JPH06138382A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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- JPH06138382A JPH06138382A JP29298792A JP29298792A JPH06138382A JP H06138382 A JPH06138382 A JP H06138382A JP 29298792 A JP29298792 A JP 29298792A JP 29298792 A JP29298792 A JP 29298792A JP H06138382 A JPH06138382 A JP H06138382A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測距範囲の拡大と合焦精度の向上を両立し、
Ｆナンバーが比較的暗い撮影レンズにも適用可能で、し
かも実装が容易な焦点検出装置を提供する。 【構成】 撮影レンズ１，コンデンサーレンズ３，四つ
の開口部５〜８を有する明るさ絞り、四つの再結像レン
ズ９〜１２，四つの受光素子列１３〜１６を有する光電
変換手段から成る焦点検出装置である。四つの開口部の
重心がほぼ一直線に並び、撮影レンズの異なる領域を通
過した４光束が、それぞれが対応する再結像レンズによ
り光電変換手段に導かれる。
Ｆナンバーが比較的暗い撮影レンズにも適用可能で、し
かも実装が容易な焦点検出装置を提供する。 【構成】 撮影レンズ１，コンデンサーレンズ３，四つ
の開口部５〜８を有する明るさ絞り、四つの再結像レン
ズ９〜１２，四つの受光素子列１３〜１６を有する光電
変換手段から成る焦点検出装置である。四つの開口部の
重心がほぼ一直線に並び、撮影レンズの異なる領域を通
過した４光束が、それぞれが対応する再結像レンズによ
り光電変換手段に導かれる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラなどに用いられ
る焦点検出装置に関するものである。
る焦点検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】撮影レンズにより形成される像を、再結
像光学系により光軸を含む平面に対称に二つに分割して
光電変換素子列（受光素子列）上に再形成し、その２像
の位置ずれを検出することにより合焦検出を行う焦点検
出光学系は、これまでに数多く提案されている。例え
ば、特開昭５５−１１８０１９号公報、特開昭５８−１
０６５１１号公報及び特開昭６０−３２０１２号公報に
記載のものである。これらは、いずれも１組の受光素子
列を用いて合焦検出を行っており、以下のような性質が
ある。
像光学系により光軸を含む平面に対称に二つに分割して
光電変換素子列（受光素子列）上に再形成し、その２像
の位置ずれを検出することにより合焦検出を行う焦点検
出光学系は、これまでに数多く提案されている。例え
ば、特開昭５５−１１８０１９号公報、特開昭５８−１
０６５１１号公報及び特開昭６０−３２０１２号公報に
記載のものである。これらは、いずれも１組の受光素子
列を用いて合焦検出を行っており、以下のような性質が
ある。
【０００３】焦点検出系において、測距範囲の広さと合
焦精度とは、一般に相反する性質がある。通常、受光素
子列は等間隔に各受光素子が配列しており、その間隔を
各１ピッチすると、合焦精度は１ピッチに対する相対尺
度として表される。合焦精度を１ピッチのＭ分の１（Ｍ
は定数）であるとし、１ピッチ当たりの像面でのデフォ
ーカス量をαとすると、像面での合焦精度Δ（以下、合
焦精度Δと記す）は、下記の式（１）で表される。 Δ＝±（１／Ｍ）α （１） 式（１）から、合焦精度Δは、数値が大きい方が悪く、
数値が小さいほど良いことが分かる。
焦精度とは、一般に相反する性質がある。通常、受光素
子列は等間隔に各受光素子が配列しており、その間隔を
各１ピッチすると、合焦精度は１ピッチに対する相対尺
度として表される。合焦精度を１ピッチのＭ分の１（Ｍ
は定数）であるとし、１ピッチ当たりの像面でのデフォ
ーカス量をαとすると、像面での合焦精度Δ（以下、合
焦精度Δと記す）は、下記の式（１）で表される。 Δ＝±（１／Ｍ）α （１） 式（１）から、合焦精度Δは、数値が大きい方が悪く、
数値が小さいほど良いことが分かる。
【０００４】また、受光素子列における受光素子の数を
Ｎ（定数）とすると、像面での測距可能なデフォーカス
範囲Σ（以下、測距範囲Σと記す）は、下記の式（２）
で表される。 Σ＝｜±Ｎα｜ （２） 式（１），式（２）から、αを大きくすると、測距範囲
Σは広くなるが、合焦精度Δは低下する。逆に、αを小
さくすると、合焦精度Δは良くなるが、測距範囲Σは狭
くなる。このように、測距範囲Σの広さと合焦精度Δと
は、１ピッチ当たりの像面でのデフォーカス量αにより
相反する影響を受け、測距範囲Σの拡大と合焦精度Δの
向上は両立しない。
Ｎ（定数）とすると、像面での測距可能なデフォーカス
範囲Σ（以下、測距範囲Σと記す）は、下記の式（２）
で表される。 Σ＝｜±Ｎα｜ （２） 式（１），式（２）から、αを大きくすると、測距範囲
Σは広くなるが、合焦精度Δは低下する。逆に、αを小
さくすると、合焦精度Δは良くなるが、測距範囲Σは狭
くなる。このように、測距範囲Σの広さと合焦精度Δと
は、１ピッチ当たりの像面でのデフォーカス量αにより
相反する影響を受け、測距範囲Σの拡大と合焦精度Δの
向上は両立しない。
【０００５】上述のような問題点を解決するため、特開
昭６３−８８５１１号公報、特開昭６３−２６４７１５
号公報及び特開平４−２４０８１３号公報等で、複数の
焦点検出系を用いた提案がされている。特開昭６３−８
