JPH052131A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JPH052131A
JPH052131A JP3154943A JP15494391A JPH052131A JP H052131 A JPH052131 A JP H052131A JP 3154943 A JP3154943 A JP 3154943A JP 15494391 A JP15494391 A JP 15494391A JP H052131 A JPH052131 A JP H052131A
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    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
    • G02B7/346Systems 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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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮影レンズの射出瞳の位置、大きさが変化し
た場合にも、ラインセンサに対して光束を有効に取り込
ませることができ、各種の撮影レンズに対応して撮影レ
ンズの合焦状態を検出することができる焦点検出装置を
提供することを目的とする。 【構成】 撮影レンズにより形成される予定焦点面上の
像を一対の像として再結像する一対のセパレータレンズ
22,23と、このセパレータレンズにより形成される像を
受像する一対のラインセンサ24,25と、セパレータレン
ズ22,23と撮影レンズとの間の光路中に撮影レンズの射
出瞳の変化に応じて挿脱自在に設けられ光路を偏向する
プリズム26とを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カメラ等の撮影レン
ズの被写体への合焦状態を検出する焦点検出装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、一眼レフカメラ等の焦点検出
装置としては、撮影レンズの射出瞳を2つに分割し、そ
れぞれ焦点検出光学系の再結像レンズによりラインセン
サ上に結像させ、各ラインセンサの出力信号の関係に基
づいて撮影レンズの合焦状態を検出する構成が知られて
いる。
【0003】また、画面の中央以外に位置する被写体へ
の撮影レンズの合焦状態を検出するために、軸外に検出
エリアを設けた装置も従来公知である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸外の
検出エリアの光軸からの距離が大きくなると、レンズ交
換やズームによって撮影レンズの射出瞳の位置や大きさ
が変化した際に、焦点検出光学系の瞳がケラレを生じ、
光束を取り込むことができる範囲が狭められることがあ
る。そして、このような場合には、自動焦点検出を利用
できる交換レンズが限定される。
【0005】
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、撮影レンズの射出瞳の位
置、大きさが変化した場合にも、ラインセンサに対して
光束を有効に取り込ませることができ、各種の撮影レン
ズに対応して撮影レンズの合焦状態を検出することがで
きる焦点検出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる焦点検
出装置は、上記の目的を達成させるため、撮影レンズに
より形成される予定焦点面上の像を一対の像として再結
像する一対のセパレータレンズと、このセパレータレン
ズにより形成される像を受像する一対のラインセンサ
と、セパレータレンズと撮影レンズとの間の光路中に撮
影レンズの射出瞳の変化に応じて挿脱自在に設けられ光
路を偏向する偏向手段とを備えることを特徴とする。
【0007】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
【0008】
【実施例1】図1及び図2は、実施例1の光学系を示して
いる。この実施例では、撮影レンズの瞳EPからの光束を
取り込んで撮影レンズの合焦状態を検出する3組の焦点
検出光学系10,20,30が撮影レンズの直径方向に沿って設
けられている。
【0009】撮影レンズの光軸Ax上に位置する第1の焦
点検出光学系10は、射出瞳EPからの光束を取り込むコン
デンサレンズ11と、取り込まれた光束により被写体像を
再結像させる一対のセパレータレンズ12,13、セパレー
タレンズにより分割して形成された一対の像を受像する
一対のラインセンサ14,15から構成されている。
【0010】軸外に位置する2組の焦点検出光学系20,30
は、同様にしてそれぞれコンデンサレンズ21,31と、セ
パレータレンズ22,23、32,33と、ラインセンサ24,25、3
4,35と、コンデンサレンズの手前に挿脱自在に設けられ
たプリズム26,36とから構成されている。
