JPH0533366B2

JPH0533366B2 -

Info

Publication number: JPH0533366B2
Application number: JP58206297A
Authority: JP
Inventors: Susumu Matsumura; Takashi Kawabata; Tokuichi Tsunekawa; Juichi Sato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-11-02
Filing date: 1983-11-02
Publication date: 1993-05-19
Also published as: US4632532A; JPS6098413A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、カメラ等の光学装置内に組込み可能
で、特に撮影レンズを通過した被写体光束を用い
て合焦検出を行う所謂TTL型の合焦検出装置に
関するものである。

従来、この種のTTL型合焦検出装置として、
撮影レンズの異なる領域を通過した結像光束を分
離し、この分離された各結像光束によつて形成さ
れた像の光量分布を光電変換して、その出力信号
により合焦検出を行う方式が知られている。

第１図はこの構成例を示したものであり、撮影
レンズ１の側から順次に開口部２を有する視野絞
り３、フイールドレンズ４、開口５ａ，５ｂを有
する絞り６、二次結像レンズ７ａ，７ｂ、センサ
アレイ８ａ，８ｂが配置されている。そして、撮
影レンズ１の予定結像面に視野絞り３を配置し、
その開口部２の光量分布を二次結像レンズ７ａ，
７ｂによつて光電素子アレイ８ａ，８ｂ上に再結
像させるようにしてある。ここで、フイールドレ
ンズ４は撮影レンズ１の射出瞳と、絞り６の面を
略々結像関係に置くパワーを有している。従つ
て、撮影レンズ１の射出瞳の領域１ａを通つた光
は、絞り６の開口５ａに入射し、センサアレイ８
ａ上に結像する。また、撮影レンズ１の射出瞳の
領域１ｂを通つた光は、絞り６の開口５ｂに入射
しセンサアレイ８ｂ上に結像する。

ここで、撮影レンズ１が合焦状態にあるとき
は、２つのセンサアレイ８ａ，８ｂ上に再結像さ
れた光量分布は等しくなる。一方、非合焦状態で
はそのデフオーカス量に応じて、センサアレイ８
ａ，８ｂ上に再結像された光量分布は相対的に位
置が変動するので、２つのセンサアレイ８ａ，８
ｂからの出力信号を基に両者の相関を演算するこ
とによつて、撮影レンズ１の合焦状態を判別する
ことができる。

しかし、従来のこの種の合焦検出装置では、被
写体が暗い場合にはセンサ上へ十分な光量を導け
ないため、誤動作を起したり、或いは合焦判断が
不能になつたりすることがある。

このような場合に、撮影レンズ系外に設けた補
助照明手段により被写体を照明し、センサ上に充
分な光量を導くという対策が採られることがある
が、撮影レンズ系外に設けた照明手段ではパララ
ツクスが生じ、被写体までの距離によつては測距
視野内にうまく補助光を導くことができないとい
う問題がある。

また、撮影レンズを通して被写体へ測距用光束
を投射し、被写体からの反射光を撮影レンズを通
してセンサへ導き、撮影レンズの合焦状態を検出
する方式も、例えば特開昭54−155832合号報に開
示されている。第２図はその基本的な構成例を示
すものであり、撮影レンズ１１に対してフイルム
面Ｆと光学的に等価な平面Ｆ１，Ｆ２にそれぞれ
光源１２とセンサ１３の受光面が配置されてい
る。光源１２から出射された測距用光束は、絞り
１４を経て反射部材１５のミラー１５ａで反射さ
れ、撮影レンズ１１を通つて被写体へ投射され
る。そして被写体からの反射光は、撮影レンズ１
１を通過したのちミラー１５ｂにより反射されて
センサ１３へ入射するようになつている。

撮影レンズ１１が被写体フイルム面Ｆ上の点Ａ
に結像している状態では、光源１２は撮影レンズ
１１により被写体上に結像され、センサ１３上に
おける受光スポツトは光源１２の位置Ａ１と光学
的に等価な位置Ａ２に結像される。しかし、撮影
レンズ１１が前ピント状態又は後ピント状態にあ
る時は、センサ１３上のそれぞれの受光スポツト
は位置Ａ２から互いに逆方向にずれてゆくから、
その受光スポツトの位置を検出するこによつて撮
影レンズ１１が合焦状態にあるか否かを判定する
ことができる。

しかしこの方式では、被写体が遠距離にある場
合に被写体から反射してセンサ１３へ入力する光
量が低下してしまうため、Ｓ／Ｎ比の良い信号が
得られなくなり、その結果として合焦判定ができ
なくなるという欠点がある。

