JP4569268B2

JP4569268B2 - Focus detection module and camera

Info

Publication number: JP4569268B2
Application number: JP2004328581A
Authority: JP
Inventors: 秀久高崎; 正光小澤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: JP2006139056A

Description

本発明は、軸外に設定した焦点検出領域からの光束を偏向して焦点検出用撮像素子に導くようにした焦点検出モジュールに関する。 The present invention relates to a focus detection module in which a light beam from a focus detection region set off-axis is deflected and guided to an image sensor for focus detection.

特開２０００−８２２７９号公報（特許文献１）に開示されている焦点検出モジュールが知られている。この焦点検出モジュールでは、コンデンサレンズからの光束を再結像レンズ部の周辺領域、すなわち焦点検出光学系光軸側の周辺領域に入射させることにより、再結像レンズ部から射出する焦点検出光束が焦点検出光学系の光軸と略平行となるようにしている。この焦点検出モジュールでは、イメージセンサチップが焦点検出光学系の光軸に対して瞳分割方向と直交する方向の軸回りに傾いて取り付けられても、光学要素を追加することなく、焦点検出結果に誤差が含まれなくなる。その結果、イメージセンサチップの角度調整機構が不要となり、焦点検出モジュールの大型化およびコストアップを最小限に抑制できる。 A focus detection module disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-82279 (Patent Document 1) is known. In this focus detection module, the focus detection light beam emitted from the re-imaging lens unit is made incident on the peripheral region of the re-imaging lens unit, that is, the peripheral region on the optical axis side of the focus detection optical system. It is made to be substantially parallel to the optical axis of the focus detection optical system. With this focus detection module, even if the image sensor chip is attached to the optical axis of the focus detection optical system so as to be tilted around an axis perpendicular to the pupil division direction, the focus detection result is obtained without adding an optical element. Error is not included. As a result, the angle adjustment mechanism of the image sensor chip is not required, and the increase in size and cost of the focus detection module can be suppressed to a minimum.

また、特開平５−１４２４６５号公報（特許文献２）に開示されている焦点検出モジュールが知られている。この焦点検出モジュールでは、撮影画面中央から同一放射方向に向けて２つの軸外焦点検出領域が順番に設けられている。そして、撮影光束は共通のコンデンサレンズと瞳分割用開口と再結像レンズとにより２つの軸外焦点検出領域に対応する各一対の光電変換素子にそれぞれ入射する。 Further, a focus detection module disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-142465 (Patent Document 2) is known. In this focus detection module, two off-axis focus detection areas are provided in order from the center of the imaging screen in the same radial direction. The photographing light flux is incident on each pair of photoelectric conversion elements corresponding to the two off-axis focus detection regions by the common condenser lens, the pupil division aperture, and the re-imaging lens.

特開２００２―８２２７９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-82279 特開平５−１４２４６５号公報JP-A-5-142465

しかしながら、コンデンサレンズと瞳分割用マスクと再結像レンズを２つの焦点検出領域で共用する特許文献２の焦点検出モジュールに対して特許文献１の焦点検出光学系を用いる場合、軸外の２つの焦点検出領域の双方が光電変換素子に撮影光束を垂直入射するように設計することはできない。
そこで本発明は、いずれか一方の焦点検出領域が光電変換素子に撮影光束を垂直入射するように構成する場合に、焦点検出モジュールの大きさ、コストを適切にすることを目的とする。 However, when the focus detection optical system of Patent Document 1 is used for the focus detection module of Patent Document 2 in which the condenser lens, the pupil division mask, and the re-imaging lens are shared by the two focus detection regions, It is impossible to design the focus detection region so that the photographing light beam is perpendicularly incident on the photoelectric conversion element.
In view of the above, an object of the present invention is to make the size and cost of a focus detection module appropriate when any one focus detection region is configured so that a photographic light beam is vertically incident on a photoelectric conversion element.

（１）請求項１の発明は、撮影光学系の一次像面において、撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域に対応して設けられた複数の開口を有する視野マスク、視野マスクの開口を通過した光束を集光するコンデンサレンズ、コンデンサレンズを透過した前記光束を瞳分割する瞳分割マスク、および瞳分割された一対の光束をそれぞれ再結像させる再結像レンズを含む焦点検出光学系と、再結像レンズにより再結像された一対の光束を受光する受光素子とを有する焦点検出モジュールに適用される。そして、複数の焦点検出領域は、撮影光学系の光軸外に配置された第１軸外領域と、光軸からの放射方向に沿って第１の軸外領域より光軸から遠い側に隣接する第２軸外領域とを含み、第１および第２軸外領域のそれぞれに対応する視野マスクの開口を通過する複数の光束は１組の瞳分割マスクおよび再結像レンズによって再結像され、再結像される複数の光束のうち、第１軸外領域を通過して再結像レンズによって再結像される光束が、放射方向において受光素子の受光面に対して略垂直に入射するように焦点検出光学系を構成したことを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１の焦点検出モジュールにおいて、再結像レンズの光軸が焦点検出光学系の光軸に対して略平行であり、瞳分割マスクの開口の重心位置が、再結像レンズの光軸よりも焦点検出光学系の光軸側に位置していることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２の焦点検出モジュールにおいて、再結像レンズを射出する光束が焦点検出光学系の光軸と略平行になるように、再結像レンズの光軸を焦点検出光学系の光軸に対して所定の角度で傾けられていることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の焦点検出モジュールにおいて、第２軸外領域に対して前記第１軸外領域と反対側にさらに第３軸外領域を設けた場合、および第２軸外領域に対して前記第１軸外領域と反対側にさらに第３および第４軸外領域を設けた場合、いずれの場合も、第２軸外領域を透過する光束が受光素子に略垂直に入射するように焦点検出光学系を構成することを特徴とする。
（５）請求項５のカメラは、請求項１乃至４のいずれか１項記載の焦点検出モジュールを備えたことを特徴とする。
(1) A first aspect of the present invention is a field mask having a plurality of apertures provided corresponding to a plurality of focus detection areas set in a photographic screen on the primary image plane of the photographic optical system, and an aperture of the field mask Focus detection optical system including a condenser lens that collects the light beam that has passed through the condenser lens, a pupil division mask that divides the light beam that has passed through the condenser lens, and a re-imaging lens that re-images each of the pair of pupil-divided light beams And a light receiving element that receives a pair of light beams re-imaged by the re-imaging lens. The plurality of focus detection areas are adjacent to the first off-axis area disposed outside the optical axis of the imaging optical system and on the side farther from the optical axis than the first off-axis area along the radial direction from the optical axis. A plurality of light beams that pass through the apertures of the field mask corresponding to the first and second off-axis regions, respectively, and are re-imaged by a pair of pupil division masks and a re-imaging lens. Among the plurality of re-imaged light beams, the light beam that passes through the first off-axis region and is re-imaged by the re-imaging lens is incident substantially perpendicular to the light receiving surface of the light receiving element in the radiation direction. The focus detection optical system is configured as described above.
(2) According to the invention of claim 2, in the focus detection module of claim 1, the optical axis of the re-imaging lens is substantially parallel to the optical axis of the focus detection optical system, and the position of the center of gravity of the opening of the pupil division mask Is located closer to the optical axis of the focus detection optical system than the optical axis of the re-imaging lens.
(3) According to a third aspect of the present invention, in the focus detection module of the second aspect, the optical axis of the re-imaging lens is such that the light beam emitted from the re-imaging lens is substantially parallel to the optical axis of the focus detection optical system. Is tilted at a predetermined angle with respect to the optical axis of the focus detection optical system.
(4) A fourth aspect of the present invention is the focus detection module according to any one of the first to third aspects, wherein the third off-axis is further provided on the opposite side of the second off- axis region to the first off-axis region. When the region is provided, and when the third and fourth off-axis regions are further provided on the side opposite to the first off-axis region with respect to the second off-axis region, the second off-axis region is The focus detection optical system is configured so that the transmitted light beam is incident on the light receiving element substantially perpendicularly.
(5) A camera according to a fifth aspect includes the focus detection module according to any one of the first to fourth aspects.

