JPH07113948A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JPH07113948A
JPH07113948A JP5260571A JP26057193A JPH07113948A JP H07113948 A JPH07113948 A JP H07113948A JP 5260571 A JP5260571 A JP 5260571A JP 26057193 A JP26057193 A JP 26057193A JP H07113948 A JPH07113948 A JP H07113948A
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JP
Japan
Prior art keywords
field lens
focus detection
filter
lens
infrared cut
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Pending
Application number
JP5260571A
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English (en)
Inventor
Keiji Osawa
圭司 大沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Priority to US08/325,569 priority patent/US5500708A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】焦点検出光学系の性能に影響しない赤外カット
フィルターの配置のし方を提供する。 【構成】フィールドレンズの後面に赤外カットフィルタ
ーを配置したので、フィルターの厚さによって一次焦点
面とフィールドレンズの間隔が広がるといったことがな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラ等に用いられる
焦点検出光学系中に、赤外カットフィルターを配置した
焦点検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の焦点検出装置の構成を示し
た図である。カメラなどに用いられる焦点検出装置は、
図7の如く、撮影レンズ1の異なる領域を通過した光束
が、半透メインミラー2、全反射サブミラー3を経て一
次焦点面FPに一旦結像する。その後光束は、視野マス
ク4、フィールドレンズ5、偏光ミラー6、開口部を有
する一対の絞りマスク7を介して、一対の二次結像レン
ズ8により二次焦点面上の一対のラインセンサ9a,9
b上にそれぞれ結像する。この二次像の位相差をライン
センサ出力により検出することで、撮影レンズ1の合焦
状態を検出する。ラインセンサは一つのパッケージ9に
納められている。また、偏光ミラー6で焦点検出用光束
を偏光させるのは、カメラボディの大型化を招かずに、
二次結像レンズ8やラインセンサパッケージ9を効率的
にカメラボディ内に配置するためである。
【0003】ここでラインセンサとして用いられるCC
D等の光電変換素子は、一般に赤外線の長波長域に分光
感度のピークを有し、人間の目との比視感度補正のため
に赤外領域の光をカットするためのフィルターが必要に
なる。この赤外カットフィルターには吸収タイプと反射
タイプがある。吸収タイプは、基板としてのガラスの厚
さがある程度必要なため、コンパクトさが要求されるカ
メラ等の焦点検出モジュールに組み込むにはスペース的
な問題がある。また、吸収タイプは波長のカット特性が
シャープにならない。このため、カメラ等の焦点検出モ
ジュールには、ガラス基板等に多層膜コーティングによ
ってつくられる反射タイプの赤外カットフィルターが用
いられるのが一般的である。
【0004】特開昭60-263912 号報に開示された焦点検
出装置では、反射タイプの赤外カットフィルター10
を、図7の如く、フィールドレンズ5の前面で視野マス
ク4との間に配置する構成を提案している。この位置に
反射タイプの赤外カットフィルターを配置するのは次の
理由からだとされている。図4に示すように、ラインセ
ンサ9a,9b上に二次結像させる焦点検出装置におい
ては、絞りマスク7の開口の撮影レンズ1側への投影位
置Iは、一次結像面FPから100〜200mm程度で
ある。一方カメラ内に組み込む焦点検出モジュールは、
コンパクトさが要求されるため、一次結像面FPからラ
