JPH01231012A - 焦点検出装置 - 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） 本発明は写真用カメラやどデオカメラ等に好適な焦点検
出装置に関し、特に対物レンズの予定結像面後方に配置
した２次光学系により物体像に関する結像状態を検出す
ることにより焦点検出を行い、更にはカメラ側から例え
ば所定のパターンを物体ｆｉｌｌに投影し、物体からの
該パターンの反射パターン像を検出することにより焦点
検出を行う焦点検出系を４１した焦点検出装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来よりカメラ等の焦点検出装置には例えば特開昭５７
−２１０３０８　”、−公報等で開示されている投光ス
ポットを利用した能動方式と例えば特開昭５７−７２１
１１号公報や特開昭６０−４１０１３号公報等で開示さ
れている所謂像ずれ方式と呼ばれる物体像の結像状態を
利用した受動方式がある。

又、受動式の欠点である低照度下の物体に対しても測距
出来るように低照度時に物体ｎ町に投光手段により所定
のパターンを投影し物体からの反射パターン像を検出し
て焦点検出を行うようにした第２検出系を有した焦点検
出装置か例えば特開昭６１−２９５５２１号公報に開示
されている。

一般に受動方式は遠距離物体に対しても比較的高粒度に
焦点検出が出来る１）、−眼レフカメラにおいて多用さ
れている。

特開昭６１−２９５５２１号公報における第２検出系は
等両凹に対物レンズの光軸上から投光手段により物体側
にパターンを投影し、物体からの反射パターン像を同じ
く光軸上における受光手段により検出している。

このとき焦点検出用の光束と投光手段からの光束の対物
レンズ内を通ｔする位置とが互いに分離するように構成
し、対物レンズのレンズ面反射により、投光手段からの
光束が直接受光手段に入射しないようにしている。

しかしながらこの方法は、対物レンズの種類に応じて投
光手段からの光束の対物レンズ内を通過する位置を変化
させねばならなかった。又、このように対物レンズ毎に
光束の分離を行うことは実際上極めて困難であった。

この為、実際にはレンズ面からの反射光によるゴースト
やフレアーか受光手段に入射してしまい焦点検出精度を
低下させる原因となっている。

（発明か解決しようとする問題点） 本発明は像ずれ方式を用いて物体か低輝度若しくは低コ
ントラストのときにカメラ側から所定のパターンを物体
側に投影し、物体からの反射パターン像を検出して焦点
検出を行う投光手段を有した焦点検出装置において、ｐ
定結像面（物体面上と等価）における測距範囲を適切に
設定することにより、投光手段からの光束か対物レンズ
のレンズ面で反射してゴーストやフレアーとなってもこ
れらのゴーストやフレアーが受光手段に入射しないよう
にし、常に高精度の焦点検出を可能とした焦点検出装置
の提供を［］的とする。

（問題点を解決するための手段） 対物レンズを介して投光−Ｆ段により所定のパターンを
物体側に投影し、註物体からの該パターンの反射パター
ン像を受光手段面」二に複数形成し、該受光手段により
該複数の反射パターン像に関する光；辻分布の相対的位
置を検出することにより該対物レンズの焦点状態を検出
する焦点検出装置において、該予定結像面上における測
距領域が該予定結像面上に形成される投影パターンを該
対物レンズの光軸に対して点対称移動して形成される領
域から外れるように設定したことである。

（実力り例） 第１図は本発明の焦点検出装置を一眼レフカメラに適用
したときの概略図、第２図はこのうち第１．第２の焦点
検出系の要部を抽出し展開したときの概略図である。

第３図は第２図において矢印Ｃ方向から見たときの中央
断面図、第４図は第２図において矢印り方向から見たと
きの中央断面図である。

第１〜第４図において、３は対物レンズ、２０は視野マ
スクであり対物レンズ３の予定結像面近傍に配置されて
おり、２つの開口部２０ａ。

２０ｂを有している。２２は赤外線カットフィルターで
ある。２１は光学フィルターであり、例えば第５図に示
す波長７００ｎｍ付近を中心としたバントパス特性を有
している。