本発明によれば、撮影画面の光軸外に設定した２つの焦点検出領域を有する焦点検出モジュールにおいて、光軸に近い第１軸外領域の焦点検出光束が受光素子にほぼ垂直入射するようにした。そのため、光軸から遠い位置に配置された第２軸外焦点検出領域の焦点検出光束が受光素子にほぼ垂直に入射するよう光学系を設計した場合に比べて、共用するコンデンサレンズの厚みを薄くでき、その結果、焦点検出モジュールが大型化することを抑制できる。 According to the present invention, in the focus detection module having two focus detection areas set outside the optical axis of the photographing screen, the focus detection light beam in the first off-axis area close to the optical axis is incident on the light receiving element substantially perpendicularly. did. Therefore, compared with the case where the optical system is designed so that the focus detection light beam in the second off-axis focus detection region arranged at a position far from the optical axis is incident on the light receiving element substantially perpendicularly, the thickness of the shared condenser lens is reduced. As a result, an increase in size of the focus detection module can be suppressed.

図１〜図８により本発明の第１〜第２の実施の形態を説明する。各実施の形態は、コンデンサレンズと再結像レンズが異なるだけでその他は共通である。 The first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Each embodiment is common except that the condenser lens and the re-imaging lens are different.

−第１の実施の形態−
図１は本発明による焦点検出モジュールを搭載した一眼レフカメラの概略構成図である。被写体からの光束は、レンズ鏡筒ＬＢ内の撮影レンズＬＥを透過してカメラボディＣＢ内に導かれる。カメラボディＣＢに導かれた光束の一部は、半透過性のメインミラー５１を透過し、サブミラー５２にて下方に反射された後、焦点検出モジュール１００へ入射される。ＣＰＵ５６は、焦点検出モジュール１００の出力である焦点検出信号に基づいてレンズ駆動モータ５７を駆動し、撮影レンズＬＥの焦点調節を行う。一方、メインミラー５１で反射された光束はペンタプリズム５４を介して接眼レンズ５５にて観察される。 -First embodiment-
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single-lens reflex camera equipped with a focus detection module according to the present invention. The light beam from the subject is guided through the photographing lens LE in the lens barrel LB and guided into the camera body CB. A part of the light beam guided to the camera body CB passes through the semi-transmissive main mirror 51, is reflected downward by the sub mirror 52, and then enters the focus detection module 100. The CPU 56 drives the lens drive motor 57 based on the focus detection signal that is the output of the focus detection module 100 to adjust the focus of the photographic lens LE. On the other hand, the light beam reflected by the main mirror 51 is observed by the eyepiece lens 55 via the pentaprism 54.

本実施の形態では、図２に示した５つの焦点検出領域について焦点検出を行う。すなわち、撮影画面の光軸ＬＸを中心として±Ｘ方向に延在する領域Ｃと、光軸ＬＸを通過するＸ軸方向の軸外焦点検出領域ＡＲ，ＢＲ，ＡＬ，ＢＬである。領域ＡＲは、光軸ＬＸから＋Ｘ方向（右方）に離間しＹ方向に延在する領域である。領域ＡＬは、光軸ＬＸから−Ｘ方向（左方）に離間しＹ方向に延在する領域である。領域ＡＲに隣接して設定される領域ＢＲは、Ｘ軸上で領域ＡＲよりも軸外にある領域であり、光軸ＬＸから＋Ｘ方向（右方）に離間しＹ方向に延在する領域である。領域ＢＲに隣接して設定される領域ＢＬは、Ｘ軸上で領域ＡＬよりも軸外にある領域であり、光軸ＬＸから−Ｘ方向（左方）に離間しＹ方向に延在する領域である。ここで、軸外焦点検出領域ＡＲ，ＢＲは、光軸を通過するＸ軸方向の線上に順番に並べられている。軸外焦点検出領域ＡＬ，ＢＬも同様である。 In the present embodiment, focus detection is performed for the five focus detection areas shown in FIG. That is, a region C extending in the ± X direction around the optical axis LX of the photographing screen and an off-axis focus detection region AR, BR, AL, BL in the X axis direction passing through the optical axis LX. The area AR is an area that is separated from the optical axis LX in the + X direction (rightward) and extends in the Y direction. The region AL is a region that is separated from the optical axis LX in the −X direction (leftward) and extends in the Y direction. The region BR set adjacent to the region AR is a region on the X axis that is more off-axis than the region AR, and is a region that is separated from the optical axis LX in the + X direction (rightward) and extends in the Y direction. is there. The region BL set adjacent to the region BR is a region on the X axis that is off-axis from the region AL, and is a region that is separated from the optical axis LX in the −X direction (leftward) and extends in the Y direction. It is. Here, the off-axis focus detection areas AR and BR are arranged in order on a line in the X-axis direction passing through the optical axis. The same applies to the off-axis focus detection areas AL and BL.

焦点検出モジュール１００は周知の位相差検出方式にて焦点検出を行うもので、その光学系は、図３に示すように、視野マスク１２２，コンデンサレンズ１２４，絞りマスク（瞳分割マスク）１２８，再結像レンズ１２９およびイメージセンサチップ１３０を備えて構成されている。 The focus detection module 100 performs focus detection by a well-known phase difference detection method. As shown in FIG. 3, the optical system has a field mask 122, a condenser lens 124, a diaphragm mask (pupil division mask) 128, The imaging lens 129 and the image sensor chip 130 are provided.

視野マスク１２２は、光軸上の焦点検出領域Ｃに対応する開口１２２Ｃと、軸外焦点検出領域ＡＲ，ＡＬ，ＢＲ，ＢＬにそれぞれ対応する開口１２２ＡＲ，１２２ＡＬ，１２２ＢＲ，１２２ＢＬとを有する。コンデンサレンズ１２４は、視野マスク１２２の開口に対応するレンズ部１２４Ｃ，１２４Ｌ，１２４Ｒを有する。コンデンサレンズ１２４のレンズ部１２４Ｃは、視野マスク１２２の開口１２２Ｃから入射された光束を絞りマスク１２８に導く。コンデンサレンズ１２４のレンズ部１２４Ｌは、視野マスク１２２の開口１２２ＡＬと１２２ＢＬから入射された光束を絞りマスク１２８に導く。コンデンサレンズ１２４のレンズ部１２４Ｒは、視野マスク１２２の開口１２２ＡＲ，１２２ＢＲから入射された光束を絞りマスク１２８に導く。すなわち、軸外焦点検出領域ＡＲ，ＢＲはコンデンサレンズ１２４Ｒを共用し、軸外焦点検出領域ＡＬ，ＢＬはコンデンサレンズ１２４Ｌを共用する。 The field mask 122 has an opening 122C corresponding to the focus detection area C on the optical axis and openings 122AR, 122AL, 122BR, 122BL corresponding to the off-axis focus detection areas AR, AL, BR, and BL, respectively. The condenser lens 124 has lens portions 124C, 124L, and 124R corresponding to the openings of the field mask 122. The lens portion 124 C of the condenser lens 124 guides the light beam incident from the opening 122 C of the field mask 122 to the aperture mask 128. The lens portion 124 L of the condenser lens 124 guides the light beam incident from the openings 122 AL and 122 BL of the field mask 122 to the aperture mask 128. The lens portion 124 R of the condenser lens 124 guides the light beam incident from the openings 122 AR and 122 BR of the field mask 122 to the aperture mask 128. That is, the off-axis focus detection areas AR and BR share the condenser lens 124R, and the off-axis focus detection areas AL and BL share the condenser lens 124L.

