(57)【要約】【課題】  撮影画面内において、像面湾曲の影響から光学移動方向である水平方向が小さくなり、横線検出を行う範囲に比べれば縦線検出を行う範囲は中央部付近に限られていた。【解決手段】  そこで、対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面を、対の光学像間隔の検出方向の曲率半径が極値なく変化する曲面とした。【選択図】  図１０
2006084542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の射出瞳を分割して対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束をそれぞれ再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出して前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、
前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面では、前記対の光学像間隔の検出方向の曲率半径が前記検出方向における前記対の光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に極値なく変化する曲面であることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記光学面では、前記光学像を形成するために光線が通過する有効部において、曲率半径が前記検出方向における前記対の光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に極値なく変化する曲面であることを請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
撮影光学系の射出瞳を少なくとも２方向に分割してそれぞれ対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束を再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出して前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、
前記瞳分割手段によって分割された対の光束の前記２方向における焦点検出基線長は異なり、前記焦点検出基線長の長い方の前記対の光束に対応する前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面は、前記対の光学像間隔の検出方向において前記光学像を形成するために光線が通過する有効部での曲率半径が前記検出方向における前記対の光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に極値なく変化する曲面であることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
撮影光学系の射出瞳を分割して対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束をそれぞれ再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出し、前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、
前記対の光学像は一方向を長手方向とする形状で、前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面は、前記対の光学像間隔の検出方向において前記光学像を形成するために光線が通過する有効部での曲率半径が前記検出方向における前記対の光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に極値なく変化する曲面で、前記長手方向と前記検出方向は一致することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
撮影光学系の射出瞳を分割して対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束をそれぞれ再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出して前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、
前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面では、前記対の光学像間隔の検出方向の曲率半径が極値なく変化する曲面であることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５において、前記曲面は前記前記対の２次結像レンズの射出側の光学面に備えられることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６において、前記曲面は回転楕円面の一部であることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１に記載の前記焦点検出装置を備え、
前記焦点検出装置の結果に応じて位置調整されたレンズを介して被写体光を受光する撮像手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
撮影光学系の射出瞳を分割して対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束をそれぞれ再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出して前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、
前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面では、曲率半径が当該２次結像レンズの中心から外部に向かって小から大に変化する曲面であることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１０】
