JPS61284714A - Focus detecting device - Google Patents

Focus detecting device

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JPS61284714A
JPS61284714A JP12575285A JP12575285A JPS61284714A JP S61284714 A JPS61284714 A JP S61284714A JP 12575285 A JP12575285 A JP 12575285A JP 12575285 A JP12575285 A JP 12575285A JP S61284714 A JPS61284714 A JP S61284714A
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condenser lens
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image
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Abstract

PURPOSE:To decrease an error in focus detection due to the difference in the wavelength of an illumination light source for a subject by making the Abbe number of a condenser lens larger than the Abbe number of an image splitting optical element. CONSTITUTION:The material of the condenser lens L0 is so selected that the Abbe number nu of the condenser lens L0 is larger than the Abbe number nu2 or image forming lenses L1 and L2. When the materials of the image forming lenses L1 and L2 have a smaller Abbe number nu (large difference in refractive index due to wavelength), an error in focus detection due to the wavelength difference of the light source is corrected effectively and further the larger the Abbe number nu1 of the condenser lens L0 is, the better. Crown glass such as BK7 or a material with a large Abbe number nu such as acryl PMMA is applied for the condenser lens L0 and flint glass, etc., are applied as the material of the image forming lens.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、撮影レンズを通過した光を受光して該撮影レ
ンズの焦点検出を行うカメラの焦点検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a focus detection device for a camera that detects the focus of a photographic lens by receiving light that has passed through a photographic lens.

従来、上述の如き焦点検出装置は種々知られており、そ
の1つに、撮影レンズの予定焦点面の後方にコンデンサ
レンズを配置し、該コンデンサレンズの後方に光軸対称
に一対の結像レンズを配置することにより、両結像レン
ズによってそれぞれ形成される予定焦点面の像を比較し
て撮影レンズの焦点検出を行うものがある。 第7図は
このような焦点検出装置の基本光学系を示すもので、(
TL)が撮影レンズ、(L、)がコンデンサレンズ、(
Ll)及び(L2)がそれぞれ結像レンズであり、両結
像レンズ(L、)(Lm)は撮影レンズ(TL)の光軸
(X)に対して対称となり、かつ、両結像レンズ(Ll
)(L2)の光軸はそれぞれ光軸(X)と平行にな1 
ト ニ 5啼Ell 嬰べ 詰 イー+Y    / 
亡 )?↓礪−シ 1.”+  −(TL)の予定焦点
面、(FR)は両結像レンズの結像面であり、結像面(
FR)上に受光素子アレイが配置されている。
Conventionally, various focus detection devices as described above are known. One of them is a condenser lens arranged behind the expected focal plane of the photographing lens, and a pair of imaging lenses arranged symmetrically on the optical axis behind the condenser lens. Some lenses detect the focus of the photographic lens by comparing the images of the intended focal plane formed by both imaging lenses. Figure 7 shows the basic optical system of such a focus detection device.
TL) is the photographic lens, (L,) is the condenser lens, (
Ll) and (L2) are respectively imaging lenses, and both imaging lenses (L,) (Lm) are symmetrical with respect to the optical axis (X) of the photographing lens (TL), and both imaging lenses ( Ll
) (L2) are parallel to the optical axis (X), respectively.
To ni 5 Ell baby Tsume E + Y /
deceased)? ↓礪-shi 1. "+ - (TL) is the planned focal plane, (FR) is the imaging plane of both imaging lenses, and the imaging plane (
A light receiving element array is arranged on the FR).

このような構成により、単一の被写体に対し、撮影レン
ズ(TL)が合焦状態にあるときその像(A)は予定焦
点面(F)上に形成され、更に結像レンズ(L、)(L
2)によって第1像(A1)及び第2像(A2)がそれ
ぞれ形成される。そして、撮影レンズ(TL)が後ピン
状態にあるときは、その像(B)は合焦時の像(A)よ
りも後方に形成され更に結像レンズ(L、)(L2)に
よって、合焦時の第1像(AI)12像(A2)よりも
光軸(X)に垂直な方向に離れた位置に第1像(B、)
第2像(B2)がそれぞれ形成される。逆に前ピン状態
のときには撮影レンズ(TL)によって像(C)が合焦
時の像(A)よりも前方に形成され、その第1像(C1
)及び第2像(C2)は共に合焦時よりも光軸(X)に
近い位置に形成される。従って、このような焦点検出装
置によって分離された2つの像の間隔を結像面(FR)
上に配置された受光素子アレイを用いて測定することに
よって、前ピン、合焦、後ピンの焦点検出情報が得られ
る。
With this configuration, when the photographing lens (TL) is in focus on a single subject, its image (A) is formed on the expected focal plane (F), and the image forming lens (L,) (L
2), a first image (A1) and a second image (A2) are respectively formed. When the photographing lens (TL) is rear focused, the image (B) is formed behind the focused image (A) and is further focused by the imaging lens (L, ) (L2). The first image (B, ) is located at a position farther away from the first image (AI) in focus in the direction perpendicular to the optical axis (X) than the 12th image (A2).
A second image (B2) is formed respectively. Conversely, when the front is in focus, the photographic lens (TL) forms an image (C) in front of the in-focus image (A), and the first image (C1
) and the second image (C2) are both formed at a position closer to the optical axis (X) than when in focus. Therefore, the distance between two images separated by such a focus detection device is called the imaging plane (FR).
By measuring using the light-receiving element array placed above, focus detection information for front focus, focus, and back focus can be obtained.

