JPS63118112A - 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、カメラ等の光学機械に好適な焦点検出装置に
関し、特に対物レンズの焦点調節状態を検出する焦点検
出装置に関する。

従来より、−眼レフカメラ等において、ｔｆｔ）　１６
レンズの瞳の異なる２つの部分からの夫々の光束から２
つの物体像に関する光分布を形成し、この光分布の相対
的な位置間係から撮影レンズの焦点状態を検出するよう
にした所謂像ズレ方式の焦点検出系は周知である。

第５図は像ズレ方式の焦点検出ユニットを具えた一眼レ
フレックスカメラの縦断面形態を描いており、第６図は
焦点検出作用を示すために光学系のみを展開して描いた
横断面図である。

図中で１は、交換着脱が可能なあるいは固設の撮影レン
ズ、３は撮影レンズ１の予定結像面（カメラにおける焦
点面）２の近傍に設けられたフィールドレンズ、４．５
は撮影レンズ１の光軸りを中心にして対称に配置され、
撮影レンズ１の瞳の異なる部分１ａ、ｌｂの夫々を通過
する光束に基づいて２つの物体像を結像させるための２
次結像レンズ、６．７は２次結像レンズ４．５によって
結像された各物体像を検出するための光電変換素子列で
、この素子列６．７は例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　　
Ｃｏｕｐｌｅｄ　　Ｄｅｖｉｃｅ）等で構成される。

８は２次結像レンズ近傍に設けられたマスクで、フィー
ルドレンズ３はマスク８の開口部８ａ、８ｂを撮影レン
ズ１の異なった瞳部分ｌａ、ｌｂに結像させている。

９はクイック・リターン・ミラーで、光軸近傍の開口域
を除いて透光性基板上に鏡面処理が施されており、観察
時に撮影光路に斜設され、撮影時に光路外に退去する。

クイック・リターン・ミラー９の反射側にはペンタプリ
ズムＰ。

接眼レンズＥが順置され、透過側にはサブミラーＭ、フ
ィールドレンズ３．光路反転ミラーＭ２゜２次結像レン
ズ４と５．光電変換素子列６と７が順置される。またＦ
は結像面で、銀塩フィルムあるいは撮像素子が配される
。

このような装置では、例えば、撮影レンズ１が第６図中
左方に繰り出されて所謂前ビン状態となると、２次結像
レンズ４．５によって夫々の光電変換素子列６．７の受
光面に結像されていた被写体面位置の物体の像が夫々矢
印方向にずれるので、この像の相対的なズレに応じた光
電変換素子列６．７の出力の変化により、前ビン状態で
あること及びその量が検出されることになる。

また、後ピン状態の場合には、夫々の像が前ビン状態の
場合と逆方向にずれるので、後ビン状態であること及び
その量が検出される。

第７図は合ビン時の光学作用により詳細に描いている。

まず光軸りと被写体面０との交点を０１、軸外の１点を
０２とする。また点０１を発した光束は２次結像レンズ
４．５の作用で光電変換素子列６．７へ結像し、その点
をＰｌとＱｌとする。

次に軸外の点０２を発した光束に着目すると、この画角
を持った光束は予定結像面２又はその近傍に一旦結像し
た後、２次結像レンズ６．７により光電変換素子列６．
７に再結像する。この点がＰ２．Ｑ２である。ＰｌとＰ
２（７）間隔ｚ１及び、ＱｌとＱ２の間隔Ｚ２は、０１
と０２を結ぶ像に当るものであるから等しくなければな
らない。

しかしながら、第５図からもわかる様にカメラ底部に焦
点検出ユニットを設けようとすれば、クイックリターン
ミラー９の基板を通過した光束を測距することになる。

その際、仮に２次結像レンズの並び方向を第５図の並び
方向に直交させると、第８図に示す様にクイックリター
ンミラー９を撮影レンズ１の瞳の分割方向に対して傾け
て光路に配置したことになり、各曜１ａ、ｌｂを通過し
て来た光束の結像状態は異なるので、光学系の諸収差が
良好に補正されていたとしても基準となる結像面の位置
が画角によって相違し、前述の２１と２２は一致しなく
なる。具体的には第９図に示す通り、画角によるＺｌ−
Ｚ２が傾いた特性となるため、同じ被写体距離の物体で
あフても測距視野中央域と周辺域とでレンズの焦点状態
の判別が異なる不都合が起きる。