撮影光学系の射出瞳を少なくとも２方向に分割してそれぞれ対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束を再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出して前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、
前記瞳分割手段によって分割された対の光束の前記２方向における焦点検出基線長は異なり、前記焦点検出基線長の長い方の前記対の光束に対応する前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面は、曲率半径が当該２次結像レンズの中心から外部に向かって小から大に変化する曲面であることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１１】
撮影光学系の射出瞳を分割して対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束をそれぞれ再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出し、前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、
前記対の光学像は一方向を長手方向とする形状で、前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面は、曲率半径が前記検出方向において中心から外部に向かって小から大に変化する曲面で、前記長手方向と前記検出方向は一致することを特徴とする焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩カメラなどにおいて撮影光学系の焦点調節に用いられる焦点検出装置、及びそれを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来デジタルカメラなどにおける撮影光学系の焦点検出では撮像素子を利用したコントラスト検出方式の焦点検出が行われており、一般に、このようなコントラスト検出方式の焦点検出においては、撮像光学系の光軸上位置を僅かに移動させながらコントラストの極値を求めていくために、合焦するまでの焦点調節にかなりの時間を要するという問題がある。
【０００３】
そこで、一眼レフタイプのデジタルカメラなどにおいては位相差方式の焦点検出を用いている。位相差検出方式の焦点検出では撮影光学系のデフォーカス量を求めることができるので、コントラスト検出方式に比して合焦するまでの時間を大幅に短縮することができるという利点がある。
【０００４】
位相差方式焦点検出には、水平方向にコントラストを有する被写体に対して焦点検出を行う縦線検出と、垂直方向にコントラストを有する被写体に対して焦点検出を行う横線検出がある。そして、様々な被写体に対応するためには、撮影画面内にこれら縦線検出と横線検出を混在させて焦点検出を行う。また、撮影画面内の同位置において縦線検出と横線検出を行うクロス型の焦点検出を行う。
【０００５】
そして近年、これら縦線検出や横線検出による焦点検出領域を撮影画面内に複数設けた多点焦点検出や、広範囲において連続的な領域で焦点検出を行うエリア型の焦点検出などが提案されている。このような焦点検出方法の従来例として、特許文献１では、エリア型焦点検出を行うととともに、クロス型の焦点検出も行う例を開示している。
【０００６】
このような従来例は、上記のような焦点検出を一眼レフタイプのカメラに適用した例である。図１３はカメラの中央断面図を示す。図において、Ｌは撮影光学系の光軸で、撮影光学系は不図示であるが、図の光軸Ｌ上左側に配置されている。そして、２は撮影光学系の１次結像面で、その前面にはメインミラー３とサブミラー４が配置される。
【０００７】
メインミラー３とサブミラー４は周知のクイックリターン機構により、撮影の際に撮影光束外へ退避する。一方、焦点検出の際には図に示すような位置に保持され、焦点検出に用いられる光束は、メインミラー３の中央付近に施されたハーフミラー部を通過し、サブミラー３により下方へ反射される。このとき、５はサブミラー４によって形成される１次結像像面２と光学的に等価な焦点検出光学系の１次結像面である。
【０００８】
その後、第１の平面ミラー６で光路が折り返され、赤外カットガラス７、絞り８、２次結像レンズ９という順で通過する。さらに、第２の平面ミラー１０で下方に折り返され、最終的に焦点検出センサ１１上に導かれる。焦点検出センサ１１はカバーガラスと２次結像面付近に配置されるセンサチップから構成される。そして、光軸Ｌ’は撮影光学系の光軸Ｌがメインミラー３、サブミラー４、平面ミラー６を通過した後の光軸である。
【０００９】
サブミラー４は、図中点線で示すように楕円を中心軸Ａまわりに回転させて形成される楕円面の一部で構成される。このとき楕円２つの焦点のうち、まず一方は撮影光学系の射出瞳に設定される。次に他方は、中心軸Ａとサブミラー４によって折り返される光軸Ｌとの交点である点Ｂに設定される。
【００１０】
点Ｂは、焦点検出絞り８中心点を空気換算した後に、第１の平面ミラー６でミラー反転した点である。したがって、サブミラー４は、楕円の基本性質から絞り８と撮影光学系の射出瞳を結像関係に保っている。すなわち、位相差方式焦点検出では公知のフィールドレンズの役割を果たしており、サブミラー５と絞り８が瞳分割手段として機能する。そして、絞り８に適切な開口部を設定すると撮影光学系の射出瞳を分割した複数の光束を焦点検出光学系へ導くことが可能となる。
【００１１】
図１４は、この絞り８と２次結像レンズ９を赤外カットガラス７側から見た平面図である。このとき２次結像レンズ９は絞り９によって隠されるため点線で示してある。絞り８は対の開口部８−１と８−２、８−３と８−４を備え、２次結像レンズ９は各開口部に対応して対のレンズ部９−１と９−２、９−３と９−４を備える。したがって、撮影光学系の射出瞳を通過する光束のうち、開口部８−１と８−２で垂直方向に分割した光束と開口部８−３と８−４で水平方向に分割した光束とを４つのレンズ部を有する２次結像レンズ９で結像する。２次結像面には４つの光学像が形成され、撮影光学系のデフォーカスに伴う４つの光学像の位相ずれを焦点検出センサ１１で検出することにより位相差方式焦点検出を行う。
【００１２】
