系の出来栄えの評価の際、ＤＯＥは回折格子の配置状況
を２次元的に観察することにより概略評価できるのに対
して、例えば屈折作用による断面方向により曲率半径の
異なるレンズ面の出来栄えの評価は、全断面を３次元的
に測定する必要があり、評価が困難である。光束を透過
させたスポットで評価する方法があるが、これはレンズ
全面に対する評価になりレンズ面の何処に欠陥が有るか
を評価するのには向いていない。基準となる原器との比
較により評価する方法もあるが、原器の作成が困難であ
ったり、許容量の大きいレンズの場合対応しきれないこ
とがある。
【００５５】コントラスト方式においても、コンデンサ
レンズや赤外カットフィルタへの各構成は有効である。
また、再結像レンズと明るさ絞りとの一体化による部材
数の削減効果も有効である。また、モワレ回避に対して
は２焦点効果についても有効である。この場合、複数の
焦点位置がコンデンサレンズの光軸に対して垂直な面に
配置されるように構成されるのが好ましい。このように
構成することによりコントラストの高い位置が判別し易
くなる。
レンズや赤外カットフィルタへの各構成は有効である。
また、再結像レンズと明るさ絞りとの一体化による部材
数の削減効果も有効である。また、モワレ回避に対して
は２焦点効果についても有効である。この場合、複数の
焦点位置がコンデンサレンズの光軸に対して垂直な面に
配置されるように構成されるのが好ましい。このように
構成することによりコントラストの高い位置が判別し易
くなる。
【００５６】回折型光学素子は、一つの回折次数の特定
波長の回折効率が６７％（１／３）を越えるように構成
するのが望ましい。このように構成することにより不要
次数項の光量に対して、有効光束として２倍の光量が確
保できる。また、回折型光学素子は、キノフォームと呼
ばれる鋸状の形状にすることが望ましい。キノフォーム
で構成することにより回折効率を上げることができる。
また、鋸状の形状を階段状で表現するバイナリ光学素子
で製作してもよい。バイナリ光学素子はリソグラフの手
法で製作が可能で、容易に作成でき、また、出来栄え評
価も容易なので好ましい。更にバイナリ光学素子は４段
近似以上で構成するのが望ましい。４段近似以上だと一
つの回折次数の特定波長の回折効率が６７％（１／３）
を越え好ましい。また、８段近似以上だと一つの回折次
数の特定波長の回折効率が反射防止膜を施さない場合の
屈折系の面の透過率（約９６％）に近くなり、回折効率
が６７％を越える波長域が広くなり、比較的製作が容易
なので好ましい。また、１６段近似以上だと一つの回折
次数の特定波長の回折効率が反射防止膜を施さない場合
の屈折系の面の透過率（約９６％）より十分高く、反射
防止膜を施したものと同等になり回折効率が６７％を越
える波長域が例えば可視光域を殆どカバーできるほど広
くなり、しかも比較的製作が容易なので好ましい。ま
た、ＤＯＥはミラーボックスに対し露出しない位置に配
置するのが好ましい。これによりほこりや水滴，油分の
付着により性能が劣化する可能性を低くできる。
波長の回折効率が６７％（１／３）を越えるように構成
するのが望ましい。このように構成することにより不要
次数項の光量に対して、有効光束として２倍の光量が確
保できる。また、回折型光学素子は、キノフォームと呼
ばれる鋸状の形状にすることが望ましい。キノフォーム
で構成することにより回折効率を上げることができる。
また、鋸状の形状を階段状で表現するバイナリ光学素子
で製作してもよい。バイナリ光学素子はリソグラフの手
法で製作が可能で、容易に作成でき、また、出来栄え評
価も容易なので好ましい。更にバイナリ光学素子は４段
近似以上で構成するのが望ましい。４段近似以上だと一
つの回折次数の特定波長の回折効率が６７％（１／３）
を越え好ましい。また、８段近似以上だと一つの回折次
数の特定波長の回折効率が反射防止膜を施さない場合の
屈折系の面の透過率（約９６％）に近くなり、回折効率
が６７％を越える波長域が広くなり、比較的製作が容易
なので好ましい。また、１６段近似以上だと一つの回折
次数の特定波長の回折効率が反射防止膜を施さない場合
の屈折系の面の透過率（約９６％）より十分高く、反射
防止膜を施したものと同等になり回折効率が６７％を越
える波長域が例えば可視光域を殆どカバーできるほど広
くなり、しかも比較的製作が容易なので好ましい。ま
た、ＤＯＥはミラーボックスに対し露出しない位置に配
置するのが好ましい。これによりほこりや水滴，油分の
付着により性能が劣化する可能性を低くできる。
【００５７】本願の第３番目の発明による焦点検出光学
系は、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコン
デンサレンズと、明るさ絞りと、再結像レンズと、光電
変換素子列と、回折現象を用いたレンズ作用面とを具
え、この回折現象を用いたレンズ作用面の個数を１以上
で５以下としたことを特徴とするものである。
系は、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコン
デンサレンズと、明るさ絞りと、再結像レンズと、光電
変換素子列と、回折現象を用いたレンズ作用面とを具
え、この回折現象を用いたレンズ作用面の個数を１以上
で５以下としたことを特徴とするものである。
【００５８】本発明において使用するＤＯＥはピーク波
長から離れるにしたがって回折効率が低下する。ＤＯＥ
を複数枚同一光路上に配置すると、ピーク波長から離れ
た回折効率の低下が促進される。ここで、ＤＯＥを６枚
以上同一光路上に重ねると可視光領域の両端部で回折効
率が１／３以下となり、好ましくない。そこで本発明に
おいては、上述したようにＤＯＥの枚数を１〜５とす
る。ここで、ＤＯＥを３枚以上同一光路上に重ねるとそ
れぞれのピーク波長をシフトするなどの工夫で可視光領
域全体でほぼ５０％を越えるので好ましい。さらに、Ｄ
ＯＥを３枚以下同一の光路上に重ねるとそれぞれのピー
ク波長をシフトせず、高い回折効率を持つ波長を確保し
ながら可視光領域の全域でほぼ５０％を越えるので好ま
しい。
長から離れるにしたがって回折効率が低下する。ＤＯＥ
を複数枚同一光路上に配置すると、ピーク波長から離れ
た回折効率の低下が促進される。ここで、ＤＯＥを６枚
以上同一光路上に重ねると可視光領域の両端部で回折効
率が１／３以下となり、好ましくない。そこで本発明に
おいては、上述したようにＤＯＥの枚数を１〜５とす
る。ここで、ＤＯＥを３枚以上同一光路上に重ねるとそ
れぞれのピーク波長をシフトするなどの工夫で可視光領
域全体でほぼ５０％を越えるので好ましい。さらに、Ｄ
ＯＥを３枚以下同一の光路上に重ねるとそれぞれのピー
ク波長をシフトせず、高い回折効率を持つ波長を確保し
ながら可視光領域の全域でほぼ５０％を越えるので好ま
しい。
【００５９】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。以
下の実施例においては、説明の便宜上２像を比較するこ
とによって焦点を検出する位相差方式に基づくものであ
るが、例えば瞳を３分割以上し、３像以上の情報から焦
点検出を行なう焦点検出光学系も本発明の範囲に含まれ
るものである。
下の実施例においては、説明の便宜上２像を比較するこ
とによって焦点を検出する位相差方式に基づくものであ
るが、例えば瞳を３分割以上し、３像以上の情報から焦
点検出を行なう焦点検出光学系も本発明の範囲に含まれ
るものである。
【００６０】（第１実施例）図７は本願の第１の発明に
よる焦点検出光学系を一眼レフカメラボディの底部に配
した第１の実施例を示すものであり、図８は第１実施例
の焦点検出装置の部分を取り出して示すものである。本
例の焦点検出光学装置は、撮影レンズ１とフィルムなど
の撮像面との間のミラーボックス内に配置された半透明
部材からなるクイックリターンミラー２の裏面に設けら
れたサブミラー３と、サブミラー３とミラーボックス底
部の間に配置された撮影レンズ１の予定結像面４と、ミ
ラーボックス底部付近に配置された視野絞り５と、視野
絞り５の近傍でミラーボックス外に配置された赤外カッ
トフィルタ１１およびコンデンサレンズ１６と、コンデ
ンサレンズ１６の後方に配置された反射部材７（この反
射部材は光路を直角に折り曲げる作用を有するものであ
るが、図８では光路を折り曲げない形で示しているの
で、反射部材は図示していない）と、反射部材７の後方
に配置された図７において紙面と垂直な方向に並ぶ２つ
の開口部８ａ，８ｂを有する明るさ絞りと、それぞれに
対応する再結像レンズ９ａ，９ｂと、再結像レンズ９
ａ，９ｂから射出した光束の結像位置付近に配置された
受光素子列１０ａ，１０ｂとを具えている。
よる焦点検出光学系を一眼レフカメラボディの底部に配
した第１の実施例を示すものであり、図８は第１実施例
の焦点検出装置の部分を取り出して示すものである。本
例の焦点検出光学装置は、撮影レンズ１とフィルムなど
の撮像面との間のミラーボックス内に配置された半透明
部材からなるクイックリターンミラー２の裏面に設けら
れたサブミラー３と、サブミラー３とミラーボックス底
部の間に配置された撮影レンズ１の予定結像面４と、ミ
ラーボックス底部付近に配置された視野絞り５と、視野
絞り５の近傍でミラーボックス外に配置された赤外カッ
トフィルタ１１およびコンデンサレンズ１６と、コンデ
ンサレンズ１６の後方に配置された反射部材７（この反
射部材は光路を直角に折り曲げる作用を有するものであ
るが、図８では光路を折り曲げない形で示しているの
で、反射部材は図示していない）と、反射部材７の後方
に配置された図７において紙面と垂直な方向に並ぶ２つ
の開口部８ａ，８ｂを有する明るさ絞りと、それぞれに
対応する再結像レンズ９ａ，９ｂと、再結像レンズ９
ａ，９ｂから射出した光束の結像位置付近に配置された
受光素子列１０ａ，１０ｂとを具えている。
【００６１】コンデンサレンズ１６のミラーボックス側
の面はＤＯＥで構成されている。ＤＯＥはキノフォーム
で構成するのが好適であるが、バイナリ光学素子で構成
しても良い。受光素子列１０ａ，１０ｂの並ぶ方向は図
７において紙面と垂直な方向である。合焦すべき物体を
発した光束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリター
ンミラー２を透過し、サブミラー３を経て予定結像面４
に達する。撮影レンズ１が合焦状態にあるときは、物体
の像は予定結像面４上に結像する。予定結像面４を通過
した光束は、ミラーボックス底部の視野絞り５を通過し
焦点検出光学系に入射する。コンデンサレンズ１６で瞳
をリレーされ、反射部材７で反射され、開口８ａ，８ｂ
に達する（コンデンサレンズ１６と開口８ａ，８ｂで決
定される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得
る間隔を以て並んでいる）。
の面はＤＯＥで構成されている。ＤＯＥはキノフォーム
で構成するのが好適であるが、バイナリ光学素子で構成
しても良い。受光素子列１０ａ，１０ｂの並ぶ方向は図
７において紙面と垂直な方向である。合焦すべき物体を
発した光束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリター
ンミラー２を透過し、サブミラー３を経て予定結像面４
に達する。撮影レンズ１が合焦状態にあるときは、物体
の像は予定結像面４上に結像する。予定結像面４を通過
した光束は、ミラーボックス底部の視野絞り５を通過し
焦点検出光学系に入射する。コンデンサレンズ１６で瞳
をリレーされ、反射部材７で反射され、開口８ａ，８ｂ
に達する（コンデンサレンズ１６と開口８ａ，８ｂで決
定される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得
る間隔を以て並んでいる）。
【００６２】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ９ａ，９ｂに入射する。再結像レンズ９
ａ，９ｂに入射した光束は一直線に並んだ受光素子列１
０ａ，１０ｂに導かれる。この第１実施例の各光学素子
の数値例を下表に示す。なお、ｒ1 〜r9は図８に示すよ
うに各光学素子の面の曲率半径、ｄ1 〜d8は光学部材の
厚さまたは空気間隔を示すものである。 表１ ｒ１＝∞ （予定結像面４） ｄ１＝４．１８ ｒ２＝∞ ｄ２＝0.5 ｎ＝1.518 ν＝64.15 （赤外カットフィルタ１１） ｒ３＝∞ ｄ３＝０．２ ｒ４＝∞ （ＤＯＥ） ｄ４＝3.1 ｎ＝1.527 ν＝56.25 （コンデンサレンズ１６） ｒ５＝９．７５ ｄ５＝１４．４３ ｒ６＝∞ （明るさ絞り） ｄ６＝０．１ ｒ７＝３．１２ ｄ７＝2.0 ｎ＝1.527 ν＝56.25 （再結像レンズ９ａ，９ｂ） ｒ８＝∞ ｄ８＝６．５ ｒ９＝∞ （受光素子列１０ａ，１０ｂの面） 但し、コンデンサレンズ１６の焦点距離を１４．８４と
する。
れ再結像レンズ９ａ，９ｂに入射する。再結像レンズ９
ａ，９ｂに入射した光束は一直線に並んだ受光素子列１
０ａ，１０ｂに導かれる。この第１実施例の各光学素子
の数値例を下表に示す。なお、ｒ1 〜r9は図８に示すよ
うに各光学素子の面の曲率半径、ｄ1 〜d8は光学部材の
厚さまたは空気間隔を示すものである。 表１ ｒ１＝∞ （予定結像面４） ｄ１＝４．１８ ｒ２＝∞ ｄ２＝0.5 ｎ＝1.518 ν＝64.15 （赤外カットフィルタ１１） ｒ３＝∞ ｄ３＝０．２ ｒ４＝∞ （ＤＯＥ） ｄ４＝3.1 ｎ＝1.527 ν＝56.25 （コンデンサレンズ１６） ｒ５＝９．７５ ｄ５＝１４．４３ ｒ６＝∞ （明るさ絞り） ｄ６＝０．１ ｒ７＝３．１２ ｄ７＝2.0 ｎ＝1.527 ν＝56.25 （再結像レンズ９ａ，９ｂ） ｒ８＝∞ ｄ８＝６．５ ｒ９＝∞ （受光素子列１０ａ，１０ｂの面） 但し、コンデンサレンズ１６の焦点距離を１４．８４と
する。
【００６３】ここでは、ＤＯＥはウルトラハイインデッ
クス法により設計されている。表１に示した値は球面を
用いたウルトラハイインデックス法により設計したもの
であるが、非球面を用いたウルトラハイインデックス法
により設計しても良い。
クス法により設計されている。表１に示した値は球面を
用いたウルトラハイインデックス法により設計したもの
であるが、非球面を用いたウルトラハイインデックス法
により設計しても良い。
【００６４】また、コンデンサレンズ１６の受光素子側
の面を非球面で構成することも本実施例に含まれる。数
値例で示した焦点検出光学系を屈折系で達成しようとす
ると図９に示すようになり、測距視野の中心から離れた
ところで、瞳の伝達が行われていないことが分かる。こ
の実施例から分かるようにＤＯＥを用いることにより、
連続した広い視野を有する焦点検出光学系を実現でき
る。尚、ＤＯＥで回折しない０次光は、図１０で示すよ
うにフレア光として処理しても良い。このとき、図１１
に示すようにフレア光を用いて高周波成分のコントラス
トを劣化させ、エリアジング（モワレ）を防止しても良
い。なお、焦点検出に用いる低周波成分のコントラスト
は高周波成分のコントラストより高いのでフレア光が重
畳してもコントランストが十分残る。また、図１２で示
すようにＤＯＥの基板を光軸に対して傾けても良いし、
図１３のようにＤＯＥで光束自体を曲げても良いし、更
にＤＯＥの基盤を光軸に対して傾け、更にＤＯＥで光束
自体を曲げて、０次光とＤＯＥによる回折光を分離して
０次光を受光素子に入射しないようにしても良い。ま
た、コンデンサレンズ１６のミラーボックス側を屈折面
とし、受光素子列側をＤＯＥとしても同様の効果を得る
ことができる。また、コンデンサレンズ１６の両面をＤ
ＯＥで構成することも本実施例に含まれる。また、コン
トラスト方式の焦点検出光学系のコンデンサレンズに
も、本実施例のコンデンサレンズの構成は適用すること
ができ、そのような構成も本発明に含まれるものであ
る。
の面を非球面で構成することも本実施例に含まれる。数
値例で示した焦点検出光学系を屈折系で達成しようとす
ると図９に示すようになり、測距視野の中心から離れた
ところで、瞳の伝達が行われていないことが分かる。こ
の実施例から分かるようにＤＯＥを用いることにより、
連続した広い視野を有する焦点検出光学系を実現でき
る。尚、ＤＯＥで回折しない０次光は、図１０で示すよ
うにフレア光として処理しても良い。このとき、図１１
に示すようにフレア光を用いて高周波成分のコントラス
トを劣化させ、エリアジング（モワレ）を防止しても良
い。なお、焦点検出に用いる低周波成分のコントラスト
は高周波成分のコントラストより高いのでフレア光が重
畳してもコントランストが十分残る。また、図１２で示
すようにＤＯＥの基板を光軸に対して傾けても良いし、
図１３のようにＤＯＥで光束自体を曲げても良いし、更
にＤＯＥの基盤を光軸に対して傾け、更にＤＯＥで光束
