(57)【要約】【課題】  ＡＦ光学系の高画角化。【解決手段】  被写体からの光束を、ＡＦ（焦点検出）レンズを用いてＡＦ検出センサーに結像させ、ＡＦ検出を行う焦点検出装置において、ＡＦレンズに入射する中心光束幅を制限する開口絞りと別に配置される、ＡＦレンズとＡＦ検出用センサー間に配置される周辺光束幅を制限する副絞りを有することを特徴とする焦点検出装置。【選択図】        図１
2005025140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光束をＡＦ（焦点検出）レンズを用いてＡＦ検出用センサー上に結像させＡＦ検出を行う焦点検出装置において、ＡＦレンズに入射する中心光束幅を制限する開口絞りと別に配置される、ＡＦレンズとＡＦ検出用センサー間に配置される周辺光束幅を制限する副絞りを有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１において、焦点検出装置はパッシブ測距方式であり、ＡＦレンズの最大画角における開口効率をＳとしたとき下記条件式を満足することを特徴とする焦点検出装置。
０．２５＜Ｓ＜０．６０
【請求項３】
請求項２において、ＡＦレンズはプラッチック製の単レンズであり、その最大半画角をθとしたとき下記条件式を満足することを特徴とする焦点検出装置。
５．０＜θ＜１５．０
【請求項４】
請求項１乃至３において、周辺光束幅を制限する副絞りはＡＦレンズの被写体側にも有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至３において、開口絞りと副絞りはＡＦレンズを固定しているレンズホルダーに一体に形成されてい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、自動焦点調節機能、及び自動露出調整機能を有したカメラに関するもので、更に詳しくは撮影レンズ系と別にの被写体からの光束を用いて焦点検出を行うカメラの焦点検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のパッシブＡＦ（外光三角方式距離測定装置）の原理に関しては、下記、特許文献１の従来技術に記載されている通りである。また、被写体側で多点、広視野ＡＦに関しては、下記、特許文献２及び特許文献３等に記述されている。
【特許文献１】特開平０７−３３２９６９号公報
【特許文献２】特開平０６−２１４１４８号公報
【特許文献３】特開平０８−１０１３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら前記、特許文献２等の構成の場合、多点ＡＦを行おうとした場合、ＡＦレンズは通常単レンズの複眼の構成であるためであるため、その像面湾曲（中心像高と周辺像高のピント差）が問題になり、測距範囲は中心からある狭い範囲にかぎられてしまうといった問題がある。また、ＡＦレンズを屈折率の高い材料にしたり、複数枚レンズにして像面湾曲量を設計的に小さくする方法も考えられるがコストＵＰを避さけることは困難である。前記、特許文献３に記述されている様に、レンズを分割させ時分割で多点ＡＦにすることにより広視野ＡＦを得る手法が提案されているが、中心部測距時のＡＦレンズのＦナンバーが犠牲になったり、ＡＦレンズの横幅が大きくなりカメラが大型化してしまうといった問題がある。また、時分割するためのシャッター機構が必要であり、時分割をおこなうことによるデータ処理時間が長くなりシャッタータイムラグに影響してしまうといった問題があった。
【０００４】
本発明の目的は上記課題に鑑みてなされたものであり、ローコストで小型の構成でありながら広視野測距可能な焦点検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の焦点検出装置は、撮影レンズを透過する光束と別光束を用いて焦点検出する装置において、被写体からの光束をＡＦ（焦点検出）レンズを用いてＡＦ検出用センサー上に結像させ、ＡＦレンズに入射する中心光束幅を制限する開口絞りと別に配置される、ＡＦレンズとＡＦ検出用センサー間に配置される周辺光束幅を制限する副絞りを有することを特徴とする。
【０００６】
前記副絞りを配置することにより、中心光束のＦｎｏを暗くしない状態で周辺光束の焦点深度を深くすることが可能となり、ＡＦレンズで発生する広視野時の像面湾曲の影響からくるＡＦ精度の劣化を減少させることができる。また、受光部に入射するが外乱光の影響も低減が可能となる。
【０００７】
前記焦点検出装置はパッシブ測距方式であり、ＡＦレンズの最大画角における開口効率をＳとしたとき下記条件式を満足することが望ましい。
２５＜Ｓ＜０．６０
【０００８】
上記条件式において、下限を超えると周辺光束の回折の影響が大きくなってくるため結像性能が劣化してくるためＡＦ精度が得られなくなってくる。上限を超えると周辺光束の結像性能の劣化が大きくなってくる、更に像面湾曲に対するボケ低減効果が十分得られなくなる。
