JP2001013399A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 時分割方式の焦点検出において、小さな焦点
検出センサーを用いて大きな焦点ズレまで高い精度で検
出する。 【解決手段】 撮影光学系の射出瞳面近傍に、撮影光学
系の光軸７６を対象とする対の瞳領域であって、撮影光
学系の光軸７６から瞳領域の重心位置までの距離が異な
る複数対の瞳領域７１／７２，７３／７４を設定し、複
数対の瞳領域７１／７２，７３／７４の中で焦点検出に
用いる瞳領域を対ごとに切り換える。焦点検出開始直後
または前回の焦点検出結果の焦点ズレ量が所定値以上の
場合は、重心位置が撮影光学系の光軸７６に近い対の瞳
領域７１／７２に切り換え、焦点ズレ量が所定値より小
さくなると、重心位置が撮影光学系の光軸７６から遠い
対の瞳領域７３／７４に切り換える。そして、対の瞳領
域の各瞳領域ごとに時分割で被写体光の通過と遮光を行
い、対の瞳領域を通過した被写体からの光束を用いて焦
点検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、瞳領域を切り替え
て撮影光学系の焦点検出を行う焦点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影光学系の射出瞳面に設定された対の
瞳領域を交互に開閉して焦点検出を行い、対の被写体像
のズレ量に基づいて撮影光学系の焦点ズレ量を検出する
瞳時分割型の焦点検出装置が知られている（例えば特開
平１０−１７０８１６号公報参照）。この瞳時分割型焦
点検出装置では、焦点検出のための光学系を設けずに、
撮影光学系を撮像と焦点検出とに共用できるので、コス
ト、設置スペースの点で従来の焦点検出装置より有利で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、瞳領域の重
心位置が撮影光学系の光軸から離れている場合は、焦点
ズレを精度よく検出できるが、焦点ズレの検出範囲が狭
く大きな焦点ズレを検出できない。逆に、瞳領域の重心
位置が撮影光学系の光軸に近い場合は、焦点ズレの検出
範囲が広く大きな焦点ズレまで検出することができる
が、検出精度が悪い。

【０００４】大きな焦点ズレまで高い精度で検出するた
めには、長い１次元の焦点検出センサー、あるいは広い
面積の二次元の焦点検出センサーが必要となり、コスト
と設置スペースの点で不利になる。

【０００５】本発明の目的は、小さな焦点検出センサー
を用いて大きな焦点ズレまで高い精度で検出することが
できる瞳時分割型の焦点検出装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図６
および図７に対応づけて本発明を説明すると、 （１） 請求項１の発明は、撮影光学系の射出瞳面近傍
に撮影光学系の光軸を対象とする対の瞳領域を有し、対
の瞳領域の各瞳領域ごとに時分割で被写体光の通過と遮
光を行う遮光部材と、遮光部材の対の瞳領域を通過した
被写体光を受光し、対の瞳領域の各瞳領域ごとに受光面
上に結像した被写体像の光強度分布に応じた電気信号を
出力する光電変換手段と、光電変換手段から出力される
対の瞳領域の電気信号に基づいて撮影光学系の焦点ズレ
量を演算する演算手段とを備えた焦点検出装置に適用さ
れる。そして、遮光部材４は、撮影光学系３の光軸７６
から瞳領域の重心位置までの距離が異なる複数対の瞳領
域７１／７２，７３／７４を有し、複数対の瞳領域７１
／７２，７３／７４の中で焦点検出に用いる瞳領域を対
ごとに切り換える。 （２） 請求項２の焦点検出装置は、遮光部材４によっ
て、焦点検出開始後、先ずは重心位置が撮影光学系３の
光軸７６に近い対の瞳領域７１／７２に切り換え、焦点
ズレ量が所定値より小さくなると、重心位置が撮影光学
系３の光軸７６から遠い対の瞳領域７３／７４に切り換
えるようにしたものである。 （３） 請求項３の焦点検出装置は、遮光部材４によっ
て、前回の焦点検出結果の焦点ズレ量が所定値以上の場
合は、重心位置が撮影光学系３の光軸７６に近い対の瞳
領域７１／７２に切り換え、焦点ズレ量が所定値より小
さくなると、重心位置が撮影光学系３の光軸７６から遠
い対の瞳領域７３／７４に切り換えるようにしたもので
ある。 （４） 請求項４の焦点検出装置は、遮光部材４が液晶
を用いて各瞳領域ごとに被写体光の通過と遮光を行うよ
うにしたものである。一実施の形態を示す図１２に対応
づけて請求項４の発明を説明すると、 （５） 請求項５の焦点検出装置は、遮光部材が、対の
瞳領域ごとに被写体光の通過と遮光を行うマスク板１２
１と、対の瞳領域の内の瞳領域を切り換える瞳領域切換
部材１２２とを有する。

