JPS61295522A - 焦点検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は焦点検出装置に関し、より詳しくは、エレクト
ロクロミー等の電気光学素子の着色濃度をコントロール
することにより、分光透過率を変化させ、焦点検出時に
おける光源の色温度差を補正するようにした焦点検出装
置に関する。

（従来技術とその問題点） 一般に、−眼レフカメラの焦点検出装置に必要とされる
重要な要素は、開放Ｆ値や焦点距離の異なる種々の交換
レンズに適応し得る能力である。

また外界の明るさに関係なく焦点検出がおこなえること
も重要である。

本出願人は、−眼レフカメラ用の自動焦点検出システム
として、ストロボに補助照明装置を組み込んで、外界が
暗い時に被写体に向けて補助的に照明をおこない、焦点
検出を可能とする焦点検出方式を提案した（例えば、特
願昭５９−２６１１９４号および特願昭６（１−７６８
６号）。」二足補助照明装置の光源としては、目に対す
る刺激の少ない近赤外に近い７００ｎｍの波長の光を発
するＬＥＤを用いている。

ところで、」二足焦点検出方式において、補助照明装置
の光源は、波長が長い程、目に対する刺激は少なくなる
が、撮影レンズの色収差の影響ら大きくなる。特に、カ
メラ側から光を被写体に投射してその反射光を用いて焦
点調節を行う能動的自動焦点検出方式（以下、単にアク
ティブＡＦという。）に比較して、焦点検出のための投
射光を投射することなく、外界の光を頼りに焦点調節を
おこなう、検出範囲に制限のない受動的自動焦点検出方
式（以下、単にバゾンングＡＦという。）による焦点検
出の場合に光源の色温度の違いの影響を受けやすく、焦
点検出誤差を生じる。例えば、長焦点レンズを用いて、
被写体をタングステンランプ等の色温度の低い光源で照
明した時と、同じ被写体を日中光等の色温度の高い光源
で照明した時とでは、撮影レンズの色収差の影響で焦点
位置か数十μｍも異なる。

これに対し、特開昭５８−８６５０４号および特開昭５
８−５９４１３号には、光源の色温度を色温度測定装置
により測定し、交換レンズごとに色収差特性を示すパラ
メータを備え、これらの情報によりレンズの色収差量に
対応した焦点検出誤差量を求め、焦点検出誤差の補正を
おこなうようにしたものが示されている。

この方式では、上記のような問題点は解消されるが、レ
ンズの色収差特性はレンズを構成するガラスの分散のば
らつきによってかなりばらつくので、個々の撮影レンズ
ごとに正確な色収差特性を示すパラメータを求めること
は仲々困難で、焦点検出誤差の正確な補正を行うことは
難しかった。

本発明は上述のような問題点を解消すべくなされたもの
であって、撮影レンズごとに色収差特性を示すパラメー
タを持つ必要なしに撮影レンズが有する色収差による焦
点検出誤差を除去するようにした焦点検出装置を提供す
ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） このため、本発明は、二次結像手段により形成される像
から撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出装置にお
いて、撮影レンズの予定結像面近傍に配置され、通電電
気量により着色濃度が制御される電気光学素子を通して
撮影レンズの焦点状態を検出する受光手段に入射する先
の分光特性を撮影レンズを透過して焦点検出状態を検出
する受光手段に入射する光の色温度に応じて補圧するよ
うにしたことを特徴としている。すなわち、本発明は、
エレクトロクロミー等の電気光学素子の着色濃度を撮影
レンズに入射する光の色温度に応じてコントロールする
ことによって受光手段に入射する光の分光特性を補正す
るしのである。　本発明のか＼る特徴は、本願の発明者
による次のような考察により得られた乙のである。

第７図から第１３図を用いてこれを説明する。

第７図は、焦点検出用光学系（受光系）の−例である、
Ｉ、ｏは撮影レンズ、Ｆはその焦点面であり、その後方
に焦点検出用光学系Ａ。が配置されている。ＱとＰは、
それぞれのレンズの前に配置されたマスクであり、Ｃは
ＣＯＤ等の受光素子である。

