JPH0522882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば一眼レフレツクスカメラなど
において、撮影レンズからの結像光束を用いて合
焦検知を行う所謂TTL方式の合焦検知装置に関
するものである。

被写体からの反射自然光のみを受けて合焦検知
を行う方式はパツシブタイプと呼ばれている。こ
のパツシブタイプの合焦検知装置においては、被
写体輝度が十分に明るい場合はその機能は良好に
動作するが、被写体輝度が或る値よりも暗くなる
と、センサへの入射光量が不足し動作は不安定と
なる。このような場合に備えて、補助光源をカメ
ラ本体に設けておき、被写体輝度が限界値以下の
暗い場合に補助光源を発光させて被写体を照明
し、合焦検知装置にとつて十分な被写体輝度を確
保するという方式もよく知られている。しかし、
補助光として可視光を利用する場合には問題とな
らないが、赤外光を補助光として利用する場合に
は大きな問題点がある。即ち、明るい被写体に自
然光を用いた合焦光学系と、暗い被写体に対して
赤外光を用いた合焦光学系とを両立させる実用的
な合焦光学系の実現が困難なことである。

一般に撮影レンズにおいては、可視光に対する
ピント位置と赤外光に対するピント位置とで差が
あり、可視光と赤外光とを区別して合焦検知を行
わないとピントの良い写真を撮ることはできな
い。このように可視光を赤外光と区別して合焦検
知を行う合焦検知装置として従来知られているも
のは、(1)可視光用、赤外光用の２種類の光学系を
用意しておくもの、(2)合焦検知装置内に赤外カツ
トフイルタを出し入れすることにより２種類の光
に対する合焦検知を実現するものなどがある。前
者の(1)においては、２種類の光学系を用意しなけ
ればならず、後者の(2)においては、赤外カツトフ
イルタの出し入れ用の機構が必要となるなど実用
的とは云えない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、可視
光用、赤外光用の２種類の合焦検知を共に実現し
得る合焦検知装置を提供することにあり、その要
旨は、対物レンズの予定結像面近傍に第１、第２
の視野開口を設け、第１の視野開口の近傍に第１
の分光透過率特性を有する第１の光学フイルタを
設け、第２の視野開口の近傍に第１の分光透過率
特性とは異なる分光透過率特性を有する第２の光
学フイルタを設け、前記予定結像面の後方に瞳分
割手段及び二次結像光学系を配置し、前記第１、
第２の視野開口近傍に形成される前記対物レンズ
による像を再結像させ、これらの像を受光する位
置に前記第１、第２の視野開口近傍に形成される
像に対応する第１、第２の少なくとも各１対の光
電変換素子列を設けたことを特徴とするものであ
る。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係る第１の実施例を示し、撮
影レンズ１から射出される光束の進路に沿つて、
順次に撮影レンズ１の予定結像面の近傍に設けら
れた遮光部材２、光学フイルタ３、フイールドレ
ンズ４、絞り枠５、瞳分割器６、二次結像レンズ
７、センサ基板８が配列されている。遮光部材２
には２個の矩形状の視野開口２ａ，２ｂが並設さ
れ、視野開口２ａの後部には赤外光のみを透過し
可視光を遮光する分光透過率特性を有する光学フ
イルタ３ａが設けられ、視野開口２ｂの後部には
可視光のみを透過し赤外光を遮光する特性を有す
る光学フイルタ３ｂが配置されている。絞り枠５
には２個の矩形状の絞り枠５ａ，５ｂが設けら
れ、これらの後部にはそれぞれ互いに傾き角が異
なり瞳分割器６を構成するくさびプリズム６ａ，
６ｂが配置されている。また、センサ基板８には
２個１組のラインセンサ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ
が２組｛８ａ・８ｂ｝、｛８ｃ・８ｄ｝配列され、
これらの組は視野開口２ａ，２ｂと平行に設けら
れている。