ここで、コンデンサレンズ(Lo)の役割は、一対の結
像レンズ(L、)(L2)の瞳を、撮影レンズ(TL)
の射出瞳位置に投影することである。もし、コンデンサ
レンズ(Lo)がなければ、撮影レンズ(TL)によっ
て周辺光束がけられやすくなり、2次像(AI)(A2
)(B、)(B2)(CI)(C2)の像高による照度
が変わり、焦点検出誤差の原因となるからである。
Here, the role of the condenser lens (Lo) is to connect the pupils of the pair of imaging lenses (L, ) (L2) to the photographing lens (TL).
is to project the image onto the exit pupil position. If there is no condenser lens (Lo), the peripheral light flux will be easily vignetted by the photographing lens (TL), and the secondary image (AI) (A2
)(B, )(B2)(CI)(C2) The illuminance changes depending on the image height, which causes a focus detection error.

しかしながら、このような焦点検出装置においても被写
体を照明している光源の差によって焦点検出誤差が生じ
ることがある。特に、望遠レンズを用いて、太陽光の下
で撮影する場合と蛍光灯やタングステンランプなどの人
工光源の下で撮影する場合とでは、焦点検出誤差が生じ
やすい傾向にある。
However, even in such a focus detection device, focus detection errors may occur due to differences in the light sources illuminating the subject. In particular, focus detection errors tend to occur when photographing using a telephoto lens under sunlight or under artificial light sources such as fluorescent lamps or tungsten lamps.

本発明は、このような被写体の照明光源の差による焦点
検出誤差の発生を抑えることのできる焦点検出装置を提
供することを目的とするものである。以下、本発明につ
いて詳細に説明する。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a focus detection device that can suppress the occurrence of focus detection errors due to differences in illumination light sources for objects. The present invention will be explained in detail below.

第8図は、受光素子アレイの分光感度分布、代表的な昼
光の分光分布およびそれらを合成した分光分布を示すグ
ラフである。第8図において、(SS)は受光素子とし
て通常用いられるシリコン・7オトダイオード(SPD
)の分光感度分布を示しており、非常に広い帯域におい
て十分な感度を有している。(SD)は代表的な昼光の
分光分布を示しており、(KD)は(S S )と(S
D)とを合成した分光分布を示す。従って、上述のよう
なシリコン・7オトダイオードを受光素子として用いる
焦点検出装置の昼光下での分光感度分布は、(KD)に
示されるようになる。そして、この分光感度分布(KD
)からも明らかなように、この焦点検出装置は、昼光に
対して約590n鰺に感度ピークを有する。
FIG. 8 is a graph showing the spectral sensitivity distribution of the light receiving element array, the spectral distribution of typical daylight, and the spectral distribution obtained by combining them. In Fig. 8, (SS) is a silicon 7 photodiode (SPD) which is usually used as a light receiving element.
) and has sufficient sensitivity in a very wide band. (SD) shows the typical daylight spectral distribution, and (KD) shows (S S ) and (S
D) shows the combined spectral distribution. Therefore, the spectral sensitivity distribution under daylight of the focus detection device using the above-mentioned silicon 7-otodiode as a light receiving element is as shown in (KD). Then, this spectral sensitivity distribution (KD
), this focus detection device has a sensitivity peak at about 590n with respect to daylight.