自体を曲げて、０次光とＤＯＥによる回折光を分離して
０次光を受光素子に入射しないようにしても良い。ま
た、コンデンサレンズ１６のミラーボックス側を屈折面
とし、受光素子列側をＤＯＥとしても同様の効果を得る
ことができる。また、コンデンサレンズ１６の両面をＤ
ＯＥで構成することも本実施例に含まれる。また、コン
トラスト方式の焦点検出光学系のコンデンサレンズに
も、本実施例のコンデンサレンズの構成は適用すること
ができ、そのような構成も本発明に含まれるものであ
る。
【００６５】（第２実施例）第２実施例は可視領域を対
象とする撮影装置に適応した焦点検出光学系である。図
１４は第２実施例の焦点検出光学系の部分を取り出した
ものを示している。本例の撮像装置の全体の構成は図７
に示した第１の実施例と同様である。第１の実施例にお
いては、コンデンサレンズ６のミラーボックス側の面を
ＤＯＥとして構成したが、本例ではコンデンサレンズ６
の近傍で、コンデンサレンズ６のミラーボックス側に巨
視的には平行平面板でコンデンサレンズ側がＤＯＥで構
成された赤外カットフィルタの作用を持つ光学部材２１
を配置する。このＤＯＥはレンズ作用を持つ。また、Ｄ
ＯＥの回折分光特性のピーク波長を４００ｎｍから６０
０ｎｍにする。このとき、ＤＯＥは例えば、図１５のよ
うな回折分光特性を持つことになる。ＤＯＥはキノフォ
ームで構成するのが好適であるが、バイナリ光学素子で
構成しても良い。
象とする撮影装置に適応した焦点検出光学系である。図
１４は第２実施例の焦点検出光学系の部分を取り出した
ものを示している。本例の撮像装置の全体の構成は図７
に示した第１の実施例と同様である。第１の実施例にお
いては、コンデンサレンズ６のミラーボックス側の面を
ＤＯＥとして構成したが、本例ではコンデンサレンズ６
の近傍で、コンデンサレンズ６のミラーボックス側に巨
視的には平行平面板でコンデンサレンズ側がＤＯＥで構
成された赤外カットフィルタの作用を持つ光学部材２１
を配置する。このＤＯＥはレンズ作用を持つ。また、Ｄ
ＯＥの回折分光特性のピーク波長を４００ｎｍから６０
０ｎｍにする。このとき、ＤＯＥは例えば、図１５のよ
うな回折分光特性を持つことになる。ＤＯＥはキノフォ
ームで構成するのが好適であるが、バイナリ光学素子で
構成しても良い。
【００６６】合焦すべき物体を発した光束は、撮影レン
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過し、焦点検出光学系に入射する。光学部材２
１によって構成される赤外カットフィルタで焦点検出に
は不要な赤外光は減衰され、さらにこの光学部材のＤＯ
Ｅでフレア成分となる。コンデンサレンズ６で瞳をリレ
ーされ、反射部材７で反射され（図１４には図２と同様
に反射部材は図示していない）、開口８ａ，８ｂに達す
る（コンデンサレンズ６と開口８ａ，８ｂで決定される
焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得る間隔を
以て並んでいる）。
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過し、焦点検出光学系に入射する。光学部材２
１によって構成される赤外カットフィルタで焦点検出に
は不要な赤外光は減衰され、さらにこの光学部材のＤＯ
Ｅでフレア成分となる。コンデンサレンズ６で瞳をリレ
ーされ、反射部材７で反射され（図１４には図２と同様
に反射部材は図示していない）、開口８ａ，８ｂに達す
る（コンデンサレンズ６と開口８ａ，８ｂで決定される
焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得る間隔を
以て並んでいる）。
【００６７】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ９ａ，９ｂに入射する。再結像レンズ９
ａ，９ｂに入射した光束は一直線に並んだ受光素子列１
０ａ，１０ｂに導かれる。ＤＯＥが無い場合のフィルタ
特性は、赤外線を急激に且つ大部分を減衰させる必要が
あったが、ＤＯＥの回折の分光特性でフィルタ自体の負
荷が軽くなり、蒸着膜の構成が簡易にできる。また、赤
外カットフィルタより成る光学部材２１にレンズ作用を
持たせることにより、コンデンサレンズ６と共に瞳伝達
の作用を有する。すなわち、コンデンサレンズ６の集光
作用の負荷が軽くなる。フレア光の処理は、第１実施例
と同様にしても良い。また、図１６のようにコンデンサ
レンズ２６のミラーボックス側をＤＯＥとし、それぞれ
回折光束全体を曲げて、２つのＤＯＥ面で非対称性の収
差の発生をより良くキャンセルしても良い。すなわち、
回折光束全体の折り曲げる方向を、赤外カットフィルタ
より成る光学部材２１のＤＯＥ面とコンデンサレンズ２
６のＤＯＥ面とで逆方向にする。尚、図１６は図１４に
対して９０°回転した方向から示している。このとき、
ＤＯＥの製作や評価を簡単にするため、いずれかのまた
は両方のＤＯＥ面には集光、発散作用を持たせなくても
良い。また、２面のＤＯＥによりさらにＤＯＥによる赤
外カットの作用を強めることができる。図１７にピーク
波長５００ｎｍのＤＯＥを２枚重ねたときの回折効率を
示す。また、回折光の分光特性を比視感度に近づけるこ
とができる。赤外撮影装置や紫外線を含む撮像装置の場
合も、ＤＯＥの分光回折効率のピーク波長をシフトする
ことにより本実施例に含まれることになる。また、コン
トラスト方式の焦点検出光学系の赤外線カットフィル
タ，コンデンサレンズにも、本実施例の赤外カットフィ
ルタ，コンデンサレンズの構成を適用することができ、
本発明に含まれる。
れ再結像レンズ９ａ，９ｂに入射する。再結像レンズ９
ａ，９ｂに入射した光束は一直線に並んだ受光素子列１
０ａ，１０ｂに導かれる。ＤＯＥが無い場合のフィルタ
特性は、赤外線を急激に且つ大部分を減衰させる必要が
あったが、ＤＯＥの回折の分光特性でフィルタ自体の負
荷が軽くなり、蒸着膜の構成が簡易にできる。また、赤
外カットフィルタより成る光学部材２１にレンズ作用を
持たせることにより、コンデンサレンズ６と共に瞳伝達
の作用を有する。すなわち、コンデンサレンズ６の集光
作用の負荷が軽くなる。フレア光の処理は、第１実施例
と同様にしても良い。また、図１６のようにコンデンサ
レンズ２６のミラーボックス側をＤＯＥとし、それぞれ
回折光束全体を曲げて、２つのＤＯＥ面で非対称性の収
差の発生をより良くキャンセルしても良い。すなわち、
回折光束全体の折り曲げる方向を、赤外カットフィルタ
より成る光学部材２１のＤＯＥ面とコンデンサレンズ２
６のＤＯＥ面とで逆方向にする。尚、図１６は図１４に
対して９０°回転した方向から示している。このとき、
ＤＯＥの製作や評価を簡単にするため、いずれかのまた
は両方のＤＯＥ面には集光、発散作用を持たせなくても
良い。また、２面のＤＯＥによりさらにＤＯＥによる赤
外カットの作用を強めることができる。図１７にピーク
波長５００ｎｍのＤＯＥを２枚重ねたときの回折効率を
示す。また、回折光の分光特性を比視感度に近づけるこ
とができる。赤外撮影装置や紫外線を含む撮像装置の場
合も、ＤＯＥの分光回折効率のピーク波長をシフトする
ことにより本実施例に含まれることになる。また、コン
トラスト方式の焦点検出光学系の赤外線カットフィル
タ，コンデンサレンズにも、本実施例の赤外カットフィ
ルタ，コンデンサレンズの構成を適用することができ、
本発明に含まれる。
【００６８】（第３実施例）図１８（ａ）は第３実施例
の焦点検出装置の部分を取り出したものを示したもので
あり、全体の構成は上述した第１および第２の実施例と
同様である。本例においては、コンデンサレンズ６の近
傍で、コンデンサレンズ６のミラーボックス側に巨視的
には平行平面板でコンデンサレンズ側が分光回折効率の
ピーク波長が６００ｎｍ以上、例えば７００ｎｍである
ＤＯＥで構成された赤外カットフィルタの作用を持つ光
学部材３１を配置する。ＤＯＥはレンズ作用を持つ。ま
た、ＤＯＥはキノフォームで構成するのが好適である
が、バイナリ光学素子 で構成しても良い。図１８
（ａ）は本実施例の効果を説明するために赤外カットフ
ィルタより成る光学部材３１とコンデンサレンズ６との
間隔を広げ、長波長側と短波長側の光路を誇張して示し
た。
の焦点検出装置の部分を取り出したものを示したもので
あり、全体の構成は上述した第１および第２の実施例と
同様である。本例においては、コンデンサレンズ６の近
傍で、コンデンサレンズ６のミラーボックス側に巨視的
には平行平面板でコンデンサレンズ側が分光回折効率の
ピーク波長が６００ｎｍ以上、例えば７００ｎｍである
ＤＯＥで構成された赤外カットフィルタの作用を持つ光
学部材３１を配置する。ＤＯＥはレンズ作用を持つ。ま
た、ＤＯＥはキノフォームで構成するのが好適である
が、バイナリ光学素子 で構成しても良い。図１８
（ａ）は本実施例の効果を説明するために赤外カットフ
ィルタより成る光学部材３１とコンデンサレンズ６との
間隔を広げ、長波長側と短波長側の光路を誇張して示し
た。
【００６９】合焦すべき物体を発した光束は、撮影レン
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過し、焦点検出光学系に入射する。光学部材３
１の赤外カットフィルタで焦点検出には不要な赤外光は
減衰される。ＤＯＥで回折されない光束は赤外カットフ
ィルタでレンズ作用を受けずにコンデンサレンズ６に入
射する。ＤＯＥで回折される長波長側の光束はＤＯＥに
よりレンズ作用を受け、コンデンサレンズ６に入射す
る。コンデンサレンズ６の焦点距離は屈折光学系で形成
した場合、図１９に示すように波長が長いほど焦点距離
が長くなる。可視光の短波長側はＤＯＥの影響を受けず
コンデンサレンズ６でのみ集光作用を受ける。ＤＯＥで
レンズ作用を受ける長波長側の光束は、ＤＯＥ面とコン
デンサレンズ６で集光作用を受ける。以下、図１８
（ａ），（ｂ）を参照してこの効果を説明する。
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過し、焦点検出光学系に入射する。光学部材３
１の赤外カットフィルタで焦点検出には不要な赤外光は
減衰される。ＤＯＥで回折されない光束は赤外カットフ
ィルタでレンズ作用を受けずにコンデンサレンズ６に入
射する。ＤＯＥで回折される長波長側の光束はＤＯＥに
よりレンズ作用を受け、コンデンサレンズ６に入射す
る。コンデンサレンズ６の焦点距離は屈折光学系で形成
した場合、図１９に示すように波長が長いほど焦点距離
が長くなる。可視光の短波長側はＤＯＥの影響を受けず
コンデンサレンズ６でのみ集光作用を受ける。ＤＯＥで
レンズ作用を受ける長波長側の光束は、ＤＯＥ面とコン
デンサレンズ６で集光作用を受ける。以下、図１８
（ａ），（ｂ）を参照してこの効果を説明する。
【００７０】図１８（ａ）は本実施例を示し、図１８
（ｂ）は従来例を示すものである。本実施例では、従来
例に対して、短波長側の光束と長波長側の光束の受光素
子面での一致度が高くなっていることがわかる。すなわ
ち、焦点検出機能を高めることができる。これらの効果
は通常の撮影時でも有効であるが、特に可視光の長波長
側または赤外光による補助光使用時に効果がある。ま
た、ＤＯＥのピーク波長の選択やパワーの設定は、焦点
検出光学系のみを考慮して決定しても良いし、撮影レン
ズ系の収差を想定して決定しても良い。また、ＤＯＥで
回折する光束と回折しない光束を有する焦点検出に有効
な波長については、全波長域でのバランスを考え、回折
する光束と回折しない光束の両方を受光素子に導き焦点
検出に用いる。すなわち、受光素子列上では、回折する
光束と回折しない光束の重心位置で評価する。また、Ｄ
ＯＥを短波長側にピークを持たせても同様の効果を得る
ことができる。また、ＤＯＥは、コンデンサレンズに配
置しても良い。このようにコンデンサレンズに配置する
ときは、ＤＯＥを形成する面を平面でなく曲面にするこ
とにより、回折しない光束に対して屈折によるレンズ作
用を与えても良い。また、コントラスト方式の焦点検出
光学系の赤外線カットフィルタ，コンデンサレンズに
も、本実施例の赤外線カットフィルタ，コンデンサレン
ズの構成は適用することができ、本発明に含まれる。
（ｂ）は従来例を示すものである。本実施例では、従来
例に対して、短波長側の光束と長波長側の光束の受光素
子面での一致度が高くなっていることがわかる。すなわ
ち、焦点検出機能を高めることができる。これらの効果
は通常の撮影時でも有効であるが、特に可視光の長波長
側または赤外光による補助光使用時に効果がある。ま
た、ＤＯＥのピーク波長の選択やパワーの設定は、焦点
検出光学系のみを考慮して決定しても良いし、撮影レン
ズ系の収差を想定して決定しても良い。また、ＤＯＥで
回折する光束と回折しない光束を有する焦点検出に有効
な波長については、全波長域でのバランスを考え、回折
する光束と回折しない光束の両方を受光素子に導き焦点
検出に用いる。すなわち、受光素子列上では、回折する
光束と回折しない光束の重心位置で評価する。また、Ｄ
ＯＥを短波長側にピークを持たせても同様の効果を得る
ことができる。また、ＤＯＥは、コンデンサレンズに配
置しても良い。このようにコンデンサレンズに配置する
ときは、ＤＯＥを形成する面を平面でなく曲面にするこ
とにより、回折しない光束に対して屈折によるレンズ作
用を与えても良い。また、コントラスト方式の焦点検出
光学系の赤外線カットフィルタ，コンデンサレンズに
も、本実施例の赤外線カットフィルタ，コンデンサレン
ズの構成は適用することができ、本発明に含まれる。
【００７１】（第４実施例）第４実施例は可視領域を対
象とし、赤外光，または可視光の長波長側の波長領域を
持つ補助光を有する撮影装置に対応した焦点検出光学系
である。図２０は第４実施例の焦点検出光学系の部分を
取り出したものを示しており、全体の構成は図７に示し
た第１の実施例と同様である。本例においては、コンデ
ンサレンズ４６の近傍で、コンデンサレンズ４６のミラ
ーボックス側に巨視的には平行平面板でコンデンサレン
ズ側がＤＯＥで構成された赤外カットフィルタの作用を
持つ光学部材４１が配置されている。ＤＯＥはレンズ作
用を持つ。また、ＤＯＥの回折分光特性のピーク波長を
７００ｎｍから１３００ｎｍに設定する。補助光と可視
光１の分離度を良くするには、すなわちＤＯＥの可視光
束への影響力を小さくするには、ＤＯＥの回折分光特性
のピーク波長を９００ｎｍから１３００ｎｍに設定す
る。例えば、ＤＯＥの回折分光特性のピーク波長を１１
００ｎｍしたときのは回折分光特性を図２１に示す。本
実施例においては、さらにコンデンサレンズ４６の一方
の面には、回折分光特性のピーク波長が４００ｎｍから
６００ｎｍ、例えば５００ｎｍのＤＯＥが構成されてい
る。これらのＤＯＥはキノフォームで構成するのが好適
であるが、バイナリ光学素子 で構成しても良い。
象とし、赤外光，または可視光の長波長側の波長領域を
持つ補助光を有する撮影装置に対応した焦点検出光学系
である。図２０は第４実施例の焦点検出光学系の部分を
取り出したものを示しており、全体の構成は図７に示し
た第１の実施例と同様である。本例においては、コンデ
ンサレンズ４６の近傍で、コンデンサレンズ４６のミラ
ーボックス側に巨視的には平行平面板でコンデンサレン
ズ側がＤＯＥで構成された赤外カットフィルタの作用を
持つ光学部材４１が配置されている。ＤＯＥはレンズ作
用を持つ。また、ＤＯＥの回折分光特性のピーク波長を
７００ｎｍから１３００ｎｍに設定する。補助光と可視
光１の分離度を良くするには、すなわちＤＯＥの可視光
束への影響力を小さくするには、ＤＯＥの回折分光特性
のピーク波長を９００ｎｍから１３００ｎｍに設定す
る。例えば、ＤＯＥの回折分光特性のピーク波長を１１
００ｎｍしたときのは回折分光特性を図２１に示す。本
実施例においては、さらにコンデンサレンズ４６の一方
の面には、回折分光特性のピーク波長が４００ｎｍから
６００ｎｍ、例えば５００ｎｍのＤＯＥが構成されてい
る。これらのＤＯＥはキノフォームで構成するのが好適
であるが、バイナリ光学素子 で構成しても良い。
【００７２】合焦すべき物体を発した光束は、撮影レン
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過して焦点検出光学系に入射する。光学部材４
１を構成する赤外カットフィルタで焦点検出には不要な
赤外光は減衰される。さらに回折分光特性のピーク波長
を７００ｎｍから９００ｎｍのＤＯＥで補助光の光束が
レンズ作用を受ける。更に光束はコンデンサレンズ４６
に入射する。回折分光特性のピーク波長を４００ｎｍか
ら６００ｎｍのＤＯＥで撮影に使われる可視領域の波長
の光束がレンズ作用を受ける。補助光の使われる波長域
