JPH01216308A - 焦点検出用光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カメラの焦点検出用光学系に関するものであ
り、明るさの異なる種々の交換レンズを適宜差し替えて
使用する一眼レフカメラの焦点検出装置として特に適す
るものである。

［従来の技術］ 第６図は従来の位相差検出方式による焦点検出用光学系
の概略構成図である。第６図において、Ｌ、はコンデン
サレンズ、Ｌ、、Ｌ、は撮影レンズの光軸１．に関して
略対称に配置された一対の再結像レンズであり、撮影レ
ンズにより形成される像をコンデンサレンズＬｏ及び一
対の再結像レンズＬ１゜Ｌ、によって、第１像及び第２
像として再結像する。ここで、再結像レンズＬ、、Ｌｍ
によって再結像される第１像及び第２像の間隔は撮影レ
ンズの焦点位置によって変化する。したがって、撮影レ
ンズの予定結像面ＦＰとコンデンサレンズＬ０及び一対
の再結像レンズＬ、、Ｌ！に関して共役な位置又はその
近傍に、ラインセンサーＰ０の第１及び第２の受光素子
列！、■を一列に並べて配置しておけば、その第１及び
第２の受光素子列１．■による第１像及び第２像の間隔
を検出することによって撮影レンズの焦点位置を検出で
きる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の従来例において、絞りマスクＡＭにおける絞り開
口部Ａ、、Ａ２の開口中心間隔を拡げると、焦点位置の
微小な前後移動に対して、受光素子列上の像移動の割合
が大きくなるので、焦点検出精度は上がるが、その反面
、焦点検出用の光束と撮影レンズの光軸１０のなす角度
が大きくなるので、Ｆナンバーの小さい明るいレンズで
なければ焦点検出用の光束がケラしてしまう、また、絞
り開口部Ａ、、Ａ、の開口中心間隔を狭めた場合には、
上記とは逆の状態となり、Ｆナンバーの大きい暗いレン
ズでも焦点検出が可能となるが、焦点検出精度は低下し
てしまう。

従来のＡＰ−眼レフカメラにおける焦点検出用光学系で
は、Ｆナンバーの大きいズームレンズに対応できるよう
に、絞り開口部Ａ　＋　、　Ａ　２の開口中心間隔を比
較的狭く設定している。この場合、Ｆナンバーの大きい
レンズを用いる場合には被写界深度が深いので焦点検出
精度が低くても余り目立たないが、Ｆナンバーの小さい
レンズを用いる場合には被写界深度が浅くなるので、焦
点検出精度の低さがそのまま描写されてしまう、結局、
焦点検出精度を優先すれば使用できるレンズが制約され
、使用できるレンズの制約を少なくすれば焦点検出精度
が低下するという問題がある。

ところで、特開昭５８−２０２４１２号公報にあっては
、位相差検出方式の焦点検出用光学系を備えた一眼レフ
カメラにおいて、交換レンズの開放Ｆナンバーに応じて
再結像レンズ対の開口を段階的に補正することが提案さ
れている。しかしながら、そのための具体的手段として
は、一対の連動する遮光部材が、各再結像レンズの瞳を
外側から制限して行く構造を用いており、各遮光部材の
駆動量が微妙に異なっていると、各再結像レンズを通過
する光量に差が生じ、焦点検出誤差を生じるという問題
があった。つまり、この従来例にあっては、可動部材で
ある遮光部材の駆動精度に応じて焦点検出精度が左右さ
れるという致命的な欠点があった。したがって、一対の
遮光部材を精度良く連動して駆動するための機構が極め
て複雑なものとなり、部品点数の著しい増加を招いてい
た。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、位相差検出方式の焦点検出用光
学系において、焦点検出精度とレンズのＦナンバーを制
約する再結像レンズ対の瞳間隔を、部品点数の少ない簡
単な構造で精度良く切り替え可能とすることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、撮影レンズＴＬによって結ばれる物体
の像を、コンデンサレンズＬ。、一対の再結像レンズＬ
、、Ｌ、及び上記再結像レンズＬ、、Ｌ２の近傍に設け
た絞りマスクＡＭによって一列に配列された受光素子列
（ＣＣＤラインセンサーＰ０）上に一対の像として再結
像し、上記受光素子列上に再結像した一対の像の位置を
検出して、上記撮影レンズＴＬの焦点の位置を検出する
焦点検出用光学系において、上記絞りマスクＡＭは開口
中心間隔の狭い一対の絞り開口部ＡＳＨ，Ａ２Ｎと開口
中心間隔の広い一対の絞り開口部Ａ１ｗ、Ａ２ｙを有し
、且つ、上記絞りマスクＡ、の二対の絞り開口部ＡＩＨ
，Ａ２Ｈ；Ａ１ｙ、Ａ２ｙのうち一方を選択する瞳切替
部材ＣＭを有することを特徴とするものである。