撮影レンズ１を通過した被写体からの光線Ｌ
１，Ｌ２は、視野開口２ａの一点に結像し光学フ
イルタ３ａの作用により可視光のみがフイールド
レンズ４に到達し、フイールドレンズ４は撮影レ
ンズ１の瞳を瞳分割器６の近傍に結像する。従つ
て、撮影レンズ１の瞳の片側からきた光線Ｌ１
は、絞り枠５ａを通過してくさびプリズム６ａに
入射し、ここで厚みの大きい上方に偏向され二次
結像レンズ７によりラインセンサ８ａに結像す
る。同様に撮影レンズ１の反対瞳からの光線Ｌ２
は、くさびプリズム６ｂにより下方に偏向されラ
インセンサ８ｃ上に結像する。二次結像レンズ７
は視野開口２ａ内に形成された被写体の像をセン
サ基板８のラインセンサ８ａ，８ｃ上に、又視野
開口２ｂの像をラインセンサ８ｂ，８ｄ上に結像
するように設定されている。このように、１個の
視野開口は撮影レンズ１の瞳位置によつて上下に
離れた２つの像となつてセンサ基板８上に結像さ
れる。従つて、２個の視野開口２ａ，２ｂの各像
が互いに重ならないようにくさびプリズム６ａ，
６ｂの頂角、視野開口２ａ，２ｂ同志の間隔が設
計されていれば、センサ基板８上には合計４個の
視野開口像が上下方向に並列して形成される。ラ
インセンサ８ａ〜８ｄはこの４つの視野像に対応
して設置され、視野開口２ａ上に形成された撮影
レンズ１による可視光像は、フイールドレンズ
４、瞳分割器６、二次結像レンズ７によりライン
センサ８ａ，８ｃ上に再結像されることになる。
これらのラインセンサ８ａ，８ｃからの出力信号
は合焦判定電気処理系に供給され、それぞれのラ
インセンサ８ａ，８ｃ上の横ずれ量を求めること
により可視光像に対する合焦検出が実施できる。

一方、補助光として赤外光を用いた合焦検知を
行う場合には、視野開口２ｂの直後に設けられた
可視光を遮光し赤外光を透過する特性の光学フイ
ルタ３ｂにより、ラインセンサ８ｂ，８ｄ上には
視野開口２ｂ内の赤外光像が再結像される。従つ
て、ラインセンサ８ｂ，８ｄからの出力信号を合
焦判定電気処理系へ供給すれば、赤外光像に対す
る合焦検知が可能となる。

このようにして本実施例においては、被写体輝
度が十分に明るい場合には、ラインセンサ８ａ，
８ｃからの出力信号を、被写体輝度が十分でなく
赤外光を補助光として被写体を照明した場合に
は、ラインセンサ８ｂ，８ｄからの出力信号を、
それぞれ合焦判定電気処理系に提供すればよい。

第２図は本発明の第２の実施例を示し、前述の
第１の実施例と異なる点は２個の視野開口２ａ，
２ｂ間の間隔がより広くなり、瞳分割器６のくさ
びプリズム６ａ，６ｂのくさび角度が小さくなつ
た点である。この実施例では、視野開口２ａの像
は瞳分割器６、二次結像レンズ７によりラインセ
ンサ８ａ，８ｂ上に結像され、視野開口２ｂの像
は同様にラインセンサ８ｃ，８ｄ上に結像され
る。従つて、可視光像はラインセンサ８ａ，８ｂ
により電気信号として合焦判定電気処理系へ入力
し、赤外光像はラインセンサ８ｃ，８ｄを介して
処理系に供給され、それぞれの合焦検知を行うこ
とができる。

先の第１の実施例と比較すると、視野開口２
ａ，２ｂ間の間隔が広くなつた分だけ、可視光、
赤外光での合焦判定時に被写体の異なつた部分で
合焦検出を行うことになるという短所はあるが、
その反面で瞳分割器６のくさびプリズム６ａ，６
ｂの角度が小さくなつているので、これらプリズ
ム６ａ，６ｂの収差が小さくなり、再結像された
像の劣化が少ないという長所がある。

第３図は本発明の第３の実施例を示している。
前述の第１、第２の実施例と比較すると、瞳分割
器６のくさびプリズム６ａ，６ｂの傾き方向が異
なること、センサ基板８のラインセンサ８ａ〜８
ｄの配列が異なつている。本実施例においては、
瞳分割器６のプリズム６ａ，６ｂのくさび方向が
先の第１図、第２図と異なつているため、センサ
８板上に形成される視野開口２ａ，２ｂの像の並
び方が異なる。第３図ではラインセンサ８ａ，８
ｂが可視光像を検出し、ラインセンサ８ｃ，８ｄ
が赤外光像を検出することになり、機能的には先
の第１、第２の実施例と同様である。

第４図に示す第４の実施例は、第３の実施例と
同様の機能を二次結像光学系の構成を変えて実現
したものである。この実施例においては、くさび
プリズム６ａ，６ｂから成る瞳分割器６を省略
し、二次結像レンズ７が直線状境界部を有する一
対の結像レンズ７ａ，７ｂにより構成されていて
瞳分割手段を兼ねている。