【0011】それぞれの焦点検出光学系10,20,30のライ
ンセンサは、撮影レンズの直径方向と直交するサジタル
方向に配列しており、プリズム26,36は、この直径方向
にパワーを持つ。
【0012】それぞれのラインセンサは分割された一対
の像を受像に対応する信号を出力し、図示せぬ演算回路
が各像の位置関係を演算することにより、それぞれの焦
点検出光学系が射出瞳を介して覗く被写体に対する撮影
レンズの合焦状態を検出することができる。
【0013】プリズム26,36は、撮影レンズの射出瞳EP
がレンズ交換、ズーミング等によって移動したときに、
光路内に挿入され、あるいは光路内から退避することに
よりコンデンサレンズ21,31が光束を取り込む方向を変
化させる。
【0014】図2に示すように、望遠時における撮影レ
ンズの射出瞳EPtは、広角時における射出瞳EPwよりも予
定焦点面40からの距離が遠くなる。また、撮影レンズの
Fナンバーによって射出瞳の大きさも変化する。
【0015】そこで、実施例1の装置は、撮影レンズの
望遠時の射出瞳EPtからの光束を取り込む場合にはプリ
ズム26を光路から退避させ、撮影レンズの広角時の射出
瞳EPwからの光束を取り込む場合には、プリズム26を光
路内に挿入する。これにより、射出瞳の位置、大きさの
変化にかかわらず、焦点検出系が光束を取り込むことが
可能となる。
【0016】なお、光軸から離れるにしたがって射出瞳
の移動量に対する光束の取り込み角度の変化が大きくな
るため、外側に位置する焦点検出光学系30のプリズム36
の頂角は、内側に位置する焦点検出光学系のプリズム26
の頂角より大きく設定されている。
【0017】
【実施例2】図3及び図4は、この発明の実施例2を示
す。実施例1の装置は、プリズムを挿入した状態としな
い状態とで2つの取り込み角度を設定しているが、実施
例2では更に挿入したプリズムを図中の上下方向にスラ
イドさせることにより、3つの取り込み角度の設定を可
能としている。
【0018】すなわち、撮影レンズの光軸Axの外に位置
する焦点検出光学系20,30は、プリズム26,36を有してい
るが、それぞれのプリズムは小頂角プリズム26a,36aと
大頂角プリズム26b,36bとが接合されて形成されてい
る。
【0019】図4に示すように、焦点検出光学系20は、
撮影レンズの望遠時の射出瞳EPtからの光束を取り込む
際にはプリズム26を挿入しない状態、中焦点距離の射出
瞳EPmからの光束を取り込む際にはプリズム26の小頂角
部26aを光路内に位置させ、更に広角時の射出瞳EPwから
の光束を取り込む際には大頂角部26bを光路内に位置さ
せるようプリズムを駆動する。
【0020】このように実施例2の構成によれば、撮影
レンズの射出瞳の変化により柔軟に対応することがで
き、多くの種類の撮影レンズについて焦点検出を行なう
ことができる。
【0021】
【実施例3】図5〜図7は、この発明の実施例3を示す。
この焦点検出光学系50は、撮影レンズの光軸Axの外側に
設けられており、コンデンサレンズ51、一対のセパレー
タレンズ52,53、一対のラインセンサ54,55、そしてコン
デンサレンズ51の手前側に設けられたフレネルプリズム
56から構成されている。この例では、ラインセンサ54,5
5は撮影レンズの直径方向に沿って配列している。
【0022】フレネルプリズム56は、撮影レンズの射出
瞳EPからの光束をコンデンサレンズ51に取り込ませるよ
うラインセンサの配列方向にパワーを持つ。フレネルプ
リズム56が配置されていない場合、焦点検出光学系50が
取り込むことができるのは射出瞳EP外の領域A,B,C,Dか
らの光束であり、ラインセンサ上に被写体像を再結像さ
せることができないが、フレネルプリズム56を配置する
ことにより、射出瞳EP内の領域A′,B′,C′,D′
から取り込まれる光束によりラインセンサ上に被写体像
を再結像させることができる。
【0023】なお、厚肉の三角プリズムを用いると、プ
リズムを透過する光線の位置の違いにより光路長が変化
してディストーションが発生するため、フレネルプリズ
ムを利用している。
【0024】図6、図7は、フレネルプリズムの配置の変
形例を示しており、図6はフレネル面を光入射側となる
コンデンサレンズの反対側に向けた例、図7は、フレネ
ル面を光射出側となるコンデンサレンズ側に向けた例を
示している。
【0025】図6、図7共に、(A)はフレネルプリズム56
が予定結像面にほぼ一致して設けられている例、(B)は
予定結像面40よりコンデンサレンズ51側に設けられた
例、(C)は予定結像面40よりコンデンサレンズ51から離
れて設けられた例である。
【0026】
【実施例4】図8及び図9は、この発明の実施例4を示
す。この実施例の焦点検出光学系60は、撮影レンズの光
軸Axを含む範囲を焦点検出の範囲としており、コンデン
サレンズ61、一対のセパレータレンズ62,63、一対のラ
インセンサ64,65、コンデンサレンズ61の手前に挿脱自
在に設けられた対称フレネルプリズム66とから構成され
ている。この例では、ラインセンサ64,65は撮影レンズ
の光軸を挟んで対称に設けられている。
【0027】対称フレネルプリズム66は、撮影レンズの
