JPS62206508A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は写真用カメラヤビデオカメラ等に好適な焦点検
出装置に関し１待に一影レンズの瞳を複数の領域に分割
し１％頒領域通過する光束から複数の第２欠４ｉＪ体像
を形成し１これ）ら複数の第２久物体像の相対的位置関
係ｔ４Ｓ１）出することにより１燻影レンズの焦点状ｉ
Ａ４に検出する焦点検出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より比較的高１？＃［な受元賊の焦点検出方式に所
浦像ずれ方式と呼ばれる方式かわる。

この像ずれ方式は例えば時開ｍ　ｓ８−１０６５１）号
公報で提案されているように撮影レンズによる第１次物
体像の形成される予定結像面の後方にフィールドレンズ
と１つ若しくけ２つの再結像レンズを有する再結像系と
２つの受光素子列を有する受光手段と全配置している。

又４１＋鮎像系は必要に応じて赤外元をカットする為の
赤外フィルターを配置している。再ｉｉＢ像系は撮影レ
ンズの複数の―県域を通過し九元東を用いて第１次物体
像から対の第２次物体像を各々の受光素子列面上に形成
している。これら第２次物体像の受光素子列面上の相対
的位置は撮影レンズの合焦状態により受光素子列の素子
の並び方向Ｋ［ずれ状態となって現われる。

撮影レンズの焦点検出はこのときの２つの第２次物体像
の相対的位置関係即ち結像状態を受光手段により検出す
ることにより行っている。

この為遣ずれ方式による焦点検出装置においては第２次
物体像の受光手段面上での光学性能やｊｔ、を分布等の
結像状態が焦点検出精度に大きく影響してくる。

受光手段面上での第２次物体像の結像状態に影響を与え
るものとして例えば光路中に＠敗するゴミがある。この
ゴミが例えばフィールドレンズや赤外光カットフィルタ
ー等に付層し、２つの受光素子列のうち一部の受光素子
列からの出力分布のみが影響ｔ″受けると２つの第２欠
物体像の相対的位置関係を検出する際の誤差となり）焦
点検出ａ度を低下させる原因となってくる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は像ずれ方式の焦点検出装置において、光路中に
飛散するゴミ等が光学要素に付着し比ときの影響を軽減
させることにより第２次物体像の受光手段面上での結像
状態の均一化を図、り高精匿な焦点検出を可能にした焦
点検出装置の捉供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 撮影レンズの像面側に前記撮影レンズの瞳を複数の領域
に分割し１分割した複数の瞳領域を通過する光束から少
なくとも２つの第２次物体像を形成する再Ｍ像系を配置
し１前記再？Ｆｉ像系の像面近傍に受光素子列より成る
受光手段を配置し、前記受光手段により第２次物体像の
相対的位置関係を検出することにより前記撮影レンズの
焦点状態を検出する焦点検出装置において、前記再結像
系は前記撮影レンズの予定結像面と略同一位置に透過性
の光学部材を有していることである。

この他本発明の特徴は実施例において記載されている。

（実施例） 第１図は本発明の一実施ψｊの置略図１第２図に′ｉ第
１図の主要部分を展開した光学系の説明図で套る。

図中１は撮影Ｖンズ鳥２は（敵影レンズｌの予定＃ａ像
而面略同−立置に配置し九亦外）仁す−や保護ガラス号
の光学部材５３ｔｆ視野マスク、４はフィールドレンズ
、５は傾角が相互に逆向きとなるように配１ｉｆｔ、７
ｔ２つのプリズム５−１゜５−２より成る像分離手段、
６は１分−マスク、７Ｆｉｌｌｉ分割マスク６を値とす
る再結像レンズである。

本実施例における光学部材２Ｓフイールドレンズ４）像
分離手波５、再結像レンズ７等は再結像系の一部を構成
している０ ８は＋１）Ｎｆ＊系の像面近房に配直し友２系列の受光
素子列８−１．８−２ｔ−有する受光手段である。ｆ３
−３．８−４は再ｉｊＢ像レンズ７による視野マスク３
の像でおる。