一方、第9図は、タングステンランプの分光分布とその
照明下における焦点検出装置の分光感度分布を示すグラ
フである。第9図において、(SA)はタングステンラ
ンプの分光分布を示し、(SS)は第8図と同様の受光
素子の分光感度分布を示す。従って、タングステンラン
プ照明下の焦点検出装置の分光感度分布は、(SA)と
(SS)とを合成した(KA)にて示されるようになる
。第9図からも明らかなように、このタングステンラン
プ照明下の焦点検出装置の分光感度分布(KA)は、約
68onI11に感度ピークを有する。故に、焦点検出
装置の感度ピークは、昼光下とタングステンランプ照明
下とでは約90nmの差が生じる。この差による焦点検
出誤差を防止するために、第8図および第9図に(R)
で示される分光特性を有する赤外線カットフィルタを用
いることも考えられるが、受光素子への入射光量が着し
く減少してしまい、焦点検出の低輝度限界を悪化させて
しまうので好ましくない。
On the other hand, FIG. 9 is a graph showing the spectral distribution of the tungsten lamp and the spectral sensitivity distribution of the focus detection device under the illumination. In FIG. 9, (SA) shows the spectral distribution of the tungsten lamp, and (SS) shows the spectral sensitivity distribution of the light receiving element similar to that in FIG. Therefore, the spectral sensitivity distribution of the focus detection device under tungsten lamp illumination is expressed by (KA), which is a combination of (SA) and (SS). As is clear from FIG. 9, the spectral sensitivity distribution (KA) of the focus detection device under tungsten lamp illumination has a sensitivity peak at about 68 onI11. Therefore, the sensitivity peak of the focus detection device differs by about 90 nm between daylight and tungsten lamp illumination. In order to prevent focus detection errors due to this difference, (R) is shown in Figures 8 and 9.
Although it is conceivable to use an infrared cut filter having the spectral characteristics shown in the following, it is not preferable because the amount of light incident on the light receiving element will be drastically reduced and the low brightness limit of focus detection will be worsened.

一方、撮影レンズ(TL)は、色収差を極力小さくする
ように設計されてはいるが、完全には色収差がとれてお
らず、代表的なレンズの入射光波長と像点位置の関係は
、第10図のグラフに■■で示すように、設計的にG線
(436nm)とC線(656na+)とにおいて像点
位置をほぼ一致するように設計されている。第10図に
おいて、(KDP)は昼光の場合の分光感度の感度ピー
クの波長(590nm)を、(K A P )はタング
ステンランプ照明の場合の感度ピークの波長(680n
n+)をそれぞれ示している。第10図から明らかなよ
うに、照明光源の差によって、焦点検出装置に検出され
る焦点位置は0.1fflI11から0 、2 mmも
変化することが考えられる。
On the other hand, although photographic lenses (TL) are designed to minimize chromatic aberration, chromatic aberration is not completely eliminated, and the relationship between the incident light wavelength and image point position of a typical lens is As shown by ■■ in the graph of FIG. 10, the image point positions are designed to be almost the same for the G line (436 nm) and the C line (656 na+). In Figure 10, (KDP) is the wavelength of the sensitivity peak of the spectral sensitivity in daylight (590 nm), and (K A P ) is the wavelength of the sensitivity peak in the case of tungsten lamp illumination (680 nm).
n+) respectively. As is clear from FIG. 10, the focal position detected by the focus detection device may change by as much as 0.2 mm from 0.1 fflI11 due to the difference in the illumination light source.

例えば、第11図図示のように、被写体が太陽(D)に
よって照明されている場合は、被写体からの反射光が実
線イで示されるように、撮影レンズ(TL)を通って予
定焦点面(F)に結像し、コンデンサレンズ(L、)と
結像レンズ(L、)(L2)を通して受光素子(S)上
に2つの2次像が投影される。
For example, as shown in FIG. 11, when the subject is illuminated by the sun (D), the reflected light from the subject passes through the photographic lens (TL) to the planned focal plane (as shown by the solid line A). F), and two secondary images are projected onto the light receiving element (S) through the condenser lens (L, ) and the imaging lens (L, ) (L2).

一方、照明光源としてタングステンランプ(A)が用い
られる場合は、被写体からの反射光が破線口で示される
ようにすすんで、予定焦点面(F)よりも後に像が形成
され、コンデンサレンズ(Lo)と結像レンズ(L、)
(L2)を通して受光素子(S)上に2つの2次像が投
影される。そして、太陽光照明の場合の像間隔りに比べ
てタングステンランプ照明の場合は像間隔L゛になり、
光軸方向距離りだけ光源の波長差による焦点検出誤差と
なるのである。
On the other hand, when a tungsten lamp (A) is used as the illumination light source, the reflected light from the subject proceeds as shown by the broken line, and an image is formed after the intended focal plane (F), and the condenser lens (Lo ) and imaging lens (L, )
Two secondary images are projected onto the light receiving element (S) through (L2). And, compared to the image interval in the case of sunlight illumination, the image interval in the case of tungsten lamp illumination is L゛,
The focus detection error is due to the wavelength difference of the light source by the distance in the optical axis direction.

