JPH07301746A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 予定焦点面上での検出ゾーンの配置関係と再
結像面上でのラインセンサの配置関係とを自由に組み合
わせることができ、さらに、予定焦点面上に５つ以上の
検出ゾーンを設ける場合にも小型化が可能な装置の提供
を目的とする。 【構成】 予定焦点面上の中央に設けられた中央検出ゾ
ーン１１からの光束を反射させる第１ミラー２０と、周
辺検出ゾーン１２−１５からの光束をそれぞれ第１ミラ
ーとは異なる方向に反射させるよう設けられた第２ミラ
ー２１と、第２ミラー２１で反射された光束をそれぞれ
第１ミラー２０による反射方向と同一の方向に反射させ
るよう設けられた第３ミラー２２と、第１、第３ミラー
２０,２２により反射された光束を各検出ゾーン毎に受
光するラインセンサ４０ａ,４０ｂとを有し、第２、第
３ミラー２１,２２の少なくとも一方が、複数の周辺検
出ゾーンからの光束を同一面で反射させる単一のミラー
であ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、被写体に対する撮影
レンズの合焦状態を、撮影される画面内の複数のゾーン
において検出することができる焦点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の焦点検出装置は、例えば特開平
１-１５５３０８号公報、特開平２-５８０１２号公報等
に開示される。これらの公報には、予定焦点面上に複数
の焦点検出ゾーンを設け、形成された像をそれぞれのゾ
ーンを介して覗いた部分像をそれぞれ一対づつ設けられ
たセパレータレンズにより複数のラインセンサ上に分
割、再結像させる構成が開示されている。

【０００３】ところで、撮影レンズのビネッティングに
よる影響を受けにくくするためには、予定焦点面上での
周辺部の検出ゾーンは、撮影レンズの半径方向よりもこ
れと垂直なサジタル方向に配置される方が望ましい。一
方、再結像面上に配置されるセンサは、それらの配列方
向が同一であれば、単一のラインセンサの一部づつを区
切って使用することができる。

【０００４】現在ラインセンサとして利用されているCC
Dは、各画素毎に蓄積した電荷を順次転送してシリアル
に輝度情報を得る。従来の焦点検出装置では、異なる位
置に配置された３つのラインセンサを電気的に接続し、
３つのラインセンサの出力を一連の情報として取り出し
ている。このような接続を採用するのは、ラインセンサ
毎に検出回路を設けるよりもコストが安いからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
転送方式では単一のラインセンサから情報を取り出すよ
りも時間がかかるという問題があり、この点からも単一
のラインセンサを用いたいという要望がある。

【０００６】このように、検出ゾーンの配置とセンサの
配置とにはそれぞれ異なる要請があるが、上述した従来
の焦点検出装置には、これらの配置関係がいずれも同一
に設定され、自由度がないという問題がある。

【０００７】

【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、予定焦点面上での検出ゾー
ンの配置関係と再結像面上でのラインセンサの配置関係
とを自由に組み合わせることができる焦点検出装置の提
供を目的とし、さらに、予定焦点面上に５つ以上の検出
ゾーンを設ける場合にも小型化が可能な装置の提供を目
的とする。

【０００８】

【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、予定焦点面上
の中央に設けられた中央検出ゾーンからの光束を偏向さ
せる第１偏向部と、予定焦点面上で中央検出ゾーンの両
側にそれぞれ複数設けられた周辺検出ゾーンからの光束
をそれぞれ第１偏向部とは異なる方向に偏向させるよう
それぞれの側に設けられた第２偏向部と、第２偏向部で
偏向された光束をそれぞれ第１偏向部による偏向方向と
同一の方向に偏向させるようそれぞれの側に設けられた
第３偏向部と、第１、第３偏向部により偏向された光束
を各検出ゾーン毎に受光するセンサとを有し、それぞれ
の側において、第２、第３偏向部の少なくとも一方は、
複数の周辺検出ゾーンからの光束を同一面で偏向させる
ことを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。実施例
は、例えば一眼レフカメラの焦点検出装置として用いら
れ、撮影範囲内の複数の被写体に対する撮影レンズの合
焦状態を検出する焦点検出装置である。