図１５は、焦点検出センサ１１のセンサチップを第２の平面ミラー１０側から見た平面図である。センサチップには２次結像レンズ９の４つのレンズ部に対応した４つのセンサ領域が形成され、レンズ部９−１と９−２がセンサ領域１１−１と１１−２に、レンズ部９−３と９−４がセンサ領域１１−３と１１−４にそれぞれ対応している。センサ領域１１−１と１１−２に投影されている光学像は、開口部８−１と８−２を通過した光束、すなわち撮影光学系の射出瞳を垂直方向に分割した光束による光学像であるため、撮影光学系のデフォーカスに伴い光学像も垂直方向に移動する。したがって、センサ領域１１−１と１１−２では、画素列並び方向を垂直方向とすることで、光学像の位相差を検出することが可能となる。同様にセンサ領域１１−３と１１−４では、画素列並び方向を水平方向とする。そして、センサ領域１１−１と１１−２では垂直方向にコントラスト成分を有する被写体をもっともよく検出できるため、横線検出を行っており、センサ領域１１−３と１１−４では縦線検出を行っていることとなる。
【００１３】
ところで、絞り８は、サブミラー５により撮影光学系の射出瞳に投影されるため、図１４を所定の倍率で拡大した場合の開口部が射出瞳上での光束通過領域を示す。したがって、図１４そのものが投影倍率を乗じて射出瞳上相当に拡大されたものと考えると、開口部８−１と８−２の重心間隔が横線検出の基線長で、開口部８−４と８−５の重心間隔が縦線検出の基線長となる。そして、開口部８−１と８−２を含む外接円が、横線検出における焦点検出可能な射出瞳径を示し、一方、開口部８−３と８−４を含む外接円が縦線検出における焦点検出可能な射出瞳径となる。後者の射出瞳径においては、縦線検出、横線検出ともに焦点検出可能である。すなわち、小さい射出瞳径では横線検出のみが機能し、大きい射出瞳径では縦線、横線検出の両方が機能することとなる。例えばＦナンバーがＦ５．６で横線検出のみを行い、Ｆ２．８で縦線、横線検出の両方を行うこととなる。
【００１４】
図１６は、１次結像面２上の撮影範囲内に各センサ領域を逆投影した図である。なお、この図においては、焦点検出光学系の歪曲収差による歪みを無視している。撮影範囲１２内には焦点検出領域１３と１４が存在し、焦点検出領域１３はセンサ領域１１−１と１１−２を逆投影したもので、ほぼ一致するため焦点検出領域１３として表されている。同様に焦点検出領域１４はセンサ領域１１−３と１１−４に対応している。したがって、焦点検出領域１３が横線検出を行う範囲を、焦点検出領域１４が縦線検出を行う範囲を表しており、両者が重なる図中斜線部がクロス型の焦点検出を行う範囲となる。
【００１５】
以上のように、従来例においては、広範囲での位相差方式焦点検出を行うとともに、一部の領域ではクロス型の焦点検出を実現している。
【００１６】
一般的に、撮影範囲内においてより広範囲を焦点検出領域として定めるには、より広範囲の光束を焦点検出光学系に導く必要がある。したがって、そのためにはサブミラー４を可能な限り１次結像面２側へ移動させ、サブミラー４の光反射領域をより大きくする必要がある。そうすると、図１８で示すように焦点検出光学系の１次結像面５がサブミラー５側へ移動してくる。
【００１７】
公知のフィールドレンズを用いた焦点検出光学系では、この焦点検出光学系の１次結像面５付近にフィールドレンズと視野マスクを設定する必要がある。したがって、撮影光束内にこれらの部材が進入してしまうため、退避機構が必要となる。しかしながら、従来例においては、サブミラー４を回転楕円面にて構成し、瞳分割手段の機能を持たせているためフィールドレンズを設ける必要がない。また、サブミラー４は焦点検出に必要な領域以外は光を反射しないように構成することで、視野マスクとしての役割も果たす。
【００１８】
このような理由から、従来例においては、サブミラー４を容易に大型化することが可能となり、結果として、広範囲での位相差方式焦点検出を実現している。
【特許文献１】特開平９−１８４９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来例においては以下のような問題がある。
【００２０】
撮影画面内において、像面湾曲の影響から光学移動方向である水平方向が小さくなり、横線検出を行う範囲に比べれば縦線検出を行う範囲は中央部付近に限られている。
【００２１】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、位相差方式焦点検出を撮影範囲内の広範囲で実現する焦点検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的を達成する本発明は、撮影光学系の射出瞳を分割して対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束をそれぞれ再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出して前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面は、前記対の光学像間隔の検出方向において前記光学像を形成するために光線が通過する有効部での曲率半径が前記検出方向における前記対の光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に極値なく変化する曲面とする。
【００２３】
また、撮影光学系の射出瞳を少なくとも２方向に分割してそれぞれ対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束を再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出して前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、前記瞳分割手段によって分割された対の光束の前記２方向における焦点検出基線長は異なり、前記焦点検出基線長の長い方の前記対の光束に対応する前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面は、前記対の光学像間隔の検出方向において前記光学像を形成するために光線が通過する有効部での曲率半径が前記検出方向における前記対の光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に極値なく変化する曲面とする。
【００２４】
