JPH07104481B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JPH07104481B2 JPH07104481B2 JP62214029A JP21402987A JPH07104481B2 JP H07104481 B2 JPH07104481 B2 JP H07104481B2 JP 62214029 A JP62214029 A JP 62214029A JP 21402987 A JP21402987 A JP 21402987A JP H07104481 B2 JPH07104481 B2 JP H07104481B2
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- JP
- Japan
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- objective lens
- optical
- light
- detection device
- focus detection
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラ等の光学機械に好適な焦点検出装置に
関し、特異対物レンズの焦点調節状態を検出する焦点検
出装置に関する。
関し、特異対物レンズの焦点調節状態を検出する焦点検
出装置に関する。
従来より、一眼レフカメラ等において、撮影レンズの瞳
の異なる２つの部分からの夫々の光束から２つの物体像
に関する光分布を形成し、この光分布の相対的な位置関
係から撮影レンズの焦点状態を検出するようにした所謂
像ズレ方式の焦点検出系は周知である。
の異なる２つの部分からの夫々の光束から２つの物体像
に関する光分布を形成し、この光分布の相対的な位置関
係から撮影レンズの焦点状態を検出するようにした所謂
像ズレ方式の焦点検出系は周知である。
第６図は像ズレ方式の焦点検出ユニツトを具えた一眼レ
フレツクスカメラの縦断面形態を描いており、第７図は
焦点検出作用を示すために光学系のみを展開して描いた
横断面図である。
フレツクスカメラの縦断面形態を描いており、第７図は
焦点検出作用を示すために光学系のみを展開して描いた
横断面図である。
図中で１は、交換着脱が可能なあるいは固設の撮影レン
ズ、３は撮影レンズ１の予定結像面（カメラにおける焦
点面）２の近傍に設けられたフイードレンズ、4,5は撮
影レンズ１の光軸Ｌを中心にして対称に配置され、撮影
レンズ１の瞳の異なる部分1a,1bの夫々を通過する光束
に基づいて２つの物体像を結像させるための２次結像レ
ンズ、6,7は２次結像レンズ4,5によって結像された各物
体像を検出するための光電変換素子列で、この素子列6,
7は例えばCCD（Charge Coupled Device）等で構成され
る。
ズ、３は撮影レンズ１の予定結像面（カメラにおける焦
点面）２の近傍に設けられたフイードレンズ、4,5は撮
影レンズ１の光軸Ｌを中心にして対称に配置され、撮影
レンズ１の瞳の異なる部分1a,1bの夫々を通過する光束
に基づいて２つの物体像を結像させるための２次結像レ
ンズ、6,7は２次結像レンズ4,5によって結像された各物
体像を検出するための光電変換素子列で、この素子列6,
7は例えばCCD（Charge Coupled Device）等で構成され
る。
８は２次結像レンズ近傍に設けられたマスクで、フイー
ルドレンズ３はマスク８の開口部8a,8bを撮影レンズ１
の異なった瞳部分1a,1bに結像させている。
ルドレンズ３はマスク８の開口部8a,8bを撮影レンズ１
の異なった瞳部分1a,1bに結像させている。
９はクイツク・リターン・ミラーで、光軸近傍の開口域
を除いて透光性基板上に鏡面処理が施されており、観察
時に撮影光路に斜設され、撮影時に光路外に退去する。
クイツク・リターン・ミラー９の反射側にペンタプリズ
ムP,接眼レンズＥが順置され、透過側にはサブミラーM,
フイールドレンズ3,光路反転ミラーM2,2次結像レンズ４
と5,光電変換素子列６と７が順置される。またＦは結像
面で、銀塩フイルムあるいは撮影素子が配される。
を除いて透光性基板上に鏡面処理が施されており、観察
時に撮影光路に斜設され、撮影時に光路外に退去する。
クイツク・リターン・ミラー９の反射側にペンタプリズ
ムP,接眼レンズＥが順置され、透過側にはサブミラーM,
フイールドレンズ3,光路反転ミラーM2,2次結像レンズ４
と5,光電変換素子列６と７が順置される。またＦは結像
面で、銀塩フイルムあるいは撮影素子が配される。
このような装置では、例えば、撮影レンズ１が第７図中
左方に繰り出されて所謂前ピン状態となると、２次結像