【０００７】上述した課題を解決するための手段の項で
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、図１〜図４により一実施の
形態の焦点検出原理を説明する。図１に示すように、撮
影光学系の射出瞳面1001に光軸1005を対象にして設定さ
れた一対の瞳領域1002と1003を通過する被写体から光束
を、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出セン
サー1004で受光する。

【０００９】図２〜図４は図１に示す光学系を上から見
た図である。なお、これらの図では説明を解りやすくす
るために被写体を撮影光学系の光軸1005上にある点光源
として説明する。図２は撮影光学系が被写体（点光源）
に合焦している状態を示し、一対の瞳領域1002（図
（ａ））と1003（図（ｂ））を通過する点光源からの光
束は焦点検出センサー1004上の同一点Ａに達する。

【００１０】図３は撮影光学系の状態が図２と同一状態
にあり、被写体（点光源）が図２よりも近くにある場合
を示す。この場合には、（ａ）に示すように瞳領域1002
を通過する点光源からの光束は焦点検出センサー1004上
のＢ点に達し、（ｂ）に示すように瞳領域1003を通過す
る点光源からの光束は焦点検出センサー1004上のＣ点に
達する。

【００１１】図４は撮影光学系が図２と同一の状態にあ
り、被写体（点光源）が図２よりも遠くにある場合を示
す。この場合には、（ａ）に示すように瞳領域1002を通
過する点光源からの光束は焦点検出センサー1004上のＤ
点に達し、（ｂ）に示すように瞳領域1003を通過する点
光源からの光束は焦点検出センサー1004上のＥ点に達す
る。

【００１２】図２〜図４により明らかなように、被写体
の位置に応じて焦点検出センサー1004上の被写体像の位
置が変化する。つまり、撮影光学系の焦点調節状態に応
じて焦点検出センサー1004上の被写体像の位置が変化す
る。したがって、撮影光学系の射出瞳面1001を遮光して
瞳領域1002と1003とを時分割で開閉し、瞳領域1002を開
放した時に焦点検出センサー1004で検出した被写体像
と、瞳領域1003を開放した時に焦点検出センサー1004で
検出した被写体像との位置関係、すなわち被写体像のズ
レ方向とズレ量を検出することによって、撮影光学系の
焦点ズレ量、つまりデフォーカス量を検出することがで
きる。

【００１３】次に、瞳領域の重心位置が撮影光学系の光
軸に近い場合と光軸から遠い場合とについて説明する。
図５は、図３と同様に被写体（点光源）が図２よりも近
くにある場合で、瞳領域1002側のみを示す。瞳領域100
2’は、その重心位置が瞳領域1002の重心位置よりも光
軸1005に近いように配置される。瞳領域1002を通過する
点光源からの光束は焦点検出センサー1004上のＧ点に達
する。一方、重心位置が撮影光学系の光軸1005に近い瞳
領域1002’を通過する光束は、焦点検出センサー1004上
のＦ点に達する。