本実施例においてフィールドレンズ４は再結像レンズ７
の＠１！−撮影レンズｌの瞳近傍に結像させ一％−分割
を効率的に行っていゐ。

尚第１図くおいて１００　Ｆｉ中央Ｓが半透過面となっ
ている反射鏡、１０１　、１０２　、１０３は各々反射
ｉ１）．１ｏ４はピント板５ｘｏｓはペンタプリズム島
１０ｇは接眼レンズ５１０７はフィルム面である。

本実施例では撮影レンズ１の踵を再結像系により２つの
瞳領域１−１．１−２に分割してい゛る。このうち撮影
レンズｌの瞳領域１−１’ｉ通過した光束は光学部材２
の近傍に第１次物体像を形成し、その後フィールドレン
ズ４、プリズム５−１ｔ−経て再結像レンズ７により受
光素子列８−１付近に第２次物体像を形成している。

撮影レンズ１の他方の鴫禎城１−２を通過し次光束も同
様に光学部材２の近傍に第１次物体像を形成し１その後
フィールドレンズ４、プリズム５−２ｔ−経て再結像レ
ンズ７により受光素子列８−２付近に第２次物体像を形
成している。

２つの第２次物体像の受光素子列８−１゜８−２上での
相対的位置は撮影レンズｌの結像状態により異なってく
る。

例えば撮影レンズ１の結像面が予定結像面上にあれば２
つの第２次物体像の相対的位ｆｔけ一致するが、撮影レ
ンズｌの結像面が予定精像面の所方にある前ピン状態で
は２つの第２次物体像が一致し九基準位置に対して各々
離れろ方向１即ち矢印Ａ１方向に相対的に移動する。逆
に撮影レンズｌの結像面が予定ＭＨ面の後方にあろ後ピ
ン状態では前述と逆方向に移動する。

本実施例ではこのときの２つの第２次物体像の相対的位
置関係を受光手段８からの出力信号により位相差ｄとし
て、検出し１この位相差ｄより撮影レンズ１のディフォ
ーカス菫を演算し求めている。

位相差の求め方は例えば次に示すアルゴリズムにより行
っている。即ち２つの受光素子列８−１．８−２からの
出力猪号を各々 Ａｉ家（ａ（１）　、　ａ（２）　、　ａ（３）　、　
−ａ（ｎ）　）とＢ像（ｂ（１）　、　ｂ（２）　、　
ｂ（３）　、　−ｂ（ｎ）　）のＮ個の像信号とし、Ａ
像・Ｂ像の相関量Ｐｋを （但しｎ＝Ｎ−１ｋｌ　、−Ｎ／２≦に≦Ｎ／２）と定
義する。ここでＴｌｌ　、　（２１式の相関量Ｐｋはム
儂・Ｂ像の一致性を位相ｔＫえながら演算するものであ
シ１相関量Ｐｋを最小にするｋが前述の位相差ｄに相当
する０従って（１）、（２１式の演算を行うことＫより
位相差ｄを求めこれより撮影レンズのディフォーカス量
１即ち合焦状態を判別している。

第３図はこのときのＡ像とＢ像に関する出力信号とその
ときの相関Ｐｋの説明図でｂる。第３図０が撮影レンズ
の合焦時の像信号であり・その相関量Ｐｋは第３図囚の
αである。同様に撮影レンズが前ピン状態にあるときは
第３１■であシこれに対応する相関量Ｐｋは同図囚のβ
、又撮影レンズが後ピン状態ＩＣあるときは第３図■で
あシ）これに対応する相関ｉ　Ｐｋ　Ｆｉ同図（４）の
ｒである。同一において位相差はαではｋ　−０、βで
はｋ　−４、ｒではに−−２として示しである。

