JPS5914723B2 - 一眼レフカメラの焦点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被写体像を結像する光束を撮影レン１５ ズ
の射出瞳の異なる部分を通過した２つの光束に分離して
２つの像を結像させその分割像の偏倚が合焦状態により
変る事と、焦点合致時にはコントラストが最大になる事
を利用した一眼レフカメラの焦点検出装置に関するもの
である。

■０ 従来より被写体のコントラスト、空間周波数、光
量等の焦点合致時の変化を利用して焦点検出を行う方法
は数多く考えられてきたが、その多くは検出装置内に機
械的な振動部があつたり、大きく複雑で、一眼レフカメ
ラに適するものは少なく、■５ その上高精度の検出が
大変困難であつた。

その他に模型プリズム等により被写体像を逆方向に偏倚
させ、その状態の変化により焦点検出を行う像合致法も
考えられてきたが、この方法では、検出湯所に於いて、
焦点合致外でも被写体像の鮮３０明さが必要であり、そ
の鮮明さを得るには装置も大きくなり、一眼レフカメラ
には適さなかつた。本発明は、この様な欠点を補うため
に、２つの模型プリズムにより被写体像を２分割してそ
の像を反対方向に偏倚させ、かかる反対方向に偏倚し３
５た第１と第２の結像光束を同一平面上に列をなす一対
の微小光電変換素子群の夫々で受け、任意の数だけずれ
た異なる列に位置する微小光電変換素子同志の出力差の
絶対値の総和と上記任意の数と同一の数だけ逆方向にず
れた異なる列に位置する微小光電変換素子同志の出力差
の絶対値の総和との合成出力を検出し、該合成出力を基
準出力と比較することにより合焦時における最大出力を
検知しようとするものであり、機械的振動部もなく、装
置自体も小型に出来るばかりでなく、高精度で、かつ低
輝度被写体の焦点検出も可能ならしめる一眼レフカメラ
に適した焦点検出装置を提供するものである。

まず始めに、第１図〜第４図に従つて従来例とその欠点
を説明する。

第１図は一眼レフカメラの光学系の構成図で、該焦点検
出装置を有している状態を示している。

図に於いて、１及び１／は被写体、２は撮影光学系を構
成するレンズ群（以後撮影レンズと呼ぶ）、３は中央部
にハーフミラー部３″を有する全反射ミラー、４は全反
射ミラー、５は焦点板、６はコンデンサーレンズ、７は
ペンタプリズム、８はアイピース、９は撮影者等の眼、
１０はフイルム、１１及び１１′はフイルム１０と光学
的に等価な位置におかれた互いに反対方向に傾斜した楔
型プリズム（以後２つの楔型プリズムと呼ぶ）、１２は
２つの楔型プリズム１１と１１′が接している境界面（
以後境界線と呼ふ）、１３は被写体１及び１″の像を光
電変換素子群１４に投影させるためのレンズ（以後投影
レンズと呼ぶ）、１４は対になつている微小光電変換素
子Ｄ，〜Ｄｎ，ｄｌ′〜Ｄｎ″を有する光電変換素子群
（以後光電変換素子群と呼ふ）、１５は光電変換素子群
１４の出力を処理して焦点検出を行う処理装置である。
第２図は光電変換素子群１４の詳細図で、電気的特性や
受光面積等が等しく微小な光電変換素子ｄ１〜Ｄｎ，ｄ
ｌ″〜Ｄｎ″の受光面が中心線１２／を境にして対称に
なつている事を示す。

尚、ｉ１〜Ｉｎ，ｌｌ″〜ＩＯ″ば各微小光電変換素子
ｄ１〜Ｄｎ，ｄｌ″〜Ｄｎ″の入射光束に比例する出力
を示す。第３図は、被写体１，１″が撮影レンズ２、２
つの楔型プリズム１１，１１′、投影レンズ１３により
光電変換素子群１４上に投影された、被写体像１６，１
６１の状態を示す。