さらに、撮影光学系の射出瞳を分割して対の光束を形成する瞳分割手段と、前記対の光束をそれぞれ再結像させ対の光学像を形成する対の２次結像レンズと、前記撮影光学系デフォーカスに伴う前記対の光学像間隔を検出し、前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点検出装置において、前記対の光学像は一方向を長手方向とする形状で、前記対の２次結像レンズの少なくとも１つの光学面は、前記対の光学像間隔の検出方向において前記光学像を形成するために光線が通過する有効部での曲率半径が前記検出方向における前記対の光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に極値なく変化する曲面で、前記長手方向と前記検出方向は一致する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、従来に比べて、瞳分割方向における２次結像光学像の像面湾曲を良好に補正することがきるので、撮影範囲内の広範囲で縦線検出と横線検出を飛躍的に高精度に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２７】
第１実施例は、本発明の焦点検出装置を従来例のような一眼レフタイプのデジタルカメラに適用した例である。図１はカメラの中央断面図で、焦点検出に関する部分のみを表示してある。
【００２８】
図において、１０１は撮影光学系、Ｌは撮影光学系の光軸、１０１ａは撮影光学系１０１の射出瞳である。１０２は１次結像面で、撮影光学系１０１により形成される像を受光するための固体撮像素子などが配置される。
【００２９】
撮影光学系１０１と１次結像面１０２の間にはメインミラー１０３とサブミラー１０４が配置される。メインミラー１０３の中央部付近はハーフミラーとなり、撮影光学１０１を通過した光束の一部か透過し、それ以外の光束は上方へ反射し、不図示のファインダ光学系へ導かれる。メインミラー１０３を透過した光束はサブミラー１０４にて下方へ反射される。そして、１０５は１次結像面１０２と光学的に等価な焦点検出光学系の１次結像面で、Ｌ’は光軸Ｌが各部材で屈折および反射された焦点検出光学系の光軸である。
【００３０】
メインミラー１０３とサブミラー１０４は、周知のクイックリターン機構により構成され、撮影時には撮影光束外へ退避し、それ以外では図に示すような位置に保持される。
【００３１】
サブミラー１０４で反射された光束は、平面ミラー１０６で再び反射され、赤外カットガラス１０８、絞り１０９を通過し、２次結像レンズ１１０で再び結像され、カバーガラス１１１を経てセンサチップ１１２上に至る。
【００３２】
サブミラー１０４は、従来例と同様に点線で示す楕円をＡ軸まわりに回転して形成される楕円面の一部で構成される。このとき、楕円２つの焦点のうち、一方の焦点は、撮影光学系の射出瞳１０１ａ近傍の点Ｄとする。他方の焦点は、絞り１０９の中心点を赤外カットガラス１０８の厚み分だけ空気換算し、平面ミラー１０６でミラー反転した点Ｂに設定される。
【００３３】
したがって、楕円焦点の性質により撮影光学系の射出瞳１０１ａと絞り１０９は、サブミラー１０４により略結像関係に保たれ、絞り１０９に適切な開口部を設定することにより、撮影光学系１０１の射出瞳１０１ａを分割した光束を導くことが可能となる。請求項においては、このサブミラー１０４と絞り１０９が瞳分割手段に対応している。
【００３４】
図２は、絞り１０９を赤外カットガラス１０８側から見た平面図である。絞り１０９には、対の開口部１０９ａと１０９ｂ、１０９ｃと１０９ｄが形成される。そして、これらの開口部がサブミラー１０４によって射出瞳１０１ａ上に投影されることになる。
【００３５】
図３は、２次結像レンズ１１０を絞り１０９側から見た平面図である。したがって、射出側のレンズ形状については点線で示してある。図において、射出側には、対のレンズ部１１０ａと１１０ｂ、１１０ｃと１１０ｄが設けられ、それぞれ４つの開口部に対応している。入射側には、４つのレンズ部で共通に使用する１つの光学面からなるレンズ部１１０ｅが設けられる。各開口部を通過した光束は、入射側と射出側を経てセンサチップ１１２付近で結像し、４つの光学像を形成する。なお、図１の断面図においては、射出側４つのレンズのうちレンズ部１１０、１１０ｂの２つのみが表示されている。
【００３６】
図４は、センサチップ１１２をカバーガラス１１１側から見た平面図である。センサチップ上には、対のセンサ領域１１２ａと１１２ｂ、１１２ｃと１１２ｄが設けられ、センサ領域１１２ａと１１２ｂには垂直方向を画素並び方向とするラインセンサが密に配置され、一方、センサ領域１１２ｃと１１２ｄには水平方向を画素並び方向とするラインセンサが密に配置される。そして、各センサ領域はそれぞれ４つのレンズ部に対応している。すなわち、開口部１０９ａを通過した光束はレンズ部１１０ｅと１１０ａを経て１つの光学像を形成し、この光学像をセンサ領域１１２ａで検出する。センサ領域１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄにおいても同様である。
【００３７】
図５は、センサチップ１１２上に形成される光学像を示す。光学像１１５ａがレンズ１１０ａに、光学像１１５ｂがレンズ１１０ｂに、光学像１１５ｃがレンズ１１０ｃに、光学像１１５ｄがレンズ１１０ｄにそれぞれ対応している。各光学像には、楕円面よりなるサブミラー１０４を焦点検出光学系の光路中に傾斜して配置しているため、扇形の歪曲が生じている。そして、４つの光学像は、撮影光学系１０１のデフォーカスに伴い射出瞳１０１ａの分割方向であるところの、光学像１１５ａと１１５ｂが矢印Ｏで示す垂直方向に、光学像１１５ｃと１１５ｄが矢印Ｐで示す水平方向に移動し、この光学像間隔の変化を位相差として検出する。すなわち、矢印Ｏが光学像１１５ａと１１５ｂの光学像間隔の検出方向、矢印Ｐが光学像１１５ｃと１１５ｄの光学像間隔の検出方向となる。
【００３８】
なお、位相差の検出手段としては、周知であるが各センサ領域ラインセンサの出力信号から光学像に対応した１次元像信号を形成し、相関演算を用いて位相差を検出する。位相差と撮影光学系１０１のデフォーカス量の関係は、所定の関数でおおむね近似できるため、この位相差を検出することで、焦点調節を行うことが可能となる。
【００３９】
ところで、２次結像レンズ１１０において、入射側のレンズ部１１０ｅは凹面の略球面で、球の中心は焦点検出光学系の１次結像面１０５付近にある。射出側のレンズ部１１０ａと１１０ｂは凸面の略球面で、球の中心は開口部１０９ａと１０９ｂ中心付近にそれぞれある。したがって、焦点検出光学系の１次結像面１０５中心を発し、絞り開口部１０９ａと１０９ｂ中心を通過する光線は２次結像レンズ１１０でほぼ屈折しない。
【００４０】
