JPS6263924A - 自動焦点調節装置 - 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】 この発明は一眼レフカメラに適した自動焦点調節装置に
関する。

従来の技術 一眼レフカメラの自動焦点調節装置に採用される焦点検
出方式には、広角レンズから望遠レンズ捷での多種類の
交換レンズに対応する為に、外界の光を頼りに焦点検出
をおこなう・！ツシプ方式と、カメラ側に設けた照明装
置からの照明光により焦点検出をおこなうアクティブ方
式とがある。

前者の方式は外界が暗いときには焦点検出精度が悪くな
ったり、焦点検出が不可能となったりする欠点があった
。この点を改善するために、フラッシュ発光装置に補助
照明装置を絹込み、外界が暗く、・？ツシブ方式では焦
点検出が不可能な場合でも、補助照明装置により被写体
を照明して焦点検出を可能としたものが、本出願人によ
り提案されている（特願昭５９−２６１１９４号、特願
昭６０−７６８６号参照）。

第５図により、その概略を説明すると、第５図（ａ）に
おいて５１はカメラボディ、５２は交換可能な撮影レン
ズであって、レンズ５２によって形成された被写体像を
焦点検出用モジュール５３で受光ｊ〜、焦点調節をおこ
なう。

このカメラに着脱可能なフラッシュ発光装置５４には発
光装置を備えた補助照明用投射光学系５５が設けられて
おり、外界が暗い時にはこの投射光学系５５から被写体
に向けて光を投射し、その反射光により焦点検出をおこ
なうものであり、投射光学系５５は撮影レンズの光軸Ｏ
Ａよりも距離Ｂ離れた位置に角度θ傾けて配置しである
。

このような焦点検出方式では、第５図（１））に示すよ
うに投射光学系と焦点検出用１受）Ｙ；光学系との距離
Ｂの分たけ投射光は斜めから焦点検出区域を照明するこ
とになるので、投射光学系で照明される投射光の光軸Ｏ
Ｂを中心、１−シてＲｕ、Ｒ７′で規定される範囲と、
焦点検出光学系による焦点検出範囲である撮影レンズの
）Ｙ、軸ＯＡに関して対称なＳｕ、ＳＡ−υ規定さ扛る
範囲とが市なる部分ノについてのみ焦点検出が可能とな
る。

この距離ｌを艮＜シ、１、うとすＪｌば投射光の照明角
度を拡げることになるが、拡げれば被７１体面上での照
度が減少して焦点検出区域な被′す′体重での距離が短
くなるという不都合が生じ、−またストロボ発光装置を
携帯しないときは焦点検出ができないという制約もある
。

一方、撮影レンズを通ｊ−で照明光を被写体に投射（″
ｒＴＬ照明）し、反射してきた尤を同じ撮影レンズを通
り一で焦点検出装置で受光するようにしたもの（特開昭
５４−１５５８３２号公報、特開昭５７−２２２１ｆ’
１号公報、米国特許４，４５５，０６５号明細書参照）
が提案さＪｌでいる。との方式では投射した照明光が撮
影レンズを構成するレンズの面間で反射してフレアーや
ゴーストが生じ、これが被写体からの反射光と重なって
焦点検出素子に入射する不都合が生ずる。

ここで、フレアーやゴーストについて簡単に説明する。

第６図は撮影レンズの面間反射によるフレアーやゴース
ト説明のだめの光学系光路図であり、撮影レンズ光軸Ｏ
Ｃ上で予定焦点面上の一点Ｏから図示の角度で投光され
た光は各レンズ表面で反射して入射方向に戻る。第６図
（ａ）は代表例としてレンズの１面、２面、６面で反射
したフレアーを示すもので１回反射した光のみを示１−
でいる。第６図（ｂ）はレンズの６面と１面との間で３
回反射した場合を示している。