【００１４】撮影光学系の同一の焦点調節状態におい
て、重心位置が光軸1005から遠い瞳領域1002を通過する
光束を用いて検出した撮影光学系の焦点ズレ量と、重心
位置が光軸1005に近い瞳領域1002’を通過する光束を用
いて検出した撮影光学系の焦点ズレ量とは、同一であ
る。ところが、図５から明らかなように、前者の焦点検
出センサー1004上での像位置はＧ点になり、後者の焦点
検出センサー1004上での像位置はＦ点になる。つまり、
瞳領域の重心位置が異なると同一の焦点ズレ量でも焦点
検出センサー1004上での像ズレ量が異なり、重心位置が
光軸1005から遠い瞳領域1002を通過する光束を用いた場
合の方が、重心位置が光軸1005に近い瞳領域1002’を通
過する光束を用いた場合よりも、焦点検出センサー1004
上での像ズレ量が大きい。同一の焦点ズレ量に対して像
ズレ量が大きいほど、撮影光学系の焦点ズレ量を正確に
検出することができるから、重心位置が光軸1005から遠
い瞳領域1002を通過する光束を用いた方が焦点検出精度
が高くなる。

【００１５】一方、焦点検出センサー1004上での像ズレ
量が大き過ぎると被写体像が焦点検出センサー1004から
はみ出してしまい、焦点検出不能となる。焦点検出セン
サー1004の長さはコストと設置スペースの点から制約を
受けるので、余り長いセンサーを設置することはできな
い。したがって、重心位置が光軸1005から遠い瞳領域10
02を通過する光束を用いて撮影光学系の焦点ズレ量を検
出する場合は、焦点検出センサー1004上での像ズレ量が
大きいので焦点検出精度は高くなるが、焦点検出センサ
ー1004の長さで検出可能な像ズレ量が制限され、焦点ズ
レ量の検出範囲が狭い。逆に、重心位置が光軸1005に近
い瞳領域1002’を通過する光束を用いて撮影光学系の焦
点ズレ量を検出する場合は、焦点検出センサー1004上で
の像ズレ量が小さいので焦点検出精度が低くなるが、焦
点検出センサー1004上で検出可能な像ズレ量が大きく、
焦点ズレ量の検出範囲が広い。

【００１６】そこで、この実施の形態では撮影光学系の
射出瞳面に光軸を対象にして、重心位置が光軸から遠い
一対の瞳領域と重心位置が光軸に近い一対の瞳領域とを
設け、焦点検出結果に応じて二対の瞳領域を切り替えて
上述した瞳時分割方式で焦点検出を行う。

【００１７】次に、本発明を一眼レフカメラに適用した
一実施の形態を説明する。図６にその構成を示す。カメ
ラボディー１には交換レンズ鏡胴２が装着される。交換
レンズ鏡胴２内には、撮影光学系３の射出瞳近傍に遮光
装置４が設置される。この遮光装置４については詳細を
後述する。交換レンズ鏡胴２内にはまた、レンズＲＯＭ
５が設置される。このレンズＲＯＭ５には撮影光学系３
の焦点距離、球面収差、像面湾曲などの収差情報、撮影
光束のケラレに関する情報、遮光装置４の瞳領域の形
状、光軸方向の位置、射出瞳面内の位置、瞳領域の遮光
と透過に関する情報などが記録されており、マウント部
の電気接点（不図示）を介して交換レンズ鏡胴２からカ
メラボディー１へ送られる。

【００１８】カメラボディー１にはメインミラー６、サ
ブミラー７、シャッター８、フィルム９、ペンタプリズ
ム１０、焦点検出センサー１１、コントローラー１２、
モーター１３などが設けられる。撮影光学系３を通過し
た被写体からの光束の一部はメインミラー６で反射さ
れ、ペンタプリズム１０を介して撮影者の目に達する。
被写体からの光束の他の一部はメインミラー６を透過
し、サブミラー７で反射されて焦点検出センサー１１へ
導かれ、焦点検出センサー１１上に被写体像が結像され
る。なお、撮影時はメインミラー６とサブミラー７が撮
影光学系３の光路から退避し、撮影光学系３を通過した
被写体からの光束はシャッター８の開放時にフィルム９
に達し、フィルム９を露光する。

