JPH0772380A - Focus detector - Google Patents

Focus detector

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Publication number
JPH0772380A
JPH0772380A JP15702494A JP15702494A JPH0772380A JP H0772380 A JPH0772380 A JP H0772380A JP 15702494 A JP15702494 A JP 15702494A JP 15702494 A JP15702494 A JP 15702494A JP H0772380 A JPH0772380 A JP H0772380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus detection
detection zone
focus
deflecting
pattern
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP15702494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Sensui
隆之 泉水
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP15702494A priority Critical patent/JPH0772380A/en
Publication of JPH0772380A publication Critical patent/JPH0772380A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a focus detector capable of making a light receiving part compact. CONSTITUTION:A central focus detecting zone provided on the optical axis of a photographing lens on a scheduled focusing surface, a periperhal focus detecting zone provided out of the optical axis, plural condenser lenses 61 to 63 which relay respective images formed on the respective focus detecting zones, plural mirrors 20 to 22 changing the directions of the respective images, plural pairs of separator lenses dividing the image into two and reforming the image, and plural areas arranged at the image reformed position are set in the focus detector. The condenser lenses 62 and 63 corresponding to the peripheral focus detecting zone are arranged to be eccentric to a center with respect to the center axis of a pair of separator lenses corresponding to the peripheral focus detecting zone.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detecting device capable of detecting the in-focus state of a photographing lens with respect to a subject in a plurality of zones within a screen to be photographed.

【0002】[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、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。
2. Description of the Related Art This type of focus detection device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-155308 and 2-58012. In these publications, a plurality of focus detection zones are provided on a planned focal plane, and partial images viewed through the respective zones are divided and re-imaged on a plurality of line sensors by a pair of separator lenses. A configuration is disclosed that allows this.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の焦点検出装置は、予定焦点面上での焦点検出ゾ
ーンの配置パターンと、再結像面上でのラインセンサの
配置パターンとが同一であり、それぞれの要請に適した
配置をする自由度がないという問題がある。
However, in the above-mentioned conventional focus detection device, the arrangement pattern of the focus detection zones on the planned focal plane and the arrangement pattern of the line sensor on the re-imaging plane are the same. However, there is a problem in that there is no degree of freedom to make an arrangement suitable for each request.

【0004】例えば、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
辺部の焦点検出ゾーンは、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部は、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。
For example, in order to reduce the influence of the vignetting of the taking lens, the peripheral focus detection zone on the planned focal plane is arranged in the sagittal direction perpendicular to the radial direction of the taking lens. It is preferable to
On the other hand, the sensor units arranged on the re-imaging surface can be used by dividing a single line sensor into parts if the arrangement directions are the same.

【0005】さらに、従来の焦点検出装置では、予定焦
点面上での焦点検出ゾーン間の距離が大きくなると、再
結像面上での受光領域間の距離も大きくなるため、受光
部が大型化する。また、レンズ交換やズームによって撮
影レンズの射出瞳の位置や大きさが変化した際に、焦点
検出光学系の瞳がケラレを生じ、光束を取り込むことが
できる範囲が狭められることがある。
Further, in the conventional focus detection device, when the distance between the focus detection zones on the planned focal plane becomes large, the distance between the light receiving regions on the re-imaging surface also becomes large, so that the light receiving portion becomes large. To do. Further, when the position or size of the exit pupil of the taking lens changes due to lens exchange or zooming, the pupil of the focus detection optical system may be vignetted, and the range in which the light flux can be taken in may be narrowed.

【0006】[0006]

【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、予定焦点面上での焦点検出
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と共に、予定
焦点面上での焦点検出ゾーンの距離が大きくなっても再
結像面上における受光領域間の距離を小さくして受光部
をコンパクトにすることができる焦点検出装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and relates to the positional relationship of focus detection zones on the planned focal plane and the positional relationship of line sensors on the re-imaging plane. Focus can be freely combined and the light receiving unit can be made compact by reducing the distance between the light receiving areas on the re-imaging plane even if the distance of the focus detection zone on the planned focal plane becomes large. An object is to provide a detection device.

【0007】[0007]

【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
に複数の領域として第1のパターンにしたがって配置さ
れた複数の焦点検出ゾーンと、再結像面上に複数の領域
として、第1のパターンとは領域間の相対的な方向性が
異なる第2のパターンにしたがって配置された複数の検
出部を備えるセンサユニットと、複数の焦点検出ゾーン
を透過した複数の光束を、第2のパターンの領域間の相
対的な方向性に一致させるよう偏向する第1の偏向手段
と、焦点検出ゾーンを透過した複数の光束のうち、少な
くとも一つの光束の光路を他の光束の光路に近付く方向
に偏向する第2の偏向手段とを備えることを特徴とす
る。
In order to achieve the above-mentioned object, a focus detecting apparatus according to the present invention has a plurality of focus detecting zones arranged as a plurality of regions on a predetermined focal plane according to a first pattern. A sensor unit having a plurality of detection units arranged as a plurality of regions on the re-imaging surface according to a second pattern having a relative directionality different from that of the first pattern; At least one of a plurality of light beams that have passed through the focus detection zone and a first deflecting unit that deflects the plurality of light beams that have passed through the detection zone so as to match the relative directionality between the regions of the second pattern. And a second deflecting means for deflecting an optical path of one light beam in a direction approaching an optical path of another light beam.