第７図は、第８図に示すようなこの種のカメラの焦点検
出用受光光学系８０におけるレンズ前方に配置されたマ
スク８１面上におけるフレアーの像を示すものである。

なお、第８図について簡単に説明を加えると、８６は撮
影レンズ、Ｆは焦点面であり、焦点検出用受光光学系８
゜は焦点面の後方に配置され、マスク８１、絞りマスク
８３、レンズ８２．８４、ｃｃｎなどの受光素子８５か
ら構成されるものであるが、その構成の詳細は本件発明
に直接関係がないので省略する。ここで、投射光学系の
光軸は、絞りマスク８３の並び方向に対して、撮影レン
ズ光軸を含んで直交する面内に設定されているものであ
る。

再び第７図に戻り、第７図（ａ）に７■＜すそれぞれの
円は撮影レンズを構成する各レンズ表面で反射されたフ
レアーに対応するものである。なお、この図では１回反
射光のみを示したが、３回以上反射する場合についても
同様である。丑た、第７図卸は、第８図に示す焦点検出
用受光光学系８０における第２のマスクである絞りマス
ク８３面上におけるフレアーの像を示すものであり、第
１のマスクを通過した尤のみが絞りマスクに到達するの
でフレアーＶ↓減少シテいる。

第９図はフレアーの像が異なるタイプのレンズにより変
ｆＩＳする様子を示したもので、第７図−〇　− （１））と同じく焦点検出用受光光学系における絞りマ
スク８３面上におけるフレアーの像を示している。図に
おいて、横方向に焦点距離５０ｍ＋ｎ、Ｆｌ、７のガウ
スタイプ標準レンズと、焦点距離３５−１０５岨、Ｆ３
．５〜４５のズームレンズを２つのズーミングの状態、
即ち１０５嗣とした状態（Ｌ）と、３５嗣としだ状態（
Ｓ）とに分けて示した。また上段にはレンズの繰出し位
置が無限大ωに合焦したときと、最接近の位置に合焦し
たときを示した。標準レンズとズームレンズではフレア
光の像は異なり、まだ同じズームレンズでも状態色）で
はフレアーは絞りマスクで遮ぎられるが、状態（Ｓ）で
は絞りマスクを通過する光線が存在するようになる。こ
のように、絞りマが太きい。

フレアーやゴーストは被写体から反射して焦点検出光学
系に入射する光束と共に焦点検出素子に入射するが、特
に上記のように撮影レンズの種類や焦点調節操作によっ
てフレアーが大きく変化し、焦点検出素子面上に入射す
るフレアー等の光量が変動すると焦点検出に障害となる
ので、前記先行技術においてはこの対策として撮影レン
ズの主平面上に於て、その光軸に対して投射用光学系の
光軸と焦点検出用受光光学系の光軸とが点対称の関係を
満足しないように配置することで解決を図ろうとしてい
る。

発明が解決しようとする問題点 先に説明したように、フラッシュ発光装置などに焦点検
出の目的で補助照明用投光手段を設けた場合は焦点検出
用受光光学系と投射光学系との・ぐララックスが大きい
ため、近距離の被写体に対して補助照明光が到達しない
範囲が生じタリ、まだ近距離から遠距離までの広い範囲
ニわたって被写体に補助照明光を投射しようとすると、
照明光束をかなり拡げなければならず、遠距離の被写体
に投射される光量が不足し、焦点検出が困難となるなど
の問題があった。

一方、撮影レンズを通して照明光を被写体に向けて投射
し、その反射光を同じ撮影レンズを通して受光するいわ
ゆる′ｎ″Ｌ照明方式による焦点検出をおこなうもので
は、これを−眼レフカメラに適用するにはレンズの開放
Ｆ値や焦点距離が異なる多種類の交換レンズに対応でき
なければならない。そのためには投射光学系の光軸と焦
点検出用受光光学系の光軸とを撮影レンズの光軸に近い
部分に設定することで、開放Ｆ値の大きな、即ち瞳径の
小さな撮影レンズかう開放Ｆ値の小さな、即ち瞳径の大
きな撮影レンズにまで対応させることができる。

