JPS63259521A - 複合型合焦検出装置 - 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、−眼レフカメラ等に好適な複合型合焦検出装
置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
、−眼レフカメラ等の自動合焦検出装置は、交換レンズ
を使用するとその交換レンズの要求に合った合焦精度を
必要とすることから、主にＴＴＬ型の検出機構が用いら
れて来た。その中で、実用的な機構としては、特開昭５
２−９５２２１号公報に記載の如く、撮影レンズの瞳の
異なる二つの部分を通る光束によって二つの像を受光部
上に作り、デフォーカスによってその二つの像が光軸に
垂直な方向に夫々反対側に移動することを利用した像位
相差検出方式のものが知られている。しかし、この方式
のように外界の光を利用した方式（パッシブ方式）では
、暗い場合には合焦不可能となってしまう、そこで、暗
い場合には、−眼レフカメラのボディから照明用の光束
を投射する方式（アクティブ方式）のものや、特開昭６
０−４２７２４号公、報に記載のように互いに光軸に関
して対称な位置にある光源と受光部とを有し、該光源に
より撮影レンズの後方から光束を投射し被写体から反射
或は散乱して戻って来る光スポットを前記受光部で検出
し、デフォーカスによって光スポットが光軸に垂直な方
向に移動することを利用した方式（ＴＴＬ型のアクティ
ブ方式）のものが提案されている。しかし、アクティブ
方式の場合は光束の投射距離に制限があり、遠方の被写
体に焦点を合わせることは不可能である。従って、パッ
シブ方式を併設して、アクティブ方式とパッシブ方式の
両方の欠点を補い、且つ両方の長所を活かすようにする
ことが望ましい。

パンシブ方式とアクティブ方式の二個の合焦検出機構を
備えた複合型合焦検出装置としては、例えば特開昭６１
−２９５５２３号公報に提案のものがあるが、これはパ
ッシブ方式とアクティブ方式による検出が同時には行え
ず、また被写体の輝度を測光して一部レベル以下の場合
にアクティブ方式を用いるように構成されている為、被
写体が近距離にあっても明るい場合にはパッシブ方式が
用いられるので被写体が低コントラストの場合には合°
焦できないという欠点がある。又、被写体の輝度を測定
してからアクティブ方式かパッシブ方式かを判断するの
で、その時間を必要とする等の欠点もある。

即ち、パッシブ方式の主な長所は（Ａ）遠距離でも測距
可、短所は（Ｂ）低コントラスト被写体の場合測距不可
、（Ｃ）暗い場合測距不可であり、アクティブ方式の主
な長所は（Ｄ）低コントラスト被写体の場合測距可、（
Ｅ）暗い場合測距可、短所は（Ｆ）遠距離測距不可であ
るのに、従来の考え方は、明るい場合はパッシブ方式で
、暗くなったらアクティブ方式でという考え方であった
為に、パッシブ方式の短所（Ｃ）はアクティブ方式の長
所（Ｅ）で補えるが、パッシブ方式の短所（Ｂ）をアク
ティブ方式の長所（Ｄ）で補うことができなかったので
ある。更に、パッシブ方式の像位相差方式のものは、Ｃ
Ｇ）被写体が周期物体の場合に合焦が困難になるという
欠点もあった。

又、パッシブ方式とアクティブ方式とを比較した場合、
用いる受光素子の構造の違い（パッシブ方式・・・・撮
像素子、アクティブ方式・・・・ポジションセンサー）
や信号処理方式の違い（パッシブ方式・・・・ディジタ
ル処理、アクティブ方式・・・・アナログ処理）から、
パッシブ方式の方が（Ｈ）応答速度が遅いという問題も
あった。

本発明は、上記問題点に鑑み、暗い被写体でも低コント
ラスト被写体でも周期的被写体でも近距離であれば確実
且つ高速に合焦可能であり、更に遠距離でも合焦が可能
である複合型合焦検出装置を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明による
複合型合焦検出装置は、結像レンズを介して物体に光を
投射し、この光の物体からの反射光を前記結像レンズを
介して光電変換素子で受けて前記結像レンズの前記物体
に対する合焦状態を検出する第１の合焦検出機構と、前
記物体から発し前記結像レンズによる物体像の形成に寄
与する光の一部を光電変換素子で受けて該物体像の結像
状態を検出することにより前記結像レンズの前記物体に
対する合焦状態を検出する第２の合焦検出機構とを備え
、前記第１の合焦検出機構の検出信号が得られない場合
に前記第２の合焦検出機構で合焦検出を行うようにして
、近距離の場合第１の合焦検出機構（アクティブ方式）
が主に動作することによりパッシブ方式の上記短所（Ｃ
）だけでは無く短所（Ｂ）、（Ｇ）、（Ｈ）も補うこと
ができ、遠距離の場合だけ第２の合焦検出機構（パッシ
ブ方式）が動作することによりアクティブ方式の上記短
所（Ｆ）を補うことができ、全体として両方式を最も有
効に活用できるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