の光束は０次光として回折されずにコンデンサレンズ４
６に入射する。コンデンサレンズ４６を射出後の作用は
第１実施例と同様である。すなわち、補助光と撮影用の
波長域の光束とがそれぞれ独立にレンズ作用を受けるこ
とにより、撮影レンズの色収差や焦点検出光学系の色収
差による補助光使用時の測距精度の劣化を軽減する効果
がある。ピーク波長の違うＤＯＥの配置はこの実施例の
配置に限定されることはなく、赤外カットフィルタやコ
ンデンサレンズのいずれの面に配置しても本発明に含ま
れる。また、コントラスト方式の焦点検出光学系の赤外
線カットフィルタ，コンデンサレンズにも、本実施例の
赤外線カットフィルタ，コンデンサレンズの構成は適用
することができ、本発明に含まれる。
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過して焦点検出光学系に入射する。光学部材４
１を構成する赤外カットフィルタで焦点検出には不要な
赤外光は減衰される。さらに回折分光特性のピーク波長
を７００ｎｍから９００ｎｍのＤＯＥで補助光の光束が
レンズ作用を受ける。更に光束はコンデンサレンズ４６
に入射する。回折分光特性のピーク波長を４００ｎｍか
ら６００ｎｍのＤＯＥで撮影に使われる可視領域の波長
の光束がレンズ作用を受ける。補助光の使われる波長域
の光束は０次光として回折されずにコンデンサレンズ４
６に入射する。コンデンサレンズ４６を射出後の作用は
第１実施例と同様である。すなわち、補助光と撮影用の
波長域の光束とがそれぞれ独立にレンズ作用を受けるこ
とにより、撮影レンズの色収差や焦点検出光学系の色収
差による補助光使用時の測距精度の劣化を軽減する効果
がある。ピーク波長の違うＤＯＥの配置はこの実施例の
配置に限定されることはなく、赤外カットフィルタやコ
ンデンサレンズのいずれの面に配置しても本発明に含ま
れる。また、コントラスト方式の焦点検出光学系の赤外
線カットフィルタ，コンデンサレンズにも、本実施例の
赤外線カットフィルタ，コンデンサレンズの構成は適用
することができ、本発明に含まれる。
【００７３】本実施例においては、好ましくは以下の式
を満足することが望ましい。但しλ R は長波長側を対象
としたＤＯＥの回折効率のピーク波長とし、λG は可視
光域を対象としたＤＯＥの回折効率のピーク波長とす
る。 ２００ｎｍ＜λR −λG ＜８００ｎｍ （１０） この（１０）式の下限を越えると両方のＤＯＥで回折を
受ける光束が多くなりすぎ好ましくない。上限を越える
とλG とλR の間の波長でいずれのＤＯＥでも回折を受
けない光束が多くなりすぎ好ましくない。更に、上限を
４００ｎｍにすることによりいずれのＤＯＥでも回折を
受けない光束が少なくなり好ましい。ただし、いずれの
ＤＯＥでも回折を受けない光束についても考慮して構成
する場合にはこの限りではない。すなわち、屈折による
レンズ作用のみで中波長を対象として構成し、一つのＤ
ＯＥで短波長側の光束を対象に補正し、もう一つのＤＯ
Ｅを長波長側の光束を対象に補正する。この場合、下限
を４００ｎｍにするといずれのＤＯＥでも回折を受けな
い光束の範囲が広がり好ましい。
を満足することが望ましい。但しλ R は長波長側を対象
としたＤＯＥの回折効率のピーク波長とし、λG は可視
光域を対象としたＤＯＥの回折効率のピーク波長とす
る。 ２００ｎｍ＜λR −λG ＜８００ｎｍ （１０） この（１０）式の下限を越えると両方のＤＯＥで回折を
受ける光束が多くなりすぎ好ましくない。上限を越える
とλG とλR の間の波長でいずれのＤＯＥでも回折を受
けない光束が多くなりすぎ好ましくない。更に、上限を
４００ｎｍにすることによりいずれのＤＯＥでも回折を
受けない光束が少なくなり好ましい。ただし、いずれの
ＤＯＥでも回折を受けない光束についても考慮して構成
する場合にはこの限りではない。すなわち、屈折による
レンズ作用のみで中波長を対象として構成し、一つのＤ
ＯＥで短波長側の光束を対象に補正し、もう一つのＤＯ
Ｅを長波長側の光束を対象に補正する。この場合、下限
を４００ｎｍにするといずれのＤＯＥでも回折を受けな
い光束の範囲が広がり好ましい。
【００７４】また、本実施例においては、好ましくは以
下の式（１１）を満足することが望ましい。但しλR は
長波長側を対象としたＤＯＥの回折効率のピーク波長と
し、λS は補助光のピーク波長または平均波長とする。 −２００ｎｍ＜λR −λs ＜５００ｎｍ （１１） この（１１）式の上限，下限を越えると長波長側を対象
としたＤＯＥで補助光に十分レンズ作用を与えられな
い。
下の式（１１）を満足することが望ましい。但しλR は
長波長側を対象としたＤＯＥの回折効率のピーク波長と
し、λS は補助光のピーク波長または平均波長とする。 −２００ｎｍ＜λR −λs ＜５００ｎｍ （１１） この（１１）式の上限，下限を越えると長波長側を対象
としたＤＯＥで補助光に十分レンズ作用を与えられな
い。
【００７５】（第５実施例）図２２は第５実施例の焦点
検出光学系の部分を取り出したものを示している。本実
施例の焦点検出光学系を設けた撮影装置全体の構成は図
７に示した第１の実施例と同様である。本例において
は、再結像レンズ５９ａ，５９ｂのミラーボックス側の
面はＤＯＥで構成されている。ＤＯＥはキノフォームで
構成するのが好適であるが、バイナリ光学素子 で構成
しても良い。合焦すべき物体を発した光束は、撮影レン
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過してサ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過し焦点検出光学系に入射する。コンデンサレ
ンズ６で瞳をリレーされ、反射部材７で反射され、開口
８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ６と開口８ａ，
８ｂで決定される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を
確保し得る間隔を以て並んでいる）。
検出光学系の部分を取り出したものを示している。本実
施例の焦点検出光学系を設けた撮影装置全体の構成は図
７に示した第１の実施例と同様である。本例において
は、再結像レンズ５９ａ，５９ｂのミラーボックス側の
面はＤＯＥで構成されている。ＤＯＥはキノフォームで
構成するのが好適であるが、バイナリ光学素子 で構成
しても良い。合焦すべき物体を発した光束は、撮影レン
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過してサ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過し焦点検出光学系に入射する。コンデンサレ
ンズ６で瞳をリレーされ、反射部材７で反射され、開口
８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ６と開口８ａ，
８ｂで決定される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を
確保し得る間隔を以て並んでいる）。
【００７６】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ５９ａ，５９ｂに入射する。再結像レン
ズ５９ａ，５９ｂに入射した光束は一直線に並んだ受光
素子列１０ａ，１０ｂに導かれる。再結像レンズ５９
ａ，５９ｂを入射面側から見た図を図２３に示す。図２
２から分かるように再結像レンズ５９ａ，５９ｂは巨視
的には平行平面板である。図２３に示すように各再結像
レンズ５９ａ，５９ｂは同心円上の回折格子から形成さ
れる。２つの再結像レンズ５９ａ，５９ｂの中心間隔や
各再結像レンズ５９ａ，５９ｂのパワーの誤差（屈折系
でのニュートンリングで測定する誤差）や非対称的な製
作誤差（屈折系でのアスやクセ）は、回折格子を拡大し
２次元的に観察解析することにより測定でき、従来の３
次元的測定に比べ容易かつ精度よく部品の品質管理を行
える。また、回折格子はリソグラフィ的手法等を用いる
ことにより比較的自由なパターンを構成できる。この実
施例では２つの再結像レンズの有効範囲が近接している
ので、より大きい有効範囲を確保することが可能とな
る。尚、ＤＯＥで回折しない０次光は、図２４で示すよ
うにフレア光として処理しても良い。この時、図１１に
示すようにフレア光を用いて高周波成分のコントラスト
を劣化させ、エリアジング（モワレ）を防止しても良
い。尚、焦点検出に用いる低周波成分のコントラストは
高周波成分のコントラストより高いのでフレア光がのっ
てもコントラストが十分残る。
れ再結像レンズ５９ａ，５９ｂに入射する。再結像レン
ズ５９ａ，５９ｂに入射した光束は一直線に並んだ受光
素子列１０ａ，１０ｂに導かれる。再結像レンズ５９
ａ，５９ｂを入射面側から見た図を図２３に示す。図２
２から分かるように再結像レンズ５９ａ，５９ｂは巨視
的には平行平面板である。図２３に示すように各再結像
レンズ５９ａ，５９ｂは同心円上の回折格子から形成さ
れる。２つの再結像レンズ５９ａ，５９ｂの中心間隔や
各再結像レンズ５９ａ，５９ｂのパワーの誤差（屈折系
でのニュートンリングで測定する誤差）や非対称的な製
作誤差（屈折系でのアスやクセ）は、回折格子を拡大し
２次元的に観察解析することにより測定でき、従来の３
次元的測定に比べ容易かつ精度よく部品の品質管理を行
える。また、回折格子はリソグラフィ的手法等を用いる
ことにより比較的自由なパターンを構成できる。この実
施例では２つの再結像レンズの有効範囲が近接している
ので、より大きい有効範囲を確保することが可能とな
る。尚、ＤＯＥで回折しない０次光は、図２４で示すよ
うにフレア光として処理しても良い。この時、図１１に
示すようにフレア光を用いて高周波成分のコントラスト
を劣化させ、エリアジング（モワレ）を防止しても良
い。尚、焦点検出に用いる低周波成分のコントラストは
高周波成分のコントラストより高いのでフレア光がのっ
てもコントラストが十分残る。
【００７７】（第６実施例）図２５は第６実施例の焦点
検出光学系の部分を取り出したものを示しており、全体
の構成は図７に示した第１の実施例と同様である。本実
施例においては、反射部材７の後方に配置される再結像
レンズ６９ａ，６９ｂのミラーボックス側の面を、明る
さ絞りの機能を有するＤＯＥ面で構成する。このＤＯＥ
はキノフォームで構成するのが好適であるが、バイナリ
光学素子 で構成しても良い。合焦すべき物体を発した
光束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリターンミラ
ー２を透過し、サブミラー３を経て予定結像面４に達す
る。撮影レンズ１が合焦状態のとき、予定結像面４上に
結像する。予定結像面４を通過した光束は、ミラーボッ
クス底部の視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射
する。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ、反射部材
７で反射され再結像レンズ６９ａ，６９ｂに達する（コ
ンデンサレンズ６と再結像レンズ６９ａ，６９ｂで決定
される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得る
間隔を以て並んでいる）。
検出光学系の部分を取り出したものを示しており、全体
の構成は図７に示した第１の実施例と同様である。本実
施例においては、反射部材７の後方に配置される再結像
レンズ６９ａ，６９ｂのミラーボックス側の面を、明る
さ絞りの機能を有するＤＯＥ面で構成する。このＤＯＥ
はキノフォームで構成するのが好適であるが、バイナリ
光学素子 で構成しても良い。合焦すべき物体を発した
光束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリターンミラ
ー２を透過し、サブミラー３を経て予定結像面４に達す
る。撮影レンズ１が合焦状態のとき、予定結像面４上に
結像する。予定結像面４を通過した光束は、ミラーボッ
クス底部の視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射
する。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ、反射部材
７で反射され再結像レンズ６９ａ，６９ｂに達する（コ
ンデンサレンズ６と再結像レンズ６９ａ，６９ｂで決定
される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得る
間隔を以て並んでいる）。
【００７８】図２６に再結像レンズ６９ａ，６９ｂを示
す。再結像レンズ６９ａ，６９ｂを形成する回折格子は
各レンズの有効範囲内のみに形成され、この有効範囲が
明るさ絞りの作用を持つ。すなわち、コンデンサレンズ
６を射出した光束は再結像レンズに到達するが、各再結
像レンズ６９ａ，６９ｂの無効範囲６９ｃに入射した光
束はレンズ作用を受けず再結像レンズを経て受光素子列
に到達する光束は弱くまたコントラストもつかずフレア
として処理され焦点検出機能には影響を与えない。一
方、結像レンズの有効範囲内に入射した光束はレンズ作
用を受け再結像レンズを経て受光素子列に到達する光束
はコントラストがつき受光素子列から焦点検出に有効な
光強度分布を出力できる。本実施例では明るさ絞り単独
の機能を持つ部材を設けないことにより、部材コスト，
組み立てコスト，焦点検出精度の劣化要因を削減するこ
とができる。また、各再結像レンズの無効範囲６９ｃに
遮光シールを貼ったり、遮光ためのプリントを行っても
良い。従来の屈折レンズの再結像レンズは有効範囲外に
も曲面があるが、本実施例では無効範囲６９ｃは平面な
ので、容易に処理できる。
す。再結像レンズ６９ａ，６９ｂを形成する回折格子は
各レンズの有効範囲内のみに形成され、この有効範囲が
明るさ絞りの作用を持つ。すなわち、コンデンサレンズ
６を射出した光束は再結像レンズに到達するが、各再結
像レンズ６９ａ，６９ｂの無効範囲６９ｃに入射した光
束はレンズ作用を受けず再結像レンズを経て受光素子列
に到達する光束は弱くまたコントラストもつかずフレア
として処理され焦点検出機能には影響を与えない。一
方、結像レンズの有効範囲内に入射した光束はレンズ作
用を受け再結像レンズを経て受光素子列に到達する光束
はコントラストがつき受光素子列から焦点検出に有効な
光強度分布を出力できる。本実施例では明るさ絞り単独
の機能を持つ部材を設けないことにより、部材コスト，
組み立てコスト，焦点検出精度の劣化要因を削減するこ
とができる。また、各再結像レンズの無効範囲６９ｃに
遮光シールを貼ったり、遮光ためのプリントを行っても
良い。従来の屈折レンズの再結像レンズは有効範囲外に
も曲面があるが、本実施例では無効範囲６９ｃは平面な
ので、容易に処理できる。
【００７９】（第７実施例）図２７（ａ）は第７実施例
の焦点検出光学系の部分を取り出したものを示してい
る。図２７（ｂ）はこの第７実施例の焦点検出光学系の
部分を図２７（ａ）に対して光軸を中心に９０°回転し
た方向から示したものである。撮影装置全体の構成は図
７に示したものと同様であり、本実施例においては、再
結像レンズ７９ａ，７９ｂの受光素子列７０ａ，７０ｂ
側の面をＤＯＥで構成する。ＤＯＥはキノフォームで構
成するのが好適であるが、バイナリ光学素子 で構成し
ても良い。合焦すべき物体を発した光束は、撮影レンズ
１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サブ
ミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１が
合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結像
面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞り
５を通過して焦点検出光学系に入射する。コンデンサレ
ンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で反射され、開口８
ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ６と開口８ａ，８
ｂで決定される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確
保し得る間隔を以て並んでいる）。
の焦点検出光学系の部分を取り出したものを示してい
る。図２７（ｂ）はこの第７実施例の焦点検出光学系の
部分を図２７（ａ）に対して光軸を中心に９０°回転し
