JPS5975209A - 焦点位置検出装置の光学系 - Google Patents
焦点位置検出装置の光学系Info
- Publication number
- JPS5975209A JPS5975209A JP18574082A JP18574082A JPS5975209A JP S5975209 A JPS5975209 A JP S5975209A JP 18574082 A JP18574082 A JP 18574082A JP 18574082 A JP18574082 A JP 18574082A JP S5975209 A JPS5975209 A JP S5975209A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- condenser lens
- split
- concave mirror
- aspherical
- 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.)
- Granted
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
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Lenses (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
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、カメラ等の光学機械における焦点位置検出装
置に関するものであって、特に被写体像を２分して両像
の合致を検出することにより合焦を検知する方式の焦点
位置検出装置において、処理上、有害な収差を除去し、
コンパクトで安価な光学系を提供することを目的とする
。
置に関するものであって、特に被写体像を２分して両像
の合致を検出することにより合焦を検知する方式の焦点
位置検出装置において、処理上、有害な収差を除去し、
コンパクトで安価な光学系を提供することを目的とする
。
像を２分して両像を合致させることにより収差を測定す
る技術については古くから知られており（光学技術ハン
ドブック：Ｐ２４６）、この様な方式を実現する為の光
学系として、偏光板、偏角プリズム等が用いられてきた
。この方式を焦点位置検出装置に応用したものが例えば
カメラのフォーカシングスクリーンのスプリツ１〜・イ
メージ・プリズムである。
る技術については古くから知られており（光学技術ハン
ドブック：Ｐ２４６）、この様な方式を実現する為の光
学系として、偏光板、偏角プリズム等が用いられてきた
。この方式を焦点位置検出装置に応用したものが例えば
カメラのフォーカシングスクリーンのスプリツ１〜・イ
メージ・プリズムである。
焦点位置検出装置において、像を分割する方法としては
、 （イ）像面上で分割する方法（像面分割法）（ロ）像面
以外の光路内で２光束に分割する方法（波面分割法）と
がある。
、 （イ）像面上で分割する方法（像面分割法）（ロ）像面
以外の光路内で２光束に分割する方法（波面分割法）と
がある。
（イ）の像面分割法は、カメラのフォーカシング・スク
リーンのスプリット・イメージで代表されろくなるとい
う欠点がある。（ロ）の波面分割法では上記の様な欠点
はない。
リーンのスプリット・イメージで代表されろくなるとい
う欠点がある。（ロ）の波面分割法では上記の様な欠点
はない。
本発明は、（ロ）の波面分割法に関するものであるが、
（ロ）の方法に関しては種々の特許出願がなされている
。例えば、特開昭５０−３９５４４号「焦点検出装置」
、特開昭５２−８２４１９号「僧の鮮明面の位置を光電
的に決定する装置」、及び特公昭５６−１３９２９号「
焦点調節装置」等々である。
（ロ）の方法に関しては種々の特許出願がなされている
。例えば、特開昭５０−３９５４４号「焦点検出装置」
、特開昭５２−８２４１９号「僧の鮮明面の位置を光電
的に決定する装置」、及び特公昭５６−１３９２９号「
焦点調節装置」等々である。
上記開示された装置における光学系の基本構成は、被写
体像を更に後方のセンサー上に伝達するリレーレンズ群
と、２光束に分割する光学素子とから成り立っており、
場合によっては他の構成要素を付加したものもある。し
かし、どの開示された例においても、その光学系は収差
−ヒ、多くの問題点を含んでいる。
体像を更に後方のセンサー上に伝達するリレーレンズ群
と、２光束に分割する光学素子とから成り立っており、
場合によっては他の構成要素を付加したものもある。し
かし、どの開示された例においても、その光学系は収差
−ヒ、多くの問題点を含んでいる。
第１の問題１歳は、リレーレンズにあり、従来の様に屈
折系によってほぼ等倍に結像させる場合、球面収差、非
点収差、像面湾曲及び軸上の色収差等非対称性収差を少
なくすることが非常にむずかしく、構成レンズ枚数は必
然的に増加してしまう。
折系によってほぼ等倍に結像させる場合、球面収差、非