第８図は、第７図を９０°異なった方向からながめた図
である。

焦点調節の原理は、撮影レンズの光軸を挾む撮影レンズ
の第１の部分と第２の部分をそれぞれ通過した被写体光
束によりつくられる二つの像の相関位置を検出して、測
距を行う乙ので、第８図において、撮影レンズＬ。の焦
点面Ｆと等価な位置の近傍にマスクＱを介してコンデン
サレンズＬ。

が配され、更に、コンデンサレンズＬ、の背後のマスク
Ｐの２つの開口に結像レンズＬ、、Ｌ、が配され、それ
らの結像面６に例えばＣＯＤを用いた左右のラインセン
ザ（第７図のＣ参照）が夫々配されている。ピントを合
わせるべき物体の像が予定焦点面より前方に結像する、
いわゆる前ビンのの像７ａのラインセンザの領域ての再
結像８ａ。

９ａは互いに光軸ＯＣの方に近づき、反対に後ピンの象
？ｂの再結１ｇ！８ｂ、９ｂは互いに光軸ＯＣから遠ざ
かる。合焦の場合の像７ｃの再結像８ｃ。

９Ｃの互いに対応し合う二点間の距離は光学系の構成か
ら定められる特定の大きさとなる。従って、ラインセン
ザ上の像の光分布パターンを電気信号に変換して、それ
らの相対的位置関係を求めると、ピントを合わせるべき
物体までの距離を知ることができる。

次に、第９図に示すように、撮影レンズＬ。を波長の異
なる光線ａと光線すが透過したときに発生する色収差と
焦点検出誤差の発生との関係について説明する。

第１Ｏ図は、撮影レンズの色収差と波長との関係を示し
たグラフである。横軸に波長を、縦軸に５８９ｎｍのｄ
−線を基準にした時のピントのずれ量へＩＲをとっであ
る。曲線（［）は設計基準状態を示し、曲線（Ｉ　りと
（Ｉ　Ｉ　１）は撮影レンズを構成するガラスの分散ば
らつきによって、基準状態よりもずれた状態のカーブを
表わしている。ズームレンズ等ガラスの枚数が多いレン
ズでは、基準状態よりのずれもそれだけ大きくなる。し
たがって色収差の補正を正確におこなおうとすれば、撮
影レンズ個々に異なった補正パラメータを導入する必要
かある。即ち、同じ種類の撮影レンズでも、撮影レンズ
を構成するガラスの分散のばらつきにより補正パラメー
タが異なり、個々の撮影レンズに夫々異なったｈｌｉ正
パラメータを持たせることが必要になる。

なお、第９図において、光線ａは可視光を表わし、光線
すは赤外光を表わしている。光線ａによるピント位置と
、光線すによるピント位置のずれ△【Ｒが色収差量であ
る。第１Ｏ図からも明らかなように光線すの波長が長く
なれば長くなる程、色収差量△［Ｒが大きくなる。

この色収差量ΔＩＲによる焦点検出用光学系（受光系）
の誤差を小さくするためには、焦点検出用光学系に入射
する光のうち、波長の長い成分の光を赤外カットフィル
タを用いてカットすればよい。

しかしながら、パッシブＡＰとアクティブＡＦとが可能
な一眼レフカメラでは、アクティブＡ’Ｆ時、既に述べ
たように、人間の目に対する刺激等を考慮して、近赤外
に近い波長が７００ｎｍの光を発生するＬＥＤを投光手
段としているので、上記赤外カットフィルタは少なくと
もこのＬＥＤの発光波長付近の波長を透過させるもので
なけらばならないが、この波長の光は日中光等に比較し
て波長がかなり長い。このため、たとえば波長が５８９
ｎｍの点を基準に焦点検出装置が調整されていると、波
長が７００ｎｍ付近の光が焦点検出用光学系に入射した
場合、ベストピント位置がずれる。

第１Ｉ図は、発光波長が７００ｎｍのＬＥＤの分光特性
（ｍと、赤外カットフィルター（Ｖ）の分光透過率を表
わしている。この赤外カットフィルター（Ｖ）は、焦点
検出用光学系の光路中に配置されている。第１２図は、
被写体を照明する光源の一例を示したものであり、横軸
に波長を、縦軸に相対分光分布をとっである。第１３図
は焦点検出用受光素子の分光感度特性を表わしている。

横軸は波長であり、縦軸は相対感度である。第１Ｉ図の
赤外カッ］・フィルターと、第１３図の受光素子を用い
て焦点検出をおこなったとすると、第１０図と第（２図
とから、被写体がＡ光源の様に、７００ｎｍないし８０
０ｎｍ付近の光量成分を多く含む光で照明されている場
合には撮影レンズし。の色収差量△ＩＲが０．２ｍｍな
いし０．４ｍｍ程度とかなり大きくなり、焦点検出誤差
も大きくなる。一方、被写体がＤ光源の様に赤外域の光
量成分が少ない光で照明されている場合には、撮影レン
ズＬ０の色収差量△ＩＲが小さくなり、焦点検出誤差も
小さくなることが分る。

上記のことから、撮影レンズの色収差量ΔＩＲによる焦
点検出誤差を小さくするには、パッシブＡＰ時に、被写
体から入射する光の色温度を検出し、この色温度に応じ
て電気光学素子を使用して焦点検出装置の受光素子Ｃに
入射する先の赤外域の成分を少なくするようにすればよ
い。また、アクティブＡＦ時には、電気光学素子が７０
０ｎｍ付近までの波長を存する光を透過させるようにし
、Ｌ　Ｅ　Ｄの発光波長７００ｎｍを基準として焦点検
出装置のベストピント位置を補正するようにすればよい
。

（作用） 本発明において、二次結像手段は被写体からカメラの撮
影レンズを透過して入射してくる光を受光手段上に結像
させる。受光手段はこの像により撮影レンズの焦点状態
を検出する。電気光学素子は受光手段の出ツノに応じて
ＸＴｉ砥電気量が制御され、受光手段に入射される光の
分光特性を補正する。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつ＼本発明の実施例を説明する
。

第１図は上記した撮影レンズの色収差に起因する焦点検
出誤差を除去した焦点検出装置を有する一眼レフカメラ
の一実施例である。

第１図においては、ＩＯはカメラボディー、１１は交換
可能な撮影レンズ、１２はレフレックスミラーであり、
撮影レンズ１１を透過して来た光をファインダーに反射
すると共に、一部の光を透過して全反射鏡１３から赤外
線カットフィルタ１４ａを通して焦点検出用光学系１４
にら導く。１５はペンタプリズムの下面に平行に配置さ
れた偏平な形状をした光学部材であり、下面下向きの凸
部１５ａとファインダー下方の奥部に設置されたＬＥＤ
Ｉ６に対向する凸部１５　ｂと両凸部の中心線が交差す
る位置に設けられたハーフミラ−１５ｃとて凸レンズを
構成している。また、ハーフミラ−１５ｃは、好ましく
はＬＥＩ）＋６より発せられる波長の光線を反射し、可
視光を透過する様な光学フィルターである。ここでハー
フミラ−１５ｃの角度は、ＬＥＤ１６より発仕られた光
線を撮影レンズの光軸ＯＣに対して僅かの角度傾ける様
に形成し、ＬＥＤ１６より投写された光は撮影レンズの
光軸ＯＣ以外の部分を通過して外部へ投射されるように
する。

第２図に焦点検出用光学系１４の詳細図を示す。

１１は撮影レンズであり、２Ｉは焦点間近くに配置され
た、左右方向に細長い開口２＋ａを有するマスクである
。２２はマスク２１の直後に配置されたコンデンサレン
ズである。２３は楕円形状の２つの絞り開口２３ａと２
３ｂとを有する絞り板であり、それに密着して電気光学
素子２４が配置されている。Ａ、とΔ２は絞り開口２３
ａと２３ｂの光線透過領域を示す。２６と２７は、電気
光学素子２４の直後に配置された二次結像レンズであっ
て、撮影レンズ１１の光軸ＯＣを挟む第１の部分ａｌお
よび第２の部分ａ２を通過し、絞り仮２３の絞り開口２
３ａおよび２３ｂを通過した光線をＣＯＤ等の一次元ア
レイよりなる受光素子２５に結像させる。

第３図に電気光学素子２４の詳細図を示す。

３０は無色透明なガラス板であり、その内側には透明な
導電膜で作られた第１透明電極３１が形　、成されてい
る。

３２は酸化タングステン、水酸化イリジウム等のエレン
）・ロクロミック（オ科よりなるエレクトロクロミック
膜であり、３３は電解質である。エレンＩ・ロクロミソ
タＩＩＩが酸化タングステンの場合には、これと接する
電極を負電位にして通電することにより着色し、水酸化
イリジウムの場合には、正電位にして通電することによ
り着色する。また着色の程度は、電気量を制御すること
によってコントロールされる。３５はガラス板であり、
その内側表面には透明導電膜よりなる第２透明電極３４
がコートされている。３６．３７はシール材であり、３
８〜４１は第１．第２透明？ｔｉ極３１，３４に導通ず
る導体である。

エレクトロクロミック膜３２が酸化タングステンの場合
、導体３８と３９との間らしくは導体４０と４１の間に
導体３８ムしくは４０が負電位となる）ηにして通電゛
４−ると着色１７、絞り開Ｉ：］２３ａと２３ｂを透過
する先の分光波長が変化する。エレクトロクロミック膜
３２は、任意の着色濃度で電源を切ることにより、その
濃度をいつまでも保持する。再び消色するには、逆極性
にして通電すればよい。

第４図は上記エレクトロクロミック＋オ料の分光透過率
を示したものである。曲線１１．は十分消色した時の特
性を示し、曲線り、は十分着色した時の特性を示してい
る。曲線り、の消色状態より曲線１〕、への着色状態へ
の移行は、近赤外の吸収が増大してそれか可視の赤色側
に及ぶためにおきる。そこで適当な所で通電をスト・ツ
ブすることにより赤色側の透過率を曲線１１．と曲線り
、の間の任意の値に調節することができる。

本発明は、この原理を利用して、Ａ光源の様に赤外域の
光量成分が多い被写体光の場合には、着色度を高くし、
より赤外域の透過率を下げて分光透過率を補正する乙の
である。

第５図は°、上述の焦点検出装置を備えた一眼レフカメ
ラのブロック図である。

５０は焦点検出回路、５１はマイクロコンピュータ（以
下、マイコンと略記する。）で、焦点検出回路５０の出
力を演算してレンズ駆動回路５２によりモータ５３を駆
動して、撮影レンズのピント調節をおこなう。５４は撮
影レンズＩ＋に設けられたＲＯＭであって、撮影レンズ
１１の種々の情報（開放Ｆ値、焦点距離、繰り出し量、
球面収差力〜ブ等）が記憶されている。、５５は測光回
路で、センサ５７から人力する信号により被写体の輝度
と色温度を測定する。そして被写体輝度が暗い時には、
アクティブΔＦモードとなる情報を出力し、それに基づ
いてマイコン５１は焦点検出時に、発光回路５６に発光
指令信号を出力して、投光用ＬＥＤＩ６を発光させる。

ここで、センサ５７に入射する光とフ！；点検出用受光
素子に入射する光との分光特性は互いに等しい方が好ま
しいが（レフレックスミラー等の分光特性をそろえて）
、異なる場合には、センサ５７で色温度を補正した結果
に補正を加えればよい。

また、マイコン５１は焦点検出回路５０に電気光学素子
２４が消色状態となる様に信号を出力する。その為、焦
点検出用受光素子２５には、被写体によって反射してき
たＬＥＤ１６の投射光が入射し、その情報に基づいて撮
影レンズＩＩのピント調節をおこなう。

一方、被写体輝度が一定値以」二の時には、バッンブＡ
Ｆモートとなり、マイコン５Ｉは測光回路５５より出力
される色温度情報に基づいて、電気光学素子２４の着色
濃度をコントロールし、色温度の補正をおこなう。これ
によって撮影レンズの色収差誤差の影響か除かれるので
ある。

第６図に着色濃度をコントロールする機構の一実施例を
ブロック図で示す。

第６図において、５１はマイコンで第５図のマイコン５
１に対応している。６１は発光回路で赤外Ｌ　Ｅ　Ｄ　
６３の発光を制御する。６２は着色濃度制御回路で、受
光素子６４の出力をモニターして電気光学素子２４に印
加する電気量を制御して所望の着色濃度にコントロール
する働きを有する。

電気光学素子２４の着色濃度のコントロールは、例えば
、通電時間を変えることでおこなう。

また、通電時間を精度よくコントロールすることで、発
光回路６ｊと赤外ＬＥＤ６３を省略することら可能であ
るが、この場合には周囲温度に応じて通電時間を調整す
る必要がある（エレクトロクロミーは温度に応じて応答
特性が変わる。）。

（発明の効果） 以上、詳述したことからら明らかなように、本発明は、
焦点検出装置の受光手段に入射される光を電気光学素子
を透過させ、撮影レンズに入射する光の色温度に応じて
撮影レンズを透過して受光手段に入射されろ光の分光特
性かは＼′一定となるように補正するようにしたので、
撮影レンズが有する色収差による焦点検出誤差を除去す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点検出装置を装備した一眼レフ
カメラの模式図、 第２図は第１図の一眼レフカメラの焦点検出装置の光学
系の訂細図、 ＠３図は電気光学素子の内部構成を示す縦断面図、 第４図は第３図の電気光学素子の分光透過率の説明図、 第５図は焦点検出回路のブロック図、 第６図は第３図の電気光学素子の着色濃度をコントロー
ルする装置のブロック図、 第７図および第８図は夫々焦点検出装置の焦点検出光学
系の説明図、 第９図は撮影レンズの色収差による焦点検出誤差の発生
の説明図、 第１０図は撮影レンズの色収差と波長との関係を示す説
明図、 第１１図は発光波長が７００ｎｍのＩ、ＬＣＤの分光特
性と赤外カットフィルターの分光特性の説明図、第１２
図は被写体を照明する各種光源の分光特性の説明図、 第１３図は焦点検出用受光素子の分光感度特性の説明図
である。 １１・・・撮影レンズ、　　Ｉ４・・焦点検出用光学系
、２Ｉ・・・マスク、　　　２２・・・コンデンサレン
ズ、２３・・・絞り板（２３ａ　、２３ｂ・・・コンデ
ンサレンズ）、２４・・・電気光学素子、２５・・・受
光素子、５０・・焦点検出回路、５１・・・マイコン、
５４・・・ｒｔＯＭ、　　　　５５・・・測光回路、５
６・・・発光回路、　　５７・・・サンプ、６１・・・
発光回路、　　６２・・・着色濃度制御回路６３・・・
赤外ＬＥＤ、　６４・・・受光素子。 特許出願人　　　ミノルタカメラ　株式会社代理人　弁
理士　青　山　　葆　ほか２名第１図 第２図 Ｃ 第３図 ５１　　５ｒ 第４図 →藩長（ｎｍ） 第５図 ヘヘ 第７図 Ｆ Ｏ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズの予定結像面の後方に配置された二次
   結像手段により形成される像を受光手段により受光し、
   この受光手段により撮影レンズの焦点状態を検出する焦
   点検出装置において、 上記予定結像面近傍に通電電気量により着色濃度が制御
   される電気光学素子が配置されており、撮影レンズに入
   射する光の色温度に応じてこの電気光学素子を通して受
   光手段に入射する光の分光特性を補正するようにしたこ
   とを特徴とする焦点検出装置。