一方、射出側のレンズ１１０ｃと１１０ｄは凸面の曲面で、像面湾曲を対称に補正する機能を果たす。このときも、焦点検出光学系の１次結像面１０５中心を発し、絞り開口部１０９ｃと１０９ｄ中心を通過する光線は２次結像レンズ１１０でほぼ屈折しないよう構成される。
【００４１】
図１における、光線ＬａとＬｂはレンズ部１１０ａと１１０ｂに対応した上記光線で、２次結像レンズ１１０でほとんど屈折していない。図１においてはレンズ部１１０ａと１１０ｂしか図示されないが、レンズ部１１０ｃと１１０ｄについても同様である。したがって、波長が変化しても同様に屈折しないため波長依存性のない高精度な焦点検出を行うことができる。
【００４２】
このように、焦点検出基線長が長い方が従来例にて説明したように大きな像面湾曲が生じるため、対応するレンズ部１１０ｃと１１０ｄに像面湾曲を補正する曲面を設け、焦点検出基線長が短い方に対応するレンズ部１１０ａと１１０ｂは従来例同様に球面系による２次結像光学系となっている。
【００４３】
図６は各センサ領域を１次結像面１０２に逆投影した図であり、１次結像面１０２上での焦点検出領域を示す。なお、実際にはサブミラー１０４が曲面であるため扇形の歪曲が生じるが、図ではこの歪曲を無視して矩形で表す。
【００４４】
図において、右上がり斜線で示す領域１１３はセンサ領域１１２ａと１１２ｂに対応した焦点検出領域で、この領域内において横線検出を可能としている。一方、左上がり斜線で示す領域１１４はセンサ領域１１２ｃと１１２ｄに対応した焦点検出領域で縦線検出を行う。そして、焦点検出領域１１３と１１４の共通領域が縦線検出と横線検出を同時に行うことができクロス検出領域となる。
【００４５】
以上が本発明における焦点検出装置の構成である。このように、レンズ部１１０ｃと１１０ｄが像面湾曲を補正する曲面で構成されている。レンズ部１１０ｃと１１０ｄに対応した絞り８の開口部１０９ｃと１０９ｄを通過する光束は、開口部１０９ａと１０９ｂを通過する光束に比べて光軸Ｌに対する傾斜角が大きく、形成される光学像には大きな像面湾曲が発生する。
【００４６】
こうした像面湾曲の影響から光学移動方向である水平方向が小さくなり、横線検出を行う範囲に比べれば縦線検出を行う範囲は中央部付近に限られてしまうが、この理由について以下に説明する。
【００４７】
図１５のセンサ領域１１−３と１１−４上に形成される光学像は、図１７において、より基線長の長い対の開口部８−３と８−４を通過した光束を２次結像レンズ９−３と９−４で再結像させて得られる。例えば、開口部８−３と２次結像レンズ９−３で形成される光学像について考えると、この２次結像光学系は焦点検出光学系の１次結像面５を斜めから見て光学像を形成することとなる。したがって、この光学像は、特に撮影レンズデフォーカスに伴う光学像移動方向である水平方向に大きな像面湾曲が生じてしまう。しかも、この像面湾曲はこの光学像の中心を基準として水平方向には非対称性を有する。
【００４８】
図１７（Ａ）はこれを説明する図で、たとえば、図１３における焦点検出系の１次結像面５以降をストレートに展開し、紙面光軸Ｌ’を含む紙面に直交する断面での模式図である。なお。説明に必要な主要部品以外は省略し、簡略化するため２次結像レンズでの光線屈折を無視して説明する。
【００４９】
図において光軸Ｌ３、Ｌ４は、光軸Ｌ’に平行な２次結像レンズ９−３、９−４の光軸である。同様に開口部８−３と２次結像レンズ９−３で形成される光学像に注目して、まず仮に焦点検出光学系の１次結像面５上に光軸Ｌ３を中心として大きさＯａの像がある場合、焦点検出センサ上にはＩａという大きさの光学像が形成される。そして、この光学像の各結像点を結ぶと曲線１２に示すように光軸Ｌ３を中心に対称な放物線状の曲線となり、これが像面湾曲となる。
【００５０】
一般的に、ある光学系に対して球面収差やコマ、非点収差が完全に除去されたとすると、軸上でも軸外でも点は点として結像するが、それぞれの点は平面上ではなく曲面上にある。この曲面はペッツバール面と呼ばれ、図１７の曲線１２はこのペッツバール面をある断面上で観察したものである。
【００５１】
次に、実際には焦点検出光学系の１次結像面５上に光軸Ｌ’を中心として大きさ０ｂ像が存在する。０ｂ像に対して２次結像レンズ９−３は斜めから見ているため、形成される光学像はＩｂとなり、像面湾曲は光学像中心を基準に非対称形状となる。
【００５２】
図１７（Ｂ）は、対の２次結像レンズ９−３と９−４で形成される対の光学像の像面湾曲を表す。曲線１３は２次結像レンズ９−４で形成される光学像の像面湾曲を示し、曲線１２を光軸Ｌ’を中心としてミラー反転させた形状となる。
【００５３】
位相差方式焦点検出においては、たとえ像面湾曲が生じていたとしても、その像面湾曲が光学像移動方向において光学像中心に対称であれば、任意像高における対の光学像の像面湾曲はそれぞれ同程度となるため焦点検出を行うことが可能である。しかしながら、図１７（Ｂ）のような状態では、例えば、１次結像面５上の点像Ｃに対応した対の２次結像系の点像はそれぞれＣ−３とＣ−４となり、像面湾曲状態が著しく異なる。すなわち、任意像高における対の光学像の像面湾曲は光学像中心以外では異なる状態となる。
【００５４】
したがって、この像面湾曲の影響を考慮して、特に対の光学像移動方向である水平方向に焦点検出領域を拡大することができなかった。そうすると、焦点検出領域は図１６の焦点検出領域１４のように、光学像移動方向である水平方向には小さい領域となる。
【００５５】
図１７に直交する断面においては、対の光学像の像面湾曲は同程度となるため、垂直方向には水平方向に比較して焦点検出領域を拡大することができる。
【００５６】
また、このような非対称性の像面湾曲はより１次結像面５を斜めから見る、すなわち大きな視差を有する対の２次結像光学系の場合に顕著であり、視差の大きくない２次結像光学系である横線検出においては焦点検出領域をある程度拡大することができたが、視差の大きい２次結像光学系である縦線検出においては、特に水平方向への焦点検出領域拡大は実現が難しい。
【００５７】
したがって、本実施例では、レンズ１１０ｃと１１０ｄに像面湾曲を補正する曲面を設け、一方、レンズ部１１０ａと１１０ｂには像面湾曲を補正する曲面を設けない構成とした。以下レンズ部１１０ａと１１０ｂ、レンズ部１１０ｃと１１０ｄについて詳細を説明する。
【００５８】
まず、像面湾曲を補正していないレンズ部１１０ａと１１０ｂについて説明する。図７は図１の断面図における焦点検出光学系光路をストレートに展開した図で、主にレンズ部１１０ａと１１０ｂを通過する光束を説明するための図で、レンズ部１１０ｃと１１０ｄについては省略してある。