点収差、像面湾曲及び軸上の色収差等非対称性収差を少
なくすることが非常にむずかしく、構成レンズ枚数は必
然的に増加してしまう。
第２の睡１尭は、２光束に分割する分割光学素子の場所
であり、その最も有効な場所は撮影レンズの射出瞳の像
が、リレーレンズ及びその他の光学系（例えば像面に近
接して配置されたコンデンサーレンズ等）によって形成
される場所であり、ここに配置した時にはビネッティン
グ（Ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）による光量の低下を防ぐ上
で最も効果的である。
であり、その最も有効な場所は撮影レンズの射出瞳の像
が、リレーレンズ及びその他の光学系（例えば像面に近
接して配置されたコンデンサーレンズ等）によって形成
される場所であり、ここに配置した時にはビネッティン
グ（Ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）による光量の低下を防ぐ上
で最も効果的である。
しかし、この射出瞳の像についても、非対称性収差は有
害であって、もしも、これらの非対称性収差があった場
合には、一様な明るさの被写体によって、隨上に一様な
照度が与えられたとしても。
害であって、もしも、これらの非対称性収差があった場
合には、一様な明るさの被写体によって、隨上に一様な
照度が与えられたとしても。
射出瞳の像の大きさが分割光学素子の有効径より小さい
時には、センサーの各素子の出力は一様でなくなる。
時には、センサーの各素子の出力は一様でなくなる。
本発明の目的は、上記２つの問題点を解決し、単純、コ
ンパクトかつ安価な光学系を開示することにある。
ンパクトかつ安価な光学系を開示することにある。
本発明の光学系の基本構造は、被写体像をセンサー上に
等倍で結像する、いわゆる等倍系である。
等倍で結像する、いわゆる等倍系である。
そこで第１図に示される様に、リレーレンズ１３に関し
て、撮影レンズ１０の像面１１とセンサー３− １４が対称に配置されると共に、さらに２つのコンデン
サーレンズ１２が対称に配置されると、この光学系のコ
ーマ及びディストーション等の対称性収差は完全に除去
しうる。しかし、このままでは、リレーレンズ１３より
生ずる非対称性収差を取り除くことはむずかしく、前記
第１の問題点は依然解決されない。
て、撮影レンズ１０の像面１１とセンサー３− １４が対称に配置されると共に、さらに２つのコンデン
サーレンズ１２が対称に配置されると、この光学系のコ
ーマ及びディストーション等の対称性収差は完全に除去
しうる。しかし、このままでは、リレーレンズ１３より
生ずる非対称性収差を取り除くことはむずかしく、前記
第１の問題点は依然解決されない。
ここで、第２図に示される様に、リレーレンズ１３の代
りに、凹面鏡２１を用いたとする。この時には、屈折を
利用しない為に、リレーレンズ１３で生じていた色収差
が全く生じないという利点がまずあげられる。さらに、
凹面鏡を等倍結像で使用する場合には、球面収差を完全
に除去することも出来る様になる。しかし、凹面鏡を用
いても、軸上の色収差及び球面収差は除けるが、他の非
対称性収差（非点収差、像面湾曲）は除去されずに残っ
てしまう。残された非対称性収差については、コンデン
サーレンズ１２の構造によって少なくすることは可能で
ある。しかし、コンデンサーレンズ１２は撮影レンズ１
０の射出瞳２０の像を凹面−４＝ 鏡２１上に結ばせる役目もし、その際、前記第２の問題
点の為に射出瞳像の球面収差、非点収差の発生量を極力
少なくしなければならない。
りに、凹面鏡２１を用いたとする。この時には、屈折を
利用しない為に、リレーレンズ１３で生じていた色収差
が全く生じないという利点がまずあげられる。さらに、
凹面鏡を等倍結像で使用する場合には、球面収差を完全
に除去することも出来る様になる。しかし、凹面鏡を用
いても、軸上の色収差及び球面収差は除けるが、他の非
対称性収差（非点収差、像面湾曲）は除去されずに残っ
てしまう。残された非対称性収差については、コンデン
サーレンズ１２の構造によって少なくすることは可能で
ある。しかし、コンデンサーレンズ１２は撮影レンズ１
０の射出瞳２０の像を凹面−４＝ 鏡２１上に結ばせる役目もし、その際、前記第２の問題
点の為に射出瞳像の球面収差、非点収差の発生量を極力
少なくしなければならない。
以上の様に、コンデンサーレンズ１２は、像面１１上の
熾をセンサー１４上に明瞭に結ばせると同時に、上記射
出瞳２０の像を凹面鏡２１上に、有害な収差を残さずに
結ばせなければならないので、本発明においてはコンデ
ンサーレンズ１２の構造は非常に重要な意味をもつ。
熾をセンサー１４上に明瞭に結ばせると同時に、上記射
出瞳２０の像を凹面鏡２１上に、有害な収差を残さずに
結ばせなければならないので、本発明においてはコンデ
ンサーレンズ１２の構造は非常に重要な意味をもつ。
上記要求を満足させる最も有効な方法としては、コンデ
ンサーレンズの少なくとも一面を非球面とすることであ
る。仮に、コンデンサーレンズ１２を、撮影レンズ側の