次に、光源の波長の違いによるコンデンサレンズの屈折
率の差によって焦点検出誤差の生じる現象について第1
2図を用いて説明する。17図の基本光学系において、
コンデンサレンズ(Lo)は結像レンズ(Ll)(L2
)の瞳を撮影レンズ(TL)の射出瞳に撮影する役目を
もっている。第12図において、(M)は結像レンズ(
L、HL2)の瞳径を決定するマスクであり、一対の開
口部(M、)(M2)が形成されており、各開口部(M
+)(M2)の中心が結像レンズ(Ll)(L2)の光
軸とそれぞれ一致するように配置されている。
Next, we will discuss the phenomenon in which focus detection errors occur due to differences in the refractive index of the condenser lens due to differences in the wavelength of the light source.
This will be explained using Figure 2. In the basic optical system shown in Figure 17,
The condenser lens (Lo) is the imaging lens (Ll) (L2
) has the role of photographing the exit pupil of the photographic lens (TL). In Fig. 12, (M) is the imaging lens (
It is a mask that determines the pupil diameter of (L, HL2), and a pair of apertures (M, ) (M2) are formed, and each aperture (M
+) (M2) are arranged so that their centers coincide with the optical axes of the imaging lenses (Ll) and (L2), respectively.

f512図において、(MD)、(MA)はコンデンサ
レンズ(Lo)によって撮影レンズ(TL)に投影され
るマスク(M)の像をそれぞれ示し、照明光源の波長の
差により太陽光の場合は(M D )、タングステンラ
ンプの場合は(MA)となる、すなわち、長波長成分を
多く含む(赤っぽい)タングステンランプの照明の場合
は、コンデンサレンズ(LO)の屈折率が太陽光の場合
のそれの屈折率よりも小さくなり、コンデンサレンズ(
Lo)の焦点距離は、太陽光照明の場合よりもタングス
テン光照明の場合の方が長くなるので、像(MA)は像
(MD)よりも遠くに結像される。そして、照明光源の
波長差による屈折率の差が少ないほど像(MA)と像(
M D )とは互いに近づいた位置に投影される。従っ
て、コンデンサレンX’(L、)のアツベ数ν1は大き
くて波長による屈折率の変化が少ない方が良い。
In the f512 diagram, (MD) and (MA) respectively indicate the images of the mask (M) projected onto the photographing lens (TL) by the condenser lens (Lo). M D ), and (MA) in the case of a tungsten lamp. In other words, in the case of a tungsten lamp illumination that contains many long wavelength components (reddish), the refractive index of the condenser lens (LO) is the same as that in the case of sunlight. It is smaller than the refractive index of the condenser lens (
Since the focal length of Lo) is longer in the case of tungsten light illumination than in the case of sunlight illumination, the image (MA) is focused farther than the image (MD). The smaller the difference in refractive index due to the wavelength difference of the illumination light source, the smaller the difference between the image (MA) and the image (
M D ) are projected at positions close to each other. Therefore, it is better for the Abbe number ν1 of the condenser lens X'(L,) to be large and for the change in refractive index with wavelength to be small.

ここで、通常、第11図からも明らかなように、撮影レ
ンズ(TL)自体のために長波長成分の強い光は後ピン
になりがちであるので受光素子アレイ上では像間隔が広
がる傾向にあるのに加えて、第12図のような合焦光学
系の構成では長波長側の光による像間隔が広めになる傾
向にあるので、撮影レンズと合焦光学系を合わすとさら
に後ピンの情報がでる傾向にふみ二とにたムー 一方、結(1?レンズ(L、)(L2)についてif寮
すると、まず、第13図は、結像レンズ(L、)とマス
ク(M)との部分を拡大したものである。短波長成分の
強い光をA、長波長成分の強い光をBとすると、長波長
成分に対する材料の屈折率の方が短波長成分に対する屈
折率よりも小さいので、長波長成分の強い光Bの方が光
線の曲げられ方が弱くなって像の間隔が短(なり、撮影
レンズを含めたピント位置の光源の波長差による誤差を
補正する方向にある。従って、結像レンズの7ツベ数v
2が小さくて長波長成分と短波長成分との屈折率の差が
大きい方が、光源の波長の差による焦点検出誤差を補正
するためには良い。
Here, as is clear from FIG. 11, normally, because of the photographing lens (TL) itself, light with strong long wavelength components tends to be focused at the rear, so the image spacing on the photodetector array tends to widen. In addition, in the configuration of the focusing optical system as shown in Fig. 12, the distance between images due to the longer wavelength light tends to become wider, so when the taking lens and the focusing optical system are combined, the rear focus is further increased. On the other hand, if we look at the lens (L,) (L2), Figure 13 shows that the imaging lens (L,) and the mask (M) This is an enlarged view of the part.If the light with a strong short wavelength component is A and the light with a strong long wavelength component is B, then the refractive index of the material for the long wavelength component is smaller than the refractive index for the short wavelength component. , the light B with a strong long wavelength component has a weaker bending of the light ray, and the distance between the images becomes shorter (this is in the direction of correcting the error caused by the wavelength difference of the light source at the focus position, including the photographic lens. Therefore, , 7-beam number v of the imaging lens
2 is small and the difference in refractive index between the long wavelength component and the short wavelength component is large, in order to correct the focus detection error due to the difference in wavelength of the light source.