８５１１号公報に記載の提案について、図１０〜図１６
を用いやや詳しく説明する。図１０は、特開昭６３−８
８５１１号公報による焦点検出装置を、一眼レフカメラ
ボディ底部に配置した様子を示してある。図１１は、こ
の提案による相互に直交した焦点検出系を示してある。
図１２は、相互に直交した焦点検出系のうちの１検出系
に関する要素を示してある。図１３は、相互に直交した
焦点検出系のうちの他の１検出系に関する要素を示した
もので、光軸を中心に図１２の視点より９０°回転させ
た方向から見たものである。
昭６３−８８５１１号公報、特開昭６３−２６４７１５
号公報及び特開平４−２４０８１３号公報等で、複数の
焦点検出系を用いた提案がされている。特開昭６３−８
８５１１号公報に記載の提案について、図１０〜図１６
を用いやや詳しく説明する。図１０は、特開昭６３−８
８５１１号公報による焦点検出装置を、一眼レフカメラ
ボディ底部に配置した様子を示してある。図１１は、こ
の提案による相互に直交した焦点検出系を示してある。
図１２は、相互に直交した焦点検出系のうちの１検出系
に関する要素を示してある。図１３は、相互に直交した
焦点検出系のうちの他の１検出系に関する要素を示した
もので、光軸を中心に図１２の視点より９０°回転させ
た方向から見たものである。
【０００６】図中、２１は撮影レンズ、２２は予定結像
面、２３は予定結像面２２の近傍に配置されたコンデン
サーレンズ、２４は明るさ絞りである。明るさ絞り２４
は、コンデンサーレンズ２３の後方に配置され合焦精度
を確保し得る間隔で互いに垂直な方向に並ぶ１対づつの
開口部、全部で四つの開口部から成る。２５はセパレー
タレンズである。セパレータレンズ２５は、２対の開口
部を有する明るさ絞り２４の各後方にそれぞれ対応し互
いに垂直な方向に１対づつ、全部で四つの再結像レンズ
から成る。２６，２７は互いに垂直な方向に並ぶ２対の
受光素子列である。受光素子列２６，２７は、セパレー
タレンズ２５から射出した光束の結像位置に配置されて
いる。図１４，図１５及び図１６は、それぞれ光軸方向
から見た明るさ絞り２４，セパレータレンズ２５及び受
光素子列２６，２７である。そうして、明るさ絞り２４
の各開口部を通過する光束は、互いに独立であり、これ
らの光学要素が、焦点検出装置を構成している。
面、２３は予定結像面２２の近傍に配置されたコンデン
サーレンズ、２４は明るさ絞りである。明るさ絞り２４
は、コンデンサーレンズ２３の後方に配置され合焦精度
を確保し得る間隔で互いに垂直な方向に並ぶ１対づつの
開口部、全部で四つの開口部から成る。２５はセパレー
タレンズである。セパレータレンズ２５は、２対の開口
部を有する明るさ絞り２４の各後方にそれぞれ対応し互
いに垂直な方向に１対づつ、全部で四つの再結像レンズ
から成る。２６，２７は互いに垂直な方向に並ぶ２対の
受光素子列である。受光素子列２６，２７は、セパレー
タレンズ２５から射出した光束の結像位置に配置されて
いる。図１４，図１５及び図１６は、それぞれ光軸方向
から見た明るさ絞り２４，セパレータレンズ２５及び受
光素子列２６，２７である。そうして、明るさ絞り２４
の各開口部を通過する光束は、互いに独立であり、これ
らの光学要素が、焦点検出装置を構成している。
【０００７】特開昭６３−８８５１１号公報による焦点
検出装置において、互いに直交した焦点検出系を焦点検
出系I ，焦点検出系IIとする。焦点検出系I の検出デフ
ォーカス量Ｄ1 ，焦点検出系IIの検出デフォーカス量Ｄ
2 はそれぞれ下記の式（３），式（４）で表される。 Ｄ1 ＝（ＦW1／β）Ｐ1 （３） Ｄ2 ＝（ＦW2／β）Ｐ2 （４） ただし、Ｐ1 は焦点検出系I の受光素子列上の像位相差
量、Ｐ2 は焦点検出系IIの受光素子列上の像位相差量、
βは焦点検出系I ，IIの像倍率、ＦW1は焦点検出系I の
検出重心光束のＦナンバー、ＦW1は焦点検出系I の検出
重心光束のＦナンバー、ＦW2は焦点検出系IIの検出重心
光束のＦナンバーである。したがって、焦点検出系I ，
IIのＦW1，β，ＦW2を適切に設定することにより、合焦
精度は若干劣るものの測距デフォーカス範囲が広い焦点
検出系 Iと、測距デフォーカス範囲は狭いながらも合焦
精度の優れた焦点検出系IIを構成することにより、測距
範囲の拡大と合焦精度の向上の二つが両立する焦点検出
系が得られる。
検出装置において、互いに直交した焦点検出系を焦点検
出系I ，焦点検出系IIとする。焦点検出系I の検出デフ
ォーカス量Ｄ1 ，焦点検出系IIの検出デフォーカス量Ｄ
2 はそれぞれ下記の式（３），式（４）で表される。 Ｄ1 ＝（ＦW1／β）Ｐ1 （３） Ｄ2 ＝（ＦW2／β）Ｐ2 （４） ただし、Ｐ1 は焦点検出系I の受光素子列上の像位相差
量、Ｐ2 は焦点検出系IIの受光素子列上の像位相差量、
βは焦点検出系I ，IIの像倍率、ＦW1は焦点検出系I の
検出重心光束のＦナンバー、ＦW1は焦点検出系I の検出
重心光束のＦナンバー、ＦW2は焦点検出系IIの検出重心
光束のＦナンバーである。したがって、焦点検出系I ，
IIのＦW1，β，ＦW2を適切に設定することにより、合焦
精度は若干劣るものの測距デフォーカス範囲が広い焦点
検出系 Iと、測距デフォーカス範囲は狭いながらも合焦
精度の優れた焦点検出系IIを構成することにより、測距
範囲の拡大と合焦精度の向上の二つが両立する焦点検出
系が得られる。
【０００８】次に、特開昭６３−２６４７１５号公報に
記載の提案につき、図１７を用い説明する。図１７は、
特開昭６３−２６４７１５号公報に記載のＴＴＬ像位相
差法による焦点検出系が二つ併設された焦点検出装置が
示してある。予定結像面２２の近傍に配置されたコンデ
ンサーレンズ２３と、コンデンサーレンズ２３の後方に