【０００９】
ＡＦレンズはプラッチック製の複眼単レンズであり、その最大半画角をθとしたとき下記条件式を満足することが好ましい。
５．０＜θ＜１５．０
【００１０】
プラスチックレンズの複眼単レンズであることはローコストであることの前提条件であり、上記条件式において、下限を超えると像面湾曲量の影響より逆に周辺光束の光量低下によるＡＦ精度の影響の比率が大きくなってくるため、総合的なＡＦ精度が劣化してしまう。上限を超えると像面湾曲の量が大きくなり、かつ周辺部での非点収差、コマ収差の発生量の大きさが影響して、広視野での十分なＡＦ精度が得られなくなる。
【００１１】
更に、周辺光束幅を制限する副絞りはＡＦレンズの被写体側にも有することが好ましい。この理由は、開口絞りに対して周辺部光束をできるだけ対称に制限した方が、コマ収差等を小さくできる。また、ＡＦレンズに入射してレンズ面で多重反射してゴーストフレアーになる成分も減少させることができるためＡＦ精度の向上を図ることができる。
【００１２】
開口絞りと副絞りはＡＦレンズを固定しているレンズホルダーに一体に形成されていることが好ましい。これは、開口絞りと副絞りをレンズを固定するホルダーに一体に形成することにより、ローコストを図ると同時にＡＦレンズに対して絞りを高精度で位置決めを可能とするものである。
【００１３】
上記構成を、改めて以下（１）〜（５）に整理して示す。
【００１４】
（１）被写体からの光束をＡＦ（焦点検出）レンズを用いてＡＦ検出用センサー上に結像させ焦点検出装置において、ＡＦレンズに入射する中心光束幅を制限する開口絞りと別に配置される、ＡＦレンズとＡＦ検出用センサー間に配置される周辺光束幅を制限する副絞りを有することを特徴とする焦点検出装置。
【００１５】
（２）上記（１）において、焦点検出装置はパッシブ測距方式であり、ＡＦレンズの最大画角における開口効率をＳとしたとき下記条件式を満足することを特徴とする焦点検出装置。
０．２５＜Ｓ＜０．６０
（３）上記（２）において、ＡＦレンズはプラッチック製の単レンズであり、その最大半画角をθとしたとき下記条件式を満足することを特徴とする焦点検出装置。
５．０＜θ＜１５．０
（４）上記（１）乃至（３）において、周辺光束幅を制限する副絞りはＡＦレンズの被写体側にも有することを特徴とする焦点検出装置。
【００１６】
（５）上記（１）乃至（３）において、開口絞りと副絞りはＡＦレンズを固定しているレンズホルダーに一体に形成されていることを特徴とする焦点検出装置。
【００１７】
上記（１）の焦点検出はカメラに配置され、ＡＦセンサーからの情報をもとにして、撮影光学系を所定の被写体に合焦するように撮影系を制御すると同時に、所定の被写体の露出量が所定の値になるようにカメラのフォーカスを制御することになる。また、更なるローコスト化、合焦精度を向上させるために、（２）以下の条件をみたすことにより多くの効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、焦点検出系の光学系に所定の副絞りを配置することにより、ローコストであるのにもかかわらず広角度域で、高精度な焦点検出が可能となる。またゴーストフレアー等に対しても強くなることにより、焦点検出の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を、実施例に基づいて図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の基本的な第一実施例を図１を用いて説明する。図１は焦点検出装置の基線長方向の光学断面を表すものである。１はＡＦレンズであり、図のように２眼の単レンズが一体となっている。この２眼レンズは対称配置と１となっているために上部のレンズ部にて説明する。被写体側からの中心光束ＡはＡＦレンズ１を透過したとき集光作用を得て、開口絞り２を通過する。この開口絞り２は中心光束Ａの光束幅を制限するためのものであり、さらに中心光束ＡはＡＦ検出用のラインセンサー３上に結像する。Ｂ及びＢ’はラインセンサー３上に結像する最大画角の光束を示すものであり、Ｂ及びＢ’は第２副絞り５を通過することにより、その光束幅を制限され、ＡＦレンズ１で収束作用を得た後、開口絞り２の中心部を通過し、第１副絞り４を通過することにより更にその光束幅を制限されＡＦ検出用のラインセンサー３上に結像する。従って、ＡＦ検出用のラインセンサー３の上には被写体像が形成されることになる。６はレンズホルダーであり、ＡＦレンズ１を固定すると同時に開口絞り２、第１副絞り４も形成されている。この実施例の場合第２副絞り５はレンズの取り付け上、別体構成となっているが、レンズホルダーの設計次第では第２副絞り５を一体化することも可能である。光束Ａ及びＢ、Ｂ’の光束幅を比較するとわかるように、第１副絞り５及び第２副絞り４によって周辺光束が制限されている。図２に副絞りが無い場合の光束の状態を示す。