［作用］ 本発明にあっては０、このように、開口中心間隔の狭い
一対の絞り開口部Ａ　１　Ｈ、Ａ　２　Ｈと開口中心間
隔の広い一対の絞り開口部Ａｌｙ、Ａ２ｗを予め絞りマ
スクＡＭに設けておいて、瞳切替部材ＣＭにより一方を
選択するようにしたので、開口中心間隔の狭い一対の絞
り開口部Ａ　ＩＨ、Ａ　２　Ｈを選択した場合には、Ｆ
ナンバーの大きい暗いレンズでも焦点検出が可能であり
、また、Ｆナンバーの小さい明るいレンズに対しては、
必要に応じて開口中心間隔の広い一対の絞り開口部Ａ１
ｗ、Ａ２ｙを選択することにより、焦点検出精度を上げ
ることができる。

また゛、本発明にあっては、絞り開口部及びその開口中
心間隔の精度は絞りマスクＡＭの成形精度に応じて決ま
るので、瞳切替部材ＣＭは二対の絞り開口部のうち一方
を遮光し、他方を開く機能さえ備えておれば良い。した
がって、部品点数の少ない簡単な構造でありながら、再
結像レンズ対の瞳を精度良く切り替えることができるも
のである。

［実施例］ 第１図は本発明に係る焦点検出用光学系の一実施例の概
略構成を示す斜視図である。第１図において、ＴＬは撮
影レンズであり、その予定結像面ＦＰの近傍には、視野
マスクＦＭが配置されている。視野マスクＦＭの中央部
には開口部Ｅ０、両側には開口部Ｅｅｌ、ＥＯ２が設け
られ、全体としてＨ型の開口部となっている。視野マス
クＦＭの各開口部Ｅ　ｏ　＊　Ｅ　ｏ　＋　、　Ｅ　６
２を通過した光束は、コンデンサレンズＬ　ｏ　、　Ｌ
　ａ　１．　Ｌ　０２を夫々通過して集束される。再結
像レンズ板りは、中央部に横方向に配列された再結像レ
ンズ対し、、Ｌ、と、両側にそれぞれ縦方向に配列され
た再結像レンズ対し　３　、　Ｌ　−及びＬ　ｓ　、　
Ｌ　ｉを備えている。再結像レンズＬ、〜Ｌ６はすべて
同一の曲率半径の平凸レンズよりなり、その凸面は、セ
ンサー基板Ｐの側に向けられている。絞りマスクＡＭに
は、再結像レンズＬ、、Ｌ、に対応した位置に、開口中
心間隔の狭い一対の絞り開口部Ａ＋Ｈ，Ａ２Ｈと開口中
心間隔の広い一対の絞り開口部Ａ１ｙ、Ａ２ｙが設けら
れ、再結像レンズＬ。

〜Ｌ、に対応した位置に、絞り開口部Ａ、〜Ａ、が夫々
設けられている。この絞りマスクＡ、は、再結像レンズ
板りの直前に配置されており、再結像レンズ板りの平坦
部に密着している。

瞳切替部材Ｃ１，Ｉは可動性の遮光部材よりなり、中央
部に開口部ＣｌＮＩｃ　ＩＷＩｃ　２ｗ、両側に開口部
Ｃコ。

Ｃ２を備えている。この瞳切替部材ＣＭは、絞りマスク
Ａ、の直前に配置されて、再結像レンズＬｌ。

Ｌ２の配列方向とは垂直方向に移動自在とされ、絞りマ
スクＡ、の絞り開口部Ａ１ｗ、Ａ２ｙを遮光し、他の絞
り開口部は遮光しない“第１の状態”と、絞りマスクＡ
、の絞り開口部Ａ、、、Ａ２Ｎを遮光し、他の絞り開口
部は遮光しない“第２の状態”のいずれかを選択可能と
している。コンデンサレンズＬ０゜Ｌ　Ｏｌ　＊　Ｌ　
Ｏ２と再結像レンズ板りとの間には、撮影レンズＴＬの
光軸上の焦点検出ブロックと光軸外の焦点検出ブロック
とを光学的に分離するための遮光部材Ｍ、を配置し、迷
光の侵入を防いでいる。