【0008】[0008]

【実施例】以下、この発明にかかる焦点検出装置の実施
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。
Embodiments of the focus detection device according to the present invention will be described below. The embodiment is a focus detection device that is used as, for example, a focus detection device of a single-lens reflex camera, and that detects a focus state of a photographing lens with respect to a plurality of subjects within a photographing range.

【0009】本明細書で使用される「焦点検出ゾーン」
の用語は、焦点検出用のCCD等のセンサ上で実際に焦
点検出に利用される領域を撮影画面内に投影した際に占
める領域として定義される。したがって、焦点検出ゾー
ンを限定する方法としては、センサの大きさをゾーンに
一致させる方法が最も簡単であるが、センサの大きさが
ゾーンより広い場合には、センサに入射する光束をゾー
ンに一致させるよう限定する光学的なマスクを設ける方
法等が使用できる。
“Focus detection zone” as used herein
The term is defined as an area occupied by the area such as a CCD for focus detection that is actually used for focus detection when the area is projected on the photographic screen. Therefore, the easiest way to limit the focus detection zone is to match the size of the sensor to the zone, but if the size of the sensor is wider than the zone, match the light flux incident on the sensor to the zone. It is possible to use a method of providing an optical mask for limiting the above.

【0010】光学的なマスクを設ける場合には、撮像面
と光学的に等価な面上に設けることが望ましい。例え
ば、予定焦点面、センサが設けられた再結像面の直前に
マスクを設ければよく、あるいは予定焦点面と再結像面
との双方にマスクを設けてもよい。
When an optical mask is provided, it is desirable to provide it on a surface that is optically equivalent to the image pickup surface. For example, a mask may be provided just before the planned focal plane and the re-imaging surface on which the sensor is provided, or a mask may be provided on both the planned focal plane and the re-imaging surface.

【0011】なお、以下の実施例では、予定焦点面に配
置された視野マスク上に焦点検出ゾーンにほぼ一致する
広さの開口を形成し、この開口を透過した光束を焦点検
出に利用しているため、便宜上この開口に「焦点検出ゾ
ーン」の名称を付している。視野マスクは、センサに余
分な光束が入射しないように光束を限定することによ
り、センサ間のクロストーフを除去する機能を果たして
いるため、開口の大きさは必ずしも焦点検出ゾーンに一
致させる必要はないが、以下の実施例では一致するよう
設定されている。
In the following embodiments, an opening having a width substantially corresponding to the focus detection zone is formed on the field mask arranged on the planned focal plane, and the light flux transmitted through this opening is used for focus detection. Therefore, for convenience sake, this opening is named “focus detection zone”. Since the field mask has a function of removing the cross toff between the sensors by limiting the light flux so that the excess light flux does not enter the sensor, the size of the aperture does not necessarily have to match the focus detection zone. However, in the following embodiments, they are set to match.

【0012】[0012]

【実施例1】まず、図1に基づいて実施例1における光
学素子の基本的な配置関係を説明する。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3つ
の開口としての焦点検出ゾーン11,12,13が複数の
領域として第1のパターンにしたがって形成されてい
る。
Example 1 First, the basic arrangement relationship of optical elements in Example 1 will be described with reference to FIG. A field mask 10 for extracting a part of the subject image is arranged near the planned focal plane where the subject image is formed by the taking lens.
In this field mask, focus detection zones 11, 12, and 13 as three openings that determine the field of the focus detection system are formed as a plurality of regions according to the first pattern.

【0013】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。
The planned focal plane is a film plane in the case of a photographic camera and a plane optically conjugate with an image sensor in the case of an electronic camera. Further, the planned focal plane is also optically conjugate with the focusing plate in a camera having an optical viewfinder system.

【0014】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焦点検出ゾーン11と、そ
の長手方向の両側に設けられた2つの周辺焦点検出ゾー
ン12,13とから構成され、周辺焦点検出ゾーン12,
13はその長手方向が中央焦点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。
したがって、焦点検出ゾーンの領域としての配置を決定
する第1のパターンは「H」型である。
The focus detection zone is composed of a central focus detection zone 11 provided at a position intersecting the optical axis of the taking lens and two peripheral focus detection zones 12 and 13 provided on both sides in the longitudinal direction thereof. , Peripheral focus detection zone 12,
Reference numeral 13 is provided so that its longitudinal direction coincides with the sagittal direction orthogonal to the longitudinal direction of the central focus detection zone.
Therefore, the first pattern that determines the arrangement of the focus detection zone as an area is the “H” type.