配置されたハーフミラー２８がある。そうして反射光路
側には、ハーフミラー２８の反射光路の後方に配置され
合焦精度を確保し得る間隔で紙面と垂直な方向に並ぶ１
対の開口部を有する明るさ絞り２４ａと、１対の開口部
を有する明るさ絞り２４ａの各後方にそれぞれ配置され
た１対のセパレータレンズ２５ａと、セパレータレンズ
２５ａから射出した光束の結像位置に配置された受光素
子列２６がある。透過光路側には、ハーフミラー２８の
透過光路の後方に配置され合焦精度を確保し得る間隔で
紙面と垂直な方向に並ぶ１対の開口部を有する明るさ絞
り２４ｂと、１対の開口部を有する明るさ絞り２４ｂの
各後方にそれぞれ配置された紙面と垂直な方向に並ぶ１
対のセパレータレンズ２５ｂと、セパレータレンズ２５
ｂから射出した光束の結像位置に配置された受光素子列
２７がある。これらの光学要素が、焦点検出装置を構成
している。
記載の提案につき、図１７を用い説明する。図１７は、
特開昭６３−２６４７１５号公報に記載のＴＴＬ像位相
差法による焦点検出系が二つ併設された焦点検出装置が
示してある。予定結像面２２の近傍に配置されたコンデ
ンサーレンズ２３と、コンデンサーレンズ２３の後方に
配置されたハーフミラー２８がある。そうして反射光路
側には、ハーフミラー２８の反射光路の後方に配置され
合焦精度を確保し得る間隔で紙面と垂直な方向に並ぶ１
対の開口部を有する明るさ絞り２４ａと、１対の開口部
を有する明るさ絞り２４ａの各後方にそれぞれ配置され
た１対のセパレータレンズ２５ａと、セパレータレンズ
２５ａから射出した光束の結像位置に配置された受光素
子列２６がある。透過光路側には、ハーフミラー２８の
透過光路の後方に配置され合焦精度を確保し得る間隔で
紙面と垂直な方向に並ぶ１対の開口部を有する明るさ絞
り２４ｂと、１対の開口部を有する明るさ絞り２４ｂの
各後方にそれぞれ配置された紙面と垂直な方向に並ぶ１
対のセパレータレンズ２５ｂと、セパレータレンズ２５
ｂから射出した光束の結像位置に配置された受光素子列
２７がある。これらの光学要素が、焦点検出装置を構成
している。
【０００９】特開昭６３−２６４７１５号公報による焦
点検出装置において、併設した二つの焦点検出系を焦点
検出系I ，焦点検出系IIとする。受光素子列上の像位相
差量をＰ，検出する重心光束のＦナンバーをＦW ，焦点
検出系の投影倍率をβとすると、検出デフォーカス量Ｄ
は、Ｄ＝（ＦW ／β）Ｐとなる。したがって、焦点検出
系I ，IIに対する検出デフォーカス量Ｄは、それぞれ下
記の式（５），式（６）で表される。 Ｄ1 ＝（ＦW1／β1 ）Ｐ1 （５） Ｄ2 ＝（ＦW2／β2 ）Ｐ2 （６） この焦点検出系は、受光素子列を同一平面に配置した場
合でも、コンデンサーレンズとセパレータレンズの間
隔、セパレータレンズと受光素子列の間隔を任意に設定
して、焦点検出系の投影倍率β1 とβ2 を相違させるこ
とができる。この結果、合焦精度は若干劣るものの、測
距デフォーカス範囲が広い焦点検出系 Iと測距デフォー
カス範囲が狭いながらも合焦精度の優れた焦点検出系II
で構成することにより、測距範囲の拡大と合焦精度の向
上を両立する焦点検出装置を構成することができる。特
開平４−２４０８１３号公報記載の発明は、光路を切り
替えることにより、受光素子列に入射する光量を増すこ
とを提案している。
点検出装置において、併設した二つの焦点検出系を焦点
検出系I ，焦点検出系IIとする。受光素子列上の像位相
差量をＰ，検出する重心光束のＦナンバーをＦW ，焦点
検出系の投影倍率をβとすると、検出デフォーカス量Ｄ
は、Ｄ＝（ＦW ／β）Ｐとなる。したがって、焦点検出
系I ，IIに対する検出デフォーカス量Ｄは、それぞれ下
記の式（５），式（６）で表される。 Ｄ1 ＝（ＦW1／β1 ）Ｐ1 （５） Ｄ2 ＝（ＦW2／β2 ）Ｐ2 （６） この焦点検出系は、受光素子列を同一平面に配置した場
合でも、コンデンサーレンズとセパレータレンズの間
隔、セパレータレンズと受光素子列の間隔を任意に設定
して、焦点検出系の投影倍率β1 とβ2 を相違させるこ
とができる。この結果、合焦精度は若干劣るものの、測
距デフォーカス範囲が広い焦点検出系 Iと測距デフォー
カス範囲が狭いながらも合焦精度の優れた焦点検出系II
で構成することにより、測距範囲の拡大と合焦精度の向
上を両立する焦点検出装置を構成することができる。特
開平４−２４０８１３号公報記載の発明は、光路を切り
替えることにより、受光素子列に入射する光量を増すこ
とを提案している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図１０〜図１７を用い
て説明したように、測距範囲の拡大と、合焦精度の向上
の両方を同時に満足する焦点検出装置を構成することが
できる。しかし、図１４で示した形状の明るさ絞りを含
む焦点検出系の場合、開口部が大きくとれないので、受
光素子列に到達する光量が減少し、合焦精度の低下をも
たらす。すなわち、焦点検出系I の開口部を大きくする
と、焦点検出系IIの開口部を小さくしなければいけな
い。受光素子列に到達する光量を増加させるには、図１
８に示す形状の明るさ絞り２４を構成し用いればよい
が、焦点検出系I の検出重心光束のＦナンバーＦW1と焦
点検出系IIの検出重心光束のＦナンバーＦW2の差が小さ
くなり、『測距範囲の拡大と合焦精度の向上の両方を同
時に満足する』という、本来の目的が達せられなくな
る。
て説明したように、測距範囲の拡大と、合焦精度の向上
の両方を同時に満足する焦点検出装置を構成することが
できる。しかし、図１４で示した形状の明るさ絞りを含
む焦点検出系の場合、開口部が大きくとれないので、受
光素子列に到達する光量が減少し、合焦精度の低下をも