面を球面とし、凹面鏡側の面を非球面とした場合を考え
る。この場合、像面１１上の像をセンサー１４上に結ば
せる際には、凹面鏡２１とコンデンサーレンズ１２の球
面側とが共に補正不足の作用をし、非球面側が補正過剰
の役割をするので、相互の収差が打ち消し合う場合が少
なくとも１つは存在する。従って、鷹−面１１Ｊ：。
ンサーレンズの少なくとも一面を非球面とすることであ
る。仮に、コンデンサーレンズ１２を、撮影レンズ側の
面を球面とし、凹面鏡側の面を非球面とした場合を考え
る。この場合、像面１１上の像をセンサー１４上に結ば
せる際には、凹面鏡２１とコンデンサーレンズ１２の球
面側とが共に補正不足の作用をし、非球面側が補正過剰
の役割をするので、相互の収差が打ち消し合う場合が少
なくとも１つは存在する。従って、鷹−面１１Ｊ：。
の をセンサー１４上にリレーする には、非点収差、
像面湾曲等の非対称性収差も少なくすることが可能であ
る。
像面湾曲等の非対称性収差も少なくすることが可能であ
る。
上記補正を満足する解の中から、型彫ヤ之ノＭの射出瞳
２０の像が凹面鏡２１上に結像されると煮堡、球面収差
が事実」二無視される程度に少なく、非点収差は最良像
面が凹面鏡の曲面と且痰一致する様な解を選び出すこと
も可能である。
２０の像が凹面鏡２１上に結像されると煮堡、球面収差
が事実」二無視される程度に少なく、非点収差は最良像
面が凹面鏡の曲面と且痰一致する様な解を選び出すこと
も可能である。
この様にして、前記第１及び第２の問題点は、コンデン
サーレンズの１面を非球面とすることにより解決が可能
となる。非球面には二次曲面でも十分であり、材料をプ
ラスチックにすれば加工も容易であって安価に製作出来
る。
サーレンズの１面を非球面とすることにより解決が可能
となる。非球面には二次曲面でも十分であり、材料をプ
ラスチックにすれば加工も容易であって安価に製作出来
る。
以上の様に構成された光学系に対し、第３図に示された
如く、凹面鏡２１を左右２つの領域２１Ａ。
如く、凹面鏡２１を左右２つの領域２１Ａ。
２１Ｂに分け、その分割線３１の方向に、各領域２１Ａ
。
。
２１Ｂの曲率中心３２Ａ及び３２Ｂをわずかにずらせた
ものを用いて焦点位置検出装置として構成したものを第
４図に示す。
ものを用いて焦点位置検出装置として構成したものを第
４図に示す。
スリット４１は、隣りのセンサー列に迷光が入り込まな
い様に像面（例えばフィルム等側面）に設置されている
。スリット４１を通過した光は、ミラー４２で反射され
、非球面コンデンサーレンズ１２に入射する。非球面コ
ンデンサーレンズ１２を通過した光は、分割凹面鏡２１
で反射されると同時に、２光束に分割され、集光される
形で再び非球面コンデンサーレンズ１２に入射する。非
球面コンデンサーレンズ１２を射出した光はミラー４２
の上下の空間を通って、２本のセンサー列１４に入射す
る。
い様に像面（例えばフィルム等側面）に設置されている
。スリット４１を通過した光は、ミラー４２で反射され
、非球面コンデンサーレンズ１２に入射する。非球面コ
ンデンサーレンズ１２を通過した光は、分割凹面鏡２１
で反射されると同時に、２光束に分割され、集光される
形で再び非球面コンデンサーレンズ１２に入射する。非
球面コンデンサーレンズ１２を射出した光はミラー４２
の上下の空間を通って、２本のセンサー列１４に入射す
る。
上記構成における本発明の実施例の諸元を以下に記す。
ここでＲは曲率平径、ｄは面間隔、ｎは屈折率、νはア
ツベ数である。
ツベ数である。
実施例
総合焦点距離 ｆ＝−１，００
Ｒｄ ｎ
１ ４２．５３１７ ５．３１６５ １．４９１
３５９’ ５７．２２ −１８．０７４１ ２９．４
０００７− で表わされる二次曲面形状式において、非球面係数に＝
−３，０７なる双曲面である。但し、ｈは光軸に直交し
かつ光軸でＲ２面と接する接平面上の任意の点の高さで
あり、Ｘはその点より光軸に平行に非球面まで測った変
位量である。
３５９’ ５７．２２ −１８．０７４１ ２９．４
０００７− で表わされる二次曲面形状式において、非球面係数に＝
−３，０７なる双曲面である。但し、ｈは光軸に直交し
かつ光軸でＲ２面と接する接平面上の任意の点の高さで
あり、Ｘはその点より光軸に平行に非球面まで測った変
位量である。
上記実施例における光学性能を第５図及び第６図に示す
。第５図はスリット４１上に結ばれた撮影レンズの像を
さらにセンサー１４まで伝達するときの光学性能を表わ
し、第６図は撮影レンズの射出瞳を非球面コンデンサー
レンズ１２によって分割凹面鏡上に結ばせるときの光学
性能を表わしたものである。
。第５図はスリット４１上に結ばれた撮影レンズの像を
さらにセンサー１４まで伝達するときの光学性能を表わ
し、第６図は撮影レンズの射出瞳を非球面コンデンサー
レンズ１２によって分割凹面鏡上に結ばせるときの光学
性能を表わしたものである。
以上説明したように本発明における光学系によれば、被
写体像を２分して、両像の合致を検出することにより、