絞りマスク１２８は、それぞれ５つの焦点検出領域に対応する開口部１２８ＣＲ，１２８ＣＬ，１２８ＲＵ，１２８ＲＤ，１２８ＬＵ，１２８ＬＤを有する。すなわち、焦点検出領域Ｃを通過する焦点検出光束は一対の開口部１２８ＣＲ，１２８ＣＬで瞳分割され、焦点検出領域ＡＲおよびＢＲを通過する焦点検出光束は一対の開口部１２８ＲＵ，１２８ＲＤで瞳分割され、焦点検出領域ＡＬおよびＢＬを通過する焦点検出光束は一対の開口部１２８ＬＵ，１２８ＬＤで瞳分割される。したがって、焦点検出領域ＡＲおよびＢＲは一対の開口部１２８ＲＵ，１２８ＲＤを共用し、焦点検出領域ＡＬおよびＢＬは一対の開口部１２８ＬＵ，１２８ＬＤを共用する。 The aperture mask 128 has openings 128CR, 128CL, 128RU, 128RD, 128LU, and 128LD corresponding to five focus detection areas, respectively. That is, the focus detection light beam that passes through the focus detection region C is split into pupils at the pair of openings 128CR and 128CL, and the focus detection light beam that passes through the focus detection regions AR and BR is split into pupils at the pair of openings 128RU and 128RD, A focus detection light beam that passes through the focus detection areas AL and BL is divided into pupils by a pair of openings 128LU and 128LD. Therefore, the focus detection areas AR and BR share a pair of openings 128RU and 128RD, and the focus detection areas AL and BL share a pair of openings 128LU and 128LD.

再結像レンズ１２９は、それぞれ５つの焦点検出領域に対応するレンズ部（なお、以下では、単に再結像レンズと呼ぶ）１２９ＣＲ，１２９ＣＬ，１２９ＲＵ，１２９ＲＤ，１２９ＬＵ，１２９ＬＤを有する。またイメージセンサチップ１３０は、同様に５つの焦点検出領域に対応するイメージセンサアレイ（受光素子）１３０ＣＲ，１３０ＣＬ，１３０ＡＲＵ，１３０ＡＲＤ，１３０ＢＲＵ，１３０ＢＲＤ，１３０ＡＬＵ，１３０ＡＬＤ，１３０ＢＬＵ，１３０ＢＬＤを同一面上に保持する。 The re-imaging lens 129 includes lens portions (hereinafter simply referred to as re-imaging lenses) 129CR, 129CL, 129RU, 129RD, 129LU, and 129LD corresponding to five focus detection areas. Similarly, the image sensor chip 130 holds image sensor arrays (light receiving elements) 130CR, 130CL, 130ARU, 130ARD, 130BRU, 130BRD, 130ALU, 130ALD, 130BLU, and 130BLD corresponding to five focus detection areas on the same surface. .

すなわち、焦点検出領域Ｃを通過して一対の開口部１２８ＣＲ，１２８ＣＬで瞳分割された一対の焦点検出光束は、それぞれ再結像レンズ１２９ＣＲ，１２９ＣＬでイメージセンサアレイ１３０ＣＲ，１３０ＣＬ上に結像される。焦点検出領域ＡＲおよびＢＲを通過して一対の開口部１２８ＲＵ，１２８ＲＤでそれぞれ瞳分割された焦点検出光束は、それぞれ再結像レンズ１２９ＲＵ，１２９ＲＤでイメージセンサアレイ１３０ＡＲＵと１３０ＡＲＤ，およびイメージセンサアレイ１３０ＢＲＵと１３０ＢＲＤ上に結像される。また、焦点検出領域ＡＬおよびＢＬを通過して一対の開口部１２８ＬＵ，１２８ＬＤでそれぞれ瞳分割された焦点検出光束は、それぞれ再結像レンズ１２９ＬＵ、１２９ＬＤでイメージセンサアレイ１３０ＡＬＵと１３０ＡＬＤ，およびイメージセンサアレイ１３０ＢＬＵと１３０ＢＬＤ上に結像される。したがって、焦点検出領域ＡＲおよびＢＲは、一対の絞りマスク開口部１２８ＲＵ，１２８ＲＤおよび一対の再結像レンズ１２９ＲＵ，１２９ＲＤを共用し、焦点検出領域ＡＬおよびＢＬは、一対の絞りマスク開口部１２８ＬＵ，１２８ＬＤおよび一対の再結像レンズ１２９ＬＵ，１２９ＬＤを共用する。なお、焦点検出領域Ｃ，ＡＲ，ＢＲ，ＡＬ，ＢＬに対応する各光学系要素を一覧表形式で図４に示す。 That is, the pair of focus detection light beams that have passed through the focus detection region C and are pupil-divided by the pair of openings 128CR and 128CL are imaged on the image sensor arrays 130CR and 130CL by the re-imaging lenses 129CR and 129CL, respectively. . The focus detection light beams that pass through the focus detection areas AR and BR and are pupil-divided by the pair of openings 128RU and 128RD are re-imaging lenses 129RU and 129RD, respectively, and image sensor arrays 130ARU and 130ARD, and image sensor array 130BRU. The image is formed on 130BRD. Further, the focus detection light beams that pass through the focus detection areas AL and BL and are divided into pupils by the pair of openings 128LU and 128LD are image sensor arrays 130ALU and 130ALD and image sensor arrays by re-imaging lenses 129LU and 129LD, respectively. Images are formed on 130 BLU and 130 BLD. Therefore, the focus detection areas AR and BR share a pair of aperture mask openings 128RU and 128RD and a pair of re-imaging lenses 129RU and 129RD, and the focus detection areas AL and BL have a pair of aperture mask openings 128LU and 128LD. The pair of re-imaging lenses 129LU and 129LD are shared. In addition, FIG. 4 shows each optical system element corresponding to the focus detection areas C, AR, BR, AL, and BL in a list form.

以上説明したように、この実施の形態の焦点検出光学系は、撮影光学系の一次像面において、撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域Ｃ、ＡＲ、ＡＬ、ＢＲ、ＢＬに対応して設けられた複数の開口１２２Ｃ，１２２ＡＲ，１２２ＡＬ、１２２ＢＲ、１２２ＢＬを有する視野マスク１２２と、視野マスク１２２の開口を通過した光束を集光するコンデンサレンズ１２４と、コンデンサレンズ１２４を透過した光束を瞳分割する絞りマスク（瞳分割マスク）１２８と、瞳分割された一対の光束をそれぞれ再結像させる再結像レンズ１２９とを含んで構成されている。 As described above, the focus detection optical system of this embodiment corresponds to the plurality of focus detection areas C, AR, AL, BR, and BL set in the shooting screen on the primary image plane of the shooting optical system. A field mask 122 having a plurality of openings 122C, 122AR, 122AL, 122BR, and 122BL, a condenser lens 124 that collects the light beam that has passed through the opening of the field mask 122, and a light beam that has passed through the condenser lens 124 as a pupil. An aperture mask (pupil division mask) 128 to be divided and a re-imaging lens 129 that re-images a pair of pupil-divided light beams.