たらす。すなわち、焦点検出系I の開口部を大きくする
と、焦点検出系IIの開口部を小さくしなければいけな
い。受光素子列に到達する光量を増加させるには、図１
８に示す形状の明るさ絞り２４を構成し用いればよい
が、焦点検出系I の検出重心光束のＦナンバーＦW1と焦
点検出系IIの検出重心光束のＦナンバーＦW2の差が小さ
くなり、『測距範囲の拡大と合焦精度の向上の両方を同
時に満足する』という、本来の目的が達せられなくな
る。
【００１１】図１７で示したように、ハーフミラーで光
を２系統の焦点検出系に分けても、受光素子列に到達す
る光量が減少する。また、特開平４−２４０８１３号公
報に記載の、光路を切り替えることにより受光素子列に
入射する光量を増す構造では、可動部材とその収容スペ
ース、駆動用電力を必要とする。その上、これらの手段
を用いた場合、受光素子全体の面積が大きくなり、受光
素子の製作性が悪くなったり、焦点検出系全体が大きく
なり、カメラ全体のコンパクト性に影響する。焦点検出
系I ，IIに分けるハーフミラー、光路切り替え部材及び
焦点検出系I ，IIなど各部分の調整が必要となり、機構
も複雑化しまた組み立て性が悪いなど多くの問題があ
る。
を２系統の焦点検出系に分けても、受光素子列に到達す
る光量が減少する。また、特開平４−２４０８１３号公
報に記載の、光路を切り替えることにより受光素子列に
入射する光量を増す構造では、可動部材とその収容スペ
ース、駆動用電力を必要とする。その上、これらの手段
を用いた場合、受光素子全体の面積が大きくなり、受光
素子の製作性が悪くなったり、焦点検出系全体が大きく
なり、カメラ全体のコンパクト性に影響する。焦点検出
系I ，IIに分けるハーフミラー、光路切り替え部材及び
焦点検出系I ，IIなど各部分の調整が必要となり、機構
も複雑化しまた組み立て性が悪いなど多くの問題があ
る。
【００１２】本発明は、上述の事情に鑑みて、測距範囲
の拡大と合焦精度の向上の両方を同時に満足し、Ｆナン
バーが比較的大きく暗い撮影レンズにも適用可能で、受
光素子への光量が十分にとれ、コンパクトで実装が容易
な焦点検出装置を提供することを目的とする。
の拡大と合焦精度の向上の両方を同時に満足し、Ｆナン
バーが比較的大きく暗い撮影レンズにも適用可能で、受
光素子への光量が十分にとれ、コンパクトで実装が容易
な焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の焦点検出装置
は、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコンデ
ンサーレンズと合焦精度を確保し得る間隔で並ぶ四つの
開口部を有する明るさ絞りと、四つの再結像レンズと、
受光素子列から成る光電変換手段とから構成され、前記
撮影レンズの異なる領域をそれぞれ通過した４光束によ
る光強度分布を前記光電変換手段で受け、前記光電変換
手段から得られる前記光強度分布を表す出力信号のう
ち、二つの出力信号の位相差を検出することにより焦点
検出を行うことのできる焦点検出装置において、前記四
つの開口部の重心がほぼ一直線上に並び、前記撮影レン
ズの異なる領域をそれぞれ通過し前記撮影レンズの前記
予定結像面の少なくとも１点を通過する前記４光束が、
それぞれが対応する再結像レンズによりそれぞれ前記光
電変換手段に導かれることを特徴としている。
は、撮影レンズの予定結像面の近傍に配置されたコンデ
ンサーレンズと合焦精度を確保し得る間隔で並ぶ四つの
開口部を有する明るさ絞りと、四つの再結像レンズと、
受光素子列から成る光電変換手段とから構成され、前記
撮影レンズの異なる領域をそれぞれ通過した４光束によ
る光強度分布を前記光電変換手段で受け、前記光電変換
手段から得られる前記光強度分布を表す出力信号のう
ち、二つの出力信号の位相差を検出することにより焦点
検出を行うことのできる焦点検出装置において、前記四
つの開口部の重心がほぼ一直線上に並び、前記撮影レン
ズの異なる領域をそれぞれ通過し前記撮影レンズの前記
予定結像面の少なくとも１点を通過する前記４光束が、
それぞれが対応する再結像レンズによりそれぞれ前記光
電変換手段に導かれることを特徴としている。
【００１４】
【作用】撮影レンズの内側の領域を通過する２光束から
得られる光強度分布を表す出力信号の位相差を検出する
ことにより、合焦精度は若干劣るが像面での測距可能な
デフォーカス範囲が広い焦点検出が可能である。一方、
撮影レンズの外側の領域を通過する２光束から得られる
光強度分布を表す出力信号の位相差を検出することによ
り、像面での測距可能なデフォーカス範囲は狭いが合焦
精度の優れた焦点検出ができる。そうして、明るさ絞り
の開口部を、四つの開口部の並ぶ方向に対して垂直方向
に広げても、焦点検出系の検出重心光束のＦナンバーＦ
W は変わらない。すなわち、『測距範囲の拡大と合焦精
度の向上の両方を同時に満足する』という目的を達しな
がら、明るさ絞りの開口面積を広げ受光素子列へ入射す
る光量が多く、特に低輝度時の測距精度の高い焦点検出
装置が構成できる。
得られる光強度分布を表す出力信号の位相差を検出する
ことにより、合焦精度は若干劣るが像面での測距可能な
デフォーカス範囲が広い焦点検出が可能である。一方、
撮影レンズの外側の領域を通過する２光束から得られる
光強度分布を表す出力信号の位相差を検出することによ
り、像面での測距可能なデフォーカス範囲は狭いが合焦
精度の優れた焦点検出ができる。そうして、明るさ絞り
の開口部を、四つの開口部の並ぶ方向に対して垂直方向
に広げても、焦点検出系の検出重心光束のＦナンバーＦ
W は変わらない。すなわち、『測距範囲の拡大と合焦精
度の向上の両方を同時に満足する』という目的を達しな
がら、明るさ絞りの開口面積を広げ受光素子列へ入射す
