JPS59129810A - 合焦検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば−眼レフレックスカメラなどにおいて
、撮影レンズからの結像光束を用いて合焦検知を行う所
謂ＴＴＬ方式の合焦検知装置に関するものである。

被写体からの反射自然光のみを受けて合焦検知を行う方
式はパッシブタイプと呼ばれている。このパッシブタイ
プの合焦検知装置においては、被写体輝度が十分に明る
い場合はその機能は良好に動作するが、被写体輝度が成
る値よりも暗くなると、センサへの入射光量が不足し動
作は不安定となる。このような場合に備えて、補助光源
をカメラ本体に設けておき、被写体輝度が限界値以下の
暗い場合に補助光源を発光させて被写体を照明し、合焦
検知装置にとって十分な被写体輝度を確保するという方
式もよく知られている。しかし、補助光として可視光を
利用する場合には問題とならないが、赤外光を補助光と
して利用する場合には大きな問題点がある。即ち、明る
い被写体に自然光を用いた合焦光学系と、暗い被写体に
対して赤外光を用いた合焦光学系とを両立させる実用的
な合焦光学系の実現が困難なことである。

一般に撮影レンズにおいては、可視光に対するピント位
置と赤外光に対するピント位置とで差があり、可視光と
赤外光とを区別して合焦検知を行わないとピントの良い
写真を撮ることはできない。このように可視光を赤外光
と区別して合焦検知を行う合焦検知装置として従来知ら
れているものは、（１）可視光用、赤外光用の２種類の
光学系を用意しておくもの、（２）合焦検知装置内に赤
外カットフィルタを出し入れすることにより２種類の光
に対する合焦検知を実現するものなどがある。前者の（
１）においては、２種類の光学系を用意しなければなら
ず、後者の（２）においては、赤外カットフィルタの出
し入れ用の機構が必要となるなど実用的とは云えない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、可視光用、赤
外光用の２種類の合焦検知を共に実現し得る合焦検知装
置を提供することにあり、その要旨は、対物レンズの予
定結像面近傍に第１、第２の視野開口を設け、第１の視
野開口の近傍に第１の分光透過率特性を有する第１の光
学フィルタを設け、第２の視野開口の近傍に第１の分光
透過率特性とは異なる分光透過率特性を有する第２の光
学フィルタを設け、前記予定結像面の後方に瞳分割手段
及び二次結像光学系を配置し、前記第１、第２の視野開
口近傍に形成される前記対物レンズによる像を再結像さ
せ、これらの像を受光する位置に前記第１、第２の視野
開口近傍に形成される像に対応する第１、第２の少なく
とも各１対の光電変換素子列を設けたことを特徴とする
ものであ　′る。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係る第１の実施例を示し、撮影レンズ
１から射出される光束の進路に沿って、順次に撮影レン
ズ１の予定結像面の近傍に設けられた遮光部材２、光学
フィルタ３、フィールドレンズ４、絞り枠５、瞳分割器
６、二次結像レンズ７、センサ基板８が配列されている
。遮光部材２には２個の矩形状の視野開口２ａ、２ｂが
並設され、視野開口２ａの後部には赤外光のみを透過し
可視光を遮光する分光透過率特性を有する光学フィルタ
３ａが設けられ、視野開口２ｂの後部には可視光のみを
透過し赤外光を遮光する特性を有する光学フィルタ３ｂ
が配置されている。絞り枠５には２個の矩形状の絞り枠
５ａ、５ｂが設けられ、これらの後部にはそれぞれ互い
に傾き角が異なり瞳分割器６を構成するくさびプリズム
６ａ、６ｂが配置されている。また、センサ基板８には
２個１組のラインセンサ８ａ、８ｂ、８Ｃ１８ｄが２組
（８ａ・８ｂ）、（８Ｃ・８ｄ）配列され、これらの組
は視野開口２ａ、２ｂと平行に設けられている。

