JPH0731300B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JPH0731300B2 JPH0731300B2 JP60209442A JP20944285A JPH0731300B2 JP H0731300 B2 JPH0731300 B2 JP H0731300B2 JP 60209442 A JP60209442 A JP 60209442A JP 20944285 A JP20944285 A JP 20944285A JP H0731300 B2 JPH0731300 B2 JP H0731300B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- imaging
- imaging lens
- light receiving
- optical axis
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
- G02B7/346—Systems 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)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は写真用カメラやビデオカメラ等に好適な焦点検
出装置に関し、特に結像レンズの瞳を２つの領域に分割
し、各領域を通過する光束により２つの第２次物体像を
形成し、これらの第２次物体像の相対的な位置関係を検
出することにより結像レンズの焦点位置を検出する焦点
検出装置に関するものである。
出装置に関し、特に結像レンズの瞳を２つの領域に分割
し、各領域を通過する光束により２つの第２次物体像を
形成し、これらの第２次物体像の相対的な位置関係を検
出することにより結像レンズの焦点位置を検出する焦点
検出装置に関するものである。
（従来の技術） 従来より比較的高精度な受光型の焦点検出方式に所謂像
ずれ方式があり、例えば特開昭55−155331号公報で提案
されている。第１図は同公報で提案されている一光学系
の概略図である。
ずれ方式があり、例えば特開昭55−155331号公報で提案
されている。第１図は同公報で提案されている一光学系
の概略図である。
同図において１は結像レンズ、11は結像レンズ１の射出
瞳、２は結像レンズ１の予定結像面、３はフィールドレ
ンズ、8a,8bは各々結像レンズ１の光軸Ｌに対称に配置
した１対の絞り、4,5は同じく光軸Ｌに対称にかつ絞り8
a,8bの後方に配置した１対の再結像レンズ、6,7は各々
再結像レンズ4,5の結像面近傍に配置した複数の受光素
子より成る受光手段である。
瞳、２は結像レンズ１の予定結像面、３はフィールドレ
ンズ、8a,8bは各々結像レンズ１の光軸Ｌに対称に配置
した１対の絞り、4,5は同じく光軸Ｌに対称にかつ絞り8
a,8bの後方に配置した１対の再結像レンズ、6,7は各々
再結像レンズ4,5の結像面近傍に配置した複数の受光素
子より成る受光手段である。
絞り8a,8bはフィールドレンズ３により射出瞳1aと共役
関係となっており、これにより射出瞳11を実質的に２つ
の領域1a,1bに分割している。
関係となっており、これにより射出瞳11を実質的に２つ
の領域1a,1bに分割している。
結像レンズ１の射出瞳11の領域1aを通過した光束は予定
結像面２付近に第１物体像を形成する。その後フィール
ドレンズ３を介して再結像レンズ４により受光手段６面
上に第２次物体像を形成する。結像レンズ１の射出瞳11
の反対側の領域1bを通過した光束も同様に受光手段７面
上に第２次物体像を形成する。
結像面２付近に第１物体像を形成する。その後フィール
ドレンズ３を介して再結像レンズ４により受光手段６面
上に第２次物体像を形成する。結像レンズ１の射出瞳11
の反対側の領域1bを通過した光束も同様に受光手段７面
上に第２次物体像を形成する。
結像レンズ１による第１次物体像の形成される位置、即
ちディフォーカス量と２つの受光手段4,5面上の第２次
物体像の相対的位置関係は一義的に決まった関係にあ
る。像ずれ方式による焦点検出はこのとき２つの第２次
物体像の相対的位置関係を検出することによって行って
いる。この為２つの受光手段6,7面上に形成される第２
次物体像の結像性能は焦点検出制度に大きく影響してく
る。
ちディフォーカス量と２つの受光手段4,5面上の第２次
物体像の相対的位置関係は一義的に決まった関係にあ
る。像ずれ方式による焦点検出はこのとき２つの第２次
物体像の相対的位置関係を検出することによって行って
いる。この為２つの受光手段6,7面上に形成される第２
次物体像の結像性能は焦点検出制度に大きく影響してく
る。
一般に像ずれ方式による焦点検出においては同図に示す
如く第１次物体像の光軸Ｌから一定の距離にある点O12
に対する２つの再結像レンズ4,5の撮影画角は異なり、
即ち結像条件が異なっている。この為再結像レンズ4,5
の歪曲収差や色収差等の諸収差の影響で２つの第２次物
体像の大きさZ1,Z2は結像レンズ１が合焦のときでも一
致しなくなる。このときの再結像レンズ4,5の結像性能
の違いは２つの第２次物体像の相対的位置関係の検出の