【0015】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を通って中央焦点検出ゾーン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3
0,31を介して分割され、再結像面40に設けられた
受光手段としてのCCDラインセンサ40aの中央領域
41上に再結像する。一対のセパレータレンズ30,3
1は、焦点検出ゾーン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。
2 divided in the horizontal direction of the pupil E of the taking lens
The light flux that has passed through the central focus detection zone 11 through the two regions E1 and E2 is deflected by 90 ° by the first mirror 20, and the pair of separator lenses 3 as a re-imaging optical system.
The image is re-imaged on the central region 41 of the CCD line sensor 40a as a light-receiving means provided on the re-imaging surface 40 after being divided through 0 and 31. A pair of separator lenses 30,3
1 indicates the images formed in the focus detection zone 11 respectively.
It has a function of re-imaging after being divided into two, and its pupil is optically conjugate with the pupil E of the photographing lens as the pupil of the focus detection system.

【0016】瞳E上で垂直方向に分かれた2つの領域E
3,E4を通って周辺焦点検出ゾーン12,13を透過し
た光束は、それぞれ第2、第3ミラー21,22により
90°づつ偏向されて像の向きが変えられ、それぞれ一
対のセパレータレンズ32,33、34,35を介してC
Dラインセンサ40a上の周辺領域42,43上に結像
する。
Two areas E vertically divided on the pupil E
The light fluxes passing through the peripheral focus detection zones 12 and 13 through 3 and E4 are deflected by 90 ° by the second and third mirrors 21 and 22, respectively, and the direction of the image is changed. C through 33, 34, 35
An image is formed on the peripheral regions 42 and 43 on the D line sensor 40a.

【0017】CCDラインセンサ40a上の受光領域4
1,42,43は、第1のパターンとは異なる第2のパタ
ーン(この例では「−」型)にしたがって配置された複数
の領域として、それぞれの再結像光学系により像が形成
される位置に設けられており、分割されて再結像された
一対の像を受像する。ファインダー系には、予定焦点面
上での焦点検出ゾーンに対応して撮影者が焦点検出ゾー
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、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
アに対応するラインセンサからの出力を用いて撮影レン
ズの合焦状態を検出する。
Light receiving area 4 on the CCD line sensor 40a
Images 1, 42, 43 are formed by respective re-imaging optical systems as a plurality of regions arranged according to a second pattern (“-” type in this example) different from the first pattern. It is provided at a position and receives a pair of divided and re-formed images. The finder system is provided with a focus area for the photographer to confirm the focus detection zone corresponding to the focus detection zone on the planned focal plane. The focus state of the taking lens is detected by using the output from the line sensor corresponding to the focus area overlapping the intended subject or the subject selected by the circuit on the camera side.

【0018】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上では中央焦
点検出ゾーン11と周辺焦点検出ゾーン12,13とを
第1のパターンである「H」型に配置すると共に、再結
像面40上では直線状の単一のCCDラインセンサ40
a上に第2のパターンである「−」型にしたがって領域
41,42,43を配置することができる。各ミラーは、
複数の焦点検出ゾーンを透過して第1のパターンで進む
光束を、第2のパターンの領域間の相対的な方向性に一
致させるよう偏向する第1の偏向手段として機能する。
By deflecting the optical path with the mirror, the central focus detection zone 11 and the peripheral focus detection zones 12 and 13 are arranged in the first pattern "H" type on the field mask 10 located on the planned focal plane. In addition, a single linear CCD line sensor 40 on the re-imaging plane 40
Regions 41, 42, 43 can be arranged on a according to the second pattern of "-" type. Each mirror is
It functions as a first deflecting unit that deflects the light flux that passes through the plurality of focus detection zones and travels in the first pattern so as to match the relative directionality between the regions of the second pattern.

【0019】図2及び図3は、上述した実施例1の構成
の細部を示す。視野マスク10からCCDラインセンサ
40aまでの各部品は、単一のモジュールとして組み立
てられ、カメラに収納される。視野マスク10の後段に
は、リレーレンズとして機能するコンデンサレンズ6
1,62,63が各焦点検出ゾーンに対応して設けられる
と共に、補助レンズ71,72,73が一体に成形された
補助レンズ群70、セパレータレンズ30−35が一体
に成形されたセパレータレンズ群30a、CCDライン
センサ40aが順に配置されている。
2 and 3 show details of the configuration of the above-described first embodiment. Each component from the field mask 10 to the CCD line sensor 40a is assembled as a single module and housed in the camera. The condenser lens 6 functioning as a relay lens is provided at the subsequent stage of the visual field mask 10.
1, 62, 63 are provided corresponding to each focus detection zone, and an auxiliary lens group 70 in which auxiliary lenses 71, 72, 73 are integrally formed, and a separator lens group in which separator lenses 30-35 are integrally formed 30a and CCD line sensor 40a are arranged in order.