【００５９】
図において、凸レンズ２０１は図１におけるサブミラー１０４をストレート展開時の光学部材として置き換えたものである。サブミラー１０４は集光性のパワーを有する楕円面より形成されるので、おおよそ凸レンズとして置き換えることができる。また、焦点検出光学系の１次結像面１０５は１次結像面１０２よりわずかであるが撮像光学系１０１側によっている。これはサブミラー１０４、すなわち凸レンズ２０１が正の光学パワーを有するためであり、１次結像面１０２に結像する光束は、実際には凸レンズ２０１を通過すると焦点検出光学系の１次結像面１０５上に結像する。
【００６０】
絞り中心点Ｅを発した光線２０２は、射出瞳１０１ａ上の点Ｂに結像する。これは、図１における楕円面サブミラー１０４の焦点を点Ｂ、Ｃとしたことで明白である。よって、絞り１０９の開口部１０９ａと１０９ｂが射出瞳１０１ａ上に投影されているので、この射出瞳１０１ａを分割した対の光束が２次結像光学系に導かれる。
【００６１】
そして、光束２０４、２０５は、１次結像面１０５の中心に結像し、絞り１０９の対の開口部１０９ａと１０９ｂの中心点と両端点を通過してセンサチップ１１２上に結像する場合を示す。実際には図５の光学像１１５ａと１１５ｂに示す大きさの光学像が形成され、その光学像には、従来例で説明した理由から像面湾曲が生じる。このとき対の光学像は、撮影光学系１０１のデフォーカスに伴い矢印Ｖ方向に移動する。この矢印Ｖは図５の矢印Ｏに対応し、矢印Ｖ方向を光学像間隔の検出方向とすることで位相差方式焦点検出を行う。
【００６２】
図８（Ａ）は対の光学像の像面湾曲、すなわち上記断面の各像高におけるセンサチップ１１２近傍の結像点を結ぶ曲線を示す図で、絞り１０９と２次結像レンズ１１０以外は省略して示す。図において、点線で示す曲線２０６ａがレンズ部１１０ａで、曲線２０６ｂがレンズ部１１０ｂでそれぞれ形成される光学像の像面湾曲を示す。レンズ部１１０ａと１１０ｂによる２次結像光学系は、焦点検出光学系の１次結像面１０５を傾斜角θという視差を有しているため、各像面湾曲２０６ａと２０６ｂは各光学像中心２０７ａと２０７ｂを基準として非対称形状となっている。ここで、傾斜角θは光軸Ｌと焦点検出光学系の１次結像面１０５において像高０で絞り開口部の中央を通過する主光線とのなす角を代表的な傾斜角としてある。
【００６３】
しかしながら、傾斜角θがほどほど小さい、すなわち絞り開口部１０９ａと１０９ｂの間隔がほどほど小さいため、像面湾曲の非対称性はわずかである。さらに、この断面において、焦点検出に必要な光学像の大きさは、図６における焦点検出領域１１３垂直方向となり短手方向となるため、像面湾曲も長手方向に比べて程度がよい。
【００６４】
一方、この長辺側に対応した光学像の像面湾曲を図８（Ｂ）に示す。図８（Ｂ）は図８（Ａ）に直交し光学像中心２０７ａと絞り開口部１０９ａの中心を含む断面である。点線で示す曲線２０８ａはレンズ部１１０ａで形成される光学像の像面湾曲である。なお、レンズ部１１０ｂ側については、この断面においてレンズ部１１０ａと同様であり、説明を省略する。
【００６５】
この断面において２次結像光学系は、焦点検出光学系の１次結像面１０５を傾斜角０で見ているため、像面湾曲２０８ａ、光学像中心２０７ａを基準に対称形となる。したがって、図６に示すように、焦点検出領域１１３の水平方向は垂直方向に比べて大きくすることが可能となる。なお、撮影画面は一般的に横長の矩形であるため、このように水平方向を長手方向とする焦点検出領域を設定することが使い勝手上好適である。すなわち、位相差方式焦点検出における２次結像レンズの非対称な像面湾曲は光学像間隔移動方向である検出方向Ｖに発生するので、焦点検出領域の長手方向に対応した光学像の長手方向をこの検出方向Ｖと直交するよう構成することで、補正のない光学面であっても極力像面湾曲の影響を排除することが可能となる。
【００６６】
次に、像面湾曲の補正する曲面を備えたレンズ部１１０ｃと１１０ｄについて説明する。図９は図１の断面に直交する断面において、焦点検出光学系光路をストレートに展開した図で、主にレンズ部１１０ｃと１１０ｄを通過する光束を説明するための図で、レンズ部１１０ａと１１０ｂは省略してある。
【００６７】
図９において、図７と同様に絞り中心点Ｅを発した光線２０３は、射出瞳１０１ａ上の点Ｂに結像して、射出瞳１０１ａを絞り１０９の開口部１０９ｃと１０９ｄで分割した対の光束が２次結像光学系に導かれる。
【００６８】
そして、光束２０８、２０９は、１次結像面１０２の中心に結像し、絞り１０９の対の開口部１０９ｃと１０９ｄの中心点と両端点を通過してセンサチップ１１２上に結像する場合を示す。実際には図５の光学像１１５ｃと１１５ｄで示す大きさの光学像が形成され、その光学像には像面湾曲が生じる。このとき対の光学像は、撮影光学系１０１のデフォーカスに伴い矢印Ｗ方向に移動する。この矢印Ｗは図５の矢印Ｐに対応し、矢印Ｗ方向を光学像間隔の検出方向とすることで位相差方式焦点検出を行っている。そして、これら光学像の像面湾曲が略対称となるような曲面がレンズ１１０ｃと１１０ｄには備えられる。以下この曲面について説明する。
【００６９】
図１０（Ａ）は対の光学像の像面湾曲、すなわち上記断面の各像高におけるセンサチップ１１２近傍の結像点を結ぶ曲線を示す図で、絞り１０９と２次結像レンズ１１０以外は省略して示す。図において、点線で示す曲線２０６ｃがレンズ部１１０ｃで、曲線２０６ｄがレンズ部１１０ｄでそれぞれ形成される光学像の像面湾曲を示す。レンズ部１１０ａと１１０ｂによる２次結像光学系は、焦点検出光学系の１次結像面１０５を傾斜角θ’という図８（Ａ）の傾斜角θより大きな傾斜角による視差を有している。また、各像面湾曲２０６ｃと２０６ｃは各光学像中心２０７ｃと２０７ｄを基準として略対称となっている。
【００７０】
なお、曲線２１１ｃはレンズ部１１０ｃに像面湾曲補正を行わない通常の球面系を用いた場合の像面湾曲を示す。これら２つの像面湾曲２０６ｃと２１１ｃを比較すると対称になるよう補正されていることが分かる。
【００７１】
このとき、レンズ部１１０ｃはこの断面において点線２１０で示す楕円の一部となっている。この楕円２１０は軸Ｆを長軸とし、軸Ｇを短軸とする楕円で軸外領域を光束が通過するよう光軸Ｌに対して傾斜して配置される、いわゆる軸外しの楕円である。今、長軸Ｆと楕円の交点をＨ、短軸Ｇと楕円の交点をＩとすると、楕円の性質から曲率半径は点Ｈでもっとも小さくなり、点ＨからＩに向かって徐々に増加し、点Ｉでもっとも大きくなる。