図５（ａ）および図６に基づいて第１の実施の形態についてさらに詳細に説明する。図５は焦点検出モジュール１００の軸外焦点検出領域ＡＬ，ＢＬに入射する光束をＸＺ平面について説明する図である。なお、説明を簡略化するため、図５（ａ）および図６では焦点検出領域ＡＬとＢＬに関する焦点検出光学系について、とくに、絞りマスク開口１２８ＬＵ，１２８ＬＤ、再結像レンズ１２９ＬＵ、イメージセンサ１３０ＡＬＵと１３０ＢＬＵに関して説明する。 The first embodiment will be described in more detail based on FIG. 5 (a) and FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the light beams incident on the off-axis focus detection areas AL and BL of the focus detection module 100 in the XZ plane. In order to simplify the explanation, FIGS. 5A and 6 show the focus detection optical systems related to the focus detection areas AL and BL, particularly the aperture mask apertures 128LU and 128LD, the re-imaging lens 129LU, and the image sensor 130ALU. The 130BLU will be described.

図５（ａ）において、絞りマスク１２８の開口１２８ＬＵと１２８ＬＤ，再結像レンズ１２９ＬＵと１２９ＬＤ、イメージセンサアレイ１３０ＡＬＵと１３０ＡＬＤ、一対の光束ＡＬＵとＡＬＤ、および一対の光束ＢＬＵとＢＬＤは、それぞれ紙面と直交する方向に重なり合っている。一対の光束ＡＬＵとＡＬＤは、軸外焦点検出領域ＡＬを通過して絞りマスク１２８の一対の開口１２８ＬＵと１２８ＬＤをそれぞれ通過する光束である。一対の光束ＢＬＵとＢＬＤは、軸外焦点検出領域ＢＬを通過して絞りマスク１２８の一対の開口１２８ＬＵと１２８ＬＤをそれぞれ通過する光束である。 In FIG. 5A, the apertures 128LU and 128LD of the aperture mask 128, the re-imaging lenses 129LU and 129LD, the image sensor arrays 130ALU and 130ALD, the pair of light beams ALU and ALD, and the pair of light beams BLU and BLD, respectively, It overlaps in the orthogonal direction. The pair of light beams ALU and ALD are light beams that pass through the pair of openings 128LU and 128LD of the aperture mask 128 through the off-axis focus detection area AL. The pair of light beams BLU and BLD are light beams that pass through the pair of apertures 128LU and 128LD of the aperture mask 128 through the off-axis focus detection region BL.

視野マスク１２２の開口１２２ＡＬで設定される軸外焦点検出領域ＡＬの焦点検出光束は、コンデンサレンズ１２４のうち焦点検出光学系の光軸Ｏ２の軸外に位置するレンズ部１２４Ｌを通り、分割された光束ＡＬＵとＡＬＤは（厳密には開口１２８ＬＵ，１２８ＬＤを撮影レンズ側に投影する光束）は光軸Ｏ２側に偏向されて再結像レンズ１２９ＬＵ，１２９ＬＤに入射する。同様に、視野マスク１２２の開口１２２ＢＬで設定される軸外焦点検出領域ＢＬの焦点検出光束は、コンデンサレンズ１２４のうち焦点検出光学系の光軸Ｏ２の軸外に位置するレンズ部１２４Ｌのさらに周辺領域を通るため、分割された光束ＢＬＵとＢＬＤは（厳密には開口１２８ＬＵ，１２８ＬＤを撮影レンズ側に投影する光束）は光軸Ｏ２側に偏向されて再結像レンズ１２９ＬＵ，１２９ＬＤに入射する。なお、図５は、添字Ｌが付された要素、光路、すなわち焦点検出領域ＡＬ，ＢＬについて示した。以下の説明でも便宜上、添字Ｌが付された要素、光路、すなわち焦点検出領域ＡＬ，ＢＬについて説明する。 The focus detection light beam in the off-axis focus detection area AL set by the opening 122AL of the field mask 122 is divided through the lens portion 124L located outside the optical axis O2 of the focus detection optical system in the condenser lens 124. The light beams ALU and ALD (strictly, the light beams that project the apertures 128LU and 128LD onto the photographing lens side) are deflected toward the optical axis O2 and enter the re-imaging lenses 129LU and 129LD. Similarly, the focus detection light beam in the off-axis focus detection region BL set by the opening 122BL of the field mask 122 is further peripheral to the lens portion 124L located outside the optical axis O2 of the focus detection optical system in the condenser lens 124. Since the divided light beams BLU and BLD pass through the region (strictly, the light beams projecting the apertures 128LU and 128LD onto the photographing lens side) are deflected toward the optical axis O2 and enter the re-imaging lenses 129LU and 129LD. FIG. 5 shows the element with the subscript L, the optical path, that is, the focus detection areas AL and BL. In the following description, for the sake of convenience, the element with the subscript L, the optical path, that is, the focus detection areas AL and BL will be described.

このようにコンデンサレンズ１２４により軸外焦点検出領域ＡＬおよびＢＬからの光束ＡＬＵとＡＬＤ、および光束ＢＬＵとＢＬＤを光軸Ｏ２側に偏向させているため、軸外焦点検出領域ＡＬおよびＢＬが光軸Ｏ２から比較的離れていてもイメージセンサアレイ１３０ＡＬＵ，１３０ＢＬＵ、および１３０ＡＬＤ，１３０ＢＬＤを光軸Ｏ２に近づけて配置でき、イメージセンサチップ１３０の小型化が図れる。しかし、上述したように光束ＡＬＵとＡＬＤがセンサアレイ１３０ＡＬＵ，１３０ＡＬＤに斜めに入射したり、光束ＢＬＵとＢＬＤがセンサアレイ１３０ＢＬＵ，１３０ＢＬＤに斜めに入射する場合、従来技術で説明したように、センサアレイが光束に対して図５のＸ軸を中心とする回転方向に傾いて取り付けられると、焦点検出誤差が発生する。そこで第１の実施の形態では次のようにして焦点検出誤差の発生を防止している。 Thus, the condenser lens 124 deflects the light beams ALU and ALD and the light beams BLU and BLD from the off-axis focus detection areas AL and BL toward the optical axis O2, so that the off-axis focus detection areas AL and BL are aligned with the optical axis. The image sensor array 130ALU, 130BLU, and 130ALD, 130BLD can be arranged close to the optical axis O2 even when they are relatively far from O2, and the image sensor chip 130 can be downsized. However, as described above, when the light beams ALU and ALD are obliquely incident on the sensor arrays 130ALU and 130ALD, or when the light beams BLU and BLD are obliquely incident on the sensor arrays 130BLU and 130BLD, as described in the related art, Is attached to the light beam in a rotational direction centered on the X axis in FIG. 5, a focus detection error occurs. Therefore, in the first embodiment, the occurrence of a focus detection error is prevented as follows.