た方向から示したものである。撮影装置全体の構成は図
７に示したものと同様であり、本実施例においては、再
結像レンズ７９ａ，７９ｂの受光素子列７０ａ，７０ｂ
側の面をＤＯＥで構成する。ＤＯＥはキノフォームで構
成するのが好適であるが、バイナリ光学素子 で構成し
ても良い。合焦すべき物体を発した光束は、撮影レンズ
１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サブ
ミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１が
合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結像
面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞り
５を通過して焦点検出光学系に入射する。コンデンサレ
ンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で反射され、開口８
ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ６と開口８ａ，８
ｂで決定される焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確
保し得る間隔を以て並んでいる）。
【００８０】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ７９ａ，７９ｂに入射する。再結像レン
ズ７９ａ，７９ｂに入射した光束は再結像レンズ射出時
に開口８ａ，８ｂの並び方向に垂直方向にそれぞれ逆の
屈曲作用を受け平行に並んだ受光素子列７０ａ，７０ｂ
に導かれる。図２８（ａ）に再結像レンズの射出側にＤ
ＯＥを用いた場合、図２８（ｂ）に再結像レンズの射出
側に屈折作用を用いた場合について一つの再結像系につ
いて一次結像面の像面と受光素子列面の関係について示
した。図２８（ｂ）のように結像レンズの射出側に屈折
作用を用いて屈曲させると受光素子列面に対して像面が
傾く。これより、もう一方の再結像系の像面は逆向きに
傾けることになる。すなわち、受光素子列面を像面と一
致させるとそれぞれの受光素子列を同一面上に形成でき
なくなり、製作が困難になる。一方、図２８（ａ）の様
に射出側にＤＯＥを用いて屈曲させると受光素子列面に
対して像面を一致させることができる。受光素子列と像
面が一致してないと受光素子列の上側と下側で実質的な
倍率が変化してしまう。つまり平行に並んだ２つのそれ
ぞれの受光素子列の外側と内側の倍率が異なることにな
り、同一の像を２つの受光素子列で比較するという原理
からはずれ、測距誤差の要因となる。すなわち、ＤＯＥ
を用いることにより測距精度の劣化を防げる効果があ
る。また、ＤＯＥで回折しない所謂０次光は、図２９に
示すように２つの受光素子列７０ａ，７０ｂの間に集光
させる。
れ再結像レンズ７９ａ，７９ｂに入射する。再結像レン
ズ７９ａ，７９ｂに入射した光束は再結像レンズ射出時
に開口８ａ，８ｂの並び方向に垂直方向にそれぞれ逆の
屈曲作用を受け平行に並んだ受光素子列７０ａ，７０ｂ
に導かれる。図２８（ａ）に再結像レンズの射出側にＤ
ＯＥを用いた場合、図２８（ｂ）に再結像レンズの射出
側に屈折作用を用いた場合について一つの再結像系につ
いて一次結像面の像面と受光素子列面の関係について示
した。図２８（ｂ）のように結像レンズの射出側に屈折
作用を用いて屈曲させると受光素子列面に対して像面が
傾く。これより、もう一方の再結像系の像面は逆向きに
傾けることになる。すなわち、受光素子列面を像面と一
致させるとそれぞれの受光素子列を同一面上に形成でき
なくなり、製作が困難になる。一方、図２８（ａ）の様
に射出側にＤＯＥを用いて屈曲させると受光素子列面に
対して像面を一致させることができる。受光素子列と像
面が一致してないと受光素子列の上側と下側で実質的な
倍率が変化してしまう。つまり平行に並んだ２つのそれ
ぞれの受光素子列の外側と内側の倍率が異なることにな
り、同一の像を２つの受光素子列で比較するという原理
からはずれ、測距誤差の要因となる。すなわち、ＤＯＥ
を用いることにより測距精度の劣化を防げる効果があ
る。また、ＤＯＥで回折しない所謂０次光は、図２９に
示すように２つの受光素子列７０ａ，７０ｂの間に集光
させる。
【００８１】（第８実施例）図３０は第８実施例を一眼
レフカメラボディの底部に配したものを示したものであ
る。図３１（ａ）は第８実施例の焦点検出光学系の部分
を取り出したものを示している。図３１（ｂ）は第８実
施例の焦点検出光学系の部分を図３１（ａ）に対して光
軸を中心に９０度回転した方向から見た図である。撮影
レンズ１とフィルム等撮像面の間のミラーボックス内に
配置された半透明部材からなるクイックリターンミラー
２と、このクイックリターンミラーの裏面に取り付けら
れたサブミラー３と、サブミラー３とミラーボックス底
部の間に配置された撮影レンズ１の予定結像面４と、ミ
ラーボックス底部に配置された視野絞り５と、視野絞り
５の近傍でミラーボックス外に配置されたコンデンサレ
ンズ６と、コンデンサレンズ６の後方に配置された反射
部材７（図３１（ａ），図３１（ｂ）では図示していな
い）と、反射部材７の後方に配置された図３０において
紙面と垂直な方向に並ぶ２つの開口部８ａ，８ｂを有す
る明るさ絞りと、それぞれに対応する再結像レンズ８９
ａ，８９ｂと、再結像レンズ８９ａ，８９ｂから射出し
た光束の光路上に結像位置付近に平行に配置された受光
素子列７０ａ，７０ｂとを具えるものである。再結像レ
ンズ８９ａ，８９ｂのパワーは２つの再結像レンズの並
ぶ方向と２つの再結像レンズの並ぶ方向に垂直な方向で
異なる。すなわち、２つの再結像レンズの並ぶ方向の再
結像レンズのパワーをφｈ、２つの再結像レンズの並ぶ
方向に垂直な方向の再結像レンズのパワーをφｖとする
と下式（１２）式を満たすものである。 φｈ ＜ φｖ （１２）
レフカメラボディの底部に配したものを示したものであ
る。図３１（ａ）は第８実施例の焦点検出光学系の部分
を取り出したものを示している。図３１（ｂ）は第８実
施例の焦点検出光学系の部分を図３１（ａ）に対して光
軸を中心に９０度回転した方向から見た図である。撮影
レンズ１とフィルム等撮像面の間のミラーボックス内に
配置された半透明部材からなるクイックリターンミラー
２と、このクイックリターンミラーの裏面に取り付けら
れたサブミラー３と、サブミラー３とミラーボックス底
部の間に配置された撮影レンズ１の予定結像面４と、ミ
ラーボックス底部に配置された視野絞り５と、視野絞り
５の近傍でミラーボックス外に配置されたコンデンサレ
ンズ６と、コンデンサレンズ６の後方に配置された反射
部材７（図３１（ａ），図３１（ｂ）では図示していな
い）と、反射部材７の後方に配置された図３０において
紙面と垂直な方向に並ぶ２つの開口部８ａ，８ｂを有す
る明るさ絞りと、それぞれに対応する再結像レンズ８９
ａ，８９ｂと、再結像レンズ８９ａ，８９ｂから射出し
た光束の光路上に結像位置付近に平行に配置された受光
素子列７０ａ，７０ｂとを具えるものである。再結像レ
ンズ８９ａ，８９ｂのパワーは２つの再結像レンズの並
ぶ方向と２つの再結像レンズの並ぶ方向に垂直な方向で
異なる。すなわち、２つの再結像レンズの並ぶ方向の再
結像レンズのパワーをφｈ、２つの再結像レンズの並ぶ
方向に垂直な方向の再結像レンズのパワーをφｖとする
と下式（１２）式を満たすものである。 φｈ ＜ φｖ （１２）
【００８２】φｈ，φｖの具体的な決定法は以下のよう
にする。すなわちコンデンサレンズ６とφｈの再結像レ
ンズ８９ａ，８９ｂによる予定結像面４の共役面ＲＩｈ
とコンデンサレンズと、φｖの再結像レンズによる視野
枠５の共役面ＲＩｖがほぼ同じ位置になるようにφｈ，
φｖを決定する。また、受光素子列面は共役面ＲＩｖと
ほぼ同じ面に配置する。再結像レンズの射出面をシリン
ドリカルレンズで構成することによりφｈとφｖとに差
を与えることができる。
にする。すなわちコンデンサレンズ６とφｈの再結像レ
ンズ８９ａ，８９ｂによる予定結像面４の共役面ＲＩｈ
とコンデンサレンズと、φｖの再結像レンズによる視野
枠５の共役面ＲＩｖがほぼ同じ位置になるようにφｈ，
φｖを決定する。また、受光素子列面は共役面ＲＩｖと
ほぼ同じ面に配置する。再結像レンズの射出面をシリン
ドリカルレンズで構成することによりφｈとφｖとに差
を与えることができる。
【００８３】合焦すべき物体を発した光束は、撮影レン
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過してサ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部に配置さ
れた視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射する。
コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で反射
され、開口８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ６と
開口８ａ，８ｂで決定される焦点検出光学系の入射瞳は
合焦精度を確保し得る間隔を以て並んでいる）。
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過してサ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部に配置さ
れた視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射する。
コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で反射
され、開口８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ６と
開口８ａ，８ｂで決定される焦点検出光学系の入射瞳は
合焦精度を確保し得る間隔を以て並んでいる）。
【００８４】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ８９ａ，８９ｂに入射する。再結像レン
ズ８９ａ，８９ｂから射出される時に光束の２つの再結
像レンズの並ぶ方向に垂直な方向に対してレンズ作用を
受け受光素子列７０ａ，７０ｂへ導かれる。図３２
（ａ）に示す様に受光素子列７０ａ，７０ｂ上には、受
光素子列方向には一次結像面４上の像、すなわち合焦時
の被写体の像が結像し、２つの受光素子列の並ぶ方向に
は視野枠５の像が結像する。本実施例では、対応しない
再結像レンズから受光素子列への光束は視野枠で遮光さ
れフレア光の発生が少ないため、２つの受光素子列を近
づけることができる。図３２（ｂ）に予定結像面がミラ
ーボックス内にある従来の焦点検出光学系による受光素
子列面上の像を示す。本実施例の再結像レンズの構成と
して、シリンドリカルレンズを用いず各再結像レンズの
入射側の曲率を再結像レンズの並び方向と再結像レンズ
の並び方向に垂直方向とで変化されるアナモフィックレ
ンズにしても同じ効果を得ることができる。このとき、
再結像レンズの射出面より像面から離れた位置にパワー
の発生を配置できるので、φｈとφｖの差を小さくで
き、また、パワーの発生箇所を減らせる点では有利だ
が、アナモフィックレンズの製作，評価は通常のレンズ
やシリンドリカルレンズに対して難しく、通常のレンズ
やシリンドリカルレンズで構成するのが望ましい。ま
た、本実施例の再結像レンズの構成として、シリンドリ
カルレンズを再結像レンズの並び方向にパワーを持たせ
るようにしても同じ効果が得られ本発明に含まれるが、
再結像レンズの並び方向の有効範囲は再結像レンズの並
び方向の垂直方向の有効範囲に対して長いので、再結像
レンズの並び方向の垂直方向にパワーを持つシリンドリ
カルレンズで構成するのが望ましい。また、コンデンサ
レンズをアナモフィック光学系にすることによっても同
様の効果が得られるが、通常、コンデンサレンズは視野
枠に近すぎ直交したそれぞれの方向のパワーの差をより
大きくする必要がある。
れ再結像レンズ８９ａ，８９ｂに入射する。再結像レン
ズ８９ａ，８９ｂから射出される時に光束の２つの再結
像レンズの並ぶ方向に垂直な方向に対してレンズ作用を
受け受光素子列７０ａ，７０ｂへ導かれる。図３２
（ａ）に示す様に受光素子列７０ａ，７０ｂ上には、受
光素子列方向には一次結像面４上の像、すなわち合焦時
の被写体の像が結像し、２つの受光素子列の並ぶ方向に
は視野枠５の像が結像する。本実施例では、対応しない
再結像レンズから受光素子列への光束は視野枠で遮光さ
れフレア光の発生が少ないため、２つの受光素子列を近
づけることができる。図３２（ｂ）に予定結像面がミラ
ーボックス内にある従来の焦点検出光学系による受光素
子列面上の像を示す。本実施例の再結像レンズの構成と
して、シリンドリカルレンズを用いず各再結像レンズの
入射側の曲率を再結像レンズの並び方向と再結像レンズ
の並び方向に垂直方向とで変化されるアナモフィックレ
ンズにしても同じ効果を得ることができる。このとき、
再結像レンズの射出面より像面から離れた位置にパワー
の発生を配置できるので、φｈとφｖの差を小さくで
き、また、パワーの発生箇所を減らせる点では有利だ
が、アナモフィックレンズの製作，評価は通常のレンズ
やシリンドリカルレンズに対して難しく、通常のレンズ
やシリンドリカルレンズで構成するのが望ましい。ま
た、本実施例の再結像レンズの構成として、シリンドリ
カルレンズを再結像レンズの並び方向にパワーを持たせ
るようにしても同じ効果が得られ本発明に含まれるが、
再結像レンズの並び方向の有効範囲は再結像レンズの並
び方向の垂直方向の有効範囲に対して長いので、再結像
レンズの並び方向の垂直方向にパワーを持つシリンドリ
カルレンズで構成するのが望ましい。また、コンデンサ
レンズをアナモフィック光学系にすることによっても同
様の効果が得られるが、通常、コンデンサレンズは視野
枠に近すぎ直交したそれぞれの方向のパワーの差をより
大きくする必要がある。
【００８５】（第９実施例）図３３（ａ）は第９実施例
の焦点検出光学系の部分を取り出したものを示してい
る。図３３（ｂ）は第９実施例の焦点検出光学系の部分
を図３３（ａ）に対して光軸を中心に９０度回転した方
向から見た図である。撮影レンズを含む全体の構成は図
７に示した第１の実施例と同様である。本例では、反射
部材７の後方に配置された２つの開口部８ａ，８ｂから
成る明るさ絞りのそれぞれに対応する再結像レンズ９９
ａ，９９ｂを配置するとともにこれらの再結像レンズ９
９ａ，９９ｂから射出した光束の光路上に結像位置付近
に平行に配置された受光素子列７０ａ，７０ｂを配置す
る。これら再結像レンズ９９ａ，９９ｂのパワーは２つ
の再結像レンズの並ぶ方向と２つの再結像レンズの並ぶ
方向に垂直な方向とで異なり、ＤＯＥで構成される。す
なわち、２つの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向の再結像レ
ンズのパワーをφｈ，２つの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方
向に垂直な方向の再結像レンズのパワーをφｖとする
と、下式（１３）式を満たすように構成する。 φｈ ＜ φｖ （１３）
の焦点検出光学系の部分を取り出したものを示してい
る。図３３（ｂ）は第９実施例の焦点検出光学系の部分
を図３３（ａ）に対して光軸を中心に９０度回転した方
向から見た図である。撮影レンズを含む全体の構成は図
７に示した第１の実施例と同様である。本例では、反射
部材７の後方に配置された２つの開口部８ａ，８ｂから
成る明るさ絞りのそれぞれに対応する再結像レンズ９９
ａ，９９ｂを配置するとともにこれらの再結像レンズ９
９ａ，９９ｂから射出した光束の光路上に結像位置付近
に平行に配置された受光素子列７０ａ，７０ｂを配置す
る。これら再結像レンズ９９ａ，９９ｂのパワーは２つ
の再結像レンズの並ぶ方向と２つの再結像レンズの並ぶ
方向に垂直な方向とで異なり、ＤＯＥで構成される。す
なわち、２つの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向の再結像レ
ンズのパワーをφｈ，２つの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方
向に垂直な方向の再結像レンズのパワーをφｖとする
と、下式（１３）式を満たすように構成する。 φｈ ＜ φｖ （１３）
【００８６】φｈ，φｖの具体的な決定法は以下のよう
にする。すなわち、コンデンサレンズ６とφｈの再結像
レンズによる予定結像面４の共役面ＲＩｈとコンデンサ