撮影レンズ１を通過した被写体からの光線Ｌｌ、Ｌ２は
、視野開口２ａの一点に結像し光学フィルタ３ａの作用
により可視光のみがフィールドレンズ４に到達し、フィ
ールドレンズ４は撮影レンズｌの瞳を瞳分割器６の近傍
に結像する。従って、撮影レンズ１の瞳の片側からきた
光線Ｌ１は、絞り枠５ａを通過してくさびプリズム６ａ
に入射し、ここで厚みの大きい上方に偏向され二次結像
レンズ７によりラインセンサ８ａに結像する。同様に撮
影レンズ１の反対瞳からの光線Ｌ２は、くさびプリズム
６ｂにより下方に偏向されラインセンサ８ｃ上に結像す
る。二次結像レンズ７は視野開口２ａ内に形成された被
写体の像をセンサ基板８のラインセンサ８ａ、８Ｃ上に
、又視野開口２ｂの像をラインセンサ８ｂ、８ｄ上に結
像するように設定されている。このように、１個の視野
開口は撮影レンズ１の瞳位置によって上下に離れた２つ
の像となってセンサ基板８上に結像される。従って、２
信の視野開口２ａ、２ｂの各像が互いに重ならないよう
にくさびプリズム６ａ、６ｂの頂角、視野開口２ａ、２
ｂ同志の間隔が設計されてし）れば、センサ基板８上に
は合計４個の視野開口像が上下方向に並列して形成され
る。ラインセンサ８ａ〜８ｄはこの４つの視野像に対応
して設置され、視野開口２ａ上に形成された撮影レンズ
ｌによる可視光像は、フィールドレンズ４、瞳分割器６
、二次結像レンズ７によりラインセンサ８ａ、８Ｃ上に
再結像されることになる。これらのラインセンサ８ａ、
８Ｃからの出力信号は合焦判定電気処理系に供給され、
それぞれのラインセンサ８ａ、８Ｃ上の横ずれ量を求め
ることにより可視光像に対する合焦検出が実施できる。

一方、補助光として赤外光を用いた合焦検知を行う場合
には、視野開口２ｂの直後に設けられた可視光を遮光し
赤外光を透過する特性の光学フィルタ３ｂにより、ライ
ンセンサ８ｂ、８ｄ上には視野開口２ｂ内の赤外光像が
再結像される。従って、ラインセンサ８ｂ、８ｄからの
出力信号を合焦判定電気処理系へ供給すれば、赤外光像
に対する合焦検知が可能となる。

このようにして本実施例においては、被写体輝度が十分
に明るい場合には、ラインセンサ８ａ、８Ｃからの出力
信号を、被写体輝度が十分でなく赤外光を補助光として
被写体を照明した場合には、ラインセンサ８ｂ、８ｄか
らの出力信号を、それぞれ合焦判定電気処理系に提供す
ればよい。

第２図は本発明の第２の実施例を示し、前述の第１の実
施例と異なる点は２個の視野開口２ａ、２ｂ間の間隔が
より広くなり、瞳分割器６のくさびプリズム６ａ、６ｂ
のくさび角度が小さくなった点である。この実施例では
、視野開口２ａの像は瞳分割器６、二次結像レンズ７に
よりラインセンサ８ａ、８ｂ上に結像され、視野開口２
ｂの像は同様にラインセンサ８Ｃ１８ｄ上に結像される
。従って、可視光像はラインセンサ８ａ、８ｂにより電
気信号として合焦判定電気処理系へ入力し、赤外光像は
ラインセンサ８Ｃ１８ｄを介して処理系に供給され、そ
れぞれの合焦検知を行うことができる。

先の第１の実施例と比１すると、視野開口２ａ、２ｂ間
の間隔が広くなった分だけ、可視光、赤外光での合焦判
定時に被写体の異なった部分で合焦検出を行うことにな
るという短所はあるが、その反面で瞳分割器６のくさび
プリズム６ａ、６ｂの角度が小さくなっているので、こ
れらプリズム６ａ、６ｂの収差が小さくなり、再結像さ
れた像の劣化が少ないという長所がある。

第３図は本発明の第３の実施例を示している。

前述の第１．第２の実施例と比較すると、瞳分割器６の
くさびプリズム６ａ、６ｂの傾き方向が異なること、セ
ンサ基板８のラインセンサ８ａ〜８ｄの配列が異なって
いる。本実施例においては、瞳分割器６のプリズム６ａ
、６ｂのくさび方向が先の第１図、第２図と異なってい
るため、センサ８板上に形成される視野開口２ａ、２ｂ
の像の並び方が異なる。第３図ではラインセンサ８ａ、
８ｂが可視光像を検出し、ラインセンサ８Ｃ１８ｄが赤
外光像を検出することになり、機能的には先の第１、第
２の実施例と同様である。

第４図に示す第４の実施例は、第３の実施例と同様の機
能を二次結像光学系の構成を変えて実現したものである
。この実施例においては、くさひプリズム６ａ、６ｂか
ら成る瞳分割器６を省略し、二次結像レンズ７が直線状
境界部を有する一対の結像レンズ７ａ、７ｂにより構成
されていて瞳分割手段を兼ねている。

