JPS62183416A - 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】 利用分野 本発明は光電素子を具えた光学装置に関し、特に不所望
光に原因する精度の低下を防止した焦点検出装置を含む
。

産業上の利用分野 カメラに組込まれていて、対物レンズの焦点調節状態を
検出する装置は既に良く知られている。特に、対物レン
ズの像から複数の平行関係の再結像レンズあるいはイメ
ージスプリットプリズムと再結像レンズの組合わせによ
って互に視差を持った複数の物体像を再形成し、これら
物体像の相互間隔を光電変換素子の画素列で受像し、対
物レンズの焦点調節状態を検出する位相差検出法゛が主
流になりつつある。

一方、焦点検出装置においては、対物レンズの色収差が
良好に補正されている波長を選定して光電変換素子へ入
射させるために、例えば７００　ｎｍ以上の波長をカッ
トする様な処置を取っている。

尚、この赤外領域をカットするためには多層干渉フィル
ターを使用することが多くなってきており、フィルター
を透過しなかった光のほとんどは反射される。

第４図はフィルタリング特性の１例を示しているが、波
長カット領域の特性曲線が多少傾斜しており、例えば７
００ｎｍの波長の光は５０％が透過し、５０％が反射す
ることになる。

ところで自動合焦撮影を行う場合、被写界からの光の中
には７００ｎｍ程度の比較的強い光が含まれることがま
まあり、殊に低輝度、低コントラストの被写体に対して
自動合点を行う為に補助的な照明を行う場合、慣用され
る照明光源には７００　ｎｍ程度の波長光が含まれるの
が普通である。

時折、特定の環境下における被写体をｔｆｆｉ　ｔした
際に検出誤差が確認され、その原因は波長カットフィル
ターを通過した光の内の不所望波長の光によると考えら
れる。即ち、上で述べた様に波長カットフィルターを装
着していても、一部の不所望光はフィルターを通過し、
光電変換素子の画素列以外の所に掛けられたマスクで主
に反射し、例えば再結像レンズに関して光電変換素子と
光学的に共役な位置あるいは光電変換素子の直前に配さ
れたフィルター裏面で反射して、再度光電変換素子に入
射し、その光がゴーストを生じさせると推測される。尚
、光電変換素子に掛けられるマスクは、大男高反射率の
アルミニウムが使用され、またフィルターは他の光学的
要請に基づいて光電変換素子と共役な位置あるいはその
直前に設ける配置がより事態を悪くしているが、他の配
置でも大なり小なりのゴースト発生は避は難い。

第５図は均一輝度面を対物レンズ１によって投影した場
合の光電変換素子出力を示す図であり、矢印Ａ、Ｂで示
した部分がゴーストによる出力である。

このようにゴーストが生じると、２つの画素列出力間の
相対的位置ズレを検出する際、検出誤差を生じ正確な焦
点検出は不可能となる。尚、相対的位置ズレの検出方法
については特開昭５８−１４２３０６等に開示されてい
る。また、このゴーストによる焦点検出誤差は、赤外カ
ット干渉フィルターの透過率が２０〜８０％程度の場合
に顕著に現れるため、上で触れた様に波長７’００　ｎ
ｍの光で物体を照明している場合等に影響が大きい。

発明が解決しようとしている問題点 本発明は上記ゴースト像に起因する検出精度の低下、あ
るいは誤検出を防止することにある。

そしてこの目的を達成するために、電気信号を出力する
光電変換手段と、物体光を前記光電変換手段に導くため
の光学手段と、物体光を濾光するためのフィルタリング
手段を具えた装置で、前記フィルタリング手段と前記光
電変換手段との両面が光学的に非平行状態になる様に構
成している。

ここで、光学的に非平行とは光軸が反射鏡等によって物
理的に折れ曲がっていても、光軸を展開した時に非平行
なことを云う。

実施例の説明 以下、第１図、第２図を使って本発明の詳細な説明する
。

図中、１は予定結像面上に物体像を形成するための着脱
自在の対物レンズで、検出信号で駆動される図示しない
調節装置で調節される。２は光分割器で、−眼レフレッ
クスカメラの場合は、元の光軸Ｘの延長上にフィルムあ
るいはビデオ撮影素子が配され、分岐された光軸上に以
降説明する部材が配されるが、ここでは便宜上光軸を展
開して示す。