る光量が多く、特に低輝度時の測距精度の高い焦点検出
装置が構成できる。
【００１５】更に、デフォーカスによる像の位置ずれ方
向は、四つとも平行であり、また、共通の撮影レンズの
予定結像面の部分を評価しているため、その部分につい
ては、２種類以上の位相差を検出することにより、各種
条件下で合焦精度を向上させることも可能である。例え
ば、２種類の出力信号を加え位相差を検出することによ
り、実質的に受光素子に入射し評価する光量をふやし、
低輝度時の合焦精度をより向上させることも可能とな
る。また、撮影レンズの内側の領域を通過する２光束の
入射する受光素子列のピッチと撮影レンズの内側の領域
を通過する２光束の入射する受光素子列のピッチを異に
することで、いわゆるエリアジング現象に強い焦点検出
装置を構成することもできる。
向は、四つとも平行であり、また、共通の撮影レンズの
予定結像面の部分を評価しているため、その部分につい
ては、２種類以上の位相差を検出することにより、各種
条件下で合焦精度を向上させることも可能である。例え
ば、２種類の出力信号を加え位相差を検出することによ
り、実質的に受光素子に入射し評価する光量をふやし、
低輝度時の合焦精度をより向上させることも可能とな
る。また、撮影レンズの内側の領域を通過する２光束の
入射する受光素子列のピッチと撮影レンズの内側の領域
を通過する２光束の入射する受光素子列のピッチを異に
することで、いわゆるエリアジング現象に強い焦点検出
装置を構成することもできる。
【００１６】
（第１実施例）図１〜図３は、本発明装置の第１実施例
に関するもので、図１は、本発明装置を一眼レフカメラ
ボディの底部に配置した状態、図２は、焦点検出系を示
してある。図中、１は撮影レンズ、２は予定結像面、３
はコンデンサーレンズ、４はミラー、５〜８は明るさ絞
りを構成する開口部、９〜１２は再結像レンズ、１３〜
１６は光電変換手段を構成する受光素子列である。
に関するもので、図１は、本発明装置を一眼レフカメラ
ボディの底部に配置した状態、図２は、焦点検出系を示
してある。図中、１は撮影レンズ、２は予定結像面、３
はコンデンサーレンズ、４はミラー、５〜８は明るさ絞
りを構成する開口部、９〜１２は再結像レンズ、１３〜
１６は光電変換手段を構成する受光素子列である。
【００１７】本発明装置の第１実施例は、撮影レンズ１
の予定結像面２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ
３と、コンデンサーレンズ３の後方に配置されたミラー
４と、ミラー４の後方に配置され図１において紙面と垂
直な方向に並び明るさ絞りを構成する四つの開口部５，
６，７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれ
に対応し図１において紙面と垂直な方向に並ぶ四つの再
結像レンズ９，１０，１１，１２と、再結像レンズ９，
１０，１１，１２から射出した光束の結像位置付近に配
置され光電変換手段である受光素子列１３，１４，１
５，１６から構成されている。図１において、受光素子
の並ぶ方向は、紙面と垂直な方向である。
の予定結像面２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ
３と、コンデンサーレンズ３の後方に配置されたミラー
４と、ミラー４の後方に配置され図１において紙面と垂
直な方向に並び明るさ絞りを構成する四つの開口部５，
６，７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれ
に対応し図１において紙面と垂直な方向に並ぶ四つの再
結像レンズ９，１０，１１，１２と、再結像レンズ９，
１０，１１，１２から射出した光束の結像位置付近に配
置され光電変換手段である受光素子列１３，１４，１
５，１６から構成されている。図１において、受光素子
の並ぶ方向は、紙面と垂直な方向である。
【００１８】図３は、開口部５，６，７，８と再結像レ
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８のそれぞれの重心は、ほぼ直
線１７（２点鎖線で図示）上に並び、また、再結像レン
ズ９，１０，１１，１２の頂点も直線１７にほぼ重なる
ように配置してある。従来の技術に係る図１４と比べ
て、特に内側の開口部６，７の面積を広く構成してあ
る。受光素子列１４，１５からの出力信号を用い焦点検
出を行うことにより、合焦精度は若干劣るが像面での測
距可能なデフォーカス範囲が広い焦点検出ができる。ま
た、受光素子列１３，１６からの出力信号を用い焦点検
出を行うことにより、像面での測距可能なデフォーカス
範囲は狭いが合焦精度の優れた焦点検出ができる。
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８のそれぞれの重心は、ほぼ直
線１７（２点鎖線で図示）上に並び、また、再結像レン
ズ９，１０，１１，１２の頂点も直線１７にほぼ重なる
ように配置してある。従来の技術に係る図１４と比べ
て、特に内側の開口部６，７の面積を広く構成してあ
る。受光素子列１４，１５からの出力信号を用い焦点検
出を行うことにより、合焦精度は若干劣るが像面での測
距可能なデフォーカス範囲が広い焦点検出ができる。ま
た、受光素子列１３，１６からの出力信号を用い焦点検
出を行うことにより、像面での測距可能なデフォーカス
範囲は狭いが合焦精度の優れた焦点検出ができる。
【００１９】更に、受光素子列１３，１５又は受光素子
列１４，１６からの出力信号も、焦点検出を行うことが
できる。このように内側光束に対して、外側光束による
２像の受光素子列上の距離は大きくなるので、図１に示
したように受光素子列をほぼ一直線上に配置することが