【0020】中央焦点検出ゾーンに対応するコンデンサ
レンズ61は、図3に示すようにその光軸がセパレータ
レンズ30,31の中心軸、そして補助レンズ71の光
軸と一致するように設けられている。一方、周辺焦点検
出ゾーンに対応するコンデンサレンズ62,63は、そ
れぞれ二点鎖線で示した光軸が一点鎖線で示したセパレ
ータレンズの中心軸に対して中央側に寄るよう偏心して
設けられている。
The condenser lens 61 corresponding to the central focus detection zone is provided so that its optical axis coincides with the central axes of the separator lenses 30 and 31 and the optical axis of the auxiliary lens 71 as shown in FIG. . On the other hand, the condenser lenses 62 and 63 corresponding to the peripheral focus detection zone are provided so as to be decentered so that the optical axis indicated by the two-dot chain line is closer to the center side with respect to the central axis of the separator lens indicated by the one-dot chain line. .

【0021】この実施例では、コンデンサレンズを偏心
させることにより、図4に示すように、周辺焦点検出ゾ
ーンを透過する光束の光路を中央焦点検出ゾーンを透過
する光束の光路に近付く方向に偏向している。すなわ
ち、この実施例では、コンデンサレンズの偏心が、再結
像面に向かう少なくとも一つの光束の光路を他の光路に
近付く方向に偏向する第2の偏向手段を構成している。
In this embodiment, by eccentricizing the condenser lens, as shown in FIG. 4, the optical path of the light beam passing through the peripheral focus detection zone is deflected in the direction approaching the optical path of the light beam passing through the central focus detection zone. ing. That is, in this embodiment, the eccentricity of the condenser lens constitutes the second deflecting means for deflecting the optical path of at least one light beam toward the re-imaging surface in the direction of approaching the other optical path.

【0022】次に、図5〜図7にしたがって、第2の偏
向手段の作用について説明する。なお、これらの図で
は、第2の偏向手段についての理解を容易にするため、
偏向作用を2つの焦点検出ゾーン11,12、受光領域
41,42の相対的な関係として説明し、かつ、第1の
偏向手段による作用を除き、展開して説明している。
Next, the operation of the second deflecting means will be described with reference to FIGS. In these figures, in order to facilitate understanding of the second deflecting means,
The deflection action is described as a relative relationship between the two focus detection zones 11 and 12 and the light receiving regions 41 and 42, and is expanded and explained except the action by the first deflection means.

【0023】再結像面上に配置される受光領域の配置を
考えた場合、受光領域間の干渉が起こらない範囲におい
ては、これらの受光領域を互いに近付けるほど受光部を
コンパクトにすることができて好ましい。
Considering the arrangement of the light-receiving regions arranged on the re-imaging surface, the light-receiving portion can be made compact as the light-receiving regions are brought closer to each other within a range where interference between the light-receiving regions does not occur. Is preferable.

【0024】ただし、例えば図5(a)の構成を基準と
し、これに対して焦点検出ゾーンの間隔を変えずに受光
領域の間隔dを短くすると、図5(b)に示すように各受
光領域に取り込まれる光束の方向が大きく異なり、いず
れかの受光領域に対して入射する光束にケラレが生じ、
十分な光量を確保できない可能性がある。
However, if the interval d of the light receiving regions is shortened without changing the interval of the focus detection zones with respect to the configuration of FIG. 5A as a reference, for example, as shown in FIG. The directions of the light fluxes captured in the areas are greatly different, and vignetting occurs in the light fluxes incident on any of the light receiving areas.
It may not be possible to secure a sufficient amount of light.

【0025】そこで、図5(c)に示すようにコンデンサ
レンズの後方にプリズム80を挿入することにより、あ
るいは、図5(d)に示すようにコンデンサレンズ62を
偏心させてそのプリズム作用を用いることにより、図5
(a)に示した例と光束の取込み方向を変えずに、受光領
域の間隔dを小さくすることができる。
Therefore, a prism 80 is used by inserting a prism 80 behind the condenser lens as shown in FIG. 5C or by decentering the condenser lens 62 as shown in FIG. 5D. By doing so,
The distance d between the light receiving regions can be reduced without changing the direction in which the light flux is taken in from the example shown in (a).

【0026】また、周辺焦点検出ゾーンを介して受光領
域上に像を形成する場合、撮影レンズの瞳が小さい場合
や、この瞳が移動する場合を考慮すると、ケラレを防止
するためには、各受光領域への光束の取込み方向を撮影
レンズの光軸側に向けることが望ましい。
Further, in the case of forming an image on the light receiving area through the peripheral focus detection zone, in consideration of the case where the pupil of the photographing lens is small and the case where this pupil moves, in order to prevent vignetting, It is desirable to direct the direction of taking in the light flux to the light receiving area toward the optical axis side of the taking lens.

【0027】ただし、ここでも例えば図6(a)の状態を
基準として、図6(b)に示すように周辺焦点検出ゾーン
を介して入射する光束の方向を撮影レンズの光軸側に向
けると、受光領域41,42の間隔が大きくなり、受光
部が大型になる。
However, here too, if the direction of the light beam entering through the peripheral focus detection zone is directed to the optical axis side of the taking lens as shown in FIG. 6B, the state of FIG. 6A is taken as a reference. The distance between the light receiving regions 41 and 42 becomes large, and the light receiving section becomes large.