従って、本発明は、撮影レンズの予定焦点面の近傍ない
しは後方にコンデンサレンズを配置し、その後方に光軸
対称に、像を2つに分離するための像分離光学素子を配
置して、分離された2つの像を互いに比較することによ
って、撮影レンズの予定焦点面に対する焦点検出を行う
焦点検出装置において、以下の条件を満足することを特
徴とするものである。
Therefore, in the present invention, a condenser lens is arranged near or behind the planned focal plane of the photographic lens, and an image separation optical element for separating an image into two is arranged behind the condenser lens symmetrically with the optical axis. The present invention is a focus detection device that performs focus detection on a predetermined focal plane of a photographic lens by comparing two images obtained by the present invention, and is characterized by satisfying the following conditions.

(1)   ν1〉ν2 但し、ここで、ν、はコンデンサレンズのアツベ数、ν
2は像分離光学素子のアツベ数である。
(1) ν1>ν2 where, ν is the Abbe number of the condenser lens, ν
2 is the Abbe number of the image separation optical element.

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。Examples of the present invention will be described in detail below.

第1図は本発明の第1の実施例の焦点検出装置を示す概
略図である。fpJ1図において、コンデンサレンズ(
Lo)のアツベ数ν1は、結像レンズ(Ll)(L2)
のアツベ数ν2よりも大きくなるようにその材料が選択
されでいる。これは、第13図の考察より、結像レンズ
(L、>(L2)の材料としては、アツベ数νの小さい
(波長による屈折率の差の大きし1)ものが光源の波長
差による焦点検出誤差の補正に有効であるからであり、
更に、第12図の説明よりコンデンサレンズ(Lo>の
アツベ数νは大きい方がよいからである。コンデンサレ
ンズ(Lo)に用いられる材料としては、BK7、BK
S、5K16などのクラウンガラスもしくはアクリル(
PM M A )などアツベ数νが大きい材料が適用さ
れ、一方、結像レンズの材料としてはプリントガラス、
ポリスチレン、ポリカーボネートなどアツベ数νの小さ
いものが適用される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a focus detection device according to a first embodiment of the present invention. In the fpJ1 diagram, the condenser lens (
The Atsube number ν1 of Lo) is the imaging lens (Ll) (L2)
The material is selected so that it is larger than the Abbe number ν2. From the consideration in Fig. 13, it is clear that the material for the imaging lens (L, > (L2)) with a small Abbe number ν (the difference in refractive index depending on the wavelength is 1) will be the focal point due to the wavelength difference of the light source. This is because it is effective in correcting detection errors,
Furthermore, from the explanation in Fig. 12, it is better to have a larger Atsube number ν of the condenser lens (Lo>.As for the material used for the condenser lens (Lo), BK7, BK
Crown glass or acrylic such as S, 5K16 (
Materials with a large Atsube number ν such as PMMA) are used, while materials for the imaging lens include printed glass,
Materials with a small Atsube number ν such as polystyrene and polycarbonate are used.

第1図tこおいて、光線(dl)は太陽光照明下の光線
を示しており、光M(al)はタングステンランプ照明
下の光線を示している。光線(dl)はコンデンサレン
ズ(Lo)によって大きく屈折させられるが、結像レン
ズ(Ll)(L2)によっては大きく屈折させられない
。一方、光線(al)はコンデンサレンズ(Lo)によ
って大きく屈折させられないが、結像レンズ(Ll)(
L2)によって大きく屈折させられて、両光線(dl)
(al)とも受光素子(S)上では互いlこ一致した位
置に到達する。従って、光源の波長差による焦点検出誤
差を良好に補正することができる。
In FIG. 1, the light ray (dl) indicates the light ray under sunlight illumination, and the light M(al) indicates the light ray under tungsten lamp illumination. The light beam (dl) is largely refracted by the condenser lens (Lo), but is not significantly refracted by the imaging lenses (Ll) (L2). On the other hand, the light ray (al) is not greatly refracted by the condenser lens (Lo), but the imaging lens (Ll) (
L2), both rays (dl)
Both (al) reach the same position on the light receiving element (S). Therefore, it is possible to satisfactorily correct focus detection errors due to wavelength differences between light sources.

