(57)【要約】    【課題】  焦点検出領域の拡大や焦点検出精度を向上させることができる焦点検出装置及びそれを用いた光学機器を得ること。    【解決手段】  フィールドレンズ２と２次結像光学系２１と光電変換素子６とを有し、対物レンズ１の瞳の異なる領域を通過した光束を用いて物体像に関する複数の光量分布を２次結像光学系により光電変換素子の複数の画素列上にそれぞれ形成し、複数の光量分布の相対的な位置関係から対物レンズの結像状態を求める際、２次結像光学系は物体像を相関方向に複数に分離し、分離した複数の物体像を各々光電変換素子の複数の画素列上にそれぞれ結像させる結像手段４と分離される複数の物体像に基づく複数の光束を相関方向とは垂直、かつ互いに反対の方向に偏向させる偏向手段４１と偏向手段の偏向方向に生じる光束の波長によるずれ量の違いを補正する色ズレ補正手段５０とを有していること。【選択図】    図１
2005195786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズの予定結像面又はその近傍に配置されたフィールドレンズと、２次結像光学系と、複数の画素より成る画素列を複数備えた光電変換素子とを有し、該対物レンズの瞳の異なる領域を通過した光束を用いて物体像に関する複数の光量分布を該２次結像光学系により該光電変換素子の複数の画素列上にそれぞれ形成し、該複数の光量分布の相対的な位置関係から該対物レンズの結像状態を求める焦点検出装置において、
該２次結像光学系は、該複数の光量分布に基づく物体像を相関方向に複数に分離し、該分離した複数の物体像を各々該光電変換素子の複数の画素列上にそれぞれ結像させる結像手段と、該分離される複数の物体像に基づく複数の光束を相関方向とは垂直、かつ互いに反対の方向に偏向させる偏向手段と、該偏向手段の偏向方向に生じる光束の波長によるずれ量の違いを補正する色ズレ補正手段と、を有していることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記２次結像光学系は絞りを有し、前記結像手段は一対の２次結像レンズより成り、前記偏向手段は該２次結像レンズの光線入射面側に配置された第１のプリズム部材より成り、前記色ズレ補正手段は該偏向手段に対向する形で該絞りを挟んで配置された第２のプリズム部材より成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】
前記第１、第２のプリズム部材はその材質のアッベ数が互いに異なり、かつ該第１、第２のプリズム部材の偏向方向が互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記第１、第２のプリズム部材のうち、アッベ数の小さいプリズム部材の材質はポリカーボネイト又はポリスチレンであり、アッベ数の大きいプリズム部材の材質はアクリル又はオレフィン系の樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記結像手段は２次結像レンズより成り、前記偏向手段は該２次結像レンズの光線入射面側に配置されたプリズム部材より成り、前記色ズレ補正手段は該プリズム部材の光線入射面側に配置された回折光学素子より成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６】
前記光電変換素子の複数の画素列は相関方向に対して垂直方向に離れて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。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の焦点検出装置と、該焦点検出装置で求めた合焦信号に基づいて対物レンズの合焦レンズを駆動させることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焦点検出装置及びそれを用いた光学機器に関し、特に対物レンズの焦点調節状態を所謂像ずれ方式（位相差検出方式）を用いて検出するようにした、例えば一眼レフレックスカメラ、一眼レフレックス電子カメラ、デジタルカメラ、そしてビデオカメラ等の光学機器に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、多くの写真用カメラあるいはビデオカメラは自動焦点調節のための焦点検出装置を内蔵している。一眼レフカメラのように厳しいピント精度が要求される焦点検出装置においては、対物レンズ（撮影レンズ）による結像光束を一組の２次結像レンズへ導き、これら２次結像レンズにより形成された物体像（被写体像）に関する複数の光量分布を光電変換素子の画素列（ラインセンサー列）で受け、両光量分布の相対的位置関係から対物レンズの焦点調節状態を検出する像ずれ方式を用いた焦点検出装置が一般的に用いられている（例えば特許文献1参照）。