【0028】そこで、図6(c)に示すようにコンデンサ
レンズ62の後方にプリズム80を挿入し、あるいは、
図6(d)に示すようにコンデンサレンズ62を偏心させ
てそのプリズム作用を用いることにより、受光領域間の
距離を基準となる図6(a)と同一に保ちつつ、周辺焦点
検出ゾーンを透過する光束の取込み方向を撮影レンズの
光軸側に向けることができる。なお、図6(e)は、図6
(c)よりパワーの強いプリズム81を用いることによ
り、受光領域間の距離を図6(a)に示す状態より小さく
し、より積極的に受光部のコンパクト化を図った例であ
る。
Therefore, a prism 80 is inserted behind the condenser lens 62 as shown in FIG. 6C, or
As shown in FIG. 6D, by decentering the condenser lens 62 and using its prism action, the distance between the light receiving regions is kept the same as in FIG. The taking-in direction of the luminous flux can be directed to the optical axis side of the taking lens. In addition, FIG.
(c) This is an example in which the distance between the light receiving regions is made smaller than that shown in FIG. 6 (a) by using the prism 81 having stronger power, and the light receiving portion is more actively made compact.

【0029】図7(a)は、上記と反対にコンデンサレン
ズ61の後方にパワーの強いプリズム81を設け、中央
焦点検出ゾーン11を透過した光束を偏向することによ
り、周辺焦点検出ゾーン12を透過した光束に近付ける
構成を示す。また、図7(b)は、図7(a)の構成に加え
てコンデンサレンズ62の後方にもパワーの弱いプリズ
ム80を設け、受光領域をより近接させた例を示す。
In FIG. 7 (a), contrary to the above, a prism 81 having a strong power is provided behind the condenser lens 61, and the light flux transmitted through the central focus detection zone 11 is deflected to pass through the peripheral focus detection zone 12. A configuration for bringing the light flux closer to the formed light flux is shown. Further, FIG. 7B shows an example in which a prism 80 having weak power is provided behind the condenser lens 62 in addition to the configuration of FIG.

【0030】[0030]

【実施例2】次に、図8に基づいてこの発明の実施例2
にかかる焦点検出装置を説明する。実施例2の装置は、
図示せぬ予定焦点面上の中央部、中間部、周辺部の順に
像高が高くなる領域において、それぞれ2つづつ、合計
6つの焦点検出ゾーンを備える。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The focus detection device according to the present invention will be described. The device of Example 2 is
A total of six focus detection zones are provided, two in each of the areas where the image height increases in the order of the central portion, the intermediate portion, and the peripheral portion on the planned focal plane (not shown).

【0031】それぞれの焦点検出ゾーンを透過した光束
は、コンデンサレンズ61〜66により集光されると共
に、第1の偏向手段を構成するミラー20〜22により
偏向された後、セパレータレンズ30〜35、30´〜
35´により分割されて受光領域41〜46上にそれぞ
れ一対の像を形成する。
The light fluxes that have passed through the respective focus detection zones are condensed by the condenser lenses 61 to 66 and are deflected by the mirrors 20 to 22 constituting the first deflecting means, and then the separator lenses 30 to 35 ,. 30 '~
35 'is divided to form a pair of images on the light receiving regions 41 to 46, respectively.

【0032】中間部の焦点検出ゾーンからの光束を集光
するコンデンサレンズ62,63には、偏心、あるいは
別個のプリズムを付加することにより、プリズム作用を
持たせてあり、入射する光束を周辺部の焦点検出ゾーン
からの光束に近付けるよう外側に偏向する第2の偏向手
段としての機能を有している。
The condenser lenses 62 and 63 for condensing the light flux from the focus detection zone in the middle portion are provided with a prism function by decentering or by adding a separate prism, and the incident light flux is incident on the peripheral portion. It has a function as a second deflecting means for deflecting outward so as to approach the light flux from the focus detection zone.

【0033】中間部、周辺部の焦点検出ゾーンからの光
束は、コンデンサレンズを透過した後、共通のミラー2
1,22により反射されるが、中間部からの光束が周辺
部からの光束に近付く方向に偏向されているため、これ
らのミラーで反射された際に光路が互いに接近し、受光
部における再結像位置が近接したものとなる。
Light fluxes from the focus detection zones in the middle and peripheral portions pass through the condenser lens, and then the common mirror 2
However, since the light flux from the intermediate portion is deflected in the direction approaching the light flux from the peripheral portion, the light paths approach each other when reflected by these mirrors, and the light is re-coupled in the light receiving portion. The image positions are close to each other.