レンズとφｖの再結像レンズによる開口（視野枠）５の
共役面ＲＩｖとがほぼ同じ位置になるようにφｈ，φｖ
を決定する。また、受光素子列面は共役面ＲＩｖと概略
同じ面に配置する。図３４に示すようにそれぞれの再結
像レンズ９９ａ，９９ｂを構成する回折格子は、明るさ
絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向と明るさ絞りの開口
部８ａ，８ｂの並ぶ方向に垂直な方向で半径の異なる所
謂楕円となる。合焦すべき物体を発した光束は、撮影レ
ンズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過して
サブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ
１が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定
結像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部に配置
された視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射す
る。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で
反射され、開口８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ
６と開口８ａ，８ｂで決定される焦点検出光学系の入射
瞳は合焦精度を確保し得る間隔を以て並んでいる）。
にする。すなわち、コンデンサレンズ６とφｈの再結像
レンズによる予定結像面４の共役面ＲＩｈとコンデンサ
レンズとφｖの再結像レンズによる開口（視野枠）５の
共役面ＲＩｖとがほぼ同じ位置になるようにφｈ，φｖ
を決定する。また、受光素子列面は共役面ＲＩｖと概略
同じ面に配置する。図３４に示すようにそれぞれの再結
像レンズ９９ａ，９９ｂを構成する回折格子は、明るさ
絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向と明るさ絞りの開口
部８ａ，８ｂの並ぶ方向に垂直な方向で半径の異なる所
謂楕円となる。合焦すべき物体を発した光束は、撮影レ
ンズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過して
サブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ
１が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定
結像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部に配置
された視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射す
る。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で
反射され、開口８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ
６と開口８ａ，８ｂで決定される焦点検出光学系の入射
瞳は合焦精度を確保し得る間隔を以て並んでいる）。
【００８７】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ９９ａ，９９ｂに入射する。再結像レン
ズ９９ａ，９９ｂから射出されるときに光束の２つの再
結像レンズの並ぶ方向に垂直な方向に対してレンズ作用
を受け、受光素子列７０ａ，７０ｂへ導かれる。受光素
子列７０ａ，７０ｂ上には、受光素子列方向には一次結
像面４上の像、すなわち合焦時の被写体の像が結像し、
２つの受光素子列の並ぶ方向には視野枠５の像が結像す
る。本実施例では、対応しない再結像レンズから受光素
子列への光束は視野枠で遮光され有害光の発生が少ない
ため、２つの受光素子列を近づけることができる。本実
施例の再結像レンズ９９ａ，９９ｂの構成は、ＤＯＥで
アナモフィックレンズを構成しているので製作，評価は
通常の屈折型レンズでアナモフィックレンズを構成する
場合より容易である。すなわち、ＤＯＥの場合、リソグ
ラフィの手法で製作が可能であり、これは容易に２次元
的な設計情報からＤＯＥを製作できる。また、出来栄え
評価についても、顕微鏡等で回折格子を観察し得られる
２次元情報でほぼできるので、屈折型のアナモフィック
レンズより容易に行われる。
れ再結像レンズ９９ａ，９９ｂに入射する。再結像レン
ズ９９ａ，９９ｂから射出されるときに光束の２つの再
結像レンズの並ぶ方向に垂直な方向に対してレンズ作用
を受け、受光素子列７０ａ，７０ｂへ導かれる。受光素
子列７０ａ，７０ｂ上には、受光素子列方向には一次結
像面４上の像、すなわち合焦時の被写体の像が結像し、
２つの受光素子列の並ぶ方向には視野枠５の像が結像す
る。本実施例では、対応しない再結像レンズから受光素
子列への光束は視野枠で遮光され有害光の発生が少ない
ため、２つの受光素子列を近づけることができる。本実
施例の再結像レンズ９９ａ，９９ｂの構成は、ＤＯＥで
アナモフィックレンズを構成しているので製作，評価は
通常の屈折型レンズでアナモフィックレンズを構成する
場合より容易である。すなわち、ＤＯＥの場合、リソグ
ラフィの手法で製作が可能であり、これは容易に２次元
的な設計情報からＤＯＥを製作できる。また、出来栄え
評価についても、顕微鏡等で回折格子を観察し得られる
２次元情報でほぼできるので、屈折型のアナモフィック
レンズより容易に行われる。
【００８８】（第１０実施例）図３５（ａ）は本発明に
よる焦点検出光学系の第１０実施例の構成を示すもので
あり、このような焦点検出光学系を有する撮影装置全体
の構成は図７に示した第１の実施例と同様である。本実
施例においては、反射部材７の後方に配置された２つの
並んだ開口部８ａ，８ｂから成る明るさ絞りにそれぞれ
対応する再結像レンズ１０９ａ，１０９ｂの、受光素子
列７０ａ，７０ｂ側の面をＤＯＥで構成する。ＤＯＥは
２つの明るさ絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向に対し
てレンズ作用を持つように構成する。この再結像レンズ
１０９ａ，１０９ｂのパワーは２つの明るさ絞りの開口
部８ａ，８ｂの再結像レンズの並ぶ方向と２つの明るさ
絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向に垂直な方向とで異
なり、２つの明るさ絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向
に見た再結像レンズ１０９ａ，１０９ｂのパワーをφ
ｈ，２つの明るさ絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向に
対して垂直な方向の再結像レンズのパワーをφｖとする
と下式（１４）式を満たすように構成する。 φｈ ＜ φｖ （１４）
よる焦点検出光学系の第１０実施例の構成を示すもので
あり、このような焦点検出光学系を有する撮影装置全体
の構成は図７に示した第１の実施例と同様である。本実
施例においては、反射部材７の後方に配置された２つの
並んだ開口部８ａ，８ｂから成る明るさ絞りにそれぞれ
対応する再結像レンズ１０９ａ，１０９ｂの、受光素子
列７０ａ，７０ｂ側の面をＤＯＥで構成する。ＤＯＥは
２つの明るさ絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向に対し
てレンズ作用を持つように構成する。この再結像レンズ
１０９ａ，１０９ｂのパワーは２つの明るさ絞りの開口
部８ａ，８ｂの再結像レンズの並ぶ方向と２つの明るさ
絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向に垂直な方向とで異
なり、２つの明るさ絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向
に見た再結像レンズ１０９ａ，１０９ｂのパワーをφ
ｈ，２つの明るさ絞りの開口部８ａ，８ｂの並ぶ方向に
対して垂直な方向の再結像レンズのパワーをφｖとする
と下式（１４）式を満たすように構成する。 φｈ ＜ φｖ （１４）
【００８９】φｈ，φｖの具体的な決定法は以下のよう
にする。すなわち、コンデンサレンズとφｈの再結像レ
ンズによる予定結像面４の共役面ＲＩｈと、コンデンサ
レンズとφｖの再結像レンズによる視野枠５の共役面Ｒ
Ｉｖがほぼ同じ位置になるようにφｈ，φｖを決定す
る。また、受光素子列面８０は共役面ＲＩｖとほぼ同じ
面に配置する。ＤＯＥはキノフォームで構成するのが好
適であるが、バイナリ光学素子 で構成しても良い。合
焦すべき物体を発した光束は、撮影レンズ１を通過し、
クイックリターンミラー２を透過してサブミラー３を経
て予定結像面４に達する。撮影レンズ１が合焦状態のと
き、予定結像面４上に結像する。予定結像面４を通過し
た光束は、ミラーボックス底部の視野絞り５を通過して
焦点検出光学系に入射する。コンデンサレンズ６で瞳を
リレーされ反射部材７で反射され、開口８ａ，８ｂに達
する（コンデンサレンズ６と開口８ａ，８ｂで決定され
る焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得る間隔
を以て並んでいる）。
にする。すなわち、コンデンサレンズとφｈの再結像レ
ンズによる予定結像面４の共役面ＲＩｈと、コンデンサ
レンズとφｖの再結像レンズによる視野枠５の共役面Ｒ
Ｉｖがほぼ同じ位置になるようにφｈ，φｖを決定す
る。また、受光素子列面８０は共役面ＲＩｖとほぼ同じ
面に配置する。ＤＯＥはキノフォームで構成するのが好
適であるが、バイナリ光学素子 で構成しても良い。合
焦すべき物体を発した光束は、撮影レンズ１を通過し、
クイックリターンミラー２を透過してサブミラー３を経
て予定結像面４に達する。撮影レンズ１が合焦状態のと
き、予定結像面４上に結像する。予定結像面４を通過し
た光束は、ミラーボックス底部の視野絞り５を通過して
焦点検出光学系に入射する。コンデンサレンズ６で瞳を
リレーされ反射部材７で反射され、開口８ａ，８ｂに達
する（コンデンサレンズ６と開口８ａ，８ｂで決定され
る焦点検出光学系の入射瞳は合焦精度を確保し得る間隔
を以て並んでいる）。
【００９０】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ１０９ａ，１０９ｂに入射する。再結像
レンズ１０９ａ，１０９ｂに入射した光束は再結像レン
ズ射出時に開口８ａ，８ｂの並び屈曲作用を受け平行に
並んだ受光素子列７０ａ，７０ｂに導かれる。受光素子
列上には、受光素子列方向には一次結像面４上の像，す
なわち合焦時の被写体の像が結像し、２つの受光素子列
の並ぶ方向には視野枠５の像が結像する。図３６は再結
像レンズ１０９ａ，１０９ｂの受光素子列面側のＤＯＥ
回折格子の概略レイアウトである。本実施例では、対応
しない再結像レンズから受光素子列への光束は視野枠で
遮光されフレア光の発生が少ないため、２つの受光素子
列を近づけることができる。ＤＯＥを回折しない所謂０
次光の存在は２つの受光素子列が並ぶ方向については、
回折した光束と同じ振る舞いをするので２つの受光素子
列の並ぶ方向の視野枠５の像の結像状態には影響はな
い。また、ＤＯＥを回折しない所謂０次元の存在は受光
素子の列方向についてはフレア成分となり高周波成分を
弱める効果がある。
れ再結像レンズ１０９ａ，１０９ｂに入射する。再結像
レンズ１０９ａ，１０９ｂに入射した光束は再結像レン
ズ射出時に開口８ａ，８ｂの並び屈曲作用を受け平行に
並んだ受光素子列７０ａ，７０ｂに導かれる。受光素子
列上には、受光素子列方向には一次結像面４上の像，す
なわち合焦時の被写体の像が結像し、２つの受光素子列
の並ぶ方向には視野枠５の像が結像する。図３６は再結
像レンズ１０９ａ，１０９ｂの受光素子列面側のＤＯＥ
回折格子の概略レイアウトである。本実施例では、対応
しない再結像レンズから受光素子列への光束は視野枠で
遮光されフレア光の発生が少ないため、２つの受光素子
列を近づけることができる。ＤＯＥを回折しない所謂０
次光の存在は２つの受光素子列が並ぶ方向については、
回折した光束と同じ振る舞いをするので２つの受光素子
列の並ぶ方向の視野枠５の像の結像状態には影響はな
い。また、ＤＯＥを回折しない所謂０次元の存在は受光
素子の列方向についてはフレア成分となり高周波成分を
弱める効果がある。
【００９１】（第１１実施例）図３７は第１１実施例の
焦点検出光学系の部分を取り出したものを示しており、
撮影装置全体の構成は図７に示した第１の実施例と同様
である。本例においては、再結像レンズ１１９ａ，１１
９ｂのミラーボックス側の面をＤＯＥで構成する。ＤＯ
Ｅはキノフォームで構成するのが好適であるが、バイナ
リ光学素子 で構成しても良い。合焦すべき物体を発し
た光束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリターンミ
ラー２を透過してサブミラー３を経て予定結像面４に達
する。撮影レンズ１が合焦状態の時、予定結像面４上に
結像する。予定結像面４を通過した光束は、ミラーボッ
クス底部の視野絞り５を通過し焦点検出光学系に入射す
る。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で
反射され、開口８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ
６と開口８ａ，８ｂで決定される焦点検出光学系の入射
瞳は合焦精度を確保し得る間隔を以て並んでいる）。
焦点検出光学系の部分を取り出したものを示しており、
撮影装置全体の構成は図７に示した第１の実施例と同様
である。本例においては、再結像レンズ１１９ａ，１１
９ｂのミラーボックス側の面をＤＯＥで構成する。ＤＯ
Ｅはキノフォームで構成するのが好適であるが、バイナ
リ光学素子 で構成しても良い。合焦すべき物体を発し
た光束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリターンミ
ラー２を透過してサブミラー３を経て予定結像面４に達
する。撮影レンズ１が合焦状態の時、予定結像面４上に
結像する。予定結像面４を通過した光束は、ミラーボッ
クス底部の視野絞り５を通過し焦点検出光学系に入射す
る。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で
反射され、開口８ａ，８ｂに達する（コンデンサレンズ
６と開口８ａ，８ｂで決定される焦点検出光学系の入射
瞳は合焦精度を確保し得る間隔を以て並んでいる）。
【００９２】開口８ａ，８ｂを通過した光束は、それぞ
れ再結像レンズ１１９ａ，１１９ｂに入射する。再結像
レンズ１１９ａ，１１９ｂに入射した光束は一直線に並
んだ受光素子列１０ａ，１０ｂに導かれる。それぞれの
再結像レンズ１１９ａ，１１９ｂは２焦点となるよう構
成されている。この２焦点の構成を以下説明する。今、
受光素子列１０ａ，１０ｂの受光素子のピッチをＰとす
る。予定結像面４上の点Ｉo を発した光は、受光素子列
面上に受光素子の並ぶ方向にＰ／２離れたＰ１とＰ２の
２点にほぼ結像するように構成する。図３８に再結像レ
ンズ１１９ａ，１１９ｂの構成を示す。それぞれの再結
像レンズ１１９ａ，１１９ｂはＩo を発した光束をＰ１
に集光する領域Ｐ1RとＰ２に集光する領域Ｐ2Rを持って
いる。それぞれの再結像レンズの２種類の領域の配置
は、それぞれの再結像に対して線対称に構成されてい
る。また、それぞれの領域は同じ中心をもつ同心円の一
部からなる回折格子から構成される。２種類の領域のそ
れぞれの同心円の中心は受光素子列方向にずれている。
このことにより、それぞれの受光素子列上のＰ１の集光
状態とＰ２の集光状態は一方の受光素子列上のＰ１の集
光状態とＰ２との差が少なくなる。集光検出に有効な低
周波数のコントラストを大きく下げることなく、これに
よりモワレを発生するナイキスト周波数のコントラスト
をほぼ零にでき、焦点検出機能の劣化を防ぐ効果があ
る。
れ再結像レンズ１１９ａ，１１９ｂに入射する。再結像
レンズ１１９ａ，１１９ｂに入射した光束は一直線に並
んだ受光素子列１０ａ，１０ｂに導かれる。それぞれの
再結像レンズ１１９ａ，１１９ｂは２焦点となるよう構
成されている。この２焦点の構成を以下説明する。今、
受光素子列１０ａ，１０ｂの受光素子のピッチをＰとす
る。予定結像面４上の点Ｉo を発した光は、受光素子列
面上に受光素子の並ぶ方向にＰ／２離れたＰ１とＰ２の