際の検出精度の低下、即ち結像レンズ１の焦点検出精度
の低下の原因となってくる。
如く第１次物体像の光軸Ｌから一定の距離にある点O12
に対する２つの再結像レンズ4,5の撮影画角は異なり、
即ち結像条件が異なっている。この為再結像レンズ4,5
の歪曲収差や色収差等の諸収差の影響で２つの第２次物
体像の大きさZ1,Z2は結像レンズ１が合焦のときでも一
致しなくなる。このときの再結像レンズ4,5の結像性能
の違いは２つの第２次物体像の相対的位置関係の検出の
際の検出精度の低下、即ち結像レンズ１の焦点検出精度
の低下の原因となってくる。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は再結像レンズの諸収差による第２次物体像の結
像性能の低下を補正することにより高精度な焦点検出が
可能な像ずれ方式の焦点検出装置の提供を目的とする。
像性能の低下を補正することにより高精度な焦点検出が
可能な像ずれ方式の焦点検出装置の提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段） 結像レンズの像面側に前記結像レンズの瞳を２つの領域
に分割する為の瞳分割手段を有した再結像系を配置し、
前記再結像系により前記結像レンズの２つの分割された
瞳領域を通過する光束から、２つの第２次物体像を形成
し、前記再結像系の像面近傍に複数の受光素子により成
る受光手段を配置し、前記受光手段により前記２つの第
２次物体像の相対的位置関係を検出することにより前記
結像レンズの焦点位置を検出する焦点検出装置におい
て、前記瞳分割手段は前記結像レンズの光軸を挟んで対
称に１対の絞りと同じく１対の再結像レンズとを有し、
該再結像レンズのレンズ面のうち、少なくとも１つのレ
ンズ面を前記絞りの中心に対して及び他のレンズ面に対
して該結像レンズの光軸方向でかつ前記受光素子の並び
方向に平行偏心させたことである。
に分割する為の瞳分割手段を有した再結像系を配置し、
前記再結像系により前記結像レンズの２つの分割された
瞳領域を通過する光束から、２つの第２次物体像を形成
し、前記再結像系の像面近傍に複数の受光素子により成
る受光手段を配置し、前記受光手段により前記２つの第
２次物体像の相対的位置関係を検出することにより前記
結像レンズの焦点位置を検出する焦点検出装置におい
て、前記瞳分割手段は前記結像レンズの光軸を挟んで対
称に１対の絞りと同じく１対の再結像レンズとを有し、
該再結像レンズのレンズ面のうち、少なくとも１つのレ
ンズ面を前記絞りの中心に対して及び他のレンズ面に対
して該結像レンズの光軸方向でかつ前記受光素子の並び
方向に平行偏心させたことである。
（実施例） 第２図は本発明の一実施例の光学系の概略図であり、第
１図で示した要素と同一要素には同符号を付してある。
同図において201,202は各々再結像レンズである。
１図で示した要素と同一要素には同符号を付してある。
同図において201,202は各々再結像レンズである。
第３図は第２図の再結像レンズ201,202の説明図であ
る。第５図は従来の再結像レンズの説明図であり、第３
図の本発明に係る再結像レンズ201,202の構成と比較す
る為に各要素に同付番を付して示している。
る。第５図は従来の再結像レンズの説明図であり、第３
図の本発明に係る再結像レンズ201,202の構成と比較す
る為に各要素に同付番を付して示している。
第３図，第５図において、201a1,201a2は再結像レンズ2
01の前方である物体側（結像レンズ１側）と後方である
像面側（受光手段６）のレンズ面である。201a4はレン
ズ面201a1の光軸、201a3はレンズ面201a2の光軸であ
る。202b1,202b2は再結像レンズ202の物体側と像面側の
レンズ面である。202b4はレンズ面202b1の光軸、202b3
はレンズ面202b2の光軸である。
01の前方である物体側（結像レンズ１側）と後方である
像面側（受光手段６）のレンズ面である。201a4はレン
ズ面201a1の光軸、201a3はレンズ面201a2の光軸であ
る。202b1,202b2は再結像レンズ202の物体側と像面側の
レンズ面である。202b4はレンズ面202b1の光軸、202b3
はレンズ面202b2の光軸である。
8a,8b（８）は各々絞りである。8a1,8b1は各々絞り8a,8
bの中心軸（中心）である。第５図では再結像レンズ201
の光軸201a3,201a4と絞り8aの中心軸8a1は一致してい
る。同様に再結像レンズ202の光軸202b3,202b4と絞り8b
の中心軸8b1は一致している。
bの中心軸（中心）である。第５図では再結像レンズ201
の光軸201a3,201a4と絞り8aの中心軸8a1は一致してい
る。同様に再結像レンズ202の光軸202b3,202b4と絞り8b
の中心軸8b1は一致している。
本実施例において、絞り８と再結像レンズ201,202は瞳
分割手段の一要素を構成している。フィールドレンズ３
と瞳分割手段は再結像系の一要素を構成している。
分割手段の一要素を構成している。フィールドレンズ３
と瞳分割手段は再結像系の一要素を構成している。
本実施例では第５図に示す再結像レンズ201（202）の像