【００１９】焦点検出センサー１１はＣＣＤなどにより
構成され、撮影光学系３によりセンサー上に結像された
被写体像の光強度分布に応じた電気信号を出力する。な
お、焦点検出センサー１１は撮影光学系３の予定焦点
面、すなわちフィルム９の面と光学的にな共役な面近傍
に配置される。コントローラー１２は、ＣＰＵとその周
辺部品やモーター駆動回路などを備え、遮光装置４と焦
点検出センサー１１を駆動制御するとともに、焦点検出
センサー１１の出力信号に基づいて撮影光学系３の焦点
ズレ量を検出し、モーター１３を駆動制御する。モータ
ー１３は、撮影光学系３のフォーカシングレンズ（不図
示）を駆動する。

【００２０】遮光装置４は、図７に示すように撮影光学
系３の射出瞳面近傍に設定された２対の瞳領域７１／７
２と７３／７４を備え、液晶を用いて任意の瞳領域を開
閉する。２対の瞳領域７１／７２と７３／７４はそれぞ
れ、光軸７６を対象にして配置される。対の瞳領域７１
／７２はその重心位置が光軸７６に近い位置に配置さ
れ、対の瞳領域７３／７４はその重心位置が光軸７６か
ら遠い位置に配置される。瞳領域７１〜７４とその周辺
の領域７５は、それぞれ独立に被写体からの光束の遮光
と透過が制御可能である。なお、この明細書では遮光状
態を閉状態、透過状態を開状態と呼ぶ。ファインダーで
被写体像を観測する時にはすべての領域７１〜７５を開
状態とし、撮影光学系３から入射する被写体からの光束
をカメラボディー１へ通過させる。また、撮影時には絞
り値に応じた大きさの光軸７６を中心とする円形の領域
を開放状態とし、撮影光学系３から入射する被写体光を
絞る。

【００２１】焦点検出を行う時は、周辺領域７５を閉状
態にし、以下の手順にしたがって瞳領域７１〜７４を開
閉する。まず、重心位置が撮影光学系３の光軸７６に近
い対の瞳領域７１／７２で、時分割方式の焦点検出を行
う。上述したように、重心位置が撮影光学系の光軸に近
い対の瞳領域を用いた焦点検出は、検出精度は低いが焦
点ズレ量の検出範囲が広いため、焦点検出開始直後は重
心位置が光軸に近い対の瞳領域で焦点検出を行う。

【００２２】次に、重心位置が光軸７６に近い対の瞳領
域７１／７２を用いた焦点検出の結果の焦点ズレ量が所
定値１より小さい場合は、重心位置が光軸７６から遠い
対の瞳領域７３／７４で時分割方式の焦点検出を行う。
上述したように、重心位置が撮影光学系の光軸から遠い
対の瞳領域を用いた焦点検出は、焦点ズレ量の検出範囲
は狭いが検出精度が高いため、焦点ズレ量が所定値１よ
り小さくなったら重心位置が光軸から遠い対の瞳領域で
焦点検出を行い、合焦近傍における正確な焦点ズレ量を
検出する。

【００２３】図８に示すフローチャートにより、さらに
詳細な一実施の形態の焦点検出とレンズ駆動動作を説明
する。レリーズボタン（不図示）の半押し操作が行われ
ると、コントローラー１２はこの焦点検出動作を開始す
る。まず、ステップ１〜５において、重心位置が光軸７
６に近い対の瞳領域７１／７２を通る光束を用いて焦点
検出を行う。ステップ１において、遮光装置４により瞳
領域７１を開状態、それ以外の領域を閉状態にする。続
くステップ２で、焦点検出センサー１１で電荷蓄積を行
い、蓄積電荷を画像信号として読み出し、コントローラ
ー１２のメモリ（不図示）に記憶する。ステップ３で
は、遮光装置４により瞳領域７２を開状態、それ以外の
領域を閉状態にする。続くステップ４で、焦点検出セン
サー１１で電荷蓄積を行い、蓄積電荷を画像信号として
読み出し、コントローラー１２のメモリに記憶する。