一方、フレアーやゴースト対策上撮影レンズの主平面上
に於て、その光軸に対して投射光学系と焦点検出用受光
光学系の光軸が点対称とならないように配置することが
おこなわれるが、フレアーやゴーストは撮影レンズの構
成や繰出し量の変化により変ることは既に説明とおりで
、投射光学系と焦点検出用受光光学系の光軸とを撮影レ
ンズの光軸に近い部分に設定することはフレアーやゴー
ストの影響を受けやすいことになる。この影響を避ける
だめには投射光束、受光光束を細くしぼることが必要と
なるが、その結果投射光量、受光光量が減少して焦点検
出可能領域が短くなるという問題点が生ずる。

問題点を解決するだめの手段 この発明は上記問題点を解決することを目的とするもの
で、遠距離から近距離に至る広い距離範囲にわたり焦点
検出を可能とするため、比較的近距離の被写体を照明す
るだめの、撮影レンズ後方に配置され撮影レンズを通し
て被写体に照明光を投射する第１の投光手段と、比較的
遠距離の被写体を照明するだめの、カメラボディに配置
され撮影レンズ外部から被写体に照明光を投射する第２
の投光手段とを備え、被写体からの反射光を交換可能な
撮影レンズを通して焦点検出素子で受光し焦点検出をお
こ々うよう構成したものである。

その構成をこの発明の第１の実施例に対応する第１図に
よって説明すると、第１の投光手段は赤外発光ダイオー
ド１８から放射される赤外光を撮影レンズ１１に導き、
交換用能な撮影レンズ１１全通して被写体に向は投射す
る構成となっており、撮影レンズの光軸に対（〜で投射
光の光束中心はわづかに角度を持たぜであり、比較的近
距離の被写体を照明する。壕、た第２の投光手段は赤外
発光ダイオード川８から放射さする赤外光をにンタプリ
ズノ、１５の前すに導キ、撮影レンズ１１を通さずに、
その外部から被写体に向は投射する構成となっており、
撮影レンズの光軸に対して投射光の光束中心はわすかに
角度を持たせてあり、比較的遠距離の被写体を照明する
。なお、被写体からの反射光は交換可能な撮影レンズを
経て焦点検出素子１４に導かれて焦点検出がおこなわれ
る。

作　　　用 第１の投光手段は焦点検出用受光光学系の光軸と被写体
照明用の投射光学系の光軸とを撮影レンズ光軸に近い位
置に設定するが、投射光束と受光光束とを細く絞ること
でフレアーやゴーストの影響を排除し、開放Ｆ値の小さ
なレンズから開放ＦＩＩｌ′ｌの入きなレン・ズ斗−Ｃ
（７）多ｆΦ失１１の咬ミ換「１１能な撮影レンズに対
応−する（二とができる。