【００７２】
すなわち、レンズ部１０１ａの光線が通過する有効部においては、曲率半径が検出方向Ｗにおける光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に一方向に変化し、曲率半径が極値なく変化する形状となっている。通常結像光学系に使用する円（球）を除く軸外しでない形状、楕円、放物線、双曲線などの非円（球）形状では、光線が通過する有効部において必ず曲率半径変化量の極値が存在する。例えば、図１０（Ａ）で、楕円２１０の点Ｈを含む部分が有効部であると仮定すると、曲率半径は大〜小〜大と変化し点Ｈが曲率半径変化量の極値となる（記載の意味を確認）。
【００７３】
したがって、像面湾曲２０６ｃ上で下端点をＪ、上端点をＫとすると、点Ｊに結像する光束は楕円２１０の点Ｈから点Ｉの間において点Ｈ側を通過し、一方、点Ｋに結像する光束は点Ｉ側を通過する。そうすると、点Ｊに結像する光束は、小さい曲率半径であるためより大きく光線が屈折し、一方、点Ｋに結像する光束は、大きい曲率半径であるためあまり光線が屈折しない。そして、光学像中心２０７ｃにおける結像位置を像面湾曲２０６ｃと２１１ｃで一致させておけば、図１０（Ａ）に示すように点Ｊはより前側に、点Ｋはより後側に結像するため、全体として傾いた像面湾曲について光学像中心２０７ｃを基準とした対称形に補正することができる。
【００７４】
なお、この断面において、焦点検出に必要な光学像の大きさは、図６における焦点検出領域１１４水平方向となり長手方向となるが、像面湾曲が良好に補正されるため任意に焦点検出領域を拡大することができる。また、レンズ部１０１ｄはレンズ部１０１ｃについて光軸Ｌを中心線としてミラー反転した形状で、像面湾曲補正に関する効果もミラー反転した状態で一致する。
【００７５】
次に、図１０（Ａ）に直交する断面について説明する。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）に直交し光学像中心２０７ｃと絞り開口部１０９ｃの中心を含む断面である。
【００７６】
レンズ部１１０ｃは図１０（Ａ）における楕円２１０を軸Ｆまわりに回転させて形成される回転楕円面で、光線が通過する範囲は、いわゆる軸外しの回転楕円面である。そして、点線で示す曲線２０８ｃはレンズ部１１０ｃで形成される光学像の像面湾曲である。なお、レンズ部１１０ｄ側については、この断面においてレンズ部１１０ｃと同様であり、説明を省略する。
【００７７】
この断面においても２次結像光学系は、焦点検出光学系の１次結像面１０５を傾斜角０で見ている。そして、レンズ部１１０ｃの断面形状は、回転楕円面を斜めに切断した形状となり、２１２で示すように光軸Ｌとの交点に頂点を有する楕円の一部となる。したがって、像面湾曲２０８ｃは、光学像中心２０９ｃを基準に対称形となる。
【００７８】
なお、レンズ部１１０ｃは軸Ｆを回転軸とする回転楕円面であるため、軸Ｆを含む面で切断すると、そのときの断面形状は光軸Ｌとの交点に頂点を有する楕円２１３となり楕円２１０と同形状となる。一方、軸Ｉを含む面で切断すると、断面形状は円２１４となる。そして、その中間面で切断した形状が楕円２１２となり、点Ｉから点Ｈの間で楕円２１０の中心を通過する面で切断した形状は、円２１４から楕円２１３に徐々に変化している。
【００７９】
このとき光線が通過する楕円頂点付近の形状を円で近似して、そのときの曲率半径を考えると、図１０（Ｂ）の断面においても点Ｈ側ほど曲率半径が小さく、点Ｉ側ほど曲率半径が大きいことが分かる。この特性は図１０（Ａ）の断面と一致するので、レンズ部１１０ｃで形成される光学像の３次元空間にわたる像面湾曲を考えても、光学像中心２０７ｃを中心に対称となり良好に補正されている。
【００８０】
そして、この楕円面の中心は従来例と同様にほぼ開口部１０９ｃの中心付近にあり、主光線の屈折を極力少なくすることで色収差の発生を防ぐ構成となっている。なお、球面系においては公知であるが、最終的に開口部１０９ｃと楕円面を図１０（Ａ）における垂直方向に偏心させることで、光学像中心における色収差をほぼ完全に除去する。
【００８１】
ところで、実際には軸外しの楕円面を用いているため様々な断面で形状が変化し、光学像の各点像は位置によってスポット形状が異なり軸対称性がないわけだが、像面湾曲については、この２つの断面のみ考えればおおよその状態を知ることができる。特に、位相差方式焦点検出では、光学像間隔の検出方向Ｗである図１０（Ａ）断面における像面湾曲が対称であればよいので、充分に広範囲な焦点検出を実現できる。
【００８２】
以上のように本実施例では、撮影範囲内の広範囲において位相差方式焦点検出の縦線および横線検出の同時検出を高精度に実現できる。そのために、まず焦点検出基線長の短い方に対応した２次結像光学系であるレンズ部１１０ａと１１０ｂは公知の球面による結像光学系とし、焦点検出基線長の長い方に対応したレンズ部１１０ｃと１１０ｄは、特に光学像移動方向の像面湾曲を補正する曲面を用いた。
【００８３】
次に、像面湾曲を補正しないレンズ部１１０ａと１１０ｂは、光学像間隔の検出方向と光学像の長手方向を直交させ、像面湾曲を補正する曲面を有するレンズ部１１０ｃと１１０ｄは、光学像間隔の検出方向と光学像の長手方向を一致させた。したがって、必要最低限の曲面を設けることで２次結像光学系の像面湾曲が極力発生しない構成となり、広範囲にわたる高精度な位相差方式焦点検出を実現可能としている。射出側のレンズ１１０ａ〜１１０ｄのすべてに曲面を設ければよりよく像面湾曲を補正できるわけだが、この曲面は球面系に比べて軸はずし光学系であるため製造上の難易度が比較的高いため、必要最低限な構成とすることで製造歩留まりを向上させることができる。
【００８４】
なお、本実施例では、曲面として楕円面を使用したが、これに限定されることなく、同様の機能を有する面として放物面、双曲面などが考えられ、もしくは、非球面でもよい。これらの面はすべて周知のコーニック係数による非球面式で表現され、逆に言うと、本実施例はコーニック係数による非球面の１つの面を使用したことになる。そして、少なくとも光学像間隔の検出方向における光線が通過する有効部の曲率半径が光学像間隔の拡大方向に向かって小から大に変化するよう軸外し（傾斜して配置）すればよい。また、楕円面の光軸Ｌに対する傾斜角や楕円の長短軸比については、図１０（Ａ）と（Ｂ）で示される形態はほんの一例であり、焦点検出光学系の基線長や要求される光学像性能、レンズの材質などに応じて異なり、各条件で最適化されるものである。