センサー基板Ｐの小央部には、再結像レンズ対し　＋　
、　Ｌ　２の配列方向と一致するように、ＣＣＤライン
センサーＰ０が横長に配されている。また、センサー基
板Ｐの両側には、再結像レンズ対し３゜Ｌ４及びＬ　ｓ
　、　Ｌ　ｓの配列方向と一致するように、ＣＣＤライ
ンセンサーｐ　ｏ＋及びＰ。２が縦長に配されている。

各ＣＯＤラインセンサーＰｏ、Ｐｏ＋＋Ｐｏｚは夫々第
１及び第２の受光素子列を含んでおり、再結像レンズ対
し、、Ｌ２；Ｌ、、Ｌ、；Ｌ、、Ｌ、によって再結像さ
れた第１及び第２の像を別々に光電変換するようにして
いる。図中、点線で囲んだブロック（ＡＦ）は、ＡＦセ
ンサーモジュールを示している。

第２図（ａ）及び（ｂ）は、第１図に示す焦点検出用光
学系において、瞳切替部材ＣＭによって絞りマスクＡＭ
の絞り開口部を切り替える仕組みを説明するための図で
ある。絞りマスクＡＭの中央部に注目すると、第２図（
ａ）の状態では、絞りマスクＡＭに設けられた４つの絞
り開口部Ａ＋ｓ＋Ａ＋ｗ＋Ａ２Ｎ＋Ａｎｙのうち、外側
の２つの絞り開口部Ａｌｙ、Ａ２．Ｉは瞳切替部材ＣＭ
によって塞がれるが、内側の２つの絞り開口部Ａ＋Ｈ，
Ａ２１４は瞳切替部材Ｃ，に開口部ＣＩＮが設けられて
いるために、瞳切替部材Ｃ。

によって塞がれない、つまり、このときの絞りマスクＡ
、の中央部における実質的な絞り開口部は、開口中心間
隔の狭い絞り開口部Ａ　Ｉ　Ｎ　、　Ａ　２　Ｈとなり
、Ｆナンバーの大きい暗いレンズでも焦点検出が可能な
“第１の状態”となる。

次に、第２図（ｂ）の状態では、第２図（ａ）の状態と
は反対に内側の２つの絞り開口部ＡＩＨ，Ａ２Ｈが瞳切
替部材Ｃ，によって塞がれるが、外側の２つの絞り開ロ
部Ａ１ｗ、Ａ２ｗ＆虚瞳切替部材ＣＭに開口部Ｃ、、、
Ｃ２，が設けられているために、瞳切替部材Ｃ，によっ
て塞がれない、つま、す、このときの絞りマスクＡＭの
中央部における実質的な絞り開口部は、開口中心間隔の
広い絞り開口部Ａｌｙ、Ａ２ｗとなり、焦点検出の精度
が高い“第２の状Ｒ″となる。

なお、第２図（ａ）、（ｂ）のいずれの状態においても
、絞りマスクＡ、の両側の絞り開口部Ａ、、Ａ、及びＡ
　ｓ　、　Ａ　ａは、瞳切替部材ＣＭの両側に開口部Ｃ
５及びＣ１が設けられているために、瞳切替部材ＣＭに
よって塞がれることはない、したがって、本実施例にあ
っては、中央部の瞳切替のみが行われ、両側の瞳切替は
行われない。

第３図は本発明に係る焦点検出用光学系の他の実施例の
概略構成を示す斜視図である０本実施例にあっては、中
央部の瞳切替のみならず両側の瞳切替をも可能としたも
のであり、絞りマスクＡＭには、再結像レンズＬｉＬ４
に対応した位置に、開口中心間隔の狭い一対の絞り開口
部Ａ　３Ｎ、　Ａ　４Ｈと間隔中心間隔の広い一対の絞
り開口部Ａ　３　ｗ、　Ａ　４　ｗが設けられ、再結像
レンズＬ　ｓ　、　Ｌ　＊に対応した位置に、開口中心
間隔の狭い一対の絞り開口部ＡＳＮ。