【0034】図9は、図8との比較のため、コンデンサ
レンズ62,63がプリズム作用を持たない場合の各光
学素子の配置を示す。図8と比較すると理解できるよう
に、ミラー21,22の面積が大きくなると共に、再結
像面上での受光領域42,43の位置が他の受光領域か
らかなり離れてしまうため、受光部全体の面積も大きく
なり、装置をコンパクトにすることができない。
For comparison with FIG. 8, FIG. 9 shows the arrangement of the optical elements when the condenser lenses 62 and 63 have no prism action. As can be understood by comparing with FIG. 8, the areas of the mirrors 21 and 22 become large, and the positions of the light receiving regions 42 and 43 on the re-imaging plane are considerably separated from other light receiving regions. Also, the area becomes large, and the device cannot be made compact.

【0035】次に、図10、図11に基づいて、上述し
た実施例2の焦点検出装置の光学系のうち、中間部、周
辺部の焦点検出ゾーン12,15を透過した光束を再結
像させる2組の再結像光学系における第2の偏向手段の
作用を説明する。
Next, based on FIGS. 10 and 11, of the optical system of the focus detecting apparatus of the second embodiment described above, the light fluxes that have passed through the focus detecting zones 12 and 15 in the intermediate and peripheral portions are re-imaged. The operation of the second deflecting means in the two sets of re-imaging optical systems will be described.

【0036】図10(a)は、図9に示したコンデンサレ
ンズがプリズム作用を持たない場合に対応する説明図で
ある。前述したように、撮影レンズの瞳から光束を有効
に取り込むためには、軸外、すなわち、中間部、周辺部
の焦点検出ゾーンを透過する光束の取込み方向を、撮影
レンズの光軸Ax側に向けることが望ましい。
FIG. 10A is an explanatory diagram corresponding to the case where the condenser lens shown in FIG. 9 does not have a prism function. As described above, in order to effectively take in the light flux from the pupil of the taking lens, the taking-in direction of the light flux that passes through the focus detection zones off-axis, that is, in the middle portion and the peripheral portion is set to the optical axis Ax side of the taking lens. It is desirable to point.

【0037】ただし、図10(b)に示すように受光領域
を光軸から離れる方向に移動させることによって取込み
方向を変更すると、対応する受光領域が撮影レンズの光
軸から離れ、中央部の焦点検出ゾーンからの光束が再結
像する受光領域からの距離が大きくなり、受光部が大型
になるという問題がある。
However, when the receiving direction is changed by moving the light receiving area away from the optical axis as shown in FIG. 10 (b), the corresponding light receiving area is moved away from the optical axis of the taking lens and the focus of the central portion is changed. There is a problem that the distance from the light receiving area where the light flux from the detection zone is re-imaged becomes large and the light receiving section becomes large.

【0038】図10(c)では、両方の光路にプリズム8
0,80を設け、受光領域の位置を図10(a)と同一に
保ちつつ、光束の取込み範囲を撮影レンズの光軸側に向
けている。
In FIG. 10C, the prism 8 is provided on both optical paths.
Nos. 0 and 80 are provided to keep the position of the light receiving area the same as in FIG. 10A, and the light beam capturing range is directed toward the optical axis side of the photographing lens.

【0039】図11は、光束の取込み方向を撮影レンズ
の光軸側に向けつつ、受光領域42,45間の距離を短
縮する手段を示す。
FIG. 11 shows means for shortening the distance between the light receiving regions 42 and 45 while directing the direction of taking in the light flux toward the optical axis of the taking lens.

【0040】図11(a)は、図10(b)を基準にして中
間部の焦点検出ゾーン12を透過した光束を受光する受
光領域42を、他方の受光領域45に近接させた例を示
す。単に受光領域を移動させると、中間部の焦点検出ゾ
ーン12に取り込まれる光束の方向が光軸に近付き過ぎ
る。
FIG. 11A shows an example in which the light receiving area 42 for receiving the light flux transmitted through the focus detection zone 12 in the middle portion is close to the other light receiving area 45 with reference to FIG. 10B. . If the light-receiving area is simply moved, the direction of the light beam taken into the focus detection zone 12 in the middle portion becomes too close to the optical axis.