【０００３】
図８はこの種の像ズレ方式を用いた従来の焦点検出装置の要部断面図である。
【０００４】
同図において、Ｏは物体面（被写体面）、８１は対物レンズ、８２はフィールドレンズであり、対物レンズ８１の予定結像面（カメラにおける焦点面）８３の近傍に設けられている。８４ａ,８４ｂは各々２次結像レンズであり、対物レンズ８１の光軸Ｌを中心にして対称に配置されており、該対物レンズ８１の瞳の異なる領域８１ａ，８１ｂの夫々を通過した２つの光束に基づいて２つの物体像を結像させる。８６は光電変換素子であり、複数の素子より成る２つの画素列（ラインセンサー列）８６ａ,８６ｂを有しており、２次結像レンズ８４ａ,８４ｂによって結像された２つの物体像（物体像に関する複数の光量分布）の相対的位置関係を検出する。同図におけるラインセンサー列８６ａ,８６ｂは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等で構成される。
【０００５】
８８はマスクであり、２次結像レンズ８４ａ,８４ｂ近傍に設けられている。上記フィールドレンズ８２はマスク８８の開口部８８ａ，８８ｂを対物レンズ８１の異なつた瞳領域８１ａ，８１ｂに結像させている。８９は視野マスクであり、予定結像面８３の近傍に視野を制限するために設けられている。この視野マスク８９によってラインセンサー列８６ａ，８６ｂ上にできる２次像の大きさが制限され、隣のラインセンサー列に２次像がオーバーラップすることを防止している。
【特許文献１】特開２００１−６６４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような焦点検出装置では、例えば対物レンズ８１が物体側（図示左方）に繰り出されて、所謂前ピン状態となると２次結像レンズ８４ａ,８４ｂによって夫々のラインセンサー列８６ａ,８６ｂの受光面に結像されていた被写体面位置の物体像の２次像が夫々矢印Ａ方向にずれるので、この２次像の相対的なズレに応じたラインセンサー列８６ａ,８６ｂの出力の変化により前ピン状態であること及びその量が検出されることになる。また後ピン状態の場合には夫々の２次像が前ピン状態の場合と逆方向にずれるので、この２次像の相対的なズレに応じたラインセンサー列８６ａ,８６ｂの出力の変化により後ピン状態であること及びそのズレ量が検出される。
【０００７】
近年ではより広い範囲の焦点検出やより高い精度での焦点検出が求められている。そのため従来の焦点検出方式ではこれらの要求に応えることが難しい。以下、図９を用いて焦点検出範囲を拡大もしくは測距精度を向上させた場合に生じる問題点について説明する。図９において図８に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０００８】
同図において対物レンズ８１の光軸上の点Ｏを発した物体像に基づく光束は上記図８に示した従来の焦点検出装置と同様にラインセンサー列８６ａ,８６ｂの中心部分に結像する。一方軸外の点Ｏａを発した物体像に基づく光束に着目すると、該光束は対物レンズ８１の瞳８１ａ領域を通り視野マスク８９の上端の位置８９ａに結像する。その後光束はフィールドレンズ８２で偏向され、マスク開口部８８ａを通過した後、２次結像レンズ８４ａによってラインセンサー列８６ａ面上に結像する。このとき焦点検出領域を制限する視野マスク８９の開口が大きすぎるため、対物レンズ８１の瞳８１ａ領域を通過した光束は本来結像すべきラインセンサー列８６ａではなく、隣のラインセンサー列８６ｂの上端部に入射してしまう。尚、軸外の点Ｏｂを発した光束についても上記軸外の点Ｏａを発した光束と同様の問題点が生じる。
【０００９】
