JPH0667088A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

Info

Publication number
JPH0667088A
JPH0667088A JP4219090A JP21909092A JPH0667088A JP H0667088 A JPH0667088 A JP H0667088A JP 4219090 A JP4219090 A JP 4219090A JP 21909092 A JP21909092 A JP 21909092A JP H0667088 A JPH0667088 A JP H0667088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus detection
focus
detection module
optical system
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4219090A
Other languages
English (en)
Inventor
Yosuke Kusaka
洋介 日下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP4219090A priority Critical patent/JPH0667088A/ja
Priority to US08/103,513 priority patent/US5485001A/en
Publication of JPH0667088A publication Critical patent/JPH0667088A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、カメラボディ内で大きなスペースを
必要とせず、かつ、高い焦点検出精度をもつ焦点検出装
置を提供することを目的とする。 【構成】瞳分割型再結像方式の焦点検出モジュールによ
り画面中央の焦点検出を行ない、瞳分割型非再結像方式
の焦点検出モジュールにより画面周辺の焦点検出を行な
うように焦点検出装置を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラ等の焦点検出装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来撮影光学系の射出瞳の異なる一対の
領域から到来する一対の光束により形成される被写体像
を一対の再結像レンズを有する焦点検出光学系でセンサ
ーの一対の受光部上に一対の被写体像として形成し、セ
ンサーの発生する一対の被写体像信号を演算処理するこ
とにより、一対の被写体像の相対的ズレ量を算出し、該
ズレ量に基づき撮影光学系の結像面とフィルム面とのデ
フォーカス量を検出する瞳分割型再結像方式の焦点検出
装置が知られている。
【0003】この方式は、再結像された被写体を空間的
にサンプリングするセンサー画素のピッチを細かくする
ことにより高精度な焦点検出を行うことができるという
メリットがあるが、被写体像を再結像させるために比較
的大きなスペースを必要とするデメリットがある。また
特開昭54−159259に開示された瞳分割方式では
あるが非再結像方式の焦点検出装置も知られている。こ
の方式ではフィルム面近傍に配置された複数の微小レン
ズ(レンズレット)とその背後に配置された一対の受光
素子により、受光素子形状を撮影光学系側に投影するこ
とにより瞳分割を行うとともに、複数レンズレットによ
り被写体像を空間的にサンプリングし、一対の受光素子
の片方の出力の組ともう一方の出力の組との相対的ズレ
量を算出し、該ズレ量に基づき撮影光学系の結像面とフ
ィルム面とのデフォーカス量を検出するものである。
【0004】この方式は、被写体像を再結像させる必要
がないので比較的小さなスペースで済むというメリット
があるが、被写体を空間的にサンプリングするためのレ
ンズレットのピッチを細かくすることが技術的に困難で
あり、レンズレット間に不感帯が生じてしまうために高
精度な焦点検出を行うことができないというデメリット
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】撮影画面の複数の領域
において焦点検出を行うために上記瞳分割型再結像方式
の焦点検出モジュールを撮影画面内に複数配置した場
合、各焦点検出領域において高精度な焦点検出を行うこ
とができるが、非常に大きなスペースを必要とするため
に、複数の焦点検出モジュールを内蔵するカメラボディ
等が実用上妥当な大きさにすることができなかった。
【0006】また撮影画面の複数の領域において焦点検
出を行うために上記瞳分割型非再結像方式の焦点検出モ
ジュールを撮影画面内に複数配置した場合、複数の焦点
検出モジュールを内蔵するカメラボディ等を実用上妥当
な大きさにすることができるが、各焦点検出領域におい
て高精度な焦点検出を行うことができなかった。そこ
で、本発明は撮影画面の複数の領域において焦点検出を
行う場合に、上記2つの焦点検出方式を焦点検出領域の
位置に応じて使い分けることにより、上記カメラボディ
内のスペースと焦点検出精度の問題を解決することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明では、予定焦点面上に被写体像を形成するた
めの撮影光学系と、予定焦点面上の中央に設定された焦
点検出領域の焦点状態を検出するための、少なくとも一
対の像を形成するための一対の再結像光学要素と該一対
の像を受光するための一対の受光素子アレイを含む瞳分
割型再結像方式の第1の焦点検出モジュールと、予定焦
点面上の周辺に設定された焦点検出領域の焦点状態を検
出するための、少なくとも複数のレンズレットと各レン
ズレットに対応した一対の受光素子の組からなる瞳分割
型非再結像方式の第2の焦点検出モジュールとを有する
ように焦点検出装置を構成した。
【0008】
【作用】本発明においては、撮影画面の複数の位置で焦
点検出を行う場合、以上の構成により撮影画面中央にお
ける焦点検出精度を維持し、スペースを小型化したまま
で撮影画面周辺でも焦点検出を可能とする。
【0009】
【実施例】本発明の実施例を図1以降の図面に沿って説
明する。図1は本発明を交換レンズカメラシステムに適
用した場合の実施例の構成図である。ボディ1に対しレ
ンズ2は交換可能に構成されており、図はレンズ2がボ
ディ1に装着された状態を示している。
【0010】レンズ2内には撮影光学系3があり、撮影
光学系3を通る被写体からの光束は、ハーフミラーから
構成されるメインミラー4によりサブミラー5とスクリ
ーン6、ペンタプリズム7、接眼レンズ8からなるファ
インダー9の方向に分割される。サブミラー5によりシ
ャッター10方向からさらにボディ底方向に偏向された
光束は、撮影光学系3の予定焦点面8に配置された後述
する複数の焦点検出モジュール20、30、40、5
0、60に導かれる。
【0011】焦点検出モジュール20は瞳分割型再結像
方式の焦点検出モジュールであり、図7の如く撮影画面
Mの中央の焦点検出を行うように配置されている。焦点
検出モジュール30、40、50、60は前述のレンズ
レットを用いた瞳分割型非再結像方式の焦点検出モジュ
ールであり、図7の如く撮影画面Mの周辺の焦点検出を
行うように配置されている。
【0012】図8は各焦点検出モジュールと撮影光学系
の瞳12との位置関係を展開して示した斜視図であり、
撮影光学系3の光軸上にモジュールの占有スペースは大
きいが焦点検出精度が高い瞳分割型再結像方式の焦点検
出モジュール20が配置され、軸外に焦点検出精度は高
くないがモジュールの占有スペースが小さい瞳分割型非
再結像方式の焦点検出モジュール30、40、50、6
0が焦点検出モジュール20を取り囲むように配置され
ている。
【0013】図7、図8に示すように焦点検出モジュー
ル30、40、50、60のレンズレットの並び方向即
ち焦点検出領域の方向を光軸を中心とした円周方向に配
置することにより、焦点検出モジュール20、30、4