インセンサ9a,9b上にある二次結像面までの長さを
せいぜい数十ミリ程度に設計する。その他、一次結像面
FP上の測距視野の大きさや、二次結像の像倍率などか
らすると、21、22の焦点検出光路の主光線の結像面
における各最大入射角θ1 〜θ3 は、フィールドレンズ
5の前面θ1 が一番小さくなる。一般に反射タイプの赤
外カットフィルターはその透過特性が入射角度により著
しく変化するので、光束の入射角度ができるだけ小さ
く、できれば10度以内になる位置に配置するのが良い
とされているので、特開昭60-263912 号報では、入射角
度が最小になるフィールドレンズ5の前面に配置したと
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、カメラに組
み込む焦点検出モジュールでは、フィールドレンズ5は
図7に示したように、撮影レンズの一次焦点面FPから
ある程度離れているのが普通である。一次焦点面FPの
位置は、測距用光束が反射するサブミラー3の位置によ
ってフィルム面Fと共役な位置として決まる。サブミラ
ー3が撮影レンズ1の方に近づけば、フィルム面Fと共
役な面としての一次結像面FPは、撮影レンズ1の方へ
近づくとともに下方へ移動する。しかし、ある程度の広
がりをもつ焦点検出用の測距光束をカバーするために、
サブミラー3はあまり撮影レンズ1側には出せず(たと
えば図7において点線3‐1で示したような位置)、そ
のため一次焦点面FPの高さは、通常ミラーボックスの
底面Bよりわずかに上のあたりとなる。一方、視野マス
ク4は一次焦点面FPと同じ位置にあるのが理想である
が、焦点検出モジュールはミラーボックスの底面Bより
ミラーボックス内部には突出できないので、一次焦点面
FPとフィールドレンズ5の間にはいくらかの間隙dが
存在する。
【0006】一方、反射型赤外カットフィルターは、ガ
ラス基板に誘電体多層膜を蒸着して作られるが、蒸着時
に薄膜によるストレスがガラス基板にかかるので、ガラ
ス基板が薄いと蒸着時に亀裂が入る等の問題がある。特
に最近では、特開平4-422 号報で示されるように、画面
内の複数のエリアにおいて焦点検出を行う、いわゆるマ
ルチAFの光学系が知られており、この光学系にフィル
ターを用いようとすると以下のような問題点が生ずる。
図5にマルチAF光学系の基本的な構成を示す。この光
学系によれば、画面中央のエリアaのみならず、左右の
エリアb、cに加え画面上側(図では下側になる)のエ
リアdも同時に測距できるようになっている。このよう
な焦点検出光学系では、フィールドレンズ5は必然的に
大型化し、その前面に赤外カットフィルターを配置する
と、当然そのフィルターも面積の大きなものが必要とな
る。面積の大きな反射型フィルターは、その強度が蒸着
時の薄膜のストレスの影響を受けて面積の小さなフィル
ターより弱くなるので、面積の小さいものよりもより厚
いガラス基板を使う必要がある。すると、前述の一次焦
点面FPとフィールドレンズ5の間隙dが、その間に配
置した赤外カットフィルターの厚さ(ガラス基板の厚
さ)が増した分だけ大きくなり、それだけフィールドレ
ンズ5が一次焦点面FPから離れることになる。
【0007】そのことによって起こる問題を、図6を用
いて説明する。いま、一次焦点面FPとフィールドレン
ズ5との間隔dがδ1 だけ増えたとする。すると、一次
焦点面FPにおける測距範囲Rの境界線上を通過する焦
点検出用の光束23、24は視野マスク4の開口部を通
過して広がっているため、フィールドレンズ5に入射す
る時点での光束23、24の広がりは、一次焦点面FP
とフィールドレンズ5との間隔が大きい程拡大し、それ
だけフィールドレンズ5の有効面を大きくする必要があ
り(離れた場合が点線で示した5‐1)、その結果、焦
点検出モジュールが大型化してしまう。また、測距光束
23、24は、それぞれ画面内の異なる領域からの光束
であって、フィールドレンズ5はそれぞれに対応した収
差補正等の光学設計をしなければならないが、光束が広
がってフィールドレンズ5に入射する時点での広がりが
大きくなると、それだけレンズ設計が難しくなる。特
に、フィールドレンズが5‐1の位置で、光束23、2
4の広がりにより両光束が重なる領域(斜線部で示した
領域K)がでてくると、その部分ではそれぞれの光束の
収差に対応したレンズ設計ができず、光束が広がらない
場合のレンズに比べて、その光学性能が劣るなどの問題
も出てくる。
【0008】さらに、一次焦点面FPとフィールドレン
ズ5との間隔がdからd+δ1 になると、同じ二次結像
