(57)【要約】【課題】入射光束を結像光学系内で分岐して合焦検出を行う場合において、使用状況に対応して合焦用焦点距離を可変とし、合焦の敏感度を調整する。【解決手段】フォーカス移動群１の像側の光路中に設けた分岐光学系２と、分岐光学系２からの分岐光束を用いて合焦状態を検出する合焦検出光学系４と、合焦検出光学系４からの情報を基に合焦演算を行う演算手段７と、演算手段７の出力によりフォーカス移動群１を駆動する駆動手段８とを有し、合焦検出光学系４の焦点距離を可変とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズの像側の光路中に配置された光束分岐手段と、該光束分岐手段からの分岐光束を用いて合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズの移動量を演算する演算手段と、該演算手段の出力に基づいて前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを有し、前記合焦検出手段は焦点距離が可変である合焦検出光学系を有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記合焦検出光学系の焦点距離は、前記合焦検出光学系中の移動レンズを光軸上で移動することにより可変とすることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記合焦検出光学系の焦点距離は、前記合焦検出光学系中の移動レンズを光軸上に挿入又は退避することにより可変とすることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載のレンズ装置と、該レンズ装置が接続されるカメラを有する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光路中に分岐光学系を有し、分岐光束を用いてオートフォーカスを行うレンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スチルカメラやビデオカメラ等の撮影装置におけるオートフォーカス（ＡＦ：合焦）技術は従来から種々提案され、特に光路中に分岐光学系を設け、分岐光路中に合焦検出光学系を設けたレンズ・撮像装置が、特許文献１、２で知られている。また、オートフォーカスに際して測距を行う領域、つまり測距枠を可変とする撮像装置が、特許文献３で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２７４１３０号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５５１７号公報
【特許文献３】特開平７−４６４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１、２のように結像光学系内の光路中に分岐光学系を有し、分岐光束により合焦状態を検出しオートフォーカスを行う撮像システムでは、合焦状態の検出に必要な光量を撮像側より分岐することによる光量低下が発生する。合焦状態を精度良く検出するためには検出系に導く光量を多く確保すればよいが、その分だけ撮像側の光量が低下するため、最終的にかなり暗い映像になってしまうことになり、合焦状態に検出に必要な光量を可能な限り抑制する必要がある。
【０００５】
また実際の撮像状態においては、撮像側の焦点距離やＦ値の変化により焦点深度が変化するために検出に必要な精度が変化してしまい、安定したオートフォーカス検知精度が確保できなくなる場合がある。
【０００６】
更に、暗い被写体など撮影状況の変化によっては、合焦精度よりも撮影側の光量を優先したい場合があるが、従来の技術では光路中の分岐光学系の反射率は常に一定であるため、撮影状況の変化に応じて撮影側の光量を変化させるという対応が難しい。
【０００７】
これに対して、例えば検出系の焦点距離を短焦点化すれば検出用の像が明るくなり、分岐すべき光量を抑制できるが、検出すべき像の移動量に関する所謂敏感度が低下し、検出精度が低下してしまう。逆に、検出系の焦点距離を長焦点化すれば検出すべき像の移動量の敏感度が上げられるが、検出用の像が暗くなり、分岐すべき光量を多く必要としてしまう。
【０００８】
このように従来技術では、光路中の分岐光学系の反焦点距離は常に一定であるため、撮影状況の変化に応じて検出すべき像の移動量の敏感度を変化させる対応ができない。
【０００９】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、入射光束を結像光学系内に分岐して合焦検出を行うレンズ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るレンズ装置の技術的特徴は、フォーカスレンズの像側の光路中に配置された光束分岐手段と、該光束分岐手段からの分岐光束を用いて合焦状態を検出する合焦検出手段と、該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズの移動量を演算する演算手段と、該演算手段の出力に基づいて前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段とを有し、前記合焦検出手段は焦点距離が可変である合焦検出光学系を有することにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るレンズ装置によれば、分岐光学系からの光束を用いて合焦状態を検出する合焦検出光学系の焦点距離を可変とすることで、撮影状況の変化に応じて検出すべき像の移動量の敏感度を変化させるという対応が可能となる。また、検出精度が必要である場合においても、検出系の焦点距離を検出用の像を暗くせずに長焦点化することで、検出すべき像の移動量の敏感度を上げることができ、検出系に分岐すべき光量を抑制できる。そしてその分、撮像側の光量を増加させることができるため、最終的に明るい画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１はオートフォーカス光学系の基本的構成図を示し、１枚のレンズ又は複数枚のレンズから成るフォーカス移動群１の像側の光路中に、少なくとも１つの分岐光学系２、撮像手段３が配置されている。分岐光学系２の分岐方向には合焦状態を検出する合焦検出光学系４が配置され、合焦検出光学系４はレンズ５とセンサ６を備えている。合焦検出光学系４の出力は演算手段７に接続され、演算手段７の出力はフォーカス移動群１を移動するための駆動手段８に接続されている。
【００１４】
そして、レンズ５の位置を移動することにより、合焦検出光学系４は焦点距離が可変とされ、撮影状況の変化に応じて、検出すべき像の移動量の敏感度を変化させるという対応が可能とされている。
【００１５】
例えば、合焦検出精度があまり必要でない通常の撮影をする場合に、合焦検出光学系４の焦点距離を短焦点化しておくことで検出用の像を明るくし、合焦検出光学系４に分岐すべき光量を抑制できる。そして、その分だけ撮像手段３の光量を増加させることができるため、最終的に明るい画像を得ることができる。
【００１６】
逆に、撮影する状況に関して合焦検出精度が必要である場合においても、合焦検出光学系４の焦点距離を検出用の像を暗くせずに長焦点化することで、検出すべき像の移動量の敏感度を上げることができる。
【００１７】
これにより、撮像手段３における光量が変化することがないため、最終的に画像の明るさに変化はなく、合焦状態に検出に必要な光量を抑制することが可能となる。
【実施例２】
【００１８】
図２に示すオートフォーカス光学系では、合焦検出光学系４中に少なくとも１つの移動レンズ群９が内蔵され、光軸方向に移動するようにされている。
【００１９】
合焦検出光学系４の焦点距離は、移動レンズ群９を光軸上で移動することにより可変できる。これは、通常のズームレンズやバリフォーカルレンズと同様の原理により焦点距離を可変とするものである。
【実施例３】
【００２０】
図３におけるオートフォーカス光学系は、合焦検出光学系４中に少なくとも１つの移動レンズ群１０が光軸上に挿入又は退避するようにされ、この焦点距離を切換えるようになっている。
【００２１】
これは、通常の撮像レンズに取り付けるフロント、リア、内蔵方式のコンバータレンズと同様の原理により、焦点距離を可変とするものである。
【００２２】
本発明に適用する結像光学系は、変倍系でも定倍系でも問題はない。
【００２３】
なお、上述の実施例のオートフォーカス光学系のフォーカス移動群１、分岐光学系２、合焦検出光学系４、演算手段７、駆動手段８を含むレンズ装置を、撮像手段３を含む撮像部に対して接続することにより、撮像装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】オートフォーカス光学系の基本的構成図である。
【図２】合焦検出光学系の焦点距離を変倍可能とした構成図である。
【図３】合焦検出光学系の焦点距離を切換可能とした構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  フォーカス移動群
２  分岐光学系
３  撮像手段
４  合焦検出光学系
７  演算手段
８  駆動手段
９、１０  移動レンズ群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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