２点にほぼ結像するように構成する。図３８に再結像レ
ンズ１１９ａ，１１９ｂの構成を示す。それぞれの再結
像レンズ１１９ａ，１１９ｂはＩo を発した光束をＰ１
に集光する領域Ｐ1RとＰ２に集光する領域Ｐ2Rを持って
いる。それぞれの再結像レンズの２種類の領域の配置
は、それぞれの再結像に対して線対称に構成されてい
る。また、それぞれの領域は同じ中心をもつ同心円の一
部からなる回折格子から構成される。２種類の領域のそ
れぞれの同心円の中心は受光素子列方向にずれている。
このことにより、それぞれの受光素子列上のＰ１の集光
状態とＰ２の集光状態は一方の受光素子列上のＰ１の集
光状態とＰ２との差が少なくなる。集光検出に有効な低
周波数のコントラストを大きく下げることなく、これに
よりモワレを発生するナイキスト周波数のコントラスト
をほぼ零にでき、焦点検出機能の劣化を防ぐ効果があ
る。
【００９３】再結像レンズ１１９ａ，１１９ｂは、ＤＯ
Ｅで構成されているので特に領域と領域の境目に段差は
ない。通常の屈折型レンズで複数のレンズ作用領域を構
成すると領域と領域の境目に段差に段差ができ、段差の
周辺は所定のレンズ作用を起こさないので測距誤差の要
因となる。再結像レンズの構成は、ＤＯＥで構成してい
るので製作，評価は通常の屈折型レンズで複数のレンズ
作用領域を構成するより容易である。すなわち、ＤＯＥ
の場合、リソグラフィテックな製作が可能であり、これ
は容易に２次元的な設計情報からＤＯＥを製作できる。
また、出来栄えに評価についても、顕微鏡で回折格子を
観察し得られる２次元情報でほぼできるので容易に行わ
れる。また、それぞれの再結像レンズの２種類の領域の
配置は、それぞれの再結像に対して線対称に構成される
のが望ましいが、線対称に構成されなくても多くの場合
同様の効果を得ることができ、本発明に含まれる。ま
た、コンデンサレンズや再結像レンズの受光素子側に２
種類の領域をもたせても同様の効果が得られ、本発明に
含まれるが、再結像レンズのコンデンサレンズ側が、明
るさ絞りに最も近く２つの領域に大きな差をつけずに容
易に本実施例の効果が得られる。
Ｅで構成されているので特に領域と領域の境目に段差は
ない。通常の屈折型レンズで複数のレンズ作用領域を構
成すると領域と領域の境目に段差に段差ができ、段差の
周辺は所定のレンズ作用を起こさないので測距誤差の要
因となる。再結像レンズの構成は、ＤＯＥで構成してい
るので製作，評価は通常の屈折型レンズで複数のレンズ
作用領域を構成するより容易である。すなわち、ＤＯＥ
の場合、リソグラフィテックな製作が可能であり、これ
は容易に２次元的な設計情報からＤＯＥを製作できる。
また、出来栄えに評価についても、顕微鏡で回折格子を
観察し得られる２次元情報でほぼできるので容易に行わ
れる。また、それぞれの再結像レンズの２種類の領域の
配置は、それぞれの再結像に対して線対称に構成される
のが望ましいが、線対称に構成されなくても多くの場合
同様の効果を得ることができ、本発明に含まれる。ま
た、コンデンサレンズや再結像レンズの受光素子側に２
種類の領域をもたせても同様の効果が得られ、本発明に
含まれるが、再結像レンズのコンデンサレンズ側が、明
るさ絞りに最も近く２つの領域に大きな差をつけずに容
易に本実施例の効果が得られる。
【００９４】（第１２実施例）第１２実施例は可視領域
を対象とし、赤外光，または可視光の長波長側の波長領
域を持つ補助光を有する撮影装置に対応したコントラス
ト式焦点検出光学系である。図３９は第１２実施例の焦
点検出光学系の部分を取り出したものを示しており、こ
れまで説明してきた実施例と同様に、撮影装置全体の構
成は図７に示した第１の実施例と同様である。本例で
は、反射部材７の後方に配置された焦点検出光学系の明
るさ絞り１２８と、一方の面が分光回折特性のピーク波
長が７００ｎｍから９００ｎｍのＤＯＥで構成される再
結像レンズ１２９と、この再結像レンズ射出した光束の
約半分を透過し約半分を反射するハーフミラー１２１
と、このハーフミラーを透過した光束を反射するミラー
１２２と、ハーフミラー１２１で反射された光束を受光
し、予定結像面４の共役面より前に配置された受光素子
列１２０ａと、前記ミラー１２２で反射された光束を受
光し、予定結像面４の共役面より後に配置された受光素
子列１２０ａ，１２０ｂとを具えるものである。これら
の受光素子列１２０ａ，１２０ｂは同一平面上に配置さ
れている。
を対象とし、赤外光，または可視光の長波長側の波長領
域を持つ補助光を有する撮影装置に対応したコントラス
ト式焦点検出光学系である。図３９は第１２実施例の焦
点検出光学系の部分を取り出したものを示しており、こ
れまで説明してきた実施例と同様に、撮影装置全体の構
成は図７に示した第１の実施例と同様である。本例で
は、反射部材７の後方に配置された焦点検出光学系の明
るさ絞り１２８と、一方の面が分光回折特性のピーク波
長が７００ｎｍから９００ｎｍのＤＯＥで構成される再
結像レンズ１２９と、この再結像レンズ射出した光束の
約半分を透過し約半分を反射するハーフミラー１２１
と、このハーフミラーを透過した光束を反射するミラー
１２２と、ハーフミラー１２１で反射された光束を受光
し、予定結像面４の共役面より前に配置された受光素子
列１２０ａと、前記ミラー１２２で反射された光束を受
光し、予定結像面４の共役面より後に配置された受光素
子列１２０ａ，１２０ｂとを具えるものである。これら
の受光素子列１２０ａ，１２０ｂは同一平面上に配置さ
れている。
【００９５】ＤＯＥはキノフォームで構成するのが好適
であるが、バイナリ光学素子 で構成しても良い。ＤＯ
Ｅの面構成を図４０に示す。合焦すべき物体を発した光
束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリターンミラー
２を透過し、サブミラー３を経て予定結像面４に達す
る。撮影レンズ１が合焦状態のとき、予定結像面４上に
結像する。予定結像面４を通過した光束は、ミラーボッ
クス底部の視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射
する。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７
で反射され、開口１２８に達し、再結像レンズ１２９に
入射する。撮影に用いられる可視領域の光束はＤＯＥに
よるレンズ作用を受けず再結像レンズの巨視的な形状で
決定される屈折によるレンズ作用を受ける。補助光は、
ＤＯＥによるレンズ作用と再結像レンズの巨視的な形状
で決定される屈折によるレンズ作用を受ける。再結像レ
ンズ１２９を射出した光束はハーフミラー１２１で反射
光と透過光に分けられ、異なった光路長を経て受光素子
列１２０ａ，１２０ｂに入射する。すなわち、補助光と
撮影用の波長域の光束を独立にレンズ作用を受けること
により、撮影レンズの色収差や焦点検出光学系の色収差
による補助光使用時の測距精度の劣化を軽減する効果が
ある。また、ＤＯＥの分光回折特性のピーク波長を５０
０ｎｍから６００ｎｍにして撮影に用いられる可視領域
の光束はＤＯＥによるレンズ作用と再結像レンズの巨視
的な形状で決定される屈折によるレンズ作用を受け、Ｄ
ＯＥによるレンズ作用を受けず再結像レンズの巨視的な
形状で決定される屈折によるレンズ作用を受けるように
構成しても同様の効果を得ることができる。図４１に比
較のため、従来の屈折型の再結像光学系を用いたものを
示す。色収差により、可視光と補助光が別の位置に結像
することがわかる。
であるが、バイナリ光学素子 で構成しても良い。ＤＯ
Ｅの面構成を図４０に示す。合焦すべき物体を発した光
束は、撮影レンズ１を通過し、クイックリターンミラー
２を透過し、サブミラー３を経て予定結像面４に達す
る。撮影レンズ１が合焦状態のとき、予定結像面４上に
結像する。予定結像面４を通過した光束は、ミラーボッ
クス底部の視野絞り５を通過して焦点検出光学系に入射
する。コンデンサレンズ６で瞳をリレーされ反射部材７
で反射され、開口１２８に達し、再結像レンズ１２９に
入射する。撮影に用いられる可視領域の光束はＤＯＥに
よるレンズ作用を受けず再結像レンズの巨視的な形状で
決定される屈折によるレンズ作用を受ける。補助光は、
ＤＯＥによるレンズ作用と再結像レンズの巨視的な形状
で決定される屈折によるレンズ作用を受ける。再結像レ
ンズ１２９を射出した光束はハーフミラー１２１で反射
光と透過光に分けられ、異なった光路長を経て受光素子
列１２０ａ，１２０ｂに入射する。すなわち、補助光と
撮影用の波長域の光束を独立にレンズ作用を受けること
により、撮影レンズの色収差や焦点検出光学系の色収差
による補助光使用時の測距精度の劣化を軽減する効果が
ある。また、ＤＯＥの分光回折特性のピーク波長を５０
０ｎｍから６００ｎｍにして撮影に用いられる可視領域
の光束はＤＯＥによるレンズ作用と再結像レンズの巨視
的な形状で決定される屈折によるレンズ作用を受け、Ｄ
ＯＥによるレンズ作用を受けず再結像レンズの巨視的な
形状で決定される屈折によるレンズ作用を受けるように
構成しても同様の効果を得ることができる。図４１に比
較のため、従来の屈折型の再結像光学系を用いたものを
示す。色収差により、可視光と補助光が別の位置に結像
することがわかる。
【００９６】（第１３実施例）第１３実施例はコントラ
スト式の焦点検出光学系である。図４２は第１３実施例
の焦点検出光学系の部分を取り出したものを示してい
る。本実施例においても撮影装置全体の構成は図７に示
した第１の実施例と同様である。本実施例においては、
反射部材７の後方に配置された焦点検出光学系の明るさ
絞り１２８と、一方の面が２種類の領域を持つＤＯＥで
構成された再結像レンズ１３９と、この再結像レンズか
ら射出した光束の約半分を透過し約半分を反射するハー
フミラー１２１と、このハーフミラーを透過した光束を
反射するミラー１２２と、前記ハーフミラー１２１で反
射された光束を受光し、予定結像面４の共役面より前に
配置された受光素子列１２０ａと、前記ミラー１２２で
反射された光束を受光し、予定結像面４の共役面より後
に配置された受光素子列１２０ｂとを設ける。受光素子
列１２０ａ，１２０ｂは同一平面上に配置されている。
ＤＯＥはキノフォームで構成するのが好適であるが、バ
イナリ光学素子で構成しても良い。ＤＯＥの面構成は後
述する。
スト式の焦点検出光学系である。図４２は第１３実施例
の焦点検出光学系の部分を取り出したものを示してい
る。本実施例においても撮影装置全体の構成は図７に示
した第１の実施例と同様である。本実施例においては、
反射部材７の後方に配置された焦点検出光学系の明るさ
絞り１２８と、一方の面が２種類の領域を持つＤＯＥで
構成された再結像レンズ１３９と、この再結像レンズか
ら射出した光束の約半分を透過し約半分を反射するハー
フミラー１２１と、このハーフミラーを透過した光束を
反射するミラー１２２と、前記ハーフミラー１２１で反
射された光束を受光し、予定結像面４の共役面より前に
配置された受光素子列１２０ａと、前記ミラー１２２で
反射された光束を受光し、予定結像面４の共役面より後
に配置された受光素子列１２０ｂとを設ける。受光素子
列１２０ａ，１２０ｂは同一平面上に配置されている。
ＤＯＥはキノフォームで構成するのが好適であるが、バ
イナリ光学素子で構成しても良い。ＤＯＥの面構成は後
述する。
【００９７】合焦すべき物体を発した光束は、撮影レン
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過して焦点検出光学系に入射する。コンデンサ
レンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で反射され、明る
さ絞り１２８を通過し、再結像レンズ１３９に入射す
る。再結像レンズの２種類のＤＯＥの領域でそれぞれ異
なったレンズ作用を受ける。再結像レンズを射出した光
束はハーフミラーで反射光と透過光に分けられ、異なっ
た光路長を経て受光素子列１２０ａ，１２０ｂに入射す
る。この時、同一点を発した光束において、再結像レン
ズのＤＯＥの異なった種類の領域でレンズ作用を受けた
光束は受光素子列の異なった位置に入射する。
ズ１を通過し、クイックリターンミラー２を透過し、サ
ブミラー３を経て予定結像面４に達する。撮影レンズ１
が合焦状態のとき、予定結像面４上に結像する。予定結
像面４を通過した光束は、ミラーボックス底部の視野絞
り５を通過して焦点検出光学系に入射する。コンデンサ
レンズ６で瞳をリレーされ反射部材７で反射され、明る
さ絞り１２８を通過し、再結像レンズ１３９に入射す
る。再結像レンズの２種類のＤＯＥの領域でそれぞれ異
なったレンズ作用を受ける。再結像レンズを射出した光
束はハーフミラーで反射光と透過光に分けられ、異なっ
た光路長を経て受光素子列１２０ａ，１２０ｂに入射す
る。この時、同一点を発した光束において、再結像レン
ズのＤＯＥの異なった種類の領域でレンズ作用を受けた
光束は受光素子列の異なった位置に入射する。
【００９８】再結像レンズ１３９は２種類のＤＯＥの領
域を持ち２焦点となるよう構成されている。受光素子列
１２０ａ，１２０ｂの受光素子のピッチをＰとする。予
定結像面上の点Ｉo を発した光は、受光素子列面上に受
光素子の並ぶ方向にＰ／２離れたＰ１とＰ２の２点にほ
ぼ結像するように構成する。図４３に再結像レンズ１３
９の構成を示す。それぞれの再結像レンズは点ＩO を発
した光束をＰ１に集光する領域Ｃ１ＲとＰ２に集光する
領域Ｃ２Ｒを持つ。このとき、受光素子列上のＰ１とＰ
２は受光素子面上に受光素子の並ぶ方向にＰ／２より離
れる。それぞれの領域は同じ中心をもつ同心円の一部か
らなる回折格子から構成される。２種類の領域のそれぞ
れの同心円の中心は受光素子列方向にずれている。集光
検出に有効な低周波数のコントラストを大きく下げるこ
となく、これによりモワレを発生するナイキスト周波数
のコントラストを零にでき、焦点検出機能の劣化を防ぐ
所謂ローパス効果がある。
域を持ち２焦点となるよう構成されている。受光素子列
１２０ａ，１２０ｂの受光素子のピッチをＰとする。予
定結像面上の点Ｉo を発した光は、受光素子列面上に受
光素子の並ぶ方向にＰ／２離れたＰ１とＰ２の２点にほ
ぼ結像するように構成する。図４３に再結像レンズ１３
９の構成を示す。それぞれの再結像レンズは点ＩO を発
した光束をＰ１に集光する領域Ｃ１ＲとＰ２に集光する
領域Ｃ２Ｒを持つ。このとき、受光素子列上のＰ１とＰ
２は受光素子面上に受光素子の並ぶ方向にＰ／２より離
れる。それぞれの領域は同じ中心をもつ同心円の一部か
らなる回折格子から構成される。２種類の領域のそれぞ
れの同心円の中心は受光素子列方向にずれている。集光
検出に有効な低周波数のコントラストを大きく下げるこ
となく、これによりモワレを発生するナイキスト周波数
のコントラストを零にでき、焦点検出機能の劣化を防ぐ
所謂ローパス効果がある。
【００９９】再結像レンズ１３９は、ＤＯＥで構成され
ているので特に領域と領域の境目に段差はない。通常の
屈折型レンズで複数のレンズ作用領域を構成すると領域
と領域の境目に段差に段差ができ、段差の周辺は所定の
レンズ作用を起こさないので測距誤差の要因となる。再
結像レンズの構成は、ＤＯＥで構成しているので製作，
評価は通常の屈折型レンズで複数のレンズ作用領域を構
成するより容易である。すなわち、ＤＯＥの場合、リソ
グラフィの手法で製作が可能であり、これは容易に２次
元的な設計情報からＤＯＥを製作できる。また、出来栄
えに評価についても、顕微鏡等で回折格子を観察し得ら
れる２次元情報でほぼできるので容易に行われる。ま
た、それぞれの再結像レンズの２種類の領域の配置は、
また、コンデンサレンズに２種類の領域を持たせても同
様の効果が得られ、本発明に含まれるが、再結像レンズ
が、明るさ絞りに最も近く２つの領域に大きな差をつけ
ずに容易に本実施例の効果が得られる。尚、受光素子列
と受光素子列でローパス効果に差が生じるが、それぞれ
の受光素子のピッチを異ならせるか、すなわち受光素子
列のピッチを受光素子列のピッチより広くするか、受光
素子列からの出力を電気的またはソフト的に処理するこ
とにより、焦点検出精度の劣化を防ぐことができる。
ているので特に領域と領域の境目に段差はない。通常の
屈折型レンズで複数のレンズ作用領域を構成すると領域
と領域の境目に段差に段差ができ、段差の周辺は所定の
レンズ作用を起こさないので測距誤差の要因となる。再
結像レンズの構成は、ＤＯＥで構成しているので製作，
評価は通常の屈折型レンズで複数のレンズ作用領域を構
成するより容易である。すなわち、ＤＯＥの場合、リソ
グラフィの手法で製作が可能であり、これは容易に２次
元的な設計情報からＤＯＥを製作できる。また、出来栄
えに評価についても、顕微鏡等で回折格子を観察し得ら
れる２次元情報でほぼできるので容易に行われる。ま