倍率及び光学性能を維持するために、フィールドレンズ
5と二次結像レンズ8との間隔L1、二次結像レンズ8
とラインセンサ9との間隔L2も大きくする必要があ
る。大きくするための長さをそれぞれδ2 、δ3 とする
と、一次焦点面FPからラインセンサ9までの全長は、
(d+δ1 )+(L1 +δ2 )+(L3 +δ3 )とな
り、一次焦点面FPとフィールドレンズ5の間隔を広げ
ない場合の全長d+L1 +L2 に比べて、δ1 +δ2 +
δ3 だけ長くなってしまい、これも焦点検出モジュール
全体の大型化につながるという問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明では、焦点検出装置に用いられる反射型の赤外
カットフィルター(10)を、フィールドレンズ(5) の後
面、即ち、フィールドレンズの二次結像レンズ(8) 側に
配置する構成とした。
【0010】
【作用】本発明においては、ある程度の厚さが必要な反
射型赤外カットフィルターをフィールドレンズの後面
(フィールドレンズの二次結像レンズ側)に配置したの
で、一次焦点面とフィールドレンズとの間隔を広げずに
(焦点検出装置を大型化せずに)、赤外カットフィルタ
ーを配置することができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の第一の実施例である。赤外
カットフィルター10をフィールドレンズ5の後面(偏
光ミラー6側)に配置してある。この位置に配置すれ
ば、一次焦点面FPとフィールドレンズ5との間隔が広
がらず、赤外カットフィルター10を、薄膜蒸着時に割
れが発生しないような十分な厚さとすることができ、そ
の面積も大きくすることができる。また、この位置では
焦点検出光束の入射角度は、フィールドレンズ5の前面
(被写体側)に配置するものとは違って最小にはならな
いが、その入射角が10度以内になるような焦点検出光
学系の設計は十分可能であり、反射型の赤外カットフィ
ルターの透過特性に影響を及ぼすことはない。
【0012】図2は、本発明の第二実施例を示した図で
ある。赤外カットフィルター10の配置は第一実施例と
同じであるが、フィールドレンズ5と、そのフィールド
レンズ5の前面に配置された視野マスク4との間にカバ
ーガラス11を配置してある点で第一実施例と相違して
いる。カバーガラス11は、フィールドレンズ5の表面
にほこり等が付着して焦点検出精度に悪影響を与えるの
を防止するためのものである。従って、カバーガラス1
1は非常に薄いガラスから成っている。このため、カバ
ーガラス11を配置することによる一次焦点面FPとフ
ィールドレンズ5との間隔の拡大量はごくわずかで、前
述のような悪影響(フィルターの透過特性に与える影
響)はほとんどない。
【0013】なお、フィールドレンズ5の位置に影響し
ない赤外カットフィルター10の配置場所として、実開
昭60-28720号報などに示されているように、二次結像レ
ンズの前面(図2のeの位置)も考えられるが、この位
置だと赤外カットフィルターの面積が小さくてすむとい
う利点がある反面、以下のような問題点がある。二次結
像レンズ8の前面(フィールドレンズ側)は、焦点検出
光学系を構成する上で平面か、ごく曲率の小さい球面と
なるのが普通である(実開昭60-28720号報では平面とな
っている)。すると、赤外カットフィルター10の後面
と平行な平面あるいは略平行に近いゆるやかな曲率の球
面がごく近くに配置されることになり、図3で点線で示
すような二次結像レンズ8の前面で反射し、それが再び
赤外カットフィルター10の後面で反射して二次結像レ
ンズ8へ向かう迷光を考えると、それが正規の焦点検出
光とほぼ同じ方向となり、ラインセンサ上の略同じ位置
に達して、焦点検出の精度に悪影響を与えることにな
る。これがフィールドレンズ5の後面なら、フィールド
レンズの後面はかなり曲率の大きな面となるのが普通で
あるから、赤外カットフィルターの前面で反射した光は
フィールドレンズ5の後面では、正規の光路とはかなり
違う方向に反射されるため、ラインセンサの受光面に達
することはなく、焦点検出の精度に影響を与えることは
ない。
【0014】また前述のマルチAFで、透過光のフィー
ルドレンズ通過後の光路を、測距エリアごとに分割した
光学系としたような場合は、二次結像レンズの前面にフ
ィルターを配置すると、光路が分かれているために複数
のフィルターが必要となる場合も生じるが、フィールド
レンズの後面近傍に配置すれば、該フィールドレンズ通
過後の光路を分割していても、フィルターは一枚で済む