従って、通常の一眼レフレックスカメラの場合、瞳の分
割方向が水平になる様に光学諸要素を配置せざるを得す
光学配置上の制約になっていた。

〔解決しようとする問題点） 本発明は瞳分割方向に対し非対称な光学要素を含んだ光
学系であっても正確な検出を実現することを目的として
いる。

そしてこの目的を達成するため、対物レンズの焦点調節
の状態に応じて相対間隔の変化する、物体像に関する対
の光分布を形成する光学系を対物レンズの瞳の分割方向
に関して光学的に非対称な系としている。

〔実施例〕

以下、第１図について本発明の詳細な説明する。

図中、９は前述と同様のクイックリターンミラーである
。図中左方に撮影レンズが位置するが図示を省く。Ｌは
撮影レンズの光軸である。

１２は撮影レンズの予定結像面、１３はフィールドレン
ズで、本例はフィールドレンズを予定結像面１２から若
干前しているが、予定結像面１２・上に配置しても良い
。１４と１５は夫々２次結像レンズで、本例では両レン
ズの側部を切除して接合した形態となる様にプラスチッ
クで一体成型している。１６と１７は光電変換素子列で
、図では２列に分けているが、１木の列を２つの検出域
と中間域に分けて使用しても良い。

１８は２孔絞りで各開口の中心が２次結像レンズの光軸
と一致している。

先の２次結像レンズ１４．１５は夫々、前面が球面１４
ａ、１５ａで、後面は平面１４ｂ。

１５ｂとなっている０本例では両面とも光電変換素子の
並び方向に傾いているが、これは２つの作用が重なった
ために生じたもので、これまで問題にしてきた事項に対
しては片方面を傾斜させるだけで補正可能である。第２
図で、２次結像レンズの一方１４′の後面１４′　ｂは
光電変換素子列１６の受光面に対して光学的に平行で、
他方１５′の後面１５′ｂは傾いている。第８図に示し
た結像面のずれを補正するには上下どちらかに片寄せし
て補正すれば良く、第２図の配置では１５′ｂの方で補
正している。第８図では１つの画角の光束のみを描いて
いるが、実際には種々の画角の光束について補正する必
要があるから、平面１５′　ｂの斜面の形態となる。な
お、この例では緩い右下りの傾斜となっているが、これ
はフィールドレンズなど他の光学要素を含めた光学配置
に依って定まり、左下りの傾斜もあり得る。

続いて、第１図の２次結像レンズの夫々の後面１４ｂと
１５ｂが両方とも傾斜している理由に触れておく。この
補正については既に特願昭６０−１４３１２６号で提案
しているが、第７図の光学作用図において、予定結像面
２上であって光軸りから下方へずれた点から光電変換素
子列６．７へ向う光線に着目すると、２次結像レンズ４
と５では入射角が異なるためレンズの残存収差の影響を
受けて間隔Ｚ１と２２に微妙な差異が発生する。この差
異を補正するため両２次結像レンズの一方の面を平面と
して光電変換素子の並び方向に均等に傾斜させる。但し
、この場合も光学配置に依り傾斜の向き（さ変化する。

当該補正は勿論、全ての焦点検出系で使用した方が、精
度向上にとって都合が良いが、実際は、各カメラに求め
られる実用上の許容度に応じて採用すれば良く、また電
気的に補正する方法もあるから、その場合は片方が平面
のみを傾むけるもので十分である。

第１図の実施例は高精度の検出を図り、且つ電気系の負
担を避けるために両方の補正を採用したため、両手面１
４ｂ、１５ｂは光電変換素子の並び方向に対して傾斜し
、また対物レンズの光軸りの延長線を挟んで非対称とな
っている。本例では２次結像レンズの後面を平面とした
が、前面の方を平面としても良い。

以下、数値例を記載する。

まず、クイックリターンミラー９の厚さはｉｎｍである
。以下、単位はｍｍとする。ミラー９の入射面から光軸
に沿って２１の所に結像面が位置し、更に４．６後方に
フィールドレンズ１３の第１面が位置する。

下表でＲ１，Ｒ２はフィールドレンズの５１゜第２面、
Ｒ３は２次結像レンズの第１面に相当する。Ｒは曲率半
径、Ｄはレンズ面間隔、Ｎｄはｄ線に対する屈折率、ν
ｄはアツベ数である。