図６に詳細に示すように、再結像レンズ１２９ＬＵは、同一の曲率である入射側球面５ｆと射出側球面６ｆを有する。入射側球面５ｆの中心７ｆと射出側球面６ｆの中心８ｆと結んだ線分が再結像レンズ１２９ＬＵの光軸１１ｆとなる。この実施の形態では、再結像レンズ１２９ＬＵの周辺領域のうち焦点検出光学系光軸Ｏ２に近い周辺領域に、絞りマスク開口１２８ＬＵで分割された光束ＡＬＵが入射するようにしている。すなわち、絞りマスク１２８の開口１２８ＬＵの重心位置１７ｆを、再結像レンズ１２９ＬＵの光軸１１ｆよりも焦点検出光学系光軸Ｏ２側に位置させ、再結像レンズ１２９ＬＵに斜めに入射した光束ＡＬＵを焦点検出光学系光軸Ｏ２に対して略平行に射出させる。この構成によれば、軸外焦点検出領域ＡＬの焦点検出光束ＡＬＵとＡＬＤは再結像レンズ１２９ＬＵと１２９ＬＤによりそれぞれ折り曲げられてイメージセンサ１３０ＡＬＵと１３０ＡＬＤにそれぞれほぼ垂直に入射する。また、軸外焦点検出領域ＢＬの焦点検出光束ＢＬＵとＢＬＤは再結像レンズ１２９ＬＵと１２９ＬＤによりそれぞれ折り曲げられるが、イメージセンサ１３０ＢＬＵとイメージセンサＢＬＤに斜め入射する。 As shown in detail in FIG. 6, the re-imaging lens 129LU has an entrance-side spherical surface 5f and an exit-side spherical surface 6f having the same curvature. A line segment connecting the center 7f of the entrance-side spherical surface 5f and the center 8f of the exit-side spherical surface 6f becomes the optical axis 11f of the re-imaging lens 129LU. In this embodiment, the light flux ALU divided by the aperture mask aperture 128LU is incident on the peripheral region near the focus detection optical system optical axis O2 in the peripheral region of the re-imaging lens 129LU. That is, the gravity center position 17f of the aperture 128LU of the aperture mask 128 is positioned closer to the focus detection optical system optical axis O2 than the optical axis 11f of the re-imaging lens 129LU, and the luminous flux ALU obliquely incident on the re-imaging lens 129LU is obtained. The light is emitted substantially parallel to the optical axis O2 of the focus detection optical system. According to this configuration, the focus detection light beams ALU and ALD in the off-axis focus detection area AL are bent by the re-imaging lenses 129LU and 129LD, respectively, and enter the image sensors 130ALU and 130ALD almost perpendicularly. Further, the focus detection light beams BLU and BLD in the off-axis focus detection region BL are bent by the re-imaging lenses 129LU and 129LD, respectively, but obliquely enter the image sensor 130BLU and the image sensor BLD.

このような第１の実施の形態の焦点検出モジュールでは、軸外再結像レンズ１２９ＬＵ（１２９ＬＤ）は同一の曲率である入射側球面５ｆと射出側球面６ｆとを備え、入射側球面５ｆの中心７ｆと射出側球面６ｆの中心８ｆとを結んだ線分１１ｆを軸外再結像レンズ１２９ＬＵ（１２９ＬＤ）の光軸とするとき、軸外再結像レンズ１２９ＬＵ（１２９ＬＤ）の光軸１１ｆを瞳分割方向に垂直なＸＺ平面へ投影したときの射影が、焦点検出光学系光軸Ｏ２に対して略平行であり、一対の開口１２８ＬＵ（１２８ＬＤ）の重心位置１７ｆが、軸外再結像レンズ１２９ＬＵ（１２９ＬＤ）の光軸１１ｆよりも焦点検出光学系光軸Ｏ２側に位置している。 In such a focus detection module of the first embodiment, the off-axis re-imaging lens 129LU (129LD) includes the incident-side spherical surface 5f and the exit-side spherical surface 6f having the same curvature, and the center of the incident-side spherical surface 5f. When the line segment 11f connecting 7f and the center 8f of the exit-side spherical surface 6f is the optical axis of the off-axis re-imaging lens 129LU (129LD), the optical axis 11f of the off-axis re-imaging lens 129LU (129LD) is the pupil. The projection when projected onto the XZ plane perpendicular to the dividing direction is substantially parallel to the optical axis O2 of the focus detection optical system, and the center of gravity position 17f of the pair of apertures 128LU (128LD) is the off-axis re-imaging lens 129LU. It is located closer to the optical axis O2 side of the focus detection optical system than the optical axis 11f of (129LD).

その結果、第１の実施の形態の焦点検出モジュールによれば、再結像レンズ１２９ＬＵと１２９ＬＤの周辺領域のうち焦点検出光学系光軸Ｏ２に近い周辺領域に、絞りマスク１２８の開口１２８ＬＵと１２８ＬＤで分割された光束ＡＬＵとＡＬＤが入射する。そのため、再結像レンズ１２９ＬＵと１２９ＬＤに入射した光束がその光軸１１ｆ側に屈折されることになり、再結像レンズ１２９ＬＵと１２９ＬＤから射出する光束ＡＬＵとＡＬＤは、焦点検出光学系の光軸Ｏ２と略平行に進行してイメージセンサアレイ１３０ＡＬＵと１３０ＡＬＤに入射する。その結果、イメージセンサチップ１３０がＸ軸回りに傾いて取り付けられても、イメージセンサアレイ１３０ＡＬＵと１３０ＡＬＤ上に結像する被写体像がＸ方向にずれることがなく、焦点検出精度が悪化することがない。 As a result, according to the focus detection module of the first embodiment, the apertures 128LU and 128LD of the aperture mask 128 are arranged in the peripheral region near the focus detection optical system optical axis O2 among the peripheral regions of the re-imaging lenses 129LU and 129LD. The luminous fluxes ALU and ALD divided by (1) enter. Therefore, the light beams incident on the re-imaging lenses 129LU and 129LD are refracted to the optical axis 11f side, and the light beams ALU and ALD emitted from the re-imaging lenses 129LU and 129LD are the optical axes of the focus detection optical system. It travels substantially parallel to O2 and enters the image sensor arrays 130ALU and 130ALD. As a result, even if the image sensor chip 130 is mounted tilted around the X axis, the subject images formed on the image sensor arrays 130ALU and 130ALD do not shift in the X direction, and the focus detection accuracy does not deteriorate. .

そして、光軸に近い軸外焦点検出領域ＡＲ，ＡＬと、光軸から遠い軸外焦点検出領域ＢＲ、ＢＬのうち、どちらの焦点検出光束をイメージセンサアレイに垂直入射させるかを決めるに当たり、光軸に近い軸外焦点検出領域ＡＲ、ＡＬの焦点検出光束をイメージセンサアレイに垂直入射させる。光軸から遠い軸外焦点検出領域ＢＲ、ＢＬの焦点検出光束をイメージセンサアレイに垂直入射させようとすると、共通化したコンデンサレンズの軸方向の厚みが厚くなり、焦点検出モジュールが大型化する。その理由を図５（ｂ）を参照して説明する。 Then, in determining which of the off-axis focus detection areas AR and AL near the optical axis and off-axis focus detection areas BR and BL far from the optical axis are to be perpendicularly incident on the image sensor array, The focus detection light beams in the off-axis focus detection areas AR and AL close to the axis are vertically incident on the image sensor array. If the focus detection light beams in the off-axis focus detection regions BR and BL far from the optical axis are to be vertically incident on the image sensor array, the thickness of the common condenser lens in the axial direction is increased, and the focus detection module is increased in size. The reason will be described with reference to FIG.