面側のレンズ面201a2（202b2）を矢印6a（7a）で示すよ
うに絞り8a（8b）に対して結像レンズ１の光軸Ｌ方向で
あって、かつ受光手段６（７）の受光素子の並び方向に
平行偏心させている。
面側のレンズ面201a2（202b2）を矢印6a（7a）で示すよ
うに絞り8a（8b）に対して結像レンズ１の光軸Ｌ方向で
あって、かつ受光手段６（７）の受光素子の並び方向に
平行偏心させている。
そして第３図に示すようにレンズ面201a2（202b2）の光
軸201a3（201b3）が、光軸Ｌを越えて位置するようにし
ている。
軸201a3（201b3）が、光軸Ｌを越えて位置するようにし
ている。
本実施例におけるレンズ面201a2,202b2の偏心量は各々
光軸Ｌに対して対称としている。
光軸Ｌに対して対称としている。
本実施例では第２図に示すように結像レンズ１の射出瞳
11の片方の領域1aを通過した光束は予定結像面２付近に
第１次物体像を形成する。その後フィールドレンズ３を
介して再結像レンズ201によって受光手段６面上に第２
次物体像を形成する。
11の片方の領域1aを通過した光束は予定結像面２付近に
第１次物体像を形成する。その後フィールドレンズ３を
介して再結像レンズ201によって受光手段６面上に第２
次物体像を形成する。
このとき本実施例では第３図に示すように再結像レンズ
201の像面側のレンズ面201a2を絞り8aの中心軸8a1に対
して、即ち物体側のレンズ面201a1に対して矢印6aに示
すように光軸Ｌ方向で、かつ受光手段６の受光素子の並
び方向に平行偏心させている。この為光束はレンズ面20
1a1の収斂作用とレンズ面201a2の収斂作用及びプリズム
作用を受ける。
201の像面側のレンズ面201a2を絞り8aの中心軸8a1に対
して、即ち物体側のレンズ面201a1に対して矢印6aに示
すように光軸Ｌ方向で、かつ受光手段６の受光素子の並
び方向に平行偏心させている。この為光束はレンズ面20
1a1の収斂作用とレンズ面201a2の収斂作用及びプリズム
作用を受ける。
このとき第２図に示すように光軸Ｌ上の一点O11は点線
で示す光路から実線で示す光路に偏向され点O11aに収斂
するようになる。即ち結像位置は距離Z3程補正されて結
像するようになる。
で示す光路から実線で示す光路に偏向され点O11aに収斂
するようになる。即ち結像位置は距離Z3程補正されて結
像するようになる。
結像レンズ１の射出瞳11の他の領域1bを通過した光束も
同様の作用を受ける。即ち光軸Ｌ上の一点O11は点O11b
に収斂するようになる。これにより第２次物体像の寸法
誤差を各々強制的に変化させている。
同様の作用を受ける。即ち光軸Ｌ上の一点O11は点O11b
に収斂するようになる。これにより第２次物体像の寸法
誤差を各々強制的に変化させている。
このように本実施例では再結像レンズの１つのレンズ面
を他のレンズ面に対して、平行偏心させてプリズム効果
を持たせることにより再結像レンズの諸収差の影響によ
る第２次物体像の寸法誤差即ち（Z1−Z2）の差を小さく
している。
を他のレンズ面に対して、平行偏心させてプリズム効果
を持たせることにより再結像レンズの諸収差の影響によ
る第２次物体像の寸法誤差即ち（Z1−Z2）の差を小さく
している。
尚本実施例において偏心させるレンズ面は再結像レンズ
の物体側のレンズ面であっても良く、又両レンズ面を各
々絞りの中心に対して受光素子の並び方向に偏心させて
も良い。
の物体側のレンズ面であっても良く、又両レンズ面を各
々絞りの中心に対して受光素子の並び方向に偏心させて
も良い。
又再結像レンズが複数のレンズより成る場合は複数のレ
ンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面を他のレンズ面
に対して光軸Ｌ方向であって、かつ受光素子の並び方向
に平行偏心させても良い。
ンズ面のうち少なくとも１つのレンズ面を他のレンズ面
に対して光軸Ｌ方向であって、かつ受光素子の並び方向
に平行偏心させても良い。
次に、本発明に係る再結像レンズ201（202）を焦点距離
ｆ＝１と正規化したときの数値例を示す。R1,R2は物体
側のレンズ面201a1（201b1）と像面側のレンズ面201a2
（201b2）の曲率半径、D1はレンズ厚、N1,ν１は材質の
屈折率とアッベ数である。
ｆ＝１と正規化したときの数値例を示す。R1,R2は物体
側のレンズ面201a1（201b1）と像面側のレンズ面201a2
（201b2）の曲率半径、D1はレンズ厚、N1,ν１は材質の
屈折率とアッベ数である。
Ｒ Ｄ Ｎ ν １ 0.542 1.042 1.49171 57.4 ２ −1.875 第３図を参照して絞り8aの中心軸8a1と絞り8bの中心軸8
b1との間隔は0.248、レンズ面201a1の光軸201a4とレン
ズ面202b1の光軸202b4との光軸間距離は0.35である。レ
ンズ面201a2光軸201a3とレンズ面202b2の光軸202b3との
光軸間距離は−0.17である。（ここで−0.17とは光軸20
1a3と光軸202b3とが交互している為にマイナスの符号と
なっている。） 再結像レンズ201,202の結像倍率は0.35、再結像レンズ2