【００２４】ステップ５において、瞳領域７１と７２に
対応する画像信号に基づいて焦点検出センサー１１上で
の像ズレ量を求め、像ズレ量により撮影光学系３の焦点
ズレ量を検出する。ステップ６で、重心位置が光軸７６
に近い対の瞳領域７１／７２における撮影光学系３の焦
点ズレ量が所定値１より小さいか否かを確認する。焦点
ズレ量が所定値１以上の場合はステップ１５へ進み、焦
点ズレ量に基づいてレンズ駆動量を求め、モーター１３
を駆動制御して撮影光学系３を合焦駆動する。その後、
ステップ１へ戻り、重心位置が光軸７６に近い対の瞳領
域７１／７２でふたたび時分割の焦点検出を行う。

【００２５】一方、重心位置が光軸７６に近い瞳領域７
１／７２における焦点ズレ量が所定値１よりも小さい場
合は、重心位置が光軸７６から遠い瞳領域７３／７４へ
切り換える。まず、ステップ７で、重心位置が光軸７６
に近い瞳領域７１／７２で検出された焦点ズレ量に基づ
いてレンズ駆動量を求め、モーター１３を駆動制御して
撮影光学系３を合焦駆動する。

【００２６】次に、ステップ８〜１２において、重心位
置が光軸７６から遠い対の瞳領域７３／７４を通る光束
を用いて焦点検出を行う。ステップ８で、遮光装置４に
より瞳領域７３を開状態、それ以外の領域を閉状態にす
る。続くステップ９で、焦点検出センサー１１で電荷蓄
積を行い、蓄積電荷を画像信号として読み出し、コント
ローラー１２のメモリに記憶する。ステップ１０では、
遮光装置４により瞳領域７４を開状態、それ以外の領域
を閉状態にする。続くステップ１１で、焦点検出センサ
ー１１で電荷蓄積を行い、蓄積電荷を画像信号として読
み出し、コントローラー１２のメモリに記憶する。

【００２７】ステップ１２において、瞳領域７３と７４
に対応する画像信号に基づいて焦点検出センサー１１上
での像ズレ量を求め、像ズレ量により撮影光学系３の焦
点ズレ量を検出する。ステップ１３で、重心位置が光軸
７６から遠い対の瞳領域７３／７４における撮影光学系
３の焦点ズレ量が所定値１より小さいか否かを確認す
る。焦点ズレ量が所定値１以上の場合はステップ１５へ
戻り、焦点ズレ量に基づいてレンズ駆動を行ってステッ
プ１へ進み、ふたたび重心位置が光軸７６に近い対の瞳
領域７１／７２で焦点検出を行う。

【００２８】重心位置が光軸７６に近い瞳領域７１／７
２の焦点検出において、焦点ズレ量が所定値１より小さ
くなったから重心位置が光軸７６から遠い瞳領域７３／
７４に切り換えたはずであるが、瞳領域の切り換え後に
被写体が動いたりすると焦点ズレ量が増加し、ふたたび
所定値１を越えてしまうことがある。そのような場合は
もう一度重心位置が光軸７６に近い瞳領域７１／７２へ
切り換えて焦点検出とレンズ駆動をやり直す。

【００２９】一方、瞳領域７３／７４における焦点ズレ
量が所定値１より小さい場合はステップ１４へ進み、焦
点ズレ量が所定値２（＜所定値１）より小さいか否かを
確認する。重心位置が光軸７６から遠い対の瞳領域７３
／７４における焦点ズレ量が所定値２より小さい場合
は、撮影光学系３が合焦状態にあるとして焦点検出とレ
ンズ駆動を終了する。焦点ズレ量が所定値２以上の場合
はステップ７へ戻り、焦点ズレ量にしたがって撮影光学
系３を合焦駆動し、重心位置が光軸７６から遠い対の瞳
領域７３／７４でふたたび焦点検出を行う。

【００３０】なお、シャッターレリーズ操作により露光
が開始されるまで焦点検出動作を繰り返し実行する場合
には、ステップ１４で焦点ズレ量が所定値２より小さ
く、撮影光学系３が合焦状態にあると判定されても焦点
検出およびレンズ駆動を終了せず、ステップ８へ戻って
ふたたび重心位置が光軸７６から遠い瞳領域７３／７４
で焦点検出を行うようにすればよい。