図１０に図９の焦点検出系によるラインセンサー８６面上の像（２次像）の状態を示す。同図の点線に示す像のできている範囲がラインセンサー列８６ａ,８６ｂ面上で重なっているため、単純に該ラインセンサー列８６ａ,８６ｂを延長しても２つの像の相関をとることができない。このことから単純に視野マスク８９を拡大するだけでは焦点検出領域を拡大することができないことが分かる。
【００１０】
また焦点検出精度を上げるため２次結像倍率、即ち予定結像面上での像とラインセンサー面上での像の結像倍率を大きくしようとした場合にも該ラインセンサー面上の像が大きくなるため、検出領域を拡大するのと同様に隣接するラインセンサー列に隣の像が入射するという問題点が発生する。ラインセンサー面上の像の大きさをそのままに焦点検出領域を拡大するため、この２次結像倍率を小さくすると逆に焦点検出精度の低下を引き起こす。
【００１１】
本発明は焦点検出領域の拡大や焦点検出精度を向上させることができる焦点検出装置及びそれを用いた光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明の焦点検出装置は、
対物レンズの予定結像面又はその近傍に配置されたフィールドレンズと、２次結像光学系と、複数の画素より成る画素列を複数備えた光電変換素子とを有し、該対物レンズの瞳の異なる領域を通過した光束を用いて物体像に関する複数の光量分布を該２次結像光学系により該光電変換素子の複数の画素列上にそれぞれ形成し、該複数の光量分布の相対的な位置関係から該対物レンズの結像状態を求める焦点検出装置において、
該２次結像光学系は、該複数の光量分布に基づく物体像を相関方向に複数に分離し、該分離した複数の物体像を各々該光電変換素子の複数の画素列上にそれぞれ結像させる結像手段と、該分離される複数の物体像に基づく複数の光束を相関方向とは垂直、かつ互いに反対の方向に偏向させる偏向手段と、該偏向手段の偏向方向に生じる光束の波長によるずれ量の違いを補正する色ズレ補正手段と、を有していることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記２次結像光学系は絞りを有し、前記結像手段は一対の２次結像レンズより成り、前記偏向手段は該２次結像レンズの光線入射面側に配置された第１のプリズム部材より成り、前記色ズレ補正手段は該偏向手段に対向する形で該絞りを挟んで配置された第２のプリズム部材より成ることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明は請求項２の発明において、
前記第１、第２のプリズム部材はその材質のアッベ数が互いに異なり、かつ該第１、第２のプリズム部材の偏向方向が互いに異なることを特徴としている。
【００１５】
請求項４の発明は請求項３の発明において、
前記第１、第２のプリズム部材のうち、アッベ数の小さいプリズム部材の材質はポリカーボネイト又はポリスチレンであり、アッベ数の大きいプリズム部材の材質はアクリル又はオレフィン系の樹脂であることを特徴としている。
【００１６】
請求項５の発明は請求項１の発明において、
前記結像手段は２次結像レンズより成り、前記偏向手段は該２次結像レンズの光線入射面側に配置されたプリズム部材より成り、前記色ズレ補正手段は該プリズム部材の光線入射面側に配置された回折光学素子より成ることを特徴としている。
【００１７】
請求項６の発明は請求項１の発明において、
前記光電変換素子の複数の画素列は相関方向に対して垂直方向に離れて配置されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項７の発明の光学機器は、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の焦点検出装置と、該焦点検出装置で求めた合焦信号に基づいて前記対物レンズの合焦レンズを駆動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、焦点検出領域を容易に拡大し、焦点検出精度を向上させることができる焦点検出装置及びそれを有する光学機器を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の焦点検出装置を一眼レフレックスカメラ（光学機器）に適用したときの実施例１の要部構成図である。図２（Ａ）は図１において焦点検出系を上面から見たときの要部断面図、図２（Ｂ）は図１において焦点検出系を側面から見たときの要部断面図である。