可能となる。受光素子列１３，１５の組み合わせと、受
光素子列１４，１６の組み合わせによる焦点検出の合焦
精度は、同じになる。
列１４，１６からの出力信号も、焦点検出を行うことが
できる。このように内側光束に対して、外側光束による
２像の受光素子列上の距離は大きくなるので、図１に示
したように受光素子列をほぼ一直線上に配置することが
可能となる。受光素子列１３，１５の組み合わせと、受
光素子列１４，１６の組み合わせによる焦点検出の合焦
精度は、同じになる。
【００２０】（第２実施例）図４は、本発明装置の第２
実施例の焦点検出系を示したもので、符号は第１実施例
と同じである。撮影レンズ（図示は省略）の予定結像面
２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ３と、コンデ
ンサーレンズ３の後方に配置されたミラー（図示は省
略）と、ミラーの後方に配置され明るさ絞りを構成しそ
れぞれの重心がほぼ一直線に並ぶ四つの開口部５，６，
７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれに対
応する四つの再結像レンズ９，１０，１１，１２と、再
結像レンズ９，１０，１１，１２から射出した光束の結
像位置付近に配置され光電変換手段である受光素子列１
３，１４，１５，１６から構成されている。
実施例の焦点検出系を示したもので、符号は第１実施例
と同じである。撮影レンズ（図示は省略）の予定結像面
２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ３と、コンデ
ンサーレンズ３の後方に配置されたミラー（図示は省
略）と、ミラーの後方に配置され明るさ絞りを構成しそ
れぞれの重心がほぼ一直線に並ぶ四つの開口部５，６，
７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれに対
応する四つの再結像レンズ９，１０，１１，１２と、再
結像レンズ９，１０，１１，１２から射出した光束の結
像位置付近に配置され光電変換手段である受光素子列１
３，１４，１５，１６から構成されている。
【００２１】図５は、開口部５，６，７，８と再結像レ
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８の重心をほぼ通る直線１７
（２点鎖線で図示）で結んだ場合、直線１７に対して再
結像レンズ９，１０，１１，１２の頂点がずれて配置し
てある。この配置を採用することにより、図４のような
受光素子列の配置が可能となり、第１実施例に対して、
受光素子列を長くすることができる。受光素子列を長く
することにより、測距視野やデフォーカス検出量を大き
くすることができる。元来、外側の光束の方が内側の光
束に対して、コンデンサーレンズや再結像レンズへの入
射角、射出角が大きく、光束が乱れやすいので、第５図
に示すように、内側の光束に対応する再結像レンズ１
０，１１の頂点の直線１７からのずれ量を、外側の光束
に対応する再結像レンズ９，１２の頂点の直線１７から
のずれ量に対して大きくするのが望ましい。
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８の重心をほぼ通る直線１７
（２点鎖線で図示）で結んだ場合、直線１７に対して再
結像レンズ９，１０，１１，１２の頂点がずれて配置し
てある。この配置を採用することにより、図４のような
受光素子列の配置が可能となり、第１実施例に対して、
受光素子列を長くすることができる。受光素子列を長く
することにより、測距視野やデフォーカス検出量を大き
くすることができる。元来、外側の光束の方が内側の光
束に対して、コンデンサーレンズや再結像レンズへの入
射角、射出角が大きく、光束が乱れやすいので、第５図
に示すように、内側の光束に対応する再結像レンズ１
０，１１の頂点の直線１７からのずれ量を、外側の光束
に対応する再結像レンズ９，１２の頂点の直線１７から
のずれ量に対して大きくするのが望ましい。
【００２２】（第３実施例）図６は、本発明装置の第３
実施例の焦点検出系を示したもので、符号は第１実施例
と同じである。撮影レンズ（図示は省略）の予定結像面
２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ３と、コンデ
ンサーレンズ３の後方に配置されたミラー（図示は省
略）と、ミラーの後方に配置され明るさ絞りを構成しそ
れぞれの重心がほぼ一直線に並ぶ四つの開口部５，６，
７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれに対
応する四つの再結像レンズ９，１０，１１，１２と、再
結像レンズ９，１０，１１，１２から射出した光束の結
像位置付近に配置され光電変換手段である受光素子列１
３，１４，１５，１６から構成されている。
実施例の焦点検出系を示したもので、符号は第１実施例
と同じである。撮影レンズ（図示は省略）の予定結像面
２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ３と、コンデ
ンサーレンズ３の後方に配置されたミラー（図示は省
略）と、ミラーの後方に配置され明るさ絞りを構成しそ
れぞれの重心がほぼ一直線に並ぶ四つの開口部５，６，
７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれに対
応する四つの再結像レンズ９，１０，１１，１２と、再
結像レンズ９，１０，１１，１２から射出した光束の結
像位置付近に配置され光電変換手段である受光素子列１
３，１４，１５，１６から構成されている。
【００２３】図７は、開口部５，６，７，８と再結像レ