レンズ4,5によって夫々の光電変換素子列6,7の受光面に
結像されていた被写体面位置の物体が夫々矢印方にずれ
るので、この像の相対的なズレに応じた光電変換素子列
6,7の出力の変化により、前記ピン状態であること及び
その量が検出されることになる。また、後ピン状態の場
合には、夫々の像が前記ピン状態の場合と逆方向にずれ
るので、後ピン状態であること及びその量が検出され
る。
左方に繰り出されて所謂前ピン状態となると、２次結像
レンズ4,5によって夫々の光電変換素子列6,7の受光面に
結像されていた被写体面位置の物体が夫々矢印方にずれ
るので、この像の相対的なズレに応じた光電変換素子列
6,7の出力の変化により、前記ピン状態であること及び
その量が検出されることになる。また、後ピン状態の場
合には、夫々の像が前記ピン状態の場合と逆方向にずれ
るので、後ピン状態であること及びその量が検出され
る。
第８図は合いピン時の光学作用をより詳細に描いてい
る。まず光軸Ｌと被写体面Ｏとの交点をO1,軸外の１点
をO2とする。また点O1を発した光束は２次結像レンズ4,
5の作用で光電変換素子列6,7へ結像し、その点をP1とQ1
とする。
る。まず光軸Ｌと被写体面Ｏとの交点をO1,軸外の１点
をO2とする。また点O1を発した光束は２次結像レンズ4,
5の作用で光電変換素子列6,7へ結像し、その点をP1とQ1
とする。
次に軸外の点O2を発した光束に着目すると、この画角を
持った光束は予定結像面２又はその近傍に一端結像した
後、２次結像レンズ6,7により光電変換素子列6,7に再結
像する。この点がP2,Q2である。P1とP2の間隔Z1、及びQ
1とQ2の間隔Z2は、O1とO2を結ぶ像に当たるものである
から等しくなければならない。
持った光束は予定結像面２又はその近傍に一端結像した
後、２次結像レンズ6,7により光電変換素子列6,7に再結
像する。この点がP2,Q2である。P1とP2の間隔Z1、及びQ
1とQ2の間隔Z2は、O1とO2を結ぶ像に当たるものである
から等しくなければならない。
しかしながら、第６図からもわかる様にカメラ底部に焦
点検出ユニツトを設けようとすれば、クイツクリターン
ミラー９の基板を通過した光束を測距することになる。
その際、仮に２次結像レンズの並び方向を第６図の並び
方向に直交させると、第９図に示すようにクイツクリタ
ーンミラー９を撮影レンズ１の瞳の分割方向に対して傾
けて光路に配置したことになり、各瞳1a,1bを通過して
来た光束の結像状態は異なるので、光学系の諸収差が良
好に補正されていたとしても基準となる結像面の位置が
画角によって相違し、前述のZ1とZ2は一致しなくなる。
具体的には第10図に示す通り、画角によるZ1−Z2が傾い
た特性となるため、同じ被写体距離の物体であっても測
距視野中央域と周辺域とでレンズの焦点状態の判別が異
なる不都合が起きる。
点検出ユニツトを設けようとすれば、クイツクリターン
ミラー９の基板を通過した光束を測距することになる。
その際、仮に２次結像レンズの並び方向を第６図の並び
方向に直交させると、第９図に示すようにクイツクリタ
ーンミラー９を撮影レンズ１の瞳の分割方向に対して傾
けて光路に配置したことになり、各瞳1a,1bを通過して
来た光束の結像状態は異なるので、光学系の諸収差が良
好に補正されていたとしても基準となる結像面の位置が
画角によって相違し、前述のZ1とZ2は一致しなくなる。
具体的には第10図に示す通り、画角によるZ1−Z2が傾い
た特性となるため、同じ被写体距離の物体であっても測
距視野中央域と周辺域とでレンズの焦点状態の判別が異
なる不都合が起きる。
従って、通常の一眼レフレツクスカメラの場合、瞳の分
割方向が水平になる様に光学諸要素を配置せざるを得ず
光学配置上の制約になっていた。
割方向が水平になる様に光学諸要素を配置せざるを得ず
光学配置上の制約になっていた。
本発明は瞳分割方向に対し非対称な光学要素を含んだ光
学系であっても正確な検出を実現することを目的として
いる。
学系であっても正確な検出を実現することを目的として
いる。
そしてこの目的を達成するため、対物レンズの焦点調節
の状態に応じて相対間隔の変化する、物体像に関する対
の光分布を形成する光学系を対物レンズの瞳の分割方向
に関して、対物レンズの光軸の延長線を挟んで光路長を
変えている。
の状態に応じて相対間隔の変化する、物体像に関する対
の光分布を形成する光学系を対物レンズの瞳の分割方向
に関して、対物レンズの光軸の延長線を挟んで光路長を
変えている。
以下、第１図について本発明の実施例を説明する。
図中、９は前述と同様のクイツクリターンミラーであ
る。図中左方に撮影レンズが位置するが図示を省く。Ｌ
は撮影レンズの光軸である。
る。図中左方に撮影レンズが位置するが図示を省く。Ｌ