尚、本実施例においては、第2図に拡大して示されるよ
うに、結像レンズ(L=)(L2)は、その光軸(x、
)(x2)が、マスク(M)の開口部(Ml)(M2)
の中心よりも距離Hだけ外側に配r11されている。こ
のように構成することによって、結像レンズ(L、)(
L2)にそれぞれプリズム的な作用を持たせて、第2図
に示される長波長側の光線(A I)の方が短波長側の
光線(DI)よりも撮影レンズ(TL)の光軸(X)に
近い位置を通るようにして、長波長側の光線による2つ
の像の間隔をなるべく小さくして、光源の波長差による
焦点検出誤差を減少させることができる。これを第3図
のプリズム(P)に置き換えて、更に詳しく説明する。
In this example, as shown enlarged in FIG. 2, the imaging lens (L=) (L2) has its optical axis (x,
) (x2) is the opening (Ml) (M2) of the mask (M)
It is arranged a distance r11 outside the center of . By configuring in this way, the imaging lens (L, ) (
L2) has a prism-like effect, so that the light ray on the longer wavelength side (AI) shown in Fig. 2 is closer to the optical axis (TL) of the photographing lens (TL) than the light ray on the short wavelength side (DI). By passing through a position close to X), the distance between the two images of the long-wavelength light ray can be made as small as possible, thereby reducing focus detection errors due to the wavelength difference between the light sources. This will be explained in more detail by replacing this with the prism (P) in FIG.

第3図において、プリズム(P )l二人対する光線を
(ml)とすると、プリズム(P)から射出される光M
(o+2)との角度の差αは、 α=n・θ  ・・・・・・(2) で表される。ここで、口はプリズム(P)の屈折率、θ
はプリズム(P)のくさび角である。そして、(2)式
から、くさび角θが大きいほど、およびプリズム(P)
の屈折率が大きいほど光線は偏向されやすく、従って、
結像レンズ(Ll)(L2)のアツベ数が小さいほど偏
向角を大きくして、波長の差による焦点検出誤差を良好
に補正することができるのである。
In Figure 3, if the light rays directed at the prism (P)l and the two people are (ml), then the light M emitted from the prism (P)
The angle difference α from (o+2) is expressed as α=n·θ (2). Here, the mouth is the refractive index of the prism (P), θ
is the wedge angle of the prism (P). From equation (2), the larger the wedge angle θ is, the more the prism (P)
The larger the refractive index of , the more easily the light ray is deflected, so
The smaller the Abbe number of the imaging lenses (Ll) (L2), the larger the deflection angle, and the better the focus detection error due to the difference in wavelength can be corrected.

上記第1の実施例では、通常は受光素子の感度が長波長
側にのびているので、一対の結像レンズ(L、)(LX
)の光軸(x、)(x2)をマスク(M)の開口部(M
、>(M2)の中心より撮影レンズ(TL)の光軸(X
)から遠くなる方向にずらすように構成して、長波長側
で後ピンになるという現象を補正しようとしたが、第1
0図からも明らかなように非常に短波長成分(400n
m付近)の多い場合でも後ピンとなる。よって、短波長
側の光が多い特殊な光源が用いられる特殊用途の焦点検
出装置の場合は、逆に結像レンズ(Ll)(L2)の光
軸(x、)(x2)をマスク(M)の開口部(Ml)(
M2)の中心よりも撮影レンズ光軸(X)の方向に近づ
ければ、短波長側で後ピンとなる現象を補正することが
できるし、この場合も結像レンズ(Ll)(L2)のア
ツベ数ν2は小さい方が補正がよくされ、コンデンサレ
ンズ(Lo)のアツベ数をν1、結像レンズ(Ll)(
L2)のアツベ数をν2とすると、シ、ンシ2の関係が
成り立つときに波長による焦点検出誤差の補正が良好に
なされる。
In the first embodiment described above, since the sensitivity of the light receiving element normally extends to the long wavelength side, the pair of imaging lenses (L, ) (LX
) of the optical axis (x, ) (x2) of the mask (M)
, > (M2) from the center of the photographing lens (TL) optical axis (X
) to correct the phenomenon of rear focus on the long wavelength side, but the first
As is clear from Figure 0, there is a very short wavelength component (400n
Even if there are many cases (near m), it will be a back pin. Therefore, in the case of a special purpose focus detection device that uses a special light source that produces a lot of light on the short wavelength side, conversely, the optical axes (x, ) (x2) of the imaging lenses (Ll) (L2) are connected to the mask (M ) opening (Ml) (
By moving the lens closer to the optical axis (X) of the imaging lens than the center of M2), it is possible to correct the phenomenon of back focus on the short wavelength side, and in this case, the heat of the imaging lens (Ll) (L2) can be corrected. The smaller the number ν2, the better the correction.The Atsube number of the condenser lens (Lo) is ν1, and the imaging lens (Ll) (
Letting the Abbe number of L2) be ν2, the focus detection error due to wavelength can be well corrected when the relationship of 2 and 2 holds.