第３図中、ａ図、ｂ図、ｄ図、ｅ図は焦点合致がなされ
ていない状態を示し、その相対偏倚はｂ図よりはｅ図、
ｄ図よりはｅ図の方が大きい事を示し、像のくずれはボ
ャケ量を示す。

ｃ図は焦点合致がなされた状態を示す。又被写体１，１
″と被写体像１６と１６″は１と１６、ｖと１６′が対
応し、中心線１２′と楔型プリズム１１と１「の境界線
１２とは光学的に一致している事を示す。

第４図は、従来例の上記焦点検出装置における基本的な
焦点検出出力図である。

以下第１〜第４図に従つて各動作を説明する。

第１図に於いて、被写体１，１″は撮影レンズ２を通り
、全反射ミラー３により反射し、焦点板５に結像する。
その状態はコンデンサーレンズ６、ペンタプリズム７、
アイピース８を通り撮影者等の眼９に入る。それと同時
に全反射ミラー３の中央部のハーフミラー部３″を通り
、全反射ミラー４で反射され、フイルム１０と光学的に
等価な位置に置かれた２つの楔型プリズム１１，１１′
の近辺に像を結び、この楔型プリズムの働きにより撮影
レンズの射出瞳の異なる部分を通過した２つの光束によ
る被写体像は第１と第２の結像に２分割され、かつ反対
方向に偏倚して投影レンズ１３を通つて、光電変換素子
群１４上に第３図で示される様に投影される。尚フィル
ム１０と光学的に全く等価な位置Ｑに撮影レンズ２によ
る像が出来た場合には、２つの楔型プリズム１１，１１
′による相対偏倚はＯとなり、光電変換素子群１４上に
投影された像にも相対偏倚は全く見られなくなる事は当
然である。

又光電変換素子群１４の対になつている微小光電変換素
子の受光面は、第２図に示される如く、中心線１２′を
境として対称になつており、ｄ１〜Ｄｎ，ｄ，″〜Ｄｎ
″の微小光電変換素子の入射光束に対応した第１と第２
の出力１，〜Ｉｎ，ｉ／〜Ｉｎ″は、入射光束が等しい
場合には等しい出力を生じる様に構成されており、第２
図に示された中心線１２′と第１図に示された境界線１
２とは光学的に一致する様に構成されている。次に第３
図の各図に従い光電変換素子群１４上の被写体像１６，
１６″の状態を説明する。

但し説明文中のｎは使用される微小光電変換素子の個数
を示すものとする。今撮影レンズ２を、完全にピットが
外れている状態から徐々にピットが合う点に近づき、ピ
ットが合致した点（焦点合致点）を通り、再びピットが
外れる如く、一方向に移動させた場合、初め完全にピッ
トが外れている場合は、図ａに示される如く、被写体１
６，１６″は２つの楔型プリズム１１，１１′により中
心線１２／、あるいは境界線１２を境として、反対方向
に大きく偏倚されると同時に、像のボケ量も大きいため
、コントラストは低く、微小光電変換素子Ｄｌ，ｄｌ＋
１，ｄｍ−１，ｄｎ１あたりに像が投影される。

次に前述の如く撮影レンズ２を移動させていくと、像の
ボケ量が小さくなつてコントラストも高くなり、相対的
な偏倚も小さくなつていく。

図ｂは、この状態を示し微小光電変換素子ｄ・Ｄｊ′＋
，のあたりに像が投影される。

再度の撮影レンズ２の移動により、図ｃの如く焦点合致
がなされた状態となる。

この時コントラストは最大となり、相対的な偏倚も０と
なり、被写体像１６，１６′はＤｊ，ｄｊ″あたりに投
影される。再々度の撮影レンズ２の移動により、再びピ
ットは外れて図ｄ、図ｅの如く被写体像１６，１６′は
投影される。これらの状態は図ｂ１図ａと互に同じであ
るが、唯被写体像１６，１６″の相対的な偏倚方向が逆
となつている。