【００１０】

【実施例１】図１〜図５は、この発明にかかる焦点検出
装置の実施例１を示す。なお、図１と図２とは、作図の
関係上、上下関係が反対向きとなっている。

【００１１】図１及び図２に示すように、撮影レンズに
よって被写体像が形成される予定焦点面近傍には、被写
体像の一部を取り出すための視野マスク１０が配置さ
れ、この視野マスクには、焦点検出系の視野を決定する
５つの開口としての検出ゾーン１１,１２,１３,１４,１
５が形成されている。

【００１２】予定焦点面は、写真カメラの場合にはフィ
ルム面と、電子カメラの場合にはイメージセンサと光学
的に共役な面である。また、予定焦点面は、光学的なフ
ァインダー系を有するカメラにおいては、そのピント板
とも光学的に共役である。

【００１３】焦点検出ゾーンは、撮影レンズの光軸と交
差する位置に設けられた中央検出ゾーン１１と、その長
手方向の両側にそれぞれ複数設けられた４つの周辺検出
ゾーン１２,１３,１４,１５とから構成され、周辺検出
ゾーン１２−１５はその長手方向が中央検出ゾーンの長
手方向と直交するサジタル方向に一致するよう設けられ
ている。

【００１４】図１及び図２に示されるように、撮影レン
ズの瞳Ｅの水平方向に分かれた２つの領域Ｅ１,Ｅ２を
通って中央検出ゾーン１１を透過した光束は、第１ミラ
ー２０により９０°偏向され、再結像光学系としての一
対のセパレータレンズ３０,３１を介して分割され、再
結像面４０に設けられたラインセンサ４０ａ上の中央領
域４１に再結像する。一対のセパレータレンズ３０,３
１は、検出ゾーン１１に形成された像をそれぞれ２つに
分割して再結像させる機能を有しており、その瞳は焦点
検出系の瞳として撮影レンズの瞳Ｅと光学的に共役であ
る。

【００１５】瞳Ｅ上で垂直方向に分かれた２つの領域Ｅ
３,Ｅ４を通って周辺検出ゾーン１２,１３,１４,１５を
透過した光束は、第２ミラー２１により第１ミラー２０
の反射方向とは異なる中央側にそれぞれ反射され、第３
ミラー２２により第１ミラー２０と同一の方向に反射さ
れ、それぞれ一対のセパレータレンズ３２−３９を介し
て再結像する。

【００１６】このとき、中央寄りの周辺検出ゾーン１
２,１３からの光束は、中央検出ゾーン１１からの光束
と同一のラインセンサ４０ａ上の周辺領域４２,４３に
再結像し、外側の周辺検出ゾーン１４,１５からの光束
は、ラインセンサ４０ａと平行に設けられたラインセン
サ４０ｂ上の周辺領域４５,４６に再結像する。

【００１７】なお、実施例では、第１、第２、第３偏向
部として第１ミラー２０、第２ミラー２１、第３ミラー
２２を用いているが、ミラーの他にプリズム等を使用す
ることも可能である。

【００１８】ここで、図２中にｘ,ｙ,ｚ軸を定義する。
ｘ-ｙ平面は視野マスク１０と平行であり、ｙ-ｚ平面は
再結像面４０と平行である。

【００１９】第３ミラー２２は、ｙ-ｚ平面内では検出
ゾーン１２,１４から入射する光束の光路に対して４５
°で設けられているため、このミラーで反射される際に
は光束の間隔は変化しない。このため、図５に示される
ように、検出ゾーン１２,１４から入射する光路の間隔
ΔＹはミラー２１,２２で反射された後の光路の間隔Δ
Ｈと等しくなり、この間隔が２つのラインセンサ４０
ａ,４０ｂの間隔となる。

【００２０】なお、中央検出ゾーンからセンサに達する
光束と周辺検出ゾーンからセンサに達する光束とでは光
路長が違うため、焦点距離が異なる光学系を用いてい
る。

【００２１】図示せぬカメラのファインダー系には、予
定焦点面上での検出ゾーンに対応して撮影者が検出ゾー
ンを確認するための合焦エリアが設けられており、図示
せぬ合焦検出回路は、ラインセンサ４０ａ,４０ｂの出
力から、撮影者が意図する被写体、あるいはカメラ側の
回路が選択した被写体に重なった合焦エリアに対応する
領域の出力を用いて撮影レンズの合焦状態を検出する。