は撮影レンズの光軸である。
12は撮影レンズの予定結像面、13はフイールドレンズ
で、本例はフイールドレンズを予定結像面12から若干離
しているが、予定結像面12上に配置しても良い。14と15
は夫々２次結像レンズで、本例では両レンズの側部を若
干切除して接合した形態となる様に一体成型している。
16と17は光電変換素子列で、図では２列に分けている
が、１本の列を２つの検出域と中間域に分けて使用して
も良い。18は２孔絞りである。先の２次結像レンズ14,1
5は夫々前面が球面14a,15aで、後面は平面14b,15bとな
っている。これら両面14b,15bとも傾き角は同じで光軸
Ｌに対して対称の角度となっているが、２次結像レンズ
の一方14ともう一方の15とでは後者の方が厚く（軸上長
が長く）なっている。
で、本例はフイールドレンズを予定結像面12から若干離
しているが、予定結像面12上に配置しても良い。14と15
は夫々２次結像レンズで、本例では両レンズの側部を若
干切除して接合した形態となる様に一体成型している。
16と17は光電変換素子列で、図では２列に分けている
が、１本の列を２つの検出域と中間域に分けて使用して
も良い。18は２孔絞りである。先の２次結像レンズ14,1
5は夫々前面が球面14a,15aで、後面は平面14b,15bとな
っている。これら両面14b,15bとも傾き角は同じで光軸
Ｌに対して対称の角度となっているが、２次結像レンズ
の一方14ともう一方の15とでは後者の方が厚く（軸上長
が長く）なっている。
また別の構成例を示す第２図は２次結像レンズの後面1
4′b,15′ｂが光電変換素子列16の受光面に対して光学
的に平行でやはり２次結像レンズの一方14′と他方15′
とで厚さが異なっており例を描いている。
4′b,15′ｂが光電変換素子列16の受光面に対して光学
的に平行でやはり２次結像レンズの一方14′と他方15′
とで厚さが異なっており例を描いている。
尚、第１図の例で平面部は緩い右下りの傾斜となってい
るが、これはフイールドレンズなど他の光学要素を含め
た光学系の特性に依って定まり、左下りの傾斜もあり得
る。
るが、これはフイールドレンズなど他の光学要素を含め
た光学系の特性に依って定まり、左下りの傾斜もあり得
る。
続いて、第１図の２次結像レンズの夫々の後面が傾斜し
ている理由に触れておく。
ている理由に触れておく。
平面の傾斜による補正については既に特願昭60−143126
号で提案しているが、第７図の光学作用図において、予
定結像面２上であって光軸Ｌから下方へずれた点から光
電変換素子列6,7へ向う光線に着目すると、２次結像レ
ンズ４と５では入射角が異なるためレンズの残存収差の
影響を受けて間隔Z1とZ2に微妙な差異が発生する。この
差異を補正するため両２次結像レンズの一方の面を平面
として光電変換素子の並び方向に均等に傾斜させる。但
し、この場合も光学配置に依り傾斜の傾きは変化する。
また第２図はこの解が傾斜角＝０°であった場合をあら
わしている。
号で提案しているが、第７図の光学作用図において、予
定結像面２上であって光軸Ｌから下方へずれた点から光
電変換素子列6,7へ向う光線に着目すると、２次結像レ
ンズ４と５では入射角が異なるためレンズの残存収差の
影響を受けて間隔Z1とZ2に微妙な差異が発生する。この
差異を補正するため両２次結像レンズの一方の面を平面
として光電変換素子の並び方向に均等に傾斜させる。但
し、この場合も光学配置に依り傾斜の傾きは変化する。
また第２図はこの解が傾斜角＝０°であった場合をあら
わしている。
以下、数値例を記載する（第１図参照）。
まず、クイツクリターンミラー９の厚さは1mmである。
以下、単位はmmとする。ミラー９の入射面から光軸に沿
って21の所に結像面が位置し、更に4,6後方にフイール
ドレンズ13の第１面が位置する。
以下、単位はmmとする。ミラー９の入射面から光軸に沿
って21の所に結像面が位置し、更に4,6後方にフイール
ドレンズ13の第１面が位置する。
下表でR1,R2はフイールドレンズの第１面，第２面、R3
は２次結像レンズの第１面に相当する。Ｒは曲率半径、
Ｄはレンズ面間隔、Ndはｄ線に対する屈折率、νｄはア
ツベ数である。
は２次結像レンズの第１面に相当する。Ｒは曲率半径、
Ｄはレンズ面間隔、Ndはｄ線に対する屈折率、νｄはア
ツベ数である。
但し２つの２次結像レンズのR4平面は谷型となっており
夫々２°30′傾いている。そして下側の２次結像レンズ
15の方が14より0.014長くなっている。また２次結像レ
ンズ14と15の２つの光軸間隔は3.64である。
夫々２°30′傾いている。そして下側の２次結像レンズ
15の方が14より0.014長くなっている。また２次結像レ