第4図は、以上のような場合に有効な12の実施例を示
す断面図である。第4図において、一対の結像レンズ(
L、)(L2)は、その光軸(xl)(x2)が一対の
マスクの開口部(M、)(M2)の中心よりも光軸(X
)に近くなるように配置されている。従って、(イ)は
長波長成分の多い昼光の1光線とし、(ロ)は短波長成
分の多いタングステン光の1光線とすると、従来の構成
では(ロ)の場合に後ピンとして検出されてしまうが、
本実施例のように結像レンズ(L、)(L2)の光軸(
×1)(×2)がマスクの開口部(M、)(M2)の中
心に対して撮影レンズ(TL)の光軸(X)方向によっ
て配置されているので、そのプリズム効果としては第2
図図示の場合の逆となり、短波長成分の光の方が結像レ
ンズ(Ll)(L2)によって大きくまげられ波長の差
による焦点検出誤差の補正がなされる方向にある。
FIG. 4 is a sectional view showing 12 embodiments that are effective in the above cases. In Figure 4, a pair of imaging lenses (
L, ) (L2) is such that its optical axis (xl) (x2) is closer to the optical axis (X
) is placed close to. Therefore, if (a) is one daylight beam with many long wavelength components, and (b) is one tungsten beam with many short wavelength components, in the conventional configuration, (b) is detected as a rear focus. However,
As in this embodiment, the optical axis (
×1) (×2) are arranged in the optical axis (X) direction of the photographing lens (TL) with respect to the center of the opening (M,) (M2) of the mask, so the prism effect is the second
The situation is the opposite of the case shown in the figure, and the light of the short wavelength component is largely bent by the imaging lenses (Ll) (L2), so that the focus detection error due to the difference in wavelength is corrected.

第5図は、本発明の第3の実施例を示す断面図であり、
本実施例では、上述の実施例に用いられた一対の結像レ
ンズ(Ll)(L2)に代えて、一体化された一対のプ
リズム(P、)(P2)が用いられている。そして、プ
リズム(P 1 )(P 2 )の前にはレンズ(L3
)が配置されており、このレンズ(’Lj)は結像作用
を有し、像を分離する作用はプリズム(Pl)(P2)
が有している。ここで、プリズム(P 、)(P 2)
の位置はレンズ(L、)の前でも良い。
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention,
In this embodiment, a pair of integrated prisms (P, ) (P2) are used in place of the pair of imaging lenses (Ll) (L2) used in the above embodiments. In front of the prisms (P 1 ) (P 2 ), there is a lens (L 3 ).
) is arranged, this lens ('Lj) has an imaging function, and the function of separating images is a prism (Pl) (P2).
has. Here, prism (P,) (P2)
The position may be in front of the lens (L,).

第6図は、本発明の第4の実施例を示す断面図であり、
本実施例はfjSS図図示の第3の実施例に用いられた
レンズ(L、)と一対のプリズム(PI)(P2)とを
一体化して、1つの像分離素子(DE)としたものであ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention,
In this embodiment, the lens (L,) used in the third embodiment shown in the fjSS diagram and a pair of prisms (PI) (P2) are integrated into one image separation element (DE). be.

尚、上記実施例では、すべて赤外光を遮断する赤外光カ
ットフィルタが用いられていなかったが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、赤外光カットフィルタを用
いるものに対しても、有効である。赤外光カットフィル
タを用いる場合には、本発明を適用することによって、
従来のように受光素子に検出される波長域を非常に狭く
することなく、広く設定して受光素子の受光量を増加さ
せることができる。
Incidentally, in all of the above embodiments, an infrared light cut filter that blocks infrared light is not used, but the present invention is not limited to this, and is applicable to those using an infrared light cut filter. is also valid. When using an infrared light cut filter, by applying the present invention,
The amount of light received by the light receiving element can be increased by widening the wavelength range detected by the light receiving element instead of making it very narrow as in the conventional case.