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８の重心をほぼ通る直線１７
（２点鎖線で図示）で結んだ場合、直線１７に対して再
結像レンズ９及び再結像レンズ１１の頂点と、再結像レ
ンズ１０及び再結像レンズ１２の頂点とが、それぞれ同
方向に同量ずれて配置してある。この配置を採用するこ
とにより、図６のような受光素子列の配置が可能とな
り、第２実施例に対して、受光素子列をコンパクトにま
とめ、かつ、内側の光束に対応する再結像レンズの偏心
量を小さくして、光束の乱れを起こりにくくできる。
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８の重心をほぼ通る直線１７
（２点鎖線で図示）で結んだ場合、直線１７に対して再
結像レンズ９及び再結像レンズ１１の頂点と、再結像レ
ンズ１０及び再結像レンズ１２の頂点とが、それぞれ同
方向に同量ずれて配置してある。この配置を採用するこ
とにより、図６のような受光素子列の配置が可能とな
り、第２実施例に対して、受光素子列をコンパクトにま
とめ、かつ、内側の光束に対応する再結像レンズの偏心
量を小さくして、光束の乱れを起こりにくくできる。
【００２４】（第４実施例）図８は、本発明装置の第４
実施例の焦点検出系を示したもので、符号は第１実施例
と同じである。撮影レンズ（図示は省略）の予定結像面
２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ３と、コンデ
ンサーレンズ３の後方に配置されたミラー（図示は省
略）と、ミラーの後方に配置され明るさ絞りを構成しそ
れぞれの重心がほぼ一直線に並ぶ四つの開口部５，６，
７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれに対
応する四つの再結像レンズ９，１０，１１，１２と、再
結像レンズ９，１０，１１，１２から射出した光束の結
像位置付近に配置され光電変換手段である受光素子列１
３，１４，１５，１６から構成されている。
実施例の焦点検出系を示したもので、符号は第１実施例
と同じである。撮影レンズ（図示は省略）の予定結像面
２の近傍に配置されたコンデンサーレンズ３と、コンデ
ンサーレンズ３の後方に配置されたミラー（図示は省
略）と、ミラーの後方に配置され明るさ絞りを構成しそ
れぞれの重心がほぼ一直線に並ぶ四つの開口部５，６，
７，８と、四つの開口部５，６，７，８のそれぞれに対
応する四つの再結像レンズ９，１０，１１，１２と、再
結像レンズ９，１０，１１，１２から射出した光束の結
像位置付近に配置され光電変換手段である受光素子列１
３，１４，１５，１６から構成されている。
【００２５】図９は、開口部５，６，７，８と再結像レ
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８の重心をほぼ通る直線１７
（２点鎖線で図示）で結んだ場合、直線１７に対して、
再結像レンズ１０，１１の頂点が逆方向にほぼ同量ず
れ、再結像レンズ９，１２の頂点は直線１７にほぼ重な
るように配置してある。この配置を採用することによ
り、図８のような受光素子列の配置が可能となり、第２
実施例に対して、受光素子列をコンパクトにまとめ、か
つ、内側の光束と外側の光束に対応する再結像レンズの
偏心量をそれぞれ小さくして、光束の乱れを起こりにく
くできる。
ンズ９，１０，１１，１２の頂点（ばつ印で示す）を、
コンデンサーレンズ３の光軸方向から見た図である。四
つの開口部５，６，７，８の重心をほぼ通る直線１７
（２点鎖線で図示）で結んだ場合、直線１７に対して、
再結像レンズ１０，１１の頂点が逆方向にほぼ同量ず
れ、再結像レンズ９，１２の頂点は直線１７にほぼ重な
るように配置してある。この配置を採用することによ
り、図８のような受光素子列の配置が可能となり、第２
実施例に対して、受光素子列をコンパクトにまとめ、か
つ、内側の光束と外側の光束に対応する再結像レンズの
偏心量をそれぞれ小さくして、光束の乱れを起こりにく
くできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の焦点検出装
置は、測距範囲の拡大と合焦精度の向上の両方を同時に
満足し、Ｆナンバーが比較的暗い撮影レンズにも適用可
能で、受光素子への光量が十分に確保され、しかもコン
パクトで実装が容易である。
置は、測距範囲の拡大と合焦精度の向上の両方を同時に
満足し、Ｆナンバーが比較的暗い撮影レンズにも適用可
能で、受光素子への光量が十分に確保され、しかもコン
パクトで実装が容易である。
【図１】本発明装置の第１実施例をカメラに配置した状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図２】本発明装置の第１実施例の焦点検出系の構成を
示す図である。
示す図である。
【図３】図２の焦点検出系の開口部と再結像レンズの配
置状態を示す図である。
置状態を示す図である。
【図４】本発明装置の第２実施例の焦点検出系の構成を
示す図である。
示す図である。
【図５】図４の焦点検出系の開口部と再結像レンズの配
置状態を示す図である。
置状態を示す図である。
【図６】本発明装置の第３実施例の焦点検出系の構成を
示す図である。
示す図である。
【図７】図６の焦点検出系の開口部と再結像レンズの配
置状態を示す図である。
置状態を示す図である。
【図８】本発明装置の第４実施例の焦点検出系の構成を
示す図である。
示す図である。
【図９】図８の焦点検出系の開口部と再結像レンズの配
置状態を示す図である。
置状態を示す図である。
【図１０】従来の焦点検出装置をカメラに配置した状態