光軸Axを境としてそれぞれラインセンサの配列方向に沿
う面内で軸外の光束を軸方向に曲げる方向のパワーを有
する2つの部分から構成されている。
【0028】ラインセンサ64,65が光軸を挟んで対称に
設けられている場合、検出するエリアが狭ければ射出瞳
の変化の影響を受け難い。しかし、その幅を広く設定し
た場合には、像高の高い部分では望遠時の射出瞳EPtか
ら取り込まれる光束と広角時の射出瞳EPwから取り込ま
れる光束との重複部分がなくなり、例えば望遠時に光束
を取り込むことができる場合にも広角時に像高が高い部
分の像を形成する光束を取り込むことが不可能となる虞
がある。
【0029】そこで実施例4の装置は、撮影レンズの望
遠時の射出瞳EPtから光束を取り込む際には対称フレネ
ルプリズム66を光路から退避させ、広角時の射出瞳EPw
から光束を取り込む場合には対称フレネルプリズム66を
光路内に挿入する。これにより、広角時にラインセンサ
上で像高が高い部分を形成する光束も光軸側に曲げられ
てコンデンサレンズ61に取り込ませることができ、射出
瞳位置にかかわらず被写体像をラインセンサ上に再結像
させることができる。
【0030】
【実施例5】図10及び図11は、この発明の実施例5を示
す。実施例4の装置は、対称フレネルプリズム66を挿入
した状態としない状態とで2つの取り込み角度を設定し
ているが、実施例5では更に挿入したプリズムを図中の
上下方向にスライドさせることにより、3つの取り込み
角度の設定を可能としている。
【0031】すなわち、対称フレネルプリズム66は小頂
角プリズム66aと大頂角プリズム66bとが接合されて形成
されている。
【0032】図10に示すように、焦点検出光学系60は、
撮影レンズの望遠時の射出瞳EPtからの光束を取り込む
際には対称フレネルプリズム66を挿入しない状態、中焦
点距離の射出瞳EPmからの光束を取り込む際には対称フ
レネルプリズム66の小頂角部66aを光路内に位置させ、
更に広角時の射出瞳EPwからの光束を取り込む際には大
頂角部66bを光路内に位置させるようプリズムを駆動す
る。
【0033】このように実施例5の構成によれば、撮影
レンズの射出瞳の変化により柔軟に対応することがで
き、多くの種類の撮影レンズについて焦点検出を行なう
ことができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
撮影レンズの射出瞳がレンズ交換、ズーミング等によっ
て変化した場合にも、ラインセンサに対して光束を取り
込むことができ、正確に撮影レンズの合焦状態を検出す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の装置を示す斜視図である。
【図2】 図1の装置の作用を示す説明図である。
【図3】 実施例2の装置を示す斜視図である。
【図4】 図3の装置の作用を示す説明図である。
【図5】 実施例3の装置を示す説明図である。
【図6】 図5の装置のフレネルプリズムの配置の変形
例を示す説明図である。
【図7】 図5の装置のフレネルプリズムの配置の他の
変形例を示す説明図である。
【図8】 実施例4の装置を示す斜視図である。
【図9】 図8の装置の要部拡大図である。
【図10】 実施例5の装置を示す斜視図である。
【図11】 図10の装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
10,20,30,50,60…焦点検出光学系 11,21,31,51,61…コンデンサレンズ 12,13,22,23,32,33,52,53,62,63…セパレータレンズ 14,15,24,25,34,35,54,55,64,65…ラインセンサ 26,36…プリズム 56…フレネルプリズム 66…対称フレネルプリズム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮影レンズにより形成される予定焦点面上
    の像を一対の像として再結像する一対のセパレータレン
    ズと、このセパレータレンズにより形成される像を受像
    する一対のラインセンサと、前記セパレータレンズと前
    記撮影レンズとの間の光路に、前記撮影レンズの射出瞳
    の変化に応じて挿脱自在に設けられ、光路を偏向する偏
    向手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
  2. 【請求項2】前記ラインセンサは、前記撮影レンズの光
    軸外で、前記撮影レンズの直径方向に垂直なサジタル方
    向に沿って配列していることを特徴とする請求項1に記
    載の焦点検出装置。
  3. 【請求項3】前記ラインセンサは、前記撮影レンズの光
    軸外で、前記撮影レンズの直径方向に沿って配列してい
    ることを特徴とする請求項1に記載の焦点検出装置。
  4. 【請求項4】前記ラインセンサは、前記撮影レンズの光
    軸を含む位置に配置されていることを特徴とする請求項
    1に記載の焦点検出装置。
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