た、それぞれの再結像レンズの２種類の領域の配置は、
また、コンデンサレンズに２種類の領域を持たせても同
様の効果が得られ、本発明に含まれるが、再結像レンズ
が、明るさ絞りに最も近く２つの領域に大きな差をつけ
ずに容易に本実施例の効果が得られる。尚、受光素子列
と受光素子列でローパス効果に差が生じるが、それぞれ
の受光素子のピッチを異ならせるか、すなわち受光素子
列のピッチを受光素子列のピッチより広くするか、受光
素子列からの出力を電気的またはソフト的に処理するこ
とにより、焦点検出精度の劣化を防ぐことができる。
【０１００】上述した本発明の実施の態様を要約すると
以下の通りである。 （１）請求項１記載の焦点検出光学系において、前記回
折現象を用いたレンズ作用面を、少なくとも前記コンデ
ンサレンズの一面が持つように構成したもの。 （２）前項（１）の焦点検出光学系において、 前記コ
ンデンサレンズは、一面が回折現象を用いたレンズ作用
面であり、別の一面が屈折現象を用いたレンズ作用面で
あるように構成され、Ｄをコンデンサレンズの最大有効
径（コンデンサレンズの有効範囲が長方形ならば対角線
の長さ、すなわち、コンデンサレンズの光軸からコンデ
ンサレンズの有効範囲の最も離れた点とコンデンサレン
ズの光軸の距離の２倍の値）、ｆｃをコンデンサレンズ
の焦点距離とするとき、 ０．２＜Ｄ／ｆｃ＜２．５ なる条件を満足するもの。 （３）撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコン
デンサレンズと、合焦精度を確保し得る間隔を以て並ぶ
少なくとも一対の開口部を有する明るさ絞りと、再結像
レンズと、光電変換素子列とを具える焦点検出光学系に
おいて、少なくとも前記再結像レンズの一面が回折現像
を用いたレンズ作用面を持つもの。 （４）前項（３）の焦点検出光学系において、少なくと
も前記再結像レンズの一面が回折現象を用いたレンズ作
用面を持ち、該回折現象を用いたレンズ作用面と前記明
るさ絞りが一体となったもの。 （５）前項（３）の焦点検出光学系において、少なくと
も前記再結像レンズの一面が回折現象を用いた偏向作用
面を持つもの。 （６）請求項１または前項（５）の焦点検出光学系にお
いて、前記焦点検出光学系は少なくとも回折現象を用い
た一面を持ち、該回折面は最大回折効率を得る波長の異
なる複数の領域から構成されるもの。 （７）請求項２記載の焦点検出光学系において、前記焦
点検出光学系は複数の開口部に対応する複数の光電変換
素子列を有し、該光電変換素子列は互いに平行に配置さ
れ、予定結像面より焦点検出光学系側に光電変換素子列
の素子の並び方向に垂直方向の視野を制限する手段を持
ち、前記焦点検出光学系は、光電変換素子列の素子の並
び方向と光電変換素子列の素子の並び方向に垂直方向の
焦点距離が異なり、光電変換素子列の素子の並び方向の
断面において該撮影レンズの予定結像面と光電変換素子
列の配置された面がほぼ共役な関係にあるもの。 （８）請求項２または前項（７）の焦点検出光学系にお
いて、前記焦点検出光学系は一対の開口部に対応する一
対の光電変換素子列を有し、該一対の光電変換装置は互
いに平行に配置され、予定結像面より焦点検出光学系側
に光電変換素子列の素子の並び方向に垂直方向の視野を
制限する手段を持ち、前記焦点検出光学系は、光電変換
素子列の素子の並び方向と光電変換素子列の素子の並び
方向に垂直方向の焦点距離が異なる焦点検出光学系で、
光電変換素子列の素子の並び方向と光電変換素子列の素
子の並び方向に垂直方向のパワーの違う回折現象を用い
たレンズ作用面を有するもの。 （９）請求項２または前項（７）の焦点検出光学系にお
いて、少なくとも前記再結像レンズの一面が回折現象を
用いた偏向作用面を持つもの。 （１０）請求項１記載の焦点検出光学系において、上記
回折現象を用いたレンズ作用面が回折型光学素子より成
るもの。 （１１）前項（１０）記載の焦点検出光学系において、
上記回折型光学素子が、一つの回折次数の特定波長の回
折効率が６７％を越えるように構成したもの。 （１２）前項（１０）記載の焦点検出光学系において、
上記回折型光学素子をキノフォームで構成したもの。 （１３）前項（１０）記載の焦点検出光学系において、
上記回折型光学素子をバイナリ光学素子で構成したも
の。 （１４）前項（１３）既済の焦点検出光学系において、
上記バイナリ光学素子を４段近似以上のバイナリ光学素
子で構成したもの。
以下の通りである。 （１）請求項１記載の焦点検出光学系において、前記回
折現象を用いたレンズ作用面を、少なくとも前記コンデ
ンサレンズの一面が持つように構成したもの。 （２）前項（１）の焦点検出光学系において、 前記コ
ンデンサレンズは、一面が回折現象を用いたレンズ作用
面であり、別の一面が屈折現象を用いたレンズ作用面で
あるように構成され、Ｄをコンデンサレンズの最大有効
径（コンデンサレンズの有効範囲が長方形ならば対角線
の長さ、すなわち、コンデンサレンズの光軸からコンデ
ンサレンズの有効範囲の最も離れた点とコンデンサレン
ズの光軸の距離の２倍の値）、ｆｃをコンデンサレンズ
の焦点距離とするとき、 ０．２＜Ｄ／ｆｃ＜２．５ なる条件を満足するもの。 （３）撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコン
デンサレンズと、合焦精度を確保し得る間隔を以て並ぶ
少なくとも一対の開口部を有する明るさ絞りと、再結像
レンズと、光電変換素子列とを具える焦点検出光学系に
おいて、少なくとも前記再結像レンズの一面が回折現像
を用いたレンズ作用面を持つもの。 （４）前項（３）の焦点検出光学系において、少なくと
も前記再結像レンズの一面が回折現象を用いたレンズ作
用面を持ち、該回折現象を用いたレンズ作用面と前記明
るさ絞りが一体となったもの。 （５）前項（３）の焦点検出光学系において、少なくと
も前記再結像レンズの一面が回折現象を用いた偏向作用
面を持つもの。 （６）請求項１または前項（５）の焦点検出光学系にお
いて、前記焦点検出光学系は少なくとも回折現象を用い
た一面を持ち、該回折面は最大回折効率を得る波長の異
なる複数の領域から構成されるもの。 （７）請求項２記載の焦点検出光学系において、前記焦
点検出光学系は複数の開口部に対応する複数の光電変換
素子列を有し、該光電変換素子列は互いに平行に配置さ
れ、予定結像面より焦点検出光学系側に光電変換素子列
の素子の並び方向に垂直方向の視野を制限する手段を持
ち、前記焦点検出光学系は、光電変換素子列の素子の並
び方向と光電変換素子列の素子の並び方向に垂直方向の
焦点距離が異なり、光電変換素子列の素子の並び方向の
断面において該撮影レンズの予定結像面と光電変換素子
列の配置された面がほぼ共役な関係にあるもの。 （８）請求項２または前項（７）の焦点検出光学系にお
いて、前記焦点検出光学系は一対の開口部に対応する一
対の光電変換素子列を有し、該一対の光電変換装置は互
いに平行に配置され、予定結像面より焦点検出光学系側
に光電変換素子列の素子の並び方向に垂直方向の視野を
制限する手段を持ち、前記焦点検出光学系は、光電変換
素子列の素子の並び方向と光電変換素子列の素子の並び
方向に垂直方向の焦点距離が異なる焦点検出光学系で、
光電変換素子列の素子の並び方向と光電変換素子列の素
子の並び方向に垂直方向のパワーの違う回折現象を用い
たレンズ作用面を有するもの。 （９）請求項２または前項（７）の焦点検出光学系にお
いて、少なくとも前記再結像レンズの一面が回折現象を
用いた偏向作用面を持つもの。 （１０）請求項１記載の焦点検出光学系において、上記
回折現象を用いたレンズ作用面が回折型光学素子より成
るもの。 （１１）前項（１０）記載の焦点検出光学系において、
上記回折型光学素子が、一つの回折次数の特定波長の回
折効率が６７％を越えるように構成したもの。 （１２）前項（１０）記載の焦点検出光学系において、
上記回折型光学素子をキノフォームで構成したもの。 （１３）前項（１０）記載の焦点検出光学系において、
上記回折型光学素子をバイナリ光学素子で構成したも
の。 （１４）前項（１３）既済の焦点検出光学系において、
上記バイナリ光学素子を４段近似以上のバイナリ光学素
子で構成したもの。
【０１０１】
【発明の効果】本発明によれば、焦点検出光学系の全長
の短縮化、センサの集約化（以上２点はコンパクト性に
関わる要素），視野の広さ，焦点検出の精度，部品点
数，製作性（以上２点はコストに関わる要素）の各要素
のバランスをより高い次元で取ることのできる焦点検出
光学系を提供することができる。
の短縮化、センサの集約化（以上２点はコンパクト性に
関わる要素），視野の広さ，焦点検出の精度，部品点
数，製作性（以上２点はコストに関わる要素）の各要素
のバランスをより高い次元で取ることのできる焦点検出
光学系を提供することができる。
【０１０２】本発明の効果を更に具体的にすると、
広視野でコンパクトな焦点検出光学系を提供するこ
とができる。 コンパクトな精度の確保のし易い焦点検出光学系を
提供することができる。 焦点検出系として良好な色収差を有する焦点検出光
学系を提供することができる。 モワレ縞が発生しにくく、また、デフォーカス時の
情報を確保し易い焦点検出光学系を提供することができ
る。 センサの集積度が高く測距精度が良い焦点検出光学
系を提供することができる。 モワレ縞が発生しにくく、または、予定結像面と視
野絞りの位置関係に拘らずセンサをコンパクトで集積度
を高くすることができ、測距精度の良い焦点検出光学系
を提供することができる。 上記からまでいずれかまたは、幾つかを実現す
ることにより各要素のバランスをより高い次元で取るこ
とが可能となる焦点検出光学系を提供することができ
る。
とができる。 コンパクトな精度の確保のし易い焦点検出光学系を
提供することができる。 焦点検出系として良好な色収差を有する焦点検出光
学系を提供することができる。 モワレ縞が発生しにくく、また、デフォーカス時の
情報を確保し易い焦点検出光学系を提供することができ
る。 センサの集積度が高く測距精度が良い焦点検出光学
系を提供することができる。 モワレ縞が発生しにくく、または、予定結像面と視
野絞りの位置関係に拘らずセンサをコンパクトで集積度
を高くすることができ、測距精度の良い焦点検出光学系
を提供することができる。 上記からまでいずれかまたは、幾つかを実現す
ることにより各要素のバランスをより高い次元で取るこ
とが可能となる焦点検出光学系を提供することができ
る。
【図１】位相差方式による焦点検出の原理を示す線図で
ある。
ある。
【図２】（ａ）および（ｂ）はコントラスト方式による
焦点検出の原理を示す線図である。
焦点検出の原理を示す線図である。
【図３】回折現象を用いたレンズ作用面であるＤＯＥの
動作を示す線図である。
動作を示す線図である。
【図４】ＤＯＥのレンズ作用を示す線図である。
【図５】キノフォームとして構成したＤＯＥの断面形状
を示す図である。
を示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）はキノフォームを段階近似
したバイナリー光学素子の断面形状を示す図である。
したバイナリー光学素子の断面形状を示す図である。
【図７】本発明による焦点検出光学系の第１の実施例を
有する撮影装置の全体の構成を示す線図である。
有する撮影装置の全体の構成を示す線図である。
【図８】本発明による焦点検出光学系の第１の実施例の
基本的な構成を示す線図である。
基本的な構成を示す線図である。
【図９】第１の実施例の数値例の構成を示す線図であ
る。
る。
【図１０】第１の実施例において０次光をフレアとして
処理した場合の構成を示す線図である。
処理した場合の構成を示す線図である。
【図１１】空間周波数とコントラストとの関係をフレア
光の有無をパラメータとして示すグラフである。
光の有無をパラメータとして示すグラフである。
【図１２】第１の実施例においてＤＯＥの基板を光軸に
対して傾けた構成を示す線図である。
対して傾けた構成を示す線図である。
【図１３】第１の実施例においてＤＯＥで光束を曲げる
ようにした構成を示す線図である。
ようにした構成を示す線図である。
【図１４】本発明による焦点検出光学系の第２の実施例
の基本的な構成を示す線図である。
の基本的な構成を示す線図である。
【図１５】第２の実施例のＤＯＥの回折分光特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図１６】第２の実施例においてコンデサンレンズにも
ＤＯＥを設けた構成を示す線図である。
ＤＯＥを設けた構成を示す線図である。
【図１７】ＤＯＥを２枚重ねたときの回折効率を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１８】（ａ）は本発明による焦点検出光学系の第３
の実施例の構成を示す線図であり、（ｂ）は従来の焦点
検出光学系の構成を示す線図である。
の実施例の構成を示す線図であり、（ｂ）は従来の焦点
検出光学系の構成を示す線図である。
【図１９】波長とコンデンサレンズの焦点距離との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図２０】本発明による焦点検出光学系の第４の実施例
の構成を示す線図である。
の構成を示す線図である。
【図２１】第４の実施例のＤＯＥの回折分光特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図２２】本発明による焦点検出光学系の第５の実施例
の構成を示す線図である。
の構成を示す線図である。
【図２３】第５の実施例の再結像レンズを入射側から見
た平面図である。
た平面図である。
【図２４】第５の実施例において０次光をフレア光とし
て処理する構成を示す線図である。
て処理する構成を示す線図である。
【図２５】本発明による焦点検出光学系の第６の実施例
の構成を示す線図である。
の構成を示す線図である。
【図２６】第６の実施例の再結像レンズを入射側から見
た平面図である。
た平面図である。
【図２７】（ａ）は本発明による焦点検出光学系の第７
の実施例の構成を示す線図であり、（ｂ）は（ａ）の光
軸を中心に９０°傾けた状態を示す線図である。
の実施例の構成を示す線図であり、（ｂ）は（ａ）の光
軸を中心に９０°傾けた状態を示す線図である。
【図２８】（ａ）は再結像レンズの出射側にＤＯＥを設
けた場合、（ｂ）は再結像レンズの出射側に屈折作用を
持たせた場合をしめす線図である。
けた場合、（ｂ）は再結像レンズの出射側に屈折作用を
持たせた場合をしめす線図である。
【図２９】受光素子上の０次光の入射位置を示す平面図
である。
である。
【図３０】本発明による焦点検出光学系の第８の実施例
を有する撮影装置全体の構成を示す線図である。
を有する撮影装置全体の構成を示す線図である。
【図３１】（ａ）は第８の実施例を示す線図であり、
（ｂ）はその光軸を中心に９０°傾けた状態を示す線図
である。
（ｂ）はその光軸を中心に９０°傾けた状態を示す線図
である。
【図３２】（ａ）は第８の実施例における受光素子上で
の光の入射状態を示す線図であり、（ｂ）は従来の光学
系における受光素子上での入射状態を示す線図である。
の光の入射状態を示す線図であり、（ｂ）は従来の光学
系における受光素子上での入射状態を示す線図である。
【図３３】（ａ）は本発明による焦点検出光学系の第９
の実施例の構成を示す線図であリ、（ｂ）はその光軸を
中心として９０°傾けた状態を示す線図である。
の実施例の構成を示す線図であリ、（ｂ）はその光軸を
中心として９０°傾けた状態を示す線図である。
【図３４】第９の実施例の再結像レンズの構成を示す平
面図である。
面図である。
【図３５】（ａ）は本発明による焦点検出光学系の第１
０の実施例の構成を示す線図であり、（ｂ）はその光軸
を中心として９０°傾けた状態を示す線図である。
０の実施例の構成を示す線図であり、（ｂ）はその光軸
を中心として９０°傾けた状態を示す線図である。
【図３６】第１０の実施例の再結像レンズの受光素子側
のＤＯＥの構成を示す平面図である。
のＤＯＥの構成を示す平面図である。
【図３７】本発明による焦点検出光学系の第１０の実施
例の構成を示す線図である。
例の構成を示す線図である。
【図３８】第１１の実施例の再結像レンズの構成を示す
平面図である。
平面図である。
【図３９】本発明による焦点検出光学系の第１２の実施
例の構成を示す線図である。
例の構成を示す線図である。
【図４０】第１２実施例のＤＯＥの構成を示す平面図で
ある。
ある。
【図４１】従来の屈折型の再結像レンズを用いた焦点検
出光学系の構成を示す線図である。
出光学系の構成を示す線図である。
【図４２】本発明による焦点検出光学系の第１３の実施
例の構成を示す線図である。