【００２２】ラインセンサ上の各領域４１,４２,４３,
４５,４６には、それぞれの各検出ゾーンからの光束に
より像が形成されるが、焦点検出装置は、ラインセンサ
４０ａ,４０ｂの出力を一度に取り入れ、各領域に対応
する出力を別個に認識してそれぞれ一対の像に対応する
ビデオ信号として検出し、公知の位相法により各検出ゾ
ーンに対応した撮影レンズの合焦状態を検出する。

【００２３】ミラーによって光路を偏向させることによ
り、予定焦点面に位置する視野マスク１０上では図３に
示したように中央検出ゾーン１１と周辺検出ゾーン１
２,１３,１４,１５とを直角に配置すると共に、再結像
面４０上では図４に示すように中央検出ゾーン１１から
の像を受ける領域４１と周辺検出ゾーン１２,１３から
の像を受ける領域４２,４３とを一直線状のラインセン
サ４０ａ上に配列させることができると共に、２つのラ
インセンサ４０ａ,４０ｂを互いに平行に配置すること
ができる。

【００２４】撮影レンズの射出瞳は円形であるため、周
辺検出ゾーンの長手方向を中央検出ゾーンと直交するサ
ジタル方向に一致させることにより、ビネッティングに
よるケラレを生じにくくすることができる。長手方向が
中央検出ゾーンと同一方向であると、像高が高い部分で
ビネッティングによるケラレを生じ、像の光量が不足し
て正確な焦点検出ができない可能性が高い。

【００２５】また、ラインセンサの方向を一方向に揃え
ることにより、２つのラインセンサによって５つのゾー
ンにおける合焦状態を検出することができる。

【００２６】

【実施例２】図６−８は、この発明にかかる焦点検出装
置の実施例２を示す。この例では、画面中央に２つの検
出ゾーン１１,１６が設けられており、他の構成は上述
の実施例１と同様である。検出ゾーン１６からの光束
は、図示せぬミラーで反射され、セパレータレンズ３０
１,３０２を介してラインセンサ４０ｂの中央領域４４
上に像を形成する。

【００２７】視野マスク１０上の検出ゾーンの配列は図
７、再結像面４０上のラインセンサの配列は図８に示さ
れる。

【００２８】

【実施例３】図９−１２は、この発明にかかる焦点検出
装置の実施例３を示す。この例では、画面の周辺に設け
られた検出ゾーン１２,１４からの光束がそれぞれ別個
の第２ミラー２１ａと第２ミラー２１ｂとにより反射さ
れ、共通の第３ミラー２２で再度反射されてそれぞれの
ラインセンサに入射する。

【００２９】他の構成は図１,２に示される実施例１と
同様である。また、視野マスク上の検出ゾーンの配置、
及び再結像面上でのラインセンサの配列は図３,４に示
した例とほぼ同様である。

【００３０】なお、この実施例では、第２ミラーを２枚
に分割することにより、図１０に示すように、検出ゾー
ン１２,１４から入射してラインセンサに向かう光束の
間隔ΔＨを視野マスク上での検出ゾーン１２と１４との
間隔ΔＹよりも小さく設定することができる。したがっ
て、ラインセンサ４０ａと４０ｂとの間隔を実施例１よ
りも小さくすることができ、センサの占める領域を小さ
くすることができる。

【００３１】図１１,１２は、ミラー２１,２２を設ける
際の具体例を示している。図１１の例では、２段の斜面
にそれぞれミラーを貼り付けて構成されており、図１２
の例では斜面に直接ミラーのコーティングを施してい
る。

