【手続補正書】
【提出日】平成21年2月23日(2009.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズの焦点面近傍に配置され、開口部を備える視野マスクと、
該視野マスクの開口部を通過した光束を集光するフィールドレンズと、
前記視野マスクの開口部及び前記フィールドレンズを通過した光束が入射し、前記対物レンズの焦点調節状態に応じて相対位置が変化する複数の光量分布を形成するレンズ対を備える再結像レンズと、
該再結像レンズにより形成される複数の光量分布を検出する受光手段とを有する焦点検出装置において、
前記視野マスクの画面周辺領域に形成された開口部は、該視野マスクの画面中心領域と該開口部を結ぶ直線に対して垂直方向に延びる第１の開口と、該第１の開口に直交する第２の開口とから成り、
前記再結像レンズは前記第１の開口が延びる方向に配列された第１のレンズ対と、前記第２の開口が延びる方向に配列された第２のレンズ対とを備えており、
前記再結像レンズの前記対物レンズ側に配置された絞りマスクは、前記第１のレンズ対に対応する一対の開口である第１絞りと、前記第２のレンズ対に対応する一対の開口である第２絞りとを備えており、
前記第２絞りの開口中心間隔が、前記第１絞りの開口中心間隔よりも長いことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記再結像レンズは、前記対物レンズ側の面にプリズム部が形成されており、該プリズム部により偏向された光束が、前記受光手段側の面に形成されたレンズ部に入射することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
前記再結像レンズの前記第１のレンズ対または前記第２のレンズ対に対応する各レンズ部は、前記再結像レンズの互いに反対側の面に形成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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の焦点検出装置は、
対物レンズの焦点面近傍に配置され、開口部を備える視野マスクと、
該視野マスクの開口部を通過した光束を集光するフィールドレンズと、
前記視野マスクの開口部及び前記フィールドレンズを通過した光束が入射し、前記対物レンズの焦点調節状態に応じて相対位置が変化する複数の光量分布を形成するレンズ対を備える再結像レンズと、
該再結像レンズにより形成される複数の光量分布を検出する受光手段とを有する焦点検出装置において、
前記視野マスクの画面周辺領域に形成された開口部は、該視野マスクの画面中心領域と該開口部を結ぶ直線に対して垂直方向に延びる第１の開口と、該第１の開口に直交する第２の開口とから成り、
前記再結像レンズは前記第１の開口が延びる方向に配列された第１のレンズ対と、前記第２の開口が延びる方向に配列された第２のレンズ対とを備えており、
前記再結像レンズの前記対物レンズ側に配置された絞りマスクは、前記第１のレンズ対に対応する一対の開口である第１絞りと、前記第２のレンズ対に対応する一対の開口である第２絞りとを備えており、
前記第２絞りの開口中心間隔が、前記第１絞りの開口中心間隔よりも長いことを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記再結像レンズは、前記対物レンズ側の面にプリズム部が形成されており、該プリズム部により偏向された光束が、前記受光手段側の面に形成されたレンズ部に入射することを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項３の発明は請求項１の発明において、
前記再結像レンズの前記第１のレンズ対または前記第２のレンズ対に対応する各レンズ部は、前記再結像レンズの互いに反対側の面に形成されていることを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を一眼レフレックスカメラに適用した実施形態の構成図である。図１において、２１は脱着可能または固定の対物レンズ（撮影レンズともいう）、８は対物レンズ１の瞳、１は対物レンズ１の光軸である。光軸１ にそって入射する光束は半透過部を備えるクイックリターンミラー２２に達し、二つの光束に分割される。反射される光軸にそってフォーカシングスクリーン２３、ペンタプリズム２４、接眼レンズ２５が配置され、ファインダー像の視認のためファインダー系を構成する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図３は正面から、視野マスク２を見たときの図であり、３つの十字形状の開口部２ａ，２ｂ，２ｃを持ち、横手方向（光軸中心から放射方向）に長い３つの焦点検出領域（開口）２ａ２，２ｂ２，２ｃ２と、縦方向に長い３つの焦点検出領域（開口）２ａ１，２ｂ１，２ｃ１を備えている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ここで焦点検出領域２ｂ１は第１の焦点検出領域（第１の開口）、焦点検出領域２ｂ２は第２の焦点検出領域（第２の開口）を形成している。ここで第１の開口２ｂ１は視野マスク２の画面中心領域と開口部２ｂを結ぶ直線に対して垂直方向に延びている。第２の開口２ｂ２は第１の開口２ｂ１に直交している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
焦点検出領域２ａ１，２ｂ１，２ｃ１の視野の長手方向は、図２の紙面垂直方向に長く、紙面上下方向に３つの開口部２ａ，２ｂ，２ｃが並んで配置されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