ここで、図１および図２におけるセンサー面上の像高に対するデフォーカスの基線長方向ＭＴＦの値を図３に示す。図３において、３１、３２は図２、図１に対応したものである。像高０は中心光束に対応したものであり、像高０．７９８は最大像高（最大画角）に対応するものである。図を見てわかるように、３２の場合周辺部のＭＴＦ深度が大幅に増加しているため、中心部での最大ＭＴＦのデフォーカス位置Ｘで周辺部（広視野測距点）でのＭＴＦ値が向上している。このように、通常の輝度の場合は広視野において高精度な測距を行うことが可能としている。また、低輝度時の測距において輝度のレベルがあるレベルを下回り周辺測距の精度が劣化する条件においては、中心測距に切り替えることにより誤測距確率を低減させている。
【００２１】
図４に本発明の第二実施例を説明する図を示す。図において、１はＡＦレンズであり２眼レンズの片方の構成を示している。２は開口絞り、３はＡＦ検出用のラインセンサー（結像面）、４は副絞りを表している。ここで副絞り４は、開口絞り２と結像面間に配置され周辺光束の光束幅を制限している。第二実施例におけるセンサー面上の像高に対するデフォーカスの基線長方向ＭＴＦの値を図５に示す。
【００２２】
図６に本発明の第三実施例を説明する図を示す。図において、１はＡＦレンズであり２眼レンズの片方の構成を示している。２は開口絞り、３はＡＦ検出用のラインセンサー（結像面）、４は副絞りを表している。ここで副絞り４は、開口絞り２と結像面３間に配置され周辺光束の光束幅を制限している。第三実施例におけるセンサー面上の像高に対するデフォーカスの基線長方向ＭＴＦの値を図７に示す。
【００２３】
本発明の第一の数値実施例を下記に示す。
（ＡＦ検出用レンズ）
焦点距離ｆ＝５．０、最大画角θ＝９．１°、Ｓ＝０．４０
開口絞り    位置ｒ２より０．４、絞り寸法１．３０ｘ３．２６（矩形）
第一副絞り  位置  開口絞りより１．５０、絞り寸法０．８０ｘ３．０（矩形）
第二副絞り  位置  ｒ１より０．０、絞り寸法１．９０ｘ５．０（矩形）
ｒ１  非球面    ｄ  ２．００    ｎ  １．５２９９６    ｖｄ  ５５．８
ｒ２  −１４．７２５２３
非球面係数（ｒ１）
Ｒ＝３．０７９２４
Ｂ＝−３．８３１３９Ｅ−３
Ｃ＝２．５４８０３Ｅ−４
Ｄ＝−１．７０２８７Ｅ−４
Ｅ＝１．３３８５９Ｅ−５
但し、非球面形状は下記関係式で定義されるものを示す。
【００２４】
【数１】
2005025140.tif 000003
【００２５】
第二数値実施例
（ＡＦ検出用レンズ）
焦点距離ｆ＝５．０、最大画角θ＝１３．５°、Ｓ＝０．３１
開口絞り    位置ｒ２より０．４、絞り寸法１．３０ｘ３．２６（矩形）
第一副絞り  位置  開口絞りより１．５０、絞り寸法０．８０ｘ３．２６（矩形）
ｒ１  非球面    ｄ  ２．００    ｎ  １．５２９９６  ｖｄ  ５５．８
ｒ２  −１４．７２５２３
非球面係数（ｒ１）
Ｒ＝３．０７９２４
Ｂ＝−３．８３１３９Ｅ−３
Ｃ＝２．５４８０３Ｅ−４
Ｄ＝−１．７０２８７Ｅ−４
Ｅ＝１．３３８５９Ｅ−５
【００２６】
第三数値実施例
（ＡＦ検出用レンズ）
焦点距離ｆ＝６．０、最大画角θ＝６．２°、Ｓ＝０．５６
開口絞り    位置ｒ２より０．４、絞り寸法０．８０ｘ４．００（矩形）
第一副絞り  位置  開口絞りより１．５０、絞り寸法０．６０ｘ４．００（矩形）
ｒ１  非球面    ｄ  ２．４０    ｎ  １．５２９９６  ｖｄ  ５５．８
ｒ２  −２３．９０１３５
非球面係数（ｒ１）
Ｒ＝３．５４０１３
Ｂ＝−１．８７２６６Ｅ−３
Ｃ＝−１．２８５０８Ｅ−４
Ｄ＝−１．２６６２９Ｅ−７
Ｅ＝−１．１９６８９Ｅ−６
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施例の基線長方向断面を示す図
【図２】従来例の基線長方向断面を示す図
【図３】本発明の第一実施例のセンサー面上のデフォーカスＭＴＦ特性を示す図
【図４】本発明の第二実施例の基線長方向断面を示す図
【図５】本発明の第二実施例のセンサー面上のデフォーカスＭＴＦ特性を示す図
【図６】本発明の第三実施例の基線長断面を示す図
【図７】本発明の第三実施例のセンサー面上のデフォーカスＭＴＦ特性を示す図
【符号の説明】
【００２８】
１  ＡＦ検出用レンズ
２  開口絞り
３  ＡF検出用ラインセンサー
４  第一副絞り
５  第二副絞り
６  レンズホルダー
Ａ  被写体側からの中心光束
Ｂ、Ｂ’  ラインセンサー上に結像する最大画角の光束
【図１】
2005025140.tif 000004
【図２】
2005025140.tif 000005
【図３】
2005025140.tif 000006
【図４】
2005025140.tif 000007
【図５】
2005025140.tif 000008
【図６】
2005025140.tif 000009
【図７】
2005025140.tif 000010