以下この光学的に２分割された被写体像１６，１６′を
電気的に検出し、焦点検出を行う方法について説明する
。

光電変換素子群１４の各微小光電変換素子ｄ１〜Ｄｎ，
ｄ／〜Ｄｎ′の受光面が第２図で示された中心線１２″
と直角な方向に充分小さければ、第３図ｃの如く被写体
像１６，１６″が、第１図で示された境界線１２を境と
して相対的な偏倚がＯの状態では、対になつている微小
光電変換素子には等しい光束が入射すると考えて差支え
ない。この様な構成に於いては、焦点合致時には、τ
対になつている微小光電変換素子の出力差はＯとなる。
第３図のａ−ｅ図に従つて、対になつている微小光電変
換素子の出力差の絶対値の総和をεとしてε（ａ）〜ε
（８）を求めると、下式の如くなる。

（但し記述していない微小光電変換素子は、その出力差
がＯである事を示す。）よつてε（ａ戸ε（ｂ戸ε（ｄ
），ε（。

）〉ε（ｃ）＝Ｏとなる関係が生じる。即ちε＝ Σ
１１，−１ｑ］ なる出力は、焦点合致時にはＯとなり
最小値を示すので、該出力を検出すれば焦点検出が可能
となる。しかし、実際には微小光電変換素子の特性のば
らつき等で焦点合致時の出力εは、Ｏとなりえずある値
εｏ（ε。〉０）を得る。その上、像が非常にぼやけた
状態となるＡ，ｅ図に於いては、コントラストが非常に
悪くなり、ｉｌ＋ｉｌ′・・・・・・・・・Ｉｍ＋Ｉｍ
ζ・・・・・・・・Ｉｒ＋Ｉｒ′・・・・・・・・・Ｉ
ｓ＋Ｉ８′なる関係が生じ、ε（。）とε（５），ε（
。）の大小関係が不明確になつてしまい焦点検出は、は
なはだ困難となる。第４図のＰ１は、この検出出力εの
変化を示し、Ｂ，ｄは充分コントラストが高く、かつ像
が偏倚しているので上記出力εが極値を表わすことを示
している。尚、焦点位置Ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、第３図
のそれと対応している。

又コントラストの変化を利用して焦点検出を行う場合を
考えて見ると、焦点検出出力ε，は致時に最大値が得ら
れる。

第４図のＰ２は、その検出出力ε１の変化を示し、焦点
合致時ｃで最大値を示している。しかし前者の検出法に
於いては、被写体像１６，１６′が焦点がずれるに従い
ぼやけてしまい、第３図のＡ，ｃ，ｅの検出出力εの区
別がつきにくく、その出力を区別するためには装置が複
雑になつてしまう。

又被写体像１６，１６′の鮮明度を保持するには、焦点
検出装置が大きくなつてしまう欠点がある。後者に於い
ては逆に像の鮮明度を保持する必要はないが検出能力は
、低輝度被写体や、低照度被写体では、著しく低下して
しまう欠点がある。本発明は、以上の問題点に鑑みてな
されたものであり、上記の欠点を補つた焦点検出装置を
提供せんとするものである。

適当に鮮明度が保持された被写体像１６，１６″に於い
て、Ｐ個だけずれて対応している微小光電変換素子同志
の出力の差の絶対値の総和ε２を検出すれば、 １ ・・・・・・・・・ｎ−１）で表わされる。