図５（ｂ）から理解できるように、軸外焦点検出領域ＢＬは軸外焦点検出領域ＡＬよりも光軸から離れている。そのため、視野マスク１２２の軸外焦点検出領域ＢＬを通過する焦点検出光束ＢＬＵを、再結像レンズ１２９ＬＵのより光軸Ｏ２に近い周辺領域に入射させるためには、図５（ａ）に比較してコンデンサレンズ１２４のより外方の周辺領域に光束ＢＬＵを入射させる必要がある。その領域はコンデンサレンズ１２４の厚さが非常に薄い領域であり、コンデンサレンズ１２４を全体に厚くせざるを得ないが、コンデンサレンズ１２４の厚みを増やすと、焦点検出モジュールが大型化する。したがって、光軸に近い焦点検出領域ＡＲ，ＡＬの焦点検出光束をイメージセンサアレイに垂直に入射させることにすれば、コンデンサレンズ１２２の厚みを増す必要がなく、焦点検出モジュールの大型化を抑制することができる。 As can be understood from FIG. 5B, the off-axis focus detection area BL is farther from the optical axis than the off-axis focus detection area AL. Therefore, in order to make the focus detection light beam BLU passing through the off-axis focus detection region BL of the field mask 122 enter the peripheral region closer to the optical axis O2 of the re-imaging lens 129LU, it is compared with FIG. Therefore, the light beam BLU needs to be incident on the outer peripheral region of the condenser lens 124. This region is a region where the condenser lens 124 is very thin, and the condenser lens 124 must be thickened as a whole. However, if the thickness of the condenser lens 124 is increased, the focus detection module becomes larger. Therefore, if the focus detection light beams in the focus detection areas AR and AL close to the optical axis are made to enter the image sensor array perpendicularly, it is not necessary to increase the thickness of the condenser lens 122, and the enlargement of the focus detection module is suppressed. be able to.

また、主要被写体は撮影画面内の光軸近傍にあることが多く、焦点検出光軸に近い焦点検出領域ＡＲ，ＡＬについて、上述したようにイメージセンサアレイの傾きに伴う焦点検出精度への影響を少なくすることが好ましい。 Also, the main subject is often near the optical axis in the shooting screen, and the focus detection areas AR and AL close to the focus detection optical axis have an influence on the focus detection accuracy due to the tilt of the image sensor array as described above. It is preferable to reduce it.

―第２の実施の形態―
図７（ａ）および図８は第２の実施の形態の焦点検出モジュールを説明する図である。第１の実施の形態と相違する点は再結像レンズ１２９ＲＵ，ＲＤ，ＬＵ，ＬＤを傾けたことにある。なお、説明を簡略化するため、図７（ａ）および図８では焦点検出領域ＡＬとＢＬに関する焦点検出光学系について、とくに、再結像レンズ１２９ＬＵ、イメージセンサ１３０ＡＬＵと１３０ＢＬＵに関して説明する。 -Second embodiment-
FIG. 7A and FIG. 8 are diagrams illustrating the focus detection module of the second embodiment. The difference from the first embodiment is that the re-imaging lenses 129RU, RD, LU, and LD are tilted. In order to simplify the description, FIGS. 7A and 8 describe the focus detection optical system related to the focus detection areas AL and BL, particularly the re-imaging lens 129LU and the image sensors 130ALU and 130BLU.

図７（ａ）において、再結像レンズ１２９ＬＵの光軸を、焦点検出光束の進行方向において光軸Ｏ２側に傾けている。図８に示すように、再結像レンズ１２９ＬＵの光軸１１ｆが、焦点検出光学系の光軸Ｏ２に対して、瞳分割方向（Ｙ方向）に垂直な面内（ＸＺ面内）で傾けられている。換言すると、再結像レンズ１２９ＬＵの光軸１１ｆを瞳分割方向に垂直なＸＺ平面へ投影した射影が、焦点検出光学系光軸Ｏ２に対して所定の角度で傾けられていることになる。また、再結像レンズ１２９ＬＵの光軸１１ｆが通過するレンズ中心に対して、絞りマスク開口１２８ＬＵの重心１７ｆは、光軸Ｏ２に近い方に偏心している。 In FIG. 7A, the optical axis of the re-imaging lens 129LU is tilted toward the optical axis O2 in the traveling direction of the focus detection light beam. As shown in FIG. 8, the optical axis 11f of the re-imaging lens 129LU is tilted in a plane (in the XZ plane) perpendicular to the pupil division direction (Y direction) with respect to the optical axis O2 of the focus detection optical system. ing. In other words, the projection obtained by projecting the optical axis 11f of the re-imaging lens 129LU onto the XZ plane perpendicular to the pupil division direction is tilted at a predetermined angle with respect to the focus detection optical system optical axis O2. Further, the center of gravity 17f of the aperture mask aperture 128LU is decentered closer to the optical axis O2 with respect to the lens center through which the optical axis 11f of the re-imaging lens 129LU passes.

このように構成された焦点検出光学系では、コンデンサレンズ部１２４Ｌで光軸Ｏ２方向に偏向された焦点検出光束ＡＬＵとＡＬＤは、再結像レンズ１２９ＬＵの光軸Ｏ２に近い周辺領域に入射する。そのため、再結像レンズ１２９ＬＵに入射した光束は、その光軸１１ｆ側に屈折されることになり、再結像レンズ１２９ＬＵから射出する光束ＡＬＵは、焦点検出光学系の光軸Ｏ２と略平行に進行してイメージセンサアレイ１３０ＡＬＵに入射する。その結果、イメージセンサチップ１３０がＸ軸回りに傾いても、イメージセンサアレイ１３０ＡＬＵ上に結像する被写体像がＸ方向にずれることがなく、焦点検出精度が悪化することがない。なお、再結像レンズ１２９ＬＵからの射出光が光軸Ｏ２と平行になるように、再結像レンズ１２９ＬＵの傾き角度が決定されるとともに、再結像レンズ１２９ＬＵに対する開口１２８ＬＵの重心１７の位置も決定される。 In the thus configured focus detection optical system, the focus detection light beams ALU and ALD deflected in the direction of the optical axis O2 by the condenser lens unit 124L are incident on a peripheral region near the optical axis O2 of the re-imaging lens 129LU. Therefore, the light beam incident on the re-imaging lens 129LU is refracted toward the optical axis 11f, and the light beam ALU emitted from the re-imaging lens 129LU is substantially parallel to the optical axis O2 of the focus detection optical system. It proceeds and enters the image sensor array 130ALU. As a result, even if the image sensor chip 130 is tilted about the X axis, the subject image formed on the image sensor array 130ALU is not shifted in the X direction, and the focus detection accuracy is not deteriorated. The tilt angle of the re-imaging lens 129LU is determined so that the light emitted from the re-imaging lens 129LU is parallel to the optical axis O2, and the position of the center of gravity 17 of the aperture 128LU with respect to the re-imaging lens 129LU is also determined. It is determined.