第５図は第５の実施例を示し、広い範囲の開放
Ｆナンバーの撮影レンズ１に対して有効に動作す
る自動合焦検出光学系に本発明を適用した場合を
示している。この実施例は基本的には第３図の構
成によつているが、瞳分割器６がＦナンバーの明
るいレンズ用の偏向器６ｃ、暗いレンズ用の偏向
器６ｄの２個に分れているために、１つの可視光
がセンサ基板８上で４個の視野開口像に分割され
る。従つて、２個の視野開口２ａ，２ｂに対して
合計８個の視野開口像が得られ、それぞれに対応
してラインセンサ８ａ〜８ｈが配列されている。
本実施例においては、次表のようにラインセンサ
８ａ〜８ｈが使い分けられる。

光像の種類 撮影レンズの 使用する Ｆナンバー ラインセンサ 可視光 明 ８ａ・８ｂ 可視光 暗 ８ｃ・８ｄ 赤外光 明 ８ｅ・８ｆ 赤外光 暗 ８ｇ・８ｈ これらの各場合において、右側に示したライン
センサ対の出力信号を基に像の横ずれ量を求め合
焦判定が行える。

先に述べたように、一般の撮影レンズでは可視
光でのピント位置と赤外光でのピント位置が異な
つている。本発明の合焦検知装置をストロボ撮影
などに更に有効に動作させるためには、各レンズ
ごとに可視光、赤外光によるピント位置の差量を
信号ピンの長さ、又は半導体メモリなどの電子的
記憶の形態で与えておき、カメラ本体側からこの
量を読取り、赤外光での合焦を確認した後に読取
つたこの量の分だけ撮影レンズを移動させ、可視
光での合焦予定位置に撮影レンズを位置させてか
らストロボ光を発光させ、写真を撮影するという
制御をカメラ本体側に行わせればよい。

本発明においては、可視光用視野開口２ａと赤
外光用視野開口２ｂとが上下に僅かに離れている
ため、可視光の場合と赤外光の場合とで厳密には
被写体の同一個所に対して合焦検知を行うことが
できないが、この間隔を小さくしておけば実用上
は殆ど問題となることはない。なお、光学フイル
タ３は遮光部材２の近傍に配置すればよく必ずし
も直後である必要はない。

以上説明したように本発明に掛る合焦検知装置
においては、可視光用視野開口、赤外光用視野開
口の２個の視野開口を共通の二次結像光学系によ
り再結像することにより、可視光用、赤外光用の
ラインセンサを使い分け、ラインセンサから合焦
判定電気処理系への出力信号の供給を切り換える
だけで、可視光、赤外光の何れの場合での合焦判
定も可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る合焦検知装置の実施例を示
し、第１図は第１の実施例の構成図、第２図は第
２の実施例の構成図、第３図は第３の実施例の構
成図、第４図は第４の実施例の構成図、第５図は
第５の実施例の構成図である。 符号１は撮影レンズ、２は遮光部材、２ａ，２
ｂは視野開口、３，３ａ，３ｂは光学フイルタ、
４はフイールドレンズ、５，５ａ，５ｂは絞り
枠、６は瞳分割器、６ａ，６ｂはくさびプリズ
ム、６ｃ，６ｄは偏向器、７は二次結像レンズ、
８はセンサ基板、８ａ〜８ｈはラインセンサであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対物レンズの予定結像面近傍に第１、第２の
   視野開口を設け、第１の視野開口の近傍に第１の
   分光透過率特性を有する第１の光学フイルタを設
   け、第２の視野開口の近傍に第１の分光透過率特
   性とは異なる分光透過率特性を有する第２の光学
   フイルタを設け、前記予定結像面の後方に瞳分割
   手段及び二次結像光学系を配置し、前記第１、第
   ２の視野開口近傍に形成される前記対物レンズに
   よる像を再結像させ、これらの像を受光する位置
   に前記第１、第２の視野開口近傍に形成される像
   に対応する第１、第２の少なくとも各１対の光電
   変換素子列を設けたことを特徴とする合焦検知装
   置。 ２ 前記第１、第２の視野開口は、それぞれ矩形
   状として並列するようにした特許請求の範囲第１
   項に記載の合焦検知装置。 ３ 前記第１の光学フイルタは可視光を透過し赤
   外光を遮光する特性を有し、前記第２の光学フイ
   ルタは可視光を遮光し赤外光を透過する特性を有
   するようにした特許請求の範囲第１項に記載の合
   焦検知装置。