焦点位置を見出すことが可能となり、しかも、 （１）射出瞳の像の収差を除去しているため、撮影レン
ズの絞り込みによって出力に変動が生じない。
写体像を２分して、両像の合致を検出することにより、
焦点位置を見出すことが可能となり、しかも、 （１）射出瞳の像の収差を除去しているため、撮影レン
ズの絞り込みによって出力に変動が生じない。
（２）像面の像の収差を除去しているため、センサ＝８
− 一列のどの場所でも有効な処理が出来る。
− 一列のどの場所でも有効な処理が出来る。
（３）光学部品は単純で少ないため安価である。
（４）コンパクトなのでカメラの底等に組み込むことが
容易である。という効果が得られた。
容易である。という効果が得られた。
第１図は屈折系のみから構成された等倍結像系を示した
図、第２図はリレーレンズを凹面鏡に変更した等倍結像
系を示した図、第３図は本発明において使用される分割
凹面鏡の構造図、第４図は本発明における焦点位置検出
装置の光学系の構成図、第５図は本発明実施例における
スリットからセンサーまでの等倍結像系の光学性能を示
した図、第６図は、本発明実施例における撮影レンズの
射出瞳を非球面コンデンサーレンズで結像させるときの
光学性能を示した図である。 １２：非球面コンデンサーレンズ ２１：分割凹面鏡 寥４ −３２− ＳＣ正号１ζＬイ９二 井東収岑
図、第２図はリレーレンズを凹面鏡に変更した等倍結像
系を示した図、第３図は本発明において使用される分割
凹面鏡の構造図、第４図は本発明における焦点位置検出
装置の光学系の構成図、第５図は本発明実施例における
スリットからセンサーまでの等倍結像系の光学性能を示
した図、第６図は、本発明実施例における撮影レンズの
射出瞳を非球面コンデンサーレンズで結像させるときの
光学性能を示した図である。 １２：非球面コンデンサーレンズ ２１：分割凹面鏡 寥４ −３２− ＳＣ正号１ζＬイ９二 井東収岑
Claims (1)
- 被写体像を２つに分け、画像の合致を検出することによ
り焦点位置を検知する装置であって、前記被写体像を分
割する分割光学素子が撮影レンズの射出瞳の像の近傍に
設置された光学系において、前記分割光学素子は、２分
割された反射面を有し、各反射面の曲率中心が分割線の
方向にわずかに偏芯した凹面鏡であり、前記分割光学素
子上に前記射出瞳の像を結像するコンデンサーレンズの
少なくとも１面は非球面であることを特徴とする焦点位
置検出装置の光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185740A JPH0614132B2 (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 焦点検出装置の光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185740A JPH0614132B2 (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 焦点検出装置の光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975209A true JPS5975209A (ja) | 1984-04-27 |
| JPH0614132B2 JPH0614132B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=16176026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57185740A Expired - Lifetime JPH0614132B2 (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 焦点検出装置の光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614132B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4903066A (en) * | 1988-03-04 | 1990-02-20 | Nikon Corporation | Optical system for focus state detection |
| US4939357A (en) * | 1987-11-20 | 1990-07-03 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Optical system for a focal point detecting device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096223A (ja) * | 1973-12-19 | 1975-07-31 | ||
| JPS54150125A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-26 | Asahi Optical Co Ltd | Focus detector |