という利点もある。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ある程度
厚みのある赤外カットフィルターを焦点検出光学系の性
能に影響を与えることなく配置できるので、マルチAF
など焦点検出エリアの増加に伴うフィールドレンズの大
型化や光路の分割に対しても十分対応できる、赤外カッ
トフィルターを備えた焦点検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第一の実施例の構成を示す断面
図。
【図2】本発明による第二の実施例の構成を示す断面
図。
【図3】迷光の光路を示す図。
【図4】焦点検出光学系の主光線光路図。
【図5】マルチAFの光学系の構成を示す図。
【図6】焦点検出光学系のレンズと光路の関係を説明す
るための図。
【図7】従来の焦点検出装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
4 視野マスク 5 フィールドレンズ 6 偏光ミラー 7 絞りマスク 8 二次結像レンズ 9 ラインセンサ 10 赤外カットフィルター 11 カバーガラス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮影レンズの予定焦点面近傍に配置された
    フィールドレンズと、 一対の二次結像レンズと、 前記一対の二次結像レンズの焦点面あるいはその近傍に
    配置された一対の光電変換素子列とを備え、 前記撮影レンズの異なる領域、前記フィールドレンズ、
    前記二次結像レンズの順に通過した後、前記光電変換素
    子列に到達した光束を用いて光電的に焦点検出を行なう
    焦点検出装置において、 赤外光をカットするフィルターを、前記フィールドレン
    ズと前記光電変換素子列との間に設けたことを特徴とす
    る焦点検出装置。
  2. 【請求項2】前記フィールドレンズと前記二次結像レン
    ズとの間に、前記光束を偏光させる光路偏光手段を更に
    有し、 前記フィルターは、前記フィールドレンズと前記光路偏
    光手段との間に配置されていることを特徴とする請求項
    1に記載の焦点検出装置。
  3. 【請求項3】前記フィールドレンズの前記撮影レンズ側
    に、前記フィルターよりも厚さの薄いカバーガラスを配
    置したことを特徴とする請求項に1記載の焦点検出装
    置。
  4. 【請求項4】前記フィルターは、前記赤外光を反射する
    フィルターであることを特徴とする請求項1に記載の焦
    点検出装置。
JP5260571A 1993-10-19 1993-10-19 焦点検出装置 Pending JPH07113948A (ja)

Priority Applications (2)

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JP5260571A JPH07113948A (ja) 1993-10-19 1993-10-19 焦点検出装置
US08/325,569 US5500708A (en) 1993-10-19 1994-10-19 Focus detection device having infrared filter

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JP5260571A JPH07113948A (ja) 1993-10-19 1993-10-19 焦点検出装置

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JPH07113948A true JPH07113948A (ja) 1995-05-02

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ID=17349804

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JP5260571A Pending JPH07113948A (ja) 1993-10-19 1993-10-19 焦点検出装置

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Publication number Publication date
US5500708A (en) 1996-03-19

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