第５図は第５の実施例を示し、広い範囲の開放Ｆナンバ
ーの撮影レンズ１に対して有効に動作する自動合焦検出
光学系に本発明を適用した場合を示している。この実施
例は基本的には第３図の構成によっているが、瞳分割器
６がＦナンバーの明るいレンズ用の偏向器６ｃ、暗いレ
ンズ用の偏向器６ｄの２個に分れているために、１つの
可視光がセンサ基板８上で４個の視野開口像に分割され
る。従って、２個の視野開口２ａ、２ｂに対して合計８
個の視野開口像が得られ、それぞれに対応してラインセ
ンサ８ａ〜８ｈが配列されている。

本実施例においては、次表のようにラインセンサ８ａ〜
８ｈが使い分けられる。

光像の種類　撮影レンズの　　使用するＦナンバー　　
　ラインセンサ 可視光　　　明　　　　　　８ａ・８ｂ可視光　　　暗
　　　　　　８ｃ・８ｄ赤外光　　　明　　　　　　８
ｅ・８ｆ赤外光　　　暗　　　　　　８ｇ・８ｈこれら
の各場合において、右側に示したラインセンサ対の出力
信号を基に像の横ずれ量を求め合焦判定が行える。

先に述べたように、一般の撮影レンズでは可視光でのピ
ント位置と赤外光でのピント位置が異なっている。本発
明の合焦検知装置をストロボ撮影などに更に有効に動作
させるためには、各レンズごとに可視光、赤外光による
ピント位置の差量を信号ビンの長さ、又は半導体メモリ
などの電子的記憶の形態で与えておき、カメラ本体側か
らこの量を読取り、赤外光での合焦を確認した後に読取
ったこの量の分だけ撮影レンズを移動させ、可視光での
合焦予定位置に撮影レンズを位置させてからストロボ光
を発光させ、写真を撮影するという制御をカメラ本体側
に行わせればよい。

本発明においては、可視光用視野開口２ａと赤外光用視
野開口２ｂとが上下に僅かに離れているため、可視光の
場合と赤外光の場合とで厳密には被写体の同一個所に対
して合焦検知を行うことができないが、この間隔を小さ
くしておけは実用上は殆ど問題となることはない。なお
、光学フィルタ３は遮光部材２の近傍に配置すればよく
必ずしも直後である必要はない。

以上説明したように本発明に掛る合焦検知装置において
は、可視光用視野開口、赤外光用視野開口の２個の視野
開口を共通の二次結像光学系により再結像することによ
り、可視光用、赤外光用のラインセンサを使い分け、ラ
インセンサから合焦判定電気処理系への出力信号の供給
を切換えるだけで、可視光、赤外光の何れの場合での合
焦判定も可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る合焦検知装置の実施例を示し、第１
図は第１の実施例の構成図、第２図は第２の実施例の構
成図、第３図は第３の実施例の構成図、第４図は第４の
実施例の構成図、第５図は第５の実施例の構成図である
。 符号１は撮影レンズ、２は遮光部材、２ａ、２ｂは視野
開口、３．３ａ、３ｂは光学フィルタ、４はフィールド
レンズ、５．５ａ、５ｂは絞り枠、６は瞳分割器、６ａ
、６ｂはくさびプリズム、６ｃ、６ｄは偏向器、７は二
次結像レンズ、８はセンサ基板、８ａ〜８ｈはラインセ
ンサである。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズの予定結像面近傍に第１、第２の視野開
   口を設け、第１の視野開口の近傍に第１の分光透過率特
   性を有する第１の光学フィルタを設け、第２の視野開口
   の近傍に第１の分光透過率特性とは異なる分光透過率特
   性を有する第２の光学フィルタを設け、前記予定結像面
   の後方に瞳分割手段及び二次結像光学系を配置し、前記
   第１、第２の視野開口近傍に形成される前記対物レンズ
   による像を再結像させ、これらの像を受光する位置に前
   記第１、第２の視野開口近傍に形成される像に対応する
   第１、第２の少なくとも各１対の光電変換素子列を設け
   たことを特徴とする合焦検知装置。 ２、前記第１、第２の視野開口は、それぞれ矩形状とし
   て並列するようにした特許請求の範囲第１項に記載の合
   焦検知装置 ３、前記第１の光学フィルタは可視光を透過し赤外光を
   遮光する特性を有し、前記第２の光学フィルタは可視光
   を遮光し赤外光を透過する特性を有するようにした特許
   請求の範囲第１項に記載の合焦検知装置。