但し、ｑは微小光電変換素子の素子番号を示す。検出出
力ε２，ε２′の焦点位置に対する変化を第５図のｈ１
及びＨ２に示す。次にｈ１の変化について説明する。

第５図の焦点位置のＳ１は完全にピットがずれている状
態で、その結果コントラストが非常に低くなるため、確
率的にＩ９＝Ｉｑ′十，（但し１≦ｑ≦ｎ−ｐ）の関係
が生じて、検出出力ε，はｏに近づく。Ｓ２はＳ，に比
ベピントが合う位置に近づいた状態を示し、コントラス
トも上り、相対的な偏倚による出力差も生じ、検出出力
ε２が増して、極値を示したところである。Ｓ３は、さ
らにピットが合う位置に近づいた状態を示し、コントラ
ストはさらに上がるが、圧力差を得る微小光電変換素子
同志に投影された被写体像１６，１６′の相対偏倚は等
価的に０となる点で、検出出力ε２は略０となる。Ｓ４
はピットが合つた（焦点合致）位置を示し、コントラス
トは最大となり、相対的な像の偏倚はＯとなるが、微小
光電変換素子同志の出力差はＰ≧１の条件かある事から
、等価的に像の相対偏倚が生じたと考えられ、検出出力
ε２は、最大値（後述のＳ５，Ｓ６，Ｓ７の状態を考え
ると極値でもある。）を示す事になる。Ｓ５は再び焦点
合致位置Ｓ４からずれた位置を示し、コントラストの低
下及び像の相対偏倚量により、検出出力ε２はＳ４の場
合より低くなる。

Ｓ６，Ｓ７はさらに焦点合致位置Ｓ４からずれた状態を
示し、益々コントラストが低下し、相対偏倚量も増し、
検出出力ε２は、益々低下する。以上ｈ１について説明
したが、Ｈ２は丁度焦点合致位置Ｓ４に対して対称とな
つている事が前述のε２及びε２′の式より判る。即ち
ｈ１に於けるＳ１ラＳ２ラＳ３ラＳ４ラＳ５２Ｓ６ラＳ
７の位置はＨ２のＳ７７Ｓ６７Ｓ５ラＳ４ツＳ３ｙＳ２
ツＳｌに対応している。次に上述の出力ｈ１に於ける検
出出力ε２，ｈ２に於ける検出出力ε２′の合成出力ε
３を示した曲線が第５図のＨ３であり、本発明による焦
点検出装置においては、この検出出力ε３を焦点検出出
力として用いた事に他ならない。

即ちε３＝１を検出する事により、焦点合致位置Ｓ４附
近のカーブは第５図のＨ３が示す如く鋭くなり、焦点検
出はより高精度となり、特に低輝度の被写体に対しても
充分な検出が出来るばかりではなく、Ｐの値を適当に選
ぶ事により、第５図の凹部、Ｓ３，Ｓ６の間隔が自由に
変えられ、検出精度を最適に出来る事がわかる。

その上像の鮮明さも最低凹部間Ｓａ−Ｓｅまであれば良
い事から、あまり像の鮮明さを考慮する必要がない。

よつて第１図の２つの楔型プリズム１１，１「がら光電
変換素子群１４までの光学的距離も短く出来、装置の小
型化が可能となる。勿論Ｐ−１の場合は一つ隣りの斜め
方向の対になった微小光電変換素子の出力差を得る事か
ら、前述の焦点検出出力ε３の式内の左辺のΣ記号のｎ
−ｐがｎ−１となり、微小光電変換素子が最大限使用出
来、像の鮮明さの範囲も、あまり必要としないので、ｐ
＝１が好ましい。しかし光電変換素子群１４の一部の微
光光電変換素子、ｇ番目〜ｍ番目までを用いた場合には
、ε３−ε２＋ε２′（但しｍ−ｇ≧ｐ）となり、効果
はかわらないが勿論焦点検出精度が受光面の大きさ、個
数等に影響される事は言うまでもない。次に上記焦点検
出の処理回路第６図に従つて説明する。

処理回路１５は、光電変換素子群１４の各微小光電変換
素子に入射光束に比例した出力１１〜Ｉｎ，ｉｌ″〜Ｉ
ｎ′を生じさせ、微小光電変換素子同志の出力差を減算
回路１７により得て、絶対値回路１８、積分回路１９に
より焦点検出出力を得て、焦点合致時をコンパレーター
２１を通して、ＬＥＤ等の表示器２２により表示される
装置である。