３は三分割されたフィールドレンズ部３ａ，３ｂ，３ｃを有するフィールドレンズで、視野マスク２の近傍に、対物レンズ２１の焦点面から少し離れて配置されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図４はフィールドレンズ３を正面から見た図である。フィールドレンズ３は焦点距離の異なる第１のフィールドレンズ部３ａ，および２つの第２のフィールドレンズ部３ｂ，３ｃからなっている。図４では点線で焦点検出領域を示している。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
５は焦点検出光学系の絞りマスク（絞り）である。図５は絞りマスク５を正面から見た図で、視野マスク２上の焦点検出領域（２ａ、２ｂ、２ｃ）に対する３組の２対４つのレンズからなる２次結像レンズ６の有効領域を決める為の３組（５ａ，５ｂ，５ｃ）の２対４つの開口部（絞り開口）を有している。ここで、絞りマスク５の開口部５ｂ１１，５ｂ１２は第１絞り、開口部５ｂ２１，５ｂ２２は第２絞りである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
６は再結像レンズであり、２対を１組のレンズ部（２つのレンズ対）を３カ所に有し、視野マスク２の開口部を通して対物レンズ１の像をセンサー（受光手段）７上に再び結像する作用を有する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図６は再結像レンズ６の正面図および側面図である。レンズ６ｂ１１とレンズ６ｂ１２は第１の再結像レンズ（第１のレンズ対）、レンズ６ｂ２１とレンズ６ｂ２２は第２の再結像レンズ（第２のレンズ対）である。７は光電変換デバイス（受光手段）である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
視野マスク２の開口部２ａ，２ｂ，２ｃを通った光束はフィールドレンズ３のフィールドレンズ部３ａ，３ｂ，３ｃを透過し、光電変換デバイス７上に対物レンズ２１による物体像の２次像を形成する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
一つの開口部２ａにつき、２組のレンズ対（６ａ１１，６ａ１２，６ａ２１，６ａ２２）によって４つの２次像（７ａ１１，７ａ１２，７ａ２１，７ａ２２）が図７の点線のように形成され、物体像の２次像は対物レンズ２１の焦点調節状態によってそれぞれのセンサー列の長手方向に移動する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
フィールドレンズ３は３つに分割された焦点距離の異なるフィールドレンズ部（３ａ、３ｂ、３ｃ）より成っている。焦点検出装置のフィールドレンズ３の役割は、焦点検出の対象となる対物レンズ２１の射出瞳８と焦点検出装置の絞りマスク５を共役の関係で結ぶ事にある。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
言い換えれば焦点検出装置の絞りマスク５を対物レンズ２１の射出瞳位置８に投影するように設定される。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ここで焦点検出領域の方向と、絞りマスク５の絞り開口、２次結像レンズ６，センサー列７の方向との関係を説明する。図３の中央部の一方の焦点検出領域２ａ１に対応する絞り開口は図５の絞り開口５ａ１１，５ａ１２であり、図中の直線５１の方向に対物レンズ２１の入射瞳８を分割している。同じく図３の他方の焦点検出領域２ａ２に対応する絞り開口は図５の絞り開口５ａ２１，５ａ２２であり、図中の直線５２の方向に対物レンズ２１の入射瞳を分割している。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
二つの直線５１，５２は絞り開口の重心間隔を示していて、この距離が焦点検出系の精度を決定するパラメータになり、絞り開口の大きさが焦点検出系の光学系としての明るさを決定する。これらの瞳分割方向は視野マスク２の開口が直交する方向と一致しており、これはセンサー列７の方向とも一致している。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
中央部の焦点検出領域２ａ１に対応する２次結像レンズ６のレンズ対は図６のレンズ対６ａ１１，６ａ１２で図５の絞りマスク５の絞り開口５ａ１１，５ａ１２の位置に一致している。その他の２次結像レンズも同様にそれぞれの絞りマスク５の絞り開口に一致して配置されている。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図６の２次結像レンズ６のレンズ対６ａ１１、６ａ１２によって図３の視野マスク２の中央部分の十字開口部の一方２ａ１がセンサー７上に図７の像７ａ１１，７ａ１２のごとく投影され、センサー列上に撮影レンズによる開口部中の像が２次結像され、センサー７で光量分布として検出される。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
同様に２次結像レンズ６のレンズ対６ａ２１、６ａ２２によって図３の視野マスク２の中央部分の十字開口部の他方２ａ２がセンサー７上に図７の像７ａ２１，７ａ２２の如く投影され、センサー列上に撮影レンズによる開口部中の像が２次結像され、センサーに光量分布として検出される。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
次に本発明による画面周辺の焦点検出領域の絞りマスク５の絞り開口を視野の方向によって異ならせることの効果を説明する。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
正確な焦点検出を行う為には焦点検出を行う対物レンズ２１の射出瞳８の中に焦点検出光学系の絞りマスク（入射瞳）５を投影する必要がある。言い換えれば焦点検出光学系の絞りマスク５をフィールドレンズ３によって撮影レンズ２１の射出瞳８上に結像して、その像が撮影レンズ２１の射出瞳８からはみ出さないようにしておかなければならない。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