３は視野マスク、４はフィールドレンズで予定結像面上
に配される。５は絞り、６は２次結像レンズ、７は２つ
の画素列を有する光電変換素子である。視野マスク゛３
は対物レンズ１の予定結像面近傍に位面し、その開口部
３ａ内に形成された対物レンズ１による物体像は２次結
像レンズ６によって光電変換素子上に再結像される。こ
のとき、絞り５の２つの開口部５ａ、５ｂに対応して２
次結像レンズの２つのレンズ部６ａ、６ｂがあるため、
光電変換素子上には２つに分割された２次像が形成され
る。さらにフィールドレンズ４によって絞り５と対物レ
ンズ１の射出瞳とは共役関係にあるため、光電変換素子
面上に投影された２次像は対物レンズ１の異なる領域を
通った光束によって形成されたものとなる。従って、対
物レンズ１による物体像が予定結像面よりも対物レンズ
よりに結像している前ピン状態においては、視野−マス
ク像８ａ、８ｂ内の照度分布は矢印方向に移動し、後ピ
ン状態においては矢印と反対方向に移動する。

視野マスク像８ａ、８ｂ内には画素列７ａ、７ｂがそれ
ぞれ位置し、被写体像の照度分布を電気信号として取り
出している。この光電変換素子の出力に基づいて２像の
相対的位置ズレを検出することによって対物レンズの合
焦状態を知ることができる。

９はフィルターで分光感度補正のために赤外波長領域を
カットする多層干渉薄膜が透光平板上に蒸着されて成り
、画素列７ａ、７ｂ並び方向と直交する軸に対して傾く
様に、光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されている
。

第２図（Ａ）は画素列と直角方向の焦点検出装面の断面
図で、図（Ｂ）は図（Ａ）に直交する断面図である。第
２図で説明した様に光電変換素子７面で反射した光線は
２次結像レンズ６ｂ、絞り開口５Ｂを逆に進み、赤外線
カット干渉フィルター９に達して集光するが、フィルタ
ーは傾斜して配置されているためその反射光は絞り間口
５ａには再び入射しない。従って、この迷光は光電変換
素子７には達することなく、何ら焦点検出精度には影晋
を与えない。第３図は均一輝度面を対物レンズ１によっ
て投影した場合の光電変換素子出力であり、光学系の特
性による周辺光量落ち込みのみがあるだけで均一な出力
が得られる。

尚、赤外線カット干渉フィルターを傾斜させたことによ
ってカット波長は変化するが、傾斜角を考慮して特性を
選ぶことで対処できる。また上側では、光電変換素子と
光学的にほぼ共役な位置にフィルターを配しているが、
光電変換素子の直前に配した場合等でも同様にして解消
できる。他方、フィルターを傾ける代りに光電変換素子
に掛けるマスクの表面を傾斜させて不所望光を逸すこと
も考えられ、そのときは干渉薄膜はフィールドレンズ表
面に設けることもできる。

更に本発明は一眼レフレックスカメラ以外にビデオカメ
ラ等にも適用でき、その他、加工機械の間隔決定装置な
どへの応用も可能である。

発明の効果 本発明によれば、物界から来る光の波長光によらず焦点
検出が可能となり、検出環境を考慮して手動と自動を切
替えるといった煩わしさから解放され、また照明光に因
み誤動作の心配もないものである。

また特に、低輝度下の検出のために補助光を使用する場
合、光源として発光波長７００ｎｍ程度の入手の容易な
発光ダイオードや小型電球を利用できるから、安価で性
能を信顆することができ、そのときでも検出エラーを生
じないと云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視図で、第２図（Ａ）
（Ｂ）はそれぞれ断面図である。第３図は光電変換素子
の出力を示す図。第４図はフィルターの特性図。第５図
はゴースト像が生じた際の光電変換素子の出力を示す図
。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）焦点調節状態に係る信号を出力する光電変換手段
   と、物体光を前記光電変換手段に導くための光学手段と
   、物体光を濾光するためのフィルタリング手段を具えた
   装置であって、前記フィルタリング手段と前記光電変換
   手段との両面が光学的に非平行状態になる様に構成した
   ことを特徴とする焦点検出装置。
2. （２）前記フィルタリング手段は、前記光電変換手段の
   近傍あるいは前記光学手段に関して前記光電変換手段と
   光学的に共役な位置もしくはその位置の近傍に配置され
   ている特許請求の範囲第１項記載の焦点検出装置。
3. （３）前記光学手段は、物体光から複数の物体像を形成
   する特許請求の範囲第２項記載の焦点検出装置。
4. （４）前記フィルタリング手段は、少なくとも特定波長
   に対して半透過半反射特性を有する特許請求の範囲第１
   項記載の焦点検出装置。
5. （５）前記フィルタリング手段は、多層干渉フィルター
   である特許請求の範囲第２項に記載する焦点検出装置。
6. （６）前記光電変換手段は、画素列を有する特許請求の
   範囲第１項記載の焦点検出装置。