【００３１】このように、撮影光学系３の射出瞳面近傍
に、撮影光学系３の光軸７６を対象とする対の瞳領域で
あって、撮影光学系３の光軸７６から瞳領域の重心位置
までの距離が異なる二対の瞳領域７１／７２，７３／７
４を設定し、これらの二対の瞳領域７１／７２，７３／
７４の中で焦点検出に用いる瞳領域を対ごとに切り換え
る。焦点検出開始後、先ずは重心位置が撮影光学系３の
光軸７６に近い対の瞳領域７１／７２に切り換え、焦点
ズレ量が所定値より小さくなると、重心位置が撮影光学
系３の光軸７６から遠い対の瞳領域７３／７４に切り換
える。あるいは、前回の焦点検出結果の焦点ズレ量が所
定値以上の場合は、重心位置が撮影光学系３の光軸７６
に近い対の瞳領域７１／７２に切り換え、焦点ズレ量が
所定値より小さくなると、重心位置が撮影光学系３の光
軸７６から遠い対の瞳領域７３／７４に切り換える。そ
して、対の瞳領域の各瞳領域ごとに時分割で被写体光の
通過と遮光を行い、対の瞳領域を通過した被写体からの
光束を用いて焦点検出を行うようにしたので、時分割方
式の焦点検出において、小さな焦点検出センサーを用い
て大きな焦点ズレまで高い精度で検出することができ
る。

【００３２】《瞳領域の変形例》図９は瞳領域の変形例
を示す。二対の瞳領域は、撮影光学系の光軸から瞳領域
の重心位置までの距離が同一でなく、一対の瞳領域の重
心位置が光軸に近い位置にあり、他の一対の瞳領域の重
心位置が光軸から遠い位置にあればよいから、例えば
（ａ）に示すように、一対の瞳領域９１／９２が他の一
対の瞳領域９３／９４と重なっていても構わない。
（ａ）に示す例では、二対の瞳領域９１／９２，９３／
９４はそれぞれ光軸７６を対象にして設定され、一対の
瞳領域９１／９２の重心位置が光軸７６に近く、他の一
対の瞳領域９３／９４の重心位置が光軸７６より遠い。
したがって、この場合は最初に重心位置が光軸７６に近
い対の瞳領域９１／９２で焦点検出とレンズ駆動を行
い、焦点ズレ量が小さくなったら重心位置が光軸７６か
ら遠い対の瞳領域９３／９４で焦点検出とレンズ駆動を
行う。

【００３３】また、焦点検出を行う瞳領域の対数は３対
以上でもよい。図９（ｂ）に、互いに重心位置が異なる
３対の瞳領域９１／９２、９３／９４、９５／９６を、
光軸７６を対象にして設定した一例を示す。この場合
は、最初に光軸７６に重心位置が最も近い対の瞳領域９
１／９２で焦点検出とレンズ駆動を行う。焦点ズレ量が
小さくなるにしたがって重心位置が光軸７６から遠くな
る順に対の瞳領域を切り換える。すなわち、次に対の瞳
領域９５／９６で焦点検出とレンズ駆動を行い、さらに
焦点ズレ量が小さくなったら対の瞳領域９３／９４で焦
点検出とレンズ駆動を行う。

【００３４】《焦点検出センサーの変形例》上述した一
実施の形態では焦点検出センサー１１にＣＣＤラインセ
ンサーを用いた例を示したが、焦点検出センサーの種類
は上記実施の形態に限定されず、例えば画素を平面上に
配列したエリアセンサーを用いて複数の焦点検出領域を
設定してもよい。

【００３５】図１０はエリアセンサーを用いる場合の瞳
領域の配置例を示し、図１１はエリアセンサーを示す。
この例では、遮光装置４に４対の瞳領域101/102、103/1
04、105/106、107/108をそれぞれ光軸７６を対象にして
設定し、これらの瞳領域101〜108とその周辺の領域109
とを独立に開閉制御する。水平方向に広がりのある被写
体に対して焦点検出を行う場合には、まず重心位置が光
軸７６に近い対の瞳領域101/102を時分割に開閉し、図
１１（ａ）に示すエリアセンサー110の斜線部の画素出
力に基づいて焦点検出を行う。焦点ズレ量が小さくなっ
たら重心位置が光軸７６から遠い対の瞳領域103/104を
時分割に開閉し、図１１（ａ）に示すエリアセンサー11
0の斜線部の画素出力に基づいて焦点検出を行う。