尚制御回路２３は、時間的に前述のε２７−０？Ｐ．ｌ
ｉ，′−１，＋，Ｉの出力差を生じさＱＪ′せる微小光
電変換素子の切り換えを制御すると共に、積分回路１９
のりセツトや、コンパレーター２１に焦点検出出力ε３
を入力させるゲート回路２０を制御する回路である。

コンパレーター２１の（−）入力ε。

は第５図に示される値で、この値を適当に選ぶ事により
焦点合致の表示範囲を調整出来る。説明図には示されて
いないが、焦点位置の移動即ち撮影レンズ２の移動を手
動で行ない、ＬＥＤ等の表示器で検出すれば、焦点検出
装置として用いられ、撮影レンズ２の駆動をモーターで
行ない、コンパレーター２１の出力を該モーター等の駆
動回路のストツプ信号として利用すれば、自動焦点検出
が出来るのは勿論の事、装置が小型、高精度であるので
一眼レフカメラ以外の焦点検出装置として応用出来る。
本発明の一対の光電変換素子群１４に、フオト・ダイオ
ード群を用いた例と、映像を電気信号に変換する機能と
、その電気信号を映像に対応した電気信号例として取り
出す機能とを備えた例えばＣＣＤ（チヤージ・カツプル
・デバイス）、ＢＢＤ（バケツト・プリケード・デバイ
ス）等のイメージセンサーを用いた例を第７図、第８図
に示し、図に従つて説明する。第７図は、一対のフオト
・ダイオードを用いた一例で、図の如く一方のアノード
とカソードを結び、これを共通端子とし、他方のアノー
ドとカソードはスィッチＳＷ（・・・・・・・・・ＳＷ
ｋ−１，ＳＷｋ，ＳＷｋ＋１，・・・・・・・・・）群
により、焦点検出出力ｌに示されたフオト・ダイ １ オート同志を結合させれば、共通端子Ｃと各端子・・・
・・・・・・Ｐｋ−１，Ｐｋ，Ｐｋ＋ビ・・・・・・・
・間にスイツチＳｗ群が実線の方に接続されている場合
には、・・・・・・・・・Ｉｋ−１−１ｋ１，ｉｋ−１
ｋ／＋１，・・・・・・・・・破線の場合には・・・・
・・・・・Ｉｋ−１ｋ７−１，ｉｋ＋１−１ｋ／，・・
・・・・・・・の入射光量の差に対応した出力が得られ
る。

第７図に於いては前述のΣ信号のｎ−ｐ（７）ｐは１と
したが、勿論ｐ＜ｎならば、他の整数値でもかまわない
。

この方法の特徴は、検出領域が広くなりかつ受光面も比
較的小さく、又低照度での検出が可能な高精度な焦点検
出が行える事である。尚フオト・ダイオードの受光面、
特性等は第２図で説明された機能を満足させねばならな
い。又スィツチＳｗ群は第６図の制御回路２３により制
御され、所定の出力を第６図の減算回路１７に入力する
。第８図は一対のイメージセンサーを用いた一例で、ａ
はこの一対のイメージセンサーを駆動させるクロツクパ
ルスである。

ｂは走査タイミングを得る一方のイメージセンサーのス
タートパルスで、そのビデオ信号をｃに示す。ｄは他方
のイメージセンサーのスタートパルスで、そのビデオ信
号をｅに示す。ｆはｅ−ｃの出力図を示す。第８図に於
いては、Ｐ−１の場合の一方の検出出力ε２″＝二至Ｚ
ｌｉｑ″−１，＋１１を実現させるための図で、入射光
束に比例した出力、Ｉ，〜Ｉｎ，ｌｌ′−１ｎ′は図中
のｖ１〜Ｖｎ，ｖ／〜Ｖｎ′が対応している。