このような第２の実施の形態の焦点検出モジュールも第１の実施の形態のモジュールと同様に、以下のような効果を奏することができる。すなわち、焦点検出光学系の光軸Ｏ２に近い軸外焦点検出領域ＡＬ，ＡＲの焦点検出光束をイメージセンサアレイ１３０ＬＵ、ＬＤに垂直入射させるようにしたので、上述した理由で（図７（ｂ）参照）焦点検出モジュールの大型化抑制しつつ、２つの軸外焦点検出領域を設定した焦点検出モジュールの焦点検出精度を全体として向上することができる。 Similar to the module of the first embodiment, the focus detection module of the second embodiment can provide the following effects. That is, the focus detection light beams in the off-axis focus detection areas AL and AR close to the optical axis O2 of the focus detection optical system are vertically incident on the image sensor arrays 130LU and LD, for the reason described above (FIG. 7B). Reference) The focus detection accuracy of the focus detection module in which two off-axis focus detection areas are set can be improved as a whole while suppressing the increase in size of the focus detection module.

なお、図示は省略したが、軸外焦点検出領域ＡＬ，ＢＬと光軸Ｏ２を挟んで対称に配置された軸外焦点検出領域ＡＲ，ＢＲにおける、再結像レンズ１２９ＲＵ，１２９ＲＤおよび絞りマスク１２８の開口１２８ＲＵ，１２８ＲＤについても、軸外焦点検出領域ＡＬ、ＢＬの再結像レンズ１２９ＬＵ，１２９ＬＤおよび絞りマスク１２８の開口１２８ＬＵ，１２８ＬＤにおける物理的形状や位置関係はまったく同様である。 Although not shown, the re-imaging lenses 129RU and 129RD and the diaphragm mask 128 in the off-axis focus detection areas AR and BR arranged symmetrically with the off-axis focus detection areas AL and BL and the optical axis O2 interposed therebetween. The physical shapes and positional relationships of the apertures 128RU and 128RD in the off-axis focus detection areas AL and BL in the re-imaging lenses 129LU and 129LD and the apertures 128LU and 128LD of the aperture mask 128 are exactly the same.

本発明による第１および第２の実施の形態による焦点検出モジュールは、撮影レンズから入射する撮影光束のうち軸外に設定された少なくとも２つの焦点検出領域を通過する焦点検出光束をコンデンサレンズにより焦点検出光学系光軸側に偏向させてイメージセンサチップをコンパクトにした焦点検出モジュールにおいて、光軸に近い焦点検出領域について、再結像レンズ部に斜めに入射する焦点検出光束を焦点検出光学系光軸に実質上平行に射出するようにしたものである。しかし、本発明は上記実施の形態に限定されず、同様な機能を実現する光学系のすべてが含まれる。 The focus detection modules according to the first and second embodiments of the present invention focus the focus detection light beam that passes through at least two focus detection areas set off-axis among the image light flux incident from the shooting lens by the condenser lens. In a focus detection module in which the image sensor chip is made compact by deflecting to the optical axis side of the detection optical system, the focus detection light beam obliquely incident on the re-imaging lens unit is incident on the focus detection optical system light in the focus detection area close to the optical axis. Injected substantially parallel to the axis. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and includes all optical systems that realize similar functions.

以上では、軸外で並設される２つの焦点検出領域を有する焦点検出モジュールについて説明したが、軸外で並設される焦点検出領域を３つ以上有し、それらの焦点検出光束についてコンデンサレンズ、瞳分割用の絞りマスク開口、再結像レンズを共用する焦点検出モジュールにも本発明を適用できる。たとえば、軸外で並設される３つの焦点検出領域を有する焦点検出モジュールでは、中央の焦点検出領域、すなわち光軸から２番目の焦点検出領域を通過する焦点検出光束をイメージセンサに垂直に入射させるように、コンデンサレンズ、瞳分割マスク、再結像レンズの形状、配置、性能などを決定する。このような配置を採用することにより、イメージセンサチップの傾きにともなう調整誤差を他の２つの軸外焦点検出領域に略均等に分散させ、光軸に最も近い焦点検出領域、あるいは光軸から最も離れた焦点検出領域についての焦点検出精度を担保することができ、焦点検出モジュール全体としての焦点検出精度の最適を図ることができる。 The focus detection module having two focus detection areas arranged in parallel off-axis has been described above. However, the focus detection module has three or more focus detection areas arranged in parallel off-axis, and condenser lenses are used for these focus detection light beams. The present invention can also be applied to a focus detection module that shares an aperture mask aperture for pupil division and a re-imaging lens. For example, in a focus detection module having three focus detection areas arranged side by side off-axis, a focus detection light beam that passes through the center focus detection area, that is, the second focus detection area from the optical axis, enters the image sensor vertically. The shape, arrangement, performance, etc. of the condenser lens, pupil division mask, and re-imaging lens are determined so that By adopting such an arrangement, the adjustment error due to the tilt of the image sensor chip is distributed almost evenly in the other two off-axis focus detection areas, and the focus detection area closest to the optical axis, or the most from the optical axis. The focus detection accuracy for the remote focus detection region can be ensured, and the focus detection accuracy of the focus detection module as a whole can be optimized.

また、軸外で並設される４つの焦点検出領域を有する焦点検出モジュールでは、光軸から２番目に配設する焦点検出領域を通過する焦点検出光束をイメージセンサに垂直に入射させるように、コンデンサレンズ、瞳分割マスク、再結像レンズの形状、配置、性能などを決定する。このような配置を採用することにより、（１）イメージセンサチップの傾きにともなう調整誤差を他の３つの軸外焦点検出領域に略均等に分散させ、それらの焦点検出領域についての焦点検出精度を担保して焦点検出モジュール全体としての焦点検出精度の最適を図ること、および（２）光軸に近い軸外焦点検出領域の精度を優先させること、のバランスをとった設計が可能となる。 Further, in the focus detection module having four focus detection regions arranged in parallel off-axis, the focus detection light beam passing through the focus detection region disposed second from the optical axis is vertically incident on the image sensor. The shape, arrangement, and performance of the condenser lens, pupil division mask, and re-imaging lens are determined. By adopting such an arrangement, (1) the adjustment error due to the inclination of the image sensor chip is distributed almost evenly in the other three off-axis focus detection areas, and the focus detection accuracy for these focus detection areas is improved. It is possible to achieve a design that balances the optimization of the focus detection accuracy of the focus detection module as a whole and (2) giving priority to the accuracy of the off-axis focus detection region close to the optical axis.

さらに、特開２００２-８２２７９号公報の図５や図６に示すような再結像レンズを使用して軸外の焦点検出光束を焦点検出光学系の光軸と略平行とするなど、イメージセンサアレイに垂直に入射させるための焦点検出光学系の構造などは、以上説明した実施の形態に限定されない。 Further, an image sensor that uses a re-imaging lens as shown in FIGS. 5 and 6 of JP-A-2002-82279 to make the off-axis focus detection light beam substantially parallel to the optical axis of the focus detection optical system. The structure of the focus detection optical system for causing the light to enter the array perpendicularly is not limited to the embodiment described above.