第１図は第１実施例の光学系を示している。１は交換可
能な逼影レンズ、２はクイックリターンミラー、３は後
述の合焦検出系に逼影レンズ１からの光束を導く補助ミ
ラーである。勿論、２は振幅分割や波面分割を利用した
ビームスブリック−になっている、４はフィルム面と共
役な位置の近傍に置かれたマスクであり、合焦検出系に
不要な光が入射するのを防いでいる。５は撮影レンズ１
の瞳を合焦検出系の瞳に投影するための瞳投影レンズで
ある。６は光束を第１の合焦検出系（アクティブ方式）
と第２の合焦検出系（パッシブ方式）とに波長によって
分離するグイクロインクミラーである。ここに用いられ
ている第２の合焦検出系は、先に説明した像位相差検出
方式（特開昭５２−９５２２１号公報参照）のものであ
る、グイクロイックミラー６は可視光を反射するように
設計されているので、それを介することにより投影レン
ズ１の瞳が瞳投影レンズ５によって絞り８に投影される
。９は二組のレンズで構成された再結像レンズであり、
フィルム面と共役な位置或はその近傍に設けられたイメ
ージセンサ−１Ｏ上に二つの像を形成する。第２図はこ
のパッシブ方式で像位相差検出方式の第２の合焦検出系
をグイクロイックミラー６を除いて展開した−ものであ
る。

被写体を発した光は、撮像レンズ１．ミラー２゜３、マ
スク４．瞳投影レンズ５．グイクロイフクミラ−６，絞
り８を通り、再結像レンズ９によりイメージセンサ−１
０上に二つの像１１＋’ｆｆｉ　として結像゛される。

二つの像ＩＩ　＋　　＋、は合焦位置の変化に従って光
軸ＯＡに垂直（センサー１０に沿った方向）な向きに夫
々反対方向に移動する。

この二つの像＋１＋ＩＩの動き量の差（像位相差）を検
出し演算することにより測距を行い、その値を基に合焦
を行う。

再び第１図において、１１はミラー、１２は瞳投影レン
ズ５によって投影レンズ１の瞳が投影される絞り、１３
は二組のレンズで構成されていて一方のレンズに後述の
光源からの光が入射され他方のレンズが後述の受光素子
上に像を形成する再結像レンズ、１４はフィルム面と共
役な位置に置かれた近赤外ＬＥＤ或はＬＤ（レーザーダ
イオード）等から成る光源、１５はフィルム面と共役な
位置に置かれたＣＣＤ、ＭＯＳの蓄積型素子やフォトダ
イオードプレイ、半導体装置検出器（ＰＳＤ）のような
非蓄積型素子から成る受光素子であって、これらが第１
の合焦検出系（アクティブ方式）を構成している。第３
図は第１の合焦検出系をミラー１１を除いて展開したも
のである。

光源１４からの光束は、再結像レンズ１３の一方を通り
、絞り１２．ミラー１１．グイクロイックミラー６、瞳
投影レンズ５．マスク４．ミラー３．２．撮影レンズ１
を通って被写体に投射される。被写体により反射或は散
乱された近赤外光は再び撮影レンズ１．ミラー２．３．
瞳投影レンズ５、グイクロインクミラー６、ミラー１１
．＆２す１２、再結像レンズ１３の他方を通り受光素子
１５上に戻ってくる。受光素子１５上に再結像された投
射光像（スポット像）は合焦位置の変化に従って光軸Ｏ
Ａに垂直な方向に移動するので、それを検出することに
より測距を行い、その値を基に合焦を行う。