ＲＤ　　　　　　　　　Ｎｄ　　　　　ｖｄｌ　　　　
　　１８．８　　　　　　２　　　　　　１．４９２　
　　　５７．４２　　　−１２．８　　　　　１６．５
　　　　　１３　　　　　　　２．７　　　　　　　５
　　　　　　　１．５８３　　　　　３０．２４　　　
　　　　　ｃｏｌ 但し２つの２次結像レンズのＦｔ４平面は谷型となって
おり、面１４ｂが２°　１０′１面１５ｂが２’　４５
’傾いている。また２次結像レンズ１４と１５の２つの
光軸間隔は３．６である。

以上の構成により第８図に示したＺｌ−Ｚ２の、画角に
依る上下非対称の曲りは是正された。

第３図は別の実施例であって、第１図の実施例と同一の
光学要素は同じ番号を付した。２５と２６は２次結像レ
ンズで、夫々前面は球面になっており、それぞれの光軸
を２４Ｌと２５Ｌで示す。後面は前面と異なる曲率半径
を持ち、それぞれの光軸を２４Ｌ′　と２５Ｌ′で示す
ものとし、光軸２４Ｌ′は光軸２４Ｌに対し光電変換素
子の並び方向に光学的に平行偏倚し、また光軸２５Ｌ′
は光軸２５に対し同様に平行偏倚している。そして両偏
倚量は撮影レンズの光軸りの延長線に関して非対称であ
る。但し、本例でも両方の光軸光、偏倚させたのは前述
した２種類の補正のためで、本願が問題にしているクイ
ックリターンミラー９による影響を除去するのであれば
、片側の光軸のみを偏倚させれば補正可能である。

また２次結像レンズの前側面の方で光軸を偏倚させても
良い。

更に２次結像レンズを各々複数枚のレンズで構成しても
良い。

以上の実施例では絞り１８の開口、２次結像レンズ２４
，２５、光電変換素子列１６．１７をそれぞれ一対ずつ
垂直に配置した例を示したが、従来の焦点検出系の様に
２次結像レンズを水平に配置した系と組合せると、被写
体の方向性に影グされることなく正確な検出を実現でき
る。第４図は２次結像レンズのユニットのみ取り出して
正面形態を描いているが、水平方向並んだ２次結像レン
ズ２６と２７は前後面の光軸の偏倚は対称である。

（効果） 以上述べた本発明によれば、クイックリターンミラーの
様に光軸に対して回転非対称な光学部材の影響を受ける
ことなく高精度の検出を実現できる効果があり、またこ
の種の光学部材のために焦点検出系の配置が制約される
と云った不都合が解消する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す光学断面図。 第２図は変形例の部分断面図。 第３図は別実施例を示す光学断面図。 第４図は正面図。 第５図は一眼レフレックスカメラの断面図。 第６図と第７図と第８図は光学作用を説明するための図
。 第９図は性能線図。 図中、９はクイックリターンミラー、１２は予定結像面
、１３はフィールドレンズ、１４と１５は２次結像レン
ズ、１４ｂと１５ｂは傾斜した平面、！６と１７は光電
変換素子列、１８は２孔絞りである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズの分割された瞳を夫々通過した光束か
   ら形成され、対物レンズの焦点調節の状態に応じて相対
   間隔の変化する、物体像に関する対の光分布を光電変換
   素子列で受光し、前記光分布に基づく前記光電変換素子
   列の出力信号から対物レンズの焦点調節の状態を示す信
   号を形成する装置で、また前記対物レンズの瞳の分割方
   向に対して傾いて光路に配置された光学部材を有する装
   置に於いて、前記対の光分布を形成する光学系は前記対
   物レンズの瞳の分割方向に関して非対称形としたことを
   特徴とする焦点検出装置。
2. （２）前記対の光分布を形成する光学系は、少なくとも
   １面が前記光電変換素子の並び方向に傾けた平面となっ
   ており、平面の傾きは前記対物レンズの光軸の延長線を
   挟さんで非対称とした特許請求の範囲第１項記載の焦点
   検出装置。
3. （３）前記対の光分布を形成する光学系は、少なくとも
   １つのレンズ面が別のレンズ面の光軸に対し前記光電変
   換素子の並び方向に平行偏心しており、平行偏心は前記
   対物レンズの光軸の延長線を挟んで非対称とした特許請
   求の範囲第１項記載の焦点検出装置。
4. （４）前記光学部材は、カメラのファインダー系を光を
   反射するミラーの透光性基板である特許請求の範囲第１
   項記載の焦点検出装置。