従って同方式の焦点検出光学系では撮影レンズと焦点検出光学系の瞳結合はフィールドレンズ３の適切なパワーの設定と絞りマスク５の絞り開口の適切な大きさの設定によって厳密に保たれることが必要とされる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
５は焦点検出光学系の絞りマスク及びそれが置かれる面（絞り面）を示している。３３は撮影レンズ２１の画面中央３５に入射する点線Ｌ１，Ｌ２で示す光束が絞り面５に到達する範囲を摸式的に示し、その中に焦点検出光学系の絞りマスク５の絞り開口３３ａ１，３３ａ２，３３ｂ１，３３ｂ２を示している。光束Ｌ１，Ｌ２は撮影レンズ２１の光束を決定する射出瞳８を模した絞り３１，３２に制限されて結像面３０の光軸上３５に結像する。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
Ｆ５．６の光束は絞り面５上に結像面３０と絞りマスク５の距離に応じた円（範囲）３３を描くことになる。この円３３の内側に焦点検出光学系の絞り開口を設ければ、撮影レンズ２１の射出瞳８と焦点検出光学系の入射瞳を適切に結合させる条件が整う。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
実際の焦点検出光学系では、撮影レンズ２１の結像面３０近傍にフィールドレンズ３等を配置して、絞りマスク５を射出瞳３１，３２近傍に結像させる作用を持たせる。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図中では下方の光束Ｌ３は射出瞳３１によって制限され、上方光束Ｌ４は射出瞳３２によって制限され、絞り面５において３４で示すような楕円形状の光束断面となる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
従って明るさ、焦点検出精度共に良好な焦点検出光学系を得るためには絞り開口３４ａ１，３４ａ２で示すような方向の分割をすることが望ましい。ここに画面中央と同じように直交する十字の焦点検出領域を確保しようとすれば紙面を上下に分割する絞り開口を設置する必要がある。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
しかし楕円３４で示すように使用できる光束が楕円形状であるため紙面上下方向に分割する絞り開口は面積が小さく、間隔の狭いものになってしまう。これはこの焦点検出光学系が暗さに弱く、精度の悪いことを意味している。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図９は本発明の焦点検出装置の画面周辺部の焦点検出光学系に用いる絞りマスク５の絞り開口を説明する図である。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
本発明では図５の絞り開口５ｂ１１，５ｂ１２，５ｂ２１，５ｂ２２で示すように、絞り開口（第１絞り）５ｂ１１，５ｂ１２が構成する焦点検出光学系は比較的暗い撮影レンズのＦ５．６以上の明るさを有する撮影レンズに対応し、絞り開口（第２絞り）５ｂ２１，５ｂ２２はＦ２８以上の明るい撮影レンズに対応している。勿論、絞り開口５ｂ１１，５ｂ１２で構成する焦点検出光学系はＦ５．６以上の明るさを持つ撮影レンズであれば焦点検出が可能である。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
そこで図５に示すように絞り開口の重心間隔を示す直線５３，５４は直交し、直線５４＞直線５３なる関係にしている。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
従って絞り開口（第２絞り）５ｂ２１，５ｂ２２で構成する焦点検出光学系の方が焦点検出精度が高く、明るい撮影レンズが要求する焦点検出精度との適合性に優れている。また絞り開口の開口面積を大きく取って焦点検出光学系としての明るさも確保し、これも明るい撮影レンズとの適合性に優れている。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
図１０は本発明の実施形態２の一部分の説明図である。１０６は２次結像レンズであり、これ以外の構成、作用は実施形態１と同じなので説明を省略する。実施形態２では２次結像レンズ１０６のレンズ部を絞りマスク５の直後側としている。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
これは絞りマスク５とレンズ部が離れた構成では多数のレンズ部を有する２次結像レンズでは有効部の広がりから光束のオーバーラップが生じ、ゴースト光となって著しい焦点検出精度の低下をもたらすからである。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
実施形態３では２次結像レンズ１１６の絞りマスク５側にプリズム部を有しており、センサー上の２次結像面の補正を行うと同時に、プリズム部で光束を外側に曲げることによりレンズ部での光束のオーバーラップを防ぐ効果を有している。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
本実施形態では絞りマスク５側に図１４（Ａ）で示す側をセンサー７側に図１４（Ｃ）で示す側を向けて２次結像レンズ１３６を配置している。絞りマスク５近傍の図１４（Ａ）に配置されたレンズ部１４１ａに入射した光束は絞りマスク５とレンズ部１４１ａが近い為、ほとんど広がることなく収斂作用をすぐに受けてセンサー７に入射する。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2000171696.tif 000001