0、50、60の全体としてのまとまりがよくなり、ス
ペースを有効に使用することができる。図1は図7の線
Aに沿った断面図であり、図2は線Bに沿った断面図で
ある。図1において瞳分割型再結像方式の焦点検出モジ
ュール20は視野マスク21、コンデンサーレンズ2
2、ミラー23、絞りマスク24、再結像レンズ25、
センサー26からなり、コンデンサーレンズ22を通過
した光束はミラー23により撮影光学系3の光軸と平行
となるようにセンサー26の方向に偏向される。これに
よりボディ1の高さが高くなるのを防いでいる。
【0014】図4に瞳分割型再結像方式の焦点検出モジ
ュール20のより詳細な構成を示す。焦点検出モジュー
ル20は十字型の開口部211を有する視野マスク2
1、コンデンサーレンズ22、2対の絞り開口部24
1、242、243、244を有する絞りマスク24、
2対の再結像レンズ251、252、253、254か
らなる焦点検出光学系と、2対の受光部261、26
2、263、264を有するCCD等のセンサー26か
らなり、撮影光学系3により形成された1次像を2対の
受光部261、262、263、264上に2対の2次
像として再結像している。受光部261、262、26
3、264はそれぞれ複数の画素から構成されている。
【0015】また視野マスクの開口部211は光軸上で
予定焦点面の近傍に配置されており、これにより画面上
に焦点検出位置が設定されることになる。以上のような
構成において、2対の絞り開口部241、242、24
3、244はコンデンサーレンズ22により撮影光学系
3の射出瞳近傍の面12の光軸に対して対称な2対の領
域121、122、123、124に投影されており、
この領域を通る光束は、視野マスク21付近でまず一次
像を形成する。視野マスク21の開口部211に形成さ
れた一次像は更に、コンデンサーレンズ22、2対の絞
り開口部241、242、243、244を通り、2対
の再結像レンズ251、252、253、254により
センサー26の2対の受光部261、262、263、
264上に2対の二次像として形成される。
【0016】2対の二次像の強度分布は受光部261、
262、263、264で光電変換され、電気的な被写
体像信号となる。周知のようにセンサー26上で対にな
った二次像の受光部対並び方向の相対的位置関係を、セ
ンサー26が発生する被写体像信号を用いて検出するこ
とにより、撮影光学系3の結像面と予定焦点面とのデフ
ォーカス量を検出できる。
【0017】焦点検出モジュール20は以上のようにし
て撮影画面の光軸上に設定された縦横方向の焦点検出領
域におけるデフォーカス量を高精度に検出する。図5に
瞳分割型非再結像方式の焦点検出モジュール30のより
詳細な構成を示す。焦点検出モジュール30は1次元に
配列したレンズレットL1、L2・・Ln(全体として
レンズレット31とする。)とその背後にレンズレット
並び方向に配置された画素ペア(a1、b1)、(a
2、b2)・・(an、bn)(全体としてセンサー3
2とする。)から構成されており、モジュール全体とし
ては撮影光学系3の軸外に配置されており、撮影画面の
周辺の焦点検出を行う。
【0018】以上のような構成において、図6に示すよ
うに各レンズレットL1、L2・・Lnはその背後に配
置された画素ペア(a1、b1)、(a2、b2)・・
(an、bn)の画素形状を撮影光学系3の射出瞳近傍
の面12の光軸に対して対称な1対の領域125、12
6に投影しており、この領域を通る光束はレンズレット
付近でまず一次像を形成する。従って被写体像はレンズ
レットにより空間的にサンプリングされることになる。
【0019】また領域125を通る光束は画素ペアの一
方a1、a2・・anで受光され、領域126を通る光
束は画素ペアのもう一方b1、b2・・bnで受光され
ることになるので、一対の画素出力(a1、a2・・a
n)(b1、b2・・bn)の相対的位置関係を検出す
ることにより、撮影光学系3の結像面と予定焦点面との
デフォーカス量を検出できる。 焦点検出モジュール3
0は以上のようにして撮影画面の軸外に設定された焦点
検出領域におけるデフォーカス量を検出する。
【0020】実際に焦点検出する場合には以上のように
構成された複数の焦点検出モージュールの全ての検出結
果から最適なものを自動選択(例えば最至近を示すデフ
ォーカス量を採用する。)しても良いし、複数の焦点検
出モジュールを撮影者にマニュアルで選択させるように
しても良い。後者の場合には焦点検出精度が必要な場合
には中央の焦点検出モジュールを選択すればよい。
【0021】上記実施例では撮影画面周辺に配置された
瞳分割型非再結像方式の焦点検出モジュールはレンズレ
ットが1次元に配列したものであったが、このようなモ
ジュールを複数一体化することは瞳分割型再結像方式の
光学系に比較して非常に容易であり、スペースの増加も
少ないので、図9の如くレンズレットを複数列一体的に
形成した焦点検出モジュール70、80を撮影画面周辺
に配置してもよい。
【0022】図3は本発明の別の実施例であり、上述の
実施例でボディ底で撮影画面周辺の焦点検出のために配
置された瞳分割型非再結像方式の焦点検出モジュールを
ファインダー9に配置したものである。図10はスクリ
ーン6を上部から見た図である。スクリーン6にはハー
フミラー61、62、63、64が形成されており、入
射する光束の一部をそれぞれスクリーン6の縁部に偏向
する。スクリーン6の4辺にはそれぞれ瞳分割型非再結
像方式の焦点検出モジュール30、40、50、60が
配置されており、ハーフミラー61、62、63、64
により偏向された光束を用いてハーフミラー61、6
2、63、64によって規定された撮影画面の周辺の焦
点検出領域の焦点検出を行うことができる。
【0023】このようした場合、レンズレットの光軸方
向の位置が予定焦点面から若干オフセットしてしまう
が、検出されたデフォーカス量に該オフセット量を加え
補正することができる。一般にファインダーにはスペー
スが少なく、瞳分割型再結像方式の焦点検出モジュール
を組み込む余裕はないので、ボディ底には瞳分割型再結
像方式の焦点検出モジュールを組み込み、ファインダー
には瞳分割型非再結像方式の焦点検出モジュールを組み
込むというのは最適な組み合わせである。
【0024】このような構成ではボディ底のスペースを
焦点検出以外の別な機能に用いることができるために有
利である。また瞳分割型非再結像方式の焦点検出モジュ
ールを組み込んだファインダー9をボディ1に対し交換
可能に構成することにより、撮影画面周辺の焦点検出の
必要に応じてファインダーを交換することもでき使い勝
手が向上する。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、撮影画面
の複数位置で焦点検出可能な焦点検出装置を大型化しな
いでカメラ等に内蔵できると同時に、厳密な焦点検出精
度を要求される場合には、中央の焦点検出モジュールに
より対応ができ、スペースと精度とを両立させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】本発明の実施例の構成図である。
【図3】本発明の別実施例の構成図である。
【図4】瞳分割型再結像方式の焦点検出モジュールの構
成図である。
【図5】瞳分割型非再結像方式の焦点検出モジュールの
構成図である。
【図6】図5のレンズレットと画素部分とを拡大した図
である。
【図7】瞳分割型再結像方式の焦点検出モジュールの配
置を示した図である。
【図8】各焦点検出モジュールと撮影光学系の瞳との位
置関係を示した斜視図である。
【図9】焦点検出モジュールの別の構成図である。
【図10】スクリーンを上部から見た図である。
【主要部分の符号の説明】
1─ボディ 2─レンズ 3─撮影光学系 4─メインミラー 5─サブミラー 6─スクリーン 7─ペンタプリズム 8─接眼レンズ 9─ファインダー 10─シャッター 20─瞳分割型再結像方式の焦点検出モジュール 30、40、50、60、70、80、90─瞳分割型
非再結像方式の焦点検出モジュール