以上詳述したように、本発明は、撮影レンズの予定焦点
面の近傍ないしは後方にコンデンサレンズを配置し、そ
の後方に光軸対称に像を2つに分離するための像分離光
学素子を配置して、分離された2つの像を互いに比較す
ることによって、撮影レンズの予定焦点面に対する焦点
検出を行う焦点検出装置において、ν1をコンデンサレ
ンズのアツベ数、ν2を像分離光学素子のアツベ数とし
たときに、ν、〉ν2の条件を満足することを特徴とす
るものであり、このように構成することによって、被写
体の照明光源の波長差による焦点検出誤差を減少せしめ
ることができる。
As described in detail above, the present invention provides a condenser lens that is arranged near or behind the planned focal plane of a photographing lens, and an image separation optical element that separates an image into two parts symmetrically on the optical axis behind the condenser lens. In a focus detection device that detects the focus on the predetermined focal plane of the photographing lens by comparing the two separated images, ν1 is the Abbe number of the condenser lens, and ν2 is the Abbe number of the image separation optical element. This feature satisfies the conditions ν, >ν2 when .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示す断面図、tjrJ
2図はその要部拡大図、第3図はその結像レンズのプリ
ズム作用を説明するためのプリズムの断面図、第4図は
本発明の第2の実施例を示す断面図、第5図は第3の実
施例を示す断面図、f56図は第4の実施例を示す断面
図、fjS7図は本発明に用いられる焦点検出装置の光
学系を示す断面図、第8図は太陽光下でのシリコン・7
オトダイオードからなる受光素子の分光感度分布を示す
グラフ、第9図はタングステンランプ下での該受光素子
の分光感度分布を示すグラフ、fjS10図は撮影レン
ズの波長による像点位置の差を示すグラフ、第11図は
従来の撮影レンズの色収差による焦点検出誤差の原因を
示す断面図、第12図はコンデンサレンズの波長による
屈折率の差による焦点検出誤差の原因を示す断面図、第
13図は結像レンズの波長による屈折率の差による焦点
検出誤差の原因を示す断面図である。 (T L >”、m影しンズ、(L、):コンデンサレ
ンズ、(L 、)(L 2)(P I)(P 2)(D
 E ):像分離光学系。 以  上 出願人 ミノルタカメラ株式会社 第1O図 5丸表 (JL#L)
FIG. 1 is a sectional view showing the first embodiment of the present invention, tjrJ
Fig. 2 is an enlarged view of the main part, Fig. 3 is a sectional view of the prism for explaining the prism action of the imaging lens, Fig. 4 is a sectional view showing the second embodiment of the present invention, and Fig. 5. is a sectional view showing the third embodiment, Fig. f56 is a sectional view showing the fourth embodiment, Fig. fjS7 is a sectional view showing the optical system of the focus detection device used in the present invention, and Fig. 8 is a sectional view showing the optical system of the focus detection device used in the present invention. Silicon 7
A graph showing the spectral sensitivity distribution of a light-receiving element consisting of an optodiode, Figure 9 is a graph showing the spectral sensitivity distribution of the light-receiving element under a tungsten lamp, and fjS10 is a graph showing the difference in image point position depending on the wavelength of the photographic lens. , Fig. 11 is a cross-sectional view showing the cause of focus detection error due to chromatic aberration of a conventional photographic lens, Fig. 12 is a cross-sectional view showing the cause of focus detection error due to the difference in refractive index depending on the wavelength of a condenser lens, and Fig. 13 is a cross-sectional view showing the cause of focus detection error due to the difference in refractive index depending on the wavelength of a condenser lens. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the cause of focus detection error due to a difference in refractive index depending on the wavelength of an imaging lens. (T L >”, m shadow, (L, ): condenser lens, (L ,) (L 2) (P I) (P 2) (D
E): Image separation optical system. Applicant Minolta Camera Co., Ltd. Figure 1O Figure 5 Round Table (JL#L)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、撮影レンズの予定焦点面の近傍ないしは後方にコン
デンサレンズを配置し、その後方に光軸対称に像を2つ
に分離するための像分離光学素子を配置して、分離され
た2つの像を互いに比較することによって、撮影レンズ
の予定焦点面に対する焦点検出を行う焦点検出装置にお
いて、以下の条件を満足することを特徴とする焦点検出
装置:ν_1>ν_2 但し、ここで、 ν_1;コンデンサレンズのアッベ数 ν_2;像分離光学素子のアッベ数 である。 2、像分離光学素子は、撮影レンズの光軸対称に配置さ
れた一対のレンズであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の焦点検出装置。 3、像分離光学素子は、撮影レンズの光軸対称に配置さ
れた一対のプリズムであることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の焦点検出装置。
[Claims] 1. A condenser lens is disposed near or behind the planned focal plane of the photographic lens, and an image separation optical element for separating an image into two parts symmetrically on the optical axis is disposed behind the condenser lens, A focus detection device that performs focus detection on a predetermined focal plane of a photographing lens by comparing two separated images with each other, and is characterized in that it satisfies the following conditions: ν_1>ν_2 However, here where ν_1 is the Abbe number of the condenser lens, ν_2 is the Abbe number of the image separation optical element. 2. The focus detection device according to claim 1, wherein the image separation optical element is a pair of lenses arranged symmetrically with respect to the optical axis of the photographing lens. 3. The focus detection device according to claim 1, wherein the image separation optical element is a pair of prisms arranged symmetrically with respect to the optical axis of the photographing lens.
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