ンズ14と15の２つの光軸間隔は3.64である。
以上の構成によって第10図に示したZ1−Z2の画角による
上下非対称の曲りは是正される。
上下非対称の曲りは是正される。
第３図は別の実施例であって、第１図の実施例と同一の
光学要素は同じ番号を付した。24と25は２次結像レンズ
で夫々前・後面とも球面となるが、前面に対して後面の
光軸が偏倚する。そして光軸Ｌに対してその偏倚量は対
称となっているが、その厚さは非対称となっており、下
側のレンズ25の方が厚くなっている。
光学要素は同じ番号を付した。24と25は２次結像レンズ
で夫々前・後面とも球面となるが、前面に対して後面の
光軸が偏倚する。そして光軸Ｌに対してその偏倚量は対
称となっているが、その厚さは非対称となっており、下
側のレンズ25の方が厚くなっている。
ここで、各２次結像レンズの光軸を偏倚させたのは、第
11図の平面を傾斜させたのと同じ理由で、Z1−Z2の曲に
是正にある。
11図の平面を傾斜させたのと同じ理由で、Z1−Z2の曲に
是正にある。
第４図は更に別の実施例であって、２次結像レンズ34,3
5は光軸Ｌに対して完全に対称であるが、光路長を変化
させる部材36、例えば平行平板を一方の光路のみに入れ
て同様の効果を得るものである。
5は光軸Ｌに対して完全に対称であるが、光路長を変化
させる部材36、例えば平行平板を一方の光路のみに入れ
て同様の効果を得るものである。
以上の実施例では絞り18の開口、縦目をにらむ２次結像
レンズ24,25等、光電変換素子列16,17をそれぞれ一対ず
つ垂直に配置した例を示したが、従来の焦点検出系の様
に２次結像レンズを水平に配置した系と組合せると、被
写体の方向性に影響されることなく正確な検出を実現で
きる。第５図は２次結像レンズのユニツトのみ取り出し
て正面形態を描いているが、水平方向に並んだ２次結像
レンズ26と27は前後面の厚み及び光軸の偏倚は対称であ
る。また２次結像レンズ26,27の後方には光電変換素子
列が配されるものとする。
レンズ24,25等、光電変換素子列16,17をそれぞれ一対ず
つ垂直に配置した例を示したが、従来の焦点検出系の様
に２次結像レンズを水平に配置した系と組合せると、被
写体の方向性に影響されることなく正確な検出を実現で
きる。第５図は２次結像レンズのユニツトのみ取り出し
て正面形態を描いているが、水平方向に並んだ２次結像
レンズ26と27は前後面の厚み及び光軸の偏倚は対称であ
る。また２次結像レンズ26,27の後方には光電変換素子
列が配されるものとする。
第１図及び第２図の実施例で２次結像レンズの後面を平
面としたが、前面の方を平面としても良い。
面としたが、前面の方を平面としても良い。
また以上の実施例では２次結像レンズは一体であった
が、２次結像レンズを各々複数枚のレンズで構成しても
良い。
が、２次結像レンズを各々複数枚のレンズで構成しても
良い。
以上述べた本発明によれば、クイツクリターンミラーの
様に光軸に対して回転非対称な光学部材の影響を受ける
ことなく高精度の検出を実現できる効果があり、またこ
の種の光学部材のために焦点検出系の配置が制約される
と云った不都合が解消する効果がある。
様に光軸に対して回転非対称な光学部材の影響を受ける
ことなく高精度の検出を実現できる効果があり、またこ
の種の光学部材のために焦点検出系の配置が制約される
と云った不都合が解消する効果がある。
第１図は本発明の第１実施例を示す光学断面図。 第２図は変形例の部分断面図。 第３図及び第４図は夫々別実施例を示す光学断面図。 第５図は正面図。 第６図は一眼レフレツクスカメラの断面図。 第７図と第８図と第９図は光学作用を説明するための
図。 第10図は性能線図。 図中、９はクイツクリターンミラー、12は予定結像面、
13はフイールドレンズ、14と15は２次結像レンズ、14b
と15bは傾斜した平面、16と17は光電変換素子列、18は
２孔絞りである。
図。 第10図は性能線図。 図中、９はクイツクリターンミラー、12は予定結像面、
13はフイールドレンズ、14と15は２次結像レンズ、14b
と15bは傾斜した平面、16と17は光電変換素子列、18は
２孔絞りである。
Claims (5)
- 【請求項１】対物レンズの分割された瞳を夫々通過した
光束から形成され、対物レンズの焦点調節の状態に応じ
て相対間隔の変化する、物体像に関する対の光分布を光
電変換素子列で受光し、前記光分布に基づく前記光電変
換素子列の出力信号から対物レンズの焦点調節の状態を
示す信号を形成する装置で、また前記対物レンズの瞳の
分割方向に対して傾いて光路に配置された光学部材を有
し、 前記対の光分布を形成する光学系は前記対物レンズの瞳
の分割方向に関して非対称形となっており、前記対の光
分布を形成する光学系は、前記対物レンズの光軸の延長