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予定焦点面上に被写体像を形成するため
    の撮影光学系と、 前記予定焦点面上の中央に設定された焦点検出領域の焦
    点状態を検出するための少なくとも一対の像を形成する
    一対の再結像光学要素と該一対の像を受光するための一
    対の受光素子アレイとを含む瞳分割型再結像方式の第1
    の焦点検出モジュールと、 前記予定焦点面上の周辺に設定された焦点検出領域の焦
    点状態を検出するための少なくとも複数のレンズレット
    と各レンズレットに対応した一対の受光素子の組とから
    なる瞳分割型非再結像方式の第2の焦点検出モジュール
    とを有することを特徴とする焦点検出装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の焦点検出モジュールは一方向
    に延びた焦点検出領域を有し、該方向は予定焦点面上で
    前記撮影光学系の光軸を中心とした円周方向に一致して
    いることを特徴とする請求項1記載の焦点検出装置。
  3. 【請求項3】 前記撮影光学系により形成された被写体
    像を観察するためのファインダーと、 前記撮影光学系を通過した光束を前記ファインダーに分
    割する分割ミラーとを有し、 前記第2の焦点検出モジュールは前記分割ミラーにより
    ファインダーに分割された光束により焦点検出し、前記
    第1の焦点検出モジュールは前記分割ミラーによりファ
    インダーに分割された以外の光束により焦点検出を行う
    ことを請求項1記載の焦点検出装置。
JP4219090A 1992-08-18 1992-08-18 焦点検出装置 Pending JPH0667088A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4219090A JPH0667088A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 焦点検出装置
US08/103,513 US5485001A (en) 1992-08-18 1993-08-09 Focus detecting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4219090A JPH0667088A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 焦点検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0667088A true JPH0667088A (ja) 1994-03-11