| JPS55101915A (en) * | 1980-02-05 | 1980-08-04 | Canon Inc | Range finder type focus detector |
-
1982
- 1982-10-22 JP JP57185740A patent/JPH0614132B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096223A (ja) * | 1973-12-19 | 1975-07-31 | ||
| JPS54150125A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-26 | Asahi Optical Co Ltd | Focus detector |
| JPS55101915A (en) * | 1980-02-05 | 1980-08-04 | Canon Inc | Range finder type focus detector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4939357A (en) * | 1987-11-20 | 1990-07-03 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Optical system for a focal point detecting device |
| US4903066A (en) * | 1988-03-04 | 1990-02-20 | Nikon Corporation | Optical system for focus state detection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0614132B2 (ja) | 1994-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3103166B2 (ja) | 射出瞳の遠いマクロレンズ | |
| JPH0731300B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| US5212514A (en) | Camera having a focus detecting optical system | |
| JPS63118112A (ja) | 焦点検出装置 | |
| US5160834A (en) | Multidirectional divided-pupil focus detecting apparatus | |
| US5073016A (en) | Lens system for compact camera | |
| US4580042A (en) | Focusing position detecting device using a sector shaped mirror | |
| JPS5975209A (ja) | 焦点位置検出装置の光学系 | |
| US4482218A (en) | Zoom lens | |
| US7800844B2 (en) | Focus detection optical system and imaging apparatus incorporating the same | |
| US4270837A (en) | Periscopic viewfinder system for use in photographic cameras | |
| JPS6146810B2 (ja) | ||
| JPH08286102A (ja) | 焦点検出光学系を有するカメラ | |
| JPS5913207A (ja) | 焦点検出装置 | |
| US20010003556A1 (en) | Focus detecting device | |
| US4939357A (en) | Optical system for a focal point detecting device | |
| JP2506197B2 (ja) | 合焦検出装置 | |
| JPH023168B2 (ja) | ||
| JPS5942508A (ja) | 焦点位置検出装置 | |
| JP2706932B2 (ja) | カメラ用焦点検出装置 | |
| JP4323592B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| JP3181683B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| JPS63226613A (ja) | 変倍レンズ群を有した撮影系 | |
| JPH11352396A (ja) | 焦点検出装置及びそれを用いた光学機器 | |
| JPH0682687A (ja) | 焦点検出装置 |