線を挟んで光路長が異なっていることを特徴とする焦点
検出装置。 - 【請求項２】前記対の光分布を形成する光学系は、少な
くとも１面が前記光電変換素子の並び方向に傾いた平面
となっており、平面の傾きは前記対物レンズの光軸の延
長線を挟んで対称であり、 その厚さが前記対物レンズの光軸の延長線を挟んで、異
なっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の焦点検出装置。 - 【請求項３】前記対の光分布を形成する光学系は、少な
くとも１つのレンズ面が別のレンズ面の光軸に対し、前
記光電変換素子の並び方向に平行偏心しており、平行偏
心は前記対物レンズの光軸の延長線を挟んで対称であ
り、 その厚さが前記対物レンズの光軸の延長線を挟んで、異
なっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の焦点検出装置。 - 【請求項４】前記光学部材は、カメラのフアインダー系
に光を反射するミラーの透光性基板である特許請求の範
囲第１項記載の焦点検出装置。 - 【請求項５】前記対の光分布を形成する光学系は前記透
光性基板の下方（フアインダー系と反対方向）側の厚さ
の方が厚くなっていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項，第４項に記載の焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214029A JPH07104481B2 (ja) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214029A JPH07104481B2 (ja) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6456407A JPS6456407A (en) | 1989-03-03 |
| JPH07104481B2 true JPH07104481B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16649097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62214029A Expired - Lifetime JPH07104481B2 (ja) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104481B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5321461A (en) * | 1991-08-22 | 1994-06-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Focus detecting device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4220406A (en) | 1977-12-21 | 1980-09-02 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh | Optical electronic focusing device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0731300B2 (ja) * | 1985-09-21 | 1995-04-10 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置 |
-
1987
- 1987-08-27 JP JP62214029A patent/JPH07104481B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4220406A (en) | 1977-12-21 | 1980-09-02 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh | Optical electronic focusing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6456407A (en) | 1989-03-03 |
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| JP3454582B2 (ja) | 焦点検出光学系 |
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