【実施例２】
【００８５】
第２の実施例は、第１の実施例の変形例で２次結像レンズ１１０の入射側の面を射出側の各レンズ部に対応して分割した例である。こうすることによって像面湾曲のみならず、点像のスポット形状も改善することが可能となる。
【００８６】
図１１は、図３と同様に２次結像レンズ１１０を絞り１０９側から見た平面図である。図において、入射面は３０１ａｂ、３０１ｃ、３０１ｄの３つの領域に分割され、レンズ部３０１ａｂが射出側のレンズ部１１０ａと１１０ｂに対応し、凹面からなる１つの球面となっている。そして、レンズ部３０１ｃはレンズ部１１０ｃに、レンズ部３０１ｄはレンズ１１０ｄにそれぞれ対応し、同様に凹面からなる球面である。
【００８７】
第１実施例において、入射面は１つの光学面のみだったので、レンズ部１１０ａ（１１０ｂ）とレンズ部１１０ｃ（１１０ｄ）のバランス取りで入射面形状を決定しなければならなかった。しかしながら、レンズ部１１０の入射面は絞り１０９に近接しているため、４つのレンズ部に対応した４つの光束は充分に間隔を隔てて分離されており、それぞれの光束ごとに入射側の光学面を設定することが可能である。したがって本実施例では入射面を３分割し、レンズ部１１０ａ（１１０ｂ）とレンズ部１１０ｃ（１１０ｄ）で異なる入射側の光学面を設けるようにした。そして、各光学像は像面湾曲のみなならず、入射面という光学設計の自由度が増えるため点像のスポット性能についても改善することができ、より高精度な縦線、横線同時の位相差方式焦点検出が撮影領域内の広範囲において実現できる。
【実施例３】
【００８８】
第３の実施例は、第１の実施例の変形例でレンズ部１１０ａと１１０ｂに自由曲面を用いた例である。
【００８９】
図１２は、この自由曲面を説明するための図で、図１０（Ａ）におけるレンズ部１１０ｃ付近を拡大した図である。この断面におけるレンズ部１１０ｃの形状は第１の実施例と同様に楕円２１０となる。そして、自由曲面はこの断面をベースとして作られる。
【００９０】
まず、楕円２１０の光線が通過する部分において、絞り開口部１０９ｃ中心、すなわち楕円２１０中心からを発する光線を適当なピッチ角度で作図する。図における光線４０１〜４０５がこれに相当し、これは主光線であるため射出面ではほとんど屈折しない。また、光線４０３は像高０の主光線になっている。
【００９１】
次に、これらの主光線を含む光線の結像点をそれぞれ求める。図において点Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕがそれに対応する。
【００９２】
次に、図１２の断面に直交し、光線４０１を含む平面を考えＩ、この平面内を通過する光線が点Ｑに結像するような円で、かつ楕円２１０と交わる円を求める。図中矢印Ｒ１がこの円の半径に対応する。このような円を各主光線を含む断面で求める。そして、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５がそれぞれ求めた円の半径になる。レンズ部１１０ｃから各結像点までの距離はそれぞれ異なるため、それぞれの半径もＲ１からＲ５に向かって増加する。
【００９３】
最後に、これらの円を滑らかに繋ぐと所望の自由曲面となる。なお、実際に自由曲面を算出する際には、ピッチ角度を細かく設定することで光学面として十分に滑らかな自由曲面となる。
【００９４】
したがって、本実施例によれば光学像間隔の検出方向である断面と、それに直交する断面の両方で結像点を補正することになるため、スポット像を理想的な状態に補正することが可能となるため、広範囲にわたる高精度な位相差方式焦点検出を実現できる。
【００９５】
なお、本実施例では、図１２に直交する断面の形状を円ベースとしたが、これに限定されることなくその他非球面を用いても良く、その場合も最終的に滑らかに繋がる自由曲面とればよい。
【００９６】
以上実施例１，２及び３で説明したようにのように、２次結像光学系に回転楕円面や自由曲面を設けることで瞳分割方向における２次結像光学像の像面湾曲を良好に補正することがきる。そのため、撮影範囲内の広範囲で縦線検出と横線検出を高精度に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】カメラの中央断面図である。
【図２】絞りの平面図である。
【図３】２次結像レンズの平面図である。
【図４】センサチップの平面図である。
【図５】センサチップ上に形成される光学像を示す。
【図６】センサ領域を１次結像面に逆投影した図である。
【図７】図１の焦点検出光学系光路をストレートに展開した図である。
【図８】（Ａ）は図７における対の光学像の像面湾曲を示す図である。（Ｂ）は図８（Ａ）に直交する断面において対の光学像の像面湾曲を示す図である。
【図９】図１に直交する断面において焦点検出光学系光路をストレートに展開した図である。
【図１０】（Ａ）は図９における対の光学像の像面湾曲を示す図である。（Ｂ）は図１０（Ａ）に直交する断面において対の光学像の像面湾曲を示す図である。
【図１１】第２の実施例における２次結像レンズの平面図である。
【図１２】レンズ部１１０ｃ付近を拡大した図である。
【図１３】従来例におけるカメラの中央断面である。
【図１４】従来例における絞りと２次結像レンズの平面図である。
【図１５】従来例におけるセンサチップの平面図である。
【図１６】従来例におけるセンサ領域を１次結像面に逆投影した図である。
【図１７】（Ａ）は従来例における対の光学像の像面湾曲を示す図である。（Ｂ）は図１７（Ａ）に直交する断面において対の光学像の像面湾曲を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０１  撮影光学系
１０１ａ  射出瞳
１０２  １次結像面
１０４  サブミラー
１０５  焦点検出光学系の１次結像面
１０９  絞り
１１０  ２次結像レンズ
１１２  センサチップ
２１０  楕円
【図１】
2006084542.tif 000003
【図２】
2006084542.tif 000004
【図３】
2006084542.tif 000005
【図４】
2006084542.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006084542.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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