【００２２】
図中、１は脱着可能又は固定の対物レンズ（撮影レンズ）、１２は対物レンズ１の瞳、Ｌは対物レンズ１の光軸、１３は対物レンズ１の光軸Ｌ上に配置された半透過性の主ミラー、１５は焦点板であり、対物レンズ１による物体像が主ミラー１３を介して結像している。１６はペンタプリズム、１７は接眼レンズであり、焦点板１５上の物体像を観察している。尚、焦点板１５、ペンタプリズム１６、接眼レンズ１７の各要素はファインダー系の一要素を構成している。１４は対物レンズ１の像面側に光軸Ｌ上に対して斜めに配置された可動なサブミラーである。
【００２３】
１１は焦点検出系である。焦点検出系１１において、３は対物レンズ１の予定結像面である。２はフィールドレンズであり、予定結像面３上もしくはその近傍に光軸を一致させている。
【００２４】
２１は２次結像光学系であり、複数の光量分布に基づく物体像を相関方向に２つに分離し、該分離した２つの物体像を各々後述する光電変換素子６面上に結像させる結像手段４と、該分離される２つの物体像に基づく２つの光束を相関方向とは垂直、かつ互いに反対の方向に偏向させる偏向手段４１と、該偏向手段４１の偏向方向に生じる光束の波長によるずれ量の違いを補正する色ズレ補正手段５０とを有している。
【００２５】
本実施例における結像手段４は一対の２次結像レンズ４ａ，４ｂより成る。偏向手段４１は一対の偏向プリズム４１ａ，４１ｂを有する第１のプリズム部材より成り、該２次結像レンズ４ａ，４ｂの光線入射面に一体的に形成されている。色ズレ補正手段５０は一対の偏向プリズム５０ａ，５０ｂを有する第２のプリズム部材より成り、該第１のプリズム部材４１に対向する形で絞り８を挟んで配置されている。
【００２６】
第１、第２のプリズム部材４１，５０は、その材質のアッベ数が互いに異なるように構成されており、また第１、第２のプリズム部材４１，５０の偏向方向が互いに異なるように構成されている。尚、本実施例では第１のプリズム部材４１のアッベ数が第２のプリズム部材５０のアッベ数より大きくなるように構成している。
【００２７】
６は光電変換素子（ラインセンサー）であり、複数の素子より成るラインセンサー列（ラインセンサー列）６ａ,６ｂが相関方向に対して垂直方向に離れて配置されており、２次結像レンズ４ａ,４ｂによって結像された物体像に関する複数の光量分布の相対的な位置関係を求めている。
【００２８】
本実施例において対物レンズ１を通過した被写体からの光束は主ミラー１３により２つの光束に分割される。反射された光束は焦点板１５に被写体像を形成し、該被写体像（ファインダー像）はペンタプリズム１６を介して接眼レンズ１７により観察される。
【００２９】
一方、主ミラー１３を透過した光束はサブミラー１４を介して焦点検出系１１に入射する。そして焦点検出系１１で得られた出力信号に基づき、不図示の駆動機構によって対物レンズ１の焦点状態が調節される。
【００３０】
図２（Ａ），（Ｂ）にはラインセンサーの複数の画素の配列方向が矢印Ａで示されている。図２（Ａ）の矢印Ａ方向が焦点検出を行う２つの像の間隔（物体像に関する光量分布の間隔）を測る相関方向である。
【００３１】
本実施例では偏向プリズム４１ａ，４１ｂの光学的作用により２次結像位置が複数の画素の配列方向Ａに対して垂直方向に変位する。例えば図２（Ａ）では紙面に対し垂直方向に変位し、図２（Ｂ）では上下方向に変位する。
【００３２】
即ち、偏向プリズム４１ａ，４１ｂの光学的作用によって像（２次像）が変位することになり、図３で示すようなラインセンサー６面上への結像状態となる。ラインセンサー列６ａ，６ｂは矢印Ａで示す相関方向に対して垂直方向に離れて配置され、それに合わせて実線で示す２次像が偏向プリズム４１ａ，４１ｂのプリズム作用によってそれぞれのラインセンサー列６ａ，６ｂ位置に結像されている。
【００３３】
このような配置をとることで２つ２次像が重複することなく長いラインセンサー配列を得ることが出来、また広い測距領域が確保でき、さらには大きな２次結像倍率によって焦点検出制度を向上させることが容易となる。
【００３４】
次に絞り８を挟んで対向する第１、第２の２つのプリズム部材４１、５０の光学的作用について説明する。本実施例では第１、第２の２つのプリズム部材４１、５０を持つことにより格別の効果を得ている。