焦点検出装置を備えたカメラの構成を示す概略図Schematic showing the configuration of a camera equipped with a focus detection device 撮影画面内の焦点検出領域を説明する図The figure explaining the focus detection area in a photography screen 本発明の一実施の形態における焦点検出モジュールの要部の構成を示す分解斜視図The disassembled perspective view which shows the structure of the principal part of the focus detection module in one embodiment of this invention. 焦点検出領域と対応する光学系要素を説明する図The figure explaining the optical system element corresponding to a focus detection area （ａ）は第１の実施の形態による焦点検出モジュール１００の軸外焦点検出領域ＡＬ，ＢＬに入射する光束について説明する図、（ｂ）は比較例を示す図(A) is a figure explaining the light beam which injects into the off-axis focus detection areas AL and BL of the focus detection module 100 by 1st Embodiment, (b) is a figure which shows a comparative example. 図３の焦点検出モジュールの一部分を拡大して示す図The figure which expands and shows a part of focus detection module of FIG. （ａ）は第１の実施の形態による焦点検出モジュール１００の軸外焦点検出領域ＡＬ，ＢＬに入射する光束について説明する図、（ｂ）は比較例を示す図(A) is a figure explaining the light beam which injects into the off-axis focus detection areas AL and BL of the focus detection module 100 by 1st Embodiment, (b) is a figure which shows a comparative example. 図３の焦点検出モジュールの一部分を拡大して示す図The figure which expands and shows a part of focus detection module of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１００：焦点検出モジュール
１２２：視野マスク
１２４：コンデンサレンズ
１２４Ｃ、１２４Ｒ、１２４Ｌ：レンズ部
１２８：絞りマスク
１２８ＣＲ、ＣＬ、ＡＲＵ，ＡＲＤ，ＢＲＵ，ＢＬＵ，ＡＬＵ，ＡＬＤ，ＢＬＵ，ＢＬＤ：開口
１２４，１２４ＣＲ、ＣＬ、ＡＲＵ，ＡＲＤ，ＢＲＵ，ＢＬＵ，ＡＬＵ，ＡＬＤ，ＢＬＵ，ＢＬＤ：再結像レンズ
１３０：イメージセンサチップ
１３０ＣＲ、ＣＬ、ＡＲＵ，ＡＲＤ，ＢＲＵ，ＢＬＵ，ＡＬＵ，ＡＬＤ，ＢＬＵ，ＢＬＤ：イメージセンサアレイ
ＣＢ：カメラボディ
Ｃ，ＡＲ，ＢＲ，ＡＬ，ＢＬ：焦点検出領域
ＬＢ：撮影レンズ鏡筒
ＬＥ：撮影レンズ
Ｏ２：焦点検出光学系光軸 100: focus detection module 122: field mask 124: condenser lenses 124C, 124R, 124L: lens portion 128: aperture mask 128CR, CL, ARU, ARD, BRU, BLU, ALU, ALD, BLU, BLD: apertures 124, 124CR, CL, ARU, ARD, BRU, BLU, ALU, ALD, BLU, BLD: Re-imaging lens 130: Image sensor chip 130CR, CL, ARU, ARD, BRU, BLU, ALU, ALD, BLU, BLD: Image sensor array CB: Camera body C, AR, BR, AL, BL: Focus detection area LB: Shooting lens barrel LE: Shooting lens O2: Optical axis of focus detection optical system

Claims

撮影光学系の一次像面において、撮影画面内に設定された複数の焦点検出領域に対応して設けられた複数の開口を有する視野マスク、
前記視野マスクの開口を通過した光束を集光するコンデンサレンズ、
前記コンデンサレンズを透過した前記光束を瞳分割する瞳分割マスク、および
前記瞳分割された一対の光束をそれぞれ再結像させる再結像レンズを含む焦点検出光学系と、
前記再結像レンズにより再結像された前記一対の光束を受光する受光素子とを有する焦点検出モジュールにおいて、
前記複数の焦点検出領域は、前記撮影光学系の光軸外に配置された第１軸外領域と、前記光軸からの放射方向に沿って前記第１の軸外領域より光軸から遠い側に隣接する第２軸外領域とを含み、
前記第１および第２軸外領域のそれぞれに対応する前記視野マスクの開口を通過する複数の光束は１組の瞳分割マスクおよび再結像レンズによって再結像され、再結像される複数の光束のうち、前記第１軸外領域を通過して前記再結像レンズによって再結像される光束が、前記放射方向において前記受光素子の受光面に対して略垂直に入射するように前記焦点検出光学系を構成したことを特徴とする焦点検出モジュール。 A field mask having a plurality of apertures provided corresponding to a plurality of focus detection areas set in the imaging screen on the primary image plane of the imaging optical system;
A condenser lens that condenses the light beam that has passed through the opening of the field mask;
A focus detection optical system including a pupil division mask for pupil-dividing the light beam transmitted through the condenser lens, and a re-imaging lens for re-imaging each of the pair of pupil-divided light beams;
In a focus detection module having a light receiving element that receives the pair of light beams re-imaged by the re-imaging lens,
The plurality of focus detection areas include a first off-axis area disposed outside the optical axis of the photographing optical system, and a side farther from the optical axis than the first off-axis area along a radial direction from the optical axis. A second off-axis region adjacent to
A plurality of light beams that pass through the opening of the field mask corresponding to each of the first and second off-axis regions are re-imaged by a pair of pupil division masks and a re-imaging lens, and re-imaged. Of the luminous flux, the focal point is such that a luminous flux that passes through the first off-axis region and is re-imaged by the re-imaging lens is incident substantially perpendicular to the light-receiving surface of the light-receiving element in the radiation direction. A focus detection module comprising a detection optical system.

請求項１の焦点検出モジュールにおいて、
前記再結像レンズの光軸が前記焦点検出光学系の光軸に対して略平行であり、
前記瞳分割マスクの開口の重心位置が、前記再結像レンズの光軸よりも前記焦点検出光学系の光軸側に位置していることを特徴とする焦点検出モジュール。 The focus detection module of claim 1.
The optical axis of the re-imaging lens is substantially parallel to the optical axis of the focus detection optical system;
The focus detection module, wherein the center of gravity position of the aperture of the pupil division mask is located closer to the optical axis side of the focus detection optical system than the optical axis of the re-imaging lens.

請求項２の焦点検出モジュールにおいて、
前記再結像レンズを射出する光束が前記焦点検出光学系の光軸と略平行になるように、前記再結像レンズの光軸を前記焦点検出光学系の光軸に対して所定の角度で傾けたことを特徴とする焦点検出モジュール。 The focus detection module of claim 2.
The optical axis of the re-imaging lens is set at a predetermined angle with respect to the optical axis of the focus detection optical system so that the light beam emitted from the re-imaging lens is substantially parallel to the optical axis of the focus detection optical system. Focus detection module characterized by tilting.

請求項１乃至３のいずれか１項記載の焦点検出モジュールにおいて、
前記第２軸外領域に対して前記第１軸外領域と反対側にさらに第３軸外領域を設けた場合、および前記第２軸外領域に対して前記第１軸外領域と反対側にさらに第３および第４軸外領域を設けた場合、いずれの場合も、前記第２軸外領域を透過する光束が前記受光素子に略垂直に入射するように前記焦点検出光学系を構成することを特徴とする焦点検出モジュール。 The focus detection module according to any one of claims 1 to 3,
If further provided third axis area on the opposite side of the first axis area with respect to the second axis region, and on the opposite side of the first axis area with respect to the second axis region Further, when the third and fourth off-axis regions are provided, in any case, the focus detection optical system is configured so that the light beam passing through the second off-axis region is incident on the light receiving element substantially perpendicularly. A focus detection module.

請求項１乃至４のいずれか１項記載の焦点検出モジュールを備えたことを特徴とするカメラ。A camera comprising the focus detection module according to claim 1.