次に第９図にこのイメージセンサーを用いた処理回路の
一部を示す。

即ちイメージセンサー１４′，１４″を駆動させるクロ
ツクパルスを駆動回路２４で発生させ、トリカー回路２
５により、夫々のイメージセンサー１４″，１４／／に
適当な間隔（第８図では１素子分ずらす）でスタートパ
ルスを入力させ、所定の出力Ｖ１〜Ｖｎ，Ｖｌ′〜Ｖｎ
′を得る。該出力を差動アンプ２６に入力して第８図の
Ｉで示される如く出力差Ｖ１′−Ｖ２，Ｖ２′−Ｖ３・
・・・・・・・・Ｖｎ″一，−Ｖｎを得る。

次に検出出力ε２＝：至Ｚ［Ｉ９−１ｑ′＋１１を実現
させるには、トリカー回路２５により所定のスタートパ
ルスを作り、出力差Ｖ１−Ｖ２′，Ｖ２Ｖ，′・・・・
・・・・・ｎ−，−Ｖｎ′を得る。

よつて第６図と同様に、該出力差を用いて絶対値回路１
８等の回路を通して、焦点検出出力ε３＝ε２′＋ε２
＝を検出すれば、同等な焦点検出が得られる。勿論受光
面の条件等は第２図で説明された通りで、トリカー回路
２５等の回路も制御回路２３で制御されているのは当然
の事である。この方法による特徴は、トリカー回路２５
により、簡単にＰの値及び検出出力ε２，ε２′のため
のスタートパルスを発生出来るばかりでなく、第１図に
於けるスイツチＳｗ群も必要とせず、所定の出力差が時
間的に直列に出力されるため、回路全体が非常に簡単と
なる事である。

しかし一般的にイメージセンサーは比較的Ｓ／Ｎ比が低
いため、同一駆動周波数では広い範囲の入射光束に対す
る出力が得られない欠点を有するので、前述の第９図の
駆動回路２４の発振周波数を被写体の照度に対し可変す
る方が好ましく、例としてはカメラ内に内蔵された露出
計から、被写体の照度あるいは輝度値を周波数可変信号
に利用する方法がある。

勿論光電変換素子群１４に於いて、入射光束に対応した
出力を対数圧縮した後、取り出せばより広い範囲の被写
体輝度の焦点検出が簡単に行なえる。次に第１０図〜第
１３図に従い本発明に係る第２の実施例を説明する。

第１０図は第２の実施例に於ける一眼レフカメラの光学
系の構成図で、該焦点検出装置を有している状態を示し
、図中の番号は第１図のそれと一致している。

第１図に示された第１の実施例と異なる点は、第１図に
於いては２つの楔型プリズム１１，１Ｖはフイルム１０
と光学的に等価な位置におかれ、撮影レンズ２及び投影
レンズ１３により被写体１，１″を光電変換素子群１４
上に投影したが、第１０図に於いてはフィルム１０と光
学的に等価な位置Ｑに光電変換素子群１４を配し、被写
体１，１゛の像を撮影レンズ２のみで投影させる。

叉被写体像１６″，１６″″″は撮影レンズ２と光電変
換素子群１４の間におかれた２つの楔型プリズム１１，
１１″により反対方向に偏倚される。

第１１図Ａ，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′，ｃｌに、簡単の
ために微小光電変換素子が８個の場合の光電変換素子群
１４上に投影された被写体１，１″の像１６″，１６′
５″を示す。図中のａ′，ｂ′，ｃ′，ｄ′，ｅ′は第
３図のＡ，ｂ，ｅ，ｄ，ｅと同じ条件下におかれた図：
を示し、例えばｃ″は焦点合致状態を示している。しか
し前述のｃと比べ、被写体１，１′の像が２つの楔型プ
リズム１１，１１牛にないため、相対的な偏倚は０とな
らず、図の様にＤ４とＤ５′に投影されている。この時
の相対的な偏倚量は２つの楔型プリズム１１，１Ｖの頂
角及び２つの楔型プリズム１１，１Ｖと、光電変換素子
群１４との光学的間隔により定まる事はあきらかである
。尚当然ながらこの時像のコントラストはこの場合最大
となつている。尚又この時焦点合致位置ｃ′での被写体
像１６２，１６″１の相対偏倚量が０となる如く、対に
なつた微小光電変換素子を選びその出力差（第１１図で
は、ａ１〜Ｄ２′，・・・・・・・・・，Ｄ４〜Ｄ５，
・・・・・・・・・，Ｄ７〜Ｄ７８）を検出すればｃ′
では略０となる。このｃ／に於ける相対的な像の偏倚量
をＺ（第１１図ではＺ＝１である）とすれば、第１の実
施例で説明した焦点検出出力ε３−ε２＋ε２″を実現
するためには、ε３−ε２＋ε２′ｎ−ｐ−Ｚ Ｏ王，Ｉｉ，″−１，＋，−ｚｌとすれば同じ効果が得
られる。