ＡＳＨと間隔中心間隔の広い一対の絞り開口部Ａ　５　
ｙ　。

Ａ６ｗが設けられている。また、瞳切替部材ＣＭの両側
下部に開口部Ｃ１及びＣ６が設けられている。

その他の構成については、第１図実施例と同様である。

第４図（ａ）及び（ｂ）は、第３図に示す焦点検出用光
学系において、瞳切替部材Ｃ，によって絞りマスクＡＭ
の絞り開口部を切り替える仕組みを説明するための図で
ある。絞りマスクＡＭの両側に注目すると、第４図（ａ
）の状態では、絞りマスクＡＭに設けられた各二対の絞
り開口部Ａ　！Ｎ、Ａ　４Ｈ：Ａ　３１１＋＋Ａ４ＩＩ
＋及びＡ　ＳＮＩ　Ａ　！Ｎ；Ａ　ＳＷ＋　Ａ　ａｗの
うち、外側の絞り開口部Ａ３ｙ、Ａ４ｙ及びＡ　５ｗ、
　Ａ　ａｙは瞳切替部材ＣＭによって塞がれるが、内側
の絞り開口部Ａ　３　Ｈ、Ａ　４　Ｎ及びＡ　５　Ｎ、
　Ａ　６　Ｈは瞳切替部材Ｃにに開口部Ｃ３、Ｃｓが設
けられているために、瞳切替部材Ｃ，によって塞がれな
い、つまり、このときの絞りマスクＡＭの両側における
実質的な絞り開口部は、開口中心間隔の狭い絞り開口部
ＡＨＩ、ＡｎＨ及びＡＳＮ、ＡＩＮとなる。

次に、第４図（ｂ）の状態では、第４図（ａ）の状態と
は反対に内側の絞り開口部Ａ３Ｎ、Ａ４Ｎ及びＡＳＷ。

ＡＧＮが瞳切替部材ＣＭによって塞がれるが、外側の絞
り開口部Ａ３ｗ、Ａ４ｙ及びＡ　６ｗ、　Ａ　６ｙは瞳
切替部材ＣＭに開口部Ｃ、ｓ　、　Ｃ４及びＣｓ　、　
Ｃ＊が設けられているために、瞳切替部材ＣＭによって
塞がれない。

つまり、このときの絞りマスクＡＭの両側における実質
的な絞り開口部は、開口中心間隔の広い絞り開口部Ａ工
、ｉｗ及びＡ５ｗ、Ａｉｙとなり、焦点検出の精度が高
い状態となる。

第５図（ａ）及び（ｂ）は、上記各実施例におけるＡＦ
センサーモジュールの実装状態を示す正面図及び側断面
図である。ＡＰセンサーモジュールは、第５図（ｂ）に
示すように、内部にモジュールミラー　Ｍ　ｏを備えて
おり、光路を略垂直方向に曲げることにより、全体をコ
ンパクトに構成している。

レンズホルダーＬＨには、コンデンサレンズＬｏ。

Ｌ　ｏ　＋　＊　Ｌ　ｏ　ｔが保持され、視野マスクＦ
Ｍを兼ねるレンズカバーＬＣが被着されている。レンズ
ホルダーＬＨの内部には、各焦点検出ブロックを光学的
に分離するための迷光カットマスクＭＭが配されている
。再結像レンズ板りは、その平坦部に絞りマスクＡＭを
接着され、絞りマスクＡＭとレンズホルダーＬＨとの間
に、瞳切替部材ＣＭを摺動自在に介在させる間隙が生じ
るように、レンズホルダーＬＨのボスＢに支持されて接
着されている。瞳切替部材ＣＭは、スプリングＳＰにて
第２図（ａ）又は第４図（ａ）に示す“第１の状態”を
取るように付勢されると共に、レバーＬＢを第５図（ｂ
）の矢印に示すように移動させることによって、必要に
応じて第２図（ｂ）又は第４４図（ｂ）に示す“第２の
状態”を取るように駆動される。レバーＬ、は、電磁石
やバイモルフ素子のような各種のアクチュエータ（図示
せず）に連結されている。センサー基板Ｐは、受光面が
再結像レンズ板りに面するように、レンズホルダーＬＨ
に支持されて接着されており、この受光面には、カバー
ガラスＣＧが装着されている。このＡＦセンサーモジュ
ールは、例えば、−眼レフカメラのミラーボックス底部
に収納されるものであり、この場合、ハーフミラ−を通
過した光束をハーフミラ−後方のサブミラーにてミラー
ボックス底部に導くように構成される。