【0041】そこで、図9の実施例2では、図11(b)
に示すようにコンデンサレンズ62の後方にプリズム8
0を設ける等の手段を採ることによりプリズム作用を持
たせ、光束の取込み方向を図10(b)と同一に保ちなが
ら、受光領域42,45の間の距離を短くしている。ま
た、図11(c)に示すように、周辺部の焦点検出ゾーン
15からの光束をコンデンサレンズ65の後方に設けた
プリズム80により偏向し、受光領域42,45を近接
させるよう構成してもよい。
Therefore, in the second embodiment of FIG. 9, FIG.
As shown in FIG.
The distance between the light receiving regions 42 and 45 is shortened while the prism action is provided by adopting a means such as providing 0 to keep the light beam taking-in direction the same as in FIG. 10B. Further, as shown in FIG. 11C, a light flux from the focus detection zone 15 in the peripheral portion may be deflected by a prism 80 provided behind the condenser lens 65 so that the light receiving regions 42 and 45 are brought close to each other. Good.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第1の偏向手段を設けることにより再結像面上での
受光領域の配置パターンを予定焦点面上での焦点検出ゾ
ーンの配置パターンとは独立して決定することができ、
また、第2の偏向手段によりある再結像光学系の光路を
他の再結像光学系の光路に近付けることにより、受光部
上での受光領域を近接させ、かつ、光束の取込み方向を
撮影レンズの光軸方向に向けてケラレの影響を小さくす
ることができる。
As described above, according to the present invention, by disposing the first deflecting means, the arrangement pattern of the light receiving areas on the re-imaging plane is arranged in the focus detection zone on the planned focal plane. Can be determined independently of the pattern,
In addition, the second deflecting unit brings the optical path of one re-imaging optical system closer to the optical path of another re-imaging optical system, thereby bringing the light-receiving area on the light-receiving unit close to each other and photographing the light beam capturing direction. The effect of vignetting can be reduced in the optical axis direction of the lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1の焦点検出装置の概略を示す光学系
の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an optical system showing an outline of a focus detection apparatus according to a first embodiment.

【図2】 図1の要部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a main part of FIG.

【図3】 図1の要部を展開して示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a developed main part of FIG.

【図4】 実施例1の作用を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the first embodiment.

【図5】 第2の偏向手段の作用と、その変形例とを示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing the action of the second deflecting means and a modification example thereof.

【図6】 第2の偏向手段の作用と、その変形例とを示
す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing the action of the second deflecting means and a modification thereof.

【図7】 第2の偏向手段の作用と、その変形例とを示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation of the second deflecting means and a modification example thereof.

【図8】 実施例2の焦点検出装置の概略を示す光学系
の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of an optical system that shows an outline of a focus detection device according to a second embodiment.

【図9】 図8の焦点検出装置において、第2の偏向手
段が設けられていない場合を示す光学系の斜視図であ
る。
9 is a perspective view of an optical system showing a case in which a second deflecting unit is not provided in the focus detection device of FIG.

【図10】 第2の偏向手段の作用と、その変形例とを
示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing the action of the second deflecting means and a modification example thereof.

【図11】 第2の偏向手段の作用と、その変形例とを
示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view showing the action of the second deflecting means and a modification example thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…視野マスク 11…中央焦点検出ゾーン 12,13…周辺焦点検出ゾーン 20,21,22…ミラー 30−35…セパレータレンズ 30a…セパレータレンズ群 40…再結像面 40a…CCDラインセンサ 41…中央領域 42.43…周辺領域 61,62,63…コンデンサレンズ 10 ... Field mask 11 ... Central focus detection zone 12, 13 ... Peripheral focus detection zone 20, 21, 22 ... Mirror 30-35 ... Separator lens 30a ... Separator lens group 40 ... Re-imaging surface 40a ... CCD line sensor 41 ... Center Area 42.43 ... Peripheral area 61, 62, 63 ... Condenser lens