【００３５】
表１に本実施例における２次結像光学系の各要素の数値例を示す。
【００３６】
【表１】
2005195786.tif 000003
【００３７】
表１には各光学部材の材質の屈折率Ｎ、アッベ数（分散）νｄ、厚さＤ、そして曲率半径Ｒ等を示しており、各面番号が図２（Ａ）に振られたＳ１〜Ｓ５で示されている。例えば表１でＳ５が２次結像レンズ４ａ，４ｂの出射面に相当する。その他の光学部材はレンズのパワーを持たずに平面から成り、各偏向プリズム４１ａ，４１ｂ，５０ａ，５０ｂは夫々プリズム角度を持っている。また本実施例では２次結像レンズ４ａ，４ｂの焦点距離を１に規格化しており、２次結像倍率を０．２、開口絞り８ａ，８ｂの重心間隔を０．５としている。
【００３８】
はじめに偏向プリズム４１ａ，４１ｂにだけ光軸に対して相関方向と垂直な方向にプリズム角度を持たせた場合を考える。偏向プリズム４１ａ，４１ｂにだけプリズム角度を与えた場合、図４、図５に示すような像の横ズレ特性となる。
【００３９】
図４では横軸に角度、縦軸にｄ線（λ＝587.6nm）の対物レンズの光軸に対する横ズレ量を示している。同図から分かるようにプリズム角度の増大と共にズレ量は大きくなる。
【００４０】
図５には同様に偏向プリズム４１ａ，４１ｂにプリズム角度を与えた場合のｄ線（λ＝587.6ｎｍ）の波長を基準としたときのｇ線（λ＝435.8ｎｍ）およびｃ線（λ＝656.3ｎｍ）の像横ズレ量を示している。横軸は角度、縦軸は各波長のズレ量をｄ線との差で示している。同図から分かるようにプリズム角度が増大するにしたがってｄ線との像横ズレ量の差が拡大する。この結果、２つの像（２次像）の間隔を相関演算により求めピントのズレに換算する焦点検出系に重大な影響を与えることになる。
【００４１】
図６は光束の波長によって横ズレ量が異なる場合のピント検出に与える影響を説明するための説明図である。
【００４２】
同図においてはラインセンサー列６ａ，６ｂ面上に結像する２つの斜め線の像（２次像）を示している。実線が波長ｄ線による斜め線の像、破線が波長ｇ線による斜め線の像、一点差線が波長ｃ線による斜め線の像である。偏向プリズム４１ａ，４１ｂのプリズム作用により同図の左右方向に像は変位されている。
【００４３】
プリズムによる偏向角は材質の分散（アッベ数）により異なり、一般には波長の短い光束ほど大きな偏向作用を受ける。したがって実線で示されるｄ線（λ＝587.6ｎｍ）像よりも点線で示されるｇ線（λ＝435.8ｎｍ）像の方が右へ偏向されるプリズムによってより右に、左に偏向されるプリズムによってより左に変位させられる。
【００４４】
一点差線で示されるｃ線（λ＝656.3ｎｍ）像は逆にｄ線像よりも小さな変位量となる。２つのラインセンサー列６ａ，６ｂ面上にできた像の間隔から焦点検出を行う場合、ｄ線像の間隔をｄL、ｇ線像の間隔をｇL、ｃ線像の間隔をｃLとすると同図から
ｇL＞ｄL＞ｃL
と成っていることが分かる。これは横方向への波長によるずれ量の差が大きいほどこの傾向は顕著となり、相関を取る線像がラインセンサー列方向に傾くほど大きな影響を与える。線像の傾きが４５度の場合、横ずれ量と像間隔には１：１の関係が成り立つ。
【００４５】
本実施例の数値でその影響を示せば、像間隔０．０２の変化が１のピントずれに相当するため、図５からプリズム角２０度とした場合、ｇ線像のｄ線像との位置の差が０．００４であり、４５度の斜め線を仮定すればｇL−dL＝０．００８となり、ピント検出の波長差が０．４となる。この値は焦点検出系を構築する際、とても大きな誤差であり無視することは出来ない。例えば２次結像光学系の焦点距離として３ｍｍを仮定するならば０．４×３ｍｍとなり、波長による斜め線のピント検出誤差が１．２ｍｍ生じることになる。
【００４６】
次に偏向プリズム４１ａ，４１ｂにプリズム角度を与えると同時に偏向プリズム５０ａ，５０ｂにもプリズム角度を与えることを考える。第１、第２の２つのプリズム部材４１、５０が互いに異なる分散値を持つとすれば、プリズムによる像の横方向への像ズレ作用を与えつつ、単独のプリズムで発生する波長によるズレ量の違いを補正することが可能となる。
【００４７】