受光素子は応答速度という点では非蓄積型の方が優れて
いる。より遠方の測距という点では蓄積により感度を高
める蓄積型の方が優れている。

第４図は上記第１実施例における合焦動作のフローチャ
ートを示している。シャッタが押されて合焦構出動作が
スタートとすると、第１の合焦検出系によるアクティブ
測距が行われると同時に第２の合焦検出系によるパッシ
ブ測距即ちイメージセンサ−１０での蓄積が開始される
。アクティブ測距が可能であれば（測距できたら）、そ
のままそのデータに基づいて撮影レンズ１の駆動を開始
する。又パッシブ測距の動作も停止する。アクティブ測
距の場合は、測距信号が実時間で得られるので（非蓄積
型センサーとアナログ演算の利用のため）、サーボ系制
御により撮影レンズを駆動するようにしても良い、アク
ティブ測距が不可能の場合（測距できない場合）は、イ
メージセンサ−１０での蓄積を続行し、検出、相関演算
等を行い、評価に基づいて撮影レンズ１の駆動を開始す
る。

又、レンズ駆動中にもう一度スタート時点に戻り、アク
ティブ、パッシブ両方の測距を行うとより一層効果があ
る。

第１図のグイクロイックミラー６の透過波長特性は第５
図に示すように急峻なものが望ましい。

又、グイクロイックミラー６を第６図のような透過波長
特性のものにして第１と第２の合焦検出系の位置を交換
しても良い。

第７図は第２実施例を示しており、第１実施例と同一部
材には同一符号を付している。第２の合焦検出系（パッ
シブ方式）は、マスク４．瞳投影レンズ５．ミラー１１
．絞り８．再結像レンズ９゜グイクロイックミラ−（キ
ューブ型）７．イメージセンサ−１０から成り立ってお
り、展開すると第２図と同じである。第１の合焦検出系
（アクティブ方式）は、マスク４．瞳投影レンズ５．ミ
ラー１１．絞り８．再結像レンズ９．グイクロインクミ
ラー（キューブ型）７．光源１４．受光素子１５から成
り立っており、展開すると第３図のようになる。この実
施例ではキューブ型のグイクロイックミラー７を用いる
ことにより両合焦検出系の絞りと再結像レンズとを共通
化しているので、それらの数を１７２に減らせることが
できる。その結果小型化でき且つコスト安になるという
利点がある。

尚、アクティブ方式は光源として近赤外光を用いており
、交換レンズの色収差により焦点位置が可視光のそれと
異なるのが一般的である。またその量は交換レンズ毎に
異なっている。よって、例えば標準レンズに対して可視
光と近赤外光との合焦位置の違いを考慮して、近赤外光
でピントが合った場合可視光でもピントが合うように、
アクティブ光学系を設計する。しかし、交換レンズによ
って可視光と近赤外光の焦点位置が異なっているから、
標準レンズ以外のものに対しては何らかの補正が必要と
なる。この補正量は各交換レンズに記憶させておき、ア
クティブ方式で合焦検出を行った場合にはこの補正量を
加味した位置でレンズ駆動を停止させるようにすると良
い。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による複合型合焦検出装置は、暗い
被写体でも低コントラスト被写体でも周期的被写体でも
近距離であれば確実且つ高速に合焦可能であり、更に遠
距離でも合焦が可能であるという実用上重要な利点を有
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複合型合焦検出装置の第１実施例
の光学系を示す図、第２図及び第３図は夫々上記第１実
施例の第２及び第１の合焦検出系の展開図、第４図は上
記第１実施例における合焦動作のフローチャート、第５
図は上記第１実施例のグイクロイックミラーの透過波長
特性を示す図、第６図はグイクロイックミラーの透過波
長特性の変形例を示す図、第７図は第２実施例の光学系
を示す図である。 １・・・・邊影レンズ、２・・・・クイックリターンミ
ラー、３・・・・補助ミラー、４・・・・マスク、５・
・・・瞳投影レンズ、６・・・・グイクロイックミラー
、８゜１２・・・・絞り、９，１３・・・・再結像レン
ズ、１０・・・・イメージセンサ−１１１・自・ミラー
、１４・・・・光源、１５・・・・受光素子。 １Ｐｔ図 矛２図 １＃３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結像レンズを介して物体に光を投射し、この光の物体か
   らの反射光を前記結像レンズを介して光電変換素子で受
   けて前記結像レンズの前記物体に対する合焦状態を検出
   する第１の合焦検出機構と、前記物体から発し前記結像
   レンズによる物体像の形成に寄与する光の一部を光電変
   換素子で受けて該物体像の結像状態を検出することによ
   り前記結像レンズの前記物体に対する合焦状態を検出す
   る第２の合焦検出機構とを備え、前記第１の合焦検出機
   構の検出信号が得られない場合に前記第２の合焦検出機
   構で合焦検出を行うようにした複合型合焦検出装置。