本発明の目的は、このような従来のTTL型の
検出装置が有する欠点を改善し、近距離被写体に
対しては撮影レンズを通して補助光を投射するこ
とにより、被写体側の明度に関係なく合焦判定が
でき、遠距離被写体に対しては２つの像のずれ量
から合焦状態を判定できるようにした合焦検出装
置を提供することにあり、その要旨は、撮影レン
ズの予定焦点面上に配置された測距視野開口と、
該測距視野開口の直後に配置されたフイールドレ
ンズと、該フイールドレンズによつて撮影レンズ
瞳の像が形成される面の近傍に配備された瞳像を
３分割する手段と、該３分割された瞳像領域のう
ちの第１の領域を通して測距用光束を前記視野開
口の中央部を経て被写体へ投射する投光系と、相
関演算を行うための信号を形成するための複数セ
ンサから成るセンサ列を個別に備えるセンサ手段
と、前記測距視野開口内に形成された撮影レンズ
による被写体像を第２及び第３の瞳像領域を通し
てそれぞれ前記センサ列上に結像する結像レンズ
を前記３分割手段の直後に配置した受光系とを具
備し、前記投光系の光軸を前記撮影レンズの光軸
に対して傾けると共に、前記撮影レンズの光軸と
前記測距視野開口の長手方向とが作る平面内に設
けたことを特徴とするものである。

本発明を第３図以下に図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。

第３図は本発明の第１の実施例を示すものであ
り、撮影レンズ２１に続いて、フイルム面と光学
的に等価な平面の近傍に位置する測距視野開口２
２を有する遮光板２３、この遮光板２３の直後に
設けられた光学フイルタ２４、フイールドレンズ
２５、開口２６及び開口２７ａ，２７ｂを有する
遮光板２８が順次に配置されている。そして、開
口２６の後方には投光レンズ２９と発光ダイオー
ド・半導体レーザ等から成る光源３０が設けられ
ている。また、開口２７ａ，２７ｂの後方にはく
さびプリズム３１ａ，３１ｂがそれぞれ配置さ
れ、その後方に共通の二次結像レンズ３２、更に
その後方に独立した２つのラインセンサ３３ａ，
３３ｂを有するセンサ面３４が位置されている。
フイールドレンズ２５は撮影レンズ２１の射出瞳
を遮光板２８の平面に略々結像させる機能を有
し、その開口２６及び開口２７ａ，２７ｂは撮影
レンズ２１の瞳上のそれぞれＢ及びＣ１，Ｃ２で
示すような領域に略々結像されている。

光源３０は投光レンズ２９によつて測距視野開
口２２内の中央に結像されており、測距用光束は
撮影レンズ瞳内の領域Ｂを通り、投射光線Ｌ０と
なつて被写体に投射される。また、測距視野開口
２２は開口２７ａ，２７ｂを通してくさびプリズ
ム３１ａ，３１ｂ、二次結像レンズ３２によりラ
インセンサ３３ａ，３３ｂ上に結像される。そし
て、被写体からの反射光の内、撮影レンズ２１の
瞳領域Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ通つた光束Ｌ１，Ｌ
２のみが測距視野開口２２を通過した後に、フイ
ールドレンズ２５及び開口２７ａ，２７ｂを通つ
て二次結像レンズ３２によりラインセンサ３３
ａ，３３ｂ上に結像される。その後、ラインセン
サ３３ａ，３３ｂの出力信号を基に両者の相関を
演算し、撮影レンズ２１の合焦状態を判別する。

この構成を側面から表した第４図からも明らか
なように、この実施例の投光系及び受光系は、概
略的に第２図に示した従来の光学系に類似してい
るように見えるが、本実施例の場合は受光系自体
が第１図に示したような２像ずれ検出光学系とな
つている点に大きな特長がある。即ち、近距離被
写体に対してはTTL能動型の合焦検出機能を有
し、遠距離被写体に対しては受光系のみで受動型
の像ずれ合焦検出系として機能するようになつて
いるのである。

光学フイルタ２４は光源３０の発光強度の強い
波長付近の光だけを透過させる特性を有し、受光
系に対して余分な外光を除去する性質を有するも
のが用いられている。また、第３図において投光
系の光軸は測距視野開口２２の長手方向と撮影レ
ンズ２１の光軸とが形成する平面内にあることが
理想的である。その理由は、撮影レンズ２１が被
写体に正確に焦点調整がなされていない時に、投
光スポツトが光軸上からずれてしまうので、この
ずれていく方向と測距離視野開口２２の長手方向
とが一致していないと、視野開口２２の外部に被
写体スポツトが結像されてしまい、ここで相当に
センサ上に達する光量が減少するからである。