−プハ投射光市、と受光光、東とに：　１ｊｌｌｉｌ　
＜　ｈ：る（ｒ、とにより焦点検出Ａ・ミ了−＼の入射
光（［１が／↓ンくなる（７）　−（’、［Ｌ軸的１）
ｆＩｌ′Ｉ！離のトル′す′体の焦点険１１目／（ｍ適
用する。、そし、で、Ｊ１九較的遠距離の扱’ノー、：
体の焦点検出のために第２の投光手段が用いらＪＬる３
、第２の投光手段は、カメラボディに設′けらＪするの
で、撮影し／ンズの鏡胴によ１）遮き゛らねてＨｒＨ距
離の被写体を照射するには適し２ないが、この領域は第
１０段光ｆ段により照射さＪｌろので間１吊は４：り、
むしろ投射する光束を細＜［７、遠距離斗でモ分な光…
を投射するＪ、）にする・−とで焦点検出が効率よ＜４
．・となえるものである１、 実施例 以下、この発明の実施例を八；（明する。第１図はこの
発明の投光」′代金・倫ぐ−た焦点調節製餡を有する　
−１１ＭレフカメラのＤ（Ｔ略を・示す断面ｒ＋＜＋で
ある。図において、ｌｌｊ、カメラボディ、１１は交換
可能な撮影レンズ、１２はし・・〕ｌｌｊツクスミラー
で、入射光をファインダ一部に反射すると共に、ミラー
中央部を透過した一部の光は光路偏向用のミラーで反射
して焦点検出用モジュール１４に導かれる。１５はファ
インダ一部の構成素子の１つであるベンタゾリズムで、
その前方には小プリズム１６が接合されている。ベンタ
ゾリズム１５と小プリズム１６との接合面は可視光を反
射１〜赤外光の一部を反射し−・部を透過する一種のフ
ィルタを形成しである。１７はベンタゾリズムの後方に
配置された接眼レンズ系であり、その構成要素であるレ
ンズの一部にはファインダーの光軸よりも上方に可視光
を透過し光列光に対しては反射するフィルタ面が形成し
である。その反射面１７ａの角度は後で説明する赤外発
光ダイオード１８から放射された赤外光が撮影レンズの
予定焦点面Ｆ上において撮影レンズ光軸と交叉するよう
設定される。

コレハ、撮影レンズの主平面−ににおいて、その光軸に
対して投射用光学系の光軸と焦点検出用受光光学系の光
軸とが点対称の関係を満たさないように配置し７て、フ
ｔ／了−！゛ゴーーーフＫｐ影響を除くためのものであ
る。１８ｔｄべ〕　ターアリズノ、ト部に配置された赤
外発光ダイ」−ト、１９は上記赤外発光ダイオ−Ｉ・か
ら故射さ７１／こ赤外光をファインダ光学系１．７　ｊ
ｉ）ｊ−向・＼反射させるミラー、２０はミラー１シ）
で反射した赤外光を集光する投射レンズ、２１は絞りで
ある。２２は小ゾリズノ、Ｉ　６の上方に配置さｌｌｊ
こ光路偏向用ミラーで、赤外発光ダイオードから放射さ
れ１、？ンタゾリズ１ｘ１５、小ゾリズｌ、１６を透過
した赤外光の光路を撮影レンズの光軸に対１．．−ｒわ
ずかに角度をもたせる程度に偏向させるものである。

次にその作用についてｄ１ψ明すると、赤外発光ダイオ
−ド１８より放射さノ■／こ赤外光はミラー１９、レン
ズ２０　ｆ経てファ・インダ　光学系１７に入射する１
、ファインタ゛−尤学系にはその光軸よりも上方に［１
］祝光を透過し赤外光を反射するフィルタ１７ａが形成
されているので、赤外光はこの面で反射１．　ｏシタプ
リズム１５に人射す−１４＝ る。Ｋフタプリズム１５に入射した赤外光はインクプリ
ズム１５と小プリズム■６との接合面に形成された一種
のフィルタが赤外光に対して半透過鏡の性質も有してい
るので、ここで２つの光路に分離される。そして透過し
た赤外光は小プリズム１６で上方に反射され、ミラー２
２にて前方に偏向されてカメラボディの前面から被写体
に向けて投射される。投射された赤外光の拡がシは第３
図０１、Ｃ２で示す範囲にあり、比較的遠方の被写体を
照明するように設定する。

一方、インタプリズム１５と小プリズム１６との接合面
で反射した赤外光は、ペンタプリズム内を逆方向に進み
、プリズム内で反射して予定焦点面Ｆ上の撮影レンズ光
軸を通過する。そしてレフレックスミラー１２で反射し
、撮影レンズ１１を通過して被写体に向は投射される。