01,202の材質はアクリルである。
b1との間隔は0.248、レンズ面201a1の光軸201a4とレン
ズ面202b1の光軸202b4との光軸間距離は0.35である。レ
ンズ面201a2光軸201a3とレンズ面202b2の光軸202b3との
光軸間距離は−0.17である。（ここで−0.17とは光軸20
1a3と光軸202b3とが交互している為にマイナスの符号と
なっている。） 再結像レンズ201,202の結像倍率は0.35、再結像レンズ2
01,202の材質はアクリルである。
本実施例において第１次物体像が光軸上0.42mmの大きさ
のとき再結像レンズの諸収差による２つの第２次物体像
の大きさの誤差Z1−Z2は0.63μｍ、又ｄ線とｇ線の色収
差による大きさの誤差は0.042μｍである。
のとき再結像レンズの諸収差による２つの第２次物体像
の大きさの誤差Z1−Z2は0.63μｍ、又ｄ線とｇ線の色収
差による大きさの誤差は0.042μｍである。
第４図はレンズ面201a1とレンズ面201a2の絞り8aの中心
軸8a1からの偏心量を軸とし、ΔZA＝Z1−Z2＝０と色収
差による大きさの誤差ΔZB＝０の条件を満たす直線を表
わすグラフである。
軸8a1からの偏心量を軸とし、ΔZA＝Z1−Z2＝０と色収
差による大きさの誤差ΔZB＝０の条件を満たす直線を表
わすグラフである。
本実施例では直線ΔZAとΔZBの交点近傍の偏心量を用い
ている。
ている。
（発明の効果） 本発明によれば再結像レンズの少なくとも１つのレンズ
面を偏心させ、該レンズ面にプリズム作用を持たせるこ
とにより、再結像レンズの色収差を含む諸収差の影響に
よる第２次物体像の寸法誤差を補正し、高精度な焦点検
出が可能な像ずれ方式の焦点検出装置を達成することが
できる。
面を偏心させ、該レンズ面にプリズム作用を持たせるこ
とにより、再結像レンズの色収差を含む諸収差の影響に
よる第２次物体像の寸法誤差を補正し、高精度な焦点検
出が可能な像ずれ方式の焦点検出装置を達成することが
できる。
第１図は従来の像ずれ方式の焦点検出装置の光学系の概
略図、第２図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第
３図は第２図の一部分の説明図、第４図は本発明に係る
再結像レンズのレンズ面の偏心量に関する説明図、第５
図は従来の再結像レンズの説明図である。図中１は結像
レンズ、11は射出瞳、２は予定結像面、8a,8bは各々絞
り、4,5,201,202は各々結像レンズ、6,7は各々受光手
段、201a1,201a2はレンズ面、Ｌは光軸である。
略図、第２図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第
３図は第２図の一部分の説明図、第４図は本発明に係る
再結像レンズのレンズ面の偏心量に関する説明図、第５
図は従来の再結像レンズの説明図である。図中１は結像
レンズ、11は射出瞳、２は予定結像面、8a,8bは各々絞
り、4,5,201,202は各々結像レンズ、6,7は各々受光手
段、201a1,201a2はレンズ面、Ｌは光軸である。
Claims (1)
- 【請求項１】結像レンズの像面側に前記結像レンズの瞳
を２つの領域に分割する為の瞳分割手段を有した再結像
系を配置し、前記再結像系により前記結像レンズの２つ
に分割された瞳領域を通過する光束から、２つの第２次
物体像を形成し、前記再結像系の像面近傍に複数の受光
素子より成る受光手段を配置し、前記受光手段により前
記２つの第２次物体像の相対的位置関係を検出すること
により前記結像レンズの焦点位置を検出する焦点検出装
置において、前記瞳分割手段は前記結像レンズの光軸を
挟んで対称に１対の絞りと同じく１対の再結像レンズと
を有し、該再結像レンズのレンズ面のうち、少なくとも
１つのレンズ面を前記絞りの中心に対して及び他のレン
ズ面に対して該結像レンズの光軸方向と直交する方向で
かつ前記受光素子の並び方向に平行偏心させたことを特
徴とする焦点検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209442A JPH0731300B2 (ja) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | 焦点検出装置 |
| US06/907,588 US4699493A (en) | 1985-09-21 | 1986-09-15 | Focus detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209442A JPH0731300B2 (ja) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269217A JPS6269217A (ja) | 1987-03-30 |