本実施例では偏向プリズム４１ａ，４１ｂにプリズム角度を与えると同時に偏向プリズム５０ａ，５０ｂに色ズレを補正するプリズム角度を与えている。即ち、偏向プリズム４１ａ，４１ｂの偏向方向に生じる光束の波長によるずれ量の違いを偏向プリズム５０ａ，５０ｂにより補正することにより、隣のラインセンサー列に２次像がオーバーラップすることを防止し、焦点検出領域の拡大や焦点検出精度の向上を図っている。
【００４８】
本実施例では第１のプリズム部材４１を構成する材質としてアクリル又はオレフィン系の樹脂、また第２のプリズム部材５０を構成する材質としてポリスチレンを用いている。アッベ数に違いがあれば異なる材料を用いても同様の効果が得られるし、組み合わせとしては逆にしてもよい。焦点検出系としての精度を保つためには本実施例のように吸湿性の少ない樹脂を選択するのが良い。ポリスチレンに変わる材料としては、例えば吸湿性の少ないポリカーボネートなどが知られている。
【００４９】
ここで表１と同じ条件の２次結像光学系２１を設定した場合、表２に示すように第１、第２の２つのプリズム部材４１、５０のプリズム角度Ｓ４，Ｓ２によってラインセンサー列６ａ，６ｂ面上での各波長の横ズレ量をほぼ同じにすることができる。
【００５０】
【表２】
2005195786.tif 000004
【００５１】
表２にはそのときほぼ同一となる横ズレ量をも合わせて示してある。このとき第１、第２の２つのプリズム部材４１、５０の角度の間に成立する関係はプリズム間隔や２次結像倍率などにより変化するため一義的に定義することは出来ないが、第１、第２の２つのプリズム部材４１、５０は波長の違いによる屈折率差に起因する屈折角度差を補う関係にあると考えれば、アッベ数が２波長間の屈折率差を表すことと、屈折角に関するスネル（Snell）の法則から
（（ｎｄ−１）／νｄ）×ｓｉｎθ＝（（ｎｄ’−１）／νｄ’）×ｓｉｎθ’
の関係を満足することで波長による像ズレ量変化を少なくすることができる。
【００５２】
ここでθ、θ’は各々光束の偏向プリズムに入射する入射角、ｎｄ、ｎｄ’は各々ｄ線に対する偏向プリズムの材質の屈折率、νｄ、νｄ’は各々波長分散を表すアッベ数である。
【００５３】
設計の要件により、多少角度を補正する必要が生じるが、それは設計事項である。実際には
０．７＜｛（（ｎｄ−１）／νｄ）×ｓｉｎθ｝／｛（（ｎｄ’−１）／νｄ’）×ｓｉｎθ’｝＜１．３                                          ‥‥‥（１）
を満たすことが肝要である。条件式（１）の範囲を外れると波長による横ズレ量が大きくなり正確なピンと検出ができなくなってくるので良くない。
【００５４】
更に好ましくは条件式（１）を、
０．９＜｛（（ｎｄ−１）／νｄ）×ｓｉｎθ｝／｛（（ｎｄ’−１）／νｄ’）×ｓｉｎθ’｝＜１．２                                ‥‥‥（１ａ）
とするのが良い。
【００５５】
本実施例の第１、第２の２つのプリズム部材４１，５０における（（ｎｄ−１）／νｄ）×ｓｉｎθと（（ｎｄ’−１）／νｄ’）×ｓｉｎθ’の計算値をＦ（Ｓ４）、Ｆ（Ｓ２）として表２に合わせて示してある。
【００５６】
このように本実施例においては上記の如く対物レンズ１による物体像を更に２次結像光学系２１で再結像させるに際し、対物レンズ１の瞳１２の異なった領域を通過する光束で夫々物体像に関する複数の光量分布をラインセンサー６面上に形成し、殊に２次結像光学系２１がラインセンサー６の相関方向である像走査方向（但し、走査順序に係わらないものとする。）に対して垂直に物体像を屈折する第１のプリズム部材４１を備えていると同時に、垂直方向に屈折することによって生じる波長によるラインセンサー６面上の像位置ズレを補正するための第２のプリズム部材５０を備えることにより、焦点検出領域を容易に拡大し、焦点検出精度を向上させている。
【００５７】
尚、本実施例では一対の偏向プリズム４１ａ，４１ｂを一対の２次結像レンズ４ａ，４ｂの光線入射面に一体的にして設けたが、これに限らず、該偏向プリズム４１ａ，４１ｂを独立にして設けても良い。
【００５８】
また本実施例では偏向手段として偏向プリズムを用いたが、これに限らず、物体像に基づく光束を相関方向とは垂直、かつ互いに反対の方向に偏向できる光学部材なら、本発明は適用可能である。
【実施例２】
【００５９】