【００３６】また、被写界の周辺に存在する被写体に対
して焦点検出を行う場合には、まず重心位置が光軸７６
に近い対の瞳領域101/102を時分割に開閉し、図１１
（ｂ）に斜線で示すエリアセンサー110の周辺部の画素
出力に基づいて焦点検出を行う。焦点ズレ量が小さくな
ったら重心位置が光軸７６から遠い対の瞳領域103/104
を時分割に開閉し、同様に図１１（ｂ）に示すエリアセ
ンサー110の周辺部の画素出力に基づいて焦点検出を行
う。

【００３７】さらに、垂直方向に広がりのある被写体に
対して焦点検出を行う場合には、まず重心位置が光軸７
６に近い対の瞳領域105/106を時分割に開閉し、図１１
（ｃ）に示すエリアセンサー110の斜線部の画素出力に
基づいて焦点検出を行う。焦点ズレ量が小さくなったら
重心位置が光軸７６から遠い対の瞳領域107/108を時分
割に開閉し、図１１（ｃ）に示すエリアセンサー110の
斜線部の画素出力に基づいて焦点検出を行う。

【００３８】《遮光装置４の変形例》上述した一実施の
形態では瞳領域を開閉するために液晶を用いた例を示し
たが、瞳領域を開閉する手段は液晶に限定されず、例え
ば図１２に示すようなマスク板121と瞳切換部材122とを
用いて瞳領域を開閉してもよい。

【００３９】図１２において、マスク板121の円形開口1
24は絞り開放状態を実現するための開口である。破線の
円123、126、127は開口124と同じ大きさである。マスク
板121を回転させて円123、124、126、127がそれぞれ一
番上（（ａ）の円123の位置）に来た時に、各円123、12
4、126、127の中心と撮影光学系３の光軸とが重なる。
円123内には重心位置が光軸に近い一対の瞳開口が形成
されており、円127内には重心位置が光軸から遠い一対
の瞳開口が形成されている。また、円126内には撮影時
の所定の絞り値を実現するための円形開口125が形成さ
れている。

【００４０】この遮光装置を用いて焦点検出を行う場合
は、まずマスク板121を回転させて円123を一番上に設定
し、重心位置が光軸に近い一対の瞳開口を選択する。そ
して、（ａ）、（ｂ）に示すように、円123内の一対の
瞳開口を切換部材122で交互に遮光して焦点検出を行
う。焦点ズレ量が小さくなったらマスク板121を回転さ
せて円127を一番上に設定し、光軸から遠い瞳開口を選
択する。そして、（ｃ）、（ｄ）に示すように、円127
内の一対の瞳開口を切換部材122で交互に遮光して瞳開
口を演算する。なお、露光時には（ｅ）、（ｆ）に示す
ように開放絞り開口124、または所定の絞り開口125を一
番上の位置に設定する。

【００４１】以上の実施の形態の構成において、遮光装
置４が遮光装置を、焦点検出センサー１１が光電変換手
段を、コントローラー１２が演算手段を、マスク板121
がマスク板を、切換部材122が瞳領域切換部材をそれぞ
れ構成する。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影光学系の射出瞳面近傍に、撮影光学系の光軸を対象と
する対の瞳領域であって、撮影光学系の光軸から瞳領域
の重心位置までの距離が異なる複数対の瞳領域を設定
し、これらの複数対の瞳領域の中で焦点検出に用いる瞳
領域を対ごとに切り換える。焦点検出開始後、先ずは重
心位置が撮影光学系の光軸に近い対の瞳領域に切り換
え、焦点ズレ量が所定値より小さくなると、重心位置が
撮影光学系の光軸から遠い対の瞳領域に切り換える。あ
るいは、前回の焦点検出結果の焦点ズレ量が所定値以上
の場合は、重心位置が撮影光学系の光軸に近い対の瞳領
域に切り換え、焦点ズレ量が所定値より小さくなると、
重心位置が撮影光学系の光軸から遠い対の瞳領域に切り
換える。そして、対の瞳領域の各瞳領域ごとに時分割で
被写体光の通過と遮光を行い、対の瞳領域を通過した被
写体からの光束を用いて焦点検出を行うようにしたの
で、時分割方式の焦点検出において、小さな焦点検出セ
ンサーを用いて大きな焦点ズレまで高い精度で検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 焦点検出原理を説明するための図である。