例の構成を示す線図である。
【図４３】第１３実施例のＤＯＥの構成を示す平面図で
ある。
ある。
１ 撮影レンズ、 ４ 予定結像面、 ５ 視野絞り、
１１，２１，３１，４１ 赤外光カットフィルタ作用
を持つ光学素子、 １６，２６，４６ コンデンサレン
ズ、 ８ａ，８ｂ，１２８ 明るさ絞り、 ９ａ，９
ｂ，５９ａ，５９ｂ，６９ａ，６９ｂ，７９ａ，７９
ｂ，８９ａ，８９ｂ，９９ａ，９９ｂ，１０９ａ，１０
９ｂ，１１９ａ，１１９ｂ，１２９，１３９ 再結合レ
ンズ、 １０ａ，１０ｂ，７０ａ，７０ｂ，１２０ａ，
１２０ｂ 受光素子列、 ＤＯＥ 回折現象を用いたレ
ンズ作用面
１１，２１，３１，４１ 赤外光カットフィルタ作用
を持つ光学素子、 １６，２６，４６ コンデンサレン
ズ、 ８ａ，８ｂ，１２８ 明るさ絞り、 ９ａ，９
ｂ，５９ａ，５９ｂ，６９ａ，６９ｂ，７９ａ，７９
ｂ，８９ａ，８９ｂ，９９ａ，９９ｂ，１０９ａ，１０
９ｂ，１１９ａ，１１９ｂ，１２９，１３９ 再結合レ
ンズ、 １０ａ，１０ｂ，７０ａ，７０ｂ，１２０ａ，
１２０ｂ 受光素子列、 ＤＯＥ 回折現象を用いたレ
ンズ作用面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭58−37611（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−147207（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−297209（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−150107（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−3336（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−37610（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−35502（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 7/28 - 7/40
Claims (38)
- 【請求項１】 撮影レンズの予定結像面の近傍に配置さ
れたコンデンサレンズと、明るさ絞りと、再結像レンズ
と、光電変換素子列とを具え、この光電変換素子列の出
力信号を処理して撮影レンズの焦点状態を検出する焦点
検出光学系において、 少なくとも一面が回折現象を用いたレンズ作用面を、前
記予定結像面と前記光電変換素子列との間に配置したこ
とを特徴とする焦点検出光学系。 - 【請求項２】前記回折現象を用いたレンズ作用面を、少
なくとも前記コンデンサレンズの一面が持つように構成
したことを特徴とする請求項１記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３】前記コンデンサレンズは、一面が回折現象
を用いたレンズ作用面であり、別の一面が屈折現象を用
いたレンズ作用面であるように構成され、Ｄをコンデン
サレンズの最大有効径、ｆｃをコンデンサレンズの焦点
距離とするとき、 ０．２＜Ｄ／ｆｃ＜２．５ なる条件を満足することを特徴とする請求項２記載の焦
点検出光学系。 - 【請求項４】前記Ｄ／ｆｃを１．５以下にしたことを特
徴とする請求項３に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項５】前記焦点検出光学系は少なくとも回折現象
を用いた一面を持ち、該回折面は最大回折効率を得る波
長の異なる複数の領域 から構成されたことを特徴とす
る請求項１に記載の焦点検出光学系 。 - 【請求項６】上記回折現象を用いたレンズ作用面が回折
型光学素子より成ることを特徴とする 請求項１に記載
の焦点検出光学系。 - 【請求項７】上記回折型光学素子が、一つの回折次数の
特定波長の回折効率が６７％を越えるように構成したこ
とを特徴とする請求項６に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項８】上記回折型光学素子をキノフォームで構成
したことを特徴とする請求項６に記載の焦点検出光学
系。 - 【請求項９】上記回折型光学素子をバイナリ光学素子で
構成したことを特徴とする請求項６に記載の焦点検出光
学系。 - 【請求項１０】上記バイナリ光学素子を４段近似以上の
バイナリ光学素子で構成したことを特徴とする請求項９
に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項１１】前記回折現象を用いたレンズ作用面を、
少なくとも前記コンデンサレンズの撮影レンズ側か、前
記コンデンサレンズの光電変換素子列側か、前記再結像
レンズの撮影レンズ側か、前記再結像レンズの光電変換
素子列側の面に構成したことを特徴とする請求項１に記
載の焦点検出光学系。 - 【請求項１２】前記焦点検出光学系の中に赤外カットフ
ィルタを配置し、該赤外カットフィルタのいずれかの面
を前記回折現象を用いたレンズ作用面で構成したことを
特徴とする請求項１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項１３】前記コンデンサレンズの撮影レンズ側を
巨視的な平面上にレンズ作用を持たせた前記回折現象を
用いたレンズ作用面で構成したことを特徴とする請求項
１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項１４】前記コンデンサレンズの光電変換素子列
側を巨視的な平面上にレンズ作用を持たせた前記回折現
象を用いたレンズ作用面で構成したことを特徴とする請
求項１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項１５】前記回折現象を用いたレンズ作用面の回
折効率のもっとも高い波長を可視域に設定したことを特
徴とする請求項１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項１６】Ｍａｘλを前記回折現象を用いたレンズ
作用面のピーク波長としたとき、 ４００ｎｍ＜Ｍａｘλ＜５５０ｎｍ を満足するように設定し、可視域を対象とした撮像装置
に用いたことを特徴とする請求項１に記載の焦点検出光
学系。 - 【請求項１７】赤色または、赤外線による補助光を用い
る撮影装置に用いられ、前記回折現象を用いたレンズ作
用面は、回折効率の最も高い波長が可視光の領域と回折
効率の最も高い波長が赤外光の領域から構成したことを
特徴とする請求項１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項１８】ＭａｘλR を、長波長側を対象とした回
折現象を用いたレンズ作用面の回折効率の最も高い波長
とし、ＭａｘλGを、可視光域を対象とした回折現象を
用いたレンズ作用面の回折効率の最も高い波長としたと
き、 ２００ｎｍ＜ＭａｘλR −ＭａｘλG ＜８００ｎｍ を満足することを特徴とする請求項１７に記載の焦点検
出光学系。 - 【請求項１９】ＭａｘλRを、長波長側を対象とした回
折現象を用いたレンズ作用面の回折効率の最も高い波長
とし、ＭａｘλS を、前記補助光のピーク波長または平
均波長とするとき、 −５００ｎｍ＜ＭａｘλR −ＭａｘλS ＜５００ｎｍ を満足することを特徴とする請求項１７または１８に記
載の焦点検出光学系。 - 【請求項２０】前記回折現象を用いたレンズ作用面を、
焦点検出光学系の最も物体側の面以外の面としたことを
特徴とする請求項１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項２１】前記回折現象を用いたレンズ作用面での
回折する光束と回折しない光束を分けるため、回折する
光束を入射光束に対して角度を持たせたことを特徴とす
る請求項１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項２２】前記回折現象を用いたレンズ作用面の回
折効率の最も高い波長を可視域より長い波長に設定する
ことにより、補助光のみの２像間隔と可視光による２像
間隔を概略等しくしたことを特徴とする請求項１に記載
の焦点検出光学系。 - 【請求項２３】前記回折現象を用いたレンズ作用面を、
前記光電変換素子列の並び方向に少なくとも２つ焦点位
置を持つように構成したことを特徴とする請求項１に記
載の焦点検出光学系。 - 【請求項２４】前記予定結像面と光軸の交わる位置を発
し、同一の明るさ絞りを通過した光束が前記光電変換素
子列に入射する光電変換素子列の並び方向の離散的また
は連続的な幅をｗとし、前記光電変換素子の列の並び間
隔をｐとするとき、 ０．５＊ｐ＜ｗ＜ｐ を満足することを特徴とする請求項２３に記載の焦点検
出光学系。 - 【請求項２５】前記回折現象を用いたレンズ作用面が再
結像レンズに構成されたことを特徴とする請求項２４に
記載の焦点検出光学系。 - 【請求項２６】前記回折現象を用いたレンズ作用面は焦
点位置がそれぞれ異なる複数の領域から成り立つ多焦点
光学素子であることを特徴とする請求項２５に記載の焦
点検出光学系。 - 【請求項２７】前記焦点検出光学系は位相差式の焦点検
出光学系であり、前記再結像レンズの一面をレンズ作用
面、他方の一面を前記光電変換素子列の並び方向に垂直
な方向な偏向作用を持つ偏向面から構成し、この偏向面
を前記回折現象を用いたレンズ作用面で構成したことを
特徴とする請求項１に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項２８】撮影レンズの予定結像面の近傍に配置さ
れたコンデンサレンズと、合焦精度を確保し得る間隔を
以て並ぶ少なくとも一対の開口部を有する明るさ絞り
と、再結像レンズと、光電変換素子列とを具え、この光
電変換素子列の出力信号を処理して前記撮影レンズの焦
点状態を検出する焦点検出光学系において、前記焦点検
出光学系は複数の開口部に対応する複数の光電変換素子
列を有し、これらの光電変換素子列は互いに平行に配置
され、予定結像面より焦点検出光学系側に光電変換素子
列の素子の並び方向に対して垂直な方向の視野を制限
する手段を持ち、前記焦点検出光学系は、光電変換素子
列の素子の並び方向と光電変換素子列の素子の並び方向
に対して垂直な方向との焦点距離が異なり、光電変換素
子列の素子の並び方向に対して垂直な方向の断面におい
て該光電変換素子列の素子の並び方向に対して垂直な方
向の視野を制限する手段を有する面と、光電変換素子列
の配置された面とがほぼ共役な関係にあることを特徴と
する焦点検出光学系。 - 【請求項２９】前記光電変換素子列の素子の並び方向の
断面において、前記撮影レンズの予定結像面と光電変換
素子列の配置された面とがほぼ共役な関係にあることを
特徴とする請求項２８に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３０】前記焦点検出光学系は一対の開口部に対
応する一対の光電変換素子列を有し、該一対の光電変換
装置は互いに平行に配置され、且つ前記焦点検出光学系
は、光電変換素子列の素子の並び方向と光電変換素子列
の素子の並び方向に垂直方向のパワーが異なる回折現象
を用いたレンズ作用面を有することを特徴とする請求項
２８または２９に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３１】少なくとも前記再結像レンズの一面が回
折現象を用いた偏向作用面を持つことを特徴とする請求
項２８または２９に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３２】撮影レンズの予定結像面の近傍に配置さ
れたコンデンサレンズと、明るさ絞りと、再結像レンズ
と、光電変換素子列と、回折現象を用いたレンズ作用面
とを具え、この回折現象を用いたレンズ作用面の個数を
１以上で５以下としたことを特徴とする焦点検出光学
系。 - 【請求項３３】前記回折現象を用いたレンズ作用面を３
枚以下同一の光路上に重ねたことを特徴とする請求項３
２に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３４】撮影レンズの予定結像面の近傍に配置さ
れたコンデンサレンズと、合焦精度を確保し得る間隔を
以て並ぶ少なくとも一対の開口部を有する明るさ絞り
と、再結像レンズと、光電変換素子列とを具える焦点検
出光学系において、少なくとも前記再結像レンズの一面
が回折現象を用いたレンズ作用面を持つことを特徴とす
る焦点検出光学系。 - 【請求項３５】前記回折現象を用いたレンズ作用面と前
記明るさ絞りとが一体に構成されていることを特徴とす
る請求項３４に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３６】少なくとも前記再結像レンズの一面が回
折現象を用いた偏向作用面を持つことを特徴とする請求
項３４に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３７】前記焦点検出光学系は少なくとも回折現
象を用いた一面を持ち、該回折面は最大回折効率を得る
波長の異なる複数の領域から構成されたことを特徴とす
る請求項３６に記載の焦点検出光学系。 - 【請求項３８】撮影レンズによる予定結像面の近傍に配
置されたコンデンサレンズと、複数の開口からなる明る
さ絞りと、それぞれの開口に対応する回折現象を用いた
レンズ作用面から構成される再結像レンズ面と、再結像
レンズの射出面とそれぞれの明るさ絞りの開口に対応す
る光電変換素子列とを具え、複数の再結像レンズを前記
回折現象を用いたレンズ作用面によるプレートレンズを
以て構成し、それぞれの有効範囲を互いに隣接して構成
したことを特徴とする焦点検出光学系。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05895894A JP3476897B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 焦点検出光学系 |
| US08/412,280 US5710667A (en) | 1994-03-29 | 1995-03-28 | Focus detecting optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05895894A JP3476897B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 焦点検出光学系 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270677A JPH07270677A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3476897B2 true JP3476897B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=13099357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05895894A Expired - Lifetime JP3476897B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 焦点検出光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3476897B2 (ja) |
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| US6052234A (en) * | 1996-04-16 | 2000-04-18 | Minolta Co., Ltd. | Viewfinder optical system |
| JP4149021B2 (ja) * | 1998-01-14 | 2008-09-10 | オリンパス株式会社 | 光学系 |
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- 1994-03-29 JP JP05895894A patent/JP3476897B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-28 US US08/412,280 patent/US5710667A/en not_active Expired - Lifetime
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