また、撮影レンズ２１の瞳面上に形成される領
域Ｂと領域Ｃ１，Ｃ２とは、撮影レンズ２１の光
軸に関して点対称の位置から外れていることが望
ましい。これは撮影レンズ２１の内面反射光が、
受光系に廻り込むことを防止するためである。撮
影レンズ２１が被写体上にピントが合つている状
態において、ラインセンサ３３ａ，３３ｂ上に作
られた光量分布は第５図ａ，ｂに示すようにな
る。

第５図において、ａはラインセンサ３３ａ上の
光量分布、ｂはラインセンサ３３ｂ上の光量分布
を示しており、０１，０２は投光スポツトが視野
開口２２上に結像される点をセンサ３３ａ，３３
ｂ上で示した点として表している。また、撮影レ
ンズ２１が後ピント状態にある場合の各ラインセ
ンサ３３ａ，３３ｂ上の光量分布は、それぞれ第
６図ａ，ｂに示すようになる。この場合に、光量
分布のピーク位置が点０１，０２からずれると共
に、ピーク位置同志でもａ，ｂ間に間隔ｇで示す
像ずれを生ずる。

従つて、被写体距離が遠く測距用光束の被写体
による反射光量が少なくても、被写体自体が外光
によつて明るく照明されていれば、第６図のａ，
ｂ間の像ずれ量を検出して合焦か否かを判定する
ことが可能になる。

また本実施例における投光系は、赤外光に発光
強度ピークを有するものであることが望ましく、
この場合の光学フイルタ２４は可視光カツトフイ
ルタが好適である。

第７図は本発明に利用して好適なセンサの形態
を例示したものであり、第７図は位置検出分解能
を向上させるために、ラインセンサ３３ａ，３３
ｂの中央部を小さな要素アレイとした例である。

以上説明したように本発明に係る合焦検出装置
は、被写体装置が近い場合にはTTL能動方式で、
また被写体距離が遠くても被写体が十分に明るけ
ればTTL受動方式での合焦検出が可能になり、
被写体が暗い場合でも遠距離にある場合でも、常
にＳ／Ｎ比の良い出力信号が得られ、広い撮影範
囲で精度の高い合焦検出を行うことができ、
TTL型合焦検出装置の信頼性を著しく向上でき
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来のTTL型合焦検出装置
の代表側を示す光学系図、第３図以下は本発明に
係る合焦検出装置の実施例を示し、第３図は第１
の実施例の斜視図、第４図はその平面図、第５
図、第６図は第１の実施例におけるセンサ上の光
量分布図、第７図はセンサの変形例を示す正面図
である。符号２１は撮影レンズ、２２は距離視野開口、
２３，２８は遮光板、２４は光学フイルタ、２５
はフイールドレンズ、２６，２７は開口、２９は
投光レンズ、３０は光源、３１はくさびプリズ
ム、３２は二次結像レンズ、３３はラインセン
サ、３４はセンサ面である。

Claims

【特許請求の範囲】１撮影レンズの予定焦点面上に配置された測距
視野開口と、該測距視野開口の直後に配置された
フイールドレンズと、該フイールドレンズによつ
て撮影レンズ瞳の像が形成される面の近傍に配備
された瞳像を３分割する手段と、該３分割された
瞳像領域のうちの第１の領域を通して測距用光束
を前記視野開口の中央部を経て被写体へ投射する
投光系と、相関演算を行うための信号を形成する
ための複数センサから成るセンサ列を個別に備え
るセンサ手段と、前記測距視野開口内に形成され
た撮影レンズによる被写体像を第２及び第３の瞳
像領域を通してそれぞれ前記センサ列上に結像す
る結像レンズを前記３分割手段の直後に配置した
受光系とを具備し、前記投光系の光軸を前記撮影
レンズの光軸に対して傾けると共に、前記撮影レ
ンズの光軸と前記測距視野開口の長手方向とが作
る平面内に設けたことを特徴とする合焦検出装
置。２前記３分割された撮影レンズ瞳上の瞳像領域
を、前記撮影レンズの光軸に関して点対称の位置
から外れた位置に配置した特許請求の範囲第１項
に記載の合焦検出装置。