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】予定焦点面上に複数の領域として第1のパ
ターンにしたがって配置された複数の焦点検出ゾーン
と、 再結像面上に複数の領域として、前記第1のパターンと
は領域間の相対的な方向性が異なる第2のパターンにし
たがって配置された複数の検出部を備えるセンサユニッ
トと、 前記複数の焦点検出ゾーンを透過した複数の光束を、前
記第2のパターンの領域間の相対的な方向性に一致させ
るよう偏向する第1の偏向手段と、 前記焦点検出ゾーンを透過した複数の光束のうち、少な
くとも一つの光束の光路を他の光束の光路に近付く方向
に偏向する第2の偏向手段とを備えることを特徴とする
焦点検出装置。
1. A plurality of focus detection zones arranged according to a first pattern as a plurality of areas on a planned focal plane, and a plurality of areas as a plurality of areas on a re-imaging plane, the first pattern being between the areas. A sensor unit having a plurality of detection units arranged according to a second pattern having different relative directivities, and a plurality of light fluxes transmitted through the plurality of focus detection zones between the regions of the second pattern. A first deflecting means for deflecting so as to match the relative directionality; and a first deflecting means for deflecting an optical path of at least one of the plurality of light beams transmitted through the focus detection zone in a direction approaching the optical paths of other light beams. A focus detection device comprising: two deflecting means.
【請求項2】前記焦点検出ゾーン毎に対応して設けら
れ、各焦点検出ゾーンからの光束を集光するコンデンサ
レンズと、前記焦点検出ゾーンを透過した光束を前記焦
点検出ゾーン上に一対の像として再結像させるセパレー
タレンズとを有することを特徴とする請求項1に記載の
焦点検出装置。
2. A condenser lens provided corresponding to each of the focus detection zones for condensing the light flux from each focus detection zone, and a pair of images of the light flux transmitted through the focus detection zone on the focus detection zone. The focus detection device according to claim 1, further comprising a separator lens for re-imaging the image.
【請求項3】前記第1の偏向手段は、前記コンデンサレ
ンズと前記セパレータレンズとの間に設けられた複数枚
のミラーを組み合せて構成されることを特徴とする請求
項2に記載の焦点検出装置。
3. The focus detection according to claim 2, wherein the first deflecting unit is configured by combining a plurality of mirrors provided between the condenser lens and the separator lens. apparatus.
【請求項4】前記第2の偏向手段は、前記各焦点検出ゾ
ーンの中心から対応するセパレータレンズ対の中心を通
る軸に対して前記コンデンサレンズの少なくとも一方の
面の光軸を偏心させることにより構成されることを特徴
とする請求項2に記載の焦点検出装置。
4. The second deflecting means decenters an optical axis of at least one surface of the condenser lens with respect to an axis passing from the center of each focus detection zone to the center of the corresponding separator lens pair. The focus detection device according to claim 2, wherein the focus detection device is configured.
【請求項5】前記第2の偏向手段は、前記コンデンサレ
ンズの近傍に配置されたプリズムにより構成されること
を特徴とする請求項2に記載の焦点検出装置。
5. The focus detecting apparatus according to claim 2, wherein the second deflecting means is composed of a prism arranged near the condenser lens.
【請求項6】前記焦点検出ゾーンは、前記予定焦点面上
の中央部と周辺部とに設けられ、前記第1、第2の偏向
手段は、前記周辺部に設けられた焦点検出ゾーンからの
光束を中央部に設けられた焦点検出ゾーンからの光束に
対して偏向することを特徴とする請求項1に記載の焦点
検出装置。
6. The focus detection zone is provided in a central portion and a peripheral portion on the planned focal plane, and the first and second deflecting means are provided from the focus detection zone provided in the peripheral portion. The focus detection device according to claim 1, wherein the light flux is deflected with respect to a light flux from a focus detection zone provided in a central portion.
【請求項7】前記焦点検出ゾーンは、前記予定焦点面上
で中央部、中間部、周辺部の順に像高が高くなる複数の
領域として設けられ、前記第2の偏向手段は、前記第1
の偏向手段より前記予定焦点面側で前記中間部の焦点検
出ゾーンからの光束を前記周辺部の焦点検出ゾーンから
の光束に近付く方向に偏向することを特徴とする請求項
2に記載の焦点検出装置。
7. The focus detection zone is provided as a plurality of areas on the planned focal plane where the image height increases in the order of a central portion, an intermediate portion, and a peripheral portion, and the second deflecting means includes the first deflecting means.
3. The focus detection according to claim 2, wherein the light flux from the focus detection zone of the intermediate portion is deflected toward the light flux from the focus detection zone of the peripheral portion on the planned focal plane side by the deflecting means of FIG. apparatus.
【請求項8】前記第1のパターンにおける領域間の間隔
と比較して、前記第2のパターンにおける領域間の間隔
が狭いことを特徴とする請求項1に記載の焦点検出装
置。
8. The focus detection device according to claim 1, wherein the distance between the regions in the second pattern is narrower than the distance between the regions in the first pattern.
【請求項9】撮像面と光学的に等価な面上に所定のパタ
ーンにしたがって配置された複数の検出部を備えるセン
サユニットと、 前記複数の検出部のそれぞれについて、実際に焦点検出
に用いられる領域を撮影画面に投影した際に占める領域
として定義される複数の焦点検出ゾーンの相対的な方向
性が前記検出部の配置パターンとは異なるよう前記各検
出部に向かう光束を偏向させる第1の偏向手段と、 前記検出部に向かう複数の光束のうち、少なくとも一つ
の光束の光路を他の光束の光路に近付く方向に偏向する
第2の偏向手段を備えることを特徴とする焦点検出装
置。
9. A sensor unit including a plurality of detection units arranged according to a predetermined pattern on a surface optically equivalent to an image pickup surface, and each of the plurality of detection units is actually used for focus detection. A first beam deflecting light beam directed to each of the detection units such that a relative directionality of a plurality of focus detection zones defined as a region occupied when the region is projected on a photographic screen is different from an arrangement pattern of the detection units. A focus detecting apparatus comprising: a deflecting unit; and a second deflecting unit that deflects an optical path of at least one of the plurality of light beams directed to the detection unit in a direction approaching an optical path of another light beam.
【請求項10】前記焦点検出ゾーンは、予定焦点面に配
置された視野マスク上に形成されていることを特徴とす
る請求項9に記載の焦点検出装置。
10. The focus detection apparatus according to claim 9, wherein the focus detection zone is formed on a visual field mask arranged on a planned focal plane.
JP15702494A 1993-07-08 1994-07-08 Focus detector Withdrawn JPH0772380A (en)

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JP16908293 1993-07-08
JP5-169082 1993-07-08
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5752099A (en) * 1995-09-11 1998-05-12 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Optical unit for detecting a focus state
US5943514A (en) * 1996-07-19 1999-08-24 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Focusing system
US6463214B1 (en) 2000-07-05 2002-10-08 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Multi-point autofocus system

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