投射された赤外光の拡がりは第３図Ｄ１、Ｂ２で示す範
囲にあり、比較的近距離の被写体を照明するように設定
する。

なお、第３図Ａ１、Ａ２で示す領域は焦点検出範囲を示
すものである。

第１図に示す実施例において、Ｒフタプリズム１５と小
プリズム１６との接合面は可視光を反射し、赤外光の一
部を反射し一部を透過する一種のフィルタを構成してい
ると述べたが、接合面を一部を除いて可視光を反射し、
赤外光を透過するようにし、残された部分を可視光、赤
外光の両方に対して反射面としてもよい。

いづれにしても、赤外光の透過光量を多くすることで撮
影レンズを通して投射する照明光量よりもカメラボディ
側から投射する照明光量を犬とすることができ、遠方の
被写体に対し効率よく照明することができる。

なお、第２図には被写体照明用の投射光学系をペンタプ
リズム前面にのみ配置した場合の投射光束と焦点検出範
囲を示した。この図から明らかなように投射光がカメラ
鏡胴１１でさえぎられないようにすると投射光束の範囲
はＢ１、Ｂ２となり、焦点検出範囲Ａ１、Ａ２のうち、
カメラに近い範囲ｌは照明されない。この範囲は撮影レ
ンズ光軸と投射光学系の中心との距離Ｃ−４０調、鏡胴
の長さ１７０關、同直径７０ｍｍの場合、ｔは約２ｍに
も々る。したがって、投射光学系をペンタプリズム前面
に設置したのみでは近距離の焦点検出ができないことに
なる。

第４図はこの発明の第２の実施例である投射光学系を備
えだ焦点調節装置を有する一眼レフカメラの概略を示す
断面図である。図において、３０はカメラボディの底部
に配置された焦点検出モジュールで、投射光学系と焦点
検出用受光光学系とが内蔵されている。３１．３２は赤
外発光ダイオードで、３３は赤外発光ダイオード３１．
３２より放射された赤外光を上方に偏向させるミラー、
３４は集光レンズである。３５は赤外発光ダイオード３
２より放射された赤外光を撮影レンズを通して被写体に
向は投射するだめの偏向ミラーであり、その角度はミラ
ーで反射した赤外光の光路をミラーの反対方向に延長し
たとき、その光路が撮影レンズの予定焦点面Ｆ上で撮影
レンズの光軸を通り、その光軸に１７一 対してわずかに傾いた角度になる」：うに定める。

これは、撮影レンズの主平面上において、その光軸に対
して投射用光学系の光軸と焦点検出用受光光学系の光軸
とが点対称の関係を満たさないように配置して、フレア
ーやゴーストの影響を除くだめのものである。３６はイ
ンクプリズム１５の前面に接合された第１の小プリズム
で、ペンタプリズム１５を透過してきた赤外発光ダイオ
ード３１からの赤外光を上方に偏向させるものである。

Ｋンタゾリズム１５と第１の小プリズム３６との接合面
は赤外光を透過し可視光を反射する一種のフィルタを形
成している。３７はぜンタプリズム１５の前側上面に接
合された第２の小プリズムで、小プリズムで−Ｌ方に偏
向した赤外光をカメラボディ前方に（２）向させるだめ
のものである。前方に投射される赤外光の光束の中心は
撮影レンズの光軸に対してわずかに傾いており、比較的
遠方の被写界の焦点検出範囲を照射するよう構成されて
いる。３８は前記第２の小プリズム３７の前方に配置さ
れた補助投影レンズで、必要に応じて使用するものであ
る。

次にその作用について説明すると、比較的遠距離を照明
するだめの赤外発光ダイオード３１から放射された赤外
光はミラー３３、レンズ３４を経て上方に向い、レフレ
ックスミラー】２を透過してファインダー光学系の主要
構成素イであるベンタゾリズムに入射する。ぜンタプリ
ズム１５に入射した赤外光は第１の小プリズム３６、第
２の小プリズム３７で反射し、カメラボディ前面より被
写体に向けて投射される。丑だ、比較的近距離を照明す
るだめの赤外発光ダイオード３２から放射された赤外光
はミラー３３、レンズ３４を経て上方に向い、ミラ〜３
５により反射されて撮影レンズ１．　ｌを通過して被写
体に向は投射される。投射された２つの赤外光の拡がり
の範囲は第１の実施例において説明した第３図示のもの
と同様である。