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】図１０の焦点検出装置における２元焦点検出
系の構成を示す図である。
系の構成を示す図である。
【図１２】図１１の２元焦点検出系における一方の焦点
検出系の構成を示す図である。
検出系の構成を示す図である。
【図１３】図１１の２元焦点検出系における他方の焦点
検出系の構成を示す図である。
検出系の構成を示す図である。
【図１４】図１１の２元焦点検出系の明るさ絞りの配置
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図１５】図１１の２元焦点検出系のセパレータレンズ
の配置状態を示す図である。
の配置状態を示す図である。
【図１６】図１１の２元焦点検出系の受光素子列の配置
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図１７】従来の他の焦点検出装置における２元焦点検
出系の構成を示す図である。
出系の構成を示す図である。
【図１８】図１４の明るさ絞りの配置状態に対する他の
提案を示す図である。
提案を示す図である。
【符号の説明】 １ 撮影レンズ ２ 予定結像面 ３ コンデンサーレンズ ４ ミラー ５ 開口部 ６ 開口部 ７ 開口部 ８ 開口部 ９ 再結像レンズ １０ 再結像レンズ １１ 再結像レンズ １２ 再結像レンズ １３ 受光素子列 １４ 受光素子列 １５ 受光素子列 １６ 受光素子列
Claims (1)
- 【請求項１】 撮影レンズの予定結像面の近傍に配置さ
れたコンデンサーレンズと合焦精度を確保し得る間隔で
並ぶ四つの開口部を有する明るさ絞りと、四つの再結像
レンズと、受光素子列から成る光電変換手段とから構成
され、前記撮影レンズの異なる領域をそれぞれ通過した
４光束による光強度分布を前記光電変換手段で受け、前
記光電変換手段から得られる前記光強度分布を表す出力
信号のうち、二つの出力信号の位相差を検出することに
より焦点検出を行うことのできる焦点検出装置におい
て、 前記四つの開口部の重心がほぼ一直線上に並び、前記撮
影レンズの異なる領域をそれぞれ通過し前記撮影レンズ
の前記予定結像面の少なくとも１点を通過する前記４光
束が、それぞれが対応する前記再結像レンズによりそれ
ぞれ前記光電変換手段に導かれることを特徴とする焦点
検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29298792A JPH06138382A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 焦点検出装置 |
| US08/140,548 US5424528A (en) | 1992-10-30 | 1993-10-25 | Focus detecting device having at least three reimaging lenses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29298792A JPH06138382A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 焦点検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138382A true JPH06138382A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17789009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29298792A Withdrawn JPH06138382A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138382A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572011A (en) * | 1993-12-28 | 1996-11-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Focus detecting method and distance measuring method with a plurality of light fluxes and a contrast operation |
| JP2001311870A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-09 | Nikon Corp | 焦点検出装置 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP29298792A patent/JPH06138382A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5572011A (en) * | 1993-12-28 | 1996-11-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Focus detecting method and distance measuring method with a plurality of light fluxes and a contrast operation |
| JP2001311870A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-09 | Nikon Corp | 焦点検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |