JPS62168107A - 焦点検出用光学系 - 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、例えば自動焦点カメラなどに用いられる焦点
検出用の光学系で、詳しくは、撮影レンズの予定焦点面
の近傍ないし後方にコンデンサレンズを配置し、このコ
ンデンサレンズの後方に主光軸対称に一対の結像レンズ
を配置するとともに、これら結像レンズの前方に入射す
る光束を規制する開口部を有する遮光部材を設け、前記
一対の結像レンズによって受光素子アレイ上に形成され
る予定焦点面の像を互いに比較することにより、前記撮
影レンズの焦点検出を行う焦点検出用光学系に関する。

〔従来の技術〕

上述のような構造の焦点検出用光学系は、種々のものが
提案され、また、現実に実施もされている。しかしなが
ら、従来構造のものでは、使用する撮影レンズ側の制約
によって検出感度域をあまり広くすることができない欠
点があった。

この点について今少し説明するため、まず、第５図にも
とづいて従来構造を説明すると、図外の撮影レンズの予
定焦点面（Ｆｏ）の近傍に形成される一次像（１）を赤
外線カットフィルタ（１２）やコンデンサレンズ（１３
）、ならびに遮光部材（１６）に形成された一対の開口
部（１６ａ）　、　（１６ｂ）を介して一対の結像レン
ズ（１７ａ）　、　（１７ｂ）で再結像させ、受光素子
アレイ（２０）上に２つの二次像（Ｉａ）　、　（Ｉｂ
）を形成して、これら２つの二次像（Ｉａ）。

（Ｔｂ）の位置の変化を検出することによって撮影レン
ズの焦点検出を行うように構成されている。

ここで、仮に検出感度域を２倍にすると、前述の一次像
（１）が（１′）となり、受光素子アレイ（２０）上で
は、２つの二次像が（Ｉａ’）と（Ｉｂ’）とに−なり
、両二次像（Ｉａ’）、　（Ｉｂ’）の一部が干渉し合
って焦点検出が不可能となる。このような干渉を回避す
るためには、主光軸（１）からの結像レンズ（１７ａ）
　、　（１７ｂ）の偏心量（Ｘｔ）を大きくすればよい
が、開口部（１６ａ）　、　（１６ｂ）の偏心量（Ｘｍ
）に対してあまり大きくすると、コマ収差や歪曲のよう
な横収差が大きくなって二次像（Ｉａ”）、（Ｉｂ″）
の結像性能が劣化する。この結像性能の劣化をも回避し
ようとすれば、結像レンズ（１７ａ）　、　（１７ｂ）
の偏心量（Ｘｔ）と開口部（１６ａ）　、　（１６ｂ）
の偏心量（Ｘｍ）とを、ともに大きくすればよいが、開
口部（１６ａ）　。

（１６ｂ）の偏心ｌ１（Ｘｓ）を大きくすると、焦点検
出に利用する光束の主光軸（ｆ）に対する傾き（θ）が
大きくなる。この傾き（θ）が大きくなると、Ｆ値の大
きい暗い撮影レンズでは有効光束がけられることになる
ため、焦点検出が不可能となる。

このように、従来構造のものでは、検出感度域を広げよ
うとすると、暗い撮影レンズでの焦点検出が不可能とな
って使用する撮影レンズのＦ値に制約を受けるし、逆に
、暗い撮影レンズでの焦点検出を可能にしようとすると
、どうしても検出感度域が狭くなって、動きのある被写
体であるとすぐに検出感度域から外れてしまって、これ
に追随しきれないとか、あるいは、所望の構図にしたと
きに検出感度域内にコントラストが充分に有る部分を入
れることができず焦点検出が不可能となるなどの欠点が
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような実情にかんがみて完成したもので
、その目的は、使用する撮影レンズのＦ値にあまり制約
を受けず、しかも、検出感度域を大幅に広げることので
きる焦点検出用光学系の提供にある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による焦点検出用光学
系は、遮光部材と結像レンズとの間に、光を主光軸から
遠ざかる方向に偏光させる第１プリズムを設け、かつ、
結像レンズと受光素子アレイとの間に、光を主光軸に近
づける方向に偏光させる第２プリズムを設けてあること
を特徴とする。

〔作　用〕

このように、結像レンズの前方に光を主光軸から遠ざか
る方向に偏光させる第１プリズムを設けるものであるか
ら、コンデンサレンズからの光束は、この第１プリズム
によって主光軸から遠ざかる方向に偏向されて両結像レ
ンズに入射される。そして、そのままでは両結像レンズ
による像が受光素子アレイに対して偏向した状態となる
が、この受光素子アレイの前方に設けられた第２プリズ
ムによってその偏向が修正されるため、両結像レンズに
よる像は、はとんど偏向することなく受光素子アレイ上
に形成される。その結果、第５図に示した傾き（θ）を
大きくすることなく、受光素子アレイ上に確実に２つの
二次像を形成することができるとともに、これら２つの
二次像の干渉を回避することができ、検出感度域を広げ
ることができる。

〔実施例〕

本発明を一眼レフレックスカメラの焦点検出装置に適用
した実施例について図面を参照して説明すると、第３図
はカメラ全体の概略を示し、カメラボデー（１）には交
換可能な撮影レンズ（２）が装着され、かつ、カメラボ
デー（１）内には、回動可能な主ミラー（３）、焦点板
（４）、ペンタプリズム（５）、接眼レンズ（６）など
からなるファインダ光学系が組込まれている。主ミラー
（３）の後方には、撮影レンズ（２）を通過した光束の
一部を下方へ反射させるための副ミラー（７）が設けら
れ、この副ミラー（７）の下方には、副ミラー（７）に
よって反射された光束にもとづいて撮影レンズ（２）の
焦点を検出する焦点検出モジュール（８）が配設されて
いる。

焦点検出モジュール（８）は、第２図に示すように、モ
ジュール本体（９）、視野マスク（１０）、受光素子パ
ッケージ（１１）などからなり、前記視野マスク（１０
）には、赤外線カットフィルタ（１２）が取付けられ、
この視野マスク（１０）の弾性脚部（１０ａ）　、　（
１０ｂ）をモジュール本体（９）の保合孔（９ａ）と係
合切欠（９ｂ）内に係合させることにより、コンデンサ
レンズ（１３）をモジュール本体（９）の開口部（１４
）に固定保持できるように構成されている。モジュール
本体（９）内には、副ミラー（７）で反射された主光軸
（１）に対して４５＠の傾きをもつ屈曲用ミラー（１５
）が固着され、この屈曲用ミラー（１５）の光路後方に
は、主光軸（１）に対して左右対称な一対の開口部（１
６ａ）　、　（１６ｂ）を有する遮光部材（１６）と、
同じく主光軸（Ｉｌ）に対して左右対称な一対の結像レ
ンズ（１７ａ）　、　（１７ｂ）を有するプラスチック
からなる透明板（１７）とが配設されている。この透明
板（１７）は、第１図に示すように、光路前方側の面が
Ｖ型にカットされている。換言すると、結像レンズ（１
７ａ）　、　（１７ｂ）の前方に、光を主光軸Ｃ１）か
ら遠ざかる方向に偏光させる第１プリズム（１８）が、
結像レンズ（１７ａ）　。

（１７ｂ）と同一部材で一体的に形成されて設けられて
いる。そして、遮光部材（１６）に形成された一対の孔
（１６ｃ）　、　（１６ｄ）と、透明板（１７）に形成
された一対の孔（１７ｃ）　、　（１７ｄ）とを、遮光
部材（１６）を光路前方に位置させた状態でモジュール
本体（９）に植設のピン（９ｃ）　、　（９ｄ）にそれ
ぞれ外嵌することにより、遮光部材（１６）と透明板（
１７）との位置決めを行うように構成されている。前記
受光素子パッケージ（１１）は、従来のものと同様に合
板（ｌｌａ）上に一列に配置された受光素子アレイの一
例であるＣＣＤアレイチップ（２０）　（第１図参照）
を透明のカバーガラスで封入したもので、ＣＣＤアレイ
チップ（２０）の出力端子（２０ａ）が台ｖｉ（ｌｌａ
）の上下に突出されていて、この受光素子パッケージ（
１１）もモジュール本体（９）に固定できるように構成
されている。そして、ＣＣＤアレイチップ（２０）を封
入するカバーガラスと同一部材で一体的に第２プリズム
（１９）が形成され、第１図に示すように、この第２プ
リズム（１９）が、光を主光軸（１）に近づける方向に
偏光させるぺ＜　ＣＣＤアレイチップ（２０）の前方に
設けられている。

この焦点検出モジュール（８）の光学系を展開して示し
たのが第１図で、第４図に示したフィルム面（Ｆ）と等
価な予定焦点面（Ｆｏ）がコンデンサレンズ（１３）の
直前方に位置し、この予定焦点面（Ｆｏ）の近傍に一次
像（１）が形成される。この−次像（Ｉ）は、赤外線カ
ットフィルタ（１２）やコンデンサレンズ（１３）、な
らびに遮光部材（１６）に形成の一対の開口部（１６ａ
）　、　（１６ｂ）を介して結像レンズ（１７ａ）　、
　（１７ｂ）で再結像され、受光素子アレイ（２０）上
に２つの二次像（Ｉａ）　、　（Ｉｂ）を形成する。こ
れら両二次像（Ｉａ）　、　（Ｉｂ）の位置の変化を検
出して、撮影レンズ（２）の焦点検出を行う点について
は従来と全く同様であるが、遮光部材（１６）と結像レ
ンズ（１７ａ）　、　（１７ｂ）　との間に、第１プリ
ズム（１８）が設けられているので、コンデンサレンズ
（１３）からの光束は、主光軸（１）から遠ざかる方向
に偏光される。その後、両結像レンズ（１７ａ）　、　
（１７ｂ）に入射されて再結像されることになるが、受
光素子アレイ（２０）の前方に第２プリズム（１９）が
設けられているので、第１プリズム（１８）による偏向
が修正され、受光素子アレイ（２０）上で再結像される
。したがって、第５図に示した傾き（θ）を大きくする
ことなく、受光素子アレイ（２０）上での２つの二次像
（Ｉａ）　、　（Ｉｂ）の干渉を回避することができ、
焦点の検出感度域を広げることができる。

第４図は、別の実施例を示す焦点検出モジュール（８）
の光学系の展開図で、この実施例においては、第２プリ
ズム（１９）が受光素子アレイ（２０）を封入するカバ
ーガラスとは別体に構成されていて、保持部材（２１ａ
）　、　（２１ｂ）を介して受光素子アレイ（２０）の
前方に配設されている。さらに、この第２プリズム（１
９）は、第１図に示したものと向きが逆になっているが
、やはり光を主光軸（ｆ）に近づける方向に偏光させる
作用を有し、同様の効果が期待できることは勿論である
。

その他の構成は、第１図のものと同様故、同じ参照番号
を付すことにより、その説明を省略する。

〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明の焦点検出用光
学系によれば、第５図に示した傾き（θ）を大きくする
ことなく、換言すると、使用するｔ最影レンズのＦ値に
あまり制約を受けることなく、検出感度域を広げること
ができる。その結果、動きのある被写体に対しても十分
に追随することができるとともに、検出感度域内にコン
トラストが充分に有る部分を入れ易くなり、焦点検出が
不能となる事態の発生を極力回避し得るに至った。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る焦点検出用光学系の実施例を示し、
第１図は焦点検出光学系の展開図、第２図は焦点検出モ
ジュールの分解斜視図、第３図はカメラの内部構造を示
す概略側面図、第４図は別の実施例を示す焦点検出光学
系の展開図、第５図は従来構造を示す焦点検出光学系の
展開図である。 （２）・・・・・・盪影レンズ、（１３）・・・・・・
コンデンサレンズ、（１６）・・・・・・遮光部材、（
１６ａ）　、　（１６ｂ）・・・・・・開口部、（１７
ａ）　、　（１７ｂ）・・・・・・結像レンズ、（１８
）・・・・・・第１プリズム、（１９）・・・・・・第
２プリズム、（２０）・・・・・・受光素子アレイ、（
１）・・・・・・主光軸、（Ｆｏ）・・・・・・予定焦
点面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズの予定焦点面の近傍ないし後方にコン
   デンサレンズを配置し、このコンデンサレンズの後方に
   主光軸対称に一対の結像レンズを配置するとともに、こ
   れら結像レンズの前方に入射する光束を規制する開口部
   を有する遮光部材を設け、前記一対の結像レンズによっ
   て受光素子アレイ上に形成される予定焦点面の像を互い
   に比較することにより、前記撮影レンズの焦点検出を行
   う焦点検出用光学系において、前記遮光部材と結像レン
   ズとの間に、光を主光軸から遠ざかる方向に偏向させる
   第１プリズムを設け、かつ、前記結像レンズと受光素子
   アレイとの間に、光を主光軸に近づける方向に偏光させ
   る第２プリズムを設けてある焦点検出用光学系。
2. （２）前記第１プリズムが、結像レンズと同一部材で一
   体的に形成されている特許請求の範囲第（１）項に記載
   の焦点検出用光学系。
3. （３）前記第２プリズムが、受光素子アレイをパッケー
   ジする透明カバーと同一部材で一体的に形成されている
   特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の焦
   点検出用光学系。