赤外線カットフィルター２２は視野マスク２０の開口１
部２０ｂ、光学フィルター２１は視野マスク２０の開［
］部２０ａの背後に各々設けられている。そしてフィル
ター２１．２２の接合部１ｏ。

は視野マスク２０の遮光部２０ｃて遮光されている。

２３はフィールドレンズであり予定結像面の近傍に配置
されている。２５は２次光学系であり対物レンズ３の光
軸に対して対象に配置された二つのレンズ２５ａ、２５
ｂにより構成されている。

２６は受光手段であり前記二つのレンズ２５ａ。

２５ｂに対応してその後方に配置された４つの受光素子
列２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを有している。２４
は絞りであり１）１記２つのレンズ２５ａ、２５ｂに対
応してその前方に配置された２つの開口１部２４ａ、２
４ｂを有している。２７は対物レンズ３の射出瞳であり
、分割された２つの領域２７ａ、２７ｂを含んでいる。

２つの領域２７ａ、２７ｂは第１領域を構成している。

尚、フィールドレンズ２３は絞り２４の開口部２４ａ、
２４ｂを射出瞳２７の領域２７ａ。

２７ｂに結像する作用を有しており、各領域２７ａ、２
７ｂを透過した光束が１チツプ上の受光素子列２６ａ、
２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ而上に夫々光量分布を形成する
ようになっている。

２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂは各々視野マスク２０
の開口部２０ａ、２０ｂのレンズ２５ａ。

２５ｂによる受光手段２６面上における投影像である。

以−Ｌの構成において、視野マスク２１ｂ、赤外線カッ
トフィルター２２、受光素子列２６Ｃ９２６ｄを含む検
出系は従来型の第１検出系、視野マスク２１ａ、光学フ
ィルター２１、受光素子列２６ａ、２６ｂを含む検出系
は本発明による第２検出系である。

第６図はこの第２図に示す焦点検出装置における第２検
出系の分光感度特性である。第１．第２検出系の焦点検
出方法は次のとおりである。

尚、第２検出系は後述するパターン投光手段と共に動作
するものである。

対物レンズ３の結像点が予定結像面の前（Ｉｎにある場
合は、２つの受光素子列２６ｃ、２６ａ面上に夫々形成
される物体像に関する光量分布か互いに近づいた状態と
なり、また、対物レンズ３の結像点が予定結像面の後側
にある場合は、２つの受光素子列２６ｃ、２６ａ面上に
夫々形成される光量分布か互いに離れた状態となる。し
かも、２つの受光素子列２６ｃ、２６ａ面上に夫々形成
された光量分布のずれ量は対物レンズ３の焦点外れ量と
ある関数関係にあるので、そのずれＩｉｌを適当な演算
手段で算出すると、対物レンズ３の焦点はすれの方向と
量とを検出することかできる。

次に第１図、第７図により没光丁段を用いて焦点検出を
行う第２検出系を説明する。

第７図は第１図の焦点検出装置における第２検出系の投
光部を抽出して展開した斜視図である。

第１図において１５は第１．第２検出系より成る焦点検
出手段であり第２図の視野マスク２０以降の各要素を有
している。

１はカメラボディ、２は対物レンズ３を光軸４の方向に
移動可能に保持するレンズ鏡筒、５は主ミラーてありサ
ブミラー６と共に前記対物レンズ３を透過した物体光を
ファインダー系と焦点検出手段１５に分離している。

７はピント板でありフィールドレンズ７ａを有している
。９はペンタプリズム、１０は接眼レンズであり、これ
らはファインダー系を構成している。８はビームスプリ
ッタ−であり例えば波長６８０〜７２０ｎｍの光を５０
％程度反射させる光分割部８ａを有している。１１は絞
り、！３は所定模様を形成したパターン、１２は投光レ
ンズ、１４はＬＥＤで例えば第８図に示す分光特性を有
している。ビームスプリッタ−８、絞り１１、パターン
１３、投光レンズ１２、そしてＬＥＤ　１４は投光手段
の一部を構成している。

投光手段は例えばスリットより成るパターンを投光手段
と対物レンズ３を介して物体側に投影し低輝度や低コン
トラストの物体に対して強制的に物体にコントラストを
つけている。そして物体からの反射パターン像を検出手
段１５により検出して第２検出系としての測距を行って
いる。

第７図において７１は絞り１１の開ＩＩ　１１　ａの中
心とパターン１３を構成するスリット１３ａの中心とを
通る光線を示している。本実施例では照射光は、フィー
ルドレンズ７ａと対物レンズ３上において光軸４から離
れた位置を通っている。また、スリット１３ａは投光レ
ンズ１２によって、対物レンズ３の予定結像面近傍にス
リット像３１として投影され、絞り１１の開口ｆｌａは
フィールドレンズ７ａによって、対物レンズ３の篩上の
′：ｊＳ２領域７０１に投影されている。したかって、
この構成により等両凹にスリット像３１の位置から開口
像３０に相当する第２領域７０１を通して第９図に示す
ように物体モにスリット像４０が投影されることになる
。

本実施例では第４図に示すように視野マスク２０の開［
１部２０ａは対物レンズ３の光軸４から外れた位置にあ
り、これに応じて視野マスク２０の開口部２０ａの投影
像２８ａ、２８ｂの中心及び受光素ｆ列２６ａ、２６ｂ
の中心も光軸４から外れた位置にある。従って、第１図
に示す一眼しフカメラの第２検出系による物体ｆｌｌｌ
Ｏ測距範囲は第９図に示すようになる。

尚、第２検出系の焦点検出方法は実質的に投光１段を有
している点を除き第１検出系と同様である。

第９図は第７図に示す投光手段により物体を照射した様
子を表わしたものである。

四し１において４０はスリット１３ａのフィールドレン
ズ７ａおよび対物レンズ３による物体上のスリット像で
あり、４１は第２検出系による物体七〇測距領域である
。Ｐ２は対物レンズ３の光軸である。

本実施例では物体上にスリット像か投影された状況にお
いて、焦点検出装置内の受光素子列２６ａ、２６ｂから
の信号出力は例えば第１０図の信号出力４２．４３に示
すようになる。従って、これらの信号出力を利用して第
１検出系と同様にして対物レンズの焦点状態を検出して
いる。

第１１図は第７図において、フィールドレンズ７ａ）の
スリット像３１の中央の点Ｐ１と対物レンズ３との関係
を第７図のＥ方向から見たときの断面図である。

スリット形状で照明された物体からの反射光は、その一
部か１拝び対物レンズ３に入射する。ここで第２図に示
した領域２７ａあるいは２７ｂを通過した光束は第２焦
点検出系の視野マスク２０の開口部２０ａを介してフィ
ルター２１、絞り開［Ｔ１２４ａ、２４ｂに入射し、レ
ンズ部２５ａ。

２５ｂにより１対の物体の２次像を視野マスク２０の開
口部２０ａの像２８ａ、２８ｂの内部に形成する。この
とき光学フィルター２１と赤外線カットフィルター２２
との接合部１００は視野マスク２０の遮光部２０によっ
て遮光されているので、ここでゴースト光か生じること
はない。

次に本実施例における第２の検出系か投光１段からの光
束が対物レンズのレンズ面で反射して受光手段面上に到
達してゴーストやフレアーとなるのを防止することかて
きることを第１２図〜第１５図を用いて説明する。

第１２１シ１〜第１５図は第１１図と同様にフィールド
レンズ７８面」二に相当する予定結像面ＦＰ上のスリッ
ト像３１の中央の点Ｐ１からの光束が対物レンズ３の任
、０のレンズ面（本実施例では３つのレンズ部を例にと
っている。）で反射して予定結像面上に戻ってくる光束
を示す断面図である。

同図においては便宜上対物レンズ３を３群３枚構成し、
又、レンズ面で１回反射して予定結像面Ｆ　Ｐ　ｆｌｌ
に戻ってくる、比較的強度の強い光束を示している。

ゴースト等は第１２図〜第１４図に示したように往復光
路をとる２）、ゴーストは予定結像面の点Ｐ１と反射面
の中心を通る光線を対物レンズの光軸４に関して略折り
返した線上において結像する。即ち、第１２図において
は仮想光線６３上の点Ｐ３で、第１３図においては仮想
光線６４上の点Ｐ４で、第１４図においては仮想光線６
５上の点Ｐ５で各々ゴーストが結像し、予定結像面ＦＰ
上にそのデフォーカス像を形成する。同図より明らかな
ように、そのデフォーカス像は点Ｐ１の折り返し点Ｐ６
に近い程シャープであり、点Ｐ６に一致した場合には点
Ｐ１の等イン１結像か成される。

従って、各レンズ部での反射によって生じたゴーストの
総合的な強度外１（Ｔは例えば第１５図のようになる。

同図はフィルム等細面上での測距範囲とゴーストとの位
置関係を表している。同図において７５は撮影画面、７
０は測距範囲、７１は投光手段によるスリット１３ａの
等両凹スリット投光部である。ゴーストは同図の領域７
４で示した領域内に生じ、領域７２は強いゴースト光が
入射する範囲、＠域７３は中度のゴースト光が入射する
範囲、領域７４は微弱なゴースト光か入射する範囲であ
る。つまり、強いゴーストはスリット投光部を対物レン
ズ３の光軸４に対して折り返した位置に生じる。

従って、本実施例によれば前述の如（’）’Ｓ　２検出
系によるｒ定結像面上における測距領域を投影パターン
を対物レンズの光軸に対して点対称移動して形成される
領域７２から外れる領域に設定することにより、受光手
段面上に全んどゴーストやフレアーか発生しないように
している。従って、本実施例によれば高精度の焦点検出
が可能な焦点検出装置を達成することができる。

（発明の効果） 本発明によれば投光手段を有した像すれ方式の焦点検出
装置において、予定結像面における測距範囲を１１７ｆ
述の如く設定することにより、投光手段からの光束か対
物レンズのレンズ而で反射してゴーストゆフレアーが発
生しても、これらのゴーストやフレアーか受光手段に入
射しないようにし、又、仮に入射しても極めて少なくな
るようにし、これにより高精度の焦点検出が可能な焦点
検出装置を達成している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を一眼レフカメラに通用したときの概略
図、第２図は第１図の一部分を抽出し展開したときの概
略図、第３図は第２図の矢印Ｃ方向から見たときの中央
断面図、第４図は第２図の矢印り方向から見たときの中
央断面図、第５図は第２図の光学的フィルター２０ａの
分光特性、第６図は第１検出系の分光特性、第７図は本
発明に係る投光手段を有する第２検出系の概略図、第８
図はＬＥＤの分光特性、第９図は本発明における第２検
出系により物体を照射したときの説明図、第１０図は本
発明の第１検出系による信号出力の説明図、第１１図は
第７図の一部分を拡大したときの概略図、第１２図〜第
１４図はゴーストの発生を示すレンズ断面図、第１５図
はフィルム等価面におけるゴーストの強度分布を示す説
明図である。 図中、１はカメラボディ、３は対物レンズ、２０は視野
マスク、２３はフィールドレンズ、２４は絞り、２５は
２次光学系、２６は受光手段、２１，２２は光学フィル
ター、１５は焦点検出「段、７はピント板、８はビーム
スプリッタ−１１】は絞り、１２は投光レンズ、１３は
赤外線カットフィルター、１４はＬＥＤ、ＦＰは予定結
像面である。 元　　　１　　　図 気　　５　　臣 充　　６　　図 ５纜長　ｎｒｎ 大目か八０ワー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズを介して投光手段により所定のパター
   ンを物体側に投影し、該物体からの該パターンの反射パ
   ターン像を受光手段面上に複数形成し、該受光手段によ
   り該複数の反射パターン像に関する光量分布の相対的位
   置を検出することにより該対物レンズの焦点状態を検出
   する焦点検出装置において、該予定結像面上における測
   距領域が該予定結像面上に形成される投影パターンを該
   対物レンズの光軸に対して点対称移動して形成される領
   域から外れるように設定したことを特徴とする焦点検出
   装置。