−眼レフカメラにおけるＴＴＬ方式の焦点検出用光学系
においては、開放絞り状態で焦点検出を行うので、焦点
検出用の光束がケラレるか否かは撮影レンズの開放Ｆナ
ンバー（厳密にはレンズの繰り出し量を考慮した有効開
放Ｆナンバー）の情報に基づいて判断される。そして、
開放Ｆナンバーの情報と撮影条件に応じて広狭いずれか
の絞り開口部を選択する０例えば、開放Ｆナンバーが２
４以上であれば、無条件に開口中心間隔の狭い絞り開口
部を選択し、開放ＦナンバーがＦ４未満であれば、無条
件に又は被写界深度が浅い撮影条件においてのみ、開口
中心間隔の広い絞り開口部を選択する。被写界深度が浅
い撮影条件としては、制御絞り値が開放気味である場合
、撮影レンズの焦点距離が長い場合、撮影距離が短い場
合などがある。また、焦点検出モードとして、高精度の
焦点検出を行う高精度モード、高速度の焦点検出を行う
高速度モード、広い遠近範囲にわたる焦点検出を行う広
範囲モードなどを設け、各モードに適した絞り開口部を
選択するようにしても構わない。

なお、瞳切替部材ＣＭの形状は、第２図（ａ）　、　（
ｂ）若しくは第４図（ａ）、（ｂ）に示す形状に限定さ
れるものではなく、絞り開口部の切替ができるのであれ
ば、どのような形状であっても良い、また、上述の実施
例は中央部に水平方向、左右両側に垂直方向の受光素子
列を持つ、いわゆる多点焦点検出用光学系に対する実施
例であるが、例えば、中央部にのみ水平方向に受光素子
列を持つ焦点検出用光学系や、中央部に水平方向及び垂
直方向に十字型に受光素子列を持つ焦点検出用光学系な
どにおいても、本発明を適用できることは言うまでもな
い。

さらに、瞳切換部材は可動性を有する遮光部材に限定さ
れるものではなく、絞りマスクに予め設けられた２対の
絞り開口部のうち一方を遮光し、他方を開放する機能を
備える部材であれば良く、例えば電気光学的なシャッタ
ーを用いて構成しても良い。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、位相差検出方式の焦点検出用光
学系において、絞りマスクに開口中心間隔の異なる二対
の絞り開口部を設けて、いずれが一方を瞳切替部材によ
り選択するようにしたので、撮影レンズのＦナンバーが
大きくても焦点検出が可能であり、使用できるレンズに
対する制約が少ないという利点があり、また、撮影レン
ズのＦナンバーが小さくて被写界深度が浅い場合には、
必要に応じて焦点検出精度を上げることができるという
効果がある。さらに、本発明にあっては、絞り開口部や
その開口中心間隔の精度は絞りマスクの成形精度に応じ
て決まるので、瞳切替部材を可動性の遮光部材で構成し
ても、その成形精度や組立精度、駆動精度等には余り厳
密性を要求されないという利点があり、したがって、部
品点数の少ない簡単な構造でありながら、再結像レンズ
対の瞳を精度良く切り替えることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点検出用光学系の一実施例の概
略構成を示す斜視図、第２図（ａ）及び（１，）は同上
の動作説明図、第３因は本発明に係る焦点検出用光学系
の他の実施例の概略構成を示す斜視図、第４図（ａ）及
び（ｂ）は同上の動作説明図、第５図（ａ）及び（ｂ）
はそれぞれ上記各実施例の実装状態を示す正面図及び側
断面図、第６図は従来の焦点検出用光学系の概略構成図
である。 ＴＬは撮影レンズ、Ｌｏはコンデンサレンズ、Ｌ、、Ｌ
、は再結像レンズ、ＰｏはＣＯＤラインセンサー、ＡＭ
は絞りマスク、ＡＩＨ，Ａ２Ｈ＋Ａ＋ｗ、Ａ２ｙは絞り
開口部、Ｃ，は瞳切替部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズによって結ばれる物体の像を、コンデ
   ンサレンズ、一対の再結像レンズ及び上記再結像レンズ
   の近傍に設けた絞りマスクによって一列に配列された受
   光素子列上に一対の像として再結像し、上記受光素子列
   上に再結像した一対の像の位置を検出して、上記撮影レ
   ンズの焦点の位置を検出する焦点検出用光学系において
   、上記絞りマスクは開口中心間隔の狭い一対の絞り開口
   部と開口中心間隔の広い一対の絞り開口部を有し、且つ
   、上記絞りマスクの二対の絞り開口部のうち一方を選択
   する瞳切替部材を有することを特徴とする焦点検出用光
   学系。