尚ｃ″の如く、対になつた光電変換素子群１４の一方を
Ｚだけずらした場合は、焦点検出出力Ｉ至Ｘｌｌｑ″−
１ｑ＋，Ｉの式により、同様な効果が得られる事は言う
までもない。

上記構成による特徴は投影レンズ１３が不必要となり、
装置が益々小型化されるばかりでなく、光電変換素子群
１４と２つの楔型プリズム１１，１「とを密着させる事
により、さらに小型化が可能となり光学的調整も簡単に
なる。

又光電変換素子群１４の替りに前述のフオト・ダイオー
ド群、あるいはイメージセンサーを用いても同様な効果
が得られる事は勿論である。尚第１２図の如く２つの楔
型プリズムを別々に配し、ハーフミラー２７により被写
体１，Ｖの像を２分する様な方法でも、本発明の効果は
当然得られる。

第１３図に各々一次元の光電変換素子群２８，２８″上
の焦点合致状態の被写体像の一例を示す。

尚焦点合致には対応した微小光電変換素子Ｄｋ，ｄｋ′
上にコントラストが最大で相対偏倚量がＯの像が出来る
ことを示す。この様に、一対の光電変換素子群に、２つ
の楔型プリズムによる像の偏倚による出力差、即ち、任
意の数だけずれた異なる列に位置する微小光電変換素子
同志の出力差の絶対値の総和と上記任意の数と同一の数
だけ逆方向にずれた異なる列に位置する微小光電変換素
子同志の出力差の絶対値の総和との合成出力を検出し、
該合成出力を基準出力と比較することにより合焦時にお
ける最大出力を検出するものであり、従来の焦点検出装
置以上の高精度で焦点検出がなされるばかりでなく、特
に、低照度でも精度の良い検出が可能となる。