【図２】 焦点検出原理を説明するための図である。

【図３】 焦点検出原理を説明するための図である。

【図４】 焦点検出原理を説明するための図である。

【図５】 瞳領域の重心位置が撮影光学系の光軸に近い
場合と遠い場合の焦点検出結果を説明するための図であ
る。

【図６】 一実施の形態の構成を示す図である。

【図７】 一実施の形態の遮光装置の瞳領域を示す図で
ある。

【図８】 一実施の形態の焦点検出とレンズ駆動動作を
示すフローチャートである。

【図９】 瞳領域の変形例を示す図である。

【図１０】 エリアセンサーを用いる場合の瞳領域の配
置例を示す図である。

【図１１】 エリアセンサーを示す図である。

【図１２】 遮光装置の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１ カメラボディー ２ 交換レンズ鏡胴 ３ 撮影光学系 ４ 遮光装置 ５ レンズＲＯＭ ６ メインミラー ７ サブミラー ８ シャッター ９ フィルム １０ ペンタプリズム １１ 焦点検出センサー １２ コントローラー １３ モーター ７１〜７４，９１〜９６，１０１〜１０８ 瞳領域 ７５，109 周辺領域 ７６ 光軸 １１０ エリアセンサー １２１ マスク板 １２２ 瞳切換部材 １２４，１２５ 円形開口 １００１ 射出瞳面 １００２，１００２’，１００３ 瞳領域 １００４ 焦点検出センサー １００５ 光軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影光学系の射出瞳面近傍に撮影光学系の
   光軸を対象とする対の瞳領域を有し、対の瞳領域の各瞳
   領域ごとに時分割で被写体光の通過と遮光を行う遮光部
   材と、 前記遮光部材の対の瞳領域を通過した被写体光を受光
   し、対の瞳領域の各瞳領域ごとに受光面上に結像した被
   写体像の光強度分布に応じた電気信号を出力する光電変
   換手段と、 前記光電変換手段から出力される対の瞳領域の電気信号
   に基づいて前記撮影光学系の焦点ズレ量を演算する演算
   手段とを備えた焦点検出装置において、 前記遮光部材は、前記撮影光学系の光軸から瞳領域の重
   心位置までの距離が異なる複数対の瞳領域を有し、前記
   複数対の瞳領域の中で焦点検出に用いる瞳領域を対ごと
   に切り換えることを特徴とする焦点検出装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の焦点検出装置において、 前記遮光部材は、焦点検出開始後、先ずは重心位置が前
   記撮影光学系の光軸に近い対の瞳領域に切り換え、焦点
   ズレ量が所定値より小さくなると、重心位置が前記撮影
   光学系の光軸から遠い対の瞳領域に切り換えることを特
   徴とする焦点検出装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の焦点検出装置において、 前記遮光部材は、前回の焦点検出結果の焦点ズレ量が所
   定値以上の場合は、重心位置が前記撮影光学系の光軸に
   近い対の瞳領域に切り換え、焦点ズレ量が所定値より小
   さくなると、重心位置が前記撮影光学系の光軸から遠い
   対の瞳領域に切り換えることを特徴とする焦点検出装
   置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかの項に記載の焦点
   検出装置において、 前記遮光部材は、液晶を用いて各瞳領域ごとに被写体光
   の通過と遮光を行うことを特徴とする焦点検出装置。
5. 【請求項５】請求項１〜３のいずれかの項に記載の焦点
   検出装置において、 前記遮光部材は、対の瞳領域ごとに被写体光の通過と遮
   光を行うマスク板と、対の瞳領域の内の瞳領域を切り換
   える瞳領域切換部材とを有することを特徴とする焦点検
   出装置。