図７は本発明の実施例２の焦点検出装置の光学系を側面から見たときの要部断面図である。同図において図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６０】
本実施例において前述の実施例１と異なる点は色ずれ補正手段として回折光学素子４３を用い、該回折光学素子４３を２次結像レンズ４４と一体化されたプリズム部材４２の光線入射面に形成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００６１】
即ち、同図において７１は２次結像光学系であり、複数の光量分布に基づく物体像を相関方向に２つに分離し、該分離した２つの物体像を各々ラインセンサー６面上に結像させる結像手段４４と、該分離される２つの物体像に基づく２つの光束を相関方向とは垂直、かつ互いに反対の方向に偏向させる偏向手段４２と、該偏向手段４２の偏向方向に生じる光束の波長によるずれ量の違いを補正する色ズレ補正手段４３とを有している。
【００６２】
本実施例における結像手段４４は一対の２次結像レンズより成る。偏向手段４２は一対の偏向プリズム４２ａ，４２ｂより成り、該２次結像レンズ４４の光線入射面と一体的に形成されている。色ズレ補正手段４３は一対の回折光学素子４３ａ，４３ｂより成り、偏向プリズム４２ａ，４２ｂの光線入射面に形成されている。
【００６３】
本実施例においては上記の如く偏向プリズム４２ａ，４２ｂの光線入射面に回折光学素子４３ａ、４３ｂを形成することによって、該偏向プリズム４２ａ，４２ｂによって生じる光束の波長による屈折角度の差を補正している。
【００６４】
回折光学素子による回折作用は以下の関係式（２）によって記述されることが一般に知られている。すなわち
ｓｉｎθ’＝ｎλ／Ｐ−ｓｉｎθ            ‥‥‥（２）
ここで、θ’は回折角度、ｎは回折次数、λは波長、Ｐは格子ピッチ、θは入射角である。
【００６５】
この関係式（２）から明らかなように回折角は波長に依存し、回折角の波長依存敏感度は格子ピッチによって制御可能である。
【００６６】
一般的なプリズムによる偏向は光学部材の波長分散の影響で波長の違いにより偏向角度に差が生じるが、ここに回折光学素子を設置することによって波長による偏向角度の差を緩和することができる。
【００６７】
このように本実施例では上記の如く２次結像光学系７１を構成することにより、実施例1に比してコンパクトに構成することができ、また実施例1と同様に焦点検出領域を容易に拡大し、焦点検出精度を向上させている。
【００６８】
尚、本実施例では一対の回折光学素子４３ａ，４３ｂを一対の偏向プリズム４２ａ，４２ｂの光線入射面に形成したが、これに限らず、該回折光学素子４３ａ，４３ｂを独立にして設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１のカメラへの適用例を示す要部概略図
【図２】本発明の実施例１の要部断面図
【図３】本発明の実施例１で用いるラインセンサーの説明図
【図４】プリズム角と像のズレ量を示すグラフ
【図５】波長による像のズレ量の違いを示すグラフ
【図６】波長による像のズレの影響を説明するための図
【図７】本発明の実施例２の要部断面図
【図８】従来の焦点検出装置の要部断面図
【図９】従来の問題点を説明する図
【図１０】従来の焦点検出装置に用いるラインセンサーの図
【符号の説明】
【００７０】
１  対物レンズ
２  フィールドレンズ
３  予定結像面
４，４４  結像手段
４ａ，４ｂ  ２次結像レンズ
６  光電変換素子
６ａ，６ｂ  ラインセンサー列
８  絞り
１１  焦点検出系
２１、７１  ２次結像光学系
４１、４２  偏向手段
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ  偏向プリズム
５０，４３  色ずれ補正手段
５０ａ，５０ｂ  偏向プリズム
４３ａ，４３ｂ  回折光学素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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】
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【図１０】
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