Family

ID=16730102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4219090A Pending JPH0667088A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 焦点検出装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5485001A (ja)
JP (1) JPH0667088A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008083456A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Nikon Corp 焦点検出装置および撮像装置
JP2013122494A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Nikon Corp 焦点検出装置およびカメラ

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10170256A (ja) * 1996-12-12 1998-06-26 Minolta Co Ltd 測距モジュール及び測距モジュールを備えた機器
US20020001089A1 (en) * 2000-04-18 2002-01-03 Price Jeffrey H. Multiparallel three dimensional optical microscopy system
EP1391778A1 (en) * 2002-08-08 2004-02-25 Seiko Precision Inc. Apparatus for detecting the inclination angle of a projection screen and projector comprising the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4185191A (en) * 1978-06-05 1980-01-22 Honeywell Inc. Range determination system
JPS58199307A (ja) * 1982-05-18 1983-11-19 Olympus Optical Co Ltd 合焦検出装置
US4857718A (en) * 1987-05-15 1989-08-15 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Focus detecting device
JPH04214514A (ja) * 1990-12-12 1992-08-05 Nikon Corp 焦点検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008083456A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Nikon Corp 焦点検出装置および撮像装置
JP2013122494A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Nikon Corp 焦点検出装置およびカメラ

Also Published As

Publication number Publication date
US5485001A (en) 1996-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4855777A (en) Apparatus for detecting the focus adjusted state of an objective lens
US6112029A (en) Camera, exchangeable lens, and camera system
JPH04348307A (ja) 焦点検出装置
JP2586044B2 (ja) 焦点検出用光学装置
US20020039489A1 (en) Autofocus system and camera system
JPH0820589B2 (ja) 焦点検出装置
JPH0667088A (ja) 焦点検出装置
JP2006071950A (ja) 光学機器
JPH01120518A (ja) 焦点検出装置
JPH07333493A (ja) 焦点検出装置
JP3586365B2 (ja) 測光装置
JP2699360B2 (ja) 焦点検出装置
JP2661037B2 (ja) 焦点検出用光学装置
US4322615A (en) Focus detecting device with shielding
JP3912891B2 (ja) 焦点検出装置及びそれを用いた光学機器
JP3238489B2 (ja) 焦点検出装置
JPH01266503A (ja) 焦点検出装置
JP4323592B2 (ja) 焦点検出装置
JP4289707B2 (ja) 焦点検出装置
JPS59129811A (ja) 合焦検出装置
JPH0772380A (ja) 焦点検出装置
JPS6278518A (ja) 焦点検出装置
JP2001021797A (ja) 焦点検出装置
JPH06160703A (ja) 焦点検出装置
JPH01120519A (ja) 焦点検出装置