このような方法により撮影レンズの合焦状態を検出する
際・例えば受光素子列に入射する光束が光路中のゴミ等
の障害物によりクランると１クラした光束に対応する受
光素子の出力信号が低下してくる。この結果Ａ像とＢ像
の相関をとる際の斜差とな９焦点検出精度が低下してく
る。

例えば第３図と同一の被写体の場合、ゴミ等により、一
部の受光素子に入射する光束がクランると２つの受光素
子列からの出力信号は第４図のようになる。即ち矢印で
示し迄位置に相当する受光素子からの出力信号は所定の
出力値より低下し１例えばゴきにより光束がクランない
場合に比べて′＋１３楊変に低下してしまう。

この為非合焦状態である同図（６）、（ＪＪに示す出力
信号より本来の位相差ｄに相当する値を前述の（１）、
＋２１式を用いて求めるのが難しくな５ｓ又同図（Ｑの
合焦状態のときでも相関量Ｐｋが非合焦状態に相当する
値を出力し１非合焦であると判別してしまいこの結果焦
点検出精度を低下させる原因となってくる。

これに対し本実施例では第１図に示すように撮影レンズ
１のフィルム面に相当する予定結像面近傍に赤外フィル
ターや保護ガラス等の光学部材２′１に配置し、特に光
学部材の被写体側の面が略予定結像面と等しくなるよう
に配置しカメラ内部に飛散しているゴは等の光束を遮光
する障＃物がレンズｒｊＢ等に付着するのを防止し１こ
の代わりに光学部材２に付着するように構成している。

そして光学部材２に付着した障害物による光束のクラン
の影響が２つの受光素子列に同等に作用するようにして
いる。これにより合焦時には第５図の矢印に示すように
２つの受光素子列に対する障害物による位相差が撮影レ
ンズによって形成され九被写体儂の位相差と略等しくシ
）Ａ像とＢ像の相関を求める際の誤差を軽減させている
。

尚第５図囚は前ピン状態、同図（）３）は合焦状態、同
図（Ｃ）は後ビン状態である。

本実施例において光学部材の位置は撮影レンズの予定結
像面に完全に一致していなくても、Ａ像とＢ像の相関を
求める際のゴミ等の障害物による誤差を軽減させること
のできる位置であれば、どこに配置しても良い。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば像ずれ方式を利用した焦点
検出装置において、感光面と等価である第１次結像面近
傍に光学部材を配置することＫより、この光学部材に付
着し几ゴミが２つの受光素子列上に投影される際、ゴミ
の像に対する位相差が撮影レンズによって形成される被
写体像の位相差と等しくなるようにし１ゴミ除けのワイ
パー等の機械部品を不必要とし友、常に高精度な焦点検
出が可能な焦点検出装ａｔ−達成することができる。

４１面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例の光学断面図、第２図は第１
図の主要部分を展開し几説明図、第３、第４、第５図は
各々本発明における位相差検出演算の説明図であシ、同
図において囚は相関量の説明図＼（Ｊ３）は前ピン状態
、０は合焦状態、■は後ビン状態における説明図である
。図中１は撮影レンズ、２は光学部材１３は視野マスク
、４はフィールドレンズ１５け像分割手段、６け瞳分割
マスク、７は再結像レンズ、８は受光手段である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズの像面側に前記撮影レンズの瞳を複数
   の領域に分割し、分割した複数の瞳領域を通過する光束
   から第２次物体像を形成する再結像系を配置し、前記再
   結像系の像面近傍に受光素子列より成る受光手段を配置
   し、前記受光手段により第２次物体像の相対的位置関係
   を検出することにより前記撮影レンズの焦点状態を検出
   する焦点検出装置において、前記再結像系は前記撮影レ
   ンズの予定結像面と略同一位置に透過性の光学部材を有
   していることを特徴とする焦点検出装置。
2. （２）前記光学部材は赤外光カットフィルター若しくは
   保護ガラスであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の焦点検出装置。