【００３２】

【実施例４】図１３は、この発明にかかる焦点検出装置
の実施例４を示す。この例では、画面の周辺に設けられ
た検出ゾーン１２,１４からの光束が共に同一の第２ミ
ラー２１で反射され、それぞれ異なる第３ミラー２２ａ
と第３ミラー２２ｂとで再度反射されてそれぞれのライ
ンセンサに入射する。他の構成は実施例１と同様であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、予定焦点面上に設けられた複数の焦点検出ゾーンの
配置関係とは異なる配置関係でラインセンサを配置する
ことができ、かつ、複数の検出ゾーンからの光束を共通
のミラーで偏向させることにより、検出ゾーン毎にミラ
ーを設ける必要がなく、ミラーの数を減らして装置を小
型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の焦点検出装置を示す光学系の斜視
図である。

【図２】 図１の要部を示す斜視図である。

【図３】 実施例１の予定焦点面上での検出ゾーンの配
置を示す平面図である。

【図４】 実施例１の再結像面上でのラインセンサの配
置を示す平面図である。

【図５】 実施例１の第２ミラー近傍の光路の説明図で
ある。

【図６】 実施例２の焦点検出装置の要部を示す光学系
の斜視図である。

【図７】 実施例２の予定焦点面上での検出ゾーンの配
置を示す平面図である。

【図８】 実施例２の再結像面上でのラインセンサの配
置を示す平面図である。

【図９】 実施例３の焦点検出装置の要部を示す光学系
の斜視図である。

【図１０】 実施例３の第２ミラー近傍の光路の説明図
である。

【図１１】 実施例３の第２ミラーの具体例を示す説明
図である。

【図１２】 実施例３の第２ミラーの他の具体例を示す
説明図である。

【図１３】 実施例４の焦点検出装置の要部を示す光学
系の斜視図である。

【符号の説明】

１０…視野マスク １１…中央検出ゾーン １２−１５…周辺検出ゾーン ２０…第１ミラー ２１…第２ミラー ２２…第３ミラー ３０−３９…セパレータレンズ ４０ａ,４０ｂ…ラインセンサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予定焦点面上の中央に設けられた中央検出
   ゾーンからの光束を偏向させる第１偏向部と、 前記予定焦点面上で前記中央検出ゾーンの両側にそれぞ
   れ複数設けられた周辺検出ゾーンからの光束をそれぞれ
   前記第１偏向部とは異なる方向に偏向させるようそれぞ
   れの側に設けられた第２偏向部と、 前記第２偏向部で偏向された光束をそれぞれ前記第１偏
   向部による偏向方向と同一の方向に偏向させるようそれ
   ぞれの側に設けられた第３偏向部と、 前記第１、第３偏向部により偏向された光束を各検出ゾ
   ーン毎に受光するセンサとを有し、 それぞれの側において、前記第２、第３偏向部の少なく
   とも一方は、複数の周辺検出ゾーンからの光束を同一面
   で偏向させることを特徴とする焦点検出装置。
2. 【請求項２】前記各偏向部は、ミラーであることを特徴
   とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 【請求項３】前記第２、第３偏向部は、共に単一のミラ
   ーであることを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装
   置。
4. 【請求項４】前記第２偏向部は、各周辺検出ゾーン毎に
   設けられた複数のミラーであり、前記第３偏向部が単一
   のミラーであることを特徴とする請求項２に記載の焦点
   検出装置。
5. 【請求項５】前記第２偏向部は、単一のミラーであり、
   前記第３偏向部は、各周辺検出ゾーン毎に設けられた複
   数のミラーであることを特徴とする請求項２に記載の焦
   点検出装置。
6. 【請求項６】予定焦点面上の中央に設けられた中央検出
   ゾーンからの光束を反射させる第１ミラーと、 前記予定焦点面上で前記中央検出ゾーンの両側にそれぞ
   れ複数設けられた周辺検出ゾーンからの光束をそれぞれ
   前記第１ミラーとは異なる方向に反射させるようそれぞ
   れの側に設けられた第２ミラーと、 前記第２ミラーで反射された光束をそれぞれ前記第１ミ
   ラーによる反射方向と同一の方向に反射させるようそれ
   ぞれの側に設けられた第３ミラーと、 前記第１、第３ミラーにより反射された光束を各検出ゾ
   ーン毎に受光するセンサとを有し、 それぞれの側において、前記第２、第３ミラーの少なく
   とも一方は、複数の周辺検出ゾーンからの光束を同一面
   で反射させる単一のミラーであることを特徴とする焦点
   検出装置。