| JPH0731300B2 true JPH0731300B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=16572929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60209442A Expired - Lifetime JPH0731300B2 (ja) | 1985-09-21 | 1985-09-21 | 焦点検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4699493A (ja) |
| JP (1) | JPH0731300B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62168107A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | Minolta Camera Co Ltd | 焦点検出用光学系 |
| US4774539A (en) * | 1986-10-01 | 1988-09-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Camera having a focus detecting apparatus |
| US4959677A (en) * | 1986-10-01 | 1990-09-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Device for detecting the focus adjusted state of an objecting lens |
| JPS63118112A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-23 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| JP2514339B2 (ja) * | 1986-11-18 | 1996-07-10 | 旭光学工業株式会社 | 焦点検出装置の光学系 |
| JPH07104481B2 (ja) * | 1987-08-27 | 1995-11-13 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置 |
| JPH07117645B2 (ja) * | 1987-12-14 | 1995-12-18 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置 |
| JPH01216309A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Minolta Camera Co Ltd | 焦点検出用光学系 |
| JP2586089B2 (ja) * | 1988-03-04 | 1997-02-26 | 株式会社ニコン | 焦点検出光学系 |
| US5305047A (en) * | 1988-10-11 | 1994-04-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Pattern projector having a multi-portion projection lens and camera comprising the same |
| JP2506197B2 (ja) * | 1989-07-28 | 1996-06-12 | オリンパス光学工業株式会社 | 合焦検出装置 |
| JP2893768B2 (ja) * | 1989-12-01 | 1999-05-24 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置 |
| JP3144155B2 (ja) * | 1993-05-20 | 2001-03-12 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置 |
| JP3636524B2 (ja) * | 1995-12-28 | 2005-04-06 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置及びそれを用いた光学機器 |
| JP4018218B2 (ja) | 1997-12-25 | 2007-12-05 | キヤノン株式会社 | 光学装置及び測距点選択方法 |
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| CN102171533B (zh) * | 2009-03-06 | 2014-12-03 | 松下电器产业株式会社 | 测距装置及其制造方法 |
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-
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-
1986
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6269217A (ja) | 1987-03-30 |
| US4699493A (en) | 1987-10-13 |
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