以上２つの投射光学系を用いて被写体を照明する実施例
を２つ示したが、第１の実施例では１つの赤外発光ダイ
オ−１・を使用Ｉ７、近１ｉ＋１１離を照明するＴＴＬ
照明照明力比較的遠距離を照明する外光照明方式とに兼
用し７でいるのに対し、第２の実施例″（゛はこれを別
個のダ□イ、ｔ　−１−によっている。こＪＵにより撮
影レンズの種類や繰出１−２−む１に応ＵてＴＴＬ照明
方式と外九照明ツノ戊の切ハ換えをおこなうことがＴｏ
きる。例えば撮影レンズをマク［１領域に切換える動作
−や撮影レンズの繰出し位置が近距離領域にあるととを
検知してＴＴＬ照明方式に切換えるようにすることかり
能となる。

発明の効果 以１：述べたとお・す、この発明によれば、焦点検出の
だめの被写体照明用投光手段をフラッシュ発光装置など
に設けｆ？−、場合に生ずる投射光学系と焦点検出用受
光光学系との・εララソクスに基づく焦点検出範囲の制
約−や照明光１ｊ１の不足等の問題と、撮影レンズを通
１．て被写体に照明光を投射するいわゆる”ＩＴＬ照明
照明力場合に生ずるフレアーやゴーストによる焦点検出
子の障害をＵｌ・除して、開放Ｆ値や焦点距離の異なる
多種類の交換レンズの使用を可能とし、しかも被写界の
明るさに関係なく近距離から遠距離捷での広い範囲の被
写体に対して効率よく焦点検出ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示すもので、この発
明の投光手段を備えた焦点調節装置を有する一眼レフカ
メラの概略を示す図。第２図は投射光学系をペンタプリ
ズム前面に配置した場合の投射光束と焦点検出範囲を示
す図。第３図は２つの投射光学系を配置した場合の投射
光束と焦点検出範囲を示す図。第４図はこの発明の第２
の実施例を示す図。第５図は従来例の説明図。第６図は
撮影レンズ内でフレアーが生ずる状況を説明する図。第
７図はフレアーの光像を示す図。第８図は焦点検出用受
光光学系の概略を示す図。第９図はレンズの種類や繰り
出し量によりフレアーが変什する様子を示す図。 １０　カメラボディ、１１　撮影レンズ、１２−２１　
＝ °レフレックスミラー、１４゛焦点検出用モジュール、
１５　Ｒンタゾリズノ１，１６：小プリズム、１７：フ
ァインダー光学系、１８：赤外発光ダイオ−ド 第　　２　　図 ｒ４ 噌＾＾ 、Ｕ 第　　４　　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）比較的近距離の被写体を照明する撮影レンズ後方
   に配置され撮影レンズを通して被写体に照明光を投射す
   る第１の投光手段と、比較的遠距離の被写体を照明する
   カメラボディに配置され撮影レンズ外部から被写体に照
   明光を投射する第２の投光手段と、被写体からの反射光
   を交換可能な撮影レンズを通して受光する焦点検出素子
   とから構成されることを特徴とする自動焦点調節装置。
2. （２）上記第１の投光手段はその投射光学系の光軸が撮
   影レンズの光軸と一致しないよう配置された特許請求の
   範囲第１項記載の自動焦点調節装置。
3. （３）上記第１の投光手段と第２の投光手段の光源が同
   一のものである特許請求の範囲第１項記載の自動焦点調
   節装置。
4. （４）上記第２の投光手段は投射光がペンタプリズム内
   を通過するよう構成された特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の自動焦点調節装置。