尚装置自体も小型化出来、且つ可動部もなく、処理回路
も比較的簡単に構成出来る一眼レフカメラの焦点検出装
置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例を示す一眼レフカメラの光学系の構成
図、第２図は光電変換素子群の配置図、第３図のＡ，ｂ
，ｄ，ｅは焦点のずれた場合の光電変換素子群上の被写
体像の図。 第３図のｃは、焦点が合致した場合の光電変換素子群上
の被写体像の図。第４図は、従来の焦点検出出力の状態
図。第５図は、本発明の焦点検出出力の状態図。第６図
は、電気的焦点検出装置のプロツク図。第７図は、光電
変換素子群にフオト・ダイオード群を用いた構成図。第
８図は、イメージセンサーのタイム・チヤートである。
第９図はイメージセンサーを光電変換素子群に用いた処
理回路の一部。第１０図は、本発明に係る第２の実施例
を示す一眼レフカメラの光学系の構成図。第１１図のａ
″，ｂ″，ｄ′，ｅ′は、第１０図の構成による焦点の
ずれた場合の光電変換素子群上の被写体像の図。第１１
図のｃ！，ｃ″は、第１０図の構成による焦点の合致し
た場合の光電変換素子群上の被写体像の図。第１２図は
、本発明の応用例の光学系構成図。第１３図は、第１２
図の構成による、焦点の合致した場合の光電変換素子群
上の被写体像の図。次に図中の番号及び記号を説明する
。１，１′・・・・・・被写体、２・・・・・・撮影光
学系を構成するレンズ群、３・・・・・・中央部にハー
フミラー３″を有する全反射ミラー、３′・・・・・・
全反射ミラー３の中央部のハーフミラー、４・・・・・
・全反射ミラー、５・・・・・・焦点板、６・・・・・
・コンデンサーレンズ、７・・・・・・ペンタプリズム
、８・・・・・・アイピース、９・・・・・・撮影者等
の眼、１０・・・・・ヲイルム、１１，１１′，１１１
１″″″・・・・・・互いに反対方向に傾斜した楔型プ
リズム、１２・・・・・・２つの楔型プリズム１１，１
Ｖの境界面、１２″・・・・・・光電変換素子群１４の
対になつた受光面の中心線、１３・・・・・・被写体１
，１″の像を光電変換素子群１４上に投影させるための
投影レンズ、１４・・・・・・一対の光電変換素子群、
１４′，１４″・・・・・・イメージセンサー、１５・
・・・・・光電変換素子群１４の出力を処理する処理回
路、１６，１６″，１６７，１６１″５・・・・・・被
写体１，１″の被写体像、１７・・・・・・差分回路、
１８・・・・・・絶対値回路、１９・・・・・・積分回
路、２０・・・・・・ゲート回路、２１・・・・・・コ
ンパレータ一、２２・・・・・・ＬＥＤ等の表示器、２
３・・・・・・制御回路、２４・・・・・・イメージセ
ンサー１４′，１４″を駆動させる駆動回路、２５・・
・・・・トリカー回路、２６・・・・・・差動アンプ、
２７・・・・・・ハーフミラー２８，２８″・・・・・
・光電変換素子群、ｄ１〜Ｄｎ，ｄｌ″〜Ｄｎ″・・・
・・・微小光電変換素子、ｉ１〜Ｉｎ，ｉ／〜Ｉｎ′・
・・・・・微小光電変換素子ｄ１〜ＤＯ，ｄ／〜Ｄｎ″
の入射光束に対応した出力、Ｖ１〜Ｖｎ，Ｖ／〜Ｖｎ′
・・・・・・イメージセンサーのビデオ出力、Ｑ・・・
・・・フイルム１０と光学的に等価な位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撮影レンズの射出瞳の異なる部分を通過した光束に
   よる被写体像を第１と第２の結像に分離し、焦点合致時
   には前記第１と第２の結像の位置を一致させ、非焦点合
   致時には前記結像の位置を焦点合致状態からの被写体距
   離の変化に対応させてずらす光学部材と、前記第１と第
   ２の結像の結像光束を受けて第１と第２の結像に対応し
   た出力信号を発生する光検出装置と、該光検出装置の出
   力を受けて前記第１と第２の結像の結像位置を検出し、
   かかる検出結果に基づいて合焦位置を検知する焦点検出
   信号発生装置とから成る焦点検出装置において、上記光
   学部材は、カメラのフィルム面と光学的に等価な位置に
   置かれた互いに反対方向に傾斜した２つの楔型プリズム
   と投影レンズであり、上記光検出装置は、前記投影レン
   ズを通過した第１と第２の結像光束を受けるように置か
   れた同一平面上に列をなす一対の微小光電変換素子群で
   あり、上記焦点検出信号発生装置は、前記微小光電変換
   素子群の夫々の微小光電変換素子の入射光束に対応した
   出力を受けて、任意の数だけずれた異なる列に位置する
   微小光電変換素子同志の出力差の絶対値の総和ε＿２と
   上記任意の数と同一の数だけ逆方向にずれた異なる列に
   位置する微小光電変換素子同志の出力差の絶対値の総和
   ε＿２′との合成出力ε＿３を検出し、該合成出力ε＿
   ３を基準出力ε＿０と比較することにより合焦時におけ
   る最大出力を検知する処理回路であることを特徴とする
   一眼レフカメラの焦点検出装置。